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浙江省五校联盟2024-2025学年高一下学期5月教学质量检测生物试题
一、选择题（每小题2分，20题，共40分，每题有且只有一个正确选项）
1．海水稻根部细胞的液泡中贮存着大量的Na+，有利于吸收水分，该现象说明Na+参与（　　）
A．调节细胞渗透压 B．组成体内化合物
C．维持正常pH D．提供能量
2．任何系统都有边界，细胞作为一个基本的生命系统，它的边界是（　　）
A．细胞膜 B．细胞核 C．细胞质 D．细胞壁
3．下列各组中属于相对性状的是（　　）
A．棉花纤维的粗与长 B．番茄的缺刻叶与正常叶
C．狗的白毛和鼠的褐毛 D．玉米的圆粒和黄粒
4．人类镰刀形细胞贫血症是由于血红蛋白基因中一对碱基替换引起血红蛋白结构改变所致。下列遗传病中，与此变异类型相同的是（　　）
A．21-三体综合征 B．苯丙酮尿症
C．特纳综合征 D．猫叫综合征
5．科学家将有子的二倍体西瓜经过一系列处理培育形成了三倍体无子西瓜，这种育种方式为（　　）
A．诱变育种 B．杂交育种 C．多倍体育种 D．单倍体育种
6．山药中因含有淀粉、蛋白质等丰富的营养成分而深受人们的喜爱。下列叙述错误的是（　　）
A．山药中的淀粉可用KI-I2试剂检测变成蓝色
B．山药中的淀粉是一种大分子物质，可水解成葡萄糖
C．山药中的蛋白质由多种氨基酸组成
D．山药煮熟后，蛋白质不能与双缩脲试剂反应变成紫色
7．辣椒红素是辣椒品质鉴定的重要指标之一。研究者探究在最适温度45℃，不同初始pH条件下酶解液对辣椒红素产量的影响时得到以下数据。以下关于该实验研究的叙述正确的是（　　）
酶解液初始pH 4.5 5 5.5 6
辣椒红素产量（mg/g） 6.5 6.7 7.9 7
A．该实验的自变量是酶解液的初始pH
B．当pH为5.5时，该反应的活化能最高
C．pH为5.5和最适温度有利于酶解液的保存
D．适当提高温度有利于提高酶解液的活性
8．下列关于科学家探究遗传物质的相关实验的叙述，正确的是（　　）
A．格里菲思通过肺炎链球菌转化实验得出 DNA 是转化因子的结论
B．艾弗里研究发现将S型菌的细胞提取物与R型菌混合培养会出现S型活菌
C．赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体侵染细菌实验证明DNA 是主要的遗传物质
D．用烟草花叶病毒(TMV)的蛋白质感染烟草在烟草细胞中发现了TMV
9．在真核生物的细胞核膜上锚定着一种大型蛋白复合物—核孔复合体（NPC），它是实现核内外物质运输的双向通道。下列相关的叙述正确的是（　　）
A．细胞核中含染色质、核仁、核基质等结构，是细胞代谢的主要场所
B．细胞核与细胞质间的蛋白质、RNA等大分子物质的交换依赖NPC
C．细胞核的核膜有4层磷脂分子层，膜外与细胞膜直接相连
D．核膜上的NPC数量较少时，细胞代谢较强
10．某同学以紫色洋葱外表皮为材料，探究植物和复原的条件，观察到了处于质壁分离状态的细胞，如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．质壁分离过程中，液泡颜色变深
B．质壁分离过程中，细胞膜的面积变小
C．在清水中完成质壁分离复原后，细胞内外溶液浓度相等
D．图示细胞可能处于质壁分离过程或质壁分离复原过程
11．在无土栽培实验中，将生理状态相近的番茄幼苗置于适宜浓度的完全培养液中培养。一段时间后，相比其他离子，培养液中的Ca2+浓度下降明显。进一步研究发现，番茄根尖成熟区细胞膜上存在下图所示的 Ca2+跨膜运输机制。下列叙述错误的是（　　）
A．番茄吸收水的相对速率大于吸收Ca2+的相对速率
B．植物选择性吸收离子由细胞膜上载体蛋白的种类和数量决定
C．番茄根尖成熟区细胞吸收Ca2+的方式为易化扩散
D．钙离子泵运输Ca2+时需与Ca2+结合发生形变，且消耗能量
12．为保证食品安全，执法人员使用含有荧光素、荧光素酶等物质的ATP荧光检测仪，对餐具等用品中的微生物如大肠杆菌含量进行检测，其设计灵感来源于萤火虫尾部发光的原理，如图所示。下列相关叙述正确的是（　　）
A．萤火虫发光的过程不需要消耗能量
B．萤火虫尾部的发光细胞产生的CO2均来自需氧呼吸
C．大肠杆菌的线粒体内膜上可能具有ATP合成酶
D．检测仪显示的荧光强度与食品表面的微生物数量呈正相关
13．研究人员利用线粒体DNA检测技术，在野猪和家猪起源方面开展大量研究。研究发现不同地区家猪间在线粒体DNA上遗传差异较大，相同地区家猪和野猪间共同遗传特征较多，说明不同地区家猪由当地野猪驯化而来。下列叙述正确的是（　　）
A．线粒体DNA检测为家猪的进化提供了细胞水平的证据
B．线粒体DNA发生的突变可以为生物进化提供原材料
C．相同地区家猪和野猪基因库没有差异，不存在生殖隔离
D．在野猪驯化为家猪的进程中自然选择决定了进化的方向
14．研究人员探究不同程度的盐胁迫对玉米种子呼吸速率的影响，结果如下图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．盐胁迫下玉米种子细胞呼吸的主要方式是厌氧呼吸
B．玉米种子细胞呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
C．高浓度盐胁迫可能降低了线粒体对葡萄糖的吸收和利用进而降低了呼吸速率
D．促进玉米种子呼吸作用的最适盐浓度为0.5%
15．科学家用含32P的磷酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗，追踪蚕豆根尖细胞分裂情况，得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如下图。下列有关描述正确的是（　　）
A．一个细胞周期时间为19.3h，可用AC段表示
B．根据染色体的行为变化可将细胞周期可分为前期、中期、后期、末期
C．在一个细胞周期中染色体存在的时间比染色质存在的时间短
D．在19.3-21.3这个时间段，蚕豆根尖分生区细胞内由中心粒发出星射线形成纺锤体
16．研究发现“8+16”限时进食（每天只允许在8小时内进食，剩下16小时禁食）减肥方式会诱导已被激活的毛囊干细胞（HFSCs）发生凋亡，从而抑制毛囊细胞的再生。下列叙述错误的是（　　）
A．“8+16”限时进食方式引起的HFSCs凋亡是由外界环境引起，与基因无关
B．在毛囊细胞的再生过程中基因选择性的发挥作用
C．HFSCs形成毛囊细胞的过程不能体现细胞全能性
D．毛囊干细胞的凋亡可能是细胞应对营养和能量不足的一种自我保护机制
17．豌豆的圆粒对皱粒为显性，现有一株圆粒豌豆和一株皱粒豌豆为亲本进行杂交，子代中出现了数量类似的圆粒豌豆和皱粒豌豆。某同学欲用小球模拟亲本产生配子的过程，可选择的小桶组合是（　　）
A．①② B．③④ C．③③ D．②④
18．多种多样的生物通过遗传信息控制性状，并通过繁殖将遗传物质传递给子代。下列关于遗传物质的叙述正确的是（　　）
A．S型肺炎链球菌的遗传物质主要以染色质为载体，通过复制传给子代
B．水稻、小麦和玉米三大粮食作物的遗传物质主要是DNA
C．控制伞藻伞帽的遗传物质通过半保留复制的方式表达遗传信息
D．烟草叶肉细胞的遗传物质水解后可产生4种脱氧核苷酸
19．玉米的蔗糖含量增加导致其甜度增加。这种甜度由三对等位基因控制，并且这些基因表现出完全显性，相关基因的位置及控制物质合成的途径如图所示，下列叙述错误的是（　　）
A．基因型为AA的玉米蔗糖含量低的原因是无法合成酶1
B．aaBBDD的玉米具有一定的甜度，原因是淀粉可转化为蔗糖
C．aaBBdd的玉米比aaBBDD的玉米甜度高
D．AABBdd和aabbDD杂交得到F1，F1自交后代中甜度最高的玉米为3/32
20．如图是某单基因遗传病系谱图，下列叙述正确的是（　　）
A．该病的遗传方式是常染色体隐性遗传病
B．若6号携带致病基因，则其与5号再生一个男孩患病的概率为1/8
C．若2号携带致病基因，3号与5号个体基因型相同的概率为2/3
D．1号和5号不一定携带有该遗传病的致病基因
二、非选择题（共5小题，共60分）
21．甘蔗是中国种植面积最大的糖料作物，干旱是影响甘蔗生长最严重的非生物胁迫之一。某小组探究干旱胁迫对三个甘蔗品种相关指标的影响，结果如表所示：
指标 SPAD值（反应叶绿素含量） 净光合速率（μmolm-2·s-1） 胞间二氧化碳浓度（μmol·mol-1） 可溶性糖含量（mg·g-1）
品种 对照组 干旱10天 对照组 干旱10天 对照组 干旱10天 对照组 干旱10天
云蔗 44.79 27.20 13.15 0 92.01 290.75 10.03 17.32
云端 40.98 32.87 14.97 1.13 136.2 300.65 8.27 24.59
粤甘 41.80 17.44 18.25 -0.62 145.3 459.02 9.54 21.72
注：SPAD值与光吸收量有关。
（1）叶绿素主要分布于叶肉细胞的　 　（填细胞器名称）中。在测定SPAD值时通常选择　 　光。由表中数据可知，SPAD值跟叶绿素含量呈　 　（选“正”或“负”）相关。
（2）与对照相比，干旱10天处理后各品种甘蔗的SPAD值显著　 　，这会影响到光合作用的光反应阶段，使其产生的　 　物质减少，进而影响碳反应中CO2的固定。碳反应中产生的有机物少部分在　 　内形成淀粉、蛋白质等，大部分进入　 　形成了　 　，进而运输到甘蔗其他部位供生命活动。
（3）表中对照组甘蔗光合作用时CO2来源于　 　，干旱10天的甘蔗净光合速率显著下降，据表中数据可推测主要的原因是：　 　。干旱10天后，甘蔗的可溶性糖含量显著增加，这有助于甘蔗减少　 　的损失，进而维持相对正常的生命活动。
（4）由表中数据可知，三个品种甘蔗中最耐旱的是　 　。
22．图1为某二倍体生物（2N=24，11对常染色体和1对XY染色体）减数分裂过程中几个时期的显微照片（400×）。图2为该个体精原细胞减数分裂过程中核DNA和染色体数的变化，已知在减数分裂中发生了一次染色体数目变异，L1-L4是减数分裂中的四个细胞。请回答下列问题：
（1）在减数分裂过程中，图1各细胞出现的顺序是　 　（用序号标出），图1中②图所处的时期是　 　，该时期有　 　个染色体组和　 　套遗传信息。图1中④图中的染色体行为与孟德尔遗传定律　 　（选“相关”或“不相关”）。
（2）图2中发生的一次染色体数目异常是发生在　 　时期，细胞L2的下个时期细胞是　 　（填图2中细胞标号），该过程出现的染色体行为变化是　 　。L1中Y染色体可能有　 　条。图2最终形成的4个精细胞中染色体数目正常的细胞占比为　 　。
23．BDNF（脑源性神经营养因子）是小鼠大脑中表达最为广泛的一种神经营养因子。研究表明，抑郁症与BDNF基因甲基化水平及外周血中BDNF基因mRNA含量下降等有关。下图为BDNF基因表达及调控过程。请回答下列问题：
（1）细胞内基因被甲基化　 　（选“会”或“不会”）改变其碱基序列，　 　（选“可”或“不可”）遗传给后代，这种现象称为　 　。
（2）过程①为　 　过程，在　 　酶的作用下，游离的　 　依次连接，形成的化学键是　 　键。过程①与②相比，碱基配对方式不完全相同，其中①有独特的碱基配对方式为　 　。
（3）过程③进行的场所是　 　，图③中该过程现象具有的重要意义是　 　。若BDNF基因内某个碱基发生了替换，但是形成的BDNF蛋白依然正常，原因可能是　 　（写出一种即可）。
（4）由图可知，miRNA-195基因的表达可以　 　（选“降低”或“提高”）抑郁症发病风险。
24．有迁移能力的动物细胞边缘常见不规则突出物，曾被认为是细胞膜碎片。近年来，我国科研人员在电镜下发现这些突出物具有石榴状结构（PLS），如图1A。请回答问题：
（1）若PLS是细胞膜碎片，则其基本骨架是　 　，外表面有少量　 　。图1B是迁移细胞膜上的一种蛋白质，图中体现出该蛋白具有的功能是　 　。
（2）科研人员分析了PLS中蛋白质的来源及其功能，结果如图2，发现与“PLS是细胞膜碎片”的观点不符，理由是该结构中的蛋白质　 　。
（3）科研人员将细胞中只参与PLS形成的特定蛋白质用荧光蛋白标记，追踪在细胞迁移过程中PLS的变化，进行了如下实验。
①分别用细胞迁移促进剂和抑制剂处理可迁移细胞，实验结果如图3，推测PLS的形成与细胞迁移有关，依据是　 　。
②细胞沿迁移路径形成的PLS，其荧光在形成初期逐渐增强，推测迁移细胞可主动将细胞中的蛋白运输到　 　中。在形成PLS的过程中体现了生物膜具有的特点是　 　，该过程　 　（选“是”或“不”）耗能的。
③迁移细胞在某处产生PLS，后续细胞经过此处时，若观察到　 　，则说明PLS被后续细胞摄取。进入后续细胞的PLS最可能在　 　（细胞器）中被分解。
（4）具有迁移能力的细胞可普遍形成PLS，后续细胞摄取PLS后，可获知细胞的迁移路线等信息。综上分析，PLS的形成可能与细胞间的　 　有关。
25．某昆虫（XY型）的翅型有正常翅和裂翅，体色有灰体和黄体，控制翅型（A/a）和体色（B/b）的两对等位基因独立遗传，且均不位于Y染色体上。研究人员选取一只裂翅黄体雌虫与一只裂翅灰体雄虫杂交，F1表型及比例为裂翅灰体雌虫：裂翅黄体雄虫：正常翅灰体雌虫：正常翅黄体雄虫=2：2：1：1。请回答下列问题：
（1）基因在染色体上的位置称为　 　；控制体色的基因位于　 　染色体上（选“常”或“X”），理由是　 　。
（2）该种裂翅昆虫自由交配，后代总是出现裂翅：正常翅=2：1，请分析最可能的原因是　 　。
（3）F1中裂翅灰体雌虫和裂翅黄体雄虫杂交后后代雌性个体基因型有　 　种，若F1相同翅型的个体自由交配，F2中裂翅黄体雄虫占F2总数的　 　。
