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大题预测02（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.自然界中的绿色植物根据光合作用暗反应过程中CO2的固定途径不同可以分为C3、C4和CAM 三种途径。根
据以下资料回答问题：
资料（一）：小麦是C3途径，如图1：也称卡尔文循环，整个循环由RuBP（C5）与CO2的羧化开始到RuBP
（C5）再生结束，在叶绿体基质中进行，可合成蔗糖、淀粉等多种有机物。
资料（二）：玉米是C4途径，如图2：叶肉细胞中的叶绿体有类囊体能进行光反应，同时，CO2被整合到C4
化合物中，随后C4化合物进入维管束鞘细胞，进而生成有机物。PEP 酶（也称PEP 羧化酶）被形象地称为
“CO2泵”，它提高了C4植物固定CO2的能力，使C4植物比C3植物具有较强光合作用（特别是在高温、光照
强烈、干旱条件下）能力，并且无光合午休现象。C3植物细胞中的Rubisco 是卡尔文循环过程中催化CO2固
定的酶。
资料（三）：菠萝是CAM 植物，夜间吸进CO2经过一系列转化生成苹果酸储存在液泡中，细胞液pH 下降。
而白天气孔关闭，苹果酸间接参与卡尔文循环，最后合成淀粉或者转移到线粒体，进一步氧化释放CO2，
又可进入C3途径。
1
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(1)图1 是小麦碳元素代谢途径的示意图。①②③④代表的是物质，A、B、C、D 代表的是生理过程，A 过程
发生的场所是________。③代表的物质是________；从有氧呼吸的角度分析，NAD+在小麦细胞的________
阶段被消耗。
(2)分析图1 和图2，在C3和C4植物细胞中，分别与CO2相结合的物质是________和_________。夏季晴朗白
天正午C3植物会出现“光合午休”现象，而C4植物不会出现“光合午休”，原因是________。
(3)结合图2，在玉米叶肉细胞中CO2被整合到C4化合物后，最终在_______（场所）生成有机物。
(4)结合图3，除了C5外________也可以固定二氧化碳，白天叶绿体利用二氧化碳来源除了图中所示还来自
________。
【答案】(1) 类囊体薄膜 ADP 和Pi 有氧呼吸第一、二阶段
(2) C5 C5、PEP 中午温度过高C3植物的部分气孔关闭，CO2的吸收量减少；而C4植物能利用
低浓度的CO2进行光合作用（或C4植物固定CO2的能力强）
(3)维管束鞘细胞的叶绿体基质（或维管束鞘细胞的叶绿体）
(4) PEP/磷酸烯醇式丙酮酸 细胞呼吸/线粒体
【知识点】光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化、影响光合作用的因素、有氧呼吸过程
【分析】1、光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。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，有以下两方面用途。 一是将水分解为
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；二 是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP 与Pi 反应形成ATP。这样，光能就转化为储存在ATP
中的化学能。这些 ATP 将参与第二个阶段合成有机物的化学反应。
2、光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。暗反应阶段的化
学反应是在叶绿体的基质中进行的。在这一阶段， CO2被利用，经过一系列的反应后生成糖类。绿叶通过
气孔从外界吸收的CO2，在特定酶的作用下， 与C5 （一种五碳化合物）结合，这个过程称作CO2 的固定。
一分子的CO2被固定后，很快形成两个C3分子。在有关酶 的催化作用下，C3接受ATP 和NADPH 释放的能量，
2
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并且被NADPH 还原。随后，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。这些C5又可以参与CO2的固定。
【详解】（1）A 过程为光反应，根据资料（一）及光合作用知识，光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上。
在光合作用暗反应中，ATP 水解为ADP 和Pi 并释放能量用于 C3的还原，所以③代表ADP 和Pi。从有氧呼
吸角度，NAD+在有氧呼吸第一、二阶段接受氢形成NADH，所以NAD+在有氧呼吸第一、二阶段被消耗 。
（2）依据资料（一）和（二），C3植物（如小麦）中，CO2与 RuBP（C5）结合；C4植物（如玉米）中，CO2
与磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）和RuBP（C5）结合。正午高温时，C3植物气孔关闭以减少蒸腾失水，导致 CO2
吸收不足，光合速率下降（光合午休）；C4植物的PEP 羧化酶对CO2亲和力高，能高效固定低浓度CO2（即
使气孔部分关闭），无需依赖大量外界CO2，故无光合午休。
（3）由资料（二）可知，玉米是C4途径植物，叶肉细胞中CO2被整合到C4化合物后，进入维管束鞘细胞，
在维管束鞘细胞的叶绿体基质中，利用相关酶和光反应产生的ATP、NADPH 等，通过卡尔文循环生成有机物
。
（4）图3 显示，CAM 植物（菠萝）夜间气孔开放，CO2与PEP 结合生成苹果酸，故除C5外，PEP 也能固定
CO2。白天CAM 植物气孔关闭，CO2来源包括苹果酸分解释放的CO2，以及细胞呼吸（线粒体有氧呼吸第二阶
段）产生的 CO2。
2.为研究药物D 对机体生理功能的影响和药物Z 对细胞增殖的影响，某同学进行以下实验并提出一个实验
方案。回答下列问题：
给一组大鼠隔日注射药物D，每隔一定时间，测定该组大鼠的血糖浓度和尿糖浓度。
实验结果：血糖浓度增加，出现尿糖且其浓度增加。
(1)①由上述实验结果推测，药物D 损伤了大鼠的__________细胞，大鼠肾小管中葡萄糖含量增加，会使其
尿量__________。同时大鼠的进食量增加，体重下降，原因是__________。
②检测尿中是否有葡萄糖，可选用的试剂是__________。
(2)为验证药物Z 对肝癌细胞增殖有抑制作用，但对肝细胞增殖无抑制作用，根据以下材料和用具，完善实
验思路，预测实验结果。
材料和用具：若干份细胞数为N 的大鼠肝癌细胞悬液和肝细胞悬液、细胞培养液、药物Z、细胞培养瓶、
CO2培养箱、显微镜等。
（说明与要求：细胞的具体计数方法不作要求，不考虑加入药物Z 对培养液体积的影响，实验条件适
宜。）
①完善实验思路。
i．取细胞培养瓶，分为A、B、C、D 四组，分别加入细胞培养液。
i i．_______。
3
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i i i．_______。
i i i i．_______。
②预测实验结果_______（设计一个坐标，用柱形图表示最后一次检测结果）。
【答案】(1) 胰岛B 增加 胰岛素分泌不足，机体对血糖的利用减弱，供能不足，为补充能
量，需增加食物的摄取，同时加速脂肪等非糖物质的转化与分解 斐林试剂
(2) A 、B 组加入肝癌细胞悬液，C 、D 组加入肝细胞悬液 A、C 组不加药物Z，B 、D 组加药物
Z 将上述细胞培养瓶置于CO2培养箱，培养一段时间后，在显微镜下观察并计数细胞数，记录并处理
所得数据
