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2026届广西柳州市高三1月第二次模拟考试生物试题
1．我国为治理荒漠化问题，在内蒙古、甘肃等荒漠化区域种植了梭梭树、沙棘等植被，至今已累计治理沙漠、荒漠超700万亩。下列叙述正确的是（　　）
A．种植梭梭树、沙棘等耐旱植被，体现了生态工程的协调原理
B．梭梭树、沙棘可以防风固沙，体现了生物多样性的潜在价值
C．在荒漠化区域种植植被，扩大了生态足迹，缓解了生态赤字
D．荒漠化治理过程中发生的演替是初生演替，演替速度快，经历阶段少
【答案】A
【知识点】群落的演替；人口增长对生态环境的影响；生态工程依据的生态学原理；生物多样性的价值
【解析】【解答】A、依据荒漠干旱的环境特征，选择梭梭树、沙棘等耐旱适配物种进行种植，兼顾生物与环境的协调适配，体现了生态工程的协调原理，A正确；
B、梭梭树、沙棘防风固沙属于生态调节功能，体现生物多样性的间接价值，潜在价值是人类目前尚未开发利用的价值，B错误；
C、在荒漠化区域种植植被能改善生态环境、节约生态资源，可减小生态足迹进而缓解生态赤字，并非扩大生态足迹，C错误；
D、荒漠化区域保留有原有土壤条件和植物繁殖体，发生的群落演替属于次生演替，不属于初生演替，D错误。
故答案为：A。
【分析】生态工程协调原理要求生物与环境、生物与生物之间协调平衡，引种植物需适配当地环境条件。生物多样性具有直接价值、间接价值和潜在价值，涵养水源、防风固沙等生态功能都属于间接价值。生态足迹代表人类消耗资源和容纳废弃物所需的生态空间，生态赤字是生态足迹超出区域生态承载力。初生演替起始于无土壤、无繁殖体的极端裸地环境，次生演替保留基础土壤和植物繁殖体，演替进程相对更快。
2．光是影响绝大多数植物生长、发育的重要外界因素。下列叙述正确的是（　　）
A．有光条件下胚芽鞘尖端才能产生生长素
B．有光条件下莴苣种子才能萌发，因为光照给种子供能
C．光照时长影响植物开花，可能与植物激素的分泌相关
D．光敏色素是光信号的唯一受体，通过信号转导影响特定基因的表达
【答案】C
【知识点】生长素的产生、分布和运输情况；环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】A、胚芽鞘尖端生长素的合成由植物自身遗传特性决定，不需要光照参与，黑暗条件下也能正常产生生长素，A错误；
B、光照促进莴苣种子萌发，光是作为调节生命活动的信号分子起作用，并不为种子萌发提供能量，B错误；
C、光照时长通过光周期途径调控植物开花，光信号可影响植物体内多种激素的合成、分泌与分布，进而调控开花进程，C正确；
D、光敏色素是植物感受红光、远红光的光受体，植物还有向光素、隐花色素等其他光信号受体，并非唯一受体，D错误。
故答案为：C。
【分析】生长素在植物幼嫩组织的合成不受光照影响，光照只影响生长素的横向运输。光在植物生长发育中常作为信号因子调控生理过程，一般不直接为生命活动供能。光周期调节植物开花属于环境信号调控生长发育，该过程会联动调控植物激素的代谢与作用。植物拥有多种不同类型的光受体，分别感知不同波长的光，通过信号转导通路调控相关基因表达，进而影响生长发育。
3．研究人员在稻田中发现了一株叶绿素含量显著低于正常水平的水稻突变植株。下列有关该突变植株的推测，合理的是（　　）
A．叶肉细胞叶绿体中的基粒可能比较少
B．光合作用效率显著高于正常水稻植株
C．对蓝紫光的吸收量与正常水稻植株无差异
D．用纸层析法分离光合色素，扩散最快的两条色素带变窄
【答案】A
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、叶绿体的基粒由类囊体薄膜堆叠而成，光合色素分布在类囊体薄膜上，突变植株叶绿素含量偏低，有可能是叶绿体中基粒数量较少，类囊体薄膜总面积小，色素附着量减少，A正确；
B、叶绿素具有吸收、传递和转化光能的作用，突变植株叶绿素含量显著降低，光反应强度减弱，整体光合作用效率会低于正常水稻植株，B错误；
C、叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，该突变植株叶绿素含量减少，对蓝紫光的吸收量会明显下降，与正常水稻植株存在明显差异，C错误；
D、纸层析法分离光合色素时，扩散速度最快的是胡萝卜素和叶黄素，二者属于类胡萝卜素，突变植株仅叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量未改变，扩散最快的两条色素带不会变窄，D错误。
故答案为：A。
【分析】叶绿体类囊体薄膜是光合色素的分布位点，基粒由类囊体堆叠构成，基粒数量会影响色素附着总量。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其含量高低直接影响植物对光能的捕获效率，进而影响光合作用强度。用纸层析法分离植物光合色素，色素扩散速率由其在层析液中的溶解度决定，溶解度越大扩散越快，扩散最快的胡萝卜素、叶黄素属于类胡萝卜素，与叶绿素含量变化无关。
4．《氾胜之书》记载，在瓜田中"又种薤（藠头）十根……居瓜子外，至五月瓜熟，薤可拔卖之，与瓜相避。又可种小豆于瓜中，亩四五升，其藿（嫩叶）可卖"。下列相关叙述，错误的是（　　）
A．瓜、薤、小豆的间作套种模式可充分利用群落的空间结构与季节性
B．薤与瓜“相避”可使二者种间竞争减弱，生态位重叠程度降低
C．没有人工干预，该瓜田生物群落无法长期保持其群落的特征
D．小豆固氮可改良土壤肥力，体现了生物与无机环境间的协同进化
【答案】D
【知识点】协同进化与生物多样性的形成；群落的结构；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、瓜、薤、小豆进行间作套种，可利用群落垂直结构分层利用空间、光照和养分，借助生长成熟的时间差异契合群落季节性特点，提高资源利用率，A正确；
B、薤与瓜在种植位置和成熟时间上相互错开，减少了对阳光、水分、矿质营养等共有资源的争夺，种间竞争减弱，生态位重叠程度随之降低，B正确；
C、瓜田属于人工农田群落，其物种组成、群落结构都依赖人工管理维持，若无人工干预，群落会发生次生演替，无法长期保持原有农田群落特征，C正确；
D、协同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间相互影响、相互选择并共同进化，小豆固氮改良土壤只是生物单向影响无机环境，不存在双向相互作用，不能体现协同进化，D错误。
故答案为：D。
【分析】群落具有垂直结构、水平结构和季节性特征，农业生产中间作套种可合理利用群落空间结构与季节节律，提升土地和光能利用率。生态位反映物种对资源的利用及种间关系，生态位重叠越大，种间竞争越剧烈，时空错位分布能降低生态位重叠、缓解竞争。人工构建的农田群落属于人工生态系统，群落结构和稳定性离不开人类活动的维持，弃耕后会自然发生次生演替。协同进化的核心是不同物种间、生物与无机环境间双向相互影响、共同演化，仅生物单方面改变环境不属于协同进化。
5．人体对水和无机盐的调节称为渗透压调节。下列相关叙述，错误的是（　　）
A．渗透压平衡可通过肾调节尿量和尿的成分来完成
B．当尿液中含有大量蛋白质时，血浆渗透压升高，可能引起组织水肿
C．血钠含量降低时，肾上腺皮质会增加分泌醛固酮，促进对钠离子的重吸收
D．饮水使血浆渗透压下降，渗透压感受器兴奋性下降，下丘脑分泌抗利尿激素减少
【答案】B
【知识点】水盐平衡调节
【解析】【解答】A、肾脏可通过调节尿量，以及尿液中无机盐、代谢废物的排出量，维持机体渗透压平衡，A正确；
B、尿液中出现大量蛋白质，说明血浆蛋白大量流失，血浆渗透压降低，水分更多滞留在组织液中，易引发组织水肿，B错误；
C、血钠含量降低时，肾上腺皮质分泌的醛固酮增多，促进肾小管和集合管对Na+的重吸收，从而升高血钠，维持钠平衡，C正确；
D、大量饮水会使血浆渗透压下降，下丘脑渗透压感受器兴奋性减弱，下丘脑分泌的抗利尿激素减少，肾小管、集合管对水的重吸收减少，尿量增加，D正确。
故答案为：B。
【分析】（1）血浆渗透压主要由血浆蛋白和无机盐维持，血浆蛋白减少会直接导致血浆渗透压降低，引发组织水肿。
（2）醛固酮可保钠排钾，抗利尿激素可促进肾小管和集合管重吸收水，二者共同参与水盐平衡调节。
（3）水盐调节的感受器位于下丘脑，抗利尿激素由下丘脑合成、垂体释放。
6．抗性淀粉难以被小肠消化吸收，GI值（升糖指数）比普通淀粉低。但抗性淀粉进入大肠后，会被肠道微生物用于发酵并产生气体。下列叙述错误的是（　　）
A．摄入抗性淀粉半小时后，体内胰岛素含量不会明显升高
B．长期摄入高GI值的食物，可能会导致高血脂、肥胖等症状
C．淀粉的本质是多糖，被微生物利用后不能转化为氨基酸等非糖类物质
D．人长期只食用抗性淀粉含量高的食物，可能会导致营养不良、肚子胀气
【答案】C
【知识点】糖类的种类及其分布和功能；血糖平衡调节
【解析】【解答】A、抗性淀粉难以被小肠消化吸收且升糖指数低，摄入后血糖不会明显上升，不会刺激胰岛素大量分泌，体内胰岛素含量不会明显升高，A正确；
B、长期摄入高GI值食物会造成血糖快速升高，胰岛素大量分泌，促进葡萄糖转化为脂肪储存，容易诱发高血脂、肥胖等代谢问题，B正确；
C、淀粉属于多糖，被微生物分解为单糖后，可通过细胞代谢产生中间产物，再经转氨基作用转化为氨基酸等非糖类物质，C错误；
D、抗性淀粉不易被小肠消化吸收，长期单一食用易造成营养供给不足引发营养不良，其在大肠被肠道微生物发酵会产生气体，进而导致肚子胀气，D正确。
故答案为：C。
【分析】升糖指数代表食物使血糖升高的速率和幅度，低升糖指数食物消化吸收平缓，血糖和胰岛素波动小，高升糖指数食物易造成血糖剧烈波动并促进脂肪合成。生物体内糖类、脂质、蛋白质三大营养物质可以通过细胞呼吸的中间代谢产物实现相互转化，糖类可转化生成非必需氨基酸。人体小肠无法消化的抗性淀粉等物质可进入大肠被肠道微生物分解利用，微生物发酵会产生气体，同时饮食结构单一、营养摄入不全易引发营养不良。
7．某研究小组利用滚管培养法从动物瘤胃中分离出能分解尿素的微生物，流程如图所示。先在无氧条件下将样品稀释液注入盛有培养基的密封试管中，之后将试管平放于盛有冰块的盘中迅速滚动使带菌的培养基在试管内壁凝固成薄层，培养一段时间后即可获得单菌落。下列叙述正确的是（　　）
A．Ⅰ“滚管培养”使用的培养基不含凝固剂
B．Ⅱ“连续重复多次”目的是进行“梯度稀释”
C．Ⅲ中分解尿素的微生物表现出稳定的菌落特征
D．可利用刚果红培养基鉴别分解尿素的细菌
【答案】C
【知识点】微生物的分离和培养；培养基对微生物的选择作用；尿素分解菌的分离与计数；培养基概述及其分类
【解析】【解答】A、滚管培养法需要使带菌的培养基在试管内壁凝固成薄层，以此获得单菌落，因此培养基中需要添加琼脂等凝固剂，否则培养基无法凝固形成薄层，A错误；
B、流程中连续重复多次的操作是多次挑选单菌落进行培养，目的是进一步分离纯化，获得更纯净的能分解尿素的微生物培养物，梯度稀释是样品处理阶段的操作，并非该重复操作的目的，B错误；
C、Ⅲ阶段为经过多次分离纯化后获得的纯净培养物，此时分解尿素的微生物为纯种，在培养基上会表现出稳定的菌落特征，C正确；
D、刚果红培养基用于鉴别纤维素分解菌，刚果红可与纤维素形成红色复合物，纤维素被分解后会出现透明圈，鉴别分解尿素的细菌需使用以尿素为唯一氮源的培养基，并添加酚红指示剂，若细菌分解尿素使培养基pH升高，酚红指示剂会变红，D错误。
故答案为：C。
【分析】微生物的分离与纯化是获得纯种微生物的重要方法，常用的方法包括稀释涂布平板法、平板划线法、滚管培养法等，滚管培养法适用于厌氧微生物的分离，通过使培养基在试管内壁形成薄层获得单菌落。培养基的成分包括碳源、氮源、水、无机盐和生长因子等，固体培养基需要添加琼脂等凝固剂以形成固体状态。不同微生物的鉴别需要使用特定的鉴别培养基，鉴别纤维素分解菌使用刚果红培养基，鉴别尿素分解菌使用以尿素为唯一氮源并添加酚红指示剂的培养基。纯种微生物在培养基上会表现出稳定的菌落特征，菌落特征包括形状、大小、颜色、隆起程度等，可用于微生物的鉴定。
8．我国科学家用自创的技术成功培育出了体细胞克隆猴“中中”和“华华”，为人类疾病研究提供了全新的动物模型，图为克隆猴的培育过程。下列叙述错误的是（　　）
A．选择胎猴体细胞作为供体细胞的原因是其增殖能力强，体外易培养与传代
B．我国自创的化学方法能有效降低重构胚细胞中组蛋白的甲基化与乙酰化水平
C．可用蛋白酶合成抑制剂激活重构胚，培养至囊胚时移植给经同期发情处理的代孕母猴
D．克隆猴作为新的模式生物可最大限度排除由基因差异造成的结构和机理方面的不同
【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术；动物体细胞克隆；胚胎移植
【解析】【解答】A、胎猴体细胞增殖能力强，体外易培养与传代，适合作为核移植的供体细胞，A正确；
B、图中化学方法使用了组蛋白去甲基化酶的mRNA（可降低甲基化水平）和组蛋白脱乙酰酶抑制剂（可提高乙酰化水平），因此该方法并非同时降低甲基化与乙酰化水平，B错误；
C、可用蛋白酶合成抑制剂激活重构胚，培养至囊胚阶段后移植给经同期发情处理的代孕母猴，这是克隆动物胚胎移植的常规操作，C正确；
D、克隆猴的核遗传物质与供体体细胞高度一致，可最大限度排除基因差异造成的结构和机理方面的不同，适合作为疾病研究的动物模型，D正确。
故答案为：B。
【分析】体细胞核移植技术中，通常选择分化程度低、增殖能力强的细胞作为供体细胞，这类细胞在体外更易培养与传代。表观遗传修饰包括DNA甲基化、组蛋白修饰等，组蛋白去甲基化酶可降低组蛋白的甲基化水平，组蛋白脱乙酰酶抑制剂会抑制脱乙酰酶的作用，从而提高组蛋白的乙酰化水平。重构胚的激活可通过物理或化学方法实现，胚胎移植时受体母畜需进行同期发情处理，以保证子宫内环境与胚胎发育相适应。克隆动物的核遗传物质与供体细胞一致，可减少个体间的遗传差异，适合作为研究疾病的模式生物。
9．科研团队以拟南芥为材料首次揭示了单个植物体细胞经基因重编程，最终发育成完整植株的过程，实施路径如图所示。下列叙述错误的是（　　）
注：LEC2：全能性调控因子ARFs：生长素响应因子Auxin：内源生长素
A．Auxin与ARFs结合，是形成体细胞胚的重要条件
B．以拟南芥叶片为外植体，可用酒精与次氯酸钠进行消毒
C．图中“重编程”的过程类似于植物组织培养的再分化过程
D．由叶表皮细胞到体细胞胚的过程，体现了基因的选择性表达
【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程；植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、Auxin（生长素）与ARFs（生长素响应因子）结合后，参与气孔前体细胞重编程为全能干细胞，最终发育为体细胞胚，因此Auxin与ARFs结合是形成体细胞胚的重要条件，A正确；
B、植物组织培养中，外植体的常规消毒方法为用70%酒精和次氯酸钠溶液处理，可杀灭表面微生物，因此以拟南芥叶片为外植体时，可用酒精与次氯酸钠进行消毒，B正确；
C、图中“重编程”是让已分化的气孔前体细胞恢复为具有全能性的干细胞，该过程类似于植物组织培养的脱分化过程（使已分化细胞回到未分化状态），而再分化是愈伤组织发育为根、芽等器官的过程，二者方向完全不同，C错误；
D、从叶表皮细胞到体细胞胚的过程中，细胞的形态、结构和功能发生定向改变，这是不同阶段基因选择性表达的结果，D正确。
故答案为：C。
【分析】植物组织培养过程包括脱分化和再分化，脱分化是让已分化的细胞恢复为具有分裂能力的未分化细胞（如愈伤组织），再分化是愈伤组织发育为根、芽等器官的过程；外植体消毒常用酒精和次氯酸钠溶液，以杀灭表面微生物；细胞分化的实质是基因的选择性表达，不同阶段细胞的形态、功能差异由特定基因的表达模式决定；生长素可通过与生长素响应因子结合，调控植物细胞的重编程和发育过程。
