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北京市第八十中学2025-2026学年高三下学期一模适应性练习生物试题
1．衣藻和大肠杆菌都是单细胞生物。下列有关二者的叙述正确的是（　　）
A．都以DNA作为遗传物质 B．都能通过有丝分裂的方式增殖
C．都有叶绿体，能进行光合作用 D．都有线粒体，能进行细胞呼吸
2．嗜盐厌氧菌的细胞膜上存在一种细菌视紫红质，吸收光能后空间结构改变，将H+运到细胞外，过程如下图。关于该过程的叙述错误的是（　　）
A．H+进出嗜盐厌氧菌细胞的方式相同
B．视紫红质功能异常细胞内的pH将降低
C．视紫红质既能吸收光能又可转运H+
D．H+浓度梯度可为ATP合成提供能量
3．下图为细胞死亡过程，关于凋亡和坏死的相关叙述正确的是（　　）
A．均是基因调控的自动结束生命的过程
B．死亡后均可被巨噬细胞吞噬清除
C．均有利于维持机体内环境的稳态
D．均只发生在衰老细胞中
4．Wolf-Hirschhorn综合征（WHS）是由于4号染色体短臂缺失造成的。某病患儿经检测发现4号染色体异常（如图），其他染色体正常。其父母无此疾病，父亲染色体正常，母亲存在8号与4号染色体相互易位现象。下列说法错误的是（　　）
A．WHS的症状是4号染色体基因数量减少所致
B．母亲染色体异常可能是通过家族遗传获得
C．这对夫妇无法再生染色体完全正常的孩子
D．上述检测需用到动物细胞培养和显微观察技术
5．当氨基酸充足时，蛋白质合成正常进行。当氨基酸匮乏时，蛋白质合成受抑制，调节机制如下图。相关叙述错误的是（　　）
A．tRNA与氨基酸的结合具有特异性
B．该调控过程发生在细胞质中
C．图中所示过程需要RNA聚合酶
D．该过程有利于维持细胞代谢稳态
6．月亮鱼是目前已报道的唯一“全身恒温”鱼类。月亮鱼的体温比周围海水温度高约，能够提高其神经传导能力。基于比较基因组学研究，发现月亮鱼基因组中多个基因发生了适应性变化，这些基因的适应性变化可能共同驱动了月亮鱼恒温性状的演化，下列相关叙述错误的是（　　）
A．月亮鱼新物种的形成经过染色体变异、选择及地理隔离三个基本环节
B．在自然选择的作用下，月亮鱼种群的基因频率会发生定向改变
C．对比月亮鱼与其他物种的基因序列，是研究它们进化关系的分子水平证据
D．“全身恒温”可能是自然选择的结果，有助于提升月亮鱼的捕食以及防御能力
7．声波在耳蜗内转化为压力波，使基底膜振动，导致毛细胞的静纤毛发生左右弯曲，并通过听神经向大脑发送信号，进而形成听觉（如图）。相关叙述错误的是（　　）
A．毛细胞可将机械信号转换为电信号
B．毛细胞释放递质使突触后膜电位由内正外负变为内负外正
C．声波刺激会改变传入神经纤维膜动作电位的频率
D．听神经或听觉中枢受损均可导致耳聋
8．血液中CO2浓度升高刺激颈动脉体的Ⅰ型细胞，由此引发的Ca2+内流促使神经递质释放，引起传入神经兴奋，最终使呼吸加深、加快。通过Ⅰ型细胞对信息进行转换和传递的通路如图所示。下列叙述不正确的是（　　）
A．CO2浓度升高时，Ⅰ型细胞内K+浓度升高，引发膜电位变化
B．若阻断Ⅰ型细胞的Ca2+内流，该通路对呼吸运动的调节效应增强
C．该通路中神经递质作用于传入神经，可使传入神经元胞内Na+浓度升高
D．机体通过Ⅰ型细胞维持CO2浓度相对稳定的过程存在负反馈调节
9．分别用不同浓度芸苔素和赤霉素处理杜仲叶片，然后测定叶片中的有效成分桃叶珊瑚苷含量，结果如下图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．实验中生长调节剂的浓度范围可以通过预实验确定
B．设置对照组是为了排除内源激素对实验结果的影响
C．与对照组相比，赤霉素在时起促进作用
D．与用芸苔素处理相比，杜仲叶片对赤霉素更加敏感
10．存活曲线描述了一组大约同时出生的个体的存活过程。下图为两个稳定型黑尾鹿种群的存活曲线。相关叙述错误的是（　　）
A．0～1年龄段的死亡率种群Ⅰ低于种群Ⅱ
B．种群Ⅰ中的个体寿命长的机会更大
C．高密度可加剧种内竞争使死亡率增加
D．种群Ⅱ中幼年个体占比很低而老年个体占比很高
11．鸭为杂食性水禽，可取食稻田杂草与小动物。研究人员探究稻鸭共作对稻田杂草的影响，结果如下表，下列叙述正确的是（　　）
组别 杂草密度（株/m2） 物种丰富度相对值 杂草相对优势度
常规区 40 12.0 0.247
稻鸭区 2.3 5.3 0.089
注：相对优势度表示植物在群落中的优势地位
A．稻鸭共作使稻田物种丰富度降低，自我调节能力增强
B．稻鸭共作减少杂草竞争，提升水稻对光能的利用率
C．鸭是次级消费者，在此生态系统中只属于第三营养级
D．稻鸭区物种丰富度降低，加快了稻田的能量循环利用
12．将纤维素、半纤维素预处理和酶解后，利用某大肠杆菌菌株发酵产乳酸的过程如图。阻断该菌株产乙酸（或乙醇）的代谢途径，构建了高产乳酸工程菌。相关叙述错误的是（　　）
A．需敲除乙酸（或乙醇）代谢途径中相关酶的基因
B．可将纤维素酶基因等导入工程菌以简化生产环节
C．葡萄糖可为大肠杆菌提供碳源
D．发酵过程中需保证充足的氧气以代谢生产乳酸
13．柑橘传统杂交育种受雌雄器官败育、幼年期长等因素限制，育种效率较低。科研人员以染色体数为2n=18的HB柚叶肉原生质体、染色体数为2n=18的Nova橘柚愈伤原生质体为材料，通过植物体细胞杂交技术获得异源四倍体体细胞杂种NH柑橘。相关叙述错误的是（　　）
A．可通过胰蛋白酶处理获得叶肉原生质体
B．可通过聚乙二醇诱导两种原生质体融合
C．异源四倍体与亲本回交可培育无核柑橘
D．可通过检测细胞染色体数目筛选杂种NH
14．伊蚊可传播登革热，通过转入特定基因使伊蚊后代在成年前死亡。若定期向野外释放转基因伊蚊，与野生种群竞争来防控登革热，下列关于该方法引发的后果可能性最小的是（　　）
A．叮咬过程中将特定基因转移给人体
B．转基因伊蚊大量投放引发公众恐慌
C．极少数存活的转基因成年伊蚊引发基因扩散
D．释放的转基因伊蚊数量不足导致防治效果有限
15．在高中生物学基础实验中，需要在严格无菌条件下进行的是（　　）
A．从新鲜菜花中粗提取DNA B．将外植体接种到培养基上
C．使用PCR仪扩增目的基因 D．对酵母菌进行显微计数
16．线粒体是ATP合成和某些氨基酸（如脯氨酸、鸟氨酸等）生产的场所。科研人员以体外培养的小鼠成纤维细胞（MEF）为材料，对线粒体调控这两个相互竞争的代谢途径（图1）的机制进行了研究。
（1）由图1可知，在线粒体内，谷氨酸可在P5CS催化下合成脯氨酸和鸟氨酸，也可通过氧化磷酸化（有氧呼吸第三阶段）等过程氧化供能。线粒体　 　上含有ATP合酶等多种蛋白，是氧化磷酸化反应进行的场所。
（2）体外培养MEF时，培养液中应含有水、无机盐、糖类、　 　等营养物质。
（3）用含10mM葡萄糖或缺乏葡萄糖的培养液培养MEF，一段时间后检测细胞耗氧量和脯氨酸水平，结果如图2、图3所示。由结果可知，与含葡萄糖培养基中生长的细胞相比，在缺乏葡萄糖培养基中生长的细胞更多地依赖线粒体中的　 　过程来合成ATP，但脯氨酸合成　 　。
（4）电镜观察在缺乏葡萄糖培养基中生长的细胞，发现线粒体分化为两个亚群（I、Ⅱ）。检测表明，I型线粒体缺乏ATP合酶但富含P5CS，其中P5CS以活性更高的细丝形态存在，Ⅱ型富含ATP合酶但缺乏P5CS。阻止线粒体分化，会使氧化磷酸化或脯氨酸合成能力受损。葡萄糖培养基中生长的细胞，线粒体没有分化。请分析说明线粒体分化的意义　 　。
17．学习以下材料，回答（1）~（4）题。
蜘蛛的捕食策略
传统认为结网蜘蛛的捕食策略仅仅是“守网待虫”。深入研究发现结网蜘蛛不仅可以利用身体和蛛丝的颜色吸引猎物，还会在蛛网上做各种装饰物吸引猎物，更有一些结网蜘蛛能利用生活在其网上的体色鲜艳的“盗寄生”蜘蛛来吸引猎物。
我国科学家发现大腹圆蛛的蛛网上的边褐端黑萤多是雄性。边褐端黑萤是一种萤火虫，雄虫有两节发光器，雌虫只有一节。进一步观察发现，大腹圆蛛在捕到猎物后通常会用丝将猎物整个裹住，直接取食。但捕到边褐端黑萤后，并不急于享用美食，而是裹住此萤大部分身体，仅露出腹部的发光器。大腹圆蛛通过多种操控策略，使雄萤只有一节发光器能发光。检测三种情况萤火虫的闪光信号，结果如下图。
分析3种闪光信号，研究者认为这可能是一种新的捕食策略：蜘蛛通过操控触网的雄萤，使其闪光信号改变，从而获得更多猎物。
（1）结网蜘蛛和“盗寄生”蜘蛛的种间关系是　 　。这是利用　 　信息调节生物的种间关系，进而维持　 　的平衡与稳定。
（2）研究者认为大腹圆蛛能捕获更多雄萤的策略是用萤火虫“钓”萤火虫，依据是　 　。
（3）为验证这种新的捕食策略，请完善下表中的实验设计（填写字母）。
组别 实验材料 预期结果
对照组 a、e g、i
实验组1 　 　 　 　
实验组2 　 　 　 　
a．正常发光的雄性边褐端黑萤
b．正常发光的雌性边褐端黑萤
c．发光器涂黑的雄性边褐端黑萤
d．发光器涂黑的雌性边褐端黑萤
e．有大腹圆蛛的蜘蛛网
f．无大腹圆蛛的蜘蛛网
g．不直接取食，出现操控行为
h．直接取食，不出现操控行为
i．更多雄萤触网
j．很少或者几乎没有吸引到雄萤触网
为进一步确定影响雄萤闪光信号的是大腹圆蛛的毒液还是其咬击行为，实验组的操作是　 　，检测闪光信号并与对照组对比。
（4）从物质与能量或进化与适应的角度，分析大腹圆蛛新捕食策略的优势　 　。
18．激活机体适应性产热已成为对抗全球肥胖及其相关疾病的重要策略。研究者对其生理机制开展了相关实验。
（1）人体的体温调节是由　 　共同实现的，在运动或受到寒冷暴露时，甲状腺激素、肾上腺素等激素通过　 　的方式运输到靶细胞，在调节其生理效应时具有　 　的特点。
（2）小鼠在寒冷条件下，交感神经兴奋释放β3肾上腺素激活棕色脂肪组织（BAT）的产热功能。研究者发现利用毒素特异性去除脂肪组织的产热细胞后，交感神经连接BAT的神经末梢长度变短。为探究该现象的机制，请提出一个假设，该假设能用以下材料和设备加以验证：　 　。
主要实验材料和设备：离体的交感神经元、离体BAT细胞、β3肾上腺素、β3肾上腺素受体阻断剂、细胞培养体系、离心机、交感神经末梢长度检测装置。
（3）前期研究表明BAT产热细胞中Zn2+浓度在寒冷刺激后显著升高，且BAT细胞与交感神经元细胞膜上分别存在Zn2+离子通道Znt1与ZIP12。研究者进一步获得了以下实验结果：
a.β3肾上腺素受体激动剂处理离体培养的BAT细胞后，上清液中含有大量Zn2+
b.Zn2+处理显著提高小鼠交感神经兴奋性，局部注射螯合剂（能够降低金属离子浓度）则相反
c.RNA干扰敲低ZIP12表达，Zn2+诱导的轴突生长被显著抑制
根据上述结果推测：　 　。
（4）脂肪增多常导致脂肪组织慢性炎症，影响脂肪细胞中Zn2+调控蛋白MT2的功能，研究人员相关研究结果如图所示，请结合上述内容，根据下图分析完善由于脂肪增多进一步导致肥胖发生的病理机制模型　 　（在方框中以文字和箭头形式作答）。
19．病原体侵入人体后会导致感染，疫苗是目前较为有效的抵御病原体的武器。
（1）淋巴结是　 　细胞集中分布的场所。注射疫苗会引发人体特异性免疫，再次接触相同抗原后，浆细胞数量会短时间内大量增多，这主要是由于　 　。
（2）研究者向小鼠身体右侧注射H抗原，经体液运输主要进入身体同侧的淋巴结中。4周后，将上述小鼠分为两组，一组在身体左侧，另一组在右侧，再次注射H抗原，检测各组小鼠身体两侧淋巴结中B细胞与巨噬细胞间距，结果如图1．实验结果表明小鼠身体右侧的B细胞　 　。进一步研究发现，同侧淋巴结中H抗原特异性记忆B细胞数量较对侧多，推测原因是　 　。
（3）为证实上述过程依赖于抗原非特异性激活的巨噬细胞，研究者开展实验，主要流程见图2。
①实验组i、ii、iii处所需的实验材料分别选用　 　。（填写选项前字母）
A、生理盐水 B、H抗原 C、P抗原 D、巨噬细胞抑制剂
图2中iv处选取　 　。（填写选项前字母）
A、左侧 B、右侧
②实验结果为　 　，说明巨噬细胞的作用是抗原非特异性的，并且是激活H抗原特异性记忆B细胞所必需的。
（4）本研究的成果对于疫苗接种有何指导意义？　 　。
20．科研人员开发了一种基于近红外光的光开关系统——NIR系统（如图），实现目的基因表达的精准控制和治疗的定制化。
（1）通过基因工程构建NIR系统需要的工具酶有　 　。
（2）P酶在近红外光下被激活后具有较高活性，在黑暗条件下具有较低活性。M基因编码的M蛋白是一种转录激活因子，c-di-GMP水平升高可促进M蛋白与特定的启动子结合。为实现近红外光对目的基因表达的精准控制，构建NIR系统时，科研人员选用组成型启动子（不需要诱导物、可持续驱动基因表达）驱动P基因表达，①②应选用的启动子为：①　 　②　 　。
（3）沙门氏菌能够选择性定植于肿瘤微环境中，但具有感染性，对动物体存在毒力风险。以PD-L1抗体基因为目的基因构建NIR系统，以沙门氏菌为受体菌，构建用于癌症治疗的工程菌。对此工程菌的叙述正确的有________。
A．敲除沙门氏菌内源c-di-GMP合成酶基因，可降低目的基因的基础表达水平
B．敲除沙门氏菌毒力相关基因，以减弱工程菌的毒性
C．NIR系统中Y基因的作用，是为了降低无光条件下胞内c-di-GMP水平
D．可通过改变近红外光的强度和照射时间，来实现目的基因表达的精准控制
（4）将上述工程菌接种到小鼠的肿瘤内，通过检测　 　，来评价该工程菌是否构建成功以及治疗效果。
（5）NIR系统在癌症治疗之外也具有广阔的应用前景。在肠道炎症中活性氧起重要作用，通过抗氧化酶（如过氧化氢酶和超氧化物歧化酶）清除炎症部位的活性氧，可抑制炎症性肠病。拟利用NIR系统构建工程菌以治疗炎症性肠病，请写出设计思路　 　。
21．野生型拟南芥在长日照条件下早开花，短日照条件下晚开花。对其进行诱变后筛选到一株晚开花突变体co，无论日照长短，co开花时间都与短日照条件下野生型植株相近。
（1）突变体co与野生型拟南芥杂交得到F1，F1自交获得F2。在长日照条件下，F2中早开花与晚开花植株的数量比接近3：1。将F1与突变体co杂交，杂交后代在长日照条件下的表型及比例应为　 　。
（2）研究者推测长日照可能通过CO基因促进开花。对野生型拟南芥COmRNA和CO蛋白在24h中的变化进行检测，结果如图1。
根据图1结果推测，4～8h时，长日照和短日照条件下拟南芥细胞中CO蛋白含量均较低，可能是CO蛋白合成所需　 　不足所致。12～16h时，与长日照相比，短日照条件下CO蛋白含量明显较低，原因可能是　 　。
（3）泛素-蛋白酶体途径（图2）是真核细胞中选择性降解蛋白质的一种机制。为了探究CO蛋白的降解途径，利用原核生物表达CO蛋白，分离纯化后与黑暗条件处理的拟南芥细胞提取液混合，一段时间后分离CO蛋白、电泳并用抗体检测，结果如图3。
研究者认为，图3结果表明CO蛋白可通过泛素-蛋白酶体途径降解，请说明理由　 　。
（4）COPI基因编码一种E3连接酶，COPI基因与CO基因独立遗传。有一种隐性突变体copl，长日照条件下比野生型开花更早。将突变体copl与co进行杂交获得F1，F1自交获得F2。若COPI蛋白参与CO蛋白的泛素化（对其他蛋白无影响），则长日照条件F2中开花时间与突变体co开花时间相近的个体所占比例为　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同
