北京市第五十五中学2024-2025学年高三上学期10月考试生物试卷（Word版附解析）

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提示：请大家将答案填涂在答题卡上，共30分
1. 乳酸菌、黑藻叶肉细胞、人体小肠上皮细胞虽形态各异， 但它们也有共同之处， 表现在（ ）
A. 有细胞膜和核膜B. 可进行有丝分裂
C. 以 DNA 作为遗传物质D. 线粒体中进行能量转换
【答案】C
【解析】
【分析】1、动物细胞与植物细胞相比，动物细胞中特有的细胞结构为中心体，植物细胞中特有的结构为：细胞壁、叶绿体、液泡。
2、原核细胞与真核细胞相比，最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核，没有核膜、核仁和染色体；原核细胞只有核糖体一种细胞器，但部分原核细胞也能进行有氧呼吸和光合作用，如蓝细菌；
3、细胞类生物（包括原核生物和真核生物）的遗传物质均为DNA。
【详解】A、乳酸菌是原核生物，没有核膜、核仁，但具有细胞膜，A错误；
B、乳酸菌是原核生物，进行的是二分裂，黑藻叶肉细胞、人体小肠上皮细胞是高度分化的细胞，不进行有丝分裂，B错误；
C、乳酸菌、黑藻叶肉细胞、人体小肠上皮细胞都含有DNA和RNA，都已DNA作为遗传物质，C正确；
D、乳酸菌是原核生物，没有线粒体，D错误。
故选C。
2. 细胞可通过蛋白酶体识别和水解需要降解的蛋白质，如错误折叠蛋白、变性蛋白和不再需要的结构正常蛋白等，过程如下图。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 蛋白酶体具有水解肽键的作用B. 泛素标记蛋白质便于蛋白酶体识别
C. 抑制细胞呼吸不会影响该降解过程D. 该过程有利于细胞生命活动正常进行
【答案】C
【解析】
【分析】
分析题图可知，蛋白底物和泛素在酶的作用下结合，结合体被蛋白酶体识别，然后在ATP作用下，最终被分解为肽段。据此分析作答。
【详解】A、蛋白酶体能识别泛素与蛋白底物的结合体，并能将其分解为肽段，说明蛋白酶体具有水解肽键的作用，A正确；
B、由图可知，泛素与蛋白底物结合可利于蛋白酶体识别，B正确；
C、该降解过程需要ATP供能，所以抑制细胞呼吸会影响ATP的产生，从而会影响该降解过程，C错误；
D、该过程降解的是错误折叠蛋白、变性蛋白和不再需要的结构正常蛋白等，故该过程有利于细胞生命活动正常进行，D正确。
故选C。
3. 盐碱地中含大量的NaCl、Na2CO3等钠盐，会威胁海水稻的生存。同时一些病原菌也会感染水稻植株，影响正常生长。下图为海水稻抵抗逆境的生理过程示意图，相关叙述不正确的是（ ）

A. H2O可以通过自由扩散和协助扩散两种方式进入海水稻细胞
B. 海水稻细胞通过胞吐方式分泌抗菌蛋白抵御病原菌的侵染
C. 液泡逆浓度梯度吸收Na+增大细胞液的浓度以适应高浓度环境
D. H+以协助扩散的方式从细胞质基质运入液泡或运出细胞
【答案】D
【解析】
【分析】分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从高浓度到低浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。
【详解】A、由图可以看出，H2O可以通过自由扩散和协助扩散两种方式进入海水稻细胞，A正确；
B、图中，海水稻细胞可形成囊泡运输抗菌蛋白，胞吐方式分泌抗菌蛋白，B正确；
C、图中液泡吸收Na+从低浓度到高浓度，逆浓度梯度增大细胞液的浓度以适应高浓度环境，防止在高浓度的环境下失水，C正确；
D、图中液泡内pH=5.5,细胞质基质pH=7.5,因此H+从细胞质基质运入液泡，是逆浓度梯度，需要消耗能量，方式是主动运输，D错误。
故选D。
4. 肺炎克雷伯菌（Kpn）存在于某些人群的肠道中，可通过细胞呼吸不断产生大量乙醇，引起内源性酒精性肝病。下列叙述正确的是（ ）
A. Kpn在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇并产生大量ATP
B. Kpn无氧呼吸使有机物中稳定的化学能全部转化为活跃的化学能
C. 乳酸菌、酵母菌、Kpn都可以引起内源性酒精性肝病
D. 高糖饮食可能会加重内源性酒精性肝病患者的病情
【答案】D
【解析】
【分析】1、有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP 的过程。
2、在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程，就是无氧呼吸。
【详解】A、Kpn在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇并产生少量ATP，A错误；
B、Kpn无氧呼吸使有机物中稳定的化学能少部分转化为活跃的化学能，大部分储存在有机物中，B错误；
C、乳酸菌无氧呼吸产生酒精，不能引起内源性酒精性肝病，C错误；
D、高糖饮食会为无氧呼吸产生大量的能量，可能会加重内源性酒精性肝病患者的病情，D正确。
故选D。
