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湖南长沙市湖南师大附中2025~2026学年下学期2月高三月考生物试题
1．下列关于组成细胞的元素和化合物的叙述，正确的是（　　）
A．婴幼儿缺乏Fe会诱发镰状细胞贫血
B．DNA易溶于酒精，沸水浴条件下DNA遇二苯胺试剂会呈蓝色
C．细胞内自由水与结合水的比值升高，细胞质流动速率加快
D．人在饥饿时，体内储存的脂肪会大量转化为葡萄糖
【答案】C
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用；无机盐的主要存在形式和作用；DNA的粗提取和鉴定；脂质的种类及其功能；糖类、脂质和蛋白质的代谢过程与相互关系
【解析】【解答】A、婴幼儿缺乏Fe会造成血红蛋白合成不足，进而引发缺铁性贫血，镰状细胞贫血是基因突变导致血红蛋白结构异常引发的遗传病，和Fe缺乏没有关联，A错误；
B、DNA不溶于酒精溶液，实验中常用冷酒精来沉淀提纯DNA，在沸水浴条件下DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，该选项中DNA易溶于酒精的描述错误，B错误；
C、自由水是细胞内多种代谢反应的介质，自由水与结合水的比值升高时，细胞代谢更加旺盛，细胞质的流动速率会加快，C正确；
D、人体饥饿时主要依靠肝糖原分解来补充葡萄糖，维持血糖稳定，脂肪可氧化分解供能，但不能在体内大量转化为葡萄糖，D错误。
故答案为：C。
【分析】铁元素参与血红蛋白的组成，缺铁会造成缺铁性贫血，镰状细胞贫血属于基因突变引发的遗传病。DNA不溶于酒精溶液，能够与二苯胺试剂在沸水浴条件下发生蓝色显色反应。细胞内自由水的含量越高，细胞的代谢速率就越快，细胞质流动也会更加迅速。人体的血糖调节过程中，肝糖原可以直接分解形成葡萄糖，脂肪作为储能物质主要通过氧化分解供给能量，无法大量转化为葡萄糖。
2．下图表示最适温度下反应物浓度对酶催化反应速率的影响。下列叙述正确的是（　　）
A．最适温度下，酶提高化学反应活化能的效果最好
B．a点时温度升高10℃，曲线上升幅度会增大
C．b点时向体系中加入少量同种酶，反应速率加快
D．c点时，限制酶促反应速率的因素是反应物浓度
【答案】C
【知识点】酶促反应的原理；探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，而非提高活化能，最适温度下酶的活性最高，此时酶降低化学反应活化能的效果最好，A错误；
B、题干明确该曲线为最适温度下的反应速率变化，a点时温度升高10℃，会使酶的活性下降，酶促反应速率降低，因此曲线上升幅度会减小，B错误；
C、b点处于反应速率的平台期，此时反应物浓度充足，限制酶促反应速率的主要因素是酶的浓度，向体系中加入少量同种酶，酶浓度升高，反应速率会加快，C正确；
D、c点时反应物浓度已远高于饱和浓度，反应物浓度不再是限制酶促反应速率的因素，此时限制酶促反应速率的因素为酶的浓度（数量），D错误。
故答案为：C。
【分析】酶具有催化作用，作用机理是降低化学反应的活化能，酶不能提高反应的活化能。酶的活性受温度影响，在最适温度时酶的活性最高，降低活化能的效果最显著，温度偏离最适温度时酶的活性会下降，高温可使酶变性失活，低温仅抑制酶的活性。酶促反应速率受反应物浓度、酶浓度等多种因素影响，当反应物浓度较低时，酶促反应速率随反应物浓度升高而加快，限制因素为反应物浓度；当反应物浓度达到一定水平后，酶促反应速率不再随反应物浓度升高而提升，此时限制因素为酶的浓度，增加酶浓度可使反应速率进一步提高。
3．研究人员为研究哺乳动物垂体对糖代谢的影响，首先切除动物的胰腺，使动物患糖尿病，之后摘除动物垂体，结果发现动物的糖尿病得到缓解，但再注射垂体提取液则又会引发糖尿病症状。下列相关叙述正确的是（　　）
A．胰腺切除动物可能会出现多尿、多饮的现象
B．垂体中有与胰岛素发挥协同作用的激素
C．胰腺切除动物血浆中胰高血糖素含量较高
D．保留胰腺但摘除垂体的动物会发生血糖水平过高的现象
【答案】A
【知识点】水盐平衡调节；血糖平衡调节
【解析】【解答】A、切除胰腺后动物体内胰岛素分泌不足，血糖浓度显著升高，出现高血糖，葡萄糖随尿液排出引发渗透性利尿，导致多尿，机体水分流失过多进而引起多饮，A正确；
B、摘除垂体后糖尿病症状缓解，注射垂体提取液又重新出现糖尿病，说明垂体中含有升高血糖的激素，与降低血糖的胰岛素相互拮抗，并非协同作用，B错误；
C、胰腺中的胰岛A细胞负责分泌胰高血糖素，切除胰腺后胰高血糖素无法合成，血浆中胰高血糖素含量会降低，C错误；
D、垂体可分泌升高血糖的相关激素，摘除垂体后该类激素减少，血糖水平会下降，不会出现血糖过高的现象，D错误。
故答案为：A。
【分析】胰岛素是体内唯一降低血糖的激素，胰高血糖素、肾上腺素等激素可以升高血糖，不同激素通过拮抗或协同作用共同维持血糖的相对稳定。胰岛素缺乏会引发高血糖，进而出现多尿、多饮、多食等糖尿病典型症状，其原理是高血糖引发肾小管液渗透压升高，水分重吸收减少，尿量增加。血糖调节过程涉及胰岛、垂体、肾上腺等多种内分泌器官，不同器官分泌的激素对血糖水平的调节方向存在差异。
4．下列关于科学方法的叙述错误的是（　　）
A．孟德尔揭示分离定律，运用了假说—演绎法
B．沃森和克里克在构建DNA双螺旋结构模型的过程中，运用了数学模型构建法
C．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，运用了放射性同位素标记技术
D．梅塞尔森和斯塔尔探究DNA复制方式的实验，利用离心法来区分不同密度DNA
【答案】B
【知识点】噬菌体侵染细菌实验；DNA分子的结构；DNA分子的复制；假说-演绎和类比推理
【解析】【解答】A、孟德尔通过豌豆一对相对性状的杂交实验提出相关假说，再设计测交实验对假说进行验证，最终揭示出基因的分离定律，该研究过程运用了假说—演绎法，A正确；
B、沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型属于物理模型，物理模型是以实物或图画形式直观呈现认识对象的特征，数学模型是用数学公式、曲线图等表达研究对象的规律，该过程并未运用数学模型构建法，B错误；
C、赫尔希和蔡斯在噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，分别使用放射性同位素32P标记噬菌体的DNA、35S标记蛋白质外壳，以此追踪两种物质的去向，运用了放射性同位素标记技术，C正确；
D、梅塞尔森和斯塔尔探究DNA复制方式时，利用 5N和 4N对DNA进行标记，通过密度梯度离心法区分不同密度的DNA分子，最终证实了DNA的半保留复制，D正确。
故答案为：B。
【分析】假说—演绎法需要依次完成观察现象、提出问题、作出假说、演绎推理、实验验证、得出结论的步骤。物理模型借助实物或图画直观反映研究对象的结构特征，数学模型通过数学形式表达研究对象的变化规律。放射性同位素标记技术能够追踪物质的转移路径，密度梯度离心法可根据分子密度差异分离不同的DNA分子，是探究DNA复制方式的关键技术手段。
5．α—LPB基因在哺乳动物肝细胞中表达的蛋白质约512kD，在肠细胞中表达的蛋白质约250kD。这与RNA编辑（转录后的RNA发生碱基的加入、丢失或替换）有关。下列分析错误的是（　　）
A．该基因在肠细胞中表达的蛋白质更小，可能是RNA编辑导致终止密码子提前出现
B．以肝细胞与肠细胞中的RNA逆转录得到的α—LPB基因不相同
C．RNA编辑可以修正某些DNA转录过程中产生的错误，维持细胞功能的稳定性
D．肝和肠细胞中α—LPB基因的遗传信息因RNA编辑而不同
【答案】D
【知识点】遗传信息的转录；遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、RNA编辑可使转录后的RNA发生碱基的加入、丢失或替换，肠细胞中该基因转录的RNA经编辑后终止密码子提前出现，翻译会提前终止，合成的蛋白质分子量更小，A正确；
B、肝细胞与肠细胞中α—LPB基因转录的RNA经不同的RNA编辑后碱基序列不同，以二者为模板逆转录得到的α—LPB基因碱基序列也不相同，B正确；
C、RNA编辑能对转录产生的RNA进行碱基修饰，可修正DNA转录过程中出现的碱基错误，保证翻译出的蛋白质结构正常，维持细胞功能的稳定性，C正确；
D、遗传信息储存在DNA的碱基排列顺序中，RNA编辑仅改变转录后RNA的序列，不会改变基因（DNA）的遗传信息，肝和肠细胞中该基因的遗传信息完全相同，D错误。
故答案为：D。
【分析】遗传信息储存在DNA分子的碱基排列顺序中，细胞内不同细胞的核基因遗传信息保持一致。转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，RNA编辑属于转录后加工，会改变RNA的碱基序列。终止密码子决定翻译的终止位置，其提前出现会使翻译过程提前终止。逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程，RNA的碱基序列差异会导致逆转录形成的DNA序列存在不同。
6．某动物（2n=36，基因型为AaBb）的精原细胞在减数分裂时，其中一条染色体在减数第二次分裂后期发生了异常横裂，如图所示，发生横裂的染色体会被分到两个子细胞中，不考虑其他变异。下列叙述正确的是（　　）
A．在纺锤丝的牵引下，着丝粒发生分裂
B．该精原细胞产生的精细胞发生了染色体数目变异
C．该精原细胞产生的精细胞的基因组成可能是AaB、B、Ab、ab
D．该精原细胞在DNA复制时期发生了基因突变
【答案】C
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；染色体数目的变异；减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】A、减数分裂过程中，着丝粒的分裂是由其自身结构特性决定的自主过程，纺锤丝并不牵引着丝粒分裂，其作用是在着丝粒分裂后牵引子染色体向细胞两极移动，A错误；
B、染色体数目变异指细胞内染色体数目以染色体组为单位或个别染色体数量发生改变，该精原细胞的染色体仅发生异常横裂（染色体结构改变），最终精细胞的染色体总数仍为18条，未发生染色体数目变化，不属于染色体数目变异，B错误；
C、正常姐妹染色单体的基因应完全相同，图中姐妹染色单体出现A和a的原因可能是DNA复制时的基因突变，也可能是减数第一次分裂前期同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换。若异常染色体所在次级精母细胞含B基因，减数第二次分裂后期该染色体异常横裂会使Aa与B进入同一精细胞，形成AaB，该次级精母细胞还会产生B；另一次级精母细胞若含A、b和a、b基因，正常分裂可产生Ab和ab，因此精细胞基因组成可能为AaB、B、Ab、ab，C正确；
D、姐妹染色单体上出现A和a，既可能是DNA复制时期的基因突变，也可能是减数第一次分裂前期同源染色体非姐妹染色单体的互换，并非一定发生了基因突变，D错误。
故答案为：C。
【分析】减数分裂过程中，着丝粒的分裂具有自主性，纺锤丝的功能是牵引染色体移动。染色体变异分为结构变异和数目变异，结构变异是染色体的片段发生缺失、重复、倒位或易位等改变，数目变异是染色体的数量发生变化。基因突变可发生在DNA复制时期，减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体之间会发生互换，这两种情况均会导致姐妹染色单体上出现不同的基因。精原细胞经过减数第一次分裂形成两个次级精母细胞，减数第二次分裂后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开并移向两极，最终形成四个精细胞，染色体的行为变化会决定精细胞的基因组成。
7．尼古丁是一种高度成瘾的物质，自然存在于烟草中。它是烟草烟雾中的活性成分，可作用于自主神经系统，其在人体内的作用机理如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．尼古丁引起POMC神经元兴奋的过程与吸入尼古丁量有关，且兴奋性与吸入尼古丁的量成正相关
B．吸入的尼古丁促使人体产生饱腹感的过程属于非条件反射
C．戒烟后，肾上腺素的释放减少，脂肪的分解程度下降，体重也随之下降
D．尼古丁成瘾可能是神经细胞膜上受体减少所致
【答案】D
【知识点】反射弧各部分组成及功能；反射的过程；神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、尼古丁可与POMC神经元膜上的尼古丁受体结合，介导Na+内流，使神经元膜电位发生改变，当膜电位达到兴奋阈值时，POMC神经元产生兴奋，因此尼古丁引起POMC神经元兴奋的过程与吸入尼古丁量有关，但由于神经元膜上的尼古丁受体数量有限，当尼古丁量达到一定水平后，受体被饱和，神经元的兴奋性不会再随尼古丁量增加而提升，因此兴奋性与吸入尼古丁的量并非呈正相关，A错误；
B、反射的发生需要完整的反射弧作为结构基础，完整反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五个部分。吸入的尼古丁促使人体产生饱腹感的过程，仅为尼古丁直接作用于POMC神经元，进而调控饱腹感神经元的过程，未经过完整的反射弧，因此不属于反射，更不属于非条件反射，B错误；
C、尼古丁可通过作用于下丘脑神经元，激活交感神经，促进肾上腺释放肾上腺素，进而促进脂肪细胞产热增加（即脂肪分解增强）。戒烟后，尼古丁摄入减少，交感神经的兴奋性减弱，肾上腺素的释放减少，脂肪细胞的分解程度下降，产热减少；同时，尼古丁对POMC神经元的刺激减弱，POMC神经元对饱腹感神经元的激活作用降低，机体食欲下降的调节作用减弱，会导致食物摄入量增加，因此体重会上升而非下降，C错误；
D、长期接触尼古丁会使神经细胞膜上的尼古丁受体数量减少、敏感性降低，机体需要摄入更多的尼古丁才能激活足够的受体，产生同等的生理兴奋效应，进而形成尼古丁成瘾，因此尼古丁成瘾可能是神经细胞膜上受体减少所致，D正确。
故答案为：D。
