天津市市区重点中学2022届高三下学期一模联考生物试题 含解析

这是一份天津市市区重点中学2022届高三下学期一模联考生物试题 含解析，共23页。
①都能产生ATP ②都含有酶 ③都含有DNA ④都含有RNA
A. ①②B. ③④
C. ②④D. ①④
【答案】C
【解析】
【详解】①细胞质基质和线粒体基质中能产生ATP，但叶绿体基质中不能产生ATP，①错误。
②在细胞质基质中含有多种酶，叶绿体基质中含有进行光合作用暗反应的酶，线粒体基质中含有有氧呼吸第二阶段的酶，②正确。
③细胞质基质中没有DNA，③错误。
④细胞质基质中有RNA，叶绿体基质和线粒体基质中也含有RNA，④正确，C正确，A、B、D错误。
故选C。
2. 研究人员开发了一种“双特异性抗体”，以解决肿瘤细胞表面 抗原密度较低而难以激活免疫反应的问题。据图分析，该“双特异性抗体”的功能是（ ）
A. 杀死肿瘤细胞B. 激活细胞免疫
C. 激活体液免疫D. 破坏肿瘤抗原
【答案】B
【解析】
【分析】细胞免疫过程：抗原经吞噬细胞摄取、处理和呈递给T淋巴细胞，接受抗原刺激后T淋巴细胞悔增殖、分化产生记忆细胞和效应T细胞，效应T细胞与相应的靶细胞密切接触，进而导致靶细胞裂解死亡，抗原暴露出来，此时体液中抗体与抗原发生特异性结合形成细胞团或沉淀，最后被吞噬细胞吞噬消化。
【详解】识图分析可知，“双特异性抗体”可同时与效应T细胞和肿瘤细胞的相应受体结合，最终使肿瘤细胞裂解。因此，“双特异性抗体”的功能是激活细胞免疫。综上所述，B正确，ACD错误。
故选B。
3. 受伤的双子叶植物产生的酚类化合物可诱导毒力效应蛋白（Vir）基因表达产生Vir蛋白，其中VirD1/D2蛋白复合体可将Ti质粒上的一段T-DNA单链（T链）切下并形成VirD2-T链复合物。转移至植物细胞中的VirD2-T链复合物结合VirE2等蛋白形成T复合体进入细胞核，将T链随机整合到植物染色体上。相关叙述错误的是（ ）
A. 农杆菌转化法将目的基因导入水稻细胞，可用酚类化合物处理提高转化效率
B. VirD2-T链复合物结合VirE2等蛋白形成T复合体可避免T-DNA的胞内降解
C. T-DNA的整合具有随机性，需经过筛选（抗性、荧光等）获得符合要求的转化苗
D. T-DNA整合至植物细胞染色体上的过程不需要DNA聚合酶和DNA连接酶
【答案】D
【解析】
【分析】将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，其依据主要是：当植物受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，这时农杆菌中的Ti质粒上的DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。
【详解】A、农杆菌容易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物没有感染力，因为多数单子叶植物不能合成酚类化合物，可以通过在伤口施加相关酚类化合物而使单子叶植物成分农杆菌易感染的植物，从而提高转化效率，A正确；
B、VirD2-T链复合物结合VirE2等蛋白形成T复合体进入细胞核，将T链随机整合到植物染色体上，可避免T-DNA在细胞内被降解，B正确；
C、经过转化的植物不一定都得到目的表现型，因为T-DNA的整合是随机的，还需经过筛选（抗性、荧光等）才能获得符合要求的转化苗，C正确；
D、Ti质粒上的Vir基因区段在宿主细胞内表达产物能诱导Ti质粒产生一条新的T-DNA单链分子，而合成新的T-DNA单链不需要限制酶，需要的是DNA聚合酶和DNA连接酶，D错误。
故选D。
4. 健康志愿者参与两次血糖调节相关实验。第一次口服葡萄糖，检测其血糖和胰岛素浓度变化；第二次以静脉注射葡萄糖模拟口服葡萄糖后血糖浓度的改变程度，检测血浆胰岛素浓度变化，结果如下图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 给志愿者注射的葡萄糖总量和志愿者口服的葡萄糖总量不相同
B. 曲线I在30min后下降的原因是血糖在肾脏中进入尿液排出体外
C. 给志愿者口服葡萄糖比注射葡萄糖能更有效地促进胰岛素的分泌
D. 志愿者血糖浓度既能影响胰岛素的分泌又受到胰岛素作用的调节
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析：正常人口服葡萄糖与持续静脉注射葡萄糖比较，血浆中葡萄糖变化趋势基本相同，但后者高于前者；而血浆中胰岛素浓度的变化，前者急剧升高，下降也较快，后者变化较平缓，并且前者胰岛素水平比后者高。
【详解】A、口服葡萄糖后需要经过吸收进入血浆后才成为血糖，又口服自发引起胰岛素急剧升高，说明给志愿者注射的葡萄糖总量和志愿者口服的葡萄糖总量是不同的，口服的葡萄糖总量明显多于注射的葡萄糖总量，A正确；
B、曲线Ⅰ在30min后下降的原因是胰岛素作用的结果，B错误；