（4）现有纯种的黄体和灰体雌雄昆虫若干，为满足生产需求，通过一次杂交实验，观察子一代体色区分雌雄个体，则选择的亲本杂交组合是　 　。请用遗传图解表示　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】无机盐的主要存在形式和作用
【解析】【解答】海水稻根部细胞液泡中贮存大量Na+，可以升高细胞液渗透压，有利于细胞从外界环境吸收水分，体现了Na+能够调节细胞渗透压，题干中没有体现Na+参与组成细胞内相关化合物，也未涉及细胞酸碱平衡、pH维持相关内容，而且无机盐离子不能为细胞生命活动提供能量，A正确，BCD错误。
故答案为：A。
【分析】无机盐常见功能包括构成细胞内复杂化合物、维持细胞酸碱平衡、调节细胞和生物体的渗透压、维持正常生命活动等。无机盐不能作为能源物质提供能量。植物细胞液泡中积累无机盐离子，可提升细胞液渗透压，使细胞在高盐环境下仍能正常渗透吸水，是植物适应盐碱环境的重要生理机制。
2．【答案】A
【知识点】细胞膜的功能
【解析】【解答】A、细胞膜能够将细胞与外界环境分隔开，控制物质进出细胞并进行细胞间的信息交流，是细胞的边界，A正确；
B、细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，不是细胞的边界，B错误；
C、细胞质是细胞进行新陈代谢的主要场所，不是细胞的边界，C错误；
D、细胞壁具有全透性，只对细胞起支持和保护作用，不能作为细胞的边界，D错误。
故答案为：A。
【分析】细胞膜是细胞的边界，具备分隔、控物、信息交流功能，细胞核控制代谢和遗传，细胞质是代谢主要场所，细胞壁全透且无边界作用。
3．【答案】B
【知识点】生物的性状、相对性状及性状的显隐性
【解析】【解答】A、棉花纤维的粗与长，分别属于纤维粗细和纤维长短两种不同性状，不符合同一性状的要求，不属于相对性状，A错误；
B、番茄的缺刻叶与正常叶，符合同种生物同一性状的不同表现类型，属于相对性状，B正确；
C、狗和鼠属于不同生物种类，不符合同种生物的要求，不属于相对性状，C错误；
D、玉米的圆粒是籽粒形状，黄粒是籽粒颜色，属于两种不同性状，不符合同一性状的要求，不属于相对性状，D错误。
故答案为：B。
【分析】相对性状指同种生物同一性状的不同表现类型，判定需要满足两个核心条件，分别是同种生物，同一性状。不同物种之间的性状对比，以及同种生物不同性状之间的对比，都不能称作相对性状。
4．【答案】B
【知识点】人类遗传病的类型及危害
【解析】【解答】A、人类镰刀形细胞贫血症是基因突变的结果，21-三体综合征是21号染色体多了一条，属于染色体数目变异，A错误；
B、人类苯丙酮尿症是基因突变导致患者肝脏中缺少苯丙氨酸羟化酶，使体内苯丙氨酸无法正常代谢，B正确；
C、特纳综合征由于缺少一条X染色体引起，属于染色体数目变异，C错误；
D、猫叫综合征是人类第五条染色体的部分缺失引起，属于染色体结构变异，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、人类遗传病通常是指由遗传物质改变而引起的人类疾病，主要可以分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类。
2、单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病，可能由显性致病基因所引起，如多指、并指、软骨发育不全等，也可能由隐性致病基因所引起，如镰状细胞贫血、白化病、苯丙酮尿症等。
3、多基因遗传病是指受两对或两对以上等位基因控制的遗传病，如原发性高血压、冠心病、哮喘和青少年型糖尿病等。
5．【答案】C
【知识点】多倍体育种
【解析】【解答】A、诱变育种的原理是基因突变，利用物理或化学因素诱导生物发生基因突变来培育新品种，无子西瓜的培育过程不涉及基因突变，A错误；
B、杂交育种的原理是基因重组，通过杂交将不同个体的优良性状集中到一起，无子西瓜的培育并非依靠基因重组，B错误；
C、多倍体育种的原理是染色体数目变异，通过秋水仙素处理使染色体组成倍增加，三倍体无子西瓜的培育采用了该育种方式，C正确；
D、单倍体育种需先通过花药离体培养获得单倍体植株，再用秋水仙素诱导染色体加倍，无子西瓜培育无此操作流程，D错误。
故答案为：C。
【分析】诱变育种原理为基因突变，杂交育种原理为基因重组，单倍体育种和多倍体育种原理均为染色体数目变异。
6．【答案】D
【知识点】蛋白质分子的化学结构和空间结构；检测蛋白质的实验；糖类的种类及其分布和功能
【解析】【解答】A、山药中的淀粉遇KI-I2试剂会呈现蓝色，可利用该颜色反应检测淀粉，A正确；
B、淀粉是由多个葡萄糖分子聚合形成的生物大分子，能够水解生成葡萄糖，B正确；
C、蛋白质的基本组成单位是氨基酸，山药中的蛋白质由多种氨基酸脱水缩合构成，C正确；
D、山药煮熟后蛋白质仅空间结构改变，肽键未被破坏，双缩脲试剂与肽键发生紫色反应，因此仍能出现紫色，D错误。
故答案为：D。
【分析】淀粉遇碘液变蓝色，淀粉属于多糖可水解为葡萄糖，蛋白质的基本单位是氨基酸，蛋白质变性不破坏肽键，仍可与双缩脲试剂发生紫色反应。
7．【答案】A
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、该实验探究不同初始pH条件下酶解液对辣椒红素产量的影响，实验中人为改变的变量是酶解液的初始pH，因此该实验的自变量是酶解液的初始pH，A正确；
B、酶能够降低化学反应的活化能，pH为5.5时辣椒红素产量最高，说明此时酶的活性最高，降低的活化能最多，反应所需的活化能最低，B错误；
C、酶的空间结构易受温度影响，酶解液需要在低温、最适pH条件下保存，最适温度和最适pH的条件不利于酶解液保存，C错误；
D、该实验是在最适温度45℃下进行的，适当提高温度会使酶的空间结构发生改变，酶活性降低，不利于提高酶解液的活性，D错误。
故答案为：A。
【分析】酶的活性受温度和pH的影响，酶可以降低化学反应的活化能，酶制剂适合在低温和适宜pH条件下保存，最适温度下酶的催化活性最高。
8．【答案】B
【知识点】肺炎链球菌转化实验；噬菌体侵染细菌实验；证明RNA是遗传物质的实验
【解析】【解答】A、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验只证明S型菌中存在转化因子，并未证明转化因子的化学本质是DNA，A错误；
B、艾弗里的体外转化实验中，S型菌的细胞提取物含有转化因子DNA，与R型菌混合培养时可使部分R型菌转化为S型活菌，B正确；
C、赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验证明DNA是噬菌体的遗传物质，无法证明DNA是主要的遗传物质，C错误；
D、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，蛋白质不是遗传物质，用其蛋白质感染烟草不能在烟草细胞中产生TMV，D错误。
故答案为：B。
【分析】格里菲思实验证明S型菌存在转化因子，艾弗里实验证明DNA是转化因子，噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质，烟草花叶病毒的遗传物质为RNA。
9．【答案】B
【知识点】细胞核的结构；细胞核的结构和功能综合
【解析】【解答】A、细胞核含有染色质、核仁、核基质等结构，是细胞遗传和代谢的控制中心，细胞代谢的主要场所是细胞质基质，A错误；
B、核孔复合体是细胞核与细胞质间蛋白质、RNA等大分子物质交换的通道，可实现核质间的双向物质运输，B正确；
C、核膜属于双层生物膜，包含4层磷脂分子层，核膜外膜与内质网膜直接相连，并非与细胞膜直接相连，C错误；
D、核孔复合体数量与细胞代谢强度相关，核膜上NPC数量较少时，核质间物质交换效率低，细胞代谢较弱，D错误。
故答案为：B。
【分析】细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，核孔是核质间大分子物质运输的通道，核膜为双层膜结构且与内质网膜相连，核孔数量越多细胞代谢越旺盛。
10．【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、质壁分离过程中细胞失水，液泡体积减小，色素浓度升高，液泡颜色变深，A正确；
B、质壁分离过程中细胞失水，原生质层收缩，细胞膜随原生质层收缩，面积变小，B正确；
C、质壁分离复原后，细胞壁的支撑作用限制了细胞的吸水量，细胞液浓度可能仍大于外界清水的浓度，不会与外界溶液浓度相等，C错误；
D、图示细胞处于质壁分离状态，可能正在继续失水（质壁分离过程），也可能正在吸水（质壁分离复原过程），D正确。
故答案为：C。
【分析】质壁分离的发生依赖原生质层与细胞壁的伸缩性差异，当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水，液泡体积缩小，液泡内色素浓度升高，颜色变深，原生质层收缩导致细胞膜面积减小；当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原，但细胞壁的机械支撑作用会限制细胞的吸水上限，因此复原后细胞液浓度不一定与外界溶液浓度相等；处于质壁分离状态的细胞，其状态可能处于失水、吸水或水分进出平衡的过程中，无法直接判断具体阶段。
11．【答案】A
【知识点】被动运输；主动运输
【解析】【解答】A、将生理状态相近且数量相等的番茄幼苗置于适宜浓度的完全培养液中培养，一段时间后，培养液中的Ca2+浓度下降明显，由此判断番茄吸收水的相对速率小于吸收Ca2+的相对速率，A错误；
B、不同细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同，选择性吸收离子不同，B正确；
C、Ca2+胞外浓度大于胞内浓度，番茄根尖成熟区细胞吸收Ca2+为顺浓度梯度，且需要钙离子通道参与，转运方式为易化扩散，C正确；
D、钙离子泵运输Ca2+时，需与 Ca2+结合发生形变，消耗ATP完成逆浓度转运，D正确。
故答案为：A。
【分析】1、物质跨膜运输的方式主要有三种：
自由扩散：物质从高浓度向低浓度转运，不需要消耗能量，也不需要转运蛋白；
协助扩散：物质从高浓度向低浓度转运，不需要消耗能量，但需要转运蛋白；
主动运输：物质从低浓度向高浓度转运，需要消耗能量和转运蛋白。
2、载体蛋白和通道蛋白统称转运蛋白，载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变，通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。
12．【答案】D
【知识点】ATP的作用与意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、萤火虫发光过程需要ATP水解释放能量，荧光素在ATP、荧光素酶和O2的作用下发生反应并释放光能，该过程需要消耗能量，A错误；
B、萤火虫尾部发光细胞产生的CO2，除来自需氧呼吸外，荧光素氧化的反应过程也会生成CO2，因此并非均来自需氧呼吸，B错误；
C、大肠杆菌是原核生物，细胞内不具有线粒体这一细胞器，因此不存在线粒体内膜上的ATP合成酶，C错误；
D、食品表面的微生物数量越多，其细胞内所含的ATP总量就越多，在荧光素酶催化下产生的荧光强度就越强，因此检测仪显示的荧光强度与食品表面的微生物数量呈正相关，D正确。
故答案为：D。
【分析】ATP是细胞生命活动的直接能源物质，发光等吸能反应需要ATP水解供能；原核生物细胞结构简单，不具备线粒体等具膜细胞器；细胞呼吸及部分生化反应均可产生CO2；ATP荧光检测仪的检测原理是微生物数量与ATP含量正相关，进而与反应产生的荧光强度正相关。
13．【答案】B
【知识点】生物的进化综合
【解析】【解答】A、线粒体DNA属于生物大分子，依据DNA序列差异研究物种起源与进化，属于分子水平的进化证据，并非细胞水平，A错误；
B、生物进化的原材料来自可遗传变异，线粒体DNA发生的突变属于基因突变，属于可遗传变异，能够为生物进化提供原材料，B正确；
C、相同地区家猪和野猪遗传相似度高，但属于不同种群，基因库仍存在明显差异，且二者存在一定生殖隔离，不属于同一物种，C错误；
D、野猪驯化为家猪是人类根据需求定向选育的结果，该过程由人工选择决定进化方向，不是自然选择，D错误。
故答案为：B。
【分析】生物进化证据分为化石、比较解剖学、胚胎学、细胞水平和分子水平，核酸与蛋白质序列比对属于典型分子水平证据。可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异，所有类型的基因突变都能作为生物进化的原材料。基因库是一个种群全部个体所含有的全部基因，不同种群即便亲缘关系很近，基因库也不会完全相同，生殖隔离是判断是否为同一物种的根本标志。自然选择主导野生生物的进化方向，而农作物、家畜家禽的驯化与育种过程，由人工选择定向改变种群基因频率，决定进化方向。
14．【答案】B
【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、盐胁迫仅使玉米种子呼吸速率降低，其细胞呼吸的主要方式仍为有氧呼吸，无法判断为厌氧呼吸，A错误；
B、细胞呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，该特性可用于检测CO2的产生，B正确；
C、线粒体不能直接吸收和利用葡萄糖，葡萄糖需在细胞质基质中分解为丙酮酸后进入线粒体，因此高浓度盐胁迫不会影响线粒体对葡萄糖的吸收，C错误；
D、图中0.5%盐浓度下呼吸速率相对最高，但实验浓度梯度较大，无法确定0.5%就是最适盐浓度，需在0.2%~1%之间缩小浓度梯度进一步探究，D错误。
故答案为：B。
