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天津市南开区2025—2026学年高三年级质量监测（一）生物学试卷
1．适量运动能促进脑源性生长因子(BDNF)的释放，BDNF是一种蛋白质，有助于维持神经元及其连接的健康。下列叙述错误的是（　　）
A．BDNF的基本组成单位是氨基酸
B．BDNF在细胞内的核糖体上合成
C．适量运动有助于维持神经元功能
D．BDNF可直接为神经元提供能量
【答案】D
【知识点】蛋白质在生命活动中的主要功能；其它细胞器及分离方法；ATP的作用与意义
【解析】【解答】AB、题干信息可知，BDNF是一种蛋白质，蛋白质的基本组成单位是氨基酸，在细胞内的核糖体上合成，AB正确；
C、题干信息“适量运动能促进脑源性生长因子(BDNF)的释放，BDNF是一种蛋白质，有助于维持神经元及其连接的健康”可知，适量运动有助于维持神经元功能，C正确；
D、题干信息可知，BDNF是一种蛋白质，蛋白质不可直接为神经元提供能量，而直接为神经元提供能量的物质是ATP，D错误。
故答案为：D。
【分析】蛋白质的功能
①许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白，例如肌肉、头发、羽毛，蛛丝的成分主要是蛋白质；
②细胞中的化学反应离不开酶的催化，绝大多数酶都是蛋白质；
③有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素；
④有些蛋白质具有运输功能，如血红蛋白，能运输氧气；
⑤有些蛋白质有免疫功能，人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
2．果蝇精巢中存在甲、乙、丙3个不同时期的细胞，其染色体组数和同源染色体对数如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．甲细胞中性染色体为1条X和1条Y
B．乙细胞可能处于减数第二次分裂后期
C．丙细胞中核DNA含量是乙细胞的一半
D．甲细胞遗传信息套数是丙细胞的2倍
【答案】D
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；减数分裂与有丝分裂的比较
【解析】【解答】A、果蝇体细胞中含有 2 个染色体组，甲细胞染色体组数为 4，同源染色体对数为 2n，说明甲细胞处于有丝分裂后期。在有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，性染色体为 XXYY，A错误；
B、乙细胞染色体组数为 2，同源染色体对数为 n，可能处于有丝分裂前期、中期，也可能处于减数第一次分裂过程中。减数第二次分裂后期细胞中没有同源染色体，而乙细胞有同源染色体，所以乙细胞不可能处于减数第二次分裂后期，B错误；
C、丙细胞染色体组数为 2，同源染色体对数为 0，说明丙细胞处于减数第二次分裂后期。乙细胞可能处于有丝分裂前期、中期或减数第一次分裂过程或是体细胞，若为体细胞，则丙细胞的核DNA含量和乙细胞相同，C错误；
D、甲细胞处于有丝分裂后期，遗传信息套数是体细胞的2倍；丙细胞处于减数第二次分裂后期，遗传信息套数与体细胞相同，因此甲细胞遗传信息套数是丙细胞的2倍，D正确。
故答案为：D。
【分析】1、甲细胞染色体组数为 4，同源染色体对数为 2n，说明甲细胞处于有丝分裂后期；乙细胞染色体组数为 2，同源染色体对数为 n，可能处于有丝分裂前期、中期，也可能处于减数第一次分裂过程中或是体细胞。丙细胞染色体组数为 2，同源染色体对数为 0，说明丙细胞处于减数第二次分裂后期。
2、判断细胞分裂方式和时期的方法
（1）结合染色体条数和同源染色体行为进行判断（该方法只针对二倍体生物的细胞分裂）
一看染色体数，若为奇数，则该细胞处于减数第二次分裂，若为偶数，应看是否含有同源染色体，如果没有，则该细胞处于减数第二次分裂，若有，应看同源染色体是否联会，如果有，则该细胞处于减数第一次分裂，如果没有，则该细胞处于有丝分裂。
（2）结合染色体的行为与形态进行判断
①染色体相对散乱，排列在纺锤体中央→前期，此时应看有无同源染色体，若没有，则该细胞处于减数第二次分裂，若有，看是否联会，如果有，则该细胞处于减数第一次分裂，如果没有，则该细胞处于有丝分裂。
②染色体排列在赤道板上→中期，此时应看有无同源染色体，若没有，则该细胞处于减数第二次分裂，若有，应看有无“四分体”，如果有，则该细胞处于减数第一次分裂，如果没有，则该细胞处于有丝分裂。
③染色体移向两极→后期，此时应看每一极有无同源染色体，若有，则该细胞处于有丝分裂，若没有，则应看是否存在姐妹染色体单体，如果有，则该细胞处于减数第一次分裂，如果没有，则该细胞处于减数第二次分裂。
3．细胞分裂时，线粒体通常依赖微丝（细胞骨架的组分之一）而均匀分配，但一些特定的乳腺干细胞分裂时线粒体不均等分配，形成一个子干细胞和一个分化细胞，后者形成乳腺组织细胞。与乳腺干细胞相比，乳腺组织细胞代谢需要更多的能量。下列说法正确的是（　　）
A．微丝由蛋白质组成，线粒体由细胞骨架支撑于细胞质中
B．细胞分裂产生的子细胞中的线粒体将保持均匀分布
C．乳腺干细胞分裂后，接受较多线粒体的子细胞会保持继续分裂的能力
D．乳腺组织细胞代谢需要的能量主要来自于线粒体氧化分解葡萄糖
【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；线粒体的结构和功能；细胞骨架
【解析】【解答】A、细胞骨架是指真核细胞中的蛋白纤维网络结构，可以起到锚定的作用，故微丝（细胞骨架的组分之一）由蛋白质组成，线粒体等细胞器也由细胞骨架支撑于细胞质中，A正确；
B、根据题干“但一些特定的乳腺干细胞分裂时线粒体不均等分配，形成一个子干细胞和一个分化细胞 ”导致分配到子细胞中的线粒体并不均匀分布，B错误；
C、由题干“与乳腺干细胞相比，乳腺组织细胞代谢需要更多的能量 ”可以推测乳腺组织细胞中的线粒体数量更多，但是其为分化细胞，不能继续分裂，即接受较多线粒体的子细胞无继续分裂的能力，C错误；
D、线粒体为有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸的第二阶段发生在线粒体基质，物质变化为丙酮酸与水反应生成二氧化碳和还原氢，故线粒体无法氧化分解葡萄糖，分解的是丙酮酸 ，D错误。
故答案为：A。
【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一 阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。
2、构成细胞骨架的重要结构是微丝和微管，其中微丝是一种纤维，起支撑、维持细胞形态的作用，还参与细胞运动、植物细胞的细胞质流动与肌肉细胞的收缩等生理功能；微管是一种管状结构，中心体、细胞分裂时形成的纺锤体等结构都是由微管构成的。大部分微管是一种暂时性的结构，可以快速解体和重排，在细胞器等物质和结构的移动中发挥重要作用，如线粒体和囊泡就是沿微管移动的。
4．金刚鹦鹉的羽毛色彩缤纷。研究发现乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变。同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，该现象最不可能源于（　　）
A．乙醛脱氢酶基因序列的差异
B．编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异
C．乙醛脱氢酶活性的差异
D．鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异
【答案】A
【知识点】DNA分子的结构；DNA分子的多样性和特异性；基因、蛋白质、环境与性状的关系；遗传的分子基础综合
【解析】【解答】A、同一鹦鹉个体的所有体细胞均起源于同一个受精卵的有丝分裂，理论上应具有完全相同的基因组序列，因此羽色差异不可能源于乙醛脱氢酶基因序列的变异，A符合题意；
B、羽色渐变现象与乙醛脱氢酶的催化功能直接相关，该酶通过将鹦鹉黄素的醛基氧化为羧基实现颜色转变。若不同细胞中乙醛脱氢酶mRNA表达量存在差异，将导致酶蛋白合成量的变化，最终表现为羽色转化能力的差异，B不符合题意；
C、细胞特异性微环境可能导致乙醛脱氢酶活性呈现区域差异，这种酶活性的波动会影响羽色转化效率，从而在同一鹦鹉个体不同部位形成红黄相间的羽色分布模式，C不符合题意；
D、羽色渐变本质上是鹦鹉黄素分子修饰程度的连续变化，若不同部位醛基向羧基转化的数量存在梯度差异，则可能直接导致红黄色谱的区域性分布，D不符合题意。
故选A。
【分析】同一生物个体内所有细胞均携带相同的遗传物质，其羽色表现的多样性主要由以下两个机制决定：(1)基因的选择性表达调控，即特定基因在不同细胞中呈现差异性的转录激活状态；(2)微环境因素对基因表达产物的修饰作用。
5．拟南芥种子中的隐花色素（CRY1）是感受蓝光的受体。研究发现，CRY1通过影响脱落酸（ABA）的作用从而影响种子萌发。为了进一步探究其作用机制，研究人员将野生型拟南芥的种子和CRY1突变体（无法合成CRY1）的种子，分别放在植物组织培养基（MS培养基）和含有不同浓度ABA的MS培养基中，适宜光照条件下培养，一段时间后测得种子的发芽率如下图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．该实验的自变量是拟南芥植株类型、ABA浓度和光照强度
B．光作为信号能调节拟南芥种子的萌发，也能为其萌发提供能量
C．CRY1对拟南芥种子萌发的影响可能是通过降低种子对ABA的敏感性来实现的
D．不同浓度ABA对野生型拟南芥和CRY1突变体的种子萌发均有促进作用
【答案】C
【知识点】其他植物激素的种类和作用；环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】A 、依据题意可知，该实验的自变量是拟南芥植株类型、ABA浓度，因变量是种子的发芽率，光照强度属于无关变量，A错误；
B、种子萌发阶段不进行光合作用，光不能为种子萌发提供能量，种子萌发需要的能量来自种子中储存有机物的氧化分解，光可以作为信号（通过 CRY1 受体）调节种子萌发，B错误；
C、依据题意与题图可知，野生型（含 CRY1）种子的发芽率随ABA浓度的增加而降低，在相同ABA 浓度下，野生型（含 CRY1）种子的发芽率始终高于无法合成CRY1 的CRY1突变体，说明CRY1的存在缓解了ABA对萌发的抑制作用，即 CRY1降低了种子对ABA的敏感性，C正确；
D、分析题图可知，与MS组（无ABA）相比，添加0.5μmol/L、0.8μmol/L ABA后，野生型和突变体的发芽率均显著下降，说明ABA对萌发是抑制作用，D错误。
【分析】1、植物激素是由植物体内产生，能从产生部位送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
2、五类植物激素的比较
名称 合成部位 存在较多的部位 功能
生长素 幼嫩的芽、叶、发育中的种子 集中在生长旺盛的部位 既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花蔬果
赤霉素 未成熟的种子、幼根和幼芽 普遍存在于植物体内 ①促进细胞伸长，从而引起植株增高；②促进种子萌发、开花和果实发育
细胞分裂素 主要是根尖 细胞分裂的部位 促进细胞分裂
脱落酸 根冠、萎蔫的叶片 将要脱落的器官和组织中 ①抑制细胞分裂；②促进叶和果实的衰老和脱落
乙烯 植物的各个部位 成熟的果实中较多 促进果实成熟
6．最新研究发现，脑部的某些神经元上存在纤毛结构，它们从细胞内部靠近细胞核的地方直接延伸到细胞外部，与其它神经元的轴突形成类似于突触的连接，称为"轴突-纤毛"突触。在“轴突-纤毛”突触的纤毛上存在5-羟色氨酸受体，该受体接受5-羟色氨酸后通过信号通路将信号转导到细胞核，促进细胞核组蛋白的乙酰化，促进基因的表达。下列说法错误的是（　　）
A．“轴突-纤毛”突触的神经递质为5-羟色氨酸
B．5-羟色氨酸与纤毛结合后引起突触后神经元的电位变化
C．5-羟色氨酸可通过“轴突-纤毛”突触调节突触后神经元的表观遗传
D．用抑制剂阻断该信号通路可能抑制细胞核基因的表达
【答案】B
【知识点】突触的结构；表观遗传
【解析】【解答】A、神经调节根据题干信息，“轴突一纤毛”突触纤毛上的受体接受5-羟色氨酸后，促进细胞核组蛋白的乙酰化，促进基因表达，说明该过程中神经递质是5-羟色氨酸，A正确；
BC、作用后调节的是突触后神经元的表观遗传，而不是引起突触后神经元的电位变化，B错误，C正确；
D、用抑制剂阻断该信号通路可能会抑制细胞核基因的表达，D正确。
故答案为：B。
【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递，突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜，其具体的传递过程为：兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时，突触小泡释放递质（化学信号），递质作用于突触后膜，引起突触后膜产生膜电位（电信号），从而将兴奋传递到下一个神经元。由于递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
7．某海湾地区的潮沟中，海獭是顶级肉食者，岸蟹主要取食潮沟中的水生植物。研究发现，在划定区域排除海獭后，与对照区域相比，蟹洞密度增加，植物生物量减少了30%，潮沟宽度增加了0.3m，即侵蚀程度增加。下列叙述错误的是（　　）
A．研究目的是排除海獭直接影响植物的生长而导致潮沟侵蚀
B．若想恢复上述出现侵蚀的潮沟生态环境，可考虑适当保护当地海獭
C．采用样方法统计蟹洞密度可估算岸蟹的种群数量变化
D．水生植物、岸蟹与海獭的种群数量动态变化符合循环因果
【答案】A
【知识点】估算种群密度的方法；种间关系
