湖南省衡阳市雁峰区衡阳市第八中学2025-2026学年高三上学期11月期中生物试题含解析

这是一份湖南省衡阳市雁峰区衡阳市第八中学2025-2026学年高三上学期11月期中生物试题含解析，共22页。试卷主要包含了单项选择题，选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：本题共12小题，每小题2分，共24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. 微管是由α和β两种微管蛋白形成的异二聚体装配而成的长管状结构，如下图。细胞的分裂离不开部分微管聚合和解聚的动态变化。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 可用双缩脲试剂来判断微管是否彻底解聚
B. 纺锤丝的主要成分是微管，若药物Y能阻止游离的微管蛋白组装成新微管，则可利用该药物抑制癌细胞增殖
C. 微管是细胞骨架的一种，如果控制α微管蛋白合成的基因发生突变，会影响细胞的信息传递
D. 微管蛋白的N元素只有少数分布在氨基中
【答案】A
【解析】
【详解】A、微管蛋白二聚体解聚形成α和β两种微管蛋白，蛋白质均可与双缩脲试剂反应呈现紫色，因此不能用双缩脲试剂来判断微管是否彻底解聚，A错误；
B、纺锤丝的主要成分是微管，若药物Y能阻止游离的微管蛋白组装成新微管，则无法形成纺锤丝从而抑制细胞分裂，因此可以用药物 Y抑制癌细胞的增殖，B正确；
C、若控制α微管蛋白合成的基因发生突变，无法形成微管蛋白，而微管是细胞骨架的一种，细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关，故会影响细胞的信息传递，C正确；
D、蛋白质中的N元素主要存在于肽键连接的基团-CO-NH-中，少数分布在氨基中，D正确。
故选A。
（25年福建模拟改）
2. 我国科学家成功揭示了深渊生态系统的生命适应策略与资源潜能。下列有关推测错误的是（ ）
A. 深渊中的原核微生物、无脊椎动物和脊椎动物的遗传物质都是DNA
B. 深渊生物中蛋白质可能通过增加分子内部的氢键数量以适应高压环境
C. 深渊长期处于黑暗、低温环境，推测生物细胞内自由水与结合水的比值会升高
D. 深渊生物细胞内不饱和脂肪酸的积累有利于在低温环境中维持细胞膜流动性
【答案】C
【解析】
【详解】A、原核微生物的遗传物质是DNA，无脊椎动物和脊椎动物作为真核生物，遗传物质也是DNA，A正确；
B、高压环境可能破坏蛋白质结构，增加氢键数量可增强蛋白质稳定性，B正确；
C、低温环境下，细胞通过降低自由水与结合水比值增强抗逆性（如减少代谢活动），而非升高，C错误；
D、不饱和脂肪酸可降低膜凝固点，维持低温下细胞膜流动性，D正确。
故选C。
3. 小分子药物难通过毛细血管内皮细胞组成的血脑屏障，影响脑部疾病治疗。已知血浆中的铁蛋白可通过结合内皮细胞膜上的受体穿过血脑屏障，科研人员将药物与铁蛋白结合，使药物也能进入脑部。该过程中不会发生的是（ ）
A. 形成囊泡
B. 与转运蛋白相应位点结合
C. 受体蛋白的识别
D. ATP的水解
【答案】B
【解析】
【详解】A、铁蛋白通过胞吞进入细胞时，细胞膜内陷形成囊泡，A正确；
B、胞吞依赖膜上受体识别，无需与转运蛋白结合，B错误；
C、铁蛋白需与内皮细胞膜受体结合，受体识别是必要步骤，C正确；
D、胞吞过程消耗能量，ATP水解提供能量，D正确。
故选B。
4. 酶A、酶B与酶C分别是从菠菜叶、酵母菌与大肠杆菌中纯化的ATP水解酶，研究人员分别测量三种酶对不同浓度，ATP的水解反应速率，实验结果如图。下列叙述错误的是（ ）
A. 当三种酶达到最大反应速率时的最低ATP浓度相等
B. 在相同的ATP浓度下，酶A产生的最终ADP和Pi量最多
C. ATP浓度相对值为20时，酶种类是影响图中反应速率的因素
D. 本实验的自变量是ATP浓度相对值和酶的种类，因变量是酶促反应速率
【答案】B
【解析】
【详解】A、结合图示可以看出，当三种酶达到最大反应速率时的最低ATP浓度相等，ATP浓度相对值都是50，A正确；
B、据图可知，在相同ATP浓度下，酶A催化产生的反应速率相对值最高，但ADP和Pi的生成量与底物ATP的量有关，在相同ATP浓度下，三种酶产生的最终ADP和Pi量相同，B错误；
C、ATP浓度相对值为20时，酶C、酶B和酶A所催化的反应速率相对值依次升高，说明该酶的种类是影响图中反应速率的因素，C正确；
D、根据实验数据可知，本实验的自变量是ATP浓度相对值和酶的种类，因变量是酶促反应速率，即本实验研究的是不同ATP浓度条件下，三种酶催化ATP水解速率的变化，D正确。
故选B。
5. 某酵母菌以葡萄糖为底物的3种呼吸途径中，部分物质变化如图，下列叙述正确的是（ ）
