北京市朝阳区2024-2025学年高三(上)1月期末质量检测生物试卷（解析版）

这是一份北京市朝阳区2024-2025学年高三(上)1月期末质量检测生物试卷（解析版），共27页。试卷主要包含了 家蚕是ZW型性别决定生物， 胰岛素抵抗细胞对胰岛素不敏感， 小叶桦是一种乔木等内容，欢迎下载使用。
第一部分
本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 对野生蘑菇中的毒素进行成分鉴定能够为急诊救治提供依据。某种蘑菇毒素——毒伞素的结构如图。据图可知，毒伞素是一种（ ）
A. 多肽B. 核酸C. 多糖D. 脂质
【答案】A
【分析】蛋白质（多肽）的基本单位是氨基酸，元素组成是C、H、O、N。
【详解】根据毒伞素的结构式可知，该物质是由氨基酸脱水缩合形成的，化学本质是一种多肽，A正确。
故选A。
2. 细胞中线粒体受损后，会被特异性包裹进内质网膜等生物膜延伸形成自噬体中，在自噬体与溶酶体融合后被降解，该过程称为线粒体自噬。相关叙述错误的是（ ）
A. 线粒体自噬体现了生物膜的流动性
B. 线粒体自噬不利于维持细胞稳态
C. 线粒体自噬依赖于细胞内的信息调控
D. 线粒体自噬的小分子产物能够被细胞再利用
【答案】B
【分析】自噬作用是细胞的一种自我保护机制，是真核细胞通过形成“自噬体”用于清除细胞内聚物及受损细胞器，进而维持细胞内稳态的一种途径。
【详解】A、线粒体自噬涉及溶酶体与自噬体外膜的融合，体现了生物膜的流动性,A正确；
B、 线粒体自噬可以降解和去除受损的线粒体，以维持细胞的稳态，B错误；
C、分析题意可知，细胞中线粒体受损后，会被特异性包裹进内质网膜等生物膜延伸形成的自噬体中，故线粒体自噬依赖于细胞内的信息调控，C正确；
D、线粒体在自噬溶酶体中水解后的产物，一部分可被细胞再利用（如氨基酸），一部分排出体外（对细胞无用的物质），D正确。
故选B。
3. 研究者将核酸酶固定在壳聚糖微球上，置于废水处理池中，用于去除废水中的抗生素抗性基因。废水排出时，微球被过滤留在池中。实验检测该固定化核酸酶的可重复使用性，结果如图。相关推测错误的是（ ）

A. 废水水温越高，核酸酶催化核酸水解的速率越快
B. 酶活性下降和从微球上丢失会导致重复使用效果变差
C. 5组实验使用同一批固定化核酸酶，且实验条件相同
D. 去除废水中抗生素抗性基因有利于降低环境中耐药菌产生率
【答案】A
【分析】本实验的目的是检测该固定化核酸酶的可重复使用性，根据实验结果可推测，随着使用次数的增加固定化核酸酶对抗生素抗性基因的去除率有所下降。
【详解】A、酶催化作用的发挥需要适宜的温度，因此，废水水温越高，核酸酶催化核酸水解的速率未必越快，A错误；
B、实验结果显示，随着使用次数增加，抗生素抗性基因的去除率有所下降，其原因可能是酶活性下降和核酸酶从微球上丢失导致，B正确；
C、实验过程中无关变量的处理应该是相同且适宜，因此，5组实验使用同一批固定化核酸酶，且实验条件相同，C正确；
D、去除废水中抗生素抗性基因可减少抗生素抗性基因在环境中的传播，因而有利于降低环境中耐药菌产生率，D正确。
故选A。
4. 牡丹(2n=10)与芍药(4n=20)杂交，子代植株高度不育。子代植株减数分裂部分阶段的染色体行为如图。据图分析，导致子代植株高度不育的原因不包括（ ）

A. 减数分裂过程中联会紊乱
B. 染色体桥随机断裂造成染色体结构变异
C. 配子中没有同源染色体
D. 配子中缺少某些与生长发育有关的基因
【答案】C
【分析】染色体桥是两条染色体分别发生断裂后具有着丝点的残臂相互连接而形成的双着丝点染色体结构。生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异。染色体数目的变异染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。染色体结构的变异主要有缺失、增加、倒为和易位4种类型。
【详解】A、牡丹(2n=10)与芍药(4n=20)杂交产生的子代中不含同源染色体，因而在减数分裂过程中会发生联会紊乱，进而无法产生可育的配子，不符合题意，A错误；
B、减数分裂过程中形成的染色体桥随机断裂造成染色体结构变异，也会导致高度不育，不符合题意，B错误；
C、通过减数分裂产生的配子中不含同源染色体，这不是导致牡丹(2n=10)与芍药(4n=20)杂交产生的子代不育的原因，符合题意，C正确；
D、牡丹(2n=10)与芍药(4n=20)杂交产生的子代高度不育的原因中包括其减数分裂产生的配子中缺少某些与生长发育有关的基因，不符合题意，D错误。
故选C。
5. 家蚕是ZW型性别决定生物。油蚕幼虫的皮肤透明，称为皮肤油性。研究者用油蚕品系与普通皮肤品系杂交，结果如表。下列判断错误的是（ ）
A. 家蚕皮肤油性和普通由1对基因控制
B. 家蚕皮肤油性性状由Z染色体上隐性基因控制
C. 用“普通蚕♀×油蚕♂”可在子代幼虫期据皮肤性状筛选雄蚕
D. F2中普通皮肤的雌雄蚕相互交配，子代中油蚕均为雄性
【答案】D
【分析】家蚕的性别决定方式为ZW型，则雌性基因组成为ZW型，雄性基因组成为ZZ型。因多只普通蚕♀（ZW）与多只油蚕♂（ZZ）进行多组杂交实验，每组杂交产生的F1中均有普通雄蚕和油性雌蚕，则可推知亲代基因型分别为（雌）ZBW、（雄）ZbZb。
【详解】A、题意显示，普通蚕♀×油蚕♂杂交产生的子代中普通雄蚕和油性雌蚕的比例约为1∶1，表现为性状表现与性别相关联，因而亲本的基因型可表示为ZBW、ZbZb，即家蚕皮肤油性和普通由1对基因控制，且相关基因位于Z染色体上，A正确；
