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1.细胞代谢
1．(14分)(2024·大理高三三模)科研人员发现植物的细胞呼吸除具有与动物细胞相同的途径外，还包含另一条借助交替氧化酶(AOX)的途径。请回答下列问题：
(1)交替氧化酶(AOX)分布在植物细胞线粒体内膜上，它可以催化O2与NADH生成______________________，并使细胞呼吸释放的能量更多地以热能的形式散失，生成ATP所占的比例______(填“升高”或“降低”)。在寒冷早春，某些植物的花细胞中AOX基因的表达会______(填“增强”或“减弱”)，有利于提高花序温度，吸引昆虫传粉。
(2)进一步研究表明，AOX途径可能与光合作用有关，科研人员对此进行了深入研究。
①在光合作用过程中，光能被分布于叶绿体____________上的光合色素吸收，并转变为ATP中的化学能，经过暗反应，能量最终被储存在______________中。
②科研人员将正常光照下发育的叶片分为4组，用AOX途径抑制剂处理A组和C组叶片的左侧，然后将4组叶片离体，叶柄插入盛满水的试管中，左侧置于正常光照下，右侧置于正常光照或高光下(图1)，40分钟后测量叶片左侧光合色素的光能捕获效率(图2)。
根据______组的实验数据可以推测，在夏季晴天，若树木中层叶片的部分区域被高光照射、叶面出现光斑，则可能会使邻近组织的光合作用减弱。实验说明，AOX途径可以________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．(16分)(2024·大同高三二模)为探究冰叶日中花在干旱和盐胁迫下的响应和适应能力，研究人员以生长状况相同的冰叶日中花幼苗为研究对象，设置常规(CK,60%土壤含水量)、中度干旱胁迫(D,40%土壤含水量)、盐胁迫(S,60%土壤含水量＋0.6%土壤含盐量)和旱盐胁迫(DS,40%土壤含水量＋0.6%土壤含盐量)4个处理组，于35天后测定冰叶日中花的生长状况和净光合速率，结果分别如表、图所示。请回答下列问题：
处理 株高/cm 分枝数/相对值 地上部鲜质量/g 地下部鲜质量/g
CK 2.5 0.33 15.3 0.5
D 2.1 0 9.2 0.33
S 2.6 1.67 30.1 0.68
DS 1.5 0 14.6 0.41
(1)据表可知，中度干旱胁迫对冰叶日中花的影响体现在____________________________；
盐胁迫对冰叶日中花的影响体现在__________________________________________
________________________________________________________________________，
形成对盐胁迫环境的适应，这在生产上的指导意义是__________________________
________________________________________________________________________。
(2)研究表明，在盐胁迫下，冰叶日中花光合作用的暗反应过程从C3途径(CO2被固定的第一个产物是C3)转变为CAM途径(白天气孔关闭，夜晚气孔打开，CO2先被固定为草酰乙酸，随后经一系列反应重新释放出CO2并参与卡尔文循环)，这种转变对冰叶日中花生长的意义是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
保证冰叶日中花在盐胁迫条件下正常生长。请根据上述信息推测，在存在CAM途径的植株中，CO2被固定的时间为________________(填“白天”“夜晚”或“夜晚和白天”)。
(3)该实验需在培养过程中保持这四组实验的光照、温度等条件相同且适宜，目的是______________________________。若要比较这四组实验中冰叶日中花的有机物合成量，需进行的操作是___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．(14分)(2024·芜湖高三模拟)土壤盐分过高对植物的伤害作用称为盐胁迫。科研人员研究盐胁迫下竹柳苗光合作用的变化，结果如图。请回答下列问题：
注：CK：对照组；S1：轻度盐胁迫；S2：中度盐胁迫；S3：重度盐胁迫。
(1)与第3天相比，第6天盐胁迫组竹柳苗的净光合速率下降，其中________组(填“S2”或“S3”)是因为非气孔因素造成的，判断的理由是________________________。
(2)重度盐胁迫条件下，12天内竹柳苗干重的变化为______(填“增加”“不变”或“减少”)，原因是__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)研究发现，盐胁迫下竹柳根细胞内的脯氨酸含量明显升高。据此推测竹柳减缓盐胁迫对水分吸收影响的机制是_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)进一步研究发现，盐胁迫下竹柳根细胞内的脯氨酸含量增加的机制是通过激活脯氨酸合成关键基因P5CS和P5CR的表达，以及提高P5CR酶的活性。请设计实验加以验证该机制，简要写出实验思路：______________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．(16分)光合作用机理是作物高产的重要理论基础，光饱和点是指光合速率不再随光照强度增加时的光照强度，光补偿点是指光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2量相等时的光照强度。研究发现水稻野生型(WT)和突变体(ygl)在不同栽培条件下产量有差异。回答下列问题：
(1)测得两种水稻分别在弱光照和强光照条件下净光合速率的变化如图1、图2所示：
①据图分析，ygl有较高的光补偿点，这与其呼吸速率较________(填“高”或“低”)有关。
②据图分析，为了提高产量，在常年阳光充足、光照强度大的地区，更适合种植______________水稻，依据是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)通常情况下，叶绿素含量与植物的光合速率呈正相关。但上述研究表明，在强光照条件下，突变体(ygl) 水稻光合速率反而明显高于野生型(WT)。为进一步探究其原因，研究者在相同光照强度的强光条件下，测定了两种水稻的相关生理指标，见表。
水稻材料 叶绿素/(mg·g－1) 类胡萝卜素/(mg·g－1) RuBP羧化酶含量 (单位：略) Vmax(单位：略)
WT 4.08 0.63 4.6 129.5
ygl 1.73 0.47 7.5 164.5
注：RuBP羧化酶是指催化CO2固定的酶；Vmax表示RuBP羧化酶催化的最大速率。
①类胡萝卜素主要吸收可见光中的______光； RuBP羧化酶存在于叶肉细胞中的__________(具体场所)。
②据表分析，在强光照条件下，突变体水稻光合速率反而明显高于野生型的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案精析
1．(1)水(或水和氧化型辅酶Ⅰ)　降低　增强　(2)①类囊体薄膜　(糖类等)有机物　②B、D　提高光合色素的光能捕获效率，有利于光合作用的进行，在周围受到高光照射的叶片组织中的作用更显著
解析　(1)交替氧化酶(AOX)分布在植物细胞线粒体内膜上，它可以催化O2与NADH生成水，并使细胞呼吸释放的能量更多地以热能的形式散失，导致生成ATP所占的比例减小。同时有利于提高花序温度，吸引昆虫传粉，故在寒冷早春，某些植物的花细胞中AOX基因的表达会增强。(2)①在光合作用过程中，光能被分布于叶绿体类囊体薄膜上的光合色素吸收，并转变为ATP中活跃的化学能，经过暗反应，可将ATP中活跃的化学能转移到糖类等有机物中形成稳定的化学能。②B、D组的变量为叶片右侧是否有高光照射，由图2实验结果可知，D组在叶片右侧高光条件下，叶片左侧的光合色素捕获光能的效率降低。由此可以推测，在夏季晴天，若树木中层叶片的部分区域被高光照射，叶面出现光斑，则可能会使邻近组织的光合作用减弱。A、B组的单一变量是叶片左侧是否抑制AOX途径，B组未使用AOX途径抑制剂，实验结果显示B组叶片左侧光合色素捕获光能的效率高于A组，同理C、D组的单一变量是叶片左侧是否抑制AOX途径，D组未使用AOX途径抑制剂，实验结果显示D组叶片左侧光合色素捕获光能的效率高于C组，且二者的差值大于A、B组的差值，故可说明AOX途径可以提高光合色素光能捕获效率，利于光合作用进行，在周围受到高光照射的叶片组织中作用更明显。