A. 酵母菌仅通过途径三不能获得满足生长必需的能量
B. 途径二和途径三的存在，降低了酵母菌对环境的适应力
C. 途径二葡萄糖中的能量最终都转移到了乙醇和少量ATP中
D. 生物界中，途径一仅发生在具有线粒体的细胞中
【答案】A
【解析】
【详解】A、途径三为无氧条件，产生了4分子ATP，但也消耗了4分子ATP，因此仅通过途径三不能获得满足生长必需的能量，A正确；
B、途径二和途径三的存在，使酵母菌在无氧环境中也能生存，提高了酵母菌对环境的适应力，B错误；
C、途径二为无氧呼吸，无氧呼吸中的能量大部分储存乙醇中，少部分能量转移到ATP，还有一部分以热能散失，C错误；
D、途径一过程也可发生在不含线粒体的细胞中，如硝化细菌、蓝细菌等，D错误。
故选A。
（25河北联考改）
6. 颜色变化常作为生物实验结果观察的一项重要指标，下面是一些学生在实验中遇到的问题，其中的错误操作或想法是（ ）
①用滴管在花生子叶薄片上滴加苏丹Ⅲ染液，滴1~2滴50%盐酸洗去浮色
②取新鲜的菠菜叶，加少许SiO2和无水乙醇，研磨液呈黄绿色。于是判断是菠菜叶用量太少导致
③在纸层析法分离叶绿体中色素的结果中，蓝绿色带最宽，可判断为叶绿素a含量最多
④光镜观察乳酸菌、酵母菌和蓝细菌的细胞，都能看到核糖体
⑤用淀粉酶水解淀粉和蔗糖来探究酶的专一性，可用碘液检测
A. ①②③④B. ①③④⑤C. ②④⑤D. ①②④⑤
【答案】D
【解析】
【详解】①苏丹染色后应使用酒精洗去浮色，而非盐酸，①错误；
②研磨液黄绿色可能因未加CaCO₃导致叶绿素分解，而非叶片量少，②错误；
③蓝绿色带最宽说明叶绿素a含量最多，③正确；
④光镜下无法观察到核糖体，④错误；
⑤碘液检测可以检测淀粉，不能用于检测蔗糖，⑤错误。
故选D。
7. 亚硝酸细菌和硝酸细菌是土壤中普遍存在的化能自养型细菌，前者将氨氧化为亚硝酸，后者将亚硝酸氧化为硝酸，其过程如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）

A. 能否利用光能是光合作用和化能合成作用的本质区别
B. 氧化氨和亚硝酸的过程都能释放出化学能，这两种细菌都能利用相应的能量合成有机物
C. 细菌的化能合成作用可降低土壤中硝酸盐含量，有利于植物渗透吸水
D. 亚硝酸细菌化能合成作用与植物光合作用的能量来源和发生场所均不相同
【答案】C
【解析】
【详解】A、光合作用的能量来源是光能，化能合成作用的能量来源是无机物氧化的化学能，二者最本质的区别就是 “是否利用光能”，A正确；
B、据图可知，氧化氨和亚硝酸的过程都能释放出化学能，这两种细菌都能利用相应的能量合成有机物，B正确；
C、硝酸细菌的作用是将亚硝酸（NO₂⁻）氧化为硝酸（NO₃⁻） ，这一过程会增加土壤中硝酸盐（NO₃⁻）的含量（而非降低）；硝酸盐是植物可吸收的氮源，且能提高土壤溶液浓度，有利于植物通过渗透作用吸水，C错误；
D、植物光合作用是利用光能将二氧化碳和水合成有机物，其场所在叶绿体，而亚硝酸细菌（属于原核生物，没有叶绿体）的化能合成作用是利用化学能来将二氧化碳和水合成有机物，因此亚硝酸细菌化能合成作用与植物光合作用的能量来源和场所都不同，D正确。
故选C。
8. 某二倍体生物(体细胞染色体数目为2n条)精巢中的某个细胞正在进行分裂，研究人员检测到该细胞中染色体数目为2n条，每条染色体含有2个DNA分子。已知该细胞在分裂过程中未发生变异。下列关于该细胞的叙述，正确的是（ ）
A. 该细胞可能处于减数分裂Ⅰ中期，最终将形成2个含同源染色体的子细胞
B. 该细胞可能处于有丝分裂中期，分裂产生的子细胞可能继续进入下一个细胞周期
C. 该细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期，分裂完成后2个子细胞的遗传信息完全相同
D. 该细胞可能处于减数分裂Ⅱ中期，最终形成的子细胞中均不含同源染色体
【答案】B
【解析】
【详解】A、减数分裂Ⅰ中期，同源染色体排列在赤道面两侧，染色体数目为2n，每条染色体含2个DNA分子。但减数分裂Ⅰ结束后，同源染色体分离，子细胞中不再含同源染色体，A错误；
B、有丝分裂中期，染色体数目为2n，每条染色体含2个DNA分子。分裂产生的子细胞（精原细胞）可能继续进入下一个细胞周期进行有丝分裂增殖，B正确；
C、减数分裂Ⅱ后期，染色体数目为2n，但此时姐妹染色单体已分离，每条染色体仅含1个DNA分子，与题干条件矛盾，C错误；
D、减数分裂Ⅱ中期，染色体数目应为n，而题干中染色体数目为2n，条件不符，D错误。
故选B。
9. 研究表明，细胞中的OTUD1蛋白可以直接结合并抑制铁反应元件结合蛋白2（IREB2）的泛素化，从而抑制IREB2蛋白的降解，激活其下游转铁蛋白基因TFRC的表达。TFRC的合成增多，导致铁离子大量进入细胞，引起自由基增多，细胞死亡，即铁死亡（如图）。下列说法错误的是（ ）