B、普通蚕♀×油蚕♂杂交产生的子代中普通雄蚕和油性雌蚕的比例约为1∶1，说明亲本的基因型为ZBW、ZbZb，说明家蚕皮肤油性性状由Z染色体上隐性基因控制，B正确；
C、用“普通蚕♀（ZBW）×油蚕♂（ZbZb）”产生的子代的基因型和表现型为油蚕雄（ZbW）、普通蚕♂（ZBZb），显然在子代幼虫期据皮肤性状筛选雄蚕，C正确；
D、结合C 项可知，F1中的基因型为ZbW、ZBZb，F2中普通皮肤的雌雄蚕的基因型为ZBZb、ZBW，则二者杂交产生的子代中油蚕均为雌性（ZbW），D错误。
故选D。
6. 神经纤维某一部位的膜电位为动作电位时，该部位膜内Na+、K+浓度与膜外相比分别是（ ）
A. 较低、较高B. 相等、较高
C. 相等、相等D. 较低、相等
【答案】A
【分析】静息时，神经细胞膜对钾离子通透性大，钾离子大量外流，形成内负外正的静息电位；兴奋时，钠离子大量内流，因此形成内正外负的动作电位。
【详解】兴奋时，钠离子大量内流，产生动作电位，但此时的钠离子浓度仍是膜外高于膜内，钾离子是膜外低于膜内，A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
7. 胰岛素抵抗细胞对胰岛素不敏感。miR9是细胞产生的一种小RNA,与细胞对胰岛素的敏感度有关。研究人员向不同细胞的培养液中加入胰岛素，结果如下表。相关叙述错误的是（ ）
A. 胰岛素发挥作用需要与细胞表面的特定受体结合
B. 胰岛素促进正常细胞摄取葡萄糖并合成糖原
C. miR9会抑制细胞对葡萄糖的摄取，减少糖原合成
D. 促进细胞中miR9的合成能够缓解胰岛素抵抗
【答案】D
【分析】人体血糖的三个来源：食物、肝糖原的分解、非糖物质的转化；三个去处：氧化分解、合成肝糖原 肌糖原、转化成脂肪蛋白质等。
胰岛素能促进血糖进入组织细胞进行氧化分解、合成肝糖原、肌糖原、转化成脂肪和某些氨基酸等，抑制肝糖原分解和非糖物质转化成血糖。胰高血糖素能促进肝糖原分解，并促进一些非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖水平升高。
【详解】A、胰岛素化学本质为蛋白质，受体在细胞膜上，胰岛素发挥作用需要与细胞表面的特定受体结合，A正确；
B、胰岛素能促进血糖进入组织细胞进行氧化分解、合成肝糖原、肌糖原、转化成脂肪和某些氨基酸等，B正确；
C、由表格数据可知，与胰岛素抵抗细胞相比，胰岛素抵抗细胞+miR 9抑制剂组，葡萄糖的消耗量增加，糖原合成量增加，因此可推测，miR9会抑制细胞对葡萄糖的摄取，减少糖原合成，C正确；
D、miR9会抑制细胞对葡萄糖的摄取，减少糖原合成，促进细胞中miR9的合成会加剧胰岛素抵抗，D错误。
故选D。
8. 对卵清蛋白过敏的人接种流感疫苗后可能发生过敏反应。在灭活病毒引起的特异性免疫和卵清蛋白引起的过敏反应中，都会发挥作用的免疫系统组成成分是（ ）
A. 细胞毒性T细胞B. 肥大细胞C. 抗体D. 溶菌酶
【答案】C
【分析】过敏反应：指已免疫的机体在再次接受相同物质的刺激时所发生的反应。引起过敏反应的物质叫做过敏原。如花粉、油漆、鱼虾等海鲜、青霉素、磺胺类药物等（因人而异）。
【详解】在灭活病毒引起的特异性免疫和卵清蛋白引起的过敏反应中，都会发挥作用的免疫系统组成成分是抗体，是由浆细胞分泌的，C正确，BCD错误。
故选C。
9. 小叶桦是一种乔木。2013~2023年间，某地小叶桦种群遭受了严重的人类活动干扰。调查发现其年龄结构如图（龄级Ⅰ~Ⅶ表示从幼龄到老龄)。下列叙述错误的是（ ）
A. 可利用样方法调查获得右图数据
B. 2013~2023年，小叶桦种群数量大幅下降
C. 2023年的小叶桦种群年龄结构为衰退型
D. 停止人为干预，该小叶桦种群将迅速恢复
【答案】D
【分析】种群的年龄结构：（1）增长型：种群中幼年个体很多，老年个体很少，这样的种群正处于发展时期，种群密度会越来越大。（2）稳定型：种群中各年龄期的个体数目比例适中，数目接近。这样的种群正处于稳定时期，种群密度在一段时间内会保持稳定。（3）衰退型：种群中幼年个体较少，而老年个体较多，这样的种群正处于衰退时期，种群密度会越来越小。
【详解】A、种群的年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例，图示是植物的年龄结构，可利用样方法调查获得图示数据，A正确；
B、据图可知，2013~2023年，小叶桦各个年龄级别的数量都减少，即种群数量大幅下降，B正确；
C、分析题意，龄级Ⅰ~Ⅶ表示从幼龄到老龄，2023年的小叶桦VII数量数量最多，种群年龄结构为衰退型，C正确；
D、由于小叶桦种群遭受了严重的人类活动干扰，且结合图示可知，小叶桦的数量急剧减少，故停止人为干预，该小叶桦种群恢复可能较慢，D错误。
故选D。
10. 调查发现，胶州湾渔场生态系统输入的总能量与呼吸散失总能量的比值(P/R)为2.518,而同纬度C海区的P/R为1.181。相关推测合理的是（ ）
A. 胶州湾渔场生产者固定的太阳能总量高于C海区
B. 胶州湾渔场相邻营养级间的能量传递效率高于C海区
C. 降低鱼类捕捞强度有利于促进胶州湾渔场P/R值下降
D. 若海区被大量有毒物质污染将导致P/R值快速升高
【答案】C
【分析】生态系统中能量输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。
【详解】A、生态系统输入的总能量与呼吸散失总能量的比值(P/R)越大，说明保留在生态系统中的有机物越多，该比值不能直接说明生产者固定的太阳能总量大小，因此根据题意不能判断胶州湾渔场生产者固定的太阳能总量高于C海区，A错误；
