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大题预测01（全国通用）
三组大题特训，快速提升
题组一
非选择题：共5 题，共55 分
1．Ⅰ．为了研究叶绿体中ATP 的合成机理，科研人员向离体叶绿体悬浮液中加入适量NaHCO3溶液和必要
物质，在适宜条件下进行闪光实验。结果如图1 所示。
(1)光合作用中，水在光反应阶段分解产生O2和NADPH，其中 NADPH 的作用是___________。实验中，直接
测量出的O2释放速率代表___________(填“真光合”或“净光合”)作用速率。
(2)图1 中阴影部分出现的原因是___________。
(3)据图1 推测，当光照强度、光照总时间和实验时间相同的条件下， 闪光照射的O2释放量要大于连续光
照下的O2释放量。分析其原因是 ___________。
Ⅱ．图2 为某哺乳动物细胞有氧呼吸和无氧呼吸部分生理过程的简图，其中丙酮酸脱羧后与辅酶A(CoA)结
合产生乙酰辅酶A(乙酰CoA)；FADH2属于一种还原性辅酶，参与电子传递，其中的 H2分离成游离的H+和
e-；GTP 是一种高能磷酸化合物。
1
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(4)缺氧条件下，葡萄糖中能量的去路有___________。
(5)过程②③发生的场所是___________。三羧酸循环中，琥珀酰CoA→琥珀酸的反应过程有GTP 生成，据
此判断该步反应是___________(填“放能”或“吸能”)反应。①⑤过程中，消耗
∼
NADH 并产生 ATP 的
生理过程有___________(填序号)。
【答案】(1) 作为还原剂并储存部分能量参与暗反应 真光合
(2)光反应速率大于暗反应速率
(3)闪光照射下，暗反应能更充分地利用光反应提供的NADPH 和ATP(其他答案合理)
(4)以热能散失、存储在 ATP 和乳酸中
(5) 线粒体基质 放能 ⑤
【知识点】总、净光合与呼吸、无氧呼吸过程、有氧呼吸过程、光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量
变化
【分析】有氧呼吸的三个阶段：有氧呼吸第一阶段即糖酵解，发生在细胞质基质中，该阶段葡萄糖分解形
成丙酮酸和[H]，同时释放少量能量；第二阶段在线粒体基质中进行，该阶段丙酮酸与水反应形成二氧化
碳和[H]，同时释放少量能量；有氧呼吸第三阶段，在线粒体内膜上完成，该过程[H]与氧气结合生成水，
同时释放大量能量。细胞呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分用于合成ATP。
【详解】（1）NADPH 作为活泼的还原剂，参与暗反应，同时储存部分能量供暗反应利用；由于该实验中只
存在离体的叶绿体，测出O 的释放速率为光合作用产生的，不存在呼吸作用，故测量出来的是真光合作用
₂
速率。
（2）由图1 可知，由于氧气的释放速率代表光反应，能产生ATP 与 NADPH，暗反应固定二氧化碳，消耗
ATP 与NADPH 阴影部分表示光反应产生量与暗反应消耗量的差值，氧气的释放速率大于二氧化碳的吸收速
2
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率，所以出现阴影部分的原因是光反应速率大于暗反应速率
（3）光合作用的过程分为光反应和暗反应两个过程，两者在不同的酶的催化作用下独立进行，一般情况
下，光反应的速度比暗反应快，光反应的产物 ATP 和NADPH 不能被暗反应及时消耗掉，原因是暗反应中酶
的催化效率和数量都是有限的，光照和黑暗间隔处理实际上是延长了光合作用的暗反应时间，因为在光照
的同时，光反应在进行，暗反应也在进行，如果间隔处理，光照5 秒然后黑暗5 秒，暗反应等于进行了10
秒，而连续光照5 秒则光反应也只进行了5 秒，光照强度、光照总时间和实验时间相同的情况下，闪光照
射的光合效率要大于连续光照下的光合效率，所以闪光照射的O 释放量要大于连续光照下的
₂
O 释放量，
₂
闪光照射时暗反应更能充分利用光反应提供的 NADPH 和 ATP。
（4）哺乳动物细胞缺氧条件下，进行乳酸型无氧呼吸，葡萄糖中能量的去路有以热能散失、存储在ATP
和乳酸中。
（5）图中过程②③是有氧呼吸第二阶段，发生的场所是线粒体基质。三羧酸循环中，琥珀酰CoA→琥珀酸
的反应过程有GTP 生成，GTP 为高能磷酸化合物，因而判断该步反应是“放能”反应，释放的能量转移到
GTP 中。①~⑤过程中，消耗 NADH 并产生ATP 的生理过程有⑤，该过程会释放大量的能量，产生大量的
ATP，发生的场所是线粒体内膜。
2．睡眠与免疫
I.人的一生约有1/3 时间在睡眠中度过。研究发现PGD2是一种睡眠调节物质，可由脑中的结缔组织细胞或
上皮细胞合成，经脑脊液运送，并发挥睡眠调节作用，具体作用机制如图，其中字母表示物质，→表示促
进，
表示抑制，
表示物质分泌。
(1)PGD2和Ado 由细胞I 和细胞II 分泌后会直接进入脑脊液。脑脊液属于一种____。
（单选）
A、组织液 B、淋巴液 C、血浆 D、外环境
(2)从作用方式和功能来看，PGD2最可能是一种____。（单选）
A、神经递质 B、激素 C、细胞因子 D、抗体
(3)VLPO 神经元可通过分泌GABA 抑制下一个神经元的兴奋产生。则此时后者的质膜两侧电荷分布为____。
3
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（单选）
A、
B、
C、
D、
(4)除作用于中枢神经系统外，Ado 还能广泛作用于外周，引起心率减慢、主动脉和冠状动脉舒张、血压下
降。下列选项中，作用效果与其类似的是____。（单选）
A、 肾上腺素分泌
B、胰岛素分泌C、交感神经兴奋
D、 副交感神经兴奋
(5)脑脊液中的PGD2水平呈昼夜节律性波动，睡眠时浓度逐渐降低，觉醒时浓度逐渐升高。请结合图分析
机体睡眠-觉醒节律形成的机制____。
II.睡眠不足不仅影响学习与记忆，还对机体健康带来严重不良影响。研究发现，睡眠剥夺小鼠脑中的高
水平PGD2会突破血脑屏障进入循环系统，通过上调IL-6 等物质的水平，使免疫系统过度激活，诱发炎症
风暴，损伤组织器官，造成多器官功能障碍（MODS），导致小鼠短时间内死亡。
(6)选择正确的编号填入下表，形成实验方案并预期实验结果，用来证实：睡眠剥夺造成的小鼠死亡是由
于免疫系统过度激活引起的。（编号选填）
①正常小鼠②正常睡眠③存活时间长
④免疫缺陷小鼠⑤睡眠剥夺⑥存活时间短
实验材料
实验处理
预期实验结果
实验组
（1）____
（2）____
（3）____
对照组
（4）____
（5）____
（6）____
(7)巨噬细胞可以释放IL-6。在机体正常免疫过程中，巨噬细胞主要参与____。（单选）
A、非特异性免疫 B、特异性免疫 C、细胞免疫 D、体液免疫
(8)睡眠剥夺造成的MODS 属于一种____。（单选）
A、过敏反应 B、获得性免疫缺陷病C、自身免疫病 D、先天性免疫缺陷病
(9)下列措施中，对睡眠剥夺引起的MODS 有缓解作用的是____。（多选）
A、抑制PGD2 合成酶活性 B、注射PGD2 受体激动剂 C、促进PGD2 从脑脊液进入血液 D、注射IL-6
抗体
4
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【答案】(1)A
(2)B
(3)A
(4)D
(5)觉醒状态下，脑脊液中PGD2水平升高，会通过细胞II 升高Ado 水平，进而促进VLPO 神经元释放抑制性
神经递质GABA，同时抑制TMN 神经元释放兴奋性神经递质HA，使神经系统兴奋性下降，机体逐渐进入睡
眠；而睡眠过程又使脑脊液中PGD2浓度降低，并通过Ado 水平激活TMN 神经元、抑制VLPO 神经元功能，从
