湖南省长沙市第一中学2026届高三上学期月考（三）生物试卷（Word版附解析）

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一、选择题（每小题只有一个选项符合题意。本题共12 小题，每小题2分，共24分。）
1. 化学元素含量对生命活动十分重要。下列说法正确的是（ ）
A. 人体缺碘会导致促甲状腺激素合成增多
B. 哺乳动物内环境钙过多会导致肌肉抽搐
C. 人体缺铁导致镰状细胞贫血
D. 植物缺镁导致叶黄素合成减少
【答案】A
【解析】
【分析】化学元素在生命活动中起着至关重要的作用。例如，镁是叶绿素的重要组成成分，钙对于维持肌肉的正常功能很关键，铁是血红蛋白的组成部分，碘是合成甲状腺激素的原料。
【详解】A．碘是甲状腺激素的组成元素，缺碘时甲状腺激素合成减少，通过负反馈调节，下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素（TRH）和垂体分泌的促甲状腺激素（TSH）均会增加，A正确；
B．哺乳动物内环境中钙离子浓度过高会抑制神经肌肉的兴奋性，导致肌无力，而钙离子过低才会引起肌肉抽搐，B错误；
C．镰状细胞贫血是基因突变导致血红蛋白结构异常引起的，属于遗传病，而缺铁会导致血红蛋白合成不足，引发缺铁性贫血，C错误；
D．镁是叶绿素组成元素，缺镁会导致叶绿素合成减少，叶片发黄（类胡萝卜素的颜色显现），但叶黄素的合成不受镁元素影响，D错误。
故选A。
2. ATP 是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP 的是（ ）
A. 钾离子进入神经元
B. 光合作用
C. 水的光解
D. Ca2+载体蛋白的磷酸化
【答案】C
【解析】
【详解】A、神经细胞内K⁺浓度高于细胞外，进入通常为逆浓度梯度的主动运输，需载体蛋白和ATP供能，消耗ATP，A不符合题意；
B、暗反应中C₃的还原需消耗光反应产生的ATP，因此整个光合作用过程消耗ATP，B不符合题意；
C、水的光解发生在光反应阶段，由光能直接驱动，不消耗ATP，反而生成ATP，C符合题意；
D、主动运输中载体蛋白磷酸化需ATP水解供能，D不符合题意。
故选C。
3. 已知某种小鼠（2n=40）的性别决定方式为XY型。图甲、乙、丙、丁代表某只小鼠体内的细胞分裂图像，图像中仅呈现了部分染色体的变化情况。下列说法正确的是（ ）

A. 观察图丁染色体形态和数目可确定该细胞类型
B. 孟德尔遗传定律的体现与图丙所示细胞所处的时期有关
C. 上图细胞中都发生过互换，这是小鼠后代遗传性状多样性的主要原因
D. 图中染色体数量相同的细胞最多有2种
【答案】B
【解析】
【详解】A、无论是精子细胞的形成过程还是卵细胞的形成过程，染色体的形态和数目变化是一致的，无法通过染色体确定细胞类型，A错误；
B、基因的分离定律和自由组合定律的体现在减数分裂Ⅰ后期，图丙所示细胞所处的时期就是减数分裂Ⅰ后期，B正确；
C、遗传多样性的主要原因是减数分裂过程中非同源染色体的自由组合，C错误；
D、图中乙、丙、丁均有40条染色体，故图中染色体数量相同的细胞最多有3种，D错误。
故选B。
4. 小鼠常染色体上H基因表达的 IGF-2是正常发育必需的蛋白，h基因表达的蛋白无活性。胚胎中仅来自父本的 H/h基因可表达（启动子未甲基化），来自母本的H/h基因由于启动子甲基化而沉默。现有纯合矮小雄鼠与纯合正常雌鼠杂交。下列选项正确的是（ ）
A. F1基因型均为 Hh，雌性为正常鼠，雄性为矮小鼠
B. F1的雌鼠卵细胞中的 H 基因由于甲基化而突变为h基因
C. 若F1雌雄交配，F2基因型比1：2：1，表型比为1：1
D. F1相互交配产生的 F2，若F2正常鼠雌雄自由交配，F3表型比为8：1
【答案】C
【解析】
【详解】A、F1中来自母本的H基因启动子甲基化而不表达，只表达来自父本的h基因，故F1雌雄均为矮小鼠，A错误；
B、F1的雌鼠卵细胞中的H基因由于启动子甲基化而不表达，而非H基因突变为h基因，B错误；
C、若F1雌雄(Hh)交配，F2基因型比为HH：Hh：hh=1：2：1。由于来自母本的H/h基因由于启动子甲基化而沉默，相当于母本只能产生不表达IGF-2的配子，而父本可产生H：h=1：1，故子代表型为1：1，C正确；
D、子代表型由父本配子类型决定，F2正常雄鼠基因型为1/2HH、1/2Hh，产生的配子H占3/4、h占1/4，故F3表型比为3：1，D错误。
故选C。
5. DNA复制的假说有全保留复制、半保留复制和弥散复制。1958年，Meselsn和Stahl通过¹⁵N标记DNA的实验，证明了DNA 的半保留复制。关于这一经典实验的叙述正确的是（ ）
A. 利用差速离心，能够将15N标记的DNA 与未标记的DNA 区分