【解析】【解答】A、衣藻是真核单细胞藻类，大肠杆菌属于原核生物，所有细胞结构的生物，遗传物质均为DNA，因此二者都以DNA作为遗传物质，A正确；
B、有丝分裂是真核细胞特有的增殖方式，大肠杆菌为原核生物，其增殖方式为二分裂，无法进行有丝分裂，B错误；
C、衣藻细胞内含有叶绿体，可利用叶绿体进行光合作用；大肠杆菌仅含有核糖体一种细胞器，没有叶绿体，也不能进行光合作用，C错误；
D、线粒体是真核细胞特有的细胞器，大肠杆菌作为原核生物不具备线粒体，但其细胞质中含有与细胞呼吸有关的酶，依然可以完成细胞呼吸过程，D错误。
故答案为：A。
【分析】（1）根据细胞结构可将生物分为原核生物和真核生物，二者最核心的区别是原核细胞无核膜包被的成形细胞核；原核细胞仅含有核糖体一种细胞器，真核细胞具有线粒体、叶绿体、内质网等多种复杂细胞器。
（2）自然界中所有细胞生物的遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质为DNA或RNA。
（3）真核细胞的增殖方式包括有丝分裂、无丝分裂和减数分裂，原核细胞普遍以二分裂的方式完成增殖。
（4）叶绿体是进行光合作用的专属细胞器，线粒体是真核生物有氧呼吸的主要场所，原核生物无线粒体和叶绿体，但可依靠细胞质内的相关酶完成细胞呼吸，部分原核生物也可借助光合色素完成光合作用。
2．【答案】A
【知识点】被动运输；主动运输
【解析】【解答】A、H+运出细胞利用光能逆浓度梯度运输，属于主动运输；H+运入细胞顺浓度梯度通过ATP合成酶运输，属于协助扩散，二者运输方式不同，A错误；
B、视紫红质功能异常时，H+无法运出细胞，细胞内H+浓度升高，pH降低，B正确；
C、视紫红质可吸收光能，同时能转运H+，兼具光能吸收和物质转运功能，C正确；
D、H+顺浓度梯度内流释放势能，驱动ATP合成酶催化ATP合成，为ATP合成提供能量，D正确。
故答案为：A。
【分析】主动运输：逆浓度梯度运输，需要载体蛋白协助，消耗能量；协助扩散：顺浓度梯度运输，需要转运蛋白协助，不消耗能量。
3．【答案】B
【知识点】细胞的凋亡；细胞凋亡与细胞坏死的区别
【解析】【解答】A、细胞凋亡是由基因调控的程序性死亡，细胞坏死是外界不利因素引起的病理性死亡，不受基因调控，A错误；
B、细胞凋亡形成的凋亡小体可被巨噬细胞吞噬清除，细胞坏死的细胞残骸也可被巨噬细胞吞噬清除，B正确；
C、细胞凋亡有利于维持机体内环境稳态，细胞坏死会引发炎症反应，破坏内环境稳态，C错误；
D、细胞凋亡可发生在发育、衰老等多种细胞中，细胞坏死可发生在受损、病变等各类细胞中，并非只发生在衰老细胞，D错误。
故答案为：B。
【分析】（1）细胞凋亡：由基因决定的细胞自动结束生命的过程，又称细胞程序性死亡，对机体有利，可维持内环境稳态。
（2）细胞坏死：在外界不利因素作用下，细胞正常代谢受损中断导致的被动死亡，属于病理性死亡，对机体有害。
（3）细胞清除机制：凋亡小体和坏死的细胞结构均可被巨噬细胞识别、吞噬并清除。
4．【答案】C
【知识点】染色体结构的变异
【解析】【解答】A、WHS由4号染色体短臂片段缺失引发，染色体是基因的主要载体，染色体片段缺失会直接导致该片段上的基因丢失，使基因数量减少；基因控制生物性状，基因缺失引发相应性状异常，因此WHS的症状是4号染色体基因数量减少所致，A正确；
B、母亲的4号、8号染色体发生相互易位，属于染色体结构变异，该变异属于可遗传变异，可通过生殖细胞在亲子代间传递，因此母亲的染色体异常可能是通过家族遗传获得，也可能是自身基因突变产生，B正确；
C、母亲存在4号和8号染色体相互易位，减数分裂产生卵细胞时，染色体自由组合，可产生染色体完全正常的卵细胞；父亲染色体正常，产生的精子均正常，正常卵细胞与正常精子结合，可发育为染色体完全正常的孩子，因此这对夫妇可以再生染色体完全正常的孩子，C错误；
D、检测染色体结构异常需进行染色体核型分析：首先对患者细胞进行动物细胞培养，使细胞增殖分裂；再制作临时装片，通过显微镜观察染色体的形态、结构，判断是否存在缺失、易位等变异，因此该检测用到动物细胞培养和显微观察技术，D正确。
故答案为：C。
【分析】染色体结构变异包括缺失、重复、易位、倒位，染色体片段缺失会造成基因数目减少，进而引发遗传病；相互易位是非同源染色体之间片段交换，属于染色体结构变异。
5．【答案】C
【知识点】遗传信息的翻译；基因表达的调控过程
【解析】【解答】A、一种tRNA分子只能凭借自身特定的结构识别并结合唯一一种氨基酸，tRNA与氨基酸的结合具有严格的特异性，A正确；
B、图示调控的是核糖体上的蛋白质翻译过程，核糖体分布在细胞质中，tRNA转运氨基酸、执行翻译调控的相关蛋白也都在细胞质内发挥作用，因此整个调控过程发生在细胞质中，B正确；
C、RNA聚合酶的功能是结合DNA模板链，催化转录过程合成RNA，该酶只参与转录。题图仅展示了氨基酸含量对翻译（蛋白质合成）过程的调控，不存在转录环节，不需要RNA聚合酶参与，C错误；
D、氨基酸充足时细胞正常合成蛋白质，氨基酸匮乏时主动抑制蛋白质合成，避免细胞持续消耗ATP、核糖核苷酸等资源进行无效的翻译过程，能减少物质和能量浪费，有利于维持细胞代谢稳态，D正确。
故答案为：C。
【分析】（1）tRNA具备转运氨基酸的专一性，一种tRNA只能携带一种氨基酸，而同一种氨基酸可以被多种不同的tRNA转运。
（2）翻译的场所是细胞质中的核糖体，翻译全过程以及对翻译过程的调控都发生在细胞质。
（3）转录需要RNA聚合酶催化，翻译过程不需要RNA聚合酶。
（4）细胞可根据原料的供应情况动态调整合成代谢速率，属于细胞水平的稳态调节机制。
（5）及时抑制原料不足的耗能代谢途径，能够节约细胞内的物质与能量，保障细胞正常生命活动，维持细胞代谢稳态。
6．【答案】A
【知识点】现代生物进化理论的主要内容；基因频率的概念与变化；物种的概念与形成
【解析】【解答】A、新物种形成的三个基本环节是突变和基因重组、自然选择、隔离，突变包括基因突变和染色体变异，隔离的核心是生殖隔离，并非地理隔离，因此月亮鱼新物种的形成并非经过染色体变异、选择及地理隔离三个基本环节，A错误；
B、自然选择决定生物进化的方向，在自然选择的作用下，种群中有利变异被保留，不利变异被淘汰，月亮鱼种群的基因频率会发生定向改变，B正确；
C、基因序列属于分子水平的研究对象，对比月亮鱼与其他物种的基因序列，可从分子水平判断物种间的亲缘关系，是研究进化关系的分子水平证据，C正确；
D、“全身恒温”使月亮鱼体温高于海水，提高神经传导能力，该性状有利于其生存繁衍，是长期自然选择的结果，可提升其捕食、防御能力，D正确。
故答案为：A。
【分析】现代生物进化理论认为，新物种形成的三个基本环节为突变和基因重组、自然选择、隔离，突变包含基因突变与染色体变异，隔离的关键类型是生殖隔离，地理隔离并非新物种形成的必要条件。
7．【答案】B
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况；神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、声波引起的机械振动使毛细胞静纤毛弯曲，引发毛细胞膜电位发生变化，说明毛细胞可以将机械信号转换为电信号，A正确；
B、突触后膜静息电位表现为内负外正，毛细胞释放的是兴奋性神经递质，会使突触后膜电位由内负外正变为内正外负，该选项电位变化描述相反，B错误；
C、由图可知，不同方向的声波刺激，传入神经纤维产生动作电位的频率不同，说明声波刺激会改变传入神经纤维膜动作电位的频率，以此传递不同的听觉信息，C正确；
D、听神经负责将听觉信号传导至大脑皮层听觉中枢，听觉中枢负责整合处理听觉信号，二者任一结构受损，信号都无法正常传递或处理，均可导致耳聋，D正确。
故答案为：B。
【分析】（1）感受器的功能是接受刺激，将外界的物理、化学等信号转化为电信号，毛细胞属于听觉感受器。
（2）静息电位为内负外正，动作电位为内正外负；兴奋性神经递质会使突触后膜由静息电位转变为动作电位。
（3）神经纤维上动作电位的频率可以传递刺激强度、刺激类型等信息，刺激强度不同，动作电位频率不同。
（4）听觉的形成需要感受器、传入神经、神经中枢共同参与，反射弧中任一环节受损，均会影响听觉形成。
8．【答案】B
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况；神经冲动的产生和传导；其他体液成分参与的稳态调节
【解析】【解答】A、血液CO2浓度升高时，Ⅰ型细胞钾通道关闭，K+外流过程受阻，细胞内K+无法外流，胞内K+浓度升高，进而引发细胞膜电位发生变化，A正确；
B、Ca2+内流是Ⅰ型细胞释放神经递质的必要条件，阻断Ca2+内流后，神经递质释放量大幅减少，传入神经难以产生兴奋，呼吸加深、加快的调节效应会减弱，而非增强，B错误；
C、该通路释放的是兴奋性神经递质，递质与传入神经突触后膜受体结合后，会引起Na+内流，传入神经元胞内Na+浓度升高，产生动作电位，C正确；
D、血液CO2浓度升高→刺激Ⅰ型细胞→呼吸加深加快→CO2排出量增多→血液CO2浓度下降，该结果反过来减弱初始刺激，属于负反馈调节，可维持血液CO2浓度相对稳定，D正确。
故答案为：B。
【分析】（1）神经细胞静息电位由K+外流维持，钾离子通道关闭会阻断K+外流，造成细胞内K+蓄积，改变膜内外电位差。
（2）突触前膜Ca2+内流能触发突触小泡与细胞膜融合，完成神经递质的胞吐释放，Ca2+内流受阻会直接抑制递质释放。
（3）兴奋性神经递质作用于突触后膜，会打开Na+通道，Na+顺浓度梯度内流，突触后神经元由静息电位转变为动作电位。
（4）负反馈调节会削弱最初引发变化的刺激，是机体维持内环境理化性质相对稳定的主要调节机制。
（5）体液中的CO2等化学物质可刺激化学感受器，通过神经反射调节呼吸运动，实现内环境气体稳态的调控。
9．【答案】D
【知识点】其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、预实验可以摸索正式实验所需的生长调节剂浓度范围，同时检验实验设计的科学性与可行性，避免正式实验盲目操作造成材料和时间浪费，因此本实验调节剂浓度范围能够借助预实验确定，A正确；
B、空白对照组没有施加外源芸苔素和赤霉素，其余培养条件与实验组完全一致，能够排除杜仲自身内源激素以及其他无关变量对桃叶珊瑚苷含量测定结果的干扰，保证实验结果的差异是外源施加的调节剂导致的，B正确；
C、对照组桃叶珊瑚苷含量低于500mg·L- 赤霉素处理组的检测值，说明该浓度下赤霉素能够促进桃叶珊瑚苷积累，表现为促进作用，C正确；
D、敏感度高低看发挥明显效应所需的最低浓度，芸苔素在1mg·L- 极低浓度下就显著提升了桃叶珊瑚苷含量，而赤霉素需要达到100mg·L- 才出现明显促进效果，说明杜仲叶片对芸苔素更敏感，D错误。
故答案为：D。
【分析】（1）开展探究植物激素调节剂最适浓度实验前一般设置预实验，预实验可摸索自变量的适宜浓度区间，同时检验实验方案是否存在漏洞。
（2）空白对照实验的作用是抵消内源物质、实验操作、环境条件等无关变量带来的实验误差，确立自变量和因变量之间的因果关系。
（3）判断外源植物生长调节剂的作用效应，必须和空白对照组对比，因变量数值大于对照组为促进作用，小于对照组为抑制作用。
（4）植物材料对调节剂的敏感程度可通过起效浓度判断，产生同等显著生理效应所需调节剂浓度越低，该植物材料对此调节剂越敏感。
10．【答案】D
【知识点】种群的特征；种群数量的变化曲线
【解析】【解答】A、0～1年时间段内，种群Ⅰ的存活数对数值高于种群Ⅱ，曲线下降幅度更小，说明该阶段种群Ⅰ存活个体数量减少更少，死亡率低于种群Ⅱ，A正确；
B、种群Ⅰ整体存活曲线下降趋势更平缓，各年龄段存活个体数均多于种群Ⅱ，说明种群Ⅰ中的个体寿命更长的机会更大，B正确；
C、种群Ⅱ属于高密度种群，个体数量多，争夺食物、栖息空间等资源的种内竞争加剧，进而使死亡率增加，存活曲线下降更快，C正确；
D、题干表明两个种群均为稳定型种群，稳定型种群的年龄结构特点是幼年、成年、老年个体的数量比例适中，因此种群Ⅱ不会出现幼年个体占比很低、老年个体占比很高的情况，D错误。
故答案为：D。
【分析】（1）存活曲线的斜率代表死亡率，斜率越大，死亡率越高，斜率越小，死亡率越低。
（2）种群密度越大，种内竞争越激烈，个体获取资源的难度上升，死亡率随之升高。
（3）种群的年龄结构分为增长型、稳定型、衰退型，稳定型种群各年龄期个体比例适中，种群数量长期相对稳定；衰退型种群幼年个体少、老年个体多。
11．【答案】B
【知识点】生态系统的结构；生态系统的稳定性；研究能量流动的实践意义；生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、由表格数据可知，稻鸭区杂草的物种丰富度相对值明显低于常规区，说明稻鸭共作使稻田杂草的物种丰富度降低。生态系统的自我调节能力与群落物种丰富度、营养结构复杂程度正相关，物种丰富度下降，营养结构变得简单，生态系统的自我调节能力会减弱，A错误；
B、常规区杂草密度远高于稻鸭区，鸭取食杂草后，稻田内杂草数量大幅减少，有效减弱了杂草与水稻之间对光照、水分、无机盐等资源的种间竞争，水稻能更充分地接受光照进行光合作用，进而提升水稻对光能的利用率，B正确；
C、鸭属于杂食性动物，当鸭取食稻田杂草（生产者，第一营养级）时，鸭处于第二营养级；当鸭取食稻田中的小动物（多为植食性动物，第二营养级）时，鸭处于第三营养级。因此鸭可占据第二、第三营养级，并非只属于第三营养级，C错误；
D、生态系统中能量只能单向流动、逐级递减，不能循环利用，物质才具备循环利用的特点。稻鸭区物种丰富度降低，食物链和食物网趋于简单，能量流动的渠道减少，也不存在加快能量循环的说法，D错误。
故答案为：B。
【分析】（1）生态系统自我调节能力的强弱取决于营养结构的复杂程度，群落物种丰富度越高，食物链、食物网越复杂，自我调节能力就越强。
（2）种间竞争是不同生物之间争夺阳光、养分、空间等共同资源的种间关系，竞争会限制双方种群数量和生长状态。
（3）食物链以生产者为第一营养级，植食性生物为第二营养级，以植食性生物为食的生物为第三营养级，杂食性生物可在不同食物链中占据多个营养级。
（4）生态系统的物质循环和能量流动相伴进行，物质可以在生物群落与无机环境之间循环往复，能量则单向流动、逐级递减，无法循环利用。
（5）物种丰富度用来描述群落中物种数目的多少，丰富度的改变会直接影响生态系统营养结构的复杂程度。
12．【答案】D
【知识点】无氧呼吸的过程和意义；微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、酶由基因控制合成，若要阻断乙酸（或乙醇）的代谢途径，需敲除该途径中催化反应的相关酶的基因，使可发酵糖更多通过乳酸代谢途径生成乳酸，从而构建高产乳酸工程菌，A正确；
B、纤维素、半纤维素需要酶解后才能被利用，将纤维素酶基因导入工程菌，工程菌可自主合成纤维素酶，直接降解纤维素、半纤维素，省去单独酶解步骤，简化生产环节，B正确；
C、葡萄糖含有碳元素，可为大肠杆菌提供碳源，同时葡萄糖可通过代谢为大肠杆菌提供能量，C正确；
D、大肠杆菌发酵产生乳酸的方式为无氧呼吸，充足的氧气会抑制无氧呼吸的进行，因此发酵过程需要营造无氧环境，D错误。
故答案为：D。