【分析】神经元受到适宜刺激时，细胞膜上的离子通道开放，Na+内流，使膜电位由外正内负变为外负内正，产生动作电位，神经元的兴奋存在阈值，且受体数量有限会限制兴奋程度。反射的结构基础是完整的反射弧，只有经过完整反射弧的活动才属于反射，非条件反射是生来就有的、不需要后天学习的反射活动。交感神经兴奋可促进肾上腺分泌肾上腺素，肾上腺素可促进脂肪分解，增加产热。成瘾性物质的作用机制通常与长期作用导致细胞膜上受体数量减少、敏感性下降有关，机体需要更多的物质才能产生同等效应，从而形成成瘾。
8．蝗虫为群聚型昆虫。高密度种群中，雌蝗体内P蛋白可结合并促进某种小RNA的高表达，进而调节下游相关基因表达，促进子代同步孵化。下列叙述错误的是（　　）
A．可利用样方法调查蝗虫的幼虫——跳蝻的种群密度
B．P蛋白对种群密度高低的调节属于非密度制约因素
C．子代同步孵化可导致种群数量在短时间内爆发增长
D．抑制雌蝗体内P蛋白与RNA结合可预防蝗灾发生
【答案】B
【知识点】种群的数量变动及其原因；估算种群密度的方法；基因表达的调控过程
【解析】【解答】A、跳蝻活动能力弱、活动范围小，可采用样方法调查其种群密度，A正确；
B、P蛋白的调节作用依赖种群高密度的条件，影响程度和种群密度相关，属于密度制约因素，B错误；
C、子代同步孵化会使短时间内蝗虫个体数量大量增加，造成种群数量爆发式增长，C正确；
D、抑制雌蝗体内P蛋白与RNA结合，可阻碍子代同步孵化，避免蝗虫集中大量繁殖，从而预防蝗灾，D正确。
故答案为：B。
【分析】（1）样方法适用于调查植物或活动能力弱、活动范围小的动物的种群密度，跳蝻符合该特点。
（2）密度制约因素的作用效果随种群密度变化而改变，非密度制约因素与种群密度无关；高密度触发P蛋白发挥作用，因此属于密度制约因素。
（3）子代同步孵化使蝗虫幼体集中出现，短时间内种群数量快速增加，易引发蝗灾。
（4）阻断P蛋白的作用可破坏子代同步孵化的调控机制，降低蝗灾发生概率。
9．安化黑茶是一种后发酵茶，其制作流程见下图。发花是后发酵阶段，其中冠突散囊菌（一种真菌，俗称“金花”）分泌的多酚氧化酶催化茶叶中多酚类物质转化为特色风味物质，是品质形成的关键。下列分析错误的是（　　）
A．杀青可以快速去除茶叶中水分，同时快速高温使茶叶中的多种酶失活，减少茶多酚的分解
B．渥堆时将茶坯堆积并覆盖湿布，有利于相关微生物进行厌氧呼吸
C．揉捻有利于后续微生物发酵的进行
D．发花阶段往往将培养基pH调至中性或弱碱性
【答案】D
【知识点】酶的特性；微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、杀青过程采用300℃高温炒制，可快速去除茶叶中的水分，同时高温会破坏茶叶细胞内多种酶的空间结构，使酶迅速失活，从而减少茶多酚等物质被酶催化分解，保留茶叶中的相关成分，A正确；
B、渥堆时将茶坯堆积并覆盖湿布，会形成相对密闭的缺氧环境，有利于相关微生物进行厌氧呼吸，产生酒精等代谢产物，B正确；
C、揉捻操作可破坏茶叶细胞的结构，使细胞破碎，将细胞内的营养物质释放出来，同时塑造茶叶外形，更利于后续微生物接触茶叶中的营养物质，促进微生物发酵的进行，C正确；
D、发花阶段的关键微生物冠突散囊菌属于真菌，真菌培养通常适宜酸性环境，酸性条件可抑制细菌等杂菌生长，促进真菌生长，因此发花阶段不会将培养基pH调至中性或弱碱性，D错误。
故答案为：D。
【分析】酶的空间结构易受温度影响，高温可使酶的空间结构被破坏而永久失活，低温仅抑制酶的活性。微生物可进行有氧呼吸或厌氧呼吸，厌氧呼吸的进行需要无氧或缺氧的环境条件。微生物培养过程中需要调节培养基的pH，不同类型微生物的最适pH存在差异，真菌通常适宜酸性环境，细菌多适宜中性或弱碱性环境，通过调节pH可筛选特定的微生物。发酵过程中可通过机械操作破坏细胞结构，释放细胞内的营养物质，为微生物发酵提供底物，促进发酵过程的进行。
10．下列关于生物科学史中的一些实验，过程与结论相符合的是（　　）
选项 简要实验过程 结论
A 不同颜色荧光染料标记的人和小鼠细胞表面蛋白进行细胞融合实验 细胞膜具有选择透过性
B 用18O分别标记H2O和CO2进行实验，第一组向植物提供H218O和CO2，第二组提供H2O和C18O2 光合作用释放的氧气来自CO2
C 用重组的2种植物病毒去感染烟草，从病斑处收集子代病毒，鉴定其类型 DNA是主要的遗传物质
D 将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注射到狗的静脉，检测胰液的分泌情况 胰液分泌可能与体液调节有关
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【知识点】生物膜的探索历程；光合作用的发现史；人类对遗传物质的探究历程；激素与内分泌系统
【解析】【解答】A、人和小鼠细胞融合实验采用不同颜色荧光染料标记细胞膜表面蛋白，融合后荧光均匀分布，证明细胞膜具有一定的流动性，该实验不能证明细胞膜具有选择透过性，A错误；
B、鲁宾和卡门利用18O分别标记H2O和CO2开展实验，结果证明光合作用释放的氧气来自H2O，而不是CO2，B错误；
C、用重组的两种植物病毒感染烟草并鉴定子代病毒类型，该实验证明该病毒的遗传物质是RNA，无法证明DNA是主要的遗传物质，C错误；
D、将狗的小肠黏膜与稀盐酸混合研磨制成提取液，注射到狗静脉后能促进胰液分泌，说明胰液分泌可能与体液中的化学物质调节有关，即与体液调节有关，D正确。
故答案为：D。
【分析】细胞膜的结构特点为具有一定的流动性，功能特点为选择透过性，细胞融合实验是证明细胞膜流动性的经典实验。同位素标记法可用于追踪物质的来源与去向，光合作用释放氧气的来源可通过该方法确定。不同生物的遗传物质不同，病毒的遗传物质为DNA或RNA，具体类型可通过病毒重建实验判断。胰液分泌过程中，小肠黏膜产生的促胰液素通过体液运输作用于胰腺，属于典型的体液调节。
11．病毒PEDV会使猪患流行性腹泻，在制备抗PEDV的单克隆抗体时加入不同浓度维生素C（Vc），杂交瘤细胞增殖情况及抗体效价（能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数）如图和表格所示。下列叙述错误的是（　　）
Vc/（ng·mL-1） 抗体效价
0 4000
5 4000
10 8000
20 2000
A．可用灭活病毒诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
B．培养杂交瘤细胞需在培养基中添加动物血清
C．10ng·mL-1Vc显著促进杂交瘤细胞增殖
D．20ng·mL-1Vc抗体效价最低是因为细胞增殖受到高浓度Vc抑制
【答案】D
【知识点】动物细胞培养技术；单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、在制备单克隆抗体时，诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合可采用灭活病毒诱导法，这是动物细胞融合的常用方法之一，A正确；
B、培养杂交瘤细胞属于动物细胞培养，由于人们对动物细胞所需的全部营养物质尚未完全明确，因此在合成培养基中需添加动物血清等天然成分，以满足细胞生长的营养需求，B正确；
C、由柱状图可知，与Vc浓度为0的对照组相比，10ng·mL- Vc处理组的杂交瘤细胞密度显著升高，说明该浓度的Vc可显著促进杂交瘤细胞的增殖，C正确；
D、由柱状图可知，20ng·mL- Vc处理组的杂交瘤细胞密度远高于对照组，说明高浓度Vc并未抑制细胞增殖，该浓度下抗体效价最低的原因并非细胞增殖受抑制，而是高浓度Vc可能影响了杂交瘤细胞的抗体分泌功能，D错误。
故答案为：D。
【分析】单克隆抗体制备技术中，动物细胞融合的诱导方法包括灭活病毒诱导法、PEG融合法、电融合法等，其中灭活病毒诱导法适用于动物细胞的融合。动物细胞培养的培养基通常为合成培养基，需添加动物血清、血浆等天然成分，以提供细胞生长所需的各类营养物质和生长因子。细胞增殖实验中，可通过对比不同处理条件下的细胞密度，判断处理因素对细胞增殖的影响。抗体效价是衡量抗体活性的指标，反映了抗体与抗原的结合能力，其高低与抗体的分泌量相关，细胞增殖与抗体分泌是两个相对独立的生理过程，处理因素可分别影响这两个过程。
12．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。
13．通过连续几十年实施禁牧、封育等措施，昔日的毛乌素沙漠如今已变成了林地、草地和良田。该地区演替不同阶段植物群落的植被盖度与物种多样性的变化趋势如图。下列分析正确的是（　　）
注：生物结皮是由微生物、地衣和苔藓等生物与土壤颗粒相互作用形成的一层有机物复合体
A．半固定沙地定植的植物多具有叶片窄小、根系发达等耐旱特征
B．该群落演替过程中，土壤有机物含量减少，土壤保水能力增强
C．从固定沙地到生物结皮覆盖沙地物种多样性下降可能是由物种间竞争导致的
D．这四个阶段中，草本植物覆盖沙地的群落结构是最复杂的
【答案】A,C,D
【知识点】群落的结构；群落的演替；种间关系；群落的概念及组成
【解析】【解答】A、半固定沙地环境较为干旱，定植于此的植物需适应干旱环境，通常具有叶片窄小以减少蒸腾作用散失水分、根系发达以从土壤深处吸收更多水分等耐旱特征，A正确；
B、该群落演替过程中，植物种类逐渐增加，枯枝落叶等有机物不断积累，会使土壤有机物含量增加，同时土壤结构得到改善，土壤保水能力增强，B错误；
C、从固定沙地到生物结皮覆盖沙地，物种多样性出现下降，可能是由于优势物种通过种间竞争占据了更多资源，排斥了其他物种的生存，导致物种多样性降低，C正确；
D、群落结构的复杂程度与物种多样性、群落的空间结构等相关，四个阶段中草本植物覆盖沙地的植被盖度最高，物种多样性处于较高水平，其群落结构相对最为复杂，D正确。
故答案为：ACD。
【分析】群落演替是指随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，演替过程中群落的物种组成、土壤条件等会发生变化，通常次生演替会向着物种丰富度增加、群落结构复杂化的方向进行。生物对环境的适应具有普遍性，不同环境中的生物会演化出相应的结构特征以适应环境，干旱环境中的植物通常具有减少蒸腾作用、增强水分吸收的结构。种间竞争是不同物种之间为争夺资源、空间等生存条件而发生的相互作用，优势物种可通过竞争排斥其他物种，进而影响群落的物种多样性。群落结构包括垂直结构和水平结构，物种多样性越高、群落的分层越明显，群落结构越复杂，生态系统的稳定性越强。土壤有机物含量与群落中植物的枯枝落叶积累、微生物的分解作用相关，群落演替过程中土壤有机物含量通常会逐渐增加，土壤结构得到改善，保水能力也会随之增强。
14．为探究海草在深水环境下维持高效光合作用和长期碳固定的适应性分子机制，研究人员测定了海洋中不同深度的某种海草叶绿素a/b比值、光系统Ⅰ/光系统Ⅱ比值，结果如图甲所示；LHCA是光系统Ⅰ－捕光复合体Ⅱ中的结构，该海草和某陆生植物的四种LHCA含量比值如图乙所示；光合色素的吸收光谱如图丙所示。下列相关叙述正确的是（　　）
A．海草适应深水环境主要与叶绿素a/b比值有关而与光系统Ⅰ/光系统Ⅱ比值无明显关联
B．由图甲、丙推测随着水深的增加，水体中获得的蓝光比例更小
C．由图乙推测海草光系统Ⅰ－捕光复合体Ⅱ中可能存在更多的LHCA1、LHCA4
D．与陆生植物相比，推测海草类囊体可能更大或更多，海草光补偿点更低
【答案】A,C,D
【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；光合作用综合
【解析】【解答】A、由图甲可知，随着水深增加，海草的叶绿素a/b比值逐渐降低，而光系统Ⅰ/光系统Ⅱ的比值基本保持稳定，说明海草适应深水环境的过程中，叶绿素a/b比值发生了明显变化，而光系统Ⅰ/光系统Ⅱ比值无明显变化，因此海草适应深水环境主要与叶绿素a/b比值有关，与光系统Ⅰ/光系统Ⅱ比值无明显关联，A正确；
B、结合图丙的光合色素吸收光谱，叶绿素b对蓝光的吸收能力强于叶绿素a，图甲中随着水深增加，叶绿素a/b比值减小，说明叶绿素b的占比升高，这是为了适应深水环境中蓝光比例更大的光照条件，因此推测随着水深增加，水体中获得的蓝光比例更大，而非更小，B错误；
C、图乙中，LHCA1和LHCA4的含量比值明显大于LHCA2、LHCA3，说明海草光系统Ⅰ－捕光复合体Ⅱ中LHCA1、LHCA4的含量相对更高，因此可推测海草该复合体中可能存在更多的LHCA1、LHCA4，C正确；
D、海草生活在深水弱光环境中，为适应弱光，海草的类囊体可能更大或数量更多，以增加光合色素的附着面积，提高对弱光的吸收能力，同时弱光环境下的植物光补偿点更低，以在较低光照强度下实现光合速率与呼吸速率的平衡，因此与陆生植物相比，海草类囊体可能更大或更多，光补偿点更低，D正确。
故答案为：ACD。
【分析】光合色素包括叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素等，不同光合色素的吸收光谱存在差异，叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，其中叶绿素b对蓝紫光的吸收能力相对更强。叶绿素a/b比值可反映植物对光照环境的适应，弱光环境下植物通常会降低叶绿素a/b比值，增加叶绿素b的比例以增强对弱光的吸收。光系统包括光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，二者在光合作用的光反应阶段协同作用，捕光复合体可结合光合色素，捕获光能并传递给光系统。植物对弱光环境的适应通常表现为光合色素比例的调整、捕光复合体结构的优化、类囊体结构的变化以及光补偿点的降低等，以提高光能的捕获和利用效率。
15．某动物体毛的灰色、黄色和黑色分别由SG、SY和SB基因控制（已知这些控制毛色的基因位于常染色体上）。科研人员进行的杂交实验如表所示。有关说法错误的是（　　）
实验组别 杂交① 杂交② 杂交③
亲代 纯合灰色×纯合黄色 纯合灰色×纯合黑色 纯合黄色×纯合黑色
子代 灰色雌性42只 灰色雄性20只 黄色雄性22只 灰色雌性X只 灰色雄性Y只 黑色雄性Z只 黄色雌性36只 黄色雄性19只 黑色雄性17只
A．据表推测相同基因型的雄性个体表型可能不同
