山东省泰安市2025届高三下5月四模 生物试卷（解析版）

这是一份山东省泰安市2025届高三下5月四模 生物试卷（解析版），共27页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1. 迁移体是细胞迁移过程中产生的细胞外囊泡结构，形成一段时间后，有的会破裂释放促血管生成因子等信号分子、受损的线粒体等结构，有的被其他细胞吞噬。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 迁移体的形成和被吞噬过程，体现细胞膜具有一定的流动性
B. 迁移体内受损的细胞器也可以被内质网中的酸性水解酶降解
C. 细胞通过迁移体排出受损的线粒体，维持内部环境相对稳定
D. 迁移体破裂所释放的促血管生成因子可以在细胞间传递信息
【答案】B
【分析】生物膜的主要成分是蛋白质和磷脂，细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。题中涉及的迁移体与细胞膜的流动性有关。
【详解】A、迁移体的形成和被吞噬过程依赖细胞膜具有一定的流动性实现，A正确；
B、迁移体内受损的细胞器也可以被被其他细胞吞噬，内质网中不存在酸性水解酶，B错误；
C、细胞通过迁移体排出受损的线粒体，进而可以维持内部环境相对稳定，有利于细胞正常的代谢，C正确；
D、促血管生成因子是信号分子，因此，迁移体破裂所释放的促血管生成因子可以在细胞间传递信息，D正确。
故选B。
2. 人的角膜是覆盖眼睛的透明组织层，角膜干细胞通过增殖分化产生角膜上皮细胞来取代垂死细胞进而维持角膜。短期睡眠不足会加速角膜干细胞的增殖分化，长期睡眠不足则会造成角膜变薄，下列说法错误的是（ ）
A. 人体对角膜中垂死细胞的清除过程属于细胞凋亡
B. 角膜上皮细胞呈现透明状的原因是该细胞内存在特有基因
C. 睡眠不足会加速角膜上皮细胞的衰老，衰老细胞内染色质收缩
D. 角膜干细胞分化成角膜上皮细胞没有体现动物细胞的全能性
【答案】B
【分析】细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程，对生物体是有利的，而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制。在成熟的生物体内，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，是通过细胞凋亡完成的。
【详解】A、人体对角膜中垂死细胞的清除过程是由基因所决定的，属于细胞凋亡，A正确；
B、角膜上皮细胞呈现透明状的原因是该细胞内存在特有基因的表达，不存在特有基因，B错误；
C、睡眠不足会加速角膜上皮细胞的衰老，细胞衰老过程中染色质收缩，染色加深，C正确；
D、角膜干细胞分化成角膜上皮细胞没有体现细胞的全能性，细胞的全能型要分化出各种细胞或发育成完整个体，D正确。
故选B。
3. 乙醇脱氢酶参与人体肝脏中的乙醇代谢过程，催化乙醇产生乙醛，TF为该酶抑制剂。高浓度乙醛会损伤肝脏、抑制中枢神经系统的功能。关于下图的分析，不合理的是（ ）

A. m段反应速率均受到乙醇浓度限制
B. 过量饮酒可能导致乙醛含量上升
C. TF可能与乙醇竞争性结合该酶
D. TF降低化学反应活化能
【答案】D
【分析】题意显示，乙醇在乙醇脱氢酶的催化作用下可以转化为乙醛，高浓度乙醛会损伤肝脏、抑制中枢神经系统的功能，TF为该酶抑制剂，TF的作用会缓解乙醛对人体造成的伤害。
【详解】A、m段反应速率表现为随着乙醇含量的增加，反应速率加快，因而在m段均受到乙醇浓度限制，A正确；
B、乙醇脱氢酶参与人体肝脏中的乙醇代谢过程，催化乙醇产生乙醛，过量饮酒可能导致乙醛含量上升，进而影响身体健康，B正确；
C、TF为乙醇脱氢酶的抑制剂，且随着乙醇含量的增加，反应速率有所增加，因而推测，TF为该酶的竞争性抑制剂，可能与乙醇竞争性结合该酶，C正确；
D、TF为乙醇脱氢酶的抑制剂，不能降低化学反应活化能，D错误。
故选D。
4. 细胞呼吸过程中，线粒体内膜上NADH氧化并偶联ATP合成的过程称为氧化磷酸化。下列实验中，组合后能够得出“线粒体内膜氧化放能和磷酸化储能是密切偶联在一起的”这一结论的是（ ）
①用胰蛋白酶处理线粒体内膜碎片使内膜上的颗粒（含ATP合酶）脱落，产生H+和电子，不产生ATP
②用抗霉素阻断线粒体内膜的H+的运输和电子传递，内膜不能产生ATP
③用32P标记的磷酸处理线粒体内膜，线粒体内膜能够产生32P标记的ATP
④将有颗粒与无颗粒的线粒体内膜碎片组装在一起，可将ADP磷酸化生成ATP
⑤解除呼吸抑制剂对线粒体内膜的抑制作用，线粒体内膜的耗氧量显著增加
A. ②③⑤B. ②③④C. ①②④D. ③④⑤
【答案】C
【分析】有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
【详解】①用胰蛋白酶处理线粒体内膜碎片使内膜上的颗粒（含ATP合酶）脱落，产生H+和电子，表明线粒体内膜上NADH氧化，符合题意，①正确；
②用抗霉素阻断线粒体内膜的H+的运输和电子传递，表明线粒体内膜上NADH氧化，符合题意，②正确；
③用32P标记的磷酸处理线粒体内膜，线粒体内膜能够产生32P标记的ATP，没有体现线粒体内膜上NADH氧化并偶联ATP合成的过程，不符合题意，③错误；
④将有颗粒与无颗粒的线粒体内膜碎片组装在一起，可将ADP磷酸化生成ATP，体现了磷酸化储能，符合题意，④正确；
⑤解除呼吸抑制剂对线粒体内膜的抑制作用，线粒体内膜的耗氧量显著增加，没有体现线粒体内膜上NADH氧化并偶联ATP合成的过程，不符合题意，⑤错误。
综上所述，①②④可以得出“线粒体内膜氧化放能和磷酸化储能是密切偶联在一起的”，ABD错误，C正确。
故选C。
5. 单亲二体(UPD)是指体细胞中某对染色体只遗传自一个亲本。如果该对染色体均来自同一亲本的同一染色体，则称为单亲同二体(UPiD)；如果其来自同一亲本的两条同源染色体，则称为单亲异二体(UPhD)。UPD的形成机制是父母一方产生了两条同型染色体的二体配子，与另一方正常配子受精形成三体合子。为维持遗传的稳定性，卵裂过程中丢失其中一条染色体就可能形成UPD。现有一红绿色盲且性染色体为UPD的男孩，其父亲为患者，母亲为携带者，不考虑染色体互换。下列说法错误的是（ ）
A. UPiD和UPhD均含两个染色体组，都是二倍体
B. UPiD的发生与减数分裂Ⅱ姐妹染色单体不分离有关
C. 该男孩的红绿色盲基因一定来自父亲
D. 二体卵细胞与正常精子受精，卵裂过程中一条母源染色体丢失后可能形成UPhD
【答案】D
【分析】根据题意，单亲二体（UPD）是指子代细胞中两条同源染色体均遗传自一个亲本。UPD发生一般与异常配子的形成有关，在减数分裂过程中，如果两条同源染色体均来自同一亲本的同一染色体，即减数第二次分裂的后期异常，同一染色体的着丝粒分裂后，两条单体形成的染色体移向一极，则称为单亲同二体（UPiD）；如果其来自同一亲本的两条同源染色体；即减数第一次分裂的后期异常，导致同源染色体移向一极，则称为单亲异二体（UPhD）。
