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生物学
本试卷满分100 分，考试用时75 分钟。
一、选择题：本大题共16 小题，共40 分。第1～12 小题，每小题2 分；第13～16 小题，每
小题4 分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 我国大力推进生态文明建设，促进人与自然和谐共生。下列叙述错误的是（ ）
A. 生态环境法典的颁布，有利于对生态环境的系统性保护
B. 国家公园和国家植物园的建立，可有效保护生物多样性
C. 退耕还林工程的实施，有利于区域可持续发展
D. 绿色生活方式的倡导和践行，增大了生态足迹
【答案】D
【解析】
【详解】A、生态环境法典的颁布能从法律层面统一规范生态保护相关行为，有利于对生态环境开展系统
性保护，A 正确；
B、国家公园属于生物多样性就地保护的场所，国家植物园属于生物多样性迁地保护的场所，二者均可有
效保护生物多样性，B 正确；
C、退耕还林可增加区域植被覆盖率，改善区域生态环境，提升生态系统稳定性，有利于区域可持续发展，
C 正确；
D、生态足迹是指维持某一人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积，绿色生活方式可
减少资源消耗、降低废物排放，会减小生态足迹，D 错误。
2. 紫外线辐射能使DNA 分子形成异常化学键（如图）。该异常化学键发生在（ ）
A. 碱基
B. 磷酸
C. 脱氧核糖
D. 核糖
【答案】A
【解析】
【详解】DNA 分子的一条链由磷酸（圆形结构）和脱氧核糖（五边形结构）交替连接，一条链中的碱基
（方形结构）不会连在一起，而图中异常化学键连接两个方形结构，因此该异常化学键发生在碱基之间，
A 正确，BCD 错误。
3. “酵母菌的纯培养”实验中，下列操作不规范的是（ ）
A. 在火焰旁冷却接种环
B. 试管棉塞放超净台上
C. 接种前灼烧试管口
D. 划线时轻柔而迅速
【答案】B
【解析】
【详解】A、接种环灼烧灭菌后需在酒精灯火焰旁的无菌区冷却，既可以避免高温烫死待接种的酵母菌，
也能防止接种环被环境杂菌污染，操作规范，A 不符合题意；
B、试管棉塞放在超净台台面上时，会被台面上可能存在的杂菌污染，后续塞回试管时会造成培养基、菌
种污染，正确操作应将棉塞夹在手指缝隙中，该操作不规范，B 符合题意；
C、接种前灼烧试管口可以杀灭试管口附着的杂菌，避免杂菌侵入试管内部污染培养物，属于标准无菌操
作，C 不符合题意；
D、划线时动作轻柔可防止划破固体培养基表面影响菌落分离，动作迅速可减少培养物和空气的接触时间，
降低杂菌污染概率，操作规范，D 不符合题意。
4. 被子植物花粉发育过程中，小孢子会发生一次有丝分裂，形成一个营养细胞（未来发育成花粉管）和一
个生殖细胞（未来发育成精子），这两个细胞（ ）
A. 基因组序列不同
B. 来源不同
C. 染色体数目相同
D. 表达的基因相同
【答案】C
【解析】
【详解】A、营养细胞和生殖细胞是同一个小孢子经有丝分裂产生的，有丝分裂会将亲代细胞的核遗传物
质精确复制后平均分配到子细胞中，因此二者核基因组序列完全相同，A 错误；
B、两个细胞均来源于同一个小孢子的有丝分裂，来源相同，B 错误；
C、有丝分裂的特征是子细胞的染色体数目与亲代细胞完全一致，因此两个细胞的染色体数目都和小孢子
相同，二者染色体数目一致，C 正确；
D、两个细胞的功能不同，分别发育为花粉管和精子，这是细胞分化的结果，实质是基因的选择性表达，
因此二者表达的基因存在明显差异，D 错误。
5. 用玻璃纸（半透膜）密封长颈漏斗口，向漏斗内注入蔗糖溶液，将装置浸入盛有清水的烧杯中并使漏斗
管内外液面等高。据图推测，一段时间后漏斗内外分子的分布情况可能是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】据图可知，一段时间后漏斗液面升高，说明蔗糖不能透过半透膜、水分子可自由通过，初始时漏
斗内蔗糖溶液渗透压高于烧杯清水，水分子整体向漏斗内运输，蔗糖始终保留在漏斗侧，最终漏斗内蔗糖
浓度降低，所以一段时间后蔗糖分子仅分布在半透膜的一侧且浓度变低（图中蔗糖分子减少），半透膜两
侧均有水分子，A 符合题意，BCD 不符合题意。
6. 某种硝化细菌能将NH3氧化形成HNO2，并利用该过程释放的能量将无机物合成为有机物。该种细菌（
）
A. 具有核膜
B. 为异养生物
C. 可利用光能
