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【高考真题】2024年新课标广东卷高考生物真题试卷
一、2024年广东省普通高中学业水平选择性考试生物
1．（2024·广东）“碳汇渔业”，又称“不投饵渔业”，是指充分发挥生物碳汇功能，通过收获水产品直接或间接减少CO2的渔业生产活动，是我国实现“双碳”目标、践行“大食物观”的举措之一。下列生产活动属于“碳汇渔业”的是（　　）
A．开发海洋牧场，发展深海渔业 B．建设大坝鱼道，保障鱼类洄游
C．控制无序捕捞，实施长江禁渔 D．增加饵料投放，提高渔业产量
【答案】A
【知识点】全球性生态环境问题
【解析】【解答】A、开发海洋牧场，发展深海渔业。在这个过程中，鱼类依靠海洋中的自然生物资源生长繁殖，人们收获水产品，既没有投饵，又通过收获水产品实现了直接或间接减少CO2，符合“碳汇渔业”的定义，A符合题意；
B、建设大坝鱼道，保障鱼类洄游。此活动主要是为了保护鱼类的洄游习性，并没有涉及到收获水产品来减少CO2，不符合“碳汇渔业”的要求，B不符合题意；
C、控制无序捕捞，实施长江禁渔。这一举措重点在于保护渔业资源和生态环境，没有体现通过收获水产品减少CO2，不符合“碳汇渔业”的概念，C不符合题意；
D、增加饵料投放，提高渔业产量。因为“碳汇渔业”是“不投饵渔业”，增加饵料投放违背了这一条件，所以不属于“碳汇渔业”，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】“碳汇渔业”有两个关键要点，一是充分发挥生物碳汇功能，二是通过收获水产品直接或间接减少CO2，并且它是“不投饵渔业”。
2．（2024·广东）2019年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌，其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性最小的是（　　）
A．ATP B．NADP+ C．NADH D．DNA
【答案】D
【知识点】核酸的种类及主要存在的部位；原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、在光合作用的光反应阶段和呼吸作用过程中都有 ATP 的产生，所以该片层结构中可能存在 ATP，A不符合题意；
B、光合作用光反应阶段，NADP+接受电子和氢离子形成 NADPH，所以该结构中可能存在 NADP+，B不符合题意；
C、有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都会产生 NADH，所以该片层结构中可能存在 NADH，C不符合题意；
D、蓝细菌的 DNA 主要存在于拟核中，而不是存在于进行光合作用和呼吸作用的片层结构中，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】蓝细菌是原核生物，虽然没有像真核生物那样的叶绿体和线粒体等具膜细胞器，但有些蓝细菌含有能进行光合作用和呼吸作用的结构。光合作用光反应阶段会产生 ATP、NADPH，有氧呼吸过程中会产生 NADH。
3．（2024·广东）银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是（　　）
A．选择新鲜程度不同的叶片混合研磨
B．研磨时用水补充损失的提取液
C．将两组滤纸条置于同一烧杯中层析
D．用过的层析液直接倒入下水道
【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、在探究银杏绿叶和黄叶的色素差别实验中，叶片的新鲜程度（绿叶或黄叶状态）是重要的自变量。若将新鲜程度不同（即绿叶和黄叶）的叶片混合研磨，那么得到的色素混合结果就无法准确反映出绿叶和黄叶各自的色素组成差异，应当分别对绿叶和黄叶进行研磨操作，A不符合题意；
B、在提取光合色素时，利用的原理是色素能够溶解在有机溶剂中，常用的提取液是无水乙醇。由于光合色素不溶于水，所以在研磨时不能用水来补充损失的提取液，而应该使用无水乙醇，B不符合题意；
C、因为滤纸条之间不会相互干扰，并且两组实验所使用的层析液成分是相同的，所以将两组滤纸条置于同一个烧杯中层析，能够实现对两组色素的有效分离和对比观察，C符合题意；
D、用过的层析液中含有石油醚、丙酮和苯等对环境有害的有机溶剂，如果直接倒入下水道，会对水体等环境造成污染，正确的做法是将其倒入废液箱进行集中处理，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。由于色素存在于细胞内，需要先破碎细胞才能释放出色素。绿叶中的色素不只有一种，它们都能溶解在层析液中，但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。
4．（2024·广东）关于技术进步与科学发现之间的促进关系，下列叙述正确的是（　　）
A．电子显微镜的发明促进细胞学说的提出
B．差速离心法的应用促进对细胞器的认识
C．光合作用的解析促进花期控制技术的成熟
D．RNA聚合酶的发现促进PCR技术的发明
【答案】B
【知识点】其它细胞器及分离方法；其他植物激素的种类和作用；PCR技术的基本操作和应用；细胞学说的建立、内容和发展
【解析】【解答】A、细胞学说在 19 世纪 30 年代由施莱登和施旺提出，当时主要是通过光学显微镜进行观察。电子显微镜发明于 20 世纪，所以电子显微镜的发明不是促进细胞学说提出的原因，A不符合题意；
B、差速离心法是根据不同细胞器的质量和密度差异，通过不同的离心速度将它们分离开来。利用差速离心法可以获得各种细胞器，进而对细胞器的结构和功能进行深入研究，促进了对细胞器的认识，B符合题意；
C、花期控制技术主要涉及植物激素调节、环境因素（如光照、温度等）对植物开花的影响等知识。光合作用的解析主要是关于植物如何利用光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程，与花期控制技术的直接关联不大，C不符合题意；
D、PCR 技术（聚合酶链式反应）是一种用于扩增特定 DNA 片段的分子生物学技术，需要热稳定 DNA 聚合酶（如 Taq 酶）。RNA 聚合酶是用于转录过程合成 RNA 的酶，RNA 聚合酶的发现与 PCR 技术的发明没有直接关系，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】（1）电子显微镜，简称电镜。它是利用电子束代替可见光波，以电子透镜代替光学透镜，从而对微小物体进行高分辨率成像的一种精密显微分析仪器。
（2）差速离心主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。如在分离细胞中的细胞器时，将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆，将匀浆放入离心管中，采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。
（3）光合作用是植物细胞叶绿体将太阳能转换成化学能、将二氧化碳和水转变为糖和氧气的过程。
（4）PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
5．（2024·广东）研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母（WT）sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是（　　）
A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸
B．线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱
C．有氧条件下，WT 比△sqr的生长速度快
D．无氧条件下，WT 比△sqr产生更多的ATP
【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，碎片化的线粒体结构遭到破坏，内部的酶系统和呼吸链等无法正常发挥作用，无法正常进行有氧呼吸，A不符合题意；
B、线粒体数量减少，参与有氧呼吸第二、三阶段的场所和相关酶等物质减少，会使△sqr的有氧呼吸减弱，B不符合题意；
C、与△sqr相比，WT的正常线粒体数量更多，在有氧条件下，WT能通过有氧呼吸获得更多的能量，为细胞生长提供充足的能量和物质，所以生长速度比△sqr快，C不符合题意；
D、无氧呼吸的场所是细胞质基质，整个过程都在细胞质基质中进行，与线粒体无关。所以在无氧条件下，WT和△sqr产生ATP的量是相同的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】有氧呼吸是细胞在有氧条件下，将葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放大量能量的过程。其主要场所是线粒体，有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。无氧呼吸是细胞在无氧条件下，将葡萄糖等有机物不彻底氧化分解，产生酒精和二氧化碳（大多数植物细胞和酵母菌等）或乳酸（动物细胞和乳酸菌等），释放少量能量的过程，场所是细胞质基质。线粒体是有氧呼吸的主要场所，其结构和数量会影响有氧呼吸的进行。
6．（2024·广东）研究发现，耐力运动训练能促进老年小鼠大脑海马区神经发生，改善记忆功能。下列生命活动过程中，不直接涉及记忆功能改善的是 （　　）
A．交感神经活动增加 B．突触间信息传递增加
C．新突触的建立增加 D．新生神经元数量增加
【答案】A
【知识点】脑的高级功能；神经系统的基本结构
【解析】【解答】A、交感神经活动增加时，主要表现为心跳加快、支气管扩张等，这些生理变化并不直接与记忆功能的改善产生关联。记忆作为脑的高级功能，其改善涉及到脑内特定的神经机制，A符合题意；
B、突触间信息传递增加，这与短时记忆中神经元之间即时的信息交流相关。在记忆形成过程中，神经元之间的信息传递起着重要作用，信息传递的增加有助于记忆功能的改善，B不符合题意；
C、新突触的建立增加与长时记忆可能有关。长时记忆的形成涉及到突触形态及功能的改变以及新突触的建立，新突触的增加为记忆的巩固和存储提供了结构基础，C不符合题意；
D、新生神经元数量增加，耐力运动训练能促进老年小鼠大脑海马区神经发生（即新生神经元数量增加）从而改善记忆功能，新生神经元在大脑的学习和记忆等功能中发挥着重要作用，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】人的大脑有很多复杂的高级功能，因为大脑皮层有140多亿个神经元，组成了许多神经中枢，是整个神经系统中最高级的部位。它除了感知外部世界以及控制机体的反射活动，还具有语言、学习和记忆等方面的高级功能。
7．（2024·广东）某患者甲状腺激素分泌不足。经诊断，医生建议采用激素治疗。下列叙述错误的是（　　）
A．若该患者血液TSH水平低于正常，可能是垂体功能异常
B．若该患者血液TSH水平高于正常，可能是甲状腺功能异常
C．甲状腺激素治疗可恢复患者甲状腺的分泌功能
D．检测血液中相关激素水平可评估治疗效果
【答案】C
【知识点】激素与内分泌系统；激素分泌的分级调节
【解析】【解答】A、TSH即促甲状腺激素，它是由垂体分泌的。当该患者血液中TSH水平低于正常时，因为垂体是分泌TSH的场所，所以很有可能是垂体功能出现了异常，A不符合题意；
B、TSH的作用是促进甲状腺分泌甲状腺激素。此患者TSH水平高于正常，然而甲状腺激素却分泌不足，那就说明即使有较多的TSH去促进甲状腺分泌激素，甲状腺仍然不能正常分泌足够的甲状腺激素，所以很可能是甲状腺自身功能出现了异常，B不符合题意；
C、采用甲状腺激素治疗，只是额外补充甲状腺激素，提高患者体内甲状腺激素的含量，但是并不能使患者本身甲状腺的分泌功能得到恢复，C符合题意；
D、由于激素在体内是通过体液运输的，那么通过检测血液中促甲状腺激素释放激素（TRH）、促甲状腺激素（TSH）以及甲状腺激素的水平，就能够了解甲状腺激素分泌的调节情况以及甲状腺激素的实际水平，从而评估治疗效果，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】当机体感受到寒冷等刺激时，相应的神经冲动传到下丘脑，下丘脑分泌TRH（促甲状腺激素释放激素）；TRH运输到并作用于垂体，促使垂体分泌TSH（促甲状腺激素）；TSH随血液循环到达甲状腺，促使甲状腺增加甲状腺激素的合成和分泌。当血液中的甲状腺激素含量增加到一定程度时，又会抑制下丘脑和垂体分泌相关激素，进而使甲状腺激素的分泌减少而不至于浓度过高。
8．（2024·广东）松树受到松叶蜂幼虫攻击时，会释放植物信息素，吸引寄生蜂将卵产入松叶蜂幼虫体内，寄生蜂卵孵化后以松叶蜂幼虫为食。下列分析错误的是（　　）
A．该过程中松树释放的信息应是化学信息
B．3种生物凭借该信息相互联系形成食物链
C．松树和寄生蜂的种间关系属于原始合作
D．该信息有利于维持松林群落的平衡与稳定
【答案】B
【知识点】种间关系；生态系统的结构；生态系统中的信息传递
【解析】【解答】A、植物信息素是一种化学物质，松树通过释放这种化学信息素来吸引寄生蜂，寄生蜂接受信息后将卵产入松叶蜂幼虫体内，寄生蜂卵孵化后以松叶蜂幼虫为食，从而减少松叶蜂幼虫对松树的攻击 ，A不符合题意；
B、松树、松叶蜂幼虫和寄生蜂之间不是典型的食物链关系，而是通过信息素形成的相互作用的生态关系，B符合题意；
C、原始合作是指两种生物共同生活在一起时，双方都受益，但分开后，各自也能独立生活。可见松树和寄生蜂的种间关系属于原始合作，C不符合题意；
D、松树释放的信息素通过吸引寄生蜂来控制松叶蜂幼虫的数量，这有助于防止松叶蜂幼虫过度繁殖并对松树造成严重的危害。因此该信息有利于维持松林群落的平衡与稳定，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】（1）在生态系统中，物质是可以在生物群落和无机环境之间不断循环的；能量则是沿食物链单向流动并逐级递减的；各种各样的信息在生物的生存、繁衍以及调节种间关系等方面起着十分重要的作用。
（2）不同物种之间存在复杂的相互关系。正是这些复杂的种间关系，将群落内的多种生物联系成有机的整体。种间关系包括原始合作、互利共生、种间竞争、捕食和寄生等。