【分析】（1）基因控制酶的合成，进而控制代谢途径，敲除特定代谢途径的酶基因，可阻断该代谢过程，实现代谢流向的调控。
（2）基因工程可将纤维素酶基因导入工程菌，使工程菌获得分解纤维素的能力，优化生产流程。
（3）碳源是微生物生长所需营养物质，葡萄糖属于含碳有机物，可作为大肠杆菌的碳源。
（4）乳酸发酵属于无氧呼吸，无氧呼吸在无氧条件下进行，氧气会抑制无氧呼吸，因此乳酸发酵需在无氧条件下进行。
13．【答案】A
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶构成，想要获得原生质体，需要使用纤维素酶和果胶酶分解细胞壁。胰蛋白酶的作用是分解动物细胞之间的蛋白质，用于分散动物组织细胞，不能分解植物细胞壁，因此无法用胰蛋白酶处理得到叶肉原生质体，A错误；
B、诱导植物原生质体融合有化学法、物理法等方式，聚乙二醇（PEG）是应用最广泛的化学诱导剂，能够有效诱导两种不同的原生质体发生融合，B正确；
C、两种亲本均为二倍体（2n=18），体细胞杂交得到的异源四倍体染色体数为4n=36。将该四倍体植株与二倍体亲本回交，子代体细胞染色体数为3n=27，属于三倍体。三倍体进行减数分裂时，同源染色体联会紊乱，无法形成正常可育的配子，不能完成受精产生种子，因此可利用该方式培育无核柑橘，C正确；
D、未发生融合的亲本细胞染色体数均为18条，而异源四倍体杂种细胞NH的染色体数为36条，二者染色体数目差异显著，因此可以通过检测细胞染色体数目的方法，筛选出目标杂种细胞，D正确。
故答案为：A。
【分析】（1）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，去除植物细胞壁需选用纤维素酶和果胶酶；胰蛋白酶、胶原蛋白酶主要用于动物细胞培养，分解细胞间质使动物组织分散为单个细胞。
（2）植物原生质体融合的诱导方法包含物理法和化学法，聚乙二醇是常用的化学诱导融合试剂。
（3）二倍体与四倍体杂交可得到三倍体，三倍体植株减数分裂时同源染色体联会紊乱，难以产生正常配子，通常表现为无籽性状。
（4）植物体细胞杂交后会形成三种融合产物，即两种未融合的亲本细胞、异源杂种细胞，可依据染色体数目、形态等特征完成杂种细胞的筛选。
（5）植物体细胞杂交获得的异源多倍体，细胞内染色体总数等于两个融合亲本细胞的染色体数目之和。
14．【答案】A
【知识点】基因工程的应用；转基因生物的安全性问题
【解析】【解答】A、伊蚊叮咬人体时仅会向人体注入唾液，不会将自身细胞内的外源特定基因导入人体细胞，自然条件下跨物种发生基因转移的概率极低，因此该后果出现的可能性最小，A符合题意；
B、公众普遍对转基因生物存在一定的认知顾虑和担忧，大量投放转基因伊蚊容易引发公众恐慌，该情况发生的可能性较大，B不符合题意；
C、若极少数转基因伊蚊发育为成年个体，能够和野生伊蚊交配繁殖，会造成转入的特定基因在野生伊蚊种群中扩散，该生态风险存在发生的可能，C不符合题意；
D、该防控方式依靠转基因伊蚊与野生种群竞争发挥作用，若释放的转基因伊蚊数量不足，无法形成有效竞争，就会导致整体防治效果不佳，该情况较易出现，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】（1）外源基因通过基因工程整合在转基因生物的基因组中，自然状态下不同物种之间发生基因转移的概率极低。
（2）蚊虫叮咬宿主的生理过程，只是向宿主体内分泌唾液等物质，不会将自身的遗传物质传递到宿主细胞内。
（3）转基因生物释放到自然环境后，若可育的转基因个体与野生同种生物交配，可能导致外源基因在野生种群中扩散，改变野生种群的基因组成。转基因技术在生产、防控领域的实际应用，除生态层面的影响外，还会受到公众认知、社会舆论等因素的影响。
（4）采用生物防治方法控制有害生物种群数量时，投放生物的个体数量会直接影响竞争效果与最终防治成效。
15．【答案】B
【知识点】测定某种微生物的数量；PCR技术的基本操作和应用；DNA的粗提取和鉴定；植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、从新鲜菜花中粗提取DNA的实验，主要依靠研磨破碎细胞、利用DNA的溶解度特性进行分离提纯，整个实验在普通开放环境中即可完成。环境中的杂菌不会影响DNA的提取过程与实验结果，因此不需要严格无菌条件，A不符合题意。
B、将外植体接种到培养基上属于植物组织培养操作。植物组织培养的培养基含有丰富的营养物质，极易滋生杂菌；杂菌会与外植体争夺营养，还会产生有害物质导致外植体腐烂，因此外植体处理、培养基制备以及接种操作都必须在严格无菌条件下进行，B符合题意。
C、PCR扩增目的基因在密闭的反应管内进行，反应体系提前做灭菌处理，且PCR循环过程包含多次高温变性步骤，高温可有效杀灭杂菌，该实验不需要额外营造严格无菌环境，C不符合题意。
D、对酵母菌进行显微计数，是使用血细胞计数板在显微镜下统计微生物数量，实验核心是计数，环境中少量杂菌不会干扰实验结果，无需严格无菌操作，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】（1）DNA粗提取实验利用DNA与蛋白质等物质理化性质的差异实现分离，杂菌不会对实验造成干扰，无无菌操作要求。
（2）植物组织培养全程要求无菌操作，培养基营养全面，易被杂菌污染，杂菌污染会直接造成外植体死亡，导致培养失败。
（3）PCR技术的反应体系密闭，且反应过程反复经历高温环境，能够抑制微生物生长繁殖，无需在无菌环境中操作。
（4）利用血细胞计数板对酵母菌显微计数的实验，实验目的是统计菌体数量，开放环境中的杂菌不会影响实验开展，不要求无菌条件。
16．【答案】（1）内膜
（2）氨基酸、维生素
（3）氧化磷酸化（或有氧呼吸第三阶段）；不受影响
（4）线粒体分化导致代谢分工，I 型专注于脯氨酸等物质的合成，II型专注于 ATP合成。代谢分工提高了线粒体合成 ATP 和氨基酸的能力，使细胞能更好地应对营养缺乏环境，满足能量和营养需求。
【知识点】ATP的作用与意义；有氧呼吸的过程和意义；动物细胞培养技术
【解析】【解答】(1) 氧化磷酸化即有氧呼吸第三阶段，该过程发生在线粒体内膜上，线粒体内膜上分布着ATP合酶、电子传递链相关蛋白等多种蛋白质，是氧化磷酸化反应的场所，因此此处填内膜。
(2) 体外培养动物细胞时，培养液需要提供细胞生长所需的全部营养物质，除水、无机盐、糖类外，还需添加氨基酸、维生素等营养成分，满足细胞代谢需求。
(3) 图2显示，缺乏葡萄糖的培养基中细胞耗氧量显著升高，耗氧量反映有氧呼吸强度，说明细胞更多依赖线粒体中的氧化磷酸化（有氧呼吸第三阶段）合成ATP；图3中两组培养基的脯氨酸相对水平基本一致，说明缺乏葡萄糖时脯氨酸合成不受影响。
(4) 线粒体分化为Ⅰ、Ⅱ两个亚群，实现了代谢功能的分工：Ⅰ型线粒体缺乏ATP合酶、富含高活性的P5CS，专门负责脯氨酸等氨基酸的合成；Ⅱ型线粒体富含ATP合酶、缺乏P5CS，专门通过氧化磷酸化合成ATP。这种分化避免了谷氨酸在氧化供能与氨基酸合成两个竞争代谢途径间的资源冲突，提升了ATP和脯氨酸的合成效率，帮助细胞在葡萄糖缺乏的营养匮乏环境中，同时满足能量供应和氨基酸合成的需求，增强细胞对不良环境的适应能力。
【分析】(1) 线粒体是有氧呼吸的主要场所，线粒体内膜向内折叠增大膜面积，附着大量与有氧呼吸第三阶段相关的酶和ATP合酶，是氧化磷酸化的发生部位。
(2) 动物细胞体外培养属于异养培养，无法自主合成全部营养物质，需人工提供氨基酸、维生素等必需营养。
(3) 耗氧量与有氧呼吸强度正相关，葡萄糖缺乏时细胞通过增强有氧呼吸（氧化磷酸化）弥补能量供应；脯氨酸合成量不变，说明该代谢途径相对独立，不受葡萄糖缺失影响。
(4) 细胞内结构的特化分化是适应环境的表现，线粒体亚群的功能分工，可解决两种代谢途径的竞争矛盾，优化物质和能量的利用效率，体现了结构与功能相适应的生物学原理。
（1）氧化磷酸化是有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜，内膜上含 ATP 合酶、电子传递链相关蛋白，可将 NADH中的化学能转化为ATP中的化学能。
（2）体外培养动物细胞（MEF）的培养液，除水、无机盐、糖类外，还需含氨基酸、维生素等营养物质。
（3）图 2 显示缺乏葡萄糖时细胞耗氧量升高，说明细胞更多依赖线粒体的三羧酸循环（有氧呼吸第二阶段） 产生 NADH，再通过氧化磷酸化（有氧呼吸第三阶段）合成 ATP。
图 3 显示缺乏葡萄糖时脯氨酸水平与含葡萄糖组基本相同，故脯氨酸合成不变。
（4）线粒体分化为两个亚群：I 型富含活性 P5CS，高效合成脯氨酸；II 型富含 ATP 合酶，高效合成 ATP。这种分化可避免谷氨酸在 “氧化供能” 和 “氨基酸合成” 之间的代谢竞争，使细胞在葡萄糖缺乏时，既能通过 II 型线粒体满足能量需求，又能通过 I 型线粒体合成必需氨基酸（脯氨酸），适应营养缺乏环境。
17．【答案】（1）原始合作；物理信息；生态系统
（2）雄萤被捕获操控后的闪光信号比飞翔时减弱，接近雌萤的信号
（3）ce；j；af；j；将大腹圆蛛的毒液注射到雄萤体内/模拟大腹圆蛛咬击雄萤
（4）物质与能量：该捕食策略使大腹圆蛛消耗更少能量，获得更多的食物（物质与能量）。进化与适应：该捕食策略是大腹圆蛛进化的结果，利于提高其生存和繁殖能力，更好地适应环境。
【知识点】种间关系；生态系统中的信息传递；自然选择与适应
【解析】【解答】(1) 结网蜘蛛借助体色鲜艳的“盗寄生”蜘蛛吸引猎物，“盗寄生”蜘蛛可在蛛网上生存，二者相互受益且分开后能独立生活，因此种间关系为原始合作；体色属于物理信息，物理信息可调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
(2) 由题图可知，被大腹圆蛛操控的雄萤闪光信号强度减弱，闪光模式接近栖息在草间的雌萤的闪光信号，可借此吸引其他雄萤前来，因此该捕食策略是用萤火虫“钓”萤火虫。
(3) 实验组1需验证雄萤发光信号的作用，选用发光器涂黑的雄性边褐端黑萤（c）与有大腹圆蛛的蜘蛛网（e），发光被阻断后几乎无法吸引雄萤触网，预期结果为j；实验组2排除蜘蛛的作用，选用正常发光的雄性边褐端黑萤（a）与无大腹圆蛛的蜘蛛网（f），缺少蜘蛛操控信号，几乎无雄萤触网，预期结果为j；要确定是毒液还是咬击行为影响闪光信号，可将大腹圆蛛的毒液注射到雄萤体内，或模拟大腹圆蛛咬击雄萤，检测闪光信号变化。
(4) 从物质与能量角度，该捕食策略无需蜘蛛大量消耗自身能量主动捕猎，可利用被操控雄萤的闪光信号吸引更多猎物，高效获取更多物质和能量；从进化与适应角度，该策略是长期自然选择的结果，能提升蜘蛛的觅食效率，利于其生存和繁衍，更好地适应环境。
【分析】(1) 原始合作与互利共生的区别在于分开后能否独立生存；物理信息包含光、颜色、声音等，可调节种间关系，维持生态系统稳态。
(2) 生物可通过物理信号进行种内信息交流，蜘蛛利用雄萤模拟雌萤的闪光信号，完成诱捕，属于利用信息传递的捕食策略。
(3) 实验遵循单一变量与对照原则，实验组1控制雄萤发光能力，实验组2控制蜘蛛的有无，以此验证闪光信号与蜘蛛操控的作用；通过人为施加毒液或模拟咬击，可探究影响闪光信号的直接因素。
(4) 生物的捕食策略是对环境的适应，进化层面由自然选择决定；物质能量层面，该策略优化了能量利用方式，降低捕猎能耗，提高能量获取效率。
（1）原始合作是指两种生物共同生活在一起时.双方都受益，但分开后，各自也能独立生活。结网蜘蛛利用“盗寄生”蜘蛛体色鲜艳来吸引猎物，“盗寄生”蜘蛛在结网蜘蛛的蛛网上生活，二者的种间关系是原始合作。物理信息（如颜色等）调节生物种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
（2）从图中可以看出，触网并被操控的雄萤的闪光信号比飞翔时减弱，接近雌萤的信号，这就使得雄萤有可能被这种信号吸引而触网，因此研究者认为大腹圆蛛能捕获更多雄萤的策略是用萤火虫“钓”萤火虫。
（3）对照组是正常发光的雄性边褐端黑萤（a）和有大腹圆蛛的蜘蛛网（e），预期结果是不直接取食，出现操控行为（g）且更多雄萤触网（i）。
实验组1要探究发光对吸引雄萤的影响，所以实验材料应是发光器涂黑的雄性边褐端黑萤（c）和有大腹圆蛛的蜘蛛网（e），大腹圆蛛不直接捕食发光器涂黑的雄性边褐端黑萤，而是操控，只是操控没效果，所以几乎没有吸引到雄萤触网（j）。
实验组2要排除大腹圆蛛的影响，实验材料是正常发光的雄性边褐端黑萤（a）和无大腹圆蛛的蜘蛛网（f），预期结果是很少或者几乎没有吸引到雄萤触网（j）。
为进一步确定影响雄萤闪光信号的是大腹圆蛛的毒液还是其咬击行为，实验组的操作是将大腹圆蛛的毒液注射到雄萤体内或模拟大腹圆蛛咬击雄萤，检测闪光信号并与对照组对比。
（4）从物质与能量角度：大腹圆蛛通过这种新捕食策略，利用雄萤的闪光信号吸引更多雄萤，增加了获取食物（物质和能量）的机会，该捕食策略使大腹圆蛛消耗更少能量，获得更多的食物。从进化与适应角度：这种新策略是大腹圆蛛在长期进化过程中形成的对环境的一种适应，利于提高其生存和繁殖能力，更好地适应环境。
18．【答案】（1）神经调节和体液调节；体液传送；微量高效
（2）激活的BAT细胞分泌某种物质维持交感神经的末梢长度
（3）BAT在受到寒冷刺激后会向外释放Zn2+，Zn2+进入交感神经末梢，以维持轴突的生长，并增强交感神经兴奋性
（4）脂肪积累→炎症因子增加→促进MT2表达→抑制脂肪细胞释放Zn2+→交感神经活性降低→机体能量消耗减少→脂肪积累导致肥胖
【知识点】激素调节的特点；体温平衡调节
【解析】【解答】(1) 人体体温调节过程由神经调节和体液调节共同协同完成；甲状腺激素、肾上腺素等激素属于信号分子，通过体液传送的方式运输到全身各处，进而作用于靶细胞；激素在调节生理效应时具有微量高效的特点，少量激素即可显著调控细胞生理活动。
(2) 去除脂肪组织产热细胞后，交感神经末梢长度变短，说明BAT产热细胞可分泌特定物质维持交感神经末梢长度，据此可提出假设：激活的BAT细胞分泌某种物质维持交感神经的末梢长度。
(3) 由实验a可知，β3肾上腺素（模拟寒冷刺激信号）可促使BAT细胞向外释放Zn2+；实验b证明Zn2+能提升小鼠交感神经的兴奋性；实验c表明交感神经元细胞膜上的ZIP12介导Zn2+摄取，可促进轴突生长。综上推测：BAT在受到寒冷刺激后会向外释放Zn2+，Zn2+通过ZIP12进入交感神经末梢，既能维持轴突生长，又能增强交感神经兴奋性。
(4) 结合实验结果梳理病理机制：脂肪增多引发脂肪组织慢性炎症，使炎症因子增加；炎症因子促进脂肪细胞中MT2表达；MT2抑制脂肪细胞释放Zn2+；Zn2+含量下降导致交感神经活性降低；交感神经活性降低使机体适应性产热、能量消耗减少，最终造成脂肪进一步积累，引发肥胖，即脂肪增多→炎症因子增加→促进MT2表达→抑制脂肪细胞释放Zn2+→交感神经活性降低→机体适应性产热（能量消耗）减少→脂肪积累→肥胖。
【分析】(1) 体温调节中枢位于下丘脑，神经调节反应迅速，体液调节作用范围广、持续时间长，二者协同维持体温稳态；激素调节的核心特点包括体液运输、微量高效、特异性作用于靶器官与靶细胞。
(2) 实验假设需紧扣实验现象，靶细胞缺失引发神经结构改变，提示靶细胞可分泌化学信号调控神经结构，结合题干试剂可设计对照实验验证该假设。