C、根据右图曲线可知：给志愿者口服葡萄糖比注射葡萄糖能更有效地促进胰岛素的分泌，正确；
D、根据曲线图可知：志愿者血糖浓度既能影响胰岛素的分泌又受到胰岛素降血糖作用的调节，D正确。
故选B。
【点睛】
5. 某团队研究不同浓度的草甘膦(除草剂)对加拿大一枝黄花和本地白茅在单种、混种情况下净光合速率的影响，结果如下(其中P组净光合速率为0)。据图分析，下列叙述不正确的是（ ）
A. 受草甘膦影响较小的是混种的加拿大一枝黄花
B. P组白茅产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质
C. 据实验结果推测，草甘膦可能会降低这两种植物的光饱和点
D. 0．6 mL/L的草甘膦使单种与混种白茅净光合速率的下降量相同
【答案】D
【解析】
【分析】据图分析：该实验的自变量是植物的种植方法及草甘膦的浓度，因变量是净光合速率。图示表明随着草甘膦浓度增加，单种和混种的净光合速率都下降，其中对本地白茅的影响效果基本相同，对加拿大一枝花的单种的影响较大。
【详解】A、据图可知，用不同浓度的草甘膦处理后，混种的加拿大一枝黄花的净光合速率最大，故受草甘膦影响较小的是混种的加拿大一枝黄花，A正确；
B、P组净光合速率为0，此时白茅的光合速率与呼吸速率相等，光合作用与呼吸作用都可以产生ATP，产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质，B正确；
C、据图分析可知，草甘膦作用下两种植物的净光合速率都下降，故草甘膦可能会降低这两种植物的光饱和点，C正确；
D、据图分析，0．6 mL/L的草甘膦处理时，,单种本地白茅的净光合速率下降量约为12-2=10，而混种时下降量约为7-2=5，故下降量不同，D错误。
故选D。
6. 珍稀物种保护的最大问题是栖息地的破碎。由于人类日益开展的农业生产，从1973年至今陆地表面很多都在经历破碎过程。如图可以体现栖息地破碎对种群大小动态的影响。下列叙述错误的是（ ）
A. 73～74年之前，种群较大，种群持续维持时间长
B. 73～74年之前，栖息地越大，种内斗争越少，个体生存机会越大
C. 73～74年之后，人类活动导致栖息地破碎化，造成小种群有利于维持生物多样性
D. 73～74年之后，种群越小，易被恶劣气候和疾病等淘汰，种群维持时间越短
【答案】C
【解析】
【分析】据图分析，该种群越大，种群维持时间越长，但种群越大，栖息地越大，种内斗争越少，个体生存机会越大，种群维持时间越长，但出生率不一定高，死亡率不一定低；种群越小，不利环境因素很容易导致种群内个体数量减少。
【详解】A、73～74年之前，种群较大，出生率升高，同时死亡率降低，种群数量增多，种群维持时间变长，A正确；
B、73～74年之前，栖息地范围较广，则种内斗争不激烈，个体生存机会增大，B正确；
C、73～74年之后，人类活动导致栖息地破碎化造成小种群，栖息地的破碎在一定程度上形成地理隔离，导致基因交流的机会减少，减小个体间交配繁殖的机会，导致物种有灭绝可能，生物多样性减小，C错误；
D、73～74年之后，种群越小，变异类型少，遇到恶劣气候和疾病等不良环境容易被淘汰，种群维持时间越短，D正确。
故选C。
【点睛】
7. 我国科研人员利用大鼠、小鼠两个远亲物种创造出世界首例异种杂合二倍体胚胎干细胞（AdESCs），过程如下图所示。该细胞可分化成各种杂种体细胞，为研究不同物种性状差异的分子机制提供了模型。相关叙述不正确的是（ ）
A. 单倍体囊胚1最可能由小鼠的卵细胞经体外诱导培养获得
B. 体外培养AdESCs需向培养液中添加动物血清等天然成分
C. 该项技术突破生殖隔离获得了哺乳动物远亲物种的杂种细胞
D. AdESCs的染色体组数与大鼠-小鼠体细胞融合的杂种细胞相同
【答案】D
【解析】
【分析】
分析题图：小鼠的卵细胞体外培养到囊胚时期，取内细胞团细胞培养成孤雌单倍体胚胎干细胞，取大鼠的精子体外培养到囊胚时期，取内细胞团细胞培养成孤雄单倍体胚胎干细胞，两种胚胎融合成异种杂合二倍体胚胎干细胞（AdESCs）。
【详解】A、单倍体囊胚1能发育成孤雌单倍体胚胎干细胞，因此单倍体囊胚1最可能是由小鼠的卵子（卵细胞）发育而来，所采用的技术应为 早期胚胎培养技术，A正确；
B、动物细胞培养过程中，使用的培养液除含有一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及动物血清等天然成分，B正确；
C、由于物种间存在生殖隔离，因此自然情况下哺乳动物远亲物种间的配子往往无法完成受精作用，或者即便能完成也不能发育，该项技术突破生殖隔离获得了哺乳动物远亲物种的杂种细胞，C正确；
D、结合分析可知，该AdESCs是“杂合二倍体胚胎干细胞”，故体内有2个染色体组，但小鼠-大鼠杂交细胞，是由体细胞融合产生，因此杂交细胞中通常含有4个染色体组，两者染色体组数不同，D错误。
故选D。