【分析】细胞呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝溶液发生由蓝到绿再到黄的颜色变化；线粒体不能直接利用葡萄糖，葡萄糖需在细胞质基质中分解为丙酮酸后进入线粒体参与有氧呼吸；玉米种子的主要呼吸方式为有氧呼吸；探究最适浓度时，需在峰值浓度附近缩小梯度进一步实验以确定准确最适浓度。
15．【答案】C
【知识点】细胞周期；有丝分裂的过程、变化规律及其意义
【解析】【解答】A、细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，包括分裂间期和分裂期，且分裂间期时间较长。图中分裂完成的时刻为B（2h）、D（21.3h）、F（40.6h），一个细胞周期可用BD段（21.3-2=19.3h）或DF段表示，AC段（0-19.3h）并非完整的细胞周期，A错误；
B、细胞周期包括分裂间期和分裂期，根据染色体的行为变化，分裂期可分为前期、中期、后期、末期，不能将整个细胞周期直接分为这四个时期，B错误；
C、染色质存在于分裂间期（占细胞周期的绝大部分时间），染色体存在于分裂期（时间较短），因此一个细胞周期中染色体存在的时间比染色质存在的时间短，C正确；
D、蚕豆根尖分生区细胞为高等植物细胞，不含中心粒，纺锤体由细胞两极发出的纺锤丝形成，而非中心粒发出星射线，D错误。
故答案为：C。
【分析】细胞周期是连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止的过程，包括时间较长的分裂间期和时间较短的分裂期。分裂间期细胞以染色质状态存在，主要进行DNA复制和有关蛋白质合成；分裂期染色质螺旋化形成染色体，根据染色体行为变化可分为前期、中期、后期、末期。高等植物细胞不含中心粒，分裂前期由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。细胞周期的各阶段时长可通过连续分裂的时间数据计算，分裂间期约占细胞周期的90%~95%，因此染色质存在的时间远长于染色体存在的时间。
16．【答案】A
【知识点】细胞分化及其意义；细胞的凋亡
【解析】【解答】A、细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡，“8+16”限时进食属于外界诱导因素，毛囊干细胞凋亡的过程仍受基因调控，A错误；
B、毛囊细胞的再生过程依赖细胞分化，细胞分化的实质是基因的选择性表达，B正确；
C、细胞全能性是指已分化细胞发育成完整个体的潜能，HFSCs形成毛囊细胞仅为细胞分化，未发育成完整个体，不能体现细胞全能性，C正确；
D、“8+16”限时进食会造成营养和能量供应不足，毛囊干细胞的凋亡可能是细胞应对该状况的自我保护机制，D正确。
故答案为：A。
【分析】细胞凋亡是由基因控制的程序性死亡，细胞分化的实质是基因选择性表达，细胞全能性的体现必须发育为完整个体。
17．【答案】A
【知识点】“性状分离比”模拟实验
【解析】【解答】A、①号桶内只有a配子，代表基因型为aa的皱粒亲本，只能产生a配子；②号桶内有A和a两种配子且数量相近，代表基因型为Aa的圆粒亲本，可产生A和a两种配子，比例为1：1，二者组合可模拟亲本（Aa和aa）产生配子的过程，A正确；
B、③号和④号桶内为B、b配子，与本题圆粒（A）、皱粒（a）的遗传无关，无法模拟亲本产生配子的过程，B错误；
C、两个③号桶均为B、b配子，既与本题基因不符，也无法代表亲本（Aa和aa）的配子类型，C错误；
D、②号桶为A、a配子，④号桶为B、b配子，二者基因类型不同，无法模拟本题亲本产生配子的过程，D错误。
故答案为：A。
【分析】基因分离定律的实质是减数分裂时等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同配子；圆粒对皱粒为显性，子代圆粒与皱粒数量相近，说明亲本为杂合子和隐性纯合子，杂合子产生两种比例相等的配子，隐性纯合子只产生一种配子。
18．【答案】D
【知识点】核酸的基本组成单位；人类对遗传物质的探究历程
【解析】【解答】A、S型肺炎链球菌是原核生物，细胞内不具有染色质结构，其遗传物质DNA主要分布于拟核，不以染色质作为载体，A错误；
B、水稻、小麦和玉米均属于真核细胞生物，细胞生物的遗传物质就是DNA，并非“主要是DNA”，B错误；
C、遗传信息的半保留复制属于遗传信息的传递过程，遗传信息的表达是指转录和翻译合成蛋白质的过程，C错误；
D、烟草叶肉细胞的遗传物质是 DNA，DNA 初步水解后可产生4种脱氧核苷酸，D正确。
故答案为：D。
【分析】原核生物无染色质结构，细胞生物的遗传物质均为DNA，DNA通过半保留复制传递遗传信息，通过转录和翻译表达遗传信息，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸。
19．【答案】D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；基因、蛋白质、环境与性状的关系
【解析】【解答】A、基因a控制合成酶1，酶1可催化淀粉转化为蔗糖；基因型为AA的玉米因不含a基因，无法合成酶1，淀粉不能转化为蔗糖，故蔗糖含量低，A正确；
B、基因型为aaBBDD的玉米含有a基因，可合成酶1，使淀粉转化为蔗糖，因此具有一定甜度，B正确；
C、aaBBdd的玉米可合成酶1（淀粉转蔗糖），但因无D基因无法合成酶2（酶2需B、D共同控制），蔗糖不能转化为淀粉；而aaBBDD可合成酶2，使蔗糖转化为淀粉，故aaBBdd的玉米甜度更高，C正确；
D、AABBdd（配子ABd）与aabbDD（配子abD）杂交得F1（AaBbDd），因A/a与D/d连锁（A-d、a-D），F1产生配子为ABd、Abd、aBD、abD（各1/4）。甜度最高的玉米需满足：aa（合成酶1）且无酶2（需bb或dd），但aa对应D连锁，故仅aaDDbb符合。F1自交后代中，aaDD的比例为1/4（aD配子结合），bb的比例为1/4，故aaDDbb比例为1/4×1/4=1/16，而非3/32，D错误。
故答案为：D。
【分析】基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；位于同一条染色体上的连锁基因在减数分裂时不发生自由组合，非同源染色体上的基因遵循自由组合定律；酶的合成需要对应基因的存在，蔗糖积累量越多，玉米甜度越高。
20．【答案】C
【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；遗传系谱图
【解析】【解答】A、该病为“无中生有”的隐性遗传病，可能是常染色体隐性遗传病，也可能是伴X染色体隐性遗传病，并非一定是常染色体隐性遗传病，A错误；
B、若6号携带致病基因，说明该病为常染色体隐性遗传病（伴X隐性时男性携带即患病），则5号和6号基因型均为Aa，二者再生一个男孩患病（aa）的概率为1/4，而非1/8，B错误；
C、若2号携带致病基因，说明该病为常染色体隐性遗传病，1号和2号基因型均为Aa，3号表型正常，基因型为1/3AA、2/3Aa；5号因生育了患病儿子7，基因型为Aa，故3号与5号基因型相同（均为Aa）的概率为2/3，C正确；
D、无论该病为常染色体隐性遗传病还是伴X染色体隐性遗传病，1号因生育了患病儿子4，一定携带致病基因；5号因生育了患病儿子7，也一定携带致病基因，D错误。
故答案为：C。
【分析】单基因隐性遗传病的判断依据是“无中生有为隐性”，可分为常染色体隐性遗传和伴X染色体隐性遗传；常染色体隐性遗传中，患病个体的父母均为携带者，伴X染色体隐性遗传中，患病男性的母亲为携带者；计算基因型概率时，需根据亲子代的表型和基因型关系推导。
21．【答案】（1）叶绿体；红；正
（2）降低；ATP和NADPH；叶绿体；细胞溶胶（细胞质基质或叶绿体外侧）；蔗糖
（3）细胞呼吸产生的CO2和外界的CO2；干旱导致甘蔗叶绿素含量降低，光反应受到抑制，影响了光合速率；水分
（4）云端
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；影响光合作用的环境因素；光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1) 叶绿素是光合作用的主要色素，主要分布于叶肉细胞的叶绿体中，具体位于类囊体薄膜上。叶绿素能够吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素不吸收红光，为了精准反映叶绿素的含量，在测定SPAD值时通常选择红光。表格中对照组的SPAD值更高，对应的叶绿素含量也更高，干旱处理后SPAD值下降，叶绿素含量也随之降低，说明SPAD值与叶绿素含量呈正相关。
(2) 对比对照组和干旱10天的处理组，各品种甘蔗的SPAD值都出现了显著降低，叶绿素含量减少会直接影响光合作用的光反应阶段，使光反应产生的ATP和NADPH减少，进而为碳反应提供的能量和还原剂不足，影响碳反应的进行。碳反应中生成的三碳糖，少部分在叶绿体内转化形成淀粉、蛋白质等有机物，大部分进入细胞溶胶中合成蔗糖，蔗糖可通过输导组织运输到甘蔗的其他部位，为植株生命活动供能。
(3) 对照组甘蔗的净光合速率大于零，光合作用强度大于细胞呼吸强度，此时光合作用所需的CO2来源于自身细胞呼吸产生的CO2和外界环境中的CO2。干旱10天后甘蔗净光合速率显著下降，同时胞间CO2浓度升高，说明并非CO2供应不足导致，主要原因是干旱使甘蔗叶绿素含量降低，光反应过程受到抑制，光合速率大幅下降。干旱条件下甘蔗可溶性糖含量显著增加，会提高细胞液的渗透压，有助于甘蔗减少水分的散失，从而维持自身相对正常的生命活动。
(4) 综合表格数据，干旱10天后云端甘蔗的SPAD值下降幅度最小，净光合速率最高，且可溶性糖含量积累较多，抗逆性表现最强，因此三个品种甘蔗中最耐旱的是云端。
【分析】叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，主要吸收红光和蓝紫光，参与光合作用的光反应阶段，光反应能够将光能转化为活跃的化学能，生成ATP和NADPH，为暗反应提供能量和还原剂。光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，暗反应在叶绿体基质中进行，生成的三碳糖可以在叶绿体内合成淀粉等有机物，也能运出叶绿体在细胞质基质中合成蔗糖。水分是影响光合作用的重要环境因素，干旱会导致叶绿素含量降低，使光反应速率下降，进而影响整体光合速率，同时植物会通过积累可溶性糖等物质提高细胞渗透压，减少水分散失，增强自身的抗逆性。净光合速率可以反映植物有机物的积累效率，是衡量植物生长状况和抗逆能力的重要指标。
（1）叶绿素主要分布在叶肉细胞的叶绿体上，可以吸收、传递、转化光能。叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收蓝紫光，只有叶绿素可以吸收红光，所以在测定SPAD值时通常选择红光。SPAD值与光吸收量有关，SPAD值与叶绿素含量呈正相关。
（2）由图可知，干旱处理后，各品种甘蔗的SPAD值显著降低，会导致光反应减弱，导致光反应产生的ATP和NADPH减少，进而影响暗反应。暗反应中产生的有机物，一部分在叶绿体内形成淀粉等物质，大部分进入细胞质基质中合成蔗糖，通过韧皮部运送到其他部位。
（3）甘蔗光合作用所需的CO2来自呼吸作用产生的CO2和外界CO2，干旱10天的甘蔗叶绿素含量降低，光反应受到抑制，影响了光合速率，导致了净光合速率的显著下降。干旱10天后，甘蔗的可溶性糖含量显著增加，细胞液渗透压升高，这有助于甘蔗减少水分散失，维持正常的生命活动。
（4）从表格中看出，干旱10天后，云瑞的净光合作用速率最高，因此抗旱性最强的甘蔗品种是云瑞。
22．【答案】（1）②①④③；减数第一次分裂前期；2；4；不相关
（2）减数第一次分裂后期；L4；着丝粒一分为二，染色单体消失，染色体数目加倍，纺锤丝拉着染色体向两极移动（核心：着丝粒一分为二）；0或2条；0
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体；减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】(1) 图1中②为减数第一次分裂前期（同源染色体联会形成四分体），①为减数第二次分裂中期（染色体排列在赤道板上），④为减数第二次分裂后期（着丝粒分裂，染色体移向两极），③为减数第二次分裂末期（形成四个子细胞），因此细胞出现的顺序是②①④③。图1中②图处于减数第一次分裂前期（四分体时期），该时期细胞已完成DNA复制，染色体数目仍为24条（2个染色体组），核DNA为48个（4套遗传信息）。孟德尔遗传定律的实质（同源染色体分离、非同源染色体自由组合）体现在减数第一次分裂后期，图1中④图为减数第二次分裂后期，其染色体行为（着丝粒分裂）与孟德尔遗传定律不相关。
(2) 图2中L2（13条染色体、26个DNA）、L3（11条染色体、22个DNA）的染色体数偏离正常减数分裂的12条，说明染色体数目异常发生在减数第一次分裂后期（一对同源染色体未正常分离，进入同一个次级精母细胞）。细胞L2处于减数第二次分裂前中期，其下个时期为减数第二次分裂后期，对应图2中的L4，该时期的染色体行为变化为着丝粒一分为二，姐妹染色单体分离，染色体数目加倍，纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动。L1处于减数第二次分裂后期，其对应的次级精母细胞在减数第一次分裂时可能不含Y染色体（此时L1中Y染色体为0条），或含1条Y染色体（后期着丝粒分裂后为2条），因此L1中Y染色体可能有0或2条。由于减数第一次分裂后期的异常，最终形成的4个精细胞染色体数分别为13、13、11、11，均偏离正常的12条，因此染色体数目正常的细胞占比为0。
