河南部分重点中学2026届高三下学期4月内部练生物试题（Word版附解析）

这是一份河南部分重点中学2026届高三下学期4月内部练生物试题（Word版附解析），共17页。
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
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，用橡皮擦干净后，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，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 生态系统的生物多样性承载力代表可维持的物种数量与种群规模，当人类活动导致的生境破坏、物种丧失超过承载力时，表现为“生物多样性赤字”。下列行为不利于降低生物多样性赤字的是（ ）
A. 建立自然保护区B. 围湖造田扩耕
C. 实施濒危物种繁育D. 禁止非法猎捕
【答案】B
【解析】
【详解】A、建立自然保护区保护生物的栖息地和生态系统，减少人类干扰，有利于维持和增加生物多样性，A不符合题意；
B、围湖造田扩耕会破坏湖泊、 湿地等天然生态系统，导致水生生物栖息地大量丧失，生物种类与数量减少，会加剧“生物多样性赤字”，B符合题意；
C、实施濒危物种繁育可提高濒危物种种群数量，防止物种灭绝，增加生物多样性，C不符合题意；
D、禁止非法猎捕能减少对野生动物的直接捕杀与贩卖，保护物种资源，D不符合题意。
2. 下列有关健康生活与疾病预防措施的叙述正确的是（ ）
A. 接种疫苗可直接刺激浆细胞产生抗体以增强机体特异性免疫
B. 长期高盐饮食会增大细胞外液渗透压，机体分泌的醛固酮会增多
C. 长期高糖、高脂饮食会使胰岛B细胞功能过载，可能导致糖尿病
D. 提倡有氧运动，其目的是避免细胞进行无氧呼吸产生大量酒精
【答案】C
【解析】
【详解】A、接种疫苗后，疫苗作为抗原刺激B细胞增殖分化为浆细胞和记忆细胞，浆细胞不能直接接受抗原刺激，A错误；
B、醛固酮的作用是促进肾小管和集合管对Na+的重吸收，长期高盐饮食使细胞外液渗透压升高，会抑制醛固酮分泌，B错误；
C、长期食用高糖、高脂食物，血糖浓度长时间处于较高状态，机体需要分泌更多的胰岛素，使胰岛B细胞功能长时间过载，可能会造成胰岛B细胞功能受损，导致糖尿病，C正确；
D、人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，不是酒精，提倡有氧运动是为了避免无氧呼吸产生大量乳酸导致的肌肉酸胀，D错误。
3. 研究人员在深海热泉口发现一种新型嗜热细菌，其细胞膜含特殊支链脂质，可在90℃以上维持膜的结构特点。下列推测合理的是（ ）
A. 该菌的DNA分子中G-C碱基对比例显著高于常温细菌
B. 其细胞膜不含磷脂，仅由特殊支链脂质构成，避免高温溶解
C. 组成特殊支链脂质的各种元素在细胞中大多以离子形式存在
D. 该细菌线粒体数量多，以提高在深海环境中对氧气的利用率
【答案】A
【解析】
【详解】A、G-C碱基对之间有3个氢键，A-T碱基对之间有2个氢键，氢键越多，DNA热稳定性越高，嗜热细菌生活在90℃以上高温环境，其DNA 分子中G-C碱基对比例应显著高于常温细菌，以维持DNA结构稳定，A正确；
B、细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，所有细胞的细胞膜都含有磷脂，特殊支链脂质是辅助其在高温下维持膜结构特点的成分，并非替代磷脂，B错误；
C、细胞中的元素主要以化合物形式存在，C错误；
D、细菌属于原核生物，细胞内无线粒体，D错误。
4. “RNA世界假说”是生命起源研究的核心假说，该假说认为RNA是生命的第一个独立、可自我复制的分子系统，地球早期存在一个仅以RNA为核心的生命阶段。该假说的提出基于RNA具有下列哪两种功能（ ）
①催化化学反应；②携带遗传信息；③调节基因表达；④转运氨基酸
A. ①②B. ①③C. ②④D. ③④
【答案】A
【解析】