9．（2024·广东）克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及其父母的性染色体组成见图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因。导致该患儿染色体异常最可能的原因是（　　）
A．精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
B．精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分
C．卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
D．卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
【答案】A
【知识点】减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】A、父亲的基因型是XXg1Y，母亲的基因型是XXg2XXg2，患儿的基因型是XXg1XXg2Y。因为患儿的XXg1和Y都来自父亲，这是由于精母细胞在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体XXg1和Y没有分离，形成了基因型为XXg1Y的异常精子，与正常的卵细胞XXg2结合后导致患儿染色体异常，A符合题意；
B、若精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离，会产生XXg1XXg1或YY等异常精子，与正常卵细胞结合后不会形成XXg1XXg2Y这种基因型的患儿，B不符合题意；
C、母亲的基因型是XXg2XXg2，若卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离，产生的卵细胞基因型为XXg2XXg2，与正常精子结合后不会形成XXg1XXg2Y这种基因型的患儿，C不符合题意；
D、若卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离，产生的卵细胞基因型为XXg2XXg2或不含X染色体，与正常精子结合后不会形成XXg1XXg2Y这种基因型的患儿，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】进行有性生殖的生物，在由原始生殖细胞形成成熟生殖细胞的过程中，染色体只复制一次，而细胞经减数分裂连续分裂两次，最终使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。在减数分裂过程中，同源染色体发生分离，非同源染色体自由组合，使分配到子细胞中的染色体组合类型出现多样性。不仅如此，在减数分裂过程中同源染色体联会时，非姐妹染色单体间还常常发生互换，进一步增加了生殖细胞遗传的多样性。
10．（2024·广东）研究发现，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白（具有组蛋白修饰功能）的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于（　　）
A．基因突变 B．染色体变异 C．基因重组 D．表观遗传
【答案】D
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】由题意可知，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白（具有组蛋白修饰功能）的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，所以驱动此肿瘤形成的原因属于表观遗传，ABC错误、D正确。
故发答案为：D。
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。如DNA的甲基化不会使基因的碱基序列发生改变，但是会不同程度的影响基因的表达水平，进而影响生物的性状。
11．（2024·广东）EDAR 基因的一个碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关。用M、m分别表示突变前后的EDAR 基因，研究发现，m的频率从末次盛冰期后开始明显升高。下列推测合理的是（　　）
A．m的出现是自然选择的结果
B．m不存在于现代非洲和欧洲人群中
C．m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果
D．MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次下降
【答案】C
【知识点】基因突变的特点及意义；基因频率的概念与变化
【解析】【解答】A、EDAR 基因的一个碱基替换使 M 突变为 m，这是基因突变的结果，并非自然选择，A不符合题意；
B、仅知道该基因碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关，无法据此判断 m 是否存在于现代非洲和欧洲人群中，B不符合题意；
C、因为自然选择会导致基因频率定向改变，m 的频率从末次盛冰期后开始明显升高，所以可推测 m 的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果，C符合题意；
D、末次盛冰期后气温逐渐升高，m 基因频率升高，M 基因频率降低，由此推测 MM、Mm 和 mm 个体的汗腺密度应依次上升，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】现代进化理论指出，进化以种群为基本单位，其实质是种群基因频率的改变。基因突变是 DNA 分子中碱基的替换、增添或缺失，引起基因碱基序列的改变，它是产生新基因的途径，为生物进化提供丰富原材料。
12．（2024·广东）Janzen-Connel假说（詹曾-康奈尔假说）认为，某些植物母株周围会积累对自身有害的病原菌、昆虫等，从而抑制母株附近自身种子的萌发和幼苗的生长。下列现象中，不能用该假说合理解释的是（　　）
A．亚热带常绿阔叶林中楠木幼苗距离母株越远，其密度越大
B．鸟巢兰种子远离母株萌发时，缺少土壤共生菌，幼苗死亡
C．中药材三七连续原地栽种，会暴发病虫害导致产量降低
D．我国农业实践中采用的水旱轮作，可减少农药的使用量
【答案】B
【知识点】种群的数量变动及其原因
【解析】【解答】A、亚热带常绿阔叶林中楠木幼苗距离母株越远，其密度越大。这意味着随着与母株距离的增加，母株周围积累的有害因素对幼苗生长的抑制作用逐渐减弱，所以幼苗密度增大，该现象能够用詹曾 - 康奈尔假说解释，A不符合题意；
B、鸟巢兰种子远离母株萌发时，是因为缺少土壤共生菌导致幼苗死亡，并非是母株周围积累的病原菌、昆虫等有害因素抑制了种子萌发和幼苗生长，所以不能用詹曾 - 康奈尔假说来解释，B符合题意；
C、中药材三七连续原地栽种，会暴发病虫害导致产量降低。原地栽种相当于处于母株周围，积累了大量有害的病原菌等，对三七的生长产生抑制，符合詹曾 - 康奈尔假说，C不符合题意；
D、我国农业实践中采用的水旱轮作，可减少农药的使用量。连作时作物母株周围会积累有害因素，而水旱轮作改变了环境，减少了有害因素的积累，这与詹曾 - 康奈尔假说相符，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】一般来说，食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的。例如，同样是缺少食物，种群密度越高，该种群受食物短缺的影响就越大，因此，这些因素称为密度制约因素。而气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害，对种群的作用强度与该种群的密度无关，因此被称为非密度制约因素。例如，在遭遇寒流时，有些昆虫种群不论其种群密度高低，所有个体都会死亡。
13．（2024·广东）为探究人类活动对鸟类食性及物种多样性的影响，研究者调查了某地的自然保护区、农田和城区3种生境中雀形目鸟类的物种数量（取样的方法和条件一致），结果见图。下列分析错误的是（　　）
A．自然保护区的植被群落类型多样，鸟类物种丰富度高
B．农田的鸟类比自然保护区鸟类的种间竞争更小
C．自然保护区鸟类比其他生境的鸟类有更宽的空间生态位
D．人类活动产生的空白生态位有利于杂食性鸟类迁入
【答案】C
【知识点】种间关系；当地自然群落中若干种生物的生态位
【解析】【解答】A、自然保护区的植被群落类型多样，鸟类物种丰富度高，因为自然保护区的物种数量最大，其次是城区和农田，A正确；
B、自然保护区物种数量比农田多，所以自然保护区种间关系更复杂，竞争关系更多，B正确；
C、自然保护区杂食性物种少，而农田杂食性物种多，所以自然保护区的杂食性物种生态位更窄，C错误；
D、人类活动产生的空白生态位有利于杂食性鸟类迁入，农田和城市人类活动频繁，杂食性鸟类占比明显大于自然保护区，D正确。
故答案为：C。
【分析】群落及其组成是生态学中的基本概念，具体解释如下：
群落的概念：
群落是指在特定空间或特定生境下，具有一定的生物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用，具有一定外貌及结构（包括形态结构与营养结构），并具有特定的功能的生物集合体。简而言之，群落是相同时间聚集在同一区域或环境内各种生物种群的集合，这些生物种群共同构成了生态系统中有生命的部分。群落包括动物群落、植物群落和微生物群落，这些生物种群共同维持着群落的稳定性和动态平衡。
群落的组成：
群落的组成指的是一个群落的物种构成成分。群落中的生物种类是多种多样的，它们通过不同的方式相互关联和相互影响。群落的组成不仅包括生物种类的数量，还包括它们的种类、数量比例、空间分布以及它们之间的相互作用关系。这些因素共同决定了群落的结构和功能。
具体来说，群落的组成可以包括以下几个方面：
1.物种多样性：群落中物种的丰富程度，即群落中物种的数量和种类。
2.空间结构：群落中生物种群在空间上的分布和配置，包括垂直结构和水平结构。例如，在森林群落中，植物种群可以按照高度层次分布，形成林冠层、下木层、灌木层和草本层等垂直结构。
3.时间组配：群落中生物种群在不同时间段的分布和变化，包括季节变化、年际变化等。
4.优势种：群落中占据优势地位的物种，它们对群落的结构和功能起着主导作用。
5.相对丰盛度：群落中各种生物种群数量的相对比例。
6.营养结构：群落中生物种群之间的营养关系和能量流动路径，包括食物链和食物网等。
14．（2024·广东）雄性不育对遗传育种有重要价值。为获得以茎的颜色或叶片形状为标记的雄性不育番茄材料，研究者用基因型为 AaCcFf的番茄植株自交，所得子代的部分结果见图。其中，控制紫茎（A）与绿茎（a）、缺刻叶（C）与马铃薯叶（c）的两对基因独立遗传，雄性可育（F）与雄性不育（f）为另一对相对性状，3对性状均为完全显隐性关系。下列分析正确的是（　　）
A．育种实践中缺刻叶可以作为雄性不育材料筛选的标记
B．子代的雄性可育株中，缺刻叶与马铃薯叶的比例约为1：1
C．子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3：1
D．出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是基因突变的结果
【答案】C
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；基因重组及其意义
【解析】【解答】A、绿茎株中绝大多数雄性不育，紫茎株中绝大多数雄性可育，可推测绿茎（a）和雄性不育（f）位于同一条染色体，紫茎（A）和雄性可育（F）位于同一条染色体。而子代雄性不育株中，缺刻叶：马铃薯叶≈3：1，说明缺刻叶（C）与马铃薯叶（c）位于另一对同源染色体上，所以绿茎才可以作为雄性不育材料筛选的标记，并非缺刻叶，A不符合题意；
B、因为控制缺刻叶（C）、马铃薯叶（c）与控制雄性可育（F）、雄性不育（f）的两对基因位于两对同源染色体上，根据基因自由组合定律，子代雄性可育株（F_）中，缺刻叶（C_）与马铃薯叶（cc）的比例应约为3：1，而不是1：1，B不符合题意；
C、由于基因A和基因F位于同一条染色体，基因a和基因f位于同一条染色体，那么基因型为AaCcFf的番茄植株自交，根据基因分离定律，子代中紫茎雄性可育株（A_F_）与绿茎雄性不育株（aaff）的比例约为3：1，C符合题意；
D、出现等量绿茎可育株（aaF_）与紫茎不育株（A_ff）是减数分裂Ⅰ前期同源染色体非姐妹染色单体交换的结果，并非基因突变，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）基因重组就是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
（2）基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
15．（2024·广东）现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是（　　）
肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物
W1 W2 S1 S2
Ce5-Ay3-Bi-CB + +++ ++ +++
Ce5 + ++ — —
Ay3-Bi-CB — — ++ +++
Ay3 — — +++ ++
Bi — — — —
CB — — — —
注：—表示无活性，+表示有活性，+越多表示活性越强。
A．Ay3与Ce5 催化功能不同，但可能存在相互影响
B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关
C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关
D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
【答案】B
【知识点】酶的特性
【解析】【解答】A、Ce5对纤维素类底物有催化活性，而Ay3对褐藻酸类底物有催化活性，这表明Ay3与Ce5催化功能不同。进一步对比“Ay3-Bi-CB”和“Ce5-Ay3-Bi-CB”，当缺少Ce5时，就无法催化纤维素类底物；并且当Ay3与Ce5同时存在时，催化纤维素类底物的活性增强。这一系列现象说明Ay3与Ce5可能存在相互影响，A不符合题意；
B、不管是否有Bi与之结合，Ay3都能够催化S1与S2。这就意味着Bi的存在与否对Ay3催化S1与S2这件事没有影响，即Bi与Ay3的催化专一性无关，而不是选项中说的有关，B符合题意；
