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广东省佛山市南海区石门中学2024-2025学年高三下学期第二次模拟生物试题
一、选择题：共16小题，共40分。第1～12小题，每小题2分；第13～16小题，每小题4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．（2025·南海模拟）习近平主席在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会上强调要秉持生态文明理念。我国正加快推进以国家公园为主体的自然保护地体系建设，提升生态系统质量和稳定性。下列说法错误的是（　　）
A．千姿百态的物种、丰富多彩的基因库、多种多样的生态系统均与协同进化有关
B．保护生物多样性，关键是要提高生态系统的稳定性
C．以国家公园为主体的自然保护地体系建设属于就地保护
D．自然保护地体系中捕食者的存在有利于增加物种多样性
2．（2025·南海模拟）系统性红斑狼疮是一种累及多个器官的自身免疫病，下列物质或者试剂常用来治疗该病的是（　　）
A．抗体 B．细胞因子 C．疫苗 D．免疫抑制剂
3．（2025·南海模拟）科学方法是人们在认识和改造世界中遵循或运用的、符合科学一般原则的各种途径和手段。以下有关科学方法的叙述错误的是（　　）
A．差速离心主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法，如可用此方法来分离真核细胞中的各种细胞器
B．同位素标记法是用物理性质特殊的同位素来标记化学反应少原子的去向，如用3H标记非必需氨基酸来研究分泌蛋白的合成与运输过程
C．模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，这种描述既可以是定性的也可以是定量的
D．设计对照实验需要严格控制变量，除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素。叫作无关变量
4．（2025·南海模拟）2025年武汉马拉松吸引超45万人报名。下列有关马拉松过程中人体生理反应的叙述正确的是（　　）
A．呼吸频率加快过程不依赖体液调节
B．通过脑干协调运动，维持身体平衡
C．交感神经活动占优势，胃肠平滑肌蠕动减弱
D．大脑皮层发出动作指令，直接传达效应器
5．（2025·南海模拟）2024年科学家首次确认真核藻类中的硝质体是一种固氮细胞器，改变了此前对其作为内共生体的认知。下列证据无法有效支持“硝质体是细胞器”的是（　　）
A．硝质体的分裂受宿主细胞调控
B．硝质体依赖宿主细胞提供的蛋白质
C．硝质体专一性负责固氮过程
D．硝质体保留了原始细菌基因组特征
6．（2025·南海模拟）苦杏仁中的苦杏仁苷是一种氰化物，它能与线粒体某种蛋白质结合，导致细胞难以利用氧气进行有氧呼吸。因此，氰化物中毒又称为“细胞内窒息”。下列有关人体氰化物中毒的叙述正确的是（　　）
A．可能会破坏内环境酸碱平衡
B．不影响有氧呼吸的第一、二阶段
C．氰化物直接作用于线粒体基质
D．中毒后不会影响体温变化
7．（2025·南海模拟）我国科学家首次成功将诱导多能干细胞分化为胰岛细胞并进行移植，治愈了一名糖尿病患者。患者在移植前曾经历多次低血糖昏迷并长期依赖胰岛素治疗。下列叙述正确的是（　　）
A．诱导多能干细胞的分化体现了细胞的全能性
B．患者可能是由胰岛素抵抗引起的Ⅱ型糖尿病
C．低血糖时，通过副交感神经促进胰高血糖素分泌
D．移植后应持续监测胰岛移植部位，预防肿瘤发生
8．（2025·南海模拟）川金丝猴为中国特有的国家一级重点保护动物。我国通过建立生态走廊将隔离的栖息地连接起来，并实施专项繁育计划降低了川金丝猴幼崽夭折率，以恢复川金丝猴的种群数量。下列叙述错误的是（　　）
A．建立生态走廊能减少川金丝猴种群近亲繁殖，维持遗传多样性
B．建立生态走廊恢复川金丝猴种群数量的措施属于易地保护
C．生态走廊的建立促进了不同区域川金丝猴种群间的基因交流
D．川金丝猴幼崽夭折率的降低有助于改善种群的年龄结构
9．（2025·南海模拟）斑马鱼的体色受X染色体上的色素合成基因控制。将同一批受精卵分为两组：A组置于28℃培养，B组置于32℃培养。结果发现，A组雄鱼全为蓝色，B组雄鱼中约30%呈现紫色，且两组雌鱼均正常表现出母本性状。进一步检测，B组雄鱼X染色体上色素基因启动子区域发生了组蛋白H3第27位赖氨酸甲基化，而A组未检测到该修饰。下列叙述正确的是（　　）
A．该现象属于基因突变，可通过有性生殖遗传给后代
B．B组雌雄鱼个体自由交配，受精卵置于32℃环境中，发育成的个体性状分离比遵循孟德尔分离定律
C．组蛋白甲基化通过改变DNA碱基序列实现基因表达调控
D．该研究为“温度影响性别分化”的假说提供了表观遗传证据
10．（2025·南海模拟）取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物，探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响，实验结果如表所示。
组别 1 2 3 4 5
温度（℃） 27 37 47 57 67
滤液变澄清时间（min） 16 9 4 6 50min未澄清
据表分析，下列叙述正确的是（　　）
A．滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关
B．组3滤液变澄清时间最短，酶促反应速率最快
C．若实验温度为52℃，则滤液变澄清时间为4~6min
D．若实验后再将组5放置在57℃，则滤液变澄清时间为6min
11．（2025·南海模拟）研究发现肺炎克雷伯菌能以非编码RNA的局部为模板，通过多轮滚环逆转录产生cDNA，如图所示。当克雷伯菌被噬菌体侵染后，会以单链cDNA为模板合成双链cDNA，表达出氨基酸序列重复的蛋白质，抑制细菌自身生长，阻止噬菌体复制。相关叙述正确的是（　　）
A．克雷伯菌能合成逆转录酶是其阻止噬菌体复制的基础
B．双链cDNA转录产生的mRNA中含有多个终止密码子
C．cDNA的基本组成元素是C、H、O、P
D．cDNA的合成不需要引物的引导
12．（2025·南海模拟）根据植物经济谱理论，植物为适应环境变化会采取不同的资源利用策略。在资源较丰富的低海拔地区，植物为实现快速生长会采取资源获取型策略。随着海拔升高，植物为适应恶劣环境逐步转变为资源保守型策略。下列叙述正确的是（　　）
A．资源获取型植物叶片厚且角质层发达，以减少水分蒸发
B．资源获取型植物通过降低代谢速率，减少物质和能量消耗
C．资源保守型植物根系发达，有利于吸收深层土壤中的有机物
D．资源保守型植物通过提高细胞液浓度，以抵抗恶劣环境
13．（2025·南海模拟）在黑暗中生长的植物幼苗通常表现为黄叶，称为黄化苗。光照影响幼苗叶色的分子机制如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．光敏色素分布在植物的各个部位，其中在分生组织细胞内含量较高
B．光敏色素接受光信号后，其空间结构会发生变化，影响特定基因表达
C．光照环境下，进入细胞核的光敏色素抑制HY5降解，使幼苗发生去黄化反应
D．黑暗条件可能抑制了细胞分裂素的降解，导致叶绿素合成量减少形成黄化苗
14．（2025·南海模拟）1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵，还有研究发现：“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”，为证明上述结论，某小组用酵母菌、酵母汁、A溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子）、B溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子）、葡萄糖溶液、无菌水这些材料和试剂进行实验。实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如下表。下列分析正确的是（　　）
注：“+”表示有乙醇生成，“-”表示无乙醇生成
组别 实验处理 实验结果
1 葡萄糖溶液+无菌水 -
2 葡萄糖溶液+酵母菌 +
3 葡萄糖溶液+A溶液 -
4 葡萄糖溶液+B溶液 -
5 ？ 　
6 ？ 　
A．含有小分子和离子的实验材料是酵母汁和B溶液
B．第5组实验处理可以是葡萄糖溶液+酵母菌+B溶液
C．第6组实验处理可以是葡萄糖溶液+A溶液+B溶液
D．为确定B溶液中是否含有多肽，可用二苯胺试剂检测
15．（2025·南海模拟）研究人员对某地薇甘菊入侵状况的调查发现，在入侵地，薇甘菊成片、成团或成簇生长，覆盖其他植物，使其他植物死亡，形成薇甘菊为单一优势种的群落。薇甘菊可通过类似图示的两种途径影响当地的生态系统。下列叙述正确的是（　　）
A．薇甘菊的入侵丰富了物种的多样性，利于生态系统的稳定
B．途径Ⅱ薇甘菊群落取代入侵地的生物群落属于初生演替
C．薇甘菊最可能是通过途径Ⅰ入侵了调查区域所在的生态系统
D．薇甘菊的入侵途径会受到入侵地薇甘菊的初级消费者的影响
16．（2025·南海模拟）脆性X染色体综合征是X染色体上FMR1基因中CGG序列发生多次重复导致的疾病，根据CGG重复次数不同分为前突变型（55~200次）和全突变型（>200次）。前突变患者表现为卵巢早衰、巨睾症、焦虑、抑郁等，全突变患者主要表现为智力低下和孤独症。患者家系及部分个体的FMR1基因CGG重复次数检测结果如下：
个体 Ⅱ-1 Ⅱ-2 Ⅱ-3 Ⅱ-4 Ⅲ-1 Ⅲ-4
染色体 X X X Y X X X Y X X X Y
CGG重复次数 30 69 30 - 30 117 30 - 29 93 >200 -
下列叙述正确的是（　　）
A．脆性X染色体综合征是染色体异常遗传病
B．FMR1基因CGG重复次数不同体现了基因突变的不定向性
C．Ⅰ-2一定是脆性X染色体综合征全突变型患者
D．Ⅲ-4和Ⅲ-5进行遗传咨询时应建议他们生男孩
二、非选择题（本大题共5小题，共60分）
17．（2025·南海模拟）类囊体膜上的光反应过程如图所示。当光照过强时，供应不足导致电子传递给产生超氧阴离子自由基（）等有毒产物，这些有毒产物会攻击PSⅡ（叶绿素蛋白质复合体）反应中心的D1蛋白，使得D1蛋白受到损伤进而发生降解，导致光合速率下降，这种现象称为光抑制。研究发现，在强光条件下，类囊体膜蛋白PSBS可感应类囊体腔内的高浓度而被激活，激活的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，从而防止强光对植物造成损伤。
（1）据图分析、由类囊体腔进入叶绿体基质的运输方式为　 　。若药物X可以阻断类囊体膜上PQ蛋白的功能，则喷施药物X将　 　（填“有利于”或“不利于”）PSBS发挥功能，原因是　 　。
（2）推测干旱环境下，光抑制会　 　（填“增强”或“减弱”），理由是　 　。
（3）研究发现，水杨酸可以在一定程度上缓解光抑制。为探究水杨酸缓解光抑制的机理，科研人员用清水处理灌浆期小麦（W）为对照组、0.3mol/L水杨酸溶液处理相同小麦（SA）为实验组，设置适宜温度中等强光（MTL）组、高等强光（HTL）组，处理一段时间后，提取不同条件下小麦叶绿体中的D1蛋白并进行电泳，实验结果如图所示。该实验结果表明　 　。
18．（2025·南海模拟）松材线虫会引起松树毁灭性病害，自传入我国后迅速传播扩散，危害程度逐渐加深。为防治松材线虫病害，研究人员开展了相关研究。
（1）松墨天牛是松材线虫病的主要传播媒介昆虫。携带松材线虫的松墨天牛在取食和产卵过程中将松材线虫传播到健康松树上，松材线虫生活在松树体内，能快速破坏松树的输导组织，导致松树迅速萎蔫死亡。由此分析松材线虫与松树的关系是　 　。
（2）为研究松材线虫入侵对松林生态系统中植物的影响，研究人员在受害程度不同的多个样地内采用杨方法法进行调查，并测定乔木层和灌草层的地上部分生物量，结果如下图。
注：纯林表示全部为马尾松；7马3阔、6马4阔、5马5阔分别表示马尾松与阔叶林占比为7：3、6：4、5：5
调查结果说明，随受害程度的加大，乔木层地上部分生物量逐渐减少，其中受影响最小的样地是　 　。样地内灌草层地上部分生物量均随受害程度增加而增加，可能的原因是　 　。
（3）花绒寄甲幼虫是松墨天牛的天敌。利用花绒寄甲幼虫对松墨天牛传播的松材线虫病的防治展开研究，研究人员选取了重度病害的三个林区，实验组释放花绒寄甲幼虫，对照组不释放，统计松木上松墨天牛的数量，结果如下表：
林区 组别 释放前天牛数量（条） 释放后天牛数量（条） 天牛数量变化率（%）
A区 实验组 86.22 49.64 42.43
对照组 85.36 80.61 5.56
B区 实验组 72.54 40.42 44.28
对照组 74.22 68.51 7.69
C区 实验组 57.61 26.54 53.93
对照组 55.28 48.42 12.40
每个林区设置对照组的目的是校正防治效果，校正后的防治效果（%）=（校正后的防治效果（%）=（a-b）/（1一对照组天牛数量变化率）×100%，其中“a”、“b”分别为　 　。防治效果用比值表示的好处是　 　。由表中结果可知，林间人工释放花绒寄甲幼虫能有效降低松墨天牛的数量。若要进一步确定花绒寄甲幼虫的防治效果，还需测定的指标有　 　（写两个）。
（4）除上述方法外，请提出一条新的预防或治理松材线虫的思路。　 　。
19．（2025·南海模拟）谷子（2n=18）俗称小米，是起源于我国的重要粮食作物，自花授粉。已知米粒颜色有黄色、浅黄色和白色，由等位基因E和e控制，其中白色（ee）是米粒中色素合成相关酶的功能丧失所致。锈病是谷子的主要病害之一。抗锈病和感锈病由等位基因R和r控制。现有黄色感锈病的栽培种和白色抗锈病的农家种，欲选育黄色抗锈病的品种。
回答下列问题：
（1）授粉前，将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45～46℃温水中10min，目的是　 　，再授以农家种的花粉。为防止其他花粉的干扰，对授粉后的谷穗进行　 　处理。同时，以栽培种为父本进行反交。
（2）正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病，F2的表型及其株数如下表所示。
表型 黄色抗锈病 浅黄色抗锈病 白色抗锈病 黄色感锈病 浅黄色感锈病 白色感锈病
F2（株） 120 242 118 40 82 39
从F2中选出黄色抗锈病的甲和乙，浅黄色抗锈病的丙。甲自交子一代全为黄色抗锈病，乙自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病，丙自交子一代为黄色抗锈病、浅黄色抗锈病和白色抗锈病。
①栽培种与农家种杂交获得的F1产生　 　种基因型的配子，甲的基因型是　 　，乙连续自交得到的子二代中，纯合黄色抗锈病的比例是　 　。杂交选育黄色抗锈病品种，利用的原理是　 　。
②写出乙×丙杂交获得子一代的遗传图解　 　。
