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2024年山西省晋城市高考三模生物试卷（解析版）
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这是一份2024年山西省晋城市高考三模生物试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了选择题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1. 经典的生物学说和生物科学史推动了生物学的发展。下列对生物学说和生物学经典实验的意义的阐述，恰当的一项是（ ）
A. 施莱登和施旺提出的细胞学说揭示了细胞的多样性和统一性
B. 班廷及其助手提取了胰岛素，首次发现动物存在激素调节的途径
C. 萨顿的基因在染色体上的假说为孟德尔发现遗传规律奠定了基础
D. 艾弗里通过肺炎链球菌转化实验，发现DNA能使R型细菌产生稳定遗传变化
【答案】D
【分析】艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验利用控制自变量的“减法原理”，将制成的S型细菌的细胞提取物与分别用蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶处理后的S型细菌的细胞提取物，分别加入到有R型活细菌的培养基中，从而证明了DNA是遗传物质。
【详解】A、细胞学说揭示了细胞的统一性，A错误；
B、人们首次发现的动物激素是促胰液素，B错误；
C、孟德尔在1866年发表了遗传规律的论文，萨顿在20世纪提出了基因在染色体上的假说，C错误；
D、艾弗里通过肺炎链球菌转化实验，发现DNA能使R型细菌产生稳定遗传变化，证明了DNA是遗传物质，D正确。
故选D。
2. GPⅡb/GPⅢa是血小板细胞膜上的受体蛋白，血浆中的纤维蛋白与GPⅡb/GPⅢa结合后启动凝血功能。血小板无力症患者的ITGA2B基因突变使其控制合成的GPⅡb的肽链缩短，从而使GPⅡb不能与GPⅢa形成完整的复合物，导致血小板聚集功能缺乏。下列有关分析正确的是（ ）
A. 血小板无力症患者ITGA2B基因出现了碱基缺失
B. ITGA2B基因突变可能会导致终止密码子提前出现
C. ITGA2B基因突变后改变了遗传信息，会遗传给子代
D. ITGA2B基因最可能是在有丝分裂的中期发生突变的
【答案】B
【分析】基因对性状的控制方式：①基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢，进而间接控制生物的性状，如白化病、豌豆的粒形；②基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状，如镰刀形细胞贫血症、囊性纤维病。
【详解】A、基因突变后其控制合成的多肽链缩短，可能是发生了碱基的替换、增添或缺失，因为这三种变化均可导致mRNA上的终止密码子提前出现，A错误；
B、ITGA2B基因突变可能会导致终止密码子提前出现，进而导致其控制合成的GPⅡb的肽链缩短，B正确；
C、若基因突变出现在体细胞中或突变个体为杂合子，则突变基因不一定能遗传给子代，C错误；
D、基因突变常发生在细胞分裂前的间期，D错误。
故选B。
3. 一氧化氮（NO）是一种特殊的神经递质，能提高靶细胞的环磷酸鸟苷（cGMP）水平，从而使机体产生痛觉。阿片类毒品依赖小鼠急性戒断后，其下丘脑的NO合成酶活性异常增强。下列分析错误的是（ ）
A. NO导致机体产生痛觉的过程不属于非条件反射
B. NO与受体结合发挥作用后，大脑皮层会产生痛觉
C. 阿片类毒品急性戒断会导致靶细胞cGMP水平升高
D. NO释放后在突触间隙的移动需要载体蛋白的协助
【答案】D
【分析】在神经调节中，大脑皮层是最高级的神经中枢，由它可以产生相应的饿觉、渴觉、痛觉等感觉。反射的发生依赖于完整的反射弧，完整的反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器，在神经纤维上兴奋的传导可以是双向的，但是在两个神经元之间兴奋的传导只能是单向的。
【详解】A、机体接受刺激后产生痛觉，没有经过完整的反射弧，不属于反射，A正确；
BC、由题干信息可知，阿片类毒品急性戒断后，其下丘脑的NO合成酶活性异常增强，会使NO合成增多，靶细胞cGMP水平升高，导致机体产生痛觉，痛觉产生部位在大脑皮层，BC正确；
D、NO在突触间隙的移动属于自由扩散，不需要载体蛋白协助，D错误。
故选D。
4. 某市围绕中度沙化区和绿洲外围过渡带，采用工程措施和生物措施相结合的方式，利用乔湿草开展固沙压沙和建造人工林，完成精准治沙造林2000亩。以创建国家园林城市为载体，推进城市公园、城郊森林公园、城郊绿道、环城绿带建设，立体植绿完成绿化美化4500亩。下列分析错误的是（ ）
A. 压沙和乔灌草固沙可缓解土壤侵蚀，也有利于涵养水源
B. 选种乔灌草需考虑植物与植物、植物与环境的协调适应
C. 建造人工林、城郊森林公园和绿道会减慢生态系统的碳循环
D. 立体植绿能增大流入生态系统的总能量和提高生态系统的稳定性
【答案】C
【分析】（1）生物多样性的间接价值主要体现在调节生态系统的功能等分泌。例如，森林和草地具有防风固沙、水土保持作用，湿地可以蓄洪防旱、净化水质、调节气候。
（2）一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。
（3）在群落中，由于各个生物种群分别占据了不同的空间，从而使群落形成了一定的空间结构，群落的空间结构包括垂直结构和水平结构两个方面。
【详解】A、压沙和固沙既可以抵挡风力侵蚀土壤，也有利于涵养水源，体现了生物多样性的间接价值，A正确；
B、选种绿化植物时需考虑植物与植物、植物与环境的协调适应，从而维持生态系统的相对稳定，B正确；
C、建造人工林、城郊森林公园和绿道能增加CO2的吸收速率，会加快生态系统的碳循环，C错误；
D、立体植绿增加了生产者的数量，可增大流入生态系统的总能量，并提高该生态系统的稳定性，D正确。
故选C。
5. 在传统白酒酿造的过程中，酵母菌是最主要的功能性微生物，不同种类的酵母菌代谢产生的风味物质含量存在较大差异。实验小组对酿酒酵母菌进行平板划线的纯培养操作，下列有关叙述正确的是（ ）
A. 将配制好的马铃薯琼脂培养基放入干热灭菌箱内灭菌
B. 在酒精灯火焰附近，将培养皿盖完全打开后倒入培养基
C. 从第一次划线的末端开始到第二次划线结束，即完成接种
D. 将接种后的平板和未接种的平板倒置，放入恒温培养箱中培养
【答案】D
【分析】（1）平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面，其操作步骤是：①将接种环在酒精灯火焰上灼烧直至烧红；②在酒精灯火焰旁冷却接种环，并打开大肠杆菌的菌种试管的棉塞；③将菌种试管口通过火焰达到消灭试管口杂菌的目的；④将冷却的接种环伸入到菌液中取出一环菌种；⑤将菌种试管口再次通过火焰后塞上棉塞；⑥将皿盖打开一条缝隙，把接种环伸入平板内划3 ~ 5条平行线，盖上皿盖，不要划破培养基。⑦灼烧接种环，冷却后从第一区划线末端开始向第二区域内划线。重复上述过程，完成三、四、五区域内划线,注意不要将第五区的划线与第一区划线相连；⑧将平板倒置放在培养箱中培养。
（2）用平板划线法接种后，可在固体培养基上获得菌落。
【详解】A、将培养基放入高压蒸汽灭菌锅内进行灭菌，A错误；