【详解】A、根据题意，单亲二体（UPD）是指子代细胞中两条同源染色体均遗传自一个亲本。其染色体数目正常，均含两个染色体组，为二倍体，A正确；
B、根据题意，如果两条同源染色体均来自同一亲本的同一染色体，则称为单亲同二体（UPiD），即UPiD的发生与减数分裂Ⅱ后期同一染色体着丝粒分裂后，姐妹染色单体不分离形成的二体配子有关，B正确；
C、一红绿色盲且性染色体为UPD的男孩，其父亲为患者XbY，母亲为携带者XBXb，该男孩的基因型为XbY，由于其为单亲二体，说明其性染色体来自同一个亲本，Y只能来自父亲，故推测其红绿色盲基因一定来自父亲，C正确；
D、异常配子与正常配子受精结合形成三体合子，三体合子卵裂过程中只有丢失的染色体来自正常配子，才会导致UPD，D错误；
故选D。
6. 铁蛋白能储存细胞中多余的Fe³+，其在细胞中的合成量受细胞中游离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。下列说法正确的是（ ）
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. 铁蛋白基因中决定“-天-色-丙-”的模板链碱基序列为3'-CTGACCCGT-5'
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. 细胞中游离Fe³+影响铁蛋白的合成量，这属于正反馈调节
【答案】B
【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、结合图示可知，决定“-天-色-丙-”的mRNA上的碱基序列是5'—GACUGGGCA—3'，模板链碱基序列和mRNA上的碱基序列互补，因此铁蛋白基因中决定“-天-色-丙-”的模板链碱基序列为3'-CTGACCCGT-5'，B正确；
C、密码子是mRNA上决定一种氨基酸的3个相邻碱基，mRNA是单链结构，铁蛋白基因是双链结构，但铁蛋白基因中存在内含子序列等，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、Fe3+浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合，核糖体不能与铁蛋白mRNA一端结合，不能沿mRNA移动，从而抑制了翻译的开始；Fe3+浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译，这属于负反馈调节，D错误。
故选B。
7. 斑马鱼幼鱼正常发育温度为28℃，在幼鱼发育的第20～30天用23℃、28℃和33℃处理，测得雌雄比分别为7:3、1:1和3:7。S1和S2分别为雌、雄性分化指示基因，5-AZA为DNA甲基化抑制剂，不同条件处理幼鱼的实验结果见图。下列说法错误的是（ ）
A. 基因S1表达时需要消耗核糖核苷酸、氨基酸
B. 推测相对于28℃、33℃，23℃时RNA聚合酶更易与基因S1的启动子结合
C. 高温导致S1基因甲基化水平升高，进而抑制其复制和表达
D. 斑马鱼性别分化受基因表达调控，且受到环境因素的影响
【答案】C
【分析】基因表达过程包括转录与翻译，转录是以DNA为模板合成RNA的过程，需要4中核糖核苷酸为原料，翻译是以mRNA为模板合成多肽的过程，需要氨基酸为原料。
【详解】A、基因表达过程包括转录与翻译，转录是以DNA为模板合成RNA的过程，需要4中核糖核苷酸为原料，翻译是以mRNA为模板合成多肽的过程，需要氨基酸为原料，A正确；
B、据图可知，相较于28℃和33℃，23℃时，S1基因表达的倍数明显升高，由此可推测23℃时RNA聚合酶更易与基因S1的启动子结合，B正确；
C、据图可知，高温（33℃）条件下，S1相对表达量明显下降，但在33℃并施加DNA甲基化抑制剂条件下时，S1相对表达量明显上升，说明高温可能是通过提高S1基因甲基化水平来抑制其表达，但基因的复制发生在细胞分裂的间期，题干未提及与复制的关系，不能得出抑制其复制的结论，C错误；
D、在不同温度下斑马鱼雌雄比例不同，且S1和S2基因表达量有变化，说明斑马鱼性别分化受基因表达调控，且受到环境因素（温度）的影响，D正确。
故选C。
8. 肾素是肾小球旁器细胞释放的一种蛋白水解酶，其参与将血管紧张素原转化为血管紧张素I，血管紧张素I在体内被血管紧张素转换酶转化为血管紧张素Ⅱ，血管紧张素Ⅱ是一种血管收缩剂，能升高血压，刺激肾上腺皮质分泌醛固酮。已知血管紧张素属于肽类激素。下列说法正确的是（ ）
A. 血管紧张素原转化为血管紧张素Ⅱ的过程中离不开肾素的调节作用
B. 血管紧张素Ⅱ与肾上腺皮质细胞膜上的受体结合后才能运进细胞
C. 血管紧张素和醛固酮一经靶细胞接受并起作用后就失活
D. 血管紧张素转换酶的促进剂可用于某些高血压患者的治疗
【答案】C
【分析】激素调节是指由内分泌器官（或细胞）分泌的化学物质进行的调节。不同激素的化学本质组成不同，但它们的作用方式却有一些共同的特点：（1）微量和高效；（2）通过体液运输；（3）作用于靶器官和靶细胞。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了。激素只能对生命活动进行调节，不参与生命活动。
【详解】A、肾素是一种酶，在物质转化过程中起催化作用，A错误；
B、血管紧张素Ⅱ与肾上腺皮质细胞膜上的受体结合后起调节作用，不需要运进细胞，B错误；
C、血管紧张素和醛固酮均属于激素，起调节作用，它们一经靶细胞接受并起作用后就失活了，C正确；
D、血管紧张素转换酶的促进剂可促进血管紧张素Ⅱ产生，血管紧张素Ⅱ是一种血管收缩剂，能升高血压，可见血管紧张素转换酶促进剂不能用于治疗高血压，D错误。
故选C。
9. 研究发现，活化的T细胞表面的PD-1(程序性死亡受体1)与正常细胞表面的PD-L1(程序性死亡配体1)一旦结合，T细胞即可“认清”对方，不触发免疫反应。肿瘤细胞可通过过量表达PD-L1来逃过免疫系统的“追杀”。下列说法不合理的是（ ）
A. 研制PD-1或PD-L1的抑制剂，可作为抗癌药物治疗多种癌症
B. 可改造病人自身的T细胞，使其能识别特定癌细胞并被激活
C. 机体识别和清除突变的细胞，防止肿瘤的发生，体现了免疫监视功能
D. 器官移植时，若供体细胞膜表面的PD-L1较多，免疫排斥反应会较强
【答案】D
【分析】活化的T细胞表面的PD-1（程序性死亡受体1）与正常细胞表面的PD-L1（程序性死亡配体1）一旦结合，T细胞即可“认清”对方，不触发免疫反应。肿瘤细胞可过量表达PD-L1，通过与T细胞表面的PD-1蛋白特异性结合，从而逃避免疫系统的攻击。
【详解】A、由于活化的T细胞表面的PD-1（程序性死亡受体1）与正常细胞表面的PD-L1（程序性死亡配体1）一旦结合，T细胞即可“认清”对方，不触发免疫反应，而肿瘤细胞可通过过量表达PD-L1来逃过免疫系统的“追杀”。因此可使用PD-1或PD-L1的抗体阻断信号通路，使T细胞能识别癌细胞，进而有效对付癌细胞，A正确；
