辽宁省沈阳市高三下5月质量检测生物试卷（解析版）

这是一份辽宁省沈阳市高三下5月质量检测生物试卷（解析版），共27页。试卷主要包含了选择题等内容，欢迎下载使用。
第Ⅰ卷（选择题，共45分）
一、选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1. 剪接体由多种蛋白质和小RNA组成。基因转录出的前体mRNA经剪接体作用，形成成熟mRNA后进入细胞质。下列关于剪接体的叙述，错误的是（ ）
A. 组成元素有C、H、O、N、P等
B. 组成单体包括氨基酸和核苷酸
C. 由以碳链为骨架的大分子组成
D. 发挥剪接作用的场所为核糖体
【答案】D
【分析】由题意可知，剪接体由多种蛋白质和小RNA组成，所以其元素组成为C、H、O、N、P，组成单体为氨基酸和核苷酸。
【详解】AB、由题意可知，剪接体由多种蛋白质和小RNA组成，前者含C、H、O、N，后者含C、H、O、N、P，所以剪接体元素组成为C、H、O、N、P，蛋白质的单体是氨基酸，RNA的单体是核苷酸，AB正确；
C、蛋白质和RNA都是以碳链为骨架的大分子，C正确；
D、核糖体是翻译的场所，不是RNA剪接的场所，D错误。
故选D。
2. 丙酮酸激酶（PK）可参与下图所示的生化反应。人体红细胞中缺乏PK会引起Na+积累，造成溶血，导致丙酮酸激酶缺乏症（PKD）。
以下推测合理的是（ ）
A. 该反应发生在红细胞的线粒体中
B. 该反应与细胞内的吸能反应相联系
C. Na+积累会引起红细胞渗透压升高
D. 使用PK抑制剂能够有效治疗PKD
【答案】C
【分析】人体成熟的红细胞中缺乏线粒体，不能通过有氧呼吸合成ATP，但是可以通过无氧呼吸合成ATP。
【详解】A、人体成熟的红细胞中没有线粒体，A错误；
B、许多吸能反应与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；许多放能反应与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中，B错误；
C、Na+积累，导致细胞内离子的浓度增加，会引起红细胞渗透压升高，C正确；
D、人体红细胞中缺乏PK会引起PKD，使用PK抑制剂不能治疗PKD，D错误。
故选C。
3. 对焦虑模型鼠进行14天跑步机运动训练，发现其血液、大脑某区域乳酸水平较运动前明显升高，接近正常鼠，焦虑症状得以缓解。根据该研究结果可得出（ ）
A. 乳酸主要由脑细胞无氧呼吸产生
B. 乳酸增多可使血浆pH持续下降
C. 大脑皮层有调节运动的高级中枢
D. 乳酸可能在运动抗焦虑中发挥作用
【答案】D
【分析】由题意可知，经跑步机训练后，大脑某区域乳酸含量升高，焦虑症状得以缓解，说明乳酸可能在运动抗焦虑中发挥作用。
【详解】A、乳酸主要由跑步过程中肌细胞产生，随血液运输到大脑，A错误；
B、内环境有缓冲物质存在，乳酸增多不会使血浆pH持续下降，B错误；
C、大脑皮层有调节运动的高级中枢，但由该研究不能得出该结论，C错误；
D、由题意可知，经跑步机训练后，大脑某区域乳酸含量升高，焦虑症状得以缓解，说明乳酸可能在运动抗焦虑中发挥作用，D正确。
故选D。
4. 人工离子转运体（MC2）是一个可以在光驱动下发生快速旋转运动的转运蛋白分子，整个分子可以垂直插入并横跨脂质膜形成稳定的K+通道。紫外光激活的MC2可使K+流出显著增加，并产生活性氧，激发线粒体内膜上的电子传递蛋白Cyt-C释放到细胞质基质，引起线粒体呼吸链电子传递障碍，介导细胞凋亡。下列说法错误的是（ ）
A. K+通过MC2转运体时不需要与MC2蛋白结合
B. 紫外光激活MC2促使K+流出的过程需要消耗ATP
C. Cyt-C与相关酶联合参与有氧呼吸的第三阶段
D. Cyt-C通过调节细胞能量代谢调控细胞的凋亡
【答案】B
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。
【详解】A、分析题意，人工离子转运体（MC2）是一个可以垂直插入并横跨脂质膜形成稳定的K+通道，通道蛋白运输离子时不需要与物质结合，A正确；
B、K+流出是通过离子通道进行的，属于协助扩散，该方式不需要消耗ATP，B错误；
C、有氧呼吸第三阶段是在线粒体内膜进行的，Cyt-C位于线粒体内膜上，据此推测Cyt-C与相关酶联合参与有氧呼吸的第三阶段，C正确；
D、分析题意，线粒体内膜上的电子传递蛋白Cyt-C释放到细胞质基质，引起线粒体呼吸链电子传递障碍，介导细胞凋亡，推测Cyt-C通过调节细胞能量代谢调控细胞的凋亡，D正确。
故选B。
5. 血橙被誉为“橙中贵族”，因果肉富含花色苷，颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时，为避免血橙冻伤通常提前采摘，此时果肉花色苷含量极少而“血量”不足。血橙中花色苷合成和调节途径如图。

注：T序列和G序列是Ruby基因启动子上的两段序列
下列分析不合理的是（ ）
A. 血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的
B. 低温引起T序列改变及去甲基化进而使血橙“血量”增多
C. 同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关
D. 若提前采摘，可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达
【答案】B
【分析】基因与性状的关系为：一是基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物的性状，二是基因通过控制蛋白质合成，直接控制生物的性状。
【详解】A、由图可知，基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物的性状，所以血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的，A正确；
B、由图可知，低温引起T序列去甲基化进而使血橙“血量”增多，T序列未改变，B错误；
C、由图可知，光照会促进HY5蛋白与G序列结合，激活Ruby基因，促进合成关键酶，使花色苷前体转为花色苷，增加“血量”，所以同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关，C正确；