2．(1)株高降低、分枝数减少、地上部分与地下部分鲜质量降低　株高增加、分枝数增加、地上部分与地下部分鲜质量增加　冰叶日中花的种植环境更多，提高冰叶日中花的产量，同时改善环境　(2)减少盐胁迫环境下蒸腾作用对植物生长的影响，提高冰叶日中花对盐胁迫环境的适应能力　夜晚和白天　(3)排除无关变量的干扰　对四组冰叶日中花实验前后的重量进行检测
解析　(1)据表格信息可知，中度干旱胁迫使冰叶日中花株高降低、分枝数减少、地上部分与地下部分鲜质量降低，盐胁迫使冰叶日中花株高增加、分枝数增加、地上部分与地下部分鲜质量增加。形成对盐胁迫环境的适应在生产上的指导意义是冰叶日中花的种植环境更多，提高冰叶日中花的产量，同时改善环境。(2)在盐胁迫下，冰叶日中花光合作用的暗反应过程从C3途径(CO2被固定的第一个产物是C3)转变为CAM途径(白天气孔关闭，夜晚气孔打开，CO2先被固定为草酰乙酸，随后经一系列反应重新释放出CO2并参与卡尔文循环)，可以减少盐胁迫环境蒸腾作用对植物生长的影响，提高冰叶日中花对盐胁迫环境下的适应能力，在存在CAM途径的植株中，夜晚气孔打开，CO2先被固定为草酰乙酸，白天CO2参与卡尔文循环，被固定为C3，故CO2被固定的时间为夜晚和白天。(3)该实验需在培养过程中保持这四组实验的光照、温度等条件相同且适宜，目的是排除无关变量的干扰。要比较这四组实验中冰叶日中花的有机物合成量，需对四组冰叶日中花实验前后的重量进行检测。
3．(1)S3　S3组在第6天时气孔导度上升　(2)增加　在重度盐胁迫情况下，虽然净光合速率下降，但仍然大于0　(3)在盐胁迫下，该植物根细胞内脯氨酸含量明显升高，进而提高了细胞液浓度，提高植物根系的吸水能力　(4)将竹柳根细胞随机均分成两组，一组给予高盐环境，另一组给予正常环境，一段时间后检测两组细胞中关键基因P5CS和P5CR的表达量以及脯氨酸含量并进行比较，进而得出相应的结论
解析　(1)与第3天相比，第6天盐胁迫组竹柳苗的净光合速率下降，其中S3组是因为非气孔因素造成的，因为S3组在第6天时气孔导度反而上升，但此时的净光合速率是下降的。(2)重度盐胁迫条件下，12天内竹柳苗干重的变化表现为“增加”，这是因为在重度盐胁迫情况下，虽然净光合速率下降，但仍然大于0，说明竹柳幼苗干重在增加，只是增加速率逐渐下降。(3)据题意推知，由于植物自我保护性调节，在盐胁迫下，该植物根细胞内脯氨酸含量明显升高，进而提高了细胞液浓度，提高植物根系的吸水力，起到了减缓盐胁迫对水分吸收的影响。(4)本实验的目的是验证竹柳根细胞内的脯氨酸含量增加的机制是通过激活脯氨酸合成关键基因P5CS和P5CR的表达，以及提高P5CR酶的活性实现的，因此实验的自变量为是否进行盐胁迫，因变量是关键基因P5CS和P5CR的表达量以及脯氨酸含量。因此本实验的设计思路为将竹柳根细胞随机均分成两组，一组给予高盐环境，另一组给予正常环境，一段时间后检测两组细胞中关键基因P5CS和P5CR的表达量以及脯氨酸含量并进行比较，进而得出相应的结论。
4．(1)①高　②突变体(或ygl)　强光照条件下，突变体(ygl )水稻比野生型(WT)水稻的光饱和点高，净光合速率大，产量明显多　(2)①蓝紫　叶绿体基质　②突变体(ygl)水稻叶片中的RuBP羧化酶含量比野生型(WT)水稻的高，催化速率大，促进暗反应加快，因此光合速率要高
解析　(1)①分析光的补偿点看图1，图中显示ygl的呼吸速率为0.9 μmol·m－2·s－1，而野生型水稻(WT)的呼吸速率为0.6 μmol·m－2·s－1，光照强度为光补偿点时对应的净光合速率为0，根据公式净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率＝0可推知，呼吸速率越大，则实际光合速率就越大，所需的光照强度就越高。②当光照强度充足时，光饱和点越高的水稻，净光合速率最大值越大，光合产物越多，就越有利于产量的提高，从图2可以看出，ygl的光饱和点明显高于WT。(2)①类胡萝卜素是光合色素的一种，主要吸收蓝紫光；RuBP羧化酶是暗反应阶段的酶，叶肉细胞光合作用暗反应阶段的场所在叶绿体基质中。②由题意和表格信息分析可推知，强光照条件下，RuBP羧化酶含量与RuBP羧化酶催化的最大速率呈正相关，根据光合作用的过程可知，此时光合速率高低主要取决于暗反应阶段，即RuBP羧化酶含量越高，RuBP羧化酶催化的最大速率越大，暗反应就相对越快，进而光合速率就越高。表中数据突变体(ygl) 水稻叶片中的RuBP羧化酶含量比野生型(WT)水稻的高，因此，其光合速率就大。2.遗传变异
1．(12分)(2024·芜湖高三模拟)果蝇的卷翅/直翅、灰体/黑檀体是两对相对性状，分别由位于常染色体上的B/b、E/e两对等位基因控制。用相同基因型的雌雄果蝇交配，子代表型及比例为卷翅灰体∶卷翅黑檀体∶直翅灰体∶直翅黑檀体＝6∶2∶3∶1。回答下列问题：
(1)卷翅/直翅、灰体/黑檀体这两对相对性状中显性性状分别是______________，子代卷翅∶直翅不符合3∶1的原因可能是______________________________。
(2)果蝇的长触角对短触角是显性性状，由位于常染色体上的等位基因F/f控制。某同学用基因型Eeff和eeFf的雌雄果蝇交配，子代出现四种表型且比例为1∶1∶1∶1，该同学据此得出控制触角的基因和体色基因位于非同源染色体上的结论。你____(填“同意”或“不同意”)该结论，理由是__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知果蝇某基因片段碱基排列如图。由它控制合成的多肽中含有“—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—”的氨基酸序列(脯氨酸的密码子是CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的密码子是GAA、GAG；赖氨酸的密码子是AAA、AAG；甘氨酸的密码子是GGU、GGC、GGA、GGG)。
a—GGCCTGAAGAGAAGT—
b—CCGGACTTCTCTTCA—
翻译上述多肽的mRNA是由该基因的______(填“a”或“b”)链转录的。若该基因片段由于一个碱基被置换而发生突变，所合成的多肽的氨基酸排列顺序成为“—脯氨酸—谷氨酸—甘氨酸—赖氨酸—”。写出突变后控制该多肽合成的DNA模板链的碱基序列：________________________________________________________________________。
2．(16分)(2024·荆州高三模拟)某自花传粉、雌雄同株的植物有野生型和突变型两种类型，该植物的染色体组成如图所示，抗倒伏基因D位于突变型的4号染色体上，易染条锈病基因T位于突变型的8号染色体上，野生型相应染色体上分布着隐性基因d、t。将野生型和纯合突变型杂交得到F1，F1自交得到F2，统计并检测F2的基因型及相应基因型的个体数目，得到如表所示的结果。请回答下列相关问题：
基因型 DD Dd dd TT Tt tt
相应基因型数目 507 1 028 498 340 1 362 1 021
(1)为建立该植物的基因组数据库，需完成______条染色体的DNA测序。突变体4号和8号染色体上D、T基因的出现是________________的结果。
(2)F1自交，F2中既抗倒伏又抗条锈病植株的比例为________。
(3)研究人员发现易染条锈病基因的遗传结果与理论值有显著差异。经重复实验，发现基因型TT、Tt、tt的个体数量之比与表中的数据基本一致。为解释这一现象，研究人员从雌雄配子活性的角度提出了一种假说——雌配子活性均正常，但含______(填“T”或“t”)基因的雄配子成活率约为________，含另一等位基因的雄配子活性正常。
(4)现有野生型、突变型、F1植株若干，试设计一代杂交实验验证上述假说，并预测相应的子代表型及比例。
杂交方案：____________________________________________________________________。
预测结果：____________________________________________________________________。
