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浙江省金丽衢十二校2023-2024学年高三上学期第一次联考生物试题（Word版附解析）
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这是一份浙江省金丽衢十二校2023-2024学年高三上学期第一次联考生物试题（Word版附解析），共27页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分。每小题四个选项中只有一个是符合题目要求的。不选、多选、错选都不给分）
1. 维生素D有利于肠道对钙、磷的吸收，促进骨的钙化，预防佝偻病、骨质疏松等，每日适度晒太阳有助于人体合成维生素D。维生素D的本质是（ ）
A. 纤维素B. 蛋白质C. 固醇D. 油脂
【答案】C
【解析】
【分析】维生素D可促进动物肠道对钙磷的吸收，调节钙磷的平衡。
【详解】脂质的种类：脂肪、磷脂和固醇，而固醇分为胆固醇、性激素、维生素D，ABD错误，C正确。
故选C。
2. 我国天然林保护工程等国家重点生态工程不仅在生态恢复、生物多样性保护等方面发挥着重要作用，还显著增加了生态系统的固碳能力。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 天然林的抵抗力稳定性强，全球气候变化对其影响不大
B. 减少化石燃料的大量使用可消除温室效应的影响
C. 碳循环中无机碳可通过光合作用进入生物群落
D. 天然林保护是实现碳中和的重要措施，主要体现了生物多样性的直接价值
【答案】C
【解析】
【分析】抵抗力稳定性：①含义：生态系统 抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。②规律：生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自我调节能力就越弱，抵抗力稳定性就越低，反之则越高。③特点：调节能力有一定限度，超过限度，自我调节能力就遭到破坏。
【详解】A、天然林由于组成成分复杂，群落结构就复杂，抵抗力稳定性就强，但全球气候变化会影响天然林的成长，A错误；
B、减少化石燃料的大量使用可减缓温室效应的形成的过程，但不能消除已经形成的温室效应，B错误；
C、碳循环中无机碳二氧化碳通过光合作用和化能合成作用进入生物群落，C正确；
D、天然林保护是实现碳中和的重要措施，主要体现了生物多样性对生态系统起调节作用的间接价值，D错误。
故选C。
3. 北极熊与棕熊外形和生活习性有着明显不同，在表型上存在显著差异。在自然环境中，它们处于不同的生态系统，但是随着地球持续变暖，棕熊和北极熊接触的机会越来越多，它们相遇后可以进行交配并产生可育的杂交熊。下列说法正确的是（ ）
A. 棕熊和北极熊之间的差异都源于自发突变
B. 隔离是棕熊和北极熊进化的必要条件
C. 棕熊与北极熊在自然环境中基因无法交流，基因库完全不同
D. 可通过DNA检测确定杂交熊的父方和母方
【答案】D
【解析】
【分析】现代生物进化理论的内容:种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组，自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种形成。在这个过程中，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、不同种群之间存在差异是自然选择的结果，所以棕熊和北极熊之间的差异是长期定向自然选择的结果，A错误；
B、种群基因频率的改变是棕熊和北极熊进化的必要条件，隔离是形成新物种的必要条件，B错误；
C、在自然环境中，它们处于不同的生态系统，棕熊与北极熊在自然环境中基因无法交流，但是后来随着地球持续变暖，棕熊和北极熊接触的机会越来越多，它们相遇后可以进行交配并产生可育的杂交熊，说明二者基因库不是完全不同，C错误；
D、由于父方和母方的DNA不同，所以可通过DNA检测确定杂交熊的父方和母方，D正确。
故选D。
4. 基因沉默是指基因表达不能进行或不能完成。如图表示人造双链RNA.使目的基因沉默的部分过程，其中沉默复合体是蛋白质与人造双链RNA结合而来的。下列叙述错误的是（ ）
A. 合成人造双链RNA需要了解目的基因的碱基序列
B. 图示形成的沉默复合体内有新合成的磷酸二酯键
C. 抑制图中④过程，也能达到目的基因沉默的效果
D. 细胞内mRNA被及时降解，可能存在某种诱导机制
【答案】B
【解析】
【分析】转录是在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。 翻译是在核糖体中以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，以tRNA为转运工具、以细胞质里游离的氨基酸为原料合成蛋白质的过程。
【详解】A、题意显示，人造双链RNA.能使目的基因沉默，可见，人造双链RNA需根据目的基因的碱基序列合成，A正确；
B、其中沉默复合体是蛋白质与人造双链RNA结合而来的，磷酸二酯键是链接核苷酸的化学键，故图示形成的沉默复合体内没有新合成的磷酸二酯键，B错误；
C、图中④是转录的过程，若抑制转录的过程，也能达到目的基因沉默的效果，C正确；
D、由图可知，细胞内的mRNA与人造双链RNA的一条链结合后，mRNA被降解，据此推测，细胞内mRNA被及时降解，可能存在某种诱导机制，D正确。
故选B。
5. 在布氏田鼠种群数量爆发年份，种内竞争加剧，导致出生率下降、个体免疫力减弱，翌年种群数量大幅度减少；在种群数量低的年份，情况完全相反。下列叙述错误的是（ ）
A. 布氏田鼠种群数量达到K/2时，种内竞争强度最小，因此增长速率最大
B. 布氏田鼠种群数量低的年份，环境容纳量可能并未发生改变
C. 布氏田鼠种群数量爆发年份，天敌捕食成功的概率更高
D. 布氏田鼠的种群密度大小是判断其是否需要防治的依据
【答案】A
【解析】
【分析】在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值；当种群数量达到K/2时，增长速率最大。
【详解】A、布氏田鼠种群数量达到K/2时，增长速率最大，但不能说明种内竞争最小，A错误；
B、布氏田鼠种群数量低的年份，环境容纳量可能不变，因为环境容纳量主要受到环境的影响，B正确；
C、布氏田鼠种群数量爆发年份，由于数量增加，天敌捕食成功的概率提高，C正确；
D、种群密度大小是决定生物的益或害、狩猎或禁猎、防治或不防治的依据，也是检查保护效果和防治效果、进行害虫预测预报及研究种群动态的基础，D正确。
故选A。
6. 随着秋冬呼吸道感染性疾病高发季的到来，不少人出现了呼吸道感染症状，包括支原体肺炎感染、肺炎链球菌感染、流感病毒感染、新冠病毒感染等。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 支原体为原核生物，具有完整的生物膜系统
B. 肺炎链球菌可以自主合成组成细胞结构和维持细胞功能的蛋白质
C. 流感病毒中的DNA可与蛋白质结合形成DNA蛋白质复合物
D. 新冠病毒进入宿主细胞体现了细胞膜的选择透过性
【答案】B
【解析】
【分析】生物膜系统：
1、概念：内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。
2、功能：（1）保证内环境的相对稳定，对物质运输、能量转换和信息传递等过程起决定作用。（2）为多种酶提供附着位点，是许多生物化学反应的场所。（3）分隔细胞器，保证细胞生命活动高效、有序地进行。
【详解】A、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同构成细胞的生物膜系统，支原体为原核生物，只有细胞膜，没有具有完整的生物膜系统，A错误；
B、肺炎链球菌是原核生物，含有核糖体，可以自主合成组成细胞结构和维持细胞功能的蛋白质，B正确；
C、流感病毒属于RNA病毒，没有DNA，C错误；
D、新冠病毒进入宿主细胞方式是胞吞作用，体现了细胞膜的流动性，D错误。
故选B。
7. 酶是生命不可缺少的核心物质，目前已知的酶可以催化超过数千种生化反应。下列有关探究酶的特性及其影响因素实验中，叙述正确的是（ ）
A. “探究酶的专一性”实验中，若选择淀粉与蔗糖作为底物，则可选择碘液作为指示剂
B. “探究酶催化的高效性”实验中，酶通过提高反应的活化能而加快化学反应速率
C. “探究pH对过氧化氢酶的影响”实验中，需先使酶与底物分别达到设定pH后再混合
D. 低温、高温、过酸、过碱均能破坏酶的空间结构而使其失去活性
【答案】C
【解析】
【分析】酶的特性：高效性：酶的催化效率比无机催化剂的催化效率高；专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行；酶的催化需要适宜的温度和pH。
【详解】A、酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应的特性，若用淀粉和蔗糖来验证淀粉酶的专一性，淀粉酶可以催化淀粉水解为葡萄糖，加碘液后不变蓝，蔗糖无论水解与否都不与碘液发生颜色反应，A错误；
B、酶通过降低化学反应活化能来提高化学反应速率，B错误；
C、酶具有高效性，pH对酶活性的影响实验中，需将酶与底物调控到相同的pH后在混合，C正确；
D、高温、过酸和过碱均能破坏酶的结构使其失去活性，这种失活不可逆，低温会抑制酶的活性，但不会使酶失活，D错误。
故选C
8. 中国棉花看新疆；新疆棉花看兵团。昔日的戈壁荒漠，靠兵团人艰苦奋斗、开拓创新的军垦精神，历经几十年，从荒漠生态群落转变为农田生态群落，呈现出今日银棉如山的景象。下列叙述错误的是（ ）
A. 上述从荒漠演替至农田的过程为次生演替
B. 原有优势种在发展过程中，往往使群落内部环境越来越不适于自身发展
C. 演替可更充分地利用一切可以利用的能量
D. 在低温高湿的气候条件下，顶极群落是温带草原
【答案】D
【解析】
【分析】两 种演替类型是根据起始条件划分的。初生演替是指在一个从 来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻 底消灭了的地方发生的演替，如在沙丘、火山岩、冰川泥上 进行的演替。次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有 土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体 （如能发芽的地下茎）的地方发生的演替，如在火灾过后的 草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。
【详解】A、荒漠有一定的土壤条件，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体，发生的岩体为次生演替，A正确；
B、原有优势种在发展过程中，优势地位会被其他物种取代，群落内部的环境会变得不适于自身的发展，B正确；
C、演替可形成更复杂的群落结构，可更充分利用一切可以利用的能量，C正确；
D、在低温高湿的气候条件下，顶极群落是温带森林，如温带落叶阔叶林，D错误。
故选D。
【点睛】
9. 很多因素都会造成DNA损伤，机体也能够对损伤DNA进行修复，当DNA损伤较大时，损伤部位难以直接被修复，可先进行复制再修复，修复过程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. DNA修复是以未损伤的DNA互补链为模板，利用脱氧核苷酸为原料进行的
B. 过程②③中，母链缺口的产生需要在限制酶的作用下切开磷酸二酯键
C. 修补过程，需要解旋酶、限制酶和DNA聚合酶
D. 某受损伤的DNA进行10次复制并按图示进行损伤修复，则有损伤的DNA分子将占1/2
【答案】D
【解析】
【分析】DNA复制就是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，此过程需要DNA的两条链为模板，原料是四种游离的脱氧核苷酸且需要解旋酶与DNA聚合酶的参与，复制过程中，两条母链以碱基互补配对的原则，各自合成与母链对应的一条子链。随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链在不断的延伸，同时，每条子链与对应的模板链盘旋成双螺旋结构。