A. 基因OTUD1可能属于原癌基因，其过量表达会促进细胞的铁死亡
B. IREB2可能促进RNA聚合酶与启动子结合以激活基因TFRC表达
C. 铁离子借助TFRC以协助扩散方式大量进入细胞，引起细胞凋亡
D. 提高肿瘤组织中基因TFRC的表达量有利于抑制肿瘤组织的生长
【答案】A
【解析】
【分析】原癌基因负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程，抑癌基因的作用是阻止细胞不正常的增殖，细胞发生癌变后具有无限增殖的能力。
【详解】A、分析题意可知，基因OTUD1能抑制IREB2泛素化，激活TFRC基因的表达，TFRC的合成增多，会引起细胞死亡，故基因OTUD1过量表达会促进细胞的铁死亡，该基因可能属于抑癌基因，A错误；
B、启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，用于驱动基因的转录，IREB2可能促进RNA聚合酶与启动子结合以激活基因TFRC表达，B正确；
C、据图可知，铁离子进入细胞是顺浓度梯度进行的，且该过程需要TFRC协助，故方式是协助扩散，C正确；
D、据题分析可知，TFRC的合成增多，会导致铁离子大量进入细胞，引起自由基增多，细胞死亡，故提高肿瘤组织中基因TFRC的表达量有利于抑制肿瘤组织的生长，D正确。
故选A。
（25年四川资阳开学考改）
10. 请根据所学知识，对教材必修二各章节进行排序，正确的顺序是（ ）
①基因的本质②基因和染色体的关系③基因的表达④生物的进化⑤遗传因子的发现⑥基因突变及其他变异
A. ⑤①②③⑥④
B. ⑤②①⑥③④
C. ⑤①⑥②③④
D. ⑤②①③⑥④
【答案】D
【解析】
【详解】A、⑤（遗传因子的发现）是孟德尔定律，应为首章；但①（基因的本质）应在②（基因与染色体关系）之后，A错误；
B、⑥（基因突变及其他变异）应在③（基因表达）之后，B错误；
C、①（基因的本质）应在②（基因与染色体关系）之后，C错误；
D、⑤→②（遗传因子到基因定位）→①（DNA结构）→③（表达机制）→⑥（变异类型）→④（进化），符合教材必修二各章节排序，D正确。
故选D。
11. 大肠杆菌有AR菌和AS菌两种类型，只有AR菌对氨卞青霉素（Amp）有抗性。某兴趣小组用CaCl2处理两种菌后，进行了以下实验。
实验1：将AS菌与煮沸灭活的AR菌混合后，接种于含Amp的固体培养基上，获得了少量培养物
实验2：将具有氨卞青霉素抗性基因的质粒加入AS菌液，一段时间后接种于含Amp的固体培养基上，获得了少量培养物
下列对实验方法或现象的分析，正确的是（ ）
A. 实验1和实验2都发生了细菌转化现象，其转化因子就是质粒DNA
B. 实验2的AS获得了可稳定遗传的表型变化，推测质粒具有遗传效应
C. 两个实验都需增设仅接种AS菌的对照组，旨在排除杂菌污染的影响
D. 将实验中灭活的AR菌破碎并加入限制酶，则无法再现实验1的结果
【答案】B
【解析】
【分析】1、质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细胞核和拟核的DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，在细胞中进行自我复制，或整合到受体细胞的DNA上，随受体细胞的DNA同步复制。
2、用CaCl2处理两种菌后，两种菌的细胞膜通透性发生变化，成为能容许多有外源DNA的载体分子通过的感受态细胞。
【详解】A、实验1中，“煮沸灭活的AR菌”中的DNA作为转化因子被AS菌吸收，让部分AS菌变成了能抵抗Amp的AR菌；实验2中，具有氨卞青霉素抗性基因的质粒作为转化因子被AS菌吸收，让部分AS菌发挥了氨卞青霉素抗性基因的作用，在含Amp的固体培养基上，获得了少量培养物，A错误；
B、实验2中，具有氨卞青霉素抗性基因的质粒被部分AS菌吸收，使少量AS菌发挥了氨卞青霉素抗性基因的作用，获得了可稳定遗传的表型变化，推测质粒具有遗传效应，B正确；
C、两个实验都需增设仅接种AS菌的对照组，以验证Amp对AS菌生长的真实影响，排除干扰因素，确保结论的科学性和可靠性，C错误；
D、将实验中灭活的AR菌破碎并加入限制酶，若该种限制酶不破坏AR菌的氨卞青霉素抗性基因，可能会再现实验1的结果，D错误。
故选B。
12. 下图是人体细胞线粒体某环状DNA的复制过程。下列有关叙述中，错误的是（ ）
A. 该DNA分子的两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构
B. 该DNA分子复制时需要原料、引物、DNA聚合酶、能量等参与
C. 该DNA以α链为模板进行复制时，子链的延伸方向是5'→3'
D. α链中腺嘌呤和胸腺嘧啶之和与该DNA分子腺嘌呤的数量不一定相等