【知识点】血糖调节、水盐平衡调节、细胞癌变的原因及防治、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
【分析】1、一般在探究实验中，要遵循单一变量原则和对照原则。
2、胰岛B 细胞分泌的胰岛素具有降血糖的作用，胰岛A 细胞分泌的胰高血糖素具有升血糖的作用。
3、该实验中自变量是药物Z 处理的细胞类型和是否使用药物Z，因变量是细胞的增殖情况。
【详解】（1）①注射药物D 后，血糖浓度增加，说明药物D 损伤了胰岛B 细胞，导致胰岛素分泌减少。大
鼠肾小管中葡萄糖含量增加，外环境渗透压升高，相当于内环境渗透压降低，会使下丘脑合成、垂体释放
的抗利尿激素减少，肾小管和集合管对水的重吸收减弱，尿量增加。由于胰岛素分泌不足，机体对血糖的
利用减弱，大量的葡萄糖随尿排出，供能不足，为补充能量，需增加食物的摄取，同时加速脂肪等非糖物
质的转化与分解，从而导致大鼠的进食量增加，体重下降。
②葡萄糖为还原糖，可用斐林试剂检测。
（2）①该实验中自变量是药物Z 处理的细胞类型和是否使用药物Z，因变量是细胞的增殖情况。所以可细
胞培养瓶，分为A、B、C、D 四组，分别加入细胞培养液；A 、B 组加入肝癌细胞悬液，C 、D 组加入肝细
胞悬液；A、C 组不加药物Z，B 、D 组加药物Z；将上述细胞培养瓶置于CO2培养箱，培养一段时间后，在
显微镜下观察并计数细胞数，记录并处理所得数据。
②据题意可知，药物Z 对肝癌细胞增殖有抑制作用，但对肝细胞增殖无抑制作用，所以CD 组细胞正常增殖，
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而B 组细胞受到抑制，A 组（肝癌细胞+无药培养液）细胞数量较多，B 组（肝癌细胞+含药培养液）细胞数
量明显少于A 组，C 组（肝细胞+无药培养液）和D 组（肝细胞+含药培养液）细胞数量相近且较多，大致
呈现出B 组柱形图高度最低，A 组较高，C、D 组高度相当且高于B 组低于A 组的情况：
3.在作物育种中，培育不育系可简化制种流程、节约人工时间。
(1)科研人员培育出了具备优良性状的甘蓝油菜雄性不育系CMS，为获得雄性育性恢复的该品系，计划引入
油菜R 中的育性恢复基因，部分流程如图1，其中①是________。以________性状作为筛选依据，从而获
得BC1到BC5。
(2)在上述BC5中发现一株雌性不育突变体（G）。为判断雌性不育性状的遗传方式，应从BC5中选择正常植
株（H）与G 杂交，结果发现子代性状及比例为________，推测雌性不育性状由显性单基因控制。
(3)检测发现G 中Bol 基因的转录量显著低于H．对两者进行基因组测序，若结果为________，则支持假说
“Bol 基因是导致雌性不育的基因”。后续实验证明了该假说。
(4)进一步研究发现在20±2℃稳定低温或32±2℃稳定高温时，G 可恢复育性。且G 中突变的Bol 基因可使
叶片呈锯齿状。基于以上信息，请利用G 植株、CMS 植株、N 品系（可育、具备优良性状），在图2 中完善
育种流程，构建田间收获均为目标杂交种的育种体系。
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【答案】(1) CMS 雄性可育/育性恢复
(2)雌性可育:雌性不育= 1:1
(3)仅Bol 基因序列存在差异
(4)
【知识点】基因突变、杂交育种、其他育种方式、DNA 分子上碱基对的改变对后代性状的影响
【详解】（1）CMS（♀，雄性不育） × 油菜R（♂，可育），核基因杂合，细胞质来自CMS，表型可育。
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作为母本，提供细胞质和部分核基因，F 作为父本，提供含育性恢复基因的花粉。回交后代
₁
BC 至
₁
BC 中，
₅
核基因组逐步向CMS 背景趋近，同时保留育性恢复基因。在每代回交后代中，仅选择雄性可育个体进行后
续回交，淘汰雄性不育个体。该表型直接反映育性恢复基因的存在。
（2）若雌性不育性状由显性单基因控制，设该显性基因为A，隐性正常基因为a。突变体G 为雌性不育，
其基因型应为AA 或Aa，正常植株H 基因型为aa。当G 与H 杂交时：若G 为AA，子代全为Aa，全部表现为
雌性不育；若G 为Aa，子代中Aa（雌性不育）:aa（正常）=1:1。突变体为杂合子，因此子代性状及比例
应为雌性不育:雌性可育 = 1:1。
（3）要支持“Bol 基因是导致雌性不育的基因”这一假说，基因组测序结果应显示G 与H 仅Bol 基因序列
存在差异，具体表现可能为：G 中Bol 基因存在功能丧失性突变，而H 中该基因序列完整且保守。G 中Bol
基因的启动子或增强子区域发生插入/缺失等结构变异，导致转录量显著降低，而H 中相应区域正常。G 中
Bol 基因拷贝数减少或完全缺失，而H 中为正常拷贝数。若测序结果显示上述任一情况，即可从遗传层面
支持假说“Bol 基因是导致雌性不育的基因”。后续实验证明了该假说。
（4）根据题意，构建田间收获均为目标杂交种的育种体系需遵循以下步骤：将G 植株（基因型为Bb，锯
齿叶、温度敏感型雌性不育）与N 品系（基因型为bb，正常叶、可育）杂交，获得F 代（
₁
Bb，锯齿叶、雌
性不育）。F 与
₁
N 品系回交，在田间早期选择锯齿叶性状个体与连续多代与N 品系回交，获得与N 品系相
似的雌性不育系，在20±2℃稳定低温或32±2℃稳定高温条件下，使Bb 植株恢复育性，通过自交大量繁
殖该纯合雌性不育植株。与CMS 在23-29℃低温条件下杂交，获得大量目标杂交种。
4.某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种
沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3 种多年生草本沉水植物（①金鱼藻、②黑藻、③苦
草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。
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回答下列问题：
(1)湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成
的有机物少于_______的有机物，最终衰退和消亡。
(2)生态恢复后，该湖泊形成了以上述3 种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是
________，其原因是_______。
(3)为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3 种草本沉水植物的理由是_________，三者配合能实现综合
治理效果。
(4)上述3 种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径（浓缩CO2形成高浓度C4后，再分解成CO2传递
给C5）使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强。根据图a 设计
一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。
实验设计方案
实验材料
对照组：_______ 实验组：黑藻
实验条件
控制光照强度为_______μmol·m-2·s-1
营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同
控制条件
__________
测量指标
__________
(5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时
打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施______。
