【生物】天津市五校联考2025-2026学年高三上学期期末考试（学生版+解析版）

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1. 下列生命活动在蓝细菌中会进行的是（ ）
A. 染色体在分裂过程中会高度螺旋化
B. 核仁参与核糖体的形成
C. 细胞质中进行基因的转录与翻译
D. 叶绿体中的藻蓝素参与吸收、传递、转化光能
【答案】C
【详解】A、蓝细菌为原核生物，无染色体结构，A错误；
B、核仁是真核细胞核内结构，蓝细菌无核仁，B错误；
C、蓝细菌无核膜，转录（以DNA为模板合成RNA）和翻译（以mRNA为模板合成蛋白质）均在细胞质中进行，且可同时发生，C正确；
D、蓝细菌无叶绿体，D错误。
故选C。
2. 下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是（ ）
A. 通道蛋白只允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过
B. 大分子有机物要通过转运蛋白的作用才能进入细胞内，并且要消耗能量
C. 载体蛋白磷酸化后空间结构会发生不可逆的改变
D. 主动运输需要消耗细胞的能量，也需要借助膜上的载体蛋白
【答案】D
【详解】A、通道蛋白通过内部亲水通道允许特定大小或电荷的离子/分子通过，无需与物质结合（如离子通道），A错误；
B、大分子有机物（如蛋白质）通过胞吞作用进入细胞，依赖膜流动性形成囊泡，而非转运蛋白（载体蛋白或通道蛋白），B错误；
C、载体蛋白在主动运输中磷酸化后发生可逆性构象改变（如钠钾泵），以实现物质转运，其结构变化是可恢复的，C错误；
D、主动运输需载体蛋白协助并消耗细胞能量（如ATP），以逆浓度梯度运输物质（如小肠吸收葡萄糖），D正确。
故选D。
3. 下列关于实验操作和现象的叙述，正确的是（ ）
A. 探究酵母菌呼吸方式，可根据澄清石灰水是否变浑浊来判定呼吸方式
B. 提取绿叶中的色素时，因层析液含毒性挥发物，需在通风条件下进行
C. 在证明DNA半保留复制方式的过程中运用了差速离心技术
D. 记名计算法不适用于体型小且数量多的土壤小动物类群丰富度的统计
【答案】D
【详解】A、澄清石灰水变浑浊只能说明酵母菌产生了CO₂，但无法区分有氧呼吸和无氧呼吸（无氧呼吸也可产生CO₂），故不能据此判定呼吸方式，A错误；
B、层析液含苯、丙酮等有毒挥发性有机物，进行绿叶中的色素分离实验时需通风以防中毒，提取色素常用无水乙醇，B错误；
C、证明DNA半保留复制方式使用的是密度梯度离心技术（通过¹⁵N/¹⁴N标记区分DNA条带），而非差速离心（常用于分离细胞器），C错误；
D、在调查土壤中小动物丰富度时，可用记名计算法统计个体较大，种群数量有限的群落，其不适用于体型小且数量多的土壤小动物类群丰富度的统计，D正确。
故选D。
4. 甲、乙为某二倍体动物（基因型为AaBb）体内处于不同分裂时期细胞的示意图。下列叙述不正确的是（ ）
A. 乙图为次级精母细胞，可产生基因型为AB和aB两种精子
B. 甲图所示细胞处于有丝分裂后期，每个染色体组含2条染色体
C. 甲图中②染色体上出现a基因是由基因突变导致的
D. 乙图中细胞处于减数分裂Ⅱ后期，存在等位基因分离现象
【答案】A
【详解】A、乙图细胞处于减数第二次分裂后期，细胞质均等分裂，为次级精母细胞或第二极体，A错误；
B、甲图所示细胞处于有丝分裂后期，有4个染色体组，每个染色体组含2条染色体，B正确；
C、甲图中②号染色体上出现a基因，而其同源染色体上为A基因。有丝分裂过程中不会发生交叉互换，因此a基因的出现只能是基因突变导致的，C正确；
D、乙图处于减数第二次分裂后期，细胞内存在A和a等位基因， 因此，在减数第二次分裂后期会出现等位基因分离的现象，D正确。
