重庆市西南大学附属中学2025届高三下学期二诊模拟考试生物试卷（Word版附解析）

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(满分:100 分;考试时间:75 分钟)
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、班级、考场/座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时，必须使用 2B 铅笔填涂；答非选择题时，必须使用 0.5 毫米的黑色签字笔书写；
必须在题号对应的答题区域内作答，超出答题区域书写无效；保持答卷清洁、完整。
3.考试结束后，将答题卡交回(试题卷学生留存，以备评讲)。
一、选择题(共有 15 个小题，每小题 3 分，共 45 分。每题有且只有一个正确选项)
1. 以洋葱为实验材料，下列相关结构或生理现象，在光学显微镜下不能观测到的是（ ）
A. 类囊体 B. 质壁分离 C. 细胞壁 D. 染色体缺失
【答案】A
【解析】
【分析】光学显微镜下可以观察到的结构有叶绿体、线粒体、液泡、染色体和细胞壁，光学显微镜下观察
到的结构属于显微结构；光学显微镜下不能够观察到核糖体、细胞膜、中心体、叶绿体和线粒体的内部结
构等，需要借助于电子显微镜，电子显微镜下观察到的结构属于亚显微结构。
【详解】A、类囊体是叶绿体内部的结构，非常微小，属于亚显微结构，在光学显微镜下无法观察到，需要
借助电子显微镜才能看到，A 符合题意；
B、洋葱鳞片叶外表皮细胞具有大液泡，在适宜浓度的外界溶液中，可发生质壁分离现象，在光学显微镜下
能够观察到，B 不符合题意；
C、洋葱细胞具有细胞壁，在光学显微镜下可以清晰地看到细胞壁的结构，C 不符合题意；
D、染色体缺失属于染色体结构变异，在光学显微镜下可以通过观察染色体的形态结构来检测到染色体缺失，
D 不符合题意。
故选 A。
2. 出芽酵母中的液泡是一种酸性细胞器，定位在液泡膜上的 ATP 水解酶(V-ATPase)可使液泡酸化。液泡酸
化消失是导致线粒体功能异常的原因之一，具体机制如图所示(Cys 为半胱氨酸，Fe-S 表示电子传递链中的
铁硫蛋白)。下列叙述正确的是（ ）
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A. 加入 ATP 水解酶抑制剂，不会影响 Cys 进入液泡
B. 正常情况下，液泡中 Cys 的浓度低于细胞质基质
C. 线粒体功能异常又会加剧液泡酸化消失
D. 液泡酸化消失将导致 O₂消耗减少，CO₂释放增加
【答案】C
【解析】
【分析】1、主动运输：逆浓度梯度的运输方式。需要消耗能量，需要有载体蛋白；
2、据图分析，液泡酸化消失导致细胞质基质中 Cys 的浓度增大，抑制 Fe 进入线粒体发挥作用，进而导致
线粒体功能异常，可使有氧呼吸受抑制。
【详解】A、由题意可知，定位在液泡膜上的 ATP 水解酶（V-ATPase）可使液泡酸化，且从图中可看出，
Cys 进入液泡需要借助液泡膜上的载体，同时与液泡内的 H+浓度有关，而 V-ATPase 水解 ATP 可维持液泡
内的 H+浓度梯度。加入 ATP 水解酶抑制剂，会抑制 V-ATPase 水解 ATP，从而影响液泡内 H+浓度梯度，进
而影响 Cys 进入液泡，A 错误；
B、正常情况下，Cys 进入液泡是逆浓度梯度运输（需要借助载体且与液泡内 H+浓度有关，类似主动运输），
说明液泡中 Cys 的浓度高于细胞质基质，B 错误；
C、从图中可以看到，线粒体功能异常时，释放出 Fe，Fe 会抑制 Cys 进入液泡，使得液泡内 Cys 浓度降低，
从而影响 V -ATPase 的功能，加剧液泡酸化消失，C 正确；
D、液泡酸化消失导致线粒体功能异常，线粒体是有氧呼吸的主要场所，线粒体功能异常会使有氧呼吸减弱，
O2 消耗减少，CO2 释放也减少，D 错误。
故选 C。
3. 我国科学家发现了一种细菌（R. palustris）在光下和黑暗中均能自养合成有机物。研究发现，在黑暗条件
下其与另一种胞外呼吸细菌（G. metallireducens）紧密结合形成团聚体并发生如图所示的生理过程，以下相
关分析中最合理的是（ ）
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A. G. metallireducens 呼吸作用的底物为葡萄糖
B. G. metallireducens 的 TCA 循环发生场所为线粒体基质
C. 图中所示代谢过程不会有 O₂生成与消耗
D. 两种细菌通过菌毛等连通结构以传递 NADH
【答案】D
【解析】
【分析】图示呈现的是 R. palustris 在黑暗条件下利用胞外呼吸细菌（G. metallireducens）提供的 NADH 用
于卡尔文循环合成有机物。
【详解】A、结合图示可知，G. metallireducens 呼吸作用的底物为乙酸，A 错误；
B、G. metallireducens 为胞外呼吸细菌，为原核生物，没有线粒体，B 错误；
C、图示为在黑暗条件下其与 G. metallireducens 紧密结合形成团聚体发生的生理过程，由于是黑暗条件故没
有氧气生成，但细胞存在呼吸作用，可能会有氧气的消耗，C 错误；
D、结合图示可知，R. palustris 需要 G. metallireducens 提供 NADH 参与卡尔文循环，因此两种细菌可能通
过菌毛等连通结构以传递 NADH，D 正确。
故选 D。
4. 血液运输 CO₂的形式有三种：①少量 CO₂直接溶解在血浆中(即血液中的 CO₂分压，即 PCO₂)，②部分 CO₂
与 O₂竞争结合血红蛋白 Hb 成为 HbCO₂，③大量 CO₂转化成 HCO₃-溶解于血浆中。如图为血液中 CO₂解离
曲线(纵坐标表示血液中三种 CO₂存在形式的总含量，横坐标表示 CO₂分压)。据此下列说法错误的是（ ）
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A. 红细胞对人体内环境 PCO₂的改变和酸碱平衡的维持起着重要作用
B. 骨骼肌处毛细血管静脉端 O₂含量低，有助于 Hb 与 CO₂结合，及时排出 CO₂
C. 血液流经肺部毛细血管时，O₂与 CO₂的交换使曲线发生上移，从点Ⅱ变为点 I
D. 人体发生酸中毒时，缓冲物质 HCO₃-结合 H⁺转化成 CO₂，曲线可能发生右移
【答案】C
【解析】
