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2025届广东省茂名市高三第二次综合测试生物试卷
一、选择题:本题共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·茂名模拟）《广东省现代化海洋牧场发展总体规划（2024—2035年）》要求加快发展深远海养殖，加强深远海养殖关键设施装备研发，加快培育深远海养殖当家品种，创新产业发展机制，建设海洋牧场、“蓝色粮仓”。下列不属于建设“海洋牧场”意义的是（　　）
A．践行大食物观，保障粮食安全
B．扩大优质蛋白供给，提升国民体质
C．加大饲料投喂，促进渔民增产增收
D．推动渔业转型升级，实现可持续发展
【答案】C
【知识点】生态农业工程
【解析】【解答】A、建设海洋牧场能丰富食物供给类型，践行大食物观，进一步夯实粮食安全的保障基础，A正确；
B、海洋牧场可提升海产品产量与质量，扩大优质蛋白的市场供给，为提升国民体质提供营养支撑，B正确；
C、海洋牧场依托海域自然的物质循环与生态系统功能开展养殖，并非依靠加大饲料投喂发展，过度投喂还会破坏海洋生态，不属于其建设意义，C错误；
D、海洋牧场推动渔业从传统养殖向现代化、生态化模式转型，兼顾资源利用与生态保护，实现渔业的可持续发展，D正确。
故答案为：C。
【分析】建设海洋牧场是践行大食物观、保障粮食安全的重要举措，能扩大优质蛋白供给，为提升国民体质提供营养支持。其核心发展模式依托海洋自然生态系统的物质循环功能，区别于传统养殖的大量饲料投喂，注重生态保护与资源合理利用。同时海洋牧场推动渔业从传统模式向现代化、生态化转型，实现渔业产业的可持续发展，是建设“蓝色粮仓”的重要途径。
2．（2025·茂名模拟）科学家利用AI技术从头设计了具有高效催化活性和新型折叠结构的丝氨酸水解酶。下列不属于AI技术设计该酶考虑的是（　　）
A．氨基酸R基种类 B．氨基酸的数目
C．氨基酸排列顺序 D．肽键形成方式
【答案】D
【知识点】蛋白质分子结构多样性的原因
【解析】【解答】要设计具有特定结构和催化活性的丝氨酸水解酶，需考虑决定蛋白质结构的关键因素：氨基酸R基种类决定氨基酸种类，氨基酸的数目、排列顺序会直接影响多肽链的结构，进而决定蛋白质的空间结构和功能。而肽键的形成方式是所有氨基酸脱水缩合的共同方式，即一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基脱去一分子水形成肽键，该方式在所有蛋白质合成中均相同，不会影响酶的结构和功能，因此不属于设计时的考虑因素，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】蛋白质的结构多样性由氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链的盘曲、折叠方式决定，结构多样性进而决定功能多样性；不同蛋白质中肽键的形成方式均为脱水缩合，是固定的化学反应方式，不具有特异性，不会影响蛋白质的特定结构和功能。
3．（2025·茂名模拟）科学家在海洋微藻中发现了一种结构类似于线粒体的新型细胞器——“硝质体”。DNA研究表明，这种新发现的细胞器大约在1亿年前由海藻和固氮蓝细菌之间共生产生。下列关于“硝质体”的推论最可能错误的是（　　）
A．可进行分裂传递给子细胞 B．结构内存在固氮相关的酶
C．可以合成自身全部蛋白质 D．有助设计新的固氮的作物
【答案】C
【知识点】其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、硝质体结构类似于线粒体，线粒体可通过分裂的方式传递给子细胞，由此推测硝质体也可进行分裂并传递给子细胞，A正确；
B、硝质体由海藻和固氮蓝细菌共生产生，固氮蓝细菌含有固氮相关的酶，因此推测硝质体内存在固氮相关的酶，B正确；
C、硝质体结构类似线粒体，线粒体属于半自主性细胞器，仅能合成自身的一部分蛋白质，其余需由细胞核基因控制合成，故硝质体也无法合成自身全部蛋白质，C错误；
D、硝质体具备固氮相关的结构和功能，对其固氮机制的研究，能为设计新的固氮作物提供思路和依据，D正确。
故答案为：C。
【分析】硝质体结构类似线粒体，起源于海藻与固氮蓝细菌的共生，因此可推测其能通过分裂传递给子细胞，且因固氮蓝细菌的起源背景，其内存在固氮相关的酶。线粒体为半自主性细胞器，仅能合成部分自身蛋白质，硝质体同理也无法合成全部蛋白质。对硝质体固氮机制的研究，能为培育人工固氮作物提供新的思路和方向，具有重要的农业应用价值。
4．（2025·茂名模拟）生物学实验操作顺序会影响实验结果。下列探究实验中部分操作，顺序正确的是（　　）
A．pH对酶活性的影响：底物与酶混合后再改变pH
B．低温诱导植物细胞染色体数目变化：染色后漂洗
C．植物细胞的失水：低倍镜观察后再滴加蔗糖溶液
D．调查酵母菌种群密度：滴加培养液后盖上盖玻片
【答案】C
【知识点】探究影响酶活性的因素；质壁分离和复原；低温诱导染色体加倍实验；探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
【解析】【解答】A、探究pH对酶活性的影响时，需保证酶促反应在设定pH下进行，若底物与酶混合后再改变pH，反应初期的pH为无关变量，会干扰实验结果，应先调节酶和底物的pH再混合，A错误；
B、低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验中，解离后需先漂洗去除解离液，避免解离液与染色剂反应影响染色效果，若染色后漂洗会洗去染色剂，无法观察染色体，B错误；
C、探究植物细胞的失水实验中，先在低倍镜下观察细胞的正常形态，作为实验的空白对照，再滴加蔗糖溶液处理细胞，能清晰对比处理前后细胞的形态变化，观察质壁分离现象，C正确；
D、调查酵母菌种群密度使用血球计数板时，需先盖上盖玻片，再将培养液滴加在盖玻片边缘，让培养液自行渗入计数室，若滴加培养液后再盖上盖玻片，会导致计数室中培养液体积偏大，使计数结果偏高，D错误。
故答案为：C。
【分析】酶活性影响因素的探究需遵循自变量先设定，再启动反应的原则，排除无关变量干扰；染色体观察类实验的漂洗操作需在染色前进行，保证染色效果；质壁分离实验需先观察正常细胞作对照，再处理观察实验现象，便于结果分析；血球计数板的使用需严格遵循先盖片后滴液的操作，保证计数室体积准确，使种群密度计数结果真实可靠。
5．（2025·茂名模拟）植物细胞被病原体感染后，产生的环核苷酸会打开细胞膜上的Ca2+通道蛋白，导致胞内Ca2+浓度升高，上调NADPH氧化酶基因表达后引发H2O2积累，最终造成细胞损伤。已知受体激酶BAK1被油菜素内酯激活后可关闭Ca2+通道。下列处理不能减轻感染引起的细胞损伤的是（　　）
A．阻断环核苷酸的合成，降低细胞内Ca2+的浓度
B．施加油菜素内酯，抑制NADPH氧化酶基因表达
C．激活BAK1的活性，提高H2O2分解酶的活性
D．不施加油菜素内酯，施加BAK1活性抑制剂
【答案】D
【知识点】其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、环核苷酸会打开Ca2+通道使胞内Ca2+浓度升高，最终引发细胞损伤，阻断环核苷酸合成能降低胞内Ca2+浓度，可减轻感染导致的细胞损伤，A不符合题意；
B、油菜素内酯激活BAK1后能关闭Ca2+通道，施加油菜素内酯可抑制NADPH氧化酶基因表达，减少H2O2积累，从而减轻细胞损伤，B不符合题意；
C、激活BAK1活性可关闭Ca2+通道，降低胞内Ca2+浓度，提高H2O2分解酶活性能促进H2O2分解，二者均可减轻感染引起的细胞损伤，C不符合题意；
D、BAK1活性抑制剂会抑制BAK1活性，使Ca2+通道无法关闭，胞内Ca2+浓度升高，会加剧H2O2积累和细胞损伤，不能减轻感染引起的细胞损伤，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】植物细胞被病原体感染后，环核苷酸会打开细胞膜上的Ca2+通道，使胞内Ca2+浓度升高，进而上调NADPH氧化酶基因表达引发H2O2积累，最终造成细胞损伤。油菜素内酯可激活受体激酶BAK1，进而关闭Ca2+通道，阻断该损伤途径。能降低胞内Ca2+浓度、抑制NADPH氧化酶基因表达、促进H2O2分解或激活BAK1活性的处理，均可减轻细胞损伤，而抑制BAK1活性会加剧细胞损伤。
6．（2025·茂名模拟）研究人员发现斑马鱼zar1蛋白能与透明带糖蛋白mRNA结合并抑制其翻译。zar1基因缺失突变体存在卵母细胞凋亡，卵巢被精巢取代的现象。下列推测错误的是（　　）
A．zar1蛋白调控透明带糖蛋白的合成属于表观遗传
B．透明带糖蛋白增多能缓解卵巢被精巢取代的现象
C．zar1基因在成年斑马鱼卵巢中的表达水平可能显著高于精巢
D．幼年斑马鱼可能同时存在向卵巢和精巢分化的原始生殖细胞
【答案】B
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、表观遗传是基因碱基序列不变但基因表达和表型发生可遗传变化的过程，zar1蛋白通过与透明带糖蛋白mRNA结合抑制其翻译，该过程中相关基因的碱基序列未改变，仅翻译过程受调控，基因表达发生了变化，属于表观遗传，A正确；
B、zar1基因缺失突变体无法合成zar1蛋白，不能抑制透明带糖蛋白的翻译，导致透明带糖蛋白增多，同时该突变体出现卵母细胞凋亡、卵巢被精巢取代的现象，说明透明带糖蛋白增多会促进该现象发生，而非缓解，B错误；
C、zar1基因缺失会引发卵巢被精巢取代，说明zar1基因的表达对维持卵巢正常形态和功能至关重要，由此可推测该基因在成年斑马鱼卵巢中的表达水平可能显著高于精巢，C正确；
D、zar1基因缺失后卵巢可被精巢取代，说明斑马鱼的原始生殖细胞具备向卵巢和精巢分化的潜能，幼年斑马鱼体内可能同时存在这类可向两种生殖腺分化的原始生殖细胞，基因的表达差异调控了其分化方向，D正确。
故答案为：B。
【分析】表观遗传是基因碱基序列不变，基因表达和表型却发生可遗传变化的现象。基因的选择性表达调控细胞分化，使细胞产生形态、功能差异，同时基因表达的时空差异也调控着器官的正常发育和形态维持。
7．（2025·茂名模拟）稳定碳（δ13C）和氮（δ15N）同位素技术通过分析碳、氮元素中稳定同位素比例，研究生物地球化学过程。该技术在水生生态研究中起到的主要作用是（　　）
A．测定水体中物种的丰富度
B．区分水生生物细胞的形态特征
C．定量分析水体生物间的捕食关系
D．检测水生生物代谢产物的化学组成
【答案】C
【知识点】种间关系；群落的概念及组成
【解析】【解答】A、物种的丰富度指的是一定水体区域内的物种种类数量，稳定碳、氮同位素技术仅分析碳、氮元素的稳定同位素比例，无法区分不同的生物物种，不能用于测定水体中物种的丰富度，A错误；
B、水生生物细胞的形态特征需要借助显微镜等工具进行观察辨别，分析碳、氮稳定同位素的比例无法反映细胞的形态特征，也不能对其进行区分，B错误；
C、在水生生态系统中，生物间的捕食关系会使碳、氮稳定同位素在食物链中发生规律性的富集，通过分析不同生物体内碳、氮稳定同位素的比例，能追踪物质在生物间的流动规律，进而定量分析水体生物间的捕食关系，C正确；
D、检测水生生物代谢产物的化学组成需要分析代谢产物的具体物质成分，而稳定碳、氮同位素技术仅分析碳、氮元素的同位素比例，无法确定代谢产物的具体化学组成，D错误。
故答案为：C。
【分析】稳定碳、氮同位素技术依托同位素在食物链中的富集规律，可追踪生态系统中的物质流动，进而分析生物间的营养关系；而物种丰富度的测定、细胞形态特征的区分、代谢产物化学组成的检测均需要对应的专门研究方法，稳定碳、氮同位素技术无法完成这些研究内容。
8．（2025·茂名模拟）趋同进化是指不同物种在相似的环境压力下产生类似的适应性特征。下列现象不属于趋同进化的是（　　）
A．蝙蝠的翼与猫的前肢骨骼相似
B．鲸与海豚都具有流线型的体型
C．黄雀与蝴蝶都具有适应飞翔的翅
D．玫瑰与仙人掌都具保护作用的刺
【答案】A
【知识点】协同进化与生物多样性的形成
【解析】【解答】A、蝙蝠的翼与猫的前肢骨骼相似，是二者由共同祖先演化而来的同源器官，并非不同物种在相似环境压力下形成的相似适应性特征，不属于趋同进化，A正确；
B、鲸与海豚为不同物种，二者都生活在海洋环境中，流线型体型是适应水生环境、减少游动阻力的适应性特征，属于趋同进化，B错误；
C、黄雀与蝴蝶分属不同类群，二者都需适应飞翔的环境压力，演化出具有飞翔功能的翅这一相似特征，属于趋同进化，C错误；
D、玫瑰与仙人掌为不同物种，玫瑰的刺和仙人掌的刺都是适应生存环境、起到保护自身的适应性特征，是相似环境压力下的演化结果，属于趋同进化，D错误。
故答案为：A。
【分析】趋同进化的核心是不同物种在相似的环境压力下，演化出类似的适应性特征，该特征并非来自共同祖先的遗传。
9．（2025·茂名模拟）环境DNA（eDNA）指生物体通过脱落的细胞和排泄物等释放到环境中的DNA片段。科研人员采集长江流域不同水域的eDNA，通过设计特异性引物进行PCR测得江豚的环境DNA数量。下列叙述错误的是（　　）
A．该方法对江豚生活基本无影响 B．该方法可预测长江物种丰富度
C．增加取样数以保证检测准确性 D．可用于监测江豚种群数量变化
【答案】B
【知识点】估算种群密度的方法；群落的概念及组成
【解析】【解答】A、该方法仅采集水域中的环境DNA，无需直接接触或捕获江豚，不会对江豚的正常生活造成明显干扰，对其生活基本无影响，A正确；
B、科研人员仅设计了检测江豚的特异性引物，只能测得江豚的eDNA数量，无法检测其他物种的eDNA，因此不能预测长江的物种丰富度，B错误；
