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生物：2024届山东省济宁市高三下学期三模试卷（解析版）
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这是一份生物：2024届山东省济宁市高三下学期三模试卷（解析版），共25页。
2．选择题答案必须使用2B铅笔《按填涂样例》正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，绘图时，可用2B铅笔作答，字体工整、笔迹清晰。
3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸，试题卷上答题无效。保持卡清洁，不折叠，不破损。
一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。
1. 内质网膜包裹损伤的线粒体形成自噬体时，LC3-I蛋白经修饰形成LC3-II蛋白，促使自噬体与溶酶体融合，完成损伤线粒体降解。下列说法错误的是（ ）
A. 有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡
B. 自噬体与溶酶体的融合依赖于生物膜的结构特点
C. 溶酶体合成的酸性水解酶能分解衰老、损伤的线粒体
D. 可以通过比较LC3-II与LC3-I含量比值的大小估计细胞自噬水平的高低
【答案】C
【分析】细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用。处于营养条件缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量；有些激烈的自噬可能引导细胞凋亡。
【详解】A、细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用。处于营养条件缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量；有些激烈的自噬可能引导细胞凋亡。A正确；
B、自噬体与溶酶体的融合依赖于生物膜的结构特点：流动性，B正确；
C、溶酶体不能合成的酸性水解酶，C错误；
D、内质网膜包裹损伤的线粒体形成自噬体时，LC3-I蛋白经修饰形成LC3-II蛋白，促使自噬体与溶酶体融合，完成损伤线粒体降解，所以可以通过比较LC3-II与LC3-I含量比值的大小估计细胞自噬水平的高低，D正确。
故选C
2. 胱氨酸是由两个半胱氨酸通过二硫键连接形成的二硫化物。SLC7All是一类转运蛋白，可将谷氨酸转运到胞外的同时将胱氨酸转运到胞内，胱氨酸再被NADPH还原为两个半胱氨酸。胶质母细胞瘤在葡萄糖饥饿条件下，过度表达SLC7All，使NADPH不足，胱氨酸在细胞内异常积累，会导致细胞死亡。下列说法正确的是（ ）
A. SLC7All发挥转运功能时不具有特异性
B. 抑制NADPH的合成或可成为治疗癌症的新方法
C. NADPH为还原型辅酶II，只能在植物细胞内合成
D. 胱氨酸合成时需要脱去一个水分子
【答案】B
【分析】氨基酸是组成蛋白质的基本单位，氨基酸由一个中央碳原子连接着一个氨基（一NH2）、一个羧基（一COOH）、和一个R基团组成，两个氨基酸脱水缩合形成二肽。氨基酸通过脱水缩合形成多肽链，多肽链再进一步折叠形成有空间结构的蛋白质大分子。
【详解】A、SLC7A11将谷氨酸转运到胞外的同时将胱氨酸转运到胞内，说明SLC7A11发挥转运功能时具有特异性，A错误；
B、当NADH不足，胱氨酸及其他二硫化物在细胞内异常积累，导致二硫化物应激，引起细胞骨架等结构的功能异常，从而使细胞快速死亡，因此抑制 NADH 的合成可为杀死癌细胞提供新思路，B正确；
C、NADPH为还原型辅酶Ⅱ，在植物细胞内合成，在动物细胞内也可以合成，C错误；
D、胱氨酸是由两个半胱氨酸通过二硫键连接形成的二硫化物，胱氨酸合成时需要脱去两个水分子，D错误。
故选B。
3. H2O2可引起细菌等微生物细胞内蛋白质结构发生改变，常用于伤口及环境消毒。CAT是一种过氧化氢酶，普遍存在于动植物细胞内，主要作用是清除代谢中产生的H2O2，避免H2O2积累对细胞产生破坏。下列叙述错误的是（ ）
A. 可用CAT去除伤口及环境消毒后残余的H2O2
B. CAT只能催化H2O2分解，体现出CAT的专一性和高效性
C. 可以通过检测单位时间内H2O2的消耗量或O2的生成量测定CAT的活性
D. 人体细胞既能消耗O2，又能产生O2
【答案】B
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；
酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和；酶促反应的原理：酶能降低化学反应所需的活化能。
【详解】A、CAT是一种过氧化氢酶，所以可用CAT去除伤口及环境消毒后残余的H2O2，A正确；
B、CAT只能催化H2O2分解，体现出CAT的专一性，与无机催化剂作用效果对比才能体现高效性，B错误；
C、CAT的活性可用在一定条件下酶所催化某一反应的速率表示，可以通过检测单位时间内H2O2的消耗量或O2的生成量测定CAT的活性，C正确；
D、人体细胞有氧呼吸会消耗O2，清除代谢中产生的H2O2时，H2O2的分解可以产生O2，D正确。
故选B。
4. 斑马鱼幼鱼皮肤中的浅表上皮细胞SEC，会在发育过程中出现一种无DNA复制的细胞分裂，单个SEC最多形成4个子细胞。该“无复制分裂”得到的子SEC细胞的体积与母SEC细胞的体积一致。下列说法错误的是（ ）
A. 子SEC细胞的细胞核均具有全能性
B. 母SEC细胞由受精卵分裂分化而来
C. 该机制有利于上皮细胞覆盖快速生长的幼鱼体表
D. 母SEC细胞和受精卵分裂方式的差异与基因的选择性表达有关
【答案】A
【分析】细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，叫作细胞增殖。细胞分裂方式有有丝分裂、减数分裂和无丝分裂等。细胞分化的实质是基因的选择性表达，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
【详解】A、无DNA复制的分裂方式导致遗传物质没有发生复制，但是发生了细胞的分裂，则SEC经此分裂方式产生的子细胞核遗传物质不完整，不具有全能性，A错误；
B、母SEC细胞由受精卵有丝分裂和分化而来 ，B正确；
C、该“无复制分裂”能迅速增加皮肤表面细胞数目，有利于上皮细胞覆盖快速生长的幼鱼体表，是幼鱼对快速生长的适应，C正确；
D、母SEC细胞和受精卵分裂方式的差异与基因的选择性表达有关，前者无DNA复制相关基因的表达，后者存在DNA复制相关基因的表达，D正确。
故选A。
5. 非同源染色体间片段的互换导致平衡易位。当易位区段较长时，在减数分裂I的前期，由于同源部分的配对，而出现“十”字形结构，称为“四射体”，如图所示；当易位区段较短时，两对非同源染色体之间可以不发生联会，各自独立。不考虑其他变异类型，下列说法正确的是（ ）
A. 可选择有丝分裂中期的细胞观察“四射体”
B. 通过检测基因的种类和数目可以确定某个体是否为平衡易位者
C. 若某雄性果蝇发生平衡易位，则其体细胞内可能含有7种形态不同的染色体
D. 若仅考虑发生平衡易位的两对同源染色体，则理论上产生正常配子的概率为1/6
【答案】C
【分析】染色体结构变异包括缺失、增添、易位、倒位。染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。
【详解】A、“四射体”是减数分裂过程中同源染色体联会形成的，而有丝分裂过程中不会发生同源染色体联会，因此不能选择有丝分裂中期的细胞观察“四射体”，A错误；
B、平衡易位不改变基因的种类和数目，因此通过检测基因的种类和数目不能确定某个体是否为平衡易位者，B错误；
C、果蝇体细胞中含有4对同源染色体，若某雄性果蝇发生平衡易位，则其体细胞内可能含有7种形态不同的染色体，C正确；
D、两对同源染色体彼此分离的同时，非同源染色体自由组合，若仅考虑发生平衡易位的两对同源染色体，则理论上产生正常配子的概率为1/4，D错误。
故选C。
6. 家蚕的性染色体组成为ZW型，体色由多对等位基因控制，野生型家蚕的体色为白色。研究人员获得了两种黄色纯合单基因突变品系M和N，进行杂交实验，如图所示。体色相关基因不在ZW同源区段，下列说法错误的是（ ）
A. 实验2的F2白色个体均为雄性
B. 品系M和N出现黄色均是显性突变的结果
C. 品系M和N的突变基因位于非同源染色体上
D. 实验1的F2白色个体中雄性占1/2
【答案】A
【分析】 自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合时互不干扰的；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。适用条件：有性生殖的真核生物；细胞核内染色体上的基因；两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。细胞学基础：基因的自由组合定律发生在减数分裂I后期。
【详解】A、实验2中：M与N交配，子一代均为黄色，且子二代黄色：白色=15:1，说明至少受两对等位基因的控制，且遵循自由组合定律。实验1中：M与野生型正反交，子一代均为黄色，则M相关的突变基因位于常染色体上，那么N相关的突变基因位于Z染色体上，品系M和N出现黄色均是显性突变的结果。实验2中子二代中白色均为同一性别，则实验2的子一代基因型分别为AaZBZb、AaZBW，子二代中白色个体基因型为aaZbW，均为雌性，A错误；
B、M与野生型正反交，子代均为黄色，M相关的突变基因位于常染色体上，且M与N杂交子代全为黄色，由此判断，品系M和N出现黄色均是显性突变的结果，B正确；
C、实验2中子一代黄色自由交配，子二代中黄色：白色=15:1，说明体色至少受两对等位基因的控制，遵循自由组合定律，所以品系M和N的突变基因位于非同源染色体上，C正确；
D、假设A、a等位基因位于常染色体上，B、b等位基因位于Z染色体上。那么M基因型为AAZbZb，野生型的基因型为aaZbW，那么子一代的基因型为AaZbZb、AaZbW，子二代白色个体有aaZbZb、aaZbW，雄性占1/2，D正确。
故选A。
7. 原醛症是醛固酮分泌过量所致，其症状为高血压、低血钾。巳知物质甲可竞争性的与醛固酮受体结合。下列说法正确的是（ ）
A. 抗利尿激素和醛固酮都能导致血容量增加从而引起血压升高
B. 正常人高盐饮食后会促进醛固酮的分泌，降低对N矿的重吸收
C. 物质甲的分子结构可能与醛固酮相似，其作用部位为肾上腺皮质
D. 低血钾和低血钠都会引起神经细胞的兴奋性升高
【答案】A
【分析】醛固酮是一种盐皮质激素，作用是保钠排钾，调节水盐平衡，醛固酮的分泌过程既存在分级调节，也存在反馈调节。
【详解】A、醛固酮作用是保钠排钾，分泌增加，使肾脏重吸收钠的增加，进而引起水重吸收增加，导致血容量增加；抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水的重吸收，导致血容量增加，A正确；
B、正常人高盐饮食细胞外液钠离子增多，醛固酮是一种盐皮质激素，作用是保钠排钾，调节水盐平衡，故正常人高盐饮食后会醛固酮的分泌减少，B错误；
C、巳知物质甲可竞争性的与醛固酮受体结合，推测物质甲的分子结构可能与醛固酮相似，其作用部位为肾小管和集合管，C错误；
D、低血钠会引起神经细胞的兴奋性降低，D错误。
故选A。
8. 免疫系统具有区分“自我”与“非我”的能力，该能力与细胞表面的组织相容性抗原MHC有关。在细胞免疫中，细胞毒性T细胞通常依赖靶细胞表面的MHC-抗原复合体来对其进行识别和清除。下列说法错误的是（ ）
A. 若自身细胞表面MHC分子发生变化，可能导致自身免疫病
B. 细胞毒性T细胞不能将抗原信息呈递给其他免疫细胞
C. 角膜中没有血管与淋巴管，理论上异体间进行角膜移植不会引起免疫排斥