B、由于肿瘤细胞可通过过量表达PD-L1来逃过免疫系统的“追杀”，因此为了提升T细胞识别和杀伤肿瘤细胞的能力，可在体外改造病人自身的T细胞，使它能识别特定癌细胞并被激活，再把大量增殖的此类细胞回输到病人体内，B正确；
C、机体识别和清除突变的细胞，防止肿瘤的发生，体现了免疫监视的功能，免疫功能下降，可能出现癌症，C正确；
D、器官移植时，若供体细胞膜表面的PD-L1较多，免疫排斥反应会较弱，D错误。
故选D。
10. 某些植物需要经过低温诱导才能开花的现象称为春化作用，与FRI和FLC基因有关。温暖条件下，FRI蛋白与FLC基因结合使其表达，抑制植物开花；低温条件下，FRI蛋白在细胞内凝聚成团不与FLC基因结合，同时通过组蛋白修饰的调整抑制FLC基因的表达。下列说法正确的是（ ）
A. 春化作用的原理可能是低温通过抑制FRI基因的表达，解除对开花过程的抑制
B. 组蛋白不是遗传物质，其乙酰化引起的植物表型改变是不会遗传给后代的
C. 低温条件下，组蛋白氨基酸序列发生改变而凝聚成团，FRI蛋白的含量升高
D. 温暖条件下，FRI蛋白使FLC基因的组蛋白乙酰化，促进FLC基因的表达
【答案】D
【分析】温暖条件下，FRI蛋白与FLC基因结合，组蛋白的乙酰化、泛素化，FLC基因表达，抑制植物开花。低温条件下，FRI蛋白在细胞内凝聚成团不与FLC基因结合，组蛋白去乙酰化、去泛素化，组蛋白甲基化修饰位点发生改变，抑制FLC基因表达，从而解除对植物开花的抑制。
【详解】A、低温条件下，FRI蛋白在细胞内凝聚成团不与FLC基因结合，同时通过组蛋白修饰的调整抑制FLC基因的表达，从而解除对开花过程的抑制，A错误；
B、低温条件下的组蛋白去乙酰化、去泛素化并且不同位点进行甲基化修饰，FLC基因的表达受到抑制，说明组蛋白的乙酰化能促进该基因表达，表观遗传可以遗传，B错误；
C、低温条件不影响组蛋白的氨基酸序列，FRI蛋白在细胞内凝聚成团不与FLC基因结合，使组蛋白去泛素化，但无法推知FRI蛋白的含量升高，C错误；
D、温暖条件下，通过组蛋白修饰的调整促进FLC基因的表达，抑制植物开花，D正确。
故选D。
11. 两种生物之间不相互作用，而通过共同的捕食者介导的竞争被称为似然竞争，其原理是一个物种数量的增加将会导致捕食者种群数量增加，从而加重对另一物种的捕食作用。下列说法正确的是（ ）
A. 产生似然竞争涉及3种生物且二者处于2个营养级
B. 被相同捕食者捕食的两种生物种群数量此消彼长的现象与似然竞争无关
C. 瓢虫同时以向日葵花粉和蚜虫为食，在大豆田中种植向日葵可缓解蚜虫灾害
D. 存在似然竞争的两物种都是影响捕食者种群数量变化的非密度制约因素
【答案】C
【分析】影响种群数量变化的因素分两类，一类是密度制约因素，即影响程度与种群密度有密切关系的因素，如食物、流行性传染病等；另一类是非密度制约因素，即影响程度与种群密度无关的因素，如气候、季节、降水等。
【详解】A、两种生物之间不相互作用，而通过共同的捕食者介导的竞争被称为似然竞争，产生似然竞争的生物可能处于2个或2个以上的营养级，A错误；
B、似然竞争的典型表现就是两种猎物因捕食者数量变化而呈现此消彼长的关系（一物种增加→捕食者增加→另一物种减少），B错误；
C、在大豆田中种植向日葵可导致瓢虫增多，瓢虫增多会加强对蚜虫的捕食，缓解蚜虫灾害，C正确；
D、存在似然竞争的两物种的种群密度会影响捕食者种群数量，属于密度制约因素，D错误。
故选C。
12. 科学家在研究“S”形种群增长模型的过程中不断修正，引入种群增长所必需的起始数量 M这一系数。下图为修正前后种群大小与种群增长率的关系，下列说法错误的是（ ）
A. 模型改进前，种群增长率在种群数量较低时较大，且随种群数量增大而减小
B. 模型改进后，种群保持在 N所对应的数量时，有利于持续获得最大的捕获量
C. M点时，种群增长率为0，当种群大于或小于 M时，种群数量都会远离 M
D. 种群增长需要一定的起始密度，可能与有效的寻找配偶和逃避敌害有关
【答案】B
【分析】在理想条件下，种群数量会实现快速的增长，其数学模型为：Nt=N0λt，呈“J”形曲线。然而，由于资源和空间的限制，种群数量不可能无限增长。一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量（K值）。有的种群在数量快速增长到K值后能保持相对稳定，使种群增长呈“S”形曲线。
【详解】A、从改进前的曲线可以看出，种群增长率在种群数量较低时较大，且随种群数量增大而减小，A 正确；
B、模型改进后，K点时增长率为零对应的数量为环境容纳量，据图可知N点对应的数量小于K/2，所以不能获得持续的最大的捕获量，B错误；
C、M 点时种群增长率为 0，当种群数量小于 M 时，种群数量低增长率为负值趋于灭亡，远离 M ；当种群数量大于 M 时，增长速率大于0种群数量增加，远离 M ，C 正确；
D、适宜的种群密度对于种群中的个体寻找配偶和逃避敌害是必不可少的，D正确。
故选B。
13. 蓝莓中的花青素对非酒精性脂肪肝有良好的保肝效果。基于我国传统酿醋工艺，以蓝莓汁为原料进行液态发酵，生产一款具有保健功能的果醋，流程如图。下列说法正确的是（ ）

A. 制取果汁时添加果胶酶可提高产量，处理①为加糖，主要目的是使果醋具有甜味
B. 酒精发酵阶段主要是酵母菌无氧呼吸，该阶段完成后需要升高温度杀死酵母菌
C. 醋酸发酵阶段温度应控制在30～35℃，密封有利于微生物将乙醇转化为乙酸
D. 发酵生产结束后，处理②需根据果醋保存时间选择消毒或灭菌方法
【答案】D
【分析】酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活：在有氧时，酵母菌大量繁殖，但是不起到发酵效果；在无氧时，繁殖速度减慢，但是此时可以进行发酵。
醋酸菌好氧性细菌，当缺少糖源时和有氧条件下，可将乙醇（酒精）氧化成醋酸；当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。
【详解】A、制取果汁时添加果胶酶可提高果汁产量，因为果胶酶能分解果胶，使不溶性的果胶变成可溶性的半乳糖醛酸，因而可以提高果汁产量，处理①中加糖可增加碳源，为酒精发酵提供充足的底物，A错误；
B、酒精发酵时酵母菌无氧呼吸，进入醋酸发酵时，醋酸菌是好氧菌，醋酸发酵阶段通入充足的氧气有利于微生物将乙醇转化为乙酸，升高温度杀死酵母菌的同时也易于杀死酵母菌，B错误；
C、醋酸发酵涉及的微生物主要是醋酸菌，醋酸菌是好氧菌，密封不利于其将乙醇转化为乙酸，C错误；
D、发酵生产结束后，处理②需根据果醋保存时间选择消毒或灭菌方法，D正确。
故选D。
14. 关于“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验，下列说法错误的是（ ）
