山西太原市2026年高三年级模拟考试(二) 生物学（含解析）高考模拟

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注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。
2．全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。
3．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，将答案用0.5mm黑色笔迹签字笔写在答题卡上。
4．考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。
一、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，只有一项是符合题目要求的。
1. 科考人员在南极罗斯冰架深海发现新型海绵（多细胞动物），该海绵长期生活在极寒、低氧且无光环境，与化能自养微生物共生。下列叙述正确的是（ ）
A. 该海绵与硝化细菌的细胞中均含有核糖体和染色体
B. 该海绵与化能自养微生物均属于生态系统的生产者
C. 长期极寒、低氧且无光环境导致该海绵发生定向变异
D. 在极寒环境下，该海绵细胞中酶的空间结构未被破坏
【答案】D
【解析】
【详解】A、海绵是真核多细胞动物，细胞中含有核糖体和染色体；硝化细菌是原核生物，细胞内仅含核糖体这一种细胞器，无染色体（原核生物的DNA为裸露状态，不与蛋白质结合形成染色体），A错误；
B、化能自养微生物可通过化能合成作用合成有机物，属于生态系统的生产者；海绵是异养型动物，属于消费者，不属于生产者，B错误；
C、变异具有不定向性，长期极寒、低氧且无光的环境仅能对不定向的变异起到定向选择的作用，不能诱导海绵发生定向变异，C错误；
D、该海绵长期适应极寒环境，低温仅会抑制酶的活性，不会破坏酶的空间结构，因此其细胞中酶的空间结构未被破坏，D正确。
2. 铜绿假单胞菌是一种致病细菌，通过T6SS系统分泌效应蛋白（TseF）参与对Fe3+的运输，以适应缺铁环境，过程示意图如下。外膜囊泡（OMV）是由细菌外膜出芽形成的囊状结构。下列叙述错误的是（ ）
A. 图中该菌对Fe3+的摄取方式为胞吞
B. 低温时，该菌对Fe3+运输的速率减慢
C. TseF的形成没有内质网、高尔基体的参与
D. OMV转运Fe3+时，TseF可与膜蛋白识别并结合
【答案】A
【解析】
【详解】A、图示可知，Fe³⁺结合到 OMV 表面的膜蛋白上，被囊泡捕获，同时，细菌通过 T6SS 系统分泌效应蛋白 TseF，TseF 结合到 OMV 上的Fe3+上，最后效应蛋白（TseF）与细菌的细胞膜上的蛋白结合，将Fe3+运输到细菌细胞内，该过程外膜囊泡没有与细胞膜融合，不属于胞吞，A错误；
B、Fe³⁺的运输涉及到效应蛋白的合成和分泌，该过程需要酶的参与，低温会抑制酶的活性，故低温时，该菌对Fe3+运输的速率减慢，B正确；
C、TseF 是细菌分泌的效应蛋白，而铜绿假单胞菌是原核生物，细胞内没有内质网、高尔基体，故低温时，该菌对Fe3+运输的速率减慢，C正确；
D、从示意图可以看出，TseF 通过 T6SS 系统分泌后，会与 OMV 上的膜蛋白结合，帮助 OMV 识别并转运 Fe³⁺。TseF 作为效应蛋白，其作用就是参与 Fe³⁺运输，必然需要与膜蛋白识别和结合，D正确。
3. 果蝇前胸腺分泌的蜕皮激素是其蜕皮过程的关键激素。当幼虫遭遇营养匮乏时，DRP1蛋白介导的线粒体分裂受到抑制，同时异常线粒体自噬被激活，进而导致蜕皮激素合成水平降低，延缓果蝇发育以适应营养匮乏环境。下列叙述错误的是（ ）
A. 果蝇细胞通过动态调整线粒体数量来响应营养水平的变化
B. 蜕皮激素通过体液定向运输到靶细胞调节果蝇的发育过程
C. 异常线粒体自噬需与溶酶体融合，依赖生物膜的流动性
D. 增加DRP1基因的表达量可提高营养匮乏条件下的果蝇存活率
【答案】B
【解析】
【详解】A、营养匮乏时，DRP1介导的线粒体分裂受抑制，同时异常线粒体自噬被激活，二者都会改变细胞内线粒体的数量，说明果蝇细胞可动态调整线粒体数量响应营养水平变化，A正确；
B、蜕皮激素属于动物激素，激素通过体液运输到全身各处，并非定向运输到靶细胞，仅能定向作用于含有特异性受体的靶细胞，B错误；
C、异常线粒体自噬过程中，包裹异常线粒体的自噬体需要与溶酶体融合，膜融合过程依赖生物膜的流动性，C正确；