B、在酒精灯火焰附近，将培养皿盖打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基倒入培养皿，B错误；
C、从第一次划线的末端开始第二次划线，重复该操作，一般做第三、四、五次划线，以便于得到单菌落，C错误；
D、将接种后的平板和一个未接种的平板倒置，放入恒温培养箱中进行培养，其中设置空平板的目的是检验培养基灭菌是否合格，D正确。
故选D。
6. 某家系中关于甲（相关基因为A/a）、乙（相关基因为B/b）遗传病的系谱图如图1所示（kb）不同的片段，检测家系中的部分成员是否携带甲病致病基因，电泳结果如图2所示。下列分析不正确的是（ ）
A. Ⅱ﹣4的乙病基因b来自Ⅰ﹣3和Ⅰ﹣4
B. 1670kb的DNA片段是甲病的致病基因
C. 若Ⅲ﹣1不含有1670kb片段，则其为女性
D. 基因a突变为基因A发生了碱基的增添
【答案】C
【分析】图1中乙病，正常夫妇Ⅰ﹣3和Ⅰ﹣4生了患病的女儿，则乙病为隐性病，若乙病为伴X 染色体上的隐性遗传病，则其父亲Ⅰ﹣3一定患病，这与题图不符，故乙病是常染色体上的隐性遗传病。图1中甲病，第一代和第二代均有患者，可能属于显性遗传病，若常染色体上的显性遗传病，则Ⅱ﹣1和Ⅱ﹣2基因型相同，分析图2可知，Ⅱ﹣1和Ⅱ﹣2的电泳结果不同，则Ⅱ﹣1和Ⅱ﹣2基因型不同，则甲病不可能是常染色显性遗传病；且Ⅰ﹣1不患甲病含有甲病的正常基因，Ⅰ﹣2、Ⅱ﹣1、Ⅱ﹣2均患甲病而电泳结果不同，通过电泳图比较可知，Ⅱ﹣2属于杂合子，既含有正常基因又含有致病基因，可知甲病属于伴X 染色体显性遗传病。
【详解】A、图1中，正常夫妇Ⅰ-3和Ⅰ-4生了患病的女儿，则乙病为隐性病，若乙病为伴X 染色体上的隐性遗传病，则其父亲Ⅰ-3一定患病，这与题图不符，故乙病是常染色体上的隐性遗传病，乙病属于常染色体隐性遗传病，Ⅱ-4的基因型为bb，其基因b来自I-3和I-4，A正确；
B、图2中，Ⅰ-2、Ⅱ-1、Ⅱ-2均患甲病，且都含有1670kb的条带，Ⅰ-1不患甲病，不含1670kb的条带，故1670kb的条带为甲病的致病基因酶切后的产物，B正确；
C、Ⅲ-1的基因型可能为XAXa、XaXa、XAY、XaY，若不含有1670kb片段（基因A），则为男性或女性，C错误；
D、根据甲病的遗传情况，可排除隐性遗传。Ⅱ-1和Ⅱ-2的基因A/a经酶切后形成的DNA片段不同，则Ⅱ-1和Ⅱ-2的基因型不同，因此甲病不属于常染色体显性遗传病，而属于伴X染色体显性遗传病。Ⅱ-2为杂合子，含有正常基因（a）和致病基因（A）。Ⅰ-1不患甲病但含有甲病相关的正常基因（a），则基因a的条带是1403 kb和207kb（长1610 kb），基因A的条带是1670 kb，说明基因a发生了碱基的增添而突变为致病基因A，D正确。
故选C。
二、解答题。
7. 油菜生长过程中存在明显的光合器官演替的过程，终花期后叶片大量凋落，角果皮成为主要的光合器官。研究人员在田间进行单因素实验，分别设置了0 kg·hm-2、60 kg·hm-2、120 kg·hm-2三组钾肥梯度，研究施钾量对冬油菜角果皮光合作用的影响。回答下列问题：
（1）从组成细胞的元素含量的角度分析，钾属于 _______元素。Rubisc是卡尔文循环中催化CO2固定的关键酶，钾能提高Rubisc的活性，在该酶的作用下，_________________加快，使光合速率提高，增加植株的 ____________，从而提高产量。
（2）研究人员测定油菜角果的解剖结构参数和角果皮的光合指标，得到如表所示结果：
根据实验结果可推测，施钾能促进角果生长，提高油菜籽产量，判断的依据是：____________________。与K60组相比，K120组角果皮的胞间CO2浓度较低，原因是 ____________________。
（3）进一步研究发现，高钾处理后角果皮细胞的叶绿体与细胞壁的距离减小，这种变化有利于 ________________，从而提高光合速率。
（4）在农业生产上，通常对土壤施用固体钾肥。为促进钾肥的吸收，提出一项措施：______________。
【答案】（1）①. 大量 ②. CO2与C5结合生成C3 ③. 有机物的积累量
（2）①. 施钾组单株角果数量多、角果长度和宽度大，积累的有机物多 ②. K120组的气孔导度增大不明显而净光合速率大，消耗的CO2多
（3）叶绿体吸收光能和CO2
（4）土壤施肥后进行灌溉
【分析】（1）细胞中常见的化学元素中，含量较多的有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等元素，称为大量元素；有些元素含量很少，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、M等，称为微量元素。
（2）绿叶通过气孔从外界吸收的CO2，在特定酶的作用下，与C5 （一种五碳化合物）结合，这个过程称作CO2的固定。一分子的CO2被固定后，很快形成两个C3分子。在有关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5。这些C5又可以参与CO2的固定。这样，暗反应阶段就形成从C5到C3 再到C5的循环，可以源源不断地进行下去，因此暗反应过 程也称作卡尔文循环。
【小问1详解】细胞中常见的化学元素中，含量较多的有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等元素，称为大量元素。因此，从组成细胞的元素含量的角度分析，钾属于大量元素。Rubisc是卡尔文循环中催化CO2固定的关键酶，能催化CO2与C5结合生成C3。钾能提高Rubisc的活性，在该酶的作用下，CO2与C5结合生成C3加快，使光合速率提高，增加植株的有机物的积累量，从而提高产量。
【小问2详解】题表可知，施钾组单株角果数量多、角果长度和宽度大，净光合速率大，积累的有机物多，可见施钾能促进角果生长，提高油菜籽产量。与K60组相比，K120组角果皮的气孔导度增加较小，使进入叶肉细胞的CO2增加有限，而净光合速率较大，消耗的CO2多，引起胞间CO2浓度较低。
【小问3详解】高钾处理后角果皮细胞的叶绿体与细胞壁的距离减小，这种变化有利于叶绿体吸收光能和CO2，从而提高光合速率。
【小问4详解】为促进钾肥的吸收，施钾肥后可进行灌溉，有利于钾肥的吸收。
8. 加拿大一枝黄花是一种入侵植物，严重影响入侵地的农林生产以及荒地植被的自然恢复，对生物多样性造成严重危害。研究人员在加拿大一枝黄花不同程度的入侵地，结果如表所示。回答下列问题：
（1）在加拿大一枝黄花的入侵地，影响其种群数量增长的非生物因素主要有土壤的 __（答出2点）、光照强度和 ____等。
（2）分别在每个样地就近相同的生境取样作为对照样地，这样做的目的是 ________。若样本植物的数量少，为保证调查的可靠性，则取样时可采取的措施是 __________。
（3）结合研究结果分析，与对照样地相比，轻度入侵区土壤动物的生物量（有机干物质量），原因可能是 _________。随着入侵程度的加剧，生态系统的营养结构变简单，原因是 ______。
（4）加拿大一枝黄花会释放化感物质，抑制其他植物的生长，其花粉能吸引昆虫前来觅食_________的功能。加拿大一枝黄花的秸秆可用于饲喂牛羊、投入沼气池生产沼气、培养蘑菇等，家禽家畜的粪便处理后可做成饲料喂鱼，体现了生态工程的 _______原理。
【答案】（1）①. 含水量、pH和矿质元素含量 ②. 温度
（2）①. 减少不同区域土壤理化性质的差异，提高实验数据的准确性 ②. 扩大样方面积、增加样方数量