C、对比“Ay3-Bi-CB”和“Ce5-Ay3-Bi-CB”，当去除Ce5后，催化褐藻酸类底物的活性并没有发生改变。这就充分说明酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5没有关系，C不符合题意；
D、要想判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，需要检测“Ce5-Ay3-Bi”肽链的活性。因为只有通过这样的对比检测，才能明确CB在其中所起的作用，所以在未进行该检测时，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】同无机催化剂相比，酶显著降低了化学反应的活化能。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质。酶的催化作用具有专一性、高效性，并对温度、pH等条件有严格的要求。
16．（2024·广东）轻微触碰时，兴奋经触觉神经元传向脊髓抑制性神经元，使其释放神经递质 GABA.正常情况下，GABA作用于痛觉神经元引起Cl-通道开放，Cl-内流，不产生痛觉；患带状疱疹后，痛觉神经元上Cl-转运蛋白（单向转运Cl-）表达量改变，引起Cl-的转运量改变，细胞内Cl-浓度升高，此时轻触引起GABA作用于痛觉神经元后，Cl-经Cl-通道外流，产生强烈痛觉。针对该过程（如图）的分析，错误的是（　　）
A．触觉神经元兴奋时，在抑制性神经元上可记录到动作电位
B．正常和患带状疱疹时，Cl-经Cl-通道的运输方式均为协助扩散
C．GABA作用的效果可以是抑制性的，也可以是兴奋性的
D．患带状疱疹后Cl-转运蛋白增多，导致轻触产生痛觉
【答案】D
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况；突触的结构；神经冲动的产生和传导；被动运输
【解析】【解答】A、当触觉神经元兴奋时，会释放兴奋性神经递质。这些兴奋性神经递质作用于抑制性神经元，能使抑制性神经元兴奋。而神经元兴奋时会产生动作电位，所以在抑制性神经元上是可以记录到动作电位的，A不符合题意；
B、离子通过离子通道进行的跨膜运输，是借助通道蛋白，顺着浓度梯度进行的，不消耗能量，这种运输方式属于协助扩散。所以不管是正常情况还是患带状疱疹时，Cl-经Cl-通道的运输方式都是协助扩散，B不符合题意；
C、在正常情况下，GABA作用于痛觉神经元引起Cl-通道开放，Cl-内流，此时不会产生痛觉，说明GABA作用的效果是抑制性的；患带状疱疹后，Cl-经Cl-通道外流，这种情况相当于形成了内正外负的动作电位，会产生强烈痛觉，此时GABA作用的效果就是兴奋性的，C不符合题意；
D、Cl-转运蛋白的作用是将Cl-运出痛觉神经元。患带状疱疹后，痛觉神经元上Cl-转运蛋白（单向转运Cl-）表达量改变，使得Cl-的转运量改变，细胞内Cl-浓度升高。这意味着运出细胞的Cl-减少了，由此推测应该是Cl-转运蛋白减少导致的，而不是增多，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时，突触小泡释放递质（化学信号），递质作用于突触后膜，引起突触后膜产生膜电位（电信号），从而将信号传递到下一个神经元。
17．（2024·广东）某些肿瘤细胞表面的PD-L1与细胞毒性T细胞（CTL）表面的PD-1结合能抑制CTL的免疫活性，导致肿瘤免疫逃逸。免疫检查点疗法使用单克隆抗体阻断PD-Ll和PD-1的结合，可恢复CTL的活性，用于肿瘤治疗。为进一步提高疗效，研究者以黑色素瘤模型小鼠为材料，开展该疗法与化疗的联合治疗研究。部分结果见图。
回答下列问题：
（1）据图分析，　 　疗法的治疗效果最佳，推测其原因是　 　。
（2）黑色素瘤细胞能分泌吸引某类细胞靠近的细胞因子CXCL1.为使CTL响应此信号，可在CTL中导入　 　基因后再将其回输小鼠体内，从而进一步提高治疗效果。该基因的表达产物应定位于CTL的　 　（答位置）且基因导入后不影响CTL　 　的能力。
（3）某兴趣小组基于现有抗体—药物偶联物的思路提出了两种药物设计方案。方案一：将化疗药物与PD-L1 单克隆抗体结合在一起。方案二：将化疗药物与PD-1单克隆抗体结合在一起。你认为方案　 　（填“一”或“二”）可行，理由是　 　。
【答案】（1）联合；该疗法既发挥了化疗药物的作用，也增加了活化的CTL数量
（2）CXCL1受体；(细胞膜)表面；杀伤肿瘤细胞
（3）一；方案一的偶联物既可阻断PD-1与PD-L1 结合，恢复CTL的活性，又使化疗药物靶向肿瘤细胞
【知识点】单克隆抗体的优点及应用；细胞免疫
【解析】【解答】（1）观察可知，联合疗法组中活化的CTL数量最多，肿瘤体积最小，所以联合疗法的治疗效果最佳。原因是联合疗法一方面化疗药物可以直接作用于肿瘤细胞，发挥化疗药物抑制肿瘤细胞生长等作用；另一方面，免疫检查点疗法使用单克隆抗体阻断PD-Ll和PD-1的结合，增加了活化的CTL数量，活化的CTL能识别并杀伤肿瘤细胞，二者协同作用，治疗效果最佳。
（2）黑色素瘤细胞分泌细胞因子CXCL1，为使CTL能响应此信号，需要在CTL中导入CXCL1受体基因，这样CTL才能识别CXCL1信号。该基因的表达产物（CXCL1受体）应定位于CTL的细胞膜表面，才能与细胞外的CXCL1结合。并且基因导入后不能影响CTL杀伤肿瘤细胞的能力，否则无法达到治疗肿瘤的目的。
（3）方案一可行。因为肿瘤细胞表面的PD-L1与细胞毒性T细胞（CTL）表面的PD-1结合能抑制CTL的免疫活性，方案一将化疗药物与PD-L1单克隆抗体结合在一起，该偶联物中的PD-L1单克隆抗体可阻断PD-1与PD-L1结合，恢复CTL的活性；同时，偶联物可以随着PD-L1单克隆抗体与肿瘤细胞表面的PD-L1结合而使化疗药物靶向肿瘤细胞，更好地发挥化疗药物对肿瘤细胞的作用。而方案二将化疗药物与PD-1单克隆抗体结合，虽然能阻断PD-1与PD-L1结合，但无法使化疗药物特异性地作用于肿瘤细胞。
【分析】（1）特异性免疫是通过体液免疫和细胞免疫两种方式，针对特定的病原体发生的免疫反应，它的分子基础是抗体与抗原、免疫细胞表面的受体与抗原的特异性结合。体液免疫主要靠体液中的抗体来作战，细胞免疫主要靠T细胞直接杀伤靶细胞。体液免疫和细胞免疫相互配合，共同完成对机体稳态的调节。
（2）基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成，包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。
（3）制备单克隆抗体的流程主要有：抗原准备及动物免疫、细胞融合、杂交瘤细胞的筛选、杂交瘤细胞的增殖及抗体提取等。
（1）由图a可知，联合疗法肿瘤体积最小，再根据图b可知，采用联合疗法时活化的CTL的数目明显高于免疫检查点疗法和化疗等，原因是该疗法既发挥了化疗药物的作用，也增加了活化的CTL数量。
（2）由于黑色素瘤细胞能分泌吸引某类细胞靠近的细胞因子CXCL1，故要进一步提高治疗效果，可以在CTL中导入细胞因子CXCL1受体基因，使CTL表达出细胞因子CXCL1受体，达到治疗的效果。由于细胞因子是一类肽类化合物，故该基因的表达产物应定位于CTL的细胞膜上，且基因导入后不影响CTL杀伤肿瘤细胞的能力。
（3）某肿瘤细胞表面的PD-L1与细胞毒性T细胞（CTL）表面的PD-1结合能抑制CTL的免疫活性，故应该将化疗药物与PD-L1 单克隆抗体结合在一起，即方案一的偶联物既可阻断PD-1与PD-L1 结合，恢复CTL的活性，又使化疗药物靶向肿瘤细胞。
18．（2024·广东）遗传性牙龈纤维瘤病（HGF）是一种罕见的口腔遗传病，严重影响咀嚼、语音、美观及心理健康。2022年，我国科学家对某一典型的HGF家系（如图）进行了研究，发现ZNF862基因突变导致HGF发生。
回答下列问题：
（1）据图分析，HGF最可能的遗传方式是　 　。假设该致病基因的频率为p，根据最可能的遗传方式，Ⅳ2生育一个患病子代的概率为　 　（列出算式即可）。
（2）为探究ZNF862 基因的功能，以正常人牙龈成纤维细胞为材料设计实验，简要写出设计思路：　 　。为从个体水平验证ZNF862基因突变导致HGF，可制备携带该突变的转基因小鼠，然后比较　 　的差异。
（3）针对HGF这类遗传病，通过体细胞基因组编辑等技术可能达到治疗的目的。是否也可以通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病？作出判断并说明理由　 　。
【答案】（1）常染色体显性遗传病；（1+p）/2
（2）将正常细胞分为甲乙两组，其中甲组敲除ZNF862基因，观察甲乙两组细胞表型从而探究该基因的功能；转基因小鼠和正常小鼠牙龈
（3）不可以，违反法律和伦理，且存在安全隐患。
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；人类遗传病的类型及危害；生物技术中的伦理问题；遗传系谱图；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】（1）家系中男女患者数量相当，且代代都有患者。常染色体遗传病中男女患病概率相当，显性遗传病具有代代相传的特点，所以该病最可能的遗传方式为常染色体显性遗传病。假设该病由基因A/a控制，已知致病基因A的基因频率为p，那么正常基因a的基因频率为1-p。根据遗传平衡定律，正常人中基因型为AA的概率为p2，基因型为Aa的概率为2p(1-p)，基因型为aa的概率为(1-p)2。Ⅳ2的基因型为Aa，其产生配子基因型为1/2A和1/2a。Ⅳ2与AA生育患病子代的概率为p2，与Aa生育患病子代的概率为2p(1-p)×3/4，与aa生育患病子代的概率为(1-p)2×1/2，所以Ⅳ2生育一个患病子代的概率为p2+2p(1-p)×3/4+(1-p)2×1/2=(1+p)/2。另一种理解方式，因为Ⅳ2的基因型为Aa，其遗传A给后代的概率是1/2，此时无论父方如何，子代一定患病，故概率为1/2×1；其遗传a给后代的概率是1/2，在这种情形下，父方遗传A给后代，子代才患病，而其概率就等于A的基因频率即p，故子代患病概率为1/2×p；综上，子代患病概率为1/2+p/2=(1+p)/2。
（2）从细胞水平探究ZNF862基因的功能，我们可以将正常细胞分为甲乙两组，其中甲组敲除ZNF862基因，通过观察甲乙两组细胞表型的差异，来探究该基因的功能。从个体水平验证ZNF862基因突变导致HGF，可制备携带该突变的转基因小鼠，然后比较转基因小鼠和正常小鼠牙龈的差异。
（3）一般不可以通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病。因为这种方式违反了法律和伦理道德规范，而且目前对于基因组编辑技术在人类生殖细胞或胚胎中的应用还存在很多未知的安全隐患。
【分析】基因的分离定律的实质是：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
（1）由图可知，该病男女患者数量相当，且代代遗传，因此该病最可能的遗传方式为常染色体显性遗传病；假设该病由基因A/a控制，则致病基因A的基因频率为p，正常基因a的基因频率为1-p，Ⅳ2的基因型为Aa，产生配子基因型为1/2A和1/2a，正常人中基因型为AA的概率为p2，基因型为Aa的概率为2p（1-p），基因型为aa的概率为（1-p）2，Ⅳ2与AA生育患病子代的概率为p2，与Aa生育患病子代的概率为2p(1-p)×3/4，与aa生育患病子代的概率为（1-p）2×1/2，故Ⅳ2生育一个患病子代的概率为p2+2p(1-p)×3/4+（1-p）2×1/2=（1+p）/2。（因IV2的基因型为Aa，其遗传A给后代的概率是1/2，此时无论父方如何，子代一定患病，故概率为1/2×1；其遗传a给后代的概率是1/2，在这种情形下，父方遗传A给后代，子代才患病，而其概率就等于A的基因频率即p，故子代患病概率为1/2*p；综上，子代患病概率为1/2+p/2=(1+p)/2。）
（2）从细胞水平分析，培养该细胞，敲除ZNF862基因，观察细胞表型等变化，通过比较含有该基因时的细胞表型从而探究该基因的功能，设计思路为：将正常细胞分为甲乙两组，其中甲组敲除ZNF862基因，观察甲乙两组细胞表型从而探究该基因的功能；从个体水平分析，通过比较转基因小鼠和正常小鼠牙龈差异可得出该基因的功能。
（3）一般不通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传，该方式违反法律和伦理，且存在安全隐患。
19．（2024·广东）乙烯参与水稻幼苗根生长发育过程的调控。为研究其机理，我国科学家用乙烯处理萌发的水稻种子3天，观察到野生型（WT）幼苗根的伸长受到抑制，同时发现突变体m2，其根伸长不受乙烯影响；推测植物激素X参与乙烯抑制水稻幼苗根伸长的调控，设计并开展相关实验，其中K试剂抑制激素X的合成，A试剂抑制激素X受体的功能，部分结果见图。
回答下列问题：
（1）为验证该推测进行了实验一，结果表明，乙烯抑制WT根伸长需要植物激素X，推测X可能是　 　。
（2）为进一步探究X如何参与乙烯对根伸长的调控，设计并开展了实验二、三和四。
①实验二的目的是检测m2的突变基因是否与　 　有关。
②实验三中使用了可自由扩散进入细胞的 NAA，目的是利用NAA的生理效应，初步判断乙烯抑制根伸长是否与　 　有关。若要进一步验证该结论并检验 m2 的突变基因是否与此有关，可检测　 　的表达情况。
③实验四中有3组空气处理组，其中设置★所示组的目的是　 　。
（3）分析上述结果，推测乙烯对水稻幼苗根伸长的抑制可能是通过影响　 　实现的。
【答案】（1）生长素
（2）生长素合成；生长素运输/转运；生长素转运蛋白基因；作为实验组， 探究试剂A和(或) NAA对水稻根长的影响 ；作为乙烯处理 的对照组
（3）生长素信号转导（或生长素受体功能）
【知识点】生长素的作用及其作用的两重性；其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】（1）由实验一结果可知，加入K试剂不加NAA组与加入K试剂和NAA组形成对比。因为K试剂抑制激素X的合成，而同时加入K试剂和NAA时，乙烯又可以抑制WT根伸长，这表明NAA能够起到类似激素X的作用。又因为NAA是生长素类调节剂，所以可以推测激素X就是生长素，即生长素[或吲哚乙酸（IAA）]。
（2）①实验二的因变量是激素X含量，而根据前面推测激素X为生长素，所以此实验目的是检测m2的突变基因是否与生长素合成有关。
