北京市海淀区2025-2026学年第二学期期中练习 高三生物学（含解析）

这是一份北京市海淀区2025-2026学年第二学期期中练习 高三生物学（含解析），共15页。试卷主要包含了 某植物等内容，欢迎下载使用。
本试卷共10页，100分。考试时长90分钟。
第一部分
本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 某款“零糖”饮料用甜味剂代替糖类。甜味剂能被味觉细胞识别，主要是因为甜味剂与糖类具有相似的（ ）
A. 元素组成B. 分子结构C. 分子大小D. 水溶性
【答案】B
【解析】
【详解】A、糖类的元素组成为C、H、O，多数人工甜味剂的元素组成与糖类存在差异，且元素组成和味觉细胞的识别过程无关，A错误；
B、味觉细胞膜上的甜味受体只能识别具有特定结构的信号分子，甜味剂可以和糖类一样被甜味受体识别，说明二者具有相似的分子结构，B正确；
C、分子大小与受体的特异性识别没有关联，不是甜味剂能被味觉细胞识别的原因，C错误；
D、水溶性是物质的溶解特性，与味觉受体的识别过程无直接关系，D错误。
2. 含酶牙膏能有效分解口腔内的细菌，使用时建议使用温水，牙膏在口腔中停留1～2分钟再漱口。下列叙述正确的是（ ）
A. 该牙膏中的酶可分解口腔中所有类型的残留物
B. 刷牙时牙膏在口腔中停留1～2分钟有利于酶发挥作用
C. 使用温水刷牙可提高酶的活性，因此水温越高越好
D. 牙膏中的酶能提供活化能，从而降低反应所需的能量
【答案】B
【解析】
【详解】A、酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应，无法分解口腔中所有类型的残留物，A错误；
B、酶与底物结合发挥催化作用需要一定的反应时间，牙膏在口腔中停留1~2分钟有利于酶充分接触底物、发挥作用，B正确；
C、酶的作用条件较温和，存在最适温度，水温过高会破坏酶的空间结构使其变性失活，并非水温越高越好，C错误；
D、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，酶本身不能为化学反应提供活化能，D错误。
3. 某植物（2n=10）配子形成时，减数分裂过程是逆反的，染色体分离顺序与正常减数分裂的顺序相反。下图为该植物减数分裂不同时期的图像。下列叙述错误的是（ ）
A. 图a细胞中存在同源染色体B. 图b细胞中姐妹染色单体已分离
C. 图c细胞中没有四分体D. 图d的每个细胞中有5条染色体
【答案】D
【解析】
【详解】A、图a是减数分裂I前期，此时细胞中存在同源染色体，A正确；
B、正常减数分裂的染色体分离顺序是：减数第一次分裂（减I）分离同源染色体，减数第二次分裂（减II）分离姐妹染色单体，本题中该植物分离顺序相反，即减I分离姐妹染色单体，减II分离同源染色体，图b是减数分裂I后期，该植物减I的行为就是姐妹染色单体分离，因此后期姐妹染色单体已经完成分离，B正确；
C、四分体是联会的一对同源染色体，共含4条姐妹染色单体，该植物减I已经完成姐妹染色单体分离，减II的细胞中每条染色体都不再有姐妹染色单体，因此无法形成四分体，C正确；
D、图d是减数分裂II后期，细胞还未完成胞质分裂，仍为一个细胞：体细胞复制后共10条染色体、20条染色单体，减I姐妹分离后，每个减II细胞获得10条染色体，因此减II后期的d细胞中共有10条染色体，D错误。
4. 在果蝇中，多个不同基因的突变都可能导致眼睛异常。将三种异常眼雌蝇与纯合的正常眼雄蝇分别进行杂交，三组杂交结果如下图。
据此作出的推断一定不成立的是（ ）
A. 异常眼1的遗传为常染色体隐性遗传
B. 异常眼2的基因随X染色体传递
C. 异常眼3的子代性状由母本决定
D. 乙组F1异常眼果蝇交配后代无正常眼
【答案】D
【解析】
【详解】A、假设相关基因为A/a，若异常眼1为常染色体隐性遗传，亲本异常眼雌蝇（aa）×纯合正常眼雄蝇（AA），子代全为Aa，全部表现为正常眼，符合甲组杂交结果，A不符合题意；
B、若异常眼2的基因位于X染色体上（设为显性突变），亲本杂合异常雌蝇（ XAXa）×正常眼雄蝇（ XaY），子代雌雄都会出现1/2异常眼、 1/2正常眼，符合乙组结果，说明基因可随X染色体传递，B不符合题意；
C、若异常眼3为细胞质遗传（母系遗传），受精卵细胞质基因几乎全部来自母本，子代表型由母本决定，母本为异常眼，子代全部为异常眼，符合丙组结果，C不符合题意；
D、乙组亲本异常雌为杂合子（无论是常染色体显性Aa还是X染色体显性XAXa），F1​异常眼相互交配，若为常染色体显性，则Aa×Aa，后代会出现aa正常眼；若为X染色体显性，XAXa×XAY，后代会出现XaY正常眼，D符合题意。
5. 研究者将一个来自野生型拟南芥的接穗嫁接在砧木上（如下图）。砧木为另一株无法合成siRNA的突变体。一段时间后，在砧木中检测到来自接穗的siRNA及其诱导的DNA甲基化现象。下列叙述错误的是（ ）
A. siRNA能够跨器官运输
B. 砧木的DNA序列发生了改变