【详解】A、DNA中修复过程①是DNA复制的过程，其所需原料是脱氧核苷酸，A正确；
B、母链缺口的产生DNA链断裂需要在限制酶的作用下切开磷酸二酯键，B正确；
C、过程①DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶，过程②母链缺口的产生需要在限制酶；过程④是弥补子链缺口的过程需DNA聚合酶，C正确；
D、图示修复过程不能将损伤的脱氧核苷酸链进行修复，所以无论复制多少次，都含有一个损伤的DNA，如某受损伤的DNA进行10次复制（按图示过程进行损伤修复），有损伤的DNA分子将占（1/2）10，D错误。
故选D。
10. 中心粒是由微管排列成的筒状结构，纺锤体是由微管形成的纺锤状结构。微管由微管蛋白组装而成，微管蛋白的去组装导致微管解聚。下列叙述正确的是（ ）
A. 分裂间期不发生微管蛋白的组装
B. 分裂后期不发生微管蛋白的组装和去组装
C. 秋水仙素可抑制纺锤体的形成，原因是秋水仙素能抑制微管蛋白的去组装
D. 若紫杉醇能抑制微管蛋白的去组装，则紫杉醇可能会抑制海拉细胞的分裂
【答案】D
【解析】
【分析】细胞周期，包括分间期和分裂期，纺锤体在有丝分裂前期形成，纺锤体的分解发生在细胞分裂末期。一个中心体有2个中心粒组成，在间期复制，纺锤体的生成开始于细胞分裂前初期，纺锤体微管是中心体放射出星体丝，即放射状微管，由纺锤丝构成的，纺锤体微管的生长起始于中心体，即微管从复制后的每组中心粒向外延伸，成放射状。
【详解】A、微管蛋白在间期合成，分裂间期中心体复制需要由微管蛋白组装而成微管，A错误；
B、细胞分裂后期两组染色体分别向两极移动是由微管牵引所致，微管的长度变化是因微管蛋白去组装或组装的缘故，B错误；
C、秋水仙素能抑制纺锤体的形成，而纺锤体由微管形成，则秋水仙素可能阻断微管蛋白的组装从而抑制细胞分裂，导致细胞中染色体数目加倍，C错误；
D、若紫杉醇能抑制微管蛋白的去组装，就会抑制纺锤体分解，从而影响细胞分裂进入下一个时期，从而抑制海拉细胞的分裂，D正确。
故选D。
阅读下面材料，回答下列小题
如图为小鼠细胞线粒体内电子传递链中部分物质跨膜转运过程。研究发现线粒体外膜具有孔蛋白构成的亲水通道，允许相对分子质量1000D以下的分子自由通过。科研人员实验测得，用绿茶提取物饲喂小鼠，可使得小鼠线粒体内膜上UCP转运蛋白明显增多，有利于小鼠产热增加。
11. 下列关于物质出入线粒体内外膜的方式叙述正确的是（ ）
A. 过程②转运H+的方式为主动转运
B. 若丙酮酸的相对分子质量为90D，则过程③为被动转运
C. O2浓度降低将促进丙酮酸通过线粒体内膜
D. UCP转运H+与膜的结构特点无关
12. 下列与线粒体有关的叙述，错误的是（ ）
A. 小鼠体内并非所有活细胞都能完成上图中的过程
B. 线粒体中的DNA可编码部分与细胞呼吸有关的蛋白质
C. 线粒体内膜上的酶可以参与氢和氧反应形成水的过程
D. 若线粒体内膜上UCP含量增加，则有利于机体增肥
【答案】11. B 12. D
【解析】
【分析】1、线粒体是具有双层膜结构的细胞器，膜的功能与膜上蛋白质的种类和数量有关。线粒体内膜和外膜的蛋白质含量不同是因为内膜比外膜具有更多的功能，内膜含有许多与有氧呼吸有关的酶。
2、线粒体是有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸的全过程十分复杂，可以概括地分为三个阶段，每个阶段的化学反应都有相应的酶催化。
第一个阶段是，1 分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]，并且释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与，是在细胞质基质中进行的。
第二个阶段是，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]， 并释放出少量的能量。这一阶段不需要氧直接参与，是在线粒体基质中进行的。
第三个阶段是，上述两个阶段产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，同时释放出大量的能量。 这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的。
概括地说，有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP 的过程。
【11题详解】
A、过程②转运H+时有ATP形成，所以此时转运H+的方式不是主动转运，A错误；
B、由题意“线粒体外膜具有孔蛋白构成的亲水通道，允许相对分子质量1000D以下的分子自由通过”可知，若丙酮酸的相对分子质量为90D，则过程③为被动转运，B正确；
C、据图可知，丙酮酸通过线粒体内膜需要H+的浓度差驱动。O2浓度降低将抑制过程①中H+的转运，从而降低线粒膜两侧H+的浓度差，进而抑制丙酮酸通过线粒体内膜，C错误；
D、膜的结构特点是膜结构具有一定的流动性，而膜的流动性与膜上蛋白质分子的运动有关。UCP转运H+时，转运蛋白通过自身的构象变化或移动完成物质运输，所以UCP转运H+与膜的结构特点有关，D错误。
故选B。
【12题详解】
A、小鼠的成熟的红细胞无线粒体，不能完成上述过程，A正确；
B、线粒体是半自主细胞器，线粒体中的DNA可编码部分与细胞呼吸有关的蛋白质，B正确；
C、据图可知，图中过程①转运H+的转运蛋白位于线粒体内膜上，且催化氢和氧反应形成水，C正确；
D、由题意“绿茶提取物饲喂小鼠，可使得小鼠线粒体内膜上UCP转运蛋白明显增多，有利于小鼠产热增加”可知，若线粒体内膜上UCP含量增加，导致有氧呼吸过程中ATP的产生量减少，细胞需要通过增加有机物的消耗，以维持能量供应，利于减肥降脂，D错误。
故选D。
13. 营养缺陷型菌株是突变后某些酶被破坏，导致代谢过程中某些合成反应不能进行菌株。下图是科研人员利用影印法（用无菌绒布轻盖在已长好菌落的原培养基上，然后不转动任何角度，“复印”至新的培养基上）初检某种氨基酸缺陷型菌株的过程。下列叙述错误的是（ ）
A. ①过程接种方法为稀释涂布平板法，接种后的培养皿不能立即进行倒置培养
B. 进行②过程的顺序是先将丝绒布“复印”至完全培养基上，再“复印”至基本培养基上
C. 氨基酸缺陷型菌株应从基本培养基上没有、完全培养基上对应位置有的菌落中挑选
D. 可用接种环从斜面中取出菌种，振荡培养并诱变处理
【答案】B
【解析】
【分析】图中首先利用稀释涂布平板法分离细菌，然后运用“影印法”将菌种接种到两种培养基中：基本培养基、完全培养基，则在基本培养基中，氨基酸缺陷型菌株不能生长，而在完全培养基中能够生长，因此可以选择出氨基酸缺陷型菌株。
【详解】A、据图分析，接种后的菌落均匀分布，据此推测该过程接种的方法为稀释涂布平板法，接种后的培养皿不能立即进行倒置培养，A正确；
B、进行②过程培养时，为了防止将完全培养基中特定营养成分带入基本培养基，应先将丝绒布先转印至基本培养基上再“复印”至完全培养基上，B错误；
C、在基本培养基中氨基酸缺陷型菌株不能生长，而在完全培养基中能够生长，比较基本培养基和完全培养基中的菌落可知氨基酸缺陷型菌株应从基本培养基上没有、完全培养基上对应位置有的菌落中挑选，C正确；
D、可用接种环从斜面中取出菌种，放在摇床上振荡培养并进行诱变处理，获得营养缺陷型菌株，D正确。
故选B。
14. 安全有效的疫苗被认为是战胜新冠疫情的“终极武器”。新冠病毒mRNA疫苗的技术路线是：体外设计编码新冠病毒抗原蛋白的mRNA序列，经脂质体包裹后注射到人体内。下列叙述错误的是（ ）
A. mRNA经脂质体包裹注射进入人体，可降低其被水解的风险
B. mRNA疫苗经翻译合成抗原蛋白的过程会发生氢键的形成与断裂
C. 接种第一剂mRNA疫苗后出现速发型过敏反应的个人是第一次接触致敏原
D. mRNA疫苗在安全性方面的较大优势是基本上没有与人体核基因组整合的风险
【答案】C
【解析】
【分析】1、疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。接种疫苗后，人体内可产生相应的抗体，从而对特定传染病具有抵抗力。
2、已免疫的机体，在再次接触相同的抗原时，有时会发生引发组织损伤或功能紊乱的免疫反应，这样的免疫反应称为过敏反应。
【详解】A、mRNA疫苗要进入人体起作用，如果直接注射mRNA，其进入人体内环境后，会被内环境的mRNA酶水解。所以，mRNA经脂质体包裹注射进入人体，可降低其被水解的风险，A正确；
B、氨基酸在核糖体中合成蛋白质时，需要tRNA把氨基酸运输至核糖体，tRNA与mRNA间要通过碱基互补配对形成氢键来定位氨基酸位置，定位后tRNA与mRNA之间氢键断裂，tRNA离开核糖体，B正确；
C、已免疫的机体，在再次接触相同的抗原时，有时会发生引发组织损伤或功能紊乱的免疫反应，这样的免疫反应称为过敏反应。所以，接种第一剂mRNA疫苗后出现速发型过敏反应的个人是再次接触致敏原，C错误；
D、mRNA疫苗不是病毒也没有生命，不具感染性，进入细胞后由核糖体进行翻译，无需进入细胞核，基本上没有与人的核基因组整合的风险，D正确。
故选C。
15. 某人因咽喉肿痛、声音嘶哑去医院就诊，医生诊断为急性喉炎，需注射头孢呋辛钠治疗。医嘱：使用头孢呋辛钠期间及用药后1～2周内不能饮酒。头孢类分子可抑制乙醛脱氢酶活性，造成乙醛中毒，重者可致呼吸抑制、急性心衰等。下列叙述正确的是（ ）
A. 肌肉注射和静脉滴注头孢呋辛钠治疗时，药物首先进入的内环境是血浆
B. 当病原体入侵时，机体通过负反馈调节，能维持内环境的稳态
C. 乙醛中毒引起的呼吸抑制，使通气量减少导致CO2积累，血浆pH显著下降
D. 饮酒者血浆中的酒精少量随肺部呼吸排出体外，该过程酒精至少穿过4层生物膜
【答案】D
【解析】
【分析】内环境又叫细胞外液，由血浆、组织液和淋巴（液）组成。内环境稳态是指正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态。内环境稳态是机体进行生命活动的必要条件，是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
【详解】A、肌肉注射和静脉滴注头孢呋辛钠治疗时，药物首先进入的内环境分别是组织液和血浆，A错误；
B、当病原体入侵时，机体通过免疫调节，能维持内环境的稳态，B错误；
C、乙醛中毒引起通气量减少导致CO2积累，但通过调节可以维持血浆pH的相对稳定，不会显著下降，C错误；
D、饮酒者血浆中的酒精少量随肺部呼吸排出体外，该过程酒精穿过两层肺泡上皮细胞的细胞膜和两层毛细血管壁细胞的细胞膜，至少穿过4层生物膜，D正确。
故选D。
16. 科学家利用蛋白质工程研制出了赖脯胰岛素，与天然胰岛素相比，赖脯胰岛素经皮下注射后易吸收、起效快。以下相关叙述错误的是（ ）
A. 代表蛋白质工程操作思路获取赖脯胰岛素的过程是④⑤⑥①②③
B. 该技术需在DNA分子水平上进行设计和改造
C. 物质a和物质b分别代表多肽链和mRNA
D. 在基因表达过程中，物质a改变时物质b可能不变
【答案】C
【解析】
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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。
【详解】A、蛋白质工程的思路是：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或合成新的基因→获得所需要的蛋白质，即图中④⑤⑥①②③过程，A正确；
B、该技术是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，该技术需在DNA分子水平上进行设计和改造，B正确；
C、物质a和物质b分别代表mRNA和多肽链，C错误；
D、a（mRNA）序列改变，由于密码子的简并性，最终编码的氨基酸序列可能不变，D正确。
故选C。
17. 由三条21号染色体引起的唐氏综合征是一种常见遗传病，患者常伴有自身免疫病。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 病因主要是母亲的卵母细胞减数分裂时染色体不分离
B. 通过分析有丝分裂中期细胞染色体组型进行产前诊断