5. 光呼吸是植物利用光能，吸收O2并释放CO2的过程。研究者将四种酶基因（GLO、CAT、GCL、TSR）导入水稻叶绿体，创造了一条新的光呼吸代谢支路（GCGT支路），如图虚线所示。
据图分析，下列推测错误的是（ ）
A. 光呼吸时C5与O2的结合发生在线粒体内膜上
B. 光呼吸可以将部分碳重新回收进入卡尔文循环
C. GCGT支路有利于减少H2O2对叶绿体的损害
D. GCGT支路可以降低光呼吸从而提高光合效率
【答案】A
【解析】
【分析】光呼吸代谢支路（GCGT支路）可以将部分碳重新回收进入卡尔文循环，利用于降低光呼吸消耗。
【详解】A、图中光呼吸代谢支路发生在叶绿体中，所以C5和O2的结合发生叶绿体上，A错误；
B、GCGT支路中，甘油酸可转化为PGA，进而将碳重新回收进入卡尔文循环，B正确；
C、GCGT支路中，H2O2可被分解为H2O和O2，有利于减少其对叶绿体的损害，C正确；
D、光呼吸代谢支路（GCGT支路）可以将部分碳重新回收进入卡尔文循环，利用于降低光呼吸消耗从而提高光合速率，D正确。
故选A。
6. KIF18A是以微管（纺锤丝由微管蛋白组成）为轨道的驱动蛋白，在细胞内依赖ATP影响微管末端动态不稳定性，从而在有丝分裂过程中发挥功能。结合下图，说法不正确的是（ ）
A. KIF18A对于纺锤体形态的维持具有重要作用
B. KIF18A在G1期表达较高，在G2/M期表达量降低
C. KIF18A与线粒体在M期均较为活跃
D. KIF18A可促进染色体排列到赤道板上
【答案】B
【解析】
【分析】细胞周期分为两个阶段：分裂间期和分裂期。
（1）分裂间期：DNA复制、蛋白质合成。
（2）分裂期：
前期：①出现染色体：染色质螺旋变粗变短的结果；②核仁逐渐解体，核膜逐渐消失；③纺锤体形成。
中期：染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上。染色体形态、数目清晰，便于观察。
后期：着丝点分裂，两条姐妹染色单体分开成为两条子染色体，纺锤丝牵引分别移向两极。
末期：①纺锤体解体消失；②核膜、核仁重新形成；③染色体解旋成染色质形态；④细胞质分裂，形成两个子细胞（植物形成细胞壁，动物直接从中部凹陷）。
【详解】A、根据题意，纺锤丝由微管蛋白组成，KIF18A是以微管为轨道的驱动蛋白，KIF18A对于纺锤体形态的维持具有重要作用，A正确；
B、G1期为合成前期，为DNA复制作准备，KIF18A主要在M期发挥作用，G2期为合成后期，为M期做准备，因此KIF18A在G2期表达较高，B错误；
C、纺锤丝在M期中不断运动，需要消耗能量，主要由线粒体提供，KIF18A与线粒体在M期均较为活跃，C正确；
D、KIF18A是以微管（纺锤丝由微管蛋白组成）为轨道的驱动蛋白，纺锤丝牵引染色体排列到赤道板上，KIF18A可促进染色体排列到赤道板上，D正确。
故选B。
7. 下图为显微镜下观察到的二倍体细叶百合（）花粉母细胞减数分裂各时期的图像。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 图B细胞中同源染色体联会形成6个四分体
B. 图C到图D过程着丝粒一分为二，染色单体移向两极
C. 图F中每个细胞都含有一套完整的染色体组
D. 图H的每个细胞中均含有6对同源染色体
【答案】C
【解析】
【分析】减数分裂过程：
（1）减数第一次分裂前的间期：染色体的复制。
（2）减数第一次分裂：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。
（3）减数第二次分裂过程：①前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、由于该二倍体细叶百合的体细胞含有24条染色体（12对同源染色体），因此图B细胞中的同源染色体联会应该形成12个四分体，A错误；
B、图C到图D过程中同源染色体分离，分别移向细胞的两极，B错误；
C、图F中的两个细胞是减数第一次分裂产生的，都含有一套完整的染色体组，C正确；
D、图H的每个细胞中均不含同源染色体，D错误。
故选C。
8. 摩尔根和他的学生们绘出了第一幅基因位置图谱，示意图如图，相关叙述正确的是（ ）

果蝇X染色体上一些基因的示意图
A. 所示基因控制的性状均表现为伴性遗传
B. 所示基因在Y染色体上都有对应的基因
C. 所示基因在遗传时均不遵循孟德尔定律
D. 四个与眼色表型相关基因互为等位基因
【答案】A
【解析】
【分析】该图是摩尔根和学生绘出的第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置的图。由图示可知，控制果蝇图示性状的基因在该染色体上呈线性排列，果蝇的短硬毛和棒眼基因位于同一条染色体上。
【详解】A、图为X染色体上一些基因的示意图，性染色体上基因控制的性状总是与性别相关联，图所示基因控制的性状均表现为伴性遗传，A正确；
B、X染色体和Y染色体存在非同源区段，所以Y染色体上不一定含有与 所示基因对应的基因，B错误；
C、在性染色体上的基因（位于细胞核内）仍然遵循孟德尔遗传规律，因此，图所示基因在遗传时遵循孟德尔分离定律，C错误；
D、等位基因是指位于一对同源染色体相 同位置上，控制同一性状不同表现类型的基因，图中四个与眼色表型相关基因位于同一条染色 体上，其基因不是等位基因，D错误。