8. 将眼形突变型果蝇与野生型果蝇杂交，F1均为野生型，F1雌雄果蝇交配，测得F2中野生型有300只，突变型有20只。进一步测序研究，发现与野生型果蝇相比，突变型果蝇常染色体上三个基因中的碱基发生了变化，情况如表所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 突变基因任意存在一个就会出现眼形突变型果蝇
B. 眼形突变型果蝇的产生与突变基因Ⅲ中碱基的变化关系不大
C. 突变基因Ⅰ控制合成的肽链长度增加可能与起始密码子位置变化有关
D. 突变基因Ⅲ中碱基发生变化但相应蛋白质无变化，可能与一种氨基酸有多个不同的密码子有关
【答案】A
【解析】
【分析】分析题文和表格：突变基因Ⅰ碱基GAA→G，导致多肽链比野生型果蝇的长，说明转录形成的mRNA上的起始密码提前或终止密码子延后；突变基因II碱基A→G，导致有一个氨基酸与野生型果蝇不同，说明发生了碱基对替换。突变基因Ⅲ碱基GC→CG，导致相应蛋白质无变化，说明转录形成的mRNA上的相应密码子与原来的密码子代表的是同一种氨基酸。
【详解】A、题干信息显示，F1雌雄果蝇交配，F2中野生型：突变型=15 : 1，说明控制眼形的基因至少为两对等位基因，只考虑这两对基因，眼形突变型果蝇是双隐性个体，突变基因Ⅰ、Ⅱ只存在一个不会出现眼形突变型果蝇，A错误；
B、突变基因Ⅲ中，碱基发生变化但相应蛋白质无变化，推测眼形突变型果蝇的产生与该基因中碱基发生的变化关系不大，B正确；
C、突变基因Ⅰ中的碱基发生了变化，使多肽链变长，原因可能是起始密码子的位置提前或者终止密码子的位置延后，C正确；
D、突变基因Ⅲ的碱基发生了变化，但相应蛋白质无变化，可能是由于不同的密码子编码同一种氨基酸(密码子的简并性)，D正确。
故选A。
9. 澳大利亚布里斯班一对小姐弟被确认为全球第二对半同卵双胞胎，发育成该对半同卵双胞胎的受精卵形成过程如图所示，图3中染色单体分离后分别移向细胞的三个不同方向，从而分裂成A、B、C三个细胞，其中两个细胞发育成姐弟二人。下列说法，正确的是（ ）
A. 图1表示卵子的异常受精过程，此时卵子发育到减数第一次分裂的中期
B. 该卵子与2个精子受精，表明顶体反应和透明带反应未能阻止多精入卵
C. 若图4细胞A包含父系和母系染色体组各1个，则细胞C含2个母系染色体组
D. 这对小姐弟来源于母亲的染色体一般相同，来源于父亲的染色体可能不同
【答案】D
【解析】
【分析】根据图示，半同卵双胞胎的形成过程有两个精子同时进入到一个卵细胞，受精卵中有三个染色体组；有丝分裂过程中，染色体复制，有丝分裂后期形成6个染色体组，通过三极纺锤体将六个染色体组拉开，每一极2个染色体组，其中有两极的染色体各有一组来自双亲，有一极染色体均来自于父亲。细胞分裂后，其中两个细胞发育成个体。
【详解】A、图1两个精子进入一个卵细胞，是异常受精过程，发生在卵细胞的减数第二次分裂中期，A错误；
B、阻止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵黄膜封闭作用而不是顶体反应，B错误；
C、若图4细胞A包含父系和母系染色体组各1个，C应该包含父系和母系染色体组各1个或包含两个父系染色体组，C错误；
D、该姐弟来源于母亲的染色体是复制而来是相同的，来自于父亲的染色体由两个不同的精子提供，可能不同，D正确。
故选D。
10. 突变型果蝇2号和3号染色体上分别带有隐性基因bw（褐眼）和e（黑檀体），野生型对应的基因用bw+和e+表示。如图甲果蝇是染色体正常的褐眼黑檀体果蝇，乙果蝇是2、3号染色体发生相互易位的野生型易位纯合子果蝇，甲果蝇与乙果蝇进行杂交获得F1野生型易位杂合子果蝇，在遗传时染色体片段缺失或重复的配子不能存活。相关叙述不正确的是（ ）
A. 乙果蝇发生的变异属于染色体变异
B. 甲、乙果蝇产生的配子均能存活
C. F1测交后代中野生型和褐眼黑檀体比例为1：1
D. F1中雌雄果蝇相互交配，子代有4种表现型
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意和图示分析可知：果蝇2号染色体上有褐眼基因bw，3号染色体上有黑檀体基因e，由于分别位于两对同源染色体上，所以其遗传遵循基因的自由组合定律。非同源染色体之间交叉互换属于染色体结构变异中的易位。
【详解】A、乙果蝇发生的变异是非同源染色体之间交叉互换，属于染色体结构变异中的易位，A正确；
B、由题意可知，在遗传时染色体片段缺失或重复的配子不能存活，甲、乙果蝇均没有缺失或重复，所以产生的配子均能存活，B正确；
C、按照自由组合定律，F1应产生4种配子，且bw+e+：bw+e：bwe+：bwe=1：1：1：1；隐性纯合果蝇产生bwe一种配子，由于在遗传时染色体片段缺失或重复的配子不能存活，bw+e、bwe+重复造成不能存活，成活的测交后代个体只有野生型与褐眼黑檀体两个亲本表型，分离比为1：1，C正确；
D、F1产生2种配子，且bw+e+：bwe=1：1，雌雄果蝇相互交配，子代有2种表现型，D错误。
故选D。
11. 黄粉虫可以吞食、降解塑料，利用黄粉虫肠道微生物对白色污染进行生物降解，是一种绿色环保的处理工艺。图是从黄粉虫肠道中分离、纯化微生物的过程，相关叙述正确的是（ ）