（3）谷子的祖先是野生青狗尾草（2n=18）。20世纪80年代开始，作物栽培中长期大范围施用除草剂，由于除草剂的　 　作用，抗除草剂的青狗尾草个体比例逐渐增加。若利用抗除草剂的青狗尾草培育抗除草剂的谷子，分别从个体和细胞的角度分析，可采用的方法有　 　（答出2点）。
20．（2025·南海模拟）为研究药物D对机体生理功能的影响和药物Z对细胞增殖的影响，某同学进行以下实验并提出一个实验方案。回答下列问题：
给一组大鼠隔日注射药物D，每隔一定时间，测定该组大鼠的血糖浓度和尿糖浓度。
实验结果：血糖浓度增加，出现尿糖且其浓度增加。
（1）由上述实验结果推测，药物D损伤了大鼠的　 　细胞，大鼠肾小管中葡萄糖含量增加，会使其尿量　 　。同时大鼠的进食量增加，体重下降，原因是　 　。
（2）为验证药物Z对肝癌细胞增殖有抑制作用，但对肝细胞增殖无抑制作用，根据以下材料和用具，完善实验思路，预测实验结果。
材料和用具：若干份细胞数为N的大鼠肝癌细胞悬液和肝细胞悬液、细胞培养液、药物Z、细胞培养瓶、CO2培养箱、显微镜等。
（说明与要求：细胞的具体计数方法不作要求，不考虑加入药物Z对培养液体积的影响，实验条件适宜。）
①完善实验思路。
i.取细胞培养瓶，分为A、B、C、D四组，分别加入细胞培养液。
ii.A、B组加入　 　悬液，C、D组加入肝细胞悬液。
iii.A、C组　 　，B、D组　 　。
iiii.将上述细胞培养瓶置于　 　，培养一段时间后，在显微镜下观察并计数细胞数，记录并处理所得数据。
②预测实验结果　 　（设计一个坐标，用柱形图表示最后一次大致的检测结果）。
21．（2025·南海模拟）酵母细胞中的转录因子GAL4，含有与DNA结合的BD蛋白和激活DNA转录的AD蛋白，二者在空间上接近时，才能激活相关基因的转录。利用该原理（如图甲），可以研究两种蛋白质（“诱饵”蛋白和“猎物”蛋白）是否具有相互作用。通过构建基因表达载体将“诱饵”蛋白与BD融合、“猎物”蛋白与AD融合，如果“猎物”蛋白与“诱饵”蛋白能相互作用，在酵母菌细胞中形成“诱饵蛋白—猎物蛋白”复合物时，AD与BD在空间上接近，就可以激活相关基因（这个被激活的、能显示“诱饵”和“猎物”相互作用的基因称之为“报告基因”）的转录。为了探究植物细胞中钙调蛋白（CaM）是否与激酶（CDPK1）相互作用，科研人员利用图乙所示的质粒和目的基因构建基因表达载体，图乙中限制酶的识别序列依次为HindIII、SpeI、XbaI、EcoRV。回答下列问题：
（1）研究人员采用PCR扩增CaM基因，PCR是根据DNA　 　的原理在体外大量扩增目的基因的技术。为了使扩增后的CaM基因经相关限制酶切割后能够准确插入图乙的AD质粒中，所用引物的5'端需要分别添加序列为5'-　 　-3'和5'-　 　-3'。
（2）该研究除了构建CaM-AD重组质粒外，还需要构建另一种重组质粒（简称X重组质粒），该重组质粒需要保证插入的　 　基因与BD质粒中的BD基因能正确表达出所需要的融合蛋白。两种重组质粒构建好后，需要将它们导入　 　（填“1”或“2”）个酵母菌细胞中进行表达。
（3）组氨酸、色氨酸、亮氨酸、腺嘌呤是酵母菌生存必需的营养物质，该实验用的酵母菌由于基因异常不能合成上述营养物质。研究人员将AD质粒、BD质粒、CaM-AD重组质粒、X重组质粒按照不同组合导入这种缺陷酵母菌（“＋”代表“导入”“－”代表“未导入”），再接种到相应的平板上培养，一段时间后观察到的菌落情况如图丙所示。
已知BD质粒中含有控制亮氨酸合成的基因，根据图丙中菌落情况推测，报告基因为控制营养物质　 　合成的基因。实验结果显示CaM与CDPK1　 　（填“能”或“不能”）相互作用，理由是　 　。该实验设置第二组和第三组的作用是　 　。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】协同进化与生物多样性的形成；生态系统的稳定性；生物多样性的保护措施
【解析】【解答】A、协同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，经过漫长的协同进化，地球上形成了千姿百态的物种、丰富多彩的基因库以及多种多样的生态系统，A正确；
B、保护生物多样性的关键是协调好人与生态环境的关系，减少人类活动对生态系统的干扰与破坏，而非单纯提高生态系统的稳定性，B错误；
C、以国家公园为主体的自然保护地体系建设，是在物种的原生栖息地进行保护，属于就地保护，这是保护生物多样性最有效的措施，C正确；
D、捕食者往往捕食个体数量多的物种，可避免一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的生存腾出空间，有利于增加物种多样性，D正确。
故答案为：B。
【分析】协同进化推动生物多样性形成，就地保护是保护生物多样性的重要方式，捕食者可通过制约优势物种增加物种多样性，保护生物多样性的核心是协调人与环境的关系。
2．【答案】D
【知识点】免疫功能异常
【解析】【解答】系统性红斑狼疮是一种累及多个器官的自身免疫病，是由于免疫系统功能过强引起的，可以用免疫抑制剂进行治疗，D正确，ABC错误。
故答案为：D。
【分析】1、免疫防御是指机体排除外来抗原性异物的一种免疫防御作用，该功能正常时，机体能抵抗病原体的入侵，异常时，免疫反应过强、过弱或缺失可能会导致组织损伤或易被病原体感染等问题；免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞，进行自身调节，维持内环境稳态的功能。
2、正常情况下，免疫系统对自身的抗原物质不产生免疫反应，若该功能异常则容易发生自身免疫病；免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞，防止肿瘤发生的功能。若此功能低下或失调，机体会有肿瘤发生或持续的病毒感染。
3．【答案】B
【知识点】其它细胞器及分离方法；细胞器之间的协调配合；真核细胞的三维结构模型
【解析】【解答】A、差速离心法通过逐渐提高离心速率，能够分离大小、密度不同的颗粒，可用于分离真核细胞中的各种细胞器，A正确。
B、同位素标记法可用于追踪物质的运行和变化规律，研究分泌蛋白的合成与运输过程时，用3H标记氨基酸即可，必需氨基酸和非必需氨基酸都能作为合成蛋白质的原料，B错误。
C、模型是对认识对象的简化概括性描述，既可以是定性的描述，也可以是定量的表达，C正确。
D、对照实验中，除自变量外，对实验结果造成影响的可变因素称为无关变量，实验中需要对无关变量进行严格控制，D正确。
故答案为：B。
【分析】差速离心用于分离细胞器，同位素标记法可追踪分泌蛋白合成路径，模型有定性和定量两种形式，对照实验需控制自变量、因变量和无关变量。
4．【答案】C
【知识点】反射弧各部分组成及功能；神经、体液调节在维持稳态中的作用；神经系统的分级调节
【解析】【解答】A、马拉松运动时，血液中二氧化碳浓度升高，会通过体液运输刺激呼吸中枢，使呼吸频率加快，该过程依赖体液调节，A错误；
B、小脑的作用是协调运动、维持身体平衡，脑干主要调节呼吸、心跳等基本生命活动，B错误；
C、剧烈运动时人体交感神经活动占优势，会使心跳加快、支气管扩张，同时胃肠平滑肌蠕动减弱，消化活动减弱，C正确；
D、大脑皮层发出的动作指令需要经过脊髓等低级中枢中转，再通过传出神经到达效应器，不能直接传达效应器，D错误。
故答案为：C。
【分析】剧烈运动时交感神经兴奋，消化功能减弱；呼吸加快受二氧化碳等体液因素调节；维持身体平衡的中枢在小脑；高级神经中枢需通过低级中枢控制效应器。
5．【答案】D
【知识点】其它细胞器及分离方法；内共生学说
【解析】【解答】A、硝质体的分裂受宿主细胞调控，体现了其与宿主细胞的统一关系，符合细胞器的特征，能够支持硝质体是细胞器，A正确。
B、硝质体依赖宿主细胞提供的蛋白质，说明其不能独立完成生命活动，属于细胞内的结构，支持硝质体是细胞器，B正确。
C、硝质体专一性负责固氮过程，表明其在细胞内具有特定的生理功能，符合细胞器具有专一功能的特点，支持硝质体是细胞器，C正确。
D、硝质体保留了原始细菌基因组特征，这是其起源于细菌的体现，只能说明内共生的起源，无法证明其属于宿主细胞的细胞器，不能有效支持硝质体是细胞器，D错误。
故答案为：D。
【分析】细胞器是细胞内受细胞整体调控、依赖细胞供给、具有专一生理功能的结构，硝质体受宿主调控、依赖宿主提供蛋白质、专一承担固氮功能均符合细胞器的特点，保留原始细菌基因组特征仅能体现其进化起源，无法支持其为细胞器。
6．【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义；内环境的组成
【解析】【解答】A、氰化物与线粒体中参与有氧呼吸第三阶段的蛋白质结合，导致有氧呼吸受阻，细胞无法有效利用氧气，会转向无氧呼吸。人体无氧呼吸的产物是乳酸，乳酸在体内大量积累会导致内环境pH下降，破坏酸碱平衡，A符合题意；
B、有氧呼吸三个阶段相互关联，第三阶段受阻会导致NADH无法被氧化分解而积累，进而抑制第一、二阶段的进行（第一、二阶段产生的NADH需进入第三阶段消耗），因此氰化物中毒会影响有氧呼吸的第一、二阶段，B不符合题意；
C、有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜，氰化物作用于该阶段的蛋白质，因此其直接作用部位是线粒体内膜，而非线粒体基质（第二阶段场所），C不符合题意；
D、细胞呼吸是人体主要的产热途径，有氧呼吸受阻后，无氧呼吸产生的能量远少于有氧呼吸，导致机体产热不足，可能引起体温下降，因此中毒后会影响体温变化，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜进行，需氧气参与，氰化物通过抑制该阶段导致“细胞内窒息”；由于有氧呼吸各阶段相互依赖，第三阶段受阻会连锁影响前两个阶段；无氧呼吸产生的乳酸会破坏内环境酸碱平衡；能量供应不足会影响机体产热，进而改变体温。
7．【答案】D
【知识点】干细胞的概念、应用及研究进展；器官移植；血糖平衡调节
【解析】【解答】A、细胞全能性是指已经分化的细胞具有发育成完整个体或分化形成各种细胞的潜能，诱导多能干细胞只分化为胰岛细胞这一种特定细胞类型，没有发育成完整的个体，不能体现细胞的全能性，A错误。
B、该患者长期依赖胰岛素治疗，还多次出现低血糖昏迷，说明病因是自身胰岛素分泌不足，属于Ⅰ型糖尿病；Ⅱ型糖尿病是胰岛素抵抗，机体对胰岛素不敏感，通常不需要长期依赖外源性胰岛素，B错误。
C、低血糖时机体需要升高血糖，是通过交感神经促进胰高血糖素的分泌，副交感神经主要调节安静状态下的生理活动，不参与促进胰高血糖素分泌，C错误。
D、诱导多能干细胞增殖能力较强，即便分化为胰岛细胞后移植，也存在异常增殖、形成肿瘤的可能性，因此移植后需要持续监测胰岛移植部位，预防肿瘤发生，D正确。
故答案为：D。
【分析】细胞全能性需要发育为完整个体才能体现，该患者为胰岛素分泌不足的Ⅰ型糖尿病，低血糖由交感神经调控升糖，多能干细胞来源的移植细胞需监测肿瘤风险。
8．【答案】B
【知识点】生物多样性的保护措施
【解析】【解答】A、建立生态走廊连接起隔离的栖息地，能让不同区域的川金丝猴种群间进行基因交流，减少种群内的近亲繁殖，从而有效维持种群的遗传多样性，A正确；
B、建立生态走廊是在川金丝猴的原有栖息地内改善栖息环境、打破地理隔离，属于就地保护，而易地保护是将物种转移到原栖息地之外的场所进行保护，B错误；
C、生态走廊消除了不同区域川金丝猴种群间的地理隔离，为种群间的个体往来提供了条件，进而促进了种群间的基因交流，C正确；
D、降低川金丝猴幼崽夭折率，会使种群中幼年个体的比例增加，让种群的年龄结构更趋向于增长型，有助于改善年龄结构、促进种群数量增长，D正确。
故答案为：B。
【分析】生态走廊能打破川金丝猴不同种群间的地理隔离，促进种群间基因交流，减少近亲繁殖以维持遗传多样性，也为基因交流提供了直接条件。该措施是在川金丝猴原有栖息地内实施的保护手段，属于就地保护而非易地保护。降低川金丝猴幼崽夭折率，会提升种群中幼年个体的比例，使种群年龄结构更接近增长型，实现对年龄结构的改善，利于种群数量恢复。
9．【答案】D
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、该现象是组蛋白发生甲基化修饰导致的，斑马鱼的DNA碱基序列未发生改变，不属于基因突变，属于表观遗传，A错误；
B、该性状的差异由表观遗传修饰引起，并非由核基因的等位基因控制的性状分离，因此不遵循孟德尔分离定律，B错误；
C、组蛋白甲基化只是对组蛋白进行了修饰，并未改变DNA的碱基序列，而是通过这种修饰调控了基因的表达，C正确；
D、该研究中温度变化引发了X染色体上相关基因的表观遗传修饰，进而导致雄鱼体色性状改变，为“温度影响性别分化”的假说提供了表观遗传层面的证据，D正确。
故答案为：D。
【分析】该现象是温度引发的组蛋白甲基化修饰，DNA序列未改变，属于表观遗传而非基因突变，且表观遗传引起的性状变化不遵循孟德尔分离定律。组蛋白甲基化仅对组蛋白进行修饰，不会改变DNA的碱基序列，而是通过该修饰调控色素合成基因的表达。温度变化导致雄鱼出现表观遗传修饰并引发性状改变，这一研究为“温度影响性别分化”的假说提供了相应的表观遗传证据。
10．【答案】B
【知识点】酶的特性；探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、蛋白酶活性越高，分解蛋白质的速度越快，滤液变澄清的时间就越短，所以滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈负相关，A不符合题意；
B、组3滤液变澄清时间最短，说明在该温度下蛋白酶分解蛋白质的速度最快，即酶促反应速率最快，B符合题意；
C、从表中数据可知，在47℃时变澄清时间为4min，57℃时变澄清时间为6min，但不能简单认为温度在52℃时，滤液变澄清时间就一定在4-6min之间，因为酶的活性-温度曲线不一定是线性的，C不符合题意；
D、组5在67℃时50min未澄清，说明在67℃时酶已经失活，再将其放置在57℃，酶也不能恢复活性，滤液不会变澄清，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】同无机催化剂相比，酶显著降低了化学反应的活化能。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质。酶的催化作用具有专一性、高效性，并对温度、pH等条件有严格的要求。
11．【答案】A
【知识点】核酸的基本组成单位；DNA分子的复制；遗传信息的转录
【解析】【解答】A、肺炎克雷伯菌需通过逆转录产生cDNA，后续才能经双链cDNA表达出抑制噬菌体复制的蛋白质，而逆转录过程依赖逆转录酶催化，因此该菌能合成逆转录酶是其阻止噬菌体复制的基础，A正确；
B、双链cDNA转录的mRNA表达出氨基酸序列重复的蛋白质，说明mRNA的编码序列为重复的氨基酸对应密码子，仅含一个终止密码子来终止翻译，B错误；
C、cDNA的本质是DNA，基本组成单位为脱氧核苷酸，含C、H、O、N、P五种基本元素，并非仅C、H、O、P，C错误；
D、以单链cDNA为模板合成双链cDNA的过程属于DNA复制，而DNA复制的子链合成需要引物的引导才能启动，D错误。
故答案为：A。