D、由图可知，低温引起T序列去甲基化激活Ruby基因，所以若提前采摘，可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达，D正确。
故选B。
6. 研究人员靶向敲除二倍体西瓜中调控孢子母细胞（相当于精原或卵原细胞）发育的关键基因M，获得杂合植株Mm（T0）。从T0自交后代中筛选出mm植株，授以野生型西瓜花粉，可获得二倍体无子西瓜。下列叙述正确的是（ ）
A. mm植株能产生正常有性生殖细胞
B. 授以野生型花粉可促进果实发育
C. T0自交子代中的杂合植株无育种价值
D. 该育种原理与三倍体无子西瓜相同
【答案】B
【分析】无子西瓜的获得是利用四倍体西瓜植株与二倍体西瓜植株杂交，其原理是染色体变异，所以可以遗传。
【详解】A、mm植株，授以野生型西瓜花粉，可获得二倍体无子西瓜，说明mm植株不能产生正常有性生殖细胞，A错误；
B、mm植株，授以野生型西瓜花粉，可获得二倍体无子西瓜，说明授以野生型花粉可促进果实发育，B正确；
C、T0自交子代中的杂合植株可进行自交获得mm植株，具有育种价值，C错误；
D、靶向敲除二倍体西瓜中调控孢子母细胞（相当于精原或卵原细胞）发育的关键基因M，获得杂合植株Mm，属于基因突变，三倍体无子西瓜的育种原理是染色体变异，所以该育种原理与三倍体无子西瓜不相同，D错误。
故选B。
7. 植物和植食性昆虫间存在复杂的防御和反防御机制。通过长期的进化，植食性昆虫已经进化出复杂的解毒酶系来应对寄主植物的毒性化合物的防御。下列叙述错误的是（ ）
A. 植食性昆虫形成解毒酶系是植物的毒性化合物对其定向选择的结果
B. 影响植食性昆虫对毒性化合物降解能力的基因突变具有不定向性
C. 某植食性昆虫不同个体间解毒酶的差异是物种多样性的直观表现
D. 植物和植食性昆虫防御和反防御机制的形成是协同进化的结果
【答案】C
【分析】随着科学的发展，人们对生物进化的认识不断深入，形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论，其主要内容是：适应是自然选择的结果； 种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种；生物进化的过 程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程；生物多样性是协同进化的结果。
【详解】A、由于基因突变等变异，植食性昆虫中存在对植物的毒性化合物降解能力强和降解能力弱的个体，植物的毒性化合物可将降解能力强的个体选择并保存下来，故植食性昆虫进化形成复杂的解毒酶系，是植物的毒性化合物对其定向选择的结果，A正确；
B、基因突变是不定向的，自然选择是定向的，B正确；
C、某植食性昆虫不同个体间解毒酶的差异是基因多样性的直观表现，C错误；
D、协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，植物和植食性昆虫防御和反防御机制的形成是协同进化的结果，D正确。
故选C。
8. 小鼠禁食24小时后，血浆中糖皮质激素（GC）浓度显著高于自由饮食小鼠，禁食期间GC的分泌调节过程如下图所示。抑制AgRP神经元的激活可完全阻断禁食引发的血浆GC浓度增加。

注：“+”代表促进，“-”代表抑制
据图分析不正确的是（ ）
A. 禁食期间GC分泌的调节方式属于神经-体液调节
B. 禁食期间GC通过调节细胞内代谢活动维持血糖平衡
C. AgRP神经元兴奋使BNST神经元对PVH区抑制加强
D. AgRP神经元活性变化在机体能量不足时发挥关键作用
【答案】C
【分析】激素作用的一般特征：微量高效、通过体液运输、作用于靶器官靶细胞。激素既不组成细胞结构，又不提供能量也不起催化作用，而是随体液到达靶细胞，使靶细胞原有的生理活动发生变化，是调节生命活动的信息分子。
【详解】A、禁食期间，通过下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴分泌GC，该调节方式属于神经-体液调节，A正确；
B、禁食期间可以通过GC调节细胞内代谢活动维持血糖平衡，B正确；
C、AgRP神经元兴奋使BNST神经元对PVH区抑制减弱，C错误；
D、禁食期间血浆中糖皮质激素（GC）浓度显著高于自由饮食小鼠，AgRP神经元活性变化在机体能量不足时发挥关键作用，D正确。
故选C。
9. 鱼藤酮通过影响钠钾泵的活性使东亚飞蝗细胞外液中K+浓度升高，Na+浓度降低，通过影响质子泵的作用，使细胞外液的pH由7.3降至6.5，破坏虫体内环境稳态和影响虫体的调节功能。下列叙述正确的是（ ）
A. 虫体神经细胞中K+外流导致膜外K+浓度高于膜内，进而产生静息电位
B. 鱼藤酮可使虫体神经细胞的兴奋性降低
C. 鱼藤酮可能通过影响葡萄糖在线粒体中的分解影响钠钾泵的活性
D. 鱼藤酮通过破坏虫体内环境中缓冲对的功能，使pH降低
【答案】B
【分析】静息电位的产生机制是神经细胞中K+ 外流，但是细胞膜外K+浓度始终高于膜内，这是细胞内外的离子分布特点，而不是K+外流导致膜外K+浓度高于膜内
【详解】A、静息电位的产生机制是神经细胞中K+ 外流，但是细胞膜内K+浓度始终高于膜外，这是细胞内外的离子分布特点，而不是K+外流导致膜外K+浓度高于膜内，A错误；
B、当鱼藤酮影响钠钾泵的活性，使细胞外液中K+浓度升高，Na+浓度降低时，会破坏神经细胞内外正常的离子浓度梯度。 神经细胞兴奋的产生依赖于Na+的内流，Na+浓度降低会影响Na+通道开放时Na+内流的量和速度，从而使神经细胞更难以产生动作电位，导致虫体神经细胞的兴奋性降低，B正确；
C、葡萄糖在线粒体中不能直接分解，葡萄糖首先在细胞质基质中分解为丙酮酸，丙酮酸再进入线粒体进一步氧化分解，C错误；
D、题干明确指出鱼藤酮是通过影响质子泵的作用，使细胞外液的pH由7.3降至6.5，而不是通过破坏虫体内环境中缓冲对的功能使pH降低，D错误。
故选B。
10. 脊髓灰质炎是由脊髓灰质炎病毒引起的一种急性传染病，脊髓灰质炎疫苗是预防和消灭脊髓灰质炎的有效手段。如图表示首次使用脊髓灰质炎疫苗引起机体发生免疫反应的部分过程示意图。下列有关说法错误的是（ ）
A. 物质A和物质B都属于免疫活性物质
B. 细胞①②③⑤都能识别抗原，引起机体免疫应答
C. 细胞②表面的特定分子发生变化并与细胞③结合有利于细胞③的活化
D. 细胞⑤能在机体被脊髓灰质炎病毒感染后迅速分泌抗体
【答案】D
【分析】图中①是抗原呈递细胞，②是辅助性T细胞，③是B细胞，④是浆细胞，⑤是记忆细胞。