②实验三显示，野生型幼苗在乙烯、NAA+乙烯作用下根伸长均受抑制，突变体m2幼苗在乙烯、乙烯作用下根长均正常。结合实验二结果，野生型和突变体m2生长素含量大致相同，由此初步判断乙烯抑制根伸长与生长素运输有关。若要进一步验证该结论并检验m2的突变基因是否与此有关，由于生长素运输与生长素载体蛋白有关，所以可检测生长素载体蛋白基因的表达情况。
③实验四中有3组空气处理组，其中★所示组和其他空气处理组对比，能够作为实验组检测A试剂和NAA是否影响根伸长；★所示组和同处理乙烯组对比，又可作为乙烯处理的对照组。
（3）综合分析上述实验结果，A试剂抑制激素X受体的功能，从实验结果可推测乙烯对水稻幼苗根伸长的抑制可能是通过影响生长素信号转导（或生长素受体功能）来实现的。
【分析】植物激素在植物内的含量虽然微少，但是在调节植物生长发育上的作用却非常重要。一般来说，植物激素对植物生长发育的调控，是通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等方式实现的。
（1）由实验一结果分析，加入K试剂不加NAA组与加入K试剂和NAA组对比可发现，同时加入K试剂和NAA，乙烯可以抑制WT根伸长，由题干信息K试剂抑制激素X的合成，可推测NAA的作用效果和激素X类似，NAA是生长素类似物，所以推测激素X为生长素。
（2）①实验二的因变量是激素X含量，所以实验二的目的是检测m2的突变基因是否与生长素合成有关。
②实验三野生型幼苗在乙烯、NAA+乙烯作用下根伸长均受抑制，而突变体m2幼苗在乙烯、NAA+乙烯作用下根长均正常，由实验二结果可知，野生型和突变体m2生长素含量大致一样，NAA可自由扩散进入细胞，则初步判断乙烯抑制根伸长与生长素运输/转运有关。若要进一步验证该结论并检验 m2 的突变基因是否与此有关，可检测生长素转运蛋白基因的表达情况。
③★所示组和其他空气处理组对比，可作为实验组探究试剂A和(或) NAA对水稻根长的影响。同时可作为作为乙烯处理的对照组。
（3）根据实验四，野生型在乙烯存在的条件下，加入抑制激素X受体的A试剂，可很大程度上解除乙烯的抑制作用，综合（3）结果，推测乙烯对水稻幼苗根伸长的抑制可能是通过影响生长素信号转导（或生长素受体功能）实现的。
20．（2024·广东）某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物（①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。
回答下列问题：
（1）湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于　 　的有机物，最终衰退和消亡。
（2）生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是　 　，其原因是　 　。
（3）为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3种草本沉水植物的理由是　 　，三者配合能实现综合治理效果。
（4）上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径（浓缩CO2形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5）使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。
实验设计方案
实验材料 对照组：　 　 实验组：黑藻
实验条件 控制光照强度为　 　μmol·m-2·s-1
营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同
控制条件 　 　
测量指标 　 　
（5）目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施　 　。
【答案】（1）呼吸作用消耗
（2）③②①；最大光合速率对应光强度依次升高
（3）①(金鱼藻)除藻率高，②(黑藻)除氮率高，③(苦草)除磷高
（4）金鱼藻；500；二氧化碳浓度较低且相同；氧气释放量
（5）合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物
【知识点】影响光合作用的环境因素；群落的结构；光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】（1）沉水植物通过光合作用制造有机物，同时通过呼吸作用消耗有机物。当湖水中浮游藻类大量繁殖会使湖底光照不足时，沉水植物的光合作用合成的有机物少于呼吸作用消耗的有机物，沉水植物就不能正常生长，最终会衰退和消亡。
（2）观察图a可知，可以看到三种植物的光合作用饱和点①＞②＞③。由于从水面到湖底光照强度是依次下降的，而光合作用饱和点越高的植物，在较高光照强度下能更好地进行光合作用。因此①应在最上层，③应在最下层。这样，从湖底到水面沉水植物依次为③②①。
（3）看到图b可知，③对总磷的去除率最大，②对总氮的去除率最大，①对总藻量的去除率最大。这表明3种沉水植物对总氮、总磷和总藻量的去除率有差异且能力互补，它们三者配合能够实现综合治理效果，所以选择引种这3种草本沉水植物来达到湖水净化的目的。
（4）本实验要验证黑藻的C4光合作用，使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，则自变量是植物种类。根据图a信息，在正常二氧化碳浓度且光照强度为500μmol·m-2·s-1时，黑藻、金鱼藻二者的净光合速率相同，所以对照组是金鱼藻时，实验的光照强度条件为500 μmol·m-2·s-1。结合实验目的，要控制为较低且相同的二氧化碳浓度条件，实验的因变量是光合作用强度，测量指标为O2的释放量。
（5）引入浮水植物可以通过遮蔽部分光线，减弱沉水植物所受的强光抑制，改善其生长条件。引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物，能帮助及时清理凋落的叶片，降低维护成本，同时也能参与生态系统的物质循环和能量流动。
【分析】光合作用是植物细胞叶绿体将太阳能转换成化学能、将二氧化碳和水转变为糖和氧气的过程。细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。
（1）由于湖底光照不足，导致原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于细胞呼吸消耗的有机物，生物量在减少，不足以维持生长，最终衰退和消亡。
（2）据图分析，最大光合速率对应光强度依次升高，因此生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是③②①。
（3）据图b分析，金鱼藻除藻率高，黑藻除氮率高，苦草除磷率高，三者配合能高效的去除氮、磷和藻，能实现综合治理效果。
（4）根据图a，在相同光照强度下，①金鱼藻与②黑藻的光合作用强度高度接近，尤其在光照强度为500时，两者光合作用强度完全相同，有利于控制无关变量一致，而③苦草的光照强度与②黑藻相差较大。根据题干“上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径”可知①、③均无C4途径，而除了上述3种草本沉水植物外的其他植物是否有C4途径不确定，所以不能从①、③外的其他植物为②选对照组。
验证黑藻的碳浓缩优势，因此控制条件为低二氧化碳浓度。因变量是光合速率的快慢，因此检测指标是单位时间释放氧气的量。
（5）目前的两个实际问题是湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本，因此可以合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物。
21．（2024·广东）驹形杆菌可合成细菌纤维素（BC）并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料，BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶（可催化酪氨酸形成黑色素）的光控表达载体，将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路（图一）。
回答下列问题：
（1）研究者优化了培养基的　 　（答两点）等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜（菌体和 BC膜的复合物）。
（2）研究者利用T7 噬菌体来源的RNA聚合酶（T7RNAP）及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体（光控原理见图二a，载体的部分结构见图二b）。构建载体时，选用了通用型启动子 PBAD（被工程菌 RNA 聚合酶识别）和特异型启动子PT7（仅被T7RNAP识别）。为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为　 　，理由是　 　。
（3）光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，其作用为　 　（答两点）。
（4）根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是　 　。
（5）有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路　 　。
【答案】（1）碳源、氮源
（2）PT7、PBAD 和PBAD；基因2和3正常表达无活性产物，被蓝光激活后再启动基因1表达
（3）抑制杂菌；去除丢失质粒的菌株
（4）该处细胞中T7RNAP激活，酪氨酸酶表达并合成黑色素
（5）将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白)
【知识点】微生物的分离和培养；基因工程的操作程序（详细）；基因的表达综合
【解析】【解析】（1）细菌在培养过程中，需要碳源、氮源等营养物质来维持生长和繁殖。碳源为细菌提供能量以及构成细胞物质，氮源则用于合成蛋白质、核酸等重要物质。所以，优化培养基的碳源、氮源等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜。
（2）从图二a可知，在没有蓝光照射时，T7RNAP是无活性的，当受到蓝光照射后，T7RNAP会变成有活性的状态。再结合图一，经过蓝光处理后，有活性的RNA聚合酶（T7RNAP）要去识别启动子①，使得基因1表达，从而获得酪氨酸酶，酪氨酸酶可以催化染色液中的酪氨酸形成黑色素。这就表明基因2和基因3在正常表达时不会产生有活性的产物，而是要在被蓝光激活后，才能够启动基因1的表达。又因为特异型启动子PT7仅被T7RNAP识别，通用型启动子PBAD可被工程菌RNA聚合酶识别，所以启动子①应是PT7，启动子②和③都应为PBAD。
（3）当把携带大观霉素抗性基因的光控表达载体导入驹形杆菌后，会存在未成功导入的菌株以及成功导入的工程菌株，而且在长时间培养过程中还可能感染其他杂菌。在培养液中加入大观霉素这种抗生素，大观霉素可以抑制杂菌的生长，因为只有成功导入携带大观霉素抗性基因光控表达载体的工程菌株才能在含大观霉素的培养液中存活，所以同时还能去除丢失质粒的菌株，进而提高工程菌的生产效率。
（4）只有经蓝光照射的区域被染成黑色，原因在于蓝光照射能使该处细胞中的T7RNAP激活，激活后的T7RNAP可以启动基因1表达，从而使酪氨酸酶表达，表达出的酪氨酸酶就能够催化合成黑色素，所以该区域会被染成黑色。
（5）企业希望生产其他颜色图案的BC膜，由于当前是利用酪氨酸酶催化酪氨酸形成黑色素来染色，按照上述菌株的构建模式，那么可以将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶，这样就能催化产生不同的色素，进而得到其他颜色图案的BC膜；或者也可以将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白，同样能实现生产其他颜色图案BC膜的目的。
【分析】（1）在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。
（2）基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是一种DNA操作技术，需要借助限制酶、DNA连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
（3）基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成，包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以mRNA为模板，按照密码子和氨基酸之间的对应关系，在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
（1）培养基的营养物质包括水、无机盐、碳源、氮源等，研究者培养工程菌，需要优化培养基的碳源、氮源等营养条件，并控制环境条件。
（2）题图二a分析可知，蓝光照射下，T7RNAP N端-nMag与T7RNAP C端结合，导致无活性的T7RNAP变成有活性的T7RNAP，结合图一，蓝光处理后，RNA聚合酶（T7RNAP）识别启动子①使基因1转录获得相应的mRNA，再以其为模板通过翻译过程获得酪氨酸酶，酪氨酸酶从而催化染色液中酪氨酸形成黑色素，可见基因2和3正常表达无活性产物，被蓝光激活后再启动基因1表达，综合上述分析可知，为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为PT7、PBAD 和PBAD。
（3）光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，抗生素具有抑制杂菌；去除丢失质粒的菌株的作用。
（4）由小问2分析可知，细胞中T7RNAP激活，酪氨酸酶表达并合成黑色素，故用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色。
（5）由小问2分析可知，题干信息的设计思路最终BC膜被染成黑色，希望生产其他颜色图案的BC膜，则需要将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白)。
1 / 1【高考真题】2024年新课标广东卷高考生物真题试卷