【分析】正常人的 pH 为 7.35-7.45。血浆的 pH 之所以能够保持稳定，与其中含有的 HCO3-、H2CO3 等物质
有关。
【详解】A、红细胞具有运输 O2 和 CO2 的作用，所以对人体内环境 PCO2 的改变起重要作用，此外在酸碱
平衡中起一定的缓冲作用，A 正确；
B、部分 CO2 与 O2 竞争结合血红蛋白 Hb 成为 HbCO2，骨骼肌处毛细血管静脉端 O2 含量低，有助于 Hb 与
CO2 结合，进而及时将 CO2 排出，B 正确；
C、当血液流经肺部毛细血管时，会进行 O2 和 CO2 的交换，使 CO2 浓度降低，PCO2 也降低，所以曲线会
发生下移，由点 I 变为点Ⅱ，C 错误；
D、人体发生酸中毒时，缓冲物质 HCO3-结合 H+转化成 CO2，导致 CO2 浓度上升，曲线可能发生右移，D
正确。
故选 C
5. 某种榕小蜂会进入榕果内产卵并专一性地帮助榕树传粉，另一种榕小蜂也会在榕果内产卵但不帮助其传
粉。两种榕小蜂的繁殖时间存在一定的重叠，若非传粉榕小蜂先进入榕果产卵，该榕果常常会脱落；若非
传粉榕小蜂在传粉榕小蜂之后或同期进入榕果产卵，榕果会分泌一些次生代谢物，导到这两种榕小蜂幼体
的发育均受到一定的抑制。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 榕树和传粉榕小蜂的互利共生关系是协同进化的结果
B. 榕果分泌的次生代谢物对榕小蜂而言属于化学信息
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C. 传粉榕小蜂与非传粉榕小蜂竞争可能会导致传粉榕小蜂的灭绝
D. 非传粉榕小蜂对传粉榕小蜂种群数量的制约强度与传粉榕小蜂的密度相关
【答案】C
【解析】
【分析】分析题意可知：榕树依靠传粉榕小蜂为之传粉，传粉榕小蜂在榕树榕果中产卵，为其幼体唯一的
栖息场所和食物来源，说明是互利共生关系；另外非传粉榕小蜂也将卵产在榕果内，说明传粉榕小蜂和非
传粉榕小蜂之间形成竞争关系。
【详解】A、榕树依靠传粉榕小蜂为之传粉，榕小蜂在榕树花序中产卵，以榕树花序为其幼体唯一栖息场所
和食物来源，说明它们之间互惠互利，是互利共生关系，榕树和传粉榕小蜂互利共生系统是协同进化结果，
A 正确；
B、化学信息是生物在生命活动中，产生了一些可以传递信息 化学物质，榕果分泌的次生代谢物对榕小蜂
而言属于化学信息，B 正确；
C、由题意可知，传粉榕小蜂与非传粉榕小蜂同期进入榕果时，次生代谢物会抑制两者的幼体发育，且榕树
依赖传粉蜂传粉，故传粉榕小蜂与非传粉榕小蜂竞争可能会使两者数量维持在相对稳定的水平而非导致传
粉榕小蜂的灭绝，C 错误；
D、非传粉蜂对传粉蜂的制约强度与传粉蜂的密度相关（如密度高时竞争加剧），属于密度制约因素，D 正
确。
故选 C。
6. 土壤桑树-家蚕系统(SMSS)可用于修复重金属污染的土壤。图中桑树对重金属元素生物富集系数(BCFs)指
的是某种重金属元素在桑树体内与土壤中含量的比值，图中分别表示了桑树和蚕对镉、铅的 BCFs 值，下列
说法错误的是（ ）
A. SMSS 治理的优点是环境污染小，重金属可以回收利用
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B. 据 BCFs 值推测铅比镉更容易在家蚕体内被分解或排出
C. 在 SMSS 系统中，定期清除蚕粪便可缓解重金属对土壤的污染
D. 镉和铅沿食物链传递过程中，其浓度在蚕幼虫中都增大
【答案】D
【解析】
【分析】生物富集即生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在有机体内浓度超
过环境浓度的现象。
【详解】A、在土壤桑树 - 家蚕系统（SMSS）中，重金属可以被桑树吸收富集，家蚕可以进一步利用桑树
等资源，最后重金属可以通过一定的技术手段从桑树、家蚕等生物体内回收利用，A 正确；
B、从图中可以看出，家蚕对镉的 BCFs 值大于对铅的 BCFs 值，这意味着镉在家蚕体内的相对含量比铅高，
即铅比镉更容易在家蚕体内被分解或排出，B 正确；
C、在 SMSS 系统中，蚕粪中含有从桑树等吸收的重金属，如果定期清除蚕粪，就可以减少重金属随着蚕
粪重新回到土壤中的量，从而缓解重金属对土壤的污染，C 正确；
D、题干中只给出了桑树和蚕对镉、铅的生物富集系数（BCFs），并没有给出镉和铅在食物链传递过程中
浓度变化的具体信息。 而且仅根据桑树和蚕的 BCFs 值不能确定镉和铅沿食物链传递过程中其浓度在蚕幼
虫中都增大，因为没有足够的数据支持其在整个传递过程中的浓度变化情况，D 错误。
故选 D。
7. 生物兴趣小组在密封容器的两侧放置完全相同的植株 A、B，A 植株左上角有适宜光源，B 植株无光源，
中间用挡板隔开(挡板既能遮光又能隔绝气体交换)(如图甲)。然后在适宜条件下培养，一段时间后，撤去挡
板继续培养，测定培养过程 A 植株的光合速率与呼吸速率，得到曲线 LI。不考虑温度、水分等因素的影响，
下列说法错误的是（ ）
A. a 点对应的时刻为测定的起始时刻
B. ab 段限制光合速率的因素为 CO₂浓度
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C. 挡板打开时 A 植株光合速率大于呼吸速率
D. c 点时 A 植株光合速率大于 B 植株
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图：图甲中，密封容器两侧放置相同植株 A、B ，A 植株左上角有适宜光源，B 植株无光
源，中间有既能遮光又能隔绝气体交换的挡板，这意味着 A 植株可进行光合作用，B 植株在挡板未撤去时
因无光照基本不进行光合作用。 图乙展示的是 A 植株的光合速率与呼吸速率随时间变化曲线。a 点开始
有数据记录，a 点之前无相关测定操作。ab 段，A 植株在密封容器中随光合作用进行，容器内二氧化碳浓度
下降 ，之后曲线变化反映着 A 植株光合与呼吸速率随条件改变的情况，如挡板打开后光合速率曲线与呼吸
速率曲线的位置关系，能体现两者大小关系。
【详解】A、观察图乙，a 点之前没有对 A 植株的光合速率与呼吸速率进行测定相关操作，所以 a 点对应的
时刻为测定的起始时刻，A 正确；
B、在 ab 段，A 植株处于密封容器且左侧有适宜光源，随着光合作用进行，容器内 CO2 浓度逐渐降低，此
时限制光合速率的因素为 CO2 浓度，B 正确；