【解析】【解答】A、分析题意 “海獭是顶级肉食者， 岸蟹主要取食潮沟中的水生植物”、“排除海獭后，蟹洞密度增加、植物生物量减少30%、潮沟侵蚀程度增加”可知，海獭通过影响岸蟹数量，间接影响水生植物及潮沟生态环境，因此，本实验的目的是研究海獭作为顶级肉食者对整个生态系统结构和功能（如蟹洞密度、植物生物量、潮沟宽度等）的影响，A错误；
B、由题意可知，排除海獭会导致岸蟹数量增加、植物减少、侵蚀加剧。若要恢复侵蚀的潮沟生态环境，适当保护海獭可通过控制岸蟹数量，间接增加植物生物量，从而减轻侵蚀，改善生态状况，B正确；
C、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，蟹洞是岸蟹的栖息场所，蟹洞密度可反映岸蟹的种群密度。因此通过统计蟹洞密度可估算岸蟹的种群数量，C正确；
D、水生植物、岸蟹与海獭之间存在捕食关系(海獭捕食岸蟹，岸蟹取食水生植物)，三者种群数量相互影响，如海獭数量减少→岸蟹天敌减少→岸蟹数量增加→水生：植物被过度取食→植物生物量减少→岸蟹食物不足→岸蟹数量减少→海獭食物减少→海獭数量进一步变化，这一过程符合循环因果的特征，D正确。
故选A。
【分析】种群密度的调查方法：
（1）逐个计数法：适用于分布范围小，个体较大的生物。
（2）黑灯诱捕法：适用于趋光性昆虫。
（3）样方法：适用于多数植物和活动范围小活动能力弱的动物。其步骤是确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度；活动能力大的动物常用标志重捕法，其步骤是确定调查对象→捕获并标志个体→重捕并计数→计算种群密度。
（4）标记重捕法：适用于活动范围大、活动能力强的动物。
（5）照片重复取样法：可用于调查一些大型稀少野生动物的种群密度。
8．大平板计数异常是指在对自然样品（如土壤）中微生物细胞数进行评估时，显微直接计数法得到的菌体数远远大于平板计数法得出的菌体数。出现大平板计数异常的原因不包括（　　）
A．一种培养基和培养条件不能符合全部微生物的生长需求
B．培养时间较短时，平板上的菌落数目没有达到最大值
C．平板上两个或多个相邻的菌落形成一个菌落
D．显微直接计数能逐一对细胞进行统计，比平板计数精确
【答案】D
【知识点】微生物的分离和培养；测定某种微生物的数量
【解析】【解答】A、不能符合全部微生物的生长需求的培养基和培养条件，会使部分微生物不能生长，从而使菌落数减少，所以造成统计的数目比实际微生物的数目少，A正确；
B、培养时间较短时，部分微生物尚未形成可见菌落，导致统计的菌落数少于实际活菌数，B正确；
C、当平板上两个或多个相邻的菌落形成一个菌落时，会造成统计的数目比实际微生物的数目少，C正确；
D、显微直接计数不能区分死菌和活菌，统计的是总菌数（包含死菌），而平板计数法仅统计活菌数，因此显微计数结果虽高，但并非更精确，D错误。
故选D。
【分析】测定微生物数量的方法：
①直接计数法：常用显微镜直接技术法，一般适用于纯培养悬浮液中各种单细胞菌体的计数。这是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法。该方法利用特定的细菌计数板或血细胞计数板。在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物的数量，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。
②间接计数法：常用稀释平板计数法，当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。为了保证结果准确股选择菌落数为30~300的平板进行计数。在同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值。值得注意的是，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。因此，统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。
9．规范的实验操作是获得准确实验结果的前提，下列叙述错误的是（　　）
A．观察黑藻的胞质环流前，将黑藻在光照下培养一段时间能使现象更明显
B．提取与分离光合色素实验中，使用无水乙醇的目的是溶解和提取光合色素
C．在模拟性状分离比的实验中，抓取后的彩球要单独放置保证数据可靠
D．制作和观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中，漂洗的目的是防止解离过度
【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；观察细胞的有丝分裂；“性状分离比”模拟实验；观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、黑藻在光照下代谢活动更旺盛，可进行光合作用，细胞代谢增强，胞质环流速度加快，
因此， 将黑藻在光照下培养一段时间，观察胞质环流的现象会更明显，A正确；
B、光合色素易溶于有机溶剂，无水乙醇为常用的有机溶剂，在提取光合色素实验中，可以用无水乙醇溶解和提取色素，B正确；
C、模拟性状分离比的实验中，彩球代表雌雄配子，为保证每次抓取不同类型配子的概率相等，抓取后的彩球需放回原小桶并摇匀；若单独放置，会导致小桶内配子比例改变，增大实验误差，C错误；
D、制作和观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中，解离液(盐酸和酒精的混合液)解离时间过长会使细胞解离过度，漂洗的目的是洗去多余的解离液，避免解离液影响染色剂与染色体的结合，从而使染色效果更好，D正确。
故选C。
【分析】 性状分离比的模拟实验：
　　1、实验原理：本实验通过模拟雌雄配子随机结合的过程，来探讨杂种后代性状的分离比。
　　2、材料用具的注意事项是：
　　（1）代表配子的物品必须为球形，以便充分混合。
　　（2）在选购或自制小球时，小球的大小、质地应该相同，使抓摸时手感一样，以避免人为误差。
　　（3）选择盛放小球的容器最好采用最好选用小桶或其他圆柱形容器容器，而不要采用方形容器，这样摇动小球时，小球能够充分混匀。
　　（4）两个小桶内的小球数量相等，以表示雌雄配子数量相等。同时，每个小桶内的带有两种不同基因的小球的数量也必须相等，以表示形成配子时等位基因的分离，以及形成数目相等的含显性基因和含隐性基因的配子。
　　3、实验过程注意事项：
　　（1）实验开始时应将小桶内的小球混合均匀。
　　（2）抓球时应该双手同时进行，而且要闭眼，以避免人为误差。每次抓取后，应记录下两个小球的字母组合。
　　（3）每次抓取的小球要放回桶内，目的是保证桶内显隐性配子数量相等。
　　（4）每做完一次模拟实验，必须要摇匀小球，然后再做下一次模拟实验。实验需要重复50～100次。
10．研究发现，水分子进出细胞的速度比单纯通过细胞膜磷脂双分子层支架的速度快得多，所以推测细胞膜上有协助水分子通过的蛋白质分子，即水通道蛋白。为了探究提取出的膜蛋白X是否为水通道蛋白，科研人员利用细胞膜上没有水通道蛋白与膜蛋白X的非洲爪蟾的卵母细胞（细胞a）做了相关实验，其中实验组处理为细胞a中注入控制膜蛋白X合成的有活性的mRNA.下列说法正确的是（　　）
A．转运蛋白的空间结构变化也是细胞膜具有选择透过性的结构基础
B．在该对照实验中自变量的控制采用了“减法原理”
C．肾小球的滤过作用与水通道蛋白的结构和功能无直接关系
D．实验组中细胞a吸水速率更高充分证明膜蛋白X是水通道蛋白
【答案】A
【知识点】细胞膜的功能；细胞膜的流动镶嵌模型；生物膜的功能特性；被动运输
【解析】【解答】A、细胞膜的选择透过性主要由膜上转运蛋白的种类和数量决定，细胞膜上的一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质，细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这是细胞膜具有选择透过性的结构基础，A正确；
B、本实验中，实验组向细胞a注入控制膜蛋白X合成的mRNA，即施加了膜蛋白X的合成条件，属于“加法原理”，而非“减法原理”，B错误；
C、肾小球的滤过作用中，水分子的快速跨膜运输依赖于细胞膜上的水通道蛋白，其结构和功能直接影响滤过效率。因此，肾小球的滤过作用与水通道蛋白的结构和功能有直接关系，C错误；
D、实验组细胞a吸水速率更高，仅能说明膜蛋白X可能：参与了水分子的运输，但不能“充分证明”其为水通道蛋白，因为膜蛋白X也可能通过影响细胞膜的流：动性等其他方式间接提高吸水速率，D错误。
故选A。
【分析】1、生物膜上的转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两类。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变，通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，所以细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这是细胞膜具有选择透过性的结构基础。
2、自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
（1）加法原理：与常态比较人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如，在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，实验组分别加热、滴加FeCl，溶液、滴加肝脏研磨液；又如探究不同酸碱度对酶活性的影响实验等。
（2）减法原理：与常态比较人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质；又如验证光合作用产生淀粉的实验等。
3、该实验自变量为卵母细胞是否含有水通道蛋白，因变量为卵母细胞的体积，其它无关变量应相同且适宜。实验组细胞a吸水速度加快并不能验证加入的mRNA转录出的蛋白是水通道蛋白，也许为调控蛋白通过影响膜脂质或膜功能影响膜的通透性，所以通过上述实验还不足以证明膜蛋白X是通道蛋白。
阅读下列材料，完成下面小题。
M蛋白在人体神经发育过程中起重要作用，M蛋白可识别并结合甲基化DNA，进而调控靶基因的转录，M基因发生突变或表达异常可导致神经发育紊乱性疾病，如Rett综合征和MDS等。对Rett综合征患者的DNA进行检测发现，其M基因发生了一个碱基对的替换，细胞内只有截短的M蛋白。
图1为一个MDS患者的家系图。采集全部家系成员的外周血进行检测，核型分析未发现染色体数目异常，测序发现其M基因序列均正常，M基因表达的检测结果如图2，M基因拷贝数如表1.
检测对象 M基因拷贝数
Ⅰ1 1
Ⅰ2 3
Ⅱ1 3
Ⅱ2 2
正常男性 1
正常女性 2
11．下列关于Rett综合征的叙述错误的是（　　）
A．M蛋白对靶基因的调控属于表观遗传
B．Rett综合征患者致病的根本原因是基因突变
C．Rett综合征患者的M基因mRNA与正常人一样长
D．可通过遗传咨询提前对Rett综合征患儿进行治疗
12．相关研究表明，该家系女性的细胞中，两条X染色体中的一条随机失活，失活X染色体上绝大多数基因被沉默。下列关于MDS的叙述错误的是（　　）
A．M基因位于X染色体上
B．Ⅱ2患病是因为从Ⅰ2处获得了含2个M基因的染色体
C．Ⅰ1与Ⅰ2再生一女孩，该女孩患病的概率是1/8
D．人群中该病男性患者多于女性患者
【答案】11．D
12．C
【知识点】伴性遗传；基因突变的类型；表观遗传；遗传系谱图；基因表达的调控过程
【解析】 【分析】1、生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。
表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。例如，基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异就与表观遗传有关；一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同，表观遗传也在其中发挥了重要作用。
2、人类遗传病是由于遗传物质改变而引起的疾病，分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病：
（1）单基因遗传病包括常染色体显性遗传病（如并指）、常染色体隐性遗传病（如白化病）、伴X染色体隐性遗传病（如血友病、色盲）、伴X染色体显性遗传病（如抗维生素D佝偻病）；
（2）多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的，如青少年型糖尿病；
（3）染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病（如猫叫综合征）和染色体数目异常遗传病（如21三体综合征）。
3、人类遗传病的监测和预防
（1）产前诊断：胎儿出生前，医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病，产前诊断可以大大降低病儿的出生率。
（2）遗传咨询：在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展。
（3）禁止近亲结婚。
4、分析题干与题图，由图1和图2可知，患病男性Ⅱ2的M基因mRNA含量比正常男性高，推测MDS是M蛋白的表达量偏高即M基因表达异常引起的。由表。可知，正常女性的M基因拷贝数是2，Ⅰ2和Ⅱ1的M基因拷贝数是3，但并未患病，推测是因为M基因位于X染色体上，Ⅰ2和Ⅱ1的一条X染色体失活，且该失活X染色体上M基因的拷贝数为2。图1中各成员相关基因在染色体上的位置如图所示：
。
11．A、表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。M蛋白没有改变靶基因的碱基序列，但基因表达和表型发生了改变，这种现象属于表观遗传，A正确；