【分析】减数分裂分为减数第一次分裂（减Ⅰ）和减数第二次分裂（减Ⅱ），减Ⅰ核心是同源染色体分离，减Ⅱ核心是着丝粒分裂、姐妹染色单体分离。二倍体生物减数分裂中，染色体数在减Ⅰ末期减半，减Ⅱ后期暂时加倍，最终精细胞染色体数为体细胞的一半。若减Ⅰ后期同源染色体未正常分离，会导致次级精母细胞染色体数异常，进而使最终形成的精细胞染色体数全部异常。减数第一次分裂前期同源染色体联会形成四分体，是基因重组的发生时期；孟德尔遗传定律的分离定律和自由组合定律均体现在减Ⅰ后期。染色体组是细胞中的一组非同源染色体，携带该物种全套遗传信息，二倍体体细胞含2个染色体组，DNA复制后遗传信息变为4套（每条染色体含2条染色单体，每条染色单体含1套遗传信息）。
（1）在减数分裂过程中，图1各细胞出现的顺序是②减数第一次分裂前期、①减数第二次分裂中期、④减数第二次分裂后期、③减数第二次分裂末期，图1中②图所处的时期是减数第一次分裂前期，该时期细胞经过了DNA复制，但染色体数目没有加倍，因此，其中有2个染色体组和4套遗传信息。图1中④图中的染色体行为与孟德尔遗传定律“不相关”，与孟德尔遗传定律相关的是减数第一次分裂后期。
（2）图2为该个体精原细胞减数分裂过程中核DNA和染色体数的变化，已知在减数分裂中发生了一次染色体数目变异，图2中L1、L4处于减数第二次分裂后期，细胞中染色体数目分别为22和26，而L2、L3处于减数第二次分裂的前中期，细胞中染色体数目为13和11，可见图2中发生的一次染色体数目异常是发生在减数第一次分裂后期，发生异常的原因是有一对同源染色体在减数第一次分裂后期没有正常分离进入到同一个子细胞中引起的，即图中细胞L2的下个时期细胞是L4，该过程出现的染色体行为变化是着丝粒一分为二，染色单体消失，染色体数目加倍，纺锤丝拉着染色体向两极移动，因此L4细胞中染色体数目加倍。L1中Y染色体可能有0或2条，因为该细胞处于减数第二次分裂后期。图2最终形成的4个精细胞中染色体数目正常的细胞占比为0，因为该遗传发生在减数第一次分裂后期，因而形成的子代细胞中染色体数目均异常。
23．【答案】（1）不会；可；表观遗传
（2）转录；RNA聚合酶；核糖核苷酸；磷酸二酯键；T-A
（3）核糖体；可以大大提高翻译的效率；碱基替换后，经转录形成的密码子依然对应同一种氨基酸
（4）提高
【知识点】表观遗传；基因的表达综合
【解析】【解答】(1) 基因甲基化是在DNA碱基上共价结合甲基基团的修饰过程，该过程不会改变基因的碱基序列；这种由DNA甲基化等修饰引发的基因表达和表型变化，可通过细胞分裂传递给子代细胞，甚至可遗传给后代，这类现象称为表观遗传。
(2) 过程①是以BDNF基因的一条链为模板合成mRNA的转录过程，该过程在RNA聚合酶的催化下进行，以游离的核糖核苷酸为原料，核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键依次连接形成RNA分子。过程①（DNA与RNA配对）的碱基配对方式为A-U、T-A、G-C、C-G；过程②是miRNA与mRNA的RNA-RNA配对，配对方式为A-U、U-A、G-C、C-G，因此过程①中独特的碱基配对方式为T-A（DNA模板链的胸腺嘧啶与RNA的腺嘌呤配对）。
(3) 过程③是以mRNA为模板合成蛋白质的翻译过程，进行的场所是核糖体。图中一个mRNA分子上结合多个核糖体（形成多聚核糖体），该现象的重要意义是少量mRNA分子可在短时间内同时合成多条相同的肽链，大大提高翻译的效率。若BDNF基因内某个碱基发生替换但BDNF蛋白依然正常，原因可能是：密码子具有简并性，碱基替换后转录形成的新密码子与原密码子编码同一种氨基酸（或碱基替换发生在基因的非编码区/内含子区域，不影响编码的蛋白质氨基酸序列）。
(4) 由图可知，miRNA-195基因转录产生的miRNA-195会与BDNF基因的mRNA结合，导致BDNF的mRNA被降解或翻译过程被抑制，进而使BDNF的合成减少。题干中提到抑郁症与外周血中BDNF基因mRNA含量下降有关，因此miRNA-195基因的表达会提高抑郁症发病风险。
【分析】表观遗传不改变碱基序列但可传递表型；转录和翻译是基因表达的核心环节，miRNA通过碱基互补配对调控靶基因翻译；密码子简并性可缓冲部分碱基替换对蛋白质序列的影响。
（1）基因的甲基化是表观遗传的一种，表观遗传不会改变基因的碱基序列；表观遗传是可遗传变异，能够遗传给后代。
（2）过程①是以DNA为模板合成RNA的过程，表示转录，该过程需要RNA聚合酶的催化；转录所需的原料是核糖核苷酸，在RNA聚合酶的催化下，游离的核糖核苷酸依次连接，形成的化学键是磷酸二酯键；过程①配对方式是A-U、T-A、G-C、C-G，过程③中mRNA与tRNA配对方式为A-U、U-A、G-C、C-G，①有独特的碱基配对方式为T-A。
（3）过程③表示翻译，翻译的场所是核糖体；图③中一个mRNA上可同时结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，可以大大提高翻译的效率；由于密码子具有简并性，即一种氨基酸可由多种密码子编码，碱基替换后，经转录形成的密码子依然对应同一种氨基酸，故BDNF基因内某个碱基发生了替换，但是形成的BDNF蛋白依然正常。
（4）据题意可知，抑郁症与BDNF基因甲基化水平及外周血中BDNF基因mRNA含量下降等有关，由图可知，miRNA-195基因转录出的miRNA-195与BDNF基因转录出的mRNA能够发生部分的碱基互补配对，因而阻止了相应的mRNA的翻译过程，故miRNA-195基因的表达可以提高抑郁症发病风险。
24．【答案】（1）磷脂双分子层（脂双层）；糖蛋白（糖萼）；催化和运输
（2）有些蛋白质的来源是细胞质以及一些蛋白质功能是细胞骨架
（3）细胞迁移促进剂处理后每个细胞PLS数目增加（或细胞迁移抑制剂处理后每个细胞PLS数目减少；PLS；流动性；是；荧光标记出现在后续细胞中；溶酶体
（4）信息交流
【知识点】蛋白质在生命活动中的主要功能；细胞膜的功能；其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】(1) 细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层（脂双层），若PLS是细胞膜碎片，其基本骨架与细胞膜一致，为磷脂双分子层；细胞膜外表面分布有少量糖蛋白（糖萼），与细胞识别、信息交流等功能相关。图1B中，该蛋白质一方面介导H+的跨膜运输，体现运输功能，另一方面催化ADP和Pi合成ATP，体现催化功能，因此该蛋白具有催化和运输的功能。
(2) 从图2可知，PLS中蛋白质的来源除了细胞膜（占60%），还有细胞质（占25%）和其他来源；在功能上，除了细胞膜相关的受体功能（占7%），还包含细胞骨架（占11%）、酶（占31%）等非细胞膜特有的功能。若PLS是细胞膜碎片，其蛋白质应主要来源于细胞膜，且功能以细胞膜相关功能为主，而实际来源和功能分布与此不符，因此该观点不成立。
(3) ① 对比未处理组和处理组的实验结果：未处理组中促进剂和抑制剂处理的细胞PLS数目相近；处理组中，细胞迁移促进剂处理后每个细胞的PLS数目显著增加，细胞迁移抑制剂处理后每个细胞的PLS数目显著减少，说明PLS的形成与细胞迁移呈正相关，推测PLS的形成与细胞迁移有关。
② 荧光标记的是仅参与PLS形成的特定蛋白质，PLS形成初期荧光逐渐增强，说明迁移细胞可主动将细胞中的该类蛋白质运输到PLS中。PLS的形成涉及细胞膜的突出、融合等过程，体现了生物膜具有流动性的特点；该过程中蛋白质的主动运输、膜的变形等均需要消耗能量，因此是耗能的。
③ 若PLS被后续细胞摄取，那么后续细胞中会出现荧光标记（因为PLS中的蛋白质被荧光标记）；溶酶体是细胞内的消化细胞器，含有多种水解酶，可分解进入细胞的物质或衰老损伤的细胞器，因此进入后续细胞的PLS最可能在溶酶体中被分解。
(4) 后续细胞摄取PLS后可获知细胞的迁移路线等信息，说明PLS在细胞间传递了相关信息，因此PLS的形成可能与细胞间的信息交流有关。
【分析】细胞膜的基本骨架为磷脂双分子层，外表面分布有糖蛋白，膜蛋白可承担物质运输、催化、信息识别等多种功能。蛋白质的来源与功能具有多样性，不同细胞结构来源的蛋白质功能存在差异，除细胞膜相关功能外，还存在细胞骨架、酶催化等非细胞膜特有的功能。细胞迁移的调控可通过促进剂或抑制剂处理来探究相关结构的形成，结构形成数量与细胞迁移状态呈正相关。生物膜具有流动性的结构特点，膜的突出、融合等变形过程依赖该特性，且此类过程需要消耗能量。溶酶体是细胞内的消化细胞器，内部含有多种水解酶，能够分解进入细胞的物质或衰老损伤的细胞器。细胞间可通过特定结构传递信息，实现信息交流，使后续细胞获取相关生理信息。
（1）细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，若PLS是细胞膜碎片，则其基本支架是磷脂双分子层，外表面有少量糖蛋白。细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，细胞膜上的蛋白质有物质运输、信息交流、催化等，图1B是迁移细胞膜上的一种蛋白质，图示体现了该蛋白质在转运H+的同时催化ATP生成，即体现该蛋白质具有的功能是催化和运输功能。
（2）科研人员分析了PLS中蛋白质的来源及其功能，根据图2可以看出，该蛋白质主要来源于细胞膜和细胞质等，功能中显示也不只具有细胞膜蛋白质的功能，可能具有细胞骨架功能，故PLS是细胞膜碎片观点不对。
（3）①由图示可以看出，细胞迁移促进剂处理后每个细胞PLS数目增加，据此推测PLS的形成与细胞迁移有关。
②由“细胞沿迁移路径形成的PLS，其荧光在形成初期逐渐增强”推测迁移细胞可主动将细胞中的蛋白运输到PLS中。在形成PLS的过程中体现了生物膜具有流动性的特征，该过程是耗能的。
③迁移细胞在某处产生PLS，后续细胞经过此处时，由于PLS被荧光标记，若观察到荧光标记出现在后续细胞中，说明PLS被后续细胞摄取；溶酶体具有分解衰老损伤的细胞器的功能，进入后续细胞的PLS最可能在溶酶体中被分解。
（4）具有迁移能力的细胞可普遍形成PLS，后续细胞摄取PLS后，可获知细胞的迁移路线等信息。上述研究说明PLS的形成可能与细胞间的信息交流有关。
25．【答案】（1）基因座位；X；F1中雌虫全为灰体，雄虫全为黄体
（2）裂翅昆虫显性纯合致死
（3）4；1/10
（4）黄体雌虫和灰体雄虫；
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；基因的自由组合规律的实质及应用；伴性遗传；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】(1) 基因在染色体上的位置称为基因座位。控制体色的基因位于X染色体上，理由是F1中体色的表现与性别相关联，雌性个体全为灰体，雄性个体全为黄体，且控制体色的基因不位于Y染色体上，因此该基因位于X染色体上。
(2) 裂翅昆虫自由交配，后代总是出现裂翅：正常翅=2：1，该比例是典型的显性纯合致死性状分离比，裂翅为显性性状，正常翅为隐性性状，裂翅昆虫的基因型均为杂合子，显性纯合子个体无法存活，即基因型为AA的个体致死，因此杂合裂翅个体相互交配，后代存活个体中裂翅与正常翅的比例为2：1。
(3) 由题干信息可推知，亲本裂翅黄体雌虫的基因型为AaXbXb，裂翅灰体雄虫的基因型为AaXBY，F1中裂翅灰体雌虫的基因型为AaXBXb，裂翅黄体雄虫的基因型为AaXbY，二者杂交，因AA显性纯合致死，雌性个体的基因型有AaXBXb、AaXbXb、aaXBXb、aaXbXb，共4种。F1中翅型相关基因型及比例为Aa：aa=2：1，让相同翅型的个体自由交配，2/3的Aa个体相互交配，后代中AA致死、Aa占2/6、aa占1/6，1/3的aa个体相互交配，后代全为aa，存活个体总数为10/12，其中裂翅Aa个体占4/12，即存活个体中裂翅占4/10；体色方面，XBXb与XbY杂交，后代中黄体雄虫XbY的比例为1/4，因此F2中裂翅黄体雄虫占F2总数的比例为4/10×1/4=1/10。
(4) 要通过一次杂交实验根据体色区分子代雌雄，应选择隐性雌性与显性雄性杂交，即亲本杂交组合为黄体雌虫和灰体雄虫，遗传图解如下：
【分析】基因在染色体上的位置称为基因座位，位于性染色体上的基因控制的性状表现与性别相关联，属于伴性遗传，可根据后代表现型是否与性别相关联判断基因的位置。一对相对性状的杂合子相互交配，后代性状分离比为2：1时，通常是显性纯合致死导致的。非同源染色体上的非等位基因遵循基因的自由组合定律，计算相关基因型和表现型比例时可拆分性状分别分析再组合。伴X染色体隐性遗传中，选择隐性雌性个体与显性雄性个体杂交，子代雌性全为显性性状，雄性全为隐性性状，可通过表现型直接区分性别。
（1）基因在染色体上的位置叫基因座位。 分析F1表型可以发现，雌虫全为灰体，雄虫全为黄体，且两对等位基因均不位于Y染色体上，因此可推测控制体色的基因位于X染色体上，且灰体为显性性状。
（2） 根据“裂翅×裂翅→裂翅：正常翅=2：1”可知，裂翅纯合子致死，所以裂翅个体均为杂合子。
（3）由上分析可知，亲本的基因型组合为：AaXbXb和AaXBY，F1中裂翅灰体雌虫AaXBXb和裂翅黄体雄虫AaXbY杂交，由于AA致死，雌性的基因型种类为2×2=4种。两对基因分开考虑，F1中Aa：aa=2：1，相同翅型的个体进行交配，存在两种组合：2/3Aa×Aa→2/3（1/4AA致死：2/4Aa裂翅：1/4aa)和1/3aa×aa→1/3aa，F2中出现裂翅的概率为：2/3×2/4=4/12，存活个体的比例为：1-2/3×1/4=10/12，F2中裂翅个体所占的比例为4/12÷10/12=4/10；XBXb和 XbY杂交出现黄体雄虫XbY的概率为1/4，故F1相同翅型的个体自由交配，F2中裂翅黄体雄虫占F2总数的比例为4/10×1/4=1/10。