故选A。
9. 辣椒果实有多对相对性状，其中包括着生方向（下垂、直立）和颜色（绿色、紫色、中间色）。为探究上述两种性状的遗传，研究者选取两种辣椒进行杂交，F1自交，结果如下表。
下列叙述正确的是（ ）
A. 上述两种性状中下垂和中间色为显性性状
B. 果实着生方向的遗传遵循基因的分离定律
C. F2果实中间色的个体中纯合子约占2/3
D. F2果实直立且为绿色的个体约占1/4
【答案】B
【解析】
【分析】由表可知，下垂×直立，F2表现型及比例为下垂：直立=3：1，说明下垂为显性，着生方向受一对等位基因控制。绿色×紫色，F2表现型及比例为绿色：中间色︰紫色=9：3：4，说明颜色受两对独立遗传的基因控制。
【详解】A、上述两种性状中下垂和绿色为显性性状，A错误；
B、下垂×直立，F2表现型及比例为下垂：直立=3：1，说明下垂为显性，着生方向受一对等位基因控制，遵循基因的分离定律，B正确；
C、绿色×紫色，F2表现型及比例为绿色：中间色︰紫色=9：3：4，说明颜色受两对独立遗传的基因控制，中间色的个体中（1/3AAbb，2/3Aabb）纯合子约占1/3，C错误；
D、题干未给出三对等位基因的位置关系，F2果实直立且为绿色的个体比例无法计算，D错误。
故选B。
10. 囊性纤维病是常染色体隐性遗传病，患者CFTR蛋白异常，其中70%的患者CFTR蛋白第508位苯丙氨酸缺失。利用探针1和2分别能检测出决定第508位苯丙氨酸正常和缺失的CFTR基因，对两个家系成员基因的检测结果如下图。下列叙述错误的是（ ）

A. 甲家系Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅱ-1均含有决定苯丙氨酸缺失的CFTR基因
B. 若甲家系Ⅱ-2表型正常，用探针1、2检测出两条带的概率为1/2
C. 乙家系成员CFTR蛋白的第508位苯丙氨酸没有缺失
D. 探针1、2不适用于对乙家系Ⅱ-2的CETR基因进行产前诊断
【答案】B
【解析】
【分析】分析甲：Ⅰ-1和Ⅰ-2基因型为Aa、Aa，Ⅱ-1的基因型为aa，表现为患病。分析乙：Ⅰ-1和Ⅰ-2的508苯丙氨酸并没有缺失，但仍生下患病的孩子，说明乙家系成员CFTR蛋白的508没有缺失，编码CFTR蛋白的基因存在其他部位的变异。
【详解】A、囊性纤维病是常染色体隐性遗传病，设相关基因是A、a，据图可知，甲家系中I-1和I-2正常，II-1患病，说明双亲基因型均为Aa，II-1是aa，Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅱ-1均含有决定苯丙氨酸缺失的CFTR基因a，且探针2可以检测第508位苯丙氨酸缺失的CFTR基因，A正确；
B、甲家系中I-1和I-2基因型均为Aa，若甲家系Ⅱ-2表型正常（1/3AA、2/3Aa），用探针1、2检测出两条带（Aa）的概率为2/3，B错误；
CD、据图而可知，乙家系的条带只有1条，且I-1和I-2均正常，说明乙家系成员CFTR蛋白的第508位苯丙氨酸没有缺失，编码CFTR蛋白的基因存在其他部位的变异，而探针检测的原理是碱基互补配对，探针1和2分别能检测出决定第508位苯丙氨酸正常和缺失的CFTR基因，故探针1、2不适用于对乙家系Ⅱ-2的CFTR基因进行产前诊断，CD正确。
故选B。
11. 研究发现，AGPAT2基因表达的下调会延缓脂肪生成。湖羊尾部蓄脂量小，而广灵大尾羊尾部蓄脂量大。研究人员以若干只两种羊的尾部脂肪组织为材料，检测AGPAT2基因启动子区7个位点的甲基化程度及基因表达水平，结果如下图。下列叙述正确的是（ ）
A. 甲基化程度的差异会导致两种羊脂肪组织中AGPAT2基因的碱基序列不同
B. DNA甲基化直接阻碍翻译过程实现了对AGPAT2基因表达的调控
C. 第33和63位点上的甲基化差异是影响AGPAT2基因表达量的关键因素
D. 两种羊中AGPAT2基因的甲基化程度与其在脂肪组织中的表达量呈正相关
【答案】C
【解析】
【分析】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，叫作表观遗传。DNA分子的碱基甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。
【详解】A、基因的甲基化不会改变基因的碱基排列顺序，A错误；
B、由柱形图可知，DNA甲基化后，基因转录产物mRNA减少，因此甲基化影响转录过程，间接影响翻译过程，B错误；
C、由第一幅图可知，相对于广灵大尾羊，湖羊组第33和63位点上的甲基化程度较高，导致AGPAT2基因mRNA较少，因此第33和63位点上的甲基化差异是影响AGPAT2基因表达量的关键因素，C正确；
D、相对于广灵大尾羊，湖羊AGPAT2基因甲基化程度较高，转录受阻，该基因表达量较小，由此可知，两种羊中AGPAT2基因的甲基化程度与其在脂肪组织中的表达量呈负相关，D错误。
故选C。
12. BtPMAT1为植物中特有的基因，其编码的蛋白质可对植物产生的一种防御性化合物进行化学修饰，从而消除这种化合物的毒性。研究发现烟粉虱基因组中也存在高度类似BtPMAT1基因的序列，使植物防御性化合物对烟粉虱失效。通过转基因技术使番茄产生能特异性抑制烟粉虱中BtPMAT1表达的RNA分子，烟粉虱食用该转基因番茄后会死亡。下列相关叙述不正确的是（ ）