【详解】A、物质A是细胞因子和物质B是抗体，都属于免疫活性物质，A正确；
B、细胞①抗原呈递细胞，②辅助性T细胞，③B细胞，⑤记忆细胞都能识别抗原，引起机体免疫应答，B正确；
C、细胞②辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与细胞③B细胞结合并促进细胞③的增殖与分化，C正确；
D、细胞⑤记忆细胞能在机体被脊髓灰质炎病毒感染后迅速增殖分化为浆细胞，浆细胞分泌抗体，D错误。
故选D。
11. 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，2013年的小叶桦缺少幼龄树，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。
12. 美国白蛾幼虫喜食法桐、桑、柳等的叶肉，是给林业生产带来严重危害的害虫，目前常采用挂设黑光灯诱杀成虫、施加性信息素诱捕雄虫、释放天敌周氏啮小蜂或喷洒白僵菌粉剂等方式进行防治。下列说法正确的是（ ）
A. 美国白蛾和白僵菌均相当于生态系统中的分解者
B. 研究美国白蛾的生态位时需研究其出现频率、种群密度、食物及天敌
C. 挂设黑光灯或施加性信息素诱捕器均直接影响出生率和死亡率
D. 周氏啮小蜂和白僵菌均是影响美国白蛾种群数量的密度制约因素
【答案】D
【分析】生态位是指一个种群在生态系统中，在时间和空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。由于不同物种的食物和栖息地可能存在重叠，因此生态位可能出现重叠的现象。
【详解】A、美国白蛾幼虫喜食法桐、桑、柳等的叶肉，所以美国白俄属于消费者，白僵菌与植株是寄生关系，也属于消费者，A错误；
B、研究美国白蛾的生态位时需研究其栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等，B错误；
C、挂设黑光灯或施加性信息素诱捕器均通过直接影响出生率对美国白蛾进行防治，C错误；
D、周氏啮小蜂和白僵菌均是影响美国白蛾种群数量的密度制约因素，D正确。
故选D。
13. 利用发酵工程生产蓝莓酒需经过“清洗破碎→酶解→过滤→调整成分→接种→主发酵→倒灌过滤→后发酵→消毒→终止”等主要环节。下列叙述正确的是（ ）
A. 酶解环节需要添加胰蛋白酶和纤维素酶并控制酶解温度
B. 在蓝莓酒发酵旺盛时，醋酸菌能将果汁中的糖发酵为醋酸
C. 若发酵装置中初始糖浓度过高，所制得的蓝莓酒酒精浓度反而偏低
D. 后发酵时需搅拌处理，以便菌种充分接触营养物质并增加溶解氧的含量
【答案】C
【分析】植物细胞细胞壁的主要成分是果胶和纤维素，在果浆中添加果胶酶和纤维素酶可以酶解细胞壁，增加细胞内容物的释放。
生产果酒的主要环节是：“清洗破碎→酶解→过滤→调整成分→接种→主发酵→倒灌过滤→后发酵→消毒→终止”等。
【详解】A、在果浆中添加果胶酶和纤维素酶可以酶解细胞壁，促进细胞内容物的释放，酶的活性受到温度的影响，所以酶解环节需要控制酶解温度，A错误；
B、在蓝莓酒发酵旺盛时，要接种醋酸菌，同时改变或者满足特定条件，例如注意醋酸菌是好氧细菌，才能将果汁中的糖发酵为醋酸，否则不能出现醋酸，B错误；
C、若发酵装置中初始糖浓度过高，会造成酵母菌失水，活力下降甚至大量死亡，无氧呼吸减弱，所制得的蓝莓酒酒精浓度反而偏低，C正确；
D、主发酵结束后，发酵 液还不适合饮用，要在低温、密闭的环境下储存一段时间进行后发酵，这样才能形成澄 清、成熟的啤酒，D错误。
故选C。
14. 药用植物板蓝根（2n=14）具抗菌作用，某课题组将其与“华双3号”油菜（2n=38）进行体细胞杂交，以期获得抗病菌的油菜。下列叙述正确的是（ ）
A. 可以用盐酸和酒精混合配制的解离液获得原生质体
B. 诱导融合后的原生质体均含有52条染色体
C. 融合原生质体再生出细胞壁是细胞融合成功的关键
D. 脱分化和再分化需分别添加细胞分裂素和生长素
【答案】C
【分析】植物体细胞杂交过程，①去除细胞壁，②原生质体融合，③脱分化形成愈伤组织，④获得杂种植株，植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此在植物体细胞杂交过程中使用纤维素酶和果胶酶制备板蓝根和油菜的原生质体，A错误；
B、可采用高Ca2+—高pH融合法诱导原生质体融合得到杂种细胞，杂种细胞的染色体数目为14+38=52条，但不是所有的融合细胞均含有52条染色体，B错误；
C、融合原生质体再生出细胞壁是细胞融合成功的标志，即为细胞融合成功的关键，C正确；
D、脱分化和再分化过程中都需要添加细胞分裂素和生长素，只是两种激素的比例不同而已，D错误。
故选C。
15. 科学研究离不开实验，下列实验中的操作方法能达到实验目的的是（ ）
A. 在植物体细胞杂交技术中，采用灭活的病毒诱导原生质体融合
B. 在探究温度对淀粉酶活性的影响时，用斐林试剂检测反应产物
C. 在培养基中加入刚果红，根据透明圈的大小判断尿素分解菌的分解能力
D. 在谷氨酸发酵中，通过控制发酵条件为中性或弱碱性来积累谷氨酸
【答案】D
【分析】诱导植物原生质体融合的方法有物理法：包括离心、振动、电激等，化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂诱导融合。
刚果红可与纤维素形成红色复合物，但并不和纤维素水解后的纤维二糖和葡萄糖发生颜色反应，当纤维素被纤维素酶水解后，刚果红—纤维素复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，因此，可利用刚果红培养基上是否形成透明圈来筛选纤维素分解菌。
【详解】A、在植物体细胞杂交技术中，不能采用灭活的病毒诱导原生质体融合，采用灭活的病毒诱导动物细胞融合，A错误；
B、在探究温度对淀粉酶活性的影响时，斐林试剂检测使用时需要加热，所以不能用斐林试剂检测反应产物，B错误；
C、在培养基中加入刚果红，根据透明圈的大小判断纤维素分解菌的分解能力，C错误；
D、在谷氨酸发酵中，通过控制发酵条件为中性或弱碱性来积累谷氨酸，D正确。
故选D。
二、选择题（本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有一项或多项是符合题目要求的。全部选对得3分，选对但选不全得1分，有选错得0分。）