D、营养匮乏时DRP1介导的线粒体分裂受抑制，会导致线粒体功能不足、蜕皮激素合成减少，增加DRP1基因表达量可促进线粒体分裂，保障能量供应，提高营养匮乏条件下的果蝇存活率，D正确。
4. G-四链体是真核生物基因组中富含鸟嘌呤的DNA单链通过氢键形成的四股螺旋结构，即由4个G组成G-四分体平面，再堆叠成柱状结构；发夹结构则是核酸单链自身折叠，通过碱基互补配对形成的茎环状结构，如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 图示DNA发夹结构中，嘌呤数不一定等于嘧啶数
B. G-四链体的形成依赖G与C之间的碱基互补配对
C. 若基因启动子区域形成G-四链体，可能抑制该基因的转录
D. tRNA中的发夹结构对于维持其结构和功能具有重要意义
【答案】B
【解析】
【详解】A、发夹结构是单链 DNA 自身折叠形成的茎环结构，该区域存在单链状态，碱基没有互补配对，则嘌呤数≠嘧啶数，因此整个发夹结构的嘌呤数不一定等于嘧啶数，A正确；
B、题干信息“G-四链体是真核生物基因组中富含鸟嘌呤的DNA单链通过氢键形成的四股螺旋结构，即由4个G组成G-四分体平面，再堆叠成柱状结构”可知，G-四链体是DNA单链中的结构，G - 四链体的形成，依赖的是G 与 G 之间的氢键作用，B错误；
C、启动子是 RNA 聚合酶结合并启动转录的区域。如果这里形成了稳定的 G - 四链体结构，会阻碍 RNA 聚合酶与启动子的结合，从而抑制基因的转录，C正确；
D、tRNA 的二级结构是典型的三叶草形，包含多个发夹（茎环）结构，对于维持其结构和功能具有重要意义，D正确。
5. 遗传学家借助某三体果蝇（Ⅲ号染色体多1条）对控制某相对性状的基因开展定位研究，其杂交过程如图所示。三体果蝇在减数分裂时，任意两条同源染色体可正常联会并分离，另一条同源染色体随机分配（不考虑基因突变和致死）。下列叙述正确的是（ ）
A. 三体的形成属于染色体变异，需借助电子显微镜才能观察到
B. 三体果蝇在减数分裂过程中，细胞内最多可形成4个四分体
C. 三体果蝇中处于减数分裂Ⅱ后期的细胞，均含有10条染色体
D. 若F2中隐性果蝇占比为1/2，则可确定该隐性基因位于Ⅲ号染色体上
【答案】B
【解析】
【详解】A、三体属于染色体数目变异，染色体变异可以通过光学显微镜观察到（染色体可被碱性染料染色，光镜下可见），不需要电子显微镜，A错误；
B、正常果蝇体细胞含有8条染色体，共4对同源染色体；三体仅Ⅲ号多1条染色体，总染色体数为9条。减数分裂联会时，其他3对正常同源染色体各形成1个四分体，Ⅲ号的3条同源染色体中任意两条联会形成1个四分体，第三条游离，因此细胞内最多可形成3+1=4个四分体，B正确；
C、三体果蝇减数第一次分裂结束后，由于Ⅲ号染色体随机分配，产生的次级性母细胞染色体数为4条或5条；减数第二次分裂后期着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，因此减Ⅱ后期细胞染色体数为8条或10条，并非都含10条，C错误；
D、若该隐性基因不位于Ⅲ号染色体上：F1三体果蝇基因型为Aa，和隐性果蝇aa测交，F2中隐性果蝇占比为1/2；若基因位于Ⅲ号染色体上，F1三体基因型为AAa，产生的配子中隐性配子a占1/6，测交后代隐性果蝇占比为1/6。因此F2​隐性果蝇占1/2说明该基因不位于Ⅲ号染色体上，D错误。
6. 下图为胰岛B细胞分泌胰岛素的部分调节机制示意图。下列叙述正确的是（ ）
A. 细胞内ATP/ADP的值升高会促进K+外流，引发膜电位变化进而激活Ca2+通道
B. 胰岛B细胞中K+的外流和胰岛素的分泌均需要膜蛋白参与，且都不消耗能量
C. 据图推测ATP既能为K+通道提供能量，又能作为信息分子调节其开放和关闭
D. 若某自身抗体与Ca2+通道结合导致该通道持续开放，引发的低血糖症属于自身免疫病
【答案】D
【解析】
【详解】A、据图可知，细胞内ATP/ADP升高会抑制K+外流，A错误；
B、K+外流依赖通道蛋白，属于协助扩散，不消耗能量；但胰岛素分泌属于胞吐，胞吐需要膜蛋白参与，且消耗能量，B错误；
C、图中仅体现ATP升高作为信息分子抑制K+通道开放，没有体现ATP为K+通道提供能量，C错误；
D、自身抗体攻击自身正常组织（Ca2+通道）引发的疾病属于自身免疫病；Ca2+通道持续开放会使Ca2+持续促进胰岛素分泌，胰岛素降血糖作用过强，会引发低血糖症，D正确。
7. 遗传瓶颈效应是指种群数量短期内大幅减少导致基因库缩小的现象。近年扬子鳄野生种群数量虽然持续增长，但遗传瓶颈效应仍显著。目前发现，圈养扬子鳄种群基因库有多个野生种群缺失的等位基因，二者种群基因库开始出现了差异。下列叙述错误的是（ ）
