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2025届江苏省南京市高三下学期第二次模拟考试生物试题
一、单项选择题：共15题，每题2分，共30分。每题只有一个选项最符合题意。
1．（2025·南京模拟）下列关于元素和化合物的叙述，正确的是（　　）
A．烟草叶片细胞的遗传物质彻底水解有4种产物
B．糖类是人体主要能源物质，可由脂肪大量转化而来
C．核苷酸、核酸、蛋白质都可作为鉴别物种之间差异的依据
D．人体缺铁会引发贫血，机体无氧呼吸加强可能导致乳酸中毒
【答案】D
【知识点】核酸的基本组成单位；细胞中的元素和化合物综合；糖类的种类及其分布和功能；脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、烟草细胞的遗传物质是DNA，彻底水解产物是脱氧核糖、磷酸和四种含氮碱基，共6种，A错误。
B、糖类是主要能源物质，糖类可以大量转化为脂肪，但脂肪不能大量转化为糖类，B错误。
C、核苷酸在所有生物中种类相同，不能作为鉴别物种的依据，核酸和蛋白质可以，C错误。
D、铁参与血红蛋白合成，缺铁会造成贫血、缺氧，无氧呼吸增强，乳酸积累可能导致乳酸中毒，D正确。
故答案为：D。
【分析】DNA彻底水解产物共6种。脂肪不能大量转化为糖类。核苷酸无物种特异性。缺铁影响氧气运输，使无氧呼吸增强，易造成乳酸中毒。
2．（2025·南京模拟）李斯特氏菌产生的InIC蛋白可降低人体细胞中的Tuba蛋白的活性，使细胞膜更易变形而有利于细菌在人体细胞之间快速转移，使人患脑膜炎。下列叙述正确的是（　　）
A．该菌依赖细胞膜的结构特点在人体细胞之间快速转移
B．InIC蛋白在宿主细胞的核糖体上合成，该过程需要线粒体提供能量
C．InIC蛋白和Tuba蛋白的结构不同，这是基因选择性表达的结果
D．李斯特氏菌的可遗传变异包括基因突变和染色体变异两种来源
【答案】A
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同
【解析】【解答】A、李斯特氏菌依靠降低Tuba蛋白活性使细胞膜更易变形，利用了细胞膜具有流动性的结构特点，实现细胞间快速转移，A正确。
B、InIC蛋白是细菌自身的蛋白质，在李斯特氏菌的核糖体上合成，细菌是原核生物，无线粒体，B错误。
C、InIC蛋白和Tuba蛋白来自不同生物，结构不同是因为基因不同，不是基因选择性表达，C错误。
D、李斯特氏菌是原核生物，无染色体，可遗传变异只有基因突变，D错误。
故答案为：A。
【分析】细菌在细胞间转移依赖细胞膜流动性。原核生物只有核糖体，蛋白质在自身核糖体合成。不同生物的蛋白结构差异源于基因不同。原核生物无染色体，不存在染色体变异。
3．（2025·南京模拟）某生物社团利用金鱼藻进行光合作用相关实验，实验装置如下图。下列叙述错误的是（　　）
A．该装置可用于探究CO2浓度和光质对金鱼藻光合作用的影响
B．去掉单色滤光片后短时间内金鱼藻叶绿体基质中C3含量降低
C．利用氧气传感器测到的O2浓度变化量可表示金鱼藻总光合速率
D．该装置测得的氧气释放速率会随时间推移逐渐减小至0
【答案】C
【知识点】影响光合作用的环境因素；光合作用综合；环境变化对光合作用中物质含量的影响
【解析】【解答】A、该装置中，可通过改变NaHCO3溶液的浓度来调节CO2浓度，通过更换不同颜色的单色滤光片来改变光质，因此能用于探究CO2浓度和光质对金鱼藻光合作用的影响，A不符合题意；
B、去掉单色滤光片后，金鱼藻接受的光照变为白光，光强增强，光反应产生的ATP和NADPH增多，会加速叶绿体基质中C3的还原。短时间内C3的生成速率不变，还原速率加快，因此C3含量会降低，B不符合题意；
C、氧气传感器测到的O2浓度变化量，反映的是金鱼藻光合作用产生的O2减去呼吸作用消耗的O2后的剩余量，即净光合速率。总光合速率需要用净光合速率加上呼吸速率计算，仅通过传感器数据无法直接得到总光合速率，C符合题意；
D、装置中NaHCO3提供的CO2有限，随着光合作用进行，CO2会逐渐被消耗，光合速率逐渐下降。当光合速率降低到与呼吸速率相等时，氧气释放速率会减小至0，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】金鱼藻光合作用实验的关键在于理解装置变量控制和光合速率的测定逻辑：通过NaHCO3浓度和滤光片控制CO2浓度与光质这两个变量；白光下光合效率高于单色光，会影响C3代谢；传感器测得的是净光合速率（需结合呼吸速率算总光合）；装置内CO2有限会导致光合速率逐渐下降至与呼吸速率平衡。
4．（2025·南京模拟）高中生物实验中常用蒸馏水、无菌水、生理盐水开展相关实验。下列叙述正确的是（　　）
A．在微生物分离与计数实验中，常用蒸馏水对菌液进行梯度稀释
B．在PCR 实验中，用无菌水配制相关反应液置于微量离心管中
C．在植物细胞质壁分离及复原的实验中，常用生理盐水置换蔗糖溶液
D．在植物组织培养实验中，常用无菌水对外植体进行消毒
【答案】B
【知识点】质壁分离和复原；微生物的分离和培养；PCR技术的基本操作和应用；植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、微生物分离与计数实验中，为防止杂菌污染，常用无菌水对菌液进行梯度稀释，A错误。
B、PCR实验需要严格无菌，用无菌水配制反应液可避免污染，B正确。
C、植物细胞质壁分离复原用清水，生理盐水适用于动物细胞，C错误。
D、植物组织培养中，无菌水用于漂洗外植体，不是消毒，D错误。
故答案为：B。
【分析】微生物稀释用无菌水，PCR配液用无菌水，植物细胞用清水，无菌水只用于漂洗外植体，不用于消毒。
5．（2025·南京模拟）研究发现，高度分化的心肌细胞不再增殖。ARC基因在心肌细胞中特异性表达凋亡抑制因子，抑制心肌细胞凋亡。当心肌细胞缺氧时，ARC基因表达量下降，导致心肌细胞死亡。下列叙述正确的是（　　）
A．高度分化的心肌细胞不能进行细胞分裂是由于细胞失去了全能性
B．高原地区适当吸氧有利于ARC基因的表达，心肌细胞死亡率会降低
C．ARC基因只存在于心肌细胞，并特异性表达形成凋亡抑制因子
D．心脏老化会损失心肌细胞，原因是细胞中端粒酶活性高引起细胞凋亡
【答案】B
【知识点】细胞分化及其意义；细胞的凋亡
【解析】【解答】A、高度分化的心肌细胞不能分裂是细胞分化的结果，细胞仍具有全套遗传物质，没有失去全能性，A错误。
B、心肌缺氧时ARC基因表达下降，细胞死亡增多，高原地区适当吸氧有利于ARC基因表达，可降低心肌细胞死亡率，B正确。
C、ARC基因存在于人体所有体细胞中，只是在心肌细胞中特异性表达，C错误。
D、心脏老化损失心肌细胞，与ARC基因表达下降、凋亡抑制因子减少有关，不是端粒酶活性高引起的，D错误。
故答案为：B。
【分析】细胞分化不代表失去全能性。氧气充足有利于ARC基因抑制心肌细胞凋亡。体细胞都含有ARC基因，只是选择性表达。心脏老化主要是凋亡抑制机制减弱，导致细胞死亡增加。
6．（2025·南京模拟）下图1表示基因型为AaXBXb的生物体（2n=4）某个细胞的分裂过程中染色体数与核DNA数之比。图2表示该生物细胞分裂不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA的数量关系。下列叙述正确的是（　　）
A．若图1表示有丝分裂过程，则BC段细胞中染色单体和核DNA数均为2n
B．若图1表示减数分裂过程，则CD段代表后期I同源染色体分离
C．图2甲细胞有4个染色体组，乙细胞有2个四分体，丙细胞有0或1个Xb
D．若形成一个基因型为aXBXb的配子，可能是后期I同源染色体未分离
【答案】D
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义；减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】A、若图1表示有丝分裂，BC段每条染色体上有2个DNA，对应有丝分裂前期、中期，细胞中染色单体数和核DNA数均为4n，A错误。
B、若图1表示减数分裂，CD段的变化是着丝粒分裂，发生在减数第二次分裂后期，不是减数第一次分裂后期，B错误。
C、图2甲细胞处于有丝分裂后期，染色体数加倍，有4个染色体组；乙细胞若处于有丝分裂前期或中期，则无四分体，若处于减数第一次分裂前期或中期，则有2个四分体，因此乙细胞不一定有2个四分体；丙细胞为减数第二次分裂末期的细胞（配子或极体），该生物为雌性（基因型 AaXBXb），丙细胞的性染色体为 XB 或 Xb，故含1个Xb或 0个Xb的表述不准确，C错误。
D、基因型为AaXBXb的个体产生aXBXb的配子，原因最可能是减数第一次分裂后期，XB与Xb这对同源染色体没有分离，D正确。
故答案为：D。
【分析】图1中BC段有染色单体，CD段为着丝粒分裂。图2中甲为有丝分裂后期，乙可对应有丝分裂或减数第一次分裂，丙为减数第二次分裂。异常配子XBXb的出现，通常是减数第一次分裂同源染色体未分离造成。
7．（2025·南京模拟）下图1表示大肠杆菌的DNA分子复制，图2表示哺乳动物的DNA分子复制。下列叙述正确的是（　　）
A．图1和图2中复制起点部位的A//T碱基对比例较高，易于解旋
B．图1和图2表示的过程都具有多起点、双向、边解旋边复制的特点
C．图1和图2复制过程中，形成的两条子链一条连续，一条不连续
D．图1中按照③②①的先后顺序合成子链，子链延伸方向为5'→3'
【答案】A
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】A、A与T之间只有两个氢键，G与C之间有三个氢键，复制起点A-T比例高更容易解旋，A正确。
B、图1是原核生物DNA复制，只有一个起点，图2是真核生物多起点复制，B错误。
C、图1中原核生物的子链合成方式与图2不同，并非都表现为一条连续一条不连续，C错误。
D、DNA子链延伸方向都是5'→3'，但图1中不是按③②①顺序合成，合成子链的顺序是①②③，D错误。
故答案为：A。
【分析】原核DNA复制为单起点双向复制，真核为多起点；A-T碱基对氢键少，解旋更容易；所有DNA子链合成方向都是5'→3'。
8．（2025·南京模拟）科学史实验为生命科学的发展作出了重要的贡献。下列叙述错误的是（　　）
A．梅塞尔森和斯塔尔利用假说一演绎法证明了DNA的半保留复制
B．尼伦伯格和马太破译了遗传密码，并最终完成了密码子表的构建
C．富兰克林的DNA射图谱为DNA螺旋结构模型的建构提供了实证
D．伯格进行了DNA改造研究，成功构建了第一个体外重组DNA分子
【答案】B
【知识点】DNA分子的结构；DNA分子的复制；假说-演绎和类比推理
【解析】【解答】A、梅塞尔森和斯塔尔运用假说—演绎法、同位素标记和密度梯度离心，证明了DNA半保留复制，A正确。
B、尼伦伯格和马太只破译了第一个遗传密码，密码子表是多位科学家共同完成的，B错误。
C、富兰克林的DNA衍射图谱为DNA双螺旋结构模型提供了重要实验证据，C正确。
D、伯格构建了第一个体外重组DNA分子，是基因工程的开端，D正确。
故答案为：B。
【分析】DNA半保留复制用了假说—演绎法；第一个密码子由尼伦伯格等人破译，但完整密码子表是多人成果；DNA衍射图谱为结构模型提供依据；伯格是首个体外重组DNA的研究者。
9．（2025·南京模拟）下列关于生物进化的叙述，错误的是（　　）
A．两个种群经过长期的地理隔离，不一定形成生殖隔离
B．某一个种群随机交配，子代中基因型频率和基因频率都保持不变
C．适应是相对的，根本原因是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾
D．中性学说认为决定生物进化方向的是中性突变的逐渐累积，而不是自然选择
【答案】B
【知识点】基因频率的概念与变化；物种的概念与形成；自然选择与适应
【解析】【解答】A、两个种群经过长期的地理隔离，不一定形成生殖隔离，生殖隔离一旦形成才意味着新物种形成，A正确。
B、种群随机交配，只有在种群非常大、个体间交配随机、没有突变、没有选择、没有迁移的理想条件下，基因型频率和基因频率才都不变，并非只要随机交配就一定不变，B错误。
C、适应是相对的，根本原因是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾，C正确。
D、中性学说认为决定生物进化方向的是中性突变的逐渐累积，而不是自然选择，D正确。
故答案为：B。
【分析】地理隔离不一定导致生殖隔离。随机交配不能单独保证基因频率和基因型频率不变。适应的相对性源于遗传稳定与环境变化的矛盾。中性学说强调中性突变积累主导进化方向。
10．（2025·南京模拟）下列关于神经系统结构与功能的叙述，错误的是（　　）
A．不是所有的内脏器官都同时接受交感神经和副交感神经的双重支配
B．神经递质与突触后膜上的受体结合后，引起钠离子内流产生动作电位
C．神经递质发挥作用后会被酶降解或被重新回收到突触前膜内
D．除头面部肌肉外，大脑皮层运动代表区的位置与躯体部分的关系是倒置的
【答案】B
【知识点】神经冲动的产生和传导；神经系统的基本结构
【解析】【解答】A、并非所有内脏器官都受交感和副交感神经双重支配，例如肾上腺髓质只受交感神经支配，A正确。
B、神经递质有兴奋性和抑制性两类，只有兴奋性递质会引起钠离子内流产生动作电位，抑制性递质不会，B错误。
C、神经递质作用后会被降解或回收，以保证调节的准确性，C正确。
D、大脑皮层躯体运动代表区，除头面部是正立外，其余部位均为倒置关系，D正确。
故答案为：B。
【分析】内脏神经不都是双重支配；神经递质不一定产生动作电位；递质作用后会失活或回收；大脑皮层运动区呈倒置分布。
11．（2025·南京模拟）糖皮质激素具有良好的脂溶性，与T细胞内的受体GR结合形成复合物GRa，GRa与核基因Q非编码区中应答元件GRE结合，增强基因Q的表达，诱导细胞凋亡。下列叙述错误的是（　　）
A．糖皮质激素在肾上腺皮质细胞的光面内质网中会成
B．GRa进入细胞核的过程需要核孔复合体的协助，需要消耗能量
C．GRE转录生成的mRNA需在细胞核内加工后才能用于翻译
D．糖皮质激素可通过促进T淋巴细胞的凋亡，参与免疫抑制过程
【答案】C
【知识点】动物激素的调节；遗传信息的翻译；激素与内分泌系统；激素分泌的分级调节
【解析】【解答】A、糖皮质激素属于脂质，脂质在光面内质网合成，A正确。
B、GRa是大分子复合物，通过核孔进入细胞核，需要消耗能量，B正确。
C、GRE位于基因Q的非编码区，不转录形成mRNA，C错误。
D、糖皮质激素能诱导T细胞凋亡，从而降低免疫强度，起到免疫抑制作用，D正确。
故答案为：C。
【分析】糖皮质激素是脂质，在光面内质网合成；大分子通过核孔需要耗能；非编码区不翻译；诱导T细胞凋亡可抑制免疫。
12．（2025·南京模拟）慢跑属于有氧运动，有益健康。下列叙述正确的是（　　）
A．跑步过程中血糖消耗增加，骨骼肌对胰岛素摄取量增加
B．慢跑过程大量出汗，垂体合成的抗利尿激素增多
C．慢跑时骨骼肌为主要产热器官，此时皮肤血管舒张
D．运动大量出汗，肾上腺皮质分泌的醛固酮减少，有利于维持盐平衡
【答案】C
【知识点】体温平衡调节；水盐平衡调节；血糖平衡调节
【解析】【解答】A、胰岛素与骨骼肌细胞膜上的受体结合，促进葡萄糖进入细胞，胰岛素本身不会被骨骼肌摄取，因此血糖消耗增加不代表胰岛素摄取量增加，A错误；
B、抗利尿激素由下丘脑合成，垂体释放，大量出汗时垂体释放的抗利尿激素增多，而非垂体合成，B错误；
C、慢跑时机体主要由骨骼肌产热，为维持体温稳定，皮肤血管舒张以增加散热，C正确；
D、大量出汗会丢失钠离子，肾上腺皮质分泌的醛固酮增加，促进钠离子重吸收，以维持盐平衡，D错误。
故答案为：C。
【分析】慢跑时骨骼肌是主要产热器官，体温调节通过增加皮肤血流量实现散热；抗利尿激素和醛固酮分别调节水、盐平衡，分泌部位与生理作用各不相同。
13．（2025·南京模拟）下列关于生物技术安全与伦理问题的叙述，正确的是（　　）
A．生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等
B．转基因玉米油的包装上必须标有“转基因”标识和危害
C．利用基因编辑技术设计试管婴儿，以获得免疫艾滋病的基因编辑婴儿
D．转基因作物的目的基因不会通过花粉扩散到野生植物中造成基因污染
【答案】A
