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浙江省杭州市学军中学2024届高三下学期三模生物试题（Word版附解析）
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这是一份浙江省杭州市学军中学2024届高三下学期三模生物试题（Word版附解析），文件包含2024届浙江省杭州市学军中学高三适应性训练生物试题Word版含解析docx、2024届浙江省杭州市学军中学高三适应性训练生物试题Word版无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共46页， 欢迎下载使用。
1. PET-CT是一种使用示踪剂的影像学检查方法。所用示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质改造而来，进入细胞后不易被代谢，可以反映细胞摄取能源物质的量。由此可知，这种示踪剂是一种改造过的（ ）
A. 维生素B. 葡萄糖C. 氨基酸D. 核苷酸
【答案】B
【解析】
【分析】糖类一般由C、H、O三种元素组成，分为单糖、二糖和多糖，是主要的能源物质。常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。
【详解】分析题意可知，该示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质改造而来，应是糖类，且又知该物质进入细胞后不易被代谢，可以反映细胞摄取能源物质的量，则该物质应是被称为“生命的燃料”的葡萄糖。B符合题意。
故选B。
2. 下列关于细胞生命历程的叙述错误的是（ ）
A. 细胞分裂和凋亡共同维持多细胞生物体的细胞数量
B. 端粒会随细胞增殖次数的增加而延长
C. 细胞自噬降解细胞内自身物质，维持细胞内环境稳态
D. DNA甲基化抑制抑癌基因的表达可诱发细胞癌变
【答案】B
【解析】
【分析】细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制。
端粒学说：每条染色体两端都有一段特殊序列的DNA，称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截，随分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸，端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤，导致细胞衰老。
癌细胞的特征：具有无限增殖的能力；细胞形态发生显著变化；细胞表面发生改变，细胞膜上的糖蛋白等物质减少。细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变，其中原癌基因负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过程，抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
【详解】A、细胞分裂可以增加细胞数目，细胞凋亡会减少细胞数目，所以细胞分裂和凋亡共同维持多细胞生物体的细胞数量，A正确；
B、端粒会随细胞增殖次数的增加而缩短，B错误；
C、通过细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器以及感染的微生物和毒素，维持细胞内环境稳态，C正确；
D、抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖，抑癌基因的突变或甲基化可能诱发细胞癌变，D正确。
故选B。
3. 为了研究和保护我国东北地区某自然保护区内的野生哺乳动物资源，研究人员采用红外触发相机自动拍摄技术获得了该保护区内某些野生哺乳动物资源的相应数据，为生态学研究提供了相关依据。下列叙述错误的是（ ）
A. 通过对数据的分析和处理，可以了解保护区内大型野生哺乳动物的物种丰富度
B. 与标记重捕法相比，采用该技术进行调查对野生哺乳动物的生活干扰相对较小
C. 采用红外触发相机拍摄技术可调查生活在该自然保护区内东北豹的种群密度
D. 该技术能调查保护区内东北豹种群中成年个体数量，不能调查幼年个体数量
【答案】D
【解析】
【分析】1、样方法--估算种群密度最常用的方法之一（1）概念：在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方法种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。（2）适用范围：植物种群密度，昆虫卵的密度，蚜虫、跳蝻的密度等。
2、标记重捕法（1）前提条件：标志个体与未标志个体重捕的概率相等。调查期内没有新的出生和死亡，无迁入和迁出。（2）适用范围：活动能力强和范围大的动物，如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等动物。
【详解】A、红外触发相机监测野生动物方法是一种新型调查手段，特别适用于对活动隐秘的大中型、珍稀兽类、鸟类的记录。通过对数据的分析和处理，可以了解保护区内大型野生哺乳动物的物种数目的多少，即物种丰富度，A正确；
B、标记重捕法需要捕捉动物并标记，后再次捕捉，故与标记重捕法相比，采用该技术进行调查对野生哺乳动物的生活干扰相对较小， B正确；
C、采用红外触发相机拍摄技术可得保护区内东北豹种群数量和分布情况，即可调查生活在该自然保护区内东北豹的种群密度 ，C正确；
D、该技术能调查保护区内东北豹种群中各年龄段的个体数量，D错误。
故选D。
4. 中枢神经系统对维持人体内环境的稳态具有重要作用。下列关于人体中枢的叙述，正确的是（ ）
A. 大脑皮层上的运动区位于左右半球的中央后回
B. 小脑是许多重要生命活动中枢，如呼吸中枢
C. 人体水盐平衡调节过程中，下丘脑既是感受器，也是神经中枢
D. 人体脊髓完整而脑部受到损伤时，不能完成膝跳反射
【答案】C
【解析】
【分析】各级中枢的分布与功能：
①大脑：大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢，是高级神经活动的结构基础。其上有语言、听觉、视觉、运动等高级中枢；
②小脑：有维持身体平衡的中枢；
③脑干：有许多重要的生命活动中枢，如心血管中枢、呼吸中枢等；
④下丘脑：有体温调节中枢、渗透压感受器（水平衡中枢）、血糖平衡调节中枢，是调节内分泌活动的总枢纽；
⑤脊髓：调节躯体运动的低级中枢。
【详解】A、大脑皮层上的运动区位于左右半球的中央前回，A错误；
B、脑干是许多重要生命活动中枢，如呼吸中枢，B错误；
C、人体水盐平衡调节过程中，下丘脑的渗透压感受器能感受细胞外液渗透压的变化，又能产生兴奋传至大脑皮层产生渴觉，因此下丘脑既是感受器，也是神经中枢，C 正确；
D、膝跳反射属于非条件反射，神经中枢位于脊髓，因此人体脊髓完整而脑部受到损伤时仍能完成膝跳反射，D错误
故选C。
5. 我国学者首次揭示了夜间光照影响血糖代谢的机制。健康受试者于夜间分别在某波长光照和黑暗条件下口服等量葡萄糖，然后在不同时间检测血糖水平（图1）。夜间光照影响血糖代谢的过程如图2所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 在夜间光照条件下，受试者血糖代谢的调节方式是神经调节
B. 与夜间黑暗条件相比，光照条件下受试者利用葡萄糖的速率下降
C. 若受试者棕色脂肪组织的代谢被抑制，则图1两条曲线趋于重叠
D. 长期熬夜的不良生活方式可增加患糖代谢相关疾病的风险
【答案】A
【解析】
【分析】1、分析图1曲线可知，光照和黑暗条件下口服等量葡萄糖，30分钟后两者出现差别，光照下血糖浓度高于黑暗条件下血糖浓度。
2、根据图2可知：光调节葡萄糖代谢的机制：光可通过神经调节的方式影向糖代谢，其信号传导途径是：光→视网膜感光细胞→传入神经→下丘脑和延髓箭头交感神经→棕色脂肪细胞，葡萄糖利用减少，导致血糖上升。
【详解】A、血糖代谢的调节除了如图2所示的神经调节之外，还存在胰岛素、胰高血糖素等激素调节，A错误；
B、由图1可知，光照和黑暗条件下口服等量葡萄糖，光照下血糖浓度高于黑暗条件下血糖浓度，说明与夜间黑暗条件，光照条件下受试者利用葡萄糖的速率下降，B正确；
C、光照通过反射弧使交感神经作用于棕色脂肪细胞利用葡萄糖减少，若棕色脂肪组织的代谢被抑制，则黑暗条件下葡萄糖的利用也会减少，即图1两条曲线趋于重叠，C正确；
D、光可通过神经调节的方式影向糖代谢，其信号传导途径是：光→视网膜感光细胞→传入神经→下丘脑和延髓箭头交感神经→棕色脂肪细胞，葡萄糖利用减少，导致血糖上升，故长期熬夜的不良生活方式可增加患糖代谢相关疾病的风险，D正确。
故选A。
阅读下列材料，完成下面小题。
为提高转基因抗虫棉的抗虫持久性，可采取如下措施：
①基因策略：包括提高杀虫基因的表达量、向棉花中转入多种杀虫基因等。例如，早期种植的抗虫棉只转入了一种Bt毒蛋白基因，抗虫机制比较单一；现在经常将两种或两种以上Bt基同时转入棉花。
②田间策略：主要是为棉铃虫提供庇护所。例如我国新疆棉区，在转基因棉田周围种植一定面积的非转基因棉花，为棉铃虫提供专门的庇护所：长江、黄河流域棉区多采用将转基因抗虫棉与高粱和玉米等其他棉铃虫寄主作物混作的方式，为棉铃虫提供天然的庇护所。
③国家宏观调控政策：如实施分区种植管理等。
6. 关于上述基因策略，下列叙述错误的是（ ）
A. 提高Bt基因表达量，可降低抗虫棉种植区的棉铃虫种群密度
B. 转入棉花植株的两种Bt基因的遗传不一定遵循基因的自由组合定律
C. 若两种Bt基因插入同一个T-DNA并转入棉花植株，则两种基因互为等位基因
D. 转入多种Bt基因能提高抗虫持久性，是因为棉铃虫基因突变频率低且不定向
7. 关于上述田间策略，下列叙述错误的是（ ）
A. 转基因棉田周围种植非抗虫棉，可降低棉铃虫抗性基因的突变率
B. 混作提高抗虫棉的抗虫持久性，体现了物种多样性的重要价值
C. 为棉铃虫提供庇护所，可使敏感棉铃虫在种群中维持一定比例
D. 棉铃虫提供庇护所，可使棉铃虫种群抗性基因频率增速放缓
【答案】6. C 7. A
【解析】
【分析】1、自由组合定律的实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2、生物多样性的价值：（1）直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等使用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。（2）间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能）。（3）潜在价值：目前人类不清楚的价值。
3、根据题意：混作可以使对毒蛋白敏感的个体存活，由于敏感型个体和抗性个体之间存在种内斗争等因素，因此可以降低抗性个体的数量，从而提高抗虫棉的抗虫持久性。
【6题详解】
A、提高Bt基因表达量，使抗虫蛋白含量增加，可以使更多的棉铃虫被淘汰，所以可以降低棉铃虫的种群密度，A正确；
B、如果两种Bt基因都转入一条染色体上，则其遗传不遵循自由组合定律，B正确；
C、如果两种Bt基因插入同一个T-DNA并转入棉花植株，两个基因位于一条染色体上，不是等位基因，等位基因位于一对同源染色体上，C错误；
D、由于棉铃虫基因突变频率低且不定向，转入多种Bt基因可以降低棉铃虫抗Bt毒蛋白的能力，从而提高抗虫持久性，D正确。
故选C。
【7题详解】
A、基因突变可以自发发生，且具有不定向性，突变频率与环境没有直接关系，所以在转基因棉田周围种植非抗虫棉，不能降低棉铃虫抗性基因的突变率，A错误；
B、采用将转基因抗虫棉与高粱和玉米等其他棉铃虫寄主作物混作，可以使敏感型个体存活，同时具有抗毒蛋白的棉铃虫生存空间变小，提高了抗虫棉的抗虫持久性，保护了环境，同时也具有经济价值，所以体现了物种多样性的直接和间接价值，B正确。
C、在转基因棉田周围种植一定面积的非转基因棉花，为棉铃虫提供庇护所，使敏感型的个体可以生存，种群中维持一定比例，C正确；
D、混作使具有抗毒蛋白和敏感型个体都得以生存，由于二者之间存在种内斗争，因此使棉铃虫种群抗性基因频率增速放缓，D正确。
故选A。
8. 如图表示双抗体夹心法，该方法是医学上常用的定量检测抗原的方法，利用细胞工程技术制备的单克隆抗体能增强该过程的有效性，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 该方法与只使用单克隆抗体相比，能增加可识别抗原的种类
B. 固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合，这是由于两者结构相同
C. 加入酶标抗体的目的是通过测定酶反应产物量来判断待测抗原量
D. 将相关抗原注射到小鼠体内，可从小鼠脾中获得所需的单克隆抗体
【答案】C
【解析】
【分析】据图分析，固相抗体和抗原特异性结合，再与酶标抗体结构，催化特定底物形成检测产物。
【详解】A、抗原与抗体的结合具有特异性，该方法与只使用单克隆抗体相比，未增加识别抗原的种类，A错误；
B、分析上图可知，固相抗体和酶标抗体分别与抗原结合部位不同，说明两者结构不同，B错误；
C 、加入酶标抗体的目的是通过酶的催化作用，检测底物含量，可通过酶反应产物量来测定待测抗原量，C正确；
D、将相关抗原注射到小鼠体内，可从小鼠脾脏中获得能产生相应抗体的B淋巴细胞，不能直接得到单克隆抗体，D错误。
故选C。
9. 某同学拟用限制酶（酶1、酶2、酶3和酶4）、DNA连接酶为工具，将目的基因（两端含相应限制酶的识别序列和切割位点）和质粒进行切割、连接，以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。
下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是（ ）
A. 质粒和目的基因都用酶3切割，用E. cli DNA连接酶连接
B. 质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4 DNA连接酶连接
C. 质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4 DNA连接酶连接
