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【赢在高考·卷】备战2025 年高考生物学模拟卷黄金卷07
建议用时：40 分钟 试卷满分：90 分
第I 卷（选择题）
一、选择题：本部分共6 题，每题6 分，共36 分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1．2023 年1 月，西湖大学施一公团队找到了可能触发阿尔茨海默病记忆衰退的“机关”，为人类对付阿
尔茨海默病带来一线曙光。科学家利用基因测序技术发现，APOE4 是阿尔茨海默病最大的风险基因。
APOE 基因主要负责编码APOE 蛋白。APOE 蛋白在人群中有APOE2、APOE3 和APOE4 等3 种亚型。研
究发现，APOE2 的携带者，不易患阿尔茨海默病； 而APOE4 的携带者，患病风险成倍增加。因此，找
到APOE4 的受体，可能是破解阿尔茨海默病的关键，施一公团队找到了阿尔兹海默症最强风险因子
APOE4 受体。下列相关叙述不正确的是 （ ）
A．施一公团队从分子水平找到了可能触发阿尔茨海默病记忆衰退的“机关”
B．APOE4 的携带者，患病风险成倍增加，可能与细胞膜上的受体蛋白有关
C．APOE 蛋白存在不同的亚型只与肽链的空间结构有关
D．这一发现对理解阿尔茨海默病的发病机制和开展针对性的药物设计具有重要意义
【答案】C
【解析】蛋白质的结构多样性决定其功能多样性，蛋白质结构多样性的直接原因：构成蛋白质的氨基酸的
种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构千差万别。
A、阿尔茨海默症最强风险因子APOE4 受体是破解阿尔茨海默病的关键，且APOE4 受体是一种蛋白质分
子，故施一公团队从分子水平找到了可能触发阿尔茨海默病记忆衰退的“机关”，A 正确；
B、科学家利用基因测序技术发现，APOE4 是阿尔茨海默病最大的风险基因，施一公团队找到了阿尔茨海
默症最强风险因子APOE4 受体，APOE4 的携带者，患病风险成倍增加，可能与细胞膜上的受体蛋白
APOE4 受体有关，B 正确；
C、蛋白质分子的种类与组成它的氨基酸种类、数目、排列顺序以及蛋白质的空间结构等有关，C 错误；
D、在阿尔茨海默病领域取得重大原创发现对理解阿尔茨海默病的发病机制和开展针对性的药物设计具有
重要意义，D 正确。
2．生物界普遍存在再生现象。若将发育中的蝾螈晶状体摘除，其背面的虹膜上含黑色素的平滑肌细胞就
会去分化，失去黑色素和肌纤维，然后再分化成为产生晶状体蛋白的晶状体细胞。下列相关说法正确的是
（ ）
1
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A．平滑肌细胞经去分化和再分化成为晶状体细胞，说明动物体内的细胞分化都具有可逆性
B．蝾螈的平滑肌细胞与晶状体细胞的蛋白质种类不完全相同
C．平滑肌细胞去分化后获得了晶状体蛋白基因，再分化成了晶状体细胞
D．平滑肌细胞能分化成晶状体细胞，说明平滑肌细胞是干细胞
【答案】B
【解析】细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发
生稳定性差异的过程；
细胞分化的特点：普遍性、稳定性、不可逆性；
细胞分化的实质：基因的选择性表达；
细胞分化的意义：使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
A、细胞分化是一种持久性的变化，一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡，A 错误；
B、细胞分化的实质是基因的选择性表达，平滑肌细胞可分化成为晶状体细胞，因此它们的蛋白质种类不
完全相同，B 正确；
C、依题意，平滑肌细胞去分化后失去黑色素和肌纤维，然后经再分化成为产生晶状体蛋白的晶状体细胞，
C 错误；
D、干细胞是指动物和人体内仍保留着的少数具有分裂和分化能力的细胞，平滑肌细胞能分化成晶状体细
胞，但无法确定它是否具有分裂能力，因此，不能说明平滑肌细胞是干细胞，D 错误。