(3) 三组实验分别揭示了BAT释放Zn2+、Zn2+调控交感神经兴奋性、ZIP12介导Zn2+摄取的机制，整合后可完整梳理寒冷刺激下，BAT细胞与交感神经间的Zn2+信号调控通路。
(4) 该肥胖病理机制属于正反馈调节，脂肪增多通过炎症因子 MT2 Zn2+ 交感神经 产热耗能的级联反应，持续加剧脂肪堆积，体现了稳态失衡的分子调控逻辑。
（1）人体的体温调节是一个复杂的过程，是由神经调节和体液调节共同实现的。当外界环境温度变化时，神经系统首先感知并传递信号，同时内分泌系统分泌相关激素，通过体液运输参与调节，二者相互配合，维持体温的相对稳定。体液调节是指激素等化学物质，通过体液传送的方式对生命活动进行的调节；激素调节的共同特征：通过体液运输，作用于靶器官、靶细胞，作为信使传递信息，虽然微量，但在发挥作用时却很有效。
（2）作出的假设应能解释为何去除棕色脂肪组织的产热细胞后BAT的神经末梢长度变短。给定的设备——离心机可以用来分离细胞及其培养液，可作出假设：激活的BAT细胞分泌某种物质维持交感神经的末梢长度，对照组应用适量β3肾上腺素处理单独培养的BAT细胞之后离心，用培养液处理离体的交感神经元并测量其神经末梢长度；实验组应用β3肾上腺素受体阻断剂处理单独培养的BAT细胞，之后离心，用培养液处理离体的交感神经元并测量其神经末梢长度。
（3）根据下列实验结果a可推测寒冷刺激后BAT细胞向外释放Zn2+，由b可推测Zn2+可进入交感神经细胞并增强其兴奋性，由c可推测Zn2+能促进交感神经末梢轴突的生长。
（4）由题干可知，脂肪增多导致脂肪组织慢性炎症。由图1可知，炎症因子增加会促进Zn2+调控蛋白MT2的表达；由图2可知敲低MT2后脂肪细胞在激活状态下向外释放Zn2+增加，说明MT2会抑制脂肪细胞向外释放Zn2+；由（2）可知缺少Zn2+减少会使交感神经活性降低；由图3可知，Zn2+减少可抑制氧气消耗，（小于）因此反映机体适应性产热/能量消耗减少，因此导致脂肪进一步积累。
19．【答案】（1）免疫；记忆B细胞接触相同抗原后迅速增殖分化为浆细胞
（2）更多地聚集在巨噬细胞周围；同侧的巨噬细胞可以更直接激活B细胞
（3）C、D、B；A；实验组H抗原特异性记忆B细胞数量与第0天和45天均注射生理盐水组无显著差异；均显著低于第0天注射P抗原和第45天注射生理盐水组。
（4）接种加强针；同一手臂接种
【知识点】免疫系统的结构与功能；体液免疫；免疫学的应用
【解析】【解答】(1) 淋巴结是免疫细胞集中分布的场所，属于免疫器官；初次免疫后机体产生记忆B细胞，再次接触相同抗原时，记忆B细胞可快速增殖分化为浆细胞，使浆细胞数量短时间大量增多。
(2) 由图1可知，B细胞与巨噬细胞间距越小，右侧B细胞相对数量越高，说明小鼠身体右侧的B细胞更多地聚集在巨噬细胞周围；同侧淋巴结中H抗原特异性记忆B细胞更多，原因是同侧巨噬细胞可直接捕获、呈递抗原，更高效地激活B细胞，促进记忆B细胞形成。
(3) ①实验需证实巨噬细胞抗原非特异性激活且是激活记忆B细胞的必需条件：第0天左侧注射P抗原（无关抗原C），非特异性激活巨噬细胞；第45天两侧注射巨噬细胞抑制剂（D），阻断巨噬细胞功能；再注射H抗原（B）；为排除同侧效应干扰，iv处选取左侧（A）淋巴结检测。
②若巨噬细胞是必需条件，使用抑制剂后记忆B细胞无法被激活，因此实验结果为：实验组H抗原特异性记忆B细胞数量与全程生理盐水组无显著差异，且显著低于第0天注射P抗原、第45天注射生理盐水的对照组。
(4) 该研究表明同侧注射可增强巨噬细胞 B细胞的相互作用，提升记忆B细胞活化效率，因此疫苗加强针建议在同一手臂（同侧）接种，以优化免疫效果。
【分析】(1) 免疫器官包括淋巴结、脾、骨髓等，是免疫细胞定居、增殖的场所；二次免疫的核心是记忆B细胞的快速应答，可快速产生大量浆细胞和抗体。
(2) 巨噬细胞可作为抗原呈递细胞，直接激活B细胞；抗原在同侧淋巴结富集，使同侧巨噬细胞与B细胞的接触、作用更直接高效。
(3) 实验遵循单一变量与对照原则，利用无关抗原（P抗原）实现巨噬细胞的非特异性激活，通过抑制剂阻断巨噬细胞功能，反向验证其必要性；选取对侧淋巴结检测，排除同侧注射的空间效应干扰。
(4) 实验结论直接应用于疫苗接种实践，同侧接种加强针可利用巨噬细胞的局部激活效应，增强二次免疫应答。
（1）淋巴结是免疫系统的重要组成部分，是免疫细胞集中分布的场所。疫苗初次免疫后，机体会产生记忆B细胞，记忆B细胞接触相同抗原后迅速增殖分化为浆细胞，从而大量产生抗体。
（2）图1分析可知B细胞与巨噬细胞间距越小，右侧B细胞相对数量越多。因此实验结果表明小鼠身体右侧的B细胞更多地聚集在巨噬细胞周围 。 进一步研究发现，同侧淋巴结中H抗原特异性记忆B细胞数量较对侧多，抗原在同侧淋巴结富集，同侧巨噬细胞直接捕获和呈递抗原，促进B细胞活化和记忆B细胞形成。因此推测原因 ：同侧的巨噬细胞可以更直接激活B细胞。
（3）①实验设计旨在证明巨噬细胞的激活是抗原非特异性的且必需的：第0天注射P抗原非特异性激活巨噬细胞；第45天先注射巨噬细胞抑制剂抑制巨噬细胞，再注射H抗原检测记忆B细胞反应。因此i处即第0天注射的是 C即P抗原 （无关抗原，用于非特异性激活巨噬细胞）。 ii处即第45天注射的是 D即巨噬细胞抑制剂 （抑制巨噬细胞功能，以验证其必要性）。 iii处即第45天注射的是 B即 H抗原 （特异性抗原，用于激活记忆B细胞）。为避免同侧效应干扰，选择左侧（对侧）注射H抗原，确保实验结果反映巨噬细胞的作用而非位置效应。因此图2中iv处选取 A. 左侧 。
②当使用巨噬细胞抑制剂后，H抗原特异性记忆B细胞数量未增加，与阴性对照组（生理盐水）相似，且显著低于未使用抑制剂组（第0天P抗原+第45天生理盐水），说明巨噬细胞的非特异性激活是记忆B细胞活化所必需的。因此实验结果为实验组H抗原特异性记忆B细胞数量与第0天和45天均注射生理盐水组无显著差异；均显著低于第0天注射P抗原和第45天注射生理盐水组。
（4）实验表明同侧注射可增强巨噬细胞与B细胞的相互作用，提高记忆B细胞活化和免疫应答效率，因此加强针在同一部位接种可优化疫苗效果。因此我们可以接种加强针或同一手臂接种。
20．【答案】（1）限制酶和DNA连接酶
（2）组成型启动子；以M蛋白为转录激活因子的启动子
（3）A；B；C；D
（4）不同强度近红外光或不同照射时长下PD-L1抗体水平；肿瘤体积或小鼠存活率
（5）以过氧化氢酶基因和超氧化物歧化酶基因为目的基因构建NIR系统，以肠道益生菌为受体菌构建工程菌
【知识点】基因工程的应用；基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】(1) 基因工程构建表达载体时，需用限制酶切割载体与目的基因片段，再用DNA连接酶将片段拼接，因此需要的工具酶为限制酶和DNA连接酶。
(2) ①驱动Y、M基因持续表达，需选用组成型启动子，保证Y酶、M蛋白持续合成；②目的基因的转录依赖M蛋白的激活，因此选用以M蛋白为转录激活因子的启动子，实现光控转录。
(3) A、敲除内源c di GMP合成酶基因，减少胞内基础c di GMP含量，可降低目的基因基础表达；
B、敲除毒力相关基因，直接减弱沙门氏菌毒性；
C、Y基因表达Y酶，可降解c di GMP，避免无光时目的基因异常表达；
D、近红外光强度、照射时间可调控P酶活性，进而控制c di GMP水平，精准调控目的基因表达。因故答案为：ABCD。
(4) 可检测不同近红外光条件下PD L1抗体的表达量，验证工程菌是否构建成功；检测肿瘤体积、小鼠存活率，评价癌症治疗效果。
(5) 以过氧化氢酶基因、超氧化物歧化酶基因为目的基因构建NIR系统，导入肠道益生菌中构建工程菌；通过近红外光精准调控抗氧化酶的表达，清除肠道炎症部位的活性氧，治疗炎症性肠病。
【分析】(1) 基因工程的核心工具酶为限制酶（切割DNA）与DNA连接酶（连接DNA片段）。
(2) 该光控系统逻辑：近红外光激活P酶→c di GMP升高→激活M蛋白→M蛋白结合特定启动子启动目的基因转录；黑暗时Y酶降解c di GMP，关闭转录，因此Y、M基因需持续表达。
(3) 该系统通过c di GMP的浓度变化实现光控，内源合成酶、Y酶、P酶共同调控c di GMP稳态；沙门氏菌需减毒改造后用于活体治疗。
(4) 分子水平检测目的基因产物，个体水平检测治疗表型，共同验证工程菌的功能与疗效。
(5) 利用NIR系统的光控精准性，靶向表达抗氧化酶，适配肠道炎症的局部治疗需求，益生菌作为受体菌更安全。
（1）基因工程中，要获取目的基因（如NIR系统相关基因）并对它们进行切割和连接等操作，需要用到限制酶来切割特定的DNA片段，再用DNA连接酶将切割后的片段连接起来，所以需要的工具酶是 限制酶和DNA连接酶 。
（2）据题干及图可知，P酶催化GTP生成c-di-GMP，c-di-GMP水平升高促进M蛋白与特定启动子结合激活目的基因表达。Y基因和M基因共用启动子①，科研人员选用组成型启动子驱动Y和M基因表达，因为组成型启动子不需要诱导物且可持续驱动基因表达，能保证Y基因持续表达产生Y酶（分解c-di-GMP，防止在黑暗条件下其在细胞内积累而促进M蛋白起作用，影响光控效果），M基因持续表达产生M蛋白（保证光控时被c-di-GMP激活），所以①处应选 组成型启动子 。P酶在近红外光下被激活后具有较高活性，在黑暗条件下具有较低活性。在近红外光下促进P酶催化GTP生成c-di-GMP，由于c-di-GMP水平升高可促进M蛋白与特定启动子结合，M蛋白是转录激活因子，要实现近红外光对目的基因表达的精准控制，②处应选 以M蛋白为转录激活因子的启动子 。
（3）A、沙门氏菌内源c-di-GMP合成酶基因被敲除后，其自身产生c-di-GMP的能力下降，由于c-di-GMP水平升高促进M蛋白与特定启动子结合激活目的基因表达，所以可降低目的基因的基础表达水平，A正确；
B、敲除沙门氏菌毒力相关基因，能直接减弱工程菌的毒性，降低对动物体的毒力风险，B正确 ；
C、NIR系统中Y基因的作用是在无光条件下使系统处于合适状态，降低胞内c-di-GMP水平，避免目的基因在不合适的时候表达，C正确 ；
D、改变近红外光的强度和照射时间，可调控P酶活性，进而影响c-di-GMP水平，实现目的基因表达的精准控制，D正确 。
故选ABCD。
（4）以PD-L1抗体基因为目的基因构建NIR系统，工程菌接种到小鼠肿瘤内后，不同强度近红外光或不同照射时长会影响PD-L1抗体基因的表达水平，所以可通过检测 不同强度近红外光或不同照射时长下PD-L1抗体水平 ，来了解工程菌是否按预期工作。治疗的最终效果体现在肿瘤的变化和小鼠的生存情况上，所以还可检测 肿瘤体积或小鼠存活率 来评价治疗效果。
（5）在肠道炎症中活性氧起重要作用，抗氧化酶（如过氧化氢酶和超氧化物歧化酶）能清除炎症部位的活性氧，抑制炎症性肠病。所以可以 以过氧化氢酶基因和超氧化物歧化酶基因为目的基因构建NIR系统，以肠道益生菌为受体菌构建工程菌 ，这样工程菌可以在肠道炎症部位根据近红外光的调控表达抗氧化酶，清除活性氧，达到治疗炎症性肠病的目的。
21．【答案】（1）早开花：晚开花 = 1：1
（2）CO mRNA；黑暗条件下 CO 蛋白降解快于光照条件，或黑暗条件下 CO mRNA 翻译少于光照条件
（3）第1组与第2组，或第3组与第4组对比，均可说明 CO 可被蛋白酶体降解：第3组用泛素抗体可检测到 CO ，说明 CO 可被泛素化。
（4）1/4
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】(1) 首先根据F2中早开花与晚开花植株数量比为3：1，可确定早开花为显性性状，晚开花为隐性性状。设控制该性状的基因为A/a，则野生型基因型为AA，突变体co为隐性纯合子aa；野生型与突变体co杂交，F1基因型为杂合子Aa。F1（Aa）与突变体co（aa）的杂交属于测交，按照基因分离定律，后代基因型及比例为Aa：aa=1：1，对应表型及比例为早开花：晚开花=1：1。
(2) 蛋白质的翻译过程以mRNA为直接模板，4～8h时长日照、短日照条件下拟南芥细胞中CO mRNA含量均较低，翻译缺少充足模板，因此CO蛋白合成量少，蛋白含量较低。12～16h时，长日照与短日照条件下CO mRNA含量无明显差异，说明转录过程无显著区别；短日照条件下该时段进入黑暗环境，CO蛋白含量更低，原因是黑暗条件下CO蛋白的降解速率快于光照条件，或黑暗条件下CO mRNA的翻译效率低于光照条件。
(3) 泛素 蛋白酶体途径的核心是靶蛋白先发生泛素化修饰，再被蛋白酶体降解。第1组与第2组，或第3组与第4组对比，均可说明说明CO蛋白可被蛋白酶体降解；第3组和使用泛素抗体检测，可检测到CO相关条带，证明CO蛋白可被泛素化修饰。结合两点可说明CO蛋白通过泛素 蛋白酶体途径降解。
(4) CO基因（A/a）与COPI基因（B/b）独立遗传，遵循基因的自由组合定律。隐性突变体copl基因型为AAbb，突变体co基因型为aaBB；二者杂交得到的F1基因型为AaBb。F1自交，子代中基因型为aa_ _的个体，无论COPI基因如何，均表现为晚开花，与突变体co开花时间一致；AaBb自交后，aa基因型个体占比为1/4，因此长日照条件下F2中开花时间与突变体co相近的个体占比为1/4。
【分析】（1）基因的分离定律：由一对等位基因控制的相对性状，杂合子自交后代性状分离比为3：1；杂合子与隐性纯合子进行测交，后代性状分离比为1：1。
（2）基因的表达：基因表达包括转录和翻译，mRNA是翻译过程的直接模板；细胞内蛋白质的含量由蛋白质的合成速率、降解速率共同决定。
（3）蛋白质的降解与实验设计：泛素 蛋白酶体途径是真核细胞内蛋白质选择性降解的主要途径，靶蛋白经泛素化标记后可被蛋白酶体降解；生物学实验遵循对照原则，可通过抑制剂阻断反应、特异性抗体检测分子，探究物质的作用途径。
（4）基因的自由组合定律：控制两对相对性状的两对等位基因独立遗传时，遵循基因的自由组合定律；独立遗传的基因，子代基因型、表型的比例可通过自由组合定律进行推导。
（1）根据题中“突变体co与野生型拟南芥杂交得到F1，F1自交获得F2。在长日照条件下，F2中早开花与晚开花植株的数量比接近3：1”可推测出晚开花为隐性性状，设基因为 A/a控制该性状，则突变体co的基因型为aa，F1的基因型为Aa，子代基因型为 Aa（早开花）：aa（晚开花）=1：1，故杂交后代长日照条件下的表型及比例为早开花：晚开花 = 1：1。
（2）根据题图可知：4~8h 时长、短日照下 CO 蛋白含量均低，而此时 CO mRNA 含量也较低，因此CO蛋白低可能是由蛋白合成的模板COmRNA不足引起的；根据图1，12-16小时COmRNA含量短日照和长日照无明显差异。有差异的是CO蛋白，可能是黑暗条件下 CO 蛋白降解快于光照条件，或黑暗条件下 CO mRNA 翻译少于光照条件，因此短日照条件下CO蛋白含量明显较低。
（3）第1组与第2组，或第3组与第4组对比，均可说明 CO 可被蛋白酶体降解：第3组用泛素抗体可检测到 CO ，说明 CO 可被泛素化。
（4）根据题意可知：设 CO 基因相关基因型为 A/a，COPI 基因相关基因型为 B/b。突变体 copl（bb）与 co（aa）杂交，F1基因型为 AaBb，F1自交，F2中开花时间与突变体co开花时间相近的个体基因型为：aa_ _，因此长日照条件F2中开花时间与突变体co开花时间相近的个体所占比例为aa_ _= 1/4 。