16. 研究人员设计了自噬驱动的细胞膜蛋白靶向降解技术，主要技术如下图，自噬诱导分子PEI能诱导细胞膜蛋白降解。相关叙述正确的是（ ）

A. 靶细胞以胞吞的方式将AUTAB分子吸收进入细胞
B. AUTAB分子激活自噬机制，导致细胞凋亡
C. 靶向降解过程中需要溶酶体、线粒体等结构共同参与
D. 通过搭配不同的PEI可实现对多种膜蛋白的靶向降解
【答案】AC
【分析】细胞自噬通俗地说就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用，这就是细胞自噬。处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量；在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定。有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。
【详解】A、由图可知，AUTAB属于大分子物质，与膜蛋白结合，并以胞吞方式进入细胞，A正确；
B、由图可知，AUTAB分子激活自噬机制，是使膜蛋白被降解，而不是导致细胞凋亡，细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，B错误；
C、从图中看到膜蛋白被包裹形成自噬体，然后与溶酶体结合进行降解，此过程需要能量，线粒体可以提供能量，所以靶向降解过程中需要溶酶体、线粒体等结构共同参与，C正确；
D、因为PEI是自噬诱导分子，不是识别膜蛋白的物质，搭配不同的靶蛋白抗体可实现对多种膜蛋白的靶向降解，而不是不同的PEI，D错误。
故选AC
17. Hlliday模型是同源染色体间基因重组的模型，揭示了交叉互换的分子机制。其过程是：①在四分体的两个非姐妹DNA的相应位点上，分别切割每个DNA的一条链，形成四个断裂点；②不同的断裂点间交互连接，形成被称为Hlliday连接体的交联体；③Hlliday连接体经过一系列的变化完成交叉互换的过程。下列分析正确的是（ ）
A. Hlliday连接体的观察，应选减数第一次分裂前期的细胞
B. 可以借助光学显微镜观察染色体形态来判断交叉互换是否完成
C. 同源染色体之间交叉互换的过程，会出现磷酸二酯键的断裂和形成
D. 同源染色体非姐妹DNA间的交叉互换，是生物变异的根本来源
【答案】AC
【分析】Hlliday模型是同源染色体间基因重组的模型，分析的是同源染色体间非姐妹染色单体的互换，该过程发生在减数第一次分裂的前期，存在染色体的断裂和连接，形成同源染色体间的基因重组。
【详解】A、同源染色体间非姐妹染色单体的互换，发生在减数第一次分裂前期，因此Hlliday连接体出现在减数第一次分裂前期，A正确；
B、光学显微镜下可以观察到染色体，但是该过程中染色体的大小，形态和长度并未发生改变，因此无法借助光学显微镜对分子交叉互换的结果进行观察，B错误；
C、同源染色体之间交叉互换的过程，会出现磷酸二酯键的断裂和形成，因为会发生片段的交换，C正确；
D、同源染色体非姐妹DNA间的交叉互换属于基因重组，但生物变异的根本来源是基因突变，D错误。
故选AC。
18. 库尔勒香梨深受消费者喜爱，但偏斜果（果实一边发育健全，而另一边发育不良）严重降低了果实品质。为明确内源激素与偏斜果的关系，科研人员测定了果形偏斜高峰期偏斜果大小果面的内源激素含量，结果如下图。相关叙述正确的是（ ）
A. 果实发育过程中，生长素含量先增加后减少
B. 内源生长素和内源脱落酸共同调控果实发育
C. 给大果果面喷施适量脱落酸抑制剂可改善果形
D. 推测内源激素的产生既受自身调控，也受环境影响
【答案】ABD
【分析】植物生长发育过程中，受多种激素相互作用共同调节：
(1)脱落酸的作用：①抑制细胞分裂；②促进叶和果实的衰老和脱落；③维持种子休眠；④促进气孔关闭；
(2)赤霉紊的作用：①促进细胞伸长，从而引起植株增高；②促进种子萌发、开花和果实发育；③促进细胞分裂与分化；
(3)生长素的作用：①促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等；②影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根发生,影响花、叶和果实发育等。
【详解】A、观察左图，能看到授粉后20~60天内生长素含量的变化，可以看出无论是哪一种偏斜果，生长素的含量都呈现先增加后减少变化，因此说明果实发育过程中，生长素含量先增加后减少，A正确；
B、从图中可知，在果实发育过程中，偏斜果大小果面的生长素和脱落酸含量存在差异，这表明内源生长素和内源脱落酸共同调控果实发育，B正确；
C、 由图可知，大果果面脱落酸含量相对较低，喷施脱落酸抑制剂会进一步降低脱落酸含量，可能不利于改善果形，C错误；
D、由图中果形偏斜高峰期偏斜果大小果面的内源激素含量之间的关系可推测内源激素的产生既受自身调控，也受环境影响，如光照、温度等，D正确
故选ABD。
19. 某科研小组根据40个水生群落的能量传递研究结果，总结出两个相邻营养级间能量传递效率的变化范围是2%～24%，平均为10.13%，如下图。相关叙述正确的是（ ）

A. 该结果不符合生态系统能量流动的特点
B. 营养级之间能量传递效率越高，说明它们营养级越高
C. 捕食者的捕食难度增大，能量传递效率会降低
D. 现实生活中人为缩短食物链，可提高能量利用率
【答案】CD
【分析】能量流动是指生态系统能量的输入、传递、转化和散失的过程。能量流动的途径是沿着食物链和食物网传递的。能量流动的特点是：单向流动，逐级递减的，相邻两个营养级之间的传递效率通常为10%～20%之间，相邻两个营养级的传递效率=能量传递效率=下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%。
【详解】A、生态系统能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，相邻营养级间能量传递效率一般在10% - 20%，本题中研究结果是变化范围为2% - 24%，平均为10.13%，这依然符合逐级递减的特点，A错误；
B、营养级之间能量传递效率的高低与营养级的高低并无直接关联，能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，B错误；
C、捕食者捕食难度增大，意味着捕食者获取食物（同化能量）的能力下降，那么从被捕食者到捕食者的能量传递效率会降低，C正确；