C、挡板打开前，随着容器内 CO2 浓度逐渐降低，A 植株光合速率逐渐降低，在撤去挡板（即 b 点）后，
光合速率又逐渐上升，说明挡板打开时 A 植株光合速率等于呼吸速率，C 错误；
D、 挡板打开后，B 植株有光照，但因为距离远，光照强度小于 A 植株，所以 c 点时 A 植株光合速率大
于 B 植株，D 正确。
故选 C。
8. 若某动物（2n=4）的基因型为 BbXDY，其精巢中有甲、乙两个处于不同分裂时期的细胞，如图所示。不
考虑基因突变和交叉互换，据图分析，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 甲细胞中，同源染色体分离、染色体数目减半
B. 乙细胞中，有 4 对同源染色体、4 个染色体组
C. XD 与 b 的分离可在甲细胞中发生，B 与 B 的分离可在甲乙细胞中发生
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D. 甲细胞产生的精细胞中基因型为 bY 的占 1/2，乙细胞产生的子细胞基因型相同
【答案】B
【解析】
【分析】图甲细胞同源染色体分离，非同源染色体自由组合，处于减数第一次分裂后期；图乙细胞着丝粒
分裂，染 色体均分到细胞两极，含有同源染色体，处于有丝分裂后期。
【详解】A、甲细胞表示减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，甲细胞中染色体
数目不变，A 错误；
B、乙细胞表示有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，染色体组数加倍，乙细胞中，有 4 对同源染
色体、4 个染色体组，B 正确；
C、甲细胞表示减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，XD 与 b 的分离可在甲细
胞中发生；B 与 B 的分离发生在乙细胞而不在甲细胞，C 错误；
D、甲细胞产生的精细胞中基因型可能为 bY、BXD 或 BY、bXD，可见甲细胞产生的精细胞中基因型为 bY
的占 1/2 或 0，乙细胞产生的子细胞基因型相同，D 错误。
故选 B。
9. 人体心室肌细胞内 K⁺浓度高于胞外， 浓度低于胞外。心室肌细胞静息电位和动作电位的产生（如
图），主要与 和 的流动有关。图中 0 期为去极化，2 期出现主要依赖 K⁺和 的流动。下列相
关叙述不合理的是（ ）
A. 2 期的形成可能是 外流和 K⁺内流所致
B. 去极化过程依赖于 快速内流，其运输方式为协助扩散
C. 1、2、3 期过程中可能出现 K⁺通道打开 通道关闭的状况
D. 4 期可能会出现 运出和 K⁺运入以维持细胞内外 、K⁺平衡
【答案】A
【解析】
【分析】1、心肌细胞动作电位最为主要的特征一般是复极化的时间可能会比较长一点，而且这个过程是由
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极化过程和复极化过程组成的。2、分析题图可知心肌细胞动作电位产生过程分为 0 期（去极化过程），1、
2、3 期（复极化过程），4 期（静息电位恢复过程）。
【详解】A、2 期的形成可能是 Ca2+ 内流和 K+外流所致，A 错误；
B、0 期为去极化，此时细胞膜对 Na+的通透性增大，Na+快速内流，其运输方式为协助扩散，使膜电位迅速
去极化，因此 0 期的产生依赖于 Na+快速内流，B 正确；
C、0 期为去极化，0 期的产生依赖于 Na+快速内流，1、2、3 期过程中可能出现 K+通道打开 Na+通道关闭
的状况，C 正确；
D、4 期可能会出现 Na+运出和 K+运入以维持细胞内外 Na+、K+平衡，该过程依赖于钠-钾泵，D 正确。
故选 A。
10. 生殖价是一个用来描述某年龄雌体能对未来种群增长所做的平均贡献的参数。x 龄个体的生殖价(Vₓ)为
该个体即将生产的后代数量(当前繁殖输出)与以后的生命过程中预期生产的后代数量(未来繁殖输出)之和。
图为体型不同的小天蓝绣球植株(分为大型和小型)的生殖价随年龄的变化。据图可知，以下推论错误的是
（ ）
A. 小于 60d 的个体生殖价低可能因为其存活率低
B. 200~300d 的个体随日龄增大，繁殖力增强
C. 推测大型个体在种内竞争中将占据优势
D. 保护濒危物种时，应优先保护低生殖价的年龄组
【答案】D
【解析】
【分析】分析图示可知，大型小天蓝绣球植株的生殖价在 300 天左右达到最高值；小于 300 天时，随着年
龄的增大，生殖价增大；大于 300 天时，随着年龄的增大，生殖价减小，约 350 天以后，生殖价降为 0。小
型小天蓝绣球植株的生殖价低于大型小天蓝绣球植株。
【详解】A、x 龄小天蓝绣球植株的生殖价(Vₓ)为该植株即将生产的后代数量(当前繁殖输出)与以后的生命过
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程中预期生产的后代数量(未来繁殖输出)之和；小于 60d 的个体，当前繁殖输出值几乎为零，但他们的未来
繁殖输出值较高，若存活率为百分之百，也会有较高的生殖价，反之，小于 60d 的个体生殖价低可能因为
其存活率低，A 正确；
B、生殖价为该植株当前繁殖输出与未来繁殖输出之和，200~300 天的个体随日龄增大，未来繁殖输出降低，
而两种小天蓝绣球植株的生殖价在 200~250 天日龄相对稳定，250~300 天时，有所增加。这说明两种小天蓝
绣球植株在 200~300 天日龄的当前繁殖输出持续增加，繁殖力增强，B 正确；
C、小型小天蓝绣球植株的生殖价低于大型小天蓝绣球植株，推测大型个体在种内竞争中将占据优势，C 正
确；
D、生殖价是一个用来描述某年龄雌体能对未来种群增长所做的平均贡献的参数，保护濒危物种时，应优先
保护高生殖价的年龄组，D 错误。
故选 D
11. 油菜素内酯（BL）被称为第六类植物激素，能促进芽、叶细胞的扩展和分裂，促进花粉管生长、种子
萌发等。盐胁迫会抑制玉米种子的萌发，科学家为此研究了外源油菜素内酯对盐胁迫下玉米种子萌发的影
响，结果如图 1 所示。为探究光照、油菜素内酯在根生长中的作用，研究人员分别设置光照和黑暗、BL 和
蒸馏水处理组，观察、统计水稻根的不对称生长情况，结果如图 2。以下相关推测合理的是（ ）
A. 第 1 组为空白对照组，第 2~6 组是不同浓度 NaCl 胁迫下进行的实验组
B. 由图 1 可知，BL 对盐胁迫下的种子萌发具有低浓度促进高浓度抑制的效果