D. 癌细胞表面的MHC表达水平下降，有利于细胞毒性T细胞快速对其识别和攻击
【答案】D
【分析】自身免疫病:是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病。举例:风湿性心脏病、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等。
【详解】A、根据题意，免疫系统具有区分“自我”与“非我”的能力，若自身细胞表面MHC分子发生变化，细胞毒性T细胞会对其进行识别和清除，可能导致自身免疫病，A正确；
B、细胞毒性T细胞能攻击靶细胞，但不能将抗原信息呈递给其他免疫细胞，B正确；
C、免疫排斥反应的发生是由于抗原呈递给T细胞，进而T细胞攻击带有抗原的细胞所致，由于角膜中没有血管与淋巴管，因此异体间进行角膜移植不会引起免疫排斥，C正确；
D、细胞毒性T细胞通常依赖靶细胞表面的MHC-抗原复合体来对其进行识别和清除，癌细胞表面的MHC表达水平下降，有利于癌细胞逃避免疫系统的攻击，D错误。
故选D。
9. Ca2+在根向地性反应中起着重要作用，科研人员以玉米根为实验材料进行了4组实验，甲乙丙组实验结果及丁组实验处理如图所示。EDTA可以去除与其接触部位的Ca2+。下列说法错误的是（ ）
A. 本实验应在温度适宜的暗室中进行
B. 甲乙两组对自变量的控制运用了“减法原理”
C. 由乙丙两组推测Ca2+的分布不均可导致玉米根弯曲生长
D. 推测丁组玉米根一定会出现向地性反应
【答案】D
【分析】生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子。在这些部位，色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。研究表明，在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。极性运输是一种主动运输。在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输。
【详解】A、实验中的玉米根横向放置，探究Ca2+在根向地性反应中起着重要作用，需要排出光对实验的影响，故本实验应在温度适宜的暗室中进行，A正确；
B、与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”，甲组利用的是空白琼脂块，乙组利用含EDTA（可以去除与其接触部位的Ca2+）的琼脂块，甲乙两组对自变量的控制运用了“减法原理”，B正确；
C、乙组根冠两侧均用含EDTA（可以去除与其接触部位的Ca2+）的琼脂块处理，丙组的根冠一侧使用含EDTA的琼脂块，丙组玉米根向上弯曲生长，乙组水平生长，由乙丙两组推测Ca2+的分布不均可导致玉米根弯曲生长，C正确；
D、由甲、乙、丙三组实验对照可知，含Ca2＋少的一侧生长效果更好，且自然水平放置下，远地侧生长效果更好，丁组的远地侧含Ca2＋较多，无法比较其带来的抑制效果与远地侧带来的促进效果大小，故丁组玉米根不一定会出现向地性反应，D错误。
故选D。
10. 下图为某湖泊生态系统能量流动图（单位：J•km-2•a-1）。下列分析正确的是（ ）
注：碎屑是指水体中植物的残枝败叶、动物遗体及其粪便。
A. 图示31.l J•km-2•a-1能量包含Ⅲ粪便中的能量
B. Ⅱ和碎屑之间以含碳有机物的形式实现物质循环
C. 第二营养级向第三营养级的能量传递效率约为11.21%
D. 该生态系统能量的输出都是通过各营养级的呼吸而实现
【答案】C
【分析】生态系统中各营养级的能量去向为：呼吸作用消耗，流入下一营养级，流向分解者，未被利用；生态系统各营养级之间的能量传递效率为：下一营养级同化量÷上一营养级同化量×100%。
【详解】A、Ⅲ粪便中的能量属于上一营养级Ⅱ的同化量，不包含在31.l J•km-2•a-1的能量里，A错误；
B、物质循环是在生物圈中循环的，且是碳循环主要以二氧化碳的形式进行的，B错误；
C、第二营养级的同化量是896.6，第三营养级的同化量是100.5，两营养级之间的传递效率是11.21%，C正确；
D、生态系统中各营养级的能量输出为：呼吸作用消耗，流入下一营养级，流向分解者，未被利用，D错误。
故选C
11. 某种螺捕食A、B、C三种藻类，但喜好不同。向玻璃缸中加入等数量的三种藻类，培养一段时间后，再向缸内加入一定数量的该种螺，并开始统计三种藻的数量，结果如图。实验期间螺的数量不变，以下说法错误的是（ ）
A. 该玻璃缸为一个微型生态系统，应置于散射光下
B. 无螺时A藻竞争力最强，该螺对A藻的捕食喜好最强
C. 种间竞争是导致B藻数量在峰值后下降的主要原因
D. 螺对藻的捕食喜好符合“收割理论”有利千增强生态系统稳定性
【答案】C
【分析】向玻璃缸中加入等量的三种藻，培养一段时间后，再向缸内加入一定数量的某螺，随着时间的变化，A藻数量减少，B藻数量先升后降，C藻数量慢慢上升。
【详解】A、该玻璃缸为一个微型生态系统，应置于散射光下，因为光照为生态系统提供能量，A正确；
B、无螺时A藻数量最多，说明A藻竞争力最强，向玻璃缸中加入等量的三种藻，培养一段时间后，刚放入某螺时，A藻数量最多，说明无螺时A藻竞争力最强；放入螺之后，A藻的数量减少最明显，说明该螺对A藻的捕食喜好最强，B正确；
C、B藻数量在峰值时A藻和C藻数量都较少，种间竞争并不强，B藻数量在峰值后数量下降的主要原因可能与玻璃缸代谢废物积累、无机盐减少等环境因素有关，C错误；
D、一种藻类的过度繁殖会造成其他藻类的消亡，螺对竞争优势藻的捕食偏好，会控制该种藻类的数量，可以给其他藻类腾出空间，增加藻的物种多样性，D正确。
故选C。
12. 在气候温暖、植被覆盖度高的低海拔地带，团状福禄草种群主要由老龄个体组成，幼龄个体占比低，种群破碎化程度高；在气温较低、植被覆盖度低的高海拔地带，团状福禄草主要由幼龄个体组成，老龄个体占比低，种群破碎化程度低。下列说法错误的是（ ）
A. 位于高海拔地带的团状福禄草种群年龄结构为增长型
B. 温室效应会引发团状福禄草种群更多分布于低海拔处
C. 团状福禄草的种群密度变化受到生物因素和非生物因素的共同影响
D. 低海拔地区团状福禄草种群破碎化程度高，调查种群密度时应随机取样
【答案】B
【分析】影响种群数量变化的因素有生物因素和非生物因素，其中生物因素对种群数量的影响与种群密度密切相关，因而被称为密度制约因素。
【详解】A、根据题意，在气温较低、植被覆盖度低的高海拔地带，团状福禄草主要由幼龄个体组成，老龄个体占比低，种群破碎化程度低，说明种群中老年个体少，幼年个体多，即年龄结构为增长型，A正确；
B、根据题意，高海拔区气候寒冷， 植被覆盖度较低， 团状福禄草种群密度高，说明团状福禄草适应低气温，因此温室效应会引发团状福禄草种群更多分布于更高海拔处，以在低气温生存，B错误；
C、团状福禄草的种群密度变化不仅受到生物因素的影响，而且还会受到非生物因素的影响，C正确；
D、低海拔地区团状福禄草种群破碎化程度高，调查种群密度时应随机取样，避免主观因素对调查结果的影响，D正确。
故选B。
13. 从传统发酵技术到发酵工程，经历了漫长的过程。下列说法错误的是（ ）
A. 传统酿酒过程中需要将温度控制在18~30℃之间
B. 酱油等传统发酵以混合菌种的液体发酵及半固体发酵为主
C. 发酵工程生产的微生物农药，是生物防治的重要手段
D. 利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料可以促进植物的生长
【答案】B
【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
【详解】A、传统酿酒用到的菌种是酵母菌，酵母菌发酵的适宜温度是18~30℃，A正确；
B、酱油等传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主，B错误；
C、发酵工程生产的微生物农药，是利用微生物或其代谢产物来防治病虫害，是生物防治的重要手段，C正确；
D、利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料能通过固氮提高土壤肥力从而促进植物的生长，D正确。
故选B。
14. 我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”流程如图所示，其中①~②表示细胞。下列说法错误的是（ ）
A. ①可来源于猴的早期胚胎
B. 动物细胞培养的培养液中通常需要添加血清
C. 猴胚胎移植前细胞需要放在CO2培养箱中进行培养
D. 细胞②③来源相同，将来均可发育成猴胎儿的各种组织
【答案】D
【分析】胚胎干细胞具有全能性，利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”，是利用了胚胎干细胞的全能性。
【详解】A、由题干可知，利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”，胚胎干细胞可来源于猴的早期胚胎，A正确；
B、动物细胞培养的培养液中通常需要添加血清等天然成分，B正确；
C、动物细胞培养过程中，需要将细胞放在CO2培养箱中进行培养，CO2的主要作用是维持培养液的pH，C正确；
D、细胞②③来源相同，细胞②是滋养层将来可发育成猴胎儿的胎膜和胎盘，细胞③是内细胞团，将来可发育成猴胎儿的各种组织，D错误。
故选D。
15. 变性梯度凝胶电泳（DGGE）是根据DNA在不同浓度的变性剂中解链程度的不同，导致电泳迁移率发生变化，从而将片段大小相同而碱基组成不同的DNA片段分开。当DNA片段泳动到某一浓度的变性剂位置时，DNA发生解旋变性，导致电泳迁移率下降，最终会停留在某一位置。下列说法正确的是（ ）
A. 提高电泳的温度有利于提高分离效率
B. DGGE技术可用于基因突变检测及相关研究
C. DNA中的A、T碱基含量越高越不容易发生变性
D. 电泳时需将待测DNA与电泳缓冲液混合后注入加样孔内
【答案】B
【分析】电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团会带上正电或负电。在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。
【详解】A、DNA分子变性是由变性剂引起的，不是加热的结果，提高电泳的温度对提高分离效率无影响，A错误；
B、据题意“DGGE是根据DNA在不同浓度的变性剂中解链行为的不同而导致电泳迁移率发生变化，从而将片段大小相同而碱基组成不同的DNA片段分开”，据此推测，DGGE技术可用于基因突变检测及相关研究，B正确；
C、DNA中A和T之间有两个氢键，G和C之间有三个氢键，因此，DNA中的A、T碱基含量越高越容易发生变性，C错误；
D、电泳时需将待测DNA与凝胶载样缓冲液混合，内含指示剂，再用微量移液器将混合液缓慢注入凝胶加样孔内，D错误。
故选B。
二、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。
16. 为研究某种植物光合速率和呼吸速率对生长发育的影响，研究者做了以下实验，将长势相同的该植物幼苗均分成7组，分别置于不同温度下，先暗处理lh，再光照lh，其他条件相同且适宜，测其干重变化，结果如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 光照下26℃和32℃时该植物的净光合速率相等
B. 若光照强度突然增加，叶绿体基质中C3的含量将会增加
C. 30℃条件下，一昼夜光照时间超过8h，该植物幼苗才能生长
D. 温度达到34℃时，该植物幼苗在光照条件下不能进行光合作用
【答案】AC
【分析】暗处理1h前后的重量变化反映呼吸速率；光照1h后与暗处理前的重量变化=光合速率-2×呼吸速率。
【详解】A、32℃时，暗处理lh后的重量变化是-4mg，说明呼吸速率是4mg/h，光照1h后与暗处理前的变化是0mg，光合速率-2×呼吸速率=0，此条件下光合速率是8mg/h，净光合速率是4，同理可推知，26℃时，呼吸速率是1mg/h光合速率是5mg/h，净光合是4mg/h，A正确；