3．(20分)(2024·安康高三模拟)黑腹果蝇中，野生型果蝇的眼色和翅型分别为红眼、长翅，为探究黑腹果蝇中偶尔出现的紫眼、卷翅的遗传规律，研究人员以紫眼卷翅果蝇(甲)、红眼卷翅果蝇(乙)、纯合野生型果蝇三种品系为实验材料进行了相关实验。他们让甲和纯合野生型果蝇进行杂交，结果如图1所示。已知黑腹果蝇眼色和翅型的遗传均与性别无关，卷翅是野生型果蝇发生单个基因突变的结果，控制翅型和眼色的基因分别用A/a、B/b表示。请回答下列问题：
(1)在黑腹果蝇中，眼色和翅型中的显性性状分别是________________。图1中，亲本紫眼卷翅果蝇的基因型为__________。利用图中亲本和F1探究控制眼色和翅型的两对基因的位置关系时，可让表型为________________的雌雄果蝇相互交配(自繁)，观察后代的性状表现。
(2)研究人员发现，甲品系在自繁过程中，其翅型始终为卷翅，不出现长翅。研究表明，出现该现象的原因有两个：一是卷翅基因与果蝇的存活力有关，卷翅基因对于果蝇的存活力来说是______(填“隐性”或“显性”)致死基因，导致甲品系在自繁的过程中，某些个体不能存活；二是卷翅基因所在染色体对应的另一条同源染色体上存在一个隐性致死基因e，如图2所示。请依据上述两个原因，在方框中画出甲品系在自繁过程中，不能存活的个体的基因分布情况。这表明甲品系是一个平衡致死系，该平衡致死系的特点是________________
________________________________________________________________________。
(3)进一步研究发现，乙品系也存在(2)中的致死原因，但甲品系的隐性致死基因e与乙品系的相应隐性致死基因位置关系未知。为探究甲、乙品系中的隐性致死基因在染色体上的位置是否相同，研究人员让甲品系和乙品系的果蝇进行杂交，观察并统计后代果蝇的翅型表现。若后代果蝇的翅型表现为________，则两个品系的隐性致死基因处于同一位置上；若后代果蝇的翅型表现为______________，则两个品系的隐性致死基因处于不同位置上。
4．(12分)(2024·酒泉高三三模)已知果蝇的体色和翅型分别由Ⅱ号染色体上的两对等位基因A/a和B/b控制，两对等位基因表现出连锁遗传的现象。用纯种灰身长翅果蝇与纯种黑身残翅果蝇杂交，F1果蝇全部表现为灰身长翅。以F1果蝇和纯种黑身残翅果蝇为实验材料进行正反交实验，当F1果蝇作父本时，后代只出现灰身长翅和黑身残翅类型，且比例为1∶1；当F1果蝇作母本时，后代出现了灰身长翅、黑身残翅、灰身残翅和黑身长翅四种类型。多次重复上述杂交实验后统计结果不变。不考虑基因突变和染色体变异，回答下列问题：
(1)F1与纯种黑身残翅果蝇杂交时，正反交结果不一致，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)果蝇的刚毛对截毛为显性，酒红眼对朱红眼为显性，两对相对性状分别由位于Ⅲ号染色体上的两对等位基因D/d、E/e控制。研究发现，雌果蝇体内一条染色体上相邻基因位点间发生交换的概率与二者间的距离呈正相关，位于一对同源染色体上距离最远的两对等位基因，与非同源染色体上的两对等位基因在形成配子时产生不同类型配子的比例几乎相同。研究小组尝试运用假说—演绎法来证明D/d与E/e两对基因在染色体上距离最远。
①提出假说：假设控制刚毛和眼色的基因在染色体上距离最远。请在图示方框中画出基因型为DdEe的正常体细胞中控制刚毛和眼色基因可能的位置情况(注：用“圆圈”代表细胞，细胞中用“竖线”代表染色体，“黑点”代表染色体上的基因)。
②演绎推理：若假说成立，则基因型为DdEe的雌果蝇产生的配子种类及比例为__________________；该雌果蝇与同种基因型的雄果蝇杂交，后代的分离比为______________。
③实验验证得出结论：让基因型为DdEe的雌雄个体杂交，若结果符合预期，证明D/d与E/e两对等位基因在染色体上距离最远。
答案精析
1．(1)卷翅、灰体　卷翅表现为显性纯合(BB)致死　(2)不同意
无论这两对基因位于一对还是两对同源染色体上，两个亲本均能产生两种配子，且比例均等，经过雌雄配子的随机结合均能产生上述表型比　(3)b　－CCGGACTTCCCTTCA－
解析　(1)用相同基因型的雌雄果蝇交配，子代表型及比例为卷翅灰体∶卷翅黑檀体∶直翅灰体∶直翅黑檀体＝6∶2∶3∶1，灰体和黑檀体的比例是3∶1，说明灰体对黑檀体为显性，卷翅∶直翅＝2∶1，说明卷翅对直翅为显性，且卷翅表现为显性纯合致死。(2)果蝇的长触角对短触角是显性性状，由位于常染色体上的等位基因F/f控制。某同学用基因型Eeff和eeFf的雌雄果蝇交配，子代出现四种表型且比例为1∶1∶1∶1，该同学据此不能得出控制触角的基因和体色基因位于非同源染色体上，因为无论这两对基因位于一对还是两对同源染色体上，两个亲本均能产生两种配子，且比例均等，经过雌雄配子的随机结合均能产生上述四种表型比。(3)由图示片段控制合成的多肽链中含有“—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—”的氨基酸序列，结合题目信息脯氨酸的密码子是CC_、谷氨酸的密码子是GA_、赖氨酸的密码子是AA_，再根据碱基互补配对原则可推测，翻译上述多肽的mRNA是由该基因的b链转录的，合成该多肽链的mRNA的碱基序列为－CCUGAAGAGAAG－。若该基因片段由于一个碱基被置换而发生突变，所合成的多肽的氨基酸排列顺序成为“—脯氨酸—谷氨酸—甘氨酸—赖氨酸—”，即第三个氨基酸由原来的谷氨酸变成了甘氨酸，比对谷氨酸和甘氨酸的密码子可发现，该变化应该为密码子由GAG变成了GGG，相应的模板链中碱基由A－T碱基对变成了G－C碱基对，则突变后控制该多肽合成的DNA模板链的碱基序列：－CCGGACTTCCCTTCA－。
2．(1)12　基因突变　(2)9/32　(3)T　1/3　(4)让F1与野生型分别正交和反交，统计后代的表型和比例　F1作父本时，子代中易染条锈病植株∶抗条锈病植株＝1∶3；F1作母本时，子代中易染条锈病植株∶抗条锈病植株＝1∶1
解析　(1)由题图可知，该自花传粉、雌雄同株植物有12对同源染色体，因此为建立该植物的基因组数据库，科学家需完成12条染色体的DNA测序。等位基因的出现是基因突变的结果。(2)由亲代和F2的基因型及相应基因型个体数可知，F2中TT∶Tt∶tt≈1∶4∶3，DD∶Dd∶dd≈1∶2∶1。亲本野生型的基因型为ddtt，纯合突变型的基因型为DDTT，若F1(DdTt)自交，F2中既抗倒伏又抗条锈病植株(D－tt)占3/4×3/8＝9/32。(3)由表中数据可知，F2中TT∶Tt∶tt≈1∶4∶3。野生型(tt)和纯合突变型(TT)杂交得F1(Tt)，若不考虑配子活性下降，则F1自交获得的F2中TT∶Tt∶tt应约为1∶2∶1。与实际比值相比，F2中tt的比例增大，由此可知含T基因的配子成活率下降，由“假设雌配子活性均正常”可以推知，F1产生的含T基因的雌配子和含t基因的雌配子之比为1∶1，设含T基因的雄配子成活率为x，含t基因的雄配子活性均正常，则T基因所占的比例为x/(x＋1)，由配子法和F2中TT∶Tt∶tt ≈1∶4∶3可知，含T基因的雄配子成活率约为1/3。(4)由题意可知，雌配子活性均正常，含T基因的雄配子成活率为1/3，含t基因的雄配子活性正常。因此应设计F1与野生型(tt)做正交和反交实验，统计后代的表型和比例。若F1(Tt)作父本，含T基因的雄配子成活率为1/3，含t基因的雄配子活性正常，即T∶t＝1∶3，则杂交子代中易染条锈病植株∶抗条锈病植株＝1∶3；若F1(Tt)作母本，雌配子活性均正常，即T∶t＝1∶1，则杂交子代中易染条锈病植株∶抗条锈病植株＝1∶1。
3．(1)红眼、卷翅　Aabb　红眼卷翅　(2)隐性　如图所示
该品系雌雄果蝇相互交配后，后代仍然为平衡致死系，使杂交品种的后代保持杂合状态，优良性状可稳定遗传　(3)全卷翅　卷翅∶长翅＝2∶1