D、现实生活中人为缩短食物链，可减少能量在食物链中的散失，从而提高能量利用率，D正确。
故选CD。
20. 科研人员成功培育了能分泌含卵泡刺激素（FSH）乳汁的转基因山羊，其基本流程为：含FSH基因表达载体→导入山羊成纤维细胞→核移植→重构胚→检测并获得转基因山羊。下列说法错误的是（ ）
A. 需将转基因成纤维细胞的细胞核移入到MⅡ期的去核卵母细胞中
B. 采用电融合法激活重构胚后才能将其移入代孕母羊体内
C. 悬浮培养成纤维细胞及重构胚时因无接触抑制现象细胞会持续增殖
D. 需根据山羊胚胎的早期发育特点确定重构胚的胚胎移植时期
【答案】BC
【分析】动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。动物细胞培养需要的条件有：①无菌、无毒的环境；②营养；③温度和pH；④气体环境：95%空气+5%CO2；动物细胞培养技术主要应用在：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质等。
【详解】A、作为核移植受体细胞的去核卵母细胞一般处在减数第二次分裂中期，利用显微操作去核法，将细胞核和第一极体一并吸出，然后将转基因成纤维细胞的细胞核移入到MⅡ期的去核卵母细胞中，A正确；
B、可通过电刺激法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，B错误；
C、悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻，不会持续增殖，需要进行分瓶处理，C错误；
D、需根据山羊胚胎的早期发育特点确定重构胚的胚胎移植时期，一般是将胚胎发育至桑葚胚或囊胚阶段，D正确。
故选BC。
第Ⅱ卷（非选择题，共55分）
21. 强光照条件下，植物细胞可以通过“苹果酸/草酰乙酸穿梭”和“苹果酸/天冬氨酸穿梭”（如图）实现叶绿体和线粒体中物质和能量的转移，并可以通过信号传递调节植物的生理活动以适应环境变化。回答下列问题：
（1）叶绿体利用分布在_______上的色素将光能转化为化学能。叶绿体中光合产物暂时以淀粉形式储存的意义是_______。
（2）光照过强时，“苹果酸/草酰乙酸穿梭”可有效地将光反应产生的______中含有的还原能输出叶绿体，再经过“苹果酸/天冬氨酸穿梭”转换成线粒体中的______中含有的还原能，最终在_____（场所）转化为ATP中的化学能。
（3）当光照过强时，植物细胞释放到胞外的ATP（eATP）可通过受体介导的方式，调节植物生理活动。为探究eATP对光合速率的影响，科研人员用一定最适宜浓度的eATP溶液处理豌豆叶片，结果如下图所示。
注：NADPH氧化酶是ROS产生的关键酶，活性氧（ROS）能促进植物叶肉细胞气孔的开放。
该实验自变量为_______，推测eATP调节植物光合速率的机制：_______。
【答案】（1）①. 类囊体薄膜 ②. 减少丙糖磷酸等在叶绿体内的积累，避免对光合作用的抑制；维持叶绿体内的渗透压等
（2）①. NADPH ②. NADH ③. 线粒体内膜
（3）①. eATP的有无、豌豆的种类 ②. eATP通过调节NADPH氧化酶基因的表达（或调节NADPH氧化酶的活性），促进活性氧（ROS）的合成来促进气孔的开放，从而提高光合速率
【分析】光合作用的过程及场所：光反应发生在类囊体薄膜，主要包括水的光解和ATP的合成、NADPH的合成等过程；暗反应发生在叶绿体基质，主要包括的CO2固定和C3的还原等过程。
【解析】（1）叶绿体的色素分为叶绿素和类胡萝卜素，分布在类囊体薄膜上，可将光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能。叶绿体中光合产物暂时以淀粉形式储存可以减少丙糖磷酸等积累，避免对光合作用的抑制；维持叶绿体内的渗透压等。
（2）由图可知，强光条件下，“草酸乙酸/苹果酸穿梭”能将NADPH中的H+运出叶绿体，与NAD+结合生成NADH，该过程将光反应产生的NADPH中含有的还原能输出叶绿体，再经过“苹果酸/天冬氨酸穿梭”转换成线粒体中的NADH中含有的还原能，最终在线粒体内膜用于ATP的合成。
（3）由题意可知，该实验的自变量为eATP的有无、豌豆幼苗的种类。活性氧（ROS）能促进植物叶肉细胞气孔的开放，NADPH氧化酶是ROS产生的关键酶，据图可知，eATP可通过调节气孔导度来调节植物光合速率，而活性氧（ROS）也能促进植物叶肉细胞气孔的开放，活性氧（ROS）的合成需要NADPH氧化酶的催化，当NADPH氧化酶缺失，则活性氧（ROS）无法合成，植物叶肉细胞气孔的开放无法增加，科研人员用eATP处理NADPH氧化酶基因缺失突变体，发现净光合速率与对照组基本一致。综合分析可知： eATP通过调节NADPH氧化酶基因的表达，促进活性氧（ROS）的合成，进而促进植物叶肉细胞气孔的开放，提升了叶肉细胞的气孔导度，进而实现了对光合速率的提高。
22. 葡萄糖转运载体（GLUT）有多个成员，其中GLUT1-3几乎分布于全身所有组织细胞，它们的生理功能不受胰岛素的影响。GLUT4是一种胰岛素依赖性跨膜载体蛋白，其作用机理如下图所示。

（1）进食后，下丘脑通过自主神经系统中的________促使胰岛B细胞分泌胰岛素。含有GLUT4的细胞是胰岛素的________。
（2）从能量代谢的角度分析，GLUT1-3几乎分布于全身所有组织细胞的生理意义是________。
（3）某2型糖尿病患者组织细胞内胰岛素的含量和受体数量都没有减少，但是组织细胞对胰岛素的敏感性降低。据图分析，可能的原因是________。（至少答出两点）
（4）在哺乳动物体内，γ-氨基丁酸（GABA）既可以抑制胰岛B细胞凋亡，又可以诱导胰岛A细胞向胰岛B细胞转化。某实验小组为研究外源GABA是否具备上述功能，用已分离纯化的胰岛B细胞和胰岛A细胞进行了相关实验，使用免疫荧光染色法检测胰岛B细胞数量。实验过程及结果简化为下表所示，实验1中未检测到胰岛A细胞。
注：“+”表示添加；“-”表示不添加。
根据________组的结果可判断，GABA可以抑制胰岛B细胞凋亡。
根据________组的结果可判断，GABA可以诱导胰岛A细胞向胰岛B细胞转化。
【答案】（1）①. 副交感神经 ②. 靶细胞
（2）保证细胞正常的生命活动的能量需要（提供能量/供能）