B、基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，根据题意“对Rett综合征患者的DNA进行检测发现，其M基因发生了一个碱基对的替换”可知，Rett综合征患者致病的根本原因是基因突变，B正确；
C、Rett综合征患者的M基发生了一个碱基对的替换，转录合成的mRNA长度与正常人相同，但是由于mRNA上的终止密码子提前出现，使M蛋白截短，C正确；
D、通过遗传咨询和产前诊断等手段，可对遗传病进行检测和预防，在一定程度上能够有效地预防遗传病的产生和发展，但不能对患儿进行治疗，D错误。
故选D。
12．A、由图1和图2可知，患病男性Ⅱ2的M基因mRNA含量比正常男性高，推测MDS的发病原因是M蛋白的含量偏高，即M基因表达异常。由表可知，正常女性的M基因拷贝数是2，Ⅰ2和Ⅱ1的M基因拷贝数是3，但并未患病，推测是因为M基因位于X染色体上，Ⅰ2和Ⅱ1的一条X染色体失活，且该失活X染色体上M基因的拷贝数为2，A正确；
B、由分析可知，Ⅱ2 从Ⅰ2处获得了含2个M基因的的X染色体，从而导致患病，B正确；
C、Ⅰ1与的基因型为XMY，Ⅰ2的基因型为XMXMM， Ⅰ1与Ⅰ2再生一女孩 ，若该女孩患病，基因型必须为XMXMM，且XMM染色体不失活，概率为1/2×1/2=1/4，C错误；
D、以上分析说明获得一条含2个M基因的X染色体有50%的概率不患病，故人群中该病男性患者多于女性患者，D正确。
故选C。
13．气候变暖导致全球物种的分布范围发生变化，许多低海拔地区的物种向高海拔处迁移，其中动物向高海拔迁移速度比植物快。科研人员将低海拔食草昆虫转移到高山草地上，研究迁移对生物群落的影响。
（1）低海拔地区食草昆虫迁移至高海拔地区，其与高山草地的食草动物间形成了　 　关系。二者在高山草地中占据的位置、资源及其与其他物种的关系，称为它们各自的　 　，其可能会发生重叠。
（2）图1中的结果表明将低海拔食草昆虫转移到高山草地上能够　 　高山植物的生物量，增加　 　。
（3）进一步测定高山草地不同高度的植物干重变化，图2结果显示迁移后高山草地群落的　 　（填“上层”或“下层”）植物生物量损耗较大，迁移可能改变了群落的　 　结构。
（4）研究还发现，食草昆虫迁移后，取食偏好于高山草地的原有优势物种。综合（3）的信息，推测低海拔食草昆虫迁移能够增加高山草地群落物种丰富度的原因是　 　。
【答案】（1）种间竞争；生态位
（2）降低；物种丰富度
（3）上层；垂直
（4）迁移后食草昆虫捕食高山植物优势物种，使原有优势物种减少，有利于其他植物定居并生长，且食草昆虫对植物上层的破坏程度大，有利于下层植物接受更多的光照，进一步促进植物生长，从而增加了物种丰富度
【知识点】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】（1） 迁移至高海拔地区的食草昆虫与高山草地的食草动物，都以高山草地上的草为食物，形成了种间竞争关系；一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。二者具有种间竞争关系，生态位可能会发生重叠。
（2）据图1显示的实验结果可知， 迁移组与对照组比较，迁移组的高山植物的干重显著降低，物种数目显著增加，表明将低海拔食草昆虫转移到高山草地上能够降低高山植物的生物量，增加物种丰富度。
（3）图2结果显示与对照组相比，迁移组高山下层植物干重的变化不明显、上层植物的干重显著降低，即上层植物生物量损耗较大；群落在竖直方向上的分层现象为群落的垂直结构，因此，迁移可能改变了群落的垂直结构。
（4）低海拔食草昆虫迁移到高山草地后，不仅增加了该区域的食草动物数量，同时迁移的食草昆虫迁移取食偏好于高山草地的原有优势物种， 使原有优势物种减少，有利于其他植物定居并生长。且食草昆虫对植物上层的破坏程度大，有利于下层植物接受更多的光照，进一步促进植物生长，从而增加了物种丰富度。
【分析】1、生态位：一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。因此，研究某种动物的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位，通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等。
2、群落的结构：
　 垂直结构 水平结构
现象 分层现象 镶嵌分布
决定因素 植物分层：阳光
动物分层：栖息空间和食物条件 地形变化、土壤湿度、盐碱度差异、光照强度不同、生物自身生长特点不同以及人与动物的影响．
（1）低海拔地区食草昆虫迁移至高海拔地区，其与高山草地的食草动物，都以草为食物，形成了种间竞争关系；一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。
（2） 与对照组相比，迁移组高山植物的干重显著降低，物种数目显著增加，表明将低海拔食草昆虫转移到高山草地上能够降低高山植物的生物量，增加物种丰富度（群落中的物种数目）。
（3） 图2结果显示与对照组相比，迁移组高山上层植物的干重显著降低，垂直结构依据是群落在竖直方向上的分层现象，而上层植物生物量损耗较大，迁移可能改变了群落的垂直结构。
（4）低海拔食草昆虫迁移到高山草地后，增加了该区域的食草动物数量，可能对高山草地的优势植物造成更大的取食压力。这种压力可能促使植物种类更为多样化，因为一些优势物种可能因竞争和取食压力而受到抑制，从而为其他植物物种创造了生存和发展的机会。且食草昆虫对植物上层的破坏程度大，有利于下层植物接受更多的光照，进一步促进植物生长，从而增加了物种丰富度。
14．调节性T细胞（Treg细胞）能参与并维持着机体免疫功能的相对稳定。研究人员发现某些Ⅱ型糖尿病患者产生的炎症与体内的Treg细胞比例下降有关。回答下列问题：
（1）正常人进食后，随血糖浓度升高，胰岛素的分泌量会相应增加。胰岛素一方面可以增加血糖的去向，另一方面能抑制　 　分解和非糖物质转化为葡萄糖，从而减少血糖的来源，使血糖恢复到正常水平。
（2）Treg细胞和Th17细胞（一种辅助性T细胞）均由CD4+T细胞分化而来，F因子和R因子是决定CD4+T细胞向不同方向分化的转录因子，分化后的细胞会产生不同的细胞因子，如IL-X和IL-Y。研究人员利用正常小鼠（A组）和胰腺产生炎症的Ⅱ型糖尿病模型鼠（B组）开展相关研究，结果如图所示。
据图1可知，糖尿病模型鼠的CD4+T细胞通过　 　，使其分化为Treg细胞的比例减少。由实验结果可推测　 　（填“IL-X”或“IL-Y”）为Treg细胞分泌的抗炎因子。
（3）二甲双胍（Met）是治疗Ⅱ型糖尿病的常见药物。研究人员进一步发现Met通过影响CCL2信号分子的表达来缓解胰腺受损。为探究Met的作用机制，研究小组在上述实验的基础上增设实验。
①将实验补充完整：
C组：　 　；D组：糖尿病模型鼠+Met+CCL2过表达质粒。
检测实验组的F因子、R因子、IL-X和IL-Y的mRNA相对表达量。
实验结果：相关数据对比，C组与A组基本一致；D组与B组基本一致。
②结合研究结果，完善Met和CCL2的作用机制，在I处填写上调或下调，Ⅱ-Ⅲ处填写促进或抑制I.　 　；II.　 　；III.　 　。
【答案】（1）肝糖原
（2）促进R因子基因的表达，抑制F因子基因的表达；IL-Y
（3）糖尿病模型鼠+Met；下调；抑制；促进
【知识点】血糖平衡调节；体液免疫
【解析】【解答】（1）胰岛素是人体内唯一降血糖的激素，胰岛素一方面可以增加血糖去向，同时抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖，减少血糖来源，肌糖原无法分解为葡萄糖补充血糖，从而达到降血糖的作用。
（2）由图1可知：与正常组A组比较，糖尿病模型鼠（B组）的R因子mRNA相对表达量远高于正常鼠（A组），F因子mRNA相对表达量低于A组；F因子和R因子决定CD4+T细胞分化方向， 依据题意Ⅱ型糖尿病患者体内的Treg细胞比例下降，说明糖尿病模型鼠通过促进R因子基因的表达，抑制F因子基因的表达，使Treg分化减少。 已知Treg比例下降对应炎症发生，抗炎因子由Treg分泌，因此B组（Treg少）抗炎因子含量更低；由图2可知，与正常组A组比较，B组的IL-Y的mRNA相对表达量显著降低，因此IL-Y是Treg分泌的抗炎因子。
（3）本实验的实验目的是探究Met通过影响CCL2信号分子的表达缓解胰腺受损，因此，C组与D组的变量为CCL2的表达，已知D组为“糖尿病模型鼠+Met+CCL2过表达质粒”，遵循单一变量原则，C组应为：糖尿病模型鼠+Met。 根据实验结果“C组（糖尿病模型鼠+Met）与A组（正常）基本一致，D组（+CCL2过表达）与B组（模型）基本一致”，可推知：Met会下调CCL2的表达；CCL2过量表达时会得到患病结果，说明CCL2会抑制CD4+T细胞向Treg分化、促进向Th17分化，最终导致炎症发生。
【分析】1、血糖的来源：食物中糖类的消化、吸收（最主要来源）；肝糖原分解（肌糖原不能直接分解成葡萄糖）；脂肪、氨基酸等非糖物质转化。血糖的去向：氧化分解供能（最主要去向）→ CO2 + H2O + 能量；合成糖原：合成肝糖原、肌糖原；转化为非糖物质：转化为脂肪和某些氨基酸（非必需氨基酸）。
2、当血糖浓度升高到一定程度时，胰岛B细胞的活动增强，胰岛素的分泌量明显增加，体内胰岛素水平的上升，一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝脏、肌肉内并合成糖原，进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯；另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖，这样既增加了血糖的去向，又减少了血糖的来源，使血糖浓度恢复到正常水平。当血糖浓度降低时，胰岛A细胞的活动增强，胰高血糖素的分泌量增加，胰高血糖素主要作用于肝脏，促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液，促进非糖物质转化成糖，使血糖浓度回升到正常水平。
（1）胰岛素降血糖的机制是：增加血糖去向，同时抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖，减少血糖来源，肌糖原无法分解为葡萄糖补充血糖。
（2）由图1可知：糖尿病模型鼠（B组）的R因子mRNA相对表达量远高于正常鼠（A组），F因子mRNA相对表达量低于A组；F因子和R因子决定CD4+T细胞分化方向，B组Treg细胞比例减少，说明糖尿病模型鼠通过促进R因子基因的表达，抑制F因子基因的表达，使Treg分化减少。 已知Treg比例下降对应炎症发生，抗炎因子由Treg分泌，因此B组（Treg少）抗炎因子含量更低；由图2可知，B组IL-Y的表达量远低于A组，因此IL-Y是Treg分泌的抗炎因子。
（3）① 实验目的是探究Met通过影响CCL2表达缓解胰腺受损，已知D组为“糖尿病模型鼠+Met+CCL2过表达质粒”，遵循单一变量原则，C组应为只加Met的糖尿病模型鼠，即糖尿病模型鼠+Met。 ② 根据实验结果“C组（糖尿病模型鼠+Met）与A组（正常）基本一致，D组（+CCL2过表达）与B组（模型）基本一致”，可推知：Met会下调CCL2的表达；CCL2过量表达时会得到患病结果，说明CCL2会抑制CD4+T细胞向Treg分化、促进向Th17分化，最终导致炎症发生。
15．某科研小组利用长势相同的辣椒幼苗探究低温环境下喷洒脱落酸（ABA）对植株光合作用的影响。实验包括3种处理，甲组：低温（15℃/8℃）10d+150mg·L-1ABA叶面喷洒处理；乙组：低温（15℃/8℃）10d；丙组：常温（30℃/22℃）10d．处理结束后将植株分别移栽到适宜条件下培养，测得如下数据，净光合速率以CO2吸收量为指标。回答下列问题：
组别 叶绿素相对含量 净光合速率 μmol·m-2·s-1 磷元素的含量g·kg-1 胞间CO2浓度 μmol·L-1 气孔导度 μmol·m-2·s-1
叶 根 茎
甲 26.79 8.47 3.06 2.39 2.51 245 0.40
乙 21.51 5.25 2.52 1.54 1.74 230 0.32
丙 30.33 12.81 3.59 2.78 2.87 310 0.59
注：①表中数据均已达到显著差异；②（15℃/8℃）10d是指昼温15℃处理12h，夜温8℃处理12h，共10天
（1）叶绿素分布在　 　；乙组叶肉细胞平均五碳糖含量　 　丙组（选填“高于”“低于”“等于”）。据实验数据分析，低温处理导致辣椒植株净光合速率降低的原因有：①低温导致叶绿素含量下降（该实验因变量），限制了光反应速率（机理）；②　 　；③　 　（②③参考①从因变量和机理两个角度回答）。初步判断ABA　 　（“能”“否”）提高低温下辣椒植株气孔导度。
（2）若要进一步研究常温处理辣椒幼苗的真正光合速率，应该选择表中　 　组幼苗的净光合速率数据。另需选该组幼苗在相同条件下遮光处理，测得10min内CO2释放量为Aμmol·m-2，则该组幼苗的真正光合速率可以表示为　 　μmol·m-2·s- （用含A的表达式）。
【答案】（1）叶绿体的类囊体薄膜；低于；低温导致胞间CO2或气孔导度下降限制了暗反应速率；低温导致植株对磷的吸收变弱，限制了光反应和暗反应速率；能
（2）丙；A/600＋12.81
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；影响光合作用的环境因素；光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】（1）叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，能吸收、传递与转化光能；据表格分析可知，与丙组比较，乙组的净光合速率低，胞间二氧化碳浓度和气孔导度都小，因此，乙组叶肉细胞平均五碳糖含量低于丙组；与常温组比较，低温导致叶绿素含量下降（该实验因变量），限制了光反应速率（机理）；低温导致胞间CO2或气孔导度下降限制了碳反应速率；低温导致植株对磷的吸收变弱从而限制了光反应/碳反应速率，因此，低温处理导致辣椒植株净光合速率降低。据实验数据可知，甲组（低温+ABA）气孔导度（0.40）高于乙组（仅低温，0.32），因此ABA能提高低温下辣椒植株气孔导度。
