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四川省德阳市高中2025—2026学年高三下学期第二次诊断生物试题
1．果茶是一种以水果和茶为主要原料制成的饮品，适合干燥季节或运动后饮用。下列关于其成分的叙述中错误的是（　　）
A．果茶中的水进入细胞后都能参与物质运输和化学反应
B．果茶中的钾、钠进入人体后主要以离子的形式存在
C．果茶中的蔗糖水解为两分子单糖后才能被人体吸收
D．果茶中含有的蛋白质可以为人体补充部分必需氨基酸
2．新质生产力为生物医疗领域赋能，能够精准调控细胞生命历程，为攻克细胞衰老、癌症等医学难题提供重要技术支撑。下列相关叙述错误的是（　　）
A．基因编辑调控癌细胞周期基因可抑制其增殖
B．iPS细胞经定向诱导可分化为任意组织细胞
C．修复衰老的线粒体功能可延缓机体细胞衰老
D．调控癌细胞凋亡基因可诱导细胞程序性死亡
3．2025年12月，大熊猫国家公园绵竹片区红外相机清晰拍摄到野生大熊猫母兽携幼活动的珍贵影像，大熊猫栖息地保护成效显著。下列叙述正确的是（　　）
A．大熊猫栖息地所在群落的物种组成和空间结构可季节性变化
B．维护大熊猫栖息地生态平衡体现了生物多样性的直接价值
C．红外相机技术结合个体识别可精确计算出大熊猫种群密度
D．提升大熊猫种群的出生率可以使其种群的环境容纳量增大
4．下列关于生物学实验方法的相关叙述，错误的是（　　）
A．恩格尔曼实验中水绵带状叶绿体利于局部受光处理
B．DNA双螺旋与种群增长研究均采用了模型建构方法
C．探究微生物分解作用实验中土壤灭菌组作为实验组
D．预实验能减小实验误差并为正式实验摸索适宜条件
5．椰酵假单胞杆菌广泛地存在于霉变食物中，会分泌毒性极强的米酵菌酸。米酵菌酸抑制线粒体内膜上的腺嘌呤核苷酸转位酶（ANT）的活性，导致线粒体与细胞质基质间无法完成ATP/ADP交换，进而引发人体中毒。ANT还参与将线粒体内膜上的细胞色素c转移到细胞质基质中，从而引起细胞凋亡。下列有关叙述正确的是（）
A．ANT可将线粒体中的ADP转运到细胞质基质中
B．人体发生米酵菌酸中毒后，细胞中的无氧呼吸会增强
C．该菌分泌米酵菌酸到胞外的过程需要高尔基体参与
D．发生米酵菌酸中毒后，ANT引发的细胞凋亡速率加快
6．科学家在研究“S”形种群增长模型的过程中不断改进，引入“种群增长所必需的起始数量M”这一系数。下图为改进前后种群大小与种群增长率的关系，下列说法正确的是（　　）
A．模型改进前，种群增长率随种群数量增加而增大
B．模型改进后，种群大小保持在N时，有利于持续获得较大的捕获量
C．增加环境中的天敌数量，会使改进后种群的M点左移、K点右移
D．M点的种群增长率为0，当种群大于或小于M时，种群数量都会远离M
7．BG蛋白是催化脱落酸（ABA）合成的关键酶，TS蛋白促进IAA的合成。TS能与BG结合，降低BG的活性。拟南芥受到干旱胁迫时，TS基因表达下降，生长减缓。下列说法正确的是（　　）
A．BG蛋白主要存在于根冠细胞和萎蔫的叶片细胞中
B．ABA和IAA都是由植物体内分泌系统合成分泌的
C．干旱胁迫解除后，BG蛋白活性升高有利于植株正常生长
D．ABA能使气孔关闭，会降低干旱胁迫下拟南芥的存活率
8．某科研团队利用基因工程技术改造里氏木霉（工业上生产纤维素酶的重要菌株），用于生产人源溶酶体酶，流程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　）
A．敲除内源纤维素酶基因的目的是避免发酵产物被降解
B．配制转基因里氏木霉的培养基时应用纤维素作为碳源
C．改造里氏木霉蛋白质分泌途径可以提高目标产物的分泌效率
D．用大肠杆菌代替里氏木霉获得的目标产物分子结构完全相同
9．在森林群落中，雷击、火灾等自然干扰易导致林木死亡而形成林窗空缺斑块。若无持续干扰，斑块可恢复原群落状态；也可能发生抽彩式定居——周边物种随机侵入斑块，先占据空间的物种成为该斑块优势种。下列相关叙述错误的是（　　）
A．抽彩式定居形成的斑块优势种会影响群落种间关系
B．无干扰斑块群落恢复和抽彩式定居都属于次生演替
C．抽彩式定居中物种随机入侵定居不改变物种生态位
D．林窗斑块随机形成可以打破物种对资源的长期垄断
10．天冬氨酸转氨甲酰酶（ATCase）是嘧啶合成途径的关键酶，由催化亚基和调节亚基组成，效应物ATP、CTP可竞争性结合其调节亚基，进而影响酶活性。在相同反应体系中分别加入等量ATP、CTP后，测定反应速率随底物浓度变化的曲线如图。下列叙述错误的是（　　）
A．CTP与ATP竞争结合调节亚基，可降低ATCase对底物亲和力
B．底物浓度相同且反应平衡时，加入CTP组的生成物总量最少
C．调节亚基缺失后，效应物对酶活性的调节作用完全消失
D．底物浓度较高时，效应物对反应速率的调节效应更加明显
11．2025年广汉三星堆半程马拉松暨“跑遍四川”德阳站顺利开跑，数千名跑者在赛道上展现运动风采。下图为马拉松运动员在比赛前后生命活动调节的部分过程。下列叙述正确的是（　　）
A．比赛中运动员血糖下降，下丘脑通过交感神经促进胰岛A细胞分泌激素a
B．运动员大量出汗导致激素d分泌增加，促进肾小管和集合管对水分的重吸收
C．运动员突遇寒风，激素c分泌增加以促进甲状腺分泌激素d属于条件反射
D．运动员听到发令枪声后心跳和呼吸加快，该反射弧的效应器是心肌和呼吸肌
12．科研人员开展了芥菜和埃塞俄比亚芥杂交实验，杂种经多代自花传粉选育，后代育性达到了亲本相当的水平。下图中L、M、N表示3种不同的染色体组。下列相关叙述正确的是（　　）
A．两亲本为二倍体，F1为四倍体
B．F1两个M染色体组能稳定遗传给后代
C．F1减数分裂Ⅰ中期有13个四分体
D．F1产生的配子染色体组成为LM和MN
13．Treg细胞是一类具有显著免疫抑制作用的T细胞亚群，Treg抑制T细胞的调节机制如图1所示（CD39和CD73为细胞表面蛋白）。体液中的乳酸会影响免疫反应，乳酸对这两类细胞的影响如图2所示。即使氧气供应充足，癌细胞也主要进行无氧呼吸。下列说法错误的是（　　）
A．Treg细胞膜上的CD39、CD73具有水解酶的活性
B．癌细胞产生的乳酸可以抑制T细胞助其免疫逃逸
C．风湿性心脏病患者体内的Treg细胞数量相较于正常人显著增多
D．腺苷、抑制性细胞因子和颗粒酶B抑制T细胞的机理可能不同
14．癌细胞在完成DNA复制后遭遇DNA损伤等应激，会导致其停滞在分裂期前即G2期，随后退出G2期并进行第二轮DNA复制，诱发全基因组加倍（WGD），促进肿瘤发展。用应激诱导剂和乳腺癌细胞进行图1实验，APC蛋白在细胞分裂后期被激活，通过降解抑制DNA复制的M蛋白，使细胞退出分裂期，启动新一轮的复制。研究者推测应激处理会诱导癌细胞中APC在G2期提前激活，为验证该推测，进行图2实验。下列说法错误的是（　　）
A．与正常细胞相比，癌细胞的遗传物质发生了改变
B．与分裂期相比，G2期细胞具有完整的核膜、核仁
C．图2中G2期荧光强度高于对照组，证明推测成立
D．若成功诱导WGD，实验组将出现DNA为8C的细胞
15．RNA干扰是真核生物中普遍存在的基因表达调控机制，miRNA和siRNA是介导RNA干扰的两类关键小分子RNA。miRNA由基因组内源DNA编码产生，经Dicer加工后成熟，siRNA主要来源于外来异源双链RNA（dsRNA），二者经不同加工路径后发挥作用。据图分析，以下叙述正确的是（　　）
A．①过程需要解旋酶、RNA聚合酶及核糖核苷酸
B．miRNA在核内加工成熟后经③过程导致翻译终止
C．病毒经④过程实现宿主基因沉默，不利于病毒的生存和繁殖
D．miRNA和siRNA调控基因的表达属于表观遗传的具体机制之一
16．莠去津（ATZ）是一种广泛应用于玉米田的除草剂，其在土壤中残留会对后茬敏感作物（如烟草）造成毒害。研究表明，ATZ通过抑制光合系统Ⅱ（PSII）的电子传递，干扰植物的正常光合作用。为探索绿色缓解措施，科研人员使用褐藻寡糖（AOS）进行干预研究。
实验设计：以云烟87烟草为材料，设3组：CK（清水）、T1（ATZ+清水）、T2（ATZ+AOS）。处理28天后，测定相关指标。
结果1：光合与生长参数
处理 净光合速率（Pn）（μmol·m-2·s- ） 气孔导度（Gs）（mol·m-2·s- ） 胞间CO2浓度（Ci）（μmol·mol- ） 总根长（cm）
CK 0.77 0.12 325.60 479.94
T1 0.46 0.11 307.43 121.40
T2 1.57 0.31 306.07 242.00
结果2：基因表达谱分析
与T1组相比，T2组叶片中“光合作用—天线蛋白”代谢通路被显著激活，该通路包含的Lhca和Lhcb等基因家族编码捕光色素蛋白复合体，其表达量明显上调。
结果3：根系表型
根据所学知识及题干信息回答下列问题：
（1）ATZ直接抑制PSII的电子传递，会阻碍光反应中　 　和　 　的合成，进而导致暗反应的　 　过程因缺乏能量和还原剂而受阻。
（2）分析“结果1”中的数据，可判断：气孔因素　 　（填“是”或“不是”）AOS改善光合作用的主要原因。判断依据是　 　。
（3）结合“结果2”和“结果3”，从分子层面和器官层面分析AOS缓解莠去津对烟草毒害的作用机制，在分子层面：　 　；在器官层面：　 　。
17．中国“脑计划”将脑机接口（BCI）作为重点研究方向。渐冻症、脊髓损伤患者可通过植入大脑运动皮层的微电极采集神经元电信号，构建“大脑→解码器→电刺激设备→效应器”的人工通路，实现意念控制机械臂或自主运动。但微电极植入易引发免疫反应，影响信号采集稳定性。科研人员将未修饰微电极与PEG修饰微电极分别植入大鼠运动皮层，检测相关指标，结果如下表：
微电极类型 免疫反应相关检测结果 信号采集效率相关检测结果
PEG修饰微电极 植入部位组织纤维化程度更轻 记录信号的信噪比提高，记录寿命延长1.4倍
未修饰微电极（对照） 免疫细胞黏附扩散明显，炎症反应较重，组织纤维化程度高 信噪比低，记录寿命短
（1）动作电位在神经元的神经纤维上以　 　的形式传导。
（2）植入微电极引发的免疫反应中，树突状细胞　 　微电极上的相关抗原，随后将抗原—MHC复合体呈递给辅助性T细胞，辅助性T细胞表面的　 　发生变化，分泌细胞因子，刺激　 　细胞的增殖分化。
（3）检测结果表明，PEG修饰微电极相比未修饰微电极，在免疫反应和信号采集效率上存在明显优势。从免疫与信号传递两个角度分析，PEG修饰能提高BCI控制效果的原因是　 　。若要进一步利用脊髓损伤大鼠来探究“PEG修饰的BCI联合神经干细胞移植对脊髓损伤大鼠运动功能恢复和神经元恢复的影响”，请写出实验设计思路：　 　。
18．阅读以下材料，回答相关问题。
材料一：湿地生态系统在固碳方面功能突出，碳汇强度是指单位面积湿地在一定时间内吸收和固定二氧化碳的量。研究表明，水位变化是影响湿地碳汇强度的关键因素。
材料二：科研人员对莫莫格国家级自然保护区2013-2023年的水位与碳汇强度进行了监测。研究发现，水位变化通过影响湿地植物的光合作用和沉积有机质的分解过程，进而影响碳汇强度。
材料三：研究还发现，水位变化受气候因素（如气温、降水量）和人类活动（如水利工程）影响。气温升高会加剧蒸发导致水位下降，而降水量增加可直接抬升水位。人类活动通过改变区域水文格局间接影响碳汇功能。
结合上述材料与生态学原理，回答下列问题：
（1）湿地生态系统中的碳元素主要通过　 　（填生理过程）进入生物群落。
（2）根据材料和所学知识推测，湿地保护区水位与碳汇强度的变化趋势最可能呈现　 　（填“正相关”或“负相关”）的关系。当水位下降时，碳汇强度减弱的原因主要有①　 　；②　 　。
（3）除固碳功能外，湿地生态系统还具有　 　（答出2点）等生态功能。在生态工程的调控中，我们应遵循　 　原理，保障当地的生态、经济与社会协调发展。
（4）碳中和是指二氧化碳净零排放，结合本题信息和所学知识，为实现该目标，人类应该　 　（答出2点）。
19．天然橡胶（NR）是全球重要战略资源，但热带橡胶树供给受限。橡胶草可以在温带地区生长，其根部能合成NR。但细胞内的蔗糖会同时用于合成NR和菊粉。基因编辑技术为NR的高效供给提供了全新路径：研究人员利用CRISPR/Cas9技术敲除橡胶草中菊粉合成关键酶基因Tk1-SST和Tk1-FFT，使NR积累量翻倍。
结合材料及所学知识回答下列问题：
（1）CRISPR/Cas9系统中，负责特异性识别并结合靶基因的向导分子是　 　，该向导分子与靶基因结合区域最多含有　 　种核苷酸。
（2）敲除Tk1-SST和Tk1-FFT双基因后，橡胶草NR产量提升的代谢机制为：
敲除Tk1-SST和Tk1-FFT基因 → 　 　 → NR积累量显著增加
（3）为验证Tk1-SST基因敲除效果，科研人员提取橡胶草根部细胞DNA，用位于待敲除区域两侧的引物进行PCR扩增，电泳结果如下图所示。已知野生型扩增产物长度为1200bp，敲除成功后产物长度约为400bp。
据图判断，株系3最可能为　 　（填“纯合敲除”“野生型”或“嵌合体”），依据是　 　。若将该株系单独培养几代后，发现400bp条带逐渐增强而1200bp条带逐渐减弱，最可能的原因是　 　。
（4）与传统的将外源NR合成酶基因导入橡胶草基因组的技术相比，利用CRISPR/Cas9技术敲除内源菊粉合成基因以增产NR的优势在于　 　（答1点即可）。
20．基因组印记是真核生物中普遍存在的遗传现象，基因的表达取决于其来自父方还是母方，该调控由染色体上一段称为印记控制区（ICR）的特定DNA序列的亲本特异性甲基化实现。ICR为顺式调控元件，仅影响同一条DNA分子上的连锁基因；减数分裂时同源染色体发生互换后，基因与ICR的连锁关系改变，基因表达状态由互换后所在染色体片段的亲本来源决定。
人类11号染色体上的等位基因A/a控制甲病，A为显性致病基因，a为正常基因，其表达受ICR调控：父源染色体上ICR甲基化会使A基因沉默，母源染色体上ICR未甲基化，A基因可正常表达，A/a与ICR紧密连锁，重组率为5%（重组率为互换后重组型配子占总配子数的比例）；2号染色体上的等位基因B/b控制乙病，其表达不受基因组印记影响。
现有一表型正常的男性，基因型为A父a母Bb，与基因型为aabb的女性婚配，两对基因均为完全显性，不考虑基因突变和染色体变异。请回答下列问题：
（1）乙病的遗传方式是　 　，判断依据是　 　。该男性含A基因但表型正常的原因是　 　。
（2）若不考虑A/a与ICR间的互换，该男性产生的、仅考虑A基因及其表达状态的配子类型及比例为　 　（注明基因来源与表达状态）。
（3）在考虑基因组印记正常，且存在5%重组率的情况下，该男性产生的、仅考虑A基因及其表达状态的配子类型及比例为　 　（注明基因来源与表达状态）。
（4）综上所述，该对夫妇的后代只患甲病的概率为　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】氨基酸的种类；糖类的种类及其分布和功能；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
【解析】【解答】A、果茶中的水进入细胞后，一部分以自由水的形式存在，能够参与物质运输和化学反应；另一部分以结合水的形式存在，作为细胞结构的组成成分，不参与物质运输和化学反应。因此，并非所有水都能参与这些过程，A错误；
B、果茶中的钾、钠属于无机盐，进入人体后主要以离子的形式存在于体液和细胞中，维持渗透压和神经肌肉兴奋性等生理功能，B正确；
C、果茶中的蔗糖是二糖，不能被人体直接吸收，需要在消化道内水解为一分子葡萄糖和一分子果糖这两种单糖后，才能被小肠上皮细胞吸收利用，C正确；
D、果茶中含有的蛋白质经消化分解为氨基酸，其中包含人体不能自身合成的必需氨基酸，因此能够为人体补充部分必需氨基酸，D正确。
故答案为：A
【分析】1、水在生物体及细胞中以自由水和结合水两种形式存在。自由水作用：①细胞内良好的溶剂；②参与细胞内的许多生化反应；③为细胞提供液体环境；④运送营养物质和代谢废物。
2、无机盐大多数以离子形式存在。
3、蔗糖是由葡萄糖和果糖脱水缩合而成的糖。
4、必需氨基酸：人体细胞不能合成，必须从外界环境中获取的氨基酸。
2．【答案】B
【知识点】细胞分化及其意义；细胞的凋亡；癌症的预防与治疗；细胞衰老的原因探究
【解析】【解答】A、癌细胞能够无限增殖，这依赖于正常的细胞周期调控。通过基因编辑技术对癌细胞周期相关基因进行修改，可以扰乱其周期进程，从而有效抑制癌细胞的增殖，A正确；
B、iPS细胞指的是诱导多能干细胞，虽然具有较强的分化能力，可分化为多种类型的组织细胞，但尚不具备分化为任意组织细胞的全能性，B错误；
C、依据细胞衰老的自由基学说，线粒体功能异常时会释放大量自由基，加速细胞老化。若对衰老的线粒体进行功能修复，有助于减少自由基的产生，从而延缓机体细胞的衰老进程，C正确；
D、细胞凋亡是一种由基因控制的程序性死亡过程。通过调控癌细胞中的凋亡相关基因，可以激活凋亡通路，诱导癌细胞进入程序性死亡，D正确。
故答案为：B
【分析】1、癌细胞失去了正常的细胞周期控制，能够无限增殖。细胞周期的有序进行依赖于周期蛋白（cyclin）和周期蛋白依赖性激酶（CDK）等调控因子的正常表达。通过基因编辑技术（如CRISPR/Cas9）对调控细胞周期的关键基因进行敲除或修饰，可以阻断癌细胞的周期进程，使其无法完成DNA复制和细胞分裂，从而抑制增殖。这体现了对细胞周期的外源精准调控能力。
2、iPS细胞是通过导入特定转录因子（如Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc）将已分化的体细胞重编程获得的细胞，具有与胚胎干细胞类似的多能性（pluripotency），即可分化为三个胚层（外、中、内胚层）来源的多种组织细胞，但不能分化为胚外组织（如胎盘），因此不具备全能性（totipotency）。
