广东省衡水金卷2025-2026学年高三上学期8月联考生物试卷（解析版）

这是一份广东省衡水金卷2025-2026学年高三上学期8月联考生物试卷（解析版），共19页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：共16小题，共40分。第1~12小题，每小题2分；第13~16小题，每小题4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. 研究人员根据某丘陵坡地的状况，建立了果—草复合生态模式，提高了能量的利用效率，如表所示。果—草复合生态模式主要遵循了生态工程的（ ）
A. 自生原理B. 循环原理C. 整体原理D. 协调原理
【答案】A
【详解】A、自生原理强调通过有效选择并合理布设生物组分，使系统具备自我调节能力，维持结构和功能的协调。果园套种牧草提高了光能利用率和生物量，说明不同物种的搭配优化了资源利用，符合自生原理，A正确；
B、循环原理指通过物质循环提高资源利用率，但题干未涉及物质循环或废物利用，B错误；
C、整体原理强调整合生态、经济和社会效益，题干仅描述生态效率提升，未体现整体规划，C错误；
D、协调原理关注生物与环境的协调平衡，例如种群数量与资源匹配，但题目重点在系统内部结构优化，D错误。
故选A。
2. 2025年我国科学家用脂质染料标记多种细胞器，成功实现了观察活细胞结构的同时成像，为测绘活细胞内细胞器互作图谱提供了有力工具。下列细胞器不能用脂质染料标记的（ ）
A. 线粒体B. 中心体C. 叶绿体D. 高尔基体
【答案】B
【分析】脂质染料用于标记生物膜结构，不含膜的细胞器无法被标记。
【详解】A、线粒体具有双层膜结构，主要成分为磷脂和蛋白质，可用脂质染料标记，A不符合题意；
B、中心体由两个中心粒及周围物质构成，无膜结构，不含脂质，无法被脂质染料标记，B符合题意；
C、叶绿体具有双层膜及类囊体膜，含大量脂质，可被标记，C不符合题意；
D、高尔基体为单层膜结构，膜中含磷脂，可用脂质染料标记，D不符合题意。
故选B。
3. 如图表示实验小组滴加某种溶液X后观察植物细胞质壁分离和复原过程图。下列叙述错误的是（ ）

A. 溶液X可能是适宜浓度的尿素溶液
B. 实验过程中细胞体积基本不变
C. ②过程细胞开始从外界吸收溶质分子
D. ①和②过程都可在低倍镜下观察
【答案】C
【详解】A、尿素分子可被细胞吸收，导致细胞液浓度升高，发生质壁分离后自动复原，A正确；
B、实验过程中细胞体积基本不变，B正确；
C、②过程为质壁分离复原阶段，细胞在质壁分离过程中（①阶段）已开始吸收溶质分子，C错误；
D、质壁分离和复原现象在低倍镜下即可清晰观察，D正确。
故选C。
4. 研究人员用射线对红掌的愈伤组织进行辐射，成功诱变出红掌突变体。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 红掌突变体的成功培育增加了生物多样性中的物种多样性
B. 诱变后的愈伤组织应转移到分化培养基上进行再分化培育
C. 若培育获得的幼苗无新的突变性状，则该幼苗未发生突变
D. 愈伤组织在射线的辐射处理下可能发生基因突变和基因重组
【答案】B
【详解】A、红掌突变体属于同一物种内的变异，增加了遗传多样性而非物种多样性，A错误；
B、植物组织培养中，愈伤组织需在分化培养基上诱导再分化形成幼苗，B正确；
C、隐性突变或未表达的突变性状可能不表现，所以无法通过表型直接判断是否发生突变，C错误；
D、基因重组一般发生于减数分裂过程中，愈伤组织为体细胞增殖（有丝分裂），射线会引发基因突变或染色体变异，D错误。
故选B。
5. 蚜虫以桃树的汁液为食，桃树受到蚜虫侵害时，其叶片可以释放出特定的“诱导挥发物”，该物质能在空气中传播，以驱赶蚜虫并吸引蚜虫的天敌，如七星瓢虫、草蛉等。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 蚜虫和桃树、七星瓢虫与蚜虫之间的种间关系均为捕食关系
B. “诱导挥发物”通过反馈调节维持蚜虫种群数量相对稳定
C. 七星瓢虫、草蛉等天敌数量增加会降低蚜虫的环境容纳量
D. 该实例体现了信息对生态系统中种间关系的调节作用