解析　(1)由题图可知，紫眼与红眼杂交，子代全为红眼，因此红眼对紫眼为显性。野生型果蝇为纯合子，卷翅与长翅纯合子杂交，子代卷翅∶长翅＝1∶1，说明卷翅为杂合子，故卷翅对长翅为显性。又知黑腹果蝇眼色和翅型的遗传均与性别无关，即控制两种性状的基因都位于常染色体上。卷翅是野生型果蝇发生单个基因突变的结果，控制翅型和眼色的基因分别用A/a、B/b表示，故亲本紫眼卷翅果蝇的基因型为Aabb。据题图可知，紫眼卷翅果蝇的基因型为Aabb，纯合野生型果蝇的基因型为aaBB，故F1中红眼卷翅、红眼长翅果蝇的基因型分别是AaBb、aaBb。探究控制眼色和翅型的两对基因的位置关系时，可利用杂合子自交的方法，也可用测交的方法。由题意可知，要求利用图中亲本和F1为实验材料进行探究实验，因此，可选择F1中表型为红眼卷翅的雌雄果蝇相互交配，若子代表现四种表型，则两对基因位于两对常染色体上；若不是，则两对基因位于一对常染色体上。(2)基因的致死作用在杂合体中即可表现的致死基因称为显性致死基因；致死作用只有在纯合状态或半合子时才能表现，即致死作用具有隐性效应，与基因本身的显隐性无关的致死基因称为隐性致死基因，故基因型为AA的个体死亡。因此，卷翅基因对于果蝇的存活力来说是隐性致死基因。甲品系在自繁过程中，不能存活的个体的基因分布情况见答案。该平衡致死系的特点是该品系雌雄果蝇相互交配后，后代仍然为平衡致死系，使杂交品种的后代保持杂合状态，优良性状可稳定遗传。(3)若两个品系的隐性致死基因处于同一位置上，则甲、乙品系因相同隐性基因致死，则甲品系(Aae)与乙品系(Aae)(下标字母表示该基因与基因a在同一条染色体上)杂交，所得存活子代全为Aae，表现为卷翅；若两个品系的隐性致死基因处于不同位置上，设乙品系隐性致死基因为d，则甲品系(AaeD)与乙品系(AaEd)杂交，所得子代基因型及比例为AA∶AaEd∶AaeD∶aEdaeD＝1∶1∶1∶1，其中AA基因型的个体致死，故子代表型及比例为卷翅∶长翅＝2∶1。
4．(1)控制体色和翅型的基因位于同一对(Ⅱ号)染色体上，且基因A与B在一条染色体上，基因a与b在另一条染色体上，F1的基因型为 AaBb；F1雄性个体减数分裂时染色体不发生互换，只产生 AB、ab 两种类型的配子，F1雌性个体减数分裂时染色体发生互换产生AB、aB、Ab、ab 四种类型的配子
(2)①如图所示
②DE∶De∶dE∶de＝1∶1∶1∶1　2∶1∶1或5∶1∶1∶1
解析　(1)纯种灰身长翅果蝇与纯种黑身残翅果蝇交配，F1果蝇全部表现为灰身长翅，说明灰身和长翅性状为显性性状。由于果蝇的体色和翅型基因均位于Ⅱ号染色体上，即常染色体上，故亲本的杂交组合是AABB×aabb，F1果蝇的基因型为AaBb。与纯种黑身残翅果蝇(aabb)进行正反交实验，当F1果蝇作父本时，后代只出现灰身长翅和黑身残翅两种类型，且比例为1∶1，说明F1果蝇父本只产生了AB和ab这两种类型的配子，并未发生染色体互换；再根据F1果蝇作母本时，后代出现了灰身长翅、黑身残翅、灰身残翅和黑身长翅四种类型，说明F1果蝇作母本产生了四种配子，不只是AB和ab这两种类型的配子，说明F1果蝇母本在形成配子时，同源染色体的非姐妹染色单体间发生了互换，形成了Ab和aB两种重组型配子，进而出现灰身残翅和黑身长翅这两种新的表型，所以正反交结果不一致，其原因是控制体色和翅型的基因位于同一对(Ⅱ号)染色体上，且基因A与B在一条染色体上，基因a与b在另一条染色体上，F1的基因型为AaBb；F1雄性个体减数分裂时染色体不发生互换，只产生AB、ab两种类型的配子，F1雌性个体减数分裂时染色体发生互换产生AB、aB、Ab、ab四种类型的配子。(2)①由于D/d与E/e两对基因在同一对同源染色体上，则基因型为DdEe的正常体细胞中控制眼色和毛型基因可能的位置情况有两种，可能是D、E在同一条染色体上，也可能是D、e在同一条染色体上，两种不同的图像见答案。②若假说成立，即D/d与E/e两对基因在染色体上距离最远，由于位于一对同源染色体上距离最远的两对基因产生不同配子的概率，与非同源染色体上的两对等位基因在形成配子时产生不同类型配子的比例几乎相同，则可以把D/d与E/e两对基因看作是两对同源染色体上的基因，则基因型为DdEe的雌果蝇产生的配子应有4种，且概率相同，即雌配子的基因型及比例为DE∶De∶dE∶de＝1∶1∶1∶1。该雌果蝇与同种基因型的雄果蝇杂交，由于雄果蝇形成配子时，不发生互换，若D、E在同一条染色体上，则产生的雄配子基因型及比例为DE∶de＝1∶1，后代的分离比为5∶1∶1∶1，若D、e在同一条染色体上，则产生的雄配子基因型及比例为De∶dE＝1∶1，后代的分离比为2∶1∶1。3.个体稳态
1．(14分)(2024·新乡高三一模)5-羟色胺(5-HT)是一种在体内分布广泛，能够使人们产生愉悦情绪的神经递质。释放到突触间隙的5-HT通常有三条去路：与相关受体特异性结合(5-HT1A受体是5-HT受体中的一种，5-HT和5-HT1A受体结合后，能抑制结合部位释放神经递质)；被单胺氧化酶(MAO)氧化成5-羟色醛；被突触前膜的载体回收重新利用。具体过程如图1所示。突触间隙的5-HT数量过少是引发抑郁症的重要因素，回答下列问题：
(1)突触小体释放5-HT的方式为________，5-HT作为一种兴奋性神经递质，能使突触后膜产生膜电位变化，体现了细胞膜具有____________________________________________的功能。
(2)5-HT1A受体位于__________(填“突触前膜”或“突触后膜”)，该受体存在的意义是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)杨梅素主要存在于杨梅、山茶等植物中，其醇提取物中富含大量杨梅素苷等物质，杨梅素对抑郁症具有一定的治疗作用。研究人员给正常实验大鼠灌服某种药物，获得了若干只抑郁症大鼠，并将其随机均分成两组，一组设为模型组，另一组灌服杨梅素设为杨梅素治疗组。分别检测对照组、模型组和杨梅素治疗组大鼠体内MAO的活性，结果如图2所示。
分析结果，试阐述杨梅素治疗抑郁症的机制：________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)根据题干信息，试提出不同于杨梅素治疗抑郁症的药物研究新思路：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________(提出2条)。
2．(22分)(2024·昭通高三模拟)糖尿病是一种慢性代谢性疾病，其发病率呈逐年上升趋势。部分糖尿病患者的患病原因是巨噬细胞分泌的肿瘤坏死因子TNF-α异常升高导致的胰岛素抵抗等炎症反应(如图)。请回答相关问题：
(1)激素可以通过______运向全身各处，并定向作用于靶器官，激素调节有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________(至少写出两点)的特点。
机体内的多种激素都存在分级调节，这种调节的意义是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)研究表明，胆碱能抗炎通路和GC都有抑制巨噬细胞分泌TNF-α的抗炎作用，但效果不同，这两种调节过程中反应速度更快的是________________，二者作用途径的区别是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
胆碱是兴奋性神经递质，能使突触后膜两侧发生的电位变化是________________________________________________________________________。
当GC的含量过高会作用于下丘脑和垂体，下丘脑和垂体分泌的CRH和ACTH会减少，这种调节方式称为________________。
(3)肺炎支原体接触易感人群后，首先突破人体第一道防线皮肤和黏膜以及第二道防线________________________，再到达人体第三道防线，激活特异性免疫。机体对肺炎支原体的免疫体现了免疫系统的__________功能。严重肺炎患者会感觉肌肉酸痛，原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
人体内B细胞和T细胞成熟的场所分别是____________。
3．(18分)(2023·长沙高三一模)胰腺癌是消化道常见的恶性肿瘤之一，目前尚无治愈晚期胰腺癌的有效手段。回答下列问题：
(1)为了评估有氧运动对胰腺肿瘤生长的影响，研究者给小鼠植入胰腺癌细胞制备出胰腺癌模型小鼠，控制模型小鼠在跑台上进行低强度的有氧运动。28天后手术取出肿瘤组织，检测结果如图1、图2，发现低强度有氧运动之后，肿瘤发生了的变化是________________________。
(2)研究者对肿瘤组织中免疫细胞的相关情况进行了分析，结果如图3，发现28天低强度有氧运动后，肿瘤组织中的__________________细胞显著增多，____________细胞显著减少。
(3)为研究MDSC和胰腺肿瘤之间的关系，研究者进行了如下实验，请在表中完善实验设计。
组别 小鼠类型 处理 肿瘤体积和质量
对照组1 裸鼠(无特异性免疫) 植入胰腺癌细胞 a