D. 质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E. cli DNA连接酶连接
【答案】C
【解析】
【分析】DNA连接酶：
（1）根据酶的来源不同分为两类：E.cliDNA连接酶、T4DNA连接酶。这二者都能连接黏性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低。
（2）DNA连接酶连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
【详解】A、酶3切割后得到的是平末端，应该用T4 DNA连接酶连接，A错误；
B、质粒用酶3切割后得到平末端，目的基因用酶1切割后得到的是黏性末端，二者不能连接，B错误；
C、质粒和目的基因都用酶1和酶2切割后得到黏性末端，用T4 DNA连接酶连接后，还能保证目的基因在质粒上的连接方向，此重组表达载体的构建方案最合理且高效，C正确；
D、若用酶2和酶4切割质粒和目的基因，会破坏质粒上的抗生素抗性基因，连接形成的基因表达载体缺少标记基因，无法进行后续的筛选，D错误。
故选C。
10. 噬菌体ΦX174遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。
下列有关叙述正确的是（ ）
A. D基因包含456个碱基，编码152个氨基酸
B. E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5'-GCGTAC-3
C. 噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸
D. E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同
【答案】B
【解析】
【分析】图示重叠基因的起始和终止位点不同，对应的氨基酸序列不同；DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸；DNA分子的两条链是反向平行的规则的双螺旋结构。
【详解】A、根据图示信息，D基因编码152个氨基酸，但D基因上包含终止密码子对应序列，故应包含459个碱基，A错误；
B、分析图示信息，E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列5′-GTACGC-3′，根据DNA分子两条链反向平行，其互补DNA序列是5′-GCGTAC-3′，B正确；
C、DNA的基本单位是脱氧核糖核酸，噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸，C错误；
D、E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，但重叠序列编码的氨基酸序列不相同，D错误。
故选B。
11. C品系果蝇仅在X染色体上存在D基因， 使其具有棒眼性状， 果蝇中D 基因纯合会致死。用X射线照射大量雄果蝇， 为检测照射后的这批雄果蝇X染色体是否发生突变， 使它们与C品系雌蝇交配。选择F1中若干棒眼雌蝇与正常雄蝇杂交， 统计发现F2中雌蝇与雄蝇之比约为3：1.下列有关杂交实验的分析，不正确的是（ ）
A. 雄果蝇均不携带D基因
B. 在 X射线这种物理因素作用下可损伤果蝇细胞内的 DNA
C. 上述杂交实验的F₁中棒眼果蝇占 1/2
D. X射线可能引发部分雄果蝇X染色体上出现隐性纯合致死基因
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意可知，C品系果蝇仅在X染色体上存在 D基因，使其具有棒眼性状，果蝇中D基因纯合会致死，用X射线照射大量雄果蝇，为检测照射后的这批雄果蝇X染色体是否发生突变，使它们与C品系雌蝇交配。选择F1中若干棒眼雌蝇常雄蝇杂交，统计发现F2中雌蝇与雄蝇之比约为3:1。
【详解】A、雄果蝇的基因型为XDY，是纯合子，因此会致死，在雄果蝇中没有XDY基因型，A正确；
B、X射线会导致基因突变，其原理是细胞内的DNA损伤，B正确；
C、上述杂交实验中，亲本雌果蝇的基因型是 XDXd，雄果蝇的基因型是XdY，因此杂交后代中基因型为XDXd、XdXd和XdY，比例为1: 1:1，棒眼果蝇的比例占1/3，C错误；
D、正常情况下，F1棒眼雌果蝇与雄果蝇杂交后代中雌雄比例如上为2:1，若子代中出现雌雄比例为3:1，则可能是X射线引起部分雄果蝇X染色体上的基因突变为致死基因，传递给F1雌果蝇，F1雌果蝇再与正常雄果蝇杂交后代中 XDY基因型致死外还有其他基因型的致死，导致雌雄比例为3:1，D正确。
故选C。
12. 60C辐射可使部分花粉活力降低， 通过受精过程可诱导卵细胞发育成单倍体幼胚。科研人员利用此原理， 通过下图所示操作培养西葫芦优良品种。
下列相关叙述不正确的是（ ）
A. 雌花套袋的目的是防止外来花粉的干扰
B. 经②得到的部分幼苗体细胞染色体数目可能与④获得的品种相同
C. ④处理可在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成
D. ③应挑选幼苗中叶片大、茎秆粗壮的个体即为单倍体
【答案】D
【解析】
【分析】结合图解和题意分析，将采集的雄蕊进行60C辐射处理，目的是诱导花药母细胞内发生基因突变或染色体变异，使其产生活力极低的花粉而无法完成正常受精，用这样的花粉涂抹在雌蕊柱头，诱导其受精过程（事实因花粉活力低而无法真正完成受精），目的是促进雌蕊中卵细胞（染色体数目只有体细胞的一半：20条）发育为幼胚，取出幼胚离体培养即可得到单倍体植株。由于突变的花粉可能只是一部分，所以在离体培养的幼胚发育得到的植株中有些并不是卵细胞发育而来的单倍体植株，所以最后还需要进行对培育植株进行形态上的筛选，一般是根据单倍体植株长得弱小且高度不育的特点进行选择。
【详解】A、雌花套袋的目的是防止外来花粉落在雌蕊的柱状上完成受精而影响实验的结果，A正确；
B、②是体细胞发育成幼苗，幼苗体细胞染色体数目与体细胞相同，④是用秋水仙素来处理单倍体幼苗，使染色体数目加倍，与体细胞相同，B正确；
C、④是用秋水仙素来处理单倍体幼苗，在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，C正确；
D、由于突变的花粉可能只是一部分，所以在离体培养的幼胚发育得到的植株中有些并不是卵细胞发育而来的单倍体植株，所以最后还需要进行对培育植株进行形态上的筛选，一般是根据单倍体植株长得弱小且高度不育的特点进行选择，D错误。
故选D。
13. 分别用不同浓度芸苔素（一种植物生长调节剂）和赤霉素处理杜仲叶片，然后测定叶片中的有效成分桃叶珊瑚苷含量，结果如下图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 实验中生长调节剂的浓度范围可以通过预实验确定
B. 设置对照组是为了排除内源激素对实验结果的影响
C. 与对照组相比，赤霉素在500mg·L-1时起抑制作用
D. 与用赤霉素处理相比，杜仲叶片对芸苔素更敏感
【答案】C
【解析】
【分析】该实验的自变量是植物生长调节剂的不同以及不同的浓度，因变量是桃叶珊瑚苷含量，根据实验结果分析，赤霉素核芸苔素都可以增加桃叶珊瑚苷含量。
【详解】A、预实验可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性，本实验中生长调节剂的浓度范围可以通过预实验确定，A正确；
B、设置对照组是为了排除内源激素对实验结果的影响，将实验组的结果与对照组比较，产生的影响是外源物质的作用，B正确；
C、与对照组相比，赤霉素在500mg·L-1时，叶片中的有效成分桃叶珊瑚苷含量更多，故赤霉素在500mg·L-1时起促进作用，只是促进效果小于浓度为100mg·L-1和300mg·L-1时，C错误；
D、芸苔素的浓度远低于赤霉素的浓度，而促进效果非常明显，说明杜仲叶片对芸苔素更敏感，D正确。
故选C。
14. 我国长江口水域生态系统能量流动简图如下，图中数字为能量数值，单位t/（km2·a），据图判断以下分析正确的是（ ）
A. 此生态系统中生产者固定的总能量为911.6t/（km2·a）
B. 第三营养级输出的60.77t/（km2·a）能量中包含有第三营养级生物粪便中的能量
C. 第三营养级到第四营养级的能量传递效率约为9.6%
D. 长江口水域生态系统已达到相对稳定状态
【答案】C
【解析】
【分析】生态系统中的能量流动：（1）概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。（2）过程：某一营养级的同化量=呼吸作用中以热能形式散失的能量+用于自身生长、发育、繁殖的能量=摄入量-粪便量。（3）特点：单向流动、逐级递减。
【详解】A、生产者固定的总能量包括呼吸作用中以热能形式散失的能量、流向分解者的能量和流向下一营养级的能量，911.6t/（km2·a）指生产者流向下一营养级的能量，而非生产者固定的总能量，A错误；
B、第三营养级生物粪便中的能量属于第二营养级生物的同化量，而不属于第三营养级输出的60.77t/（km2·a）能量，B错误；
C、第三营养级到第四营养级的能量传递效率=18.76/195.07×100%≈9.6%，C正确；
D、由于该生态系统的总生产量与总呼吸量的比值大于 1，说明该生态系统能量的输入大于散失，长江口水域生态系统向资源积累的方向发展，生态系统尚未发育成 熟，未达到相对稳定状态，D错误。
故选C。
15. 某二倍体动物种群有100个个体，其常染色体上某基因有A1、A2、A3三个等位基因。对这些个体的基因AA2、A3进行PCR扩增，凝胶电泳及统计结果如图所示。该种群中A3的基因频率是（ ）
A. 52%B. 27%C. 32%D. 2%
【答案】B
【解析】
【分析】基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。群体中某一特定基因的频率可以从基因型频率来推算。
【详解】据图可知，该动物种群中基因型为A3A3的有2个，A2A2的有8个，A1A1的有9个，A1A3的有15个，A1A2的有31个，A2A3的有35个，A3的基因数为2×2+15+35=54，则种群中A3的基因频率为54÷200×100%=27%，B正确、ACD错误。
故选B。
16. 某小组以拟南芥原生质体为材料，研究了生长素（IAA）、组蛋白乙酰化及R基因对原生质体形成愈伤组织的影响。野生型（WT）和R基因突变型（rr）的原生质体分别经下表不同条件培养相同时间后，检测培养材料中R基因表达量，并统计愈伤组织形成率，结果如图所示。据此推断，下列叙述正确的是（ ）
A. 组蛋白乙酰化有利于WT原生质体形成愈伤组织
B. R基因通过促进IAA的合成提高愈伤组织形成率
C. 组蛋白乙酰化通过改变DNA碱基序列影响R基因表达量
D. 若用IAA合成抑制剂处理WT原生质体，愈伤组织形成率将升高
【答案】A
【解析】
【分析】离体的植物组织或细胞，在培养一段时间后，会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植株。
【详解】A、①和③进行对比可以看出R基因表达量高，愈伤组织形成率高，①和⑤对比，使用组蛋白乙酰化抑制剂之后，R基因的表达量下降，愈伤组织的形成率也会降低，因此推测组蛋白乙酰化有利于WT原生质体形成愈伤组织，A正确；
B、图中数据无法得出R基因是通过促进IAA的合成提高愈伤组织形成率，B错误；
C、图中的数据没有关于DNA碱基序列的测定，因此无法推测组蛋白乙酰化通过改变DNA碱基序列影响R基因表达量，C错误；
D、①和②对比可以看出IAA能够促进愈伤组织的形成，因此若用IAA合成抑制剂处理WT原生质体，愈伤组织形成率将降低，D错误。
故选A。
17. 水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是（ ）
A. 正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质
B. 检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成
C. 转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足
D. 转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
【答案】B
【解析】
【分析】无氧呼吸全过程：（1）第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。（2）第二阶段：在细胞质基质中，丙酮酸分解为二氧化碳和酒精或乳酸。
【详解】A、玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，说明细胞质基质内H+转运至液泡需要消耗能量，为主动运输，逆浓度梯度，液泡中H+浓度高，正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质，A错误；
B 、玉米根部短时间水淹，根部氧气含量少，部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO2，检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成，B正确；
C、转换为丙酮酸产酒精途径时，无ATP的产生，C错误；
D、丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]含量相同，D错误。
故选B。
18. 蜜蜂由蜂王、雄蜂和工蜂组成，其中蜂王和工蜂是二倍体（2n=32），由受精卵发育而来，雄蜂是单倍体（n=16），由未受精卵细胞发育而来的。某雌蜂基因型为AaBb，其卵巢内两个细胞的部分染色体及基因分布如图所示（不考虑再发生其他变异）。下列叙述正确的是（ ）
A. 蜜蜂的性别是由XY染色体决定，因此甲细胞中有4条X染色体
B. 甲乙细胞中②染色体上出现a基因的原因可能为交叉互换
C. 乙细胞为次级卵母细胞，子细胞有可能发育成两种不同基因型的雄蜂
D. 乙细胞形成的过程中可能发生了基因突变、基因重组和染色体片段重复
【答案】D
【解析】