A. 烟粉虱基因组中存在BtPMAT1基因是自然选择的结果
B. 转基因番茄自身产生的该防御性化合物显著增多
C. 转基因番茄可有效抵御烟粉虱侵害
D. 大量种植转基因番茄可使烟粉虱的基因频率发生定向改变
【答案】B
【解析】
【分析】
根据题干信息可知，BtPMAT1基因对于消除植物的有毒物质有重要作用，烟粉虱基因组中含有类似的基因而可以抵御植物产生的毒性物质，因此培育的转基因番茄能产生能特异性抑制烟粉虱中BtPMAT1表达的RNA分子，使得取食该番茄的烟粉虱死亡，从而达到了抵御烟粉虱侵害的作用。
【详解】A、粉虱基因组中也存在高度类似BtPMAT1基因的序列，使植物防御性化合物对烟粉虱失效，这种烟粉虱被自然选择保留下来，因此烟粉虱基因组中存在BtPMAT1基因是自然选择的结果，A正确；
B、转基因番茄产生了一种抑制虱中BtPMAT1表达的RNA分子，其自身产生的该防御性化合物没有影响，其含量不会改变，B错误；
C、烟粉虱食用转基因番茄而死亡，因此转基因番茄可有效抵御烟粉虱侵害，C正确；
D、烟粉虱食用该转基因番茄后会死亡，大量种植转基因番茄对烟粉虱起到了选择作用，使基因频率发生定向改变，D正确。
故选B。
【点睛】
13. 高温导致葡萄果实溃烂，影响品质和产量。为探究葡萄响应热胁迫的机制，研究者检测42℃处理后葡萄幼苗中V基因表达水平，结果如图。以下说法不正确的是（ ）
A. V基因表达出V蛋白的过程需要三种RNA参与
B. 提取葡萄的DNA进行PCR扩增可检测V基因表达水平
C. 实验结果表明V蛋白与葡萄响应热胁迫的调控过程相关
D. 敲除V基因检测葡萄的抗热能力证明V蛋白是否参与热胁迫
【答案】B
【解析】
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程主要在细胞核中进行，需要解旋酶和RNA聚合酶参与；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上，需要以氨基酸为原料，还需要酶、能量和tRNA。
【详解】A、V基因表达出V蛋白的过程需要mRNA、tRNA、rRNA三种RNA参与，A正确；
B、PCR扩增不可检测V基因表达水平，B错误；
C、由图可知，42℃处理，后V蛋白表达量增大，说明V蛋白与葡萄响应热胁迫的调控过程相关，C正确；
D、可敲除V基因检测葡萄的抗热能力证明V蛋白是否参与热胁迫，D正确。
故选B。
14. 我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构（类囊胚），为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系（如图）。相关叙述错误的是（ ）
A. 实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能
B. 实验过程中使用的培养基含有糖类
C. 类囊胚获得利用了核移植技术
D. 可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育
【答案】C
【解析】
【分析】该过程利用胚胎干细胞创造出了类胚胎结构，并在体外培养至原肠胚时期，将类囊胚移植进雄猴体内后，成功引起了雌猴的早期妊娠反应有可能会产生新生个体，该过程属于无性生殖。
【详解】A、体外诱导食蟹猴胚胎干细胞， 形成了类似囊胚的结构(类囊胚)，证实了食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能，A正确；
B、实验过程中使用的培养基需含有糖类，糖类可为细胞培养提供能源物质，B正确；
C、类囊胚的获得利用了动物细胞培养技术，并没有进行核移植，C错误；
D、可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体中继续胚胎发育，从而可以用来研究类囊胚的后续发育，D正确。
故选C。
15. 五彩缤纷的月季装点着美丽的京城，其中变色月季“光谱”备受青睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验，难以达成目的的是（ ）
A. 用花瓣细胞观察质壁分离现象
B. 用花瓣大量提取叶绿素
C. 利用分生区细胞制作临时装片并观察有丝分裂
D. 利用幼嫩茎段进行植物组织培养
【答案】B
【解析】
【分析】当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，液泡逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，即发生了质壁分离。
【详解】A、花瓣细胞含有中央大液泡，液泡中含有花青素，可用花瓣细胞观察质壁分离现象，A不符合题意；
B、花瓣含花青素，而不含叶绿素，不能用花瓣提取叶绿素， B符合题意；
C、分生区细胞分裂能力旺盛，可用分生区细胞制作临时装片并观察有丝分裂，C不符合题意；
D、月季的幼嫩茎段能分裂，能利用幼嫩茎段的外植体进行植物组织培养，D不符合题意。
故选B。
第二部分（非选择题 共70分）