A. 富集培养基含有酵母膏、蛋白胨、琼脂等，酵母膏能提供所需的碳源和氮源
B. 选择培养基中需加入PVC塑料膜作为唯一碳源，稀释涂布后仅最后一组形成单菌落
C. 将转接至液体斜面培养基上的不同菌落置于4℃的冰箱临时保存，用于相关研究
D. 与传统填埋、焚烧相比，黄粉虫肠道微生物对白色污染的降解不会造成二次污染
【答案】D
【解析】
【分析】如果所要分离的微生物在混杂的微生物群体中数量极少或者增殖过慢而难以稀释分离时，需要结合使用选择培养法，即选用仅适合于所要分离的微生物生长繁殖的特殊培养条件来培养混杂菌体，改变群体中各类微生物的比例，以达到分离的目的。为保证分离到的微生物是纯培养，分离时必须用。
【详解】A、富集培养基应该用液体培养基，不能加入琼脂，A错误；
B、在稀释倍数合适的培养基上都可能得到单菌落，故稀释涂布后不一定仅最后一组形成单菌落，B错误；
C、临时保藏菌种时需要将转接至固体斜面培养基上的不同菌落置于4℃的冰箱临时保存，C错误；
D、如果对白色污染进行传统填埋、焚烧容易造成二次污染，黄粉虫肠道微生物对白色污染的降解不会，D正确。
故选D。
12. 20世纪70年代， Fred sanger发明了双脱氧终止法对DNA进行测序。其原理如图，在4个试管中分别加入4种脱氧核苷三磷酸（dNTP）和1种双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）；ddNTP可以与dNTP竞争核苷酸链延长位点，并终止DNA片段的延伸。在4个试管中DNA链将会分别在A、G、C及T位置中止，并形成不同长度的DNA片段。这些片段随后可被电泳分开并显示出来。下列说法中正确的是（ ）
A. 这种测序方法需要引物和耐高温的DNA连接酶
B. 电泳图谱中的箭头所指的DNA片段以鸟嘌呤结尾
C. 测得未知DNA的序列为5’- GATTCGAGCTGA-3’
D. ddNTP与dNTP竞争的延长位点是核苷酸链的5’末端
【答案】B
【解析】
【分析】
PCR技术：
1、概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA核酸合成技术；
2、原理：DNA复制；
3、前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物；
4、条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；
5、过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。
【详解】A、这种测序方法需要引物和耐高温的DNA聚合酶，A错误；
B、电泳图谱中的箭头所指的DNA片段以鸟嘌呤结尾，B正确；
C、测得未知DNA的序列为5’- TCAGCTCGAATC-3’，C错误；
D、ddNTP与dNTP竞争的延长位点是核苷酸链的3’末端，D错误。
故选B。
13. 太阳能进入植物细胞并为细胞所利用，一般都要经过图甲所示结构中发生复杂化学反应。图乙是一种盆栽植物在自然光照（甲组）和给予一定程度的遮光（乙组）的条件下，培养一段时间后测定的曲线图，请据图回答下列问题：
（1）图甲中数字表示气体交换过程。在白天，当植物叶肉细胞内光合作用强度小于呼吸作用强度时，图中可同时发生的过程有_________________（用图中序号表示）；当仅有过程⑤⑥发生时，说明该细胞___________________，其中[H]和O2在___________（场所）结合生成水。此处的 [H]与叶绿体内的[H]_________（填“是”或“不是”）同一种物质。
（2）图乙中的实验组是______组，若已知自然光照下的甲组植物细胞呼吸释放的CO2量与消耗的O2量之比是0.8，在适宜条件下，测得细胞吸收O2的速率为20mL/h，则细胞释放CO2的速率是______mL/h。
（3）下表为在适宜温度条件下，逐渐增加光照强度，测定阳生植物与阴生植物叶片的O2释放速率。
据表可推测，阳生植物为_______，当光照强度为100微摩尔光子/m2．s时，A、B植物O2产生速率的大小关系为_____（填A>B，AB ⑨. 当光照强度为100μml光子/(m2·s)，A植物的O2释放速率（净光合速率）与B植物的O2释放速率相等，但A植物的呼吸速率明显大于B植物，因此A植物的O2产生速率（真光合速率）大于B植物的O2产生速率（真光合速率）
【解析】
【分析】分析题图：甲图表示与光合作用和细胞呼吸相关的两种细胞器，在光合作用原料、产物与呼吸原料、产物之间的相互利用关系。①④⑤表示CO2，②③⑥O2，根据光合作用与呼吸作用反应的方程式（以葡萄糖的产生和消耗为准）可知，二者在O2和CO2的利用和产生量上比例相等。当光合作用速率大于呼吸作用速率时，发生图中①②③④过程；当光合作用速率等于呼吸作用速率时，发生图中③④过程；当光合作用速率小于呼吸作用速率时，发生图中③④⑤⑥过程。图乙表示植物在不同光照强度下净光合速率的变化曲线。