【分析】分析题图：图甲细胞含有同源染色体，且着丝点分裂，处于有丝分裂后期;图乙细胞不含有同源染色体，且着丝点分裂，处于减数第二次分裂后期。
【详解】A、蜜蜂是由染色体组数决定性别，没有性染色体，A错误；
B、甲图细胞由于进行的是有丝分裂，不会发生交叉互换，所以②染色体上出现a基因的原因只能是基因突变，乙细胞为减数第二次分裂后期，②染色体上出现a基因的原因可能基因突变也可能是交叉互换，B错误；
C、乙图细胞没有同源染色体，且着丝点分裂，染色单体分开，所以处于减数第二次分裂后期，细胞质均等分裂可判断为第一极体，故其子细胞为两个第二极体，不会发育为雄蜂，C错误；
D、乙细胞形成的过程中可能发生了基因突变、基因重组，也可能是形成乙细胞的过程中染色体片段断裂后发生错误连接从而导致染色体片段重复，D正确。
故选D。
19. 研究表明，正常女性细胞核内两条X染色体中的一条会随机失活，浓缩形成染色较深的巴氏小体。肾上腺脑白质营养不良（ALD）是伴X染色体隐性遗传病（致病基因用a表示），女性杂合子中有5%的个体会患病，图1为某患者家族遗传系谱图。利用图中四位女性细胞中与此病有关的基因片段经能识别特定碱基序列的酶进行切割（如图2），产物的电泳结果如图3所示。相关叙述正确的是（ ）
A. 患病的女性杂合子细胞内存在巴氏小体，正常女性细胞内不存在巴氏小体
B. a基因比A基因多一个酶切位点是因为发生了碱基对的增添或缺失
C. 若II-1和一个基因型与Ⅱ-4相同的女性婚配，后代患ALD的概率为5%
D. a基因酶切后产物的电泳结果对应217bp、93bp、118bp三条带
【答案】D
【解析】
【分析】1、分析电泳结果图：正常基因含一个限制酶切位点，因此正常基因酶切后只能形成两种长度的DNA片段；突变基因增加了一个酶切位点，则突变基因酶切后可形成3种长度的DNA片段。结合电泳图可知，Ⅱ-4电泳的两条条带应为正常基因A酶切后的条带，长度为310bp和118bp的两种DNA片段，a基因新增了一个酶切位点后应该得到三个DNA片段，对照Ⅱ-4电泳的条带可以判断另外的两个条带长度分别为217bp和93bp，长度之和为310bp，故基因突变a酶切后可形成长度为217bp、118bp和93bp的三种DNA片段。
2、由题干信息可知，肾上腺脑白质营养不良（ALD）是伴X染色体隐性遗传病。由图2推测可知Ⅱ-4基因型为XAXA。Ⅰ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3号都含有与Ⅱ-4号相同的条带，故都含有A基因，其它条带是a基因被切割产生的，故Ⅰ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3基因型均为XAXa。
【详解】A、肾上腺脑白质营养不良（ALD）是伴X染色体隐性遗传病（致病基因用a表示），正常女性细胞核内两条X染色体中的一条会随机失活，浓缩形成染色较深的巴氏小体，所以杂合子患者和正常女性都可能有巴氏小体，A错误；
B、a基因新增了一个酶切位点后应该得到三个DNA片段，对照Ⅱ-4可以判断另外的两个条带长度分别为217bp和93bp，长度之和为310bp，与A基因酶切的片段之一310bp长度相同，故新增的酶切位点位于310bpDNA片段中，也说明a基因多一个酶切位点是因为发生了碱基的替换，DNA中碱基总数没变，B错误；
C、Ⅱ-1基因型为XaY，和一个与Ⅱ-4基因型（XAXA）相同的女性婚配，后代女儿基因型为XAXa，儿子基因型为XAY，可知所生男孩均不含致病基因，都正常，所生女孩均为杂合子，由于女性杂合子中有5%的个体会患病，因此后代患ALD的概率为1/2×5%=2.5%，C错误；
D、a基因新增了一个酶切位点后应该得到三个DNA片段，分别是217bp、93bp和118bp，D正确。
故选D。
二、填空题（5小题，共60分）
20. 蔬菜生产中，农药、化肥、土壤微生物的活动等均可产生NO。为研究NO对植物光合作用的影响，研究者以番茄为材料进行了系列实验。
（1）NO以S-亚硝基谷胱甘肽（GSNO）的形式在植物体内储存和运输。用GSNO处理番茄后，检测叶片光合色素含量与净光合速率，结果如图。
①光合作用中，位于叶绿体________上的光合色素吸收的光能转化成________中的化学能，进而通过暗反应储存在糖类等有机物中。
②据图可知NO________，进而减弱番茄光合能力。
（2）检测发现，转录因子HY5基因敲除的番茄光合色素含量下降。NO处理后，番茄叶片中HY5mRNA和蛋白质含量均小于对照组，说明NO________。
（3）PORC基因和PSY2基因分别是叶绿素与类胡萝卜素合成的关键基因。研究者利用尿嘧啶和亮氨酸合成缺陷型酵母菌进行转基因实验，证实HY5可直接结合两基因的启动子调控其转录。请以PORC基因为例，补充完善实验方案（注：AD蛋白与启动子足够靠近时激活转录；金担子抗性基因表达可解除金担子素对酵母菌生存的抑制作用）。
（4）综合上述研究和光合作用过程，阐明NO减弱番茄光合能力的机制。________。
【答案】（1） ①. 类囊体薄膜 ②. ATP、NADPH ③. 降低光合色素含量
（2）抑制HY5基因表达
（3） ①. PORC启动子 金担子素抗性 ②. 亮氨酸合成 AD ③. 缺乏亮氨酸 ④. 缺乏亮氨酸且加入金担子素 ⑤. 缺乏亮氨酸
（4）NO通过抑制HY5基因的表达，抑制其对PORC基因和PSY2基因的转录促进作用，从而降低番茄光合色素含量，降低光反应速率，进而降低暗反应速率，导致光合能力下降
【解析】
【分析】光合作用的过程包括 光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段（场所：类囊体薄膜）物质变化：①水的光解，生成氧气和NADPH② 利用光能将ADP和Pi结合形成ATP；能量变化：将光能转化为ATP和NADPH中的化学能。暗反应阶段（场所：叶绿体基质）物质变化：①二氧化碳的固定：二氧化碳与五碳化合物结合形成三碳化合物②C3的还原： 利用光反应所提供的ATP和NADPH，将三碳化合物还原成糖类有机物和五碳化合物；能量变化：将ATP和NADPH中的化学能转化为有机物中稳定的化学能。
【小问1详解】
①光合色素位于类囊体薄膜上，能将吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能，进而通过暗反应储存在糖类等有机物中。
②从题中的图可以看出用GSNO处理番茄后，跟对照组相比，叶绿素的含量、类胡萝卜素的含量和净光合速率都降低，由此可知NO降低光合色素的含量，进而减弱番茄光合能力。
【小问2详解】
检测发现，转录因子HY5基因敲除的番茄光合色素含量下降，说明HY5基因的表达影响光合色素的合成；NO处理后，番茄叶片中HY5mRNA和蛋白质含量均小于对照组，说明NO处理后HY5基因的转录和翻译都都受到影响，故说明NO抑制HY5基因表达。
【小问3详解】
①以PORC基因为例，研究者利用尿嘧啶和亮氨酸合成缺陷型酵母菌进行转基因实验，证实HY5可直接结合两基因的启动子调控其转录，先导入的表达载体含尿嘧啶合成基因和PORC基因启动子，金担子抗性基因，因无金担子抗性基因的启动子，故在缺乏尿嘧啶的培养基上进行培养。根据实验结果可知，对照组有一组不能再加入金担子素的培养基，说明金担子抗性基因也是一种标记基因，故要导入金担子抗性基因。
②实验组表达载体包括启动子+尿嘧啶合成基因+启动子+AD-HY5融合基因，自变量是有无HY5基因，AD蛋白与启动子足够靠近时激活转录，对照都的表达载体包括启动子+尿嘧啶合成基因+启动子+AD基因。在缺乏尿嘧啶和亮氨酸的培养基上筛选成功转化的酵母菌。
③HY5可直接结合两基因的启动子调控其转录，实验组导入了AD-HY5融合基因和亮氨酸合成基因，故在缺乏亮氨酸的培养基上可以生长。
④HY5可直接结合两基因的启动子调控其转录，实验组导入了AD-HY5融合基因和亮氨酸合成基因，AD蛋白与启动子足够靠近时激活转录，激活了金担子抗性基因的表达，故在缺乏亮氨酸且加入金担子素的培养基上可以生长。
⑤对照组导入了亮氨酸基因且经过筛选故可在缺乏亮氨酸的培养基上生长。
⑥对照组未加入HY5基因，不能结合两基因的启动子，调控金担子抗性基因的表达，故不能在缺乏亮氨酸且加入金担子素的培养基生长。
【小问4详解】
综合上述研究光合作用过程，NO减弱番茄光合能力的机制为，NO通过抑制HY5基因的表达，抑制其对PORC基因和PSY2基因的转录促进作用，从而降低番茄光合色素含量，降低光反应速率，进而降低暗反应速率，导致光合能力下降
21. 土壤中存在细菌、真菌和线虫等生物，它们的关系十分复杂。
（1）细菌、真菌和线虫等生活环境中的全部生物共同构成了___。生态小组调查了不同放牧程度下，土壤食物网中所包含的生物类群数量和食物链的数量，结果如下表所示：
放牧会增加土壤中食细菌线虫的数量，其原因是___。试结合调查结果分析，放牧对草原生态系统抵抗力稳定性的影响：___。
（2）线虫可以细菌为食，真菌可产生菌丝陷阱包裹并杀死线虫。富含尿素的土壤中能检测出较多的菌丝陷阱，研究者推测尿素可诱导菌丝陷阱的形成。为研究尿素诱导菌丝陷阱形成的机制，研究者利用尿素及其分解产物氨分别处理野生型真菌和尿素分解酶基因功能丧失的真菌突变体，检测菌丝陷阱的数量，结果如图所示。结合上述信息，推测___，从而诱导菌丝陷阱的产生。
（3）线虫产生蛔甙作为___信号以调节自身生长发育和行为。尿素氨真菌可感应该信号，从而形成菌丝陷阱，由此可见，信息可以___，进而维持生态系统的平衡与稳定。
（4）土壤中细菌的精氨酸酶（可催化尿素产生的酶）表达量与线虫取食频率成正比。综合上述信息，通过分析细菌、真菌和线虫之间的关系，解释线虫数量相对稳定的机制：___。
（5）自然界中不乏类似于上述土壤微生物与线虫间的关系。下列事例与上述机制最相似的是___。
a．食草昆虫啃食植物叶片后，植物产生挥发性物质吸引肉食性昆虫
b．白蚁在巢穴中通过排出粪便供养细菌，从而抑制寄生真菌的生存和传播
c．虫媒传粉的植物，花朵中蜜腺分泌含糖量较高的蜜露吸引昆虫来进行传粉
【答案】（1） ①. 生物群落 ②. 放牧会导致更多的残枝败叶和粪便进入土壤被微生物利用，细菌数目增多，从而使食细菌线虫数目增多 ③. 放牧会导致食物链的数量减少，从而使生态系统营养结构的复杂程度降低，导致生态系统的抵抗力稳定性下降
（2）真菌利用尿素分解酶将尿素分解为氨
（3） ①. 化学 ②. 调节种间关系
（4）线虫对细菌的捕食增加时，细菌表达的精氨酸酶量增加，催化合成更多的尿素，真菌利用尿素分解酶将尿素分解为氨；且线虫分泌蛔甙增加，两者共同诱导真菌形成更多菌丝陷阱，包裹并杀死线虫，反馈调节线虫数量，故线虫数量能维持相对稳定
（5）a
【解析】
【分析】1、生态系统的结构包括组成成分和营养结构，组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量；营养结构包括食物链和食物网。
2、生态系统的信息传递：（1）生态系统中信息的种类：物理信息、行为信息、化学信息；（2）信息传递在生态系统中的作用：①个体方面：生命活动的正常进行离不开信息的作用。②种群方面：生物种群的繁衍离不开信息的传递。③群落与生态系统方面：信息传递能够调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
3、群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，其研究内容包括群落的边界和范围、群落的物种组成、种间关系、群落演替、生态位、空间结构、群落演替等。
【小问1详解】
群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，细菌、真菌和线虫等生活环境中的全部生物共同构成了生物群落。
由于放牧会导致更多的残枝败叶和粪便进入土壤被微生物利用，细菌数目增多，从而使食细菌线虫数目增多，因此放牧会增加土壤中食细菌线虫的数量。
生物种类越少，营养结构越简单，生态系统的自我调节能力就越弱，抵抗力稳定性就越低。分析表格数据可知，随着放牧程度的加大，会使食物链的数量减少，从而导致生态系统营养结构的复杂程度降低，导致生态系统的抵抗力稳定性下降。
【小问2详解】
分析题图可知，利用尿素处理尿素分解酶基因功能丧失的真菌突变体，无菌丝陷阱的产生，用氨处理尿素分解酶基因功能丧失的真菌突变体，有菌丝陷阱产生，说明真菌利用尿素分解酶将尿素分解为氨，从而诱导菌丝陷阱的产生。
【小问3详解】
化学信息是指生物在生命活动中，产生了一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸，动物的性外激素等。线虫产生的蛔甙是化学信号，真菌可感应该信号，从而形成菌丝陷阱，由此可见，信息可以调节种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
【小问4详解】
土壤中细菌的精氨酸酶（可催化尿素产生的酶）表达量与线虫取食频率成正比，线虫对细菌的捕食增加时，细菌表达的精氨酸酶量增加，催化合成更多的尿素，真菌利用尿素分解酶将尿素分解为氨；且线虫分泌蛔甙增加，两者共同诱导真菌形成更多菌丝陷阱，包裹并杀死线虫，反馈调节线虫数量，故线虫数量能维持相对稳定。
【小问5详解】
线虫对土壤中细菌的捕食增加时，细菌合成更多的尿素，被真菌分解为氨，线虫分泌蛔甙增加，诱导真菌形成更多菌丝陷阱，反馈调节线虫数量。而自然界中食草昆虫啃食植物叶片后，植物产生挥发性物质吸引肉食性昆虫，从而调节食草昆虫的数量，二者机制最为相似，a符合题意，bc不符合题意，故选a。
22. 转基因技术的研发是加快农业现代化的重要途径，但转基因食品的安全性备受关注。研究者将水稻抗虫基因（crylC）和双T-DNA载体连接（图示连接后双T-DNA部分结构），利用其中的“Cre/LxP”系统培育了安全可食用的转基因水稻。在“Cre/LxP”系统中，Cre基因编码的Cre酶可特异性识别同一DNA两个同向的lxP序列并将两个lxP间的序列删除。
图：P—启动子（P1为胚乳特异表达启动子；P2为绿色组织特异性表达启动子）
回答下列问题：
（1）Cre酶与基因工程中的______（工具酶）作用类似。
（2）载体中，T-DNA的作用是转移到被侵染的细胞后__________________，hpt基因（潮霉素抗性基因）和gus基因（表达产物使无色底物显蓝色）有助于双T-DNA共转化植株的筛选，起到基因表达载体中____________（填结构）的作用。