【答案】A
【详解】A、蚜虫以桃树汁液为食，属于寄生关系，而非捕食关系；七星瓢虫捕食蚜虫为捕食关系，A错误；
B、“诱导挥发物”吸引天敌抑制蚜虫数量，属于负反馈调节，可维持蚜虫种群相对稳定，B正确；
C、环境容纳量（K值）受天敌等生物因素影响，天敌数量增加会降低蚜虫的K值，C正确；
D、挥发物作为化学信息，调节蚜虫与天敌的种间关系，体现信息传递的作用，D正确。
故选A。
6. 连续培养是动物细胞悬浮培养的一种方式，通过持续加入新鲜培养基并排出等量培养物，维持细胞密度和代谢产物浓度相对稳定，下列有关连续培养的叙述，错误的是（ ）
A. 适合大规模生产，可提高产物产量
B. 操作过程中需要严格控制污染风险
C. 需控制培养基流速，维持营养成分稳定
D. 若细胞密度增大，应适当降低培养基流速
【答案】D
【详解】A、连续培养能延长细胞对数生长期，利于产物持续积累，适合大规模生产，A正确；
B、动物细胞培养对无菌环境要求极高，连续培养过程中需持续添加新鲜培养基，操作环节增多，污染风险增加，故需严格控制污染，B正确；
C、培养基流速需与细胞代谢速率匹配，确保营养物质稳定供应，C正确；
D、若细胞密度增大，说明代谢旺盛，应提高流速以补充营养并排出代谢废物，D错误。
故选D。
7. Treg细胞是一类具有免疫抑制作用的T细胞亚群，可直接或间接抑制T细胞增殖。肿瘤周围处于缺氧状态，在缺氧诱导因子（HIF-α）诱导下，肿瘤局部可大量集聚Treg。下列有关叙述正确的是（ ）
A. Treg细胞数量增加可能导致机体患自身免疫病
B. 免疫系统主要通过辅助性T细胞直接杀死肿瘤细胞
C. 癌细胞能促进Treg的聚集以避免其被免疫系统清除
D. 免疫细胞清除癌细胞体现了免疫系统的免疫防御功能
【答案】C
【详解】A、自身免疫病是免疫力过强引起的，故Treg细胞抑制T细胞增殖，其数量增加会减弱免疫反应，降低自身免疫病风险，A错误；
B、辅助性T细胞通过释放细胞因子激活其他免疫细胞，直接杀死肿瘤细胞的是细胞毒性T细胞，B错误；
C、题干指出缺氧条件下HIF-α诱导Treg聚集，Treg抑制T细胞活性，使癌细胞逃避免疫清除，C正确；
D、清除癌细胞属于免疫系统的免疫监视功能，而非免疫防御，D错误。
故选C。
8. 实验小组用蚕豆（2n=12）根尖作为材料，进行低温诱导染色体数目变化实验。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 卡诺氏液固定细胞形态后要用清水反复冲洗
B. 制作装片时，需用酒精和盐酸的混合液对根尖进行解离
C. 制作装片后再将其置于4℃的冰箱中低温诱导
D. 用低倍镜在成熟区寻找染色体数目加倍的细胞
【答案】B
【详解】A、本实验固定细胞形态使用的是卡诺氏液，固定后需用酒精冲洗而非清水，A错误；
B、解离液为质量分数15%的盐酸和体积分数95%酒精的混合液（1:1），用于使根尖细胞分离开，B正确；
C、低温诱导需在处理活细胞时进行（如将根尖放入4℃环境诱导36小时），而装片制作需在解离（细胞死亡）后进行，此时低温处理无效，C错误；
D、成熟区细胞已分化，不能进行细胞分裂，所以不会发生染色体数目加倍；该实验应观察根尖分生区的细胞，D错误。
故选B。
9. GLP-1是小肠上皮中L细胞分泌的一种多肽类激素，可作用于胰岛细胞促使其分泌激素X，激素X作用于靶细胞能增加靶细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量。下列有关叙述正确的是（ ）
A. L细胞通过主动运输分泌GLP-1
B. GLP-1的元素组成为C、H、O
C. 激素X可能是胰高血糖素
D. 饮食后GLP-1的分泌量会增多
【答案】D
【详解】A、GLP-1是多肽类激素，多肽类物质属于大分子化合物。细胞分泌大分子物质的方式为胞吐，而非主动运输，A错误；
B、多肽由氨基酸构成，氨基酸含C、H、O、N元素，因此GLP-1至少含这四种元素，B错误；
C、激素X可增加靶细胞膜上葡萄糖转运蛋白数量，促进葡萄糖摄取，应为胰岛素（降低血糖），而胰高血糖素升高血糖，C错误；
D、饮食后，血糖浓度升高，小肠上皮的L细胞会感知血糖变化，分泌GLP-1作用于胰岛细胞，促使其分泌胰岛素以降低血糖。因此，饮食后GLP-1的分泌量会增多，D正确。