D. 可固定CO2
【答案】D
【解析】
【详解】A、硝化细菌属于原核生物，原核生物没有以核膜为界限的细胞核，不具有核膜，A 错误；
B、该细菌能利用氧化NH3释放的能量将无机物合成为有机物，属于自养生物，不属于异养生物，B 错误；
C、该细菌合成有机物利用的是氧化NH3过程释放的化学能，无法利用光能，C 错误；
D、该细菌通过化能合成作用合成有机物，可利用CO2作为碳源，将其转化为有机物中的碳，D 正确。
7. 研究表明，运动可促进骨骼肌细胞释放肌因子（一类蛋白质），进而诱导黑色素瘤细胞凋亡。下列叙述
错误的是（ ）
A. 肌因子可通过胞吐方式释放到内环境
B. 肌因子随体液定向运输至黑色素瘤细胞
C. 诱导黑色素瘤细胞凋亡有助于维持稳态
D. 该过程说明骨骼肌细胞具有内分泌功能
【答案】B
【解析】
【详解】A、肌因子属于蛋白质类大分子，大分子物质排出细胞的方式为胞吐，因此肌因子可通过胞吐方
式释放到内环境，A 正确；
B、肌因子随体液运输的过程是不定向的，可运输到全身各处，仅因为黑色素瘤细胞存在对应受体才会作
用于该细胞，B 错误；
C、细胞凋亡可清除体内癌变的异常细胞，维护内环境的稳定，因此诱导黑色素瘤细胞凋亡有助于维持稳
态，C 正确；
D、骨骼肌细胞可分泌肌因子这类信号分子，通过体液运输作用于靶细胞发挥调节作用，说明骨骼肌细胞
具有内分泌功能，D 正确。
8. 艾弗里等人将DNA 酶加入细胞提取物探究生物的遗传物质。下列科学史实验运用的自变量控制原理与
该实验相同的是（ ）
A. 将胰岛提取物注入被摘除胰腺的狗探究糖尿病的治疗
B. 移植睾丸到被阉割的公鸡探究雄激素的分泌器官
C. 用锡箔罩住金丝雀虉草胚芽鞘尖端探究植物向光性原因
D. 向水稻幼苗喷施赤霉菌培养基滤液探究恶苗病成因
【答案】C
【解析】
【详解】A、该实验给摘除胰腺的狗额外注射胰岛提取物，属于人为施加自变量（添加胰岛提取物），运
用了自变量控制的加法原理，与题干实验原理不同，A 错误；
B、该实验给被阉割的公鸡移植睾丸，属于人为施加自变量（补充睾丸），运用了自变量控制的加法原理，
与题干实验原理不同，B 错误；
C、该实验用锡箔罩住胚芽鞘尖端，人为去除了尖端接受单侧光刺激的条件，运用了自变量控制的减法原
理，与题干实验原理相同，C 正确；
D、该实验给水稻幼苗喷施赤霉菌培养基滤液，属于人为施加自变量（添加赤霉菌培养基滤液），运用了
自变量控制的加法原理，与题干实验原理不同，D 错误。
9. 鲫鱼骨骼肌细胞缺氧时，葡萄糖在细胞质基质分解产生的丙酮酸在线粒体内转化为乙醛和CO2，乙醛进
入细胞质基质转化为乙醇，最终经鳃排出。上述过程与人体细胞无氧呼吸相比，两者（ ）
A. 第一阶段反应都相同
B. 反应的场所都相同
C. 最终产物都相同
D. 催化反应的酶都相同
【答案】A
【解析】
【详解】A、两种呼吸方式的第一阶段均为葡萄糖在细胞质基质中分解生成丙酮酸、[H]，同时释放少量能
量，反应过程完全相同，A 正确；
B、人体细胞无氧呼吸的全过程都在细胞质基质中进行，而题干中鲫鱼的丙酮酸转化为乙醛和CO₂ 的过程
发生在线粒体，二者反应场所不完全相同，B 错误；
C、鲫鱼该过程的最终产物是乙醇和CO₂，人体细胞无氧呼吸的最终产物是乳酸，二者最终产物不同，C
错误；
D、酶具有专一性，二者后续的反应过程不同，因此催化反应的酶存在差异，D 错误。
10. 广东省众多的古村落周边常有被充分保护的防护林，可供村民、游客休憩。下列叙述错误的是（
）
A. 光照的差异是防护林群落中植物垂直分层的主要原因
B. 防护林最终会演替为与环境相适应的稳定群落
C. 清除外来入侵物种不利于防护林物种多样性维持
D. 若干扰超过一定限度，防护林生态系统稳定性会下降
【答案】C
【解析】
【详解】A、群落中植物垂直分层的主要影响因素是光照，防护林内不同高度的光照强度存在差异，适合
不同需光类型的植物生长，因此光照差异是植物垂直分层的主要原因，A 正确；
B、群落演替的最终结果是形成与当地气候、土壤等环境条件相适应的相对稳定的顶级群落，若无过度外
界干扰，防护林最终会演替为稳定群落，B 正确；
C、外来入侵物种往往缺乏天敌、竞争力强，会挤压本地物种的生存空间，导致本地物种消亡、物种多样
性下降，清除外来入侵物种可保护本地物种，有利于防护林物种多样性的维持，C 错误；
D、生态系统的自我调节能力具有一定限度，若干扰超过该限度，生态系统的结构和功能会被破坏，防护
林生态系统的稳定性会下降，D 正确。