实验组1 ①_________________ ②______________________ b
对照组2 健康小鼠 植入胰腺癌细胞 c
实验组2 ③_________________ ④______________________ d
研究者通过分析各对照组和实验组肿瘤体积和质量，得出了MDSC细胞通过抑制小鼠的特异性免疫功能促进胰腺肿瘤生长的结论。请你据此结论，推测a、b、c、d的大小关系：__________。
(4)科学研究中，实验材料的选择对实验能否取得成功至关重要。下列关于裸鼠的说法，正确的是________(填字母)。
A．裸鼠可能是先天性胸腺缺陷的突变小鼠
B．裸鼠抵抗力低下，易患各种疾病而死亡
C．裸鼠在肿瘤学、免疫学、有效药品的筛选方面有重大价值
D．裸鼠繁殖力强，饲养条件简单，是研究免疫学机理的理想动物模型
E．裸鼠不排斥来自异种动物的组织移植，可作为移植人类恶性肿瘤的受体
4．(16分)(2024·淮北高三一模)植物的生命活动受多种因素影响，回答下列问题：
(1)植物生长发育的调控，是由基因表达的调控、__________和__________共同构成的网络来完成。
(2)莴苣种子需要在有光的条件下才能萌发。光作为一种信号，光敏色素接收光信号后被激活，其__________发生变化，经过信息传递系统传导，进而影响特定基因的表达。莴苣种子小，储藏的营养物质也很少。其萌发需要光，是如何体现植物对环境的适应的？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)科研人员对光和脱落酸(ABA)如何影响水稻种子萌发进行了相关研究，图1、2分别是在黑暗和光照条件下的实验结果，其中突变体是光敏色素基因发生了突变的水稻种子。
①该实验的自变量除水稻类型不同外，还有________________________。
②实验结果表明，野生型水稻种子在______条件下，对ABA的处理更为敏感。据图推测其原因可能是光照可以______(填“增强”或“减弱”)ABA对种子萌发的抑制效果。光照条件下，突变体水稻种子比野生型水稻种子对ABA的处理更敏感，尝试分析原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案精析
1．(1)胞吐　进行细胞间的信息交流　(2)突触前膜　防止突触前膜持续释放5 HT，导致突触后膜持续兴奋　(3)杨梅素能降低MAO活性，5 HT氧化成的5 羟色醛变少，突触间隙5 HT相对较多　(4)抑制或者破坏5 HT1A受体，导致突触前膜可以释放5 HT；或者抑制突触前膜的载体活性，使其不能回收5 HT
解析　(1)5 HT是一种神经递质，神经递质的释放方式是胞吐。5 HT作为一种兴奋性神经递质，是一种信号分子，与突触后膜上相应的受体结合，能使突触后膜产生膜电位变化，体现了细胞膜具有进行细胞间的信息交流的功能。(2)5 HT和5 HT1A受体结合后，能抑制结合部位释放神经递质，而突触前膜能释放神经递质，推测5 HT1A受体位于突触前膜。该受体存在的意义是防止突触前膜持续释放5 HT，导致突触后膜持续兴奋。(3)MAO能将5 HT氧化成5 羟色醛，据题图可知，与模型组相比，杨梅素治疗组大鼠体内MAO的活性降低，推测杨梅素能降低MAO活性，5 HT氧化成的5 羟色醛变少，突触间隙5 HT相对较多，5 HT是一种能够使人们产生愉悦情绪的神经递质，从而治疗抑郁症。(4)突触间隙的5 HT数量过少是引发抑郁症的重要因素，由突触间隙的5 HT的三条去路，提出不同于杨梅素治疗抑郁症的药物研究新思路可能是抑制或者破坏5 HT1A受体，导致突触前膜可以释放5 HT，从而治疗抑郁症；或者抑制突触前膜的载体活性，使其不能回收5 HT，从而治疗抑郁症。
2．(1)体液　微量和高效，通过体液进行运输，作为信使传递信息，作用于靶器官、靶细胞　可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态
(2)胆碱能抗炎通路　GC调节通过体液运输，胆碱能抗炎通路调节通过反射弧　由外正内负变为外负内正　反馈调节
(3)体液中的杀菌物质和吞噬细胞　免疫防御　人体代谢快，耗氧量增加，由于供养不足，部分肌肉细胞进行无氧呼吸，乳酸含量升高　骨髓和胸腺
解析　(1)激素是由内分泌器官或细胞分泌的化学物质，经体液运输与特异性受体结合而发挥调节作用，所以激素可以通过体液运向全身各处，并定向作用于靶器官。激素调节的特点有微量和高效，通过体液进行运输，作为信使传递信息，作用于靶器官、靶细胞。机体内的多种激素都存在分级调节，这种调节的意义是可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态。(2)据图可知，胆碱能抗炎通路涉及神经调节，而GC调节是激素调节。这两种调节过程中反应速度和作用途径的区别是GC反应慢，胆碱能抗炎通路反应快；GC调节通过体液运输，胆碱能抗炎通路调节通过反射弧。胆碱是兴奋性神经递质，能使突触后膜两侧发生的电位变化是由外正内负变为外负内正。GC的含量过高会作用于下丘脑和垂体，下丘脑和垂体分泌的CRH和ACTH会减少，这种调节方式称为反馈调节。
3．(1)肿瘤的体积和质量(显著)下降　(2)细胞毒性T　MDSC　(3)①裸鼠(无特异性免疫)　②植入胰腺癌细胞和MDSC细胞　③健康小鼠　④植入胰腺癌细胞和MDSC细胞　c＜d＜a＝b　(4)ABCE
解析　(1)分析题意，本实验的目的是评估有氧运动对胰腺肿瘤生长的影响，则实验的自变量是有氧运动的情况，因变量是胰腺肿瘤生长情况，由图1、2可知，与对照组相比，有氧运动组的肿瘤的体积和质量均(显著)下降。(3)分析题意，实验目的是研究MDSC和胰腺肿瘤之间的关系，实验的自变量是小鼠类型和MDSC细胞的有无，因变量是肿瘤生长情况，实验的设计应遵循对照与单一变量原则。根据实验表格的组别可知，对照组1是裸鼠(无特异性免疫)＋植入胰腺癌细胞，对照组2是健康小鼠＋植入胰腺癌细胞，两者的自变量是小鼠类型，则两组实验组之间、实验组与对照组之间应分别形成对照，遵循单一变量关系，故据此推测，实验组1应是裸鼠(无特异性免疫)＋植入胰腺癌细胞和MDSC细胞，而实验组2是健康小鼠＋植入胰腺癌细胞和MDSC细胞。MDSC细胞通过抑制小鼠的特异性免疫功能导致胰腺肿瘤的生长，因此，对照组1和实验组1(小鼠类型是裸鼠，自变量是MDSC细胞的有无)肿瘤体积和质量无显著差异，即a＝b。对照组2肿瘤体积和质量显著小于实验组2(小鼠类型是健康小鼠，自变量是MDSC细胞有无)，即c＜d；实验组2是健康小鼠，虽有MDSC细胞的抑制，但仍然具有一定的特异性免疫，因此d＜a；故a、b、c、d的大小关系是c＜d＜a＝b。(4)裸鼠由于无特异性免疫，容易感染各种病原体，所以饲养条件极为苛刻，需要在封闭屏障系统或隔离系统中饲养，D错误。
4．(1)激素调节　环境因素调节　(2)结构　莴苣种子小，储藏的营养物质也很少，因此其萌发需要光，吸收光能，进行光合作用，为种子萌发提供营养物质，从进化角度解释其萌发需要光照是长期自然选择的结果　(3)①有无光照、ABA浓度　②黑暗　减弱　在光照条件下，光敏色素蛋白感受光信号并转变，减弱了ABA对种子萌发的抑制效果，而突变体是光敏色素基因发生了突变的水稻种子，突变体中缺乏功能性光敏色素蛋白，所以对ABA更为敏感
解析　(1)植物生长发育需要生长素等多种激素参与，也受光照等因素影响，同时蛋白质是基因表达的产物，故其调控是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。(2)光作为一种信号，光合色素接收光信号后被激活，结构发生变化，经过信息传递系统传导，进而影响特定基因的表达。莴苣种子小，储藏的营养物质也很少，因此其萌发需要光，吸收光能，进行光合作用，为种子萌发提供营养物质，从进化角度解释其萌发需要光照是长期自然选择的结果。(3)①分析题干，图1、图2分别是在黑暗和光照条件下实验测得的结果，突变体是光敏色素基因发生了突变的水稻种子，因此该实验的自变量为有无光照、不同类型的水稻、ABA浓度。②实验结果表明，与光照条件相比，野生型植株在黑暗条件下种子的萌发率受ABA浓度变化的影响更大，故推测黑暗条件下，种子对ABA处理更为敏感。ABA浓度为0时为对照组，随着ABA浓度逐渐增大，野生型植株在黑暗中种子萌发率明显下降，在光照条件下种子萌发率降低不明显，由此推测光信号减弱了ABA对种子萌发的抑制效果。在光照条件下，光敏色素蛋白感受光信号并转变，减弱了ABA对种子萌发的抑制效果，而突变体是光敏色素基因发生了突变的水稻种子，突变体中缺乏功能性光敏色素蛋白，所以对ABA更为敏感。4.生物与环境