故选D。
10. 多酶片的主要成分是胰酶（包含胰淀粉酶、胰脂肪酶、胰蛋白酶）和胃蛋白酶，主要用于治疗消化不良、食欲缺乏。如图表示多酶片的组成结构，两种酶分别用不同的物质X和Y包裹，该设计结构能确保每次“脱壳”都能使酶在其最适pH条件下发挥催化作用。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 酶a是胃蛋白酶，物质X应具有抗酸性
B. 酶a是胰酶，物质X应具有抗酸性
C. 酶b是胃蛋白酶，物质Y应具有抗酸性
D. 酶b是胰酶，物质Y应具有抗酸性
【答案】D
【详解】胃蛋白酶的最适pH为1.5-2.0，在酸性环境中发挥作用，而胰酶的最适pH为7.0~8.0，在弱碱性环境中发挥作用。胃中的环境是酸性的，为了让胃蛋白酶在胃中发挥作用，而胰酶不被胃酸破坏，应该是胃蛋白酶在最外层，先被释放出来，所以酶a是胃蛋白酶，物质X不应具有抗酸性，以便在酸性环境中释放酶a，酶b为胰酶，物质Y应具有抗酸性，这样可以保护胰酶在经过胃时不被胃酸破坏，到达肠道的碱性环境中再释放出来发挥作用，ABC错误，D正确。
故选D。
11. 乳腺肿瘤中，DNA甲基转移酶（DNMT1）可作用于靶基因ISL1，使其发生高度甲基化，导致其表达水平在乳腺肿瘤和癌症干细胞中显著下调。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 一般来说，基因的甲基化修饰过程是不可逆的
B. ISL1基因高度甲基化会直接导致其翻译过程受阻
C. 抑制DNMT1或ISL1过表达会限制癌细胞增殖
D. DNMT1对靶基因的甲基化修饰会改变遗传信息
【答案】C
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译，最终无法合成相应蛋白，从而抑制了基因的表达。
【详解】A、表观遗传修饰（如甲基化）通常是可逆的，可能受环境或药物影响，因此“不可逆”的说法错误，A错误；
B、基因高度甲基化阻碍的是转录过程（RNA聚合酶无法结合），而非直接阻止翻译，翻译受阻是转录减少的间接结果，B错误；
C、DNMT1使ISL1甲基化导致其表达下调，而ISL1低表达可能促进癌细胞增殖。因此，抑制DNMT1可减少ISL1甲基化（恢复其表达），或ISL1过表达均可抑制癌细胞增殖，C正确；
D、甲基化修饰不改变DNA碱基序列，遗传信息未变，仅影响基因表达，D错误。
故选C。
12. 《吕氏春秋》有言：“竭泽而渔，岂不获得，而明年无鱼；焚薮而田，岂不获得，而明年无兽。”这句话蕴含了丰富的生态学原理。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 该行为违背了可持续发展理念，破坏了生物与环境的协调与平衡
B. “竭泽而渔”会使鱼种群数量低于K/2，导致种群增长速率降低，恢复缓慢
C. “焚薮而田”减少了生产者固定的太阳能，使生态系统总能量输入降低
D. 为避免“明年无鱼”，可在捕鱼时采用密网捕捞，以增加单次的捕捞量
【答案】D
【详解】A、竭泽而渔和焚薮而田过度消耗资源，破坏生态系统的自我调节能力，违背可持续发展理念，A正确；
B、种群数量在K/2时增长速率最大，若低于K/2，增长速率下降，恢复缓慢，B正确；
C、焚薮破坏生产者，减少光合作用固定的太阳能，导致生态系统总能量输入减少，C正确；
D、密网捕捞会捕获幼鱼，降低种群繁殖能力，加速资源枯竭，D错误
故选D。
13. 溶酶体中的pH约为5.0，细胞质基质中的pH约为7.0，溶酶体膜上存在Cl-/H+协同转运蛋白，能将H+输出溶酶体，同时将细胞质基质中的Cl-运输到溶酶体中，下列有关叙述错误的是（ ）
A. 溶酶体膜上存在主动运输H+的载体蛋白
B. Cl-/H+协同转运蛋白运输Cl-的方式是协助扩散
C. 降低溶酶体内的pH会加快Cl-/H+的运输速率
D. Cl-/H+协同转运蛋白运输物质时其构象会改变
【答案】B
【分析】（1）被动运输：简单来说就是小分子物质从高浓度运输到低浓度，是最简单的跨膜运输方式，不需能量。被动运输又分为两种方式：自由扩散：不需要载体蛋白协助，如：氧气，二氧化碳，协助扩散：需要载体蛋白协助，如红细胞吸收葡萄糖。