C. 图 2 中实验组的处理是光照+蒸馏水，光照促进不对称生长可导致根的负向光性
D. 由图 2 可知光照和 BL 均能促进水稻根不对称生长，光照促进作用强于 BL
【答案】C
【解析】
【分析】1、植物激素是由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的
微量有机物。
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【详解】A、实验目的是研究了外源油菜素内酯对盐胁迫下玉米种子萌发的影响，因此所有组均应在盐胁迫
条件下进行。第 1 组应为盐胁迫但未加 BL 的对照组，第 2~6 组为盐胁迫下不同浓度 BL 处理的实验组，A
不符合题意；
B、图 1 显示在盐胁迫下，随着 BL 浓度增加，种子萌发率先上升后下降，但是不能说明 BL 对盐胁迫下的
种子萌发具有低浓度促进高浓度抑制的效果，B 不符合题意；
C、根具有背光生长性，若实验组为光照+蒸馏水处理，与黑暗＋蒸馏水相比，其不对称生长由光照引起，
导致根背光生长，符合负向光性特征，C 符合题意；
D、由图 2 可知，光照＋BL 组与黑暗＋光照组相比，在培养 5 天后，两组的不对称生长率相同，因此无法
确认光照与 BL 的效应强度关系，D 不符合题意。
故选 C。
12. 生活型是生物对外界环境适应的外部表现形式，同一生活型的生物体形态相似，且在适应特点上也相似。
生态学上常以陆生植物越冬时休眠芽的位置高低划分植物的生活型，休眠芽距离地表越近、越能度过寒冷
的季节。科研人员对四个群落中不同生活型植物进行调查并统计所占比例(%)，结果如下表(注：一年生草本
以种子越冬)。下列说法错误的是（ ）
群落 高位芽植物 地上芽植物 地面芽植物 地下芽植物 一年生植物
① 68.5 15.4 12.0 0 4.1
② 25.4 4.4 39.6 26.4 3.2
③ 0 7.6 57.2 35.2 0
④ 38.9 5.0 42.1 6.7 7.3
A. 不同植物表现出同一种生活型是它们对相同环境进行适应的结果
B. 陆生群落的垂直分层现象是不同生活型植物在空间垂直分布的结果
C. 分布在同一区域内的生活型相同的不同种植物占据着相同的生态位
D. 表中四种群落，①最可能为热带雨林群落，③所在地区可能有较为漫长的冬季
【答案】C
【解析】
【分析】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。
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2、研究某种植物的生态位，通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及它
与其他物种的关系等。
3、在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构。群落的空间结构包括垂
直结构和水平结构等。
【详解】A、不同植物表现出同一种生活型，是因为它们生活在相似的环境条件下，为了更好地适应环境，
进化出了相似的外部形态和适应特点，A 正确；
B、由题意可知，陆生群落的垂直分层现象说明了植物对不同环境适应的结果，即是不同生活型植物在空间
垂直排列的结果，B 正确；
C、生活型相同的不同种植物在形态和某些适应特点上相似，但它们在资源利用、与其他物种的相互关系等
方面可能存在差异。 例如不同的一年生草本植物，它们对光照、水分、养分等资源的利用时间和程度可能
不同，所以分布在同一区域内的生活型相同的不同种植物不一定占据着相同的生态位，C 错误；
D、热带雨林群落的特点是全年高温多雨，高位芽植物占比较大，因为在这种环境中不需要植物有很好的
抗寒等适应低温的特征，高位芽植物可以更好地生长。 表中①群落高位芽植物占 68.5%，比例最高，所以
①最可能为热带雨林群落。 ③群落中地下芽植物占 35.2%，比例较高，地下芽植物通常适应寒冷或有其他
不良环境（如土壤覆盖等），说明该地区可能有较为漫长的冬季，需要植物有较好的抗寒等适应机制，所以
③所在地区可能有较为漫长的冬季，D 正确。
故选 C。
13. 铁蛋白能储存细胞中多余的 Fe³⁺，其在细胞中的合成量受到细胞中游离 Fe³⁺的影响，在铁调节蛋白、铁
蛋白 mRNA 上的铁应答元件等共同作用下，实现翻译水平上的精细调控，机制如图所示。下列相关叙述正
确的是（ ）
A. Fe³⁺与铁调节蛋白结合导致其完全失活而脱离铁应答元件
B. 当细胞中游离的 Fe³⁺浓度升高时，铁蛋白表达量降低
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C. 铁蛋白基因中的碱基数量是铁蛋白中氨基酸数量的 6 倍
D. 铁蛋白基因中决定“ ”的模板链碱基序列为 3'—CCACTGACC—5'
【答案】D
【解析】
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质，
所有已知的生命，都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由 RNA 聚合酶进行，以 DNA 为模板，
产物为 RNA。RNA 聚合酶沿着一段 DNA 移动，留下新合成的 RNA 链。翻译是以 mRNA 为模板合成蛋白
质的过程，场所在核糖体。
【详解】A、Fe3+与铁调节蛋白结合导致其不能与铁应答元件结合而脱离铁应答元件，受细胞中铁离子浓度
的影响，铁调节蛋白并未失活，A 错误；
B、当铁调节蛋白与铁应答元件结合时，铁蛋白 mRNA 无法被翻译，当细胞中游离的 Fe3+浓度升高时，铁
调节蛋白脱离铁应答元件，核糖体与铁蛋白的 mRNA 结合，使铁蛋白表达量上升，B 错误；
C、由于转录后 RNA 存在剪切和加工，mRNA 上三个碱基对应一种氨基酸，因此铁蛋白基因中的碱基数量
大于铁蛋白中氨基酸数量的 6 倍，C 错误；
D、翻译从 mRNA 的 5，端→3，端，mRNA 上三个相连的核苷酸为一个密码子，因此
“ ”对应的 mRNA 中的序列为 5，-GGUGACUGG-3，，模板链碱基序列，3
'-CCACTGACC-5'，D 正确。
故选 D。
14. 有研究者利用捐献的人类胚胎，在体外构建了人类胚胎甲状腺类器官(hFTO)培养系统，如图所示。在体
外培养体系中通过激活 cAMP 信号可诱导 hFTO 成熟为具有甲状腺激素分泌能力的 hMTO，从而模拟甲状
腺的关键发育事件。下列叙述错误的是（ ）
A. 可利用机械方法将胚胎甲状腺组织分散成单个细胞进行培养