一、2024年广东省普通高中学业水平选择性考试生物
1．（2024·广东）“碳汇渔业”，又称“不投饵渔业”，是指充分发挥生物碳汇功能，通过收获水产品直接或间接减少CO2的渔业生产活动，是我国实现“双碳”目标、践行“大食物观”的举措之一。下列生产活动属于“碳汇渔业”的是（　　）
A．开发海洋牧场，发展深海渔业 B．建设大坝鱼道，保障鱼类洄游
C．控制无序捕捞，实施长江禁渔 D．增加饵料投放，提高渔业产量
2．（2024·广东）2019年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌，其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性最小的是（　　）
A．ATP B．NADP+ C．NADH D．DNA
3．（2024·广东）银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是（　　）
A．选择新鲜程度不同的叶片混合研磨
B．研磨时用水补充损失的提取液
C．将两组滤纸条置于同一烧杯中层析
D．用过的层析液直接倒入下水道
4．（2024·广东）关于技术进步与科学发现之间的促进关系，下列叙述正确的是（　　）
A．电子显微镜的发明促进细胞学说的提出
B．差速离心法的应用促进对细胞器的认识
C．光合作用的解析促进花期控制技术的成熟
D．RNA聚合酶的发现促进PCR技术的发明
5．（2024·广东）研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母（WT）sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是（　　）
A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸
B．线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱
C．有氧条件下，WT 比△sqr的生长速度快
D．无氧条件下，WT 比△sqr产生更多的ATP
6．（2024·广东）研究发现，耐力运动训练能促进老年小鼠大脑海马区神经发生，改善记忆功能。下列生命活动过程中，不直接涉及记忆功能改善的是 （　　）
A．交感神经活动增加 B．突触间信息传递增加
C．新突触的建立增加 D．新生神经元数量增加
7．（2024·广东）某患者甲状腺激素分泌不足。经诊断，医生建议采用激素治疗。下列叙述错误的是（　　）
A．若该患者血液TSH水平低于正常，可能是垂体功能异常
B．若该患者血液TSH水平高于正常，可能是甲状腺功能异常
C．甲状腺激素治疗可恢复患者甲状腺的分泌功能
D．检测血液中相关激素水平可评估治疗效果
8．（2024·广东）松树受到松叶蜂幼虫攻击时，会释放植物信息素，吸引寄生蜂将卵产入松叶蜂幼虫体内，寄生蜂卵孵化后以松叶蜂幼虫为食。下列分析错误的是（　　）
A．该过程中松树释放的信息应是化学信息
B．3种生物凭借该信息相互联系形成食物链
C．松树和寄生蜂的种间关系属于原始合作
D．该信息有利于维持松林群落的平衡与稳定
9．（2024·广东）克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及其父母的性染色体组成见图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因。导致该患儿染色体异常最可能的原因是（　　）
A．精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
B．精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分
C．卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
D．卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
10．（2024·广东）研究发现，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白（具有组蛋白修饰功能）的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于（　　）
A．基因突变 B．染色体变异 C．基因重组 D．表观遗传
11．（2024·广东）EDAR 基因的一个碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关。用M、m分别表示突变前后的EDAR 基因，研究发现，m的频率从末次盛冰期后开始明显升高。下列推测合理的是（　　）
A．m的出现是自然选择的结果
B．m不存在于现代非洲和欧洲人群中
C．m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果
D．MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次下降
12．（2024·广东）Janzen-Connel假说（詹曾-康奈尔假说）认为，某些植物母株周围会积累对自身有害的病原菌、昆虫等，从而抑制母株附近自身种子的萌发和幼苗的生长。下列现象中，不能用该假说合理解释的是（　　）
A．亚热带常绿阔叶林中楠木幼苗距离母株越远，其密度越大
B．鸟巢兰种子远离母株萌发时，缺少土壤共生菌，幼苗死亡
C．中药材三七连续原地栽种，会暴发病虫害导致产量降低
D．我国农业实践中采用的水旱轮作，可减少农药的使用量
13．（2024·广东）为探究人类活动对鸟类食性及物种多样性的影响，研究者调查了某地的自然保护区、农田和城区3种生境中雀形目鸟类的物种数量（取样的方法和条件一致），结果见图。下列分析错误的是（　　）
A．自然保护区的植被群落类型多样，鸟类物种丰富度高
B．农田的鸟类比自然保护区鸟类的种间竞争更小
C．自然保护区鸟类比其他生境的鸟类有更宽的空间生态位
D．人类活动产生的空白生态位有利于杂食性鸟类迁入
14．（2024·广东）雄性不育对遗传育种有重要价值。为获得以茎的颜色或叶片形状为标记的雄性不育番茄材料，研究者用基因型为 AaCcFf的番茄植株自交，所得子代的部分结果见图。其中，控制紫茎（A）与绿茎（a）、缺刻叶（C）与马铃薯叶（c）的两对基因独立遗传，雄性可育（F）与雄性不育（f）为另一对相对性状，3对性状均为完全显隐性关系。下列分析正确的是（　　）
A．育种实践中缺刻叶可以作为雄性不育材料筛选的标记
B．子代的雄性可育株中，缺刻叶与马铃薯叶的比例约为1：1
C．子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3：1
D．出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是基因突变的结果
15．（2024·广东）现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是（　　）
肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物
W1 W2 S1 S2
Ce5-Ay3-Bi-CB + +++ ++ +++
Ce5 + ++ — —
Ay3-Bi-CB — — ++ +++
Ay3 — — +++ ++
Bi — — — —
CB — — — —
注：—表示无活性，+表示有活性，+越多表示活性越强。
A．Ay3与Ce5 催化功能不同，但可能存在相互影响
B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关
C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关
D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
16．（2024·广东）轻微触碰时，兴奋经触觉神经元传向脊髓抑制性神经元，使其释放神经递质 GABA.正常情况下，GABA作用于痛觉神经元引起Cl-通道开放，Cl-内流，不产生痛觉；患带状疱疹后，痛觉神经元上Cl-转运蛋白（单向转运Cl-）表达量改变，引起Cl-的转运量改变，细胞内Cl-浓度升高，此时轻触引起GABA作用于痛觉神经元后，Cl-经Cl-通道外流，产生强烈痛觉。针对该过程（如图）的分析，错误的是（　　）
A．触觉神经元兴奋时，在抑制性神经元上可记录到动作电位
B．正常和患带状疱疹时，Cl-经Cl-通道的运输方式均为协助扩散
C．GABA作用的效果可以是抑制性的，也可以是兴奋性的
D．患带状疱疹后Cl-转运蛋白增多，导致轻触产生痛觉
17．（2024·广东）某些肿瘤细胞表面的PD-L1与细胞毒性T细胞（CTL）表面的PD-1结合能抑制CTL的免疫活性，导致肿瘤免疫逃逸。免疫检查点疗法使用单克隆抗体阻断PD-Ll和PD-1的结合，可恢复CTL的活性，用于肿瘤治疗。为进一步提高疗效，研究者以黑色素瘤模型小鼠为材料，开展该疗法与化疗的联合治疗研究。部分结果见图。
回答下列问题：
（1）据图分析，　 　疗法的治疗效果最佳，推测其原因是　 　。
（2）黑色素瘤细胞能分泌吸引某类细胞靠近的细胞因子CXCL1.为使CTL响应此信号，可在CTL中导入　 　基因后再将其回输小鼠体内，从而进一步提高治疗效果。该基因的表达产物应定位于CTL的　 　（答位置）且基因导入后不影响CTL　 　的能力。
（3）某兴趣小组基于现有抗体—药物偶联物的思路提出了两种药物设计方案。方案一：将化疗药物与PD-L1 单克隆抗体结合在一起。方案二：将化疗药物与PD-1单克隆抗体结合在一起。你认为方案　 　（填“一”或“二”）可行，理由是　 　。
18．（2024·广东）遗传性牙龈纤维瘤病（HGF）是一种罕见的口腔遗传病，严重影响咀嚼、语音、美观及心理健康。2022年，我国科学家对某一典型的HGF家系（如图）进行了研究，发现ZNF862基因突变导致HGF发生。
回答下列问题：
（1）据图分析，HGF最可能的遗传方式是　 　。假设该致病基因的频率为p，根据最可能的遗传方式，Ⅳ2生育一个患病子代的概率为　 　（列出算式即可）。
（2）为探究ZNF862 基因的功能，以正常人牙龈成纤维细胞为材料设计实验，简要写出设计思路：　 　。为从个体水平验证ZNF862基因突变导致HGF，可制备携带该突变的转基因小鼠，然后比较　 　的差异。
（3）针对HGF这类遗传病，通过体细胞基因组编辑等技术可能达到治疗的目的。是否也可以通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病？作出判断并说明理由　 　。
19．（2024·广东）乙烯参与水稻幼苗根生长发育过程的调控。为研究其机理，我国科学家用乙烯处理萌发的水稻种子3天，观察到野生型（WT）幼苗根的伸长受到抑制，同时发现突变体m2，其根伸长不受乙烯影响；推测植物激素X参与乙烯抑制水稻幼苗根伸长的调控，设计并开展相关实验，其中K试剂抑制激素X的合成，A试剂抑制激素X受体的功能，部分结果见图。
回答下列问题：
（1）为验证该推测进行了实验一，结果表明，乙烯抑制WT根伸长需要植物激素X，推测X可能是　 　。
（2）为进一步探究X如何参与乙烯对根伸长的调控，设计并开展了实验二、三和四。
①实验二的目的是检测m2的突变基因是否与　 　有关。
②实验三中使用了可自由扩散进入细胞的 NAA，目的是利用NAA的生理效应，初步判断乙烯抑制根伸长是否与　 　有关。若要进一步验证该结论并检验 m2 的突变基因是否与此有关，可检测　 　的表达情况。
③实验四中有3组空气处理组，其中设置★所示组的目的是　 　。
（3）分析上述结果，推测乙烯对水稻幼苗根伸长的抑制可能是通过影响　 　实现的。
20．（2024·广东）某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物（①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。
回答下列问题：
（1）湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于　 　的有机物，最终衰退和消亡。
（2）生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是　 　，其原因是　 　。
（3）为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3种草本沉水植物的理由是　 　，三者配合能实现综合治理效果。
（4）上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径（浓缩CO2形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5）使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。
实验设计方案
实验材料 对照组：　 　 实验组：黑藻
实验条件 控制光照强度为　 　μmol·m-2·s-1
营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同
控制条件 　 　
测量指标 　 　
（5）目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施　 　。
21．（2024·广东）驹形杆菌可合成细菌纤维素（BC）并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料，BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶（可催化酪氨酸形成黑色素）的光控表达载体，将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路（图一）。
回答下列问题：
（1）研究者优化了培养基的　 　（答两点）等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜（菌体和 BC膜的复合物）。
（2）研究者利用T7 噬菌体来源的RNA聚合酶（T7RNAP）及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体（光控原理见图二a，载体的部分结构见图二b）。构建载体时，选用了通用型启动子 PBAD（被工程菌 RNA 聚合酶识别）和特异型启动子PT7（仅被T7RNAP识别）。为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为　 　，理由是　 　。