C. 砧木的基因表达可发生改变
D. 可用特定接穗改良砧木的性状
【答案】B
【解析】
【详解】A、分析题意可知，砧木为另一株无法合成siRNA的突变体，即砧木本身无法合成siRNA，却在嫁接后检测到siRNA，说明siRNA可以从接穗运输到砧木，能够跨器官运输，A正确；
B、DNA甲基化属于表观遗传修饰，表观遗传不会改变DNA的碱基序列，B错误；
C、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，DNA甲基化会影响基因的转录过程，因此可以改变砧木的基因表达，C正确；
D、接穗的siRNA可以运输到砧木，改变砧木的基因表达，因此可以用特定接穗改良砧木的性状，D正确。
6. 辐射和烟草烟雾等物理、化学因素会造成染色体断裂。人类12号染色体的两端同时断裂时，暴露出具有黏性的断点，它们连接在一起可形成环状染色体（如下图）。这一变异不会导致（ ）
A. a、b间形成磷酸二酯键B. 染色体缺失某些片段
C. 部分基因失去等位基因D. 着丝粒数目增加
【答案】D
【解析】
【详解】A、DNA片段连接时，断点处相邻脱氧核苷酸之间会形成磷酸二酯键，因此该变异会发生a、b间形成磷酸二酯键，A不符合题意；
B、染色体两端断裂后，断点a外侧、断点b外侧的片段会从染色体上脱离丢失，因此环状染色体缺失了部分原有片段，该变异会导致染色体缺失片段，B不符合题意；
C、因为缺失了部分染色体片段，丢失片段上的基因也随之丢失，原本这条染色体上的对应基因缺失后，同源染色体上的该基因就失去了等位基因，因此该变异会导致部分基因失去等位基因，C不符合题意；
D、原正常染色体含1个着丝粒，形成环状染色体后，着丝粒仍为原来的1个，数目没有增加，因此该变异不会导致着丝粒数目增加，D符合题意。
7. “中国减盐周”确定在9月15日所在的第三周，“915”谐音“就要五”，倡导每人每天食盐摄入量不超过5克。下列叙述错误的是（ ）
A. 细胞外液渗透压主要来源于Na⁺和Cl⁻
B. Na⁺过高会引起神经细胞的兴奋性降低
C. 高盐饮食会促进抗利尿激素的释放
D. 长期高盐饮食会使肾脏负担加重
【答案】B
【解析】
【详解】A、细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-，A正确；
B、神经细胞的动作电位由Na+内流产生，当细胞外Na+浓度过高时，细胞膜内外Na+浓度差增大，Na+内流驱动力更强，神经细胞更易产生动作电位，兴奋性升高而非降低，B错误；
C、高盐饮食会升高细胞外液渗透压，刺激下丘脑渗透压感受器，促进垂体释放抗利尿激素，C正确；
D、长期高盐饮食，多余的钠盐需要通过肾脏代谢排出，会加重肾脏的工作负担，D正确。
8. 健康人体进食后，血浆中血糖、胰岛素和胰高血糖素三者浓度随时间的变化如下图。
与图中信息不相符的叙述是（ ）
A. 进食前血糖浓度明显低于正常范围
B. 血糖升高刺激胰岛B细胞快速分泌
C. 血糖回落对胰岛A细胞的抑制减弱
D. 两种激素对血糖的调节作用相反
【答案】A
【解析】
【详解】A、健康人进食前（空腹）血糖会维持在正常范围（正常血糖为3.9~6.1mml/L），从图中可看出进食前血糖浓度接近5.0mml/L，属于正常范围，A符合题意；
B、进食后血糖升高，会刺激胰岛B细胞分泌胰岛素，图中血糖升高后胰岛素浓度快速上升，B不符合题意；
C、高血糖会抑制胰岛A细胞分泌胰高血糖素，当血糖逐渐回落，对胰岛A细胞的抑制作用减弱，胰高血糖素分泌逐渐增加，C不符合题意；
D、胰岛素的作用是降低血糖，胰高血糖素的作用是升高血糖，二者对血糖的调节作用相反，D不符合题意。
9. 神经递质是神经系统中的“化学信使”。下列关于神经递质的叙述，错误的是（ ）
A. 通过主动运输进入突触间隙
B. 与突触后膜的受体结合发挥作用
C. 使突触后神经元兴奋或抑制
D. 发挥作用后可被分解或回收利用
【答案】A
【解析】
【详解】A、神经递质存在于突触前膜的突触小泡中，释放到突触间隙的方式为胞吐，依赖细胞膜的流动性，不属于主动运输，A错误；
B、神经递质属于信号分子，需要与突触后膜上的特异性受体结合后才能引发突触后膜的电位变化，发挥调节作用，B正确；
C、神经递质分为兴奋性神经递质和抑制性神经递质两类，可分别使突触后神经元产生兴奋或抑制，C正确；
D、神经递质发挥作用后会被相应的酶分解，或被突触前膜回收重新利用，避免持续作用于突触后膜，保证神经调节的准确性和灵敏性，D正确。
10. 高原雪兔子是国家二级重点保护植物，生长在海拔高、温度低的高山流石滩上，从种子萌发到开花需数年。下列关于高原雪兔子的叙述，正确的是（ ）
A. 种群繁殖率低，因此年龄结构一定是衰退型
B. 全球气候变暖会让高原雪兔子种群数量上升
C. 种群数量可以通过建立数学模型进行预测
D. 可通过移栽和人工繁育对其进行就地保护
【答案】C
【解析】
【详解】A、年龄结构的判定依据是种群各年龄期个体的占比，仅繁殖率低无法确定年龄结构类型，且高原雪兔子繁殖率低是其长期适应低温高海拔环境的固有特性，不能直接得出年龄结构为衰退型的结论，A错误；