11. 我国科学家通过对18 种长臂猿的基因组进行测序，发现其长臂性状均与SHH 基因中205 个碱基对的缺
失有关。下列分析正确的是（ ）
A. 长臂性状的产生是环境定向诱导基因突变的结果
B. SHH 基因的碱基对缺失发生在长臂猿的共同祖先中
C. SHH 基因的碱基对缺失不利于长臂猿的生存
D. 自然选择通过改变SHH 基因的突变率来影响长臂猿的进化方向
【答案】B
【解析】
【详解】A、基因突变具有不定向性，环境只能对突变产生的性状进行定向选择，无法定向诱导基因突变
产生特定性状，A 错误；
B、18 种长臂猿的长臂性状均由SHH 基因相同的碱基对缺失导致，说明该变异发生在所有长臂猿的共同祖
先中，之后随遗传保留在各类群中，B 正确；
C、现存的18 种长臂猿均保留该碱基对缺失对应的长臂性状，说明该性状适应长臂猿的生存环境，属于有
利变异，有利于其生存，C 错误；
D、自然选择通过定向改变种群的基因频率决定生物进化的方向，不会改变基因的突变率，D 错误。
12. 中华鲟和长江鲟均为国家重点保护动物，其性成熟时间分别约为20 年和5 年。如图示我国科学家运用
鱼类生殖干细胞移植技术成功繁殖中华鲟的过程，该技术显著缩短了繁殖周期。下列分析错误的是（
）
A. ①示从供体中华鲟分离性腺组织
B. ②示用胰蛋白酶处理，获取生殖干细胞
C. ③示干细胞移植过程，应在无菌环境中操作
D. ④示体外受精，受精卵基因组均与中华鲟的相同
【答案】D
【解析】
【详解】A、本技术的目的是繁殖中华鲟，生殖干细胞存在于性腺组织中，因此①是从供体中华鲟分离性
腺组织，A 正确；
B、动物组织细胞间通过蛋白质类物质连接，用胰蛋白酶处理可分解胞间连接物质，将性腺组织分散为单
个生殖干细胞，B 正确；
C、细胞移植操作需要在无菌环境中进行，避免杂菌污染导致移植失败，因此③干细胞移植过程应保持无
菌环境，C 正确；
D、④表示体外受精作用，受精卵基因组来自中华鲟和长江鲟，D 错误。
13. 我国科学家从由单细胞H 藻引起的赤潮海域中分离获得优势细菌P 菌。为研究两者的种间关系，设置
了H 藻、P 菌单独培养和共同培养3 个实验组，生长曲线见图。下列分析错误的是（ ）
A. 共同培养时P 菌的K 值约为每升4.0×108个
B. 两种培养条件下H 藻种群数量增长趋势均为S 形
C. 两种培养条件下H 藻在第18～21 天的增长速率相近
D. 实验结果表明H 藻和P 菌的种间关系是原始合作
【答案】D
【解析】
【详解】A、共同培养的P 菌（虚线圆点曲线）稳定后，对应右侧纵轴的K 值约为4.0×108个⋅L−1，A 正确；
B、无论是单独培养还是共同培养，H 藻的种群数量都是先增长、后趋于稳定，增长趋势均为S 形，B 正确；
C、18～21 天，两种培养条件下H 藻的种群数量变化量（纵坐标变化）相近，时间间隔相同，因此增长速
率相近，C 正确；
D、原始合作的定义是：两种生物共同生活时双方受益，但分开后各自都能独立生存。从图中可见，单独
培养P 菌时，P 菌种群数量持续降低，几乎不能存活，说明P 菌无法离开H 藻独立生存，二者不属于原始
合作，D 错误。
14. 学农小组的同学发现农户大棚黄瓜果实普遍存在弯曲现象（如图），黄瓜果实弯曲造成产量和品质的
大幅度下降。经查阅文献，并对黄瓜果实发生弯曲的可能原因和解决方法进行了分析讨论，得出下列结论，
其中正确的是（ ）
A. 因幼瓜发生病变导致其失去向地性而产生弯曲
B. 因受精不均匀，受精较少一侧生长缓慢而产生弯曲
C. 均匀涂抹低浓度的细胞分裂素可预防幼瓜弯曲
D. 在凸面涂抹低浓度的生长素类调节剂可降低弯曲程度
【答案】B
【解析】
【详解】A、若幼瓜病变失去向地性，不会导致大棚黄瓜普遍出现弯曲现象，且向地性缺失不是果实弯曲
的常见原因，A 错误；
B、受精后发育中的种子可产生生长素，促进子房发育为果实，受精不均匀时，受精少的一侧种子少，产
生的生长素更少，生长速度更慢，两侧生长速度不均导致果实弯曲，B 正确；
C、细胞分裂素主要作用是促进细胞分裂，而促进果实生长、预防弯曲主要依赖生长素的作用，均匀涂抹
低浓度细胞分裂素无法达到预防效果，C 错误；
D、低浓度生长素类调节剂可促进生长，弯曲瓜的凸面本身生长速度更快，若在凸面涂抹低浓度的生长素
类调节剂，会使凸面生长进一步加快，加大弯曲程度，D 错误。
15. 研究人员发现，B7-H4 蛋白在人滋养层细胞和某种乳腺癌细胞中高表达，且该蛋白与孕激素、细胞毒
性T 细胞的关系见图。已知细胞毒性T 细胞可杀伤滋养层细胞和癌细胞。据图分析，下列叙述错误的是（
）
