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辽宁省2021 年普通高中学业水平等级性考试
一、选择题：每小题只有一个选项符合题目要求。
1．（2021·辽宁卷，1）蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关叙述错误的是( )
A．叶绿体中存在催化ATP 合成的蛋白质
B．胰岛B 细胞能分泌调节血糖的蛋白质
C．唾液腺细胞能分泌水解淀粉的蛋白质
D．线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质
答案 D
解析 叶绿体类囊体薄膜是进行光合作用的场所，能合成ATP，则存在催化ATP 合成的酶，
其化学本质是蛋白质，A 正确；胰岛B 细胞能分泌胰岛素，降低血糖，胰岛素的化学本质是
蛋白质，B 正确；唾液腺细胞能分泌唾液淀粉酶，唾液淀粉酶属于分泌蛋白，能水解淀粉，
C 正确；葡萄糖分解的场所在细胞质基质，线粒体膜上不存在运输葡萄糖的蛋白质，D 错误。
2．（2021·辽宁卷，2）植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业
生产系统，常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是( )
A．可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度
B．应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同
C．合理控制昼夜温差有利于提高作物产量
D．适时通风可提高生产系统内的CO2浓度
答案 B
解析 不同植物对光的波长和光照强度的需求不同，可根据植物生长特点调控光的波长和光
照强度，A 正确；为保证植物的根能够正常吸收水分，该系统应控制培养液的浓度小于植物
根部细胞的细胞液浓度，B 错误；适当提高白天的温度可以促进光合作用的进行，让植物合
成更多的有机物，而夜晚适当降温则可以抑制其呼吸作用，使其少分解有机物，故合理控制
昼夜温差有利于提高作物产量，C 正确；适时通风可提高生产系统内的CO2浓度，进而提高
光合作用的速率，D 正确。
3．（2021·辽宁卷，3）下列有关病毒在生物学和医学领域应用的叙述，错误的是( )
A．灭活的病毒可用于诱导动物细胞融合
B．用特定的病毒免疫小鼠可制备单克隆抗体
C．基因工程中常用噬菌体转化植物细胞
D．经灭活或减毒处理的病毒可用于免疫预防
答案 C
解析 促进动物细胞的融合方法除了物理方法和化学方法外，还可以采用灭活的病毒，A 正
确；病毒作为抗原可刺激机体发生特异性免疫，产生抗体，用特定的病毒免疫小鼠可制备单
克隆抗体，B 正确；基因工程中常用农杆菌转化植物细胞，农杆菌的特点是其细胞内的Ti
质粒上的T－DNA 片段能够转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上，C 错误；经
过灭活或减毒处理的病毒可以作为免疫学中的疫苗，用于免疫预防，D 正确。
4．（2021·辽宁卷，4）下列有关细胞内的DNA 及其复制过程的叙述，正确的是( )
A．子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端
B．子链的合成过程不需要引物参与
C．DNA 每条链的5′端是羟基末端
D．DNA 聚合酶的作用是打开DNA 双链
答案 A
解析 子链延伸时由5′→3′合成，故游离的脱氧核苷酸添加到3′端，A 正确；子链的合
成过程需要引物参与，B 错误；DNA 每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基末端，
C 错误；解旋酶的作用是打开DNA 双链，D 错误。
5．（2021·辽宁卷，5）下列有关中学生物学实验中观察指标的描述，正确的是( )
选项
实验名称
观察指标
A
探究植物细胞的吸水和失水
细胞壁的位置变化
B
绿叶中色素的提取和分离
滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄
C
探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌培养液的浑浊程度
D
观察根尖分生组织细胞有丝分裂
纺锤丝牵引染色体的运动
答案 B
解析 在植物细胞的吸水和失水实验中，中央液泡大小、原生质层的位置和细胞大小都应该
作为观察对象，A 错误；绿叶中色素的提取和分离，观察指标是滤纸条上色素带的颜色、次
序和宽窄，B 正确；探究酵母菌细胞呼吸的方式，观察指标是培养液的滤液能否使重铬酸钾