（3）产生了胰岛素受体的抗体；产生了M蛋白的抗体，使胰岛素不能与胰岛素受体结合（产生了胰岛素受体；产生了胰岛素受体的抗体/胰岛素受体的结构或功能发生改变/胰岛素受体在细胞内的信号转导受阻；产生了M蛋白的抗体/M蛋白的结构或功能发生改变；产生了GLUT4受体的抗体/GLUT4的结构和功能发生改变/GLUT4数量减少/GLUT4囊泡向细胞膜转运发生阻碍
（4）①. 1.2 ②. 2.4
【分析】分析题图：葡萄糖转运载体（GLUT）有多个成员，GLUT1～3几乎分布于全身所有组织细胞，它们的生理功能不受胰岛素的影响，其生理意义在于维持细胞对葡萄糖的基础转运量。其中对胰岛素敏感的是GLUT4，当胰岛素与蛋白M结合之后，可以提高细胞对葡萄糖的转运能力。
【解析】（1）进食后，血糖水平会升高，下丘脑通过自主神经系统中的副交感神经释放信号，促使胰岛B细胞分泌胰岛素。胰岛素是一种降低血糖的激素，它的主要作用是促进组织细胞对葡萄糖的摄取和利用。含有GLUT4的细胞是胰岛素的靶细胞，即胰岛素作用的细胞，这些细胞上的GLUT4能够响应胰岛素的信号，促进葡萄糖的跨膜转运。
（2）从能量代谢的角度分析，GLUT1−3几乎分布于全身所有组织细胞，它们的生理功能不受胰岛素的影响，其生理意义在于维持细胞对葡萄糖的基础转运量，因此GLUT1~3转运的葡萄糖，可保证细胞正常的生命活动的基本能量需要（提供能量/供能）。
（3）胰岛素起作用的机理是需要首先与靶细胞膜上的相关受体发生特异性结合，而后才能起作用。某2型糖尿病患者组织细胞内胰岛素的含量和受体数量都没有减少，但是组织细胞对胰岛素的敏感性降低，根据图示分析可知，可能的原因有：产生了胰岛素受体的抗体；产生了M蛋白的抗体，使胰岛素不能与胰岛素受体结合（产生了胰岛素受体；产生了胰岛素受体的抗体/胰岛素受体的结构或功能发生改变/胰岛素受体在细胞内的信号转导受阻；产生了M蛋白的抗体/M蛋白的结构或功能发生改变；产生了GLUT4受体的抗体/GLUT4的结构和功能发生改变/GLUT4数量减少/GLUT4囊泡向细胞膜转运发生阻碍）。
（4）在实验设计中，为了研究外源GABA是否具备抑制胰岛B细胞凋亡和诱导胰岛A细胞向胰岛B细胞转化的功能，实验小组进行了相关实验。根据实验结果判断：
若要说明GABA可以抑制胰岛B细胞凋亡，可对比实验1和实验2，实验1中添加了含有胰岛B细胞的培养液未添加GABA，测得胰岛B细胞数量为a；实验2中添加了含有胰岛B细胞的培养液和GABA，测得胰岛B细胞数量为b。若b>a，则说明GABA可以抑制胰岛B细胞凋亡。
若要说明GABA可以诱导胰岛A细胞向胰岛B细胞转化，可对比实验2和实验4，实验2中添加了含有胰岛B细胞的培养液和GABA，测得胰岛B细胞数量为b；实验4中添加了含有胰岛B细胞的培养液、含有胰岛A细胞的培养液和GABA，测得胰岛B细胞数量为d。若d>b，则说明GABA可以诱导胰岛A细胞向胰岛B细胞转化。
23. 某湿地经过多年科学有序的综合治理，其自然生态空间承载力和稳定性不断提升，已成为当地一道靓丽风景线。每年秋冬季节越来越多的候鸟来此长时间停栖，甚至发现比大熊猫 还珍稀的鸟儿——震旦鸦雀，这些鸟类的食物主要是湿地中的底栖动物（线虫、贝壳类等）。
（1）调查发现，该湿地的某种候鸟种群密度显著增加，从种群数量特征的角度分析，其主要影响因素是_____，湿地不同区域常常呈现出种群类型和密度的镶嵌分布，这是群落_____结构的体现。
（2）为进一步提高震旦鸦雀的种群数量，研究人员提出人工辅助繁殖震旦鸦雀再放生到野外湿地的措施。该措施_____（填“能”或“不能”）提高该湿地中震旦鸦雀种群的环境容纳量，理由是_____。
（3）为了评估该湿地对鸟类的承载力，研究团队通过采样估算出湿地底栖动物的鲜重总量，据此推算出底栖动物所含的总能量。研究发现，该湿地底栖动物的总能量在冬季较低，请从种间关系的角度分析其主要原因_____。
（4）为了研究该湿地不同面积区段上移除植物功能群（主要是乔木、灌木和苔藓）对地下线虫类群的影响，研究人员通常需要采用_____的方法采集土壤，统计样本中线虫的种类和数目，从而推测线虫的_____。
有人认为不同植物功能群的移除均会降低以植物为食的线虫类群的生物量，且区段面积越大，影响越明显。上表为取食植物的线虫生物量的变化情况，请根据表中信息，判断上述观点是否正确并说明理由：_____。
【答案】（1）①. 迁入率和迁出率 ②. 水平
（2）①. 不能 ②. 湿地的生态环境没有改变，能容纳的震旦鸦雀种群数量最大值不变
（3）冬季候鸟迁入越冬，大量捕食底栖动物导致底栖动物减少
（4）①. 取样器取样 ②. 物种丰富度 ③. 不正确。移除乔木后，大面积区段上取食植物的线虫生物量增加
【分析】种群的特征有：种群密度、出生率和死亡率、迁出率和迁入率、年龄组成和性别比例四个基本特征。种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。种群密度是衡量种群大小的数量指标，出生率和死亡率、迁出率和迁入率是决定种群数量变化的主要特征，年龄组成是预测种群数量变化的重要因素，性别比例是影响种群数量的重要因素。
土壤中小动物类群丰富度的调查。许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，因此不适手用样方法或标志重捕法进行调查。在进行研究时，常用取样器取样的方法进行采集、调查。即用一定规格的捕捉器进行取样，通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度。丰富度的统计方法通常有两种：一是记名计算法；二是目测估计法。记名计算法是指在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目，这一般用于个体较大，种群数量有限的群落。目测估计法是按预先确定的多度等级来估计单位面积上数量的多少。
【解析】（1）调查发现，该湿地的某种候鸟种群密度显著增加，候鸟的生活地点表现为随季节迁徙的特征，因此，对于候鸟来讲，迁入率和迁出率是影响其种群密度变化的主要因素，湿地不同区域常常呈现出种群类型和密度的镶嵌分布，这是群落水平结构的体现，水平结构往往因为地形起伏、含水量的变化和光线的明暗而发生改变。
（2）为进一步提高震旦鸦雀的种群数量，研究人员提出人工辅助繁殖震旦鸦雀再放生到野外湿地的措施。该措施不能提高该湿地中震旦鸦雀种群的环境容纳量，因为影响环境容纳量 的主要因素是当地的环境、气候等因素的改变，而题中并没有显示湿地的生态环境的改变，因此 ，该湿地容纳的震旦鸦雀种群数量最大值不变