C、实验中增加取样数，能够减少偶然因素带来的误差，从而保证检测结果的准确性，C正确；
D、江豚的eDNA数量与其生物量呈一定的正相关，通过检测不同时期的eDNA数量，可间接监测江豚的种群数量变化，D正确。
故答案为：B。
【分析】境DNA技术技术取样无损伤性，可在不干扰生物生活的前提下检测目标生物；利用特异性引物可实现对目标生物的精准检测，但无法检测其他物种；增加取样数能减少实验误差，且可通过eDNA定量分析间接反映目标生物的种群数量变化。
10．（2025·茂名模拟）某生物兴趣小组为探究胚芽鞘在黑暗条件下的生长情况，将胚芽鞘固定于匀速旋转的圆盘上（如图），一段时间后，胚芽鞘的生长情况最可能是（　　）
A．不生长 B．水平生长
C．弯向圆心生长 D．弯向外侧生长
【答案】B
【知识点】生长素的作用及其作用的两重性
【解析】【解答】A、胚芽鞘尖端能合成生长素，且该实验中无抑制生长素合成和作用的条件，胚芽鞘会正常生长，并非不生长，A错误；
B、胚芽鞘在匀速旋转的圆盘上，离心力均匀作用于胚芽鞘各部位，无单侧的受力刺激，同时匀速旋转抵消了重力对生长素分布的影响，使得胚芽鞘尖端的生长素均匀分布，胚芽鞘各部位生长速度一致，最终表现为水平生长，B正确；
C、弯向圆心生长需要胚芽鞘外侧的生长素浓度高于内侧，而匀速旋转使离心力均匀分布，不会造成生长素向圆心侧积累，C错误；
D、弯向外侧生长需要胚芽鞘内侧的生长素浓度高于外侧，该实验中无单侧刺激导致生长素的不均匀分布，因此不会出现此生长现象，D错误。
故答案为：B。
【分析】生长素的均匀分布会使胚芽鞘直立生长，而单侧刺激会导致生长素横向运输，使胚芽鞘向刺激侧弯曲生长；该实验中匀速旋转让离心力和重力的作用均匀化，无单侧刺激，生长素均匀分布，胚芽鞘最终水平生长。
11．（2025·茂名模拟）解钾菌能将土壤中难溶性含钾化合物分解，转变为可溶性化合物。下表是研究人员筛选解钾细菌的培养基配方，下列分析错误的是（　　）
成分 葡萄糖 硫酸铵 NaH2PO4 MgSO4·7H2O NaCl CaCO3 钾长石粉 琼脂 蒸馏水
含量（g/L） 10.0 0.5 0.5 0.2 0.1 0.1 5.0 15.0 定容至1L
A．解钾菌属于自养微生物 B．CaCO3调节培养基的pH
C．该培养基是固体培养基 D．解钾菌有增加肥力作用
【答案】A
【知识点】培养基概述及其分类
【解析】【解答】A、自养微生物可利用无机物合成自身有机物，该培养基中添加了葡萄糖作为有机碳源，说明解钾菌需要利用现成的有机物供能，属于异养微生物，并非自养微生物，A错误；
B、CaCO3在培养基中可作为缓冲物质，能够调节并维持培养基的pH相对稳定，满足解钾菌的生长需求，B正确；
C、该培养基的配方中含有琼脂，琼脂是常用的培养基凝固剂，因此该培养基属于固体培养基，C正确；
D、解钾菌能将土壤中难溶性含钾化合物分解为可溶性钾盐，使土壤中可被植物吸收的钾元素增加，进而起到增加土壤肥力的作用，D正确。
故答案为：A。
【分析】可根据培养基碳源类型判断微生物营养类型，利用无机碳源的为自养型，需有机碳源的为异养型。培养基包含碳源、氮源、无机盐、水等基本成分，还可根据需求添加凝固剂、pH调节剂等，琼脂是常用凝固剂，CaCO3可调节pH。不同成分各司其职，满足微生物生长繁殖需求，选择培养基可通过特定成分筛选出目标微生物，其成分设计需契合目标微生物的营养和生理特点。
12．（2025·茂名模拟）我国科学家发现抗体在衰老过程中的异常积累是机体衰老的元凶之一。下列不能作为该发现的证据（　　）
A．衰老细胞表面组织相容性抗原逐渐增加
B．浆细胞密集分布在各种器官衰老敏感区
C．衰老机体中抗体基因表达水平逐渐升高
D．注射抗体的年轻小鼠引发多个器官衰老
【答案】A
【知识点】衰老细胞的主要特征；细胞衰老的原因探究；体液免疫
【解析】【解答】A、机体衰老与抗体异常积累相关，而该选项描述的是衰老细胞表面组织相容性抗原的变化，与抗体的产生、积累无直接关联，且衰老细胞表面该抗原并非逐渐增加，无法作为抗体异常积累是机体衰老元凶的证据，A错误；
B、浆细胞是分泌抗体的细胞，其密集分布在器官衰老敏感区，会导致该区域抗体异常积累，与题干发现的因果关系相符，可作为相关证据，B正确；
C、抗体基因表达水平逐渐升高，会使抗体合成增多，进而造成抗体在机体内异常积累，能为题干发现提供证据，C正确；
D、给年轻小鼠注射抗体后引发多个器官衰老，直接证明了抗体的积累会导致机体衰老，是题干发现的直接证据，D正确。
故答案为：A。
【分析】机体衰老是多因素调控的生理过程，细胞结构功能衰退、代谢减慢是基础，还伴随器官功能下降。抗体异常积累是机体衰老的元凶之一，浆细胞在器官衰老敏感区聚集、抗体基因高表达会引发抗体积累，外源注射抗体也可诱导机体器官衰老。
13．（2025·茂名模拟）耕地盐碱化是制约水稻产量的主要因素之一。下表是研究增施氮肥和叶面喷施5-ALA（一种促进性植物生长调节剂）对水稻幼苗的部分生理特性的结果，下列叙述错误的是（　　）
组别 处理 总叶绿素含量（mg/L） 细胞可溶性蛋白质含量（μg/g）
甲 0.1gN 25.65 32
乙 0.1gN+0.3%NaCl 19.13 36
丙 0.15gN+0.3%NaCl 24.73 39
丁 ？ 32.39 40
A．丁组的处理措施是0.1gN+0.3%NaCl+适量5-ALA
B．增施氮肥可以缓解NaCl对水稻幼苗光合作用影响
C．增施氮肥和喷施5-ALA可降低水稻幼苗的吸水能力
D．增施氮肥和喷施5-ALA可提高盐碱化水稻幼苗生长
【答案】C
【知识点】影响光合作用的环境因素；植物激素及其植物生长调节剂的应用价值
【解析】【解答】A、实验的自变量为NaCl、氮肥浓度和是否喷施5-ALA，结合甲乙丙组的处理，丁组作为喷施5-ALA的实验组，处理措施应为0.1gN+0.3%NaCl+适量5-ALA，A正确；
B、与乙组（0.1gN+0.3%NaCl）相比，丙组增施氮肥后总叶绿素含量明显回升，说明增施氮肥可缓解NaCl对水稻幼苗光合作用的抑制作用，B正确；
C、细胞可溶性蛋白质含量升高会使细胞液渗透压上升，吸水能力增强，丁组（喷施5-ALA）和丙组（增施氮肥）的可溶性蛋白质含量均高于乙组，说明增施氮肥和喷施5-ALA可提高水稻幼苗的吸水能力，而非降低，C错误；
D、增施氮肥和喷施5-ALA均能提高盐碱条件下水稻幼苗的总叶绿素和可溶性蛋白质含量，叶绿素利于光合作用，可溶性蛋白质提升细胞吸水能力，二者均可促进盐碱化水稻幼苗的生长，D正确。
故答案为：C。
【分析】该实验探究NaCl、氮肥浓度和5-ALA对水稻幼苗生理特性的影响，总叶绿素含量影响光合作用强度，细胞可溶性蛋白质含量与细胞液渗透压相关，含量越高吸水能力越强。NaCl会降低叶绿素含量，增施氮肥可缓解该抑制作用，喷施5-ALA的缓解效果更显著。增施氮肥和喷施5-ALA均能提高盐碱条件下水稻幼苗的叶绿素和可溶性蛋白质含量，既促进光合作用，又提升细胞吸水能力，从而促进幼苗生长。
14．（2025·茂名模拟）为研究水体富营养化对入侵植物（空心莲子草、粉绿狐尾藻）和本土植物（刺苦草、穗状狐尾藻）的影响，研究人员进行了如下实验。下列分析错误的是（　　）
A．实验的自变量为植物种类和水体营养化程度
B．结果表明空心莲子草更能适应水体富营养化环境
C．刺苦草对营养条件变化的敏感度比粉绿狐尾藻的高
D．水体高营养化对粉绿狐尾藻与穗状狐尾藻具有相同的作用效果
【答案】D
【知识点】全球性生态环境问题
【解析】【解答】A、该实验的研究目的是探究水体富营养化对不同种类植物的影响，实验中改变的因素包括空心莲子草、粉绿狐尾藻、刺苦草、穗状狐尾藻的植物种类，以及低营养、高营养的水体营养化程度，因此自变量为植物种类和水体营养化程度，A正确；
B、高营养水体条件下空心莲子草的生物量相较于低营养条件明显增加，而其他植物无此显著变化，说明空心莲子草更能适应水体富营养化环境，B正确；
C、粉绿狐尾藻在低营养和高营养条件下的生物量基本无变化，刺苦草在两种营养条件下的生物量差异更明显，说明刺苦草对营养条件变化的敏感度比粉绿狐尾藻的高，C正确；
D、水体高营养化条件下，粉绿狐尾藻的生物量略低于低营养条件，而穗状狐尾藻的生物量高于低营养条件，二者的生物量变化趋势不同，说明高营养化对二者的作用效果不同，D错误。
故答案为：D。
【分析】实验的自变量可根据研究目的确定，是实验中人为改变的变量，探究某因素对不同对象的影响时，因素和对象可同为自变量。分析实验结果需对比不同自变量处理组的因变量变化，通过因变量的差异判断自变量的作用效果。
15．（2025·茂名模拟）中国科学技术大学研究团队发现，光直接通过激活视网膜上特殊的感光细胞，经视神经至下丘脑和延髓的系列神经核团传递信号，最终通过交感神经作用于外周的棕色脂肪组织，直接抑制了机体的外周的棕色脂肪组织血糖代谢能力。下列分析错误的是（　　）
A．光影响血糖代谢的过程中兴奋在反射弧上单向传导
B．交感神经可能产生兴奋性神经递质作用于棕色脂肪细胞
C．夜间长期暴露于人造光下可能增加糖尿病的患病风险
D．该机制为防治光污染导致的疾病提供了潜在干预靶点
【答案】B
【知识点】反射弧各部分组成及功能；反射的过程；血糖平衡调节
【解析】【解答】A、光影响血糖代谢的过程属于反射，兴奋在反射弧中传递需经过突触结构，而突触处的兴奋传递是单向的，因此兴奋在整个反射弧上呈单向传导，A正确；
B、该过程中光最终通过交感神经抑制棕色脂肪组织的血糖代谢能力，说明交感神经可能释放抑制性神经递质作用于棕色脂肪细胞，而非兴奋性神经递质，B错误；
C、夜间长期暴露于人造光下，会通过该机制持续抑制棕色脂肪组织的血糖代谢，可能导致血糖调节异常，进而增加糖尿病的患病风险，C正确；
D、该研究明确了光调控血糖代谢的具体神经通路和作用靶点，为后续防治光污染引发的代谢疾病提供了潜在的干预方向和靶点，D正确。
故答案为：B。
【分析】神经调节以反射为基本方式，反射弧是结构基础，兴奋在反射弧中单向传导，突触是单向传递的关键结构。兴奋传递时突触前膜释放神经递质，分为兴奋性和抑制性两类，分别使突触后膜兴奋或抑制，进而调控效应器的生理活动。外周神经系统包括交感神经等，可作用于相应组织器官调节代谢，不同的神经调节通路能精准调控机体的各项生理过程，也为相关疾病的防治提供潜在干预靶点。
16．（2025·茂名模拟）下图为甲、乙两种单基因遗传病的系谱图和部分成员电泳结果，致病基因分别用A/a和B/b表示，且甲病在人群中的发病率为1/8100。下列叙述错误的是（　　）
A．甲、乙病的遗传方式分别为常染色体隐性遗传和伴X染色体显性遗传
B．①②和③④分别表示A、a和b、B基因，Ⅲ4的基因型有2种
C．Ⅱ4和Ⅱ5再生一个基因型与Ⅲ3相同的女孩的概率是1/8
D．Ⅲ3与人群中一正常男子结婚，生下两病兼患女孩的概率是1/182
【答案】D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；伴性遗传；遗传系谱图；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】A、Ⅱ1和Ⅱ2正常生育患甲病的Ⅲ1，甲病为隐性遗传，Ⅱ4和Ⅱ5患乙病生育正常的Ⅲ4，乙病为显性遗传；结合电泳条带差异排除常染色体遗传和甲病伴X遗传的可能，确定甲病为常染色体隐性遗传、乙病为伴X染色体显性遗传，A正确；
B、结合系谱图和电泳条带，可推①②为A、a基因，③④为b、B基因；Ⅲ4正常，基因型为A_X Y，有AAX Y和AaX Y2种，B正确；
C、Ⅲ3基因型为AaX X ，Ⅱ4（AaX Y）和Ⅱ5（AaX X ）再生该基因型女孩的概率为1/2（Aa）×1/4（X X ）=1/8，C正确；
D、甲病发病率为 1/8100，即 aa=1/8100，根据哈迪 - 温伯格定律，a 的基因频率 = 1/90，A 的基因频率 = 89/90，人群中正常男子的基因型为 AAX Y 或 AaX Y，其中 Aa 的概率 = Aa/(AA+Aa)=(2×89×1)/(892+2×89×1)=2/91。Ⅲ3基因型为 AaX X ，与正常男子婚配，生下两病兼患女孩（aaX X ）的概率 = 正常男子为 Aa 的概率（2/91）× 子代 aa 的概率（1/4）× 女孩的概率（1/2）× 子代获得 X 的概率（1/2）=2/91×1/4×1/2×1/2=1/364，并非 1/182，D 错误。
故答案为：D。
【分析】判断遗传病遗传方式先依据系谱图看显隐性，无中生有为隐性、有中生无为显性，再结合性别表现及电泳等信息判断常染色体或伴性遗传。推导基因型需结合遗传方式和亲子代表现型，确定已知基因后推导未知基因。概率计算先确定亲本基因型及配子比例，常染色体遗传结合分离定律计算，伴性遗传需考虑性别关联，人群中概率计算可利用哈迪-温伯格定律算基因频率及基因型频率，再结合自由组合定律计算子代概率。
二、非选择题:本题共5小题，共60分。
17．（2025·茂名模拟）“温室效应”引起的全球气温升高已成为农作物减产的重要原因。科学家以甲、乙两种水稻品系研究高温胁迫对其光合作用的影响，部分实验结果如下：
注：CK：25℃培养；T：35℃胁迫2h；3：35℃胁迫2h于25℃恢复3d；6：35℃胁迫2h后于25℃恢复6d。
请回答下列问题：
（1）据图分析，对温度更敏感的品种是　 　，原因是　 　。
（2）实验二的目的是　 　，结果说明　 　。
（3）引起净光合下降的原因主要有两种：①气孔因素，阻止了CO2吸收；②非气孔因素，主要受内部酶活力和光合组分的控制。为研究两个品系水稻净光合速率下降的原因，结合实验三的结果，试分析甲、乙两个水稻品系净光合速率下降的可能原因分别是　 　。
（4）为缓解30～35℃高温对甲品系水稻净光合速率下降的影响，请你提出一个可行的方案　 　。