C. 患者性母细胞减数分裂时联会紊乱不能形成可育配子
D. 降低感染可减轻患者的自身免疫病症状
【答案】C
【解析】
【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病：
（1）单基因遗传病包括常染色体显性遗传病（如并指）、常染色体隐性遗传病（如白化病）、伴X染色体隐性遗传病（如血友病、色盲）、伴X染色体显性遗传病（如抗维生素D佝偻病）；
（2）多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的，如青少年型糖尿病；
（3）染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病（如猫叫综合征）和染色体数目异常遗传病（如21三体综合征）。
【详解】A、该病患病原因是患者的母亲减数分裂的过程中出现异常，常染色体21号染色体在减数第一次分裂的后期没有分别移向细胞两极，而是移向了细胞的一极，或者是减数第二次分裂的后期着丝粒断开之后姐妹染色单体没有移向细胞两极，以至于产生了含有2条21 号染色体的卵细胞，而后参与受精导致的，异常精子一般难以参与受精，A正确；
B、染色体变异可以通过显微镜进行观察，三体中染色体数目增加一条，可统计染色体条数来进一步确定，即可通过分析有丝分裂中期细胞的染色体组型进行产前诊断，B正确；
C、患者含有3条21号染色体，其性母细胞减数分裂时这三条21号染色体随机分开，因而能形成可育配子，C错误；
D、由题意可知唐氏综合征患者常伴有自身免疫病，因此若降低感染可减轻患者的自身免疫病症状，D正确。
故选C。
18. 禾谷类种子萌发过程中，糊粉层细胞合成蛋白酶以降解其自身贮藏蛋白质，为幼苗生长提供营养。为探究赤霉素在某种禾谷类种子萌发过程中的作用，某团队设计并实施了A、B、C三组实验，结果如图。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 本实验中只有A组是对照组
B. 赤霉素导致糊粉层细胞中贮藏蛋白质的降解速率下降
C. 赤霉素合成抑制剂具有促进种子萌发的作用
D. 三组实验中，蛋白酶活性由高到低依次为B组、A组、C组
【答案】D
【解析】
【分析】分析题图，实验的自变量包括处理时间和处理方式，用蒸馏水处理组属于空白对照组，而当研究处理时间时，处理时间为0的ABC组都是对照组。
【详解】A、本实验的自变量是处理方式及时间，A组属于空白对照组，但当自变量为时间时，处理时间为0的B组和C组也是对照组，A错误；
B、添加赤霉素的B组，蛋白质总含量低于未加入赤霉素的A组，更低于用赤霉素合成抑制剂处理的C组，说明赤霉素导致糊粉层细胞中贮藏蛋白质的降解速率增加，B错误；
C、赤霉素可促进蛋白质的分解，为幼苗生长提供营养，促进萌发，而赤霉素合成抑制剂抑制蛋白质的降解，抑制种子萌发，C错误；
D、随着时间变化，蛋白质总含量C组大于A组大于B组，说明B组蛋白质最少，酶活性最高，即蛋白酶活性由高到低依次为B组、A组、C组，D正确。
故选D。
19. 实验小组欲利用性反转实验研究某种鱼类的性别决定方式属于XY型还是ZW型，其原理是甲基睾丸酮（MT）能诱导雌性鱼反转为雄性鱼，但不改变性染色体组成，实验过程如图所示（染色体组成为YY或WW的个体无法存活）。下列有关说法正确的是（ ）
A. ①处投喂的是普通饲料，②处投喂的是MT饲料
B. 该鱼的性别由性染色体上的基因决定，不受环境影响
C. 若子代群体中雌性：雄性=2:1,则该鱼的性别决定方式为ZW型
D. 若子代群体中雌性：雄性=1:1,则该鱼的性别决定方式为XY型
【答案】C
【解析】
【分析】题意分析，甲基睾丸酮（MT）能诱导雌性鱼反转为雄性鱼，但不改变性染色体组成，若该鱼的性别决定方式为XY型，则XX型雌性鱼性反转后染色体组成仍然为XX，该鱼和正常的雌性鱼杂交，杂交的组合为XX×XX，子代的性染色体组成均为XX，因此全部为雌性；若该鱼的性别决定方式为ZW型，则ZW型雌性鱼性反转后染色体组成仍然为ZW，该鱼和正常的雌性鱼杂交，杂交的组合为ZW×ZW，子代的性染色体组成为ZZ∶ZW∶WW（致死）=1∶2∶1，雌性∶雄性=2∶1。
【详解】A、根据题意可知，MT能将雌性鱼性反转为雄性鱼，因此投喂饲料①为MT饲料，投喂的目的是使雌性鱼性反转为雄性，杂交后统计子代的性别比例，因此投喂饲料②是普通饲料，A错误；
B、根据题意可知，鱼的性别受性染色体决定，但是也受环境的影响，B错误；
CD、若该鱼的性别决定方式为XY型，则XX型雌性鱼性反转后染色体组成仍然为XX，该鱼和正常的雌性鱼杂交，杂交的组合为XX×XX，子代的性染色体组成均为XX，因此全部为雌性；若该鱼的性别决定方式为ZW型，则ZW型雌性鱼性反转后染色体组成仍然为ZW，该鱼和正常的雌性鱼杂交，杂交的组合为ZW×ZW，子代的性染色体组成为ZZ∶ZW∶WW（致死）=1∶2∶1，雌性∶雄性=2∶1，C正确，D错误。
故选C。
20. 某高等雄性动物基因型为AaBbCc，基因A和b位于同一条染色体上。将该动物的一个精原细胞（DNA被32P全部标记）置于不含32P的培养液中培养。该细胞进行一次有丝分裂后，其中的一个子细胞又进行减数分裂后得到的精细胞如图所示（不考虑基因突变和另一对染色体的互换），其中仅1号染色体上不带有32P标记。只考虑图中所示染色体，关于该精原细胞产生的另外三个精细胞的叙述正确的是（ ）
A. 精细胞的基因型可能为Abc，1号和2号染色体的DNA均不含32p
B. 精细胞的基因型可能为ABC，1号和2号染色体的DNA可能均含32p
C. 精细胞的基因型可能为abC，1号和2号染色体的DNA可能均含32p
D. 精细胞的基因型可能为aBC，1号和2号染色体的DNA可能均含32P
【答案】D
【解析】
【分析】减数分裂染色体复制一次，细胞连续分裂两次，子细胞染色体数目减半。
一个精原细胞（DNA被32P全部标记）在不含32P的培养液中经一次有丝分裂后，再进行减数分裂，根据DNA半保留复制的特点，减数分裂染色体复制后有一半染色单体被标记，有一半染色单体没有被标记。
【详解】一个精原细胞（DNA被32P全部标记）在不含32P的培养液中经一次有丝分裂后，再进行减数分裂，根据DNA半保留复制的特点，减数分裂染色体复制后有一半染色单体被标记，有一半染色单体没有被标记，由于图中的精细胞中的1号染色体上不带有32P标记，且1号染色体上有A和B基因，可能是1号染色体上两条没有被标记的非姐妹染色单体的B/b发生互换，图中的精细胞的基因型为ABc，另一个与该精细胞来自同一个次级精母细胞的精细胞的基因型为Abc，则1号染色体含有32P，2号染色体不含32P，另一个次级精母细胞的基因型为aaBbCC，含有a和B基因的染色单体含有32P，含有a和b基因的染色单体不含有32P，含有C基因的两条姐妹染色单体一条含有32P，一条不含有32P，经过减数第二次分裂得到的两个精细胞的基因型为abC和aBC，基因型为abC，1号染色体不带有32P标记，2号可能含32p，基因型为aBC，则1号和2号染色体的DNA可能均含32P，ABC错误，D正确。
故选D。
二、非选择题（本大题共5小题，共60分。）
21. 太湖流域每年都会因N、P排放超标，出现严重的富营养化现象，对周围居民的生活和饮水安全造成影响。如图为科研人员通过对太湖某区域的生物组成及其食物关系调查，绘制的部分食物网示意图。回答下列问题：
（1）上图所示的食物网中所有生物___________（“能”或“不能”）构成一个群落，理由是___________。食物链乃至食物网能否形成取决于哪一项？___________
A. 可利用太阳能 B. 初级消费者可同化的能量
C. 总初级生产量 D. 净初级生产量
（2）太湖中的鲢鱼主要生活在水体上层，鲚鱼、银鱼主要生活在水体中层和中下层，鲫鱼主要生活在水体底层，这样的群落结构在生态学上的意义是___________。
（3）当湖水出现富营养化时，通过投入生态浮床和种植挺水植物，能够一定程度抑制藻类等浮游植物生长，分析其原因是___________（答出两点即可）。
（4）研究者用血球计数板（1mm×1mm×0.1mm）对治理后的某单细胞藻进行计数。在相同样点取多个湖水样品混合后，稀释100倍进行计数，结果如图所示。治理后该藻种群密度为___________个/L。
（5）下表为太湖某区域生态系统的能量分析数据（单位：KJ·m-2·a-1），其中Ⅰ—Ⅳ表示食物链中不同的营养级，能量X为用于生长发育的能量。则表中生物类群V和能量Y分别表示的是___________和___________，最高营养级及其上一营养级之间的能量传递效率为___________（保留两位小数）。
【答案】21. ①. 不能 ②. 食物网只涉及生产者和消费者，不包括分解者 ③. B
22. 使生物充分利用空间、食物等环境资源
23. 生态浮床和芦苇等挺水植物遮挡阳光抑制藻类生长；吸收水中的N、P等无机盐抑制藻类生长
24. 6×1011 25. ①. 分解者 ②. 呼吸作用以热能形式散失的能量 ③. 5.53%
【解析】
【分析】生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递，三者缺一不可；物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态；信息传递是双向的，能量流动是单向的，物质循环具有全球性。每一营养级能量的去路：①流向下一营养级（最高营养级除外），②自身呼吸消耗，③分解者分解利用，④未被利用。
【小问1详解】
生物群落包括生态系统中全部的生物，该食物网中只含有部分生产者和消费者，缺少分解，不能构成一个生物群落。从能量流动角度分析，由于能量传递效率的不同导致两条食物链的营养级数量不同。食物链乃至食物网能否形成取决初级消费者可同化的能量，B正确，ACD错误。
故选B。
【小问2详解】
鲢鱼主要生活在水体上层，鲚鱼、银鱼主要生活在水体中层和中下层，鲫鱼主要生活在水体底层，这体现了群落的垂直结构，该结构使生物充分利用空间、食物等环境资源。
【小问3详解】
生态浮床和芦苇等挺水植物遮挡阳光抑制藻类生长，同时吸收水中的N、P等无机盐抑制藻类生长，因此投入生态浮床和种植挺水植物，能够一定程度抑制藻类等浮游植物生长。
【小问4详解】
据题意可知，该血球计数板的规格为l mm×1 mm×0.1 mm，25×16，即一个大方格含有25个中方格，据图可知，一个中方格有24个某单细胞藻，因此一个大方格酵母菌数量为24×25=600个，一个大方格内的细胞悬液体积是0.1微升，1微升=0.001毫升，培养液稀释倍数为100倍，因此培养液中某单细胞藻的密度为600×104×102×103=6×1011个/L。
【小问5详解】
表中I—IV表示食物链中不同的营养级，所以Ⅴ不属于生产者和消费者，是分解者；能量X+能量Y=同化的能量，而同化的能量中大部分是通过呼吸作用消耗，所以Y表示呼吸作用以热能形式散失的能量；根据同化的能量的数据，最高营养级是Ⅳ，上一营养级Ⅲ，二者之间的能量传递效率为（0.88×10⁵）÷（15.91×10⁵）=5.53%。
22. 水体中CO2扩散速率较慢，但水生植物仍然能够获得CO2进行光合作用。下图为衣藻固定CO2的机制，请回答下列问题。
（1）PSI和PSⅡ表示光系统I和光系统Ⅱ，据图推测PSI和PSII都是由______和蛋白质组成的复合物，两者在功能上的共同点是______。与PSI相比，PSⅡ还具有的显著功能是可以完成______。
（2）HCO3- 通过细胞膜和叶绿体膜的方式为______。在_______中，HCO3-被CAH3酶催化脱水生成CO2，CO2随后进入真核藻类特有的“蛋白核”中参与光合作用，据此推测“蛋白核”分布的场所是______，其中富含催化______的Rubisc，生成的三碳酸进一步反应还需要______（物质）。
（3）已知当细胞中O2浓度较高时，Rubisc还能够催化五碳糖与O2反应进行光呼吸，降低光合作用效率。但衣藻仍能通过其CO2固定机制提高光合作用的原因是______。
【答案】（1） ①. 光合色素 ②. 吸收、（传递、）转化光能（并催化光反应的进行） ③. 水的光解
（2） ①. 主动转运 ②. 类囊体（腔） ③. 叶绿体基质 ④. CO2固定 ⑤. ATP和NADPH
（3）在叶肉细胞中，HCO3- 经过一系列的变化在CAH3酶催化下生成CO2，最终进入真核藻类特有的“蛋白核”中释放CO2，提高了Rubisc附近的CO2浓度，降低光呼吸，从而提高光合作用效率