【知识点】转基因生物的安全性问题；生物武器；生物技术中的伦理问题
【解析】【解答】A、生物武器种类包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等，还涵盖经基因重组的致病菌等，可对军队和平民造成大规模杀伤后果，A正确；
B、根据相关规定，转基因玉米油包装需标注“转基因”标识，但目前无确凿科学证据表明其存在危害，无需标注危害，B错误；
C、利用基因编辑技术设计试管婴儿以获得免疫艾滋病的基因编辑婴儿，违背人类伦理道德准则，还存在基因编辑脱靶等安全风险，目前被严格禁止，C错误；
D、转基因作物的目的基因可能通过花粉扩散到近缘野生植物中，导致野生植物获得该基因，造成基因污染，D错误。
故答案为：A。
【分析】生物武器包括致病菌、病毒等及基因重组致病菌，国际上禁止使用。转基因食品需标注相关标识，无需标注无依据的危害。基因编辑获得免疫艾滋病婴儿违背伦理，被严格禁止。转基因作物的目的基因可能通过花粉扩散，存在基因污染风险。
14．（2025·南京模拟）“探究培养液中某种酵母种群数量的动态变化”实验中，某样品经两次10倍稀释后，再经等体积的台盼蓝染液染色后，用血细胞计数板（规格为1mm×1mm×0.1mm）进行计数，观察到一个中方格的菌体数如图。下列叙述正确的是（　　）
A．计数时统计的数据为中方格的相邻两边和夹角上的菌体数
B．定量培养液中的酵母菌K值会受起始菌体数量的影响
C．高倍镜下能看到完整的计数室，计数时不需要移动装片
D．以图示菌体数为平均值估算，培养液中活菌的密度为4.5×108个·mL-1
【答案】D
【知识点】探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
【解析】【解答】A、计数时应遵循计上不计下、计左不计右的原则，统计中方格内及相邻两边和夹角的菌体，A错误；
B、K值由环境条件决定，与起始酵母菌数量无关，B错误；
C、高倍镜下无法看到完整计数室，计数时需要移动装片，C错误；
D、台盼蓝可将死菌染色为蓝色，活菌为无色，图示中方格（16 小格）中活菌数为 9 个。每个小格平均活菌数为 9/16，计数室（400 小格）体积为 0.1mm3（即 1×10-4mL），总稀释倍数为 200 倍（两次 10 倍稀释 + 等体积染色稀释），经计算原培养液活菌密度为(9/16)×400÷(1×10 4)×200=4.5×108个 mL- ，D正确。
故答案为：D。
【分析】本实验用血细胞计数板计数酵母菌，需遵循计数原则，只计活菌。K值由环境资源决定，与起始数量无关。高倍镜视野小，需移动装片完成计数。计算时要考虑稀释倍数、染色稀释和计数板容积，最终得出酵母菌密度。
15．（2025·南京模拟）生物技术与工程学相结合，可研究、设计和加工生产各种生物工程产品。下列叙述错误的是（　　）
A．二倍体植株的花药离体培养得到的单倍体植株可用于基因突变的研究
B．由iPS细胞产生的特定细胞，可以在新药的测试中发挥重要作用
C．将含指示剂的凝胶载样缓冲液与PCR产物混合后滴入加样孔指示电泳进程
D．大量制备一种单克隆抗体时需要用大量的B细胞和骨髓瘤细胞进行融合
【答案】D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；单克隆抗体的制备过程；单倍体育种；干细胞工程
【解析】【解答】A、二倍体花药离体培养获得的单倍体植株只含一个染色体组，基因突变可直接表现性状，适合用于基因突变研究，A正确；
B、iPS细胞可分化形成特定细胞，能用于新药测试，避免直接使用人体或动物实验，B正确；
C、含指示剂的凝胶载样缓冲液可指示电泳进程，便于判断电泳是否完成，C正确；
D、获得能分泌特定单克隆抗体的杂交瘤细胞后，可通过克隆化培养大量增殖，无需反复融合B细胞和骨髓瘤细胞，D错误。
故答案为：D。
【分析】单倍体因基因单一适合突变研究；iPS细胞可用于药物筛选；电泳指示剂用于判断进程；单克隆抗体制备只需一次细胞融合，再通过培养杂交瘤细胞大量生产抗体。
二、多项选择题：共4题，每题3分，共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分选对但不全的得1分，错选或不答的得0分。
16．（2025·南京模拟）科研人员利用“影印培养法"研究大肠杆菌抗药性形成与环境的关系，实验过程如图所示。待3号培养基上长出菌落后，在2号培养基上找到对应的菌落，然后接种到不含链霉素的4号培养液中，培养后再接种到5号培养基上，并重复以上操作。下列叙述正确的有（　　）
A．3号培养基中菌落数少于1号培养基中的菌落数，说明基因突变具有低频性
B．5号培养基中观察到的细菌数往往小于涂布时吸取的菌液中的活菌数量
C．上述操作中重复实验的目的是进一步纯化抗链霉素的菌株及增大目的菌株的浓度
D．12号培养基中需有水、无机盐、碳源、氮源及琼脂等，置于4℃冰箱中保存
【答案】A,C,D
【知识点】基因突变的特点及意义；微生物的分离和培养；培养基的制备；其他微生物的分离与计数
【解析】【解答】A、3号含链霉素的培养基上菌落远少于1号，说明抗链霉素突变个体极少，体现基因突变低频性，A正确；
B、5号为选择培养基，部分活菌因无抗性无法生长，故菌落数少于涂布的活菌数，B错误；
C、多次重复影印培养可纯化抗链霉素菌株，并提高目的菌株比例与浓度，C正确；
D、12号为固体斜面培养基，含碳源、氮源、水、无机盐和琼脂，可在4℃冰箱短期保存菌种，D正确。
故答案为：ACD。
【分析】影印培养法证明大肠杆菌抗药性突变在接触链霉素前已存在。选择培养基会淘汰敏感菌，使菌落数少于活菌数。重复培养可纯化并富集抗性菌株。斜面培养基适合短期保存菌种，成分全面且为固体状态。
17．（2025·南京模拟）减数分裂过程中容易发生下图所示染色体变异导致异常染色体组成的配子不育。图1表示同源染色体配对时，有2条非同源染色体发生融合，导致染色体丢失或失活，失活的染色体失去了着丝粒分裂等功能；图2表示连接两条姐妹染色单体的着丝粒在本该正常纵裂时，却发生异常横裂而形成“等臂染色体”。下列叙述正确的有（　　）
A．图1过程发生的时期为减数分裂Ⅰ前期，此时发生了染色体数目和结构变异
B．图1中失活染色体和2条正常染色体随机分配到两极，产生可育配子占比为1/3
C．图2的异常横裂受细胞中某基因抑制，该基因缺失可能会导致部分配子不育
D．图2过程2条“等臂染色体”会随机分配到细胞两极，产生可育配子占比为1/4
【答案】A,C
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；染色体结构的变异；减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】A、图1发生在减数第一次分裂前期，同源染色体联会时出现非同源染色体融合，同时有染色体丢失或失活，既有染色体结构改变，又有染色体数目变化，A正确；
B、假设与图甲中变化的相关的三条染色体为A、B、D，且D染色体是结构异常的那条染色体，则图1中有两条正常染色体和一条失活的异常染色体，三条染色体随机分配到两极后会形成AB、D、AD、B、BD、A六种配子，每种配子出现概率均为1/6，其中只有染色体组成正常的A和B可育，可育配子总占比为 1/3，选项表述的可育配子比例不符合计算结果，B错误；
C、图2中着丝粒异常横裂受某基因抑制，若该基因缺失，抑制作用消失，异常横裂增多，形成等臂染色体，导致配子染色体组成异常，进而造成部分配子不育，C正确；
D、图2为减数第二次分裂后期着丝粒异常分裂，一个初级精母细胞最终产生一半正常、一半异常的配子，可育配子占比为1/2，不是1/4，D错误。
故答案为：AC。
【分析】减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会，中期同源染色体排列在赤道板，后期同源染色体分离；减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分离。染色体结构变异包括非同源染色体融合等，数目变异包括染色体丢失等。减数分裂中染色体异常融合、着丝粒异常分裂等异常情况，会导致配子染色体组成异常，而异常染色体组成的配子通常不育，正常分裂才能产生可育配子。
18．（2025·南京模拟）新疆天山的植被随着海拔的升高呈现出明显的分带，如图所示。下列叙述错误的有（　　）
A．天山不同海拔地段分布着不同的优势种，主要原因是光照的差异
B．调查山地草原植被的丰富度时，需随机选取多个样方求平均值
C．云杉林森林群落中有乔木、灌木和草本，体现了群落的垂直结构
D．调查天山高寒地带濒危动物伊犁鼠兔的种群密度常用标记重捕法
【答案】A,B,D
【知识点】估算种群密度的方法；群落的结构；群落的概念及组成
【解析】【解答】A、天山不同海拔植被不同，主要是温度随海拔升高发生明显变化，不是光照差异造成，A错误；
B、调查物种丰富度是统计物种种类数目，不需要计算平均值，B错误；
C、云杉林中乔木、灌木、草本分层分布，体现了群落的垂直结构，C正确；
D、伊犁鼠兔是濒危动物，数量少，应使用逐个计数法，不适合标记重捕法，D错误。
故答案为：ABD。
【分析】群落结构包括垂直结构和水平结构，垂直结构表现为群落中生物在垂直方向上的分层现象，利于充分利用资源。物种丰富度是群落中物种的种类数目，调查时需随机选取多个样方，统计各样方内的物种种类，无需计算平均值。种群密度调查方法需根据生物特点选择，濒危动物数量少，常用逐个计数法，活动能力强、活动范围大的动物常用标记重捕法。
19．（2025·南京模拟）利用胚胎工程等技术可以提高奶牛的繁殖能力。如图表示繁殖良种奶牛以及获取胚胎干细胞的流程。下列叙述错误的有（　　）
A．获得早期胚胎的途径除体外受精外还有核移植、体内受精和胚胎分割等
B．①过程可产生遗传物质相同的同卵双胎，此过程属于有性繁殖
C．胚胎干细胞培养与早期胚胎培养所用培养液成分相同，且都需加入血清
D．图中②过程涉及胚胎性别鉴定、胚胎移植、妊娠检查等技术
【答案】B,C
【知识点】胚胎移植；胚胎分割；体外受精；胚胎的体外培养；胚胎工程综合
【解析】【解答】A、获得早期胚胎可通过体外受精、核移植、体内受精、胚胎分割等多种途径，A正确；
B、①过程为胚胎分割，得到的后代遗传物质相同，属于无性繁殖，不是有性繁殖，B错误；
C、胚胎干细胞培养和早期胚胎培养的培养液成分不同，胚胎干细胞培养需要添加抑制分化的物质，C错误；
D、②过程包含胚胎性别鉴定、胚胎移植、妊娠检查等技术，D正确。
故答案为：BC。
【分析】早期胚胎可通过体外受精、体内受精、核移植和胚胎分割等方式获得。胚胎分割是将早期胚胎分成多份，获得遗传物质相同的后代，属于无性繁殖。胚胎培养分为早期胚胎培养和胚胎干细胞培养，二者培养液成分不同，培养条件也存在差异。胚胎移植是将早期胚胎移入受体母牛体内，过程中可进行胚胎性别鉴定，移植后还要进行妊娠检查，最终获得良种后代，是胚胎工程的重要技术环节。
三、非选择题：共5题，共58分。除特别说明外，每空1分。
20．（2025·南京模拟）研究发现，莱茵衣藻在低氧条件下能产生氢气，过程如下图所示。PSII上光合色素吸收光能后，水光解释放的电子依次经过相关电子传递体后传给Fd，不同条件下，被还原的Fd将电子沿不同的途径进行利用：正常状态下用于NADPH合成；在O2浓度低、电子浓度较高时，电子传递给协助产生氢气的氢酶，进而合成H2。氢酶活性会受到氧气浓度的制约。请回答下列问题：
（1）图中光合作用产生氢气的场所是　 　。分离色素过程中，层析液中溶解度最大的光合色素主要吸收　 　光。
（2）叶绿体合成ATP依赖于类囊体腔中高浓度的H+。据图分析，类囊体腔中H+的来源有　 　，ATP合酶的作用有　 　。H+合成H2的过程中电子的最初供体是　 　。
（3）在适宜光照、通气条件下，用完全培养液培养衣藻，据图分析此时几乎不会产生H2的主要原因是　 　，此时电子的主要受体是　 　。
（4）为提高H2的产量，科研人员设计了藻菌共培养模式，实验结果如下表所示。
　 衣藻和根瘤菌共培养 衣藻单独培养
产氢量最大值（μmol·mg-1Ch1） 272.0 16.0
氧气含量（mg·L-1） 2.2 5.1
氢酶活性（nmolH2·ug-1Ch1·h-1） 13.0 3.4
淀粉含量（ug·mL-1） 13.0 1.6
在培养过程中，检测培养液中莱茵衣藻的细胞密度时，可采用的方法是　 　。根瘤菌的共培养对莱茵衣藻产H2和有机物的积累具有　 　作用，原因可能有　 　。为提高实验的科学性可增设一组实验：　 　。
【答案】（1）叶绿体基质；蓝紫
（2）水的光解产生H+、PQ运输H+；运输H+和催化ATP合成；水
（3）氢酶活性会受到氧气的抑制；NADP+
（4）抽样检测；促进；根瘤菌通过呼吸作用降低氧气含量，进而提高氢酶活性；根瘤菌固氮作用提供氮源；根瘤菌单独培养
【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) 莱茵衣藻的光合作用分为光反应和暗反应阶段，光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜，暗反应发生在叶绿体基质。从图中可知，氢气的产生是光合电子经传递后交给氢酶的过程，该过程属于光合电子传递的分支途径，发生在叶绿体基质中。光合色素的分离采用纸层析法，不同光合色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大随层析液扩散速度越快，其中胡萝卜素的溶解度最大；光合色素中，叶绿素（a、b）和类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素）均主要吸收蓝紫光，叶绿素还额外吸收红光，类胡萝卜素不吸收红光，因此层析液中溶解度最大的光合色素（胡萝卜素）主要吸收蓝紫光。
(2) 类囊体腔中 H+的来源可从图中直接分析：一是水在 PSⅡ 上发生光解，光解产生的 H+直接释放到类囊体腔中，使腔中 H+浓度升高；二是 PQ 作为电子传递体，在传递电子的过程中，会将细胞质基质中的 H+转运至类囊体腔中，进一步提高腔中 H+浓度。ATP 合酶是一种多功能酶，从图中可见，H+顺浓度梯度通过 ATP 合酶时，ATP 合酶一方面能作为载体运输 H+，另一方面能催化 ADP 和 Pi 合成 ATP，因此其作用包括运输 H+和催化 ATP 合成。电子传递链中，电子的最初供体是水，水的光解直接产生电子，这些电子依次经过 PSⅡ、PQ、Cytb6f、PC、PSⅠ 等电子传递体，最终传递给氢酶或 NADP+，因此 H+合成 H2过程中电子的最初供体是水。
(3) 题干明确指出氢酶活性会受到氧气浓度的制约，仅在 O2浓度低、电子浓度较高时，电子才会传递给氢酶进而合成 H2。在适宜光照、通气条件下，培养液中氧气含量充足，氢酶的活性被氧气抑制，无法有效催化电子还原 H+生成 H2，因此此时几乎不会产生 H2。从图中可知，正常状态下电子的主要传递途径是将电子传给 NADP+，NADP+接受电子和 H+后被还原为 NADPH，因此此时电子的主要受体是 NADP+。
(4) 莱茵衣藻属于单细胞微藻，细胞个体微小，无法直接计数，可采用抽样检测法（血球计数板计数法），通过随机取样、在显微镜下计数的方式估算培养液中的细胞密度。对比表格数据，衣藻和根瘤菌共培养组的产氢量、氢酶活性、淀粉含量均远高于衣藻单独培养组，说明根瘤菌的共培养对莱茵衣藻产 H2和有机物的积累具有促进作用。原因主要有两点：一是根瘤菌为异养型微生物，进行有氧呼吸，会消耗培养液中的氧气，降低氧浓度，从而解除氧气对氢酶活性的抑制，提高氢酶活性，促进 H2合成；二是根瘤菌属于固氮微生物，能将空气中的氮气固定为氨态氮，为莱茵衣藻的生长提供氮源，氮是合成叶绿素、光合酶、核酸等物质的重要原料，进而促进莱茵衣藻的光合作用和有机物积累。为了排除根瘤菌自身代谢对实验结果的干扰，确保实验数据的科学性，需增设根瘤菌单独培养的对照组，检测培养液中是否存在 H2、淀粉等物质，明确根瘤菌对实验结果的影响是否为直接作用。
【分析】光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，光合色素吸收光能，将水光解生成氧气、H+和电子，同时合成ATP与NADPH。光合色素可用纸层析法分离，溶解度越高扩散越快，胡萝卜素溶解度最大，主要吸收蓝紫光。低氧环境下电子可传递给氢酶用于产氢，氧气会抑制氢酶活性，因此低氧、高电子浓度有利于产氢，正常有氧条件下电子主要用于还原NADP+，几乎不产生氢气。