【答案】D
【解析】
【详解】A、DNA分子的两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成规则的双螺旋结构，A正确；
B、该DNA分子复制时需要原料、引物、解旋酶、DNA聚合酶、能量等参与，B正确；
C、DNA复制时，子链的延伸方向是5'→3'，C正确；
D、由于DNA的两条链之间通过碱基互补配对，故两条链之间A=T，G=C，故单链中腺嘌呤和胸腺嘧啶之和与整个DNA分子腺嘌呤的数量相等，D错误。
故选D。
二、选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有一项或多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
（25天津高考改）
13. 为研究低氧条件下光合作用与呼吸作用的关系，采集某植物叶片，将叶柄浸入H216O后，放于氧气置换为18O2的密闭装置中，18O2浓度设正常（21%）和低氧（2%）两个水平，测定短时间内、不同光照条件下的净光合速率和呼吸作用速率。其中，净光合速率＝光合作用速率－呼吸作用速率。结果如下，下列分析错误的是：
A. 当净光合速率为0时，叶片非绿色部位线粒体消耗的氧气只有18O2
B. 低氧下，500μmlPAR/（m2·s）光照强度下，叶片光合作用速率为10.7μml/（m2·s）
C. 高氧环境在光照较强时有助于光合速率的增高，可能与此时呼吸作用更强有关
D. 实验结果说明白天正常氧，夜间低氧最有利于糖积累
【答案】A
【解析】
【详解】A、采集某植物叶片，将叶柄浸入H216O后，放于氧气置换为18O2的密闭装置中，H216O被细胞吸收后参与光合作用的光反应，释放16O2，当净光合速率为0时，叶片非绿色部位线粒体消耗的氧气有18O2和16O2，A错误；
B、由图可知，低氧（2% O2）、500μmlPAR/（m2·s）光照强度下，净光合速率为 10 μml/（m2·s），呼吸作用速率为 0.7 μml/（m2·s），因此光合作用速率为10＋0.7＝10.7μml/（m2·s），B正确；
C、在光照较强时，高氧环境可能会通过增强呼吸作用提供更多的CO2，从而间接促进光合作用的速率，这是因为呼吸作用产生的CO2可以被光合作用利用，形成一个正反馈循环。综上所述，高氧环境在光照较强时有助于光合速率的增高，可能与此时呼吸作用更强有关，C正确；
D、由左图可知，在光照条件相同时，正常氧（21% O2）和低氧（2% O2）水平下的净光合速率无明显差异；由右图可知，黑暗时，正常氧水平下的呼吸作用速率明显高于低氧水平下的呼吸作用速率。可见，白天正常氧、夜间低氧最有利于糖积累，D正确。
故选A。
14. 细胞衰老可分为“复制性衰老”和“应激性衰老”。“复制性衰老”又称为“刻在DNA里的衰老”，其DNA在反复复制中端粒变短导致衰老；“应激性衰老”由外因导致，当细胞处于不利的应激环境中时，DNA和蛋白质等大分子受到损伤，细胞代谢紊乱最终导致衰老。以下事实支持“复制性衰老”的有（ ）
A. 水熊虫身体有超强的自我修复能力，但在条件适宜情况下水熊虫寿命只有几个月
B. 体外培养成纤维细胞，经多次分裂后，细胞出现增殖减慢、生长停滞、丧失分化能力等现象
C. HeLa细胞生长过程中会迅速积累非端粒的DNA损伤，然而，HeLa细胞的分裂次数仍然是无限的
D. 紫外线刺激会通过破坏皮肤中的胶原蛋白和弹性纤维，导致皮肤失去弹性和紧致度，加速细胞衰老
【答案】AB
【解析】
【详解】A、水熊虫的超强自我修复能力，说明水熊虫细胞分裂旺盛，但水熊虫寿命短，这一事实支持“复制性衰老”，A正确；
B、体外培养成纤维细胞，经多次分裂后，细胞出现增殖减慢、生长停滞、丧失分化能力等现象，这一事实支持“复制性衰老”，B正确；
C、HeLa细胞的分裂次数无限，虽然在分裂过程中积累了非端粒的DNA损伤，但细胞并没有因为分裂次数的增加导致衰老，这一事实反驳了“复制性衰老”的观点，C错误；
D、紫外线是加速细胞衰老的外因，在紫外线的刺激下，会通过破坏皮肤中的胶原蛋白和弹性纤维导致皮肤失去弹性和紧致度，加速细胞衰老，这一事实支持“应激性衰老”的观点，D错误。
故选AB。
15. 下列叙述，不正确的是（ ）
A. 等位基因在减数分裂时分离，非等位基因在减数分裂时自由组合
B. 分泌蛋白的空间结构是由加工时的内质网和高尔基体等决定
C. 果蝇杂交时，正反交需置于同一饲养瓶中进行，保证培养条件的一致
D. 兼备两种生殖能力的生物，在环境稳定时进行无性生殖，不稳定时进行有性生殖
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、等位基因的分离发生在减数第一次分裂的后期，而非等位基因的自由组合仅指位于非同源染色体上的非等位基因，同源染色体上的非等位基因无法自由组合，A错误；