B. 一次离心得到的DNA带的位置最多有三个
C. 大肠杆菌至少要分裂两次并离心，才能验证DNA复制方式为半保留复制
D. 将DNA变成单链后再进行离心也能得到相同的实验结果
【答案】C
【解析】
【详解】A、差速离心用于分离密度差异较大的颗粒（如细胞器），而实验中通过密度梯度离心区分含¹⁵N和¹⁴N的DNA，A错误；
B、半保留复制下，第一次离心仅出现中带（¹⁵N/¹⁴N-DNA），第二次离心出现中带和轻带（¹⁴N/¹⁴N-DNA），无论复制次数如何，一次离心最多出现两种条带（如第二次离心时），B错误；
C、验证半保留复制需观察两代DNA的分布：第一次分裂后DNA全为中间型（¹⁵N/¹⁴N），第二次分裂后一半中间型、一半轻型（¹⁴N/¹⁴N），需两次分裂及离心才能排除全保留复制，C正确；
D、若将DNA解链为单链，所有单链均为¹⁵N或¹⁴N，离心后仅显示两种条带，无法反映双链DNA的半保留复制特征，D错误。
故选C。
6. 单基因隐性遗传性多囊肾病是P基因突变所致。图中所示为某患者及其父母同源染色体上 P基因的相关序列检测结果（每个基因序列仅列出一条链，其他未显示序列均正常）。患者的父亲、母亲分别具有①、②突变位点，但均未患病。下列分析错误的是（ ）
A. 未突变 P 基因的位点①碱基对为C-G
B. 位点①和②均可能发生突变，体现了基因突变的随机性
C. 通过基因重组，患者可产生含正常P基因的配子
D. 基因突变属于可遗传变异，细胞产生的突变基因都能传递给子代
【答案】D
【解析】
【详解】A、结合图示可知，患者获得父亲的下面一条链和母亲的下面一条链，均为突变的链，说明未突变P基因的位点①碱基对为C—G，A正确；
B、①和②位点都有可能发生突变，即基因内任何位点可能发生突变，体现基因突变的随机性，B正确；
C、由图可知，若患者同源染色体的①和②位点间发生交换，可得到①、②位点均正常的染色单体，可使其产生正常配子，C正确；
D、若突变发生在体细胞内，则不能传递给子代，D错误。
故选D。
7. 下列有关高中生物相关实验的叙述不合理的是（ ）
A. 检测根尖分生区细胞的有丝分裂与低温诱导染色体变化的实验中，所用到的酒精浓度和作用均相同
B. 观察洋葱表皮细胞质壁分离和复原实验中，需用低倍镜对临时装片进行三次观察，形成前后自身对照
C. 用³²P标记的噬菌体侵染细菌的实验中，上清液存在少量放射性不可能是搅拌不充分所致
D. 用预冷的95%的酒精溶液可析出洋葱根尖细胞提取液中的DNA
【答案】A
【解析】
【详解】A、检测根尖分生区细胞的有丝分裂时需用体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸进行解离，低温诱导染色体加倍实验中，需用95%酒精洗去卡诺氏液，此外在解离时也用到了95%的酒精和质量分数为15%的盐酸，两个实验用的酒精浓度相同，但作用不完全相同，A错误；
B、观察洋葱表皮细胞质壁分离和复原实验中，需用低倍镜对临时装片进行三次观察，形成两次前后自身对照，第一次观察的是正常细胞，第二次观察的是质壁分离的细胞，第三次观察的是质壁分离复原的细胞，B正确；
C、用32P标记的噬菌体侵染细菌的实验中，上清液中存在少量放射性可能是少数噬菌体未侵染进细菌，而搅拌不充分会使无放射性的噬菌体蛋白质外壳不能与细菌分离，不会影响上清液的放射性情况，C正确；
D、DNA粗提取过程中，用预冷的95%的酒精溶液可析出洋葱根尖细胞提取液中的DNA，而2ml/L的 NaCl溶液可溶解DNA，D正确。
故选A。
8. 某团队设计了以下四组实验，分别利用不同的同位素标记的噬菌体或者大肠杆菌，再用标记的噬菌体去侵染对应的大肠杆菌。下表为其预测的子代噬菌体的放射性情况，错误的是（ ）
A. ①B. ②C. ③D. ④
【答案】B
【解析】
【详解】A、组别①：噬菌体用35S标记（标记蛋白质），大肠杆菌未标记。35S标记的蛋白质外壳未进入细菌，子代噬菌体的蛋白质由细菌未标记的原料合成，故子代均无放射性，①描述正确，A不符合题意；
B、组别②：噬菌体用35S标记（标记蛋白质），大肠杆菌用15N标记。35S标记的蛋白质未进入细菌，子代噬菌体的蛋白质由细菌的氨基酸合成（含15N），但15N是稳定性同位素，无法通过放射性检测。因此子代噬菌体应无放射性，②描述错误，B符合题意；
C、组别③：噬菌体用32P标记（标记DNA），大肠杆菌未标记。亲代DNA进入细菌后，通过半保留复制，仅有部分子代DNA含32P标记，故子代部分噬菌体有放射性，③描述正确，C不符合题意；
D、组别④：噬菌体用3H标记（标记DNA和蛋白质），大肠杆菌用15N标记。3H标记的DNA进入细菌后，经半保留复制，仅有部分子代DNA保留3H标记；而蛋白质外壳未进入细菌，子代蛋白质由细菌原料合成（含15N但无³H）。因此子代部分噬菌体有放射性（仅含3H的DNA链），④描述正确，D不符合题意。