在酸性条件下转变成灰绿色，C 错误；观察根尖分生组织细胞有丝分裂，细胞在解离的时候
已经死亡，看不到纺锤丝牵引染色体的运动，D 错误。
6．（2021·辽宁卷，6）科研人员发现，运动能促进骨骼肌细胞合成FDC5 蛋白，该蛋白经
蛋白酶切割，产生的有活性的片段被称为鸢尾素。鸢尾素作用于白色脂肪细胞，使细胞中线
粒体增多，能量代谢加快。下列有关叙述错误的是( )
A．脂肪细胞中的脂肪可被苏丹Ⅲ染液染色
B．鸢尾素在体内的运输离不开内环境
C．蛋白酶催化了鸢尾素中肽键的形成
D．更多的线粒体利于脂肪等有机物的消耗
答案 C
解析 脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，A 正确；鸢尾素通过体液运输作用于脂肪细胞，促
进脂肪细胞的能量代谢，B 正确；蛋白酶切割FDC5 蛋白形成有活性的鸢尾素，蛋白酶催化
肽键的断裂，C 错误；线粒体是有氧呼吸的主要场所，脂肪细胞线粒体增多，有利于脂肪细
胞消耗更多的脂肪，D 正确。
7．（2021·辽宁卷，7）下表为几种常用的植物生长调节剂，下列有关其应用的叙述错误的
是( )
名称
属性
萘乙酸
生长素类
6－BA
细胞分裂素类
乙烯利
乙烯类
PP333
赤霉素合成抑制剂
A.用一定浓度的萘乙酸处理离体的花卉枝条，可促进生根
B．用一定浓度的6－BA 抑制马铃薯发芽，以延长贮藏期
C．用乙烯利处理棉花可催熟棉桃，便于统一采摘
D．用PP333处理水稻可使植株矮化，增强抗倒伏能力
答案 B
解析 萘乙酸的作用与生长素类似，用一定浓度的萘乙酸处理离体的花卉枝条，可促进生根，
A 正确；6－BA 的作用与细胞分裂素类似，抑制马铃薯发芽、延长贮藏期的激素是脱落酸，
6－BA 不能抑制马铃薯发芽，以延长贮藏期，B 错误；乙烯利的作用与乙烯类似，故用乙烯
利处理棉花可催熟棉桃，便于统一采摘，C 正确；PP333的作用与赤霉素合成抑制剂类似，故
用PP333处理水稻可使植株矮化，增强抗倒伏能力，D 正确。
8．（2021·辽宁卷，8）利用菠萝蜜制作果醋的大致流程为：先在灭菌的果肉匀浆中接种酵
母菌，发酵6 天后，再接入活化的醋酸杆菌，发酵5 天。下列有关叙述错误的是( )
A．乙醇既是醋酸发酵的底物，又可以抑制杂菌繁殖
B．酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖
C．酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中控制通气的情况不同
D．接入醋酸杆菌后，应适当升高发酵温度
答案 B
解析 当缺少糖源时，醋酸杆菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，同时乙醇还可以抑制
杂菌繁殖，A 正确；酵母菌一般以出芽的方式繁殖，醋酸杆菌以二分裂的方式进行增殖，B
错误；酵母菌发酵过程中先通气使其大量繁殖，再密闭发酵产乙醇；醋酸杆菌为好氧菌，需
持续通入无菌氧气，C 正确；酿酒酵母的最适生长温度约为28℃，多数醋酸杆菌的最适生
长温度为30～35 ℃，D 正确。
9．（2021·辽宁卷，9）被子植物的无融合生殖是指卵细胞、助细胞和珠心细胞等直接发育
成胚的现象。助细胞与卵细胞染色体组成相同，珠心细胞是植物的体细胞。下列有关某二倍
体被子植物无融合生殖的叙述，错误的是( )
A．由无融合生殖产生的植株有的是高度不育的
B．由卵细胞直接发育成完整个体体现了植物细胞的全能性
C．由助细胞无融合生殖产生的个体保持了亲本的全部遗传特性
D．由珠心细胞无融合生殖产生的植株体细胞中有两个染色体组
答案 C
解析 二倍体被子植物中卵细胞和助细胞不存在同源染色体，则它们直接发育成的植株是高
度不育的，A 正确；一个细胞(如卵细胞)直接发育成一个完整的个体，这体现了细胞的全能
性，B 正确；助细胞与卵细胞染色体组成相同，染色体数目减半，则由助细胞无融合生殖产
生的个体与亲本的遗传特性不完全相同，C 错误；珠心细胞是植物的体细胞，发育成的植物
为二倍体植株，体细胞中含有两个染色体组，D 正确。
10．（2021·辽宁卷，10）下图表示人体过敏反应发生的基本过程。下列有关叙述正确的是(
)
A．图中包含细胞免疫过程和体液免疫过程
B．细胞①和细胞②分别在骨髓和胸腺中成熟
C．细胞③和细胞④分别指浆细胞和记忆细胞
D．用药物抑制致敏细胞释放生物活性介质可缓解过敏症状
答案 D
解析 根据图中分泌的抗体可知，过敏反应参与的是体液免疫，A 错误；细胞①是T 细胞，
在胸腺中成熟，细胞②是B 细胞，在骨髓中成熟，B 错误；细胞③和细胞④分别是B 细胞分
化出的记忆B 细胞和浆细胞，C 错误；由图可知，致敏细胞释放生物活性介质导致过敏症状，
