非选择题必刷50道（5大题型）-2024年高考生物二轮热点题型归纳与变式演练（新高考通用）

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【题型1】细胞代谢类
【题型2】遗传变异类
【题型3】生命活动调节类
【题型4】生态环境类
【题型5】生物工程与技术类
【细胞代谢类】
1．近年来，大气中的CO2浓度和O3浓度有上升趋势。为研究CO2浓度和O3浓度上升对农作物有何影响，研究人员用高浓度CO2和高浓度O3分别连续处理水稻甲、乙两个品种75天，在第55天、65天、75天分别测定植物的最大净光合速率，结果如图。回答下列问题。
(1)实验中的最大净光合速率也可以用单位时间O2释放量表示，O2是 （填“光”或“暗”）反应阶段的产物，此阶段的产物还有 。
(2)分析甲、乙两组75天时的数据可知：①O3处理75天后，甲、乙两组水稻的 ，表明长时间高浓度的O3对水稻光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的O3对乙品种水稻的影响大于甲品种水稻，表明 。
(3)据图分析，高浓度CO2可 （填“提高”或“降低”）高浓度O3对水稻净光合作用的抑制效果。
(4)实验发现，处理75天后甲、乙两组水稻中的基因A表达量都比CK组下降。为确定A基因与乙品种水稻对O3耐受力的关系，研究人员使乙品种水稻中A基因过量表达，并用高浓度O3处理75天，再与乙组进行对比。若实验现象为 ，则说明A基因与乙品种水稻对O3耐受力无关。
【答案】(1) 光 还原型辅酶II（NADPH）、ATP
(2) 最大净光合速率均下降 乙品种水稻对O3更敏感（O3对乙品种水稻的抑制作用更明显）
(3)降低
(4)与乙组75天时的最大净光合速率基本相同
【分析】分析题图：该实验的自变量是水稻的品种及不同发育时期、CO2浓度和O3浓度及是否将高CO2与高O3浓度混合，因变量是水稻的净光合速率，据此分析作答。
【详解】（1）在光合作用的光反应阶段，叶绿体中光合色素吸收的光能，一是用于将H2O分解产生O2和还原型辅酶Ⅱ（NADPH）；二是使ADP与Pi反应形成ATP。
（2） 在75天时，与CK（对照组）相比，甲、乙两组中的O3组的最大净光合速率均比CK组低，即O3处理75天后，甲、乙两组水稻的最大净光合速率均下降，表明长时间高浓度的O3对水稻光合作用产生明显抑制；乙组中的O3组的最大净光合速率低于甲组，即乙组的最大净光合速率下降更多，可能是乙品种水稻对O3更敏感。
（3） O3组比CK组的最大净光合速率低，而CO2＋O3组的净光合速率大于O3组，因此高浓度CO2可降低高浓度O3对水稻净光合作用的抑制效果。
（4）实验发现，处理75天后甲、乙两组水稻中的基因A表达量都下降。为确定A基因与乙品种水稻对O3耐受力的关系，自变量是A基因功能，因此可以使乙品种水稻中A基因过量表达，并用高浓度O3处理75天，比较A基因过量表达与表达量下降时的净光合速率，若与乙组75天时的最大净光合速率基本相同，则说明A基因与乙品种水稻对O3耐受力无关。
2．大型海藻广泛分布在潮间带，构成了海洋初级生产力的10%左右，对碳循环起着非常重要的作用。实验小组对某岛低潮干出状态下，不同脱水率和光照强度处理后，海藻浒苔的净光合作用速率进行测定，实验结果如图所示。回答下列问题：
(1)浒苔叶肉细胞中消耗H2O并释放氧气的过程发生在 （填场所），该过程产生的 可以为C3的还原提供能量和还原剂。
(2)光补偿点是指植物光合作用速率和呼吸作用速率相等时的光照强度，根据图示结果分析，随着浒苔脱水率的增大，其光补偿点 （填“升高”“降低”或“不变”）。已知含水量会影响酶活性，且不同酶对水分的敏感程度不同，试结合以上结果说明脱水导致光补偿点发生变化的原因 。
(3)在高潮沉水状态下，浒苔类海藻对HCO3-的利用能力很强，能直接吸收海水中的HCO3-作为光合无机碳源，低潮干出状态下，浒苔和空气直接接触，光合作用速率会急剧下降，试推测其原因是 。
【答案】(1) 类囊体薄膜 NADPH
(2) 升高 呼吸作用有关的酶对脱水不敏感，而光合作用有关酶对脱水敏感，脱水不影响呼吸作用速率，但降低了光合作用的酶活性，导致光合作用速率和呼吸作用速率相等时的光照强度升高
(3)空气中的CO2浓度较低，影响了暗反应阶段，导致光合作用速率下降
【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用，使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH和ATP的提供，故称为暗反应阶段。
【详解】（1）浒苔叶肉细胞中消耗H2O并释放氧气发生在光反应阶段，光反应过程发生在类囊体薄膜上，光反应产生的NADPH可以为C3的还原提供能量和还原剂。
（2）根据图示可知，光补偿点是净光合作用速率为零时对应的光照强度，随着浒苔脱水率的增大，其光补偿点会升高。据图可知，脱水率不影响浒苔的呼吸作用速率，因此说明呼吸作用有关的酶对脱水不敏感，而光合作用有关酶对脱水敏感，脱水不影响呼吸作用速率，但降低了光合作用的酶活性，导致光合作用速率和呼吸作用速率相等时的光照强度升高。
（3）高潮沉水状态下，浒苔类海藻具有很强的HCO3-的利用能力，能直接吸收海水中的HCO3-作为光合无机碳源，低潮干出状态下，浒苔和空气直接接触，无法利用HCO3-为光合无机碳源，而空气中的CO2浓度较低，因此会导致CO2吸收减少，影响了暗反应阶段，导致光合作用速率下降。
3．柑橘具有丰富的营养和优良的风味。中国不仅拥有丰富的柑橘种质资源，同时也拥有悠久的柑橘栽培历史。
Ⅰ．柑橘叶片细胞中的叶绿体呈椭球形，其形态和分布与叶绿体的功能有紧密关系，据图回答下列问题：
(1)叶绿体在不同光照条件下会改变方向。在弱光下，叶绿体以其椭球体的 （填“正面”或“侧面”）朝向光源，使其能接受较多的光照。在强光下，叶绿体以其椭球体的 （填“正面”或“侧面”）朝向光源，其意义是
Ⅱ．植物光合产物的运输会对光合作用造成影响。现利用14C标记的CO₂探究柑橘光合作用强度和光合产物的运输情况。部分实验数据如表所示，其中A组表示留果处理，B组表示去果处理。
(2)叶绿体中，与CO₂发生结合并固定的物质是 ，CO₂被还原成为糖的一系列反应称为 循环。
(3)光合作用的产物主要以蔗糖的形式通过韧皮部运输到植株各处。分析实验数据可知，A组柑橘光合作用的产物主要运输到 中，B组柑橘光合作用的产物主要积累在 中。
(4)与A组相比，B组柑橘的净光合速率较低。结合表中数据，从暗反应角度分析，出现该现象的主要原因是 ；从光合产物的运输角度分析，原因可能是 。
【答案】(1) 正面 侧面 能避免叶绿体被灼伤
(2) 五碳化合物 卡尔文
(3) 果实 叶片
(4) B组叶片气孔开放程度较低，CO₂供应不足，暗反应速率较低 B组柑橘无果，光合产物运输受阻，导致光合产物更多留在叶片中，抑制了光合作用
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段：光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收光能、传递光能，并将一部分光能用于水的光解生成[H]和氧气，另一部分光能用于合成ATP；暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物在光反应产生的[H]和ATP的作用下被还原，进而合成有机物。
【详解】（1）结合图示可以看出，叶绿体在不同光照条件下会改变方向。在弱光下，叶绿体以其椭球体的“正面”朝向光源，使其能接受较多的光照，满足光合作用对光能的需求。在强光下，叶绿体以其椭球体的“侧面”朝向光源，这样可以接受较少的光照，避免光照太强引起叶绿体被灼伤。
（2）叶绿体中，与CO2发生结合并固定的物质是五碳化合物（或C5），CO2被还原成为糖的一系列反应称为卡尔文循环。
（3）光合作用的产物主要以蔗糖的形式通过韧皮部运输到植株各处。根据表中放射性强度的分布可推测，A组柑橘光合作用的产物主要运输到果实中，因为此时果实是生长旺盛的部位，而光合产物会向生长旺盛部位转运；B组柑橘光合作用的产物主要积累在叶片中，这是因为B组植物进行了去果实处理。
（4）与A组相比，B组柑橘的净光合速率较低。表中数据显示，B组叶片气孔开放程度较低，CO2供应不足，因此，暗反应速率较低，进而抑制了光反应速率，表现为净光合速率下降；从光合产物的运输角度分析，应该是由于B组柑橘无果，光合产物运输受阻，导致光合产物更多留在叶片中，抑制了光合作用，表现为净光合速率下降。
4．目前，各国研制的新冠疫苗有很多种，其中的mRNA疫苗是一种核酸疫苗。将编码新冠病毒S蛋白的mRNA直接导入人体，利用人体细胞合成抗原蛋白，从而刺激人体产生免疫应答。研究发现纳米脂质颗粒(LNP)能使mRNA疫苗在体内以非侵入性的方式进行靶向递送。mRNA疫苗通过胞外递送到胞内后，可能面临内体逃逸和胞内免疫两个难点，如下图所示，请回答下列问题：
(1)新冠病毒没有细胞结构，只能以 的方式在活细胞中生存。
(2)mRNA需要从内体小泡中逃逸才能在宿主细胞的 上翻译出抗原蛋白，该过程所需的原料由 转运，且连接在该结构的 （选填“羟基”、“磷酸基团”）末端。
(3)抗原蛋白以 方式分泌到人体细胞外，刺激机体产生相应的 ，从而获得对新冠病毒的免疫力。
(4)若mRNA内体逃逸不成功，则会被图中的 识别，使该外来mRNA被降解；若逃逸成功，也需逃避图中的 识别，以免被降解。
(5)DNA疫苗通过抗原蛋白基因在动物细胞中表达引起机体免疫应答。与DNA疫苗相比，mRNA疫苗的安全性更有保证，这是因为mRNA疫苗不会进入 内，无整合到宿主细胞基因组中的风险。
【答案】(1)寄生
(2) 核糖体 tRNA/转运RNA 羟基
(3) 胞吐 抗体和记忆细胞
(4) TLR3和TLR7/8 NLRs
(5)细胞核
【分析】分析题图：mRNA疫苗在纳米脂质颗粒（LNP）的作用下，以胞吞的方式进入细胞形成内体小泡。mRNA从内体小泡逃逸后利用宿主细胞的核糖体翻译出抗原蛋白，经高尔基体发挥作用分泌到细胞外，激活宿主的免疫应答，产生相应的抗体和记忆细胞，从而获得对新冠病毒的免疫力。若内体小泡内的mRNA未实现逃逸，则会被TLR3和TLR7/8识别，使该外来mRNA降解。若逃逸成功也需逃避NLRs识别，以免被降解。
【详解】（1）新冠病毒没有细胞结构，不能独立生活，只能以寄生方式在活细胞中生活。
（2）核糖体是蛋白质的合成场所，mRNA需要从内体小泡中逃逸才能在宿主细胞的核糖体上翻译出抗原蛋白；蛋白质的原料是氨基酸，翻译过程中，氨基酸由tRNA转运，且连接在该结构的羟基末端，参与脱水缩合过程。
（3）抗原蛋白属于大分子物质，分泌到细胞外的方式是胞吐；抗原能够激发机体的特异性免疫过程，进而产生抗体和相应的记忆细胞，从而获得对新冠病毒的免疫力。
（4）据图可知，若内体小泡内的mRNA未实现逃逸，则会被TLR3和TLR7/8识别，使该外来mRNA降解；若逃逸成功也需逃避NLRs识别，以免被降解。
（5）与DNA疫苗相比，mRNA不需要进入细胞核，无整合到宿主细胞染色体基因组中的风险。
5．植物遇到对植物生长不利的环境条件，如水分不足、洪涝、高温或低温、病虫害等，往往会出现一些应激性反应。请结合不同的植物胁迫，分析并回答下列问题：
(1)洪水易造成低氧胁迫。此时植物根系易变黑、腐烂，原因是 。
(2)高温引发的干旱胁迫，首先是保卫细胞失水，气孔 （变大或变小），直接影响光合作用的 阶段。
(3)盐（主要是NaCl）胁迫环境下，大豆细胞质中积累的Na+会抑制胞质酶的活性，部分生理过程如图所示，请据图写出盐胁迫条件下，大豆根部细胞降低Na+毒害的“策略”有 （至少答出2点）。
(4)图中Na+以主动运输的方式跨膜运输，这种运输方式对细胞的意义是 。
(5)研究发现，胁迫持续三天，叶片颜色会变浅，通过电镜观察发现叶绿体的膜结构遭到破坏，科学家认为外源ABA能使干旱胁迫下玉米幼苗叶片中叶绿素的含量下降减慢。若用玉米幼苗为原料设计实验验证这一观点，请写出实验思路 。
【答案】(1)无氧呼吸产生的酒精对根细胞产生毒害作用
(2) 变小 暗反应
(3)（通过载体蛋白B和囊泡）将细胞质中的Na+运输到液泡中储存；或排除细胞外：将Na+细胞质中的储存在囊泡中
(4)选择性吸收细胞需要的物质，排除代谢废物及对细胞的毒害的物质
(5)取玉米幼苗若干株分成两组，培养在干旱的条件下，其中一组施加外源ABA，另一组加等量的蒸馏水（或不做处理），一段时间后从相同位置取大小相等的叶片进行色素的提取和分离实验，并比较叶绿素带宽
【分析】1、主动运输是指物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质运输方式。
2、质壁分离发生的条件：细胞液浓度小于外界溶液浓度、原生质层比细胞壁的伸缩性大和原生质层相当于一层半透膜。
【详解】（1）洪水易造成低氧胁迫，造成植物根系易变黑、腐烂，原因是无氧呼吸产生的酒精对根细胞产生毒害作用。
（2）高温引发的干旱胁迫，首先是保卫细胞失水，气孔变小，二氧化碳供应不足，直接影响光合作用的暗反应阶段。
（3）结合图示可知，盐胁迫条件下，通过载体蛋白A将Na+ 从细胞质运输到胞外；通过载体蛋白B和囊泡运输将细胞质中的Na+ 运输到液泡中储存；将细胞质中的Na+储存在囊泡中，都可以降低Na+毒害作用。
（4）Na+以主动运输的方式跨膜运输，这种运输方式对细胞的意义是选择性吸收细胞需要的物质，排除代谢废物及对细胞的毒害的物质。
（5）为验证外源ABA能使干旱胁迫下玉米幼苗叶片中叶绿素的含量下降减慢，实验设计思路：取玉米幼苗若干株分成两组，培养在干旱的条件下，其中一组施加外源ABA，另一组加等量的蒸馏水（或不做处理），一段时间后从相同位置取大小相等的叶片进行色素的提取和分离实验，并比较叶绿素带宽。
6．番茄植株不耐高温，北方日光温室夏秋栽培常因温度较高，导致作物产生高温障碍、光合速率下降、植株衰老加速、产量降低、品质变劣。CO2是植物光合作用的重要原料，其浓度的升高可以对植物光合生理产生显著的影响。某科研人员以盆栽番茄为试验材料，探究了温室长时间高温与增施CO2条件下，番茄叶片同化产物的积累情况，结果如下图。
请回答下列问题：
(1)本实验的可变因素是 。
(2)CO2还原为糖的一系列反应称为 循环。该循环从 开始，该循环的关键步骤是 。该循环停止，光反应不能进行的原因是 。
(3)研究人员推测淀粉积累过多抑制了光合作用的原因：可能是由于有限的氮素营养被优先分配到淀粉的分解代谢中，因此造成光合作用所需含氮化合物合成不足。也可能是淀粉在叶肉中积累，降低光合速率。叶绿体内合成淀粉的直接原料是 。影响光合作用的含氮化合物包括 （答出两点即可）以及ATP和NADPH等。
(4)高温胁迫降低了番茄叶片的净光合速率这可能与高温胁迫导致 、 、部分气孔关闭甚至造成光合结构损伤等有关。实验结果显示采取 措施能部分缓解了高温胁迫对番茄生长的抑制作用，原因可能是 。
(5)上述实验各组中，最有利于番茄植株生长的是 组。
【答案】(1)是否高温、是否用二氧化碳处理
(2) 卡尔文 二氧化碳的固定 三碳化合物的还原 暗反应停止，就不能为光反应提供ADP、Pi和NADP+
(3) 葡萄糖 叶绿素和酶
(4) 酶的活性降低 破坏酶结构 增施CO2 增施CO2抑制细胞呼吸强度，减少热量的产生，此外提高了光合速率
(5)常温+CO2
【分析】光合作用根据是否需要光照，可以概括地分为光反应和暗反应。光反应阶段必须需要光照才能进行，发生在类囊体薄膜上。主要发生水的光解，NADPH的合成，ATP的合成；暗反应阶段有没有光照都能进行，发生在叶绿体基质中，主要发生二氧化碳的固定和三碳化合物的还原。光反应和暗反应之间是紧密联系的，能量转化和物质变化密不可分。
【详解】（1）本实验目的：探究了温室长时间高温与增施CO2条件下，番茄叶片同化产物的积累情况。据图分析，本实验的可变因素即实验的自变量有是否高温、是否用二氧化碳处理，因变量是净光合速率、淀粉含量、可溶性糖含量；
（2）CO2还原为糖的一系列反应称为卡尔文循环。该循环从二氧化碳的固定开始，该循环的关键步骤是三碳化合物的还原。三碳化合物的还原产物有糖类，还会再生成五碳化合物，五碳化合物又可以参与二氧化碳的固定。该循环停止，光反应不能进行的原因是暗反应停止，不能为光反应提供ADP、Pi和NADP+；
（3）淀粉的基本单位是葡萄糖，叶绿体内合成淀粉的直接原料是葡萄糖。光合作用需要酶的催化，需要叶绿素的参与，酶和叶绿素都含有氮元素，所以影响光合作用的含氮化合物包括酶和叶绿素以及ATP和NADPH等；
（4）温度会影响酶的活性，进而影响光合速率，所以高温胁迫降低了番茄叶片的净光合速率这可能与高温胁迫导致酶的活性降低、破坏酶结构，或者为了减少蒸腾作用，导致部分气孔关闭。根据图可知，高温+CO2组比单独高温相比，总干重高于单独高温组，所以可以采取增施CO2措施能部分缓解了高温胁迫对番茄生长的抑制作用，原因可能是增施CO2抑制细胞呼吸强度，减少热量的产生，此外提高了光合速率。
（5）上述实验各组中，最有利于番茄植株生长的是常温+CO2组，因为该组的总干重最大，有机物积累最多，最有利于番茄生长。
7．利用“植物工厂”可精准调控辣椒生长所需的光照、水、CO₂等环境因子。图1是辣椒叶肉细胞光合作用过程示意图。为探究红、蓝光配比对辣椒产量的影响，研究者开展了相关实验并测得各组辣椒叶片叶绿素含量、氮含量，结果如图2，统计各组辣椒累计采收量如图3(注：CK为对照组；A组为红光；蓝光=1:1;B组为红光：蓝光=2:1;C组为红光：
蓝光=3:1)。据图回答下列问题：
(1)图1中②、④分别代表 、 ,Ⅰ阶段产生的 （填物质）可为Ⅱ阶段③的还原提供能量。
(2)红、蓝光对于辣椒生长的作用有两方面：一是红、蓝光可以被叶肉细胞吸收用于光合作用，其中红光被 （填色素名称）吸收；二是红、蓝光作为信号可以分别被 （填受体名称）和感受蓝光的受体接受从而引发相应的生物学效应。
(3)图2中对照组（CK）的人工光源应为 光。
(4)上述实验结果显示，红光与蓝光配比为 时，增产效果更好，据图分析原因是：
① ，促进光反应；
② ，促进暗反应。
(5)若上述实验是“预实验”，请尝试提出进一步探究的实验题目： ，为实现辣椒产量最大化提供依据。
【答案】(1) ADP和Pi (CH₂O) ATP(腺苷三磷酸)和NADPH(还原型辅酶Ⅱ)
(2) 叶绿素(或答：“叶绿素a和叶绿素b”) 光敏色素
(3)白
(4) 1:1 叶绿素含量增加最多,提高光能利用率 氮含量增加最多,有利于暗反应相关酶的合成
(5)探究提高辣椒产量的红蓝光最适配比(答出“红蓝光最适配比”即可得分)
【分析】1、光合作用过程包括光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体膜上，光反应的产物是ATP、NADPH与氧气；光合作用的暗反应阶段场所是叶绿体的基质中，CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
2、影响光合作用的因素包括内因和外因，内因主要是光合色素的含量、酶的数量和活性等，外因主要是光照强度、二氧化碳浓度、温度等。
【详解】（1）据图分析Ⅰ阶段为光反应阶段，Ⅱ阶段为暗反应阶段，图1中②代表ADP和Pi，④代表糖(CH₂O)。光反应阶段产生的ATP和NADPH可以为暗反应阶段C3的还原提供能量。
（2）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此红光被叶绿素吸收。红光可以被光敏色素接受、蓝光可以被感受蓝光的受体接受，从而引发相应的生物学效应。
（3）本实验是探究红、蓝光配比对辣椒产量的影响，因此白光是对照组。A组为红光；蓝光=1:1，B组为红光：蓝光=2:1，C组为红光：蓝光=3:1为实验组。