【详解】（1）根据上述分析过程可知，当植物叶肉细胞内光合作用强度小于呼吸作用强度时，呼吸作用产生的CO2量除满足叶绿体光合作用外，将剩余的CO2释放到外界环境中，而叶绿体产生的O2不足以满足线粒体的需求而从外界环境中吸收相应的O2，所以，图甲中可同时发生的过程有③④⑤⑥；当仅有过程⑤⑥发生时，说明该细胞没有光合作用仅发生细胞呼吸过程，根据有氧呼吸第三阶段的物质变化[H]与O2结合发生在线粒体内膜上。此处的[H]为NADH，而叶绿体内光反应产生的[H]为NADPH，所以二者不是同一物质。
（2）由题意知，甲组是自然光照，为对照组，乙组给予一定的遮光，乙组为实验组。根据该植物细胞呼吸放出的CO2量与消耗的O2量之比为0.8，若测得该细胞吸收的O2为20ml/h，则细胞释放的CO2为0.8×20=16mL/h。
（3）由表中数据可知，A植物的光补偿点（光合速率等呼吸速率即净光合速率=0）在50～100μml光子/(m2·s)之间，而B植物的光补偿点在10～25μml光子/(m2·s)之间，即A植物的光补偿点大于B植物的光补偿点，由此可判断A植物为阳生植物。另外，A植物的光饱和点大于B植物的光饱和点也可作此判断；植物O2产生速率为真光合速率，真光合速率=净光合速率+呼吸速率，由表中数据可知，A植物的呼吸速率（光照强度=0）大于B植物的呼吸速率，当光照强度为100μml光子/(m2·s)时，A植物的O2释放速率（净光合速率）与B植物的O2释放速率相等，但A植物的呼吸速率明显大于B植物，因此A植物的O2产生速率（真光合速率）大于B植物的O2产生速率（真光合速率）。
【点睛】本题旨在考查学生理解影响光合作用的因素及实际（真）光合速率、净光合速率、呼吸速率之间的关系，把握知识的内在联系，形成知识网络，并结合题干信息进行推理、综合解答问题。
14. 遗传毒性物质常存在于被化学物质污染的水体，可损伤生物的DNA，严重威胁人类健康。研究人员通过基因工程改造大肠杆菌，以期筛选对遗传毒性物质反应灵敏的工程菌株，用于水质检测。
（1）大肠杆菌DNA中存在可被遗传毒性物质激活毒性响应启动子序列。将毒性响应启动子插入图1所示表达载体的P区，获得基因工程改造的大肠杆菌。当改造后的大肠杆菌遇到遗传毒性物质时，_______识别并与启动子结合，驱动噬菌体裂解基因（SRR）_____，表达产物可使大肠杆菌裂解。
（2）研究人员选取启动子sul准备与图1表达载体连接。图2显示了启动子sul内部存在的酶切位点，右向粗箭头表示转录方向
①据图1、2信息，克隆启动子sul时，在其A端和B端应分别添加限制酶______和__的酶切位点，从而确保启动子sul可与已被酶切的表达载体正确连接。
②将重组表达载体导入大肠杆菌，置于含有_______的选择培养基中进行筛选、鉴定及扩大培养，获得工程菌sul。
（3）研究人员陆续克隆了其他4种启动子（rec、imu、qnr、cda），分别连入表达载体，用同样的方法获得导入重组载体的工程菌，以筛选最灵敏的检测菌株。
①将5种工程菌和对照菌在LB培养基中培养一段时间后，检测菌体密度，结果如图3。图中结果显示_____，说明工程菌在自然生长状态下不会产生自裂解现象。
②上述菌株在LB培养基中生长2h时加入遗传毒性物质，检测结果如图4。据图可知，5种工程菌均启动了对遗传毒性物质的响应，应选择转入______启动子的菌株作为最优检测菌株。
（4）对上述工程菌进行工业化培养，通常采用______培养基，将工程菌置于可持续更新营养物质培养罐中，这种营养物质的添加方式相比于传统的一次性添加营养物的优势是______。
（5）下列关于该工程菌的叙述，正确的包括______。
A．该工程菌可能用于检测土壤、蔬菜中的遗传毒性物质残留量
B．该毒性响应启动子序列广泛存在于自然界所有物种中
C．其表达产物可裂解大肠杆菌，检测后的剩余菌液可直接倒掉
D．为长期保存该工程菌，应加入一定浓度的甘油冻存于-20℃
【答案】 ①. RNA聚合酶 ②. 转录 ③. Xh I ④. Sap I ⑤. 氨苄青霉素 ⑥. 5种工程菌菌体数量增长趋势与对照菌一致 ⑦. rec ⑧. 液体 ⑨. 补充营养物质，清除代谢废物 ⑩. AD
【解析】
【分析】分析题意，大肠杆菌DNA中存在可被遗传毒性物质激活的毒性响应启动子序列。可以将毒性响应启动子插入驱动噬菌体裂解基因，以此构建基因表达载体，并导入大肠杆菌中，获得基因工程改造的大肠杆菌。当改造后的大肠杆菌遇到遗传毒性物质时，该工程菌大肠杆菌会裂解。据此分析作答。
【详解】（1）基因中启动子是基因首端的一端特殊序列，其作用是RNA聚合酶识别和结合的部位，用于驱动基因的转录，毒性响应启动子插入图1所示表达载体的P区，在驱动噬菌体裂解基因（SRR）的前面，当改造后的大肠杆菌遇到遗传毒性物质时，RNA聚合酶与该启动子结合；驱动噬菌体裂解基因（SRR）的转录，进而使该基因表达。
（2）①启动子sul序列内部有SmaⅠ和HindⅢ的识别序列，为避免将启动子切断，因在图1的质粒中选择另外两种限制酶切割质粒和启动子，即Xh I和Sap I。