则用药物抑制致敏细胞释放生物活性介质可缓解过敏症状，D 正确。
11．（2021·辽宁卷，11）辽河流域是辽宁省重要的生态屏障和经济地带。为恢复辽河某段
“水体——河岸带”的生物群落，研究人员选择辽河流域常见的植物进行栽种。植物种类、
分布及叶片或茎的横切面见下图。下列有关叙述错误的是( )
注：右侧为对应植物叶片或茎的横切面示意图，空白处示气腔。
A．丙与丁的分布体现了群落的垂直结构
B．四种植物都有发达的气腔，利于根系的呼吸，体现出生物对环境的适应
C．不同位置上植物种类的选择，遵循了协调与平衡原理
D．生态恢复工程使该生态系统的营养结构更复杂，抵抗力稳定性增强
答案 A
解析 丙与丁的分布是由地形的起伏导致的，体现了群落的水平结构，A 错误。
12．（2021·辽宁卷，12）基因型为AaBb 的雄性果蝇，体内一个精原细胞进行有丝分裂时，
一对同源染色体在染色体复制后彼此配对，非姐妹染色单体进行了交换，结果如图所示。该
精原细胞此次有丝分裂产生的子细胞，均进入减数分裂，若此过程中未发生任何变异，则减
数第一次分裂产生的子细胞中，基因组成为AAbb 的细胞所占的比例是( )
A．1/2 B．1/4 C．1/8 D．1/16
答案 B
解析 由题图可知，该精原细胞有丝分裂产生的两个子细胞的基因型分别是AaBB、Aabb
或AaBb、AaBb，具体比例为AaBB∶Aabb∶AaBb＝1∶1∶2，所有子细胞均进行减数分裂，
进行减数分裂的子细胞中只有1/4Aabb 和2/4AaBb 精原细胞减数第一次分裂才能产生AAbb
的细胞，则概率为1/4×1/2＋2/4×1/4＝1/4，B 正确，A、C、D 错误。
13．（2021·辽宁卷，13）下图是利用体细胞核移植技术克隆优质奶牛的简易流程图，有关
叙述正确的是( )
A．后代丁的遗传性状由甲和丙的遗传物质共同决定
B．过程①需要提供95%空气和5%CO2的混合气体
C．过程②常使用显微操作去核法对受精卵进行处理
D．过程③将激活后的重组细胞培养至原肠胚后移植
答案 B
解析 后代丁的细胞核的遗传物质来自甲，细胞质的遗传物质来自乙，则丁的遗传性状由甲
和乙的遗传物质共同决定，A 错误；动物细胞培养中需要提供95%空气(保证细胞的有氧呼
吸)和5%CO2(维持培养液的pH)的混合气体，B 正确；过程②常使用显微操作去核法对卵母
细胞进行处理，C 错误；过程③将激活后的重组细胞培养至囊胚或桑葚胚后移植，D 错误。
14．（2021·辽宁卷，14）腈水合酶(N0)广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域，但不耐
高温。利用蛋白质工程技术在N0的α 和β 亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合
型腈水合酶(N1)。下列有关叙述错误的是( )
A．N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一
B．加入连接肽需要通过改造基因实现
C．获得N1的过程需要进行转录和翻译
D．检测N1的活性时先将N1与底物充分混合，再置于高温环境
答案 D
解析 在N0的α 和β 亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶(N1)，则
N1与N0氨基酸序列有所不同，这可能是影响其热稳定性的原因之一，A 正确；蛋白质工程
的作用对象是基因，即加入连接肽需要通过改造基因实现，B 正确；N1为蛋白质，蛋白质的
合成需要经过转录和翻译两个过程，C 正确；酶具有高效性，检测N1的活性需先将其置于
高温环境，再与底物充分混合，D 错误。
15．（2021·辽宁卷，15）辽宁省盘锦市的蛤蜊岗是由河流入海冲积而成的具有潮间带特征
的水下浅滩，也是我国北方地区滩涂贝类的重要产地之一，其中的底栖动物在物质循环和能
量流动中具有重要作用。科研人员利用样方法对底栖动物的物种丰富度进行了调查，结果表
明该地底栖动物主要包括滤食性的双壳类、碎屑食性的多毛类和肉食性的虾蟹类等。下列有
关叙述正确的是( )
A．本次调查的采样地点应选择底栖动物集中分布的区域
B．底栖动物中既有消费者，又有分解者
C．蛤蜊岗所有的底栖动物构成了一个生物群落
D．蛤蜊岗生物多样性的直接价值大于间接价值
答案 B
解析 采用样方法调查物种丰富度要做到随机取样，A 错误；底栖动物主要包括滤食性的双
壳类、碎屑食性的多毛类和肉食性的虾蟹类等，则底栖动物中既有消费者，又有分解者，B
正确；生物群落是该区域所有生物种群的集合，蛤蜊岗所有的底栖动物只是其中一部分生物，
不能构成一个生物群落，C 错误；蛤蜊岗生物多样性的间接价值大于直接价值，D 错误。
