安徽省蚌埠市2025-2026学年高三上学期调研性检测生物试题（解析版）

这是一份安徽省蚌埠市2025-2026学年高三上学期调研性检测生物试题（解析版），共19页。试卷主要包含了考试结束后，将本答题卡交回， 研究表明，细胞被人乳头瘤病毒等内容，欢迎下载使用。
1.答卷前，务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，务必擦净后再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本答题卡交回。
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的4个选项中，只有一项是符合要求的。
1. 《细胞》杂志发表的论文提到，一种名为B.bigelwii的藻类含有名为“硝基体”的固氮细胞器。该细胞器内约一半的蛋白质由其自身DNA指导合成，据此推测它起源于一种能固定N2的蓝细菌。下列叙述正确的是（ ）
A. 蓝细菌具有的细胞器是有单层膜的核糖体
B. “硝基体”内的DNA可进行复制和基因表达
C 可用差速离心法先获得核糖体再获得“硝基体”
D. 固定的氮可用于合成ATP、NADPH、固醇等化合物
【答案】B
【详解】A、蓝细菌为原核生物，其唯一的细胞器是核糖体，但核糖体无膜结构，A错误；
B、硝基体含有自身DNA，可进行DNA复制（遗传信息的传递）和基因表达（转录和翻译），B正确；
C、差速离心法分离细胞器的顺序由大到小，核糖体体积最小需最高速离心，而硝基体作为较大细胞器应较早分离，C错误；
D、固醇（如胆固醇、性激素）不含氮元素，其合成无需固定氮，D错误。
故选B。
2. 植物细胞的胞质溶胶中的Cl-、通过离子通道进入液泡，Na+，Ca2+逆浓度梯度转运到液泡，以此调节细胞渗透压。光合作用合成的蔗糖白天可在液泡中富集，夜间被转运至胞质溶胶。部分离子与蔗糖的转运机制如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A. 液泡膜内外H+浓度梯度的维持是通过协助扩散实现的
B. 通过离子通道运输进入液泡时需与通道蛋白结合
C. Na+，Ca2+进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量
D. 蔗糖通过主动运输进入液泡有利于光合作用的进行
【答案】D
【详解】A、由图可知，细胞液的pH为3-6，胞质溶胶的pH为7.5，说明细胞液的H+浓度高于细胞溶胶，若要长期维持膜内外的H+浓度梯度，需通过主动运输将细胞溶胶中的H+运输到细胞液中，A错误；
B、物质通过协助扩散进出细胞可借助通道蛋白或载体蛋白进行，其中NO3-通过离子通道运输进入液泡时无需与通道蛋白结合，B错误；
C、液泡膜上的载体蛋白能将H+转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na+、Ca2+转运到液泡内，说明Na+、Ca2+进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度，因此该过程Na+、Ca2+进入液泡的方式为主动运输，需要消耗能量，能量由液泡膜两侧的H+电化学梯度提供，C错误；
D、白天蔗糖进入液泡（该过程借助H+电化学梯度提供能量，方式是主动运输），使光合作用产物及时转移，减少光合作用产物蔗糖在细胞质基质中的过度积累，有利于光合作用的持续进行，D正确。
故选D
3. N6-甲基腺苷（m6A）甲基化修饰由甲基转移酶介导，可调控PLK1基因转录出mRNA以影响细胞周期；抑制甲基转移酶基因表达会导致有丝分裂延迟、纺锤体组装异常及染色体分离缺陷。下列叙述错误的是（ ）
A. 纺锤体组装异常可能会导致染色体变异
B. 组成纺锤体的蛋白质合成发生在分裂间期
C. 若甲基转移酶基因过量表达可能引起细胞癌变
D. 若细胞中m6A甲基化修饰缺失，则分裂后期着丝粒无法正常分裂
【答案】D
【详解】A、纺锤体异常会导致染色体无法正确分离，可能引起染色体数目变异，A正确；
B、蛋白质合成发生在分裂间期，纺锤体相关蛋白亦在此阶段合成，B正确；
C、甲基转移酶过量表达可能过度激活PLK1基因，导致细胞周期失控，引发癌变，C正确；
D、着丝粒分裂依赖分离酶活性，与纺锤体无关；m6A修饰缺失导致纺锤体异常，但不会直接影响着丝粒分裂，D错误。
故选D。
4. 玉米中因含直链淀粉多不具有糯性（由基因A控制）的子粒和花粉遇碘变蓝色；含支链淀粉多而具有糯性（由基因a控制）的子粒和花粉遇碘不变蓝。A对a为完全显性。把AA和aa杂交得到的种子播种下去，先后获取F1植株的花粉和子粒，分别滴加碘液观察统计，结果应为（ ）