B、若要计算相邻营养级间的能量传递效率需要获得相邻两个营养级的同化量，根据(P/R)无法获得相邻两个营养级的同化量，因此根据题意无法比较胶州湾渔场和C海区相邻营养级间的能量传递效率大小，B错误；
C、降低鱼类捕捞强度，会使鱼类数量增加，鱼类等消费者的呼吸作用散失的能量会增加，而输入到生态系统的总能量相对稳定，因此有利于促进胶州湾渔场P/R值下降，C正确；
D、若海区被大量有毒物质污染，会影响生物生存，可能导致生产者和消费者等生物数量减少等多种变化，但分解者的数量也会快速增加，分解者的分解作用加强，呼吸散失的热能增加，因此不一定会导致P/R值快速升高，D错误。
故选C。
11. 高中生物学实验中经常使用动物的血液作为材料，以下实验难以达成目的的是（ ）
A. 粗提取小鼠血红细胞中的DNA
B. 观察鱼血液中红细胞的细胞核
C. 观察小鼠血液离体后的分层现象
D. 比较清水、缓冲液和血浆对pH变化的调节作用
【答案】A
【分析】血浆中含有许多对酸碱度起缓冲作用的物质，也叫缓冲对，每一对缓冲物质都是由一种弱酸和相应的一种强碱盐组成的；缓冲对的作用是使血液的酸碱度不会发生很大的变化，从而维持在相对稳定的状态。
【详解】A、小鼠血红细胞中没有细胞核和细胞器，不含DNA，因而不能用于粗提取小鼠血红细胞中的DNA，A错误；
B、鱼血液中红细胞有细胞核，因而可用于观察细胞核的存在，B正确；
C、小鼠血液离体后加入抗凝剂静置后会发生分层现象，C正确；
D、血浆中有缓冲物质，因而可用于比较清水、缓冲液和血浆对pH变化的调节作用，D正确。
故选A。
12. 某研学小组将从葡萄皮上分离来的野生酵母菌分别接种于3瓶相同的培养液中，放置在转速不同的摇床上培养。培养时间与酵母菌种群密度的关系如图。相关叙述错误的是（ ）
A. 可以用划线法分离出野生酵母菌
B. 3个种群的数量均呈“J”形增长
C. 培养液O2含量不同导致曲线间差异
D. 丢弃菌液前要对菌液进行灭菌处理
【答案】B
【分析】酵母菌是兼性厌氧型的单细胞真菌，在有氧条件下可以迅速增殖。本实验的目的是探究培养液的溶氧量对酵母菌种群密度的影响。
【详解】A、从葡萄皮上分离野生酵母菌可以用平板划线法获得，该方法可通过逐步划线稀释获得单菌落，A正确；
B、由于图示的结果是3瓶相同的培养液中的获得，由于空间、营养条件有限，因而，3个种群的数量均呈“S”形增长，B错误；
C、根据题意可知，摇床转速越高，提供的氧气越充足，从图中可看出摇床转速越高，培养液中O2含量越高，酵母菌繁殖的速度和总量越高，即培养液O2含量不同导致曲线间差异，C正确；
D、丢弃菌液前要对菌液进行灭菌处理，避免对环境造成污染，D正确。
故选B。
13. IL-17A是一种细胞因子，在银屑病等自身免疫病的发病机制中发挥关键作用。我国科研人员研发了抗IL-17A人源-鼠源重组单克隆抗体。以下关于该抗体制备过程的叙述正确的是（ ）
A. 用IL-17A注射小鼠，从小鼠血清中分离出B细胞
B. 用灭活病毒诱导小鼠B细胞与骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞
C. 用克隆化培养和PCR技术筛选出能分泌抗IL-17A抗体的杂交瘤细胞
D. 用蛋白质工程技术直接将鼠源抗IL-17A抗体中的部分氨基酸序列替换为人源的
【答案】B
【分析】单克隆抗体制备的基本步骤：对小鼠进行免疫→提取B淋巴细胞→将B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合→通过筛选、克隆化培养和扩大化培养→最终注入小鼠体内→从腹腔腹水中提取单克隆抗体。
【详解】A、在制备单克隆抗体的过程中，需要用特定的抗原（这里是IL−17A）注射到小鼠体内，使其产生免疫反应。然而，从小鼠血清中分离出的是抗体，而不是B细胞。B细胞是产生抗体的免疫细胞，它们位于小鼠的脾脏等免疫器官中，A错误；
B、制备杂交瘤细胞时，通常使用灭活的病毒或化学试剂（如聚乙二醇）作为融合剂，诱导小鼠的B细胞与骨髓瘤细胞融合。这个过程是制备单克隆抗体的关键步骤之一，B正确；
C、在筛选出能分泌抗IL−17A抗体的杂交瘤细胞时，通常使用克隆化培养（即将单个杂交瘤细胞培养在多个培养皿中，以形成克隆）和特异性抗原-抗体反应（如使用IL−17A作为抗原进行抗体检测）来筛选。而PCR技术（聚合酶链式反应）是一种用于扩增特定DNA片段的技术，它不能用于筛选杂交瘤细胞，C错误；
D、据题干信息分析可知，抗IL−17A人源-鼠源重组单克隆抗体是通过基因工程技术将鼠源抗体的基因与人源抗体的基因进行重组而获得的，而不是直接替换氨基酸序列。这种技术通常涉及将鼠源抗体的可变区（即与抗原结合的区域）与人源抗体的恒定区（即与效应细胞结合的区域）进行重组，以获得既具有特异性又降低免疫原性的抗体，D错误。
故选B。
14. 世居平原的人急进高原，体力劳动后易发生高原缺氧反应，导致劳动能力下降。检测高压氧(HBO)预处理对受试者高原体力负荷后相关生理参数的影响，结果如下表。检测结果表明（ ）
A. 与平原环境相比，高原环境下进行一定量体力劳动消耗氧气更多
B. 与平原环境相比，高原环境下无氧呼吸产生的乳酸更易被清除
C. 与平原环境相比，高原环境下消耗等量葡萄糖产生的ATP更多
D. HBO预处理能改善人体急进高原后的供氧状况，缓解劳动能力下降
【答案】D