（4）据图3分析A组为红光；蓝光=1:1辣椒累计采收量最大，说明增产效果更好。结合图2分析，A组叶绿素含量增加最多,提高光能利用率，从而促进光反应；A组氮含量增加最多,有利于暗反应相关酶的合成，促进暗反应。
（5）通过预实验发现红、蓝光配比对辣椒产量会有影响，因此接下来是探究提高辣椒产量的红蓝光最适配比，为实现辣椒产量最大化提供依据。
8．小麦缺磷会导致植物叶片呈紫红色、植株细小。为了找到合适的磷培养浓度，研究者在不同磷含量的水培条件下测定小麦叶内细胞的净光合速率（指光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率）和叶片磷含量，结果如图。
(1)小麦叶肉细胞内的下列物质或结构中，含有磷元素的有________。
A．淀粉B．腺苷C．高能电子D．叶绿体内膜
(2)小麦水培实验过程中需要控制其它条件相同，包括________。
A．光照强度B．温度C．CO2浓度D．小麦品种
(3)分析图数据可得到的结论是________。
A．磷元素是小麦叶肉细胞合成叶绿素的原料
B．叶片磷含量随环境中CO2浓度的增加逐渐降低
C．过高浓度的磷会抑制小麦叶肉细胞的净光合速率
D．小麦叶肉细胞净光合速率提高可促进叶片磷含量
(4)结合图和所学知识，在低磷水培条件下，为了维持小麦正常的生命活动，可能会发生变化的有_________。
A．氧气的释放量减少；B．部分细胞出现质壁分离；
C．叶片中磷的运输效率升高；D．根系的数量和长度增加；
(5)进一步设计实验确定小麦叶肉细胞净光合速率到达最大值时的叶片磷含量，下列做法中错误的是_________。
A．使用分光光度法测定叶片磷含量时需要制作标准曲线
B．通过测定单位叶面积上产生O2的速率作为净光合速率
C．为了使结果更精确，在0.5ml/L和12.5ml/L两个实验组之间再等距设置若干个实验组
D．根据实验结果绘制曲线，横坐标为水培磷浓度，纵坐标为净光合速率
小麦根细胞中的PHO2蛋白能够下调质膜上的磷转运蛋白数量。研究人员发现，当叶肉细胞磷含量变化时，叶肉细胞转录出特定的miRNA并转运至根细胞中发挥调控作用以维持小麦的磷稳态。如图是该机制的示意图。
(6)miRNA在小麦根细胞中对磷稳态的调控属于表观遗传调控，据图5分析，其机制可能是_______。
A．改变PHO2基因的序列B．改变磷转运蛋白基因的序列
C．影响PHO2基因的表达D．直接影响根细胞中磷含量
(7)从下列①-④中选择并形成实验方案，以探究短期缺磷对小麦磷稳态的影响。对照组 ；（编号选填）实验组 （编号选填）。
①选取长势一致的小麦幼苗若干种植于磷充足培养液中
②选取长势一致的小麦幼苗若干种植于磷不足培养液中
③检测叶肉细胞中PHO2基因转录水平
④检测根细胞质膜上磷转运蛋白的数量
(8)结合题中信息分析，小麦对外界磷浓度变化的反应，并用下列编号表示，外界磷充足时： ；（编号选填）短期磷缺乏时： 。（编号选填）
①磷含量变化抑制miRNA转录②磷含量变化促进miRNA转录③根细胞PHO2表达量高④根细胞PHO2表达量低⑤根细胞质膜上磷转运蛋白的数量增加⑥根细胞质膜上磷转运蛋白的数量减少⑦小麦磷含量维持在正常水平⑧小麦磷含量维持在较低水平
【答案】(1)D
(2)ABCD
(3)C
(4)AC
(5)A
(6)C
(7) ①③④ ②③④
(8) ①③⑥⑧ ②④⑤⑦
【分析】据图可知，随着培养液中磷含量的增加，叶片中的磷含量也增加，净光合速率先增加后降低。
【详解】（1）A、淀粉只含有C、H、O元素，不含P，A错误；
B、腺苷只含有C、H、O、N元素,不含P，B 错误；
C、高能电子不含有元素，C错误；
D、叶绿体内膜主要成分是蛋白质和磷脂，含有P元素，D正确。
故选D。
（2）光照强度、温度、CO2浓度、小麦品种都是实验的无关变量都应该保持相同，ABCD正确。
故选ABCD。
（3）A、组成叶绿素的元素是C、H、O、Mg，所以磷元素不是小麦叶肉细胞合成叶绿素的原料，A错误；
B、根据实验结果，不能判断叶片磷含量随环境中CO2浓度的变化情况，B错误；
C、的磷含量溶液中净光合速率低于的磷含量的净光合速率，所以过高浓度的磷会抑制小麦叶肉细胞的净光合速率，C正确；
D、在一定范围内，小麦叶片磷含量的提高课促进叶肉细胞净光合速率，D错误。
故选C。
（4）A、净光合速率是指光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率，据图可知当磷含量低时，净光合速率降低，氧气的释放量减少，A正确；
B、在低磷水培条件下，不会出现质壁分离，B错误；
C、为了获取足够的P元素，则叶片中磷的运输效率升高，C正确；
D、小麦缺磷会导致植物叶片呈紫红色、植株细小，则根系的数量和长度减小，D错误。
故选AC。
（5）A、由于已经进行了一次实验，则不需要再制作标准曲线了，A错误；
B、可通过测定单位叶面积上产生O2的速率作为净光合速率，B正确；
C、为了使结果更精确，在0.5ml/L和12.5ml/L两个实验组之间设置更小的浓度梯度进行实验，C正确；
D、根据实验结果绘制曲线，横坐标为水培磷浓度，纵坐标为净光合速率，根据曲线的变化确定最适浓度，D正确。
故选A。
（6）AB、miRNA在小麦根细胞中对磷稳态的调控属于表观遗传调控则不改变PHO2基因的序列和磷转运蛋白基因的序列，AB错误；
CD、miRNA在小麦根细胞中对磷稳态的调控属于表观遗传调控则影响了PHO2基因的表达从而间接影响了小麦对磷的吸收，C正确，D错误。
故选C。
（7）由于磷含量的变化会影响叶肉细胞中PHO2基因转录水平和根细胞质膜上磷转运蛋白的数量，则探究短期缺磷对小麦磷稳态的影响，对照组①选取长势一致的小麦幼苗若干种植于磷充足培养液中，③检测叶肉细胞中PHO2基因转录水平和④检测根细胞质膜上磷转运蛋白的数量；实验组②选取长势一致的小麦幼苗若干种植于磷不足培养液中，③检测叶肉细胞中PHO2基因转录水平和④检测根细胞质膜上磷转运蛋白的数量，根据实验结果中叶肉细胞中PHO2基因转录水平和根细胞质膜上磷转运蛋白的数量的大小来判断。
（8）外界磷浓度变化会影响叶肉细胞中PHO2基因转录水平和根细胞质膜上磷转运蛋白的数量，根据图中信息可知，外界磷充足时①磷含量变化抑制miRNA转录，③根细胞PHO2表达量高，⑥根细胞质膜上磷转运蛋白的数量减少，⑧小麦磷含量维持在较低水平；短期磷缺乏时，②磷含量变化促进miRNA转录，④根细胞PHO2表达量低，⑤根细胞质膜上磷转运蛋白的数量增加，⑦小麦磷含量维持在正常水平。
9．为探究不同波长的光和CO2浓度对番茄幼苗净光合作用速率的影响，分别用60W的白色、蓝色和黄色灯管作光源，在不同CO2浓度下测定植株的净光合速率（净光合速率=实际光合速率一呼吸速率），结果如图所示。回答下列问题：
(1)提取并分离番茄叶片中的光合色素，用纸层析法分离色素时，滤液细线不能浸没在层析液中的理由是 。层析后的滤纸条上最宽的色素带颜色是 。
(2)C3不断生成和消耗的场所是 。植物吸收光进行光合作用的过程中，能量的转化形式是光能→ ATP和NADPH中活跃的化学能→ 。
(3)净光合速率可以用有机物的积累速率表示。据图从光合作用的角度分析，a点的有机物积累速率大于b点，具体原因是 。
(4)据图分析，温室中种植蔬菜时，为提高产量可采取的措施有 （答2点）。
【答案】(1) 防止色素溶解在层析液中 蓝绿色
(2) 叶绿体基质 有机物中稳定的化学能
(3)叶绿体中的色素吸收蓝光多于黄光，光反应产生的NADPH和ATP多，导致暗反应快，积累有机物的速率快
(4)实时通风、增施有机肥、采用CO2发生器、用无色的塑料薄膜或玻璃搭建温室棚
【分析】影响光合作用的环境要素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度，内因主要有色素的含量和酶的含量。不同的光质也可以影响光合作用。
分析曲线图可知：不同的二氧化碳浓度条件下，白光组最有利于植物净光合速率的提高，因为白光是复色光，植物在主要吸收红光和蓝紫光的同时，也或多或少吸收其他波长的光，有利于光合作用的提高。
【详解】（1）为防止色素溶解在层析液中，用纸层析法分离色素时，滤液细线不能浸没在层析液中。滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。层析后的滤纸条上最宽的色素带（叶绿素a）颜色是蓝绿色。
（2）二氧化碳和五碳化合物反应生成C3的场所是叶绿体基质，C3的还原也发生在叶绿体的基质中，所以C3不断生成和消耗的场所是叶绿体基质。植物吸收光进行光合作用过程中，能量的转化途径是光能→ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。
（3）由于叶绿体中的色素吸收蓝光多于黄光，光反应产生的NADPH和ATP多，暗反应快，积累有机物的速率快，因此a点的有机物积累速率大于b点。
（4）由图可知二氧化碳浓度和光质均可影响光合速率，所以为了提高温室大棚中蔬菜的产量，可通过实时通风、增施有机肥、采用CO2发生器等手段提高温室内二氧化碳的浓度，也可以用无色的塑料薄膜或玻璃搭建温室棚，使更多的光进入温室内。
10．下图是大麦叶肉细胞中的有关代谢过程，其中A、B代表相关细胞器。回答下列问题：
(1)过程①中消耗的 ATP 和NADPH的合成场所是 。
(2)研究表明酶X是由核 DNA和叶绿体DNA共同控制合成的，据此推测，酶X的具体合成场所是 中的核糖体。
(3)据图推测，大麦叶肉细胞中合成淀粉所需的酶主要存在于 。研究发现叶肉细胞叶绿体中的淀粉含量会出现“昼多夜少”规律性的变化，据此推测，叶绿体中淀粉的主要用途是 。
(4)研究发现，大麦的光合作用和呼吸作用之间存在着紧密的联系。比如，在适宜光照条件下，过程③所需O2可来自光合作用的 反应。.此外，给大麦提供18O2，在有光照的条件下，18O可能出现在光合作用产物（CH2O）中，理由是 。
【答案】(1)（叶绿体的）类囊体薄膜
(2)细胞质和叶绿体
(3) 叶绿体基质 为夜间细胞的各项生命活动提供物质和能量
(4) 光 18O2可参与有氧呼吸的第三阶段生成H218O，在有光照的条件下，H218O参与有氧呼吸第二阶段生成C18O2，C18O2参与暗反应生成光合作用产物
【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成有机物。
【详解】（1）ATP和NADPH是在光反应中形成的，场所是叶绿体类囊体薄膜。
（2）酶X是由核 DNA和叶绿体DNA共同控制合成的，故酶X的具体合成场所是细胞质和叶绿体中的核糖体合成的。
（3）①为3-磷酸甘油酸在ATP和NADPH的作用下形成3-磷酸甘油醛的过程，3-磷酸甘油醛进一步形成淀粉，该过程为光合作用暗反应的部分反应，反应的场所为叶绿体基质，故大麦叶肉细胞中合成淀粉所需的酶主要存在于叶绿体基质。
叶肉细胞叶绿体中的淀粉含量会出现“昼多夜少”规律性的变化，可推测，叶绿体中淀粉可以为夜间细胞的各项生命活动提供物质和能量。
O2来在于光合作用光反应中，水的光解。18O2可参与有氧呼吸的第三阶段生成H218O，在有光照的条件下，H218O参与有氧呼吸第二阶段生成C18O2，C18O2参与暗反应生成光合作用产物。这样给大麦提供18O2，在有光照的条件下，18O可能出现在光合作用产物（CH2O）中。
【遗传变异类】
11．马铃薯野生种是二倍体，普通栽培种为四倍体，其减数分裂形成配子时，同源染色体联会出现“2+2”、“3+1”、“2+1+1”等类型。马铃薯既可用种子繁殖，也可用块茎繁殖，块茎繁殖易积累病毒。回答下列问题。
(1)用种子繁殖是实现马铃薯育种优化的重要途径，原因是 。
(2)研究人员为获得具有杂种优势的杂交种，需先纯化父本和母本，再让其杂交，从而获得表现一致的杂交种。
①四倍体栽培种比野生种杂交育种难度大，原因是 。
②研究发现，二倍体马铃薯传粉时，花柱中的S-RNase蛋白过多会引起花粉管生长停滞，其它植株花粉产生的SLF蛋白能识别并降解S-RNase。推测二倍体马铃薯自交不亲和的原因是 。由于自交不亲和的特性，野生种无法获得 ，限制了野生种杂交育种进程。自交不亲和是马铃薯在长期进化中形成的维持马铃薯 多样性的一种策略。
(3)研究者发现一株自交亲和的二倍体马铃薯杂合植株，并确定该性状受显性基因A控制，A蛋白可广泛识别并降解多种类型的S-RNase；该杂合植株的自交后代只出现AA和Aa两种基因型，比例接近1∶1，而不是1∶2，推测其原因是 。
(4)育种过程中，为短期内获得野生型自交亲和纯化个体，可进行单倍体育种。
①研究者获得了野生型基因突变个体S，用S给自交亲和马铃薯授粉，会结出一定比例的单倍体籽粒。对亲子代该突变基因及其等位基因进行PCR扩增并电泳，结果如图所示。推测F1单倍体是由 发育而来。
②为便于筛选单倍体，研究者向S中转入能在胚和胚乳中表达的红色荧光蛋白基因RFP，并得到转基因纯合子S'，用S'进行上述杂交实验。单倍体籽粒与二倍体籽粒的胚乳都是由1个精子和2个极核结合发育而成，极核的遗传物质与卵细胞相同。写出筛选单倍体籽粒的原理 。
【答案】(1)有性生殖使后代呈现多样性，为育种提供更多选择材料
(2) 四倍体减数分裂时联会紊乱，不容易得可育配子 自身产生的S-RNase蛋白不能被自身花粉产生的SLF蛋白识别降解 纯合个体（或答：纯化个体） 基因/遗传
(3)只有含有A基因的花粉才具有降解S-RNase蛋白的功能
(4) 未受精的卵细胞（或答：卵细胞） S′给普通二倍体马铃薯授粉后，产生的二倍体籽粒胚和胚乳都能发出红色荧光，而单倍体籽粒只有胚乳能发出红色荧光
【分析】1、减数分裂过程一旦发生联会紊乱，无法产生正常的配子，无法进行受精作用，也就无法产生种子。
2、自交不亲和特指雌雄蕊均可育的两性花植物在自花授粉后不能产生合子的现象，是一种重要的防止近亲繁殖、促进变异的遗传机制，也称种内不亲和，自交不亲和是植物在长期进化中形成的维持基因（遗传）多样性的一种策略。
3、单倍体生物是由未经受精作用的配子发育成的个体，其染色体数为本物种配子染色体数。
【详解】（1）由于有性生殖使后代呈现多样性，可谓为育种提供更多选择材料，所以用种子繁殖是实现马铃薯育种优化的重要途径。
（2）①四倍体马铃薯减数分裂时同源染色体会出现“2+2”、“3+1”、“2+1+1”等多种联会方式，说明减数分裂过程会发生联会紊乱，无法产生正常的配子，无法进行受精作用，导致结实率低，难以获得纯合亲本进行杂交，种子繁殖非常困难。
②由题意可知，花柱中的S-RNase蛋白过多会引起花粉管生长停滞，其它植株花粉产生的SLF蛋白能识别并降解S-RNase，说明自身产生的S-RNase蛋白不能被自身花粉产生的SLF蛋白识别降解，导致自交不亲和，所以野生种无法获得纯和植株，自交不亲和是植物在长期进化中形成的维持基因（遗传）多样性的一种策略。
（3）杂合子Aa自交，后代只有AA和 Aa，比例接近1:1，同时A蛋白可广泛识别并降解多种类型的S-RNase，说明a基因不能降解S-RNase，a花粉没有受精能力，只有含有A基因的花粉才具有降解S-RNase蛋白的功能。
（4）①据图可知2号和3号的条带位置相同，说明F1单倍体胚是由卵细胞发育而来。
②RFP是红色荧光蛋白基因，转基因纯合子S'给普通二倍体马铃薯授粉，转基因纯合子S'提供带有红色荧光蛋白基因RFP的精子，普通二倍体马铃薯提供普通的卵子，胚是来源于卵细胞的单倍体胚，不发出红色荧光，胚乳是由1个精子和2个极核结合成的三倍体，会发出红色荧光，则选取胚乳能够发出红色荧光，但胚不发出红色荧光的种子即为单倍体种子。
12．蝴蝶（2n=56）的性别决定方式为ZW型。某种野生型蝴蝶的体色是深紫色，深紫色源自于黑色素与紫色素的叠加。黑色素与紫色素的合成分别受A/a、B/b基因（均不位于W染色体上）的控制。现有一种黑色素与紫色素合成均受抑制的白色纯合品系M，研究人员让该品系M与纯合野生型蝴蝶进行正反交实验，所得F1的体色均为深紫色。利用F1又进行了以下实验：
回答下列问题：
(1)根据正反交实验结果可以推测，控制蝴蝶体色的基因位于 染色体上，品系M的基因型为 ，F1雄蝶体细胞中染色体有 种形态。
(2)由实验一的实验结果推测，A/a、B/b两对基因遵循孟德尔的基因 定律。
(3)实验一和实验二后代的表现型比例不同，原因可能是 。若让F1的雌、雄蝶相互交配，子代中深紫色、紫色、黑色和白色个体的比例为
(4)多次单对杂交重复上述两组实验，发现极少数实验一中所得后代全为深紫色，而实验二结果保持不变。由此推测，F1中有个别雌蝶产生的含有 基因的卵细胞不育，这种雌蝶记作雌蝶N。
(5)野生型蝴蝶及品系M均为P*基因纯合子。研究发现，雌蝶N的一个P*基因突变为P基因，P基因编码的蛋白可与特定DNA序列结合，导致卵细胞不育。将雌蝶N与品系M杂交，子代全为深紫色，选取子代雌蝶与品系M继续杂交，所得后代仍全为深紫色。据此判断，P基因为 （填“显性”或“隐性”）基因，P基因与A/a、B/b基因在染色体上的位置关系是
【答案】(1) 常 aabb 28
(2)分离
(3) F1作母本产生配子时不发生交换，作父本产生配子时发生了一定比例的交换 深紫色：紫色：黑色：白色=29：1：1：9
(4)ab
(5) 显性 P基因与A、B基因位于同一条染色体上
【分析】1、品系M与纯合野生型蝴蝶进行正反交实验，所得F1的体色均为深紫色，说明控制蝴蝶的体色的两对基因均位于常染色体上。
2、实验一与实验二的F2表现型及比例不同的原因是实验一中的雌蝶AaBb减数第一次分裂过程中，体色基因之间的染色体片段不发生交叉互换，而实验二中的雄蝶AaBb可以发生交叉互换。
3、易位：一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。
【详解】（1）品系M与纯合野生型蝴蝶进行正反交实验，所得F1的体色均为深紫色，说明控制蝴蝶的体色的两对基因均位于常染色体上，F1个体基因型为AaBb，黑色素与紫色素合成均受抑制的白色纯合品系M基因型为aabb。蝴蝶（2n=56）的性别决定方式为ZW型，雄蝶ZZ体细胞染色体有28种形态，27种常染色体，1种性染色体。
（2）品系M与纯合野生型蝴蝶进行正反交实验，所得F1的体色均为深紫色，说明控制蝴蝶的体色的两对基因均位于常染色体上，F1个体基因型为AaBb，品系M基因型为aabb。由实验一结果F2表现型及比例深紫色：白色=1：1，可知这两对基因位于一对同源染色体上，且A和B基因在一条染色体上，a和b基因在另一条染色体上，由此可知，蝴蝶体色遗传遵循孟德尔的基因分离定律。
（3）实验一与实验二的F2表现型及比例不同的原因是实验一中的雌蝶AaBb减数第一次分裂过程中，体色基因之间的染色体片段不发生交叉互换，而实验二中的雄蝶AaBb可以发生交叉互换。由此可得让F1的雌、雄蝶相互交配，雌配子是AB：ab=1：1，雄配子是AB：Ab：aB：ab=9：1：1：9，故子代中深紫色（A_B_）、紫色（aaB_）、黑色（A_bb）和白色（aabb）个体的比例为（1/2+1/2×9/20）：（1/2×1/20）：（1/2×1/20）：（1/2×9/20）=29：1：1：9。
（4）F1的雌蝶基因型为AaBb可以产生AB、ab两种卵细胞，品系M基因型为aabb可以产生ab一种精子，由于F1中有个别雌蝶产生的含有ab基因的卵细胞不育，所以F1的雌蝶与品系M的雄蝶杂交所得后代全为深紫色。
（5）P*基因突变为Р基因，P基因所控制的性状就表达出来，可判断Р基因相对于Р*基因为显性。将雌蝶N（AaBb）与品系M（aabb）杂交，子代雌蝶与品系M继续杂交，所得后代仍全为深紫色，由此推测Р基因与A/a，B/b基因在染色体上的位置关系为Р基因与A、B基因位于同一条染色体上。
13．果蝇和蝗虫是生活中常见的两种昆虫，请回答下列有关问题。