A. 花粉、子粒全部变蓝B. 花粉、子粒各3/4变蓝
C. 花粉1/2变蓝、子粒1/4变蓝D. 花粉1/2变蓝、子粒3/4变蓝
【答案】D
【详解】把AA和aa杂交得到的种子播种下去，先后获取F1植株的花粉和子粒，分别滴加碘液观察统计，F1的花粉有两种类型即A和a各占1/2，用碘液检测表现为花粉1/2变蓝，F1植株的子粒为F1自交产生的F2，籽粒中胚的基因型为1AA、2Aa、1aa，其中胚乳（胚乳是由两个基因型相同的极核和一个精子结合形成的）的基因型为AAA、AAa、Aaa、aaa，可见胚和胚乳中含A的比例为3/4（AA、Aa表现显性），即籽粒经过碘液染色后有3/4变蓝，D正确。
故选D。
5. 端粒酶由催化蛋白与RNA模板组成，能延长端粒DNA，其作用原理如下：延伸一段端粒后，端粒酶会移至新延伸的端粒DNA末端，通过碱基互补配对精准定位；这一过程反复进行，直至端粒延伸至正常长度。下列有关说法错误的是（ ）
A. 构成端粒酶的单体有氨基酸和核糖核苷酸
B. 端粒酶RNA具有序列3'-AAUCCC-5'
C. 端粒DNA的延伸过程实质是逆转录
D. 图中延伸方向是端粒DNA的3'→5'
【答案】D
【详解】A、根据端粒酶由RNA和蛋白质组成可知，其单体有氨基酸、核糖核苷酸，A正确；
B、由图可知，端粒酶RNA与端粒DNA的碱基互补配对，端粒DNA有序列5'-GTTAGGG-3'，所以端粒酶 RNA具有序列3'-AAUCCC-5'，B正确；
C、端粒DNA的延伸过程是以RNA为模板合成DNA的过程，实质是逆转录，C正确；
D、DNA的合成方向是5'→3'，所以图中延伸方向是端粒DNA的5'→3'，D错误。
故选D。
6. DNA甲基化主要发生在胞嘧啶上。尼古丁可激活甲基转移酶DNMT，导致抑癌基因启动子区CpG（胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤）甲基化水平大幅提高。下列说法错误的是（ ）
A. 基因甲基化修饰可能通过干扰RNA聚合酶的作用抑制基因表达
B. 检测吸烟者相关基因mRNA的水平可判断该基因的甲基化程度
C. 吸烟诱导的甲基化会使相关基因频率、基因型频率都发生变化
D. 去甲基化药物能够抑制DNMT的功能，可为癌症治疗提供思路
【答案】C
【详解】A、基因启动子区的甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子结合，从而抑制转录，A正确；
B、甲基化会抑制转录过程，mRNA是转录的产物，故检测吸烟者相关基因mRNA的水平可判断该基因的甲基化程度，B正确；
C、甲基化是表观遗传修饰，不改变基因的碱基序列，因此基因频率和基因型频率均不会变化，C错误；
D、去甲基化药物抑制DNMT（甲基转移酶）的功能，可减少甲基化，恢复抑癌基因表达，从而治疗癌症，D正确。
故选C。
7. 雄性长颈鹿之间常发生“脖斗”，甩动脖子和头部组成的“流星锤”，击打对手的薄弱部位。科研人员分析了雌雄长颈鹿头部重量的差异。下列相关说法正确的是（ ）

A. 不断发生基因突变导致某一雄性长颈鹿个体头部不断增长
B. 取得脖斗优势的雄性个体可能在生殖和生存方面具有优势
C. 据图推测雌性个体和雄性个体相似，也通过脖斗相互斗争
D. 种群促进头部增大基因的频率在种间协同进化中越来越大
【答案】B
【分析】（1）达尔文的自然选择学说：
①内容：过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存。
②意义：科学地解释了生物进化的原因和物种多样性形成的原因。
③局限性：对遗传和变异的本质不能做出科学的解释；对生物进化的解释局限于个体水平；强调物种形成都是自然选择的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。
（2）现代生物进化理论的基本观点：
①种群是生物进化的基本单位。
②生物进化的实质在于种群基因频率的改变。
③突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。
④其中突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、基因突变具有不定向性，雄性长颈鹿个体头部不一定不断增长，A错误；
B、雄性头颈部的重量随着年龄始终在增长，说明强壮的头颈在雄性中肯定具有某种优势，头颈强壮的雄性可能更容易在争夺配偶时获胜，B正确；