A. 滋养层细胞将来会发育成胎膜和胎盘的一部分
B. 该种乳腺癌细胞通过表达B7-H4 蛋白逃避免疫监视
C. 孕妇体内孕激素水平低下可能因免疫异常导致流产
D. 孕激素类似物可抑制该种乳腺癌患者体内癌细胞生长
【答案】D
【解析】
【详解】A、囊胚阶段，内细胞团发育为胎儿的各种组织，滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，A 正确；
B、乳腺癌细胞表达B7-H4 后，抑制了细胞毒性T 细胞对自身的杀伤，因此可以逃避免疫监视，B 正确；
C、孕妇孕激素水平低下，会使滋养层细胞B7-H4 表达减少，对细胞毒性T 细胞的抑制作用减弱，细胞毒
性T 细胞杀伤滋养层细胞，最终可能导致流产，C 正确；
D、孕激素类似物与孕激素作用相似，会促进乳腺癌细胞表达更多B7-H4，增强对细胞毒性T 细胞的抑制，
减少细胞毒性T 细胞对癌细胞的杀伤，进而会促进癌细胞生长，D 错误。
16. 某种早发高度近视是由X 染色体上的ARR3 基因突变引起的遗传病，其特点是携带致病基因的女性几
乎都患病，而携带致病基因的男性仅1/3 患病。如图为该病的一个家族系谱图，该家系中携带致病基因的
女性可视为100%患病，且Ⅰ-2 和Ⅱ-3 均不携带致病基因。下列分析错误的是（ ）
A. 该病与红绿色盲具有不同的遗传方式
B. Ⅱ-4 与Ⅲ-5 所携带的致病基因均源自Ⅰ-1
C. Ⅲ-1 与Ⅲ-2 再生一个正常男孩的概率是5/12
D. Ⅲ-3 与Ⅲ-4 再生一个正常孩子的概率是1/3
【答案】D
【解析】
【详解】A、分析题意可知，该病是由X 染色体上的ARR3 基因突变引起的遗传病，由于系谱图中II-2 患
病而Ⅰ-2 不携带致病基因，说明该病不是隐性遗传病，故是伴X 染色体显性遗传病，而红绿色盲是伴X 染
色体隐性遗传病，二者遗传方式不同，A 正确；
B、设该病致病基因为A（显性致病），正常基因为a，该家系中携带致病基因的女性可视为100%患病，
Ⅰ-2 不携带致病基因，则Ⅰ-1 是携带致病基因的正常男性（XAY），Ⅰ-2 不携带致病基因（XaXa），因此
Ⅱ-4 的致病基因一定来自Ⅰ-1；Ⅲ-5 是Ⅱ-2（XAXa，致病基因来自Ⅰ-1）和不携带致病基因的Ⅱ-3（XaY）
的患病女儿，致病基因也源自Ⅰ-1，B 正确；
C、Ⅱ-3 不携带致病基因，基因型是XaY，则III-2 基因型是XAXa，Ⅲ-1 是正常男性，基因型可能是XAY 或
XaY，但无论哪种情况，Ⅲ-1 与Ⅲ-2 所生子代中男孩XAY=XaY=1/4，由于携带致病基因的男性仅1/3 患病，
故Ⅲ-1 与Ⅲ-2 再生一个正常男孩的概率=1/4XaY＋2/3×1/4XAY=5/12，C 正确；
D、Ⅲ-3 是患病女性，基因型为XAXa，Ⅲ-4 是正常男性且生有正常女儿，基因型是XaY，子代基因型及比
例是XAXa：XaXa：XAY：XaY=1 1 1 1
∶∶∶，其中患病个体包括1/4XAXa＋1/3×1/4XAY=1/3，则生一个正常孩子的
概率=1-1/3=2/3，D 错误。
二、非选择题：本大题共5 小题，共60 分。考生根据要求作答。
17. Rubisco 是植物光合作用暗反应阶段的关键酶。水稻中的Rubisco 由核基因（S）编码的小亚基和叶绿体
基因（L）编码的大亚基组成。通过对野生型水稻S 基因进行编辑，获得了单基因突变体植株，以研究
Rubisco 对光合作用的影响。
回答下列问题：
（1）S 基因在__________中转录形成的mRNA 在细胞质翻译成肽链后进入叶绿体，肽链在叶绿体基质中
形成一定空间结构后与____________组装构成完整Rubisco。
（2）研究发现，突变体与野生型叶片中Rubisco 的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变，但突变体叶片
中Rubisco 总活性显著降低，可能的原因是____________________________________________________。
（3）水稻在大气CO2浓度条件下净光合速率与光照强度关系如图所示。已知突变体与野生型的呼吸速率
基本一致，推测突变体的净光合速率变化曲线。与野生型相比，突变体的光饱和点___________（填“升
高”“不变”或“降低”）；在达到光饱和点之前，突变体净光合速率的限制因素是_____________；在C
区提高_____________________________时，野生型净光合速率的变化趋势为先升高后趋于稳定。