（3）为了评估该湿地对鸟类的承载力，这些鸟类的食物主要是湿地中的底栖动物，因此研究团队通过采样估算出湿地底栖动物的鲜重总量，据此推算出底栖动物所含的总能量。研究发现，该湿地底栖动物的总能量在冬季较低，这是因为每年秋冬季节越来越多的候鸟来此长时间停栖，冬季候鸟迁入越冬，且这些鸟类的食物主要是湿地中的底栖动物，因此鸟类对底栖动物的大量捕食导致底栖动物减少。
（4）为了研究该湿地不同面积区段上移除植物功能群（主要是乔木、灌木和苔藓）对地下线虫类群的影响，调查土壤中的动物类群通常需要采用取样器取样法采集土壤然后利用记名计算法或 目测估计法进行统计，统计样本中线虫的种类和数目，从而得出线虫的物种丰富度。
有人认为不同植物功能群的移除均会降低以植物为食的线虫类群的生物量，且区段面积越大，影响越明显。这需要根据表中信息做出判断，根据表中数据不能判断上述观点正确，因为表中信息显示，在大面积移除乔木后，大面积区段上取食植物的线虫生物量增加。
【点睛】熟知种群的特征以及群落结构的不同类型是解答本题的关键，能根据题中相关数据进行合理分析并得出正确的结论是解答本题的必备能力。理解环境容纳量的含义是解答本题的另一关键。
24. BMP15蛋白由卵母细胞分泌，在哺乳动物卵巢、卵泡的生长发育、成熟以及排卵过程中起着不可或缺的作用。科研人员克隆出新西兰白兔BMP15基因后，构建该基因的真核表达载体，并对产生的BMP15蛋白进行分析。相关实验过程如图1所示。请回答下列问题。

（1）选取幼龄健康的新西兰白兔雌兔，采集______组织的RNA，经①～③过程可获得大量的BMP15基因。①②过程中需要用到的酶分别是______。
（2）③过程中，添加的一种引物序列为5′—CGGAATTCGGATGGCCCTCTCAGCATCCT—3′，则下列序列中最有可能是另一种引物序列的是____。
A. 5′-GGTGGTTGGTTGGGCTTTTCAATTCCCGCG-3′
B. 5′-TCAGGACGTGTACAGCCACTCCATGGGGC-3′
C. 5′-CGGGGTACCTCACCGACATGTGCAGGACT-3′
D. 5′-AGGTACCTGAGGAGGGCCATCCGAATTCCG-3′
（3）图示重组载体pCMV-Myc-BMP15中，未标明的结构有______，CMV启动子的作用是______。
（4）④步骤应将转化好的菌涂在含有______的培养基上，筛选获取菌落。若通过抗原—抗体杂交技术来检测融合Myc-tag标签的BMP15蛋白是否表达成功，一般需加入______。
（5）实验组将重组载体pCMV-Myc-BMP15转染到人胚肾细胞HEK293T内，对照组将______转染到相应受体细胞，收取细胞样品用于检测mRNA和蛋白质水平的表达效果。检测结果如图2（CON：对照组；OVE：重组质粒转染组）。

分析图示结果可知______。
（6）对不同物种BMP15基因进行核苷酸序列比较，得到下表，据表推测，兔与______的亲缘关系最近。
【答案】（1）①. 卵巢 ②. 逆转录酶、RNA水解酶 （2）C
（3）①. 复制原点、终止子 ②. 与RNA聚合酶结合，驱动BMP15基因和Myc-tag序列转录
（4）①. 氨苄青霉素 ②. Myc抗体
（5）①. pCMV-Myc空载体 ②. 与对照组相比，BMP15基因mRNA水平和蛋白水平的表达效果均上升
（6）猪
【分析】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，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术；PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行，需提供DNA模板，分别与两条模板链结合的2种引物，4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶；同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。
【解析】（1）BMP15蛋白由卵母细胞分泌，所以应采集新西兰白兔卵巢组织的RNA，经RT-PCR过程获得大量的BMP15基因。图1中①是逆转录，需要逆转录酶，②是将cDNA上的RNA序列水解，需要RNA水解酶。
（2）利用PCR扩增目的基因时，需要在引物的5'端添加限制酶识别序列，便于将目的基因插入载体中，由图1可知，切割载体的限制酶识别序列是5’- GAATTC -3'和5'-GGTACC -3'，而添加的一种引物序列中含有序列5'- GAATTC -3’，则另一种引物序列的5'端需要含有序列5'-GGTACC -3'，C和D选项均满足该条件，但是D选项的引物序列中还含有序列5'- GAATTC - 3'，C正确，ABD错误C。
故选C。
（3）图示重组载体pCMV-Myc-BMP15中，未标明的结构有复制原点、终止子，CMV启动子的作用是与RNA聚合酶结合，驱动BMP15基因和Myc-tag序列转录。
（4）重组载体含有氨苄青霉素抗性基因，含有重组载体的大肠杆菌能够在含有氨苄青霉素的培养基中生长，所以④步骤应将转化好的菌涂在含有氨苄青霉素的培养基上进行筛选，获取菌落，没有转化的大肠杆菌不能形成菌落。可通过抗原-抗体杂交实验，加入Myc抗体来检测BMP15基因是否表达，因为BMP15基因与Myc基因形成融合基因，表达后形成融合蛋白，Myc表达即意味着BMP15基因表达。
（5）实验组将重组载体pCMV-Myc-BMP15转染到人胚肾细胞HEK293T内，对照组将pCMV-Myc空载体转染到相应受体细胞，收取细胞样品用于检测mRNA和蛋白质水平的表达效果。分析图示结果可知，与对照组相比，BMP15基因mRNA水平和蛋白水平的表达效果均上升。
（6）据表可知，与兔同源性最高的是猪(81.9%)，与兔变异度最低的也是猪(18.1%)，所以兔与猪的亲缘关系最近。
25. 秀丽隐杆线虫（简称“线虫”）是遗传学中重要的模式生物。线虫有雌雄同体（XX，2n=12）和雄虫（XO，2n-1=11）两种性别，雄虫仅占群体的0.2%。雌雄同体能自体受精或与雄虫交配，但雌雄同体的不同个体之间不能交配。
（1）正常情况下，线虫产生雄性后代的交配方式为___________（填“自交”“杂交”或“自交和杂交”）。仅有雌雄同体线虫即可完成线虫种群的延续，自然界中雄虫存在的意义是___________。