B、当光照强度突然增加时，光反应增强，产生的ATP和NADPH增加，从而促进了三碳化合物的还原，C3的消耗速率加快，但是二氧化碳固定形成的三碳化合物的过程不受影响，即C3的生成速率不变，故C3的量减少，B错误；
C、30℃条件下，呼吸强度为3mg/h，光合作用的强度是9mg/h，一昼夜光照时间等于8h则光合产生有机物为72mg，呼吸消耗为3×24=72mg，则大于8h该植物幼苗有机物可以积累，才能生长，C正确；
D、34℃时呼吸速率是2mg/h，光照1h后比案处理前减少了3mg，光照1h后与暗处理前的重量变化=光合速率-2×呼吸速率，说明此时光合速率为1mg/h，D错误。
故选AC。
17. 小鼠A基因编码某种生长因子，缺乏时个体矮小。某一性别的小鼠形成配子时A基因甲基化，另一性别的小鼠形成配子时A基因去甲基化，从而使子代产生不同表型。某鼠群中雌雄均有矮小个体和正常个体，现以1对雌雄小鼠为研究对象，正常小鼠为母本、矮小小鼠为父本进行多次杂交实验，子代中矮小小鼠皆为雄性，正常小鼠皆为雌性。下列分析正确的是（ ）
A. 基因A、a可能位于常染色体上
B. 亲本正常小鼠的父本表型可能为矮小小鼠
C. 甲基化的A基因碱基序列改变，不能表达
D. 亲本矮小小鼠产生的A精子和a精子数量相等
【答案】BD
【分析】表观遗传：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，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化。DNA的甲基化：生物基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。
【详解】A、子代中矮小小鼠皆为雄性，正常小鼠皆为雌性，子代雌雄小鼠中矮小和正常的遗传与性别有关，由此推测基因A、a可能位于性染色体上，A错误；
B、子代中矮小小鼠皆为雄性，正常小鼠皆为雌性，说明雌性小鼠形成配子时A基因甲基化，雄性小鼠形成配子时A基因去甲基化， 亲本正常小鼠的父本表型可能为矮小小鼠，B正确；
C、甲基化的A基因碱基序列不发生改变，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响，C错误；
D、在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代，因此亲本矮小小鼠产生的A精子和a精子数量相等，D正确。
故选BD。
18. 骑行是当前流行的有氧运动方式之一，在骑行过程中人体会出现各种生理变化。下列说法正确的是（ ）
A. 骑行过程中主要的产热器官是肝脏和脑
B. 骑行过程中机体可通过神经一体液调节增加散热
C. 骑行过程中产热增加，甲状腺激素分泌量减少
D. 骑行前后呼吸能保持稳定，其调节中枢位于下丘脑
【答案】B
【分析】人体的神经中枢：下丘脑：体温调节中枢、水平衡调节中枢、生物的节律行为；脑干：呼吸中枢；小脑：维持身体平衡的作用；大脑：调节机体活动的最高级中枢；脊髓：调节机体活动的低级中枢。
【详解】A、安静状态下产热器官是肝脏和脑，骑行过程中主要的产热器官是骨骼肌，A错误；
B、骑行过程中机体既有下丘脑参与的神经调节，也有相关激素的参与，即可通过神经一体液调节增加散热，B正确；
C、骑行过程中产热增加，但机体的兴奋性增加，甲状腺激素的分泌增加，C错误；
D、骑行前后呼吸能保持稳定，其调节中枢位于脑干，D错误。
故选B。
19. 科研小组对某开放地区甲、乙两个动物种群进行了多年的跟踪调查，测定甲种群的增长速率和乙种群的λ值（λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数），绘制了以下变化曲线。下列说法错误的是（ ）
A. 甲种群的λ在t3时达到最大
B. 0~t1期间乙种群的数量呈“J”形增长
C. 0~t2期间甲、乙种群数量均增加
D. t2~t4期间乙种群的出生率一定小于死亡率
【答案】AD
【分析】题图分析：（Nt+1）/ Nt比值大于1，种群数量增加；比值等于1，种群数量稳定；比值小于1，种群数量减小。
【详解】A、甲种群在t3时，种群速率达到最大，此时的种群数量为K/2，A错误；
B、0~t1期间乙种群的λ大于1，且相对稳定，因此，此时的种群数量呈“J”形增长，B正确；
C、0~t2期间甲的增长速率逐渐上升，因而种群数量逐渐增大，而乙种群的λ大于1，因此甲、乙种群数量均增加，C正确；
C、t2~t4期间乙种群的λ小于1，说明此时的种群数量处于逐渐下降的状态，若不考虑迁入率和迁出率，其出生率一定小于死亡率，但决定种群数量的因素有出生率和死亡率、迁入率和迁出率，因此其出生率不一定小于死亡率，D错误；
故选AD。
20. 硝化细菌可有效净化水体中的按盐，降低对虾的死亡率。科研人员从当地对虾养殖池塘中筛选出了对按盐降解率高且稳定的硝化细菌菌株，操作流程如图1所示，结果如图2所示。下列说法错误的是（ ）
A. 图1中将候选菌接入含按盐培养液的目的是对硝化细菌进行扩大培养
B. 图1中用平板划线法纯化菌种时，接种环需灼烧6次
C. 由图2可知甲是在铵盐浓度最高的锥形瓶中培养
D. 使用细菌计数板可以准确计数活的硝化细菌数目
【答案】ACD
【分析】1、微生物常见的接种的方法：
（1）平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养。在线的开始部分，微生物往往连在一起生 长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。
（2）稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。
2、振荡培养：提供充足氧气、并使细菌与营养物质充分接触，扩大培养。
【详解】A、图1中将候选菌接入含按盐培养液的目的是筛选能够分解铵盐的硝化细菌，A错误；
B、纯化菌种时，图1的接种方法是平板划线法，在第一次接种和每次接种后都需要灼烧接种环，图1中一共划线5次，故接种环需要灼烧6次，B正确；
C、据图2分析可知，铵盐浓度最高的是甲菌株，这说明甲菌株降解铵盐的能力最弱，C错误；
D、使用细菌计数板在显微镜下可以计算出一定容积的样品中微生物的数量，但不能区分死菌与活菌，因此不能准确计数活的硝化细菌数目，D错误。
故选ACD。
三、非选择题：本题包括5小题，共55分。
21. 持续强光照射会导致绿色植物光系统损伤，最终产生光抑制。绿色植物通过如图所示的三重防御机制有效避免光系统损伤。回答下列问题。
（1）持续强光照射前后，叶片中的叶绿素含量可通过实验测定，先用有机溶剂提取绿叶中的色素，然后将提取到的色素溶液置于_____（填“红光”、“蓝紫光”或“白光”）下测定吸光度，使用该种光源的原因是_____。持续强光照射条件下，与正常植株相比，类胡萝卜素合成受阻突变体的光合速率下降更明显，原因是_____（答出2点）。
（2）强光条件下产生的光有毒产物，会攻击PSII中的色素和D1蛋白，使D1蛋白高度磷酸化，并形成D1蛋白交联聚合物，随后发生D1蛋白降解。为探究D1蛋白降解过程是先发生D1蛋白去磷酸化，还是先发生D1蛋白交联聚合物解聚，科学家用氟化钠处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后，结果显示D1蛋白总量几乎无变化，但D1蛋白交联聚合物则明显减少。据此写出D1蛋白降解过程：形成D1蛋白交联聚合物→_____→蛋白降解。
（3）强光条件下，给植物提供35S标记的甲硫氨酸，发现短时间内PSII中约有30~50%的放射性D1蛋白，但D1蛋白含量没有明显变化，其原因可能是_____。
【答案】（1）①. 红光 ②. 叶绿素能吸收红光，类胡萝卜素不吸收红光；用红光检测可排除类胡萝卜素对结果的干扰 ③. 对蓝紫光的吸收减少，无法及时清除光有毒产物
（2）D1蛋白交联聚合物解聚→D1蛋白去磷酸化
（3）切除损伤的D1蛋白与新合成的D1蛋白速率基本相等
【分析】叶片中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
【小问1详解】叶片中的叶绿素含量可通过实验测定，先用有机溶剂提取绿叶中的色素，然后将提取到的色素溶液置于红光条件下，测定吸光度，使用该种光源的原因是叶绿素能吸收红光，类胡萝卜素不吸收红光；用红光检测可排除类胡萝卜素对结果的干扰；据图可知，第二道防线是类胡萝卜素的清除作用，类胡萝卜素合成受阻突变体的光合速率下降更明显，原因是对蓝紫光的吸收减少，无法及时清除光有毒产物
【小问2详解】科学家用氟化钠处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后，结果显示D1蛋白总量几乎无变化，但D1蛋白交联聚合物则明显减少。说明D1蛋白降解过程：形成D1蛋白交联聚合物→D1蛋白交联聚合物解聚→D1蛋白去磷酸化→蛋白降解
【小问3详解】强光条件下，给植物提供35S标记的甲硫氨酸，发现短时间内PSII中约有30~50%的放射性D1蛋白，但D1蛋白含量没有明显变化，其原因可能是切除损伤的D1蛋白与新合成的D1蛋白速率基本相等，所以D1蛋白含量没有明显变化。
22. 长期夜间过多光照会增加患糖尿病、肥胖的风险。哺乳动物感光主要依赖视网膜上的视锥细胞、视杆细胞和ipRGC细胞三类感光细胞。回答下列问题。
（1）神经细胞的静息电位约-70mV，神经细胞静息电位形成的主要原因是_____。研究发现黑暗中人视杆细胞的静息电位约是-40mV，已知黑暗中视杆细胞质膜对Na+、K+都有较高的通透性，视杆细胞静息电位绝对值小于神经细胞的原因是_____。
（2）为研究光调节葡萄糖代谢的机制，研究人员进行了以下实验。
实验一：对①全盲、②ipRGC细胞不感光、③视锥细胞和视杆细胞不感光的三种小鼠，在黑暗和光照条件下分别进行葡萄糖代谢能力检测，结果如图1所示。实验二：分别损毁感光正常小鼠下丘脑的SCN区和SON区，在黑暗和光照条件下进行葡萄糖代谢能力检测，结果如图2所示。
注：AUC为血糖含撒曲线与横坐标时间轴围成的面积
据图写出光通过神经调节影响糖代谢的信号传导途径是：光→_____细胞→传入神经→下丘脑的_____区域。
（3）下丘脑可通过多种方式调节血糖，其中一种方式是当血糖含量降低时通过_____（填“交感”或“副交感”）神经支配胰岛A细胞的分泌活动。该过程反映了体液调节和神经调节的联系是_____。
（4）研究表明，过多光照会引起棕色脂肪细胞产热量减少。为验证过多光照是通过相关神经调节棕色脂肪细胞的产热过程，完善以下实验。
实验步骤①将30只生理状态相似的健康空腹小鼠随机均分为甲、乙、丙三组。②对甲组小鼠给予适量自然光照，_____。③将三组小鼠置于相同且适宜的环境下培养一段时间。④检测并比较三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量。
预期结果：_____。
【答案】（1）①. K+外流 ②. K+外流的同时发生Na+内流，导致视杆细胞静息电位绝对值变小
（2）①. ipRGC ②. SON
（3）①. 交感 ②. 有的内分泌腺直接受中枢神经系统的调节
（4）①. 乙组小鼠给予过多光照，丙组小鼠切断相关神经并进行过多光照 ②. 三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量为丙组>甲组>乙组
【分析】静息时，神经细胞膜对钾离子的通透性大，钾离子大量外流，形成内负外正的静息电位；受到刺激后，神经细胞膜的通透性发生改变，对钠离子的通透性增大，钠离子内流，形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差，产生局部电流，兴奋就以电信号的形式传递下去。
【小问1详解】神经细胞静息电位形成的主要原因是钾离子外流，且钾离子外流是顺浓度梯度进行的，属于协助扩散，不需要消耗能量。黑暗中视杆细胞质膜对Na+、K+都有较高的通透性，静息时，K+外流的同时发生Na+内流，导致视杆细胞静息电位绝对值变小。