【分析】有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和还原气，同时产生少量的ATP，该过程发生在细胞质基质中第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和还原氢，同时也产生少量的ATP，该过程发生在线粒体基质中，第三阶段是还原氢与氧气在线粒体内膜上结合形成水，同时释放出大量的能量；无氧呼吸分为两个阶段：第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同，第二阶段是丙酮酸和还原氢反应形成二氧化碳和酒精或者是乳酸，该过程没有能量产生，发生在细胞质基质中。
【详解】A、据题表数据分析可知，血氧饱和度在高原环境下显著降低，这只能说明高原环境下氧气供应更为困难，不能直接等同于氧气消耗量增加，A错误；
B、据题表数据分析可知，高原环境下血浆乳酸含量（6.69 mml/L）明显高于平原环境（4.12 mml/L），这表明高原环境下无氧呼吸产生的乳酸并未更易被清除，反而更多，B错误；
C、据题表数据分析可知，高原环境下血浆乳酸含量（6.69 mml/L）明显高于平原环境（4.12 mml/L），说明更多的葡萄糖参与的是无氧呼吸，无氧呼吸释放少量的能量，大量能量储存在乳酸中，平原环境葡萄糖参与但是有氧呼吸，有氧呼吸释放大量能量，故与平原环境相比，高原环境下消耗等量葡萄糖产生的ATP少，C错误；
D、据题表数据分析可知，经过HBO预处理后，受试者在高原环境下的血氧饱和度从74.38%提升至76.25%，虽然仍然低于平原环境下的96.63%，但确实有所改善。同时，血浆乳酸含量也从6.69 mml/L降低至4.49 mml/L，更接近平原环境下的水平。这两个参数的改善表明，HBO预处理有助于改善高原环境下的供氧状况，并可能缓解由此导致的劳动能力下降，D正确。
故选D。
15. 法律和法规是规范生物技术研究，防止生物技术滥用的有力武器。下列叙述与我国相关法规不符的是（ ）
A. 用农业转基因生物加工制成的产品需提供标识
B. 不得将体外受精获得的人类胚胎植入人体生殖系统
C. 在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器
D. 禁止非医学需要的胎儿性别鉴定和选择性别人工终止妊娠
【答案】B
【分析】转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、生物安全（对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响）.对待转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，不能因噎废食。
【详解】A、用农业转基因生物加工制成的产品需提供标识，以确保消费者的知情权，A正确；
B、治疗性克隆是能被法律允许的，故可以将体外受精获得的人类胚胎植入人体生殖系统，B错误；
C、生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等，我国已申明在任何情况下，不发展、不生产、不储存生物武器，C正确；
D、禁止非医学需要的胎儿性别鉴定和选择性别人工终止妊娠，以避免引发伦理问题等，D正确。
故选B。
第二部分
本部分共6题，共70分。
16. 长江口湿地曾生活着海三棱藨草等土著植物、以蟹类为主的植食性动物和多种水鸟。互花米草的入侵导致海三棱藨草大量消失，生物多样性锐减。科研人员进行了退化生态系统的修复研究。
（1）长江口湿地群落中各种土著生物都占据着相对稳定的生态位，这是物种之间及生物与环境间_____________的结果。互花米草在与土著植物之间的_____________关系中占据优势，导致生态平衡被破坏。
（2）生态修复领域的重要理论“梦境假说”认为，停止干扰后，食物链就会按营养级自下而上逐步恢复，原因是停止干扰后群落会朝着_____________的方向演替。
（3）当地根据“梦境假说”大面积清除互花米草，结果不管是否重新种植海三棱藨草，数年后原生植被都未恢复。为了探究原因，研究者将样地中的互花米草清除后，分成4组地块分别处理，结果如图。
①该实验的目的是探究_____________对湿地植被恢复的影响。
②实验结果显示，丁组海三棱藨草数量显著高于其他组，说明_____________；乙、丙组海三棱藨草数量无显著差异，推测原因是该湿地中_____________导致乙、丙组蟹类数量差异不大。
（4）综合以上研究及所学知识，为“梦境假说”补充内容，以便为修复因生物入侵而退化的生态系统提供指导。______________。
【答案】（1）①. 协同进化 ②. 种间竞争
（2）物种增多、结构复杂
（3）①. 人工种植和蟹类数量（水鸟捕食蟹类强度）②. 蟹类取食强度过大（蟹类数量过多/水鸟对蟹类捕食不足）导致植被难以恢复 ③. 水鸟数量少
（4）仅去除入侵植物还不够，还应该人工种植土著植物，并在恢复初期通过引入肉食动物等措施以限制植食动物数量，才能尽快形成稳定的生态系统
【分析】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。
群落演替是指 一个群落被另一个群落替代的过程，该过程中会发生优势种的取代。演替可以分为初生演替和次生演替。
【详解】（1）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，长江口湿地群落中各种土著生物都占据着相对稳定的生态位，这是物种之间及生物与环境间协同进化的结果；互花米草在与土著植物会竞争养分和空间等资源，两者之间存在种间竞争关系。