C、结合题干信息分析，“脖斗”发生在雄性长颈鹿之间，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，因此长颈鹿之间不存在协同进化，D错误。
故选B。
8. 科学家将蛙心Ⅰ和蛙心Ⅱ分别置于成分相同的营养液中，蛙心Ⅰ有神经支配，蛙心Ⅱ无神经支配。电刺激蛙心Ⅰ的神经，蛙心Ⅰ跳动减慢；从蛙心Ⅰ的营养液中取一些液体注入蛙心Ⅱ的营养液中，蛙心Ⅱ跳动也会减慢。下列相关分析错误的是（ ）
A. 营养液相当于蛙心细胞所处的组织液，可使蛙心保持正常的生理活性
B. 刺激蛙心Ⅰ的神经引发其跳动减慢，该过程经历了完整的反射弧
C. 该实验可为“神经元与心肌细胞间传递化学信号”的假说提供证据
D. 该实验说明蛙心Ⅰ神经释放的物质可抑制蛙心Ⅱ心肌细胞兴奋
【答案】B
【分析】神经递质存在于突触小体内的突触小泡中，受到刺激后，由突触前膜释放，进入突触间隙，然后作用于突触后膜上的特异性受体，引起后一神经元的兴奋或者抑制。神经递质起作用后通常被灭活。
【详解】A、组织细胞生活的内环境是组织液，而营养液相当于蛙心细胞所处的组织液，以保持蛙心的生理活性，A正确；
B、刺激蛙心Ⅰ的神经引发其跳动减慢，该过程没有经过传入神经和神经中枢等，故没有完整反射弧，B错误；
CD、从蛙心Ⅰ的营养液中取一些液体注入蛙心Ⅱ的营养液中，蛙心Ⅱ跳动也会减慢，该实验说明蛙心Ⅰ神经释放的物质可抑制蛙心Ⅱ心肌细胞兴奋，可为“神经元与心肌细胞间传递化学信号”假说提供证据，CD正确。
故选B。
9. 下图是运动员部分生理活动调节示意图，①~③表示相关过程，X-Z表示相关激素。下列叙述错误的是（ ）
A. 寒冷时下丘脑体温调节中枢促进激素Y分泌，过程①②随之增强
B. 比赛中运动员交感神经活动占优势，表现为心跳加速、呼吸加快
C. 运动中运动员大量出汗，垂体渗透压感受器兴奋并分泌大量激素Z
D. 运动结束后运动员心跳未立即恢复体现出激素调节作用时间长的特点
【答案】C
【详解】A、激素Y是由甲状腺分泌的甲状腺激素，能够提高代谢水平，增加产热，寒冷时下丘脑体温调节中枢促进激素Y分泌，但甲状腺激素的分泌存在反馈调节，当激素Y升高后通过负反馈作用抑制下丘脑和垂体作用，即过程①②随之增强，A正确；
B、兴奋时交感神经占优势，故比赛中运动员交感神经活动占优势，表现为心跳加速、呼吸加快，B正确；
C、激素Z是抗利尿激素，是由下丘脑分泌、垂体释放的，且渗透压感受器位于下丘脑，C错误；
D、运动结束后运动员心跳未立即恢复，是由于体液调节时激素通过体液运输，作用时间比较长，D正确。
故选C。
10. 研究表明，细胞被人乳头瘤病毒（HPV）侵染后其表面的HLA分子表达水平往往下降，可能导致子宫颈癌。目前上市的HPV疫苗大部分是以HPV的衣壳蛋白L1或L2为靶标制备的。下列相关说法正确的是（ ）
A. 可以利用转基因技术生产的HPV衣壳蛋白为基础制备HPV疫苗
B. 被HPV侵染的细胞无法有效呈递抗原信息，从而逃避免疫自稳功能
C. HPV初次进入机体时引起体液免疫，再次进入机体时引起细胞免疫
D. 辅助性T细胞识别HPV疫苗并分泌细胞因子是激活B细胞的第二个信号
【答案】A
【详解】A、转基因技术可以将编码HPV衣壳蛋白的基因导入受体细胞中，使其表达出HPV衣壳蛋白，以此为基础能够制备HPV疫苗，A正确；
B、被HPV侵染的细胞表面HLA分子表达水平下降，无法有效呈递抗原信息，从而逃避免疫监视功能，免疫自稳主要是清除体内衰老、死亡和损伤的细胞等，B错误；
C、HPV初次进入机体时可同时引起体液免疫和细胞免疫，再次进入机体时会引起二次免疫，二次免疫过程中体液免疫和细胞免疫都会更快、更强地发生，C错误；
D、B细胞活化需要两个信号，第一个信号是病原体和B细胞接触，第二个信号是辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合，辅助性T细胞分泌细胞因子能促进B细胞的分裂、分化过程，D错误。
故选A。
11. 黄瓜幼苗的子叶肥厚富含有机物，且在种子萌发初期能进行光合作用。科研人员研究黄瓜幼苗子叶中的生长素对下胚轴不定根发生的影响，实验分组和实验结果如图所示。以下叙述正确的是（ ）
A. 对照组下胚轴中的IAA主要来自于顶芽
B. 顶芽产生的IAA通过协助扩散转运到下胚轴
C. 第3、4组生根数减少的主要原因都是缺乏IAA
D. 第6组生根数量少主要与缺乏营养物质供给有关
【答案】D
【详解】A、与去掉顶芽相比，去除子叶对下胚轴平均生根数影响更大，因而可推测，对照组下胚轴中的IAA主要来自于子叶，A错误；
B、生长素极性运输的方式为主动运输，即顶芽产生的IAA通过主动运输转运到下胚轴，B错误；