A. DNA分子在琼脂糖凝胶中的移动速率与其大小成反比
B. 用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液，加热至熔化，稍冷却后加入核酸染料混匀
C. 用微量移液器将PCR产物与电泳缓冲液混合缓慢注入加样孔，留一孔加标准参照物
D.-20℃储存的小份缓冲液和酶，使用前从冰箱拿出，需要缓慢融化
【答案】C
【分析】电泳的原理：待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、性状不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。
【详解】A、DNA分子在琼脂糖凝胶中的移动速率与其大小成反比，即相对分子量越大，迁移的速度越慢，A正确；
B、根据待分离DNA片段的大小，用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液，一般配制质量体积比为0.8%-1.2%的琼脂糖溶液，在沸水浴或微波炉内加热至琼脂糖溶化，稍冷却后，加入适量的核酸染料混匀，B正确；
C、将扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液（内含指示剂）混合，再用微量移液器将混合液缓慢注入凝胶的加样孔内，留一个加样孔加入指示分子大小的标准参照物，C错误；
D、PCR所用缓冲液和酶从-20℃冰箱拿出之后，应放在冰块上缓慢融化，这样才能不破坏缓冲液中稳定性较差的成分，同样保护酶的活性不被破坏，D正确。
故选C。
15. 哺乳动物体内一定含量的ω-3多不饱和脂肪酸(LCPUFA)可以起到预防心血管疾病的作用，但LCPUFA在大多数动物体内不能合成，只能从食物中摄取。科研人员从秀丽隐杆线虫中获得LCPUFA合成酶基因fat-1，培育转fat-1基因家兔。已知fat-1基因的a链为模板链，与b链结合的引物5′端添加了限制酶识别序列GAATTC,其部分流程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 基因工程操作程序中核心步骤是目的基因的筛选与获取
B. 为确保fat-1基因正向插入，另一引物5′端需添加的限制酶识别序列为GGATCC
C. 扩增fat-1基因时，经过3轮循环，得到的产物中只含一种引物的DNA分子占比为1/2
D. 检测转基因家兔细胞中fat-1基因是否转录可采用抗原抗体杂交法
【答案】B
【分析】根据图示可知，目的基因的a链左侧为3'端，b链的右侧为3'端，引物结合在模板链的3‘端，故与b链结合的引物结合在目的基因的右侧，与a链结合的引物结合在目的基因的左侧。已知fat-1基因的b链为编码链，目的基因的转录方向为从右向左。
【详解】A、基因工程的操作程序中核心步骤是基因表达载体的构建，而不是目的基因的筛选与获取，A错误；
B、已知与b链结合的引物5'端添加了限制酶EcR I识别序列GAATTC，即目的基因的右侧添加了EcR I识别序列，为确保fat- 1基因正向插入，已知fat-1基因的a链为模板链，含有磷酸基团的一侧为5'，转录时从a链的3'开始，因此目的基因的左侧应该添加BamH I的识别序列，故另一引物5′端需添加的限制酶识别序列为GGATCC，B正确；
C、PCR技术中，经过n轮循环后，共得到2n个DNA分子。只含一种引物的DNA分子是由最初的两条模板链为模板合成的，经过3轮循环后，得到23 = 8个DNA分子，其中只含一种引物的DNA分子有2个，占比为1/4，C错误；
D、检测转基因家兔细胞中fat-1基因是否转录可采用核酸分子杂交，利用抗原抗体杂交法可检测fat-1基因是否翻译，D错误。
故选B。
二、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。
16. 有丝分裂后期时，着丝粒会一分为二，这一过程中一种被称为分离酶的蛋白酶起到了关键作用。为防止其提前发挥作用，分离酶在活化前会受到自身磷酸化和S蛋白的双重抑制，而c-A蛋白复合物可以促进分离酶的活化，具体原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 阻止染色体加倍的物质可能是某种蛋白质
B. 真核细胞完成增殖过程都离不开M的作用
C. 在连续分裂的细胞中，c-A蛋白复合物的活性变化应具有周期性
D. 磷酸基团可能是通过影响分离酶的空间结构而发挥作用的
【答案】ACD
【分析】细胞周期各时期的特点：
（1）间期：进行DNA的复制和有关蛋白质的合成；
（2）前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；
（3）中期：染色体形态固定、数目清晰；
（4）后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；
（5）末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、分离酶是一种蛋白酶，其活化后着丝粒才会断开，由此可推测着丝粒上的某种蛋白阻止了着丝粒的断开，A正确；
B、无丝分裂不会形成纺锤体，无M的作用，B错误；
C、c-A蛋白复合物可以激活分离酶，每当细胞周期运行到有丝分裂后期时，c-A蛋白复合物才应该发挥作用，因此其活性变化必然具有周期性，C正确；
D、结合图示可知，分离酶在磷酸化前后的空间结构明显有差异，据此可推测，磷酸基团可能是通过影响分离酶的空间结构而发挥作用的，D正确。
故选ACD。
17. 一个家族中存在甲、乙两种单基因遗传病，控制两种病的基因独立遗传。甲病是某种遗传性肿瘤，由等位基因A/a控制；乙病是苯丙酮尿症，因缺乏苯丙氨酸羟化酶所致，由等位基因B/b控制，在正常人群中乙病携带者的概率为1/75。反义RNA能与目标基因的mRNA互补形成部分双链，抑制蛋白质翻译。以下是该家族的系谱图以及部分成员基因的PCR扩增产物凝胶电泳图。下列说法错误的是（ ）
A. 乙病为常染色体隐性遗传，出现b的原因可能是B基因发生碱基缺失
B. Ⅲ-5与无亲缘关系的正常男子婚配生育患病孩子概率为1/300
C. Ⅲ-5与Ⅲ-3婚配生育患病孩子的概率是与无亲缘关系正常男子婚配的40倍，应避免近亲结婚
D. 反义RNA药物治疗该家族遗传病时，应选择b基因作为目标基因
【答案】BCD
【分析】据图判断，Ⅰ-1和Ⅰ-2患甲病，生了一个正常的女儿Ⅱ-3，所以甲病是常染色体显性遗传病，Ⅰ-1和Ⅰ-2都不患乙病，生了一个患乙病的女儿Ⅱ-2，所以乙病是常染色体隐性遗传病。
【详解】A、Ⅰ-1和Ⅰ-2都不患乙病，生了一个患乙病的女儿Ⅱ-2，所以乙病是常染色体隐性遗传病，结合电泳图分析，Ⅲ-2患乙病，所含的为致病基因b，Ⅰ-1和Ⅰ-2为杂合子Bb，b基因迁移速度大于B基因，说明b基因碱基数量少于B基因，因此出现b的原因可能是B基因发生碱基缺失，A正确；