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，其过程是：色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP。暗反应发生在叶绿体基质中，首先发生的物质变化是CO2固定，即CO2和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物；然后，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。
【小问1详解】
由题图呈现的信息可知：光系统Ⅰ和光系统Ⅱ都能吸收、传递、转化光能，说明PSI和PSII都是由光合色素和蛋白质组成的复合物。与PSI相比，PSⅡ还具有的显著功能是可以完成水的光解。
【小问2详解】
题图显示：HCO3-的跨膜转运需要消耗ATP，说明其方式为主动转运（主动运输）。HCO3-最终进入类囊体腔，在类囊体（腔）中，HCO3-被CAH3酶催化脱水生成CO2，CO2参与暗反应阶段的二氧化碳固定，据此推测“蛋白核”分布的场所是叶绿体基质，其中富含催化二氧化碳固定的Rubisc，生成的三碳酸被还原还需要光反应产生的ATP和NADPH。
【小问3详解】
由题意可知：Rubisc除了能催化二氧化碳固定外，当细胞中O2浓度较高时，Rubisc还能够催化五碳糖与O2反应进行光呼吸，降低光合作用效率。说明CO2与O2竞争性结合Rubisc的同一活性位点，据此推知当细胞中O2浓度较高时，衣藻仍能通过其CO2固定机制提高光合作用的原因是：在叶肉细胞中，HCO3- 经过一系列的变化在CAH3酶催化下生成CO2，最终进入真核藻类特有的“蛋白核”中释放CO2，提高了Rubisc附近的CO2浓度，降低光呼吸，从而提高光合作用效率。
23. 为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达，运用重组酶技术构建质粒。重组酶技术指的是重组酶通过识别两个DNA片段上的特定相同序列，将不同DNA片段连接，从而实现DNA重组，如下图1所示。请回答下列问题：
（1）分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时，配制的两个反应体系中不同的有______。PCR技术扩增循环中温度最低的步骤是______,添加dNTP的目的是______,同时缓冲液中通常还需加入______以激活耐高温的Taq DNA聚合酶。
（2）有关基因序列如下图2。引物F2-F、F1-R应在下列选项中选用______。
（3）运用重组酶技术构建质粒：当融合基因两侧的小段序列与线性质粒载体上某序列相同时，将其混合后，在重组酶作用下可将融合基因与质粒连接，形成环化质粒。该技术与双酶切一样可以保证融合基因与质粒的______,但重组效率比双酶切高，而且可以不受质粒上______的限制，可以通过合理设计引物在任意位点插入融合基因。环化质粒可直接用于导入经______处理的大肠杆菌，完成______实验。
（4）如图1所示，转化后的大肠杆菌需选择培养基进行筛选，下列叙述错误的有______。
A. 是否产生氨苄青霉素可作为筛选大肠杆菌是否转化的依据
B. 转化后的大肠杆菌需培养一段时间后接种至选择培养基进行筛选
C. 将梯度稀释后的菌液用接种环在培养基表面进行划线获得单菌落
D. 选择培养基上常常会出现大量杂菌形成的菌落
（5）为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计，用不同菌落的质粒为模板，用引物F1-F和F2-R进行了PCR扩增，质粒P1~P4的扩增产物电泳结果如图3。根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有______。
（6）对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认，原因是______。
【答案】（1） ①. 模板（片段F1、片段F2）、引物 ②. 退火（复性） ③. 为DNA复制提供原料和能量 ④. Mg2+
（2）CD （3） ①. 正确连接（或定向连接） ②. 酶切位点（低温、低浓度） ③. CaCl2 ④. 转化
（4）ACD （5）P3、P4
（6）琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA分子的大小，无法确定待检测DNA分子的碱基序列
【解析】
【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，标记基因便于目的基因的鉴定和筛选；
（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。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法；
（4）目的基因的检测与鉴定：
分子水平上的检测：
①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因——DNA分子杂交技术；
②检测目的基因是否转录出了mRNA——分子杂交技术；
③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原-抗体杂交技术。
个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【小问1详解】
PCR反应进行的条件：引物、酶、dNTP、模板和缓冲液（其中需要Mg2+）。分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时， 配制的两个反应体系中不同的有模板（片段F1、片段F2）和引物，相同的有酶（耐高温的Taq DNA聚合酶）、dNTP（四种游离的脱氧核糖核苷酸，为DNA复制提供原料和能量）和缓冲液（其中需要Mg2+，以激活耐高温的Taq DNA聚合酶），PCR的扩增分为三步，变性（90-95℃）、复性（退火）（60-65℃）、延伸（70-75℃），所以温度最低的步骤是退火（复性）。
【小问2详解】
由图1可知，引物F2-F用于扩增F2片段，引物F1-R用于扩增F1片段，5'-GACGAG-3'能与AnB1中左侧部分序列进行碱基互补配对，5'-CTGCAG-3'能与EGFP中的右侧部分序列进行碱基互补配对，AB错误，BD正确。
故选BD。
【小问3详解】
传统重组质粒构建需要使用限制性内切核酸酶（限制酶）切割质粒使其具有与目的基因相同的黏性末端，之后再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接成重组质粒。而PCR产物片段与线性质粒载体混合后，由于PCR产物片段和线性质粒载体具有同源序列，可通过重组酶形成环化质粒。该技术与双酶切一样可以保证融合基因与质粒的正确连接（或定向连接），但重组效率比双酶切高，而且可以不受质粒上酶切位点（低温、低浓度）的限制，可以通过合理设计引物在任意位点插入融合基因。环化质粒导入大肠杆菌前先用CaCl2处理的大肠杆菌，使之成为感受态，这样有利于吸收周围环境中的环化质粒，以便完成转化实验。
【小问4详解】
A、根据图1可知，重组质粒中含有氨苄青霉素抗性基因，可作为筛选大肠杆菌是否转化的依据，A错误；
B、为了筛选含目的基因的重组质粒的大肠杆菌，可在培养大肠杆菌的通用培养基中加入氨苄青霉素，培养一段时间挑选出对应的菌落进一步培养获得大量目的菌，B正确；
C、稀释涂布平板和平板划线法均为分离纯化细菌的方法，平板划线法获得单菌落时不用将菌液进行梯度稀释，而使用稀释涂布平板分离纯化细菌时才需要将菌液进行梯度稀释，C错误；
D、转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，一般含有重组质粒的大肠杆菌才能发展为菌落，故不会出现大量杂菌形成的菌落，D错误；
故选ACD。
【小问5详解】
EGFP为720bp，AnB1为390bp，二者的总大小为720bp+390bp=1100bp，用引物F1-F和F2-R进行了PCR扩增，其大小接近于P1、P2，根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有P3、P4。
【小问6详解】
琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA分子的大小，无法确定待检测DNA分子的碱基序列，因此对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认。
24. “秃顶”和“非秃顶”是一对相对性状，由基因T和t控制，其中男性只有基因型为tt时才表现为非秃顶，而女性只有基因型为TT时才表现为秃顶。人的色觉正常与红绿色盲是由另一对等位基因B和b控制，且两对基因独立遗传。某家系各成员表型如下：
回答下列问题：
（1）人类秃顶的基因位于______染色体上，其遗传遵循______定律。
（2）I1基因型为______,其减数分裂过程中一定含2个b基因的细胞为______。I1和I2再生一个秃顶、色觉正常儿子的概率为______。Ⅲ1的表型可能为______。
（3）请用遗传图解表示I3和I4生育后代的情况。______
（4）若在某个群体，男性中秃顶所占比例为51%,则女性中秃顶的比例为______。
（5）调查红绿色盲的发病率时，面对的调查群体是______（“普通人群”或“患者家系”）。已知一个群体中，红绿色盲的基因频率和基因型频率保持不变，且男性群体和女性群体的该致病基因频率相等。在男性中，红绿色盲的基因频率就是发病率，对此合理的解释是______。
【答案】（1） ①. 常 ②. 分离
（2） ①. TtXBXb ②. 初级卵母细胞 ③. 3/16 ④. 秃顶、色觉正常或秃顶、红绿色盲
（3） （4）9%
（5） ①. 普通人群 ②. 红绿色盲为伴X染色体遗传病，男性个体只含有1条X染色体
【解析】
【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。
【小问1详解】
由于红绿色盲基因位于X染色体上，而“两对基因独立遗传”，因此秃顶的基因位于常染色体上，其遗传遵循基因的分离定律。
【小问2详解】
I1为正常女性，根据后代女性秃顶基因型为TT可知，I1的基因型为Tt，后代男性为红绿色盲，则I1的基因型为XBXb，因此I1的基因型为TtXBXb；减数第一次分裂后期，同源染色体分离，则其减数分裂过程中一定含2个b基因的细胞为初级卵母细胞。I2的基因型为TtXBY，与I1TtXBXb婚配，再生一个秃顶色觉正常儿子的概率为3/4×1/4=3/16。Ⅱ2的基因型为TTXBXB或TTXBXb，Ⅱ3的基因型为TtXbY，则后代一定是TT或Tt，男性表现为秃顶，男性关于红绿色盲的基因型为XBY或XbY，因此Ⅲ1的表型可能为秃顶、色觉正常或秃顶、红绿色盲。
【小问3详解】
I3的基因型为TTXbXb，I4的基因型为ttXBY，则其杂交的遗传图解为：
。
【小问4详解】
若在某个群体中，男性秃顶所占比例为51%，则非秃顶BB占49%，计算得出B的基因频率为70%，b的基因频率为30%。因此，女性秃顶（基因型为bb）的比例为30%×30%=9%。
【小问5详解】
调查遗传病的发病率需要在普通人群中进行。由于红绿色盲为伴X染色体遗传病，男性个体只含有1条X染色体，因此在男性中，红绿色盲的基因频率就是发病率。
25. 长期精神紧张、焦虑或情绪波动等刺激会导致毛囊细胞数量减少引起脱发。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如下图1所示。
（1）下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌糖皮质激素的体液调节方式为______，______激素（写出一种即可）的分泌也存在该调节方式。糖皮质激素能与成纤维细胞内受体结合，形成激素—受体复合物，______Cas6蛋白基因表达，从而调节靶细胞活动。
（2）研究人员将正常小鼠和控制糖皮质激素合成基因缺失小鼠分组饲养后，检测体内促肾上腺皮质激素水平。请预测，基因缺失小鼠体内促肾上腺皮质激素水平应______（填“低于”“等于”或“高于”）正常小鼠，理由是______。