C、与第6组相比可推测第3、4组生根数量减少的主要原因是去掉子叶后不能为根的生长提供有机物引起的，C错误；
D、结合第4组的结果可推测，第6组生根数量少与缺乏营养物质供给有关，D正确。
故选D。
12. 研究者从距母株不同距离的地方采集土壤进行不同处理后，在同一距离采集的土壤中分别栽培低密度和高密度的黑樱桃植株幼苗，幼苗存活率如图所示。据图分析下列说法错误的是（ ）
A. 对土壤进行灭菌处理可能改变黑樱桃种群的种群密度
B. 黑樱桃幼苗的分布情况不能体现群落空间结构的特点
C. 黑樱桃幼苗的存活率与栽培密度呈负相关，还受土壤来源的影响
D. 母株可能通过分泌化学物质抑制幼苗生长，且该物质可被微生物分解
【答案】D
【详解】A、据图可知，对土壤进行灭菌处理能提高幼苗存活率，进而可能改变黑樱桃种群密度，A正确；
B、黑樱桃幼苗属于同一种群，其分布情况不能体现群落空间结构的特点，B正确；
C、据图可知，其他条件相同时，黑樱桃幼苗的存活率与栽培密度呈负相关，并且存活率还受土壤来源的影响，C正确；
D、据图可知，土壤未灭菌时，靠近母株的土壤栽培幼苗存活率低，而土壤灭菌后幼苗存活率提高，推测母株可能通过分泌化学物质促进幼苗生长，且该物质可被微生物分解，D错误。
故选D。
13. 海洋碳库既是碳源又是碳汇。碳源能够向大气释放碳；碳汇是指海洋吸收大气中的CO2，并将其固化为有机物或碳酸盐的过程。下列叙述正确的是（ ）
A. 深海沉积物中的碳酸盐长期埋藏形成化石燃料，这属于碳源的释放
B. 水温升高会降低CO2在水中溶解度，可能使海洋从碳汇转变为碳源
C. 海洋鱼类的呼吸作用会释放CO2，因此它们均属于碳源的组成部分
D. 碳元素以CO2的形式存在于自然界，在海洋生物与无机环境之间循环
【答案】B
【详解】A、深海沉积物中的碳酸盐长期埋藏形成化石燃料的过程属于碳的固定（储存），而非向大气释放碳，因此不属于碳源的释放，A错误；
B、水温升高会降低CO2在水中的溶解度，导致海洋中溶解的CO2减少，可能使海洋从吸收CO2的碳汇转变为释放CO2的碳源，B正确；
C、海洋鱼类的呼吸作用释放的CO2若未进入大气，仅在海洋内部循环，则不属于碳源，C错误；
D、碳元素在海洋生物与无机环境之间循环时，既可通过CO2形式（如光合作用、呼吸作用），也可通过碳酸盐形式（如钙化作用），D错误。
故选B。
14. 谷氨酰胺酶（PG酶）是一种催化L-β-谷氨酰胺水解成L-谷氨酸和氨的酶，能增大蛋白质的溶解性，提高食品工业中蛋白质的利用率。研究人员利用谷氨酰胺-甘氨酸（谷氨酰胺-甘氨酸遇热易分解）为唯一氮源从土壤中筛选产PG酶的金黄杆菌，实验过程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A. 若将培养基中的氮源替换为L-谷氨酸，仍能筛选出产PG酶的目的菌
B. 金黄杆菌在培养基Ⅰ和Ⅲ中的生长速度与在培养基Ⅱ的生长速度相当
C. PG酶的活性可以用单位时间内生成L-谷氨酸或氨的数量来表示
D. 上述培养基Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ在接种前需要先用湿热灭菌的方法消毒
【答案】C
【详解】A、由题意可知，谷氨酰胺酶（PG酶）是一种催化L-β-谷氨酰胺水解成L-谷氨酸和氨的酶，研究人员利用谷氨酰胺-甘氨酸（谷氨酰胺—甘氨酸遇热易分解）为唯一氮源从土壤中筛选产PG酶的金黄杆菌，若将培养基中的氮源替换为L-谷氨酸，则无法实现筛选目的，A错误；
B、培养基Ⅰ和Ⅲ属于液体培养基，由于与营养物质接触充分，微生物在液体培养基中代谢和繁殖效率高，即金黄杆菌在培养基Ⅰ和Ⅲ中的生长速度高于在培养基Ⅱ的生长速度，B错误；
C、PG酶可以催化L-β-谷氨酰胺水解成L-谷氨酸和氨，故PG酶活性可以用单位时间内生成L-谷氨酸或氨的数量来表示，C正确；
D、上述培养基Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ在接种前需要先用湿热灭菌的方法进行灭菌而非消毒，D错误。
故选C。
15. 科研人员对花菜DNA的粗提取与鉴定实验进行改进，加酒精后用不同的去杂质方法纯化DNA，并进行相关检测，结果如表所示；再对提取的DNA用二苯胺试剂鉴定。下列说法错误的是（ ）
（注：纯DNA的OD260/OD280为1.8，这一比值会随蛋白质的含量的增加而逐渐降低。）
A. 在鉴定过程中DNA双螺旋结构会发生改变
B. 研磨液在4℃冰箱中放置后，应充分摇匀再倒入烧杯
C. 与4℃冰箱静置相比，离心法获得的DNA纯度更高
D. 向DNA溶液中加入二苯胺试剂后沸水浴加热冷却后可观察到蓝色