A. 圈养扬子鳄与野生扬子鳄之间不存在生殖隔离
B. 基因突变可导致圈养扬子鳄种群特有等位基因的产生
C. 遗传瓶颈效应会导致扬子鳄种群的所有基因频率持续下降
D. 将圈养扬子鳄放归野外可提高野生种群的遗传多样性
【答案】C
【解析】
【详解】A、生殖隔离指不同物种间无法交配、或交配后无法产生可育后代的现象，圈养与野生扬子鳄仍属于同一物种，仅基因库存在部分差异，未形成生殖隔离，A正确；
B、基因突变是新等位基因产生的根本途径，因此圈养扬子鳄种群的特有等位基因可通过基因突变产生，B正确；
C、遗传瓶颈效应会导致种群基因库缩小，但不会使所有基因频率持续下降，部分等位基因的频率可能因种群个体骤减反而上升，且种群数量恢复后基因频率也不会持续下降，C错误；
D、圈养扬子鳄种群含有野生种群缺失的等位基因，放归野外可丰富野生种群的等位基因种类，提高野生种群的遗传多样性，D正确。
8. 内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。下列叙述正确的是（ ）
A. 神经-体液-免疫调节网络主要依赖信号分子与受体特异性结合以维持机体稳态
B. 大量出汗会导致内环境渗透压升高，垂体合成并释放抗利尿激素调节水盐平衡
C. HIV主要攻击辅助性T细胞，艾滋病患者可通过口服相应抗体增强机体免疫能力
D. 在寒冷环境下，下丘脑作为产生冷觉的躯体感觉中枢调节机体产热和散热平衡
【答案】A
【解析】
【详解】A、神经调节的信号分子神经递质、体液调节的信号分子激素、免疫调节的信号分子如细胞因子等，均需要与相应受体特异性结合后才能发挥作用，即神经-体液-免疫调节网络主要依赖信号分子与受体特异性结合以维持机体稳态，A正确；
B、抗利尿激素的合成部位是下丘脑，垂体仅负责释放抗利尿激素，并不合成该激素，B错误；
C、抗体的化学本质是蛋白质，口服后会被消化道中的蛋白酶水解失活，无法发挥免疫功能，因此不能通过口服抗体增强免疫力，C错误；
D、冷觉等所有感觉的产生部位都是大脑皮层的躯体感觉中枢，下丘脑是体温调节中枢，不产生冷觉，D错误。
9. 睡眠状态会影响生长激素（GH）的分泌，其部分调节机制如图所示。其中，生长抑素（SST）、γ-氨基丁酸（GABA，神经递质）、生长激素释放激素（GHRH）为相关细胞的分泌物。下列叙述错误的是（ ）
A. 据图可知，调节深度睡眠的方式存在神经-体液调节
B. 深度睡眠可通过减少SST的分泌、增加GHRH的分泌，促进垂体分泌GH
C. GH可通过促进神经元C的活动，进一步促进深度睡眠，该过程属于负反馈调节
D. 长期熬夜会减少深度睡眠时间，导致GH分泌不足，影响青少年的生长发育
【答案】C
【解析】
【详解】A、深度睡眠的调节，既有神经调节（神经元 A、B、C 之间通过神经递质传递信号），也有体液调节（GHRH、SST、GH 通过血液运输作用于靶细胞），A正确；
B、深度睡眠会作用于下丘脑脑区 2 的神经元 A，使其分泌 SST 的过程受到抑制（减少 SST 分泌），SST 对垂体的抑制作用减弱； 同时，下丘脑脑区 1 中，神经元 A（受深度睡眠影响）分泌 GABA 抑制神经元 B，减少神经元 B 分泌 SST，进一步降低 SST 的抑制作用； 而 GHRH 由神经元 B 所在的下丘脑区域分泌，深度睡眠下，神经元 B 的 SST 分泌减少，GHRH 分泌相对增加，促进垂体分泌 GH，B正确；
C、GH 促进神经元 C 活动，神经元 C 又促进深度睡眠，深度睡眠又进一步促进 GH 分泌，形成“GH↑→促进睡眠↑→GH 进一步↑” 的循环加强，属于正反馈调节，C错误；
D、GH（生长激素）是促进生长发育的关键激素，且其分泌高峰主要出现在深度睡眠阶段； 长期熬夜会减少深度睡眠时间，进而导致 GH 分泌不足，影响青少年的生长发育，D正确。
10. 新疆沙冬青有荒漠“活化石”之称，具药用和防风固沙功能，可通过根、茎营养繁殖增加植株数量。科研人员在新疆沙冬青天然分布区用样方法调查种群数量特征，以树冠直径每10cm为一个龄级划分年龄，基于调查数据预测种群未来动态变化，结果如图。下列叙述错误的是（ ）
A. 新疆沙冬青通过营养繁殖可稳定保持亲本的优良性状
B. 调查该种群的种群密度时，应随机选取多个样方求平均值
C. 该种群的年龄结构在M0时为增长型，在M6时为稳定型
D. 据图无法计算出该种群在当地自然条件下的环境容纳量
【答案】C
【解析】
【详解】A、营养繁殖属于无性生殖，子代遗传物质与亲本一致，可以稳定保持亲本的优良性状，A正确；