而提升神经系统兴奋性，使机体觉醒。如此周而往复，从而形成睡眠-觉醒节律。
(6) ④ ⑤ ③ ① ⑤ ⑥
(7)A
(8)C
(9)AD
【知识点】自身免疫病、激素调节的特点、与免疫调节相关的实验、内环境的组成及成分
【分析】1、人体的细胞外液血浆、淋巴和组织液构成了人体的内环境，凡是血浆、淋巴、组织液的成
分，都是内环境的成分。内环境的成分有：机体从消化道吸收的营养物质；细胞产生的代谢废物如尿素；
机体细胞分泌的物质如激素、分泌蛋白等；氧气、二氧化碳。
2、过敏反应：指已免疫的机体在再次接受相同物质的刺激时所发生的反应。引起过敏反应的物质叫做过
敏原。如花粉、油漆、鱼虾等海鲜、青霉素、磺胺类药物等（因人而异）。
【详解】（1）分析题意，PGD2和Ado 由细胞I 和细胞II 分泌后会直接进入脑脊液，脑脊液是一种组织
液， 属于内环境成分。
故选A。
（2）分析题意，PGD2是一种睡眠调节物质，可由脑中的结缔组织细胞或上皮细胞合成，经脑脊液运送，
结合图示可知，其可与相应受体结合后发挥作用，相当于信息分子，最可能是激素。
故选B。
（3）VLPO 神经元可通过分泌GABA 抑制下一个神经元的兴奋产生，即释放的是抑制性神经递质，会导致突
触后膜的阳离子外流或阴离子内流，膜电位表现为外正内负。
故选A。
（4）Ado 能广泛作用于外周，引起心率减慢、主动脉和冠状动脉舒张、血压下降，而肾上腺素分泌、交感
神经兴奋会引起心率加快，胰岛素分泌增加会降低血糖，阈值最相似的是副交感神经兴奋。
故选D。
（5）结合图分析机体睡眠-觉醒节律形成的机制可能是：觉醒状态下，脑脊液中PGD2水平升高，会通过细
5
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胞II 升高Ado 水平，进而促进VLPO 神经元释放抑制性神经递质GABA，同时抑制TMN 神经元释放兴奋性神
经递质HA，使神经系统兴奋性下降，机体逐渐进入睡眠；而睡眠过程又使脑脊液中PGD2浓度降低，并通过
Ado 水平激活TMN 神经元、抑制VLPO 神经元功能，从而提升神经系统兴奋性，使机体觉醒。如此周而往
复，从而形成睡眠-觉醒节律。
（6）分析题意，本实验目的是验证睡眠剥夺小鼠脑中的高水平PGD2会突破血脑屏障进入循环系统，通过
上调IL-6 等物质的水平，使免疫系统过度激活，诱发炎症风暴，损伤组织器官，造成多器官功能障碍
（MODS），实验的自变量是小鼠类型，因变量可通过观察小鼠的存活情况进行比较，实验设计应遵循对照
与单一变量原则，故表中实验组应选择④免疫缺陷小鼠，并对其⑤睡眠剥夺处理，对照组选择①正常小
鼠，且进行⑤睡眠剥夺，预期结果应是实验组小鼠存活时间长，而对照组存活时间短。
（7）在机体正常免疫过程中，巨噬细胞能够摄取、处理、呈递抗原，主要参与非特异性免疫。
故选A。
（8）自身免疫病是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病，睡眠剥夺造成的
MODS 是自身免疫病。
故选C。
（9）分析题意，睡眠剥夺小鼠脑中的高水平PGD2会突破血脑屏障进入循环系统，通过上调IL-6 等物质的
水平，使免疫系统过度激活，诱发炎症风暴，损伤组织器官，造成多器官功能障碍（MODS），故可通过抑
制PGD2 合成酶活性缓解，也可注射IL-6 抗体抑制IL-6 作用缓解。
3．某植株的花色由位于2 号染色体上的一对等位基因
、
决定，
控制红色色素形成，
控制黄色
色素形成，两种色素同时存在时表现为橙色，无色素形成，则表现为白色。
(1)该植物含
的花粉粒呈长形、含
的花粉粒呈圆形，花粉粒遇碘变色是由另外一对等位基因A、a 控
制，含A 的花粉粒遇碘变蓝色、含a 的花粉粒遇碘变棕色。为探究这两对等位基因是否遵循自由组合定
律，请补充完善下列实验思路。
a.选择基因型为_______的植株，待开花后进行实验；
b.取该植株的花粉粒滴加碘液染色后制成临时装片进行显微观察。
c.预期结果并得出结论：若花粉出现_______种类型，且比例为_______则这两对等位基因遵循自由组合定
律；否则不遵循。
(2)研究发现，当2 号染色体上存在D 基因时，该条染色体上色素基因的表达会被抑制，d 基因不会对其产
生影响。若某基因型为C1C2的植株开黄花，则可推测该植株2 号染色体上相关基因的分布情况为______。
若该植物自交（不考虑互换），子代的表现型及比例为______。
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【答案】(1) AaC1C2 4/四 1:1:1:1
(2) C1和D 在同一条2 号染色体上，C2和d 在同一条2 号染色体上 白花∶黄花
【知识点】9:3:3:1 和1:1:1:1 的变式类型及应用、基因自由组合定律的实质和应用
【分析】基因自由组合定律的实质是：位于一对同源染色体上的等位基因（如A 和a），会随着同源染色
体的分开而分离，进入不同的配子。位于非同源染色体上的非等位基因（如A/a 和B/b 分别在两对同源染
色体上），不会相互干扰，而是随机组合后进入配子，最终会产生AB、Ab、aB、ab 四种比例相等的配
子。
【详解】（1）该植物含C1的花粉粒呈长形、含C2的花粉粒呈圆形；另有一对等位基因A、a，含A 的花粉
粒遇碘变蓝色、含a 的花粉粒遇碘变棕色。采用花粉鉴定法验证两对等位基因是否遵循自由组合定律，即
①选择基因型为AaC1C2的植株待开花后进行实验；②取该植株的花粉粒滴加碘液染色后制成临时装片进行
显微观察；③预期结果并得出结论：若出现4 种花粉粒（蓝色长形：棕色长形：蓝色圆形：棕色圆形），
且比例为1：1：1：1，则这两对等位基因遵循自由组合定律；否则不遵循。
（2）研究发现，当2 号染色体上存在D 基因时该条染色体上色素基因的表达会被抑制，d 基因不会对其产
生影响。若某基因型为C1C2的植株开黄花，说明C1基因的表达被抑制，C2基因的表达没有被抑制，即含有
C1的染色体上含有D 基因，含有C2的染色体上含有d 基因，即C1和D 在同一条2 号染色体上，C2和d 在同
一条2 号染色体上。若该植物（C1C2Dd）自交，子代的基因型及比例为C1C1DD：C1C2Dd：C2C2dd=1:2:1，表
现型及比例为白花∶黄花=1 : 3。
4．喜旱莲子草是一种原产于南美的多年生杂草，20 世纪曾作为家畜饲料引种,后来在某些地区泛滥成灾,
严重威胁了当地的生态安全和农业安全,造成巨大经济损失。科研人员想通过引进喜旱莲子草的原产地专
一性天敌——莲草直胸跳甲（以下简称跳甲）对其进行防治。研究结果发现,跳甲不仅对当地喜旱莲子草
的入侵基本没有控制作用,反而抑制了本土莲子草的生长。回答下列问题:
(1)喜旱莲子草会在某些地区泛滥成灾的原因:______ （写2 点）,喜旱莲子草的入侵导致当地的生物多样
性减少,生态系统的______ 降低。
(2)研究人员提出跳甲对喜旱莲子草的入侵控制效果不佳,反而抑制本土莲子草的原因可能是喜旱莲子草被
跳甲成虫取食后,其根际微生物对两种莲子草的影响不同。为了验证上述推测,科研人员开展了相关研究,
步骤为:第一步,从不存在这两种莲子草的废弃农田中采集土壤;最后一步,剪取植物的芽,干燥、称重。中
间的步骤如下,请把下列研究过程的字母进行排序 。所得研究结果如图所示。
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A．在土壤中种植喜旱莲子草,放入带有跳甲成虫的笼子里
B．将植物培养至大约50%的叶面积被取食,移走跳甲和笼子,取出土壤
C．将土壤分为四组,两组进行灭菌处理,另外两组不进行灭菌处理
D．在土壤中种植本土莲子草或喜旱莲子草,在没有跳甲的环境中培养
(3)该实验的自变量为____ ,该实验的结果证实了被跳甲成虫取食的喜旱莲子草根际微生物对本土莲子草
具有抑制作用,而对喜旱莲子草没有抑制作用,作出该判断的依据是___ 。