【详解】“RNA世界假说”的核心依据是RNA是一个独立、可自我复制的分子系统，早期生命只靠RNA就能同时完成遗传信息的传递和细胞代谢，需要①RNA可以催化化学反应，承担类似酶的功能；②RNA可以携带遗传信息，承担类似DNA的功能，A正确，BCD错误。
5. M是一种酶调节剂，实验小组为了探究物质M对某种酶活性的影响，在甲和乙试管中加入充足的底物后向甲试管中加入该酶，乙试管中加入该酶和物质M，两支试管的酶促反应速率随酶浓度的变化如图所示，已知该实验是在最适环境条件下进行的。下列叙述错误的是（ ）
A. 该实验的自变量是酶浓度和是否加入物质M
B. 实验结果表明物质M能抑制该酶的活性
C. P点限制酶促反应速率的主要因素是酶浓度
D. 若适当提高温度，甲乙两曲线的斜率均变大
【答案】D
【解析】
【详解】A、由题可知，该实验的自变量是酶浓度和是否加入物质M，A正确；
B、乙试管加入物质M后酶促反应速率下降，说明物质M能抑制该酶的活性，B正确；
C、P点时，曲线尚未到达平衡点，此时限制酶促反应速率的主要因素是酶浓度，C正确；
D、已知该实验是在最适条件下进行的，若适当提高温度，会使酶活性降低，甲乙两曲线的斜率均变小，D错误。
6. 近期科学家发现了一种新的衰老细胞特异性蛋白SASP因子受体，它只在衰老细胞表面高表达。下列叙述正确的是（ ）
A. 衰老细胞中所有酶的活性均降低，代谢速率减慢
B. 衰老细胞细胞核体积减小，核膜内折，细胞萎缩
C. 仅衰老细胞内才有控制SASP合成的特异性基因
D. 制备靶向SASP因子受体的单克隆抗体可以延缓细胞衰老
【答案】D
【解析】
【详解】A、衰老细胞中多种酶的活性降低，并非所有酶，如与细胞凋亡相关的酶活性可能升高，A错误；
B、衰老细胞的细胞核体积增大，核膜内折，细胞萎缩，体积变小，B错误；
C、机体所有体细胞都含有控制SASP合成的基因，只是该基因在衰老细胞中选择性表达，C错误；
D、SASP因子受体只在衰老细胞表面高表达，制备靶向SASP因子受体的单克隆抗体可特异性作用于衰老细胞，进而延缓细胞衰老，D正确。
7. 利用洋葱不同部位进行实验，下列材料选择不恰当的是（ ）
A. 根尖分生区—观察有丝分裂过程中染色体的行为
B. 绿色管状叶—光合色素的提取和分离实验
C. 紫色鳞片叶外表皮—观察质壁分离和复原实验
D. 紫色鳞片叶内表皮—观察叶绿体的分布
【答案】D
【解析】
【详解】A、洋葱根尖分生区细胞进行的是有丝分裂，有丝分裂过程中染色体会存在周期性行为，因此，可以用根尖分生区细胞观察有丝分裂时染色体的行为，A正确；
B、洋葱绿色管状叶含有丰富的光合色素，适合用于光合色素的提取和分离实验，B正确；
C、紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有中央液泡，且液泡呈紫色，在质壁分离和复原过程中，颜色变化明显，便于观察，C正确；
D、洋葱鳞片叶内表皮细胞无叶绿体，D错误。
8. GS3基因控制籽粒饱满度，该基因的上游存在一段调控序列能增强GS3基因的表达从而促进籽粒饱满，在某水稻品系中GS3基因和调控序列的距离因染色体片段倒位而增大，导致籽粒饱满度下降。下列叙述错误的是（ ）
A. 调控序列和GS3基因距离增大会减弱其调控效应
B. 该水稻品系的变异属于染色体结构变异，不能在显微镜下观察到
C. 该水稻品系GS3基因表达的mRNA较正常水稻品系少
D. 该现象说明非编码DNA序列也可能影响生物性状
【答案】B
【解析】
【详解】A、由题干“该基因的上游存在一段调控序列能增强GS3基因的表达从而促进籽粒饱满，在某水稻品系中GS3基因和调控序列的距离因染色体片段倒位而增大，导致籽粒饱满度下降”可知，调控序列和GS3基因距离增大会减弱其调控效应，A正确；
B、染色体片段倒位属于染色体结构变异， 可在显微镜下观察到，B错误；
C、调控效应减弱，GS3基因的转录减少，因此GS3基因表达的mRNA较正常水稻品系少，C正确；
D、调控序列属于非编码DNA序列，其与GS3基因的距离变化影响了生物性状，说明非编码DNA序列也可能影响生物性状，D正确。