B、分泌蛋白的空间结构由氨基酸序列（基因控制）决定，内质网和高尔基体仅对其进行加工修饰，并非决定因素，B错误；
C、果蝇正反交实验需分别在不同饲养瓶中进行，以避免亲本混淆，确保实验结果明确，C错误；
D、有性生殖通过基因重组增加变异，适应环境变化；无性生殖在稳定环境中更高效，因此兼备两种生殖能力的生物，在环境稳定时进行无性生殖，不稳定时进行有性生殖，D正确。
故选ABC。
16. NER是一种能够纠正紫外线（UV）诱导的染色体DNA改变的修复机制，着色性干皮病A组蛋白（XPA）直接决定了NER去除DNA病变的能力。如图为NER修复机制，已知被修复完成后的DNA分子共1000个碱基对，其中A为300个。下列说法错误的是（ ）
A. 损伤部位转录产生的mRNA指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变
B. DNA损伤修复过程中DNA聚合酶沿图左到右的方向合成缺失的DNA片段
C. 修复完成后的一个DNA分子复制三次共需要胞嘧啶5600个
D. DNA有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，对细胞最有利
【答案】CD
【解析】
【详解】A、由于密码子的简并性，损伤部位即使DNA序列改变，转录产生的mRNA指导合成的蛋白质氨基酸序列也可能不变，A正确；
B、DNA聚合酶在复制新链合成是以5'到3'的方向进行，图中下方单链修复5'到3'方向为从左到右，B 正确；
C、根据碱基互补配对原则A=T、G=C，总碱基对数=1000，总碱基数=2000。已知A=300，则T=300，A+T=600；因此G+C=2000-600=1400，故C=G=700个。DNA复制为半保留复制，复制n次后总DNA分子数=2ⁿ，新合成的DNA分子数=2ⁿ-1。复制3次后，新合成DNA分子数=2³-1=7个，每个DNA需C=700个，总需求=7×700=4900个，C错误；
D、DNA有害损伤发生后，最好在细胞增殖前进行修复，对细胞最有利，D错误。
故选CD。
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
17. 卡尔文和本森等科学家以小球藻为实验材料设计如图所示装置，最终探明了光合作用过程从CO2到糖的一系列反应。回答下列问题：

（1）本实验使用H14CO3-进行实验的原因有______，每隔一定时间从取样控制阀门取样，并将样品立即加到煮沸的甲醇中。热甲醇的作用是_______（答出两点）。样品浓缩后再点样于层析纸上，进行双向纸层析（两次层析的方向相互垂直），使14C标记的化合物分离。据图2结果分析，两次纸层析所用的层析液_______（填“相同”或“不相同”）。
（2）利用图1装置及双向纸层析，为确定CO2参与光合作用形成的第一个产物，实验思路是_______。
（3）小球藻光合作用的碳反应场所是叶绿体基质，其中含有许多种酶，这些酶_______（填“都是”或“不都是”）碳反应所必需的，原因是_______。
【答案】（1） ①. H14CO3-可为小球藻光合作用提供的原料CO2，14C可被仪器检测 ②. 杀死小球藻，使细胞中的酶失活以中止反应，辅助提取和分离化合物；将细胞中的化合物固定 ③. 不相同
（2）逐步缩短光合反应时间，提取相应产物进行双向纸层析，分析获得的光合产物
（3） ①. 不都是 ②. 叶绿体基质中还含有DNA复制、基因转录、蛋白质合成等所需的酶
【解析】
【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。其主要包括光反应、暗反应两个阶段， 涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。
【小问1详解】
可为小球藻光合作用提供原料CO2，且14C的放射性便于追踪碳的转移路径，明确碳原子在代谢产物中的分布。热甲醇立即杀死小球藻细胞，使酶失活以终止反应，将细胞中的化合物固定，辅助提取和分离化合物。​​立即终止反应是利用高温使小球藻细胞死亡，酶（如卡尔文循环相关酶）变性失活，阻止代谢反应继续进行，固定代谢产物的瞬时状态。​辅助提取化合物​​是利用甲醇作为有机溶剂可溶解细胞膜，释放胞内代谢产物，便于后续浓缩和分离。样品浓缩后需点样于层析纸上，通过双向纸层析使14C标记的化合物分离。两次层析所用层析液不相同，因两次方向不同需不同溶剂系统以实现更精细的分离。两次层析液成分要求不同（如第一次用酚-水，第二次用乙酸乙酯-甲酸），否则无法实现垂直方向的有效分离。
【小问2详解】
利用图1装置及双向纸层析，为确定CO2参与光合作用形成的第一个产物，其实验思路为，逐步缩短光合反应时间，提取相应产物进行双向纸层析，分析最早出现的含14C标记的化合物。