（3）已知：长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。为验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响，某兴趣小组做了以下实验：取生理状况相同的黑色小鼠若干只，随机均分为几组。对实验组动物进行如下处理：一组切除肾上腺；一组束缚；一组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量（生长情况）。请设计用于记录实验结果的表格并将预测的结果填入表中____。
（4）长期精神紧张、焦虑或情绪波动还会通过上调糖皮质激素相关信号通路激活细胞，释放一些炎症因子导致胃肠道黏膜损伤。研究发现，当胃或肠道遭受毒素入侵后，分布在肠嗜铬细胞膜上的Ca2+通道被激活，并释放大量5-羟色胺（5-HT），其周围的迷走神经感觉末梢能接收5-HT并将信号传送到脑干孤束核，脑干孤束核内的神经元一方面激活“厌恶中枢”，产生与“恶心”相关的厌恶性情绪；另一方面激活脑干的呼吸中枢，通过调节负责膈肌和腹肌同时收缩的神经元，引发呕吐行为。我国科学家首次详细绘制出了小鼠从肠道到大脑的防御反应神经通路，具体过程如图2所示。回答下列问题：
①图2中的迷走神经属于______ （填“传入神经”或“传出神经”）,迷走神经感觉末梢产生兴奋时，膜外的电位变化为______。
②研究发现，脑干孤束核中有多种神经元，其中只有表达速激肽基因的神经元（M）能接收到迷走神经传来的信息，并通过释放速激肽来传导信息。已知化学遗传学技术可特异性抑制M神经元，请以正常小鼠为实验材料，设计实验加以验证，简要写出实验思路：______。
【答案】（1） ①. 分级调节 ②. 性激素##甲状腺激素 ③. 抑制
（2） ①. 高于 ②. 基因缺失小鼠不能产生糖皮质激素，不能抑制垂体分泌促肾上腺皮质激素
（3）长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛数量（生长情况）影响的实验结果记录表
（4） ①. 传入神经 ②. 由正变负 ③. 取生理状态相同的健康小鼠均分为甲，乙两组,甲组用化学遗传学技术特异性抑制M神经元，乙组对照，用毒素刺激两组小鼠,观察小鼠的呕吐行为【解析】
【分析】分析图1：下丘脑借助“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”并通过垂体调节肾上腺分泌糖皮质激素，糖皮质激素与相应的受体结合后形成的激素—受体复合物会抑制Cas6蛋白基因的表达，从而调节靶细胞活动。分析图2：毒素作用于肠嗜铬细胞，激活肠嗜铬细胞膜上的Ca2+通道，释放的大量5-羟色胺（5-HT）被其周围的迷走神经感觉末梢接收并将信号通过迷走神经传送到脑干孤束核，进而激活“厌恶中枢”和呼吸中枢，产生与“恶心”相关的厌恶性情绪和引发呕吐行为，说明迷走神经为传入神经。
【小问1详解】
下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌糖皮质激素是通过“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”来实现的，其体液调节方式为分级调节，性激素和甲状腺激素的分泌也存在分级调节。分析图1可知：糖皮质激素与成纤维细胞内的受体结合后形成的激素—受体复合物会抑制Cas6蛋白基因的表达。
【小问2详解】
控制糖皮质激素合成基因缺失小鼠不能产生糖皮质激素，不能抑制垂体分泌促肾上腺皮质激素，因此基因缺失小鼠体内促肾上腺皮质激素水平应高于正常小鼠。
【小问3详解】
本实验为验证性实验，其结论是已知的，即长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑，这些刺激会引起下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌糖皮质激素，糖皮质激素与成纤维细胞内的受体结合后形成的激素—受体复合物会抑制Cas6蛋白基因的表达，导致毛囊细胞数量减少引起脱发。由此可见，对照组小鼠没有经历过度紧张、焦虑刺激并且肾上腺功能正常，因此对照组小鼠的体毛数量无明显变化。对于实验组小鼠而言，切除肾上腺、切除肾上腺并束缚的两组小鼠，因为不能产生糖皮质激素，不会抑制Cas6蛋白基因的表达，所以体毛都会增多；保留肾上腺并加以束缚的一组小鼠，会经历过度紧张、焦虑的刺激并且肾上腺功能正常，因此会出现为脱毛现象。预测的实验结果如下表所示：
【小问4详解】①由题意可知：迷走神经感觉末梢能接收5-HT并将信号通过“迷走神经”传送到脑干孤束核，进而将信号传送到“厌恶中枢”，说明迷走神经属于传入神经。迷走神经感觉末梢产生兴奋时，Na+内流，导致膜外的电位由正电位变为负电位。生物类群
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
同化能量
871.27×105
141.1×105
15.91×105
0.88×105
211.85×103
能量X
369.69×105
6177×105
2.81×105
0.34×105
19.26×105
能量Y
501.58×105
79.33×105
13.1×105
0.54×105
192.59×105
对照
切除肾上腺
束缚
切除肾上腺并束缚
体毛数量
无明显变化
体毛增多（生长旺盛）
脱毛
体毛增多（生长旺盛
对照
切除肾上腺
束缚
切除肾上腺并束缚
体毛数量
无明显变化
体毛增多（生长旺盛）
脱毛
体毛增多（生长旺盛）
一、选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分。每小题四个选项中只有一个是符合题目要求的。不选、多选、错选都不给分）
1. 维生素D有利于肠道对钙、磷的吸收，促进骨的钙化，预防佝偻病、骨质疏松等，每日适度晒太阳有助于人体合成维生素D。维生素D的本质是（ ）
A. 纤维素B. 蛋白质C. 固醇D. 油脂
【答案】C
【解析】
【分析】维生素D可促进动物肠道对钙磷的吸收，调节钙磷的平衡。
【详解】脂质的种类：脂肪、磷脂和固醇，而固醇分为胆固醇、性激素、维生素D，ABD错误，C正确。
故选C。
2. 我国天然林保护工程等国家重点生态工程不仅在生态恢复、生物多样性保护等方面发挥着重要作用，还显著增加了生态系统的固碳能力。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 天然林的抵抗力稳定性强，全球气候变化对其影响不大
B. 减少化石燃料的大量使用可消除温室效应的影响
C. 碳循环中无机碳可通过光合作用进入生物群落
D. 天然林保护是实现碳中和的重要措施，主要体现了生物多样性的直接价值
【答案】C
【解析】
【分析】抵抗力稳定性：①含义：生态系统 抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。②规律：生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自我调节能力就越弱，抵抗力稳定性就越低，反之则越高。③特点：调节能力有一定限度，超过限度，自我调节能力就遭到破坏。
【详解】A、天然林由于组成成分复杂，群落结构就复杂，抵抗力稳定性就强，但全球气候变化会影响天然林的成长，A错误；
B、减少化石燃料的大量使用可减缓温室效应的形成的过程，但不能消除已经形成的温室效应，B错误；
C、碳循环中无机碳二氧化碳通过光合作用和化能合成作用进入生物群落，C正确；
D、天然林保护是实现碳中和的重要措施，主要体现了生物多样性对生态系统起调节作用的间接价值，D错误。
故选C。
3. 北极熊与棕熊外形和生活习性有着明显不同，在表型上存在显著差异。在自然环境中，它们处于不同的生态系统，但是随着地球持续变暖，棕熊和北极熊接触的机会越来越多，它们相遇后可以进行交配并产生可育的杂交熊。下列说法正确的是（ ）
A. 棕熊和北极熊之间的差异都源于自发突变
B. 隔离是棕熊和北极熊进化的必要条件
C. 棕熊与北极熊在自然环境中基因无法交流，基因库完全不同
D. 可通过DNA检测确定杂交熊的父方和母方
【答案】D
【解析】
【分析】现代生物进化理论的内容:种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组，自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种形成。在这个过程中，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、不同种群之间存在差异是自然选择的结果，所以棕熊和北极熊之间的差异是长期定向自然选择的结果，A错误；
B、种群基因频率的改变是棕熊和北极熊进化的必要条件，隔离是形成新物种的必要条件，B错误；
C、在自然环境中，它们处于不同的生态系统，棕熊与北极熊在自然环境中基因无法交流，但是后来随着地球持续变暖，棕熊和北极熊接触的机会越来越多，它们相遇后可以进行交配并产生可育的杂交熊，说明二者基因库不是完全不同，C错误；
D、由于父方和母方的DNA不同，所以可通过DNA检测确定杂交熊的父方和母方，D正确。
故选D。
4. 基因沉默是指基因表达不能进行或不能完成。如图表示人造双链RNA.使目的基因沉默的部分过程，其中沉默复合体是蛋白质与人造双链RNA结合而来的。下列叙述错误的是（ ）
A. 合成人造双链RNA需要了解目的基因的碱基序列
B. 图示形成的沉默复合体内有新合成的磷酸二酯键
C. 抑制图中④过程，也能达到目的基因沉默的效果
D. 细胞内mRNA被及时降解，可能存在某种诱导机制
【答案】B
【解析】
【分析】转录是在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。 翻译是在核糖体中以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，以tRNA为转运工具、以细胞质里游离的氨基酸为原料合成蛋白质的过程。
【详解】A、题意显示，人造双链RNA.能使目的基因沉默，可见，人造双链RNA需根据目的基因的碱基序列合成，A正确；
B、其中沉默复合体是蛋白质与人造双链RNA结合而来的，磷酸二酯键是链接核苷酸的化学键，故图示形成的沉默复合体内没有新合成的磷酸二酯键，B错误；
C、图中④是转录的过程，若抑制转录的过程，也能达到目的基因沉默的效果，C正确；
D、由图可知，细胞内的mRNA与人造双链RNA的一条链结合后，mRNA被降解，据此推测，细胞内mRNA被及时降解，可能存在某种诱导机制，D正确。
故选B。
5. 在布氏田鼠种群数量爆发年份，种内竞争加剧，导致出生率下降、个体免疫力减弱，翌年种群数量大幅度减少；在种群数量低的年份，情况完全相反。下列叙述错误的是（ ）
A. 布氏田鼠种群数量达到K/2时，种内竞争强度最小，因此增长速率最大
B. 布氏田鼠种群数量低的年份，环境容纳量可能并未发生改变
C. 布氏田鼠种群数量爆发年份，天敌捕食成功的概率更高
D. 布氏田鼠的种群密度大小是判断其是否需要防治的依据
【答案】A
【解析】
【分析】在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值；当种群数量达到K/2时，增长速率最大。
【详解】A、布氏田鼠种群数量达到K/2时，增长速率最大，但不能说明种内竞争最小，A错误；
B、布氏田鼠种群数量低的年份，环境容纳量可能不变，因为环境容纳量主要受到环境的影响，B正确；
C、布氏田鼠种群数量爆发年份，由于数量增加，天敌捕食成功的概率提高，C正确；
D、种群密度大小是决定生物的益或害、狩猎或禁猎、防治或不防治的依据，也是检查保护效果和防治效果、进行害虫预测预报及研究种群动态的基础，D正确。
故选A。
6. 随着秋冬呼吸道感染性疾病高发季的到来，不少人出现了呼吸道感染症状，包括支原体肺炎感染、肺炎链球菌感染、流感病毒感染、新冠病毒感染等。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 支原体为原核生物，具有完整的生物膜系统
B. 肺炎链球菌可以自主合成组成细胞结构和维持细胞功能的蛋白质
C. 流感病毒中的DNA可与蛋白质结合形成DNA蛋白质复合物
D. 新冠病毒进入宿主细胞体现了细胞膜的选择透过性
【答案】B
【解析】
【分析】生物膜系统：