故选B。
9. 大肠杆菌中直接编码乳糖分解代谢所需酶类的基因叫结构基因，包括基因lacZ、基因lacY和基因lacA结构基因的上游有3个对结构基因起调控作用的核苷酸序列，其中操纵基因对结构基因起着“开关”的作用，直接控制结构基因的表达；调节基因能够调节操纵基因的状态，从而对“开关”起着控制作用，启动序列为启动子。不同状态下，大肠杆菌中基因的表达情况如图所示。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 图中调节基因的①过程发生在细胞核，②过程发生在细胞质
B. 阻遏蛋白与操纵基因结合，可阻碍RNA聚合酶与起始密码子的结合，从而抑制转录
C. 无乳糖环境中，乳糖分解代谢所需酶类的基因会表达
D. 结构基因表达的产物催化乳糖分解后，会负反馈调节结构基因的表达
【答案】D
【解析】
【详解】A、过程①是转录，过程②是翻译，大肠杆菌为原核生物，无细胞核，A错误；
B、阻遏蛋白与操纵基因结合，可阻碍RNA聚合酶与启动序列的结合，从而抑制转录，B错误；
C、分析题图可知，如果乳糖与阻遏蛋白结合，使其空间结构改变而失去功能，则结构基因表达，合成乳糖代谢酶，催化乳糖分解，乳糖被分解后（无乳糖环境）又可导致结构基因不表达，即在缺乏乳糖的环境中，乳糖代谢所需酶类的基因不表达，C错误；
D、结构基因表达的产物催化乳糖分解后，乳糖含量下降，对阻碍蛋白的抑制减弱，阻碍蛋白与操纵基因结合，从而抑制结构基因的表达，该过程为负反馈调节，D正确。
故选D。
10. 作物甲与乙都是六倍体，它们杂交产生的 F1体细胞中有42条染色体，其中3个染色体组来自甲，3个染色体组来自乙。F1减数分裂过程中大部分染色体不能正常联会。下列叙述错误的是（ ）
A. 亲本乙的体细胞中最多含有12个染色体组
B. 用甲的花粉离体培养成的单倍体所结的种子比较小
C. 杂交产生的 F1 为六倍体且具有高度不育的特性
D. 杂交产生的 F1体细胞中可能存在成对的同源染色体
【答案】B
【解析】
【详解】A、亲本乙为六倍体，在有丝分裂后期染色体数目加倍，此时体细胞中染色体组最多为12个，A正确；
B、甲的花粉离体培养得到的是含有三个染色体组的单倍体，因同源染色体有三条，而联会紊乱无法形成正常配子，故无法结种子，B错误；
C、F₁含6个染色体组（3来自甲，3来自乙），六倍体，但因染色体组来源不同导致联会紊乱，表现为高度不育，C正确；
D、F₁体细胞中有三组是来自甲的同源染色体组，有三组是来自乙的同源染色体组，可能存在成对同源染色体，D正确。
故选B。
11. 据调查，2012年滇金丝猴的栖息地处于严重退化及碎片化进程中。为改善这一状况，科研人员计划建立生态走廊，以连接碎片化的栖息地，促进滇金丝猴的活动与交流。下列关于保护滇金丝猴的叙述错误的是（ ）
A. 调查某自然保护区内滇金丝猴数量，可通过标记重捕法获得相关数据
B. 建立生态走廊使滇金丝猴进行基因交流，有利于保护滇金丝猴的物种多样性
C. 建立生态走廊恢复滇金丝猴种群数量的措施属于就地保护
D. 栖息地退化会导致滇金丝猴的食物资源减少，可能使该种群的环境容纳量降低
【答案】B
【解析】
【详解】A、调查某自然保护区内滇金丝猴的数量，可通过标记重捕法获得相关数据，A正确；
B、建立生态走廊使滇金丝猴进行基因交流，避免近亲繁殖，有利于保护滇金丝猴的遗传多样性，B错误；
C、生态走廊是通过改善原有栖息地的连通性来保护物种，属于就地保护，C正确；
D、栖息地退化使滇金丝猴的生存资源不足，环境无法支撑原有的种群规模，K值会随之降低，D正确。
故选B。
12. 长江口及邻近海域几种主要浮游动物优势种的生态位重叠值如下表所示（对角线以下为时间生态位，对角线以上为空间生态位）。重叠值与种间生态位重叠程度呈正相关。下列说法错误的是（ ）
注：划“____”的数值表示该物种所占空间生态位宽度；划“……”的数值表示该物种所占时间生态位宽度。
A. 浮游动物间的时间生态位分化要明显高于空间生态位
B. 长额刺糠虾的时间生态位宽度大于背针胸刺水蚤
C. 三种生物中，背针胸刺水蚤所能利用的资源相对较少
D. 背针胸刺水蚤与白陶箭虫之间的竞争最大
【答案】A
【解析】
【详解】A、浮游动物间的时间生态位的重叠明显高于空间生态位，说明时间生态位分化低于空间生态位，A错误；
B、由表格信息可知，长额刺糠虾的时间生态位宽度为0.88，背针胸刺水蚤的时间生态位宽为0.56，因此长额刺糠虾的时间生态位宽度大于背针胸刺水蚤，B正确；
C、背针胸刺水蚤的时间生态位宽度和空间生态位宽度都是最小的，所以能利用的资源相对较少，C正确；