【小问2详解】对于实验一的结果图1，可以看到在黑暗条件下，三种小鼠AUC相等，而在光照条下，只有ipRGC细胞感光的那组小鼠AUC明显偏高，可以判断：光影响糖代谢功能是由ipRGC介导的，对实验二结果图2，图2中损伤了SCN的小鼠在光照条件下AUC明显高于损伤了SON的小鼠AUC，以及题干信息ipRGC对下丘脑的发出密集的神经纤维，可判断：ipRGC介导的光影响糖代谢功能与下丘脑的SON区有关，综上，实验表明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ipRGC细胞→传入神经→下丘脑SON区。
【小问3详解】下丘脑可通过多种方式调节血糖，其中一种方式是当血糖含量降低时通过交感神经支配胰岛A细胞的分泌活动，从而促进胰高血糖素的分泌，进而升高血糖。该过程体现了体液调节和神经调节之间的联系，即不少内分泌腺本身直接地受中枢神经系统的调节。
【小问4详解】本实验要验证过多光照是通过相关神经调节棕色脂肪细胞的产热过程，自变量为是否过多光照（光照时间）和是否含有相关神经，因变量为棕色脂肪细胞产热量。实验步骤：①分组编号：将30只生理状态相似的健康空腹小鼠随机均分为甲、乙、丙三组。②变量处理：本实验的自变量是光照时间和是否含有相关神经，且需验证过多光照会引起棕色脂肪细胞产热量减少，故对甲组小鼠给予适量自然光照，对乙组小鼠给予长时间光照，对丙组小鼠手术损毁与光照调节产热相关的神经部位，再给予长时间光照。③无关变量相同且适宜：将三组小鼠置于相同且适宜的环境下培养一段时间。④因变量检测：检测并比较三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量。 预期结果：因为过多光照会通过相关神经调节引起棕色脂肪细胞产热量减少，因此没有相关神经的丙组产热不会减少，产热量最多，与乙组相比，甲组没有过多的光照，不会产热减少，因此甲组产热大于乙组，综上所述，三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量为丙组>甲组>乙组。
23. 水稻和番茄是两性花，可进行自花传粉和异花传粉，具有明显的杂种优势。雄性不育是实现杂种优势利用的重要途径之一、回答下列问题。
（1）ms基因是位于2号染色体上控制番茄雄性不育的基因。MS对ms为完全显性，基因型为MSms的植株随机传粉两代，F2中雄性不育植株所占比例为_____。番茄幼苗紫茎对绿茎为显性，由等位基因B、b控制，研究者将苗期紫茎雄性可育和苗期绿茎雄性不育两种纯合品系杂交，F1测交，对F2在苗期和结果期进行调查，结果如表所示（单位：株）。
实验结果说明绿茎b基因位于2号染色体上，判断依据是_____。该发现对于育种工作者苗期筛选雄性不育株有何应用_____。
（2）目前雄性不育株多以自然变异为主，可供选择的材料有限。科研团队利用基因编辑技术敲除雄蕊特异基因SISTR1成功获得了雄性不育番茄。该研究在作物育种中的意义是_____。
（3）籼稻和粳稻是水稻的两个品种。纯合籼稻和纯合粳稻杂交，其杂交种花粉中均存在某种杀死花粉的毒素蛋白，部分花粉因缺少对应的解毒蛋白，而造成花粉败育。研究发现编码这两种蛋白的基因均只位于籼稻12号染色体上的R区，该区的基因不发生交换，如图所示。
①纯合籼稻和纯合粳稻均无花粉败育现象，但其杂交种产生的花粉50％败育，则败育花粉应含有_____的12号染色体，理由是_____。
②进一步研究发现，若单独敲除杂种植株的C基因，其花粉均败育，双敲除B、C基因，植株花粉均可育，推测C基因表达出功能蛋白的最早时间是_____。科研人员将1个 C基因转入杂种植株，获得转基因植株甲，检测发现甲中转入的C基因并未在12号染色体上。转基因植株甲自交，仅检测12号染色体的R区，子代中分别与杂交种和籼稻12号染色体R区相同的个体比例依次为_____。
【答案】（1）①. 1/6 ②. F2中苗期绿茎植株几乎全为不育，说明绿茎基因和雄性不育基因均位于2号染色体 ③. 通过幼苗期茎秆颜色来快速区分植株的育性
（2）能够定向改造植物的育性，为获得其他植物雄性不育株系提供新途径
（3）①. 粳稻 ②. 粳稻的12号染色体缺少解毒蛋白基因，无法合成解毒蛋白 ③. 减数第一次分裂完成后 ④. 1/2、1/3
【分析】1、基因突变：DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变。
2、生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫做表观遗传。
【小问1详解】已知MS对ms为完全显性，基因型为MSms的植株随机传粉，F1表型及比例为1/4MSMS、1/2MSms、1/4msms，F1随机传粉，即自由交配，利用配子法：由于msms雄性不育，雌雄配子分开算，雌配子基因型及比例为1/2MS、1/2ms，雄配子基因型及比例为MS=1/3×1+2/3×1/2=2/3，ms=2/3×1/2=1/3，所以F2中雄性不育植株（msms）所占比例为1/2×1/3=1/6。番茄F2中苗期绿茎植株几乎全为不育，说明绿茎基因和雄性不育基因均位于2号染色体，苗期筛选雄性不育株可通过幼苗期茎秆颜色来快速区分植株的育性。
【小问2详解】研究雄性不育能够定向改造植物的育性，为获得其他植物雄性不育株系提供新途径。
【小问3详解】①粳稻的12号染色体缺少解毒蛋白基因，无法合成解毒蛋白，所以败育花粉应含有粳稻的12号染色体。
②若单独敲除杂种植株的C基因，其花粉均败育，双敲除B、C基因，植株花粉均可育，减数第一次分裂完成后等位基因随着同源染色体的分开而分离，则推测C基因表达出功能蛋白的最早时间是减数第一次分裂完成后。为将C基因转入杂种植株，获得转入了单拷贝C基因（一个C基因）的转基因植株（甲），检测发现甲中转入的C基 因并未在12号染色体上杂种植株的染色体组来源于籼稻和粳稻，导入C基因后进行自交，即使C不在12号染色体上，仍可发挥作用。不 含C的配子败育，则花粉中粳稻:籼稻=1:2，雌配子粳稻:籼稻=1:1，与粳稻R区相同的个体比例为1/3×1/2=1/6，与籼稻R区相同的 个体MM比例为2/3×1/2=1/3，与粳稻籼稻杂交种R区相同的个体比例为1-1/6-1/3=1/2。
24. 群落内两个生态位重叠的物种会向着占有不同的空间、食性、活动时间或其他生态习性分化的现象，称为同域共存机制。回答下列问题。
（1）生态位是指一个物种在群落中的地位或作用，包括_____，以及与其他物种的关系等。同域共存机制有利于维持群落的_____。
（2）菜青虫啃食叶片，其成虫莱粉蝶吸食花蜜，_____ （填“属于”或“不属于“）同域共存机制，依据是_____。
（3）动物的声音存在个体差异，成熟个体的声音特征可以长期保持稳定。相比于标记重捕法，利用鸣叫计数法调查长臂猿的优点是_____。调查某区域某些种类成年鸟数量时，发现每年的不同月份会出现规律性的变化，这可能与群落的_____相关。
【答案】（1）①. 所处的空间位置、占用资源的情况 ②. 物种组成（物种丰富度、物种多样性）
（2）①. 不属于 ②. 生态位重叠的研究对象是两个物种之间的种间竞争，而菜青虫和菜粉蝶属于同一物种的不同生长发育时期
（3）①. 非损伤、低干扰 ②. 季节性
【分析】生态位：一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置、占用资源的情况、以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。
【小问1详解】生态位是指一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置、占用资源的情况，以及与其他物种的关系等。群落内两个生态位重叠的物种会向着占有不同的空间、食性、活动时间或其他生态习性分化的现象，称为同域共存机制，故同域共存机制有利于维持群落的物种组成（物种丰富度、物种多样性）。
【小问2详解】菜青虫啃食叶片，其成虫莱粉蝶吸食花蜜，不属于同域共存机制，因为生态位重叠的研究对象是两个物种之间的种间竞争，而菜青虫和菜粉蝶属于同一物种的不同生长发育时期。
【小问3详解】相比于标记重捕法（需要对相应的生物进行捕捉和标记），利用鸣叫计数法调查长臂猿的优点是非损伤、低干扰。调查某区域某些种类成年鸟数量时，发现每年的不同月份会出现规律性的变化，这可能与群落的季节性（由于阳光、温度和水分等随季节而变化，群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化）相关。
25. 透明质酸（HA）是一种高黏度氨基多糖，枯草芽抱杆菌无透明质酸合成酶 （HAS），但含有HA代谢的其它途径，而动物病原体链球菌含有HAS的基因（H基因）。研究者通过基因工程来改变枯草芽抱杆菌代谢通路，以实现枯草芽抱杆菌生产HA。回答下列问题。
（1）利用PCR扩增H基因时，每次循环需要经过三步，依次是_____。图1中H基因以a链为转录的模板链，在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为_____（从5'一端书写出前12个碱基序列），至少经过_____次循环可得到等长的8条目的DNA片段。
（2）将构建好的重组质粒转入枯草芽抱杆菌（D菌），需先用Ca2+处理D菌，其目的是_____，然后在含_____的培养基上筛选，得到枯草芽抱杆菌E（E菌）。
（3）质粒在细菌细胞中遗传不稳定、易丢失，研究者尝试将重组质粒进行改造，将H基因插入枯草芽抱杆菌的基因组得到整合型枯草芽抱杆菌F（F菌）。对三种枯草芽抱杆菌进行培养，结果如图2，_____最适宜工业发酵生产透明质酸，理由是_____（答出3点）。
【答案】（1）①. 变性—复性—延伸 ②. 5'-GATATCCTAGTG-3'和5'-TCTAGAATGGGC3' ③. 4
（2）①. 使D菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 ②. 四环素
（3）①. F菌 ②. F菌比E菌生长迅速，透明质酸产量高，H基因整合到细菌DNA上不易丢失
【分析】1、PCR 的每个循环过程包括高温变性、低温退火、中温延伸三个不同的阶段:（①变性:加热使模板 DNA 在高温下（94℃左右）双链间的氢键断裂而形成两条单链;②退火;使溶液温度降至50~60℃，模板DNA与引物按碱基配对原则互补结合，③延伸:溶液反应温度升至72℃，耐热 DNA聚合酶以单链DNA为模板，在引物的引导下，利用反应混合物中的4种脱氧核苷三磷酸（dNTP），按5′→3′方向复制出互补DNA。
2、PCR技术的引物设计需考虑两方面因素：第一是能与模板链3′端进行碱基互补配对，第二是要能产生与质粒连接的酶切位点。
【小问1详解】PCR扩增H基因时，经过变性—复性—延伸三个步骤。据图分析，P质粒通过EcRV和Xhal酶切获得黏性末端，H基因的两端也需要有相对应的黏性末端，题干信息H基因以a链为转录的模板链，转录时从模板链的开始，因此EcRV的识别序列应该在a链的3'，即引物从5'一端书写出前12个碱基序列为5'-GATATCCTAGTG-3'，另一个引物则与Xhal识别序列和b链的前6个碱基互补配对，序列为5'-TCTAGAATGGGC3'。经过第一次扩增可以得到2条目的DNA片段单链，第二次扩增可以获得2条目的DNA片段，第三次扩增获得4条，第四次扩增获得8条，因此至少经过4次循环可得到等长的8条目的DNA片段。
【小问2详解】将构建好的重组质粒转入枯草芽抱杆菌（D菌），需先用Ca2+处理D菌，其目的是使D菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，有利于目的基因的导入。然后在含四环素的培养基上筛选，得到枯草芽抱杆菌E（E菌），四环素的作用是筛选成功导入重组DNA分子的枯草芽抱杆菌E。
【小问3详解】据图分析，F菌透明质酸产量最高，F菌比E菌生长迅速，以及H基因整合到细菌DNA上不易丢失，因此F菌最适宜工业发酵生产透明质酸。
