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简答题规范练
专练1 光合作用（一）
聚焦光合作用的基本过程，梳理光反应与暗反应的场所、物质转化和能量变化
，
掌握两者的联系与区别，明确光合色素的种类、分布及功能，理解影响光合作
用的环境因素（光照强度、温度、
CO
₂ 浓度）的作用机制。
1．为探究环境因素对生菜光合作用强度的影响，科研人员采用二氧化碳传感器、光照度传
感器等构建智能检测装置，分别设置不同CO2浓度和光照强度处理组进行实验，相关实验
结果如图1 和图2 所示。回答下列问题：
1
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(1)生菜的叶肉细胞中光合色素分布在 上，光合色素能吸收光能将其转化为 ，
再转化为 。
(2)图1 中，0lux 条件下生菜的CO2吸收量代表 ，在曲线与横坐标轴交点处的光照强
度下，生菜的叶肉细胞光合作用强度 （填“大于”，“小于”或“等于”）呼吸作
用强度，理由是 。
(3)图2 的实验结果表明，中CO2浓度和高 CO2浓度对生菜光合作用强度的影响是： ，
高CO2浓度组出现该现象的原因可能是：CO2浓度过高会抑制 ，使细胞所需的能量不
足，影响无机盐的吸收及物质运输等。
【答案】(1) 叶绿体的类囊体薄膜 ATP 和NADPH 中的化学能 有机物中的化学能
(2) 生菜的细胞呼吸作用强度 大于 曲线与横坐标轴交点处 CO2吸收量为0，即
净光合速率为0，但植物体内存在不进行光合作用的细胞，所以此时叶肉细胞的光合作用
强度应大于呼吸作用强度
(3) 中CO2浓度有利于提高生菜的光合作用强度，高CO2浓度对提高光合作用强度的作
用较小，甚至会抑制光合作用 细胞呼吸
【解析】（1）生菜的叶肉细胞中光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，光合色素能吸收
光能将其转化为 ATP 和 NADPH 中的化学能，再转化为有机物中的化学能。
（2）0lux 条件下生菜不进行光合作用，只进行呼吸作用；图1 中，0lux 条件下生菜的CO2
吸收量代表生菜的细胞呼吸作用强度；图1 中，曲线与横坐标轴交点处 CO2吸收量为0，即
净光合速率为0，但植物体内存在不进行光合作用的细胞，所以此时叶肉细胞的光合作用
强度应大于呼吸作用强度。
2
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（3）由图可知，与对照组相比，中CO2浓度有利于提高生菜的光合作用强度，高CO2浓度
对提高光合作用强度的作用较小，甚至会抑制光合作用。高 CO2浓度组出现该现象的原因
可能是CO2浓度过高会抑制细胞呼吸，导致细胞所需能量不足，影响无机盐的吸收及物质
运输等，导致叶绿素合成减少，光合产物积累，进而影响光合作用。
2．海水中的无机碳主要以CO2和
两种形式存在，因水体中CO2浓度低、扩散速度慢，
某些蓝细菌与部分化能自养菌逐渐演化出了“摄取
→转化为CO2→浓缩于R 酶（光合
作用过程中催化CO2固定的酶）活性位点”的高效碳浓缩机制，如图所示（以蓝细菌为
例）。回答下列问题：
注：羧酶体具有蛋白质外壳，可限制气体扩散，且允许阴离子物质自由通过。
(1)蓝细菌光合片层膜上可发生光反应，相当于植物细胞的 ，光合片层膜上含有的
光合色素有 和叶绿素，可分别利用试剂 对叶绿素进行提取、分离。
(2)据图分析，
浓度最高的场所是 （填"细胞外海水""细胞质基质"或"羧酶体
内部"）。为蓝细菌吸收
提供能量的主要生理过程是 。
(3)R 酶具有双功能性:在光下，它既能催化C5与CO2反应（光合作用），也可以催化C5与O2
反应（光呼吸，消耗有机物）。请结合羧酶体的结构，分析蓝细菌能高效积累有机物的原
因:
①蓝细菌能以两种方式吸收海水中的无机碳（CO2和
），即 和 ，
可进入羧酶体并转化为CO2；
②羧酶体的蛋白质外壳可限制气体扩散，从而 ，以维持羧酶体中的高CO2浓度和低
O2浓度。
③高CO2浓度、低O2浓度下，蓝细菌积累有机物的效率较高，原因是 。
【答案】(1) 类囊体薄膜 藻蓝素 无水乙醇、层析液
3
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(2) 羧酶体内部 呼吸作用和光合作用
(3) 主动运输 自由扩散 提高羧酶体中R 酶周围的CO2浓度 高CO2浓度、
低O2浓度下，促进R 酶催化CO2与C5结合即促进CO2的固定，同时抑制了O2与C5结合，即抑
制光呼吸，减少有机物的消耗，从而提高光合效率。
【解析】（1）光反应的场所在叶绿体类囊体薄膜，完成水的光解产生NADPH 和氧气，以及
ATP 的合成，蓝细菌光合片层膜上可发生光反应，相当于植物细胞的类囊体薄膜，光合片
层膜上含有的光合色素有藻蓝素和叶绿素，可分别利用试剂无水乙醇、层析液对叶绿素进
行提取、分离。
（2）HCO3
-运输需要HCO3
-转运蛋白参与并消耗能量，说明HCO3
-离子通过细胞膜、光合片层
膜的方式是主动运输，主动运输一般是逆浓度运输的，由此推断图中HCO3
-浓度最高的场所
是羧酶体内部。该过程中，细胞质需要的ATP 由呼吸作用提供，光合片层中的ATP 由光合
作用提供，因此可为图示过程提供ATP 的生理过程有呼吸作用和光合作用。
（3）①蓝细菌能以两种方式吸收海水中的无机碳（CO2和 HCO3
- ），CO2通过细胞膜为
自由扩散，CO2通过光合片层膜需要CO2转运蛋白参与并消耗能量，说明CO2通过光合片层
膜的方式是主动运输，HCO3
-运输需要HCO3
-转运蛋白参与并消耗能量，说明HCO3
-离子通过
光合片层膜的方式是主动运输，HCO3
- 可进入羧酶体并转化为CO2；②羧酶体的蛋白质外壳
可限制气体扩散，从而提高羧酶体中R 酶周围的CO2浓度，以维持羧酶体中的高CO2浓度和
低O2浓度。③高CO2浓度、低O2浓度下，促进R 酶催化CO2与C5结合即促进CO2的固定，同
时抑制了O2与C5结合，即抑制光呼吸，减少有机物的消耗，从而提高光合效率。
3．为在干旱环境中栽培红豆杉提供科学依据，某农科院通过控制土壤的含水量来模拟正常
环境（土壤含水量22%）、轻度干旱（土壤含水量15%）、中度干旱（土壤含水量10%）、
重度干旱（土壤含水量7%）条件，并测定了红豆杉在不同模拟条件下的部分生理指标，结
果如图所示。请回答下列问题：
(1)植物气孔的开闭会影响植物叶片的光合作用、 （答2 点）等生理过程。导致光合
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作用降低的因素分为气孔限制因素和非气孔限制因素。红豆杉的净光合速率随着干旱胁迫
强度的增大而下降，根据图1 的信息 （填“能”或“不能”）确定这是由气孔限制
因素导致的，理由是 。
(2)在干旱胁迫下，红豆杉叶片中可溶性糖和可溶性蛋白的含量增多，增强了红豆杉的抗旱
性能，其作用机理为 。
(3)在干旱胁迫下，影响红豆杉幼苗生长的因素还可能有光合色素的含量变化。根据光合色
素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。测定叶绿
素含量时，实验设定的波长应为 光的波长。
【答案】(1) 蒸腾作用、呼吸作用/蒸腾作用、细胞呼吸 不能 气孔导度和胞
间CO2浓度是评判气孔限制因素和非气孔限制因素的指标，而图中没有胞间CO2浓度变化的
数据
(2)二者含量增加，使细胞内渗透压升高，吸水能力增强，可缓解干旱对细胞的伤害
(3)红
【解析】（1）光合作用吸收二氧化碳释放氧气，呼吸作用吸收氧气释放二氧化碳，蒸腾作
用会通过气孔散失水分，二氧化碳等气体通过气孔进出植物细胞，故植物气孔的开闭会影
响植物叶片的光合作用、蒸腾作用、呼吸作用等生理过程。胞间CO2浓度和气孔导度是评
判气孔限制因素和非气孔限制因素的指标，红豆杉的净光合速率随着干旱胁迫强度的增大
而下降，气孔导度也在下降，但由于图1 没有胞间CO2浓度变化的数据，根据图1 的信息不
能确定这是由气孔限制因素导致的。
（2）分析图2 可知，干旱胁迫程度越大，红豆杉叶片中可溶性糖和可溶性蛋白的含量就越
多，红豆杉的抗旱性能就越强，其作用机理为：红豆杉叶片中可溶性糖和可溶性蛋白的含
量增多，可使细胞内渗透压升高，吸水能力增强，可缓解干旱对细胞的伤害。
（3）叶绿素包括叶绿素a 和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝
紫光，故测定叶绿素含量时，实验设定的波长应为红光的波长。
4．如图1 表示小麦体内的部分生理过程，图2 表示在适宜的光照、二氧化碳浓度等条件下，
其在不同温度下的净光合速率和呼吸作用速率曲线，回答下列问题：
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注：CO2相对值单位，mmol·cm-2·h-1
(1)图1 中①③过程的[H]全称为 ，①③过程涉及的能量变化为 。
(2)图1 中小麦叶肉细胞④过程发生的具体场所在 。
(3)图2 中，与光合作用和呼吸作用有关的酶都受到温度的影响，其中与 有关的酶的
最适温度更高。在40℃时，小麦每小时每平方厘米光合作用产生的葡萄糖质量为
mg。
(4)图2 中若温度保持35℃，长时间每天交替进行12h 光照、12h 黑暗，该植株能否正常生
长，并分析原因 。
【答案】(1) 还原型辅酶Ⅱ 光能→ATP 和NADPH 中活跃的化学能→糖类等有机物
中稳定的化学能
(2)细胞质基质和线粒体基质
(3) 呼吸作用 150
(4)不能，12 小时光照下光合作用净积累的有机物量小于12 小时黑暗呼吸作用消耗的有机
物量
【解析】（1）根据以上分析可知，图1 中①表示光反应，②表示有氧呼吸第三阶段，③表
示暗反应，④表示有氧呼吸第一阶段和第二阶段，①③过程的[H]叫做还原型辅酶Ⅱ，该过
程属于光合作用过程，涉及光反应和暗反应阶段，能量变化为光能→ATP 和NADPH 中活跃
的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能。
（2）④表示有氧呼吸第一阶段和第二阶段，发生的场所在细胞质基质和线粒体基质。
（3）温度主要通过影响酶的活性来影响光合速率和呼吸速率，图二显示与光合作用有关的
酶的最适温度约为30℃，而与呼吸作用有关的酶的最适温度约为40℃，说明与呼吸作用有
关的酶的最适温度更高。40℃条件下，CO2产生量为5mmol·cm-2·h-1，吸收量为0；则CO2
固定量为5mmol·cm-2·h-1，由反应式6CO2+12H2O→C6H12O6+6O2+6H2O，算出40℃条件下，产
生的葡萄糖质量为（5÷6）mmol×180g/mol=150mg。
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（4）根据图2 分析，35℃时，小麦的净光合速率约为3.5，呼吸速率约为4.5，则12 小时
光照下光合作用净积累的有机物量小于12 小时黑暗呼吸作用消耗的有机物量，所以若温度
保持35℃，长时间每天交替进行12h 光照、12h 黑暗，该植株不能生长。
5．高温、强光环境下，植物的气孔开度减少甚至气孔关闭，同时光合系统产生的O2增多，
此时CO2供应不足，植物会产生光呼吸，即O2与C5反应，如图1 所示。回答下列问题。
(1)R 酶在叶绿体的 中催化C5与CO2结合，部分产物经过一系列反应形成（CH2O），
这一过程中的能量转换是 。
(2)据图分析，光呼吸会使光合作用产生的有机物的量 （填“增加”或“减少”）。
(3)研究发现，在高温、强光环境下，植物保卫细胞中G 酶相关基因的表达会增强，为探究
保卫细胞中G 酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W 为参照，通过基因工程构
建了仅在保卫细胞中过表达G 酶的植株S，相关实验结果如图2 所示。
①要保证G 酶仅在植物S 的保卫细胞中过表达，构建表达载体时，应将G 酶基因与保卫细
胞中特异表达的基因的 等调控元件重组在一起。
②植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图1、2 可知，相同光照条件下植株S 的净光合速
率高于植株W 的，其机制是植株S 保卫细胞中G 酶表达量提高，通过 ，双重促进光合
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作用。
(4)推测在高温、强光环境下，相较于植株W，植株S 的净光合速率变化幅度 （填
“更大”或“更小”），理由是 。
【答案】(1) 基质 ATP 和NADPH 中活跃的化学能转化为有机物（CH2O）中稳定的
化学能
(2)减少
(3) 启动子 促进甘氨酸转化为丝氨酸﹐释放CO2用于光合作用，最终生成更多的可
溶性糖；可溶性糖等其他溶质的增多提高了保卫细胞的细胞液浓度，保卫细胞吸水，气孔
开度增大，CO2吸收加快，暗反应速率加快
(4) 更小 相较于植株W，植株S 在相同条件下气孔开度相对较大，有利于CO2的吸收
【解析】（1）R 酶在叶绿体的基质中催化C5与CO2结合产生C3，C3接受ATP 和NADPH 提供
的能量，并且被NADPH 还原，一部分C3转化为糖类，另一部分C3被还原为C5，这一过程中
的能量转换是ATP 和NADPH 中活跃的化学能转化为有机物（CH2O）中稳定的化学能。
（2）由题意和题图可知：植物产生光呼吸，即O2与C5反应，此时C5与CO2结合形成C3的
CO2固定过程减弱，进而导致C3还原过程产生的有机物的量减少。
（3）①要保证G 酶仅在植物S 的保卫细胞中过表达，构建表达载体时，应将G 酶基因与保
卫细胞中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起。
②由图1、2 可知，相同光照条件下植株S 的净光合速率高于植株W 的，其机制是植株S 保
卫细胞中G 酶表达量提高，通过促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放CO2用于光合作用，最终生
成更多的可溶性糖；可溶性糖等其他溶质的增多提高了保卫细胞的细胞液浓度，保卫细胞
吸水，气孔开度增大，CO2吸收加快，暗反应速率加快，双重促进光合作用。
（4）推测在高温、强光环境下，相较于植株W，植株S 的净光合速率变化幅度更小，理由
是相较于植株W，植株S 在相同条件下气孔开度相对较大，有利于CO2的吸收。
专练2 光合作用（二）
掌握
光合作用的原理应用，重点分析光合作用与细胞呼吸的内在联系，掌握净
光合速率、总光合速率与呼吸速率的计算方法，能结合曲线、表格数据解读光
合速率的变化规律，理解光合作用在生产实践中的优化策略（如大棚种植、合
理密植等）。
1．图1 为植物叶肉细胞代谢的部分过程简图，①~⑦为相关生理过程，图2 表示在不同光
照强度下该植物的氧气释放速率。请据图回答：
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(1)植物根系吸收无机盐的主要方式是 ，在作物栽培过程中，松土的目的是 。
(2)图2 中若植物在缺镁的土壤中生长，则b 点将 （填“左移”、“右移”、“不
动”或“无法确定”）；此时若升高环境温度，则b 点将 （填“左移”、“右移”、
“不动”或“无法确定”），如果在b 点突然停止光照，叶绿体中C5的含量将 （填
“上升”、“下降”或“不变”）。
(3)图2 中b~c 阶段限制光合作用的环境因素主要是 。在d 点所对应的光照强度下，
该植物的真正光合速率为 mL⋅h-1，此时叶肉细胞的真正光合速率应 （填“大
于”、“小于”或“等于”）该植物的真正光合速率。
(4)叶绿素b/a 的比值可作为植物利用弱光能力的判断指标。研究人员发现遮光处理提高了
野生型植株中叶绿素b/a 的比值。可以通过色素的提取并采用 法分离色素验证该结论，
得出结论的实验现象：遮光组滤纸条上黄绿色的色素带宽度与蓝绿色的色素带宽度的比值
（填“大于”、“小于”或“等于”）非遮光组。
【答案】(1) 主动运输 使土壤疏松，增加土壤中的氧气，有利于促进根的呼吸作
用，为无机盐的吸收提供能量
(2) 右移 无法确定 下降
(3) 光照强度 23 小于
(4) 纸层析 大于
【解析】（1）植物根系吸收无机盐的主要方式是主动运输，在作物栽培过程中，松土的目
的是使土壤疏松，增加土壤中的氧气，有利于促进根的呼吸作用，为无机盐的吸收提供能
量。
（2）b 点是光补偿点，此时植物的光合速率与呼吸速率相等，若植物在缺镁的土壤中生长，
叶绿素合成减少，光合速率降低，b 点将右移。
若升高环境温度，酶的活性可能降低也可能升高，故b 光补偿点的变化无法确定。
在b 点突然停止光照，光反应产生的NADPH 和ATP 减少，C3还原生成C5的量减少，而二氧
化碳固定消耗C5化合物的量基本不变，故C5化合物的含量将下降。
（3）图2 中b～c 阶段随着光照强度的增加，光合速率逐渐提高，因而此时限制光合作用
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的环境因素主要是光照强度。
d 点所对应的光照强度是该植株的光饱和点，在d 点所对应的光照强度下，细胞呼吸速率
为6mL/h，该植物细胞的氧气释放速率（净光合速率）为17mL/h，该植物的真正光合速率
为17+6=23mL/h。
由于植物体除叶肉细胞外还有幼茎等细胞可以进行光合作用，此时叶肉细胞的真正光合速
率应小于该植物的真正光合速率。
（4）分离色素的方法是纸层析法，不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的色素在
滤纸条上扩散速度较快。遮光处理能提高野生型植株中叶绿素b/a 的比值。叶绿素b 是黄