3、自由基学说是解释细胞衰老的重要理论之一，认为细胞内过量的自由基会攻击脂质、蛋白质和DNA，造成累积性损伤。线粒体是细胞内产生活性氧（ROS，即自由基的一种主要形式）的主要场所，功能异常的衰老线粒体会导致ROS大量泄漏。通过修复线粒体功能（如清除受损线粒体、增强线粒体自噬、补充抗氧化系统），可以减少自由基生成，减缓细胞损伤积累，从而延缓细胞衰老进程。
4、细胞凋亡是由基因控制的程序性死亡过程，对维持组织稳态具有重要意义。凋亡过程受多种基因调控，如促凋亡基因（Bax、Bak、p53等）和抗凋亡基因（Bcl-2、Bcl-xL等）。癌细胞常通过上调抗凋亡基因或下调促凋亡基因来逃避免疫系统和治疗手段的杀伤。通过基因编辑或药物调控凋亡基因表达（如激活p53、抑制Bcl-2），可重新激活凋亡通路，诱导癌细胞发生程序性死亡，是癌症治疗的重要策略之一。
3．【答案】A
【知识点】种群的数量变动及其原因；估算种群密度的方法；生物多样性的价值
【解析】【解答】A、群落中的物种组成以及垂直结构和水平结构，会随着季节变化（如温度、降水、生物活动节律等）而发生动态改变，因此具有季节性变化的特点，A正确。
B、维护大熊猫栖息地的生态平衡，体现的是生物多样性在维持生态系统功能方面的作用，这属于间接价值；而直接价值是指直接为人类所用的价值，如食用、药用、科研、观赏等，B错误。
C、由于野生大熊猫的活动范围较大，即使采用红外相机拍摄并结合个体识别的方法，也只能估算其种群密度，而无法做到对每一个体进行精确统计，因此不能实现精确计算种群密度，C错误。
D、环境容纳量（即K值）是由栖息地的资源状况、气候条件、天敌等因素决定的，与种群自身的出生率无关；提升出生率只能影响种群数量的增长速度，并不能改变环境容纳量的大小，D错误。
故答案为：A
【分析】1、群落的结构并非一成不变。随着季节的更替，温度、降水、光照等环境因子会发生规律性变化，导致植物的萌发、生长、开花、落叶等物候期不同，动物的迁徙、繁殖、冬眠等行为活动也随之改变。这些变化会引起群落中物种的种类和数量构成（即物种组成）发生变化，同时群落的垂直分层现象和水平方向上的斑块分布格局（即空间结构）也会呈现动态调整。因此，群落具有明显的季节性变化特征。
2、生物多样性的价值通常分为三类：直接价值是指对人类有直接经济效益或实用价值，如食物、药物、工业原料、科学研究、美学观赏等；间接价值是指生态系统服务功能，如水土保持、气候调节、物质循环、生物防治、生态平衡维护等；潜在价值是指尚未被人类发现和利用的潜在功能。维护栖息地的生态平衡，本质上是保障生态系统的稳定运行，属于生态调节功能，因此体现的是间接价值。
3、对于活动范围大、数量稀少、行踪隐蔽的野生动物（如大熊猫），传统方法难以直接计数。红外相机技术可通过拍摄获取个体的影像资料，结合斑纹、体型等特征进行个体识别，类似于“捕获—标记—重捕”的思路，可用于估算种群数量。但由于野外环境复杂、个体活动范围大、部分个体可能未被拍到或识别，该方法只能获得近似值或估测值，无法实现对每一个体的精确统计。
4、环境容纳量（K值）是指在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量。K值的大小由环境资源（如食物、水源、栖息地面积）、气候条件、天敌、竞争等因素决定，是一个相对稳定的上限值，与种群自身的出生率、死亡率、迁入率、迁出率等特征无关。提升出生率只会使种群数量增长更快，在短期内更接近K值，但不会改变K值本身。只有改善栖息地环境（如增加食物供应、扩大保护面积、减少人为干扰），才能提高K值。
4．【答案】D
【知识点】光合作用的发现史；DNA分子的结构；探究生长素类似物对插条生根的作用；种群数量的变化曲线；生态系统的结构
【解析】【解答】A、在恩格尔曼的实验中，选用水绵作为材料，是因为其叶绿体呈带状且体积较大，便于对局部区域进行受光处理，从而精准定位光合作用发生的部位，A正确；
B、DNA双螺旋结构的构建属于物理模型，而种群增长研究中“J”形曲线和“S”形曲线属于数学模型，两者均采用了模型建构的方法，B正确；
C、在探究微生物分解作用的实验中，自变量是土壤中是否存在微生物，因此经过灭菌处理、去除微生物的土壤组为实验组，而未经灭菌的自然土壤组作为对照组，C正确；
D、预实验的主要作用是为正式实验探索适宜的条件、检验实验设计的可行性与合理性，以避免不必要的人力、物力和财力浪费；但预实验并不能减小实验误差，误差的减小需要通过多次重复实验等途径实现，D错误。
故答案为：D
【分析】1、恩格尔曼将好氧细菌与水绵一起观察，通过判断好氧细菌的聚集位置来推测氧气释放的部位。水绵的叶绿体呈螺旋带状，体积较大且结构清晰，便于用光束进行局部照射，实现“有光部位”与“无光部位”的自身对照，从而精准证明光合作用释放氧气的场所是叶绿体。如果叶绿体细小或分散，则难以实现精确的局部受光处理。
2、模型建构是科学研究中常用的方法，用于将抽象或复杂的研究对象简化为易于理解的形式。DNA双螺旋结构的提出（沃森和克里克）属于物理模型，用实物或图示形式展现分子结构；种群增长研究中的“J”形曲线（指数增长）和“S”形曲线（逻辑斯蒂增长）则属于数学模型，用数学公式或坐标曲线描述种群数量变化规律。
3、在探究微生物是否参与土壤中有机物分解的实验中，自变量是“土壤中是否存在微生物”。研究者通过灭菌处理来消除微生物，这一处理就是对自变量的“人为改变”，因此灭菌组属于实验组；而未经灭菌、保持自然状态的土壤组则作为对照组，用于比较微生物存在与否对分解作用的影响。判定实验组与对照组的关键是看该组是否接受了自变量处理。
4、预实验是在正式实验之前进行的小规模探索性实验，其主要作用包括：①检验实验设计的科学性和可行性；②摸索适宜的实验条件（如浓度梯度、温度范围、试剂用量等）；③避免正式实验因条件不当而造成人力、物力和财力的浪费。但预实验并不能减小实验误差，因为误差主要来源于测量工具、操作规范、样本代表性等因素，需要通过重复实验、增加样本量、控制变量、随机分组等手段来减小。
5．【答案】A
【知识点】无氧呼吸的过程和意义；细胞的凋亡
【解析】【解答】A、根据题干“米酵菌酸抑制线粒体内膜上的腺嘌呤核苷酸转位酶（ANT）的活性，导致线粒体与细胞质基质间无法完成ATP/ADP交换”可知：ANT可以完成线粒体与细胞质基质间ATP/ADP交换，因此ANT可将线粒体中的ADP转运到细胞质基质中，A正确；
B、由于米酵菌酸抑制线粒体内膜上的腺嘌呤核苷酸转位酶（ANT）的活性，导致线粒体与细胞质基质间无法完成ATP/ADP交换，无氧呼吸的场所为细胞质基质，因此人体发生米酵菌酸中毒后，细胞中的无氧呼吸也会减弱，B错误；
C、椰酵假单胞杆菌属于原核生物，体内没有高尔基体，C错误；
D、根据题意可知：ANT可引起细胞凋亡，但米酵菌酸会抑制ANT的活性，因此发生米酵菌酸中毒后，ANT引发的细胞凋亡速率不会加快，D错误；
故答案为：A。
【分析】线粒体是有氧呼吸的主要场所；分析题意可知：米酵菌酸一旦使人中毒，就会抑制患者的线粒体功能，从而抑制细胞有氧呼吸，使ATP的生成减少或消失。
6．【答案】D
【知识点】种群数量的变化曲线
【解析】【解答】A、观察改进前的曲线可知，当种群数量较小时，种群增长率反而较高；随着种群数量不断增大，种群增长率呈下降趋势，因此并非随种群数量增大而增大，A错误；
B、在改进后的模型中，K点（环境容纳量）处种群增长率为零。N点对应的种群数量尚不足K/2，因此无法像在K/2附近那样获得持续的最大捕获量，B错误；
C、若增加环境中的天敌数量，则环境阻力加大，种群若要维持增长，所需的最小起始数量（M点）会向右移动；同时，环境所能承载的最大种群数量（K点）会降低，即向左移动，C错误；
D、在M点处，种群增长率为零。当种群数量小于M时，增长率为负值，种群趋于减少甚至灭亡，因此会远离M；当种群数量大于M时，增长率为正值，种群数量继续增加，同样会远离M，D正确。故答案为：D
【分析】1、在经典的逻辑斯蒂增长模型中，种群增长率（dN/dt）随种群数量（N）的变化呈倒“U”形曲线：当N很小时，增长率随N增加而上升；当N达到K/2时，增长率最大；之后随N继续增加，增长率逐渐下降，至N=K时降为零。但本题改进前的曲线显示，种群增长率从较低水平开始便随种群数量增大而持续下降，没有先升后降的阶段。这说明改进前的模型可能忽略了低密度下的促进效应（即Allee效应），直接呈现“增长率随数量增大而减小”的趋势。
2、在传统“S”形模型中，种群增长率在K/2处达到最大，此时种群增长最快，因此从理论上讲，将种群数量维持在K/2附近可以获得最大可持续捕获量。本题改进后的模型中，N点对应的是种群增长率尚未达到峰值的阶段（数量小于K/2），因此将种群大小保持在N点并不能获得最大或较大的持续捕获量。若要获得较大捕获量，应使种群维持在增长率较高的区域（通常靠近K/2附近），而非任意低于K/2的点。
3、M点代表种群增长所必需的起始数量，低于该数量时增长率为负，种群趋于灭绝。K点代表环境容纳量，是环境所能长期维持的最大种群数量。增加天敌数量会增大环境阻力，造成两方面影响：一方面，种群更难维持正增长，所需的最小起始数量会更高，因此M点应右移（增大）；另一方面，环境所能承载的最大种群数量会下降，因此K点应左移（减小）。
4、M点是改进后模型引入的重要系数，代表种群维持正增长所需的最小数量，在此点种群增长率为0。该点具有不稳定平衡点的性质：当种群数量小于M时，增长率为负值，种群数量会进一步下降，趋向灭绝，从而远离M；当种群数量大于M时，增长率为正值，种群数量会增加，向K值（环境容纳量）靠近，同样会远离M。因此，无论种群数量是小于M还是大于M，在缺乏人为干预的情况下，种群数量都会朝着远离M的方向变化，这正是M点作为“临界阈值”的生态学意义。
7．【答案】A
【知识点】其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、脱落酸（ABA）主要在根冠和萎蔫的叶片等部位合成，而BG蛋白作为催化ABA合成的关键酶，自然也会主要分布在这些ABA合成细胞中，A正确；
B、植物体内没有专门的内分泌系统，植物激素由植物的特定部位产生，并不依赖于类似动物的内分泌系统来合成分泌，B错误；
C、干旱胁迫解除后，如果BG蛋白活性升高，会导致ABA合成增加，而ABA对植物生长具有抑制作用，反而不利于植株恢复正常生长，C错误；
D、ABA诱导气孔关闭，可以减少干旱条件下的水分蒸腾损失，从而有助于提高拟南芥在干旱胁迫下的存活率，D错误。
故答案为：A
【分析】1、ABA是一种重要的逆境激素，在干旱、低温、盐碱等胁迫条件下合成量增加。植物体内ABA的主要合成部位包括根冠（根尖的保护结构）和萎蔫的叶片（尤其是叶肉细胞和维管束鞘细胞）。BG蛋白作为催化ABA合成的关键酶，其分布与ABA合成部位高度一致，因此主要存在于上述细胞中。
2、动物体内存在专门的内分泌腺（如垂体、甲状腺、肾上腺等）和内分泌系统，负责激素的合成与分泌。但植物没有内分泌系统，植物激素是由植物体的特定部位（如分生组织、幼嫩叶片、根尖、果实等）通过代谢途径合成，然后通过胞间连丝、维管束或扩散等方式运输到作用部位。
3、ABA在干旱胁迫下积累，可诱导气孔关闭、抑制生长、促进衰老，有助于植物度过逆境。但当干旱胁迫解除后，植物需要从“防御模式”切换到“恢复生长模式”，此时应降低ABA水平，减少其对生长的抑制。BG蛋白活性升高会促进ABA合成，反而延长或加强ABA的作用，不利于植株恢复正常生长。因此，干旱解除后BG蛋白活性应该被适当抑制，而不是升高。
4、干旱胁迫下，植物面临的主要威胁是水分过度散失。ABA通过与保卫细胞膜上受体结合，激活一系列信号通路，导致钾离子外流、保卫细胞失水、气孔关闭，从而减少蒸腾作用，保持体内水分。这一反应是植物对干旱的重要适应性机制，能够提高植物在干旱条件下的存活率。
8．【答案】C
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；培养基的制备；发酵工程的应用
【解析】【解答】A、纤维素酶的作用底物是纤维素，而人源溶酶体酶属于蛋白质，不会被纤维素酶降解。敲除内源纤维素酶基因的目的是为了减少不相关蛋白的表达，从而节约细胞内的表达资源，同时避免纤维素酶作为杂质对后续目标产物的纯化造成干扰，A错误；B、由于该里氏木霉的纤维素酶基因已被敲除，它无法合成纤维素酶，也就不能分解和利用培养基中的纤维素作为碳源，因此培养基中不宜使用纤维素作为碳源，B错误；
C、对里氏木霉的蛋白质分泌途径进行改造，可以使其在合成目标蛋白后更高效地将其分泌到细胞外部，从而提高目标产物的分泌效率，也有利于后续的分离和纯化操作，C正确；
D、大肠杆菌属于原核生物，缺乏内质网和高尔基体等细胞结构，无法对真核来源的溶酶体酶（人源蛋白）进行正确的折叠和加工修饰，因此其获得的目标产物在空间结构上与里氏木霉（真核菌株）合成的产物存在差异，D错误。
故答案为：C
【分析】1、纤维素酶的作用底物是纤维素，不会降解作为蛋白质的人源溶酶体酶。敲除内源纤维素酶基因的主要目的是：① 减少不相关蛋白（纤维素酶）的表达，将细胞内的表达资源集中用于目标产物合成；② 避免纤维素酶作为杂质混入发酵产物中，增加后续纯化难度。
2、里氏木霉天然能够合成纤维素酶，用于分解纤维素获取碳源。但本实验中已通过基因工程技术敲除了纤维素酶基因，导致该菌株丧失了分解纤维素的能力。若培养基中使用纤维素作为唯一或主要碳源，转基因里氏木霉将无法利用，生长受到限制。因此，应选择葡萄糖等可直接利用的碳源进行培养。
3、里氏木霉作为真核微生物，具有完整的分泌系统（内质网→高尔基体→囊泡运输→胞外）。但天然状态下，分泌途径的效率可能不足以满足外源蛋白的高效生产。通过基因工程手段改造分泌途径中的关键蛋白（如分子伴侣、囊泡运输相关蛋白），可以：增强蛋白质的正确折叠与修饰；加快囊泡运输与胞吐过程；减少分泌途径中的瓶颈，从而显著提高目标产物（人源溶酶体酶）的分泌效率，便于从培养液中直接收集产物。
4、人源溶酶体酶是真核蛋白，其正确的功能依赖于特定的翻译后修饰，例如：糖基化修饰（在特定天冬酰胺残基上连接糖链）；二硫键的正确形成；蛋白水解加工等。大肠杆菌是原核生物，缺乏内质网、高尔基体等细胞器，无法进行真核类型的糖基化等修饰，因此其表达的产物在空间结构和功能上可能与天然蛋白存在显著差异。而里氏木霉作为真核生物，能够更接近地模拟人源的蛋白加工系统。因此，两种宿主获得的产物分子结构（尤其是高级结构）并不完全相同。
9．【答案】C
【知识点】群落的演替；种间关系；当地自然群落中若干种生物的生态位
【解析】【解答】A、优势种对群落的结构特征和内部环境具有决定性影响。抽彩式定居导致不同物种成为优势种后，会改变群落内物种之间的资源利用方式与相互作用关系，从而影响群落的种间关系，A正确；
B、次生演替是指在原有土壤条件基本保留，甚至仍有植物种子或其他繁殖体存在的条件下发生的演替过程。林窗仅因林木死亡而形成，原有土壤和繁殖体均未完全丧失，因此无论是无干扰情况下的群落恢复，还是抽彩式定居，都属于次生演替，B正确；
C、生态位是指一个物种在群落中所处的地位和作用，涵盖其占据的空间、利用的资源以及与其他物种的关系等。在抽彩式定居过程中，随机入侵的物种若成为优势种，会改变群落内的资源分配格局和种间关系，从而可能导致其他物种的生态位发生变化，C错误；
D、林窗斑块形成后，原先在资源竞争中占据优势、垄断资源的个体被清除，周边物种有机会入侵并在此定居，这可以有效打破原有物种对资源的长期垄断，D正确。
故答案为：C
【分析】1、优势种是群落中对群落结构和内部环境起决定性作用的物种，其种类和数量变化会直接影响群落的资源分配、空间占据以及物种之间的相互作用（如竞争、捕食、共生等）。抽彩式定居使不同的物种随机成为优势种，意味着群落内主导种间关系的物种发生了改变，从而必然会影响原有的种间关系格局。
2、次生演替是指原有植被虽已破坏，但土壤条件基本保留，甚至仍保留有植物种子、根系或其他繁殖体的地段上发生的演替过程。林窗是由林木死亡形成的空缺，原有土壤结构、养分条件以及种子库、萌发源等均未遭到根本性破坏。因此，无论是无干扰情况下的自然恢复（原有物种重新生长占据），还是抽彩式定居（外来物种随机侵入并占据），都是在原有土壤和繁殖条件基础上的演替，属于次生演替。
3、生态位是一个物种在群落中所处的地位和角色，包括其利用的空间、资源、活动时间以及与其他物种的关系等。生态位并非固定不变，而是会随着群落环境、资源分布和种间关系的变化而发生生态位位移。抽彩式定居中，随机入侵的物种一旦成为优势种，会改变群落内的资源分配格局，可能迫使原有物种调整其对资源的利用方式（如转向利用不同食物、不同空间或不同活动时间），从而导致其生态位发生改变。
4、在没有干扰的情况下，竞争力强的物种可能会长期垄断关键资源（如光照、空间、水分等），抑制其他物种的生长和更新，导致群落多样性下降。林窗作为随机发生的自然干扰，通过清除原有垄断物种的个体，创造出资源重新分配的机会，使周边其他物种能够侵入并定居。这种机制打破了原有物种对资源的长期独占，促进了物种共存和群落多样性的维持。
10．【答案】B
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、与加入ATP的实验组相比，加入CTP后反应速率显著下降，这说明CTP通过与调节亚基结合，降低了ATCase对底物的亲和力，从而抑制了酶的活性，A正确；
B、酶的作用是加速反应达到平衡，但不能改变反应的平衡点。在起始底物浓度相同的情况下，无论酶活性高低，最终达到平衡时生成物的总量仅由底物初始总量决定。CTP虽然减慢了反应速率，但不会减少最终生成物的总量，B错误；