BC、双亲都不患甲病，后代也不会患甲病，Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型都是Bb，Ⅱ-5的基因型是1/3BB或2/3Bb，Ⅱ-6的基因型是BB（根据电泳图判断），推出Ⅲ-5的基因型是1/3Bb或2/3BB，根据电泳图判断Ⅱ-4和Ⅱ-6的基因型相同均为BB，据家族系谱图判断，Ⅱ-5和Ⅱ-3的基因型相同，为1/3BB或2/3Bb，所以Ⅲ-5和Ⅲ-3的基因型相同，为1/3Bb或2/3BB。若Ⅲ-5和Ⅲ-3婚配，生育患病孩子的概率是1/3×1/3×1/4=1/36；Ⅲ-5和无亲缘关系的正常男子婚配，该正常男性是携带者（Bb）的概率是1/75，后代患病（bb）的概率是1/3×1/75×1/4=1/900，（1/36）÷（1/900）=25倍，BC错误；
D、乙病是常染色体隐性遗传病，是由于缺乏B基因导致无法形成苯丙氨酸羟化酶所致，因此抑制b基因的翻译无法治疗乙病，而甲病是显性遗传病影响A基因的表达可以达到治疗的目的，所以在上述家系中，可以选择A基因作为目标，D错误。
故选BCD。
18. 机体存在血浆K＋浓度调节机制，K＋浓度升高可直接刺激胰岛素的分泌，从而促进细胞摄入K＋，使血浆K＋浓度恢复正常。肾脏排钾功能障碍时，血浆K＋浓度异常升高，使自身胰岛素分泌量最大时依然无法使血浆K＋浓度恢复正常，此时胞内摄入K＋的量小于胞外K＋的增加量，引起高钾血症。已知胞内K＋浓度总是高于胞外，下列说法正确的是（ ）
A. 胰岛B细胞受损可导致血浆K＋浓度下降
B. 用胰岛素治疗高钾血症，需同时注射葡萄糖
C. 高钾血症患者的心肌细胞对刺激的敏感性改变
D. 高钾血症患者神经细胞静息状态下膜内外电位差增大
【答案】BC
【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；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】A、胰岛B细胞受损导致胰岛素分泌减少，由于胰岛素能促进细胞摄入K＋，因此胰岛素分泌减少会导致血浆K+浓度升高，A错误；
B、胰岛素能促进细胞摄入K+，使血浆K+浓度恢复正常，同时胰岛素能降低血糖，因此用胰岛素治疗高钾血症时，为防止出现胰岛素增加导致的低血糖，需同时注射葡萄糖，B正确；
C、高钾血症患者心肌细胞的静息电位绝对值减小，容易产生兴奋，因此对刺激的敏感性发生改变，C正确；
D、静息电位的产生主要是由于钾离子外流，已知胞内K+浓度总是高于胞外，高钾血症患者细胞外的钾离子浓度大于正常个体，因此患者神经细胞静息状态下膜内外电位差减小，D错误。
故选BC。
19. 人工森林大都以密度较大的纯林(以单一乔木树种为主)为主，病虫害发生程度较为严重。研究人员研究了不同程度的间伐(定期采伐部分林木以降低林木密度)对华北落叶松纯林林下植被物种丰富度及凋落物层碳储量的影响，结果如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 随着间伐程度的增强，凋落物层碳储量逐渐增大
B. 间伐处理会导致人工森林群落结构变复杂
C. 间伐处理后，林冠层郁闭度降低，林下植物接收的光能增多
D. 间伐处理后，该生态系统的病虫害发生程度会提高
【答案】AD
【分析】生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，称为生态系统的稳定性。生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力。该能力的基础是负反馈调节。物种数目越多，营养结构越复杂，自我调节能力越大，抵抗力稳定性越高。
【详解】A、据图可知，与对照组相比，随着间伐程度的增强，凋落物层碳储量逐渐增加，但间伐程度过高时，凋落物层碳储量又降低，A错误；
B、据图可知，与对照组相比，不同程度间伐处理会使林下植被物种丰富度增大，故间伐处理会导致人工森林群落结构变复杂，B正确；
C、间伐处理后，降低林木密度，林冠层郁闭度降低，林下植物接收的光能增多，有利于林下植物生长，C正确；
D、适度的间伐处理，林下植被物种丰富度增大，生态系统抵抗力稳定性更强，病虫害发生程度会降低，D错误。
故选AD。
20. 我国科学家成功地用iPS细胞克隆出了活体小鼠，部分流程如图所示，其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶，TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。下列说法正确的是（ ）
A. iPS细胞和重构胚的培养都要放在含5%CO₂的培养箱中进行
B. 应将采集到的卵母细胞培养至MⅡ期，再通过显微操作去除其核膜包被的细胞核
C. 组蛋白的甲基化和乙酰化程度增加，有利于重构胚的正常发育
D. 胚胎移植前，需要对代孕小鼠注射糖皮质激素等免疫抑制剂，降低免疫排斥反应
【答案】A
【分析】结合题图，重构胚在加入中Kdm4d的mRNA和TSA后，发育成克隆鼠，而Kdm4d的mRNA表达产物为组蛋白去甲基化酶，可以使组蛋白去甲基化，TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂，抑制组蛋白脱乙酰酶的作用，保持组蛋白乙酰化，即组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程。
【详解】A、动物细胞培养需要二氧化碳培养箱，因此iPS细胞和重构胚的培养都要放在含5%CO₂的培养箱中进行，A正确；
B、应将采集到的卵母细胞培养至MⅡ期，再通过显微操作去除其染色体—纺锤体复合物，B错误；
C、重构胚在加入中Kdm4d的mRNA和TSA后，发育成克隆鼠，而Kdm4d的mRNA表达产物为组蛋白去甲基化酶，可以使组蛋白去甲基化，TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂，抑制组蛋白脱乙酰酶的作用，保持组蛋白乙酰化，即组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程，C错误；
D、胚胎移植不需要对代孕小鼠使用免疫抑制剂，D错误。
故选A。
三、非选择题：本题共5小题，共55分。
21. 光合作用不仅是水稻生长发育的基础，也是产量的决定因素。光照、无机盐等影响光合作用强度，进而影响作物产量。研究发现水稻磷酸转运蛋白SPDT和OsPHO1;2通过茎节将Pi分配的偏向性不同(用箭头粗细表示)，从而影响其籽粒灌浆，其主要影响机制如图所示。图中TP代表磷酸丙糖，磷酸丙糖转运体TPT反向交换转运Pi和TP。
（1）图中TPT所在的膜是___________(填“叶绿体膜”或“类囊体膜”)，蛋白质磷酸化后应是作为_____(填“酶”或“反应物”)参与乙过程。水稻在适宜反应条件下，用白光照射一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光照射，短时间内C₃化合物含量将_______(填“增加”“减少”或“不变”)。