B．杂交②不同表型子代数X：Y：Z接近2：1：1
C．杂交①③子代黄色雄性个体都表达了SY基因
D．该实验不能验证SG、SY和SB基因的显隐性关系
【答案】D
【知识点】生物的性状、相对性状及性状的显隐性；基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】A、杂交①亲代为纯合灰色SGSG和纯合黄色SYSY，子代基因型均为SGSY，雌性全为灰色，雄性却出现灰色和黄色两种表型，说明相同基因型的雄性个体表型可能不同，A正确；
B、杂交②亲代是纯合灰色（SGSG）和纯合黑色（SBSB），子代基因型均为SGSB，雌性全表现灰色，雄性中灰色与黑色比例为1：1，因此子代表型数量X：Y：Z接近2：1：1，B正确；
C、杂交①子代黄色雄性基因型为SGSY，杂交③子代黄色雄性基因型为SYSB，二者均因表达SY基因而表现出黄色性状，C正确；
D、杂交①纯合灰色SGSG×纯合黄色SYSY，子代基因型均为SGSY，雌性全为灰色，则灰色SG对黄色SY为显性；杂交③纯合黄色SYSY×纯合黑色SBSB，子代基因型均为SYSB，雌性全为黄色，则黄色SY对黑色SB为显性。由杂交结果可判断雌性中毛色显隐性关系为SG＞SY＞SB，该实验能够验证三个复等位基因的显隐性关系，D错误。
故答案为：D。
【分析】复等位基因位于同源染色体的相同位置，控制同一性状的不同表现类型，其显隐性关系可通过纯合亲本杂交后代的表型来确定。常染色体上的基因遗传本与性别无关，本实验中相同基因型的雌雄个体表型不同，雄性个体表型存在随机性，属于基因表达的性别差异。生物的性状由基因控制，特定表型的出现是相应等位基因选择性表达的结果，杂交实验是判断基因显隐性关系的常用方法。
16．油菜素内酯作为第六大植物激素，在植物生长发育中发挥核心作用。与其功能类似的植物生长调节剂EBR和TS303在缓解非生物胁迫方面展现出独特潜力。某研究团队以铝（Al）敏感型大豆品种BD2为材料，通过水培实验探究了两种类似物对铝胁迫下大豆光合作用的影响，如下图所示。下列叙述正确的是（　　）
注：CK、Al、EBR+Al和TS303+Al分别代表正常生长、Al胁迫、EBR浸种并Al胁迫处理和TS303浸种并Al胁迫处理。
A．油菜素内酯和脱落酸都具有促进种子萌发的作用
B．与油菜素内酯相比，EBR和TS303具有在植物体内更容易合成和效果更稳定的优点
C．EBR和TS303均能缓解Al对大豆叶面积的影响，且TS303效果优于EBR
D．Al胁迫14天时，TS303处理可以基本使大豆净光合速率恢复正常
【答案】C,D
【知识点】其他植物激素的种类和作用；植物激素及其植物生长调节剂的应用价值；植物激素间的相互关系
【解析】【解答】A、油菜素内酯具有促进细胞伸长、促进种子萌发等生理作用，脱落酸的主要生理作用为抑制细胞分裂、促进种子休眠、抑制种子萌发，二者在种子萌发的调控中作用相互拮抗，A错误；
B、EBR和TS303属于植物生长调节剂，植物生长调节剂是人工合成的、对植物生长发育有调节作用的化学物质，植物体内无法合成这类物质，B错误；
C、由左图叶面积的实验结果可知，与仅受铝胁迫的Al组相比，同一胁迫天数下，EBR+Al组和TS303+Al组的叶面积均显著高于Al组，说明EBR和TS303均能缓解铝对大豆叶面积生长的抑制作用；同时同一胁迫天数下TS303+Al组的叶面积始终高于EBR+Al组，说明TS303对铝胁迫的缓解效果优于EBR，C正确；
D、由右图净光合速率的实验结果可知，铝胁迫14天时，正常生长的CK组净光合速率约为6.8μmol·m-2·s- ，TS303+Al组的净光合速率与CK组基本持平，仅受铝胁迫的Al组净光合速率远低于CK组，说明TS303处理可以基本使大豆净光合速率恢复正常，D正确。
故答案为：CD。
【分析】植物激素是植物体内产生的微量有机物，不同激素的生理功能存在差异，部分激素间存在拮抗作用。植物生长调节剂为人工合成的化学物质，具有易合成、效果稳定的特点，植物无法自身合成。非生物胁迫会抑制植物的生长和光合作用，可通过施加适宜的植物生长调节剂缓解胁迫对植物的损伤。
17．“倒春寒”使紫花苜蓿在返青期发生低温胁迫。为探究低温胁迫后光合作用恢复的限制因素，科研人员选取苜蓿幼苗放入培养箱，低温处理后再进行室温恢复培养，检测指标及结果如图1。
（1）称取适量新鲜苜蓿叶片，加少量石英砂、碳酸钙和一定量的　 　，研磨过滤制成色素提取液，用于测定叶绿素含量。将叶片切成大小一致的圆片，置于适宜浓度的NaHCO3溶液中，测定叶圆片的　 　速率[μmol/（m2·s）]，代表净光合速率。
（2）据图1可知，低温会　 　叶绿素含量。叶绿素含量变化并非影响光合速率的唯一因素，依据是室温恢复培养72h后，　 　。
（3）紫花苜蓿叶绿体中部分特定叶绿素与蛋白构成大型复合物，即光系统，可分为Ⅰ、Ⅱ两种类型。图2为光系统Ⅱ（PSⅡ）电子传递的过程示意图。
①图2中特定叶绿素分子中的电子可被　 　激发跃迁为高能电子，再传递给电子受体。失去电子的叶绿素从电子供体中获得电子，电子供体则夺取水的电子，促进水分解直接生成　 　，电子受体的高能电子传递给初始状态下的PSⅡ。
②若电子传递受阻，叶绿素吸收的光能无法用于光合作用，多余的能量以更强的荧光释放。对暗处理的叶片施以强光照射，快速连续采集荧光信号。正常情况下，PSⅡ供体侧电子传递顺畅，但受体侧传递速度较慢，电子在受体侧堆积，电子传递暂时中断。若将低温处理前和恢复常温后的叶片荧光强度值记为a和b，则PSⅡ供体侧和受体侧的大小关系分别为　 　时，说明低温造成PSⅡ的供体侧功能受损，限制了光合作用的恢复。
【答案】（1）无水乙醇；释放
（2）降低；叶绿素含量超过处理前水平，净光合速率升高但未恢复到处理前水平
（3）光能；和H+；ab
【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) 提取叶绿素时，光合色素易溶于有机溶剂而不溶于水，因此研磨叶片时需加入无水乙醇作为提取溶剂，石英砂可增大研磨摩擦力使研磨更充分，碳酸钙可中和细胞液中的有机酸，避免叶绿素在酸性条件下被破坏。将叶圆片置于适宜浓度的NaHCO3溶液中，NaHCO3可稳定提供CO2，此时叶圆片同时进行光合作用和细胞呼吸，单位时间、单位叶面积的O2释放速率代表净光合速率，因为释放的O2是光合作用总产氧量减去细胞呼吸耗氧量后的剩余量。
(2) 由图1可知，低温处理72h后，叶绿素含量较处理前显著降低，说明低温会降低叶绿素含量。室温恢复培养72h后，叶绿素含量已超过处理前水平，但净光合速率虽有所升高，却未恢复到处理前水平，说明除叶绿素含量外，还有其他因素（如暗反应相关酶活性、光系统功能等）影响光合速率，因此叶绿素含量变化并非影响光合速率的唯一因素。
(3) ①光系统Ⅱ中的特定叶绿素分子可吸收光能，光能将叶绿素中的电子激发，使其跃迁为高能电子，高能电子随后传递给电子受体。失去电子的叶绿素从电子供体获取电子，电子供体夺取水分子中的电子，促进水的光解，水分解后直接生成O2和H+，释放的电子用于补充叶绿素失去的电子。
②荧光强度与电子传递受阻程度正相关，电子传递越受阻，多余光能以荧光形式释放越多，荧光强度越高。若低温造成PSⅡ供体侧功能受损，恢复常温后（b）供体侧电子传递受阻程度比低温处理前（a）更严重，因此荧光强度a < b；PSⅡ受体侧正常情况下电子传递速度较慢，电子易堆积，若供体侧受损，恢复后受体侧电子堆积缓解，电子传递受阻程度降低，荧光强度降低，因此低温处理前（a）荧光强度高于恢复后（b），即a > b。
【分析】光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，光合色素吸收光能，将水光解为氧气、氢离子和电子，同时将光能转化为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中；暗反应发生在叶绿体基质中，包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，将活跃的化学能转化为稳定的化学能储存在有机物中。光合色素的提取需要用无水乙醇等有机溶剂，研磨时加入碳酸钙可防止色素被破坏，石英砂可使研磨更充分。净光合速率可通过单位时间单位叶面积的氧气释放量、二氧化碳吸收量或有机物积累量来表示，总光合速率等于净光合速率与呼吸速率之和。光系统是叶绿体中由叶绿素和蛋白质构成的复合物，分为光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，光系统Ⅱ可吸收光能激发电子，推动电子传递链的进行，电子传递受阻时，多余的光能会以荧光的形式释放，荧光强度可反映电子传递的效率。
（1）在提取光合色素时，研磨叶片需要加入少量石英砂（有助于研磨充分）、碳酸钙（防止色素被破坏）和一定量的无水乙醇，因为光合色素能溶解在无水乙醇等有机溶剂中。净光合速率可以用单位时间、单位叶面积氧气的释放量或二氧化碳的吸收量等来表示，将叶片切成大小一致的圆片置于适宜浓度的NaHCO3溶液中，溶液可提供二氧化碳，此时测定叶圆片的氧气释放速率[μmol/（m2·s）]，能代表净光合速率。
（2）从图1可以看出，与对照组相比，低温处理组的叶绿素含量降低，所以低温会降低叶绿素含量。室温恢复培养72h后，叶绿素含量恢复超过对照组水平，但净光合速率并未恢复到对照组水平，这就说明叶绿素含量变化并非影响光合速率的唯一因素。
（3）①图2中特定叶绿素的电子可被光能激发跃迁为高能电子，再传递给电子受体，失去电子的叶绿素从电子供体中获得电子，电子供体夺取水的电子，促使水分解直接生成氧气和H+。
②若电子传递受阻，叶绿素吸收的光能无法用于光合作用，多余的能量以更强的荧光释放。正常情况下，供体侧电子传递顺畅，低温造成PSⅡ的供体侧功能受损，那么低温处理前（a）的供体侧电子传递情况好于恢复常温后（b），所以荧光强度a＜b；受体侧传递速度较慢，电子在受体侧堆积，电子传递暂时中断，低温处理后受体侧功能也受影响，但是相对来说恢复常温后受体侧电子传递会有所改善，所以荧光强度a ＞b。
18．蚕丝产量是家蚕的重要经济性状之一、家蚕部分性状、基因和基因所分布的染色体关系见下表。普通家蚕蚕丝产量为正常，研究人员获得一种纯合的高产蚕丝的突变体M，突变体M蚕期的其他表型为正常节、普通体色、无角、白血。为探究突变体M高产蚕丝相关的基因及遗传机制，将突变体M与蚕期具有不同表型的纯合亲本进行杂交（每个杂交组合的亲本仅有一种表型不同），结果见图1。
染色体编号 表型和基因
Z 正常节（E） 长节（e）
2 虎斑（Ze） 普通体色（ze）
3 龙角（K） 无角（k）
11 黄血（Y） 白血（y）
不考虑发生互换，仅分析上述表型，回答下列问题。
（1）四个组合的F2均统计到高产：正常=3：1的表型及比例，说明突变体M高产蚕丝的性状受到　 　（填“显性”或“隐性”）单基因控制，四个杂交组合中，F1出现两种不同表型的杂交组合是　 　。
（2）若上述表型均独立遗传，控制突变体M高产蚕丝的基因位于11号染色体上。图1的杂交组合中，除了组合　 　F2的表型共有3种，其余杂交组合F2的表型均有　 　种。（不考虑性别）
（3）其他研究发现，BmE2F1是一种转录调控因子，敲除BmE2F1基因的家蚕（KO）、过量表达BmE2F1基因的家蚕（OE）和野生型家蚕（WT）丝腺的细胞数量和茧壳重量（与蚕丝产量正相关）见图2.推测BmE2F1基因的功能是　 　。
（4）突变体M的蚕丝茧壳重量和蚕丝产量与上述OE高度相似。为确定突变体M是否为BmE2F1基因突变引起，BmE2F1基因及两端的DNA序列已知。拟以该突变体的组织细胞为实验材料，以测序的方式确定突变位点。写出关键实验步骤①　 　；②　 　；③　 　；④基因测序；⑤序列比对分析。
【答案】（1）显性；杂交组合一
（2）四；4
（3）促进丝腺细胞的增殖，使蚕丝产量（或茧壳重量）提高
（4）提取突变体M组织细胞的DNA；根据基因及两端的DNA序列设计特异性引物；进行PCR反应
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）；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) 四个杂交组合的F2中高产与正常的性状分离比均为3：1，符合基因分离定律中杂合子自交后代的性状分离比，说明高产蚕丝的性状由显性单基因控制，显性性状在杂合子中表现，杂合子自交时显性性状与隐性性状的比例为3：1。家蚕的性别决定为ZW型，雌性为ZW，雄性为ZZ，控制正常节与长节的基因位于Z染色体，其余控制体色、角型、血色的基因位于常染色体。每个杂交组合的亲本仅有一种表型不同，突变体M为纯合母本，杂交组合一中，母本突变体M为正常节，基因型为Z W，父本为长节，基因型为Z Z ，F1中雄性个体从母本获得Z 、从父本获得Z ，基因型为Z Z ，表现为正常节，雌性个体从母本获得W、从父本获得Z ，基因型为Z W，表现为长节，因此F1出现正常节和长节两种表型。其余三个杂交组合的相关基因位于常染色体，母本为纯合隐性表型，父本为纯合显性表型，F1均为杂合子，仅表现为显性表型，因此只有杂交组合一的F1出现两种不同表型。
(2) 控制高产蚕丝的基因位于11号染色体，11号染色体上同时存在控制黄血与白血的Y/y基因，因此杂交组合四涉及的两对基因（高产/正常、黄血/白血）位于同一对同源染色体上，不发生互换时遵循基因的连锁定律。突变体M为纯合高产白血，基因型为AAyy，父本为纯合正常黄血，基因型为aaYY，F1基因型为AaYy，其中A与y连锁、a与Y连锁，F1相互交配时仅产生Ay和aY两种配子，F2基因型为AAyy、AaYy、aaYY，对应表型为高产白血、高产黄血、正常黄血，共3种表型。其余杂交组合涉及的两对基因分别位于非同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，F1为双杂合子，自交后代的性状分离比为9：3：3：1，对应4种不同的表型，因此除杂交组合四外，其余杂交组合F2的表型均有4种。
(3) 由图2可知，敲除BmE2F1基因的家蚕（KO）丝腺细胞数量和茧壳重量均低于野生型家蚕（WT），过量表达BmE2F1基因的家蚕（OE）丝腺细胞数量和茧壳重量均高于野生型家蚕，且茧壳重量与蚕丝产量正相关，说明BmE2F1基因能够促进丝腺细胞的增殖，进而提高茧壳重量，使蚕丝产量提升。