C、根据题干信息，ATP和CTP作为效应物，是通过与调节亚基结合来影响酶活性的。如果调节亚基缺失，效应物便无法结合，也就失去了对酶活性的调节能力，C正确；
D、从图中曲线可以看出，在底物浓度较低时，三组之间的反应速率差异较小；随着底物浓度升高，三组之间的差异逐渐增大，说明在较高底物浓度下，效应物对反应速率的调节作用更加明显，D正确。
故答案为：B
【分析】1、ATCase是一个典型的别构酶，由催化亚基和调节亚基组成。ATP和CTP作为效应物，通过与调节亚基结合，改变催化亚基的空间构象，从而影响酶对底物的亲和力。从曲线可知，加入CTP后反应速率明显低于加入ATP组，说明CTP结合后使酶对底物的亲和力下降，酶活性受到抑制。这是嘧啶合成途径中反馈抑制的典型机制（CTP为终产物，抑制自身合成）。
2、酶作为生物催化剂，其作用是降低反应活化能，从而加快反应达到平衡的速度，但不能改变反应的平衡常数和平衡点。在起始底物浓度相同的条件下，无论酶活性高低、有无效应物，反应最终达到平衡时，生成物的总量由底物的初始总量和反应的热力学性质决定，与酶活性无关。CTP虽然抑制了ATCase活性，使反应速率变慢，但只要反应时间足够长，最终生成的产物总量应与对照组相同。
3、在别构酶中，调节亚基是效应物结合的位点，效应物通过结合调节亚基诱导酶构象变化，从而实现对催化活性的调控。如果调节亚基缺失，效应物失去了结合靶点，无法诱导酶的构象变化，因此对酶活性的调节作用将完全消失，催化亚基本身可能仍保留一定的催化活性，但不再受效应物的调控。
4、从图中曲线可知，在底物浓度较低时，三组（对照组、加ATP组、加CTP组）的反应速率差异较小；随着底物浓度升高，三组之间的反应速率差异逐渐拉大。这是因为在低底物浓度下，酶分子大多未被底物饱和，反应速率主要由底物浓度决定，效应物的调节作用相对受限；在高底物浓度下，酶趋于底物饱和，此时效应物对酶构象的调节作用更能充分体现，从而对反应速率产生更明显的差异影响。
11．【答案】A
【知识点】反射弧各部分组成及功能；体温平衡调节；水盐平衡调节；血糖平衡调节
【解析】【解答】A、比赛过程中，由于剧烈运动导致血糖消耗加速，血糖浓度下降。此时下丘脑通过交感神经作用于胰岛A细胞，促使胰岛A细胞分泌胰高血糖素（激素a），该激素能够促进肝糖原分解及非糖物质转化为葡萄糖，从而升高血糖，A正确；
B、运动员大量出汗会导致细胞外液渗透压升高，此时由下丘脑合成、垂体释放的抗利尿激素（图中应为激素b）分泌增加，作用于肾小管和集合管，促进其对水分的重吸收，B错误；
C、突然遭遇寒风刺激时，下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素（激素b）增多，进而促进垂体分泌促甲状腺激素（激素c），再作用于甲状腺使其分泌甲状腺激素（激素d），这一调节过程属于非条件反射，是机体先天具备的反射形式，C错误；
D、运动员听到发令枪声后心跳和呼吸加快，该反射弧的效应器应是传出神经末梢及其所支配的心肌和呼吸肌，D错误。
故答案为：A
【分析】1、剧烈运动时，肌肉对葡萄糖的摄取和利用显著增加，导致血糖浓度下降。下丘脑中的血糖感受器兴奋，通过交感神经直接支配胰岛A细胞，促使其分泌胰高血糖素（激素a）。胰高血糖素作用于肝脏，促进肝糖原分解和糖异生，使血糖回升。这一过程体现了神经调节对激素分泌的快速调控。
2、大量出汗会导致机体失水多于失盐，引起细胞外液渗透压升高，刺激下丘脑渗透压感受器，促使下丘脑合成、垂体后叶释放的抗利尿激素（ADH）分泌增加，ADH作用于肾小管和集合管，增强其对水的重吸收，减少尿量。根据题干图示，激素b通常代表促甲状腺激素释放激素或抗利尿激素，激素d为甲状腺激素。
3、突遇寒风导致的寒冷反应是生来就有的、先天性的反射活动，不需要后天学习和训练，因此属于非条件反射。其反射过程为：寒冷刺激→冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出信号→下丘脑分泌TRH（激素b）→垂体分泌TSH（激素c）→甲状腺分泌甲状腺激素（激素d）→产热增加。
4、效应器是指传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体。在听到发令枪声导致心跳和呼吸加快的反射中，传出神经末梢分别支配心肌（引起心跳加快）和呼吸肌（引起呼吸加深加快）。因此，效应器是传出神经末梢及其所支配的心肌和呼吸肌。
12．【答案】B
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体
【解析】【解答】A、根据题干信息，L、M、N代表三个不同的染色体组，两亲本和F1均含有四个染色体组，并且都是由受精卵发育而来，因此都属于四倍体，A错误；
B、从选育后代的染色体组成来看，F1在产生配子时可能形成M、LM、MN、LMN等多种类型的配子，但在所有后代中都能稳定继承两个M染色体组，说明F1中的两个M组能够稳定遗传给后代，B正确；
C、四分体是减数分裂Ⅰ前期同源染色体发生联会时形成的结构。由于L组与N组之间没有同源关系，无法联会形成四分体；只有两个M组之间存在同源关系，能够联会形成四分体，其数目应为8个，C错误；
D、从F1的染色体组成（L、M、M、N）来看，它可能产生多种配子类型，如M、LM、MN、LMN等，并不仅限于LM和MN两种，D错误。
故答案为：B
【分析】1、题干明确指出L、M、N代表3个不同的染色体组，图中显示两亲本的染色体组成分别为LLMM和MMNN，均含有4个染色体组，因此两个亲本都是四倍体。F1的染色体组成为LMMN，也含有4个染色体组，同样为四倍体。
2、从图中选育后代的染色体组成（如LLMM、MMNN等）可以看出，所有后代个体都含有两个M染色体组，说明F1的两个M组能够完整、稳定地传递给后代。这是因为在减数分裂过程中，两个M组作为同源染色体组能够正常配对和分离，保证了M组的完整性。
3、四分体是减数分裂Ⅰ前期同源染色体两两联会形成的结构，每个四分体包含一对同源染色体。F1的染色体组成为LMMN，其中：L组与N组之间没有同源关系，无法联会，不形成四分体；只有两个M组之间存在同源关系，它们可以联会形成四分体。两个M组共包含多少条染色体，就会形成多少个四分体（通常每组染色体数目相等，若每组含8条，则形成8个四分体）。
4、F1的染色体组成为LMMN，在减数分裂过程中，染色体组可以多种方式分离进入配子。可能产生的配子类型包括：M（单独一个M组）、LM（L与一个M组组合）、MN（M与N组组合）、LMN（L、一个M组和N组组合）。因此，配子类型不止LM和MN两种。
13．【答案】C
【知识点】免疫功能异常
【解析】【解答】A、根据图1，Treg细胞通过CD39将ATP或ADP水解为AMP，再通过CD73将AMP水解为腺苷，而腺苷具有免疫抑制作用，这说明CD39和CD73都具备水解酶的功能，A正确；
B、从图2可以看出，与对照组相比，乳酸对Treg细胞的分裂指数几乎没有影响，但随着乳酸浓度升高，T细胞的分裂指数逐渐下降，即乳酸可以抑制T细胞增殖。因此可以推测，癌细胞通过无氧呼吸产生的乳酸有助于抑制T细胞功能，从而帮助自身实现免疫逃逸，B正确；
C、Treg细胞是一类发挥免疫抑制作用的T细胞亚群，而风湿性心脏病属于自身免疫病，其特点是免疫系统过度攻击自身组织，通常与抑制性调节功能减弱有关。因此，这类患者体内的Treg细胞数量往往比正常人少，C错误；
D、根据图1，Treg细胞通过三种途径抑制T细胞：分泌腺苷（作为抑制信号）、释放抑制性细胞因子（如IL-10、TGF-β）以及利用颗粒酶B诱导T细胞凋亡。这三种方式的机制不同，D正确。
故答案为：C
【分析】1、根据图1，Treg细胞通过膜蛋白CD39将ATP或ADP水解为AMP，再通过CD73将AMP水解为腺苷。这两个连续的水解反应说明CD39和CD73均具有水解酶活性，属于胞外核苷酸酶。最终产物腺苷可通过结合T细胞上的腺苷受体，抑制T细胞功能。
2、即使在氧气充足的情况下，癌细胞仍主要依赖无氧呼吸产生大量乳酸，这种现象称为Warburg效应。图2显示，乳酸对Treg细胞增殖无明显影响，但能显著抑制T细胞的分裂指数，即抑制T细胞的增殖和功能。T细胞是抗肿瘤免疫的主要执行者，其功能被乳酸抑制后，癌细胞更容易逃避免疫系统的攻击。
3、风湿性心脏病是一种自身免疫病，其本质是免疫系统错误地攻击自身组织（如心脏瓣膜）。Treg细胞的主要功能是抑制免疫反应，维持免疫耐受，防止自身免疫反应的发生。在自身免疫病患者体内，Treg细胞的数量或功能通常降低，而不是升高。若Treg细胞显著增多，免疫抑制增强，反而不易发生自身免疫病。
4、根据图1，Treg细胞通过三种方式抑制T细胞：①腺苷：通过结合T细胞上的腺苷受体，激活胞内cAMP通路，抑制T细胞活化；②抑制性细胞因子（如IL-10、TGF-β）：通过受体介导的信号通路，抑制T细胞增殖和效应功能；③颗粒酶B：通过进入T细胞，激活caspase通路，诱导T细胞凋亡。这三种方式的作用靶点和信号通路不同，因此抑制机理不同。
14．【答案】C
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义；癌细胞的主要特征
【解析】【解答】A、与正常细胞相比，癌细胞往往存在基因突变、染色体结构或数目异常等遗传物质的改变，即使不考虑全基因组加倍（WGD）现象，其遗传物质也已在多次分裂中发生改变，A正确；
B、G2期属于细胞周期的间期阶段，此时核膜和核仁仍然保持完整；而在分裂期（尤其是前期）开始后，核膜和核仁会逐渐解体，B正确；
C、根据推测，应激处理会导致APC在G2期提前激活，从而降解M蛋白。因此，实验组G2期细胞中的M蛋白含量应低于对照组，相应的荧光强度也应低于对照组。若图2显示实验组G2期荧光强度高于对照组，则与推测不符，无法证明推测成立，C错误；
D、在正常情况下，细胞在G1期DNA含量为2C，完成复制后进入G2/M期为4C。若成功诱导全基因组加倍（WGD），细胞会进行第二轮DNA复制，使DNA含量进一步增加至8C，因此实验组中应当会出现DNA含量为8C的细胞，D正确。
故答案为：C
【分析】1、癌细胞区别于正常细胞的核心特征之一是遗传物质的不稳定性，包括基因突变、染色体数目异常（非整倍体）、染色体结构畸变（易位、缺失、扩增等）。即使不经历全基因组加倍（WGD）过程，癌细胞在多次分裂过程中也会积累大量遗传改变。
2、细胞周期分为间期（G1、S、G2）和分裂期（M期，包括前期、中期、后期、末期）。在G2期（间期最后阶段），核膜和核仁仍然完整，DNA已完成复制但尚未开始凝缩。进入分裂期前期后，核膜开始解体、核仁消失，到末期才重新形成。
3、题干推测是“应激处理会诱导癌细胞中APC在G2期提前激活”。APC激活后会降解M蛋白（抑制DNA复制的蛋白）。因此，若推测成立，实验组（应激处理组）在G2期的M蛋白含量应低于对照组，对应的荧光强度也应是实验组低于对照组。图2结果显示实验组G2期荧光强度高于对照组，意味着M蛋白含量更高，与推测相反，因此无法证明推测成立。
4、在正常细胞周期中，G1期细胞DNA含量为2C（代表一套基因组的含量），S期完成复制后进入G2/M期为4C。全基因组加倍（WGD）意味着细胞在不进行分裂的情况下再次完成DNA复制，使基因组含量翻倍，因此会出现DNA含量为8C的细胞。这是判断WGD是否发生的典型标志之一。
15．【答案】D
【知识点】遗传信息的转录；遗传信息的翻译；表观遗传；基因表达的调控过程；基因的表达综合
【解析】【解答】A、①过程表示转录，该过程以DNA为模板合成RNA，需要RNA聚合酶和核糖核苷酸，但不需要解旋酶（解旋酶参与DNA复制），A错误；
B、miRNA在细胞核内经过Dicer等酶初步加工后，还需要转运到细胞质中进行进一步加工，才能形成成熟的双链miRNA，B错误；
C、病毒通过④过程（即形成siRNA并与靶mRNA结合）诱导宿主基因沉默，这有助于抑制宿主防御相关基因的表达，从而为病毒的生存和繁殖创造有利条件，C错误；
D、表观遗传是指在DNA序列不发生改变的情况下，基因表达发生可遗传变化的现象。miRNA和siRNA通过在转录后水平调控基因表达（如降解mRNA或抑制翻译），不改变DNA序列，因此属于表观遗传的具体调控机制之一，D正确。
故答案为：D
【分析】1、①过程为由DNA转录出RNA的过程，需要RNA聚合酶催化磷酸二酯键的形成，并以核糖核苷酸为原料。解旋酶主要参与DNA复制（解开DNA双链），在转录过程中，DNA双链的局部解旋由RNA聚合酶自身或辅助因子完成，不需要解旋酶。
2、miRNA由基因组内源DNA编码，初始转录产物（pri-miRNA）在细胞核内由Drosha酶加工为pre-miRNA，随后被转运至细胞质，由Dicer进一步加工为成熟的双链miRNA。成熟miRNA与RISC复合物结合，通过与靶mRNA不完全配对，主要抑制翻译过程（而非直接导致翻译终止的完全阻断），或诱导mRNA降解。
3、④过程表示外源dsRNA（如病毒复制中间体）被Dicer切割为siRNA，进而与RISC结合、切割同源mRNA，实现基因沉默。这一机制是宿主抵抗病毒入侵的防御系统。但许多病毒演化出了抑制或利用宿主RNAi的策略：例如，病毒通过产生siRNA沉默宿主防御相关基因，反而有利于自身生存和繁殖。
4、表观遗传是指在DNA序列不发生改变的情况下，基因表达发生可遗传的变化。其机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑，以及非编码RNA（如miRNA、siRNA、lncRNA）介导的基因表达调控。miRNA和siRNA通过转录后水平（mRNA降解、翻译抑制）调控基因表达，不改变DNA序列，且某些RNA干扰效应可在细胞分裂中传递，符合表观遗传的特征。
16．【答案】（1）ATP；NADPH；C3的还原
（2）不是；Pn显著升高而Ci无显著变化，说明光合速率的提高主要不是由于气孔开度增大导致CO2供应改善造成
（3）通过上调光合作用—天线蛋白（或捕光色素蛋白复合体）相关基因表达，直接提高光能捕获效率；通过促进根的生长，间接改善水分和矿质营养的吸收
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）ATZ直接抑制PSII的电子传递，会导致光反应中ATP和NADPH的合成受阻。这两种物质是暗反应进行所必需的能量来源和还原剂，因此暗反应中C3的还原过程也会受到抑制。
（2）气孔因素不是AOS改善光合作用的主要原因。判断依据：从结果1的数据可以看出，T2组的净光合速率（Pn）相比T1组显著提高，但胞间CO2浓度（Ci）却与T1组基本持平，没有明显升高。如果气孔因素是主导因素，气孔导度升高应带来胞间CO2浓度的明显增加，而实际情况并非如此，因此说明光合作用的提升主要不是由气孔导度变化引起的。
（3）分子层面：根据结果2，AOS处理后，与“光合作用—天线蛋白”通路相关的基因（如Lhca、Lhcb）表达量明显上调，这些基因编码捕光色素蛋白复合体，能够增强光能的捕获与传递效率，从而直接缓解ATZ对光反应的抑制。器官层面：从结果3的根系表型及总根长数据来看，T2组的总根长远大于T1组，说明AOS能够促进根系的生长发育，增强根系对水分和矿质营养的吸收能力，从而间接缓解ATZ对烟草整体生长的毒害作用。
【分析】1、光合作用的光反应中，PSII利用光能裂解水，释放电子，电子沿电子传递链传递，驱动ATP合成酶合成ATP，并最终将电子传递给NADP+生成NADPH。这两种物质为暗反应提供能量和还原剂，用于将3-磷酸甘油酸（C3）还原为三碳糖（C3的还原）。ATZ抑制PSII电子传递，会直接阻断ATP和NADPH的生成，从而间接导致暗反应中C3的还原受阻，有机物合成下降。
2、光合速率受气孔因素（CO2供应）和非气孔因素（如光合色素含量、酶活性、电子传递效率等）共同影响。若气孔因素是主要限制因素，则光合速率提高应伴随Ci显著升高（因为气孔开度增大，CO2进入增多）。从结果1数据看：T2组Pn（净光合速率）比T1组显著升高，但Ci与T1组几乎无差异，说明CO2供应并非限制因素，光合速率提升主要来源于非气孔因素（如捕光能力增强、电子传递恢复等）。因此，气孔因素不是主要原因。
3、结果2显示，T2组（ATZ+AOS）与T1组（ATZ alone）相比，“光合作用—天线蛋白”代谢通路被显著激活，其中Lhca和Lhcb基因家族（编码捕光色素蛋白复合体）表达量明显上调。捕光色素蛋白复合体负责捕获光能并传递给反应中心，其表达增强可以提高光能捕获与传递效率，部分补偿ATZ对PSII电子传递的抑制，从而在分子水平上缓解毒害。结果1和结果3显示，T1组（仅ATZ处理）总根长严重下降（从479.94 cm降至121.40 cm），而T2组（加AOS）总根长回升至242.00 cm，且根系表型图中T2组的根系发育明显优于T1组。根系的生长状况直接关系到水分和矿质元素的吸收能力。AOS通过促进根系生长发育，增强了烟草对水分和养分的吸收，从而在器官水平上改善了植株的整体营养状态，间接缓解了ATZ对光合作用及整体生长的抑制。
（1）光反应阶段，光系统Ⅱ的电子传递最终会合成ATP和NADPH，二者为暗反应提供能量和还原剂，用于三碳化合物（C3）的还原，因此ATZ抑制电子传递会阻碍ATP和NADPH合成，最终导致暗反应C3还原受阻。
（2）若气孔因素是AOS改善光合作用的主要原因，则AOS提升气孔导度后，会使胞间CO2浓度明显升高。根据表格数据，T2组净光合速率（Pn）远高于T1，但胞间CO2浓度（Ci）和T1几乎没有差异，说明气孔因素不是主要原因。