B. 甲状腺细胞应置于 95%O₂和 5%CO₂的混合气体环境中培养
C. hMTO 与 hFTO 相比,细胞中的 RNA 和蛋白质发生改变
D. 甲状腺类器官的培养过程中没有体现细胞的全能性
【答案】B
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【解析】
【分析】1、动物细胞培养的概念：从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养
条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。
2、动物细胞培养的条件：（1）培养基中应含有细胞所需要的各种营养物质，如糖类、氨基酸、无机盐、维
生素等，由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，因此通常需要加入血清等一些天然成分；（2）
无菌、无毒的环境；（3）适宜的温度、pH 和渗透压；（4）气体环境：95%的空气+5%的 CO2。
【详解】A、可利用机械方法将胚胎甲状腺组织分散成单个细胞进行培养，A 正确；
B、甲状腺细胞应置于 95%空气和 5%CO₂的混合气体环境中培养，B 错误；
C、激活 cAMP 信号可诱导 hFTO 成熟为具有甲状腺激素分泌能力的 hMTO，hMTO 与 hFTO 相比，细胞中
的 RNA 和蛋白质发生改变，遗传物质未改变，C 正确；
D、细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，甲状腺类器官的培养过程中没有
体现细胞的全能性，D 正确。
故选 B。
15. 神经性耳聋、腓骨肌萎缩症是两种单基因遗传病，分别由 B/b 和 D/d 基因控制。图甲为某家族的遗传系
谱图，其中死亡个体的性状未知，经检测Ⅳ₂₁不携带两种病的致病基因。为确定腓骨肌萎缩症基因在染色体
上的分布，科研人员对Ⅲ₁₂、Ⅲ₁₃个体含相关基因的 DNA 片段扩增后用某种限制酶处理，并进行电泳分析，
结果如图乙。不考虑变异的情况下，下列说法正确的是（ ）
A. 神经性耳聋的遗传方式为致病基因在 XY 染色体同源区段的隐性遗传
B. Ⅳ₁₉的致病基因来自Ⅱ₄和Ⅱ₅
C. Ⅲ₁₃的基因型为 BbXDXd 或 BBXDXd
D. V₂₂与 V₂₃婚配，他们后代中出现女孩不患病的概率是 7/32
【答案】C
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【解析】
【分析】据图分析Ⅲ9 和Ⅲ10 不患神经性耳聋，而生下一患耳聋女孩Ⅳ16，说明神经性耳聋为常染色体隐性
遗传病。Ⅳ20 和Ⅳ21 生下一患病女孩，而且Ⅳ21 不携带致病基因，说明腓骨肌萎缩症为显性病；再通过电泳
结果比较Ⅲ12 和Ⅲ13 比较男女患者致病基因型不同，说明致病基因应在 X 染色体上，如果在常染色体上Ⅲ12
和Ⅲ13 电泳结果应该相同，所以腓骨肌萎缩症为伴 X 染色体显性遗传病。
【详解】A、Ⅲ9 和Ⅲ10 不患神经性耳聋，而生下一患耳聋女孩Ⅳ16，说明神经性耳聋为常染色体隐性遗传病，
若神经性耳聋的遗传方式为致病基因在 XY 染色体同源区段的隐性遗传，Ⅳ16 的致病基因分别来自父亲和母
亲，则父亲的 Y 染色体上含有显性的正常基因，所生的儿子都应该是正常的，但Ⅳ19 患该病，说明致病基因
不可能在 XY 染色体同源区段的隐性遗传，A 错误；
B、Ⅳ19 患神经性耳聋，相关基因型为 bb，其致病基因来自Ⅲ9 和Ⅲ10 各一个，自Ⅲ9 致病基因来自Ⅱ3 或Ⅱ4
，Ⅲ10 致病基因来自Ⅱ5 或Ⅱ6，B 错误；
C、Ⅳ20 和Ⅳ21 生下一患病女孩，而且Ⅳ21 不携带致病基因，说明腓骨肌萎缩症为显性病；再通过电泳结果
比较Ⅲ12 和Ⅲ13 比较男女患者致病基因型不同，说明致病基因应在 X 染色体上，如果在常染色体上Ⅲ12 和Ⅲ13
电泳结果应该相同，所以腓骨肌萎缩症为伴 X 染色体显性遗传病，因此Ⅱ5 和Ⅱ6 有关腓骨肌萎缩症的基因
型是 XDXd、XdY，所以Ⅲ13 的基因型是 XDXd，因为Ⅳ18 两病皆患，所以Ⅲ10 耳聋相关基因为 Bb，Ⅱ5 和Ⅱ6
中携带耳聋致病基因，所以Ⅲ13 有关耳聋的基因型可能是 BB 或 Bb，所以Ⅲ13 的基因型为 BbXDXd 或 BBXDXd，
C 正确；
D、由图可知，V22 的基因型为 BbXdY，V23 的基因型为 1/2BBXDXd，1/2BbXDXd，所以他们后代中出现女
孩不患病的概率=7/8（不患神经性耳聋概率）×1/2（女孩不患腓骨肌萎缩症的概率）=7/16，D 错误。
故选 C。
二、非选择题(本题共 5 个小题，共 55 分)
16. “毛骨悚然”意思是毛发竖起，脊梁发冷，其背后的生理原因是交感神经系统在恐惧或压力时被激活后，
支配战斗或逃跑时的应激反应。“忧心忡忡，脱发连鬓”形容焦虑让头发脱落变多，鬓角变白。科研证明：
长期紧张焦虑会引起皮质醇（激素）分泌过多，影响毛囊干细胞分化，从而发量下降。下图显示了人体内
上述现象的部分调控途径。
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（1）神经元 N1 属于________（填器官名称）的细胞，其分泌的激素Ⅰ弥散在全身体液中，_______（填
“定向”或“不定向”）作用于垂体。推测皮质醇________（填“促进”或“抑制”）毛囊干细胞分化，
这是“忧心脱发”的由来。
（2）在①~④处信息传递的过程中，信息传递物质________（填“都”或“不都”）经过体液传递，其调
节生理过程的现象________（填“能”或“不能”）均叫做体液调节。
（3）惊吓中的人神经元 N3 通过__________导致汗毛竖起。
（4）新生毛发为白色可能和黑色素合成缺陷、黑素生成细胞不足、黑素干细胞分裂能力无法维持有关。研
究人员对黑素细胞谱系进行了研究，在毛发的早期生长阶段，黑素干细胞和黑素生成细胞同时存在。给小
鼠注射了树脂毒素（通过痛觉诱导压力产生）后，研究人员发现，许多毛囊中的黑素干细胞迅速增殖分化，
但 5 天后完全消失，已经分化的黑素生成细胞则没有影响，还能继续产生黑色素。在压力应激下，人和小
鼠都会有压力激素皮质醇和去甲肾上腺素的升高，研究人员去除肾上腺后，压力刺激下小鼠依然产生大量
白毛；但当他们去掉了黑素干细胞上的去甲肾上腺素受体，再给小鼠注射树脂毒素时，小鼠就不会产生白