【分析】克雷伯菌通过逆转录产生cDNA是阻止噬菌体复制的关键步骤，该过程依赖逆转录酶，因此合成逆转录酶是其基础。双链cDNA转录的mRNA表达氨基酸序列重复的蛋白质，仅含一个终止密码子。cDNA本质为DNA，组成元素包含C、H、O、N、P五种。以单链cDNA合成双链cDNA属于DNA复制，该过程的子链合成需要引物的引导才能进行。
12．【答案】D
【知识点】群落的结构
【解析】【解答】A、资源获取型植物为实现快速生长，叶片通常薄且面积大、角质层不发达，以此提升光合效率，而非厚叶片、发达角质层减少水分蒸发，A错误；
B、资源获取型植物需支撑快速生长，代谢速率较高，会快速利用物质和能量完成生长发育，并非降低代谢速率减少消耗，B错误；
C、植物无法直接吸收利用土壤中的有机物，根系的作用是吸收水分和无机盐，资源保守型植物根系发达是为了在恶劣环境中更高效获取水分和无机盐，C错误；
D、资源保守型植物所处的高海拔环境恶劣，通过提高细胞液浓度，可降低冰点抵御低温、增强保水能力抵御干旱，从而适应恶劣环境，D正确。
故答案为：D。
【分析】资源获取型植物适应低海拔资源丰富环境，以快速生长为目标，叶片薄、角质层不发达以提高光合效率，代谢速率较高来支撑快速生长。植物根系均只能吸收水分和无机盐，不能直接利用土壤中的有机物，资源保守型植物根系发达是为了在恶劣环境中更高效获取无机营养和水分。资源保守型植物适应高海拔恶劣环境，可通过提高细胞液浓度，增强抗低温、干旱的能力，实现对恶劣环境的适应。
13．【答案】D
【知识点】其他植物激素的种类和作用；环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】A、光敏色素是植物感受光信号的一类蛋白质，它分布在植物的各个部位，其中在分生组织细胞内的含量相对较高，A正确；
B、从图中可以看出，黑暗环境与光照环境下光敏色素的空间结构存在差异，说明光敏色素接受光信号后，其空间结构会发生改变，这一变化会传递到细胞核内，进而影响特定基因的表达，B正确；
C、光照环境下，光敏色素进入细胞核，抑制了HY5的降解，HY5能够启动相关基因的转录，使幼苗发生去黄化反应，C正确；
D、细胞分裂素可以促进叶绿素的合成，黑暗条件下形成黄化苗，原因是叶绿素合成量减少，推测黑暗条件可能加速了细胞分裂素的降解，而非抑制其降解，D错误。
故答案为：D。
【分析】光敏色素感受光信号后结构改变，调控HY5的稳定性，进而影响基因表达；细胞分裂素可促进叶绿素合成，黑暗下叶绿素减少与细胞分裂素降解加速有关。
14．【答案】C
【知识点】探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、酵母菌作为完整活细胞，其细胞内不仅有生物大分子，还含有小分子和离子，因此含有小分子和离子的实验材料是酵母汁、B溶液和酵母菌，并非仅酵母汁和B溶液，A错误；
B、酵母菌自身可合成乙醇发酵所需的酶、小分子和离子，单独加入葡萄糖溶液就能完成发酵，加入B溶液没有实际意义，第5组更合理的实验处理应为葡萄糖溶液+酵母汁，而非葡萄糖溶液+酵母菌+B溶液，B错误；
C、A溶液含有乙醇发酵所需的酶（生物大分子），B溶液含有辅助酶发挥催化作用的小分子和离子，第6组实验处理设置为葡萄糖溶液+A溶液+B溶液，可验证“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”这一结论，C正确；
D、二苯胺试剂的作用是检测DNA，检测多肽需使用双缩脲试剂（与多肽中的肽键反应呈紫色），因此不能用二苯胺试剂确定B溶液中是否含有多肽，D错误。
故答案为：C。
【分析】该实验的核心目的是验证“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”，因此实验设计需围绕“酶（生物大分子）”和“小分子/离子”的组合效应展开。酵母菌自身含全部发酵所需物质，无需额外添加B溶液；A溶液仅含酶、B溶液仅含小分子和离子，二者单独使用均无法完成发酵，混合使用可恢复发酵能力，这是验证实验的关键。同时需注意区分不同物质的检测试剂，避免试剂使用错误影响实验结果判断，实验分组需兼顾对照原则和单一变量原则，确保结论的科学性。
15．【答案】D
【知识点】群落的演替；生态系统的稳定性
【解析】【解答】A、薇甘菊入侵后会覆盖其他植物，导致其他植物死亡，形成以自身为单一优势种的群落，这会降低当地物种多样性，使生态系统的营养结构变简单，不利于生态系统的稳定，A错误；
B、途径Ⅱ中薇甘菊群落取代入侵地生物群落时，原有的土壤条件基本保留，甚至还保留有植物的种子或其他繁殖体，该过程属于次生演替，而非初生演替，B错误；
C、题干中提到薇甘菊成片覆盖其他植物并使其死亡，形成以薇甘菊为单一优势种的群落，说明它是通过取代原有生产者的方式入侵，对应途径Ⅱ，而非途径Ⅰ，C错误；
D、从图示可知，途径Ⅰ中入侵植物被原有初级消费者取食，途径Ⅱ中入侵植物形成了新的食物链，入侵地针对薇甘菊的初级消费者的取食偏好等，会影响薇甘菊的入侵途径选择，D正确。
故答案为：D。
【分析】外来物种入侵会挤占本地物种的生存资源，降低物种多样性，减弱生态系统的自我调节能力；初生演替发生在无土壤、无植被繁殖体的环境，次生演替发生在保留原有土壤条件和植被繁殖体的环境；群落演替受生物与非生物因素共同影响，生态系统中的消费者会影响物种的入侵和扩散过程。
16．【答案】D
【知识点】伴性遗传；基因突变的特点及意义；遗传系谱图；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】A、脆性X染色体综合征是X染色体上FMR1基因中CGG序列重复次数异常导致的，属于基因突变引发的单基因遗传病，并非染色体结构或数目异常导致的染色体异常遗传病，A错误；
B、FMR1基因中CGG重复次数不同是基因内重复序列的扩增，并非基因突变产生不同等位基因的不定向性，不能体现基因突变的不定向性特点，B错误；
C、Ⅱ-1的X染色体CGG重复次数为30和69，Ⅱ-3的为30和117，二者异常的X染色体均来自父亲Ⅰ-2，69和117次均属于前突变型（55~200次），因此Ⅰ-2应为前突变型患者，而非全突变型（>200次），C错误；
D、脆性X染色体综合征为伴X染色体遗传病，Ⅲ-4的X染色体CGG重复次数>200，为全突变型，其生育时会将含全突变型的X染色体传给女儿，儿子则获得父亲的Y染色体，不会继承该异常X染色体，因此建议他们生男孩，D正确。
故答案为：D。
【分析】脆性X染色体综合征由FMR1基因内CGG序列重复扩增导致，属于基因突变引起的伴X单基因遗传病，并非染色体异常遗传病，且该序列的次数差异不能体现基因突变的不定向性。通过亲子代X染色体的CGG重复次数可推导，Ⅰ-2传递给子代的异常X染色体重复次数为69和117，均属于前突变型，因此Ⅰ-2为前突变型患者。该遗传病为伴X遗传，全突变型的女性患者会将异常X染色体传给女儿，而生男孩可通过继承父亲的Y染色体避免获得该异常X染色体，因此遗传咨询时建议生男孩。
17．【答案】（1）协助扩散；不利于；喷施药物X后，PQ蛋白失去功能，使得类囊体腔内的浓度偏低，不利于PSBS的激活
（2）增强；干旱环境下气孔关闭，胞间（浓度下降，使得暗反应减慢，NADP+供应不足，光抑制加剧
（3）水杨酸通过抑制D1蛋白的降解缓解光抑制
【知识点】影响光合作用的环境因素；被动运输
【解析】【解答】(1) 从图中可知，H+由类囊体腔进入叶绿体基质需要借助ATP合成酶作为转运蛋白，且H+是顺浓度梯度（类囊体腔H+浓度高于叶绿体基质）运输，该过程不消耗细胞代谢释放的能量，因此运输方式为协助扩散。PQ蛋白的功能是在传递电子的同时，将叶绿体基质中的H+逆浓度梯度转运到类囊体腔，使类囊体腔内积累高浓度的H+；而PSBS需要感应类囊体腔内的高浓度H+才能被激活，进而发挥保护光合机构的作用。若药物X阻断PQ蛋白的功能，PQ无法将H+转运到类囊体腔，类囊体腔内H+浓度会降低，无法满足PSBS激活所需的高浓度H+条件，因此喷施药物X不利于PSBS发挥功能。
(2) 干旱环境下，光抑制会增强。理由是：干旱时植物为减少水分散失会关闭气孔，导致胞间CO2浓度降低，暗反应速率减慢；暗反应是NADP+的主要来源（NADPH参与暗反应后生成NADP+），暗反应减慢会使NADP+的生成量大幅减少，光反应中NADP+供应不足，电子无法正常传递给NADP+，转而传递给O2，产生更多超氧阴离子自由基等有毒产物，这些有毒产物会更多地攻击PSⅡ反应中心的D1蛋白，导致D1蛋白降解加剧，光合速率进一步下降，因此光抑制增强。
(3) 实验中，对照组为清水处理（W），实验组为水杨酸处理（SA），光照分为中等强光（MTL）和高等强光（HTL）。电泳结果显示：在中等强光（MTL）条件下，W组和SA组的D1蛋白含量相近；在高等强光（HTL）条件下，W组的D1蛋白含量明显减少（强光引发光抑制，导致D1蛋白降解），而SA组的D1蛋白含量仍保持较高水平，接近MTL组的含量。这说明水杨酸处理能抑制强光下D1蛋白的降解，从而缓解光抑制对光合机构的损伤，因此实验结果表明水杨酸通过抑制D1蛋白的降解缓解光抑制。
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，主要完成水的光解、电子的传递、质子梯度的建立以及ATP和NADPH的生成；暗反应发生在叶绿体基质中，主要完成二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，该过程消耗光反应生成的ATP和NADPH，同时生成NADP+供光反应利用。物质跨膜运输的方式中，协助扩散是顺浓度梯度进行、需要转运蛋白协助、不消耗细胞代谢能量的运输方式。植物可通过自身生理调节或外源物质调控相关蛋白的降解，缓解光抑制带来的不利影响。
（1）据图可知，水光解的一侧为类囊体腔，H+由类囊体腔进入叶绿体基质需要转运蛋白的参与（同时能促进ATP的合成），但不消耗能量，因此运输方式为协助扩散。由图可知，PQ蛋白能将H+从类囊体膜外运到类囊体腔，该过程为逆浓度梯度运输，可使类囊体腔积累H+，形成的H+浓度差有利于促进ATP的合成。已知在强光条件下，类囊体膜蛋白PSBS可感应类囊体腔内的高H+浓度而被激活，激活的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，从而防止强光对植物造成损伤。若药物X可以阻断类囊体膜上PQ蛋白的功能，则喷施药物X后，PQ蛋白失去功能，使得类囊体薄膜两侧的H+浓度差会减小，不利于PSBS的激活。
（2）根据题意可知，光照过强时会产生光抑制，干旱环境下，植物为了保水，气孔会关闭，导致胞间CO2浓度下降，使得暗反应减慢，暗反应生成的NADP+供应不足，导致电子传递给O2产生超氧阴离子自由基（O2 1）等有毒产物，进而使得D1蛋白受到损伤进而发生降解，导致光合速率下降，因此光抑制会加剧。
（3）与中等强光（MTL）组相比，高等强光（HTL）组中用清水处理灌浆期小麦（W）的D1蛋白含量明显减少，而高等强光（HTL）组中用0.3mol/L水杨酸溶液处理小麦（SA）的D1蛋白含量与中等强光（MTL）组下接近，由于强光可促进D1蛋白的降解，因此上述结果说明水杨酸通过抑制D1蛋白的降解缓解光抑制。
18．【答案】（1）寄生
（2）5马5阔；随受害程度的增加乔木层地上生物量减小，林下光照强度增加，有利于灌草层植物的生长
（3）实验组天牛数量变化率、对照组天牛数量变化率；消除初始数量差异影响（排除其他非实验因素对松墨天牛数量的干扰，从而准确评估花绒寄甲幼虫防治松墨天牛传播松材线虫病的实际效果）；林区松木死亡率（或存活率）或松木上松材线虫数量
（4）防止外来松材线虫的入侵和扩散：及时清理和处理林间病死树；在纯马尾松林中因地制宜地种植其他树种；利用药剂抑制树体内松材线虫繁殖
【知识点】种群的数量变动及其原因；种间关系
【解析】【解答】(1)松材线虫生活在松树体内，依靠取食松树的组织生存，且其生存会对松树造成伤害，破坏松树的输导组织并导致松树死亡，这种一种生物生活在另一种生物体内、从宿主获取营养并对宿主造成危害的种间关系为寄生，因此松材线虫与松树的关系是寄生。
(2)调查植物的种群密度和群落的生物量常用样方法，因此研究松材线虫入侵对松林植物的影响时，在样地内采用样方法开展调查。从调查结果能看出，随受害程度加大，乔木层地上部分生物量均减少，其中5马5阔样地的生物量变化幅度最小，说明该样地受松材线虫入侵的影响最小。样地内灌草层地上部分生物量随受害程度增加而增加，原因是乔木层生物量减少，松树的植株生长受影响，林下的光照强度会随之增加，而灌草层植物的生长对光照的需求能得到更好满足，进而促进其生长，使生物量增加。
(3)该实验的目的是研究花绒寄甲幼虫对松墨天牛的防治效果，实验组释放花绒寄甲幼虫，对照组不释放，结合校正后的防治效果计算公式，其中的a和b分别代表实验组天牛数量变化率、对照组天牛数量变化率，通过二者的差值结合对照组变化率校正，能更准确反映实际防治效果。防治效果用比值表示，能够消除不同林区松墨天牛初始数量的差异影响，同时排除林间其他非实验因素对松墨天牛数量的干扰，从而精准评估花绒寄甲幼虫防治松墨天牛的实际效果。仅统计松墨天牛的数量变化，还不足以全面确定防治效果，还需要测定能反映松林受害情况的指标，比如林区松木的死亡率（或存活率）、松木上松材线虫的数量，这些指标能直接体现松材线虫病害的防治效果。
(4)松材线虫的预防和治理可从切断传播途径、控制传染源、增强松林抵抗力、直接抑制松材线虫繁殖等角度入手，除了利用天敌花绒寄甲幼虫外，还可采取的思路有：加强检疫，防止外来松材线虫的入侵和扩散；及时清理和处理林间的病死树，避免松材线虫在病死树中繁殖并通过松墨天牛进一步传播；在纯马尾松林中因地制宜种植其他阔叶树种，增加松林的物种丰富度，提高松林生态系统的抵抗力稳定性；利用专用药剂喷洒或注射松树，抑制树体内松材线虫的繁殖和生长。
【分析】种间关系中的寄生是指一种生物寄居于另一种生物的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活，且会对寄主造成危害。调查植物的相关数量特征常用样方法，生态系统的物种丰富度越高，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强，受外界干扰的影响越小。乔木层的生长状况会影响林下光照，进而影响灌草层植物的生长，光照是影响植物光合作用和生长的重要环境因素。在生物防治的实验中，设置对照组可校正实验结果，消除初始数量和无关因素的干扰，用比值表示防治效果能提高实验结果的准确性，评估防治效果需结合靶标生物数量和受害生物的实际受害情况。松材线虫的防治可从检疫预防、清理传染源、提高松林抵抗力、生物防治、化学防治等多个角度提出思路，核心是切断传播途径、抑制松材线虫繁殖、降低其对松树的危害。
（1）松材线虫生活在松树体内，松材线虫食用的是松树的部分组织，所以松材线虫与松树的关系是寄生。
（2）调查植物和活动力弱的动物用样方法调查，所以为研究松材线虫入侵对松林生态系统中植物的影响，研究人员在受害程度不同的多个样地内采用样方法进行调查。调查结果如图，5马5阔在不同的受害程度中的地上部分生物量变化最小，则说明5马5阔受影响最小。随受害程度的增加乔木层地上生物量减小，林下光照强度增加，有利于灌草层植物的生长，则灌草层地上部分生物量均随受害程度增加而增加。