（3）分子层面：结果2显示AOS处理后，编码捕光色素蛋白的基因表达量上调，可增加捕光色素蛋白合成，恢复光反应电子传递，缓解ATZ对光合作用的抑制，直接提高光能捕获效率；
器官层面：结合总根长数据和根系表型，AOS处理后总根长远大于仅受ATZ毒害的T1组，说明AOS可以促进根系生长发育，提升根系吸收水分和矿质元素的能力，缓解ATZ对烟草的毒害。
17．【答案】（1）局部电流
（2）摄取、加工处理；特定分子；B
（3）PEG修饰可减轻组织纤维化和炎症反应，降低免疫对神经元的损伤；同时提高神经信号信噪比，使信号采集更稳定，从而提高BCI控制效果；①将生理状态一致的脊髓损伤大鼠随机均分为甲、乙、丙三组（或甲、乙、丙、丁四组）；②甲组不做处理，乙组植入PEG修饰的BCI，丙组植入PEG修饰的BCI并移植神经干细胞。（或甲组不做处理，乙组植入PEG修饰的BCI，丙组移植神经干细胞，丁组植入PEG修饰的BCI并移植神经干细胞）③各组大鼠置于相同且适宜的环境中饲养，定期检测并记录各组大鼠的运动功能评分和神经元恢复情况。
【知识点】神经冲动的产生和传导；体液免疫
【解析】【解答】（1）动作电位在神经元的神经纤维上是沿着纤维以局部电流（也称电信号）的方式进行传导的。
（2）植入微电极后，树突状细胞首先摄取、加工处理附着在微电极上的相关抗原，然后将抗原—MHC复合体呈递给辅助性T细胞。辅助性T细胞被激活后，其表面的特定分子发生变化，并分泌细胞因子，进而刺激B细胞发生增殖和分化。
（3）从检测结果来看，PEG修饰一方面能减轻植入部位的组织纤维化和炎症反应，减少免疫反应对神经元造成的损伤；另一方面能提高记录信号的信噪比，使信号采集更加稳定，从而整体上提升了BCI的控制效果。探究“PEG修饰的BCI联合神经干细胞移植”对脊髓损伤大鼠影响的实验设计思路：
① 选取生理状态一致的脊髓损伤大鼠，随机平均分为三组（甲、乙、丙）或四组（甲、乙、丙、丁）；
② 甲组为空白对照组，不作任何处理；乙组植入PEG修饰的BCI；丙组植入PEG修饰的BCI并移植神经干细胞（若设四组，则丙组仅移植神经干细胞，丁组同时植入PEG修饰的BCI并移植神经干细胞）；
③ 将所有大鼠置于相同且适宜的环境中饲养，定期检测并记录各组大鼠的运动功能恢复评分以及神经元再生或修复情况。
【分析】1、树突状细胞作为专职抗原呈递细胞，通过摄取、加工处理微电极表面的抗原，将抗原肽与MHC复合物呈递到细胞表面。该复合物被辅助性T细胞（Th）识别后，Th细胞表面的特定分子（如CD40L等）发生变化，同时分泌细胞因子（如IL-4、IL-21等）。这些细胞因子作用于B细胞，促进B细胞增殖分化为浆细胞和记忆B细胞，参与体液免疫应答。这一过程是机体对外来植入物产生免疫排斥的重要环节。
2、PEG（聚乙二醇）是一种具有良好的生物相容性和抗蛋白吸附能力的聚合物。免疫角度：PEG修饰可减少免疫细胞（如巨噬细胞、中性粒细胞）的黏附与激活，减轻炎症反应和组织纤维化，从而保护植入部位的神经元免受过度的免疫损伤。信号采集角度：炎症和纤维化会形成电绝缘层或增加背景噪声，降低信噪比。PEG修饰减轻了这些不利因素，使记录到的神经信号更清晰（信噪比提高），同时延长微电极的有效记录寿命，从而提升BCI系统的控制稳定性和准确性。
（1）动作电位在体内神经元的神经纤维上以局部电流（或电信号）的形式传导。
（2）树突状细胞作为抗原呈递细胞通过摄取、加工处理微电极上的相关抗原，随后将抗原-MHC复合体呈递给辅助性T细胞，辅助性T细胞表面的特定分子发生变化，分泌细胞因子，细胞因子可刺激B细胞的增殖分化。
（3）根据题表可知：PEG修饰可减轻组织纤维化和炎症反应，降低免疫对神经元的损伤；同时提高神经信号信噪比，使信号采集更稳定，从而提高BCI控制效果，因此PEG修饰微电极相比未修饰微电极，在免疫反应和信号采集效率上存在明显优势。实验设计需遵循对照原则、单一变量原则和平行重复原则，根据实验目的并结合实验原则现将实验设计如下：①将生理状态一致的脊髓损伤大鼠随机均分为甲、乙、丙三组（或甲、乙、丙、丁四组）；②甲组不做处理，乙组植入PEG修饰的BCI，丙组植入PEG修饰的BCI并移植神经干细胞。（或甲组不做处理，乙组植入PEG修饰的BCI，丙组移植神经干细胞，丁组植入PEG修饰的BCI并移植神经干细胞）③各组大鼠置于相同且适宜的环境中饲养，定期检测并记录各组大鼠的运动功能评分和神经元恢复情况。
18．【答案】（1）生产者的光合作用
（2）正相关；水位下降降低了湿地植物的光合作用，从而减弱二氧化碳固定能力；水位下降使沉积有机质暴露于氧气，好氧分解作用加强，加速有机质氧化释放二氧化碳。
（3）涵养水源、调节气候、净化水质、保护生物多样性；整体
（4）减少温室气体排放，减缓气温升高；植树造林、保护湿地生态系统，增强碳汇功能
【知识点】全球性生态环境问题；生态工程依据的生态学原理；生态系统的物质循环
【解析】【解答】（1）在湿地生态系统的碳循环中，碳元素从无机环境进入生物群落的主要途径是生产者的光合作用，通过该过程将大气中的二氧化碳转化为有机碳。
（2）根据材料分析，水位与碳汇强度之间最可能呈现正相关关系。原因在于较高水位有利于湿地植物的光合作用和有机质的长期保存。当水位下降时，碳汇强度会减弱，主要有两方面原因：① 光合作用减弱：水位下降使湿地植物生长受抑制，导致植物对二氧化碳的固定能力下降；② 有机质分解加快：原本被水淹没的沉积有机质暴露在空气中，好氧微生物分解作用增强，加速有机质氧化，释放出更多的二氧化碳。
（3）除固碳功能外，湿地生态系统还具有涵养水源、调节气候、净化水质、蓄洪防旱、保护生物多样性等生态功能。在生态工程的调控中，为实现生态、经济与社会协调发展，应遵循整体性原理。
（4）为实现碳中和（二氧化碳净零排放），结合本题信息和相关生态学知识，人类可采取以下措施：①减少碳排放：如减少化石燃料使用、提高能源利用效率、减缓气温升高；②增强碳汇能力：如植树造林、恢复和保护湿地生态系统等，提升自然系统对二氧化碳的吸收和固定能力。
【分析】1、在生态系统的碳循环中，碳元素以CO2形式存在于大气中，通过生产者的光合作用转化为有机物，进入生物群落。此外，化能合成作用也可固定CO2，但在湿地生态系统中光合作用是主要途径。2、水位较高时，湿地植物生长良好，光合作用强；同时淹水造成的缺氧环境抑制分解者活性，有机质分解慢，碳素以未分解形式储存于沉积物中，因此碳汇强度大。水位下降则相反，故二者呈正相关。水位下降导致碳汇减弱的机制：① 光合作用减弱：水位下降使部分植物暴露于干旱胁迫，生长受限，叶面积减少，光合速率降低，固定CO2的能力下降；② 有机质分解加快：水位下降使沉积物暴露于空气，氧气进入，好氧微生物（细菌、真菌）活跃，将有机质快速氧化分解为CO2释放回大气，减少碳的净储存。
3、湿地生态功能：湿地被称为“地球之肾”，具有涵养水源、调节径流、蓄洪防旱、净化水质、调节气候、维持生物多样性、提供栖息地等多种功能。整体性原理：生态工程建设中，要综合考虑自然、经济、社会的相互关系，保障三者协调发展。整体性原理强调生态系统与人类社会的统一，不能只追求生态效益而忽视经济效益和社会需求。
4、碳中和是指通过平衡二氧化碳排放量与去除量，实现净零排放。实现途径包括：①减少碳源（减排）：控制化石燃料使用、提高能源效率、发展清洁能源、减少工业生产排放、控制交通和农业排放等。材料中提示气温升高会加剧蒸发导致水位下降，因此减缓气候变暖本身也是减少生态系统碳损失的重要方面。②增加碳汇（增汇）：保护现有湿地、森林、草原等自然生态系统，恢复退化湿地，植树造林，改善土地管理，增强生态系统的固碳能力。材料中明确指出湿地碳汇强度受水位影响，因此合理调控水位也是增汇的具体手段。
（1）生态系统碳循环中，碳从无机环境进入生物群落最主要的途径就是生产者的光合作用。
（2）结合题干可知，水位通过影响光合作用和有机质分解影响碳汇强度：高水位环境更适合湿地植物生长，同时淹水缺氧会抑制分解者对有机质的分解，因此水位越高，碳汇强度越大，二者呈正相关。水位下降后，一方面湿生植物生长受抑制，降低了湿地植物的光合作用，从而减弱二氧化碳固定能力；另一方面水位下降使土壤通气性增加，分解者分解沉积有机质的速率加快，释放更多二氧化碳，因此碳汇强度减弱。
（3）湿地生态系统除固碳外，兼具涵养水源、净化水质、蓄洪防旱、调节气候、维持生物多样性等多种生态功能；生态工程中，兼顾生态、经济、社会三方协调发展，对应整体性原理。
（4）可以通过减少碳排放（如减少温室气体排放，减缓气温升高）；增加碳汇（如植树造林、保护湿地生态系统），实现碳中和。
19．【答案】（1）sgRNA；8
（2）其编码的酶无法合成，导致菊粉合成途径受阻，原本用于菊粉合成的蔗糖便更多流向天然橡胶的合成路径
（3）嵌合体；电泳结果同时出现1200bp（野生型）和400bp（敲除型）两种条带；成功敲除的细胞在培养过程中逐渐占据优势（或未敲除的细胞生长缓慢，被逐渐淘汰）
（4）仅对橡胶草自身基因进行精准编辑，不引入外源基因，生物安全性更高（或改造后的橡胶草不属于转基因生物，更易通过安全审批；或从源头阻断竞争通路，增产效果更直接高效）
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的应用
【解析】【解答】（1）在CRISPR/Cas9系统中，负责特异性识别并结合靶基因的向导分子是sgRNA（向导RNA）。该向导分子与靶基因结合的区域中，sgRNA由4种核糖核苷酸组成，靶基因由4种脱氧核苷酸组成，因此该区域最多包含8种不同的核苷酸。
（2）橡胶草细胞内蔗糖同时用于两条竞争性代谢途径：天然橡胶（NR）合成与菊粉合成。Tk1-SST和Tk1-FFT是菊粉合成途径的关键酶基因，敲除后导致菊粉合成受阻，菊粉途径对蔗糖的消耗减少。在蔗糖供应总量相对稳定的情况下，原本流向菊粉合成的蔗糖会更多地转向NR合成，从而显著提高NR的积累量。敲除Tk1-SST和Tk1-FFT双基因后，橡胶草NR产量提升的代谢机制为：敲除Tk1-SST和Tk1-FFT基因 → 其编码的酶无法合成，导致菊粉合成途径受阻，原本用于合成菊粉的蔗糖便会更多地流向天然橡胶的合成路径 → NR积累量显著增加。
（3）根据电泳结果判断，株系3最可能为嵌合体，依据是其电泳图中同时出现了1200bp（野生型条带）和400bp（敲除型条带）两种条带，说明同一个体内同时存在未敲除和成功敲除的细胞。若将该株系单独培养几代后，发现400bp条带逐渐增强而1200bp条带逐渐减弱，最可能的原因是成功敲除的细胞在培养过程中逐渐占据生长优势（或未敲除的细胞生长缓慢，被逐渐淘汰）。
（4）传统策略是将外源NR合成酶基因导入橡胶草，属于转基因生物，可能面临生物安全争议、外源基因整合位置不确定、基因漂移风险等问题。而CRISPR/Cas9敲除内源菊粉合成基因：不引入外源DNA，仅对自身基因进行敲除，不属于传统意义上的转基因生物，安全性评估更易通过；从源头阻断竞争代谢通路，增产效果更直接、更高效；遗传稳定性更高，不易发生外源基因沉默等现象。这些优势使其在产业化应用中具有更好的前景。因此与传统的将外源NR合成酶基因导入橡胶草基因组的技术相比，利用CRISPR/Cas9技术敲除内源菊粉合成基因以增产NR的优势在于：仅对橡胶草自身基因进行精准编辑，不引入外源基因，生物安全性更高（或：改造后的橡胶草不属于传统意义上的转基因生物，更易通过安全审批；或：从源头阻断竞争通路，增产效果更加直接高效）。
【分析】1、CRISPR/Cas9系统中，sgRNA（向导RNA） 通过碱基互补配对特异性识别并结合靶DNA序列。sgRNA由4种核糖核苷酸（A、U、C、G）构成，其结合的靶基因区域由4种脱氧核苷酸（A、T、C、G）构成，两者在结合区域虽通过碱基配对相互作用，但核苷酸种类不同，因此该区域最多含有8种不同的核苷酸分子。
2、引物设计：引物位于待敲除区域两侧，若基因未被敲除（野生型），扩增产物长度为1200 bp；若敲除成功，因缺失片段使产物缩短为400 bp。
3、嵌合体判断：株系3同时出现1200 bp和400 bp两条带，说明该植株体内同时存在未敲除的野生型细胞和成功敲除的突变型细胞，属于嵌合体（而非纯合敲除或纯合野生型）。多代培养后的条带变化：成功敲除的细胞可能在生长速率、代谢效率或适应性方面具有优势（如将更多蔗糖用于生长），在连续培养过程中逐渐取代未敲除的细胞，因此400 bp条带增强、1200 bp条带减弱。
（1）CRISPR/Cas9系统中，依靠sgRNA（向导RNA）通过碱基互补配对特异性识别结合靶基因；向导RNA的基本单位是4种核糖核苷酸，靶基因基本组成单位是4种脱氧核苷酸，所以结合区域最多含有8种不同的核糖核苷酸。
（2）根据题干信息，橡胶草细胞内的蔗糖同时用于合成NR和菊粉。敲除菊粉合成关键基因后，无法合成菊粉合成关键酶，菊粉合成被阻断，原本用于合成菊粉的蔗糖可转向用于NR合成，因此NR积累量升高。
（3）野生型只含正常基因，仅能扩增出1200bp条带；纯合敲除只含敲除后的基因，仅能扩增出400bp条带；株系3同时出现两种条带，说明同一个体中同时存在未敲除和敲除成功的细胞，符合嵌合体的特点；成功敲除的细胞在培养过程中逐渐占据优势（或未敲除的细胞生长缓慢，被逐渐淘汰），因此嵌合体培养多代后，400bp条带逐渐增强、1200bp条带逐渐减弱。
（4）导入外源基因的技术需要将外源DNA插入橡胶草基因组，可能引发生物安全问题、或插入位置干扰其他基因功能，而本方法是敲除自身内源基因，不需要引入外源基因，安全性更高，性状更稳定。（或改造后的橡胶草不属于转基因生物，更易通过安全审批；或从源头阻断竞争通路，增产效果更直接高效）
20．【答案】（1）常染色体隐性遗传；B/b基因位于2号染色体上，该男性基因型为Bb，但表型正常（不患病）；该男性所含A基因是位于父源染色体上，由于父源染色体上的ICR呈甲基化状态，父源A基因被印记沉默，因此该A基因不表达
（2）A父(被抑制)：a母(正常)=1：1
（3）A父(被抑制)：a母(正常)：a父(被抑制)：A母(正常)=19：19：1：1
（4）1.25%（或1/80）
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；表观遗传；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】（1）乙病的遗传方式为常染色体隐性遗传，判断依据是：控制乙病的B/b基因位于2号染色体上，该男性的基因型为Bb，但其表型正常（不患病），说明乙病为隐性遗传。A基因不表达的原因：该男性基因型为A父a母，虽携带显性致病等位基因A，但该A位于父源染色体上。父源染色体的印记控制区（ICR）为甲基化状态，使连锁的A基因沉默不表达；而母源ICR未甲基化，母源a正常表达但为正常等位基因。因此该男性表型正常。
（2）若不考虑A/a与ICR之间的互换，该男性仅考虑A基因及其表达状态时，产生的配子类型及比例为：A父（被抑制） ： a母（正常）= 1 ： 1。因为父源A始终与甲基化的ICR连锁而沉默，母源a始终与非甲基化的ICR连锁而正常表达，减数分裂时同源染色体分离，不产生重组配子。
（3）重组率5% 表示重组型配子占总配子的5%，亲本型占95%。亲本型配子：父源A甲基化ICR（A沉默）、母源a非甲基化ICR（a正常表达），各占47.5%。重组型配子：通过互换，A换到母源染色体（与未甲基化ICR连锁，A正常表达）、a换到父源染色体（与甲基化ICR连锁，a沉默），各占2.5%。
因此四种配子比例为：A父(被抑制)：a母(正常)：a父(被抑制)：A母(正常)=47.5：47.5：2.5：2.5=19：19：1：1。
（4）母亲基因型为aabb，只产生ab一种配子。后代只患甲病需同时满足：① 获得可表达的A基因：只有母源A（正常表达）能导致甲病，该配子占父亲配子的2.5% = 1/40；② 不患乙病：乙病为常隐，需获得父亲的b配子（Bb→b概率为1/2），且母亲的配子为ab（提供b，不提供B），子代基因型为bb，不患乙病。两对基因自由组合，概率为：(1/40) × (1/2) = 1/80 = 1.25%。
【分析】1、乙病遗传方式：B/b位于2号常染色体上，该男性基因型为Bb却不患病，说明b为隐性致病等位基因，乙病为常染色体隐性遗传病。
2、父源A与甲基化ICR紧密连锁（A被抑制），母源a与非甲基化ICR连锁（a正常表达）。不考虑互换时，同源染色体在减数分裂中正常分离，产生两种配子：A父（被抑制） 和 a母（正常表达），比例为1：1。
（1）控制乙病的B/b基因位于2号染色体上，该男性基因型为Bb，但表型正常（不患病），因此乙病为常染色体隐性遗传病。该男性所含A基因是位于父源染色体上，由于父源染色体上的ICR呈甲基化状态，父源A基因被印记沉默，因此该A基因不表达，所以该男性表型正常。
（2）不考虑交叉互换时，该男性基因型为A父a母，A始终连锁父源ICR（A沉默），a始终连锁母源ICR，减数分裂同源染色体分离，不考虑互换，产生两种配子及比例为A父(被抑制)：a母(正常)=1：1。
（3）重组率为5%，即重组型配子共占总配子的5%，亲本型共占95%。互换后，产生四种配子：亲本型为父源A（A沉默）、母源a，各占95%÷2=47.5%；重组型为母源A（A可表达，A换到母源ICR片段上）、父源a，各占5%÷2=2.5%，因此配子类型及比例为A父(被抑制)：a母(正常)：a父(被抑制)：A母(正常)=47.5：47.5：2.5：2.5=19：19：1：1。
（4）母亲基因型为aabb，只产生ab配子，后代表型完全由男性配子决定。只患甲病需要满足：①获得可表达的A（只有母源A可表达，占男性总配子的2.5%=1/40）；②不患乙病，即获得男性的b配子，Bb产生b配子的概率为1/2，两对基因自由组合，因此概率为1/40×1/2=1/80=1.25%。