9. 组蛋白H3可参与构成染色体，其异常调控与结肠癌的发生、发展密切相关。研究人员检测了不同结肠组织中组蛋白H3甲基化修饰的概率，结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 组蛋白H3甲基化概率可作为结肠癌早期诊断的分子标志物
B. 组蛋白甲基化属于表观遗传修饰，不改变机体的遗传物质
C. 组蛋白H3的甲基化可能抑制了结肠组织中原癌基因的表达
D. 若亲本基因发生了该甲基化修饰导致表型改变，改变后的性状不一定遗传给后代
【答案】C
【解析】
【详解】A、从正常组织到癌变晚期，组蛋白H3甲基化概率逐渐升高，且异常增生早期已出现甲基化，因此组蛋白H3甲基化概率可作为结肠癌早期诊断的分子标志物，A正确；
B、表观遗传修饰仅改变基因表达，不改变DNA的碱基序列，组蛋白H3甲基化符合这一特征，B正确；
C、随着组蛋白H3甲基化概率升高，结肠组织从正常发展为癌变，说明甲基化可能抑制抑癌基因表达，C错误；
D、若发生甲基化的DNA位于体细胞中，则改变后的性状不一定遗传给后代，D正确。
10. 家蚕的性别决定方式为ZW型，科研人员在家蚕中发现三对独立遗传的基因共同控制蚕茧的颜色、丝质韧性、斑纹有无三对相对性状。其中蚕茧的颜色黄色和白色受等位基因A/a控制，丝质韧性的强韧丝和脆丝受等位基因B/b控制，且脆丝无论茧色基因如何，均表现为白茧，家蚕有纹和无纹受等位基因D/d控制。现有某对雌雄家蚕杂交的结果如图所示，F1雌雄家蚕杂交产生F2（不考虑W染色体上基因的遗传）。下列叙述错误的是（ ）
A. 黄色对白色为显性，强韧丝对脆丝为显性
B. 杂交亲本的基因型组合为AAbbZdZd和aaBBZDW
C. F2黄茧无斑纹雄性个体中纯合子的比例为1/6
D. F2白茧无斑纹个体中纯合子的比例为3/7
【答案】C
【解析】
【详解】A、据杂交结果可知，F1全部是黄色，因此黄色对白色为显性；F1丝质全部为强韧丝，因此强韧丝对脆丝为显性，且这两种性状雌雄比例相等，说明这两对等位基因位于常染色体上，A正确；
B、据杂交结果可知，F1雌性全部是无斑纹，雄性全部是有斑纹，因此D/d基因在Z染色体上，则杂交亲本的基因型组合为AAbbZdZd和aaBBZDW，B正确；
C、F1的基因型为AaBbZDZd和AaBbZdW，F2的黄色无斑纹雄性的基因型为A_B_ZdZd，其中纯合子占1/3×1/3=1/9，C错误；
D、F2白茧无斑纹个体的基因型为（A_bb、aaB_、aabb）（ZdZd、ZdW），其中纯合子占3/7，D正确。
11. 阿尔茨海默病是一种神经退行性疾病，患者的大脑皮层会出现弥散性萎缩，这最可能直接导致机体（ ）
A. 学习和记忆功能出现障碍B. 不能排尿
C. 膝跳反射丧失D. 无法调节体温
【答案】A
【解析】
【详解】A、大脑皮层萎缩会导致学习和记忆功能出现障碍，A正确；
B、排尿反射的初级神经中枢在脊髓，高级神经中枢在大脑皮层，大脑皮层萎缩会导致排尿不受意识控制，但仍能排尿，B错误；
C、膝跳反射的神经中枢在脊髓，大脑皮层萎缩不直接影响脊髓反射，膝跳反射不会丧失，C错误；
D、体温调节中枢位于下丘脑，大脑皮层萎缩不直接影响体温调节，D错误。
12. 重症肌无力患者体内产生抗乙酰胆碱受体的抗体，使乙酰胆碱无法正常与受体结合，肌肉不能正常收缩，如图表示抗乙酰胆碱受体的抗体产生的部分过程。下列叙述正确的是（ ）
A. 细胞甲表示细胞毒性T细胞，细胞乙表示B细胞
B. 该病的发生与免疫系统的免疫自稳功能异常有关
C. 仅通过物质X的刺激作用就能完成细胞乙的激活
D. 该抗体最终会导致电信号到化学信号的转换过程受阻
【答案】B
【解析】
【详解】A、图中细胞甲是辅助性T细胞，细胞乙是B细胞，细胞丙是浆细胞，细胞丁是记忆细胞，辅助性T细胞分泌细胞因子（物质X）作用于B细胞，A错误；
B、重症肌无力是机体产生抗自身乙酰胆碱受体的抗体，属于自身免疫病，与免疫系统的免疫自稳功能异常有关，B正确；
C、B细胞的激活需要两个信号，一是抗原的直接刺激，二是辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合，仅物质X不能完成激活，C错误；