故选A。
5. 下图表示细胞凋亡过程中的部分生理过程，其中Caspase酶被激活后选择性地切割某些蛋白质，下列叙述正确的是（ ）
A. 癌细胞的凋亡诱导因子受体可能缺失或功能异常
B. 细胞凋亡的激发体现了质膜控制物质进出细胞的功能
C. 控制Caspase酶合成的基因只在凋亡细胞中存在并表达
D. 吞噬细胞吞噬凋亡小体属于人体第三道免疫防线的作用
【答案】A
【详解】A、受体的化学本质是糖蛋白，癌细胞结构改变，细胞膜表面的糖蛋白减少，可能无法识别凋亡诱导因子而不能启动凋亡程序，进而无限增殖，A正确；
B、凋亡诱导因子作为信息分子与细胞膜上的受体结合，进而激发细胞凋亡，这一过程体现了质膜的信息交流功能，B错误；
C、控制Caspase酶合成的基因在所有细胞中都存在，只是在凋亡细胞中表达，在其他细胞中不表达，C错误；
D、吞噬细胞与体液中的杀菌物质构成第二道防线，所以吞噬细胞吞噬凋亡小体属于人体第二道免疫防线的作用，D错误。
故选A。
6. 纳米脂质颗粒LNP能使mRNA疫苗在体内以非侵入性方式进行靶向递送抗原，过程如下图所示。下列叙述不正确的是（ ）
A. 编码抗原蛋白的mRNA封装在LNP中进入细胞，利用了细胞膜的流动性
B. 若内体小泡中的mRNA未实现逃逸，则会被TLR7/8、TLR3识别，进而被降解，而实现逃逸的mRNA不会被降解
C. 若该抗原蛋白由152个氨基酸组成，则指导合成该mRNA的基因至少含456个碱基对
D. 与DNA疫苗相比，因mRNA疫苗不会进入细胞核内，减少了整合到宿主细胞基因组中的风险
【答案】B
【分析】据图分析：mRNA疫苗在纳米脂质颗粒（LNP）的作用下，以胞吞的方式进入细胞形成内体小泡。mRNA从内体小泡逃逸后利用宿主细胞的核糖体翻译出抗原蛋白，经高尔基体发挥作用分泌到细胞外，激活宿主的免疫应答，产生相应的抗体和记忆细胞，从而获得对新冠病毒的免疫力。若内体小泡内的mRNA未实现逃逸，则会被TLR3和TLR7/8识别，使该外来mRNA降解。
【详解】A、据图可知，封装在LNP中的编码新冠病毒抗原蛋白的mRNA疫苗以胞吞的方式进入靶细胞，形成内体小泡，这一过程体现了细胞质膜的流动性，A正确；
B、据图可知，若mRNA从内体小泡逃逸后利用宿主细胞的核糖体翻译出抗原蛋白，经高尔基体发挥作用分泌到细胞外，激活宿主的免疫应答，产生相应的抗体和记忆细胞，从而获得对新冠病毒的免疫力，若内体小泡内的mRNA未实现逃逸，则会被TLR3和TLR7/8识别，使该外来mRNA降解，若逃逸成功也需逃避NLRs识别，以免被降解，B错误；
C、DNA(或基因)中碱基数:mRNA上碱基数:氨基酸个数=6:3:1，该多肽是由152个氨基酸组成，因此合成该mRNA的基因至少含有的碱基个数为152×6=912个，即至少有912÷2=456个碱基对，C正确；
D、与DNA疫苗相比，mRNA不需要进入细胞核，无整合到宿主细胞染色体基因组中的风险，且与灭活病毒疫苗相比，能引起细胞免疫，能不断地表达出抗原，能产生更多的记忆细胞和抗体，D正确。
故选B。
7. 盐胁迫会抑制玉米种子的萌发，科学家研究了外源油菜素内酯对盐胁迫下玉米种子萌发的影响，结果如下图所示，第1组为空白对照，第2~6组是在盐胁迫下进行的实验。下列叙述正确的是（ ）
A. 油菜素内酯等植物激素是由特定的内分泌腺产生的
B. 在促进种子萌发的过程中，油菜素内酯与赤霉素表现出相抗衡作用
C. 油菜素内酯可以缓解盐胁迫对玉米种子萌发的抑制作用
D. 实验结果表明油菜素内酯对种子发芽具有“低浓度促进，高浓度抑制”的作用
【答案】C
【详解】A、植物激素是由植物体内一定部位的细胞产生的，植物没有特定的内分泌腺，A错误；