【答案】（1）乙；随着温度升高，乙的净光合速率变化比甲的大
（2）探究甲、乙两种水稻品系，在高温胁迫后的修复能力。；经过同样的高温胁迫后，甲具有较强的修复能力，其净光合速率的下降是可逆的，而乙的修复能力较差，只能部分恢复。
（3）甲品系净光合速率在30-35℃下降的原因是气孔因素，当温度达到40℃以上时的原因是非气孔因素；乙品系净光合速率在30-45℃下降的原因是非气孔因素。
（4）利用基因工程的方法，将参与固定CO2酶的基因导入细胞，增加CO2的固定能力
【知识点】影响光合作用的环境因素；光合作用综合
【解析】 【解答】(1) 对温度更敏感的品种是乙，分析实验一的净光合速率数据，随着温度升高，乙品种的净光合速率变化幅度远大于甲，高温下其净光合速率下降更明显，说明乙对温度变化的响应更显著。
(2) 实验二设置了高温胁迫后不同的恢复时间处理，实验目的是探究甲、乙两种水稻品系在高温胁迫后的修复能力；从结果能看出，经相同高温胁迫后，甲的净光合速率在恢复后能大幅回升，说明其修复能力较强、净光合速率下降是可逆的，而乙的净光合速率恢复程度低，仅能部分恢复，修复能力较差。
(3) 结合实验三的气孔导度和胞间CO2浓度数据分析，甲品系在30-35℃时气孔导度上升、胞间CO2浓度下降，说明该温度下净光合速率下降是气孔因素导致CO2吸收不足；40℃以上时气孔导度下降、胞间CO2浓度上升，说明此时是酶活力、光合组分等非气孔因素导致光合速率降低。乙品系在30-45℃范围内，气孔导度持续下降但胞间CO2浓度上升，说明其净光合速率下降全程由非气孔因素引起。
(4) 结合实验结果可知，甲品系在 30～35℃高温下净光合速率下降的主要原因是气孔导度降低，导致 CO2吸收不足，暗反应中 CO2固定效率受限。针对这一机制，可行的缓解方案为：利用基因工程技术，获取参与 CO2固定的关键酶（如 Rubisco 酶）的编码基因，构建该基因的高效表达载体，将其导入甲品系水稻细胞并使其稳定表达，使水稻叶片中 CO2固定酶的含量和活性显著提升，从而在 CO2供应因气孔导度下降而减少的情况下，更高效地固定胞间 CO2，增强暗反应速率，缓解 30～35℃高温导致的净光合速率下降。
【分析】光合作用是绿色植物、藻类等利用光合色素，在光照下将CO2和水转化为有机物并释放O2的过程，分为光反应和暗反应阶段。光反应在叶绿体类囊体膜进行，光合色素吸收光能将水分解，产生O2、H+并合成ATP，为暗反应供能；暗反应在叶绿体基质进行，通过卡尔文循环固定CO2，利用光反应的能量将其还原为有机物。光合作用受温度、光照、CO2浓度等影响，温度过高会影响酶活性、改变气孔导度，进而降低净光合速率，不同植物对高温的敏感度和修复能力存在差异。
（1）观察实验一的柱状图，随着温度升高，乙的净光合速率变化比甲的大，因此对温度更敏感的品种是乙。
（2）实验二设置了不同的温度处理以及恢复时间，其目的是探究甲、乙两种水稻品系，在高温胁迫后的修复能力。从结果来看，经过同样的高温胁迫后，甲具有较强的修复能力，其净光合速率的下降是可逆的，而乙的修复能力较差，只能部分恢复。
（3）在实验三中，对于甲品系，30-35℃气孔导度上升，但胞间CO2浓度下降，说明甲品系净光合速率在30-35℃下降的原因是气孔因素；而40℃以上时，气孔导度下降，但胞间CO2浓度上升，说明当温度达到40℃以上时的原因是非气孔因素。乙品系在30-45℃气孔导度下降，但胞间CO2浓度上升，说明乙品系净光合速率在30-45℃下降的原因是非气孔因素。
（4）对于甲品系，30-35℃气孔导度上升，但胞间CO2浓度下降，说明30～35℃高温对甲品系水稻净光合速率下降的主要原因是二氧化碳浓度不足，因此可以利用基因工程的方法，将参与固定CO2酶的基因导入细胞，增加CO2的固定能力。
18．（2025·茂名模拟）临床发现，长期使用抗生素会导致肠道菌群紊乱，肠道屏障破坏，出现腹泻。为研究某种益生菌的治疗效果，科研人员利用小鼠开展了一系列实验，部分实验结果如下。
组别 处理 体重增加量/Δg 腹泻指数 免疫球蛋白ng/mL TLR4/NF-κB表达水平
IgA IgG TLR4 NF-κB
A 生理盐水 3.83 0 62.42 513.21 1 1
B 氨苄青霉素 3.49 1.33 47.65 423.87 3.08 2.85
C 氨苄青霉素+培菲康 5.26 0.71 58.67 540.57 2.19 1.40
D 氨苄青霉素+某种益生菌 3.81 1.02 53.99 452.85 2.56 2.14
注：培菲康（双歧杆菌三联活菌散）。
请回答下列问题：
（1）据题分析，推测培菲康的作用和设置C组的作用分别是　 　。
（2）据表分析，相对于A组，B组小鼠体重增加略有降低，可能的原因是　 　。
（3）研究发现，TLR4/NF-κB信号通路的激活能放大炎症效应，影响肠道能量代谢，导致肠黏膜功能受损，造成慢性腹泻。据此分析，益生菌治疗腹泻的作用机理是　 　。
（4）基于研究结果，科研小组可进一步进行的研究工作是　 　。
【答案】（1）培菲康可用于肠道菌群失调引起的腹泻；C组作为（阳性）对照组，以判断某种益生菌治疗长期使用抗生素导致肠道菌群紊乱的效果。
（2）氨苄青霉素处理导致小鼠肠道菌群紊乱，出现腹泻，对营养物质的吸收减少，体重减轻。
（3）益生菌通过促进免疫球蛋白IgA、TgG的合成，增强机体免疫力；抑制TLR4和NF-κB基因表达，减轻肠粘膜受损，从而达到治疗效果。
（4）探究益生菌的最适浓度、探究益生菌对肠道菌群的影响等
【知识点】培养基对微生物的选择作用；其他微生物的分离与计数
【解析】【解答】(1) 培菲康是临床用于调节肠道菌群的药物，结合实验数据可知，相比仅用氨苄青霉素的B组，C组小鼠的体重增加更多、腹泻指数更低、免疫球蛋白含量更高，TLR4/NF-κB表达水平更低，说明培菲康能够改善抗生素造成的肠道菌群紊乱，缓解腹泻症状，因此培菲康可用于肠道菌群失调引起的腹泻。C组使用氨苄青霉素联合已知有效的培菲康处理，作为阳性对照组，通过与D组对比，能够判断该种益生菌对长期使用抗生素导致的肠道菌群紊乱的治疗效果。
(2) B组使用氨苄青霉素处理，氨苄青霉素会破坏小鼠肠道内的正常菌群，造成肠道菌群紊乱，进而破坏肠道屏障，使小鼠出现腹泻。腹泻会导致小鼠肠道对营养物质的吸收能力下降，机体摄入的营养和能量减少，因此体重增加量相比生理盐水处理的A组略有降低。
(3) TLR4/NF-κB信号通路激活会放大炎症效应，损伤肠黏膜引发慢性腹泻。实验中添加益生菌的组别相比仅用抗生素的组别，TLR4和NF-κB的表达水平降低，免疫球蛋白IgA、IgG含量升高，因此益生菌治疗腹泻的机理是，促进免疫球蛋白IgA、IgG的合成，增强机体的免疫能力，同时抑制TLR4和NF-κB基因的表达，降低TLR4/NF-κB信号通路的激活程度，减轻肠道炎症，减少肠黏膜损伤，修复肠道屏障功能，从而缓解腹泻。
(4) 本实验仅验证了该益生菌具有一定的治疗效果，后续可进一步探究该益生菌治疗腹泻的最适使用浓度，研究该益生菌对肠道菌群具体组成的影响，或是探究该益生菌的最佳使用时长、与其他药物联合使用的效果等。
【分析】 肠道菌群的平衡是维持肠道正常结构和生理功能的重要基础，抗生素会破坏肠道菌群稳态，引发菌群紊乱，进而损伤肠道屏障，引发腹泻等肠道问题。免疫球蛋白是机体免疫功能的重要物质基础，能够参与机体的免疫防御，维持肠道局部的免疫稳定。细胞内的信号通路参与调控机体的炎症反应，信号通路过度激活会加剧组织炎症损伤，抑制相关通路的表达可以缓解炎症对组织的破坏。益生菌可以通过调节肠道菌群结构、增强机体免疫力、抑制炎症反应等途径，修复肠道屏障，改善肠道功能紊乱引发的症状。实验设计中合理设置对照可以明确实验处理的作用效果，在初步验证物质作用后，可进一步探究其作用的最佳条件和具体作用机制。
（1）据表分析，C组（氨苄青霉素+培菲康）的体重增加、免疫指标（IgA、IgG）均优于B组（仅用抗生素），且TLR4/NF-κB表达下降，表明培菲康通过调节菌群和抑制炎症改善腹泻，可用于肠道菌群失调引起的腹泻；C组作为已知有效治疗的对照，用于对比D组（待测益生菌）的效果，以判断某种益生菌治疗长期使用抗生素导致肠道菌群紊乱的效果。
（2）长期使用抗生素会导致肠道菌群紊乱，肠道屏障破坏，出现腹泻。B组使用了氨苄青霉素，相对于A组，B组小鼠体重增加略有降低，其原因是氨苄青霉素处理导致小鼠肠道菌群紊乱，出现腹泻，对营养物质的吸收减少，体重减轻。
（3）分析题意，研究发现，TLR4/NF-κB信号通路的激活能放大炎症效应，影响肠道能量代谢，导致肠黏膜功能受损，表中C、D组的TLR4/NF-κB表达水平低于B组，说明益生菌通过抑制该通路减少炎症反应，修复肠道屏障功能，从而缓解腹泻，益生菌治疗腹泻的作用机理是：益生菌通过促进免疫球蛋白IgA、TgG的合成，增强机体免疫力；抑制TLR4和NF-κB基因表达，减轻肠粘膜受损，从而达到治疗效果。
（4）益生菌能治疗腹泻，科研小组可进一步进行的研究工作是探究益生菌的最适浓度、探究益生菌对肠道菌群的影响等。
19．（2025·茂名模拟）海草床生态系统具有巨大的碳汇潜力，对调节全球气候变化具有重要作用。20世纪以来，全球海草床衰退严重，对海草床的生态修复迫在眉睫。研究发现在海草床修复过程中，微生物具有促进海草的生长和发育，增强海草抵抗病原体的危害，以及缓解生物与非生物因素胁迫的重要作用。回答下列问题：
（1）海草床生态体现了生物多样性的　 　价值，对其的生态修复对维护地球生态系统稳定的深远意义。
（2）不同区域的海草根系分泌的生物碱、有机酸等种类和含量不完全相同，这些根系分泌物可以作为　 　（填“物理”或“化学”或“行为”）信息吸引不同种类的微生物，使根下微生物的丰富度、种群密度发生变化。
（3）海草移植是恢复海草床的重要手段之一。为探究微生物群落完整性对海草移植的影响，科研人员将海草从甲水域（原草场）移植到乙水域（移植后草场），在移植前对海草进行相关处理，实验分组及处理如下：
A组：将乙水域海草挖出，再人工栽种回原处。
B组：含有甲水域原海草完整的根枝，底质为甲水域原草场的沉积物。
C组：含有甲水域原海草完整的根枝，底质为乙水域移植后草场的沉积物。
D组：含有甲水域原海草完整的根枝，底质为高温高压灭菌的乙水域移植后草场沉积物。
其他无关变量相同且适宜，将B、C和D组海草移植到环境不同的另一水域乙，对移植后的海草存活率进行检测，实验结果如下图：
①在实验分组中，设置A组的作用是　 　。
②根据相关信息，推测实验结果中D组海草移植成活率下降的原因是　 　。
③D组依然存在长时间稳定存活的海草，这部分存活的海草具有一定的研究价值，根据其研究价值提出一个新思路提高该地海草移植的成活率，新思路为　 　。
【答案】（1）间接
（2）化学
（3）作为对照，排除移植操作对海草存活率的影响；D组海草移植后，海草根下沉积物不具有完整的微生物群落，微生物的种类和数量都较低，而缺失的微生物又对海草的生长是有利的，因此会导致D组成活率下降。；答案一：对存活个体根下沉积物中的微生物进行筛选，寻找有利于海草生长的微生物种类进行培养，制成微生物制剂；答案二：可以分析存活个体根下沉积物中的微生物种类，与将要移植的海草根下沉积物中的微生物种类进行比较，向要移植的海草根下沉积物中添加该地特有的且有利于海草生长的微生物
【知识点】生态系统中的信息传递；生物多样性的价值
【解析】【解答】(1)海草床生态系统具有碳汇潜力，能调节全球气候变化、维护地球生态系统稳定，这些作用属于生态系统的生态功能，而生物多样性的间接价值就是指其对生态系统起到的重要调节功能，因此该空填写间接。
(2)海草根系分泌的生物碱、有机酸都属于化学物质，生态系统中通过化学物质传递的信息为化学信息，这些化学性质的根系分泌物作为信息吸引不同种类微生物，引发根下微生物丰富度和种群密度的变化，因此该空填写化学。
(3)①本实验的目的是探究微生物群落完整性对海草移植的影响，实验中存在移植的挖掘、栽种等操作，A组将乙水域海草挖出再人工栽种回原处，未改变其生长的水域环境，仅模拟了移植的操作过程，设置该组的作用是作为对照，以此排除移植操作本身对海草存活率产生的影响，保证实验结果的差异是由微生物群落的不同所导致。
②D组的底质是经高温高压灭菌的乙水域移植后草场沉积物，高温高压的灭菌处理会彻底破坏沉积物中的微生物群落，导致微生物的种类和数量大幅降低，而题干中表明微生物能促进海草的生长和发育、缓解生物与非生物因素胁迫，D组缺失了这些对海草生长有利的微生物，无法为海草的生长提供相应的促进作用，因此海草移植后的成活率出现下降。
③D组虽整体成活率低，但仍有海草长时间稳定存活，说明这些存活海草根下的沉积物中，仍存在能帮助海草适应乙水域环境、利于海草生长的有益微生物，基于此研究价值，可通过筛选这些存活海草根下沉积物中的有益微生物，对其进行单独培养后制成微生物制剂，在海草移植时将该制剂施加到乙水域的底质中，为移植的海草提供有利的微生物环境，也可先分析存活海草根下有益微生物的具体种类，再向乙水域海草移植区的底质中针对性补充该类微生物，从而提高该地海草移植的成活率。
【分析】生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值，间接价值指生物多样性对生态系统起到的重要调节功能，也叫生态功能。生态系统中的信息种类包括物理信息、化学信息和行为信息，化学信息是指通过生物在生命活动过程中产生的一些可以传递信息的化学物质传递的信息。实验设计中设置对照实验可排除无关变量对实验结果的干扰，保证实验结果是由自变量引起的。微生物在海草床生态修复中具有重要作用，能促进海草的生长和发育，增强海草抵抗病原体的能力，缓解生物与非生物因素对海草的胁迫，完整的微生物群落对海草的生存和生长至关重要。