（2）分析题意，互花米草的入侵导致海三棱藨草大量消失，生物多样性锐减，据此推测，停止干扰后，食物链就会按营养级自下而上逐步恢复，原因是停止干扰后群落会朝着物种增多、结构复杂的方向演替。
（3）①据图分析，实验的自变量是时间和种植类型、蟹类的有无，因变量是植物的数量，据此推测，该实验的目的是探究人工种植和蟹类数量（水鸟捕食蟹类强度）对湿地植被恢复的影响。
②实验结果显示，丁组（种植海三棱藨草，模拟水鸟对蟹类进行高强度捕食）的海三棱藨草数量显著高于其他组，说明在水鸟的作用下，蟹类减少而导致海三棱藨草增加，据此推测蟹类取食强度过大（蟹类数量过多/水鸟对蟹类捕食不足）导致植被难以恢复；乙（种植海三棱藨草，不干预水鸟对蟹类的捕食）、丙组（种植海三棱藨草，隔绝水鸟对蟹类的捕食），两组的自变量是水鸟对蟹类有无，实验结果显示海三棱藨草数量无显著差异，推测原因是该湿地中水鸟数量少导致乙、丙组蟹类数量差异不大。
（4）“梦境假说”认为，停止干扰后，食物链就会按营养级自下而上逐步恢复，据实验结果分析，仅去除入侵植物还不够，还应该人工种植土著植物，并在恢复初期通过引入肉食动物等措施以限制植食动物数量，才能尽快形成稳定的生态系统。
17. 研究者诱变得到一种小麦黄绿叶突变体，其呼吸特性与野生型植株无差异，但光合特性有明显不同。
（1）光合色素位于叶绿体中的_____________上，在光合作用中具有_____________的功能，因此色素种类和含量的变化会影响光合特性。
（2）测定不同光照处理下两种小麦叶片中的光合色素含量，结果如图1。
由图1可知，突变体叶色变浅主要是由于_____________含量较低，且黄绿表型的出现依赖于_____________。
（3）对两种小麦叶片光合作用相关指标进行测定，结果如下表。
备注：光饱和点、光补偿点和最大净光合速率在大气CO2浓度和适宜温度下测定，CO2饱和点和CO2补偿点在光照强度1200μml·m-2·s-1和适宜温度下测定。
①据表可知，突变体对强光环境的适应性更强，依据是_____________。
②研究发现，突变体对照射在叶面上的光能吸收率低，但吸收的光能转化为化学能的效率较高。据表推测，光能转化率高的原因是突变体具有更高的_____________能力。
（4）进一步研究发现，突变体叶肉细胞中PEPC酶与叶绿体中ATP合成酶活性显著高于野生型。PEPC酶的功能如图2所示。综合上述信息，以野生型植株为对照，概述突变体光能转化率更高的原因（在方框中以文字和箭头的形式作答）。
【答案】（1）①. 类囊体薄膜 ②. 吸收（捕获）光能
（2）① 叶绿素 ②. 正常光照强度
（3）①. 与野生型相比，突变体的光饱和点及最大净光合速率都更高 ②. CO2固定（和还原）
（4）
【分析】光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段是水光解形成氧气和还原氢的过程，该过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP中；暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程，三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的还原氢和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。
【详解】（1）光合色素位于叶绿体中的类囊体薄膜上，在光合作用中具有吸收（捕获）光能的功能，捕获的光能用于光合作用的光反应过程，并将光能储存到ATP和NADPH中，因此色素种类和含量的变化会影响光合特性。
（2）由图1实验结果可知，突变体叶色变浅主要是由于叶绿素含量低于野生型。据图可知，正常光照下野生型和突变体叶绿素含量差别较大，遮光条件下野生型和突变体色素含量相差不大，故黄绿表型的出现依赖于正常光照强度。
（3）①表中数据显示，突变体的光饱和点及最大净光合速率都比野生型更高，因而可推测，突变体对强光环境的适应性更强。
②实验数据显示，突变型光补偿点高，二氧化碳补偿点比野生型低，因而说明光能转化率高的原因是突变体具有更高的CO2固定能力。
（4）进一步研究发现，突变体叶肉细胞中PEPC酶与叶绿体中ATP合成酶活性显著高于野生型。因而在突变型植株的叶肉细胞中可将低浓度二氧化碳更多的转变成草酰乙酸，而草酰乙酸进入到叶绿体中后会分解出二氧化碳和丙酮酸，而后丙酮酸进入到细胞质基质中继续固定低浓度二氧化碳，通过该过程突变体中有了浓缩二氧化碳的机制，因而突变体比野生型有更高的固定二氧化碳能力，进而提升了突变体的光反应速率，因而突变体的光能转化率更高，关图解可表示如下：
18. 植物茎顶端分生组织发育成花的过程称为开花。研究者对拟南芥开花的调控机制进行了探索。
（1）植物开花是由_____________、激素调节和环境因素调节共同构成的网络调控的。
（2）独脚金内酯是一种植物激素，其受体蛋白AtD位于细胞内。FT蛋白是促进开花的重要调控因子。研究者对野生型植株和AtD失活的Atd突变体植株进行相关检测，结果如图1。
图1结果显示，与野生型相比，_____________，
结合FT功能说明独脚金内酯可通过抑制FT的表达抑制开花。
（3）TOE1是一种转录因子，可以与FT基因的启动子结合，抑制FT基因表达。研究发现，AtD与独脚金内酯结合后，可以与TOE1的C端结构域结合。为了研究AtD对TOE1的作用，研究者将纯化的TOE1分别加入野生型和Atd突变体的细胞裂解液中，获得图2所示蛋白质电泳结果。