（2）主动运输：小分子物质从低浓度运输到高浓度，如：矿物质离子，葡萄糖进出除红细胞外的其他细胞需要能量和载体蛋白。
（3）胞吞胞吐：大分子物质的跨膜运输，需能量。
【详解】A、溶酶体内H⁺浓度高于细胞质基质，H⁺输出为逆浓度梯度，需通过主动运输完成，因此溶酶体膜上存在主动运输H⁺的载体蛋白，A正确；
B、Cl⁻/H⁺协同转运蛋白运输Cl⁻时，H⁺的输出为主动运输（逆浓度梯度），Cl⁻的输入依赖H⁺的浓度梯度势能，属于主动运输而非协助扩散，B错误；
C、降低溶酶体pH（即增加H⁺浓度）会增强H⁺的输出动力，从而加快Cl⁻/H⁺协同转运蛋白的运输速率，C正确；
D、载体蛋白在运输物质时均会发生构象改变，Cl⁻/H⁺协同转运蛋白也不例外，D正确。
故选B。
14. 如表表示哺乳类动物细胞处于静息状态下的膜两侧的离子浓度和膜对离子的通透性。下列叙述正确的是（ ）
A. 降低膜外K+浓度会增大静息电位绝对值的大小
B. Na+浓度比K+浓度对静息电位的影响更大
C. 降低膜对Cl-的通透性会降低神经元的兴奋性
D. Ca2+静息膜通透性为零，其对神经调节无影响
【答案】A
【详解】A、静息电位由K⁺外流形成，膜外K⁺浓度降低会增大浓度梯度，导致K⁺外流增多，静息电位绝对值增大，A正确；
B、静息状态下膜对Na⁺通透性仅为5%，远低于K⁺的100%，因此Na⁺浓度对静息电位影响较小，B错误；
C、膜外Cl⁻浓度远高于膜内，静息时Cl⁻内流会维持膜的超极化状态（降低兴奋性）。若降低膜对Cl⁻的通透性，Cl⁻内流减少，膜电位更接近阈电位，兴奋性会升高而非降低，C错误；
D、Ca²⁺虽静息时通透性为0，但在动作电位触发神经递质释放中起关键作用，D错误。
故选A。
15. 三线双交换指的是同源染色体上的三条染色单体之间的片段互换，如图表示某精原细胞发生的三线双交换。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 三线双交换发生在减数分裂Ⅰ的四分体时期
B. 该精原细胞经减数分裂产生四种不同类型的配子
C. 该精原细胞产生的精细胞都含有重组型染色体
D. 三线双交换使同源染色体上的非等位基因发生重组
【答案】C
【分析】不考虑任何变异的情况下，一个精原细胞可以产生2种类型的精子，若发生了同源染色体上非姐妹染色单体的互换，一个精原细胞可以产生4种类型的精子。
【详解】A、三线双交换指的是同源染色体上的三条染色单体之间的片段互换，三线双交换发生在减数分裂Ⅰ的四分体时期，A正确；
B、该精原细胞发生三线双交换后，经减数分裂会产生四种不同类型的配子：a+、ab、+b、++，B正确；
C、分析题图可知，该精原细胞产生的4个精细胞中，有一个精细胞是不含重组染色体的，C错误；
D、三线双交换通过同源染色体上三条染色单体的互换，实现了同源染色体上的非等位基因的重组，D正确。
故选C。
16. 实验小组发现某籽粒变小的突变体甲的突变性状受两对独立遗传的等位基因A/a和B/b控制，甲和野生型杂交，F1全部为正常大小籽粒，F1的配子功能和受精卵活力正常，但是F1作为父本或母本时，某些显性基因由于甲基化丧失功能。研究人员利用F1进行了如表杂交实验。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 甲基化修饰不改变遗传信息，是一种表观遗传
B. F1中来自母本的基因由于甲基化修饰而丧失功能
C. F1自交所结籽粒中全部小籽粒植株的基因型都相同
D. F1自交所结籽粒的表型及比例为正常籽粒:小籽粒=7:1
【答案】C
【详解】A、甲基化修饰不改变基因的碱基序列，因此不会改变生物的遗传信息，是一种表观遗传现象，A正确；
B、甲和野生型杂交，子代全部为正常大小籽粒，说明正常大小籽粒为显性，F1的基因型为AaBb，F1和甲交配的杂交组合为AaBb×aabb，杂交组合1中子代基因型及比例为AaBb:Aabb:aaBb:aabb=1:1:1:1，aabb为小籽粒，其他的为正常籽粒，说明F1作为父本时不会发生甲基化修饰，F1作为母本时其中的A或B基因会丧失功能，从而使比例为1:1，因此甲基化修饰来自母本，B正确；