B、油菜素内酯能促进种子萌发，赤霉素也能促进种子萌发，二者具有协同作用，B错误；
C、与第2组相比，不同浓度的油菜素内酯处理后，种子发芽率提高，但小于第1组，说明油菜素内酯可以缓解盐胁迫对玉米种子萌发的抑制作用，C正确；
D、由图可知，3-6组种子的发芽率均高于第2组，因此油菜素内酯的作用只表现了促进作用，未表现出“低浓度促进，高浓度抑制”，D错误。
故选C。
8. 人舌头上的味蕾能感受刺激，并在味觉中枢产生味觉。蔗糖分子与甜味受体结合后促使K+通道关闭，并激活Ca2+通道，Ca2+内流使神经元兴奋并释放神经递质，使兴奋传导下去，部分过程如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A. 传出神经末梢及其支配的味蕾属于效应器，能产生并传导兴奋
B. 味蕾细胞通过电信号将兴奋传递至大脑皮层产生味觉
C. 与蔗糖分子结合的甜味受体位于突触后膜上
D. 某些化学药物作用于甜味受体或神经递质受体均可能引起味觉障碍
【答案】D
【详解】A、效应器是指传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体等，味蕾是感受器，能感受刺激产生兴奋，而不是效应器，A错误；
B、味蕾细胞产生兴奋传递至大脑皮层需要经过突触，在神经纤维上以电信号形式传导，在突触间以化学信号形式传递，即通过电信号和化学信号传递兴奋，B错误；
C、由图可知，与蔗糖分子结合的甜味受体位于味蕾细胞膜上，而不是突触后膜上，C错误；
D、某些化学药物作用于甜味受体或神经递质受体，会干扰兴奋的产生或传递，均可能引起味觉障碍，D正确。
故选D。
9. 饲喂高脂食物的线虫表现出脂肪积累表型，其子代即使饲喂正常食物也表现为脂肪积累。染色体组蛋白H3K4位点甲基化可激活daf-16等脂代谢相关基因表达，下图为各组线虫组蛋白H3K4位点甲基化情况。下列叙述不正确的是（ ）
A. 组蛋白甲基化导致子代表型变化属于表观遗传现象
B. daf-16等相关基因表达增加可以促进脂肪的积累
C. 造成F①和F②表型不同的原因在于饮食情况不同
D. 高脂饮食可以提高组蛋白H3K4位点甲基化程度
【答案】C
【详解】A、组蛋白甲基化会影响基因的表达，导致子代表型发生改变，属于表观遗传现象，A正确；
B、染色体组蛋白H3K4位点甲基化可激活daf-16等脂代谢相关基因表达，高脂饮食可以提高组蛋白H3K4位点甲基化程度，说明daf-16等相关基因表达增加可以促进脂肪的积累，B正确；
C、当亲本饲喂高脂食物时，即使子代饲喂正常食物，也表现为脂肪积累，当亲本饲喂正常食物时，子代饲喂正常食物，子代表型正常，说明造成F①和F②表型不同的原因在于亲代的饮食情况，C错误；
D、依据题干信息，饲喂高脂食物会使线虫表现出脂肪积累表型，此时组蛋白H3K4位点甲基化的程度提高，当饲喂正常食物时，组蛋白H3K4位点甲基化的程度较低，说明高脂饮食可以提高组蛋白H3K4位点甲基化程度，D正确。
故选C。
阅读下列材料，完成下列小题。
对小鼠（2n=40）进行染色体（Chr）融合试验（如图所示），获得了Chr2+1和Chr4+5两种单倍体干细胞。Chr2+1单倍体干细胞中含有18条正常染色体和1条Chr2+1染色体。将单倍体干细胞与正常卵细胞融合，培育了2种早期胚胎并进行代孕。结果含有Chr2+1的胚胎不能发育成小鼠，含有Chr4+5的胚胎发育成的小鼠（小竹），与野生型相比生殖力明显下降。小竹与野生型小鼠交配得到F1，F1交配可得到Chr4+5纯合小鼠。
10. 下列关于小鼠染色体的叙述，不正确的是（ ）
A. Chr4+5纯合小鼠的体细胞中有38条染色体
B. Chr4+5单倍体干细胞含有39条染色体
C. 染色体融合导致染色体数目发生了变化