（3）光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，其作用为　 　（答两点）。
（4）根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是　 　。
（5）有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】全球性生态环境问题
【解析】【解答】A、开发海洋牧场，发展深海渔业。在这个过程中，鱼类依靠海洋中的自然生物资源生长繁殖，人们收获水产品，既没有投饵，又通过收获水产品实现了直接或间接减少CO2，符合“碳汇渔业”的定义，A符合题意；
B、建设大坝鱼道，保障鱼类洄游。此活动主要是为了保护鱼类的洄游习性，并没有涉及到收获水产品来减少CO2，不符合“碳汇渔业”的要求，B不符合题意；
C、控制无序捕捞，实施长江禁渔。这一举措重点在于保护渔业资源和生态环境，没有体现通过收获水产品减少CO2，不符合“碳汇渔业”的概念，C不符合题意；
D、增加饵料投放，提高渔业产量。因为“碳汇渔业”是“不投饵渔业”，增加饵料投放违背了这一条件，所以不属于“碳汇渔业”，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】“碳汇渔业”有两个关键要点，一是充分发挥生物碳汇功能，二是通过收获水产品直接或间接减少CO2，并且它是“不投饵渔业”。
2．【答案】D
【知识点】核酸的种类及主要存在的部位；原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、在光合作用的光反应阶段和呼吸作用过程中都有 ATP 的产生，所以该片层结构中可能存在 ATP，A不符合题意；
B、光合作用光反应阶段，NADP+接受电子和氢离子形成 NADPH，所以该结构中可能存在 NADP+，B不符合题意；
C、有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都会产生 NADH，所以该片层结构中可能存在 NADH，C不符合题意；
D、蓝细菌的 DNA 主要存在于拟核中，而不是存在于进行光合作用和呼吸作用的片层结构中，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】蓝细菌是原核生物，虽然没有像真核生物那样的叶绿体和线粒体等具膜细胞器，但有些蓝细菌含有能进行光合作用和呼吸作用的结构。光合作用光反应阶段会产生 ATP、NADPH，有氧呼吸过程中会产生 NADH。
3．【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、在探究银杏绿叶和黄叶的色素差别实验中，叶片的新鲜程度（绿叶或黄叶状态）是重要的自变量。若将新鲜程度不同（即绿叶和黄叶）的叶片混合研磨，那么得到的色素混合结果就无法准确反映出绿叶和黄叶各自的色素组成差异，应当分别对绿叶和黄叶进行研磨操作，A不符合题意；
B、在提取光合色素时，利用的原理是色素能够溶解在有机溶剂中，常用的提取液是无水乙醇。由于光合色素不溶于水，所以在研磨时不能用水来补充损失的提取液，而应该使用无水乙醇，B不符合题意；
C、因为滤纸条之间不会相互干扰，并且两组实验所使用的层析液成分是相同的，所以将两组滤纸条置于同一个烧杯中层析，能够实现对两组色素的有效分离和对比观察，C符合题意；
D、用过的层析液中含有石油醚、丙酮和苯等对环境有害的有机溶剂，如果直接倒入下水道，会对水体等环境造成污染，正确的做法是将其倒入废液箱进行集中处理，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。由于色素存在于细胞内，需要先破碎细胞才能释放出色素。绿叶中的色素不只有一种，它们都能溶解在层析液中，但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。
4．【答案】B
【知识点】其它细胞器及分离方法；其他植物激素的种类和作用；PCR技术的基本操作和应用；细胞学说的建立、内容和发展
【解析】【解答】A、细胞学说在 19 世纪 30 年代由施莱登和施旺提出，当时主要是通过光学显微镜进行观察。电子显微镜发明于 20 世纪，所以电子显微镜的发明不是促进细胞学说提出的原因，A不符合题意；
B、差速离心法是根据不同细胞器的质量和密度差异，通过不同的离心速度将它们分离开来。利用差速离心法可以获得各种细胞器，进而对细胞器的结构和功能进行深入研究，促进了对细胞器的认识，B符合题意；
C、花期控制技术主要涉及植物激素调节、环境因素（如光照、温度等）对植物开花的影响等知识。光合作用的解析主要是关于植物如何利用光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程，与花期控制技术的直接关联不大，C不符合题意；
D、PCR 技术（聚合酶链式反应）是一种用于扩增特定 DNA 片段的分子生物学技术，需要热稳定 DNA 聚合酶（如 Taq 酶）。RNA 聚合酶是用于转录过程合成 RNA 的酶，RNA 聚合酶的发现与 PCR 技术的发明没有直接关系，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】（1）电子显微镜，简称电镜。它是利用电子束代替可见光波，以电子透镜代替光学透镜，从而对微小物体进行高分辨率成像的一种精密显微分析仪器。
（2）差速离心主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。如在分离细胞中的细胞器时，将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆，将匀浆放入离心管中，采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。
（3）光合作用是植物细胞叶绿体将太阳能转换成化学能、将二氧化碳和水转变为糖和氧气的过程。
（4）PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
5．【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，碎片化的线粒体结构遭到破坏，内部的酶系统和呼吸链等无法正常发挥作用，无法正常进行有氧呼吸，A不符合题意；
B、线粒体数量减少，参与有氧呼吸第二、三阶段的场所和相关酶等物质减少，会使△sqr的有氧呼吸减弱，B不符合题意；
C、与△sqr相比，WT的正常线粒体数量更多，在有氧条件下，WT能通过有氧呼吸获得更多的能量，为细胞生长提供充足的能量和物质，所以生长速度比△sqr快，C不符合题意；
D、无氧呼吸的场所是细胞质基质，整个过程都在细胞质基质中进行，与线粒体无关。所以在无氧条件下，WT和△sqr产生ATP的量是相同的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】有氧呼吸是细胞在有氧条件下，将葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放大量能量的过程。其主要场所是线粒体，有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。无氧呼吸是细胞在无氧条件下，将葡萄糖等有机物不彻底氧化分解，产生酒精和二氧化碳（大多数植物细胞和酵母菌等）或乳酸（动物细胞和乳酸菌等），释放少量能量的过程，场所是细胞质基质。线粒体是有氧呼吸的主要场所，其结构和数量会影响有氧呼吸的进行。
6．【答案】A
【知识点】脑的高级功能；神经系统的基本结构
【解析】【解答】A、交感神经活动增加时，主要表现为心跳加快、支气管扩张等，这些生理变化并不直接与记忆功能的改善产生关联。记忆作为脑的高级功能，其改善涉及到脑内特定的神经机制，A符合题意；
B、突触间信息传递增加，这与短时记忆中神经元之间即时的信息交流相关。在记忆形成过程中，神经元之间的信息传递起着重要作用，信息传递的增加有助于记忆功能的改善，B不符合题意；
C、新突触的建立增加与长时记忆可能有关。长时记忆的形成涉及到突触形态及功能的改变以及新突触的建立，新突触的增加为记忆的巩固和存储提供了结构基础，C不符合题意；
D、新生神经元数量增加，耐力运动训练能促进老年小鼠大脑海马区神经发生（即新生神经元数量增加）从而改善记忆功能，新生神经元在大脑的学习和记忆等功能中发挥着重要作用，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】人的大脑有很多复杂的高级功能，因为大脑皮层有140多亿个神经元，组成了许多神经中枢，是整个神经系统中最高级的部位。它除了感知外部世界以及控制机体的反射活动，还具有语言、学习和记忆等方面的高级功能。
7．【答案】C
【知识点】激素与内分泌系统；激素分泌的分级调节
【解析】【解答】A、TSH即促甲状腺激素，它是由垂体分泌的。当该患者血液中TSH水平低于正常时，因为垂体是分泌TSH的场所，所以很有可能是垂体功能出现了异常，A不符合题意；
B、TSH的作用是促进甲状腺分泌甲状腺激素。此患者TSH水平高于正常，然而甲状腺激素却分泌不足，那就说明即使有较多的TSH去促进甲状腺分泌激素，甲状腺仍然不能正常分泌足够的甲状腺激素，所以很可能是甲状腺自身功能出现了异常，B不符合题意；
C、采用甲状腺激素治疗，只是额外补充甲状腺激素，提高患者体内甲状腺激素的含量，但是并不能使患者本身甲状腺的分泌功能得到恢复，C符合题意；
D、由于激素在体内是通过体液运输的，那么通过检测血液中促甲状腺激素释放激素（TRH）、促甲状腺激素（TSH）以及甲状腺激素的水平，就能够了解甲状腺激素分泌的调节情况以及甲状腺激素的实际水平，从而评估治疗效果，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】当机体感受到寒冷等刺激时，相应的神经冲动传到下丘脑，下丘脑分泌TRH（促甲状腺激素释放激素）；TRH运输到并作用于垂体，促使垂体分泌TSH（促甲状腺激素）；TSH随血液循环到达甲状腺，促使甲状腺增加甲状腺激素的合成和分泌。当血液中的甲状腺激素含量增加到一定程度时，又会抑制下丘脑和垂体分泌相关激素，进而使甲状腺激素的分泌减少而不至于浓度过高。
8．【答案】B
【知识点】种间关系；生态系统的结构；生态系统中的信息传递
【解析】【解答】A、植物信息素是一种化学物质，松树通过释放这种化学信息素来吸引寄生蜂，寄生蜂接受信息后将卵产入松叶蜂幼虫体内，寄生蜂卵孵化后以松叶蜂幼虫为食，从而减少松叶蜂幼虫对松树的攻击 ，A不符合题意；
B、松树、松叶蜂幼虫和寄生蜂之间不是典型的食物链关系，而是通过信息素形成的相互作用的生态关系，B符合题意；
C、原始合作是指两种生物共同生活在一起时，双方都受益，但分开后，各自也能独立生活。可见松树和寄生蜂的种间关系属于原始合作，C不符合题意；
D、松树释放的信息素通过吸引寄生蜂来控制松叶蜂幼虫的数量，这有助于防止松叶蜂幼虫过度繁殖并对松树造成严重的危害。因此该信息有利于维持松林群落的平衡与稳定，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】（1）在生态系统中，物质是可以在生物群落和无机环境之间不断循环的；能量则是沿食物链单向流动并逐级递减的；各种各样的信息在生物的生存、繁衍以及调节种间关系等方面起着十分重要的作用。
（2）不同物种之间存在复杂的相互关系。正是这些复杂的种间关系，将群落内的多种生物联系成有机的整体。种间关系包括原始合作、互利共生、种间竞争、捕食和寄生等。
9．【答案】A
【知识点】减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】A、父亲的基因型是XXg1Y，母亲的基因型是XXg2XXg2，患儿的基因型是XXg1XXg2Y。因为患儿的XXg1和Y都来自父亲，这是由于精母细胞在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体XXg1和Y没有分离，形成了基因型为XXg1Y的异常精子，与正常的卵细胞XXg2结合后导致患儿染色体异常，A符合题意；
B、若精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离，会产生XXg1XXg1或YY等异常精子，与正常卵细胞结合后不会形成XXg1XXg2Y这种基因型的患儿，B不符合题意；
C、母亲的基因型是XXg2XXg2，若卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离，产生的卵细胞基因型为XXg2XXg2，与正常精子结合后不会形成XXg1XXg2Y这种基因型的患儿，C不符合题意；
D、若卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离，产生的卵细胞基因型为XXg2XXg2或不含X染色体，与正常精子结合后不会形成XXg1XXg2Y这种基因型的患儿，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】进行有性生殖的生物，在由原始生殖细胞形成成熟生殖细胞的过程中，染色体只复制一次，而细胞经减数分裂连续分裂两次，最终使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。在减数分裂过程中，同源染色体发生分离，非同源染色体自由组合，使分配到子细胞中的染色体组合类型出现多样性。不仅如此，在减数分裂过程中同源染色体联会时，非姐妹染色单体间还常常发生互换，进一步增加了生殖细胞遗传的多样性。
10．【答案】D
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】由题意可知，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白（具有组蛋白修饰功能）的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，所以驱动此肿瘤形成的原因属于表观遗传，ABC错误、D正确。
故发答案为：D。
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。如DNA的甲基化不会使基因的碱基序列发生改变，但是会不同程度的影响基因的表达水平，进而影响生物的性状。