（1）根据图示，在氢酶的协助下产生氢气，图中光合作用产生氢气的场所是叶绿体基质，分离色素的过程中，层析液中溶解度最大的光合色素是胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。
（2）据图分析，类囊体腔中H+的来源有水的光解产生H+、PQ运输H+；ATP合酶的作用有给主动运输功供能，运输H+和催化ATP合成；根据图示，水的光解产生H+，经过一系列的反应，最后生成了氢气，因此H+合成H2的过程中电子的最初供体是水。
（3）根据题意， 在O2浓度低、电子浓度较高时，电子传递给协助产生氢气的氢酶，进而合成H2，氢酶活性会受到氧气浓度的制约。适宜光照、通气条件下，氧气充足，氢酶的活性受到氧气的抑制，因此不会产生氢气；根据图示，此时电子的主要受体是NADP+，合成的是NADPH。
（4）莱茵衣藻细胞较小，可以采用抽样检测的方法检测其细胞密度，根瘤菌的共培养促进莱茵衣藻产氢气和有机物，根瘤菌通过呼吸作用降低氧气的含量，使氢酶活性提高；此外，根瘤菌的固氮作用提供氮源。仅观察表格中的两组实验缺乏对照，若想提高实验的科学性可增设一组实验，即根瘤菌单独培养观察实验结果。
21．（2025·南京模拟）嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法是一种治疗肿瘤的新型精准靶向疗法，主要过程如图1所示。多种恶性肿瘤细胞中存在EZH2基因的异常表达，人体细胞内的miRNA-101（简称 miR-101）可调节EZH2基因的表达。请回答下列问题：
（1）CAR-T疗法通过设计CAR基因，并导入患者T细胞中，使其转化为能表达CAR蛋白的CAR-T细胞。体外大量扩增的CAR-T细胞被输回患者体内，使肿瘤细胞裂解死亡。该疗法增强了机体免疫系统的　 　功能。用患者自身T细胞进行改造的优点是　 　。
（2）CAR蛋白主要由三部分构成。胞外结合区作用是　 　。跨膜区除了将CAR蛋白锚定于T细胞膜表面外，还负责　 　。膜内信号区调控CAR-T细胞的　 　，从而增强对癌细胞的特异性杀伤和记忆。
（3）在正常组织和肿瘤组织中miR-101调节EZH2基因表达的过程如图2所示。
①正常细胞中，miR-101与　 　结合，从而使　 　，抑癌基因和促分化基因正常表达，抑制肿瘤发生。
②肿瘤组织中，EZH2基因编码的EZH2蛋白会催化组蛋白甲基化，使染色体结构变得致密，从而介导　 　异常沉默。
③研究表明，EZH2抑制剂和CAR-T细胞联合治疗取得了较好的疗效，原因可能是EZH2抑制剂增加了肿瘤细胞表面抗原呈递相关分子，增强　 　。
（4）CAR-T疗法也伴随着一些副作用，部分患者出现呼吸困难的症状，说明该疗法可能对神经系统　 　中的呼吸中枢造成不良影响。还有些患者发生全身炎症反应，原因可能是CAR-T细胞在免疫的过程中释放了大量的　 　。
【答案】（1）免疫监视；避免免疫排斥
（2）与癌细胞表面抗原（CD19）特异性结合；信息传递（将胞外信号传递至膜内信号区）；增殖、分化
（3）EZH2mRNA；翻译过程受阻，EZH2蛋白表达减少；抑癌基因和促分化基因；CAR-T对肿瘤细胞的识别
（4）脑干；细胞因子
【知识点】表观遗传；细胞免疫；免疫学的应用；基因表达的调控过程
【解析】【解答】(1) CAR-T疗法能够让改造后的T细胞特异性识别并裂解肿瘤细胞，增强了机体免疫系统的免疫监视功能。使用患者自身的T细胞进行基因改造和扩增，再输回体内，可以避免异体T细胞引起的免疫排斥反应，提高治疗的安全性和有效性。
(2) CAR蛋白的胞外结合区能够特异性识别并结合癌细胞表面的抗原，跨膜区除了将CAR蛋白固定在T细胞膜上，还能将胞外的识别信号传递到细胞内部。膜内信号区接收到信号后，调控CAR-T细胞的增殖和分化，使其更强地杀伤癌细胞并形成免疫记忆。
(3) 正常细胞中，miR-101与EZH2的mRNA结合，抑制其翻译过程，使EZH2蛋白含量降低，抑癌基因和促分化基因能够正常表达，从而抑制肿瘤发生。肿瘤细胞中EZH2蛋白过量，使组蛋白甲基化、染色体结构致密，导致抑癌基因和促分化基因沉默。EZH2抑制剂可以提高肿瘤细胞表面抗原的表达，增强CAR-T细胞对肿瘤细胞的识别与结合能力，提升治疗效果。
(4) 呼吸中枢位于脑干，呼吸困难说明治疗可能影响脑干功能。全身炎症反应是因为CAR-T细胞在激活过程中释放大量细胞因子，引发强烈的免疫应答。
【分析】免疫系统具有免疫监视、防御和自稳功能，能识别清除癌变细胞。细胞免疫主要依靠T细胞增殖分化为效应T细胞，裂解靶细胞。基因表达可通过miRNA与mRNA结合抑制翻译实现调控。表观遗传如组蛋白甲基化能改变染色体结构，影响基因转录。免疫治疗如CAR-T疗法通过改造T细胞精准杀伤肿瘤，使用自体细胞可减少排斥；但可能影响脑干呼吸中枢，或因细胞因子大量释放引发全身炎症反应。
（1）CAR-T疗法通过设计CAR基因，并导入患者T细胞中，使其转化为能表达CAR蛋白的CAR-T细胞。体外大量扩增的CAR-T细胞被输回患者体内，使肿瘤细胞裂解死亡。该疗法增强了机体免疫系统的细胞免疫功能。用患者自身T细胞进行改造可以避免免疫排斥，进而可以达到有效的治疗。
（2）CAR蛋白主要由三部分构成。胞外结合区作用是与癌细胞表面抗原（CD19）特异性结合。跨膜区除了将CAR蛋白锚定于T细胞膜表面外，还负责信息传递。膜内信号区调控CAR-T细胞的增殖、分化，从而增强对癌细胞的特异性杀伤和记忆。
（3）①正常细胞中，miR-101与EZH2mRNA结合，从而抑制了核糖体与RNA的结合，进而使翻译过程受阻，EZH2蛋白表达减少，抑癌基因和促分化基因正常表达，抑制肿瘤发生。
②肿瘤组织中，EZH2基因编码的EZH2蛋白会催化组蛋白甲基化，使染色体结构变得致密，从而介导抑癌基因和促分化基因异常沉默。
③研究表明，EZH2抑制剂和CAR-T细胞联合治疗取得了较好的疗效，原因可能是EZH2抑制剂增加了肿瘤细胞表面抗原呈递相关分子，增强CAR-T对肿瘤细胞的识别，进而可以高效清除肿瘤细胞。
（4）CAR-T疗法也伴随着一些副作用，部分患者出现呼吸困难的症状，而脑干中存在呼吸中枢，该疗法可对脑干中的呼吸中枢造成不良影响。还有些患者发生全身炎症反应，这是因为CAR-T细胞在免疫的过程中释放了大量的细胞因子，进而增强了免疫反应，实现了对肿瘤细胞的清除。
22．（2025·南京模拟）秦淮河作为南京的“母亲河”，近年来通过生态修复使植被繁茂、鸟类回归。图1为秦淮河流域参与碳循环的部分示意图，甲～丁为生态系统的组成成分。图2为秦淮河某段生态系统能量流动图(单位：J·cm-2·a-1)，Ⅰ～Ⅳ代表各个营养级。请回答下列问题：
（1）图1中碳元素以有机物形式传递的过程有　 　(填序号)，指向丁的途径还有　 　。
（2）秦淮河在旅游观光以及涵养水源调节生态环境等方面发挥着巨大的作用，这体现了生物多样性的　 　价值。
（3）在修复过程中，工作人员同时引入对污水净化能力较强的沉水植物(如金鱼藻)和浮水植物(如睡莲)等，这主要遵循生态工程的　 　原理。从群落结构角度分析这种做法的优势：　 　。研究睡莲的生态位通常要研究　 　(至少写出2点)等方面。
（4）图2中X的数值应为　 　，第三营养级向第四营养级的能量传递效率约为　 　(保留一位小数)。
（5）秦淮河禁渔期结束后，为了合理开发渔业资源，研究人员对某种大型鱼的种群出生率、死亡率及增长速率的动态关系研究后，若得出图3的数学模型。据图分析，当种群数量为3500条时，为保证种群持续获得较大的产量，当年该鱼的捕获量约为　 　条；当年最大捕捞量不能超过　 　条，否则需要采取有效保护措施保证该鱼种群的延续，原因是　 　。
【答案】（1）③④⑦；化石燃料的燃烧
（2）直接和间接
（3）自生；增加了群落结构的复杂程度，有利于生物充分利用环境资源；区域内的出现频率、种群密度、植株的高度等特征，以及与其它物种的关系
（4）605；16.9%
（5）1000；3000；当种群数量降到500条以下时，死亡率会大于出生率，种群会衰退
【知识点】种群数量的变化曲线；当地自然群落中若干种生物的生态位；生态工程依据的生态学原理；生物多样性的价值；生态系统的结构和功能综合
【解析】【解答】(1) 首先分析图1的生态系统组成：丁为大气中的二氧化碳库，甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者。碳元素在生物群落内部（生产者、消费者、分解者之间）以含碳有机物形式传递，对应过程为③（甲→乙，生产者流向消费者）、④（乙→丙，消费者流向分解者）、⑦（甲→丙，生产者残体流向分解者）。指向丁（大气CO2库）的途径，除生物呼吸作用（甲→丁②、乙→丁⑥、丙→丁⑤）外，还有化石燃料的燃烧，这是人类活动导致的额外碳释放途径。
(2) 秦淮河的旅游观光价值属于生物多样性的直接价值（观赏、旅游等非实用意义价值）；涵养水源、调节生态环境属于生态功能，体现间接价值，因此该生态系统体现了直接和间接价值。
(3) 引入沉水植物和浮水植物，创造了生物组分互利共存的环境，利于生物生长、发育和繁殖，遵循生态工程的自生原理。从群落结构角度，这种做法增加了群落垂直结构的复杂程度，使不同水层的植物能充分利用光照、营养物质等环境资源，提升资源利用效率。研究睡莲的生态位，通常需分析：①在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等种群特征；②与其他物种（如沉水植物、浮游生物等）的种间关系（竞争、共生等）。
(4) 根据能量流动守恒定律，输入第二营养级（Ⅱ）的总能量等于其输出总能量。输入Ⅱ的能量包括：Ⅰ流向Ⅱ的554.1 J·cm-2·a- 、碎屑流向Ⅱ的342.2 J·cm-2·a- 、顶部输入的26.9 J·cm-2·a- ，总输入为554.1+342.2+26.9=923.2 J·cm-2·a- 。输出Ⅱ的能量包括：流向Ⅲ的100.5 J·cm-2·a- 、流向碎屑的217.7 J·cm-2·a- 、呼吸散失的X，因此923.2=100.5+217.7+X，解得X=605 J·cm-2·a- 。第三营养级（Ⅲ）的同化量为Ⅱ流向Ⅲ的100.5 J·cm-2·a- + 顶部输入的6.5 J·cm-2·a- =107 J·cm-2·a- ，第四营养级（Ⅳ）从Ⅲ获得的能量为18.1 J·cm-2·a- ，因此能量传递效率为(18.1÷107)×100%≈16.9%。
(5) 图3中，种群增长速率在种群数量为2500条（25×102）时达到最大值（对应K/2），此时种群恢复能力最强。当种群数量为3500条时，为保证持续最大产量，捕获后种群数量应维持在2500条，因此当年捕获量为3500-2500=1000条。当种群数量低于500条（5×102）时，死亡率大于出生率，种群会衰退甚至消亡，因此当年最大捕捞量不能超过3500-500=3000条，否则种群数量会降至500条以下，无法延续。
【分析】碳循环中，生物群落内部以有机物传递，群落与无机环境间以CO2传递；生物多样性价值分为直接、间接、潜在价值；生态工程自生原理强调生物组分的自我维持与互利共存；能量流动遵循单向流动、逐级递减，传递效率为10%~20%；种群增长速率在K/2时最大，捕捞后维持K/2可保证持续产量，种群数量低于临界值时会衰退。
（1）图1为秦淮河流域参与碳循环的部分示意图，甲～丁为生态系统的组成成分。根据箭头的指向可推知：甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者，丁是大气中的二氧化碳库。生产者、消费者、分解者构成生物群落，碳元素在生物群落内部以含碳有机物的形式进行传递，因此图1中碳元素以有机物形式传递的过程有③④⑦；指向丁的途径还有化石燃料的燃烧。
（2）秦淮河在旅游观光方面的作用体现了生物多样性的直接价值，秦淮河在涵养水源调节生态环境等方面发挥的作用体现了生物多样性的间接价值。
（3）在修复过程中，工作人员同时引入对污水净化能力较强的沉水植物和浮水植物等，其目的是创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖，以及它们形成互利共存关系的条件，这主要遵循生态工程的自生原理。从群落结构角度分析，这种做法的优势表现在增加了群落结构的复杂程度（合理设计垂直结构），有利于生物充分利用环境资源。研究睡莲的生态位，通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株的高度等特征，以及它与其他物种的关系等。
（4）图2中能量的输入等于能量的输出，即554.1＋342.2＋26.9＝100.5＋217.7＋X，得出X的数值为 605J·cm-2·a-1。第三营养级向第四营养级的能量传递效率为[18.1÷（100.5＋6.5）]×100%≈16.9%。
（5）据图3分析，当种群数量为3500条时，为保证种群持续获得较大的产量，当年该鱼的捕获量约为1000条，因为当捕获1000条后，此时的种群数量为2500条，对应的种群增长速率最大；当年最大捕捞量不能超过3000条，因为当种群数量降到500条以下时，该种群的死亡率会大于出生率，种群会衰退，无法恢复，因而最大捕捞量为3500－500＝3000条。
23．（2025·南京模拟）研究显示Gata3基因是大量肿瘤细胞的潜在突变位点，Gata3蛋白由444个氨基酸构成。为研究Gata3蛋白在细胞中的定位，科研人员将GFP（绿色荧光蛋白）基因与Gata3基因融合，构建基因表达载体转入小鼠受精卵，并整合到受精卵的染色体上，每个受精卵只导入一个目的基因，获得能正常表达融合蛋白的杂合雌、雄小鼠各一只。荧光蛋白成像系统显示两只小鼠均为Gata3-GFP融合基因阳性转入小鼠。相关限制酶识别序列及限制酶识别位点如图所示，A、B、C、F、R为不同引物，回答相关问题：
（1）Gata3 基因编码区的碱基数量为　 　个。
（2）为了使GFP基因能正确插入载体中，在利用PCR扩增GFP编码区序列的过程中，需要设计引物的F和R分别为　 　。
①5'-CCCGTCGACTTCATGCTTGATATGCCAATC-3'
②5'-CCCGTCGACAAAAACACTTTTTGATATTCG-3
③5'-CCCCTCGAGTTCATGCTTGATATGCCAATC-3'
④5'-CCCGAATTCTTCTAGTCGACCACAAGAAG-3'
（3）在构建Gata3基因与GFP 基因的融合基因时，应将　 　基因中编码终止密码子的序列删除，目的是　 　。
（4）在GFP基因的扩增及重组载体的构建过程中，使用的酶有　 　，将酶处理过的目的基因和载体连接时，需要在低温环境中操作，原因是　 　。
（5）将实验获得的两只雌、雄杂合子小鼠（P）进行杂交获得F1若干，将体细胞中都含有两个融合基因的雌雄个体杂交，则F2中出现有荧光小鼠理论上约占　 　。
（6）为了确定目的基因插入到小鼠细胞中染色体上的具体位置，科研人员常用DNA分子原位杂交技术，分子杂交需使用特定序列的单链DNA（ss-DNA）作为分子探针。为制备大量单链DNA片段，研究人员常采用不对称PCR技术。若反应体系中原有50个模板DNA，最初10个循环后限制性引物耗尽，再进行20个循环，理论上可制备ss-DNA　 　（用科学记数法计数）个。
（7）研究人员从荧光小鼠中提取含融合基因的相关DNA片段，若用引物A和B进行PCR扩增，但没能扩增出GFP基因，从PCR操作过程中温度控制角度分析，可能的原因有　 　（至少写2点）。
（8）对荧光小鼠用荧光蛋白成像系统检测，相较于传统的物质提取、体外测量方式，引入荧光蛋白传感器测量荧光蛋白的优点是　 　。
【答案】（1）大于2664
（2）①④
（3）GFP；避免融合基因只表达出GFP蛋白
（4）Taq酶、DNA 连接酶、限制酶；低温有利于黏性末端碱基之间形成氢键
（5）100%或15/16
（6）1.024×106
（7）变性温度低、退火温度太高
（8）可研究活的生物体；获得实时直接、连续监测结果等（答对1点即可）
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程综合
【解析】【解答】(1) 真核生物的基因编码区包含外显子和内含子，编码蛋白质的序列仅为外显子，氨基酸数目与基因编码区碱基数的关系为至少六倍，一个密码子对应一个氨基酸，且密码子由mRNA上三个碱基组成，基因是双链DNA，因此由444个氨基酸编码的Gata3基因，其编码区碱基数量大于444×6=2664个。