I．果蝇眼色的野生型和朱红眼由一对基因B/b控制，野生型和棕红眼由另一对基因D/d控制。两只野生型果蝇相互交配，F1表现型及比例为野生型♀：棕红眼♀：野生型♂：朱红眼♂：棕红眼♂：白眼♂=6：2：3：3：1：1。
(1)两对基因在染色体上的位置分别是 。F1的野生型雌果蝇与白眼雄果蝇相互交配，F2的野生型雌果蝇中杂合子所占比例为 。
(2)果蝇的性别与性染色体组成的关系如下表所示。
（注：性染色体组成为YO、XXX、YY的个体均在胚胎时期死亡）
由此表可知果蝇的性别并不是由Y染色体决定，而是由 决定。
Ⅱ．蝗虫是我国重要的农业害虫，性别决定为XO型（雌性有两条X染色体，性染色体组成为XX；雄性只有1条X染色体，性染色体组成为XO）。
(3)某正常蝗虫处在有丝分裂后期的细胞中有46条染色体，则该个体的性别是 ，其减数第一次分裂前期会形成 个四分体。
(4)蝗虫体内含有绿色素，使其体色呈现为绿色，在β胡萝卜素结合蛋白（βCBP）的作用下可转变为褐色素，使其体色呈现为褐色。现用一只褐色雌性与一只绿色雄性交配，子代雌雄比为1：1，且雌雄个体中褐色与绿色的比例均为1：1。现分别提取亲代和子代雌雄个体的βCBP基因经酶切得到大小不同的片段后进行电泳，如图1，同时提取子代雄性个体的βCBP进行蛋白质凝胶电泳（小分子蛋白质能快速向阳极移动），如图2。电泳结果中的条带表示特定长度的酶切片段，数字表示碱基对的数目。
①由图1的电泳结果可判断，蝗虫绿色体色的遗传方式是 。
②在植被稀疏的荒漠中绿色蝗虫的数量 （填“多于”、“少于”或“几乎等于”）褐色蝗虫，综合图1和图2的结果，从变异和生物性状的关系阐述其原因是： ，所表达出来的βCBP功能丧失，无法将绿色素转变为褐色素而使体色呈现为绿色，在植被稀疏的荒漠中更容易被捕食者发现和捕获。
【答案】(1) D/d基因位于常染色体上，B/b基因位于X染色体上 1
(2)X染色体的数量
(3) 雄性 11
(4) 伴X染色体隐性遗传 少于 βCBP基因发生了碱基对的替换，导致转录产生的mRNA终止密码子提前，翻译提前结束
【分析】分析题意可知棕红眼在雌雄中均有，而朱红眼只在雌性中出现，因此推断D/d基因位于常染色体上，B/b基因位于X染色体上。
【详解】（1）分析题意可知，棕红眼在雌雄个体中均有，而朱红眼只在雌性中出现，因此推断D/d基因位于常染色体上，B/b基因位于X染色体上。由题意可知，F1的野生型雌果蝇的基因型为D_XBX-、白眼雄果蝇ddXbY，相互交配可知后代中不能出现DD XBX-的纯合子，因此杂合子的概率为1。
（2）据表可知，果蝇的性别并不是由Y染色体决定，而是由X染色体的数量决定。
（3）由题意可知，雌性个体的染色体是成对存在的，雄性个体的性染色体只有一条X染色体，因此某正常蝗虫，在有丝分裂后期的细胞中有46条染色体，推测体细胞中有23条染色体，则该个体的性别是雄性；在减数分裂形成配子时，同源染色体两两配对，因此形成的四分体为11个。
（4）①蝗虫体内含有绿色素，使其体色呈现为绿色，在β胡萝卜素结合蛋白（βCBP）的作用下可转变为褐色素，使其体色呈现为褐色，说明绿色为隐性性状，亲本褐色基因包含1200bp、480bp、720bp三条条带，亲本绿色包含480bp、720bp两条条带，而F1雄性中只有1200bp的一条条带，说明褐色基因只来自雌性亲本褐色，故蝗虫绿色体色的遗传方式为伴X染色体隐性遗传。
②在植被稀疏的荒漠中绿色蝗虫数量少于褐色蝗虫。βCBP基因发生了碱基对的替换，导致转录产生的mRNA终止密码子提前，翻译提前结束所表达出来的βCBP功能丧失，无法将绿色素转变为褐色素而使体色呈现为绿色，在植被稀疏的荒漠中更容易被捕食者发现和捕获。
14．番茄（自花受粉植物）果皮颜色由一对等位基因控制，基因Y（黄色）对y（透明）为显性；果肉颜色由两对等位基因控制，基因R（红色）对r（黄色）为显性，基因T（非橙色）对t（橙色）为显性。控制果肉颜色的基因相互作用使番茄果肉呈现各种各样的颜色，主要表现为深红色、红色、粉红色和黄色，相关的表型、基因型如下表所示。回答下列问题：
(1)将纯合的果肉深红色番茄与纯合的果肉黄色番茄进行杂交，F1的表型为 ，F1自交，若F2出现果肉粉红色番茄，且该表型植株在F2中所占的比例为 ,则说明控制果肉颜色的两对基因的遗传遵循自由组合定律。
(2)已知控制果皮和果肉颜色的三对基因均独立遗传，黄皮红色果肉纯合番茄植株与透明粉红色果肉番茄植株杂交得到F1。为了获得更多的黄皮黄色果肉番茄植株，可将F1自交或让F1与亲本杂交，你选择的最简便的育种方案及理由是 。
(3)某些番茄品种具有抗灰叶斑病基因Sm、抗黄化曲叶病基因Ty。Sm基因被限制酶切割获得122 bp（碱基对）的序列，其等位基因经酶切获得140 bp的序列；Ty 基因被另一种限制酶酶切获得600 bp的序列，其等位基因经酶切获得400 bp 的序列，经电泳用于抗病基因鉴定。甲品系番茄抗灰叶斑病，乙品系的番茄抗黄化曲叶病。育种人员将甲和乙进行杂交，所得F1自交得到F2,在F2中，检测R1~R8。植株的相关基因，结果如下图所示：
①R2、R5和R8均具有抗灰叶斑病性状，R1和R5的表型为易感黄化曲叶病。抗灰叶斑病性状属于 （填“显性”或“隐性”）性状，抗黄化曲叶病性状属于 （填“显性”或“隐性”）性状。
②R1～R5中，纯合的抗病植株是 ,从中选择植株 进行种植后，通过 获得大量该种植株，以期获得抗灰叶斑病和抗黄化曲叶病的品种。
【答案】(1) 果肉红色 1/16
(2)F1自交；F1自交后代出现黄皮黄色果肉番茄的比例是9/64，而F1与透明粉红色果肉番茄植株杂交，后代出现黄皮黄色果肉番茄的比例是1/8,且番茄是自花受粉植物，自交操作更简便。
(3) 显性 隐性 R₃ 、R₇ R₃ 自交
【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】（1）将纯合的果肉深红色番茄（RRtt）与纯合的果肉黄色番茄（rrTT）进行杂交，F1的基因型为RrTt，表型为果肉红色；F1自交，若控制果肉颜色的两对基因的遗传遵循自由组合定律，则F2中果肉粉红色番茄（rrtt）所占的比例为1/16。
（2）控制果皮和果肉颜色的三对基因均独立遗传，黄皮红色果肉纯合番茄植株（YYRRTT）与透明粉红色果肉番茄植株（yyrrtt）杂交得到F1（YyRrTt）。为了获得更多的黄皮黄色果肉（Y_rrT_）番茄植株，且使操作更简便，应选择让F1自交，F1自交后代出现黄皮黄色果肉番茄的比例是（3/4）×（1/4）×（3/4）=9/64，若F1与透明粉红色果肉番茄植株（yyrrtt）杂交，后代出现黄皮黄色果肉（Y_rrT_）番茄的比例是（1/2）×（1/2）×（1/2）=1/8，且番茄是自花受粉植物，自交操作更简便。
（3）①已知Sm基因被限制酶切割获得122 bp（碱基对）的序列，其等位基因（假设为Sm'）经酶切获得140 bp序列；Ty基因被另一种限制酶酶切获得600bp序列，其等位基因（假设为Ty'）经酶切获得400 bp序列；R2、R₅和R8均具有抗灰叶斑病性状，均含有基因Sm和Sm',说明抗灰叶斑病性状属于显性性状；R1和R5的表型为易感黄化曲叶病，均含有基因Ty和Ty',说明抗黄化曲叶病性状属于隐性性状。
②根据电泳结果，R₃、R₄、R₆、R₇为纯合植株，植株R₄、R6不抗病，所以纯合的抗病植株是R₃、R7；R₃植株抗灰叶斑病和抗黄化曲叶病，故应选择植株R₃进行种植，通过自交或植物组织培养获得大量该种植株，以期获得抗灰叶斑病和抗黄化曲叶病的品种。
15．家蚕的性别决定方式为ZW型，其体色有黑体和赤体(基因A、a控制，黑体为显性性状),蚕丝颜色有彩丝和白丝(基因B、b控制，显隐性不确定),两对基因的位置不确定。某实验小组进行杂交实验，过程如图所示。不考虑性染色体的同源区段，回答下列问题：
(1)根据图解信息 (填“能”或“不能”)判断P:黑体彩丝雌蚕×赤体白丝雄蚕两对基因的遗传是否遵循自由组合定律，原因是 。
(2)根据图解信息 (填“能”或“不能”)判断黑体与赤体为伴性遗传还是常染色体遗传。若要确定这一点还须进一步通过观察统计的 比例进行判断。若 ,则说明黑体、赤体为常染色体遗传。
(3)若黑体、赤体为伴Z染色体遗传，考虑两对性状，则两亲本的基因型分别是 。
【答案】(1) 能 F2中黑体和赤体中的白丝：彩丝均为3:1
(2) 不能 F1中的雌性黑体：雌性赤体：雄性黑体：雄性赤体(或F1中的雌性和雄性中不同体色个体) F1中雌性黑体：雌性赤体：雄性黑体：雄性赤体=1:1:1:1
(3)bbZAW、BBZaZa
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子时，位于同源染色体的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【详解】（1）F₂中黑体和赤体中的白丝：彩丝均为3:1,说明两对基因的遗传遵循自由组合定律。
（2）基因的位置情况可能有3种：①若两对基因均位于常染色体上，则亲本的基因型为Aabb、aaBB;②若A/a基因位于常染色体上，B/b基因位于Z染色体上，则亲本的基因型为AaZbW、aaZBZB;③若B/b基因位于常染色体上，A/a基因位于Z染色体上，则亲本的基因型为bbZAW、BBZaZa。这三种情况下，F₁均表现为黑体白丝：赤体白丝=1:1,F₂均表现为黑体白丝：赤体白丝：黑体彩丝：赤体彩丝=3:3:1:1,因此无法确定黑体与赤体为伴性遗传还是常染色体遗传。
根据上述分析，若A/a基因位于常染色体上，则F₁中的雌性黑体：雌性赤体：雄性黑体：雄性赤体的比例=1:1:1:1;若A/a基因位于Z染色体上，则F₁中的雄性黑体：雄性赤体：雌性黑体：雌性赤体的比例=1:0:0:1，所以可以统计F1中的雌性黑体：雌性赤体：雄性黑体：雄性赤体(或F1中的雌性和雄性中不同体色个体)判断基因在染色体上的位置。
（3）若黑体、赤体为伴Z染色体遗传，考虑两对性状，则两亲本的基因型分别是bbZAW、BBZaZa。
16．某二倍体自花传粉植物的花色有白花、红花和紫花，由位于1号染色体同一位点上的A1、A2、a基因和位于3号染色体上的B、b基因共同控制，其色素的形成途径如下图。回答下列问题：
(1)基因A1、A2、a称为 基因；基因A1、A2、a的脱氧核苷酸数目 （填“相等”“不相等”或“不一定相等”）。
(2)在不考虑基因B、b的情况下，白花植株的基因型有株杂交，后代有 种。两株白花植一半白花，则两亲本的基因型为 。
(3)紫花植株的基因型有 种，某紫色植株自交，F₁有白花、红花和紫花三种表现型，则F₁的表现型比例为 。F₁红花植株自交，F₂中红花植株占 。
【答案】(1) 复等位 不一定相等
(2) 5 A₁A₁×A2a或A2A₂×A1a
(3) 2 白花：红花：紫花=4：1：3 1/2
【分析】自由组合的实质：当具有两对（或更多对）相对性状的亲本进行杂交，在子一代产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的基因表现为自由组合。其实质是非等位基因自由组合，即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的，各自独立地分配到配子中去。
【详解】（1）基因A1、A2、a位于1号染色体同一位点上，故称为复等位基因；基因A1、A2、a是基因突变产生的，基因突变是DNA分子中发生碱基的增添、缺失、替换引起的，因此基因A1、A2、a的脱氧核苷酸数目不一定相等。
（2）在不考虑基因B/b的情况下，植物的花色有红花和白花两种，其中红花的基因型为A1A2，故白花的基因型为A1A1、A2A2、A1a、A2a、aa共5种，两株白花植株杂交，后代有一半白花，则另一半为红花A1A2，说明亲本双方分别含有A1和A2，故两亲本的基因型可能为A1A1×A2a、A2A2×A1a。
（3）紫花植株的基因型为A1A2B_，有2种，分别是A1A2BB、A1A2Bb，某紫色植株（A1A2B_）自交，F1有白花、红花（A1A2bb）和紫花（A1A2B_）三种表型，则亲本紫花基因型为A1A2Bb，F1中紫花（A1A2B_）的比例为1/2×3/4=3/8，红花（A1A2bb）的比例为1/2×1/4=1/8，白花的比例为4/8，故F1的表型比为白花：红花：紫花=4:1:3。F1红花（A1A2bb）植株自交，F2中红花（A1A2bb）植株占1/2。
17．小鼠Y染色体上的S基因决定雄性性别（在X染色体上无它的等位基因），含S基因的受精卵发育为雄性，不含S基因的受精卵发育为雌性，仅含Y染色体的受精卵不发育（注：S基因的数量和位置不影响配子的形成和受精能力）。小鼠的短尾、长尾是一对相对性状，分别由等位基因D、d控制。现有两个基因型为DdXYS的受精卵，其中一个受精卵发育成小鼠甲，另一个受精卵因S基因丢失发育成雌性小鼠乙。甲、乙小鼠杂交得到F₁。除题中所述变异外，不考虑其他变异。回答下列问题：
(1)理论上，F₁中短尾雄性占 ，其Y染色体来自于 。
(2)研究人员统计F₁的表型，发现短尾个体仅占2/3，针对其成因提出了两个假设，假设一：D基因纯合致死；假设二：基因型为D的精子致死率为 。若要进一步确定成因，可将F₁中全部短尾个体随机交配得F2。若F₂表型及比例为短尾：长尾=2:1，则假说一成立；若F₂的表型及比例为 ，则假说二成立。
(3)若发育成甲的受精卵S基因转移到某条常染色体上，发生的变异类型为 。
请结合（2）中的假设一，预测F₁的性别比例：
①当S基因转移到D所在的染色体上，F1中雌性：雄性= ;
②当S基因转移到d所在的染色体上，F₁中雌性：雄性= ;
③当S基因转移到其他常染色体上，F₁中雌性：雄性=1:1。
【答案】(1) 1/4 甲(或答：“雄性亲本”)
(2) 50% 短尾：长尾=35:9
(3) 易位(或答：“染色体变异”、“染色体结构变异”) 2:1 1:2
【分析】1、基因的分离定律的实质：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性,在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
2、基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】（1）根据题意，两个基因型为DdXYS的受精卵，其中一个受精卵发育成小鼠甲，另一个受精卵因S基因丢失发育成雌性小鼠乙。甲、乙小鼠杂交得到F₁，Dd×Dd得到D_短尾的概率为3/4，而XYS×XY为2/4XX、1/4XYS、1/4YYS，而仅含Y染色体的受精卵不发育，因此雄性占1/3，短尾雄性占3/4×1/3=1/4，其Y染色体为YS，来自于甲即雄性亲本。
（2）根据题意，F₁的表型种短尾个体仅占2/3，说明长尾个体占1/3，即dd=1/3=1/2×2/3，而根据配子法，即精子中含有d的占2/3，则含有D的精子占1/3，因此精子的比例为含D：d=1：2，因此基因型为D的精子致死率为50%；假说二成立，将F₁中全部短尾个体随机交配得F2，F₁中全部短尾个体的比例为DD：Dd=1/4：3/4，则产生的卵子比例为含D：d=5/8：3/8，而精子的存活率为1/2，产生的能存活精子比例为含D：d=5/11：6/11，因此F₂中长尾的比例为6/11×3/8=9/44，则短尾的比例为1-9/44=35/44，则F₂的表型及比例为短尾：长尾=35:9。
（3）若发育成甲的受精卵S基因转移到某条常染色体上，染色体的结构发生变异，因此发生的变异类型为易位（或“染色体变异”、“染色体结构变异”），结合（2）中的假设一成立，则DD致死，根据题意，当S基因转移到D所在的染色体上，含S基因的受精卵发育为雄性，不含S基因的受精卵发育为雌性，甲乙的基因型都为DdXYS杂交得到F₁，当S基因转移到D所在的染色体上，杂交亲本DSd×Dd，则产生F1为DSD：DSd：Dd：dd=1/4：1/4：1/4：1/4，由于DD致死，因此F1中雌性：雄性=2:1；当S基因转移到d所在的染色体上，杂交亲本DdS×DdS，则产生F1为DD：Dd：DdS：ddS=1/4：1/4：1/4：1/4，DD致死，F₁中雌性：雄性=1:2。
18．豌豆A基因表达的酶1能催化白色前体物质转化为白色色素，B基因编码的酶2能催化白色色素转化为红色色素。现用基因型纯合的甲、乙两白花植株进行了以下实验：
实验一：将甲、乙植株花瓣细胞提取液混合，出现红色。
实验二：将甲植物花瓣提取液用适宜高温（只破坏酶，其他物质不受影响）处理，冷却后再与乙植株花瓣细胞提取液混合，出现红色。
实验三：将甲、乙植株杂交，获得F1，F1自交获得F2。
(1)由实验一可知，植物甲、乙的基因型 （填“相同”或“不相同”），理由是 。
(2)由实验二可知，植株甲的基因型为 。
(3)若实验三的F2中，红花：白花=9：7，将F2自交，花色能稳定遗传的植株占F2的比例是 。若实验三的F2中，红花：白花=1：1，则F1植株控制花色的基因在染色体上的位置是 。
【答案】(1) 不相同 甲、乙都是纯合白花植株，而花瓣细胞提取液混合出现红色，说明甲乙两植株一个只含有酶1，一个只含有酶2，也就是一个含A基因无B基因，另一个无A基因含B基因
(2)AAbb
(3) 1/2 两对基因位于一对同源染色体上，且A与b位于一条染色体上，a和B位于一条染色体上
【分析】基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。据题可知，A基因表达的酶1能催化白色前体物质转化为白色素，而B基因编码的酶2能催化白色色素转化为红色色素，因此纯合白花植株的基因型有三种：aaBB、AAbb、aabb。由实验一可知，甲乙两植株的花瓣细胞提取液混合，出现红色，也就是甲和乙一个只含有酶1，一个只含有酶2，也就是一个基因型为AAbb，另一个的基因型为aaBB；由实验二可知，因将甲植物花瓣提取液用适宜高温（只破坏酶，其他物质不受影响）处理，冷却后再与乙植株花瓣细胞提取液混合，出现红色，由此可知甲的基因型为AAbb，高温虽然破坏了酶1的结构，但是其催化产生的白色色素仍在，因此在加入酶2后仍会出现红色，由此可知甲的基因型为AAbb，乙的基因型为aaBB。
【详解】（1）据题可知甲乙都是基因型纯合的白花植株，由实验一可知，甲、乙植株花瓣细胞提取液混合，出现红色，说明甲和乙和基因型不同，理由是：甲、乙都是纯合白花植株，而花瓣细胞提取液混合出现红色，说明甲乙两植株一个只含有酶1，一个只含有酶2，也就是一个含A基因无B基因，另一个无A基因含B基因。
（2）由于甲植物花瓣提取液用适宜高温（只破坏酶，其他物质不受影响）处理后，加入乙植株花瓣细胞提取液混合，出现红色，由此可知甲植株含有的是酶1，酶虽然被破坏，但是催化形成的白色色素仍在，因此加入乙植株花瓣细胞提取液即含有酶2后会出现红色，由此可知，甲的基因型为AAbb，乙的基因型为aaBb。
（3）已知甲的基因型为AAbb，乙的基因型为aaBB，则F1植株的基因型为AaBb。若实验三的F2中，红花：白花=9：7，说明控制该性状的两对基因分别位于两对同源染色体上，遵循孟德尔基因自由组合定律，而花色能稳定遗传的植株的基因及其比例为：AABB：1/16、AAbb：1/16、aaBB：1/16、aabb：1/16、Aabb：2/16，aaBb：2/16，因此将F2自交，花色能稳定遗传的植株占F2的比例是8/16=1/2。甲的基因型为AAbb，乙的基因型为aaBB，F1植株的基因型为AaBb，若实验三的F2中，红花：白花=1：1，说明控制该性状的两对基因位于一对同源染色体上，且A与b位于一条染色体上，而a和B位于另一条染色体上。
19．端稳中国碗，装满中国粮，是无数育种工作者的人生梦，某粮食作物(2n＝20)开两性花，自花传粉，花极小。该植物的雄性可育和雄性不育分别由等位基因A和a控制；种子的灰色和褐色分别由等位基因R和r控制。不考虑交叉互换情况下，请分析并回答下列问题：