（3）①. 植物凋落物增多使土壤有机质含量增加，为土壤动物提供更多的食物来源 ②. 使植物类群数和动物类群数均降低
（4）①. 信息传递 ②. 循环
【分析】生物入侵是指生物由原生存地经自然的或人为的途径侵入到另一个新的环境，对入侵地的生物多样件，农林牧渔业生产以及人类健康造成经济损失或生态灾难的过程。“一枝黄花”属于外来物种，进入我国后对本地物种造成威胁，可能破坏生物多样性；“一枝黄花”的成灾最可能的原因是本地缺其天敌，为控制“一枝黄花”应进行监督和控制。
【小问1详解】影响加拿大一枝黄花种群数量增长的非生物因素有土壤的含水量、pH和矿质元素含量，以及光照强度和温度等。
【小问2详解】分析题意，就近相同生境取样可减少不同区域土壤理化性质的差异，提高实验数据的准确性。若样本植物的数量少，为保证调查的可靠性，则取样时可采取的措施是扩大样方面积、增加样方数量。
【小问3详解】由表中数据可知，轻度入侵区植物类群数增多，其凋落物增多使土壤有机质含量增加，为土壤动物提供更多的食物来源，导致土壤动物的生物量（有机干物质量）增加。随着入侵程度的加剧，植物类群数和动物类群数均降低，食物网变简单，导致生态系统的营养结构变简单。
【小问4详解】加拿大一枝黄花会释放化感物质，抑制其他植物的生长，其花粉能吸引昆虫前来觅食，说明生态系统具有信息传递的功能。加拿大一枝黄花的秸秆可用于饲喂牛羊、投入沼气池生产沼气、培养蘑菇等，家禽家畜的粪便处理后可做成饲料喂鱼，体现了生态工程的循环原理（废物充分的被利用）。
9. 甲型流感病毒感染引起的急性呼吸道传染病主要表现为发热、咽痛、咳嗽、肌肉酸痛、乏力等。非甾体类（NSAIDs）抗炎药可解热、镇痛而减轻症状，其作用是通过抑制环氧化酶（COX），结果如表所示。回答下列问题：
注：COX（包括COX﹣1和COX﹣2）能催化前列腺素的生成，COX﹣1能维持细胞正常的生理功能，胃肠道和肾脏的不良反应轻。
（1）病原体侵染常引起机体发热。甲型流感病毒感染后，会影响下丘脑中的 _________中枢的功能，使 __________________等器官的产热量增大，导致机体 _____________，进而出现发热症状。
（2）机体通过特异性免疫反应产生 ____________________（答出2点）等细胞和免疫活性物质，最终由其他免疫细胞将甲型流感病毒清除，体现了免疫系统具有 _________的功能。
（3）结合实验结果分析，这三种药物成分中应该选用的是 ________，依据是 ____________________。
（4）正常情况下，体温调定点可控制机体的温度接近37℃。病毒感染会引起前列腺素增多，使体温调定点上移，服用NSAIDs抗炎药退热的机理是 ____________________。
【答案】（1）①. 体温调节 ②. 肝、脑 ③. 产热量大于散热量
（2）①. 浆细胞、细胞毒性T细胞、细胞因子 ②. 免疫防御
（3）①. 布洛芬 ②. IC50（COX﹣2）较低；IC50（COX﹣2/COX﹣7）低，不良反应轻
（4）抑制COX的活性，减少前列腺素的生成，从而使体温恢复正常
【分析】（1）体液免疫的过程为，当病原体侵入机体时，一些病原体可以和B细胞接触，这为激活B细胞提供了第一个信号。一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取。抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面，然后传递给辅助性T细胞。辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合，这是激活B细胞的第二个信号；B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化，大部分分化为浆细胞，小部分分化为记忆细胞，细胞因子能促进B细胞的分裂、分化过程；浆细胞产生和分泌大量抗体，抗体可以随体液在全身循环并与这种病原体结合。在多数情况下，抗体与病原体结合后会发生进一步的变化，如形成沉淀等，进而被其他免疫细胞吞噬消化。记忆细胞可以在抗原消失后存活，当再接触这种抗原时，能迅速增殖分化，分化后快速产生大量抗体。
（2）细胞免疫的过程：被病毒感染的靶细胞膜表面的某些分子发生变化，细胞毒性T细胞识别变化的信号，开始分裂并分化，形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。同时辅助性T细胞分泌细胞因子加速细胞毒性T细胞的分裂、分化。新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环，识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞，靶细胞裂解、死亡后，病原体暴露出来，抗体可以与之结合，或被其他细胞吞噬掉。
【小问1详解】下丘脑是体温调节中枢，甲型流感病毒感染后，使肝、脑（人体主要通过肝、脑等器官产热）等器官的产热量增大，导致机体产热量大于散热量。
【小问2详解】特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫，体液免疫主要依靠浆细胞分泌抗体起作用，细胞免疫主要依靠细胞毒性T细胞起作用，细胞因子可以促进B细胞和细胞毒性T细胞的分裂分化过程，因此机体通过特异性免疫反应产生浆细胞、抗体、细胞因子、细胞毒性T细胞等，最终由其他免疫细胞将甲型流感病毒清除；免疫防御是机体排除外来抗原性异物的一种免疫防御作用，甲型流感病毒属于外来抗原性异物，所以体现了免疫防御功能。
【小问3详解】根据实验数据可知，布洛芬的IC50（COX﹣2）低于阿司匹林和吲哚美辛，IC50（COX﹣2/COX﹣6）最低，胃肠道和肾脏的不良反应轻。
【小问4详解】由题意“非甾体类（NSAIDs）抗炎药可解热、镇痛而减轻症状，非甾体类（NSAIDs）抗炎药能抑制COX（COX能催化前列腺素的生成）的活性，使体温调定点下移。
10. 启动子是合成生物学、代谢工程中控制和调控基因表达的重要工具，其作用强度会影响基因表达产物的产量和细胞代谢水平。为寻找合适的启动子，研究人员获得了POLI～POL5、CBF1共6种启动子，将其分别与荧光蛋白基因EGFP构建成重组型启动子并导入毕赤酵母细胞，以研究启动子的作用强度。含CBF1-EGFP重组型启动子质粒的结构如图所示，用于扩增CBF1和EGFP的引物的碱基序列如表1所示。回答下列问题：
注：引物序列之外、CBF1和EGFP无表中相关限制酶识别和切割
（1）在PCR扩增启动子CBF1时，CBF1引物1与模板链结合后，在____酶的作用下将脱氧核苷酸连接到引物的____（填“3′”或“5′”）端，以延伸子链。
（2）限制酶及识别序列如表2所示。构建CBF1-EGFP重组型启动子质粒时，要选择限制酶分别____对图中a、b两处进行切割，EGFP的下游需要添加____序列，使转录终止。
表2
（3）检测含CBFI-EGFP重组型启动子质粒是否构建成功时，将重组质粒导入大肠杆菌。培养后将大肠杆菌涂布到含有____的培养基上，挑选单菌落并提取DNA，经酶切后利用表1中所示的____两种引物进行PCR扩增和鉴定。
（4）EGFP基因能表达荧光蛋白，蛋白质含量与荧光强度呈正相关。为比较POL1～POL5、CBFI这6种启动子的作用强度，应分别检测____。若POL3的作用强度最强，则预期结果是____。
【答案】（1）①. 耐高温的DNA聚合（或Taq DNA聚合）②. 3＇
（2）①. EcRⅠ、SalⅠ ②. 终止子