1 / 1北京市第八十中学2025-2026学年高三下学期一模适应性练习生物试题
1．衣藻和大肠杆菌都是单细胞生物。下列有关二者的叙述正确的是（　　）
A．都以DNA作为遗传物质 B．都能通过有丝分裂的方式增殖
C．都有叶绿体，能进行光合作用 D．都有线粒体，能进行细胞呼吸
【答案】A
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同
【解析】【解答】A、衣藻是真核单细胞藻类，大肠杆菌属于原核生物，所有细胞结构的生物，遗传物质均为DNA，因此二者都以DNA作为遗传物质，A正确；
B、有丝分裂是真核细胞特有的增殖方式，大肠杆菌为原核生物，其增殖方式为二分裂，无法进行有丝分裂，B错误；
C、衣藻细胞内含有叶绿体，可利用叶绿体进行光合作用；大肠杆菌仅含有核糖体一种细胞器，没有叶绿体，也不能进行光合作用，C错误；
D、线粒体是真核细胞特有的细胞器，大肠杆菌作为原核生物不具备线粒体，但其细胞质中含有与细胞呼吸有关的酶，依然可以完成细胞呼吸过程，D错误。
故答案为：A。
【分析】（1）根据细胞结构可将生物分为原核生物和真核生物，二者最核心的区别是原核细胞无核膜包被的成形细胞核；原核细胞仅含有核糖体一种细胞器，真核细胞具有线粒体、叶绿体、内质网等多种复杂细胞器。
（2）自然界中所有细胞生物的遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质为DNA或RNA。
（3）真核细胞的增殖方式包括有丝分裂、无丝分裂和减数分裂，原核细胞普遍以二分裂的方式完成增殖。
（4）叶绿体是进行光合作用的专属细胞器，线粒体是真核生物有氧呼吸的主要场所，原核生物无线粒体和叶绿体，但可依靠细胞质内的相关酶完成细胞呼吸，部分原核生物也可借助光合色素完成光合作用。
2．嗜盐厌氧菌的细胞膜上存在一种细菌视紫红质，吸收光能后空间结构改变，将H+运到细胞外，过程如下图。关于该过程的叙述错误的是（　　）
A．H+进出嗜盐厌氧菌细胞的方式相同
B．视紫红质功能异常细胞内的pH将降低
C．视紫红质既能吸收光能又可转运H+
D．H+浓度梯度可为ATP合成提供能量
【答案】A
【知识点】被动运输；主动运输
【解析】【解答】A、H+运出细胞利用光能逆浓度梯度运输，属于主动运输；H+运入细胞顺浓度梯度通过ATP合成酶运输，属于协助扩散，二者运输方式不同，A错误；
B、视紫红质功能异常时，H+无法运出细胞，细胞内H+浓度升高，pH降低，B正确；
C、视紫红质可吸收光能，同时能转运H+，兼具光能吸收和物质转运功能，C正确；
D、H+顺浓度梯度内流释放势能，驱动ATP合成酶催化ATP合成，为ATP合成提供能量，D正确。
故答案为：A。
【分析】主动运输：逆浓度梯度运输，需要载体蛋白协助，消耗能量；协助扩散：顺浓度梯度运输，需要转运蛋白协助，不消耗能量。
3．下图为细胞死亡过程，关于凋亡和坏死的相关叙述正确的是（　　）
A．均是基因调控的自动结束生命的过程
B．死亡后均可被巨噬细胞吞噬清除
C．均有利于维持机体内环境的稳态
D．均只发生在衰老细胞中
【答案】B
【知识点】细胞的凋亡；细胞凋亡与细胞坏死的区别
【解析】【解答】A、细胞凋亡是由基因调控的程序性死亡，细胞坏死是外界不利因素引起的病理性死亡，不受基因调控，A错误；
B、细胞凋亡形成的凋亡小体可被巨噬细胞吞噬清除，细胞坏死的细胞残骸也可被巨噬细胞吞噬清除，B正确；
C、细胞凋亡有利于维持机体内环境稳态，细胞坏死会引发炎症反应，破坏内环境稳态，C错误；
D、细胞凋亡可发生在发育、衰老等多种细胞中，细胞坏死可发生在受损、病变等各类细胞中，并非只发生在衰老细胞，D错误。
故答案为：B。
【分析】（1）细胞凋亡：由基因决定的细胞自动结束生命的过程，又称细胞程序性死亡，对机体有利，可维持内环境稳态。
（2）细胞坏死：在外界不利因素作用下，细胞正常代谢受损中断导致的被动死亡，属于病理性死亡，对机体有害。
（3）细胞清除机制：凋亡小体和坏死的细胞结构均可被巨噬细胞识别、吞噬并清除。
4．Wolf-Hirschhorn综合征（WHS）是由于4号染色体短臂缺失造成的。某病患儿经检测发现4号染色体异常（如图），其他染色体正常。其父母无此疾病，父亲染色体正常，母亲存在8号与4号染色体相互易位现象。下列说法错误的是（　　）
A．WHS的症状是4号染色体基因数量减少所致
B．母亲染色体异常可能是通过家族遗传获得
C．这对夫妇无法再生染色体完全正常的孩子
D．上述检测需用到动物细胞培养和显微观察技术
【答案】C
【知识点】染色体结构的变异
【解析】【解答】A、WHS由4号染色体短臂片段缺失引发，染色体是基因的主要载体，染色体片段缺失会直接导致该片段上的基因丢失，使基因数量减少；基因控制生物性状，基因缺失引发相应性状异常，因此WHS的症状是4号染色体基因数量减少所致，A正确；
B、母亲的4号、8号染色体发生相互易位，属于染色体结构变异，该变异属于可遗传变异，可通过生殖细胞在亲子代间传递，因此母亲的染色体异常可能是通过家族遗传获得，也可能是自身基因突变产生，B正确；
C、母亲存在4号和8号染色体相互易位，减数分裂产生卵细胞时，染色体自由组合，可产生染色体完全正常的卵细胞；父亲染色体正常，产生的精子均正常，正常卵细胞与正常精子结合，可发育为染色体完全正常的孩子，因此这对夫妇可以再生染色体完全正常的孩子，C错误；
D、检测染色体结构异常需进行染色体核型分析：首先对患者细胞进行动物细胞培养，使细胞增殖分裂；再制作临时装片，通过显微镜观察染色体的形态、结构，判断是否存在缺失、易位等变异，因此该检测用到动物细胞培养和显微观察技术，D正确。
故答案为：C。
【分析】染色体结构变异包括缺失、重复、易位、倒位，染色体片段缺失会造成基因数目减少，进而引发遗传病；相互易位是非同源染色体之间片段交换，属于染色体结构变异。
5．当氨基酸充足时，蛋白质合成正常进行。当氨基酸匮乏时，蛋白质合成受抑制，调节机制如下图。相关叙述错误的是（　　）
A．tRNA与氨基酸的结合具有特异性
B．该调控过程发生在细胞质中
C．图中所示过程需要RNA聚合酶
D．该过程有利于维持细胞代谢稳态
【答案】C
【知识点】遗传信息的翻译；基因表达的调控过程
【解析】【解答】A、一种tRNA分子只能凭借自身特定的结构识别并结合唯一一种氨基酸，tRNA与氨基酸的结合具有严格的特异性，A正确；
B、图示调控的是核糖体上的蛋白质翻译过程，核糖体分布在细胞质中，tRNA转运氨基酸、执行翻译调控的相关蛋白也都在细胞质内发挥作用，因此整个调控过程发生在细胞质中，B正确；
C、RNA聚合酶的功能是结合DNA模板链，催化转录过程合成RNA，该酶只参与转录。题图仅展示了氨基酸含量对翻译（蛋白质合成）过程的调控，不存在转录环节，不需要RNA聚合酶参与，C错误；
D、氨基酸充足时细胞正常合成蛋白质，氨基酸匮乏时主动抑制蛋白质合成，避免细胞持续消耗ATP、核糖核苷酸等资源进行无效的翻译过程，能减少物质和能量浪费，有利于维持细胞代谢稳态，D正确。
故答案为：C。
【分析】（1）tRNA具备转运氨基酸的专一性，一种tRNA只能携带一种氨基酸，而同一种氨基酸可以被多种不同的tRNA转运。
（2）翻译的场所是细胞质中的核糖体，翻译全过程以及对翻译过程的调控都发生在细胞质。
（3）转录需要RNA聚合酶催化，翻译过程不需要RNA聚合酶。
（4）细胞可根据原料的供应情况动态调整合成代谢速率，属于细胞水平的稳态调节机制。
（5）及时抑制原料不足的耗能代谢途径，能够节约细胞内的物质与能量，保障细胞正常生命活动，维持细胞代谢稳态。
6．月亮鱼是目前已报道的唯一“全身恒温”鱼类。月亮鱼的体温比周围海水温度高约，能够提高其神经传导能力。基于比较基因组学研究，发现月亮鱼基因组中多个基因发生了适应性变化，这些基因的适应性变化可能共同驱动了月亮鱼恒温性状的演化，下列相关叙述错误的是（　　）
A．月亮鱼新物种的形成经过染色体变异、选择及地理隔离三个基本环节
B．在自然选择的作用下，月亮鱼种群的基因频率会发生定向改变
C．对比月亮鱼与其他物种的基因序列，是研究它们进化关系的分子水平证据
D．“全身恒温”可能是自然选择的结果，有助于提升月亮鱼的捕食以及防御能力
【答案】A
【知识点】现代生物进化理论的主要内容；基因频率的概念与变化；物种的概念与形成
【解析】【解答】A、新物种形成的三个基本环节是突变和基因重组、自然选择、隔离，突变包括基因突变和染色体变异，隔离的核心是生殖隔离，并非地理隔离，因此月亮鱼新物种的形成并非经过染色体变异、选择及地理隔离三个基本环节，A错误；
B、自然选择决定生物进化的方向，在自然选择的作用下，种群中有利变异被保留，不利变异被淘汰，月亮鱼种群的基因频率会发生定向改变，B正确；
C、基因序列属于分子水平的研究对象，对比月亮鱼与其他物种的基因序列，可从分子水平判断物种间的亲缘关系，是研究进化关系的分子水平证据，C正确；
D、“全身恒温”使月亮鱼体温高于海水，提高神经传导能力，该性状有利于其生存繁衍，是长期自然选择的结果，可提升其捕食、防御能力，D正确。
故答案为：A。
【分析】现代生物进化理论认为，新物种形成的三个基本环节为突变和基因重组、自然选择、隔离，突变包含基因突变与染色体变异，隔离的关键类型是生殖隔离，地理隔离并非新物种形成的必要条件。
7．声波在耳蜗内转化为压力波，使基底膜振动，导致毛细胞的静纤毛发生左右弯曲，并通过听神经向大脑发送信号，进而形成听觉（如图）。相关叙述错误的是（　　）
A．毛细胞可将机械信号转换为电信号
B．毛细胞释放递质使突触后膜电位由内正外负变为内负外正
C．声波刺激会改变传入神经纤维膜动作电位的频率
D．听神经或听觉中枢受损均可导致耳聋
【答案】B
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况；神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、声波引起的机械振动使毛细胞静纤毛弯曲，引发毛细胞膜电位发生变化，说明毛细胞可以将机械信号转换为电信号，A正确；
B、突触后膜静息电位表现为内负外正，毛细胞释放的是兴奋性神经递质，会使突触后膜电位由内负外正变为内正外负，该选项电位变化描述相反，B错误；
C、由图可知，不同方向的声波刺激，传入神经纤维产生动作电位的频率不同，说明声波刺激会改变传入神经纤维膜动作电位的频率，以此传递不同的听觉信息，C正确；
D、听神经负责将听觉信号传导至大脑皮层听觉中枢，听觉中枢负责整合处理听觉信号，二者任一结构受损，信号都无法正常传递或处理，均可导致耳聋，D正确。
故答案为：B。
【分析】（1）感受器的功能是接受刺激，将外界的物理、化学等信号转化为电信号，毛细胞属于听觉感受器。
（2）静息电位为内负外正，动作电位为内正外负；兴奋性神经递质会使突触后膜由静息电位转变为动作电位。
（3）神经纤维上动作电位的频率可以传递刺激强度、刺激类型等信息，刺激强度不同，动作电位频率不同。
（4）听觉的形成需要感受器、传入神经、神经中枢共同参与，反射弧中任一环节受损，均会影响听觉形成。
8．血液中CO2浓度升高刺激颈动脉体的Ⅰ型细胞，由此引发的Ca2+内流促使神经递质释放，引起传入神经兴奋，最终使呼吸加深、加快。通过Ⅰ型细胞对信息进行转换和传递的通路如图所示。下列叙述不正确的是（　　）
A．CO2浓度升高时，Ⅰ型细胞内K+浓度升高，引发膜电位变化
B．若阻断Ⅰ型细胞的Ca2+内流，该通路对呼吸运动的调节效应增强
C．该通路中神经递质作用于传入神经，可使传入神经元胞内Na+浓度升高
D．机体通过Ⅰ型细胞维持CO2浓度相对稳定的过程存在负反馈调节
【答案】B
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况；神经冲动的产生和传导；其他体液成分参与的稳态调节
【解析】【解答】A、血液CO2浓度升高时，Ⅰ型细胞钾通道关闭，K+外流过程受阻，细胞内K+无法外流，胞内K+浓度升高，进而引发细胞膜电位发生变化，A正确；
B、Ca2+内流是Ⅰ型细胞释放神经递质的必要条件，阻断Ca2+内流后，神经递质释放量大幅减少，传入神经难以产生兴奋，呼吸加深、加快的调节效应会减弱，而非增强，B错误；
C、该通路释放的是兴奋性神经递质，递质与传入神经突触后膜受体结合后，会引起Na+内流，传入神经元胞内Na+浓度升高，产生动作电位，C正确；
D、血液CO2浓度升高→刺激Ⅰ型细胞→呼吸加深加快→CO2排出量增多→血液CO2浓度下降，该结果反过来减弱初始刺激，属于负反馈调节，可维持血液CO2浓度相对稳定，D正确。
故答案为：B。
【分析】（1）神经细胞静息电位由K+外流维持，钾离子通道关闭会阻断K+外流，造成细胞内K+蓄积，改变膜内外电位差。
（2）突触前膜Ca2+内流能触发突触小泡与细胞膜融合，完成神经递质的胞吐释放，Ca2+内流受阻会直接抑制递质释放。
（3）兴奋性神经递质作用于突触后膜，会打开Na+通道，Na+顺浓度梯度内流，突触后神经元由静息电位转变为动作电位。
（4）负反馈调节会削弱最初引发变化的刺激，是机体维持内环境理化性质相对稳定的主要调节机制。
（5）体液中的CO2等化学物质可刺激化学感受器，通过神经反射调节呼吸运动，实现内环境气体稳态的调控。
9．分别用不同浓度芸苔素和赤霉素处理杜仲叶片，然后测定叶片中的有效成分桃叶珊瑚苷含量，结果如下图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．实验中生长调节剂的浓度范围可以通过预实验确定
B．设置对照组是为了排除内源激素对实验结果的影响
C．与对照组相比，赤霉素在时起促进作用
D．与用芸苔素处理相比，杜仲叶片对赤霉素更加敏感
【答案】D
【知识点】其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、预实验可以摸索正式实验所需的生长调节剂浓度范围，同时检验实验设计的科学性与可行性，避免正式实验盲目操作造成材料和时间浪费，因此本实验调节剂浓度范围能够借助预实验确定，A正确；
B、空白对照组没有施加外源芸苔素和赤霉素，其余培养条件与实验组完全一致，能够排除杜仲自身内源激素以及其他无关变量对桃叶珊瑚苷含量测定结果的干扰，保证实验结果的差异是外源施加的调节剂导致的，B正确；
C、对照组桃叶珊瑚苷含量低于500mg·L- 赤霉素处理组的检测值，说明该浓度下赤霉素能够促进桃叶珊瑚苷积累，表现为促进作用，C正确；
D、敏感度高低看发挥明显效应所需的最低浓度，芸苔素在1mg·L- 极低浓度下就显著提升了桃叶珊瑚苷含量，而赤霉素需要达到100mg·L- 才出现明显促进效果，说明杜仲叶片对芸苔素更敏感，D错误。
故答案为：D。
【分析】（1）开展探究植物激素调节剂最适浓度实验前一般设置预实验，预实验可摸索自变量的适宜浓度区间，同时检验实验方案是否存在漏洞。
（2）空白对照实验的作用是抵消内源物质、实验操作、环境条件等无关变量带来的实验误差，确立自变量和因变量之间的因果关系。
（3）判断外源植物生长调节剂的作用效应，必须和空白对照组对比，因变量数值大于对照组为促进作用，小于对照组为抑制作用。
（4）植物材料对调节剂的敏感程度可通过起效浓度判断，产生同等显著生理效应所需调节剂浓度越低，该植物材料对此调节剂越敏感。