3．果蝇红眼（R）对白眼（r）为显性，控制这对性状的基因位于X 染色体上；正常肢（A）对短肢（a）
为显性，基因位于IV 号染色体上。缺失1 条IV 号染色体的果蝇（单体）能正常生存和繁殖。基因型为
AaXRXr的果蝇与红眼短肢单体雄果蝇杂交。F1中
A．白眼短肢果蝇占1/16
B．白眼正常肢单体果蝇占2/16
C．红眼短肢单体雌果蝇占3/16
D．红眼正常肢雌果蝇占4/16
【答案】D
【解析】题目涉及到两对相对性状，分别位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，解答时，先
求出亲本产生的配子类型及其比例，然后雌雄配子随机结合求出每种基因型的比例。
A、红眼短肢单体雄果蝇基因型为a-XRY（用-表示缺失），与基因型为AaXRXr的红眼短肢雌果蝇杂交，后
代白眼短肢雄果蝇（a-XRY）出现的概率为1/2×1/4=1/8，但后代不会出现白眼雌果蝇XrXr，A 错误；
B、a-XRY×AaXRXr→产生白眼正常肢单体果蝇A-XrY 的概率=1/4×1/4=1/16，B 错误；
C、a-XRY×AaXRXr→产生的雌性后代均为红眼，故红眼短肢单体雌果蝇的基因型为a-XRXr或者a-XRXR，概
率都是1/4×1/2=1/8， C 错误；
D、由a-XRY×AaXRXr→产生的红眼正常肢雌果蝇的基因型为AaXRXr或者AaXRXR或者A-XRXr或者A-
2
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XRXR，每种基因型的概率都是1/4×1/4=1/16,共占4/16，D 正确。
4．免疫系统在胚胎期尚未成熟，某科研小组以小鼠为模型动物探究免疫排斥反应的相关原理，其实验步
骤如下图所示。据图分析，下列说法正确的是（ ）
A．子代A 系鼠将对C 系鼠的免疫识别能力会遗传给了其子代
B．子代A 系鼠体内的辅助性T 细胞裂解了移植的B 系鼠皮肤细胞
C．子代A 系鼠不排斥C 系鼠皮肤的原因是无相应的细胞毒性T 细胞
D．该实验说明子代A 系鼠与C 系鼠的组织相容性抗原相同
【答案】C
【解析】细胞免疫过程：被病原体(如病毒)感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面的某此分子发生变化，细胞毒性
T 细胞识别变化的信号。细胞毒性T 细胞分裂并分化，形成新的细胞毒性T 细胞和记忆T 细胞，细胞因子
能加速这一过程。新形成的细胞毒性T 细胞在体液中循环，它们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染
的靶细胞。靶细胞裂解、死亡后，病原体暴露出来，抗体可以与之结合或被其他细胞吞噬掉。
A、注射淋巴细胞使子代A 系鼠体内出现C 系鼠的淋巴细胞，但是并没有使子代 A 系鼠的基因型发生改
变，A 错误；
B、细胞毒性T 细胞具有裂解靶细胞的功能，因此子代A 系鼠体内的细胞毒性T 细胞裂解了移植的B 系鼠
的皮肤细胞，B 错误；
C、由图可知，子代A 系鼠对移植的C 系鼠的皮肤细胞不发生排斥反应，对移植的B 系鼠的皮肤细胞发生
排斥反应，说明B 系鼠的皮肤对于子代A 系鼠是抗原，而C 系鼠的皮肤对于子代A 系鼠不是抗原，无相应
的细胞毒性T 细胞发挥作用，C 正确；
D、由图可知，从C 系鼠中抽取淋巴细胞注射给A 系鼠，则A 系鼠中具有来自C 系鼠的细胞毒性T 细胞，
结果是子代A 系鼠对移植的C 系鼠的皮肤细胞不发生排斥反应，故可推测子代A 系鼠不排斥C 系鼠皮肤的
原因是子代A 系鼠的部分细胞毒性T 细胞来自C 系鼠，并不是有相同的组织相容性抗原，D 错误。
5．芨芨草是大型丛生植物，茎叶坚硬。伯劳鸟是小型捕食性鸟类，经常停留在芨芨草上捕鼠。芨芨草旁
常见鼠洞，茎叶有被鼠咬断现象。为探究捕食风险对不同密度布氏田鼠的影响，科研人员在某草地设置围
3
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栏进行实验，实验结果如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．用样方法调查芨芨草的种群密度会产生较大误差
B．布氏田鼠会主动改造生存环境从而降低捕食风险