注：a 点为光饱和点（光合速率不再随光照强度增加而增加时的光照强度）
（4）野生型与突变体净光合速率的变化曲线会出现部分重合，重合部分一定会在__________区出现，推
测曲线重合的原因是______________________________________________________________________。
【答案】（1） ①. 细胞核 ②. L 基因编码的大亚基
（2）突变体中Rubisco 酶合成量减少，酶总浓度降低，酶总催化活性显著下降
（3） ①. 降低 ②. 光照强度 ③. CO2浓度（二氧化碳浓度）
（4） ①. A
.
②低光照强度下，光反应产生的ATP 和NADPH 不足，是光合速率的主要限制因素，
A 区光照强度较低，Rubisco 活性差异不影响暗反应速率
【解析】
【小问1 详解】
S 是核基因，真核生物的核基因转录发生在细胞核中；Rubisco 由核基因（S）编码的小亚基和叶绿体基因
（L）编码的大亚基组成，S 编码的小亚基进入叶绿体后，需要和叶绿体基因L 编码的大亚基组装才能形成
完整的Rubisco。
【小问2 详解】
突变体叶片中Rubisco 的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变，说明单个Rubisco 的催化能力不变；突变
是S 基因被编辑，S 负责编码小亚基，因此S 基因突变后，小亚基合成量减少，能组装得到的完整Rubisco
总数量减少、总浓度降低，最终导致总催化活性显著下降。
【小问3 详解】
突变体Rubisco 总活性更低，暗反应固定CO₂ 的能力更弱，较低光照强度下，光反应产生的ATP 和
NADPH 就能满足减弱的暗反应需求，光合速率就会达到饱和，因此和野生型相比，突变体的光饱和点降
低；达到光饱和点之前，净光合速率随光照强度升高而升高，说明此时光照强度是净光合速率的主要限制
因素；C 区是光照强度超过野生型光饱和点的区域，此时光照已经不再是限制因素，大气CO₂ 浓度条件下，
暗反应的限制因素主要是CO₂ 浓度，因此提高CO₂ 浓度（二氧化碳浓度）后，暗反应速率提升，净光合速
率先升高，CO₂ 饱和后趋于稳定。
【小问4 详解】
结合题意及题图信息可知，A 区光照强度极低，此时限制光合作用的关键因素是光照强度：低光照强度下，
光反应产生的ATP 和NADPH 不足，是光合速率的主要限制因素，A 区光照强度较低，Rubisco 活性差异
不影响暗反应速率，因此突变体和野生型净光合速率没有明显差异，曲线重合。
18. 近年高温天气频发，给人类健康带来严峻挑战。研究发现，经热应激预处理的小鼠，更易出现肥胖及
代谢紊乱。我国科学家围绕“热应激如何导致持久性代谢功能障碍”展开研究。回答下列问题：
（1）对小鼠脑内位于_____________的体温调节中枢进行检测，发现热应激后L 型星形胶质细胞内特定基
因发生去甲基化，可形成持久的“热记忆”，该现象属于______________。
（2）蛋白组学筛查发现，热应激显著增加皮肤和血清中的KLK14 蛋白含量。该蛋白可经血液循环进入脑
内。为明确KLK14 蛋白对L 型星形胶质细胞的作用，研究人员构建了皮肤特异性KLK14 基因敲除（KO）
小鼠，实验结果见图1。
据图1 分析，______________________________________（答组别+指标）存在显著差异，说明热应激引
起的KLK14 蛋白增多主要源于皮肤。为进一步验证KLK14 蛋白能促进L 型星形胶质细胞增多，需增设一
个
实
验
组
：
_____________________________________________________________________________________。
（3）实验证明，热应激促进L 型星形胶质细胞释放GABA 递质，抑制邻近OXT 神经元活动。已知OXT
神经元可激活交感神经系统来调节机体的代谢。综合上述信息，补充图2 调节通路中①、②效应
___________（填“兴奋”或“抑制”）。
（4）该研究揭示了机体对热应激长期效应的______________调节机制。基于上述调节通路，提出一种干
预热应激长期效应，且不影响其短期效应的策略。
__________________________________________________。
【答案】（1） ①. 下丘脑 ②. 表观遗传
（2） ①. B 组与C 组的血清KLK14 含量、L 型星形胶质细胞百分比 ②. 给皮肤KLK14 基因敲除