①丽春红染色能显示总蛋白量，在该实验中的作用是_____________。
②在不加入蛋白降解抑制剂时，野生型植株细胞中TOE1降解速率_____________Atd突变体，而加入蛋白降解抑制剂后，两者无明显差异，说明AtD对TOE1的作用是_____________。
（4）进一步研究发现，SMX蛋白可以与TOE1的N端结构域结合，AtD结合独脚金内酯会促进SMX降解，SMX缺失突变体表现为晚开花。为探究SMX蛋白参与开花调控的机制，请提出一个假设_____________，该假设能用以下材料和设备加以检验。主要实验材料和设备：与FT基因启动子串联的荧光素酶基因表达载体、TOE1基因表达载体、SMX基因表达载体、烟草叶片、荧光素溶液、荧光显微镜。
【答案】（1）基因表达调控
（2）Atd突变体的FT相对表达量较高，开花所需天数较少
（3）①. 排除电泳加样等操作对结果的影响 ②. 低于 ③. 保护TOE1不被降解
（4）SMX蛋白能缓解（解除/抑制）TOE1蛋白对FT表达的抑制
【分析】植物激素是植物细胞产生的、能从产生部位运输到作用部位、对植物的生长发育具有调节作用的微量有机物。
【详解】（1）植物生长发育，如植物开花的调控是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节构成的网络共同调控的。
（2）独脚金内酯是一种植物激素，其受体蛋白AtD位于细胞内。研究者对野生型植株和AtD失活的Atd突变体植株进行相关检测，图1结果显示，与野生型相比，Atd突变体的FT相对表达量较高，开花所需天数较少，因而说明FT蛋白能促进开花，因而说明独脚金内酯与其受体AtD结合做出的调节是抑制FT蛋白相关基因的表达进而抑制开花。
（3）①丽春红染色能显示总蛋白量，在该实验中的作用是排除电泳加样等操作对结果的影响。
②结合实验结果可知，在不加入蛋白降解抑制剂时，野生型植株细胞中TOE1的降解速率低于Atd突变体，而加入蛋白降解抑制剂后，两者无明显差异，说明AtD对TOE1的作用是保护TOE1不被降解，进而抑制FT基因的表达，延迟开花。
（4）进一步研究发现，SMX蛋白可以与TOE1的N端结构域结合，AtD结合独脚金内酯会促进SMX降解，则会导致SMX蛋白无法与TOE1的N端结构域结合，使得TOE1无法与FT基因的启动子结合，则FT基因正常表达，因而表现为提前开花，而SMX缺失突变体表现为晚开花。为探究SMX蛋白参与开花调控的机制，据此提出的假设SMX蛋白能缓解（解除/抑制）TOE1蛋白对FT表达的抑制，进而促进FT基因表达，促进开花。
19. 学习以下材料，回答(1)~(4)题。
工程菌检测癌基因
贝氏不动杆菌(B菌)是一种能在肠道定植且对人体健康无害的细菌。B菌可吸收环境中的DNA片段，并将其整合至自身基因组，该过程称为水平基因转移(HGT)。研究者改造B菌，借助其HGT捕获诱发结肠癌的突变K基因，以辅助诊断结肠癌。
为鉴定B菌捕获K基因的HGT能力，研究者制备两种转基因细胞。转基因结肠癌细胞(R1细胞)染色体上部分DNA序列和转基因B菌(B1菌)拟核上部分DNA序列如图1。当细菌细胞中两个DNA分子的两端具有同源序列时，可发生同源序列之间的片段互换。将B1菌与R1细胞裂解液混合一段时间，再把B1菌接种至含有卡那霉素或壮观霉素的平板上，根据菌落生成情况，确认其具有捕获K基因的HGT能力。
结肠癌细胞以及正常结肠细胞死亡后会将其DNA释放至肠腔中。为进一步获得能够区分突变K基因和正常K基因的B菌，需对其进行优化。B菌中天然存在用于防御噬菌体的CRISPR/Cas 系统。CRISPR/Cas 系统由 Cas 蛋白与 gRNA 构成，其工作原理如图2。目标DNA 被 Cas 蛋白切断后，会在细菌细胞中被降解。研究者利用这一机制，构建相关重组DNA并导入B菌，获得B2菌。B2菌仅在捕获突变K基因后才能在含有卡那霉素的平板上存活。
研究者对B菌的工程改造策略为检测突变基因提供了新的思路，未来可能会有广泛用途。
（1）图1中B1菌的HGT过程与减数分裂中的_____________过程机制相似，都属于基因重组。
（2）成功捕获K基因的B1菌在含卡那霉素或壮观霉素的平板上的菌落生成情况分别是_____________。
（3）对文中CRISPR/Cas系统的理解，正确的是_____________
A. CRISPR序列中的重复序列编码的RNA序列能与噬菌体DNA碱基互补配对
B. Cas蛋白能独立识别特定DNA序列并断开磷酸二酯键
C. B菌的不同菌株中CRISPR序列可能是有差异的
D. 利用人工改造后的CRISPR/Cas系统可实现对细胞内基因的编辑
（4）B2菌中重组DNA的设计方案如下图，已知TetR基因的表达产物可抑制P启动子的转录活性。请将选项的序号填入下图相应的方框中①_______；②_____；③______。
a.持续启动基因表达的强启动子 b.卡那霉素诱导型启动子
c.突变K基因 d. 正常K基因
e.壮观霉素抗性基因 f.卡那霉素抗性基因
【答案】（1）非姐妹染色单体交换片段
（2）有、无 （3）CD
（4）①. a ②. f ③. d
【分析】CRISPR/Cas基因编辑技术可简单准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割。
【详解】（1）据图1可知，两个不同DNA片段由于两端具有同源序列而发生了中间相应基因的互换，与减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体之间片段的互换类似，都属于基因重组。