D、背针胸刺水蚤与白陶箭虫之间的时间和空间生态位重叠值分别是0.89、0.90，由于重叠值与种间生态位重叠程度呈正相关，因此二者竞争最大，D正确。
故选A。
二、选择题（本题共4小题，共16分，每小题给出的4个选项中，可能有1个或多个选项符合题意。每小题全部选对得4分，选不全得2分，选错得0分。）
13. 盐碱地是荒漠化沙化土地的重要类型之一。科研人员培育出一种耐盐小麦，在培养液中加入不同浓度的 NaCl培养该种小麦的根尖成熟区细胞，测定细胞液中两种物质浓度变化如图1。细胞质基质 Na+过多会对细胞产生毒害作用，耐盐小麦可通过图2机制提高耐盐能力。下列叙述错误的是（ ）
A. 耐盐小麦可通过提高液泡中可溶性糖的含量来适应高盐胁迫
B. H+泵同时具有运输与催化的功能
C. 使用呼吸抑制剂处理根尖细胞，Na+进出细胞的量不会受到影响
D. 液泡膜上的 NHX转运蛋白会增强植物细胞内Na+的毒害
【答案】CD
【解析】
【详解】A、据图1可知，随着氯化钠浓度的上升，耐盐小麦细胞内可溶性糖的浓度上升，则说明耐盐小麦可通过提高细胞内可溶性糖的浓度来适应高盐胁迫环境，A正确；
B、由图2可知，H+泵可运输H+，同时也能催化ATP水解，具有运输与催化的功能，B正确；
C、据图2可知，Na+排出细胞利用了H+的浓度差，使用呼吸抑制剂处理根尖细胞，H+的跨膜运输过程受影响，则Na+的排出量会减少，C错误；
D、盐胁迫条件下，NHX可将细胞内过多的Na+的转运至液泡中储存，提高细胞液渗透压，利于细胞在盐胁迫条件下吸水，缓解植物细胞内Na+的毒害，D错误。
故选CD。
14. 不孕症是一类病因复杂的疾病，其中由基因突变导致的“卵子死亡”不孕症属于一种单基因遗传病。图1表示与该病有关的正常基因 P1 和致病基因 P2 对应片段中某种限制酶酶切位点（箭头所示），图2是某患病家系图，检测发现Ⅱ4体细胞内一条常染色体上含有致病基因，导致减数分裂形成配子过程中，卵子内ATP 会快速释放到细胞外，卵子死亡。某研究小组对图2家系中部分成员的相关基因用上述限制酶处理后进行凝胶电泳检测，由于引物设计不合理，导致结果空白，如图3。下列说法错误的是（ ）
A. 该家系不孕症为常染色体隐性遗传病
B. 正常情况下，Ⅱ4与Ⅰ1的电泳图谱中1.4kb和1.2kb均有条带分布
C. Ⅱ5和Ⅱ6基因型相同的概率为5/9
D. 产前诊断可以判断胎儿是否携带“卵子死亡”的致病基因
【答案】AC
【解析】
【详解】A、由题意可知，Ⅱ4体细胞内一条常染色体上含有致病基因，会使卵子内ATP快速释放到细胞外导致卵子死亡，可推测Ⅱ₄基因型为P1P2且患病，所以该病为常染色体显性遗传病，A错误；
B、因为Ⅰ₂不患病，故Ⅱ₃的致病基因P2来自Ⅰ₁，可推出Ⅰ₁的基因型为PlP2，男性不会出现不孕症，Ⅰ₂的基因型为PlPl，由图1可知，正常基因Pl和致病基因P2经限制酶处理后会出现1.4kb和1.2kb条带，因此正常情况下，Ⅱ₄与Ⅰ₁的电泳图谱中1.4kb和1.2kb均有条带分布，B正确；
C、分析题意可知，正常基因是 P1 ，致病基因是 P2 ，Ⅱ5不患病，基因型只能为P1P1，Ⅱ6基因型为1/2P1P1，1/2P1P2，二者基因型相同的概率为1/2，C错误；
D、产前诊断中的基因诊断等方法可以判断胎儿是否携带“卵子死亡”的致病基因，D正确。
故选AC。
15. 下表为家鸡（ZW型）的常见表型及相关基因在染色体上的位置，不考虑致死。下列叙述错误的是（ ）
A. 让杂合短喙雄鸡或长喙雄鸡分别与短喙雌鸡杂交，后代雌雄的表型均存在差异
B. 用杂合长腿豁眼鸡和杂合短腿圆眼鸡杂交得 F1，可验证基因的自由组合定律
C. 若长腿圆眼鸡与短腿豁眼鸡杂交的子代只有两种表型，则长腿圆眼鸡不可能为 AaBb
D. 若圆眼长喙鸡与豁眼短喙鸡杂交的F1有两种基因型，则F1杂交，F2 圆眼短喙雌鸡占3/16
【答案】BC
【解析】
【详解】A、喙的长度基因（H/h）为伴性遗传（Z 染色体上），短喙（H）对长喙（h）显性。杂合短喙雄鸡（ZHZh）与短喙雌鸡（ZHW）杂交：雄鸡后代均为ZHZH或ZHZh（全短喙）；雌鸡后代为ZHW（短喙）或ZhW（长喙），雌雄表型有差异。长喙雄鸡（ZhZh）与短喙雌鸡（ZHW）杂交：雄鸡后代为ZHZh（短喙）；雌鸡后代为ZhW（长喙），雌雄表型有差异，A正确；
B、用杂合长腿豁眼鸡（Aabb）和杂合短腿圆眼鸡（aaBb）杂交得 F1，无论是否遵循自由组合定律，两个亲本均只能产生比例1：1的两种配子，无法验证基因的自由组合定律，B错误；
C、分析表格可知，腿的长度和眼的形状均位于常染色体上，长腿圆眼鸡（A B ）与短腿豁眼鸡（aabb）杂交，若两对基因位于不同染色体上，后代中仅有两种表型，则长腿圆眼鸡的基因型为AaBB或AABb。若两对基因位于同一对染色体上，长腿圆眼鸡为AaBb，产生2种配子，测交的结果也是2种表型，C错误；