B、样方法调查种群密度时，需要随机选取多个样方，统计后取平均值，B正确；
C、M₀（当前）：幼年个体少、成年个体数中等，老年个体最多，年龄结构为衰退型；M6：幼年阶段（树冠直径＜60cm）没有植株，只有 60 cm 以上的成年、老年个体，年龄结构为衰退型，C错误；
D、环境容纳量是指一定自然环境下，环境所能长期维持的种群最大数量，该图仅给出不同时间不同龄级的植株数量，无法计算得到该种群的环境容纳量，D正确。
11. 洛纳尔陨石坑形成于五万年前，陨石撞击后形成了大面积玄武岩裸地，该地区因岩石风化及积水形成湖泊，并逐渐演替成为以湖泊为中心的森林群落。下列叙述正确的是（ ）
A. 玄武岩裸地发生的群落演替类型为次生演替
B. 当地的环境条件会影响该群落演替的速度和方向
C. 该地区湖泊中某动物分布在不同深度水层属于群落的垂直结构
D. 演替达到相对稳定的森林阶段后，群落内物种生态位将不再发生变化
【答案】B
【解析】
【详解】A、初生演替是指在从未被植物覆盖、或原有植被被彻底消灭的区域发生的演替，玄武岩裸地无土壤条件和植物繁殖体，发生的是初生演替，A错误；
B、群落演替的速度和方向会受当地气候、土壤、生物种间关系等环境条件，以及人类活动的共同影响，B正确；
C、群落的垂直结构是指群落中不同物种在垂直方向上的分层现象，选项中仅涉及某一种动物（同一物种）的分布，不属于群落的垂直结构，C错误；
D、演替达到相对稳定的森林阶段后，环境条件仍可能发生变化，物种间的相互关系也会动态调整，群落内物种的生态位仍会发生改变，并非固定不变，D错误。
12. 黄河“几字弯”区域存在土地沙化、水资源短缺等生态问题。我国依托“三北”防护林体系建设工程，推进荒漠化综合治理与生态修复，实现了绿进沙退，促进人与自然的和谐共生，同时助力我国“碳中和”目标的实现。下列叙述错误的是（ ）
A. 植被配置与区域水资源承载力相适应，体现了生态工程的协调原理
B. 生态修复时，可增加土壤微生物改良土壤为植物定居创造有利条件
C. 该区域治理后植被防风固沙功能增强，其间接价值大于直接价值
D. 该区域生态修复后，植被固碳能力提升，实现了碳的零排放
【答案】D
【解析】
【详解】A、生态工程的协调原理要求处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境承载力，植被配置与区域水资源承载力相适应符合该原理，A正确；
B、土壤微生物可通过分解作用改善土壤结构、提升土壤肥力，能为植物定居创造有利条件，因此生态修复时可通过增加土壤微生物改良土壤，B正确；
C、植被防风固沙属于生物多样性的间接价值（生态功能），而直接价值是指食用、药用、工业原料、旅游观赏等。一般来说，生物多样性的间接价值显著大于直接价值，C正确；
D、碳中和是指一定时间内碳排放总量和碳固定总量相互抵消，并非实现碳的零排放，该区域生态修复后植被固碳能力提升可减少净碳排放量，但区域内生物呼吸、人类活动等仍会产生碳排放，无法实现碳的零排放，D错误。
13. 汾酒是中国传统名酒，其酿造工艺如图所示。其中大曲是以大麦、豌豆为原料制成的中温发酵曲，含有霉菌、酵母菌、乳酸菌等多种微生物。下列叙述正确的是（ ）
A. 常压蒸煮糊化的主要目的是对原料进行灭菌，彻底杀灭原料中的所有微生物
B. 发酵前期原料中的氧气有利于大曲中酵母菌的增殖，后期密封则有利于酒精生成
C. 大曲中的霉菌产生的淀粉酶可将淀粉分解为葡萄糖，该过程发生在霉菌细胞内
D. 固态蒸馏将酒精和发酵物进行分离，陶缸陈酿过程中微生物的代谢活动被完全抑制
【答案】B
【解析】
【详解】A、常压蒸煮糊化的主要目的是使原料淀粉变性糊化，便于后续分解，并非彻底杀灭原料中所有微生物，A错误；
B、酵母菌是兼性厌氧微生物，发酵前期有氧环境利于酵母菌进行有氧呼吸大量增殖，后期密封创造无氧环境，利于酵母菌无氧呼吸产生酒精，B正确；
C、霉菌产生的淀粉酶会分泌到霉菌细胞外，淀粉的分解过程发生在细胞外的发酵环境中，C错误；
D、陶缸陈酿过程中，环境中仍存在少量微生物（或残留的酶），它们的代谢活动会缓慢进行，使酒的风味更加醇厚，并非完全被抑制，D错误。
14. 科研人员利用普通柑橘属不同种植物（2N=18）的原生质体融合技术制备胞质杂种，进而培育品质优良的柑橘杂种植株。下图为获得胞质杂种的三种主要方式。下列叙述错误的是（ ）
A. 三种方式融合前均需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
B. 三种融合方式均可用PEG或电刺激促进原生质体融合
C. 三种方式获得的胞质杂种均为二倍体，所含DNA数均相同