(4) 要通过测序确定突变体M是否为BmE2F1基因突变引起，关键实验步骤如下：①提取突变体M组织细胞的基因组DNA，作为后续PCR扩增的模板；②根据BmE2F1基因及两端的已知DNA序列设计特异性引物，确保引物能够特异性扩增该基因的完整片段；③通过PCR反应扩增BmE2F1基因的目的片段，获得足够量的待测DNA；④对扩增的目的片段进行基因测序；⑤将测序结果与野生型BmE2F1基因的序列进行比对分析，确定是否存在突变位点。
【分析】(1)基因分离定律是遗传学的基本定律，指杂合子细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因具有一定的独立性，在减数分裂形成配子时，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代，杂合子自交后代会出现3：1的性状分离比，可用于判断性状的显隐性。
(2)伴性遗传指位于性染色体上的基因的遗传总是与性别相关联，不同的性别决定方式下性染色体的组成不同，家蚕为ZW型性别决定，雌性个体的性染色体组成为ZW，雄性为ZZ。
(3)基因的自由组合定律指位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的，在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合，双杂合子自交后代会出现9：3：3：1的性状分离比；若两对基因位于同一对同源染色体上，则遵循基因的连锁定律，不发生互换时后代的性状分离比不符合自由组合定律。
(4)PCR技术即聚合酶链式反应，是一种用于扩增特定DNA片段的分子生物学技术，以DNA的半保留复制为原理，需要模板DNA、特异性引物、热稳定DNA聚合酶、脱氧核苷酸等原料，可快速获得大量目的DNA片段，用于基因测序、突变检测等实验。
（1）四个组合的均统计到高产∶正常的表型及比例，这符合基因分离定律中杂合子自交后代的性状分离比，说明突变体M高产蚕丝的性状受到显性单基因控制。由于每个杂交组合的亲本仅有一种表型不同，杂交组合一由于控制正常节和长节的基因位于Z染色体上，母本突变体M正常节基因型为，父本长节基因型为，有正常节和长节两种表型，其他三个组合基因都位于常染色体，所以只有一种表型。
（2）若上述表型均独立遗传，控制突变体M高产蚕丝的基因位于11号染色体上。杂交组合四（♀突变体M×♂黄血）中，只涉及11号染色体上的白血（y）、黄血（Y）和高产、正常产量这两对相对性状，其他相同，所以（仅考虑这两对性状）的表型共有3种（黄血正常产量、黄血高产和白血高产）。其余杂交组合涉及两对相对性状且遵循自由组合定律，根据自由组合定律，的表型均有4种，如杂交组合一涉及1号染色体的正常节（E）、长节（e）和11号染色体的高产、正常产量，有正常节高产、正常节正常产量、长节高产、长节正常产量4种表型。
（3）由图2可知，敲除基因的家蚕（KO）丝腺细胞数量和茧壳重量低于野生型家蚕（WT），过量表达基因的家蚕（OE）丝腺细胞数量和茧壳重量高于野生型家蚕（WT），而茧壳重量与蚕丝产量正相关，所以推测基因的功能是促进丝腺细胞的增殖，进而促进蚕丝产量提高。
（4）根据题意可知，可通过获得突变体的编码基因的PCR产物，测序后与正常的编码基因的序列进行比对，从而确定突变位点。为此，首先以突变体组织为实验材料提取DNA，为PCR扩增突变体的编码基因提供模板；以编码基因前后两端的DNA序列为模板，设计合适的引物；进行PCR反应，获得突变体的编码基因的PCR产物并纯化；最后，将测序结果与编码基因的DNA序列进行比对，可确定突变位点。
19．粒细胞集落刺激因子（CSF）能调控多种免疫细胞的功能，如抑制自然杀伤细胞（NK）的免疫活性。研究人员对CSF抑制NK细胞活性的分子机制进行了探索。
（1）NK细胞对被病毒入侵的细胞和肿瘤细胞等具有广泛杀伤性，实现免疫防御和　 　等基本功能。通过NK细胞实现的免疫类型为　 　免疫。
（2）NK细胞分泌的干扰素γ（IFNγ）可增强免疫反应，过量则会引起炎症因子风暴，危害健康。为证实“CSF通过促进S基因的表达从而抑制NK细胞产生IFNγ”，研究人员进行了分组实验，请在图1中补充乙、丙、丁组的实验结果。若要证明上述结论，还需补充检测　 　。
甲组：正常NK细胞
乙组：正常NK细胞+CSF
丙组：敲除S基因的NK细胞
丁组：敲除S基因的NK细胞+CSF
（3）已知糖皮质激素（G）能抑制炎症反应，细胞质中的糖皮质激素受体（GR）被其激活后进入细胞核作为转录因子发挥调控作用。研究人员检测施加CSF后NK细胞中GR的变化，结果如图2.请据此进一步完善CSF抑制IFNγ产生的假说　 　。
（4）根据上述研究结果，尝试提出CSF在临床上可能的应用　 　。
【答案】（1）免疫监视；非特异性
（2）S基因转录生成的mRNA量/S基因的表达量
（3）CSF通过促进GR入核，促进S基因的转录（表达），从而抑制NK细胞分泌IFNγ
（4）抑制炎症风暴/器官移植的抗排异药物
【知识点】动物激素的调节；免疫系统的结构与功能
【解析】【解答】(1) NK细胞对被病毒入侵的细胞和肿瘤细胞等具有广泛杀伤性，可实现免疫防御和免疫监视等免疫系统的基本功能，其中免疫防御针对外来病原体，免疫监视针对体内突变的肿瘤细胞和被病毒感染的细胞。NK细胞不针对特定抗原发挥杀伤作用，对多种靶细胞都有杀伤效果，因此通过NK细胞实现的免疫类型为非特异性免疫。(2) 实验目的是证实CSF通过促进S基因的表达从而抑制NK细胞产生IFNγ，根据单一变量和对照原则，各组实验结果如下：甲组为正常NK细胞，IFNγ分泌量为1.0；乙组为正常NK细胞+CSF，CSF可促进S基因表达，抑制IFNγ分泌，因此乙组IFNγ分泌量远低于甲组；丙组为敲除S基因的NK细胞，无S基因表达，CSF无法发挥抑制作用，因此丙组IFNγ分泌量接近甲组；丁组为敲除S基因的NK细胞+CSF，因S基因已敲除，CSF无法通过S基因发挥抑制作用，丁组IFNγ分泌量与丙组相近，柱形图对应图3的结果。柱形图应该如图所示：
。
若要证明该结论，还需检测S基因转录生成的mRNA量或S基因的表达量，验证CSF确实促进了S基因的表达，从而建立CSF、S基因表达与IFNγ分泌之间的关联。
(3) 由图2可知，与不加CSF的NK细胞相比，加CSF的NK细胞中，绿色荧光蛋白标记的GR更多地出现在细胞核区域，叠加图显示GR与细胞核的共定位更明显，说明CSF可促进GR入核。GR入核后作为转录因子发挥调控作用，结合之前的结论，可完善假说：CSF通过促进GR入核，促进S基因的转录和表达，进而抑制NK细胞分泌IFNγ。
(4) 根据研究结果，CSF可抑制NK细胞的免疫活性，减少IFNγ的分泌，避免过量IFNγ引发炎症因子风暴，因此CSF在临床上可用于抑制炎症风暴，治疗因炎症因子风暴导致的疾病；同时，CSF可抑制免疫细胞的活性，降低机体的免疫排斥反应，可作为器官移植的抗排异药物使用。
【分析】免疫系统的基本功能包括免疫防御、免疫自稳和免疫监视，其中免疫防御针对外来病原体，免疫监视针对体内突变细胞和被感染细胞，免疫自稳维持内环境稳态。非特异性免疫是生来就有的、不针对特定病原体的免疫，由皮肤、黏膜、吞噬细胞和NK细胞等参与；特异性免疫针对特定抗原，由T细胞、B细胞介导。实验设计需遵循单一变量原则和对照原则，通过设置不同处理组验证变量间的因果关系。糖皮质激素受体GR在未激活时位于细胞质，被糖皮质激素激活后可进入细胞核，作为转录因子调控基因的表达。炎症因子风暴是机体免疫过度激活，大量细胞因子快速释放引发的严重炎症反应，可通过抑制免疫细胞活性、减少炎症因子分泌进行干预。
（1）NK细胞对被病毒入侵的细胞和肿瘤细胞等具有广泛杀伤性，实现免疫防御和免疫监视等基本功能。通过NK细胞实现的免疫类型为非特异性免疫。
（2）实验设计的目的是为了证实“CSF通过促进S基因的表达从而抑制NK细胞产生IFNγ”，因此CSF和S基因是影响NK细胞分泌的干扰素γ（IFNγ）的因素，根据实验设计的对照原则和单一变量原则，因此要设计正常NK细胞组、正常NK细胞组+CSF组、敲除S基因的NK细胞组、敲除S基因的NK细胞+CSF组，因为要证实“CSF通过促进S基因的表达从而抑制NK细胞产生IFNγ”，所以只有CSF和S基因同时存在NK细胞中时才能抑制NK细胞产生IFNγ，因此乙组的IFNγ分泌量最少。柱形图应该如图所示：。
若要证明上述结论，还需检测S基因转录生成的mRNA量/S基因的表达量。
（3）通过比较不加CSF的NK细胞和加入CSF的NK细胞的绿色荧光蛋白标记的GR，根据荧光的亮度可知，CSF通过促进GR入核，促进S基因的转录（表达），从而抑制NK细胞分泌IFNγ。
（4）根据上述研究结果，CSF在临床上可以应用在抑制炎症风暴/器官移植的抗排斥药物的研究上。
20．“蓝碳”也叫“蓝色碳汇”，即海洋碳汇，指利用海洋活动及海洋生物吸收大气中的二氧化碳，并将其固定、储存在海洋中的过程。红树林生态系统面积的扩大以及营养结构复杂程度的提高都有利于提高生态承载力。回答下列问题。
（1）群落的　 　是区分不同群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素。红树林湿地生物群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这是自然选择的结果，也是群落中　 　的结果。
（2）红树林强大碳汇功能体现了生物多样性的　 　价值。红树林中引入新树种时，应考虑这些植物的生态位差异及它们之间的种间关系，通过合理的人工设计使这些物种形成互利共存的关系，这主要遵循了生态工程的　 　原理。
（3）某生物一段时期内种群数量每年均以130%的增长率增长，若该种群初始数量为，则两年后种群的数量将达到　 　。
（4）海洋中的一些塑料垃圾被分解为微塑料，微塑料可在鱼类和人体内富集，其在生态系统中富集的渠道是　 　。能量流经某一生态系统中第二营养级的示意图如下，经过检测该营养级中部分动物尿液中存在少量有机酸、脂肪酸等有机物，这些有机物中的能量属于　 　（填“A1”“B1”或“B2”）。
【答案】（1）物种组成；物种之间及生物与环境间协同进化
（2）间接；自生
（3）[或或]
（4）食物链和食物网；
【知识点】当地自然群落中若干种生物的生态位；生态工程依据的生态学原理；生态系统的能量流动；生态系统的物质循环；生物多样性的价值
【解析】【解答】(1) 群落的物种组成是区分不同群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素。红树林湿地生物群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这是自然选择的结果，也是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果，不同物种通过相互适应、与环境相互适应，形成稳定的生态位分化，维持群落的结构和功能稳定。
(2) 红树林强大的碳汇功能是其在生态系统中调节气候、固定二氧化碳的生态功能，体现了生物多样性的间接价值。红树林中引入新树种时，考虑物种的生态位差异和种间关系，通过人工设计使物种形成互利共存的关系，主要遵循了生态工程的自生原理，该原理强调通过优化系统内的生物组分，提高系统的自我组织、自我维持能力，实现系统的稳定和高效。
(3) 种群数量的增长若为“J”型增长，计算公式为Nt= N0×λt，其中λ为增长倍数，等于1+增长率。该种群每年增长率为130%，因此λ=1+130% = 2.3，初始数量为N0，两年后（t=2）种群数量为N0 ×2.32 = 5.29N0。
(4) 微塑料可通过食物链和食物网在生物体内富集，营养级越高的生物，体内微塑料的积累量越多，这是生物富集的特点。分析能量流动示意图，摄入量A分为同化量B和粪便量A1，同化量B分为呼吸散失的能量B1和用于生长、发育和繁殖的能量B2。动物尿液中的有机酸、脂肪酸等有机物是动物代谢产生的含能物质，这些物质会被分解者利用，属于用于生长、发育和繁殖的能量B2的一部分，因此这些有机物中的能量属于B2。
【分析】群落的物种组成是区别不同群落的重要标志，生态位的形成是物种间及生物与环境间协同进化的结果。生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值，间接价值是指对生态系统起到的调节功能，如碳汇、水土保持等。生态工程的自生原理强调系统内生物组分的自我组织和自我维持，通过优化种间关系和结构，提高系统的稳定性。种群“J”型增长的数学模型为Nt = N0 λt，其中λ为增长倍数。生态系统的能量流动中，第二营养级的摄入量分为同化量和粪便量，同化量又分为呼吸散失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可流向分解者、下一营养级等，尿液中的有机物属于同化后用于生长发育繁殖的能量，归属于B2。生物富集是指有害物质通过食物链和食物网在生物体内积累，营养级越高，浓度越高的现象。
（1）群落的物种组成是区分不同群落的重要特征，红树林湿地生物群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。
（2）红树林强大碳汇功能是其在生态系统中的作用，体现了生物多样性的间接价值。红树林中引入新树种时，应考虑这些植物的生态位差异及它们之间的种间关系，通过合理的人工设计使这些物种形成互利共存的关系，这遵循了生态工程的自生原理，通过优化组分结构，增强系统自我维持能力。
（3）根据计算公式Nt=N0×λt，某生物一段时期内种群数量每年均以130%的增长率增长，若该种群初始数量为N0，则两年后种群的数量将达到N0×（1+130%）2=5.29N0。
（4）微塑料在鱼类和人体内富集，其在生态系统中富集的渠道是食物链和食物网，动物尿液中存在少量有机酸、脂肪酸等有机物，这些能量属于自身同化后传递给分解者的能量，属于。
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，基因长度为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.
B.
C.
D.