②质粒中的氨苄青霉素抗性基因为标记基因，表达产物可使导入基因表达载体的的大肠杆菌可以在含氨苄青霉素的培养基上生长，因而将重组表达载体导入大肠杆菌，置于含有氨苄青霉素的选择培养基中进行筛选、鉴定及扩大培养，可获得工程菌sul。
（3）①分析图3可知，含有5种启动子（rec、imu、sul、qnr、cda）工程菌和对照菌的数量增长趋势是相近的（5种工程菌菌体数量增长趋势与对照菌一致），说明工程菌在自然生长状态下不会产生自裂解现象。
②分析图4可知，加入有毒物质后，与对照相比，5种工程菌的菌体密度值均降低，其中转入rec启动子的菌株菌体密度值最低，说明5种工程菌均启动了对遗传毒性物质的响应，且转入rec启动子的菌株最敏感，应作为最优检测菌株。
（4）一般而言，用于工业生产的工程菌在液体培养基中培养；微生物培养过程中由于微生物的繁殖，会争夺营养物质，同时代谢产物会对微生物的生长产生抑制作用，故将工程菌置于可持续更新营养物质的培养罐中，相比于传统的一次性添加营养物的优势是补充营养物质，清除代谢废物。
（5）该工程菌是经基因改造的对遗传毒性物质反应灵敏的工程菌株，据此答题：
A、该工程菌对遗传毒性物质反应灵敏，可能用于检测土壤、蔬菜中的农药残留量，A正确；
B、该毒性响应启动子序列并非广泛存在于自然界所有物种中，存在于某些大肠杆菌中，B错误；
C、该工程菌的表达产物可裂解大肠杆菌，但检测后的剩余菌液中还存在菌种，不可直接倒掉，以防污染环境，C错误；
D、长期保存菌种可取菌液加入一定浓度的甘油冻存于-20℃，D正确。
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【点睛】本题考查学生对基因工程中基因表达载体的构建的相关知识，结合微生物培养技术的内容，考查学生对知识的综合及迁移能力。此外，对实验结果的图型分析也是解答此题的关键。
15. 人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。如图甲是某人工湿地公园污水处理示意图。回答下列问题：
（1）图甲不同区域选择种植不同类型的植物，在净化水体的同时又能美化环境，这体现了生态工程建设的整体性（和协调与平衡）原理。A区域中以挺水植物芦苇为主，B、C区域以沉水植物伊乐藻、苦草为主，体现了群落的__________结构。
（2）人工湿地中植物的根系不能吸收__________，但可以为__________吸附和代谢提供良好的环境条件，利于水质净化。但人们对污水排放量要加以控制，原因是__________。其调节机制为__________调节。
（3）图乙表示该人工湿地公园草鱼的种群数量增长速率随时间的变化情况，如果在t2时用标志重捕法调查草鱼的种群密度，第一次捕获60条全部标志释放，一段时间后进行了第二次捕捉，其中没有标志的30条、标志的20条，估算草鱼种群在t1时是__________条。
（4）为提高生物多样性的__________价值，某地进一步建立了一个集种植、养殖和休闲为一体的新型人工生态系统。科研小组对该新型人工生态系统的能量流动进行定量分析，得出相关数据，如下表所示（部分数据未给出，能量单位为J/cm2·a，肉食性动物作为只占据一个营养级研究）。

据表分析，流入该生态系统的总能量为__________J/cm2·a，X是指__________的能量，数据Y为__________J/cm2·a。
【答案】（1）水平 （2） ①. 有机物 ②. 微生物##分解者 ③. 生态系统的自我调节能力是有一定限度的 ④. 反馈##负反馈
（3）750 （4） ①. 直接 ②. 180 ③. 呼吸作用散失 ④. 3
【解析】
【分析】分析题图：图甲为城市湿地景观公园，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。图乙表示的种群增长速率的变化曲线，在t1点时，种群增长速率最大。
【小问1详解】
A区域中以挺水植物芦苇为主，B、C区域以沉水植物伊乐藻、苦草为主，ABC不同区域种植的植物不同，体现了群落的水平结构。
【小问2详解】
人工湿地中植物的根系不能吸收有机物，但可以为微生物吸附和代谢提供良好的环境条件，利于水质净化；人们对污水排放量要加以控制，原因是生态系统的自我调节能力是有一定限度的，若打破其自我调节能力，则有可能造成稳态失衡；生态系统自我调节的基础的负反馈调节。
【小问3详解】
分析图乙：t1时种群有最大增长速率，对应种群增长曲线中的K/2值，如果在t2时用标志重捕法调查草鱼的种群密度，第一次捕获60条全部标志释放，一段时间后进行了第二次捕捉，其中没有标志的30条、标志的20条，则t1时种群数量为60×（20+30）÷20×1/2=750条。
【小问4详解】