C．低密度布氏田鼠在有捕食风险时的出生率小于死亡率
D．高密度布氏田鼠可有效降低捕食风险带来的繁殖抑制
【答案】C
【解析】种群密度的调查方法有:样方法和标记重捕法。 对于活动能力强、活动范围大的个体调査种群密
度时适宜用标志重捕法；而一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵等种群密度的调查方式常用的
是样方法。
A、丛生植物生长时难以辨别是一株还是多株，样方法调查芨芨草的种群密度会产生较大误差，A 正确；
B、芨芨草旁常见鼠洞，茎叶有被鼠咬断现象，布氏田鼠会主动改造生存环境从而降低被伯劳鸟捕食风险，
B 正确；
C、图中低密度布氏田鼠在有捕食风险时的增长率下降，但是出生率仍然大于死亡率，C 错误；
D、根据图，高密度布氏田鼠在有捕食风险时，增长率提高，可知氏田鼠有效降低捕食风险带来的繁殖抑
制，D 正确。
6．近期在“科学号”考察船对中国南海科考中，中国科学家采集了某海域1146 米深海冷泉附近沉积物样
品、分离、鉴定得到新的微生物菌株（拟杆菌）并进一步研究了其生物学特性。下列相关的说法，不正确
的是（ ）
4
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A．深海冷泉没有光照，温度极低，不适合生产者的生存
B．为培养微生物菌株，相应培养基要进行干热灭菌处理
C．据图分析，以纤维素为碳源时，拟杆菌生长状况最好
D．据题于信息分析拟杆菌可加速深海生态系统的碳循环
【答案】B
【解析】常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌，培养基应该采用高压蒸汽灭菌。
A、生产者的存在通常需要有充足的光照和一定的温度条件，根据题干信息可知深海冷泉不可能有阳光，
且温度极低，不适合生产者的生存，A 正确；
B、培养基只能使用湿热灭菌法（主要是高压蒸汽灭菌）灭菌，B 错误；
C、根据曲线图分析，拟杆菌生长状况最好的培养基是以纤维素为碳源的培养基，C 正确；
D、拟杆菌作为分解者，可将碎屑中的有机碳分解为无机碳，加快碳循环，D 正确。
二、非选择题：共5 题，共54 分
31．莲藕是被广泛用于观赏和食用的植物，研究人员通过人工诱变筛选出一株莲藕突变体，其叶绿素含量
仅为普通莲藕的56%，下图表示在25℃时不同光照强度下该突变体莲藕和普通莲藕的净光合速率，下表表
示某光照强度下测得的突变体莲藕与普通莲藕相关生理指标。
5
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品种
气孔导度
胞间CO2 浓度
还原糖(mg·g-1鲜重)
普通莲
项
0.10
250
2.72
突变体
0.18
250
3.86
注：气孔是植物叶片与外界进行气作交换的主要通道，气孔导度表示气孔张开的程度
(1)图中光照强度低于a 时，突变体莲藕的净光合违率低于普通莲藕，推测引起这种差异的主要原因是
(2)兴趣小组甲用纸层析法进行色素的分离、鉴定。色素分离的原理是不同色素在 中的溶解度不同，
扩散速度不同，若出现颜色为 的色素带，说明有叶绿素a 和叶绿素b，若突变体莲藕主要减少的
色素为叶绿素b，则滤纸条上的色素带相对于普通莲藕显著差异为： 。
(3)根据表中信息推测，与普通莲藕相比，突变体莲属合成还原糖高的原因可是 。
(4)为了得到表中的实验结果，实验的设计条件应包含 。
①置于相同CO2度的环境②置于相同的温度环境③置于不同的光照强度④置于相同的湿度环境⑤植株样本
足够⑥选用长势相似的植株
【答案】(1)变体莲藕的叶绿素含量较低，光反应形成ATP 和NADPH 少，光合速率低
(2) 层析液 蓝绿色和黄绿色 黄绿色色素带明显偏窄
(3)充足的光能弥补了色素缺乏；气孔导度大，固定较多CO2，暗反应效率高
(4)①②④⑤⑥
【解析】1、分析曲线图，可知光照强度低于a 时，突变体莲藕的净光合速率低于普通莲藕；光照强度大于
a 时，突变体莲藕的净光合速率高于普通莲藕。
2、由表中数据分析可知，此时相对普通莲藕，突变体莲藕气孔导度大，说明突变莲藕从外界吸收二氧化
碳的能力强；联系二者胞间二氧化碳浓度相等，说明突变体莲藕叶肉细胞利用二氧化碳的能力比普通莲藕