绿色，叶绿素a 是蓝绿色，因此遮光组滤纸条上黄绿色的色素带宽度与蓝绿色的色素带宽
度的比值大于非遮光组。
2．Rubisco 酶具有“两面性”，当CO2浓度较高时，该酶催化C5与CO2反应，完成光合作用，
当O2浓度较高时，该酶催化C5与O2反应产生CO2，即发生光呼吸。绿藻能将Rubisco 酶聚
集在淀粉核（内有一定空间的蛋白质复合体）中，并通过二氧化碳浓缩机制提高淀粉核中
CO2的浓度，抑制光呼吸的发生，如图1 所示。
(1)绿藻进行暗反应所需的CO2来源有 ，该过程利用 （填场所）产生的
（填物质）提供能量。
(2)综合上述图文信息，绿藻能有效降低光呼吸，并提高光合作用效率的机制是 。
(3)若环境条件突然改变导致绿藻光呼吸强度增加，则短时间内C3含量会 （填“升
高”或“降低”），理由是 。
(4)科研人员将绿藻照光一段时间后移至黑暗环境中，测得CO2吸收速率如图2 所示。据图
分析，光呼吸释放CO2的速率为 μmol·m-2·s-1。
【答案】(1) 外界吸收、呼吸作用和光呼吸释放 类囊体薄膜 ATP、NADPH
(2)淀粉核中CO2浓度较高，有利于Rubisco 酶催化C5与CO2反应，促进CO2固定，并将淀粉
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运出淀粉核，有利于光合作用的持续进行
(3) 降低 光呼吸增强，C5与O2反应增多，参与暗反应与CO2结合的C5减少，CO2
的固定速率减慢，C3的生成量减少
(4)b-c
【解析】（1）细胞的呼吸作用可以产生CO2，依据题干信息，光呼吸也可以释放CO2，同时
也可以从外界环境中吸收CO2，综上，绿藻进行暗反应所需的CO2来源有外界吸收、呼吸作
用和光呼吸释放，该过程利用光反应阶段产生的NADPH 和ATP 提供的能量，光反应阶段是
在类囊体的薄膜上进行的。
（2）依据题图信息可知，绿藻能将Rubisco 酶聚集在淀粉核中，并通过二氧化碳浓缩机制
提高淀粉核中CO2的浓度，使得Rubisco 酶更倾向于催化C5与CO2反应，促进CO2固定，并
将淀粉运出淀粉核，有利于光合作用的持续进行，从而抑制了其参与催化C5与O2反应的光
呼吸过程，所以绿藻能有效降低光呼吸，并提高光合作用效率。
（3）依据题干信息，当光呼吸突然增强时，C5与O2反应增多，导致参与暗反应与CO2结合
的C5减少，CO2的固定速率减慢，因而C3的生成量降低。
（4）由图可知，光照条件下，绿藻进行细胞呼吸（释放CO2）、光呼吸（释放CO2）和光合
作用（吸收CO2），此时绿藻CO2吸收速率为a，移至黑暗环境时，光合作用的CO2的吸收停
止，绿藻表现为CO2释放增多，此时绿藻进行的是呼吸作用和光呼吸，随着时间的进行，
光呼吸逐渐停止，最后绿藻只进行细胞呼吸。因此光呼吸释放CO2的速率为b-c。
3．下图表示在一定CO2浓度和温度为25℃条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光
合速率曲线。回答下列问题：
(1)光合作用的定义： 。
(2)由图可知，该植物的呼吸速率是 。
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(3)图中B 点所对应的光照条件下，该植物的叶肉细胞中能够产生ATP 的场所有 。
(4)C 点时，该植物叶片固定的CO2量为 mg（100cm2·h）-1，叶绿体释放的O2的去向
是 ；在一昼夜中，将该植物叶片置于C 点所示光照强度条件下11h，其余时间置于
黑暗中，则每100cm ²叶片一昼夜中CO2的净吸收量为 mg。
(5)已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃。若将实验温度提高到
30℃（其余条件不变），则图中B 点将 移，C 点将 移。
【答案】(1)通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，
同时释放氧气的过程
(2)5mg·（100cm2·h）-1
(3)细胞质基质、线粒体、叶绿体
(4) 15 用于自身细胞呼吸和释放到细胞外 45
(5) 右 左下
【解析】（1）光合作用通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富
能有机物，同时释放氧气的过程。
（2）图中可以看出，光照强度为0 时，A 点对应的值即为呼吸速率，是5mg·
（100cm2·h）-1。
（3）B 点所对应的光照条件下，叶肉细胞既进行光合作用，也进行呼吸作用，则叶肉细胞
产生ATP 的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。
（4）C 点时，该植物叶片固定的CO2量为10+5=15mg·（100cm2·h）-1。C 点时光合速率大
于呼吸速率，叶绿体释放的O2，一方面用于自身的细胞呼吸，另一方面多余的O2释放到细
胞外。图中可得，在C 点光照下植物的净光合速率为10mg/（100cm2•h）-1，则每100cm2叶
片一昼夜中CO2的净吸收量=光照时净光合作用总量-黑暗时呼吸作用量=10×11-
5×13=45mg。
（5）若将温度提高到30℃的条件下，光合作用的酶的活性下降，光合速率下降，而呼吸
作用酶活性上升，呼吸速率上升，因此要达到光补偿点，必须光照增强，即B 点右移，而
净光合作用=光合作用总量-呼吸作用量，此值将减小，C 点左下移。
4．室内栽培吸毒草能够有效清除甲醛污染。为研究其作用机制，科学家首先研究在密闭环
境下吸毒草植株正常的呼吸作用和光合作用，测定环境中的CO2浓度变化，结果如图1 所示；
而后将用特殊方法处理的甲醛通入密闭环境，研究吸毒草处理甲醛的途径。科学家发现外
源甲醛可以作为碳源参与吸毒草的光合作用，具体过程如图2 所示（其中HCHO 为甲醛，
RU5P 和HU6P 是中间产物，甲醛通过气孔进入叶肉细胞）。回答下列问题：
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(1)弱光组吸毒草的根细胞内能产生ATP 的场所是 。弱光照组叶肉细胞的光合速
率 （填“大于”、“小于”或“等于”）它的呼吸速率，d 时间内完全光照组植
株的平均实际光合速率是 ppm/s。
(2)图2 中产生NADPH 的场所是 ，为追踪循环②中甲醛的碳同化路径，可采用的
特殊处理方法是 。推测细胞同化甲醛（HCHO）的场所应是 。
(3)甲醛在被吸毒草利用的同时，也会对其生长产生一定的影响，为此科学家设计了甲醛胁
迫下吸毒草生长情况的实验。甲醛脱氢酶（FALDH）是②过程中的关键酶，图3 表示不同甲
醛浓度下，该酶的活性相对值，图4 是不同甲醛浓度下气孔导度（气孔的开放程度）的相
对值。
根据实验结果推测甲醛胁迫下，吸毒草的抗逆途径为 （答出两点即可）。
【答案】(1) 细胞质基质和线粒体 大于 （a-c）/d
(2) 类囊体薄膜/基粒 （放射性）同位素标记法 叶绿体基质
(3)吸毒草通过降低气孔的开放程度，减少甲醛的吸收；同时提高FALDH 酶的活性，增强对
甲醛的代谢能力
【解析】（1）弱光组吸毒草的根细胞只能进行细胞呼吸，所以能产生ATP 的场所是细胞质
基质和线粒体。根据图1 可知，弱光组光合作用速率等于呼吸作用速率，由于植株存在不
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能进行光合作用的细胞，所以弱光照组叶肉细胞的光合速率大于它的呼吸速率。总光合速
率=净光合速率+呼吸速率，d 时间内的平均呼吸作用速率为（a-b）/d，平均净光合作用速
率为（b-c）/d，故d 时间内完全光照组植株的平均实际光合速率=（a-b）/d+（b-c）/d=
（a-c）/d。
（2）光反应阶段能产生NADPH，图2 中产生NADPH 的场所是类囊体薄膜（或基粒），（放
射性）同位素标记法可以示踪物质变化规律和运行轨迹，为追踪循环②中甲醛的碳同化路
径，可采用的特殊处理方法是（放射性）同位素标记法，由图可知，同化甲醛（HCHO）的
场所应是叶绿体基质。
（3）2 个单位的甲醛浓度甲醛脱氢酶（FALDH）的相对活性最高，但气孔导度最低，根据
实验结果推测甲醛胁迫下，吸毒草的抗逆途径为吸毒草通过降低气孔的开放程度，减少甲
醛的吸收；同时提高FALDH 酶的活性，增强对甲醛的代谢能力。
5．植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。生菜是植物工厂常年培
植的速生蔬菜。回答下列问题。
(1)植物工厂用营养液培植生菜过程中，需定时向营养液通入空气，主要目的是
；除通气外，还需更换营养液，其主要原因是 (答出1 点即可)。
(2)植物工厂选用红蓝光组合LED 灯培植生菜，选用红蓝光的依据是 。生菜成
熟叶片在不同光照强度下光合速率的变化曲线如图，培植区的光照强度应设置在
点所对应的光照强度；为提高生菜产量，可在培植区适当提高CO2浓度，请提出一条提高
CO2浓度具体的措施： 。
(3)将培植区的光照/黑暗时间设置为14h/10h，研究温度对生菜成熟叶片光合速率和呼吸
速率的影响，结果如图，光合作用最适温度比呼吸作用最适温度 (填“高”、
“低”或“相同”)；若将培植区的温度从T5调至T6，培植24h 后，与调温前相比，生菜植
株的有机物积累量减少，判断的依据是 。
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【答案】(1) 增加培养液中的溶氧量，促进根部细胞进行有氧呼吸 根细胞通过呼
吸作用产生二氧化碳溶于水形成碳酸，导致营养液pH 下降或植物根系选择性吸收营养液中
的营养元素，导致营养液成分及配比发生改变
(2) 植物光合作用主要吸收红光和蓝紫光 B 施用农家肥，放置干冰，连通猪
圈等
(3) 低 将温度调至T6后，叶片的光合速率和呼吸速率相等，而植株的根系只进
行呼吸作用消耗有机物，所以生菜植株有机物的积累量减少
【解析】（1）营养液中的生菜长期在液体的环境中，根得不到充足的氧，影响呼吸作用，
从而影响生长，培养过程中要经常给营养液通入空气，其目的是增加培养液中的溶氧量，
促进根部细胞进行有氧呼吸；根细胞通过呼吸作用产生二氧化碳溶于水形成碳酸，导致营
养液pH 下降或植物根系选择性吸收营养液中的营养元素，导致营养液成分及配比发生改变，
因此需要更换培养液。
（2）植物光合作用主要吸收红光和蓝紫光，所以选用红蓝光组合LED 灯培植生菜可以提高
植物的光合作用，从而提高生菜的产量。B 点为光饱和点对应的最大光合速率，因此培植
区的光照强度应设置在B 点所对应的光照强度；为提高生菜产量，可在培植区施用农家肥、
放置干冰、连通猪圈等，来提高培植区的CO2浓度。
（3）根据曲线可知：在此曲线中光合速率的最适温度为T5，而在该实验温度范围内呼吸速
率的最适温度还未出现，所以光合作用最适温度比呼吸作用最适温度低；若将培植区的温
度从T5调至T6后，叶片的光合速率和呼吸速率相等，而植株的根系只进行呼吸作用消耗有
机物，培植24h 后，与调温前相比，生菜植株有机物的积累量减少。
专练3 遗传和变异（一）
围绕基因的分离定律与自由组合定律，
理解
孟德尔遗传实验的科学方法（假说
-
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演绎法），掌握基因型与表现型的推导、遗传图解的规范绘制，能分析显隐性
判断、纯合子与杂合子鉴别等经典题型，理解基因分离与自由组合的实质。
1．玉米株高是影响产量的关键性状，科研团队处理正常玉米得到了具有新的矮化性状的新
品种，矮化玉米与正常玉米杂交得到F1，F1自交后代F2的表型及比例如下表。回答下列问
题：
组别
正常表型
矮化表型
1
217
58
2
241
74
3
161
46
(1)该团队处理正常玉米最可能是采用了 育种方法，被处理的材料应该选择 合
适。
(2)据上表推测，该矮化性状是 （显/隐）性性状，判断依据是 。
(3)SSR 是DNA 分子中的简单重复序列，如-GAGAGAGA……-，其长度（重复次数）在不同染
色体（含同源染色体的相同位置）间可能不同，常作为分子标记用于基因位置的定位。该
团队在一对同源染色体上选择了大量的SSR 分子标记进行矮化基因的定位研究，其中的1
个标记经电泳后的示意图如下。
①矮化子代出现正常亲本分子标记的现象被科学家称为“重组”，结合配子产生时同源染
色体的行为分析，“重组”产生的原因是 。
②研究发现，“重组”出现的频率与其距离待定位基因的远近关系密切，结合染色体的结
构推测，科研团队会选择重组出现频率 （高/低）的标记来定位染色体，理由是
。
(4)最终，科学家将矮化基因定位在了3 号染色体上的Dwarf1 基因，但是在矮化品种中
Dwarf1 基因仍正常表达，但株高发生变化。请对该团队下一步的研究提出你的建议：
。
【答案】(1) 人工诱变/诱变育种 发芽的玉米种子/萌发的玉米种子
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(2) 隐 F1自交出现3:1 的性状分离比，矮化表型占1/4。
(3) 同源染色体的非姐妹染色单体之间交换片段 低 离待定位基因越近、越
容易与待定位基因一起遗传给下一代
(4)研究矮化品种中Dwarf1 基因表达产物与正常品种结构功能上的区别
【解析】（1）该团队通过处理正常玉米获得新性状，最可能采用的是诱变育种（利用物理
或化学因素诱导基因突变，产生新性状）。被处理的材料应选择萌发的玉米种子或幼苗，
因为其细胞分裂旺盛，易发生基因突变。
（2）该矮化性状是隐性性状，其判断依据为F1自交后代F2中，正常表型与矮化表型的比
例约为3:1（性状分离比），矮化表型占1/4。说明F1为杂合子，矮化性状为隐性。
（3）①“重组” 产生的原因是减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生
互换，导致分子标记与矮化基因的组合方式改变。
②选择重组出现频率低的标记来定位染色体，理由是标记与待定位基因距离越近，越容易
与待定位基因一起遗传给下一代。
（4）建议研究矮化品种中Dwarf1 基因表达产物与正常品种结构功能上的区别，研究矮化
品种中Dwarf1 基因表达的蛋白的结构与功能，以及与其他蛋白的相互作用，明确其影响株
高的分子机制。
2．玉米籽粒糊粉层有色种子（A）对糊粉层无色种子（a）是完全显性，籽粒的另一相对性
状饱满和凹陷（B/b）也为完全显性性状。科学家用有色饱满粒的植株与无色凹陷粒的植株
为亲本进行杂交，F1全为有色饱满粒植株，再让F1与无色凹陷粒植株杂交，过程和结果如
图所示，回答下列问题：
(1)籽粒的相对性状饱满和凹陷， 为显性性状；判断的依据是 。
(2)上述玉米籽粒的两对相对性状 （填“遵循”或“不遵循”）自由组合定律，判断
的依据是 。
(3)F1有色饱满粒植株与无色凹陷粒的植株杂交，此杂交方式为 ，F2的表型比例说明
F1在减数分裂形成配子时染色体发生了 ，F1形成的配子种类及比例是 。
(4)若F1在减数分裂时不发生变异，则F1自交，后代的表型及其比例为 。
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【答案】(1) 饱满 亲本饱满籽粒植株与凹陷籽粒植株杂交，子一代全为饱满籽粒
(2) 不遵循 F2四种表型比例不是1：1：1：1
(3) 测交 互换 AB：Ab：aB：ab=27：1：1：27
(4)有色饱满：无色凹陷=3：1
【解析】（1）由题意可知，亲本饱满籽粒植株与凹陷籽粒植株杂交，子一代全为饱满籽粒，
说明饱满对凹陷为显性。
（2）分析题意可知，若两对基因的遗传符合自由组合定律，则F1有色饱满与无色凹陷后
代的比例应该为1：1：1：1，但是F1与无色凹陷粒的植株测交，后代中有色饱满：有色凹
陷：无色饱满：无色凹陷=4051:150:151:4050，不符合1：1：1：1 的比例，说明控制玉米
籽粒的两对相对性状的两对基因的遗传不遵循基因的自由组合定律。
（3）F1有色饱满与无色凹陷（隐性纯合子）杂交的方式为测交，F2出现重组型（有色凹陷、
无色饱满），说明F1在减数分裂形成配子时发生了互换；结合F2表型数量（有色饱满
4051、有色凹陷 150、无色饱满 151、无色凹陷 4050），配子种类及比例为AB：Ab：
aB：ab=27：1：1：27（亲本型配子占比高，重组型配子占比低）。
（4）若F1减数分裂不发生互换，则 F1（AaBb，AB 连锁、ab 连锁）仅产生AB 和 ab 两种
配子，比例为1：1。自交后代基因型及表型比例为： 有色饱满（AABB、AaBb）：无色凹
陷（aabb）=3：1。
3．某种植物的花色有紫色、红色和白色三种，为探究该种植物的花色遗传规律，实验人员
运用纯合的紫花植株甲、纯合的红花植株乙、纯合的白花植株丙进行了以下实验。回答下
列问题：
(1)图1 实验结果显示紫花与红花、紫花与白花的遗传都遵循基因的 定律。
(2)研究发现，A 基因控制的酶能催化白色前体物质合成红色色素，A 基因突变为a 基因后，
该酶没有活性，红色色素不能合成，表现为白花。但图中杂交结果并不能确定催化紫色色
素合成的酶的基因是否为A 的等位基因。若要进行判断，可选择实验一和实验二中的亲本
乙和丙杂交，若后代颜色全部为 ，则催化紫色色素合成的酶的基因与A 基因为等位
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基因。
(3)通过基因检测发现，催化紫色色素合成的酶是由B 基因控制的，该基因与A 基因分别位
于非同源染色体上，A 基因与B 基因的遗传机制如图2。用植株甲与基因型为aabb 的白花
植株丁杂交，得F1，F1自交得F2，F2中紫花∶红花∶白花为 ；选择F2中的紫花植株
自交，收获单株上的种子种植为一个株系，其中有1/9 的株系性状表型为 ，有
株系紫花与白花之比为3∶1。