【答案】(1) 土壤、空间和阳光等资源充裕，气候适宜，没有天敌等 自我调节能力/抵抗力稳定
性
(2)ABCD
(3) 土壤是否灭菌以及移栽莲子草的种类 第2 组的植物芽生物量显著低于第1 组,第3 组与第4
组无显著差别
【知识点】生态平衡与生态系统的稳定性及自我调节能力、影响种群数量变化的因素
【分析】生态系统的抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。抵
抗力稳定性的大小与生物群落中的营养结构的复杂程度有关，一般来说，营养结构越复杂，抵抗力稳定性
越强。
【详解】（1）当一个种群迁入新环境最初一段时间，由于食物、空间等资源充裕，气候适宜，没有天敌
等，种群数量会在一段时间内呈“J”形增长，故喜旱莲子草在某些地区泛滥成灾的原因是食物、空间等
资源充裕，气候适宜，没有天敌等。喜旱莲子草与当地生物竞争资源和空间，导致当地的生物多样性减
少，进而导致生态系统自我调节能（抵抗力稳定性）降低。
（2）研究人员认为原因可能是：喜旱莲子草被跳甲成虫取食后，其根际微生物对两种莲子草的影响不
同，因此应该先获得喜旱莲子草被跳甲成虫取食后的根际微生物，研究的实验流程应为：从不存在两种莲
子草的废弃农田种采集土壤→A 在土壤中种植喜旱莲子草，放入带有跳甲成虫的笼子里→B 将植物培养至
大约50%的叶面积被取食，移走跳甲和笼子，取出土壤（这样就获得了喜旱莲子草被跳甲成虫取食后的根
际微生物），结合图1，有4 个实验组，两组土壤灭菌，两组土壤不灭菌，分别移栽本土莲子草和喜旱莲
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子草，因此接下来的实验流程应为：C 将土壤分为四组，两组进行灭菌处理，两组不进行灭菌处理→D 在
土壤中种植本土莲子草或喜旱莲子草，在没有跳甲的环境中培养→最后剪取植物的芽，干燥、称重。综上
可知，实验流程为ABCD。
（3）分析题图，实验的自变量土壤有无灭菌以及移栽莲子草的种类，因变量是植物芽生物量。与土壤灭
菌组并移栽本地莲子草的第1 组相比，第2 组的植物芽生物量显著低于第1 组，第3 组与第4 组无显著差
别，说明被跳甲成虫取食的喜旱莲子草根际微生物对本土莲子草具有抑制作用，而对喜旱莲子草没有抑制
作用。
5．番茄细胞中线粒体形态与其自身功能密切相关，并影响番茄果实的成熟过程。研究者将决定蛋白质在
细胞内定位的特定肽链“嫁接”到绿色荧光蛋白（GFP）上，控制GFP 在番茄细胞内的分布，从而在显微
镜下观察线粒体的形态变化。回答下列问题：
(1)根据蛋白质工程原理，一般不会直接拼接肽链，而是将两段肽链对应的______拼接在一起完成“嫁
接”，细胞色素c 氧化酶Ⅳ（COX Ⅳ）参与有氧呼吸生成水的过程。COX Ⅳ的一段肽链序列X 决定了COX Ⅳ
在细胞内的分布，研究者选择将X 与GFP 拼接，理由是______。
(2)拼接好的序列应插入下图中农杆菌T-DNA 的______（填下图字母）处。理由是______。
(3) 选择番茄幼嫩子叶进行离体培养，这些培养的器官、组织或细胞被称为______。农杆菌侵染后有一定
几率将目的基因整合到番茄细胞的______中，番茄组织培养过程中，芽诱导期需在培养基中添加的植物激
素是______。
【答案】(1) DNA 序列 COX Ⅳ位于线粒体内膜，它的肽链序列X 能引导GFP 定位到线粒体，从而
通过GFP 来观察线粒体的形态变化
(2) B B 位于启动子下游与终止子上游，目的基因插入B 点才可能转录
(3) 外植体 染色体DNA 生长素和细胞分裂素
【分析】核心思路：通过 “蛋白质工程” 思路，将决定蛋白质细胞内定位的特定肽链与绿色荧光蛋白
（GFP）“嫁接”，利用 GFP 的荧光标记，在显微镜下观察线粒体形态变化。知识融合：蛋白质工程：需
通过改造基因（DNA 片段）实现肽链 “嫁接”，利用特定肽链（如 COX Ⅳ 的肽链序列X）的细胞定位功
能，引导 GFP 标记线粒体。基因工程：借助农杆菌转化法，将目的序列插入 Ti 质粒的T - DNA（可转移
至植物细胞并整合到染色体 DNA 上）。植物组织培养：涉及外植体（离体的器官、组织或细胞）、目的
基因整合位置（番茄细胞的染色体 DNA），以及诱导期所需的植物激素（生长素和细胞分裂素，调控细胞
脱分化与再分化）。
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【详解】（1）根据蛋白质工程原理，一般不会直接拼接肽链，而是将两段肽链对应的DNA 序列拼接在一
起完成 “嫁接”（蛋白质工程是通过改造基因来改造蛋白质）。COX Ⅳ 的一段肽链序列X 决定了 COX Ⅳ
在细胞内的分布，研究者选择将X 与GFP 拼接，理由COX Ⅳ位于线粒体内膜，它的肽链序列X 能引导GFP
定位到线粒体，从而通过GFP 的荧光来观察线粒体的形态变化（利用X 的定位功能，使GFP 标记线粒
体）。
（2）拼接好的序列应插入农杆菌 Ti - DNA 的B 处。B 位于启动子下游与终止子上游，目的基因插入B 点
才可能转录。
（3）选择番茄幼嫩子叶进行离体培养，这些培养的器官、组织或细胞被称为外植体（外植体是植物组织
培养中用于培养的离体器官、组织或细胞）。农杆菌侵染后有一定几率将目的基因整合到番茄细胞的染色
体DNA 中（农杆菌的 T - DNA 会整合到植物细胞的染色体 DNA 上）。番茄组织培养过程中，诱导期需在
培养基中添加的植物激素是生长素和细胞分裂素（植物组织培养中，生长素和细胞分裂素的比例会影响细
胞的脱分化和再分化过程，芽诱导期需要这两种激素来启动细胞的分裂和分化）。
题组二
非选择题：共5 题，共55 分
1．火龙果叶肉细胞中的有氧呼吸和光合作用的物质变化如图（a）所示，其中①~⑤为生理过程，a~h 代表
某种物质。研究人员将火龙果植株置于密闭、恒温的透明玻璃容器内进行相关实验，测得部分数据变化如
图（b）所示。回答下列问题：
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(1)据图（a）分析，RuBP 羧化酶催化g 转化为f 发生在叶绿体的________，h 代表________。
(2)火龙果叶肉细胞中光反应与暗反应在物质变化和能量转化方面的联系是________________。
(3)图（a）中能够产生ATP 的生理过程有________（填代号），⑤过程中[H]是________的简写形式。
(4)图（b）所示实验中，MN 时段火龙果叶肉细胞的光合速率逐渐________，其原因是________。45min
后，火龙果植株的光合速率为________
。
【答案】．(1) 基质 CO2
(2)物质上，光反应为暗反应提供ATP 和NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+，能量上，光反应将
光能转化为ATP、NADPH 中活跃的化学能，暗反应将活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能，NADPH 和
ATP 为暗反应提供能量。
(3) ①③④⑤ NADH
(4) 下降 密闭容器内CO2被光合作用消耗，浓度逐渐降低，导致光合速率减慢 4×10-7
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段。光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素
吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成
还原型辅酶Ⅱ（ NADPH）。 NADPH 作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量