（2）甲过程所处的光合作用阶段发生的能量变化是_____________。图中从功能上可视为磷酸转运蛋白的有__________。
（3）据图分析，若叶肉细胞质基质中Pi不足将直接导致叶绿体中___________含量下降，进而使暗反应减弱，从而影响作物籽粒灌浆。若要通过提高叶肉细胞的Pi含量使水稻增产，可提高_________基因的表达量。
（4）海水稻普遍生长在海边滩涂地区，具有抗涝、抗盐碱等能力，比普通水稻具有更强的生存竞争能力，但海水稻耐受高盐胁迫的能力也是有限的，研究发现叶面喷施油菜素内酯(EBR)能在一定程度上缓解因高盐胁迫引起的海水稻光合速率降低。请设计实验，对该研究结论进行验证，简要写出实验思路。___________(实验以150mml/LNaCl溶液为高盐胁迫；对光合速率的测量方法不做具体要求)
【答案】（1）①. 叶绿体膜 ②. 酶 ③. 减少
（2）①. 将光能转化成ATP和NADPH中的化学能 ②. OsPHO1;2、SPDT、TPT
（3）①. ATP、NADPH ②. OsPHO1;2
（4）实验思路:将若干生长状况相同的该品种海水稻均分为A、B两组，A组土壤中施加适量150mml/LNaCl溶液并叶面喷施适量EBR，B组土壤中施加等量等浓度NaCl溶液（并叶面喷施等量清水），其他条件相同且适宜。一段时间后，分别测定A、B两组植物的光合速率
【分析】光合作用的过程包括光反应和暗反应过程，光反应的能量转变是光能转变为ATP、NADPH中活跃的化学能；暗反应的能量转变是ATP、NADPH中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能。
在光合作用暗反应阶段，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。
【解析】（1）图中TPT所在的膜与细胞质直接接触，叶绿体存在于细胞质中，而类囊体膜存在于叶绿体基质中，故TPT所在的膜为叶绿体膜，乙过程为卡尔文循环，二氧化碳还原为糖的过程需要ATP、NADPH、酶的参与，结合图示分析磷酸化的蛋白质作为酶在发挥作用。叶绿体中的色素主要吸收利用红光和蓝紫光，若由白光突然改用光照强度与白光相同的红光，可导致光反应速率加快，形成的ATP和NADPH增加，C3的还原速率加快，但短时间内CO2固定速率不变，故C3化合物含量将减少。
（2）甲过程可以产生ATP、NADPH，说明甲过程为光反应过程，能量变化是将光能转化成ATP和NADPH中的化学能。研究发现水稻磷酸转运蛋白SPDT和OsPHO1;2通过茎节将Pi分配的偏向性不同,说明SPDT和OsPHO1;2可视为磷酸转运蛋白；TP代表磷酸丙糖，磷酸丙糖转运体TPT反向交换转运Pi和TP，说明TPT可视为磷酸转运蛋白，综上分析，图中从功能上可视为磷酸转运蛋白的有OsPHO1;2、SPDT、TPT。
（3）结合图示可知，若叶肉细胞中Pi不足，光反应受抑制，产生的ATP、NADPH减少，从而抑制暗反应的进行，暗反应产生的TP减少，由于TP转运到细胞质中转变为蔗糖，蔗糖运往籽粒，因此导致运往籽粒的蔗糖减少，即影响作物籽粒灌浆。结合图示和题干信息可知，提高OsPHO1;2基因的表达量，可以使得茎节将Pi偏向于分配给叶片，叶片的叶肉细胞中Pi多，光合作用速率快，产生的蔗糖多，蔗糖转移到籽粒，从而使水稻增产。
（4）由题意可知，高盐胁迫会导致海水稻的光合速率降低，而叶面喷施EBR能缓解这种效应，因此该实验的自变量为叶面是否喷施EBR，实验以150mml/LNaCl溶液为高盐胁迫，实验思路为：将若干生长状况相同的该品种海水稻均分为A、B两组，A组土壤中施加适量150mml/LNaCl溶液并叶面喷施适量EBR，B组土壤中施加等量等浓度NaCl溶液（并叶面喷施等量清水），其他条件相同且适宜。一段时间后，分别测定A、B两组植物的光合速率。
22. 我国科研人员用叠氮化钠(NaN₃)处理簇生稻(有三个籽粒簇生在一起)种子，获得大量诱变株(M₁),并从M,自交后代M₂中筛选出2个非簇生稻突变体株系开展相关研究，部分流程如图1所示。
（1）用NaN₃处理簇生稻种子的目的是________。将F₁弱簇生稻(两粒一簇)与非簇生稻杂交，后代的表型及比例是_____________。
（2）研究发现，水稻的簇生与非簇生分别由等位基因CL和cl控制，非糯性与糯性分别由等位基因WX和wx控制。为探究上述2对等位基因在染色体上的相对位置关系，研究人员以弱簇生非糯性水稻植株甲的花粉为实验材料，用以上2对等位基因的引物进行PCR扩增后，电泳结果如图2所示(图中花粉的基因型种类和比例与甲植株产生配子的理论值一致；不考虑致死)。由电泳结果可知，CL/cl与WX/wx的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律，依据是__________________。利用植株甲与基因型为CLclWXwx的植株乙杂交，若F1中非簇生糯性水稻的比例为1/15，则该杂交过程中，植株乙产生基因型为clWX配子的概率为________。
（3）为确定基因CL在染色体上的位置，研究人员利用非簇生稻与簇生稻(一对6号染色体中，一条发生部分缺失，另一条正常)杂交，统计子代植株的表型及比例(所有个体均正常成活)。
①若子代植株表现为_________,则表明基因CL在6号染色体上，且位于缺失片段中。
②若子代植株全表现为弱簇生，则_____(填“能”或“不能”)说明CL基因不在6号染色体上，原因是____。
（4）为了对WX/wx基因进行染色体定位，研究人员用P1(糯性)×P₂(非糯性)→F1，F1自交获得F₂。电泳检测部分个体的SSR扩增产物(SSR是DNA中的简单重复序列，不同染色体具有各自特异的SSR)，结果如图3所示。由此推测WX/wx基因位于______号染色体上，依据是__________。
【答案】（1）①. 诱发基因突变并提高突变率 ②. 弱簇生稻∶非簇生稻=1∶1
（2）①. 不遵循 ②. 由电泳结果可知，甲植株的基因型为CLclWXwx且产生配子的类型及比例为CLWX∶CLwx∶clWX∶clwx=1∶2∶2∶1（或不等于1∶1∶1∶1），不符合基因自由组合定律产生配子的比例 ③. 1/10
（3）①. 弱簇生∶非簇生=1∶1 ②. 不能 ③. CL基因不在6号染色体或在6号染色体上但不位于缺失片段中，后代都表现为弱簇生
（4）①. 7 ②. 图中1、4、7均为糯性，其7号染色体上的SSR均只与亲本P1相同，而与P2不同；且它们5号染色体上的SSR不都与P2相同