(2) 构建重组载体时，需要保证GFP基因正确插入且不破坏基因序列，结合限制酶识别位点和同尾酶的特性，XhoⅠ和SalⅠ互为同尾酶，MunⅠ和EcoRⅠ互为同尾酶，GFP基因转录方向从左到右，F引物需添加SalⅠ酶切位点，R引物需添加EcoRⅠ酶切位点，因此选择①和④作为引物F和R，可使GFP基因产生合适的黏性末端，正确插入载体。
(3) 构建Gata3基因与GFP基因的融合基因时，GFP基因插入在Gata3基因前方，两个基因需共用一个启动子和终止子，若保留GFP基因中编码终止密码子的序列，会导致翻译提前终止，无法表达出完整的融合蛋白，因此需删除GFP基因中编码终止密码子的序列，避免融合基因只表达出GFP蛋白。
(4) GFP基因的扩增需采用PCR技术，该技术需要热稳定的Taq酶催化脱氧核苷酸聚合；重组载体的构建过程中，需用限制酶切割GFP基因、Gata3基因和载体，获得互补的黏性末端，再用DNA连接酶将目的基因与载体连接，因此使用的酶有Taq酶、DNA连接酶、限制酶；目的基因与载体连接时，黏性末端之间需通过碱基互补配对形成氢键，低温环境有利于黏性末端碱基之间形成氢键，提高连接效率，因此需在低温环境中操作。
(5) 实验获得的雌、雄杂合子小鼠，每个受精卵只导入一个目的基因，目的基因整合到染色体上的位置有两种可能：若目的基因插入同一对同源染色体上，体细胞中含有两个融合基因的雌雄个体，基因型可看作AA（A为融合基因），杂交后代均为AA，全部有荧光；若目的基因插入两对同源染色体上，体细胞中含有两个融合基因的雌雄个体，基因型可看作AaBb（A、B均为融合基因），产生的配子中1/4不含融合基因，后代不含荧光的个体占1/4×1/4=1/16，因此有荧光小鼠约占1-1/16=15/16，综上F2中出现有荧光小鼠理论上约占100%或15/16。
(6) 不对称PCR制备单链DNA时，初始有50个模板DNA，最初10个循环为常规PCR，产生的DNA数量为50×2 个，10个循环后限制性引物耗尽，再进行20个循环，每个DNA分子只能扩增出一条单链，因此单链DNA的数量为50×2 ×20=1.024×106个。
(7) PCR扩增过程中，温度控制至关重要：变性阶段需高温使双链DNA解旋，若变性温度低，双链DNA无法完全解旋，引物无法结合模板；退火阶段需适宜温度使引物与模板结合，若退火温度太高，引物与模板之间的氢键无法形成，无法启动扩增，这两种情况都会导致无法扩增出GFP基因。
(8) 传统的物质提取、体外测量方式，需破坏生物体或细胞，且无法实现实时监测，而引入荧光蛋白传感器测量荧光蛋白，可在不破坏生物体的前提下，研究活的生物体，同时能获得实时、直接、连续的监测结果，直观观察Gata3蛋白在细胞中的定位，具有明显优势。
【分析】基因工程操作需要选择合适的限制酶与DNA连接酶构建重组载体，利用同尾酶保证目的基因正确插入，构建融合基因时需删除上游基因的终止序列，使目的基因正常表达。PCR技术依靠Taq酶进行扩增，通过变性、退火、延伸三步完成，温度设置直接影响扩增效果，不对称PCR可大量制备单链探针用于分子检测。转基因动物的遗传规律需根据目的基因插入染色体的位置分析后代性状比例。分子检测常用荧光标记与核酸分子杂交，可实现活体实时观察与基因定位。
（1）已知Gata3蛋白由444个氨基酸构成，一个密码子决定一种氨基酸，DNA基因是双链，mRNA是单链，DNA上的碱基数量至少是氨基酸数量的6倍，即444×6=2664，且真核生物基因编码区包括了外显子和内含子，因此Gata3 基因编码区的碱基数量为大于2664个。
（2）根据基因插入前后对比可知，将GFP（绿色荧光蛋白）基因与Gata3基因融合，需要两种DNA片段具有相同的黏性末端，GFP基因的终止子在右侧（即转录方向为从左到右），故插入的调控序列应颠倒进行插入，即设计的时候：R引物末端插入对应下方载体的Xho Ⅰ酶切位点，F引物末端插入对应下方载体的Mun Ⅰ酶切位点，又因为RFP基因中含有的Xho Ⅰ位点，因此不能用Xho Ⅰ酶来切，否则会破坏基因序列。结合题干当中所给的5种限制酶的识别序列，Xho Ⅰ和Sal Ⅰ互为同尾酶；Mun Ⅰ和EcoR Ⅰ互为同尾酶（即切割不同的DNA片段但产生相同的黏性末端的一类限制性内切酶）。因此可通过使用同尾酶进行替代，即剪切扩增产物时，F末端添加的序列所对应的限制酶应选择Sal Ⅰ，这样可以与下方载体中Xho Ⅰ的酶切位点结合；同理R末端应选用与Mun Ⅰ同尾的EcoR Ⅰ剪切。这样利用产生相同黏性末端的同尾酶对扩增产物和载体进行酶切，可以保证既能得到有效片段，又能使之正确转录。
（3）结合图示可知，GFP基因插入在Gata3的前方，两个基因需要共用同一个启动子和终止子，而原先两个基因具有独立的启动子和终止子，为了为了避免融合基因只表达出GFP蛋白，在构建Gata3基因与GFP 基因的融合基因时，应将GFP基因中编码终止密码子的序列删除。
（4）GFP基因的扩增需要利用PCR技术，该技术需要的酶是Taq酶。在GFP基因的扩增及重组载体的构建过程中，需要使用限制酶进行酶切获得相同的黏性末端，需要用DNA连接酶将两个基因连接形成Gata3-GFP融合基因。高温条件下氢键会发生断裂，将酶处理过的目的基因和载体连接时，这个过程有氢键的形成，而低温有利于黏性末端碱基之间形成氢键。
（5）若两只雌、雄杂合子小鼠（P）融合基因导入的是同一对同源染色体上，则体细胞中都含有两个融合基因的雌雄个体杂交，产生的子代100%为有荧光小鼠；若两只雌、雄杂合子小鼠（P）融合基因导入的是在两对同源染色体上，则雌雄个体产生的配子有1/4不含融合基因，不含融合基因的雌雄配子完成受精作用形成的个体没有荧光，不含荧光的小鼠理论上约占1/4×1/4=1/16，即F2中出现有荧光小鼠理论上约占15/16。
（6）用DNA分子杂交技术检测目的基因是否整合到受体细胞的染色体DNA上时，常使用放射性同位素（或荧光分子）标记的目的基因单链片段作为探针，该技术利用的原理是碱基互补配对。50个模板DNA，最初10个循环后限制性引物耗尽，再进行20个循环，理论上可制备ss-DNA：50×20×210=1.024×106。
（7）PCR扩增时，引物和模板链之间形成双链才能开始扩增，两者之间的氢键数量和PCR扩增时变性的温度和退火的温度有直接关系，若用引物A和B进行PCR扩增，但没能扩增出GFP基因，从PCR操作过程中温度控制角度分析，可能的原因有变性温度低、退火温度太高。
（8）对荧光小鼠用荧光蛋白成像系统检测，相较于传统的物质提取、体外测量方式，引入荧光蛋白传感器测量荧光蛋白的优点是可研究活的生物体；获得实时直接、连续监测结果等。
24．（2025·南京模拟）果蝇是遗传学研究过程中的经典实验材料。请回答下列问题：
（1）果蝇作为遗传学实验的材料，其优势有　 　。
（2）果蝇的红眼对白眼显性（D、d），直刚毛对焦刚毛显性（B、b），两对基因都位于X染色体上。将表型为红眼直刚毛雌、雄果蝇相互交配，F1表型比为红眼直刚毛雌：红眼焦刚毛雄：白眼直刚毛雄=2：1：1，雌果蝇细胞中的基因组成及位置可能是图1中的　 　。
（3）已证明灰身和黑身基因（A、a）位于1号染色体上，另一对位于X染色体非同源区段的等位基因（R、r）会影响黑身果蝇的体色深度。研究者设计了以下实验进行探究：
①利用黑身雌蝇（aaXRXR）与灰身雄蝇（AAXrY）杂交，F1全为灰身，F2雌蝇中灰身：黑身=3：1：；雄蝇中灰身：黑身：深黑身=6：1：1。F2深黑身雄蝇的基因型是　 　。
②现有一只黑身雌蝇（aaXRXR），其细胞中X与Ⅱ号染色体发生如图2所示变异。变异细胞减数分裂时，所有染色体同源区段须联会且均相互分离，才能形成可育配子。用该果蝇重复①实验，F2的雄蝇中深黑身个体占　 　。
（4）控制卷翅（F）和正常翅（f）的一对等位基因位于常染色体上。有一只纯合卷翅IV号染色体三体雌果蝇，产生的配子至少有一条IV号染色体，且染色体组成异常不致死。设计实验探究F、f基因是否位于IV号染色体上。
实验思路：用该果蝇与正常翅雄蝇进行杂交得F1，F1自由交配，统计F2的　 　。
预期结果及结论：①若出现　 　，则说明F、f基因不在IV号染色体上；②若出现　 　，则说明F、f基因位于IV号染色体上。
（5）某种基因有纯合致死效应，致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了隐性致死突变。设计了以下实验：
实验步骤：将这只雄蝇和正常雌蝇杂交，得到的F1，相互交配，统计F2雄蝇所占比例。
结果预测：①如果F2雄蝇占1/2，则X染色体上没有发生致死突变；
②如果F2雄蝇占　 　，则X染色体上发生了完全致死突变；
③如果F2雄蝇占　 　，则X染色体上发生了不完全致死突变。
【答案】（1）后代数量多，生活周期短，有多对易于区分的相对性状
（2）B
（3）aaXrY；1/32
（4）表型及比例；卷翅：正常翅3：1；卷翅：正常翅=8：1
（5）1/3；1/3~1/2之间
【知识点】伴性遗传；基因突变的特点及意义；基因连锁和互换定律；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】(1) 果蝇作为经典的遗传学实验材料，具备多方面优势，首先果蝇的生活周期较短，在适宜条件下短时间内就能完成一个世代，可快速获得多代杂交结果，缩短实验周期；其次果蝇繁殖能力强，一次交配能够产生大量的后代，便于进行统计学分析，减少实验误差；同时果蝇具有多对易于区分的相对性状，比如红眼与白眼、直刚毛与焦刚毛等，性状差异明显，方便观察和统计，适合用于基因遗传规律的研究。
(2) 题干表明红眼和白眼、直刚毛和焦刚毛的基因都位于X染色体上，红眼对白眼为显性，直刚毛对焦刚毛为显性，亲本均为红眼直刚毛的雌雄果蝇，子代出现红眼直刚毛雌蝇、红眼焦刚毛雄蝇、白眼直刚毛雄蝇，比例为2：1：1。亲本雄果蝇的基因型为XDBY，只能产生XDB和Y两种配子。子代雄蝇的X染色体全部来自母本，子代雄蝇有XDbY（红眼焦刚毛）和XdBY（白眼直刚毛）两种类型，说明母本雌果蝇可以产生XDb和XdB两种配子，即雌果蝇的两条X染色体上，一条携带D和b基因，另一条携带d和B基因，对应图中的B选项。A选项的雌果蝇只能产生XDB配子，子代不会出现焦刚毛和白眼个体；C选项中两对基因位于非同源染色体上，与题干两对基因都在X染色体上矛盾；D选项的雌果蝇产生XDB和Xdb配子，子代雄蝇会出现白眼焦刚毛，与实验结果不符。
(3) ① 黑身雌蝇基因型为aaXRXR，灰身雄蝇为AAXrY，F1基因型为AaXRXr、AaXRY，F1相互交配，对于体色基因，A和a的分离比为A_：aa=3：1，对于性染色体上的R、r基因，子代雄蝇的基因型为XRY和XrY，比例为1：1，题干中雄蝇出现深黑身，说明只有aa且为XrY时表现为深黑身，因此深黑身雄蝇的基因型为aaXrY。
② 该雌果蝇发生X染色体与Ⅱ号染色体的易位，减数分裂时只能产生可育的aXR配子，与亲本雄蝇AAXrY杂交后，F1中雌蝇有正常的AaXRXr和易位的AaXRXr，雄蝇有正常的AaXRY和易位的AaXRY。F1自由交配时，雄配子中含a和Y的配子占比为1/4，雌蝇中只有正常个体能产生aXr的配子，占雌配子总数的1/8，二者结合形成aaXrY的深黑身雄蝇，比例为1/4×1/8=1/32。
(4) 该实验的目的是探究F、f基因是否位于IV号染色体上，实验思路为杂交后让F1自由交配，统计F2的表型及比例。若F、f基因不在IV号染色体上，纯合卷翅雌果蝇基因型为FF，正常翅雄蝇为ff，F1为Ff，F1自由交配后，F2的基因型及比例为FF：Ff：ff=1：2：1，表型比例为卷翅：正常翅=3：1。若F、f基因位于IV号染色体上，纯合卷翅三体雌果蝇基因型为FFF，产生的配子为FF：F=1：1，与ff雄蝇杂交，F1为1/2FFf和1/2Ff，F1产生的配子中f配子占1/3，自由交配后ff的正常翅个体占1/9，卷翅个体占8/9，表型比例为卷翅：正常翅=8：1。
(5) 该实验探究X染色体上是否发生隐性致死突变，将受辐射雄蝇与正常雌蝇杂交，F1相互交配后统计F2雄蝇比例。若为完全致死突变，隐性致死基因会使XaY的个体全部死亡，F1为XAXa和XAY，F2的基因型为XAXA、XAXa、XAY、XaY（致死），存活个体中雄蝇占1/3。若为不完全致死突变，XaY个体部分死亡，雄蝇比例会介于完全致死的1/3和无致死的1/2之间。
【分析】遗传学实验材料常选择繁殖周期短、子代数量多、相对性状易于区分的生物，伴性遗传是指性染色体上的基因控制的性状与性别相关联的遗传方式，X染色体上的基因在雄性个体中单个存在，表现为交叉遗传。基因的分离定律和自由组合定律适用于真核生物有性生殖的核基因遗传，非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律，同源染色体上的非等位基因表现为连锁遗传。染色体变异包括结构变异和数目变异，易位属于染色体结构变异，三体属于染色体数目变异，会改变配子的类型和比例。致死突变分为完全致死和不完全致死，会影响种群中不同基因型个体的存活数量，进而改变种群的性别比例和性状分离比。
（1）果蝇后代数量多，生活周期短，有多对易于区分的相对性状，常作为遗传学实验的材料。
（2）A、将表型为红眼直刚毛雌、雄果蝇相互交配，若为图A所示，则后代全为红眼直刚毛，A错误；
B、若为图B所示，产生的雌配子为1/2XDb、1/2XdB，雄果蝇基因型为XDBY，产生的雄配子为1/2XDB、1/2Y，后代为红眼直刚毛雌（XDBXDb、XDBXdB）：红眼焦刚毛雄（XDbY）：白眼直刚毛雄（XdBY）=2：1：1，B正确；
C、两对基因都位于X染色体上，不可能如C中两对染色体上所示，C错误；
D、若为图D所示，产生的雌配子为1/2XDB、1/2Xdb，雄果蝇基因型为XDBY，产生的雄配子为1/2XDB、1/2Y，后代为红眼直刚毛雌（XDBXDB、XDBXdb）：红眼直刚毛雄（XDBY）：白眼焦刚毛雄（XdbY）=2：1：1，D错误。
故选B。
（3）①F2中才出现深黑身，说明深黑身为隐性，受r基因控制，因此F2深黑身雄蝇的基因型是aaXrY。②黑身雌蝇(aaXRXR)发生染色体易位后，I号、Ⅱ号染色体组成了新染色体，由题意可知，进行减数分裂时只能产生两种配子，正常的aXR、和异常连锁的aXR。重复实验①，则F1雌蝇中有1/2aaXRXr正常，有1/2AaXRXr异常(含7条染色体，a与XR连锁)，同时F1雄蝇中有1/2AaXRY正常，有1/2AaXRY异常(含7条染色体，a与XR连锁)。雌雄随机交配使用配子法，而F2的雄蝇中只有基因型为aaXRY为深黑身，只考虑F2雄蝇中概率情况下，即F1雄蝇已确定提供了含Y的雄配子，所以在含Y的雄配子中，bY的概率为1/4。F1雌蝇中只有1/2AaXRXr的正常雌蝇能产生1/8aXr卵细胞，故F2的雄蝇中深黑身个体所占比例为1/4×1/8=1/32。
（4）要研究F、f基因是否位于IV号染色体上，可用该果蝇与正常翅雄蝇进行杂交得F1，F1自由交配，统计F2的表型及比例。①若F、f基因不在IV号染色体上，则纯合卷翅IV号染色体三体雌果蝇×正常翅雄蝇，亲本基因型为FF×ff，F1为Ff，F2为卷翅∶正常翅=3∶1。②若F、f基因位于IV号染色体上，则纯合卷翅IV号染色体三体雌果蝇×正常翅雄蝇，亲本基因型为FFF×ff，雌配子为FF∶F=1∶1，F1为1/2FFf、1/2Ff，F1产生的配子为1/2FFf→1/2（1/6FF、1/6f、1/3Ff、1/3F）、1/2Ff→1/2（1/2F、1/2f），即F1产生的配子为1/12FF、1/6Ff、1/3f、5/12F，F2中正常翅（ff）为1/3×1/3=1/9，卷翅为8/9，为卷翅∶正常翅=8∶1。
（5）②若X染色体上发生了完全致死突变，假设该基因用a表示，正常基因用A表示，则该果蝇为XaY，与正常的雌果蝇XAXA杂交，F1为XAXa、XAY，F2为XAXA、XAXa、XAY、XaY（致死），雄性占1/3。③若X染色体上发生了不完全致死突变，该果蝇为XaY，与正常的雌果蝇XAXA杂交，F1为XAXa、XAY，F2为XAXA、XAXa、XAY、XaY（不完全致死），完全致死，雄性占1/3，不至死，雄性占1/2，因此不完全致死雄性占1/3~1/2之间。
1 / 12025届江苏省南京市高三下学期第二次模拟考试生物试题
一、单项选择题：共15题，每题2分，共30分。每题只有一个选项最符合题意。