强。
（1）图中光照强度低于a 时，突变体莲藕的净光合速率低于普通莲藕，推测引起这种差异的主要原因是突
变体莲藕的叶绿素含量较低，利用弱光的能力较差，光反应形成 ATP 和NADPH 少，暗反应速率低，导
致光合速率低。
（2）色素分离色素的原理是：色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液扩散的速度快，溶解
度低的随层析液扩散的速度慢。叶绿素a 是蓝绿色，叶绿素b 黄绿色，若出现蓝绿色和黄绿色的色素带，
说明有叶绿素a 和叶绿素b。若突变体莲藕主要减少的色素为叶绿索b，则滤纸条上的色素带相对于普通莲
藕的黄绿色色素带明显较窄。
（3）据图表可知，光照强度大于a 时，突变体莲藕的净光合速率高于普通莲藕，说明充足的光能弥补了色
素缺乏；另一方面突变体莲藕气孔导度大，但胞间二氧化碳浓度与普通莲藕相等，说明突变体莲藕利用
6
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CO2的能力强，固定较多CO2，暗反应效率高。所以与普通莲藕相比，突变体莲藕合成还原性糖高。
（4）设计实验时为了排除无关变量的影响，遵循单一变量原则，应保持无关变量相同，所以①置于相同
CO2浓度的环境，②置于相同的温度环境，③置于相同的光照强度，④置于相同的湿度环境，⑥选用生长
状态一致的植株；为减少实验的偶然性，遵循重复原则，故选①②④⑤⑥。
32．请结合题意，分析回答下列问题：
Ⅰ胰岛B 细胞内K＋浓度为细胞外的30 倍左右，细胞外Ca2＋浓度为细胞内的10000 倍左右，与神经细胞一
样，也存在外正内负的静息电位。当血糖浓度升高时，葡萄糖进入胰岛 B 细胞引起一系列生理反应，如
图1 所示。细胞内ATP 浓度升高，导致ATP 敏感的K＋通道关闭，K＋外流受阻，进而触发Ca2＋大量内流，
最终导致胰岛素的分泌。葡萄糖转运载体(GLUT)有多个成员，其中对胰岛素敏感的为GLUT-4，其作用机
制如图2 所示。请回答下列问题：
(1)据图1 分析可知，进食后葡萄糖通过 方式进入胰岛B 细胞，经细胞的 (填生理过程名称)
氧化分解产生ATP，ATP 浓度升高引起ATP 敏感的K＋通道关闭，此时触发了Ca2＋大量内流，使胰岛 B
细胞产生兴奋。
(2)图1 所示的胰岛B 细胞产生的信号分子作用于图2 所示的细胞，则图2 对应的细胞称为 细胞，信号
分子经过细胞间的信息传递实现了血糖浓度的降低，这种调节是 调节。
(3)据图2 分析，当胰岛素与蛋白M 结合后，经过细胞内的信号传递，引起含GLUT-4 的囊泡与 的融合，
从而提高细胞对葡萄糖的吸收能力。胰岛素促进细胞内葡萄糖去向中的①和②可以指 (写其中一种即可)。
II 为验证动物体内甲状腺激素分泌的负反馈调节机制，某同学设计如下实验。回答下列问题：
实验材料和用具：若干只同种同龄生理状态相近性别相同的健康成年鼠、适宜浓度的放射性碘溶液、无放
射性的促甲状腺激素、无放射性的甲状腺激素、生理盐水、注射器若干等。
(4)请完善下面的实验步骤①将若干只同种生理状态相近的实验鼠随机分为甲、乙、丙3 组，甲组设置为对
照组，乙组和丙组设置为实验组。
②给各组鼠注射 ，并测定各组鼠的甲状腺中碘的放射量。
③分别给甲、乙、丙3 组实验鼠注射等量的 、无放射性的甲状腺激素、无放射性的促甲状腺激素。
④将甲、乙、丙3 组实验鼠在相同且适宜条件下饲养，5 天后分别测定三组实验鼠甲状腺中碘的放射量。
(5)实验结果与分析
7
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经放射性检测：
结果一：与甲组相比，乙组实验鼠甲状腺中碘的放射量下降较慢，原因是 ；
结果二：与甲组相比，丙组实验鼠甲状腺中碘的放射量下降较快，原因是 。
【答案】(1) 协助扩散 呼吸作用
(2) (胰岛素的)靶 激素/体液
(3) 细胞膜 合成糖原或转化成非糖物质
(4) 等量的放射性碘溶液 生理盐水
(5) 乙组注射无放射性的甲状腺激素，甲状腺激素含量较高会抑制促甲状腺激素的合成，甲状腺细胞
利用放射性碘合成并分泌的甲状腺激素少 丙组注射无放射性的促甲状腺激素，促甲状腺激素能促进