(1)研究者为确定该植物的基因组，需要研究 条染色体上的碱基序列。
(2)通常情况下，该植物通过有性杂交育种难以进行，原因是 。
(3)为方便选种，育种工作者培育出一个三体新品种，体细胞中染色体组成如图所示，增加了一条带有易位片段的染色体，这种染色体不能参与联会。已知该品种在减数第一次分裂后期，联会的两条同源染色体分别移向细胞两极，而带有易位片段的染色体随机移向一极，则理论上该三体新品种产生的雌配子的种类和比例是： 。
(4)研究发现易位染色体在减数分裂过程中可能会丢失，影响雌配子比例。现将此三体植株自交（注：含有11条染色体的雄配子不能参与受精作用），所结的灰色种子占30%，且发育成的植株均为雄性可育；褐色种子占70%，发育成的植株均为雄性不育。推测该三体植株产生的可育雌配子的种类和比例是 。请写出该过程的遗传图解，并补充文字阐明推理过程 。
(5)为持续培育雄性不育植株，可从上述自交后代中选择 种子留种。
【答案】(1)10
(2)该植物自花传粉，花极小，人工去雄难度大（难以大规模人工杂交或者人工杂交困难）
(3)AaRr、 ar=1:1
(4) AaRr:ar=3：7
(5)灰色
【分析】根据题意和图示分析可知：雄性不育与可育是一对相对性状，遵循基因的分离定律。植物在减数分裂过程中，同源染色体联会并分离，形成染色体数目减半的配子。
【详解】（1）分析题意，该植物是雌雄同株植物，为确定该植物的基因组，需要研究20/2=10条染色体上的碱基序列。
（2）由于该植物自花传粉，花极小，人工去雄难度大（难以大规模人工杂交或者人工杂交困难），故通常情况下，该植物通过有性杂交育种难以进行。
（3）分析题意，该三体品种增加了一条带有易位片段的染色体，且这种染色体不能参与联会，图示易位片段的基因组成是AR,另外一条染色体基因是ar，在减数第一次分裂后期，联会的两条同源染色体分别移向细胞两极，而带有易位片段的染色体随机移向一极，即一边由两条染色体，基因组成是AaRr，另外一边只有ar，则理论上该三体新品种产生的雌配子的种类和比例是：AaRr、 ar=1:1。
（4）据题意，该植株的基因型为AaaRrr，产生的配子为ar和AaRr，其中，ar的配子是正常的配子，AaRr的配子是异常的，不能和雌配子结合，则雄性个体产生的配子只有ar能与雌配子结合，所以两种雌配子的种类为ar和AaRr，受精卵为aarr和AaaRrr，表现型为褐色雄性不育和灰色雄性可育。褐色种子占70%，因此比例3：7，遗传图解可表示如下：
。
（5）此品种植株自交后代表现型为褐色雄性不育（aarr）和灰色可育（AaaRrr），所以若欲继续获得新一代的雄性不育植株，可选择灰色的种子种植后进行自交。
20．小麦是人工育种的产物，其育种过程如下图所示。小麦的花是两性花，以自花传粉为主，因小麦花在未受精的情况下即可开放，因此有一定概率进行异花传粉，自然状态下实现不同植株间的杂交。已知小麦的高秆对矮秆为完全显性，多颗粒对少颗粒为完全显性，现有纯合的高秆、多颗粒植株（甲）和矮秆、少颗粒植株（乙），不考虑其他变异类型和致死，请回答以下问题：
(1)普通小麦的育种过程中，涉及哪种变异来源? 。（A．基因重组B．基因突变C．染色体数目变异D．染色体结构变异）
(2)杂种1是 倍体，是不育的，可以通过低温处理，抑制 的形成，使其染色体数目加倍，成为二粒小麦。
(3)普通小麦作为一种新物种，其形成过程中 （填“存在”或“不存在”）地理障碍，是 选择的结果。
(4)已知小麦的高秆和矮秆由一对等位基因控制，多颗粒和少颗粒由另一对等位基因控制，考虑到小麦花小、人工杂交困难等特点，请你设计一个简便易行的方法，判断这两对等位基因是否遵循自由组合定律。
①实验步骤：
第一步：将甲、乙植株 ，收获 植株上所结的种子，种植后取表型为 植株记为丙，留用。
第二步： 。
第三步：观察记录其子代植株的表型及数目，并对结果进行统计分析。
②结果及结论：
I：若表型及比例为 ，则这两对等位基因遵循自由组合定律。
Ⅱ：若表型及比例为 ，则这两对等位基因完全连锁，不发生交叉互换
Ⅲ：若结果不符合以上两种，则这两对等位基因连锁，且存在交叉互换。
③若研究人员发现这两对等位基因位于同一对同源染色体上，且实验过程中发现丙中既有完全连锁的植株，也有发生交叉互换的植株。现有丙中的某植株，已知其产生的四种花粉比为5：5：2：2，则该株植株产生花粉时，在这两对等位基因之间未发生交叉互换的精原细胞占 。假设该植株作父本，取丙中完全连锁的植株作母本进行杂交，则子代高秆、多颗粒的植株中纯合子占 。
【答案】(1)C
(2) 二 纺锤体
(3) 不存在 人工
(4) 杂交 F1代 高秆多颗粒植株 将选取的高秆多颗粒植株丙自交 高秆多颗粒：高秆少颗粒：矮秆多颗粒：矮秆少颗粒=9:3:3:1 高秆多颗粒：矮秆少颗粒=3:1 2/5 5/19
【分析】由题图可知普通小麦的育种过程中,一粒小麦和一种山羊草为二倍体14条染色体，二粒小麦为四倍体48染色体，普通小麦为六倍体42条染色体。
【详解】（1）有题图可知普通小麦培育过程中染色体数目发生变化，故涉及染色体数目变异。
故选C。
（2）由图可知杂种1为一粒小麦和一种山羊草杂交的得到，故为异源二倍体。异源二倍体是不育的，须染色体加倍成为二粒小麦，低温诱导染色体加倍的原理为抑制纺锤体的形成。
（3）普通小麦培育是利用多倍体育种形成生殖隔离，故不存在地理隔离。是人工选择的结果。
（4）①判断两对等位基因是否遵循自由组合定律可利用双杂合自交统计子代是否符合9:3:3:1的分离比，故实验步骤为为，第一步：将甲、乙植株杂交，获得杂合子F1，收获F1植株上所结的种子，种植后取表型为高秆多颗粒植株记为丙，留用。第二步：将选取的高秆多颗粒植株丙自交。第三步：观察记录其子代植株的表型及数目，并对结果进行统计分析。
②若这两对等位基因遵循自由组合定律，则若表型及比例应为高秆多颗粒：高秆少颗粒：矮秆多颗粒：矮秆少颗粒=9:3:3:1；
若这两对等位基因完全连锁，不发生交叉互换，则高秆多颗基因在一条染色体上不分离设该染色体为H，矮秆少颗粒基因在一条染色体上不分离设该染色体为h，后代为HH高秆多颗粒，Hh高秆多颗粒hh矮秆少颗粒，表型及比例应为高秆多颗粒：矮秆少颗粒=3:1。
③假设高秆为A，矮秆为a，多颗粒为B，少颗粒为b，则丙为AaBb，一个精原细胞发生交叉互换则花粉为AB：ab：Ab：aB=1:1:1:1。一个精源细胞不发生交叉互换应产生花粉AB:ab=1:1，已知其产生的四种花粉比为5：5：2：2，故应该有2/5精原细胞发生交叉互换。
假设该植株作父本，则雄配子为AB：aB=1：1，取丙中完全连锁的植株作母本，则雌配子为AB：ab：Ab：aB=5：2：2：5，二者进行杂交，只有至少一方配子为AB时子代为高秆多颗粒，故子代高秆多颗粒为1/2+5/14=19/28，只有双方配子都为AB时子代才是高秆、多颗粒的植株中纯合子，故高秆多颗粒纯合为1/2×5/14=5/28，所以子代高秆、多颗粒的植株中纯合子占5/28÷19/28=5/19。
【生命活动调节类】
21．帕金森病是一种常见于中老年的神经系统变性疾病，临床上以静止性震颤、运动迟缓、肌强直和姿势平衡障碍为主要特征。现认为其致病机理为多巴胺能神经元变性死亡引起，具体机理解释如图所示。回答下列问题：
(1)正常人多巴胺能神经元受到刺激时，其膜内的电位变化情况为 ，其产生的多巴胺递质能作用于脊髓运动神经元，原因是 ，该过程的传递是单向的，原因是 。
(2)据图分析，该过程中的乙酰胆碱是一种 （填“兴奋性”或“抑制性”）递质，胆碱能神经释放乙酰胆碱的方式是 ，在轴突末梢发生的信号转换为 。
(3)据图分析，帕金森病患者出现肌肉震颤症状的原因是 。根据分析，关于研发帕金森病的药物，其作用机理可行的是 （多选）。
A．促进多巴胺释放 B．补充拟多巴胺类递质
C．促进对乙酰胆碱降解 D．抑制乙酰胆碱释放
(4)现已知目前临床治疗帕金森病震颤最有效的药物是左旋多巴，其作用的机理是能显著改善机体脑内多巴胺含量，起到震颤麻痹作用。某研究者提出人参皂苷具有类似左旋多巴的作用，请利用以下材料和试剂设计实验思路及预测结果。
实验材料及试剂：生理状况基本相同的帕金森病模型小鼠若干只、人参皂苷溶液、左旋多巴溶液、蒸馏水（注：实验试剂采用灌胃处理）。
实验思路：
①选取生理状况基本相同的帕金森病模型小鼠若干只，随机均分为甲、乙、丙三组；
② ；
③在相同且适宜的条件下饲养一段时间，比较模型小鼠脑内多巴胺含量及其行为能力。
预期结果及结论：
若模型小鼠的脑内多巴胺含量及其行为能力为甲>乙=丙，说明人参皂苷不具有类似左旋多巴的作用；
若 ，说明人参皂苷具有类似左旋多巴的作用。
【答案】(1) 由负电位变为正电位 脊髓运动神经元的细胞膜上有多巴胺的受体 神经递质（多巴胺）只能由突触前膜释放，作用于突触后膜
(2) 兴奋性 胞吐 电信号→化学信号
(3) 多巴胺释放少，对脊髓运动神经元的抑制作用减弱，乙酰胆碱释放多，对脊髓运动神经元的兴奋作用增强 ABCD
(4) 对甲、乙、丙组小鼠分别用等量左旋多巴溶液、人参皂苷溶液、蒸馏水进行灌胃处理 甲=乙＞丙
【分析】据图可知，帕金森患者的多巴胺含量比正常人少，而乙酰胆碱含量比正常人多。多巴胺和乙酰胆碱都是神经递质，神经递质储存在突触小泡中，只能由突触前膜释放，作用于突触后膜。
【详解】（1）正常人多巴胺能神经元受到刺激时，会由静息电位（外正内负）变为动作电位（外负内正），其膜内的电位变化为由负电位变为正电位。脊髓运动神经元的细胞膜上有多巴胺的受体，所以多巴胺递质能作用于脊髓运动神经元。由于神经递质（多巴胺）只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，所以兴奋在神经元之间的传递是单向的。
（2）据图可知，乙酰胆碱能使下一个神经元兴奋，因此乙酰胆碱是一种兴奋性递质。神经递质的释放是通过胞吐实现的，需借助细胞膜的流动性。当神经冲动传到轴突末梢时，会由电信号转变为化学信号。
（3）据图分析，帕金森患者多巴胺释放少，对脊髓运动神经元的抑制作用减弱，乙酰胆碱释放多，对脊髓运动神经元的兴奋作用增强，从而使脊髓运动神经元异常兴奋，出现肌肉震颤的症状。抗帕金森病的药物的作用机理应是促进多巴胺释放和抑制乙酰胆碱的释放，可行的有：促进多巴胺释放；补充拟多巴胺类递质；促进对乙酰胆碱降解，抑制乙酰胆碱释放，ABCD正确。
（4）实验应遵循等量原则和单一变量原则，故应对甲、乙、丙组小鼠分别用等量左旋多巴溶液、人参皂苷溶液、蒸馏水进行灌胃处理。若人参皂苷不具有类似左旋多巴的作用，则不能改善机体脑内多巴胺含量，模型小鼠的脑内多巴胺含量及其行为能力为甲>乙=丙；若人参皂苷具有类似左旋多巴的作用，则二者均能改善机体脑内多巴胺含量，模型小鼠的脑内多巴胺含量及其行为能力为甲=乙＞丙。
22．如图是人体稳态调节机制的相关示意图，①～④表示相关激素，⑤～⑦代表相关的过程或生理效应，A、B、C代表相关的器官或细胞，“+”表示促进。请回答下列问题：
(1)在甲状腺激素的分级调节过程中，图中B细胞分泌的激素②是 ，该激素的生理作用是
(2)一般情况下，细胞外液渗透压升高会引起激素①分泌增加，该激素由 细胞分泌，通过促进 ，来调节渗透压的平衡。
(3)大量饮入生理盐水，醛固酮生成量 ，从而引起肾小管对钠离子和水分重新吸收 ，引起尿量 。
(4)在血糖平衡调节过程中，如果C细胞所处的组织液中缺乏Ca2+，会引起高血糖，依据图中信息说明原因
(5)科研人员将生理状况基本相同的健康大鼠若干，随机均分为两组：A组每天提供普通饮食，B组每天提供高脂饮食。八周后，测定两组大鼠的空腹血糖含量和空腹胰岛素含量，结果如下表所示。
据表回答问题：
①本实验的自变量是 。为了达到实验目的，写出控制该实验中无关变量的方法： （答出1点即可）。
②根据实验结果分析可知，高脂饮食可能诱发胰岛素受体受损，从而引起血糖含量升高，判断依据是 。
【答案】(1) 促甲状腺激素释放激素 促进垂体分泌促甲状腺激素
(2) 下丘脑 肾小管、集合管对水的重吸收
(3) 减少 减弱 增加
(4)组织液中缺乏Ca2+会导致C细胞胰岛素释放量减少，使组织细胞对葡萄糖的摄取、利用、储存减少，造成血糖浓度升高
(5) 食物中脂质含量 A、B组提供食物的量应相同、每天投喂的时间和次数也相同、每天的运动量相同等 B组的胰岛素高于A组，但B组的空腹血糖也高于A组
【分析】机体内血糖平衡调节过程如下：当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存，从而使血糖下降；当血糖下降时，血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放，同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动。使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升，并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动，使肾上腺素分泌增强，肾上腺素也能促进血糖上升。
题图分析，图中①～④依次表示抗利尿激素、促甲状激素释放激素、促甲状腺激素和甲状腺激素；⑤～⑦代表相关的过程或生理效应依次为渗透压升高的刺激、血糖浓度上升、胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存。
【详解】（1）甲状腺激素的分泌过程需要经过下丘脑-垂体-甲状腺轴的调控，即在甲状腺激素的分级调节过程中，图中B细胞代表的是下丘脑的神经分泌细胞，其分泌的激素②是促甲状腺激素释放激素，该激素随着体液传送到达垂体，促进垂体分泌促甲状腺激素，促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺激素。
（2）一般情况下，细胞外液渗透压升高会引起激素①，即抗利尿激素分泌增加，该激素是由下丘脑神经分泌细胞分泌，经过垂体释放的，该激素可通过促进肾小管、集合管对水的重吸收，来调节渗透压的平衡。
（3）大量饮入生理盐水，引起血量上升，则醛固酮的生成量会减少，从而引起肾小管对钠离子和水分重新吸收过程减弱，引起尿量增加，进而维持血量的平衡。
（4）在血糖平衡调节过程中，如果C细胞所处的组织液中缺乏Ca2+，则钙离子内流受阻，进而影响了胰岛素的释放，则胰岛素无法发挥降血糖的作用，即表现为组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存减少，表现为高血糖。
（5）①本实验设置了两组，对两组不同的处理是A组每天提供普通饮食，B组每天提供高脂饮食，因变量是空腹血糖含量和胰岛素含量，显然本实验的目的是探究高脂饮食对空腹血糖和胰岛素含量的影响，因此该实验的自变量是食物中脂质含量（或是否高脂饮食）。为了达到实验目的，提高实验的说服力，对无关变量的控制为相同且适宜，如可控制A、B组提供食物的量应相同、每天投喂的时间和次数也相同、每天的运动量相同等，以及两组小鼠的生长状况也应该保持相同。
②实验结果显示，B组的胰岛素高于A组，但B组的空腹血糖也高于A组，据此可推测，高脂饮食可能诱发胰岛素受体受损，从而引起胰岛素不能起作用，导致血糖含量升高。
23．回答下列有关神经调节的问题：
(1)某人因交通事故头部受伤，之后失去讲话能力，推测其大脑皮层言语区的 区受损。康复出院多年后，事故中的惊险画面仍一直在脑海深处重现，这种长时记忆可能与 有关。
(2)多巴胺是一种与愉悦和兴奋情绪有关的小分子物质，属于兴奋性神经递质。在多巴胺刺激下，大脑奖赏系统能发出愉悦冲动使人精神上产生愉悦感和陶醉感。神经细胞常以 的方式释放多巴胺，这种释放方式的意义是 （答出一点）。
(3)阿尔茨海默病（AD）是老龄人群发病率最高的中枢神经退行性疾病，患者常表现为语言和记忆功能丧失。其中β-淀粉样蛋白（AB）沉积导致脑内形成斑块是造成该病的原因之一。糖尿病患者也会出现记忆力减退的现象，研究发现胰岛素与其特定受体结合后，可通过一定途径减少Aβ生成，并加速Aβ消除。据此分析糖尿病是AD最强风险因素的原因是 ；Aβ寡聚体可以与神经元结合，使胰岛素受体从细胞膜上脱落，说明Aβ对糖尿病存在 调节。
(4)夏季蚊虫叮咬后会引起“抓挠行为”，其产生的疼痛在一定程度上可以缓解痒觉。研究发现痛觉和痒觉既存在各自特定的传导通路，也存在一些共同的信号通路。下图所示是痛觉对痒觉产生影响的部分神经调节机制，已知GABA是一种抑制性神经递质，且GRPR神经元兴奋后能传递痒觉信号，据图分析“抓挠止痒”的原理可能是 。
【答案】(1) S 突触形态及功能的改变以及新突触的建立
(2) 胞吐 短时间内可大量释放；有利于神经信号的快速传递
(3) 糖尿病导致清除Aβ途径减弱，Aβ积累引起AD （正）反馈
(4)抓挠使痛觉感受器兴奋，B5-1神经元释放GABA，使GRPR神经元被抑制，不能传递痒觉信号
【分析】神经元之间通过突触传递信息的过程：兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢，引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质；神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近；神经递质与突触后膜上的受体结合；突触后膜上的离子通道发生变化，引发电位变化；神经递质被降解或回收。
【详解】（1）S区为运动性语言中枢，某人因交通事故头部受伤，之后失去讲话能力，推测其大脑皮层言语区的S区受损。短期记忆与神经元的活动及神经元之间的联系有关，长期记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关。
（2）多巴胺属于兴奋性神经递质，神经细胞常以胞吐的方式释放多巴胺至神经间隙。通过胞吞，可在短时间内大量释放神经递质，有利于神经信号的快速传递。
（3）胰岛素与其特定受体结合后，可通过一定途径减少Aβ生成，并加速Aβ消除，糖尿病患者体内胰岛素与其特定受体结合较少，导致清除Aβ途径减弱，Aβ积累引起AD，因此糖尿病是AD最强风险因素的原因。当胰岛素与其特定受体结合较少时，会导致Aβ生成增多，Aβ寡聚体可以与神经元结合，使胰岛素受体从细胞膜上脱落，从而使胰岛素与其特定受体结合变得更少，生理过程不断加强，Aβ对糖尿病存在（正）反馈调节。
（4）由图可知，抓挠使痛觉感受器兴奋，B5-1神经元释放GABA，使GRPR神经元兴奋被抑制，不能传递痒觉信号，所以抓挠止痒。
24．甲状腺激素（TH）在人及动物生命活动中有重要功能，其合成与分泌有复杂的调节机制。请回答下列问题：
(1)垂体分泌TSH后通过 运输并作用于甲状腺。据图分析，除TSH外直接作用于甲状腺的信号分子或物质还有 。
(2)在应急情况下，动物体“垂体→TSH→甲状腺→TH”的路径受到抑制，其机理为 。
(3)为探究寒冷刺激下动物体TH分泌是否受交感神经调控，现以健康小鼠为材料，以血液中TH含量为检测指标设计实验，请简要写出实验设计思路： 。
【答案】(1) 血液/体液 神经递质和Ⅰ－
(2)应急情况下机体增加分泌GHRIH，进而抑制垂体分泌TSH
(3)低温下检测健康小鼠血液中TH含量，而后去除（切断）小鼠支配甲状腺的交感神经，在低温下再次检测小鼠血液中TH含量，统计、比较前后TH含量变化情况
【分析】下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素促进垂体分泌促甲状腺激素，促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺激素，进而促进代谢增加产热，这属于分级调节。当甲状腺激素含量过多时，会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动，这叫做负反馈调节。