1．（2025·南京模拟）下列关于元素和化合物的叙述，正确的是（　　）
A．烟草叶片细胞的遗传物质彻底水解有4种产物
B．糖类是人体主要能源物质，可由脂肪大量转化而来
C．核苷酸、核酸、蛋白质都可作为鉴别物种之间差异的依据
D．人体缺铁会引发贫血，机体无氧呼吸加强可能导致乳酸中毒
2．（2025·南京模拟）李斯特氏菌产生的InIC蛋白可降低人体细胞中的Tuba蛋白的活性，使细胞膜更易变形而有利于细菌在人体细胞之间快速转移，使人患脑膜炎。下列叙述正确的是（　　）
A．该菌依赖细胞膜的结构特点在人体细胞之间快速转移
B．InIC蛋白在宿主细胞的核糖体上合成，该过程需要线粒体提供能量
C．InIC蛋白和Tuba蛋白的结构不同，这是基因选择性表达的结果
D．李斯特氏菌的可遗传变异包括基因突变和染色体变异两种来源
3．（2025·南京模拟）某生物社团利用金鱼藻进行光合作用相关实验，实验装置如下图。下列叙述错误的是（　　）
A．该装置可用于探究CO2浓度和光质对金鱼藻光合作用的影响
B．去掉单色滤光片后短时间内金鱼藻叶绿体基质中C3含量降低
C．利用氧气传感器测到的O2浓度变化量可表示金鱼藻总光合速率
D．该装置测得的氧气释放速率会随时间推移逐渐减小至0
4．（2025·南京模拟）高中生物实验中常用蒸馏水、无菌水、生理盐水开展相关实验。下列叙述正确的是（　　）
A．在微生物分离与计数实验中，常用蒸馏水对菌液进行梯度稀释
B．在PCR 实验中，用无菌水配制相关反应液置于微量离心管中
C．在植物细胞质壁分离及复原的实验中，常用生理盐水置换蔗糖溶液
D．在植物组织培养实验中，常用无菌水对外植体进行消毒
5．（2025·南京模拟）研究发现，高度分化的心肌细胞不再增殖。ARC基因在心肌细胞中特异性表达凋亡抑制因子，抑制心肌细胞凋亡。当心肌细胞缺氧时，ARC基因表达量下降，导致心肌细胞死亡。下列叙述正确的是（　　）
A．高度分化的心肌细胞不能进行细胞分裂是由于细胞失去了全能性
B．高原地区适当吸氧有利于ARC基因的表达，心肌细胞死亡率会降低
C．ARC基因只存在于心肌细胞，并特异性表达形成凋亡抑制因子
D．心脏老化会损失心肌细胞，原因是细胞中端粒酶活性高引起细胞凋亡
6．（2025·南京模拟）下图1表示基因型为AaXBXb的生物体（2n=4）某个细胞的分裂过程中染色体数与核DNA数之比。图2表示该生物细胞分裂不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA的数量关系。下列叙述正确的是（　　）
A．若图1表示有丝分裂过程，则BC段细胞中染色单体和核DNA数均为2n
B．若图1表示减数分裂过程，则CD段代表后期I同源染色体分离
C．图2甲细胞有4个染色体组，乙细胞有2个四分体，丙细胞有0或1个Xb
D．若形成一个基因型为aXBXb的配子，可能是后期I同源染色体未分离
7．（2025·南京模拟）下图1表示大肠杆菌的DNA分子复制，图2表示哺乳动物的DNA分子复制。下列叙述正确的是（　　）
A．图1和图2中复制起点部位的A//T碱基对比例较高，易于解旋
B．图1和图2表示的过程都具有多起点、双向、边解旋边复制的特点
C．图1和图2复制过程中，形成的两条子链一条连续，一条不连续
D．图1中按照③②①的先后顺序合成子链，子链延伸方向为5'→3'
8．（2025·南京模拟）科学史实验为生命科学的发展作出了重要的贡献。下列叙述错误的是（　　）
A．梅塞尔森和斯塔尔利用假说一演绎法证明了DNA的半保留复制
B．尼伦伯格和马太破译了遗传密码，并最终完成了密码子表的构建
C．富兰克林的DNA射图谱为DNA螺旋结构模型的建构提供了实证
D．伯格进行了DNA改造研究，成功构建了第一个体外重组DNA分子
9．（2025·南京模拟）下列关于生物进化的叙述，错误的是（　　）
A．两个种群经过长期的地理隔离，不一定形成生殖隔离
B．某一个种群随机交配，子代中基因型频率和基因频率都保持不变
C．适应是相对的，根本原因是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾
D．中性学说认为决定生物进化方向的是中性突变的逐渐累积，而不是自然选择
10．（2025·南京模拟）下列关于神经系统结构与功能的叙述，错误的是（　　）
A．不是所有的内脏器官都同时接受交感神经和副交感神经的双重支配
B．神经递质与突触后膜上的受体结合后，引起钠离子内流产生动作电位
C．神经递质发挥作用后会被酶降解或被重新回收到突触前膜内
D．除头面部肌肉外，大脑皮层运动代表区的位置与躯体部分的关系是倒置的
11．（2025·南京模拟）糖皮质激素具有良好的脂溶性，与T细胞内的受体GR结合形成复合物GRa，GRa与核基因Q非编码区中应答元件GRE结合，增强基因Q的表达，诱导细胞凋亡。下列叙述错误的是（　　）
A．糖皮质激素在肾上腺皮质细胞的光面内质网中会成
B．GRa进入细胞核的过程需要核孔复合体的协助，需要消耗能量
C．GRE转录生成的mRNA需在细胞核内加工后才能用于翻译
D．糖皮质激素可通过促进T淋巴细胞的凋亡，参与免疫抑制过程
12．（2025·南京模拟）慢跑属于有氧运动，有益健康。下列叙述正确的是（　　）
A．跑步过程中血糖消耗增加，骨骼肌对胰岛素摄取量增加
B．慢跑过程大量出汗，垂体合成的抗利尿激素增多
C．慢跑时骨骼肌为主要产热器官，此时皮肤血管舒张
D．运动大量出汗，肾上腺皮质分泌的醛固酮减少，有利于维持盐平衡
13．（2025·南京模拟）下列关于生物技术安全与伦理问题的叙述，正确的是（　　）
A．生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等
B．转基因玉米油的包装上必须标有“转基因”标识和危害
C．利用基因编辑技术设计试管婴儿，以获得免疫艾滋病的基因编辑婴儿
D．转基因作物的目的基因不会通过花粉扩散到野生植物中造成基因污染
14．（2025·南京模拟）“探究培养液中某种酵母种群数量的动态变化”实验中，某样品经两次10倍稀释后，再经等体积的台盼蓝染液染色后，用血细胞计数板（规格为1mm×1mm×0.1mm）进行计数，观察到一个中方格的菌体数如图。下列叙述正确的是（　　）
A．计数时统计的数据为中方格的相邻两边和夹角上的菌体数
B．定量培养液中的酵母菌K值会受起始菌体数量的影响
C．高倍镜下能看到完整的计数室，计数时不需要移动装片
D．以图示菌体数为平均值估算，培养液中活菌的密度为4.5×108个·mL-1
15．（2025·南京模拟）生物技术与工程学相结合，可研究、设计和加工生产各种生物工程产品。下列叙述错误的是（　　）
A．二倍体植株的花药离体培养得到的单倍体植株可用于基因突变的研究
B．由iPS细胞产生的特定细胞，可以在新药的测试中发挥重要作用
C．将含指示剂的凝胶载样缓冲液与PCR产物混合后滴入加样孔指示电泳进程
D．大量制备一种单克隆抗体时需要用大量的B细胞和骨髓瘤细胞进行融合
二、多项选择题：共4题，每题3分，共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分选对但不全的得1分，错选或不答的得0分。
16．（2025·南京模拟）科研人员利用“影印培养法"研究大肠杆菌抗药性形成与环境的关系，实验过程如图所示。待3号培养基上长出菌落后，在2号培养基上找到对应的菌落，然后接种到不含链霉素的4号培养液中，培养后再接种到5号培养基上，并重复以上操作。下列叙述正确的有（　　）
A．3号培养基中菌落数少于1号培养基中的菌落数，说明基因突变具有低频性
B．5号培养基中观察到的细菌数往往小于涂布时吸取的菌液中的活菌数量
C．上述操作中重复实验的目的是进一步纯化抗链霉素的菌株及增大目的菌株的浓度
D．12号培养基中需有水、无机盐、碳源、氮源及琼脂等，置于4℃冰箱中保存
17．（2025·南京模拟）减数分裂过程中容易发生下图所示染色体变异导致异常染色体组成的配子不育。图1表示同源染色体配对时，有2条非同源染色体发生融合，导致染色体丢失或失活，失活的染色体失去了着丝粒分裂等功能；图2表示连接两条姐妹染色单体的着丝粒在本该正常纵裂时，却发生异常横裂而形成“等臂染色体”。下列叙述正确的有（　　）
A．图1过程发生的时期为减数分裂Ⅰ前期，此时发生了染色体数目和结构变异
B．图1中失活染色体和2条正常染色体随机分配到两极，产生可育配子占比为1/3
C．图2的异常横裂受细胞中某基因抑制，该基因缺失可能会导致部分配子不育
D．图2过程2条“等臂染色体”会随机分配到细胞两极，产生可育配子占比为1/4
18．（2025·南京模拟）新疆天山的植被随着海拔的升高呈现出明显的分带，如图所示。下列叙述错误的有（　　）
A．天山不同海拔地段分布着不同的优势种，主要原因是光照的差异
B．调查山地草原植被的丰富度时，需随机选取多个样方求平均值
C．云杉林森林群落中有乔木、灌木和草本，体现了群落的垂直结构
D．调查天山高寒地带濒危动物伊犁鼠兔的种群密度常用标记重捕法
19．（2025·南京模拟）利用胚胎工程等技术可以提高奶牛的繁殖能力。如图表示繁殖良种奶牛以及获取胚胎干细胞的流程。下列叙述错误的有（　　）
A．获得早期胚胎的途径除体外受精外还有核移植、体内受精和胚胎分割等
B．①过程可产生遗传物质相同的同卵双胎，此过程属于有性繁殖
C．胚胎干细胞培养与早期胚胎培养所用培养液成分相同，且都需加入血清
D．图中②过程涉及胚胎性别鉴定、胚胎移植、妊娠检查等技术
三、非选择题：共5题，共58分。除特别说明外，每空1分。
20．（2025·南京模拟）研究发现，莱茵衣藻在低氧条件下能产生氢气，过程如下图所示。PSII上光合色素吸收光能后，水光解释放的电子依次经过相关电子传递体后传给Fd，不同条件下，被还原的Fd将电子沿不同的途径进行利用：正常状态下用于NADPH合成；在O2浓度低、电子浓度较高时，电子传递给协助产生氢气的氢酶，进而合成H2。氢酶活性会受到氧气浓度的制约。请回答下列问题：
（1）图中光合作用产生氢气的场所是　 　。分离色素过程中，层析液中溶解度最大的光合色素主要吸收　 　光。
（2）叶绿体合成ATP依赖于类囊体腔中高浓度的H+。据图分析，类囊体腔中H+的来源有　 　，ATP合酶的作用有　 　。H+合成H2的过程中电子的最初供体是　 　。
（3）在适宜光照、通气条件下，用完全培养液培养衣藻，据图分析此时几乎不会产生H2的主要原因是　 　，此时电子的主要受体是　 　。
（4）为提高H2的产量，科研人员设计了藻菌共培养模式，实验结果如下表所示。
　 衣藻和根瘤菌共培养 衣藻单独培养
产氢量最大值（μmol·mg-1Ch1） 272.0 16.0
氧气含量（mg·L-1） 2.2 5.1
氢酶活性（nmolH2·ug-1Ch1·h-1） 13.0 3.4
淀粉含量（ug·mL-1） 13.0 1.6
在培养过程中，检测培养液中莱茵衣藻的细胞密度时，可采用的方法是　 　。根瘤菌的共培养对莱茵衣藻产H2和有机物的积累具有　 　作用，原因可能有　 　。为提高实验的科学性可增设一组实验：　 　。
21．（2025·南京模拟）嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法是一种治疗肿瘤的新型精准靶向疗法，主要过程如图1所示。多种恶性肿瘤细胞中存在EZH2基因的异常表达，人体细胞内的miRNA-101（简称 miR-101）可调节EZH2基因的表达。请回答下列问题：
（1）CAR-T疗法通过设计CAR基因，并导入患者T细胞中，使其转化为能表达CAR蛋白的CAR-T细胞。体外大量扩增的CAR-T细胞被输回患者体内，使肿瘤细胞裂解死亡。该疗法增强了机体免疫系统的　 　功能。用患者自身T细胞进行改造的优点是　 　。
（2）CAR蛋白主要由三部分构成。胞外结合区作用是　 　。跨膜区除了将CAR蛋白锚定于T细胞膜表面外，还负责　 　。膜内信号区调控CAR-T细胞的　 　，从而增强对癌细胞的特异性杀伤和记忆。
（3）在正常组织和肿瘤组织中miR-101调节EZH2基因表达的过程如图2所示。
①正常细胞中，miR-101与　 　结合，从而使　 　，抑癌基因和促分化基因正常表达，抑制肿瘤发生。
②肿瘤组织中，EZH2基因编码的EZH2蛋白会催化组蛋白甲基化，使染色体结构变得致密，从而介导　 　异常沉默。
③研究表明，EZH2抑制剂和CAR-T细胞联合治疗取得了较好的疗效，原因可能是EZH2抑制剂增加了肿瘤细胞表面抗原呈递相关分子，增强　 　。
（4）CAR-T疗法也伴随着一些副作用，部分患者出现呼吸困难的症状，说明该疗法可能对神经系统　 　中的呼吸中枢造成不良影响。还有些患者发生全身炎症反应，原因可能是CAR-T细胞在免疫的过程中释放了大量的　 　。
22．（2025·南京模拟）秦淮河作为南京的“母亲河”，近年来通过生态修复使植被繁茂、鸟类回归。图1为秦淮河流域参与碳循环的部分示意图，甲～丁为生态系统的组成成分。图2为秦淮河某段生态系统能量流动图(单位：J·cm-2·a-1)，Ⅰ～Ⅳ代表各个营养级。请回答下列问题：
（1）图1中碳元素以有机物形式传递的过程有　 　(填序号)，指向丁的途径还有　 　。
（2）秦淮河在旅游观光以及涵养水源调节生态环境等方面发挥着巨大的作用，这体现了生物多样性的　 　价值。
（3）在修复过程中，工作人员同时引入对污水净化能力较强的沉水植物(如金鱼藻)和浮水植物(如睡莲)等，这主要遵循生态工程的　 　原理。从群落结构角度分析这种做法的优势：　 　。研究睡莲的生态位通常要研究　 　(至少写出2点)等方面。
（4）图2中X的数值应为　 　，第三营养级向第四营养级的能量传递效率约为　 　(保留一位小数)。
（5）秦淮河禁渔期结束后，为了合理开发渔业资源，研究人员对某种大型鱼的种群出生率、死亡率及增长速率的动态关系研究后，若得出图3的数学模型。据图分析，当种群数量为3500条时，为保证种群持续获得较大的产量，当年该鱼的捕获量约为　 　条；当年最大捕捞量不能超过　 　条，否则需要采取有效保护措施保证该鱼种群的延续，原因是　 　。
23．（2025·南京模拟）研究显示Gata3基因是大量肿瘤细胞的潜在突变位点，Gata3蛋白由444个氨基酸构成。为研究Gata3蛋白在细胞中的定位，科研人员将GFP（绿色荧光蛋白）基因与Gata3基因融合，构建基因表达载体转入小鼠受精卵，并整合到受精卵的染色体上，每个受精卵只导入一个目的基因，获得能正常表达融合蛋白的杂合雌、雄小鼠各一只。荧光蛋白成像系统显示两只小鼠均为Gata3-GFP融合基因阳性转入小鼠。相关限制酶识别序列及限制酶识别位点如图所示，A、B、C、F、R为不同引物，回答相关问题：
（1）Gata3 基因编码区的碱基数量为　 　个。
（2）为了使GFP基因能正确插入载体中，在利用PCR扩增GFP编码区序列的过程中，需要设计引物的F和R分别为　 　。
①5'-CCCGTCGACTTCATGCTTGATATGCCAATC-3'
②5'-CCCGTCGACAAAAACACTTTTTGATATTCG-3
③5'-CCCCTCGAGTTCATGCTTGATATGCCAATC-3'
④5'-CCCGAATTCTTCTAGTCGACCACAAGAAG-3'
（3）在构建Gata3基因与GFP 基因的融合基因时，应将　 　基因中编码终止密码子的序列删除，目的是　 　。
（4）在GFP基因的扩增及重组载体的构建过程中，使用的酶有　 　，将酶处理过的目的基因和载体连接时，需要在低温环境中操作，原因是　 　。
（5）将实验获得的两只雌、雄杂合子小鼠（P）进行杂交获得F1若干，将体细胞中都含有两个融合基因的雌雄个体杂交，则F2中出现有荧光小鼠理论上约占　 　。
（6）为了确定目的基因插入到小鼠细胞中染色体上的具体位置，科研人员常用DNA分子原位杂交技术，分子杂交需使用特定序列的单链DNA（ss-DNA）作为分子探针。为制备大量单链DNA片段，研究人员常采用不对称PCR技术。若反应体系中原有50个模板DNA，最初10个循环后限制性引物耗尽，再进行20个循环，理论上可制备ss-DNA　 　（用科学记数法计数）个。
（7）研究人员从荧光小鼠中提取含融合基因的相关DNA片段，若用引物A和B进行PCR扩增，但没能扩增出GFP基因，从PCR操作过程中温度控制角度分析，可能的原因有　 　（至少写2点）。
（8）对荧光小鼠用荧光蛋白成像系统检测，相较于传统的物质提取、体外测量方式，引入荧光蛋白传感器测量荧光蛋白的优点是　 　。