10．腺苷可以与特定的腺苷受体结合，从而抑制中枢神经元的活动，导致疲劳和嗜睡。咖啡因的分子结构与腺苷相似，可抢先占据腺苷受体位置，因此人体摄入咖啡因能提神。然而长期摄入咖啡因，提神效果会减弱。下列叙述正确的是（　　）
A．腺苷可由ATP水解掉2个磷酸基团产生
B．长期摄入咖啡因可能使人体产生更多的腺苷受体
C．咖啡因与腺苷受体结合后可促进Na+外流使人保持清醒
D．腺苷与腺苷受体结合后，相应中枢神经元的膜电位变为外负内正
【答案】B
【知识点】ATP的化学组成和特点；神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、ATP由腺苷和3个磷酸基团组成，水解掉2个磷酸基团后形成腺嘌呤核糖核苷酸，水解掉3个磷酸基团才产生腺苷，A错误；
B、长期摄入咖啡因，咖啡因持续抢占腺苷受体，腺苷难以发挥作用，机体可通过调节产生更多腺苷受体进行代偿，导致咖啡因提神效果减弱，B正确；
C、咖啡因仅抢先占据腺苷受体，阻断腺苷对神经元的抑制作用，并非直接与受体结合发挥作用；且神经元兴奋时Na+内流，Na+外流会维持静息电位，无法使人保持清醒，C错误；
D、腺苷抑制中枢神经元的活动，神经元保持静息电位，膜电位为外正内负，不会变为外负内正，D错误。
故答案为：B。
【分析】（1）腺苷=腺嘌呤+核糖，ATP脱去全部3个磷酸基团得到腺苷。
（2）神经元兴奋依赖Na+内流，抑制时维持外正内负的静息电位。
11．将酵母菌接种至一定量培养液中培养一段时间，然后将酵母菌培养液稀释100倍，并与台盼蓝染液等体积混合均匀，规范操作置入血细胞计数板（1mm×1mm×0.1mm）进行计数，结果如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．培养液中酵母菌种群年龄结构始终保持增长型
B．台盼蓝可以鉴别酵母菌的活性，蓝色菌体是有活性的
C．此时1mL酵母菌培养液中活菌数约为2.25×108个/mL
D．酵母菌种群数量变化与培养液营养的多少有密切关系
【答案】D
【知识点】种群的特征；探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
【解析】【解答】A、酵母菌种群在培养过程中会经历调整期、对数期、稳定期和衰亡期，稳定期出生率等于死亡率，年龄结构为稳定型，衰亡期死亡率大于出生率，年龄结构为衰退型，因此年龄结构不会始终保持增长型，A错误；
B、台盼蓝不能进入活细胞，无色菌体是有活性的，蓝色菌体是失去活性的死细胞，B错误；
C、该计数板为 25×16 型，选取的 1 个中格（16 小格）内无色活菌共 9 个。酵母菌培养液先稀释 100 倍，又与台盼蓝等体积混合，实际稀释倍数为 200 倍。1 个计数室体积为0.1mm3=10-4mL，计算得 1mL 培养液活菌数=9×25÷10-4×100×2=4.5×108个 /mL，并非2.25×108个/mL，C错误；
D、酵母菌种群数量变化与培养液的营养物质含量、代谢废物积累、pH变化等因素密切相关，D正确。
故答案为：D。
【分析】酵母菌种群数量变化遵循“S”型增长曲线，会经历调整期、对数期、稳定期和衰亡期，不同时期的年龄结构类型不同；台盼蓝染色法可鉴别细胞活性，活细胞细胞膜具有选择透过性，无法被染色；血细胞计数板计数时，需注意计数室体积、稀释倍数（包括菌液稀释倍数和台盼蓝等体积混合的稀释倍数），通过公式计算活菌数；培养液营养物质含量、代谢废物积累等环境因素会影响酵母菌种群数量变化。
12．哺乳动物肝脏被部分切除后，剩余细胞会启动有丝分裂完成再生修复。下列叙述正确的是（　　）
A．有丝分裂时染色质螺旋变粗变短，有利于基因表达
B．肝细胞完成一次有丝分裂先后经历分裂期和分裂间期
C．肝细胞有丝分裂前期，中心体发生复制并移向细胞两极
D．肝细胞启动有丝分裂前后，细胞内蛋白质种类会发生变化
【答案】D
【知识点】细胞有丝分裂不同时期的特点
【解析】【解答】A、有丝分裂时染色质螺旋变粗变短形成染色体，DNA高度螺旋化难以解旋转录，不利于基因表达，A错误；
B、细胞周期顺序为分裂间期在前、分裂期在后，肝细胞完成一次有丝分裂先经历分裂间期，再进入分裂期，B错误；
C、中心体的复制发生在有丝分裂间期，前期中心体已复制完成并移向细胞两极，并非前期才进行复制，C错误；
D、肝细胞启动有丝分裂时，会合成DNA聚合酶、纺锤体相关蛋白等分裂特异蛋白，原有部分蛋白合成停止，细胞内蛋白质种类发生变化，D正确。
故答案为：D。
【分析】完整细胞周期由分裂间期和分裂期组成，分裂间期为分裂期完成DNA复制和蛋白质合成等物质准备。染色质松散状态利于DNA解旋进行转录、实现基因表达，染色体高度螺旋化会抑制转录过程。动物细胞中心体在间期完成复制，前期迁移至细胞两极并发出星射线形成纺锤体。细胞进入分裂状态时会发生基因选择性表达，合成特定功能蛋白质，从而改变细胞内蛋白质的种类与组成。
13．大刍草的育性与核基因T、B有关，这两种基因独立遗传。含T基因的花粉粒不育（花粉粒形态异常），B基因能使花粉粒恢复育性。不考虑突变与互换，对基因型为TtBb的大刍草植株分析，错误的是（　　）
A．自交后代雄性可育：雄性不育为13：3
B．1/2精原细胞产生的花粉粒形态均正常
C．形态异常的花粉粒占所有花粉粒的1/4
D．MI时非同源染色体自由组合是配子多样性的重要来源
【答案】A
【知识点】配子形成过程中染色体组合的多样性；基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】A、含T无B的花粉Tb不育，可育花粉为TB：tB：tb=1：1：1，卵细胞有TB：Tb：tB：tb=1：1：1：1四种，后代只有Ttbb（1/3×1/4=1/12）表现雄性不育，可育与不育比例为（1-1/12）：1/12=11：1，并非13∶3，A错误；
B、基因型TtBb的精原细胞减数分裂有两种自由组合方式，一种产生TB、tb花粉均正常，一种产生Tb异常、tB正常花粉，两种组合各占1/2，即1/2精原细胞产生的花粉粒形态均正常，B正确；
C、不考虑突变与互换，花粉基因型TB、Tb、tB、tb各占1/4，只有Tb花粉形态异常，故形态异常花粉粒占所有花粉粒的1/4，C正确；
D、T、B两对基因独立遗传，减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，会导致非等位基因重新组合，是配子基因型多样性的重要来源，D正确。
故答案为：A。
【分析】两对独立遗传的核基因遵循基因的自由组合定律，减数分裂过程中减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，是产生多样配子的主要原因。花粉育性受基因互作调控，特定基因型花粉不育时，需单独分析可育花粉类型及比例，再结合雌雄配子随机结合推导后代表现型比例。一个基因型为双杂合的精原细胞，减数分裂存在两种染色体组合方式，会产生不同基因型的花粉类型。
14．同位素标记和荧光标记都可用于研究示踪物质的运行和变化规律，下列方案可行的是（　　）
方案 实验目的 实验处理和检测方法
A 探究小麦光合作用中CO2的氧元素去向 给小麦提供C18O2，检测放射性去向
B 探究草履虫有氧呼吸时葡萄糖是否进入线粒体 给草履虫提供14C标记的葡萄糖，检测线粒体中是否出现放射性
C 探究细胞连续分裂过程中端粒的变化 用黄色荧光标记大肠杆菌的端粒，用红色荧光标记染色体的其余部分，观察黄色荧光的位置和强度
D 检测小鼠体内某种结构蛋白基因的表达情况 将该基因与荧光蛋白基因进行拼接后导入小鼠受精卵，发育为成鼠后检测其体内发出荧光的位置和强度
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、18O是稳定同位素，不具备放射性，不能通过检测放射性追踪元素去向，只能通过质量差异检测，实验方案不可行，A不符合题意；
B、有氧呼吸时葡萄糖在细胞质基质分解为丙酮酸，葡萄糖本身不能进入线粒体，无法用14C标记葡萄糖检测线粒体放射性来达到实验目的，B不符合题意；
C、大肠杆菌属于原核生物，无染色体结构，不存在端粒，不能用来探究端粒变化，C不符合题意；
D、将结构蛋白基因与荧光蛋白基因拼接为融合基因，导入受精卵后，荧光蛋白会随目的基因同步表达，可通过荧光位置和强度反映该基因的表达情况，方案可行，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】同位素分为放射性同位素和稳定同位素，放射性同位素可通过放射性示踪追踪物质去向，稳定同位素无放射性，不能用放射性检测方法。有氧呼吸的场所具有分区性，葡萄糖的初步分解只发生在细胞质基质，葡萄糖分子不能进入线粒体。端粒是真核生物染色体末端特有的DNA与蛋白质复合体，原核生物无染色体，也就无端粒结构。基因融合标记技术可将目的基因与荧光蛋白基因相连，依靠荧光信号直观定位、定量分析目的基因的表达水平与表达位置。
15．为研究细菌抗性突变发生在接触链霉素之前还是之后，某同学利用影印培养法进行实验：先将菌液接种到1号培养基，再将1号菌落准确转印到2号和3号，之后挑取与3号位置对应的2号培养基的某一菌落接种到4号，依次进行，如图所示。下列叙述正确的是（　　）
注：为了更好地观测，1、5、9涂布的菌液需要逐步适当减少
A．甲组菌落数多于乙组，说明抗性突变发生在接触链霉素之前
B．甲组培养基2、6、10中抗链霉素细菌所占比例均小于培养基3
C．该实验结果能直接证明细菌抗性突变发生在接触链霉素之后
D．结果直观表明在链霉素的定向选择下，菌群中抗性基因频率增加
【答案】B
【知识点】基因频率的概念与变化；微生物的分离和培养；变异是自然选择的原材料
【解析】【解答】A、甲组是不含链霉素的培养基，敏感菌和抗性菌均能生长，菌落数多；乙组含链霉素，仅抗性菌能生长，菌落数少。菌落数的差异无法直接证明抗性突变发生在接触链霉素之前，A错误；
B、培养基2、6、10为不含链霉素的培养基，敏感菌和抗性菌均可生长，其中抗性菌占比为抗性菌数与总菌数的比值；培养基3为含链霉素的培养基，仅抗性菌能生长，抗性菌占比为100%。因此，培养基2、6、10中抗链霉素细菌所占比例均小于培养基3，B正确；
C、实验中，不含链霉素的培养基（如2号）中与含链霉素培养基（3号）菌落位置对应的菌株，在未接触链霉素时就具有抗性，直接证明抗性突变发生在接触链霉素之前，而非之后，C错误；
D、该实验的核心目的是探究抗性突变发生的时间，并非直接体现链霉素的定向选择使菌群中抗性基因频率增加，D错误。
故答案为：B。
【分析】影印培养法可通过在不同选择压力的培养基上转印菌落，判断突变发生的时间：若在无选择压力的培养基上存在能在选择培养基上生长的菌株，说明突变发生在接触选择压力之前。含抗生素的培养基仅允许抗性菌生长，无抗生素的培养基中敏感菌和抗性菌均可生长，因此抗性菌在无抗生素培养基中的比例低于含抗生素的培养基。该实验未直接统计不同阶段的基因频率变化，无法直观体现选择导致抗性基因频率增加的过程。
16．某植物的果实颜色有橙色、黄色和白色3种表型，由3对独立遗传的基因控制。用不同的纯系杂交，结果见表。下列叙述错误的是（　　）
杂交方式 F1表型 F2表型及比例
杂交1：橙色×黄色 橙色 3/4橙色、1/4黄色
杂交2：橙色×白色 橙色 9/16橙色、3/16黄色、4/16白色
杂交3：橙色×白色 白色 12/16白色、3/16橙色、1/16黄色
A．3对基因均显性的纯合个体表现为白色
B．杂交3的白色亲本基因型有两种可能性
C．杂交2的F2橙色随机杂交后代中白色占1/9
D．杂交2的F1与杂交3的F1杂交，子代为4/8白色、3/8橙色、1/8黄色
【答案】B
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】A、三对基因均显性的纯合个体基因型为AABBCC，结合该植物果实颜色的基因调控规律，C基因为显性上位基因，只要个体含有显性C基因（基因型为C_），无论A/a、B/b基因如何组合，果实均表现为白色，因此AABBCC表现为白色，A正确；
B、杂交3的亲本均为纯系，其中橙色纯合亲本的基因型只能是AABBcc（需满足cc且A_B_，才能表现为橙色）；杂交3的F2表型比例为12：3：1，可推知F1基因型为AaBBCc（仅A/a、C/c杂合，B/b纯合为BB，才能保证F2中橙色与黄色比例为3：1）。由此反推白色纯合亲本，需与AABBcc杂交产生AaBBCc，其基因型只能是aaBBCC，若为其他白色纯合基因型（如AAbbCC、aabbCC等），会导致F1基因型异常，无法产生12：3：1的分离比，因此白色亲本基因型只有一种可能性，B错误；
C、杂交2的亲本为AABBcc×aabbcc，F1基因型为AaBbcc，F2中橙色个体的基因型为A_B_cc，具体比例为AABBcc（1/9）、AaBBcc（2/9）、AABbcc（2/9）、AaBbcc（4/9）。这些个体随机杂交（自由交配），先计算配子类型及比例：AABBcc只产生AB配子，贡献1/9 AB；AaBBcc产生AB、aB配子各占1/2，贡献1/9 AB、1/9 aB；AABbcc产生AB、Ab配子各占1/2，贡献1/9 AB、1/9 Ab；AaBbcc产生AB、Ab、aB、ab配子各占1/4，贡献1/9 AB、1/9 Ab、1/9 aB、1/9 ab。合并后配子比例为AB（4/9）、Ab（2/9）、aB（2/9）、ab（1/9）。后代中白色个体基因型为_ _bbcc，需雌雄配子结合产生bb基因型，含b的配子为Ab（2/9）和ab（1/9），总比例为1/3，因此bb的概率为1/3×1/3=1/9，即白色个体占1/9，C正确；
D、杂交2的F1基因型为AaBbcc，杂交3的F1基因型为AaBBCc，两者杂交时，三对基因独立遗传，可拆分逐对计算：C/c基因杂交为cc×Cc，后代Cc（1/2）、cc（1/2），含Cc的个体均为白色，白色概率为1/2（即4/8）；cc条件下，B/b基因杂交为Bb×BB，后代全为B_；A/a基因杂交为Aa×Aa，后代A_（3/4）、aa（1/4），因此橙色（A_B_cc）概率为1/2×3/4=3/8，黄色（aaB_cc）概率为1/2×1/4=1/8，综上子代表型比例为白色4/8、橙色3/8、黄色1/8，D正确。
故答案为：B。
【分析】1. 多对独立遗传的等位基因遵循基因的自由组合定律，遗传时可将多对基因拆分，逐对分析每对基因的遗传规律，再用乘法原理合并计算后代的基因型、表型及比例。
2. 基因互作会导致子二代出现9：3：3：1的变式分离比，常见的有显性上位和隐性上位两种类型；显性上位是指某一显性基因存在时，会掩盖其他基因的表型效应；隐性上位是指某一隐性基因纯合时，会掩盖其他基因的表型效应。
3. 群体自由交配的概率计算，需先统计群体产生的配子类型及比例，再根据雌雄配子随机结合的原则，计算后代不同基因型、表型的概率。
4. 纯合亲本杂交时，可根据子一代的表型及子二代的分离比，反推亲本的基因型，同时推导基因间的调控关系，明确不同基因对表型的影响。
5. 上位基因是指能影响其他基因表达的基因，分为显性上位基因和隐性上位基因，其存在会改变常规的性状分离比，使表型种类发生变化。
17．短穗扦插是茶苗最主要的种植手段，其核心是选取一小段带有“一叶一芽”的成熟枝条作为插穗，在适宜环境下促其生根成苗。为了探究适合茶苗生长的适宜光照强度和温度，科研人员通过实验得出不同温度下某种茶苗植株的光补偿点和光饱和点，结果如图所示。回答下列问题：
（1）短穗扦插只保留一叶的主要原因是　 　，留芽的原因是　 　。
（2）将茶苗长期置于35℃、10千勒克斯的条件培养，茶苗　 　（选填“能”或“不能”）正常生长，此状态下叶肉细胞产生O2的速率　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）叶肉细胞产生CO2的速率。若在35℃条件下，光照强度从30千勒克斯增大到35千勒克斯，茶苗光合速率将　 　（选填“加快”、“减慢”或“不变”），原因可能是　 　（答出2点即可）。