D. Chr4+5的基因排列顺序可能会影响小鼠的生殖能力
11. 小竹生殖力低的原因是Chr4+5与Chr4、Chr5联会（如图所示）后，两极发出的纺锤丝会随机与3个着丝粒相连，若配子的基因数目异常会导致胚胎致死。不考虑3个着丝粒都移向同一极，下列叙述正确的是（ ）
A. 图示结构出现在次级性母细胞中
B. 产生基因数目正常配子的概率是1/3
C. 图示结构中包含8条染色单体
D. 产生含有Chr4+5配子的概率是2/3
12. 人有23对染色体，黑猩猩有24对染色体。测序表明，人的2号染色体与黑猩猩的4号、19号染色体同源。下列叙述不正确的是（ ）
A. 对黑猩猩的基因组测序需测25条染色体上的脱氧核苷酸序列
B. 根据测序结果，推测在生物进化过程中存在染色体融合
C. 测序结果为“黑猩猩和人具有共同祖先”提供了比较解剖学证据
D. 小鼠实验的结果不支持“染色体融合导致绝对的生殖隔离”
【答案】10. B 11. B 12. C
【10题详解】
A、正常小鼠2n=40（20对同源染色体）。Chr4+5是Chr4和Chr5融合形成的染色体，纯合小鼠中这对同源染色体均为Chr4+5（原2对同源染色体融合为1对），因此染色体数为40-2=38，A正确；
B、Chr4+5小鼠体细胞中有39条染色体，Chr4+5单倍体干细胞中含有18条正常染色体和1条Chr4+5染色体，B错误；
C、染色体融合导致染色体结构改变（易位），染色体数目也发生变化（两条染色体合并成一条染色体），C正确；
D、小竹（含Chr4+5）与野生型相比生殖力明显下降，说明Chr4+5的基因排列顺序改变可能影响生殖相关性状（如配子形成、受精等），D正确。
故选B。
【11题详解】
A、联会发生在初级性母细胞中，A错误；
BD、连接后的染色体仍然能够分别与两条未发生融合的同源染色体进行联会，Chr4+5杂合小鼠可以产生Chr4+5，4和5、Chr4+5和4、5、Chr4+5和5、4共6种配子，Chr4+5配子所占比例为1/6，Chr4+5和4、5基因数目正常，其他均异常，因此，基因数目异常配子的概率是2/3，基因数目正常配子的概率是1/3，B正确，D错误；
C、染色体数量的多少通过着丝粒体现，图示结构中包含3条染色体，6条染色单体，C错误。
故选B。
【12题详解】
A、黑猩猩是XY型性别决定，其基因组测序需测23条常染色体+X染色体+Y染色体，共25条染色体上的脱氧核苷酸序列，A正确；
B、人的2号染色体与黑猩猩的4号、19号染色体同源，由此可推测在生物进化过程中存在染色体融合，B正确；
C、测序结果为“黑猩猩和人具有共同祖先”提供了分子水平的证据，而非比较解剖学证据，C错误；
D、含有Chr4+5的小鼠与野生型小鼠交配得到F1，F1交配可得到Chr4+5纯合小鼠，可以交配并产生可育后代，没有生殖隔离，没形成新物种，D正确。
故选C。
第Ⅱ卷（共52分）
二、非选择题（本题共5小题，共52分）
13. 珠江雪鲮是一种常见的杂食性淡水养殖鱼类，图甲是某养殖池塘中部分营养结构示意图，图乙是珠江雪鲮生长期鱼体长度与食性比例的关系，图丙是两种藻类对水体中N、P元素的吸收量以及产生藻类毒素的相对值，水体中藻类毒素过多可导致鱼虾死亡。请分析回答：
（1）珠江雪鲮常以水体中藻类和有机碎屑为食，由此判断珠江雪鲮在生态系统中属于______（成分）。甲图中，珠江雪鲮与白河虾之间的种间关系是______。
（2）若体长为6.6cm的珠江雪鲮增重2kg，至少需要藻类______kg。
（3）调查珠江雪鲮的种群密度时，若标记个体更易被捕食，则会导致种群密度实际值较估算结果______（填“偏高”或“偏低”或“不变”）。
（4）某小型湖泊受到生活废水的污染，污染水源主要含P元素，根据图丙分析，选择绿藻作为去磷生物而不选用蓝藻的原因是：_______。