（2）据图1可知，经过同源序列之间的片段互换后，B1菌中的DNA上含有了卡那霉素抗性基因，失去了壮观霉素抗性基因，因此成功捕获K基因的B1菌在含卡那霉素的培养基上能够生长，但在含壮观霉素的平板上不能生长，即成功捕获K基因的B1菌在含卡那霉素或壮观霉素的平板上的菌落生成情况分别是有和无。
（3）A、据图可知，CRISPR序列中的经加工后插入到细胞基因组的噬菌体DNA转录形成的RNA序列能与噬菌体DNA碱基互补配对，A错误；
B、Cas蛋白不能识别特定DNA序列，gRNA可识别特定的DNA序列，B错误；
C、B菌的不同菌株中CRISPR序列可能是有差异的，因此转录形成的gRNA可识别噬菌体不同的DNA序列从而实现从不同位点切割，C正确；
D、由于CRISPR/Cas系统中的gRNA可识别特定的DNA序列，而Cas蛋白可切割DNA，因此利用人工改造后的CRISPR/Cas系统可实现对细胞内基因的编辑，D正确。
故选CD。
（4）根据题意可知，构建的B2菌能捕获诱发结肠癌的突变K基因，并能在CRISPR/Cas系统的作用下对其特异性切割，因此③应为正常K基因，其转录的gRNA能特异性识别正常K基因的特定碱基序列，又知TetR基因的表达产物可抑制P启动子的转录活性，因此需要TetR基因持续表达，故①为持续启动基因表达的强启动子，结合题意B2菌仅在捕获突变K基因后才能在含有卡那霉素的平板上存活，可知②为卡那霉素抗性基因，故①②③依次为a、f、d。
20. 血浆胆固醇含量过高易诱发心脑血管疾病。血浆胆固醇有食物和肝细胞合成两个来源，当摄入胆固醇量增加时，肝细胞合成胆固醇量减少。H因子是由小肠细胞分泌的蛋白质类激素，研究者对H因子在血浆胆固醇含量调节中的作用机制进行了探索。
（1）H因子被分泌后，经_____________运输作用于靶细胞。
（2）以野生型小鼠(WT)和H因子基因敲除小鼠(KO)为材料，饲喂正常食物、高胆固醇食物，获得图1、图2所示结果。
①图1结果显示，摄入胆固醇量增加导致_____________，推测高胆固醇食物能促进H因子的分泌。
②由图1和图2可知，H因子能够_____________。
（3）饲喂高胆固醇食物后，KO小鼠肝脏胆固醇合成量高于WT小鼠，导致前者血浆胆固醇浓度较高，据此推测肝脏是H因子作用的靶器官，并开展图3所示实验寻找H因子受体。
①突变前的细胞与H因子和GST的结合能力分别为_____________。
②研究者对分出的两组细胞分别进行DNA测序，进行序列比对，从_____________中找到
编码H因子受体的基因——GPR146基因。
（4）GPR146蛋白是细胞膜上的一种受体蛋白，与特定信号分子结合后，促进胆固醇合成相关基因的表达。研究者推测H因子通过作用于GPR146蛋白实现对胆固醇合成的抑制。通过给不同组别小鼠饲喂高胆固醇食物，检测肝脏中的胆固醇浓度，证实了推测。请补全图4实验处理与实验结果_____________。
【答案】（1）体液 （2）①. 血浆H因子浓度增加 ②. 抑制高胆固醇食物引发的血浆胆固醇浓度升高
（3）①. 有、无 ②. 二者的差异序列（发荧光细胞彼此都相同，但不发荧光细胞与前者都不同的序列）
（4）
【分析】脂质分为脂肪、磷脂和固醇，固醇包括胆固醇、性激素和维生素D，与糖类相比，脂肪分子中的氢含量多，氧含量少，氧化分解时产生的能量多，因此是良好的储能物质，磷脂双分子层构成生物膜的基本骨架，固醇中的胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分，也参与脂质在血液中的运输。
【详解】（1）H因子被分泌后，经体液运输作用于靶细胞，H因子会随着体液传送运输到各个部位，但只在靶细胞起作用。
（2）①图1结果显示，摄入胆固醇量增加会导致血浆H因子浓度增加，据此可推测高胆固醇食物能促进H因子的分泌。
②图2结果显示，小鼠(KO)摄入高胆固醇食物后血浆中胆固醇比野生型小鼠更高，因而可推测H因子能够抑制高胆固醇食物引发的血浆胆固醇浓度升高。
（3）①题意显示，肝脏是H因子作用的靶器官，因此，突变前的细胞与H因子具有结合能力，而与GST没有结合能力。
②研究者对分出的两组细胞，即发荧光细胞和不发荧光细胞，这里的不发荧光细胞控制H表达的基因发生了基因突变，因而不能与GST-H融合蛋白结合，进而不能被抗GST抗体检测，因此对两类细胞的DNA分别进行DNA测序，进行序列比对，从二者的差异序列（或发荧光细胞彼此都相同，但不发荧光细胞与前者都不同的序列）中找到编码H因子受体的基因——GPR146基因。
（4）GPR146蛋白是细胞膜上的一种受体蛋白，与特定信号分子结合后，促进胆固醇合成相关基因的表达。研究者推测H因子通过作用于GPR146蛋白实现对胆固醇合成的抑制。即本实验的目的是验证H因子通过作用于GPR146蛋白实现对胆固醇合成的抑制，因此实验的自变量为是否含有GPR146蛋白，因变量为肝脏胆固醇浓度的变化，无关变量的控制应该是相同且适宜，即实验的操作应该为通过给不同组别小鼠饲喂高胆固醇食物，检测肝脏中的胆固醇浓度来实现，则实验设计中为了增强说服力，还需要增加转入空质粒的对照，相关的实验结果如下图：

21. 黄瓜(2n=14)的果实长度与产量密切相关。为探究从野生种向栽培种驯化过程中黄瓜果实长度增加的原因，研究者进行了以下工作。
（1）栽培品种甲果实长度约为22cm,野生品种乙果实长度约为6cm。甲乙杂交，F1果实长度约为9cm,F1自交，F2果实长度9cm、6cm和22cm的植株数量比为9：3：4，说明决定果实长度的基因在遗传中遵循_____________定律。