（3）①. 氨苄青霉素 ②. CBF1引物1和EGFP引物2
（4）①. 导入不同重组型启动子质粒的毕赤酵母细胞的荧光强度 ②. 转入含POL3-EGFP重组型启动子质粒的毕赤酵母细胞的荧光强度最高
【分析】基因工程的工具：
（1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
（3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
【小问1详解】在PCR扩增启动子CBF1时，CBF1引物1与模板链结合后，DNA聚合酶只能将游离的脱氧核苷酸连接到引物的3′端，所以在耐高温的DNA聚合酶的作用下将脱氧核苷酸连接到引物的3′端，以延伸子链。
【小问2详解】分析表2中4种限制酶的识别序列可知，CBF1引物1中有限制酶EcRⅠ的识别和切割序列；EGFP的起始端使用引物1，则b点对应的引物是EGFP引物2，EGFP引物2的碱基序列中有限制酶SalⅠ的识别和切割序列。因此选择限制酶EcRⅠ、SalⅠ分别切割a、b处。EGFP的下游需要添加终止子序列，使转录终止。
【小问3详解】重组质粒的标记基因为氨苄青霉素抗性基因，筛选培养基中需要加入氨苄青霉素。若CBF1-EGFP重组型启动子质粒构建成功，则CBF1-EGFP是一个整体，可用CBF1引物1和EGFP引物2进行PCR扩增，会有相应的产物。
【小问4详解】EGFP基因能表达荧光蛋白，蛋白质含量与荧光强度呈正相关。为比较POL1～POL5、CBFI这6种启动子的作用强度，应分别检测导入不同重组型启动子质粒的毕赤酵母细胞的荧光强度。若POL3的作用强度最强，则预期结果是转入含POL3-EGFP重组型启动子质粒的毕赤酵母细胞的荧光强度最高。
11. 摩尔根选育出果蝇M-5品系并创立了基于该品系的突变检测技术，可通过观察F1和F2的性状及比例，检测出未知基因突变的类型。已知果蝇的棒眼（B）对圆眼（b）为显性、红眼（R）对杏红眼（r）为显性，这两对基因均位于X染色体上。基于M-5品系检测技术的应用如图1所示，回答下列问题：
注：不考虑图中染色体间互换和已知性状相关基因的突变。
（1）选择F1的雌蝇与M-5雄蝇交配，F2中无野生型雄蝇且雌蝇：雄蝇=2:1。若XBrY、XbRY均为纯合子，则说明辐射诱变导致产生了____现象，F2雄蝇的表型为____。F2果蝇中，携带该突变基因果蝇的比例为____。
（2）若F1的雌蝇在减数分裂过程中发生了染色体互换，与M-5雄蝇交配后，则子代的雌蝇：雄蝇=____，原因是____。
（3）尝试设计杂交方案，使得X染色体上的该突变能长期保留在雌蝇中：____。
（4）研究发现，野生型果蝇幼虫基因lint发生甲基化会影响另一基因inr的表达，导致果蝇体型异常，相关数据如图2所示。
与突变引起的变异相比，基因甲基化的特点是____。基因lint的表达对基因inr的表达有____作用，若要使体型异常的果蝇恢复体长，可采取的措施是____。
【答案】（1）①. 野生型（圆眼红眼）雄蝇隐性纯合致死 ②. 棒眼杏红眼 ③. 1/3
（2）①. 2：1 ②. 无论染色体片段互换与否，F1雌蝇会产生两种比例相等的携带突变基因和未携带突变基因的配子，且携带突变基因的雄蝇死亡
（3）选择F2中的棒眼红眼雌蝇、棒眼杏红眼雄蝇杂交，获得子代；此后每代均选用这两种表型的个体杂交，代代相传
（4）①. 不改变基因的碱基序列 ②. 抑制 ③. 提高幼虫基因lint表达量（或降低幼虫基因inr表达量）
【分析】题图分析：据图1分析，B/b和R/r这两对等位基因位于X染色体上，不遵循基因自由组合定律。由M-5品系的突变检测技术路线可知：P：XBrXBr （棒眼杏红眼雌蝇）×XbRY（野生型雄蝇）→F1：XBrXbR、XBrY；F1雌蝇XBrXbR×XBrY→F2：XBrXBr （棒眼杏红眼雌蝇）、XBrXbR （棒眼红眼雌蝇）、XBrY （棒眼杏红眼雄蝇）、XbRY （野生型雄蝇死亡）。
【小问1详解】据图1分析，B/b和R/r这两对等位基因位于X染色体上，不遵循基因自由组合定律。由M-5品系的突变检测技术路线可知：P：XBrXBr （棒眼杏红眼雌蝇）×XbRY（野生型雄蝇）→F1：XBrXbR、XBrY；F1雌蝇XBrXbR×XBrY→F2：XBrXBr （棒眼杏红眼雌蝇）、XBrXbR （棒眼红眼雌蝇）、XBrY （棒眼杏红眼雄蝇）、XbRY （野生型雄蝇）。所以正常情况下F2果蝇的基因型为XBrXBr、XBrXbR、XBrY、XbRY（野生型），F2中无野生型雄蝇（XbRY）且雌蝇：雄蝇=2:1，说明出现了未知基因致死突变，使野生型雄蝇（XbRY）死亡。且突变的基因来自亲本中经诱导的雄性个体的X（XbR）染色体，F1雌性个体中含该染色体而存活，说明该突变致死基因为隐性基因。故，F2中存活的雄性个体表现为棒眼杏红眼。雄蝇的表型为突变的基因来自亲本中经诱导的雄性个体的X（XbR）染色体，F2中只有棒眼红眼雌蝇携带突变基因，因此F2果蝇中，携带该突变基因果蝇的比例为1/3。
【小问2详解】由于F1雌蝇携带隐性致死基因，无论其染色体是否互换，均会产生比例相等的两种配子（携带突变基因和未携带突变基因），且携带突变基因的雄蝇死亡，因此，若F1的雌蝇在减数分裂过程中发生了染色体互换，与M-5雄蝇交配后，子代的雌蝇：雄蝇=2:1。
【小问3详解】要把突变基因保留下来，突变基因存在F2中的棒眼红眼雌蝇，因此选择F2中的棒眼红眼雌蝇、棒眼杏红眼雄蝇杂交，获得子代；此后每代均选用这两种表型的个体杂交，则该突变基因可代代相传。
【小问4详解】基因lint甲基化后，其转录受到抑制，但该基因的碱基序列不变。对比基因inr的相对表达量，基因lint甲基化会引起基因inr的表达量上升，说明基因lint的表达能抑制基因inr的表达。基因inr的相对表达量增加使果蝇体型变小，可推测提高果蝇幼虫基因lint表达量，使基因inr的相对表达量下降，可使果蝇体型变大。施钾
处理
单株
角果数
角果长
度和宽度/mm
钾含
量/%
净光合
速率/（μml•m﹣2•s﹣1）
气孔
导度/（ml•m﹣2•s﹣1）
胞间CO2浓
度/（μml•ml﹣1）
K0
278.92
50.94；4.19
1.18
6.18
0.08
254.20
K60
332.66
51.51；4.22
1.38
7.68
0.11
272.42
K120
393.40
56.43；4.47
1.98
9.81
0.12
250.81
采样区
轻度入侵区
中度入侵区
重度入侵区
实验样地
对照样地
实验样地
对照样地
实验样地
对照样地
土壤含水量/%
30.25
32.65
30.65
31.06
29.78
32.65
土壤pH
5.53
5.69
5.13
5.52
5.04
5.48
有机质/（g•kg﹣1）
44.01
40.54
38.91
42.88
34.36
42.25
植物类群数
38
36
28
35
18
33
动物类群数
11
11
9
12
7
10
动物个体数
2078
1879
1670
1761
1201
1692
药物成分
IC50（COX﹣1）
IC50（COX﹣2）
IC50（COX﹣2/COX﹣1）
阿司匹林
1.60
277.00
173.00
吲哚美辛
0.03
62.35
73.43
布洛芬
3.98
70.16
15.16
引物名称
序列（5′→3′）
CBF1 引物1
CCGGAATTCCGTTAGGACTTCTT
CBF1 引物2
TCCTCGCCCTTGCTCACCATT
EGFP 引物1
ATGGTGAGCAAGGGCGAGGA