D、该抗体使乙酰胆碱无法正常与乙酰胆碱受体结合，最终导致化学信号到电信号的转换过程受阻，D错误。
13. X是一种乙烯受体的拮抗剂，外源X能有效阻断乙烯信号传导途径。实验小组为了探究乙烯的合成和乙烯信号传导途径对拟南芥低温耐受能力的影响，进行了相关实验，实验处理及各组拟南芥的存活率如表所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 乙烯具有促进果实成熟的作用，在植物体各个部位都能合成
B. 该实验的自变量是温度、时间、是否添加X以及拟南芥种类
C. 乙烯会降低拟南芥对低温环境的耐受能力
D. 低温条件下可适当施加外源X以提高拟南芥的抗冻能力
【答案】B
【解析】
【详解】A、乙烯的合成部位为植物体的各个部位，主要生理作用包括促进果实成熟，A正确；
B、本实验的自变量为拟南芥种类（普通对照组、乙烯合成增多突变体）、是否添加X、低温处理时长，22℃为正常培养的无关变量，本实验并未设置不同温度梯度作为实验处理，温度不属于自变量，B错误；
C、对比组别Ⅰ和Ⅱ可知，乙烯合成增多的突变体在相同低温处理条件下存活率显著低于对照组，说明乙烯会降低拟南芥对低温环境的耐受能力，C正确；
D、对比组别Ⅰ与Ⅲ、Ⅱ与Ⅳ可知，添加了乙烯受体拮抗剂X的组别，相同低温处理条件下存活率显著高于未添加组，说明低温条件下施加外源X可提高拟南芥的抗冻能力，D正确。
14. 蓟马是一类取食植物汁液的小型昆虫，研究发现，西花蓟马会用口器在植物叶片上快速刺戳吸食汁液并留下机械刺点，而植物存在一定的防御策略，科研人员以拟南芥为材料进行实验探究其防御策略，实验处理与结果如表所示。下列叙述正确的是（ ）
A. 西花蓟马和拟南芥之间的种间关系为捕食
B. 西花蓟马口器可能含有促使叶片释放油苷的分泌物
C. 植物分泌油苷进行防御，体现了行为信息对种间关系的调节
D. 植物合成并释放油苷的过程，受环境因素调节，与基因无关
【答案】B
【解析】
【详解】A、捕食是指一种生物以另一种生物的全部/部分组织为食，西花蓟马仅取食植物汁液，与拟南芥的种间关系为寄生，A错误；
B、甲组西花蓟马自然刺戳的油苷释放量远高于仅有人工机械损伤的乙组，说明除机械损伤外，西花蓟马口器可能存在特殊分泌物，能促使叶片释放更多油苷，B正确；
C、油苷是具有挥发性的化学物质，属于生态系统信息中的化学信息，不属于行为信息，C错误；
D、植物合成并释放油苷的过程是基因和环境共同调控的结果，受相关基因的表达调控，并非与基因无关，D错误。
故选B。
15. 角膜移植是目前临床治疗角膜盲的唯一途径，角膜内皮细胞培养可解决捐献角膜数量有限的难题。下列有关角膜内皮细胞（贴壁细胞）培养的叙述错误的是（ ）
A. 培养前要用胰蛋白酶处理以分散组织细胞
B. 可先用台盼蓝染色再对悬浮液中的细胞进行计数
C. 原代培养过程中贴壁的细胞会出现分层生长现象
D. 营养物质减少和代谢废物积累会限制细胞数量增长
【答案】C
【解析】
【详解】A、动物细胞培养前，需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理组织，使细胞分散开，形成单细胞悬液，A正确；
B、台盼蓝可将死细胞染色，活细胞不能被染色，因此可先用台盼蓝染色再对悬浮液中的活细胞进行计数，B正确；
C、动物细胞培养过程中， 细胞表现出接触抑制，贴壁细胞会单层生长，不会分层生长，C错误；
D、培养过程中，营养物质的不断消耗和代谢废物的积累，会抑制细胞的增殖，限制细胞数量增长，D正确。
16. 实验小组为获得产赖氨酸益生菌所需的指示菌株，以大肠杆菌野生型为初始菌株，经诱变后筛选出赖氨酸营养缺陷型菌株，再利用得到的菌株作为指示菌，在如图所示的培养基上，筛选产赖氨酸的益生菌。结果显示仅1组和2组滤纸片周围产生细菌生长圈。下列叙述错误的是（ ）
A. 该培养基上应均匀涂布赖氨酸缺陷型菌株
B. 该培养基的组分中含有琼脂和赖氨酸
C. 1组和2组滤纸片上的益生菌能产赖氨酸
D. 可设置含无菌水的滤纸片作为对照组
【答案】B
【解析】