（2）甲组与乙组都是低温组，丙组是常温（30℃/22℃）10d，因此，应该选择表中丙组幼苗的净光合速率数据进一步研究常温处理辣椒幼苗的真正光合速率。真正光合速率=净光合速率+呼吸速率，另需选该组幼苗在相同条件下遮光处理，测得10min内CO2释放量为Aμmol m-2，则该组幼苗的真正光合速率为净光合速率与呼吸速率之和即12.81（净光合速率）＋A/（10×60）（呼吸速率）＝A/600＋12.81μmol·m-2·s- 。
【分析】1、细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是：在酶的催化作用下，分解有机物，释放能量。但是，前者需要氧和线粒体的参与，有机物彻底氧化，释放的能量比后者多。细胞呼吸是细胞中物质代谢的枢纽，糖类、脂质和蛋白质的合成或分解都可以通过细胞呼吸联系起来。
2、光合作用在植物细胞的叶绿体中进行。叶绿体类囊体的薄膜上有捕获光能的色素，在类囊体薄膜上和叶绿体基质中还有许多进行光合作用所必需的酶。光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段发生在类囊体薄膜上，将光能转化为储存在AIP中的化学能；暗反应阶段发生在叶绿体基质中，将ATP中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学能。
3、真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
（1）叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，可参与光合作用光反应过程；乙组叶肉细胞平均五碳糖含量低于丙组，因为丙组的净光合速率强，胞间二氧化碳浓度和气孔导度都大；低温处理导致辣椒植株净光合速率降低的原因有：①低温导致叶绿素含量下降（该实验因变量），限制了光反应速率（机理）；②低温导致胞间CO2或气孔导度下降限制了碳反应速率；③低温导致植株对磷的吸收变弱从而限制了光反应/碳反应速率；据实验数据可知，甲组（低温+ABA）气孔导度（0.40）高于乙组（仅低温，0.32），因此ABA能提高低温下辣椒植株气孔导度。
（2）丙组是常温（30℃/22℃）10d，若要进一步研究常温处理辣椒幼苗的真正光合速率，应该选择表中丙组幼苗的净光合速率数据；真正光合速率=净光合速率+呼吸速率，另需选该组幼苗在相同条件下遮光处理，测得10min内CO2释放量为Aμmol m-2，则该组幼苗的真正光合速率为净光合速率与呼吸速率之和即12.81（净光合速率）＋A/（10×60）（呼吸速率）＝A/600＋12.81μmol·m-2·s- 。
16．黑麂是中国特有的珍稀鹿科动物，其D基因家族（含多个等位基因形式）编码的产物在诱发免疫应答中起重要作用，D基因的多样性被认为是评估群体免疫力高低的一个重要指标，研究人员对黑麂不同个体的D基因进行了相关研究。
（1）用于提取黑麂基因组DNA的样品有黑麂的新鲜血液及多年前的黑麂皮张，对提取的基因组DNA进行凝胶电泳，结果如图1，其中7号、8号泳道加样的是来自血液和皮张样品的基因组DNA，据图1电泳结果判断，最可能来自血液样品的是　 　号。
（2）首次扩增黑麂D基因时，研究人员先从GenBank下载了牛的D基因序列，再根据这些序列设计引物对黑麂的基因组DNA进行扩增，此方法具有可行性的理论依据是　 　。对扩增得到的DNA片段，除了凝胶电泳显示的长度要符合预期外，还需要进行　 　和比对，才能最终确定该扩增产物是黑麂D基因。
（3）研究人员将黑麂D基因转入受体细胞以便进一步研究。图2为基因表达载体及其上的酶切位点，图3为D基因相关信息。回答下列问题。
①已知D基因转录得到的mRNA前三个碱基为起始密码子AUG．研究发现，在紧邻起始密码子AUG之前加入序列GCCACC，会显著提高基因的表达效率。利用PCR技术扩增D基因时，为保证D基因能正确插入载体并高效表达，除选择引物P1外，还需要选择引物　 　（选填“P2”“P3”），并在该引物5’端增加碱基序列5’　 　3’。
②综合图2、图3，应选用四种限制酶中的　 　切割载体，用　 　切割①中通过PCR获得的D基因。
【答案】（1）8
（2）亲缘关系近的物种，其相同基因的DNA序列较为接近；测序
（3）P2；GAATTCGCCACC；MunⅠ、SalⅠ；XhoⅠ、EcoRⅠ
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的基本工具（详细）；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）新鲜血液中含有血细胞，含有大量完整且未降解的DNA，其分子长度较长，提取后进行凝胶电泳时，形成的条带亮度高、宽度大且位置靠前；而多年前的黑麂皮张因保存时间久远，其中的DNA已发生不同程度的降解，电泳时呈现的条带较暗、位置靠后且分布较为弥散。对比图1中7号和8号泳道的电泳结果，8号泳道的条带亮且宽，符合新鲜血液DNA的电泳特征，因此8号最可能来自血液样品。
（2） 亲缘关系近的物种，其相同基因的DNA序列较为接近，牛与黑麂同属于鹿科动物，二者亲缘关系较近，其相同基因的DNA序列相似程度较高，因此可以根据牛的D基因序列设计引物，用于扩增黑麂的D基因。对扩增得到的DNA片段，除凝胶电泳显示的长度需符合预期外，还需要进行DNA测序，并将测序结果与已知物种的D基因序列进行比对，才能最终确定该扩增产物是否为黑麂D基因。
（3）① 据图2可知，Xho Ⅰ与Sal Ⅰ、Mun Ⅰ与EcoR Ⅰ均为同尾酶，它们切割后产生的黏性末端虽可相互连接，但会导致连接后的序列失去原有的酶切位点，无法保证目的基因插入方向的正确性。根据图3，D基因的上游位于右侧，需连接到载体的启动子之后，为保证插入方向正确，应采用双酶切策略，且不能选择同尾酶组合。同时，为提高基因表达效率，需在紧邻起始密码子AUG之前加入序列GCCACC，该序列应位于启动子与D基因之间。综合上述要求，若选择P3引物，则无法将GCCACC序列置于启动子之前；而选择P2引物，可在其5'端添加EcoRI的识别序列GAATTC及GCCACC序列，从而实现D基因的正确插入与高效表达。因此，除引物P1外，还需选择引物P2，并在其5'端增加碱基序列5'-GAATTCGCCACC-3'。
②分析图2的载体结构，标记基因内部含有EcoR Ⅰ的酶切位点，若选用EcoR Ⅰ切割载体，将破：坏标记基因，因此载体不能选用EcoR Ⅰ。结合图2中各酶切位点的位置分布，应选用Mun Ⅰ和Sal Ⅰ切割载体，以保证目的基因插入启动子与终止子之间，且不破坏标记基因。对于1中通过PCR获得的D基因，根据图3可知其两端分别含有Xho Ⅰ和EcoR Ⅰ的酶切位点，且Xho Ⅰ与Sal Ⅰ为同尾酶，切割后产生的黏性末端可相互连接，EcoR Ⅰ与Mun Ⅰ为同尾酶，切割后产生的黏性末端也可相互连接，因此应选用Xho Ⅰ和EcoR Ⅰ切割D基因，以实现与载体的定向连接。
【分析】基因工程的四个主要步骤：第一步是获取目的基因，常用方法包括从基因文库中筛选、利用PCR（聚合酶链式反应）技术扩增、化学合成法（适用于已知序列的小段基因）等；
第二步是构建基因表达载体，即将目的基因与载体DNA在体外通过限制酶和DNA连接酶的作用连接成重组DNA分子，此步骤是整个基因工程的核心环节，决定了目的基因能否成功表达；
第三步是将目的基因导入受体细胞，根据受体类型不同采用不同的转化方法，如Ca2+处理法用于细菌转化，显微注射法用于动物细胞，农杆菌转化法或基因枪法用于植物细胞；
第四步是目的基因的检测与鉴定，通常通过分子杂交技术、PCR检测、抗原-抗体杂交或观察个体性状变化等方式确认目的基因是否成功导入并表达。
（1）新鲜的血液含完整的DNA多，而且DNA一般都没有降解，长度长，因此提取后电泳条带亮且宽，靠前，而黑麂皮张由于时间久远，DNA多发生不同程度的降解，迁移快，条带靠下，因此电泳时呈现的条带暗且较为靠后或较为分散。因此8号最可能是来自血液的样品。
（2）黑麂和牛的D基因是同源基因，核苷酸序列具有较高相似性，因此可以根据牛的D基因序列设计引物扩增黑麂的D基因；扩增得到的片段仅验证长度不够，还需要进行DNA测序，将序列和目标基因比对，才能确认是黑麂D基因。
（3）① PCR扩增需要一对方向相反、分别结合在目的片段两侧的引物，P1已经结合在D基因左端，需要在D基因右端（编码区外侧）选择反向引物，分析题图可知，XhoⅠ和SalⅠ、MunⅠ和EcoRⅠ都是同尾酶，具有相同的黏性末端，故切断后，相互之间可以连接，将无法保证方向性。由于D基因上游在右边（图示），所以右边要接到载体的启动子后面，又需要保证接入的方向（即需要双酶切，且不能是具有同尾序列的两种酶），最后还需要在启动子之前加入序列GCCACC，故应选择P2引物（如果选择P3，则无法保证在启动子前面加GCCACC序列），并在其5'选择加入EcoRⅠ的酶切序列，则在该引物5'端增加碱基序列GAATTCGCCACC 。
②综合图2、图3，应选用MunⅠ、SalⅠ两种酶切割载体（载体上标记基因中有EcoRⅠ切点，故载体不能选用EcoRⅠ），用XhoⅠ、EcoRⅠ两种酶切割①中通过PCR获得的D基因。
17．番茄果实糖含量受多对等位基因控制。野生型番茄的基因型为AABBDD，表现为低糖。为研究果实糖含量的遗传机制，科研人员利用基因编辑技术获得三种均为一对等位基因突变的纯合突变体1、2、3.回答下列问题：
（一）番茄果实糖含量与基因A/a、B/b的关系：
B基因编码的酶B能促进糖含量升高，b基因无此功能；A基因编码的酶A能使酶B磷酸化，导致酶B降解，酶a无此功能。
（1）基因A/a、B/b通过控制　 　来控制代谢过程，进而控制番茄果实糖含量。
（2）突变体1（低糖）和突变体2（高糖）杂交，F1果实全部表现为低糖，F1自交后代F2中低糖与高糖的分离比为13：3，据此分析：
①基因A/a、B/b的遗传遵循　 　定律。
②突变体2的基因型为　 　，F2高糖番茄中纯合子的比例是　 　。
（二）番茄果实糖含量与基因D/d的关系
（3）研究发现，D基因表达的酶D对酶B的作用与酶A相同，但aaBBDD番茄却表现为高糖。为研究该高糖番茄的遗传机制，科研人员利用酶a、酶B和酶D进行体外磷酸化实验，探究酶a对酶D磷酸化酶B的影响。酶A和酶D自身磷酸化后才能催化酶B磷酸化。
实验分组及处理如表，检测结果如图。
甲 乙 丙 丁
酶a - + ++ +++
酶B + + + +
酶D + + + +
注：“-”表示不添加，“+”表示添加，“+”越多表示添加量越多。
①蛋白质磷酸化是指在酶的催化下，ATP的一个磷酸基团转移到蛋白质上使其发生磷酸化，同时产生ADP的过程。在进行体外磷酸化实验时，放射性同位素应标记在ATP（A-~~）的　 　位（选填“”“”“”）。
②根据上述信息，分析aaBBDD番茄表现为高糖的分子机制　 　。
（4）研究发现，d基因表达的酶d不能使酶B磷酸化，但不抑制酶A的作用，所以基因型为AABBdd的突变体3表现为低糖。综合上述信息，欲选育出比突变体2糖量更高的能稳定遗传的番茄品种，应选择　 　和　 　为亲本（填“野生型”或“突变体1”或“突变体2”或“突变体3”），二者杂交得到F1，F1自交后代F2中基因型为　 　的番茄即为目标品种。
【答案】酶的合成；基因的自由组合 （ 分离定律和自由组合 ）；aaBB；1/3；γ；酶a无法自身磷酸化，不能磷酸化酶B，还会通过抑制酶D的自身磷酸化，减弱酶B的磷酸化，进而抑制酶B降解，最终表现为高糖；突变体2；突变体3；aaBBdd
【知识点】ATP的化学组成和特点；基因的自由组合规律的实质及应用；基因、蛋白质、环境与性状的关系
【解析】【解答】（1）依据题意“ 基因编码的酶B能促进糖含量升高，b基因无此功能；A基因编码的酶A能使酶B磷酸化，导致酶B降解，酶a无此功能 ”可知，基因A/a、B/b通过控制酶的合成来控制代谢过程，间接控制生物性状。
（2）分析 F2中低糖：高糖=13：3，13：3是 9：3：3：1的变式，说明控制该性状的两对基因 A/a、B/b 位于非同源染色体上， A/a、B/b 的遗传遵循基因的自由组合定律（同时遵循分离定律），且 F1关于基因 A/a、B/b的基因型为AaBb。已知野生型为AABBDD（低糖），B基因编码的酶B能促进糖 含量升高，b基因无此功能；A基因编码的酶A会使酶B磷酸化降解，酶a无此功能；因此，高糖的基因型为aaB_，低糖为A_ _ _、aabb；又由于F1基因型为AaBb（低糖），因此，突变体1为低糖纯合子，基因型为AAbb，突变体2为高糖纯合子，故基因型为aaBB。 F2中高糖番茄（aaB_）中纯合子aaBB占1/3。
（3）ATP的结构为A-~~ ，其中γ位的磷酸基团易断裂并转移到蛋白质上完成磷酸化，因此放射性同位素32P应标记在γ位。已知A基因编码的酶A能使酶B磷酸化，导致酶B降解， D基因编码的酶 D 对酶B的作用与酶A功能相同（使酶B磷酸化降解），且酶A、酶D需自身磷酸化后才能催化酶B磷酸化；体外实验显示，随酶a添加量增加，酶D对酶B的磷酸化作用减弱（条带放射性强度降低）。推导 aaBBDD番茄表现为高糖的分子机制是：酶a无法自身磷酸化，不能磷酸化酶B，还会通过抑制酶D的自身磷酸化，减弱酶B的磷酸化，进而抑制酶B降解，最终表现为高糖，因此aaBBDD番茄表现为高糖。
（4）分析题意，比突变体2糖量更高的能稳定遗传的番茄品种的基因型为aaBBdd（酶B既不被酶A降解，也不被酶D降解，稳定存在且升糖作用更强）。因此，选择的杂交亲本最好是含有a、d、不能含有b，故选择突变体2（aaBBDD）和突变体3（AABBdd）做杂交亲本； 二者杂交得到F1 （AaBBDd，低糖）， F1自交后代F2中基因型为 aaBBdd的番茄即为目标品种。
【解答】1、基因的分离规律的实质是：杂合体内，等位基因在减数分裂生成配子时随同源染色体的分开而分离，进入两个不同的配子，独立的随配子遗传给后代。
2、基因的自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
1 / 1天津市南开区2025—2026学年高三年级质量监测（一）生物学试卷