EGFP 引物2
ACGCGTCGACTTACTTGTACAG
限制酶
BamHⅠ
EcRⅠ
SalⅠ
SmaⅠ
识别和切割序列
G↓GATTC
G↓AATTC
G↓TCGAC
GGG↓CCC
1. 经典的生物学说和生物科学史推动了生物学的发展。下列对生物学说和生物学经典实验的意义的阐述，恰当的一项是（ ）
A. 施莱登和施旺提出的细胞学说揭示了细胞的多样性和统一性
B. 班廷及其助手提取了胰岛素，首次发现动物存在激素调节的途径
C. 萨顿的基因在染色体上的假说为孟德尔发现遗传规律奠定了基础
D. 艾弗里通过肺炎链球菌转化实验，发现DNA能使R型细菌产生稳定遗传变化
【答案】D
【分析】艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验利用控制自变量的“减法原理”，将制成的S型细菌的细胞提取物与分别用蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶处理后的S型细菌的细胞提取物，分别加入到有R型活细菌的培养基中，从而证明了DNA是遗传物质。
【详解】A、细胞学说揭示了细胞的统一性，A错误；
B、人们首次发现的动物激素是促胰液素，B错误；
C、孟德尔在1866年发表了遗传规律的论文，萨顿在20世纪提出了基因在染色体上的假说，C错误；
D、艾弗里通过肺炎链球菌转化实验，发现DNA能使R型细菌产生稳定遗传变化，证明了DNA是遗传物质，D正确。
故选D。
2. GPⅡb/GPⅢa是血小板细胞膜上的受体蛋白，血浆中的纤维蛋白与GPⅡb/GPⅢa结合后启动凝血功能。血小板无力症患者的ITGA2B基因突变使其控制合成的GPⅡb的肽链缩短，从而使GPⅡb不能与GPⅢa形成完整的复合物，导致血小板聚集功能缺乏。下列有关分析正确的是（ ）
A. 血小板无力症患者ITGA2B基因出现了碱基缺失
B. ITGA2B基因突变可能会导致终止密码子提前出现
C. ITGA2B基因突变后改变了遗传信息，会遗传给子代
D. ITGA2B基因最可能是在有丝分裂的中期发生突变的
【答案】B
【分析】基因对性状的控制方式：①基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢，进而间接控制生物的性状，如白化病、豌豆的粒形；②基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状，如镰刀形细胞贫血症、囊性纤维病。
【详解】A、基因突变后其控制合成的多肽链缩短，可能是发生了碱基的替换、增添或缺失，因为这三种变化均可导致mRNA上的终止密码子提前出现，A错误；
B、ITGA2B基因突变可能会导致终止密码子提前出现，进而导致其控制合成的GPⅡb的肽链缩短，B正确；
C、若基因突变出现在体细胞中或突变个体为杂合子，则突变基因不一定能遗传给子代，C错误；
D、基因突变常发生在细胞分裂前的间期，D错误。
故选B。
3. 一氧化氮（NO）是一种特殊的神经递质，能提高靶细胞的环磷酸鸟苷（cGMP）水平，从而使机体产生痛觉。阿片类毒品依赖小鼠急性戒断后，其下丘脑的NO合成酶活性异常增强。下列分析错误的是（ ）
A. NO导致机体产生痛觉的过程不属于非条件反射
B. NO与受体结合发挥作用后，大脑皮层会产生痛觉
C. 阿片类毒品急性戒断会导致靶细胞cGMP水平升高
D. NO释放后在突触间隙的移动需要载体蛋白的协助
【答案】D
【分析】在神经调节中，大脑皮层是最高级的神经中枢，由它可以产生相应的饿觉、渴觉、痛觉等感觉。反射的发生依赖于完整的反射弧，完整的反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器，在神经纤维上兴奋的传导可以是双向的，但是在两个神经元之间兴奋的传导只能是单向的。
【详解】A、机体接受刺激后产生痛觉，没有经过完整的反射弧，不属于反射，A正确；
BC、由题干信息可知，阿片类毒品急性戒断后，其下丘脑的NO合成酶活性异常增强，会使NO合成增多，靶细胞cGMP水平升高，导致机体产生痛觉，痛觉产生部位在大脑皮层，BC正确；
D、NO在突触间隙的移动属于自由扩散，不需要载体蛋白协助，D错误。
故选D。
4. 某市围绕中度沙化区和绿洲外围过渡带，采用工程措施和生物措施相结合的方式，利用乔湿草开展固沙压沙和建造人工林，完成精准治沙造林2000亩。以创建国家园林城市为载体，推进城市公园、城郊森林公园、城郊绿道、环城绿带建设，立体植绿完成绿化美化4500亩。下列分析错误的是（ ）
A. 压沙和乔灌草固沙可缓解土壤侵蚀，也有利于涵养水源
B. 选种乔灌草需考虑植物与植物、植物与环境的协调适应
C. 建造人工林、城郊森林公园和绿道会减慢生态系统的碳循环
D. 立体植绿能增大流入生态系统的总能量和提高生态系统的稳定性
【答案】C
【分析】（1）生物多样性的间接价值主要体现在调节生态系统的功能等分泌。例如，森林和草地具有防风固沙、水土保持作用，湿地可以蓄洪防旱、净化水质、调节气候。
（2）一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。
（3）在群落中，由于各个生物种群分别占据了不同的空间，从而使群落形成了一定的空间结构，群落的空间结构包括垂直结构和水平结构两个方面。
【详解】A、压沙和固沙既可以抵挡风力侵蚀土壤，也有利于涵养水源，体现了生物多样性的间接价值，A正确；
B、选种绿化植物时需考虑植物与植物、植物与环境的协调适应，从而维持生态系统的相对稳定，B正确；
C、建造人工林、城郊森林公园和绿道能增加CO2的吸收速率，会加快生态系统的碳循环，C错误；
D、立体植绿增加了生产者的数量，可增大流入生态系统的总能量，并提高该生态系统的稳定性，D正确。
故选C。
5. 在传统白酒酿造的过程中，酵母菌是最主要的功能性微生物，不同种类的酵母菌代谢产生的风味物质含量存在较大差异。实验小组对酿酒酵母菌进行平板划线的纯培养操作，下列有关叙述正确的是（ ）
A. 将配制好的马铃薯琼脂培养基放入干热灭菌箱内灭菌
B. 在酒精灯火焰附近，将培养皿盖完全打开后倒入培养基
C. 从第一次划线的末端开始到第二次划线结束，即完成接种
D. 将接种后的平板和未接种的平板倒置，放入恒温培养箱中培养
【答案】D
【分析】（1）平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面，其操作步骤是：①将接种环在酒精灯火焰上灼烧直至烧红；②在酒精灯火焰旁冷却接种环，并打开大肠杆菌的菌种试管的棉塞；③将菌种试管口通过火焰达到消灭试管口杂菌的目的；④将冷却的接种环伸入到菌液中取出一环菌种；⑤将菌种试管口再次通过火焰后塞上棉塞；⑥将皿盖打开一条缝隙，把接种环伸入平板内划3 ~ 5条平行线，盖上皿盖，不要划破培养基。⑦灼烧接种环，冷却后从第一区划线末端开始向第二区域内划线。重复上述过程，完成三、四、五区域内划线,注意不要将第五区的划线与第一区划线相连；⑧将平板倒置放在培养箱中培养。
（2）用平板划线法接种后，可在固体培养基上获得菌落。
【详解】A、将培养基放入高压蒸汽灭菌锅内进行灭菌，A错误；
B、在酒精灯火焰附近，将培养皿盖打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基倒入培养皿，B错误；
C、从第一次划线的末端开始第二次划线，重复该操作，一般做第三、四、五次划线，以便于得到单菌落，C错误；
D、将接种后的平板和一个未接种的平板倒置，放入恒温培养箱中进行培养，其中设置空平板的目的是检验培养基灭菌是否合格，D正确。