（3）45℃条件下茶苗的光补偿点较高，原因是此时　 　相关的酶活性较高，需要较高的光照强度才能“补偿”呼吸消耗。结合图中数据和以上分析，种植茶苗的最适宜条件是　 　。
【答案】（1）保证茶苗能进行光合作用，防止蒸腾作用过强使水分散失；产生生长素促进茶苗生根
（2）不能；大于；不变；受光合色素含量限制；受光合作用相关酶含量限制；受光合作用相关酶活性的限制；受外界CO2浓度的限制等
（3）细胞呼吸；33千勒克斯、25℃
【知识点】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；光合作用综合
【解析】【解答】(1) 短穗扦插只保留一叶，主要是为了平衡光合作用和蒸腾作用的关系。保留一片叶，既可以通过光合作用合成有机物，为插穗生根提供必要的物质和能量；又能避免叶片数量过多，导致蒸腾作用过强，使插穗散失过多水分，影响成活率。留芽的原因是，芽是生长素合成的主要部位之一，幼嫩的芽可以产生生长素，生长素能够促进插穗基部细胞分裂和分化，诱导根原基形成，从而促进茶苗生根，提高扦插的成活率。
(2) 35℃时，茶苗的光补偿点是10千勒克斯，此时的光照强度等于光补偿点，说明茶苗的净光合速率为0，光合作用制造的有机物量与呼吸作用消耗的有机物量相等，没有有机物的积累，长期处于该条件下，茶苗无法正常生长。茶苗整体的净光合速率为0，但叶肉细胞是进行光合作用的主要场所，而根、茎等非绿色部分的细胞只进行呼吸作用，需要叶肉细胞提供有机物。因此，叶肉细胞的光合速率（产生O2的速率）需要大于其自身的呼吸速率（产生CO2的速率），才能为其他细胞提供有机物，所以叶肉细胞产生O2的速率大于叶肉细胞产生CO2的速率。35℃时，茶苗的光饱和点为30千勒克斯，当光照强度从30千勒克斯增大到35千勒克斯时，光照强度已经超过了光饱和点，此时光照强度不再是限制光合速率的因素，光合速率不再随光照强度的增加而加快。可能的原因包括，光合色素的含量有限，吸收和转化光能的能力已经达到上限；光合作用相关酶的含量或活性有限，无法进一步提高暗反应的速率；外界环境中的CO2浓度有限，暗反应的原料供应不足，限制了光合速率的提升。
(3) 45℃条件下，温度较高，细胞呼吸相关的酶活性较高，细胞呼吸速率增强，呼吸作用消耗的有机物增多，因此需要更高的光照强度来提高光合作用速率，才能使光合作用制造的有机物补偿呼吸作用消耗的有机物，所以茶苗的光补偿点较高。结合图中数据，25℃时茶苗的光补偿点最低，说明在较低的光照强度下就能积累有机物；同时25℃时茶苗的光饱和点最高，说明在该温度下，茶苗能利用更高的光照强度进行光合作用，光合速率的最大值较高。此时，茶苗的呼吸速率相对较低，光合速率较高，有机物的积累效率最高，因此种植茶苗的最适宜条件是25℃、约33千勒克斯的光照强度。
【分析】（1）植物扦插繁殖时，叶片可以进行光合作用为插穗提供有机物，同时蒸腾作用会散失水分，芽能合成生长素促进生根。
（2）光补偿点是指光合速率等于呼吸速率时的光照强度，此时净光合速率为零，光饱和点是指光合速率达到最大值时的光照强度，超过光饱和点后，光照强度不再是光合速率的限制因素，限制因素包括光合色素含量、酶的活性和含量、二氧化碳浓度等。植物整体的净光合速率为零时，叶肉细胞的光合速率需要大于自身的呼吸速率，以弥补非光合细胞的呼吸消耗。
（3）温度会影响酶的活性，包括与细胞呼吸和光合作用相关的酶，高温会提高呼吸酶的活性，使呼吸速率升高，从而提高光补偿点，而适宜的温度下，光合酶活性较高，呼吸速率较低，有利于有机物的积累。
（4）生长素是一种植物激素，主要由幼嫩的芽、叶和发育中的种子合成，能够促进细胞分裂和分化，诱导不定根的形成。
（5）光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，光反应需要光照，将光能转化为活跃的化学能，暗反应不需要光，利用光反应产生的ATP和NADPH将二氧化碳固定并还原为有机物，两个阶段相互联系，共同影响光合速率。细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸的主要场所是线粒体，能为生命活动提供能量，呼吸速率会影响植物对有机物的消耗，进而影响植物的生长和有机物积累。
（1）叶片的功能需平衡“光合供能”与“蒸腾失水”。由题可知，保留1片叶既能通过光合作用制造有机物，为插穗生根提供能量和物质；又能避免多片叶导致蒸腾作用过强，造成插穗水分过度流失而枯萎，故答案为 “保证茶苗能进行光合作用，防止蒸腾作用过强使水分散失”。插穗生根是成活的核心，而芽作为生长素合成的活跃部位（幼嫩的芽、叶是生长素合成主要场所），其产生的生长素可促进插穗基部细胞分化，诱导根原基形成，提高生根率。
（2）光补偿点是光合速率=呼吸速率（净光合速率=0）的光照强度，只有光照强度＞光补偿点，植物净光合速率＞0，才能积累有机物正常生长。结合图示，35℃时茶苗的光补偿点=10千勒克斯，此时净光合速率=0，有机物持续消耗，无法积累，因此茶苗不能正常生长。
茶苗整体净光合速率=0，但叶肉细胞是光合主要场所，需为自身及根、茎等非光合细胞提供有机物。计算关系：叶肉细胞光合速率（O2产生速率）=叶肉细胞呼吸速率（CO2产生速率）+非光合细胞呼吸消耗对应的光合量，因此叶肉细胞产生O2的速率大于其产生CO2的速率。
光饱和点是光合速率不再随光照强度增加而升高的光照强度。结合图示，35℃时茶苗光饱和点为30千勒克斯，超过该值后，光照强度不再是限制因素。 限制因素可能原因包括：①CO2供应不足，暗反应中CO2固定速率无法提升；②光合酶活性因温度（35℃可能接近酶活性上限）或数量限制，无法匹配光反应产物；③光合色素含量有限，吸收光能的能力达到上限。
（3）光补偿点是 “光合补偿呼吸消耗” 的光照强度，当呼吸速率升高时，需更高光合速率才能抵消呼吸消耗，对应更高的光照强度。 题干分析：45℃属于较高温度，此时细胞呼吸相关酶活性较高，呼吸速率显著增强，导致呼吸消耗的有机物增多；因此需更高的光照强度使光合速率提升，才能与升高的呼吸速率平衡，故光补偿点较高。最适宜条件需满足“光补偿点低（弱光下即可积累有机物）、光饱和点适中（光合速率能达到较高水平）”，结合图示数据：25℃时茶苗光补偿点最低，光饱和点约为33千勒克斯，此时在该光照强度下光合速率达到最大值，且呼吸消耗较低，有机物积累效率最高。
18．大气细颗粒物（PM2.5）是威胁健康的重要因素，为了研究长期PM2.5暴露是否会损害神经系统和降低空间记忆能力，研究团队利用不同程度的PM2.5暴露组的小鼠和水迷宫（图1）进行了实验（小鼠找到水下平台短暂休息后，人为随机将其放入水中任意位点，继续实验），得出小鼠在水迷宫中自主活动3分钟的代表性轨迹，如图2所示（“●”表示水下平台），其中A组为对照组，B、C、D分别为长期轻度、长期中度和长期重度PM2.5暴露组。回答下列问题：
（1）学习和记忆是　 　的高级功能，本实验中小鼠对隐藏的水下平台的空间位置的记忆属于短时记忆，可能与　 　有关，这些活动主要发生在一个形状像海马的脑区。
（2）根据图2各组小鼠的游动轨迹，可初步得出结论：　 　，判断依据是　 　。
（3）为验证长期PM2.5暴露是通过损害海马脑区的CA1区来影响空间记忆，将以上各组小鼠的海马脑区制成切片，　 　，若　 　则可证明。
【答案】（1）大脑；神经元之间即时的信息交流
（2）长期PM2.5暴露会降低小鼠的空间记忆能力，而且暴露程度越重，记忆能力下降越明显；实验中A组游经平台次数最多，B、C、D组依次减少
（3）在显微镜下观察各组的CA1区损伤程度并进行比较；相比A组，B、C、D组的CA1区都有损伤，且损伤程度D组＞C组＞B组
【知识点】脑的高级功能
【解析】【解答】(1) 学习和记忆是大脑的高级功能，这一过程主要依赖大脑皮层的调控。短时记忆的形成，主要与神经元之间即时的信息交流有关，这类信息传递和突触活动主要发生在形状像海马的脑区，这些活动能暂时存储和处理空间位置等相关信息，形成短时记忆。
(2) 可初步得出结论：长期PM2.5暴露会降低小鼠的空间记忆能力，而且暴露程度越重，记忆能力下降越明显。判断依据是：实验中，游经平台的次数是空间记忆能力的判断指标，次数越多，说明对平台位置的记忆越清晰，空间记忆能力越强。对照组A组的游动轨迹多次经过平台，游经平台次数最多；而随着PM2.5暴露程度加重，B、C、D组小鼠的游动轨迹逐渐偏离平台，游经平台次数依次减少，说明PM2.5暴露对空间记忆能力有损害，且损害程度随暴露加重而加剧。
(3) 为验证长期PM2.5暴露是通过损害海马脑区的CA1区来影响空间记忆，将以上各组小鼠的海马脑区制成切片，在显微镜下观察各组的CA1区损伤程度并进行比较；若相比A组，B、C、D组的CA1区都有损伤，且损伤程度D组＞C组＞B组，则可证明。
【分析】学习和记忆是大脑皮层的高级功能，短时记忆的形成与神经元之间即时的信息交流有关，主要发生在海马脑区；长时记忆可能与新突触的建立有关。水迷宫实验是检测动物空间学习和记忆能力的经典行为学实验，动物在水迷宫中游经平台的次数、找到平台的时间等指标，可反映其空间记忆能力的强弱。组织切片的显微观察是检测脑组织损伤程度的常用方法，可通过显微镜观察脑组织切片的结构变化，判断特定脑区的损伤情况。
（1）学习和记忆是大脑的高级功能，短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关，这些活动主要发生在一个形状像海马的脑区，长期记忆可能与新突触的建立有关。
（2）由图2可知，实验中A组游经平台次数最多，B、C、D组依次减少，说明长期PM2.5暴露会降低小鼠的空间记忆能力，而且暴露程度越重，记忆能力下降越明显。
（3）欲验证长期PM2.5暴露是通过损害海马脑区的CA1区来影响空间记忆，将以上各组小鼠的海马脑区制成切片，在显微镜下观察各组的CA1区损伤程度并进行比较，实验中A组游经平台次数最多，B、C、D组依次减少，则相比A组，B、C、D组的CA1区都有损伤，且损伤程度D组＞C组＞B组。
19．某种昆虫（XY型）的翅形和体色分别由一对等位基因控制，已知翅形长翅（A）对短翅（a）为显性，且基因位于常染色体上；控制体色的基因用B/b表示。研究小组利用雌性灰身短翅与雄性黑身长翅杂交，F1中长翅灰身：短翅灰身：长翅黑身：短翅黑身=1：1：1：1.不考虑基因位于XY同源区段和互换，回答下列问题：
（1）根据实验结果，推测该昆虫体色的显隐性关系，可能的情况有　 　种。
（2）分别统计F1中雌雄的体色，若　 　，则可以确认控制体色的基因位于X染色体上，同时确定　 　为显性。
（3）现已确认控制体色的基因位于常染色体上。
①研究小组为探究体色显隐性及两对基因是否独立遗传，在F1中挑选　 　（翅形）中相同体色的雌雄个体相互交配。实验结果为第一组F2中长翅灰身：短翅灰身：长翅黑身：短翅黑身=3：1：5：3，第二组F2中长翅灰身：短翅灰身=3：1，说明两对基因　 　（填“遵循”或“不遵循”）自由组合定律，　 　（体色）为显性。导致第一组出现上述表型及比例的原因可能是　 　配子致死。
②有成员提出，若黑色为显性，无需进行杂交实验就能判断控制体色和翅形的基因一定遵循自由组合定律，理由是　 　。
【答案】（1）2
（2）雌性全为黑身，雄性全为灰身；黑身
（3）长翅；遵循；黑身；AB的雌；若位于同一对染色体上，F1只会出现2种表型，只有位于2对同源染色体上，F1才会出现上述表型及比例
【知识点】伴性遗传；遗传的基本规律综合；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】(1) 翅形基因位于常染色体，长翅对短翅为显性，雌性短翅基因型为aa，雄性长翅与雌性短翅杂交，子代长翅和短翅比例为1：1，符合测交结果，可确定雄性长翅基因型为Aa。体色方面，雌性灰身与雄性黑身杂交，子代灰身与黑身比例为1：1，该比例有两种遗传可能，第一种是灰身为显性，亲本为显性杂合子与隐性纯合子杂交；第二种是黑身为显性，亲本同样为显性杂合子与隐性纯合子杂交，因此体色显隐性关系可能的情况有2种。
(2) 若控制体色的基因位于X染色体上，要使子代雌雄体色出现明显分化，亲本雌性灰身、雄性黑身杂交后，子代雌性全为黑身，雄性全为灰身。由此可推导亲本基因型为雌性隐性纯合、雄性显性，能够确定黑身为显性性状。
(3) ①已知控制翅性基因A/a的显隐性（长翅对短翅为显性）和位置（常染色体），要探究体色显隐性及两对基因是否独立遗传，由于只有基因型为aa的短翅个体，雌雄相互交配后代不会发生翅性的性状分离，无法用于探究两对基因是否独立遗传的规律，因此需在F1中挑选长翅且相同体色的雌雄个体相互交配，即长翅黑身与长翅黑身交配、长翅灰身与长翅灰身交配，且F1中长翅个体基因型为Aabb和AaBb。将两对性状拆分分析，翅形和体色的表型比例能够自由组合拆分，说明两对基因遵循自由组合定律。第一组F2中，长：短=（3+5）：（1+3）=8：4=2：1，灰：黑=（3+1）：（5+3）=4：8=1：2，第二组F2中，长：短=3：1，灰：黑=1：0。可见第二组中体色性状没有性状分离，而第一组中体色性状有性状分离，且黑身个体占比更高，可判断黑身为显性。因此第一组中F1个体基因型为AaBb，表现型为长翅黑身；第二组中F1个体基因型为Aabb，表现型为长翅灰身，则说明两对基因遵循自由组合定律（基因连锁只会最多出现三种性状），由于第一组杂交后代性状比例偏离常规自由组合比例，故存在配子致死现象。第二组中F1个体基因型为Aabb， F2中长翅灰身（A-bb）：短翅灰身（aabb）=3：1，则说明ab和Ab的雌雄配子都不致死。第一组中F1个体基因型为AaBb，如果没有致死现象的存在，那么 F2中A-B-长翅黑身：A-bb长翅灰身：aaB-短翅黑身：aabb短翅灰身=9：3：3：1，实际上， F2中A-B-长翅黑身：A-bb长翅灰身：aaB-短翅黑身：aabb短翅灰身=5：3：3：1，可见雌雄配子中ab、Ab、aB没有问题，只剩下AB配子出现问题。雌性灰身短翅（aabb)与雄性黑身长翅（A-B-）杂交，F1中长翅灰身（Aabb）：短翅灰身（aabb）：长翅黑身（AaBb）：短翅黑身（aaBb）=1：1：1：1，则亲代雄性黑身长翅的基因型为AaBb，产生正常配子是AB：Ab：aB：ab=1：1：1：1，因此雄配子AB不会致死，故雌配子AB会致死，导致部分基因型个体无法存活，最终出现特殊表型比例。
② 若控制体色和翅形的基因位于同一对同源染色体上，不考虑互换时，雄性黑身长翅个体只能产生两种类型配子，雌性灰身短翅只产生一种配子，杂交后代只会出现两种表型。而实验中F1出现四种表型且比例为1：1：1：1，只有两对基因位于两对同源染色体上遵循自由组合定律时，才会出现该结果，因此无需杂交实验即可判断遵循自由组合定律。
【分析】（1）一对等位基因遗传中，杂合子与隐性纯合子杂交为测交，后代性状分离比为1：1，无法直接由该比例判断显隐性，存在两种显隐性对应可能。
（2）伴X染色体遗传具有性别关联特点，性状表现与雌雄性别紧密相关，可根据子代雌雄表型差异判断基因在性染色体上的位置以及性状显隐性。
（3）两对等位基因若位于两对同源染色体，遵循基因的自由组合定律，双杂合子与隐性纯合子测交，后代会出现四种表型且比例为1：1：1：1。
（4）两对等位基因若位于同一对同源染色体上，无交叉互换时双杂合子仅能产生两种配子，测交后代只有两种表型。
（5）配子致死分为雌配子致死和雄配子致死，某种基因型配子致死会改变受精结合机会，使后代表型比例偏离遗传规律常规比例，可通过杂交结果推导致死配子类型。
（1）已知雌性灰身短翅与雄性黑身长翅杂交，F1中长翅灰身：短翅灰身：长翅黑身：短翅黑身=1：1：1：1，仅从翅形来看，亲本是短翅（aa）和长翅（设为A-），后代长翅：短翅=1：1，可推出亲本长翅基因型为Aa，即亲本关于翅形的基因型是aa×Aa，对于体色，设亲本基因型为B-×bb，后代灰身：黑身=1：1，那么体色的显隐性关系可能有两种情况：一是灰身是显性，亲本基因型为Bb×bb，二是黑身是显性，亲本基因型为bb×Bb，所以该昆虫体色的显隐性关系可能的情况有2种。