B、高原雪兔子适宜生存于高海拔低温环境，全球气候变暖会导致其适宜生境面积缩减，种群数量会下降而非上升，B错误；
C、可通过建立包括数学方程式、种群增长曲线等在内的数学模型，对种群数量的未来变化趋势进行预测，C正确；
D、就地保护是指在物种原生存地建立自然保护区等开展保护，移栽和人工繁育属于将物种迁出原生地的易地保护措施，不属于就地保护，D错误。
11. 《中华人民共和国生态环境法典》是世界上第一部以“生态环境”命名的法典，“绿色低碳发展”是该部法典聚焦的内容之一。从生态学角度分析，下列关于碳循环与低碳发展的叙述，错误的是（ ）
A. 碳在生物群落与非生物环境之间的循环形式主要是含碳有机物
B. 通过植树造林增加植被覆盖率是实现“碳中和”的重要途径之一
C. 推广秸秆还田能促进土壤微生物的分解作用，有利于物质循环
D. 碳循环具有全球性，开发新能源替代化石燃料可缓解温室效应
【答案】A
【解析】
【详解】A、碳在生物群落与非生物环境之间的循环形式主要是二氧化碳，含碳有机物是碳在生物群落内部的传递形式，A错误；
B、植树造林可通过植被的光合作用吸收大气中的二氧化碳，降低大气中二氧化碳浓度，是实现“碳中和”的重要途径，B正确；
C、秸秆中的有机物可被作为分解者的土壤微生物分解为无机物回归非生物环境，推广秸秆还田能促进分解作用，有利于物质循环，C正确；
D、碳循环具有全球性的特点，化石燃料的大量燃烧会释放大量二氧化碳，是温室效应的主要诱因，开发新能源替代化石燃料可减少二氧化碳排放，缓解温室效应，D正确。
12. 对比传统的家庭果酒制作过程与利用啤酒酵母工业化生产啤酒过程，二者均需要（ ）
A. 选育产酒精量高的菌种B. 进行严格灭菌和密封
C. 定期排出装置中的气体D. 监测pH和溶氧等条件
【答案】C
【解析】
【详解】A、传统家庭果酒制作的菌种为葡萄皮表面附着的野生酵母菌，无需专门选育高产菌种，工业化啤酒生产需要选育优良菌种，A错误；
B、传统家庭果酒制作不需要严格灭菌，发酵液的缺氧、酸性环境可抑制绝大多数杂菌繁殖，严格灭菌反而会杀死野生酵母菌种，B错误；
C、酵母菌无氧呼吸产生酒精的同时会生成CO₂，两类生产过程都需要定期排出装置内的CO₂，避免装置内压强过大发生爆裂，C正确；
D、传统家庭果酒制作操作简单，无需专门监测pH、溶氧等参数，工业化生产为保证产品品质和产量需要监测相关条件，D错误。
13. 研究者将早期胚胎不同位置的两种细胞a和b置于相同培养液中进行独立培养或混合培养，结果如下图。下列叙述错误的是（ ）
A. 培养液中通常应加入动物血清B. 细胞a和b来自滋养层细胞
C. 独立培养后细胞a和b出现稳定性差异D. 细胞的“命运”可被环境信号改变
【答案】B
【解析】
【详解】A、动物细胞培养时，培养液中通常应加入动物血清以提供必要的生长因子和营养物质，A正确；
B、细胞a和b是早期胚胎中具有分化潜能的细胞，根据其分化方向（肌细胞、神经细胞），它们应来自内细胞团（内细胞团将来发育成胎儿的各种组织），而非滋养层细胞（滋养层将来发育成胎膜和胎盘），B错误；
C、在独立培养条件下，细胞a发育为肌肉细胞，细胞b发育为神经细胞，二者出现了形态、功能上的稳定性差异，C正确；
D、混合培养时，细胞a的分化方向发生改变（可发育为神经细胞），说明细胞的 “命运” 可被环境信号改变，D正确。
14. 腺相关病毒载体系统可用于基因治疗。用受体细胞生产病毒过程中，需要用下图所示两种质粒。下列叙述正确的是（ ）
A. 构建两种质粒需要限制酶和DNA聚合酶
B. 仅导入质粒1即可生产含目的基因的病毒
C. 生产出的病毒颗粒中不含有质粒2的基因
D. 用病毒载体进行基因治疗没有安全性风险
【答案】C
【解析】
【详解】A、构建重组质粒时，需要限制酶切割DNA片段，再用DNA连接酶连接片段，不需要DNA聚合酶，A错误；
B、生产完整病毒需要复制酶（完成DNA复制）和衣壳蛋白（组装病毒外壳），这两种基因都位于质粒2上，仅导入质粒1无法合成必需的蛋白，不能生产出含目的基因的病毒，B错误；
C、分析题意，仅两个ITR之间的DNA会被包装到病毒颗粒中，质粒2不含ITR序列，其基因不会被包装进病毒，因此生产出的病毒颗粒中不含有质粒2的基因，C正确；
D、用病毒载体进行基因治疗存在安全性风险，如可能引发免疫排斥、病毒侵染机体导致患病等，D错误。
15. 在科学探究中用到的科学方法及其描述不相符的是（ ）
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A、预实验是正式实验前开展的小规模实验，作用是摸索实验条件，检验实验设计的科学性和可行性，避免人力、物力、财力的浪费，描述相符，A不符合题意；
B、归纳法分为完全归纳法和不完全归纳法，由不完全归纳法推出的一般结论可能存在例外（如根据多数细胞有细胞核归纳出“细胞都有细胞核”，就存在哺乳动物成熟红细胞无细胞核的例外），描述不符，B符合题意；