D. 胞质杂种再生细胞壁后，可用植物组织培养技术获得杂种植株
【答案】C
【解析】
【详解】A、该技术是原生质体融合，植物细胞外有细胞壁，因此融合前都需要用纤维素酶和果胶酶水解去除细胞壁，获得原生质体，A正确；
B、PEG（化学诱导法）、电刺激（物理诱导法）都是诱导原生质体融合的常用方法，三种融合方式都可使用，B正确；
C、三种融合方式的DNA含量不同：①供体-受体融合中，供体核仅被灭活，DNA仍然存在，融合细胞包含受体完整核DNA+灭活供体核DNA+双方细胞质DNA；②胞质体-原生质体融合中，供体只提供无核细胞质，融合细胞仅含受体的核DNA；三种方式获得的胞质杂种总DNA数不相同，C错误；
D、植物细胞具有全能性，胞质杂种再生细胞壁后，可通过植物组织培养技术脱分化、再分化，获得完整杂种植株，D正确。
15. 细胞培养肉技术是通过体外培养细胞生产肉类的新兴技术。该技术借助生物反应器对肌肉干细胞等细胞构建规模化悬浮培养体系，再利用生物支架、3D打印等技术形成与天然肉相似的纹理与质感。下列叙述正确的是（ ）
A. 培养过程中定期更换培养液，目的是提供无菌无毒环境
B. 在生物反应器中，需持续通入含95%O2和5%CO2的混合气体
C. 从生物反应器中收集规模化生产的细胞时，需用胰蛋白酶处理
D. 利用该技术生产肉类可降低传统畜牧业的环境压力，减小生态足迹
【答案】D
【解析】
【详解】A、培养过程中定期更换培养液的主要目的是清除细胞代谢废物、补充营养物质，避免代谢产物积累毒害细胞，A错误；
B、动物细胞培养的气体环境为95%空气（为细胞有氧呼吸提供O2）和5%CO2（维持培养液pH），B错误；
C、题意显示，该培养体系为悬浮培养体系，细胞未贴壁生长，收集时无需胰蛋白酶处理，C错误；
D、传统畜牧业需消耗大量土地、水资源，还会排放大量温室气体，该技术生产肉类可降低畜牧养殖规模，进而降低环境压力，减小生态足迹，D正确。
16. 科学史是人类通过观察、实验与思辨，在继承与颠覆的过程中逐步构建并修正对自然世界认知的历程。下列有关科学史实验的叙述，错误的是（ ）
A. 梅塞尔森和斯塔尔利用放射性同位素标记技术，证明了DNA的半保留复制方式
B. 斯他林和贝利斯发现了促胰液素及其功能，修正了胰液分泌仅受神经调节的观点
C. 林德曼通过对赛达伯格湖能量流动的定量研究，揭示了生态系统能量流动的规律
D. 恩格尔曼利用水绵和好氧细菌开展实验，证明了叶绿体吸收光能用于光合作用放氧
【答案】A
【解析】
【详解】A、梅塞尔森和斯塔尔证明DNA半保留复制时，使用的是15N（氮的稳定同位素，无放射性）进行标记，通过密度梯度离心法区分不同密度的DNA，并未使用放射性同位素标记技术，A错误；
B、斯他林和贝利斯发现的促胰液素是人类发现的第一种激素，证明胰液分泌还存在激素调节方式，修正了胰液分泌仅受神经调节的观点，B正确；
C、林德曼通过对赛达伯格湖能量流动的定量研究，揭示了生态系统能量流动单向流动、逐级递减的规律，C正确；
D、恩格尔曼以水绵和好氧细菌为实验材料，通过好氧细菌的聚集位置，证明了叶绿体吸收光能用于光合作用释放氧气，D正确。
二、非选择题：本题共5小题，共52分。
17. 研究发现，植物的Rubisc（R酶）是一种双功能酶。CO2浓度较高时，该酶主要参与卡尔文循环；O2浓度较高时，该酶催化形成的产物经一系列变化进入线粒体产生CO2，这种植物在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸。为避免强光下农作物因光呼吸造成的减产，科学家利用基因工程在水稻中导入表达关键酶的基因，构建了光呼吸旁路GMA途径（如图1中虚线框所示）。部分过程示意图如下。回答下列问题。
（1）图1中R酶分布在_____中，强光下该酶对______的亲和力更强，物质M是_____。
（2）该转基因水稻进行光合作用时，CO2的来源有______。
（3）图1中GMA途径可提高水稻产量的原因是______。
（4）研究人员测定了转基因水稻叶肉细胞叶绿体中的外源G酶的表达量及总G酶表达量随时间的变化情况（如图2），其中PFD代表光合有效光辐射强度。
①外源G酶基因表达量与PFD大致呈正相关，仅在14时明显下降，由此推测外源G酶基因表达除受光照强度影响外，还可能受_____等环境因素的影响（答出2点）。
②图2中12~14时转基因水稻光呼吸增强，判断依据是______。
【答案】（1） ①. 叶绿体基质 ②. O2 ③. C5
（2）从外界环境吸收、细胞呼吸产生、光呼吸产生、光呼吸旁路（GMA途径）产生（答出任意2点）