10．存活曲线描述了一组大约同时出生的个体的存活过程。下图为两个稳定型黑尾鹿种群的存活曲线。相关叙述错误的是（　　）
A．0～1年龄段的死亡率种群Ⅰ低于种群Ⅱ
B．种群Ⅰ中的个体寿命长的机会更大
C．高密度可加剧种内竞争使死亡率增加
D．种群Ⅱ中幼年个体占比很低而老年个体占比很高
【答案】D
【知识点】种群的特征；种群数量的变化曲线
【解析】【解答】A、0～1年时间段内，种群Ⅰ的存活数对数值高于种群Ⅱ，曲线下降幅度更小，说明该阶段种群Ⅰ存活个体数量减少更少，死亡率低于种群Ⅱ，A正确；
B、种群Ⅰ整体存活曲线下降趋势更平缓，各年龄段存活个体数均多于种群Ⅱ，说明种群Ⅰ中的个体寿命更长的机会更大，B正确；
C、种群Ⅱ属于高密度种群，个体数量多，争夺食物、栖息空间等资源的种内竞争加剧，进而使死亡率增加，存活曲线下降更快，C正确；
D、题干表明两个种群均为稳定型种群，稳定型种群的年龄结构特点是幼年、成年、老年个体的数量比例适中，因此种群Ⅱ不会出现幼年个体占比很低、老年个体占比很高的情况，D错误。
故答案为：D。
【分析】（1）存活曲线的斜率代表死亡率，斜率越大，死亡率越高，斜率越小，死亡率越低。
（2）种群密度越大，种内竞争越激烈，个体获取资源的难度上升，死亡率随之升高。
（3）种群的年龄结构分为增长型、稳定型、衰退型，稳定型种群各年龄期个体比例适中，种群数量长期相对稳定；衰退型种群幼年个体少、老年个体多。
11．鸭为杂食性水禽，可取食稻田杂草与小动物。研究人员探究稻鸭共作对稻田杂草的影响，结果如下表，下列叙述正确的是（　　）
组别 杂草密度（株/m2） 物种丰富度相对值 杂草相对优势度
常规区 40 12.0 0.247
稻鸭区 2.3 5.3 0.089
注：相对优势度表示植物在群落中的优势地位
A．稻鸭共作使稻田物种丰富度降低，自我调节能力增强
B．稻鸭共作减少杂草竞争，提升水稻对光能的利用率
C．鸭是次级消费者，在此生态系统中只属于第三营养级
D．稻鸭区物种丰富度降低，加快了稻田的能量循环利用
【答案】B
【知识点】生态系统的结构；生态系统的稳定性；研究能量流动的实践意义；生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、由表格数据可知，稻鸭区杂草的物种丰富度相对值明显低于常规区，说明稻鸭共作使稻田杂草的物种丰富度降低。生态系统的自我调节能力与群落物种丰富度、营养结构复杂程度正相关，物种丰富度下降，营养结构变得简单，生态系统的自我调节能力会减弱，A错误；
B、常规区杂草密度远高于稻鸭区，鸭取食杂草后，稻田内杂草数量大幅减少，有效减弱了杂草与水稻之间对光照、水分、无机盐等资源的种间竞争，水稻能更充分地接受光照进行光合作用，进而提升水稻对光能的利用率，B正确；
C、鸭属于杂食性动物，当鸭取食稻田杂草（生产者，第一营养级）时，鸭处于第二营养级；当鸭取食稻田中的小动物（多为植食性动物，第二营养级）时，鸭处于第三营养级。因此鸭可占据第二、第三营养级，并非只属于第三营养级，C错误；
D、生态系统中能量只能单向流动、逐级递减，不能循环利用，物质才具备循环利用的特点。稻鸭区物种丰富度降低，食物链和食物网趋于简单，能量流动的渠道减少，也不存在加快能量循环的说法，D错误。
故答案为：B。
【分析】（1）生态系统自我调节能力的强弱取决于营养结构的复杂程度，群落物种丰富度越高，食物链、食物网越复杂，自我调节能力就越强。
（2）种间竞争是不同生物之间争夺阳光、养分、空间等共同资源的种间关系，竞争会限制双方种群数量和生长状态。
（3）食物链以生产者为第一营养级，植食性生物为第二营养级，以植食性生物为食的生物为第三营养级，杂食性生物可在不同食物链中占据多个营养级。
（4）生态系统的物质循环和能量流动相伴进行，物质可以在生物群落与无机环境之间循环往复，能量则单向流动、逐级递减，无法循环利用。
（5）物种丰富度用来描述群落中物种数目的多少，丰富度的改变会直接影响生态系统营养结构的复杂程度。
12．将纤维素、半纤维素预处理和酶解后，利用某大肠杆菌菌株发酵产乳酸的过程如图。阻断该菌株产乙酸（或乙醇）的代谢途径，构建了高产乳酸工程菌。相关叙述错误的是（　　）
A．需敲除乙酸（或乙醇）代谢途径中相关酶的基因
B．可将纤维素酶基因等导入工程菌以简化生产环节
C．葡萄糖可为大肠杆菌提供碳源
D．发酵过程中需保证充足的氧气以代谢生产乳酸
【答案】D
【知识点】无氧呼吸的过程和意义；微生物发酵及其应用
【解析】【解答】A、酶由基因控制合成，若要阻断乙酸（或乙醇）的代谢途径，需敲除该途径中催化反应的相关酶的基因，使可发酵糖更多通过乳酸代谢途径生成乳酸，从而构建高产乳酸工程菌，A正确；
B、纤维素、半纤维素需要酶解后才能被利用，将纤维素酶基因导入工程菌，工程菌可自主合成纤维素酶，直接降解纤维素、半纤维素，省去单独酶解步骤，简化生产环节，B正确；
C、葡萄糖含有碳元素，可为大肠杆菌提供碳源，同时葡萄糖可通过代谢为大肠杆菌提供能量，C正确；
D、大肠杆菌发酵产生乳酸的方式为无氧呼吸，充足的氧气会抑制无氧呼吸的进行，因此发酵过程需要营造无氧环境，D错误。
故答案为：D。
【分析】（1）基因控制酶的合成，进而控制代谢途径，敲除特定代谢途径的酶基因，可阻断该代谢过程，实现代谢流向的调控。
（2）基因工程可将纤维素酶基因导入工程菌，使工程菌获得分解纤维素的能力，优化生产流程。
（3）碳源是微生物生长所需营养物质，葡萄糖属于含碳有机物，可作为大肠杆菌的碳源。
（4）乳酸发酵属于无氧呼吸，无氧呼吸在无氧条件下进行，氧气会抑制无氧呼吸，因此乳酸发酵需在无氧条件下进行。
13．柑橘传统杂交育种受雌雄器官败育、幼年期长等因素限制，育种效率较低。科研人员以染色体数为2n=18的HB柚叶肉原生质体、染色体数为2n=18的Nova橘柚愈伤原生质体为材料，通过植物体细胞杂交技术获得异源四倍体体细胞杂种NH柑橘。相关叙述错误的是（　　）
A．可通过胰蛋白酶处理获得叶肉原生质体
B．可通过聚乙二醇诱导两种原生质体融合
C．异源四倍体与亲本回交可培育无核柑橘
D．可通过检测细胞染色体数目筛选杂种NH
【答案】A
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶构成，想要获得原生质体，需要使用纤维素酶和果胶酶分解细胞壁。胰蛋白酶的作用是分解动物细胞之间的蛋白质，用于分散动物组织细胞，不能分解植物细胞壁，因此无法用胰蛋白酶处理得到叶肉原生质体，A错误；
B、诱导植物原生质体融合有化学法、物理法等方式，聚乙二醇（PEG）是应用最广泛的化学诱导剂，能够有效诱导两种不同的原生质体发生融合，B正确；
C、两种亲本均为二倍体（2n=18），体细胞杂交得到的异源四倍体染色体数为4n=36。将该四倍体植株与二倍体亲本回交，子代体细胞染色体数为3n=27，属于三倍体。三倍体进行减数分裂时，同源染色体联会紊乱，无法形成正常可育的配子，不能完成受精产生种子，因此可利用该方式培育无核柑橘，C正确；
D、未发生融合的亲本细胞染色体数均为18条，而异源四倍体杂种细胞NH的染色体数为36条，二者染色体数目差异显著，因此可以通过检测细胞染色体数目的方法，筛选出目标杂种细胞，D正确。
故答案为：A。
【分析】（1）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，去除植物细胞壁需选用纤维素酶和果胶酶；胰蛋白酶、胶原蛋白酶主要用于动物细胞培养，分解细胞间质使动物组织分散为单个细胞。
（2）植物原生质体融合的诱导方法包含物理法和化学法，聚乙二醇是常用的化学诱导融合试剂。
（3）二倍体与四倍体杂交可得到三倍体，三倍体植株减数分裂时同源染色体联会紊乱，难以产生正常配子，通常表现为无籽性状。
（4）植物体细胞杂交后会形成三种融合产物，即两种未融合的亲本细胞、异源杂种细胞，可依据染色体数目、形态等特征完成杂种细胞的筛选。
（5）植物体细胞杂交获得的异源多倍体，细胞内染色体总数等于两个融合亲本细胞的染色体数目之和。
14．伊蚊可传播登革热，通过转入特定基因使伊蚊后代在成年前死亡。若定期向野外释放转基因伊蚊，与野生种群竞争来防控登革热，下列关于该方法引发的后果可能性最小的是（　　）
A．叮咬过程中将特定基因转移给人体
B．转基因伊蚊大量投放引发公众恐慌
C．极少数存活的转基因成年伊蚊引发基因扩散
D．释放的转基因伊蚊数量不足导致防治效果有限
【答案】A
【知识点】基因工程的应用；转基因生物的安全性问题
【解析】【解答】A、伊蚊叮咬人体时仅会向人体注入唾液，不会将自身细胞内的外源特定基因导入人体细胞，自然条件下跨物种发生基因转移的概率极低，因此该后果出现的可能性最小，A符合题意；
B、公众普遍对转基因生物存在一定的认知顾虑和担忧，大量投放转基因伊蚊容易引发公众恐慌，该情况发生的可能性较大，B不符合题意；
C、若极少数转基因伊蚊发育为成年个体，能够和野生伊蚊交配繁殖，会造成转入的特定基因在野生伊蚊种群中扩散，该生态风险存在发生的可能，C不符合题意；
D、该防控方式依靠转基因伊蚊与野生种群竞争发挥作用，若释放的转基因伊蚊数量不足，无法形成有效竞争，就会导致整体防治效果不佳，该情况较易出现，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】（1）外源基因通过基因工程整合在转基因生物的基因组中，自然状态下不同物种之间发生基因转移的概率极低。
（2）蚊虫叮咬宿主的生理过程，只是向宿主体内分泌唾液等物质，不会将自身的遗传物质传递到宿主细胞内。
（3）转基因生物释放到自然环境后，若可育的转基因个体与野生同种生物交配，可能导致外源基因在野生种群中扩散，改变野生种群的基因组成。转基因技术在生产、防控领域的实际应用，除生态层面的影响外，还会受到公众认知、社会舆论等因素的影响。
（4）采用生物防治方法控制有害生物种群数量时，投放生物的个体数量会直接影响竞争效果与最终防治成效。
15．在高中生物学基础实验中，需要在严格无菌条件下进行的是（　　）
A．从新鲜菜花中粗提取DNA B．将外植体接种到培养基上
C．使用PCR仪扩增目的基因 D．对酵母菌进行显微计数
【答案】B
【知识点】测定某种微生物的数量；PCR技术的基本操作和应用；DNA的粗提取和鉴定；植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、从新鲜菜花中粗提取DNA的实验，主要依靠研磨破碎细胞、利用DNA的溶解度特性进行分离提纯，整个实验在普通开放环境中即可完成。环境中的杂菌不会影响DNA的提取过程与实验结果，因此不需要严格无菌条件，A不符合题意。
B、将外植体接种到培养基上属于植物组织培养操作。植物组织培养的培养基含有丰富的营养物质，极易滋生杂菌；杂菌会与外植体争夺营养，还会产生有害物质导致外植体腐烂，因此外植体处理、培养基制备以及接种操作都必须在严格无菌条件下进行，B符合题意。
C、PCR扩增目的基因在密闭的反应管内进行，反应体系提前做灭菌处理，且PCR循环过程包含多次高温变性步骤，高温可有效杀灭杂菌，该实验不需要额外营造严格无菌环境，C不符合题意。
D、对酵母菌进行显微计数，是使用血细胞计数板在显微镜下统计微生物数量，实验核心是计数，环境中少量杂菌不会干扰实验结果，无需严格无菌操作，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】（1）DNA粗提取实验利用DNA与蛋白质等物质理化性质的差异实现分离，杂菌不会对实验造成干扰，无无菌操作要求。
（2）植物组织培养全程要求无菌操作，培养基营养全面，易被杂菌污染，杂菌污染会直接造成外植体死亡，导致培养失败。
（3）PCR技术的反应体系密闭，且反应过程反复经历高温环境，能够抑制微生物生长繁殖，无需在无菌环境中操作。
（4）利用血细胞计数板对酵母菌显微计数的实验，实验目的是统计菌体数量，开放环境中的杂菌不会影响实验开展，不要求无菌条件。
16．线粒体是ATP合成和某些氨基酸（如脯氨酸、鸟氨酸等）生产的场所。科研人员以体外培养的小鼠成纤维细胞（MEF）为材料，对线粒体调控这两个相互竞争的代谢途径（图1）的机制进行了研究。
（1）由图1可知，在线粒体内，谷氨酸可在P5CS催化下合成脯氨酸和鸟氨酸，也可通过氧化磷酸化（有氧呼吸第三阶段）等过程氧化供能。线粒体　 　上含有ATP合酶等多种蛋白，是氧化磷酸化反应进行的场所。
（2）体外培养MEF时，培养液中应含有水、无机盐、糖类、　 　等营养物质。
（3）用含10mM葡萄糖或缺乏葡萄糖的培养液培养MEF，一段时间后检测细胞耗氧量和脯氨酸水平，结果如图2、图3所示。由结果可知，与含葡萄糖培养基中生长的细胞相比，在缺乏葡萄糖培养基中生长的细胞更多地依赖线粒体中的　 　过程来合成ATP，但脯氨酸合成　 　。
（4）电镜观察在缺乏葡萄糖培养基中生长的细胞，发现线粒体分化为两个亚群（I、Ⅱ）。检测表明，I型线粒体缺乏ATP合酶但富含P5CS，其中P5CS以活性更高的细丝形态存在，Ⅱ型富含ATP合酶但缺乏P5CS。阻止线粒体分化，会使氧化磷酸化或脯氨酸合成能力受损。葡萄糖培养基中生长的细胞，线粒体没有分化。请分析说明线粒体分化的意义　 　。
【答案】（1）内膜
（2）氨基酸、维生素
（3）氧化磷酸化（或有氧呼吸第三阶段）；不受影响
（4）线粒体分化导致代谢分工，I 型专注于脯氨酸等物质的合成，II型专注于 ATP合成。代谢分工提高了线粒体合成 ATP 和氨基酸的能力，使细胞能更好地应对营养缺乏环境，满足能量和营养需求。
【知识点】ATP的作用与意义；有氧呼吸的过程和意义；动物细胞培养技术
【解析】【解答】(1) 氧化磷酸化即有氧呼吸第三阶段，该过程发生在线粒体内膜上，线粒体内膜上分布着ATP合酶、电子传递链相关蛋白等多种蛋白质，是氧化磷酸化反应的场所，因此此处填内膜。
(2) 体外培养动物细胞时，培养液需要提供细胞生长所需的全部营养物质，除水、无机盐、糖类外，还需添加氨基酸、维生素等营养成分，满足细胞代谢需求。
(3) 图2显示，缺乏葡萄糖的培养基中细胞耗氧量显著升高，耗氧量反映有氧呼吸强度，说明细胞更多依赖线粒体中的氧化磷酸化（有氧呼吸第三阶段）合成ATP；图3中两组培养基的脯氨酸相对水平基本一致，说明缺乏葡萄糖时脯氨酸合成不受影响。
(4) 线粒体分化为Ⅰ、Ⅱ两个亚群，实现了代谢功能的分工：Ⅰ型线粒体缺乏ATP合酶、富含高活性的P5CS，专门负责脯氨酸等氨基酸的合成；Ⅱ型线粒体富含ATP合酶、缺乏P5CS，专门通过氧化磷酸化合成ATP。这种分化避免了谷氨酸在氧化供能与氨基酸合成两个竞争代谢途径间的资源冲突，提升了ATP和脯氨酸的合成效率，帮助细胞在葡萄糖缺乏的营养匮乏环境中，同时满足能量供应和氨基酸合成的需求，增强细胞对不良环境的适应能力。
【分析】(1) 线粒体是有氧呼吸的主要场所，线粒体内膜向内折叠增大膜面积，附着大量与有氧呼吸第三阶段相关的酶和ATP合酶，是氧化磷酸化的发生部位。
(2) 动物细胞体外培养属于异养培养，无法自主合成全部营养物质，需人工提供氨基酸、维生素等必需营养。
(3) 耗氧量与有氧呼吸强度正相关，葡萄糖缺乏时细胞通过增强有氧呼吸（氧化磷酸化）弥补能量供应；脯氨酸合成量不变，说明该代谢途径相对独立，不受葡萄糖缺失影响。
(4) 细胞内结构的特化分化是适应环境的表现，线粒体亚群的功能分工，可解决两种代谢途径的竞争矛盾，优化物质和能量的利用效率，体现了结构与功能相适应的生物学原理。