C、假说—演绎法的流程为：提出问题→提出假说→演绎推理预测实验结果→通过实验检验演绎推理的结论，描述相符，C不符合题意；
D、建立数学模型是指用公式、曲线图等适当的数学形式对事物的性质进行表达，后续还可进一步检验修正，描述相符，D不符合题意。
第二部分
本部分共6题，共70分。
16. 入侵植物喜马拉雅凤仙花原产于喜马拉雅山脉，自19世纪被引入欧洲后迅速扩散，对当地植物群落造成了严重威胁。为了探究其入侵机制，研究者进行实验。
（1）喜马拉雅凤仙花与当地植物水苏的________重叠，二者在光照、水分和土壤营养等资源上存在剧烈竞争。
（2）熊蜂是当地常见的传粉动物。熊蜂采食花蜜所同化的能量，除了自身呼吸作用消耗外，还用于______等生命活动。研究者推测“喜马拉雅凤仙花可能通过提供更丰富的花蜜来吸引熊蜂”，为此，除了测定同一生长区域的两种植物的花蜜产出率外，还需测定________。
（3）为验证“与喜马拉雅凤仙花竞争传粉者是导致水苏衰退的重要原因”，研究者设计了“模拟入侵”实验。
实验组：将10株喜马拉雅凤仙花连带花盆整体转移至水苏生长区；
对照组：不移栽喜马拉雅凤仙花至水苏生长区。
实验结果：若干天后，实验组水苏的结实率约为对照组的50%。
实验中将喜马拉雅凤仙花连带花盆整体转移而非直接移栽到水苏生长区的土壤中，该操作可以排除_______。
（4）研究者通过生态学调查，发现在喜马拉雅凤仙花入侵过程中，水苏的花期逐渐发生了变化，与喜马拉雅凤仙花的花期错开。请补充相关内容，完善该调查方案。
①在________不同的地区随机选取样地；
②在样地中随机选取并标记若干水苏和喜马拉雅凤仙花植株；
③设计调查记录表格并观察记录。记录表格的要素应包括________（请写出两项）；
④统计分析调查结果。
【答案】（1）生态位 （2） ①. 自身生长、发育和繁殖 ②. 熊蜂对两种植物花的访花频率（或“熊蜂对两种植物花的单花访问时长”）
（3）两种植物根系间竞争土壤中的资源对实验结果的影响
（4） ①. 入侵程度（或“时长”） ②. 植物种类 / 植株编号 / 调查日期 / 植株开花状态（合理即可）
【解析】
【小问1详解】
两种植物在光照、水分和土壤营养等资源上存在剧烈竞争，说明它们的生态位高度重叠。生态位重叠度越高，物种间的竞争越激烈。
【小问2详解】
同化量=呼吸消耗的能量+用于自身生长、发育和繁殖的能量。要验证 “提供更丰富的花蜜吸引熊蜂”，除测定花蜜产出率外，还需测定熊蜂对两种植物花的访花频率或单花访问时长，以此判断哪种植物对熊蜂更具吸引力。
【小问3详解】
将喜马拉雅凤仙花连带花盆整体转移，而非直接移栽，是为了排除两种植物根系间竞争土壤中的资源这一无关变量，确保实验中竞争的是传粉者而非土壤资源。
【小问4详解】
调查水苏花期是否随入侵发生变化，需在入侵程度（或入侵时长）不同的地区随机取样地。调查记录表格需包含植物种类、植株编号、调查日期、植株开花状态（如开花起始时间、花期持续时间等），以统计花期变化。
17. 生活在水中的单细胞植物衣藻的光合效率远高于水稻等农作物，科研人员对此展开研究，以期提高作物产量，保障粮食安全。
（1）CO2作为光合作用的原料，可通过________方式进入衣藻，同时CO2也能溶于水中生成进入衣藻。
（2）H和L是衣藻特有的蛋白质。科研人员将绿色荧光蛋白（GFP）基因与H基因融合，构建含H-GFP基因的表达载体，导入非洲爪蟾卵母细胞。将转基因细胞置于NaH14CO3培养液中培养，一段时间后，与导入仅含有GFP基因表达载体的非洲爪蟾卵母细胞相比，实验组出现________的现象，推测H是转运蛋白，且定位于细胞膜上。
（3）下列实验证据中，可支持“L是定位于叶绿体膜上的HCO3－转运蛋白”的有________。
a．L存在与H高度相似的氨基酸序列
b．L-GFP融合蛋白定位于衣藻叶绿体膜上
c．将L基因导入拟南芥后，从拟南芥中提取到L蛋白
d．敲除L基因后，衣藻叶绿体基质中的积累减少
（4）衣藻叶绿体中所含的C酶能催化快速转化为CO2。科研人员期望将H基因、L基因和C酶基因转入水稻，以提高水稻的光合效率。请在下图中补充文字和箭头，完善碳元素从胞外进入转基因水稻的叶肉细胞，参与光合作用的路径________。
（5）科研人员对转基因水稻进行检测，发现相应蛋白均成功表达并定位，但光合效率与野生型水稻基本相同。请基于系统观，即“系统是相互作用、相互依赖的组分形成的整体”对此现象作出合理解释_______________________。
【答案】（1）自由扩散
（2）胞内放射性强度较高，绿色荧光主要分布于细胞膜
（3）a、b、d （4）
（5）光合作用依赖于叶绿体为核心的系统完成，系统中的反应受多因素共同影响。转入的基因提高了叶绿体内的CO2浓度，但光合作用效率还受其他因素制约（如暗反应中某种酶的活性），导致系统整体光合效率未能提高。
【解析】
【小问1详解】
CO₂是小分子气体，跨膜运输不需要载体和能量，运输方式为自由扩散。
【小问2详解】
实验使用¹⁴C标记HCO₃⁻，若H是定位于细胞膜的HCO₃⁻转运蛋白，实验组会转运更多放射性标记的HCO₃⁻进入细胞，因此实验组细胞内放射性显著高于对照组，绿色荧光主要分布于细胞膜。