（3）GMA途径将乙醇酸经转化产生CO2，提高了叶绿体中CO2的浓度，促进R酶参与卡尔文循环合成糖类；GMA途径将乙醇酸在叶绿体中就能转化产生CO2，代谢路径短，减少碳损失，使更多碳用于合成糖类（答出任意1点）
（4） ①. CO2浓度、O2浓度、温度（答出任意2点） ②. 总G酶相对表达量与外源G酶相对表达量差值最大
【解析】
【小问1详解】
卡尔文循环发生在叶绿体基质，R酶参与卡尔文循环，因此R酶分布在叶绿体基质。强光下植物气孔关闭，叶肉细胞内O2​浓度升高，此时R酶对O2​亲和力更强；卡尔文循环中三碳化合物（C3​）被还原为糖类（CH2O）和五碳化合物（C5），因此物质M是三碳化合物（C5​）。
【小问2详解】
转基因水稻光合作用利用的CO2​，来源包括：从外界环境吸收的CO2​、光呼吸途径以及细胞呼吸产生的CO2​、GMA旁路分解苹果酸产生的CO2​。
【小问3详解】
自然光呼吸会将碳转运到线粒体释放CO2​，造成有机物浪费；GMA途径将乙醇酸经转化产生CO2，提高了叶绿体中CO2的浓度，促进R酶参与卡尔文循环合成糖类；GMA途径将乙醇酸在叶绿体中就能转化产生CO2，代谢路径短，减少碳损失，使更多碳用于合成糖类，因此能提高水稻产量。
【小问4详解】
①一天中14时的环境特点是温度最高湿度最低，导致气孔关闭影响CO2以及O2浓度，推测除光照外，G酶基因表达还受温度、湿度、CO2浓度或O2浓度等环境因素影响。
②G酶是光呼吸途径的关键酶，12~14时光照强度（PFD）仍处于较高水平，且外源G酶和总G酶的表达量都明显升高，总G酶相对表达量与外源G酶相对表达量差值最大，说明该时段转基因水稻光呼吸增强。
18. 调查发现，某家族遗传性肾炎是由位于常染色体上的基因A突变为A′或X染色体非同源区段上的基因B突变为B′导致的。图1为该家族遗传系谱图，图2为对该家族部分个体相关基因组成的电泳检测结果（不考虑新的突变）。回答下列问题。
（1）据图判断，基因A、A'、B、B'中，显性基因是______。
（2）基因A突变导致IV型胶原蛋白合成异常，进而导致基底膜结构异常、通透性增加，引发肾脏等多系统损伤。这体现了基因表达产物与性状的关系是_____。
（3）Ⅱ-6的基因型为_____。若Ⅲ-8与不携带致病基因的正常男性婚配，后代患该病的概率是______若要确定Ⅲ-8所怀胎儿的基因型，可采取的产前诊断措施是_____。
（4）通过基因测序分析发现，B基因编码序列第1810位碱基对之后的碱基序列发生多处改变，形成B′基因。其中第1811位的碱基对被替换（如图3方框标注），导致所编码的蛋白质中第604位亮氨酸被替换为色氨酸。据此推测，图3中B基因转录的模板链是_____（填“①”或“②”）。
【答案】（1）A和B'
（2）基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
（3） ①. AAXB'Y或AA'XB'Y或A'A'XB'Y ②. 1/2 ③. 基因检测
（4）②
【解析】
【小问1详解】
Ⅰ-1的基因型为AA'XBXB',表现为患病，Ⅰ-2的基因型为AA'XBY，表现正常，Ⅱ-7的基因型为AAXBY，表现正常，结合基因型的差异可知，A对A'为显性，表现为正常，AA表现为患病；B'对B为显性，表型为患病。
【小问2详解】
基因A突变导致IV型胶原蛋白合成异常，进而导致基底膜结构异常、通透性增加，引发肾脏等多系统损伤。由于该异常性状是由于结构蛋白发生异常引起的，因而这体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状的方式，为基因直接调控的方式。
【小问3详解】
Ⅱ-6为患者，其基因型可能为__XB'Y,Ⅱ-7不带有致病基因，则Ⅲ-8表现为患者，其致病基因应该来自Ⅱ-6，基因型可表示为A_'XBXB',其与不携带致病基因的正常男性AAXBY婚配，后代患该病的概率是1×1/2=1/2。表现为患者的基因型为A_XBXB'、A_XB'Y，产前诊断的措施有B超检查、羊水检测、孕妇血细胞检查和基因检测，但要确定Ⅲ-8所怀胎儿的基因型，只能通过基因检测实现。
【小问4详解】
通过基因测序分析发现，B基因编码序列第1810位碱基对之后的碱基序列发生多处改变，形成B′基因。其中第1811位的碱基对被替换（如图3方框标注），对应的是604位氨基酸的密码子中中间的碱基，该变化导致所编码的蛋白质中第604位亮氨酸被替换为色氨酸，根据相应的碱基序列位置可以判断出原来的密码子是UUG，改变后的密码子是UGG，即发生改变的碱基对是T-A变成了G-C，根据碱基互补配对原则可推测，图3中B基因转录的模板链是②。