1、概念：内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。
2、功能：（1）保证内环境的相对稳定，对物质运输、能量转换和信息传递等过程起决定作用。（2）为多种酶提供附着位点，是许多生物化学反应的场所。（3）分隔细胞器，保证细胞生命活动高效、有序地进行。
【详解】A、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同构成细胞的生物膜系统，支原体为原核生物，只有细胞膜，没有具有完整的生物膜系统，A错误；
B、肺炎链球菌是原核生物，含有核糖体，可以自主合成组成细胞结构和维持细胞功能的蛋白质，B正确；
C、流感病毒属于RNA病毒，没有DNA，C错误；
D、新冠病毒进入宿主细胞方式是胞吞作用，体现了细胞膜的流动性，D错误。
故选B。
7. 酶是生命不可缺少的核心物质，目前已知的酶可以催化超过数千种生化反应。下列有关探究酶的特性及其影响因素实验中，叙述正确的是（ ）
A. “探究酶的专一性”实验中，若选择淀粉与蔗糖作为底物，则可选择碘液作为指示剂
B. “探究酶催化的高效性”实验中，酶通过提高反应的活化能而加快化学反应速率
C. “探究pH对过氧化氢酶的影响”实验中，需先使酶与底物分别达到设定pH后再混合
D. 低温、高温、过酸、过碱均能破坏酶的空间结构而使其失去活性
【答案】C
【解析】
【分析】酶的特性：高效性：酶的催化效率比无机催化剂的催化效率高；专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行；酶的催化需要适宜的温度和pH。
【详解】A、酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应的特性，若用淀粉和蔗糖来验证淀粉酶的专一性，淀粉酶可以催化淀粉水解为葡萄糖，加碘液后不变蓝，蔗糖无论水解与否都不与碘液发生颜色反应，A错误；
B、酶通过降低化学反应活化能来提高化学反应速率，B错误；
C、酶具有高效性，pH对酶活性的影响实验中，需将酶与底物调控到相同的pH后在混合，C正确；
D、高温、过酸和过碱均能破坏酶的结构使其失去活性，这种失活不可逆，低温会抑制酶的活性，但不会使酶失活，D错误。
故选C
8. 中国棉花看新疆；新疆棉花看兵团。昔日的戈壁荒漠，靠兵团人艰苦奋斗、开拓创新的军垦精神，历经几十年，从荒漠生态群落转变为农田生态群落，呈现出今日银棉如山的景象。下列叙述错误的是（ ）
A. 上述从荒漠演替至农田的过程为次生演替
B. 原有优势种在发展过程中，往往使群落内部环境越来越不适于自身发展
C. 演替可更充分地利用一切可以利用的能量
D. 在低温高湿的气候条件下，顶极群落是温带草原
【答案】D
【解析】
【分析】两 种演替类型是根据起始条件划分的。初生演替是指在一个从 来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻 底消灭了的地方发生的演替，如在沙丘、火山岩、冰川泥上 进行的演替。次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有 土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体 （如能发芽的地下茎）的地方发生的演替，如在火灾过后的 草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。
【详解】A、荒漠有一定的土壤条件，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体，发生的岩体为次生演替，A正确；
B、原有优势种在发展过程中，优势地位会被其他物种取代，群落内部的环境会变得不适于自身的发展，B正确；
C、演替可形成更复杂的群落结构，可更充分利用一切可以利用的能量，C正确；
D、在低温高湿的气候条件下，顶极群落是温带森林，如温带落叶阔叶林，D错误。
故选D。
【点睛】
9. 很多因素都会造成DNA损伤，机体也能够对损伤DNA进行修复，当DNA损伤较大时，损伤部位难以直接被修复，可先进行复制再修复，修复过程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. DNA修复是以未损伤的DNA互补链为模板，利用脱氧核苷酸为原料进行的
B. 过程②③中，母链缺口的产生需要在限制酶的作用下切开磷酸二酯键
C. 修补过程，需要解旋酶、限制酶和DNA聚合酶
D. 某受损伤的DNA进行10次复制并按图示进行损伤修复，则有损伤的DNA分子将占1/2
【答案】D
【解析】
【分析】DNA复制就是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，此过程需要DNA的两条链为模板，原料是四种游离的脱氧核苷酸且需要解旋酶与DNA聚合酶的参与，复制过程中，两条母链以碱基互补配对的原则，各自合成与母链对应的一条子链。随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链在不断的延伸，同时，每条子链与对应的模板链盘旋成双螺旋结构。
【详解】A、DNA中修复过程①是DNA复制的过程，其所需原料是脱氧核苷酸，A正确；
B、母链缺口的产生DNA链断裂需要在限制酶的作用下切开磷酸二酯键，B正确；
C、过程①DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶，过程②母链缺口的产生需要在限制酶；过程④是弥补子链缺口的过程需DNA聚合酶，C正确；
D、图示修复过程不能将损伤的脱氧核苷酸链进行修复，所以无论复制多少次，都含有一个损伤的DNA，如某受损伤的DNA进行10次复制（按图示过程进行损伤修复），有损伤的DNA分子将占（1/2）10，D错误。
故选D。
10. 中心粒是由微管排列成的筒状结构，纺锤体是由微管形成的纺锤状结构。微管由微管蛋白组装而成，微管蛋白的去组装导致微管解聚。下列叙述正确的是（ ）
A. 分裂间期不发生微管蛋白的组装
B. 分裂后期不发生微管蛋白的组装和去组装
C. 秋水仙素可抑制纺锤体的形成，原因是秋水仙素能抑制微管蛋白的去组装
D. 若紫杉醇能抑制微管蛋白的去组装，则紫杉醇可能会抑制海拉细胞的分裂
【答案】D
【解析】
【分析】细胞周期，包括分间期和分裂期，纺锤体在有丝分裂前期形成，纺锤体的分解发生在细胞分裂末期。一个中心体有2个中心粒组成，在间期复制，纺锤体的生成开始于细胞分裂前初期，纺锤体微管是中心体放射出星体丝，即放射状微管，由纺锤丝构成的，纺锤体微管的生长起始于中心体，即微管从复制后的每组中心粒向外延伸，成放射状。
【详解】A、微管蛋白在间期合成，分裂间期中心体复制需要由微管蛋白组装而成微管，A错误；
B、细胞分裂后期两组染色体分别向两极移动是由微管牵引所致，微管的长度变化是因微管蛋白去组装或组装的缘故，B错误；
C、秋水仙素能抑制纺锤体的形成，而纺锤体由微管形成，则秋水仙素可能阻断微管蛋白的组装从而抑制细胞分裂，导致细胞中染色体数目加倍，C错误；
D、若紫杉醇能抑制微管蛋白的去组装，就会抑制纺锤体分解，从而影响细胞分裂进入下一个时期，从而抑制海拉细胞的分裂，D正确。
故选D。
阅读下面材料，回答下列小题
如图为小鼠细胞线粒体内电子传递链中部分物质跨膜转运过程。研究发现线粒体外膜具有孔蛋白构成的亲水通道，允许相对分子质量1000D以下的分子自由通过。科研人员实验测得，用绿茶提取物饲喂小鼠，可使得小鼠线粒体内膜上UCP转运蛋白明显增多，有利于小鼠产热增加。
11. 下列关于物质出入线粒体内外膜的方式叙述正确的是（ ）
A. 过程②转运H+的方式为主动转运
B. 若丙酮酸的相对分子质量为90D，则过程③为被动转运
C. O2浓度降低将促进丙酮酸通过线粒体内膜
D. UCP转运H+与膜的结构特点无关
12. 下列与线粒体有关的叙述，错误的是（ ）
A. 小鼠体内并非所有活细胞都能完成上图中的过程
B. 线粒体中的DNA可编码部分与细胞呼吸有关的蛋白质
C. 线粒体内膜上的酶可以参与氢和氧反应形成水的过程
D. 若线粒体内膜上UCP含量增加，则有利于机体增肥
【答案】11. B 12. D
【解析】
【分析】1、线粒体是具有双层膜结构的细胞器，膜的功能与膜上蛋白质的种类和数量有关。线粒体内膜和外膜的蛋白质含量不同是因为内膜比外膜具有更多的功能，内膜含有许多与有氧呼吸有关的酶。
2、线粒体是有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸的全过程十分复杂，可以概括地分为三个阶段，每个阶段的化学反应都有相应的酶催化。
第一个阶段是，1 分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]，并且释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与，是在细胞质基质中进行的。
第二个阶段是，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]， 并释放出少量的能量。这一阶段不需要氧直接参与，是在线粒体基质中进行的。
第三个阶段是，上述两个阶段产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，同时释放出大量的能量。 这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的。
概括地说，有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP 的过程。
【11题详解】
A、过程②转运H+时有ATP形成，所以此时转运H+的方式不是主动转运，A错误；
B、由题意“线粒体外膜具有孔蛋白构成的亲水通道，允许相对分子质量1000D以下的分子自由通过”可知，若丙酮酸的相对分子质量为90D，则过程③为被动转运，B正确；
C、据图可知，丙酮酸通过线粒体内膜需要H+的浓度差驱动。O2浓度降低将抑制过程①中H+的转运，从而降低线粒膜两侧H+的浓度差，进而抑制丙酮酸通过线粒体内膜，C错误；
D、膜的结构特点是膜结构具有一定的流动性，而膜的流动性与膜上蛋白质分子的运动有关。UCP转运H+时，转运蛋白通过自身的构象变化或移动完成物质运输，所以UCP转运H+与膜的结构特点有关，D错误。
故选B。
【12题详解】
A、小鼠的成熟的红细胞无线粒体，不能完成上述过程，A正确；
B、线粒体是半自主细胞器，线粒体中的DNA可编码部分与细胞呼吸有关的蛋白质，B正确；
C、据图可知，图中过程①转运H+的转运蛋白位于线粒体内膜上，且催化氢和氧反应形成水，C正确；
D、由题意“绿茶提取物饲喂小鼠，可使得小鼠线粒体内膜上UCP转运蛋白明显增多，有利于小鼠产热增加”可知，若线粒体内膜上UCP含量增加，导致有氧呼吸过程中ATP的产生量减少，细胞需要通过增加有机物的消耗，以维持能量供应，利于减肥降脂，D错误。
故选D。
13. 营养缺陷型菌株是突变后某些酶被破坏，导致代谢过程中某些合成反应不能进行菌株。下图是科研人员利用影印法（用无菌绒布轻盖在已长好菌落的原培养基上，然后不转动任何角度，“复印”至新的培养基上）初检某种氨基酸缺陷型菌株的过程。下列叙述错误的是（ ）
A. ①过程接种方法为稀释涂布平板法，接种后的培养皿不能立即进行倒置培养
B. 进行②过程的顺序是先将丝绒布“复印”至完全培养基上，再“复印”至基本培养基上
C. 氨基酸缺陷型菌株应从基本培养基上没有、完全培养基上对应位置有的菌落中挑选
D. 可用接种环从斜面中取出菌种，振荡培养并诱变处理
【答案】B
【解析】
【分析】图中首先利用稀释涂布平板法分离细菌，然后运用“影印法”将菌种接种到两种培养基中：基本培养基、完全培养基，则在基本培养基中，氨基酸缺陷型菌株不能生长，而在完全培养基中能够生长，因此可以选择出氨基酸缺陷型菌株。
【详解】A、据图分析，接种后的菌落均匀分布，据此推测该过程接种的方法为稀释涂布平板法，接种后的培养皿不能立即进行倒置培养，A正确；
B、进行②过程培养时，为了防止将完全培养基中特定营养成分带入基本培养基，应先将丝绒布先转印至基本培养基上再“复印”至完全培养基上，B错误；
C、在基本培养基中氨基酸缺陷型菌株不能生长，而在完全培养基中能够生长，比较基本培养基和完全培养基中的菌落可知氨基酸缺陷型菌株应从基本培养基上没有、完全培养基上对应位置有的菌落中挑选，C正确；