11．【答案】C
【知识点】基因突变的特点及意义；基因频率的概念与变化
【解析】【解答】A、EDAR 基因的一个碱基替换使 M 突变为 m，这是基因突变的结果，并非自然选择，A不符合题意；
B、仅知道该基因碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关，无法据此判断 m 是否存在于现代非洲和欧洲人群中，B不符合题意；
C、因为自然选择会导致基因频率定向改变，m 的频率从末次盛冰期后开始明显升高，所以可推测 m 的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果，C符合题意；
D、末次盛冰期后气温逐渐升高，m 基因频率升高，M 基因频率降低，由此推测 MM、Mm 和 mm 个体的汗腺密度应依次上升，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】现代进化理论指出，进化以种群为基本单位，其实质是种群基因频率的改变。基因突变是 DNA 分子中碱基的替换、增添或缺失，引起基因碱基序列的改变，它是产生新基因的途径，为生物进化提供丰富原材料。
12．【答案】B
【知识点】种群的数量变动及其原因
【解析】【解答】A、亚热带常绿阔叶林中楠木幼苗距离母株越远，其密度越大。这意味着随着与母株距离的增加，母株周围积累的有害因素对幼苗生长的抑制作用逐渐减弱，所以幼苗密度增大，该现象能够用詹曾 - 康奈尔假说解释，A不符合题意；
B、鸟巢兰种子远离母株萌发时，是因为缺少土壤共生菌导致幼苗死亡，并非是母株周围积累的病原菌、昆虫等有害因素抑制了种子萌发和幼苗生长，所以不能用詹曾 - 康奈尔假说来解释，B符合题意；
C、中药材三七连续原地栽种，会暴发病虫害导致产量降低。原地栽种相当于处于母株周围，积累了大量有害的病原菌等，对三七的生长产生抑制，符合詹曾 - 康奈尔假说，C不符合题意；
D、我国农业实践中采用的水旱轮作，可减少农药的使用量。连作时作物母株周围会积累有害因素，而水旱轮作改变了环境，减少了有害因素的积累，这与詹曾 - 康奈尔假说相符，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】一般来说，食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的。例如，同样是缺少食物，种群密度越高，该种群受食物短缺的影响就越大，因此，这些因素称为密度制约因素。而气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害，对种群的作用强度与该种群的密度无关，因此被称为非密度制约因素。例如，在遭遇寒流时，有些昆虫种群不论其种群密度高低，所有个体都会死亡。
13．【答案】C
【知识点】种间关系；当地自然群落中若干种生物的生态位
【解析】【解答】A、自然保护区的植被群落类型多样，鸟类物种丰富度高，因为自然保护区的物种数量最大，其次是城区和农田，A正确；
B、自然保护区物种数量比农田多，所以自然保护区种间关系更复杂，竞争关系更多，B正确；
C、自然保护区杂食性物种少，而农田杂食性物种多，所以自然保护区的杂食性物种生态位更窄，C错误；
D、人类活动产生的空白生态位有利于杂食性鸟类迁入，农田和城市人类活动频繁，杂食性鸟类占比明显大于自然保护区，D正确。
故答案为：C。
【分析】群落及其组成是生态学中的基本概念，具体解释如下：
群落的概念：
群落是指在特定空间或特定生境下，具有一定的生物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用，具有一定外貌及结构（包括形态结构与营养结构），并具有特定的功能的生物集合体。简而言之，群落是相同时间聚集在同一区域或环境内各种生物种群的集合，这些生物种群共同构成了生态系统中有生命的部分。群落包括动物群落、植物群落和微生物群落，这些生物种群共同维持着群落的稳定性和动态平衡。
群落的组成：
群落的组成指的是一个群落的物种构成成分。群落中的生物种类是多种多样的，它们通过不同的方式相互关联和相互影响。群落的组成不仅包括生物种类的数量，还包括它们的种类、数量比例、空间分布以及它们之间的相互作用关系。这些因素共同决定了群落的结构和功能。
具体来说，群落的组成可以包括以下几个方面：
1.物种多样性：群落中物种的丰富程度，即群落中物种的数量和种类。
2.空间结构：群落中生物种群在空间上的分布和配置，包括垂直结构和水平结构。例如，在森林群落中，植物种群可以按照高度层次分布，形成林冠层、下木层、灌木层和草本层等垂直结构。
3.时间组配：群落中生物种群在不同时间段的分布和变化，包括季节变化、年际变化等。
4.优势种：群落中占据优势地位的物种，它们对群落的结构和功能起着主导作用。
5.相对丰盛度：群落中各种生物种群数量的相对比例。
6.营养结构：群落中生物种群之间的营养关系和能量流动路径，包括食物链和食物网等。
14．【答案】C
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；基因重组及其意义
【解析】【解答】A、绿茎株中绝大多数雄性不育，紫茎株中绝大多数雄性可育，可推测绿茎（a）和雄性不育（f）位于同一条染色体，紫茎（A）和雄性可育（F）位于同一条染色体。而子代雄性不育株中，缺刻叶：马铃薯叶≈3：1，说明缺刻叶（C）与马铃薯叶（c）位于另一对同源染色体上，所以绿茎才可以作为雄性不育材料筛选的标记，并非缺刻叶，A不符合题意；
B、因为控制缺刻叶（C）、马铃薯叶（c）与控制雄性可育（F）、雄性不育（f）的两对基因位于两对同源染色体上，根据基因自由组合定律，子代雄性可育株（F_）中，缺刻叶（C_）与马铃薯叶（cc）的比例应约为3：1，而不是1：1，B不符合题意；
C、由于基因A和基因F位于同一条染色体，基因a和基因f位于同一条染色体，那么基因型为AaCcFf的番茄植株自交，根据基因分离定律，子代中紫茎雄性可育株（A_F_）与绿茎雄性不育株（aaff）的比例约为3：1，C符合题意；
D、出现等量绿茎可育株（aaF_）与紫茎不育株（A_ff）是减数分裂Ⅰ前期同源染色体非姐妹染色单体交换的结果，并非基因突变，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）基因重组就是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
（2）基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
15．【答案】B
【知识点】酶的特性
【解析】【解答】A、Ce5对纤维素类底物有催化活性，而Ay3对褐藻酸类底物有催化活性，这表明Ay3与Ce5催化功能不同。进一步对比“Ay3-Bi-CB”和“Ce5-Ay3-Bi-CB”，当缺少Ce5时，就无法催化纤维素类底物；并且当Ay3与Ce5同时存在时，催化纤维素类底物的活性增强。这一系列现象说明Ay3与Ce5可能存在相互影响，A不符合题意；
B、不管是否有Bi与之结合，Ay3都能够催化S1与S2。这就意味着Bi的存在与否对Ay3催化S1与S2这件事没有影响，即Bi与Ay3的催化专一性无关，而不是选项中说的有关，B符合题意；
C、对比“Ay3-Bi-CB”和“Ce5-Ay3-Bi-CB”，当去除Ce5后，催化褐藻酸类底物的活性并没有发生改变。这就充分说明酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5没有关系，C不符合题意；
D、要想判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，需要检测“Ce5-Ay3-Bi”肽链的活性。因为只有通过这样的对比检测，才能明确CB在其中所起的作用，所以在未进行该检测时，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】同无机催化剂相比，酶显著降低了化学反应的活化能。酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质。酶的催化作用具有专一性、高效性，并对温度、pH等条件有严格的要求。
16．【答案】D
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况；突触的结构；神经冲动的产生和传导；被动运输
【解析】【解答】A、当触觉神经元兴奋时，会释放兴奋性神经递质。这些兴奋性神经递质作用于抑制性神经元，能使抑制性神经元兴奋。而神经元兴奋时会产生动作电位，所以在抑制性神经元上是可以记录到动作电位的，A不符合题意；
B、离子通过离子通道进行的跨膜运输，是借助通道蛋白，顺着浓度梯度进行的，不消耗能量，这种运输方式属于协助扩散。所以不管是正常情况还是患带状疱疹时，Cl-经Cl-通道的运输方式都是协助扩散，B不符合题意；
C、在正常情况下，GABA作用于痛觉神经元引起Cl-通道开放，Cl-内流，此时不会产生痛觉，说明GABA作用的效果是抑制性的；患带状疱疹后，Cl-经Cl-通道外流，这种情况相当于形成了内正外负的动作电位，会产生强烈痛觉，此时GABA作用的效果就是兴奋性的，C不符合题意；
D、Cl-转运蛋白的作用是将Cl-运出痛觉神经元。患带状疱疹后，痛觉神经元上Cl-转运蛋白（单向转运Cl-）表达量改变，使得Cl-的转运量改变，细胞内Cl-浓度升高。这意味着运出细胞的Cl-减少了，由此推测应该是Cl-转运蛋白减少导致的，而不是增多，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时，突触小泡释放递质（化学信号），递质作用于突触后膜，引起突触后膜产生膜电位（电信号），从而将信号传递到下一个神经元。
17．【答案】（1）联合；该疗法既发挥了化疗药物的作用，也增加了活化的CTL数量
（2）CXCL1受体；(细胞膜)表面；杀伤肿瘤细胞
（3）一；方案一的偶联物既可阻断PD-1与PD-L1 结合，恢复CTL的活性，又使化疗药物靶向肿瘤细胞
【知识点】单克隆抗体的优点及应用；细胞免疫
【解析】【解答】（1）观察可知，联合疗法组中活化的CTL数量最多，肿瘤体积最小，所以联合疗法的治疗效果最佳。原因是联合疗法一方面化疗药物可以直接作用于肿瘤细胞，发挥化疗药物抑制肿瘤细胞生长等作用；另一方面，免疫检查点疗法使用单克隆抗体阻断PD-Ll和PD-1的结合，增加了活化的CTL数量，活化的CTL能识别并杀伤肿瘤细胞，二者协同作用，治疗效果最佳。
（2）黑色素瘤细胞分泌细胞因子CXCL1，为使CTL能响应此信号，需要在CTL中导入CXCL1受体基因，这样CTL才能识别CXCL1信号。该基因的表达产物（CXCL1受体）应定位于CTL的细胞膜表面，才能与细胞外的CXCL1结合。并且基因导入后不能影响CTL杀伤肿瘤细胞的能力，否则无法达到治疗肿瘤的目的。
（3）方案一可行。因为肿瘤细胞表面的PD-L1与细胞毒性T细胞（CTL）表面的PD-1结合能抑制CTL的免疫活性，方案一将化疗药物与PD-L1单克隆抗体结合在一起，该偶联物中的PD-L1单克隆抗体可阻断PD-1与PD-L1结合，恢复CTL的活性；同时，偶联物可以随着PD-L1单克隆抗体与肿瘤细胞表面的PD-L1结合而使化疗药物靶向肿瘤细胞，更好地发挥化疗药物对肿瘤细胞的作用。而方案二将化疗药物与PD-1单克隆抗体结合，虽然能阻断PD-1与PD-L1结合，但无法使化疗药物特异性地作用于肿瘤细胞。
【分析】（1）特异性免疫是通过体液免疫和细胞免疫两种方式，针对特定的病原体发生的免疫反应，它的分子基础是抗体与抗原、免疫细胞表面的受体与抗原的特异性结合。体液免疫主要靠体液中的抗体来作战，细胞免疫主要靠T细胞直接杀伤靶细胞。体液免疫和细胞免疫相互配合，共同完成对机体稳态的调节。
（2）基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成，包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。
（3）制备单克隆抗体的流程主要有：抗原准备及动物免疫、细胞融合、杂交瘤细胞的筛选、杂交瘤细胞的增殖及抗体提取等。
（1）由图a可知，联合疗法肿瘤体积最小，再根据图b可知，采用联合疗法时活化的CTL的数目明显高于免疫检查点疗法和化疗等，原因是该疗法既发挥了化疗药物的作用，也增加了活化的CTL数量。
（2）由于黑色素瘤细胞能分泌吸引某类细胞靠近的细胞因子CXCL1，故要进一步提高治疗效果，可以在CTL中导入细胞因子CXCL1受体基因，使CTL表达出细胞因子CXCL1受体，达到治疗的效果。由于细胞因子是一类肽类化合物，故该基因的表达产物应定位于CTL的细胞膜上，且基因导入后不影响CTL杀伤肿瘤细胞的能力。
（3）某肿瘤细胞表面的PD-L1与细胞毒性T细胞（CTL）表面的PD-1结合能抑制CTL的免疫活性，故应该将化疗药物与PD-L1 单克隆抗体结合在一起，即方案一的偶联物既可阻断PD-1与PD-L1 结合，恢复CTL的活性，又使化疗药物靶向肿瘤细胞。
18．【答案】（1）常染色体显性遗传病；（1+p）/2
（2）将正常细胞分为甲乙两组，其中甲组敲除ZNF862基因，观察甲乙两组细胞表型从而探究该基因的功能；转基因小鼠和正常小鼠牙龈
（3）不可以，违反法律和伦理，且存在安全隐患。
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；人类遗传病的类型及危害；生物技术中的伦理问题；遗传系谱图；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】（1）家系中男女患者数量相当，且代代都有患者。常染色体遗传病中男女患病概率相当，显性遗传病具有代代相传的特点，所以该病最可能的遗传方式为常染色体显性遗传病。假设该病由基因A/a控制，已知致病基因A的基因频率为p，那么正常基因a的基因频率为1-p。根据遗传平衡定律，正常人中基因型为AA的概率为p2，基因型为Aa的概率为2p(1-p)，基因型为aa的概率为(1-p)2。Ⅳ2的基因型为Aa，其产生配子基因型为1/2A和1/2a。Ⅳ2与AA生育患病子代的概率为p2，与Aa生育患病子代的概率为2p(1-p)×3/4，与aa生育患病子代的概率为(1-p)2×1/2，所以Ⅳ2生育一个患病子代的概率为p2+2p(1-p)×3/4+(1-p)2×1/2=(1+p)/2。另一种理解方式，因为Ⅳ2的基因型为Aa，其遗传A给后代的概率是1/2，此时无论父方如何，子代一定患病，故概率为1/2×1；其遗传a给后代的概率是1/2，在这种情形下，父方遗传A给后代，子代才患病，而其概率就等于A的基因频率即p，故子代患病概率为1/2×p；综上，子代患病概率为1/2+p/2=(1+p)/2。