（4）可选用黄体雌虫（XbXb） × 灰体雄虫（XBY）杂交，子一代雌虫均为灰体，雄虫均为黄体，可通过体色区分性别。遗传图解如图所示：。
1 / 1浙江省五校联盟2024-2025学年高一下学期5月教学质量检测生物试题
一、选择题（每小题2分，20题，共40分，每题有且只有一个正确选项）
1．海水稻根部细胞的液泡中贮存着大量的Na+，有利于吸收水分，该现象说明Na+参与（　　）
A．调节细胞渗透压 B．组成体内化合物
C．维持正常pH D．提供能量
【答案】A
【知识点】无机盐的主要存在形式和作用
【解析】【解答】海水稻根部细胞液泡中贮存大量Na+，可以升高细胞液渗透压，有利于细胞从外界环境吸收水分，体现了Na+能够调节细胞渗透压，题干中没有体现Na+参与组成细胞内相关化合物，也未涉及细胞酸碱平衡、pH维持相关内容，而且无机盐离子不能为细胞生命活动提供能量，A正确，BCD错误。
故答案为：A。
【分析】无机盐常见功能包括构成细胞内复杂化合物、维持细胞酸碱平衡、调节细胞和生物体的渗透压、维持正常生命活动等。无机盐不能作为能源物质提供能量。植物细胞液泡中积累无机盐离子，可提升细胞液渗透压，使细胞在高盐环境下仍能正常渗透吸水，是植物适应盐碱环境的重要生理机制。
2．任何系统都有边界，细胞作为一个基本的生命系统，它的边界是（　　）
A．细胞膜 B．细胞核 C．细胞质 D．细胞壁
【答案】A
【知识点】细胞膜的功能
【解析】【解答】A、细胞膜能够将细胞与外界环境分隔开，控制物质进出细胞并进行细胞间的信息交流，是细胞的边界，A正确；
B、细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，不是细胞的边界，B错误；
C、细胞质是细胞进行新陈代谢的主要场所，不是细胞的边界，C错误；
D、细胞壁具有全透性，只对细胞起支持和保护作用，不能作为细胞的边界，D错误。
故答案为：A。
【分析】细胞膜是细胞的边界，具备分隔、控物、信息交流功能，细胞核控制代谢和遗传，细胞质是代谢主要场所，细胞壁全透且无边界作用。
3．下列各组中属于相对性状的是（　　）
A．棉花纤维的粗与长 B．番茄的缺刻叶与正常叶
C．狗的白毛和鼠的褐毛 D．玉米的圆粒和黄粒
【答案】B
【知识点】生物的性状、相对性状及性状的显隐性
【解析】【解答】A、棉花纤维的粗与长，分别属于纤维粗细和纤维长短两种不同性状，不符合同一性状的要求，不属于相对性状，A错误；
B、番茄的缺刻叶与正常叶，符合同种生物同一性状的不同表现类型，属于相对性状，B正确；
C、狗和鼠属于不同生物种类，不符合同种生物的要求，不属于相对性状，C错误；
D、玉米的圆粒是籽粒形状，黄粒是籽粒颜色，属于两种不同性状，不符合同一性状的要求，不属于相对性状，D错误。
故答案为：B。
【分析】相对性状指同种生物同一性状的不同表现类型，判定需要满足两个核心条件，分别是同种生物，同一性状。不同物种之间的性状对比，以及同种生物不同性状之间的对比，都不能称作相对性状。
4．人类镰刀形细胞贫血症是由于血红蛋白基因中一对碱基替换引起血红蛋白结构改变所致。下列遗传病中，与此变异类型相同的是（　　）
A．21-三体综合征 B．苯丙酮尿症
C．特纳综合征 D．猫叫综合征
【答案】B
【知识点】人类遗传病的类型及危害
【解析】【解答】A、人类镰刀形细胞贫血症是基因突变的结果，21-三体综合征是21号染色体多了一条，属于染色体数目变异，A错误；
B、人类苯丙酮尿症是基因突变导致患者肝脏中缺少苯丙氨酸羟化酶，使体内苯丙氨酸无法正常代谢，B正确；
C、特纳综合征由于缺少一条X染色体引起，属于染色体数目变异，C错误；
D、猫叫综合征是人类第五条染色体的部分缺失引起，属于染色体结构变异，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、人类遗传病通常是指由遗传物质改变而引起的人类疾病，主要可以分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类。
2、单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病，可能由显性致病基因所引起，如多指、并指、软骨发育不全等，也可能由隐性致病基因所引起，如镰状细胞贫血、白化病、苯丙酮尿症等。
3、多基因遗传病是指受两对或两对以上等位基因控制的遗传病，如原发性高血压、冠心病、哮喘和青少年型糖尿病等。
5．科学家将有子的二倍体西瓜经过一系列处理培育形成了三倍体无子西瓜，这种育种方式为（　　）
A．诱变育种 B．杂交育种 C．多倍体育种 D．单倍体育种
【答案】C
【知识点】多倍体育种
【解析】【解答】A、诱变育种的原理是基因突变，利用物理或化学因素诱导生物发生基因突变来培育新品种，无子西瓜的培育过程不涉及基因突变，A错误；
B、杂交育种的原理是基因重组，通过杂交将不同个体的优良性状集中到一起，无子西瓜的培育并非依靠基因重组，B错误；
C、多倍体育种的原理是染色体数目变异，通过秋水仙素处理使染色体组成倍增加，三倍体无子西瓜的培育采用了该育种方式，C正确；
D、单倍体育种需先通过花药离体培养获得单倍体植株，再用秋水仙素诱导染色体加倍，无子西瓜培育无此操作流程，D错误。
故答案为：C。
【分析】诱变育种原理为基因突变，杂交育种原理为基因重组，单倍体育种和多倍体育种原理均为染色体数目变异。
6．山药中因含有淀粉、蛋白质等丰富的营养成分而深受人们的喜爱。下列叙述错误的是（　　）
A．山药中的淀粉可用KI-I2试剂检测变成蓝色
B．山药中的淀粉是一种大分子物质，可水解成葡萄糖
C．山药中的蛋白质由多种氨基酸组成
D．山药煮熟后，蛋白质不能与双缩脲试剂反应变成紫色
【答案】D
【知识点】蛋白质分子的化学结构和空间结构；检测蛋白质的实验；糖类的种类及其分布和功能
【解析】【解答】A、山药中的淀粉遇KI-I2试剂会呈现蓝色，可利用该颜色反应检测淀粉，A正确；
B、淀粉是由多个葡萄糖分子聚合形成的生物大分子，能够水解生成葡萄糖，B正确；
C、蛋白质的基本组成单位是氨基酸，山药中的蛋白质由多种氨基酸脱水缩合构成，C正确；
D、山药煮熟后蛋白质仅空间结构改变，肽键未被破坏，双缩脲试剂与肽键发生紫色反应，因此仍能出现紫色，D错误。
故答案为：D。
【分析】淀粉遇碘液变蓝色，淀粉属于多糖可水解为葡萄糖，蛋白质的基本单位是氨基酸，蛋白质变性不破坏肽键，仍可与双缩脲试剂发生紫色反应。
7．辣椒红素是辣椒品质鉴定的重要指标之一。研究者探究在最适温度45℃，不同初始pH条件下酶解液对辣椒红素产量的影响时得到以下数据。以下关于该实验研究的叙述正确的是（　　）
酶解液初始pH 4.5 5 5.5 6
辣椒红素产量（mg/g） 6.5 6.7 7.9 7
A．该实验的自变量是酶解液的初始pH
B．当pH为5.5时，该反应的活化能最高
C．pH为5.5和最适温度有利于酶解液的保存
D．适当提高温度有利于提高酶解液的活性
【答案】A
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、该实验探究不同初始pH条件下酶解液对辣椒红素产量的影响，实验中人为改变的变量是酶解液的初始pH，因此该实验的自变量是酶解液的初始pH，A正确；
B、酶能够降低化学反应的活化能，pH为5.5时辣椒红素产量最高，说明此时酶的活性最高，降低的活化能最多，反应所需的活化能最低，B错误；
C、酶的空间结构易受温度影响，酶解液需要在低温、最适pH条件下保存，最适温度和最适pH的条件不利于酶解液保存，C错误；
D、该实验是在最适温度45℃下进行的，适当提高温度会使酶的空间结构发生改变，酶活性降低，不利于提高酶解液的活性，D错误。
故答案为：A。
【分析】酶的活性受温度和pH的影响，酶可以降低化学反应的活化能，酶制剂适合在低温和适宜pH条件下保存，最适温度下酶的催化活性最高。
8．下列关于科学家探究遗传物质的相关实验的叙述，正确的是（　　）
A．格里菲思通过肺炎链球菌转化实验得出 DNA 是转化因子的结论
B．艾弗里研究发现将S型菌的细胞提取物与R型菌混合培养会出现S型活菌
C．赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体侵染细菌实验证明DNA 是主要的遗传物质
D．用烟草花叶病毒(TMV)的蛋白质感染烟草在烟草细胞中发现了TMV
【答案】B
【知识点】肺炎链球菌转化实验；噬菌体侵染细菌实验；证明RNA是遗传物质的实验
【解析】【解答】A、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验只证明S型菌中存在转化因子，并未证明转化因子的化学本质是DNA，A错误；
B、艾弗里的体外转化实验中，S型菌的细胞提取物含有转化因子DNA，与R型菌混合培养时可使部分R型菌转化为S型活菌，B正确；
C、赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验证明DNA是噬菌体的遗传物质，无法证明DNA是主要的遗传物质，C错误；
D、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，蛋白质不是遗传物质，用其蛋白质感染烟草不能在烟草细胞中产生TMV，D错误。
故答案为：B。
【分析】格里菲思实验证明S型菌存在转化因子，艾弗里实验证明DNA是转化因子，噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质，烟草花叶病毒的遗传物质为RNA。
9．在真核生物的细胞核膜上锚定着一种大型蛋白复合物—核孔复合体（NPC），它是实现核内外物质运输的双向通道。下列相关的叙述正确的是（　　）
A．细胞核中含染色质、核仁、核基质等结构，是细胞代谢的主要场所
B．细胞核与细胞质间的蛋白质、RNA等大分子物质的交换依赖NPC
C．细胞核的核膜有4层磷脂分子层，膜外与细胞膜直接相连
D．核膜上的NPC数量较少时，细胞代谢较强
【答案】B
【知识点】细胞核的结构；细胞核的结构和功能综合
【解析】【解答】A、细胞核含有染色质、核仁、核基质等结构，是细胞遗传和代谢的控制中心，细胞代谢的主要场所是细胞质基质，A错误；
B、核孔复合体是细胞核与细胞质间蛋白质、RNA等大分子物质交换的通道，可实现核质间的双向物质运输，B正确；
C、核膜属于双层生物膜，包含4层磷脂分子层，核膜外膜与内质网膜直接相连，并非与细胞膜直接相连，C错误；
D、核孔复合体数量与细胞代谢强度相关，核膜上NPC数量较少时，核质间物质交换效率低，细胞代谢较弱，D错误。
故答案为：B。
【分析】细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，核孔是核质间大分子物质运输的通道，核膜为双层膜结构且与内质网膜相连，核孔数量越多细胞代谢越旺盛。
10．某同学以紫色洋葱外表皮为材料，探究植物和复原的条件，观察到了处于质壁分离状态的细胞，如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．质壁分离过程中，液泡颜色变深
B．质壁分离过程中，细胞膜的面积变小
C．在清水中完成质壁分离复原后，细胞内外溶液浓度相等
D．图示细胞可能处于质壁分离过程或质壁分离复原过程
【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、质壁分离过程中细胞失水，液泡体积减小，色素浓度升高，液泡颜色变深，A正确；
B、质壁分离过程中细胞失水，原生质层收缩，细胞膜随原生质层收缩，面积变小，B正确；
C、质壁分离复原后，细胞壁的支撑作用限制了细胞的吸水量，细胞液浓度可能仍大于外界清水的浓度，不会与外界溶液浓度相等，C错误；
D、图示细胞处于质壁分离状态，可能正在继续失水（质壁分离过程），也可能正在吸水（质壁分离复原过程），D正确。
故答案为：C。
【分析】质壁分离的发生依赖原生质层与细胞壁的伸缩性差异，当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水，液泡体积缩小，液泡内色素浓度升高，颜色变深，原生质层收缩导致细胞膜面积减小；当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原，但细胞壁的机械支撑作用会限制细胞的吸水上限，因此复原后细胞液浓度不一定与外界溶液浓度相等；处于质壁分离状态的细胞，其状态可能处于失水、吸水或水分进出平衡的过程中，无法直接判断具体阶段。
11．在无土栽培实验中，将生理状态相近的番茄幼苗置于适宜浓度的完全培养液中培养。一段时间后，相比其他离子，培养液中的Ca2+浓度下降明显。进一步研究发现，番茄根尖成熟区细胞膜上存在下图所示的 Ca2+跨膜运输机制。下列叙述错误的是（　　）
A．番茄吸收水的相对速率大于吸收Ca2+的相对速率
B．植物选择性吸收离子由细胞膜上载体蛋白的种类和数量决定
C．番茄根尖成熟区细胞吸收Ca2+的方式为易化扩散
D．钙离子泵运输Ca2+时需与Ca2+结合发生形变，且消耗能量
【答案】A
【知识点】被动运输；主动运输
【解析】【解答】A、将生理状态相近且数量相等的番茄幼苗置于适宜浓度的完全培养液中培养，一段时间后，培养液中的Ca2+浓度下降明显，由此判断番茄吸收水的相对速率小于吸收Ca2+的相对速率，A错误；
B、不同细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同，选择性吸收离子不同，B正确；
C、Ca2+胞外浓度大于胞内浓度，番茄根尖成熟区细胞吸收Ca2+为顺浓度梯度，且需要钙离子通道参与，转运方式为易化扩散，C正确；
D、钙离子泵运输Ca2+时，需与 Ca2+结合发生形变，消耗ATP完成逆浓度转运，D正确。
故答案为：A。
【分析】1、物质跨膜运输的方式主要有三种：