19. CAR蛋白是嵌合抗原受体，可识别细胞表面的BCMA蛋白。已知骨髓瘤细胞表面的BCMA蛋白表达量高于正常组织细胞，只有当存在较高浓度BCMA蛋白时，L蛋白才能与其结合，引起CAR基因的表达。研究人员利用基因工程将CAR基因导入T细胞，进而为CAR-T细胞安装了分子开关L蛋白，使T细胞能精准识别骨髓瘤细胞表面抗原，过程如图所示。回答下列问题。
（1）图中用于改造的T细胞是_____细胞，安装L蛋白的CAR-T细胞可提高机体免疫系统的_____功能。
（2）图中分子开关L蛋白的作用机理是_____。
（3）图中安装L蛋白的CAR-T细胞使骨髓瘤细胞死亡的具体过程是____，这种细胞的死亡方式是______。
（4）尝试写出用安装L蛋白的CAR-T细胞治疗骨髓瘤最突出的优势是_____。
【答案】（1） ①. 细胞毒性T ②. 免疫监视
（2）骨髓瘤细胞表面存在高浓度的BCMA蛋白，L蛋白与其特异性结合后使调控因子（TF）激活CAR基因表达，提高细胞表面CAR蛋白的含量
（3） ①. CAR蛋白识别并结合骨髓瘤细胞表面的BCMA蛋白，同时释放肿瘤坏死因子（细胞因子）作用于骨髓瘤细胞 ②. 细胞凋亡
（4）对骨髓瘤细胞的精准杀伤能力更强（靶向性更强）
【解析】
【小问1详解】
图中用于改造的T细胞是细胞毒性T细胞，其可以精准识别癌细胞发挥免疫监视功能，即安装L蛋白的CAR-T细胞可提高机体免疫系统的免疫监视，进而起到了治疗的作用。
【小问2详解】
题意显示，骨髓瘤细胞表面存在高浓度的BCMA蛋白，L蛋白与其特异性结合后使调控因子TF激活CAR基因表达，提高细胞表面CAR蛋白的含量，使T细胞能精准识别骨髓瘤细胞表面抗原，通过释放肿瘤坏死因子引起骨髓瘤细胞凋亡。
【小问3详解】
图中安装L蛋白的CAR-T细胞使骨髓瘤细胞死亡的具体过程是CAR蛋白识别并结合骨髓瘤细胞表面的BCMA蛋白，同时释放肿瘤坏死因子（细胞因子）作用于骨髓瘤细胞，这种细胞的死亡对机体是有积极意义的，因而属于细胞凋亡。
【小问4详解】
根据图示可知，用安装L蛋白的CAR-T细胞治疗骨髓瘤最突出的优势是对骨髓瘤细胞的精准杀伤能力更强，降低副作用，提高治疗效果。
20. 海洋细菌B菌体表面存在酶DL，该酶降解DMSP（海水中的一种含硫有机物）产生的丙烯酸可抵御纤毛虫等捕食者。研究人员将野生型B菌株和缺陷型b菌株（敲除DL基因）进行荧光标记后分别与纤毛虫共同培养，实验结果如图1所示。回答下列问题。
（1）在生态系统信息传递过程中，丙烯酸属于_____信息，其作用是_____。
（2）由图1可知，I组纤毛虫的种群数量变化呈现“_____”形增长；Ⅱ组纤毛虫种群的K值较低的原因可能是_____。
（3）据图1推测，相同时间内纤毛虫体内带荧光标记食物泡的数量最少的是____组；数量相近的组有_____（填组序号）。
（4）已知不含酶DL的海洋细菌A也是纤毛虫的食物，为进一步探究细菌B抵御纤毛虫捕食的机制，科研人员将野生型细菌B、缺陷型细菌b分别与细菌A按一定比例混合，再与纤毛虫共同培养。实验结果如图2所示，其中S1为细菌B数量/细菌A数量，S2为细菌b数量/细菌A数量。据图推测，在含有DMSP时，两组实验中的纤毛虫分别主要捕食______；野生型细菌B在含有DMSP时，可以通过改变纤毛虫的______来改变被捕食概率。
【答案】（1） ①. 化学 ②. 调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
（2） ①. S ②. B菌体表面的酶DL降解DMSP产生的丙烯酸抵御纤毛虫的捕食，纤毛虫缺少食物来源
（3） ①. Ⅱ ②. I、Ⅲ、IV
（4） ①. 细菌A、细菌b（顺序不能颠倒） ②. 捕食偏好
【解析】
【小问1详解】
题意显示，海洋细菌B菌体表面存在酶DL，该酶降解DMSP产生的丙烯酸可抵御纤毛虫等捕食者，可见丙烯酸属于化学信息，其作用是调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
【小问2详解】
由图1可知，I组纤毛虫的种群数量变化呈现“S”形增长；Ⅱ组纤毛虫种群的K值较低的原因可能是B菌体表面的酶DL降解DMSP产生的丙烯酸抵御纤毛虫的捕食，纤毛虫缺少食物来源，因而纤毛虫数量较少。
【小问3详解】
据图1可知，相同时间内纤毛虫体内带荧光标记食物泡的数量最少的是组Ⅱ；数量相近的组有I、Ⅲ、IV，因为有DMSP时，野生型菌体含有DL基因因而能控制合成相应的酶类来裂解DMSP产生丙烯酸，用以抵御纤毛虫，因而其存活率高于敲除DL基因的缺陷型b菌株，同时Ⅱ与Ⅳ曲线相比，后者纤毛虫的种群密度更高，因此也能显示出野生型B菌体存活率高于缺陷型b菌株；无DMSP时，无论是否是DL基因缺陷菌株均没有丙烯酸产生，因而被纤毛虫摄食的几率相等，因而在I-IV组实验中，Ⅱ组纤毛虫体内带荧光标记食物泡的数量最少，其他三组均较高，且基本无差异。