F2
检测单株数
可育株
不育株
苗期紫茎植株
64
63
1
苗期绿茎植株
64
1
63
2．选择题答案必须使用2B铅笔《按填涂样例》正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，绘图时，可用2B铅笔作答，字体工整、笔迹清晰。
3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸，试题卷上答题无效。保持卡清洁，不折叠，不破损。
一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。
1. 内质网膜包裹损伤的线粒体形成自噬体时，LC3-I蛋白经修饰形成LC3-II蛋白，促使自噬体与溶酶体融合，完成损伤线粒体降解。下列说法错误的是（ ）
A. 有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡
B. 自噬体与溶酶体的融合依赖于生物膜的结构特点
C. 溶酶体合成的酸性水解酶能分解衰老、损伤的线粒体
D. 可以通过比较LC3-II与LC3-I含量比值的大小估计细胞自噬水平的高低
【答案】C
【分析】细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用。处于营养条件缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量；有些激烈的自噬可能引导细胞凋亡。
【详解】A、细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用。处于营养条件缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量；有些激烈的自噬可能引导细胞凋亡。A正确；
B、自噬体与溶酶体的融合依赖于生物膜的结构特点：流动性，B正确；
C、溶酶体不能合成的酸性水解酶，C错误；
D、内质网膜包裹损伤的线粒体形成自噬体时，LC3-I蛋白经修饰形成LC3-II蛋白，促使自噬体与溶酶体融合，完成损伤线粒体降解，所以可以通过比较LC3-II与LC3-I含量比值的大小估计细胞自噬水平的高低，D正确。
故选C
2. 胱氨酸是由两个半胱氨酸通过二硫键连接形成的二硫化物。SLC7All是一类转运蛋白，可将谷氨酸转运到胞外的同时将胱氨酸转运到胞内，胱氨酸再被NADPH还原为两个半胱氨酸。胶质母细胞瘤在葡萄糖饥饿条件下，过度表达SLC7All，使NADPH不足，胱氨酸在细胞内异常积累，会导致细胞死亡。下列说法正确的是（ ）
A. SLC7All发挥转运功能时不具有特异性
B. 抑制NADPH的合成或可成为治疗癌症的新方法
C. NADPH为还原型辅酶II，只能在植物细胞内合成
D. 胱氨酸合成时需要脱去一个水分子
【答案】B
【分析】氨基酸是组成蛋白质的基本单位，氨基酸由一个中央碳原子连接着一个氨基（一NH2）、一个羧基（一COOH）、和一个R基团组成，两个氨基酸脱水缩合形成二肽。氨基酸通过脱水缩合形成多肽链，多肽链再进一步折叠形成有空间结构的蛋白质大分子。
【详解】A、SLC7A11将谷氨酸转运到胞外的同时将胱氨酸转运到胞内，说明SLC7A11发挥转运功能时具有特异性，A错误；
B、当NADH不足，胱氨酸及其他二硫化物在细胞内异常积累，导致二硫化物应激，引起细胞骨架等结构的功能异常，从而使细胞快速死亡，因此抑制 NADH 的合成可为杀死癌细胞提供新思路，B正确；
C、NADPH为还原型辅酶Ⅱ，在植物细胞内合成，在动物细胞内也可以合成，C错误；
D、胱氨酸是由两个半胱氨酸通过二硫键连接形成的二硫化物，胱氨酸合成时需要脱去两个水分子，D错误。
故选B。
3. H2O2可引起细菌等微生物细胞内蛋白质结构发生改变，常用于伤口及环境消毒。CAT是一种过氧化氢酶，普遍存在于动植物细胞内，主要作用是清除代谢中产生的H2O2，避免H2O2积累对细胞产生破坏。下列叙述错误的是（ ）
A. 可用CAT去除伤口及环境消毒后残余的H2O2
B. CAT只能催化H2O2分解，体现出CAT的专一性和高效性
C. 可以通过检测单位时间内H2O2的消耗量或O2的生成量测定CAT的活性
D. 人体细胞既能消耗O2，又能产生O2
【答案】B
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；
酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和；酶促反应的原理：酶能降低化学反应所需的活化能。
【详解】A、CAT是一种过氧化氢酶，所以可用CAT去除伤口及环境消毒后残余的H2O2，A正确；
B、CAT只能催化H2O2分解，体现出CAT的专一性，与无机催化剂作用效果对比才能体现高效性，B错误；
C、CAT的活性可用在一定条件下酶所催化某一反应的速率表示，可以通过检测单位时间内H2O2的消耗量或O2的生成量测定CAT的活性，C正确；
D、人体细胞有氧呼吸会消耗O2，清除代谢中产生的H2O2时，H2O2的分解可以产生O2，D正确。
故选B。
4. 斑马鱼幼鱼皮肤中的浅表上皮细胞SEC，会在发育过程中出现一种无DNA复制的细胞分裂，单个SEC最多形成4个子细胞。该“无复制分裂”得到的子SEC细胞的体积与母SEC细胞的体积一致。下列说法错误的是（ ）
A. 子SEC细胞的细胞核均具有全能性
B. 母SEC细胞由受精卵分裂分化而来
C. 该机制有利于上皮细胞覆盖快速生长的幼鱼体表
D. 母SEC细胞和受精卵分裂方式的差异与基因的选择性表达有关
【答案】A
【分析】细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，叫作细胞增殖。细胞分裂方式有有丝分裂、减数分裂和无丝分裂等。细胞分化的实质是基因的选择性表达，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
【详解】A、无DNA复制的分裂方式导致遗传物质没有发生复制，但是发生了细胞的分裂，则SEC经此分裂方式产生的子细胞核遗传物质不完整，不具有全能性，A错误；
B、母SEC细胞由受精卵有丝分裂和分化而来 ，B正确；
C、该“无复制分裂”能迅速增加皮肤表面细胞数目，有利于上皮细胞覆盖快速生长的幼鱼体表，是幼鱼对快速生长的适应，C正确；
D、母SEC细胞和受精卵分裂方式的差异与基因的选择性表达有关，前者无DNA复制相关基因的表达，后者存在DNA复制相关基因的表达，D正确。
故选A。
5. 非同源染色体间片段的互换导致平衡易位。当易位区段较长时，在减数分裂I的前期，由于同源部分的配对，而出现“十”字形结构，称为“四射体”，如图所示；当易位区段较短时，两对非同源染色体之间可以不发生联会，各自独立。不考虑其他变异类型，下列说法正确的是（ ）
A. 可选择有丝分裂中期的细胞观察“四射体”
B. 通过检测基因的种类和数目可以确定某个体是否为平衡易位者
C. 若某雄性果蝇发生平衡易位，则其体细胞内可能含有7种形态不同的染色体
D. 若仅考虑发生平衡易位的两对同源染色体，则理论上产生正常配子的概率为1/6
【答案】C
【分析】染色体结构变异包括缺失、增添、易位、倒位。染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。
【详解】A、“四射体”是减数分裂过程中同源染色体联会形成的，而有丝分裂过程中不会发生同源染色体联会，因此不能选择有丝分裂中期的细胞观察“四射体”，A错误；
B、平衡易位不改变基因的种类和数目，因此通过检测基因的种类和数目不能确定某个体是否为平衡易位者，B错误；
C、果蝇体细胞中含有4对同源染色体，若某雄性果蝇发生平衡易位，则其体细胞内可能含有7种形态不同的染色体，C正确；
D、两对同源染色体彼此分离的同时，非同源染色体自由组合，若仅考虑发生平衡易位的两对同源染色体，则理论上产生正常配子的概率为1/4，D错误。
故选C。
6. 家蚕的性染色体组成为ZW型，体色由多对等位基因控制，野生型家蚕的体色为白色。研究人员获得了两种黄色纯合单基因突变品系M和N，进行杂交实验，如图所示。体色相关基因不在ZW同源区段，下列说法错误的是（ ）
A. 实验2的F2白色个体均为雄性
B. 品系M和N出现黄色均是显性突变的结果
C. 品系M和N的突变基因位于非同源染色体上
D. 实验1的F2白色个体中雄性占1/2
【答案】A
【分析】 自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合时互不干扰的；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。适用条件：有性生殖的真核生物；细胞核内染色体上的基因；两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。细胞学基础：基因的自由组合定律发生在减数分裂I后期。
【详解】A、实验2中：M与N交配，子一代均为黄色，且子二代黄色：白色=15:1，说明至少受两对等位基因的控制，且遵循自由组合定律。实验1中：M与野生型正反交，子一代均为黄色，则M相关的突变基因位于常染色体上，那么N相关的突变基因位于Z染色体上，品系M和N出现黄色均是显性突变的结果。实验2中子二代中白色均为同一性别，则实验2的子一代基因型分别为AaZBZb、AaZBW，子二代中白色个体基因型为aaZbW，均为雌性，A错误；
B、M与野生型正反交，子代均为黄色，M相关的突变基因位于常染色体上，且M与N杂交子代全为黄色，由此判断，品系M和N出现黄色均是显性突变的结果，B正确；
C、实验2中子一代黄色自由交配，子二代中黄色：白色=15:1，说明体色至少受两对等位基因的控制，遵循自由组合定律，所以品系M和N的突变基因位于非同源染色体上，C正确；
D、假设A、a等位基因位于常染色体上，B、b等位基因位于Z染色体上。那么M基因型为AAZbZb，野生型的基因型为aaZbW，那么子一代的基因型为AaZbZb、AaZbW，子二代白色个体有aaZbZb、aaZbW，雄性占1/2，D正确。
故选A。
7. 原醛症是醛固酮分泌过量所致，其症状为高血压、低血钾。巳知物质甲可竞争性的与醛固酮受体结合。下列说法正确的是（ ）
A. 抗利尿激素和醛固酮都能导致血容量增加从而引起血压升高
B. 正常人高盐饮食后会促进醛固酮的分泌，降低对N矿的重吸收
C. 物质甲的分子结构可能与醛固酮相似，其作用部位为肾上腺皮质
D. 低血钾和低血钠都会引起神经细胞的兴奋性升高
【答案】A
【分析】醛固酮是一种盐皮质激素，作用是保钠排钾，调节水盐平衡，醛固酮的分泌过程既存在分级调节，也存在反馈调节。
【详解】A、醛固酮作用是保钠排钾，分泌增加，使肾脏重吸收钠的增加，进而引起水重吸收增加，导致血容量增加；抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水的重吸收，导致血容量增加，A正确；
B、正常人高盐饮食细胞外液钠离子增多，醛固酮是一种盐皮质激素，作用是保钠排钾，调节水盐平衡，故正常人高盐饮食后会醛固酮的分泌减少，B错误；
C、巳知物质甲可竞争性的与醛固酮受体结合，推测物质甲的分子结构可能与醛固酮相似，其作用部位为肾小管和集合管，C错误；
D、低血钠会引起神经细胞的兴奋性降低，D错误。
故选A。
8. 免疫系统具有区分“自我”与“非我”的能力，该能力与细胞表面的组织相容性抗原MHC有关。在细胞免疫中，细胞毒性T细胞通常依赖靶细胞表面的MHC-抗原复合体来对其进行识别和清除。下列说法错误的是（ ）
A. 若自身细胞表面MHC分子发生变化，可能导致自身免疫病
B. 细胞毒性T细胞不能将抗原信息呈递给其他免疫细胞
C. 角膜中没有血管与淋巴管，理论上异体间进行角膜移植不会引起免疫排斥
D. 癌细胞表面的MHC表达水平下降，有利于细胞毒性T细胞快速对其识别和攻击
【答案】D