【详解】A、该实验的目的是筛选产赖氨酸的益生菌，指示菌是赖氨酸营养缺陷型菌株，只有当益生菌产赖氨酸时，指示菌才能在其周围生长，因此培养基上应均匀涂布赖氨酸缺陷型菌株，A正确；
B、该培养基为固体培养基，所以含有琼脂，但作为筛选产赖氨酸益生菌的选择培养基，其组分中不应含有赖氨酸，否则指示菌会在整个培养基上生长，无法筛选出目标益生菌，B错误；
C、1组和2组滤纸片周围产生细菌生长圈，说明指示菌（赖氨酸缺陷型菌株）在这些区域获得了赖氨酸，因此该滤纸片上的益生菌能产赖氨酸，C正确；
D、设置含无菌水的滤纸片作为对照组，可以排除滤纸片本身或其他无关因素对实验结果的影响，D正确。
二、非选择题：本题共5小题，共52分。
17. 骨关节炎（OA）是一种常见的退行性疾病，其核心病理是软骨细胞能量与还原力失衡，导致软骨基质合成受阻。我国科学家团队开创性地将植物光合作用系统引入动物细胞治疗，利用菠菜类囊体制备纳米类囊体单元（NTUs），并结合软骨细胞膜（CM）包裹技术，构建了CM-NTUs系统，以实现对骨关节炎的治疗，相关过程如图所示。回答下列问题：
（1）菠菜类囊体膜是光反应的关键结构，NTUs保留该结构的功能，在光照条件下可将光能转化为_________中活跃的化学能。CM-NTUs能通过膜融合进入软骨细胞，依赖于细胞膜具有_________的结构特点。
（2）为验证CM-NTUs的治疗效果及光照的必要性，研究人员选取生理状态相似的OA模型小鼠，随机分为四组，进行如表所示处理：
该实验可检测的因变量有_________（答出1点）。甲组和乙组相比，预测_________组的治疗效果会更好。实验结果表明丙组的治疗效果显著低于甲组，因此治疗时需将CM-NTUs而不是NTUs注入OA小鼠的骨关节，原因是_________（答出2点）。研究发现，该疗法的远期效果存在“光漂白”现象，即长时间光照会导致NTUs活性下降，基于基因工程的思路，提出一条解决该问题的思路：_________。
【答案】（1） ①. ATP和NADPH ②. 流动性
（2） ①. 软骨基质的合成量、骨关节炎的患病程度、细胞内ATP和NADPH的含量（答出1点即可） ②. 甲 ③. CM可使NTUs更精准地与软骨细胞膜融合，避免NTUs被其他细胞摄取；同时减少NTUs被免疫系统识别清除；提升NTUs进入软骨细胞的效率；为类囊体发挥作用提供独立且相对稳定的环境（合理即可，答出2点即可） ④. 改造NTUs的基因，增强其活性、将植物类囊体（结构或功能）相关的基因导入软骨细胞（合理即可）
【解析】
【小问1详解】
光反应的核心是将光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，类囊体是光反应的场所，NTUs保留类囊体功能，因此光照下能完成该能量转化。细胞膜融合依赖细胞膜的流动性这一结构特点。
【小问2详解】
实验目的是验证CM—NTUs的治疗效果及光照的必要性，因变量需围绕骨关节炎治疗效果和软骨细胞功能设定，所以可检测的因变量有软骨基质的合成量、骨关节炎的患病程度、细胞内ATP和NADPH的含量。
甲组有光照，NTUs可发挥光反应功能为软骨细胞供能，促进软骨基质合成，乙组黑暗则NTUs无法激活，因此甲组治疗效果更好。
CM是软骨细胞膜，与软骨细胞的膜具有相容性，能通过膜融合精准将NTUs送入软骨细胞，提升NTUs进入软骨细胞的效率，为类囊体发挥作用提供独立且相对稳定的环境，无CM包裹的NTUs易被免疫系统清除或进入其他细胞，导致作用效率大幅降低等。
“光漂白”是外源NTUs在长期光照下活性下降，基因工程的核心是基因的导入或改造，思路一是改造NTUs的基因，增强其活性，从根源解决活性下降问题；思路二是将类囊体相关的基因导入软骨细胞，让软骨细胞自主合成类囊体相关结构，无需外源NTUs。
18. 焦虑的产生与神经递质失衡、下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA轴）激活及肠道菌群失调密切相关，脑-肠轴是连接肠道菌群与神经系统的重要通路。研究人员为了研究酸枣仁对焦虑的影响，将大鼠随机分为健康组（HC组）、焦虑模型组（CUMS组）及酸枣仁添加组（SZS组，焦虑模型大鼠灌胃酸枣仁水提取物），检测大鼠行为学指标和肠道菌群相对丰度（即菌株相对含量），结果如下表、下图所示。回答下列问题：