直接价值是指对人类有食用、药用和工业原料等使用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的，建立一个集种植、养殖和休闲为一体的新型人工生态系统，这体现了生物多样性的直接价值；在生态系统中某营养级的同化量可划分为：呼吸散失量、流向分解者的量、流向下一营养级的量和流向分解者。结合表中数据，流入该生态系统的总能量=生产者固定的量+外来有机物输入的能量=（44.0+5.0+95.0+20）+（5.0+11.0）=180.0J/cm2·a，并且可以判断出表中X代表的为呼吸作用散失的能量；根据表中的数据，植食性动物流向下一营养级是能量即肉食性动物的同化量为Y，根据上述能量分配关系有 Y+11=6.3+0.5+6.5+0.7，所以Y=3J/cm2·a。
【点睛】解决本题的关键知识为：掌握生物群落的结构特征、生态系统稳定性的原因及基础、利用标志重捕法进行种群数量的计算、生态系统中营养级能量分配关系；能够利用所学知识分析图中各点含义及表中相应数据的处理、计算。
16. 黄瓜为雌雄同株异花植物，同一植株上既有雌花也有雄花，雌花率影响黄瓜产量。研究人员利用黄瓜纯合雌雄同株品系甲培育出全雌株（只有雌花）品系乙。为确定全雌性状形成的分子机制，研究人员进行了如下实验。
（1）品系甲与品系乙杂交，获得的F1表现为全雌，说明全雌为___________性状。将F1与品系甲杂交，获得的子代表现型及比例为___________，表明该相对性状由一对等位基因控制。研究人员发现给品系甲施加乙烯，也可以增加雌花的比例。以上事实说明性状是_________的结果。
（2）进一步研究发现控制全雌性状的基因位于3号染色体上，品系甲、乙3号染色体上部分基因情况如图所示，同时发现品系乙花蕾细胞中ASC基因的mRNA和MYB1基因的mRNA含量显著高于品系甲，而BCAT基因的mRNA无显著差异。
由上述结果推测，品系乙可能由于___________数量更多，从而使得相应蛋白质的大量表达，进而促进了雌花的发育。
（3）为进一步确定控制全雌性状的基因，研究人员利用CRISPR-Cas9 系统对相关基因进行编辑。该系统的核心组成包括gRNA和Cas9蛋白，gRNA可以识别并结合靶基因，引导Cas9蛋白对靶基因进行剪切，进而破坏靶基因结构。大致的实验过程如下
①由于品系乙难以被直接编辑，研究人员以品系甲为背景选育了转基因植株丙和丁。若植株丙中导入以ASC基因为靶基因设计的gRNA基因和Cas9蛋白合成基因，则植株丁中应导入以___________为靶基因设计的gRNA基因和Cas9蛋白合成基因。转入植株丙和丁的基因可随配子传递给子代，表达的CRISPR-Cas9系统可在受精卵中发挥基因编辑作用。
②将植株丙和植株丁分别与品系乙进行杂交，结果见表。
根据表结果，植株丙减数分裂后产生含有与不含有转入基因的配子的比例为___________，含有转入基因的配子形成受精卵后，细胞中的___________基因结构被破坏，表现为____，不含有转入基因的配子形成受精卵后，表现为___________。
植株丁与品系乙杂交结果为___________，说明MYB1基因不是控制全雌性状的基因。
【答案】 ①. 显性 ②. 全雌株：雌雄同株=1：1 ③. 基因与环境共同作用 ④. ASC或MYB1 ⑤. MYB1 ⑥. 1：1 ⑦. ASCa 和ASCb ⑧. 雌雄同株 ⑨. 雌株 ⑩. F1均表现为全雌株
【解析】
【分析】1、生物的性状由基因决定，但受环境影响；基因型与表现型的关系为：表现型=基因型+环境。
【详解】（1）品系甲与品系乙为雌雄同株，二者杂交得F1全为全雌，说明全雌为显性性状。若该性状由一等位基因控制，则F1与品系甲即隐形纯合子杂交，子代显隐性比例为1：1，即全雌：雌雄同株=1：1。给品系甲施加乙烯，可以增加雌花的比例，说明生物的性状由基因控制，但受环境影响，即生物性状是基因与环境共同作用的结果。
（2）根据题意分析，品系乙中ASC基因与MYB1基因数量多于品系甲，且两种基因表达量也多于甲，说明品系乙的全雌性状可能是由于ASC或MYB1基因数量更多，表达相应的蛋白质量更多，从而促进了雌花的发育。
（3）①进一步确定控制全雌性状的基因是ASC或MYB1，若植株丙中导入以ASC基因为靶基因设计的gRNA基因和Cas9蛋白合成基因，则植株丁中应导入以MYB1为靶基因设计的gRNA基因和Cas9蛋白合成基因。
②植株丙为转基因杂合子，减数分裂后产生含有转入基因（专一切除ASC基因）与不含有的配子的比例为1：1。含有转入基因的配子形成受精卵后，根据题中信息可知，丙中导入以ASC基因为靶基因设计的gRNA基因和Cas9蛋白合成基因，所以gRNA基因和Cas9蛋白破坏了细胞中的ASC基因，即细胞中的ASCa 和ASCb基因结构被破坏，表现为雌雄同株。不含有转入基因的配子形成受精卵后，细胞中仍含有ASC基因，表现为全雌株。因此子代雌雄同株和全雌株的比例为1：1，说明ASC基因控制全雌性状。
植株丁也为转基因杂合子，减数分裂后产生含有转入基因（专一切除MYB1基因）与不含有的配子的比例为1：1，两种配子形成受精卵后，MYB1基因被破坏，若MYB1基因对全雌性状无影响，则子代为全雌表现型。