CD、F1自交，假设母本的A基因发生甲基化，则后代小籽粒植株的基因型有aabb、Aabb（A基因来自母本），两者基因型不同，且小籽粒占比为1/8，即正常籽粒:小籽粒=7:1，C错误，D正确。
故选C。
二、非选择题：共5小题，共60分。
17. 保水剂是一种新型高分子化学节水材料，可以作为土壤调节剂，起到保水、保肥和改良土壤理化性质等作用，近年来被广泛应用于农业生产中。实验小组采用盆栽法，将大麦种子播种于塑料盆中，盆中装有实验用土壤，各组的处理方式和对大麦幼苗光合特性的影响如下表所示，回答下列问题：
（1）植物光合作用过程中水分被利用的场所是叶绿体的__________，水分被利用后会释放出电子，电子经电子传递链最终传至电子受体__________。
（2）该实验的实验目的是__________，根据实验结果可知，施用保水剂能提高大麦幼苗的光合作用速率，试结合实验结果阐述其机制：__________。
（3）保水剂的成分往往含有可释放钠离子的物质，试阐述长期施用保水剂可能带来的不良影响：__________。
【答案】（1）① 类囊体薄膜或基粒 ②. NADP+
（2）①. 探究施用保水剂对不同土壤含水量（干旱程度）的大麦幼苗光合特性的影响 ②. 保水剂可增加大麦幼苗的气孔导度和胞间CO2浓度，促进CO2吸收，从而提高光合速率
（3）导致土壤盐碱化，抑制植物根系吸水，影响生长
【分析】光合作用过程包括光反应和暗反应两个阶段，二者进行场所和物质变化如下表：
【解析】（1）光合作用中水分在叶绿体的类囊体薄膜上被光解，释放电子，电子经传递最终到达电子受体NADP+，生成NADPH。
（2）实验设置了土壤含水量和保水剂施用量两个自变量，目的是探究施用保水剂对不同土壤含水量（干旱程度）的大麦幼苗光合特性的影响。对比各组数据可知，当施用保水剂时，大麦幼苗的气孔导度和胞间CO2浓度升高，说明保水剂可增加大麦幼苗的气孔导度和胞间CO2浓度，促进CO2吸收，从而提高光合速率。
（3）保水剂的成分往往含有可释放钠离子的物质，因此长期施用保水剂可能导致土壤盐碱化，钠离子在土壤中积累会升高土壤渗透压，降低植物根系吸水能力，影响生长。
18. 松材线虫病是一种极具破坏性的病害，主要从松褐天牛等媒介昆虫在松树体内造成的伤口侵入，并在树脂道内迅速繁殖。该病害的入侵导致松树的蒸腾作用显著减弱，各种生理活动产生的热量无法及时散失，使针叶逐渐变色，最终引发树木的枯萎与死亡。松材线虫病以其发病周期短、传播速度快、危害程度深等特点而著称，对马尾松林资源构成了严重的威胁。回答下列问题：
（1）生态系统组成成分中松材线虫属于__________，一般用样方法调查松材线虫的种群密度，其原因是松材线虫具有__________的特点。
（2）热红外遥感技术通过探测地表物体发出的热红外辐射能量，将其转换为温度图像，从而揭示植被的温度分布情况。热红外遥感技术能对马尾松松材线虫病进行监测，其原因是__________，从生态系统的信息种类分析，温度属于____________________信息。
（3）蓝光对松材线虫具有一定的防治效应，实验小组为了探究其机制，在不同强度的蓝光光源下测定了松材线虫的性成熟个体的比例以及雌雄性别比例，结果如图所示：

据图分析，强烈蓝光可通过影响松材线虫种群的__________（填种群的数量特征）直接使其种群数量下降，试结合图示阐述其影响机制：__________。
（4）松褐天牛是松材线虫的重要传播媒介，对其进行防治可有效遏制该病扩散蔓延。研究发现，林间非寄主植物对松褐天牛产卵有趋避作用，请据此提出一条防治松褐天牛的研究方向：__________。
【答案】（1）①. 消费者 ②. 活动能力弱，活动范围小
（2）①. 感染松材线虫病的松树蒸腾作用显著减弱，导致叶面温度高于健康植株 ②. 物理
（3）①. 出生率 ②. 强烈蓝光使松材线虫的性成熟个体比例降低，雌雄性别比例失衡（雄性减少），导致出生率下降
（4）筛选对松褐天牛产卵有趋避作用的非寄主植物，种植于林间以减少其产卵量（或从非寄主植物中提取趋避松褐天牛的化学物质用于松褐天牛的防治）
【分析】种群的数量特征是描述种群数量变化和结构的重要指标，主要包括以下几个方面：