毛。结合题干和上述材料，试推测“焦虑白头”的原因___________________________。
【答案】（1） ①. 下丘脑 ②. 定向 ③. 抑制
（2） ①. 都 ②. 能 （3）使立毛肌收缩
（4）压力激素皮质醇和去甲肾上腺素的升高，抑制黑素干细胞分裂，黑素生成细胞不足，黑色素合成缺陷，
导致白头
【解析】
【分析】体液调节是指细胞产生某些化学物质（激素、组织胺、CO2、H+等），通过体液（血浆、组织液、
淋巴等）的传送对机体的新陈代谢、生长、发育、生殖等生理功能进行调节。以激素调节为主。作用一般
比较缓慢，广泛而持久。
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【小问 1 详解】
神经元 N1 分泌的物质经过体液运输作用于垂体，因此神经元 N1 属于下丘脑的细胞；激素Ⅰ与垂体上的受
体结合发挥作用，为定向作用；长期紧张焦虑会引起皮质醇（激素）分泌过多，抑制毛囊干细胞分化，使
发量下降。
【小问 2 详解】
①~④处均为组织液，属于体液，信息传递物质都经过体液传递；机体产生的物质经过体液的运输发挥调节
作用均属于体液调节。
【小问 3 详解】
惊吓中的人神经元 N3 通过释放兴奋性神经递质而使立毛肌收缩，导致汗毛竖起。
【小问 4 详解】
在压力应激下，压力激素皮质醇和去甲肾上腺素的升高，压力激素皮质醇、去甲肾上腺素与受体结合，抑
制黑素干细胞分裂，黑素生成细胞不足，黑色素合成缺陷，导致白头。
17. L-天冬酰胺酶（L-ASNase）是一种微生物产生的酰胺基水解酶，可催化天冬酰胺水解为天冬氨酸和氨，
其中氨可与奈斯勒试剂反应呈棕色。L-ASNase 具有抗肿瘤活性，已用于治疗淋巴系统的恶性肿瘤。科研人
员用重组菌发酵制备了 L-ASNase 粗酶液，现欲测定其生理状态下的酶活性，进行了如下实验，回答下列
问题：
①取适量 L-天冬酰胺与 pH=7.3 的缓冲液混合制备得到 10mL 反应液；
②向反应液中加入 1ml L-ASNase 粗酶液,然后在 37 ℃水浴下保温 10 min;
③反应体系中加入三氯乙酸终止反应；
④将反应体系与奈斯勒试剂反应，检测棕色深度来确定产物的生成量。
（1）免疫系统对肿瘤细胞的杀灭体现了免疫系统的__________功能，其造成肿瘤细胞死亡的方式为
__________。
（2）步骤①中使用 pH=7.3 的缓冲液的目的是________________；实验操作过程中存在 1 处错误，请指出
并修正_______________。
（3）本实验中没有设置对照组，如若设置，若对照组与实验组的区别仅仅是三氯乙酸的加入时间不同，则
对照组的加入时间是__________。
（4）人体正常细胞能合成 L-天冬酰胺供自身使用，淋巴瘤细胞则不能合成 L-天冬酰胺。为了验证 L-ASNase
对淋巴瘤细胞的抑制作用，某小组设计了如下实验：
对照组：完全细胞培养液（含细胞所需的各种物质）+L-ASNase+淋巴细胞；
实验组：完全细胞培养液+L-ASNase+淋巴瘤细胞；
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适宜条件下培养后，观察细胞生长增殖状态，并检测细胞内和培养液中 L-天冬酰胺含量；预期实验结果为：
对照组培养液和细胞内 L-天冬酰胺含量分别表现为________（填“缺乏”或“正常”），细胞正常生长增殖；
实验组培养液和细胞内 L-天冬酰胺含量分别表现为________（填“缺乏”或“正常”），细胞不能正常生长
增殖。
【答案】（1） ①. 监视 ②. 细胞凋亡
（2） ①. 维持反应液的 pH 相对稳定 ②. 应将底物与酶分别保温在 37℃后再混合 （3）在 37℃
保温前
（4） ①. 正常、正常 ②. 缺乏、缺乏
【解析】
【分析】酶的特性与功能： 酶是生物催化剂，能够加速化学反应速率，但不改变反应的平衡点。 L-天冬
酰胺酶（L-ASNase）是一种酰胺基水解酶，能够催化天冬酰胺脱氨基生成天冬氨酸和氨。细胞培养与实验
设计： 细胞培养是研究细胞生长、增殖和代谢的重要技术。 实验设计中需要设置对照组和实验组，对照
组通常不加入实验变量（如 L-ASNase），以比较实验组与对照组的差异。 通过检测细胞内和培养液中 L-天
冬酰胺的含量，可以验证 L-ASNase 对淋巴瘤细胞生长增殖的抑制作用。
【小问 1 详解】
免疫监视：指机体识别和清除突变的细胞，防止肿瘤发生的功能，免疫系统对肿瘤细胞的杀灭体现了免疫
系统的监视功能；其造成肿瘤细胞死亡的方式为细胞凋亡，是受基因控制的主动的死亡过程。
【小问 2 详解】
缓冲液的作用是维持酶发挥作用所需的适宜 pH，确保酶在最适 pH 条件下发挥其催化活性；实验操作过程
中应将酶和底物分别在 37℃保温，然后再混合，以确保反应时的温度在 37℃。
【小问 3 详解】
三氯乙酸是一种强酸，能够迅速使酶变性，从而达到终止酶促反应的目的，在酶活性测定中，通常需要在
特定时间点终止反应，以便准确测定反应产物的量。对照组应在 37℃保温前（反应开始前）时加入三氯乙
酸，以确保没有酶反应发生，从而作为空白对照。
【小问 4 详解】
实验的目的是验证 L-ASNase 对淋巴瘤细胞的生长增殖具有抑制作用。因此对照组应设计为： 培养液+
L-ASNase+正常淋巴细胞。 预期实验结果为：对照组培养液和细胞内 L-天冬酰胺含量分别表现为；正常、
正常， 细胞能正常生长增殖；实验组培养液和细胞内 L-天冬酰胺含量分别表现为缺乏、缺乏，细胞不能正
常生长增殖，这是因为 L-ASNase 催化 L-天冬酰胺分解，导致淋巴瘤细胞缺乏 L-天冬酰胺，抑制其生长增
殖。
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18. 中国科研团队发现 AspRS 基因缺失会影响叶绿体核糖体的形成，同时活性氧会积累，导致光合膜系统
的破坏。此外，叶绿体活性氧积累可进一步影响核基因表达，导致部分光呼吸酶含量下降，从而影响植物
的光合作用。
注：植物在强光、高氧浓度时，叶肉细胞中 O2 与 CO2 竞争性结合 C5,在 Rubisc 酶(可催化 CO2 固定)的作用
下，O2 与 C5 结合后经一系列反应生成 C3 并释放 CO2，这种反应称为光呼吸。已知光呼吸中间产物的积累
会降低叶绿素的合成。
（1）观察上图野生型和 AspRS 缺失突变体的叶绿体，其区别在于_____________。
（2）根据题干信息，推测 AspRS 缺失导致叶绿体光合产物积累减少的原因是____________。