(4)现有一白花植株，其基因型未知，取该植株的花瓣与植株乙的花瓣在低温下分别制成提
取液，将两者的提取液在常温下混合且能正常表达。如果混合液的颜色为紫色，则该白花
植株的基因型为 ；如果混合液的颜色为红色，则该白花植株的基因型为 。
【答案】(1)分离
(2)红色
(3) 9∶3∶4 后代全为紫花 2/9
(4) aaBB 或aaBb aabb
【解析】（1）实验结果显示紫花与红花、紫花与白花的遗传都呈现出 3：1 的比例关系，
这种比例关系符合孟德尔遗传定律中的分离定律。
（2）根据题干信息，图中杂交结果并不能确定催化紫色色素合成的酶的基因是否为A 的等
位基因。若要进行判断，可选择实验一和实验二中的亲本中的乙和丙杂交，由于紫花是显
性性状性状，若催化紫色色素合成的酶的基因与A 基因是等位基因，则乙的基因型为AA，
丙的基因型为aa，两者杂交，后代全为Aa（红花）。
（3）通过基因检测进一步发现，催化紫色色素合成的酶实际上是由B 基因所控制的，且这
一基因与A 基因分别位于非同源染色体上，则A 与B 两基因遵循自由组合定律。根据图示
可知，植株甲的基因型为AABB，与基因型为aabb 的白花植株丁进行杂交时，得到的F 代
₁
植株基因型为AaBb，当F 代植株自交时，根据自由组合定律，
₁
F 代中紫花（
₂
A_B_）、红花
（A_bb）和白花（aaB_和aabb）的比例为9∶3∶4；F 代中的紫花植株（其基因型可能为
₂
1/9AABB、2/9AABb、2/9AaBB、4/9AaBb）进行自交，并收获单株上的种子种植成一个株系，
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有1/9 的株系即AABB 自交后产生的后代全为AABB，都表现为紫花，有2/9 的株系即AaBB
自交后（子代中A-BB∶aaBB=3∶1），紫花∶白花=3∶1。
（4）现有一白花植株，其基因型可能为aaBB、aaBb、aabb，已知红花植株乙的基因型为
AAbb，若白花植株中含有B 基因，则其花瓣提取液中将含有由B 基因控制的酶B，能催化植
株乙的花瓣提取液中已含有红色色素合成紫色色素，从而使得混合液呈现出紫色，因此，
如果混合液的颜色为紫色，可以推断出该白花植株的基因型为aaBB 或aaBb；如果白花植
株中不含有B 基因，则其花瓣提取液中不含有酶B，混合液也就不会呈现出紫色，此时混
合液的颜色为红色，则可以推断出该白花植株的基因型为aabb。
4．水稻（2n=24）开两性花，是人类重要的粮食作物之一，水稻的株型影响其产量。某水
稻纯合品系甲的株型为紧缩型，诱变后获得2 个单基因突变体。突变体1 为匍匐型（贴地
生长，相关突变基因用A/a 表示），突变体2 为疏松型（分蘖角度比紧缩型大，相关突变
基因用B/b 表示）。回答下列问题：
(1)用突变体1 和品系甲进行一次杂交，若结果为 ，则说明突变体1 发生的是显性突
变。
(2)研究发现，突变体1 和突变体2 均为隐性纯合突变。突变体1 和突变体2 杂交所得F1全
为紧缩型，F1自交，所得F2的表型及比例为紧缩型：匍匐型：疏松型=9：4：3，该结果说
明A/a 与B/b 基因在表达时的关系为 。若让F2中的紧缩型水稻自交，将所结种子单
株收集，不产生匍匐型水稻的植株所占比例为 ，假设每株水稻所结种子数相同，则播
种全部F3后观察株型，其中疏松型植株理论上所占比例为 。
(3)为将B/b 基因定位在水稻的具体染色体上。将突变体2 与品系甲杂交，获得F1及F1自交
系F2，依据5、6 号染色体的分子标记（染色体上具有特异性的DNA 序列）设计引物，对亲
本、F1、F2中的疏松型植株的基因组进行PCR，电泳结果如下图所示，则可将基因B/b 定位
于 号染色体上，理由是 。
【答案】(1)子代出现匍匐型
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(2) A_B_为紧缩型，aaB_和aabb 为匍匐型，A_bb 为疏松型(A、B 基因存在互作，A 基
因抑制匍匐型，B 基因抑制疏松型）
(3) 5 F2中疏松型植株5 号染色体上分子标记均与突变体2 一致，而6 号染色体
分子标记存在两种类型
【解析】（1）用突变体1 和纯合品系甲紧缩型进行一次杂交，若子代出现匍匐型，说明突
变体1 发生的是显性突变。
（2）研究发现，突变体1 和突变体2 均为隐性纯合突变，突变体1 为匍匐型（贴地生长，
相关突变基因用A/a 表示），突变体2 为疏松型（分蘖角度比紧缩型大，相关突变基因用
B/b 表示）可知突变体1 的基因型为aaBB，突变体2 的基因型为AAbb，突变体1 和突变体2
杂交所得F1全为紧缩型，F1自交，所得F2的表型及比例为紧缩型：匍匐型：疏松型=9：
4：3，该结果说明A/a 与B/b 基因在表达时的关系为：A_B_为紧缩型，aaB_和aabb 为匍匐
型，A_bb 为疏松型。若让F2中的紧缩型水稻自交，将所结种子单株收集，只有AABB、AABb
自交不产匍匐型，比例为
=1/3。假设每株水稻所结种子数相同，则播种全部F3后观察株
型，AaBb 自交产生疏松型为
×
=
，AABb 自交产生疏松型为
×
=
，故疏松型
植株理论上所占比例为
+
=
。
（3）突变体2（AAbb）与品系甲(AABB)杂交，获得F1（AABb）及F1自交系F2,依据5、6 号
染色体的分子标记（染色体上具有特异性的DNA 序列）设计引物，对亲本、F1、F2中的疏
松型植株的基因组进行PCR，电泳结果如下图所示，则可将基因B/b 定位于5 号染色体上，
F2中疏松型植株5 号染色体上分子标记均与突变体2 一致，而6 号染色体分子标记存在两
种类型。
5．香豌豆花的颜色和花粉粒的形状分别由基因 A、a 和B、b 控制。有学者在研究香豌豆
花的颜色和花粉粒的形状遗传时，做了以下实验：
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请回答问题：
(1)豌豆作为遗传学研究的常用材料，具有 (答出2 点)等优点。基因A/a 和B/b
在遗传时 (填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律。
(2)F 全为紫花，
₁
F 中同时出现紫花和红花的现象称为
₂
产生这种现象的根本原
因是 。
(3)有同学针对实验结果提出假说：
①控制花色和花粉形状的两对基因位于一对同源染色体上；
②F1减数分裂过程中，部分初级性母细胞发生 ，导致雌雄配子的比例都是
AB： Ab：aB： ab=22：3：3：22；
③雌雄配子随机结合。
若该假说成立，则F2中纯合红花圆花粉(aabb)个体的理论比例为 。
【答案】(1) 自花传粉、闭花受粉，具有易于区分的相对性状 不遵循
(2) 性状分离 F 产生配子时，等位基因随同源染色体的分离而分离
₁
(3) 同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换 19.36%(22/50×22/50)
【解析】（1）豌豆花较大便于操作人工杂交实验；自花传粉、闭花受粉，自然状态下一般
都是纯种；具有易于区分的相对性状等，这是豌豆常被用作遗传学的模式生物的原因。由
F2中紫花：红花=（6936+564）：（564+1936）=3：1，F2中长花粉：圆花粉=
（6936+564）：（564+1936）=3：1，说明基因A、a 和B、b 各自都遵循基因的分离定律，
但综合分析，4 种表型的比例不是9∶3∶3∶1，说明基因A/a 和B/b 在遗传时不遵循基因
的自由组合定律。
（2）F1全为紫花，F2中既有紫花也有红花，在遗传学上，这种在杂种后代中出现不同性状
的现象，称为性状分离。产生这种现象的根本原因是F1产生配子时，等位基因随同源染色
体的分开而分离。
（3）F2中紫花长花粉：紫花圆花粉：红花长花粉：红花圆花粉不等于9：3：3：1，有同
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学据此提出A、a 和B、b 位于1 对同源染色体上的假说。F1在减数分裂产生配子时，位于
一对同源染色体上的非等位基因，由于同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换而重新
组合，产生4 种基因型的雌雄配子，雌雄配子的比例都是AB：Ab：aB：ab=22：3：3：
22；受精作用时雌雄配子随机结合，从而产生这种结果。
已知雌雄配子比例为AB:Ab:aB:ab=22:3:3:22，纯合红花圆花粉（aabb）的形成需要两个
ab 配子结合。因此，其理论比例为：22÷（22+3+3+22）×22÷（22+3+3+22）
=22/50×22/50=484/2500=19.36%。
专练4 遗传和变异（二）
拓展遗传规律的延伸应用，聚焦伴性遗传（伴
X 、伴
Y 染色体遗传）的特点与相
关计算，分析基因突变、基因重组、染色体变异的类型、实质及对性状的影响
，
掌握人类遗传病的类型判断与概率计算，理解生物变异在进化中的意义。
1．猫的性别决定方式为XY 型，猫的毛色中橘色由基因A 控制，黑色由基因a 控制，毛色
既有黑色又有橘色时则为玳瑁色。猫眼的金色和蓝色由另一对等位基因B 和b 控制，两对
基因独立遗传，所有基因均不位于Y 染色体上。亲本蓝眼橘猫和金眼黑猫交配，子一代为
金眼玳瑁色和金眼橘色，子一代随机交配获得的子二代情况如下表所示：
表型
金眼
黑色
金眼
玳瑁色
金眼
橘色
蓝眼
黑色
蓝眼
玳瑁
色
蓝眼
橘色
雌性
—
3/16
3/16
—
1/16
1/16
雄性
3/16
—
3/16
1/16
—
1/16
(1)猫眼中 为显性性状，基因 （填“A/a”或“B/b”）位于性染色体上。
(2)亲本中雄猫的基因型为 ，子一代中雌猫的基因型为 。
(3)让子二代的雌猫和子二代的橘色雄猫随机交配，其子代中蓝眼玳瑁色占 ，若该
蓝眼玳瑁色猫和蓝眼橘色猫交配，写出其遗传图解 。
(4)在子二代中发现一只玳瑁色雄猫，若仅在其父本的雄配子形成过程中，发生过一次异常
情况，则其异常的原因是 。
【答案】(1) 金色 A/a
(2) BBXaY BbXAXa
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(3) 1/32
(4)子一代中金眼橘色雄猫在减数第一次分裂时，X 和Y 染色体全部移向一极
【解析】（1）亲本蓝眼 × 金眼，子一代全为金眼，说明金色为显性性状。子二代中，眼
色的表现型与性别相关联（玳瑁色只有雌性），结合题干 “所有基因型均不位于 Y 染色
体上”，说明毛色的遗传与性别有关，则A/a 位于X 染色体上。
（2）两对基因独立遗传，故基因B/b 位于常染色体上，金色为显性性状，亲本蓝眼橘猫和
金眼黑猫交配，子一代为金眼玳瑁色（B-XAXa）和金眼橘色（B-XAY），故亲本的基因型分别
为bbXAXA、BBXaY，子一代中雌猫的基因型为BbXAXa。
（3）子一代中雌猫的基因型为BbXAXa，熊猫的的基因型为BbXAY，子二代的雌猫（BB：
Bb：bb=1:2:1、XAXA：XAXa=1:1）和子二代的橘色雄猫（BBXAY：BbXAY：bbXAY=1:2:1）随机
交配，两对基因单独分析，子二代雌雄个体产生的配子B：b=1:1，则后代中bb 所占的比
例为1/4。子二代雌猫个体产生的配子XA：Xa=3:1，雄猫个体产生的配子XA：Y=1:1，则后
代中XAXa所占的比例为1/4×1/2=1/8。因此子代中蓝眼玳瑁色（bbXAXa）所占的比例为
1/4×1/8=1/32。该蓝眼玳瑁色猫和蓝眼橘色猫的基因型分别为bbXAXa、bbXAY，两者交配，
其遗传图解为：
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（4）子一代雄猫基因型为BbXAY，在减数第一次分裂时，X 和Y 染色体未分离（移向同一
极），产生异常配子XAY，与雌配子Xa结合后形成XAXaY 的雄性个体，表现为玳瑁色。
2．请回答下列有关遗传的问题。
(1)如图是人类性染色体的差别部分和同源部分的模式图。有一种遗传病，仅由父亲传给儿
子，不传给女儿，该致病基因位于图中的 部分。有关色盲遗传的基因位于图中的
部分；若有关基因位于图中的同源部分，则两表现正常的携带者婚配所生子女中，发病率
情况是 。
A．男性＜女性B．男性＝女性C．男性＞女性D．无法确定
(2)下图是某家族系谱图,请回答。
①调查发现Ⅱ-2 和Ⅱ-3 的女儿都患乙病，儿子患乙病的几率是1/2，则乙病属于 染
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色体 性遗传病；而甲病则属于 染色体 性遗传病。
②甲乙两病符合上述遗传特性。若Ⅱ-2 和Ⅱ-3 再生一个孩子，这个孩子同时患两种病的几
率是 ；他们生育一个只患乙病的男孩的概率是 。
③该家系所在地区的人群中，每50 个正常人中有1 个甲病基因携带者，Ⅱ-4 与该地区一个
表现正常的女孩子结婚，则他们生育一个患甲病的男孩的几率是 。
【答案】(1) Y 的差别 X 的差别 D
(2) 伴X 显 常 隐 1/4 1/6 1/200
【解析】（1）Y 的差别部分指相应的致病基因只位于Y 染色体上，只能由父亲传给儿子不
能传给女儿。色盲基因属于伴X 隐性遗传，基因位于X 的差别部分。有关基因位于图中的
同源部分，则两表现正常的携带者（XAXa、XAYa或XaYA）婚配，由于不能确定男性的基因型，
所生子女中无法确定男女发病率情况（D 正确）。
（2）①对于乙病Ⅰ1和Ⅰ2患病而Ⅱ1正常，应为显性遗传病，调查发现Ⅱ-2 和Ⅱ-3 的女
儿都患乙病，儿子患乙病的几率是1/2，由此可见，乙病的致病基因位于X 染色体上。再
根据子代男女患病率不同，可知应为伴X 染色体显性遗传病。从系谱图可知，Ⅰ1、Ⅰ2无
甲病，其女儿Ⅱ2患甲病，可知甲病为常染色体上隐性遗传病。
②根据遗传系谱图，Ⅱ2基因型为aaXBXb，Ⅱ3基因型为（2/3）AaXBY 或（1/3）AAXBY，子
代患甲病的概率为2/3×1/2=1/3，不患甲病的概率为1-1/3=2/3，患乙病的概率为3/4，
患乙病男孩的概率为1/4，不患乙病的概率为1-3/4=1/4，则同时患两病的概率为
1/3×3/4=1/4，只患乙病的男孩的概率是2/3×1/4=1/6。
③Ⅱ4基因型为aa，正常女子是甲病基因携带者（Aa）的概率为1/50，子代为患病男孩的
概率为1/2×1/50×1/2=1/200。
3．玉米为雌雄同株单性花植物，只能异花授粉，所结果穗上的每个籽粒都是受精后发育而
来的。异花授粉易造成“串粉”，使得大田玉米难以保持其优良性状。研究人员发现自然
界中玉米存在杂交不亲和现象（如图），对其遗传机制及应用展开研究。
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(1)玉米杂交不亲和性状由G/g 控制。常见田间玉米品系基因型几乎都是gg，研究人员用
其与爆裂玉米品系（GG）进行实验，结果如下表。
组别
亲本组合
结实率
1
GG（♂）×GG（♀）
100%
2
gg（♂）×gg（♀）
100%
3
GG（♂）×gg（♀）
100%
4
GG（♀）×gg（♂）
无法结实
5
Gg（♀）×gg（♂）
？
组1 和组2 结果说明发育正常的配子有 （填序号），再结合3、4 组实验结果推测：
玉米杂交不亲和是单向的，即只发生于 （填序号）间。
①G 雄配子；②g 雄配子；③G 雌配子；④g 雌配子
(2)三体（2n+1，即某一同源染色体有三条）细胞减数分裂时，任意配对的两条染色体分离
时，另一条染色体随机移向细胞任一极，产生的染色体数目异常的配子均可正常参与受精。
已知上述表格第5 组的结实率为1/2。现有2 号染色体三体的纯合爆裂玉米甲和染色体数正
常的普通玉米乙（gg），若要通过两次杂交实验来确定G/g 是否位于2 号染色体上，可进
行如下实验。
①实验思路：选择甲作为 （填“父本”或“母本”）与乙杂交得到F1，在F1中选择
作为 （填“父本”或“母本”）与乙杂交，分析母本植株的结实率。
②实验结果及结论：
若结实率为 ，则G/g 在2 号染色体上；
若结实率为 ，则G/g 不在2 号染色体上。
【答案】(1) ①②③④ ②③
(2) 父本 三体植株 母本 1/6 1/2
【解析】（1）组1 和组2 结果说明G 或g 的雌、雄配子均发育正常，即①②③④均正常发
育，因而两组的结实率均达到100%。组3 和组4 互为正反交实验，两组实验结果不同，据
此推测：玉米杂交不亲和是单向的，即只发生于②g 雄配子和③G 雌配子间而不发生于G
雄配子和g 雌配子间。
（2）三体（2n+1，即某一同源染色体有三条）细胞减数分裂时，任意配对的两条染色体分
离时，另一条染色体随机移向细胞任一极，产生的染色体数目异常的配子均可正常参与受
精。已知上述表格第5 组的结实率为1/2，说明g 的雄配子与G 雌配子会发生杂交不亲和；
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现有2 号染色体三体的纯合爆裂玉米甲（GG 或GGG）和染色体数正常的普通玉米乙
（gg），若要通过两次杂交实验来确定G/g 是否位于2 号染色体上，可进行如下实验。
①实验思路：为避免杂交不亲和，需要选择甲作为父本与乙杂交获得F1，然后选择F1中的
三体植株作（GGg 或Gg）为母本，再与乙gg 杂交，分析母本植株的结实率。
②实验结果及结论：
若结实率（1/6GG、2/6Gg、2/6G、1/6g）为1/6，则G/g 在2 号染色体上，即F2中只有基
因型为gg 的受精卵可正常发育；
若结实率（1/2G、1/2g）为1/2，则G/g 不在2 号染色体上。
4．某植物的高茎和矮茎、红花和白花两对相对性状分别由两对等位基因A/a 与B/b 控制。
研究发现，A 基因插入了800 个碱基对变异为a 基因，含有a 基因的花粉不育。B 基因插入