供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP 与Pi 反应形成ATP。暗反应在叶绿体基质
中进行，在特定酶的作用下，CO2与C5（五碳化合物）结合，形成两个C3分子。在有关酶的催化作用下，C3
接受ATP 和 NADPH 释放的能量，并且被 NADPH 还原。一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系
列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5。
【详解】（1）据图a 可知，①为光反应，②为暗反应，③为有氧呼吸第一阶段，④为有氧呼吸第二阶
段，⑤为有氧呼吸第三阶段，RuBP 羧化酶催化g 转化为f，即CO2的固定，发生在叶绿体基质，h 为CO2，g
为C5，f 为C3。
（2）光反应和暗反应相互联系，物质上互为原料提供；能量上光反应将光能转化为活跃化学能，暗反应
将活跃化学能转化为稳定化学能储存于有机物中。物质上，光反应为暗反应提供ATP 和NADPH，暗反应为
光反应提供ADP、Pi、NADP+，能量上，光反应将光能转化为ATP/NADPH 中活跃的化学能，暗反应将活跃的
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化学能转化为有机物中稳定的化学能，NADPH 和ATP 为暗反应提供能量。
（3）有氧呼吸三个阶段都可以产生ATP，即图中③④⑤；光合作用中光反应可产生ATP，即图中①，故图
（a）中能够产生ATP 的生理过程有①③④⑤；⑤过程中[H]是呼吸作用产生的NADH 的简写形式。
（4）MN 段为光照阶段，密闭容器中，火龙果光合作用消耗CO2，CO2浓度持续降低，因此光合速率逐渐下
降； 计算光合速率：黑暗阶段（0~15min），15min 即1/4h，O2消耗量为(5-4)×10-7=1×10-7mol，因此呼
吸速率=1×10-7÷1/4=4×10-7mol⋅h−1；45min 后容器内O2含量不变，说明整个植株总光合速率等于呼吸速
率，因此光合速率为4×10-7mol⋅h−1。
2．糖皮质激素（GC）对机体的生长、发育以及免疫功能等有重要调节作用，因此在临床上应用广泛，其
分泌及作用过程如下图所示。
回答下列问题：
(1)据图判断GC 分泌的调节方式为___________，激素X 的名称是___________。
(2)GC 化学本质为___________，据图可知，GR 分布于肝细胞的___________中。GC 与GR 结合后引起血糖
浓度升高，其作用途径为①___________；②___________。
(3)GC 能够与___________激素（答出两种即可）协同作用升高血糖，保证重要器官能量供应。机体在应激
反应初期表现为___________（填“交感”或“副交感”）神经兴奋，引起外周血管收缩，血压升高，呼
吸加快等。部分研究表明，GC 在辅助生殖技术中具有一定的正向作用。如在___________技术中，往培养
液中添加低浓度GC 有利于模拟母体环境，促进胚胎发育。
(4)地塞米松（DEX）是一种糖皮质激素类药物，具有抗炎作用，但长期使用DEX 存在诱发高血糖风险。已
知K 基因表达产物K 蛋白是糖异生关键酶。科研人员用DEX 和RU486 处理不同组小鼠，提取肝细胞RNA 进
行检测，结果如图所示。
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该结果说明___________。
2．【答案】．(1) 分级调节 促肾上腺皮质激素释放激素
(2) 类固醇 细胞质/细胞溶胶 促进糖异生相关酶基因的表达，将非糖物质转化为葡萄糖
通过抑制含GLUT4 的囊泡与细胞膜融合，减少细胞对葡萄糖的吸收
(3) 胰高血糖素、肾上腺素 交感 胚胎体外培养
(4)DEX 能够促进K 基因的表达，而Ru486 能抑制DEX 对K 基因的作用
【详解】（1）GC 的分泌遵循下丘脑 - 垂体 - 肾上腺皮质轴（HPA 轴）：下丘脑分泌激素 X 作用于垂
体，促进垂体分泌 ACTH；ACTH 再作用于肾上腺皮质，促进 GC 的分泌。这种下丘脑→垂体→靶腺（肾上
腺皮质） 的层级式调节，属于分级调节（同时 GC 还会通过负反馈调节抑制下丘脑和垂体的分泌，维持
激素水平稳定）。下丘脑分泌的、促进垂体分泌 ACTH 的激素，全称是促肾上腺皮质激素释放激素。
（2）糖皮质激素（GC）属于类固醇激素（脂质 / 固醇类），这类激素可以自由穿过细胞膜的磷脂双分子
层，进入细胞内发挥作用。GR 是 GC 的受体，由于 GC 是脂溶性激素，其受体位于细胞质（细胞溶胶）
中（区别于水溶性激素的细胞膜受体）。GC 进入细胞后与 GR 结合，形成复合物后进入细胞核，调控基
因表达。升血糖的两条途径： 促进糖异生：GC-GR 复合物进入细胞核后，促进糖异生相关酶基因的表
达，使肝内糖异生相关酶合成增加，将氨基酸、甘油等非糖物质转化为葡萄糖，释放到血液中，升高血
糖。 减少葡萄糖摄取：GC 通过抑制含 GLUT4（胰岛素依赖性葡萄糖转运蛋白）的囊泡与细胞膜融合，减
少细胞膜上的 GLUT4 数量，从而降低肝细胞（及其他靶细胞）对葡萄糖的摄取和利用，进一步升高血
糖。
（3）协同升血糖的激素：人体内升高血糖的激素有多种，GC 可与胰高血糖素、肾上腺素（最核心的两
种）协同作用升高血糖；此外甲状腺激素、生长激素也有升血糖作用，答出任意两种即可。 应激反应的
神经调节：机体在应激反应初期，交感神经兴奋，会引发外周血管收缩、血压升高、呼吸加快、心跳加速
等一系列应激反应，为机体应对紧急情况提供能量和保障（副交感神经兴奋则会引发相反的效应，如心率
减慢、消化增强）。 辅助生殖技术：在胚胎体外培养技术中，培养液中添加低浓度 GC 可以模拟母体子
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宫内的环境，为胚胎发育提供适宜的条件，促进胚胎的正常发育（常见于体外受精 - 胚胎移植技术的胚
胎培养环节）。
（4）实验分组与结果： 对照组（DEX-、RU486-）：K 基因 mRNA 水平低，为基础表达量。 仅加 DEX 组
（DEX+、RU486-）：K 基因 mRNA 水平显著升高，说明DEX 能显著促进 K 基因的表达（K 蛋白是糖异生
关键酶，因此 DEX 长期使用会升高血糖）。 仅加 RU486 组（DEX-、RU486+）：K 基因 mRNA 水平与对
照组无明显差异，说明 RU486 单独对 K 基因表达无显著影响。 同时加 DEX 和 RU486 组（DEX+、
RU486+）：K 基因 mRNA 水平显著低于仅加 DEX 组，接近对照组，说明RU486 能抑制 DEX 对 K 基因的
促进作用（拮抗 DEX 的效应）。
3．某植物（XY 型）的花色受2 对等位基因（E/e 和R/r）控制，遵循自由组合定律。已知E/e 基因位于常
染色体上，该植物花色产生机制见图（不考虑XY 同源区段、染色体交换情况）。回答下列问题：
(1)将红花雌、雄株杂交，子一代表型及比例为红花：黄花：白花=9：3：4，据此不能确定R/r 基因位于
常染色体上，理由是______。对子一代的雌株作进一步分析：若______，则说明R/r 基因位于X 染色体
上；若______，则说明R/r 基因位于常染色体上。
(2)实验分析确定E/e 与R/r 基因都位于常染色体上。在某红花雌、雄株繁殖的子代群体中，红花占比显著
降低。经初步研究确定是常染色体上的g 基因发生显性突变，产生了抑制作用，被抑制的基因不能表达，
但未知被抑制的是E 还是R 基因。
①生物兴趣小组选取基因型EERRgg 与eerrGg 为亲本，探究G 基因的抑制对象。写出实验思路、预期结果
和结论_____。
②再选用基因型EeRrGg 的雌、雄株为亲本进行杂交，子一代的表型及比例为红花：黄花：白花=3：9：4.