1．适量运动能促进脑源性生长因子(BDNF)的释放，BDNF是一种蛋白质，有助于维持神经元及其连接的健康。下列叙述错误的是（　　）
A．BDNF的基本组成单位是氨基酸
B．BDNF在细胞内的核糖体上合成
C．适量运动有助于维持神经元功能
D．BDNF可直接为神经元提供能量
2．果蝇精巢中存在甲、乙、丙3个不同时期的细胞，其染色体组数和同源染色体对数如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．甲细胞中性染色体为1条X和1条Y
B．乙细胞可能处于减数第二次分裂后期
C．丙细胞中核DNA含量是乙细胞的一半
D．甲细胞遗传信息套数是丙细胞的2倍
3．细胞分裂时，线粒体通常依赖微丝（细胞骨架的组分之一）而均匀分配，但一些特定的乳腺干细胞分裂时线粒体不均等分配，形成一个子干细胞和一个分化细胞，后者形成乳腺组织细胞。与乳腺干细胞相比，乳腺组织细胞代谢需要更多的能量。下列说法正确的是（　　）
A．微丝由蛋白质组成，线粒体由细胞骨架支撑于细胞质中
B．细胞分裂产生的子细胞中的线粒体将保持均匀分布
C．乳腺干细胞分裂后，接受较多线粒体的子细胞会保持继续分裂的能力
D．乳腺组织细胞代谢需要的能量主要来自于线粒体氧化分解葡萄糖
4．金刚鹦鹉的羽毛色彩缤纷。研究发现乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变。同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，该现象最不可能源于（　　）
A．乙醛脱氢酶基因序列的差异
B．编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异
C．乙醛脱氢酶活性的差异
D．鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异
5．拟南芥种子中的隐花色素（CRY1）是感受蓝光的受体。研究发现，CRY1通过影响脱落酸（ABA）的作用从而影响种子萌发。为了进一步探究其作用机制，研究人员将野生型拟南芥的种子和CRY1突变体（无法合成CRY1）的种子，分别放在植物组织培养基（MS培养基）和含有不同浓度ABA的MS培养基中，适宜光照条件下培养，一段时间后测得种子的发芽率如下图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．该实验的自变量是拟南芥植株类型、ABA浓度和光照强度
B．光作为信号能调节拟南芥种子的萌发，也能为其萌发提供能量
C．CRY1对拟南芥种子萌发的影响可能是通过降低种子对ABA的敏感性来实现的
D．不同浓度ABA对野生型拟南芥和CRY1突变体的种子萌发均有促进作用
6．最新研究发现，脑部的某些神经元上存在纤毛结构，它们从细胞内部靠近细胞核的地方直接延伸到细胞外部，与其它神经元的轴突形成类似于突触的连接，称为"轴突-纤毛"突触。在“轴突-纤毛”突触的纤毛上存在5-羟色氨酸受体，该受体接受5-羟色氨酸后通过信号通路将信号转导到细胞核，促进细胞核组蛋白的乙酰化，促进基因的表达。下列说法错误的是（　　）
A．“轴突-纤毛”突触的神经递质为5-羟色氨酸
B．5-羟色氨酸与纤毛结合后引起突触后神经元的电位变化
C．5-羟色氨酸可通过“轴突-纤毛”突触调节突触后神经元的表观遗传
D．用抑制剂阻断该信号通路可能抑制细胞核基因的表达
7．某海湾地区的潮沟中，海獭是顶级肉食者，岸蟹主要取食潮沟中的水生植物。研究发现，在划定区域排除海獭后，与对照区域相比，蟹洞密度增加，植物生物量减少了30%，潮沟宽度增加了0.3m，即侵蚀程度增加。下列叙述错误的是（　　）
A．研究目的是排除海獭直接影响植物的生长而导致潮沟侵蚀
B．若想恢复上述出现侵蚀的潮沟生态环境，可考虑适当保护当地海獭
C．采用样方法统计蟹洞密度可估算岸蟹的种群数量变化
D．水生植物、岸蟹与海獭的种群数量动态变化符合循环因果
8．大平板计数异常是指在对自然样品（如土壤）中微生物细胞数进行评估时，显微直接计数法得到的菌体数远远大于平板计数法得出的菌体数。出现大平板计数异常的原因不包括（　　）
A．一种培养基和培养条件不能符合全部微生物的生长需求
B．培养时间较短时，平板上的菌落数目没有达到最大值
C．平板上两个或多个相邻的菌落形成一个菌落
D．显微直接计数能逐一对细胞进行统计，比平板计数精确
9．规范的实验操作是获得准确实验结果的前提，下列叙述错误的是（　　）
A．观察黑藻的胞质环流前，将黑藻在光照下培养一段时间能使现象更明显
B．提取与分离光合色素实验中，使用无水乙醇的目的是溶解和提取光合色素
C．在模拟性状分离比的实验中，抓取后的彩球要单独放置保证数据可靠
D．制作和观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中，漂洗的目的是防止解离过度
10．研究发现，水分子进出细胞的速度比单纯通过细胞膜磷脂双分子层支架的速度快得多，所以推测细胞膜上有协助水分子通过的蛋白质分子，即水通道蛋白。为了探究提取出的膜蛋白X是否为水通道蛋白，科研人员利用细胞膜上没有水通道蛋白与膜蛋白X的非洲爪蟾的卵母细胞（细胞a）做了相关实验，其中实验组处理为细胞a中注入控制膜蛋白X合成的有活性的mRNA.下列说法正确的是（　　）
A．转运蛋白的空间结构变化也是细胞膜具有选择透过性的结构基础
B．在该对照实验中自变量的控制采用了“减法原理”
C．肾小球的滤过作用与水通道蛋白的结构和功能无直接关系
D．实验组中细胞a吸水速率更高充分证明膜蛋白X是水通道蛋白
阅读下列材料，完成下面小题。
M蛋白在人体神经发育过程中起重要作用，M蛋白可识别并结合甲基化DNA，进而调控靶基因的转录，M基因发生突变或表达异常可导致神经发育紊乱性疾病，如Rett综合征和MDS等。对Rett综合征患者的DNA进行检测发现，其M基因发生了一个碱基对的替换，细胞内只有截短的M蛋白。
图1为一个MDS患者的家系图。采集全部家系成员的外周血进行检测，核型分析未发现染色体数目异常，测序发现其M基因序列均正常，M基因表达的检测结果如图2，M基因拷贝数如表1.
检测对象 M基因拷贝数
Ⅰ1 1
Ⅰ2 3
Ⅱ1 3
Ⅱ2 2
正常男性 1
正常女性 2
11．下列关于Rett综合征的叙述错误的是（　　）
A．M蛋白对靶基因的调控属于表观遗传
B．Rett综合征患者致病的根本原因是基因突变
C．Rett综合征患者的M基因mRNA与正常人一样长
D．可通过遗传咨询提前对Rett综合征患儿进行治疗
12．相关研究表明，该家系女性的细胞中，两条X染色体中的一条随机失活，失活X染色体上绝大多数基因被沉默。下列关于MDS的叙述错误的是（　　）
A．M基因位于X染色体上
B．Ⅱ2患病是因为从Ⅰ2处获得了含2个M基因的染色体
C．Ⅰ1与Ⅰ2再生一女孩，该女孩患病的概率是1/8
D．人群中该病男性患者多于女性患者
13．气候变暖导致全球物种的分布范围发生变化，许多低海拔地区的物种向高海拔处迁移，其中动物向高海拔迁移速度比植物快。科研人员将低海拔食草昆虫转移到高山草地上，研究迁移对生物群落的影响。
（1）低海拔地区食草昆虫迁移至高海拔地区，其与高山草地的食草动物间形成了　 　关系。二者在高山草地中占据的位置、资源及其与其他物种的关系，称为它们各自的　 　，其可能会发生重叠。
（2）图1中的结果表明将低海拔食草昆虫转移到高山草地上能够　 　高山植物的生物量，增加　 　。
（3）进一步测定高山草地不同高度的植物干重变化，图2结果显示迁移后高山草地群落的　 　（填“上层”或“下层”）植物生物量损耗较大，迁移可能改变了群落的　 　结构。
（4）研究还发现，食草昆虫迁移后，取食偏好于高山草地的原有优势物种。综合（3）的信息，推测低海拔食草昆虫迁移能够增加高山草地群落物种丰富度的原因是　 　。
14．调节性T细胞（Treg细胞）能参与并维持着机体免疫功能的相对稳定。研究人员发现某些Ⅱ型糖尿病患者产生的炎症与体内的Treg细胞比例下降有关。回答下列问题：
（1）正常人进食后，随血糖浓度升高，胰岛素的分泌量会相应增加。胰岛素一方面可以增加血糖的去向，另一方面能抑制　 　分解和非糖物质转化为葡萄糖，从而减少血糖的来源，使血糖恢复到正常水平。
（2）Treg细胞和Th17细胞（一种辅助性T细胞）均由CD4+T细胞分化而来，F因子和R因子是决定CD4+T细胞向不同方向分化的转录因子，分化后的细胞会产生不同的细胞因子，如IL-X和IL-Y。研究人员利用正常小鼠（A组）和胰腺产生炎症的Ⅱ型糖尿病模型鼠（B组）开展相关研究，结果如图所示。
据图1可知，糖尿病模型鼠的CD4+T细胞通过　 　，使其分化为Treg细胞的比例减少。由实验结果可推测　 　（填“IL-X”或“IL-Y”）为Treg细胞分泌的抗炎因子。
（3）二甲双胍（Met）是治疗Ⅱ型糖尿病的常见药物。研究人员进一步发现Met通过影响CCL2信号分子的表达来缓解胰腺受损。为探究Met的作用机制，研究小组在上述实验的基础上增设实验。
①将实验补充完整：
C组：　 　；D组：糖尿病模型鼠+Met+CCL2过表达质粒。
检测实验组的F因子、R因子、IL-X和IL-Y的mRNA相对表达量。
实验结果：相关数据对比，C组与A组基本一致；D组与B组基本一致。
②结合研究结果，完善Met和CCL2的作用机制，在I处填写上调或下调，Ⅱ-Ⅲ处填写促进或抑制I.　 　；II.　 　；III.　 　。
15．某科研小组利用长势相同的辣椒幼苗探究低温环境下喷洒脱落酸（ABA）对植株光合作用的影响。实验包括3种处理，甲组：低温（15℃/8℃）10d+150mg·L-1ABA叶面喷洒处理；乙组：低温（15℃/8℃）10d；丙组：常温（30℃/22℃）10d．处理结束后将植株分别移栽到适宜条件下培养，测得如下数据，净光合速率以CO2吸收量为指标。回答下列问题：
组别 叶绿素相对含量 净光合速率 μmol·m-2·s-1 磷元素的含量g·kg-1 胞间CO2浓度 μmol·L-1 气孔导度 μmol·m-2·s-1
叶 根 茎
甲 26.79 8.47 3.06 2.39 2.51 245 0.40
乙 21.51 5.25 2.52 1.54 1.74 230 0.32
丙 30.33 12.81 3.59 2.78 2.87 310 0.59
注：①表中数据均已达到显著差异；②（15℃/8℃）10d是指昼温15℃处理12h，夜温8℃处理12h，共10天
（1）叶绿素分布在　 　；乙组叶肉细胞平均五碳糖含量　 　丙组（选填“高于”“低于”“等于”）。据实验数据分析，低温处理导致辣椒植株净光合速率降低的原因有：①低温导致叶绿素含量下降（该实验因变量），限制了光反应速率（机理）；②　 　；③　 　（②③参考①从因变量和机理两个角度回答）。初步判断ABA　 　（“能”“否”）提高低温下辣椒植株气孔导度。
（2）若要进一步研究常温处理辣椒幼苗的真正光合速率，应该选择表中　 　组幼苗的净光合速率数据。另需选该组幼苗在相同条件下遮光处理，测得10min内CO2释放量为Aμmol·m-2，则该组幼苗的真正光合速率可以表示为　 　μmol·m-2·s- （用含A的表达式）。
16．黑麂是中国特有的珍稀鹿科动物，其D基因家族（含多个等位基因形式）编码的产物在诱发免疫应答中起重要作用，D基因的多样性被认为是评估群体免疫力高低的一个重要指标，研究人员对黑麂不同个体的D基因进行了相关研究。
（1）用于提取黑麂基因组DNA的样品有黑麂的新鲜血液及多年前的黑麂皮张，对提取的基因组DNA进行凝胶电泳，结果如图1，其中7号、8号泳道加样的是来自血液和皮张样品的基因组DNA，据图1电泳结果判断，最可能来自血液样品的是　 　号。
（2）首次扩增黑麂D基因时，研究人员先从GenBank下载了牛的D基因序列，再根据这些序列设计引物对黑麂的基因组DNA进行扩增，此方法具有可行性的理论依据是　 　。对扩增得到的DNA片段，除了凝胶电泳显示的长度要符合预期外，还需要进行　 　和比对，才能最终确定该扩增产物是黑麂D基因。
（3）研究人员将黑麂D基因转入受体细胞以便进一步研究。图2为基因表达载体及其上的酶切位点，图3为D基因相关信息。回答下列问题。
①已知D基因转录得到的mRNA前三个碱基为起始密码子AUG．研究发现，在紧邻起始密码子AUG之前加入序列GCCACC，会显著提高基因的表达效率。利用PCR技术扩增D基因时，为保证D基因能正确插入载体并高效表达，除选择引物P1外，还需要选择引物　 　（选填“P2”“P3”），并在该引物5’端增加碱基序列5’　 　3’。
②综合图2、图3，应选用四种限制酶中的　 　切割载体，用　 　切割①中通过PCR获得的D基因。
17．番茄果实糖含量受多对等位基因控制。野生型番茄的基因型为AABBDD，表现为低糖。为研究果实糖含量的遗传机制，科研人员利用基因编辑技术获得三种均为一对等位基因突变的纯合突变体1、2、3.回答下列问题：
（一）番茄果实糖含量与基因A/a、B/b的关系：
B基因编码的酶B能促进糖含量升高，b基因无此功能；A基因编码的酶A能使酶B磷酸化，导致酶B降解，酶a无此功能。
（1）基因A/a、B/b通过控制　 　来控制代谢过程，进而控制番茄果实糖含量。
（2）突变体1（低糖）和突变体2（高糖）杂交，F1果实全部表现为低糖，F1自交后代F2中低糖与高糖的分离比为13：3，据此分析：
①基因A/a、B/b的遗传遵循　 　定律。
②突变体2的基因型为　 　，F2高糖番茄中纯合子的比例是　 　。
（二）番茄果实糖含量与基因D/d的关系
（3）研究发现，D基因表达的酶D对酶B的作用与酶A相同，但aaBBDD番茄却表现为高糖。为研究该高糖番茄的遗传机制，科研人员利用酶a、酶B和酶D进行体外磷酸化实验，探究酶a对酶D磷酸化酶B的影响。酶A和酶D自身磷酸化后才能催化酶B磷酸化。
实验分组及处理如表，检测结果如图。
甲 乙 丙 丁
酶a - + ++ +++
酶B + + + +
酶D + + + +
注：“-”表示不添加，“+”表示添加，“+”越多表示添加量越多。
①蛋白质磷酸化是指在酶的催化下，ATP的一个磷酸基团转移到蛋白质上使其发生磷酸化，同时产生ADP的过程。在进行体外磷酸化实验时，放射性同位素应标记在ATP（A-~~）的　 　位（选填“”“”“”）。
②根据上述信息，分析aaBBDD番茄表现为高糖的分子机制　 　。