（5）对该养殖池塘中白河虾进行了能量流动分析，得到下表数据（数字为能量值，单位是）。
据表分析，白河虾同化的能量为_______。结合甲图分析，白河虾同化的能量不能百分之百流入珠江雪鲮，原因是白河虾同化的能量有一部分_______，有一部分_______，还有一部分未利用。
【答案】（1）①. 消费者、分解者 ②. 捕食和种间竞争
（2）20 （3）偏低
（4）绿藻和蓝藻对P元素的吸收量相等，但绿藻产生藻类毒素的量少于蓝藻
（5）①. 25.1 ②. 用于自身呼吸作用消耗 ③. 流向分解者
【分析】本题通过三幅图像综合分析生态系统结构与功能。图甲展示食物链关系，体现能量流动路径；图乙揭示珠江雪鲮随体长变化的食性比例，说明其营养级动态；图丙对比绿藻与蓝藻对N、P吸收及毒素产生，用于生态修复决策。三图结合，考查种间关系、能量传递、种群调查及污染治理等核心概念。
【解析】（1）珠江雪鲮摄食藻类属于消费者，摄食有机碎屑属于分解者；珠江雪鲮捕食白河虾，二者又都以藻类为食，存在种间竞争关系，因此珠江雪鲮与白河虾之间的种间关系是捕食和种间竞争。
（2）体长为6.6cm时，珠江雪鲮的植食性比例为75%，肉食性比例为25%，植食性部分增重：2×75%=1.5kg，按能量传递效率20%计算，需要藻类：1.5÷20%=7.5kg；肉食性部分增重：2×25%=0.5kg，需要的藻类为：0.5÷20%÷20%=12.5kg，合计：7.5+12.5=20kg。
（3）标记重捕法的计算公式为（种群密度第一次捕获数×第二次捕获数）÷第二次捕获中标记数，若标记个体更易被捕食，会使第二次捕获中标记数偏大，导致估算值偏低。
（4）绿藻和蓝藻去除P的能力相当，但绿藻产生藻类毒素的量少于蓝藻，该毒素会导致鱼虾死亡，因此选择绿藻作为去磷生物。
（5） 白河虾同化的能量=摄入食物中的能量-粪便中的能量=51.6-26.5=25.1kJ ⋅ cm−2 ⋅ a−1 ，白河虾同化的能量有一部分通过呼吸作用以热能形式散失，有一部分流向了分解者（或被分解者利用），还有一部分未利用。
14. 海水稻比普通水稻具有更强的抗盐碱能力。科研人员测定了海水稻、普通水稻生长至抽穗期（积累有机物的关键生长期）的相关指标，结果如图所示。请回答下列问题：
（1）白天水稻进行有氧呼吸过程中，生成NADH的具体场所有_______，此时在同一叶肉细胞内CO2从产生到被利用，至少穿过_______层膜。
（2）在测定叶绿素含量时，应先提取叶绿体中的光合色素，再用红光检测提取液对光的吸收率，选用红光而不用蓝紫光的原因是_______，最后经过计算得到叶绿素含量。
（3）随着抽穗天数的增加，普通水稻叶片细胞间CO2浓度在升高，若气孔导度不变，说明叶肉细胞的暗反应速率在_______。
（4）与海水稻相比，普通水稻单株种子干重会降低16%，假设海水稻与普通水稻呼吸速率相等，结合图示信息推测，原因是_______。
（5）海水稻的部分耐盐机制如下图所示，通过细胞膜与液泡膜上的Na+/H+泵，借助共转运H+形成的势能，将Na+逆浓度运往_______，降低细胞质中Na+的浓度，减轻盐害。
（6）推测液泡膜上应另有一种运输H+的转运蛋白，以维持液泡中的H+浓度，请在上图中虚线框内标出H+的转运方向_______。
【答案】（1）①. 细胞质基质、线粒体基质 ②. 4
（2）类胡萝卜素和叶绿素都能吸收蓝紫光，而只有叶绿素吸收红光
（3）降低 （4）普通水稻叶绿素含量较少，光反应弱，导致暗反应也弱，但其呼吸速率与海水稻相同，所以积累的有机物少
（5）细胞外和液泡 （6）
【分析】本题图像包含三幅图：图1显示海水稻叶绿素含量下降较慢，图2显示普通水稻胞间CO₂浓度升高，图3显示海水稻净光合速率更高。综合表明海水稻光合能力更强、抗逆性更好，有机物积累多，种子干重高，体现其耐盐碱优势。