【答案】(1)呼吸作用消耗
(2) ③②① 最大光合速率对应光强度依次升高
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(3)①(金鱼藻)除藻率高，②(黑藻)除氮率高，③(苦草)除磷高
(4) 金鱼藻 500 二氧化碳浓度较低且相同 氧气释放量
(5)合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物
【分析】图a 分析，一定范围内光照强度增大，三种植物的光合速率加快，光照强度超过一定范围，三种
植物的光合速率均减小。图b 分析，金鱼藻、黑藻和苦草都能在一定程度上去除氮和磷、藻。
【详解】（1）由于湖底光照不足，导致原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于细胞呼吸消耗的有机
物，生物量在减少，不足以维持生长，最终衰退和消亡。
（2）据图分析，最大光合速率对应光强度依次升高，因此生态恢复后，该湖泊形成了以上述3 种草本沉水
植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是③②①。
（3）据图b 分析，金鱼藻除藻率高，黑藻除氮率高，苦草除磷率高，三者配合能高效的去除氮、磷和藻，
能实现综合治理效果。
（4）根据图a，在相同光照强度下，①金鱼藻与②黑藻的光合作用强度高度接近，尤其在光照强度为500
时，两者光合作用强度完全相同，有利于控制无关变量一致，而③苦草的光照强度与②黑藻相差较大。根
据题干“上述3 种草本沉水植物中只有黑藻具有C4 光合作用途径”可知①、③均无C4 途径，而除了上述3
种草本沉水植物外的其他植物是否有C4 途径不确定，所以不能从①、③外的其他植物为②选对照组。
验证黑藻的碳浓缩优势，因此控制条件为低二氧化碳浓度。因变量是光合速率的快慢，因此检测指标是单
位时间释放氧气的量。
（5）目前的两个实际问题是湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，大量沉水植物叶片凋
落，需及时打捞，增加维护成本，因此可以合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉
水植物凋落叶片为食物的生物。
5.马铃薯作为重要农作物，提高其冷耐受性可拓展优质马铃薯的种植区域。我国科研人员发现，野生马铃
薯中S 基因的表达与其冷耐受性调控有关，将该基因导入栽培马铃薯中可显著增强其抗寒能力。回答下列
问题。
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(1)PCR 扩增目的基因时，需要模板DNA、引物、________、含Mg2+的缓冲液和耐高温的DNA 聚合酶。DNA 聚
合酶在PCR 的________步骤中起作用。
(2)图中标识了载体和S 基因中限制酶的切割位点。为将S 基因正确插入载体，PCR 扩增S 基因时需在引物
的________（填“5'端”或“3'端”）添加限制酶识别序列，结合上表分析，上游引物应添加的碱基序列
是5'-________-3'，切割载体时应选用的两种限制酶是________，PCR 扩增产物和载体分别被限制酶切割
后，经纯化和连接，获得含S 基因的表达载体并导入农杆菌。
(3)用携带S 基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时，基因表达载体中T-DNA 进入愈伤组织细胞，将S 基
因整合到________，抗性基因________可用于筛选成功转化的愈伤组织。该愈伤组织经________形成芽、
根，继续培育可获得抗寒能力显著增强的马铃薯植株。
【答案】(1) 4 种脱氧核苷酸 延伸
(2) 5'端 AGATCT BamH Ⅰ、EcoR Ⅰ
(3) 栽培马铃薯愈伤组织细胞的染色体上 2 再分化
【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】1、基因工程的步骤：目的基因的提取、目的基因与运载体结合、目的基因导入受体细胞、目的
基因的检测与鉴定。
2、对限制酶选择条件：不能破坏目的基因和启动子、终止子，以便于目的基因和载体正确连接。
【详解】（1）PCR 扩增目的基因时，需要模板DNA、引物、4 种脱氧核苷酸、含Mg2+的缓冲液和耐高温的
DNA 聚合酶。PCR 一般分为变性、复性和延伸三步，其中DNA 聚合酶在PCR 的延伸步骤中起作用。
（2）为了使目的基因能够被限制酶切割，扩增目的基因时，需要在引物的5'端添加限制酶的识别序列。
结合图表分析，在载体的启动子和终止子之间有BamH I、EcoR I 和Xba I 的识别序列，而S 基因内部含有
Xba I、Nde I 和BamH I 的识别序列，要用BamH I、EcoR I 或Xba I 切割载体，又不能用Xba I、Nde I 或
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BamH I 切割S 基因，再根据各种限制酶的识别序列及切割位点，可知，需要用BamH I、EcoR I 切割载体，
用BamH I 的同尾酶Bgl Ⅱ和EcoR I 切割S 基因，故PCR 扩增S 基因时需在上游引物添加的碱基序列是5'-
AGATCT-3'。
（3）T-DNA 属于可转移DNA，用携带S 基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时，基因表达载体中T-DNA
进入愈伤组织细胞，将S 基因整合到栽培马铃薯愈伤组织细胞的染色体上，抗性基因1 位于T-DNA 外部，
用于筛选含有重组载体的农杆菌，而抗性基因2 位于T-DNA 内部，可用于筛选成功转化的愈伤组织。该愈
伤组织经再分化形成芽、根，继续培育可获得抗寒能力显著增强的马铃薯植株。
【题组二】
非选择题：共5 题，共55 分
1.绿色植物中RuBP 羧化酶（Rubisco）具有双重活性，当O2/CO2偏高时，光呼吸的过程会加强。光呼吸是
在光的驱动下将碳水化合物氧化生成CO2和水的一个生化过程，是一个高耗能的反应（如图1 所示）。过
氧物酶体为细胞质中单层膜结构，有特定的功能，负责将光合作用的副产物C2（乙醇酸）氧化为乙醛酸和
过氧化氢。
(1)据图1 分析，绿色植物在Rubisco 催化下O2与__________反应，形成的C2（乙醇酸）中的C 原子最终进
入线粒体放出CO2，完成光呼吸的过程。据图可知，参与此过程的细胞器有__________。
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(2)科学家利用水稻自身基因构建了一条新的光呼吸支路，简称GOC 支路。通过多转基因技术成功将GOC 支
路导入水稻并定位至叶绿体中，使光呼吸产生的部分乙醇酸直接在叶绿体内被完全分解为CO2，从而
__________（填“促进”或“抑制”）光呼吸。据上述信息推测，细胞中CO2浓度倍增可以使光合产物的
积累增加，原因是__________。
(3)水稻、小麦等C3植物的光呼吸显著，而高粱、玉米等C4植物的光呼吸消耗有机物很少，C4途经如图2
所示。与C3植物相比，C4植物叶肉细胞的细胞质基质具有一种特殊的PEP 羧化酶，它催化CO2和C3反应形
成C4（苹果酸）。C4进入维管束鞘细胞，生成CO2和C3（丙酮酸），其中的CO2参与暗反应，C3（丙酮酸）
回到叶肉细胞中，进行循环利用。根据图中信息推测，PEP 羧化酶比Rubisco 对CO2的亲和力__________
（填“更弱”或“更强”）。叶肉细胞包围在维管束鞘细胞四周，形成花环状结构。根据此结构特点，进
一步推测C4 植物光呼吸比C3植物低很多是因为__________，从而使CO2在与O2竞争Rubisco 中有优势，抑