D、圆眼长喙鸡与豁眼短喙鸡杂交的 F₁ 有两种基因型，亲本基因型组合为 或 若亲本基因型组合为BBZhZh×bbZHW，F₁为BbZHZh（雄）、BbZhW（雌），F₁杂交：Bb×Bb→圆眼（B ）占3/4，ZHZh×ZhW→短喙雌鸡中 ZHW 占 1/4，因此圆眼短喙雌鸡比例为3/4×1/4=3/16，若亲本基因型组合为BBZhW×bbZHZH，计算结果相同，D正确。
故选BC。
16. 下图为某种群的R 值随种群数量变化的曲线，该种群的环境容纳量（K值）为200，R=（K值一种群数量）/K值。下列相关分析不合理的是（ ）
A. 种群的年龄结构在 S2点时是增长型，在S4点时也是增长型
B. R值越大，种群增长的环境阻力越小，种群增长速率越大
C. S1-S5K值相同说明K 值是种群的固有属性，与环境无关
D. 为获得最大的持续捕捞量，应在S3点对应的时刻进行捕捞
【答案】BCD
【解析】
【详解】A、种群的年龄结构在S2点和S1点时均为增长型，因为此时的种群数量还在K值之下，数量都在增加，A正确；
B、据图可知，R=（K值-种群数量）/K值，该值越大种群数量越小，影响种群增长的环境阻力越小，而种群增长速率不一定越大，种群增长速率在种群数量等于K/2时最大，B错误；
C、K值表示环境容纳量，它会随着环境条件的变化而变化，环境改善，K值增大，环境破坏，K值减小，C错误；
D、S3点对应的种群数量为K/2，此时的增长速率最大，为获得最大的持续捕捞量，应在种群数量高于S3点时进行捕捞，捕捞后的数量保持在 K/2，这样可以使种群数量快速增长，D错误。
故选BCD。
三、非选择题（共5大题，共60分）
17. 某科研团队构建了一套由硅纳米线和细菌组成的人工光合系统，可生产出O2和乙酸盐。硅纳米线阵列可以吸收太阳光，并利用光生成电子传递给负载在硅纳米线上的 Au一细菌（由热醋穆尔氏菌和 Au纳米团簇结合而成），Au一细菌可对（CO2进行固定、还原，过程如图2所示。该系统的光能转化效率超过了大部分高等绿色植物的自然光合作用效率，极大地助推了地球温室效应问题的解决。回答下列问题：
（1）该人工光合系统的硅纳米线（阵列）相当于绿色植物的_________________（答物质名称）。绿色植物吸收的光能，有以下两方面的用途，一是_________，二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP 和 Pi反应，形成ATP。
（2）有些光合细菌光反应的底物是H2O而有的却是H2S该人工光合系统中的细菌光反应的底物应该是H2O，作出此判断的理由是________________________。若要通过实验验证上述结论，可以采用_________________法进一步研究。
（3）图2中的WLP 通路是一种古老的碳固定通路，Au一细菌内部发生的生命活动相当于光合作用的___________________过程，该细菌相当于叶肉细胞中的__________________填具体场所）。
【答案】（1） ①. 光合色素或叶绿素和类胡萝卜素 ②. 将水分解成氧和H+，H+与 NADP+结合，形成NADPH
（2） ①. 光反应中，水光解可以生成O2，而该人工光合系统生成了O2，因此推测该人工光合系统的光反应的底物是H2O ②. 同位素示踪
（3） ①. 暗反应 ②. 叶绿体基质
【解析】
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生NADPH与氧气，同时合成ATP；光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3， C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【小问1详解】
该人工光合系统的硅纳米线（阵列）相当于绿色植物的光合色素（叶绿素和类胡萝卜素）。绿色植物吸收的光能，用于光反应阶段，有以下两方面的用途，一是水分解成氧和H⁺、NADPH的合成，二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP和Pi反应，形成ATP。
【小问2详解】
光反应中，水光解可以生成O2，而该人工光合系统生成了O2，因此推测该人工光合系统的光反应的底物是H2O，可通过同位素示踪法去验证。
【小问3详解】
在该人工光合系统中，该细菌可以进行CO2的固定、还原，因此该细菌的生命活动相当于光合作用的暗反应过程，暗反应过程的场所为叶绿体基质，故该细菌相当于叶肉细胞中的叶绿体基质。
18. T-DNA插入失活是研究植物基因功能的常用方法，研究者将带有卡那霉素抗性基因的T-DNA插入拟南芥2号染色体的A基因内，使其突变为丧失功能的a基因，获得基因型为Aa的拟南芥植株，花粉中A基因功能的缺失会造成其不育。回答下列问题：