【详解】（1）垂体分泌TSH后通过体液运输到全身各处，并作用于甲状腺。据图分析，除TSH外直接作用于甲状腺外，应急时神经调节中产生的神经递质可以作用于甲状腺，I-也可以通过自身调节作用于甲状腺。
（2）由图可知，应急情况下机体增加分泌GHRIH，进而抑制垂体分泌TSH，甲状腺分泌TH也受到抑制。
（3）本实验目的是探究寒冷刺激下动物体TH分泌是否受交感神经调控，自变量为是否有交感神经，因变量为血液中TH含量。实验思路：先低温下检测健康小鼠血液中TH含量，而后去除（切断）小鼠支配甲状腺的交感神经，在低温下再次检测小鼠血液中TH含量，统计、比较前后TH含量变化情况。
25．阿尔茨海默病（AD）患者出现睡眠质量下降、认知功能障碍等症状主要是由于β-淀粉样蛋白（Aβ）沉积导致的。褪黑素是一种与睡眠质量相关的重要激素，其合成机制如图1所示：Aβ是由脑细胞中淀粉样前体蛋白（APP）水解产生，途径如图2所示。据图回答下列问题：
(1)褪黑素的分泌具有明显的昼夜节律，白天分泌受抑制，晚上分泌活跃，该调节过程的神经中枢位于 。其中去甲肾上腺素作为 （填“神经递质”或“激素”）作用于松果体细胞引起褪黑素的分泌，这属于 调节。
(2)APP水解的两种途径存在竞争关系，经研究发现褪黑素可以增强 （填“α-分泌酶”或“β-分泌酶”）的活性，进而 Aβ的生成，因此AD患者口服褪照素可以改善睡眠质量。
(3)已知盐酸多奈哌齐可用于阿尔茨海默病（AD）的治疗，山柰酚（姜科植物山柰的提取物）对神经退行性病变有一定的作用。科研人员欲探究山柰酚对AD的治疗效果，进行如下实验：
①选取AD模型大鼠48只随机均分为四组（A组、B组、C组、D组），选取与模型大鼠体重、生理状态基本相同的健康大鼠12只作为对照组（E组）。
②各组进行如下处理：A组灌胃适量生理盐水；B组灌胃等量低剂量山柰酚；C组灌胃等量高剂量山柰酚；D组灌胃等量的盐酸多奈哌齐；E组不进行任何处理。
③一段时间后，检测大鼠海马区组织中与认知功能有关的两种蛋白CREB、BDNF的水平，得到如下结果： （注：条带宽度与蛋白质含量正相关）
④分析结果得出结论：
a.分析A、B、C、E组结果，可知 ;
b. （填“高”或“低”）剂量山柰酚与盐酸多奈哌齐治疗效果接近，依据是 。
【答案】(1) 下丘脑 神经递质 神经调节
(2) a-分泌酶 减少
(3) 高剂量山奈酚比低剂量山奈酚的治疗效果更好 高 C条带与D条带宽度相近
【分析】阿尔茨海默病（AD）是一种中枢神经系统退行性疾病，病理特征之一为β淀粉样蛋白在脑部沉积引起海马区神经细胞凋亡，使患者出现学习记忆能力减退，言语认知功能障碍等症状，构建模型可注射用生理盐水溶解的β淀粉样蛋白。实验的目的是为了研究山柰酚对AD的改善作用，需用高、中、低三种浓度山柰酚灌胃模型小鼠。
【详解】（1）褪黑素的分泌具有节律性，与节律相关的神经中枢位于下丘脑，根据图1的分析可知，由神经末梢分泌去甲肾上腺素作用于松果体，因此去甲肾上腺素作为神经递质作用于松果体，因此属于神经调节。
（2）分析图2和题意，可知褪黑素是一种与睡眠质量相关的重要激素，而AD患者是由于β-淀粉样蛋白（Aβ）沉积导致的，其睡眠质量下降，口服褪照素改善睡眠质量，因此应减少促进β-淀粉样蛋白的合成，因此可能是褪黑素可以增强α-分泌酶的合成，进而减少-淀粉样蛋白（Aβ）的合成，进而改善AD患者睡眠质量。
（3）分析A、B、C、E组结果，可知高剂量山奈酚低剂量山奈酚的治疗效果更好；高剂量山柰酚与盐酸多奈哌齐治疗效果接近，依据是C条带与D条带宽度相近，说明两者药物治疗后大鼠海马区组织中与认知功能有关的两种蛋白CREB、BDNF的水平相近。
26．甲状腺功能减退也叫甲减，是由于机体甲状腺激素合成和分泌不足，或甲状腺激素受体缺陷所造成的临床综合征。回答下列问题。
(1)正常状态下甲状腺激素的分泌受到自主神经和垂体的直接调控，由此可判断作用于甲状腺细胞的信息分子有 ；在调节甲状腺分泌甲状腺激素的“下丘脑—垂体—甲状腺轴”中，下丘脑分泌的激素不能直接作用于甲状腺的原因是 。
(2)甲状腺、垂体和下丘脑中任一器官病变都可引起甲状腺功能减退，临床上通过静脉注射促甲状腺激素释放激素（TRH）后，测定血清中促甲状腺激素（TSH）的浓度变化，可鉴别病变的部位。甲、乙、丙三人都表现为甲状腺激素水平低下，给这三人注射适量的TRH，注射前30min和注射后30min分别测定每个人血液中的TSH的浓度，结果如表所示。
①通过抽取血液可以检测TSH含量的变化，是因为激素调节具有 的特点。
②注射TRH前后，三个人血液中TSH浓度变化不同，由此可以推测乙、丙发生病变的部位可能分别是 、 。
(3)淋巴性甲状腺肿（桥本氏病）是由于机体产生抗体，破坏甲状腺滤泡上皮细胞导致的甲减。桥本氏病是一种 病。桥本氏病患者在发病初期，血液中甲状腺激素含量升高的原因是 。与正常人相比，“甲减”病人惧怕寒冷环境，理由是 。
【答案】(1) 神经递质、促甲状腺激素 甲状腺细胞（表面）没有与促甲状腺激素释放激素特异性结合的受体
(2) 通过体液进行运输 甲状腺 垂体
(3) 自身免疫 甲状腺细胞被抗体攻击损伤，导致细胞内甲状腺激素释放进入血液 甲状腺激素减少后，患者体内物质代谢速率减慢，产热减少
【分析】甲状腺激素的分泌受到下丘脑-垂体-甲状腺分级调节轴的调控，甲状腺激素分泌过多会负反馈作用与下丘脑核垂体，减少TRH和TSH的分泌，进而维持TH含量的相对稳定。
【详解】（1）据题干信息，正常状态下甲状腺激素的分泌受到自主神经和垂体的直接调控，所以刺激甲状腺的信号分子有神经递质和TSH。下丘脑分泌的激素不能直接作用于甲状腺的原因是甲状腺上没有下丘脑所分泌的TRH的特异性受体，导致TRH无法与靶细胞结合，进而发挥作用。
（2）能够抽取血液可以检测TSH含量的变化，是因为血液里面含有TSH，说明激素调节具有通过体液进行运输的特点。
对乙分析，乙患者TSH浓度本身很高，说明甲状腺激素对其的负反馈作用很弱，可能甲状腺病变，导致甲状腺激素分泌过少，结合注射TRH后，TSH含量进一步升高，说明垂体可以发挥作用，那可以确定病变部位是垂体。
对丙分析，丙患者注射前TSH含量很低，说明垂体无法分泌，注射TRH后，发现TSH含量并未升高，说明TRH不能发挥作用，说明垂体发生病变。
（3）据题意：桥本氏病是由于机体产生抗体，破坏甲状腺滤泡上皮细胞导致的甲减，说明这是一种自身免疫力过强导致的自身免疫病。这种患者初期，甲状腺激素含量升高的原因是甲状腺细胞被抗体攻击损伤，导致细胞内本来还未释放的甲状腺激素释放进入血液。
甲减的病人惧怕寒冷环境与甲状腺激素本身的功能有关，甲状腺激素可以提高机体代谢，增加产热，甲减患者体内物质代谢速率减慢，产热减少。
27．布氏田鼠是生活在寒冷地带的一种非冬眠小型哺乳动物。下图为持续寒冷刺激下布氏田鼠体内调节褐色脂肪组织细胞（BAT细胞）产热过程示意图。回答有关体温调节的问题：
(1)寒冷刺激一方面使下丘脑部分传出神经末梢放 ，另一方面寒冷刺激还能使下丘脑合成并释释放 ，导致体内甲状腺激素的量增加。
(2)据图可知布氏田鼠体内褐色脂肪组织细胞（BAT）内的 能促进UCP-1基因的表达。
(3)在BAT细胞中，UCP-1蛋白能抑制ATP的合成，使有氧呼吸的最后阶段释放出来的能量全部变成 。
(4)据图可知，布氏田鼠在持续寒冷的环境中维持体温稳定的生理调节过程是布氏田鼠通过神经-体液调节，最终引起BAT细胞中 加快和合成ATP减少，以实现产热增加维持体温的稳定。
(5)当人处于寒冷环境中时，可以通过运动抵御严寒。如果运动过程中大量出汗，血浆渗透压将 ， 激素分泌量增加，导致肾小管和集合管对水分重吸收增加。
(6)下图1为抗利尿激素（ADH）调节肾小管管壁细胞对水的重吸收机理。饮水时，口咽部感受器产生的兴奋会到达脑内穹窿下器（SFO），关闭“口渴”信号。为揭示口渴解除的机制，研究人员开展了如下实验：对小鼠进行缺水处理后，分别一次性给予10mL清水和高渗盐水，记录SFO神经元活性，结果如图2所示。据图分析下列说法错误的是____
A．ADH通过M蛋白促进囊泡转运，增加细胞膜上水通道蛋白的数量
B．ADH受体不敏感或者受损时，可引起人体尿量减少
C．图2结果表明，饮用清水能解除口渴，而摄入高渗盐水只能短暂解除口渴
D．严重腹泻体内丢失大量水和钠盐时，除了ADH还需要醛固酮共同作用
【答案】(1) 神经递质（去甲肾上腺素） 促甲状腺激素释放激素
(2)甲状腺激素和cAMP
(3)热能
(4)脂肪分解
(5) 升高 抗利尿
(6)B
【分析】1、由图可知，持续寒冷刺激使使甲肾上腺素和甲状腺激素增多，导致BAT细胞中cAMP增加，促进脂肪分解成甘油、脂肪酸，线粒体产热，以及促进UCP-1基因的表达。
2、抗利尿激素可以促进肾小管、集合管对水的重吸收，醛固酮促进肾小管、集合管重吸收Na+，维持血钠含量的平衡。
【详解】（1）寒冷刺激一方面使下丘脑部分传出神经末梢释放去甲肾上腺素，导致BAT细胞中cAMP增加，cAMP的作用是促进脂肪分解成甘油、脂肪酸，以及促进UCP-1基因的表达。另一方面下丘脑合成并释放促甲状腺激素释放激素，通过分级调节，最终导致体内甲状腺激素的量增加。
（2）根据题意可知，BAT细胞内的甲状腺激素和cAMP能促进UCP-1基因表达合成UCP-1，促进线粒体物质氧化分解产热。
（3）UCP-1蛋白能抑制ATP的合成 ，ATP合成受到抑制，则有氧呼吸的最后阶段释放出来的能量全部变成热能。
（4）布氏田鼠通过神经—体液调节，促进甲状腺激素和去甲肾上腺素分泌增加，由图可知甲状腺激素和去甲肾上腺素可使引起BAT细胞中脂肪的氧化分解加快和合成ATP减少,以实现产热增加,维持体温的恒定。
（5）大量出汗，导致身体水分减少，血浆渗透压将上升，由下丘脑合成通过垂体分泌的抗利尿激素增加，导致肾小管和集合管对水分重吸收增加，降低血浆渗透压。
（6）A、由图1可知，ADH与细胞膜上的ADH受体结合后，可通过M蛋白促进含水通道蛋白的囊泡向细胞膜上转移，增加细胞膜上水通道蛋白的数量，从而促进水的重吸收加强，A正确；
B、ADH受体不敏感或者受损时，ADH不能发挥作用，细胞膜上的水通道蛋白减少，对水的重吸收减弱，可引起人体尿量增加，B错误；
C、结合图2可知，摄入液体后，SFO的活性下降，随着时间延长，在摄入的高渗盐水的作用下SFO活性又增大，而摄入的清水组的SFO一直下降至稳定，又因为SFO可以关闭“口渴”信号，因此饮用清水能解除口渴，摄入高渗盐水只能短暂解除口渴，C正确；
D、抗利尿激素可以促进肾小管、集合管对水的重吸收，醛固酮促进肾小管、集合管重吸收Na+，有利于维持Na+含量的相对稳定，因此严重腹泻体内丢失大量水和钠盐时，除了ADH还需要醛固酮共同作用，D正确。
故选B。
28．T细胞，是由来源于骨髓的淋巴干细胞，在胸腺中分化、发育成熟后，通过淋巴和血液循环而分布到全身的免疫器官和组织中发挥免疫功能的。T细胞按照功能可以分成很多种类，请据此回答问题：
(1)辅助性T细胞的表面有抗原接受器，经过 摄取和处理的病原体会暴露出其特有的抗原，辅助性T细胞接受抗原刺激增殖、分化，并产生淋巴因子。细胞因子的作用是 。
(2)细胞毒性T细胞能通过与靶细胞密切接触，使靶细胞裂解死亡，该免疫过程可消灭 的病原体。
(3)综上所述，T细胞在免疫过程中的作用是 。
(4)调节性T细胞（简称Tregs）是维持机体免疫耐受的重要因素之一。科学实验发现，正常小鼠体内均有胰岛B细胞特异性的细胞毒性T细胞，清除小鼠体内的调节性T细胞后，小鼠出现多食、多饮、多尿和消瘦。
①该小鼠表现出“三多一少”症状的原因是 ；
②该小鼠出现的病症，在免疫学中称为 ；
③该实验表明，调节性T细胞的功能是 ；糖尿病可能与 有关。
【答案】(1) 吞噬细胞 参与体液免疫，促进B细胞在抗原的刺激下增殖、分化成浆细胞和记忆细胞
(2)寄生在宿主细胞内
(3)识别抗原并释放细胞因子、增殖分化为效应T细胞和记忆细胞
(4) 清除调节性T细胞后，胰岛B细胞受到细胞毒性T细胞的攻击，胰岛素分泌减少，小鼠表现出糖尿病症状 自身免疫病 抑制细胞毒性T细胞的杀伤作用 胰岛B细胞特异性的细胞毒性T细胞和调节性T细胞的免疫调节
【分析】自身免疫病：是由于免疫系统异常敏感、反应过度、“敌我不分”，将自身物质当作外来异物进行反击而引起的，如系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎。
【详解】（1）辅助性T细胞的表面有抗原接受器，经过吞噬细胞摄取和处理的病原体会暴露出其特有的抗原，辅助性T细胞接受抗原刺激增殖、分化，并产生细胞因子。细胞因子的作用是参与体液免疫，促进B细胞在抗原的刺激下增殖、分化成浆细胞和记忆细胞。
（2）细胞毒性T细胞能通过与靶细胞密切接触，使靶细胞裂解死亡，该免疫过程可消灭寄生在宿主细胞内的病原体。
（3）综上所述，T细胞在免疫过程中的作用是识别抗原并释放细胞因子、增殖分化为效应T细胞和记忆细胞。
（4）①该小鼠表现出“三多一少”症状的原因是清除调节性T细胞后，胰岛B细胞受到细胞毒性T细胞的攻击，胰岛素分泌减少，小鼠表现出糖尿病症状；
②该小鼠出现的病症是由于免疫系统异常敏感，将自身物质当作外来异物进行反击而引起的，在免疫学中称为自身免疫病；
③该实验表明，调节性T细胞的功能是抑制细胞毒性T细胞的杀伤作用；糖尿病可能与胰岛B细胞特异性的细胞毒性T细胞和调节性T细胞的免疫调节有关。
29．茉莉酸（JA）是植物应对机械损伤的重要激素。当植物防御反应过度抑制自身的生长发育时，JA也可适时消减植物防御反应，对植物的生存十分重要。
(1)植物受到损伤，释放的JA与 结合，启动相关基因的表达实现对伤害的防御。
(2)为探究JA适时消减的机制，研究人员对野生型和JA受体缺失突变型番茄幼苗进行机械损伤处理。检测叶片细胞中基因表达结果：如图1。
①据此推测，MYC和MTB蛋白参与JA信号传导，且MTB蛋白是MYC蛋白的下游信号，依据是 。
②研究证实，MYC蛋白是JA信号传导的核心转录因子，可与靶基因的启动子序列结合促进其转录。为继续验证MTB基因是MYC蛋白作用的靶基因，以野生型番茄幼苗为对照组，以 为实验组，段时间后进行相关检测。
(3)为研究 ，进行相关实验，其结果如图2。结果说明：MTB基因的表达量与番茄对机械伤害的抗性呈负相关，推测MTB实现了JA作用后的消减。
(4)JA消减机械损伤抗性的分子机制如下：MYC蛋白与转录激活蛋白MED结合后促进抗性基因的表达，同时会促进MTB基因表达出的MTB蛋白与MYC蛋白结合形成二聚体，而后二聚体会结合转录抑制蛋白JAZ，进而抑制抗性基因的表达。根据以上信息，在答题卡中将该分子机制整理并补充完整 。
【答案】(1)特异性受体（受体）
(2) 机械损伤后，突变体番茄相关基因的表达无明显变化，野生型番茄MYC基因和MTB基因的表达水平均增加，且MTB基因的表达峰值出现时间晚于MYC基因 MYC高表达量的番茄幼苗或MYC低表达量的番茄幼苗
(3)MTB基因的不同表达水平与机械伤害（或损伤）抗性的关系
(4)①MYC蛋白与转录激活蛋白MED结合
②MTB蛋白与MYC蛋白结合形成二聚体
③二聚体结合转录抑制蛋白JAZ
【分析】据题意可知：JA发挥作用以及JA消减过程的分子机制为：机械损伤后，促进植物释放茉莉酸（JA），JA促进MYC基因表达出MYC蛋白，MTB基因是MYC蛋白作用的靶基因，MYC蛋白促使MTB基因表达出MTB蛋白，MTB蛋白与MYC蛋白形成二聚体后会结合转录抑制蛋白JAZ进而与MYC蛋白竞争性结合相同的靶基因启动子。同时MYC蛋白能与转录激活蛋白MED结合促进靶基因（抗性基因）的转录，表现出抗性。
【详解】（1） 茉莉酸（JA）是植物应对机械伤害的重要激素，激素发挥作用时要与相应的受体结合，因此植物受到损伤，释放的JA与相应受体结合，才能启动相关基因表达实现对伤害的防御。
（2）①据图可知：机械损伤后，野生番茄MYC和MTB基因的表达均增加，突变体番茄无显著变化；且MTB基因的表达峰值出现时间晚于MYC基因，据此推测MYC和MTB蛋白参与JA信号转导，且MTB是MYC的下游信号。
②为继续验证MTB基因是MYC蛋白作用的靶基因，实验的自变量为MYC蛋白的含量，所以以野生型番茄幼苗为对照组，以MYC高表达量的番茄幼苗或MYC低表达量的番茄幼苗为实验组，一段时间后进行相关检测。
（3）据图可知：MTB低表达时抗性基因表达相对水平较高，MTB高表达时抗性基因表达相对水平较低，说明MTB基因的表达量与番茄对机械伤害的抗性呈负相关。故该实验是研究MTB基因的不同表达水平与机械伤害（或损伤）抗性的关系。
（4）JA消减机械损伤抗性的分子机制如下：MYC蛋白与转录激活蛋白MED结合后促进抗性基因的表达，同时会促进MTB基因表达出的MTB蛋白与MYC蛋白结合形成二聚体，而后二聚体会结合转录抑制蛋白JAZ，进而抑制抗性基因的表达。所以图中①为MYC蛋白与转录激活蛋白MED结合，②为MTB蛋白与MYC蛋白结合形成二聚体，③为二聚体结合转录抑制蛋白JAZ。
30．2023年诺贝尔生理学或医学奖授予科学家卡塔琳·考里科和德鲁·韦斯曼，以表彰他们在核苷碱基修饰方面的发现，这些发现促使科学家们开发出有效的mRNA疫苗来对抗COVID-19（新型冠状病毒肺炎）。新冠疫苗有多种，其中灭活病毒疫苗防护力大约在70~80%，而mRNA疫苗产生的防护力会更高，可以使有效率达到95%以上。如图是mRNA疫苗作用模式图，请据图回答问题：
(1)免疫系统的功能包括免疫监视、 和 ；常见的免疫活性物质除图中所示外还包括 。
(2)由图可知，注射mRNA疫苗后，直接刺激免疫细胞的物质是 。
(3)B细胞分裂分化除产生图中细胞，还产生其他细胞，这些细胞具有的功能是 。
(4)与灭活病毒疫苗相比，RNA疫苗的优点有 （至少答两点）。
(5)人类在漫长的进化历程中从未感染过新型冠状病毒，但是人的免疫系统仍能产生针对新型冠状病毒的抗体。关于抗原和抗体的关系一直存在两类不同的观点:模板学说认为，抗体是在抗原进入机体后，以抗原为模板设计出来的；克隆选择学说认为，在抗原进入机体之前，具有不同类型特异性受体的B细胞就已经存在。克隆选择学说目前被大多数科学家所接受。为验证克隆选择学说，科研人员以小鼠为实验对象，进行了相关实验，并获得了支持克隆选择学说的实验结果，如下表所示。已知，高剂量的具有放射性同位素标记的抗原能够全部杀死具有与其互补受体的B细胞。
①请依据克隆选择学说，分析实验组1中小鼠只能产生抗Y抗体的原因是 。
②请预期实验组2的实验结果： 。
【答案】(1) 免疫自稳 免疫防御 溶菌酶
(2)病毒S蛋白和抗原肽
(3)再次接触同种抗原迅速增殖分化产生浆细胞，并产生大量抗体
(4)能引起细胞免疫；能一定时间内不断地表达出抗原；能产生更多的记忆细胞和抗体；在生产上更安全
(5) 机体中具有不同类型特异性受体的B细胞，实验组1给小鼠注射了高剂量的具有放射性同位素标记的抗原X，将小鼠体内与其互补受体的B细胞全部杀死，但与抗原Y互补的B细胞依然存在，所以注射适宜剂量的抗原Y，机体可发生免疫反应产生抗Y抗体 小鼠不产生抗X抗体
【分析】1、免疫系统主要包括免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质。免疫器官是免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所；免疫细胞是发挥免疫作用的细胞；免疫活性物质是由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质。