（KO）小鼠进行热应激处理，同时注射KLK14 蛋白，检测L 型星形胶质细胞的占比
（3）抑制、抑制 （4） ①. 神经-体液 ②. 抑制KLK14 蛋白的活性（或阻断KLK14 进入脑组
织/阻断GABA 对OXT 神经元的抑制作用）
【解析】
【小问1 详解】
小鼠的体温调节中枢位于下丘脑；表观遗传是指DNA 碱基序列不改变，仅通过甲基化等化学修饰改变基
因表达，产生可遗传的性状改变，基因去甲基化形成持久“热记忆”的现象属于表观遗传。
【小问2 详解】
据题图1 信息可知，同为热应激处理，野生型B 组和皮肤KLK14 敲除的C 组相比，血清KLK14 含量、L
型星形胶质细胞占比均显著更高，说明热应激引起的KLK14 增多主要来源于皮肤。要进一步验证KLK14
促进L 型星形胶质细胞增多，需要在敲除KLK14 的基础上补充KLK14，因此增设实验组为：对皮肤
KLK14 敲除小鼠做热应激处理，同时注射KLK14 蛋白，检测L 型星形胶质细胞占比。
【小问3 详解】
据题干信息可知，热应激短期效应是降低体温，需要增加皮肤散热，因此支配皮肤血管的交感神经被抑制，
使血管舒张、散热增加；OXT 神经元可激活支配脂肪组织的交感神经，而热应激促进L 型星形胶质细胞释
放GABA 递质，抑制邻近OXT 神经元活动，因此支配脂肪组织的交感神经被抑制，脂肪代谢减慢、脂肪
积累，最终体重增加，符合长期效应。
【小问4 详解】
据题干信息可知，机体对热应激长期效应的调节通路既有神经系统（神经中枢、传入、传出神经）参与，
又有KLK14 蛋白通过体液运输发挥作用，因此属于神经-体液调节。基于上述调节通路可知，短期降温通
路不依赖KLK14 通路，因此仅阻断KLK14 通路的任意环节，即可干预长期效应，同时不影响热应激的短
期体温调节效应，故干预策略为抑制KLK14 蛋白的活性（或阻断KLK14 进入脑组织/阻断GABA 对OXT
神经元的抑制作用）。
19. 水库兼具水源供给与生态旅游服务功能，但部分水库面临水质退化与富营养化等问题，影响了区域可
持续发展。研究人员以某大型水库为对象，系统分析其生态系统结构与能量流动规律（如图），以采取适
当管理措施实现生态与经济协同增效。
注：数值示不同营养级间的能量流动（单位：
）或转化效率（某一营养级产出的能量占流入
该营养级能量的百分比）
回答下列问题：
（1）图中显示，多个营养级不同食性的鱼类均有部分能量流出该生态系统，主要用于休闲垂钓和食用等。
这体现了生物多样性的_____________价值。
（2）在有限的库区水域内，某种优势鱼类种群数量的增加会导致病原体传播加速，进而抑制种群数量的
进一步增长。这种影响因素属于______________________。
（3）水库生态系统存在“清水态”和“浊水态”两种状态。若当前水库处于水华严重的浊水态，仅通过
减少氮磷输入无法使其自动恢复为清水态。据图，从生态系统能量流动的角度推测其主要原因是
_____________________________________________________________________（答两点）。
（4）针对（3）中所述原因，可采取的生态调控措施包括
_______________________________________________，这些措施体现了生态工程遵循的基本原理有
____________________________________（答两点）。
【答案】（1）直接 （2）密度制约因素
（3）浊水态下藻类大量增殖，固定了该生态系统绝大多数能量；植食性鱼类因休闲垂钓能量输出过多，
生物量较低，对藻类的摄食不足，无法控制藻类数量；大量藻类死亡后形成有机碎屑，藻类固定的能量大
量流入有机碎屑库，有机碎屑分解释放的氮磷可被藻类重新利用，维持了藻类的优势地位
（4） ①. 人工除藻，或种植富集N、P 的水生植物（协调原理）；适当投放滤食藻类的植食性鱼类，
限制对植食性鱼类的捕捞，适度捕捞肉食性鱼类以降低对植食性鱼类的捕食压力 ②. 自生、协调原理
【解析】
【小问1 详解】
图中显示，多个营养级不同食性的鱼类均有部分能量流出该生态系统，主要用于休闲垂钓和食用等。食用、
休闲垂钓属于人类对生物资源的直接利用，体现生物多样性的直接价值”。
【小问2 详解】
在有限的库区水域内，某种优势鱼类种群数量的增加会导致病原体传播加速，进而抑制种群数量的进一步
增长。这种影响因素属于密度制约因素，因为该因素对种群数量的影响与种群密度有关。