（1）在A 基因编码蛋白质的区域中插入T-DNA得到a基因（图1），a基因表达的肽链比A基因表达的肽链短。造成此现象的原因是___________________。
（2）Aa植株自交，F1中卡那霉素抗性植株占比为____________。
（3）为进一步验证基因A的功能，将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体。①仅考虑基因A和a，该植株产生可育花粉与不育花粉比例为________，其中可育花粉中具有a基因的花粉占比为___________。②该植株自交得到F1，利用图1所示引物（P1~P3），以 F1单株的DNA为模板，使用不同引物组合进行PCR 扩增。根据电泳结果F1植株分为Ⅰ型和Ⅱ型，推测图2中A组和B组使用的引物组合分别是____________。其中Ⅰ型植株在所有 F1 植株中占比为________。
【答案】（1）插入序列后，a基因中编码终止密码子的序列提前，a基因转录产生的mRNA提前终止翻译
（2）1/2 （3） ①. 3：1 ②. 1/3 ③. P1、P2和P2、P3 ④. 1/3
【解析】
【分析】自由组合定律的实质：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
【小问1详解】
T-DNA插入A基因编码区后，转录出的mRNA 中会提前出现终止密码子，使翻译提前结束，因此a基因表达的肽链更短。
【小问2详解】
据题分析可知，带有卡那霉素抗性基因的 T-DNA插入拟南芥2号染色体的A基因内，使其突变为丧失功能的a基因，获得基因型为 Aa的拟南芥植株，花粉中A基因功能缺失（a基因）会导致不育，因此 Aa植株作为父本时，其含a基因的花粉不育，无法参与受精，仅产生含A基因的花粉，Aa植株作为母本，其卵细胞可育（含a基因），而野生型父本花粉（含A基因）可育，F₁基因型为 Aa（抗性）和AA（非抗性），比例为1：1，因此卡那霉素抗性植株占比为1/2。
【小问3详解】
①为进一步验证基因A的功能，将另一个A基因插入 Aa植株的3号染色体。仅考虑基因A和a，插入A基因后，植株基因型为 Aa（2号染色体为 Aa，3号染色体为AO）。该植株会产生4种基因型的花粉，即AA、AO、Aa、aO，其中a不育，可育花粉与不育花粉比例为3：1，可育花粉中具有a基因的花粉占比为1/3。
②该植株雌配子有 AA、AO、 Aa、aO，均可育，其自交得到 F₁，利用棋盘法可知，F₁ 的基因型为 AAAA：AAAO：AAOO：AAAa：AAaO： AAaa：AaOO：AaaO=1：2：1：2：3：1：1：1.根据电泳结果 F₁ 植株分为Ⅰ型和Ⅱ型，图2A中Ⅰ型只含分子量小的DNA（含A），Ⅱ型含两种大小不同的DNA（含A、a），故图2A的引物组合为P1、P2（因为P1、P2可以同时扩增出A和a）。图2B，Ⅰ型不含分子量小的DNA（不含A），Ⅱ型含1种分子量介于A和a之间的DNA，故图2B的引物组合为P2、P3(A和a都扩增不出)。其中Ⅰ型植株（AAAA：AAAO：AAOO）占比为（（1+2+1）/（1+2+1+2+3+1+1+1）=1/3。
19. 人体血压调节的部分过程如图1所示，其中肾上腺对血管平滑肌的α受体和β受体的作用如图2所示。回答下列问题。
（1）图1中，交感神经作用于肾上腺的________（填“皮质”或“髓质”），导致其分泌EPI，该调节方式属于__________调节。据图1分析可知，EPI作用于血管平滑肌后，血管的收缩和舒张活动取决于_________________。
（2）EPI除了具有调节血压的作用，在内环境化学成分和理化性质的稳态调节中还具___________________功能（答出2点）。
（3）EPI是α受体激动剂，可升高血压。EPI对α受体和β受体的作用如下图。
科研人员进行了如下实验：
①将若干只生理状况一致的小鼠随机均分为甲、乙两组。
②甲组注射 EPI，乙组先注射血管平滑肌β受体阻断剂，一段时间内再注射等量EPI。
③监测并记录处理前后小鼠血压变化。
预期实验结果为：_________________。
（4）研究人员给小鼠注射微小剂量的EPI时，发现小鼠的血压会降低，而注射相对较大剂量的EPI时，小鼠的综合效应是血压升高，请从激素与受体的亲和力和作用效果的角度对该现象做出合理的解释。____________。
【答案】（1） ①. 髓质 ②. 神经 ③. 血管平滑肌的受体类型
（2）促进细胞新陈代谢、促进血糖升高
（3）甲乙两组小鼠的血压均上升，且甲组小鼠血压上升幅度小于乙组