1 / 1四川省德阳市高中2025—2026学年高三下学期第二次诊断生物试题
1．果茶是一种以水果和茶为主要原料制成的饮品，适合干燥季节或运动后饮用。下列关于其成分的叙述中错误的是（　　）
A．果茶中的水进入细胞后都能参与物质运输和化学反应
B．果茶中的钾、钠进入人体后主要以离子的形式存在
C．果茶中的蔗糖水解为两分子单糖后才能被人体吸收
D．果茶中含有的蛋白质可以为人体补充部分必需氨基酸
【答案】A
【知识点】氨基酸的种类；糖类的种类及其分布和功能；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
【解析】【解答】A、果茶中的水进入细胞后，一部分以自由水的形式存在，能够参与物质运输和化学反应；另一部分以结合水的形式存在，作为细胞结构的组成成分，不参与物质运输和化学反应。因此，并非所有水都能参与这些过程，A错误；
B、果茶中的钾、钠属于无机盐，进入人体后主要以离子的形式存在于体液和细胞中，维持渗透压和神经肌肉兴奋性等生理功能，B正确；
C、果茶中的蔗糖是二糖，不能被人体直接吸收，需要在消化道内水解为一分子葡萄糖和一分子果糖这两种单糖后，才能被小肠上皮细胞吸收利用，C正确；
D、果茶中含有的蛋白质经消化分解为氨基酸，其中包含人体不能自身合成的必需氨基酸，因此能够为人体补充部分必需氨基酸，D正确。
故答案为：A
【分析】1、水在生物体及细胞中以自由水和结合水两种形式存在。自由水作用：①细胞内良好的溶剂；②参与细胞内的许多生化反应；③为细胞提供液体环境；④运送营养物质和代谢废物。
2、无机盐大多数以离子形式存在。
3、蔗糖是由葡萄糖和果糖脱水缩合而成的糖。
4、必需氨基酸：人体细胞不能合成，必须从外界环境中获取的氨基酸。
2．新质生产力为生物医疗领域赋能，能够精准调控细胞生命历程，为攻克细胞衰老、癌症等医学难题提供重要技术支撑。下列相关叙述错误的是（　　）
A．基因编辑调控癌细胞周期基因可抑制其增殖
B．iPS细胞经定向诱导可分化为任意组织细胞
C．修复衰老的线粒体功能可延缓机体细胞衰老
D．调控癌细胞凋亡基因可诱导细胞程序性死亡
【答案】B
【知识点】细胞分化及其意义；细胞的凋亡；癌症的预防与治疗；细胞衰老的原因探究
【解析】【解答】A、癌细胞能够无限增殖，这依赖于正常的细胞周期调控。通过基因编辑技术对癌细胞周期相关基因进行修改，可以扰乱其周期进程，从而有效抑制癌细胞的增殖，A正确；
B、iPS细胞指的是诱导多能干细胞，虽然具有较强的分化能力，可分化为多种类型的组织细胞，但尚不具备分化为任意组织细胞的全能性，B错误；
C、依据细胞衰老的自由基学说，线粒体功能异常时会释放大量自由基，加速细胞老化。若对衰老的线粒体进行功能修复，有助于减少自由基的产生，从而延缓机体细胞的衰老进程，C正确；
D、细胞凋亡是一种由基因控制的程序性死亡过程。通过调控癌细胞中的凋亡相关基因，可以激活凋亡通路，诱导癌细胞进入程序性死亡，D正确。
故答案为：B
【分析】1、癌细胞失去了正常的细胞周期控制，能够无限增殖。细胞周期的有序进行依赖于周期蛋白（cyclin）和周期蛋白依赖性激酶（CDK）等调控因子的正常表达。通过基因编辑技术（如CRISPR/Cas9）对调控细胞周期的关键基因进行敲除或修饰，可以阻断癌细胞的周期进程，使其无法完成DNA复制和细胞分裂，从而抑制增殖。这体现了对细胞周期的外源精准调控能力。
2、iPS细胞是通过导入特定转录因子（如Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc）将已分化的体细胞重编程获得的细胞，具有与胚胎干细胞类似的多能性（pluripotency），即可分化为三个胚层（外、中、内胚层）来源的多种组织细胞，但不能分化为胚外组织（如胎盘），因此不具备全能性（totipotency）。
3、自由基学说是解释细胞衰老的重要理论之一，认为细胞内过量的自由基会攻击脂质、蛋白质和DNA，造成累积性损伤。线粒体是细胞内产生活性氧（ROS，即自由基的一种主要形式）的主要场所，功能异常的衰老线粒体会导致ROS大量泄漏。通过修复线粒体功能（如清除受损线粒体、增强线粒体自噬、补充抗氧化系统），可以减少自由基生成，减缓细胞损伤积累，从而延缓细胞衰老进程。
4、细胞凋亡是由基因控制的程序性死亡过程，对维持组织稳态具有重要意义。凋亡过程受多种基因调控，如促凋亡基因（Bax、Bak、p53等）和抗凋亡基因（Bcl-2、Bcl-xL等）。癌细胞常通过上调抗凋亡基因或下调促凋亡基因来逃避免疫系统和治疗手段的杀伤。通过基因编辑或药物调控凋亡基因表达（如激活p53、抑制Bcl-2），可重新激活凋亡通路，诱导癌细胞发生程序性死亡，是癌症治疗的重要策略之一。
3．2025年12月，大熊猫国家公园绵竹片区红外相机清晰拍摄到野生大熊猫母兽携幼活动的珍贵影像，大熊猫栖息地保护成效显著。下列叙述正确的是（　　）
A．大熊猫栖息地所在群落的物种组成和空间结构可季节性变化
B．维护大熊猫栖息地生态平衡体现了生物多样性的直接价值
C．红外相机技术结合个体识别可精确计算出大熊猫种群密度
D．提升大熊猫种群的出生率可以使其种群的环境容纳量增大
【答案】A
【知识点】种群的数量变动及其原因；估算种群密度的方法；生物多样性的价值
【解析】【解答】A、群落中的物种组成以及垂直结构和水平结构，会随着季节变化（如温度、降水、生物活动节律等）而发生动态改变，因此具有季节性变化的特点，A正确。
B、维护大熊猫栖息地的生态平衡，体现的是生物多样性在维持生态系统功能方面的作用，这属于间接价值；而直接价值是指直接为人类所用的价值，如食用、药用、科研、观赏等，B错误。
C、由于野生大熊猫的活动范围较大，即使采用红外相机拍摄并结合个体识别的方法，也只能估算其种群密度，而无法做到对每一个体进行精确统计，因此不能实现精确计算种群密度，C错误。
D、环境容纳量（即K值）是由栖息地的资源状况、气候条件、天敌等因素决定的，与种群自身的出生率无关；提升出生率只能影响种群数量的增长速度，并不能改变环境容纳量的大小，D错误。
故答案为：A
【分析】1、群落的结构并非一成不变。随着季节的更替，温度、降水、光照等环境因子会发生规律性变化，导致植物的萌发、生长、开花、落叶等物候期不同，动物的迁徙、繁殖、冬眠等行为活动也随之改变。这些变化会引起群落中物种的种类和数量构成（即物种组成）发生变化，同时群落的垂直分层现象和水平方向上的斑块分布格局（即空间结构）也会呈现动态调整。因此，群落具有明显的季节性变化特征。
2、生物多样性的价值通常分为三类：直接价值是指对人类有直接经济效益或实用价值，如食物、药物、工业原料、科学研究、美学观赏等；间接价值是指生态系统服务功能，如水土保持、气候调节、物质循环、生物防治、生态平衡维护等；潜在价值是指尚未被人类发现和利用的潜在功能。维护栖息地的生态平衡，本质上是保障生态系统的稳定运行，属于生态调节功能，因此体现的是间接价值。
3、对于活动范围大、数量稀少、行踪隐蔽的野生动物（如大熊猫），传统方法难以直接计数。红外相机技术可通过拍摄获取个体的影像资料，结合斑纹、体型等特征进行个体识别，类似于“捕获—标记—重捕”的思路，可用于估算种群数量。但由于野外环境复杂、个体活动范围大、部分个体可能未被拍到或识别，该方法只能获得近似值或估测值，无法实现对每一个体的精确统计。
4、环境容纳量（K值）是指在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量。K值的大小由环境资源（如食物、水源、栖息地面积）、气候条件、天敌、竞争等因素决定，是一个相对稳定的上限值，与种群自身的出生率、死亡率、迁入率、迁出率等特征无关。提升出生率只会使种群数量增长更快，在短期内更接近K值，但不会改变K值本身。只有改善栖息地环境（如增加食物供应、扩大保护面积、减少人为干扰），才能提高K值。
4．下列关于生物学实验方法的相关叙述，错误的是（　　）
A．恩格尔曼实验中水绵带状叶绿体利于局部受光处理
B．DNA双螺旋与种群增长研究均采用了模型建构方法
C．探究微生物分解作用实验中土壤灭菌组作为实验组
D．预实验能减小实验误差并为正式实验摸索适宜条件
【答案】D
【知识点】光合作用的发现史；DNA分子的结构；探究生长素类似物对插条生根的作用；种群数量的变化曲线；生态系统的结构
【解析】【解答】A、在恩格尔曼的实验中，选用水绵作为材料，是因为其叶绿体呈带状且体积较大，便于对局部区域进行受光处理，从而精准定位光合作用发生的部位，A正确；
B、DNA双螺旋结构的构建属于物理模型，而种群增长研究中“J”形曲线和“S”形曲线属于数学模型，两者均采用了模型建构的方法，B正确；
C、在探究微生物分解作用的实验中，自变量是土壤中是否存在微生物，因此经过灭菌处理、去除微生物的土壤组为实验组，而未经灭菌的自然土壤组作为对照组，C正确；
D、预实验的主要作用是为正式实验探索适宜的条件、检验实验设计的可行性与合理性，以避免不必要的人力、物力和财力浪费；但预实验并不能减小实验误差，误差的减小需要通过多次重复实验等途径实现，D错误。
故答案为：D
【分析】1、恩格尔曼将好氧细菌与水绵一起观察，通过判断好氧细菌的聚集位置来推测氧气释放的部位。水绵的叶绿体呈螺旋带状，体积较大且结构清晰，便于用光束进行局部照射，实现“有光部位”与“无光部位”的自身对照，从而精准证明光合作用释放氧气的场所是叶绿体。如果叶绿体细小或分散，则难以实现精确的局部受光处理。
2、模型建构是科学研究中常用的方法，用于将抽象或复杂的研究对象简化为易于理解的形式。DNA双螺旋结构的提出（沃森和克里克）属于物理模型，用实物或图示形式展现分子结构；种群增长研究中的“J”形曲线（指数增长）和“S”形曲线（逻辑斯蒂增长）则属于数学模型，用数学公式或坐标曲线描述种群数量变化规律。
3、在探究微生物是否参与土壤中有机物分解的实验中，自变量是“土壤中是否存在微生物”。研究者通过灭菌处理来消除微生物，这一处理就是对自变量的“人为改变”，因此灭菌组属于实验组；而未经灭菌、保持自然状态的土壤组则作为对照组，用于比较微生物存在与否对分解作用的影响。判定实验组与对照组的关键是看该组是否接受了自变量处理。
4、预实验是在正式实验之前进行的小规模探索性实验，其主要作用包括：①检验实验设计的科学性和可行性；②摸索适宜的实验条件（如浓度梯度、温度范围、试剂用量等）；③避免正式实验因条件不当而造成人力、物力和财力的浪费。但预实验并不能减小实验误差，因为误差主要来源于测量工具、操作规范、样本代表性等因素，需要通过重复实验、增加样本量、控制变量、随机分组等手段来减小。
5．椰酵假单胞杆菌广泛地存在于霉变食物中，会分泌毒性极强的米酵菌酸。米酵菌酸抑制线粒体内膜上的腺嘌呤核苷酸转位酶（ANT）的活性，导致线粒体与细胞质基质间无法完成ATP/ADP交换，进而引发人体中毒。ANT还参与将线粒体内膜上的细胞色素c转移到细胞质基质中，从而引起细胞凋亡。下列有关叙述正确的是（）
A．ANT可将线粒体中的ADP转运到细胞质基质中
B．人体发生米酵菌酸中毒后，细胞中的无氧呼吸会增强
C．该菌分泌米酵菌酸到胞外的过程需要高尔基体参与
D．发生米酵菌酸中毒后，ANT引发的细胞凋亡速率加快
【答案】A
【知识点】无氧呼吸的过程和意义；细胞的凋亡
【解析】【解答】A、根据题干“米酵菌酸抑制线粒体内膜上的腺嘌呤核苷酸转位酶（ANT）的活性，导致线粒体与细胞质基质间无法完成ATP/ADP交换”可知：ANT可以完成线粒体与细胞质基质间ATP/ADP交换，因此ANT可将线粒体中的ADP转运到细胞质基质中，A正确；
B、由于米酵菌酸抑制线粒体内膜上的腺嘌呤核苷酸转位酶（ANT）的活性，导致线粒体与细胞质基质间无法完成ATP/ADP交换，无氧呼吸的场所为细胞质基质，因此人体发生米酵菌酸中毒后，细胞中的无氧呼吸也会减弱，B错误；
C、椰酵假单胞杆菌属于原核生物，体内没有高尔基体，C错误；
D、根据题意可知：ANT可引起细胞凋亡，但米酵菌酸会抑制ANT的活性，因此发生米酵菌酸中毒后，ANT引发的细胞凋亡速率不会加快，D错误；
故答案为：A。
【分析】线粒体是有氧呼吸的主要场所；分析题意可知：米酵菌酸一旦使人中毒，就会抑制患者的线粒体功能，从而抑制细胞有氧呼吸，使ATP的生成减少或消失。
6．科学家在研究“S”形种群增长模型的过程中不断改进，引入“种群增长所必需的起始数量M”这一系数。下图为改进前后种群大小与种群增长率的关系，下列说法正确的是（　　）
A．模型改进前，种群增长率随种群数量增加而增大
B．模型改进后，种群大小保持在N时，有利于持续获得较大的捕获量
C．增加环境中的天敌数量，会使改进后种群的M点左移、K点右移
D．M点的种群增长率为0，当种群大于或小于M时，种群数量都会远离M
【答案】D
【知识点】种群数量的变化曲线
【解析】【解答】A、观察改进前的曲线可知，当种群数量较小时，种群增长率反而较高；随着种群数量不断增大，种群增长率呈下降趋势，因此并非随种群数量增大而增大，A错误；
B、在改进后的模型中，K点（环境容纳量）处种群增长率为零。N点对应的种群数量尚不足K/2，因此无法像在K/2附近那样获得持续的最大捕获量，B错误；
C、若增加环境中的天敌数量，则环境阻力加大，种群若要维持增长，所需的最小起始数量（M点）会向右移动；同时，环境所能承载的最大种群数量（K点）会降低，即向左移动，C错误；
D、在M点处，种群增长率为零。当种群数量小于M时，增长率为负值，种群趋于减少甚至灭亡，因此会远离M；当种群数量大于M时，增长率为正值，种群数量继续增加，同样会远离M，D正确。故答案为：D
【分析】1、在经典的逻辑斯蒂增长模型中，种群增长率（dN/dt）随种群数量（N）的变化呈倒“U”形曲线：当N很小时，增长率随N增加而上升；当N达到K/2时，增长率最大；之后随N继续增加，增长率逐渐下降，至N=K时降为零。但本题改进前的曲线显示，种群增长率从较低水平开始便随种群数量增大而持续下降，没有先升后降的阶段。这说明改进前的模型可能忽略了低密度下的促进效应（即Allee效应），直接呈现“增长率随数量增大而减小”的趋势。
2、在传统“S”形模型中，种群增长率在K/2处达到最大，此时种群增长最快，因此从理论上讲，将种群数量维持在K/2附近可以获得最大可持续捕获量。本题改进后的模型中，N点对应的是种群增长率尚未达到峰值的阶段（数量小于K/2），因此将种群大小保持在N点并不能获得最大或较大的持续捕获量。若要获得较大捕获量，应使种群维持在增长率较高的区域（通常靠近K/2附近），而非任意低于K/2的点。
3、M点代表种群增长所必需的起始数量，低于该数量时增长率为负，种群趋于灭绝。K点代表环境容纳量，是环境所能长期维持的最大种群数量。增加天敌数量会增大环境阻力，造成两方面影响：一方面，种群更难维持正增长，所需的最小起始数量会更高，因此M点应右移（增大）；另一方面，环境所能承载的最大种群数量会下降，因此K点应左移（减小）。
4、M点是改进后模型引入的重要系数，代表种群维持正增长所需的最小数量，在此点种群增长率为0。该点具有不稳定平衡点的性质：当种群数量小于M时，增长率为负值，种群数量会进一步下降，趋向灭绝，从而远离M；当种群数量大于M时，增长率为正值，种群数量会增加，向K值（环境容纳量）靠近，同样会远离M。因此，无论种群数量是小于M还是大于M，在缺乏人为干预的情况下，种群数量都会朝着远离M的方向变化，这正是M点作为“临界阈值”的生态学意义。
7．BG蛋白是催化脱落酸（ABA）合成的关键酶，TS蛋白促进IAA的合成。TS能与BG结合，降低BG的活性。拟南芥受到干旱胁迫时，TS基因表达下降，生长减缓。下列说法正确的是（　　）
A．BG蛋白主要存在于根冠细胞和萎蔫的叶片细胞中
B．ABA和IAA都是由植物体内分泌系统合成分泌的
C．干旱胁迫解除后，BG蛋白活性升高有利于植株正常生长
D．ABA能使气孔关闭，会降低干旱胁迫下拟南芥的存活率
【答案】A
【知识点】其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、脱落酸（ABA）主要在根冠和萎蔫的叶片等部位合成，而BG蛋白作为催化ABA合成的关键酶，自然也会主要分布在这些ABA合成细胞中，A正确；
B、植物体内没有专门的内分泌系统，植物激素由植物的特定部位产生，并不依赖于类似动物的内分泌系统来合成分泌，B错误；
C、干旱胁迫解除后，如果BG蛋白活性升高，会导致ABA合成增加，而ABA对植物生长具有抑制作用，反而不利于植株恢复正常生长，C错误；
D、ABA诱导气孔关闭，可以减少干旱条件下的水分蒸腾损失，从而有助于提高拟南芥在干旱胁迫下的存活率，D错误。
故答案为：A
【分析】1、ABA是一种重要的逆境激素，在干旱、低温、盐碱等胁迫条件下合成量增加。植物体内ABA的主要合成部位包括根冠（根尖的保护结构）和萎蔫的叶片（尤其是叶肉细胞和维管束鞘细胞）。BG蛋白作为催化ABA合成的关键酶，其分布与ABA合成部位高度一致，因此主要存在于上述细胞中。
2、动物体内存在专门的内分泌腺（如垂体、甲状腺、肾上腺等）和内分泌系统，负责激素的合成与分泌。但植物没有内分泌系统，植物激素是由植物体的特定部位（如分生组织、幼嫩叶片、根尖、果实等）通过代谢途径合成，然后通过胞间连丝、维管束或扩散等方式运输到作用部位。
3、ABA在干旱胁迫下积累，可诱导气孔关闭、抑制生长、促进衰老，有助于植物度过逆境。但当干旱胁迫解除后，植物需要从“防御模式”切换到“恢复生长模式”，此时应降低ABA水平，减少其对生长的抑制。BG蛋白活性升高会促进ABA合成，反而延长或加强ABA的作用，不利于植株恢复正常生长。因此，干旱解除后BG蛋白活性应该被适当抑制，而不是升高。