【小问3 详解】
水库生态系统存在“清水态”和“浊水态”两种状态。若当前水库处于水华严重的浊水态，仅通过减少氮
磷输入无法使其自动恢复为清水态。这是因为，浊水态下藻类大量增殖，固定了该生态系统绝大多数能量；
植食性鱼类因休闲垂钓能量输出过多，生物量较低，对藻类的摄食不足，无法控制藻类数量；大量藻类死
亡后形成有机碎屑，藻类固定的能量大量流入有机碎屑库，无法被植食性鱼类利用，经过分解者的分解作
用会增加水体中N、P 的含量，进而维持了藻类的优势地位，因此，仅减少外源氮磷输入无法恢复。
【小问4 详解】
针对（3）中所述原因，可采取的恢复措施有：人工除藻，或种植富集N、P 的水生植物（协调原理）；适
当投放滤食藻类的植食性鱼类，限制对植食性鱼类的捕捞，适度捕捞肉食性鱼类以降低对植食性鱼类的捕
食压力，该设计中遵循生态工程的自生和协调原理。
20. 疟疾是由疟原虫引起、经按蚊传播的传染病，对人类健康构成严重威胁。雌蚊成虫吸血后产卵，雄蚊
不吸血。研究人员成功培育出一种转抗菌肽基因（MM-CP）按蚊。该抗菌肽仅在雌蚊吸血后高表达，可有
效抑制按蚊肠道内疟原虫的发育，为疟疾防控提供了新思路。回答下列问题：
（1）构建该转基因按蚊涉及的可遗传变异类型属于______________。MM-CP 转录形成的mRNA 在翻译过
程中，tRNA 上的____________与mRNA 上的密码子互补配对，将氨基酸转运至核糖体参与抗菌肽合成。
（2）研究发现，抗菌肽影响按蚊自身存活。转基因雌蚊吸血后存活率显著降低，但多数个体能在死亡前
完成繁殖。推测转基因按蚊中调控MM-CP 表达的启动子类型为_____________。从基因传递的角度分析，
选用该类启动子的原因是
________________________________________________________________________。为降低抗菌肽对按蚊
的不利影响，运用蛋白质工程原理提出一种改造MM-CP 的设计思路。
___________________________________________________________________________________________。
（3）基于CRISPR/Cas9 系统的基因驱动技术，可使特定基因从亲代到子代的遗传概率显著高于50%，从
而在种群中快速扩散。研究人员培育了驱动型和非驱动型转基因按蚊（如图）。与非驱动型相比，驱动型
后代中携带MM-CP 的个体比例显著增加，其原因是：形成配子时，Cas9 切割野生型染色体，然后
______________________________________，使更多配子携带MM-CP。
（4）若将该驱动型转基因按蚊大范围释放，可能引发一些潜在风险。试从生物进化角度提出一种潜在风
险。_______________________________________________。
【答案】（1） ①. 基因重组 ②. 反密码子
（2） ①. 诱导型启动子 ②. 使MM-CP 仅在吸血后的雌蚊中表达，雄蚊和未吸血雌蚊不表达该基
因，不会影响转基因按蚊的存活；即使吸血后雌蚊存活率降低，也可在死亡前完成繁殖，保证MM-CP 基
因能够传递给子代 ③. 从预期改造后抗菌肽的功能（仅抑制疟原虫发育，降低对按蚊存活的影响）出
发，设计抗菌肽的空间结构，推测对应的氨基酸序列，进而改造MM-CP 的基因序列，获得符合要求的抗
菌肽
（3）以携带MM-CP 的染色体为模板完成同源修复
（4）基因驱动会快速改变按蚊种群的基因频率，进而影响种群数量和种间关系，破坏生态平衡；也会对
疟原虫起到定向选择作用，使疟原虫进化出抗性，引发新的风险
【解析】
【小问1 详解】
构建转基因按蚊属于基因工程，属于基因重组；翻译过程中，tRNA 上的反密码子和mRNA 上的密码子配
对。
【小问2 详解】
抗菌肽基因仅在雌蚊吸血后高表达，可有效抑制按蚊肠道内疟原虫的发育，所以推测转基因按蚊中调控
MM-CP 表达的启动子类型为诱导型启动子。该启动子使MM-CP 仅在吸血后的雌蚊中表达，雄蚊和未吸血
雌蚊不表达该基因，不会影响转基因按蚊的存活；即使吸血后雌蚊存活率降低，也可在死亡前完成繁殖，
保证MM-CP 基因能够传递给子代。
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现
有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求，所以设计思路：，从预期