制光呼吸。
【答案】(1) C5 叶绿体、线粒体、过氧物酶体
(2) 抑制 高浓度CO2可减少Rubisco 与O2结合，减少光呼吸
(3) 更强 C4植物叶肉细胞中高效的PEP 羧化酶能够利用极低浓度的CO2且花环状的结构使得多个
叶肉细胞中的CO2富集到一个维管束鞘细胞中，使得维管束鞘细胞CO2浓度高
【知识点】光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化、影响光合作用的因素
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP 的生成，暗反应包括二
氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
【详解】（1）据图1 可知，在Rubisco 催化下氧气与C5反应形成C2，C2中的C 原子最终进入线粒体放出二
氧化碳，称之为光呼吸；结合题意及题图可知，参与光呼吸的细胞器的有叶绿体（产生氧气并生成有机
物）、线粒体（呼吸过程）和过氧物酶体。
（2）分析题意，GOC 支路使光呼吸产生的部分乙醇酸直接在叶绿体内被完全分解为CO2，从而抑制光呼吸；
细胞中CO2浓度倍增可以使光合产物的积累增加，原因是高浓度CO2可减少Rubisco 与O2结合，减少光呼吸。
（3）分析题意，C4进入维管束鞘细胞，生成CO2和C3（丙酮酸），其中的CO2参与暗反应（卡尔文循环），
C3（丙酮酸）回到叶肉细胞中，进行循环利用；根据图中信息推测，PEP 羧化酶比Rubisco 酶对CO2的亲和
力更强，能固定低浓度的CO2，C4植物叶肉细胞中高效的PEP 羧化酶能够利用极低浓度的CO2且花环状的结
构使得多个叶肉细胞中的CO2富集到一个维管束鞘细胞中，使得维管束鞘细胞CO2浓度高，在与O2竞争
Rubisco 中有优势，抑制光呼吸，所以C4植物光呼吸比C3植物小很多。
2.为了研究光敏色素介导的光对脱落酸(ABA)生物代谢的影响，研究人员利用野生型水稻(WT)和光敏色素B
突变体(phyB，无法合成光敏色素)水稻，在光照条件下进行相关实验，实验结果如图所示。回答下列问题：
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(1)光敏色素是一类___________，分布在植物的各个部位，在___________细胞内比较丰富。光敏色素在
光照条件下才会被激活，据图1 分析，它可以___________(填“促进”或“抑制”)ABA 合成相关基因的表
达。
(2)ABA 的合成部位是___________等，据图2 分析，与内源ABA 合成相关的基因可能是___________，判断
依据是___________。
(3)GA(赤霉素)的主要作用有___________(答出2 点)。研究表明，GA 能提高色氨酸合成酶的活性，同时抑
制生长素氧化酶(可分解生长素)的活性，据此推测GA 促进植株增高的机理是___________。水稻的矮生突
变体与赤霉素有关，有的是激素合成缺陷型突变体，有的是激素不敏感型突变体。为探究某种水稻的矮生
突变体所属的突变类型，简要写出实验思路、预期结果及结论__________。
【答案】(1) 蛋白质（色素-蛋白质复合体） 分生组织 抑制
(2) 根冠、萎蔫的叶片 OsNCED1 phyB 突变体ABA 含量高于野生型，且phyB 突变体中
OsNCED1 的相对表达水平显著高于野生型，与ABA 含量变化趋势一致
(3) 促进细胞伸长使植株增高，促进细胞分裂与分化，促进种子萌发、开花和果实发育 GA 可提
高色氨酸合成酶活性，促进生长素合成，同时抑制生长素氧化酶活性，减少生长素分解，使植物体内生长
素含量升高，从而促进细胞伸长，使植株增高
实验思路：将生长状况一致的矮生突变体水稻随机分为两组，实验组用适宜浓度的赤霉素溶液处理，对照
组用等量清水处理，在相同且适宜的环境下培养一段时间，测量并统计两组水稻的平均株高。 预期结果
与结论：若实验组平均株高显著高于对照组，则该突变体为激素合成缺陷型突变体；若两组平均株高无明
显差异，则该突变体为激素不敏感型突变体。
【知识点】验证性实验与探究性实验、其他植物激素的产生、分布和功能、参与调节植物生命活动的其他
环境因素
【详解】（1）光敏色素是一类感受光信号的蛋白质（色素-蛋白质复合体），在植物分生组织细胞中含量
丰富。结合图1，无法合成光敏色素的phyB 突变体ABA 含量显著高于野生型，说明光敏色素可以抑制ABA
合成相关基因的表达。
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（2）脱落酸的合成部位是根冠、萎蔫的叶片；结合图1 和图2，只有OsNCED1 基因的表达趋势和ABA 含量
趋势一致（phyB 突变体ABA 含量更高，该基因表达水平也更高），因此推测它是ABA 合成相关基因。
（3）赤霉素的作用为：促进细胞伸长使植株增高，促进细胞分裂与分化，促进种子萌发、开花和果实发
育。根据题干信息，GA 促进生长素合成（提高色氨酸合成酶活性，色氨酸是生长素合成原料）、减少生长
素分解（抑制生长素氧化酶活性），提高生长素含量，通过生长素促进细胞伸长，进而促进植株增高；
探究突变类型实验原理：合成缺陷型是自身不能合成GA，补充外源GA 后植株会增高；不敏感型是GA 信号
通路异常，补充GA 也不会促进生长，因此设置对照实验，观察施加外源GA 后株高的变化即可区分。实验
思路：将生长状况一致的矮生突变体水稻随机分为两组，实验组用适宜浓度的赤霉素溶液处理，对照组用
等量清水处理，在相同且适宜的环境下培养一段时间，测量并统计两组水稻的平均株高。 预期结果与
结论：若实验组平均株高显著高于对照组，则该突变体为激素合成缺陷型突变体；若两组平均株高无明显
差异，则该突变体为激素不敏感型突变体。
3.果蝇是遗传学研究中重要的实验材料，请回答下列相关问题：
性染色体组成
XY
XX
XXY
XO
人的性别
男
女
男
女
果蝇的性别
雄
雌
雌
雄
(1)果蝇与人的性别决定相似，但是Y 染色体只在__________（填“人”或“果蝇”）的性别决定中起主导
作用。
(2)果蝇的灰身（B）对黑身（b）为显性，基因位于常染色体上；红眼（R）对白眼（r）为显性，基因位
于X 染色体上。若表型均为红眼灰身的雌、雄果蝇交配，后代出现了红眼灰身、红眼黑身、白眼灰身、白
眼黑身四种表型，则雄性亲本产生的精子基因型的比例为__________。
(3)如图表示果蝇体细胞的染色体，果蝇的体色有灰体和黑檀体（由基因A、a 控制）,若多对纯合灰体雌果
蝇与黑檀体雄果蝇交配，子一代均为灰体，将子代的雌果蝇与其亲本雄果蝇回交，后代灰体和黑槽体两种
果蝇的比例为1：1，__________（能、不能）确定基因A、a 位于常染色体上。
(4)若实验发现A、a 位于3、4 号染色体上，现有一对红眼灰体果蝇交配,其子代中出现了一只性染色体组
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成为XXY 的白眼黑檀体果蝇。这只异常果蝇的产生是由于亲本__________（雌、雄）果蝇在减数分裂时异
常所致。
(5)若科学家进一步研究另一类果蝇“致死类果蝇”染色体时发现圆体（D），冈田氏绕眼（E）分别位于
3、4 号染色体上（如图），且二者均为显性纯合致死，只有杂合子存活。
该“致死类果蝇”X 染色体上存在缺刻现象（缺少某一片段），缺刻红眼雌果蝇（XRXO）与白眼雄果蝇
（XrY）杂交得雌雄个体数量比例为2：1，雄性全部为红眼，雌性中既有红眼又有白眼个体。现将圆体冈
田氏绕眼缺刻红眼雌果蝇与圆体冈田氏绕眼白眼雄果蝇相互交配，子代雌雄果蝇比例为__________，若将
上述子代雌雄果蝇相互交配，产生的后代中圆体冈田氏绕眼红眼雄果蝇所占的比例为__________。
【答案】(1)人