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【解析】（1）NaN3属于化学诱变剂，用NaN3处理簇生稻种子可诱发基因突变并提高突变频率。根据图示可知，簇生稻和非簇生稻做亲本杂交得到的F1为弱簇生，子一代自交得到的子二代为簇生∶弱簇生∶非簇生=256∶522∶248≈1∶2∶1，即弱簇生为不完全显性，亲本为显性纯合子和隐性纯合子，但不能确定“非簇生为隐性性状”。若将F1弱簇生稻与非簇生稻杂交，类似于测交，则后代的表型及比例弱簇生稻∶非簇生稻=1∶1。
（2）由电泳结果可知，甲植株的基因型为CLclWXwx且产生配子的类型及比例为CLWX∶CLwx∶clWX∶clwx=1∶2∶2∶1（或不等于1∶1∶1∶1），不符合基因自由组合定律产生配子的比例，所以CL/cl与WX/wx的遗传不遵循自由组合定律。利用植株甲（CLclWXwx）与基因型为CLclWXwx的植株乙杂交，甲植株产生的配子类型和比例为CLWX∶CLwx∶clWX∶clwx=1∶2∶2∶1，clwx型配子占1/6，子一代中非簇生糯性水稻（clclwxwx）的比例为1/15，1/15可拆为1/6×2/5，因此可知植株乙产生的clwx配子占2/5，由于两对基因连锁，则CLWX也占2/5，故重组的clWX配子和CLwx配子各占（1－2/5－2/5）÷2=1/10。
（3）若基因 CL在6号染色体上且位于缺失片段中，非簇生（无CL基因，假设基因型为clcl）与簇生（一条6号染色体部分缺失，含CL的片段缺失，另一条正常，基因型可表示为 CLcl）杂交，后代会出现非簇生：弱簇生=1：1。CL基因不在6号染色体或CL基因在6号染色体上但不位于缺失片段，后代都表现为弱簇生，所以子代植株全表现为弱簇生，则不能说明CL基因不在6号染色体上。
（4）研究人员用P1(糯性)×P₂(非糯性)→F1，F1自交获得F₂，由于非糯性与糯性分别由等位基因WX和wx控制，则糯性为隐性性状，其中F₂中的1、4、7为糯性，其7号染色体上的SSR均只与亲本P1（(糯性）相同，而与P2不同；且它们5号染色体上的SSR不都与P2相同，因此推测WX/wx基因位于7号染色体上。
23. 糖皮质激素是一种固醇类激素，因其对机体的生长、发育以及免疫功能等有重要调节作用，在临床上应用广泛，其分泌过程如图所示。
（1）图中CRH表示_____，糖皮质激素作为药物使用时______(填“能”或“不能”)口服，但病人长期使用时，往往会出现肾上腺皮质萎缩，是由于存在______调节。
（2）当长期处于压力状态时，下丘脑、垂体和肾上腺皮质的活动受到影响，导致_________从而免疫能力下降，更容易被病原体感染。
（3）身心压力还会引起交感神经兴奋，释放儿茶酚胺(一种神经递质)。糖皮质激素本身并不能直接引起血管收缩，但糖皮质激素存在时，可以增强儿茶酚胺促进血管收缩的作用，被称为“允许作用”。请设计实验验证糖皮质激素对儿茶酚胺存在允许作用。
实验材料和用具；去除肾上腺的大鼠若干只，糖皮质激素溶液，儿茶酚胺溶液，生理盐水，注射器，血压检测仪器
实验思路：将若干只去除肾上腺的大鼠随机均分为4组，分别标记为A、B、C、D；(请补充完善)__________________________________________________________
预期结果：______________________________________________________。
【答案】（1）①. 促肾上腺皮质激素释放激素 ②. 能 ③. 负反馈
（2）糖皮质激素分泌增加，抑制淋巴细胞的增殖和分化
（3）①. A组注射糖皮质激素，B组注射儿茶酚胺溶液，C组先注射糖皮质激素，再注射儿茶酚胺溶液，D组注射生理盐水，四组注射的量均相等；在适宜条件下培养一段时间，检测并记录处理前后血压变化量 ②. 预期结果：A组和D组血压几乎无变化，B组和C组血压均升高，且C组的变化量大于B组
【分析】下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素能促进垂体分泌促肾上腺皮质激素，垂体分泌促肾上腺皮质激素能促进肾上腺分泌糖皮质激素，而糖皮质激素对下丘脑和垂体有负反馈作用，当糖皮质激素分泌过多时，会抑制促肾上腺皮质激素释放激素和促肾上腺皮质激素的分泌，进而减少糖皮质激素的分泌。
【解析】（1）图示分析，下丘脑释放CRH作用于垂体，促进垂体释放促肾上腺皮质激素，说明CRH为促肾上腺皮质激素释放激素。糖皮质激素化学本质是类固醇激素，为小分子物质，能口服。但病人长期使用时，往往会出现肾上腺皮质萎缩，是由于存在负反馈调节，即长期服用糖皮质激素会抑制下丘脑和垂体分泌CRH和促肾上腺皮质激素。
（2）当长期处于压力状态时，下丘脑、垂体和肾上腺皮质的活动受到影响，使糖皮质激素分泌增加，抑制淋巴细胞的增殖和分化，从而免疫能力下降。
（3）为证明糖皮质激素对儿茶酚胺存在允许作用（糖皮质激素本身并不能直接引起血管收缩，但糖皮质激素存在时，可以增强儿茶酚胺促进血管收缩的作用，被称为“允许作用”），该实验的自变量糖皮质激素、儿茶酚胺溶液的有无，因变量为血管收缩情况，其他为无关变量，应保持相同且适宜，故实验步骤为：①将若干只去除肾上腺的大鼠随机均分为4组，分别标记为A、B、C、D。②A组注射糖皮质激素，B组注射儿茶酚胺溶液；C组先注射糖皮质激素，再注射儿茶酚胺溶液，D组注射生理盐水。四组注射的量均相等；③在适宜条件下培养一段时间，检测并记录处理前后血压变化量。已知儿茶酚胺溶液可以促进血管收缩，从而升高血压，糖皮质激素溶液单独存在时不能升高血压，但可以增强儿茶酚胺升高血压的作用，因此预期实验结果是A组和D组血压几乎无变化，B组和C组血压均升高，且C组的变化量大于B。
24. “藕螺鱼综合种养”是一种在荷塘里套养螺蛳、鱼类等水产品的种养混作模式。螺蛳摄食枯萎的荷叶、荷塘中的微生物及腐殖质改善水质，鱼的活动有助于改善水体环境，促进莲藕的生长。因螺蛳、鱼类等水产品混养，种养区采取荷塘上层吊笼养螺蛳，中下层养鱼的模式，并适当投喂有机饲料。鲢鱼和鳙鱼分别以浮游植物和浮游动物为主要食物，在表水层和中间水层活动。青鱼以螺、蚬、幼蚌等软体动物为主食，在中下层活动。
（1）从生态系统组成成分的角度分析，螺蛳属于__________，通过吊笼养螺蛳的措施，改变了螺蛳在该荷塘中的生态位，这一措施的优势有_________________。(回答两点即可)
（2）科研小组对该荷塘生态系统能量流动进行定量分析，得出甲、乙、丙三个营养级能量相关数据(单位为J·cm-²a-¹)如下表所示，R表示能量流动的去向之一，M为能量值，乙属于第一营养级。流入该生态系统的总能量是_______________(用文字表述)，表中R代表的是各营养级______________(用文字描述)。第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为___________%(保留一位小数)。
（3）为了提高经济效益，荷塘逐步用鳙鱼取代鲢鱼，一段时间后荷塘出现水华现象(浮游植物大量繁殖)，其原因可能是___________________。
【答案】（1）①. 消费者和分解者 ②. 捕捞方便；减少螺蛳被天敌捕食