（3）每个林区都设置对照组的目的是校正防治效果，校正后的防治效果（%）=（a-b）/（1一对照组天牛数量变化率）×100%，则a表示实验组天牛数量变化率、b表示对照组天牛数量变化率。防治效果用比值表示的好处是可以消除初始数量差异影响（排除其他非实验因素对松墨天牛数量的干扰，从而准确评估花绒寄甲幼虫防治松墨天牛传播松材线虫病的实际效果）。若要进一步确定花绒寄甲幼虫的防治效果，可通过测定林区松木死亡率（或存活率）或松木上松材线虫数量，进一步确定花绒寄甲幼虫的防治效果。
（4）松材线虫会引起松树毁灭性病害，自传入我国后迅速传播扩散，危害程度逐渐加深。除上述方法外，还可通过防止外来松材线虫的入侵和扩散；及时清理和处理林间病死树；在纯马尾松林中因地制宜地种植其他树种；利用药剂抑制树体内松材线虫繁殖。
19．【答案】（1）人工去雄；套袋
（2）4；EERR；3/8；基因重组；
（3）选择；远缘杂交、体细胞杂交
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】(1)谷子为自花授粉作物，授粉前将栽培种谷穗浸泡在45～46℃温水中10min，高温会使栽培种的雄蕊失去活性，达到人工去雄的目的，避免自花授粉影响杂交结果。授以农家种的花粉后，为防止外界其他花粉落到雌蕊柱头上造成干扰，需要对授粉后的谷穗进行套袋处理，保证杂交的父本仅为农家种。(2)①正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病，结合米粒颜色的基因型与表型关系，可知浅黄色为Ee，黄色为EE，白色为ee，抗锈病（R）对感锈病（r）为显性，且F1基因型为EeRr，控制两对性状的基因遵循自由组合定律，因此F1能产生ER、Er、eR、er4种基因型的配子。F2中黄色抗锈病的甲自交子一代全为黄色抗锈病，说明甲为纯合子，基因型为EERR；乙自交子一代只有黄色抗锈病和黄色感锈病，说明乙的基因型为EERr。EERr连续自交，子一代基因型及比例为EERR：EERr：EErr=1：2：1，子一代自交，子二代中纯合黄色抗锈病（EERR）的比例为1/4 + 2/4×1/4 = 3/8。杂交选育黄色抗锈病品种，是将栽培种的黄色性状和农家种的抗锈病性状结合，利用的原理是基因重组。
②乙的基因型为EERr，丙为浅黄色抗锈病，且丙自交子一代出现黄色、浅黄色、白色抗锈病，说明丙的基因型为EeRR，二者杂交时，EERr产生ER、Er两种配子，EeRR产生ER、eR两种配子，雌雄配子随机结合，子一代基因型及比例为EERR（黄色抗锈病）：EeRR（浅黄色抗锈病）：EERr（黄色抗锈病）：EeRr（浅黄色抗锈病）=1：1：1：1，表型及比例为黄色抗锈病：浅黄色抗锈病=1：1，遗传图解需写出亲本基因型和表型、配子类型、子代基因型和表型及比例，亲本标注父本母本均可，配子连线正确，子代书写清晰即可。
(3)作物栽培中施用除草剂，不抗除草剂的青狗尾草个体会被淘汰，抗除草剂的个体能存活并繁殖后代，除草剂在此过程中起到了选择作用，使抗除草剂的基因频率逐渐升高，抗除草剂个体比例增加。青狗尾草和谷子的染色体数均为2n=18，亲缘关系较近，从个体角度，可采用远缘杂交的方法，将抗除草剂的青狗尾草与谷子杂交，筛选出抗除草剂的子代并不断选育，获得抗除草剂的谷子品种；从细胞角度，可采用植物体细胞杂交技术，将青狗尾草和谷子的原生质体融合，获得杂种细胞，再通过植物组织培养将杂种细胞培育成完整植株，该植株可表现出抗除草剂的性状。
【分析】自花授粉作物进行杂交时，需通过人工去雄去除母本雄蕊，并对授粉后的花进行套袋处理，防止外来花粉干扰。不完全显性情况下，杂合子表现为中间表型，控制两对相对性状的基因位于非同源染色体上时遵循自由组合定律，杂合子连续自交后代纯合子比例逐渐升高，杂交育种的原理是基因重组，可将不同亲本的优良性状组合。除草剂对植物具有选择作用，能使抗除草剂的个体保留并繁衍。利用近缘物种的优良性状培育作物新品种，从个体角度可采用远缘杂交，从细胞角度可采用植物体细胞杂交技术，二者均可打破物种间的生殖隔离，整合优良性状。
（1）授粉前将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45-46℃温水中10min，目的是人工去雄，防止自花授粉，因为谷子是自花授粉作物，这样做可以保证后续能接受农家种的花粉进行杂交。再授以农家种的花粉后，为防止其他花粉的干扰，对授粉后的谷穗进行套袋处理，以确保杂交的准确性。
（2）①正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病，说明浅黄色是不完全显性性状且抗锈病为显性性状。F2中出现了多种表型，且比例接近9：3：3：1的变形，由此可推测控制米粒颜色和锈病抗性的基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。F1的基因型为EeRr，能产生4种基因型的配子，分别为ER、Er、eR、er。甲自交子一代全为黄色抗锈病，说明甲为纯合子，基因型为EERR，乙自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病，说明乙的基因型为EERr，乙连续自交，F1中EERr占1/2，EERR占1/4，F1自交，F2中纯合黄色抗锈病（EERR）的比例为1/4+1/2×1/4=3/8。杂交选育黄色抗锈病品种，利用的原理是基因重组，通过杂交使不同亲本的优良基因组合在一起。
②浅黄色抗锈病的丙自交子一代为黄色抗锈病、浅黄色抗锈病和白色抗锈病，其基因型为EeRR。乙（EERr）×丙（EeRR）杂交获得子一代的遗传图解如下： 。
（3）由于除草剂的选择作用，抗除草剂的青狗尾草个体在生存竞争中更有优势，从而使抗除草剂的青狗尾草个体比例逐渐增加。若利用抗除草剂的青狗尾草培育抗除草剂的谷子，可采用的方法有：远缘杂交，将抗除草剂的青狗尾草与谷子杂交，然后筛选出具有抗除草剂性状的子代进行培育；体细胞杂交，用纤维素酶和果胶酶去除两种植物的细胞壁，在进行原生质体融合，得到杂种细胞，使谷子获得抗除草剂的性状。
20．【答案】（1）胰岛B；增加；由于大量的葡萄糖随尿排出（由于细胞吸收利用葡萄糖减少），为补充能量，需增加食物的摄取，同时加速脂肪等非糖物质的转化与分解
（2）肝癌细胞悬液；不加药物Z；加药物Z；CO2培养箱；
【知识点】动物细胞培养技术；血糖平衡调节
【解析】【解答】(1) 注射药物D后大鼠血糖浓度升高且出现尿糖，说明胰岛素分泌不足，推测药物D损伤了大鼠的胰岛B细胞。大鼠肾小管中葡萄糖含量增加，会使肾小管内的渗透压升高，导致肾小管和集合管对水的重吸收减少，进而使尿量增加。由于大量葡萄糖随尿液排出体外，细胞吸收利用的葡萄糖不足，机体为补充能量会增加进食量，同时加速脂肪等非糖物质的分解供能，因此大鼠进食量增加但体重下降。(2)①完善实验思路：
i. 取细胞培养瓶，分为A、B、C、D四组，分别加入细胞培养液。
ii. A、B组加入肝癌细胞悬液，C、D组加入肝细胞悬液。
iii. A、C组不加药物Z，作为空白对照；B、D组加入药物Z，作为实验组。
iiii. 将上述细胞培养瓶置于CO2培养箱中，在适宜条件下培养一段时间后，在显微镜下观察并计数细胞数，记录并处理所得数据。
②预测实验结果：
A组（肝癌细胞+无药）细胞增殖不受抑制，细胞数最多；B组（肝癌细胞+药物Z）细胞增殖受抑制，细胞数明显少于A组（约为初始的N）；C组（肝细胞+无药）和D组（肝细胞+药物Z）细胞增殖均不受抑制，细胞数相近且较多，柱形图表现为A组肝癌细胞数最高，B组肝癌细胞数显著降低，C、D组肝细胞数相近且高于B组。
【分析】胰岛B细胞受损会导致胰岛素分泌不足，使血糖浓度升高，超过肾小管的重吸收能力后会出现尿糖，同时肾小管内渗透压升高会导致尿量增加。细胞吸收葡萄糖不足时，机体通过增加进食和分解脂肪来补充能量，从而出现进食量增加但体重下降的现象。验证药物对不同细胞增殖的影响时，实验设计需遵循对照原则和单一变量原则，设置细胞类型和药物处理两个变量，通过观察细胞数的变化判断药物作用效果。药物Z对肝癌细胞增殖有抑制作用，对肝细胞无抑制作用，因此实验组肝癌细胞数会明显少于对照组，而肝细胞数在有无药物处理时无明显差异。
（1）注射药物D后，血糖浓度增加，说明药物D损伤了胰岛B细胞，导致胰岛素分泌减少。大鼠肾小管中葡萄糖含量增加，外环境渗透压升高，相当于内环境渗透压降低，会使下丘脑合成、垂体释放的抗利尿激素减少，肾小管和集合管对水的重吸收减弱，尿量增加。由于大量的葡萄糖随尿排出，为补充能量，需增加食物的摄取，同时加速脂肪等非糖物质的转化与分解，从而导致大鼠的进食量增加，体重下降。
（2） ①该实验中自变量是药物Z处理的细胞类型和是否使用药物Z，因变量是细胞的增殖情况。所以可细胞培养瓶，分为A、B、C、D四组，分别加入细胞培养液；A 、B组加入肝癌细胞悬液，C 、D组加入肝细胞悬液；A、C组不加药物Z，B 、D 组加药物Z；将上述细胞培养瓶置于CO2培养箱，培养一段时间后，在显微镜下观察并计数细胞数，记录并处理所得数据。
②据题意可知，药物Z对肝癌细胞增殖有抑制作用，但对肝细胞增殖无抑制作用，所以CD组细胞正常增殖，而B组细胞受到抑制，A组（肝癌细胞+无药培养液）细胞数量较多，B组（肝癌细胞+含药培养液）细胞数量明显少于A组，C组（肝细胞+无药培养液）和D组（肝细胞+含药培养液）细胞数量相近且较多，大致呈现出B组柱形图高度最低，A组较高，C、D组高度相当且高于B组低于A组的情况：
21．【答案】（1）半保留复制；ACTAGT；GATATC
（2）CDPK1；1
（3）组氨酸、 腺嘌呤；能；只有第四组酵母菌能在缺乏组氨酸、色氨酸、亮氨酸和腺嘌呤的培养基上生长，说明CaM与CDPK1相互作用让AD与BD在空间上接近，进而激活了报告基因的表达；排除AD与CDPK1、BD与CaM的相互作用
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】(1) PCR技术的原理是DNA半保留复制，通过高温变性、低温退火、中温延伸的循环过程，在体外快速大量扩增目的基因。要将CaM基因插入图乙的AD质粒中，需根据质粒上的限制酶切割位点选择对应的酶，AD质粒上的相关限制酶识别序列为XbaI和EcoRV，其识别序列分别为5'-ACTAGT-3'和5'-GATATC-3'，因此所用引物的5'端需要分别添加这两种序列，才能使扩增后的CaM基因经酶切后与AD质粒准确连接。
(2) 该实验的目的是探究CaM与CDPK1是否相互作用，根据酵母双杂交原理，需构建“诱饵蛋白-BD”和“猎物蛋白-AD”两种融合蛋白，已构建CaM-AD重组质粒（CaM为猎物蛋白），则X重组质粒需将CDPK1基因与BD质粒中的BD基因融合，表达CDPK1-BD融合蛋白（CDPK1为诱饵蛋白）。两种融合蛋白需在同一酵母菌细胞内表达才能发生相互作用，因此需将两种重组质粒导入1个酵母菌细胞中。
(3) 实验所用酵母菌不能合成组氨酸、色氨酸、亮氨酸、腺嘌呤，BD质粒中含有控制亮氨酸合成的基因，能合成亮氨酸。分析图丙，第四组同时导入CDPK1-BD和CaM-AD重组质粒，酵母菌能在缺陷培养基上生长，说明报告基因表达提供了酵母菌必需的其他营养物质，推测报告基因为控制组氨酸和腺嘌呤合成的基因。实验结果显示CaM与CDPK1能相互作用，理由是只有第四组酵母菌能在缺乏组氨酸、色氨酸、亮氨酸和腺嘌呤的培养基上生长，表明CaM与CDPK1相互作用使AD与BD在空间上接近，激活了报告基因的表达，合成了必需营养物质。第二组导入BD质粒和AD质粒，第三组导入BD质粒和CaM-AD重组质粒，两组均未形成菌落，其作用是排除AD与CDPK1、BD与CaM单独相互作用的可能，确保实验结果的特异性，证明第四组的菌落生长是CaM与CDPK1特异性相互作用的结果。
【分析】PCR技术基于DNA半保留复制原理，构建基因表达载体时需根据载体的限制酶位点设计引物，添加对应的酶切序列。酵母双杂交系统依赖“诱饵蛋白-BD”与“猎物蛋白-AD”的相互作用，使AD与BD空间接近激活报告基因，因此需构建两种重组质粒并导入同一酵母菌细胞。实验中缺陷酵母菌的营养需求为报告基因的筛选提供了条件，通过对照实验排除非特异性结合的干扰，确保实验结果的可靠性，只有两种融合蛋白特异性相互作用时，报告基因才会表达，酵母菌才能在缺陷培养基上生长。
（1）PCR 是利用 DNA 半保留复制的特性，通过高温变性（解开双链）、低温退火（引物结合模板）、适温延伸（Taq 酶合成子链）的循环，在体外大量扩增目的基因。将 CaM 基因插入图乙的 AD 质粒中，需匹配质粒上的限制酶切割位点。 质粒酶切位点分析：图乙中 AD 质粒的结构（从 GAL4 启动子下游开始）显示，限制酶识别序列依次为 Xba I、EcoR V，Xba I 的识别序列为 5'-ACTAGT-3' EcoR V 的识别序列为 5'-GATATC-3'。PCR 扩增的目的基因需在两端添加与质粒相同的酶切位点序列，以便酶切后产生互补黏性末端（或平末端）。由于引物在 PCR 中结合到模板链的 3' 端，新合成的 DNA 链 5' 端会带上引物的 5' 端序列，因此需在引物的5' 端添加酶切位点序列（不影响 3' 端与模板结合）。为了将 CaM 基因插入 AD 质粒，需在引物 5' 端分别添加 Xba I 识别序列（ACTAGT） 和 EcoR V 识别序列（GATATC）。
（2）酵母双杂交系统原理：需要两种融合蛋白 ——“诱饵蛋白 - BD” 和 “猎物蛋白 - AD”，二者相互作用才能使 BD 与 AD 接近，激活报告基因。 题目中 “猎物” 蛋白是 CaM（构建了CaM-AD 重组质粒），则 “诱饵” 蛋白应为激酶 CDPK1，因此X重组质粒需将CDPK1基因 与BD质粒中的BD基因 融合，形成 “CDPK1-BD” 融合蛋白。实验需要验证CaM（猎物）与 CDPK1（诱饵）是否相互作用，因此必须同时构建两者的融合质粒，缺一不可。 重组质粒导入酵母菌的数量细胞内相互作用的前提：两种融合蛋白（CDPK1-BD 和 CaM-AD）需在同一细胞内表达，才能检测是否结合。因此，需将两种重组质粒导入 1 个酵母菌细胞。
（3）缺陷酵母菌无法合成组氨酸、色氨酸、亮氨酸、腺嘌呤。 BD 质粒含亮氨酸合成基因（第二组、第四组含 BD 质粒，可合成亮氨酸），但第二组（BD+AD 质粒）和第三组（BD+CaM-AD）未激活报告基因，无法生长。 第四组（CDPK1-BD+CaM-AD）能在缺乏组氨酸、色氨酸、腺嘌呤的平板上生长（亮氨酸由 BD 质粒提供），说明报告基因控制组氨酸和腺嘌呤的合成（色氨酸可能由 AD 质粒或其他途径提供，此处通过对比确定报告基因产物为组氨酸和腺嘌呤）。 相互作用结论： 能相互作用。理由：只有第四组（同时导入 CDPK1-BD 和 CaM-AD）的酵母菌在缺陷培养基上生长，表明 CaM 与 CDPK1 结合使 AD 与 BD 接近，激活报告基因，合成必需营养物质。 对照作用： 第二组（BD+AD 质粒）：排除 “BD 与 AD 直接结合激活报告基因” 的可能（无目的基因时不激活）。 第三组（BD 质粒 + CaM-AD）：排除 “CaM 单独与 BD 结合” 的可能（仅 CaM-AD 无法激活报告基因）。 两者作为对照，确保实验结果由 “CDPK1-BD” 与 “CaM-AD” 的特异性相互作用引起。