（2）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5'-　 　-3'和5'-　 　-3'。
（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.图中7个条带大小均为330bp左右，说明　 　。
（4）不同生物对编码同一氨基酸的不同密码子的使用频率存在差异，该现象称为密码子的偏好性。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）TA；AGCT
（3）卡那霉素；目标胰岛素基因INS已经成功导入大肠杆菌
（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，本题中目标胰岛素的功能需求为不形成二聚体，可迅速解离为单体发挥降糖作用，因此第一空为预期蛋白质的功能（不形成二聚体，能迅速发挥作用）。天然胰岛素B链第28、29位氨基酸为脯氨酸（Pro）和赖氨酸（Lys），对应编码链（5'→3'）序列为CCCAAG，突变后氨基酸互换，编码链序列变为AAGCCC。PCR技术中，引物需与模板链互补，方向为5'→3'，R1为反向引物，需与突变后的编码链互补，序列为5'-GGGTGGGCTTTGTGT-3'（对应选项B）；F2为正向引物，需与突变后的编码链序列一致，序列为5'-ACACAAAGCCCACCC-3'（对应选项C），因此所用突变引物为BC。
(2) 构建重组质粒时，需用相同限制酶切割质粒和目的基因，以保证黏性末端互补。NdeI识别序列为5'-CATATG-3'，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) 质粒pET-MCS上携带卡那霉素抗性基因（Kan'），可作为筛选标记，因此将重组质粒导入大肠杆菌后，需置于含卡那霉素的培养基中培养，淘汰未导入重组质粒的大肠杆菌。凝胶电泳结果显示7个菌落的PCR扩增产物大小均为330bp，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。
(4) 密码子具有简并性，即一种氨基酸可对应多种密码子，同时不同生物对同一氨基酸的不同密码子存在使用频率差异（密码子偏好性）。为提高目标胰岛素基因在大肠杆菌中的表达量，可根据胰岛素的氨基酸序列，将基因中的密码子替换为大肠杆菌偏好的密码子，即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），从而提高翻译效率，增加表达量。
【分析】(1)蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求，其基本流程为从预期蛋白质的功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列，最终获得符合需求的蛋白质，与基因工程相比，蛋白质工程可生产自然界中不存在的蛋白质，实现对蛋白质的精准改造。
(2)PCR技术全称为聚合酶链式反应，是一种体外扩增DNA片段的技术，原理为DNA的半保留复制，反应需要模板DNA、引物、dNTP、热稳定DNA聚合酶等，引物是与模板链互补的单链DNA片段，方向为5'→3'，可通过设计突变引物在扩增过程中引入定点突变，获得改造后的目的基因。
(3)基因工程的基本操作程序包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
（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，序列变为：5'……ACACAAAGCCCACCC……3'，分析图2的引物方，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，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）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。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Kanr，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可知，7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。
（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 / 1湖南长沙市湖南师大附中2025~2026学年下学期2月高三月考生物试题
1．下列关于组成细胞的元素和化合物的叙述，正确的是（　　）
A．婴幼儿缺乏Fe会诱发镰状细胞贫血
B．DNA易溶于酒精，沸水浴条件下DNA遇二苯胺试剂会呈蓝色
C．细胞内自由水与结合水的比值升高，细胞质流动速率加快
D．人在饥饿时，体内储存的脂肪会大量转化为葡萄糖
2．下图表示最适温度下反应物浓度对酶催化反应速率的影响。下列叙述正确的是（　　）
A．最适温度下，酶提高化学反应活化能的效果最好
B．a点时温度升高10℃，曲线上升幅度会增大
C．b点时向体系中加入少量同种酶，反应速率加快
D．c点时，限制酶促反应速率的因素是反应物浓度
3．研究人员为研究哺乳动物垂体对糖代谢的影响，首先切除动物的胰腺，使动物患糖尿病，之后摘除动物垂体，结果发现动物的糖尿病得到缓解，但再注射垂体提取液则又会引发糖尿病症状。下列相关叙述正确的是（　　）
A．胰腺切除动物可能会出现多尿、多饮的现象
B．垂体中有与胰岛素发挥协同作用的激素
C．胰腺切除动物血浆中胰高血糖素含量较高
D．保留胰腺但摘除垂体的动物会发生血糖水平过高的现象
4．下列关于科学方法的叙述错误的是（　　）
A．孟德尔揭示分离定律，运用了假说—演绎法
B．沃森和克里克在构建DNA双螺旋结构模型的过程中，运用了数学模型构建法
C．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，运用了放射性同位素标记技术
D．梅塞尔森和斯塔尔探究DNA复制方式的实验，利用离心法来区分不同密度DNA
5．α—LPB基因在哺乳动物肝细胞中表达的蛋白质约512kD，在肠细胞中表达的蛋白质约250kD。这与RNA编辑（转录后的RNA发生碱基的加入、丢失或替换）有关。下列分析错误的是（　　）
A．该基因在肠细胞中表达的蛋白质更小，可能是RNA编辑导致终止密码子提前出现
B．以肝细胞与肠细胞中的RNA逆转录得到的α—LPB基因不相同
C．RNA编辑可以修正某些DNA转录过程中产生的错误，维持细胞功能的稳定性
D．肝和肠细胞中α—LPB基因的遗传信息因RNA编辑而不同
6．某动物（2n=36，基因型为AaBb）的精原细胞在减数分裂时，其中一条染色体在减数第二次分裂后期发生了异常横裂，如图所示，发生横裂的染色体会被分到两个子细胞中，不考虑其他变异。下列叙述正确的是（　　）
A．在纺锤丝的牵引下，着丝粒发生分裂
B．该精原细胞产生的精细胞发生了染色体数目变异
C．该精原细胞产生的精细胞的基因组成可能是AaB、B、Ab、ab
D．该精原细胞在DNA复制时期发生了基因突变
7．尼古丁是一种高度成瘾的物质，自然存在于烟草中。它是烟草烟雾中的活性成分，可作用于自主神经系统，其在人体内的作用机理如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．尼古丁引起POMC神经元兴奋的过程与吸入尼古丁量有关，且兴奋性与吸入尼古丁的量成正相关
B．吸入的尼古丁促使人体产生饱腹感的过程属于非条件反射
C．戒烟后，肾上腺素的释放减少，脂肪的分解程度下降，体重也随之下降
D．尼古丁成瘾可能是神经细胞膜上受体减少所致
8．蝗虫为群聚型昆虫。高密度种群中，雌蝗体内P蛋白可结合并促进某种小RNA的高表达，进而调节下游相关基因表达，促进子代同步孵化。下列叙述错误的是（　　）
A．可利用样方法调查蝗虫的幼虫——跳蝻的种群密度
B．P蛋白对种群密度高低的调节属于非密度制约因素
C．子代同步孵化可导致种群数量在短时间内爆发增长
D．抑制雌蝗体内P蛋白与RNA结合可预防蝗灾发生
9．安化黑茶是一种后发酵茶，其制作流程见下图。发花是后发酵阶段，其中冠突散囊菌（一种真菌，俗称“金花”）分泌的多酚氧化酶催化茶叶中多酚类物质转化为特色风味物质，是品质形成的关键。下列分析错误的是（　　）
A．杀青可以快速去除茶叶中水分，同时快速高温使茶叶中的多种酶失活，减少茶多酚的分解
B．渥堆时将茶坯堆积并覆盖湿布，有利于相关微生物进行厌氧呼吸
C．揉捻有利于后续微生物发酵的进行
D．发花阶段往往将培养基pH调至中性或弱碱性
10．下列关于生物科学史中的一些实验，过程与结论相符合的是（　　）
选项 简要实验过程 结论
A 不同颜色荧光染料标记的人和小鼠细胞表面蛋白进行细胞融合实验 细胞膜具有选择透过性
B 用18O分别标记H2O和CO2进行实验，第一组向植物提供H218O和CO2，第二组提供H2O和C18O2 光合作用释放的氧气来自CO2
C 用重组的2种植物病毒去感染烟草，从病斑处收集子代病毒，鉴定其类型 DNA是主要的遗传物质
D 将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注射到狗的静脉，检测胰液的分泌情况 胰液分泌可能与体液调节有关
A．A B．B C．C D．D
11．病毒PEDV会使猪患流行性腹泻，在制备抗PEDV的单克隆抗体时加入不同浓度维生素C（Vc），杂交瘤细胞增殖情况及抗体效价（能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数）如图和表格所示。下列叙述错误的是（　　）
Vc/（ng·mL-1） 抗体效价
0 4000
5 4000
10 8000
20 2000
A．可用灭活病毒诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
B．培养杂交瘤细胞需在培养基中添加动物血清
C．10ng·mL-1Vc显著促进杂交瘤细胞增殖
D．20ng·mL-1Vc抗体效价最低是因为细胞增殖受到高浓度Vc抑制
12．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
13．通过连续几十年实施禁牧、封育等措施，昔日的毛乌素沙漠如今已变成了林地、草地和良田。该地区演替不同阶段植物群落的植被盖度与物种多样性的变化趋势如图。下列分析正确的是（　　）
注：生物结皮是由微生物、地衣和苔藓等生物与土壤颗粒相互作用形成的一层有机物复合体
A．半固定沙地定植的植物多具有叶片窄小、根系发达等耐旱特征
B．该群落演替过程中，土壤有机物含量减少，土壤保水能力增强
C．从固定沙地到生物结皮覆盖沙地物种多样性下降可能是由物种间竞争导致的
D．这四个阶段中，草本植物覆盖沙地的群落结构是最复杂的
14．为探究海草在深水环境下维持高效光合作用和长期碳固定的适应性分子机制，研究人员测定了海洋中不同深度的某种海草叶绿素a/b比值、光系统Ⅰ/光系统Ⅱ比值，结果如图甲所示；LHCA是光系统Ⅰ－捕光复合体Ⅱ中的结构，该海草和某陆生植物的四种LHCA含量比值如图乙所示；光合色素的吸收光谱如图丙所示。下列相关叙述正确的是（　　）
A．海草适应深水环境主要与叶绿素a/b比值有关而与光系统Ⅰ/光系统Ⅱ比值无明显关联
B．由图甲、丙推测随着水深的增加，水体中获得的蓝光比例更小
C．由图乙推测海草光系统Ⅰ－捕光复合体Ⅱ中可能存在更多的LHCA1、LHCA4
D．与陆生植物相比，推测海草类囊体可能更大或更多，海草光补偿点更低
15．某动物体毛的灰色、黄色和黑色分别由SG、SY和SB基因控制（已知这些控制毛色的基因位于常染色体上）。科研人员进行的杂交实验如表所示。有关说法错误的是（　　）
实验组别 杂交① 杂交② 杂交③
亲代 纯合灰色×纯合黄色 纯合灰色×纯合黑色 纯合黄色×纯合黑色
子代 灰色雌性42只 灰色雄性20只 黄色雄性22只 灰色雌性X只 灰色雄性Y只 黑色雄性Z只 黄色雌性36只 黄色雄性19只 黑色雄性17只
A．据表推测相同基因型的雄性个体表型可能不同
B．杂交②不同表型子代数X：Y：Z接近2：1：1
C．杂交①③子代黄色雄性个体都表达了SY基因
D．该实验不能验证SG、SY和SB基因的显隐性关系
16．油菜素内酯作为第六大植物激素，在植物生长发育中发挥核心作用。与其功能类似的植物生长调节剂EBR和TS303在缓解非生物胁迫方面展现出独特潜力。某研究团队以铝（Al）敏感型大豆品种BD2为材料，通过水培实验探究了两种类似物对铝胁迫下大豆光合作用的影响，如下图所示。下列叙述正确的是（　　）
注：CK、Al、EBR+Al和TS303+Al分别代表正常生长、Al胁迫、EBR浸种并Al胁迫处理和TS303浸种并Al胁迫处理。
A．油菜素内酯和脱落酸都具有促进种子萌发的作用
B．与油菜素内酯相比，EBR和TS303具有在植物体内更容易合成和效果更稳定的优点
C．EBR和TS303均能缓解Al对大豆叶面积的影响，且TS303效果优于EBR
D．Al胁迫14天时，TS303处理可以基本使大豆净光合速率恢复正常
17．“倒春寒”使紫花苜蓿在返青期发生低温胁迫。为探究低温胁迫后光合作用恢复的限制因素，科研人员选取苜蓿幼苗放入培养箱，低温处理后再进行室温恢复培养，检测指标及结果如图1。
（1）称取适量新鲜苜蓿叶片，加少量石英砂、碳酸钙和一定量的　 　，研磨过滤制成色素提取液，用于测定叶绿素含量。将叶片切成大小一致的圆片，置于适宜浓度的NaHCO3溶液中，测定叶圆片的　 　速率[μmol/（m2·s）]，代表净光合速率。
（2）据图1可知，低温会　 　叶绿素含量。叶绿素含量变化并非影响光合速率的唯一因素，依据是室温恢复培养72h后，　 　。
（3）紫花苜蓿叶绿体中部分特定叶绿素与蛋白构成大型复合物，即光系统，可分为Ⅰ、Ⅱ两种类型。图2为光系统Ⅱ（PSⅡ）电子传递的过程示意图。
①图2中特定叶绿素分子中的电子可被　 　激发跃迁为高能电子，再传递给电子受体。失去电子的叶绿素从电子供体中获得电子，电子供体则夺取水的电子，促进水分解直接生成　 　，电子受体的高能电子传递给初始状态下的PSⅡ。
②若电子传递受阻，叶绿素吸收的光能无法用于光合作用，多余的能量以更强的荧光释放。对暗处理的叶片施以强光照射，快速连续采集荧光信号。正常情况下，PSⅡ供体侧电子传递顺畅，但受体侧传递速度较慢，电子在受体侧堆积，电子传递暂时中断。若将低温处理前和恢复常温后的叶片荧光强度值记为a和b，则PSⅡ供体侧和受体侧的大小关系分别为　 　时，说明低温造成PSⅡ的供体侧功能受损，限制了光合作用的恢复。
18．蚕丝产量是家蚕的重要经济性状之一、家蚕部分性状、基因和基因所分布的染色体关系见下表。普通家蚕蚕丝产量为正常，研究人员获得一种纯合的高产蚕丝的突变体M，突变体M蚕期的其他表型为正常节、普通体色、无角、白血。为探究突变体M高产蚕丝相关的基因及遗传机制，将突变体M与蚕期具有不同表型的纯合亲本进行杂交（每个杂交组合的亲本仅有一种表型不同），结果见图1。
染色体编号 表型和基因
Z 正常节（E） 长节（e）
2 虎斑（Ze） 普通体色（ze）
3 龙角（K） 无角（k）
11 黄血（Y） 白血（y）
不考虑发生互换，仅分析上述表型，回答下列问题。
（1）四个组合的F2均统计到高产：正常=3：1的表型及比例，说明突变体M高产蚕丝的性状受到　 　（填“显性”或“隐性”）单基因控制，四个杂交组合中，F1出现两种不同表型的杂交组合是　 　。
（2）若上述表型均独立遗传，控制突变体M高产蚕丝的基因位于11号染色体上。图1的杂交组合中，除了组合　 　F2的表型共有3种，其余杂交组合F2的表型均有　 　种。（不考虑性别）
（3）其他研究发现，BmE2F1是一种转录调控因子，敲除BmE2F1基因的家蚕（KO）、过量表达BmE2F1基因的家蚕（OE）和野生型家蚕（WT）丝腺的细胞数量和茧壳重量（与蚕丝产量正相关）见图2.推测BmE2F1基因的功能是　 　。
（4）突变体M的蚕丝茧壳重量和蚕丝产量与上述OE高度相似。为确定突变体M是否为BmE2F1基因突变引起，BmE2F1基因及两端的DNA序列已知。拟以该突变体的组织细胞为实验材料，以测序的方式确定突变位点。写出关键实验步骤①　 　；②　 　；③　 　；④基因测序；⑤序列比对分析。
19．粒细胞集落刺激因子（CSF）能调控多种免疫细胞的功能，如抑制自然杀伤细胞（NK）的免疫活性。研究人员对CSF抑制NK细胞活性的分子机制进行了探索。
（1）NK细胞对被病毒入侵的细胞和肿瘤细胞等具有广泛杀伤性，实现免疫防御和　 　等基本功能。通过NK细胞实现的免疫类型为　 　免疫。
（2）NK细胞分泌的干扰素γ（IFNγ）可增强免疫反应，过量则会引起炎症因子风暴，危害健康。为证实“CSF通过促进S基因的表达从而抑制NK细胞产生IFNγ”，研究人员进行了分组实验，请在图1中补充乙、丙、丁组的实验结果。若要证明上述结论，还需补充检测　 　。
甲组：正常NK细胞
乙组：正常NK细胞+CSF
丙组：敲除S基因的NK细胞
丁组：敲除S基因的NK细胞+CSF
（3）已知糖皮质激素（G）能抑制炎症反应，细胞质中的糖皮质激素受体（GR）被其激活后进入细胞核作为转录因子发挥调控作用。研究人员检测施加CSF后NK细胞中GR的变化，结果如图2.请据此进一步完善CSF抑制IFNγ产生的假说　 　。
（4）根据上述研究结果，尝试提出CSF在临床上可能的应用　 　。
20．“蓝碳”也叫“蓝色碳汇”，即海洋碳汇，指利用海洋活动及海洋生物吸收大气中的二氧化碳，并将其固定、储存在海洋中的过程。红树林生态系统面积的扩大以及营养结构复杂程度的提高都有利于提高生态承载力。回答下列问题。
（1）群落的　 　是区分不同群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素。红树林湿地生物群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这是自然选择的结果，也是群落中　 　的结果。
（2）红树林强大碳汇功能体现了生物多样性的　 　价值。红树林中引入新树种时，应考虑这些植物的生态位差异及它们之间的种间关系，通过合理的人工设计使这些物种形成互利共存的关系，这主要遵循了生态工程的　 　原理。
（3）某生物一段时期内种群数量每年均以130%的增长率增长，若该种群初始数量为，则两年后种群的数量将达到　 　。
（4）海洋中的一些塑料垃圾被分解为微塑料，微塑料可在鱼类和人体内富集，其在生态系统中富集的渠道是　 　。能量流经某一生态系统中第二营养级的示意图如下，经过检测该营养级中部分动物尿液中存在少量有机酸、脂肪酸等有机物，这些有机物中的能量属于　 　（填“A1”“B1”或“B2”）。
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，基因长度为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.