【解析】（1）有氧呼吸第一阶段在细胞质基质生成NADH，第二阶段在线粒体基质生成NADH；CO₂在线粒体基质产生，需穿过线粒体双层膜和叶绿体双层膜才能被暗反应利用，共4层膜。
（2）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。选用红光可以避免类胡萝卜素的干扰，更精准地检测叶绿素的含量。
（3）若气孔导度不变，胞间CO₂浓度升高，说明叶肉细胞对CO₂的利用速率下降，即暗反应速率在降低。
（4）结合图中信息，普通水稻的叶绿素含量下降更快、光合速率更低，而呼吸速率与海水稻相等。因此，普通水稻积累的有机物更少，导致单株种子干重降低。
（5）通过细胞膜与液泡膜上的Na⁺/H⁺泵，Na⁺被逆浓度运往细胞外和液泡内，以此降低细胞质中Na⁺的浓度，减轻盐害。
（6）为维持液泡内的H⁺浓度，该转运蛋白需要将H⁺从细胞质基质运向液泡内（在虚线框中标注方向为：指向液泡内部），即。
15. 糖尿病是一种慢性代谢性疾病，图1为胰岛素降低血糖的作用机理图，GLUT4是一种膜转运蛋白，胰岛素受体是一种酪氨酸激酶。请回答下列问题：
（1）图1中，当胰岛素与靶细胞膜上胰岛素受体的α亚基结合后，可激活酪氨酸激酶，催化IRS-1酪氨酸残基（Tyr）被______而激活，进而促进相关基因的表达和______。
（2）为探究有氧运动和高脂饮食对高血糖的影响，研究者用小鼠按图2所示方案开展实验，测定、记录各组小鼠空腹血糖、空腹胰岛素的水平，计算相对含量，结果如图3所示。
①由实验结果可知，_______组进行对照能说明高脂饮食可诱发高血糖。HC组胰岛素、血糖相对含量均高于其他两组，试根据胰岛素作用机理分析可能的原因是_______。
②在上述实验基础上，增设HE组，是为了探究_______。
【答案】（1）①. 磷酸化 ②. 促进含GLUT4的囊泡与细胞膜融合、促进葡萄糖的氧化分解
（2）①. HC（高脂饲料）和NC（普通对照）②. 胰岛素受体减少（合理即可）③. 有氧运动对高脂饮食诱发高血糖的影响
【分析】本实验目的：探究有氧运动和高脂饮食对诱发高血糖的影响，NC组为空白对照组，HC组为高脂饮食的实验组，HE组为高脂饮食+有氧运动的实验组，HC组空腹胰岛素水平高于NC组，HC组空腹血糖水平也高于NC组，说明产生了胰岛素抵抗，证明高脂饮食可诱发高血糖，对比HC组，HE组的血糖和胰岛素含量相对较低，但也高于NC组，说明有氧运动能缓解高脂饮食诱发高血糖的作用。
【解析】（1）图1中，胰岛素与靶细胞膜上胰岛素受体的α亚基结合后，激活酪氨酸激酶，催化IRS-1酪氨酸残基（Tyr）被磷酸化而激活，经过细胞内信号转导，进而促进相关基因的表达和引起含GLUT4的囊泡和细胞膜的融合，从而促进葡萄糖顺浓度梯度以协助扩散的方式进入组织细胞进行氧化分解。
（2）①由图2实验，结合图3结果可知，HC组和NC组进行对照说明高脂饮食可诱发高血糖。胰岛素的作用是降低血糖，HC组空腹血糖水平高于NC组，因此从胰岛素作用机理的角度分析原因可能是高脂饮食降低胰岛素敏感性（或高脂饮食使胰岛素受体减少）。
②与HC组相比，HE组也是高脂饮食的条件，但同时进行了有氧运动，可知HE组的作用是探究有氧运动对高脂饮食诱发的高血糖的影响。
16. 色氨酸是大肠杆菌合成蛋白质所必需，但在培养基中是否添加色氨酸，并不影响大肠杆菌的生长。
（1）大肠杆菌有5个与色氨酸合成有关的基因，在需要合成色氨酸时，这些基因表达出相关酶，该过程中遗传信息流动方向为：_______。
（2）在培养基中添加色氨酸后，大肠杆菌相关酶的合成量大大下降。经过测序，发现大肠杆菌与色氨酸合成相关基因的结构如下图1所示。