（3）筛选得到双T-DNA共转化成功的植株T0中，hpt基因对植物和环境具有潜在的危害，需设法将其删除。先从T0植株中筛选T-DNA1和T-DNA2都是单拷贝（单个）插入的植株GH-1、GH-2和GH-3，自交后得到T1代植株进行潮霉素抗性检测，选择抗性检测为阴性植株的叶片的gus基因进行PCR检测，产物的电泳结果如下图a。（不考虑减数分裂时发生互换）
①T0代中______（填编号）是T-DNA1和T-DNA2以连锁形式在单一位点插入植株。
②在答题卡对应的图b中画出植株GH-2的T-DNA1和T-DNA2在染色体上的位置_____（注：用圆点·表示T-DNA1和T-DNA2在染色体上的位置）
③GH-1的T0代自交的后代T1植株中，具有抗虫特性但不含hpt基因的植株的比例为______。这些植株自交后筛选即可获得稳定遗传的种子Tx。
（4）水稻种子主要包括胚和胚乳，其中胚乳被加工成精米食用。该“Cre/LxP”系统，实现了______，培育了安全可食用的转基因水稻。Tx种子播种后获得的叶片______（填“具有”或“不具有”）抗虫的性状。
【答案】（1）限制酶 （2） ①. 整合到染色体（细胞核）DNA ②. 标记基因
（3） ①. GH-3 ②. ③. 3/16
（4） ①. 在胚乳中特异性删除抗虫基因（外源基因/两个lxP间的序列） ②. 具有
【解析】
【分析】基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。
【小问1详解】
由题干信息可知，在“Cre/LxP”系统中，Cre基因编码的Cre酶可特异性识别同一DNA两个同向的lxP序列并将两个lxP间的序列删除，所以Cre酶与基因工程中的限制酶作用类似。
【小问2详解】
载体中，T-DNA的作用是转移到被侵染的细胞后整合到染色体（细胞核）DNA，hpt基因（潮霉素抗性基因）和gus基因（表达产物使无色底物显蓝色）有助于双T-DNA共转化植株的筛选，起到基因表达载体中标记基因的作用。
【小问3详解】
①由题图信息可知，对自交后得到T1代植株进行潮霉素抗性检测，而潮霉素抗性检测为阴性植株，如果T-DNA1和T-DNA2以连锁形式在单一位点插入植株，则对叶片的gus基因进行PCR检测时，电泳结果不会出现相应的条带，符合GH-3植株的电泳结果。
②由题图信息可知，先从T0植株中筛选T-DNA1和T-DNA2都是单拷贝（单个）插入的植株GH-2，再结合植株GH-2的T1代叶片gus基因电泳结果可知，抗性检测为阴性，但植株的叶片中都含有gus基因，说明T-DNA1和T-DNA2插入到了一对同源染色体的不同位点，如果插入到了两对同源染色体的不同位置，符合自由组合定律，经过自交后会出现有的叶片含有gus基因，有的叶片不含gus基因，符合GH-1的电泳结果，所以植株GH-2的T-DNA1和T-DNA2在染色体上的位置如图：
③根据GH-1的T0代自交的后代T1植株的gus基因电泳结果可知，T-DNA1和T-DNA2插入到了两对同源染色体的不同位置，符合自由组合定律，亲本为杂合子，所以在T1植株中具有抗虫特性但不含hpt基因的植株的比例为3/4×1/4=3/16。
【小问4详解】
由题干信息可以，在“Cre/LxP”系统中，Cre基因编码的Cre酶可特异性识别同一DNA两个同向的lxP序列并将两个lxP间的序列删除，可以实现了在胚乳中特异性删除抗虫基因（或外源基因或两个lxP间的序列），培育了安全可食用的转基因水稻。GH-1的T0代自交的后代T1植株中，具有抗虫特性但不含hpt基因的植株，这些植株自交后筛选即可获得稳定遗传的种子Tx，所以Tx种子播种后获得的叶片具有抗虫的性状。
23. 感知外界环境中潜在的危险信息，快速躲避天敌并作出最适宜的防御反应是动物生存所需具备的重要能力。
（1）“应急”学说认为机体遭遇特殊紧急情况如恐惧时，交感神经—肾上腺髓质系统就会立即被动员起来，受交感神经___（直接/间接）支配的肾上腺髓质相关细胞就会分泌化学本质是___的___，作用于中枢神经系统提高其兴奋性，使机体警觉性提高。此外，人体某些感觉神经元细胞膜上存在辣椒素受体TRPV1，辣椒素与TRPV1结合后，下丘脑通过交感神经引起肾上腺素分泌增多，这一过程属于___调节。
（2）为探讨精神应激对下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴（HPA轴）活性的影响，科研人员进行了小鼠与其天敌（猫）的暴露实验：将小鼠适应性培养后，随机分组；急性应激组受天敌攻击45min后立即检测，慢性应激组每天受攻击45min，持续14天后检测，对照组正常环境处理。将记录的数据处理分析，结果如图1。由图可知，血浆糖皮质激素水平在慢性天敌应激中持续升高，可能使得___，从而导致糖皮质激素对HPA轴的抑制作用减弱，机体稳态受影响。
（3）为探究本能恐惧内在的大脑运作机制，研究人员将小鼠置于如下图2的装置中，用黑色圆盘在小鼠的上视野产生阴影模拟小鼠被上空中的天敌（如老鹰）捕食的场景，最终诱发小鼠产生逃跑至遮蔽物中的防御行为。研究人员利用相关技术记录脑内腹侧被盖区（VTA）GABA能神经元的激活程度（结果如图3），发现阴影刺激组在有阴影刺激时的VTA区GABA能神经元活性___非阴影刺激组，并且在神经元活性达到___时，小鼠发生逃跑行为。
（4）研究人员将光敏感的通道蛋白特异性表达在某一特定类型的神经元中，并通过特定波长的光刺激来调控神经元活动。当蓝光刺激光敏蛋白C时，会导致Na+内流使所存神经元兴奋，当黄光刺激光敏蛋白N时，会导致Cl-内流使所在神经元受到抑制。应用此技术设计实验进一步证实了VTA区GABA能神经元激活是诱发小鼠逃跑行为的必要条件。请从A~H中选择合适的选项填入表，将实验组的实验方案及相应结果补充完整___（请在答题卡上相应位置填写字母）。
A．VTA区GABA能神经元表达光敏蛋白C的小鼠
B．VTA区GABA能神经元表达光敏蛋白N的小鼠
C．阴影刺激
D．无阴影刺激
E．黄光
F．蓝光
G．未见逃跑行为
H．迅速逃跑躲避
【答案】（1） ①. 直接 ②. 氨基酸衍生物 ③. 肾上腺素 ④. 神经
（2）下丘脑、垂体中糖皮质激素受体的敏感性下降
（3） ①. 高于 ②. 峰值
（4）
【解析】
【分析】1、应激反应是机体遭受伤害刺激时所产生的适应性和抵抗性变化的总称；
2、糖皮质激素的分级调节和反馈调节：下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素作用与垂体，促进垂体分泌促肾上腺皮质激素，进而作用于肾上腺皮质促进糖皮质激素的分泌，糖皮质激素分泌过多又会抑制下丘脑和垂体分泌相关的激素。
【小问1详解】
机体遭遇特殊紧急情况如恐惧时，交感神经——肾上腺髓质系统就会立即被动员起来，受交感神经直接支配的肾上腺髓质相关细胞就会分泌化学本质是氨基酸衍生物的肾上腺素作用于中枢神经系统提高其兴奋性，使机体警觉性提高。辣椒素作为一种递质，与TRPV1结合后，下丘脑通过交感神经引起肾上腺素分泌增多，肾上腺属于效应器，分泌肾上腺素，这一过程属于神经调节。
【小问2详解】
下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素，作用与垂体，促进垂体分泌促肾上腺皮质激素，进而作用于肾上腺皮质，促进糖皮质激素的分泌，糖皮质激素分泌过多又会抑制下丘脑和垂体分泌相关的激素。据图分析，慢性应激组每天受攻击45min，持续14天，糖皮质激素持续升高，可能使得下丘脑、垂体中糖皮质激素受体的敏感性下降，从而导致糖皮质激素对HPA轴的抑制作用减弱，机体稳态受影响；
【小问3详解】
据图3分析，在有阴影刺激时，阴影刺激组神经元活性相对值高于非阴影刺激组，并且当阴影刺激组神经元活性达到峰值时，小鼠发生逃跑行为；
【小问4详解】
静息电位为外正内负的膜电位。Cl-内流会增大外正内负的静息电位，使所在神经元不能产生兴奋，从而被抑制。本实验为进一步证实了VTA 区GABA能神经元激活是诱发小鼠逃跑行为的必要条件，根据蓝光刺激光敏蛋白C，黄光刺激光敏蛋白N，可知实验一的实验动物选择VTA区GABA 能神经元表达光敏蛋白N的小鼠(B)，实验组一的实验条件为黄光、阴影刺激(C)；实验组二的实验条件为蓝光(F)、无阴影刺激(D)，实验组一的实验结果为未见逃跑行为(G)；实验组二的实验结果为迅速逃跑躲避(H)。
24. 天然β淀粉酶大多耐热性差，不利于工业化应用。我国学者借助PCR改造β-淀粉酶基因，并将改造的基因与pLN23质粒重组后导入大肠杆菌，最终获得耐高温的β-淀粉酶。回答下列问题：
（1）PCR中使用的聚合酶属于___。
A. 以DNA为模板的RNA聚合酶B. 以RNA为模板的RNA聚合酶
C. 以DNA为模板的DNA聚合酶D. 以RNA为模板的DNA聚合酶
（2）某天然β-淀粉酶由484个氨基酸构成，科学家希望利用蛋白质工程技术，对胰岛素进行改造，基本思路是：从预期的蛋白质功能出发→___→___→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。
（3）目前，科学家已通过将第28位氨基酸由脯氨酸（密码子为CCU）替换为天冬氨酸（密码子为GAU），耐热性明显提升。在改造用BCA法获得的胰岛素基因时，可运用大引物PCR进行定点突变，相关原理如图所示。进行第一次PCR时所用的突变上游引物的合理设计是___。利用所获得的大引物、模板和其他引物等进行第二次PCR，要获得带有突变位点的、适于与图1中质粒构建基因表达载体的改良基因，引物应选用大引物两条链中的___（填“①”或“②”）；至少进行___次循环才能获得双链等长的改良基因。
（4）为了使上述改造后的基因能在大肠杆菌中高效表达，由图2所示的pLN23质粒构建得到基因表达载体。除图示信息外，基因表达载体中还应该有___。将重组质粒导入大肠杆菌过程中，转化的效率受到重组质粒浓度、大肠杆菌的浓度、转化时间以及___等因素影响。因此可以用___处理大肠杆菌，提高转化效率。
（5）目的基因（不含EcRI酶切位点）全长为1.5kb，将其插入BamHI位点。用EcRI酶切来自于不同大肠杆菌菌落的质粒DNA，经琼脂糖凝胶电泳确定DNA片段长度，这一操作的目的是___。琼脂糖凝胶电泳过程中观察到___，关闭电泳仪电源。正确连接的基因表达载体被EcRI酶切后长度为___kb。
【答案】（1）C （2） ①. 设计预期蛋白质结构 ②. 推测应有氨基酸序列
（3） ①. 将CCT改为GAT ②. ② ③. 2
（4） ①. 标记基因 ②. 大肠杆菌（受体菌）的生理状态 ③. Ca2⁺/CaCl2
（5） ①. 筛选导入目的基因的大肠杆菌 ②. 溴酚蓝跑到电泳槽的末端时 ③. 5.7
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤：
1、目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。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。4、目的基因的检测与鉴定：（1）分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【小问1详解】
PCR的原理是DNA双链复制，利用的酶是耐热的DNA聚合酶，合成子链时是以DNA为模板，C正确，ABD错误。
故选C。
【小问2详解】
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，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，以满足人类的生产和生活的需求，蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白质工程特有的途径；之后按照基因工程的一般步骤进行。
【小问3详解】
在改造用BCA法获得的胰岛素基因时，可运用大引物PCR进行定点突变，由于要将第28位氨基酸由脯氨酸（密码子为CCU）替换为天冬氨酸（密码子为GAU），模板链上由GGA变成CTA，那么引物应该是由CCT变成GAT，即在进行第一次PCR时所用的突变上游引物的合理设计是：将CCT改为GAT。第二次PCR时，游离的脱氧核苷酸不断地加入到引物的3’端，引物应选用大引物两条链中②，才能扩增出改良的目的基因。PCR时，假定原来DNA片段为 ，第一次PCR后产物是 ，第二次PCR后产物是 ，第三次PCR后产物是 ，画红框的即为等长的改良基因，因此至少进行3次循环才能获得双链等长的改良基因。
【小问4详解】
作为基因工程载体的质粒应该包含：复制原点、限制酶的切割位点、标记基因、启动子和终止子，根据图示的表达载体可知应还要包括目的基因和标记基因。将重组质粒导入大肠杆菌过程中，转化的效率受到重组质粒浓度、大肠杆菌的浓度、转化时间以及大肠杆菌（受体菌）的生理状态等因素影响，因此可以用CaCl2处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞，从而提高转化效率。
【小问5详解】
目的基因通过表达载体导入大肠杆菌中，大肠杆菌菌落的质粒DNA，经琼脂糖凝胶电泳确定DNA片段长度，这一操作的目的是筛选出导入目的基因的大肠杆菌。在琼脂糖凝胶电泳过程中，随着DNA的迁移，当观察到溴酚蓝指示剂移动到距离点样孔一定距离时（或溴酚蓝指示剂接近凝胶的另一端时），应关闭电泳仪电源。正确连接的基因表达载体只有一个EcR Ⅰ酶切位点，则切割后的长度为4.2+1.5=5.7kb。编号
原生质体
培养条件
①
WT
培养基
②
WT
培养基+合适浓度的IAA
③
rr
培养基
④
rr
培养基+合适浓度的IAA
⑤
WT
培养基+组蛋白乙酰化抑制剂
组别
实验组
对照组
先导入的表达载体
①______
筛选成功转化的酵母菌
缺乏尿嘧啶的培养基
再导入的表达载体
②______
筛选成功转化的酵母菌
缺乏尿嘧啶和亮氨酸的培养基
培养上述酵母菌
③________的培养基
④________的培养基
⑤________的培养基
缺乏亮氨酸且加入金担子素的培养基
实验结果
生长
生长
生长
不生长
放牧程度
细菌
真菌
植物寄生线虫
食细菌线虫
食真菌线虫
杂食—捕食性线虫
食物链数量
禁牧
25
1
10
2
3
8
704
轻度放牧
33
1
8
4
5
3
625
中度放牧
36
1
8
5
3
4
605