大鼠相关行为学结果
（1）焦虑大鼠_________（填“交感神经”或“副交感神经”）过度激活会促进_________（填激素）释放，导致心率加快、血压升高。皮质醇是一种由肾上腺皮质分泌的激素，其分泌过程存在_________调节，以维持激素水平的相对稳定。
（2）根据表1结果可以得出的实验结论是_________。酸枣仁可调节肠道菌群，使菌群发酵膳食纤维产生短链脂肪酸，发挥调节作用，结合上图结果推测产生短链脂肪酸的菌群可能是_________。
（3）研究发现短链脂肪酸可通过激活迷走神经促进神经递质5-羟色胺的分泌，从而对焦虑进行调节。实验小组为验证该发现，将肠道菌群清除的大鼠随机均分为三组，甲组灌胃短链脂肪酸、乙组灌胃生理盐水、丙组的处理方式为_________，再检测大鼠的焦虑情况，相应的实验结果为_________。该实验以肠道菌群清除的焦虑模型大鼠作为实验材料的目的是_________。
【答案】（1） ①. 交感神经 ②. 肾上腺素（或去甲肾上腺素） ③. （负）反馈
（2） ①. 酸枣仁水提取物可显著改善焦虑大鼠的焦虑行为 ②. 拟杆菌属
（3） ①. 切断迷走神经并灌胃短链脂肪酸 ②. 甲组大鼠焦虑行为显著缓解，丙组与乙组无显著差异 ③. 避免大鼠肠道内自身的菌群产生短链脂肪酸影响实验结果
【解析】
【小问1详解】
焦虑状态下交感神经过度激活会引发机体“应激反应”，促进肾上腺素或去甲肾上腺素释放，导致心率加快、血压升高。皮质醇分泌的调控存在负反馈调节（如皮质醇含量过高时，会抑制下丘脑和垂体分泌相关激素），从而维持激素水平相对稳定。
【小问2详解】
由表可知，与焦虑模型组（CUMS）相比，酸枣仁添加组（SZS）大鼠糖水偏好率、移动距离显著升高，暗处停留时间显著缩短，这些行为学指标均表明大鼠焦虑症状缓解，因此可得出酸枣仁水提取物缓解焦虑的结论；酸枣仁使拟杆菌属相对丰度恢复并高于健康组，厚壁菌属相对丰度下降，而酸枣仁通过菌群发酵产生短链脂肪酸发挥作用，因此拟杆菌属是产生短链脂肪酸的菌群。
【小问3详解】
实验目的是验证“短链脂肪酸通过激活迷走神经促进5—羟色胺分泌，调节焦虑”，实验的自变量为是否添加短链脂肪酸、是否切断迷走神经；甲组（短链脂肪酸+迷走神经完整）为实验组，乙组（生理盐水+迷走神经完整）为空白对照，丙组需设置切断迷走神经+短链脂肪酸的条件对照，排除其他通路的影响；若结论成立，甲组迷走神经被激活，5—羟色胺分泌增加，焦虑缓解；乙组无短链脂肪酸、丙组迷走神经被切断，均无法激活通路，大鼠仍表现焦虑。为避免大鼠肠道内自身的菌群产生短链脂肪酸影响实验结果，所以该实验以肠道菌群清除的焦虑模型大鼠作为实验材料。
19. 辛普森指数指的是从群落中随机抽取两个个体不属于同一物种的概率。某沿江工业城市多年间，先后经历了化工园区扩张、城市生活污水直排、以及生态修复工程。为评估长期人为干扰对河流生态系统的影响，科研团队在该河流设置了4个断面，如图1所示，并测定了各个断面在生态修复前后的辛普森指数，如图2所示。回答下列问题：
（1）辛普森指数的研究属于_________水平的研究范畴。根据生态修复前后各断面辛普森指数的监测结果可知，水污染会_________（填“提高”或“降低”）物种多样性，作出该判断的理由是_________。
（2）断面C的水生植被重建后，挺水植物集中分布于近岸浅水区，沉水植物集中分布于离岸深水区，而水面上方还发现不同鸟类利用不同高度的植被层觅食。浅水区与深水区植物分布差异体现了群落的_________结构，鸟类在植被层中的分层利用现象，其原因是植被能为鸟类提供_________。
（3）针对断面A的生态修复，应先进行植被恢复：筛选引入_________的水生植被。引入的水生植被可增强生态系统的自我调节能力，这体现了生态工程的_________原理。
【答案】（1） ①. 群落 ②. 降低 ③. 生态修复前，离污染源越近的断面辛普森指数越低，修复后每个断面的辛普森指数均提高（合理即可）