故选D。
6. 某家系中关于甲（相关基因为A/a）、乙（相关基因为B/b）遗传病的系谱图如图1所示（kb）不同的片段，检测家系中的部分成员是否携带甲病致病基因，电泳结果如图2所示。下列分析不正确的是（ ）
A. Ⅱ﹣4的乙病基因b来自Ⅰ﹣3和Ⅰ﹣4
B. 1670kb的DNA片段是甲病的致病基因
C. 若Ⅲ﹣1不含有1670kb片段，则其为女性
D. 基因a突变为基因A发生了碱基的增添
【答案】C
【分析】图1中乙病，正常夫妇Ⅰ﹣3和Ⅰ﹣4生了患病的女儿，则乙病为隐性病，若乙病为伴X 染色体上的隐性遗传病，则其父亲Ⅰ﹣3一定患病，这与题图不符，故乙病是常染色体上的隐性遗传病。图1中甲病，第一代和第二代均有患者，可能属于显性遗传病，若常染色体上的显性遗传病，则Ⅱ﹣1和Ⅱ﹣2基因型相同，分析图2可知，Ⅱ﹣1和Ⅱ﹣2的电泳结果不同，则Ⅱ﹣1和Ⅱ﹣2基因型不同，则甲病不可能是常染色显性遗传病；且Ⅰ﹣1不患甲病含有甲病的正常基因，Ⅰ﹣2、Ⅱ﹣1、Ⅱ﹣2均患甲病而电泳结果不同，通过电泳图比较可知，Ⅱ﹣2属于杂合子，既含有正常基因又含有致病基因，可知甲病属于伴X 染色体显性遗传病。
【详解】A、图1中，正常夫妇Ⅰ-3和Ⅰ-4生了患病的女儿，则乙病为隐性病，若乙病为伴X 染色体上的隐性遗传病，则其父亲Ⅰ-3一定患病，这与题图不符，故乙病是常染色体上的隐性遗传病，乙病属于常染色体隐性遗传病，Ⅱ-4的基因型为bb，其基因b来自I-3和I-4，A正确；
B、图2中，Ⅰ-2、Ⅱ-1、Ⅱ-2均患甲病，且都含有1670kb的条带，Ⅰ-1不患甲病，不含1670kb的条带，故1670kb的条带为甲病的致病基因酶切后的产物，B正确；
C、Ⅲ-1的基因型可能为XAXa、XaXa、XAY、XaY，若不含有1670kb片段（基因A），则为男性或女性，C错误；
D、根据甲病的遗传情况，可排除隐性遗传。Ⅱ-1和Ⅱ-2的基因A/a经酶切后形成的DNA片段不同，则Ⅱ-1和Ⅱ-2的基因型不同，因此甲病不属于常染色体显性遗传病，而属于伴X染色体显性遗传病。Ⅱ-2为杂合子，含有正常基因（a）和致病基因（A）。Ⅰ-1不患甲病但含有甲病相关的正常基因（a），则基因a的条带是1403 kb和207kb（长1610 kb），基因A的条带是1670 kb，说明基因a发生了碱基的增添而突变为致病基因A，D正确。
故选C。
二、解答题。
7. 油菜生长过程中存在明显的光合器官演替的过程，终花期后叶片大量凋落，角果皮成为主要的光合器官。研究人员在田间进行单因素实验，分别设置了0 kg·hm-2、60 kg·hm-2、120 kg·hm-2三组钾肥梯度，研究施钾量对冬油菜角果皮光合作用的影响。回答下列问题：
（1）从组成细胞的元素含量的角度分析，钾属于 _______元素。Rubisc是卡尔文循环中催化CO2固定的关键酶，钾能提高Rubisc的活性，在该酶的作用下，_________________加快，使光合速率提高，增加植株的 ____________，从而提高产量。
（2）研究人员测定油菜角果的解剖结构参数和角果皮的光合指标，得到如表所示结果：
根据实验结果可推测，施钾能促进角果生长，提高油菜籽产量，判断的依据是：____________________。与K60组相比，K120组角果皮的胞间CO2浓度较低，原因是 ____________________。
（3）进一步研究发现，高钾处理后角果皮细胞的叶绿体与细胞壁的距离减小，这种变化有利于 ________________，从而提高光合速率。
（4）在农业生产上，通常对土壤施用固体钾肥。为促进钾肥的吸收，提出一项措施：______________。
【答案】（1）①. 大量 ②. CO2与C5结合生成C3 ③. 有机物的积累量
（2）①. 施钾组单株角果数量多、角果长度和宽度大，积累的有机物多 ②. K120组的气孔导度增大不明显而净光合速率大，消耗的CO2多
（3）叶绿体吸收光能和CO2
（4）土壤施肥后进行灌溉
【分析】（1）细胞中常见的化学元素中，含量较多的有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等元素，称为大量元素；有些元素含量很少，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、M等，称为微量元素。
（2）绿叶通过气孔从外界吸收的CO2，在特定酶的作用下，与C5 （一种五碳化合物）结合，这个过程称作CO2的固定。一分子的CO2被固定后，很快形成两个C3分子。在有关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5。这些C5又可以参与CO2的固定。这样，暗反应阶段就形成从C5到C3 再到C5的循环，可以源源不断地进行下去，因此暗反应过 程也称作卡尔文循环。
【小问1详解】细胞中常见的化学元素中，含量较多的有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等元素，称为大量元素。因此，从组成细胞的元素含量的角度分析，钾属于大量元素。Rubisc是卡尔文循环中催化CO2固定的关键酶，能催化CO2与C5结合生成C3。钾能提高Rubisc的活性，在该酶的作用下，CO2与C5结合生成C3加快，使光合速率提高，增加植株的有机物的积累量，从而提高产量。
【小问2详解】题表可知，施钾组单株角果数量多、角果长度和宽度大，净光合速率大，积累的有机物多，可见施钾能促进角果生长，提高油菜籽产量。与K60组相比，K120组角果皮的气孔导度增加较小，使进入叶肉细胞的CO2增加有限，而净光合速率较大，消耗的CO2多，引起胞间CO2浓度较低。
【小问3详解】高钾处理后角果皮细胞的叶绿体与细胞壁的距离减小，这种变化有利于叶绿体吸收光能和CO2，从而提高光合速率。
【小问4详解】为促进钾肥的吸收，施钾肥后可进行灌溉，有利于钾肥的吸收。
8. 加拿大一枝黄花是一种入侵植物，严重影响入侵地的农林生产以及荒地植被的自然恢复，对生物多样性造成严重危害。研究人员在加拿大一枝黄花不同程度的入侵地，结果如表所示。回答下列问题：
（1）在加拿大一枝黄花的入侵地，影响其种群数量增长的非生物因素主要有土壤的 __（答出2点）、光照强度和 ____等。
（2）分别在每个样地就近相同的生境取样作为对照样地，这样做的目的是 ________。若样本植物的数量少，为保证调查的可靠性，则取样时可采取的措施是 __________。
（3）结合研究结果分析，与对照样地相比，轻度入侵区土壤动物的生物量（有机干物质量），原因可能是 _________。随着入侵程度的加剧，生态系统的营养结构变简单，原因是 ______。
（4）加拿大一枝黄花会释放化感物质，抑制其他植物的生长，其花粉能吸引昆虫前来觅食_________的功能。加拿大一枝黄花的秸秆可用于饲喂牛羊、投入沼气池生产沼气、培养蘑菇等，家禽家畜的粪便处理后可做成饲料喂鱼，体现了生态工程的 _______原理。
【答案】（1）①. 含水量、pH和矿质元素含量 ②. 温度
（2）①. 减少不同区域土壤理化性质的差异，提高实验数据的准确性 ②. 扩大样方面积、增加样方数量
（3）①. 植物凋落物增多使土壤有机质含量增加，为土壤动物提供更多的食物来源 ②. 使植物类群数和动物类群数均降低
（4）①. 信息传递 ②. 循环
【分析】生物入侵是指生物由原生存地经自然的或人为的途径侵入到另一个新的环境，对入侵地的生物多样件，农林牧渔业生产以及人类健康造成经济损失或生态灾难的过程。“一枝黄花”属于外来物种，进入我国后对本地物种造成威胁，可能破坏生物多样性；“一枝黄花”的成灾最可能的原因是本地缺其天敌，为控制“一枝黄花”应进行监督和控制。