24．（2025·南京模拟）果蝇是遗传学研究过程中的经典实验材料。请回答下列问题：
（1）果蝇作为遗传学实验的材料，其优势有　 　。
（2）果蝇的红眼对白眼显性（D、d），直刚毛对焦刚毛显性（B、b），两对基因都位于X染色体上。将表型为红眼直刚毛雌、雄果蝇相互交配，F1表型比为红眼直刚毛雌：红眼焦刚毛雄：白眼直刚毛雄=2：1：1，雌果蝇细胞中的基因组成及位置可能是图1中的　 　。
（3）已证明灰身和黑身基因（A、a）位于1号染色体上，另一对位于X染色体非同源区段的等位基因（R、r）会影响黑身果蝇的体色深度。研究者设计了以下实验进行探究：
①利用黑身雌蝇（aaXRXR）与灰身雄蝇（AAXrY）杂交，F1全为灰身，F2雌蝇中灰身：黑身=3：1：；雄蝇中灰身：黑身：深黑身=6：1：1。F2深黑身雄蝇的基因型是　 　。
②现有一只黑身雌蝇（aaXRXR），其细胞中X与Ⅱ号染色体发生如图2所示变异。变异细胞减数分裂时，所有染色体同源区段须联会且均相互分离，才能形成可育配子。用该果蝇重复①实验，F2的雄蝇中深黑身个体占　 　。
（4）控制卷翅（F）和正常翅（f）的一对等位基因位于常染色体上。有一只纯合卷翅IV号染色体三体雌果蝇，产生的配子至少有一条IV号染色体，且染色体组成异常不致死。设计实验探究F、f基因是否位于IV号染色体上。
实验思路：用该果蝇与正常翅雄蝇进行杂交得F1，F1自由交配，统计F2的　 　。
预期结果及结论：①若出现　 　，则说明F、f基因不在IV号染色体上；②若出现　 　，则说明F、f基因位于IV号染色体上。
（5）某种基因有纯合致死效应，致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了隐性致死突变。设计了以下实验：
实验步骤：将这只雄蝇和正常雌蝇杂交，得到的F1，相互交配，统计F2雄蝇所占比例。
结果预测：①如果F2雄蝇占1/2，则X染色体上没有发生致死突变；
②如果F2雄蝇占　 　，则X染色体上发生了完全致死突变；
③如果F2雄蝇占　 　，则X染色体上发生了不完全致死突变。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】核酸的基本组成单位；细胞中的元素和化合物综合；糖类的种类及其分布和功能；脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、烟草细胞的遗传物质是DNA，彻底水解产物是脱氧核糖、磷酸和四种含氮碱基，共6种，A错误。
B、糖类是主要能源物质，糖类可以大量转化为脂肪，但脂肪不能大量转化为糖类，B错误。
C、核苷酸在所有生物中种类相同，不能作为鉴别物种的依据，核酸和蛋白质可以，C错误。
D、铁参与血红蛋白合成，缺铁会造成贫血、缺氧，无氧呼吸增强，乳酸积累可能导致乳酸中毒，D正确。
故答案为：D。
【分析】DNA彻底水解产物共6种。脂肪不能大量转化为糖类。核苷酸无物种特异性。缺铁影响氧气运输，使无氧呼吸增强，易造成乳酸中毒。
2．【答案】A
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同
【解析】【解答】A、李斯特氏菌依靠降低Tuba蛋白活性使细胞膜更易变形，利用了细胞膜具有流动性的结构特点，实现细胞间快速转移，A正确。
B、InIC蛋白是细菌自身的蛋白质，在李斯特氏菌的核糖体上合成，细菌是原核生物，无线粒体，B错误。
C、InIC蛋白和Tuba蛋白来自不同生物，结构不同是因为基因不同，不是基因选择性表达，C错误。
D、李斯特氏菌是原核生物，无染色体，可遗传变异只有基因突变，D错误。
故答案为：A。
【分析】细菌在细胞间转移依赖细胞膜流动性。原核生物只有核糖体，蛋白质在自身核糖体合成。不同生物的蛋白结构差异源于基因不同。原核生物无染色体，不存在染色体变异。
3．【答案】C
【知识点】影响光合作用的环境因素；光合作用综合；环境变化对光合作用中物质含量的影响
【解析】【解答】A、该装置中，可通过改变NaHCO3溶液的浓度来调节CO2浓度，通过更换不同颜色的单色滤光片来改变光质，因此能用于探究CO2浓度和光质对金鱼藻光合作用的影响，A不符合题意；
B、去掉单色滤光片后，金鱼藻接受的光照变为白光，光强增强，光反应产生的ATP和NADPH增多，会加速叶绿体基质中C3的还原。短时间内C3的生成速率不变，还原速率加快，因此C3含量会降低，B不符合题意；
C、氧气传感器测到的O2浓度变化量，反映的是金鱼藻光合作用产生的O2减去呼吸作用消耗的O2后的剩余量，即净光合速率。总光合速率需要用净光合速率加上呼吸速率计算，仅通过传感器数据无法直接得到总光合速率，C符合题意；
D、装置中NaHCO3提供的CO2有限，随着光合作用进行，CO2会逐渐被消耗，光合速率逐渐下降。当光合速率降低到与呼吸速率相等时，氧气释放速率会减小至0，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】金鱼藻光合作用实验的关键在于理解装置变量控制和光合速率的测定逻辑：通过NaHCO3浓度和滤光片控制CO2浓度与光质这两个变量；白光下光合效率高于单色光，会影响C3代谢；传感器测得的是净光合速率（需结合呼吸速率算总光合）；装置内CO2有限会导致光合速率逐渐下降至与呼吸速率平衡。
4．【答案】B
【知识点】质壁分离和复原；微生物的分离和培养；PCR技术的基本操作和应用；植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、微生物分离与计数实验中，为防止杂菌污染，常用无菌水对菌液进行梯度稀释，A错误。
B、PCR实验需要严格无菌，用无菌水配制反应液可避免污染，B正确。
C、植物细胞质壁分离复原用清水，生理盐水适用于动物细胞，C错误。
D、植物组织培养中，无菌水用于漂洗外植体，不是消毒，D错误。
故答案为：B。
【分析】微生物稀释用无菌水，PCR配液用无菌水，植物细胞用清水，无菌水只用于漂洗外植体，不用于消毒。
5．【答案】B
【知识点】细胞分化及其意义；细胞的凋亡
【解析】【解答】A、高度分化的心肌细胞不能分裂是细胞分化的结果，细胞仍具有全套遗传物质，没有失去全能性，A错误。
B、心肌缺氧时ARC基因表达下降，细胞死亡增多，高原地区适当吸氧有利于ARC基因表达，可降低心肌细胞死亡率，B正确。
C、ARC基因存在于人体所有体细胞中，只是在心肌细胞中特异性表达，C错误。
D、心脏老化损失心肌细胞，与ARC基因表达下降、凋亡抑制因子减少有关，不是端粒酶活性高引起的，D错误。
故答案为：B。
【分析】细胞分化不代表失去全能性。氧气充足有利于ARC基因抑制心肌细胞凋亡。体细胞都含有ARC基因，只是选择性表达。心脏老化主要是凋亡抑制机制减弱，导致细胞死亡增加。
6．【答案】D
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义；减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】A、若图1表示有丝分裂，BC段每条染色体上有2个DNA，对应有丝分裂前期、中期，细胞中染色单体数和核DNA数均为4n，A错误。
B、若图1表示减数分裂，CD段的变化是着丝粒分裂，发生在减数第二次分裂后期，不是减数第一次分裂后期，B错误。
C、图2甲细胞处于有丝分裂后期，染色体数加倍，有4个染色体组；乙细胞若处于有丝分裂前期或中期，则无四分体，若处于减数第一次分裂前期或中期，则有2个四分体，因此乙细胞不一定有2个四分体；丙细胞为减数第二次分裂末期的细胞（配子或极体），该生物为雌性（基因型 AaXBXb），丙细胞的性染色体为 XB 或 Xb，故含1个Xb或 0个Xb的表述不准确，C错误。
D、基因型为AaXBXb的个体产生aXBXb的配子，原因最可能是减数第一次分裂后期，XB与Xb这对同源染色体没有分离，D正确。
故答案为：D。
【分析】图1中BC段有染色单体，CD段为着丝粒分裂。图2中甲为有丝分裂后期，乙可对应有丝分裂或减数第一次分裂，丙为减数第二次分裂。异常配子XBXb的出现，通常是减数第一次分裂同源染色体未分离造成。
7．【答案】A
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】A、A与T之间只有两个氢键，G与C之间有三个氢键，复制起点A-T比例高更容易解旋，A正确。
B、图1是原核生物DNA复制，只有一个起点，图2是真核生物多起点复制，B错误。
C、图1中原核生物的子链合成方式与图2不同，并非都表现为一条连续一条不连续，C错误。
D、DNA子链延伸方向都是5'→3'，但图1中不是按③②①顺序合成，合成子链的顺序是①②③，D错误。
故答案为：A。
【分析】原核DNA复制为单起点双向复制，真核为多起点；A-T碱基对氢键少，解旋更容易；所有DNA子链合成方向都是5'→3'。
8．【答案】B
【知识点】DNA分子的结构；DNA分子的复制；假说-演绎和类比推理
【解析】【解答】A、梅塞尔森和斯塔尔运用假说—演绎法、同位素标记和密度梯度离心，证明了DNA半保留复制，A正确。
B、尼伦伯格和马太只破译了第一个遗传密码，密码子表是多位科学家共同完成的，B错误。
C、富兰克林的DNA衍射图谱为DNA双螺旋结构模型提供了重要实验证据，C正确。
D、伯格构建了第一个体外重组DNA分子，是基因工程的开端，D正确。
故答案为：B。
【分析】DNA半保留复制用了假说—演绎法；第一个密码子由尼伦伯格等人破译，但完整密码子表是多人成果；DNA衍射图谱为结构模型提供依据；伯格是首个体外重组DNA的研究者。
9．【答案】B
【知识点】基因频率的概念与变化；物种的概念与形成；自然选择与适应
【解析】【解答】A、两个种群经过长期的地理隔离，不一定形成生殖隔离，生殖隔离一旦形成才意味着新物种形成，A正确。
B、种群随机交配，只有在种群非常大、个体间交配随机、没有突变、没有选择、没有迁移的理想条件下，基因型频率和基因频率才都不变，并非只要随机交配就一定不变，B错误。
C、适应是相对的，根本原因是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾，C正确。
D、中性学说认为决定生物进化方向的是中性突变的逐渐累积，而不是自然选择，D正确。
故答案为：B。
【分析】地理隔离不一定导致生殖隔离。随机交配不能单独保证基因频率和基因型频率不变。适应的相对性源于遗传稳定与环境变化的矛盾。中性学说强调中性突变积累主导进化方向。
10．【答案】B
【知识点】神经冲动的产生和传导；神经系统的基本结构
【解析】【解答】A、并非所有内脏器官都受交感和副交感神经双重支配，例如肾上腺髓质只受交感神经支配，A正确。
B、神经递质有兴奋性和抑制性两类，只有兴奋性递质会引起钠离子内流产生动作电位，抑制性递质不会，B错误。
C、神经递质作用后会被降解或回收，以保证调节的准确性，C正确。
D、大脑皮层躯体运动代表区，除头面部是正立外，其余部位均为倒置关系，D正确。
故答案为：B。
【分析】内脏神经不都是双重支配；神经递质不一定产生动作电位；递质作用后会失活或回收；大脑皮层运动区呈倒置分布。
11．【答案】C
【知识点】动物激素的调节；遗传信息的翻译；激素与内分泌系统；激素分泌的分级调节
【解析】【解答】A、糖皮质激素属于脂质，脂质在光面内质网合成，A正确。
B、GRa是大分子复合物，通过核孔进入细胞核，需要消耗能量，B正确。
C、GRE位于基因Q的非编码区，不转录形成mRNA，C错误。
D、糖皮质激素能诱导T细胞凋亡，从而降低免疫强度，起到免疫抑制作用，D正确。
故答案为：C。
【分析】糖皮质激素是脂质，在光面内质网合成；大分子通过核孔需要耗能；非编码区不翻译；诱导T细胞凋亡可抑制免疫。
12．【答案】C
【知识点】体温平衡调节；水盐平衡调节；血糖平衡调节
【解析】【解答】A、胰岛素与骨骼肌细胞膜上的受体结合，促进葡萄糖进入细胞，胰岛素本身不会被骨骼肌摄取，因此血糖消耗增加不代表胰岛素摄取量增加，A错误；
B、抗利尿激素由下丘脑合成，垂体释放，大量出汗时垂体释放的抗利尿激素增多，而非垂体合成，B错误；
C、慢跑时机体主要由骨骼肌产热，为维持体温稳定，皮肤血管舒张以增加散热，C正确；
D、大量出汗会丢失钠离子，肾上腺皮质分泌的醛固酮增加，促进钠离子重吸收，以维持盐平衡，D错误。
故答案为：C。
【分析】慢跑时骨骼肌是主要产热器官，体温调节通过增加皮肤血流量实现散热；抗利尿激素和醛固酮分别调节水、盐平衡，分泌部位与生理作用各不相同。
13．【答案】A
【知识点】转基因生物的安全性问题；生物武器；生物技术中的伦理问题
【解析】【解答】A、生物武器种类包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等，还涵盖经基因重组的致病菌等，可对军队和平民造成大规模杀伤后果，A正确；
B、根据相关规定，转基因玉米油包装需标注“转基因”标识，但目前无确凿科学证据表明其存在危害，无需标注危害，B错误；
C、利用基因编辑技术设计试管婴儿以获得免疫艾滋病的基因编辑婴儿，违背人类伦理道德准则，还存在基因编辑脱靶等安全风险，目前被严格禁止，C错误；
D、转基因作物的目的基因可能通过花粉扩散到近缘野生植物中，导致野生植物获得该基因，造成基因污染，D错误。
故答案为：A。
【分析】生物武器包括致病菌、病毒等及基因重组致病菌，国际上禁止使用。转基因食品需标注相关标识，无需标注无依据的危害。基因编辑获得免疫艾滋病婴儿违背伦理，被严格禁止。转基因作物的目的基因可能通过花粉扩散，存在基因污染风险。
14．【答案】D
【知识点】探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
【解析】【解答】A、计数时应遵循计上不计下、计左不计右的原则，统计中方格内及相邻两边和夹角的菌体，A错误；
B、K值由环境条件决定，与起始酵母菌数量无关，B错误；
C、高倍镜下无法看到完整计数室，计数时需要移动装片，C错误；
D、台盼蓝可将死菌染色为蓝色，活菌为无色，图示中方格（16 小格）中活菌数为 9 个。每个小格平均活菌数为 9/16，计数室（400 小格）体积为 0.1mm3（即 1×10-4mL），总稀释倍数为 200 倍（两次 10 倍稀释 + 等体积染色稀释），经计算原培养液活菌密度为(9/16)×400÷(1×10 4)×200=4.5×108个 mL- ，D正确。
故答案为：D。
【分析】本实验用血细胞计数板计数酵母菌，需遵循计数原则，只计活菌。K值由环境资源决定，与起始数量无关。高倍镜视野小，需移动装片完成计数。计算时要考虑稀释倍数、染色稀释和计数板容积，最终得出酵母菌密度。
15．【答案】D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；单克隆抗体的制备过程；单倍体育种；干细胞工程
【解析】【解答】A、二倍体花药离体培养获得的单倍体植株只含一个染色体组，基因突变可直接表现性状，适合用于基因突变研究，A正确；
B、iPS细胞可分化形成特定细胞，能用于新药测试，避免直接使用人体或动物实验，B正确；
C、含指示剂的凝胶载样缓冲液可指示电泳进程，便于判断电泳是否完成，C正确；
D、获得能分泌特定单克隆抗体的杂交瘤细胞后，可通过克隆化培养大量增殖，无需反复融合B细胞和骨髓瘤细胞，D错误。
故答案为：D。
【分析】单倍体因基因单一适合突变研究；iPS细胞可用于药物筛选；电泳指示剂用于判断进程；单克隆抗体制备只需一次细胞融合，再通过培养杂交瘤细胞大量生产抗体。
16．【答案】A,C,D
【知识点】基因突变的特点及意义；微生物的分离和培养；培养基的制备；其他微生物的分离与计数
【解析】【解答】A、3号含链霉素的培养基上菌落远少于1号，说明抗链霉素突变个体极少，体现基因突变低频性，A正确；
B、5号为选择培养基，部分活菌因无抗性无法生长，故菌落数少于涂布的活菌数，B错误；
C、多次重复影印培养可纯化抗链霉素菌株，并提高目的菌株比例与浓度，C正确；
D、12号为固体斜面培养基，含碳源、氮源、水、无机盐和琼脂，可在4℃冰箱短期保存菌种，D正确。
故答案为：ACD。
【分析】影印培养法证明大肠杆菌抗药性突变在接触链霉素前已存在。选择培养基会淘汰敏感菌，使菌落数少于活菌数。重复培养可纯化并富集抗性菌株。斜面培养基适合短期保存菌种，成分全面且为固体状态。
17．【答案】A,C