（2） ①. 水平 ②. 食物条件和栖息空间
（3） ①. 耐重金属、耐高浓度有机废水 ②. 自生
【解析】
【分析】生态工程以生态系统的自组织、自我调节能力为基础,遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
【小问1详解】
辛普森指数指的是从群落中随机抽取两个个体不属于同一物种的概率，因此，辛普森指数的研究属于群落水平的研究范畴。由图可知，生态修复前，离污染源越近的断面辛普森指数越低，修复后每个断面的辛普森指数均提高，因此，水污染会降低物种多样性。
【小问2详解】
浅水区与深水区植物分布是水平方向上的分布，其分布差异体现了群落的水平结构，鸟类在植被层中的分层利用现象，其原因是植被能为鸟类提供食物条件和栖息空间。
【小问3详解】
断面A有高浓度的有机废水和重金属，针对断面A的生态修复，应先进行植被恢复：筛选引入耐重金属、耐高浓度有机废水的水生植被。由于生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。引入的水生植被可增强生态系统的自我调节能力，这体现了生态工程的自生原理。
20. 糖尿病是全球高发的慢性疾病，天然胰岛素提取量匮乏且存在免疫排斥风险，科学家构建了多途径胰岛素生产体系，同时研发出速效、低免疫原性的胰岛素类似物。研究发现，不同受体细胞表达的胰岛素在空间结构修饰、生物活性上存在显著差异，且转基因莴苣的愈伤组织培养能实现胰岛素的规模化悬浮生产。图1表示基因工程生产胰岛素的改良途径及相关技术整合，图2表示胰岛素基因DNA片段与Ti质粒的酶切位点。回答下列问题：
（1）途径①获得重组质粒过程中，应将胰岛素基因导入到_________下游，以确保能在乳汁中获得胰岛素。途径②中受体细胞B为经植物组织培养获得的_________细胞，一般来说途径③获得的胰岛素需经体外改造才能具备生物学活性，其原因是_________。
（2）分析图2，胰岛素基因转录的模板链是_________链，构建重组质粒时，应选择_________两种限制酶分别切割胰岛素基因的DNA片段和Ti质粒。利用农杆菌转化法构建基因表达载体时，应将目的基因插入到T-DNA的内部，其原因是T-DNA具有_________的特点。
（3）天然胰岛素制剂易形成二聚体或六聚体，影响其疗效。科学家把B28位的脯氨酸换成天冬氨酸，或把B28位的脯氨酸与B29位的赖氨酸互换，就能抑制胰岛素的聚合，由此研发出了速效胰岛素类似物。速效胰岛素的开发应用的生物工程技术为_________，请用文字和箭头写出获得速效胰岛素的过程：_________。
【答案】（1） ①. 乳腺蛋白基因启动子 ②. 愈伤组织 ③. 大肠杆菌是原核生物，细胞内无内质网、高尔基体等细胞器，无法对胰岛素进行加工
（2） ①. A ②. Xba Ⅰ和Hind Ⅲ ③. 可转移至受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上
（3） ①. 蛋白质工程 ②. 预期的蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列→获得所需要的蛋白质
【解析】
【小问1详解】
途径①为乳腺生物反应器生产胰岛素，需要目的基因在乳腺细胞特异性表达，因此需将胰岛素基因插入乳腺蛋白基因的启动子下游，以确保能在乳汁中获得胰岛素。题干明确说明转基因莴苣的愈伤组织可实现规模化悬浮生产，因此途径②培养得到的受体是愈伤组织细胞，途径③的受体是大肠杆菌（原核生物），原核细胞没有内质网、高尔基体，无法对胰岛素进行空间结构的加工修饰，合成的胰岛素没有生物活性，因此需要体外改造。
【小问2详解】