（2）若控制体色的基因位于X染色体上，亲本雌性灰身基因型为XBXb或XbXb，雄性黑身长翅基因型为XbY或XBY，统计F1中雌雄的体色，若雌性全为黑身，雄性全为灰身，则可以确认控制体色的基因位于X染色体上，同时能确定黑身为显性。
（3）①因为已确认控制体色的基因位于常染色体上，要探究体色显隐性及两对基因是否独立遗传，应在F1中挑选长翅中相同体色的雌雄个体相互交配，原因是F1中短翅个体基因型为aa，相互交配后代不会出现性状分离，无法用于探究。F1中长翅个体基因型为Aabb和AaBb，相同体色的雌雄个体相互交配，第一组F2中长翅灰身：短翅灰身：长翅黑身：短翅黑身=3：1：5：3，长翅：短翅=2：1，黑身：灰身=2：1，黑身为显性性状，说明亲本的基因型为AaBb，说明两对基因遵循自由组合定律，且存在致死现象，第二组F2中长翅灰身：短翅灰身=3：1，说明亲本的基因型为Aabb，且Ab配子正常，结合亲本雌性灰身短翅（aabb）与雄性黑身长翅（AaBb）杂交，F1中长翅灰身：短翅灰身：长翅黑身：短翅黑身=1：1：1：1，说明AB雄配子正常，以及第一组和第二组的实验结果可知，导致第一组出现上述表型及比例的原因可能是AB的雌配子致死。
②若黑色为显性，雌性灰身短翅的基因型为aabb、雄性黑身长翅的基因型为AaBb，无需进行杂交实验就能判断控制体色和翅形的基因一定遵循自由组合定律，理由是若位于同一对染色体上，aabb产生一种配子，AaBb产生两种配子，F1只会出现2种表型，只有位于2对同源染色体上，F1才会出现上述表型及比例。
20．大树杜鹃是一种集中分布于我国云南高黎贡山山区的高大乔木，是濒危物种。大树杜鹃林下凋落物厚，种子难以散布到土壤基质层，在自然环境中发芽率很低。回答下列问题：
（1）区别不同群落的主要依据是　 　。若要研究大树杜鹃的生态位，通常需研究植物株高、与其他物种间的关系以及　 　等方面（答1点即可）。
（2）大树杜鹃林下枯枝败叶中含有的能量属于　 　（填序号）。
①植物用于生长、发育、繁殖的能量
②流入下一营养级的能量
③未被植物自身呼吸作用消耗，最终流向分解者的能量
（3）科研人员为研究大树杜鹃“自毒现象”（植物在生长过程中产生的化感物质释放到环境中，对自身或种内其他植物造成影响），进行了如下实验：采集大树杜鹃的新鲜叶、枯叶各50g，粉碎制成不同浓度的浸提液，采用滤纸培养皿法进行种子萌发试验，结果见表。
表 大树杜鹃鲜叶和枯叶浸提液处理下的种子萌发率（%）
浸提液浓度% CK 1 2
鲜叶 94.67±2.31 84.67±3.06 81.33±11.02
枯叶 94.67±2.31 90.00±10.39 82.67±9.02
注：CK为对照组，使用蒸馏水
由实验数据可知：大树杜鹃鲜叶和枯叶的浸提液均对大树杜鹃种子萌发有抑制作用，且鲜叶浸提液的抑制作用　 　枯叶，分析其原因是　 　。
大树杜鹃产生的化感物质还会干扰林下其他种植物的生长，由此体现化学信息具有　 　的作用，以此影响群落的建立与更新。
（4）科研人员提出“适度清除但不完全清除凋落物”的措施来助力大树杜鹃种群数量的发展，其依据是　 　（从2个角度作答）。
【答案】（1）物种组成；出现频率（或“种群密度”等）
（2）①③
（3）强于；鲜叶的代谢活动较枯叶更强，产生更多的化感物质，抑制效果更显著；调节种间关系
（4）适度清除凋落物，降低了化感物质对种子萌发的抑制作用；种子可以散布到土壤基质层，提高发芽率；凋落物是土壤有机质的重要来源，可以提高土壤养分，改善土壤微环境
【知识点】种间关系；当地自然群落中若干种生物的生态位；生态系统中的信息传递；生态系统的能量流动；群落的概念及组成
【解析】【解答】(1) 群落的物种组成是区别不同群落的首要依据和主要标志。研究大树杜鹃的生态位，除调查植株高度、与其他物种的种间关系外，还可以研究其种群密度、在群落中的出现频率、空间占据范围、资源利用方式等。
(2) 生产者同化的能量分为两部分，一部分通过自身呼吸作用以热能形式散失，另一部分用于自身生长、发育和繁殖。植物用于生长发育繁殖的能量，可流向下一营养级，也可随枯枝败叶、遗体残骸直接流向分解者。大树杜鹃林下枯枝败叶中的能量，属于植物同化后未被呼吸消耗、用于生长发育繁殖的能量，最终会被分解者利用，因此对应①③。
(3) 分析表格实验数据，同一浸提液浓度条件下，鲜叶处理组的种子萌发率低于枯叶处理组，说明鲜叶浸提液对种子萌发的抑制作用强于枯叶。鲜叶细胞代谢活动旺盛，能够合成并释放更多化感物质，而枯叶细胞代谢基本停滞，化感物质含量少、活性低，因此抑制效果更弱。植物释放的化感物质属于化学信息，化学信息可以调节生物的种间关系，进而影响群落的结构建立和演替更新。
(4) 适度清除凋落物，能够减少环境中化感物质积累，减弱自毒效应对种子萌发的抑制，同时减薄林下凋落物厚度，便于种子散布到土壤基质层，提高自然发芽率；不完全清除凋落物，保留的凋落物可经分解者分解补充土壤有机质，提升土壤养分，还能起到保湿、缓冲温度变化的作用，改善土壤微环境，利于大树杜鹃幼苗生长。
【分析】（1）群落的物种组成是划分不同群落的主要依据，研究生物生态位涵盖物种空间分布、种群密度、资源利用、种间关系、生长特征等多个维度。
（2）生态系统能量流动中，生产者同化量包括呼吸消耗的能量和用于生长发育繁殖的能量，用于生长发育繁殖的能量有流向下一营养级、流向分解者、未利用三个去向，植物枯枝败叶所含能量属于流向分解者的能量。
（3）化感作用是植物通过分泌化学物质影响自身或其他植物生长发育的现象，代谢旺盛的植物组织合成的化感物质更多，生理效应更强；生态系统的化学信息具有调节种间关系、维持群落结构与生态系统稳定的功能。
（4）森林凋落物具有双重生态效应，既可能产生化感自毒、阻碍种子扩散萌发的不利影响，又能分解补充土壤养分、涵养水分、改善林下微环境，人工适度干预需兼顾消除不利因素和保留生态益处。
（1）区别不同群落的主要依据是群落的物种组成，研究生态位通常需要关注植物的株高、种群密度、区域内出现频率、与其他物种的关系等（答1点即可）。
（2）枯枝败叶中的能量属于植物用于生长、发育、繁殖的能量，且是未被植物自身呼吸消耗，最终流向分解者的能量，故①③符合题意。
（3）从实验数据看，相同浓度下鲜叶浸提液处理的种子萌发率更低，说明其抑制作用强于枯叶；鲜叶比枯叶的抑制作用更强，原因是鲜叶的代谢活动较枯叶更强，产生更多的化感物质，抑制效果更显著；化感物质干扰林下其他植物生长，体现了化学信息能调节生物的种间关系，进而影响群落的建立与更新。
（4）适度清除凋落物：可减少化感物质的积累，降低了化感物质对种子萌发的抑制作用，同时降低凋落物对种子散布的阻碍，促进种群繁衍；不完全清除凋落物：可保留凋落物的保湿、保温作用，为种子萌发提供适宜的微环境，同时凋落物分解后能补充土壤养分，利于植株生长。
21．天然胰岛素在体内易形成二聚体，需解离为单体才能发挥降糖作用，这导致了起效延迟。为解决此问题，科学家利用蛋白质工程对胰岛素进行精准改造，将胰岛素B链第28位上的脯氨酸（Pro）与第29位上的赖氨酸（Lys）互换，进而获得目标胰岛素（INS，长度为330bp）。图1为天然胰岛素B链的部分DNA序列，图2表示利用PCR技术获取目标胰岛素基因的部分过程，图3为pET-INS表达载体构建示意图，图4为凝胶电泳结果图。据图分析，回答下列问题：
（1）蛋白质工程构建目标胰岛素需从　 　出发。根据图1、图2（黑框代表天然胰岛素B链基因突变位置，R1、R2、F1与F2为对应的引物）综合分析，利用PCR技术获取目标胰岛素基因时，所用突变引物R1和F2对应的序列分别为　 　（填选项）。
A.3'—ACACACCCAAGACCC—5' B.5'—GGGTGGGCTTTGTGT—3'
C.5'—ACACAAAGCCCACCC—3' D.3'—GGGTCTTGGGTGTGT—5'
（2）质粒中启动子的作用是　 　。为确保INS正确插入图3的质粒pET-MCS中，经相应酶切割后，质粒pET保留的黏性末端序列应为　 　。
（3）将重组质粒pET-INS导入感受态大肠杆菌，并置于含　 　的培养基中，挑取8个长势良好的单菌落进行PCR扩增以及扩增产物的凝胶电泳，结果见图4.8个条带大小均为330bp左右，说明　 　。其中2号菌落条带相较不明显，可能的原因是　 　。
（4）为提高在大肠杆菌中目标胰岛素基因的表达量，请从密码子的简并性和偏好性的角度，提出一条可行性强的措施：　 　。
【答案】（1）预期蛋白质的功能（不形成二聚体，能迅速发挥作用）；BC
（2）RNA聚合酶的结合位点，驱动下游基因转录；5'-TA-3'和5'-AGCT-3'
（3）卡那霉素；目标胰岛素基因INS已经成功导入大肠杆菌；目标DNA含量不高
（4）根据胰岛素中氨基酸序列和大肠杆菌偏好的密码子，改变相应脱氧核苷酸序列
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；蛋白质工程；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】(1) 蛋白质工程的核心是“逆向设计”，需从预期蛋白质的功能出发，再反向推导并改造基因序列。本题中目标胰岛素的功能需求是不形成二聚体、能迅速解离为单体发挥降糖作用，因此构建目标胰岛素需从预期蛋白质的功能（不形成二聚体，能迅速发挥作用）出发。
根据图1，天然胰岛素B链的编码链（5'→3'）序列为`……ACACACCCAAGACCC……`，其中`CCC`编码B28位脯氨酸（Pro），`AAG`编码B29位赖氨酸（Lys）；突变后B28与B29位氨基酸互换，编码序列变为`……ACACAAAGCCCACCC……`（`AAG`编码Lys，`CCC`编码Pro）。PCR引物需与模板链互补且方向为5'→3'：正向引物F2需与突变后的模板链（3'→5'）互补，序列与编码链突变部分一致，即`5'—ACACAAAGCCCACCC—3'`，对应选项C；反向引物R1需与突变后的编码链（5'→3'）互补，序列为`5'—GGGTGGGCTTTGTGT—3'`，对应选项B。
因此突变引物R1和F2对应的序列为BC。
(2) 启动子是基因表达载体的关键元件，其作用是作为RNA聚合酶的结合位点，驱动下游目的基因的转录。为确保INS正确插入质粒pET-MCS，需用相同限制酶切割质粒和目的基因（NdeⅠ和HindⅢ）：NdeⅠ识别序列为`5'-CATATG-3'`，切割位点为`C↓ATATG`，切割后产生的黏性末端为`5'-TA-3'`；HindⅢ识别序列为`5'-AAGCTT-3'`，切割位点为`A↓AGCTT`，切割后产生的黏性末端为`5'-AGCT-3'`。因此质粒pET保留的黏性末端序列为`5'-TA-3'`和`5'-AGCT-3'`。
(3) 重组质粒pET-INS中含卡那霉素抗性基因（Kan），因此导入重组质粒的大肠杆菌能在含卡那霉素的培养基中存活，未导入的则被淘汰，故需将大肠杆菌置于含卡那霉素的培养基中筛选。图4中8个菌落的PCR扩增产物条带均为330bp左右（与目标胰岛素基因INS的长度一致），说明目标胰岛素基因INS已经成功导入大肠杆菌。条带亮度反映DNA扩增产物的量，2号菌落条带不明显，说明扩增产物量少，最可能的原因是目标DNA含量不高（如重组质粒拷贝数低、DNA提取量不足或PCR模板量少）。
(4) 不同生物对密码子的使用具有偏好性，大肠杆菌更倾向于使用部分密码子。由于目标胰岛素的氨基酸序列固定，可利用密码子的简并性，将人源胰岛素基因的密码子替换为大肠杆菌偏好的密码子，提高翻译效率，进而增加胰岛素的表达量。因此可行性措施为：根据胰岛素中氨基酸序列和大肠杆菌偏好的密码子，改变相应脱氧核苷酸序列（密码子优化）。
【分析】（1）蛋白质工程的基本流程是从预期蛋白质功能出发，设计蛋白质结构，再改造基因序列，区别于基因工程的“从基因到蛋白质”的正向流程。PCR扩增的引物需与模板链3'端互补，且延伸方向为5'→3'，反向引物与编码链互补。
（2）基因表达载体的启动子是RNA聚合酶的结合位点，驱动下游基因转录；限制酶切割产生的黏性末端需互补，才能保证目的基因定向插入载体。
（3）质粒上的抗性基因可作为筛选标记，用于筛选导入重组质粒的受体细胞；凝胶电泳中条带的位置反映DNA片段长度，亮度反映DNA含量。
（4）密码子具有简并性，不同生物的密码子偏好性不同，优化目的基因的密码子可提高其在宿主细胞中的翻译效率，增加蛋白质表达量。
（1）蛋白质工程与基因工程的核心区别在于“逆向设计”——基因工程是从基因到蛋白质（中心法则正向），而蛋白质工程是先明确目标蛋白质的功能需求，再反向推导对应的基因序列。题目中目标胰岛素的核心需求是“不形成二聚体，快速解离为单体发挥降糖作用”，这是改造的核心目的。所以蛋白质工程需从预期蛋白质的功能（不形成二聚体，能迅速发挥作用）出发。天然胰岛素B链的碱基序列为： 5'……ACACACCCAAGACCC……3' 3'……TGTGTGGGTTCTGGG……5' 突变后，编码第28、29位氨基酸的碱基发生改变（B28为Pro，B29 为Lys），序列变为：5'……ACACAAAGCCCACCC……3'，分析图2的引物方向引物F1和F2是正向引物，与模板链的3' 端互补，方向为5'→3'。 引物R1和R2是反向引物，与编码链的3' 端互补，方向为5'→3'。 与突变后的模板链（3'→5'）互补，突变后序列为，因此F2的 5'→3' 序列为：5'—ACACAAAGCCCACCC—3' → 对应选项C；引物R1：与突变后的编码链（5'→3'）互补，因此R1的 5'→3' 序列为：5'—GGGTGGGCTTTGTGT—3' → 对应选项B。
（2）启动子的作用是RNA聚合酶的结合位点，驱动下游基因转录。目的基因INS插入质粒pET-MCS时，需用相同限制酶切割质粒和目的基因，确保黏性末端互补。图3中目的基因两侧的限制酶为NdeⅠ和HindⅢ（pUC-INS中目的基因两端酶切位点与pET-MCS的MCS区域对应）。限制酶切割规则：NdeⅠ识别序列为CATATG，切割后产生黏性末端5’—TA—3’（CATATG切割位点：C↓ATATG，产生5’—CATATG—3’和3’—GTATAC—5’，黏性末端为5’—TA—3’）；HindⅢ识别序列为AAGCTT，切割后产生黏性末端5’—AGCT—3’（AAGCTT切割位点：A↓AGCTT，产生5’—AAGCT—3’和3’—TTCGA—5’，黏性末端为5’—AGCT—3’）。
（3）图3分析：重组质粒pET-INS中含有的抗性基因是Kan（卡那霉素抗性基因）（Amp基因在酶切过程中被破坏，因目的基因插入MCS区域，而Amp基因可能位于MCS下游或被酶切破坏，需以重组质粒保留的抗性基因为准）。含重组质粒的大肠杆菌能抵抗卡那霉素，因此培养基需添加卡那霉素，淘汰未导入重组质粒的大肠杆菌。图4分析：DNAMarker显示330bp左右的条带为目的基因INS的长度，8个菌落的PCR扩增产物均为330bp，说明目标胰岛素基因INS已经成功导入大肠杆菌（每个单菌落均含重组质粒，PCR扩增出目的基因）。条带亮度反映DNA扩增产物的量，条带不明显说明扩增产物少，可能原因包括：菌落中重组质粒拷贝数低（目标DNA含量不高）；PCR反应中模板DNA加入量不足；菌落培养过程中细菌生长状态差，DNA提取量少。核心原因：最可能是目标DNA含量不高（重组质粒拷贝数低或提取量少）。
（4）目标胰岛素的氨基酸序列固定（需保证功能不变），可利用密码子简并性，将人源胰岛素基因的密码子替换为大肠杆菌偏好的密码子，提高翻译效率，进而增加表达量。可行性措施为根据胰岛素中氨基酸序列和大肠杆菌偏好的密码子，改变相应脱氧核苷酸序列（即密码子优化）。
1 / 12026届广西柳州市高三1月第二次模拟考试生物试题