【分析】自身免疫病:是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病。举例:风湿性心脏病、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等。
【详解】A、根据题意，免疫系统具有区分“自我”与“非我”的能力，若自身细胞表面MHC分子发生变化，细胞毒性T细胞会对其进行识别和清除，可能导致自身免疫病，A正确；
B、细胞毒性T细胞能攻击靶细胞，但不能将抗原信息呈递给其他免疫细胞，B正确；
C、免疫排斥反应的发生是由于抗原呈递给T细胞，进而T细胞攻击带有抗原的细胞所致，由于角膜中没有血管与淋巴管，因此异体间进行角膜移植不会引起免疫排斥，C正确；
D、细胞毒性T细胞通常依赖靶细胞表面的MHC-抗原复合体来对其进行识别和清除，癌细胞表面的MHC表达水平下降，有利于癌细胞逃避免疫系统的攻击，D错误。
故选D。
9. Ca2+在根向地性反应中起着重要作用，科研人员以玉米根为实验材料进行了4组实验，甲乙丙组实验结果及丁组实验处理如图所示。EDTA可以去除与其接触部位的Ca2+。下列说法错误的是（ ）
A. 本实验应在温度适宜的暗室中进行
B. 甲乙两组对自变量的控制运用了“减法原理”
C. 由乙丙两组推测Ca2+的分布不均可导致玉米根弯曲生长
D. 推测丁组玉米根一定会出现向地性反应
【答案】D
【分析】生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子。在这些部位，色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。研究表明，在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。极性运输是一种主动运输。在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输。
【详解】A、实验中的玉米根横向放置，探究Ca2+在根向地性反应中起着重要作用，需要排出光对实验的影响，故本实验应在温度适宜的暗室中进行，A正确；
B、与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”，甲组利用的是空白琼脂块，乙组利用含EDTA（可以去除与其接触部位的Ca2+）的琼脂块，甲乙两组对自变量的控制运用了“减法原理”，B正确；
C、乙组根冠两侧均用含EDTA（可以去除与其接触部位的Ca2+）的琼脂块处理，丙组的根冠一侧使用含EDTA的琼脂块，丙组玉米根向上弯曲生长，乙组水平生长，由乙丙两组推测Ca2+的分布不均可导致玉米根弯曲生长，C正确；
D、由甲、乙、丙三组实验对照可知，含Ca2＋少的一侧生长效果更好，且自然水平放置下，远地侧生长效果更好，丁组的远地侧含Ca2＋较多，无法比较其带来的抑制效果与远地侧带来的促进效果大小，故丁组玉米根不一定会出现向地性反应，D错误。
故选D。
10. 下图为某湖泊生态系统能量流动图（单位：J•km-2•a-1）。下列分析正确的是（ ）
注：碎屑是指水体中植物的残枝败叶、动物遗体及其粪便。
A. 图示31.l J•km-2•a-1能量包含Ⅲ粪便中的能量
B. Ⅱ和碎屑之间以含碳有机物的形式实现物质循环
C. 第二营养级向第三营养级的能量传递效率约为11.21%
D. 该生态系统能量的输出都是通过各营养级的呼吸而实现
【答案】C
【分析】生态系统中各营养级的能量去向为：呼吸作用消耗，流入下一营养级，流向分解者，未被利用；生态系统各营养级之间的能量传递效率为：下一营养级同化量÷上一营养级同化量×100%。
【详解】A、Ⅲ粪便中的能量属于上一营养级Ⅱ的同化量，不包含在31.l J•km-2•a-1的能量里，A错误；
B、物质循环是在生物圈中循环的，且是碳循环主要以二氧化碳的形式进行的，B错误；
C、第二营养级的同化量是896.6，第三营养级的同化量是100.5，两营养级之间的传递效率是11.21%，C正确；
D、生态系统中各营养级的能量输出为：呼吸作用消耗，流入下一营养级，流向分解者，未被利用，D错误。
故选C
11. 某种螺捕食A、B、C三种藻类，但喜好不同。向玻璃缸中加入等数量的三种藻类，培养一段时间后，再向缸内加入一定数量的该种螺，并开始统计三种藻的数量，结果如图。实验期间螺的数量不变，以下说法错误的是（ ）
A. 该玻璃缸为一个微型生态系统，应置于散射光下
B. 无螺时A藻竞争力最强，该螺对A藻的捕食喜好最强
C. 种间竞争是导致B藻数量在峰值后下降的主要原因
D. 螺对藻的捕食喜好符合“收割理论”有利千增强生态系统稳定性
【答案】C
【分析】向玻璃缸中加入等量的三种藻，培养一段时间后，再向缸内加入一定数量的某螺，随着时间的变化，A藻数量减少，B藻数量先升后降，C藻数量慢慢上升。
【详解】A、该玻璃缸为一个微型生态系统，应置于散射光下，因为光照为生态系统提供能量，A正确；
B、无螺时A藻数量最多，说明A藻竞争力最强，向玻璃缸中加入等量的三种藻，培养一段时间后，刚放入某螺时，A藻数量最多，说明无螺时A藻竞争力最强；放入螺之后，A藻的数量减少最明显，说明该螺对A藻的捕食喜好最强，B正确；
C、B藻数量在峰值时A藻和C藻数量都较少，种间竞争并不强，B藻数量在峰值后数量下降的主要原因可能与玻璃缸代谢废物积累、无机盐减少等环境因素有关，C错误；
D、一种藻类的过度繁殖会造成其他藻类的消亡，螺对竞争优势藻的捕食偏好，会控制该种藻类的数量，可以给其他藻类腾出空间，增加藻的物种多样性，D正确。
故选C。
12. 在气候温暖、植被覆盖度高的低海拔地带，团状福禄草种群主要由老龄个体组成，幼龄个体占比低，种群破碎化程度高；在气温较低、植被覆盖度低的高海拔地带，团状福禄草主要由幼龄个体组成，老龄个体占比低，种群破碎化程度低。下列说法错误的是（ ）
A. 位于高海拔地带的团状福禄草种群年龄结构为增长型
B. 温室效应会引发团状福禄草种群更多分布于低海拔处
C. 团状福禄草的种群密度变化受到生物因素和非生物因素的共同影响
D. 低海拔地区团状福禄草种群破碎化程度高，调查种群密度时应随机取样
【答案】B
【分析】影响种群数量变化的因素有生物因素和非生物因素，其中生物因素对种群数量的影响与种群密度密切相关，因而被称为密度制约因素。
【详解】A、根据题意，在气温较低、植被覆盖度低的高海拔地带，团状福禄草主要由幼龄个体组成，老龄个体占比低，种群破碎化程度低，说明种群中老年个体少，幼年个体多，即年龄结构为增长型，A正确；
B、根据题意，高海拔区气候寒冷， 植被覆盖度较低， 团状福禄草种群密度高，说明团状福禄草适应低气温，因此温室效应会引发团状福禄草种群更多分布于更高海拔处，以在低气温生存，B错误；
C、团状福禄草的种群密度变化不仅受到生物因素的影响，而且还会受到非生物因素的影响，C正确；
D、低海拔地区团状福禄草种群破碎化程度高，调查种群密度时应随机取样，避免主观因素对调查结果的影响，D正确。
故选B。
13. 从传统发酵技术到发酵工程，经历了漫长的过程。下列说法错误的是（ ）
A. 传统酿酒过程中需要将温度控制在18~30℃之间
B. 酱油等传统发酵以混合菌种的液体发酵及半固体发酵为主
C. 发酵工程生产的微生物农药，是生物防治的重要手段
D. 利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料可以促进植物的生长
【答案】B
【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
【详解】A、传统酿酒用到的菌种是酵母菌，酵母菌发酵的适宜温度是18~30℃，A正确；
B、酱油等传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主，B错误；
C、发酵工程生产的微生物农药，是利用微生物或其代谢产物来防治病虫害，是生物防治的重要手段，C正确；
D、利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料能通过固氮提高土壤肥力从而促进植物的生长，D正确。
故选B。
14. 我国科学家利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”流程如图所示，其中①~②表示细胞。下列说法错误的是（ ）
A. ①可来源于猴的早期胚胎
B. 动物细胞培养的培养液中通常需要添加血清
C. 猴胚胎移植前细胞需要放在CO2培养箱中进行培养
D. 细胞②③来源相同，将来均可发育成猴胎儿的各种组织
【答案】D
【分析】胚胎干细胞具有全能性，利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”，是利用了胚胎干细胞的全能性。
【详解】A、由题干可知，利用猴胚胎干细胞首次创造了人工“猴胚胎”，胚胎干细胞可来源于猴的早期胚胎，A正确；
B、动物细胞培养的培养液中通常需要添加血清等天然成分，B正确；
C、动物细胞培养过程中，需要将细胞放在CO2培养箱中进行培养，CO2的主要作用是维持培养液的pH，C正确；
D、细胞②③来源相同，细胞②是滋养层将来可发育成猴胎儿的胎膜和胎盘，细胞③是内细胞团，将来可发育成猴胎儿的各种组织，D错误。
故选D。
15. 变性梯度凝胶电泳（DGGE）是根据DNA在不同浓度的变性剂中解链程度的不同，导致电泳迁移率发生变化，从而将片段大小相同而碱基组成不同的DNA片段分开。当DNA片段泳动到某一浓度的变性剂位置时，DNA发生解旋变性，导致电泳迁移率下降，最终会停留在某一位置。下列说法正确的是（ ）
A. 提高电泳的温度有利于提高分离效率
B. DGGE技术可用于基因突变检测及相关研究
C. DNA中的A、T碱基含量越高越不容易发生变性
D. 电泳时需将待测DNA与电泳缓冲液混合后注入加样孔内
【答案】B
【分析】电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团会带上正电或负电。在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。
【详解】A、DNA分子变性是由变性剂引起的，不是加热的结果，提高电泳的温度对提高分离效率无影响，A错误；
B、据题意“DGGE是根据DNA在不同浓度的变性剂中解链行为的不同而导致电泳迁移率发生变化，从而将片段大小相同而碱基组成不同的DNA片段分开”，据此推测，DGGE技术可用于基因突变检测及相关研究，B正确；
C、DNA中A和T之间有两个氢键，G和C之间有三个氢键，因此，DNA中的A、T碱基含量越高越容易发生变性，C错误；
D、电泳时需将待测DNA与凝胶载样缓冲液混合，内含指示剂，再用微量移液器将混合液缓慢注入凝胶加样孔内，D错误。
故选B。
二、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。
16. 为研究某种植物光合速率和呼吸速率对生长发育的影响，研究者做了以下实验，将长势相同的该植物幼苗均分成7组，分别置于不同温度下，先暗处理lh，再光照lh，其他条件相同且适宜，测其干重变化，结果如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 光照下26℃和32℃时该植物的净光合速率相等
B. 若光照强度突然增加，叶绿体基质中C3的含量将会增加
C. 30℃条件下，一昼夜光照时间超过8h，该植物幼苗才能生长
D. 温度达到34℃时，该植物幼苗在光照条件下不能进行光合作用
【答案】AC
【分析】暗处理1h前后的重量变化反映呼吸速率；光照1h后与暗处理前的重量变化=光合速率-2×呼吸速率。
【详解】A、32℃时，暗处理lh后的重量变化是-4mg，说明呼吸速率是4mg/h，光照1h后与暗处理前的变化是0mg，光合速率-2×呼吸速率=0，此条件下光合速率是8mg/h，净光合速率是4，同理可推知，26℃时，呼吸速率是1mg/h光合速率是5mg/h，净光合是4mg/h，A正确；
B、当光照强度突然增加时，光反应增强，产生的ATP和NADPH增加，从而促进了三碳化合物的还原，C3的消耗速率加快，但是二氧化碳固定形成的三碳化合物的过程不受影响，即C3的生成速率不变，故C3的量减少，B错误；