【小问3详解】
a选项，H已经证实为HCO₃⁻转运蛋白，L与H氨基酸序列高度相似，提示功能相似，支持结论；
b选项，直接证明L定位于叶绿体膜，支持结论；
c选项，仅证明L可以异源表达，不能说明其定位和功能，不支持；
d选项，敲除L后叶绿体基质HCO₃⁻积累减少，直接证明L负责转运HCO₃⁻进入叶绿体，支持结论。
【小问4详解】
结合题干信息，胞外CO2通过自由扩散，直接穿过细胞膜，进入细胞质基质，H负责细胞膜转运HCO₃⁻，进入细胞质基质同时胞外CO₂和HCO₃⁻可以相互转化；细胞质基质中的CO₂通过自由扩散，直接穿过叶绿体膜，进入叶绿体基质，L负责叶绿体膜转运HCO₃⁻；C酶在叶绿体基质催化HCO₃⁻转化为CO₂，CO₂再参与暗反应（和C₅结合生成C₃），按逻辑补充路径即可。
【小问5详解】
根据题干系统观的定义"系统是相互作用依赖的组分形成的整体"，整体功能不等于组分的简单叠加，外源蛋白即使正确表达定位，若和水稻原有系统不能协调配合，就无法提升整体光合功能，即光合作用依赖于叶绿体为核心的系统完成，系统中的反应受多因素共同影响。转入的基因提高了叶绿体内的CO2浓度，但光合作用效率还受其他因素制约（如暗反应中某种酶的活性），导致系统整体光合效率未能提高。
18. 学习以下材料，回答（1）～（4）题。
菟丝子介导的植物间防御信号网络
传统生态学认为菟丝子是宿主的“资源掠夺者”，通过吸器侵入宿主的输导组织窃取营养。然而，近期研究揭示，菟丝子介导的跨植株“信息互联网”能传递防御信号。
当宿主植株A遭受害虫啃食时，损伤刺激引发其体内茉莉酸（JA）合成途径快速激活。JA不仅诱导植株A自身的系统防御，还可以经由菟丝子连通的输导组织长距离运输至未受攻击的相邻宿主植株B。即使植株A、B并非同种植物，这样的传递也可以发生。在宿主植株B中，输入的微量JA与受体结合，迅速启动级联反应，大幅上调TPI基因的转录。TPI蛋白的积累能抑制昆虫肠道蛋白酶活性，导致后续取食植株B的害虫生长发育受阻。此外，昆虫口腔分泌物（OS）能进一步放大JA信号强度，使该信号传递更快（30分钟内响应）、更远（可传递超100厘米）。
从进化与适应视角审视，这一现象挑战了“寄生即有害”的认识。虽然菟丝子索取资源不利于宿主生存，但其介导的“预警系统”使群落内的植物能协同抵御虫害，这种“信息收益”在虫害高发环境下可能抵消甚至超过资源损失。这表明生物之间的相互作用不仅是物质和能量的传递，更包含复杂的信息交流。
科学家推测可基于此机制构建人工防御网络，创新性地实现生物防治，提升作物抗虫性。
（1）请根据植物激素调节的知识，写出JA作为信号分子的一个特点并指出文中的依据____________________。
（2）实验证实，若受损的宿主植株A为JA合成缺陷突变体，即便存在物理连接，宿主植株B也无法启动防御反应，其原因是宿主植株B________，说明JA是菟丝子介导的跨植株防御信号传递的核心分子。
（3）研究者推测“OS能提高受损植株JA的合成量，从而增强对相连健康植株的防御诱导效果”。为此，选取生长状况一致的野生型大豆幼苗，接种菟丝子使其建立连接，形成“大豆M—菟丝子—大豆N”体系。请将下列实验设计中的i、ii补充完整，以验证该假设__________；__________。
（4）材料中提到的“信息收益”丰富了人们对种间关系的认识。请从物质、能量和信息的角度，概括说明菟丝子与宿主之间的相互作用_________________________。
【答案】（1）微量高效，微量JA即可大幅上调TPI基因转录；从产生的部位运输到作用部位，能跨植株（或物种）长距离运输；作用于靶细胞（靶组织），与受体结合启动级联反应；起调节作用，可大幅上调TPI基因转录（正确写出其中一点可得分）
（2）无来自植株A的JA信号
（3） ①. 对大豆M叶片进行机械损伤，并涂抹等量蒸馏水 ②. 不同组别间大豆M、N叶片中的JA含量以及大豆N叶片中TPI基因的mRNA含量
（4）菟丝子从宿主掠夺资源，获得物质和能量，同时菟丝子充当“预警系统”的信号通道，帮助未被侵害的植株提前获得虫害信息。
【解析】
【小问1详解】
植物激素是由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。JA作为信号分子具有：①微量高效的特点，依据：微量JA即可大幅上调TPI基因转录；②特点：从产生的部位运输到作用部位，依据：能跨植株（或物种）长距离运输；特点：作用于靶细胞（靶组织），依据：与受体结合启动级联反应；起调节作用，可大幅上调TPI基因转录。
【小问2详解】
若受损的宿主植株A为JA合成缺陷突变体，即便存在物理连接，宿主植株B也无法启动防御反应，其原因是宿主植株无来自植株A的JA信号（即宿主植株A无法合成JA），说明JA是菟丝子介导的跨植株防御信号传递的核心分子。
【小问3详解】