二、选择题：每小题有一个或多个选项符合题目要求。
16．（2021·辽宁卷，16）短期记忆与脑内海马区神经元的环状联系有关，如图表示相关结
构。信息在环路中循环运行，使神经元活动的时间延长。下列有关此过程的叙述错误的是(
)
A．兴奋在环路中的传递顺序是①→②→③→①
B．M 处的膜电位为外负内正时，膜外的Na＋浓度高于膜内
C．N 处突触前膜释放抑制性神经递质
D．神经递质与相应受体结合后，进入突触后膜内发挥作用
答案 ACD
解析 兴奋在神经元之间的传递方向为轴突到树突或轴突到细胞体，则图中兴奋在环路中的
传递顺序是①→②→③→②，A 错误；M 处无论处于静息电位还是动作电位，都是膜外的
Na＋浓度高于膜内，B 正确；信息在环路中循环运行，使神经元活动的时间延长，则N 处突
触前膜释放兴奋性神经递质，C 错误；神经递质与相应受体结合后发挥作用，不进入突触后
膜内，D 错误。
17．（2021·辽宁卷，17）脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA 分子。下图为
10－23 型脱氧核酶与靶RNA 结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤
核苷酸(图中R 所示)和一个配对的嘧啶核苷酸(图中Y 所示)之间，图中字母均代表由相应碱
基构成的核苷酸。下列有关叙述错误的是( )
A．脱氧核酶的作用过程受温度的影响
B．图中Y 与两个R 之间通过氢键相连
C．脱氧核酶与靶RNA 之间的碱基配对方式有两种
D．利用脱氧核酶切割mRNA 可以抑制基因的转录过程
答案 BCD
解析 脱氧核酶的化学本质是DNA，温度会影响脱氧核酶的结构，从而影响脱氧核酶的作
用，A 正确；图中Y 与同一条链上的R 之间通过磷酸二酯键相连，B 错误；脱氧核酶本质是
DNA，与靶RNA 之间的碱基配对方式有A－U、T－A、C－G、G－C 四种，C 错误；利用
脱氧核酶切割mRNA 可以抑制基因的翻译过程，D 错误。
18．（2021·辽宁卷，18）肝癌细胞中的M2 型丙酮酸激酶(PKM2)可通过微囊泡的形式分泌，
如下图所示。微囊泡被单核细胞摄取后，PKM2 进入单核细胞内既可催化细胞呼吸过程中丙
酮酸的生成，又可诱导单核细胞分化成为巨噬细胞。巨噬细胞分泌的各种细胞因子进一步促
进肝癌细胞的生长增殖和微囊泡的形成。下列有关叙述正确的是( )
A．微囊泡的形成依赖于细胞膜的流动性
B．单核细胞分化过程中进行了基因的选择性表达
C．PKM2 主要在单核细胞的线粒体基质中起催化作用
D．细胞因子促进肝癌细胞产生微囊泡属于正反馈调节
答案 ABD
解析 微囊泡是细胞膜包裹PKM2 形成的囊泡，该过程依赖于细胞膜的流动性，A 正确；分
化的实质为基因的选择性表达，B 正确；PKM2 可催化细胞呼吸过程中丙酮酸的生成，故主
要在单核细胞的细胞质基质中起催化作用，C 错误；由题图分析可知，细胞因子促进肝癌细
胞产生微囊泡属于正反馈调节，D 正确。
19．（2021·辽宁卷，19）灰鹤是大型迁徙鸟类，为国家Ⅱ级重点保护野生动物。研究者对
某自然保护区内越冬灰鹤进行了调查分析，发现灰鹤种群通常在同一地点集群夜宿，经调查，
该灰鹤种群数量为245 只，初次随亲鸟从繁殖地迁徙到越冬地的幼鹤为26 只。通过粪便分
析，发现越冬灰鹤以保护区内农田收割后遗留的玉米为最主要的食物。下列有关叙述正确的
是( )
A．统计保护区内灰鹤种群数量可以采用逐个计数法
B．可由上述调查数据计算出灰鹤种群当年的出生率
C．为保护灰鹤，保护区内应当禁止人类的生产活动
D．越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分
答案 AD
解析 灰鹤数量较少，个体较大，统计保护区内灰鹤种群数量可以采用逐个计数法，A 正确；
题干中信息只能说明初次随亲鸟从繁殖地迁徙到越冬地的幼鹤为26 只，不能说明新生个体
只有26 只，故不能计算出灰鹤种群当年的出生率，B 错误；越冬灰鹤以保护区内农田收割
后遗留的玉米为最主要的食物，则不能禁止人类的生产活动，应当合理安排人类的生产活动，
C 错误；粪便量属于上一营养级的能量，不属于其同化量的一部分，因此越冬灰鹤粪便中的
能量属于上一营养级同化量的一部分，D 正确。
20．（2021·辽宁卷，20）雌性小鼠在胚胎发育至4～6 天时，细胞中两条X 染色体会有一条
随机失活，经细胞分裂形成子细胞，子细胞中此条染色体仍是失活的。雄性小鼠不存在X
染色体失活现象。现有两只转荧光蛋白基因的小鼠，甲为发红色荧光的雄鼠(基因型为
XRY)，乙为发绿色荧光的雌鼠(基因型为XGX)。甲乙杂交产生F1，F1雌雄个体随机交配，产