①由图1可知，在培养基中有色氨酸的条件下，trpR指导合成的抑制蛋白能够与操纵序列结合，阻止______与启动子的结合，从而抑制色氨酸相关酶的合成。
②色氨酸合成相关基因转录后形成的mRNA的5’端有一段“无关序列”编码出的多肽不是色氨酸合成酶，但将这段多肽对应基因序列敲除后，发现色氨酸合成酶的合成出现了变化（图2）。由此可知，图1中的抑制蛋白的抑制作用是_______（填“完全的”或“不完全的”），推测“无关序列”的作用是响应色氨酸的浓度变化，进一步_______。
（3）如图3所示，无关序列转录出的mRNA包含4个区域，区域1中富含色氨酸的密码子，区域2和区域3可碱基互补配对，区域3和区域4可碱基互补配对形成发卡结构（转录终止的信号）。
①当培养基缺乏色氨酸时，携带______tRNA数量少，进入核糖体时间长，核糖体在mRNA上滑动慢，此时2、3区配对，RNA聚合酶继续转录，最终合成色氨酸。
②在色氨酸浓度高时，色氨酸合成相关基因终止转录的机制：在色氨酸浓度高时，核糖体在无关序列mRNA上翻译出带有色氨酸的多肽快，此时______。
（4）大肠杆菌对合成色氨酸的调节属于______调节机制。“无关序列”在控制大肠杆菌代谢的过程中起到了一种“RNA开关”的功能，其意义是______。
【答案】（1）
（2）①. RNA聚合酶 ②. 不完全的 ③. 抑制色氨酸合成酶相关基因的表达
（3）①. 色氨酸 ②. 3、4区配对，阻止色氨酸相关基因的完整转录
（4）①. （负）反馈 ②. 能够响应外界代谢物的含量变化，避免了物质和能量的浪费
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，真核细胞该过程主要在细胞核中进行，需要RNA聚合酶参与；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上，需要以氨基酸为原料，还需要酶、能量和tRNA。原核细胞中转录和翻译同时发生在同一空间内。
【解析】（1）基因表达包括转录和翻译两个过程，遗传信息流动遵循中心法则。大肠杆菌合成色氨酸相关酶时，首先以与色氨酸合成有关的基因（DNA）一条链为模板，通过转录合成mRNA；再以mRNA为模板，在核糖体上通过翻译合成相关酶（蛋白质）。因此遗传信息流动方向为。
（2）①存在色氨基酸的情况下，激活了抑制蛋白，抑制蛋白能够结合在操纵序列，抑制RNA聚合酶与启动子的识别，抑制色氨酸合成相关酶基因的转录。
②敲除“无关序列”前色氨酸合成相关酶的合成量大于敲除“无关序列”后的检测量，说明抑制蛋白没有完全抑制色氨酸合成相关酶基因的表达。敲除“无关序列”前，色氨酸合成相关酶的合成量对色氨酸浓度的感受更为敏感，因此说明“无关序列”响应色氨酸的浓度变化，进一步抑制色氨酸合成酶相关基因的转录。核糖体在“无关序列”这一段mRNA上的翻译速度会影响核糖体后续的翻译。“无关序列”中有很多色氨酸的密码子，当色氨酸含量达到一定量，“无关序列”mRNA能够获得更充足的“色氨酸-tRNA”，核糖体滑动更快，导致3、4区配对，阻止色氨酸相关基因的完整转录，从而抑制了核糖体对“无关序列”后真正色氨酸合成酶相关mRNA的翻译。
（3）①当培养基缺乏色氨酸时，携带色氨酸的tRNA数量少，进入核糖体时间长，核糖体在mRNA上滑动慢，此时2、3区配对，RNA聚合酶继续转录，最终合成色氨酸。
②依据信息叙述在色氨酸浓度高时，核糖体在“无关序列”mRNA上翻译出带有色氨酸的多肽快，3、4区配对，阻止色氨酸相关基因的完整转录。
（4）大肠杆菌合成色氨酸时，当色氨酸充足，会通过激活抑制蛋白、触发衰减机制抑制自身合成；当色氨酸缺乏时，抑制解除、转录继续，这符合 “产物抑制自身合成” 的负反馈调节；“无关序列”在控制大肠杆菌代谢的过程中起到了一种“RNA开关”功能，令其能够响应外界代谢物的含量变化，避免了物质和能量的浪费。