1 / 1广东省佛山市南海区石门中学2024-2025学年高三下学期第二次模拟生物试题
一、选择题：共16小题，共40分。第1～12小题，每小题2分；第13～16小题，每小题4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．（2025·南海模拟）习近平主席在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会上强调要秉持生态文明理念。我国正加快推进以国家公园为主体的自然保护地体系建设，提升生态系统质量和稳定性。下列说法错误的是（　　）
A．千姿百态的物种、丰富多彩的基因库、多种多样的生态系统均与协同进化有关
B．保护生物多样性，关键是要提高生态系统的稳定性
C．以国家公园为主体的自然保护地体系建设属于就地保护
D．自然保护地体系中捕食者的存在有利于增加物种多样性
【答案】B
【知识点】协同进化与生物多样性的形成；生态系统的稳定性；生物多样性的保护措施
【解析】【解答】A、协同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，经过漫长的协同进化，地球上形成了千姿百态的物种、丰富多彩的基因库以及多种多样的生态系统，A正确；
B、保护生物多样性的关键是协调好人与生态环境的关系，减少人类活动对生态系统的干扰与破坏，而非单纯提高生态系统的稳定性，B错误；
C、以国家公园为主体的自然保护地体系建设，是在物种的原生栖息地进行保护，属于就地保护，这是保护生物多样性最有效的措施，C正确；
D、捕食者往往捕食个体数量多的物种，可避免一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的生存腾出空间，有利于增加物种多样性，D正确。
故答案为：B。
【分析】协同进化推动生物多样性形成，就地保护是保护生物多样性的重要方式，捕食者可通过制约优势物种增加物种多样性，保护生物多样性的核心是协调人与环境的关系。
2．（2025·南海模拟）系统性红斑狼疮是一种累及多个器官的自身免疫病，下列物质或者试剂常用来治疗该病的是（　　）
A．抗体 B．细胞因子 C．疫苗 D．免疫抑制剂
【答案】D
【知识点】免疫功能异常
【解析】【解答】系统性红斑狼疮是一种累及多个器官的自身免疫病，是由于免疫系统功能过强引起的，可以用免疫抑制剂进行治疗，D正确，ABC错误。
故答案为：D。
【分析】1、免疫防御是指机体排除外来抗原性异物的一种免疫防御作用，该功能正常时，机体能抵抗病原体的入侵，异常时，免疫反应过强、过弱或缺失可能会导致组织损伤或易被病原体感染等问题；免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞，进行自身调节，维持内环境稳态的功能。
2、正常情况下，免疫系统对自身的抗原物质不产生免疫反应，若该功能异常则容易发生自身免疫病；免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞，防止肿瘤发生的功能。若此功能低下或失调，机体会有肿瘤发生或持续的病毒感染。
3．（2025·南海模拟）科学方法是人们在认识和改造世界中遵循或运用的、符合科学一般原则的各种途径和手段。以下有关科学方法的叙述错误的是（　　）
A．差速离心主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法，如可用此方法来分离真核细胞中的各种细胞器
B．同位素标记法是用物理性质特殊的同位素来标记化学反应少原子的去向，如用3H标记非必需氨基酸来研究分泌蛋白的合成与运输过程
C．模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，这种描述既可以是定性的也可以是定量的
D．设计对照实验需要严格控制变量，除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素。叫作无关变量
【答案】B
【知识点】其它细胞器及分离方法；细胞器之间的协调配合；真核细胞的三维结构模型
【解析】【解答】A、差速离心法通过逐渐提高离心速率，能够分离大小、密度不同的颗粒，可用于分离真核细胞中的各种细胞器，A正确。
B、同位素标记法可用于追踪物质的运行和变化规律，研究分泌蛋白的合成与运输过程时，用3H标记氨基酸即可，必需氨基酸和非必需氨基酸都能作为合成蛋白质的原料，B错误。
C、模型是对认识对象的简化概括性描述，既可以是定性的描述，也可以是定量的表达，C正确。
D、对照实验中，除自变量外，对实验结果造成影响的可变因素称为无关变量，实验中需要对无关变量进行严格控制，D正确。
故答案为：B。
【分析】差速离心用于分离细胞器，同位素标记法可追踪分泌蛋白合成路径，模型有定性和定量两种形式，对照实验需控制自变量、因变量和无关变量。
4．（2025·南海模拟）2025年武汉马拉松吸引超45万人报名。下列有关马拉松过程中人体生理反应的叙述正确的是（　　）
A．呼吸频率加快过程不依赖体液调节
B．通过脑干协调运动，维持身体平衡
C．交感神经活动占优势，胃肠平滑肌蠕动减弱
D．大脑皮层发出动作指令，直接传达效应器
【答案】C
【知识点】反射弧各部分组成及功能；神经、体液调节在维持稳态中的作用；神经系统的分级调节
【解析】【解答】A、马拉松运动时，血液中二氧化碳浓度升高，会通过体液运输刺激呼吸中枢，使呼吸频率加快，该过程依赖体液调节，A错误；
B、小脑的作用是协调运动、维持身体平衡，脑干主要调节呼吸、心跳等基本生命活动，B错误；
C、剧烈运动时人体交感神经活动占优势，会使心跳加快、支气管扩张，同时胃肠平滑肌蠕动减弱，消化活动减弱，C正确；
D、大脑皮层发出的动作指令需要经过脊髓等低级中枢中转，再通过传出神经到达效应器，不能直接传达效应器，D错误。
故答案为：C。
【分析】剧烈运动时交感神经兴奋，消化功能减弱；呼吸加快受二氧化碳等体液因素调节；维持身体平衡的中枢在小脑；高级神经中枢需通过低级中枢控制效应器。
5．（2025·南海模拟）2024年科学家首次确认真核藻类中的硝质体是一种固氮细胞器，改变了此前对其作为内共生体的认知。下列证据无法有效支持“硝质体是细胞器”的是（　　）
A．硝质体的分裂受宿主细胞调控
B．硝质体依赖宿主细胞提供的蛋白质
C．硝质体专一性负责固氮过程
D．硝质体保留了原始细菌基因组特征
【答案】D
【知识点】其它细胞器及分离方法；内共生学说
【解析】【解答】A、硝质体的分裂受宿主细胞调控，体现了其与宿主细胞的统一关系，符合细胞器的特征，能够支持硝质体是细胞器，A正确。
B、硝质体依赖宿主细胞提供的蛋白质，说明其不能独立完成生命活动，属于细胞内的结构，支持硝质体是细胞器，B正确。
C、硝质体专一性负责固氮过程，表明其在细胞内具有特定的生理功能，符合细胞器具有专一功能的特点，支持硝质体是细胞器，C正确。
D、硝质体保留了原始细菌基因组特征，这是其起源于细菌的体现，只能说明内共生的起源，无法证明其属于宿主细胞的细胞器，不能有效支持硝质体是细胞器，D错误。
故答案为：D。
【分析】细胞器是细胞内受细胞整体调控、依赖细胞供给、具有专一生理功能的结构，硝质体受宿主调控、依赖宿主提供蛋白质、专一承担固氮功能均符合细胞器的特点，保留原始细菌基因组特征仅能体现其进化起源，无法支持其为细胞器。
6．（2025·南海模拟）苦杏仁中的苦杏仁苷是一种氰化物，它能与线粒体某种蛋白质结合，导致细胞难以利用氧气进行有氧呼吸。因此，氰化物中毒又称为“细胞内窒息”。下列有关人体氰化物中毒的叙述正确的是（　　）
A．可能会破坏内环境酸碱平衡
B．不影响有氧呼吸的第一、二阶段
C．氰化物直接作用于线粒体基质
D．中毒后不会影响体温变化
【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义；内环境的组成
【解析】【解答】A、氰化物与线粒体中参与有氧呼吸第三阶段的蛋白质结合，导致有氧呼吸受阻，细胞无法有效利用氧气，会转向无氧呼吸。人体无氧呼吸的产物是乳酸，乳酸在体内大量积累会导致内环境pH下降，破坏酸碱平衡，A符合题意；
B、有氧呼吸三个阶段相互关联，第三阶段受阻会导致NADH无法被氧化分解而积累，进而抑制第一、二阶段的进行（第一、二阶段产生的NADH需进入第三阶段消耗），因此氰化物中毒会影响有氧呼吸的第一、二阶段，B不符合题意；
C、有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜，氰化物作用于该阶段的蛋白质，因此其直接作用部位是线粒体内膜，而非线粒体基质（第二阶段场所），C不符合题意；
D、细胞呼吸是人体主要的产热途径，有氧呼吸受阻后，无氧呼吸产生的能量远少于有氧呼吸，导致机体产热不足，可能引起体温下降，因此中毒后会影响体温变化，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜进行，需氧气参与，氰化物通过抑制该阶段导致“细胞内窒息”；由于有氧呼吸各阶段相互依赖，第三阶段受阻会连锁影响前两个阶段；无氧呼吸产生的乳酸会破坏内环境酸碱平衡；能量供应不足会影响机体产热，进而改变体温。
7．（2025·南海模拟）我国科学家首次成功将诱导多能干细胞分化为胰岛细胞并进行移植，治愈了一名糖尿病患者。患者在移植前曾经历多次低血糖昏迷并长期依赖胰岛素治疗。下列叙述正确的是（　　）
A．诱导多能干细胞的分化体现了细胞的全能性
B．患者可能是由胰岛素抵抗引起的Ⅱ型糖尿病
C．低血糖时，通过副交感神经促进胰高血糖素分泌
D．移植后应持续监测胰岛移植部位，预防肿瘤发生
【答案】D
【知识点】干细胞的概念、应用及研究进展；器官移植；血糖平衡调节
【解析】【解答】A、细胞全能性是指已经分化的细胞具有发育成完整个体或分化形成各种细胞的潜能，诱导多能干细胞只分化为胰岛细胞这一种特定细胞类型，没有发育成完整的个体，不能体现细胞的全能性，A错误。
B、该患者长期依赖胰岛素治疗，还多次出现低血糖昏迷，说明病因是自身胰岛素分泌不足，属于Ⅰ型糖尿病；Ⅱ型糖尿病是胰岛素抵抗，机体对胰岛素不敏感，通常不需要长期依赖外源性胰岛素，B错误。
C、低血糖时机体需要升高血糖，是通过交感神经促进胰高血糖素的分泌，副交感神经主要调节安静状态下的生理活动，不参与促进胰高血糖素分泌，C错误。
D、诱导多能干细胞增殖能力较强，即便分化为胰岛细胞后移植，也存在异常增殖、形成肿瘤的可能性，因此移植后需要持续监测胰岛移植部位，预防肿瘤发生，D正确。
故答案为：D。
【分析】细胞全能性需要发育为完整个体才能体现，该患者为胰岛素分泌不足的Ⅰ型糖尿病，低血糖由交感神经调控升糖，多能干细胞来源的移植细胞需监测肿瘤风险。
8．（2025·南海模拟）川金丝猴为中国特有的国家一级重点保护动物。我国通过建立生态走廊将隔离的栖息地连接起来，并实施专项繁育计划降低了川金丝猴幼崽夭折率，以恢复川金丝猴的种群数量。下列叙述错误的是（　　）
A．建立生态走廊能减少川金丝猴种群近亲繁殖，维持遗传多样性
B．建立生态走廊恢复川金丝猴种群数量的措施属于易地保护
C．生态走廊的建立促进了不同区域川金丝猴种群间的基因交流
D．川金丝猴幼崽夭折率的降低有助于改善种群的年龄结构
【答案】B
【知识点】生物多样性的保护措施
【解析】【解答】A、建立生态走廊连接起隔离的栖息地，能让不同区域的川金丝猴种群间进行基因交流，减少种群内的近亲繁殖，从而有效维持种群的遗传多样性，A正确；
B、建立生态走廊是在川金丝猴的原有栖息地内改善栖息环境、打破地理隔离，属于就地保护，而易地保护是将物种转移到原栖息地之外的场所进行保护，B错误；
C、生态走廊消除了不同区域川金丝猴种群间的地理隔离，为种群间的个体往来提供了条件，进而促进了种群间的基因交流，C正确；
D、降低川金丝猴幼崽夭折率，会使种群中幼年个体的比例增加，让种群的年龄结构更趋向于增长型，有助于改善年龄结构、促进种群数量增长，D正确。
故答案为：B。
【分析】生态走廊能打破川金丝猴不同种群间的地理隔离，促进种群间基因交流，减少近亲繁殖以维持遗传多样性，也为基因交流提供了直接条件。该措施是在川金丝猴原有栖息地内实施的保护手段，属于就地保护而非易地保护。降低川金丝猴幼崽夭折率，会提升种群中幼年个体的比例，使种群年龄结构更接近增长型，实现对年龄结构的改善，利于种群数量恢复。
9．（2025·南海模拟）斑马鱼的体色受X染色体上的色素合成基因控制。将同一批受精卵分为两组：A组置于28℃培养，B组置于32℃培养。结果发现，A组雄鱼全为蓝色，B组雄鱼中约30%呈现紫色，且两组雌鱼均正常表现出母本性状。进一步检测，B组雄鱼X染色体上色素基因启动子区域发生了组蛋白H3第27位赖氨酸甲基化，而A组未检测到该修饰。下列叙述正确的是（　　）
A．该现象属于基因突变，可通过有性生殖遗传给后代
B．B组雌雄鱼个体自由交配，受精卵置于32℃环境中，发育成的个体性状分离比遵循孟德尔分离定律
C．组蛋白甲基化通过改变DNA碱基序列实现基因表达调控
D．该研究为“温度影响性别分化”的假说提供了表观遗传证据
【答案】D
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、该现象是组蛋白发生甲基化修饰导致的，斑马鱼的DNA碱基序列未发生改变，不属于基因突变，属于表观遗传，A错误；
B、该性状的差异由表观遗传修饰引起，并非由核基因的等位基因控制的性状分离，因此不遵循孟德尔分离定律，B错误；
C、组蛋白甲基化只是对组蛋白进行了修饰，并未改变DNA的碱基序列，而是通过这种修饰调控了基因的表达，C正确；
D、该研究中温度变化引发了X染色体上相关基因的表观遗传修饰，进而导致雄鱼体色性状改变，为“温度影响性别分化”的假说提供了表观遗传层面的证据，D正确。
故答案为：D。
【分析】该现象是温度引发的组蛋白甲基化修饰，DNA序列未改变，属于表观遗传而非基因突变，且表观遗传引起的性状变化不遵循孟德尔分离定律。组蛋白甲基化仅对组蛋白进行修饰，不会改变DNA的碱基序列，而是通过该修饰调控色素合成基因的表达。温度变化导致雄鱼出现表观遗传修饰并引发性状改变，这一研究为“温度影响性别分化”的假说提供了相应的表观遗传证据。
10．（2025·南海模拟）取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物，探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响，实验结果如表所示。
组别 1 2 3 4 5
温度（℃） 27 37 47 57 67
滤液变澄清时间（min） 16 9 4 6 50min未澄清
据表分析，下列叙述正确的是（　　）
A．滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关
B．组3滤液变澄清时间最短，酶促反应速率最快
C．若实验温度为52℃，则滤液变澄清时间为4~6min
D．若实验后再将组5放置在57℃，则滤液变澄清时间为6min
【答案】B