生F2。若不发生突变，下列有关叙述正确的是( )
A．F1中发红色荧光的个体均为雌性
B．F1中同时发出红绿荧光的个体所占的比例为1/4
C．F1中只发红色荧光的个体，发光细胞在身体中分布情况相同
D．F2中只发一种荧光的个体出现的概率是11/16
答案 ABD
解析 雌性小鼠发育过程中一条X 染色体随机失活，雄性小鼠不存在这种现象，甲乙杂交
产生的F1的基因型是XRX、XY、XRXG、XGY，F1随机交配，雌配子产生的种类及比例是
XR∶XG∶X＝2∶1∶1，雄配子产生的种类及比例为X∶XG∶Y＝1∶1∶2。由分析可知，F1
中雄性个体的基因型是XGY 和XY，不存在红色荧光，即F1中发红色荧光的个体均为雌性，
A 正确；F1的基因型及比例为XRX∶XY∶XRXG∶XGY＝1∶1∶1∶1，则同时发出红绿荧光
的个体(XRXG)所占的比例为1/4，B 正确；F1中只发红色荧光的个体的基因型是XRX，由于
存在一条X 染色体随机失活，则发光细胞在身体中分布情况不相同，C 错误；F2中只发一种
荧光的个体包括XRX、XRY、XGX、XGY、XGXG，所占的比例为2/4×1/4＋2/4×2/4＋
1/4×1/4＋1/4×2/4＋1/4×1/4＋1/4×1/4＝11/16，D 正确。
三、非选择题
21．（2021·辽宁卷，21）甲状腺激素(TH)作用于体内几乎所有的细胞，能使靶细胞代谢速
率加快，氧气消耗量增加，产热量增加。下图为TH 分泌的调节途径示意图，回答下列问题：
(1)寒冷环境中，机体冷觉感受器兴奋，兴奋在神经纤维上以________________的形式传导，
进而引起下丘脑的________________兴奋，再经下丘脑—垂体—甲状腺轴的分级调节作用，
TH 分泌增加，TH 作用于某些靶细胞后，激活了线粒体膜上的相关蛋白质，导致有机物氧
化分解释放的能量无法转化成ATP 中的化学能。此时线粒体中发生的能量转化是
__________________________。
(2)当血液中的TH 浓度增高时，会__________________下丘脑和垂体的活动，使TH 含量维
持正常生理水平。该过程中，垂体分泌TSH 可受到TRH 和TH 的调节，其结构基础是垂体
细胞有__________________________。
(3)TH 对垂体的反馈调节主要有两种方式，一种是TH 进入垂体细胞内，抑制TSH 基因的表
达，从而________________；另一种方式是通过降低垂体细胞对TRH 的敏感性，从而
________________TRH 对垂体细胞的作用。
答案 (1)神经冲动(电信号、局部电流) 体温调节中枢 有机物中的化学能转化为热能 (2)
抑制 TRH 和TH 的特异性受体 (3)降低TSH 的合成 降低
解析 (1)寒冷刺激下，兴奋沿着传入神经到达下丘脑的体温调节中枢，使体温调节中枢兴
奋。正常情况下，有机物氧化分解释放的能量一部分以热能的形式散失，一部分合成ATP，
由于此时有机物氧化分解释放的能量无法转化成ATP 中的化学能，则能量转化方式为有机
物的化学能转化为热能。(2)当血液中的TH 浓度过高时会反过来抑制下丘脑和垂体的活动，
从而维持TH 含量的稳定，这体现了激素的反馈调节。由于垂体细胞含有TRH 和TH 激素的
特异性受体，则垂体分泌TSH 可受到TRH 和TH 的调节。
22．（2021·辽宁卷，22）早期地球大气中的O2浓度很低，到了大约3.5 亿年前，大气中O2
浓度显著增加，CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约390 μmol·mol－1，是限制植物
光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)是一种催化CO2固定的酶，
在低浓度CO2条件下，催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制，极大地提
高了Rubisco 所在局部空间位置的CO2浓度，促进了CO2的固定。回答下列问题：
(1)真核细胞叶绿体中，在Rubisco 的催化下，CO2被固定形成________________，进而被还
原生成糖类，此过程发生在________________中。
(2)海水中的无机碳主要以CO2和HCO 两种形式存在，水体中CO2浓度低、扩散速度慢，有
些藻类具有图1 所示的无机碳浓缩过程，图中HCO 浓度最高的场所是________________(填
“细胞外”“细胞质基质”或“叶绿体”)，可为图示过程提供ATP 的生理过程有
________________。
(3)某些植物还有另一种CO2浓缩机制，部分过程见图2。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸
羧化酶(PEPC)可将HCO 转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管
束鞘细胞释放CO2，提高了Rubisco 附近的CO2浓度。
①由这种CO2浓缩机制可以推测，PEPC 与无机碳的亲和力________(填“高于”“低于”或
“等于”)Rubisco。
②图2 所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是________________。图中由Pyr 转变为
PEP 的过程属于________________(填“吸能反应”或“放能反应”)。
③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用
________________技术。
(4)通过转基因技术或蛋白质工程技术，可能进一步提高植物光合作用的效率，以下研究思
路合理的有________。
A．改造植物的HCO 转运蛋白基因，增强HCO 的运输能力
B．改造植物的PEPC 基因，抑制OAA 的合成
C．改造植物的Rubisco 基因，增强CO2固定能力
D．将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物
答案 (1)三碳化合物 叶绿体基质 (2)叶绿体 呼吸作用和光合作用 (3)①高于
②NADPH 和ATP 吸能反应 ③同位素示踪 (4)AC
解析 (1)光合作用的暗反应中，CO2被固定形成三碳化合物，进而被还原生成糖类，此过程
发生在叶绿体基质中。(2)由题图1 可知，HCO 运输需要消耗ATP，说明HCO 离子是通过主
动运输的，主动运输一般是逆浓度运输，由此推断图中HCO 浓度最高的场所是叶绿体。该
过程中细胞质中需要的ATP 由呼吸作用提供，叶绿体中的ATP 由光合作用提供。(3)①PEPC
参与催化HCO＋PEP 过程，说明PEPC 与无机碳的亲和力高于Rubisco。②图2 所示的物质
中，可由光合作用光反应提供的是ATP 和NADPH，图中由Pyr 转变为PEP 的过程需要消耗
ATP，说明图中由Pyr 转变为PEP 的过程属于吸能反应。③若要通过实验验证某植物在上述
CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用同位素示踪技术。(4)改造植物的HCO
转运蛋白基因，增强HCO 的运输能力，可以提高植物光合作用的效率，A 符合题意；改造
植物的PEPC 基因，抑制OAA 的合成，不利于最终二氧化碳的生成，不能提高植物光合作
用的效率，B 不符合题意；改造植物的Rubisco 基因，增强CO2固定能力，可以提高植物光
合作用的效率，C 符合题意；将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物，不一定提
高植物光合作用的效率，D 不符合题意。
23．（2021·辽宁卷，23）生物入侵是当今世界面临的主要环境问题之一。入侵种一般具有
较强的适应能力、繁殖能力和扩散能力，而且在入侵地缺乏天敌，因而生长迅速，导致本地
物种衰退甚至消失。回答下列问题：
(1)入侵种爆发时，种群增长曲线往往呈“J”型，从环境因素考虑，其原因有
________________________________(至少答出两点)。入侵种的爆发通常会使入侵地的物种
多样性________，群落发生________演替。
(2)三裂叶豚草是辽宁省危害较大的外来入侵植物之一，某锈菌对三裂叶豚草表现为专一性
寄生，可使叶片出现锈斑，对其生长有抑制作用。为了验证该锈菌对三裂叶豚草的专一性寄
生，科研人员进行了侵染实验。
方法：在三裂叶豚草和多种植物的离体叶片上分别喷一定浓度的锈菌菌液，将叶片静置于适
宜条件下，观察和记录发病情况。
实验结果是：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)为了有效控制三裂叶豚草，科研人员开展了生物控制试验，样地中三裂叶豚草初始播种
量一致，部分试验结果见下表。
组别
三裂叶豚草生物量(kg·m－2)
第1 年
第2 年
第3 年
A：三裂叶豚草
8.07
12.24
12.24
B：三裂叶豚草＋锈菌
7.65
6.43
4.77
C：三裂叶豚草＋广聚萤叶
甲
8.10
12.43
12.78
D：三裂叶豚草＋野艾蒿
4.89
4.02
3.12
注：野艾蒿—植物，锈菌—真菌，广聚萤叶甲—昆虫。
分析表中数据可知，除锈菌外，可用于控制三裂叶豚草的生物是________________，判断依