17. 某植物为两性花，异花传粉。该植物中抗根肿病（R）对感病（r）为显性，控制雄蕊育性基因有Msf（显性可育）、Ms（不育）、ms（隐性可育），三者的显隐性关系为Msf>Ms>ms。现有品系甲、乙、丙的基因型分别为MsfmsRr、MsmsRr，MsfMsRr。请回答下列问题：
（1）仅从雄蕊育性角度分析，该植物表型为雄蕊不可育的基因型有______种。若雄蕊可育植株自交，后代雄蕊育性中能稳定遗传的基因型有______。
（2）若利用甲、乙、丙三个品系，探究根肿病抗性基因与雄蕊育性基因是否独立遗传，最简便的方法是选用______，若后代表型及比例为______，则说明这两对基因可独立遗传。
（3）若该植物的根肿病抗性基因与雄蕊育性基因能独立遗传。选取品系乙与丙各50株自由交配，则F1代中雄蕊不育且抗根肿病的类型比例为______。
（4）该植物的杂交种表现出的杂种优势十分显著，但进行大面积推广应用时，很难获得大量的雄性不育系种子用于每年制种。研究人员设计出下列杂交实验：
A组：MsMs（品系1）×MsfMs（品系2）→收获种子X
B组：种子X×msms（品系3）→收获种子Y
C组：种子Y×父本→收获种子Z（杂交种）
①将品系1、品系2种植在A组隔离区内，开花前，根据花蕾特征（不育株花蕾瘦小）标记好品系1与品系2，应该从品系______上收获种子X；
②将品系3与种子X种植在B组隔离区内，开花前，根据花蕾特征拔除种子X发育成的可育株，应该从______上收获种子Y；
③C组隔离种植并自然传粉，从种子Y发育成的植株上收获的种子即为杂交种。
【答案】（1）①. 2 ②. 、、msms
（2）①. 丙自交 ②. 雄蕊可育抗病：雄蕊可育感病：雄蕊不可育抗病：雄蕊不可育感病=9：3：3：1
（3）9/32 （4）①. 1 ②. 种子X发育成的不育株
【分析】分离定律的实质：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
【解析】（1）控制雄蕊育性的基因有Ms（不育）、Msf（显性可育）、ms（隐性可育），三者的显隐性关系为Msf>Ms>ms，该植物表型为雄蕊不可育的基因型有MsMs和Msms，共2种。该植物表型为雄蕊可育的基因型有MsfMsf、Msfms、msms、MsfMs这4种，其中自交后代雄蕊育性能稳定遗传的基因型有MsfMsf、Msfms、msms。
（2）要想探究根肿病抗性基因与雄蕊育性基因是否独立遗传，利用甲、乙、丙三个品系，最简单的方法是丙自交，如果后代的表型和比例为雄蕊可育抗病：雄蕊可育感病：雄蕊不可育抗病：雄蕊不可育感病=9：3：3：1，说明这两对基因的遗传遵循自由组合定律，可独立遗传。
（3）乙的基因型为MsmsRr，Ms雄性不育，只能产生雌性配子，MsR、Msr、msR、msr，丙的基因型为MsfMsRr，可产生雌配子和雄配子，分别为MsfR、Msfr、MsR、Msr，则乙和丙产生的总的雌配子为MsfR、Msfr、2MsR、2Msr、msR、msr，雄配子为：MsfR、Msfr、MsR、Msr，则F1代中雄蕊不育且抗根肿病基因型为Ms R ，其比例为9/32。
（4）A组中品系1为雄蕊不可育，品系2为雄蕊可育，可见品系1为母本，品系2为父本，所以应该从品系1上收获种子X。B组中品系3为雄蕊可育，开花前，根据花蕾特征拔除种子X发育成的可育株，说明种子X发育的植株作为母本，所以应该从种子X发育成的不育株上收获种子Y。
摄入食物中的能量
粪便中的能量
用于生长发育和繁殖的能量
呼吸作用散失的能量
51.6
26.5
2
23.1