【小问1详解】影响加拿大一枝黄花种群数量增长的非生物因素有土壤的含水量、pH和矿质元素含量，以及光照强度和温度等。
【小问2详解】分析题意，就近相同生境取样可减少不同区域土壤理化性质的差异，提高实验数据的准确性。若样本植物的数量少，为保证调查的可靠性，则取样时可采取的措施是扩大样方面积、增加样方数量。
【小问3详解】由表中数据可知，轻度入侵区植物类群数增多，其凋落物增多使土壤有机质含量增加，为土壤动物提供更多的食物来源，导致土壤动物的生物量（有机干物质量）增加。随着入侵程度的加剧，植物类群数和动物类群数均降低，食物网变简单，导致生态系统的营养结构变简单。
【小问4详解】加拿大一枝黄花会释放化感物质，抑制其他植物的生长，其花粉能吸引昆虫前来觅食，说明生态系统具有信息传递的功能。加拿大一枝黄花的秸秆可用于饲喂牛羊、投入沼气池生产沼气、培养蘑菇等，家禽家畜的粪便处理后可做成饲料喂鱼，体现了生态工程的循环原理（废物充分的被利用）。
9. 甲型流感病毒感染引起的急性呼吸道传染病主要表现为发热、咽痛、咳嗽、肌肉酸痛、乏力等。非甾体类（NSAIDs）抗炎药可解热、镇痛而减轻症状，其作用是通过抑制环氧化酶（COX），结果如表所示。回答下列问题：
注：COX（包括COX﹣1和COX﹣2）能催化前列腺素的生成，COX﹣1能维持细胞正常的生理功能，胃肠道和肾脏的不良反应轻。
（1）病原体侵染常引起机体发热。甲型流感病毒感染后，会影响下丘脑中的 _________中枢的功能，使 __________________等器官的产热量增大，导致机体 _____________，进而出现发热症状。
（2）机体通过特异性免疫反应产生 ____________________（答出2点）等细胞和免疫活性物质，最终由其他免疫细胞将甲型流感病毒清除，体现了免疫系统具有 _________的功能。
（3）结合实验结果分析，这三种药物成分中应该选用的是 ________，依据是 ____________________。
（4）正常情况下，体温调定点可控制机体的温度接近37℃。病毒感染会引起前列腺素增多，使体温调定点上移，服用NSAIDs抗炎药退热的机理是 ____________________。
【答案】（1）①. 体温调节 ②. 肝、脑 ③. 产热量大于散热量
（2）①. 浆细胞、细胞毒性T细胞、细胞因子 ②. 免疫防御
（3）①. 布洛芬 ②. IC50（COX﹣2）较低；IC50（COX﹣2/COX﹣7）低，不良反应轻
（4）抑制COX的活性，减少前列腺素的生成，从而使体温恢复正常
【分析】（1）体液免疫的过程为，当病原体侵入机体时，一些病原体可以和B细胞接触，这为激活B细胞提供了第一个信号。一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取。抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面，然后传递给辅助性T细胞。辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合，这是激活B细胞的第二个信号；B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化，大部分分化为浆细胞，小部分分化为记忆细胞，细胞因子能促进B细胞的分裂、分化过程；浆细胞产生和分泌大量抗体，抗体可以随体液在全身循环并与这种病原体结合。在多数情况下，抗体与病原体结合后会发生进一步的变化，如形成沉淀等，进而被其他免疫细胞吞噬消化。记忆细胞可以在抗原消失后存活，当再接触这种抗原时，能迅速增殖分化，分化后快速产生大量抗体。
（2）细胞免疫的过程：被病毒感染的靶细胞膜表面的某些分子发生变化，细胞毒性T细胞识别变化的信号，开始分裂并分化，形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。同时辅助性T细胞分泌细胞因子加速细胞毒性T细胞的分裂、分化。新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环，识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞，靶细胞裂解、死亡后，病原体暴露出来，抗体可以与之结合，或被其他细胞吞噬掉。
【小问1详解】下丘脑是体温调节中枢，甲型流感病毒感染后，使肝、脑（人体主要通过肝、脑等器官产热）等器官的产热量增大，导致机体产热量大于散热量。
【小问2详解】特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫，体液免疫主要依靠浆细胞分泌抗体起作用，细胞免疫主要依靠细胞毒性T细胞起作用，细胞因子可以促进B细胞和细胞毒性T细胞的分裂分化过程，因此机体通过特异性免疫反应产生浆细胞、抗体、细胞因子、细胞毒性T细胞等，最终由其他免疫细胞将甲型流感病毒清除；免疫防御是机体排除外来抗原性异物的一种免疫防御作用，甲型流感病毒属于外来抗原性异物，所以体现了免疫防御功能。
【小问3详解】根据实验数据可知，布洛芬的IC50（COX﹣2）低于阿司匹林和吲哚美辛，IC50（COX﹣2/COX﹣6）最低，胃肠道和肾脏的不良反应轻。
【小问4详解】由题意“非甾体类（NSAIDs）抗炎药可解热、镇痛而减轻症状，非甾体类（NSAIDs）抗炎药能抑制COX（COX能催化前列腺素的生成）的活性，使体温调定点下移。
10. 启动子是合成生物学、代谢工程中控制和调控基因表达的重要工具，其作用强度会影响基因表达产物的产量和细胞代谢水平。为寻找合适的启动子，研究人员获得了POLI～POL5、CBF1共6种启动子，将其分别与荧光蛋白基因EGFP构建成重组型启动子并导入毕赤酵母细胞，以研究启动子的作用强度。含CBF1-EGFP重组型启动子质粒的结构如图所示，用于扩增CBF1和EGFP的引物的碱基序列如表1所示。回答下列问题：
注：引物序列之外、CBF1和EGFP无表中相关限制酶识别和切割
（1）在PCR扩增启动子CBF1时，CBF1引物1与模板链结合后，在____酶的作用下将脱氧核苷酸连接到引物的____（填“3′”或“5′”）端，以延伸子链。
（2）限制酶及识别序列如表2所示。构建CBF1-EGFP重组型启动子质粒时，要选择限制酶分别____对图中a、b两处进行切割，EGFP的下游需要添加____序列，使转录终止。
表2
（3）检测含CBFI-EGFP重组型启动子质粒是否构建成功时，将重组质粒导入大肠杆菌。培养后将大肠杆菌涂布到含有____的培养基上，挑选单菌落并提取DNA，经酶切后利用表1中所示的____两种引物进行PCR扩增和鉴定。
（4）EGFP基因能表达荧光蛋白，蛋白质含量与荧光强度呈正相关。为比较POL1～POL5、CBFI这6种启动子的作用强度，应分别检测____。若POL3的作用强度最强，则预期结果是____。
【答案】（1）①. 耐高温的DNA聚合（或Taq DNA聚合）②. 3＇
（2）①. EcRⅠ、SalⅠ ②. 终止子
（3）①. 氨苄青霉素 ②. CBF1引物1和EGFP引物2
（4）①. 导入不同重组型启动子质粒的毕赤酵母细胞的荧光强度 ②. 转入含POL3-EGFP重组型启动子质粒的毕赤酵母细胞的荧光强度最高
【分析】基因工程的工具：
（1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