1．我国为治理荒漠化问题，在内蒙古、甘肃等荒漠化区域种植了梭梭树、沙棘等植被，至今已累计治理沙漠、荒漠超700万亩。下列叙述正确的是（　　）
A．种植梭梭树、沙棘等耐旱植被，体现了生态工程的协调原理
B．梭梭树、沙棘可以防风固沙，体现了生物多样性的潜在价值
C．在荒漠化区域种植植被，扩大了生态足迹，缓解了生态赤字
D．荒漠化治理过程中发生的演替是初生演替，演替速度快，经历阶段少
2．光是影响绝大多数植物生长、发育的重要外界因素。下列叙述正确的是（　　）
A．有光条件下胚芽鞘尖端才能产生生长素
B．有光条件下莴苣种子才能萌发，因为光照给种子供能
C．光照时长影响植物开花，可能与植物激素的分泌相关
D．光敏色素是光信号的唯一受体，通过信号转导影响特定基因的表达
3．研究人员在稻田中发现了一株叶绿素含量显著低于正常水平的水稻突变植株。下列有关该突变植株的推测，合理的是（　　）
A．叶肉细胞叶绿体中的基粒可能比较少
B．光合作用效率显著高于正常水稻植株
C．对蓝紫光的吸收量与正常水稻植株无差异
D．用纸层析法分离光合色素，扩散最快的两条色素带变窄
4．《氾胜之书》记载，在瓜田中"又种薤（藠头）十根……居瓜子外，至五月瓜熟，薤可拔卖之，与瓜相避。又可种小豆于瓜中，亩四五升，其藿（嫩叶）可卖"。下列相关叙述，错误的是（　　）
A．瓜、薤、小豆的间作套种模式可充分利用群落的空间结构与季节性
B．薤与瓜“相避”可使二者种间竞争减弱，生态位重叠程度降低
C．没有人工干预，该瓜田生物群落无法长期保持其群落的特征
D．小豆固氮可改良土壤肥力，体现了生物与无机环境间的协同进化
5．人体对水和无机盐的调节称为渗透压调节。下列相关叙述，错误的是（　　）
A．渗透压平衡可通过肾调节尿量和尿的成分来完成
B．当尿液中含有大量蛋白质时，血浆渗透压升高，可能引起组织水肿
C．血钠含量降低时，肾上腺皮质会增加分泌醛固酮，促进对钠离子的重吸收
D．饮水使血浆渗透压下降，渗透压感受器兴奋性下降，下丘脑分泌抗利尿激素减少
6．抗性淀粉难以被小肠消化吸收，GI值（升糖指数）比普通淀粉低。但抗性淀粉进入大肠后，会被肠道微生物用于发酵并产生气体。下列叙述错误的是（　　）
A．摄入抗性淀粉半小时后，体内胰岛素含量不会明显升高
B．长期摄入高GI值的食物，可能会导致高血脂、肥胖等症状
C．淀粉的本质是多糖，被微生物利用后不能转化为氨基酸等非糖类物质
D．人长期只食用抗性淀粉含量高的食物，可能会导致营养不良、肚子胀气
7．某研究小组利用滚管培养法从动物瘤胃中分离出能分解尿素的微生物，流程如图所示。先在无氧条件下将样品稀释液注入盛有培养基的密封试管中，之后将试管平放于盛有冰块的盘中迅速滚动使带菌的培养基在试管内壁凝固成薄层，培养一段时间后即可获得单菌落。下列叙述正确的是（　　）
A．Ⅰ“滚管培养”使用的培养基不含凝固剂
B．Ⅱ“连续重复多次”目的是进行“梯度稀释”
C．Ⅲ中分解尿素的微生物表现出稳定的菌落特征
D．可利用刚果红培养基鉴别分解尿素的细菌
8．我国科学家用自创的技术成功培育出了体细胞克隆猴“中中”和“华华”，为人类疾病研究提供了全新的动物模型，图为克隆猴的培育过程。下列叙述错误的是（　　）
A．选择胎猴体细胞作为供体细胞的原因是其增殖能力强，体外易培养与传代
B．我国自创的化学方法能有效降低重构胚细胞中组蛋白的甲基化与乙酰化水平
C．可用蛋白酶合成抑制剂激活重构胚，培养至囊胚时移植给经同期发情处理的代孕母猴
D．克隆猴作为新的模式生物可最大限度排除由基因差异造成的结构和机理方面的不同
9．科研团队以拟南芥为材料首次揭示了单个植物体细胞经基因重编程，最终发育成完整植株的过程，实施路径如图所示。下列叙述错误的是（　　）
注：LEC2：全能性调控因子ARFs：生长素响应因子Auxin：内源生长素
A．Auxin与ARFs结合，是形成体细胞胚的重要条件
B．以拟南芥叶片为外植体，可用酒精与次氯酸钠进行消毒
C．图中“重编程”的过程类似于植物组织培养的再分化过程
D．由叶表皮细胞到体细胞胚的过程，体现了基因的选择性表达
10．腺苷可以与特定的腺苷受体结合，从而抑制中枢神经元的活动，导致疲劳和嗜睡。咖啡因的分子结构与腺苷相似，可抢先占据腺苷受体位置，因此人体摄入咖啡因能提神。然而长期摄入咖啡因，提神效果会减弱。下列叙述正确的是（　　）
A．腺苷可由ATP水解掉2个磷酸基团产生
B．长期摄入咖啡因可能使人体产生更多的腺苷受体
C．咖啡因与腺苷受体结合后可促进Na+外流使人保持清醒
D．腺苷与腺苷受体结合后，相应中枢神经元的膜电位变为外负内正
11．将酵母菌接种至一定量培养液中培养一段时间，然后将酵母菌培养液稀释100倍，并与台盼蓝染液等体积混合均匀，规范操作置入血细胞计数板（1mm×1mm×0.1mm）进行计数，结果如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．培养液中酵母菌种群年龄结构始终保持增长型
B．台盼蓝可以鉴别酵母菌的活性，蓝色菌体是有活性的
C．此时1mL酵母菌培养液中活菌数约为2.25×108个/mL
D．酵母菌种群数量变化与培养液营养的多少有密切关系
12．哺乳动物肝脏被部分切除后，剩余细胞会启动有丝分裂完成再生修复。下列叙述正确的是（　　）
A．有丝分裂时染色质螺旋变粗变短，有利于基因表达
B．肝细胞完成一次有丝分裂先后经历分裂期和分裂间期
C．肝细胞有丝分裂前期，中心体发生复制并移向细胞两极
D．肝细胞启动有丝分裂前后，细胞内蛋白质种类会发生变化
13．大刍草的育性与核基因T、B有关，这两种基因独立遗传。含T基因的花粉粒不育（花粉粒形态异常），B基因能使花粉粒恢复育性。不考虑突变与互换，对基因型为TtBb的大刍草植株分析，错误的是（　　）
A．自交后代雄性可育：雄性不育为13：3
B．1/2精原细胞产生的花粉粒形态均正常
C．形态异常的花粉粒占所有花粉粒的1/4
D．MI时非同源染色体自由组合是配子多样性的重要来源
14．同位素标记和荧光标记都可用于研究示踪物质的运行和变化规律，下列方案可行的是（　　）
方案 实验目的 实验处理和检测方法
A 探究小麦光合作用中CO2的氧元素去向 给小麦提供C18O2，检测放射性去向
B 探究草履虫有氧呼吸时葡萄糖是否进入线粒体 给草履虫提供14C标记的葡萄糖，检测线粒体中是否出现放射性
C 探究细胞连续分裂过程中端粒的变化 用黄色荧光标记大肠杆菌的端粒，用红色荧光标记染色体的其余部分，观察黄色荧光的位置和强度
D 检测小鼠体内某种结构蛋白基因的表达情况 将该基因与荧光蛋白基因进行拼接后导入小鼠受精卵，发育为成鼠后检测其体内发出荧光的位置和强度
A．A B．B C．C D．D
15．为研究细菌抗性突变发生在接触链霉素之前还是之后，某同学利用影印培养法进行实验：先将菌液接种到1号培养基，再将1号菌落准确转印到2号和3号，之后挑取与3号位置对应的2号培养基的某一菌落接种到4号，依次进行，如图所示。下列叙述正确的是（　　）
注：为了更好地观测，1、5、9涂布的菌液需要逐步适当减少
A．甲组菌落数多于乙组，说明抗性突变发生在接触链霉素之前
B．甲组培养基2、6、10中抗链霉素细菌所占比例均小于培养基3
C．该实验结果能直接证明细菌抗性突变发生在接触链霉素之后
D．结果直观表明在链霉素的定向选择下，菌群中抗性基因频率增加
16．某植物的果实颜色有橙色、黄色和白色3种表型，由3对独立遗传的基因控制。用不同的纯系杂交，结果见表。下列叙述错误的是（　　）
杂交方式 F1表型 F2表型及比例
杂交1：橙色×黄色 橙色 3/4橙色、1/4黄色
杂交2：橙色×白色 橙色 9/16橙色、3/16黄色、4/16白色
杂交3：橙色×白色 白色 12/16白色、3/16橙色、1/16黄色
A．3对基因均显性的纯合个体表现为白色
B．杂交3的白色亲本基因型有两种可能性
C．杂交2的F2橙色随机杂交后代中白色占1/9
D．杂交2的F1与杂交3的F1杂交，子代为4/8白色、3/8橙色、1/8黄色
17．短穗扦插是茶苗最主要的种植手段，其核心是选取一小段带有“一叶一芽”的成熟枝条作为插穗，在适宜环境下促其生根成苗。为了探究适合茶苗生长的适宜光照强度和温度，科研人员通过实验得出不同温度下某种茶苗植株的光补偿点和光饱和点，结果如图所示。回答下列问题：
（1）短穗扦插只保留一叶的主要原因是　 　，留芽的原因是　 　。
（2）将茶苗长期置于35℃、10千勒克斯的条件培养，茶苗　 　（选填“能”或“不能”）正常生长，此状态下叶肉细胞产生O2的速率　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）叶肉细胞产生CO2的速率。若在35℃条件下，光照强度从30千勒克斯增大到35千勒克斯，茶苗光合速率将　 　（选填“加快”、“减慢”或“不变”），原因可能是　 　（答出2点即可）。
（3）45℃条件下茶苗的光补偿点较高，原因是此时　 　相关的酶活性较高，需要较高的光照强度才能“补偿”呼吸消耗。结合图中数据和以上分析，种植茶苗的最适宜条件是　 　。
18．大气细颗粒物（PM2.5）是威胁健康的重要因素，为了研究长期PM2.5暴露是否会损害神经系统和降低空间记忆能力，研究团队利用不同程度的PM2.5暴露组的小鼠和水迷宫（图1）进行了实验（小鼠找到水下平台短暂休息后，人为随机将其放入水中任意位点，继续实验），得出小鼠在水迷宫中自主活动3分钟的代表性轨迹，如图2所示（“●”表示水下平台），其中A组为对照组，B、C、D分别为长期轻度、长期中度和长期重度PM2.5暴露组。回答下列问题：
（1）学习和记忆是　 　的高级功能，本实验中小鼠对隐藏的水下平台的空间位置的记忆属于短时记忆，可能与　 　有关，这些活动主要发生在一个形状像海马的脑区。
（2）根据图2各组小鼠的游动轨迹，可初步得出结论：　 　，判断依据是　 　。
（3）为验证长期PM2.5暴露是通过损害海马脑区的CA1区来影响空间记忆，将以上各组小鼠的海马脑区制成切片，　 　，若　 　则可证明。
19．某种昆虫（XY型）的翅形和体色分别由一对等位基因控制，已知翅形长翅（A）对短翅（a）为显性，且基因位于常染色体上；控制体色的基因用B/b表示。研究小组利用雌性灰身短翅与雄性黑身长翅杂交，F1中长翅灰身：短翅灰身：长翅黑身：短翅黑身=1：1：1：1.不考虑基因位于XY同源区段和互换，回答下列问题：
（1）根据实验结果，推测该昆虫体色的显隐性关系，可能的情况有　 　种。
（2）分别统计F1中雌雄的体色，若　 　，则可以确认控制体色的基因位于X染色体上，同时确定　 　为显性。
（3）现已确认控制体色的基因位于常染色体上。
①研究小组为探究体色显隐性及两对基因是否独立遗传，在F1中挑选　 　（翅形）中相同体色的雌雄个体相互交配。实验结果为第一组F2中长翅灰身：短翅灰身：长翅黑身：短翅黑身=3：1：5：3，第二组F2中长翅灰身：短翅灰身=3：1，说明两对基因　 　（填“遵循”或“不遵循”）自由组合定律，　 　（体色）为显性。导致第一组出现上述表型及比例的原因可能是　 　配子致死。
②有成员提出，若黑色为显性，无需进行杂交实验就能判断控制体色和翅形的基因一定遵循自由组合定律，理由是　 　。
20．大树杜鹃是一种集中分布于我国云南高黎贡山山区的高大乔木，是濒危物种。大树杜鹃林下凋落物厚，种子难以散布到土壤基质层，在自然环境中发芽率很低。回答下列问题：
（1）区别不同群落的主要依据是　 　。若要研究大树杜鹃的生态位，通常需研究植物株高、与其他物种间的关系以及　 　等方面（答1点即可）。
（2）大树杜鹃林下枯枝败叶中含有的能量属于　 　（填序号）。
①植物用于生长、发育、繁殖的能量
②流入下一营养级的能量
③未被植物自身呼吸作用消耗，最终流向分解者的能量
（3）科研人员为研究大树杜鹃“自毒现象”（植物在生长过程中产生的化感物质释放到环境中，对自身或种内其他植物造成影响），进行了如下实验：采集大树杜鹃的新鲜叶、枯叶各50g，粉碎制成不同浓度的浸提液，采用滤纸培养皿法进行种子萌发试验，结果见表。
表 大树杜鹃鲜叶和枯叶浸提液处理下的种子萌发率（%）
浸提液浓度% CK 1 2
鲜叶 94.67±2.31 84.67±3.06 81.33±11.02
枯叶 94.67±2.31 90.00±10.39 82.67±9.02
注：CK为对照组，使用蒸馏水
由实验数据可知：大树杜鹃鲜叶和枯叶的浸提液均对大树杜鹃种子萌发有抑制作用，且鲜叶浸提液的抑制作用　 　枯叶，分析其原因是　 　。
大树杜鹃产生的化感物质还会干扰林下其他种植物的生长，由此体现化学信息具有　 　的作用，以此影响群落的建立与更新。
（4）科研人员提出“适度清除但不完全清除凋落物”的措施来助力大树杜鹃种群数量的发展，其依据是　 　（从2个角度作答）。
21．天然胰岛素在体内易形成二聚体，需解离为单体才能发挥降糖作用，这导致了起效延迟。为解决此问题，科学家利用蛋白质工程对胰岛素进行精准改造，将胰岛素B链第28位上的脯氨酸（Pro）与第29位上的赖氨酸（Lys）互换，进而获得目标胰岛素（INS，长度为330bp）。图1为天然胰岛素B链的部分DNA序列，图2表示利用PCR技术获取目标胰岛素基因的部分过程，图3为pET-INS表达载体构建示意图，图4为凝胶电泳结果图。据图分析，回答下列问题：
（1）蛋白质工程构建目标胰岛素需从　 　出发。根据图1、图2（黑框代表天然胰岛素B链基因突变位置，R1、R2、F1与F2为对应的引物）综合分析，利用PCR技术获取目标胰岛素基因时，所用突变引物R1和F2对应的序列分别为　 　（填选项）。
A.3'—ACACACCCAAGACCC—5' B.5'—GGGTGGGCTTTGTGT—3'
C.5'—ACACAAAGCCCACCC—3' D.3'—GGGTCTTGGGTGTGT—5'
（2）质粒中启动子的作用是　 　。为确保INS正确插入图3的质粒pET-MCS中，经相应酶切割后，质粒pET保留的黏性末端序列应为　 　。
（3）将重组质粒pET-INS导入感受态大肠杆菌，并置于含　 　的培养基中，挑取8个长势良好的单菌落进行PCR扩增以及扩增产物的凝胶电泳，结果见图4.8个条带大小均为330bp左右，说明　 　。其中2号菌落条带相较不明显，可能的原因是　 　。
（4）为提高在大肠杆菌中目标胰岛素基因的表达量，请从密码子的简并性和偏好性的角度，提出一条可行性强的措施：　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】群落的演替；人口增长对生态环境的影响；生态工程依据的生态学原理；生物多样性的价值
【解析】【解答】A、依据荒漠干旱的环境特征，选择梭梭树、沙棘等耐旱适配物种进行种植，兼顾生物与环境的协调适配，体现了生态工程的协调原理，A正确；
B、梭梭树、沙棘防风固沙属于生态调节功能，体现生物多样性的间接价值，潜在价值是人类目前尚未开发利用的价值，B错误；
C、在荒漠化区域种植植被能改善生态环境、节约生态资源，可减小生态足迹进而缓解生态赤字，并非扩大生态足迹，C错误；
D、荒漠化区域保留有原有土壤条件和植物繁殖体，发生的群落演替属于次生演替，不属于初生演替，D错误。
故答案为：A。
【分析】生态工程协调原理要求生物与环境、生物与生物之间协调平衡，引种植物需适配当地环境条件。生物多样性具有直接价值、间接价值和潜在价值，涵养水源、防风固沙等生态功能都属于间接价值。生态足迹代表人类消耗资源和容纳废弃物所需的生态空间，生态赤字是生态足迹超出区域生态承载力。初生演替起始于无土壤、无繁殖体的极端裸地环境，次生演替保留基础土壤和植物繁殖体，演替进程相对更快。
2．【答案】C
【知识点】生长素的产生、分布和运输情况；环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】A、胚芽鞘尖端生长素的合成由植物自身遗传特性决定，不需要光照参与，黑暗条件下也能正常产生生长素，A错误；
B、光照促进莴苣种子萌发，光是作为调节生命活动的信号分子起作用，并不为种子萌发提供能量，B错误；