4、干旱胁迫下，植物面临的主要威胁是水分过度散失。ABA通过与保卫细胞膜上受体结合，激活一系列信号通路，导致钾离子外流、保卫细胞失水、气孔关闭，从而减少蒸腾作用，保持体内水分。这一反应是植物对干旱的重要适应性机制，能够提高植物在干旱条件下的存活率。
8．某科研团队利用基因工程技术改造里氏木霉（工业上生产纤维素酶的重要菌株），用于生产人源溶酶体酶，流程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　）
A．敲除内源纤维素酶基因的目的是避免发酵产物被降解
B．配制转基因里氏木霉的培养基时应用纤维素作为碳源
C．改造里氏木霉蛋白质分泌途径可以提高目标产物的分泌效率
D．用大肠杆菌代替里氏木霉获得的目标产物分子结构完全相同
【答案】C
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；培养基的制备；发酵工程的应用
【解析】【解答】A、纤维素酶的作用底物是纤维素，而人源溶酶体酶属于蛋白质，不会被纤维素酶降解。敲除内源纤维素酶基因的目的是为了减少不相关蛋白的表达，从而节约细胞内的表达资源，同时避免纤维素酶作为杂质对后续目标产物的纯化造成干扰，A错误；B、由于该里氏木霉的纤维素酶基因已被敲除，它无法合成纤维素酶，也就不能分解和利用培养基中的纤维素作为碳源，因此培养基中不宜使用纤维素作为碳源，B错误；
C、对里氏木霉的蛋白质分泌途径进行改造，可以使其在合成目标蛋白后更高效地将其分泌到细胞外部，从而提高目标产物的分泌效率，也有利于后续的分离和纯化操作，C正确；
D、大肠杆菌属于原核生物，缺乏内质网和高尔基体等细胞结构，无法对真核来源的溶酶体酶（人源蛋白）进行正确的折叠和加工修饰，因此其获得的目标产物在空间结构上与里氏木霉（真核菌株）合成的产物存在差异，D错误。
故答案为：C
【分析】1、纤维素酶的作用底物是纤维素，不会降解作为蛋白质的人源溶酶体酶。敲除内源纤维素酶基因的主要目的是：① 减少不相关蛋白（纤维素酶）的表达，将细胞内的表达资源集中用于目标产物合成；② 避免纤维素酶作为杂质混入发酵产物中，增加后续纯化难度。
2、里氏木霉天然能够合成纤维素酶，用于分解纤维素获取碳源。但本实验中已通过基因工程技术敲除了纤维素酶基因，导致该菌株丧失了分解纤维素的能力。若培养基中使用纤维素作为唯一或主要碳源，转基因里氏木霉将无法利用，生长受到限制。因此，应选择葡萄糖等可直接利用的碳源进行培养。
3、里氏木霉作为真核微生物，具有完整的分泌系统（内质网→高尔基体→囊泡运输→胞外）。但天然状态下，分泌途径的效率可能不足以满足外源蛋白的高效生产。通过基因工程手段改造分泌途径中的关键蛋白（如分子伴侣、囊泡运输相关蛋白），可以：增强蛋白质的正确折叠与修饰；加快囊泡运输与胞吐过程；减少分泌途径中的瓶颈，从而显著提高目标产物（人源溶酶体酶）的分泌效率，便于从培养液中直接收集产物。
4、人源溶酶体酶是真核蛋白，其正确的功能依赖于特定的翻译后修饰，例如：糖基化修饰（在特定天冬酰胺残基上连接糖链）；二硫键的正确形成；蛋白水解加工等。大肠杆菌是原核生物，缺乏内质网、高尔基体等细胞器，无法进行真核类型的糖基化等修饰，因此其表达的产物在空间结构和功能上可能与天然蛋白存在显著差异。而里氏木霉作为真核生物，能够更接近地模拟人源的蛋白加工系统。因此，两种宿主获得的产物分子结构（尤其是高级结构）并不完全相同。
9．在森林群落中，雷击、火灾等自然干扰易导致林木死亡而形成林窗空缺斑块。若无持续干扰，斑块可恢复原群落状态；也可能发生抽彩式定居——周边物种随机侵入斑块，先占据空间的物种成为该斑块优势种。下列相关叙述错误的是（　　）
A．抽彩式定居形成的斑块优势种会影响群落种间关系
B．无干扰斑块群落恢复和抽彩式定居都属于次生演替
C．抽彩式定居中物种随机入侵定居不改变物种生态位
D．林窗斑块随机形成可以打破物种对资源的长期垄断
【答案】C
【知识点】群落的演替；种间关系；当地自然群落中若干种生物的生态位
【解析】【解答】A、优势种对群落的结构特征和内部环境具有决定性影响。抽彩式定居导致不同物种成为优势种后，会改变群落内物种之间的资源利用方式与相互作用关系，从而影响群落的种间关系，A正确；
B、次生演替是指在原有土壤条件基本保留，甚至仍有植物种子或其他繁殖体存在的条件下发生的演替过程。林窗仅因林木死亡而形成，原有土壤和繁殖体均未完全丧失，因此无论是无干扰情况下的群落恢复，还是抽彩式定居，都属于次生演替，B正确；
C、生态位是指一个物种在群落中所处的地位和作用，涵盖其占据的空间、利用的资源以及与其他物种的关系等。在抽彩式定居过程中，随机入侵的物种若成为优势种，会改变群落内的资源分配格局和种间关系，从而可能导致其他物种的生态位发生变化，C错误；
D、林窗斑块形成后，原先在资源竞争中占据优势、垄断资源的个体被清除，周边物种有机会入侵并在此定居，这可以有效打破原有物种对资源的长期垄断，D正确。
故答案为：C
【分析】1、优势种是群落中对群落结构和内部环境起决定性作用的物种，其种类和数量变化会直接影响群落的资源分配、空间占据以及物种之间的相互作用（如竞争、捕食、共生等）。抽彩式定居使不同的物种随机成为优势种，意味着群落内主导种间关系的物种发生了改变，从而必然会影响原有的种间关系格局。
2、次生演替是指原有植被虽已破坏，但土壤条件基本保留，甚至仍保留有植物种子、根系或其他繁殖体的地段上发生的演替过程。林窗是由林木死亡形成的空缺，原有土壤结构、养分条件以及种子库、萌发源等均未遭到根本性破坏。因此，无论是无干扰情况下的自然恢复（原有物种重新生长占据），还是抽彩式定居（外来物种随机侵入并占据），都是在原有土壤和繁殖条件基础上的演替，属于次生演替。
3、生态位是一个物种在群落中所处的地位和角色，包括其利用的空间、资源、活动时间以及与其他物种的关系等。生态位并非固定不变，而是会随着群落环境、资源分布和种间关系的变化而发生生态位位移。抽彩式定居中，随机入侵的物种一旦成为优势种，会改变群落内的资源分配格局，可能迫使原有物种调整其对资源的利用方式（如转向利用不同食物、不同空间或不同活动时间），从而导致其生态位发生改变。
4、在没有干扰的情况下，竞争力强的物种可能会长期垄断关键资源（如光照、空间、水分等），抑制其他物种的生长和更新，导致群落多样性下降。林窗作为随机发生的自然干扰，通过清除原有垄断物种的个体，创造出资源重新分配的机会，使周边其他物种能够侵入并定居。这种机制打破了原有物种对资源的长期独占，促进了物种共存和群落多样性的维持。
10．天冬氨酸转氨甲酰酶（ATCase）是嘧啶合成途径的关键酶，由催化亚基和调节亚基组成，效应物ATP、CTP可竞争性结合其调节亚基，进而影响酶活性。在相同反应体系中分别加入等量ATP、CTP后，测定反应速率随底物浓度变化的曲线如图。下列叙述错误的是（　　）
A．CTP与ATP竞争结合调节亚基，可降低ATCase对底物亲和力
B．底物浓度相同且反应平衡时，加入CTP组的生成物总量最少
C．调节亚基缺失后，效应物对酶活性的调节作用完全消失
D．底物浓度较高时，效应物对反应速率的调节效应更加明显
【答案】B
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、与加入ATP的实验组相比，加入CTP后反应速率显著下降，这说明CTP通过与调节亚基结合，降低了ATCase对底物的亲和力，从而抑制了酶的活性，A正确；
B、酶的作用是加速反应达到平衡，但不能改变反应的平衡点。在起始底物浓度相同的情况下，无论酶活性高低，最终达到平衡时生成物的总量仅由底物初始总量决定。CTP虽然减慢了反应速率，但不会减少最终生成物的总量，B错误；
C、根据题干信息，ATP和CTP作为效应物，是通过与调节亚基结合来影响酶活性的。如果调节亚基缺失，效应物便无法结合，也就失去了对酶活性的调节能力，C正确；
D、从图中曲线可以看出，在底物浓度较低时，三组之间的反应速率差异较小；随着底物浓度升高，三组之间的差异逐渐增大，说明在较高底物浓度下，效应物对反应速率的调节作用更加明显，D正确。
故答案为：B
【分析】1、ATCase是一个典型的别构酶，由催化亚基和调节亚基组成。ATP和CTP作为效应物，通过与调节亚基结合，改变催化亚基的空间构象，从而影响酶对底物的亲和力。从曲线可知，加入CTP后反应速率明显低于加入ATP组，说明CTP结合后使酶对底物的亲和力下降，酶活性受到抑制。这是嘧啶合成途径中反馈抑制的典型机制（CTP为终产物，抑制自身合成）。
2、酶作为生物催化剂，其作用是降低反应活化能，从而加快反应达到平衡的速度，但不能改变反应的平衡常数和平衡点。在起始底物浓度相同的条件下，无论酶活性高低、有无效应物，反应最终达到平衡时，生成物的总量由底物的初始总量和反应的热力学性质决定，与酶活性无关。CTP虽然抑制了ATCase活性，使反应速率变慢，但只要反应时间足够长，最终生成的产物总量应与对照组相同。
3、在别构酶中，调节亚基是效应物结合的位点，效应物通过结合调节亚基诱导酶构象变化，从而实现对催化活性的调控。如果调节亚基缺失，效应物失去了结合靶点，无法诱导酶的构象变化，因此对酶活性的调节作用将完全消失，催化亚基本身可能仍保留一定的催化活性，但不再受效应物的调控。
4、从图中曲线可知，在底物浓度较低时，三组（对照组、加ATP组、加CTP组）的反应速率差异较小；随着底物浓度升高，三组之间的反应速率差异逐渐拉大。这是因为在低底物浓度下，酶分子大多未被底物饱和，反应速率主要由底物浓度决定，效应物的调节作用相对受限；在高底物浓度下，酶趋于底物饱和，此时效应物对酶构象的调节作用更能充分体现，从而对反应速率产生更明显的差异影响。
11．2025年广汉三星堆半程马拉松暨“跑遍四川”德阳站顺利开跑，数千名跑者在赛道上展现运动风采。下图为马拉松运动员在比赛前后生命活动调节的部分过程。下列叙述正确的是（　　）
A．比赛中运动员血糖下降，下丘脑通过交感神经促进胰岛A细胞分泌激素a
B．运动员大量出汗导致激素d分泌增加，促进肾小管和集合管对水分的重吸收
C．运动员突遇寒风，激素c分泌增加以促进甲状腺分泌激素d属于条件反射
D．运动员听到发令枪声后心跳和呼吸加快，该反射弧的效应器是心肌和呼吸肌
【答案】A
【知识点】反射弧各部分组成及功能；体温平衡调节；水盐平衡调节；血糖平衡调节
【解析】【解答】A、比赛过程中，由于剧烈运动导致血糖消耗加速，血糖浓度下降。此时下丘脑通过交感神经作用于胰岛A细胞，促使胰岛A细胞分泌胰高血糖素（激素a），该激素能够促进肝糖原分解及非糖物质转化为葡萄糖，从而升高血糖，A正确；
B、运动员大量出汗会导致细胞外液渗透压升高，此时由下丘脑合成、垂体释放的抗利尿激素（图中应为激素b）分泌增加，作用于肾小管和集合管，促进其对水分的重吸收，B错误；
C、突然遭遇寒风刺激时，下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素（激素b）增多，进而促进垂体分泌促甲状腺激素（激素c），再作用于甲状腺使其分泌甲状腺激素（激素d），这一调节过程属于非条件反射，是机体先天具备的反射形式，C错误；
D、运动员听到发令枪声后心跳和呼吸加快，该反射弧的效应器应是传出神经末梢及其所支配的心肌和呼吸肌，D错误。
故答案为：A
【分析】1、剧烈运动时，肌肉对葡萄糖的摄取和利用显著增加，导致血糖浓度下降。下丘脑中的血糖感受器兴奋，通过交感神经直接支配胰岛A细胞，促使其分泌胰高血糖素（激素a）。胰高血糖素作用于肝脏，促进肝糖原分解和糖异生，使血糖回升。这一过程体现了神经调节对激素分泌的快速调控。
2、大量出汗会导致机体失水多于失盐，引起细胞外液渗透压升高，刺激下丘脑渗透压感受器，促使下丘脑合成、垂体后叶释放的抗利尿激素（ADH）分泌增加，ADH作用于肾小管和集合管，增强其对水的重吸收，减少尿量。根据题干图示，激素b通常代表促甲状腺激素释放激素或抗利尿激素，激素d为甲状腺激素。
3、突遇寒风导致的寒冷反应是生来就有的、先天性的反射活动，不需要后天学习和训练，因此属于非条件反射。其反射过程为：寒冷刺激→冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出信号→下丘脑分泌TRH（激素b）→垂体分泌TSH（激素c）→甲状腺分泌甲状腺激素（激素d）→产热增加。
4、效应器是指传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体。在听到发令枪声导致心跳和呼吸加快的反射中，传出神经末梢分别支配心肌（引起心跳加快）和呼吸肌（引起呼吸加深加快）。因此，效应器是传出神经末梢及其所支配的心肌和呼吸肌。
12．科研人员开展了芥菜和埃塞俄比亚芥杂交实验，杂种经多代自花传粉选育，后代育性达到了亲本相当的水平。下图中L、M、N表示3种不同的染色体组。下列相关叙述正确的是（　　）
A．两亲本为二倍体，F1为四倍体
B．F1两个M染色体组能稳定遗传给后代
C．F1减数分裂Ⅰ中期有13个四分体
D．F1产生的配子染色体组成为LM和MN
【答案】B
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体
【解析】【解答】A、根据题干信息，L、M、N代表三个不同的染色体组，两亲本和F1均含有四个染色体组，并且都是由受精卵发育而来，因此都属于四倍体，A错误；
B、从选育后代的染色体组成来看，F1在产生配子时可能形成M、LM、MN、LMN等多种类型的配子，但在所有后代中都能稳定继承两个M染色体组，说明F1中的两个M组能够稳定遗传给后代，B正确；
C、四分体是减数分裂Ⅰ前期同源染色体发生联会时形成的结构。由于L组与N组之间没有同源关系，无法联会形成四分体；只有两个M组之间存在同源关系，能够联会形成四分体，其数目应为8个，C错误；
D、从F1的染色体组成（L、M、M、N）来看，它可能产生多种配子类型，如M、LM、MN、LMN等，并不仅限于LM和MN两种，D错误。
故答案为：B
【分析】1、题干明确指出L、M、N代表3个不同的染色体组，图中显示两亲本的染色体组成分别为LLMM和MMNN，均含有4个染色体组，因此两个亲本都是四倍体。F1的染色体组成为LMMN，也含有4个染色体组，同样为四倍体。
2、从图中选育后代的染色体组成（如LLMM、MMNN等）可以看出，所有后代个体都含有两个M染色体组，说明F1的两个M组能够完整、稳定地传递给后代。这是因为在减数分裂过程中，两个M组作为同源染色体组能够正常配对和分离，保证了M组的完整性。
3、四分体是减数分裂Ⅰ前期同源染色体两两联会形成的结构，每个四分体包含一对同源染色体。F1的染色体组成为LMMN，其中：L组与N组之间没有同源关系，无法联会，不形成四分体；只有两个M组之间存在同源关系，它们可以联会形成四分体。两个M组共包含多少条染色体，就会形成多少个四分体（通常每组染色体数目相等，若每组含8条，则形成8个四分体）。
4、F1的染色体组成为LMMN，在减数分裂过程中，染色体组可以多种方式分离进入配子。可能产生的配子类型包括：M（单独一个M组）、LM（L与一个M组组合）、MN（M与N组组合）、LMN（L、一个M组和N组组合）。因此，配子类型不止LM和MN两种。
13．Treg细胞是一类具有显著免疫抑制作用的T细胞亚群，Treg抑制T细胞的调节机制如图1所示（CD39和CD73为细胞表面蛋白）。体液中的乳酸会影响免疫反应，乳酸对这两类细胞的影响如图2所示。即使氧气供应充足，癌细胞也主要进行无氧呼吸。下列说法错误的是（　　）
A．Treg细胞膜上的CD39、CD73具有水解酶的活性
B．癌细胞产生的乳酸可以抑制T细胞助其免疫逃逸
C．风湿性心脏病患者体内的Treg细胞数量相较于正常人显著增多
D．腺苷、抑制性细胞因子和颗粒酶B抑制T细胞的机理可能不同
【答案】C
【知识点】免疫功能异常
【解析】【解答】A、根据图1，Treg细胞通过CD39将ATP或ADP水解为AMP，再通过CD73将AMP水解为腺苷，而腺苷具有免疫抑制作用，这说明CD39和CD73都具备水解酶的功能，A正确；
B、从图2可以看出，与对照组相比，乳酸对Treg细胞的分裂指数几乎没有影响，但随着乳酸浓度升高，T细胞的分裂指数逐渐下降，即乳酸可以抑制T细胞增殖。因此可以推测，癌细胞通过无氧呼吸产生的乳酸有助于抑制T细胞功能，从而帮助自身实现免疫逃逸，B正确；
C、Treg细胞是一类发挥免疫抑制作用的T细胞亚群，而风湿性心脏病属于自身免疫病，其特点是免疫系统过度攻击自身组织，通常与抑制性调节功能减弱有关。因此，这类患者体内的Treg细胞数量往往比正常人少，C错误；
D、根据图1，Treg细胞通过三种途径抑制T细胞：分泌腺苷（作为抑制信号）、释放抑制性细胞因子（如IL-10、TGF-β）以及利用颗粒酶B诱导T细胞凋亡。这三种方式的机制不同，D正确。
故答案为：C
【分析】1、根据图1，Treg细胞通过膜蛋白CD39将ATP或ADP水解为AMP，再通过CD73将AMP水解为腺苷。这两个连续的水解反应说明CD39和CD73均具有水解酶活性，属于胞外核苷酸酶。最终产物腺苷可通过结合T细胞上的腺苷受体，抑制T细胞功能。
2、即使在氧气充足的情况下，癌细胞仍主要依赖无氧呼吸产生大量乳酸，这种现象称为Warburg效应。图2显示，乳酸对Treg细胞增殖无明显影响，但能显著抑制T细胞的分裂指数，即抑制T细胞的增殖和功能。T细胞是抗肿瘤免疫的主要执行者，其功能被乳酸抑制后，癌细胞更容易逃避免疫系统的攻击。
3、风湿性心脏病是一种自身免疫病，其本质是免疫系统错误地攻击自身组织（如心脏瓣膜）。Treg细胞的主要功能是抑制免疫反应，维持免疫耐受，防止自身免疫反应的发生。在自身免疫病患者体内，Treg细胞的数量或功能通常降低，而不是升高。若Treg细胞显著增多，免疫抑制增强，反而不易发生自身免疫病。