16. 紫茎泽兰根、茎、种子皆可繁殖且能产生多种化感物质抑制其他生物生长，是我国危害最严重的入侵植物。在防除过程中，紫茎泽兰残体亟待无害化处理与资源化利用。
（1）紫茎泽兰入侵会造成___降低或丧失，影响当地生态系统的___性。
（2）以紫茎泽兰为原料，野外就近接种可降解化感物质的高温纤维梭菌（最适温度60~65℃）进行堆肥发酵，检测堆肥温度和堆肥基质中两种主要化感物质含量变化，如图1。
据图推测5～10天化感物质含量下降速率最快的原因：一方面___一方面___，有利于化感物质的快速分解。
（3）将未经堆肥（UA）和经过堆肥（CA）的紫茎泽兰浸提液加入灭菌土壤中，接种三种土壤真菌后检测生长情况，如图2。
结果表明___。将UA组、CA组紫茎泽兰风干粉碎后加入到种植有玉米幼苗土壤中，60天后检测发现UA组玉米的生物量显著低于对照，而CA组则显著高于对照。
（4）与上述研究相关叙述，正确的有___（多选）。
A. 堆肥过程中堆肥基质的有机物总量增加，肥力增强
B. 发酵初期堆肥温度升高有利于堆肥中杂菌的消毒和灭菌
C. 发酵初期堆肥温度升高有利于高温纤维梭菌占据竞争优势
D. 堆肥发酵可分解紫茎泽兰的根、茎、种子，降低其扩散的风险
E. 堆肥发酵可减弱化感物质对农田生物群落其他生物的危害
F. 无害化的紫茎泽兰还田主要体现了生态工程的协调原理
【答案】（1） ①. 生物多样性 ②. 稳定
（2） ①. 高温纤维梭菌数量较多 ②. 堆肥温度达到高温纤维梭菌的最适温度，使其代谢旺盛
（3）堆肥处理降低了紫茎泽兰（浸提液）对三种土壤真菌生长的抑制作用 （4）CDE
【解析】
【分析】入侵种往往在入侵地能够大量繁殖，其原因是入侵地的生长条件适宜、缺乏捕食者等天敌、入侵种本身竞争力强、适应性强，在与本地物种的竞争中占据优势，生物入侵会导致入侵地生物多样性降低，生态系统的自我调节能力降低，稳定性降低。
小问1详解】
由于入侵地环境比较适合紫茎泽兰繁殖，并且入侵地没有其天敌（例如捕食者），在与本地物种竞争中更加占据优势等多方面原因，使得紫茎泽兰能在入侵地大量繁殖；紫茎泽兰泛滥后降低了入侵地群落的物种丰富度，使生态系统生物多样性降低、营养结构更加简单，自我调节能力减弱，稳定性也降低。
【小问2详解】
图1中，5～10天温度64℃左右，处于高温纤维梭菌最适温度范围内，高温纤维梭菌代谢旺盛，迅速增殖，产生较多的高温纤维梭菌，使5～10天化感物质含量下降速率最快。
【小问3详解】
图2中，UA组与对照组相比，菌落生长情况较差,说明紫茎泽兰（浸提液）对三种土壤真菌生长有抑制作用，CA组的菌落生长情况比UA组好，与对照组无明显差异，说明堆肥处理降低了紫茎泽兰（浸提液）对三种土壤真菌生长的抑制作用。
【小问4详解】
A、堆肥过程中堆肥基质的有机物总量减少，肥力增强，A错误；B、发酵初期堆肥温度升高有利于堆肥中高温纤维梭菌的生长繁殖，B错误；发酵初期堆肥温度升高，接近高温纤维梭菌的最适温度60~65℃，其他微生物可能在高温下死亡，有利于高温纤维梭菌占据竞争优势，C正确；D、堆肥发酵可以降低了紫茎泽兰中的化感物质对土壤微生物生长的抑制作用，有利于分解紫茎泽兰的根、茎、种子，降低其扩散的风险，D正确；E、堆肥发酵可以降低了紫茎泽兰中的化感物质对土壤微生物生长的抑制作用，有利于分解紫茎泽兰的根、茎、种子，降低其扩散的风险，可减弱化感物质对农田生物群落其他生物的危害，E正确；F、无害化的紫茎泽兰还田主要体现了生态工程的循环原理，F错误。故选CDE。
17. 科研人员探究了细胞中N基因对动物细胞利用能源物质途径的影响。
（1）动物细胞可通过______过程将有机物氧化分解并获得能量。
（2）科研人员进行实验，操作和结果如图1。分析图1数据：三组培养基中，转N基因组细胞的相对数量均______对照组，推测N基因促进细胞增殖。依据______，可以看出相比于谷氨酰胺，葡萄糖对细胞增殖更重要。
（3）研究人员对比转N基因小鼠与正常小鼠培养相同时间后培养液中的葡萄糖与乳酸水平，结果如图2，推测N蛋白______。随后，研究者证实了该推测。
（4）已知GLUT4是依赖胰岛素的葡萄糖转运蛋白，分布于肌肉和脂肪组织等。研究者设计了如下实验处理方案并预期了实验结果，表格中①应为______。请写出该研究者的假设______。
【答案】（1）细胞呼吸
（2） ①. 高于 ②. 与1组和2组相比，5组和6组细胞的相对数量显著降低，3组和4组下降不明显（或与全营养相比，在缺少葡萄糖的培养基中细胞相对数量显著下降，而在缺少谷氨酰胺的培养条件下只有轻微的减弱）
（3）促进细胞摄取葡萄糖进而增强无氧呼吸
（4） ①. 胰岛素 ②. N基因通过促进（胰岛素依赖的）GLUT4转运葡萄糖而促进细胞增殖
【解析】
【分析】胰岛素是机体唯一降血糖的激素，其作用为加速组织细胞对葡萄糖的摄取、利用、储存和转化，从而使血糖降低。
【小问1详解】
动物细胞可通过细胞呼吸过程将有机物氧化分解并获得能量。
【小问2详解】
分析图1数据：三组培养基中，转N基因组细胞的相对数量均高于对照组，推测N基因促进细胞增殖。依据与1组和2组相比，5组和6组细胞的相对数量显著降低，3组和4组下降不明显（或与全营养相比，在缺少葡萄糖的培养基中细胞相对数量显著下降，而在缺少谷氨酰胺的培养条件下只有轻微的减弱）。
【小问3详解】