（3）如下图，研究人员将野生型植株和 AspRS 缺失突变体置于 CO2 浓度更高(0.3%)的环境中，发现突变体
叶绿素的含量___________。以下关于突变体叶绿素含量变化的解释，合理的是___________。
A.高浓度 CO2 直接促进了叶绿素的合成，从而改善了叶片的颜色
B.高浓度 CO2 抑制了光呼吸过程，减少光呼吸中间产物的积累，从而缓解突变体的表型
C.高浓度 CO2 通过促进 AspRS 基因的表达，恢复叶绿体蛋白的合成，从而改善光合作用
D.高浓度 CO2 增加了植物对光照的吸收效率，从而促进了光合作用
（4）研究人员在 AspRS 缺失植株中施加可消除活性氧的抗氧化剂，预测施加抗氧化剂后，光呼吸酶含量
会___________，进一步检测发现该植株的光合速率增大，推测原因是_________________。
【答案】（1）与野生型相比，突变体中叶绿体较小，结构异常
（2）AspRS 缺失突变体光合膜系统被破坏，光反应速率降低，同时和暗反应相关的酶合成也会受到影响，
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最终导致光合速率降低，有机物合成减少
（3） ①. 上升 ②. B
（4） ①. 上升 ②. 活性氧减少缓解光合膜系统损伤，同时光呼吸酶活性恢复促进 C3 化合物再生，
提高暗反应效率
【解析】
【分析】植物的 Rubisc 酶具有两方面的作用：当 CO2 浓度较高时，该酶催化 C5 与 CO2 反应，生成 C3，
C3 在 ATP 和 NADPH 的作用下完成光合作用；当 O2 浓度较高时，该酶催化 C5 与 O2 反应，产物经一系列
变化后到线粒体中会产生 CO2，这种植物在光下吸收 O2 产生 CO2 的现象称为光呼吸。
【小问 1 详解】
观察上图野生型和 AspRS 缺失突变体的叶绿体，突变体中叶绿体较小，结构异常。
【小问 2 详解】
现 AspRS 基因缺失会影响叶绿体核糖体的形成，同时活性氧会积累，导致光合膜系统的破坏，从而导致光
反应速率降低，同时 AspRS 基因缺失导致部分暗反应相关酶含量下降，最终导致光合速率降低，有机物合
成减少。
【小问 3 详解】
由图可知，AspRS 缺失突变体置于 CO2 浓度更高(0.3%)的环境中，发现突变体叶绿素的含升高。
AB、高浓度 CO2 直接促进了叶绿素的合成或者高浓度 CO2 抑制了光呼吸过程，那么野生型叶绿素含量也应
上升，AB 错误；
C、只有突变型叶绿素上升，野生型未上升，推测高浓度 CO2 通过促进 AspRS 基因的表达，恢复叶绿体蛋
白的合成，从而改善光合作用，C 正确；
D、高浓度 CO2 增加植物对光照的吸收效率，不会使叶绿素升高，D 错误。
故选 C。
【小问 4 详解】
AspRS 基因缺失导致活性氧积累，部分光呼吸酶含量下降，施加可消除活性氧的抗氧化剂，光呼吸酶含量
会升高。该植株光合速率增大的原因是，一、活性氧积累降低光合膜系统的破坏程度恢复，光合速率增强；
二、施加可消除活性氧的抗氧化剂，光呼吸酶含量会升高促进 C3 化合物再生，提高暗反应效率。
19. (11 分)某湿地生态系统因工业废水排放导致土壤酸化，微生物群落结构发生显著变化。研究人员发现，
分解纤维素的细菌数量减少，而产甲烷菌数量增加，导致植物凋落物分解速率下降。
（1）土壤酸化会减缓植物凋落物的分解速率，可能会影响土壤生态系统的_________功能。该湿地群落的
外貌和结构会随每年不同时节阳光、温度和水分的变化发生规律性改变，体现群落的_________特点。
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（2）如图，是碳循环的部分示意图：
图中缺失的碳循环环节是_____________________________。
（3）研究人员在某湿地生态系统中设置了对照区和酸化区，测定了两区域中微生物群落的变化及其对碳循
环的影响。实验结果如下表：
微生物类群 对照区 酸化区
纤维素分解菌 30% 10%
产甲烧菌 5% 25%
硝化细菌 15% 5%
其他微生物 50% 60%
表 1
气体种类 对照区 酸化区
CO₂ 120 80
CH4 10 50
表 2
表 1：对照区和酸化区微生物群落组成(单位：相对丰度%)
表 2：对照区和酸化区 CO₂和 CH₄释放量(单位：mg/m2⋅h
结合表 1 和表 2，解释酸化区 CO₂释放量下降而 CH₄释放量升高的原因：__________。
（4）研究者对该酸化湿地进行了技术修复，增加了土壤肥力，并分析了植物与土壤肥力的相关性，结果如
图。
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①图中结果表明，_________与土壤肥力无显著相关性。
②请将下列选项排序，以解释植物和微生物对土壤肥力的影响。
A.高度多样化的植物可提供更多样的凋落物
B.植物凋落物 分解速率加快
C.土壤中的微生物多样性增加
D.土壤微生物有更多可利用性资源
_________→_________→_________→__________→土壤肥力增加。
【答案】（1） ①. 物质循环 ②. 季节性
（2）二氧化碳指向植物的箭头，即光合作用
（3）酸化区纤维素分解菌占比低于对照区，产甲烷菌占比高于对照区
（4） ①. 植物地上部分生物量 ②. A ③. D ④. C ⑤. B
【解析】
【分析】群落的演替类型有初生演替和次生演替。初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面 或者原
来存在过植被但被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替是指在原有植被虽已不存在 但原有土壤条件基
本保存 甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。碳循环，是指碳元素生物群落和无机环
境之间不断往复循环的过程，其循环形式是二氧化碳。
【小问 1 详解】
土壤酸化会减缓植物凋落物的分解速率，即影响微生物的分解作用，微生物的分解作用促进物质循环，所
以可能会影响土壤生态系统的物质循环。该湿地群落的外貌和结构会随每年不同时节阳光、温度和水分的
变化发生规律性改变，这是体现群落季节性的体现。
【小问 2 详解】
图中碳循环示意图中包含了生产者、消费者、分解者和碳库，其中缺少的环节是植物的光合作用，即大气