B.
C.
D.
（2）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5'-　 　-3'和5'-　 　-3'。
（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.图中7个条带大小均为330bp左右，说明　 　。
（4）不同生物对编码同一氨基酸的不同密码子的使用频率存在差异，该现象称为密码子的偏好性。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】C
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用；无机盐的主要存在形式和作用；DNA的粗提取和鉴定；脂质的种类及其功能；糖类、脂质和蛋白质的代谢过程与相互关系
【解析】【解答】A、婴幼儿缺乏Fe会造成血红蛋白合成不足，进而引发缺铁性贫血，镰状细胞贫血是基因突变导致血红蛋白结构异常引发的遗传病，和Fe缺乏没有关联，A错误；
B、DNA不溶于酒精溶液，实验中常用冷酒精来沉淀提纯DNA，在沸水浴条件下DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，该选项中DNA易溶于酒精的描述错误，B错误；
C、自由水是细胞内多种代谢反应的介质，自由水与结合水的比值升高时，细胞代谢更加旺盛，细胞质的流动速率会加快，C正确；
D、人体饥饿时主要依靠肝糖原分解来补充葡萄糖，维持血糖稳定，脂肪可氧化分解供能，但不能在体内大量转化为葡萄糖，D错误。
故答案为：C。
【分析】铁元素参与血红蛋白的组成，缺铁会造成缺铁性贫血，镰状细胞贫血属于基因突变引发的遗传病。DNA不溶于酒精溶液，能够与二苯胺试剂在沸水浴条件下发生蓝色显色反应。细胞内自由水的含量越高，细胞的代谢速率就越快，细胞质流动也会更加迅速。人体的血糖调节过程中，肝糖原可以直接分解形成葡萄糖，脂肪作为储能物质主要通过氧化分解供给能量，无法大量转化为葡萄糖。
2．【答案】C
【知识点】酶促反应的原理；探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，而非提高活化能，最适温度下酶的活性最高，此时酶降低化学反应活化能的效果最好，A错误；
B、题干明确该曲线为最适温度下的反应速率变化，a点时温度升高10℃，会使酶的活性下降，酶促反应速率降低，因此曲线上升幅度会减小，B错误；
C、b点处于反应速率的平台期，此时反应物浓度充足，限制酶促反应速率的主要因素是酶的浓度，向体系中加入少量同种酶，酶浓度升高，反应速率会加快，C正确；
D、c点时反应物浓度已远高于饱和浓度，反应物浓度不再是限制酶促反应速率的因素，此时限制酶促反应速率的因素为酶的浓度（数量），D错误。
故答案为：C。
【分析】酶具有催化作用，作用机理是降低化学反应的活化能，酶不能提高反应的活化能。酶的活性受温度影响，在最适温度时酶的活性最高，降低活化能的效果最显著，温度偏离最适温度时酶的活性会下降，高温可使酶变性失活，低温仅抑制酶的活性。酶促反应速率受反应物浓度、酶浓度等多种因素影响，当反应物浓度较低时，酶促反应速率随反应物浓度升高而加快，限制因素为反应物浓度；当反应物浓度达到一定水平后，酶促反应速率不再随反应物浓度升高而提升，此时限制因素为酶的浓度，增加酶浓度可使反应速率进一步提高。
3．【答案】A
【知识点】水盐平衡调节；血糖平衡调节
【解析】【解答】A、切除胰腺后动物体内胰岛素分泌不足，血糖浓度显著升高，出现高血糖，葡萄糖随尿液排出引发渗透性利尿，导致多尿，机体水分流失过多进而引起多饮，A正确；
B、摘除垂体后糖尿病症状缓解，注射垂体提取液又重新出现糖尿病，说明垂体中含有升高血糖的激素，与降低血糖的胰岛素相互拮抗，并非协同作用，B错误；
C、胰腺中的胰岛A细胞负责分泌胰高血糖素，切除胰腺后胰高血糖素无法合成，血浆中胰高血糖素含量会降低，C错误；
D、垂体可分泌升高血糖的相关激素，摘除垂体后该类激素减少，血糖水平会下降，不会出现血糖过高的现象，D错误。
故答案为：A。
【分析】胰岛素是体内唯一降低血糖的激素，胰高血糖素、肾上腺素等激素可以升高血糖，不同激素通过拮抗或协同作用共同维持血糖的相对稳定。胰岛素缺乏会引发高血糖，进而出现多尿、多饮、多食等糖尿病典型症状，其原理是高血糖引发肾小管液渗透压升高，水分重吸收减少，尿量增加。血糖调节过程涉及胰岛、垂体、肾上腺等多种内分泌器官，不同器官分泌的激素对血糖水平的调节方向存在差异。
4．【答案】B
【知识点】噬菌体侵染细菌实验；DNA分子的结构；DNA分子的复制；假说-演绎和类比推理
【解析】【解答】A、孟德尔通过豌豆一对相对性状的杂交实验提出相关假说，再设计测交实验对假说进行验证，最终揭示出基因的分离定律，该研究过程运用了假说—演绎法，A正确；
B、沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型属于物理模型，物理模型是以实物或图画形式直观呈现认识对象的特征，数学模型是用数学公式、曲线图等表达研究对象的规律，该过程并未运用数学模型构建法，B错误；
C、赫尔希和蔡斯在噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，分别使用放射性同位素32P标记噬菌体的DNA、35S标记蛋白质外壳，以此追踪两种物质的去向，运用了放射性同位素标记技术，C正确；
D、梅塞尔森和斯塔尔探究DNA复制方式时，利用 5N和 4N对DNA进行标记，通过密度梯度离心法区分不同密度的DNA分子，最终证实了DNA的半保留复制，D正确。
故答案为：B。
【分析】假说—演绎法需要依次完成观察现象、提出问题、作出假说、演绎推理、实验验证、得出结论的步骤。物理模型借助实物或图画直观反映研究对象的结构特征，数学模型通过数学形式表达研究对象的变化规律。放射性同位素标记技术能够追踪物质的转移路径，密度梯度离心法可根据分子密度差异分离不同的DNA分子，是探究DNA复制方式的关键技术手段。
5．【答案】D
【知识点】遗传信息的转录；遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、RNA编辑可使转录后的RNA发生碱基的加入、丢失或替换，肠细胞中该基因转录的RNA经编辑后终止密码子提前出现，翻译会提前终止，合成的蛋白质分子量更小，A正确；
B、肝细胞与肠细胞中α—LPB基因转录的RNA经不同的RNA编辑后碱基序列不同，以二者为模板逆转录得到的α—LPB基因碱基序列也不相同，B正确；
C、RNA编辑能对转录产生的RNA进行碱基修饰，可修正DNA转录过程中出现的碱基错误，保证翻译出的蛋白质结构正常，维持细胞功能的稳定性，C正确；
D、遗传信息储存在DNA的碱基排列顺序中，RNA编辑仅改变转录后RNA的序列，不会改变基因（DNA）的遗传信息，肝和肠细胞中该基因的遗传信息完全相同，D错误。
故答案为：D。
【分析】遗传信息储存在DNA分子的碱基排列顺序中，细胞内不同细胞的核基因遗传信息保持一致。转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，RNA编辑属于转录后加工，会改变RNA的碱基序列。终止密码子决定翻译的终止位置，其提前出现会使翻译过程提前终止。逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程，RNA的碱基序列差异会导致逆转录形成的DNA序列存在不同。
6．【答案】C
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；染色体数目的变异；减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】A、减数分裂过程中，着丝粒的分裂是由其自身结构特性决定的自主过程，纺锤丝并不牵引着丝粒分裂，其作用是在着丝粒分裂后牵引子染色体向细胞两极移动，A错误；
B、染色体数目变异指细胞内染色体数目以染色体组为单位或个别染色体数量发生改变，该精原细胞的染色体仅发生异常横裂（染色体结构改变），最终精细胞的染色体总数仍为18条，未发生染色体数目变化，不属于染色体数目变异，B错误；
C、正常姐妹染色单体的基因应完全相同，图中姐妹染色单体出现A和a的原因可能是DNA复制时的基因突变，也可能是减数第一次分裂前期同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换。若异常染色体所在次级精母细胞含B基因，减数第二次分裂后期该染色体异常横裂会使Aa与B进入同一精细胞，形成AaB，该次级精母细胞还会产生B；另一次级精母细胞若含A、b和a、b基因，正常分裂可产生Ab和ab，因此精细胞基因组成可能为AaB、B、Ab、ab，C正确；
D、姐妹染色单体上出现A和a，既可能是DNA复制时期的基因突变，也可能是减数第一次分裂前期同源染色体非姐妹染色单体的互换，并非一定发生了基因突变，D错误。
故答案为：C。
【分析】减数分裂过程中，着丝粒的分裂具有自主性，纺锤丝的功能是牵引染色体移动。染色体变异分为结构变异和数目变异，结构变异是染色体的片段发生缺失、重复、倒位或易位等改变，数目变异是染色体的数量发生变化。基因突变可发生在DNA复制时期，减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体之间会发生互换，这两种情况均会导致姐妹染色单体上出现不同的基因。精原细胞经过减数第一次分裂形成两个次级精母细胞，减数第二次分裂后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开并移向两极，最终形成四个精细胞，染色体的行为变化会决定精细胞的基因组成。
7．【答案】D
【知识点】反射弧各部分组成及功能；反射的过程；神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、尼古丁可与POMC神经元膜上的尼古丁受体结合，介导Na+内流，使神经元膜电位发生改变，当膜电位达到兴奋阈值时，POMC神经元产生兴奋，因此尼古丁引起POMC神经元兴奋的过程与吸入尼古丁量有关，但由于神经元膜上的尼古丁受体数量有限，当尼古丁量达到一定水平后，受体被饱和，神经元的兴奋性不会再随尼古丁量增加而提升，因此兴奋性与吸入尼古丁的量并非呈正相关，A错误；
B、反射的发生需要完整的反射弧作为结构基础，完整反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五个部分。吸入的尼古丁促使人体产生饱腹感的过程，仅为尼古丁直接作用于POMC神经元，进而调控饱腹感神经元的过程，未经过完整的反射弧，因此不属于反射，更不属于非条件反射，B错误；
C、尼古丁可通过作用于下丘脑神经元，激活交感神经，促进肾上腺释放肾上腺素，进而促进脂肪细胞产热增加（即脂肪分解增强）。戒烟后，尼古丁摄入减少，交感神经的兴奋性减弱，肾上腺素的释放减少，脂肪细胞的分解程度下降，产热减少；同时，尼古丁对POMC神经元的刺激减弱，POMC神经元对饱腹感神经元的激活作用降低，机体食欲下降的调节作用减弱，会导致食物摄入量增加，因此体重会上升而非下降，C错误；
D、长期接触尼古丁会使神经细胞膜上的尼古丁受体数量减少、敏感性降低，机体需要摄入更多的尼古丁才能激活足够的受体，产生同等的生理兴奋效应，进而形成尼古丁成瘾，因此尼古丁成瘾可能是神经细胞膜上受体减少所致，D正确。
故答案为：D。
【分析】神经元受到适宜刺激时，细胞膜上的离子通道开放，Na+内流，使膜电位由外正内负变为外负内正，产生动作电位，神经元的兴奋存在阈值，且受体数量有限会限制兴奋程度。反射的结构基础是完整的反射弧，只有经过完整反射弧的活动才属于反射，非条件反射是生来就有的、不需要后天学习的反射活动。交感神经兴奋可促进肾上腺分泌肾上腺素，肾上腺素可促进脂肪分解，增加产热。成瘾性物质的作用机制通常与长期作用导致细胞膜上受体数量减少、敏感性下降有关，机体需要更多的物质才能产生同等效应，从而形成成瘾。
8．【答案】B
【知识点】种群的数量变动及其原因；估算种群密度的方法；基因表达的调控过程
【解析】【解答】A、跳蝻活动能力弱、活动范围小，可采用样方法调查其种群密度，A正确；
B、P蛋白的调节作用依赖种群高密度的条件，影响程度和种群密度相关，属于密度制约因素，B错误；
C、子代同步孵化会使短时间内蝗虫个体数量大量增加，造成种群数量爆发式增长，C正确；
D、抑制雌蝗体内P蛋白与RNA结合，可阻碍子代同步孵化，避免蝗虫集中大量繁殖，从而预防蝗灾，D正确。
故答案为：B。
【分析】（1）样方法适用于调查植物或活动能力弱、活动范围小的动物的种群密度，跳蝻符合该特点。
（2）密度制约因素的作用效果随种群密度变化而改变，非密度制约因素与种群密度无关；高密度触发P蛋白发挥作用，因此属于密度制约因素。
（3）子代同步孵化使蝗虫幼体集中出现，短时间内种群数量快速增加，易引发蝗灾。
（4）阻断P蛋白的作用可破坏子代同步孵化的调控机制，降低蝗灾发生概率。
9．【答案】D
【知识点】酶的特性；微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、杀青过程采用300℃高温炒制，可快速去除茶叶中的水分，同时高温会破坏茶叶细胞内多种酶的空间结构，使酶迅速失活，从而减少茶多酚等物质被酶催化分解，保留茶叶中的相关成分，A正确；
B、渥堆时将茶坯堆积并覆盖湿布，会形成相对密闭的缺氧环境，有利于相关微生物进行厌氧呼吸，产生酒精等代谢产物，B正确；
C、揉捻操作可破坏茶叶细胞的结构，使细胞破碎，将细胞内的营养物质释放出来，同时塑造茶叶外形，更利于后续微生物接触茶叶中的营养物质，促进微生物发酵的进行，C正确；
D、发花阶段的关键微生物冠突散囊菌属于真菌，真菌培养通常适宜酸性环境，酸性条件可抑制细菌等杂菌生长，促进真菌生长，因此发花阶段不会将培养基pH调至中性或弱碱性，D错误。
故答案为：D。
【分析】酶的空间结构易受温度影响，高温可使酶的空间结构被破坏而永久失活，低温仅抑制酶的活性。微生物可进行有氧呼吸或厌氧呼吸，厌氧呼吸的进行需要无氧或缺氧的环境条件。微生物培养过程中需要调节培养基的pH，不同类型微生物的最适pH存在差异，真菌通常适宜酸性环境，细菌多适宜中性或弱碱性环境，通过调节pH可筛选特定的微生物。发酵过程中可通过机械操作破坏细胞结构，释放细胞内的营养物质，为微生物发酵提供底物，促进发酵过程的进行。
10．【答案】D
【知识点】生物膜的探索历程；光合作用的发现史；人类对遗传物质的探究历程；激素与内分泌系统
【解析】【解答】A、人和小鼠细胞融合实验采用不同颜色荧光染料标记细胞膜表面蛋白，融合后荧光均匀分布，证明细胞膜具有一定的流动性，该实验不能证明细胞膜具有选择透过性，A错误；
B、鲁宾和卡门利用18O分别标记H2O和CO2开展实验，结果证明光合作用释放的氧气来自H2O，而不是CO2，B错误；
C、用重组的两种植物病毒感染烟草并鉴定子代病毒类型，该实验证明该病毒的遗传物质是RNA，无法证明DNA是主要的遗传物质，C错误；
D、将狗的小肠黏膜与稀盐酸混合研磨制成提取液，注射到狗静脉后能促进胰液分泌，说明胰液分泌可能与体液中的化学物质调节有关，即与体液调节有关，D正确。
故答案为：D。
【分析】细胞膜的结构特点为具有一定的流动性，功能特点为选择透过性，细胞融合实验是证明细胞膜流动性的经典实验。同位素标记法可用于追踪物质的来源与去向，光合作用释放氧气的来源可通过该方法确定。不同生物的遗传物质不同，病毒的遗传物质为DNA或RNA，具体类型可通过病毒重建实验判断。胰液分泌过程中，小肠黏膜产生的促胰液素通过体液运输作用于胰腺，属于典型的体液调节。
11．【答案】D
【知识点】动物细胞培养技术；单克隆抗体的制备过程