【小问3详解】
叶绿体基质含有卡尔文循环所需的全套酶系（如 Rubisc）、ATP、NADPH 及五碳糖再生系统。因此碳反应场所在叶绿体基质。 叶绿体基质中的酶不都是碳反应所必需的。叶绿体基质含有多种酶，除参与卡尔文循环的酶外，还包括DNA复制、RNA转录、蛋白质合成等酶类（如RNA聚合酶、核糖体相关酶），这些酶与光合作用的碳反应无直接关系。
18. 温敏不育是水稻的一个重要性状，在水稻杂交育种中发挥着重要作用。我国科学家获得了一种水稻温敏雄性不育系植株（ZH11），该植株在高温下花粉内壁缺陷导致雄性不育，低温条件下花粉内壁正常形成从而恢复育性。为研究相关性状的遗传规律，研究人员进行了一系列实验。回答下列问题：
（1）实验一：将ZH11和普通水稻进行杂交，获得的F1育性正常，F1杂交获得的F2中雄性不育植株占1/4。要观测到该实验结果，应在_______（填“高温”或“低温”）条件下进行实验。实验结果证明雄性不育为_____（填“显性”或“隐性”）性状。
（2）实验二：进一步研究发现，水稻雄性不育和育性正常由一对等位基因A/a控制，且位于2号染色体的分子标记（一段特异性DNA片段）1和5之间，ZH11和普通水稻中染色体上的分子标记分别依次记为h1~h5和H1~H5。在检测实验一中F2不育植株时发现2号染色体的部分分子标记来自普通水稻，这是因为F1在产生配子的过程中，2号染色体_______之间互换了相应片段。分析互换概率可以对基因进行定位（距离相应基因越远的分子标记，随染色体片段互换的概率越大），科研人员将来自普通水稻的分子标记在2号染色体上出现的位置及次数进行统计，结果如下图，据此推测，雄性不育基因a位于分子标记________之间
（3）实验三：水稻的非糯性与糯性分别由基因B和b控制。为探究A/a、B/b两对基因在染色体上的位置关系，研究人员将纯合的非糯性育性正常植株与糯性雄性不育植株进行杂交，随机选取F1植株产生的12个配子（其种类及比例与理论值相符），对2对基因进行PCR扩增，电泳结果如下图所示。
据此结果判断两对等位基因的遗传______（填“遵循”或“不遵循）自由组合定律，判断依据是_________。
【答案】（1） ①. 高温 ②. 隐性
（2） ①. 同源染色体上非姐妹染色单体 ②. h2~h4
（3） ①. 不遵循 ②. F1产生配子的种类和比例是AB：aB：Ab：ab = 5：1：1：5
【解析】
【分析】基因自由组合定律的实质是在减数分裂产生配子时，同源染色体上等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组。
【小问1详解】
水稻温敏雄性不育系植株（ZH11），在高温下会雄性不育，低温下雄性可育，要观察F2中雄性不育植株占1/4，需要让植株表现出雄性不育性状，所以应在高温条件下进行实验。又因为F1育性正常，F2出现雄性不育植株，符合“无中生有为隐性”的口诀，所以雄性不育是隐性性状。
【小问2详解】
ZH11的基因型为aa，普通水稻的基因型是Aa，F1的基因型为Aa，A与a是一对等位基因，位于一对同源染色体上，F1在产生配子的过程中，在减数第一次分裂前期，同源染色体上的非姐妹染色单体互换相应片段，使2号染色体的部分分子标记来自普通水稻。根据分子标记的统计结果，普通水稻的分子标记（h1~h5）在2号染色体上出现的频率与互换概率相关， 由于距离基因越远的分子标记互换概率越大，图中普通水稻的分子标记在h2和h4之间出现频率最低，与基因很近，推测雄性不育基因a位于h2-h4之间。
【小问3详解】
纯合非糯性育性正常植株基因型为AABB，糯性雄性不育植株基因型为aabb，杂交后F1基因型为AaBb。F1产生的配子电泳结果显示比例为AB：aB：Ab：ab = 5：1：1：5，不符合基因自由组合定律的1：1：1：1比例，说明两对基因不遵循基因自由组合定律。根据F1产生的配子类型及比例，表明A/a与B/b存在连锁情况，不遵循基因的组合定律。
19. 研学小组的同学观察到玉米存在窄叶突变体品种，叶肉细胞含量少，而野生型玉米为正常叶。为探究叶片的遗传机制，研学小组同学选取纯合窄叶玉米与纯合正常叶玉米植株进行杂交，结果如下图所示，回答下列问题：
（1）研学小组甲组同学认为叶型的遗传受到常染色体等位基因A/a、B/b的控制，并绘制图2的模型分析其遗传生化机制，α蛋白和β蛋白提高细胞周期蛋白基因的表达量。
①按甲组同学的观点，结合杂交结果和模型的内容，则图2中①、③的表型分别是______。
②若上述解释正确，说明两种蛋白_______（填“独立”或“相互作用”）控制玉米叶肉细胞的增殖。
（2）研学小组乙组同学则提出另外的看法，他们认为叶型的遗传受常染色体一对等位基因D/d的控制，但含______基因的配子活力低。若该解释正确，则该配子存活率是________%。