甲状腺利用放射性碘合成并分泌甲状腺激素，使甲状腺中放射性碘的含量下降较快
【解析】分析题图可知，当血糖浓度增加时，葡萄糖进入胰岛B 细胞，引起细胞内ATP 浓度增加，进而导
致ATP 敏感的钾离子通道关闭，K+外流受阻，进而触发Ca2+大量内流，由此引起胰岛素分泌，胰岛素通过
促进靶细胞摄取、利用和储存葡萄糖，使血糖减低。
（1）据图1 分析可知，葡萄糖通过协助扩散方式进入胰岛B 细胞，需要载体协助不消耗能量，经细胞的
呼吸作用氧化分解产生ATP，ATP 浓度升高引起ATP 敏感的K＋通道关闭，此时触发了Ca2＋大量内流，使
胰岛 B 细胞产生兴奋。
（2）图1 所示的胰岛B 细胞产生的胰岛素作用于图2 所示的细胞，则图2 对应的细胞称为胰岛素靶细胞，
信号分子经过细胞间的信息传递实现了血糖浓度的降低，这种调节是（激素）体液调节。
（3）分析示意图2，当胰岛素与受体结合之后，经过细胞内信号转导，引起含GLUT-4 的嚢泡与细胞膜的
融合，囊泡的形成直接与高尔基体有关，通过囊泡的活动增加了细胞膜上葡萄糖转运载体GLUT-4 的含量，
从而提高了细胞对葡萄糖的摄取、储存和利用能力。进入细胞的葡萄糖主要的去向是氧化分解供能，另外
还可以在肝脏或肌肉细胞中合成糖原或在细胞内转化形成非糖物质。故胰岛素促进细胞内葡萄糖去向中的
①和②指的是合成糖原和转化成非糖物质。
（4）①将若干只同种生理状态相近的实验鼠随机分为甲、乙、丙3 组，甲组设置为对照组，乙组和丙组设
置为实验组。
②实验设计应该遵循等量原则，即除了单一变量外，其他的量应保持一致。所以要求健康雄兔的发育状况
一致；向每只鼠注射的放射性的溶液应该等量。并测定各组鼠的甲状腺中的碘的放射量。（根据④步骤可
知）。
③甲组为实验组，根据实验提供的试剂来看，分别给甲、乙、丙3 组实验鼠注射等量的生理盐水、无放射
性的甲状腺激素、无放射性的促甲状腺激素。
④将甲、乙、丙3 组实验鼠在相同且适宜条件下饲养，5 天后分别测定三组实验鼠甲状腺中碘的放射量。
8
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（5）实验结果与分析
经放射性检测，与甲组相比，乙组实验鼠甲状腺中碘的放射量下降较慢，原因是：乙组注射无放射性的甲
状腺激素，甲状腺激素含量较高会抑制促甲状腺激素的合成，甲状腺细胞利用放射性碘合成并分泌的甲状
腺激素少，丙组注射无放射性的促甲状腺激素；
与甲组相比，丙组实验鼠甲状腺中碘的放射量下降较快，原因是促甲状腺激素能促进甲状腺激素利用放射
性碘合成并分泌甲状腺激素，使甲状腺中放射性碘的含量下降较快。
33．玉米蚜虫是玉米害虫之一。玉米、蚜虫与不同寄生蜂之间存在如下食物链：玉米→蚜虫→初级寄生蜂
→重寄生蜂。
(1)在上述食物链中，若玉米蚜虫摄入的能量为a，排出的粪便量为b，呼吸量为c，则重寄生蜂同化的能量
最多为 。
(2)为构建玉米田中蚜虫与不同寄生蜂之间具体的营养结构模型，研究人员从僵蚜（初级寄生蜂将卵产于蚜
虫体内，取食蚜虫组织导致蚜虫死亡，形成僵蚜）中提取DNA 样本，进行PCR，并通过电泳检测扩增产
物，实验结果如下图。
据图可知，农田中玉米、蚜虫和各类寄生蜂之间具体的营养关系为 。（用文字、字母和箭头表
示）。
(3)为了更好的防治蚜虫，研究人员进行了玉米单作和玉米—大蒜间作的对照实验，实验结果如图。
①与玉米单作相比，玉米—大蒜间作发生蚜虫灾害的可能性更小，结合表中数据，分析其原因是 。
大蒜气味对重寄生蜂有驱离作用，这说明生态系统的信息传递能够 维持生态系统的稳定。
②从群落空间结构分析，与玉米单作相比，玉米—大蒜间作的优点是 。
【答案】(1)0.04（a-b）
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(2)
(3) 与玉米单作相比，间作时重寄生蜂数量较少，初级寄生蜂的数目较多，能杀死更多蚜虫 调节
种间关系 提高了群落利用阳光等环境资源的能力
【解析】生态系统能量的最终来源为太阳光能，流经生态系统的总能量为生产者固定的太阳能总量。每一
营养级中能量的去向为：呼吸作用散失，被下一营养级同化，被分解者分解。能量单向流动且逐级递减。
（1）在上述食物链中，若玉米蚜虫摄入的能量为a，排出的粪便量为b，呼吸量为c，则玉米蚜虫的同化