2、体液免疫的过程是：一些病原体可以和B细胞接触，这为激活B细胞提供了第一个信号；一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取；抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面，然后传递给辅助性T细胞；辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合，这是激活B细胞的第二个信号；辅助性T细胞开始分裂、分化，并分泌细胞因子；B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化，大部分分化为浆细胞，小部分分化为记忆B细胞，细胞因子能促进B细胞的分裂、分化过程；浆细胞产生和分泌大量抗体，抗体可以随体液在全身循环并与这种病原体结合。抗体与病原体的结合可以抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附。
【详解】（1）免疫系统的功能为免疫防御、免疫自稳和免疫监视三大基本功能；图中的免疫活性物质有抗体、细胞因子，此外，常见的免疫活性物质还有溶菌酶。
（2）由图可知，注射mRNA疫苗后，mRNA经胞吞的方式进入受体细胞，指导合成病毒S蛋白，病毒S蛋白从受体细胞中排出后与B细胞上的受体特异性结合；细胞中的一部分S蛋白水解形成抗原肽，与MHC I结合后转移到受体细胞膜上，与辅助性T细胞和细胞毒性T细胞结合，通过这些过程，最终使机体产生特异性免疫。所以注射mRNA疫苗后，直接刺激免疫细胞的物质是病毒的S蛋白和抗原肽。
（3）当B细胞活化后，就开始增殖、分化，大部分分化为浆细胞，小部分分化为记忆B细胞。图中浆细胞能够分泌特异性抗体，图中未标示出的记忆B细胞可以在抗原消失后存活几年甚至几十年，当再接触相同抗原时，能迅速增殖分化产生浆细胞，快速产生大量抗体。
（4）灭活病毒疫苗无法感染细胞，只能产生体液免疫，且免疫效果弱，常需要多次注射。结合题图，与灭活病毒疫苗相比，RNA疫苗的优点有：既可以引起体液免疫，又可以引起细胞免疫；mRNA可以作为翻译的模板，能在一定时间内不断地表达出抗原；能产生更多的记忆细胞和抗体；在生产上更安全等。
（5）①克隆选择学说认为，在抗原进入机体之前，具有不同类型特异性受体的B细胞就已经存在。实验组1给小鼠注射了高剂量的具有放射性同位素标记的抗原X，将小鼠体内与其互补受体的B细胞全部杀死，但与抗原Y互补的B细胞依然存在，所以注射适宜剂量的抗原Y，机体可发生免疫反应产生抗Y抗体。
②实验组2给小鼠注射了高剂量的具有放射性同位素标记的抗原X，将小鼠体内与其互补受体的B细胞全部杀死，再注射适宜剂量的抗原X，机体中没有与抗原X互补受体的B细胞，机体不能发生免疫反应，所以实验组2的实验结果为小鼠不产生抗X抗体。
【生态环境类】
31．浅水湖泊养殖过程中，含N、P的无机盐含量增多，湖泊出现富营养化，驱动浅水湖泊从清水态向浑水态转换，如图1所示。科研人员进一步调查浅水湖泊从清水态向浑水态变化过程中营养化程度以及部分藻类生长状况（鱼鳞藻、脆杆藻为鱼的饵料，微囊藻是一种蓝藻，会产生有毒物质污染水体），形成曲线如图2所示。
(1)据图1分析，该湖泊从清水态变成浑水态后的优势种植物是 。据图2可知，三种藻类数量随着营养化程度的提高均在发生变化，该变化可通过 法进行调查，其中导致鱼鳞藻数量不断下降的原因属于 （填“密度制约因素”或“非密度制约因素”）。
(2)从生态系统组成成分的角度来看，湖泊中的微囊藻属于 。图2中，在富营养化的湖泊中微囊藻大量繁殖，造成鱼虾大量死亡，会造成该生态系统的 稳定性下降。此时，种植茭白、莲藕等挺水植物除了获得经济收益，这些挺水植物还可以通过 、 ，抑制微囊藻的繁殖，进而治理富营养化，这遵循生态工程的 原理。
(3)要研究湖泊中草鱼的生态位，需要研究的方面有 （至少答出两点）。该生态系统中养殖的各种鱼类都占据着各自相对稳定的生态位，其意义是 。
(4)养殖的草鱼除饲料外还以鱼鳞藻、脆杆藻为食。科研人员对草鱼的能量流动情况进行分析，结果如表所示。（数字为能量值，单位是KJ/（cm2·a））
据表分析，草鱼用于生长发育和繁殖的能量是 KJ/（cm2·a），从藻类到草鱼的能量传递效率为 （保留一位小数）。
【答案】(1) 浮游植物 抽样检测 密度制约因素
(2) 生产者 抵抗力 遮挡阳光 吸收无机盐 自生、协调、整体
(3) 栖息地、食物、天敌以及与其它物种的关系等 有利于不同鱼类之间充分利用环境资源
(4) 17.6 14.9%
【分析】根据题干信息和图2分析，浅水湖泊从清水态向浑水态变化过程，随着N、P的增加，水体富营养化逐渐增加，贫营养化时鱼鳞藻最多，中营养化时脆杆藻最多，营养化时微囊藻最多。随着营养化程度的增加，鱼鳞藻数量逐渐减少并消失于富营养化时；脆杆藻先升高后降低直至消失，其最多出现于中营养化时，消失于富营养化时；微囊藻一直在增加最后略微减少。
【详解】（1）根据图1分析，与清水态浅水湖泊相比，浑水态浅水湖泊中的沉水植物没有了而浮游植物多了很多，说明在该湖泊从清水态向浑水态变化过程中，沉水植物逐渐减少至消失了，而浮游植物逐渐增多了，故该湖泊从清水态变成浑水态后的优势种植物是浮游植物；调查藻类的方法可用抽样检测法进行调查；密度制约因素的影响程度与种群密度有密切关系的因素，如食物、流行性传染病等，导致鱼鳞藻数量不断下降的原因属于密度制约因素。
（2）从生态系统组成成分的角度来看，湖泊中的微囊藻能够将无机物转化为有机物，属于生产者；在富营养化的湖泊中微囊藻大量繁殖，造成鱼虾大量死亡，生物多样性降低，会造成该生态系统的抵抗力稳定性降低；种植茭白、莲藕等挺水植物除了获得经济收益，这些挺水植物还可以通过遮挡阳光（影响光合作用）、吸收无机盐（竞争养分），抑制微囊藻的繁殖，进而治理富营养化，这遵循生态工程的自生（通过有效选择生物组分并合理布设，有助于生态系统维持自生能力）、协调（处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量）、整体（进行生态工程建设时，不仅要考虑自然生态系统的规律，更要考虑经济和社会等系统的影响力）等生态学基本原理。
（3）生态位是指一个物种在生物群落中的地位和作用，要研究湖泊中草鱼的生态位，需要研究的方面有栖息地、食物、天敌以及与其它物种的关系等；该生态系统中养殖的各种鱼类都占据着各自相对稳定的生态位，其意义是有利于不同鱼类之间充分利用环境资源。
（4）草鱼用于生长发育和繁殖的能量=同化量-呼吸作用散失的能量=115.6-55.6-42.4=17.6KJ/（cm2·a）；草鱼同化藻类中的能量=草鱼同化的能量-草鱼同化饲料中的能量=17.6+42.4-15.2=44.8KJ/（cm2·a），则藻类到草鱼的能量传递效率=草鱼同化藻类中的能量÷鱼鳞藻、脆杆藻同化的能量×100%=44.8÷301.2×100%≈14.9%。
32．红树林分布于热带、亚热带海洋潮间带，这种常绿热带雨林是一类特殊的湿地生态系统，其中的红树植物能在海水中生长、繁殖，目前最北的人工栽培地点是浙江省宁波市。回答下列问题：
(1)研究发现，在光照条件下，红树林泥滩中存在大量的厌氧菌能利用H2S将CO2转化为有机物，这些厌氧菌属于生态系统组成成分中的 。随着城市经济快速发展，红树林生态系统遭到破坏，为保护红树林可对其进行生态修复，如定期投放鱼苗并适当增加食物网的复杂程度，以提高生态系统的 稳定性。
(2)群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，意义是 。
(3)某红树林中的一种水鸟，以此区域的某些植物为其主要的食物来源。下图是该生态系统中能量流经该种水鸟的示意图，①、②表示能量流动的环节，其中②是水鸟用于 等生命活动；该能量流动过程图 （填“完整”或“不完整”），理由是 。
(4)红树林固碳功能强大，一定程度上可以“消耗”全球的部分碳排放，助力“碳中和”，这体现了物质循环具有 的特点和生物多样性的 价值。
【答案】(1) 生产者 抵抗力
(2)充分利用环境资源
(3) 生长、发育、繁殖等 不完整 还缺少呼吸作用散失的能量
(4) 全球性 间接
【分析】生态位：（1）概念：一个物种在群落的地位或作用，包括所处的空间位置、占用资源的情况，以及与其他物种的关系等。（2）作用：决定生活在什么地方，而且决定于它与食物、天敌和其他生物的关系。（3）意义：它表示物种在群落中的地位、作用和重要性。
【详解】（1）根据题意可知，在光照条件下，这些厌氧菌能利用 H2S 为还原剂使 CO2 还原为有机物，能进行光合作用，故属于生态系统组成成分中的生产者；定期投放鱼苗并适当增加食物网的复杂程度，食物网复杂程度越高抵抗力越强，可以提高生态系统的抵抗力稳定性。
（2）生态位是指一个物种在生物群落中的地位和作用，群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，意义是充分利用环境资源。
（3）结合能量流动示意图，水鸟摄入的能量去向有通过粪便排出和水鸟同化，水鸟同化的能量大部分通过呼吸作用以热能形式散失，一部分用于生长、发育和繁殖，用于生长发育和繁殖的能量一部分流向下一个营养级，一部分流向分解者，因此①是水鸟同化的能量，②是水鸟用于生长、发育、繁殖等生命活动的能量；该能量过程图不完整，①表示水鸟同化的能量，同化的能量除了包括②用于生长、发育、繁殖等生命活动的能量外，还应该包括呼吸作用散失的能量。
（4）物质循环的特点有全球性、往复循环、反复利用等，根据题干“一定程度上可以“抵消”全球的碳排放”可知，这体现出物质循环具有全球性特点；生物多样性的间接价值是指对生态系统起重要调节作用的价值，故红树林碳汇功能强大，一定程度上可以“抵消”全球的碳排放，实现“碳中和”，这体现了生物多样性的间接价值。
33．科研人员对多年生马尾松林进行团状采伐，形成小型林窗、中型林窗和大型林窗（林窗指森林中各种因素导致树木死亡，形成林中空地的现象）。以未采伐的马尾松人工纯林作为对照，测定不同林窗中不同土层深度的土壤动物类群数，结果如下图，回答下列问题：
(1)马尾松不仅可以缓解木材供需矛盾，而且能够充分发挥保持水土、净化空气的作用，体现了生物多样性的 价值。
(2)林窗中群落演替属于 。与开窗前相比，开窗后演替速度迅速加快的最主要的外界因素是 。
(3)不同土层土壤动物的种类有显著的差异体现了群落的 结构。根据实验结果 （填“能”或“不能”）说明不同尺度的林窗均能显著提高各土层土壤动物的种群密度，理由是
(4)长期过度的纯林化经营，致使马尾松人工林病虫害频发，原因是纯化林的 ，自我调节能力下降。
【答案】(1)直接价值和间接
(2) 次生演替 光照强度
(3) 垂直 不能 实验结果显示不同林窗中不同土层的土壤动物类群数，而不是种群密度
(4)物种丰富度下降，营养结构简单
【分析】1、生物多样性的价值：直接价值：是指能为人类提供形式多样的食物、纤维、燃料和建材等。间接价值：是指对生态平衡、生物圈稳态的调节功能。潜在价值：指目前人类尚不清楚的价值。
2、初生演替：是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替。
3、次生演替：原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
【详解】（1）马尾松不仅可以缓解木材供需矛盾，而且能够充分发挥保持水土、净化空气的作用，体现了生物多样性的直接价值和间接价值，其中马尾松缓解木材需求属于直接价值，而后者属于间接价值。
（2）林窗中群落演替属于次生演替，因为林窗中有土壤条件，甚至有植物的繁殖体。与开窗前相比，开窗后演替速度迅速加快的最主要的外界因素是光照强度，因为光照强度增强使得植物种类和数量迅速增加。
（3）不同土层土壤动物的种类有显著的差异表现在垂直方向上，因而体现了群落的垂直结构。实验结果显示的是不同林窗中不同土层的土壤动物类群数，而不是种群密度，因此，根据实验结果“不能”说明不同尺度的林窗均能显著提高各土层土壤动物的种群密度。
（4）长期过度的纯林化经营，致使马尾松人工林病虫害频发，因为，实验结果显示纯化林中的物种丰富度下降，营养结构变得简单，自我调节能力下降，因而其抵抗力稳定性下降，表现为病虫害频发。
34．生态浮床技术是一个综合了物理、化学、生物方法的水环境原位生态修复过程，它利用水生植物及根系微生物吸收N、P等元素，同时可降解有机物和重金属，并以收获植物体形式将其搬离水体，保护水体生态环境。如图29为某湖泊应用生态浮床技术的示意图，请回答相关问题：
(1)流人该立体生态浮床的总能量是 。水生植物同化的能量中流向分解者的部分包括残枝落叶中的能量和 。
(2)根据材料和示意图分析，生态浮床加速水体净化的原因有 。（答出两点）
(3)夏季湖泊中“听取蛙声一片”，体现了生态系统的信息传递具有 的作用。
(4)生态浮床既能净化水质、防止水华，又能美化景观，这体现了生物多样性的 价值。
(5)生态浮床上的植物可供鸟类筑巢，下部根系形成鱼类和水生昆虫栖息环境，这体现了群落的 结构，群落中这种结构的意义是 。
【答案】(1) 水生植物固定的太阳能和污水中有机物所含的能量 初级消费者粪便中的能量
(2)浮床上的植物根系可吸收水中的N、P等无机盐；浮床上的植物根系富集的微生物可将污染物进行降解
(3)有利于生物种群繁衍
(4)间接价值和直接
(5) 垂直 提高群落对环境资源的利用能力
【分析】1、生物多样性的价值：（1）直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等使用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。（2）间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能）。（3）潜在价值：目前人类不清楚的价值。
2、信息传递在生态系统中的作用： ①生命活动的正常进行，离不开信息的传递；生物种群的繁衍，也离不信息的传递 ；②信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
【详解】（1）根据题图，流入该立体生态浮床的总能量有水生植物固定的太阳能和污水中有机物所含的能量，水生植物同化的能量中流向分解者的部分包括残枝落叶中的能量，还有本身被初级消费者摄入，但是未被同化的能量，也就是粪便量。
（2）由于水流流经浮床时，流速变缓，物理沉降作用显著；浮床植物可以吸收水体中的氮、磷等营养物质；浮床植物根系富集微生物，加速污染物分解。
（3）夏季，湖泊中蛙声是求偶信号，这体现了生态系统的信息传递有利于生物种群繁衍。
（4）生物多样性的间接价值也叫生态功能，生态浮床的净化水质、防止水华的作用属于生物多样性的间接价值；生物多样性的直接价值指供人类食用、药用和工业原料的实用意义，以及旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义，生态浮床的美化环境的价值属于生物多样性的直接价值。
（5）生态浮床上的植物可供鸟类筑巢，下部根系为鱼类和水生昆虫提供了栖息场所，表现为垂直分层现象，属于群落的垂直结构。群落 的垂直结构可以提高群落对环境资源的利用能力。
35．人们向遭受污染的某湿地中引入一些浮游动物（轮虫、桡足类等）、滤食性鱼类和肉食性鱼类来修复该生态系统。图1表示该湿地中部分生物的食物关系，图2表示该湿地中部分能量流动关系，图中的数值表示能量的相对值。回答下列问题。
(1)图1中滤食性鱼类与浮游动物之间的关系为 。
(2)图2中能量在I、Ⅱ两个营养级间的传递效率约为 （小数点后保留1位数字）。一个营养级的能量不能百分之百流入下一个营养级的原因是 。
(3)某些工业废水的排放会引起水体中某些难以降解的有毒物质增加，一段时间后图1中 体内的该有毒物质浓度将最高。投放一定数量的乌鳢可防止蓝细菌数量爆发性增长的原理是 。
(4)为了提高经典治理蓝细菌方案的效果，科学家又提出第二种方案：“投放一定数量的滤食性鱼类”。图3表示在放养一定数量鲢鱼后的相关实验结果（用高氮、低氮模拟水体污染程度）。
①高氮实验条件下，优势物种发生了改变，改变情况是 ，造成该变化的原因可能是 。
②根据实验数据分析，放养一定数量的鲢鱼在 条件下对经典治理方案促进作用更明显。
【答案】(1)捕食和种间竞争
(2) 3.6% 每个营养级的能量都会有一部分通过呼吸作用以热能形式散失和流入分解者
(3) 乌鳢等肉食性鱼类 乌鳢捕食滤食性鱼类，导致浮游动物数量增加，大量捕食蓝细菌，从而抑制蓝细菌数量的增加
(4) 优势物种由枝角类变成桡足类（高氮条件下） 鲢鱼对枝角类的捕食较多（或“捕食压力增加”） 低氮（水体污染程度较低）
【分析】生态系统中能量流动的特点是：单向流动、逐级递减。
能量去路包括：
①自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能；
②流向下一营养级；
③残体、粪便等被分解者分解；
④未被利用：包括生物每年的积累量，也包括动植物残体以化学燃料形式被储存起来的能量。即一个营养级所同化的能量=呼吸消耗的能量+被下一营养级同化的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量。
【详解】（1）鲢鱼、鳙鱼等滤食性鱼类、轮虫、枝角类等浮游动物均会采食蓝细菌、绿藻，形成了竞争关系，而鲢鱼、鳙鱼等滤食性鱼类会捕食轮虫、枝角类等浮游动物，形成了捕食关系，所以滤食性鱼类和浮游动物之间的种间关系包括捕食和竞争。
（2）I同化的能量=呼吸作用消耗的能量+产品输出的量+流入下一营养级的能量+流入分解者的能量，其中A表示的能量去向是流向分解者的能量，由公式计算出I流向下一营养级的能量=4.8+2.5+26.5+43.2=77，能量在I、Ⅱ两个营养级间的传递效率约为77÷（2100+42）×100%≈3.6%。由于每个营养级的能量都会有一部分通过呼吸作用以热能形式散失和流入分解者，所以一个营养级的能量不能百分之百流入下一个营养级。
（3）水体富营养化会引起水体中某些难以降解的有毒物质增加，有毒物质会随着食物链进行富集，则一段时间后图1中乌鳢等肉食性鱼类体内的该有毒物质浓度将最高。乌鳢捕食滤食性鱼类，导致浮游动物数量增加，大量捕食蓝细菌，从而抑制蓝细菌数量的增加，所以投放一定数量的乌鳢可防止蓝细菌数量爆发性增长。
（4）①由图可知，高氮组随着培养天数的增加，桡足类的数量在增加，枝角类的数量在减少，说明优势种由枝角类变成桡足类，可能是因为高氮条件下鲢鱼对枝角类的捕食较多。
②根据实验数据分析，在低氮的条件下，蓝细菌数量降得更低，所以放养一定数量的鲢鱼在低氮条件下对经典治理方案促进作用更明显。
36．大兴安岭某地区沿沼泽至森林方向上依次分布有5种典型天然沼泽湿地(如图1所示，图中数据为相应湿地的地下水位与地表距离)。某草丛沼泽湿地在自然状态下不断演替，其植被变化顺序为：海三棱蔗草群落→芦苇群落→柽柳群落→旱柳群落。回答下列问题：
(1)图示地区从草丛沼泽到落叶松沼泽的变化体现了群落的 结构，生活在不同沼泽区域的动物优势种存在差异，原因是 。
(2)海三棱蔗草群落被芦苇群落替代的现象称为 演替。该地区土壤中小动物类群会发生一系列变化，在调查小动物类群丰富度4501治理示范区400时，常用的统计方法是记名计算法和 。
(3)由柽柳群落转为旱柳群落的过程中，柽柳与旱柳的种间关系为 ，一定时间后旱柳的种群数量趋于稳定，此时种群的数量值称为 。
(4)该地区采用多项措施对沼泽地进行修复、管理。管理前后该湿地鸟类种类与数量的变化如图2所示。由图得出的结论是 。
【答案】(1) 水平 在不同沼泽区域，为动物提供食物和栖息空间的植物存在差异
(2) 次生(或群落) 目测估计法
(3) 种间竞争 环境容纳量(或K值)
(4)管理前后，水鸟的数量增加，水鸟的种类及非水鸟的种类及数量均变化不大
【分析】1、垂直结构：在垂直方向上，大多数群落（陆生群落、水生群落）具有明显的分层现象，植物主要受光照、温度等的影响，动物主要受食物的影响；水平结构：由于不同地区的环境条件不同，即空间的非均一性，使不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差异，形成了生物在水平方向上的配置状况。