改造后抗菌肽的功能（仅抑制疟原虫发育，降低对按蚊存活的影响）出发，设计抗菌肽的空间结构，推测
对应的氨基酸序列，进而改造MM-CP 的基因序列，获得符合要求的抗菌肽。
【小问3 详解】
结合图示可知，Cas9 切割野生型染色体后，会以携带MM-CP 的染色体为模板完成同源修复，让原本的野
生型染色体也变成携带MM-CP 的染色体，最终体细胞两条同源染色体均带MM-CP，减数分裂产生的配子
几乎都携带该基因，因此后代携带MM-CP 的比例显著升高。
【小问4 详解】
从生物进化角度，基因驱动会快速改变按蚊种群的基因频率，进而影响种群数量和种间关系，破坏生态平
衡；也会对疟原虫起到定向选择作用，使疟原虫进化出抗性，引发新的风险。
21. 玉米籽粒胚乳的粉质与硬质是具有重要农艺价值的一对相对性状。我国科学家在对玉米粉质品系A 和
硬质品系W 两个纯合品系的研究中，发现等位基因VA和VW可能参与该性状的调控。进一步研究发现，这
对基因的序列长度存在差异（图a），且在胚乳发育过程中VA的表达量显著低于VW的表达量。为明确这
对基因参与性状调控的机制，开展如下研究。
回答下列问题：
（1）将两个品系进行正反交，获得的F1籽粒胚乳均表现为硬质，可知硬质为__________性状。
（2）根据这对基因的序列设计了3 种引物（图a），便于通过PCR 技术进行区分。PCR 反应体系中包括
这3 种引物、Taq DNA 聚合酶（延伸速度约为1000 bp/min）、缓冲液（含Mg2+）、水、4 种脱氧核苷酸和
__________，反应参数见图b。预测品系W 植株PCR 产物电泳结果符合①～⑤（图c）中泳道
_______________的带型。
（3）基于品系W 构建了针对VW基因的RNAi（可通过切割靶基因mRNA 显著降低其表达）转基因植株。
鉴定转基因植株中VW基因表达是否受到影响，应提取植株_______________进行PCR 检测。若VW基因参
与调控玉米胚乳性状，预测可得到下列结果（胚乳由极核和精子结合后发育而成，极核和卵细胞携带的基
因相同）：
①纯合转基因植株的籽粒胚乳性状为_________________；
②杂合转基因植株自交产生的籽粒胚乳性状及比例为____________________________。
（4）已知VW基因编码一种酶，在胚乳发育过程中催化非极性胡萝卜素转化为下游产物。研究人员据此对
胚乳性状的产生提出了一个假设，并设计研究思路：对品系A 植株进行诱变，筛选胚乳变为硬质的突变体，
进而分析其中是否有非极性胡萝卜素合成途径的基因发生突变。推测研究人员提出的假设。最合理的是：
_____________________________________是产生品系A 粉质胚乳的原因。
【答案】（1）显性 （2） ①. 模板DNA##玉米基因组DNA
.
②①
（3） ①. （胚乳的）RNA
.
②粉质 ③. 粉质：硬质=3：1
（4）VA基因表达量低，编码的催化酶合成不足，无法有效催化非极性胡萝卜素转化为下游产物；非极性
胡萝卜素积累，导致形成粉质胚乳
【解析】
【小问1 详解】
粉质品系 A、硬质品系 W 为纯合品系，正反交F1籽粒胚乳全为硬质，说明硬质性状能完全掩盖粉质，硬
质为显性性状。
【小问2 详解】
PCR 反应体系除引物、Taq 酶、缓冲液、脱氧核苷酸、水外，还需要模板DNA 作为扩增的模板。品系W
是纯合VWVW，Taq DNA 聚合酶延伸速度约为1000 bp/min，引物1 与引物2 可扩增出100+196=296bp（约
300bp）的片段，引物3 延伸的子链至多延伸500bp，不能再作为引物1 结合的模板，因此扩增产物对应图
c 的泳道①。
【小问3 详解】
要检测VW的表达是否受影响，需要检测转录产物，因此提取胚乳的RNA，通过逆转录PCR 检测。 已知
VW高表达对应硬质，低表达对应粉质。
①纯合转基因植株的VW表达被RNAi 显著降低，因此胚乳性状为粉质。
②杂合转基因植株（V+V−，V+为正常VW，V−为表达被敲低的VW）自交，胚乳由两个基因型相同的极核
+一个精子发育而来，仅纯合的VWVW表现为硬质，杂合转基因植株中VW表达被敲低，因此性状比例为粉
质：硬质=3：1。
【小问4 详解】
据题干信息可知，VW编码的酶催化非极性胡萝卜素转化为下游产物，品系A 的VA表达量低，酶量不足，
因此推测：非极性胡萝卜素积累是产生品系A 粉质胚乳的原因，若诱变后非极性胡萝卜素合成途径基因突
变，非极性胡萝卜素合成减少不再积累，胚乳会变为硬质。