(2)1：1：1：1
(3)不能
(4)雌
(5) 2：1 1/7
【知识点】减数分裂异常情况分析、基因在染色体上位置的判定方法问题、伴性遗传的遗传规律及应用、
染色体组型和性别决定
【分析】1、分析表格信息可知，分析题图可知，果蝇的性别决定与X 染色体和Y 染色体有关，性别决定的
类型是XY 型；分析表格可知，人类的性别决定中，只要Y 染色体存在，为男性，Y 染色体不存在是女性，
说明人类的性别决定主要由Y 染色体决定；果蝇的性别决定中，含有一条X 染色体的是雄性，含有2 条X
染色体的是雌性，说明果蝇的性别决定与X 染色体的数目有关；
2、红眼灰身的雌、雄果蝇交配，后代出现了红眼灰身、红眼黑身、白眼灰身、白眼黑身四种表现型，说
明果蝇亲本都是显性杂合子，由于果蝇的体色位于常染色体上，眼色位于X 染色体上，可以推出亲本果蝇
的基因型是BbXRXr（雌性）、BbXRY，然后根据基因自由组合定律写出相关个体产生的配子的基因型及比例；
3、判断基因的位置时，根据后代在雌雄个体中的表现进行判断，表现型与性别相关联或在雌雄个体间存
在差异，说明是伴性遗传，在雌雄个体间没有差异，说明基因位于常染色体上。
【详解】（1）分析表格可知，人类的性别决定中，只要Y 染色体存在，为男性，Y 染色体不存在是女性；
果蝇的性别决定中，含有一条X 染色体的是雄性，含有2 条X 染色体的是雌性，与是否含有Y 染色体无关，
这说明Y 染色体只在人的性别决定中起主导作用。
（2）由题意知，红眼雌雄果蝇交配后代既有红眼也有白眼，且红眼（白眼）基因位于X 染色体上，因此亲
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本基因型为XRXr、XRY，灰身雌雄果蝇交配后代既有灰身也有黑身，且基因位于常染色体上，因此亲本基因
型为Bb、Bb，因此对于两对性状来说，亲本基因型为BbXRXr（雌性）、BbXRY（雄性）。基因型为BbXRY 的
雄果蝇产生的精子的基因型及比例是BXR、BY、bXR、bY=1：1：1：1。
（3）多对纯合灰体雌果蝇与黑檀体雄果蝇交配，子一代均为灰体，说明灰体为显性，若A、a 基因位于常
染色体上，则Aa 与aa 杂交，后代表现型比例是1：1；若A、a 基因位于X 染色体上，则XAXa与XaY 杂交，
后代表现型及比例也是1：1，因此不能确定基因A、a 位于常染色体上。
（4）现有一对红眼（R）灰体果蝇交配，即AaXRXr×AaXRY→一只性染色体组成为XXY 的白眼黑檀体果蝇
aaXrXrY，这只异常果蝇染色体组成为XXY 中含有2 个Xr的，亲代中只有母本含有1 个Xr，因此，可推测出
这只异常果蝇染色体组成为XXY 产生是由于亲本雌果蝇在减数第二次分裂时X 染色体上的姐妹染色单体不
分离所致。
（5）由题意知，缺刻红眼雌果蝇（XRXO）与白眼雄果蝇（XrY）杂交得F1，F1中雌雄个体数量比例为2：
1，雄性全部为红眼，雌性中既有红眼又有白眼，说明X 染色体缺刻会使雄性致死，即XOY 致死。现将圆体
冈田氏绕眼缺刻红眼雌果蝇与圆体冈田氏绕眼白眼雄果蝇相互交配，即DdEeXRXO×DdEeXrY，子代存活的基
因型为（DdEeXRXr：DdEeXrXO）：DdEeXrY=（1：1）：1=2：1．所以子代雌果蝇表现为圆体冈田氏绕眼红眼、
圆体冈田氏绕眼白眼。若将上述子代雌雄果蝇相互交配产生的后代中圆体冈田氏绕眼的基因型一定是
DdEe，所以只需考虑红眼和白眼的基因型即可，后代致死白眼的概率为1/4×1/2=1/8XOY，产生红眼雄的
概率为1/4×1/2=1/8XRY，结合致死现象，最终可知，红眼雄果蝇在后代中所占的比例为1/7。
4.在陆地上，磷的主要贮存库是岩石和沉积物，其中的磷酸盐可经侵蚀、淋洗和人类开采等释放出来。土
壤中的可溶性磷酸盐被植物吸收后可用于合成有机磷，再经食物链进入动物体内。动、植物体内的有机磷
通过排泄物和尸体再回到土壤中。
贻贝是一种海洋软体动物，以滤食水中浮游植物和有机碎屑为生。下图描述了某海区中的贻贝种群在当地
能量流动和磷循环中的作用。
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贻贝在当地能量流动中的作用并不重要，但在磷循环中地位非常重要。可见，一个物种在生态系统中的作
用要从多方面进行评价。请结合上述材料回答以下问题：
(1)生态系统的磷循环是指磷元素在______与______之间不断进行的循环过程，该过程具有______性。
(2)模仿生态系统的碳循环过程示意图，将陆地生态系统的磷循环过程示意图补充完整______。
(3)贻贝是当地生态系统中的______（组成成分），其同化的能量______（填“>”，“=”或“<”）该生
态系统总能量的0.75%。贻贝在磷循环中的重要作用，体现了生物多样性的______价值。
(4)贻贝是重要的海产养殖对象。某养殖户为实现贻贝增产，向养殖海区中投放富含磷的饵料。请从生态
系统稳态与平衡的角度进行辩证性评价：______。对此，你的建议是______。
【答案】(1) 非生物环境 生物群落 全球
(2)
(3) 消费者和分解者 < 间接
(4) 投放富含磷的饵料有利于补充水体中因捕捞贻贝造成的磷损失，但易造成富营养化和有机物污染
需根据调查结果判定是否投放和投放量
【知识点】能量流动的概念和过程、物质循环的概念和特点、生态平衡与生态系统的稳定性及自我调节能
力、生物多样性及其价值
【详解】（1）物质循环是指组成生物体的元素在生物群落和非生物环境之间反复循环的过程，磷循环属
于物质循环，因此在生物群落与非生物环境之间进行。物质循环具有全球性。
（2） 题干已给出从磷库到生产者、消费者的部分，需要补充的关键环节是动植物遗体/排泄物→分解者
→无机磷酸盐 / 磷库的路径，磷元素传递过程：
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（3）贻贝可以利用有机碎屑，是分解者，同时贻贝以生产者为食，所以也是消费者。贻贝同化的能量占
该生态系统总能量的百分比=贻贝同化的能量/该生态系统生产者固定的能量，贻贝同化的能量＝
0.1+0.05=0.15，生产者固定的能量大于20，故该比例小于0.75%。贻贝吸收水中无机磷，可以降低水体富
营养化，体现间接价值。
（4）贻贝可以吸收无机磷，捕捞会造成磷的损失，投放富含磷的饵料有利于补充水体中因捕捞贻贝造成
的磷损失，但易造成富营养化和有机物污染，需根据调查结果判定是否投放和投放量。
5.生姜具有抗氧化、消炎抗菌、抗肿瘤等作用。在大规模种植生姜的过程中，农民通过减少化肥使用量同
时配施微生物肥料，达到改善农作物品质和增加产量的目的。回答下列问题。
(1)微生物肥料能改善农作物品质、增加产量的原因是微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质
等能___________________，促进植株生长。
(2)农民从市场上购买了某种微生物肥料。为了弄清楚该肥料中添加的微生物的种类和数量，某同学做了
如下实验：
由实验结果可知，该微生物肥料中添加了____种微生物，但根据培养结果中三个平板的菌落数计算出的微
生物数量并不准确，原因是_________________。
(3)为进一步开发利用生姜，研究人员采用滤纸片法设计实验对生姜中的姜辣素的抑菌性展开研究。实验
思路为：从生姜提取姜辣素粗提物→配制不同浓度梯度的粗提液→制备培养基，涂布菌悬液
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→___________→恒温培养→测量抑菌圈直径并记录数据→分析抑菌性。
(4)上述实验的实验结果见下表，由此可以得出的结论有_______________。
0
10
20
30
40
50
金黄色葡萄球菌
0
8
9.1
10.5
11.8
13.1
枯草芽孢杆菌
0
8.5
10.5