研究人员对比转N基因小鼠与正常小鼠培养相同时间后培养液中的葡萄糖与乳酸水平，转N基因小鼠的葡萄糖浓度低于正常小鼠，而乳酸浓度高于正常小鼠，推测N蛋白促进细胞摄取葡萄糖进而增强无氧呼吸。
【小问4详解】
本实验目的是研究N基因通过能否促进（胰岛素依赖的）GLUT4转运葡萄糖而促进细胞增殖，对照组为转N基因小鼠的脂肪细胞+适量胰岛素，实验组为转N基因小鼠的脂肪细胞+GLUT4阻断剂+适量胰岛素，检测指标和预期结果为实验组葡萄糖余量多于对照组，细胞相对数量少于对照组，实验结论为N基因通过促进（胰岛素依赖的）GLUT4转运葡萄糖而促进细胞增殖，所以表格中①应为胰岛素，研究者的假设为N基因通过促进（胰岛素依赖的）GLUT4转运葡萄糖而促进细胞增殖。
18. 果蝇是遗传学研究中常用的模式生物，正常雌果蝇的性染色体如图1。科学家发现了在自然界能够正常存活的某品系雌果蝇，其性染色体中含有Y染色体和并联X染色体，组成如图2。

（1）正常雄果蝇的性染色体组成为________。在进行减数分裂时，这两条染色体会在________期分开，最终进入到不同的配子中。
（2）科学家将图2品系雌果蝇与正常雄果蝇交配，发现子代的性染色体组成只有2种，说明性染色体组成为________的果蝇不能存活。
（3）基因型为 的雌果蝇与基因型为XbY的雄果蝇连续交配多代，b基因在此过程中的遗传特点是________
（4）减数分裂过程中________之间可发生交叉互换。然而在研究历史上的很长一段时间，没有实验能够证明交叉互换是发生在染色体复制之后，直到某实验室利用图3品系雌果蝇进行了研究。
注：并联X染色体的一条X臂上携带A基因，另一条X臂上携带a基因。Y染色体上无相关基因

有研究表明X染色体臂之间可以进行“交叉互换”。当图3果蝇与正常雄果蝇杂交，若后代雌性个体的基因型为________，说明交叉互换发生在染色体复制之前：若后代雌性个体的基因型为________，说明交叉互换发生在染色体复制之后。
【答案】（1） ①. XY ②. 减数第一次分裂后
（2）YY、 （3）父传子、子传孙（只从亲代雄果蝇传给子代雄果蝇）
（4） ①. 同源染色体的非姐妹染色单体 ②. ③.
【解析】
【分析】依题文可知，正常雄果蝇的性染色体组成为XY，其减数分裂产生2种雄配子（含Y染色体）和（含X染色体），比例是1:1；图2品系雌果蝇减数分裂产生2种雌配子（含两条X染色体）和（含Y染色体），比例是1:1。
【小问1详解】
依题文信息可知，XY型性别决定中，正常雄果蝇的性染色体组成为XY。在正常雄果蝇（XY）进行减数分裂时，这两条染色体会在减数第一次分裂后期分开，最终进入到不同的配子中。
【小问2详解】
依题文信息可知，图2品系雌果蝇与正常雄果蝇交配，其配子有4种组合，其中性染色体组成为YY和 的果蝇不能存活，子代的性染色体组成只有2种。
【小问3详解】
依题文信息可知，基因型为 的雌果蝇与基因型为XbY的雄果蝇连续交配多代时，因为b基因只能出现在子代雄性个体中，所以它的遗传特点是父传子、子传孙。
【小问4详解】
依题文可知，减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换；若交叉互换发生在染色体复制之前，则图3果蝇与正常雄果蝇杂交时，雌配子有2种，一种含Y染色体，另一种含有并联的X染色体，一条X上含A基因，一条X上含a基因，后者与雄配子（含Y染色体）结合产生的后代雌性个体基因型是 ；若交叉互换发生在染色体复制之后，则图3果蝇与正常雄果蝇杂交时，雌配子有4种，一种含Y染色体，另三种含有并联的X染色体（基因组合是AA、Aa、aa）,这三种雌配子和雄配子（含Y染色体）结合产生的后代雌性个体基因型是 。
19. 大白菜是重要的蔬菜作物，有显著的杂种优势。科研人员用EMS诱变白菜A品系，获得了雄性不育植株Am。为研究该雄性不育性状的遗传特性，科研人员做了如下研究。
（1）A品系与Am杂交，F2代可育株377株，不育株136株，该实验结果符合孟德尔_________定律，说明该性状受________________基因控制。进一步研究发现在突变体Am中，Br基因对应的mRNA第160号位为U（在A植株中为C），导致___________，使蛋白质_________变化，该基因功能丧失。
（2）为验证Br基因功能，进行了异源转基因实验。首先需要用PCR技术筛选拟南芥Br基因突变的纯合植株M（引物结合位点如图1）：T-DNA插入位点两侧的引物分别为LP和RP，T-DNA区段上的引物为BP，则PCR结果应为___________（若PCR目的片段包括完整T-DNA，则由于T-DNA过长，无条带）。
A. 利用LP+RP能扩增出条带B. 利用LP+RP不能扩增出条带
C. 利用BP+RP能扩增出条带D. 利用BP+RP不能扩增出条带
（3）将正常的Br基因导入M植株，质粒结构如图2所示，图中______________基因一般用于检测农杆菌是否导入了质粒，然后利用添加了_____________的培养基筛选转基因植株。获得转基因拟南芥后，检测该植株、M植株以及野生型植株的花粉粒数和单荚结种数，若结果为_______________，说明Br基因异常是导致雄性不育的原因，可用于后续研究。