1000 个碱基对变异为b 基因，b 基因纯合的种子无法正常发育。不考虑染色体片段的交换。
回答下列问题：
(1)题中涉及到的变异类型为 。若基因型为AaBB 的植株自交，子代植株中能
产生正常花粉的个体占 。
(2)基因A/a 与B/b 在染色体上的位置关系有3 种情况，现有基因型为AaBb 的个体，请在
下图中用“一”标出基因在染色体上的位置并在旁边写出相应基因。
(3)为进一步分析基因A/a 与B/b 的位置关系是上述哪种情况，需筛选出基因型为AaBb 的
植株进行 （填“自交”或“测交”），不选择另外一种杂交方式的理由是
。统计并分析F1情况：
①若考虑高茎和矮茎、红花和白花这两对相对性状，不管基因A/a 与B/b 的位置关系是上
述哪种情况，子代的表型 （填“相同”或“不完全相同”）。
②进一步分析需统计F1植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占比，该种植株的基
因型为 。
③若F1植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占 ，则基因A/a 与B/b 位于
非同源染色体上。
【答案】(1) 基因突变 1
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(2)
(3) 自交 a 花粉不育导致没有aa 个体，且bb 种子不能发育，因此aabb 的个体
不存在 不完全相同 AABB 1/6
【解析】（1）根据题意，A 基因插入800 个碱基对变异为a 基因，B 基因插入1000 个碱基
对变异为b 基因，这种由DNA 分子中碱基对插入引起的变异类型为基因突变。对于基因型
为AaBB 的植株自交，由于含有a 基因的花粉不育，所以父本只能产生含A 的花粉，母本能
产生含A 和a 的两种卵细胞，比例为1：1，子代基因型及比例为AABB：AaBB = 1：1，能
产生正常花粉的个体占100%。
（2）基因A/a 与B/b 在染色体上的位置关系有3 种情况，分别为：A 和a 在一对同源染色
体上，B 和b 在另一对同源染色体上；A 和B 在一条染色体上，a 和b 在同源的另一条染色
体上；A 和b 在一条染色体上，a 和B 在同源的另一条染色体上；3 种情况如图所示：
（3）因为 a 花粉不育导致没有aa 个体，且bb 种子不能发育，因此aabb 的个体不存在，
所以无法进行测交实验，需筛选出基因型为AaBb 的植株进行自交。 若考虑高茎和矮茎、
红花和白花这两对相对性状，不管基因A/a 与B/b 的位置关系是哪种情况，子代的表型不
完全相同。 进一步分析需统计F1植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占比，花
粉发育正常需要含有A 基因（因为a 花粉不育），种子发育正常需要含有B 基因（因为b
纯合种子无法正常发育），所以该种植株的基因型为AABB。若基因A/a 与B/b 位于非同源
染色体上，AaBb 自交，产生可育花粉（只有A 型花粉，基因型为AB、Ab），产生雌配子为
AB： Ab： aB： ab = 1：1：1：1。雌雄配子结合F1为AABB、AABb、AaBb，F1植株中花粉
和自交所结种子均发育正常的植株AABB 占1/6。
5．果蝇的眼色有白色、红色和紫色三种。基因通过控制酶的合成来控制果蝇的眼色，具体
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情况如图1。现以两个纯系果蝇进行杂交实验，结果如图2。回答下列问题：
(1)根据上述信息，分析控制果蝇眼色的两对基因遗传时遵循 定律，亲本果蝇的基因
型分别为 。
(2)若让上述F2中雌雄紫眼果蝇自由交配，则后代中白眼雌果蝇所占比例为 。
(3)为了进一步研究基因D 和基因d，小组成员提取这对基因进行测序，基因的碱基序列如
图所示，其中②为模板链。（起始密码子为AUG）
据此比较，基因D 和基因d 在结构上的本质区别是 。转录出来的mRNA 上的密码子由
，进而导致氨基酸序列改变。
【答案】(1) （基因）自由组合定律 AAXdXd、aaXDY
(2)1/18
(3)碱基的排列顺序不同 CAU 变为CAA
【解析】（1）分析杂交实验可知，子一代的表型与性别相关联，说明有一对基因位于X 染
色体上，假设A、a 位于X 染色体上，则D、d 位于常染色体上，则亲本基因型为ddXAXA、
DDXaY，子代基因型为DdXAXa、DdXAY，结合题意，子代的表现型应该均为紫眼，与题意不符；
假设D、d 位于X 染色体上，则A、a 位于常染色体上，则亲本基因型为AAXdXd、aaXDY，子
一代基因型为AaXDXd、AaXdY，表现型与题意相符，故可以确定D、d 基因位于X 染色体上，
A、a 位于常染色体上。控制果蝇眼色的两对等位基因位于两对同源染色体上，遗传时遵循
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自由组合定律。
（2）亲本基因型为AAXdXd、aaXDY，子一代基因型为AaXDXd、AaXdY，F2中紫眼雌果蝇基因型
为1/3AAXDXd，2/3AaXDXd，紫眼雄果蝇基因型为1/3AAXDY，2/3AaXDY，自由交配，两对等位
基因分别计算，可得子代A_：aa=8：1；XDXD：XDXd：XDY：XdY=1：1：1：1；所以子代紫眼
雌：白眼雌：紫眼雄：红眼雄：白眼雄=16：2：8：8：2=8：1：4：4：1，白眼雌果蝇所占
比例为1/18。
（3）据此比较，基因D 和基因d 在结构上的本质区别是碱基的排列顺序不同。已知起始密
码子为AUG，由图可知，①链最左侧3 个碱基为ATG，可知①链为基因的编码链，与mRNA
上的碱基序列相同（只是T 变成U），故发生图示的碱基替换后，基因转录出来的mRNA 上
的密码子由CAU 变为CAA，进而导致氨基酸序列改变。
专练5 稳态与调节（一）
整合神经调节与体液调节，梳理反射弧的结构与功能、兴奋在神经纤维上的传
导及神经元之间的传递机制，掌握下丘脑
- 垂体
- 靶腺轴的分级调节与反馈调节
，
明确主要激素的作用、分泌部位及异常症状，理解体温、水盐、血糖平衡的调
节过程。
1．学习和记忆是大脑的高级功能，使动物能够适应复杂多变的环境。研究人员发现，高等
动物的海马脑区(H 区)在学习和记忆中起关键作用。他们通过实验发现，对H 区的传入纤
维施加高频强刺激(HFS)后，再施加单次强刺激，会引起突触后膜产生比正常情况下强得多
的电位变化，该现象被称为长时程增强(LTP)，这被认为是记忆形成的细胞学基础。图表示
LTP 发生的可能机制。回答下列问题：
(1)兴奋传递至轴突末梢时，可引起 与突触前膜融合，通过 方式将
神经递质释放到突触间隙，再扩散至突触后膜。
(2)在静息状态下，突触后膜上的N 受体通道被Mg2+阻塞，无法正常转运离子。突触前膜释
放的谷氨酸与A 受体结合后，引起Na+内流，导致突触后膜发生电位变化，该过程中的信号
转换是 。当此电位变化达到一定强度，可解除Mg2+的阻塞，使N 受体通道开放，
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引起 内流，进而可激活 酶，被激活的该酶可以 ，最
终导致突触后神经元对该强度刺激的反应性持续增强。
(3)为验证N 受体在LTP 产生中的必要性，研究人员设计了如下实验：
实验步骤
对照组
实验组
①
不做特殊处理
向突触后神经元内注
射适量的N 受体阻断
剂
②
将微电极插入突触后神经元内以记录电位
③
对突触前神经元施加HFS 后，再施加单次强刺
激
预期实验结果
可成功诱导出LTP
？
请预测实验组的结果 。
(4)LTP 机制揭示了神经元连接强度具有可塑性，对人类健康与疾病治疗具有重要启示。在
阿尔茨海默病早期，患者海马区突触功能受损，LTP 效应减弱，导致记忆功能障碍。据此，
结合图1 提出一种可能的药物治疗策略： (简单写出原理即可)。
【答案】(1) 突触小泡 胞吐
(2) 化学信号转化为电信号 Ca2+ C 促进A 受体的合成和磷酸化
(3)不可诱导出LTP
(4)使用N 受体激动剂来促进N 受体发挥作用
【解析】（1）突触小泡中含有神经递质，兴奋传递至轴突末梢时，可引起突触小泡与突触
前膜融合，通过胞吐方式将神经递质释放到突触间隙，再扩散至突触后膜。
（2）突触前膜释放的谷氨酸（神经递质）与A 受体结合后，引起Na+内流，导致突触后膜
发生电位变化（由外正内负转化为外负内正），该过程中的信号转换是化学信号转化为电
信号。分析题图可知，当此电位变化达到一定强度，可解除Mg2+的阻塞，使N 受体通道开
放，引起Ca2+内流，进而可激活C 酶，被激活的该酶可以使促进A 受体的合成和磷酸化 ，
最终导致突触后神经元对该强度刺激的反应性持续增强。
（3）为验证N 受体在LTP 产生中的必要性，对照组不做特殊处理，可成功诱导出LTP，而
实验组向突触后神经元内注射适量的N 受体阻断剂，N 受体不能发挥作用，所以不可诱导
出LTP。
（4）结合LTP 机制和阿尔茨海默病的患病机理可知，可以通过使用N 受体激动剂来促进N
受体发挥作用来治疗阿尔茨海默病。
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2．多动症是儿童时期常见的神经发育障碍性疾病，本病以多动难静、冲动任性、注意力不
集中为核心临床症状，多动症包括注意缺陷型、冲动型、混合型。研究发现，注意缺陷型
多动症多数与大脑前额叶、纹状体等脑部突触间隙中多巴胺（DA）含量下降有关。冲动型、
混合型患儿则往往是由于DA 浓度过高，而起到抑制作用的γ-氨基丁酸（GABA）浓度过低
所致。回答下列问题：
(1)多巴胺（DA）是一种兴奋性神经递质，其作用机理如图所示。当神经冲动传入轴突末梢
时，储存在 中的DA 就会通过 的方式释放至突触间隙，与突触后膜上的多巴
胺受体结合，引起突触后膜兴奋。
(2)据图分析，注意缺陷型多动症患者突触间隙中DA 含量降低的原因可能是 （答出
两点即可）。
(3)哌甲酯和托莫西汀是治疗注意缺陷型多动症患者的常用药剂，二者通过调整突触间隙
DA 和去甲肾上腺素的平衡，起到治疗作用，其作用机理和效果如表所示。
药物
用药后前额叶DA 含
量
用药后纹状体DA 含
量
对MAO 的作用
哌甲酯
上升
上升
抑制
托莫西汀
上升
不变
无
药理学研究表明，二者均可作用于前额叶部位神经细胞突触前膜上的多巴胺转运体，抑制
，从而使突触间隙中DA 含量上升。临床数据表明，两种药物中哌甲酯的药效更好，原因是
（答出两点）。
【答案】(1) 突触小泡 胞吐
(2)MAO 含量过高；DA 的释放减少；多巴胺转运体对DA 的摄取过多
(3) DA 的回收 哌甲酯作用范围更广泛，既可以作用于前额叶又可作用于纹状体；
既能抑制DA 的回收，还能抑制MAO 对DA 的分解
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【解析】（1）多巴胺是一种兴奋性神经递质，储存在突触小体的突触小泡内，其释放方式
为胞吐，与突触后膜上的受体结合，引发突触后膜钠离子通道开放，Na+内流，产生内正外
负的动作电位。
（2）据图分析，注意缺陷型多动症患者突触间隙中多巴胺含量降低的原因可能是来源减少，
去路增加。由此可知，DA 的释放减少，多巴胺转运体对DA 的摄取过多或者MAO 含量过高均
可导致突触间隙中DA 含量减少，从而引发注意缺陷型多动症。
（3）由表可知，两种药物均可作用于前额叶的突触前膜的多巴胺转运体，抑制DA 的回收。
与托莫西汀相比，哌甲酯的作用范围更广泛、作用机制更加全面，既可以作用于前额叶又
可作用于纹状体；既能抑制DA 的回收，还能抑制MAO 对DA 的分解，药效更好。
3．“风吹古木晴天雨，月照平沙夏夜霜”描述了夏夜江边的美景，欣赏美景的同时，往往
也容易被蚊子叮咬。蚊子叮咬会引发痒觉，其机制涉及痒觉神经元的兴奋。图1 是研究人
员测得的痒觉神经元兴奋时的电位变化曲线图。研究发现，薄荷醇通过抑制相关信号通路
缓解痒感，机制如图2 所示。回答下列问题：
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(1)图1 中c 点神经元膜电位的特点是 。如果将神经纤维置于低浓度的NaCl 溶
液中，会对图1 所示的电位变化产生的影响是 。cd 段的电位变化主要是
引起的。
(2)蚊子叮咬产生痒觉的过程 (填“属于”或“不属于”)反射，判断依据是
。
(3)在图2 中①处发生的信号转换形式是 。
(4)痒有蚊子等释放的化学物质引起的化学性痒，也有轻触等引起的机械性痒，薄荷醇能够
缓解前者但对后者无效，分析原因可能是 。
【答案】(1) 外负内正 c 点产生的动作电位数值会降低 钾离子外流
(2) 不属于 产生痒觉的过程没有经过完整的反射弧
(3)电信号→化学信号→电信号
(4)产生这两种类型痒觉的兴奋传递时经过的信号通路不同
【解析】（1）图1 中c 点是动作电位，则神经元膜电位的特点是外负内正，由于动作电位
是由Na+内流引起的，所以如果将神经纤维置于低浓度的NaCl 溶液中，神经纤维外的Na+浓
度太低，会使Na+内流减少，引起的膜内外的电位差变小，c 点产生的动作电位数值会降低。
cd 段恢复静息电位，是由于钾离子外流而引起的。
（2）根据图2，蚊子叮咬引起痒觉的神经中枢在大脑皮层，但该过程的发生没有经过完整
的反射弧（缺少传出神经、效应器），因此不属于反射。
（3）①处为突触，兴奋经过突触时会发生电信号→化学信号→电信号的转换。
（4）产生这两种类型痒觉的兴奋传递时经过的信号通路不同 ，所以薄荷醇能缓解化学性
痒但不能缓解机械性痒。
4．胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素，其发挥作用的主要过程是与下丘脑特定神经元
上的胰岛素受体结合后，导致该神经元的某激酶、钾离子通道相继被激活，通过迷走神经
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（属于副交感神经）作用于肝脏，如图1 所示。
回答下列问题：
(1)当血糖浓度升高时，胰岛素通过 增加血糖的去向（答3 点），同时通过减少血糖
的来源，使血糖降低到正常水平；当血糖浓度降低时，下丘脑相应区域兴奋，通过
神经促进 分泌胰高血糖素，调整血糖的来源和去向，升高血糖水平。
(2)糖尿病分为2 种类型，已知1 型糖尿病可通过补充胰岛素治疗，2 型糖尿病单独使用胰
岛素治疗效果不佳，据图1 推测，最可能的原因是 。但在2 型糖尿病患者治疗的后
期，仍然需要胰岛素配合治疗，原因是 。
(3)为研究雌激素是否会对胰岛素的作用产生影响，科研人员构建雌激素激活肝细胞模型鼠
（激活组），将肝细胞置于不含葡萄糖的培养液中，分别处理一段时间后测定培养液中葡
萄糖的含量，结果如图2 所示。在实验中设置第Ⅱ组的目的是 （答2 点）。由实验
可以得出，雌激素和胰岛素的相互作用是 。
【答案】(1) 促进血糖进入组织细胞氧化分解或合成糖原或转化为非糖物质 交感
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胰岛A 细胞
(2) 2 型糖尿病患者的胰岛素受体受损，对胰岛素不敏感 患者患病前期胰岛B 细
胞代偿性产生更多胰岛素导致其结构受损，患病后期分泌胰岛素能力下降
(3) 使对照组和激活组的葡萄糖含量升高，从而使第III 组的血糖下降更明显；作为
第III 组的对照实验，证明雌激素和胰高血糖素之间无相互作用 在降低血糖上起协同
作用（雌激素促进胰岛素的降糖作用）
【解析】（1）胰岛素通过增加血糖去向降低血糖，核心途径包括3 点：①促进血糖进入组
织细胞（如肌肉、脂肪细胞）氧化分解供能；②促进血糖在肝脏、肌肉细胞中合成糖原
（肝糖原、肌糖原）储存；③促进血糖转化为脂肪、氨基酸等非糖物质。血糖浓度下降时，
下丘脑血糖调节中枢的交感神经兴奋，通过神经传导促进胰岛A 细胞分泌胰高血糖素，胰
高血糖素能促进肝糖原分解、非糖物质转化为葡萄糖，升高血糖。
（2）图1 显示胰岛素需与下丘脑神经元上的受体结合才能发挥作用。2 型糖尿病的核心问
题是胰岛素受体受损或数量减少，对胰岛素不敏感，导致胰岛素无法有效结合并激活下游
信号，即使补充胰岛素，也难以启动降糖通路，故单独使用效果差。2 型糖尿病患者前期
血糖升高时，胰岛B 细胞会代偿性分泌更多胰岛素以对抗高血糖，长期超负荷分泌会导致
胰岛B 细胞结构受损；随着病情进展，胰岛B 细胞功能衰退，自身分泌胰岛素的能力下降，
此时需补充胰岛素辅助降糖。
（3）第Ⅱ组的作用：①胰高血糖素能促进肝细胞分解肝糖原产生葡萄糖，使培养液中葡萄
糖含量升高，为第Ⅲ组中胰岛素发挥降糖作用提供足够底物，让血糖下降效果更显著，便
于观察；②作为第Ⅲ组的对照，排除“雌激素与胰高血糖素直接相互作用”对实验结果的
干扰，证明雌激素和胰高血糖素之间无相互作用； 对比三组结果，第Ⅲ组比第Ⅱ组血糖低，
而激活组（含雌激素）的第Ⅲ组血糖下降更明显，说明雌激素能增强胰岛素的降糖效果，
二者在降低血糖方面表现为协同作用。
5．人体与外界环境之间进行物质交换离不开内环境。图甲表示人体内细胞与外界环境之间
进行物质交换的过程，A、B、C、D 表示直接与内环境进行物质交换的几种器官，I、II 是
有关的生理过程。图乙为人体组织局部示意图，②④所在位置是某些管道的横切面。回答
问题：
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(1)图甲中的a 对应图乙中的 (填序号)。图甲中的B 对应的器官是
。
(2)下表为人体内几种不同体液的物质组成和含量的测定数据，则该表ABCD 中与图乙中⑤
和①相对应的字母分别是 。
成分
(mmol/
L)
Na⁺
K⁺
Ca ²⁺
Mg ²⁺
Cl
有机酸
蛋白质
A
B
142
5.0
2.5
1.5
103.