（1）海草床生态系统具有巨大的碳汇潜力，对调节全球气候变化具有重要作用，体现了生物多样性的间接价值。
（2）不同区域的海草根系分泌的生物碱、有机酸等种类和含量不完全相同，这些根系分泌物可以作为化学信息吸引不同种类的微生物。
（3）①题干信息可知，海草移植是恢复海草床的重要手段之一。A组处理为将乙水域海草挖出，再人工栽种回原处，其目的是作为对照，排除移植操作对海草存活率的影响。
②通过图示可知，D组海草存活率最低。D组处理为：含有甲水域原海草完整的根枝，底质为高温高压灭菌的乙水域移植后草场沉积物。这样导致D组海草移植后，海草根下沉积物不具有完整的微生物群落，微生物的种类和数量都较低，而缺失的微生物又对海草的生长是有利的，因此会导致D组成活率下降。
③D组作为该实验的对照组，虽然D组海草成活率下降，但是依然存在长时间稳定存活的海草，这部分存活的海草具有一定的研究价值，提出如下思路提高该地海草移植的成活率：方案一：对存活个体根下沉积物中的微生物进行筛选，寻找有利于海草生长的微生物种类进行培养，制成微生物制剂；方案二：可以分析存活个体根下沉积物中的微生物种类，与将要移植的海草根下沉积物中的微生物种类进行比较，向要移植的海草根下沉积物中添加该地特有的且有利于海草生长的微生物。
20．（2025·茂名模拟）我国科研团队在育种中发现甜瓜果皮表现出丰富的颜色变化，除纯墨绿UDG、纯白WR外，还存在墨绿色斑纹SS（墨绿色部位SSG，白色部位SSW）。为研究其产生机制，设计并开展了相关实验，部分实验结果见图。
杂交类型 SS UDG WR SS：WR
①PSS♀×WR♂ 159 1 – –
②PSS♂×WR♀ 102 18 – –
③F1–SS×F1–SS 537 34 183 3：1
④F1–SS×P–SS 94 2 – –
⑤F1–SS×P–WR 82 – 108 1：1
实验二
请回答下列问题：
（1）实验一，科研人员使用试剂　 　提取色素，实验结果表明甜瓜SS和UDG果皮的墨绿色部分产生的原因可能是　 　。
（2）为进一步探究甜瓜果皮颜色形成的遗传机理，设计并开展了实验二和三。
①实验二利用纯合亲本进行了多种杂交实验，实验二结果表明墨绿色可能由　 　基因控制，F1和F2中纯墨绿色（UDG）甜瓜产生的原因可能是　 　（填“基因突变”或“基因重组”）。
②基因序列比对结果发现，果皮颜色由位于4号染色体上叶绿素合成基因CmAPRR2控制，与白色果皮（WR）甜瓜相比，甜瓜SS的CmAPRR2基因含有Tcml插入序列（如下图）。设计引物对一株甜瓜SS植株上生长的墨绿色斑纹（SS）和纯墨绿（UDG）甜瓜进行了PCR扩增（实验三），结果表明纯墨绿（UDG）甜瓜产生的原因可能是　 　。
注：F、R1和R2是引物。
（3）进一步研究发现，甜瓜SS的CmAPRR2基因中的Tcml序列能被随机剪切，产生不同长度的CmAPRR2基因。结合实验四结果（果实成熟期10天、25天、35天），推测实验二中F1SS自交后代出现少量墨绿色（UDG）的原因可能是　 　。
【答案】（1）无水乙醇；叶绿素的积累
（2）显性；基因突变；（UDG）甜瓜的基因CmAPRR2不存在Tcml序列，结构未被破坏，能合成并积累叶绿素，形成墨绿色瓜皮。
（3）在果实成熟过程中，Tcml序列全部被剪切，激活了CmAPRR2基因的表达，促进叶绿素的合成进而形成了全部墨绿色瓜皮。
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；基因的分离规律的实质及应用；基因突变的特点及意义；PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】(1) 果皮中的叶绿素等光合色素易溶解在有机溶剂中，实验室中常使用无水乙醇来提取光合色素，因此该实验提取色素所用的试剂为无水乙醇；从实验一的结果能看到甜瓜SS的墨绿色部位和UDG的叶绿素含量显著更高，由此可知甜瓜SS和UDG果皮的墨绿色部分产生的原因可能是叶绿素的积累。
(2)①实验二中纯合亲本杂交后F1主要表现为SS的墨绿色斑纹性状，且F1自交后代中墨绿色相关的性状占比远高于白色，说明墨绿色对白色为显性，墨绿色可能由显性基因控制；纯合亲本杂交得到的F1理论上基因型一致，F1和F2中出现的纯墨绿色UDG甜瓜并非亲本原有性状，且该性状由单基因控制，无法通过基因重组产生新性状，因此其产生的原因可能是基因突变。
②由题意可知甜瓜SS的CmAPRR2基因含有Tcml插入序列，实验三通过PCR扩增检测，结合引物结合的位置和电泳结果可判断，纯墨绿UDG甜瓜的CmAPRR2基因不存在Tcml插入序列，该基因的结构未被破坏，能够正常表达进而调控叶绿素的合成与积累，最终使瓜皮呈现出墨绿色，这就是纯墨绿UDG甜瓜产生的原因。
(3) 已知甜瓜SS的CmAPRR2基因中的Tcml序列能被随机剪切，且实验二中F1SS自交后代仅出现少量墨绿色UDG甜瓜，结合实验四果实不同成熟期的结果推测，在果实成熟的过程中，SS植株细胞内CmAPRR2基因中的Tcml序列发生了全部剪切的情况，原本被插入序列影响的CmAPRR2基因表达被激活，该基因正常表达后促进了叶绿素的合成与积累，最终使瓜皮全部呈现墨绿色，形成了纯墨绿的UDG甜瓜，而因Tcml序列的剪切具有随机性，全部剪切的概率较低，因此仅出现少量该性状的甜瓜。
【分析】光合色素易溶解于有机溶剂无水乙醇中，可利用该特性提取色素，果皮的颜色与叶绿素的积累量相关。显隐性性状可通过纯合亲本杂交的子代表现型判断，基因突变可产生新基因和新性状，基因重组不能产生新基因，仅能重新组合原有基因。PCR扩增的结果可反映基因的序列特征，基因中插入外来序列会破坏基因结构并影响其表达，若插入序列被剪切，基因可恢复正常结构和表达功能。特定序列的随机剪切会导致基因表达情况发生改变，进而调控相关物质的合成，最终影响生物的性状表现，且随机剪切中特定剪切结果的出现概率较低，会使对应性状仅少量出现。
（1）叶绿体中色素溶解于有机溶剂中，可用有机溶剂进行提取，通常用无水乙醇作为提取剂。由实验一结果可知，SSG和UDG含叶绿素含量明显更多，故叶绿素的积累导致甜瓜SS和UDG果皮呈墨绿色。
（2）①分析实验二表格数据，第①组实验亲本是具有相对性状的杂合子，子代为SS（UDG只有1个个体，可能是变异个体），F1为SS，表现墨绿色斑纹，可知墨绿色可能由显性基因控制。假设控制墨绿色的基因为A，控制白色的基因为a。亲本为具有相对性状的纯合子（AA、aa），若F1（Aa）、F2（AA、Aa、aa）要出现第三种表型纯墨绿色，只可能是通过基因突变产生了一个新的等位基因。
②据实验三电泳结果可知，UDG中的基因没有引物F/R2的扩增产物，则UDG中不含Tcml序列，故纯墨绿（UDG）甜瓜产生的原因可能是（UDG）甜瓜的基因CmAPRR2不存在Tcml序列，结构未被破坏，能合成并积累叶绿素，形成墨绿色瓜皮。
（3）SS的CmAPRR2基因中含Tcml序列，UDG甜瓜的基因CmAPRR2不存在Tcml序列。依题意，甜瓜SS的CmAPRR2基因中的Tcml序列能被随机剪切，产生不同长度的CmAPRR2基因。若F1传递给F2的含Tcml序列的CmAPRR2基因的Tcml序列全部被切除，则F1SS自交后代会出现UDG，但由于酶切的随机性，这种概率极低，故只能产生少量的墨绿色（UDG）。结合实验四的结果，故推测实验二中F1SS自交后代出现少量墨绿色（UDG）的原因可能是在果实成熟过程中，Tcml序列全部被剪切，激活了CmAPRR2基因的表达，促进叶绿素的合成进而形成了全部墨绿色瓜皮。
21．（2025·茂名模拟）研究表明，长期熬夜将导致肠道活性氧（ROS）积累，从而引起机体代谢紊乱甚至猝死。补充褪黑素可以清除ROS，但是过量褪黑素会进入血液，带来副作用。益生菌EcN可以在肠道内至少生存1周，而其自身无法产生褪黑素。某研究团队在EcN中构建了以血清素为底物合成褪黑素的代谢通路（如图1），提出利用工程菌EcN“定点”、“持续”、“可控”地递送褪黑素以维护熬夜人群肠道健康的新思路。基因工程的关键步骤如图2。请回答下列问题：
注：pMV、pBAD为质粒，Apr为AMP抗性基因，araC为调节蛋白，Para为阿拉伯糖启动子，His为标签蛋白。
（1）图2显示了基因工程的核心步骤：　 　。通过无缝克隆的方式，目的基因插入到载体pBAD中　 　的下游，且与His标签相连。
（2）由图2可知，与常规方法相比，无缝克隆法中载体的线性化和插入片段的扩增，均使用　 　法；唯一区别是在设计扩增插入片段的引物时，需保证插入片段末端与线性化载体末端有15-20bp的同源序列。连接时，利用3'端核酸外切酶水解PCR产物3'端的核苷酸，暴露载体和插入片段同源部分，同源序列即可通过　 　原则实现载体和插入片段的连接。由此归纳无缝克隆的优点有　 　。
（3）分子水平检测表明导入重组质粒的EcN已成功表达目的蛋白。若要从个体生物学水平鉴定导入pBAD-Psmf的EcN或导入pBAD-OsCOMT的EcN所产生的目的蛋白活性，请结合图1简要描述鉴定方法：　 　。
（4）本研究已在EcN中成功构建了以血清素为底物合成褪黑素的代谢通路。请结合题干信息提出进一步探究思路：　 　。
【答案】（1）基因表达载体的构建；阿拉伯糖启动子/Para
（2）PCR；碱基互补配对；进行一个或者多个目的基因的插入/且不依赖限制酶和DNA连接酶
（3）以适量血清素为底物，检测导入pBAD-Psmf的EcN产生N-乙酰血清素的浓度在单位时间内的变化情况/以适量N-乙酰血清素为底物，检测导入pBAD-OsCOMT的EcN产生褪黑素的浓度在单位时间内的变化情况。
（4）探讨外源蛋白表达量（Psmf或OsCOMT）对EcN生存率的影响/探究如何改造当前的基因工程菌EcN，才能最终实现在肠道内“定点”、“持续”、“可控”地清除活性氧
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的应用；基因工程的基本工具（详细）；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】(1) 基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，其作用是使目的基因在受体细胞中稳定存在并表达；由图2可知，目的基因插入到载体pBAD中阿拉伯糖启动子（Para）的下游，启动子可驱动目的基因的转录，且目的基因与His标签相连，便于后续检测目的蛋白的表达。
(2) 无缝克隆法中载体的线性化和插入片段的扩增均使用PCR法完成；设计引物时让插入片段和线性化载体末端有同源序列，水解3'端核苷酸后，同源序列可通过碱基互补配对原则实现载体与插入片段的连接；无缝克隆的优点是可实现一个或多个目的基因的插入，且该过程不依赖限制酶和DNA连接酶，操作更简便。
(3) 图1中Psmf可催化血清素生成N-乙酰血清素，OsCOMT可催化N-乙酰血清素生成褪黑素，鉴定目的蛋白活性时，可分别以对应底物为原料，检测产物的生成速率：以适量血清素为底物，检测导入pBAD-Psmf的EcN在单位时间内产生N-乙酰血清素的浓度变化；或以适量N-乙酰血清素为底物，检测导入pBAD-OsCOMT的EcN在单位时间内产生褪黑素的浓度变化。
(4) 题干提出利用工程菌EcN“定点”“持续”“可控”递送褪黑素的思路，且益生菌EcN的生存时间会影响褪黑素递送，因此进一步探究思路可围绕工程菌的功能实现和生存展开：探讨Psmf、OsCOMT的外源蛋白表达量对EcN肠道生存率的影响；或探究如何改造该工程菌，使其能在肠道内实现褪黑素的定点、持续、可控合成，从而精准清除ROS。
【分析】基因工程的核心是构建基因表达载体，载体中的启动子可驱动目的基因完成转录过程。无缝克隆依靠PCR法完成载体线性化和插入片段扩增，设计引物使二者末端有同源序列，水解3'端核苷酸后，同源序列通过碱基互补配对实现连接，该技术无需限制酶和DNA连接酶，还可插入一个或多个目的基因。酶活性的鉴定可通过检测特定底物的消耗速率，或其对应产物的生成速率来判断酶的催化活性高低。
（1）基因工程的步骤包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因及其表达产物的检测，其中基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。结合图示可知，目的基因Psmf插入到载体pBAD中的下游，且与His标签相连。
（2）无缝克隆法中载体的线性化和插入片段均通过PCR技术进行扩增。由于插入片段末端与线性化载体末端有15-20bp的同源序列，因此可通过碱基互补配对原则实现载体和插入片段的连接。相比常规方法，无缝克隆的优点有进行一个或者多个目的基因的插入且不依赖限制酶和DNA连接酶。
（3）本项研究的目的是定点、持续、可控的获得褪黑素，因此从个体生物学水平鉴定导入pBAD-Psmf的EcN或导入pBAD-OsCOMT的EcN所产生的目的蛋白活性，检测的方法步骤是以适量血清素为底物，检测导入pBAD-Psmf的EcN产生N-乙酰血清素的浓度在单位时间内的变化情况/以适量N-乙酰血清素为底物，检测导入pBAD-OsCOMT的EcN产生褪黑素的浓度在单位时间内的变化情况。
（4）结合题干信息分析，补充褪黑素的目的是清除ROS，若可以通过其它方法清除活性氧则无需持续获得褪黑素，因此探究如何改造当前的基因工程菌EcN，才能最终实现在肠道内“定点”、“持续”、“可控”地清除活性氧。血清素合成褪黑素需要Psmf和OsCOMT，可研究外源蛋白表达量（Psmf或OsCOMT）对EcN生存率的影响。
1 / 12025届广东省茂名市高三第二次综合测试生物试卷