2、次生演替即原来的植物群落由于火灾、洪水、崖崩、火山爆发，风灾、人类活动等原因大部消失后所发生的演替。
【详解】（1）由题图可知，从草丛沼泽到落叶松沼泽，生物的种类有着显著的差异，这体现了群落具有水平结构；在不同沼泽区域，为动物提供食物和栖息空间的植物存在差异，因此不同沼泽区域的动物优势种存在差异。
（2）由于植被变化是：海三棱藨草群落→芦苇群落→芦苇→柽柳群落→旱柳群落，土壤条件并没有破坏，原有的植物还存在，所以三棱薦草群落被芦苇群落替代的现象是次生演替。该地区土壤中小动物类群会发生一系列变化，在调查小动物类群丰富度时，常用的统计方法是记名计算法和目测估计法。
（3）由柽柳群落转为旱柳群落的过程中，柽柳与旱柳的种间关系为种间竞争，由柽柳群落变为旱柳群落的过程中，旱柳的数量呈现S型增长，达到最大值叫环境容纳量，即K值。
（4）由图分析可知，管理前后水鸟的数量增加，水鸟的种类及非水鸟的种类及数量均变化不大。
37．茭白田套养小龙虾（即克氏原螯虾）是青浦练塘一种全新的生态种养模式，可充分利用土地资源，提高经济效益。
(1)茭白叶上有昆虫栖息，根系处有小龙虾和水生生物生活，这种分布体现的群落结构主要为 。小龙虾以田间的杂草、昆虫、水藻、福寿螺等为主要食物，其粪便可为茭白生长提供有机肥料。小龙虾在觅食的同时还可为茭白田松土、搅活水体，更好地促进茭白的生长。
(2)假设小龙虾的食物由 30%植物（杂草及水藻）、30%螺和 40%昆虫组成，其中昆虫和螺主要以茭白为食，若各营养级间的能量传递效率为 5%-20%，则小龙虾增加 6kJ 的能量，理论上至少需要消耗茭白的能量为 kJ 。
(3)小龙虾苗投放到茭白田后，其种群数量变化如图所示，下列叙述正确的是 。
A．当种群数量处于 K2时，小龙虾的出生率大于死亡率
B．b 点后种群数量变化的原因可能是投放了饵料
C．在捕捞时应控制小龙虾种群数量保持在 K2/2 左右
D．小龙虾和福寿螺的种间关系为捕食
(4)为减轻长绿飞虱对茭白的危害，常使用人工合成的性引诱剂 W 诱杀长绿飞虱雄性个体以控制其种群 数 量 ， 从 种 群 特 征 的 角 度 分 析 ， 该 防 治 方 法 的 原 理 是 。兴趣小组探究了茭白田套养小龙虾对茭白产量、茭白田土壤有机质含量及水中不同动物种类的影响，得到的结果如表所示。
(5)结合表 数据，下列分析正确的是 。
A．茭白-小龙虾共作模式提高了茭白田生态系统营养结构的复杂程度
B．“有机质→底栖动物→小龙虾”能够实现完整的碳循环
C．采用茭白-小龙虾共作模式，其生态系统的抵抗力稳定性更高
D．底栖动物减少、水藻与杂草数量增多，小龙虾的数量可能增多
(6)将荒地变农田，洼地变虾塘，下列各群落演替与该演替类型不同的是 。
A．草原放牧后的演替B．海底火山喷发后的演替C．森林砍伐后的演替D．村庄荒废后的演替
【答案】(1)垂直结构
(2)105
(3)BCD
(4)使用性引诱剂W诱杀长绿飞虱的雄性个体，从而破坏长绿飞虱种群的性别比例，降低种群的出生率，导致种群密度降低，进而减轻长绿飞虱对茭白的危害
(5)ACD
(6)B
【分析】本题考查种群、群落和生态系统。种群的数量特征、群落的空间结构、群落的演替及生态系统能量传递效率的计算都是本题考查的内容。种群的数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、性别比例、年龄结构。群落的空间结构包括水平结构和空间结构，群落演替有初生演替和次生演替之分。能量传递效率=（下一营养级的同化量/上一营养级的同化量）×100%，一般能量传递的效率为10%-20%。
【详解】（1）在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象，即群落的垂直结构。本题茭白叶上有昆虫栖息，根系处有小龙虾和水生生物生活，体现的就是分层现象，因而是群落的垂直结构。
（2）根据题干信息，若小龙虾增加6kJ能量，理论上至少消耗茭白的能量时，能量传递效率按照20%计算，则需要茭白的能量=（30%×6÷20%÷20%）+（40%×6÷20%÷20%）=105kJ。
（3）A、当种群数量处于K2时，其种群数量基本维持不变，因而出生率等于死亡率，A错误；
B、 b点后K值从K1变为K2，种群数量增加，可能的原因是投放了饵料导致食物充裕，因而环境容纳量K值增加，B正确；
C、在K2/2-K2之间捕捞，捕捞时控制小龙虾种群数量保持在K2/2左右，此时的增长速率最大，C正确；
D、根据题干信息，小龙虾以田间的杂草、昆虫、水藻、福寿螺等为主要食物，所以小龙虾和福寿螺之间存在捕食关系，D正确。
故选BCD。
（4）人工合成的性诱剂W诱杀雄性个体后，导致长绿飞虱种群的性别比例发生改变，导致种群的出生率降低，最终导致种群密度下降，从而可以控制其种群数量。
（5）A、结合表中数据，茭白-小龙虾共作模式下，茭白的产量高于对照组，土壤有机质含量高于对照组，浮游动物种类及底栖动物种类均高于对照组，说明生态的营养结构复杂，A正确；
B、碳循环需要在生物群落和非生物环境以及非生物环境和生物群落之间循环往复，缺少非生物环境和生产者，因而无法实现完整的碳循环，B错误；
C、由于茭白-小龙虾共作模式下，生物系统中的组分增加，营养结构越复杂，因此抵抗力稳定性更高，C正确；
D、小龙虾和底栖动物存在竞争关系，它们都以水藻、杂草为食，因此当底栖动物减少、水藻与杂草数量增多，小龙虾的数量可能增多，D正确。
故选ACD。
（6）将荒地变农田，洼地变虾塘，属于初生演替。题干所列的A、C、D均是初生演替，B是次生演替，因此B不用于该类型。
38．入侵植物可通过3种途径影响食物网：一是入侵植物能够直接被土著草食者取食，通过上行效应按照原有的路径进入土著食物网；二是入侵植物所固定的能量通过引入新的消费者或者转变流通路径形成新的食物网结构；三是入侵植物通过非营养作用造成食物网中各级消费者的种群密度和行为活动等发生变化，进而影响土著生物群落和食物网结构。图中灰色部分表示植物入侵前土著食物网的物种组成，空心部分表示植物入侵后食物网的物种组成。
(1)三种途径中表示入侵植物不能被土著草食者摄食，而是通过引入新的草食者形成新的食物网结构的是途径 。
(2)途径Ⅰ中C和N的种间关系为 ，途径Ⅲ中C同化量的去向有在呼吸作用中以热能的形式散失和 、 。
(3)如果食物网中广食性消费者较 （填“多”或“少”），则入侵植物主要以途径Ⅰ影响食物网。
(4)以下案例是通过途径Ⅲ影响食物网的有 （多选）。
a、裂稃燕麦入侵美国加利福尼亚州半干旱草原后产生的碎屑能够增加土壤的湿度，从而促进土著植物的生长，导致食物网结构发生改变
b、林下入侵植物葱芥能够通过根系向土壤中分泌芥子油苷，抑制丛枝菌根真菌（与植物互利共生）的生长，从而影响土著植物的生长繁殖，改变森林群落组成
c、穗状狐尾藻入侵河口湿地后，为一些无脊椎动物和幼鱼提供了庇护场所，形成了更为复杂的水生食物网结构
d、其地入侵植物含羞草可被当地多种植食性昆虫取食
(5)某植物入侵某地区后，生长迅速，导致当地动物多样性降低的原因有 。如果要控制该植物的种群密度，除了人工除去外，还可采取的措施有 （写出一点即可）。
【答案】(1)Ⅱ
(2) 捕食 流向下一营养级 流向分解者
(3)多
(4)abc
(5)食物来源减少，生态环境被破坏引入该入侵植物的本土竞争者 适当引入该入侵植物的天敌
【分析】图1 植物入侵对食物网的3种影响途径。途径Ⅰ表示入侵植物能够直接进入土著食物网， 除了土著植物受到影响外，食物网其他组成部分没有变化； 途径Ⅱ表示入侵植物取代土著植物后不能够按照原来的路径进入食物网，而是产生新的食物网结构；途径Ⅲ表示入侵植物的非营养间接作用。灰色实心圆表示入侵前土著食物网生物组成部分， 空心圆表示植物入侵后食物网的生物组成。C1、P1表示土著消费者和捕食者物种；C2、P2表示外来植物入侵后的主要消费者和捕食者物种。
【详解】（1）结合题图可知，三种途径中表示入侵植物不能被土著草食者摄食，而是通过引入新的草食者形成新的食物网结构的是途径Ⅱ。
（2）据图可知，途径Ⅰ中C和N的种间关系为捕食。途径Ⅲ中C同化量的去向：在呼吸作用中以热能的形式散失、流向下一营养级、流向分解者。
（3）食物网中广食性消费者较多时，入侵植物能被土著草食者取食的可能性更大，则此时入侵植物主要通过途径Ⅰ影响食物网。
（4）a、入侵植物产生的碎屑能够增加土壤湿度，从而促进土著植物的生长，导致食物网结构发生改变，属于通过途径Ⅲ影响食物网，a正确；
b、入侵植物葱芥分泌的芥子油苷可抑制丛枝菌根真菌的生长，从而影响土著植物的生长繁殖，改变森林群落组成，进而影响食物网结构，属于通过途径Ⅲ影响食物网，b正确；
c、穗状孤尾藻为一些无脊椎动物和幼鱼提供了庇护场所，形成了更为复杂的水生食物网结构，属于通过途径Ⅲ影响食物网，c正确；
d、入侵植物含羞草进入土著食物网，被当地多种植食性昆虫取食，属于通过途径Ⅰ影响食物网，d错误。
故选abc。
（5）该种植物入侵后生长迅速，推测其可能会和当地植物竞争资源和空间，抑制当地植物的生长，破坏当地原有生态环境，使当地动物的食物来源减少，从而导致动物多样性降低。控制入侵植物种群密度可采取的措施有：食物来源减少，生态环境被破坏引入该入侵植物的本土竞争者；适当引入该入侵植物的天敌。
39．为探究培养液中酵母菌种群数量的变化，某实验小组将少量酵母菌接种到一定体积的培养液中，每隔一段时间测定酵母菌数目，其变化曲线如图1所示。回答下列问题：
(1)该实验不需要另外设置对照实验，原因是 。
(2)图1中 点酵母菌种群的增长速率最大。酵母菌种群数量从d点后开始下降的原因有 （答两点）。
(3)对酵母菌逐个计数非常困难，可采用 的方法估算酵母菌种群数量，该过程需要用到血细胞计数板。实验过程如采用如图2所示的操作，那么统计出来的数据与实际值比 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。另一实验小组，在相同培养条件下进行实验，并在相同时间点取样，统计的酵母菌种群数量明显高于c点对应的数量，原因可能有 （答两点）等。
【答案】(1)该实验在时间上形成了前后对照
(2) b 营养物质大量消耗；有害代谢废物大量积累；溶液pH较低；种内竞争激烈等
(3)抽样检测 偏大 取样时，没有振荡均匀，从试管底部取样；用血细胞计数板计数时出现错误
【分析】分析图1，ab段酵母菌种群数量增长速率逐渐增大，酵母菌种群数量加快增长，b点时，种群教量增长速率最大，此时种群数量增长最快；bc段，酵母菌种群数量增长速率逐渐减小，酵母菌种群数量减慢增长；c点时，种群数量增长速率为0，此时种群数量达到最大值，即K值；cd段种群数量保持相对稳定，de段种群数量逐渐减少。
【详解】（1）上述实验不需要设置对照实验，酵母菌种群数量的变化在时间上形成前后对照。
（2）图1中b点酵母菌种群的增长速率最大。酵母菌种群数量从d点后开始下降的原因有营养物质大量消耗；有害代谢废物大量积累；溶液pH较低；种内竞争激烈等。
（3）统计酵母菌数量应该采用抽样检测法。如果用血细胞计数板计数细胞时进行如图所示的操作，即先滴细胞悬液，后盖上盖玻片，而正确的操作应该是先盖上盖玻片，后滴细胞悬液，因此统计出来的数据比实际值偏大。另一实验小组，在相同培养条件下进行实验，并在相同时间点取样，统计的酵母菌种群数量明显高于c点对应的数量，原因可能有取样时，没有振荡均匀，从试管底部取样；用血细胞计数板计数时出现错误。
40．某东北国家森林公园中生活着东北虎、东北豹，主要捕食马鹿、梅花鹿等大中型有蹄类动物。该区域的灌草层根据林木覆盖程度可分为郁闭林和开阔地两种主要地形，是有蹄类动物取食的主要区域。研究人员进行了相关调查，请回答相关问题：
(1)马鹿、梅花鹿主要以森林灌草层的植物为食。这些植食性动物属于该生态系统的组成成分中的 。
(2)在该生态系统中，东北虎、东北豹位于食物链顶端，其捕食后所同化的能量，去向包括 。
(3)研究人员为了探究郁闭林和开阔地中有蹄类动物食物供应问题，进行相关实验。首先分别在这两种地形中取样，原则是 ，再收集并检测几类常被取食植物的生物积累量（单位面积中生物的总量），请结合图描述实验结果： ，原因是开阔地光照充足，有利于植物生长和有机物积累。
(4)通常，对梅花鹿的种群密度调查采用 法，现研究人员采用红外触发相机拍摄技术调查，相对而言，这项调查方法的优势是 。（写出两条）
【答案】(1)初级消费者
(2)用于自身生长发育繁殖等生命活动和经呼吸作用以热能形式散失/呼吸作用以热能形式散失和流向分解者
(3) 随机（取样） 开阔地中各种植物的生物积累量均显著高于郁闭林
(4) 标记重捕 对野生动物的不良影响小；调查周期短，操作简便；连续拍照有益于昼夜连续客观统计；可以同时对多种动物进行调查等
【分析】1、初级消费者的同化量，一部分用于呼吸作用以热能形式散失，一部分用于生长、发育和繁殖，用于生长、发育和繁殖的能量可以流向下一营养级和被分解者利用。
2、同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量，摄入量是消费者摄入的能量，同化量＝摄入量－粪便量。
【详解】（1）马鹿、梅花鹿主要以森林灌草层的植物为食，植食性动物属于该生态系统的组成成分中的初级消费者。
（2）在该生态系统中，东北虎、东北豹属于最高营养级，其捕食后所同化的能量，去向包括用于自身生长、发育和繁殖等生命活动和经呼吸作用以热能形式散失。
（3）样方法调查种群密度是在被调查种群分布范围内，选取若干个样方，选取原则是随机取样。根据图中分析：图中结果显示开阔地中各种植物的生物积累量均显著高于郁闭林，其原因主要是由于开阔地光照充足，利于植物生长和有机物的积累。
（4）通常对活动能力强、运动范围广的梅花鹿的种群密度调查采用标记重捕法，现研究人员采用红外触发相机拍摄技术调查，相对而言，这项调查方法的优势是对野生动物的不良影响小；调查周期短，操作简便；连续拍照有益于昼夜连续客观统计；可以同时对多种动物进行调查等。
【生物工程与技术类】
41．改良水稻的株高和产量性状是实现袁隆平先生“禾下乘凉梦”的一种可能途径。研究人员克隆了可显著增高和增产的eui基因，并开展了相关探索，过程如下图所示。请回答下列问题：
(1)步骤Ⅰ的花药培养过程中，可产生单倍体愈伤组织，将其培养于含 的培养基上，可促进产生二倍体愈伤组织，这样的愈伤组织产生的组培苗都是 。在培养得到丛芽的过程中，培养基中添加的植物激素主要是 。
(2)步骤Ⅱ中，用从细胞内获得的RNA经过 的作用可得到eui基因，对该基因进行PCR扩增时一般在引物的 端添加限制酶的识别位点。
(3)利用农杆菌介导将表达载体导入植物细胞的过程中，整合到植物细胞染色体DNA的区段是 ，转化后的细胞需通过 形成植株。
(4)为筛选含重组Ti质粒的菌株，需在培养基中添加 ，获得的农杆菌菌株经鉴定后，应侵染Ⅰ中的 ，以获得转基因再生植株。
【答案】(1) 秋水仙素 纯合子 细胞分裂素和生长素
(2) 逆转录酶 5'
(3) Ti质粒上的T-DNA 植物组织培养
(4) 抗生素 愈伤组织
【分析】1、单倍体育种的原理是染色体变异，方法是用花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱导染色体数目加倍；优点是纯合体自交后代不发生性状分离，因而能明显缩短育种年限。
2、基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。
3、PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
4、植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。
【详解】（1） 二倍体植株的花药经离体培养获得愈伤组织，愈伤组织经秋水仙素处理后纺锤体的形成被抑制，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍，所得植株为纯合子，后代不会发生性状分离。要培养得到丛芽，培养基中主要要添加适宜比例的生长素和细胞分裂素，以促进愈伤组织分化出丛芽。
（2） RNA经逆转录酶的作用得到eui基因，经逆转录得到的基因结构中不含RNA聚合酶识别位点，因此可以在对基因进行PCR扩增时把RNA聚合酶的识别位点加入进去。由于DNA过程中，子链的延伸方向是从5'端向3'端延伸，因此进行PCR扩增时，应将限制酶识别序列加在引物的5'端。
（3） 农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将 Ti质粒上的T-DNA转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上，该细胞通过植物组织培养技术形成植株。
（4）含重组 Ti 质粒的菌株中含有抗生素抗性基因，在该菌株的培养基中加入抗生素，可以把含重组质粒的菌株筛选出来。经筛选和鉴定的菌株侵染愈伤组织，以便将eui基因导入愈伤组织，把导入了eui基因的愈伤组织进行进一步培养，以获得转基因再生植株。
42．2023年1月，由西北农林科技大学奶牛种业创新团队培育的首批优质克隆奶牛在宁夏灵武市出生，培育克隆奶牛的流程如图所示。回答下列问题：
(1)体外培养甲牛的体细胞时需给予一定量的O₂和CO₂，其中CO₂的主要作用是 。若需获得大量卵母细胞，可用 激素使乙牛超数排卵。卵母细胞去核前，需将其在体外培养至 期。
(2)过程②表示 ，进行该过程前需对代孕丙牛进行 处理。
(3)奶生丁的绝大部分性状和 （填“甲”“乙”或“丙”）生的性状一致，理由是 。
(4)与体细胞核移植技术相比，胚胎细胞核移植技术的成功率更高，原因是 。
【答案】(1) 维持培养液的pH 促性腺 减Ⅱ中
(2) 胚胎移植 同期发情
(3) 甲 奶牛丁的绝大部分遗传物质来自甲牛
(4)胚胎细胞分化程度低，表现全能性较容易
【分析】动物细胞核移植技术的一般步骤：①采集卵母细胞，体外培育到MII期，并通过显微操作去核；②将供体细胞注入去核的卵母细胞；③通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚；④用物理或化学方法激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程；⑤将胚胎移入受体（代孕母动物）体内，并发育成与供体遗传物质基本相同的个体。
【详解】（1） 动物细胞培养所需要的气体条件为95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2，其中CO2的主要作用是维持培养液的pH。若需获得大量卵母细胞，可用促性腺激素使乙牛超数排卵。采集的卵母细胞需要在体外培养至MII期，此期的卵母细胞中含有促进细胞核全能性发挥的物质。
（2）过程②表示重组胚胎后进行胚胎移植，植入代孕母体中，进行该过程前需对代孕丙牛进行同期发情，以保证其生理状态相似。
（3）奶牛丁的绝大部分遗传物质来自甲牛，所以奶牛丁的绝大部分性状和甲牛的性状一致。
（4）胚胎细胞相较于体细胞，细胞分化程度低，表现全能性较容易，因此，胚胎细胞核移植技术的成功率更高。
43．金属硫蛋白（MT）是一类广泛存在于动物肝脏细胞中的金属结合蛋白，具有吸附重金属的作用。科研人员将MT基因导入大肠杆菌构建工程菌，利用这一工程菌吸附工业废水中的重金属。回答下列问题：
(1)为获取目的基因，从 中提取mRNA，通过 法获得MTcDNA。MTcDNA的碱基序列与细胞中MT基因的碱基序列 （填“相同”或“不同”）。
(2)为了提高工程菌MT蛋白的产量，将MT基因与外源表达增强元件连接（图甲表示引物对应的位置）。利用PCR检测连接是否成功，可选择的引物组合是 （填字母）.