请在答题卡作图区画出EeRrGg 个体的基因在染色体上可能的位置关系图（用“○”表示细胞，用“‖”
表示1 对同源染色体），并用文字说明基因间的抑制关系及位置情况____。
3．【答案】．(1) 未统计子一代不同性别的表型比例，无法确定基因位置 红花：白花=3：1
红花：黄花：白花=9：3：4
(2) 将亲本杂交，统计子代表型及比例。若子代中红花：白花=1：1，则G 基因抑制E 基因的表达；若
子代中红花：黄花=1：1，则G 基因抑制R 基因的表达 G 基因抑制R 基因的表达。E 和g，e 和G 分别
位于一对同源染色体的两条染色体上，R/r 位于另一对染色体上，或R 和g，r 和G 分别位于一对同源染色
体的两条染色体上，E/e 位于另一对染色体上
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或
【分析】根据图中信息可知，当该植物内同时存在E、R 基因时表现为红花，只有E 基因时表现为黄花，无
E 基因时表现为白花。
【详解】（1）根据子一代表型及比例为红花：黄花：白花=9：3：4，可知R/r 和E/e 位于两对染色体上，
已知E/e 位于常染色体，则R/r 可以位于其他常染色体或性染色体上，未统计不同子一代不同性别的表型
比例，无法确定基因位置。根据子一代表型及比例为红花：黄花：白花=9：3：4，可以知道亲本两对基因
均为杂合子。若R/r 基因位于X 染色体上，则亲本基因型为EeXRXr×EeXRY，子一代雌株中E_：ee=3：1，
XRXR：XRXr=1：1，则表型及比例为红花：白花=3：1。若R/r 基因位于常染色体上，则亲本基因型为
EeRr×EeRr，则子一代雌株表型及比例为红花：黄花：白花=9：3：4（雌雄均为该比例）。
（2）①将亲本EERRgg 与eerrGg 杂交，统计子代表型及比例，可以根据结果判断G 基因的抑制对象。由于
子代基因型为EeRrGg：EeRrgg=1：1，其中EeRrgg 总表现为红花；当G 基因抑制E 基因的表达时，EeRrGg
表现为白花；当G 基因抑制R 基因的表达时，EeRrGg 表现为黄花。即若子代中红花：白花=1：1，则G 基
因抑制E 基因的表达；若子代中红花：黄花=1：1，则G 基因抑制R 基因的表达。
②根据基因型EeRrGg 的雌、雄株为亲本进行杂交，子一代的表型及比例为红花：黄花：白花=3：9：4，
可以判断：其中两对基因存在连锁关系，且根据红花变少的比例变成黄花，可知G 基因抑制的是R 基因的
表达。由前文已知E/e 和R/r 独立遗传，则只考虑这两对基因子一代基因型及比例为：E_R_：E_rr：
eeR_：eerr=9：3：3：1，结合现有表现红花：黄花：白花=3：9：4，可以推测E_R_的9 份中有6 份由于G
的抑制表现为黄花。E_R_中的基因型有4EeRr、2EERr、2EeRR、1EERR，要使其中6 份含有G 基因，可以使
G 基因与e 或r 连锁。因此E 和g，e 和G 分别位于一对同源染色体的两条染色体上，R/r 位于另一对染色
体上，或R 和g，r 和G 分别位于一对同源染色体的两条染色体上，E/e 位于另一对染色体上。基因的位置
如下图：
或
。
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4．在“绿水青山就是金山银山”理念指引下，我国生物治沙工程成效显著。沙区普遍依照“以水定绿”
的策略，在绿洲外围沙漠边缘育草覆绿（如沙蒿），绿洲前沿地带种植柽柳、沙棘等灌木和乔木结合的防
沙林带，绿洲内部地带建设农田防护林网。结合生态学知识回答下列问题:
(1)从沙丘到防沙林的演替类型为_________；防沙林带中草本、灌木与乔木的分区搭配体现了群落的
_________结构。
(2)沙漠治沙遵循“以水定绿”策略，即根据区域水资源承载力确定植被种类和种植密度，这体现了生态
工程的_________原理；碳元素在防沙林生态系统的生物群落与无机环境之间主要以_________形式循环。
(3)在防沙林带监测发现，蜥蜴能通过感知柽柳分泌的化学物质定位其果实（获取食物），又在取食过程
中帮助柽柳传播种子，这体现了信息传递在生态系统中的作用是_________。从生物治沙角度分析，可通
过哪些措施提高该沙漠生态系统的稳定性？______________________________（答出两点）。
【答案】．(1) 初生演替 水平结构
(2) 协调 CO2
(3) 调节种间关系，维持生态系统的平衡与稳定 营造乔-灌-草结合的复合防护林体系或引入适
合沙漠环境的本地物种
【分析】初生演替：发生于以前没有植被覆盖过的原生裸地上的群落演替叫做初生演替，如光裸岩石上进
行的演替；次生演替：在次生裸地（原群落被破坏、有植物繁殖体）上发生的演替，如火灾过后的草原发
生的演替。
【详解】（1）从沙丘到防沙林的演替属于初生演替，因为没有植被覆盖，也没有土壤条件。垂直结构是
指群落在空间上上下分层的现象，例如乔木层、灌木层、草本层等，而题目中提到的“草本、灌木和乔木
的分区搭配”是水平方向上的分布，属于水平结构。
（2）“以水定绿”是指根据水资源状况来决定绿化规模，避免过度开发，体现了生态工程中协调的原
理。碳元素在防沙林生态系统的生物群落与无机环境之间主要以CO2形式循环。
（3）蜥蜴能通过感知柽柳分泌的化学物质定位其果实（获取食物），又在取食过程中帮助柽柳传播种
子，这体现了信息传递在生态系统中的作用是调节种间关系，维持生态系统的平衡与稳定。为了更好地提
高该沙漠生态系统的稳定性，可以控制对沙漠生态系统的干扰强度，营造乔-灌-草结合的复合防护林体
系，或引入适合沙漠环境的本地物种，增加生物物种多样性，增强沙漠生态系统的自我调节能力，保证生
态系统内部结构与功能的协调。
5．在农业生产中，鳞翅目害虫(如草地贪夜蛾、棉铃虫等)对农作物危害极大，传统化学防治手段易造成
环境污染且可能使害虫产生抗性。为解决这一问题，研究人员通过研究最终在棉花中鉴定到一种天然的新
型杀虫蛋白GhJAZ24。随后研究人员通过转基因技术，成功培育出含该蛋白的抗虫玉米，过程如图。回答
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下列问题：
(1)质粒2 除了含有目的基因和复制原点外，还必须包含的关键组件有___________；请简述其中一个组件
的作用：___________。
(2)图中将GhJAZ24 基因导入玉米细胞所用的方法为___________。
(3)实验证明GhJAZ24 蛋白对草地贪夜蛾有显著杀伤力。从生物进化角度分析，新型杀虫蛋白能有效应对
害虫对原有抗虫蛋白产生的田间抗性的原因为___________。含GhJAZ24 蛋白的作物对鳞翅目害虫具有广
谱杀虫性，且对环境友好无残留，与原有杀虫机制相比，其在农业生产中具有的潜在优势是
___________(答两点)。
(4)虽然GhJAZ24 蛋白具有显著抗虫性，但其在玉米细胞内表达较低，且对部分鳞翅目害虫(如稻纵卷叶