【点睛】本题主要考查基因分离定律，要求学生掌握基因分离定律的实质和常见的分离比，能够根据题意和实验结果进行分析、归纳、综合并解决新情境下遗传规律的问题。
17. 感知外界环境中潜在的危险信息，快速躲避天敌并作出最适宜的防御反应是动物生存所需具备的重要能力。为探究本能恐惧内在的大脑运作机制，研究人员开展了如图实验。
（1）将小鼠置于如图1的装置中，用黑色圆盘在小鼠的上视野产生阴影，模拟小鼠被上空中的天敌捕食的场景，阴影刺激了小鼠视网膜，引起视神经细胞产生兴奋传至末梢，释放神经递质作用于突触后膜上的受体，最终诱发小鼠产生逃跑至遮蔽物中的防御行为，释放神经递质穿过了__________层生物膜。
（2）研究人员利用相关技术记录脑内腹侧被盖区（VTA），GABA能神经元的激活程度，结果如图2所示。发现__________，并且__________，推测阴影刺激通过激活VTA区GABA能神经元进而诱发小鼠逃跑行为。
（3）研究人员将光敏感的通道蛋白特异性表达在某一特定类型的神经元中，并通过特定波长的光刺激来调控神经元活动。当蓝光刺激光敏蛋白C时，会导致Na+内流使所在神经元兴奋，当黄光刺激光敏蛋白N时，会导致Cl-内流使所在神经元__________，应用此技术设计实验进一步证实了VTA区GABA能神经元激活是诱发小鼠逃跑行为的必要条件。请用简洁的文字将实验组的实验方案及相应结果补充完整。
（4）科学家发现，突触小体在未产生动作电位的情况下，其突触后膜也能用微电极记录到随机产生的、幅度相近的微小电位，请推测突触后膜出现这种电位变化的可能原因：__________。兴奋在神经纤维上传导速度较快，请提出了一个测量动作电位传导速度的简单思路：__________。
【答案】（1）0 （2） ①. 阴影刺激组在有阴影刺激时的VTA区GABA能神经元活性始终高于非阴影刺激组 ②. 在神经元活性达到峰值时，小鼠发生逃跑行为
（3） ①. 抑制
②. VTA区GABA能神经元表达光敏蛋白N的小鼠 ③. 黄光、阴影刺激 ④. 未见逃跑行为 ⑤. 蓝光、无阴影刺激 ⑥. 迅速逃跑躲避
（4） ①. 单个（少量）突触小泡随机与突触前膜融合释放神经递质造成的 ②. 在一根神经纤维上，测量两个微电极之间的距离和在一侧刺激时两电极先后检测到兴奋的时间差，并计算
【解析】
【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，因此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，但在神经元之间以神经递质的形式传递。
【小问1详解】
神经递质以胞吐的形式从突触前膜释放，穿过0层生物膜。
【小问2详解】
对比图2中两曲线可知，阴影刺激组在有阴影刺激时的VTA区GABA能神经元活性始终高于非阴影刺激组，并且在神经元活性达到峰值时，小鼠发生逃跑行为。据此推测，阴影刺激通过激活VTA区GABA能神经元进而诱发小鼠逃跑行为。
【小问3详解】
当黄光刺激光敏蛋白N时，会导致Cl-内流，从而使外正内负的静息电位绝对值增大，使神经元处于抑制状态；
根据题干信息“蓝光刺激光敏蛋白C时，会导致Na+内流使所在神经元兴奋，当黄光刺激光敏蛋白N时，会导致Cl-内流使所在神经元抑制”，为进一步证实了VTA区GABA能神经元激活是诱发小鼠逃跑行为的必要条件，所以自变量是VTA区GABA是否激活，因变量是是否出现逃跑行为，结合图2。
所以实验组一小鼠的动物用VTA区GABA能神经元表达光敏蛋白N的小鼠，用黄光、阴影刺激 ，使其处于抑制状态，未激活，不出现逃跑行为；
而实验组二选择VTA区GABA能神经元表达光敏蛋白C的小鼠作为材料，用蓝光、无阴影刺激 ，使其激活，出现 迅速逃跑躲避的行为。
【小问4详解】
突触小体在未产生动作电位的情况下，其突触后膜也能用微电极记录到随机产生的、幅度相近的微小电位，其原因是单个（少量）突触小泡随机与突触前膜融合释放神经递质造成的。
测量动作电位传导速度的简单思路：在一根神经纤维上，测量两个微电极之间的距离和在一侧刺激时两电极先后检测到兴奋的时间差，并计算。
【点睛】本题的知识点是兴奋在神经纤维上的传导方式，静息电位的产生和维持，兴奋在神经元之间传递的过程，对大脑的功能的理解与实验设计的分析是解题的关键。

突变基因
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
碱基变化
GAA→G
A→G
GC→CG
氨基酸/多肽链/蛋白质变化
多肽链比野生型果蝇的长
有一个氨基酸与野生型果蝇不同
相应蛋白质无变化
光照强度（μml光子/(m2·s)）
0
10
25
50
100
250
500
600
氧气的释放速率
（μml O2 /(m2·s)）
A
-16
-10
-5
-1
5
15
30
30
B
-4
-05
1.5
3
5
12
12
10
分组
实验动物
实验条件
实验结果
实验组一
①__________
黄光、②___
③___
实验组二
VTA区GABA能神经元表达光敏蛋白C的小鼠
蓝光、④____
⑤___