4、根据图1，Treg细胞通过三种方式抑制T细胞：①腺苷：通过结合T细胞上的腺苷受体，激活胞内cAMP通路，抑制T细胞活化；②抑制性细胞因子（如IL-10、TGF-β）：通过受体介导的信号通路，抑制T细胞增殖和效应功能；③颗粒酶B：通过进入T细胞，激活caspase通路，诱导T细胞凋亡。这三种方式的作用靶点和信号通路不同，因此抑制机理不同。
14．癌细胞在完成DNA复制后遭遇DNA损伤等应激，会导致其停滞在分裂期前即G2期，随后退出G2期并进行第二轮DNA复制，诱发全基因组加倍（WGD），促进肿瘤发展。用应激诱导剂和乳腺癌细胞进行图1实验，APC蛋白在细胞分裂后期被激活，通过降解抑制DNA复制的M蛋白，使细胞退出分裂期，启动新一轮的复制。研究者推测应激处理会诱导癌细胞中APC在G2期提前激活，为验证该推测，进行图2实验。下列说法错误的是（　　）
A．与正常细胞相比，癌细胞的遗传物质发生了改变
B．与分裂期相比，G2期细胞具有完整的核膜、核仁
C．图2中G2期荧光强度高于对照组，证明推测成立
D．若成功诱导WGD，实验组将出现DNA为8C的细胞
【答案】C
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义；癌细胞的主要特征
【解析】【解答】A、与正常细胞相比，癌细胞往往存在基因突变、染色体结构或数目异常等遗传物质的改变，即使不考虑全基因组加倍（WGD）现象，其遗传物质也已在多次分裂中发生改变，A正确；
B、G2期属于细胞周期的间期阶段，此时核膜和核仁仍然保持完整；而在分裂期（尤其是前期）开始后，核膜和核仁会逐渐解体，B正确；
C、根据推测，应激处理会导致APC在G2期提前激活，从而降解M蛋白。因此，实验组G2期细胞中的M蛋白含量应低于对照组，相应的荧光强度也应低于对照组。若图2显示实验组G2期荧光强度高于对照组，则与推测不符，无法证明推测成立，C错误；
D、在正常情况下，细胞在G1期DNA含量为2C，完成复制后进入G2/M期为4C。若成功诱导全基因组加倍（WGD），细胞会进行第二轮DNA复制，使DNA含量进一步增加至8C，因此实验组中应当会出现DNA含量为8C的细胞，D正确。
故答案为：C
【分析】1、癌细胞区别于正常细胞的核心特征之一是遗传物质的不稳定性，包括基因突变、染色体数目异常（非整倍体）、染色体结构畸变（易位、缺失、扩增等）。即使不经历全基因组加倍（WGD）过程，癌细胞在多次分裂过程中也会积累大量遗传改变。
2、细胞周期分为间期（G1、S、G2）和分裂期（M期，包括前期、中期、后期、末期）。在G2期（间期最后阶段），核膜和核仁仍然完整，DNA已完成复制但尚未开始凝缩。进入分裂期前期后，核膜开始解体、核仁消失，到末期才重新形成。
3、题干推测是“应激处理会诱导癌细胞中APC在G2期提前激活”。APC激活后会降解M蛋白（抑制DNA复制的蛋白）。因此，若推测成立，实验组（应激处理组）在G2期的M蛋白含量应低于对照组，对应的荧光强度也应是实验组低于对照组。图2结果显示实验组G2期荧光强度高于对照组，意味着M蛋白含量更高，与推测相反，因此无法证明推测成立。
4、在正常细胞周期中，G1期细胞DNA含量为2C（代表一套基因组的含量），S期完成复制后进入G2/M期为4C。全基因组加倍（WGD）意味着细胞在不进行分裂的情况下再次完成DNA复制，使基因组含量翻倍，因此会出现DNA含量为8C的细胞。这是判断WGD是否发生的典型标志之一。
15．RNA干扰是真核生物中普遍存在的基因表达调控机制，miRNA和siRNA是介导RNA干扰的两类关键小分子RNA。miRNA由基因组内源DNA编码产生，经Dicer加工后成熟，siRNA主要来源于外来异源双链RNA（dsRNA），二者经不同加工路径后发挥作用。据图分析，以下叙述正确的是（　　）
A．①过程需要解旋酶、RNA聚合酶及核糖核苷酸
B．miRNA在核内加工成熟后经③过程导致翻译终止
C．病毒经④过程实现宿主基因沉默，不利于病毒的生存和繁殖
D．miRNA和siRNA调控基因的表达属于表观遗传的具体机制之一
【答案】D
【知识点】遗传信息的转录；遗传信息的翻译；表观遗传；基因表达的调控过程；基因的表达综合
【解析】【解答】A、①过程表示转录，该过程以DNA为模板合成RNA，需要RNA聚合酶和核糖核苷酸，但不需要解旋酶（解旋酶参与DNA复制），A错误；
B、miRNA在细胞核内经过Dicer等酶初步加工后，还需要转运到细胞质中进行进一步加工，才能形成成熟的双链miRNA，B错误；
C、病毒通过④过程（即形成siRNA并与靶mRNA结合）诱导宿主基因沉默，这有助于抑制宿主防御相关基因的表达，从而为病毒的生存和繁殖创造有利条件，C错误；
D、表观遗传是指在DNA序列不发生改变的情况下，基因表达发生可遗传变化的现象。miRNA和siRNA通过在转录后水平调控基因表达（如降解mRNA或抑制翻译），不改变DNA序列，因此属于表观遗传的具体调控机制之一，D正确。
故答案为：D
【分析】1、①过程为由DNA转录出RNA的过程，需要RNA聚合酶催化磷酸二酯键的形成，并以核糖核苷酸为原料。解旋酶主要参与DNA复制（解开DNA双链），在转录过程中，DNA双链的局部解旋由RNA聚合酶自身或辅助因子完成，不需要解旋酶。
2、miRNA由基因组内源DNA编码，初始转录产物（pri-miRNA）在细胞核内由Drosha酶加工为pre-miRNA，随后被转运至细胞质，由Dicer进一步加工为成熟的双链miRNA。成熟miRNA与RISC复合物结合，通过与靶mRNA不完全配对，主要抑制翻译过程（而非直接导致翻译终止的完全阻断），或诱导mRNA降解。
3、④过程表示外源dsRNA（如病毒复制中间体）被Dicer切割为siRNA，进而与RISC结合、切割同源mRNA，实现基因沉默。这一机制是宿主抵抗病毒入侵的防御系统。但许多病毒演化出了抑制或利用宿主RNAi的策略：例如，病毒通过产生siRNA沉默宿主防御相关基因，反而有利于自身生存和繁殖。
4、表观遗传是指在DNA序列不发生改变的情况下，基因表达发生可遗传的变化。其机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑，以及非编码RNA（如miRNA、siRNA、lncRNA）介导的基因表达调控。miRNA和siRNA通过转录后水平（mRNA降解、翻译抑制）调控基因表达，不改变DNA序列，且某些RNA干扰效应可在细胞分裂中传递，符合表观遗传的特征。
16．莠去津（ATZ）是一种广泛应用于玉米田的除草剂，其在土壤中残留会对后茬敏感作物（如烟草）造成毒害。研究表明，ATZ通过抑制光合系统Ⅱ（PSII）的电子传递，干扰植物的正常光合作用。为探索绿色缓解措施，科研人员使用褐藻寡糖（AOS）进行干预研究。
实验设计：以云烟87烟草为材料，设3组：CK（清水）、T1（ATZ+清水）、T2（ATZ+AOS）。处理28天后，测定相关指标。
结果1：光合与生长参数
处理 净光合速率（Pn）（μmol·m-2·s- ） 气孔导度（Gs）（mol·m-2·s- ） 胞间CO2浓度（Ci）（μmol·mol- ） 总根长（cm）
CK 0.77 0.12 325.60 479.94
T1 0.46 0.11 307.43 121.40
T2 1.57 0.31 306.07 242.00
结果2：基因表达谱分析
与T1组相比，T2组叶片中“光合作用—天线蛋白”代谢通路被显著激活，该通路包含的Lhca和Lhcb等基因家族编码捕光色素蛋白复合体，其表达量明显上调。
结果3：根系表型
根据所学知识及题干信息回答下列问题：
（1）ATZ直接抑制PSII的电子传递，会阻碍光反应中　 　和　 　的合成，进而导致暗反应的　 　过程因缺乏能量和还原剂而受阻。
（2）分析“结果1”中的数据，可判断：气孔因素　 　（填“是”或“不是”）AOS改善光合作用的主要原因。判断依据是　 　。
（3）结合“结果2”和“结果3”，从分子层面和器官层面分析AOS缓解莠去津对烟草毒害的作用机制，在分子层面：　 　；在器官层面：　 　。
【答案】（1）ATP；NADPH；C3的还原
（2）不是；Pn显著升高而Ci无显著变化，说明光合速率的提高主要不是由于气孔开度增大导致CO2供应改善造成
（3）通过上调光合作用—天线蛋白（或捕光色素蛋白复合体）相关基因表达，直接提高光能捕获效率；通过促进根的生长，间接改善水分和矿质营养的吸收
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）ATZ直接抑制PSII的电子传递，会导致光反应中ATP和NADPH的合成受阻。这两种物质是暗反应进行所必需的能量来源和还原剂，因此暗反应中C3的还原过程也会受到抑制。
（2）气孔因素不是AOS改善光合作用的主要原因。判断依据：从结果1的数据可以看出，T2组的净光合速率（Pn）相比T1组显著提高，但胞间CO2浓度（Ci）却与T1组基本持平，没有明显升高。如果气孔因素是主导因素，气孔导度升高应带来胞间CO2浓度的明显增加，而实际情况并非如此，因此说明光合作用的提升主要不是由气孔导度变化引起的。
（3）分子层面：根据结果2，AOS处理后，与“光合作用—天线蛋白”通路相关的基因（如Lhca、Lhcb）表达量明显上调，这些基因编码捕光色素蛋白复合体，能够增强光能的捕获与传递效率，从而直接缓解ATZ对光反应的抑制。器官层面：从结果3的根系表型及总根长数据来看，T2组的总根长远大于T1组，说明AOS能够促进根系的生长发育，增强根系对水分和矿质营养的吸收能力，从而间接缓解ATZ对烟草整体生长的毒害作用。
【分析】1、光合作用的光反应中，PSII利用光能裂解水，释放电子，电子沿电子传递链传递，驱动ATP合成酶合成ATP，并最终将电子传递给NADP+生成NADPH。这两种物质为暗反应提供能量和还原剂，用于将3-磷酸甘油酸（C3）还原为三碳糖（C3的还原）。ATZ抑制PSII电子传递，会直接阻断ATP和NADPH的生成，从而间接导致暗反应中C3的还原受阻，有机物合成下降。
2、光合速率受气孔因素（CO2供应）和非气孔因素（如光合色素含量、酶活性、电子传递效率等）共同影响。若气孔因素是主要限制因素，则光合速率提高应伴随Ci显著升高（因为气孔开度增大，CO2进入增多）。从结果1数据看：T2组Pn（净光合速率）比T1组显著升高，但Ci与T1组几乎无差异，说明CO2供应并非限制因素，光合速率提升主要来源于非气孔因素（如捕光能力增强、电子传递恢复等）。因此，气孔因素不是主要原因。
3、结果2显示，T2组（ATZ+AOS）与T1组（ATZ alone）相比，“光合作用—天线蛋白”代谢通路被显著激活，其中Lhca和Lhcb基因家族（编码捕光色素蛋白复合体）表达量明显上调。捕光色素蛋白复合体负责捕获光能并传递给反应中心，其表达增强可以提高光能捕获与传递效率，部分补偿ATZ对PSII电子传递的抑制，从而在分子水平上缓解毒害。结果1和结果3显示，T1组（仅ATZ处理）总根长严重下降（从479.94 cm降至121.40 cm），而T2组（加AOS）总根长回升至242.00 cm，且根系表型图中T2组的根系发育明显优于T1组。根系的生长状况直接关系到水分和矿质元素的吸收能力。AOS通过促进根系生长发育，增强了烟草对水分和养分的吸收，从而在器官水平上改善了植株的整体营养状态，间接缓解了ATZ对光合作用及整体生长的抑制。
（1）光反应阶段，光系统Ⅱ的电子传递最终会合成ATP和NADPH，二者为暗反应提供能量和还原剂，用于三碳化合物（C3）的还原，因此ATZ抑制电子传递会阻碍ATP和NADPH合成，最终导致暗反应C3还原受阻。
（2）若气孔因素是AOS改善光合作用的主要原因，则AOS提升气孔导度后，会使胞间CO2浓度明显升高。根据表格数据，T2组净光合速率（Pn）远高于T1，但胞间CO2浓度（Ci）和T1几乎没有差异，说明气孔因素不是主要原因。
（3）分子层面：结果2显示AOS处理后，编码捕光色素蛋白的基因表达量上调，可增加捕光色素蛋白合成，恢复光反应电子传递，缓解ATZ对光合作用的抑制，直接提高光能捕获效率；
器官层面：结合总根长数据和根系表型，AOS处理后总根长远大于仅受ATZ毒害的T1组，说明AOS可以促进根系生长发育，提升根系吸收水分和矿质元素的能力，缓解ATZ对烟草的毒害。
17．中国“脑计划”将脑机接口（BCI）作为重点研究方向。渐冻症、脊髓损伤患者可通过植入大脑运动皮层的微电极采集神经元电信号，构建“大脑→解码器→电刺激设备→效应器”的人工通路，实现意念控制机械臂或自主运动。但微电极植入易引发免疫反应，影响信号采集稳定性。科研人员将未修饰微电极与PEG修饰微电极分别植入大鼠运动皮层，检测相关指标，结果如下表：
微电极类型 免疫反应相关检测结果 信号采集效率相关检测结果
PEG修饰微电极 植入部位组织纤维化程度更轻 记录信号的信噪比提高，记录寿命延长1.4倍
未修饰微电极（对照） 免疫细胞黏附扩散明显，炎症反应较重，组织纤维化程度高 信噪比低，记录寿命短
（1）动作电位在神经元的神经纤维上以　 　的形式传导。
（2）植入微电极引发的免疫反应中，树突状细胞　 　微电极上的相关抗原，随后将抗原—MHC复合体呈递给辅助性T细胞，辅助性T细胞表面的　 　发生变化，分泌细胞因子，刺激　 　细胞的增殖分化。
（3）检测结果表明，PEG修饰微电极相比未修饰微电极，在免疫反应和信号采集效率上存在明显优势。从免疫与信号传递两个角度分析，PEG修饰能提高BCI控制效果的原因是　 　。若要进一步利用脊髓损伤大鼠来探究“PEG修饰的BCI联合神经干细胞移植对脊髓损伤大鼠运动功能恢复和神经元恢复的影响”，请写出实验设计思路：　 　。
【答案】（1）局部电流
（2）摄取、加工处理；特定分子；B
（3）PEG修饰可减轻组织纤维化和炎症反应，降低免疫对神经元的损伤；同时提高神经信号信噪比，使信号采集更稳定，从而提高BCI控制效果；①将生理状态一致的脊髓损伤大鼠随机均分为甲、乙、丙三组（或甲、乙、丙、丁四组）；②甲组不做处理，乙组植入PEG修饰的BCI，丙组植入PEG修饰的BCI并移植神经干细胞。（或甲组不做处理，乙组植入PEG修饰的BCI，丙组移植神经干细胞，丁组植入PEG修饰的BCI并移植神经干细胞）③各组大鼠置于相同且适宜的环境中饲养，定期检测并记录各组大鼠的运动功能评分和神经元恢复情况。
【知识点】神经冲动的产生和传导；体液免疫
【解析】【解答】（1）动作电位在神经元的神经纤维上是沿着纤维以局部电流（也称电信号）的方式进行传导的。
（2）植入微电极后，树突状细胞首先摄取、加工处理附着在微电极上的相关抗原，然后将抗原—MHC复合体呈递给辅助性T细胞。辅助性T细胞被激活后，其表面的特定分子发生变化，并分泌细胞因子，进而刺激B细胞发生增殖和分化。
（3）从检测结果来看，PEG修饰一方面能减轻植入部位的组织纤维化和炎症反应，减少免疫反应对神经元造成的损伤；另一方面能提高记录信号的信噪比，使信号采集更加稳定，从而整体上提升了BCI的控制效果。探究“PEG修饰的BCI联合神经干细胞移植”对脊髓损伤大鼠影响的实验设计思路：
① 选取生理状态一致的脊髓损伤大鼠，随机平均分为三组（甲、乙、丙）或四组（甲、乙、丙、丁）；
② 甲组为空白对照组，不作任何处理；乙组植入PEG修饰的BCI；丙组植入PEG修饰的BCI并移植神经干细胞（若设四组，则丙组仅移植神经干细胞，丁组同时植入PEG修饰的BCI并移植神经干细胞）；
③ 将所有大鼠置于相同且适宜的环境中饲养，定期检测并记录各组大鼠的运动功能恢复评分以及神经元再生或修复情况。
【分析】1、树突状细胞作为专职抗原呈递细胞，通过摄取、加工处理微电极表面的抗原，将抗原肽与MHC复合物呈递到细胞表面。该复合物被辅助性T细胞（Th）识别后，Th细胞表面的特定分子（如CD40L等）发生变化，同时分泌细胞因子（如IL-4、IL-21等）。这些细胞因子作用于B细胞，促进B细胞增殖分化为浆细胞和记忆B细胞，参与体液免疫应答。这一过程是机体对外来植入物产生免疫排斥的重要环节。
2、PEG（聚乙二醇）是一种具有良好的生物相容性和抗蛋白吸附能力的聚合物。免疫角度：PEG修饰可减少免疫细胞（如巨噬细胞、中性粒细胞）的黏附与激活，减轻炎症反应和组织纤维化，从而保护植入部位的神经元免受过度的免疫损伤。信号采集角度：炎症和纤维化会形成电绝缘层或增加背景噪声，降低信噪比。PEG修饰减轻了这些不利因素，使记录到的神经信号更清晰（信噪比提高），同时延长微电极的有效记录寿命，从而提升BCI系统的控制稳定性和准确性。
（1）动作电位在体内神经元的神经纤维上以局部电流（或电信号）的形式传导。
（2）树突状细胞作为抗原呈递细胞通过摄取、加工处理微电极上的相关抗原，随后将抗原-MHC复合体呈递给辅助性T细胞，辅助性T细胞表面的特定分子发生变化，分泌细胞因子，细胞因子可刺激B细胞的增殖分化。
（3）根据题表可知：PEG修饰可减轻组织纤维化和炎症反应，降低免疫对神经元的损伤；同时提高神经信号信噪比，使信号采集更稳定，从而提高BCI控制效果，因此PEG修饰微电极相比未修饰微电极，在免疫反应和信号采集效率上存在明显优势。实验设计需遵循对照原则、单一变量原则和平行重复原则，根据实验目的并结合实验原则现将实验设计如下：①将生理状态一致的脊髓损伤大鼠随机均分为甲、乙、丙三组（或甲、乙、丙、丁四组）；②甲组不做处理，乙组植入PEG修饰的BCI，丙组植入PEG修饰的BCI并移植神经干细胞。（或甲组不做处理，乙组植入PEG修饰的BCI，丙组移植神经干细胞，丁组植入PEG修饰的BCI并移植神经干细胞）③各组大鼠置于相同且适宜的环境中饲养，定期检测并记录各组大鼠的运动功能评分和神经元恢复情况。