量=摄入量-粪便量=a-b，由于两个营养级之间的传递效率为10-20%，则重寄生蜂同化的能量最多为
0.2×0.2×（a-b）=0.04（a-b）。
（2）从电泳图可知，僵蚜1 是蚜虫B，僵蚜2 是蚜虫C，而僵蚜1 中检测出初级寄生蜂F，说明初级寄生
蜂F 寄生在蚜虫B 中，则能量从蚜虫B 流向初级寄生蜂F，同理可知，蚜虫C 的能量流向了初级寄生蜂F
和G。最后一个电泳中，僵蚜1 中存在重寄生蜂I 和K，则证明初级寄生蜂F 的能量流向了重寄生蜂I 和
K，而僵蚜2 中存在重寄生蜂I 的DNA，则证明初级寄生蜂F 和G 的能量流向了重寄生蜂I，那么营养结构
图如下图所示：
（3）①与玉米单作相比，玉米—大蒜间作发生蚜虫灾害的可能性更小，结合表中数据，分析其原因是与
玉米单作相比，间作时重寄生蜂数量较少，初级寄生蜂的数目较多，能杀死更多蚜虫；大蒜气味对重寄生
蜂有驱离作用，上述过程发生在不同生物之间，说明生态系统的信息传递能够调节种间关系，维持生态系
统的稳定。
②从群落空间结构分析，与玉米单作相比，玉米—大蒜间作的优点是提高了群落利用阳光等环境资源的能
力。
34．G 蛋白是在酵母菌细胞内由G 基因表达的一类转录因子，能够与DNA 中的UAS 序列结合并驱动其下
游基因的表达。将一个G 基因插入到雄果蝇的一条3 号染色体上，将另一个UAS-GFP（绿色荧光蛋白基
因）随机插入到雌果蝇的某条染色体上。已知野生型果蝇翅色是无色透明的。现利用上述的一对转基因果
蝇进行杂交实验，得到F1。
(1)若F1绿色翅：无色翅=1：3，将F1中绿色翅雌雄个体随机交配，F2绿色翅：无色翅=9：7。则UAS-GFP
没有插入到3 号染色体上，判断依据是 ；若F2表型及比例为 ，则UAS-GFP 插入到了3 号染色体
上。
(2)若F2中雌雄果蝇的翅色比例不同，原因最可能是 ；若F2性状比例为 说明推测是正确的。
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(3)转座子是可以移动的DNA 序列，转座后可能影响生物的育性等性状。黑腹果蝇仅有P、M 两个品系，
其中P 品系的核DNA 中有许多转座子，称为P 因子。不同品系之间的杂交后代育性表现如表所示。
母本父
本
M 品系
P 品系
M 品系
可育
可育
P 品系
不育
可育
P
①品系和M 品系属于同一物种，判断的依据是 。
P
②品系和M 品系互交结果不同与P 因子的转座有关，具体原因可能是 。若要测定某地黑腹果蝇的品
系种类，请利用现有P 品系和M 品系的果蝇设计一种杂交实验进行检测。写出实验方案和预期结果 。
【答案】(1) F2的表型比例符合基因的自由组合定律 绿色翅：无色翅的比例为1：1
(2) UAS-GFP 插入到了X 染色体上 6：2：3：5
(3) 因为P 品系和M 品系杂交能产生可育后代 M 品系卵细胞的细胞质中有一种能激活P 因子转座
的物质，而P 品系的卵细胞中不存在这种物质 进行多对P 品系雄果蝇与该地雌果蝇杂交，检测子代果
蝇的育性。若子代全可育，则该地果蝇为P 品系；若子代全不育，则该地果蝇为M 品系；若子代部分可育、
部分不可育，则该地果蝇既有P 品系又有M 品系
【解析】基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，
位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，
同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
（1）将F1中绿色翅雌雄个体随机交配，F2绿色翅：无色翅=9：7，符合9：3：3：1 的变式，符合基因的
自由组合定律，因此UAS-GFP 插入非同源染色体上。且同时G 基因和UAS-GFP 时，表现为绿色翅，只含
有一个G 基因或UAS-GFP、或二者都不含时，表现为无色翅。已知一个G 基因（设为G）插入到雄果蝇
的一条3 号染色体上，则另一个UAS-GFP（设为U）插入雌果蝇的其它染色体，没有插入到3 号染色体上。
若UAS-GFP 插入到了3 号染色体上，则亲本的基因型为Gu//gu（//表示同源染色体）、Ug//ug，则F1中绿