一、选择题:本题共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·茂名模拟）《广东省现代化海洋牧场发展总体规划（2024—2035年）》要求加快发展深远海养殖，加强深远海养殖关键设施装备研发，加快培育深远海养殖当家品种，创新产业发展机制，建设海洋牧场、“蓝色粮仓”。下列不属于建设“海洋牧场”意义的是（　　）
A．践行大食物观，保障粮食安全
B．扩大优质蛋白供给，提升国民体质
C．加大饲料投喂，促进渔民增产增收
D．推动渔业转型升级，实现可持续发展
2．（2025·茂名模拟）科学家利用AI技术从头设计了具有高效催化活性和新型折叠结构的丝氨酸水解酶。下列不属于AI技术设计该酶考虑的是（　　）
A．氨基酸R基种类 B．氨基酸的数目
C．氨基酸排列顺序 D．肽键形成方式
3．（2025·茂名模拟）科学家在海洋微藻中发现了一种结构类似于线粒体的新型细胞器——“硝质体”。DNA研究表明，这种新发现的细胞器大约在1亿年前由海藻和固氮蓝细菌之间共生产生。下列关于“硝质体”的推论最可能错误的是（　　）
A．可进行分裂传递给子细胞 B．结构内存在固氮相关的酶
C．可以合成自身全部蛋白质 D．有助设计新的固氮的作物
4．（2025·茂名模拟）生物学实验操作顺序会影响实验结果。下列探究实验中部分操作，顺序正确的是（　　）
A．pH对酶活性的影响：底物与酶混合后再改变pH
B．低温诱导植物细胞染色体数目变化：染色后漂洗
C．植物细胞的失水：低倍镜观察后再滴加蔗糖溶液
D．调查酵母菌种群密度：滴加培养液后盖上盖玻片
5．（2025·茂名模拟）植物细胞被病原体感染后，产生的环核苷酸会打开细胞膜上的Ca2+通道蛋白，导致胞内Ca2+浓度升高，上调NADPH氧化酶基因表达后引发H2O2积累，最终造成细胞损伤。已知受体激酶BAK1被油菜素内酯激活后可关闭Ca2+通道。下列处理不能减轻感染引起的细胞损伤的是（　　）
A．阻断环核苷酸的合成，降低细胞内Ca2+的浓度
B．施加油菜素内酯，抑制NADPH氧化酶基因表达
C．激活BAK1的活性，提高H2O2分解酶的活性
D．不施加油菜素内酯，施加BAK1活性抑制剂
6．（2025·茂名模拟）研究人员发现斑马鱼zar1蛋白能与透明带糖蛋白mRNA结合并抑制其翻译。zar1基因缺失突变体存在卵母细胞凋亡，卵巢被精巢取代的现象。下列推测错误的是（　　）
A．zar1蛋白调控透明带糖蛋白的合成属于表观遗传
B．透明带糖蛋白增多能缓解卵巢被精巢取代的现象
C．zar1基因在成年斑马鱼卵巢中的表达水平可能显著高于精巢
D．幼年斑马鱼可能同时存在向卵巢和精巢分化的原始生殖细胞
7．（2025·茂名模拟）稳定碳（δ13C）和氮（δ15N）同位素技术通过分析碳、氮元素中稳定同位素比例，研究生物地球化学过程。该技术在水生生态研究中起到的主要作用是（　　）
A．测定水体中物种的丰富度
B．区分水生生物细胞的形态特征
C．定量分析水体生物间的捕食关系
D．检测水生生物代谢产物的化学组成
8．（2025·茂名模拟）趋同进化是指不同物种在相似的环境压力下产生类似的适应性特征。下列现象不属于趋同进化的是（　　）
A．蝙蝠的翼与猫的前肢骨骼相似
B．鲸与海豚都具有流线型的体型
C．黄雀与蝴蝶都具有适应飞翔的翅
D．玫瑰与仙人掌都具保护作用的刺
9．（2025·茂名模拟）环境DNA（eDNA）指生物体通过脱落的细胞和排泄物等释放到环境中的DNA片段。科研人员采集长江流域不同水域的eDNA，通过设计特异性引物进行PCR测得江豚的环境DNA数量。下列叙述错误的是（　　）
A．该方法对江豚生活基本无影响 B．该方法可预测长江物种丰富度
C．增加取样数以保证检测准确性 D．可用于监测江豚种群数量变化
10．（2025·茂名模拟）某生物兴趣小组为探究胚芽鞘在黑暗条件下的生长情况，将胚芽鞘固定于匀速旋转的圆盘上（如图），一段时间后，胚芽鞘的生长情况最可能是（　　）
A．不生长 B．水平生长
C．弯向圆心生长 D．弯向外侧生长
11．（2025·茂名模拟）解钾菌能将土壤中难溶性含钾化合物分解，转变为可溶性化合物。下表是研究人员筛选解钾细菌的培养基配方，下列分析错误的是（　　）
成分 葡萄糖 硫酸铵 NaH2PO4 MgSO4·7H2O NaCl CaCO3 钾长石粉 琼脂 蒸馏水
含量（g/L） 10.0 0.5 0.5 0.2 0.1 0.1 5.0 15.0 定容至1L
A．解钾菌属于自养微生物 B．CaCO3调节培养基的pH
C．该培养基是固体培养基 D．解钾菌有增加肥力作用
12．（2025·茂名模拟）我国科学家发现抗体在衰老过程中的异常积累是机体衰老的元凶之一。下列不能作为该发现的证据（　　）
A．衰老细胞表面组织相容性抗原逐渐增加
B．浆细胞密集分布在各种器官衰老敏感区
C．衰老机体中抗体基因表达水平逐渐升高
D．注射抗体的年轻小鼠引发多个器官衰老
13．（2025·茂名模拟）耕地盐碱化是制约水稻产量的主要因素之一。下表是研究增施氮肥和叶面喷施5-ALA（一种促进性植物生长调节剂）对水稻幼苗的部分生理特性的结果，下列叙述错误的是（　　）
组别 处理 总叶绿素含量（mg/L） 细胞可溶性蛋白质含量（μg/g）
甲 0.1gN 25.65 32
乙 0.1gN+0.3%NaCl 19.13 36
丙 0.15gN+0.3%NaCl 24.73 39
丁 ？ 32.39 40
A．丁组的处理措施是0.1gN+0.3%NaCl+适量5-ALA
B．增施氮肥可以缓解NaCl对水稻幼苗光合作用影响
C．增施氮肥和喷施5-ALA可降低水稻幼苗的吸水能力
D．增施氮肥和喷施5-ALA可提高盐碱化水稻幼苗生长
14．（2025·茂名模拟）为研究水体富营养化对入侵植物（空心莲子草、粉绿狐尾藻）和本土植物（刺苦草、穗状狐尾藻）的影响，研究人员进行了如下实验。下列分析错误的是（　　）
A．实验的自变量为植物种类和水体营养化程度
B．结果表明空心莲子草更能适应水体富营养化环境
C．刺苦草对营养条件变化的敏感度比粉绿狐尾藻的高
D．水体高营养化对粉绿狐尾藻与穗状狐尾藻具有相同的作用效果
15．（2025·茂名模拟）中国科学技术大学研究团队发现，光直接通过激活视网膜上特殊的感光细胞，经视神经至下丘脑和延髓的系列神经核团传递信号，最终通过交感神经作用于外周的棕色脂肪组织，直接抑制了机体的外周的棕色脂肪组织血糖代谢能力。下列分析错误的是（　　）
A．光影响血糖代谢的过程中兴奋在反射弧上单向传导
B．交感神经可能产生兴奋性神经递质作用于棕色脂肪细胞
C．夜间长期暴露于人造光下可能增加糖尿病的患病风险
D．该机制为防治光污染导致的疾病提供了潜在干预靶点
16．（2025·茂名模拟）下图为甲、乙两种单基因遗传病的系谱图和部分成员电泳结果，致病基因分别用A/a和B/b表示，且甲病在人群中的发病率为1/8100。下列叙述错误的是（　　）
A．甲、乙病的遗传方式分别为常染色体隐性遗传和伴X染色体显性遗传
B．①②和③④分别表示A、a和b、B基因，Ⅲ4的基因型有2种
C．Ⅱ4和Ⅱ5再生一个基因型与Ⅲ3相同的女孩的概率是1/8
D．Ⅲ3与人群中一正常男子结婚，生下两病兼患女孩的概率是1/182
二、非选择题:本题共5小题，共60分。
17．（2025·茂名模拟）“温室效应”引起的全球气温升高已成为农作物减产的重要原因。科学家以甲、乙两种水稻品系研究高温胁迫对其光合作用的影响，部分实验结果如下：
注：CK：25℃培养；T：35℃胁迫2h；3：35℃胁迫2h于25℃恢复3d；6：35℃胁迫2h后于25℃恢复6d。
请回答下列问题：
（1）据图分析，对温度更敏感的品种是　 　，原因是　 　。
（2）实验二的目的是　 　，结果说明　 　。
（3）引起净光合下降的原因主要有两种：①气孔因素，阻止了CO2吸收；②非气孔因素，主要受内部酶活力和光合组分的控制。为研究两个品系水稻净光合速率下降的原因，结合实验三的结果，试分析甲、乙两个水稻品系净光合速率下降的可能原因分别是　 　。
（4）为缓解30～35℃高温对甲品系水稻净光合速率下降的影响，请你提出一个可行的方案　 　。
18．（2025·茂名模拟）临床发现，长期使用抗生素会导致肠道菌群紊乱，肠道屏障破坏，出现腹泻。为研究某种益生菌的治疗效果，科研人员利用小鼠开展了一系列实验，部分实验结果如下。
组别 处理 体重增加量/Δg 腹泻指数 免疫球蛋白ng/mL TLR4/NF-κB表达水平
IgA IgG TLR4 NF-κB
A 生理盐水 3.83 0 62.42 513.21 1 1
B 氨苄青霉素 3.49 1.33 47.65 423.87 3.08 2.85
C 氨苄青霉素+培菲康 5.26 0.71 58.67 540.57 2.19 1.40
D 氨苄青霉素+某种益生菌 3.81 1.02 53.99 452.85 2.56 2.14
注：培菲康（双歧杆菌三联活菌散）。
请回答下列问题：
（1）据题分析，推测培菲康的作用和设置C组的作用分别是　 　。
（2）据表分析，相对于A组，B组小鼠体重增加略有降低，可能的原因是　 　。
（3）研究发现，TLR4/NF-κB信号通路的激活能放大炎症效应，影响肠道能量代谢，导致肠黏膜功能受损，造成慢性腹泻。据此分析，益生菌治疗腹泻的作用机理是　 　。
（4）基于研究结果，科研小组可进一步进行的研究工作是　 　。
19．（2025·茂名模拟）海草床生态系统具有巨大的碳汇潜力，对调节全球气候变化具有重要作用。20世纪以来，全球海草床衰退严重，对海草床的生态修复迫在眉睫。研究发现在海草床修复过程中，微生物具有促进海草的生长和发育，增强海草抵抗病原体的危害，以及缓解生物与非生物因素胁迫的重要作用。回答下列问题：
（1）海草床生态体现了生物多样性的　 　价值，对其的生态修复对维护地球生态系统稳定的深远意义。
（2）不同区域的海草根系分泌的生物碱、有机酸等种类和含量不完全相同，这些根系分泌物可以作为　 　（填“物理”或“化学”或“行为”）信息吸引不同种类的微生物，使根下微生物的丰富度、种群密度发生变化。
（3）海草移植是恢复海草床的重要手段之一。为探究微生物群落完整性对海草移植的影响，科研人员将海草从甲水域（原草场）移植到乙水域（移植后草场），在移植前对海草进行相关处理，实验分组及处理如下：
A组：将乙水域海草挖出，再人工栽种回原处。
B组：含有甲水域原海草完整的根枝，底质为甲水域原草场的沉积物。
C组：含有甲水域原海草完整的根枝，底质为乙水域移植后草场的沉积物。
D组：含有甲水域原海草完整的根枝，底质为高温高压灭菌的乙水域移植后草场沉积物。
其他无关变量相同且适宜，将B、C和D组海草移植到环境不同的另一水域乙，对移植后的海草存活率进行检测，实验结果如下图：
①在实验分组中，设置A组的作用是　 　。
②根据相关信息，推测实验结果中D组海草移植成活率下降的原因是　 　。
③D组依然存在长时间稳定存活的海草，这部分存活的海草具有一定的研究价值，根据其研究价值提出一个新思路提高该地海草移植的成活率，新思路为　 　。
20．（2025·茂名模拟）我国科研团队在育种中发现甜瓜果皮表现出丰富的颜色变化，除纯墨绿UDG、纯白WR外，还存在墨绿色斑纹SS（墨绿色部位SSG，白色部位SSW）。为研究其产生机制，设计并开展了相关实验，部分实验结果见图。
杂交类型 SS UDG WR SS：WR
①PSS♀×WR♂ 159 1 – –
②PSS♂×WR♀ 102 18 – –
③F1–SS×F1–SS 537 34 183 3：1
④F1–SS×P–SS 94 2 – –
⑤F1–SS×P–WR 82 – 108 1：1
实验二
请回答下列问题：
（1）实验一，科研人员使用试剂　 　提取色素，实验结果表明甜瓜SS和UDG果皮的墨绿色部分产生的原因可能是　 　。
（2）为进一步探究甜瓜果皮颜色形成的遗传机理，设计并开展了实验二和三。
①实验二利用纯合亲本进行了多种杂交实验，实验二结果表明墨绿色可能由　 　基因控制，F1和F2中纯墨绿色（UDG）甜瓜产生的原因可能是　 　（填“基因突变”或“基因重组”）。
②基因序列比对结果发现，果皮颜色由位于4号染色体上叶绿素合成基因CmAPRR2控制，与白色果皮（WR）甜瓜相比，甜瓜SS的CmAPRR2基因含有Tcml插入序列（如下图）。设计引物对一株甜瓜SS植株上生长的墨绿色斑纹（SS）和纯墨绿（UDG）甜瓜进行了PCR扩增（实验三），结果表明纯墨绿（UDG）甜瓜产生的原因可能是　 　。
注：F、R1和R2是引物。
（3）进一步研究发现，甜瓜SS的CmAPRR2基因中的Tcml序列能被随机剪切，产生不同长度的CmAPRR2基因。结合实验四结果（果实成熟期10天、25天、35天），推测实验二中F1SS自交后代出现少量墨绿色（UDG）的原因可能是　 　。
21．（2025·茂名模拟）研究表明，长期熬夜将导致肠道活性氧（ROS）积累，从而引起机体代谢紊乱甚至猝死。补充褪黑素可以清除ROS，但是过量褪黑素会进入血液，带来副作用。益生菌EcN可以在肠道内至少生存1周，而其自身无法产生褪黑素。某研究团队在EcN中构建了以血清素为底物合成褪黑素的代谢通路（如图1），提出利用工程菌EcN“定点”、“持续”、“可控”地递送褪黑素以维护熬夜人群肠道健康的新思路。基因工程的关键步骤如图2。请回答下列问题：
注：pMV、pBAD为质粒，Apr为AMP抗性基因，araC为调节蛋白，Para为阿拉伯糖启动子，His为标签蛋白。
（1）图2显示了基因工程的核心步骤：　 　。通过无缝克隆的方式，目的基因插入到载体pBAD中　 　的下游，且与His标签相连。
（2）由图2可知，与常规方法相比，无缝克隆法中载体的线性化和插入片段的扩增，均使用　 　法；唯一区别是在设计扩增插入片段的引物时，需保证插入片段末端与线性化载体末端有15-20bp的同源序列。连接时，利用3'端核酸外切酶水解PCR产物3'端的核苷酸，暴露载体和插入片段同源部分，同源序列即可通过　 　原则实现载体和插入片段的连接。由此归纳无缝克隆的优点有　 　。