（2）线虫的正常培养温度为20℃，研究发现将雌雄同体线虫置于30℃一段时间，收回正常培养环境后，种群中雄虫比例会升高，推测升高温度使雌雄同体线虫的减数分裂发生了异常，该异常具体表现为___________。
（3）研究发现常染色体上的Tra-1基因对线虫的性别决定起重要作用，不具有Tra-1基因的线虫都会发育为雄虫。现通过转基因技术破坏线虫受精卵的一个Tra-1基因，使其发育成熟后自体受精获得F1，F1自体受精获得的F2中性别及比例为___________。将F2放置在适宜环境中使其不断自体受精，理论上正常Tra-1基因的基因频率变化趋势为___________。
（4）QF/QUAS是人工合成的基因表达调控系统，QF表达产物能够与诱导型启动子QUAS结合，并驱动下游基因的表达。科研人员将QF插入雄虫的一条Ⅱ号染色体上，将一个QUAS—红色荧光蛋白基因插入雌雄同体线虫的一条染色体上。现利用上述转基因线虫进行杂交得F1，F1中红色荧光个体相互交配得到F2，得到如下实验结果。
①仅根据上述杂交结果___________（填“能”或“不能”）判断QUAS—红色荧光蛋白融合基因是否插入Ⅱ号染色体上，依据是___________。
②进一步调查发现F2中雌雄同体和雄虫中的体色比例不同，推测最可能的原因是___________，若统计F2中无色雄虫占比是___________，说明推测是正确的。
【答案】（1）①. 杂交 ②. 使后代呈现多样性，以适应多变的自然环境
（2）减数分裂Ⅰ后期两条X染色体未分开或减数分裂Ⅱ后期X姐妹染色单体未分
（3）①. 雌雄同体：雄虫=5：1 ②. 上升
（4）①. 能 ②. F2杂交结果显示表型及比例是9：7，符合基因的自由组合定，可确定QUAS—红色荧光蛋白基因没有插入Ⅱ号染色体上 ③. QUAS—红色荧光蛋白基因插入雌雄同体线虫的X染色体上 ④. 5/16
【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合；
伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制，这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关，这种与性别相关联的性状遗传方式就称为伴性遗传。
【解析】（1）因为雌雄同体的不同个体之间不能交配，雌雄同体能自体受精或与雄虫交配，而雄性后代是由含X的卵细胞和含O的精子结合形成的，含O的精子只能来自雄虫，所以正常情况下，线虫产生雄性后代的交配方式为杂交；仅有雌雄同体线虫即可完成线虫种群的延续，自然界中雄虫存在的意义是通过与雌雄同体交配，增加遗传多样性，因为杂交过程中基因的重新组合会产生更多的变异类型，使后代呈现多样性，有利于种群在自然选择中更好地适应多变的自然环境，推动种群的进化；
（2）正常情况下雌雄同体产生的配子都含X染色体。将雌雄同体线虫置于30℃一段时间后，种群中雄虫比例升高，雄虫的性染色体为XO，说明减数分裂Ⅰ后期两条X的同源染色体染色体未分开或减数分裂Ⅱ后期X姐妹染色单体未分离，导致产生了不含X染色体的配子，这些不含X染色体的配子与含X染色体的配子结合，就会产生XO的雄虫；
（3）假设正常Tra - 1基因用A表示，破坏后的用a表示。受精卵的基因型为Aa，发育成熟后自体受精（Aa×Aa），F1的基因型及比例为AA:Aa:aa = 1:2:1。AA和Aa发育为雌雄同体，aa发育为雄虫。F1中雌雄同体（1/3AA、2/3Aa）自体受精，1/3AA自交后代全是AA（雌雄同体），2/3Aa自交后代为2/3×(1/4AA +1/2Aa+1/4aa)，即1/6AA（雌雄同体）、1/3Aa（雌雄同体）、1/6aa（雄虫）。所以F2中雌雄同体：雄虫=(1/3+1/6+1/3):1/6=5:1；在不断自体受精过程中，aa（雄虫）不能进行自体受精，会逐渐被淘汰，A（即Tra-1基因）基因频率会不断上升；
（4）①若两对基因位于非同源染色体上，遵循自由组合定律，F1中红色荧光个体（假设为双杂合子）相互交配，F2中红色荧光个体（双显性状）：无色个体（其他三种性状组合）=9:7，这是自由组合定律中9:3:3:1的变式 。若QUAS—红色荧光蛋白融合基因插入Ⅱ号染色体上，即两对基因位于一对同源染色体上，不遵循自由组合定律，F2的性状分离比不会是9:7。所以仅根据上述杂交结果能判断QUAS—红色荧光蛋白融合基因没有插入Ⅱ号染色体上，依据是F2中红色荧光个体：无色个体=9:7，符合基因自由组合定律的性状分离比；
②乙组同学另选一对亲代蝇进行以上的杂交实验，发现F2中雄雄果蝇中翅色比例不同，最可能的原因是QUAS-红色荧光蛋白基因可能插入雌雄同体线虫的X染色体上。假设QF基因用A表示，无QF基因用a表示，QUAS—红色荧光蛋白基因用B表示，无该基因用b表示，由于F2中红色荧光个体：无色个体=9:7，可知F1红色荧光个体是双杂合子（假设为AaBb）。又因为QF插入雄虫的一条Ⅱ号染色体上，QUAS—红色荧光蛋白基因插入雌雄同体线虫的一条染色体上，若控制体色的基因位于X染色体上，且F2中红色荧光个体：无色个体=9:7，则F1中红色荧光个体基因型为AaXBXb（雌雄同体）和AaXBO（雄虫），雌雄同体的不同个体之间不能交配，只能与雄虫交配，F2中无色雄虫（aaXO、A_XbO）的比例为1/4×1/2+3/4×1/4=5/16。所以若统计F2中无色雄虫占比是5/16，说明推测是正确的。
实验项
组别
含有胰岛B细胞的培养液（50mL/瓶，共3瓶）
含有胰岛A细胞的培养液（50mL/瓶，共3瓶）
GABA
（适量）
胰岛B
细胞数量
1
+
-
-
a
2
+
-
+
b
3
+
+
-
c
4
+
+
+
d
5
-
+
-
e
乔木
灌木
苔藓
大面积
+28%
-38%
-30%
中面积
-35%
-35%
-28%
小面积
-4%
-4%
-35%
注：+/-代表线虫生物量的增减
比较项目
同源性（%）
兔
马
猪
绵羊
鸡
变异度（%）
兔
81.2
81.9
79.9
38.3
兔
马
18.8
82.2
84.5
38
马
猪
18.1
18.1
87
38.6
猪
绵羊
19.2
16.5
13.4
39.7
绵羊
鸡
88.5
90.3
92.6
86.4
鸡
兔
马
猪
绵羊
鸡
F1
F2
红色荧光个体：无色个体=1：3
红色荧光个体：无色个体=9：7