（2）从细胞水平探究ZNF862基因的功能，我们可以将正常细胞分为甲乙两组，其中甲组敲除ZNF862基因，通过观察甲乙两组细胞表型的差异，来探究该基因的功能。从个体水平验证ZNF862基因突变导致HGF，可制备携带该突变的转基因小鼠，然后比较转基因小鼠和正常小鼠牙龈的差异。
（3）一般不可以通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病。因为这种方式违反了法律和伦理道德规范，而且目前对于基因组编辑技术在人类生殖细胞或胚胎中的应用还存在很多未知的安全隐患。
【分析】基因的分离定律的实质是：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
（1）由图可知，该病男女患者数量相当，且代代遗传，因此该病最可能的遗传方式为常染色体显性遗传病；假设该病由基因A/a控制，则致病基因A的基因频率为p，正常基因a的基因频率为1-p，Ⅳ2的基因型为Aa，产生配子基因型为1/2A和1/2a，正常人中基因型为AA的概率为p2，基因型为Aa的概率为2p（1-p），基因型为aa的概率为（1-p）2，Ⅳ2与AA生育患病子代的概率为p2，与Aa生育患病子代的概率为2p(1-p)×3/4，与aa生育患病子代的概率为（1-p）2×1/2，故Ⅳ2生育一个患病子代的概率为p2+2p(1-p)×3/4+（1-p）2×1/2=（1+p）/2。（因IV2的基因型为Aa，其遗传A给后代的概率是1/2，此时无论父方如何，子代一定患病，故概率为1/2×1；其遗传a给后代的概率是1/2，在这种情形下，父方遗传A给后代，子代才患病，而其概率就等于A的基因频率即p，故子代患病概率为1/2*p；综上，子代患病概率为1/2+p/2=(1+p)/2。）
（2）从细胞水平分析，培养该细胞，敲除ZNF862基因，观察细胞表型等变化，通过比较含有该基因时的细胞表型从而探究该基因的功能，设计思路为：将正常细胞分为甲乙两组，其中甲组敲除ZNF862基因，观察甲乙两组细胞表型从而探究该基因的功能；从个体水平分析，通过比较转基因小鼠和正常小鼠牙龈差异可得出该基因的功能。
（3）一般不通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传，该方式违反法律和伦理，且存在安全隐患。
19．【答案】（1）生长素
（2）生长素合成；生长素运输/转运；生长素转运蛋白基因；作为实验组， 探究试剂A和(或) NAA对水稻根长的影响 ；作为乙烯处理 的对照组
（3）生长素信号转导（或生长素受体功能）
【知识点】生长素的作用及其作用的两重性；其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】（1）由实验一结果可知，加入K试剂不加NAA组与加入K试剂和NAA组形成对比。因为K试剂抑制激素X的合成，而同时加入K试剂和NAA时，乙烯又可以抑制WT根伸长，这表明NAA能够起到类似激素X的作用。又因为NAA是生长素类调节剂，所以可以推测激素X就是生长素，即生长素[或吲哚乙酸（IAA）]。
（2）①实验二的因变量是激素X含量，而根据前面推测激素X为生长素，所以此实验目的是检测m2的突变基因是否与生长素合成有关。
②实验三显示，野生型幼苗在乙烯、NAA+乙烯作用下根伸长均受抑制，突变体m2幼苗在乙烯、乙烯作用下根长均正常。结合实验二结果，野生型和突变体m2生长素含量大致相同，由此初步判断乙烯抑制根伸长与生长素运输有关。若要进一步验证该结论并检验m2的突变基因是否与此有关，由于生长素运输与生长素载体蛋白有关，所以可检测生长素载体蛋白基因的表达情况。
③实验四中有3组空气处理组，其中★所示组和其他空气处理组对比，能够作为实验组检测A试剂和NAA是否影响根伸长；★所示组和同处理乙烯组对比，又可作为乙烯处理的对照组。
（3）综合分析上述实验结果，A试剂抑制激素X受体的功能，从实验结果可推测乙烯对水稻幼苗根伸长的抑制可能是通过影响生长素信号转导（或生长素受体功能）来实现的。
【分析】植物激素在植物内的含量虽然微少，但是在调节植物生长发育上的作用却非常重要。一般来说，植物激素对植物生长发育的调控，是通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等方式实现的。
（1）由实验一结果分析，加入K试剂不加NAA组与加入K试剂和NAA组对比可发现，同时加入K试剂和NAA，乙烯可以抑制WT根伸长，由题干信息K试剂抑制激素X的合成，可推测NAA的作用效果和激素X类似，NAA是生长素类似物，所以推测激素X为生长素。
（2）①实验二的因变量是激素X含量，所以实验二的目的是检测m2的突变基因是否与生长素合成有关。
②实验三野生型幼苗在乙烯、NAA+乙烯作用下根伸长均受抑制，而突变体m2幼苗在乙烯、NAA+乙烯作用下根长均正常，由实验二结果可知，野生型和突变体m2生长素含量大致一样，NAA可自由扩散进入细胞，则初步判断乙烯抑制根伸长与生长素运输/转运有关。若要进一步验证该结论并检验 m2 的突变基因是否与此有关，可检测生长素转运蛋白基因的表达情况。
③★所示组和其他空气处理组对比，可作为实验组探究试剂A和(或) NAA对水稻根长的影响。同时可作为作为乙烯处理的对照组。
（3）根据实验四，野生型在乙烯存在的条件下，加入抑制激素X受体的A试剂，可很大程度上解除乙烯的抑制作用，综合（3）结果，推测乙烯对水稻幼苗根伸长的抑制可能是通过影响生长素信号转导（或生长素受体功能）实现的。
20．【答案】（1）呼吸作用消耗
（2）③②①；最大光合速率对应光强度依次升高
（3）①(金鱼藻)除藻率高，②(黑藻)除氮率高，③(苦草)除磷高
（4）金鱼藻；500；二氧化碳浓度较低且相同；氧气释放量
（5）合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物
【知识点】影响光合作用的环境因素；群落的结构；光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】（1）沉水植物通过光合作用制造有机物，同时通过呼吸作用消耗有机物。当湖水中浮游藻类大量繁殖会使湖底光照不足时，沉水植物的光合作用合成的有机物少于呼吸作用消耗的有机物，沉水植物就不能正常生长，最终会衰退和消亡。
（2）观察图a可知，可以看到三种植物的光合作用饱和点①＞②＞③。由于从水面到湖底光照强度是依次下降的，而光合作用饱和点越高的植物，在较高光照强度下能更好地进行光合作用。因此①应在最上层，③应在最下层。这样，从湖底到水面沉水植物依次为③②①。
（3）看到图b可知，③对总磷的去除率最大，②对总氮的去除率最大，①对总藻量的去除率最大。这表明3种沉水植物对总氮、总磷和总藻量的去除率有差异且能力互补，它们三者配合能够实现综合治理效果，所以选择引种这3种草本沉水植物来达到湖水净化的目的。
（4）本实验要验证黑藻的C4光合作用，使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，则自变量是植物种类。根据图a信息，在正常二氧化碳浓度且光照强度为500μmol·m-2·s-1时，黑藻、金鱼藻二者的净光合速率相同，所以对照组是金鱼藻时，实验的光照强度条件为500 μmol·m-2·s-1。结合实验目的，要控制为较低且相同的二氧化碳浓度条件，实验的因变量是光合作用强度，测量指标为O2的释放量。
（5）引入浮水植物可以通过遮蔽部分光线，减弱沉水植物所受的强光抑制，改善其生长条件。引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物，能帮助及时清理凋落的叶片，降低维护成本，同时也能参与生态系统的物质循环和能量流动。
【分析】光合作用是植物细胞叶绿体将太阳能转换成化学能、将二氧化碳和水转变为糖和氧气的过程。细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。
（1）由于湖底光照不足，导致原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于细胞呼吸消耗的有机物，生物量在减少，不足以维持生长，最终衰退和消亡。
（2）据图分析，最大光合速率对应光强度依次升高，因此生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是③②①。
（3）据图b分析，金鱼藻除藻率高，黑藻除氮率高，苦草除磷率高，三者配合能高效的去除氮、磷和藻，能实现综合治理效果。
（4）根据图a，在相同光照强度下，①金鱼藻与②黑藻的光合作用强度高度接近，尤其在光照强度为500时，两者光合作用强度完全相同，有利于控制无关变量一致，而③苦草的光照强度与②黑藻相差较大。根据题干“上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径”可知①、③均无C4途径，而除了上述3种草本沉水植物外的其他植物是否有C4途径不确定，所以不能从①、③外的其他植物为②选对照组。
验证黑藻的碳浓缩优势，因此控制条件为低二氧化碳浓度。因变量是光合速率的快慢，因此检测指标是单位时间释放氧气的量。
（5）目前的两个实际问题是湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本，因此可以合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物。
21．【答案】（1）碳源、氮源
（2）PT7、PBAD 和PBAD；基因2和3正常表达无活性产物，被蓝光激活后再启动基因1表达
（3）抑制杂菌；去除丢失质粒的菌株
（4）该处细胞中T7RNAP激活，酪氨酸酶表达并合成黑色素
（5）将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白)
【知识点】微生物的分离和培养；基因工程的操作程序（详细）；基因的表达综合
【解析】【解析】（1）细菌在培养过程中，需要碳源、氮源等营养物质来维持生长和繁殖。碳源为细菌提供能量以及构成细胞物质，氮源则用于合成蛋白质、核酸等重要物质。所以，优化培养基的碳源、氮源等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜。
（2）从图二a可知，在没有蓝光照射时，T7RNAP是无活性的，当受到蓝光照射后，T7RNAP会变成有活性的状态。再结合图一，经过蓝光处理后，有活性的RNA聚合酶（T7RNAP）要去识别启动子①，使得基因1表达，从而获得酪氨酸酶，酪氨酸酶可以催化染色液中的酪氨酸形成黑色素。这就表明基因2和基因3在正常表达时不会产生有活性的产物，而是要在被蓝光激活后，才能够启动基因1的表达。又因为特异型启动子PT7仅被T7RNAP识别，通用型启动子PBAD可被工程菌RNA聚合酶识别，所以启动子①应是PT7，启动子②和③都应为PBAD。
（3）当把携带大观霉素抗性基因的光控表达载体导入驹形杆菌后，会存在未成功导入的菌株以及成功导入的工程菌株，而且在长时间培养过程中还可能感染其他杂菌。在培养液中加入大观霉素这种抗生素，大观霉素可以抑制杂菌的生长，因为只有成功导入携带大观霉素抗性基因光控表达载体的工程菌株才能在含大观霉素的培养液中存活，所以同时还能去除丢失质粒的菌株，进而提高工程菌的生产效率。
（4）只有经蓝光照射的区域被染成黑色，原因在于蓝光照射能使该处细胞中的T7RNAP激活，激活后的T7RNAP可以启动基因1表达，从而使酪氨酸酶表达，表达出的酪氨酸酶就能够催化合成黑色素，所以该区域会被染成黑色。
（5）企业希望生产其他颜色图案的BC膜，由于当前是利用酪氨酸酶催化酪氨酸形成黑色素来染色，按照上述菌株的构建模式，那么可以将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶，这样就能催化产生不同的色素，进而得到其他颜色图案的BC膜；或者也可以将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白，同样能实现生产其他颜色图案BC膜的目的。
【分析】（1）在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。
（2）基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是一种DNA操作技术，需要借助限制酶、DNA连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
（3）基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成，包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以mRNA为模板，按照密码子和氨基酸之间的对应关系，在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
（1）培养基的营养物质包括水、无机盐、碳源、氮源等，研究者培养工程菌，需要优化培养基的碳源、氮源等营养条件，并控制环境条件。
（2）题图二a分析可知，蓝光照射下，T7RNAP N端-nMag与T7RNAP C端结合，导致无活性的T7RNAP变成有活性的T7RNAP，结合图一，蓝光处理后，RNA聚合酶（T7RNAP）识别启动子①使基因1转录获得相应的mRNA，再以其为模板通过翻译过程获得酪氨酸酶，酪氨酸酶从而催化染色液中酪氨酸形成黑色素，可见基因2和3正常表达无活性产物，被蓝光激活后再启动基因1表达，综合上述分析可知，为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为PT7、PBAD 和PBAD。
（3）光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，抗生素具有抑制杂菌；去除丢失质粒的菌株的作用。
（4）由小问2分析可知，细胞中T7RNAP激活，酪氨酸酶表达并合成黑色素，故用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色。
（5）由小问2分析可知，题干信息的设计思路最终BC膜被染成黑色，希望生产其他颜色图案的BC膜，则需要将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白)。
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