D、可用接种环从斜面中取出菌种，放在摇床上振荡培养并进行诱变处理，获得营养缺陷型菌株，D正确。
故选B。
14. 安全有效的疫苗被认为是战胜新冠疫情的“终极武器”。新冠病毒mRNA疫苗的技术路线是：体外设计编码新冠病毒抗原蛋白的mRNA序列，经脂质体包裹后注射到人体内。下列叙述错误的是（ ）
A. mRNA经脂质体包裹注射进入人体，可降低其被水解的风险
B. mRNA疫苗经翻译合成抗原蛋白的过程会发生氢键的形成与断裂
C. 接种第一剂mRNA疫苗后出现速发型过敏反应的个人是第一次接触致敏原
D. mRNA疫苗在安全性方面的较大优势是基本上没有与人体核基因组整合的风险
【答案】C
【解析】
【分析】1、疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。接种疫苗后，人体内可产生相应的抗体，从而对特定传染病具有抵抗力。
2、已免疫的机体，在再次接触相同的抗原时，有时会发生引发组织损伤或功能紊乱的免疫反应，这样的免疫反应称为过敏反应。
【详解】A、mRNA疫苗要进入人体起作用，如果直接注射mRNA，其进入人体内环境后，会被内环境的mRNA酶水解。所以，mRNA经脂质体包裹注射进入人体，可降低其被水解的风险，A正确；
B、氨基酸在核糖体中合成蛋白质时，需要tRNA把氨基酸运输至核糖体，tRNA与mRNA间要通过碱基互补配对形成氢键来定位氨基酸位置，定位后tRNA与mRNA之间氢键断裂，tRNA离开核糖体，B正确；
C、已免疫的机体，在再次接触相同的抗原时，有时会发生引发组织损伤或功能紊乱的免疫反应，这样的免疫反应称为过敏反应。所以，接种第一剂mRNA疫苗后出现速发型过敏反应的个人是再次接触致敏原，C错误；
D、mRNA疫苗不是病毒也没有生命，不具感染性，进入细胞后由核糖体进行翻译，无需进入细胞核，基本上没有与人的核基因组整合的风险，D正确。
故选C。
15. 某人因咽喉肿痛、声音嘶哑去医院就诊，医生诊断为急性喉炎，需注射头孢呋辛钠治疗。医嘱：使用头孢呋辛钠期间及用药后1～2周内不能饮酒。头孢类分子可抑制乙醛脱氢酶活性，造成乙醛中毒，重者可致呼吸抑制、急性心衰等。下列叙述正确的是（ ）
A. 肌肉注射和静脉滴注头孢呋辛钠治疗时，药物首先进入的内环境是血浆
B. 当病原体入侵时，机体通过负反馈调节，能维持内环境的稳态
C. 乙醛中毒引起的呼吸抑制，使通气量减少导致CO2积累，血浆pH显著下降
D. 饮酒者血浆中的酒精少量随肺部呼吸排出体外，该过程酒精至少穿过4层生物膜
【答案】D
【解析】
【分析】内环境又叫细胞外液，由血浆、组织液和淋巴（液）组成。内环境稳态是指正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态。内环境稳态是机体进行生命活动的必要条件，是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
【详解】A、肌肉注射和静脉滴注头孢呋辛钠治疗时，药物首先进入的内环境分别是组织液和血浆，A错误；
B、当病原体入侵时，机体通过免疫调节，能维持内环境的稳态，B错误；
C、乙醛中毒引起通气量减少导致CO2积累，但通过调节可以维持血浆pH的相对稳定，不会显著下降，C错误；
D、饮酒者血浆中的酒精少量随肺部呼吸排出体外，该过程酒精穿过两层肺泡上皮细胞的细胞膜和两层毛细血管壁细胞的细胞膜，至少穿过4层生物膜，D正确。
故选D。
16. 科学家利用蛋白质工程研制出了赖脯胰岛素，与天然胰岛素相比，赖脯胰岛素经皮下注射后易吸收、起效快。以下相关叙述错误的是（ ）
A. 代表蛋白质工程操作思路获取赖脯胰岛素的过程是④⑤⑥①②③
B. 该技术需在DNA分子水平上进行设计和改造
C. 物质a和物质b分别代表多肽链和mRNA
D. 在基因表达过程中，物质a改变时物质b可能不变
【答案】C
【解析】
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其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。
【详解】A、蛋白质工程的思路是：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或合成新的基因→获得所需要的蛋白质，即图中④⑤⑥①②③过程，A正确；
B、该技术是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，该技术需在DNA分子水平上进行设计和改造，B正确；
C、物质a和物质b分别代表mRNA和多肽链，C错误；
D、a（mRNA）序列改变，由于密码子的简并性，最终编码的氨基酸序列可能不变，D正确。
故选C。
17. 由三条21号染色体引起的唐氏综合征是一种常见遗传病，患者常伴有自身免疫病。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 病因主要是母亲的卵母细胞减数分裂时染色体不分离
B. 通过分析有丝分裂中期细胞染色体组型进行产前诊断
C. 患者性母细胞减数分裂时联会紊乱不能形成可育配子
D. 降低感染可减轻患者的自身免疫病症状
【答案】C
【解析】
【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病：
（1）单基因遗传病包括常染色体显性遗传病（如并指）、常染色体隐性遗传病（如白化病）、伴X染色体隐性遗传病（如血友病、色盲）、伴X染色体显性遗传病（如抗维生素D佝偻病）；
（2）多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的，如青少年型糖尿病；
（3）染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病（如猫叫综合征）和染色体数目异常遗传病（如21三体综合征）。
【详解】A、该病患病原因是患者的母亲减数分裂的过程中出现异常，常染色体21号染色体在减数第一次分裂的后期没有分别移向细胞两极，而是移向了细胞的一极，或者是减数第二次分裂的后期着丝粒断开之后姐妹染色单体没有移向细胞两极，以至于产生了含有2条21 号染色体的卵细胞，而后参与受精导致的，异常精子一般难以参与受精，A正确；
B、染色体变异可以通过显微镜进行观察，三体中染色体数目增加一条，可统计染色体条数来进一步确定，即可通过分析有丝分裂中期细胞的染色体组型进行产前诊断，B正确；
C、患者含有3条21号染色体，其性母细胞减数分裂时这三条21号染色体随机分开，因而能形成可育配子，C错误；
D、由题意可知唐氏综合征患者常伴有自身免疫病，因此若降低感染可减轻患者的自身免疫病症状，D正确。
故选C。
18. 禾谷类种子萌发过程中，糊粉层细胞合成蛋白酶以降解其自身贮藏蛋白质，为幼苗生长提供营养。为探究赤霉素在某种禾谷类种子萌发过程中的作用，某团队设计并实施了A、B、C三组实验，结果如图。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 本实验中只有A组是对照组
B. 赤霉素导致糊粉层细胞中贮藏蛋白质的降解速率下降
C. 赤霉素合成抑制剂具有促进种子萌发的作用
D. 三组实验中，蛋白酶活性由高到低依次为B组、A组、C组
【答案】D
【解析】
【分析】分析题图，实验的自变量包括处理时间和处理方式，用蒸馏水处理组属于空白对照组，而当研究处理时间时，处理时间为0的ABC组都是对照组。
【详解】A、本实验的自变量是处理方式及时间，A组属于空白对照组，但当自变量为时间时，处理时间为0的B组和C组也是对照组，A错误；
B、添加赤霉素的B组，蛋白质总含量低于未加入赤霉素的A组，更低于用赤霉素合成抑制剂处理的C组，说明赤霉素导致糊粉层细胞中贮藏蛋白质的降解速率增加，B错误；
C、赤霉素可促进蛋白质的分解，为幼苗生长提供营养，促进萌发，而赤霉素合成抑制剂抑制蛋白质的降解，抑制种子萌发，C错误；
D、随着时间变化，蛋白质总含量C组大于A组大于B组，说明B组蛋白质最少，酶活性最高，即蛋白酶活性由高到低依次为B组、A组、C组，D正确。
故选D。
19. 实验小组欲利用性反转实验研究某种鱼类的性别决定方式属于XY型还是ZW型，其原理是甲基睾丸酮（MT）能诱导雌性鱼反转为雄性鱼，但不改变性染色体组成，实验过程如图所示（染色体组成为YY或WW的个体无法存活）。下列有关说法正确的是（ ）
A. ①处投喂的是普通饲料，②处投喂的是MT饲料
B. 该鱼的性别由性染色体上的基因决定，不受环境影响
C. 若子代群体中雌性：雄性=2:1,则该鱼的性别决定方式为ZW型
D. 若子代群体中雌性：雄性=1:1,则该鱼的性别决定方式为XY型
【答案】C
【解析】
【分析】题意分析，甲基睾丸酮（MT）能诱导雌性鱼反转为雄性鱼，但不改变性染色体组成，若该鱼的性别决定方式为XY型，则XX型雌性鱼性反转后染色体组成仍然为XX，该鱼和正常的雌性鱼杂交，杂交的组合为XX×XX，子代的性染色体组成均为XX，因此全部为雌性；若该鱼的性别决定方式为ZW型，则ZW型雌性鱼性反转后染色体组成仍然为ZW，该鱼和正常的雌性鱼杂交，杂交的组合为ZW×ZW，子代的性染色体组成为ZZ∶ZW∶WW（致死）=1∶2∶1，雌性∶雄性=2∶1。
【详解】A、根据题意可知，MT能将雌性鱼性反转为雄性鱼，因此投喂饲料①为MT饲料，投喂的目的是使雌性鱼性反转为雄性，杂交后统计子代的性别比例，因此投喂饲料②是普通饲料，A错误；
B、根据题意可知，鱼的性别受性染色体决定，但是也受环境的影响，B错误；
CD、若该鱼的性别决定方式为XY型，则XX型雌性鱼性反转后染色体组成仍然为XX，该鱼和正常的雌性鱼杂交，杂交的组合为XX×XX，子代的性染色体组成均为XX，因此全部为雌性；若该鱼的性别决定方式为ZW型，则ZW型雌性鱼性反转后染色体组成仍然为ZW，该鱼和正常的雌性鱼杂交，杂交的组合为ZW×ZW，子代的性染色体组成为ZZ∶ZW∶WW（致死）=1∶2∶1，雌性∶雄性=2∶1，C正确，D错误。
故选C。
20. 某高等雄性动物基因型为AaBbCc，基因A和b位于同一条染色体上。将该动物的一个精原细胞（DNA被32P全部标记）置于不含32P的培养液中培养。该细胞进行一次有丝分裂后，其中的一个子细胞又进行减数分裂后得到的精细胞如图所示（不考虑基因突变和另一对染色体的互换），其中仅1号染色体上不带有32P标记。只考虑图中所示染色体，关于该精原细胞产生的另外三个精细胞的叙述正确的是（ ）
A. 精细胞的基因型可能为Abc，1号和2号染色体的DNA均不含32p
B. 精细胞的基因型可能为ABC，1号和2号染色体的DNA可能均含32p
C. 精细胞的基因型可能为abC，1号和2号染色体的DNA可能均含32p
D. 精细胞的基因型可能为aBC，1号和2号染色体的DNA可能均含32P
【答案】D
【解析】
【分析】减数分裂染色体复制一次，细胞连续分裂两次，子细胞染色体数目减半。
一个精原细胞（DNA被32P全部标记）在不含32P的培养液中经一次有丝分裂后，再进行减数分裂，根据DNA半保留复制的特点，减数分裂染色体复制后有一半染色单体被标记，有一半染色单体没有被标记。
【详解】一个精原细胞（DNA被32P全部标记）在不含32P的培养液中经一次有丝分裂后，再进行减数分裂，根据DNA半保留复制的特点，减数分裂染色体复制后有一半染色单体被标记，有一半染色单体没有被标记，由于图中的精细胞中的1号染色体上不带有32P标记，且1号染色体上有A和B基因，可能是1号染色体上两条没有被标记的非姐妹染色单体的B/b发生互换，图中的精细胞的基因型为ABc，另一个与该精细胞来自同一个次级精母细胞的精细胞的基因型为Abc，则1号染色体含有32P，2号染色体不含32P，另一个次级精母细胞的基因型为aaBbCC，含有a和B基因的染色单体含有32P，含有a和b基因的染色单体不含有32P，含有C基因的两条姐妹染色单体一条含有32P，一条不含有32P，经过减数第二次分裂得到的两个精细胞的基因型为abC和aBC，基因型为abC，1号染色体不带有32P标记，2号可能含32p，基因型为aBC，则1号和2号染色体的DNA可能均含32P，ABC错误，D正确。
故选D。
二、非选择题（本大题共5小题，共60分。）
21. 太湖流域每年都会因N、P排放超标，出现严重的富营养化现象，对周围居民的生活和饮水安全造成影响。如图为科研人员通过对太湖某区域的生物组成及其食物关系调查，绘制的部分食物网示意图。回答下列问题：