18．阅读以下材料，回答相关问题。
材料一：湿地生态系统在固碳方面功能突出，碳汇强度是指单位面积湿地在一定时间内吸收和固定二氧化碳的量。研究表明，水位变化是影响湿地碳汇强度的关键因素。
材料二：科研人员对莫莫格国家级自然保护区2013-2023年的水位与碳汇强度进行了监测。研究发现，水位变化通过影响湿地植物的光合作用和沉积有机质的分解过程，进而影响碳汇强度。
材料三：研究还发现，水位变化受气候因素（如气温、降水量）和人类活动（如水利工程）影响。气温升高会加剧蒸发导致水位下降，而降水量增加可直接抬升水位。人类活动通过改变区域水文格局间接影响碳汇功能。
结合上述材料与生态学原理，回答下列问题：
（1）湿地生态系统中的碳元素主要通过　 　（填生理过程）进入生物群落。
（2）根据材料和所学知识推测，湿地保护区水位与碳汇强度的变化趋势最可能呈现　 　（填“正相关”或“负相关”）的关系。当水位下降时，碳汇强度减弱的原因主要有①　 　；②　 　。
（3）除固碳功能外，湿地生态系统还具有　 　（答出2点）等生态功能。在生态工程的调控中，我们应遵循　 　原理，保障当地的生态、经济与社会协调发展。
（4）碳中和是指二氧化碳净零排放，结合本题信息和所学知识，为实现该目标，人类应该　 　（答出2点）。
【答案】（1）生产者的光合作用
（2）正相关；水位下降降低了湿地植物的光合作用，从而减弱二氧化碳固定能力；水位下降使沉积有机质暴露于氧气，好氧分解作用加强，加速有机质氧化释放二氧化碳。
（3）涵养水源、调节气候、净化水质、保护生物多样性；整体
（4）减少温室气体排放，减缓气温升高；植树造林、保护湿地生态系统，增强碳汇功能
【知识点】全球性生态环境问题；生态工程依据的生态学原理；生态系统的物质循环
【解析】【解答】（1）在湿地生态系统的碳循环中，碳元素从无机环境进入生物群落的主要途径是生产者的光合作用，通过该过程将大气中的二氧化碳转化为有机碳。
（2）根据材料分析，水位与碳汇强度之间最可能呈现正相关关系。原因在于较高水位有利于湿地植物的光合作用和有机质的长期保存。当水位下降时，碳汇强度会减弱，主要有两方面原因：① 光合作用减弱：水位下降使湿地植物生长受抑制，导致植物对二氧化碳的固定能力下降；② 有机质分解加快：原本被水淹没的沉积有机质暴露在空气中，好氧微生物分解作用增强，加速有机质氧化，释放出更多的二氧化碳。
（3）除固碳功能外，湿地生态系统还具有涵养水源、调节气候、净化水质、蓄洪防旱、保护生物多样性等生态功能。在生态工程的调控中，为实现生态、经济与社会协调发展，应遵循整体性原理。
（4）为实现碳中和（二氧化碳净零排放），结合本题信息和相关生态学知识，人类可采取以下措施：①减少碳排放：如减少化石燃料使用、提高能源利用效率、减缓气温升高；②增强碳汇能力：如植树造林、恢复和保护湿地生态系统等，提升自然系统对二氧化碳的吸收和固定能力。
【分析】1、在生态系统的碳循环中，碳元素以CO2形式存在于大气中，通过生产者的光合作用转化为有机物，进入生物群落。此外，化能合成作用也可固定CO2，但在湿地生态系统中光合作用是主要途径。2、水位较高时，湿地植物生长良好，光合作用强；同时淹水造成的缺氧环境抑制分解者活性，有机质分解慢，碳素以未分解形式储存于沉积物中，因此碳汇强度大。水位下降则相反，故二者呈正相关。水位下降导致碳汇减弱的机制：① 光合作用减弱：水位下降使部分植物暴露于干旱胁迫，生长受限，叶面积减少，光合速率降低，固定CO2的能力下降；② 有机质分解加快：水位下降使沉积物暴露于空气，氧气进入，好氧微生物（细菌、真菌）活跃，将有机质快速氧化分解为CO2释放回大气，减少碳的净储存。
3、湿地生态功能：湿地被称为“地球之肾”，具有涵养水源、调节径流、蓄洪防旱、净化水质、调节气候、维持生物多样性、提供栖息地等多种功能。整体性原理：生态工程建设中，要综合考虑自然、经济、社会的相互关系，保障三者协调发展。整体性原理强调生态系统与人类社会的统一，不能只追求生态效益而忽视经济效益和社会需求。
4、碳中和是指通过平衡二氧化碳排放量与去除量，实现净零排放。实现途径包括：①减少碳源（减排）：控制化石燃料使用、提高能源效率、发展清洁能源、减少工业生产排放、控制交通和农业排放等。材料中提示气温升高会加剧蒸发导致水位下降，因此减缓气候变暖本身也是减少生态系统碳损失的重要方面。②增加碳汇（增汇）：保护现有湿地、森林、草原等自然生态系统，恢复退化湿地，植树造林，改善土地管理，增强生态系统的固碳能力。材料中明确指出湿地碳汇强度受水位影响，因此合理调控水位也是增汇的具体手段。
（1）生态系统碳循环中，碳从无机环境进入生物群落最主要的途径就是生产者的光合作用。
（2）结合题干可知，水位通过影响光合作用和有机质分解影响碳汇强度：高水位环境更适合湿地植物生长，同时淹水缺氧会抑制分解者对有机质的分解，因此水位越高，碳汇强度越大，二者呈正相关。水位下降后，一方面湿生植物生长受抑制，降低了湿地植物的光合作用，从而减弱二氧化碳固定能力；另一方面水位下降使土壤通气性增加，分解者分解沉积有机质的速率加快，释放更多二氧化碳，因此碳汇强度减弱。
（3）湿地生态系统除固碳外，兼具涵养水源、净化水质、蓄洪防旱、调节气候、维持生物多样性等多种生态功能；生态工程中，兼顾生态、经济、社会三方协调发展，对应整体性原理。
（4）可以通过减少碳排放（如减少温室气体排放，减缓气温升高）；增加碳汇（如植树造林、保护湿地生态系统），实现碳中和。
19．天然橡胶（NR）是全球重要战略资源，但热带橡胶树供给受限。橡胶草可以在温带地区生长，其根部能合成NR。但细胞内的蔗糖会同时用于合成NR和菊粉。基因编辑技术为NR的高效供给提供了全新路径：研究人员利用CRISPR/Cas9技术敲除橡胶草中菊粉合成关键酶基因Tk1-SST和Tk1-FFT，使NR积累量翻倍。
结合材料及所学知识回答下列问题：
（1）CRISPR/Cas9系统中，负责特异性识别并结合靶基因的向导分子是　 　，该向导分子与靶基因结合区域最多含有　 　种核苷酸。
（2）敲除Tk1-SST和Tk1-FFT双基因后，橡胶草NR产量提升的代谢机制为：
敲除Tk1-SST和Tk1-FFT基因 → 　 　 → NR积累量显著增加
（3）为验证Tk1-SST基因敲除效果，科研人员提取橡胶草根部细胞DNA，用位于待敲除区域两侧的引物进行PCR扩增，电泳结果如下图所示。已知野生型扩增产物长度为1200bp，敲除成功后产物长度约为400bp。
据图判断，株系3最可能为　 　（填“纯合敲除”“野生型”或“嵌合体”），依据是　 　。若将该株系单独培养几代后，发现400bp条带逐渐增强而1200bp条带逐渐减弱，最可能的原因是　 　。
（4）与传统的将外源NR合成酶基因导入橡胶草基因组的技术相比，利用CRISPR/Cas9技术敲除内源菊粉合成基因以增产NR的优势在于　 　（答1点即可）。
【答案】（1）sgRNA；8
（2）其编码的酶无法合成，导致菊粉合成途径受阻，原本用于菊粉合成的蔗糖便更多流向天然橡胶的合成路径
（3）嵌合体；电泳结果同时出现1200bp（野生型）和400bp（敲除型）两种条带；成功敲除的细胞在培养过程中逐渐占据优势（或未敲除的细胞生长缓慢，被逐渐淘汰）
（4）仅对橡胶草自身基因进行精准编辑，不引入外源基因，生物安全性更高（或改造后的橡胶草不属于转基因生物，更易通过安全审批；或从源头阻断竞争通路，增产效果更直接高效）
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的应用
【解析】【解答】（1）在CRISPR/Cas9系统中，负责特异性识别并结合靶基因的向导分子是sgRNA（向导RNA）。该向导分子与靶基因结合的区域中，sgRNA由4种核糖核苷酸组成，靶基因由4种脱氧核苷酸组成，因此该区域最多包含8种不同的核苷酸。
（2）橡胶草细胞内蔗糖同时用于两条竞争性代谢途径：天然橡胶（NR）合成与菊粉合成。Tk1-SST和Tk1-FFT是菊粉合成途径的关键酶基因，敲除后导致菊粉合成受阻，菊粉途径对蔗糖的消耗减少。在蔗糖供应总量相对稳定的情况下，原本流向菊粉合成的蔗糖会更多地转向NR合成，从而显著提高NR的积累量。敲除Tk1-SST和Tk1-FFT双基因后，橡胶草NR产量提升的代谢机制为：敲除Tk1-SST和Tk1-FFT基因 → 其编码的酶无法合成，导致菊粉合成途径受阻，原本用于合成菊粉的蔗糖便会更多地流向天然橡胶的合成路径 → NR积累量显著增加。
（3）根据电泳结果判断，株系3最可能为嵌合体，依据是其电泳图中同时出现了1200bp（野生型条带）和400bp（敲除型条带）两种条带，说明同一个体内同时存在未敲除和成功敲除的细胞。若将该株系单独培养几代后，发现400bp条带逐渐增强而1200bp条带逐渐减弱，最可能的原因是成功敲除的细胞在培养过程中逐渐占据生长优势（或未敲除的细胞生长缓慢，被逐渐淘汰）。
（4）传统策略是将外源NR合成酶基因导入橡胶草，属于转基因生物，可能面临生物安全争议、外源基因整合位置不确定、基因漂移风险等问题。而CRISPR/Cas9敲除内源菊粉合成基因：不引入外源DNA，仅对自身基因进行敲除，不属于传统意义上的转基因生物，安全性评估更易通过；从源头阻断竞争代谢通路，增产效果更直接、更高效；遗传稳定性更高，不易发生外源基因沉默等现象。这些优势使其在产业化应用中具有更好的前景。因此与传统的将外源NR合成酶基因导入橡胶草基因组的技术相比，利用CRISPR/Cas9技术敲除内源菊粉合成基因以增产NR的优势在于：仅对橡胶草自身基因进行精准编辑，不引入外源基因，生物安全性更高（或：改造后的橡胶草不属于传统意义上的转基因生物，更易通过安全审批；或：从源头阻断竞争通路，增产效果更加直接高效）。
【分析】1、CRISPR/Cas9系统中，sgRNA（向导RNA） 通过碱基互补配对特异性识别并结合靶DNA序列。sgRNA由4种核糖核苷酸（A、U、C、G）构成，其结合的靶基因区域由4种脱氧核苷酸（A、T、C、G）构成，两者在结合区域虽通过碱基配对相互作用，但核苷酸种类不同，因此该区域最多含有8种不同的核苷酸分子。
2、引物设计：引物位于待敲除区域两侧，若基因未被敲除（野生型），扩增产物长度为1200 bp；若敲除成功，因缺失片段使产物缩短为400 bp。
3、嵌合体判断：株系3同时出现1200 bp和400 bp两条带，说明该植株体内同时存在未敲除的野生型细胞和成功敲除的突变型细胞，属于嵌合体（而非纯合敲除或纯合野生型）。多代培养后的条带变化：成功敲除的细胞可能在生长速率、代谢效率或适应性方面具有优势（如将更多蔗糖用于生长），在连续培养过程中逐渐取代未敲除的细胞，因此400 bp条带增强、1200 bp条带减弱。
（1）CRISPR/Cas9系统中，依靠sgRNA（向导RNA）通过碱基互补配对特异性识别结合靶基因；向导RNA的基本单位是4种核糖核苷酸，靶基因基本组成单位是4种脱氧核苷酸，所以结合区域最多含有8种不同的核糖核苷酸。
（2）根据题干信息，橡胶草细胞内的蔗糖同时用于合成NR和菊粉。敲除菊粉合成关键基因后，无法合成菊粉合成关键酶，菊粉合成被阻断，原本用于合成菊粉的蔗糖可转向用于NR合成，因此NR积累量升高。
（3）野生型只含正常基因，仅能扩增出1200bp条带；纯合敲除只含敲除后的基因，仅能扩增出400bp条带；株系3同时出现两种条带，说明同一个体中同时存在未敲除和敲除成功的细胞，符合嵌合体的特点；成功敲除的细胞在培养过程中逐渐占据优势（或未敲除的细胞生长缓慢，被逐渐淘汰），因此嵌合体培养多代后，400bp条带逐渐增强、1200bp条带逐渐减弱。
（4）导入外源基因的技术需要将外源DNA插入橡胶草基因组，可能引发生物安全问题、或插入位置干扰其他基因功能，而本方法是敲除自身内源基因，不需要引入外源基因，安全性更高，性状更稳定。（或改造后的橡胶草不属于转基因生物，更易通过安全审批；或从源头阻断竞争通路，增产效果更直接高效）
20．基因组印记是真核生物中普遍存在的遗传现象，基因的表达取决于其来自父方还是母方，该调控由染色体上一段称为印记控制区（ICR）的特定DNA序列的亲本特异性甲基化实现。ICR为顺式调控元件，仅影响同一条DNA分子上的连锁基因；减数分裂时同源染色体发生互换后，基因与ICR的连锁关系改变，基因表达状态由互换后所在染色体片段的亲本来源决定。
人类11号染色体上的等位基因A/a控制甲病，A为显性致病基因，a为正常基因，其表达受ICR调控：父源染色体上ICR甲基化会使A基因沉默，母源染色体上ICR未甲基化，A基因可正常表达，A/a与ICR紧密连锁，重组率为5%（重组率为互换后重组型配子占总配子数的比例）；2号染色体上的等位基因B/b控制乙病，其表达不受基因组印记影响。
现有一表型正常的男性，基因型为A父a母Bb，与基因型为aabb的女性婚配，两对基因均为完全显性，不考虑基因突变和染色体变异。请回答下列问题：
（1）乙病的遗传方式是　 　，判断依据是　 　。该男性含A基因但表型正常的原因是　 　。
（2）若不考虑A/a与ICR间的互换，该男性产生的、仅考虑A基因及其表达状态的配子类型及比例为　 　（注明基因来源与表达状态）。
（3）在考虑基因组印记正常，且存在5%重组率的情况下，该男性产生的、仅考虑A基因及其表达状态的配子类型及比例为　 　（注明基因来源与表达状态）。
（4）综上所述，该对夫妇的后代只患甲病的概率为　 　。
【答案】（1）常染色体隐性遗传；B/b基因位于2号染色体上，该男性基因型为Bb，但表型正常（不患病）；该男性所含A基因是位于父源染色体上，由于父源染色体上的ICR呈甲基化状态，父源A基因被印记沉默，因此该A基因不表达
（2）A父(被抑制)：a母(正常)=1：1
（3）A父(被抑制)：a母(正常)：a父(被抑制)：A母(正常)=19：19：1：1
（4）1.25%（或1/80）
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；表观遗传；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】（1）乙病的遗传方式为常染色体隐性遗传，判断依据是：控制乙病的B/b基因位于2号染色体上，该男性的基因型为Bb，但其表型正常（不患病），说明乙病为隐性遗传。A基因不表达的原因：该男性基因型为A父a母，虽携带显性致病等位基因A，但该A位于父源染色体上。父源染色体的印记控制区（ICR）为甲基化状态，使连锁的A基因沉默不表达；而母源ICR未甲基化，母源a正常表达但为正常等位基因。因此该男性表型正常。
（2）若不考虑A/a与ICR之间的互换，该男性仅考虑A基因及其表达状态时，产生的配子类型及比例为：A父（被抑制） ： a母（正常）= 1 ： 1。因为父源A始终与甲基化的ICR连锁而沉默，母源a始终与非甲基化的ICR连锁而正常表达，减数分裂时同源染色体分离，不产生重组配子。
（3）重组率5% 表示重组型配子占总配子的5%，亲本型占95%。亲本型配子：父源A甲基化ICR（A沉默）、母源a非甲基化ICR（a正常表达），各占47.5%。重组型配子：通过互换，A换到母源染色体（与未甲基化ICR连锁，A正常表达）、a换到父源染色体（与甲基化ICR连锁，a沉默），各占2.5%。
因此四种配子比例为：A父(被抑制)：a母(正常)：a父(被抑制)：A母(正常)=47.5：47.5：2.5：2.5=19：19：1：1。
（4）母亲基因型为aabb，只产生ab一种配子。后代只患甲病需同时满足：① 获得可表达的A基因：只有母源A（正常表达）能导致甲病，该配子占父亲配子的2.5% = 1/40；② 不患乙病：乙病为常隐，需获得父亲的b配子（Bb→b概率为1/2），且母亲的配子为ab（提供b，不提供B），子代基因型为bb，不患乙病。两对基因自由组合，概率为：(1/40) × (1/2) = 1/80 = 1.25%。
【分析】1、乙病遗传方式：B/b位于2号常染色体上，该男性基因型为Bb却不患病，说明b为隐性致病等位基因，乙病为常染色体隐性遗传病。
2、父源A与甲基化ICR紧密连锁（A被抑制），母源a与非甲基化ICR连锁（a正常表达）。不考虑互换时，同源染色体在减数分裂中正常分离，产生两种配子：A父（被抑制） 和 a母（正常表达），比例为1：1。
（1）控制乙病的B/b基因位于2号染色体上，该男性基因型为Bb，但表型正常（不患病），因此乙病为常染色体隐性遗传病。该男性所含A基因是位于父源染色体上，由于父源染色体上的ICR呈甲基化状态，父源A基因被印记沉默，因此该A基因不表达，所以该男性表型正常。
（2）不考虑交叉互换时，该男性基因型为A父a母，A始终连锁父源ICR（A沉默），a始终连锁母源ICR，减数分裂同源染色体分离，不考虑互换，产生两种配子及比例为A父(被抑制)：a母(正常)=1：1。
（3）重组率为5%，即重组型配子共占总配子的5%，亲本型共占95%。互换后，产生四种配子：亲本型为父源A（A沉默）、母源a，各占95%÷2=47.5%；重组型为母源A（A可表达，A换到母源ICR片段上）、父源a，各占5%÷2=2.5%，因此配子类型及比例为A父(被抑制)：a母(正常)：a父(被抑制)：A母(正常)=47.5：47.5：2.5：2.5=19：19：1：1。
（4）母亲基因型为aabb，只产生ab配子，后代表型完全由男性配子决定。只患甲病需要满足：①获得可表达的A（只有母源A可表达，占男性总配子的2.5%=1/40）；②不患乙病，即获得男性的b配子，Bb产生b配子的概率为1/2，两对基因自由组合，因此概率为1/40×1/2=1/80=1.25%。
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