12.5
13.3
14.8
青霉
0
0
0
0
0
0
曲霉
0
0
0
0
0
0
注：“0”代表无抑菌圈，抑菌直径数据四舍五入保留到小数点后一位。
【答案】(1)增进土壤肥力，改善土壤结构
(2) 6/六 平板中的菌落数目不在30～300 之间
(3)将含不同浓度姜辣素粗提液的滤纸片放置于上一步的培养基上
(4)姜辣素粗提物对供试细菌都有抑菌作用，而对供试霉菌无抑菌作用；同一浓度的姜辣素粗提物对枯草
芽孢杆菌的抑菌作用大于金黄色葡萄球菌；在一定浓度范围内，姜辣素粗提物对供试细菌的抑菌作用随着
浓度的升高逐渐增强。
【知识点】其他微生物的分离与计数、微生物的接种方法、培养基的制备
【详解】（1）微生物肥料可通过微生物代谢活动活化土壤养分，微生物产生的有机酸可以促进土壤中难
溶的无机盐溶解，将植物无法直接利用的养分转化为可吸收利用的形式，配合生物活性物质促进植物吸收，
从而增进土壤肥力，改善土壤结构。
（2）不同种类微生物形成的菌落形态不同，观察培养结果可识别出6 种不同形态的菌落，因此该肥料添加
了6 种微生物；本实验采用稀释涂布平板法计数，该方法计数时应选择菌落数目30-300 之间的，图示平板
中的菌落数目不在30～300 之间，故根据培养结果中三个平板的菌落数计算出的微生物数量并不准确。
（3）滤纸片法探究抑菌性的操作中，涂布菌悬液后，下一步操作就是将含不同浓度姜辣素粗提液的滤纸
片放置于上一步的培养基上，姜辣素扩散后才能发挥抑菌作用，实验需要设置空白对照（浸无菌水的滤纸
片）排除无关变量影响。
（4）分析表格数据可知，“0”代表无抑菌圈，则可得出以下结论：姜辣素仅对供试的两种细菌（金黄色
葡萄球菌、枯草芽孢杆菌）有抑菌作用，对供试的两种真菌（青霉、曲霉）无抑菌作用；同一浓度的姜辣
素粗提物对枯草芽孢杆菌的抑菌作用大于金黄色葡萄球菌；在一定浓度范围内，姜辣素粗提物对供试细菌
的抑菌作用随着浓度的升高逐渐增强。
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【题组三】
非选择题：共5 题，共55 分
1.绿色植物中RuBP 羧化酶（Rubisco）具有双重活性，当O2/CO2偏高时，光呼吸的过程会加强。光呼吸是
在光的驱动下将碳水化合物氧化生成CO2和水的一个生化过程，是一个高耗能的反应（如图1 所示）。过
氧物酶体为细胞质中单层膜结构，有特定的功能，负责将光合作用的副产物C2（乙醇酸）氧化为乙醛酸和
过氧化氢。
(1)据图1 分析，绿色植物在Rubisco 催化下O2与__________反应，形成的C2（乙醇酸）中的C 原子最终进
入线粒体放出CO2，完成光呼吸的过程。据图可知，参与此过程的细胞器有__________。
(2)科学家利用水稻自身基因构建了一条新的光呼吸支路，简称GOC 支路。通过多转基因技术成功将GOC 支
路导入水稻并定位至叶绿体中，使光呼吸产生的部分乙醇酸直接在叶绿体内被完全分解为CO2，从而
__________（填“促进”或“抑制”）光呼吸。据上述信息推测，细胞中CO2浓度倍增可以使光合产物的
积累增加，原因是__________。
(3)水稻、小麦等C3植物的光呼吸显著，而高粱、玉米等C4植物的光呼吸消耗有机物很少，C4途经如图2
所示。与C3植物相比，C4植物叶肉细胞的细胞质基质具有一种特殊的PEP 羧化酶，它催化CO2和C3反应形
成C4（苹果酸）。C4进入维管束鞘细胞，生成CO2和C3（丙酮酸），其中的CO2参与暗反应，C3（丙酮酸）
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回到叶肉细胞中，进行循环利用。根据图中信息推测，PEP 羧化酶比Rubisco 对CO2的亲和力__________
（填“更弱”或“更强”）。叶肉细胞包围在维管束鞘细胞四周，形成花环状结构。根据此结构特点，进
一步推测C4 植物光呼吸比C3植物低很多是因为__________，从而使CO2在与O2竞争Rubisco 中有优势，抑
制光呼吸。
【答案】(1) C5 叶绿体、线粒体、过氧物酶体
(2) 抑制 高浓度CO2可减少Rubisco 与O2结合，减少光呼吸
(3) 更强 C4植物叶肉细胞中高效的PEP 羧化酶能够利用极低浓度的CO2且花环状的结构使得多个
叶肉细胞中的CO2富集到一个维管束鞘细胞中，使得维管束鞘细胞CO2浓度高
【知识点】光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化、影响光合作用的因素
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP 的生成，暗反应包括二
氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
【详解】（1）据图1 可知，在Rubisco 催化下氧气与C5反应形成C2，C2中的C 原子最终进入线粒体放出二
氧化碳，称之为光呼吸；结合题意及题图可知，参与光呼吸的细胞器的有叶绿体（产生氧气并生成有机
物）、线粒体（呼吸过程）和过氧物酶体。
（2）分析题意，GOC 支路使光呼吸产生的部分乙醇酸直接在叶绿体内被完全分解为CO2，从而抑制光呼吸；
细胞中CO2浓度倍增可以使光合产物的积累增加，原因是高浓度CO2可减少Rubisco 与O2结合，减少光呼吸。
（3）分析题意，C4进入维管束鞘细胞，生成CO2和C3（丙酮酸），其中的CO2参与暗反应（卡尔文循环），
C3（丙酮酸）回到叶肉细胞中，进行循环利用；根据图中信息推测，PEP 羧化酶比Rubisco 酶对CO2的亲和
力更强，能固定低浓度的CO2，C4植物叶肉细胞中高效的PEP 羧化酶能够利用极低浓度的CO2且花环状的结
构使得多个叶肉细胞中的CO2富集到一个维管束鞘细胞中，使得维管束鞘细胞CO2浓度高，在与O2竞争
Rubisco 中有优势，抑制光呼吸，所以C4植物光呼吸比C3植物小很多。
2.2025 年诺贝尔生理学或医学奖授予玛丽·布伦科等三位科学家，他们的研究证实了调节性T 细胞（Treg
细胞）是通过分泌抑制性细胞因子、直接接触调控等方式，抑制“异常”免疫细胞攻击自身，维持免疫稳
态。Treg 细胞的抑制调节如图所示，图中 CD39 和 CD73 均为细胞表面蛋白。
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(1)Treg 来源于骨髓中的造血干细胞，在________中成熟。它与辅助性Т 细胞、细胞毒性T 细胞的功能不
同，活化后的细胞毒性T 细胞在细胞免疫中的作用是识别、接触并裂解______________。
(2)从图中可以看出，Treg 细胞表面的CD39 可使ATP 或ADP 水解为AMP，_________进一步将其水解为腺苷
以抑制T 细胞的代谢。除此之外 Treg 细胞还能通过分泌的_____________抑制T 细胞的活性。Treg 活化过
度会导致体液免疫功能下降，其原因是________________。
(3)人们最早分离出Treg 细胞时，不能确定其关键调控基因，后在患自身免疫病的小鼠中确定了其致病基
因，命名为FOXP3，最终实验团队构建了敲除FOXP3 基因的模型鼠，进行了如下实验操作：
组别
处理方式
器官炎症程度
甲组
正常鼠注射适量生理
盐水
无
乙组
正常鼠注射抗CD25 抗
体
（可特异性清除体内
Treg 细胞）
严重
丙组
模型鼠注射等量生理
盐水
严重
丁组
模型鼠注射适量Treg
细胞
无
该实验证明FOXP3 对免疫功能影响的机理是：___________。
(4)基于以上实验，提出一种治疗类风湿性关节炎的思路：______。
【答案】(1) 胸腺 被同样病原体感染的靶细胞
(2) CD73 抑制性细胞因子和颗粒酶B 抑制了辅助性T 细胞的活性，导致分泌的细胞因子减
少和B 细胞活化受阻，从而使浆细胞产生的抗体减少