（4）研究发现，d基因表达的酶d不能使酶B磷酸化，但不抑制酶A的作用，所以基因型为AABBdd的突变体3表现为低糖。综合上述信息，欲选育出比突变体2糖量更高的能稳定遗传的番茄品种，应选择　 　和　 　为亲本（填“野生型”或“突变体1”或“突变体2”或“突变体3”），二者杂交得到F1，F1自交后代F2中基因型为　 　的番茄即为目标品种。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】蛋白质在生命活动中的主要功能；其它细胞器及分离方法；ATP的作用与意义
【解析】【解答】AB、题干信息可知，BDNF是一种蛋白质，蛋白质的基本组成单位是氨基酸，在细胞内的核糖体上合成，AB正确；
C、题干信息“适量运动能促进脑源性生长因子(BDNF)的释放，BDNF是一种蛋白质，有助于维持神经元及其连接的健康”可知，适量运动有助于维持神经元功能，C正确；
D、题干信息可知，BDNF是一种蛋白质，蛋白质不可直接为神经元提供能量，而直接为神经元提供能量的物质是ATP，D错误。
故答案为：D。
【分析】蛋白质的功能
①许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白，例如肌肉、头发、羽毛，蛛丝的成分主要是蛋白质；
②细胞中的化学反应离不开酶的催化，绝大多数酶都是蛋白质；
③有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素；
④有些蛋白质具有运输功能，如血红蛋白，能运输氧气；
⑤有些蛋白质有免疫功能，人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
2．【答案】D
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；减数分裂与有丝分裂的比较
【解析】【解答】A、果蝇体细胞中含有 2 个染色体组，甲细胞染色体组数为 4，同源染色体对数为 2n，说明甲细胞处于有丝分裂后期。在有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，性染色体为 XXYY，A错误；
B、乙细胞染色体组数为 2，同源染色体对数为 n，可能处于有丝分裂前期、中期，也可能处于减数第一次分裂过程中。减数第二次分裂后期细胞中没有同源染色体，而乙细胞有同源染色体，所以乙细胞不可能处于减数第二次分裂后期，B错误；
C、丙细胞染色体组数为 2，同源染色体对数为 0，说明丙细胞处于减数第二次分裂后期。乙细胞可能处于有丝分裂前期、中期或减数第一次分裂过程或是体细胞，若为体细胞，则丙细胞的核DNA含量和乙细胞相同，C错误；
D、甲细胞处于有丝分裂后期，遗传信息套数是体细胞的2倍；丙细胞处于减数第二次分裂后期，遗传信息套数与体细胞相同，因此甲细胞遗传信息套数是丙细胞的2倍，D正确。
故答案为：D。
【分析】1、甲细胞染色体组数为 4，同源染色体对数为 2n，说明甲细胞处于有丝分裂后期；乙细胞染色体组数为 2，同源染色体对数为 n，可能处于有丝分裂前期、中期，也可能处于减数第一次分裂过程中或是体细胞。丙细胞染色体组数为 2，同源染色体对数为 0，说明丙细胞处于减数第二次分裂后期。
2、判断细胞分裂方式和时期的方法
（1）结合染色体条数和同源染色体行为进行判断（该方法只针对二倍体生物的细胞分裂）
一看染色体数，若为奇数，则该细胞处于减数第二次分裂，若为偶数，应看是否含有同源染色体，如果没有，则该细胞处于减数第二次分裂，若有，应看同源染色体是否联会，如果有，则该细胞处于减数第一次分裂，如果没有，则该细胞处于有丝分裂。
（2）结合染色体的行为与形态进行判断
①染色体相对散乱，排列在纺锤体中央→前期，此时应看有无同源染色体，若没有，则该细胞处于减数第二次分裂，若有，看是否联会，如果有，则该细胞处于减数第一次分裂，如果没有，则该细胞处于有丝分裂。
②染色体排列在赤道板上→中期，此时应看有无同源染色体，若没有，则该细胞处于减数第二次分裂，若有，应看有无“四分体”，如果有，则该细胞处于减数第一次分裂，如果没有，则该细胞处于有丝分裂。
③染色体移向两极→后期，此时应看每一极有无同源染色体，若有，则该细胞处于有丝分裂，若没有，则应看是否存在姐妹染色体单体，如果有，则该细胞处于减数第一次分裂，如果没有，则该细胞处于减数第二次分裂。
3．【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；线粒体的结构和功能；细胞骨架
【解析】【解答】A、细胞骨架是指真核细胞中的蛋白纤维网络结构，可以起到锚定的作用，故微丝（细胞骨架的组分之一）由蛋白质组成，线粒体等细胞器也由细胞骨架支撑于细胞质中，A正确；
B、根据题干“但一些特定的乳腺干细胞分裂时线粒体不均等分配，形成一个子干细胞和一个分化细胞 ”导致分配到子细胞中的线粒体并不均匀分布，B错误；
C、由题干“与乳腺干细胞相比，乳腺组织细胞代谢需要更多的能量 ”可以推测乳腺组织细胞中的线粒体数量更多，但是其为分化细胞，不能继续分裂，即接受较多线粒体的子细胞无继续分裂的能力，C错误；
D、线粒体为有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸的第二阶段发生在线粒体基质，物质变化为丙酮酸与水反应生成二氧化碳和还原氢，故线粒体无法氧化分解葡萄糖，分解的是丙酮酸 ，D错误。
故答案为：A。
【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一 阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。
2、构成细胞骨架的重要结构是微丝和微管，其中微丝是一种纤维，起支撑、维持细胞形态的作用，还参与细胞运动、植物细胞的细胞质流动与肌肉细胞的收缩等生理功能；微管是一种管状结构，中心体、细胞分裂时形成的纺锤体等结构都是由微管构成的。大部分微管是一种暂时性的结构，可以快速解体和重排，在细胞器等物质和结构的移动中发挥重要作用，如线粒体和囊泡就是沿微管移动的。
4．【答案】A
【知识点】DNA分子的结构；DNA分子的多样性和特异性；基因、蛋白质、环境与性状的关系；遗传的分子基础综合
【解析】【解答】A、同一鹦鹉个体的所有体细胞均起源于同一个受精卵的有丝分裂，理论上应具有完全相同的基因组序列，因此羽色差异不可能源于乙醛脱氢酶基因序列的变异，A符合题意；
B、羽色渐变现象与乙醛脱氢酶的催化功能直接相关，该酶通过将鹦鹉黄素的醛基氧化为羧基实现颜色转变。若不同细胞中乙醛脱氢酶mRNA表达量存在差异，将导致酶蛋白合成量的变化，最终表现为羽色转化能力的差异，B不符合题意；
C、细胞特异性微环境可能导致乙醛脱氢酶活性呈现区域差异，这种酶活性的波动会影响羽色转化效率，从而在同一鹦鹉个体不同部位形成红黄相间的羽色分布模式，C不符合题意；
D、羽色渐变本质上是鹦鹉黄素分子修饰程度的连续变化，若不同部位醛基向羧基转化的数量存在梯度差异，则可能直接导致红黄色谱的区域性分布，D不符合题意。
故选A。
【分析】同一生物个体内所有细胞均携带相同的遗传物质，其羽色表现的多样性主要由以下两个机制决定：(1)基因的选择性表达调控，即特定基因在不同细胞中呈现差异性的转录激活状态；(2)微环境因素对基因表达产物的修饰作用。
5．【答案】C
【知识点】其他植物激素的种类和作用；环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】A 、依据题意可知，该实验的自变量是拟南芥植株类型、ABA浓度，因变量是种子的发芽率，光照强度属于无关变量，A错误；
B、种子萌发阶段不进行光合作用，光不能为种子萌发提供能量，种子萌发需要的能量来自种子中储存有机物的氧化分解，光可以作为信号（通过 CRY1 受体）调节种子萌发，B错误；
C、依据题意与题图可知，野生型（含 CRY1）种子的发芽率随ABA浓度的增加而降低，在相同ABA 浓度下，野生型（含 CRY1）种子的发芽率始终高于无法合成CRY1 的CRY1突变体，说明CRY1的存在缓解了ABA对萌发的抑制作用，即 CRY1降低了种子对ABA的敏感性，C正确；
D、分析题图可知，与MS组（无ABA）相比，添加0.5μmol/L、0.8μmol/L ABA后，野生型和突变体的发芽率均显著下降，说明ABA对萌发是抑制作用，D错误。
【分析】1、植物激素是由植物体内产生，能从产生部位送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
2、五类植物激素的比较
名称 合成部位 存在较多的部位 功能
生长素 幼嫩的芽、叶、发育中的种子 集中在生长旺盛的部位 既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花蔬果
赤霉素 未成熟的种子、幼根和幼芽 普遍存在于植物体内 ①促进细胞伸长，从而引起植株增高；②促进种子萌发、开花和果实发育
细胞分裂素 主要是根尖 细胞分裂的部位 促进细胞分裂
脱落酸 根冠、萎蔫的叶片 将要脱落的器官和组织中 ①抑制细胞分裂；②促进叶和果实的衰老和脱落
乙烯 植物的各个部位 成熟的果实中较多 促进果实成熟
6．【答案】B
【知识点】突触的结构；表观遗传
【解析】【解答】A、神经调节根据题干信息，“轴突一纤毛”突触纤毛上的受体接受5-羟色氨酸后，促进细胞核组蛋白的乙酰化，促进基因表达，说明该过程中神经递质是5-羟色氨酸，A正确；
BC、作用后调节的是突触后神经元的表观遗传，而不是引起突触后神经元的电位变化，B错误，C正确；
D、用抑制剂阻断该信号通路可能会抑制细胞核基因的表达，D正确。
故答案为：B。
【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递，突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜，其具体的传递过程为：兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时，突触小泡释放递质（化学信号），递质作用于突触后膜，引起突触后膜产生膜电位（电信号），从而将兴奋传递到下一个神经元。由于递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
7．【答案】A
【知识点】估算种群密度的方法；种间关系
【解析】【解答】A、分析题意 “海獭是顶级肉食者， 岸蟹主要取食潮沟中的水生植物”、“排除海獭后，蟹洞密度增加、植物生物量减少30%、潮沟侵蚀程度增加”可知，海獭通过影响岸蟹数量，间接影响水生植物及潮沟生态环境，因此，本实验的目的是研究海獭作为顶级肉食者对整个生态系统结构和功能（如蟹洞密度、植物生物量、潮沟宽度等）的影响，A错误；
B、由题意可知，排除海獭会导致岸蟹数量增加、植物减少、侵蚀加剧。若要恢复侵蚀的潮沟生态环境，适当保护海獭可通过控制岸蟹数量，间接增加植物生物量，从而减轻侵蚀，改善生态状况，B正确；
C、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，蟹洞是岸蟹的栖息场所，蟹洞密度可反映岸蟹的种群密度。因此通过统计蟹洞密度可估算岸蟹的种群数量，C正确；
D、水生植物、岸蟹与海獭之间存在捕食关系(海獭捕食岸蟹，岸蟹取食水生植物)，三者种群数量相互影响，如海獭数量减少→岸蟹天敌减少→岸蟹数量增加→水生：植物被过度取食→植物生物量减少→岸蟹食物不足→岸蟹数量减少→海獭食物减少→海獭数量进一步变化，这一过程符合循环因果的特征，D正确。
故选A。
【分析】种群密度的调查方法：
（1）逐个计数法：适用于分布范围小，个体较大的生物。
（2）黑灯诱捕法：适用于趋光性昆虫。
（3）样方法：适用于多数植物和活动范围小活动能力弱的动物。其步骤是确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度；活动能力大的动物常用标志重捕法，其步骤是确定调查对象→捕获并标志个体→重捕并计数→计算种群密度。
（4）标记重捕法：适用于活动范围大、活动能力强的动物。
（5）照片重复取样法：可用于调查一些大型稀少野生动物的种群密度。
8．【答案】D
【知识点】微生物的分离和培养；测定某种微生物的数量
【解析】【解答】A、不能符合全部微生物的生长需求的培养基和培养条件，会使部分微生物不能生长，从而使菌落数减少，所以造成统计的数目比实际微生物的数目少，A正确；
B、培养时间较短时，部分微生物尚未形成可见菌落，导致统计的菌落数少于实际活菌数，B正确；
C、当平板上两个或多个相邻的菌落形成一个菌落时，会造成统计的数目比实际微生物的数目少，C正确；
D、显微直接计数不能区分死菌和活菌，统计的是总菌数（包含死菌），而平板计数法仅统计活菌数，因此显微计数结果虽高，但并非更精确，D错误。
故选D。
【分析】测定微生物数量的方法：
①直接计数法：常用显微镜直接技术法，一般适用于纯培养悬浮液中各种单细胞菌体的计数。这是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法。该方法利用特定的细菌计数板或血细胞计数板。在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物的数量，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。
②间接计数法：常用稀释平板计数法，当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。为了保证结果准确股选择菌落数为30~300的平板进行计数。在同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值。值得注意的是，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。因此，统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。