重度放牧
380
1
7
6
2
5
604
分组
实验动物
实验条件
实验结果
实验组一
①
黄光、②
③
实验组二
VTA区GABA能神经元表达光敏蛋白C的小鼠
④、⑤
⑥
分组
实验动物
实验条件
实验结果
实验组一
B
黄光、C
G
实验组二
VTA区GABA能神经元表达光敏蛋白C的小鼠
F、D
H
1. PET-CT是一种使用示踪剂的影像学检查方法。所用示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质改造而来，进入细胞后不易被代谢，可以反映细胞摄取能源物质的量。由此可知，这种示踪剂是一种改造过的（ ）
A. 维生素B. 葡萄糖C. 氨基酸D. 核苷酸
【答案】B
【解析】
【分析】糖类一般由C、H、O三种元素组成，分为单糖、二糖和多糖，是主要的能源物质。常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。
【详解】分析题意可知，该示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质改造而来，应是糖类，且又知该物质进入细胞后不易被代谢，可以反映细胞摄取能源物质的量，则该物质应是被称为“生命的燃料”的葡萄糖。B符合题意。
故选B。
2. 下列关于细胞生命历程的叙述错误的是（ ）
A. 细胞分裂和凋亡共同维持多细胞生物体的细胞数量
B. 端粒会随细胞增殖次数的增加而延长
C. 细胞自噬降解细胞内自身物质，维持细胞内环境稳态
D. DNA甲基化抑制抑癌基因的表达可诱发细胞癌变
【答案】B
【解析】
【分析】细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制。
端粒学说：每条染色体两端都有一段特殊序列的DNA，称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截，随分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸，端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤，导致细胞衰老。
癌细胞的特征：具有无限增殖的能力；细胞形态发生显著变化；细胞表面发生改变，细胞膜上的糖蛋白等物质减少。细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变，其中原癌基因负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过程，抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
【详解】A、细胞分裂可以增加细胞数目，细胞凋亡会减少细胞数目，所以细胞分裂和凋亡共同维持多细胞生物体的细胞数量，A正确；
B、端粒会随细胞增殖次数的增加而缩短，B错误；
C、通过细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器以及感染的微生物和毒素，维持细胞内环境稳态，C正确；
D、抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖，抑癌基因的突变或甲基化可能诱发细胞癌变，D正确。
故选B。
3. 为了研究和保护我国东北地区某自然保护区内的野生哺乳动物资源，研究人员采用红外触发相机自动拍摄技术获得了该保护区内某些野生哺乳动物资源的相应数据，为生态学研究提供了相关依据。下列叙述错误的是（ ）
A. 通过对数据的分析和处理，可以了解保护区内大型野生哺乳动物的物种丰富度
B. 与标记重捕法相比，采用该技术进行调查对野生哺乳动物的生活干扰相对较小
C. 采用红外触发相机拍摄技术可调查生活在该自然保护区内东北豹的种群密度
D. 该技术能调查保护区内东北豹种群中成年个体数量，不能调查幼年个体数量
【答案】D
【解析】
【分析】1、样方法--估算种群密度最常用的方法之一（1）概念：在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方法种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。（2）适用范围：植物种群密度，昆虫卵的密度，蚜虫、跳蝻的密度等。
2、标记重捕法（1）前提条件：标志个体与未标志个体重捕的概率相等。调查期内没有新的出生和死亡，无迁入和迁出。（2）适用范围：活动能力强和范围大的动物，如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等动物。
【详解】A、红外触发相机监测野生动物方法是一种新型调查手段，特别适用于对活动隐秘的大中型、珍稀兽类、鸟类的记录。通过对数据的分析和处理，可以了解保护区内大型野生哺乳动物的物种数目的多少，即物种丰富度，A正确；
B、标记重捕法需要捕捉动物并标记，后再次捕捉，故与标记重捕法相比，采用该技术进行调查对野生哺乳动物的生活干扰相对较小， B正确；
C、采用红外触发相机拍摄技术可得保护区内东北豹种群数量和分布情况，即可调查生活在该自然保护区内东北豹的种群密度 ，C正确；
D、该技术能调查保护区内东北豹种群中各年龄段的个体数量，D错误。
故选D。
4. 中枢神经系统对维持人体内环境的稳态具有重要作用。下列关于人体中枢的叙述，正确的是（ ）
A. 大脑皮层上的运动区位于左右半球的中央后回
B. 小脑是许多重要生命活动中枢，如呼吸中枢
C. 人体水盐平衡调节过程中，下丘脑既是感受器，也是神经中枢
D. 人体脊髓完整而脑部受到损伤时，不能完成膝跳反射
【答案】C
【解析】
【分析】各级中枢的分布与功能：
①大脑：大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢，是高级神经活动的结构基础。其上有语言、听觉、视觉、运动等高级中枢；
②小脑：有维持身体平衡的中枢；
③脑干：有许多重要的生命活动中枢，如心血管中枢、呼吸中枢等；
④下丘脑：有体温调节中枢、渗透压感受器（水平衡中枢）、血糖平衡调节中枢，是调节内分泌活动的总枢纽；
⑤脊髓：调节躯体运动的低级中枢。
【详解】A、大脑皮层上的运动区位于左右半球的中央前回，A错误；
B、脑干是许多重要生命活动中枢，如呼吸中枢，B错误；
C、人体水盐平衡调节过程中，下丘脑的渗透压感受器能感受细胞外液渗透压的变化，又能产生兴奋传至大脑皮层产生渴觉，因此下丘脑既是感受器，也是神经中枢，C 正确；
D、膝跳反射属于非条件反射，神经中枢位于脊髓，因此人体脊髓完整而脑部受到损伤时仍能完成膝跳反射，D错误
故选C。
5. 我国学者首次揭示了夜间光照影响血糖代谢的机制。健康受试者于夜间分别在某波长光照和黑暗条件下口服等量葡萄糖，然后在不同时间检测血糖水平（图1）。夜间光照影响血糖代谢的过程如图2所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 在夜间光照条件下，受试者血糖代谢的调节方式是神经调节
B. 与夜间黑暗条件相比，光照条件下受试者利用葡萄糖的速率下降
C. 若受试者棕色脂肪组织的代谢被抑制，则图1两条曲线趋于重叠
D. 长期熬夜的不良生活方式可增加患糖代谢相关疾病的风险
【答案】A
【解析】
【分析】1、分析图1曲线可知，光照和黑暗条件下口服等量葡萄糖，30分钟后两者出现差别，光照下血糖浓度高于黑暗条件下血糖浓度。
2、根据图2可知：光调节葡萄糖代谢的机制：光可通过神经调节的方式影向糖代谢，其信号传导途径是：光→视网膜感光细胞→传入神经→下丘脑和延髓箭头交感神经→棕色脂肪细胞，葡萄糖利用减少，导致血糖上升。
【详解】A、血糖代谢的调节除了如图2所示的神经调节之外，还存在胰岛素、胰高血糖素等激素调节，A错误；
B、由图1可知，光照和黑暗条件下口服等量葡萄糖，光照下血糖浓度高于黑暗条件下血糖浓度，说明与夜间黑暗条件，光照条件下受试者利用葡萄糖的速率下降，B正确；
C、光照通过反射弧使交感神经作用于棕色脂肪细胞利用葡萄糖减少，若棕色脂肪组织的代谢被抑制，则黑暗条件下葡萄糖的利用也会减少，即图1两条曲线趋于重叠，C正确；
D、光可通过神经调节的方式影向糖代谢，其信号传导途径是：光→视网膜感光细胞→传入神经→下丘脑和延髓箭头交感神经→棕色脂肪细胞，葡萄糖利用减少，导致血糖上升，故长期熬夜的不良生活方式可增加患糖代谢相关疾病的风险，D正确。
故选A。
阅读下列材料，完成下面小题。
为提高转基因抗虫棉的抗虫持久性，可采取如下措施：
①基因策略：包括提高杀虫基因的表达量、向棉花中转入多种杀虫基因等。例如，早期种植的抗虫棉只转入了一种Bt毒蛋白基因，抗虫机制比较单一；现在经常将两种或两种以上Bt基同时转入棉花。
②田间策略：主要是为棉铃虫提供庇护所。例如我国新疆棉区，在转基因棉田周围种植一定面积的非转基因棉花，为棉铃虫提供专门的庇护所：长江、黄河流域棉区多采用将转基因抗虫棉与高粱和玉米等其他棉铃虫寄主作物混作的方式，为棉铃虫提供天然的庇护所。
③国家宏观调控政策：如实施分区种植管理等。
6. 关于上述基因策略，下列叙述错误的是（ ）
A. 提高Bt基因表达量，可降低抗虫棉种植区的棉铃虫种群密度
B. 转入棉花植株的两种Bt基因的遗传不一定遵循基因的自由组合定律
C. 若两种Bt基因插入同一个T-DNA并转入棉花植株，则两种基因互为等位基因
D. 转入多种Bt基因能提高抗虫持久性，是因为棉铃虫基因突变频率低且不定向
7. 关于上述田间策略，下列叙述错误的是（ ）
A. 转基因棉田周围种植非抗虫棉，可降低棉铃虫抗性基因的突变率
B. 混作提高抗虫棉的抗虫持久性，体现了物种多样性的重要价值
C. 为棉铃虫提供庇护所，可使敏感棉铃虫在种群中维持一定比例
D. 棉铃虫提供庇护所，可使棉铃虫种群抗性基因频率增速放缓
【答案】6. C 7. A
【解析】
【分析】1、自由组合定律的实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2、生物多样性的价值：（1）直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等使用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。（2）间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能）。（3）潜在价值：目前人类不清楚的价值。
3、根据题意：混作可以使对毒蛋白敏感的个体存活，由于敏感型个体和抗性个体之间存在种内斗争等因素，因此可以降低抗性个体的数量，从而提高抗虫棉的抗虫持久性。
【6题详解】
A、提高Bt基因表达量，使抗虫蛋白含量增加，可以使更多的棉铃虫被淘汰，所以可以降低棉铃虫的种群密度，A正确；
B、如果两种Bt基因都转入一条染色体上，则其遗传不遵循自由组合定律，B正确；
C、如果两种Bt基因插入同一个T-DNA并转入棉花植株，两个基因位于一条染色体上，不是等位基因，等位基因位于一对同源染色体上，C错误；
D、由于棉铃虫基因突变频率低且不定向，转入多种Bt基因可以降低棉铃虫抗Bt毒蛋白的能力，从而提高抗虫持久性，D正确。
故选C。
【7题详解】
A、基因突变可以自发发生，且具有不定向性，突变频率与环境没有直接关系，所以在转基因棉田周围种植非抗虫棉，不能降低棉铃虫抗性基因的突变率，A错误；
B、采用将转基因抗虫棉与高粱和玉米等其他棉铃虫寄主作物混作，可以使敏感型个体存活，同时具有抗毒蛋白的棉铃虫生存空间变小，提高了抗虫棉的抗虫持久性，保护了环境，同时也具有经济价值，所以体现了物种多样性的直接和间接价值，B正确。
C、在转基因棉田周围种植一定面积的非转基因棉花，为棉铃虫提供庇护所，使敏感型的个体可以生存，种群中维持一定比例，C正确；
D、混作使具有抗毒蛋白和敏感型个体都得以生存，由于二者之间存在种内斗争，因此使棉铃虫种群抗性基因频率增速放缓，D正确。
故选A。
8. 如图表示双抗体夹心法，该方法是医学上常用的定量检测抗原的方法，利用细胞工程技术制备的单克隆抗体能增强该过程的有效性，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 该方法与只使用单克隆抗体相比，能增加可识别抗原的种类
B. 固相抗体和酶标抗体均能与抗原结合，这是由于两者结构相同
C. 加入酶标抗体的目的是通过测定酶反应产物量来判断待测抗原量
D. 将相关抗原注射到小鼠体内，可从小鼠脾中获得所需的单克隆抗体
【答案】C
【解析】
【分析】据图分析，固相抗体和抗原特异性结合，再与酶标抗体结构，催化特定底物形成检测产物。
【详解】A、抗原与抗体的结合具有特异性，该方法与只使用单克隆抗体相比，未增加识别抗原的种类，A错误；
B、分析上图可知，固相抗体和酶标抗体分别与抗原结合部位不同，说明两者结构不同，B错误；
C 、加入酶标抗体的目的是通过酶的催化作用，检测底物含量，可通过酶反应产物量来测定待测抗原量，C正确；
D、将相关抗原注射到小鼠体内，可从小鼠脾脏中获得能产生相应抗体的B淋巴细胞，不能直接得到单克隆抗体，D错误。
故选C。
9. 某同学拟用限制酶（酶1、酶2、酶3和酶4）、DNA连接酶为工具，将目的基因（两端含相应限制酶的识别序列和切割位点）和质粒进行切割、连接，以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。
下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是（ ）
A. 质粒和目的基因都用酶3切割，用E. cli DNA连接酶连接
B. 质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4 DNA连接酶连接
C. 质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4 DNA连接酶连接
D. 质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E. cli DNA连接酶连接
【答案】C
【解析】
【分析】DNA连接酶：
（1）根据酶的来源不同分为两类：E.cliDNA连接酶、T4DNA连接酶。这二者都能连接黏性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低。