（4）与α受体相比，EPI与β受体亲和力大，但作用效果相对较小。当注射微小剂量的EPI时，EPI主要与β受体结合，从而降低血压；而注射相对较大剂量的EPI时，EPI与α受体的结合机会增大，且作用效果比与β受体结合的作用效果大，所以表现出血压升高
【解析】
【分析】肾上腺分为皮质和髓质两部分，前者主要分泌醛固酮、皮质醇等，调节水盐代谢和有机物代谢。后者可分泌肾上腺素，提高机体的应激能力。
【小问1详解】
交感神经直接控制肾上腺髓质分泌肾上腺素，这是神经调节，EPⅠ作用于血管平滑肌后，如果作用与α受体，则血管收缩，如果作用于β受体，则血管舒张，所以血管的收缩和舒张活动取决于血管平滑肌的受体类型。
【小问2详解】
肾上腺素在稳态调节中可以，促进细胞新陈代谢（体温调节）、促进血糖升高（血糖调节）。
【小问3详解】
EPI可以升高血压，是由肾上腺髓质分泌的，从图中看出，使用了α受体阻断剂后，使用EPI不能够升高血压，且血压又降低的趋势，说明EPI与α受体结合，可以升高血压，β受体的作用与α相反，使血压降低，甲组注射EPI，乙组先注射血管平滑肌β受体阻断剂，一段时间内再注射等量EPI，由于EPI不能与β受体结合，不能降低血压，因此血压要升高，所以预期结果是甲乙两组小鼠的血压均上升，且甲组小鼠血压上升幅度小于乙组。
【小问4详解】
根据图1可知，EPⅠ可以作用于α和β受体，因此可以推测与α受体相比，EPI与β受体亲和力大，但作用效果相对较小。当注射微小剂量的EPI时，EPI主要与β受体结合，从而降低血压；而注射相对较大剂量的EPI时，EPI与α受体的结合机会增大，且作用效果比与β受体结合的作用效果大，所以表现出血压升高。
20. 某湖泊由于大量污水排入，造成水体中 N、P含量过高而出现水体富营养化，同时水体中也富含重金属等有害物质，影响了当地人的正常生产和生活。当地相关部门对该湖泊进行生态修复，修复效果如图1所示，夏季和秋季浮床植物对投放水域的总氮（TN）和总磷（TP）指标的去除率如图2所示。回答下列问题：
（1）为对该湖泊进行修复，首要工程即为植被恢复工程，因为它可为生活在湿地的动物提供__________________。在进行生态修复时，通常选择净化能力强的多种水生植物，其次还需要考虑这些植物各自的生态位差异，通过合理的人工设计，使这些物种形成互利共存的关系，这体现的生态学原理是____________。这些植物通过与浮游藻类竞争阳光和无机盐等，抑制藻类生长，改善水质，并有良好的观赏性，这些体现了生物多样性的_____________价值。
（2）研究人员利用生态浮床（浮于水面上种植植物的床体）对该湖泊进行了有效治理，浮床中的水生植物______（填“适合”或“不适合”）作为家畜饲料。据图2分析，夏季和秋季氮磷的去除率存在差异的原因可能是________________。
（3）下图表示对该湖泊中三个不同营养级所含能量进行的分析，其中a~a2表示上一年留下来的能量，e~e2表示呼吸作用消耗的能量，b~b2 表示未被利用的能量，则该生态系统次级消费者粪便中的能量包含在_____________中；初级消费者和次级消费者之间的能量传递效率为______________。（用图中字母表示）
【答案】（1） ①. 栖息环境和食物条件 ②. 自生 ③. 直接和间接
（2） ①. 不适合 ②. 相对于秋季，夏季阳光充足，植物生长旺盛，氮磷吸收能力更强
（3） ①. d1 ②. c1/c×100%或 c1/（b1+c1+d1+ e1）×100%
【解析】
【分析】生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构，组成成分又包括非生物的物质和能量，生产者、消费者和分解者，营养结构就是指食物链和食物网；生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递。
【小问1详解】
为对该湖泊进行修复，首要工程即为植被恢复工程，因为它可为生活在湿地的动物提供栖息环境和食物条件。在进行生态修复时，通常选择净化能力强的多种水生植物，其次还需要考虑这些植物各自的生态位差异，通过合理的人工设计，使这些物种形成互利共存的关系，体现的生态学原理是自生。这些植物通过与浮游藻类竞争阳光和无机盐等，抑制藻类生长，改善水质体现了生物多样性的间接价值；并有良好的观赏性，这些体现了生物多样性的直接价值。
【小问2详解】
研究人员利用生态浮床（浮于水面上种植植物的床体）对该湖泊进行了有效治理，浮床中的水生植物不能作为家畜饲料，因为生态浮床中的水生植物根系吸收水体中重金属，重金属难以被机体代谢出去，会沿食物链富集，对家畜和人的健康产生危害，所以不适合作为家畜饲料。据图2分析，夏季和秋季氮磷的去除率存在差异的原因可能是相对于秋季，夏季阳光充足，植物生长旺盛，氮磷吸收能力更强。
【小问3详解】