中二氧化碳指向植物的箭头，另一方面化石燃料的燃烧过程也未涉及，但该题目中应该主要是缺少二氧化
碳指向植物的箭头，即光合作用这一环节。
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【小问 3 详解】
表 1 和表 2 调查结果显示，酸化区纤维素分解菌占比低于对照区，产甲烷菌占比高于对照区，因此酸化区 CO₂
释放量下降而 CH4 释放量升高。
【小问 4 详解】
①分析图表得出，土壤肥力的变化与植物多样性指数和植物地下部分生物量均成显著正相关关系，植物地
上部分生物量与土壤肥力关系不显著，植物地上部分生物量较低时土壤肥力也可能较高。
②土壤中的微生物主要是生态系统的分解者，作用是分解动植物遗体残骸和动物排遗物，将其中的有机物
转变为无机物，所以土壤中的氮磷元素的含量增加，土壤肥力也增加。由于微生物的代谢类型主要是异养
型，其所需要的有机物主要由植物提供。所以在土壤肥力增加的过程中，首先是植物多样性的增加，为微
生物提供了更多有机物（这些有机物可能是植物的残枝败叶，也可能是根系的分泌物），微生物可利用的有
机物增多，微生物种类增多，分解作用速率提高，土壤肥力明显加强。所以 A、B、C、D 的关系是 A→D
→C→B→土壤肥力增加。
20. 隐花色素 CRY 是植物 蓝光受体。研究发现，其在蓝光作用下可与赤霉素信号转导通路中的关键蛋白
GAI 结合并提高其稳定性。为探究 CRY 蛋白的哪个部位可以与 GAI 蛋白发生相互作用，研究者分别构建了
含 CRY 基因不同片段和 GAI 基因的表达载体。翻译过程中，肽链的合成方向是氨基端→羧基端(如图 1)，
GAI 基因与载体结构信息如图 2。
（1）PCR 的每次循环一般可分为三步，其中理论温度最低一步的主要目的是__________。
（2）研究发现，赤霉素通过对 GAI 蛋白的降解，来实现下游的信号调控，据此分析，蓝光照射下植物的株
高将__________(填“变高”或“变矮”)。
（3）为使表达出的 GAI 蛋白的氨基端带有一段标签短肽 GST，在通过 PCR 技术扩增 GAI 基因时可采取的
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措施是__________，将所得修饰后的 GAI 基因和质粒构建基因表达载体(质粒 1)导入大肠杆菌后，在含卡那
霉素的培养基上筛选到多个抗性菌落，为检测菌落中是否携带 GAI 基因，将引物 R₀、F₀、R₁、F₁共同加入
反应体系后，分别以抗性菌落的 DNA 为模板进行 PCR 扩增后并电泳。理论上携带重组质粒的 PCR 产物电
泳结果应出现的条带数目为__________。若要确定 GAI 基因是否正确连入质粒，则可选用引物__________
进行 PCR 扩增，并电泳检验是否存在产物。
（4）分别扩增 CRY 蛋白的氨基端与羧基端基因，并利用上述的方法使其带有短肽标签 His，获得重组质粒
2 和质粒 3。将质粒 1、2 和 3 分别导入细胞，裂解细胞收集到三种蛋白，将不同蛋白分别通过带有 His 抗体
的介质，洗脱丢弃未结合蛋白，利用抗原—抗体杂交的方法向介质中加入带荧光标记的抗__________抗体，
洗脱未结合抗体。若荧光检测结果如图 3，则可确定与 CRY 蛋白可与 GAI 结合的区域是__________。
【答案】（1）复性，即冷却到 55-60℃，使引物与 DNA 单链结合。
（2）变矮 （3） ①. 在引物 F1 的 5′端（左侧）添加编码 GST 的核苷酸序列 ②. 2##二 ③. F1、
R0 或 F0、R1
（4） ①. GAI 蛋白 ②. CRY 蛋白的氨基端
【解析】
【分析】基因工程的基本操作步骤包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、
目的基因的检测与鉴定。基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、 DNA 连接酶、运载
体。
【小问 1 详解】
PCR 是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据 DNA 半保留复制的原理，该过程需要经过高温变性、低温复
性、中温延伸三步，理论温度最低一步低温复性，即冷却到 55-60℃，使引物与 DNA 单链结合。
【小问 2 详解】
赤霉素通过对 GAI 蛋白的降解来促进植物细胞伸长，该植物中含有 CRY 基因不同片段和 GAI 基因的表达
载体，存在 CRY 于 GAI 蛋白结合，蓝光作用下 GAI 蛋白无法降解，因此该植物变矮。
【小问 3 详解】
翻译过程中，肽链的合成方向是氨基端→羧基端，GST 的氨基端对应 mRNA 的 5'端，即 GST 基因转录模板
链的 3'端，DNA 聚合酶从引物的 3'端连接脱氧核苷酸，为使表达出的 GAI 蛋白的氨基端带有一段标签短肽
GST，应在引物 F1 的 5′端（左侧）添加编码 GST 的核苷酸序列；将引物 R0、F0、R1、F1 共同加入反应体系
后，分别以抗性菌落的 DNA 为模板进行 PCR 扩增后并电泳，能得到 2 条带，一条 GAI 基因的条带，一条
比 GAI 基因长的条带；若要确定 GAI 基因是否正确连入质粒，则可选用引物 F1、R0 或 F0、R1 进行扩增。
【小问 4 详解】
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将质粒 1、质粒 2 和质粒 3 分别导入细胞，裂解细胞收集到三种蛋白，将不同蛋白依次通过带有 His 抗体的
介质，未结合蛋白将被洗脱丢弃，实验过程中应使用 GST-GAI 的抗体进行抗原—抗体杂交；泳道 A 未出现
条带的原因是质粒 1 和空质粒中没有表达出标签 His，因而没有被 His 抗体结合，而被洗脱，进而不能表现
出相应的条带。CRY 蛋白的氨基端和羧基端均可以与 GAI 蛋白发生相互作用，因而 B 和 C 泳道均出现相应
的条带。这里 B 泳道出现条带的机理是质粒 2 带有标签 His，因而会被 His 抗体结合而不被洗脱，由于质粒
2 表达出的 CRY 蛋白的氨基端带有与 GAI 结合的部位，因而能与融合蛋白的抗体进行特异性结合，因而表
现出相应的条带。因此可确定与 CRY 蛋白可与 GAI 结合的区域是 CRY 蛋白的氨基端。
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