螟)的抗虫效果有待提升。为进一步增强该蛋白的抗虫性能，科研人员欲通过蛋白质工程对GhJAZ24 蛋白
进行改造。在改造过程中，科研人员需先设计预期的蛋白质结构，设计该结构时需考虑的关键因素有
___________(答1 点)。
【答案】(1) 启动子、终止子和标记基因 启动子是RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动目的
基因转录出mRNA；终止子可使转录在相应位置停止；标记基因便于筛选出含有目的基因的受体细胞(答出
任意一个即可)
(2)农杆菌转化法
(3) 害虫对原有抗虫蛋白产生抗性是自然选择的结果，害虫针对原有蛋白形成的抗性机制对新型
GhJAZ24 蛋白不起作用(合理即可) 能有效应对害虫对原有抗虫蛋白产生的抗性，降低害虫抗性进化风
险；杀虫谱更广，可防控更多类型的鳞翅目害虫；对环境友好无残留，减少对生态环境的负面影响(合理
即可)
(4)GhJAZ24 蛋白对稻纵卷叶螟的靶向结合能力；蛋白质的稳定性；蛋白质的杀虫活性；避免因结构改变导
致蛋白对玉米自身或其他非靶标生物产生不良影响(合理即可)
【详解】（1）质粒作为基因工程的载体，除了含有目的基因和复制原点外，还必须包含启动子、终止
子、标记基因。 启动子是RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动目的基因转录出mRNA；终止子可使转录
在相应位置停止；标记基因便于筛选出含有目的基因的受体细胞。
（2）图中是将目的基因导入玉米细胞，所用的方法为农杆菌转化法。
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（3）从生物进化角度分析，新型杀虫蛋白能有效应对害虫对原有抗虫蛋白产生的田间抗性，是因为害虫
对原有抗虫蛋白产生抗性是自然选择的结果，害虫针对原有蛋白形成的抗性机制对新型GhJAZ24 蛋白不起
作用。 含GhJAZ24 蛋白的作物在农业生产中具有的潜在优势：能有效应对害虫对原有抗虫蛋白产生的抗
性，降低害虫抗性进化风险；杀虫谱更广，可防控更多类型的鳞翅目害虫；对环境友好无残留，减少对生
态环境的负面影响。
（4）通过蛋白质工程对GhJAZ24 蛋白进行改造时，设计预期的蛋白质结构，需考虑的关键因素有GhJAZ24
蛋白对稻纵卷叶螟的靶向结合能力；蛋白质的稳定性；蛋白质的杀虫活性；避免因结构改变导致蛋白对玉
米自身或其他非靶标生物产生不良影响。
题组三
非选择题：共5 题，共55 分
1．杜鹃是中国十大传统花卉之一、多数杜鹃品种耐热性较差，温度超过35℃时，植物就会进入半休眠状
态，新梢和新叶的生长也会变得缓慢。研究人员以春潮杜鹃和琉球红杜鹃为材料，探究高温胁迫对杜鹃光
合作用的影响，实验结果如图（注：Pn表示净光合速率，Ci表示胞间CO2浓度，Gs表示气孔导度，Tr表示蒸
腾速率）。回答下列问题：
(1)通常情况下，气孔导度降低直接影响了光合作用_________的阶段。若气孔导度突然降低，则短时间内
细胞中C5的含量会相对_________（填“增加”或“减少”）。
(2)图中Pn的观测指标是_________。两个杜鹃品种的Gs随着温度的增加而_________，高温对Gs影响更大
的品种是_________。高温引起Pn下降是由非气孔因素所致，判断依据是_________。根据实验结果推测，
_________的抗高温能力较好，理由是_________。
(3)高温会导致净光合速率下降，这可能与叶绿体相关结构的功能受损有关，如_________（答一点），从
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而导致光合作用速率下降。
【答案】(1) 暗反应（碳反应） 增加
(2) 单位时间、单位叶面积吸收 CO 的量（或释放
₂
O 的量
₂
/ 积累有机物的量） 降低 春潮
杜鹃 随温度升高，胞间 CO 浓度（
₂
Ci）升高 琉球红杜鹃 40℃时琉球红杜鹃的净光合速率
（Pn）仍高于春潮杜鹃，受高温抑制程度更小
(3)类囊体薄膜受损，光反应相关酶失活（或叶绿体基质中暗反应相关酶活性降低，答出一点即可）
【详解】（1）气孔导度降低，CO 吸收减少，直接影响光合作用暗反应（碳反应）阶段。气孔导度突然降
₂
低时，CO 供应不足，
₂
C 与
₅
CO 结合生成
₂
C 的速率减慢，而
₃
C 还原生成
₃
C 的速率短时间内不变，因此细
₅
胞中C 的含量会相对增加。
₅
（2）净光合速率（Pn）的观测指标是单位时间、单位叶面积吸收 CO 的量（或释放
₂
O 的量、积累有机物
₂
的量）。从图C 可见，两个杜鹃品种的气孔导度（Gs）随着温度的增加而降低。高温对Gs影响更大的品种
是春潮杜鹃（40℃时春潮杜鹃的Gs几乎降为 0，下降幅度远大于琉球红杜鹃）。判断 “高温引起Pn下降
是由非气孔因素所致” 的依据：随温度升高，胞间CO 浓度（
₂
Ci）不降反升，说明气孔导度降低不是限制
因素，限制因素是叶肉细胞的光合能力（非气孔因素）下降。抗高温能力较好的是琉球红杜鹃。理由：在
40℃高温下，琉球红杜鹃的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）均高于春潮杜鹃，光合
受抑制程度更小，更适应高温环境。
（3）高温导致净光合速率下降，可能受损的叶绿体相关结构功能举例： 类囊体薄膜：高温破坏类囊体薄
膜结构，光反应相关酶失活，ATP 和 NADPH 合成减少； 叶绿体基质：高温导致暗反应相关酶（如
Rubisco 酶）活性降低，CO 固定速率下降。
₂
2．利用自体再生胰岛移植治愈糖尿病，为长期依赖胰岛素的糖尿病患者提供了一种全新的、可能的替代
治疗方案。为验证利用干细胞诱导再生胰岛细胞移植治疗糖尿病的效果。请利用以下实验材料，完善实验
步骤、预测实验结果并进行实验分析。
实验材料：若干糖尿病模型裸鼠和裸鼠、已诱导胰岛细胞悬液（磷酸缓冲盐溶液）、磷酸缓冲盐溶液、注
射器、血糖测定仪。（要求与说明：具体操作不作要求；实验条件适宜）
(1)实验思路：
①将糖尿病模型裸鼠随机均分为甲、乙组；等数量的裸鼠为丙组。
②实验开始前：__________，记录并计算平均值。
③甲组裸鼠腹股沟皮下注射__________，乙组、丙组裸鼠注射__________；
④每隔一段时间测定各组每只裸鼠的血糖浓度；统计分析实验数据。
(2)实验结果：__________（以曲线图形式呈现）。
(3)实验分析：
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①能够利用干细胞可以诱导分化成为胰岛细胞成功的根本原因是__________。
②实验中移植的干细胞一般采集自体细胞诱导成干细胞或使用裸鼠作为模型动物，可以避免机体出现
__________，提高移植细胞的成活率等。
③血糖可以作为检测指标之一的依据是__________。
【答案】(1) 利用血糖测定仪每隔一段时间测定各组每只裸鼠的血糖浓度 已诱导胰岛细胞悬液