（3）为验证上述两种假说的正确性，假设上述材料均有，利用上述材料通过一次杂交实验观察子代的表型和比例进行验证，选用______杂交，统计后代的表型及比例。若表型和比例为______，则甲组结果正确。
【答案】（1） ①. 窄叶、正常叶 ②. 独立
（2） ①. d ②. 33.3
（3） ①. F₁正常叶与窄叶 ②. 正常叶: 窄叶=3:1
【解析】
【分析】基因自由组合定律的实质为：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】
①若叶型的遗传受到常染色体等位基因A/a、B/b的控制，F2正常叶:窄叶=15:1，是9:3:3:1的变式，由此可知F1基因型为AaBb，F2正常叶植株有8种基因型，分别是1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb、1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb，只有aabb表现为窄叶，故图2中①（aabb）、③（A-bb）的表型分别是窄叶、正常叶。
②F2正常叶:窄叶=15:1，是9:3:3:1的变式，由此可知F1基因型为AaBb，F2基因型有9种，其中只有aabb为窄叶，其他均为正常叶，即任意含有一个显性基因即可控制正常叶的形成，说明两种基因控制合成的两种蛋白可以独立发挥作用。
【小问2详解】
若叶型的遗传受常染色体上的一对等位基因D/d的控制，正常情况下子一代Dd自交后代分离比应为3:1，实际为15:1，是dd所含比例降低，据此推测，含d基因的配子存活率低。由窄叶比例为1/16，可逆推d配子所占比例为1/4，即配子中D:d=3:1，故d配子存活率是1/3，即33.3%。
【小问3详解】
为验证上述两种假说的正确性，可让F1正常叶与窄叶进行测交，统计后代的表型及比例。若甲组结果正确，即AaBb×aabb→AaBb:Aabb:aaBb:aabb=1:1:1:1，测交后代应为正常叶:窄叶为3:1，故若表型和比例为正常叶:窄叶为3:1，则说明甲组结果正确。
20. 蜜蜂为社会性昆虫，由蜂王、雄蜂、工蜂等个体组成，雌蜂（2n=32）因取食蜂王浆的差异而发育成蜂王或者工蜂，蜂王可以正常减数分裂产生卵细胞，卵细胞可以直接发育成雄蜂，或者与雄蜂通过假减数分裂产生的精子进行受精，工蜂不育。蜜蜂的体色有黑色或红棕色两种，受一对等位基因（A/a）控制，全身被覆长绒毛或短绒毛，受另外一对等位基因（B/b）控制。某研究小组对蜜蜂进行了如下杂交实验，不考虑突变，所有配子和受精卵均正常存活，所有卵细胞发育成雄蜂和受精的概率相同。
回答下列问题：
（1）下图表示蜜蜂进行细胞分裂时，分裂后期的细胞模式图（显示部分染色体），其中丁细胞内有________个染色体组，图中能够在蜂王体内找到的细胞有________。
（2）根据杂交组合②可判断绒毛长短性状中显性性状为______，原因是______。杂交组合①中父本的基因型为_______。
（3）其他小组重复杂交组合①的过程中，发现子代雌蜂有极少数个体出现红棕色个体，该小组成员推测可能是亲本雄蜂产生配子过程中基因A发生了隐性突变，或者染色体片段上的基因A缺失。为了从分子水平上探究原因，该研究小组利用PCR技术特异性扩增出子代雌蜂中有关体色的基因，并通过电泳鉴定，得到如下图所示的结果，该实验结果说明_______。
【答案】（1） ①. 4 或四 ②. 乙、丁
（2） ①. 长绒毛 ②. 杂交组合②的子代雄蜂均为四种表型，说明亲本雌蜂为AaBb，能产生四种卵细胞，进一步说明其表现出的长绒毛为显性性状（杂交组合②的子代雄蜂有长绒毛、短绒毛，说明母本为杂合子，杂合子为长绒毛，说明长绒毛为显性） ③. AB
（3）亲本雄蜂产生配子过程中基因A发生了隐性突变，产生了基因组成为a的精子
【解析】
【分析】题意分析，蜂王和工蜂均是由受精卵发育而来的雌蜂，而雄蜂是由卵细胞直接发育而来，所以蜜蜂的性别由染色体组数决定，不存在性染色体。
【小问1详解】
丁细胞为有丝分裂后期图像，其含有四个染色体组；蜂王属于雌性二倍体生物，其体内可以进行有丝分裂，后期对应图像丁，也可以进行减数分裂，MⅠ后期应该为不均等分裂，不能对应甲，但MⅡ后期极体为均等分裂，可以对应乙，故能够在蜂王体内找到的细胞为乙、丁。
【小问2详解】
分析杂交组合②：子代雄蜂中黑体长绒毛∶黑体短绒毛∶红棕体长绒毛∶红棕体短绒毛=1∶1∶1∶1，说明亲代雌蜂能产生四种卵细胞，即母本基因型为双杂AaBb，进一步说明黑体对红棕体为显性、被覆长绒毛对短绒毛为显性。那么杂交组合①中父本黑体长绒毛的雄蜂基因型为AB。
【小问3详解】