研究者推测“OS能提高受损植株JA的合成量，从而增强对相连健康植株的防御诱导效果”，该实验的自变量是“是否接种OS”和“是否损伤”，因变量是“大豆N的防御效果”（通过比较不同组别间大豆M、N叶片中的JA含量以及大豆N叶片中TPI基因的mRNA含量来判断）。甲组：对大豆M叶片进行机械损伤，并涂抹OS；乙组：对大豆M叶片进行机械损伤，并涂抹等量蒸馏水；丙组：对大豆M叶片不进行任何损伤处理，并涂抹等量蒸馏水。相同时间后，分别测定并比较不同组别间大豆M、N叶片中的JA含量以及大豆N叶片中TPI基因的mRNA含量。
【小问4详解】
菟丝子通过吸器从宿主植物中摄取水分、无机盐、有机物等营养物质，并获取能量，对宿主造成资源损耗。 当宿主植物A遭受虫害时，体内JA合成并经菟丝子介导的输导系统传递至邻近健康植株B，诱导其提前激活防御基因（如TPI），提升抗虫能力。菟丝子从宿主掠夺资源，获得物质和能量，同时菟丝子充当“预警系统”的信号通道，帮助未被侵害的植株提前获得虫害信息。
19. B细胞在骨髓中的发育过程受严格控制，使组织中发挥功能的成熟B细胞无自身反应性。研究者对其机制展开研究。
（1）人体的免疫系统能够分辨“自己”和“非己”成分，这是免疫系统完成________功能的基础。如果B细胞产生的抗体识别自身正常细胞的抗原，导致细胞损伤，则会引起________。
（2）研究发现，在B细胞发育过程中，抗体基因片段的随机重排，可形成种类极多的B细胞，这必然导致其中的部分B细胞有自身反应性。为研究有自身反应性的B细胞遇到自身抗原时，它们主要是凋亡（即克隆清除）还是抗体基因再次重排使B细胞“改头换面”（即受体编辑），研究者进行下图所示混合骨髓移植实验。
①混合的骨髓细胞被注射到受体小鼠静脉后，会随着血液循环迁移到受体小鼠的骨髓腔里“安家”，重建免疫系统。受体小鼠骨髓中，来自供体小鼠的造血干细胞通过________产生新的B细胞，进入脾脏。
②受体小鼠Ⅲ和Ⅳ在注射混合骨髓前均被高剂量射线照射处理，杀死受体小鼠原有的免疫细胞和造血干细胞，目的是__________________。
③研究者可通过检测并计算小鼠Ⅲ和Ⅳ脾脏细胞中________来分析自身反应性B细胞被“克隆清除”“受体编辑”或二者皆有。
（3）相对于“克隆清除”，“受体编辑”的两点优势是__________________。
【答案】（1） ①. 免疫防御、免疫自稳和免疫监视 ②. 自身免疫病
（2） ①. 分裂和分化 ②. 防止受体小鼠的免疫细胞对混合骨髓细胞的免疫排斥（或“确保受体小鼠新产生的B细胞完全来自于供体小鼠”） ③. 标记蛋白为α和β的B细胞的比例
（3）减少克隆清除造成 B 细胞的损耗，减少了体内物质和能量的浪费；保持B细胞的抗体基因重排多样性，使免疫系统具备应对多种抗原的潜能
【解析】
【小问1详解】
免疫防御、免疫监视和免疫自稳是免疫系统的三大功能，其中“识别自己和非己”是免疫防御功能的基础，同时监控和清除体内异常细胞。自身抗体攻击自身正常细胞导致的疾病是自身免疫病。
【小问2详解】
①造血干细胞通过分裂和分化产生新的B细胞，分裂实现细胞数量的增加，分化使细胞逐渐形成B细胞的特定形态与功能，最终发育为成熟B细胞进入脾脏。
②受体小鼠Ⅲ和Ⅳ在注射混合骨髓前被高剂量射线照射，杀死了原有免疫细胞和造血干细胞，既可以防止受体自身免疫细胞对移植的混合骨髓细胞产生免疫排斥反应，又能确保后续受体小鼠体内新产生的B细胞完全来自供体小鼠，排除原有细胞对实验结果的干扰。
③由于小鼠Ⅰ的B细胞标记蛋白为α、不产生抗K抗体，小鼠Ⅱ的B细胞标记蛋白为β、能产生抗K抗体，研究者可通过检测并计算小鼠Ⅲ和Ⅳ脾脏细胞中标记蛋白为α和β的B细胞的比例，分析自身反应性B细胞的去向。
【小问3详解】
相对于 “克隆清除” 直接诱导自身反应性B细胞凋亡，“受体编辑” 通过抗体基因再次重排改变B细胞受体特异性，既减少了细胞凋亡造成的B细胞损耗，避免了体内物质和能量的浪费，又保留了B细胞的存活，维持了抗体基因重排的多样性，使免疫系统依然具备应对多种抗原的潜能，不会因大量清除B细胞而降低免疫防御的广度与潜力。
20. 籼稻和粳稻的杂交种有杂种优势但会出现部分花粉不育。水稻基因组中Sa区段（简称Sa）与花粉育性相关。
（1）籼稻和粳稻的Sa不同，二者杂交所得F1的Sa类型均为籼—粳杂合型。常温（23℃）下F1花粉50%可育，F1自交所得F2的Sa类型及比例为籼稻型∶籼—粳杂合型＝1∶1，推测F1中含________Sa的花粉不育。高温（32℃）下F1花粉育性完全恢复。
（2）Sa包含连锁不发生交换的3个基因——F、M和L，籼稻为F+、M+、L+的纯合子，粳稻为F-、M-、L-的纯合子。F+蛋白与M+蛋白在减数分裂Ⅰ过程中结合形成复合物C，导致花粉败育。研究者推测“L+蛋白在花粉中完全解除复合物C的作用”，为验证该推测，将L+基因转入F1获得转基因植株（L+基因单拷贝插入非Sa所在的染色体）。若该推测成立，则该转基因植株在常温下自交，后代Sa类型及比例为籼稻型∶籼—粳杂合型∶粳稻型＝________。
（3）L-蛋白也具有恢复育性的功能，但其氨基酸序列与L+蛋白有差异。研究者分别敲除F1植株中的L+基因或L-基因，获得突变植株甲和乙。植株甲和乙在不同温度下分别自交，后代的Sa类型所占比例如图1。