【小问4详解】
分析图2中的数据可知，在无DMSP时，将野生型细菌B、缺陷型细菌b分别与细菌A按一定比例混合，再与纤毛虫共同培养72h后，与0h时相比，野生型细菌B和缺陷型细菌b的数量都相对减少，而细菌A的相对数量增加，说明纤毛虫捕食野生型细菌B和缺陷型细菌b的数量大于细菌A；而在有DMSP时，与0h时相比，混合培养72h后，细菌B相对数量增大，缺陷型细菌b的相对数量减少，而细菌A的相对数量减少，说明纤毛虫捕食野生型细菌B的数量小于细菌A，据此推测，在含有DMSP时，两组实验中的纤毛虫分别主要捕食细菌A、细菌b，野生型细菌B在含有DMSP时，裂解DMSP产生丙烯酸，抵御了纤毛虫的捕食，通过改变纤毛虫的捕食偏好来降低被捕食几率。
21. 通过无融合生殖技术获得的二倍体杂交水稻克隆种子，是由特殊分裂产生的卵细胞（2N）直接发育形成。我国科学家借助基因开关系统（PSGS，由“基因锁”和“基因钥匙”构成）解决了克隆种子与有性种子的分选难题。已知DNA分子中存在两个相同且同向的LxP序列时，Cre重组酶可特异性识别并敲除两个LxP序列之间的基因。图1为LxP序列，箭头处表示Cre重组酶的酶切位点，图2为Cre重组酶敲除基因的过程，图3为将PSGS导入水稻细胞获得转基因水稻TO的过程，其中“基因锁”可利用同向LxP序列及其间的基因抑制下游红色荧光蛋白基因的表达，而“基因钥匙”在有性生殖过程中才发挥作用。回答下列问题。
（1）由图1可知，LxP序列的方向主要由_____（填“a区”“b区”或“c区”）序列决定。
（2）图2中片段1形成环状结构的原因是_____。
（3）图3中步骤I～IV中，PSGS与DNA发生重组的步骤有_____（填序号）；步骤I获取PSGS时，应选用下表中的限制酶_____（填编号）。
（4）为了分选有性种子和克隆种子，需实现水稻有性种子胚中“基因锁”的特异性敲除，图3中启动子2的类型是_____（填编号）。
①花粉特异性启动子
②分生组织特异性启动子
③组成型启动子（在所有组织中都能保持活性）
（5）研究人员获得转基因水稻TO后，对其自交产生的种子胚进行荧光检测，并从种子胚中提取DNA，对PSGS序列进行PCR扩增。预期红色荧光种子胚中扩增出的产物长度_____（填“大于”、“等于”或“小于”）无荧光种子胚中的产物长度，其原因是_____。
【答案】（1）b区 （2）两个lxP序列的b区被Cre重组酶定点切开，使待敲除基因两端产生互补黏性末端，首尾相接形成环状DNA
（3） ①. I和Ⅲ ②. ①⑤
（4）① （5） ①. 小于 ②. Cre基因表达产生的Cre重组酶敲除了“基因锁”中的基因序列，使PSGS长度变短
【解析】
【小问1详解】
LxP序列a和c是反向重复序列，因此图1中LxP序列的方向取决于序号b对应的区域。
【小问2详解】
根据题意，两个lxP序列的b区被Cre重组酶定点切开，使待敲除基因两端产生互补黏性末端，首尾相接形成环状DNA。
【小问3详解】
基因工程中，步骤Ⅰ将PSGS与Ti质粒拼接构建重组质粒，属于不同来源DNA的重组；步骤Ⅲ农杆菌转化时，T-DNA整合到水稻染色体基因组中，也发生DNA重组，因此重组发生在Ⅰ、Ⅲ。 Ti质粒的酶切位点为HindⅢ和XbaⅠ，左端用HindⅢ（编号①）可直接匹配PSGS左端酶切位点；XbaⅠ切割后产生的黏性末端为5′−CTAG−3′，SpeI（编号⑤）切割后也产生相同的黏性末端，可互补连接，因此限制酶选①⑤。
【小问4详解】
题意要求Cre基因仅在有性生殖中发挥作用：克隆种子由卵细胞直接发育，不经过受精；有性种子由受精卵发育，含父本花粉的遗传物质。选择花粉特异性启动子，仅在有性生殖的花粉中启动Cre表达，实现有性种子基因锁的特异性敲除，因此选①。
【小问5详解】
Cre基因表达产生的Cre重组酶敲除了“基因锁”中的基因序列，使PSGS长度变短，红色荧光种子胚中扩增出的产物长度小于无荧光种子胚中的产物长度。编号
限制酶
识别序列及切割位点
编号
限制酶
识别序列及切割位点
①
HindⅢ
5'-A↓AGCTT-3′
④
SalI
5′-G↓TCGAC-3'
②
XbaI
5′-T↓CTAGA-3'
⑤
SpeI
5'-A↓CTAGT-3'
③
SacI
5'-GAGCT↓C-3'
⑥
BamHI
5′-G↓GATCC-3'