色翅雌雄个体的基因型为Gu//Ug，将F1中绿色翅雌雄个体随机交配，则F2的基因型及比例为Gu//Gu：
Gu//Ug：Ug//Ug=1：2：1，F2表型及比例为绿色翅：无色翅的比例为1：1。
（2）若F2中雌雄果蝇的翅色比例不同，推测最可能的原因UAS-GFP 插入到了X 染色体上。则亲本的基因
型可以设为GgXuY 和ggXUXu，（u 和g 表示没有相关的基因），则F1的绿翅雌雄果蝇的基因型为GgXUXu
和GgXUY，杂交后代的表现型和基因型之比为：G_XUX-︰G_XUY︰ggXUX-︰（G_XuY＋ggXUY＋ggXuY）
＝6︰3︰2︰（3＋1＋1），即绿翅雌性︰绿翅雄性︰无色翅雌性︰无色翅雄性＝6︰2︰3︰5。
（3）①由于P 品系和M 品系杂交能产生可育后代，因此P 品系和M 品系属于同一物种。
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P
②品系的核DNA 中有许多转座子，称为P 因子，M 品系中不存在P 因子，M 品系卵细胞的细胞质中有一
种能激活P 因子转座的物质，而P 品系的卵细胞中不存在这种物质，因此P 品系和M 品系互交结果不同。
若要测定某地黑腹果蝇的品系种类（P 品系和M 品系），可进行多对P 品系雄果蝇与该地雌果蝇杂交，检
测子代果蝇的育性。若子代全可育，则该地果蝇为P 品系；若子代全不育，则该地果蝇为M 品系；若子代
部分可育、部分不可育，则该地果蝇既有P 品系又有M 品系。
35．PET 是一种聚酯类塑料，全球每分钟生产约100 万个PET 塑料瓶。科学家从能够利用PET 作为碳源的
细菌中分离出了一种能降解PET 的解聚酶。PET 在70℃时才能完全变为液态，便于降解，但PET 解聚酶
不耐高温。为此，科研人员借助定向进化策略，提高PET 解聚酶耐受高温的能力。该策略经历多轮定向进
化（每一轮均在上一轮筛选出的目标菌株上开展），其涉及的信息如表所示。
每一轮的基本流程
定向进化（轮次）
第一轮
第二轮
第三轮
第四轮
第五轮
第六轮
①基因突变和转化
将突变后的PET 解聚酶基因导入大肠杆菌
②分离纯化和鉴定的菌株
5 种
13 种
4 种
3 种
5 种
9 种
③提取出的PET 解聚酶预保温和酶活测定条
件
1h/55℃
1h/60℃
1h/65℃
1h/70℃
1h/80℃
7h/70℃
④选出的PET 解聚酶中变化的位点数
2 个
1 个
2 个
3 个
3 个
5 个
(1)研究人员从土壤样品中分离能产生PET 解聚酶的细菌时，所使用的培养基成分应包括 （编
号选填）。
①（NH4）2SO4 ②淀粉 ③PET ④无机盐
(2)据所学知识判断，分离PET 解聚酶的细菌所使用的培养基类型属于 ．（编号选填）
①天然培养基 ②合成培养基 ③液体培养基
④通用培养基 ⑤固体培养基 ⑥选择培养基
(3)表中流程②宜选用的接种方法为 （平板划线/稀释涂布），其目的是 。
A．对大肠杆菌进行计数
B．扩大大肠杆菌种群数量
C．便于分离提取PET 解聚酶
D．将导入不同突变基因的大肠杆菌分离开
(4)本研究采用的定向进化策略，相比自然界的进化过程，区别是_______。
A．发生基因突变
B．实现个体进化
C．加快进化速度
D．模拟自然选择
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(5)据题干及所学知识分析，研究人员在第6 轮中设置70℃且长时间保温（7 小时）的目的是
。
(6)据题干信息判断，获取耐高温PET 解聚酶的过程涉及_____。
A．基因工程
B．细胞工程
C．发酵工程
D．蛋白质工程
天然PET 解聚酶基因（792bp）部分编码链序列以及用于表达载体构建的质粒结构如下图所示：
5’ATGCAGACTAACCCCTATGCTCGCGGG………GATTTTCGCACTGCTAACTGCAGC3'
(7)已知天然PET 解聚酶基因不含合适的酶切位点，但可借助PCR 解决该问题。据图信息判断，为了便于
表达载体的构建，在设计PET 解聚酶基因PCR 反应体系时，应选择引物 。（编号选填）
5’TA
①
CATATGCAGACTAACCCCTATGCTCG3’