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(3)FOXP3 基因使得Treg 细胞获得免疫抑制能力，进而抑制炎症反应
(4)研发提高机体Treg 细胞活性或促进Foxp3 基因表达的药物
【知识点】自身免疫病、细胞免疫
【详解】（1）T 淋巴细胞（包括 Treg、辅助性 T 细胞、细胞毒性 T 细胞等）均起源于骨髓中的造血干
细胞，其成熟的场所在胸腺。细胞毒性 T 细胞能特异性识别被同样病原体感染的靶细胞，通过接触使靶
细胞裂解死亡，释放出病原体，最终被抗体结合或被吞噬细胞清除。
（2）从题图中可清晰看到分子调控路径：ATP/ADP 在 Treg 表面CD39 的催化下水解为 AMP，AMP 进一步
在CD73 的催化下生成腺苷；腺苷作用于 T 细胞，抑制其代谢活性，这是 Treg 抑制 T 细胞的关键代谢通
路。除此之外 Treg 细胞还能通过分泌的抑制性细胞因子和颗粒酶B 抑制T 细胞的活性。当 Treg 过度活
化时，会强烈抑制辅助性 T 细胞的活性，导致辅助性 T 细胞无法正常发挥 “枢纽作用”，导致分泌的
细胞因子减少和B 细胞活化受阻，难以增殖分化为浆细胞，抗体产生量大幅减少，最终体液免疫功能显著
下降。
（3）FOXP3 基因通过调控 Treg 细胞的分化、发育及功能维持，促进 Treg 细胞发挥免疫抑制作用，进
而抑制炎症反应。
（4）类风湿性关节炎属于自身免疫病，发病本质是机体免疫系统错误识别自身关节组织，引发异常免疫
攻击。可研发提高机体Treg 细胞活性或促进Foxp3 基因表达的药物。
3．Usher 综合征（USH）是一种听力和视力受损的常染色体隐性遗传病，分为α 型、β 型和γ 型。已经
发现至少有10 个不同基因的突变都可分别导致USH。在小鼠中也存在相同情况。
(1)两个由单基因突变引起的α 型USH 的家系如图。
①家系1 的II-2 是携带者的概率为_______。
②家系1 的II-1 与家系2 的II-2 之间婚配，所生子女均正常，原因是______。
(2)基因间的相互作用会使表型复杂化。例如，小鼠在单基因G 或R 突变的情况下，gg 表现为α 型，rr 表
现为α 型，而双突变体小鼠ggrr 表现为γ 型。表型正常的GgRr 小鼠间杂交，F1表型及占比为：正常
9/16、α 型3/8、γ 型1/16。F1的α 型个体中杂合子的基因型有______。
(3)r 基因编码的RN蛋白比野生型R 蛋白易于降解，导致USH。因此，抑制RN降解是治疗USH 的一种思路。
已知RN通过蛋白酶体降解，但抑制蛋白酶体的功能会导致细胞凋亡，因而用于治疗的药物需在增强RN稳定
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性的同时，不抑制蛋白酶体功能。红色荧光蛋白与某蛋白的融合蛋白以及绿色荧光蛋白与RN的融合蛋白都
通过蛋白酶体降解，研究者制备了同时表达这两种融合蛋白的细胞，在不加入和加入某种药物时均分别测
定两种荧光强度。如果该药物符合要求，则加药后的检测结果是_______。
(4)将野生型R 基因连接到病毒载体上，再导入患者内耳或视网膜细胞，是治疗USH 的另一种思路。为避免
对患者的潜在伤害，保证治疗的安全性，用作载体的病毒必须满足一些条件。请写出其中两个条件并分别
加以解释_______。
【答案】(1) 2/3 家系 1 和家系 2 的 USH 是由不同基因突变引起的
(2)ggRr、Ggrr
(3)红色荧光强度基本不变，绿色荧光强度显著增加
(4)a.不能表达病毒基因，避免触发免疫反应 b．不能整合到染色体中， 避免潜在的突变风险 c.不能
在细胞内增殖，避免伤害细胞 d.不能严重影响细胞的基因表达，避免影响细胞正常功能 （合理即可）
【知识点】基因自由组合定律的实质和应用、遗传系谱图中遗传方式的判定及应用、基因突变
【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病：（1）单基因遗传病包括常
染色体显性遗传病（如并指）、常染色体隐性遗传病（如白化病）、伴X 染色体隐性遗传病（如血友病、
色盲）、伴X 染色体显性遗传病（如抗维生素D 佝偻病）。
【详解】（1）①已知 USH 是常染色体隐性遗传病，设控制该病的基因为a。家系 1 中 I - 1 和 I - 2
表现正常，生了一个患病的儿子 II - 1（基因型为aa），根据基因的分离定律，可知 I - 1 和 I - 2
的基因型均为Aa。II - 2 表现正常，其基因型可能为AA 或Aa，AA 的概率为1/3，Aa 的概率为2/3，即家
系 1 的 II - 2 是携带者（Aa）的概率为2/3。
②因为已经发现至少有 10 个不同基因的突变都可分别导致 USH，家系 1 和家系 2 的 USH 是由不同基
因突变引起的。假设家系 1 是A 基因发生突变导致的，家系 2 是B 基因发生突变导致的（A、B 为不同基
因位点），家系 1 的 II - 1 基因型可能为aaBB，家系 2 的 II - 2 基因型可能为AAbb，他们之间婚配，
后代基因型为AaBb，均表现正常。
（2）已知小鼠单基因G 或R 突变的情况下，gg 表现为α 型，rr 表现为γ 型，双突变体小鼠ggrr 表现为
α 型，表型正常的GgRr 小鼠间杂交，F1表型及占比为：正常9/16、α 型3/8、γ 型1/16，说明F1中α
型个体的基因型有ggRR、ggRr、GGrr、Ggrr。其中杂合子的基因型有ggRr、Ggrr。
（3）因为红色荧光蛋白与某蛋白的融合蛋白以及绿色荧光蛋白与RN的融合蛋白都通过蛋白酶体降解，药
物要求在增强RN稳定性的同时，不抑制蛋白酶体功能。那么加入药物后，与不加入药物对比，绿色荧光蛋
白与RN的融合蛋白降解减少，绿色荧光强度较强，而红色荧光蛋白与某蛋白的融合蛋白仍正常通过蛋白酶
体降解，红色荧光强度不变。
（4）用作载体的病毒满足的条件有：a.病毒不能具有致病性，如果病毒具有致病性，会对患者的健康造
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成额外的伤害，无法保证治疗的安全性； b．不能整合到染色体中， 避免潜在的突变风险；c.病毒不能
在宿主细胞内自主复制，若病毒能自主复制，可能会在患者体内大量增殖，引发不可控的反应，对患者造
成潜在伤害 ； d.不能严重影响细胞的基因表达，避免影响细胞正常功能 。
4.大气中二氧化碳浓度升高会导致全球气候变化。研究人员探究了
（
当前空气中的浓度）和
两个
浓度下，盐生杜氏藻（甲）和米氏凯伦藻（乙）在单独培养及混合培养下的细胞密
度变化，实验中确保养分充足，结果如图1。
回答下列问题。
(1)实验中发现，培养液的
值会随着藻细胞密度的增加而升高，原因可能是_____。（答出1 点即可）。
(2)与单独培养相比，两种藻混合培养的结果说明_____。推行绿色低碳生活更有利于减缓_____填“甲”
或“乙”）的种群增长。
(3)为进一步探究混合培养下两种藻生长出现差异的原因，研究人员利用培养过一种藻的过滤液去培养另
一种藻，其他培养条件相同且适宜，结果如图2。综合图1 和图2，分析混合培养引起甲、乙种群数量变化
的原因分别是①_____；②_____。
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(4)一定条件下，藻类等多种微型生物容易在近海水域短期内急剧增殖，引发赤潮，主要原因是_____。
【答案】(1)藻细胞密度增加，光合作用强度增大吸收培养液中的CO2增多，从而导致培养液的pH 升高
(2) 混合培养时，两种藻类之间存在种间竞争，并且甲在竞争中处于劣势，最终两种藻类的K 值都下
降 乙
(3) 甲生长受到抑制主要是由于乙释放的抑制物所致 乙代谢产生的物质明显抑制甲的生长混合
培养时资源、空间有限，导致乙的种群数量下降，乙的种群数量下降与甲代谢产生的物质无关