自由扩散：物质从高浓度向低浓度转运，不需要消耗能量，也不需要转运蛋白；
协助扩散：物质从高浓度向低浓度转运，不需要消耗能量，但需要转运蛋白；
主动运输：物质从低浓度向高浓度转运，需要消耗能量和转运蛋白。
2、载体蛋白和通道蛋白统称转运蛋白，载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变，通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。
12．为保证食品安全，执法人员使用含有荧光素、荧光素酶等物质的ATP荧光检测仪，对餐具等用品中的微生物如大肠杆菌含量进行检测，其设计灵感来源于萤火虫尾部发光的原理，如图所示。下列相关叙述正确的是（　　）
A．萤火虫发光的过程不需要消耗能量
B．萤火虫尾部的发光细胞产生的CO2均来自需氧呼吸
C．大肠杆菌的线粒体内膜上可能具有ATP合成酶
D．检测仪显示的荧光强度与食品表面的微生物数量呈正相关
【答案】D
【知识点】ATP的作用与意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、萤火虫发光过程需要ATP水解释放能量，荧光素在ATP、荧光素酶和O2的作用下发生反应并释放光能，该过程需要消耗能量，A错误；
B、萤火虫尾部发光细胞产生的CO2，除来自需氧呼吸外，荧光素氧化的反应过程也会生成CO2，因此并非均来自需氧呼吸，B错误；
C、大肠杆菌是原核生物，细胞内不具有线粒体这一细胞器，因此不存在线粒体内膜上的ATP合成酶，C错误；
D、食品表面的微生物数量越多，其细胞内所含的ATP总量就越多，在荧光素酶催化下产生的荧光强度就越强，因此检测仪显示的荧光强度与食品表面的微生物数量呈正相关，D正确。
故答案为：D。
【分析】ATP是细胞生命活动的直接能源物质，发光等吸能反应需要ATP水解供能；原核生物细胞结构简单，不具备线粒体等具膜细胞器；细胞呼吸及部分生化反应均可产生CO2；ATP荧光检测仪的检测原理是微生物数量与ATP含量正相关，进而与反应产生的荧光强度正相关。
13．研究人员利用线粒体DNA检测技术，在野猪和家猪起源方面开展大量研究。研究发现不同地区家猪间在线粒体DNA上遗传差异较大，相同地区家猪和野猪间共同遗传特征较多，说明不同地区家猪由当地野猪驯化而来。下列叙述正确的是（　　）
A．线粒体DNA检测为家猪的进化提供了细胞水平的证据
B．线粒体DNA发生的突变可以为生物进化提供原材料
C．相同地区家猪和野猪基因库没有差异，不存在生殖隔离
D．在野猪驯化为家猪的进程中自然选择决定了进化的方向
【答案】B
【知识点】生物的进化综合
【解析】【解答】A、线粒体DNA属于生物大分子，依据DNA序列差异研究物种起源与进化，属于分子水平的进化证据，并非细胞水平，A错误；
B、生物进化的原材料来自可遗传变异，线粒体DNA发生的突变属于基因突变，属于可遗传变异，能够为生物进化提供原材料，B正确；
C、相同地区家猪和野猪遗传相似度高，但属于不同种群，基因库仍存在明显差异，且二者存在一定生殖隔离，不属于同一物种，C错误；
D、野猪驯化为家猪是人类根据需求定向选育的结果，该过程由人工选择决定进化方向，不是自然选择，D错误。
故答案为：B。
【分析】生物进化证据分为化石、比较解剖学、胚胎学、细胞水平和分子水平，核酸与蛋白质序列比对属于典型分子水平证据。可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异，所有类型的基因突变都能作为生物进化的原材料。基因库是一个种群全部个体所含有的全部基因，不同种群即便亲缘关系很近，基因库也不会完全相同，生殖隔离是判断是否为同一物种的根本标志。自然选择主导野生生物的进化方向，而农作物、家畜家禽的驯化与育种过程，由人工选择定向改变种群基因频率，决定进化方向。
14．研究人员探究不同程度的盐胁迫对玉米种子呼吸速率的影响，结果如下图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．盐胁迫下玉米种子细胞呼吸的主要方式是厌氧呼吸
B．玉米种子细胞呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
C．高浓度盐胁迫可能降低了线粒体对葡萄糖的吸收和利用进而降低了呼吸速率
D．促进玉米种子呼吸作用的最适盐浓度为0.5%
【答案】B
【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、盐胁迫仅使玉米种子呼吸速率降低，其细胞呼吸的主要方式仍为有氧呼吸，无法判断为厌氧呼吸，A错误；
B、细胞呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，该特性可用于检测CO2的产生，B正确；
C、线粒体不能直接吸收和利用葡萄糖，葡萄糖需在细胞质基质中分解为丙酮酸后进入线粒体，因此高浓度盐胁迫不会影响线粒体对葡萄糖的吸收，C错误；
D、图中0.5%盐浓度下呼吸速率相对最高，但实验浓度梯度较大，无法确定0.5%就是最适盐浓度，需在0.2%~1%之间缩小浓度梯度进一步探究，D错误。
故答案为：B。
【分析】细胞呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝溶液发生由蓝到绿再到黄的颜色变化；线粒体不能直接利用葡萄糖，葡萄糖需在细胞质基质中分解为丙酮酸后进入线粒体参与有氧呼吸；玉米种子的主要呼吸方式为有氧呼吸；探究最适浓度时，需在峰值浓度附近缩小梯度进一步实验以确定准确最适浓度。
15．科学家用含32P的磷酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗，追踪蚕豆根尖细胞分裂情况，得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如下图。下列有关描述正确的是（　　）
A．一个细胞周期时间为19.3h，可用AC段表示
B．根据染色体的行为变化可将细胞周期可分为前期、中期、后期、末期
C．在一个细胞周期中染色体存在的时间比染色质存在的时间短
D．在19.3-21.3这个时间段，蚕豆根尖分生区细胞内由中心粒发出星射线形成纺锤体
【答案】C
【知识点】细胞周期；有丝分裂的过程、变化规律及其意义
【解析】【解答】A、细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，包括分裂间期和分裂期，且分裂间期时间较长。图中分裂完成的时刻为B（2h）、D（21.3h）、F（40.6h），一个细胞周期可用BD段（21.3-2=19.3h）或DF段表示，AC段（0-19.3h）并非完整的细胞周期，A错误；
B、细胞周期包括分裂间期和分裂期，根据染色体的行为变化，分裂期可分为前期、中期、后期、末期，不能将整个细胞周期直接分为这四个时期，B错误；
C、染色质存在于分裂间期（占细胞周期的绝大部分时间），染色体存在于分裂期（时间较短），因此一个细胞周期中染色体存在的时间比染色质存在的时间短，C正确；
D、蚕豆根尖分生区细胞为高等植物细胞，不含中心粒，纺锤体由细胞两极发出的纺锤丝形成，而非中心粒发出星射线，D错误。
故答案为：C。
【分析】细胞周期是连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止的过程，包括时间较长的分裂间期和时间较短的分裂期。分裂间期细胞以染色质状态存在，主要进行DNA复制和有关蛋白质合成；分裂期染色质螺旋化形成染色体，根据染色体行为变化可分为前期、中期、后期、末期。高等植物细胞不含中心粒，分裂前期由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。细胞周期的各阶段时长可通过连续分裂的时间数据计算，分裂间期约占细胞周期的90%~95%，因此染色质存在的时间远长于染色体存在的时间。
16．研究发现“8+16”限时进食（每天只允许在8小时内进食，剩下16小时禁食）减肥方式会诱导已被激活的毛囊干细胞（HFSCs）发生凋亡，从而抑制毛囊细胞的再生。下列叙述错误的是（　　）
A．“8+16”限时进食方式引起的HFSCs凋亡是由外界环境引起，与基因无关
B．在毛囊细胞的再生过程中基因选择性的发挥作用
C．HFSCs形成毛囊细胞的过程不能体现细胞全能性
D．毛囊干细胞的凋亡可能是细胞应对营养和能量不足的一种自我保护机制
【答案】A
【知识点】细胞分化及其意义；细胞的凋亡
【解析】【解答】A、细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡，“8+16”限时进食属于外界诱导因素，毛囊干细胞凋亡的过程仍受基因调控，A错误；
B、毛囊细胞的再生过程依赖细胞分化，细胞分化的实质是基因的选择性表达，B正确；
C、细胞全能性是指已分化细胞发育成完整个体的潜能，HFSCs形成毛囊细胞仅为细胞分化，未发育成完整个体，不能体现细胞全能性，C正确；
D、“8+16”限时进食会造成营养和能量供应不足，毛囊干细胞的凋亡可能是细胞应对该状况的自我保护机制，D正确。
故答案为：A。
【分析】细胞凋亡是由基因控制的程序性死亡，细胞分化的实质是基因选择性表达，细胞全能性的体现必须发育为完整个体。
17．豌豆的圆粒对皱粒为显性，现有一株圆粒豌豆和一株皱粒豌豆为亲本进行杂交，子代中出现了数量类似的圆粒豌豆和皱粒豌豆。某同学欲用小球模拟亲本产生配子的过程，可选择的小桶组合是（　　）
A．①② B．③④ C．③③ D．②④
【答案】A
【知识点】“性状分离比”模拟实验
【解析】【解答】A、①号桶内只有a配子，代表基因型为aa的皱粒亲本，只能产生a配子；②号桶内有A和a两种配子且数量相近，代表基因型为Aa的圆粒亲本，可产生A和a两种配子，比例为1：1，二者组合可模拟亲本（Aa和aa）产生配子的过程，A正确；
B、③号和④号桶内为B、b配子，与本题圆粒（A）、皱粒（a）的遗传无关，无法模拟亲本产生配子的过程，B错误；
C、两个③号桶均为B、b配子，既与本题基因不符，也无法代表亲本（Aa和aa）的配子类型，C错误；
D、②号桶为A、a配子，④号桶为B、b配子，二者基因类型不同，无法模拟本题亲本产生配子的过程，D错误。
故答案为：A。
【分析】基因分离定律的实质是减数分裂时等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同配子；圆粒对皱粒为显性，子代圆粒与皱粒数量相近，说明亲本为杂合子和隐性纯合子，杂合子产生两种比例相等的配子，隐性纯合子只产生一种配子。
18．多种多样的生物通过遗传信息控制性状，并通过繁殖将遗传物质传递给子代。下列关于遗传物质的叙述正确的是（　　）
A．S型肺炎链球菌的遗传物质主要以染色质为载体，通过复制传给子代
B．水稻、小麦和玉米三大粮食作物的遗传物质主要是DNA
C．控制伞藻伞帽的遗传物质通过半保留复制的方式表达遗传信息
D．烟草叶肉细胞的遗传物质水解后可产生4种脱氧核苷酸
【答案】D
【知识点】核酸的基本组成单位；人类对遗传物质的探究历程
【解析】【解答】A、S型肺炎链球菌是原核生物，细胞内不具有染色质结构，其遗传物质DNA主要分布于拟核，不以染色质作为载体，A错误；
B、水稻、小麦和玉米均属于真核细胞生物，细胞生物的遗传物质就是DNA，并非“主要是DNA”，B错误；
C、遗传信息的半保留复制属于遗传信息的传递过程，遗传信息的表达是指转录和翻译合成蛋白质的过程，C错误；
D、烟草叶肉细胞的遗传物质是 DNA，DNA 初步水解后可产生4种脱氧核苷酸，D正确。
故答案为：D。
【分析】原核生物无染色质结构，细胞生物的遗传物质均为DNA，DNA通过半保留复制传递遗传信息，通过转录和翻译表达遗传信息，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸。
19．玉米的蔗糖含量增加导致其甜度增加。这种甜度由三对等位基因控制，并且这些基因表现出完全显性，相关基因的位置及控制物质合成的途径如图所示，下列叙述错误的是（　　）
A．基因型为AA的玉米蔗糖含量低的原因是无法合成酶1
B．aaBBDD的玉米具有一定的甜度，原因是淀粉可转化为蔗糖
C．aaBBdd的玉米比aaBBDD的玉米甜度高
D．AABBdd和aabbDD杂交得到F1，F1自交后代中甜度最高的玉米为3/32
【答案】D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；基因、蛋白质、环境与性状的关系
【解析】【解答】A、基因a控制合成酶1，酶1可催化淀粉转化为蔗糖；基因型为AA的玉米因不含a基因，无法合成酶1，淀粉不能转化为蔗糖，故蔗糖含量低，A正确；
B、基因型为aaBBDD的玉米含有a基因，可合成酶1，使淀粉转化为蔗糖，因此具有一定甜度，B正确；
C、aaBBdd的玉米可合成酶1（淀粉转蔗糖），但因无D基因无法合成酶2（酶2需B、D共同控制），蔗糖不能转化为淀粉；而aaBBDD可合成酶2，使蔗糖转化为淀粉，故aaBBdd的玉米甜度更高，C正确；
D、AABBdd（配子ABd）与aabbDD（配子abD）杂交得F1（AaBbDd），因A/a与D/d连锁（A-d、a-D），F1产生配子为ABd、Abd、aBD、abD（各1/4）。甜度最高的玉米需满足：aa（合成酶1）且无酶2（需bb或dd），但aa对应D连锁，故仅aaDDbb符合。F1自交后代中，aaDD的比例为1/4（aD配子结合），bb的比例为1/4，故aaDDbb比例为1/4×1/4=1/16，而非3/32，D错误。
故答案为：D。
【分析】基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；位于同一条染色体上的连锁基因在减数分裂时不发生自由组合，非同源染色体上的基因遵循自由组合定律；酶的合成需要对应基因的存在，蔗糖积累量越多，玉米甜度越高。