C、光照时长通过光周期途径调控植物开花，光信号可影响植物体内多种激素的合成、分泌与分布，进而调控开花进程，C正确；
D、光敏色素是植物感受红光、远红光的光受体，植物还有向光素、隐花色素等其他光信号受体，并非唯一受体，D错误。
故答案为：C。
【分析】生长素在植物幼嫩组织的合成不受光照影响，光照只影响生长素的横向运输。光在植物生长发育中常作为信号因子调控生理过程，一般不直接为生命活动供能。光周期调节植物开花属于环境信号调控生长发育，该过程会联动调控植物激素的代谢与作用。植物拥有多种不同类型的光受体，分别感知不同波长的光，通过信号转导通路调控相关基因表达，进而影响生长发育。
3．【答案】A
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、叶绿体的基粒由类囊体薄膜堆叠而成，光合色素分布在类囊体薄膜上，突变植株叶绿素含量偏低，有可能是叶绿体中基粒数量较少，类囊体薄膜总面积小，色素附着量减少，A正确；
B、叶绿素具有吸收、传递和转化光能的作用，突变植株叶绿素含量显著降低，光反应强度减弱，整体光合作用效率会低于正常水稻植株，B错误；
C、叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，该突变植株叶绿素含量减少，对蓝紫光的吸收量会明显下降，与正常水稻植株存在明显差异，C错误；
D、纸层析法分离光合色素时，扩散速度最快的是胡萝卜素和叶黄素，二者属于类胡萝卜素，突变植株仅叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量未改变，扩散最快的两条色素带不会变窄，D错误。
故答案为：A。
【分析】叶绿体类囊体薄膜是光合色素的分布位点，基粒由类囊体堆叠构成，基粒数量会影响色素附着总量。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其含量高低直接影响植物对光能的捕获效率，进而影响光合作用强度。用纸层析法分离植物光合色素，色素扩散速率由其在层析液中的溶解度决定，溶解度越大扩散越快，扩散最快的胡萝卜素、叶黄素属于类胡萝卜素，与叶绿素含量变化无关。
4．【答案】D
【知识点】协同进化与生物多样性的形成；群落的结构；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、瓜、薤、小豆进行间作套种，可利用群落垂直结构分层利用空间、光照和养分，借助生长成熟的时间差异契合群落季节性特点，提高资源利用率，A正确；
B、薤与瓜在种植位置和成熟时间上相互错开，减少了对阳光、水分、矿质营养等共有资源的争夺，种间竞争减弱，生态位重叠程度随之降低，B正确；
C、瓜田属于人工农田群落，其物种组成、群落结构都依赖人工管理维持，若无人工干预，群落会发生次生演替，无法长期保持原有农田群落特征，C正确；
D、协同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间相互影响、相互选择并共同进化，小豆固氮改良土壤只是生物单向影响无机环境，不存在双向相互作用，不能体现协同进化，D错误。
故答案为：D。
【分析】群落具有垂直结构、水平结构和季节性特征，农业生产中间作套种可合理利用群落空间结构与季节节律，提升土地和光能利用率。生态位反映物种对资源的利用及种间关系，生态位重叠越大，种间竞争越剧烈，时空错位分布能降低生态位重叠、缓解竞争。人工构建的农田群落属于人工生态系统，群落结构和稳定性离不开人类活动的维持，弃耕后会自然发生次生演替。协同进化的核心是不同物种间、生物与无机环境间双向相互影响、共同演化，仅生物单方面改变环境不属于协同进化。
5．【答案】B
【知识点】水盐平衡调节
【解析】【解答】A、肾脏可通过调节尿量，以及尿液中无机盐、代谢废物的排出量，维持机体渗透压平衡，A正确；
B、尿液中出现大量蛋白质，说明血浆蛋白大量流失，血浆渗透压降低，水分更多滞留在组织液中，易引发组织水肿，B错误；
C、血钠含量降低时，肾上腺皮质分泌的醛固酮增多，促进肾小管和集合管对Na+的重吸收，从而升高血钠，维持钠平衡，C正确；
D、大量饮水会使血浆渗透压下降，下丘脑渗透压感受器兴奋性减弱，下丘脑分泌的抗利尿激素减少，肾小管、集合管对水的重吸收减少，尿量增加，D正确。
故答案为：B。
【分析】（1）血浆渗透压主要由血浆蛋白和无机盐维持，血浆蛋白减少会直接导致血浆渗透压降低，引发组织水肿。
（2）醛固酮可保钠排钾，抗利尿激素可促进肾小管和集合管重吸收水，二者共同参与水盐平衡调节。
（3）水盐调节的感受器位于下丘脑，抗利尿激素由下丘脑合成、垂体释放。
6．【答案】C
【知识点】糖类的种类及其分布和功能；血糖平衡调节
【解析】【解答】A、抗性淀粉难以被小肠消化吸收且升糖指数低，摄入后血糖不会明显上升，不会刺激胰岛素大量分泌，体内胰岛素含量不会明显升高，A正确；
B、长期摄入高GI值食物会造成血糖快速升高，胰岛素大量分泌，促进葡萄糖转化为脂肪储存，容易诱发高血脂、肥胖等代谢问题，B正确；
C、淀粉属于多糖，被微生物分解为单糖后，可通过细胞代谢产生中间产物，再经转氨基作用转化为氨基酸等非糖类物质，C错误；
D、抗性淀粉不易被小肠消化吸收，长期单一食用易造成营养供给不足引发营养不良，其在大肠被肠道微生物发酵会产生气体，进而导致肚子胀气，D正确。
故答案为：C。
【分析】升糖指数代表食物使血糖升高的速率和幅度，低升糖指数食物消化吸收平缓，血糖和胰岛素波动小，高升糖指数食物易造成血糖剧烈波动并促进脂肪合成。生物体内糖类、脂质、蛋白质三大营养物质可以通过细胞呼吸的中间代谢产物实现相互转化，糖类可转化生成非必需氨基酸。人体小肠无法消化的抗性淀粉等物质可进入大肠被肠道微生物分解利用，微生物发酵会产生气体，同时饮食结构单一、营养摄入不全易引发营养不良。
7．【答案】C
【知识点】微生物的分离和培养；培养基对微生物的选择作用；尿素分解菌的分离与计数；培养基概述及其分类
【解析】【解答】A、滚管培养法需要使带菌的培养基在试管内壁凝固成薄层，以此获得单菌落，因此培养基中需要添加琼脂等凝固剂，否则培养基无法凝固形成薄层，A错误；
B、流程中连续重复多次的操作是多次挑选单菌落进行培养，目的是进一步分离纯化，获得更纯净的能分解尿素的微生物培养物，梯度稀释是样品处理阶段的操作，并非该重复操作的目的，B错误；
C、Ⅲ阶段为经过多次分离纯化后获得的纯净培养物，此时分解尿素的微生物为纯种，在培养基上会表现出稳定的菌落特征，C正确；
D、刚果红培养基用于鉴别纤维素分解菌，刚果红可与纤维素形成红色复合物，纤维素被分解后会出现透明圈，鉴别分解尿素的细菌需使用以尿素为唯一氮源的培养基，并添加酚红指示剂，若细菌分解尿素使培养基pH升高，酚红指示剂会变红，D错误。
故答案为：C。
【分析】微生物的分离与纯化是获得纯种微生物的重要方法，常用的方法包括稀释涂布平板法、平板划线法、滚管培养法等，滚管培养法适用于厌氧微生物的分离，通过使培养基在试管内壁形成薄层获得单菌落。培养基的成分包括碳源、氮源、水、无机盐和生长因子等，固体培养基需要添加琼脂等凝固剂以形成固体状态。不同微生物的鉴别需要使用特定的鉴别培养基，鉴别纤维素分解菌使用刚果红培养基，鉴别尿素分解菌使用以尿素为唯一氮源并添加酚红指示剂的培养基。纯种微生物在培养基上会表现出稳定的菌落特征，菌落特征包括形状、大小、颜色、隆起程度等，可用于微生物的鉴定。
8．【答案】B
【知识点】动物细胞培养技术；动物体细胞克隆；胚胎移植
【解析】【解答】A、胎猴体细胞增殖能力强，体外易培养与传代，适合作为核移植的供体细胞，A正确；
B、图中化学方法使用了组蛋白去甲基化酶的mRNA（可降低甲基化水平）和组蛋白脱乙酰酶抑制剂（可提高乙酰化水平），因此该方法并非同时降低甲基化与乙酰化水平，B错误；
C、可用蛋白酶合成抑制剂激活重构胚，培养至囊胚阶段后移植给经同期发情处理的代孕母猴，这是克隆动物胚胎移植的常规操作，C正确；
D、克隆猴的核遗传物质与供体体细胞高度一致，可最大限度排除基因差异造成的结构和机理方面的不同，适合作为疾病研究的动物模型，D正确。
故答案为：B。
【分析】体细胞核移植技术中，通常选择分化程度低、增殖能力强的细胞作为供体细胞，这类细胞在体外更易培养与传代。表观遗传修饰包括DNA甲基化、组蛋白修饰等，组蛋白去甲基化酶可降低组蛋白的甲基化水平，组蛋白脱乙酰酶抑制剂会抑制脱乙酰酶的作用，从而提高组蛋白的乙酰化水平。重构胚的激活可通过物理或化学方法实现，胚胎移植时受体母畜需进行同期发情处理，以保证子宫内环境与胚胎发育相适应。克隆动物的核遗传物质与供体细胞一致，可减少个体间的遗传差异，适合作为研究疾病的模式生物。
9．【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程；植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、Auxin（生长素）与ARFs（生长素响应因子）结合后，参与气孔前体细胞重编程为全能干细胞，最终发育为体细胞胚，因此Auxin与ARFs结合是形成体细胞胚的重要条件，A正确；
B、植物组织培养中，外植体的常规消毒方法为用70%酒精和次氯酸钠溶液处理，可杀灭表面微生物，因此以拟南芥叶片为外植体时，可用酒精与次氯酸钠进行消毒，B正确；
C、图中“重编程”是让已分化的气孔前体细胞恢复为具有全能性的干细胞，该过程类似于植物组织培养的脱分化过程（使已分化细胞回到未分化状态），而再分化是愈伤组织发育为根、芽等器官的过程，二者方向完全不同，C错误；
D、从叶表皮细胞到体细胞胚的过程中，细胞的形态、结构和功能发生定向改变，这是不同阶段基因选择性表达的结果，D正确。
故答案为：C。
【分析】植物组织培养过程包括脱分化和再分化，脱分化是让已分化的细胞恢复为具有分裂能力的未分化细胞（如愈伤组织），再分化是愈伤组织发育为根、芽等器官的过程；外植体消毒常用酒精和次氯酸钠溶液，以杀灭表面微生物；细胞分化的实质是基因的选择性表达，不同阶段细胞的形态、功能差异由特定基因的表达模式决定；生长素可通过与生长素响应因子结合，调控植物细胞的重编程和发育过程。
10．【答案】B
【知识点】ATP的化学组成和特点；神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、ATP由腺苷和3个磷酸基团组成，水解掉2个磷酸基团后形成腺嘌呤核糖核苷酸，水解掉3个磷酸基团才产生腺苷，A错误；
B、长期摄入咖啡因，咖啡因持续抢占腺苷受体，腺苷难以发挥作用，机体可通过调节产生更多腺苷受体进行代偿，导致咖啡因提神效果减弱，B正确；
C、咖啡因仅抢先占据腺苷受体，阻断腺苷对神经元的抑制作用，并非直接与受体结合发挥作用；且神经元兴奋时Na+内流，Na+外流会维持静息电位，无法使人保持清醒，C错误；
D、腺苷抑制中枢神经元的活动，神经元保持静息电位，膜电位为外正内负，不会变为外负内正，D错误。
故答案为：B。
【分析】（1）腺苷=腺嘌呤+核糖，ATP脱去全部3个磷酸基团得到腺苷。
（2）神经元兴奋依赖Na+内流，抑制时维持外正内负的静息电位。
11．【答案】D
【知识点】种群的特征；探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
【解析】【解答】A、酵母菌种群在培养过程中会经历调整期、对数期、稳定期和衰亡期，稳定期出生率等于死亡率，年龄结构为稳定型，衰亡期死亡率大于出生率，年龄结构为衰退型，因此年龄结构不会始终保持增长型，A错误；
B、台盼蓝不能进入活细胞，无色菌体是有活性的，蓝色菌体是失去活性的死细胞，B错误；
C、该计数板为 25×16 型，选取的 1 个中格（16 小格）内无色活菌共 9 个。酵母菌培养液先稀释 100 倍，又与台盼蓝等体积混合，实际稀释倍数为 200 倍。1 个计数室体积为0.1mm3=10-4mL，计算得 1mL 培养液活菌数=9×25÷10-4×100×2=4.5×108个 /mL，并非2.25×108个/mL，C错误；
D、酵母菌种群数量变化与培养液的营养物质含量、代谢废物积累、pH变化等因素密切相关，D正确。
故答案为：D。
【分析】酵母菌种群数量变化遵循“S”型增长曲线，会经历调整期、对数期、稳定期和衰亡期，不同时期的年龄结构类型不同；台盼蓝染色法可鉴别细胞活性，活细胞细胞膜具有选择透过性，无法被染色；血细胞计数板计数时，需注意计数室体积、稀释倍数（包括菌液稀释倍数和台盼蓝等体积混合的稀释倍数），通过公式计算活菌数；培养液营养物质含量、代谢废物积累等环境因素会影响酵母菌种群数量变化。
12．【答案】D
【知识点】细胞有丝分裂不同时期的特点
【解析】【解答】A、有丝分裂时染色质螺旋变粗变短形成染色体，DNA高度螺旋化难以解旋转录，不利于基因表达，A错误；
B、细胞周期顺序为分裂间期在前、分裂期在后，肝细胞完成一次有丝分裂先经历分裂间期，再进入分裂期，B错误；
C、中心体的复制发生在有丝分裂间期，前期中心体已复制完成并移向细胞两极，并非前期才进行复制，C错误；
D、肝细胞启动有丝分裂时，会合成DNA聚合酶、纺锤体相关蛋白等分裂特异蛋白，原有部分蛋白合成停止，细胞内蛋白质种类发生变化，D正确。
故答案为：D。
【分析】完整细胞周期由分裂间期和分裂期组成，分裂间期为分裂期完成DNA复制和蛋白质合成等物质准备。染色质松散状态利于DNA解旋进行转录、实现基因表达，染色体高度螺旋化会抑制转录过程。动物细胞中心体在间期完成复制，前期迁移至细胞两极并发出星射线形成纺锤体。细胞进入分裂状态时会发生基因选择性表达，合成特定功能蛋白质，从而改变细胞内蛋白质的种类与组成。
13．【答案】A
【知识点】配子形成过程中染色体组合的多样性；基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】A、含T无B的花粉Tb不育，可育花粉为TB：tB：tb=1：1：1，卵细胞有TB：Tb：tB：tb=1：1：1：1四种，后代只有Ttbb（1/3×1/4=1/12）表现雄性不育，可育与不育比例为（1-1/12）：1/12=11：1，并非13∶3，A错误；
B、基因型TtBb的精原细胞减数分裂有两种自由组合方式，一种产生TB、tb花粉均正常，一种产生Tb异常、tB正常花粉，两种组合各占1/2，即1/2精原细胞产生的花粉粒形态均正常，B正确；
C、不考虑突变与互换，花粉基因型TB、Tb、tB、tb各占1/4，只有Tb花粉形态异常，故形态异常花粉粒占所有花粉粒的1/4，C正确；
D、T、B两对基因独立遗传，减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，会导致非等位基因重新组合，是配子基因型多样性的重要来源，D正确。
故答案为：A。
【分析】两对独立遗传的核基因遵循基因的自由组合定律，减数分裂过程中减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，是产生多样配子的主要原因。花粉育性受基因互作调控，特定基因型花粉不育时，需单独分析可育花粉类型及比例，再结合雌雄配子随机结合推导后代表现型比例。一个基因型为双杂合的精原细胞，减数分裂存在两种染色体组合方式，会产生不同基因型的花粉类型。
14．【答案】D
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、18O是稳定同位素，不具备放射性，不能通过检测放射性追踪元素去向，只能通过质量差异检测，实验方案不可行，A不符合题意；
B、有氧呼吸时葡萄糖在细胞质基质分解为丙酮酸，葡萄糖本身不能进入线粒体，无法用14C标记葡萄糖检测线粒体放射性来达到实验目的，B不符合题意；
C、大肠杆菌属于原核生物，无染色体结构，不存在端粒，不能用来探究端粒变化，C不符合题意；