3
6.0
16.0
C
147
4.0
1.25
1.0
114.
0
7.5
1.0
D
10
140
2.5
10.35
25
47
(3)维持内环境相对稳定，除了图甲中所示的器官、系统的协调活动外，还必须在
的调节网络下进行。
(4)临床上通过抽取血样来检测激素的水平，原因是 。
【答案】(1) ① 肾
(2)DB
(3)神经－体液－免疫
(4)激素产生后弥散至体液，随血液流经全身
【解析】（1）图甲中a 为血浆，对应图乙中①。图甲中的B 对应的器官与内环境双向运
输，与体外单向运输，则B 是肾。
（2）细胞内的蛋白质和K+含量远高于细胞外，因此表中D 是细胞内液，对应于图乙中的⑤；
A 是细胞外液，由于血浆中蛋白质含量高于组织液，因此B 是血浆，对应于图乙中的①。
（3）内环境稳态的调节机制是神经－体液－免疫调节网络，使得各个器官、系统协调活动，
共同维持内环境稳态。
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（4）激素由内分泌器官或细胞分泌后弥散至体液，随血液流经全身，故能通过抽取血样分
析体内激素含量的变化来检测内分泌疾病。
专练6 稳态与调节（二）
聚焦免疫调节及稳态的综合维持，区分非特异性免疫与特异性免疫（体液免疫
、
细胞免疫）的过程与联系，掌握免疫细胞的功能、抗体与抗原的相互作用，理
解免疫失调病（过敏反应、自身免疫病、免疫缺陷病）的成因与特点，结合神
经
- 体液
- 免疫调节网络分析稳态维持的机制。
1．科学家发现，给膀胱癌患者注射结核杆菌制剂，患者的免疫系统会被激活并清除膀胱癌
细胞，下图显示了免疫系统被激活清除癌细胞的部分过程，甲、乙、丙表示细胞，A、B、C
表示免疫活性物质。请据图回答下列问题：
(1)图中的免疫过程中，物质A 表示 ，物质C 表示 。
(2)树突状细胞能高效识别多种抗原，根据图示和已有知识推测，树突状细胞与此功能相适
应的结构特点有
(3)结核杆菌是细胞内寄生菌，当它第二次侵入人体细胞后，人体发挥主要作用的免疫细胞
是 ，它可以在抗原消失后存活几年甚至几十年，当再次接触这种抗原时，能
识别并裂解被同种病原体感染的靶细胞。
(4)上述治疗膀胱癌的方法称为免疫激活疗法，相比在化疗中，使用化学治疗药物无差别杀
伤癌细胞和正常细胞的这一特点，免疫激活疗法具有___________、
A．对癌细胞的特异性更强
B．对人体的副作用更大
C．可抑制器官移植排异反应
D．适合所有癌症的治疗
【答案】(1) 细胞因子 抗体
(2)细胞膜具有很多突起且膜上有多种抗原受体
(3) 记忆T 细胞 迅速增殖分化为细胞毒性T 细胞
(4)A
【解析】（1）据图分析可知，A 是由辅助性T 细胞分泌的免疫活性物质，则A 表示细胞因
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子；C 是由丙细胞分泌的，而丙细胞是由B 细胞增殖分化形成的，则细胞丙为浆细胞，所
以物质C 表示抗体。
（2）据图分析可知，树突状细胞细胞膜具有很多突起，扩大了细胞膜的表面积，便于与抗
原结合；同时该细胞具有吞噬、摄取、处理抗原的功能，因此细胞膜上有多种抗原受体，
这些结构特点都是与其功能相适应的。
（3）结合杆菌侵入人体细胞后，会引起细胞免疫，当结核杆菌第二次侵入人体细胞后，人
体发挥主要作用的免疫细胞是记忆T 细胞。记忆T 细胞可以在抗原消失后存活几年甚至几
十年，当再次接触这种抗原时，记忆T 细胞会迅速增殖分化为细胞毒性T 细胞，识别并裂
解被同种病原体感染的靶细胞。
（4）免疫系统中免疫细胞或者抗体一般能特异性识别抗原，因此相比在化疗中，使用化学
治疗药物无差别杀伤癌细胞和正常细胞的这一特点，免疫激活疗法具有对癌细胞的特异性
强的优点，A 正确，BCD 错误。
故选A，
2．脂多糖是革兰氏阴性细菌细胞壁中的一种特有成分，向正常大鼠体内注射脂多糖模拟病
原体感染，诱导大鼠发热，得到发热模型大鼠。该模型大鼠可用于研究发热症状出现的机
制。请回答下列问题。
(1)革兰氏阴性细菌细胞壁上的脂多糖能引发大鼠免疫反应，在免疫学上相当于 ，可
以被免疫细胞上 识别。
(2)注射脂多糖后，大鼠免疫系统产生细胞因子作用于下丘脑的 中枢，一方面可促进
机体增加 激素的分泌，该激素作用于全身细胞加快代谢，从而增加产热；另一方面支
配血管的 （填“交感神经”或“副交感神经”）兴奋，引起外周血管收缩，皮肤和四
肢血流量减少，以减少散热。以上过程体现了免疫系统、神经系统与内分泌系统之间存在
着相互调节，通过 构成一个复杂网络。
(3)布洛芬是常见的退热药，某兴趣小组为探究布洛芬是否通过作用于下丘脑达到退热的效
果，在25℃环境中，将发热模型小鼠随机均分为甲、乙两组，甲组注射一定剂量的布洛芬，
乙组注射等量的生理盐水，其他条件均相同，每隔一段时间记录小鼠的体温变化，结果如
下图所示。
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①BC 段散热量 （填“大于”“小于”或“等于”）产
热量。散热的主要器官是皮肤，其散热的主要方式包括 （答出两点即可）。
②该实验还不能达成实验目的，请完善实验方案： 。
【答案】(1) 抗原 受体
(2) 体温调节 甲状腺激素 交感神经 信号分子
(3) 大于 辐射、传导、蒸发、对流 增加丙组，损坏发热模型小鼠的下丘脑
后注射等量的布洛芬溶液，其他操作同甲乙，每隔一定时间测量并记录小鼠的体温
【解析】（1）能引发免疫反应的物质，革兰氏阴性细菌的脂多糖作为外来物质，在免疫学
上属于抗原。免疫细胞表面能识别抗原的结构，抗原通过与免疫细胞上的受体结合，启动
免疫反应。
（2）体温调节中枢位于下丘脑，是机体调控体温的关键结构。甲状腺激素能促进细胞代谢、
增加产热。注射脂多糖后，免疫系统产生的细胞因子作用于下丘脑体温调节中枢，进而促
进甲状腺激素分泌。交感神经兴奋时，外周血管收缩，减少皮肤和四肢血流量，从而减少
散热。 免疫系统、神经系统、内分泌系统通过信号分子（如细胞因子、神经递质、激素
等）相互联系，构成复杂调节网络。
（3）①BC 段散热量与产热量的关系：BC 段甲组体温降低，说明散热量大于产热量。皮肤
散热的主要方式有辐射、传导、蒸发、对流（答出两点即可，如辐射和蒸发）。
②实验方案完善：原实验仅设置了注射布洛芬和生理盐水的组，无法证明布洛芬是通过下
丘脑发挥作用的。因此需增加一组丙组，损坏发热模型小鼠的下丘脑后注射等量的布洛芬
溶液，其他操作同甲乙，每隔一定时间测量并记录小鼠的体温。通过对比 “下丘脑完好 +
布洛芬”“下丘脑损坏 + 布洛芬”“下丘脑完好 + 生理盐水” 的体温变化，才能明确布
洛芬是否通过下丘脑退热。
3．登革热病人有皮疹、发烧、头痛等症状，登革热病毒可通过白色伊蚊传播，该病毒致病
机理简图如图，请据图分析回答下列问题：
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(1)图中吞噬细胞的作用是 。在非特异性免疫中，该细胞属于保卫人体的第
道防线。物质甲为 ，该物质和抗体I 能促进 ，使复合物增多，加重病症。
(2)免疫调节不仅积极应对外来抗原的入侵，同时也随时应对体内的 的细胞。以上
资料说明免疫系统具有 三大功能。
(3)若注射疫苗预防该疾病，接种疫苗X 后，疫苗将作为 刺激人体产生抗体，能产
生抗体的细胞为 细胞，二次免疫时在抗原的刺激下它可由 分化而来，二次
免疫的特点是 。
【答案】(1) 摄取、处理和呈递抗原 二 细胞因子 病毒在吞噬细胞中的
增殖
(2) 衰老、损伤和癌变 免疫防御、免疫自稳、免疫监视
(3) 抗原 浆 B 细胞和记忆B 细胞 反应快而强，产生的抗体数量多
【解析】（1）由图可知：吞噬细胞的作用是摄取、处理和呈递抗原。非特异性免疫包括人
体的第一道防线和第二道防线，体液中的杀菌物质（如溶菌酶)和吞噬细胞（如巨噬细胞和
树突状细胞）是保卫人体的第二道防线。物质甲是由T 细胞分泌的细胞因子。细胞因子和
抗体I 都能促进病毒在吞噬细胞中的增殖，使复合物增多，加重病症。
（2）通过免疫调节，机体不仅能排除外来抗原性异物、抵抗病原体的入侵，还能清除衰老
或损伤的细胞、识别和清除癌变的细胞，因此免疫系统具有免疫防御、免疫自稳、免疫监
视的功能。
（3）在免疫预防中，接种的疫苗X 将作为抗原刺激人体产生抗体。抗体是由浆细胞合成分
泌的。二次免疫时在抗原的刺激下，B 细胞会分裂、分化为浆细胞，而初次免疫产生的记
忆B 细胞也会迅速增殖分化为大量的浆细胞，即浆细胞可由B 细胞和记忆B 细胞分化而来，
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因此二次免疫的特点是反应快而强，产生的抗体数量多。
4．科学家发现，给膀胱癌患者注射结核杆菌制剂，患者的免疫系统会被激活并清除膀胱癌
细胞。下图显示了免疫系统被激活清除癌细胞的部分过程，甲、乙、丙表示细胞，A、B、C
表示免疫活性物质。回答下列问题：
(1)图中的免疫过程中，甲细胞表示 ，乙细胞表示 ，物质A 表示 。
(2)结核杆菌侵入人体需要突破第一道防线和第二道防线，其中第二道防线主要由
构成，第二道防线属于 （填“特异性免疫”或“非特异性免疫”）。
(3)免疫器官主要指淋巴器官，是免疫细胞 的场所。骨髓中的一部分淋巴干细胞进
入 继续分化、增殖、发育为成熟的细胞毒性T 细胞和 。
(4)图中的免疫过程中包括 ，（填“细胞免疫”、“体液免疫”、“细胞免疫和体
液免疫”）。人体内由于致癌因子的作用而产生了癌细胞，正常情况下免疫系统能及时清
除这些癌细胞，这体现了免疫系统的 功能。
(5)研究发现，B 细胞的激活需要两个信号的刺激，第一个信号是 ； 是激活B
细胞的第二个信号。此外，还需要 的作用。
【答案】(1) 细胞毒性T 细胞 记忆B 细胞 细胞因子
(2) 体液中的杀菌物质和吞噬细胞 非特异性免疫
(3) 生成、成熟或集中分布 胸腺 辅助性T 细胞
(4) 细胞免疫和体液免疫 免疫监视
(5) B 细胞与抗原的直接结合 辅助性 T 细胞表面的特定分子与 B 细胞结合
细胞因子
【解析】（1）甲细胞由T 淋巴细胞增殖分化而来，能参与细胞免疫裂解靶细胞，表示细胞
毒性T 细胞。 乙细胞由B 细胞增殖分化而来，表示记忆B 细胞。 物质A 由辅助性T 细胞分
泌，能促进免疫细胞增殖分化，表示细胞因子。
（2）第二道防线主要由体液中的杀菌物质和吞噬细胞构成。 第二道防线是生来就有的，
对多种病原体起作用，属于非特异性免疫。
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（3）免疫器官是免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所。 骨髓中的淋巴干细胞进入胸腺，
继续分化、增殖，发育为成熟的细胞毒性T 细胞和辅助性T 细胞。
（4）图中既有T 细胞参与的细胞免疫过程，也有B 细胞分化为浆细胞产生抗体的体液免疫
过程，因此包括细胞免疫和体液免疫。 免疫系统及时清除癌细胞，体现了免疫监视功能
（识别和清除突变细胞，防止肿瘤发生）。
（5）B 细胞激活的第一个信号是B 细胞与抗原的直接结合。 第二个信号是辅助性T 细胞表
面的特定分子与B 细胞结合。 此外，还需要细胞因子的作用（促进B 细胞增殖分化）。
5．请根据免疫基本原理回答下列问题:
(1)病毒或病菌入侵人体时，首先起抵抗作用的是由皮肤和黏膜组成的第 道防线，
这属于 （填“特异性”或“非特异性”）。病毒侵入人体后，吞噬细胞摄取、处
理病毒，最终在细胞表面形成 并呈递给辅助性T 细胞。
(2)如果图中 ①表示第一次感染、②表示第二次感染则能正确表示病毒或病菌侵入机体后，
引起血液中抗体浓度变化的是 。
A．
B．
C．
D．
(3)根据病毒入侵机体后引起血液中抗体浓度变化的规律，为提高人体对病毒的免疫能力，
应采取的措施是向人体注射 。
A．灭活抗原
B．抗体
C．抗生素
D．抗病毒药物
(4)淋巴细胞的细胞膜表面有专门识别抗原分子的 ，B 淋巴细胞表面受体可以直
接识别抗原分子的空间结构而进行特异性识别，然而由致敏的B 淋巴细胞增殖分化成的浆
细胞 （填“不具有”或“具有”）识别抗原的能力。
(5)某患者一只眼球受伤导致晶状体破裂，若不立即摘除，则另一只健康眼睛也将失明。其
主要原因是流出的晶状体蛋白进入血液后成为自身抗原，进而使辅助性T 淋巴细胞活化，
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同时使B 淋巴细胞致敏，随后辅助性T 淋巴细胞与致敏的B 淋巴细胞相互接触并分泌
作用于致敏B 淋巴细胞，促进致敏B 淋巴细胞增殖分化成 和 ，
产生的抗体将攻击另一只眼球组织。由此引起的眼疾在免疫学上称为 病。
【答案】(1) 一 非特异性 抗原-MHC 复合体
(2)C
(3)A
(4) 受体 不具有
(5)细胞因子 浆细胞 记忆B 细胞 自身免疫
【解析】（1）皮肤和黏膜是人体的第一道防线，属于非特异性免疫。病毒侵入人体后，吞
噬细胞摄取、处理病毒，最终在细胞表面形成抗原-MHC 复合体并呈递给辅助性T 细胞。
（2）第一次感染后机体会产生记忆细胞和浆细胞，进而产生抗体消灭抗原；第二次感染时，
抗原能直接刺激记忆细胞迅速增殖分化成浆细胞并产生抗体，且二次免疫产生的抗体浓度
更高，C 正确，ABD 错误，故选C。
（3）为提高人体对病毒的免疫能力，应采取的措施是向人体注射灭活抗原。
（4）淋巴细胞的细胞膜表面有专门识别抗原分子的受体。浆细胞不具有识别抗原的能力。
（5）辅助性T 淋巴细胞与致敏的B 淋巴细胞相互接触并分泌细胞因子，促进致敏B 淋巴细
胞增殖分化成浆细胞和记忆B 细胞。浆细胞产生的抗体攻击另一只眼球组织，导致其功能
异常，由此引起的眼疾在免疫学上称为自身免疫病
专练7 生物与环境（一）
理解
种群与群落的核心
概念
，掌握种群的数量特征（出生率、死亡率、种群密
度等）与数量变化曲线（
J 型、
S 型），理解群落的物种组成、种间关系及空间
结构（垂直结构、水平结构），梳理群落演替的类型、过程及影响因素。
1．图甲是某草原中的昆虫数量变化曲线图；图乙表示某同学进行“探究培养液中酵母菌种
群数量的变化”实验得到的曲线图。图丙为某昆虫种群数量变化曲线(无迁入、迁出)。请
回答下列问题：
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(1)图甲中种群数量增长曲线为曲线Ⅰ的前提条件是食物和空间充裕、气候适宜、没有天敌
和其他物种竞争。若昆虫的初始数量是N0，增长率是1.47%，t 年后昆虫的数量是Nt＝
(用数学公式表示)，但种群数量难以在较长时间内按此模型增长，是因为当种群密度增大
时，种内竞争加剧，使种群的出生率降低，死亡率升高，从而导致种群数量增长变缓。
(2)草原上的昆虫对生态环境破坏极大，若图甲中曲线Ⅱ表示在草原中投放了一定数量的
“昆虫的天敌”，曲线Ⅱ表明天敌发挥明显生态效应的时间段是ef 段。若投放的天敌因不
适应当地草原的环境而部分死亡，则图中α 的角度将会 (填“变大”“变
小”或“不变”)。
(3)为了绘制得到图乙的曲线图，可采取 法每天对酵母菌数量进行调查，de 段
种群数量下降的原因是营养物质大量消耗、代谢物质大量积累、pH 变化。
(4)据图丙分析，该昆虫种群呈“J”形增长的年份是 年，第10 年时种群数量
达到最大值。
【答案】(1)Nt＝N0(1＋1.47%)t
(2)变大
(3)抽样检测
(4)0～5
【解析】（1）“J”形增长曲线的数学方程式模型可表示为t 年后种群数量为Nt＝N0λt(第
二年的数量为第一年的λ 倍)，若昆虫的初始数量是N0，增长率是1.47%，则λ＝1＋
1.47%，t 年后昆虫的数量是N0(1＋1.47%)t。
（2）图甲曲线Ⅱ中，天敌发挥明显生态效应的时间段是ef 时间段；若投放的天敌因不适
应当地草原的环境而部分死亡，昆虫的天敌增加量变小，昆虫种群数量下降速率将变小一
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些，图中α 角变大。
（3）对酵母菌进行种群数量调查的方法是抽样检测法。
（4）据图丙可知，图中0～5 年内种群的λ＞1 且为定值，说明该昆虫种群呈“J”形增长。
2．生态学家在研究动物种群数量变化时发现，动物种群需要有一个增长率大于0 的最小种
群数量，称为种群增长起始数量(记为M)。为研究某动物种群在自然生态系统下的数量变
化，研究者对不同起始数量的种群进行了动态追踪，结果如图所示。
回答下列问题：
(1)当种群起始数量大于K 时，种群数量下降，此时出生率 (填“大于”或“小于”)
死亡率，从生物生存的环境角度分析，主要原因是 。
(2)曲线II 中种群呈 形增长；据图分析预测，若起始数量在M-K 之间，该种群
的K 值将 (填“上升”、“下降”或“不变”)，理由是
。
(3)若曲线Ⅲ表示某濒危动物的数量变化，单纯依靠建立自然保护区、减少人为干扰等方式
实施保护很难有效果，分析原因可能是 (答出一点即可)，因此还要与
建立动物繁育中心等异地保护措施相结合。
【答案】(1)小于 资源和空间有限
(2)S 不变 一定环境条件下，K 值只取决于资源和空间等条件，与种群起始数量无关
(3)种群起始数量低于M，交配几率低，种群繁殖率低(或:与其它生物竞争中处于弱势而数
量减少；容易被天敌捕食后导致数量减少；种群数量少，导致群体捕食能力降低，死亡几
率大。）
【解析】（1）当种群起始数量大于K 时，种群数量下降，在不考虑迁入迁出的情况下，说
明此时出生率小于死亡率。从环境角度分析，种群数量超过环境容纳量K 后，种内竞争加
剧，食物、空间等资源有限，导致个体生存压力增大，出生率降低、死亡率升高，最终出
生率小于死亡率。
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（2）曲线 Ⅱ 中种群数量先增长后趋于稳定，呈 “S” 形增长。K 值是环境容纳量，由
环境中的资源、空间、天敌等因素决定，与种群起始数量无关，因此若起始数量在M−K 之
间，该种群的K 值不变。
（3）曲线 Ⅲ 中种群起始数量小于M（种群增长起始数量），交配几率低，种群繁殖率低；
与其它生物竞争中处于弱势而数量减少；容易被天敌捕食后导致数量减少；种群数量少，
导致群体捕食能力降低，死亡几率大。单纯建立自然保护区、减少人为干扰的就地保护方
式，无法改变其起始数量小于M 的现状，种群难以实现增长，因此需要结合建立动物繁育
中心等易地保护措施，提高种群起始数量，使其大于M，从而让种群增长率大于 0，实现
数量增长。
3．高原鼠兔是青藏高原特有的小型啮齿类动物，它们的干扰引起高山嵩草草甸土壤养分含
量的变化，因此被认为是主要的土壤生物干扰者。实验小组为了探究高原鼠兔干扰对毒杂
草物种丰富度的影响，先选定第1 个干扰样地，继续向任何一个方向前行，当距离超过
5km 时再次选择第2 个干扰样地，以此类推，研究地点内累计设置10 个干扰样地作为重复。
并在距离大约为500m，再针对每个干扰样地，配对选择一个未干扰样地，样方选择如图所
示，回答下列问题：
(1)影响高原鼠兔种群密度的直接因素除出生率和死亡率外还有 ，土壤的质地
和结构会影响高原鼠兔的洞穴建造，疏松、透气且不易坍塌的土壤更适合它们挖掘洞穴，
为其提供栖息和躲避天敌的场所，这属于影响高原鼠兔种群密度的 （填“密
度制约”或“非密度制约”）因素。
(2)根据样地的设置分析，干扰样地1 和未干扰样地1 之间形成对照，其距离不宜过远，原
因为距离过远可能无法控制 等无关变量，不同样地的杂草类型不同。构成了群落的
结构。
(3)不同程度的干扰样地毒杂草的物种丰富度和毒杂草所占比例如下表所示：
样地编号
有效洞口密度/hm2
毒杂草物种丰富度
毒杂草占比
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干扰样地1
328
23
30.3%
干扰样地2
593
30
35.8%
干扰样地3
953
31
43.8%
根据表格数据可知高原鼠兔干扰可 毒杂草的物种丰富度，试提出其可能的原因
.