【知识点】酶的特性；探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、蛋白酶活性越高，分解蛋白质的速度越快，滤液变澄清的时间就越短，所以滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈负相关，A不符合题意；
B、组3滤液变澄清时间最短，说明在该温度下蛋白酶分解蛋白质的速度最快，即酶促反应速率最快，B符合题意；
C、从表中数据可知，在47℃时变澄清时间为4min，57℃时变澄清时间为6min，但不能简单认为温度在52℃时，滤液变澄清时间就一定在4-6min之间，因为酶的活性-温度曲线不一定是线性的，C不符合题意；
D、组5在67℃时50min未澄清，说明在67℃时酶已经失活，再将其放置在57℃，酶也不能恢复活性，滤液不会变澄清，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】同无机催化剂相比，酶显著降低了化学反应的活化能。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质。酶的催化作用具有专一性、高效性，并对温度、pH等条件有严格的要求。
11．（2025·南海模拟）研究发现肺炎克雷伯菌能以非编码RNA的局部为模板，通过多轮滚环逆转录产生cDNA，如图所示。当克雷伯菌被噬菌体侵染后，会以单链cDNA为模板合成双链cDNA，表达出氨基酸序列重复的蛋白质，抑制细菌自身生长，阻止噬菌体复制。相关叙述正确的是（　　）
A．克雷伯菌能合成逆转录酶是其阻止噬菌体复制的基础
B．双链cDNA转录产生的mRNA中含有多个终止密码子
C．cDNA的基本组成元素是C、H、O、P
D．cDNA的合成不需要引物的引导
【答案】A
【知识点】核酸的基本组成单位；DNA分子的复制；遗传信息的转录
【解析】【解答】A、肺炎克雷伯菌需通过逆转录产生cDNA，后续才能经双链cDNA表达出抑制噬菌体复制的蛋白质，而逆转录过程依赖逆转录酶催化，因此该菌能合成逆转录酶是其阻止噬菌体复制的基础，A正确；
B、双链cDNA转录的mRNA表达出氨基酸序列重复的蛋白质，说明mRNA的编码序列为重复的氨基酸对应密码子，仅含一个终止密码子来终止翻译，B错误；
C、cDNA的本质是DNA，基本组成单位为脱氧核苷酸，含C、H、O、N、P五种基本元素，并非仅C、H、O、P，C错误；
D、以单链cDNA为模板合成双链cDNA的过程属于DNA复制，而DNA复制的子链合成需要引物的引导才能启动，D错误。
故答案为：A。
【分析】克雷伯菌通过逆转录产生cDNA是阻止噬菌体复制的关键步骤，该过程依赖逆转录酶，因此合成逆转录酶是其基础。双链cDNA转录的mRNA表达氨基酸序列重复的蛋白质，仅含一个终止密码子。cDNA本质为DNA，组成元素包含C、H、O、N、P五种。以单链cDNA合成双链cDNA属于DNA复制，该过程的子链合成需要引物的引导才能进行。
12．（2025·南海模拟）根据植物经济谱理论，植物为适应环境变化会采取不同的资源利用策略。在资源较丰富的低海拔地区，植物为实现快速生长会采取资源获取型策略。随着海拔升高，植物为适应恶劣环境逐步转变为资源保守型策略。下列叙述正确的是（　　）
A．资源获取型植物叶片厚且角质层发达，以减少水分蒸发
B．资源获取型植物通过降低代谢速率，减少物质和能量消耗
C．资源保守型植物根系发达，有利于吸收深层土壤中的有机物
D．资源保守型植物通过提高细胞液浓度，以抵抗恶劣环境
【答案】D
【知识点】群落的结构
【解析】【解答】A、资源获取型植物为实现快速生长，叶片通常薄且面积大、角质层不发达，以此提升光合效率，而非厚叶片、发达角质层减少水分蒸发，A错误；
B、资源获取型植物需支撑快速生长，代谢速率较高，会快速利用物质和能量完成生长发育，并非降低代谢速率减少消耗，B错误；
C、植物无法直接吸收利用土壤中的有机物，根系的作用是吸收水分和无机盐，资源保守型植物根系发达是为了在恶劣环境中更高效获取水分和无机盐，C错误；
D、资源保守型植物所处的高海拔环境恶劣，通过提高细胞液浓度，可降低冰点抵御低温、增强保水能力抵御干旱，从而适应恶劣环境，D正确。
故答案为：D。
【分析】资源获取型植物适应低海拔资源丰富环境，以快速生长为目标，叶片薄、角质层不发达以提高光合效率，代谢速率较高来支撑快速生长。植物根系均只能吸收水分和无机盐，不能直接利用土壤中的有机物，资源保守型植物根系发达是为了在恶劣环境中更高效获取无机营养和水分。资源保守型植物适应高海拔恶劣环境，可通过提高细胞液浓度，增强抗低温、干旱的能力，实现对恶劣环境的适应。
13．（2025·南海模拟）在黑暗中生长的植物幼苗通常表现为黄叶，称为黄化苗。光照影响幼苗叶色的分子机制如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．光敏色素分布在植物的各个部位，其中在分生组织细胞内含量较高
B．光敏色素接受光信号后，其空间结构会发生变化，影响特定基因表达
C．光照环境下，进入细胞核的光敏色素抑制HY5降解，使幼苗发生去黄化反应
D．黑暗条件可能抑制了细胞分裂素的降解，导致叶绿素合成量减少形成黄化苗
【答案】D
【知识点】其他植物激素的种类和作用；环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】A、光敏色素是植物感受光信号的一类蛋白质，它分布在植物的各个部位，其中在分生组织细胞内的含量相对较高，A正确；
B、从图中可以看出，黑暗环境与光照环境下光敏色素的空间结构存在差异，说明光敏色素接受光信号后，其空间结构会发生改变，这一变化会传递到细胞核内，进而影响特定基因的表达，B正确；
C、光照环境下，光敏色素进入细胞核，抑制了HY5的降解，HY5能够启动相关基因的转录，使幼苗发生去黄化反应，C正确；
D、细胞分裂素可以促进叶绿素的合成，黑暗条件下形成黄化苗，原因是叶绿素合成量减少，推测黑暗条件可能加速了细胞分裂素的降解，而非抑制其降解，D错误。
故答案为：D。
【分析】光敏色素感受光信号后结构改变，调控HY5的稳定性，进而影响基因表达；细胞分裂素可促进叶绿素合成，黑暗下叶绿素减少与细胞分裂素降解加速有关。
14．（2025·南海模拟）1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵，还有研究发现：“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”，为证明上述结论，某小组用酵母菌、酵母汁、A溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子）、B溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子）、葡萄糖溶液、无菌水这些材料和试剂进行实验。实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如下表。下列分析正确的是（　　）
注：“+”表示有乙醇生成，“-”表示无乙醇生成
组别 实验处理 实验结果
1 葡萄糖溶液+无菌水 -
2 葡萄糖溶液+酵母菌 +
3 葡萄糖溶液+A溶液 -
4 葡萄糖溶液+B溶液 -
5 ？ 　
6 ？ 　
A．含有小分子和离子的实验材料是酵母汁和B溶液
B．第5组实验处理可以是葡萄糖溶液+酵母菌+B溶液
C．第6组实验处理可以是葡萄糖溶液+A溶液+B溶液
D．为确定B溶液中是否含有多肽，可用二苯胺试剂检测
【答案】C
【知识点】探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、酵母菌作为完整活细胞，其细胞内不仅有生物大分子，还含有小分子和离子，因此含有小分子和离子的实验材料是酵母汁、B溶液和酵母菌，并非仅酵母汁和B溶液，A错误；
B、酵母菌自身可合成乙醇发酵所需的酶、小分子和离子，单独加入葡萄糖溶液就能完成发酵，加入B溶液没有实际意义，第5组更合理的实验处理应为葡萄糖溶液+酵母汁，而非葡萄糖溶液+酵母菌+B溶液，B错误；
C、A溶液含有乙醇发酵所需的酶（生物大分子），B溶液含有辅助酶发挥催化作用的小分子和离子，第6组实验处理设置为葡萄糖溶液+A溶液+B溶液，可验证“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”这一结论，C正确；
D、二苯胺试剂的作用是检测DNA，检测多肽需使用双缩脲试剂（与多肽中的肽键反应呈紫色），因此不能用二苯胺试剂确定B溶液中是否含有多肽，D错误。
故答案为：C。
【分析】该实验的核心目的是验证“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”，因此实验设计需围绕“酶（生物大分子）”和“小分子/离子”的组合效应展开。酵母菌自身含全部发酵所需物质，无需额外添加B溶液；A溶液仅含酶、B溶液仅含小分子和离子，二者单独使用均无法完成发酵，混合使用可恢复发酵能力，这是验证实验的关键。同时需注意区分不同物质的检测试剂，避免试剂使用错误影响实验结果判断，实验分组需兼顾对照原则和单一变量原则，确保结论的科学性。
15．（2025·南海模拟）研究人员对某地薇甘菊入侵状况的调查发现，在入侵地，薇甘菊成片、成团或成簇生长，覆盖其他植物，使其他植物死亡，形成薇甘菊为单一优势种的群落。薇甘菊可通过类似图示的两种途径影响当地的生态系统。下列叙述正确的是（　　）
A．薇甘菊的入侵丰富了物种的多样性，利于生态系统的稳定
B．途径Ⅱ薇甘菊群落取代入侵地的生物群落属于初生演替
C．薇甘菊最可能是通过途径Ⅰ入侵了调查区域所在的生态系统
D．薇甘菊的入侵途径会受到入侵地薇甘菊的初级消费者的影响
【答案】D
【知识点】群落的演替；生态系统的稳定性
【解析】【解答】A、薇甘菊入侵后会覆盖其他植物，导致其他植物死亡，形成以自身为单一优势种的群落，这会降低当地物种多样性，使生态系统的营养结构变简单，不利于生态系统的稳定，A错误；
B、途径Ⅱ中薇甘菊群落取代入侵地生物群落时，原有的土壤条件基本保留，甚至还保留有植物的种子或其他繁殖体，该过程属于次生演替，而非初生演替，B错误；
C、题干中提到薇甘菊成片覆盖其他植物并使其死亡，形成以薇甘菊为单一优势种的群落，说明它是通过取代原有生产者的方式入侵，对应途径Ⅱ，而非途径Ⅰ，C错误；
D、从图示可知，途径Ⅰ中入侵植物被原有初级消费者取食，途径Ⅱ中入侵植物形成了新的食物链，入侵地针对薇甘菊的初级消费者的取食偏好等，会影响薇甘菊的入侵途径选择，D正确。
故答案为：D。
【分析】外来物种入侵会挤占本地物种的生存资源，降低物种多样性，减弱生态系统的自我调节能力；初生演替发生在无土壤、无植被繁殖体的环境，次生演替发生在保留原有土壤条件和植被繁殖体的环境；群落演替受生物与非生物因素共同影响，生态系统中的消费者会影响物种的入侵和扩散过程。
16．（2025·南海模拟）脆性X染色体综合征是X染色体上FMR1基因中CGG序列发生多次重复导致的疾病，根据CGG重复次数不同分为前突变型（55~200次）和全突变型（>200次）。前突变患者表现为卵巢早衰、巨睾症、焦虑、抑郁等，全突变患者主要表现为智力低下和孤独症。患者家系及部分个体的FMR1基因CGG重复次数检测结果如下：
个体 Ⅱ-1 Ⅱ-2 Ⅱ-3 Ⅱ-4 Ⅲ-1 Ⅲ-4
染色体 X X X Y X X X Y X X X Y
CGG重复次数 30 69 30 - 30 117 30 - 29 93 >200 -
下列叙述正确的是（　　）
A．脆性X染色体综合征是染色体异常遗传病
B．FMR1基因CGG重复次数不同体现了基因突变的不定向性
C．Ⅰ-2一定是脆性X染色体综合征全突变型患者
D．Ⅲ-4和Ⅲ-5进行遗传咨询时应建议他们生男孩
【答案】D
【知识点】伴性遗传；基因突变的特点及意义；遗传系谱图；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】A、脆性X染色体综合征是X染色体上FMR1基因中CGG序列重复次数异常导致的，属于基因突变引发的单基因遗传病，并非染色体结构或数目异常导致的染色体异常遗传病，A错误；
B、FMR1基因中CGG重复次数不同是基因内重复序列的扩增，并非基因突变产生不同等位基因的不定向性，不能体现基因突变的不定向性特点，B错误；
C、Ⅱ-1的X染色体CGG重复次数为30和69，Ⅱ-3的为30和117，二者异常的X染色体均来自父亲Ⅰ-2，69和117次均属于前突变型（55~200次），因此Ⅰ-2应为前突变型患者，而非全突变型（>200次），C错误；
D、脆性X染色体综合征为伴X染色体遗传病，Ⅲ-4的X染色体CGG重复次数>200，为全突变型，其生育时会将含全突变型的X染色体传给女儿，儿子则获得父亲的Y染色体，不会继承该异常X染色体，因此建议他们生男孩，D正确。
故答案为：D。
【分析】脆性X染色体综合征由FMR1基因内CGG序列重复扩增导致，属于基因突变引起的伴X单基因遗传病，并非染色体异常遗传病，且该序列的次数差异不能体现基因突变的不定向性。通过亲子代X染色体的CGG重复次数可推导，Ⅰ-2传递给子代的异常X染色体重复次数为69和117，均属于前突变型，因此Ⅰ-2为前突变型患者。该遗传病为伴X遗传，全突变型的女性患者会将异常X染色体传给女儿，而生男孩可通过继承父亲的Y染色体避免获得该异常X染色体，因此遗传咨询时建议生男孩。
二、非选择题（本大题共5小题，共60分）
17．（2025·南海模拟）类囊体膜上的光反应过程如图所示。当光照过强时，供应不足导致电子传递给产生超氧阴离子自由基（）等有毒产物，这些有毒产物会攻击PSⅡ（叶绿素蛋白质复合体）反应中心的D1蛋白，使得D1蛋白受到损伤进而发生降解，导致光合速率下降，这种现象称为光抑制。研究发现，在强光条件下，类囊体膜蛋白PSBS可感应类囊体腔内的高浓度而被激活，激活的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，从而防止强光对植物造成损伤。
（1）据图分析、由类囊体腔进入叶绿体基质的运输方式为　 　。若药物X可以阻断类囊体膜上PQ蛋白的功能，则喷施药物X将　 　（填“有利于”或“不利于”）PSBS发挥功能，原因是　 　。
（2）推测干旱环境下，光抑制会　 　（填“增强”或“减弱”），理由是　 　。
（3）研究发现，水杨酸可以在一定程度上缓解光抑制。为探究水杨酸缓解光抑制的机理，科研人员用清水处理灌浆期小麦（W）为对照组、0.3mol/L水杨酸溶液处理相同小麦（SA）为实验组，设置适宜温度中等强光（MTL）组、高等强光（HTL）组，处理一段时间后，提取不同条件下小麦叶绿体中的D1蛋白并进行电泳，实验结果如图所示。该实验结果表明　 　。
【答案】（1）协助扩散；不利于；喷施药物X后，PQ蛋白失去功能，使得类囊体腔内的浓度偏低，不利于PSBS的激活
（2）增强；干旱环境下气孔关闭，胞间（浓度下降，使得暗反应减慢，NADP+供应不足，光抑制加剧
（3）水杨酸通过抑制D1蛋白的降解缓解光抑制
【知识点】影响光合作用的环境因素；被动运输