D、将结构蛋白基因与荧光蛋白基因拼接为融合基因，导入受精卵后，荧光蛋白会随目的基因同步表达，可通过荧光位置和强度反映该基因的表达情况，方案可行，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】同位素分为放射性同位素和稳定同位素，放射性同位素可通过放射性示踪追踪物质去向，稳定同位素无放射性，不能用放射性检测方法。有氧呼吸的场所具有分区性，葡萄糖的初步分解只发生在细胞质基质，葡萄糖分子不能进入线粒体。端粒是真核生物染色体末端特有的DNA与蛋白质复合体，原核生物无染色体，也就无端粒结构。基因融合标记技术可将目的基因与荧光蛋白基因相连，依靠荧光信号直观定位、定量分析目的基因的表达水平与表达位置。
15．【答案】B
【知识点】基因频率的概念与变化；微生物的分离和培养；变异是自然选择的原材料
【解析】【解答】A、甲组是不含链霉素的培养基，敏感菌和抗性菌均能生长，菌落数多；乙组含链霉素，仅抗性菌能生长，菌落数少。菌落数的差异无法直接证明抗性突变发生在接触链霉素之前，A错误；
B、培养基2、6、10为不含链霉素的培养基，敏感菌和抗性菌均可生长，其中抗性菌占比为抗性菌数与总菌数的比值；培养基3为含链霉素的培养基，仅抗性菌能生长，抗性菌占比为100%。因此，培养基2、6、10中抗链霉素细菌所占比例均小于培养基3，B正确；
C、实验中，不含链霉素的培养基（如2号）中与含链霉素培养基（3号）菌落位置对应的菌株，在未接触链霉素时就具有抗性，直接证明抗性突变发生在接触链霉素之前，而非之后，C错误；
D、该实验的核心目的是探究抗性突变发生的时间，并非直接体现链霉素的定向选择使菌群中抗性基因频率增加，D错误。
故答案为：B。
【分析】影印培养法可通过在不同选择压力的培养基上转印菌落，判断突变发生的时间：若在无选择压力的培养基上存在能在选择培养基上生长的菌株，说明突变发生在接触选择压力之前。含抗生素的培养基仅允许抗性菌生长，无抗生素的培养基中敏感菌和抗性菌均可生长，因此抗性菌在无抗生素培养基中的比例低于含抗生素的培养基。该实验未直接统计不同阶段的基因频率变化，无法直观体现选择导致抗性基因频率增加的过程。
16．【答案】B
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】A、三对基因均显性的纯合个体基因型为AABBCC，结合该植物果实颜色的基因调控规律，C基因为显性上位基因，只要个体含有显性C基因（基因型为C_），无论A/a、B/b基因如何组合，果实均表现为白色，因此AABBCC表现为白色，A正确；
B、杂交3的亲本均为纯系，其中橙色纯合亲本的基因型只能是AABBcc（需满足cc且A_B_，才能表现为橙色）；杂交3的F2表型比例为12：3：1，可推知F1基因型为AaBBCc（仅A/a、C/c杂合，B/b纯合为BB，才能保证F2中橙色与黄色比例为3：1）。由此反推白色纯合亲本，需与AABBcc杂交产生AaBBCc，其基因型只能是aaBBCC，若为其他白色纯合基因型（如AAbbCC、aabbCC等），会导致F1基因型异常，无法产生12：3：1的分离比，因此白色亲本基因型只有一种可能性，B错误；
C、杂交2的亲本为AABBcc×aabbcc，F1基因型为AaBbcc，F2中橙色个体的基因型为A_B_cc，具体比例为AABBcc（1/9）、AaBBcc（2/9）、AABbcc（2/9）、AaBbcc（4/9）。这些个体随机杂交（自由交配），先计算配子类型及比例：AABBcc只产生AB配子，贡献1/9 AB；AaBBcc产生AB、aB配子各占1/2，贡献1/9 AB、1/9 aB；AABbcc产生AB、Ab配子各占1/2，贡献1/9 AB、1/9 Ab；AaBbcc产生AB、Ab、aB、ab配子各占1/4，贡献1/9 AB、1/9 Ab、1/9 aB、1/9 ab。合并后配子比例为AB（4/9）、Ab（2/9）、aB（2/9）、ab（1/9）。后代中白色个体基因型为_ _bbcc，需雌雄配子结合产生bb基因型，含b的配子为Ab（2/9）和ab（1/9），总比例为1/3，因此bb的概率为1/3×1/3=1/9，即白色个体占1/9，C正确；
D、杂交2的F1基因型为AaBbcc，杂交3的F1基因型为AaBBCc，两者杂交时，三对基因独立遗传，可拆分逐对计算：C/c基因杂交为cc×Cc，后代Cc（1/2）、cc（1/2），含Cc的个体均为白色，白色概率为1/2（即4/8）；cc条件下，B/b基因杂交为Bb×BB，后代全为B_；A/a基因杂交为Aa×Aa，后代A_（3/4）、aa（1/4），因此橙色（A_B_cc）概率为1/2×3/4=3/8，黄色（aaB_cc）概率为1/2×1/4=1/8，综上子代表型比例为白色4/8、橙色3/8、黄色1/8，D正确。
故答案为：B。
【分析】1. 多对独立遗传的等位基因遵循基因的自由组合定律，遗传时可将多对基因拆分，逐对分析每对基因的遗传规律，再用乘法原理合并计算后代的基因型、表型及比例。
2. 基因互作会导致子二代出现9：3：3：1的变式分离比，常见的有显性上位和隐性上位两种类型；显性上位是指某一显性基因存在时，会掩盖其他基因的表型效应；隐性上位是指某一隐性基因纯合时，会掩盖其他基因的表型效应。
3. 群体自由交配的概率计算，需先统计群体产生的配子类型及比例，再根据雌雄配子随机结合的原则，计算后代不同基因型、表型的概率。
4. 纯合亲本杂交时，可根据子一代的表型及子二代的分离比，反推亲本的基因型，同时推导基因间的调控关系，明确不同基因对表型的影响。
5. 上位基因是指能影响其他基因表达的基因，分为显性上位基因和隐性上位基因，其存在会改变常规的性状分离比，使表型种类发生变化。
17．【答案】（1）保证茶苗能进行光合作用，防止蒸腾作用过强使水分散失；产生生长素促进茶苗生根
（2）不能；大于；不变；受光合色素含量限制；受光合作用相关酶含量限制；受光合作用相关酶活性的限制；受外界CO2浓度的限制等
（3）细胞呼吸；33千勒克斯、25℃
【知识点】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；光合作用综合
【解析】【解答】(1) 短穗扦插只保留一叶，主要是为了平衡光合作用和蒸腾作用的关系。保留一片叶，既可以通过光合作用合成有机物，为插穗生根提供必要的物质和能量；又能避免叶片数量过多，导致蒸腾作用过强，使插穗散失过多水分，影响成活率。留芽的原因是，芽是生长素合成的主要部位之一，幼嫩的芽可以产生生长素，生长素能够促进插穗基部细胞分裂和分化，诱导根原基形成，从而促进茶苗生根，提高扦插的成活率。
(2) 35℃时，茶苗的光补偿点是10千勒克斯，此时的光照强度等于光补偿点，说明茶苗的净光合速率为0，光合作用制造的有机物量与呼吸作用消耗的有机物量相等，没有有机物的积累，长期处于该条件下，茶苗无法正常生长。茶苗整体的净光合速率为0，但叶肉细胞是进行光合作用的主要场所，而根、茎等非绿色部分的细胞只进行呼吸作用，需要叶肉细胞提供有机物。因此，叶肉细胞的光合速率（产生O2的速率）需要大于其自身的呼吸速率（产生CO2的速率），才能为其他细胞提供有机物，所以叶肉细胞产生O2的速率大于叶肉细胞产生CO2的速率。35℃时，茶苗的光饱和点为30千勒克斯，当光照强度从30千勒克斯增大到35千勒克斯时，光照强度已经超过了光饱和点，此时光照强度不再是限制光合速率的因素，光合速率不再随光照强度的增加而加快。可能的原因包括，光合色素的含量有限，吸收和转化光能的能力已经达到上限；光合作用相关酶的含量或活性有限，无法进一步提高暗反应的速率；外界环境中的CO2浓度有限，暗反应的原料供应不足，限制了光合速率的提升。
(3) 45℃条件下，温度较高，细胞呼吸相关的酶活性较高，细胞呼吸速率增强，呼吸作用消耗的有机物增多，因此需要更高的光照强度来提高光合作用速率，才能使光合作用制造的有机物补偿呼吸作用消耗的有机物，所以茶苗的光补偿点较高。结合图中数据，25℃时茶苗的光补偿点最低，说明在较低的光照强度下就能积累有机物；同时25℃时茶苗的光饱和点最高，说明在该温度下，茶苗能利用更高的光照强度进行光合作用，光合速率的最大值较高。此时，茶苗的呼吸速率相对较低，光合速率较高，有机物的积累效率最高，因此种植茶苗的最适宜条件是25℃、约33千勒克斯的光照强度。
【分析】（1）植物扦插繁殖时，叶片可以进行光合作用为插穗提供有机物，同时蒸腾作用会散失水分，芽能合成生长素促进生根。
（2）光补偿点是指光合速率等于呼吸速率时的光照强度，此时净光合速率为零，光饱和点是指光合速率达到最大值时的光照强度，超过光饱和点后，光照强度不再是光合速率的限制因素，限制因素包括光合色素含量、酶的活性和含量、二氧化碳浓度等。植物整体的净光合速率为零时，叶肉细胞的光合速率需要大于自身的呼吸速率，以弥补非光合细胞的呼吸消耗。
（3）温度会影响酶的活性，包括与细胞呼吸和光合作用相关的酶，高温会提高呼吸酶的活性，使呼吸速率升高，从而提高光补偿点，而适宜的温度下，光合酶活性较高，呼吸速率较低，有利于有机物的积累。
（4）生长素是一种植物激素，主要由幼嫩的芽、叶和发育中的种子合成，能够促进细胞分裂和分化，诱导不定根的形成。
（5）光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，光反应需要光照，将光能转化为活跃的化学能，暗反应不需要光，利用光反应产生的ATP和NADPH将二氧化碳固定并还原为有机物，两个阶段相互联系，共同影响光合速率。细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸的主要场所是线粒体，能为生命活动提供能量，呼吸速率会影响植物对有机物的消耗，进而影响植物的生长和有机物积累。
（1）叶片的功能需平衡“光合供能”与“蒸腾失水”。由题可知，保留1片叶既能通过光合作用制造有机物，为插穗生根提供能量和物质；又能避免多片叶导致蒸腾作用过强，造成插穗水分过度流失而枯萎，故答案为 “保证茶苗能进行光合作用，防止蒸腾作用过强使水分散失”。插穗生根是成活的核心，而芽作为生长素合成的活跃部位（幼嫩的芽、叶是生长素合成主要场所），其产生的生长素可促进插穗基部细胞分化，诱导根原基形成，提高生根率。
（2）光补偿点是光合速率=呼吸速率（净光合速率=0）的光照强度，只有光照强度＞光补偿点，植物净光合速率＞0，才能积累有机物正常生长。结合图示，35℃时茶苗的光补偿点=10千勒克斯，此时净光合速率=0，有机物持续消耗，无法积累，因此茶苗不能正常生长。
茶苗整体净光合速率=0，但叶肉细胞是光合主要场所，需为自身及根、茎等非光合细胞提供有机物。计算关系：叶肉细胞光合速率（O2产生速率）=叶肉细胞呼吸速率（CO2产生速率）+非光合细胞呼吸消耗对应的光合量，因此叶肉细胞产生O2的速率大于其产生CO2的速率。
光饱和点是光合速率不再随光照强度增加而升高的光照强度。结合图示，35℃时茶苗光饱和点为30千勒克斯，超过该值后，光照强度不再是限制因素。 限制因素可能原因包括：①CO2供应不足，暗反应中CO2固定速率无法提升；②光合酶活性因温度（35℃可能接近酶活性上限）或数量限制，无法匹配光反应产物；③光合色素含量有限，吸收光能的能力达到上限。
（3）光补偿点是 “光合补偿呼吸消耗” 的光照强度，当呼吸速率升高时，需更高光合速率才能抵消呼吸消耗，对应更高的光照强度。 题干分析：45℃属于较高温度，此时细胞呼吸相关酶活性较高，呼吸速率显著增强，导致呼吸消耗的有机物增多；因此需更高的光照强度使光合速率提升，才能与升高的呼吸速率平衡，故光补偿点较高。最适宜条件需满足“光补偿点低（弱光下即可积累有机物）、光饱和点适中（光合速率能达到较高水平）”，结合图示数据：25℃时茶苗光补偿点最低，光饱和点约为33千勒克斯，此时在该光照强度下光合速率达到最大值，且呼吸消耗较低，有机物积累效率最高。
18．【答案】（1）大脑；神经元之间即时的信息交流
（2）长期PM2.5暴露会降低小鼠的空间记忆能力，而且暴露程度越重，记忆能力下降越明显；实验中A组游经平台次数最多，B、C、D组依次减少
（3）在显微镜下观察各组的CA1区损伤程度并进行比较；相比A组，B、C、D组的CA1区都有损伤，且损伤程度D组＞C组＞B组
【知识点】脑的高级功能
【解析】【解答】(1) 学习和记忆是大脑的高级功能，这一过程主要依赖大脑皮层的调控。短时记忆的形成，主要与神经元之间即时的信息交流有关，这类信息传递和突触活动主要发生在形状像海马的脑区，这些活动能暂时存储和处理空间位置等相关信息，形成短时记忆。
(2) 可初步得出结论：长期PM2.5暴露会降低小鼠的空间记忆能力，而且暴露程度越重，记忆能力下降越明显。判断依据是：实验中，游经平台的次数是空间记忆能力的判断指标，次数越多，说明对平台位置的记忆越清晰，空间记忆能力越强。对照组A组的游动轨迹多次经过平台，游经平台次数最多；而随着PM2.5暴露程度加重，B、C、D组小鼠的游动轨迹逐渐偏离平台，游经平台次数依次减少，说明PM2.5暴露对空间记忆能力有损害，且损害程度随暴露加重而加剧。
(3) 为验证长期PM2.5暴露是通过损害海马脑区的CA1区来影响空间记忆，将以上各组小鼠的海马脑区制成切片，在显微镜下观察各组的CA1区损伤程度并进行比较；若相比A组，B、C、D组的CA1区都有损伤，且损伤程度D组＞C组＞B组，则可证明。
【分析】学习和记忆是大脑皮层的高级功能，短时记忆的形成与神经元之间即时的信息交流有关，主要发生在海马脑区；长时记忆可能与新突触的建立有关。水迷宫实验是检测动物空间学习和记忆能力的经典行为学实验，动物在水迷宫中游经平台的次数、找到平台的时间等指标，可反映其空间记忆能力的强弱。组织切片的显微观察是检测脑组织损伤程度的常用方法，可通过显微镜观察脑组织切片的结构变化，判断特定脑区的损伤情况。
（1）学习和记忆是大脑的高级功能，短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关，这些活动主要发生在一个形状像海马的脑区，长期记忆可能与新突触的建立有关。
（2）由图2可知，实验中A组游经平台次数最多，B、C、D组依次减少，说明长期PM2.5暴露会降低小鼠的空间记忆能力，而且暴露程度越重，记忆能力下降越明显。
（3）欲验证长期PM2.5暴露是通过损害海马脑区的CA1区来影响空间记忆，将以上各组小鼠的海马脑区制成切片，在显微镜下观察各组的CA1区损伤程度并进行比较，实验中A组游经平台次数最多，B、C、D组依次减少，则相比A组，B、C、D组的CA1区都有损伤，且损伤程度D组＞C组＞B组。
19．【答案】（1）2
（2）雌性全为黑身，雄性全为灰身；黑身
（3）长翅；遵循；黑身；AB的雌；若位于同一对染色体上，F1只会出现2种表型，只有位于2对同源染色体上，F1才会出现上述表型及比例
【知识点】伴性遗传；遗传的基本规律综合；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】(1) 翅形基因位于常染色体，长翅对短翅为显性，雌性短翅基因型为aa，雄性长翅与雌性短翅杂交，子代长翅和短翅比例为1：1，符合测交结果，可确定雄性长翅基因型为Aa。体色方面，雌性灰身与雄性黑身杂交，子代灰身与黑身比例为1：1，该比例有两种遗传可能，第一种是灰身为显性，亲本为显性杂合子与隐性纯合子杂交；第二种是黑身为显性，亲本同样为显性杂合子与隐性纯合子杂交，因此体色显隐性关系可能的情况有2种。
(2) 若控制体色的基因位于X染色体上，要使子代雌雄体色出现明显分化，亲本雌性灰身、雄性黑身杂交后，子代雌性全为黑身，雄性全为灰身。由此可推导亲本基因型为雌性隐性纯合、雄性显性，能够确定黑身为显性性状。