（2）①. 莲藕等生产者固定的太阳能和外来有机物输入能量的总和 ②. 呼吸作用中以热能形式散失的能量 ③. 12.5
（3）浮游动物因鳙鱼取食而减少，对浮游植物取食量下降；鲢鱼数量减少，对浮游植物的取食量下降
【分析】群落的空间结构分为垂直结构和水平结构：
（1）群落的垂直结构：指群落在垂直方面的配置状态，其最显著的特征是分层现象，即在垂直方向上分成许多层次的现象。影响植物群落垂直分层的主要因素是光照，影响动物群落垂直分层的主要因素为食物和栖息空间。
（2）群落水平结构：在水平方向上，由于地形的起伏、光照的阴暗、湿度的大小等因素的影响，不同地段往往分布着不同的种群，种群密度也有差别。群落水平结构的特征是镶嵌性。
【解析】（1）螺蛳摄食枯萎的荷叶、荷塘中的微生物及腐殖质，从生态系统组成成分的角度分析，螺蛳属于消费者和分解者，通过吊笼养螺蛳的措施，改变了螺蛳在该荷塘中的生态位，该措施的优点表现在捕捞方便，减少螺蛳被天敌捕食，进而提高产量。
（2）该生态系统属于人工生态系统，故流入该生态系统的总能量是莲藕等生产者固定的太阳能和有机饲料（外来有机物）中化学能的总和；同化的能量有两个去向包括呼吸作用散失的能量+用于生长发育和繁殖的能量，用于生长发育和繁殖的能量有两个去向是传递给下一个营养级+流向分解者，据此分析，表中R代表的是各营养级自身呼吸作用所散失的热能；生产者固定的能量为44+5+95+M，植食性动物从生产者获得的能量为9.5+1.5+11+N-5，肉食性动物从植食性动物获得的能量为6.8+0.5+7.2-11，由此可知，N=6.8+0.5+7.2-11=3.5J⋅cm-2⋅a-1，M=9.5+1.5+11+3.5-5=20.5J⋅cm-2⋅a-1，第一营养级固定的能量为44+5+95+20.5=164.5J⋅cm-2⋅a-1，能量传递效率是相邻两个营养级之间同化量的比值，第一营养级（生产者）到第二营养级（植食性动物）的能量传递效率约为20.5/164.5×100%≈12.5%。
（3）题意显示，鲢鱼和鳙鱼分别以浮游植物和浮游动物为主要食物，在表水层和中间水层活动。荷塘逐步用鳙鱼取代鲢鱼，浮游动物因鳙鱼取食而减少，对浮游植物取食量下降，鲢鱼数量减少，对浮游植物的取食量下降，因而导致浮游植物大量繁殖，引起水华现象。
25. 光遗传学是一门将光学和遗传学技术相结合的新兴学科。我国科研人员构建出哺乳动物的红光/远红光诱导的开关系统，用于控制细胞内的代谢过程，尝试对糖尿病精准治疗。
（1）植物细胞中的光敏蛋白(P)是光信号受体，被红光激活后，其_________发生改变，与核输入蛋白(F)结合形成复合体，被转运至细胞核中影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。远红光则会诱导P和F分离。
（2）Gal4蛋白能与诱导型启动子UAS结合，但不能单独激活UAS下游的基因转录，VP蛋白不能与UAS结合但可以激活转录。
①为实现胰岛素基因表达的光调控，需要构建的两种融合基因是 ____________(填字母)。
a.P-F融合基因 b.Gal4-VP融合基因 c.P-Gal4融合基因
d.F-Gal4融合基因 e.F-VP融合基因
②通过同源重组技术，将胰岛素基因(基因1)和上述两种融合基因(基因2、3)构建成表达载体(部分结构如图1)，图中_______________为UAS。为保证三种基因按顺序连接，需在PCR扩增时的引物中添加序列__________(填“重叠”或“随机”)。
③采用法将表达载体导入动物细胞，在红光照射下，细胞内形成______________复合体，招募细胞内的_______________酶与启动子结合，启动胰岛素基因的表达。
（3）研究人员用糖尿病模型鼠进行实验，尝试用以上表达载体作为工具治疗糖尿病。测得血糖含量和短时照光后的胰岛素含量如图2、图3。
①结果表明____________。
②若该工具与手机上测定血糖的APP相关联，则可以实现自动化给药。请从稳态与平衡角度分析自动化给药实现血糖稳态的机理。______________________________。
【答案】（1）空间结构
（2）①. c、e ②. 启动子1 ③. 重叠 ④. 显微注射 ⑤. Gal4-P-F-VP（或VP-F-P-Gal4）
（3）①. 导入工具并照红光可显著提高胰岛素的表达，从而降低血糖含量 ②. 手机APP实时监测血糖变化，当血糖浓度高于正常值时，引发红光照射，使受体细胞合成并释放胰岛素降低血糖；血糖降至正常后，引发远红光照射，停止胰岛素合成。实现了血糖的快速精确调控，维持血糖稳态且避免胰岛素合成过量导致血糖浓度过低
【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：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因-DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA-分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质-抗原一抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【解析】（1）植物中的光敏蛋白P是光信号受体，被红光激活后，其空间结构发生改变，与核输入蛋白F结合形成复合体，被转运至细胞核中影响特定基因的表达。
（2）①为实现胰岛素基因表达的光调控，Gal4 需与 P 融合（P-Gal4，c 选项），使红光激活后 Gal4 结合 UAS； VP 需与 F 融合（F-VP，e 选项），使 F-P 结合时 VP 激活转录。
②通过同源重组技术构建表达载体，图中启动子1为UAS，这是根据题目中对Gal4蛋白与UAS结合关系以及表达载体结构的描述得出。 三种基因按顺序连接，需在PCR扩增时的引物中添加序列重叠，这样才能保证基因准确连接。
③采用显微注射法将表达载体导入动物细胞，在红光照射下，细胞内形成Gal4-P-F-VP（或VP-F-P-Gal4）复合体，招募细胞内的RNA聚合酶与启动子结合，启动胰岛素基因的表达。这是基于前面构建的融合基因以及光激活后的作用机制得出。
（3）①从图2和图3结果可知，导入工具并照红光可显著提高胰岛素的表达，从而降低血糖含量。通过对比A组（未导入工具）、B组（导入工具—不照光）和C组（导入工具—照红光）的血糖含量和胰岛素含量数据得出该结论。
②手机APP实时监测血糖变化，当血糖浓度高于正常值时，引发红光照射，使受体细胞合成并释放胰岛素降低血糖；血糖降至正常后，引发远红光照射，停止胰岛素合成。这是从稳态与平衡角度，利用光遗传学工具和APP监测实现血糖稳态的自动调节机制。营养级
R的能量
流向分解者的能量
未利用
流向下一营养级的能量
外来有机物输入的能量
甲
6.8
0.5
7.2
0
11.0
乙
44.0
5.0
95.0
M
0
丙
9.5
1.5
11.0
3.5
5.0