9．【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；观察细胞的有丝分裂；“性状分离比”模拟实验；观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、黑藻在光照下代谢活动更旺盛，可进行光合作用，细胞代谢增强，胞质环流速度加快，
因此， 将黑藻在光照下培养一段时间，观察胞质环流的现象会更明显，A正确；
B、光合色素易溶于有机溶剂，无水乙醇为常用的有机溶剂，在提取光合色素实验中，可以用无水乙醇溶解和提取色素，B正确；
C、模拟性状分离比的实验中，彩球代表雌雄配子，为保证每次抓取不同类型配子的概率相等，抓取后的彩球需放回原小桶并摇匀；若单独放置，会导致小桶内配子比例改变，增大实验误差，C错误；
D、制作和观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中，解离液(盐酸和酒精的混合液)解离时间过长会使细胞解离过度，漂洗的目的是洗去多余的解离液，避免解离液影响染色剂与染色体的结合，从而使染色效果更好，D正确。
故选C。
【分析】 性状分离比的模拟实验：
　　1、实验原理：本实验通过模拟雌雄配子随机结合的过程，来探讨杂种后代性状的分离比。
　　2、材料用具的注意事项是：
　　（1）代表配子的物品必须为球形，以便充分混合。
　　（2）在选购或自制小球时，小球的大小、质地应该相同，使抓摸时手感一样，以避免人为误差。
　　（3）选择盛放小球的容器最好采用最好选用小桶或其他圆柱形容器容器，而不要采用方形容器，这样摇动小球时，小球能够充分混匀。
　　（4）两个小桶内的小球数量相等，以表示雌雄配子数量相等。同时，每个小桶内的带有两种不同基因的小球的数量也必须相等，以表示形成配子时等位基因的分离，以及形成数目相等的含显性基因和含隐性基因的配子。
　　3、实验过程注意事项：
　　（1）实验开始时应将小桶内的小球混合均匀。
　　（2）抓球时应该双手同时进行，而且要闭眼，以避免人为误差。每次抓取后，应记录下两个小球的字母组合。
　　（3）每次抓取的小球要放回桶内，目的是保证桶内显隐性配子数量相等。
　　（4）每做完一次模拟实验，必须要摇匀小球，然后再做下一次模拟实验。实验需要重复50～100次。
10．【答案】A
【知识点】细胞膜的功能；细胞膜的流动镶嵌模型；生物膜的功能特性；被动运输
【解析】【解答】A、细胞膜的选择透过性主要由膜上转运蛋白的种类和数量决定，细胞膜上的一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质，细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这是细胞膜具有选择透过性的结构基础，A正确；
B、本实验中，实验组向细胞a注入控制膜蛋白X合成的mRNA，即施加了膜蛋白X的合成条件，属于“加法原理”，而非“减法原理”，B错误；
C、肾小球的滤过作用中，水分子的快速跨膜运输依赖于细胞膜上的水通道蛋白，其结构和功能直接影响滤过效率。因此，肾小球的滤过作用与水通道蛋白的结构和功能有直接关系，C错误；
D、实验组细胞a吸水速率更高，仅能说明膜蛋白X可能：参与了水分子的运输，但不能“充分证明”其为水通道蛋白，因为膜蛋白X也可能通过影响细胞膜的流：动性等其他方式间接提高吸水速率，D错误。
故选A。
【分析】1、生物膜上的转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两类。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变，通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，所以细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这是细胞膜具有选择透过性的结构基础。
2、自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
（1）加法原理：与常态比较人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如，在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，实验组分别加热、滴加FeCl，溶液、滴加肝脏研磨液；又如探究不同酸碱度对酶活性的影响实验等。
（2）减法原理：与常态比较人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质；又如验证光合作用产生淀粉的实验等。
3、该实验自变量为卵母细胞是否含有水通道蛋白，因变量为卵母细胞的体积，其它无关变量应相同且适宜。实验组细胞a吸水速度加快并不能验证加入的mRNA转录出的蛋白是水通道蛋白，也许为调控蛋白通过影响膜脂质或膜功能影响膜的通透性，所以通过上述实验还不足以证明膜蛋白X是通道蛋白。
【答案】11．D
12．C
【知识点】伴性遗传；基因突变的类型；表观遗传；遗传系谱图；基因表达的调控过程
【解析】 【分析】1、生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。
表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。例如，基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异就与表观遗传有关；一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同，表观遗传也在其中发挥了重要作用。
2、人类遗传病是由于遗传物质改变而引起的疾病，分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病：
（1）单基因遗传病包括常染色体显性遗传病（如并指）、常染色体隐性遗传病（如白化病）、伴X染色体隐性遗传病（如血友病、色盲）、伴X染色体显性遗传病（如抗维生素D佝偻病）；
（2）多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的，如青少年型糖尿病；
（3）染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病（如猫叫综合征）和染色体数目异常遗传病（如21三体综合征）。
3、人类遗传病的监测和预防
（1）产前诊断：胎儿出生前，医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病，产前诊断可以大大降低病儿的出生率。
（2）遗传咨询：在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展。
（3）禁止近亲结婚。
4、分析题干与题图，由图1和图2可知，患病男性Ⅱ2的M基因mRNA含量比正常男性高，推测MDS是M蛋白的表达量偏高即M基因表达异常引起的。由表。可知，正常女性的M基因拷贝数是2，Ⅰ2和Ⅱ1的M基因拷贝数是3，但并未患病，推测是因为M基因位于X染色体上，Ⅰ2和Ⅱ1的一条X染色体失活，且该失活X染色体上M基因的拷贝数为2。图1中各成员相关基因在染色体上的位置如图所示：
。
11．A、表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。M蛋白没有改变靶基因的碱基序列，但基因表达和表型发生了改变，这种现象属于表观遗传，A正确；
B、基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，根据题意“对Rett综合征患者的DNA进行检测发现，其M基因发生了一个碱基对的替换”可知，Rett综合征患者致病的根本原因是基因突变，B正确；
C、Rett综合征患者的M基发生了一个碱基对的替换，转录合成的mRNA长度与正常人相同，但是由于mRNA上的终止密码子提前出现，使M蛋白截短，C正确；
D、通过遗传咨询和产前诊断等手段，可对遗传病进行检测和预防，在一定程度上能够有效地预防遗传病的产生和发展，但不能对患儿进行治疗，D错误。
故选D。
12．A、由图1和图2可知，患病男性Ⅱ2的M基因mRNA含量比正常男性高，推测MDS的发病原因是M蛋白的含量偏高，即M基因表达异常。由表可知，正常女性的M基因拷贝数是2，Ⅰ2和Ⅱ1的M基因拷贝数是3，但并未患病，推测是因为M基因位于X染色体上，Ⅰ2和Ⅱ1的一条X染色体失活，且该失活X染色体上M基因的拷贝数为2，A正确；
B、由分析可知，Ⅱ2 从Ⅰ2处获得了含2个M基因的的X染色体，从而导致患病，B正确；
C、Ⅰ1与的基因型为XMY，Ⅰ2的基因型为XMXMM， Ⅰ1与Ⅰ2再生一女孩 ，若该女孩患病，基因型必须为XMXMM，且XMM染色体不失活，概率为1/2×1/2=1/4，C错误；
D、以上分析说明获得一条含2个M基因的X染色体有50%的概率不患病，故人群中该病男性患者多于女性患者，D正确。
故选C。
13．【答案】（1）种间竞争；生态位
（2）降低；物种丰富度
（3）上层；垂直
（4）迁移后食草昆虫捕食高山植物优势物种，使原有优势物种减少，有利于其他植物定居并生长，且食草昆虫对植物上层的破坏程度大，有利于下层植物接受更多的光照，进一步促进植物生长，从而增加了物种丰富度
【知识点】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】（1） 迁移至高海拔地区的食草昆虫与高山草地的食草动物，都以高山草地上的草为食物，形成了种间竞争关系；一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。二者具有种间竞争关系，生态位可能会发生重叠。
（2）据图1显示的实验结果可知， 迁移组与对照组比较，迁移组的高山植物的干重显著降低，物种数目显著增加，表明将低海拔食草昆虫转移到高山草地上能够降低高山植物的生物量，增加物种丰富度。
（3）图2结果显示与对照组相比，迁移组高山下层植物干重的变化不明显、上层植物的干重显著降低，即上层植物生物量损耗较大；群落在竖直方向上的分层现象为群落的垂直结构，因此，迁移可能改变了群落的垂直结构。
（4）低海拔食草昆虫迁移到高山草地后，不仅增加了该区域的食草动物数量，同时迁移的食草昆虫迁移取食偏好于高山草地的原有优势物种， 使原有优势物种减少，有利于其他植物定居并生长。且食草昆虫对植物上层的破坏程度大，有利于下层植物接受更多的光照，进一步促进植物生长，从而增加了物种丰富度。
【分析】1、生态位：一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。因此，研究某种动物的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位，通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等。
2、群落的结构：
　 垂直结构 水平结构
现象 分层现象 镶嵌分布
决定因素 植物分层：阳光
动物分层：栖息空间和食物条件 地形变化、土壤湿度、盐碱度差异、光照强度不同、生物自身生长特点不同以及人与动物的影响．
（1）低海拔地区食草昆虫迁移至高海拔地区，其与高山草地的食草动物，都以草为食物，形成了种间竞争关系；一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。
（2） 与对照组相比，迁移组高山植物的干重显著降低，物种数目显著增加，表明将低海拔食草昆虫转移到高山草地上能够降低高山植物的生物量，增加物种丰富度（群落中的物种数目）。
（3） 图2结果显示与对照组相比，迁移组高山上层植物的干重显著降低，垂直结构依据是群落在竖直方向上的分层现象，而上层植物生物量损耗较大，迁移可能改变了群落的垂直结构。
（4）低海拔食草昆虫迁移到高山草地后，增加了该区域的食草动物数量，可能对高山草地的优势植物造成更大的取食压力。这种压力可能促使植物种类更为多样化，因为一些优势物种可能因竞争和取食压力而受到抑制，从而为其他植物物种创造了生存和发展的机会。且食草昆虫对植物上层的破坏程度大，有利于下层植物接受更多的光照，进一步促进植物生长，从而增加了物种丰富度。
14．【答案】（1）肝糖原
（2）促进R因子基因的表达，抑制F因子基因的表达；IL-Y
（3）糖尿病模型鼠+Met；下调；抑制；促进
【知识点】血糖平衡调节；体液免疫
【解析】【解答】（1）胰岛素是人体内唯一降血糖的激素，胰岛素一方面可以增加血糖去向，同时抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖，减少血糖来源，肌糖原无法分解为葡萄糖补充血糖，从而达到降血糖的作用。
（2）由图1可知：与正常组A组比较，糖尿病模型鼠（B组）的R因子mRNA相对表达量远高于正常鼠（A组），F因子mRNA相对表达量低于A组；F因子和R因子决定CD4+T细胞分化方向， 依据题意Ⅱ型糖尿病患者体内的Treg细胞比例下降，说明糖尿病模型鼠通过促进R因子基因的表达，抑制F因子基因的表达，使Treg分化减少。 已知Treg比例下降对应炎症发生，抗炎因子由Treg分泌，因此B组（Treg少）抗炎因子含量更低；由图2可知，与正常组A组比较，B组的IL-Y的mRNA相对表达量显著降低，因此IL-Y是Treg分泌的抗炎因子。
（3）本实验的实验目的是探究Met通过影响CCL2信号分子的表达缓解胰腺受损，因此，C组与D组的变量为CCL2的表达，已知D组为“糖尿病模型鼠+Met+CCL2过表达质粒”，遵循单一变量原则，C组应为：糖尿病模型鼠+Met。 根据实验结果“C组（糖尿病模型鼠+Met）与A组（正常）基本一致，D组（+CCL2过表达）与B组（模型）基本一致”，可推知：Met会下调CCL2的表达；CCL2过量表达时会得到患病结果，说明CCL2会抑制CD4+T细胞向Treg分化、促进向Th17分化，最终导致炎症发生。
【分析】1、血糖的来源：食物中糖类的消化、吸收（最主要来源）；肝糖原分解（肌糖原不能直接分解成葡萄糖）；脂肪、氨基酸等非糖物质转化。血糖的去向：氧化分解供能（最主要去向）→ CO2 + H2O + 能量；合成糖原：合成肝糖原、肌糖原；转化为非糖物质：转化为脂肪和某些氨基酸（非必需氨基酸）。