（1）氧化磷酸化是有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜，内膜上含 ATP 合酶、电子传递链相关蛋白，可将 NADH中的化学能转化为ATP中的化学能。
（2）体外培养动物细胞（MEF）的培养液，除水、无机盐、糖类外，还需含氨基酸、维生素等营养物质。
（3）图 2 显示缺乏葡萄糖时细胞耗氧量升高，说明细胞更多依赖线粒体的三羧酸循环（有氧呼吸第二阶段） 产生 NADH，再通过氧化磷酸化（有氧呼吸第三阶段）合成 ATP。
图 3 显示缺乏葡萄糖时脯氨酸水平与含葡萄糖组基本相同，故脯氨酸合成不变。
（4）线粒体分化为两个亚群：I 型富含活性 P5CS，高效合成脯氨酸；II 型富含 ATP 合酶，高效合成 ATP。这种分化可避免谷氨酸在 “氧化供能” 和 “氨基酸合成” 之间的代谢竞争，使细胞在葡萄糖缺乏时，既能通过 II 型线粒体满足能量需求，又能通过 I 型线粒体合成必需氨基酸（脯氨酸），适应营养缺乏环境。
17．学习以下材料，回答（1）~（4）题。
蜘蛛的捕食策略
传统认为结网蜘蛛的捕食策略仅仅是“守网待虫”。深入研究发现结网蜘蛛不仅可以利用身体和蛛丝的颜色吸引猎物，还会在蛛网上做各种装饰物吸引猎物，更有一些结网蜘蛛能利用生活在其网上的体色鲜艳的“盗寄生”蜘蛛来吸引猎物。
我国科学家发现大腹圆蛛的蛛网上的边褐端黑萤多是雄性。边褐端黑萤是一种萤火虫，雄虫有两节发光器，雌虫只有一节。进一步观察发现，大腹圆蛛在捕到猎物后通常会用丝将猎物整个裹住，直接取食。但捕到边褐端黑萤后，并不急于享用美食，而是裹住此萤大部分身体，仅露出腹部的发光器。大腹圆蛛通过多种操控策略，使雄萤只有一节发光器能发光。检测三种情况萤火虫的闪光信号，结果如下图。
分析3种闪光信号，研究者认为这可能是一种新的捕食策略：蜘蛛通过操控触网的雄萤，使其闪光信号改变，从而获得更多猎物。
（1）结网蜘蛛和“盗寄生”蜘蛛的种间关系是　 　。这是利用　 　信息调节生物的种间关系，进而维持　 　的平衡与稳定。
（2）研究者认为大腹圆蛛能捕获更多雄萤的策略是用萤火虫“钓”萤火虫，依据是　 　。
（3）为验证这种新的捕食策略，请完善下表中的实验设计（填写字母）。
组别 实验材料 预期结果
对照组 a、e g、i
实验组1 　 　 　 　
实验组2 　 　 　 　
a．正常发光的雄性边褐端黑萤
b．正常发光的雌性边褐端黑萤
c．发光器涂黑的雄性边褐端黑萤
d．发光器涂黑的雌性边褐端黑萤
e．有大腹圆蛛的蜘蛛网
f．无大腹圆蛛的蜘蛛网
g．不直接取食，出现操控行为
h．直接取食，不出现操控行为
i．更多雄萤触网
j．很少或者几乎没有吸引到雄萤触网
为进一步确定影响雄萤闪光信号的是大腹圆蛛的毒液还是其咬击行为，实验组的操作是　 　，检测闪光信号并与对照组对比。
（4）从物质与能量或进化与适应的角度，分析大腹圆蛛新捕食策略的优势　 　。
【答案】（1）原始合作；物理信息；生态系统
（2）雄萤被捕获操控后的闪光信号比飞翔时减弱，接近雌萤的信号
（3）ce；j；af；j；将大腹圆蛛的毒液注射到雄萤体内/模拟大腹圆蛛咬击雄萤
（4）物质与能量：该捕食策略使大腹圆蛛消耗更少能量，获得更多的食物（物质与能量）。进化与适应：该捕食策略是大腹圆蛛进化的结果，利于提高其生存和繁殖能力，更好地适应环境。
【知识点】种间关系；生态系统中的信息传递；自然选择与适应
【解析】【解答】(1) 结网蜘蛛借助体色鲜艳的“盗寄生”蜘蛛吸引猎物，“盗寄生”蜘蛛可在蛛网上生存，二者相互受益且分开后能独立生活，因此种间关系为原始合作；体色属于物理信息，物理信息可调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
(2) 由题图可知，被大腹圆蛛操控的雄萤闪光信号强度减弱，闪光模式接近栖息在草间的雌萤的闪光信号，可借此吸引其他雄萤前来，因此该捕食策略是用萤火虫“钓”萤火虫。
(3) 实验组1需验证雄萤发光信号的作用，选用发光器涂黑的雄性边褐端黑萤（c）与有大腹圆蛛的蜘蛛网（e），发光被阻断后几乎无法吸引雄萤触网，预期结果为j；实验组2排除蜘蛛的作用，选用正常发光的雄性边褐端黑萤（a）与无大腹圆蛛的蜘蛛网（f），缺少蜘蛛操控信号，几乎无雄萤触网，预期结果为j；要确定是毒液还是咬击行为影响闪光信号，可将大腹圆蛛的毒液注射到雄萤体内，或模拟大腹圆蛛咬击雄萤，检测闪光信号变化。
(4) 从物质与能量角度，该捕食策略无需蜘蛛大量消耗自身能量主动捕猎，可利用被操控雄萤的闪光信号吸引更多猎物，高效获取更多物质和能量；从进化与适应角度，该策略是长期自然选择的结果，能提升蜘蛛的觅食效率，利于其生存和繁衍，更好地适应环境。
【分析】(1) 原始合作与互利共生的区别在于分开后能否独立生存；物理信息包含光、颜色、声音等，可调节种间关系，维持生态系统稳态。
(2) 生物可通过物理信号进行种内信息交流，蜘蛛利用雄萤模拟雌萤的闪光信号，完成诱捕，属于利用信息传递的捕食策略。
(3) 实验遵循单一变量与对照原则，实验组1控制雄萤发光能力，实验组2控制蜘蛛的有无，以此验证闪光信号与蜘蛛操控的作用；通过人为施加毒液或模拟咬击，可探究影响闪光信号的直接因素。
(4) 生物的捕食策略是对环境的适应，进化层面由自然选择决定；物质能量层面，该策略优化了能量利用方式，降低捕猎能耗，提高能量获取效率。
（1）原始合作是指两种生物共同生活在一起时.双方都受益，但分开后，各自也能独立生活。结网蜘蛛利用“盗寄生”蜘蛛体色鲜艳来吸引猎物，“盗寄生”蜘蛛在结网蜘蛛的蛛网上生活，二者的种间关系是原始合作。物理信息（如颜色等）调节生物种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
（2）从图中可以看出，触网并被操控的雄萤的闪光信号比飞翔时减弱，接近雌萤的信号，这就使得雄萤有可能被这种信号吸引而触网，因此研究者认为大腹圆蛛能捕获更多雄萤的策略是用萤火虫“钓”萤火虫。
（3）对照组是正常发光的雄性边褐端黑萤（a）和有大腹圆蛛的蜘蛛网（e），预期结果是不直接取食，出现操控行为（g）且更多雄萤触网（i）。
实验组1要探究发光对吸引雄萤的影响，所以实验材料应是发光器涂黑的雄性边褐端黑萤（c）和有大腹圆蛛的蜘蛛网（e），大腹圆蛛不直接捕食发光器涂黑的雄性边褐端黑萤，而是操控，只是操控没效果，所以几乎没有吸引到雄萤触网（j）。
实验组2要排除大腹圆蛛的影响，实验材料是正常发光的雄性边褐端黑萤（a）和无大腹圆蛛的蜘蛛网（f），预期结果是很少或者几乎没有吸引到雄萤触网（j）。
为进一步确定影响雄萤闪光信号的是大腹圆蛛的毒液还是其咬击行为，实验组的操作是将大腹圆蛛的毒液注射到雄萤体内或模拟大腹圆蛛咬击雄萤，检测闪光信号并与对照组对比。
（4）从物质与能量角度：大腹圆蛛通过这种新捕食策略，利用雄萤的闪光信号吸引更多雄萤，增加了获取食物（物质和能量）的机会，该捕食策略使大腹圆蛛消耗更少能量，获得更多的食物。从进化与适应角度：这种新策略是大腹圆蛛在长期进化过程中形成的对环境的一种适应，利于提高其生存和繁殖能力，更好地适应环境。
18．激活机体适应性产热已成为对抗全球肥胖及其相关疾病的重要策略。研究者对其生理机制开展了相关实验。
（1）人体的体温调节是由　 　共同实现的，在运动或受到寒冷暴露时，甲状腺激素、肾上腺素等激素通过　 　的方式运输到靶细胞，在调节其生理效应时具有　 　的特点。
（2）小鼠在寒冷条件下，交感神经兴奋释放β3肾上腺素激活棕色脂肪组织（BAT）的产热功能。研究者发现利用毒素特异性去除脂肪组织的产热细胞后，交感神经连接BAT的神经末梢长度变短。为探究该现象的机制，请提出一个假设，该假设能用以下材料和设备加以验证：　 　。
主要实验材料和设备：离体的交感神经元、离体BAT细胞、β3肾上腺素、β3肾上腺素受体阻断剂、细胞培养体系、离心机、交感神经末梢长度检测装置。
（3）前期研究表明BAT产热细胞中Zn2+浓度在寒冷刺激后显著升高，且BAT细胞与交感神经元细胞膜上分别存在Zn2+离子通道Znt1与ZIP12。研究者进一步获得了以下实验结果：
a.β3肾上腺素受体激动剂处理离体培养的BAT细胞后，上清液中含有大量Zn2+
b.Zn2+处理显著提高小鼠交感神经兴奋性，局部注射螯合剂（能够降低金属离子浓度）则相反
c.RNA干扰敲低ZIP12表达，Zn2+诱导的轴突生长被显著抑制
根据上述结果推测：　 　。
（4）脂肪增多常导致脂肪组织慢性炎症，影响脂肪细胞中Zn2+调控蛋白MT2的功能，研究人员相关研究结果如图所示，请结合上述内容，根据下图分析完善由于脂肪增多进一步导致肥胖发生的病理机制模型　 　（在方框中以文字和箭头形式作答）。
【答案】（1）神经调节和体液调节；体液传送；微量高效
（2）激活的BAT细胞分泌某种物质维持交感神经的末梢长度
（3）BAT在受到寒冷刺激后会向外释放Zn2+，Zn2+进入交感神经末梢，以维持轴突的生长，并增强交感神经兴奋性
（4）脂肪积累→炎症因子增加→促进MT2表达→抑制脂肪细胞释放Zn2+→交感神经活性降低→机体能量消耗减少→脂肪积累导致肥胖
【知识点】激素调节的特点；体温平衡调节
【解析】【解答】(1) 人体体温调节过程由神经调节和体液调节共同协同完成；甲状腺激素、肾上腺素等激素属于信号分子，通过体液传送的方式运输到全身各处，进而作用于靶细胞；激素在调节生理效应时具有微量高效的特点，少量激素即可显著调控细胞生理活动。
(2) 去除脂肪组织产热细胞后，交感神经末梢长度变短，说明BAT产热细胞可分泌特定物质维持交感神经末梢长度，据此可提出假设：激活的BAT细胞分泌某种物质维持交感神经的末梢长度。
(3) 由实验a可知，β3肾上腺素（模拟寒冷刺激信号）可促使BAT细胞向外释放Zn2+；实验b证明Zn2+能提升小鼠交感神经的兴奋性；实验c表明交感神经元细胞膜上的ZIP12介导Zn2+摄取，可促进轴突生长。综上推测：BAT在受到寒冷刺激后会向外释放Zn2+，Zn2+通过ZIP12进入交感神经末梢，既能维持轴突生长，又能增强交感神经兴奋性。
(4) 结合实验结果梳理病理机制：脂肪增多引发脂肪组织慢性炎症，使炎症因子增加；炎症因子促进脂肪细胞中MT2表达；MT2抑制脂肪细胞释放Zn2+；Zn2+含量下降导致交感神经活性降低；交感神经活性降低使机体适应性产热、能量消耗减少，最终造成脂肪进一步积累，引发肥胖，即脂肪增多→炎症因子增加→促进MT2表达→抑制脂肪细胞释放Zn2+→交感神经活性降低→机体适应性产热（能量消耗）减少→脂肪积累→肥胖。
【分析】(1) 体温调节中枢位于下丘脑，神经调节反应迅速，体液调节作用范围广、持续时间长，二者协同维持体温稳态；激素调节的核心特点包括体液运输、微量高效、特异性作用于靶器官与靶细胞。
(2) 实验假设需紧扣实验现象，靶细胞缺失引发神经结构改变，提示靶细胞可分泌化学信号调控神经结构，结合题干试剂可设计对照实验验证该假设。
(3) 三组实验分别揭示了BAT释放Zn2+、Zn2+调控交感神经兴奋性、ZIP12介导Zn2+摄取的机制，整合后可完整梳理寒冷刺激下，BAT细胞与交感神经间的Zn2+信号调控通路。
(4) 该肥胖病理机制属于正反馈调节，脂肪增多通过炎症因子 MT2 Zn2+ 交感神经 产热耗能的级联反应，持续加剧脂肪堆积，体现了稳态失衡的分子调控逻辑。
（1）人体的体温调节是一个复杂的过程，是由神经调节和体液调节共同实现的。当外界环境温度变化时，神经系统首先感知并传递信号，同时内分泌系统分泌相关激素，通过体液运输参与调节，二者相互配合，维持体温的相对稳定。体液调节是指激素等化学物质，通过体液传送的方式对生命活动进行的调节；激素调节的共同特征：通过体液运输，作用于靶器官、靶细胞，作为信使传递信息，虽然微量，但在发挥作用时却很有效。
（2）作出的假设应能解释为何去除棕色脂肪组织的产热细胞后BAT的神经末梢长度变短。给定的设备——离心机可以用来分离细胞及其培养液，可作出假设：激活的BAT细胞分泌某种物质维持交感神经的末梢长度，对照组应用适量β3肾上腺素处理单独培养的BAT细胞之后离心，用培养液处理离体的交感神经元并测量其神经末梢长度；实验组应用β3肾上腺素受体阻断剂处理单独培养的BAT细胞，之后离心，用培养液处理离体的交感神经元并测量其神经末梢长度。
（3）根据下列实验结果a可推测寒冷刺激后BAT细胞向外释放Zn2+，由b可推测Zn2+可进入交感神经细胞并增强其兴奋性，由c可推测Zn2+能促进交感神经末梢轴突的生长。
（4）由题干可知，脂肪增多导致脂肪组织慢性炎症。由图1可知，炎症因子增加会促进Zn2+调控蛋白MT2的表达；由图2可知敲低MT2后脂肪细胞在激活状态下向外释放Zn2+增加，说明MT2会抑制脂肪细胞向外释放Zn2+；由（2）可知缺少Zn2+减少会使交感神经活性降低；由图3可知，Zn2+减少可抑制氧气消耗，（小于）因此反映机体适应性产热/能量消耗减少，因此导致脂肪进一步积累。
19．病原体侵入人体后会导致感染，疫苗是目前较为有效的抵御病原体的武器。
（1）淋巴结是　 　细胞集中分布的场所。注射疫苗会引发人体特异性免疫，再次接触相同抗原后，浆细胞数量会短时间内大量增多，这主要是由于　 　。
（2）研究者向小鼠身体右侧注射H抗原，经体液运输主要进入身体同侧的淋巴结中。4周后，将上述小鼠分为两组，一组在身体左侧，另一组在右侧，再次注射H抗原，检测各组小鼠身体两侧淋巴结中B细胞与巨噬细胞间距，结果如图1．实验结果表明小鼠身体右侧的B细胞　 　。进一步研究发现，同侧淋巴结中H抗原特异性记忆B细胞数量较对侧多，推测原因是　 　。
（3）为证实上述过程依赖于抗原非特异性激活的巨噬细胞，研究者开展实验，主要流程见图2。
①实验组i、ii、iii处所需的实验材料分别选用　 　。（填写选项前字母）
A、生理盐水 B、H抗原 C、P抗原 D、巨噬细胞抑制剂
图2中iv处选取　 　。（填写选项前字母）
A、左侧 B、右侧
②实验结果为　 　，说明巨噬细胞的作用是抗原非特异性的，并且是激活H抗原特异性记忆B细胞所必需的。
（4）本研究的成果对于疫苗接种有何指导意义？　 　。
【答案】（1）免疫；记忆B细胞接触相同抗原后迅速增殖分化为浆细胞
（2）更多地聚集在巨噬细胞周围；同侧的巨噬细胞可以更直接激活B细胞
（3）C、D、B；A；实验组H抗原特异性记忆B细胞数量与第0天和45天均注射生理盐水组无显著差异；均显著低于第0天注射P抗原和第45天注射生理盐水组。
（4）接种加强针；同一手臂接种
【知识点】免疫系统的结构与功能；体液免疫；免疫学的应用
【解析】【解答】(1) 淋巴结是免疫细胞集中分布的场所，属于免疫器官；初次免疫后机体产生记忆B细胞，再次接触相同抗原时，记忆B细胞可快速增殖分化为浆细胞，使浆细胞数量短时间大量增多。
(2) 由图1可知，B细胞与巨噬细胞间距越小，右侧B细胞相对数量越高，说明小鼠身体右侧的B细胞更多地聚集在巨噬细胞周围；同侧淋巴结中H抗原特异性记忆B细胞更多，原因是同侧巨噬细胞可直接捕获、呈递抗原，更高效地激活B细胞，促进记忆B细胞形成。
(3) ①实验需证实巨噬细胞抗原非特异性激活且是激活记忆B细胞的必需条件：第0天左侧注射P抗原（无关抗原C），非特异性激活巨噬细胞；第45天两侧注射巨噬细胞抑制剂（D），阻断巨噬细胞功能；再注射H抗原（B）；为排除同侧效应干扰，iv处选取左侧（A）淋巴结检测。