【解析】【解答】A、在制备单克隆抗体时，诱导B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合可采用灭活病毒诱导法，这是动物细胞融合的常用方法之一，A正确；
B、培养杂交瘤细胞属于动物细胞培养，由于人们对动物细胞所需的全部营养物质尚未完全明确，因此在合成培养基中需添加动物血清等天然成分，以满足细胞生长的营养需求，B正确；
C、由柱状图可知，与Vc浓度为0的对照组相比，10ng·mL- Vc处理组的杂交瘤细胞密度显著升高，说明该浓度的Vc可显著促进杂交瘤细胞的增殖，C正确；
D、由柱状图可知，20ng·mL- Vc处理组的杂交瘤细胞密度远高于对照组，说明高浓度Vc并未抑制细胞增殖，该浓度下抗体效价最低的原因并非细胞增殖受抑制，而是高浓度Vc可能影响了杂交瘤细胞的抗体分泌功能，D错误。
故答案为：D。
【分析】单克隆抗体制备技术中，动物细胞融合的诱导方法包括灭活病毒诱导法、PEG融合法、电融合法等，其中灭活病毒诱导法适用于动物细胞的融合。动物细胞培养的培养基通常为合成培养基，需添加动物血清、血浆等天然成分，以提供细胞生长所需的各类营养物质和生长因子。细胞增殖实验中，可通过对比不同处理条件下的细胞密度，判断处理因素对细胞增殖的影响。抗体效价是衡量抗体活性的指标，反映了抗体与抗原的结合能力，其高低与抗体的分泌量相关，细胞增殖与抗体分泌是两个相对独立的生理过程，处理因素可分别影响这两个过程。
12．【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。
13．【答案】A,C,D
【知识点】群落的结构；群落的演替；种间关系；群落的概念及组成
【解析】【解答】A、半固定沙地环境较为干旱，定植于此的植物需适应干旱环境，通常具有叶片窄小以减少蒸腾作用散失水分、根系发达以从土壤深处吸收更多水分等耐旱特征，A正确；
B、该群落演替过程中，植物种类逐渐增加，枯枝落叶等有机物不断积累，会使土壤有机物含量增加，同时土壤结构得到改善，土壤保水能力增强，B错误；
C、从固定沙地到生物结皮覆盖沙地，物种多样性出现下降，可能是由于优势物种通过种间竞争占据了更多资源，排斥了其他物种的生存，导致物种多样性降低，C正确；
D、群落结构的复杂程度与物种多样性、群落的空间结构等相关，四个阶段中草本植物覆盖沙地的植被盖度最高，物种多样性处于较高水平，其群落结构相对最为复杂，D正确。
故答案为：ACD。
【分析】群落演替是指随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，演替过程中群落的物种组成、土壤条件等会发生变化，通常次生演替会向着物种丰富度增加、群落结构复杂化的方向进行。生物对环境的适应具有普遍性，不同环境中的生物会演化出相应的结构特征以适应环境，干旱环境中的植物通常具有减少蒸腾作用、增强水分吸收的结构。种间竞争是不同物种之间为争夺资源、空间等生存条件而发生的相互作用，优势物种可通过竞争排斥其他物种，进而影响群落的物种多样性。群落结构包括垂直结构和水平结构，物种多样性越高、群落的分层越明显，群落结构越复杂，生态系统的稳定性越强。土壤有机物含量与群落中植物的枯枝落叶积累、微生物的分解作用相关，群落演替过程中土壤有机物含量通常会逐渐增加，土壤结构得到改善，保水能力也会随之增强。
14．【答案】A,C,D
【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；光合作用综合
【解析】【解答】A、由图甲可知，随着水深增加，海草的叶绿素a/b比值逐渐降低，而光系统Ⅰ/光系统Ⅱ的比值基本保持稳定，说明海草适应深水环境的过程中，叶绿素a/b比值发生了明显变化，而光系统Ⅰ/光系统Ⅱ比值无明显变化，因此海草适应深水环境主要与叶绿素a/b比值有关，与光系统Ⅰ/光系统Ⅱ比值无明显关联，A正确；
B、结合图丙的光合色素吸收光谱，叶绿素b对蓝光的吸收能力强于叶绿素a，图甲中随着水深增加，叶绿素a/b比值减小，说明叶绿素b的占比升高，这是为了适应深水环境中蓝光比例更大的光照条件，因此推测随着水深增加，水体中获得的蓝光比例更大，而非更小，B错误；
C、图乙中，LHCA1和LHCA4的含量比值明显大于LHCA2、LHCA3，说明海草光系统Ⅰ－捕光复合体Ⅱ中LHCA1、LHCA4的含量相对更高，因此可推测海草该复合体中可能存在更多的LHCA1、LHCA4，C正确；
D、海草生活在深水弱光环境中，为适应弱光，海草的类囊体可能更大或数量更多，以增加光合色素的附着面积，提高对弱光的吸收能力，同时弱光环境下的植物光补偿点更低，以在较低光照强度下实现光合速率与呼吸速率的平衡，因此与陆生植物相比，海草类囊体可能更大或更多，光补偿点更低，D正确。
故答案为：ACD。
【分析】光合色素包括叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素等，不同光合色素的吸收光谱存在差异，叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，其中叶绿素b对蓝紫光的吸收能力相对更强。叶绿素a/b比值可反映植物对光照环境的适应，弱光环境下植物通常会降低叶绿素a/b比值，增加叶绿素b的比例以增强对弱光的吸收。光系统包括光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，二者在光合作用的光反应阶段协同作用，捕光复合体可结合光合色素，捕获光能并传递给光系统。植物对弱光环境的适应通常表现为光合色素比例的调整、捕光复合体结构的优化、类囊体结构的变化以及光补偿点的降低等，以提高光能的捕获和利用效率。
15．【答案】D
【知识点】生物的性状、相对性状及性状的显隐性；基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】A、杂交①亲代为纯合灰色SGSG和纯合黄色SYSY，子代基因型均为SGSY，雌性全为灰色，雄性却出现灰色和黄色两种表型，说明相同基因型的雄性个体表型可能不同，A正确；
B、杂交②亲代是纯合灰色（SGSG）和纯合黑色（SBSB），子代基因型均为SGSB，雌性全表现灰色，雄性中灰色与黑色比例为1：1，因此子代表型数量X：Y：Z接近2：1：1，B正确；
C、杂交①子代黄色雄性基因型为SGSY，杂交③子代黄色雄性基因型为SYSB，二者均因表达SY基因而表现出黄色性状，C正确；
D、杂交①纯合灰色SGSG×纯合黄色SYSY，子代基因型均为SGSY，雌性全为灰色，则灰色SG对黄色SY为显性；杂交③纯合黄色SYSY×纯合黑色SBSB，子代基因型均为SYSB，雌性全为黄色，则黄色SY对黑色SB为显性。由杂交结果可判断雌性中毛色显隐性关系为SG＞SY＞SB，该实验能够验证三个复等位基因的显隐性关系，D错误。
故答案为：D。
【分析】复等位基因位于同源染色体的相同位置，控制同一性状的不同表现类型，其显隐性关系可通过纯合亲本杂交后代的表型来确定。常染色体上的基因遗传本与性别无关，本实验中相同基因型的雌雄个体表型不同，雄性个体表型存在随机性，属于基因表达的性别差异。生物的性状由基因控制，特定表型的出现是相应等位基因选择性表达的结果，杂交实验是判断基因显隐性关系的常用方法。
16．【答案】C,D
【知识点】其他植物激素的种类和作用；植物激素及其植物生长调节剂的应用价值；植物激素间的相互关系
【解析】【解答】A、油菜素内酯具有促进细胞伸长、促进种子萌发等生理作用，脱落酸的主要生理作用为抑制细胞分裂、促进种子休眠、抑制种子萌发，二者在种子萌发的调控中作用相互拮抗，A错误；
B、EBR和TS303属于植物生长调节剂，植物生长调节剂是人工合成的、对植物生长发育有调节作用的化学物质，植物体内无法合成这类物质，B错误；
C、由左图叶面积的实验结果可知，与仅受铝胁迫的Al组相比，同一胁迫天数下，EBR+Al组和TS303+Al组的叶面积均显著高于Al组，说明EBR和TS303均能缓解铝对大豆叶面积生长的抑制作用；同时同一胁迫天数下TS303+Al组的叶面积始终高于EBR+Al组，说明TS303对铝胁迫的缓解效果优于EBR，C正确；
D、由右图净光合速率的实验结果可知，铝胁迫14天时，正常生长的CK组净光合速率约为6.8μmol·m-2·s- ，TS303+Al组的净光合速率与CK组基本持平，仅受铝胁迫的Al组净光合速率远低于CK组，说明TS303处理可以基本使大豆净光合速率恢复正常，D正确。
故答案为：CD。
【分析】植物激素是植物体内产生的微量有机物，不同激素的生理功能存在差异，部分激素间存在拮抗作用。植物生长调节剂为人工合成的化学物质，具有易合成、效果稳定的特点，植物无法自身合成。非生物胁迫会抑制植物的生长和光合作用，可通过施加适宜的植物生长调节剂缓解胁迫对植物的损伤。
17．【答案】（1）无水乙醇；释放
（2）降低；叶绿素含量超过处理前水平，净光合速率升高但未恢复到处理前水平
（3）光能；和H+；ab
【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) 提取叶绿素时，光合色素易溶于有机溶剂而不溶于水，因此研磨叶片时需加入无水乙醇作为提取溶剂，石英砂可增大研磨摩擦力使研磨更充分，碳酸钙可中和细胞液中的有机酸，避免叶绿素在酸性条件下被破坏。将叶圆片置于适宜浓度的NaHCO3溶液中，NaHCO3可稳定提供CO2，此时叶圆片同时进行光合作用和细胞呼吸，单位时间、单位叶面积的O2释放速率代表净光合速率，因为释放的O2是光合作用总产氧量减去细胞呼吸耗氧量后的剩余量。
(2) 由图1可知，低温处理72h后，叶绿素含量较处理前显著降低，说明低温会降低叶绿素含量。室温恢复培养72h后，叶绿素含量已超过处理前水平，但净光合速率虽有所升高，却未恢复到处理前水平，说明除叶绿素含量外，还有其他因素（如暗反应相关酶活性、光系统功能等）影响光合速率，因此叶绿素含量变化并非影响光合速率的唯一因素。
(3) ①光系统Ⅱ中的特定叶绿素分子可吸收光能，光能将叶绿素中的电子激发，使其跃迁为高能电子，高能电子随后传递给电子受体。失去电子的叶绿素从电子供体获取电子，电子供体夺取水分子中的电子，促进水的光解，水分解后直接生成O2和H+，释放的电子用于补充叶绿素失去的电子。
②荧光强度与电子传递受阻程度正相关，电子传递越受阻，多余光能以荧光形式释放越多，荧光强度越高。若低温造成PSⅡ供体侧功能受损，恢复常温后（b）供体侧电子传递受阻程度比低温处理前（a）更严重，因此荧光强度a < b；PSⅡ受体侧正常情况下电子传递速度较慢，电子易堆积，若供体侧受损，恢复后受体侧电子堆积缓解，电子传递受阻程度降低，荧光强度降低，因此低温处理前（a）荧光强度高于恢复后（b），即a > b。
【分析】光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，光合色素吸收光能，将水光解为氧气、氢离子和电子，同时将光能转化为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中；暗反应发生在叶绿体基质中，包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，将活跃的化学能转化为稳定的化学能储存在有机物中。光合色素的提取需要用无水乙醇等有机溶剂，研磨时加入碳酸钙可防止色素被破坏，石英砂可使研磨更充分。净光合速率可通过单位时间单位叶面积的氧气释放量、二氧化碳吸收量或有机物积累量来表示，总光合速率等于净光合速率与呼吸速率之和。光系统是叶绿体中由叶绿素和蛋白质构成的复合物，分为光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，光系统Ⅱ可吸收光能激发电子，推动电子传递链的进行，电子传递受阻时，多余的光能会以荧光的形式释放，荧光强度可反映电子传递的效率。
（1）在提取光合色素时，研磨叶片需要加入少量石英砂（有助于研磨充分）、碳酸钙（防止色素被破坏）和一定量的无水乙醇，因为光合色素能溶解在无水乙醇等有机溶剂中。净光合速率可以用单位时间、单位叶面积氧气的释放量或二氧化碳的吸收量等来表示，将叶片切成大小一致的圆片置于适宜浓度的NaHCO3溶液中，溶液可提供二氧化碳，此时测定叶圆片的氧气释放速率[μmol/（m2·s）]，能代表净光合速率。
（2）从图1可以看出，与对照组相比，低温处理组的叶绿素含量降低，所以低温会降低叶绿素含量。室温恢复培养72h后，叶绿素含量恢复超过对照组水平，但净光合速率并未恢复到对照组水平，这就说明叶绿素含量变化并非影响光合速率的唯一因素。
（3）①图2中特定叶绿素的电子可被光能激发跃迁为高能电子，再传递给电子受体，失去电子的叶绿素从电子供体中获得电子，电子供体夺取水的电子，促使水分解直接生成氧气和H+。
②若电子传递受阻，叶绿素吸收的光能无法用于光合作用，多余的能量以更强的荧光释放。正常情况下，供体侧电子传递顺畅，低温造成PSⅡ的供体侧功能受损，那么低温处理前（a）的供体侧电子传递情况好于恢复常温后（b），所以荧光强度a＜b；受体侧传递速度较慢，电子在受体侧堆积，电子传递暂时中断，低温处理后受体侧功能也受影响，但是相对来说恢复常温后受体侧电子传递会有所改善，所以荧光强度a ＞b。
18．【答案】（1）显性；杂交组合一
（2）四；4
（3）促进丝腺细胞的增殖，使蚕丝产量（或茧壳重量）提高
（4）提取突变体M组织细胞的DNA；根据基因及两端的DNA序列设计特异性引物；进行PCR反应
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）；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) 四个杂交组合的F2中高产与正常的性状分离比均为3：1，符合基因分离定律中杂合子自交后代的性状分离比，说明高产蚕丝的性状由显性单基因控制，显性性状在杂合子中表现，杂合子自交时显性性状与隐性性状的比例为3：1。家蚕的性别决定为ZW型，雌性为ZW，雄性为ZZ，控制正常节与长节的基因位于Z染色体，其余控制体色、角型、血色的基因位于常染色体。每个杂交组合的亲本仅有一种表型不同，突变体M为纯合母本，杂交组合一中，母本突变体M为正常节，基因型为Z W，父本为长节，基因型为Z Z ，F1中雄性个体从母本获得Z 、从父本获得Z ，基因型为Z Z ，表现为正常节，雌性个体从母本获得W、从父本获得Z ，基因型为Z W，表现为长节，因此F1出现正常节和长节两种表型。其余三个杂交组合的相关基因位于常染色体，母本为纯合隐性表型，父本为纯合显性表型，F1均为杂合子，仅表现为显性表型，因此只有杂交组合一的F1出现两种不同表型。
(2) 控制高产蚕丝的基因位于11号染色体，11号染色体上同时存在控制黄血与白血的Y/y基因，因此杂交组合四涉及的两对基因（高产/正常、黄血/白血）位于同一对同源染色体上，不发生互换时遵循基因的连锁定律。突变体M为纯合高产白血，基因型为AAyy，父本为纯合正常黄血，基因型为aaYY，F1基因型为AaYy，其中A与y连锁、a与Y连锁，F1相互交配时仅产生Ay和aY两种配子，F2基因型为AAyy、AaYy、aaYY，对应表型为高产白血、高产黄血、正常黄血，共3种表型。其余杂交组合涉及的两对基因分别位于非同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，F1为双杂合子，自交后代的性状分离比为9：3：3：1，对应4种不同的表型，因此除杂交组合四外，其余杂交组合F2的表型均有4种。
(3) 由图2可知，敲除BmE2F1基因的家蚕（KO）丝腺细胞数量和茧壳重量均低于野生型家蚕（WT），过量表达BmE2F1基因的家蚕（OE）丝腺细胞数量和茧壳重量均高于野生型家蚕，且茧壳重量与蚕丝产量正相关，说明BmE2F1基因能够促进丝腺细胞的增殖，进而提高茧壳重量，使蚕丝产量提升。