【答案】B
【详解】A、在鉴定过程中，DNA与二苯胺试剂需沸水浴加热，高温会导致DNA双螺旋结构解旋（变性），因此结构发生改变，A正确；
B、研磨液在4℃冰箱静置后，DNA在上清液，此时若摇匀会混入杂质，正确操作应为直接吸取上清液放入烧杯中，B错误；
C、离心法OD260/OD280比值为1.53，更接近纯DNA的1.8，说明离心法获得的DNA中蛋白质含量更少，纯度更高，C正确；
D、二苯胺试剂鉴定DNA需沸水浴加热，冷却后观察蓝色，D正确。
故选B。
二、非选择题：本题共5小题，共55分
16. 马铃薯植株下侧叶片合成的有机物通过筛管主要运向块茎贮藏。下图是马铃薯光合作用产物的形成及运输示意图。回答下列问题。
（1）图甲中，为②过程提供能量的物质是______。为种植在密闭透明容器内的马铃薯提供18O2，不久后块茎中会出现含18O的淀粉，请结合图用箭头和文字描述出18O转移的路径______。
（2）SUT1是韧皮部的一种蔗糖转运蛋白，在成功导入蔗糖转运蛋白反义基因（能够与特定的mRNA或DNA序列特异性结合）的马铃薯植株中SUT1的表达水平______（填“升高”或“降低”），叶片中可溶性糖和淀粉总量______（填“升高”或“降低”），最终导致块茎产量______（填“升高”或“降低”）。
【答案】（1）①. ATP和NADPH ②. 18O2→H218O→C18O2→C3→磷酸丙糖→蔗糖→淀粉
（2）①. 降低 ②. 升高 ③. 降低
【分析】光合作用在植物细胞的叶绿体中进行，叶绿体类囊体的薄膜上有捕获光能的色素，在类囊体薄膜上和叶绿体基质中还有许多进行光合作用所必需的酶。光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段发生在类囊体薄膜上，将光能转化为储存在ATP和NADPH中的化学能；暗反应阶段发生在叶绿体基质中，将ATP和NADPH中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学能。
【解析】（1）图甲中，②过程是叶绿体中C3的还原反应，需要ATP和NADPH供能以及NADPH作为还原剂。为种植在密闭透明容器内的马铃薯提供18O2，不久后块茎中会出现含18O的淀粉，该过程中18O先通过有氧呼吸第三阶段生成H218O，再通过有氧呼吸第二阶段生成C18O2，进而为马铃薯叶片提供C18O2，经过图中具体的过程，块茎中的淀粉会含18O，故结合图用箭头和文字描述为18O2→H218O→C18O2→C3→磷酸丙糖→蔗糖→淀粉。
（2）因为导入了蔗糖转运蛋白反义基因，该基因能够与特定的mRNA或DNA序列特异性结合，会抑制SUT1基因的表达（转录或翻译过程），所以SUT1的表达水平降低。SUT1是韧皮部的蔗糖转运蛋白，其表达水平降低，会使蔗糖从叶肉细胞向韧皮部的运输减少，叶片中蔗糖等可溶性糖积累，进而会促进光合作用产生的磷酸丙糖更多地转化为淀粉，所以叶片中可溶性糖和淀粉总量升高。由于蔗糖向块茎的运输减少，块茎细胞可利用的蔗糖减少，转化形成的淀粉也会减少，最终导致块茎产量降低。
17. 苯丙酮尿症是苯丙氨酸羟化酶（PAH）基因突变后引发的单基因遗传病，会导致苯丙氨酸无法正常代谢，产生多方面的严重后果。图1为人体内苯丙氨酸代谢的部分途径。图2为某地某患者家系的遗传系谱图，据调查，该地正常人群中每100个人中有2人是苯丙酮尿症致病基因的携带者。苯丙酮尿症的相关等位基因用A、a表示，假肥大性肌营养不良的相关等位基因用B、b表示。已知Ⅰ-4不携带这两种病的致病基因（不考虑基因突变和X、Y染色体同源区段的遗传）。回答下列问题：
（1）苯丙酮尿症患者会出现生长发育迟缓、智力发育落后等症状，结合图1分析，其原因是______。我国政府启动了苯丙酮尿症患儿特殊奶粉补助项目，免费为患儿提供奶粉，这种特殊奶粉和正常奶粉的区别是_____________。
（2）由图2初步判定苯丙酮尿症的遗传方式是____________。若已通过基因检测技术确定Ⅲ-4是苯丙酮尿症致病基因的携带者，则其苯丙酮尿症致病基因直接来源于______（填图2的个体编号），其假肥大性肌营养不良致病基因最终来源于______（填图2的个体编号）。
（3）图2中Ⅱ-2的基因型是______。Ⅱ-1与Ⅱ-2所生的Ⅲ-2患病的概率为______。
【答案】（1）①. PAH基因突变后，苯丙氨酸转化为酪氨酸受阻，抑制了多巴胺、肾上腺素、甲状腺激素等的合成，这些物质与人体生长发育、神经系统的发育密切相关 ②. 特殊奶粉中苯丙氨酸的含量较低
（2）①. 常染色体隐性遗传 ②. Ⅱ-4或Ⅱ-5 ③. Ⅰ-1