综合上述信息，阐述L+蛋白和L-蛋白与不同温度下F1花粉育性的关系____________________。
（4）研究者进一步提出假说：“L+蛋白可通过竞争性结合M+蛋白，抑制复合物C的作用”，证实该假说的实验设计如下。
步骤1：GST蛋白和MBP蛋白为常用的分子标签。研究者分别制备了GST-M+、MBP-F+、MBP-L+三种融合蛋白，这三种蛋白分子量不同。
步骤2：将不同蛋白按照表中1～5组所示组合混匀后保温（“＋”代表加入，“－”代表未加入），请写出表中“？”处的处理________；________；________；________。
步骤3：捕获GST-M+及其结合蛋白，分离与GST-M+结合的蛋白并进行电泳，用抗MBP抗体检测，依据电泳条带的位置和深浅判断_____________。
（5）籼稻主要分布于热带、亚热带，粳稻主要分布于温带。图2为籼稻和粳稻的演化路径，依据现代生物进化理论分析，形成现今的籼稻和粳稻的两个关键环节是__________________。
【答案】（1）粳稻 （2）2:3:1
（3）L+ 蛋白在常温和高温下均可恢复含籼稻Sa的花粉育性；L- 蛋白在常温下不能恢复含粳稻Sa的花粉育性，高温下可以恢复含粳稻Sa的花粉育性
（4） ①. - ②. + ③. ++ ④. +++ ⑤. 结合到M⁺ 上的MBP-F⁺ 或MBP-L⁺ 的含量
（5）变异和选择
【解析】
【小问1详解】
籼稻和粳稻杂交所得F1的Sa类型为籼—粳杂合型（设为S1S2，S1代表籼稻型Sa，S2代表粳稻型Sa）。常温下F1花粉50%可育，F1自交所得F2的Sa类型及比例为籼稻型（S1S1）:籼—粳杂合型（S1S2）=1:1。若F1产生的花粉中，含S2（粳稻型Sa）的花粉不育，那么F1（S1S2）产生的可育花粉只有含S1（籼稻型Sa）的，而卵细胞有S1和S2两种，受精时，可育花粉（S1）与卵细胞（S1或S2）结合，后代基因型为S1S1（籼稻型）和S1S2（籼—粳杂合型），比例为1:1，与题干结果相符，所以推测F1中含粳稻型Sa的花粉不育。
【小问2详解】
Sa包含连锁不发生交换的3个基因——F、M和L，籼稻为F+、M+、L+的纯合子，粳稻为F−、M−、L−的纯合子，F+蛋白与M+蛋白在减数分裂过程中结合形成复合物C，导致花粉败育，研究者推测L+蛋白在花粉中完全解除复合物C的作用。将L+基因转入F1获得转基因植株（L+基因单拷贝插入非Sa所在的染色体），F1产生的花粉有F+M+L+、F−M−L−L+、F+M+L+L+、F−M−L−（败育），则F1产生的花粉及比例为F+M+L+：F−M−L−L+：F+M+L+L+=1：1：1，F1产生的卵细胞及比例为F+M+L+：F−M−L−L+：F+M+L+L+：F−M−L−=1：1：1：1，F1自交时，产生的后代Sa类型及比例为：含两个籼稻Sa基因（F+M+L+）的个体（籼稻型）占2/3×2/4=1/3，含一个籼稻Sa基因（F+M+L+）和一个粳稻Sa基因（F−M−L−）的个体（籼-粳杂合型）占2/3×2/4+1/3×2/4=1/2，含两个粳稻Sa基因（F−M−L−）的个体（粳稻型）占1/3×2/4=1/6，所以籼稻型：籼-粳杂合型：粳稻型=2:3:1。
【小问3详解】
植株甲：由于敲除L+基因，所以含籼稻型Sa的花粉不育，只有L-基因，但常温下，L-蛋白不能解除复合物C的作用，含粳稻型Sa的花粉也不育，所以无后代；高温下，L-蛋白能解除复合物C的作用，含粳稻型Sa的花粉可育，所以后代中籼-粳杂合型：粳稻型=1:1。植株乙：由于敲除L-基因，所以含粳稻型Sa的花粉不育，只有L+基因，常温和高温下，L+蛋白都能解除复合物C的作用，含籼稻型Sa的花粉在常温和高温下均可育，所以后代中籼稻型和籼—粳杂合型=1:1。 综上，L+ 蛋白在常温和高温下均可恢复含籼稻Sa的花粉育性；L- 蛋白在常温下不能恢复含粳稻Sa的花粉育性，高温下可以恢复含粳稻Sa的花粉育性。
【小问4详解】
步骤2中，1组的MBP-L+处理：－（作为对照，没有MBP-L+蛋白，用于验证F+蛋白与M+蛋白结合情况）；2组-4组，逐渐增加加入的MBP-L+的量，以检测L+蛋白是否可通过竞争性结合M+蛋白，抑制F+和M+结合，所以2组的MBP-L+处理：＋；3组的MBP-L+处理：＋＋；4组的MBP-L+处理：＋＋＋。步骤3中，因为MBP-F+和MBP-L+都带有MBP标签，所以用抗MBP抗体可以检测它们的存在，依据电泳条带的位置和深浅判断结合到M⁺上的MBP-F⁺或MBP-L⁺的含量，以识别GST-M+与MBP-F+和MBP-L+的结合情况。
【小问5详解】
根据现代生物进化理论，热带祖先通过变异产生了F+M+L-和F+M+L+的变异类型。自然选择作用于这些变异，使分布在温带的种群保留了F-M-L-的基因型（现今的粳稻），分布在热带、亚热带的种群保留了F+M+L+的基因型（现今的籼稻），所以形成现今的籼稻和粳稻的两个关键环节是变异和选择。