【答案】(1) 迁入率和迁出率 非密度制约
(2) 土壤肥力、气候 水平
(3) 提高 高原鼠兔的干扰改变了土壤养分，为更多毒杂草物种的生长提供了条件
（或高原鼠兔喜食无毒草，从而为有毒杂草腾出更多的生存空间）
【解析】（1）影响种群密度的直接因素包括出生率、死亡率、迁入率和迁出率。土壤质地
和结构属于环境因素，与种群密度无关，因此属于非密度制约因素。
（2）该实验选取的干扰样地1 和未干扰样地1 之间的唯一的变量是是否被干扰，距离过远
可能导致土壤肥力、气候等环境因素差异较大，无法保证单一变量。不同样地的毒杂草类
型不同，体现了群落的水平结构。
（3）物种丰富度指的是群落中物种数目的多少。根据实验结果可知随有效洞口密度增加，
毒杂草物种丰富度升高，说明高原鼠兔干扰可提高毒杂草物种丰富度。高原鼠兔的活动改
变了土壤养分含量，可能为更多毒杂草物种的生长和繁殖提供了适宜的环境条件。也可能
是高原鼠兔喜食无毒草，从而为有毒杂草腾出更多的生存空间。
4．近年来，蝗虫在内蒙古鄂尔多斯等地爆发成灾，数千万亩的天然草牧场遭受了蝗虫的蚕
食，严重威胁当地的牧业生产。为此，当地科学工作者进行相关实验来研究内蒙古草原上
四种主要蝗虫密度对牧草产量（牧草产量=牧草补偿量-蝗虫取食量）的影响，结果如图所
示。
(1)该实验的自变量是 ，根据实验结果可建立 模型。
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(2)对该草原危害最大的蝗虫是 ，它与其他蝗虫的关系是 。
(3)随着海拔高度的上升，江西武功山植被类群逐渐发生变化，其中常绿阔叶林与高山灌木
林是两个不同的群落，区别这两个群落的重要特征是 。
(4)垫状驼绒藜植株矮小，根系发达，枝条极短，枝叶被灰绿色绒毛，叶小而厚，伏于地表。
垫状驼绒藜最可能生活在 （填“荒漠”“草原”或“森林”）生物群落中，生活在
这里的生物具有 的特性。
【答案】(1) 蝗虫密度及蝗虫的种类 数学
(2) 亚洲小车蝗 种间竞争
(3)群落的外貌和物种组成
(4) 荒漠 耐干旱
【解析】（1）分析题图可知，曲线纵轴表示牧草产量，横轴表示蝗虫密度，是牧草产量随
蝗虫密度变化而变化的曲线，所以实验的自变量是蝗虫密度及蝗虫的种类，因变量是牧草
产量；该图是根据实验结果建立的数学模型。
（2）由题图曲线可知，牧草随亚洲小车蝗种群密度增大而减小的幅度最大，因此对该草原
危害最大的蝗虫是亚洲小车蝗；由于亚洲小车蝗与其他蝗虫都以牧草为食物来源，因此属
于种间竞争关系。
（3）随着海拔高度的上升，江西武功山植被类群逐渐发生变化，影响这种变化的因素有温
度、水分、地形、光照等。区别不同的群落的主要特征是群落的外貌和物种组成等；
（4）根据题干知：垫状驼绒藜植株矮小，根系发达，枝条极短，枝叶被灰绿色绒毛，叶小
而厚，伏于地表，其最可能生活在荒漠生物群落中，这里的生物具有耐干旱的特性。
5．长白山林区是东北山区阔叶红松林的中心分布区，该区多年来一直过量采伐，阔叶红松
林退化非常严重。实验人员选择了表中五个不同样地研究了不同采伐方式和强度对该区阔
叶红松林群落结构和功能的影响，采伐30 年后的林型如表所示。回答下列问题：
样地号
林型
采伐方式
采伐强度/%
1
原始阔叶红松
林
—
—
2
次生阔叶红松
林
弱度择伐
17
3
次生阔叶红松
林
中度择伐
35
4
次生阔叶红松
林
强度择伐
70
50
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5
白桦林
皆伐
100
注：弱度择伐是指去除主林层（树高大于16.5 米）部分乔木，中、强度择伐是指去除主林
层和次林层（树高介于8.6～16.5 米）部分乔木，皆伐是指去除所有乔木。
(1)该林区物种的变化属于群落的 演替，影响该演替的主要因素是 ，在演替
过程中，群落的 发生了较大的变化，这是区别不同群落的重要特征。
(2)调查白桦林某动物的生态位通常需要调查其 （答出2 点）。群落中每种生物都
占据着相对稳定的生态位，这有利于 。
(3)对该地区土壤中小动物类群丰富度的调查，不适合用样方法，原因是 。
(4)若想通过生态工程的手段修复退化的松林，研究人员在白桦林周围建立缓冲带的同时对
白桦林内部的生物结构进行了合理布设，同时还鼓励当地居民多植树造林解决生活问题，
这其中遵循的基本原理有 。
【答案】(1) 次生 人类活动的干扰 物种组成
(2) 栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系 不同生物充分利用环境资源
(3)土壤小动物活动能力强，身体微小
(4)自生原理、整体原理
【解析】（1）该林区物种的变化是在原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或
其他繁殖体的地方进行的演替，属于群落的次生演替。从表格中可以看出，该演替过程主
要是由不同的采伐方式和强度导致的，所以影响该演替的主要因素是人类活动的干扰，在
演替过程中，群落的物种组成发生了较大的变化，这是区别不同群落的重要特征。
（2）调查白桦林某动物的生态位通常需要调查其栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关
系。群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源。
（3）对该地区土壤中小动物类群丰富度的调查，不适合用样方法，原因是土壤小动物活动
能力强，身体微小。
（4）在白桦林周围建立缓冲带对白桦林内部的生物结构进行合理布设，充分考虑了生物之
间的关系，使生物之间相互依存、相互促进，遵循了自生原理，鼓励当地居民多植树造林
解决生活问题，既考虑了生态效益，又考虑了社会效益和经济效益，遵循了整体原理。
专练8 生物与环境（二）
理解
生态系统的结构与功能，明确生态系统的组成成分（生产者、消费者、分
解者、非生物的物质和能量）及营养结构（食物链、食物网），掌握生态系统
的物质循环（碳循环、氮循环）、能量流动（单向流动、逐级递减）及信息传
递的类型与意义，理解生态系统的稳定性（抵抗力稳定性、恢复力稳定性）及
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保护措施。
1．珊瑚礁是由珊瑚虫分泌物堆积形成的生态系统，为众多海洋生物提供栖息地和食物来源，
对维持海洋生物多样性和渔业资源具有重要意义。回答下列问题：
(1)虫黄藻是一类单细胞甲藻，属于生态系统成分中的 ，虫黄藻可为珊瑚虫提供糖
类、氨基酸等有机物，珊瑚虫可为虫黄藻提供CO2、氮、磷等无机物，两者之间形成典型的
关系。
(2)珊瑚礁中生活着多种鱼类，不同鱼类占据不同的水层觅食，形成了群落的 结构，
其意义是 ，这种分布是群落中物种之间及生物与环境间 的结果。
(3)为探究海水升温对珊瑚礁群落的影响，可设置不同温度梯度的实验区域，对区域内群落
的 （答出2 点）进行调查，以研究温度升高对珊瑚礁生态系统物种多样性的影响。
(4)珊瑚虫死亡后，其骨骼可被某些分解者分解，分解者在生态系统中的作用是 。
若珊瑚礁区域分解者数量减少，会影响生态系统的 功能。
【答案】(1) 生产者 互利共生
(2) 垂直 有利于不同生物充分利用环境资源 协同进化
(3)物种丰富度、物种组成、优势种
(4) 将动植物遗体和动物排遗物分解成无机物 物质循环
【解析】（1）生态系统的生产者主要是能进行光合作用或化能合成作用的生物，虫黄藻是
单细胞甲藻，能通过光合作用制造有机物，所以属于生产者。虫黄藻为珊瑚虫提供糖类、
氨基酸等有机物，珊瑚虫为虫黄藻提供CO2、氮、磷等无机物，二者相互依存、彼此有利，
这种关系是互利共生。
（2）群落中不同生物占据不同的空间层次，鱼类占据不同水层觅食，这体现的是群落的垂
直结构。不同鱼类在垂直方向上分层分布，能使不同生物充分利用阳光、食物等环境资源，
提高了对环境资源的利用效率。这种分布是群落中物种之间以及生物与环境之间长期相互
作用、共同发展的结果，即协同进化的结果。
（3）要研究温度升高对珊瑚礁生态系统物种多样性的影响，可调查区域内群落的物种丰富
度（物种数目的多少）、物种组成（有哪些物种）、优势种（对群落结构和环境有明显控
制作用的物种）等方面，这些指标能反映物种多样性的情况。
（4）分解者的作用是将动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解成无机物，供生产者重新
利用，所以分解者能将动植物遗体和动物排遗物分解成无机物。 生态系统的物质循环需要
分解者将有机物分解为无机物，若分解者数量减少，有机物分解受阻，会影响生态系统的
物质循环功能。
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2．南方丘陵山地果园因整坡种树及过度使用化肥农药，导致生态单一化和水土流失等问题。
为解决这些问题，研究人员推行“果树—草—畜禽”生态模式：果树与牧草套种或间作，
在果园中散养家禽，家禽采食牧草和掉落的水果，并定期收割牧草作为家畜饲草。同时，
通过在果园间种石蒜科、菊科等植物，有效减少了蚜虫、线虫等虫害；再结合防护林营建，
形成良性循环的生态果园系统。请回答下列问题：
(1)从生态系统的组成成分角度分析，家禽和害虫属于 ，二者的种间关系包括
。
(2)生态果园中植物的套种、间作，提高了群落利用 等资源的能力，提高了生态系
统的 稳定性。生态果园的构建过程遵循生态工程 原理。从能量流动角度，分析
“果树—草—畜禽”模式与单纯种果树相比的优势为 （答出1 方面）。
(3)若要在该生态果园内放养家禽，需充分考量果园的 ，防止因家禽数量过多导致牧
草被过度啃食、虫害爆发，进而使园区群落在一段时间后发生 演替。
【答案】(1) 消费者 捕食和竞争
(2) 阳光、水分、无机盐 抵抗力 自生、协调 增大了流入该生态系统的
总能量
(3) 环境容纳量 次生
【解析】（1）家禽和害虫都采食牧草，家禽还捕食害虫，家禽和害虫属于消费者，种间关
系为捕食和竞争。
（2）生态果园中植物的套种、间作，提高了群落利用阳光、水分、无机盐等资源的能力；
生态果园物种丰富度增加，食物网变复杂，提高了该生态系统的抵抗力稳定性。生态果园
的构建过程中，牧草的选择要适合当地环境，家禽和家畜的养殖不能超过环境容纳量，遵
循协调原理，在人类参与下，各种生物之间通过各种相互作用进行自组织，形成可以维持
的有序整体，遵循自生原理。果树和牧草套种、间作与单纯种果树相比，增加了牧草，增
加了流入果园生态系统的总能量。
（3）若要在该生态果园内放养家禽，需充分考量果园的环境容纳量，防止因家禽数量过多
导致牧草被过度啃食、虫害爆发，进而使园区群落在一段时间后发生次生演替。
3．牡蛎具有强大的净水与碳沉积能力，可大量滤食水体中的浮游植物及碎屑等有机颗粒物，
其中大部分未被利用而排出，有的沉积至底层、暂不进入物质循环，有的再次成为碎屑。
为有效保护牡蛎礁生态系统，对某天然牡蛎礁的物质循环和能量流动进行研究。
(1)区别牡蛎礁群落与其他生物群落的重要特征是 不同。采用样方法调查牡蛎礁的物
种时，应做到 取样。
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(2)牡蛎是第 营养级的主要组成物种。已知牡蛎流向捕食者的能量传递效率为0.5%，
推测此生态系统中高营养级生物的数量较 。
(3)下图是牡蛎参与的部分碳循环途径，请在图中补充另外两条碳元素进出牡蛎的路径
。
(4)为提高此类牡蛎礁生态系统稳定性，恢复高营养级生物的数量，应先禁止捕捞高营养级
生物，待种群数量恢复后再适度捕捞，使其维持在K/2 处，理由是 。
【答案】(1) 物种组成 随机
(2) 二 少
(3)
(4)种群增长速率最快，有利于持续获得较大捕捞量
【解析】（1）群落的物种组成是区别不同群落的重要特征，所以区别牡蛎礁群落与其他生
物群落的重要特征是群落的物种组成不同。采用样方法调查种群密度时，为了使结果更准
确，应做到随机取样。
（2）牡蛎可大量滤食水体中的浮游植物及碎屑等有机颗粒物，浮游植物属于第一营养级，
牡蛎滤食浮游植物，属于第二营养级的主要组成物种。已知牡蛎流向捕食者的能量传递效
率为0.5%，由于能量流动具有逐级递减的特点，传递效率低，所以此生态系统中高营养级
生物获得的能量少，数量较少。
（3）碳元素进出牡蛎的路径，除了图中所示，还应该有：牡蛎被捕食者捕食，从而使碳进
入下一营养级，即流入次级消费者，牡蛎还可大量滤食水体中的碎屑等有机颗粒物，从而
使碎屑等有机颗粒物中的碳元素进入牡蛎体内，所以另外两条碳元素进出牡蛎的路径如图
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。
（4）在K/2 处，种群增长速率最快，此时适度捕捞，既能使种群保持较大的增长速率，快
速恢复种群数量，又能获得较多的捕捞量，所以为提高此类牡蛎礁生态系统稳定性，恢复
高营养级生物的数量，应先禁止捕捞高营养级生物，待种群数量恢复后再适度捕捞，使其
维持在K/2 处，理由是K/2 时种群增长速率最快，有利于持续获得较大捕捞量。
4．长江口九段沙湿地是重要的河口型潮汐滩涂湿地，是中华鲟、江豚等珍稀水生生物及众
多候鸟的关键栖息地。近年来，由于上游来沙减少、水体富营养化及外来物种互花米草入
侵，湿地生态系统出现退化。为修复湿地生态，当地实施了“促淤造滩—水文连通—物种
替代”的综合性生态工程：通过促淤造滩修复基底，建设生态堤坝和水道调控水文情态，
人工刈割互花米草并补种本地植物等措施，目前已取得理想效果。回答下列问题：
(1)促淤造滩能使鸟类和昆虫等动物的种类与数量显著回升，这是由于滩涂陆地为它们提供
了更多的 ，湿地中某种鸟类主要以昆虫为食，偶食植物种子，从生态系统成分来看，
该鸟属于 。鸟类看到食物时，其体内会分泌一种激素，促使其快速完成捕食，这种激
素的作用是否属于生态系统的信息传递？ ，理由是 。
(2)建设生态堤坝和水道，可有效促进水文连通，避免物质聚集在局部水域，有效减轻水体
的 污染。同时从生态系统功能角度分析，水生动植物在不同水体间转移，也加快了
N、P 等矿质元素的 。
(3)互花米草被清除后，其原有的 地位会被本地物种替代。补种本地植物而非引进植
物的生态学原理是 （写出1 点）。
(4)在评估修复效果时，可采用 法调查潮间带底栖动物（如泥螺、河蚬）的丰富度，
采用 法追踪中华鲟的种群数量变动，采用无线电或卫星定位研究江豚的活动领域。调
查发现中华鲟、江豚等水生生物分布在相对稳定的不同水层中，以降低竞争强度而共存，
这种分层现象属于 ，是生物对环境长期适应以及自然选择的结果。
【答案】(1) 食物和栖息空间 消费者 否 生态系统的信息传递发生在不
同个体之间或个体与无机环境之间，动物激素属于个体内部细胞间的信息分子
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(2) 富营养化 （物质）循环
(3) 优势种 引进植物可能不适应本地环境；引进植物易造成新的生物入侵
(4) 取样器取样 标志重捕法 生态位分化
【解析】（1）促淤造滩扩大了湿地面积，为鸟类和昆虫提供了更多获取食物和栖息空间，
因此物种种类与数量回升。该鸟类以昆虫和植物种子为食，不能自己制造有机物，属于生
态系统中的消费者。生态系统的信息传递发生在不同个体之间或个体与无机环境之间，动
物激素属于个体内部细胞间的信息分子，不属于生态系统的信息传递范畴。
（2）上游来沙减少和水体富营养化是湿地退化的原因之一，水文连通可避免N、P 等营养
物质在局部水域聚集，从而减轻水体富营养化污染。水生动植物在不同水体间转移，会携
带N、P 等矿质元素，加快这些元素在生物群落与无机环境之间的循环，提升生态系统的物
质循环效率。
（3）互花米草入侵后会成为湿地的优势种，占据大量资源抑制本地物种生长，清除后其优
势种地位会被适应本地环境的本地物种取代。引进植物可能因缺乏天敌、适应能力强等成
为新的入侵物种，破坏原有生态平衡；而本地植物与原有生态系统中的生物存在长期协同
进化关系，更易存活且不会引发生态入侵问题。
（4）潮间带底栖动物活动能力弱、身体微小，适合采用取样器取样法调查其物种丰富度。
中华鲟活动能力强、活动范围广，符合标志重捕法的适用对象，可通过该方法追踪其种群
数量变动。中华鲟、江豚等水生生物分布在不同水层，是通过划分生态位（食物、空间等
资源的分配）降低竞争强度，这种现象属于生态位分化，是长期自然选择和生物适应环境
的结果。
5．某保护区地势较为平坦，植被类型属于热带稀树灌丛草原，生活着坡鹿、猛禽和蟒蛇等
动物。
(1)坡鹿为珍稀保护动物，主要以草本植物的嫩叶为食。保护区工作人员有时在一定区域内