据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)根据研究结果分析，在尚未被三裂叶豚草入侵但入侵风险较高的区域，可以采取的预防
措施是________________；在已经被三裂叶豚草入侵的区域，为取得更好的治理效果可以采
取的治理措施是________________。
答案 (1)食物充足、空间充裕、没有敌害等 降低 次生 (2)只有三裂叶豚草出现锈斑，
其他植物叶片正常生长 (3)野艾蒿 D 组的三裂叶豚草生物量明显低于对照组 (4)种植野
艾蒿 喷洒锈菌
解析 (1)在生存资源、空间充裕，气候适宜，没有敌害的理想条件下，种群数量无限增殖，
呈现“J”型增长。生物入侵会使当地物种的生存受到威胁，通常会降低入侵地的物种多样
性，使群落发生次生演替。(2)根据题干信息“某锈菌对三裂叶豚草表现为专一性寄生，可
使叶片出现锈斑”可知，在三裂叶豚草和多种植物的离体叶片上分别喷一定浓度的锈菌菌液，
适宜条件培养一段时间后，只有三裂叶豚草出现锈斑，其他植物叶片正常生长。(3)由表格
数据可知，D 组和B 组与对照组相比，都降低了三裂叶豚草生物量，由此可得除锈菌外，可
用于控制三裂叶豚草的生物是野艾蒿。(4)在被三裂叶豚草入侵前可进行生物预防，即种植
野艾蒿；当已经被三裂叶豚草入侵了，则需要进行喷洒锈菌及时治理。
24．（2021·辽宁卷，24）PHB2 蛋白具有抑制细胞增殖的作用。为初步探究某动物PHB2 蛋
白抑制人宫颈癌细胞增殖的原因，研究者从基因数据库中获取了该蛋白的基因编码序列(简
称phb2 基因)，大小为0.9 kb(1 kb＝1 000 碱基对)，利用大肠杆菌表达该蛋白。回答下列问
题：
(1)为获取phb2 基因，提取该动物肝脏组织的总RNA，再经________________过程得到
cDNA，将其作为PCR 反应的模板，并设计一对特异性引物来扩增目的基因。
(2)图1 为所用载体图谱示意图，图中限制酶的识别序列及切割位点见下表。为使phb2 基因
(该基因序列不含图1 中限制酶的识别序列)与载体正确连接，在扩增的phb2 基因两端分别引
入____________和______________两种不同限制酶的识别序列。经过这两种酶酶切的phb2
基因和载体进行连接时，可选用________________(填“E.coli DNA 连接酶”或“T4 DNA
连接酶”)。
相关限制酶的识别序列及切割位点
名称
识别序列及
切割位点
名称
识别序列及
切割位点
Hind Ⅲ
A↓AGCTT
TTCGA↑A
EcoR Ⅰ
G↓AATTC
CTTAA↑G
Pvit Ⅱ
CAG↓CTG
GTC↑GAC
Pst Ⅰ
CTGC↓AG
GA↑CGTC
Kpn Ⅰ
G↓GTACC
CCATG↑G
BamHⅠ
G↓GATCC
CCTAG↑G
注：箭头表示切割位点。
(3)转化前需用CaCl2处理大肠杆菌细胞，使其处于________________的生理状态，以提高转
化效率。
(4)将转化后的大肠杆菌接种在含氨苄青霉素的培养基上进行培养，随机挑取菌落(分别编号
为1、2、3、4)培养并提取质粒，用(2)中选用的两种限制酶进行酶切，酶切产物经电分离，
结果如图2，________________号菌落的质粒很可能是含目的基因的重组质粒。
注：M 为指示分子大小的标准参照物；小于0.2 kb 的DNA 分子条带未出现在图中。
(5)将纯化得到的PHB2 蛋白以一定浓度添加到人宫颈癌细胞培养液中，培养24 小时后，检
测处于细胞周期(示意图见图3)不同时期的细胞数量，统计结果如图4。分析该蛋白抑制人
宫颈癌细胞增殖可能的原因是将细胞阻滞在细胞周期的________(填“G1”“S”或
“G2/M”)期。
答案 (1)逆转录 (2)EcoR Ⅰ Pvit Ⅱ T4 DNA 连接酶 (3)感受态 (4)3 (5)G2/M
解析 (2)根据启动子和终止子的生理作用可知，目的基因应导入启动子和终止子之间。图
中看出，两者之间存在三种限制酶切点，但是由于Kpn Ⅰ在质粒上不止一个酶切位点，所
以应该选择EcoR Ⅰ和Pvit Ⅱ两种不同限制酶的识别序列；根据Pvit Ⅱ的酶切序列，切
出了平末端，所以构建基因表达载体时，应该用T4 DNA 连接酶连接质粒和目的基因。(3)
转化前用CaCl2处理大肠杆菌细胞，使其处于感受态的生理状态，以提高转化效率。(4)由于
这些菌落都可以生长在含有氨苄青霉素的培养基中，因此都含有质粒，重组质粒包含了目的
基因和质粒，如果用EcoR Ⅰ和Pvit Ⅱ两种酶切割重组质粒，电泳后将获得含有质粒和目
的基因两条条带，由于phb2 基因大小为0.9 kb，所以对应电泳图是菌落3。(5)比较图4 中