（3）①. AAXBY或AaXBY ②. 101/400
【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病：（1）单基因遗传病包括常染色体显性遗传病（如并指）、常染色体隐性遗传病（如白化病）、伴X染色体隐性遗传病（如血友病、色盲）、伴X染色体显性遗传病（如抗维生素D佝偻病）。（2）多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的，如青少年型糖尿病。（3）染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病（如猫叫综合征）和染色体数目异常遗传病（如21-三体综合征）。
【解析】（1）结合题图分析，苯丙氨酸羟化酶基因突变后，苯丙氨酸转化为酪氨酸受阻，抑制了多巴胺、肾上腺素、甲状腺激素等的合成，而多巴胺、肾上腺素、甲状腺激素等物质与人体生长发育、神经系统的发育密切相关，故若不对苯丙酮尿症患者进行干预，该患者会出现生长发育迟缓、智力发育落后等症状；特殊奶粉是为避免患者摄入过多苯丙氨酸，故苯丙氨酸含量比正常奶粉低。
（2）由图2可知，I-1和I-2正常，但生有患苯丙酮尿症的孩子，说明该病是隐性遗传病，又因为患者是女性而其父亲正常，说明该致病基因不位于X染色体，故该病是常染色体隐性遗传病；Ⅲ-3患苯丙酮尿症，其父母相关的基因型为Aa，若Ⅲ-4是苯丙酮尿症致病基因的携带者，其苯丙酮尿症致病基因直接来源于Ⅱ- 4或Ⅱ- 5；I-3和I-4正常生出了患有假肥大性肌营养不良症，因而说明该病为隐性遗传病，又Ⅰ-4不携带这两种病的致病基因，可确定该病的致病基因位于X染色体上，Ⅲ-4患假肥大性肌营养不良，相关基因型为XbY，Xb只能由他的母亲Ⅱ- 4提供，而Ⅱ- 4的父亲不患假肥大性肌营养不良，故Xb只能由Ⅰ- 1提供。
（3）图2中Ⅱ-2有患病姐妹，所以双亲基因型均为Aa，Ⅱ-2有1/3的概率为AA，2/3的概率为Aa，其基因型是AAXBY或AaXBY；因该地正常人群中每100个人中有2人是苯丙酮尿症致病基因的携带者，故Ⅱ-1为Aa的概率为1/ 50，Ⅱ-1（1/50Aa）与Ⅱ-2(2/3Aa)所生的Ⅲ-2患苯丙酮尿症的概率为2/3×1/ 50×1/ 4=1/ 300，不患病的概率为299/ 300，Ⅱ-1与Ⅱ-2不患假肥大性肌营养不良却生成患病男孩，二者相关基因型为XBXb、XBY，子代不患该病的概率为3/ 4，综上可知Ⅱ-1与Ⅱ-2所生的Ⅲ-2不患病的概率为299/ 300×3/ 4=299/ 400，患病的概率=1-299/ 400=101/400。
18. 糖尿病是一种常见的代谢性疾病，主要包括1、2型糖尿病，这两种糖尿病共同的外在表现是多饮、多尿和多食。请回答下列问题：
（1）正常机体可通过调节血糖的来路和去向，使血糖处于平衡状态。当血糖浓度升高到一定程度时，体内的胰岛素水平上升，一方面促进血糖进入组织细胞进行______，进入肝细胞、肌细胞并合成糖原，进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯；另一方面又能抑制______转化为葡萄糖。当血糖含量降低时，位于下丘脑的血糖调节中枢兴奋，通过______（填“交感神经”或“副交感神经”）促进胰岛A细胞分泌胰高血糖素，使得血糖含量上升。另外，神经系统还通过控制______的分泌活动来调节血糖含量。总之，血糖稳态的调节是______调节的结果。
（2）1型糖尿病的发病机理为：患者胰岛B细胞分泌的胰岛素被树突状细胞异常摄取后，树突状细胞将其呈递给T细胞，引发T细胞对胰岛B细胞的攻击。此过程中，胰岛素诱发的特异性免疫方式属于______，因免疫失调导致的1型糖尿病属于______病。运动量少、经常熬夜等不良的生活习惯是诱发2型糖尿病的重要原因。肾小管上皮细胞表达的钠-葡萄糖共转运蛋白2（SGLT2）可介导葡萄糖的重吸收。达格列净是一种新型治疗2型糖尿病的药物，其分子结构与葡萄糖类似，据此推测该药物的作用机制可能是______。
【答案】（1）①. 氧化分解 ②. 肝糖原的分解和非糖物质 ③. 交感神经 ④. 甲状腺和肾上腺 ⑤. 神经—体液
（2）①. 细胞免疫 ②. 自身免疫 ③. 患者尿中葡萄糖浓度较高时，达格列净能与SGLT2发生竞争性结合，减少对尿液中葡萄糖的重吸收，促进尿糖排泄，从而降低血糖浓度