1．(18分)(2024·福建龙岩第一中学高三模拟)黄秋葵是一种具有保健作用的蔬菜，富含人体需要的多种营养素，深受人们喜爱，其制品可用于食品、医疗保健、美容等行业。虫害是影响黄秋葵产量和质量的主要因素。研究人员在不同时间调查了黄秋葵种植园主要害虫棉蚜、棉大卷叶螟以及害虫天敌的种群密度变化，结果如图所示。回答下列问题：
(1)调查棉蚜种群密度宜采用的方法是______________，选用此方法的理由是________________________________________________________________________
(答出2点即可)。棉蚜与棉大卷叶螟的种间关系是______________。
(2)生态位重叠指数反映了不同物种对资源的利用在空间、时间维度上的相似程度。研究人员调查了不同类生物之间时间生态位的重叠指数，结果如表所示。
种类 棉蚜 棉大卷叶螟 瓢虫 蜘蛛
棉蚜 － 0.139 7 0.859 3 0.302 6
棉大卷叶螟 － － 0.404 5 0.722
瓢虫 － － － 0.542 6
蜘蛛 － － － －
综合上述调查结果，棉蚜的捕食性天敌主要是________，判断的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在黄秋葵生长季，采用化学方法防治黄秋葵虫害时，应尽量选择高效、低毒力的化学农药进行防治，原因是______________________________________________________________
(至少答出1点)。
(4)农田中的生物形成人工生物群落，它是群落的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
它与森林、草原等自然生物群落相比，主要区别是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
如果没有人工干预，农田生物群落______(填“能”或“不能”)长期保持农田的特征。
2．(14分)(2024·芜湖高三模拟)唐鱼(杂食性)是一种小型濒危鱼类，入侵物种食蚊鱼(肉食性)会造成唐鱼数量减少。研究人员调查比较了在不同生境中唐鱼种群的体长在食蚊鱼入侵取样点与无入侵取样点间的差异(图中矩形代表体长集中分布区域，其内黑色横线表示平均值，垂直线段表示数值的变动范围，上下两端分别表示最大值和最小值。体长与鱼龄相关)。请回答下列问题：
(1)研究人员调查唐鱼的种群密度时，没有采用标记重捕法，可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_________________________________________________________________(答出2点)。
(2)不同生境中唐鱼的生态位________(填“相同”或“不同”)，研究唐鱼的生态位通常应研究________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)食蚊鱼入侵使幼年唐鱼数量减少，研究发现食蚊鱼与唐鱼的生态位重叠较少，推测食蚊鱼造成唐鱼减少的原因最可能是_______________________________________________。
食蚊鱼入侵后，溪流生境下的唐鱼比农田生态系统中的唐鱼有更大的体长变动范围，从生境特点和种间关系角度分析，原因可能是________________________________________
________________________________________________________________________。
3．(14分)大气氮沉降是指大气中的含氮化合物通过降水和降尘被输入土壤或水体中，对植物生产力和生态系统碳循环等造成不良影响。回答下列问题：
(1)草地生态系统中，碳循环在生物群落与非生物环境之间的循环主要以________形式进行。碳循环失衡会导致温室效应加剧，全球气候变暖，同时还会加速土壤中____________对有机碳的分解，释放温室气体，进一步加剧温室效应。
(2)在大气氮沉降背景下，对植物多样性低的草地生态系统进行科学管理，科研人员进行了相关研究。
Ⅰ.科研人员分别测定不同情况下某一植物多样性低的草地进行刈割(割除草本植物的地上部分)前、后草地生态系统的固碳量，实验结果如图1所示。
实验中对草地添加氮的目的是____________________________________________________。科研人员由图1得出“刈割有利于对抗大气氮沉降对植物多样性低的草地生态系统生产力的负效应”的结论，其依据是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.地下植物碳库是土壤有机碳库的主要来源，土壤有机碳库是全球陆地表层系统中最大的碳库，其微小变动会对碳平衡产生巨大影响。科研人员进一步对植物多样性低的草地生态系统土壤有机碳进行研究，结果如图2所示。
该实验的目的是___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)综合(2)研究，提出保护草地生态系统土壤有机碳库的3条措施：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．(14分)如图1是我国南方某山区建立的农业生态系统示意图：高山种树、养殖种鱼，鱼苗和农户粪便经河流进入梯田，在梯田中形成“稻—萍—鱼”立体农业生态系统，既减轻了环境污染，又增加了农户的经济收入。回答下列问题：
(1)从物质循环的角度分析，需要向梯田中增施氮肥、磷肥的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
增施有机肥会降低梯田水中的含氧量，原因是_________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在投放鱼苗时，农户会选择适宜的鱼类，且需要根据梯田大小决定投放数量，以上操作主要遵循生态工程的________原理。
(3)图2表示该生态系统中海拔500 m处某块稻田中鲫鱼的种群数量增长速率随时间的变化情况，如果在t2时用标记重捕法调查鲫鱼的种群密度，第一次捕获60条全部标记释放，一段时间后进行了第二次捕捉，其中没有标记的30条、标记的20条，估算鲫鱼种群在t1时是________条。
(4)研究人员对该生态系统的能量流动进行定量分析，得出相关数据，如表所示[部分数据未给出，能量单位为J/(cm2·a)，肉食性动物作为只占据一个营养级研究]。
生物类型 X 流向分解者的能量 未利用的能量 流向下一营养级的能量 外来有机物输入的能量
生产者 44.0 5.0 95.0 20.0 0
植食性动物 9.5 1.5 11.0 Y 5.0
肉食性动物 6.3 0.5 6.5 0.7 11.0
X是指______________的能量，数据Y为________J/(cm2·a)，能量由植食性动物传递到肉食性动物的传递效率为________%。
答案精析
1．(1)样方法　棉蚜个体小、活动能力弱、活动范围小　种间竞争　(2)瓢虫　棉蚜与瓢虫种群数量在同一时间内的变化趋势基本一致，且瓢虫与棉蚜的生态位重叠指数高　(3)降低农药对黄秋葵和农田的污染程度；降低农药对害虫天敌的毒害，充分发挥天敌控制虫害的作用　(4)在相同时间聚集在农田中各种生物种群的集合，即农田生物群落　农田生物群落属于人工生物群落，人工生物群落的物种丰富度较低，群落结构简单，易受外界影响，需要人工干预才能维持群落的物种组成和结构　不能
解析　(1)由于棉蚜个体小、活动能力弱、活动范围小，故调查棉蚜种群密度宜采用样方法。棉蚜与棉大卷叶螟都是黄秋葵种植园的主要害虫，二者之间为种间竞争关系。(2)研究人员调查了不同类生物之间时间生态位的重叠指数，由图可知，棉蚜与瓢虫种群数量在同一时间内的变化趋势基本一致，且瓢虫与棉蚜的时间生态位重叠指数高，故棉蚜的捕食性天敌主要是瓢虫。
2．(1)唐鱼(杂食性)是一种小型濒危鱼类，体型小且数量少，需要保护　(2)不同　它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等　(3)食蚊鱼捕食唐鱼，使唐鱼的环境容纳量下降　农田生境比溪流生境更容易受到人为因素的干扰，且溪流生境下外界环境变化较大