（3）分子水平检测表明导入重组质粒的EcN已成功表达目的蛋白。若要从个体生物学水平鉴定导入pBAD-Psmf的EcN或导入pBAD-OsCOMT的EcN所产生的目的蛋白活性，请结合图1简要描述鉴定方法：　 　。
（4）本研究已在EcN中成功构建了以血清素为底物合成褪黑素的代谢通路。请结合题干信息提出进一步探究思路：　 　。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】生态农业工程
【解析】【解答】A、建设海洋牧场能丰富食物供给类型，践行大食物观，进一步夯实粮食安全的保障基础，A正确；
B、海洋牧场可提升海产品产量与质量，扩大优质蛋白的市场供给，为提升国民体质提供营养支撑，B正确；
C、海洋牧场依托海域自然的物质循环与生态系统功能开展养殖，并非依靠加大饲料投喂发展，过度投喂还会破坏海洋生态，不属于其建设意义，C错误；
D、海洋牧场推动渔业从传统养殖向现代化、生态化模式转型，兼顾资源利用与生态保护，实现渔业的可持续发展，D正确。
故答案为：C。
【分析】建设海洋牧场是践行大食物观、保障粮食安全的重要举措，能扩大优质蛋白供给，为提升国民体质提供营养支持。其核心发展模式依托海洋自然生态系统的物质循环功能，区别于传统养殖的大量饲料投喂，注重生态保护与资源合理利用。同时海洋牧场推动渔业从传统模式向现代化、生态化转型，实现渔业产业的可持续发展，是建设“蓝色粮仓”的重要途径。
2．【答案】D
【知识点】蛋白质分子结构多样性的原因
【解析】【解答】要设计具有特定结构和催化活性的丝氨酸水解酶，需考虑决定蛋白质结构的关键因素：氨基酸R基种类决定氨基酸种类，氨基酸的数目、排列顺序会直接影响多肽链的结构，进而决定蛋白质的空间结构和功能。而肽键的形成方式是所有氨基酸脱水缩合的共同方式，即一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基脱去一分子水形成肽键，该方式在所有蛋白质合成中均相同，不会影响酶的结构和功能，因此不属于设计时的考虑因素，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】蛋白质的结构多样性由氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链的盘曲、折叠方式决定，结构多样性进而决定功能多样性；不同蛋白质中肽键的形成方式均为脱水缩合，是固定的化学反应方式，不具有特异性，不会影响蛋白质的特定结构和功能。
3．【答案】C
【知识点】其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、硝质体结构类似于线粒体，线粒体可通过分裂的方式传递给子细胞，由此推测硝质体也可进行分裂并传递给子细胞，A正确；
B、硝质体由海藻和固氮蓝细菌共生产生，固氮蓝细菌含有固氮相关的酶，因此推测硝质体内存在固氮相关的酶，B正确；
C、硝质体结构类似线粒体，线粒体属于半自主性细胞器，仅能合成自身的一部分蛋白质，其余需由细胞核基因控制合成，故硝质体也无法合成自身全部蛋白质，C错误；
D、硝质体具备固氮相关的结构和功能，对其固氮机制的研究，能为设计新的固氮作物提供思路和依据，D正确。
故答案为：C。
【分析】硝质体结构类似线粒体，起源于海藻与固氮蓝细菌的共生，因此可推测其能通过分裂传递给子细胞，且因固氮蓝细菌的起源背景，其内存在固氮相关的酶。线粒体为半自主性细胞器，仅能合成部分自身蛋白质，硝质体同理也无法合成全部蛋白质。对硝质体固氮机制的研究，能为培育人工固氮作物提供新的思路和方向，具有重要的农业应用价值。
4．【答案】C
【知识点】探究影响酶活性的因素；质壁分离和复原；低温诱导染色体加倍实验；探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
【解析】【解答】A、探究pH对酶活性的影响时，需保证酶促反应在设定pH下进行，若底物与酶混合后再改变pH，反应初期的pH为无关变量，会干扰实验结果，应先调节酶和底物的pH再混合，A错误；
B、低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验中，解离后需先漂洗去除解离液，避免解离液与染色剂反应影响染色效果，若染色后漂洗会洗去染色剂，无法观察染色体，B错误；
C、探究植物细胞的失水实验中，先在低倍镜下观察细胞的正常形态，作为实验的空白对照，再滴加蔗糖溶液处理细胞，能清晰对比处理前后细胞的形态变化，观察质壁分离现象，C正确；
D、调查酵母菌种群密度使用血球计数板时，需先盖上盖玻片，再将培养液滴加在盖玻片边缘，让培养液自行渗入计数室，若滴加培养液后再盖上盖玻片，会导致计数室中培养液体积偏大，使计数结果偏高，D错误。
故答案为：C。
【分析】酶活性影响因素的探究需遵循自变量先设定，再启动反应的原则，排除无关变量干扰；染色体观察类实验的漂洗操作需在染色前进行，保证染色效果；质壁分离实验需先观察正常细胞作对照，再处理观察实验现象，便于结果分析；血球计数板的使用需严格遵循先盖片后滴液的操作，保证计数室体积准确，使种群密度计数结果真实可靠。
5．【答案】D
【知识点】其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、环核苷酸会打开Ca2+通道使胞内Ca2+浓度升高，最终引发细胞损伤，阻断环核苷酸合成能降低胞内Ca2+浓度，可减轻感染导致的细胞损伤，A不符合题意；
B、油菜素内酯激活BAK1后能关闭Ca2+通道，施加油菜素内酯可抑制NADPH氧化酶基因表达，减少H2O2积累，从而减轻细胞损伤，B不符合题意；
C、激活BAK1活性可关闭Ca2+通道，降低胞内Ca2+浓度，提高H2O2分解酶活性能促进H2O2分解，二者均可减轻感染引起的细胞损伤，C不符合题意；
D、BAK1活性抑制剂会抑制BAK1活性，使Ca2+通道无法关闭，胞内Ca2+浓度升高，会加剧H2O2积累和细胞损伤，不能减轻感染引起的细胞损伤，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】植物细胞被病原体感染后，环核苷酸会打开细胞膜上的Ca2+通道，使胞内Ca2+浓度升高，进而上调NADPH氧化酶基因表达引发H2O2积累，最终造成细胞损伤。油菜素内酯可激活受体激酶BAK1，进而关闭Ca2+通道，阻断该损伤途径。能降低胞内Ca2+浓度、抑制NADPH氧化酶基因表达、促进H2O2分解或激活BAK1活性的处理，均可减轻细胞损伤，而抑制BAK1活性会加剧细胞损伤。
6．【答案】B
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】A、表观遗传是基因碱基序列不变但基因表达和表型发生可遗传变化的过程，zar1蛋白通过与透明带糖蛋白mRNA结合抑制其翻译，该过程中相关基因的碱基序列未改变，仅翻译过程受调控，基因表达发生了变化，属于表观遗传，A正确；
B、zar1基因缺失突变体无法合成zar1蛋白，不能抑制透明带糖蛋白的翻译，导致透明带糖蛋白增多，同时该突变体出现卵母细胞凋亡、卵巢被精巢取代的现象，说明透明带糖蛋白增多会促进该现象发生，而非缓解，B错误；
C、zar1基因缺失会引发卵巢被精巢取代，说明zar1基因的表达对维持卵巢正常形态和功能至关重要，由此可推测该基因在成年斑马鱼卵巢中的表达水平可能显著高于精巢，C正确；
D、zar1基因缺失后卵巢可被精巢取代，说明斑马鱼的原始生殖细胞具备向卵巢和精巢分化的潜能，幼年斑马鱼体内可能同时存在这类可向两种生殖腺分化的原始生殖细胞，基因的表达差异调控了其分化方向，D正确。
故答案为：B。
【分析】表观遗传是基因碱基序列不变，基因表达和表型却发生可遗传变化的现象。基因的选择性表达调控细胞分化，使细胞产生形态、功能差异，同时基因表达的时空差异也调控着器官的正常发育和形态维持。
7．【答案】C
【知识点】种间关系；群落的概念及组成
【解析】【解答】A、物种的丰富度指的是一定水体区域内的物种种类数量，稳定碳、氮同位素技术仅分析碳、氮元素的稳定同位素比例，无法区分不同的生物物种，不能用于测定水体中物种的丰富度，A错误；
B、水生生物细胞的形态特征需要借助显微镜等工具进行观察辨别，分析碳、氮稳定同位素的比例无法反映细胞的形态特征，也不能对其进行区分，B错误；
C、在水生生态系统中，生物间的捕食关系会使碳、氮稳定同位素在食物链中发生规律性的富集，通过分析不同生物体内碳、氮稳定同位素的比例，能追踪物质在生物间的流动规律，进而定量分析水体生物间的捕食关系，C正确；
D、检测水生生物代谢产物的化学组成需要分析代谢产物的具体物质成分，而稳定碳、氮同位素技术仅分析碳、氮元素的同位素比例，无法确定代谢产物的具体化学组成，D错误。
故答案为：C。
【分析】稳定碳、氮同位素技术依托同位素在食物链中的富集规律，可追踪生态系统中的物质流动，进而分析生物间的营养关系；而物种丰富度的测定、细胞形态特征的区分、代谢产物化学组成的检测均需要对应的专门研究方法，稳定碳、氮同位素技术无法完成这些研究内容。
8．【答案】A
【知识点】协同进化与生物多样性的形成
【解析】【解答】A、蝙蝠的翼与猫的前肢骨骼相似，是二者由共同祖先演化而来的同源器官，并非不同物种在相似环境压力下形成的相似适应性特征，不属于趋同进化，A正确；
B、鲸与海豚为不同物种，二者都生活在海洋环境中，流线型体型是适应水生环境、减少游动阻力的适应性特征，属于趋同进化，B错误；
C、黄雀与蝴蝶分属不同类群，二者都需适应飞翔的环境压力，演化出具有飞翔功能的翅这一相似特征，属于趋同进化，C错误；
D、玫瑰与仙人掌为不同物种，玫瑰的刺和仙人掌的刺都是适应生存环境、起到保护自身的适应性特征，是相似环境压力下的演化结果，属于趋同进化，D错误。
故答案为：A。
【分析】趋同进化的核心是不同物种在相似的环境压力下，演化出类似的适应性特征，该特征并非来自共同祖先的遗传。
9．【答案】B
【知识点】估算种群密度的方法；群落的概念及组成
【解析】【解答】A、该方法仅采集水域中的环境DNA，无需直接接触或捕获江豚，不会对江豚的正常生活造成明显干扰，对其生活基本无影响，A正确；
B、科研人员仅设计了检测江豚的特异性引物，只能测得江豚的eDNA数量，无法检测其他物种的eDNA，因此不能预测长江的物种丰富度，B错误；
C、实验中增加取样数，能够减少偶然因素带来的误差，从而保证检测结果的准确性，C正确；
D、江豚的eDNA数量与其生物量呈一定的正相关，通过检测不同时期的eDNA数量，可间接监测江豚的种群数量变化，D正确。
故答案为：B。
【分析】境DNA技术技术取样无损伤性，可在不干扰生物生活的前提下检测目标生物；利用特异性引物可实现对目标生物的精准检测，但无法检测其他物种；增加取样数能减少实验误差，且可通过eDNA定量分析间接反映目标生物的种群数量变化。
10．【答案】B
【知识点】生长素的作用及其作用的两重性
【解析】【解答】A、胚芽鞘尖端能合成生长素，且该实验中无抑制生长素合成和作用的条件，胚芽鞘会正常生长，并非不生长，A错误；
B、胚芽鞘在匀速旋转的圆盘上，离心力均匀作用于胚芽鞘各部位，无单侧的受力刺激，同时匀速旋转抵消了重力对生长素分布的影响，使得胚芽鞘尖端的生长素均匀分布，胚芽鞘各部位生长速度一致，最终表现为水平生长，B正确；
C、弯向圆心生长需要胚芽鞘外侧的生长素浓度高于内侧，而匀速旋转使离心力均匀分布，不会造成生长素向圆心侧积累，C错误；
D、弯向外侧生长需要胚芽鞘内侧的生长素浓度高于外侧，该实验中无单侧刺激导致生长素的不均匀分布，因此不会出现此生长现象，D错误。
故答案为：B。
【分析】生长素的均匀分布会使胚芽鞘直立生长，而单侧刺激会导致生长素横向运输，使胚芽鞘向刺激侧弯曲生长；该实验中匀速旋转让离心力和重力的作用均匀化，无单侧刺激，生长素均匀分布，胚芽鞘最终水平生长。
11．【答案】A
【知识点】培养基概述及其分类
【解析】【解答】A、自养微生物可利用无机物合成自身有机物，该培养基中添加了葡萄糖作为有机碳源，说明解钾菌需要利用现成的有机物供能，属于异养微生物，并非自养微生物，A错误；
B、CaCO3在培养基中可作为缓冲物质，能够调节并维持培养基的pH相对稳定，满足解钾菌的生长需求，B正确；
C、该培养基的配方中含有琼脂，琼脂是常用的培养基凝固剂，因此该培养基属于固体培养基，C正确；
D、解钾菌能将土壤中难溶性含钾化合物分解为可溶性钾盐，使土壤中可被植物吸收的钾元素增加，进而起到增加土壤肥力的作用，D正确。
故答案为：A。
【分析】可根据培养基碳源类型判断微生物营养类型，利用无机碳源的为自养型，需有机碳源的为异养型。培养基包含碳源、氮源、无机盐、水等基本成分，还可根据需求添加凝固剂、pH调节剂等，琼脂是常用凝固剂，CaCO3可调节pH。不同成分各司其职，满足微生物生长繁殖需求，选择培养基可通过特定成分筛选出目标微生物，其成分设计需契合目标微生物的营养和生理特点。
12．【答案】A
【知识点】衰老细胞的主要特征；细胞衰老的原因探究；体液免疫
【解析】【解答】A、机体衰老与抗体异常积累相关，而该选项描述的是衰老细胞表面组织相容性抗原的变化，与抗体的产生、积累无直接关联，且衰老细胞表面该抗原并非逐渐增加，无法作为抗体异常积累是机体衰老元凶的证据，A错误；
B、浆细胞是分泌抗体的细胞，其密集分布在器官衰老敏感区，会导致该区域抗体异常积累，与题干发现的因果关系相符，可作为相关证据，B正确；
C、抗体基因表达水平逐渐升高，会使抗体合成增多，进而造成抗体在机体内异常积累，能为题干发现提供证据，C正确；