②若巨噬细胞是必需条件，使用抑制剂后记忆B细胞无法被激活，因此实验结果为：实验组H抗原特异性记忆B细胞数量与全程生理盐水组无显著差异，且显著低于第0天注射P抗原、第45天注射生理盐水的对照组。
(4) 该研究表明同侧注射可增强巨噬细胞 B细胞的相互作用，提升记忆B细胞活化效率，因此疫苗加强针建议在同一手臂（同侧）接种，以优化免疫效果。
【分析】(1) 免疫器官包括淋巴结、脾、骨髓等，是免疫细胞定居、增殖的场所；二次免疫的核心是记忆B细胞的快速应答，可快速产生大量浆细胞和抗体。
(2) 巨噬细胞可作为抗原呈递细胞，直接激活B细胞；抗原在同侧淋巴结富集，使同侧巨噬细胞与B细胞的接触、作用更直接高效。
(3) 实验遵循单一变量与对照原则，利用无关抗原（P抗原）实现巨噬细胞的非特异性激活，通过抑制剂阻断巨噬细胞功能，反向验证其必要性；选取对侧淋巴结检测，排除同侧注射的空间效应干扰。
(4) 实验结论直接应用于疫苗接种实践，同侧接种加强针可利用巨噬细胞的局部激活效应，增强二次免疫应答。
（1）淋巴结是免疫系统的重要组成部分，是免疫细胞集中分布的场所。疫苗初次免疫后，机体会产生记忆B细胞，记忆B细胞接触相同抗原后迅速增殖分化为浆细胞，从而大量产生抗体。
（2）图1分析可知B细胞与巨噬细胞间距越小，右侧B细胞相对数量越多。因此实验结果表明小鼠身体右侧的B细胞更多地聚集在巨噬细胞周围 。 进一步研究发现，同侧淋巴结中H抗原特异性记忆B细胞数量较对侧多，抗原在同侧淋巴结富集，同侧巨噬细胞直接捕获和呈递抗原，促进B细胞活化和记忆B细胞形成。因此推测原因 ：同侧的巨噬细胞可以更直接激活B细胞。
（3）①实验设计旨在证明巨噬细胞的激活是抗原非特异性的且必需的：第0天注射P抗原非特异性激活巨噬细胞；第45天先注射巨噬细胞抑制剂抑制巨噬细胞，再注射H抗原检测记忆B细胞反应。因此i处即第0天注射的是 C即P抗原 （无关抗原，用于非特异性激活巨噬细胞）。 ii处即第45天注射的是 D即巨噬细胞抑制剂 （抑制巨噬细胞功能，以验证其必要性）。 iii处即第45天注射的是 B即 H抗原 （特异性抗原，用于激活记忆B细胞）。为避免同侧效应干扰，选择左侧（对侧）注射H抗原，确保实验结果反映巨噬细胞的作用而非位置效应。因此图2中iv处选取 A. 左侧 。
②当使用巨噬细胞抑制剂后，H抗原特异性记忆B细胞数量未增加，与阴性对照组（生理盐水）相似，且显著低于未使用抑制剂组（第0天P抗原+第45天生理盐水），说明巨噬细胞的非特异性激活是记忆B细胞活化所必需的。因此实验结果为实验组H抗原特异性记忆B细胞数量与第0天和45天均注射生理盐水组无显著差异；均显著低于第0天注射P抗原和第45天注射生理盐水组。
（4）实验表明同侧注射可增强巨噬细胞与B细胞的相互作用，提高记忆B细胞活化和免疫应答效率，因此加强针在同一部位接种可优化疫苗效果。因此我们可以接种加强针或同一手臂接种。
20．科研人员开发了一种基于近红外光的光开关系统——NIR系统（如图），实现目的基因表达的精准控制和治疗的定制化。
（1）通过基因工程构建NIR系统需要的工具酶有　 　。
（2）P酶在近红外光下被激活后具有较高活性，在黑暗条件下具有较低活性。M基因编码的M蛋白是一种转录激活因子，c-di-GMP水平升高可促进M蛋白与特定的启动子结合。为实现近红外光对目的基因表达的精准控制，构建NIR系统时，科研人员选用组成型启动子（不需要诱导物、可持续驱动基因表达）驱动P基因表达，①②应选用的启动子为：①　 　②　 　。
（3）沙门氏菌能够选择性定植于肿瘤微环境中，但具有感染性，对动物体存在毒力风险。以PD-L1抗体基因为目的基因构建NIR系统，以沙门氏菌为受体菌，构建用于癌症治疗的工程菌。对此工程菌的叙述正确的有________。
A．敲除沙门氏菌内源c-di-GMP合成酶基因，可降低目的基因的基础表达水平
B．敲除沙门氏菌毒力相关基因，以减弱工程菌的毒性
C．NIR系统中Y基因的作用，是为了降低无光条件下胞内c-di-GMP水平
D．可通过改变近红外光的强度和照射时间，来实现目的基因表达的精准控制
（4）将上述工程菌接种到小鼠的肿瘤内，通过检测　 　，来评价该工程菌是否构建成功以及治疗效果。
（5）NIR系统在癌症治疗之外也具有广阔的应用前景。在肠道炎症中活性氧起重要作用，通过抗氧化酶（如过氧化氢酶和超氧化物歧化酶）清除炎症部位的活性氧，可抑制炎症性肠病。拟利用NIR系统构建工程菌以治疗炎症性肠病，请写出设计思路　 　。
【答案】（1）限制酶和DNA连接酶
（2）组成型启动子；以M蛋白为转录激活因子的启动子
（3）A；B；C；D
（4）不同强度近红外光或不同照射时长下PD-L1抗体水平；肿瘤体积或小鼠存活率
（5）以过氧化氢酶基因和超氧化物歧化酶基因为目的基因构建NIR系统，以肠道益生菌为受体菌构建工程菌
【知识点】基因工程的应用；基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】(1) 基因工程构建表达载体时，需用限制酶切割载体与目的基因片段，再用DNA连接酶将片段拼接，因此需要的工具酶为限制酶和DNA连接酶。
(2) ①驱动Y、M基因持续表达，需选用组成型启动子，保证Y酶、M蛋白持续合成；②目的基因的转录依赖M蛋白的激活，因此选用以M蛋白为转录激活因子的启动子，实现光控转录。
(3) A、敲除内源c di GMP合成酶基因，减少胞内基础c di GMP含量，可降低目的基因基础表达；
B、敲除毒力相关基因，直接减弱沙门氏菌毒性；
C、Y基因表达Y酶，可降解c di GMP，避免无光时目的基因异常表达；
D、近红外光强度、照射时间可调控P酶活性，进而控制c di GMP水平，精准调控目的基因表达。因故答案为：ABCD。
(4) 可检测不同近红外光条件下PD L1抗体的表达量，验证工程菌是否构建成功；检测肿瘤体积、小鼠存活率，评价癌症治疗效果。
(5) 以过氧化氢酶基因、超氧化物歧化酶基因为目的基因构建NIR系统，导入肠道益生菌中构建工程菌；通过近红外光精准调控抗氧化酶的表达，清除肠道炎症部位的活性氧，治疗炎症性肠病。
【分析】(1) 基因工程的核心工具酶为限制酶（切割DNA）与DNA连接酶（连接DNA片段）。
(2) 该光控系统逻辑：近红外光激活P酶→c di GMP升高→激活M蛋白→M蛋白结合特定启动子启动目的基因转录；黑暗时Y酶降解c di GMP，关闭转录，因此Y、M基因需持续表达。
(3) 该系统通过c di GMP的浓度变化实现光控，内源合成酶、Y酶、P酶共同调控c di GMP稳态；沙门氏菌需减毒改造后用于活体治疗。
(4) 分子水平检测目的基因产物，个体水平检测治疗表型，共同验证工程菌的功能与疗效。
(5) 利用NIR系统的光控精准性，靶向表达抗氧化酶，适配肠道炎症的局部治疗需求，益生菌作为受体菌更安全。
（1）基因工程中，要获取目的基因（如NIR系统相关基因）并对它们进行切割和连接等操作，需要用到限制酶来切割特定的DNA片段，再用DNA连接酶将切割后的片段连接起来，所以需要的工具酶是 限制酶和DNA连接酶 。
（2）据题干及图可知，P酶催化GTP生成c-di-GMP，c-di-GMP水平升高促进M蛋白与特定启动子结合激活目的基因表达。Y基因和M基因共用启动子①，科研人员选用组成型启动子驱动Y和M基因表达，因为组成型启动子不需要诱导物且可持续驱动基因表达，能保证Y基因持续表达产生Y酶（分解c-di-GMP，防止在黑暗条件下其在细胞内积累而促进M蛋白起作用，影响光控效果），M基因持续表达产生M蛋白（保证光控时被c-di-GMP激活），所以①处应选 组成型启动子 。P酶在近红外光下被激活后具有较高活性，在黑暗条件下具有较低活性。在近红外光下促进P酶催化GTP生成c-di-GMP，由于c-di-GMP水平升高可促进M蛋白与特定启动子结合，M蛋白是转录激活因子，要实现近红外光对目的基因表达的精准控制，②处应选 以M蛋白为转录激活因子的启动子 。
（3）A、沙门氏菌内源c-di-GMP合成酶基因被敲除后，其自身产生c-di-GMP的能力下降，由于c-di-GMP水平升高促进M蛋白与特定启动子结合激活目的基因表达，所以可降低目的基因的基础表达水平，A正确；
B、敲除沙门氏菌毒力相关基因，能直接减弱工程菌的毒性，降低对动物体的毒力风险，B正确 ；
C、NIR系统中Y基因的作用是在无光条件下使系统处于合适状态，降低胞内c-di-GMP水平，避免目的基因在不合适的时候表达，C正确 ；
D、改变近红外光的强度和照射时间，可调控P酶活性，进而影响c-di-GMP水平，实现目的基因表达的精准控制，D正确 。
故选ABCD。
（4）以PD-L1抗体基因为目的基因构建NIR系统，工程菌接种到小鼠肿瘤内后，不同强度近红外光或不同照射时长会影响PD-L1抗体基因的表达水平，所以可通过检测 不同强度近红外光或不同照射时长下PD-L1抗体水平 ，来了解工程菌是否按预期工作。治疗的最终效果体现在肿瘤的变化和小鼠的生存情况上，所以还可检测 肿瘤体积或小鼠存活率 来评价治疗效果。
（5）在肠道炎症中活性氧起重要作用，抗氧化酶（如过氧化氢酶和超氧化物歧化酶）能清除炎症部位的活性氧，抑制炎症性肠病。所以可以 以过氧化氢酶基因和超氧化物歧化酶基因为目的基因构建NIR系统，以肠道益生菌为受体菌构建工程菌 ，这样工程菌可以在肠道炎症部位根据近红外光的调控表达抗氧化酶，清除活性氧，达到治疗炎症性肠病的目的。
21．野生型拟南芥在长日照条件下早开花，短日照条件下晚开花。对其进行诱变后筛选到一株晚开花突变体co，无论日照长短，co开花时间都与短日照条件下野生型植株相近。
（1）突变体co与野生型拟南芥杂交得到F1，F1自交获得F2。在长日照条件下，F2中早开花与晚开花植株的数量比接近3：1。将F1与突变体co杂交，杂交后代在长日照条件下的表型及比例应为　 　。
（2）研究者推测长日照可能通过CO基因促进开花。对野生型拟南芥COmRNA和CO蛋白在24h中的变化进行检测，结果如图1。
根据图1结果推测，4～8h时，长日照和短日照条件下拟南芥细胞中CO蛋白含量均较低，可能是CO蛋白合成所需　 　不足所致。12～16h时，与长日照相比，短日照条件下CO蛋白含量明显较低，原因可能是　 　。
（3）泛素-蛋白酶体途径（图2）是真核细胞中选择性降解蛋白质的一种机制。为了探究CO蛋白的降解途径，利用原核生物表达CO蛋白，分离纯化后与黑暗条件处理的拟南芥细胞提取液混合，一段时间后分离CO蛋白、电泳并用抗体检测，结果如图3。
研究者认为，图3结果表明CO蛋白可通过泛素-蛋白酶体途径降解，请说明理由　 　。
（4）COPI基因编码一种E3连接酶，COPI基因与CO基因独立遗传。有一种隐性突变体copl，长日照条件下比野生型开花更早。将突变体copl与co进行杂交获得F1，F1自交获得F2。若COPI蛋白参与CO蛋白的泛素化（对其他蛋白无影响），则长日照条件F2中开花时间与突变体co开花时间相近的个体所占比例为　 　。
【答案】（1）早开花：晚开花 = 1：1
（2）CO mRNA；黑暗条件下 CO 蛋白降解快于光照条件，或黑暗条件下 CO mRNA 翻译少于光照条件
（3）第1组与第2组，或第3组与第4组对比，均可说明 CO 可被蛋白酶体降解：第3组用泛素抗体可检测到 CO ，说明 CO 可被泛素化。
（4）1/4
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】(1) 首先根据F2中早开花与晚开花植株数量比为3：1，可确定早开花为显性性状，晚开花为隐性性状。设控制该性状的基因为A/a，则野生型基因型为AA，突变体co为隐性纯合子aa；野生型与突变体co杂交，F1基因型为杂合子Aa。F1（Aa）与突变体co（aa）的杂交属于测交，按照基因分离定律，后代基因型及比例为Aa：aa=1：1，对应表型及比例为早开花：晚开花=1：1。
(2) 蛋白质的翻译过程以mRNA为直接模板，4～8h时长日照、短日照条件下拟南芥细胞中CO mRNA含量均较低，翻译缺少充足模板，因此CO蛋白合成量少，蛋白含量较低。12～16h时，长日照与短日照条件下CO mRNA含量无明显差异，说明转录过程无显著区别；短日照条件下该时段进入黑暗环境，CO蛋白含量更低，原因是黑暗条件下CO蛋白的降解速率快于光照条件，或黑暗条件下CO mRNA的翻译效率低于光照条件。
(3) 泛素 蛋白酶体途径的核心是靶蛋白先发生泛素化修饰，再被蛋白酶体降解。第1组与第2组，或第3组与第4组对比，均可说明说明CO蛋白可被蛋白酶体降解；第3组和使用泛素抗体检测，可检测到CO相关条带，证明CO蛋白可被泛素化修饰。结合两点可说明CO蛋白通过泛素 蛋白酶体途径降解。
(4) CO基因（A/a）与COPI基因（B/b）独立遗传，遵循基因的自由组合定律。隐性突变体copl基因型为AAbb，突变体co基因型为aaBB；二者杂交得到的F1基因型为AaBb。F1自交，子代中基因型为aa_ _的个体，无论COPI基因如何，均表现为晚开花，与突变体co开花时间一致；AaBb自交后，aa基因型个体占比为1/4，因此长日照条件下F2中开花时间与突变体co相近的个体占比为1/4。
【分析】（1）基因的分离定律：由一对等位基因控制的相对性状，杂合子自交后代性状分离比为3：1；杂合子与隐性纯合子进行测交，后代性状分离比为1：1。
（2）基因的表达：基因表达包括转录和翻译，mRNA是翻译过程的直接模板；细胞内蛋白质的含量由蛋白质的合成速率、降解速率共同决定。
（3）蛋白质的降解与实验设计：泛素 蛋白酶体途径是真核细胞内蛋白质选择性降解的主要途径，靶蛋白经泛素化标记后可被蛋白酶体降解；生物学实验遵循对照原则，可通过抑制剂阻断反应、特异性抗体检测分子，探究物质的作用途径。
（4）基因的自由组合定律：控制两对相对性状的两对等位基因独立遗传时，遵循基因的自由组合定律；独立遗传的基因，子代基因型、表型的比例可通过自由组合定律进行推导。
（1）根据题中“突变体co与野生型拟南芥杂交得到F1，F1自交获得F2。在长日照条件下，F2中早开花与晚开花植株的数量比接近3：1”可推测出晚开花为隐性性状，设基因为 A/a控制该性状，则突变体co的基因型为aa，F1的基因型为Aa，子代基因型为 Aa（早开花）：aa（晚开花）=1：1，故杂交后代长日照条件下的表型及比例为早开花：晚开花 = 1：1。
（2）根据题图可知：4~8h 时长、短日照下 CO 蛋白含量均低，而此时 CO mRNA 含量也较低，因此CO蛋白低可能是由蛋白合成的模板COmRNA不足引起的；根据图1，12-16小时COmRNA含量短日照和长日照无明显差异。有差异的是CO蛋白，可能是黑暗条件下 CO 蛋白降解快于光照条件，或黑暗条件下 CO mRNA 翻译少于光照条件，因此短日照条件下CO蛋白含量明显较低。
（3）第1组与第2组，或第3组与第4组对比，均可说明 CO 可被蛋白酶体降解：第3组用泛素抗体可检测到 CO ，说明 CO 可被泛素化。
（4）根据题意可知：设 CO 基因相关基因型为 A/a，COPI 基因相关基因型为 B/b。突变体 copl（bb）与 co（aa）杂交，F1基因型为 AaBb，F1自交，F2中开花时间与突变体co开花时间相近的个体基因型为：aa_ _，因此长日照条件F2中开花时间与突变体co开花时间相近的个体所占比例为aa_ _= 1/4 。
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