等量磷酸缓冲盐溶液
(2)
(3) 遗传物质有选择地发挥作用（基因的选择性表达） 免疫排斥 胰岛素是唯一能降低血糖
的激素，通过检测血糖浓度的变化来判断机体对胰岛素的敏感性
【分析】胰岛素是由胰岛B 细胞分泌的，具有降低血糖浓度的作用；胰高血糖素是由胰岛A 细胞分泌的，
具有升高血糖的作用。
【详解】（1）甲、乙组：糖尿病模型裸鼠（实验组 + 模型对照组） 丙组：等量正常裸鼠（正常生理状
态对照组） 目的：区分 “疾病本身”“治疗干预” 和 “正常状态” 三种情况，让实验结论更严谨。
步骤②：初始血糖测定 实验开始前，用血糖测定仪测定每只裸鼠的血糖浓度，记录并计算各组平均值。
作用： 确认乙组、甲组确实处于高血糖的糖尿病状态； 确认丙组血糖处于正常水平； 为后续血糖变化
提供基线数据，便于对比治疗效果。
步骤③：处理方式 甲组：腹腔皮下注射已诱导胰岛细胞悬液（核心处理，模拟治疗） 乙组、丙组：注射
等量磷酸缓冲盐溶液（溶剂对照，排除 “注射操作” 或 “缓冲液本身” 对血糖的干扰）单一变量原
则：唯一变量是 “是否注射诱导胰岛细胞”，其他条件（注射量、注射部位、饲养环境等）完全一致。
（2）丙组（正常裸鼠）：血糖浓度维持在较低且稳定的水平（作为正常对照）。 乙组（糖尿病模型裸鼠
+ 缓冲液）：血糖浓度始终维持在较高水平（糖尿病模型未得到干预，血糖无法降低）。 甲组（糖尿病
模型裸鼠 + 诱导胰岛细胞）：血糖浓度随时间推移逐渐下降，接近丙组水平（说明诱导胰岛细胞移植有
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效降低了血糖）。
（3）①干细胞诱导分化为胰岛细胞的根本原因 基因的选择性表达（遗传物质有选择地发挥作用）。 干
细胞含有全套遗传信息，但不同细胞中只有部分基因被激活、部分被沉默。 在特定诱导条件下，干细胞
中与胰岛细胞功能相关的基因被激活，表达出胰岛细胞特有的蛋白质（如胰岛素），从而定向分化为胰岛
细胞。
②异体移植细胞会被受体免疫系统识别为 “异物”，引发免疫攻击，导致移植细胞死亡、治疗失败。 自
体干细胞：遗传物质与受体完全一致，不会被免疫系统攻击； 裸鼠：先天缺乏成熟的 T 淋巴细胞，免疫
功能缺陷，无法对移植细胞产生排斥反应。
③胰岛素是唯一能降低血糖的激素。 胰岛 B 细胞的核心功能是分泌胰岛素，胰岛素能促进组织细胞摄
取、利用和储存葡萄糖，从而降低血糖。 血糖浓度是胰岛素功能最直接的体现：若移植的胰岛细胞功能
正常，胰岛素分泌增加，血糖就会下降；反之则血糖居高不下。因此，通过检测血糖浓度的变化，可直观
判断胰岛细胞的存活状态和功能有效性。
3．草莓植株开两性花，其果实颜色和果实硬度是重要的经济性状。红色、硬果和耐储运的草莓深受消费
者青睐。野生二倍体草莓的体细胞染色体数为2n＝14，栽培草莓（如凤梨草莓）为八倍体。请回答下列问
题：
(1)八倍体草莓体细胞中染色体数目为_______条。市场上几乎没有野生二倍体草莓出售，原因是多倍体草
莓的果实具有_______（答出1 点即可）等优点，更受市场欢迎。
(2)如图1 为草莓果实颜色形成途径的示意图，等位基因A/a、B/b 位于非同源染色体上。
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①现欲利用野生二倍体草莓中粉色品系和白色品系培育红色品系。粉色品系与白色品系杂交，F1都结红色
果实，F1自交得F2，F2的表型及其比例为_______；若F2红色品系严格自交得到F3种子，以株为单位保存
F3种子，将每株得到的F3种子单独种植在一个区域得到一个株系，不发生性状分离的株系为纯种红色品
系，这样的株系占F2红色品系的_______。
②八倍体草莓群体中白色草莓的基因型最多有_______种。
(3)已知软果为隐性性状，研究人员想要确认草莓软果基因的具体位置，利用染色体上的SSR 序列进行了
一系列的杂交实验。SSR 序列是染色体上的短串联重复序列，不同个体的同一类型或不同类型的染色体上
SSR 序列都不相同。科学家将纯合硬果个体与软果个体进行杂交得F1，F1自交得F2，再收集F2中的软果个
体，分别对3 号与7 号染色体的SSR 序列进行PCR 后电泳检测，得到图2 结果。
由上述电泳结果推测，软果基因位于_______（填“3”或“7”）号染色体上。判断的依据是_______。
【答案】(1) 56 体积（更）大、营养物质（更）丰富
(2) 红色∶粉色∶白色＝9∶3∶4 1/9 9
(3) 7 因为F2软果个体的7 号染色体的SSR 序列结果全与软果亲本条带一致，说明软果基因位于
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7 号染色体上，而3 号染色体出现了三种条带分布，说明软果基因可以与3 号染色体上的SSR 序列自由组
合
【详解】（1）已知野生二倍体草莓的体细胞染色体数为2n=14，栽培草莓（如凤梨草莓）为八倍体，根据
染色体数目计算，八倍体草莓体细胞中染色体数目为14×4=56 条。多倍体草莓的果实具有体积（更）
大、营养物质（更）丰富等优点，所以更受市场欢迎，这就是市场上几乎没有野生二倍体草莓出售的原
因。
（2）①由图1 可知，红色果实的基因型为A-B-，粉色果实的基因型为A-bb，白色果实的基因型为aa--。粉
色品系（A-bb）与白色品系（aa--）杂交，F1都结红色果实，可推知粉色品系基因型为AAbb，白色品系基
因型为aaBB，F1基因型为AaBb，F1自交得F2，根据基因自由组合定律，F2的表型及其比例为红色：粉色：
白色=9：3：4；F2红色品系的基因型及比例为AABB：AABb：AaBB：AaBb=1：2：2：4，其中AABB 自交后代
不发生性状分离，占F2红色品系的1/9。
②八倍体草莓群体中，有8 个染色体组，结合图1，白色草莓的基因型关于基因A/a 的只有1 种
aaaaaaaa，关于基因B/b 的基因型有9 种，分别BBBBBBBB、BBBBBBBb、BBBBBBbb、BBBBBbbb、BBBBbbbb、
BBBbbbbb、BBbbbbbb、Bbbbbbbb、bbbbbbbb，所以关于A/a、B/b 的基因组合类型最多有1×9=9 种，即对
应的基因型最多有9 种。
（3）根据自由组合定律，如果软果的隐性性状与另一个性状自由组合，则可以推测软果基因与另一性状
的控制基因自由组合。SSR 序列就相当于控制另一性状的基因。结果发现F2软果个体中，3 号染色体上的
SSR 序列出现了三种情况，说明软果性状基因与3 号染色体上的SSR 序列自由组合。因为F2软果个体的7
号染色体的SSR 序列结果全与软果亲本条带一致，说明软果基因与软果亲本的7 号染色体SSR 序列位于同
一条染色体上，即软果基因位于7 号染色体上。
4．科学家通过建立人工湿地生态系统，对流经西安市区西部的皂河中的生产和生活污水进行深度净化处
理。
(1)湿地具有自然净化污水的作用，同时能够为人们的观光旅游提供场所，这体现了生物多样性的_______