转录方向为从左到右，RNA合成方向为5'→3'，因此模板链方向应为3'→5'（与转录方向同向），图中A链从左到右为3'→5'，因此模板链为A链，构建重组质粒时，BamH Ⅰ、Sal Ⅰ都位于胰岛素基因内部，酶切会破坏目的基因，EcR Ⅰ在目的基因两端都存在，单酶切会导致质粒自连、目的基因反向连接，只有Xba Ⅰ（目的基因左外侧）和Hind Ⅲ（目的基因右外侧）符合要求，故应选择Xba Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制酶分别切割胰岛素基因的DNA片段和Ti质粒。农杆菌Ti质粒的T-DNA的特点是可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上，因此需要将目的基因插入T-DNA内部，保证目的基因成功转移整合。
【小问3详解】
速效胰岛素的开发应用的生物工程技术是对现有天然胰岛素进行改造，获得符合需求的新型蛋白质，应用的技术是蛋白质工程，该过程蛋白质工程的基本流程为预期的蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列→获得所需要的蛋白质。
21. 甲型血友病是一种由凝血因子Ⅷ基因缺陷引起的遗传病，由h基因控制。为了对该遗传病进行基因诊断，科研人员设计了特异性引物，扩增有关序列并进行电泳检测，发现H基因能扩增出一条带，h基因能扩增出另一条不同位置的带。某家系中有关该遗传病的遗传系谱图及家庭成员电泳结果如图所示。回答下列问题：
（1）结合系谱图和电泳结果推测，h基因位于_________（填“常”或“X”）染色体上，依据是_________。Ⅱ-5与正常男性婚配，生育出患甲型血友病男孩的概率是_________。
（2）科研人员对该家系中Ⅰ-1和Ⅰ-2的一名未出生胎儿（性别为男性）进行了产前基因诊断，若其电泳结果显示为两条带，从减数分裂异常的角度分析，可能的原因是_________。
（3）已知在人群中，h的基因频率为，若不考虑其他突变，男性人群中甲型血友病的概率为_________。若Ⅱ-3与人群中一个表型正常的个体婚配，生育出不患甲型血友病孩子的概率是_________。
【答案】（1） ①. X ②. Ⅱ-3患病，但其父亲Ⅰ-2不携带致病基因，可推知该致病基因不位于常染色体上，因此该致病基因位于X染色体上（合理即可） ③.
（2）父亲减数分裂Ⅰ时X染色体和Y染色体未分离，产生了含XHY的精子，与母亲正常含Xh的卵细胞结合，或母亲减数分裂Ⅰ时两条X染色体未分离，产生了含XHXh的卵细胞，与父亲正常含Y的精子结合
（3） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
系谱图中双亲正常，后代出现患病，由此可知该病为隐性遗传病，结合系谱图和电泳结果可知，Ⅱ-3患病，但其父亲Ⅰ-2不携带致病基因，故该致病基因位于X染色体上，Ⅱ-5的基因型为XHXh，其和XHY的正常男性婚配，产生后代的基因型有XHXH、XHY、XHXh、XhY，生育基因型为XhY的甲型血友病男孩的概率是1/4。
【小问2详解】
由题可知，Ⅰ-1的基因型为XHXh，Ⅰ-2的基因型为XHY，二者所生男孩的基因电泳结果显示为两条带，则其基因型为XHXhY，从减数分裂异常的角度分析，可能的原因是父亲减数分裂Ⅰ时X染色体和Y染色体未分离，产生了含XHY的精子，与母亲正常含Xh的卵细胞结合或母亲减数分裂Ⅰ时两条X染色体未分离，产生了含XHXh的卵细胞，与父亲正常含Y的精子结合。
【小问3详解】组别
处理方式
22℃
-5℃处理0.5 h
-5℃处理1 h
Ⅰ
对照组
100%
67%
52%
Ⅱ
乙烯合成增多突变体
100%
42%
31%
Ⅲ
对照组＋X组
100%
100%
82%
Ⅳ
乙烯合成增多突变体＋X组
100%
98%
78%
组别
实验操作
植株数
油苷平均释放量/ug/g
甲
西花蓟马自然刺戳损伤
30
8.7
乙
人工显微针刺模拟机械损伤（无西花蓟马）
30
4.1
丙
不做任何损伤处理
30
1.1
组别
处理方式
甲组
注射CM-NTUs+光照
乙组
注射CM-NTUs+黑暗
丙组
注射NTUs+光照
丁组
注射生理盐水+光照
组别
糖水偏好率/%
移动距离/cm
暗处停留时间/s
HC
84.5
64.5
135
CUMS
54.2
19.2
205
SZS
76.7
62.65
152