【答案】（1） ①. (基因)分离 ②. 一对隐性(核) ③. 氨基酸改变 ④. 空间结构 （2）BC
（3） ①. 卡那霍素抗性(基因) ②. 潮霉素 ③. 与M植株(非转基因植株)相比，该转基因植株花粉粒数变多、单荚结种数变多，接近野生型植株
【解析】
【分析】质粒上常有特殊的标记基因，如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因等，便于重组DNA分子的筛选。
【小问1详解】
A品系与Am杂交，F2代可育株377株，不育株136株，符合3：1的性状分离比，实验结果符合孟德尔的分离定律；说明雄性不育性状受一对隐性基因的控制。突变体Am中，Br基因对应的mRNA第160号位为U（在A植株中为C），说明根本原因是发生了碱基对的替换，导致氨基酸改变进而使蛋白质的空间结构变化，该基因功能丧失。
【小问2详解】
根据题目信息，若PCR目的片段包括完整T-DNA，则由于T-DNA过长，无条带，故用利用LP+RP不能扩增出条带，利用BP+RP能扩增出条带，故选BC。
【小问3详解】
农杆菌对卡那霉素敏感，白菜对潮霉素敏感，而基因工程中，标记基因的作用是便于重组DNA分子的筛选，故图中卡那霉素抗性基因一般用于检测农杆菌是否导入了质粒，然后利用添加了潮霉素的培养基筛选转基因植株。若与M植株相比，该转基因植株花粉粒数变多、单荚结种数变多，接近野生型植株说明Br基因异常是导致雄性不育的原因，可用于后续研究。
20. 学习以下材料，回答（1）～（4）题。
筛选组织特异表达的基因
筛选组织特异表达的基因，对研究细胞分化和组织、器官的形成机制非常重要。“增强子捕获”是筛选组织特异表达基因的一种有效方法。
真核生物的基本启动子位于基因5'端附近，没有组织特异性，本身不足以启动基因表达。增强子位于基因上游或下游，与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子，实际上包含增强子和基本启动子。
很多增强子具有组织特异的活性，它们与特定蛋白结合后激活基本启动子，驱动相应基因在特定组织中表达（图A）。基于上述调控机理，研究者构建了由基本启动子和报告基因组成的“增强子捕获载体”（图B），并转入受精卵。捕获载体会随机插入基因组中，如果插入位点附近存在有活性的增强子，则会激活报告基因的表达（图C）。
获得了一系列分别在不同组织中特异表达报告基因的个体后，研究者提取每个个体的基因组DNA，通过PCR扩增含有捕获载体序列的DNA片段。对PCR产物进行测序后，与相应的基因组序列比对，即可确定载体的插入位点，进而鉴定出相应的基因。
研究者利用各种遗传学手段，对筛选得到的基因进行突变、干扰或过表达，检测个体表型的改变，研究其在细胞分化和个体发育中的作用，从而揭示组织和器官形成的机理。
（1）在个体发育中，来源相同的细胞在形态、结构和功能上发生___________的过程称为细胞分化，分化是基因___________的结果。
（2）对文中“增强子”的理解，错误的是________。
A. 增强子是含有特定碱基序列的DNA片段
B. 增强子、基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体上
C. 一个增强子只能作用于一个基本启动子
D. 很多增强子在不同组织中的活性不同
（3）研究者将增强子捕获技术应用于斑马鱼，观察到报告基因在某幼体的心脏中特异表达。鉴定出捕获载体的插入位点后，发现位点附近有两个基因G和H，为了确定这两个基因是否为心脏特异表达的基因，应检测___________。
（4）真核生物编码蛋白的序列只占基因组的很少部分，因而在绝大多数表达报告基因的个体中，增强子捕获载体的插入位点位于基因外部，不会造成基因突变。研究者对图B所示载体进行了改造，期望改造后的载体随机插入基因组后，在“捕获”增强子的同时，也造成该增强子所调控的基因发生突变，以研究基因功能。请画图表示改造后的载体，并标出各部分名称_____（略）。
【答案】（1） ①. 稳定性差异 ②. 选择性表达 （2）C
（3）各组织器官中G和H的mRNA
（4）
【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。
【小问1详解】
细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。分化是基因选择性表达的结果。
【小问2详解】
AB、依据题干“增强子位于基因上游或下游，与基本启动子共同组成基因 表达的调控序列”可知,增强子是含有特定碱基序列的DNA片 段，增强子、基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体 上，AB正确；
C、由图C可知，一个增强子可作用于多个基本启动子，C错误；
C、依据题干“很多增强子具有组织特异的活性”可知，很多增强子在不同组织中的活性不同，D正确。
故选C。
【小问3详解】
若要确定这两个基因是否为心脏特异表达的基因，可通过PCR等技术检测其他器官细胞中G和H两个基因是否转录出相应的 mRNA。
【小问4详解】