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采用火烧法加速牧草的更新繁盛，这种群落演替类型称为 。
(2)为了研究火烧法对植被的影响，科研人员采用样方法进行调查，群落结构越复杂，样方
面积应越 （填“大”或“小”），该生态系统的恢复力稳定性越 （填
“大”或“小”）。
(3)用诱虫器采集土壤样方中的动物后，常选用 溶液固定保存。
(4)研究不同动物的食物生态位，需要采用合适的方法。若调查湖泊下层鱼类的食性，优先
选用 （①直接观察法/②胃容物分析法/③粪便分析法）。对于食性庞杂的鱼类，可
检测其所在水域中不同营养级生物体内稳定同位素15N 含量，从而判断该鱼类在生态系统中
的营养地位，其依据的生态学原理是 。
【答案】(1)次生演替
(2) 大 小
(3)体积分数70%酒精
(4) ② 15N 含量随营养级升高而增加
【解析】（1）次生演替是指原来的植物群落由于火灾、洪水、崖崩、风灾、人类活动等原
因大部分消失后所发生的演替。保护区工作人员有时在一定区域内采用火烧法加速牧草的
更新繁盛，这种群落演替类型是次生演替。
（2）群落结构越复杂，样方面积需要越大以获得代表性的样本数据。该生态系统营养结构
复杂，物种丰富度较高，故该生态系统的抵抗力稳定性较大，但恢复力稳定性越小。
（3）用吸虫器采集土壤样方中的动物后，采集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶
液中，以固定杀死小动物并保存。
（4）研究某种动物的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种间的关
系，若调查湖泊下层鱼类的食性，优先选用胃容物分析法。生物从周围环境吸收、积蓄某
种元素或难以降解的化合物，使其在体内浓度超过环境浓度的现象，称作生物富集，稳定
同位素15N 含量随营养级升高而增加，可根据其含量判断该鱼类在生态系统中的营养地位。
专练9 生物技术与工程（一）
了解
传统发酵技术与微生物应用，掌握果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作原理
（菌种、条件）、工艺流程及注意事项，理解微生物的培养（培养基配制、无
菌操作、接种方法）与分离纯化技术，明确微生物在食品加工、环境治理中的
应用，了解细胞工程（植物组织培养、动物细胞培养）、胚胎工程的关键技术
与应用前景。
1．北京传统小吃“豆汁”是一种以绿豆为原料，经过一系列制作工艺流程（如下图）得到
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的一种以酸味为主、掺杂着些许臭味的糊状流体食品。混浆操作通常是将老浆直接倒入绿
豆乳中，混合浆的沉淀与酸化过程实际属于乳酸发酵，其主要产酸微生物为乳酸菌。某研
究小组测定了豆汁制作过程中部分化学成分含量变化的有关数据（如下表）。回答下列问
题：
浆状样品
可溶性蛋白/（mg/
mL）
游离氨基酸/（mg/
mL）
蛋白酶/（U/mL）
混合浆
5.60
0.31
1.19
酸浆Ⅰ
1.4
0.51
0.16
(1)混合浆发酵时所需的乳酸菌主要来自 。乳酸发酵过程中，能为乳酸菌同时提供
氮源的物质主要是绿豆乳中的 。
(2)欲测定混合浆中乳酸菌的含量多少，研究小组采用的稀释涂布平板法测得的结果通常比
实际值更低，原因是 。
(3)分析表中数据，酸浆Ⅰ中的可溶性蛋白含量比混合浆低得多，推测其原因是 。
(4)为了筛选出产酸能力强的乳酸菌菌种，研究小组将不同稀释倍数的酸豆汁液接种到MRS
固体培养基（添加了质量分数1.5%碳酸钙，遇酸发生反应会出现透明圈）上，在适宜条件
下培养一段时间后，应挑取 的菌落进一步培养筛选。
(5)为了评估经传统工艺制得的豆汁安全性，研究小组又将不同稀释倍数的豆汁接种到所需
培养基上培养，待长出菌落后，可根据菌落的 特征判断是否含有致病菌。
【答案】(1) 老浆 蛋白质
(2)当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落
(3)乳酸菌发酵产生的乳酸使pH 值下降，导致可溶性蛋白质变性沉淀；（乳酸菌分泌的）
蛋白酶分解了部分可溶性蛋白质
(4)透明圈较大
(5)菌落的大小、形状、隆起程度和颜色等特征
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【解析】（1）混浆操作通常是将老浆直接倒入绿豆乳中，混合浆发酵时所需的乳酸菌主要
来自老浆，乳酸发酵过程中，能为乳酸菌同时提供氮源的物质主要是绿豆乳中的蛋白质。
（2）测定混合浆中乳酸菌的含量多少时，采用稀释涂布平板法测得的结果通常比实际值要
低，原因是当两个或多个乳酸菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，这样就会导
致计数的菌落数少于实际存在的乳酸菌数量，从而使测量结果偏低。
（3） 分析表中数据，酸浆1 中的可溶性蛋白含量比混合浆低得多，推测其原因是发酵过
程中，乳酸菌发酵产生的乳酸使pH 值下降，导致可溶性蛋白质变性沉淀；（乳酸菌分泌
的）蛋白酶分解了部分可溶性蛋白质。
（4） 为了筛选出产酸能力强的乳酸菌菌种，将不同稀释倍数的酸豆汁液接种到MRS 固体
培养基（添加了质量分数1.5%的碳酸钙，遇酸发生反应会出现透明圈）上，在适宜条件下
培养一段时间后，应挑取透明圈较大的菌落，因为透明圈大说明该乳酸菌产酸多，产酸能
力强。
（5） 为了评估传统工艺制得的豆汁安全性，将不同稀释倍数的豆汁液接种到霉菌培养基
上培养，待长出霉菌后，可根据菌落的大小、形状、隆起程度和颜色等特征判断，不同的
霉菌具有不同的菌落形态等特征，可据此进行区分。
2．我国研究人员发明了生产维生素C 的两步发酵法，流程如图。为了减少氧化葡糖杆菌竞
争性消耗山梨糖，需要进行灭菌以结束第一步发酵。
在两步发酵法的基础上，我国研究人员进一步尝试用三菌混菌体系建立一步发酵法。在氧
化葡糖杆菌（原始菌MCS）中利用基因工程技术导入大肠杆菌基因ccdB，得到工程菌
IR3C。MCS 和IR3C 单菌培养时，活菌数变化曲线如图甲，MCS、IR3C 分别与普通生酮基古
龙酸菌和巨大芽孢杆菌进行三菌混菌发酵时，产物含量变化曲线如图乙。
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回答下列问题：
(1)绘制图甲需统计活菌数，常用方法是 。当活菌达到一定数量时，基因ccdB 编码
的蛋白质开始发挥作用，推测该蛋白质的作用是 ，开始发挥作用的时间是 ，
判断理由是 。
(2)基于图乙，利用IR3C 三菌混菌发酵的产量 （填“高于”或“低于”）MCS 三菌
混菌发酵的产量，其原因是 。
【答案】(1) 稀释涂布平板法 能抑制细菌增殖 15h 在15h 时，IR3C
数量下降，而MCS 数量上升
(2) 高于 IR3C 转入了ccdB 基因，阻止细胞增殖，减少氧化葡糖杆菌竞争性消耗
山梨糖，从而更多山梨糖被用于合成维生素C
【解析】（1）绘制图甲需统计活菌数，常用方法是稀释涂布平板法，该方法可用于统计活
菌数目。当活菌达到一定数量时，基因ccdB 编码的蛋白质开始发挥作用，从图甲看出，随
着时间推移，种群数量不断增加，在15h 时，IR3C 数量下降，而MCS 数量上升，所以推测
转入的基因ccdB 编码的蛋白质能抑制细菌增殖，发挥作用的时间大约在15h。
（2）从图乙看出，IR3C 三菌混菌发酵产生的2-酮-L-古龙酸含量比MCS 三菌混菌发酵产量
高，因此可以推测，IR3C 三菌混菌发酵维生素C 产量更高，可能的原因是IR3C 转入了
ccdB 基因，诱导细菌死亡，减少氧化葡糖杆菌竞争性消耗山梨糖，从而更多山梨糖用于合
成维生素C。
3．云南省德宏州生长着咖啡、香蕉、猪屎豆等植物。咖啡和香蕉都是当地重要的经济作物，
人工种植的咖啡树株高约2 米，适当荫蔽对咖啡生长有利；香蕉具有速生和喜光等特点，
株高约4 米；猪屎豆是一种豆科草本植物，株高约1 米，可为土壤固氮且全草可供药用，
对鳞状上皮癌，基底细胞癌有疗效。回答下列问题：
(1)若要提高当地咖啡园的土地利用率，可以将咖啡、香蕉、猪屎豆间行种植，且群落内从
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上层至下层应依次为 ，这是依据三种植物生态位 （填“不
同”或“相同”）来设置的。研究植物的生态位需要研究植物的 （答2 点）
等。
(2)咖啡旋皮天牛是危害咖啡树的主要害虫，其成虫喜在干燥向阳的树干上产卵。据此分析，
适当荫蔽对咖啡生长有利的原因是 。
(3)猪屎豆可为土壤固氮的原因最可能是 。鉴于猪屎豆的药用价值，若需不
受季节和土地的限制而大量获得猪屎豆的药用成分，则可采用 技术。
【答案】(1) 香蕉、咖啡、猪屎豆 不同 在研究区域内的出现频率、种群密
度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等
(2)适当荫蔽遮挡了一定阳光，阳 阻正了部分害虫产卵， 减少了害虫的数量，降低对咖啡
树的危害
(3) 猪屎豆与根瘤菌共生 植物细胞培养
【解析】（1）群落的垂直分层由植物的高度和对光照的需求决定。香蕉株高约 4 米，咖
啡约 2 米，猪屎豆约 1 米，因此从上至下依次为香蕉、咖啡、猪屎豆。生态位是指物种
在群落中的地位和作用（包括空间位置、资源利用、与其他物种的关系等）。三种植物间
行种植且分层明显，是因为它们的生态位不同，可减少种间竞争，提高土地利用率。研究
植物的生态位，通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以
及它与其他物种的关系等。
（2）咖啡旋皮天牛喜在干燥向阳的树干上产卵。适当荫蔽会改变咖啡树周围的微环境（变
得不干燥、不向阳），从而降低天牛的产卵率，减少虫害，因此对咖啡生长有利。
（3）豆科植物（如猪屎豆）常与根瘤菌共生，根瘤菌能将空气中的氮气转化为植物可利用
的含氮化合物，从而实现土壤固氮。植物细胞培养技术可在无菌条件下，通过大量培养细
胞而获得大量药用成分，且不受季节和土地限制。因此需采用植物细胞培养技术。
4．“繁殖与呼吸综合征”是一种由PRRSV 病毒引发的传染病。科学家制备出PRRSV-GP3 蛋
白的单克隆抗体，可对该病进行诊断和治疗，制备过程如下图所示。请回答下列问题：
(1)图中涉及到的生物工程技术有 ，将GP3 蛋白注射小鼠的目的是
。
(2)培养细胞乙、丙、丁过程中均表现有 贴壁生长现象和 现象；第1 次筛选是用
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特定的选择性培养基筛选，在该培养基上，未融合的亲本细胞和 都会死亡；
第2 次筛选的目的是 。
(3)培养杂交瘤细胞的培养基提供气体条件CO2的作用 ，杂交瘤细胞体外培养
过程中，为避免细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，常采取的措施是 。
(4)图中扩大培养通常采用的方法有将细胞丁在体外大规模培养或 。
(5)单克隆抗体在疾病的诊断上具有准确、高效、简易和快速的优点，原因是单克隆抗体具
特点。
【答案】(1) 动物细胞融合和动物细胞培养 获得产生抗GP3 蛋白抗体的B 细胞
(2) 接触抑制 融合的具有同种核的细胞 筛选出能产生抗GP3 蛋白抗体的杂
交瘤细胞群
(3) 维持培养液的pH 定期更换培养液
(4)将细胞丁注射到小鼠腹腔内
(5)特异性强，灵敏度高，可大量制备
【解析】（1）图示为制备单克隆抗体的过程，涉及到的动物细胞工程的技术有动物细胞融
合和动物细胞培养；图中将GP3 蛋白注射小鼠的目的是为了获得能够产生相应抗体（抗
GP3 蛋白抗体）的B 细胞。
（2）乙、丙、丁动物细胞培养过程中均出现贴壁生长和接触抑制现象。第1 次筛选是用特
定的选择性培养基筛选，获得杂交瘤细胞，则未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细
胞都会死亡；第2 次筛选的目的是筛选出能产生抗GP3 蛋白抗体的杂交瘤细胞群。
（3）培养杂交瘤细胞的培养基提供气体条件CO2的作用维持培养液的pH，杂交瘤细胞体外
培养过程中，为避免细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害，常采取的措施是定期更换培
养液。
（4）在单克隆抗体制备过程中，筛选出来的能产生抗GP3 蛋白抗体的杂交瘤细胞（细胞
丁）可以注射到小鼠腹腔内或在体外大规模培养。
（5）单克隆抗体特异性强，灵敏度高，可大量制备，能准确识别各种抗原物质的细微差异，
并跟一定的抗原发生特异性结合，因此单克隆抗体在诊断的应用上具有准确、高效、简易
和快速的优点。
5．基因编辑技术在胚胎工程中得到广泛的应用。如图1 表示利用基因编辑技术培养小鼠B
的过程，图2 表示使用CRISPR/dCas9 技术进行基因编辑的过程，其中dCas9 不具有内切核
酸酶活性，它能与不同作用的酶（A）结合，对基因进行定点修饰。回答下列问题。
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(1)图1 中，从卵泡中取出卵母细胞进行体外培养，需要的气体环境是 ，培养基
中通常需要加入血清等一些天然成分的原因是 。
(2)图1 中，将极体注入次级卵母细胞常采用显微注射的方法，该过程相当于 作用。
对卵母细胞进行H19 和Gtl2 基因甲基化，Igf2r、Snrpn 等多个基因去甲基化处理的目的是
。
(3)图1 中将囊胚移植到代孕母鼠之前，需要对代孕母鼠进行 处理。
(4)图2 中，使用CRISPR/dCas9 技术对基因编辑时，sgRNA 的作用是 ，设计sgRNA
时应保证 。目标序列的甲基化和去甲基化的遗传效应属于 。
【答案】(1) 95%空气+5% CO2 人们对动物细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚
(2) 受精 调节相关基因表达，提高胚胎的发育率和妊娠率
(3)同期发情
(4) 引导酶（A）至目标序列处 sgRNA 的碱基序列与靶基因的识别序列互补配对
表观遗传
【解析】（1）动物细胞培养需要95%空气+5% CO2的气体环境。由于人们对动物细胞所需
的营养物质尚未全部研究清楚，因此培养基中通常需要加入血清等一些天然成分。血清中
含有多种生长因子、激素、维生素、无机盐等物质，这些物质在细胞的生长、增殖和分化
等过程中起着重要的调节作用。由于动物细胞培养所需要的营养物质在培养液中不能完全
满足细胞生长的需求，所以培养基中通常需要加入血清等一些天然成分以补充细胞生长所
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需的未知营养物质。
（2）图1 中，将极体注入次级卵母细胞常采用的方法是显微注射法，该过程的作用相当于
受精作用。基因的甲基化和去甲基化会影响基因的表达，对卵母细胞进行H19 和Gtl2 基因
甲基化，Igf2r、Snrpn 等多个基因去甲基化处理的目的是调节相关基因表达，提高胚胎的
发育率和妊娠率。
（3）为了使代孕母鼠能够接受外来胚胎并为其提供适宜的生理环境，需要将代孕母鼠用孕
激素等进行同期发情处理，图1 中将囊胚移植到代孕母鼠之前，需要对代孕母鼠进行同期
发情处理。
（4）使用CRISPR/dCas9 技术进行基因编辑时，sgRNA 的作用是引导酶（A）至目标序列处，
设计sgRNA 时应保证其碱基序列与靶基因的识别序列互补配对。目标序列的甲基化和去甲
基化会影响基因的表达，而基因表达的改变会导致生物体的性状发生变化，所以目标序列
的甲基化和去甲基化的遗传效应属于表观遗传，表观遗传是指DNA 序列不发生变化，但基
因的表达却发生了可遗传的改变。
专练10 生物技术与工程（二）
拓展现代生物技术的核心内容，梳理基因工程的工具（限制酶、
DNA
连接酶、
载体）、操作步骤（目的基因获取、构建表达载体、导入受体细胞、筛选与鉴
定），理解
PCR
技术、基因编辑技术的原理与应用。
1．2023 年诺贝尔生理学或医学奖授予针对mRNA 疫苗的突破研究。mRNA 疫苗因其可在体外
快速进行人工合成而表现卓越，如图是mRNA 疫苗早期研发的思路。
(1)据图分析，步骤1 为 过程，步骤2 所需要的酶包括 ；
(2)外源mRNA 为生物大分子，在动物体内稳定性较差，且极易被催化降解。mRNA 疫苗常采
用脂质外膜包裹进行递送，可能的原因是 ；
(3)初期试验发现，上述思路研制的mRNA 疫苗注射后会引发实验小鼠严重的炎症反应，使