（2）DNA连接酶连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
【详解】A、酶3切割后得到的是平末端，应该用T4 DNA连接酶连接，A错误；
B、质粒用酶3切割后得到平末端，目的基因用酶1切割后得到的是黏性末端，二者不能连接，B错误；
C、质粒和目的基因都用酶1和酶2切割后得到黏性末端，用T4 DNA连接酶连接后，还能保证目的基因在质粒上的连接方向，此重组表达载体的构建方案最合理且高效，C正确；
D、若用酶2和酶4切割质粒和目的基因，会破坏质粒上的抗生素抗性基因，连接形成的基因表达载体缺少标记基因，无法进行后续的筛选，D错误。
故选C。
10. 噬菌体ΦX174遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。
下列有关叙述正确的是（ ）
A. D基因包含456个碱基，编码152个氨基酸
B. E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5'-GCGTAC-3
C. 噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸
D. E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同
【答案】B
【解析】
【分析】图示重叠基因的起始和终止位点不同，对应的氨基酸序列不同；DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸；DNA分子的两条链是反向平行的规则的双螺旋结构。
【详解】A、根据图示信息，D基因编码152个氨基酸，但D基因上包含终止密码子对应序列，故应包含459个碱基，A错误；
B、分析图示信息，E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列5′-GTACGC-3′，根据DNA分子两条链反向平行，其互补DNA序列是5′-GCGTAC-3′，B正确；
C、DNA的基本单位是脱氧核糖核酸，噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸，C错误；
D、E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，但重叠序列编码的氨基酸序列不相同，D错误。
故选B。
11. C品系果蝇仅在X染色体上存在D基因， 使其具有棒眼性状， 果蝇中D 基因纯合会致死。用X射线照射大量雄果蝇， 为检测照射后的这批雄果蝇X染色体是否发生突变， 使它们与C品系雌蝇交配。选择F1中若干棒眼雌蝇与正常雄蝇杂交， 统计发现F2中雌蝇与雄蝇之比约为3：1.下列有关杂交实验的分析，不正确的是（ ）
A. 雄果蝇均不携带D基因
B. 在 X射线这种物理因素作用下可损伤果蝇细胞内的 DNA
C. 上述杂交实验的F₁中棒眼果蝇占 1/2
D. X射线可能引发部分雄果蝇X染色体上出现隐性纯合致死基因
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意可知，C品系果蝇仅在X染色体上存在 D基因，使其具有棒眼性状，果蝇中D基因纯合会致死，用X射线照射大量雄果蝇，为检测照射后的这批雄果蝇X染色体是否发生突变，使它们与C品系雌蝇交配。选择F1中若干棒眼雌蝇常雄蝇杂交，统计发现F2中雌蝇与雄蝇之比约为3:1。
【详解】A、雄果蝇的基因型为XDY，是纯合子，因此会致死，在雄果蝇中没有XDY基因型，A正确；
B、X射线会导致基因突变，其原理是细胞内的DNA损伤，B正确；
C、上述杂交实验中，亲本雌果蝇的基因型是 XDXd，雄果蝇的基因型是XdY，因此杂交后代中基因型为XDXd、XdXd和XdY，比例为1: 1:1，棒眼果蝇的比例占1/3，C错误；
D、正常情况下，F1棒眼雌果蝇与雄果蝇杂交后代中雌雄比例如上为2:1，若子代中出现雌雄比例为3:1，则可能是X射线引起部分雄果蝇X染色体上的基因突变为致死基因，传递给F1雌果蝇，F1雌果蝇再与正常雄果蝇杂交后代中 XDY基因型致死外还有其他基因型的致死，导致雌雄比例为3:1，D正确。
故选C。
12. 60C辐射可使部分花粉活力降低， 通过受精过程可诱导卵细胞发育成单倍体幼胚。科研人员利用此原理， 通过下图所示操作培养西葫芦优良品种。
下列相关叙述不正确的是（ ）
A. 雌花套袋的目的是防止外来花粉的干扰
B. 经②得到的部分幼苗体细胞染色体数目可能与④获得的品种相同
C. ④处理可在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成
D. ③应挑选幼苗中叶片大、茎秆粗壮的个体即为单倍体
【答案】D
【解析】
【分析】结合图解和题意分析，将采集的雄蕊进行60C辐射处理，目的是诱导花药母细胞内发生基因突变或染色体变异，使其产生活力极低的花粉而无法完成正常受精，用这样的花粉涂抹在雌蕊柱头，诱导其受精过程（事实因花粉活力低而无法真正完成受精），目的是促进雌蕊中卵细胞（染色体数目只有体细胞的一半：20条）发育为幼胚，取出幼胚离体培养即可得到单倍体植株。由于突变的花粉可能只是一部分，所以在离体培养的幼胚发育得到的植株中有些并不是卵细胞发育而来的单倍体植株，所以最后还需要进行对培育植株进行形态上的筛选，一般是根据单倍体植株长得弱小且高度不育的特点进行选择。
【详解】A、雌花套袋的目的是防止外来花粉落在雌蕊的柱状上完成受精而影响实验的结果，A正确；
B、②是体细胞发育成幼苗，幼苗体细胞染色体数目与体细胞相同，④是用秋水仙素来处理单倍体幼苗，使染色体数目加倍，与体细胞相同，B正确；
C、④是用秋水仙素来处理单倍体幼苗，在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，C正确；
D、由于突变的花粉可能只是一部分，所以在离体培养的幼胚发育得到的植株中有些并不是卵细胞发育而来的单倍体植株，所以最后还需要进行对培育植株进行形态上的筛选，一般是根据单倍体植株长得弱小且高度不育的特点进行选择，D错误。
故选D。
13. 分别用不同浓度芸苔素（一种植物生长调节剂）和赤霉素处理杜仲叶片，然后测定叶片中的有效成分桃叶珊瑚苷含量，结果如下图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 实验中生长调节剂的浓度范围可以通过预实验确定
B. 设置对照组是为了排除内源激素对实验结果的影响
C. 与对照组相比，赤霉素在500mg·L-1时起抑制作用
D. 与用赤霉素处理相比，杜仲叶片对芸苔素更敏感
【答案】C
【解析】
【分析】该实验的自变量是植物生长调节剂的不同以及不同的浓度，因变量是桃叶珊瑚苷含量，根据实验结果分析，赤霉素核芸苔素都可以增加桃叶珊瑚苷含量。
【详解】A、预实验可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性，本实验中生长调节剂的浓度范围可以通过预实验确定，A正确；
B、设置对照组是为了排除内源激素对实验结果的影响，将实验组的结果与对照组比较，产生的影响是外源物质的作用，B正确；
C、与对照组相比，赤霉素在500mg·L-1时，叶片中的有效成分桃叶珊瑚苷含量更多，故赤霉素在500mg·L-1时起促进作用，只是促进效果小于浓度为100mg·L-1和300mg·L-1时，C错误；
D、芸苔素的浓度远低于赤霉素的浓度，而促进效果非常明显，说明杜仲叶片对芸苔素更敏感，D正确。
故选C。
14. 我国长江口水域生态系统能量流动简图如下，图中数字为能量数值，单位t/（km2·a），据图判断以下分析正确的是（ ）
A. 此生态系统中生产者固定的总能量为911.6t/（km2·a）
B. 第三营养级输出的60.77t/（km2·a）能量中包含有第三营养级生物粪便中的能量
C. 第三营养级到第四营养级的能量传递效率约为9.6%
D. 长江口水域生态系统已达到相对稳定状态
【答案】C
【解析】
【分析】生态系统中的能量流动：（1）概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。（2）过程：某一营养级的同化量=呼吸作用中以热能形式散失的能量+用于自身生长、发育、繁殖的能量=摄入量-粪便量。（3）特点：单向流动、逐级递减。
【详解】A、生产者固定的总能量包括呼吸作用中以热能形式散失的能量、流向分解者的能量和流向下一营养级的能量，911.6t/（km2·a）指生产者流向下一营养级的能量，而非生产者固定的总能量，A错误；
B、第三营养级生物粪便中的能量属于第二营养级生物的同化量，而不属于第三营养级输出的60.77t/（km2·a）能量，B错误；
C、第三营养级到第四营养级的能量传递效率=18.76/195.07×100%≈9.6%，C正确；
D、由于该生态系统的总生产量与总呼吸量的比值大于 1，说明该生态系统能量的输入大于散失，长江口水域生态系统向资源积累的方向发展，生态系统尚未发育成 熟，未达到相对稳定状态，D错误。
故选C。
15. 某二倍体动物种群有100个个体，其常染色体上某基因有A1、A2、A3三个等位基因。对这些个体的基因AA2、A3进行PCR扩增，凝胶电泳及统计结果如图所示。该种群中A3的基因频率是（ ）
A. 52%B. 27%C. 32%D. 2%
【答案】B
【解析】
【分析】基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。群体中某一特定基因的频率可以从基因型频率来推算。
【详解】据图可知，该动物种群中基因型为A3A3的有2个，A2A2的有8个，A1A1的有9个，A1A3的有15个，A1A2的有31个，A2A3的有35个，A3的基因数为2×2+15+35=54，则种群中A3的基因频率为54÷200×100%=27%，B正确、ACD错误。
故选B。
16. 某小组以拟南芥原生质体为材料，研究了生长素（IAA）、组蛋白乙酰化及R基因对原生质体形成愈伤组织的影响。野生型（WT）和R基因突变型（rr）的原生质体分别经下表不同条件培养相同时间后，检测培养材料中R基因表达量，并统计愈伤组织形成率，结果如图所示。据此推断，下列叙述正确的是（ ）
A. 组蛋白乙酰化有利于WT原生质体形成愈伤组织
B. R基因通过促进IAA的合成提高愈伤组织形成率
C. 组蛋白乙酰化通过改变DNA碱基序列影响R基因表达量
D. 若用IAA合成抑制剂处理WT原生质体，愈伤组织形成率将升高
【答案】A
【解析】
【分析】离体的植物组织或细胞，在培养一段时间后，会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植株。
【详解】A、①和③进行对比可以看出R基因表达量高，愈伤组织形成率高，①和⑤对比，使用组蛋白乙酰化抑制剂之后，R基因的表达量下降，愈伤组织的形成率也会降低，因此推测组蛋白乙酰化有利于WT原生质体形成愈伤组织，A正确；
B、图中数据无法得出R基因是通过促进IAA的合成提高愈伤组织形成率，B错误；
C、图中的数据没有关于DNA碱基序列的测定，因此无法推测组蛋白乙酰化通过改变DNA碱基序列影响R基因表达量，C错误；
D、①和②对比可以看出IAA能够促进愈伤组织的形成，因此若用IAA合成抑制剂处理WT原生质体，愈伤组织形成率将降低，D错误。
故选A。
17. 水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是（ ）
A. 正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质
B. 检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成
C. 转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足
D. 转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
【答案】B
【解析】
【分析】无氧呼吸全过程：（1）第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。（2）第二阶段：在细胞质基质中，丙酮酸分解为二氧化碳和酒精或乳酸。
【详解】A、玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，说明细胞质基质内H+转运至液泡需要消耗能量，为主动运输，逆浓度梯度，液泡中H+浓度高，正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质，A错误；
B 、玉米根部短时间水淹，根部氧气含量少，部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO2，检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成，B正确；
C、转换为丙酮酸产酒精途径时，无ATP的产生，C错误；
D、丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]含量相同，D错误。
故选B。
18. 蜜蜂由蜂王、雄蜂和工蜂组成，其中蜂王和工蜂是二倍体（2n=32），由受精卵发育而来，雄蜂是单倍体（n=16），由未受精卵细胞发育而来的。某雌蜂基因型为AaBb，其卵巢内两个细胞的部分染色体及基因分布如图所示（不考虑再发生其他变异）。下列叙述正确的是（ ）
A. 蜜蜂的性别是由XY染色体决定，因此甲细胞中有4条X染色体
B. 甲乙细胞中②染色体上出现a基因的原因可能为交叉互换
C. 乙细胞为次级卵母细胞，子细胞有可能发育成两种不同基因型的雄蜂
D. 乙细胞形成的过程中可能发生了基因突变、基因重组和染色体片段重复
【答案】D
【解析】
【分析】分析题图：图甲细胞含有同源染色体，且着丝点分裂，处于有丝分裂后期;图乙细胞不含有同源染色体，且着丝点分裂，处于减数第二次分裂后期。
【详解】A、蜜蜂是由染色体组数决定性别，没有性染色体，A错误；
B、甲图细胞由于进行的是有丝分裂，不会发生交叉互换，所以②染色体上出现a基因的原因只能是基因突变，乙细胞为减数第二次分裂后期，②染色体上出现a基因的原因可能基因突变也可能是交叉互换，B错误；