【解析】【解答】(1) 从图中可知，H+由类囊体腔进入叶绿体基质需要借助ATP合成酶作为转运蛋白，且H+是顺浓度梯度（类囊体腔H+浓度高于叶绿体基质）运输，该过程不消耗细胞代谢释放的能量，因此运输方式为协助扩散。PQ蛋白的功能是在传递电子的同时，将叶绿体基质中的H+逆浓度梯度转运到类囊体腔，使类囊体腔内积累高浓度的H+；而PSBS需要感应类囊体腔内的高浓度H+才能被激活，进而发挥保护光合机构的作用。若药物X阻断PQ蛋白的功能，PQ无法将H+转运到类囊体腔，类囊体腔内H+浓度会降低，无法满足PSBS激活所需的高浓度H+条件，因此喷施药物X不利于PSBS发挥功能。
(2) 干旱环境下，光抑制会增强。理由是：干旱时植物为减少水分散失会关闭气孔，导致胞间CO2浓度降低，暗反应速率减慢；暗反应是NADP+的主要来源（NADPH参与暗反应后生成NADP+），暗反应减慢会使NADP+的生成量大幅减少，光反应中NADP+供应不足，电子无法正常传递给NADP+，转而传递给O2，产生更多超氧阴离子自由基等有毒产物，这些有毒产物会更多地攻击PSⅡ反应中心的D1蛋白，导致D1蛋白降解加剧，光合速率进一步下降，因此光抑制增强。
(3) 实验中，对照组为清水处理（W），实验组为水杨酸处理（SA），光照分为中等强光（MTL）和高等强光（HTL）。电泳结果显示：在中等强光（MTL）条件下，W组和SA组的D1蛋白含量相近；在高等强光（HTL）条件下，W组的D1蛋白含量明显减少（强光引发光抑制，导致D1蛋白降解），而SA组的D1蛋白含量仍保持较高水平，接近MTL组的含量。这说明水杨酸处理能抑制强光下D1蛋白的降解，从而缓解光抑制对光合机构的损伤，因此实验结果表明水杨酸通过抑制D1蛋白的降解缓解光抑制。
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，主要完成水的光解、电子的传递、质子梯度的建立以及ATP和NADPH的生成；暗反应发生在叶绿体基质中，主要完成二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，该过程消耗光反应生成的ATP和NADPH，同时生成NADP+供光反应利用。物质跨膜运输的方式中，协助扩散是顺浓度梯度进行、需要转运蛋白协助、不消耗细胞代谢能量的运输方式。植物可通过自身生理调节或外源物质调控相关蛋白的降解，缓解光抑制带来的不利影响。
（1）据图可知，水光解的一侧为类囊体腔，H+由类囊体腔进入叶绿体基质需要转运蛋白的参与（同时能促进ATP的合成），但不消耗能量，因此运输方式为协助扩散。由图可知，PQ蛋白能将H+从类囊体膜外运到类囊体腔，该过程为逆浓度梯度运输，可使类囊体腔积累H+，形成的H+浓度差有利于促进ATP的合成。已知在强光条件下，类囊体膜蛋白PSBS可感应类囊体腔内的高H+浓度而被激活，激活的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，从而防止强光对植物造成损伤。若药物X可以阻断类囊体膜上PQ蛋白的功能，则喷施药物X后，PQ蛋白失去功能，使得类囊体薄膜两侧的H+浓度差会减小，不利于PSBS的激活。
（2）根据题意可知，光照过强时会产生光抑制，干旱环境下，植物为了保水，气孔会关闭，导致胞间CO2浓度下降，使得暗反应减慢，暗反应生成的NADP+供应不足，导致电子传递给O2产生超氧阴离子自由基（O2 1）等有毒产物，进而使得D1蛋白受到损伤进而发生降解，导致光合速率下降，因此光抑制会加剧。
（3）与中等强光（MTL）组相比，高等强光（HTL）组中用清水处理灌浆期小麦（W）的D1蛋白含量明显减少，而高等强光（HTL）组中用0.3mol/L水杨酸溶液处理小麦（SA）的D1蛋白含量与中等强光（MTL）组下接近，由于强光可促进D1蛋白的降解，因此上述结果说明水杨酸通过抑制D1蛋白的降解缓解光抑制。
18．（2025·南海模拟）松材线虫会引起松树毁灭性病害，自传入我国后迅速传播扩散，危害程度逐渐加深。为防治松材线虫病害，研究人员开展了相关研究。
（1）松墨天牛是松材线虫病的主要传播媒介昆虫。携带松材线虫的松墨天牛在取食和产卵过程中将松材线虫传播到健康松树上，松材线虫生活在松树体内，能快速破坏松树的输导组织，导致松树迅速萎蔫死亡。由此分析松材线虫与松树的关系是　 　。
（2）为研究松材线虫入侵对松林生态系统中植物的影响，研究人员在受害程度不同的多个样地内采用杨方法法进行调查，并测定乔木层和灌草层的地上部分生物量，结果如下图。
注：纯林表示全部为马尾松；7马3阔、6马4阔、5马5阔分别表示马尾松与阔叶林占比为7：3、6：4、5：5
调查结果说明，随受害程度的加大，乔木层地上部分生物量逐渐减少，其中受影响最小的样地是　 　。样地内灌草层地上部分生物量均随受害程度增加而增加，可能的原因是　 　。
（3）花绒寄甲幼虫是松墨天牛的天敌。利用花绒寄甲幼虫对松墨天牛传播的松材线虫病的防治展开研究，研究人员选取了重度病害的三个林区，实验组释放花绒寄甲幼虫，对照组不释放，统计松木上松墨天牛的数量，结果如下表：
林区 组别 释放前天牛数量（条） 释放后天牛数量（条） 天牛数量变化率（%）
A区 实验组 86.22 49.64 42.43
对照组 85.36 80.61 5.56
B区 实验组 72.54 40.42 44.28
对照组 74.22 68.51 7.69
C区 实验组 57.61 26.54 53.93
对照组 55.28 48.42 12.40
每个林区设置对照组的目的是校正防治效果，校正后的防治效果（%）=（校正后的防治效果（%）=（a-b）/（1一对照组天牛数量变化率）×100%，其中“a”、“b”分别为　 　。防治效果用比值表示的好处是　 　。由表中结果可知，林间人工释放花绒寄甲幼虫能有效降低松墨天牛的数量。若要进一步确定花绒寄甲幼虫的防治效果，还需测定的指标有　 　（写两个）。
（4）除上述方法外，请提出一条新的预防或治理松材线虫的思路。　 　。
【答案】（1）寄生
（2）5马5阔；随受害程度的增加乔木层地上生物量减小，林下光照强度增加，有利于灌草层植物的生长
（3）实验组天牛数量变化率、对照组天牛数量变化率；消除初始数量差异影响（排除其他非实验因素对松墨天牛数量的干扰，从而准确评估花绒寄甲幼虫防治松墨天牛传播松材线虫病的实际效果）；林区松木死亡率（或存活率）或松木上松材线虫数量
（4）防止外来松材线虫的入侵和扩散：及时清理和处理林间病死树；在纯马尾松林中因地制宜地种植其他树种；利用药剂抑制树体内松材线虫繁殖
【知识点】种群的数量变动及其原因；种间关系
【解析】【解答】(1)松材线虫生活在松树体内，依靠取食松树的组织生存，且其生存会对松树造成伤害，破坏松树的输导组织并导致松树死亡，这种一种生物生活在另一种生物体内、从宿主获取营养并对宿主造成危害的种间关系为寄生，因此松材线虫与松树的关系是寄生。
(2)调查植物的种群密度和群落的生物量常用样方法，因此研究松材线虫入侵对松林植物的影响时，在样地内采用样方法开展调查。从调查结果能看出，随受害程度加大，乔木层地上部分生物量均减少，其中5马5阔样地的生物量变化幅度最小，说明该样地受松材线虫入侵的影响最小。样地内灌草层地上部分生物量随受害程度增加而增加，原因是乔木层生物量减少，松树的植株生长受影响，林下的光照强度会随之增加，而灌草层植物的生长对光照的需求能得到更好满足，进而促进其生长，使生物量增加。
(3)该实验的目的是研究花绒寄甲幼虫对松墨天牛的防治效果，实验组释放花绒寄甲幼虫，对照组不释放，结合校正后的防治效果计算公式，其中的a和b分别代表实验组天牛数量变化率、对照组天牛数量变化率，通过二者的差值结合对照组变化率校正，能更准确反映实际防治效果。防治效果用比值表示，能够消除不同林区松墨天牛初始数量的差异影响，同时排除林间其他非实验因素对松墨天牛数量的干扰，从而精准评估花绒寄甲幼虫防治松墨天牛的实际效果。仅统计松墨天牛的数量变化，还不足以全面确定防治效果，还需要测定能反映松林受害情况的指标，比如林区松木的死亡率（或存活率）、松木上松材线虫的数量，这些指标能直接体现松材线虫病害的防治效果。
(4)松材线虫的预防和治理可从切断传播途径、控制传染源、增强松林抵抗力、直接抑制松材线虫繁殖等角度入手，除了利用天敌花绒寄甲幼虫外，还可采取的思路有：加强检疫，防止外来松材线虫的入侵和扩散；及时清理和处理林间的病死树，避免松材线虫在病死树中繁殖并通过松墨天牛进一步传播；在纯马尾松林中因地制宜种植其他阔叶树种，增加松林的物种丰富度，提高松林生态系统的抵抗力稳定性；利用专用药剂喷洒或注射松树，抑制树体内松材线虫的繁殖和生长。
【分析】种间关系中的寄生是指一种生物寄居于另一种生物的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活，且会对寄主造成危害。调查植物的相关数量特征常用样方法，生态系统的物种丰富度越高，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强，受外界干扰的影响越小。乔木层的生长状况会影响林下光照，进而影响灌草层植物的生长，光照是影响植物光合作用和生长的重要环境因素。在生物防治的实验中，设置对照组可校正实验结果，消除初始数量和无关因素的干扰，用比值表示防治效果能提高实验结果的准确性，评估防治效果需结合靶标生物数量和受害生物的实际受害情况。松材线虫的防治可从检疫预防、清理传染源、提高松林抵抗力、生物防治、化学防治等多个角度提出思路，核心是切断传播途径、抑制松材线虫繁殖、降低其对松树的危害。
（1）松材线虫生活在松树体内，松材线虫食用的是松树的部分组织，所以松材线虫与松树的关系是寄生。
（2）调查植物和活动力弱的动物用样方法调查，所以为研究松材线虫入侵对松林生态系统中植物的影响，研究人员在受害程度不同的多个样地内采用样方法进行调查。调查结果如图，5马5阔在不同的受害程度中的地上部分生物量变化最小，则说明5马5阔受影响最小。随受害程度的增加乔木层地上生物量减小，林下光照强度增加，有利于灌草层植物的生长，则灌草层地上部分生物量均随受害程度增加而增加。
（3）每个林区都设置对照组的目的是校正防治效果，校正后的防治效果（%）=（a-b）/（1一对照组天牛数量变化率）×100%，则a表示实验组天牛数量变化率、b表示对照组天牛数量变化率。防治效果用比值表示的好处是可以消除初始数量差异影响（排除其他非实验因素对松墨天牛数量的干扰，从而准确评估花绒寄甲幼虫防治松墨天牛传播松材线虫病的实际效果）。若要进一步确定花绒寄甲幼虫的防治效果，可通过测定林区松木死亡率（或存活率）或松木上松材线虫数量，进一步确定花绒寄甲幼虫的防治效果。
（4）松材线虫会引起松树毁灭性病害，自传入我国后迅速传播扩散，危害程度逐渐加深。除上述方法外，还可通过防止外来松材线虫的入侵和扩散；及时清理和处理林间病死树；在纯马尾松林中因地制宜地种植其他树种；利用药剂抑制树体内松材线虫繁殖。
19．（2025·南海模拟）谷子（2n=18）俗称小米，是起源于我国的重要粮食作物，自花授粉。已知米粒颜色有黄色、浅黄色和白色，由等位基因E和e控制，其中白色（ee）是米粒中色素合成相关酶的功能丧失所致。锈病是谷子的主要病害之一。抗锈病和感锈病由等位基因R和r控制。现有黄色感锈病的栽培种和白色抗锈病的农家种，欲选育黄色抗锈病的品种。
回答下列问题：
（1）授粉前，将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45～46℃温水中10min，目的是　 　，再授以农家种的花粉。为防止其他花粉的干扰，对授粉后的谷穗进行　 　处理。同时，以栽培种为父本进行反交。
（2）正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病，F2的表型及其株数如下表所示。
表型 黄色抗锈病 浅黄色抗锈病 白色抗锈病 黄色感锈病 浅黄色感锈病 白色感锈病
F2（株） 120 242 118 40 82 39
从F2中选出黄色抗锈病的甲和乙，浅黄色抗锈病的丙。甲自交子一代全为黄色抗锈病，乙自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病，丙自交子一代为黄色抗锈病、浅黄色抗锈病和白色抗锈病。
①栽培种与农家种杂交获得的F1产生　 　种基因型的配子，甲的基因型是　 　，乙连续自交得到的子二代中，纯合黄色抗锈病的比例是　 　。杂交选育黄色抗锈病品种，利用的原理是　 　。
②写出乙×丙杂交获得子一代的遗传图解　 　。
（3）谷子的祖先是野生青狗尾草（2n=18）。20世纪80年代开始，作物栽培中长期大范围施用除草剂，由于除草剂的　 　作用，抗除草剂的青狗尾草个体比例逐渐增加。若利用抗除草剂的青狗尾草培育抗除草剂的谷子，分别从个体和细胞的角度分析，可采用的方法有　 　（答出2点）。
【答案】（1）人工去雄；套袋
（2）4；EERR；3/8；基因重组；
（3）选择；远缘杂交、体细胞杂交
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】(1)谷子为自花授粉作物，授粉前将栽培种谷穗浸泡在45～46℃温水中10min，高温会使栽培种的雄蕊失去活性，达到人工去雄的目的，避免自花授粉影响杂交结果。授以农家种的花粉后，为防止外界其他花粉落到雌蕊柱头上造成干扰，需要对授粉后的谷穗进行套袋处理，保证杂交的父本仅为农家种。(2)①正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病，结合米粒颜色的基因型与表型关系，可知浅黄色为Ee，黄色为EE，白色为ee，抗锈病（R）对感锈病（r）为显性，且F1基因型为EeRr，控制两对性状的基因遵循自由组合定律，因此F1能产生ER、Er、eR、er4种基因型的配子。F2中黄色抗锈病的甲自交子一代全为黄色抗锈病，说明甲为纯合子，基因型为EERR；乙自交子一代只有黄色抗锈病和黄色感锈病，说明乙的基因型为EERr。EERr连续自交，子一代基因型及比例为EERR：EERr：EErr=1：2：1，子一代自交，子二代中纯合黄色抗锈病（EERR）的比例为1/4 + 2/4×1/4 = 3/8。杂交选育黄色抗锈病品种，是将栽培种的黄色性状和农家种的抗锈病性状结合，利用的原理是基因重组。
②乙的基因型为EERr，丙为浅黄色抗锈病，且丙自交子一代出现黄色、浅黄色、白色抗锈病，说明丙的基因型为EeRR，二者杂交时，EERr产生ER、Er两种配子，EeRR产生ER、eR两种配子，雌雄配子随机结合，子一代基因型及比例为EERR（黄色抗锈病）：EeRR（浅黄色抗锈病）：EERr（黄色抗锈病）：EeRr（浅黄色抗锈病）=1：1：1：1，表型及比例为黄色抗锈病：浅黄色抗锈病=1：1，遗传图解需写出亲本基因型和表型、配子类型、子代基因型和表型及比例，亲本标注父本母本均可，配子连线正确，子代书写清晰即可。
(3)作物栽培中施用除草剂，不抗除草剂的青狗尾草个体会被淘汰，抗除草剂的个体能存活并繁殖后代，除草剂在此过程中起到了选择作用，使抗除草剂的基因频率逐渐升高，抗除草剂个体比例增加。青狗尾草和谷子的染色体数均为2n=18，亲缘关系较近，从个体角度，可采用远缘杂交的方法，将抗除草剂的青狗尾草与谷子杂交，筛选出抗除草剂的子代并不断选育，获得抗除草剂的谷子品种；从细胞角度，可采用植物体细胞杂交技术，将青狗尾草和谷子的原生质体融合，获得杂种细胞，再通过植物组织培养将杂种细胞培育成完整植株，该植株可表现出抗除草剂的性状。