(4) 要通过测序确定突变体M是否为BmE2F1基因突变引起，关键实验步骤如下：①提取突变体M组织细胞的基因组DNA，作为后续PCR扩增的模板；②根据BmE2F1基因及两端的已知DNA序列设计特异性引物，确保引物能够特异性扩增该基因的完整片段；③通过PCR反应扩增BmE2F1基因的目的片段，获得足够量的待测DNA；④对扩增的目的片段进行基因测序；⑤将测序结果与野生型BmE2F1基因的序列进行比对分析，确定是否存在突变位点。
【分析】(1)基因分离定律是遗传学的基本定律，指杂合子细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因具有一定的独立性，在减数分裂形成配子时，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代，杂合子自交后代会出现3：1的性状分离比，可用于判断性状的显隐性。
(2)伴性遗传指位于性染色体上的基因的遗传总是与性别相关联，不同的性别决定方式下性染色体的组成不同，家蚕为ZW型性别决定，雌性个体的性染色体组成为ZW，雄性为ZZ。
(3)基因的自由组合定律指位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的，在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合，双杂合子自交后代会出现9：3：3：1的性状分离比；若两对基因位于同一对同源染色体上，则遵循基因的连锁定律，不发生互换时后代的性状分离比不符合自由组合定律。
(4)PCR技术即聚合酶链式反应，是一种用于扩增特定DNA片段的分子生物学技术，以DNA的半保留复制为原理，需要模板DNA、特异性引物、热稳定DNA聚合酶、脱氧核苷酸等原料，可快速获得大量目的DNA片段，用于基因测序、突变检测等实验。
（1）四个组合的均统计到高产∶正常的表型及比例，这符合基因分离定律中杂合子自交后代的性状分离比，说明突变体M高产蚕丝的性状受到显性单基因控制。由于每个杂交组合的亲本仅有一种表型不同，杂交组合一由于控制正常节和长节的基因位于Z染色体上，母本突变体M正常节基因型为，父本长节基因型为，有正常节和长节两种表型，其他三个组合基因都位于常染色体，所以只有一种表型。
（2）若上述表型均独立遗传，控制突变体M高产蚕丝的基因位于11号染色体上。杂交组合四（♀突变体M×♂黄血）中，只涉及11号染色体上的白血（y）、黄血（Y）和高产、正常产量这两对相对性状，其他相同，所以（仅考虑这两对性状）的表型共有3种（黄血正常产量、黄血高产和白血高产）。其余杂交组合涉及两对相对性状且遵循自由组合定律，根据自由组合定律，的表型均有4种，如杂交组合一涉及1号染色体的正常节（E）、长节（e）和11号染色体的高产、正常产量，有正常节高产、正常节正常产量、长节高产、长节正常产量4种表型。
（3）由图2可知，敲除基因的家蚕（KO）丝腺细胞数量和茧壳重量低于野生型家蚕（WT），过量表达基因的家蚕（OE）丝腺细胞数量和茧壳重量高于野生型家蚕（WT），而茧壳重量与蚕丝产量正相关，所以推测基因的功能是促进丝腺细胞的增殖，进而促进蚕丝产量提高。
（4）根据题意可知，可通过获得突变体的编码基因的PCR产物，测序后与正常的编码基因的序列进行比对，从而确定突变位点。为此，首先以突变体组织为实验材料提取DNA，为PCR扩增突变体的编码基因提供模板；以编码基因前后两端的DNA序列为模板，设计合适的引物；进行PCR反应，获得突变体的编码基因的PCR产物并纯化；最后，将测序结果与编码基因的DNA序列进行比对，可确定突变位点。
19．【答案】（1）免疫监视；非特异性
（2）S基因转录生成的mRNA量/S基因的表达量
（3）CSF通过促进GR入核，促进S基因的转录（表达），从而抑制NK细胞分泌IFNγ
（4）抑制炎症风暴/器官移植的抗排异药物
【知识点】动物激素的调节；免疫系统的结构与功能
【解析】【解答】(1) NK细胞对被病毒入侵的细胞和肿瘤细胞等具有广泛杀伤性，可实现免疫防御和免疫监视等免疫系统的基本功能，其中免疫防御针对外来病原体，免疫监视针对体内突变的肿瘤细胞和被病毒感染的细胞。NK细胞不针对特定抗原发挥杀伤作用，对多种靶细胞都有杀伤效果，因此通过NK细胞实现的免疫类型为非特异性免疫。(2) 实验目的是证实CSF通过促进S基因的表达从而抑制NK细胞产生IFNγ，根据单一变量和对照原则，各组实验结果如下：甲组为正常NK细胞，IFNγ分泌量为1.0；乙组为正常NK细胞+CSF，CSF可促进S基因表达，抑制IFNγ分泌，因此乙组IFNγ分泌量远低于甲组；丙组为敲除S基因的NK细胞，无S基因表达，CSF无法发挥抑制作用，因此丙组IFNγ分泌量接近甲组；丁组为敲除S基因的NK细胞+CSF，因S基因已敲除，CSF无法通过S基因发挥抑制作用，丁组IFNγ分泌量与丙组相近，柱形图对应图3的结果。柱形图应该如图所示：
。
若要证明该结论，还需检测S基因转录生成的mRNA量或S基因的表达量，验证CSF确实促进了S基因的表达，从而建立CSF、S基因表达与IFNγ分泌之间的关联。
(3) 由图2可知，与不加CSF的NK细胞相比，加CSF的NK细胞中，绿色荧光蛋白标记的GR更多地出现在细胞核区域，叠加图显示GR与细胞核的共定位更明显，说明CSF可促进GR入核。GR入核后作为转录因子发挥调控作用，结合之前的结论，可完善假说：CSF通过促进GR入核，促进S基因的转录和表达，进而抑制NK细胞分泌IFNγ。
(4) 根据研究结果，CSF可抑制NK细胞的免疫活性，减少IFNγ的分泌，避免过量IFNγ引发炎症因子风暴，因此CSF在临床上可用于抑制炎症风暴，治疗因炎症因子风暴导致的疾病；同时，CSF可抑制免疫细胞的活性，降低机体的免疫排斥反应，可作为器官移植的抗排异药物使用。
【分析】免疫系统的基本功能包括免疫防御、免疫自稳和免疫监视，其中免疫防御针对外来病原体，免疫监视针对体内突变细胞和被感染细胞，免疫自稳维持内环境稳态。非特异性免疫是生来就有的、不针对特定病原体的免疫，由皮肤、黏膜、吞噬细胞和NK细胞等参与；特异性免疫针对特定抗原，由T细胞、B细胞介导。实验设计需遵循单一变量原则和对照原则，通过设置不同处理组验证变量间的因果关系。糖皮质激素受体GR在未激活时位于细胞质，被糖皮质激素激活后可进入细胞核，作为转录因子调控基因的表达。炎症因子风暴是机体免疫过度激活，大量细胞因子快速释放引发的严重炎症反应，可通过抑制免疫细胞活性、减少炎症因子分泌进行干预。
（1）NK细胞对被病毒入侵的细胞和肿瘤细胞等具有广泛杀伤性，实现免疫防御和免疫监视等基本功能。通过NK细胞实现的免疫类型为非特异性免疫。
（2）实验设计的目的是为了证实“CSF通过促进S基因的表达从而抑制NK细胞产生IFNγ”，因此CSF和S基因是影响NK细胞分泌的干扰素γ（IFNγ）的因素，根据实验设计的对照原则和单一变量原则，因此要设计正常NK细胞组、正常NK细胞组+CSF组、敲除S基因的NK细胞组、敲除S基因的NK细胞+CSF组，因为要证实“CSF通过促进S基因的表达从而抑制NK细胞产生IFNγ”，所以只有CSF和S基因同时存在NK细胞中时才能抑制NK细胞产生IFNγ，因此乙组的IFNγ分泌量最少。柱形图应该如图所示：。
若要证明上述结论，还需检测S基因转录生成的mRNA量/S基因的表达量。
（3）通过比较不加CSF的NK细胞和加入CSF的NK细胞的绿色荧光蛋白标记的GR，根据荧光的亮度可知，CSF通过促进GR入核，促进S基因的转录（表达），从而抑制NK细胞分泌IFNγ。
（4）根据上述研究结果，CSF在临床上可以应用在抑制炎症风暴/器官移植的抗排斥药物的研究上。
20．【答案】（1）物种组成；物种之间及生物与环境间协同进化
（2）间接；自生
（3）[或或]
（4）食物链和食物网；
【知识点】当地自然群落中若干种生物的生态位；生态工程依据的生态学原理；生态系统的能量流动；生态系统的物质循环；生物多样性的价值
【解析】【解答】(1) 群落的物种组成是区分不同群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素。红树林湿地生物群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这是自然选择的结果，也是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果，不同物种通过相互适应、与环境相互适应，形成稳定的生态位分化，维持群落的结构和功能稳定。
(2) 红树林强大的碳汇功能是其在生态系统中调节气候、固定二氧化碳的生态功能，体现了生物多样性的间接价值。红树林中引入新树种时，考虑物种的生态位差异和种间关系，通过人工设计使物种形成互利共存的关系，主要遵循了生态工程的自生原理，该原理强调通过优化系统内的生物组分，提高系统的自我组织、自我维持能力，实现系统的稳定和高效。
(3) 种群数量的增长若为“J”型增长，计算公式为Nt= N0×λt，其中λ为增长倍数，等于1+增长率。该种群每年增长率为130%，因此λ=1+130% = 2.3，初始数量为N0，两年后（t=2）种群数量为N0 ×2.32 = 5.29N0。
(4) 微塑料可通过食物链和食物网在生物体内富集，营养级越高的生物，体内微塑料的积累量越多，这是生物富集的特点。分析能量流动示意图，摄入量A分为同化量B和粪便量A1，同化量B分为呼吸散失的能量B1和用于生长、发育和繁殖的能量B2。动物尿液中的有机酸、脂肪酸等有机物是动物代谢产生的含能物质，这些物质会被分解者利用，属于用于生长、发育和繁殖的能量B2的一部分，因此这些有机物中的能量属于B2。
【分析】群落的物种组成是区别不同群落的重要标志，生态位的形成是物种间及生物与环境间协同进化的结果。生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值，间接价值是指对生态系统起到的调节功能，如碳汇、水土保持等。生态工程的自生原理强调系统内生物组分的自我组织和自我维持，通过优化种间关系和结构，提高系统的稳定性。种群“J”型增长的数学模型为Nt = N0 λt，其中λ为增长倍数。生态系统的能量流动中，第二营养级的摄入量分为同化量和粪便量，同化量又分为呼吸散失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可流向分解者、下一营养级等，尿液中的有机物属于同化后用于生长发育繁殖的能量，归属于B2。生物富集是指有害物质通过食物链和食物网在生物体内积累，营养级越高，浓度越高的现象。
（1）群落的物种组成是区分不同群落的重要特征，红树林湿地生物群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。
（2）红树林强大碳汇功能是其在生态系统中的作用，体现了生物多样性的间接价值。红树林中引入新树种时，应考虑这些植物的生态位差异及它们之间的种间关系，通过合理的人工设计使这些物种形成互利共存的关系，这遵循了生态工程的自生原理，通过优化组分结构，增强系统自我维持能力。
（3）根据计算公式Nt=N0×λt，某生物一段时期内种群数量每年均以130%的增长率增长，若该种群初始数量为N0，则两年后种群的数量将达到N0×（1+130%）2=5.29N0。
（4）微塑料在鱼类和人体内富集，其在生态系统中富集的渠道是食物链和食物网，动物尿液中存在少量有机酸、脂肪酸等有机物，这些能量属于自身同化后传递给分解者的能量，属于。
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）TA；AGCT
（3）卡那霉素；目标胰岛素基因INS已经成功导入大肠杆菌
（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，本题中目标胰岛素的功能需求为不形成二聚体，可迅速解离为单体发挥降糖作用，因此第一空为预期蛋白质的功能（不形成二聚体，能迅速发挥作用）。天然胰岛素B链第28、29位氨基酸为脯氨酸（Pro）和赖氨酸（Lys），对应编码链（5'→3'）序列为CCCAAG，突变后氨基酸互换，编码链序列变为AAGCCC。PCR技术中，引物需与模板链互补，方向为5'→3'，R1为反向引物，需与突变后的编码链互补，序列为5'-GGGTGGGCTTTGTGT-3'（对应选项B）；F2为正向引物，需与突变后的编码链序列一致，序列为5'-ACACAAAGCCCACCC-3'（对应选项C），因此所用突变引物为BC。
(2) 构建重组质粒时，需用相同限制酶切割质粒和目的基因，以保证黏性末端互补。NdeI识别序列为5'-CATATG-3'，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) 质粒pET-MCS上携带卡那霉素抗性基因（Kan'），可作为筛选标记，因此将重组质粒导入大肠杆菌后，需置于含卡那霉素的培养基中培养，淘汰未导入重组质粒的大肠杆菌。凝胶电泳结果显示7个菌落的PCR扩增产物大小均为330bp，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。
(4) 密码子具有简并性，即一种氨基酸可对应多种密码子，同时不同生物对同一氨基酸的不同密码子存在使用频率差异（密码子偏好性）。为提高目标胰岛素基因在大肠杆菌中的表达量，可根据胰岛素的氨基酸序列，将基因中的密码子替换为大肠杆菌偏好的密码子，即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），从而提高翻译效率，增加表达量。
【分析】(1)蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求，其基本流程为从预期蛋白质的功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列，最终获得符合需求的蛋白质，与基因工程相比，蛋白质工程可生产自然界中不存在的蛋白质，实现对蛋白质的精准改造。
(2)PCR技术全称为聚合酶链式反应，是一种体外扩增DNA片段的技术，原理为DNA的半保留复制，反应需要模板DNA、引物、dNTP、热稳定DNA聚合酶等，引物是与模板链互补的单链DNA片段，方向为5'→3'，可通过设计突变引物在扩增过程中引入定点突变，获得改造后的目的基因。
(3)基因工程的基本操作程序包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
（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，序列变为：5'……ACACAAAGCCCACCC……3'，分析图2的引物方，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，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）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。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Kanr，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可知，7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。
（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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