C、乙图细胞没有同源染色体，且着丝点分裂，染色单体分开，所以处于减数第二次分裂后期，细胞质均等分裂可判断为第一极体，故其子细胞为两个第二极体，不会发育为雄蜂，C错误；
D、乙细胞形成的过程中可能发生了基因突变、基因重组，也可能是形成乙细胞的过程中染色体片段断裂后发生错误连接从而导致染色体片段重复，D正确。
故选D。
19. 研究表明，正常女性细胞核内两条X染色体中的一条会随机失活，浓缩形成染色较深的巴氏小体。肾上腺脑白质营养不良（ALD）是伴X染色体隐性遗传病（致病基因用a表示），女性杂合子中有5%的个体会患病，图1为某患者家族遗传系谱图。利用图中四位女性细胞中与此病有关的基因片段经能识别特定碱基序列的酶进行切割（如图2），产物的电泳结果如图3所示。相关叙述正确的是（ ）
A. 患病的女性杂合子细胞内存在巴氏小体，正常女性细胞内不存在巴氏小体
B. a基因比A基因多一个酶切位点是因为发生了碱基对的增添或缺失
C. 若II-1和一个基因型与Ⅱ-4相同的女性婚配，后代患ALD的概率为5%
D. a基因酶切后产物的电泳结果对应217bp、93bp、118bp三条带
【答案】D
【解析】
【分析】1、分析电泳结果图：正常基因含一个限制酶切位点，因此正常基因酶切后只能形成两种长度的DNA片段；突变基因增加了一个酶切位点，则突变基因酶切后可形成3种长度的DNA片段。结合电泳图可知，Ⅱ-4电泳的两条条带应为正常基因A酶切后的条带，长度为310bp和118bp的两种DNA片段，a基因新增了一个酶切位点后应该得到三个DNA片段，对照Ⅱ-4电泳的条带可以判断另外的两个条带长度分别为217bp和93bp，长度之和为310bp，故基因突变a酶切后可形成长度为217bp、118bp和93bp的三种DNA片段。
2、由题干信息可知，肾上腺脑白质营养不良（ALD）是伴X染色体隐性遗传病。由图2推测可知Ⅱ-4基因型为XAXA。Ⅰ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3号都含有与Ⅱ-4号相同的条带，故都含有A基因，其它条带是a基因被切割产生的，故Ⅰ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3基因型均为XAXa。
【详解】A、肾上腺脑白质营养不良（ALD）是伴X染色体隐性遗传病（致病基因用a表示），正常女性细胞核内两条X染色体中的一条会随机失活，浓缩形成染色较深的巴氏小体，所以杂合子患者和正常女性都可能有巴氏小体，A错误；
B、a基因新增了一个酶切位点后应该得到三个DNA片段，对照Ⅱ-4可以判断另外的两个条带长度分别为217bp和93bp，长度之和为310bp，与A基因酶切的片段之一310bp长度相同，故新增的酶切位点位于310bpDNA片段中，也说明a基因多一个酶切位点是因为发生了碱基的替换，DNA中碱基总数没变，B错误；
C、Ⅱ-1基因型为XaY，和一个与Ⅱ-4基因型（XAXA）相同的女性婚配，后代女儿基因型为XAXa，儿子基因型为XAY，可知所生男孩均不含致病基因，都正常，所生女孩均为杂合子，由于女性杂合子中有5%的个体会患病，因此后代患ALD的概率为1/2×5%=2.5%，C错误；
D、a基因新增了一个酶切位点后应该得到三个DNA片段，分别是217bp、93bp和118bp，D正确。
故选D。
二、填空题（5小题，共60分）
20. 蔬菜生产中，农药、化肥、土壤微生物的活动等均可产生NO。为研究NO对植物光合作用的影响，研究者以番茄为材料进行了系列实验。
（1）NO以S-亚硝基谷胱甘肽（GSNO）的形式在植物体内储存和运输。用GSNO处理番茄后，检测叶片光合色素含量与净光合速率，结果如图。
①光合作用中，位于叶绿体________上的光合色素吸收的光能转化成________中的化学能，进而通过暗反应储存在糖类等有机物中。
②据图可知NO________，进而减弱番茄光合能力。
（2）检测发现，转录因子HY5基因敲除的番茄光合色素含量下降。NO处理后，番茄叶片中HY5mRNA和蛋白质含量均小于对照组，说明NO________。
（3）PORC基因和PSY2基因分别是叶绿素与类胡萝卜素合成的关键基因。研究者利用尿嘧啶和亮氨酸合成缺陷型酵母菌进行转基因实验，证实HY5可直接结合两基因的启动子调控其转录。请以PORC基因为例，补充完善实验方案（注：AD蛋白与启动子足够靠近时激活转录；金担子抗性基因表达可解除金担子素对酵母菌生存的抑制作用）。
（4）综合上述研究和光合作用过程，阐明NO减弱番茄光合能力的机制。________。
【答案】（1） ①. 类囊体薄膜 ②. ATP、NADPH ③. 降低光合色素含量
（2）抑制HY5基因表达
（3） ①. PORC启动子 金担子素抗性 ②. 亮氨酸合成 AD ③. 缺乏亮氨酸 ④. 缺乏亮氨酸且加入金担子素 ⑤. 缺乏亮氨酸
（4）NO通过抑制HY5基因的表达，抑制其对PORC基因和PSY2基因的转录促进作用，从而降低番茄光合色素含量，降低光反应速率，进而降低暗反应速率，导致光合能力下降
【解析】
【分析】光合作用的过程包括 光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段（场所：类囊体薄膜）物质变化：①水的光解，生成氧气和NADPH② 利用光能将ADP和Pi结合形成ATP；能量变化：将光能转化为ATP和NADPH中的化学能。暗反应阶段（场所：叶绿体基质）物质变化：①二氧化碳的固定：二氧化碳与五碳化合物结合形成三碳化合物②C3的还原： 利用光反应所提供的ATP和NADPH，将三碳化合物还原成糖类有机物和五碳化合物；能量变化：将ATP和NADPH中的化学能转化为有机物中稳定的化学能。
【小问1详解】
①光合色素位于类囊体薄膜上，能将吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能，进而通过暗反应储存在糖类等有机物中。
②从题中的图可以看出用GSNO处理番茄后，跟对照组相比，叶绿素的含量、类胡萝卜素的含量和净光合速率都降低，由此可知NO降低光合色素的含量，进而减弱番茄光合能力。
【小问2详解】
检测发现，转录因子HY5基因敲除的番茄光合色素含量下降，说明HY5基因的表达影响光合色素的合成；NO处理后，番茄叶片中HY5mRNA和蛋白质含量均小于对照组，说明NO处理后HY5基因的转录和翻译都都受到影响，故说明NO抑制HY5基因表达。
【小问3详解】
①以PORC基因为例，研究者利用尿嘧啶和亮氨酸合成缺陷型酵母菌进行转基因实验，证实HY5可直接结合两基因的启动子调控其转录，先导入的表达载体含尿嘧啶合成基因和PORC基因启动子，金担子抗性基因，因无金担子抗性基因的启动子，故在缺乏尿嘧啶的培养基上进行培养。根据实验结果可知，对照组有一组不能再加入金担子素的培养基，说明金担子抗性基因也是一种标记基因，故要导入金担子抗性基因。
②实验组表达载体包括启动子+尿嘧啶合成基因+启动子+AD-HY5融合基因，自变量是有无HY5基因，AD蛋白与启动子足够靠近时激活转录，对照都的表达载体包括启动子+尿嘧啶合成基因+启动子+AD基因。在缺乏尿嘧啶和亮氨酸的培养基上筛选成功转化的酵母菌。
③HY5可直接结合两基因的启动子调控其转录，实验组导入了AD-HY5融合基因和亮氨酸合成基因，故在缺乏亮氨酸的培养基上可以生长。
④HY5可直接结合两基因的启动子调控其转录，实验组导入了AD-HY5融合基因和亮氨酸合成基因，AD蛋白与启动子足够靠近时激活转录，激活了金担子抗性基因的表达，故在缺乏亮氨酸且加入金担子素的培养基上可以生长。
⑤对照组导入了亮氨酸基因且经过筛选故可在缺乏亮氨酸的培养基上生长。
⑥对照组未加入HY5基因，不能结合两基因的启动子，调控金担子抗性基因的表达，故不能在缺乏亮氨酸且加入金担子素的培养基生长。
【小问4详解】
综合上述研究光合作用过程，NO减弱番茄光合能力的机制为，NO通过抑制HY5基因的表达，抑制其对PORC基因和PSY2基因的转录促进作用，从而降低番茄光合色素含量，降低光反应速率，进而降低暗反应速率，导致光合能力下降
21. 土壤中存在细菌、真菌和线虫等生物，它们的关系十分复杂。
（1）细菌、真菌和线虫等生活环境中的全部生物共同构成了___。生态小组调查了不同放牧程度下，土壤食物网中所包含的生物类群数量和食物链的数量，结果如下表所示：
放牧会增加土壤中食细菌线虫的数量，其原因是___。试结合调查结果分析，放牧对草原生态系统抵抗力稳定性的影响：___。
（2）线虫可以细菌为食，真菌可产生菌丝陷阱包裹并杀死线虫。富含尿素的土壤中能检测出较多的菌丝陷阱，研究者推测尿素可诱导菌丝陷阱的形成。为研究尿素诱导菌丝陷阱形成的机制，研究者利用尿素及其分解产物氨分别处理野生型真菌和尿素分解酶基因功能丧失的真菌突变体，检测菌丝陷阱的数量，结果如图所示。结合上述信息，推测___，从而诱导菌丝陷阱的产生。
（3）线虫产生蛔甙作为___信号以调节自身生长发育和行为。尿素氨真菌可感应该信号，从而形成菌丝陷阱，由此可见，信息可以___，进而维持生态系统的平衡与稳定。
（4）土壤中细菌的精氨酸酶（可催化尿素产生的酶）表达量与线虫取食频率成正比。综合上述信息，通过分析细菌、真菌和线虫之间的关系，解释线虫数量相对稳定的机制：___。
（5）自然界中不乏类似于上述土壤微生物与线虫间的关系。下列事例与上述机制最相似的是___。
a．食草昆虫啃食植物叶片后，植物产生挥发性物质吸引肉食性昆虫
b．白蚁在巢穴中通过排出粪便供养细菌，从而抑制寄生真菌的生存和传播
c．虫媒传粉的植物，花朵中蜜腺分泌含糖量较高的蜜露吸引昆虫来进行传粉
【答案】（1） ①. 生物群落 ②. 放牧会导致更多的残枝败叶和粪便进入土壤被微生物利用，细菌数目增多，从而使食细菌线虫数目增多 ③. 放牧会导致食物链的数量减少，从而使生态系统营养结构的复杂程度降低，导致生态系统的抵抗力稳定性下降
（2）真菌利用尿素分解酶将尿素分解为氨
（3） ①. 化学 ②. 调节种间关系
（4）线虫对细菌的捕食增加时，细菌表达的精氨酸酶量增加，催化合成更多的尿素，真菌利用尿素分解酶将尿素分解为氨；且线虫分泌蛔甙增加，两者共同诱导真菌形成更多菌丝陷阱，包裹并杀死线虫，反馈调节线虫数量，故线虫数量能维持相对稳定
（5）a
【解析】
【分析】1、生态系统的结构包括组成成分和营养结构，组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量；营养结构包括食物链和食物网。
2、生态系统的信息传递：（1）生态系统中信息的种类：物理信息、行为信息、化学信息；（2）信息传递在生态系统中的作用：①个体方面：生命活动的正常进行离不开信息的作用。②种群方面：生物种群的繁衍离不开信息的传递。③群落与生态系统方面：信息传递能够调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
3、群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，其研究内容包括群落的边界和范围、群落的物种组成、种间关系、群落演替、生态位、空间结构、群落演替等。
【小问1详解】
群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，细菌、真菌和线虫等生活环境中的全部生物共同构成了生物群落。
由于放牧会导致更多的残枝败叶和粪便进入土壤被微生物利用，细菌数目增多，从而使食细菌线虫数目增多，因此放牧会增加土壤中食细菌线虫的数量。
生物种类越少，营养结构越简单，生态系统的自我调节能力就越弱，抵抗力稳定性就越低。分析表格数据可知，随着放牧程度的加大，会使食物链的数量减少，从而导致生态系统营养结构的复杂程度降低，导致生态系统的抵抗力稳定性下降。
【小问2详解】
分析题图可知，利用尿素处理尿素分解酶基因功能丧失的真菌突变体，无菌丝陷阱的产生，用氨处理尿素分解酶基因功能丧失的真菌突变体，有菌丝陷阱产生，说明真菌利用尿素分解酶将尿素分解为氨，从而诱导菌丝陷阱的产生。
【小问3详解】
化学信息是指生物在生命活动中，产生了一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸，动物的性外激素等。线虫产生的蛔甙是化学信号，真菌可感应该信号，从而形成菌丝陷阱，由此可见，信息可以调节种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
【小问4详解】
土壤中细菌的精氨酸酶（可催化尿素产生的酶）表达量与线虫取食频率成正比，线虫对细菌的捕食增加时，细菌表达的精氨酸酶量增加，催化合成更多的尿素，真菌利用尿素分解酶将尿素分解为氨；且线虫分泌蛔甙增加，两者共同诱导真菌形成更多菌丝陷阱，包裹并杀死线虫，反馈调节线虫数量，故线虫数量能维持相对稳定。
【小问5详解】
线虫对土壤中细菌的捕食增加时，细菌合成更多的尿素，被真菌分解为氨，线虫分泌蛔甙增加，诱导真菌形成更多菌丝陷阱，反馈调节线虫数量。而自然界中食草昆虫啃食植物叶片后，植物产生挥发性物质吸引肉食性昆虫，从而调节食草昆虫的数量，二者机制最为相似，a符合题意，bc不符合题意，故选a。
22. 转基因技术的研发是加快农业现代化的重要途径，但转基因食品的安全性备受关注。研究者将水稻抗虫基因（crylC）和双T-DNA载体连接（图示连接后双T-DNA部分结构），利用其中的“Cre/LxP”系统培育了安全可食用的转基因水稻。在“Cre/LxP”系统中，Cre基因编码的Cre酶可特异性识别同一DNA两个同向的lxP序列并将两个lxP间的序列删除。
图：P—启动子（P1为胚乳特异表达启动子；P2为绿色组织特异性表达启动子）
回答下列问题：
（1）Cre酶与基因工程中的______（工具酶）作用类似。
（2）载体中，T-DNA的作用是转移到被侵染的细胞后__________________，hpt基因（潮霉素抗性基因）和gus基因（表达产物使无色底物显蓝色）有助于双T-DNA共转化植株的筛选，起到基因表达载体中____________（填结构）的作用。
（3）筛选得到双T-DNA共转化成功的植株T0中，hpt基因对植物和环境具有潜在的危害，需设法将其删除。先从T0植株中筛选T-DNA1和T-DNA2都是单拷贝（单个）插入的植株GH-1、GH-2和GH-3，自交后得到T1代植株进行潮霉素抗性检测，选择抗性检测为阴性植株的叶片的gus基因进行PCR检测，产物的电泳结果如下图a。（不考虑减数分裂时发生互换）