D、给年轻小鼠注射抗体后引发多个器官衰老，直接证明了抗体的积累会导致机体衰老，是题干发现的直接证据，D正确。
故答案为：A。
【分析】机体衰老是多因素调控的生理过程，细胞结构功能衰退、代谢减慢是基础，还伴随器官功能下降。抗体异常积累是机体衰老的元凶之一，浆细胞在器官衰老敏感区聚集、抗体基因高表达会引发抗体积累，外源注射抗体也可诱导机体器官衰老。
13．【答案】C
【知识点】影响光合作用的环境因素；植物激素及其植物生长调节剂的应用价值
【解析】【解答】A、实验的自变量为NaCl、氮肥浓度和是否喷施5-ALA，结合甲乙丙组的处理，丁组作为喷施5-ALA的实验组，处理措施应为0.1gN+0.3%NaCl+适量5-ALA，A正确；
B、与乙组（0.1gN+0.3%NaCl）相比，丙组增施氮肥后总叶绿素含量明显回升，说明增施氮肥可缓解NaCl对水稻幼苗光合作用的抑制作用，B正确；
C、细胞可溶性蛋白质含量升高会使细胞液渗透压上升，吸水能力增强，丁组（喷施5-ALA）和丙组（增施氮肥）的可溶性蛋白质含量均高于乙组，说明增施氮肥和喷施5-ALA可提高水稻幼苗的吸水能力，而非降低，C错误；
D、增施氮肥和喷施5-ALA均能提高盐碱条件下水稻幼苗的总叶绿素和可溶性蛋白质含量，叶绿素利于光合作用，可溶性蛋白质提升细胞吸水能力，二者均可促进盐碱化水稻幼苗的生长，D正确。
故答案为：C。
【分析】该实验探究NaCl、氮肥浓度和5-ALA对水稻幼苗生理特性的影响，总叶绿素含量影响光合作用强度，细胞可溶性蛋白质含量与细胞液渗透压相关，含量越高吸水能力越强。NaCl会降低叶绿素含量，增施氮肥可缓解该抑制作用，喷施5-ALA的缓解效果更显著。增施氮肥和喷施5-ALA均能提高盐碱条件下水稻幼苗的叶绿素和可溶性蛋白质含量，既促进光合作用，又提升细胞吸水能力，从而促进幼苗生长。
14．【答案】D
【知识点】全球性生态环境问题
【解析】【解答】A、该实验的研究目的是探究水体富营养化对不同种类植物的影响，实验中改变的因素包括空心莲子草、粉绿狐尾藻、刺苦草、穗状狐尾藻的植物种类，以及低营养、高营养的水体营养化程度，因此自变量为植物种类和水体营养化程度，A正确；
B、高营养水体条件下空心莲子草的生物量相较于低营养条件明显增加，而其他植物无此显著变化，说明空心莲子草更能适应水体富营养化环境，B正确；
C、粉绿狐尾藻在低营养和高营养条件下的生物量基本无变化，刺苦草在两种营养条件下的生物量差异更明显，说明刺苦草对营养条件变化的敏感度比粉绿狐尾藻的高，C正确；
D、水体高营养化条件下，粉绿狐尾藻的生物量略低于低营养条件，而穗状狐尾藻的生物量高于低营养条件，二者的生物量变化趋势不同，说明高营养化对二者的作用效果不同，D错误。
故答案为：D。
【分析】实验的自变量可根据研究目的确定，是实验中人为改变的变量，探究某因素对不同对象的影响时，因素和对象可同为自变量。分析实验结果需对比不同自变量处理组的因变量变化，通过因变量的差异判断自变量的作用效果。
15．【答案】B
【知识点】反射弧各部分组成及功能；反射的过程；血糖平衡调节
【解析】【解答】A、光影响血糖代谢的过程属于反射，兴奋在反射弧中传递需经过突触结构，而突触处的兴奋传递是单向的，因此兴奋在整个反射弧上呈单向传导，A正确；
B、该过程中光最终通过交感神经抑制棕色脂肪组织的血糖代谢能力，说明交感神经可能释放抑制性神经递质作用于棕色脂肪细胞，而非兴奋性神经递质，B错误；
C、夜间长期暴露于人造光下，会通过该机制持续抑制棕色脂肪组织的血糖代谢，可能导致血糖调节异常，进而增加糖尿病的患病风险，C正确；
D、该研究明确了光调控血糖代谢的具体神经通路和作用靶点，为后续防治光污染引发的代谢疾病提供了潜在的干预方向和靶点，D正确。
故答案为：B。
【分析】神经调节以反射为基本方式，反射弧是结构基础，兴奋在反射弧中单向传导，突触是单向传递的关键结构。兴奋传递时突触前膜释放神经递质，分为兴奋性和抑制性两类，分别使突触后膜兴奋或抑制，进而调控效应器的生理活动。外周神经系统包括交感神经等，可作用于相应组织器官调节代谢，不同的神经调节通路能精准调控机体的各项生理过程，也为相关疾病的防治提供潜在干预靶点。
16．【答案】D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；伴性遗传；遗传系谱图；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】A、Ⅱ1和Ⅱ2正常生育患甲病的Ⅲ1，甲病为隐性遗传，Ⅱ4和Ⅱ5患乙病生育正常的Ⅲ4，乙病为显性遗传；结合电泳条带差异排除常染色体遗传和甲病伴X遗传的可能，确定甲病为常染色体隐性遗传、乙病为伴X染色体显性遗传，A正确；
B、结合系谱图和电泳条带，可推①②为A、a基因，③④为b、B基因；Ⅲ4正常，基因型为A_X Y，有AAX Y和AaX Y2种，B正确；
C、Ⅲ3基因型为AaX X ，Ⅱ4（AaX Y）和Ⅱ5（AaX X ）再生该基因型女孩的概率为1/2（Aa）×1/4（X X ）=1/8，C正确；
D、甲病发病率为 1/8100，即 aa=1/8100，根据哈迪 - 温伯格定律，a 的基因频率 = 1/90，A 的基因频率 = 89/90，人群中正常男子的基因型为 AAX Y 或 AaX Y，其中 Aa 的概率 = Aa/(AA+Aa)=(2×89×1)/(892+2×89×1)=2/91。Ⅲ3基因型为 AaX X ，与正常男子婚配，生下两病兼患女孩（aaX X ）的概率 = 正常男子为 Aa 的概率（2/91）× 子代 aa 的概率（1/4）× 女孩的概率（1/2）× 子代获得 X 的概率（1/2）=2/91×1/4×1/2×1/2=1/364，并非 1/182，D 错误。
故答案为：D。
【分析】判断遗传病遗传方式先依据系谱图看显隐性，无中生有为隐性、有中生无为显性，再结合性别表现及电泳等信息判断常染色体或伴性遗传。推导基因型需结合遗传方式和亲子代表现型，确定已知基因后推导未知基因。概率计算先确定亲本基因型及配子比例，常染色体遗传结合分离定律计算，伴性遗传需考虑性别关联，人群中概率计算可利用哈迪-温伯格定律算基因频率及基因型频率，再结合自由组合定律计算子代概率。
17．【答案】（1）乙；随着温度升高，乙的净光合速率变化比甲的大
（2）探究甲、乙两种水稻品系，在高温胁迫后的修复能力。；经过同样的高温胁迫后，甲具有较强的修复能力，其净光合速率的下降是可逆的，而乙的修复能力较差，只能部分恢复。
（3）甲品系净光合速率在30-35℃下降的原因是气孔因素，当温度达到40℃以上时的原因是非气孔因素；乙品系净光合速率在30-45℃下降的原因是非气孔因素。
（4）利用基因工程的方法，将参与固定CO2酶的基因导入细胞，增加CO2的固定能力
【知识点】影响光合作用的环境因素；光合作用综合
【解析】 【解答】(1) 对温度更敏感的品种是乙，分析实验一的净光合速率数据，随着温度升高，乙品种的净光合速率变化幅度远大于甲，高温下其净光合速率下降更明显，说明乙对温度变化的响应更显著。
(2) 实验二设置了高温胁迫后不同的恢复时间处理，实验目的是探究甲、乙两种水稻品系在高温胁迫后的修复能力；从结果能看出，经相同高温胁迫后，甲的净光合速率在恢复后能大幅回升，说明其修复能力较强、净光合速率下降是可逆的，而乙的净光合速率恢复程度低，仅能部分恢复，修复能力较差。
(3) 结合实验三的气孔导度和胞间CO2浓度数据分析，甲品系在30-35℃时气孔导度上升、胞间CO2浓度下降，说明该温度下净光合速率下降是气孔因素导致CO2吸收不足；40℃以上时气孔导度下降、胞间CO2浓度上升，说明此时是酶活力、光合组分等非气孔因素导致光合速率降低。乙品系在30-45℃范围内，气孔导度持续下降但胞间CO2浓度上升，说明其净光合速率下降全程由非气孔因素引起。
(4) 结合实验结果可知，甲品系在 30～35℃高温下净光合速率下降的主要原因是气孔导度降低，导致 CO2吸收不足，暗反应中 CO2固定效率受限。针对这一机制，可行的缓解方案为：利用基因工程技术，获取参与 CO2固定的关键酶（如 Rubisco 酶）的编码基因，构建该基因的高效表达载体，将其导入甲品系水稻细胞并使其稳定表达，使水稻叶片中 CO2固定酶的含量和活性显著提升，从而在 CO2供应因气孔导度下降而减少的情况下，更高效地固定胞间 CO2，增强暗反应速率，缓解 30～35℃高温导致的净光合速率下降。
【分析】光合作用是绿色植物、藻类等利用光合色素，在光照下将CO2和水转化为有机物并释放O2的过程，分为光反应和暗反应阶段。光反应在叶绿体类囊体膜进行，光合色素吸收光能将水分解，产生O2、H+并合成ATP，为暗反应供能；暗反应在叶绿体基质进行，通过卡尔文循环固定CO2，利用光反应的能量将其还原为有机物。光合作用受温度、光照、CO2浓度等影响，温度过高会影响酶活性、改变气孔导度，进而降低净光合速率，不同植物对高温的敏感度和修复能力存在差异。
（1）观察实验一的柱状图，随着温度升高，乙的净光合速率变化比甲的大，因此对温度更敏感的品种是乙。
（2）实验二设置了不同的温度处理以及恢复时间，其目的是探究甲、乙两种水稻品系，在高温胁迫后的修复能力。从结果来看，经过同样的高温胁迫后，甲具有较强的修复能力，其净光合速率的下降是可逆的，而乙的修复能力较差，只能部分恢复。
（3）在实验三中，对于甲品系，30-35℃气孔导度上升，但胞间CO2浓度下降，说明甲品系净光合速率在30-35℃下降的原因是气孔因素；而40℃以上时，气孔导度下降，但胞间CO2浓度上升，说明当温度达到40℃以上时的原因是非气孔因素。乙品系在30-45℃气孔导度下降，但胞间CO2浓度上升，说明乙品系净光合速率在30-45℃下降的原因是非气孔因素。
（4）对于甲品系，30-35℃气孔导度上升，但胞间CO2浓度下降，说明30～35℃高温对甲品系水稻净光合速率下降的主要原因是二氧化碳浓度不足，因此可以利用基因工程的方法，将参与固定CO2酶的基因导入细胞，增加CO2的固定能力。
18．【答案】（1）培菲康可用于肠道菌群失调引起的腹泻；C组作为（阳性）对照组，以判断某种益生菌治疗长期使用抗生素导致肠道菌群紊乱的效果。
（2）氨苄青霉素处理导致小鼠肠道菌群紊乱，出现腹泻，对营养物质的吸收减少，体重减轻。
（3）益生菌通过促进免疫球蛋白IgA、TgG的合成，增强机体免疫力；抑制TLR4和NF-κB基因表达，减轻肠粘膜受损，从而达到治疗效果。
（4）探究益生菌的最适浓度、探究益生菌对肠道菌群的影响等
【知识点】培养基对微生物的选择作用；其他微生物的分离与计数
【解析】【解答】(1) 培菲康是临床用于调节肠道菌群的药物，结合实验数据可知，相比仅用氨苄青霉素的B组，C组小鼠的体重增加更多、腹泻指数更低、免疫球蛋白含量更高，TLR4/NF-κB表达水平更低，说明培菲康能够改善抗生素造成的肠道菌群紊乱，缓解腹泻症状，因此培菲康可用于肠道菌群失调引起的腹泻。C组使用氨苄青霉素联合已知有效的培菲康处理，作为阳性对照组，通过与D组对比，能够判断该种益生菌对长期使用抗生素导致的肠道菌群紊乱的治疗效果。
(2) B组使用氨苄青霉素处理，氨苄青霉素会破坏小鼠肠道内的正常菌群，造成肠道菌群紊乱，进而破坏肠道屏障，使小鼠出现腹泻。腹泻会导致小鼠肠道对营养物质的吸收能力下降，机体摄入的营养和能量减少，因此体重增加量相比生理盐水处理的A组略有降低。
(3) TLR4/NF-κB信号通路激活会放大炎症效应，损伤肠黏膜引发慢性腹泻。实验中添加益生菌的组别相比仅用抗生素的组别，TLR4和NF-κB的表达水平降低，免疫球蛋白IgA、IgG含量升高，因此益生菌治疗腹泻的机理是，促进免疫球蛋白IgA、IgG的合成，增强机体的免疫能力，同时抑制TLR4和NF-κB基因的表达，降低TLR4/NF-κB信号通路的激活程度，减轻肠道炎症，减少肠黏膜损伤，修复肠道屏障功能，从而缓解腹泻。
(4) 本实验仅验证了该益生菌具有一定的治疗效果，后续可进一步探究该益生菌治疗腹泻的最适使用浓度，研究该益生菌对肠道菌群具体组成的影响，或是探究该益生菌的最佳使用时长、与其他药物联合使用的效果等。
【分析】 肠道菌群的平衡是维持肠道正常结构和生理功能的重要基础，抗生素会破坏肠道菌群稳态，引发菌群紊乱，进而损伤肠道屏障，引发腹泻等肠道问题。免疫球蛋白是机体免疫功能的重要物质基础，能够参与机体的免疫防御，维持肠道局部的免疫稳定。细胞内的信号通路参与调控机体的炎症反应，信号通路过度激活会加剧组织炎症损伤，抑制相关通路的表达可以缓解炎症对组织的破坏。益生菌可以通过调节肠道菌群结构、增强机体免疫力、抑制炎症反应等途径，修复肠道屏障，改善肠道功能紊乱引发的症状。实验设计中合理设置对照可以明确实验处理的作用效果，在初步验证物质作用后，可进一步探究其作用的最佳条件和具体作用机制。
（1）据表分析，C组（氨苄青霉素+培菲康）的体重增加、免疫指标（IgA、IgG）均优于B组（仅用抗生素），且TLR4/NF-κB表达下降，表明培菲康通过调节菌群和抑制炎症改善腹泻，可用于肠道菌群失调引起的腹泻；C组作为已知有效治疗的对照，用于对比D组（待测益生菌）的效果，以判断某种益生菌治疗长期使用抗生素导致肠道菌群紊乱的效果。
（2）长期使用抗生素会导致肠道菌群紊乱，肠道屏障破坏，出现腹泻。B组使用了氨苄青霉素，相对于A组，B组小鼠体重增加略有降低，其原因是氨苄青霉素处理导致小鼠肠道菌群紊乱，出现腹泻，对营养物质的吸收减少，体重减轻。
（3）分析题意，研究发现，TLR4/NF-κB信号通路的激活能放大炎症效应，影响肠道能量代谢，导致肠黏膜功能受损，表中C、D组的TLR4/NF-κB表达水平低于B组，说明益生菌通过抑制该通路减少炎症反应，修复肠道屏障功能，从而缓解腹泻，益生菌治疗腹泻的作用机理是：益生菌通过促进免疫球蛋白IgA、TgG的合成，增强机体免疫力；抑制TLR4和NF-κB基因表达，减轻肠粘膜受损，从而达到治疗效果。