【分析】胰岛A细胞分泌胰高血糖素，能升高血糖，只有促进效果没有抑制作用，即促进肝糖原的分解和非糖类物质转化；胰岛B细胞分泌胰岛素是唯一能降低血糖的激素，其作用分为两个方面：促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质；抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。
【解析】（1）人体血糖的主要来源是食物中糖类的消化、吸收，当血糖浓度升高到一定程度时，体内的胰岛素水平上升，一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝细胞、肌细胞并合成糖原，进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯；另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质肝糖原的分解转化为葡萄糖；当血糖含量降低时，位于下丘脑的血糖调节中枢兴奋，通过交感神经促进胰岛A细胞分泌胰高血糖素，进而使得血糖含量上升；另外，神经系统还通过控制甲状腺（分泌甲状腺激素）和肾上腺（分泌肾上腺素）的分泌活动来调节血糖含量；血糖稳态的调节既有下丘脑等参与的神经调节，也有激素参与的调节，故是神经—体液调节的结果。
（2）分析题意，患者胰岛B细胞分泌的胰岛素被树突状细胞异常摄取后，树突状细胞将其呈递给T细胞，引发T细胞对胰岛B细胞的攻击，该过程主要是T细胞起作用，属于细胞免疫；自身免疫病是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病，因免疫失调导致的1型糖尿病属于自身免疫病；由题意可知，钠—葡萄糖共转运蛋白2是一种表达于肾小管的葡萄糖转运体，达格列净是一种新型的治疗2型糖尿病的药物，其分子结构与葡萄糖类似，据此推测该药物的作用机制可能是：患者尿中葡萄糖浓度较高时，达格列净能与SGLT2发生竞争性结合，减少对尿液中葡萄糖的重吸收，促进尿糖排泄，从而降低血糖浓度。
19. 我国黄土高原由于干旱少雨、缺少植被和历史上的过度垦殖，土壤侵蚀严重。为改善恶劣的生态环境，相继实施了一系列水土保持生态工程，尤其是1999年开始的大规模“退耕还林（草）”工程，使黄土高原植被覆盖率大幅提升。黄土高原现存人工林面积最大的是刺槐人工林。由于环境条件的改善，黄土高原上动物的种类也在增多。回答下列问题：
（1）黄土高原上的退耕还林属于生态工程，选择刺槐为树种所遵循的生态工程原理是______。研究发现，我国大面积人工林的成长显示出巨大的固碳潜力。生态系统中生产者和分解者获取碳元素的方式分别是______、______。
（2）科研工作者统计了不同密度刺槐人工林下的草本和灌木的种类数量，结果如图。随着刺槐密度增加，林下灌木和草本种类数量及其总数均基本上呈先增后减的变化趋势，原因是______。根据研究结果可知，刺槐人工林控制在______密度下最有利于维持生态系统的稳定性。请从抵抗力稳定性的角度分析其原因：______。
【答案】（1）①. 协调 ②. 光合作用和化能合成作用 ③. 分解作用
（2）①. 密度较低时，灌木和草本生长所需的光照、湿度等条件较好；随着密度进一步增大，光照强度下降，种内及种间竞争增大，使林下灌木和草本的种类和数量下降 ②. 1300～1700株/hm2 ③. 生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高
【分析】生态工程的基本原理：①自生：由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持。②循环：在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，既保证各个环节的物质迁移顺畅，也保证主要物质或元素的转化率较高。③协调：生物与环境、生物与生物的协调与适应。④整体：要遵从自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的比例，不同组分之间应构成有序的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。不仅要考虑自然生态系统的规律、更要考虑经济和社会等系统的影响力。
【解析】（1）选择刺槐为树种，是因为刺槐适合黄土高原的环境，能较好地生长，这遵循了协调的原理。生态系统的生物数量不能超过环境承载力的限度，同时生物要与环境相适应；生态系统中生产者通过光合作用和化能合成作用将无机物二氧化碳转化为有机物，消费者通过捕食作用获得碳元素，而分解者则通过分解作用获取碳元素。