a~a2表示上一年留下来的能量，b~b2表示未被利用的能量，c~c2表示流向下一营养级的能量，d~d2表示被分解者利用的能量，e~e2表示呼吸作用消耗的能量，次级消费者粪便中的能量包含在上一营养级（初级消费者）流向分解者中的能量，即d1中。初级消费者和次级消费者之间的能量传递效率=初级消费者流向次级消费者的能量÷生产者流向初级消费者的能量=c1/c×100%。
21. 马铃薯作为重要农作物，提高其冷耐受性可拓展优质马铃薯的种植区域。我国科研人员发现，野生马铃薯中S基因的表达与其冷耐受性调控有关，将该基因导入栽培马铃薯中可显著增强其抗寒能力。回答下列问题。

（1）PCR扩增目的基因时，复性的温度主要取决于_____________（答两点）。因参与合成反应、不断消耗而浓度下降的组分有_____________。
（2）图中标识了载体和S基因中限制酶的切割位点。为将S基因正确插入载体，切割载体时应选用的两种限制酶是_______________。PCR 扩增S基因时需在两种引物的5'端添加限制酶识别序列，分析表中限制酶的识别序列，写出S基因上游引物5´______________________3´（写出前10个碱基），PCR扩增产物和载体分别被限制酶切割后，经纯化和连接，获得含S基因的表达载体并导入农杆菌。
（3）用携带 S基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时，基因表达载体中T-DNA进入愈伤组织细胞，抗性基因________（填“1”或“2”）可用于筛选成功转化的愈伤组织。相较于诱导愈伤组织的形成，诱导愈伤组织形成芽需要改变的培养条件有______________________（答两点），继续培育可获得抗寒能力显著增强的马铃薯植株。
【答案】（1） ①. 引物的碱基组成和长度 ②. 脱氧核苷酸（dNTP）、引物
（2） ①. BamHⅠ、EcRI ②. AGATCTTGGG
（3） ①. 2 ②. 控制细胞分裂素和生长素的比例，光照
【解析】
【分析】1、基因工程的步骤：目的基因的提取、目的基因与运载体结合、目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
2、对限制酶选择条件：不能破坏目的基因和启动子、终止子，以便于目的基因和载体正确连接。
【小问1详解】
PCR过程中退火（复性）是引物与单链DNA互补结合的过程，引物中碱基的种类和数量不同，与模板链互补结合时所需的温度不同。在PCR时，因参与合成反应、不断消耗的是引物和原料（脱氧核苷酸）。
【小问2详解】
为了使目的基因能够被限制酶切割，扩增目的基因时，需要在引物的5'端添加限制酶的识别序列。结合图表分析，在载体的启动子和终止子之间有BamHⅠ、EcRⅠ和XbaⅠ的识别序列，而S基因上游为模板链的3'端，其内部含有XbaⅠ、NdeⅠ和BamHⅠ的识别序列，要用BamHⅠ、EcRⅠ或 XbaⅠ切割载体，又不能用XbaⅠ、NdeⅠ或BamHⅠ切割S基因，再根据各种限制酶的识别序列及切割位点可知，需要用BamHⅠ、EcRⅠ切割载体，用 BamHⅠ的同尾酶BglⅡ和EcRⅠ切割S基因，故 PCR扩增S基因时需在上游引物添加的碱基序列是5'-AGATCT-3'。结合S基因3'端序列，故引物为5'-AGATCTTGGG-3'。
【小问3详解】
T-DNA属于可转移DNA，用携带S基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时，基因表达载体中 T-DNA进入愈伤组织细胞。将S基因整合到栽培马铃薯愈伤组织细胞的染色体上，抗性基因1位于T-DNA外部，可用于筛选含有重组载体的农杆菌，而抗性基因2位于T-DNA 内部，可用于筛选成功转化的愈伤组织。该愈伤组织经分化成芽时需要控制细胞分裂素和生长素的比例，同时需要光照条件。组别
噬菌体
大肠杆菌
子代噬菌体
①
35S标记的 T2 噬菌体
未标记大肠杆菌
都没有放射性
②
35S标记的 T2噬菌体
15N标记的大肠杆菌
全部都有放射性
③
32P标记的T2噬菌体
未标记的大肠杆菌
部分噬菌体有放射性
④
3H标记的 T2 噬菌体
15N标记的大肠杆菌
部分噬菌体有放射性
基因
显性性状
隐性性状
基因所在染色体
腿的长度
A/a
长腿
短腿
常染色体
眼的形状
B/b
圆眼
豁眼
常染色体
喙的长度
H/h
短喙
长喙
Z
限制酶
识别序列及切割位点
BglⅡ
↓5´-AGATCT-3´3´-TCTAGA-5´
Nde I
↓5´-CATATG-3´3´-GTATAC-5´
EcRI
5' - G'AATTC-3'3´-CTTAAG-5´
BamHI
↓5' — GGATCC—3'3´-CCTAGG-5´
Xba I
↓5´-TCTAGA-3´3´-AGATCT-5´