【分析】自花授粉作物进行杂交时，需通过人工去雄去除母本雄蕊，并对授粉后的花进行套袋处理，防止外来花粉干扰。不完全显性情况下，杂合子表现为中间表型，控制两对相对性状的基因位于非同源染色体上时遵循自由组合定律，杂合子连续自交后代纯合子比例逐渐升高，杂交育种的原理是基因重组，可将不同亲本的优良性状组合。除草剂对植物具有选择作用，能使抗除草剂的个体保留并繁衍。利用近缘物种的优良性状培育作物新品种，从个体角度可采用远缘杂交，从细胞角度可采用植物体细胞杂交技术，二者均可打破物种间的生殖隔离，整合优良性状。
（1）授粉前将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45-46℃温水中10min，目的是人工去雄，防止自花授粉，因为谷子是自花授粉作物，这样做可以保证后续能接受农家种的花粉进行杂交。再授以农家种的花粉后，为防止其他花粉的干扰，对授粉后的谷穗进行套袋处理，以确保杂交的准确性。
（2）①正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病，说明浅黄色是不完全显性性状且抗锈病为显性性状。F2中出现了多种表型，且比例接近9：3：3：1的变形，由此可推测控制米粒颜色和锈病抗性的基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。F1的基因型为EeRr，能产生4种基因型的配子，分别为ER、Er、eR、er。甲自交子一代全为黄色抗锈病，说明甲为纯合子，基因型为EERR，乙自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病，说明乙的基因型为EERr，乙连续自交，F1中EERr占1/2，EERR占1/4，F1自交，F2中纯合黄色抗锈病（EERR）的比例为1/4+1/2×1/4=3/8。杂交选育黄色抗锈病品种，利用的原理是基因重组，通过杂交使不同亲本的优良基因组合在一起。
②浅黄色抗锈病的丙自交子一代为黄色抗锈病、浅黄色抗锈病和白色抗锈病，其基因型为EeRR。乙（EERr）×丙（EeRR）杂交获得子一代的遗传图解如下： 。
（3）由于除草剂的选择作用，抗除草剂的青狗尾草个体在生存竞争中更有优势，从而使抗除草剂的青狗尾草个体比例逐渐增加。若利用抗除草剂的青狗尾草培育抗除草剂的谷子，可采用的方法有：远缘杂交，将抗除草剂的青狗尾草与谷子杂交，然后筛选出具有抗除草剂性状的子代进行培育；体细胞杂交，用纤维素酶和果胶酶去除两种植物的细胞壁，在进行原生质体融合，得到杂种细胞，使谷子获得抗除草剂的性状。
20．（2025·南海模拟）为研究药物D对机体生理功能的影响和药物Z对细胞增殖的影响，某同学进行以下实验并提出一个实验方案。回答下列问题：
给一组大鼠隔日注射药物D，每隔一定时间，测定该组大鼠的血糖浓度和尿糖浓度。
实验结果：血糖浓度增加，出现尿糖且其浓度增加。
（1）由上述实验结果推测，药物D损伤了大鼠的　 　细胞，大鼠肾小管中葡萄糖含量增加，会使其尿量　 　。同时大鼠的进食量增加，体重下降，原因是　 　。
（2）为验证药物Z对肝癌细胞增殖有抑制作用，但对肝细胞增殖无抑制作用，根据以下材料和用具，完善实验思路，预测实验结果。
材料和用具：若干份细胞数为N的大鼠肝癌细胞悬液和肝细胞悬液、细胞培养液、药物Z、细胞培养瓶、CO2培养箱、显微镜等。
（说明与要求：细胞的具体计数方法不作要求，不考虑加入药物Z对培养液体积的影响，实验条件适宜。）
①完善实验思路。
i.取细胞培养瓶，分为A、B、C、D四组，分别加入细胞培养液。
ii.A、B组加入　 　悬液，C、D组加入肝细胞悬液。
iii.A、C组　 　，B、D组　 　。
iiii.将上述细胞培养瓶置于　 　，培养一段时间后，在显微镜下观察并计数细胞数，记录并处理所得数据。
②预测实验结果　 　（设计一个坐标，用柱形图表示最后一次大致的检测结果）。
【答案】（1）胰岛B；增加；由于大量的葡萄糖随尿排出（由于细胞吸收利用葡萄糖减少），为补充能量，需增加食物的摄取，同时加速脂肪等非糖物质的转化与分解
（2）肝癌细胞悬液；不加药物Z；加药物Z；CO2培养箱；
【知识点】动物细胞培养技术；血糖平衡调节
【解析】【解答】(1) 注射药物D后大鼠血糖浓度升高且出现尿糖，说明胰岛素分泌不足，推测药物D损伤了大鼠的胰岛B细胞。大鼠肾小管中葡萄糖含量增加，会使肾小管内的渗透压升高，导致肾小管和集合管对水的重吸收减少，进而使尿量增加。由于大量葡萄糖随尿液排出体外，细胞吸收利用的葡萄糖不足，机体为补充能量会增加进食量，同时加速脂肪等非糖物质的分解供能，因此大鼠进食量增加但体重下降。(2)①完善实验思路：
i. 取细胞培养瓶，分为A、B、C、D四组，分别加入细胞培养液。
ii. A、B组加入肝癌细胞悬液，C、D组加入肝细胞悬液。
iii. A、C组不加药物Z，作为空白对照；B、D组加入药物Z，作为实验组。
iiii. 将上述细胞培养瓶置于CO2培养箱中，在适宜条件下培养一段时间后，在显微镜下观察并计数细胞数，记录并处理所得数据。
②预测实验结果：
A组（肝癌细胞+无药）细胞增殖不受抑制，细胞数最多；B组（肝癌细胞+药物Z）细胞增殖受抑制，细胞数明显少于A组（约为初始的N）；C组（肝细胞+无药）和D组（肝细胞+药物Z）细胞增殖均不受抑制，细胞数相近且较多，柱形图表现为A组肝癌细胞数最高，B组肝癌细胞数显著降低，C、D组肝细胞数相近且高于B组。
【分析】胰岛B细胞受损会导致胰岛素分泌不足，使血糖浓度升高，超过肾小管的重吸收能力后会出现尿糖，同时肾小管内渗透压升高会导致尿量增加。细胞吸收葡萄糖不足时，机体通过增加进食和分解脂肪来补充能量，从而出现进食量增加但体重下降的现象。验证药物对不同细胞增殖的影响时，实验设计需遵循对照原则和单一变量原则，设置细胞类型和药物处理两个变量，通过观察细胞数的变化判断药物作用效果。药物Z对肝癌细胞增殖有抑制作用，对肝细胞无抑制作用，因此实验组肝癌细胞数会明显少于对照组，而肝细胞数在有无药物处理时无明显差异。
（1）注射药物D后，血糖浓度增加，说明药物D损伤了胰岛B细胞，导致胰岛素分泌减少。大鼠肾小管中葡萄糖含量增加，外环境渗透压升高，相当于内环境渗透压降低，会使下丘脑合成、垂体释放的抗利尿激素减少，肾小管和集合管对水的重吸收减弱，尿量增加。由于大量的葡萄糖随尿排出，为补充能量，需增加食物的摄取，同时加速脂肪等非糖物质的转化与分解，从而导致大鼠的进食量增加，体重下降。
（2） ①该实验中自变量是药物Z处理的细胞类型和是否使用药物Z，因变量是细胞的增殖情况。所以可细胞培养瓶，分为A、B、C、D四组，分别加入细胞培养液；A 、B组加入肝癌细胞悬液，C 、D组加入肝细胞悬液；A、C组不加药物Z，B 、D 组加药物Z；将上述细胞培养瓶置于CO2培养箱，培养一段时间后，在显微镜下观察并计数细胞数，记录并处理所得数据。
②据题意可知，药物Z对肝癌细胞增殖有抑制作用，但对肝细胞增殖无抑制作用，所以CD组细胞正常增殖，而B组细胞受到抑制，A组（肝癌细胞+无药培养液）细胞数量较多，B组（肝癌细胞+含药培养液）细胞数量明显少于A组，C组（肝细胞+无药培养液）和D组（肝细胞+含药培养液）细胞数量相近且较多，大致呈现出B组柱形图高度最低，A组较高，C、D组高度相当且高于B组低于A组的情况：
21．（2025·南海模拟）酵母细胞中的转录因子GAL4，含有与DNA结合的BD蛋白和激活DNA转录的AD蛋白，二者在空间上接近时，才能激活相关基因的转录。利用该原理（如图甲），可以研究两种蛋白质（“诱饵”蛋白和“猎物”蛋白）是否具有相互作用。通过构建基因表达载体将“诱饵”蛋白与BD融合、“猎物”蛋白与AD融合，如果“猎物”蛋白与“诱饵”蛋白能相互作用，在酵母菌细胞中形成“诱饵蛋白—猎物蛋白”复合物时，AD与BD在空间上接近，就可以激活相关基因（这个被激活的、能显示“诱饵”和“猎物”相互作用的基因称之为“报告基因”）的转录。为了探究植物细胞中钙调蛋白（CaM）是否与激酶（CDPK1）相互作用，科研人员利用图乙所示的质粒和目的基因构建基因表达载体，图乙中限制酶的识别序列依次为HindIII、SpeI、XbaI、EcoRV。回答下列问题：
（1）研究人员采用PCR扩增CaM基因，PCR是根据DNA　 　的原理在体外大量扩增目的基因的技术。为了使扩增后的CaM基因经相关限制酶切割后能够准确插入图乙的AD质粒中，所用引物的5'端需要分别添加序列为5'-　 　-3'和5'-　 　-3'。
（2）该研究除了构建CaM-AD重组质粒外，还需要构建另一种重组质粒（简称X重组质粒），该重组质粒需要保证插入的　 　基因与BD质粒中的BD基因能正确表达出所需要的融合蛋白。两种重组质粒构建好后，需要将它们导入　 　（填“1”或“2”）个酵母菌细胞中进行表达。
（3）组氨酸、色氨酸、亮氨酸、腺嘌呤是酵母菌生存必需的营养物质，该实验用的酵母菌由于基因异常不能合成上述营养物质。研究人员将AD质粒、BD质粒、CaM-AD重组质粒、X重组质粒按照不同组合导入这种缺陷酵母菌（“＋”代表“导入”“－”代表“未导入”），再接种到相应的平板上培养，一段时间后观察到的菌落情况如图丙所示。
已知BD质粒中含有控制亮氨酸合成的基因，根据图丙中菌落情况推测，报告基因为控制营养物质　 　合成的基因。实验结果显示CaM与CDPK1　 　（填“能”或“不能”）相互作用，理由是　 　。该实验设置第二组和第三组的作用是　 　。
【答案】（1）半保留复制；ACTAGT；GATATC
（2）CDPK1；1
（3）组氨酸、 腺嘌呤；能；只有第四组酵母菌能在缺乏组氨酸、色氨酸、亮氨酸和腺嘌呤的培养基上生长，说明CaM与CDPK1相互作用让AD与BD在空间上接近，进而激活了报告基因的表达；排除AD与CDPK1、BD与CaM的相互作用
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】(1) PCR技术的原理是DNA半保留复制，通过高温变性、低温退火、中温延伸的循环过程，在体外快速大量扩增目的基因。要将CaM基因插入图乙的AD质粒中，需根据质粒上的限制酶切割位点选择对应的酶，AD质粒上的相关限制酶识别序列为XbaI和EcoRV，其识别序列分别为5'-ACTAGT-3'和5'-GATATC-3'，因此所用引物的5'端需要分别添加这两种序列，才能使扩增后的CaM基因经酶切后与AD质粒准确连接。
(2) 该实验的目的是探究CaM与CDPK1是否相互作用，根据酵母双杂交原理，需构建“诱饵蛋白-BD”和“猎物蛋白-AD”两种融合蛋白，已构建CaM-AD重组质粒（CaM为猎物蛋白），则X重组质粒需将CDPK1基因与BD质粒中的BD基因融合，表达CDPK1-BD融合蛋白（CDPK1为诱饵蛋白）。两种融合蛋白需在同一酵母菌细胞内表达才能发生相互作用，因此需将两种重组质粒导入1个酵母菌细胞中。
(3) 实验所用酵母菌不能合成组氨酸、色氨酸、亮氨酸、腺嘌呤，BD质粒中含有控制亮氨酸合成的基因，能合成亮氨酸。分析图丙，第四组同时导入CDPK1-BD和CaM-AD重组质粒，酵母菌能在缺陷培养基上生长，说明报告基因表达提供了酵母菌必需的其他营养物质，推测报告基因为控制组氨酸和腺嘌呤合成的基因。实验结果显示CaM与CDPK1能相互作用，理由是只有第四组酵母菌能在缺乏组氨酸、色氨酸、亮氨酸和腺嘌呤的培养基上生长，表明CaM与CDPK1相互作用使AD与BD在空间上接近，激活了报告基因的表达，合成了必需营养物质。第二组导入BD质粒和AD质粒，第三组导入BD质粒和CaM-AD重组质粒，两组均未形成菌落，其作用是排除AD与CDPK1、BD与CaM单独相互作用的可能，确保实验结果的特异性，证明第四组的菌落生长是CaM与CDPK1特异性相互作用的结果。
【分析】PCR技术基于DNA半保留复制原理，构建基因表达载体时需根据载体的限制酶位点设计引物，添加对应的酶切序列。酵母双杂交系统依赖“诱饵蛋白-BD”与“猎物蛋白-AD”的相互作用，使AD与BD空间接近激活报告基因，因此需构建两种重组质粒并导入同一酵母菌细胞。实验中缺陷酵母菌的营养需求为报告基因的筛选提供了条件，通过对照实验排除非特异性结合的干扰，确保实验结果的可靠性，只有两种融合蛋白特异性相互作用时，报告基因才会表达，酵母菌才能在缺陷培养基上生长。
（1）PCR 是利用 DNA 半保留复制的特性，通过高温变性（解开双链）、低温退火（引物结合模板）、适温延伸（Taq 酶合成子链）的循环，在体外大量扩增目的基因。将 CaM 基因插入图乙的 AD 质粒中，需匹配质粒上的限制酶切割位点。 质粒酶切位点分析：图乙中 AD 质粒的结构（从 GAL4 启动子下游开始）显示，限制酶识别序列依次为 Xba I、EcoR V，Xba I 的识别序列为 5'-ACTAGT-3' EcoR V 的识别序列为 5'-GATATC-3'。PCR 扩增的目的基因需在两端添加与质粒相同的酶切位点序列，以便酶切后产生互补黏性末端（或平末端）。由于引物在 PCR 中结合到模板链的 3' 端，新合成的 DNA 链 5' 端会带上引物的 5' 端序列，因此需在引物的5' 端添加酶切位点序列（不影响 3' 端与模板结合）。为了将 CaM 基因插入 AD 质粒，需在引物 5' 端分别添加 Xba I 识别序列（ACTAGT） 和 EcoR V 识别序列（GATATC）。
（2）酵母双杂交系统原理：需要两种融合蛋白 ——“诱饵蛋白 - BD” 和 “猎物蛋白 - AD”，二者相互作用才能使 BD 与 AD 接近，激活报告基因。 题目中 “猎物” 蛋白是 CaM（构建了CaM-AD 重组质粒），则 “诱饵” 蛋白应为激酶 CDPK1，因此X重组质粒需将CDPK1基因 与BD质粒中的BD基因 融合，形成 “CDPK1-BD” 融合蛋白。实验需要验证CaM（猎物）与 CDPK1（诱饵）是否相互作用，因此必须同时构建两者的融合质粒，缺一不可。 重组质粒导入酵母菌的数量细胞内相互作用的前提：两种融合蛋白（CDPK1-BD 和 CaM-AD）需在同一细胞内表达，才能检测是否结合。因此，需将两种重组质粒导入 1 个酵母菌细胞。
（3）缺陷酵母菌无法合成组氨酸、色氨酸、亮氨酸、腺嘌呤。 BD 质粒含亮氨酸合成基因（第二组、第四组含 BD 质粒，可合成亮氨酸），但第二组（BD+AD 质粒）和第三组（BD+CaM-AD）未激活报告基因，无法生长。 第四组（CDPK1-BD+CaM-AD）能在缺乏组氨酸、色氨酸、腺嘌呤的平板上生长（亮氨酸由 BD 质粒提供），说明报告基因控制组氨酸和腺嘌呤的合成（色氨酸可能由 AD 质粒或其他途径提供，此处通过对比确定报告基因产物为组氨酸和腺嘌呤）。 相互作用结论： 能相互作用。理由：只有第四组（同时导入 CDPK1-BD 和 CaM-AD）的酵母菌在缺陷培养基上生长，表明 CaM 与 CDPK1 结合使 AD 与 BD 接近，激活报告基因，合成必需营养物质。 对照作用： 第二组（BD+AD 质粒）：排除 “BD 与 AD 直接结合激活报告基因” 的可能（无目的基因时不激活）。 第三组（BD 质粒 + CaM-AD）：排除 “CaM 单独与 BD 结合” 的可能（仅 CaM-AD 无法激活报告基因）。 两者作为对照，确保实验结果由 “CDPK1-BD” 与 “CaM-AD” 的特异性相互作用引起。
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