21. 转录因子是特异性结合某些DNA序列（称为“识别序列”）并调控基因转录的蛋白质。研究者设计了模块M、N和P，用于植物基因表达的调控。
（1）研究者分别构建了含模块M、N、P的重组Ti质粒。向农杆菌中分别转入不同的质粒组合，随后侵染烟草叶片的Ⅰ～Ⅳ区域，如图1所示。Ti质粒中的T-DNA均成功整合到烟草细胞的________上，使相关基因可在植物细胞中表达。
（2）模块P中以绿色荧光蛋白（GFP）基因为报告基因，编码GFP的序列内部插入了一段内含子（内含子在真核细胞中不被翻译，在原核细胞中可被翻译），其目的是防止_____________。
（3）当转录因子结合启动子上游的识别序列时，可通过与转录因子相连的激活蛋白，促进相应基因转录；当转录因子结合启动子下游的识别序列时，可抑制相应基因转录。不同转录因子对同一基因的调控效果在一定范围内可叠加。研究者设计了图2所示的模块M、N、P，进行（1）中的转基因操作，测定叶片Ⅰ～Ⅳ区域的绿色荧光强度，部分结果如图3。请在答题卡上补充图3中Ⅰ、Ⅳ区域的预期结果__________，阐述Ⅳ区域GFP基因表达调控的机制____________________。
（4）利用组织特异性启动子可实现对特定细胞的基因表达调控，从而人为控制植物发育。如图4，SMB启动子只在甲中深色区域启动下游基因高表达，PIN启动子只在乙中深色区域启动下游基因高表达。请用这两种启动子和上述元件设计新的模块M、N、P，构建转基因植株，实现在丙中深色区域高表达GFP的目标_______________。
【答案】（1）染色体DNA
（2）农杆菌表达出有功能的GFP，影响对植物细胞荧光的观察
（3） ①. Ⅳ区域中，M模块产生融合蛋白A-X，转录因子A与识别序列a结合，X蛋白激活GFP基因表达；N模块产生的转录因子B与识别序列b结合，抑制转录因子C表达，减弱C对GFP基因表达的抑制；二者都促进GFP基因表达且效果叠加 ②.
（4）
【解析】
【小问1详解】
农杆菌转化法的原理是Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到植物细胞的染色体DNA上，从而使目的基因随植物细胞的基因组稳定遗传和表达。
【小问2详解】
内含子在真核细胞中可被剪接加工，使GFP正常表达；但农杆菌是原核生物，无剪接内含子的机制，插入内含子后，GFP 基因在农杆菌中无法翻译出有功能的蛋白，避免农杆菌自身的荧光干扰植物细胞的荧光观察。
【小问3详解】
根据题干信息，转录因子A-X可激活GFP 基因表达，转录因子B可抑制转录因子C的表达（C会抑制GFP 表达），且不同转录因子的调控效应可叠加。 Ⅰ区域仅含M模块，仅A-X发挥激活作用，因此荧光强度较低； Ⅳ区域同时含M、N、P模块，A-X直接激活GFP，同时B抑制C的表达、解除了C对GFP的抑制，两种促进效应叠加，因此Ⅳ区域的荧光强度会显著高于 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域。
【小问4详解】
前提：SMB启动子特异性在甲深色区域启动基因表达， PIN启动子特异性在乙深色区域启动基因表达。 目标：使 GFP 仅在丙深色区域高表达 方案①M模块不含启动子，不表达 A-X； N模块由PIN启动子驱动，在乙深色区域表达转录因子 B； P 模块含识别序列 b 和 GFP 基因。 只有在丙深色区域，B蛋白可充分结合识别序列b， 有效激活GFP基因表达， 从而实现GFP在丙深色区域高表达。 方案② M 模块由 SMB 启动子驱动，在甲深色区域表达 A-X； N模块由PIN启动子驱动，在乙深色区域表达B； P模块含识别序列 a、b和GFP基因。 A-X结合序列a激活GFP，B结合序列b激活GFP。 只有在丙深色区域，A-X和B同时存在， 二者协同作用，使 GFP表达量显著升高，实现高表达。 方案③M 模块由SMB启动子驱动，在甲深色区域表达A-X； N模块由PIN启动子驱动，在乙深色区域表达B； P模块含序列 a、序列 b、C基因和GFP基因，C 基因表达产物抑制GFP。 仅甲区域：有 A-X但无B，C持续抑制GFP →不表达 ，仅乙区域：有B抑制C，但无A-X激活 → 不表达丙深色区域：A-X激活GFP，同时B抑制C解除抑制， 双重作用使GFP高效表达。 选项
科学方法
相关描述
A
预实验
用于摸索条件，检验实验设计的科学性和可行性
B
归纳法
由具体事实推出一般结论，不存在例外
C
假说—演绎法
根据假说演绎推理预测实验结果，再通过实验检验
D
建立数学模型
用适当的数学形式对事物的性质进行表达
组别
蛋白质
1组
2组
3组
4组
5组
MBP-L+
？
？
？
？
－
MBP
－
－
－
－
＋
GST-M⁺
＋
＋
＋
＋
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MBP-F+
＋
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