C、30℃条件下，呼吸强度为3mg/h，光合作用的强度是9mg/h，一昼夜光照时间等于8h则光合产生有机物为72mg，呼吸消耗为3×24=72mg，则大于8h该植物幼苗有机物可以积累，才能生长，C正确；
D、34℃时呼吸速率是2mg/h，光照1h后比案处理前减少了3mg，光照1h后与暗处理前的重量变化=光合速率-2×呼吸速率，说明此时光合速率为1mg/h，D错误。
故选AC。
17. 小鼠A基因编码某种生长因子，缺乏时个体矮小。某一性别的小鼠形成配子时A基因甲基化，另一性别的小鼠形成配子时A基因去甲基化，从而使子代产生不同表型。某鼠群中雌雄均有矮小个体和正常个体，现以1对雌雄小鼠为研究对象，正常小鼠为母本、矮小小鼠为父本进行多次杂交实验，子代中矮小小鼠皆为雄性，正常小鼠皆为雌性。下列分析正确的是（ ）
A. 基因A、a可能位于常染色体上
B. 亲本正常小鼠的父本表型可能为矮小小鼠
C. 甲基化的A基因碱基序列改变，不能表达
D. 亲本矮小小鼠产生的A精子和a精子数量相等
【答案】BD
【分析】表观遗传：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，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化。DNA的甲基化：生物基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。
【详解】A、子代中矮小小鼠皆为雄性，正常小鼠皆为雌性，子代雌雄小鼠中矮小和正常的遗传与性别有关，由此推测基因A、a可能位于性染色体上，A错误；
B、子代中矮小小鼠皆为雄性，正常小鼠皆为雌性，说明雌性小鼠形成配子时A基因甲基化，雄性小鼠形成配子时A基因去甲基化， 亲本正常小鼠的父本表型可能为矮小小鼠，B正确；
C、甲基化的A基因碱基序列不发生改变，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响，C错误；
D、在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代，因此亲本矮小小鼠产生的A精子和a精子数量相等，D正确。
故选BD。
18. 骑行是当前流行的有氧运动方式之一，在骑行过程中人体会出现各种生理变化。下列说法正确的是（ ）
A. 骑行过程中主要的产热器官是肝脏和脑
B. 骑行过程中机体可通过神经一体液调节增加散热
C. 骑行过程中产热增加，甲状腺激素分泌量减少
D. 骑行前后呼吸能保持稳定，其调节中枢位于下丘脑
【答案】B
【分析】人体的神经中枢：下丘脑：体温调节中枢、水平衡调节中枢、生物的节律行为；脑干：呼吸中枢；小脑：维持身体平衡的作用；大脑：调节机体活动的最高级中枢；脊髓：调节机体活动的低级中枢。
【详解】A、安静状态下产热器官是肝脏和脑，骑行过程中主要的产热器官是骨骼肌，A错误；
B、骑行过程中机体既有下丘脑参与的神经调节，也有相关激素的参与，即可通过神经一体液调节增加散热，B正确；
C、骑行过程中产热增加，但机体的兴奋性增加，甲状腺激素的分泌增加，C错误；
D、骑行前后呼吸能保持稳定，其调节中枢位于脑干，D错误。
故选B。
19. 科研小组对某开放地区甲、乙两个动物种群进行了多年的跟踪调查，测定甲种群的增长速率和乙种群的λ值（λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数），绘制了以下变化曲线。下列说法错误的是（ ）
A. 甲种群的λ在t3时达到最大
B. 0~t1期间乙种群的数量呈“J”形增长
C. 0~t2期间甲、乙种群数量均增加
D. t2~t4期间乙种群的出生率一定小于死亡率
【答案】AD
【分析】题图分析：（Nt+1）/ Nt比值大于1，种群数量增加；比值等于1，种群数量稳定；比值小于1，种群数量减小。
【详解】A、甲种群在t3时，种群速率达到最大，此时的种群数量为K/2，A错误；
B、0~t1期间乙种群的λ大于1，且相对稳定，因此，此时的种群数量呈“J”形增长，B正确；
C、0~t2期间甲的增长速率逐渐上升，因而种群数量逐渐增大，而乙种群的λ大于1，因此甲、乙种群数量均增加，C正确；
C、t2~t4期间乙种群的λ小于1，说明此时的种群数量处于逐渐下降的状态，若不考虑迁入率和迁出率，其出生率一定小于死亡率，但决定种群数量的因素有出生率和死亡率、迁入率和迁出率，因此其出生率不一定小于死亡率，D错误；
故选AD。
20. 硝化细菌可有效净化水体中的按盐，降低对虾的死亡率。科研人员从当地对虾养殖池塘中筛选出了对按盐降解率高且稳定的硝化细菌菌株，操作流程如图1所示，结果如图2所示。下列说法错误的是（ ）
A. 图1中将候选菌接入含按盐培养液的目的是对硝化细菌进行扩大培养
B. 图1中用平板划线法纯化菌种时，接种环需灼烧6次
C. 由图2可知甲是在铵盐浓度最高的锥形瓶中培养
D. 使用细菌计数板可以准确计数活的硝化细菌数目
【答案】ACD
【分析】1、微生物常见的接种的方法：
（1）平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养。在线的开始部分，微生物往往连在一起生 长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。
（2）稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。
2、振荡培养：提供充足氧气、并使细菌与营养物质充分接触，扩大培养。
【详解】A、图1中将候选菌接入含按盐培养液的目的是筛选能够分解铵盐的硝化细菌，A错误；
B、纯化菌种时，图1的接种方法是平板划线法，在第一次接种和每次接种后都需要灼烧接种环，图1中一共划线5次，故接种环需要灼烧6次，B正确；
C、据图2分析可知，铵盐浓度最高的是甲菌株，这说明甲菌株降解铵盐的能力最弱，C错误；
D、使用细菌计数板在显微镜下可以计算出一定容积的样品中微生物的数量，但不能区分死菌与活菌，因此不能准确计数活的硝化细菌数目，D错误。
故选ACD。
三、非选择题：本题包括5小题，共55分。
21. 持续强光照射会导致绿色植物光系统损伤，最终产生光抑制。绿色植物通过如图所示的三重防御机制有效避免光系统损伤。回答下列问题。
（1）持续强光照射前后，叶片中的叶绿素含量可通过实验测定，先用有机溶剂提取绿叶中的色素，然后将提取到的色素溶液置于_____（填“红光”、“蓝紫光”或“白光”）下测定吸光度，使用该种光源的原因是_____。持续强光照射条件下，与正常植株相比，类胡萝卜素合成受阻突变体的光合速率下降更明显，原因是_____（答出2点）。
（2）强光条件下产生的光有毒产物，会攻击PSII中的色素和D1蛋白，使D1蛋白高度磷酸化，并形成D1蛋白交联聚合物，随后发生D1蛋白降解。为探究D1蛋白降解过程是先发生D1蛋白去磷酸化，还是先发生D1蛋白交联聚合物解聚，科学家用氟化钠处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后，结果显示D1蛋白总量几乎无变化，但D1蛋白交联聚合物则明显减少。据此写出D1蛋白降解过程：形成D1蛋白交联聚合物→_____→蛋白降解。
（3）强光条件下，给植物提供35S标记的甲硫氨酸，发现短时间内PSII中约有30~50%的放射性D1蛋白，但D1蛋白含量没有明显变化，其原因可能是_____。
【答案】（1）①. 红光 ②. 叶绿素能吸收红光，类胡萝卜素不吸收红光；用红光检测可排除类胡萝卜素对结果的干扰 ③. 对蓝紫光的吸收减少，无法及时清除光有毒产物
（2）D1蛋白交联聚合物解聚→D1蛋白去磷酸化
（3）切除损伤的D1蛋白与新合成的D1蛋白速率基本相等
【分析】叶片中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
【小问1详解】叶片中的叶绿素含量可通过实验测定，先用有机溶剂提取绿叶中的色素，然后将提取到的色素溶液置于红光条件下，测定吸光度，使用该种光源的原因是叶绿素能吸收红光，类胡萝卜素不吸收红光；用红光检测可排除类胡萝卜素对结果的干扰；据图可知，第二道防线是类胡萝卜素的清除作用，类胡萝卜素合成受阻突变体的光合速率下降更明显，原因是对蓝紫光的吸收减少，无法及时清除光有毒产物
【小问2详解】科学家用氟化钠处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后，结果显示D1蛋白总量几乎无变化，但D1蛋白交联聚合物则明显减少。说明D1蛋白降解过程：形成D1蛋白交联聚合物→D1蛋白交联聚合物解聚→D1蛋白去磷酸化→蛋白降解
【小问3详解】强光条件下，给植物提供35S标记的甲硫氨酸，发现短时间内PSII中约有30~50%的放射性D1蛋白，但D1蛋白含量没有明显变化，其原因可能是切除损伤的D1蛋白与新合成的D1蛋白速率基本相等，所以D1蛋白含量没有明显变化。
22. 长期夜间过多光照会增加患糖尿病、肥胖的风险。哺乳动物感光主要依赖视网膜上的视锥细胞、视杆细胞和ipRGC细胞三类感光细胞。回答下列问题。
（1）神经细胞的静息电位约-70mV，神经细胞静息电位形成的主要原因是_____。研究发现黑暗中人视杆细胞的静息电位约是-40mV，已知黑暗中视杆细胞质膜对Na+、K+都有较高的通透性，视杆细胞静息电位绝对值小于神经细胞的原因是_____。
（2）为研究光调节葡萄糖代谢的机制，研究人员进行了以下实验。
实验一：对①全盲、②ipRGC细胞不感光、③视锥细胞和视杆细胞不感光的三种小鼠，在黑暗和光照条件下分别进行葡萄糖代谢能力检测，结果如图1所示。实验二：分别损毁感光正常小鼠下丘脑的SCN区和SON区，在黑暗和光照条件下进行葡萄糖代谢能力检测，结果如图2所示。
注：AUC为血糖含撒曲线与横坐标时间轴围成的面积
据图写出光通过神经调节影响糖代谢的信号传导途径是：光→_____细胞→传入神经→下丘脑的_____区域。
（3）下丘脑可通过多种方式调节血糖，其中一种方式是当血糖含量降低时通过_____（填“交感”或“副交感”）神经支配胰岛A细胞的分泌活动。该过程反映了体液调节和神经调节的联系是_____。
（4）研究表明，过多光照会引起棕色脂肪细胞产热量减少。为验证过多光照是通过相关神经调节棕色脂肪细胞的产热过程，完善以下实验。
实验步骤①将30只生理状态相似的健康空腹小鼠随机均分为甲、乙、丙三组。②对甲组小鼠给予适量自然光照，_____。③将三组小鼠置于相同且适宜的环境下培养一段时间。④检测并比较三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量。
预期结果：_____。
【答案】（1）①. K+外流 ②. K+外流的同时发生Na+内流，导致视杆细胞静息电位绝对值变小
（2）①. ipRGC ②. SON
（3）①. 交感 ②. 有的内分泌腺直接受中枢神经系统的调节
（4）①. 乙组小鼠给予过多光照，丙组小鼠切断相关神经并进行过多光照 ②. 三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量为丙组>甲组>乙组
【分析】静息时，神经细胞膜对钾离子的通透性大，钾离子大量外流，形成内负外正的静息电位；受到刺激后，神经细胞膜的通透性发生改变，对钠离子的通透性增大，钠离子内流，形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差，产生局部电流，兴奋就以电信号的形式传递下去。
【小问1详解】神经细胞静息电位形成的主要原因是钾离子外流，且钾离子外流是顺浓度梯度进行的，属于协助扩散，不需要消耗能量。黑暗中视杆细胞质膜对Na+、K+都有较高的通透性，静息时，K+外流的同时发生Na+内流，导致视杆细胞静息电位绝对值变小。