A．①+③ B．①+④ C．③+④
该PCR反应体系中需加入 酶。
(3)将改造后的目的基因进行PCR扩增，得到的片段末端为平末端，而载体E只有能产生黏性末端的酶切位点。为了能够将MT基因与载体E相连，可以在上述引物的 （填“5’”或“3’”）端添加能产生黏性末端的限制酶识别序列；也可以借助中间载体P将MT基因接入载体E。（图乙表示载体P和载体E的酶切位点及相应的酶切序列）
后者具体操作步骤如下：
①选用 酶将载体P切开，再用DNA连接酶将MT基因与载体P相连，构成重组载体P'。
②载体P'不具有表达MT基因的 和 。选用 酶组合对载体P'和载体E进行酶切，将切下的MT基因和载体E用DNA连接酶进行连接。为了提高获得重组质粒的效率，除了考虑适宜的外界条件、目的基因的浓度外，还需考虑 （写出两点）
(4)将重组质粒导入到用 处理的大肠杆菌中完成转化；利用含有 的培养基筛选出MT工程菌。
(5)通过检测发现MT基因已经成功导入大肠杆菌，但该菌不能吸附工业废水中的重金属，可能的原因是： 。
【答案】(1) 动物肝脏细胞 逆转录 不同
(2) B TaqDNA聚合酶/耐高温的DNA聚合酶
(3) 5' EcRV 启动子 终止子 XhI和PstI 质粒的浓度、质粒的纯度、DNA连接酶的浓度、DNA连接酶活性等
(4) CaCl2 卡那霉素
(5)转入大肠杆菌中的MT基因不表达/表达量少/表达不及预期
【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。（4）目的基因的检测与鉴定。
【详解】（1）分析题意，金属硫蛋白（MT）是一类广泛存在于动物肝脏细胞中的金属结合蛋白，为获取目的基因，可从动物肝脏细胞中提取mRNA，通过逆转录（反转录）法获得MTcDNA；MTcDNA是经过逆转录得到的，该过程中由于成熟的mRNA已经经过剪切等过程，不含内含子等非编码序列，故MTcDNA的碱基序列与细胞中MT基因的碱基序列不同。
（2）PCR扩增时，应选择一对引物，引物需要与模板的3’端结合，本操作中将MT基因与外源表达增强元件连接，利用PCR检测连接是否成功，需要扩增表达增强元件和目的基因，结合题图可知，可选择的引物组合是①+④ ，故选B；由于PCR过程中所需温度较高，故PCR反应体系中需加入TaqDNA聚合酶/耐高温的DNA聚合酶。
（3） PCR扩增时与引物的3‘端结合，为了能够将MT基因与载体E相连，可以在上述引物的5′端添加能产生黏性末端的限制酶识别序列。
①PCR所用的DNA聚合酶扩增出的M基因的末端为平末端，则可用EcRV酶将载体P切开，形成平末端，由于T4DNA连接酶可以连接平末端，所以用T4DNA连接酶将M基因与载体P相连，构成重组载体P′。
②由于载体P'不具有表达M基因的启动子和终止子，所以选用XhI和PstI酶组合对载体P'和载体E进行酶切，将切下的M基因和载体E用DNA连接酶进行连接，得到含有启动子和终止子的表达载体；为了提高获得重组质粒的效率，除了考虑适宜的外界条件、目的基因的浓度外，还需考虑质粒的浓度、质粒的纯度、DNA连接酶的浓度DNA连接酶活性等。
（4）将目的基因导入微生物细胞的方法是钙离子处理法，故可将重组质粒导入到用CaCl2处理的大肠杆菌中完成转化；结合图示可知，重组质粒含有的标记基因是卡那霉素，故利用含有卡那霉素的培养基筛选出MT工程菌。
（5）由于转入大肠杆菌中的MT基因不表达/表达量少/表达不及预期，故通过检测发现MT基因已经成功导入大肠杆菌，但该菌不能吸附工业废水中的重金属。
44．Cre-lx重组是一种用于细胞DNA的特定位点上的特异性重组酶技术，其特点在于可以对指定的特定细胞群进行DNA修改。该技术使用Cre重组酶对lxP序列（由反向重
复序列和间隔序列组成）的间隔序列进行切割，机制如图1所示。回答下列问题：
(1)Cre酶切开的化学键为 。Cre酶切开一个lxP序列后形成的黏性末端分别可表示为 （标出3′端或5′端）。
(2)科研人员利用Cre-lx重组技术研究小鼠（小鼠的基因型均为AA）基因A的功能。若欲通过受精卵改造小鼠，则要将受精卵的所有A基因两侧都加入同向lxP序列（即），至少需要向受精卵加入 个lxP序列。在小鼠的部分细胞中，A基因会被Cre酶切下，切下的A基因片段由于自身含有 的黏性末端，因此容易发生 现象，进而导致该结构被清除。
(3)图2为同源重组模式图。通过这种原理可以将小鼠靶基因A两侧的序列换成lxP序列，其中同源臂中具有相同或相似的DNA序列。a～f片段中包含lxP序列的是 ，包含靶基因A的是 。
【答案】(1) 磷酸二酯键
(2) 4 （碱基）互补 自身环化
(3) b片段 d或f片段
【分析】基因工程的工具：
（1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
（2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
（3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
【详解】（1）Cre酶的功能类似于限制酶，作用于磷酸二酯键。Cre酶切开一个lxP序列后形成的黏性末端分别可表示为
（2）小鼠受精卵中含有2个A基因，因此需要加入4个lxP序列；每个A基因两侧的lxP序列被Cre酶切割后，会形成碱基互补的黏性末端，从而使切下的A基因片段自身环化。
（3）图示原理可以将小鼠靶基因A两侧的序列换成lxP序列，因此含有lxP序列的是b片段，靶基因A位于d或f片段中。
45．细胞培养肉
随着世界总人口增长和肉类消费量的持续提高，细胞培养肉有望成为未来人类肉制品的来源之一。细胞培养肉的制造过程如下图1所示：
(1)细胞培养肉制造过程中主要涉及的生物技术有 。（编号选填）①核移植技术 ②细胞培养技术 ③干细胞技术 ④试管动物技术
(2)图1步骤②的生物反应器中，在满足细胞培养所需要的温度、PH和溶解氧等条件下，以下操作正确的是 。（多选）
A．严格控制无菌环境B．定期更换培养液
C．及时清除代谢产物D．定期添加琼脂
(3)图1步骤②的生物反应器中，所有细胞均能发生的生理过程为 ，只能发生在干细胞增殖过程中的生理过程为 。（图2中的编号选填）
(4)图1的步骤①→②过程中，能够说明干细胞已被成功地培养为肌细胞的证据是细胞 。（多选）
A．形态呈梭形B．具备收缩功能
C．具有肌原纤维蛋白基因D．能合成肌浆蛋白
某科研团队探究了维生素C对猪肌肉干细胞体外增殖的影响，部分实验结果如图3所示，图4是验证维生素C通过影响P13K（一种与细胞增殖相关的信号分子）水平来影响细胞增殖的实验及获得的数据。
(5)在猪肌肉干细胞培养基中添加的维生素C属于 。（单选）
A．碳源B．氮源C．能源D．生长因子
(6)图3实验所研究的各浓度中， μM维生素C对猪肌肉干细胞体外增殖有促进作用。图4中实验组合 可对照说明维生素C的促增殖作用被PI3K信号抑制剂抑制。
【答案】(1)②③
(2)ABC
(3) ②③ ①
(4)ABD
(5)D
(6) 100和200 ①②④
【分析】1、动物细胞培养条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌②添加一定量的抗生素③定期更换培养液，以清除代谢废物。（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。（3）温度和PH。（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的PH）。
2、当贴壁细胞分裂生长到互相接触时，细胞就会停止分裂增殖，出现接触抑制。此时需要将出现接触抑制的细胞重新使用胰蛋白酶处理。
【详解】（1）细胞培养肉制造过程中主要涉及的生物技术有 ②细胞培养技术 和③干细胞技术 。
（2）步骤②细胞培养过程中，在满足细胞培养所需要的温度、pH和溶解氧等条件下，还需要严格控制无菌环境，定期更换培养液，及时清除代谢产物，ABC正确，D错误。
故选ABC。
（3）图1步骤②的生物反应器中，所有细胞均能发生的生理过程为②转录和③翻译过程。
（4）①→②过程中，能够说明干细胞已被成功地培养为肌细胞的证据是细胞形态呈梭形，具备收缩功能，能合成肌浆蛋白，ABD正确，C错误。
故选ABD。
（5）在猪肌肉干细胞培养基中添加的维生素C属于生长因子，ABC错误，D正确。
故选D。
（6）与对照组不加维生素C组相比，100和200μM维生素C对猪肌肉干细胞体外增殖有促进作用。图4是验证维生素C通过影响P13K（一种与细胞增殖相关的信号分子）水平来影响细胞增殖的实验及获得的数据，图4中实验组合①②④可对照说明维生素C的促增殖作用被PI3K信号抑制剂抑制。
46．深海微生物研究：开展深海微生物研究对于开发海洋资源具有重要意义。我国研究人员采集了深海冷泉附近的沉积物样品，采用新型分离策略，纯化、鉴定得到了全新的拟杆菌菌株，并进一步研究了其生物学特性，具体过程如图1所示，图中I ~ V是操作步骤。
(1)拟杆菌是厌氧生物，细胞呈弯曲杆状，透射电镜观察细胞长2.0 ~ 6.0μm，宽0.5 ~ 0.8μm。拟杆菌一定具有的细胞结构是_____。（单选）
A．线粒体B．内质网C．细胞核D．核糖体
(2)研究人员经基因组测序发现拟杆菌中与藻类多糖降解有关的基因数量明显高于其他菌种，因此向基本培养基中分别添加不同藻类多糖来配制系列培养基①，并以此对菌种进行分离。基本培养基中应该含有的营养成分包括 。（编号选填）
①碳源 ②氮源 ③生长因子 ④无机盐 ⑤水
(3)图1步骤I ~ V中，须无菌操作的是 ；须对菌株进行培养的是 。
(4)结合实验目的，下列关于培养基① ~ ③的叙述正确的是_____。（多选）
A．①是固体培养基B．① ~ ③的碳源种类可以完全相同
C．②是液体培养基D．③的碳源浓度可以与①的不同
纯化获得的拟杆菌经基因组测序鉴定得到了全新菌株WC007。该菌株在含不同藻类多糖的培养基中测定的生长曲线如图2所示。
(5)据图2，比较各组实验结果的异同 。
(6)藻类细胞解体后的多糖物质难降解，通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部。从生态系统组成的角度分析，WC007菌株对深海生态系统主要价值在于 。
【答案】(1)D
(2)②③④⑤
(3) I、II、III、IV、V II、III、IV
(4)BD
(5)相同点：WC007菌株在含各种藻类多糖的培养基中的生长曲线均呈现S型变化趋势；
不同点：WC007菌株在含纤维素的培养基中，整体生长速度快于在含木聚糖、果胶和淀粉的培养基中。
(6)作为分解者
【分析】培养基：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。
不同的培养基的配方不同，但一般都含有水、无机盐、碳源和氮源。
【详解】（1）拟杆菌是一种细菌，属于原核生物，与真核生物的根本区别在于，没有以核膜为界限的细胞核，只含有唯一的一种细胞器，核糖体，D正确，ABC错误。
故选D。
（2）微生物培养基的成分主要包括水、无机盐、碳源、氮源，除此之外，很多微生物中还含有生长因子。依据题干信息，“向基本培养基中分别添加不同藻类多糖来配制系列培养基①”，藻类多糖已经提供了碳源，所以，在基本培养基中应该含有的成分应该包括氮源、水、无机盐和生长因子，②③④⑤正确，①错误。
故选②③④⑤。
（3）防止杂菌污染，获得纯净的微生物培养物是研究和应用微生物的前提，故I、II、III、IV、V均需在无菌条件下操作；依据图1可知，使用培养基①、②、③分别是对菌株进行接种、转接和再转接操作，须对菌株进行培养，对应的操作步骤分别是II、III、IV。
（4）AC、经过培养基②的培养后，要挑取单菌落并转接，所以可以推知②为固体培养基，①为液体培养基，AC错误；
BD、依据题干信息可知，本实验的目的是纯化、鉴定得到了全新的拟杆菌菌株，所以① ~ ③的碳源种类可以完全相同，但是不同的阶段，拟杆菌菌种的浓度不同，所以，① ~ ③的碳源种类可以完全相同，BD正确；
故选BD。
（5）依据图2可知，相同点为：WC007菌株在含各种藻类多糖的培养基中的生长曲线大体相同，均呈现S型；不同点是：生长速度不同，WC007菌株在含纤维素的培养基中，整体生长速度快于在含木聚糖、果胶和淀粉的培养基中。
（6）拟杆菌为异养生物，能将沉降到深海底部，从生态系统组成的角度分析，主要是作为该生态系统的分解者，将难降解多糖物质分解为无机物，归还到无机环境中，有利于碳循环的顺利进行。
47．《本草纲目》记载，“蝉花可治疗惊痫，夜啼心悸，功同蝉蜕”。蝉花是蝉拟青霉寄生于蝉若虫后形成的虫菌复合体，内含虫草多糖、甘露醇及必需氨基酸等成分。为提高产量，研究人员拟从天然蝉花中分离纯化蝉拟青霉菌株进行人工培养。请回答问题。
(1)制备培养基：
①该实验选择马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）培养基，配方如下：马铃薯200g，葡萄糖20g，KH2PO42g，MgSO40.5g，琼脂20g，用蒸馏水定容至1000mL，自然pH。自然 pH为 性范围。
②为了便于筛选蝉拟青霉菌株，培养基中还应加入青霉素以抑制 的生长；按培养基功能划分，该培养基属于 培养基。
(2)蝉花真菌的分离、纯化：
①取新鲜蝉花，用体积分数为70%的酒精进行 ，取虫体胸腔中的少许菌丝切成1mm左右长，接种至PDA培养基，然后置于25℃的 中培养3~5d，形成菌落。
②待菌落直径长至0.2~0.5cm时挑选少量菌丝，接种至 PDA培养基上进行纯化，纯化2~4次，确定无杂菌后，可采用 的方法进行长期保存
(3)发酵生产：检测蝉花真菌发酵所用的液体培养基是否彻底灭菌，常用方法是 。
【答案】(1) 酸 细菌 选择
(2) 消毒 恒温培养箱 甘油管藏
(3)取少量发酵所用的液体培养基涂布到牛肉膏蛋白胨固体培养基（或完全培养基）上，适宜温度下培养一段时间，观察有无菌落的产生
【分析】微生物的培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，此外还需要满足微生物对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
【详解】（1）该培养基中马铃薯可为微生物生长提供碳源、氮源、无机盐等，由于霉菌适宜在酸性的环境中生存，所以应选自然pH为酸性范围；从培养菌种角度分析，PDA培养基与牛肉膏蛋白胨培养基生物主要区别在于PDA一般用于培养真菌；为了便于筛选蝉拟青霉菌株，培养基还应加入青霉菌以抑制细菌生长，因此该培养基为选择培养基。
（2）体积分数为70%的酒精用于对新鲜蝉花进行消毒，25℃恒温培养将培养基置于恒温箱中，形成菌落。长期保存菌种采用甘油管藏的方法进行。
（3）发酵生产：检测蝉花真菌发酵所用的液体培养基是否彻底灭菌，常用方法是取少量发酵所用的液体培养基涂布到牛肉膏蛋白胨固体培养基（或完全培养基）上，适宜温度下培养一段时间，观察有无菌落的产生。
48．沉香精油是由沉香木经过水蒸气蒸馏法或萃取法提炼而成的，是沉香的精华所在。请据此回答下列问题：
(1)用水蒸气蒸馏法提取沉香精油比萃取法的出油率低，原因可能是 。
(2)影响沉香精油萃取效率和质量的因素有很多，为了保证沉香精油的质量，可以采取的做法是萃取前先 。
(3)沉香树伤口周围的细菌等微生物是影响其结香的因素。有人想把影响结香的细菌分离出来并鉴定，对配制的培养基采用高压蒸汽灭菌，目的是 。纯化菌株时划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌落，第二划线区域上无菌落，可能原因是 （请答出两点）。
(4)进行梯度稀释时的一般操作是将1mL菌液移入盛有9mL的无菌水中，常用稀释涂布平板法进行细菌计数，其原理是 ；但统计的菌落数往往 （填“多于”或“少于”）稀释液中的活菌数。
【答案】(1)用水蒸气蒸馏法提取的沉香精油会失去部分挥发性小的成分（或萃取法会溶解出分子结构比较复杂的植物蜡、树脂和色素等挥发性小的成分）
(2)精制有机溶剂，除去杂质（或对沉香木粉碎、干燥处理）
(3) 杀死培养基中所有微生物 接种环灼烧后未冷却划线、未从第一区域末端开始
(4) 在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，培养基表面的一个菌落来源于一个活菌 少于
【分析】（1）蒸馏法：芳香油具有挥发性。把含有芳香油的花、叶等放入水中加热，水蒸气能将挥发性较强的芳香油携带出来，形成油水混合物；冷却后，油水混合物又会重新分成油层和水层，除去水层便得到芳香油，这种提取方法叫蒸馏法。根据蒸馏过程中原料放置的位置的标准，将水蒸气蒸馏法划分为水中蒸馏、水上蒸馏和水气蒸馏。（2）萃取法：这种方法需要将新鲜的香花等植物材料浸泡在乙醚、石油醚等低沸点的有机溶剂中，使芳香油充分溶解，然后蒸去低沸点的溶剂，剩下的就是芳香油。
【详解】（1）用水蒸气蒸馏法提取沉香精油会失去部分挥发性小的成分，萃取可以弥补该缺陷，所以水蒸气蒸馏法提取比萃取法的出油率低。
（2）影响沉香精油萃取效率和质量的因素有很多，如萃取温度和时间等，为了保证沉香精油的质量，可以采取的做法是事先精制有机溶剂，除去杂质。
（3）培养基采用高压蒸汽灭菌是使用强烈的理化因素进行灭菌，目的是杀死培养基中所有微生物，包括芽孢和孢子。纯化菌株时，通常使用的划线工具是接种环，采用灼烧方法对其进行灭菌，划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌落，第二划线区域所划的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落，造成划线无菌落可能的原因是接种环灼烧后未冷却，或划线未从第一区域末端开始划线。
（4）稀释涂布平板法常用来进行微生物的计数，其原理是在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，培养基表面的一个菌落来源于一个活菌，由于菌落可能是由两个或多个细胞形成，以及有些活菌在培养过程中死亡，所以统计的菌落数往往少于稀释液中的活菌数。
49．基因工程抗体又称重组抗体，是指利用重组DNA及蛋白质工程技术对编码抗体的基因按不同需要进行加工改造和重新装配，经转染适当的受体细胞所表达的抗体分子。下图为某研究所制备小鼠抗甲肝病毒抗体的流程图。回答下列问题。
(1)制备基因工程抗体时，欲获得合成抗体的目的基因，常以相应的mRNA为模板，通过 过程获得目的基因。欲大量扩增该目的基因，可采用PCR技术，与细胞内DNA复制相比，PCR技术扩增目的基因的特点是 （从酶的角度阐述）；若将1个目的基因扩增4代，则需要引物的数量为 个。
(2)实验室构建重组质粒时，为保证目的基因与载体的正确连接，过程①最好选择的限制酶是 。
(3)传统抗体的制备是向生物体内反复注射某种抗原，使生物体产生抗体，从动物的 中分离所需抗体，但用这种方法提取的抗体，具有 （至少写出两点）等缺点，现在逐步被单克隆抗体取代。
(4)为了筛选出导入目的基因的骨髓瘤细胞，可以在过程③的培养液中添加 ，过程③所获得的细胞具有 的特点。
(5)临床试验发现，过程⑤提取的小鼠抗甲肝病毒抗体具有外源性，容易被人体的免疫系统清除。科研人员拟通过改造抗体的结构，获得鼠源区域占比更小的人源化抗体（如图）。请对下列操作步骤进行正确排序___。
A．推测对应的核糖核苷酸序列
B．设计替换6区氨基酸序列
C．从细胞培养液中分离抗体
D．合成新的基因或改造基因
E．导入受体细胞
【答案】(1) 逆（反）转录 需加入耐高温的DNA聚合酶（Taq酶），不需要解旋酶 30
(2)EcRⅠ和BamHⅠ
(3) 血清 产量低、纯度低、特异性差
(4) （适量的）青霉素 既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体（抗甲肝病毒抗体）
(5)BADEC
【分析】1、PCR技术是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行，需提供DNA模板，分别与两条模板链结合的2种引物，4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶，同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。
2、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。它是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是涉及多学科的综合科技工程。
【详解】（1）逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程，制备基因工程抗体时，欲获得合成抗体的目的基因，常以相应的mRNA为模板，通过逆转录（或反转录）的过程获得目的基因。PCR技术可以在体外对目的基因的核苷酸序列进行大量复制，包括变性、复性、延伸三个阶段，从酶的角度阐述，与细胞内DNA复制相比，PCR技术扩增目的基因不需要解旋酶，而是通过高温使DNA热变性解螺旋，且所用的DNA聚合酶为耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）。PCR扩增时，由于延伸后得到的产物又可以作为下一个循环的模板，因而每一次循环后目的基因的量可以增加一倍，即成指数形式扩增，所以若将1个目的基因扩增4代，共得到24=16个DNA分子，每个DNA有两条链构成，所以共得到32个DNA单链，由于DNA半保留复制，其中含有模板DNA的2条链，所以共需要引物30个。
（2）过程①为基因表达载体的构建过程，实验室构建重组质粒时，为保证目的基因与载体的正确连接，最好选择的两种不同的限制酶切割目的基因和载体，且不能破坏目的基因的完整性，不能破坏载体上的启动子、终止子等组件。图中质粒含有青霉素抗性基因和lacZ两个标记基因，至少要保留一个以便后续筛选含有表达载体的宿主细胞，EcRV会破坏目的基因和青霉素抗性基因，BamHⅠ会破坏lacZ基因但不破坏青霉素抗性基因，所以选择EcRⅠ和BamHⅠ两种限制酶切割目的基因和载体。
（3）抗体是动物体受到抗原刺激后、发生特异性免疫产生的免疫活性物质，抗体与抗原可以特异性结合，主要分布在血清中。早期人们为了获得抗体，就向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。用这种方法制备的抗体不仅产量低、纯度低，而且特异性差。现在逐步被单克隆抗体取代。
（4）重组质粒中含有青霉素抗性基因，故可以在过程③的培养液中添加适量的青霉素，来筛选导入目的基因的骨髓瘤细胞。过程③所获得的细胞是含有目的基因的骨髓瘤细胞，既能大量增殖，又能产生足够数量的抗甲肝病毒抗体。
（5）由于抗体的6区是引起人体免疫的反应区，若要避免小鼠抗甲肝病毒抗体被人体免疫系统清除，可以采用蛋白质工程技术将小鼠抗甲肝病毒抗体上6区域进行改造，或替换成人体相应抗体的6区，进而降低人体对该抗体的免疫排斥。蛋白质工程的基本思路是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→导入受体细胞→获得所需要的蛋白质，所以对应的操作步骤是：BADEC。
50．酿造酱油是以黄豆、小麦为主要原料，经多种微生物的联合发酵而成的一种广受人们欢迎的调味品，内含氨基酸、糖类、维生素等多种营养物质。这些营养易被多种微生物利用，尤其在夏天气温高的时候极易发生胀袋而出现渗漏现象，对产品造成巨大影响。某实验小组欲从某胀袋酱油中筛选出引起胀袋的产气菌株，进行了相关实验。请回答下列问题：
(1)黑曲霉菌是用于酱油发酵的主要菌种，选育优良黑曲霉菌是制作酱油的关键，选育方法除了从自然界中筛选外，还可以通过 （答出两种）等方法获得。制备酱油需经黑曲霉菌发酵的主要目的是 ，以便将发酵池中的蛋白质和脂肪分解为易于吸收、风味独特的小分子有机物。
(2)为了筛选产气菌株，实验人员将正常酱油和胀袋酱油在无菌条件下分别涂布到两个相同的完全培养基上，同时增设空白对照组，空白对照组的处理方式为 ，连续培养5天，试补充筛选疑似产气菌株的后续实验步骤： 。为了防止杂菌的干扰，用于筛选产气菌株的完全培养基可用 法进行灭菌。
(3)为了对疑似产气菌株进行验证，需用 （填“液体”或“固体”）培养基培养筛选获得的菌株，通过观察 判断菌株是否为产气菌株。
【答案】(1) 诱变育种、基因工程育种 让黑曲霉菌大量繁殖，并分泌大量的蛋白酶和脂肪酶
(2) 接种等量的无菌水 对比胀袋酱油和正常酱油中的菌落形态，形态不同的菌株即为疑似产气菌株，筛选出后，再进行纯化保存 高压蒸汽灭菌（或湿热灭菌）
(3) 液体 培养基中是否产生气泡
【分析】培养基，是指供给微生物、植物或动物（或组织）生长繁殖的，由不同营养物质组合配制而成的营养基质。一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）、维生素和水等几大类物质。
【详解】（1）选育优良黑曲霉菌除了可以从自然界中筛选外，还可以利用诱变育种，也就是基因突变的方式获得。此外还可以导入相关优良基因，采用基因工程育种的方式获得。制备酱油需要将发酵池中的蛋白质和脂肪分解，这个过程需要黑曲霉菌分泌的蛋白酶和脂肪酶，所以需要让黑曲霉菌大量繁殖。
（2）要筛选产气菌株，为了排除无关变量对实验的影响，增设空白对照组，空白对照组的处理方式为加入等量的无菌水。连续培养5天，要筛选疑似产气菌株，通过菌落形态进行辨别删选，方法是对比胀袋酱油和正常酱油中的菌落形态，形态不同的菌株即为疑似产气菌株，筛选出后，再进行纯化保存。对用于筛选产气菌株的完全培养基，可以用高压蒸汽灭菌（或湿热灭菌）进行灭菌。
（3）要验证疑似产气菌株，可以将获得的菌株接种至液体培养基，如果有产气菌株，则培养基种会有气泡，而固体培养基则没有这种效果。
组别
净光合速率（μml·m-2·g-1）
气孔开放程度（mml·m-2·g-1）
叶片的相对放射性强度（%）
根的相对放
射性强度（%）
果实的相对放射性强度（%）
A组
4．3
41．4
27．1
15．4
38．6
B组
2．8
29．7
48．2
20．8
-
杂交组合
后代表型及比例
实验一
F1的雌蝶×品系M的雄蝶
深紫色：白色=1：1
实验二
F1的雄蝶×品系M的雌蝶
深紫色：紫色：黑色：白色=9：1：1：9
性染色体组成
XX
XY
XXY
XO
XYY
性别
雌性
雄性，可育
雌性
雄性，不育
雄性，可育
表型
深红色
红色
粉红色
黄色
基因型
R_tt
R_T_
rrtt
rrT_
A组
B组
空腹血糖含量（mml/L）
4.6
6.2
空腹胰岛素含量（mIU/L）
7.5
16.5
TSH浓度（mU/L）
注射前
注射后
健康人
2~10
10~40
甲
2~5
10~40
乙
10~40
>40
丙
1
1
组别
第一次注射
一段时间后，第二次注射
实验结果
对照组
高剂量的抗原X
适宜剂量的抗原Y
小鼠产生抗X抗体和抗Y抗体
实验组1
高剂量的具有放射性同位素标记的抗原X
适宜剂量的抗原Y
小鼠不产生抗X抗体；产生抗Y抗体
实验组
2
高剂量的具有放射性同位素标记的抗原X
适宜剂量的抗原X
鱼鳞藻、脆杆藻同化的能量
草鱼摄入食物中的能量
草鱼同化饲料中的能量
草鱼粪便中的能量
草鱼用于生长发育和繁殖的能量
草鱼呼吸作用散失的能量
301.2
115.6
15.2
55.6
？
42.4
处理
茭白产量
（kg/hm2）
土壤有机质含量（%）
浮游动物种类
底栖动物种类
茭白-小龙虾共作模式
4080
2.92
33
7
茭白单作模式
3400
2.76
30
6