G1期和S 期细胞减少，而G2/M 期细胞数目明显增多，说明了G1期和S 期细胞可以进入G2
期，而G2期的细胞没有能够完成分裂进入G1期，因此PHB2 蛋白应该作用于G2/M 期。
25．（2021·辽宁卷，25）水稻为二倍体雌雄同株植物，花为两性花。现有四个水稻浅绿叶
突变体W、X、Y、Z，这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变(显性基因突变为隐性
基因)导致。回答下列问题：
(1)进行水稻杂交实验时，应首先除去________________未成熟花的全部________________，
并套上纸袋。若将W 与野生型纯合绿叶水稻杂交，F1自交，F2的表现型及比例为
________________________________。
(2)为判断这四个突变体所含的浅绿叶基因之间的位置关系，育种人员进行了杂交实验，杂
交组合及F1叶色见下表。
实验分组
母本
父本
F1叶色
第1 组
W
X
浅绿
第2 组
W
Y
绿
第3 组
W
Z
绿
第4 组
X
Y
绿
第5 组
X
Z
绿
第6 组
Y
Z
绿
实验结果表明，W 的浅绿叶基因与突变体________的浅绿叶基因属于非等位基因。为进一
步判断X、Y、Z 的浅绿叶基因是否在同一对染色体上，育种人员将第4、5、6 三组实验的
F1自交，观察并统计F2的表现型及比例。不考虑基因突变、染色体变异和互换，预测如下
两种情况将出现的结果：
①若突变体X、Y、Z 的浅绿叶基因均在同一对染色体上，结果为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②若突变体X、Y 的浅绿叶基因在同一对染色体上，Z 的浅绿叶基因在另外一对染色体上，
结果为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)叶绿素a 加氧酶的功能是催化叶绿素a 转化为叶绿素b。研究发现，突变体W 的叶绿素a
加氧酶基因OsCAO1 某位点发生碱基对的替换，造成mRNA 上对应位点碱基发生改变，导
致翻译出的肽链变短。据此推测，与正常基因转录出的mRNA 相比，突变基因转录出的
mRNA 中可能发生的变化是
________________________________________________________________________。
答案 (1)母本 雄蕊 绿叶∶浅绿叶＝3∶1 (2)Y、Z ①三组均为绿叶∶浅绿叶＝1∶1
②第4 组绿叶∶浅绿叶＝1∶1；第5 组和第6 组绿叶∶浅绿叶＝9∶7 (3)终止密码提前出现
解析 (1)水稻为雌雄同株两性花，利用水稻进行杂交时，应先除去母本未成熟花的全部雄
蕊(防止自花受粉)，并套袋，防止外来花粉干扰。若将浅绿叶W(隐性纯合)与野生型纯合绿
叶水稻杂交，F1为杂合子，自交后代F2的表现型及比例为绿叶∶浅绿叶＝3∶1。(2)分析表
格：W、X、Y、Z 均为单基因隐性突变形成的浅绿叶突变体，第1 组W、X 杂交，F1仍为
浅绿叶，说明W 和X 为相同隐性基因控制；第2 组W、Y 杂交，第3 组W、Z 杂交，F1均
表现绿叶，说明W 的浅绿叶基因与Y、Z 不是同一基因，即属于非等位基因。设W(X)的浅
绿叶基因为a，Y 的浅绿叶基因为b，Z 的浅绿叶基因为c，当任何一对隐性基因纯合时就表
现为浅绿叶。①若突变体X、Y、Z 的浅绿叶基因均在同一对染色体上，则第4 组为
X(aaBBCC)×Y(AAbbCC)，F1基因型为AaBbCC，F1产生的配子为aBC、AbC，自交后代F2
为1aaBBCC(浅绿叶)、1AAbbCC(浅绿叶)、2AaBbCC(绿叶)，即绿叶∶浅绿叶＝1∶1；同理
第5 组和第6 组的结果也是绿叶∶浅绿叶＝1∶1。②若突变体X、Y 的浅绿叶基因在同一对
染色体上，Z 的浅绿叶基因在另外一对染色体上，则第4 组为X(aaBBCC)×Y(AAbbCC)，
结果与上一小问X、Y、Z 的浅绿叶基因均在同一对染色体上时相同，即绿叶∶浅绿叶＝
1∶1；第5 组为X(aaBBCC)×Z(AABBcc)，F1基因型为AaBBCc，F1产生配子时，A、a 和
C、c 可以进行自由组合，产生4 种配子，自交后代F2符合9∶3∶3∶1，由于任何一对隐性
基因纯合时就表现为浅绿叶，则F2的表现型为绿叶∶浅绿叶＝9∶7；第6 组为
Y(AAbbCC)×Z(AABBcc)，F1基因型为AABbCc，F1产生配子时，B、b 和C、c 可以进行自
由组合，F2结果与第5 组相同，即绿叶∶浅绿叶＝9∶7。(3)分析题意可知，OsCAO1 基因某
位点发生碱基对的替换，造成mRNA 上对应位点碱基发生改变，有可能使终止密码提前出
现，导致翻译出的肽链变短。