（1）种群密度是单位面积或单位体积内某种群的个体数量，是种群最基本的数量特征，是研究种群动态的基础。
（2）出生率和死亡率直接决定种群数量的增减，是影响种群数量的核心因素。
（3）迁入率和迁出率，对于城市人口、海洋鱼类等流动性较强的种群，迁入率和迁出率是决定种群数量的重要因素。
（4）年龄组成预测种群未来数量变化的趋势。
（5）性别比例影响种群的出生率（如雌雄比例失调可能导致出生率下降），间接影响种群数量。
【解析】（1）松材线虫从松树获取营养，以现成的有机物作为食物来源，因此属于消费者，松材线虫是一种动物，具有活动能力弱，活动范围小的特点，适合用样方法调查其种群密度。
（2）根据题意可知，热红外遥感通过温度差异监测病害，感染松材线虫病的松树蒸腾作用显著减弱，不能及时散热，导致叶面温度高于健康植株而被监测。从生态系统的信息种类分析，温度属于物理信息。
（3）根据图示结果可知，强烈蓝光使松材线虫的性成熟个体比例降低，雌雄性别比例失衡（雄性减少），导致出生率下降。
（4）由于林间非寄主植物对松褐天牛产卵有趋避作用，因此可筛选对松褐天牛产卵有趋避作用的非寄主植物，种植于林间以减少其产卵量；也可以从非寄主植物中提取趋避松褐天牛的化学物质，用于松褐天牛的防治。
19. 暖冬导致我国主要粮食作物冬小麦开花率降低。研究发现，低温会激活TOR激酶，从而促进小麦开花。FLC基因的表达产物能抑制小麦植株的开花。实验小组为了研究低温激活TOR激酶促进小麦植株开花的机制进行了相关实验。回答下列问题：
（1）实验小组构建了gus—flc融合基因，融合的两种基因同时表达，且表达强弱相同，其中Gus酶可将β-葡萄糖苷酸水解生成蓝色物质。实验小组利用导入gus—flc融合基因的FLC缺失突变体小麦植株进行了如图实验：
Trin2可能是一种TOR激酶__________（填“激活剂”或“抑制剂”），根据实验现象，试阐述低温促进小麦开花的可能机制：__________。
（2）证据证明TOR激酶并不能直接与FLC基因相互作用，TOR激酶通过PRC2蛋白间接影响FLC表达。TOR激酶能使PRC2蛋白的F亚基第14位丝氨酸发生磷酸化，且TOR激酶位于细胞质，据此推测磷酸化的PRC2蛋白F亚基能够由细胞质进入细胞核中发挥调控作用。请完善验证该推测的实验方案（GFP基因表达产物为绿色荧光蛋白）。
①处的处理方式为__________，②处的实验结果为__________。
（3）生产实践中，根据上述研究机制为解决暖冬条件下小麦产量降低的问题，可以采取的措施是__________（写出1条）。
【答案】（1）①. 抑制剂 ②. 低温激活TOR激酶，TOR激酶抑制了FLC基因的表达从而使得小麦开花
（2）①. 转入GFP-第14位丝氨酸缺失突变体F亚基融合基因 ②. 第1组绿色荧光出现在细胞核中，第2组绿色荧光仅出现在细胞质中
（3）研发能够激活TOR激酶的药物，并在暖冬时合理使用
【分析】春化作用一般是指植物必须经历一段时间的持续低温才能由营养生长阶段转入生殖阶段生长的现象。例如来自温带地区的耐寒花卉，较长的冬季和适度严寒，能更好的满足其春化阶段对低温的要求。低温处理对花卉促进开花的作用，因花卉的种类而异。
【解析】（1）根据题意分析，Gus酶可将β-葡萄糖苷酸水解生成蓝色物质，因此若出现蓝色物质则说明Gus和FLC基因都表达。根据图示可知，低温激活TOR激酶，导致叶脉不变蓝，即此时抑制了FLC基因表达，从而促进小麦开花。经Trin2处理后，叶脉变蓝，此时FLC基因表达，说明了Trin2是一种TOR激酶抑制剂，根据以上分析可推测低温促进小麦开花的机制为低温激活TOR激酶，TOR激酶抑制了FLC基因的表达从而使得小麦开花。
（2）根据题意可知，TOR激酶能使PRC2蛋白的F亚基第14位丝氨酸发生磷酸化，从而发挥对FLC基因的抑制作用，推测磷酸化的PRC2蛋白F亚基能够由细胞质进入细胞核中发挥调控作用。因此第1组为空白对照组，此时的PRC2蛋白的F亚基会发生磷酸化修饰，从而进入细胞核中发挥调控作用，第2组应当转入GFP-第14位丝氨酸缺失突变体F亚基融合基因，此时F亚基不能发生磷酸化，因此在细胞质中，最终的结果是第1组绿色荧光出现在细胞核中，第2组绿色荧光仅出现在细胞质中。