（2）随着刺槐密度增加，前期刺槐密度较低时，灌木和草本生长所需的光照、湿度等条件较好；随着密度进一步增大，光照强度下降，种内及种间竞争增大，使林下灌木和草本的种类和数量下降，所以林下灌木和草本种类数量及其总数基本上呈先增后减的变化趋势；从图中可以看出，刺槐密度在1300-1700株/hm2时，林下灌木和草本种类总数最多；生态系统的抵抗力稳定性与生物种类数有关，生物种类数越多，营养结构越复杂，生态系统的抵抗力稳定性越强。刺槐人工林控制在1300-1700株/hm2密度下时，林下灌木和草本种类数最多，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高，最有利于维持生态系统的稳定性。
20. 烟草环斑病（TRSV）可侵染多种作物，严重时可导致作物绝产。科研人员利用大肠杆菌生产该病毒的外壳蛋白，图1是利用PCR扩增病毒外壳蛋白基因后进行基因测序得到的部分序列，图2为质粒的结构示意图和限制酶的酶切位点，LacZ基因编码的半乳糖苷酶可以分解X-gal，产生蓝色物质，使菌落周围呈蓝色，否则菌落为白色。回答下列相关问题。

（1）利用PCR扩增病毒的外壳蛋白基因时，需要添加______酶。根据图1分析，扩增病毒的外壳蛋白基因时需要的两种引物的碱基序列分别是5'-______-3'、5'-______-3'（写出12个碱基）。添加引物的作用是______________。
（2）将外源DNA和质粒连接构建基因表达载体时，需使用的工具酶有______，用于构建重组质粒的载体上含抗氨苄青霉素基因，作用是______，将基因表达载体导入大肠杆菌前，需用Ca2+处理大肠杆菌，目的是______。在上述转化过程中，实际转化效率介于50%~85.7%之间，推测其原因可能与插入基因和质粒的浓度、反应时间、受体菌的状态等有关。若要探究质粒的浓度对转化效率的影响，请写出实验设计思路______。
（3）转化后的大肠杆菌可采用______法接种到添加了氨苄青霉素的固体培养基中培养获得单菌落。理论上培养基上生长的菌落都应呈现白色，但实际结果是仍有少量蓝色菌落存在，推测其原因可能是______。
【答案】（1）①. 耐高温的DNA聚合 ②. 5'-CGCGAATTCATG-3' ③. 5'-TAGGAGCTCACG-3' ④. 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸
（2）①. 限制酶（限制性内切核酸酶）和DNA连接酶 ②. 筛选含目的基因的受体细胞 ③. 使其处于易吸收周围环境中DNA分子的生理状态 ④. 设置一系列浓度梯度的质粒浓度，在相同条件下重复上述实验步骤，观察比较各组的实际转化效率（或白色菌落的占比）
（3）①. 稀释涂布平板或平板划线 ②. 未发生重组或质粒发生自连
【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取；（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。（4）目的基因的检测与鉴定。
【解析】（1）PCR技术需要耐高温的DNA聚合酶；引物是与模板DNA链互补的短单链核酸，根据图1的序列，两种引物的碱基序列分别是5'-CGCGAATTCATG-3'、5'-TAGGAGCTCACG-3'；添加引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸，从而启动DNA子链的合成。
（2）构建基因表达载体时，需要用限制酶切割外源DNA和质粒，使其产生相同的黏性末端或平末端，然后用DNA连接酶将目的基因和质粒连接起来，所以需使用的工具酶有限制酶和DNA连接酶；载体上含抗氨苄青霉素基因，属于标记基因，作用是鉴别受体细胞（大肠杆菌）中是否含有目的基因，从而筛选含目的基因的受体细胞；用Ca2+处理大肠杆菌，目的是使大肠杆菌细胞处于易吸收周围环境中DNA分子的生理状态（感受态）；若要探究质粒的浓度对转化效率的影响，可以设置一系列浓度梯度的质粒浓度，在相同条件下重复上述实验步骤，观察比较各组的实际转化效率（或白色菌落的占比）。
（3）转化后的大肠杆菌可采用稀释涂布平板法（或平板划线法）接种到添加了氨苄青霉素的固体培养基中培养获得单菌落；理论上培养基上生长的菌落都应呈现白色，但实际有少量蓝色菌落存在，推测原因可能是部分质粒在连接目的基因时，自身环化，未发生重组或质粒发生自连，导入大肠杆菌后，LacZ基因正常表达，编码的半乳糖苷酶分解X-gal，使菌落周围呈蓝色。加酒精后去杂质
去杂质方式
沉淀质量/g
OD260/OD280
离心
0.0680
1.53
4℃冰箱静置
0.1028
1.41