（4）益生菌能治疗腹泻，科研小组可进一步进行的研究工作是探究益生菌的最适浓度、探究益生菌对肠道菌群的影响等。
19．【答案】（1）间接
（2）化学
（3）作为对照，排除移植操作对海草存活率的影响；D组海草移植后，海草根下沉积物不具有完整的微生物群落，微生物的种类和数量都较低，而缺失的微生物又对海草的生长是有利的，因此会导致D组成活率下降。；答案一：对存活个体根下沉积物中的微生物进行筛选，寻找有利于海草生长的微生物种类进行培养，制成微生物制剂；答案二：可以分析存活个体根下沉积物中的微生物种类，与将要移植的海草根下沉积物中的微生物种类进行比较，向要移植的海草根下沉积物中添加该地特有的且有利于海草生长的微生物
【知识点】生态系统中的信息传递；生物多样性的价值
【解析】【解答】(1)海草床生态系统具有碳汇潜力，能调节全球气候变化、维护地球生态系统稳定，这些作用属于生态系统的生态功能，而生物多样性的间接价值就是指其对生态系统起到的重要调节功能，因此该空填写间接。
(2)海草根系分泌的生物碱、有机酸都属于化学物质，生态系统中通过化学物质传递的信息为化学信息，这些化学性质的根系分泌物作为信息吸引不同种类微生物，引发根下微生物丰富度和种群密度的变化，因此该空填写化学。
(3)①本实验的目的是探究微生物群落完整性对海草移植的影响，实验中存在移植的挖掘、栽种等操作，A组将乙水域海草挖出再人工栽种回原处，未改变其生长的水域环境，仅模拟了移植的操作过程，设置该组的作用是作为对照，以此排除移植操作本身对海草存活率产生的影响，保证实验结果的差异是由微生物群落的不同所导致。
②D组的底质是经高温高压灭菌的乙水域移植后草场沉积物，高温高压的灭菌处理会彻底破坏沉积物中的微生物群落，导致微生物的种类和数量大幅降低，而题干中表明微生物能促进海草的生长和发育、缓解生物与非生物因素胁迫，D组缺失了这些对海草生长有利的微生物，无法为海草的生长提供相应的促进作用，因此海草移植后的成活率出现下降。
③D组虽整体成活率低，但仍有海草长时间稳定存活，说明这些存活海草根下的沉积物中，仍存在能帮助海草适应乙水域环境、利于海草生长的有益微生物，基于此研究价值，可通过筛选这些存活海草根下沉积物中的有益微生物，对其进行单独培养后制成微生物制剂，在海草移植时将该制剂施加到乙水域的底质中，为移植的海草提供有利的微生物环境，也可先分析存活海草根下有益微生物的具体种类，再向乙水域海草移植区的底质中针对性补充该类微生物，从而提高该地海草移植的成活率。
【分析】生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值，间接价值指生物多样性对生态系统起到的重要调节功能，也叫生态功能。生态系统中的信息种类包括物理信息、化学信息和行为信息，化学信息是指通过生物在生命活动过程中产生的一些可以传递信息的化学物质传递的信息。实验设计中设置对照实验可排除无关变量对实验结果的干扰，保证实验结果是由自变量引起的。微生物在海草床生态修复中具有重要作用，能促进海草的生长和发育，增强海草抵抗病原体的能力，缓解生物与非生物因素对海草的胁迫，完整的微生物群落对海草的生存和生长至关重要。
（1）海草床生态系统具有巨大的碳汇潜力，对调节全球气候变化具有重要作用，体现了生物多样性的间接价值。
（2）不同区域的海草根系分泌的生物碱、有机酸等种类和含量不完全相同，这些根系分泌物可以作为化学信息吸引不同种类的微生物。
（3）①题干信息可知，海草移植是恢复海草床的重要手段之一。A组处理为将乙水域海草挖出，再人工栽种回原处，其目的是作为对照，排除移植操作对海草存活率的影响。
②通过图示可知，D组海草存活率最低。D组处理为：含有甲水域原海草完整的根枝，底质为高温高压灭菌的乙水域移植后草场沉积物。这样导致D组海草移植后，海草根下沉积物不具有完整的微生物群落，微生物的种类和数量都较低，而缺失的微生物又对海草的生长是有利的，因此会导致D组成活率下降。
③D组作为该实验的对照组，虽然D组海草成活率下降，但是依然存在长时间稳定存活的海草，这部分存活的海草具有一定的研究价值，提出如下思路提高该地海草移植的成活率：方案一：对存活个体根下沉积物中的微生物进行筛选，寻找有利于海草生长的微生物种类进行培养，制成微生物制剂；方案二：可以分析存活个体根下沉积物中的微生物种类，与将要移植的海草根下沉积物中的微生物种类进行比较，向要移植的海草根下沉积物中添加该地特有的且有利于海草生长的微生物。
20．【答案】（1）无水乙醇；叶绿素的积累
（2）显性；基因突变；（UDG）甜瓜的基因CmAPRR2不存在Tcml序列，结构未被破坏，能合成并积累叶绿素，形成墨绿色瓜皮。
（3）在果实成熟过程中，Tcml序列全部被剪切，激活了CmAPRR2基因的表达，促进叶绿素的合成进而形成了全部墨绿色瓜皮。
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；基因的分离规律的实质及应用；基因突变的特点及意义；PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】(1) 果皮中的叶绿素等光合色素易溶解在有机溶剂中，实验室中常使用无水乙醇来提取光合色素，因此该实验提取色素所用的试剂为无水乙醇；从实验一的结果能看到甜瓜SS的墨绿色部位和UDG的叶绿素含量显著更高，由此可知甜瓜SS和UDG果皮的墨绿色部分产生的原因可能是叶绿素的积累。
(2)①实验二中纯合亲本杂交后F1主要表现为SS的墨绿色斑纹性状，且F1自交后代中墨绿色相关的性状占比远高于白色，说明墨绿色对白色为显性，墨绿色可能由显性基因控制；纯合亲本杂交得到的F1理论上基因型一致，F1和F2中出现的纯墨绿色UDG甜瓜并非亲本原有性状，且该性状由单基因控制，无法通过基因重组产生新性状，因此其产生的原因可能是基因突变。
②由题意可知甜瓜SS的CmAPRR2基因含有Tcml插入序列，实验三通过PCR扩增检测，结合引物结合的位置和电泳结果可判断，纯墨绿UDG甜瓜的CmAPRR2基因不存在Tcml插入序列，该基因的结构未被破坏，能够正常表达进而调控叶绿素的合成与积累，最终使瓜皮呈现出墨绿色，这就是纯墨绿UDG甜瓜产生的原因。
(3) 已知甜瓜SS的CmAPRR2基因中的Tcml序列能被随机剪切，且实验二中F1SS自交后代仅出现少量墨绿色UDG甜瓜，结合实验四果实不同成熟期的结果推测，在果实成熟的过程中，SS植株细胞内CmAPRR2基因中的Tcml序列发生了全部剪切的情况，原本被插入序列影响的CmAPRR2基因表达被激活，该基因正常表达后促进了叶绿素的合成与积累，最终使瓜皮全部呈现墨绿色，形成了纯墨绿的UDG甜瓜，而因Tcml序列的剪切具有随机性，全部剪切的概率较低，因此仅出现少量该性状的甜瓜。
【分析】光合色素易溶解于有机溶剂无水乙醇中，可利用该特性提取色素，果皮的颜色与叶绿素的积累量相关。显隐性性状可通过纯合亲本杂交的子代表现型判断，基因突变可产生新基因和新性状，基因重组不能产生新基因，仅能重新组合原有基因。PCR扩增的结果可反映基因的序列特征，基因中插入外来序列会破坏基因结构并影响其表达，若插入序列被剪切，基因可恢复正常结构和表达功能。特定序列的随机剪切会导致基因表达情况发生改变，进而调控相关物质的合成，最终影响生物的性状表现，且随机剪切中特定剪切结果的出现概率较低，会使对应性状仅少量出现。
（1）叶绿体中色素溶解于有机溶剂中，可用有机溶剂进行提取，通常用无水乙醇作为提取剂。由实验一结果可知，SSG和UDG含叶绿素含量明显更多，故叶绿素的积累导致甜瓜SS和UDG果皮呈墨绿色。
（2）①分析实验二表格数据，第①组实验亲本是具有相对性状的杂合子，子代为SS（UDG只有1个个体，可能是变异个体），F1为SS，表现墨绿色斑纹，可知墨绿色可能由显性基因控制。假设控制墨绿色的基因为A，控制白色的基因为a。亲本为具有相对性状的纯合子（AA、aa），若F1（Aa）、F2（AA、Aa、aa）要出现第三种表型纯墨绿色，只可能是通过基因突变产生了一个新的等位基因。
②据实验三电泳结果可知，UDG中的基因没有引物F/R2的扩增产物，则UDG中不含Tcml序列，故纯墨绿（UDG）甜瓜产生的原因可能是（UDG）甜瓜的基因CmAPRR2不存在Tcml序列，结构未被破坏，能合成并积累叶绿素，形成墨绿色瓜皮。
（3）SS的CmAPRR2基因中含Tcml序列，UDG甜瓜的基因CmAPRR2不存在Tcml序列。依题意，甜瓜SS的CmAPRR2基因中的Tcml序列能被随机剪切，产生不同长度的CmAPRR2基因。若F1传递给F2的含Tcml序列的CmAPRR2基因的Tcml序列全部被切除，则F1SS自交后代会出现UDG，但由于酶切的随机性，这种概率极低，故只能产生少量的墨绿色（UDG）。结合实验四的结果，故推测实验二中F1SS自交后代出现少量墨绿色（UDG）的原因可能是在果实成熟过程中，Tcml序列全部被剪切，激活了CmAPRR2基因的表达，促进叶绿素的合成进而形成了全部墨绿色瓜皮。
21．【答案】（1）基因表达载体的构建；阿拉伯糖启动子/Para
（2）PCR；碱基互补配对；进行一个或者多个目的基因的插入/且不依赖限制酶和DNA连接酶
（3）以适量血清素为底物，检测导入pBAD-Psmf的EcN产生N-乙酰血清素的浓度在单位时间内的变化情况/以适量N-乙酰血清素为底物，检测导入pBAD-OsCOMT的EcN产生褪黑素的浓度在单位时间内的变化情况。
（4）探讨外源蛋白表达量（Psmf或OsCOMT）对EcN生存率的影响/探究如何改造当前的基因工程菌EcN，才能最终实现在肠道内“定点”、“持续”、“可控”地清除活性氧
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的应用；基因工程的基本工具（详细）；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】(1) 基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，其作用是使目的基因在受体细胞中稳定存在并表达；由图2可知，目的基因插入到载体pBAD中阿拉伯糖启动子（Para）的下游，启动子可驱动目的基因的转录，且目的基因与His标签相连，便于后续检测目的蛋白的表达。
(2) 无缝克隆法中载体的线性化和插入片段的扩增均使用PCR法完成；设计引物时让插入片段和线性化载体末端有同源序列，水解3'端核苷酸后，同源序列可通过碱基互补配对原则实现载体与插入片段的连接；无缝克隆的优点是可实现一个或多个目的基因的插入，且该过程不依赖限制酶和DNA连接酶，操作更简便。
(3) 图1中Psmf可催化血清素生成N-乙酰血清素，OsCOMT可催化N-乙酰血清素生成褪黑素，鉴定目的蛋白活性时，可分别以对应底物为原料，检测产物的生成速率：以适量血清素为底物，检测导入pBAD-Psmf的EcN在单位时间内产生N-乙酰血清素的浓度变化；或以适量N-乙酰血清素为底物，检测导入pBAD-OsCOMT的EcN在单位时间内产生褪黑素的浓度变化。
(4) 题干提出利用工程菌EcN“定点”“持续”“可控”递送褪黑素的思路，且益生菌EcN的生存时间会影响褪黑素递送，因此进一步探究思路可围绕工程菌的功能实现和生存展开：探讨Psmf、OsCOMT的外源蛋白表达量对EcN肠道生存率的影响；或探究如何改造该工程菌，使其能在肠道内实现褪黑素的定点、持续、可控合成，从而精准清除ROS。
【分析】基因工程的核心是构建基因表达载体，载体中的启动子可驱动目的基因完成转录过程。无缝克隆依靠PCR法完成载体线性化和插入片段扩增，设计引物使二者末端有同源序列，水解3'端核苷酸后，同源序列通过碱基互补配对实现连接，该技术无需限制酶和DNA连接酶，还可插入一个或多个目的基因。酶活性的鉴定可通过检测特定底物的消耗速率，或其对应产物的生成速率来判断酶的催化活性高低。
（1）基因工程的步骤包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因及其表达产物的检测，其中基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。结合图示可知，目的基因Psmf插入到载体pBAD中的下游，且与His标签相连。
（2）无缝克隆法中载体的线性化和插入片段均通过PCR技术进行扩增。由于插入片段末端与线性化载体末端有15-20bp的同源序列，因此可通过碱基互补配对原则实现载体和插入片段的连接。相比常规方法，无缝克隆的优点有进行一个或者多个目的基因的插入且不依赖限制酶和DNA连接酶。
（3）本项研究的目的是定点、持续、可控的获得褪黑素，因此从个体生物学水平鉴定导入pBAD-Psmf的EcN或导入pBAD-OsCOMT的EcN所产生的目的蛋白活性，检测的方法步骤是以适量血清素为底物，检测导入pBAD-Psmf的EcN产生N-乙酰血清素的浓度在单位时间内的变化情况/以适量N-乙酰血清素为底物，检测导入pBAD-OsCOMT的EcN产生褪黑素的浓度在单位时间内的变化情况。
（4）结合题干信息分析，补充褪黑素的目的是清除ROS，若可以通过其它方法清除活性氧则无需持续获得褪黑素，因此探究如何改造当前的基因工程菌EcN，才能最终实现在肠道内“定点”、“持续”、“可控”地清除活性氧。血清素合成褪黑素需要Psmf和OsCOMT，可研究外源蛋白表达量（Psmf或OsCOMT）对EcN生存率的影响。
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