(4)受人类活动等的影响，近海水域中的N、P 等矿质元素增多、CO2浓度较高，藻类大量增殖
【分析】分析题图：图1 随着培养时间延长，盐生杜氏藻的细胞密度都增多，加了乙滤液（米氏凯伦藻）
的实验组的细胞密度低于同等条件下的在盐生杜氏藻的细胞密度；图2 随着培养时间延长，米氏凯伦藻的
细胞密度都增多，且加了甲滤液（盐生杜氏藻）的实验组细胞密度与同等条件下的在米氏凯伦藻的细胞密
度接近。
【详解】（1）由于藻类能进行光合作用，因此藻细胞密度增加，光合作用强度增大吸收培养液中的CO2增
多，从而导致培养液的 pH 升高；
（2）根据图示，图1 随着培养时间延长，盐生杜氏藻的细胞密度都增多，加了乙滤液（米氏凯伦藻）的实
验组的细胞密度低于同等条件下的在盐生杜氏藻的细胞密度；图2 随着培养时间延长，米氏凯伦藻的细胞
密度都增多，且加了甲滤液（盐生杜氏藻）的实验组细胞密度与同等条件下的在米氏凯伦藻的细胞密度接
近，因此可知，加了滤液相当于两种藻类混合培养，而混合培养对藻类的密度有影响，因此两种藻类之间
存在种间竞争，并且甲在竞争中处于劣势，最终两种藻类的K 值都下降。推行绿色低碳生活使得大气中二
氧化碳的浓度下降，而在低浓度的二氧化碳下，甲的生长受影响不大，乙的生长受影响较大，细胞密度更
低，因此推行绿色低碳生活更有利于减缓乙种群的增长；
（3）根据图示，图1 随着培养时间延长，甲的细胞密度增多，但加了乙滤液的实验组的细胞密度远远低于
同等条件下的细胞密度，可能是乙代谢产生的物质明显抑制甲的生长；图2 随着培养时间延长，乙细胞密
度都增多，且加了甲滤液实验组细胞密度与同等条件下的乙的细胞密度差距不大，因此，乙的种群数量下
降与甲代谢产生的物质无关，但随着培养时间的增长，混合培养时资源、空间有限，导致乙的种群数量下
降；
（4）藻类的生长需要N、P 等矿质元素，此外还需要进行光合作用，因此，一定条件下，藻类等多种微型
生物容易在近海水域短期内急剧增殖，引发赤潮，主要原因是受人类活动等的影响，近海水域中的 N、P
等矿质元素增多、CO2浓度较高，藻类大量增殖。
5.种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥（2n=10）进行诱变筛选到一株种子增大的突
变体。通过遗传分析和测序，发现野生型DAI 基因发生一个碱基G 到A 的替换，突变后的基因为隐性基因，
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据此推测突变体的表型与其有关，开展相关实验。
回答下列问题：
(1)拟采用农杆菌转化法将野生型DAI 基因转入突变体植株，若突变体表型确由该突变造成，则转基因植株
的种子大小应与_________植株的种子大小相近。
(2)用PCR 反应扩增DAI 基因，用限制性核酸内切酶对PCR 产物和_________进行切割，用DNA 连接酶将两
者连接。为确保插入的DAI 基因可以正常表达，其上下游序列需具备_________。
(3)转化后，T-DNA（其内部基因在减数分裂时不发生交换）可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个
位点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下，选出单一位点插入的植株，并进一步获得目
的基因稳定遗传的植株（如图），用于后续验证突变基因与表型的关系。
①农杆菌转化T0代植株并自交，将T1代种子播种在选择培养基上，能够萌发并生长的阳性个体即表示其基
因组中插入了_________。
②T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基，选择阳性率约_________%的培养基
中幼苗继续培养。
③将②中选出的T2代阳性植株_________（填“自交”、“与野生型杂交”或“与突变体杂交”）所得的
T3代种子按单株收种并播种于选择培养基，阳性率达到_________%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。
为便于在后续研究中检测该突变，研究者利用PCR 扩增野生型和突变型基因片段，再使用限制性核酸内切
酶X 切割产物，通过核酸电泳即可进行突变检测，相关信息见下，在电泳图中将酶切结果对应位置的条带
涂黑_________。
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【答案】(1)野生型
(2) 载体（基因表达载体） 启动子和终止子
(3) DAI 基因和卡那霉素抗性基因 75 自交 100
【知识点】基因分离定律的实质和应用、基因突变、DNA 重组技术的基本工具、基因表达载体的构建
【分析】1、基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换；基因突变发生的时间主要是
细胞分裂的间期；基因突变的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。
2、基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记
基因等。
3、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方
法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将
目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
【详解】（1）根据题干信息可知，突变后的基因为隐性基因，则野生型DAI 基因为显性基因，因此采用农
杆菌转化法将野生型DAI 基因转入突变体植株，若突变体表型确由该突变造成，则转基因植株的种子大小
应与野生型植株的种子大小相近。
（2）利用PCR 技术扩增DAI 基因后，应该用同种限制性核酸内切酶对DAI 基因和运载体进行切割，再用
DNA 连接酶将两者连接起来；在基因表达载体中，启动子位于目的基因的首端，终止子位于目的基因的尾
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端，因此为确保插入的DAI 基因可以正常表达，其上下游序列需具备启动子和终止子。
（3）①根据题干信息和图形分析，将T0代植株的花序浸没在农杆菌（T-DNA 上含有DAI 基因和卡那霉素抗
性基因）液中转化，再将获得的T1代种子播种在选择培养基（含有卡那霉素）上，若在选择培养基上有能
够萌发并生长的阳性个体，则说明含有卡那霉素抗性基因，即表示其基因组中插入DAI 基因和卡那霉素抗
性基因。
②T1代阳性植株都含有DAI 基因，由于T-DNA（其内部基因在减数分裂时不发生交换）可在基因组单一位
点插入也可以同时插入多个位点，所以不确定是单一位点插入还是多位点插入，若是单一位点插入，相当
于一对等位基因的杂合子，其自交后代应该出现3∶1 的性状分离比，而题干要求选出单一位点插入的植株，
因此应该选择阳性率约75%的培养基中幼苗继续培养。
③将以上获得的T2代阳性植株自交，再将得到的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基上，若某培养基
上全部为具有卡那霉素抗性的植株即为需要选择的植株，即阳性率达到100%的培养基中的幼苗即为目标转
基因植株。根据图形分析，野生型和突变型基因片段的长度都是150bp，野生型的基因没有限制酶X 的切
割位点，而突变型的基因有限制酶X 的切割位点，结合图中的数据分析可知电泳图中，野生型只有
150bp，突变型有50bp 和100bp，如图：
。
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