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疫苗失效。这是由于免疫系统把外源mRNA 识别为 ，进而激活 细胞分泌细胞因
子，如炎症因子、干扰素等引起炎症，抑制外源mRNA 的表达。
(4)有研究表明，抗原呈递细胞内的核酸感知受体（TLR3）参与炎症反应的启动，其特异性
识别作用与RNA 的结构组成有关（见下图）。请据此以最简单的方案对上图流程进行改良，
减少mRNA 疫苗导致的炎症反应 。
【答案】(1) 逆转录 限制酶、DNA 连接酶
(2)保护疫苗免受酶的催化水解，便于疫苗与细胞膜融合进入细胞
(3) 抗原 辅助性T 细胞
(4)把体外转录过程中的原料三磷酸尿嘧啶核苷酸（UTP）替换为三磷酸假尿嘧啶核苷酸
（ΨTP）（写成尿嘧啶核苷酸（UMP）及假尿嘧啶核苷酸（ΨMP）也可酌情给分）
【解析】（1）步骤①是以mRNA 为模板合成DNA（cDNA）的过程，属于逆转录过程。步骤
②是从cDNA 文库中获取S 蛋白的cDNA，需要限制酶、DNA 连接酶。
（2）mRNA 是生物大分子，易被酶催化降解，采用细胞质外包裹脂质体递送，是因为脂质
体的结构与细胞膜相似，可与细胞膜融合，从而将mRNA 送入细胞内，起到保护mRNA，使
其能顺利进入细胞并发挥作用。故原因是保护疫苗免受酶的催化水解，便于疫苗与细胞膜
融合进入细胞。
（3）mRNA 疫苗注射后会引发实验小鼠严重的炎症反应，这是由于免疫系统把外源mRNA 识
别为抗原，进而激活辅助性T 细胞，分泌细胞因子，如炎症因子、干扰素等引起炎症，抑
制外源mRNA 的表达。
（4）从图中可知，TLR3 能识别特定的RNA 序列（如“- AUGAUCUAG -”），不能识别“-
AΨGAΨCΨAG -”。为减少mRNA 疫苗导致的炎症反应，可对mRNA 的碱基序列进行改造，
把体外转录过程中的原料三磷酸尿嘧啶核苷酸（UTP）替换为三磷酸假尿嘧啶核苷酸
（ΨTP），使其不含有TLR3 可识别的序列，这样TLR3 就无法识别mRNA，从而减少炎症反
应的启动。
2．用重组DNA 技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在
此过程中要使用多种工具酶，其中4 种限制酶的切割位点如图所示。
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回答下列问题：
(1)常用的DNA 连接酶有 和T4DNA 连接酶，上图中 酶切割后的DNA 片段用
T4DNA 连接酶比另一类DNA 连接酶连接效率更高。
(2)DNA 连接酶催化目的基因片段与载体片段之间形成的化学键是 。
(3)重组DNA 技术中所用的质粒载体具有一些特征，如质粒DNA 分子上有复制原点，可以保
证质粒在受体细胞中 ；质粒DNA 分子上有一至多个 ，供外源DNA 片段插入
其中；质粒DNA 分子上常有特殊的 基因（如某种抗生素抗性基因），便于重组DNA
分子的筛选。
(4)表达载体含有启动子，启动子是指位于基因上游的一段有特殊序列结构的DNA 片段，是
识别和结合的部位，能驱动 过程。
【答案】(1) E．coliDNA 连接酶 SmaI 和EcoRV
(2)磷酸二酯键
(3) 复制 限制酶的切割位点 标记
(4) RNA 聚合酶 转录
【解析】（1）限制酶EcoRI 和PstI 切割形成的是黏性末端，限制酶SmaI 和EcoRV 切割形
成的是平末端，E．coliDNA 连接酶来源于大肠杆菌，将双链DNA 片段互补的黏性末端之间
的磷酸二酯键连接起来的效率高，而T4DNA 连接酶来源于T4噬菌体，连接平末端效率较高。
因此图中EcoRI 和PstI 切割后的DNA 片段（黏性末端）最好用E. coli DNA 连接酶连接，
限制酶SmaI 和EcoRV 切割后的DNA 片段（平末端）最好用T4DNA 连接酶连接。
（2）DNA 连接酶将两个DNA 片段连接形成磷酸二酯键，且作用对象是DNA 片段。
（3）质粒是小型环状的DNA 分子，常作为基因表达的载体，首先质粒上含有复制原点，能
保证质粒在受体细胞中自我复制。质粒DNA 分子上有一个至多个限制性核酸内切酶的酶切
位点，便于目的基因的导入。质粒上的标记基因是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，
具体做法是用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活的即为含有质粒载体的宿主
细胞。
（4）启动子是一段特殊结构的DNA 片段，位于基因的首端，它是RNA 聚合酶识别和结合的
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部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得需要的蛋白质。
3．如图表示利用大肠杆菌生产干扰素的部分操作，质粒A 中的 lacZ 基因可用于“蓝白
斑”筛选。lacZ 基因的表达产物β-半乳糖苷酶可分解无色化合物X-gal 而使菌落显蓝色，
不含lacZ 基因的菌落则呈白色。回答下列问题：
限制酶
BamH I
Bcl I
Sma I
EcoR I
识别序列及切割位
点（5′→3′）
G↓GATCC
T↓GATCA
CCC↓GGG
G↓AATTC
(1)采用PCR 技术扩增干扰素基因时，在反应体系中除加入引物、dNTP、缓冲液、Mg2+外，
还需要加入 。测得干扰素基因非模板链的部分序列为5'-
ATCTACGCGCTCATCCG……CGCAGCAATGAGTAGCG-3'。科研小组尝试设计了如下4 种引物，其中
适合用于扩增干扰素基因的一对引物是 （选填序号）。
①5'-GACTACTCGCGCATCTA-3
②5'-ATCTACGCGCTCATCCG-3'
③5'-CGCAGCAATGAGTAGCG-3'
④5'-CGCTACTCATTGCTGCG-3'
(2)为了使质粒A 和干扰素基因能正确连接构建重组质粒B，设计干扰素基因的引物时在两
种引物的 端分别添加限制酶 的识别序列，且选用限制酶
切割质粒A，酶切后的质粒A 和干扰素基因片段通过 （填“E. coli”或
“T4”）DNA 连接酶作用后获得重组质粒。
(3)若干扰素基因与质粒A 正确连接，则图中重组质粒B 上M 处的部分序列是5'-TGA
GCG-3'。
(4)为了达到筛选目的，根据所用载体质粒的遗传特性，受体大肠杆菌需具备
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敏感和 缺陷等特征。筛选时，将转化后的菌液经稀释后接种于含
的培养基上，经培养后挑取白色的单菌落，即为目标工程菌。
【答案】(1) 干扰素基因、耐高温的DNA 聚合酶 ②④
(2) 5' BamH Ⅰ、Sma Ⅰ Bcl Ⅰ、Sma Ⅰ T4
(3)TCCATCTAC
(4) 氨苄青霉素 β-半乳糖苷酶 氨苄青霉素和X-gal
【解析】（1）PCR 全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA 的核酸合成技
术，PCR 时需要模板DNA(干扰素基因)、dNTP、一对引物、热稳定DNA 聚合酶、缓冲液、
Mg2+等。引物是一小段单链DNA，引物的碱基序列与目的基因两端的碱基序列互补配对，且
DNA 聚合酶只能从引物的3′端开始延伸DNA 链，所以引物的3′端要与目的基因的模板链
互补配对。已知干扰素基因非模板链的部分序列为5'-ATCTACGCGCTCATCCG……
CGCAGCAATGAGTAGCG-3'，则其模板链的序列与之互补，因此适合用于扩增干扰素基因的一
对引物是②5'-ATCTACGCGCTCATCCG-3'和④5'-CGCTACTCATTGCTGCG-3'。
（2）为将图中质粒A 和干扰素基因正确连接构建重组质粒B，设计干扰素基因的引物时，
由于目的基因中间有BclI 的识别序列，因此不能在引物中设计该序列，而只能选择与该引
物能产生相同黏性末端的引物BamH，即需要在两种引物的5'端分别添加BamHl、SmaI 酶的
识别序列，同时需要选用Bc1I、Smal 酶切割质粒A(质粒的切割不能用BamHI，且BclI 与
BamHI 产生的黏性末端相同，可用BclI 替代BamHI)，SmaI 产生的是平末端，可通过T4DNA
连接酶连接获得重组质粒。
（3）结合（1）问中的干扰素基因非模板链的部分序列，若目的基因与质粒正确连接(启动
子顺时针转录)，根据碱基互补配对原则，则图中重组质粒B 上M 处的部分序列是5'-
TGATCCATCTACGCG-3'。
（4）为了达到筛选目的，根据所用载体质粒的遗传特性，受体大肠杆菌需具备氨苄青霉素
敏感和β-半乳糖苷酶缺陷等特征。因为质粒A 上有氨苄青霉素抗性基因，可用于筛选导
入质粒的大肠杆菌；而lacZ 基因可用于“蓝白斑”筛选，若大肠杆菌自身能合成β-半乳
糖苷酶，则无法通过颜色区分是否导入了重组质粒。筛选时，将转化后的菌液经稀释后接
种于含X-gal 和氨苄青霉素的培养基上，含有重组质粒的大肠杆菌因具有氨苄青霉素抗性
而能在培养基上生长，又因为其lacZ 基因被破坏，不能合成β-半乳糖苷酶，无法分解无
色化合物X-gal，所以菌落呈白色，经培养后挑取白色的单菌落，即为目标工程菌。
4．英国科学家凯茜·马丁及其团队通过基因工程，成功培育出了富含花青素的紫色番茄，
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这引起了全球的广泛关注。马丁团队从金鱼草中提取了花青素合成的关键基因Del 和
Rosl。为了使Del 基因和Rosl 基因能够更好地表达，科研人员试图将两基因融合为Del-
Rosl 基因（部分过程如图1 所示），从而获得活性更高的花青素合成酶。同时从拟南芥中
提取了MYB12 基因，该基因能促进类黄酮生物合成的黄酮醇特异性激活。当这三个基因被
巧妙地引入普通番茄的基因组后，番茄仿佛被施了魔法，番茄中原本沉默的花青素合成机
制被瞬间唤醒。回答下列问题：
(1)PCR 循环的三个步骤包括 。PCR3 过程中除原料、含Mg2+的缓冲液、PCR1 和PCR2
的产物外，还需要加入的物质有 。
(2)Del 基因以a 链为模板转录，Rosl 基因以d 链为模板转录，为获得Del-Rosl 基因，在
PCR1 和PCR2 过程前，在引物 和引物 的5'端添加互补序列。
(3)含MYB12 基因的DNA 片段中相关限制酶的酶切位点如图2 所示。构建基因表达载体时不
能选用Hind Ⅲ切割MYB12 基因，原因是 。构建Del、Rosl、MYB12 三个基因
的表达载体时，科研人员将三个基因串联在番茄果实的特异性启动子下游，选择该启动子
的优势为 。
(4)研究发现，番茄体内的半乳糖醛酸酶能破坏细胞壁的果胶层，从而使果实很快变软，不
耐贮藏。科学家采用基因工程技术将控制半乳糖醛酸酶表达的反义基因转入番茄细胞中，
从而解决了这一问题。请从基因表达的角度简要解释原因： 。
【答案】(1) 变性、复性和延伸 耐高温的DNA 聚合酶（Taq 酶）、引物
(2) X Z
(3) Hind Ⅲ会破坏目的基因（或目的基因上有Hind Ⅲ的切割位点） 该启动子可
只在番茄果实细胞中启动下游目的基因的转录，避免在其他部位表达
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(4)控制半乳糖醛酸酶活性表达的反义基因转入番茄体内后，转录产生的mRNA 与半乳糖醛
酸酶基因转录产生的mRNA 互补，这两种mRNA 会通过氢键结合在一起，进而导致半乳糖醛
酸酶基因无法表达，番茄不易变软
【解析】（1）PCR 全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA 的核酸合成技
术。包括高温变性、低温复性、中温延伸三个步骤。PCR3 过程中除原料、含Mg2+的缓冲液、
PCR1 和PCR2 的产物外，还需要加入的物质有耐高温的DNA 聚合酶（Taq 酶）、引物。
（2）Del 基因以a 链为模板转录，PCR1 扩增Del 基因；Ros1 基因以d 链为模板转录，
PCR2 扩增Ros1 基因。为使两者产物能重叠延伸，需在引物 X 和引物Z 的 5' 端添加互补
序列，使它们的扩增产物形成重叠区域，进而通过重叠延伸得到Del-Ros1 基因。
（3）从图2 可知，Hind Ⅲ的酶切位点位于MYB12 基因内部，若用Hind Ⅲ切割，会破坏
MYB12 基因（目的基因），因此不能选用 Hind Ⅲ 切割 MYB12 基因。选择 “番茄果实特
异性启动子” 的优势是：该启动子可只在番茄果实细胞中启动下游目的基因的转录，避免
在其他部位表达，避免对番茄其他组织的代谢和发育产生不必要的影响（实现特异性表达，
节省细胞内的物质和能量）。
（4）反义基因转录出的mRNA，能与 “控制半乳糖醛酸酶表达的正常mRNA”互补配对，这
两种mRNA 会通过氢键结合在一起，进而导致半乳糖醛酸酶基因无法表达，减少半乳糖醛酸
酶的合成，使果实细胞壁的果胶层不易被破坏，果实不易变软，利于贮藏。
5．2024 年，我国科学家童红宁及其团队从基因层面揭示了复粒稻“三粒一簇”的遗传机
制，为培育高产水稻新品种提供了理论基础和新途径。回答下列问题：
(1)研究团队通过创制大量复粒稻的衍生突变体，最终发现并克隆了控制复粒稻“三粒一
簇”现象的关键基因BRD3.克隆BRD3 基因是利用PCR 技术来扩增该基因，扩增的产物常通
过 来鉴定。
(2)BRD3 基因编码BRD3 蛋白可以降解植物激素油菜素内酯(BR)。实验证明，正是在BRD3 蛋
白的作用下，水稻二级分生组织中BR 的含量降低，导致复粒稻穗粒数增多，出现“三粒一
簇”现象。由此团队发明了专利：促进水稻穗粒数和簇生表型性状的方法是增强水稻BRD3
基因的表达，获得基因BRD3 表达上调的水稻植物。
方法一：导入具有所述基因的质粒(图1)。团队在构建该质粒过程中采用了双酶切，优点
是 。
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方法二：将强启动子与所述基因可操作的连接，即更换图1 质粒中的 ，强启动
子的作用是 。
(3)团队提出了BRD3 基因控制穗粒数的机制(图2)。穗粒数由稻穗分生组织的发育过程决
定，单粒稻的稻穗发育时，基因不在该组织中表达。
复粒稻的稻穗分生组织
综上可见，稻穗的发育受激素调节和 的共同调节。以往的研究表明降低水稻植
株整体的BR 含量反而会造成减产，结合全题，复粒稻成因的研究为作物增产带来的启示是
。
(4)根据图2 机制，还可通过蛋白质工程来促进水稻穗粒数和簇生表型性状，此过程中应直
接改造 。
【答案】(1)琼脂糖凝胶电泳
(2) 防止质粒和目的基因的自身环化及反向连接 T7 启动子 与RNA 聚合酶识
别并结合的能力更强，高效启动转录
(3) 基因表达调控 可通过使某种植物激素的调控基因在特定组织或细胞中选择性
表达，从而改善穗粒数等产量性状
(4)MAD 基因
【解析】（1）在分子生物学实验中，PCR 扩增产物常通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。
（2）在构建质粒过程中采用双酶切，使用两种不同的限制酶切割质粒和目的基因，产生不
同的黏性末端，这样防止质粒和目的基因的自身环化及反向连接（确保目的基因以正确方
向插入质粒）；
将强启动子与基因可操作连接，就是更换图1 质粒中的T7 启动子，因为要增强基因表达，
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需要更强的启动子来启动转录；强启动子与RNA 聚合酶识别并结合的能力更强，能够更高
效地启动转录过程，使BRD3 基因能更多地转录形成mRNA，进而翻译出更多的BRD3 蛋白。
（3）从图2 以及题干信息可知，稻穗的发育既受激素（BR）调节，又受基因表达调控
（BRD3 基因表达等过程）的共同调节；以往降低水稻植株整体BR 含量减产，而复粒稻是
在特定的二级分生组织中降低BR 含量从而穗粒数增多，这启示我们可通过使某种植物激素
的调控基因在特定组织或细胞中选择性表达，来改善穗粒数等产量性状，而不是简单地改
变植株整体的激素含量。
（4）蛋白质工程是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。根据图2 机制，要促进水稻穗粒数和簇生表型性状，可通过改造MAD 基因，从而改
变MAD 蛋白的结构和功能，实现相应目的。
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