仅分析体色这一性状，组合①中父本基因型为A，母本基因型为Aa，根据杂交结果，子代雌蜂中基因型为Aa或AA，但出现了极少数的红棕色个体，说明可能是父本发生了隐性突变，基因型变为a，或者含基因A的染色体片段缺失（用“0”表示），即基因型变为0；如果是隐性突变，子代中红棕色雌性个体基因型为aa；如果是染色体缺失，子代中红棕色雌性个体基因型为a0，两种情况下，红棕色个体所含的基因种类不同，所以可以用PCR技术特异性扩增出子代雌蜂中有关体色的基因，并通过琼脂糖凝胶电泳技术检测鉴定。分析图示结果，发现子代黑体个体含有A和a两种基因，说明亲本雄蜂产生配子过程中基因A发生了隐性突变，进而产生了基因组成为a的精子。
21. Menkes病（MD），是一种罕见的先天性铜代谢异常疾病，主要特征是头发呈现卷曲或扭曲的外观。患儿通常在3岁之前死亡，研究表明，该病主要与ATP7A基因有关。某家系有关该病的遗传系谱如图，Ⅱ-4和Ⅱ-6不携带致病基因。
（1）根据文中信息可知，Menkes病的遗传方式最可能为_______。
（2）Sanger双脱氧链终止法是DNA测序的基本方法，其原理是：双脱氧指的是双脱氧核苷酸（ddNTP），这种核苷酸在2、3号位C上都脱氧，而脱氧核苷酸（dNTP）只在2号位C上脱氧。DNA子链延伸时需要3号位C上羟基提供氢才能脱水缩合形成磷酸二酯键，双脱氧核苷酸没有这个羟基，所以子链将无法从5'端向3'继续延伸而终止。测序分成四个PCR反应体系，每个反应的缓冲液中加入待测序的核酸模板、1种ddNTP、4种dNTP、_______、_______。再对PCR的结果进行电泳，就可以读出序列了。对该患儿相关组织的ATP7A基因进行Sanger测序，对其中一条脱氧核苷酸链测序电泳结果如下图：
则该患儿ATP7A基因该段所测模板序列从5'端到3'端为_____。
（3）Ⅱ-6与Ⅱ-7这对夫妻还想再生一个不携带ATP7A致病基因的孩子，医生选取了妻子的4个卵原细胞进行培养并提取相关细胞进行局部基因测序（不考虑交换），结果如下表所示。
不同极体的基因序列结果
表1 不同极体的基因序列结果
注：正常ATP7A基因部分序列为—ACACAAGAA— —TGTGTTCTT—
为了不将致病基因遗传给后代，依据表中信息，医生可选择卵原细胞_______（答全才可得分）产生的卵细胞进行人工授精，依据是________。
【答案】（1）伴X隐性遗传
（2） ①. 引物 ②. 耐高温的DNA聚合酶（Taq酶） ③. CTCCGTCCCC
（3） ①. BC ②. 妻子含有正常基因和致病基因，A的第一极体含有正常基因，则次级卵母细胞含有致病基因；B的第一极体含有致病基因，则次级卵母细胞含有正常基因；C的来源于次级卵母细胞的第二极体含有正常基因，则卵细胞含有正常基因，D的来源于次级卵母细胞的第二极体含有致病基因基因，则卵细胞含有突变基因
【解析】
【分析】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。
【小问1详解】
由图可知，III-9和III-10的父母均表现正常，说明该病由隐性基因控制，且根据题干信息，Ⅱ-4和Ⅱ-6不携带致病基因，可判断该病为为伴X隐性遗传。
【小问2详解】
PCR反应体系需要DNA模板，引物，4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）。根据电泳结果分析碱基序列：ddATP终止对应位置为4、9，对应模板链碱基T；ddGTP终止对应位置为1、2、3、4、7、8、10，对应模板链碱基C；ddCTP终止对应位置为6，对应模板链碱基G；对应模板链碱基A，故模板序列为5' -CTCCGTCCCC-3'。
【小问3详解】
为了不将致病基因遗传给后代，卵细胞应不携带致病基因，初级卵母细胞经减数第一次分裂产生次级卵母细胞和第一极体，次级卵母细胞经减数第二次分裂产生卵细胞和第二极体。A的第一极体含有正常基因，则次级卵母细胞含有致病基因；B的第一极体含有致病基因，则次级卵母细胞含有正常基因；C的来源于次级卵母细胞的第二极体含有正常基因，则卵细胞含有正常基因，D的来源于次级卵母细胞的第二极体含有致病基因基因，则卵细胞含有突变基因。医生可选择卵原细胞BC产生的卵细胞进行人工授精。杂交亲本
子代各表型中的雌雄比例
杂交组合
父本
母本
黑体长绒毛
黑体短绒毛
红棕体长绒毛
红棕体短绒毛
①
黑体长绒毛
黑体长绒毛
4：1
0：1
0：1
0：1
②
红棕体短绒毛
黑体长绒毛
1：1
1：1
1：1
1：1
序号
A
B
C
D
ATP7A基因部分序列
—ACACAAGAA—
—TGTGTTCTT—
—ACATAAGAA—
—TGTATTCTT—
—ACACAAGAA—
—TGTGTTCTT—
—ACATAAGAA—
—TGTATTCTT—
来源
第一极体
第一极体
第二极体（来源于次级卵母细胞分裂）
第二极体（来源于次级卵母细胞分裂）