5’TG
②
CTCGAGATGCAGACTAACCCCTATGC3’
5’TA
③
CATATGGCTGCAGTTAGCAGTG3’
5’TG
④
CTCGAGGCTGCAGTTAGCAGTG3’
(8)为鉴定表达载体构建是否正确，研究人员从目标菌株中提取质粒，并经XhoI 和NdeI 充分处理后进行凝
胶电泳。根据下图结果判断，含目的基因的菌落是 。
【答案】(1)①③④
(2)②⑤⑥
(3) 稀释涂布 D
(4)C
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(5)检测PET 解聚酶耐受高温的能力
(6)AD
(7)①④
(8)菌落2
【解析】PCR 技术的原理是模拟生物体内DNA 分子复制的过程，利用DNA 分子热变性原理，通过控制温
度控制控制DNA 分子的解聚和结合，过程：①高温变性: DNA 解旋过程；②低温复性：引物结合到互补
链DNA 上；③中温延伸：合成子链。PCR 扩增中双链DNA 解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解
开。
（1）微生物的培养基需要碳源、氮源、无机盐、水等各种营养成分，需要调节适宜的PH，研究人员欲分
离能产生PET 解聚酶的细菌时，因此应以DDT 为唯一碳源，所以选择①（NH4）2SO4 ，提供氮源，
③PET，唯一碳源，④无机盐。
（2）从土壤样品中分离能产生PET 解聚酶的细菌时，利用以DDT 为唯一碳源的固体培养基进行选择培养，
采用了稀释涂布的方法进行分离，因此所使用的培养基类型为②合成培养基、 ⑤固体培养基 、 ⑥选择
培养基。
（3）表中流程②需要分离纯化和鉴定的菌株，因此涉及菌种的计数，所以采用稀释涂布的方法。表中流
程的第一步是将突变后的PET 解聚酶基因导入大肠杆菌，因此流程②的目的就是将导入不同突变基因的大
肠杆菌分离开，故选D。
（4）A、自然界中基因会发生自发突变，定向进化策略基因是人为诱发突变，均发生基因突变，A 错误；
B、进化的单位是种群，不是个体，B 错误；
C、诱发突变增加了突变的概率，且通过该流程可以加快选择，从而加快基因频率的改变，即加快了进化
速度，C 正确；
D、自然界的进化过程存在自然选择，定向进化策略也存在选择，D 错误。
故选C。
（5）据题干可知，70℃是PET 完全液化的最低温度，因此实际降解PET 的温度至少为70℃，以便在酶催
化下发生反应而降解。 同时，据表1 信息所呈现的实验结果，突变后的PET 解聚酶可耐受70 及80℃的高
温，但在用于生产时需进一步了解该酶在实际应用温度下（至少70℃）足够长时间后活性保持的程度，同
时考虑到酶促化学反应需要一定的时间，故需长时间保温处理（如处理7 小时，该时长可能是研究人员充
分预实验后确定的较为合理的时间）
（6）本研究采用的定向进化策略中流程①将突变后的PET 解聚酶基因导入大肠杆菌，涉及了基因工程；
通过改变基因，最终获得耐受高温的PET 解聚酶，即通过改变的基因结构对蛋白质进行改造，故涉及蛋白
质工程，故选AD。
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（7）构建表达载体时需要目的基因和质粒具有相同的黏性末端，据图分析，质粒上含有Nde1 和Xho1 两
种限制酶识别序列，故目的基因在进行PCR 扩增时，应添加与两种限制酶识别序列对应的核苷酸序列。图
中给出了天然PET 解聚酶基因（792bp）部分编码链序列，转录时应从该基因的5’开始，因此目的基因的
5’应与Nde1 一侧相连，目的基因的3’应与Xho1 一侧相连，再结合目的基因编码链的已知序列可以选择出
引物①和④。
（8）据图中的质粒以及题干信息可知，该质粒的长度为3959bp，天然PET 解聚酶基因长度792bp，XhoI
和NdeI 序列之间的长度是690bp，目的基因是插入在XhoI 和NdeI 序列之间的，故经XhoI 和NdeI 充分处
理后应该会出现两种长度的DNA 片段，分别是792bp 和3269bp，与此吻合的菌落是菌落2。
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