（3）根据上述研究机制，为解决暖冬条件下小麦产量降低的问题，可以采取的措施是研发能够激活TOR激酶的药物，并在暖冬时合理使用。
20. 家鸡的性别决定方式为ZW型，其羽毛的颜色和斑纹受两对独立遗传的等位基因A/a和B/b控制。其中A基因能控制黑色素的合成，隐性纯合子aa因缺乏酶促反应的底物，羽毛表现为白色，斑纹图案受等位基因B和b控制，其中B基因使羽毛出现条状斑纹，隐性基因b则表现为纯色羽毛。实验小组为了探究其遗传机制，进行了杂交实验，实验过程和结果如表所示。回答下列问题：
（1）根据组合1的结果可判断，B/b基因位于__________染色体上，杂交组合2的亲本的基因型组合为__________。
（2）让组合2的子代的雌雄鸡随机交配，后代雄性群体中b基因的基因频率为____________________，雌鸡中白羽斑纹个体所占的比例为__________。
（3）现偶然发现组合1的F1出现了一只黑羽斑纹雌鸡，其原因是亲本的雄性个体的精母细胞在减数分裂过程中发生了变异。为了解释该斑纹雌鸡的出现，某同学对亲本雄性个体可能发生的变异提出了假说：精母细胞减数分裂前发生了基因突变，即__________。为验证假说的正确性，可以选择该斑纹雌鸡和__________（填表型）雄鸡杂交，若假说正确，则实验结果为____________________。
【答案】（1）①. Z ②. AaZBZb×aaZbW
（2）①. 5/8 ②. 9/64
（3）①. 亲本雄性b基因突变为B基因 ②. 纯色 ③. 子代雄鸡全为斑纹，雌鸡全为纯色
【分析】基因的分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。基因的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。
【解析】（1）组合1中，白羽纯色雄鸡与黑羽斑纹雌鸡杂交，F1雄鸡全为斑纹，雌鸡全为纯色，性状与性别关联，说明B/b基因位于Z染色体上。组合1的F1黑羽斑纹雄鸡基因型为AaZBZb，与白羽纯色雌鸡（aaZbW）杂交，符合测交结果，子代表型比例为1:1:1:1，故亲本基因型为♂AaZBZb×♀aaZbW。
（2）组合2子代中雄性基因型为ZBZb、ZbZb，雌性为ZBW、ZbW。雄性产生Zb配子概率为3/4，雌性产生的含Z的配子中Zb配子概率为1/2，随机交配后，雄性群体中ZBZB:ZBZb:ZbZb=1:4:3，因此Zb基因频率=5/8。组合2中子代Aa:aa=1:1，a基因频率为3/4，自由交配后白羽（aa）概率为3/4×3/4=9/16，斑纹雌鸡（ZBW）概率为1/4（雄性ZB配子概率1/4），故比例为9/16×1/4=9/64。
（3）可以让该斑纹雌鸡与纯色雄鸡（ZbZb）杂交：若假说正确（基因突变，雄鸡Zb→ZB），则斑纹雌鸡基因型为ZBW，杂交子代雄鸡为ZBZb（斑纹），雌鸡为ZbW（纯色）。
21. 研究人员构建基因电路表达载体将具有放射诱导性的c-fs启动子（特定物理或化学信号能够显著提高转录水平）与iNOS基因串联，构建c-fs启动子驱动的iNOS表达载体。其中iNOS是一种诱导型NO合成酶，能催化L-1精氨酸产生NO，NO不仅可以进一步激活c-fs启动子，还能增强细胞对辐射的敏感性，并具有一定的抑癌作用，其作用机制如图所示。回答下列问题：
（1）基因表达载体中启动子的作用是结合__________并启动下游基因的表达，c-fs启动子诱导表达的NO合成酶，催化合成的NO能进一步激活c-fs启动子，这是一种__________（填“正反馈”或“负反馈”）调节。
（2）NO对肿瘤细胞的增殖具有一定的抑制作用，结合图示阐述其机制：____________________，此外NO还能显著提高辐射对周围细胞的杀伤作用，原因是____________________。
（3）前药酶基因HSV-TK（TK）可特异性地使原药形式的GCV转变为细胞毒性药物，从而特异性地杀伤肿瘤细胞。科学家构建了两种不同的重组质粒甲和乙，如图所示，并用两种质粒分别感染小鼠的A549细胞（一种肺癌细胞），筛选获得了成功导入质粒的细胞，分别命名为A549-甲和A549-乙。实验小组将若干只接种相同质量肿瘤的裸鼠分为A~E组，每组接种了不同类型的A549细胞并进行了相应的处理（“+”表示进行相应的处理，“-”表示未处理），如表所示：