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；染色体结构的变异；减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】A、图1发生在减数第一次分裂前期，同源染色体联会时出现非同源染色体融合，同时有染色体丢失或失活，既有染色体结构改变，又有染色体数目变化，A正确；
B、假设与图甲中变化的相关的三条染色体为A、B、D，且D染色体是结构异常的那条染色体，则图1中有两条正常染色体和一条失活的异常染色体，三条染色体随机分配到两极后会形成AB、D、AD、B、BD、A六种配子，每种配子出现概率均为1/6，其中只有染色体组成正常的A和B可育，可育配子总占比为 1/3，选项表述的可育配子比例不符合计算结果，B错误；
C、图2中着丝粒异常横裂受某基因抑制，若该基因缺失，抑制作用消失，异常横裂增多，形成等臂染色体，导致配子染色体组成异常，进而造成部分配子不育，C正确；
D、图2为减数第二次分裂后期着丝粒异常分裂，一个初级精母细胞最终产生一半正常、一半异常的配子，可育配子占比为1/2，不是1/4，D错误。
故答案为：AC。
【分析】减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会，中期同源染色体排列在赤道板，后期同源染色体分离；减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分离。染色体结构变异包括非同源染色体融合等，数目变异包括染色体丢失等。减数分裂中染色体异常融合、着丝粒异常分裂等异常情况，会导致配子染色体组成异常，而异常染色体组成的配子通常不育，正常分裂才能产生可育配子。
18．【答案】A,B,D
【知识点】估算种群密度的方法；群落的结构；群落的概念及组成
【解析】【解答】A、天山不同海拔植被不同，主要是温度随海拔升高发生明显变化，不是光照差异造成，A错误；
B、调查物种丰富度是统计物种种类数目，不需要计算平均值，B错误；
C、云杉林中乔木、灌木、草本分层分布，体现了群落的垂直结构，C正确；
D、伊犁鼠兔是濒危动物，数量少，应使用逐个计数法，不适合标记重捕法，D错误。
故答案为：ABD。
【分析】群落结构包括垂直结构和水平结构，垂直结构表现为群落中生物在垂直方向上的分层现象，利于充分利用资源。物种丰富度是群落中物种的种类数目，调查时需随机选取多个样方，统计各样方内的物种种类，无需计算平均值。种群密度调查方法需根据生物特点选择，濒危动物数量少，常用逐个计数法，活动能力强、活动范围大的动物常用标记重捕法。
19．【答案】B,C
【知识点】胚胎移植；胚胎分割；体外受精；胚胎的体外培养；胚胎工程综合
【解析】【解答】A、获得早期胚胎可通过体外受精、核移植、体内受精、胚胎分割等多种途径，A正确；
B、①过程为胚胎分割，得到的后代遗传物质相同，属于无性繁殖，不是有性繁殖，B错误；
C、胚胎干细胞培养和早期胚胎培养的培养液成分不同，胚胎干细胞培养需要添加抑制分化的物质，C错误；
D、②过程包含胚胎性别鉴定、胚胎移植、妊娠检查等技术，D正确。
故答案为：BC。
【分析】早期胚胎可通过体外受精、体内受精、核移植和胚胎分割等方式获得。胚胎分割是将早期胚胎分成多份，获得遗传物质相同的后代，属于无性繁殖。胚胎培养分为早期胚胎培养和胚胎干细胞培养，二者培养液成分不同，培养条件也存在差异。胚胎移植是将早期胚胎移入受体母牛体内，过程中可进行胚胎性别鉴定，移植后还要进行妊娠检查，最终获得良种后代，是胚胎工程的重要技术环节。
20．【答案】（1）叶绿体基质；蓝紫
（2）水的光解产生H+、PQ运输H+；运输H+和催化ATP合成；水
（3）氢酶活性会受到氧气的抑制；NADP+
（4）抽样检测；促进；根瘤菌通过呼吸作用降低氧气含量，进而提高氢酶活性；根瘤菌固氮作用提供氮源；根瘤菌单独培养
【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) 莱茵衣藻的光合作用分为光反应和暗反应阶段，光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜，暗反应发生在叶绿体基质。从图中可知，氢气的产生是光合电子经传递后交给氢酶的过程，该过程属于光合电子传递的分支途径，发生在叶绿体基质中。光合色素的分离采用纸层析法，不同光合色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大随层析液扩散速度越快，其中胡萝卜素的溶解度最大；光合色素中，叶绿素（a、b）和类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素）均主要吸收蓝紫光，叶绿素还额外吸收红光，类胡萝卜素不吸收红光，因此层析液中溶解度最大的光合色素（胡萝卜素）主要吸收蓝紫光。
(2) 类囊体腔中 H+的来源可从图中直接分析：一是水在 PSⅡ 上发生光解，光解产生的 H+直接释放到类囊体腔中，使腔中 H+浓度升高；二是 PQ 作为电子传递体，在传递电子的过程中，会将细胞质基质中的 H+转运至类囊体腔中，进一步提高腔中 H+浓度。ATP 合酶是一种多功能酶，从图中可见，H+顺浓度梯度通过 ATP 合酶时，ATP 合酶一方面能作为载体运输 H+，另一方面能催化 ADP 和 Pi 合成 ATP，因此其作用包括运输 H+和催化 ATP 合成。电子传递链中，电子的最初供体是水，水的光解直接产生电子，这些电子依次经过 PSⅡ、PQ、Cytb6f、PC、PSⅠ 等电子传递体，最终传递给氢酶或 NADP+，因此 H+合成 H2过程中电子的最初供体是水。
(3) 题干明确指出氢酶活性会受到氧气浓度的制约，仅在 O2浓度低、电子浓度较高时，电子才会传递给氢酶进而合成 H2。在适宜光照、通气条件下，培养液中氧气含量充足，氢酶的活性被氧气抑制，无法有效催化电子还原 H+生成 H2，因此此时几乎不会产生 H2。从图中可知，正常状态下电子的主要传递途径是将电子传给 NADP+，NADP+接受电子和 H+后被还原为 NADPH，因此此时电子的主要受体是 NADP+。
(4) 莱茵衣藻属于单细胞微藻，细胞个体微小，无法直接计数，可采用抽样检测法（血球计数板计数法），通过随机取样、在显微镜下计数的方式估算培养液中的细胞密度。对比表格数据，衣藻和根瘤菌共培养组的产氢量、氢酶活性、淀粉含量均远高于衣藻单独培养组，说明根瘤菌的共培养对莱茵衣藻产 H2和有机物的积累具有促进作用。原因主要有两点：一是根瘤菌为异养型微生物，进行有氧呼吸，会消耗培养液中的氧气，降低氧浓度，从而解除氧气对氢酶活性的抑制，提高氢酶活性，促进 H2合成；二是根瘤菌属于固氮微生物，能将空气中的氮气固定为氨态氮，为莱茵衣藻的生长提供氮源，氮是合成叶绿素、光合酶、核酸等物质的重要原料，进而促进莱茵衣藻的光合作用和有机物积累。为了排除根瘤菌自身代谢对实验结果的干扰，确保实验数据的科学性，需增设根瘤菌单独培养的对照组，检测培养液中是否存在 H2、淀粉等物质，明确根瘤菌对实验结果的影响是否为直接作用。
【分析】光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，光合色素吸收光能，将水光解生成氧气、H+和电子，同时合成ATP与NADPH。光合色素可用纸层析法分离，溶解度越高扩散越快，胡萝卜素溶解度最大，主要吸收蓝紫光。低氧环境下电子可传递给氢酶用于产氢，氧气会抑制氢酶活性，因此低氧、高电子浓度有利于产氢，正常有氧条件下电子主要用于还原NADP+，几乎不产生氢气。
（1）根据图示，在氢酶的协助下产生氢气，图中光合作用产生氢气的场所是叶绿体基质，分离色素的过程中，层析液中溶解度最大的光合色素是胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。
（2）据图分析，类囊体腔中H+的来源有水的光解产生H+、PQ运输H+；ATP合酶的作用有给主动运输功供能，运输H+和催化ATP合成；根据图示，水的光解产生H+，经过一系列的反应，最后生成了氢气，因此H+合成H2的过程中电子的最初供体是水。
（3）根据题意， 在O2浓度低、电子浓度较高时，电子传递给协助产生氢气的氢酶，进而合成H2，氢酶活性会受到氧气浓度的制约。适宜光照、通气条件下，氧气充足，氢酶的活性受到氧气的抑制，因此不会产生氢气；根据图示，此时电子的主要受体是NADP+，合成的是NADPH。
（4）莱茵衣藻细胞较小，可以采用抽样检测的方法检测其细胞密度，根瘤菌的共培养促进莱茵衣藻产氢气和有机物，根瘤菌通过呼吸作用降低氧气的含量，使氢酶活性提高；此外，根瘤菌的固氮作用提供氮源。仅观察表格中的两组实验缺乏对照，若想提高实验的科学性可增设一组实验，即根瘤菌单独培养观察实验结果。
21．【答案】（1）免疫监视；避免免疫排斥
（2）与癌细胞表面抗原（CD19）特异性结合；信息传递（将胞外信号传递至膜内信号区）；增殖、分化
（3）EZH2mRNA；翻译过程受阻，EZH2蛋白表达减少；抑癌基因和促分化基因；CAR-T对肿瘤细胞的识别
（4）脑干；细胞因子
【知识点】表观遗传；细胞免疫；免疫学的应用；基因表达的调控过程
【解析】【解答】(1) CAR-T疗法能够让改造后的T细胞特异性识别并裂解肿瘤细胞，增强了机体免疫系统的免疫监视功能。使用患者自身的T细胞进行基因改造和扩增，再输回体内，可以避免异体T细胞引起的免疫排斥反应，提高治疗的安全性和有效性。
(2) CAR蛋白的胞外结合区能够特异性识别并结合癌细胞表面的抗原，跨膜区除了将CAR蛋白固定在T细胞膜上，还能将胞外的识别信号传递到细胞内部。膜内信号区接收到信号后，调控CAR-T细胞的增殖和分化，使其更强地杀伤癌细胞并形成免疫记忆。
(3) 正常细胞中，miR-101与EZH2的mRNA结合，抑制其翻译过程，使EZH2蛋白含量降低，抑癌基因和促分化基因能够正常表达，从而抑制肿瘤发生。肿瘤细胞中EZH2蛋白过量，使组蛋白甲基化、染色体结构致密，导致抑癌基因和促分化基因沉默。EZH2抑制剂可以提高肿瘤细胞表面抗原的表达，增强CAR-T细胞对肿瘤细胞的识别与结合能力，提升治疗效果。
(4) 呼吸中枢位于脑干，呼吸困难说明治疗可能影响脑干功能。全身炎症反应是因为CAR-T细胞在激活过程中释放大量细胞因子，引发强烈的免疫应答。
【分析】免疫系统具有免疫监视、防御和自稳功能，能识别清除癌变细胞。细胞免疫主要依靠T细胞增殖分化为效应T细胞，裂解靶细胞。基因表达可通过miRNA与mRNA结合抑制翻译实现调控。表观遗传如组蛋白甲基化能改变染色体结构，影响基因转录。免疫治疗如CAR-T疗法通过改造T细胞精准杀伤肿瘤，使用自体细胞可减少排斥；但可能影响脑干呼吸中枢，或因细胞因子大量释放引发全身炎症反应。
（1）CAR-T疗法通过设计CAR基因，并导入患者T细胞中，使其转化为能表达CAR蛋白的CAR-T细胞。体外大量扩增的CAR-T细胞被输回患者体内，使肿瘤细胞裂解死亡。该疗法增强了机体免疫系统的细胞免疫功能。用患者自身T细胞进行改造可以避免免疫排斥，进而可以达到有效的治疗。
（2）CAR蛋白主要由三部分构成。胞外结合区作用是与癌细胞表面抗原（CD19）特异性结合。跨膜区除了将CAR蛋白锚定于T细胞膜表面外，还负责信息传递。膜内信号区调控CAR-T细胞的增殖、分化，从而增强对癌细胞的特异性杀伤和记忆。
（3）①正常细胞中，miR-101与EZH2mRNA结合，从而抑制了核糖体与RNA的结合，进而使翻译过程受阻，EZH2蛋白表达减少，抑癌基因和促分化基因正常表达，抑制肿瘤发生。
②肿瘤组织中，EZH2基因编码的EZH2蛋白会催化组蛋白甲基化，使染色体结构变得致密，从而介导抑癌基因和促分化基因异常沉默。
③研究表明，EZH2抑制剂和CAR-T细胞联合治疗取得了较好的疗效，原因可能是EZH2抑制剂增加了肿瘤细胞表面抗原呈递相关分子，增强CAR-T对肿瘤细胞的识别，进而可以高效清除肿瘤细胞。
（4）CAR-T疗法也伴随着一些副作用，部分患者出现呼吸困难的症状，而脑干中存在呼吸中枢，该疗法可对脑干中的呼吸中枢造成不良影响。还有些患者发生全身炎症反应，这是因为CAR-T细胞在免疫的过程中释放了大量的细胞因子，进而增强了免疫反应，实现了对肿瘤细胞的清除。
22．【答案】（1）③④⑦；化石燃料的燃烧
（2）直接和间接
（3）自生；增加了群落结构的复杂程度，有利于生物充分利用环境资源；区域内的出现频率、种群密度、植株的高度等特征，以及与其它物种的关系
（4）605；16.9%
（5）1000；3000；当种群数量降到500条以下时，死亡率会大于出生率，种群会衰退
【知识点】种群数量的变化曲线；当地自然群落中若干种生物的生态位；生态工程依据的生态学原理；生物多样性的价值；生态系统的结构和功能综合
【解析】【解答】(1) 首先分析图1的生态系统组成：丁为大气中的二氧化碳库，甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者。碳元素在生物群落内部（生产者、消费者、分解者之间）以含碳有机物形式传递，对应过程为③（甲→乙，生产者流向消费者）、④（乙→丙，消费者流向分解者）、⑦（甲→丙，生产者残体流向分解者）。指向丁（大气CO2库）的途径，除生物呼吸作用（甲→丁②、乙→丁⑥、丙→丁⑤）外，还有化石燃料的燃烧，这是人类活动导致的额外碳释放途径。
(2) 秦淮河的旅游观光价值属于生物多样性的直接价值（观赏、旅游等非实用意义价值）；涵养水源、调节生态环境属于生态功能，体现间接价值，因此该生态系统体现了直接和间接价值。
(3) 引入沉水植物和浮水植物，创造了生物组分互利共存的环境，利于生物生长、发育和繁殖，遵循生态工程的自生原理。从群落结构角度，这种做法增加了群落垂直结构的复杂程度，使不同水层的植物能充分利用光照、营养物质等环境资源，提升资源利用效率。研究睡莲的生态位，通常需分析：①在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等种群特征；②与其他物种（如沉水植物、浮游生物等）的种间关系（竞争、共生等）。
(4) 根据能量流动守恒定律，输入第二营养级（Ⅱ）的总能量等于其输出总能量。输入Ⅱ的能量包括：Ⅰ流向Ⅱ的554.1 J·cm-2·a- 、碎屑流向Ⅱ的342.2 J·cm-2·a- 、顶部输入的26.9 J·cm-2·a- ，总输入为554.1+342.2+26.9=923.2 J·cm-2·a- 。输出Ⅱ的能量包括：流向Ⅲ的100.5 J·cm-2·a- 、流向碎屑的217.7 J·cm-2·a- 、呼吸散失的X，因此923.2=100.5+217.7+X，解得X=605 J·cm-2·a- 。第三营养级（Ⅲ）的同化量为Ⅱ流向Ⅲ的100.5 J·cm-2·a- + 顶部输入的6.5 J·cm-2·a- =107 J·cm-2·a- ，第四营养级（Ⅳ）从Ⅲ获得的能量为18.1 J·cm-2·a- ，因此能量传递效率为(18.1÷107)×100%≈16.9%。
(5) 图3中，种群增长速率在种群数量为2500条（25×102）时达到最大值（对应K/2），此时种群恢复能力最强。当种群数量为3500条时，为保证持续最大产量，捕获后种群数量应维持在2500条，因此当年捕获量为3500-2500=1000条。当种群数量低于500条（5×102）时，死亡率大于出生率，种群会衰退甚至消亡，因此当年最大捕捞量不能超过3500-500=3000条，否则种群数量会降至500条以下，无法延续。
【分析】碳循环中，生物群落内部以有机物传递，群落与无机环境间以CO2传递；生物多样性价值分为直接、间接、潜在价值；生态工程自生原理强调生物组分的自我维持与互利共存；能量流动遵循单向流动、逐级递减，传递效率为10%~20%；种群增长速率在K/2时最大，捕捞后维持K/2可保证持续产量，种群数量低于临界值时会衰退。
（1）图1为秦淮河流域参与碳循环的部分示意图，甲～丁为生态系统的组成成分。根据箭头的指向可推知：甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者，丁是大气中的二氧化碳库。生产者、消费者、分解者构成生物群落，碳元素在生物群落内部以含碳有机物的形式进行传递，因此图1中碳元素以有机物形式传递的过程有③④⑦；指向丁的途径还有化石燃料的燃烧。
（2）秦淮河在旅游观光方面的作用体现了生物多样性的直接价值，秦淮河在涵养水源调节生态环境等方面发挥的作用体现了生物多样性的间接价值。