（2）F2自交，单株收获F2中果长9cm植株的种子，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系。所有株系中，有占比为_____________的株系各植株所结果实均为9cm左右，将这些植株命名为丙。
（3）单核苷酸多态性(SNP)是不同DNA分子上稳定的遗传标记。研究者对F2中部分6cm果个体和丙中部分个体进行SNP检测，发现2号染色体上SNP情况如图1。推测使果长由6cm增加为9cm的突变位点位于_____________之间的区域，进一步研究发现该突变基因为SF1基因。

（4）丙植株在果实早期发育阶段乙烯产量和乙烯合成关键酶ACS2的量均显著低于乙，乙烯有抑制细胞分裂的作用。SF1基因编码一种促进其他蛋白降解的酶。为研究SF1 蛋白能否与 ACS2 互作，研究者制备GST 蛋白、GST-野生型SF1蛋白、GST-突变型SF1蛋白，分别与磁珠偶联，再分别与表达MYC-ACS2融合蛋白的细胞裂解液混合温育，随后对混合液总蛋白和磁珠沉降后的蛋白沉淀进行电泳和抗体检测，结果如图2，表明野生型和突变型SF1蛋白都能与ACS2发生结合。请在图2中补充画出蛋白沉淀检测结果中其他泳道的条带_____________。

（5）进一步检测发现，与野生型相比，突变型SF1蛋白活性_____________，导致丙比乙果实长。导致栽培品种甲果实长度增加的另一个突变是ACS2基因突变。推测驯化过程中这两个突变哪个先发生，并说明理由_____________。
【答案】（1）自由组合
（2）1/9 （3）SNP2与SNP4
（4） （5）①. 较高 ②. SF1突变先发生。如果ACS2突变先发生，SF1突变不会引起性状改变，不能被人工选择。
【分析】基因自由组合定律：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的，在减数分裂过程中，同源染色体上等位基因分离的同时，位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【详解】（1）根据题意可知，甲果实长度约为22cm，野生品种乙果实长度约为6cm。甲乙杂交，F1果实长度约为9cm，F1自交，F2果实长度9cm、6cm和22cm的植株数量比为9∶3∶4，是9∶3∶3∶1的变式，因此可知决定果实长度的基因为两对独立遗传的基因，遵循自由组合定律。
（2）设控制果实长度的基因为A/a、B/b，A-bb为6cm，aaB-和aabb的长度为22cm，则A-B-的长度为9cm，A-B-中包括4AaBb、2AABb、2AaBB和1AABB，只有AABB自交后代不会发生性状分离，子代均为9cm，因此F2自交，单株收获F2中果长9cm植株的种子，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系。所有株系中，有占比为1/9的株系各植株所结果实均为9cm左右。
（3）F2中部分6cm果个体的基因型为A-bb，而丙的基因型为AABB，根据图1中F2的6cm长的个体不包含SNP2、SNP3、SNP4，而丙9cm长的个体均包含SNP2、SNP3、SNP4，因此可推测使果长由6cm增加为9cm的突变位点位于SNP2与SNP4之间的区域，进一步研究发现该突变基因为SF1基因。
（4）根据题意可知，野生型和突变型SF1蛋白都能与ACS2发生结合，因此野生型和突变型SF1蛋白分别与表达MYC-ACS2融合蛋白的细胞裂解液混合温育后，由于它们能够结合，因此在蛋白沉淀中应该能检测到MYC-ACS2融合蛋白以及与之结合的GST-野生型SF1蛋白或GST-突变型SF1蛋白，而GST 蛋白不能与MYC-ACS2融合蛋白结合，所以当只有GST蛋白与表达MYC-ACS2融合蛋白的细胞裂解液混合温育后，蛋白沉降中不会出现MYC-ACS2融合蛋白，根据抗MYC抗体与MYC蛋白特异性结合，抗GST抗体与GST蛋白特异性结合可知，蛋白沉淀检测结果中其他泳道的条带为 。
（5）根据题意，丙植株在果实早期发育阶段乙烯产量和乙烯合成关键酶ACS2的量均显著低于乙，而SF1基因编码一种促进其他蛋白降解的酶。说明与野生型相比，突变型SF1蛋白活性较高，进而促进了乙烯合成关键酶ACS2的分解，使乙烯合成减少，如果ACS2突变先发生，SF1突变不会引起性状改变，不能被人工选择，因此推测在驯化过程中导致栽培品种甲果实长度增加的SF1突变先发生。
杂交组合
F1
F2
普通，♀
普通，♂
油性，♀
油性，♂
普通，♀
普通，♂
油性，♀
油性，♂
普通蚕♀×油蚕♂
0
142
135
0
295
300
275
281
组别
葡萄糖消耗量（mml/L）
糖原合成量（mg/gprt）
正常细胞
11
0.9
胰岛素抵抗细胞
5
0.6
胰岛素抵抗细胞+miR 9抑制剂
13
0.75
处理方式
血氧饱和度（%）
血浆乳酸含量（mml/L）
平原对照环境体力负荷后
96.63
4.12
急进高原环境体力负荷后
74.38
6.69
HBO+急进高原环境体力负荷后
76.25
4.49
株系
光饱和点(μml·m-2.s-1)
光补偿点(μml·m-2.s-1)
CO2饱和点(μuml·ml-1)
CO2补偿点(μuml·ml-1)
最大净光合速率(μml·m-2.s-1)
野生型
1619
37.65
610.93
56.51
29.47
突变体
1873
56.84
890.14
51.66
45.96