加入物质①为__________，预测一段时间后__________组的肿瘤质量最轻。
【答案】（1）①. RNA聚合酶 ②. 正反馈
（2）①. NO能抑制肿瘤细胞DNA的复制，并抑制线粒体的功能，从而抑制肿瘤细胞的增殖 ②. NO为气体，能扩散到周围细胞，提高周围细胞对辐射的敏感性，从而提高辐射对周围细胞的杀伤作用
（3）①. GCV ②. D
【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-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）基因表达载体中，启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，结合后启动转录，开启下游基因表达。c-fs启动子诱导合成的NO，反过来激c-fs启动子，使NO合成进一步增加，这种“增强最初变化趋势”的调节属于正反馈调节。
（2）从图中可知，NO进入肿瘤细胞后，能抑制DNA相关过程（复制或转录），因为DNA复制和转录是细胞增殖关键环节，被抑制后肿瘤细胞增殖受阻，即NO能抑制肿瘤细胞DNA的复制，并抑制线粒体的功能，从而抑制肿瘤细胞的增殖。NO提高辐射杀伤作用的原因：NO为气体，能扩散到周围细胞，提高周围细胞对辐射的敏感性，从而提高辐射对周围细胞的杀伤作用。
（3）前药酶基因HSV-TK可将原药形式的GCV转变为细胞毒性药物杀伤肿瘤细胞，实验目的是验证质粒作用，所以加入的物质①是GCV，用于激活TK基因的杀伤功能。质粒乙含c-fs启动子驱动的iNOS和TK基因，D组接种A549-乙（含iNOS和TK）、加入GCV且进行放射性辐射。iNOS产生的NO增强辐射敏感性，TK使GCV变为毒性药物，双重作用下肿瘤细胞被杀伤更彻底，肿瘤质量最轻，即D组。
项目
单一种草
单一种果
果园套种牧草
生物量（kg/hm2·a）
11054.6
3285.1
199921.2
干物质量（g/cm2）
0.017
0.010
0.196
光能利用率（%）
0.24
0.10
0.58
离子
细胞内浓度（mM）
细胞外浓度（mM）
静息膜通透性
K+
140
4
100%
Na+
15
145
5%
Cl-
4
110
10%
Ca2+
0.0001
5
0
组别
杂交组合
结果
一
F1（♂）×甲（♀）
正常籽粒:小籽粒=3:1
二
F1（♀）×甲（♂）
正常籽粒:小籽粒=1:1
组别
土壤含水量/%
保水剂施用量/（g/盆）
净光合速率/ [μml/（m2·s）]
气孔导度/ [μml/（m2·s）]
胞间CO2浓度/（μml/ml）
蒸腾速率/[mml/（m2·s）]
①
75
0
24.1
0.58
291
9.8
②
75
0.42
28.20
0.66
318
10.9
③
55
0
20.20
0.42
221
7.4
④
55
0.42
26.50
0.63
302
10.2
⑤
35
0
11.60
0.19
162
2.7
⑥
35
0.42
16.80
0.29
192
4.1
光反应阶段
暗反应阶段
进行场所
叶绿体类囊体薄膜
叶绿体基质
物质变化
水的光解：H2O→O2＋H+，
H+＋NADP+＋2e→NADPH
ATP的合成：ADP＋Pi→ATP
CO2的固定：CO2＋C5→2C3
C3的还原：C3＋NADPH＋ATP→(CH2O)＋C5
ATP的水解：ATP→ADP＋Pi
组别
植株
实验处理
检测指标
结果
1
F亚基缺失突变体
转入GFP-野生型F亚基融合基因
绿色荧光蛋白的细胞内定位
②
2
F亚基缺失突变体
处理①
杂交组合
亲本表型
子代表型（雌雄比例为1:1）
组合1
白羽纯色雄鸡×黑羽斑纹雌鸡
雄鸡:全为黑羽斑纹；雌鸡:全为黑羽纯色
组合2
组合1中F1的黑羽斑纹雄鸡×白羽纯色雌鸡
雌雄均为黑羽斑纹:黑羽纯色:白羽斑纹:白羽纯色=1:1:1:1
A组
B组
C组
D组
E组
接种A549细胞的类型
-
A549-乙
A549-甲
A549-乙
A549-甲
加入物质①
-
+
+
+
+
放射性辐射处理
-
-
-
+
+