2、当血糖浓度升高到一定程度时，胰岛B细胞的活动增强，胰岛素的分泌量明显增加，体内胰岛素水平的上升，一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝脏、肌肉内并合成糖原，进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯；另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖，这样既增加了血糖的去向，又减少了血糖的来源，使血糖浓度恢复到正常水平。当血糖浓度降低时，胰岛A细胞的活动增强，胰高血糖素的分泌量增加，胰高血糖素主要作用于肝脏，促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液，促进非糖物质转化成糖，使血糖浓度回升到正常水平。
（1）胰岛素降血糖的机制是：增加血糖去向，同时抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖，减少血糖来源，肌糖原无法分解为葡萄糖补充血糖。
（2）由图1可知：糖尿病模型鼠（B组）的R因子mRNA相对表达量远高于正常鼠（A组），F因子mRNA相对表达量低于A组；F因子和R因子决定CD4+T细胞分化方向，B组Treg细胞比例减少，说明糖尿病模型鼠通过促进R因子基因的表达，抑制F因子基因的表达，使Treg分化减少。 已知Treg比例下降对应炎症发生，抗炎因子由Treg分泌，因此B组（Treg少）抗炎因子含量更低；由图2可知，B组IL-Y的表达量远低于A组，因此IL-Y是Treg分泌的抗炎因子。
（3）① 实验目的是探究Met通过影响CCL2表达缓解胰腺受损，已知D组为“糖尿病模型鼠+Met+CCL2过表达质粒”，遵循单一变量原则，C组应为只加Met的糖尿病模型鼠，即糖尿病模型鼠+Met。 ② 根据实验结果“C组（糖尿病模型鼠+Met）与A组（正常）基本一致，D组（+CCL2过表达）与B组（模型）基本一致”，可推知：Met会下调CCL2的表达；CCL2过量表达时会得到患病结果，说明CCL2会抑制CD4+T细胞向Treg分化、促进向Th17分化，最终导致炎症发生。
15．【答案】（1）叶绿体的类囊体薄膜；低于；低温导致胞间CO2或气孔导度下降限制了暗反应速率；低温导致植株对磷的吸收变弱，限制了光反应和暗反应速率；能
（2）丙；A/600＋12.81
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；影响光合作用的环境因素；光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】（1）叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，能吸收、传递与转化光能；据表格分析可知，与丙组比较，乙组的净光合速率低，胞间二氧化碳浓度和气孔导度都小，因此，乙组叶肉细胞平均五碳糖含量低于丙组；与常温组比较，低温导致叶绿素含量下降（该实验因变量），限制了光反应速率（机理）；低温导致胞间CO2或气孔导度下降限制了碳反应速率；低温导致植株对磷的吸收变弱从而限制了光反应/碳反应速率，因此，低温处理导致辣椒植株净光合速率降低。据实验数据可知，甲组（低温+ABA）气孔导度（0.40）高于乙组（仅低温，0.32），因此ABA能提高低温下辣椒植株气孔导度。
（2）甲组与乙组都是低温组，丙组是常温（30℃/22℃）10d，因此，应该选择表中丙组幼苗的净光合速率数据进一步研究常温处理辣椒幼苗的真正光合速率。真正光合速率=净光合速率+呼吸速率，另需选该组幼苗在相同条件下遮光处理，测得10min内CO2释放量为Aμmol m-2，则该组幼苗的真正光合速率为净光合速率与呼吸速率之和即12.81（净光合速率）＋A/（10×60）（呼吸速率）＝A/600＋12.81μmol·m-2·s- 。
【分析】1、细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是：在酶的催化作用下，分解有机物，释放能量。但是，前者需要氧和线粒体的参与，有机物彻底氧化，释放的能量比后者多。细胞呼吸是细胞中物质代谢的枢纽，糖类、脂质和蛋白质的合成或分解都可以通过细胞呼吸联系起来。
2、光合作用在植物细胞的叶绿体中进行。叶绿体类囊体的薄膜上有捕获光能的色素，在类囊体薄膜上和叶绿体基质中还有许多进行光合作用所必需的酶。光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段发生在类囊体薄膜上，将光能转化为储存在AIP中的化学能；暗反应阶段发生在叶绿体基质中，将ATP中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学能。
3、真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
（1）叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，可参与光合作用光反应过程；乙组叶肉细胞平均五碳糖含量低于丙组，因为丙组的净光合速率强，胞间二氧化碳浓度和气孔导度都大；低温处理导致辣椒植株净光合速率降低的原因有：①低温导致叶绿素含量下降（该实验因变量），限制了光反应速率（机理）；②低温导致胞间CO2或气孔导度下降限制了碳反应速率；③低温导致植株对磷的吸收变弱从而限制了光反应/碳反应速率；据实验数据可知，甲组（低温+ABA）气孔导度（0.40）高于乙组（仅低温，0.32），因此ABA能提高低温下辣椒植株气孔导度。
（2）丙组是常温（30℃/22℃）10d，若要进一步研究常温处理辣椒幼苗的真正光合速率，应该选择表中丙组幼苗的净光合速率数据；真正光合速率=净光合速率+呼吸速率，另需选该组幼苗在相同条件下遮光处理，测得10min内CO2释放量为Aμmol m-2，则该组幼苗的真正光合速率为净光合速率与呼吸速率之和即12.81（净光合速率）＋A/（10×60）（呼吸速率）＝A/600＋12.81μmol·m-2·s- 。
16．【答案】（1）8
（2）亲缘关系近的物种，其相同基因的DNA序列较为接近；测序
（3）P2；GAATTCGCCACC；MunⅠ、SalⅠ；XhoⅠ、EcoRⅠ
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的基本工具（详细）；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）新鲜血液中含有血细胞，含有大量完整且未降解的DNA，其分子长度较长，提取后进行凝胶电泳时，形成的条带亮度高、宽度大且位置靠前；而多年前的黑麂皮张因保存时间久远，其中的DNA已发生不同程度的降解，电泳时呈现的条带较暗、位置靠后且分布较为弥散。对比图1中7号和8号泳道的电泳结果，8号泳道的条带亮且宽，符合新鲜血液DNA的电泳特征，因此8号最可能来自血液样品。
（2） 亲缘关系近的物种，其相同基因的DNA序列较为接近，牛与黑麂同属于鹿科动物，二者亲缘关系较近，其相同基因的DNA序列相似程度较高，因此可以根据牛的D基因序列设计引物，用于扩增黑麂的D基因。对扩增得到的DNA片段，除凝胶电泳显示的长度需符合预期外，还需要进行DNA测序，并将测序结果与已知物种的D基因序列进行比对，才能最终确定该扩增产物是否为黑麂D基因。
（3）① 据图2可知，Xho Ⅰ与Sal Ⅰ、Mun Ⅰ与EcoR Ⅰ均为同尾酶，它们切割后产生的黏性末端虽可相互连接，但会导致连接后的序列失去原有的酶切位点，无法保证目的基因插入方向的正确性。根据图3，D基因的上游位于右侧，需连接到载体的启动子之后，为保证插入方向正确，应采用双酶切策略，且不能选择同尾酶组合。同时，为提高基因表达效率，需在紧邻起始密码子AUG之前加入序列GCCACC，该序列应位于启动子与D基因之间。综合上述要求，若选择P3引物，则无法将GCCACC序列置于启动子之前；而选择P2引物，可在其5'端添加EcoRI的识别序列GAATTC及GCCACC序列，从而实现D基因的正确插入与高效表达。因此，除引物P1外，还需选择引物P2，并在其5'端增加碱基序列5'-GAATTCGCCACC-3'。
②分析图2的载体结构，标记基因内部含有EcoR Ⅰ的酶切位点，若选用EcoR Ⅰ切割载体，将破：坏标记基因，因此载体不能选用EcoR Ⅰ。结合图2中各酶切位点的位置分布，应选用Mun Ⅰ和Sal Ⅰ切割载体，以保证目的基因插入启动子与终止子之间，且不破坏标记基因。对于1中通过PCR获得的D基因，根据图3可知其两端分别含有Xho Ⅰ和EcoR Ⅰ的酶切位点，且Xho Ⅰ与Sal Ⅰ为同尾酶，切割后产生的黏性末端可相互连接，EcoR Ⅰ与Mun Ⅰ为同尾酶，切割后产生的黏性末端也可相互连接，因此应选用Xho Ⅰ和EcoR Ⅰ切割D基因，以实现与载体的定向连接。
【分析】基因工程的四个主要步骤：第一步是获取目的基因，常用方法包括从基因文库中筛选、利用PCR（聚合酶链式反应）技术扩增、化学合成法（适用于已知序列的小段基因）等；
第二步是构建基因表达载体，即将目的基因与载体DNA在体外通过限制酶和DNA连接酶的作用连接成重组DNA分子，此步骤是整个基因工程的核心环节，决定了目的基因能否成功表达；
第三步是将目的基因导入受体细胞，根据受体类型不同采用不同的转化方法，如Ca2+处理法用于细菌转化，显微注射法用于动物细胞，农杆菌转化法或基因枪法用于植物细胞；
第四步是目的基因的检测与鉴定，通常通过分子杂交技术、PCR检测、抗原-抗体杂交或观察个体性状变化等方式确认目的基因是否成功导入并表达。
（1）新鲜的血液含完整的DNA多，而且DNA一般都没有降解，长度长，因此提取后电泳条带亮且宽，靠前，而黑麂皮张由于时间久远，DNA多发生不同程度的降解，迁移快，条带靠下，因此电泳时呈现的条带暗且较为靠后或较为分散。因此8号最可能是来自血液的样品。
（2）黑麂和牛的D基因是同源基因，核苷酸序列具有较高相似性，因此可以根据牛的D基因序列设计引物扩增黑麂的D基因；扩增得到的片段仅验证长度不够，还需要进行DNA测序，将序列和目标基因比对，才能确认是黑麂D基因。
（3）① PCR扩增需要一对方向相反、分别结合在目的片段两侧的引物，P1已经结合在D基因左端，需要在D基因右端（编码区外侧）选择反向引物，分析题图可知，XhoⅠ和SalⅠ、MunⅠ和EcoRⅠ都是同尾酶，具有相同的黏性末端，故切断后，相互之间可以连接，将无法保证方向性。由于D基因上游在右边（图示），所以右边要接到载体的启动子后面，又需要保证接入的方向（即需要双酶切，且不能是具有同尾序列的两种酶），最后还需要在启动子之前加入序列GCCACC，故应选择P2引物（如果选择P3，则无法保证在启动子前面加GCCACC序列），并在其5'选择加入EcoRⅠ的酶切序列，则在该引物5'端增加碱基序列GAATTCGCCACC 。
②综合图2、图3，应选用MunⅠ、SalⅠ两种酶切割载体（载体上标记基因中有EcoRⅠ切点，故载体不能选用EcoRⅠ），用XhoⅠ、EcoRⅠ两种酶切割①中通过PCR获得的D基因。
17．【答案】酶的合成；基因的自由组合 （ 分离定律和自由组合 ）；aaBB；1/3；γ；酶a无法自身磷酸化，不能磷酸化酶B，还会通过抑制酶D的自身磷酸化，减弱酶B的磷酸化，进而抑制酶B降解，最终表现为高糖；突变体2；突变体3；aaBBdd
【知识点】ATP的化学组成和特点；基因的自由组合规律的实质及应用；基因、蛋白质、环境与性状的关系
【解析】【解答】（1）依据题意“ 基因编码的酶B能促进糖含量升高，b基因无此功能；A基因编码的酶A能使酶B磷酸化，导致酶B降解，酶a无此功能 ”可知，基因A/a、B/b通过控制酶的合成来控制代谢过程，间接控制生物性状。
（2）分析 F2中低糖：高糖=13：3，13：3是 9：3：3：1的变式，说明控制该性状的两对基因 A/a、B/b 位于非同源染色体上， A/a、B/b 的遗传遵循基因的自由组合定律（同时遵循分离定律），且 F1关于基因 A/a、B/b的基因型为AaBb。已知野生型为AABBDD（低糖），B基因编码的酶B能促进糖 含量升高，b基因无此功能；A基因编码的酶A会使酶B磷酸化降解，酶a无此功能；因此，高糖的基因型为aaB_，低糖为A_ _ _、aabb；又由于F1基因型为AaBb（低糖），因此，突变体1为低糖纯合子，基因型为AAbb，突变体2为高糖纯合子，故基因型为aaBB。 F2中高糖番茄（aaB_）中纯合子aaBB占1/3。
（3）ATP的结构为A-~~ ，其中γ位的磷酸基团易断裂并转移到蛋白质上完成磷酸化，因此放射性同位素32P应标记在γ位。已知A基因编码的酶A能使酶B磷酸化，导致酶B降解， D基因编码的酶 D 对酶B的作用与酶A功能相同（使酶B磷酸化降解），且酶A、酶D需自身磷酸化后才能催化酶B磷酸化；体外实验显示，随酶a添加量增加，酶D对酶B的磷酸化作用减弱（条带放射性强度降低）。推导 aaBBDD番茄表现为高糖的分子机制是：酶a无法自身磷酸化，不能磷酸化酶B，还会通过抑制酶D的自身磷酸化，减弱酶B的磷酸化，进而抑制酶B降解，最终表现为高糖，因此aaBBDD番茄表现为高糖。
（4）分析题意，比突变体2糖量更高的能稳定遗传的番茄品种的基因型为aaBBdd（酶B既不被酶A降解，也不被酶D降解，稳定存在且升糖作用更强）。因此，选择的杂交亲本最好是含有a、d、不能含有b，故选择突变体2（aaBBDD）和突变体3（AABBdd）做杂交亲本； 二者杂交得到F1 （AaBBDd，低糖）， F1自交后代F2中基因型为 aaBBdd的番茄即为目标品种。
【解答】1、基因的分离规律的实质是：杂合体内，等位基因在减数分裂生成配子时随同源染色体的分开而分离，进入两个不同的配子，独立的随配子遗传给后代。
2、基因的自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
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