3．(1)CO2　分解者　(2)Ⅰ.营造大气氮沉降背景(模拟大气氮沉降)　氮添加组草地生态系统刈割后生产力增加幅度大于无氮添加组　Ⅱ.探究植物多样性低的条件下，氮添加和适度放牧对草地生态系统土壤有机碳含量的影响　(3)减少大气氮沉降(减少化石燃料燃烧)；适度放牧；刈割
解析　(2)Ⅰ.本实验是在大气氮沉降背景下进行的，故对草地添加氮的目的是营造大气氮沉降背景(模拟大气氮沉降)。由图1可知，氮添加组刈割后生态系统的生产力增加幅度大于无氮添加组，故刈割有利于对抗大气氮沉降对植物多样性低的草地生态系统生产力的负效应。Ⅱ.据图2分析可知，自变量为氮添加和适度放牧，因变量为土壤有机碳含量，因此该实验目的是探究植物多样性低的条件下，氮添加和适度放牧对草地生态系统土壤有机碳含量的影响。
4．(1)大量氮、磷元素随农产品的输出而缺失，需不断补充　梯田中分解者通过有氧呼吸分解有机物，大量消耗氧气　(2)协调　(3)75　(4)呼吸作用散失　3　12
解析　(1)梯田中的大量氮、磷元素随农产品的输出而导致土壤缺失氮、磷元素，需不断补充。分解者可利用有机肥，梯田中分解者通过有氧呼吸分解有机物，大量消耗氧气。(2)选择适宜的鱼类，且根据梯田大小决定投放数量符合协调原理，即生物与环境之间、生物与生物之间的协调与适应。(3)分析图2：t1时种群有最大增长速率，对应种群增长曲线中的K/2，如果在t2时用标记重捕法调查鲫鱼的种群密度，第一次捕获60条全部标记释放，一段时间后进行了第二次捕捉，其中没有标记的30条、标记的20条，则t1时种群数量为60×(20＋30)÷20×1/2＝75(条)。(4)在生态系统中某营养级的同化量可划分为呼吸作用散失的能量、流向分解者的能量、流向下一营养级的能量和未利用的能量。结合表中数据，可以判断出表中X代表呼吸作用散失的能量。植食性动物的同化量＝20＋5＝25(J/cm2·a)，所以Y＝25－9.5－1.5－11.0＝3(J/cm2·a)。能量由植食性动物传递到肉食性动物的传递效率为3÷25×100%＝12%。这里肉食性动物所获得的外来有机物的能量不是来自植食性动物，因此在计算传递效率时，不加这部分能量。5.生物技术与工程
1．(20分)(2024·洛阳高三三模)培育抗草甘膦转基因大豆时，首先需要构建UTR—CTP—EPSPS序列(UTR—前导序列、CTP—叶绿体定位信号肽序列、EPSPS—抗草甘膦基因)和pCAMBIA1300质粒的重组载体，构建过程如图所示。重组载体通过电转化方式导入大肠杆菌DH5α中，经测序验证后导入农杆菌菌株EHA105中形成转化的工程菌株，再转染大豆。回答下列问题：
(1)构建UTR—CTP—EPSPS序列与pCAMBIA1300质粒的重组载体过程中，进行PCR时需要在两种引物的______端连接hpt基因相关限制酶的识别序列，引物序列的确定应依据________________________，PCR依据的原理是__________。
(2)重组质粒PTWGM1接入的UTR—CTP—EPSPS序列中，EPSPS基因与CTP绑定的目的是________________________________。利用质粒PTWGM1可以大量扩增UTR—CTP—EPSPS片段，是因为其结构中含有__________。
(3)质粒PTWGM1通过电转化方式导入大肠杆菌DH5α的关键是利用电脉冲在________处打开通道，使得外源DNA能够顺利进入细胞内。要确定细胞电转化是否成功，需要在培养大肠杆菌的培养基中添加__________进行筛选。
(4)若要回收EPSPS片段，可将扩增产物通过电泳进行分离后，割下凝胶以回收扩增的EPSPS基因。在凝胶中DNA分子的迁移速率与________________________________(答出两点)有关。若除目标条带外，还出现了少量的小片段非特异性扩增带，原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_____________________________________________________________(答出一点)。
2．(14分)(2024·贵阳高三质检)研究人员发现，某种RNA病毒包膜表面的S蛋白能识别人体细胞膜表面的ACE2受体并导致病毒入侵人体细胞。现提出制备重组疫苗的思路：提取该种病毒的遗传物质→通过RT－PCR(反转录酶聚合酶链式反应)技术扩增筛选RBD蛋白(S蛋白中真正与ACE2结合的关键部分)基因(图甲)→构建基因表达载体→导入CHO细胞并培养→提取并纯化RBD蛋白→制成疫苗。回答下列问题：
(1)利用PCR扩增含有限制酶酶切位点的RBD蛋白基因时，应选择的引物是______________。为提高目的基因和载体的正确连接效率，应选择的限制酶是____________；限制酶通常是从原核生物中分离纯化而来，限制酶存在于原核生物中的主要作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)RT－PCR技术的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA，这一过程需要的酶是__________；再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。PCR过程每次循环分为3步，其中温度最高的一步是______。
(3)CHO细胞又称中国仓鼠卵巢细胞，可贴壁培养，经过多次传代筛选后也可悬浮培养。CHO细胞属于成纤维细胞，本身很少分泌内源蛋白，广泛应用于生物制药中重组蛋白的生产。由此推测制备重组疫苗的实验思路中用CHO细胞作为受体细胞的原因是________________________________________________________________________
____________________________________________________________(答出1点即可)。
3．(18分)(2024·荆州高三三模)磷脂酸(PA)是调节植物生长发育和逆境响应的重要信使物质。为了解植物细胞中PA的动态变化，研究人员用无缝克隆技术将高度专一的PA结合蛋白(PABD)基因与绿色荧光蛋白(GFP)基因融合，构建有效监测细胞PA变化的荧光探针，并测定拟南芥细胞内PA含量。无缝克隆技术连接DNA片段的机理和构建荧光探针表达载体的过程如图，请回答下列问题：
注：bar为草胺膦抗性基因；Kanr为卡那霉素抗性基因。
(1)无缝克隆时，T5核酸外切酶沿__________(填“5′→3′”或“3′→5′”)的方向水解DNA，形成黏性末端。T5核酸外切酶催化的最适温度为37 ℃，而过程①选择的温度为50 ℃，目的是________________________________________________________________________。
(2)过程②两个片段复性后存在“缺口”，因此过程③所需的酶有__________________。
(3)PCR技术中通常要设计引物，引物的作用是________________________________
________________________________________________________________________，
有时需要在引物的一端增加限制酶酶切位点，目的通常是__________________________。PCR扩增PABD基因时需依据PABD基因一端的核苷酸序列和载体一端的核苷酸序列设计引物R1。据图分析扩增目的基因片段时，所用的引物F1和R2可对应表中的______(填序号)。
① 5′－TCCGGACTCAGATCTCGAGC－3′
② 5′－AGCTATAGTTCTAGATCTAGATTA ACTAGTCTTAGTGGCGTC－3′
③ 5′－TATCGATGGCGCCAGCTGAGGATGGTGAGCAAGGGCGA－3′
④ 5′－GCTCGAGATCTGAGTCCGGACTTGTACAGCTCGTCCA－3′
(4)利用农杆菌花序侵染法转化拟南芥，将获得的种子进行表面消毒，均匀铺在含________的MS培养基上进行筛选和鉴定，将筛选得到的种子种植可得到转基因拟南芥，通过观测转基因拟南芥根尖细胞中________________，了解PA的分布和含量。
4．(18分)研究发现人溶菌酶(hLYZ)是天然抗生素替代品。科学家培育出转人溶菌酶基因山羊，以大规模生产人溶菌酶(从乳汁中提取)，过程如图所示。其中编号①～⑨表示过程；质粒S中的基因Leu通过控制相关酶的合成而控制亮氨酸的合成(亮氨酸是山羊细胞维持生命活动必不可少的一种必需氨基酸)，基因GFP控制合成绿色荧光蛋白。四种限制性内切核酸酶的识别序列及切割位点见表。请回答下列问题：