(3) ①已知控制翅性基因A/a的显隐性（长翅对短翅为显性）和位置（常染色体），要探究体色显隐性及两对基因是否独立遗传，由于只有基因型为aa的短翅个体，雌雄相互交配后代不会发生翅性的性状分离，无法用于探究两对基因是否独立遗传的规律，因此需在F1中挑选长翅且相同体色的雌雄个体相互交配，即长翅黑身与长翅黑身交配、长翅灰身与长翅灰身交配，且F1中长翅个体基因型为Aabb和AaBb。将两对性状拆分分析，翅形和体色的表型比例能够自由组合拆分，说明两对基因遵循自由组合定律。第一组F2中，长：短=（3+5）：（1+3）=8：4=2：1，灰：黑=（3+1）：（5+3）=4：8=1：2，第二组F2中，长：短=3：1，灰：黑=1：0。可见第二组中体色性状没有性状分离，而第一组中体色性状有性状分离，且黑身个体占比更高，可判断黑身为显性。因此第一组中F1个体基因型为AaBb，表现型为长翅黑身；第二组中F1个体基因型为Aabb，表现型为长翅灰身，则说明两对基因遵循自由组合定律（基因连锁只会最多出现三种性状），由于第一组杂交后代性状比例偏离常规自由组合比例，故存在配子致死现象。第二组中F1个体基因型为Aabb， F2中长翅灰身（A-bb）：短翅灰身（aabb）=3：1，则说明ab和Ab的雌雄配子都不致死。第一组中F1个体基因型为AaBb，如果没有致死现象的存在，那么 F2中A-B-长翅黑身：A-bb长翅灰身：aaB-短翅黑身：aabb短翅灰身=9：3：3：1，实际上， F2中A-B-长翅黑身：A-bb长翅灰身：aaB-短翅黑身：aabb短翅灰身=5：3：3：1，可见雌雄配子中ab、Ab、aB没有问题，只剩下AB配子出现问题。雌性灰身短翅（aabb)与雄性黑身长翅（A-B-）杂交，F1中长翅灰身（Aabb）：短翅灰身（aabb）：长翅黑身（AaBb）：短翅黑身（aaBb）=1：1：1：1，则亲代雄性黑身长翅的基因型为AaBb，产生正常配子是AB：Ab：aB：ab=1：1：1：1，因此雄配子AB不会致死，故雌配子AB会致死，导致部分基因型个体无法存活，最终出现特殊表型比例。
② 若控制体色和翅形的基因位于同一对同源染色体上，不考虑互换时，雄性黑身长翅个体只能产生两种类型配子，雌性灰身短翅只产生一种配子，杂交后代只会出现两种表型。而实验中F1出现四种表型且比例为1：1：1：1，只有两对基因位于两对同源染色体上遵循自由组合定律时，才会出现该结果，因此无需杂交实验即可判断遵循自由组合定律。
【分析】（1）一对等位基因遗传中，杂合子与隐性纯合子杂交为测交，后代性状分离比为1：1，无法直接由该比例判断显隐性，存在两种显隐性对应可能。
（2）伴X染色体遗传具有性别关联特点，性状表现与雌雄性别紧密相关，可根据子代雌雄表型差异判断基因在性染色体上的位置以及性状显隐性。
（3）两对等位基因若位于两对同源染色体，遵循基因的自由组合定律，双杂合子与隐性纯合子测交，后代会出现四种表型且比例为1：1：1：1。
（4）两对等位基因若位于同一对同源染色体上，无交叉互换时双杂合子仅能产生两种配子，测交后代只有两种表型。
（5）配子致死分为雌配子致死和雄配子致死，某种基因型配子致死会改变受精结合机会，使后代表型比例偏离遗传规律常规比例，可通过杂交结果推导致死配子类型。
（1）已知雌性灰身短翅与雄性黑身长翅杂交，F1中长翅灰身：短翅灰身：长翅黑身：短翅黑身=1：1：1：1，仅从翅形来看，亲本是短翅（aa）和长翅（设为A-），后代长翅：短翅=1：1，可推出亲本长翅基因型为Aa，即亲本关于翅形的基因型是aa×Aa，对于体色，设亲本基因型为B-×bb，后代灰身：黑身=1：1，那么体色的显隐性关系可能有两种情况：一是灰身是显性，亲本基因型为Bb×bb，二是黑身是显性，亲本基因型为bb×Bb，所以该昆虫体色的显隐性关系可能的情况有2种。
（2）若控制体色的基因位于X染色体上，亲本雌性灰身基因型为XBXb或XbXb，雄性黑身长翅基因型为XbY或XBY，统计F1中雌雄的体色，若雌性全为黑身，雄性全为灰身，则可以确认控制体色的基因位于X染色体上，同时能确定黑身为显性。
（3）①因为已确认控制体色的基因位于常染色体上，要探究体色显隐性及两对基因是否独立遗传，应在F1中挑选长翅中相同体色的雌雄个体相互交配，原因是F1中短翅个体基因型为aa，相互交配后代不会出现性状分离，无法用于探究。F1中长翅个体基因型为Aabb和AaBb，相同体色的雌雄个体相互交配，第一组F2中长翅灰身：短翅灰身：长翅黑身：短翅黑身=3：1：5：3，长翅：短翅=2：1，黑身：灰身=2：1，黑身为显性性状，说明亲本的基因型为AaBb，说明两对基因遵循自由组合定律，且存在致死现象，第二组F2中长翅灰身：短翅灰身=3：1，说明亲本的基因型为Aabb，且Ab配子正常，结合亲本雌性灰身短翅（aabb）与雄性黑身长翅（AaBb）杂交，F1中长翅灰身：短翅灰身：长翅黑身：短翅黑身=1：1：1：1，说明AB雄配子正常，以及第一组和第二组的实验结果可知，导致第一组出现上述表型及比例的原因可能是AB的雌配子致死。
②若黑色为显性，雌性灰身短翅的基因型为aabb、雄性黑身长翅的基因型为AaBb，无需进行杂交实验就能判断控制体色和翅形的基因一定遵循自由组合定律，理由是若位于同一对染色体上，aabb产生一种配子，AaBb产生两种配子，F1只会出现2种表型，只有位于2对同源染色体上，F1才会出现上述表型及比例。
20．【答案】（1）物种组成；出现频率（或“种群密度”等）
（2）①③
（3）强于；鲜叶的代谢活动较枯叶更强，产生更多的化感物质，抑制效果更显著；调节种间关系
（4）适度清除凋落物，降低了化感物质对种子萌发的抑制作用；种子可以散布到土壤基质层，提高发芽率；凋落物是土壤有机质的重要来源，可以提高土壤养分，改善土壤微环境
【知识点】种间关系；当地自然群落中若干种生物的生态位；生态系统中的信息传递；生态系统的能量流动；群落的概念及组成
【解析】【解答】(1) 群落的物种组成是区别不同群落的首要依据和主要标志。研究大树杜鹃的生态位，除调查植株高度、与其他物种的种间关系外，还可以研究其种群密度、在群落中的出现频率、空间占据范围、资源利用方式等。
(2) 生产者同化的能量分为两部分，一部分通过自身呼吸作用以热能形式散失，另一部分用于自身生长、发育和繁殖。植物用于生长发育繁殖的能量，可流向下一营养级，也可随枯枝败叶、遗体残骸直接流向分解者。大树杜鹃林下枯枝败叶中的能量，属于植物同化后未被呼吸消耗、用于生长发育繁殖的能量，最终会被分解者利用，因此对应①③。
(3) 分析表格实验数据，同一浸提液浓度条件下，鲜叶处理组的种子萌发率低于枯叶处理组，说明鲜叶浸提液对种子萌发的抑制作用强于枯叶。鲜叶细胞代谢活动旺盛，能够合成并释放更多化感物质，而枯叶细胞代谢基本停滞，化感物质含量少、活性低，因此抑制效果更弱。植物释放的化感物质属于化学信息，化学信息可以调节生物的种间关系，进而影响群落的结构建立和演替更新。
(4) 适度清除凋落物，能够减少环境中化感物质积累，减弱自毒效应对种子萌发的抑制，同时减薄林下凋落物厚度，便于种子散布到土壤基质层，提高自然发芽率；不完全清除凋落物，保留的凋落物可经分解者分解补充土壤有机质，提升土壤养分，还能起到保湿、缓冲温度变化的作用，改善土壤微环境，利于大树杜鹃幼苗生长。
【分析】（1）群落的物种组成是划分不同群落的主要依据，研究生物生态位涵盖物种空间分布、种群密度、资源利用、种间关系、生长特征等多个维度。
（2）生态系统能量流动中，生产者同化量包括呼吸消耗的能量和用于生长发育繁殖的能量，用于生长发育繁殖的能量有流向下一营养级、流向分解者、未利用三个去向，植物枯枝败叶所含能量属于流向分解者的能量。
（3）化感作用是植物通过分泌化学物质影响自身或其他植物生长发育的现象，代谢旺盛的植物组织合成的化感物质更多，生理效应更强；生态系统的化学信息具有调节种间关系、维持群落结构与生态系统稳定的功能。
（4）森林凋落物具有双重生态效应，既可能产生化感自毒、阻碍种子扩散萌发的不利影响，又能分解补充土壤养分、涵养水分、改善林下微环境，人工适度干预需兼顾消除不利因素和保留生态益处。
（1）区别不同群落的主要依据是群落的物种组成，研究生态位通常需要关注植物的株高、种群密度、区域内出现频率、与其他物种的关系等（答1点即可）。
（2）枯枝败叶中的能量属于植物用于生长、发育、繁殖的能量，且是未被植物自身呼吸消耗，最终流向分解者的能量，故①③符合题意。
（3）从实验数据看，相同浓度下鲜叶浸提液处理的种子萌发率更低，说明其抑制作用强于枯叶；鲜叶比枯叶的抑制作用更强，原因是鲜叶的代谢活动较枯叶更强，产生更多的化感物质，抑制效果更显著；化感物质干扰林下其他植物生长，体现了化学信息能调节生物的种间关系，进而影响群落的建立与更新。
（4）适度清除凋落物：可减少化感物质的积累，降低了化感物质对种子萌发的抑制作用，同时降低凋落物对种子散布的阻碍，促进种群繁衍；不完全清除凋落物：可保留凋落物的保湿、保温作用，为种子萌发提供适宜的微环境，同时凋落物分解后能补充土壤养分，利于植株生长。
21．【答案】（1）预期蛋白质的功能（不形成二聚体，能迅速发挥作用）；BC
（2）RNA聚合酶的结合位点，驱动下游基因转录；5'-TA-3'和5'-AGCT-3'
（3）卡那霉素；目标胰岛素基因INS已经成功导入大肠杆菌；目标DNA含量不高
（4）根据胰岛素中氨基酸序列和大肠杆菌偏好的密码子，改变相应脱氧核苷酸序列
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；蛋白质工程；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】(1) 蛋白质工程的核心是“逆向设计”，需从预期蛋白质的功能出发，再反向推导并改造基因序列。本题中目标胰岛素的功能需求是不形成二聚体、能迅速解离为单体发挥降糖作用，因此构建目标胰岛素需从预期蛋白质的功能（不形成二聚体，能迅速发挥作用）出发。
根据图1，天然胰岛素B链的编码链（5'→3'）序列为`……ACACACCCAAGACCC……`，其中`CCC`编码B28位脯氨酸（Pro），`AAG`编码B29位赖氨酸（Lys）；突变后B28与B29位氨基酸互换，编码序列变为`……ACACAAAGCCCACCC……`（`AAG`编码Lys，`CCC`编码Pro）。PCR引物需与模板链互补且方向为5'→3'：正向引物F2需与突变后的模板链（3'→5'）互补，序列与编码链突变部分一致，即`5'—ACACAAAGCCCACCC—3'`，对应选项C；反向引物R1需与突变后的编码链（5'→3'）互补，序列为`5'—GGGTGGGCTTTGTGT—3'`，对应选项B。
因此突变引物R1和F2对应的序列为BC。
(2) 启动子是基因表达载体的关键元件，其作用是作为RNA聚合酶的结合位点，驱动下游目的基因的转录。为确保INS正确插入质粒pET-MCS，需用相同限制酶切割质粒和目的基因（NdeⅠ和HindⅢ）：NdeⅠ识别序列为`5'-CATATG-3'`，切割位点为`C↓ATATG`，切割后产生的黏性末端为`5'-TA-3'`；HindⅢ识别序列为`5'-AAGCTT-3'`，切割位点为`A↓AGCTT`，切割后产生的黏性末端为`5'-AGCT-3'`。因此质粒pET保留的黏性末端序列为`5'-TA-3'`和`5'-AGCT-3'`。
(3) 重组质粒pET-INS中含卡那霉素抗性基因（Kan），因此导入重组质粒的大肠杆菌能在含卡那霉素的培养基中存活，未导入的则被淘汰，故需将大肠杆菌置于含卡那霉素的培养基中筛选。图4中8个菌落的PCR扩增产物条带均为330bp左右（与目标胰岛素基因INS的长度一致），说明目标胰岛素基因INS已经成功导入大肠杆菌。条带亮度反映DNA扩增产物的量，2号菌落条带不明显，说明扩增产物量少，最可能的原因是目标DNA含量不高（如重组质粒拷贝数低、DNA提取量不足或PCR模板量少）。
(4) 不同生物对密码子的使用具有偏好性，大肠杆菌更倾向于使用部分密码子。由于目标胰岛素的氨基酸序列固定，可利用密码子的简并性，将人源胰岛素基因的密码子替换为大肠杆菌偏好的密码子，提高翻译效率，进而增加胰岛素的表达量。因此可行性措施为：根据胰岛素中氨基酸序列和大肠杆菌偏好的密码子，改变相应脱氧核苷酸序列（密码子优化）。
【分析】（1）蛋白质工程的基本流程是从预期蛋白质功能出发，设计蛋白质结构，再改造基因序列，区别于基因工程的“从基因到蛋白质”的正向流程。PCR扩增的引物需与模板链3'端互补，且延伸方向为5'→3'，反向引物与编码链互补。
（2）基因表达载体的启动子是RNA聚合酶的结合位点，驱动下游基因转录；限制酶切割产生的黏性末端需互补，才能保证目的基因定向插入载体。
（3）质粒上的抗性基因可作为筛选标记，用于筛选导入重组质粒的受体细胞；凝胶电泳中条带的位置反映DNA片段长度，亮度反映DNA含量。
（4）密码子具有简并性，不同生物的密码子偏好性不同，优化目的基因的密码子可提高其在宿主细胞中的翻译效率，增加蛋白质表达量。
（1）蛋白质工程与基因工程的核心区别在于“逆向设计”——基因工程是从基因到蛋白质（中心法则正向），而蛋白质工程是先明确目标蛋白质的功能需求，再反向推导对应的基因序列。题目中目标胰岛素的核心需求是“不形成二聚体，快速解离为单体发挥降糖作用”，这是改造的核心目的。所以蛋白质工程需从预期蛋白质的功能（不形成二聚体，能迅速发挥作用）出发。天然胰岛素B链的碱基序列为： 5'……ACACACCCAAGACCC……3' 3'……TGTGTGGGTTCTGGG……5' 突变后，编码第28、29位氨基酸的碱基发生改变（B28为Pro，B29 为Lys），序列变为：5'……ACACAAAGCCCACCC……3'，分析图2的引物方向引物F1和F2是正向引物，与模板链的3' 端互补，方向为5'→3'。 引物R1和R2是反向引物，与编码链的3' 端互补，方向为5'→3'。 与突变后的模板链（3'→5'）互补，突变后序列为，因此F2的 5'→3' 序列为：5'—ACACAAAGCCCACCC—3' → 对应选项C；引物R1：与突变后的编码链（5'→3'）互补，因此R1的 5'→3' 序列为：5'—GGGTGGGCTTTGTGT—3' → 对应选项B。
（2）启动子的作用是RNA聚合酶的结合位点，驱动下游基因转录。目的基因INS插入质粒pET-MCS时，需用相同限制酶切割质粒和目的基因，确保黏性末端互补。图3中目的基因两侧的限制酶为NdeⅠ和HindⅢ（pUC-INS中目的基因两端酶切位点与pET-MCS的MCS区域对应）。限制酶切割规则：NdeⅠ识别序列为CATATG，切割后产生黏性末端5’—TA—3’（CATATG切割位点：C↓ATATG，产生5’—CATATG—3’和3’—GTATAC—5’，黏性末端为5’—TA—3’）；HindⅢ识别序列为AAGCTT，切割后产生黏性末端5’—AGCT—3’（AAGCTT切割位点：A↓AGCTT，产生5’—AAGCT—3’和3’—TTCGA—5’，黏性末端为5’—AGCT—3’）。
（3）图3分析：重组质粒pET-INS中含有的抗性基因是Kan（卡那霉素抗性基因）（Amp基因在酶切过程中被破坏，因目的基因插入MCS区域，而Amp基因可能位于MCS下游或被酶切破坏，需以重组质粒保留的抗性基因为准）。含重组质粒的大肠杆菌能抵抗卡那霉素，因此培养基需添加卡那霉素，淘汰未导入重组质粒的大肠杆菌。图4分析：DNAMarker显示330bp左右的条带为目的基因INS的长度，8个菌落的PCR扩增产物均为330bp，说明目标胰岛素基因INS已经成功导入大肠杆菌（每个单菌落均含重组质粒，PCR扩增出目的基因）。条带亮度反映DNA扩增产物的量，条带不明显说明扩增产物少，可能原因包括：菌落中重组质粒拷贝数低（目标DNA含量不高）；PCR反应中模板DNA加入量不足；菌落培养过程中细菌生长状态差，DNA提取量少。核心原因：最可能是目标DNA含量不高（重组质粒拷贝数低或提取量少）。
（4）目标胰岛素的氨基酸序列固定（需保证功能不变），可利用密码子简并性，将人源胰岛素基因的密码子替换为大肠杆菌偏好的密码子，提高翻译效率，进而增加表达量。可行性措施为根据胰岛素中氨基酸序列和大肠杆菌偏好的密码子，改变相应脱氧核苷酸序列（即密码子优化）。
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