（3）在修复过程中，工作人员同时引入对污水净化能力较强的沉水植物和浮水植物等，其目的是创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖，以及它们形成互利共存关系的条件，这主要遵循生态工程的自生原理。从群落结构角度分析，这种做法的优势表现在增加了群落结构的复杂程度（合理设计垂直结构），有利于生物充分利用环境资源。研究睡莲的生态位，通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株的高度等特征，以及它与其他物种的关系等。
（4）图2中能量的输入等于能量的输出，即554.1＋342.2＋26.9＝100.5＋217.7＋X，得出X的数值为 605J·cm-2·a-1。第三营养级向第四营养级的能量传递效率为[18.1÷（100.5＋6.5）]×100%≈16.9%。
（5）据图3分析，当种群数量为3500条时，为保证种群持续获得较大的产量，当年该鱼的捕获量约为1000条，因为当捕获1000条后，此时的种群数量为2500条，对应的种群增长速率最大；当年最大捕捞量不能超过3000条，因为当种群数量降到500条以下时，该种群的死亡率会大于出生率，种群会衰退，无法恢复，因而最大捕捞量为3500－500＝3000条。
23．【答案】（1）大于2664
（2）①④
（3）GFP；避免融合基因只表达出GFP蛋白
（4）Taq酶、DNA 连接酶、限制酶；低温有利于黏性末端碱基之间形成氢键
（5）100%或15/16
（6）1.024×106
（7）变性温度低、退火温度太高
（8）可研究活的生物体；获得实时直接、连续监测结果等（答对1点即可）
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程综合
【解析】【解答】(1) 真核生物的基因编码区包含外显子和内含子，编码蛋白质的序列仅为外显子，氨基酸数目与基因编码区碱基数的关系为至少六倍，一个密码子对应一个氨基酸，且密码子由mRNA上三个碱基组成，基因是双链DNA，因此由444个氨基酸编码的Gata3基因，其编码区碱基数量大于444×6=2664个。
(2) 构建重组载体时，需要保证GFP基因正确插入且不破坏基因序列，结合限制酶识别位点和同尾酶的特性，XhoⅠ和SalⅠ互为同尾酶，MunⅠ和EcoRⅠ互为同尾酶，GFP基因转录方向从左到右，F引物需添加SalⅠ酶切位点，R引物需添加EcoRⅠ酶切位点，因此选择①和④作为引物F和R，可使GFP基因产生合适的黏性末端，正确插入载体。
(3) 构建Gata3基因与GFP基因的融合基因时，GFP基因插入在Gata3基因前方，两个基因需共用一个启动子和终止子，若保留GFP基因中编码终止密码子的序列，会导致翻译提前终止，无法表达出完整的融合蛋白，因此需删除GFP基因中编码终止密码子的序列，避免融合基因只表达出GFP蛋白。
(4) GFP基因的扩增需采用PCR技术，该技术需要热稳定的Taq酶催化脱氧核苷酸聚合；重组载体的构建过程中，需用限制酶切割GFP基因、Gata3基因和载体，获得互补的黏性末端，再用DNA连接酶将目的基因与载体连接，因此使用的酶有Taq酶、DNA连接酶、限制酶；目的基因与载体连接时，黏性末端之间需通过碱基互补配对形成氢键，低温环境有利于黏性末端碱基之间形成氢键，提高连接效率，因此需在低温环境中操作。
(5) 实验获得的雌、雄杂合子小鼠，每个受精卵只导入一个目的基因，目的基因整合到染色体上的位置有两种可能：若目的基因插入同一对同源染色体上，体细胞中含有两个融合基因的雌雄个体，基因型可看作AA（A为融合基因），杂交后代均为AA，全部有荧光；若目的基因插入两对同源染色体上，体细胞中含有两个融合基因的雌雄个体，基因型可看作AaBb（A、B均为融合基因），产生的配子中1/4不含融合基因，后代不含荧光的个体占1/4×1/4=1/16，因此有荧光小鼠约占1-1/16=15/16，综上F2中出现有荧光小鼠理论上约占100%或15/16。
(6) 不对称PCR制备单链DNA时，初始有50个模板DNA，最初10个循环为常规PCR，产生的DNA数量为50×2 个，10个循环后限制性引物耗尽，再进行20个循环，每个DNA分子只能扩增出一条单链，因此单链DNA的数量为50×2 ×20=1.024×106个。
(7) PCR扩增过程中，温度控制至关重要：变性阶段需高温使双链DNA解旋，若变性温度低，双链DNA无法完全解旋，引物无法结合模板；退火阶段需适宜温度使引物与模板结合，若退火温度太高，引物与模板之间的氢键无法形成，无法启动扩增，这两种情况都会导致无法扩增出GFP基因。
(8) 传统的物质提取、体外测量方式，需破坏生物体或细胞，且无法实现实时监测，而引入荧光蛋白传感器测量荧光蛋白，可在不破坏生物体的前提下，研究活的生物体，同时能获得实时、直接、连续的监测结果，直观观察Gata3蛋白在细胞中的定位，具有明显优势。
【分析】基因工程操作需要选择合适的限制酶与DNA连接酶构建重组载体，利用同尾酶保证目的基因正确插入，构建融合基因时需删除上游基因的终止序列，使目的基因正常表达。PCR技术依靠Taq酶进行扩增，通过变性、退火、延伸三步完成，温度设置直接影响扩增效果，不对称PCR可大量制备单链探针用于分子检测。转基因动物的遗传规律需根据目的基因插入染色体的位置分析后代性状比例。分子检测常用荧光标记与核酸分子杂交，可实现活体实时观察与基因定位。
（1）已知Gata3蛋白由444个氨基酸构成，一个密码子决定一种氨基酸，DNA基因是双链，mRNA是单链，DNA上的碱基数量至少是氨基酸数量的6倍，即444×6=2664，且真核生物基因编码区包括了外显子和内含子，因此Gata3 基因编码区的碱基数量为大于2664个。
（2）根据基因插入前后对比可知，将GFP（绿色荧光蛋白）基因与Gata3基因融合，需要两种DNA片段具有相同的黏性末端，GFP基因的终止子在右侧（即转录方向为从左到右），故插入的调控序列应颠倒进行插入，即设计的时候：R引物末端插入对应下方载体的Xho Ⅰ酶切位点，F引物末端插入对应下方载体的Mun Ⅰ酶切位点，又因为RFP基因中含有的Xho Ⅰ位点，因此不能用Xho Ⅰ酶来切，否则会破坏基因序列。结合题干当中所给的5种限制酶的识别序列，Xho Ⅰ和Sal Ⅰ互为同尾酶；Mun Ⅰ和EcoR Ⅰ互为同尾酶（即切割不同的DNA片段但产生相同的黏性末端的一类限制性内切酶）。因此可通过使用同尾酶进行替代，即剪切扩增产物时，F末端添加的序列所对应的限制酶应选择Sal Ⅰ，这样可以与下方载体中Xho Ⅰ的酶切位点结合；同理R末端应选用与Mun Ⅰ同尾的EcoR Ⅰ剪切。这样利用产生相同黏性末端的同尾酶对扩增产物和载体进行酶切，可以保证既能得到有效片段，又能使之正确转录。
（3）结合图示可知，GFP基因插入在Gata3的前方，两个基因需要共用同一个启动子和终止子，而原先两个基因具有独立的启动子和终止子，为了为了避免融合基因只表达出GFP蛋白，在构建Gata3基因与GFP 基因的融合基因时，应将GFP基因中编码终止密码子的序列删除。
（4）GFP基因的扩增需要利用PCR技术，该技术需要的酶是Taq酶。在GFP基因的扩增及重组载体的构建过程中，需要使用限制酶进行酶切获得相同的黏性末端，需要用DNA连接酶将两个基因连接形成Gata3-GFP融合基因。高温条件下氢键会发生断裂，将酶处理过的目的基因和载体连接时，这个过程有氢键的形成，而低温有利于黏性末端碱基之间形成氢键。
（5）若两只雌、雄杂合子小鼠（P）融合基因导入的是同一对同源染色体上，则体细胞中都含有两个融合基因的雌雄个体杂交，产生的子代100%为有荧光小鼠；若两只雌、雄杂合子小鼠（P）融合基因导入的是在两对同源染色体上，则雌雄个体产生的配子有1/4不含融合基因，不含融合基因的雌雄配子完成受精作用形成的个体没有荧光，不含荧光的小鼠理论上约占1/4×1/4=1/16，即F2中出现有荧光小鼠理论上约占15/16。
（6）用DNA分子杂交技术检测目的基因是否整合到受体细胞的染色体DNA上时，常使用放射性同位素（或荧光分子）标记的目的基因单链片段作为探针，该技术利用的原理是碱基互补配对。50个模板DNA，最初10个循环后限制性引物耗尽，再进行20个循环，理论上可制备ss-DNA：50×20×210=1.024×106。
（7）PCR扩增时，引物和模板链之间形成双链才能开始扩增，两者之间的氢键数量和PCR扩增时变性的温度和退火的温度有直接关系，若用引物A和B进行PCR扩增，但没能扩增出GFP基因，从PCR操作过程中温度控制角度分析，可能的原因有变性温度低、退火温度太高。
（8）对荧光小鼠用荧光蛋白成像系统检测，相较于传统的物质提取、体外测量方式，引入荧光蛋白传感器测量荧光蛋白的优点是可研究活的生物体；获得实时直接、连续监测结果等。
24．【答案】（1）后代数量多，生活周期短，有多对易于区分的相对性状
（2）B
（3）aaXrY；1/32
（4）表型及比例；卷翅：正常翅3：1；卷翅：正常翅=8：1
（5）1/3；1/3~1/2之间
【知识点】伴性遗传；基因突变的特点及意义；基因连锁和互换定律；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】(1) 果蝇作为经典的遗传学实验材料，具备多方面优势，首先果蝇的生活周期较短，在适宜条件下短时间内就能完成一个世代，可快速获得多代杂交结果，缩短实验周期；其次果蝇繁殖能力强，一次交配能够产生大量的后代，便于进行统计学分析，减少实验误差；同时果蝇具有多对易于区分的相对性状，比如红眼与白眼、直刚毛与焦刚毛等，性状差异明显，方便观察和统计，适合用于基因遗传规律的研究。
(2) 题干表明红眼和白眼、直刚毛和焦刚毛的基因都位于X染色体上，红眼对白眼为显性，直刚毛对焦刚毛为显性，亲本均为红眼直刚毛的雌雄果蝇，子代出现红眼直刚毛雌蝇、红眼焦刚毛雄蝇、白眼直刚毛雄蝇，比例为2：1：1。亲本雄果蝇的基因型为XDBY，只能产生XDB和Y两种配子。子代雄蝇的X染色体全部来自母本，子代雄蝇有XDbY（红眼焦刚毛）和XdBY（白眼直刚毛）两种类型，说明母本雌果蝇可以产生XDb和XdB两种配子，即雌果蝇的两条X染色体上，一条携带D和b基因，另一条携带d和B基因，对应图中的B选项。A选项的雌果蝇只能产生XDB配子，子代不会出现焦刚毛和白眼个体；C选项中两对基因位于非同源染色体上，与题干两对基因都在X染色体上矛盾；D选项的雌果蝇产生XDB和Xdb配子，子代雄蝇会出现白眼焦刚毛，与实验结果不符。
(3) ① 黑身雌蝇基因型为aaXRXR，灰身雄蝇为AAXrY，F1基因型为AaXRXr、AaXRY，F1相互交配，对于体色基因，A和a的分离比为A_：aa=3：1，对于性染色体上的R、r基因，子代雄蝇的基因型为XRY和XrY，比例为1：1，题干中雄蝇出现深黑身，说明只有aa且为XrY时表现为深黑身，因此深黑身雄蝇的基因型为aaXrY。
② 该雌果蝇发生X染色体与Ⅱ号染色体的易位，减数分裂时只能产生可育的aXR配子，与亲本雄蝇AAXrY杂交后，F1中雌蝇有正常的AaXRXr和易位的AaXRXr，雄蝇有正常的AaXRY和易位的AaXRY。F1自由交配时，雄配子中含a和Y的配子占比为1/4，雌蝇中只有正常个体能产生aXr的配子，占雌配子总数的1/8，二者结合形成aaXrY的深黑身雄蝇，比例为1/4×1/8=1/32。
(4) 该实验的目的是探究F、f基因是否位于IV号染色体上，实验思路为杂交后让F1自由交配，统计F2的表型及比例。若F、f基因不在IV号染色体上，纯合卷翅雌果蝇基因型为FF，正常翅雄蝇为ff，F1为Ff，F1自由交配后，F2的基因型及比例为FF：Ff：ff=1：2：1，表型比例为卷翅：正常翅=3：1。若F、f基因位于IV号染色体上，纯合卷翅三体雌果蝇基因型为FFF，产生的配子为FF：F=1：1，与ff雄蝇杂交，F1为1/2FFf和1/2Ff，F1产生的配子中f配子占1/3，自由交配后ff的正常翅个体占1/9，卷翅个体占8/9，表型比例为卷翅：正常翅=8：1。
(5) 该实验探究X染色体上是否发生隐性致死突变，将受辐射雄蝇与正常雌蝇杂交，F1相互交配后统计F2雄蝇比例。若为完全致死突变，隐性致死基因会使XaY的个体全部死亡，F1为XAXa和XAY，F2的基因型为XAXA、XAXa、XAY、XaY（致死），存活个体中雄蝇占1/3。若为不完全致死突变，XaY个体部分死亡，雄蝇比例会介于完全致死的1/3和无致死的1/2之间。
【分析】遗传学实验材料常选择繁殖周期短、子代数量多、相对性状易于区分的生物，伴性遗传是指性染色体上的基因控制的性状与性别相关联的遗传方式，X染色体上的基因在雄性个体中单个存在，表现为交叉遗传。基因的分离定律和自由组合定律适用于真核生物有性生殖的核基因遗传，非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律，同源染色体上的非等位基因表现为连锁遗传。染色体变异包括结构变异和数目变异，易位属于染色体结构变异，三体属于染色体数目变异，会改变配子的类型和比例。致死突变分为完全致死和不完全致死，会影响种群中不同基因型个体的存活数量，进而改变种群的性别比例和性状分离比。
（1）果蝇后代数量多，生活周期短，有多对易于区分的相对性状，常作为遗传学实验的材料。
（2）A、将表型为红眼直刚毛雌、雄果蝇相互交配，若为图A所示，则后代全为红眼直刚毛，A错误；
B、若为图B所示，产生的雌配子为1/2XDb、1/2XdB，雄果蝇基因型为XDBY，产生的雄配子为1/2XDB、1/2Y，后代为红眼直刚毛雌（XDBXDb、XDBXdB）：红眼焦刚毛雄（XDbY）：白眼直刚毛雄（XdBY）=2：1：1，B正确；
C、两对基因都位于X染色体上，不可能如C中两对染色体上所示，C错误；
D、若为图D所示，产生的雌配子为1/2XDB、1/2Xdb，雄果蝇基因型为XDBY，产生的雄配子为1/2XDB、1/2Y，后代为红眼直刚毛雌（XDBXDB、XDBXdb）：红眼直刚毛雄（XDBY）：白眼焦刚毛雄（XdbY）=2：1：1，D错误。
故选B。
（3）①F2中才出现深黑身，说明深黑身为隐性，受r基因控制，因此F2深黑身雄蝇的基因型是aaXrY。②黑身雌蝇(aaXRXR)发生染色体易位后，I号、Ⅱ号染色体组成了新染色体，由题意可知，进行减数分裂时只能产生两种配子，正常的aXR、和异常连锁的aXR。重复实验①，则F1雌蝇中有1/2aaXRXr正常，有1/2AaXRXr异常(含7条染色体，a与XR连锁)，同时F1雄蝇中有1/2AaXRY正常，有1/2AaXRY异常(含7条染色体，a与XR连锁)。雌雄随机交配使用配子法，而F2的雄蝇中只有基因型为aaXRY为深黑身，只考虑F2雄蝇中概率情况下，即F1雄蝇已确定提供了含Y的雄配子，所以在含Y的雄配子中，bY的概率为1/4。F1雌蝇中只有1/2AaXRXr的正常雌蝇能产生1/8aXr卵细胞，故F2的雄蝇中深黑身个体所占比例为1/4×1/8=1/32。
（4）要研究F、f基因是否位于IV号染色体上，可用该果蝇与正常翅雄蝇进行杂交得F1，F1自由交配，统计F2的表型及比例。①若F、f基因不在IV号染色体上，则纯合卷翅IV号染色体三体雌果蝇×正常翅雄蝇，亲本基因型为FF×ff，F1为Ff，F2为卷翅∶正常翅=3∶1。②若F、f基因位于IV号染色体上，则纯合卷翅IV号染色体三体雌果蝇×正常翅雄蝇，亲本基因型为FFF×ff，雌配子为FF∶F=1∶1，F1为1/2FFf、1/2Ff，F1产生的配子为1/2FFf→1/2（1/6FF、1/6f、1/3Ff、1/3F）、1/2Ff→1/2（1/2F、1/2f），即F1产生的配子为1/12FF、1/6Ff、1/3f、5/12F，F2中正常翅（ff）为1/3×1/3=1/9，卷翅为8/9，为卷翅∶正常翅=8∶1。
（5）②若X染色体上发生了完全致死突变，假设该基因用a表示，正常基因用A表示，则该果蝇为XaY，与正常的雌果蝇XAXA杂交，F1为XAXa、XAY，F2为XAXA、XAXa、XAY、XaY（致死），雄性占1/3。③若X染色体上发生了不完全致死突变，该果蝇为XaY，与正常的雌果蝇XAXA杂交，F1为XAXa、XAY，F2为XAXA、XAXa、XAY、XaY（不完全致死），完全致死，雄性占1/3，不至死，雄性占1/2，因此不完全致死雄性占1/3~1/2之间。
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