【小问2详解】对于实验一的结果图1，可以看到在黑暗条件下，三种小鼠AUC相等，而在光照条下，只有ipRGC细胞感光的那组小鼠AUC明显偏高，可以判断：光影响糖代谢功能是由ipRGC介导的，对实验二结果图2，图2中损伤了SCN的小鼠在光照条件下AUC明显高于损伤了SON的小鼠AUC，以及题干信息ipRGC对下丘脑的发出密集的神经纤维，可判断：ipRGC介导的光影响糖代谢功能与下丘脑的SON区有关，综上，实验表明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ipRGC细胞→传入神经→下丘脑SON区。
【小问3详解】下丘脑可通过多种方式调节血糖，其中一种方式是当血糖含量降低时通过交感神经支配胰岛A细胞的分泌活动，从而促进胰高血糖素的分泌，进而升高血糖。该过程体现了体液调节和神经调节之间的联系，即不少内分泌腺本身直接地受中枢神经系统的调节。
【小问4详解】本实验要验证过多光照是通过相关神经调节棕色脂肪细胞的产热过程，自变量为是否过多光照（光照时间）和是否含有相关神经，因变量为棕色脂肪细胞产热量。实验步骤：①分组编号：将30只生理状态相似的健康空腹小鼠随机均分为甲、乙、丙三组。②变量处理：本实验的自变量是光照时间和是否含有相关神经，且需验证过多光照会引起棕色脂肪细胞产热量减少，故对甲组小鼠给予适量自然光照，对乙组小鼠给予长时间光照，对丙组小鼠手术损毁与光照调节产热相关的神经部位，再给予长时间光照。③无关变量相同且适宜：将三组小鼠置于相同且适宜的环境下培养一段时间。④因变量检测：检测并比较三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量。 预期结果：因为过多光照会通过相关神经调节引起棕色脂肪细胞产热量减少，因此没有相关神经的丙组产热不会减少，产热量最多，与乙组相比，甲组没有过多的光照，不会产热减少，因此甲组产热大于乙组，综上所述，三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量为丙组>甲组>乙组。
23. 水稻和番茄是两性花，可进行自花传粉和异花传粉，具有明显的杂种优势。雄性不育是实现杂种优势利用的重要途径之一、回答下列问题。
（1）ms基因是位于2号染色体上控制番茄雄性不育的基因。MS对ms为完全显性，基因型为MSms的植株随机传粉两代，F2中雄性不育植株所占比例为_____。番茄幼苗紫茎对绿茎为显性，由等位基因B、b控制，研究者将苗期紫茎雄性可育和苗期绿茎雄性不育两种纯合品系杂交，F1测交，对F2在苗期和结果期进行调查，结果如表所示（单位：株）。
实验结果说明绿茎b基因位于2号染色体上，判断依据是_____。该发现对于育种工作者苗期筛选雄性不育株有何应用_____。
（2）目前雄性不育株多以自然变异为主，可供选择的材料有限。科研团队利用基因编辑技术敲除雄蕊特异基因SISTR1成功获得了雄性不育番茄。该研究在作物育种中的意义是_____。
（3）籼稻和粳稻是水稻的两个品种。纯合籼稻和纯合粳稻杂交，其杂交种花粉中均存在某种杀死花粉的毒素蛋白，部分花粉因缺少对应的解毒蛋白，而造成花粉败育。研究发现编码这两种蛋白的基因均只位于籼稻12号染色体上的R区，该区的基因不发生交换，如图所示。
①纯合籼稻和纯合粳稻均无花粉败育现象，但其杂交种产生的花粉50％败育，则败育花粉应含有_____的12号染色体，理由是_____。
②进一步研究发现，若单独敲除杂种植株的C基因，其花粉均败育，双敲除B、C基因，植株花粉均可育，推测C基因表达出功能蛋白的最早时间是_____。科研人员将1个 C基因转入杂种植株，获得转基因植株甲，检测发现甲中转入的C基因并未在12号染色体上。转基因植株甲自交，仅检测12号染色体的R区，子代中分别与杂交种和籼稻12号染色体R区相同的个体比例依次为_____。
【答案】（1）①. 1/6 ②. F2中苗期绿茎植株几乎全为不育，说明绿茎基因和雄性不育基因均位于2号染色体 ③. 通过幼苗期茎秆颜色来快速区分植株的育性
（2）能够定向改造植物的育性，为获得其他植物雄性不育株系提供新途径
（3）①. 粳稻 ②. 粳稻的12号染色体缺少解毒蛋白基因，无法合成解毒蛋白 ③. 减数第一次分裂完成后 ④. 1/2、1/3
【分析】1、基因突变：DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变。
2、生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫做表观遗传。
【小问1详解】已知MS对ms为完全显性，基因型为MSms的植株随机传粉，F1表型及比例为1/4MSMS、1/2MSms、1/4msms，F1随机传粉，即自由交配，利用配子法：由于msms雄性不育，雌雄配子分开算，雌配子基因型及比例为1/2MS、1/2ms，雄配子基因型及比例为MS=1/3×1+2/3×1/2=2/3，ms=2/3×1/2=1/3，所以F2中雄性不育植株（msms）所占比例为1/2×1/3=1/6。番茄F2中苗期绿茎植株几乎全为不育，说明绿茎基因和雄性不育基因均位于2号染色体，苗期筛选雄性不育株可通过幼苗期茎秆颜色来快速区分植株的育性。
【小问2详解】研究雄性不育能够定向改造植物的育性，为获得其他植物雄性不育株系提供新途径。
【小问3详解】①粳稻的12号染色体缺少解毒蛋白基因，无法合成解毒蛋白，所以败育花粉应含有粳稻的12号染色体。
②若单独敲除杂种植株的C基因，其花粉均败育，双敲除B、C基因，植株花粉均可育，减数第一次分裂完成后等位基因随着同源染色体的分开而分离，则推测C基因表达出功能蛋白的最早时间是减数第一次分裂完成后。为将C基因转入杂种植株，获得转入了单拷贝C基因（一个C基因）的转基因植株（甲），检测发现甲中转入的C基 因并未在12号染色体上杂种植株的染色体组来源于籼稻和粳稻，导入C基因后进行自交，即使C不在12号染色体上，仍可发挥作用。不 含C的配子败育，则花粉中粳稻:籼稻=1:2，雌配子粳稻:籼稻=1:1，与粳稻R区相同的个体比例为1/3×1/2=1/6，与籼稻R区相同的 个体MM比例为2/3×1/2=1/3，与粳稻籼稻杂交种R区相同的个体比例为1-1/6-1/3=1/2。
24. 群落内两个生态位重叠的物种会向着占有不同的空间、食性、活动时间或其他生态习性分化的现象，称为同域共存机制。回答下列问题。
（1）生态位是指一个物种在群落中的地位或作用，包括_____，以及与其他物种的关系等。同域共存机制有利于维持群落的_____。
（2）菜青虫啃食叶片，其成虫莱粉蝶吸食花蜜，_____ （填“属于”或“不属于“）同域共存机制，依据是_____。
（3）动物的声音存在个体差异，成熟个体的声音特征可以长期保持稳定。相比于标记重捕法，利用鸣叫计数法调查长臂猿的优点是_____。调查某区域某些种类成年鸟数量时，发现每年的不同月份会出现规律性的变化，这可能与群落的_____相关。
【答案】（1）①. 所处的空间位置、占用资源的情况 ②. 物种组成（物种丰富度、物种多样性）
（2）①. 不属于 ②. 生态位重叠的研究对象是两个物种之间的种间竞争，而菜青虫和菜粉蝶属于同一物种的不同生长发育时期
（3）①. 非损伤、低干扰 ②. 季节性
【分析】生态位：一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置、占用资源的情况、以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。
【小问1详解】生态位是指一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置、占用资源的情况，以及与其他物种的关系等。群落内两个生态位重叠的物种会向着占有不同的空间、食性、活动时间或其他生态习性分化的现象，称为同域共存机制，故同域共存机制有利于维持群落的物种组成（物种丰富度、物种多样性）。
【小问2详解】菜青虫啃食叶片，其成虫莱粉蝶吸食花蜜，不属于同域共存机制，因为生态位重叠的研究对象是两个物种之间的种间竞争，而菜青虫和菜粉蝶属于同一物种的不同生长发育时期。
【小问3详解】相比于标记重捕法（需要对相应的生物进行捕捉和标记），利用鸣叫计数法调查长臂猿的优点是非损伤、低干扰。调查某区域某些种类成年鸟数量时，发现每年的不同月份会出现规律性的变化，这可能与群落的季节性（由于阳光、温度和水分等随季节而变化，群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化）相关。
25. 透明质酸（HA）是一种高黏度氨基多糖，枯草芽抱杆菌无透明质酸合成酶 （HAS），但含有HA代谢的其它途径，而动物病原体链球菌含有HAS的基因（H基因）。研究者通过基因工程来改变枯草芽抱杆菌代谢通路，以实现枯草芽抱杆菌生产HA。回答下列问题。
（1）利用PCR扩增H基因时，每次循环需要经过三步，依次是_____。图1中H基因以a链为转录的模板链，在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为_____（从5'一端书写出前12个碱基序列），至少经过_____次循环可得到等长的8条目的DNA片段。
（2）将构建好的重组质粒转入枯草芽抱杆菌（D菌），需先用Ca2+处理D菌，其目的是_____，然后在含_____的培养基上筛选，得到枯草芽抱杆菌E（E菌）。
（3）质粒在细菌细胞中遗传不稳定、易丢失，研究者尝试将重组质粒进行改造，将H基因插入枯草芽抱杆菌的基因组得到整合型枯草芽抱杆菌F（F菌）。对三种枯草芽抱杆菌进行培养，结果如图2，_____最适宜工业发酵生产透明质酸，理由是_____（答出3点）。
【答案】（1）①. 变性—复性—延伸 ②. 5'-GATATCCTAGTG-3'和5'-TCTAGAATGGGC3' ③. 4
（2）①. 使D菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 ②. 四环素
（3）①. F菌 ②. F菌比E菌生长迅速，透明质酸产量高，H基因整合到细菌DNA上不易丢失
【分析】1、PCR 的每个循环过程包括高温变性、低温退火、中温延伸三个不同的阶段:（①变性:加热使模板 DNA 在高温下（94℃左右）双链间的氢键断裂而形成两条单链;②退火;使溶液温度降至50~60℃，模板DNA与引物按碱基配对原则互补结合，③延伸:溶液反应温度升至72℃，耐热 DNA聚合酶以单链DNA为模板，在引物的引导下，利用反应混合物中的4种脱氧核苷三磷酸（dNTP），按5′→3′方向复制出互补DNA。
2、PCR技术的引物设计需考虑两方面因素：第一是能与模板链3′端进行碱基互补配对，第二是要能产生与质粒连接的酶切位点。
【小问1详解】PCR扩增H基因时，经过变性—复性—延伸三个步骤。据图分析，P质粒通过EcRV和Xhal酶切获得黏性末端，H基因的两端也需要有相对应的黏性末端，题干信息H基因以a链为转录的模板链，转录时从模板链的开始，因此EcRV的识别序列应该在a链的3'，即引物从5'一端书写出前12个碱基序列为5'-GATATCCTAGTG-3'，另一个引物则与Xhal识别序列和b链的前6个碱基互补配对，序列为5'-TCTAGAATGGGC3'。经过第一次扩增可以得到2条目的DNA片段单链，第二次扩增可以获得2条目的DNA片段，第三次扩增获得4条，第四次扩增获得8条，因此至少经过4次循环可得到等长的8条目的DNA片段。
【小问2详解】将构建好的重组质粒转入枯草芽抱杆菌（D菌），需先用Ca2+处理D菌，其目的是使D菌处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，有利于目的基因的导入。然后在含四环素的培养基上筛选，得到枯草芽抱杆菌E（E菌），四环素的作用是筛选成功导入重组DNA分子的枯草芽抱杆菌E。
【小问3详解】据图分析，F菌透明质酸产量最高，F菌比E菌生长迅速，以及H基因整合到细菌DNA上不易丢失，因此F菌最适宜工业发酵生产透明质酸。
F2
检测单株数
可育株
不育株
苗期紫茎植株
64
63
1
苗期绿茎植株
64
1
63
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