20．如图是某单基因遗传病系谱图，下列叙述正确的是（　　）
A．该病的遗传方式是常染色体隐性遗传病
B．若6号携带致病基因，则其与5号再生一个男孩患病的概率为1/8
C．若2号携带致病基因，3号与5号个体基因型相同的概率为2/3
D．1号和5号不一定携带有该遗传病的致病基因
【答案】C
【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；遗传系谱图
【解析】【解答】A、该病为“无中生有”的隐性遗传病，可能是常染色体隐性遗传病，也可能是伴X染色体隐性遗传病，并非一定是常染色体隐性遗传病，A错误；
B、若6号携带致病基因，说明该病为常染色体隐性遗传病（伴X隐性时男性携带即患病），则5号和6号基因型均为Aa，二者再生一个男孩患病（aa）的概率为1/4，而非1/8，B错误；
C、若2号携带致病基因，说明该病为常染色体隐性遗传病，1号和2号基因型均为Aa，3号表型正常，基因型为1/3AA、2/3Aa；5号因生育了患病儿子7，基因型为Aa，故3号与5号基因型相同（均为Aa）的概率为2/3，C正确；
D、无论该病为常染色体隐性遗传病还是伴X染色体隐性遗传病，1号因生育了患病儿子4，一定携带致病基因；5号因生育了患病儿子7，也一定携带致病基因，D错误。
故答案为：C。
【分析】单基因隐性遗传病的判断依据是“无中生有为隐性”，可分为常染色体隐性遗传和伴X染色体隐性遗传；常染色体隐性遗传中，患病个体的父母均为携带者，伴X染色体隐性遗传中，患病男性的母亲为携带者；计算基因型概率时，需根据亲子代的表型和基因型关系推导。
二、非选择题（共5小题，共60分）
21．甘蔗是中国种植面积最大的糖料作物，干旱是影响甘蔗生长最严重的非生物胁迫之一。某小组探究干旱胁迫对三个甘蔗品种相关指标的影响，结果如表所示：
指标 SPAD值（反应叶绿素含量） 净光合速率（μmolm-2·s-1） 胞间二氧化碳浓度（μmol·mol-1） 可溶性糖含量（mg·g-1）
品种 对照组 干旱10天 对照组 干旱10天 对照组 干旱10天 对照组 干旱10天
云蔗 44.79 27.20 13.15 0 92.01 290.75 10.03 17.32
云端 40.98 32.87 14.97 1.13 136.2 300.65 8.27 24.59
粤甘 41.80 17.44 18.25 -0.62 145.3 459.02 9.54 21.72
注：SPAD值与光吸收量有关。
（1）叶绿素主要分布于叶肉细胞的　 　（填细胞器名称）中。在测定SPAD值时通常选择　 　光。由表中数据可知，SPAD值跟叶绿素含量呈　 　（选“正”或“负”）相关。
（2）与对照相比，干旱10天处理后各品种甘蔗的SPAD值显著　 　，这会影响到光合作用的光反应阶段，使其产生的　 　物质减少，进而影响碳反应中CO2的固定。碳反应中产生的有机物少部分在　 　内形成淀粉、蛋白质等，大部分进入　 　形成了　 　，进而运输到甘蔗其他部位供生命活动。
（3）表中对照组甘蔗光合作用时CO2来源于　 　，干旱10天的甘蔗净光合速率显著下降，据表中数据可推测主要的原因是：　 　。干旱10天后，甘蔗的可溶性糖含量显著增加，这有助于甘蔗减少　 　的损失，进而维持相对正常的生命活动。
（4）由表中数据可知，三个品种甘蔗中最耐旱的是　 　。
【答案】（1）叶绿体；红；正
（2）降低；ATP和NADPH；叶绿体；细胞溶胶（细胞质基质或叶绿体外侧）；蔗糖
（3）细胞呼吸产生的CO2和外界的CO2；干旱导致甘蔗叶绿素含量降低，光反应受到抑制，影响了光合速率；水分
（4）云端
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；影响光合作用的环境因素；光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】(1) 叶绿素是光合作用的主要色素，主要分布于叶肉细胞的叶绿体中，具体位于类囊体薄膜上。叶绿素能够吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素不吸收红光，为了精准反映叶绿素的含量，在测定SPAD值时通常选择红光。表格中对照组的SPAD值更高，对应的叶绿素含量也更高，干旱处理后SPAD值下降，叶绿素含量也随之降低，说明SPAD值与叶绿素含量呈正相关。
(2) 对比对照组和干旱10天的处理组，各品种甘蔗的SPAD值都出现了显著降低，叶绿素含量减少会直接影响光合作用的光反应阶段，使光反应产生的ATP和NADPH减少，进而为碳反应提供的能量和还原剂不足，影响碳反应的进行。碳反应中生成的三碳糖，少部分在叶绿体内转化形成淀粉、蛋白质等有机物，大部分进入细胞溶胶中合成蔗糖，蔗糖可通过输导组织运输到甘蔗的其他部位，为植株生命活动供能。
(3) 对照组甘蔗的净光合速率大于零，光合作用强度大于细胞呼吸强度，此时光合作用所需的CO2来源于自身细胞呼吸产生的CO2和外界环境中的CO2。干旱10天后甘蔗净光合速率显著下降，同时胞间CO2浓度升高，说明并非CO2供应不足导致，主要原因是干旱使甘蔗叶绿素含量降低，光反应过程受到抑制，光合速率大幅下降。干旱条件下甘蔗可溶性糖含量显著增加，会提高细胞液的渗透压，有助于甘蔗减少水分的散失，从而维持自身相对正常的生命活动。
(4) 综合表格数据，干旱10天后云端甘蔗的SPAD值下降幅度最小，净光合速率最高，且可溶性糖含量积累较多，抗逆性表现最强，因此三个品种甘蔗中最耐旱的是云端。
【分析】叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，主要吸收红光和蓝紫光，参与光合作用的光反应阶段，光反应能够将光能转化为活跃的化学能，生成ATP和NADPH，为暗反应提供能量和还原剂。光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，暗反应在叶绿体基质中进行，生成的三碳糖可以在叶绿体内合成淀粉等有机物，也能运出叶绿体在细胞质基质中合成蔗糖。水分是影响光合作用的重要环境因素，干旱会导致叶绿素含量降低，使光反应速率下降，进而影响整体光合速率，同时植物会通过积累可溶性糖等物质提高细胞渗透压，减少水分散失，增强自身的抗逆性。净光合速率可以反映植物有机物的积累效率，是衡量植物生长状况和抗逆能力的重要指标。
（1）叶绿素主要分布在叶肉细胞的叶绿体上，可以吸收、传递、转化光能。叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收蓝紫光，只有叶绿素可以吸收红光，所以在测定SPAD值时通常选择红光。SPAD值与光吸收量有关，SPAD值与叶绿素含量呈正相关。
（2）由图可知，干旱处理后，各品种甘蔗的SPAD值显著降低，会导致光反应减弱，导致光反应产生的ATP和NADPH减少，进而影响暗反应。暗反应中产生的有机物，一部分在叶绿体内形成淀粉等物质，大部分进入细胞质基质中合成蔗糖，通过韧皮部运送到其他部位。
（3）甘蔗光合作用所需的CO2来自呼吸作用产生的CO2和外界CO2，干旱10天的甘蔗叶绿素含量降低，光反应受到抑制，影响了光合速率，导致了净光合速率的显著下降。干旱10天后，甘蔗的可溶性糖含量显著增加，细胞液渗透压升高，这有助于甘蔗减少水分散失，维持正常的生命活动。
（4）从表格中看出，干旱10天后，云瑞的净光合作用速率最高，因此抗旱性最强的甘蔗品种是云瑞。
22．图1为某二倍体生物（2N=24，11对常染色体和1对XY染色体）减数分裂过程中几个时期的显微照片（400×）。图2为该个体精原细胞减数分裂过程中核DNA和染色体数的变化，已知在减数分裂中发生了一次染色体数目变异，L1-L4是减数分裂中的四个细胞。请回答下列问题：
（1）在减数分裂过程中，图1各细胞出现的顺序是　 　（用序号标出），图1中②图所处的时期是　 　，该时期有　 　个染色体组和　 　套遗传信息。图1中④图中的染色体行为与孟德尔遗传定律　 　（选“相关”或“不相关”）。
（2）图2中发生的一次染色体数目异常是发生在　 　时期，细胞L2的下个时期细胞是　 　（填图2中细胞标号），该过程出现的染色体行为变化是　 　。L1中Y染色体可能有　 　条。图2最终形成的4个精细胞中染色体数目正常的细胞占比为　 　。
【答案】（1）②①④③；减数第一次分裂前期；2；4；不相关
（2）减数第一次分裂后期；L4；着丝粒一分为二，染色单体消失，染色体数目加倍，纺锤丝拉着染色体向两极移动（核心：着丝粒一分为二）；0或2条；0
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体；减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】(1) 图1中②为减数第一次分裂前期（同源染色体联会形成四分体），①为减数第二次分裂中期（染色体排列在赤道板上），④为减数第二次分裂后期（着丝粒分裂，染色体移向两极），③为减数第二次分裂末期（形成四个子细胞），因此细胞出现的顺序是②①④③。图1中②图处于减数第一次分裂前期（四分体时期），该时期细胞已完成DNA复制，染色体数目仍为24条（2个染色体组），核DNA为48个（4套遗传信息）。孟德尔遗传定律的实质（同源染色体分离、非同源染色体自由组合）体现在减数第一次分裂后期，图1中④图为减数第二次分裂后期，其染色体行为（着丝粒分裂）与孟德尔遗传定律不相关。
(2) 图2中L2（13条染色体、26个DNA）、L3（11条染色体、22个DNA）的染色体数偏离正常减数分裂的12条，说明染色体数目异常发生在减数第一次分裂后期（一对同源染色体未正常分离，进入同一个次级精母细胞）。细胞L2处于减数第二次分裂前中期，其下个时期为减数第二次分裂后期，对应图2中的L4，该时期的染色体行为变化为着丝粒一分为二，姐妹染色单体分离，染色体数目加倍，纺锤丝牵引染色体向细胞两极移动。L1处于减数第二次分裂后期，其对应的次级精母细胞在减数第一次分裂时可能不含Y染色体（此时L1中Y染色体为0条），或含1条Y染色体（后期着丝粒分裂后为2条），因此L1中Y染色体可能有0或2条。由于减数第一次分裂后期的异常，最终形成的4个精细胞染色体数分别为13、13、11、11，均偏离正常的12条，因此染色体数目正常的细胞占比为0。
【分析】减数分裂分为减数第一次分裂（减Ⅰ）和减数第二次分裂（减Ⅱ），减Ⅰ核心是同源染色体分离，减Ⅱ核心是着丝粒分裂、姐妹染色单体分离。二倍体生物减数分裂中，染色体数在减Ⅰ末期减半，减Ⅱ后期暂时加倍，最终精细胞染色体数为体细胞的一半。若减Ⅰ后期同源染色体未正常分离，会导致次级精母细胞染色体数异常，进而使最终形成的精细胞染色体数全部异常。减数第一次分裂前期同源染色体联会形成四分体，是基因重组的发生时期；孟德尔遗传定律的分离定律和自由组合定律均体现在减Ⅰ后期。染色体组是细胞中的一组非同源染色体，携带该物种全套遗传信息，二倍体体细胞含2个染色体组，DNA复制后遗传信息变为4套（每条染色体含2条染色单体，每条染色单体含1套遗传信息）。
（1）在减数分裂过程中，图1各细胞出现的顺序是②减数第一次分裂前期、①减数第二次分裂中期、④减数第二次分裂后期、③减数第二次分裂末期，图1中②图所处的时期是减数第一次分裂前期，该时期细胞经过了DNA复制，但染色体数目没有加倍，因此，其中有2个染色体组和4套遗传信息。图1中④图中的染色体行为与孟德尔遗传定律“不相关”，与孟德尔遗传定律相关的是减数第一次分裂后期。
（2）图2为该个体精原细胞减数分裂过程中核DNA和染色体数的变化，已知在减数分裂中发生了一次染色体数目变异，图2中L1、L4处于减数第二次分裂后期，细胞中染色体数目分别为22和26，而L2、L3处于减数第二次分裂的前中期，细胞中染色体数目为13和11，可见图2中发生的一次染色体数目异常是发生在减数第一次分裂后期，发生异常的原因是有一对同源染色体在减数第一次分裂后期没有正常分离进入到同一个子细胞中引起的，即图中细胞L2的下个时期细胞是L4，该过程出现的染色体行为变化是着丝粒一分为二，染色单体消失，染色体数目加倍，纺锤丝拉着染色体向两极移动，因此L4细胞中染色体数目加倍。L1中Y染色体可能有0或2条，因为该细胞处于减数第二次分裂后期。图2最终形成的4个精细胞中染色体数目正常的细胞占比为0，因为该遗传发生在减数第一次分裂后期，因而形成的子代细胞中染色体数目均异常。
23．BDNF（脑源性神经营养因子）是小鼠大脑中表达最为广泛的一种神经营养因子。研究表明，抑郁症与BDNF基因甲基化水平及外周血中BDNF基因mRNA含量下降等有关。下图为BDNF基因表达及调控过程。请回答下列问题：
（1）细胞内基因被甲基化　 　（选“会”或“不会”）改变其碱基序列，　 　（选“可”或“不可”）遗传给后代，这种现象称为　 　。
（2）过程①为　 　过程，在　 　酶的作用下，游离的　 　依次连接，形成的化学键是　 　键。过程①与②相比，碱基配对方式不完全相同，其中①有独特的碱基配对方式为　 　。
（3）过程③进行的场所是　 　，图③中该过程现象具有的重要意义是　 　。若BDNF基因内某个碱基发生了替换，但是形成的BDNF蛋白依然正常，原因可能是　 　（写出一种即可）。
（4）由图可知，miRNA-195基因的表达可以　 　（选“降低”或“提高”）抑郁症发病风险。
【答案】（1）不会；可；表观遗传
（2）转录；RNA聚合酶；核糖核苷酸；磷酸二酯键；T-A
（3）核糖体；可以大大提高翻译的效率；碱基替换后，经转录形成的密码子依然对应同一种氨基酸
（4）提高
【知识点】表观遗传；基因的表达综合
【解析】【解答】(1) 基因甲基化是在DNA碱基上共价结合甲基基团的修饰过程，该过程不会改变基因的碱基序列；这种由DNA甲基化等修饰引发的基因表达和表型变化，可通过细胞分裂传递给子代细胞，甚至可遗传给后代，这类现象称为表观遗传。