价值。现在人类积极采取退耕还湿、退养还湿等措施加强对湿地的保护，原因是人类已意识到生物多样性
中的_______价值更重要。
(2)流经皂河人工湿地生态系统的总能量是_______。该湿地生态系统受到污染时能保持稳定性的原因是
____________________________。在治理被污染的湿地水域时，需选择当地物种，且通常选择净化能力强
的多种水生植物，使这些物种形成互利共存的关系，这主要体现了生态工程的_______原理。
(3)研究人员对皂河人工湿地不同的植物湿地单元进行采样，测定三种植物不同部位对Cu、Pb、Zn、Cr、
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Ni、Cd 等6 种重金属的综合富集系数（代表富集能力）和转移系数（代表地下部分向地上部分转移的能
力），结果如图。
注：湿地植物富集系数=植物中重金属含量/根部生长环境介质中该重金属含量
湿地植物转移系数=植物地上部重金属含量/根部该重金属含量
①应及时收割富集重金属的水生植物的地上部分并进行无害化处理，以防止重金属沿_______积累和浓缩
并最终危害人类健康。
②据图分析，_______（植物）湿地单元受重金属污染程度最小，主要判断依据是该植物_______（填“地
上”或“地下”）部分富集能力较高，且_______，修复受重金属污染湿地的效率比其他植物高。
【答案】(1) 间接价值和直接（不考虑答案顺序） 间接
(2) 生产者固定的太阳能总量和污水中有机物的化学能 生态系统具有自我调节能力 协调、
自生
(3) 食物链 芦苇 地上 地下部分向地上的转移重金属能力也较强（芦苇的转移系数较
大）
【详解】（1）①湿地自然净化污水属于生态功能，体现间接价值；观光旅游体现直接价值；②退耕还湿
等保护措施，是因为生物多样性的间接价值（生态功能）远大于直接价值。
（2）①流经人工湿地生态系统的总能量，是生产者固定的太阳能，加上污水中有机物含有的化学能；
②生态系统受到污染时能保持稳定，是因为生态系统具有一定的自我调节能力（抵抗力稳定性）；
③“选择当地物种” 同时体现了协调原理（生物与环境协调），“选择多种植物形成互利共存关系” 体
现了自生原理（生物组分自组织形成稳定系统）。
（3）①重金属会沿食物链（食物网）发生生物富集，逐级积累浓缩，最终危害人类健康； ②据图分析：
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芦苇的综合富集系数最高，且转移系数最高，说明其将重金属更多转移到地上部分，便于收割处理，修复
效率最高，因此受重金属污染程度最小的湿地单元是芦苇；
③判断依据：该植物地上部分富集能力较高，且转移系数高（将重金属更多转移到地上部分），因此修复
受重金属污染湿地的效率比其他植物高。
5．水稻白叶枯病是由水稻白叶枯病原菌引起的病害，对水稻危害严重，较难进行化学防治，为此科研人
员通过转基因技术将白叶枯病抗性基因Xa2l 转入水稻品种C418.T-DNA 两端有左边界（LB）和右边界
（RB），边界间序列进入植物细胞。回答下列问题：
(1)制备得到含目的基因（Xa2l）的双右边界T-DNA 重组质粒，如下图1 所示。
据图可知，制备重组质粒时使用的限制酶为_____。重组质粒中含有ColE Ori 的意义是_____。利用含该
重组质粒的农杆菌侵染植物愈伤组织，转移进入植物细胞的T-DNA 片段可能含有的基因是_____或_____。
(2)将含有重组质粒的大肠杆菌接种至_____培养基中扩大培养后，提取其中的DNA 并通过电泳将重组质粒
_____。切割含相应条带的凝胶回收重组质粒后，将其与处于感受态的农杆菌混合培养一段时间，再转移
至含壮观霉素的培养基中一段时间，筛选得到含重组质粒的农杆菌。影响重组质粒转化农杆菌效率的因素
有_____（答出2 点即可）。
(3)将含重组质粒的农杆菌菌液滴加在愈伤组织表面后一段时间，利用加入含头孢霉素的无菌水冲洗愈伤
组织以_____。而后将愈伤组织转移至含潮霉素的MS 培养基中进行_____培养以获得更多的愈伤组织，从
功能角度分析，该培养基属于_____培养基。将愈伤组织培养至完整植株，在叶片上施用水稻白叶枯病原
细菌，目的是检验_____。
(4)现获得了同时转入两种类型T-DNA 各1 个并成功整合到染色体上的一株亲代转基因水稻，请在下图2
（竖线表示染色体）中标出T-DNA 上基因（可用短横线表示基因）整合在染色体上的可能性_____。
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【答案】(1) KpnI 使重组质粒在大肠杆菌中复制与扩增 Xa2l Xa2l 与hpt
(2) LB 液体 分离 农杆菌状态，培养液温度，重组质粒的含量等
(3) 除去农杆菌 继代 选择 转基因是否成功/目的基因是否已经成功表达/水稻是否具
有白叶枯病抗性
(4)
【知识点】植物组织培养技术综合、基因工程的操作程序综合
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的
基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。
【详解】（1）制备得到含目的基因（Xa2l）的双右边界T-DNA 重组质粒，如下图1 所示，该酶在LB、RB2
两边都有，制备重组质粒时使用的限制酶为KpnI，即用KpnI 对目的基因和质粒进行切割，以得到相同的
黏性末端，再连接得到重组质粒如图1；ColE Ori 为大肠杆菌复制起点，使重组质粒在大肠杆菌中复制与
扩增；Xa2l 是目的基因，需要整合到植物细胞的染色体上，因此必须位于T-DNA 中，hpt 为潮霉素抗性基
因，有利于筛选含目的基因的植物细胞，因此进入植物细胞的T-DNA 片段可能含有的基因是Xa2l 或Xa2l
与hpt。
（2）液体培养基能对微生物进行扩大培养；不同的DNA 在电泳中形成的条带不同，电泳能对重组质粒
（DNA）进行分离；农杆菌状态，培养液温度，重组质粒的含量等都会影响重组质粒转化农杆菌效率。
（3）头孢是抗生素，可以杀灭细菌，利用加入含头孢霉素的无菌水冲洗愈伤组织以除去农杆菌；将愈伤
组织转移至含潮霉素的MS 培养基中进行继代培养，以获得更多的愈伤组织；由于加了潮霉素能筛选出抗
潮霉素的植物细胞，因此该培养基属于选择培养基；将愈伤组织培养至完整植株，在叶片上施用水稻白叶
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枯病原细菌，是为了检验转基因是否成功/目的基因是否已经成功表达/水稻是否具有白叶枯病抗性。
（4）现获得了同时转入两种类型T-DNA（只含Xa2l、含Xa2l 与hpt）各1 个并成功整合到染色体上的一
株亲代转基因水稻，可能的位置为
。
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