（3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
【小问1详解】在PCR扩增启动子CBF1时，CBF1引物1与模板链结合后，DNA聚合酶只能将游离的脱氧核苷酸连接到引物的3′端，所以在耐高温的DNA聚合酶的作用下将脱氧核苷酸连接到引物的3′端，以延伸子链。
【小问2详解】分析表2中4种限制酶的识别序列可知，CBF1引物1中有限制酶EcRⅠ的识别和切割序列；EGFP的起始端使用引物1，则b点对应的引物是EGFP引物2，EGFP引物2的碱基序列中有限制酶SalⅠ的识别和切割序列。因此选择限制酶EcRⅠ、SalⅠ分别切割a、b处。EGFP的下游需要添加终止子序列，使转录终止。
【小问3详解】重组质粒的标记基因为氨苄青霉素抗性基因，筛选培养基中需要加入氨苄青霉素。若CBF1-EGFP重组型启动子质粒构建成功，则CBF1-EGFP是一个整体，可用CBF1引物1和EGFP引物2进行PCR扩增，会有相应的产物。
【小问4详解】EGFP基因能表达荧光蛋白，蛋白质含量与荧光强度呈正相关。为比较POL1～POL5、CBFI这6种启动子的作用强度，应分别检测导入不同重组型启动子质粒的毕赤酵母细胞的荧光强度。若POL3的作用强度最强，则预期结果是转入含POL3-EGFP重组型启动子质粒的毕赤酵母细胞的荧光强度最高。
11. 摩尔根选育出果蝇M-5品系并创立了基于该品系的突变检测技术，可通过观察F1和F2的性状及比例，检测出未知基因突变的类型。已知果蝇的棒眼（B）对圆眼（b）为显性、红眼（R）对杏红眼（r）为显性，这两对基因均位于X染色体上。基于M-5品系检测技术的应用如图1所示，回答下列问题：
注：不考虑图中染色体间互换和已知性状相关基因的突变。
（1）选择F1的雌蝇与M-5雄蝇交配，F2中无野生型雄蝇且雌蝇：雄蝇=2:1。若XBrY、XbRY均为纯合子，则说明辐射诱变导致产生了____现象，F2雄蝇的表型为____。F2果蝇中，携带该突变基因果蝇的比例为____。
（2）若F1的雌蝇在减数分裂过程中发生了染色体互换，与M-5雄蝇交配后，则子代的雌蝇：雄蝇=____，原因是____。
（3）尝试设计杂交方案，使得X染色体上的该突变能长期保留在雌蝇中：____。
（4）研究发现，野生型果蝇幼虫基因lint发生甲基化会影响另一基因inr的表达，导致果蝇体型异常，相关数据如图2所示。
与突变引起的变异相比，基因甲基化的特点是____。基因lint的表达对基因inr的表达有____作用，若要使体型异常的果蝇恢复体长，可采取的措施是____。
【答案】（1）①. 野生型（圆眼红眼）雄蝇隐性纯合致死 ②. 棒眼杏红眼 ③. 1/3
（2）①. 2：1 ②. 无论染色体片段互换与否，F1雌蝇会产生两种比例相等的携带突变基因和未携带突变基因的配子，且携带突变基因的雄蝇死亡
（3）选择F2中的棒眼红眼雌蝇、棒眼杏红眼雄蝇杂交，获得子代；此后每代均选用这两种表型的个体杂交，代代相传
（4）①. 不改变基因的碱基序列 ②. 抑制 ③. 提高幼虫基因lint表达量（或降低幼虫基因inr表达量）
【分析】题图分析：据图1分析，B/b和R/r这两对等位基因位于X染色体上，不遵循基因自由组合定律。由M-5品系的突变检测技术路线可知：P：XBrXBr （棒眼杏红眼雌蝇）×XbRY（野生型雄蝇）→F1：XBrXbR、XBrY；F1雌蝇XBrXbR×XBrY→F2：XBrXBr （棒眼杏红眼雌蝇）、XBrXbR （棒眼红眼雌蝇）、XBrY （棒眼杏红眼雄蝇）、XbRY （野生型雄蝇死亡）。
【小问1详解】据图1分析，B/b和R/r这两对等位基因位于X染色体上，不遵循基因自由组合定律。由M-5品系的突变检测技术路线可知：P：XBrXBr （棒眼杏红眼雌蝇）×XbRY（野生型雄蝇）→F1：XBrXbR、XBrY；F1雌蝇XBrXbR×XBrY→F2：XBrXBr （棒眼杏红眼雌蝇）、XBrXbR （棒眼红眼雌蝇）、XBrY （棒眼杏红眼雄蝇）、XbRY （野生型雄蝇）。所以正常情况下F2果蝇的基因型为XBrXBr、XBrXbR、XBrY、XbRY（野生型），F2中无野生型雄蝇（XbRY）且雌蝇：雄蝇=2:1，说明出现了未知基因致死突变，使野生型雄蝇（XbRY）死亡。且突变的基因来自亲本中经诱导的雄性个体的X（XbR）染色体，F1雌性个体中含该染色体而存活，说明该突变致死基因为隐性基因。故，F2中存活的雄性个体表现为棒眼杏红眼。雄蝇的表型为突变的基因来自亲本中经诱导的雄性个体的X（XbR）染色体，F2中只有棒眼红眼雌蝇携带突变基因，因此F2果蝇中，携带该突变基因果蝇的比例为1/3。
【小问2详解】由于F1雌蝇携带隐性致死基因，无论其染色体是否互换，均会产生比例相等的两种配子（携带突变基因和未携带突变基因），且携带突变基因的雄蝇死亡，因此，若F1的雌蝇在减数分裂过程中发生了染色体互换，与M-5雄蝇交配后，子代的雌蝇：雄蝇=2:1。
【小问3详解】要把突变基因保留下来，突变基因存在F2中的棒眼红眼雌蝇，因此选择F2中的棒眼红眼雌蝇、棒眼杏红眼雄蝇杂交，获得子代；此后每代均选用这两种表型的个体杂交，则该突变基因可代代相传。
【小问4详解】基因lint甲基化后，其转录受到抑制，但该基因的碱基序列不变。对比基因inr的相对表达量，基因lint甲基化会引起基因inr的表达量上升，说明基因lint的表达能抑制基因inr的表达。基因inr的相对表达量增加使果蝇体型变小，可推测提高果蝇幼虫基因lint表达量，使基因inr的相对表达量下降，可使果蝇体型变大。施钾
处理
单株
角果数
角果长
度和宽度/mm
钾含
量/%
净光合
速率/（μml•m﹣2•s﹣1）
气孔
导度/（ml•m﹣2•s﹣1）
胞间CO2浓
度/（μml•ml﹣1）
K0
278.92
50.94；4.19
1.18
6.18
0.08
254.20
K60
332.66
51.51；4.22
1.38
7.68
0.11
272.42
K120
393.40
56.43；4.47
1.98
9.81
0.12
250.81
采样区
轻度入侵区
中度入侵区
重度入侵区
实验样地
对照样地
实验样地
对照样地
实验样地
对照样地
土壤含水量/%
30.25
32.65
30.65
31.06
29.78
32.65
土壤pH
5.53
5.69
5.13
5.52
5.04
5.48
有机质/（g•kg﹣1）
44.01
40.54
38.91
42.88
34.36
42.25
植物类群数
38
36
28
35
18
33
动物类群数
11
11
9
12
7
10
动物个体数
2078
1879
1670
1761
1201
1692
药物成分
IC50（COX﹣1）
IC50（COX﹣2）
IC50（COX﹣2/COX﹣1）
阿司匹林
1.60
277.00
173.00
吲哚美辛
0.03
62.35
73.43
布洛芬
3.98
70.16
15.16
引物名称
序列（5′→3′）
CBF1 引物1
CCGGAATTCCGTTAGGACTTCTT
CBF1 引物2
TCCTCGCCCTTGCTCACCATT
EGFP 引物1
ATGGTGAGCAAGGGCGAGGA
EGFP 引物2
ACGCGTCGACTTACTTGTACAG
限制酶
BamHⅠ
EcRⅠ
SalⅠ
SmaⅠ
识别和切割序列
G↓GATTC
G↓AATTC
G↓TCGAC
GGG↓CCC
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