(2) 过程①是以BDNF基因的一条链为模板合成mRNA的转录过程，该过程在RNA聚合酶的催化下进行，以游离的核糖核苷酸为原料，核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键依次连接形成RNA分子。过程①（DNA与RNA配对）的碱基配对方式为A-U、T-A、G-C、C-G；过程②是miRNA与mRNA的RNA-RNA配对，配对方式为A-U、U-A、G-C、C-G，因此过程①中独特的碱基配对方式为T-A（DNA模板链的胸腺嘧啶与RNA的腺嘌呤配对）。
(3) 过程③是以mRNA为模板合成蛋白质的翻译过程，进行的场所是核糖体。图中一个mRNA分子上结合多个核糖体（形成多聚核糖体），该现象的重要意义是少量mRNA分子可在短时间内同时合成多条相同的肽链，大大提高翻译的效率。若BDNF基因内某个碱基发生替换但BDNF蛋白依然正常，原因可能是：密码子具有简并性，碱基替换后转录形成的新密码子与原密码子编码同一种氨基酸（或碱基替换发生在基因的非编码区/内含子区域，不影响编码的蛋白质氨基酸序列）。
(4) 由图可知，miRNA-195基因转录产生的miRNA-195会与BDNF基因的mRNA结合，导致BDNF的mRNA被降解或翻译过程被抑制，进而使BDNF的合成减少。题干中提到抑郁症与外周血中BDNF基因mRNA含量下降有关，因此miRNA-195基因的表达会提高抑郁症发病风险。
【分析】表观遗传不改变碱基序列但可传递表型；转录和翻译是基因表达的核心环节，miRNA通过碱基互补配对调控靶基因翻译；密码子简并性可缓冲部分碱基替换对蛋白质序列的影响。
（1）基因的甲基化是表观遗传的一种，表观遗传不会改变基因的碱基序列；表观遗传是可遗传变异，能够遗传给后代。
（2）过程①是以DNA为模板合成RNA的过程，表示转录，该过程需要RNA聚合酶的催化；转录所需的原料是核糖核苷酸，在RNA聚合酶的催化下，游离的核糖核苷酸依次连接，形成的化学键是磷酸二酯键；过程①配对方式是A-U、T-A、G-C、C-G，过程③中mRNA与tRNA配对方式为A-U、U-A、G-C、C-G，①有独特的碱基配对方式为T-A。
（3）过程③表示翻译，翻译的场所是核糖体；图③中一个mRNA上可同时结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，可以大大提高翻译的效率；由于密码子具有简并性，即一种氨基酸可由多种密码子编码，碱基替换后，经转录形成的密码子依然对应同一种氨基酸，故BDNF基因内某个碱基发生了替换，但是形成的BDNF蛋白依然正常。
（4）据题意可知，抑郁症与BDNF基因甲基化水平及外周血中BDNF基因mRNA含量下降等有关，由图可知，miRNA-195基因转录出的miRNA-195与BDNF基因转录出的mRNA能够发生部分的碱基互补配对，因而阻止了相应的mRNA的翻译过程，故miRNA-195基因的表达可以提高抑郁症发病风险。
24．有迁移能力的动物细胞边缘常见不规则突出物，曾被认为是细胞膜碎片。近年来，我国科研人员在电镜下发现这些突出物具有石榴状结构（PLS），如图1A。请回答问题：
（1）若PLS是细胞膜碎片，则其基本骨架是　 　，外表面有少量　 　。图1B是迁移细胞膜上的一种蛋白质，图中体现出该蛋白具有的功能是　 　。
（2）科研人员分析了PLS中蛋白质的来源及其功能，结果如图2，发现与“PLS是细胞膜碎片”的观点不符，理由是该结构中的蛋白质　 　。
（3）科研人员将细胞中只参与PLS形成的特定蛋白质用荧光蛋白标记，追踪在细胞迁移过程中PLS的变化，进行了如下实验。
①分别用细胞迁移促进剂和抑制剂处理可迁移细胞，实验结果如图3，推测PLS的形成与细胞迁移有关，依据是　 　。
②细胞沿迁移路径形成的PLS，其荧光在形成初期逐渐增强，推测迁移细胞可主动将细胞中的蛋白运输到　 　中。在形成PLS的过程中体现了生物膜具有的特点是　 　，该过程　 　（选“是”或“不”）耗能的。
③迁移细胞在某处产生PLS，后续细胞经过此处时，若观察到　 　，则说明PLS被后续细胞摄取。进入后续细胞的PLS最可能在　 　（细胞器）中被分解。
（4）具有迁移能力的细胞可普遍形成PLS，后续细胞摄取PLS后，可获知细胞的迁移路线等信息。综上分析，PLS的形成可能与细胞间的　 　有关。
【答案】（1）磷脂双分子层（脂双层）；糖蛋白（糖萼）；催化和运输
（2）有些蛋白质的来源是细胞质以及一些蛋白质功能是细胞骨架
（3）细胞迁移促进剂处理后每个细胞PLS数目增加（或细胞迁移抑制剂处理后每个细胞PLS数目减少；PLS；流动性；是；荧光标记出现在后续细胞中；溶酶体
（4）信息交流
【知识点】蛋白质在生命活动中的主要功能；细胞膜的功能；其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】(1) 细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层（脂双层），若PLS是细胞膜碎片，其基本骨架与细胞膜一致，为磷脂双分子层；细胞膜外表面分布有少量糖蛋白（糖萼），与细胞识别、信息交流等功能相关。图1B中，该蛋白质一方面介导H+的跨膜运输，体现运输功能，另一方面催化ADP和Pi合成ATP，体现催化功能，因此该蛋白具有催化和运输的功能。
(2) 从图2可知，PLS中蛋白质的来源除了细胞膜（占60%），还有细胞质（占25%）和其他来源；在功能上，除了细胞膜相关的受体功能（占7%），还包含细胞骨架（占11%）、酶（占31%）等非细胞膜特有的功能。若PLS是细胞膜碎片，其蛋白质应主要来源于细胞膜，且功能以细胞膜相关功能为主，而实际来源和功能分布与此不符，因此该观点不成立。
(3) ① 对比未处理组和处理组的实验结果：未处理组中促进剂和抑制剂处理的细胞PLS数目相近；处理组中，细胞迁移促进剂处理后每个细胞的PLS数目显著增加，细胞迁移抑制剂处理后每个细胞的PLS数目显著减少，说明PLS的形成与细胞迁移呈正相关，推测PLS的形成与细胞迁移有关。
② 荧光标记的是仅参与PLS形成的特定蛋白质，PLS形成初期荧光逐渐增强，说明迁移细胞可主动将细胞中的该类蛋白质运输到PLS中。PLS的形成涉及细胞膜的突出、融合等过程，体现了生物膜具有流动性的特点；该过程中蛋白质的主动运输、膜的变形等均需要消耗能量，因此是耗能的。
③ 若PLS被后续细胞摄取，那么后续细胞中会出现荧光标记（因为PLS中的蛋白质被荧光标记）；溶酶体是细胞内的消化细胞器，含有多种水解酶，可分解进入细胞的物质或衰老损伤的细胞器，因此进入后续细胞的PLS最可能在溶酶体中被分解。
(4) 后续细胞摄取PLS后可获知细胞的迁移路线等信息，说明PLS在细胞间传递了相关信息，因此PLS的形成可能与细胞间的信息交流有关。
【分析】细胞膜的基本骨架为磷脂双分子层，外表面分布有糖蛋白，膜蛋白可承担物质运输、催化、信息识别等多种功能。蛋白质的来源与功能具有多样性，不同细胞结构来源的蛋白质功能存在差异，除细胞膜相关功能外，还存在细胞骨架、酶催化等非细胞膜特有的功能。细胞迁移的调控可通过促进剂或抑制剂处理来探究相关结构的形成，结构形成数量与细胞迁移状态呈正相关。生物膜具有流动性的结构特点，膜的突出、融合等变形过程依赖该特性，且此类过程需要消耗能量。溶酶体是细胞内的消化细胞器，内部含有多种水解酶，能够分解进入细胞的物质或衰老损伤的细胞器。细胞间可通过特定结构传递信息，实现信息交流，使后续细胞获取相关生理信息。
（1）细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，若PLS是细胞膜碎片，则其基本支架是磷脂双分子层，外表面有少量糖蛋白。细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，细胞膜上的蛋白质有物质运输、信息交流、催化等，图1B是迁移细胞膜上的一种蛋白质，图示体现了该蛋白质在转运H+的同时催化ATP生成，即体现该蛋白质具有的功能是催化和运输功能。
（2）科研人员分析了PLS中蛋白质的来源及其功能，根据图2可以看出，该蛋白质主要来源于细胞膜和细胞质等，功能中显示也不只具有细胞膜蛋白质的功能，可能具有细胞骨架功能，故PLS是细胞膜碎片观点不对。
（3）①由图示可以看出，细胞迁移促进剂处理后每个细胞PLS数目增加，据此推测PLS的形成与细胞迁移有关。
②由“细胞沿迁移路径形成的PLS，其荧光在形成初期逐渐增强”推测迁移细胞可主动将细胞中的蛋白运输到PLS中。在形成PLS的过程中体现了生物膜具有流动性的特征，该过程是耗能的。
③迁移细胞在某处产生PLS，后续细胞经过此处时，由于PLS被荧光标记，若观察到荧光标记出现在后续细胞中，说明PLS被后续细胞摄取；溶酶体具有分解衰老损伤的细胞器的功能，进入后续细胞的PLS最可能在溶酶体中被分解。
（4）具有迁移能力的细胞可普遍形成PLS，后续细胞摄取PLS后，可获知细胞的迁移路线等信息。上述研究说明PLS的形成可能与细胞间的信息交流有关。
25．某昆虫（XY型）的翅型有正常翅和裂翅，体色有灰体和黄体，控制翅型（A/a）和体色（B/b）的两对等位基因独立遗传，且均不位于Y染色体上。研究人员选取一只裂翅黄体雌虫与一只裂翅灰体雄虫杂交，F1表型及比例为裂翅灰体雌虫：裂翅黄体雄虫：正常翅灰体雌虫：正常翅黄体雄虫=2：2：1：1。请回答下列问题：
（1）基因在染色体上的位置称为　 　；控制体色的基因位于　 　染色体上（选“常”或“X”），理由是　 　。
（2）该种裂翅昆虫自由交配，后代总是出现裂翅：正常翅=2：1，请分析最可能的原因是　 　。
（3）F1中裂翅灰体雌虫和裂翅黄体雄虫杂交后后代雌性个体基因型有　 　种，若F1相同翅型的个体自由交配，F2中裂翅黄体雄虫占F2总数的　 　。
（4）现有纯种的黄体和灰体雌雄昆虫若干，为满足生产需求，通过一次杂交实验，观察子一代体色区分雌雄个体，则选择的亲本杂交组合是　 　。请用遗传图解表示　 　。
【答案】（1）基因座位；X；F1中雌虫全为灰体，雄虫全为黄体
（2）裂翅昆虫显性纯合致死
（3）4；1/10
（4）黄体雌虫和灰体雄虫；
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；基因的自由组合规律的实质及应用；伴性遗传；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】(1) 基因在染色体上的位置称为基因座位。控制体色的基因位于X染色体上，理由是F1中体色的表现与性别相关联，雌性个体全为灰体，雄性个体全为黄体，且控制体色的基因不位于Y染色体上，因此该基因位于X染色体上。
(2) 裂翅昆虫自由交配，后代总是出现裂翅：正常翅=2：1，该比例是典型的显性纯合致死性状分离比，裂翅为显性性状，正常翅为隐性性状，裂翅昆虫的基因型均为杂合子，显性纯合子个体无法存活，即基因型为AA的个体致死，因此杂合裂翅个体相互交配，后代存活个体中裂翅与正常翅的比例为2：1。
(3) 由题干信息可推知，亲本裂翅黄体雌虫的基因型为AaXbXb，裂翅灰体雄虫的基因型为AaXBY，F1中裂翅灰体雌虫的基因型为AaXBXb，裂翅黄体雄虫的基因型为AaXbY，二者杂交，因AA显性纯合致死，雌性个体的基因型有AaXBXb、AaXbXb、aaXBXb、aaXbXb，共4种。F1中翅型相关基因型及比例为Aa：aa=2：1，让相同翅型的个体自由交配，2/3的Aa个体相互交配，后代中AA致死、Aa占2/6、aa占1/6，1/3的aa个体相互交配，后代全为aa，存活个体总数为10/12，其中裂翅Aa个体占4/12，即存活个体中裂翅占4/10；体色方面，XBXb与XbY杂交，后代中黄体雄虫XbY的比例为1/4，因此F2中裂翅黄体雄虫占F2总数的比例为4/10×1/4=1/10。
(4) 要通过一次杂交实验根据体色区分子代雌雄，应选择隐性雌性与显性雄性杂交，即亲本杂交组合为黄体雌虫和灰体雄虫，遗传图解如下：
【分析】基因在染色体上的位置称为基因座位，位于性染色体上的基因控制的性状表现与性别相关联，属于伴性遗传，可根据后代表现型是否与性别相关联判断基因的位置。一对相对性状的杂合子相互交配，后代性状分离比为2：1时，通常是显性纯合致死导致的。非同源染色体上的非等位基因遵循基因的自由组合定律，计算相关基因型和表现型比例时可拆分性状分别分析再组合。伴X染色体隐性遗传中，选择隐性雌性个体与显性雄性个体杂交，子代雌性全为显性性状，雄性全为隐性性状，可通过表现型直接区分性别。
（1）基因在染色体上的位置叫基因座位。 分析F1表型可以发现，雌虫全为灰体，雄虫全为黄体，且两对等位基因均不位于Y染色体上，因此可推测控制体色的基因位于X染色体上，且灰体为显性性状。
（2） 根据“裂翅×裂翅→裂翅：正常翅=2：1”可知，裂翅纯合子致死，所以裂翅个体均为杂合子。
（3）由上分析可知，亲本的基因型组合为：AaXbXb和AaXBY，F1中裂翅灰体雌虫AaXBXb和裂翅黄体雄虫AaXbY杂交，由于AA致死，雌性的基因型种类为2×2=4种。两对基因分开考虑，F1中Aa：aa=2：1，相同翅型的个体进行交配，存在两种组合：2/3Aa×Aa→2/3（1/4AA致死：2/4Aa裂翅：1/4aa)和1/3aa×aa→1/3aa，F2中出现裂翅的概率为：2/3×2/4=4/12，存活个体的比例为：1-2/3×1/4=10/12，F2中裂翅个体所占的比例为4/12÷10/12=4/10；XBXb和 XbY杂交出现黄体雄虫XbY的概率为1/4，故F1相同翅型的个体自由交配，F2中裂翅黄体雄虫占F2总数的比例为4/10×1/4=1/10。
（4）可选用黄体雌虫（XbXb） × 灰体雄虫（XBY）杂交，子一代雌虫均为灰体，雄虫均为黄体，可通过体色区分性别。遗传图解如图所示：。
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