①T0代中______（填编号）是T-DNA1和T-DNA2以连锁形式在单一位点插入植株。
②在答题卡对应的图b中画出植株GH-2的T-DNA1和T-DNA2在染色体上的位置_____（注：用圆点·表示T-DNA1和T-DNA2在染色体上的位置）
③GH-1的T0代自交的后代T1植株中，具有抗虫特性但不含hpt基因的植株的比例为______。这些植株自交后筛选即可获得稳定遗传的种子Tx。
（4）水稻种子主要包括胚和胚乳，其中胚乳被加工成精米食用。该“Cre/LxP”系统，实现了______，培育了安全可食用的转基因水稻。Tx种子播种后获得的叶片______（填“具有”或“不具有”）抗虫的性状。
【答案】（1）限制酶 （2） ①. 整合到染色体（细胞核）DNA ②. 标记基因
（3） ①. GH-3 ②. ③. 3/16
（4） ①. 在胚乳中特异性删除抗虫基因（外源基因/两个lxP间的序列） ②. 具有
【解析】
【分析】基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。
【小问1详解】
由题干信息可知，在“Cre/LxP”系统中，Cre基因编码的Cre酶可特异性识别同一DNA两个同向的lxP序列并将两个lxP间的序列删除，所以Cre酶与基因工程中的限制酶作用类似。
【小问2详解】
载体中，T-DNA的作用是转移到被侵染的细胞后整合到染色体（细胞核）DNA，hpt基因（潮霉素抗性基因）和gus基因（表达产物使无色底物显蓝色）有助于双T-DNA共转化植株的筛选，起到基因表达载体中标记基因的作用。
【小问3详解】
①由题图信息可知，对自交后得到T1代植株进行潮霉素抗性检测，而潮霉素抗性检测为阴性植株，如果T-DNA1和T-DNA2以连锁形式在单一位点插入植株，则对叶片的gus基因进行PCR检测时，电泳结果不会出现相应的条带，符合GH-3植株的电泳结果。
②由题图信息可知，先从T0植株中筛选T-DNA1和T-DNA2都是单拷贝（单个）插入的植株GH-2，再结合植株GH-2的T1代叶片gus基因电泳结果可知，抗性检测为阴性，但植株的叶片中都含有gus基因，说明T-DNA1和T-DNA2插入到了一对同源染色体的不同位点，如果插入到了两对同源染色体的不同位置，符合自由组合定律，经过自交后会出现有的叶片含有gus基因，有的叶片不含gus基因，符合GH-1的电泳结果，所以植株GH-2的T-DNA1和T-DNA2在染色体上的位置如图：
③根据GH-1的T0代自交的后代T1植株的gus基因电泳结果可知，T-DNA1和T-DNA2插入到了两对同源染色体的不同位置，符合自由组合定律，亲本为杂合子，所以在T1植株中具有抗虫特性但不含hpt基因的植株的比例为3/4×1/4=3/16。
【小问4详解】
由题干信息可以，在“Cre/LxP”系统中，Cre基因编码的Cre酶可特异性识别同一DNA两个同向的lxP序列并将两个lxP间的序列删除，可以实现了在胚乳中特异性删除抗虫基因（或外源基因或两个lxP间的序列），培育了安全可食用的转基因水稻。GH-1的T0代自交的后代T1植株中，具有抗虫特性但不含hpt基因的植株，这些植株自交后筛选即可获得稳定遗传的种子Tx，所以Tx种子播种后获得的叶片具有抗虫的性状。
23. 感知外界环境中潜在的危险信息，快速躲避天敌并作出最适宜的防御反应是动物生存所需具备的重要能力。
（1）“应急”学说认为机体遭遇特殊紧急情况如恐惧时，交感神经—肾上腺髓质系统就会立即被动员起来，受交感神经___（直接/间接）支配的肾上腺髓质相关细胞就会分泌化学本质是___的___，作用于中枢神经系统提高其兴奋性，使机体警觉性提高。此外，人体某些感觉神经元细胞膜上存在辣椒素受体TRPV1，辣椒素与TRPV1结合后，下丘脑通过交感神经引起肾上腺素分泌增多，这一过程属于___调节。
（2）为探讨精神应激对下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴（HPA轴）活性的影响，科研人员进行了小鼠与其天敌（猫）的暴露实验：将小鼠适应性培养后，随机分组；急性应激组受天敌攻击45min后立即检测，慢性应激组每天受攻击45min，持续14天后检测，对照组正常环境处理。将记录的数据处理分析，结果如图1。由图可知，血浆糖皮质激素水平在慢性天敌应激中持续升高，可能使得___，从而导致糖皮质激素对HPA轴的抑制作用减弱，机体稳态受影响。
（3）为探究本能恐惧内在的大脑运作机制，研究人员将小鼠置于如下图2的装置中，用黑色圆盘在小鼠的上视野产生阴影模拟小鼠被上空中的天敌（如老鹰）捕食的场景，最终诱发小鼠产生逃跑至遮蔽物中的防御行为。研究人员利用相关技术记录脑内腹侧被盖区（VTA）GABA能神经元的激活程度（结果如图3），发现阴影刺激组在有阴影刺激时的VTA区GABA能神经元活性___非阴影刺激组，并且在神经元活性达到___时，小鼠发生逃跑行为。
（4）研究人员将光敏感的通道蛋白特异性表达在某一特定类型的神经元中，并通过特定波长的光刺激来调控神经元活动。当蓝光刺激光敏蛋白C时，会导致Na+内流使所存神经元兴奋，当黄光刺激光敏蛋白N时，会导致Cl-内流使所在神经元受到抑制。应用此技术设计实验进一步证实了VTA区GABA能神经元激活是诱发小鼠逃跑行为的必要条件。请从A~H中选择合适的选项填入表，将实验组的实验方案及相应结果补充完整___（请在答题卡上相应位置填写字母）。
A．VTA区GABA能神经元表达光敏蛋白C的小鼠
B．VTA区GABA能神经元表达光敏蛋白N的小鼠
C．阴影刺激
D．无阴影刺激
E．黄光
F．蓝光
G．未见逃跑行为
H．迅速逃跑躲避
【答案】（1） ①. 直接 ②. 氨基酸衍生物 ③. 肾上腺素 ④. 神经
（2）下丘脑、垂体中糖皮质激素受体的敏感性下降
（3） ①. 高于 ②. 峰值
（4）
【解析】
【分析】1、应激反应是机体遭受伤害刺激时所产生的适应性和抵抗性变化的总称；
2、糖皮质激素的分级调节和反馈调节：下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素作用与垂体，促进垂体分泌促肾上腺皮质激素，进而作用于肾上腺皮质促进糖皮质激素的分泌，糖皮质激素分泌过多又会抑制下丘脑和垂体分泌相关的激素。
【小问1详解】
机体遭遇特殊紧急情况如恐惧时，交感神经——肾上腺髓质系统就会立即被动员起来，受交感神经直接支配的肾上腺髓质相关细胞就会分泌化学本质是氨基酸衍生物的肾上腺素作用于中枢神经系统提高其兴奋性，使机体警觉性提高。辣椒素作为一种递质，与TRPV1结合后，下丘脑通过交感神经引起肾上腺素分泌增多，肾上腺属于效应器，分泌肾上腺素，这一过程属于神经调节。
【小问2详解】
下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素，作用与垂体，促进垂体分泌促肾上腺皮质激素，进而作用于肾上腺皮质，促进糖皮质激素的分泌，糖皮质激素分泌过多又会抑制下丘脑和垂体分泌相关的激素。据图分析，慢性应激组每天受攻击45min，持续14天，糖皮质激素持续升高，可能使得下丘脑、垂体中糖皮质激素受体的敏感性下降，从而导致糖皮质激素对HPA轴的抑制作用减弱，机体稳态受影响；
【小问3详解】
据图3分析，在有阴影刺激时，阴影刺激组神经元活性相对值高于非阴影刺激组，并且当阴影刺激组神经元活性达到峰值时，小鼠发生逃跑行为；
【小问4详解】
静息电位为外正内负的膜电位。Cl-内流会增大外正内负的静息电位，使所在神经元不能产生兴奋，从而被抑制。本实验为进一步证实了VTA 区GABA能神经元激活是诱发小鼠逃跑行为的必要条件，根据蓝光刺激光敏蛋白C，黄光刺激光敏蛋白N，可知实验一的实验动物选择VTA区GABA 能神经元表达光敏蛋白N的小鼠(B)，实验组一的实验条件为黄光、阴影刺激(C)；实验组二的实验条件为蓝光(F)、无阴影刺激(D)，实验组一的实验结果为未见逃跑行为(G)；实验组二的实验结果为迅速逃跑躲避(H)。
24. 天然β淀粉酶大多耐热性差，不利于工业化应用。我国学者借助PCR改造β-淀粉酶基因，并将改造的基因与pLN23质粒重组后导入大肠杆菌，最终获得耐高温的β-淀粉酶。回答下列问题：
（1）PCR中使用的聚合酶属于___。
A. 以DNA为模板的RNA聚合酶B. 以RNA为模板的RNA聚合酶
C. 以DNA为模板的DNA聚合酶D. 以RNA为模板的DNA聚合酶
（2）某天然β-淀粉酶由484个氨基酸构成，科学家希望利用蛋白质工程技术，对胰岛素进行改造，基本思路是：从预期的蛋白质功能出发→___→___→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。
（3）目前，科学家已通过将第28位氨基酸由脯氨酸（密码子为CCU）替换为天冬氨酸（密码子为GAU），耐热性明显提升。在改造用BCA法获得的胰岛素基因时，可运用大引物PCR进行定点突变，相关原理如图所示。进行第一次PCR时所用的突变上游引物的合理设计是___。利用所获得的大引物、模板和其他引物等进行第二次PCR，要获得带有突变位点的、适于与图1中质粒构建基因表达载体的改良基因，引物应选用大引物两条链中的___（填“①”或“②”）；至少进行___次循环才能获得双链等长的改良基因。
（4）为了使上述改造后的基因能在大肠杆菌中高效表达，由图2所示的pLN23质粒构建得到基因表达载体。除图示信息外，基因表达载体中还应该有___。将重组质粒导入大肠杆菌过程中，转化的效率受到重组质粒浓度、大肠杆菌的浓度、转化时间以及___等因素影响。因此可以用___处理大肠杆菌，提高转化效率。
（5）目的基因（不含EcRI酶切位点）全长为1.5kb，将其插入BamHI位点。用EcRI酶切来自于不同大肠杆菌菌落的质粒DNA，经琼脂糖凝胶电泳确定DNA片段长度，这一操作的目的是___。琼脂糖凝胶电泳过程中观察到___，关闭电泳仪电源。正确连接的基因表达载体被EcRI酶切后长度为___kb。
【答案】（1）C （2） ①. 设计预期蛋白质结构 ②. 推测应有氨基酸序列
（3） ①. 将CCT改为GAT ②. ② ③. 2
（4） ①. 标记基因 ②. 大肠杆菌（受体菌）的生理状态 ③. Ca2⁺/CaCl2
（5） ①. 筛选导入目的基因的大肠杆菌 ②. 溴酚蓝跑到电泳槽的末端时 ③. 5.7
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤：
1、目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。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。4、目的基因的检测与鉴定：（1）分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【小问1详解】
PCR的原理是DNA双链复制，利用的酶是耐热的DNA聚合酶，合成子链时是以DNA为模板，C正确，ABD错误。
故选C。
【小问2详解】
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，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，以满足人类的生产和生活的需求，蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白质工程特有的途径；之后按照基因工程的一般步骤进行。
【小问3详解】
在改造用BCA法获得的胰岛素基因时，可运用大引物PCR进行定点突变，由于要将第28位氨基酸由脯氨酸（密码子为CCU）替换为天冬氨酸（密码子为GAU），模板链上由GGA变成CTA，那么引物应该是由CCT变成GAT，即在进行第一次PCR时所用的突变上游引物的合理设计是：将CCT改为GAT。第二次PCR时，游离的脱氧核苷酸不断地加入到引物的3’端，引物应选用大引物两条链中②，才能扩增出改良的目的基因。PCR时，假定原来DNA片段为 ，第一次PCR后产物是 ，第二次PCR后产物是 ，第三次PCR后产物是 ，画红框的即为等长的改良基因，因此至少进行3次循环才能获得双链等长的改良基因。
【小问4详解】
作为基因工程载体的质粒应该包含：复制原点、限制酶的切割位点、标记基因、启动子和终止子，根据图示的表达载体可知应还要包括目的基因和标记基因。将重组质粒导入大肠杆菌过程中，转化的效率受到重组质粒浓度、大肠杆菌的浓度、转化时间以及大肠杆菌（受体菌）的生理状态等因素影响，因此可以用CaCl2处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞，从而提高转化效率。
【小问5详解】
目的基因通过表达载体导入大肠杆菌中，大肠杆菌菌落的质粒DNA，经琼脂糖凝胶电泳确定DNA片段长度，这一操作的目的是筛选出导入目的基因的大肠杆菌。在琼脂糖凝胶电泳过程中，随着DNA的迁移，当观察到溴酚蓝指示剂移动到距离点样孔一定距离时（或溴酚蓝指示剂接近凝胶的另一端时），应关闭电泳仪电源。正确连接的基因表达载体只有一个EcR Ⅰ酶切位点，则切割后的长度为4.2+1.5=5.7kb。编号
原生质体
培养条件
①
WT
培养基
②
WT
培养基+合适浓度的IAA
③
rr
培养基
④
rr
培养基+合适浓度的IAA
⑤
WT
培养基+组蛋白乙酰化抑制剂
组别
实验组
对照组
先导入的表达载体
①______
筛选成功转化的酵母菌
缺乏尿嘧啶的培养基
再导入的表达载体
②______
筛选成功转化的酵母菌
缺乏尿嘧啶和亮氨酸的培养基
培养上述酵母菌
③________的培养基
④________的培养基
⑤________的培养基
缺乏亮氨酸且加入金担子素的培养基
实验结果
生长
生长
生长
不生长
放牧程度
细菌
真菌
植物寄生线虫
食细菌线虫
食真菌线虫
杂食—捕食性线虫
食物链数量
禁牧
25
1
10
2
3
8
704
轻度放牧
33
1
8
4
5
3
625
中度放牧
36
1
8
5
3
4
605
重度放牧
380
1
7
6
2
5
604
分组
实验动物
实验条件
实验结果
实验组一
①
黄光、②
③
实验组二
VTA区GABA能神经元表达光敏蛋白C的小鼠
④、⑤
⑥
分组
实验动物
实验条件
实验结果
实验组一
B
黄光、C
G
实验组二
VTA区GABA能神经元表达光敏蛋白C的小鼠
F、D
H
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