限制酶 BamH Ⅰ Bgl Ⅱ Hind Ⅲ Xba Ⅰ
识别序列和切割位点 GGATCC AGATCT AAGCTT TCTAGA
(1)过程②需要的限制性内切核酸酶是__________。在③中，B与切割后的质粒S用DNA连接酶连接，在两个片段相邻处形成______________，获得重组质粒T。
(2)为成功筛选出含重组质粒T的成纤维细胞。质粒S中用作标记基因的是__________________。为达到筛选目的，培养基的营养成分中特殊之处是____________。若用PCR检测目的基因是否成功导入受体细胞中，实验组以待测的样本DNA为模板，使用目的基因的特异性引物进行PCR扩增，同时将以目的基因片段为模板的组别作为阳性对照组，将以____________为模板的组别作为阴性对照组。
(3)过程⑧中________(填“需要”或“不需要”)添加胚胎成纤维细胞，图中早期胚胎的____________(填结构)将发育成完整转基因羊个体。培育出的山羊可从乳汁中获得基因表达产物，但是与膀胱生物反应器相比，它还是受到了转基因动物的____________(答出2点)的限制。
答案精析
1．(1)5′　目的基因的碱基序列　DNA复制　(2)将EPSPS基因表达的产物引导到叶绿体　复制原点　(3)细胞膜　卡那霉素　(4)凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象　引物设计不够优化，如引物与靶序列有非特异性互补或自身聚合成二聚体、复性温度偏低、酶的量偏高等
解析　(1)由图可知，构建UTR—CTP—EPSPS序列与pCAMBIA1300质粒的重组载体过程中，在限制酶hpt处切开，将UTR—CTP—EPSPS序列插入，进行PCR时会从引物的3′端延伸，所以需要在两种引物的5′端连接hpt基因相关限制酶的识别序列，由于引物的碱基序列要与目的基因碱基序列互补，其引物序列的确定应依据目的基因碱基序列，PCR依据的原理是DNA复制。(2)由题干知，CTP是叶绿体定位信号肽序列，EPSPS基因与CTP绑定的目的是将EPSPS基因表达的产物引导到叶绿体，复制原点是DNA复制时特定的起始位点，因此用质粒PTWGM1可以大量扩增UTR—CTP—EPSPS片段，是因为其结构中含有复制原点。(3)质粒PTWGM1通过电转化方式导入大肠杆菌DH5α，是利用电脉冲在细胞膜处打开通道，这样可以使外源DNA容易进入细胞；由于重组载体中含有卡那霉素抗性基因，所以在筛选时可以在培养基中加入卡那霉素。(4)进行琼脂糖凝胶电泳时，在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关；琼脂糖凝胶电泳结果中，若除目标条带外，还出现了少量的小片段非特异性扩增带，说明在PCR过程中可能出现了异常，根据PCR技术特点，可能是引物设计不够优化，如引物与靶序列有非特异性互补或自身聚合成二聚体、复性温度偏低、酶的量偏高等原因。
2．(1)引物4和引物5　BamH Ⅰ和Hind Ⅲ　当外源DNA入侵时，原核生物利用限制酶来切割外源DNA，使之失效，以保证自身安全　(2)逆转录酶　变性　(3)易于进行大规模培养(或易于进行蛋白产物的收集)
解析　(1)引物与模板链的3′端碱基互补配对，故引物1、引物2、引物7和引物8不合适，扩增得到的RBD蛋白基因应该含有限制酶的酶切位点，故引物3和引物6不合适，所以应选择引物4和引物5。质粒上没有Sma Ⅰ酶切位点，且Sma Ⅰ酶切位点位于RBD蛋白基因内部，所以不选Sma Ⅰ酶进行切割；若使用EcoR Ⅰ酶切，易造成目的基因和质粒自身环化，所以应选择BamH Ⅰ和Hind Ⅲ。原核生物容易受自然界外源DNA的入侵，所以在长期进化过程中形成了一套完善的防御机制，限制酶是原核生物的一种防御性工具。当外源DNA入侵时，原核生物利用限制酶来切割外源DNA，使之失效，以保证自身安全。(2)以病毒RNA为模板合成cDNA属于逆转录过程，这一过程需要的酶是逆转录酶。PCR每次循环分为变性、复性、延伸三步，变性温度超过90 ℃，复性温度为50 ℃左右，延伸温度在72 ℃左右。(3)CHO细胞可贴壁培养，经过多次传代筛选后也可悬浮培养，属于成纤维细胞；本身很少分泌内源蛋白，由此推测制备重组疫苗的实验思路中用CHO细胞作为受体细胞的原因是易培养、易生长、易收获蛋白产物。
3．(1)5′→3′　降低该酶的活性，防止过度水解DNA　(2)DNA聚合酶和DNA连接酶　(3)使DNA聚合酶能够从引物3′端开始连接脱氧核苷酸　便于目的基因与载体连接　①④　(4)草胺膦　绿色荧光点的分布
解析　(1)由图可知，无缝克隆时，过程①中T5核酸外切酶沿5′→3′的方向水解DNA，以形成黏性末端。温度能影响酶活性，T5核酸外切酶催化的最适温度为37 ℃，而过程①选择的温度为50 ℃，目的是降低该酶的活性，防止过度水解DNA。(2)过程②在复性的过程中，两个片段的黏性末端可根据互补序列进行配对结合，但由于过程①形成的黏性末端大于互补配对的区段(同源序列)，因此在过程②复性后存在“缺口”。过程③缺口处DNA链的补齐，可以看作DNA分子的复制过程，所需的酶有DNA聚合酶(DNA聚合酶将游离的单个脱氧核苷酸加到子链3′末端)和DNA连接酶(将两个DNA片段进行连接)。(3) PCR技术中通常要设计引物，引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物3′端开始连接脱氧核苷酸，有时需要在引物的一端增加限制酶酶切位点，目的通常是便于目的基因与载体连接。用于PCR扩增的引物是根据一段已知目的基因(PABD基因)的核苷酸序列来设计的，由图可知，PABD基因(目的基因)需要用载体进行连接，因此PCR扩增PABD基因时需依据PABD基因一端的核苷酸序列和载体一端的核苷酸序列设计引物R1。由重组DNA图可知，GFP基因和PABD基因进行连接，PCR扩增GFP基因时需根据GFP基因一端的核苷酸序列和PABD基因一端的核苷酸序列设计引物R2，而设计引物F1仅需根据PABD基因一端的核苷酸序列，因此引物F1的碱基序列比引物R2的碱基序列短，因此扩增目的片段的引物F1对应于表中的①。PCR扩增GFP基因时需根据GFP基因一端的核苷酸序列和PABD基因一端的核苷酸序列设计引物R2，即引物R2的一部分能与引物F1进行碱基互补配对，综上所述，R2对应于表中的④。(4)由图可知，bar(草胺膦抗性基因)为标记基因，位于T－DNA上，农杆菌中的Ti质粒上的T－DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，因此利用农杆菌花序侵染法转化拟南芥，将获得的种子进行表面消毒，均匀铺在含有草胺膦的MS培养基上进行筛选和鉴定。由题意“将高度专一的PA结合蛋白(PABD)基因与绿色荧光蛋白(GFP)基因融合，构建有效监测细胞PA变化的荧光探针，并测定拟南芥细胞内PA含量”可知，通过观测转基因拟南芥根尖细胞中绿色荧光点的分布，了解PA的动态变化。
4．(1)BamH Ⅰ、Hind Ⅲ　磷酸二酯键　(2)基因Leu、基因GFP　不含有亮氨酸　非目的基因片段　(3)不需要　内细胞团　性别、年龄
解析　(1)过程②为对目的基因进行切割，结合切割出的黏性末端GATC、AGCT可知，需要的限制性内切核酸酶是BamH Ⅰ、Hind Ⅲ。B与切割后的质粒S具有相同的黏性末端，可以用DNA连接酶连接，形成磷酸二酯键，构建重组质粒T。(2)基因GFP控制合成绿色荧光蛋白、基因Leu通过控制相关酶的合成而控制亮氨酸的合成，两者都为标记基因，有助于重组质粒的筛选。为达到筛选目的，培养基的营养成分中特殊之处是不含有亮氨酸，这样能生长的菌株即为含有普通质粒和重组质粒的菌株，重组质粒GFP基因被破坏，即能在缺乏亮氨酸的培养基上生长又不能表现为绿色的是含重组质粒的菌株。以目的基因片段为模板的组别作为阳性对照组，若实验组导入成功，则也会出现与阳性对照一样的条带，以非目的基因片段为模板的组别作为阴性对照组，表明电泳的准确性。(3)胚胎成纤维细胞抑制分化，过程⑧为早期胚胎培养，需要分化，不需要添加胚胎成纤维细胞。早期胚胎的囊胚期的内细胞团将发育成完整转基因羊个体。膀胱生物反应器与性别无关，而从乳汁中获得基因表达产物时，雌性的乳腺产乳汁较多，且与年龄有关。

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