增强子位于基因上游或下游，与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子，实际上包含增强子和基本启动子。增强子捕获载体的插入位点位于基因外部，不会造成基因突变。而当增强子捕获载体的插入位点位于基因内部，会引起造成该增强子所调控的基因发生突变，为研究某目的基因的功能，可将图B所示载体去掉基本启动子，则该载体插入基因内部后才会发挥作用，图如下：
。
21. 玉米是我国栽培面积最大的农作物，籽粒大小是决定玉米产量的重要因素之一，研究籽粒的发育机制，对保障粮食安全有重要意义。
（1）研究者获得矮秆玉米突变株，该突变株与野生型杂交，F1表型与___________相同，说明矮秆是隐性性状。突变株基因型记作rr。
（2）观察发现，突变株所结籽粒变小。籽粒中的胚和胚乳经受精发育而成，籽粒大小主要取决于胚乳体积。研究发现，R基因编码DNA去甲基化酶，亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中发挥作用。突变株的R基因失活，导致所结籽粒胚乳中大量基因表达异常，籽粒变小。野生型及突变株分别自交，检测授粉后14天胚乳中DNA甲基化水平，预期实验结果为__________________。
（3）已知Q基因在玉米胚乳中特异表达，为进一步探究R基因编码的DNA去甲基化酶对Q基因的调控作用，进行如下杂交实验，检测授粉后14天胚乳中Q基因的表达情况，结果如表1。
表1
综合已有研究和表1结果，阐述R基因对胚乳中Q基因表达的调控机制____。
（4）实验中还发现另外一个籽粒变小的突变株甲，经证实，突变基因不是R或Q。将甲与野生型杂交，F1表型正常，F1配子的功能及受精卵活力均正常。利用F1进行下列杂交实验，统计正常籽粒与小籽粒的数量，结果如表2。
表2
已知玉米子代中，某些来自父本或母本的基因，即使是显性也无功能。
①根据这些信息，如何解释基因与表2中小籽粒性状的对应关系？请提出你的假设________。
②若F1自交，所结籽粒的表型及比例为____________，则支持上述假设。
【答案】（1）野生型 （2）野生型所结籽粒胚乳中DNA甲基化水平低于突变株
（3）母本R基因编码的DNA去甲基化酶只能降低母本Q基因的甲基化水平，使母本Q 基因在胚乳中表达：对父本的Q基因不起激活作用。父本R基因对Q基因不起激活 作用
（4） ①. 突变性状受两对独立遗传的基因控制，两对基因同时无活性才表现为小籽粒，其中一对等位基因在子代中，来自母本的不表达，来自父本的表达 ②. 正常籽粒：小籽粒=7：1
【解析】
【分析】判断显隐性的方式有：①表型相同的个体杂交，后代新出现的表型为隐性；②表型不同的纯合个体杂交，后代出现的表型为显性。
【小问1详解】
若矮秆是隐性性状，矮秆玉米突变株与野生型杂交，子代表型与野生型相同。
【小问2详解】
野生型R基因正常，能编码DNA去甲基化酶，催化DNA去甲基化，所以野生型及突变株分别自交，野生型植株所结籽粒胚乳中DNA甲基化水平更低。
【小问3详解】
由组别2、4可知，母本中的R基因编码的DNA去甲基化酶无法为父本提供的Q基因去甲基化，由组别3可知父本中R基因编码的DNA去甲基化酶不能对母本上所结籽粒的胚乳中的Q基因发挥功能。结合前面的研究成果：亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中发挥作用，可得母本R基因编码的DNA去甲基化酶只能降低母本Q基因的甲基化水平，使母本Q 基因在胚乳中表达：对父本的Q基因不起激活作用。父本R基因对Q基因不起激活 作用。
【小问4详解】
①甲与野生型杂交得到的子代为正常个体，说明小籽粒为隐性性状。F1与甲杂交属于测交，F1作父本时，结果出现正常籽粒：小籽粒=3：1，推测该性状受到两对等位基因的控制，且只有不含显性基因的个体表现为小籽粒。F1作母本时，与甲杂交，后代正常籽粒：小籽粒=1：1，结合题目中“已知玉米子代中，某些来自父本或母本的基因，即使是显性也无功能”推测，母本产生配子时有一对等位基因是不发挥功能的。因此提出的假设为：籽粒变小受到两对等位基因的控制，任意一对等位基因中的显性基因正常发挥功能的个体表现为正常籽粒，没有显性基因或显性基因均无法正常发挥功能的个体表现为小籽粒，其中有一对等位基因的显性基因来自母本的时候无法发挥功能。②F1自交，F1产生的精子中含显性基因正常发挥功能的配子：不含显性基因的配子=3：1，F1产生的卵细胞中含显性基因正常发挥功能的配子：不含显性基因的配子和含显性基因不发挥功能的配子=1：1，所以F1自交所结籽粒的表型及比例为正常籽粒：小籽粒=（1-1/4×1/2）：（1/4×1/2）=7：1。果实性状
亲本组合
F2表现型及比例
着生方向
下垂×直立
下垂：直立=3：1
颜色
绿色×紫色
绿色：中间色︰紫色=9：3：4
组别
实验材料
实验处理
检测指标和预期结果
细胞相对数量
检测液中葡萄糖余量
实验组
转N基因小鼠脂肪细胞
GLUT4阻断剂
加入适量①
实验组少于对照组
实验组多于对照组
对照组
无
组别
杂交组合
Q基因表达情况
1
RRQQ（♀）×RRqq（♂）
表达
2
RRqq（♀）×RRQQ（♂）
不表达
3
rrQQ（♀）×RRqq（♂）
不表达
4
RRqq（♀）×rrQQ（♂）
不表达
组别
杂交组合
正常籽粒：小籽粒
5
F1（♂）×甲（♀）
3：1
6
F1（♀）×甲（♂）
1：1