（1）上图所示的食物网中所有生物___________（“能”或“不能”）构成一个群落，理由是___________。食物链乃至食物网能否形成取决于哪一项？___________
A. 可利用太阳能 B. 初级消费者可同化的能量
C. 总初级生产量 D. 净初级生产量
（2）太湖中的鲢鱼主要生活在水体上层，鲚鱼、银鱼主要生活在水体中层和中下层，鲫鱼主要生活在水体底层，这样的群落结构在生态学上的意义是___________。
（3）当湖水出现富营养化时，通过投入生态浮床和种植挺水植物，能够一定程度抑制藻类等浮游植物生长，分析其原因是___________（答出两点即可）。
（4）研究者用血球计数板（1mm×1mm×0.1mm）对治理后的某单细胞藻进行计数。在相同样点取多个湖水样品混合后，稀释100倍进行计数，结果如图所示。治理后该藻种群密度为___________个/L。
（5）下表为太湖某区域生态系统的能量分析数据（单位：KJ·m-2·a-1），其中Ⅰ—Ⅳ表示食物链中不同的营养级，能量X为用于生长发育的能量。则表中生物类群V和能量Y分别表示的是___________和___________，最高营养级及其上一营养级之间的能量传递效率为___________（保留两位小数）。
【答案】21. ①. 不能 ②. 食物网只涉及生产者和消费者，不包括分解者 ③. B
22. 使生物充分利用空间、食物等环境资源
23. 生态浮床和芦苇等挺水植物遮挡阳光抑制藻类生长；吸收水中的N、P等无机盐抑制藻类生长
24. 6×1011 25. ①. 分解者 ②. 呼吸作用以热能形式散失的能量 ③. 5.53%
【解析】
【分析】生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递，三者缺一不可；物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态；信息传递是双向的，能量流动是单向的，物质循环具有全球性。每一营养级能量的去路：①流向下一营养级（最高营养级除外），②自身呼吸消耗，③分解者分解利用，④未被利用。
【小问1详解】
生物群落包括生态系统中全部的生物，该食物网中只含有部分生产者和消费者，缺少分解，不能构成一个生物群落。从能量流动角度分析，由于能量传递效率的不同导致两条食物链的营养级数量不同。食物链乃至食物网能否形成取决初级消费者可同化的能量，B正确，ACD错误。
故选B。
【小问2详解】
鲢鱼主要生活在水体上层，鲚鱼、银鱼主要生活在水体中层和中下层，鲫鱼主要生活在水体底层，这体现了群落的垂直结构，该结构使生物充分利用空间、食物等环境资源。
【小问3详解】
生态浮床和芦苇等挺水植物遮挡阳光抑制藻类生长，同时吸收水中的N、P等无机盐抑制藻类生长，因此投入生态浮床和种植挺水植物，能够一定程度抑制藻类等浮游植物生长。
【小问4详解】
据题意可知，该血球计数板的规格为l mm×1 mm×0.1 mm，25×16，即一个大方格含有25个中方格，据图可知，一个中方格有24个某单细胞藻，因此一个大方格酵母菌数量为24×25=600个，一个大方格内的细胞悬液体积是0.1微升，1微升=0.001毫升，培养液稀释倍数为100倍，因此培养液中某单细胞藻的密度为600×104×102×103=6×1011个/L。
【小问5详解】
表中I—IV表示食物链中不同的营养级，所以Ⅴ不属于生产者和消费者，是分解者；能量X+能量Y=同化的能量，而同化的能量中大部分是通过呼吸作用消耗，所以Y表示呼吸作用以热能形式散失的能量；根据同化的能量的数据，最高营养级是Ⅳ，上一营养级Ⅲ，二者之间的能量传递效率为（0.88×10⁵）÷（15.91×10⁵）=5.53%。
22. 水体中CO2扩散速率较慢，但水生植物仍然能够获得CO2进行光合作用。下图为衣藻固定CO2的机制，请回答下列问题。
（1）PSI和PSⅡ表示光系统I和光系统Ⅱ，据图推测PSI和PSII都是由______和蛋白质组成的复合物，两者在功能上的共同点是______。与PSI相比，PSⅡ还具有的显著功能是可以完成______。
（2）HCO3- 通过细胞膜和叶绿体膜的方式为______。在_______中，HCO3-被CAH3酶催化脱水生成CO2，CO2随后进入真核藻类特有的“蛋白核”中参与光合作用，据此推测“蛋白核”分布的场所是______，其中富含催化______的Rubisc，生成的三碳酸进一步反应还需要______（物质）。
（3）已知当细胞中O2浓度较高时，Rubisc还能够催化五碳糖与O2反应进行光呼吸，降低光合作用效率。但衣藻仍能通过其CO2固定机制提高光合作用的原因是______。
【答案】（1） ①. 光合色素 ②. 吸收、（传递、）转化光能（并催化光反应的进行） ③. 水的光解
（2） ①. 主动转运 ②. 类囊体（腔） ③. 叶绿体基质 ④. CO2固定 ⑤. ATP和NADPH
（3）在叶肉细胞中，HCO3- 经过一系列的变化在CAH3酶催化下生成CO2，最终进入真核藻类特有的“蛋白核”中释放CO2，提高了Rubisc附近的CO2浓度，降低光呼吸，从而提高光合作用效率
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，其过程是：色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP。暗反应发生在叶绿体基质中，首先发生的物质变化是CO2固定，即CO2和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物；然后，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。
【小问1详解】
由题图呈现的信息可知：光系统Ⅰ和光系统Ⅱ都能吸收、传递、转化光能，说明PSI和PSII都是由光合色素和蛋白质组成的复合物。与PSI相比，PSⅡ还具有的显著功能是可以完成水的光解。
【小问2详解】
题图显示：HCO3-的跨膜转运需要消耗ATP，说明其方式为主动转运（主动运输）。HCO3-最终进入类囊体腔，在类囊体（腔）中，HCO3-被CAH3酶催化脱水生成CO2，CO2参与暗反应阶段的二氧化碳固定，据此推测“蛋白核”分布的场所是叶绿体基质，其中富含催化二氧化碳固定的Rubisc，生成的三碳酸被还原还需要光反应产生的ATP和NADPH。
【小问3详解】
由题意可知：Rubisc除了能催化二氧化碳固定外，当细胞中O2浓度较高时，Rubisc还能够催化五碳糖与O2反应进行光呼吸，降低光合作用效率。说明CO2与O2竞争性结合Rubisc的同一活性位点，据此推知当细胞中O2浓度较高时，衣藻仍能通过其CO2固定机制提高光合作用的原因是：在叶肉细胞中，HCO3- 经过一系列的变化在CAH3酶催化下生成CO2，最终进入真核藻类特有的“蛋白核”中释放CO2，提高了Rubisc附近的CO2浓度，降低光呼吸，从而提高光合作用效率。
23. 为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达，运用重组酶技术构建质粒。重组酶技术指的是重组酶通过识别两个DNA片段上的特定相同序列，将不同DNA片段连接，从而实现DNA重组，如下图1所示。请回答下列问题：
（1）分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时，配制的两个反应体系中不同的有______。PCR技术扩增循环中温度最低的步骤是______,添加dNTP的目的是______,同时缓冲液中通常还需加入______以激活耐高温的Taq DNA聚合酶。
（2）有关基因序列如下图2。引物F2-F、F1-R应在下列选项中选用______。
（3）运用重组酶技术构建质粒：当融合基因两侧的小段序列与线性质粒载体上某序列相同时，将其混合后，在重组酶作用下可将融合基因与质粒连接，形成环化质粒。该技术与双酶切一样可以保证融合基因与质粒的______,但重组效率比双酶切高，而且可以不受质粒上______的限制，可以通过合理设计引物在任意位点插入融合基因。环化质粒可直接用于导入经______处理的大肠杆菌，完成______实验。
（4）如图1所示，转化后的大肠杆菌需选择培养基进行筛选，下列叙述错误的有______。
A. 是否产生氨苄青霉素可作为筛选大肠杆菌是否转化的依据
B. 转化后的大肠杆菌需培养一段时间后接种至选择培养基进行筛选
C. 将梯度稀释后的菌液用接种环在培养基表面进行划线获得单菌落
D. 选择培养基上常常会出现大量杂菌形成的菌落
（5）为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计，用不同菌落的质粒为模板，用引物F1-F和F2-R进行了PCR扩增，质粒P1~P4的扩增产物电泳结果如图3。根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有______。
（6）对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认，原因是______。
【答案】（1） ①. 模板（片段F1、片段F2）、引物 ②. 退火（复性） ③. 为DNA复制提供原料和能量 ④. Mg2+
（2）CD （3） ①. 正确连接（或定向连接） ②. 酶切位点（低温、低浓度） ③. CaCl2 ④. 转化
（4）ACD （5）P3、P4
（6）琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA分子的大小，无法确定待检测DNA分子的碱基序列
【解析】
【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，标记基因便于目的基因的鉴定和筛选；
（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。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法；
（4）目的基因的检测与鉴定：
分子水平上的检测：
①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因——DNA分子杂交技术；
②检测目的基因是否转录出了mRNA——分子杂交技术；
③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原-抗体杂交技术。
个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【小问1详解】
PCR反应进行的条件：引物、酶、dNTP、模板和缓冲液（其中需要Mg2+）。分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时， 配制的两个反应体系中不同的有模板（片段F1、片段F2）和引物，相同的有酶（耐高温的Taq DNA聚合酶）、dNTP（四种游离的脱氧核糖核苷酸，为DNA复制提供原料和能量）和缓冲液（其中需要Mg2+，以激活耐高温的Taq DNA聚合酶），PCR的扩增分为三步，变性（90-95℃）、复性（退火）（60-65℃）、延伸（70-75℃），所以温度最低的步骤是退火（复性）。
【小问2详解】
由图1可知，引物F2-F用于扩增F2片段，引物F1-R用于扩增F1片段，5'-GACGAG-3'能与AnB1中左侧部分序列进行碱基互补配对，5'-CTGCAG-3'能与EGFP中的右侧部分序列进行碱基互补配对，AB错误，BD正确。
故选BD。
【小问3详解】
传统重组质粒构建需要使用限制性内切核酸酶（限制酶）切割质粒使其具有与目的基因相同的黏性末端，之后再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接成重组质粒。而PCR产物片段与线性质粒载体混合后，由于PCR产物片段和线性质粒载体具有同源序列，可通过重组酶形成环化质粒。该技术与双酶切一样可以保证融合基因与质粒的正确连接（或定向连接），但重组效率比双酶切高，而且可以不受质粒上酶切位点（低温、低浓度）的限制，可以通过合理设计引物在任意位点插入融合基因。环化质粒导入大肠杆菌前先用CaCl2处理的大肠杆菌，使之成为感受态，这样有利于吸收周围环境中的环化质粒，以便完成转化实验。
【小问4详解】
A、根据图1可知，重组质粒中含有氨苄青霉素抗性基因，可作为筛选大肠杆菌是否转化的依据，A错误；
B、为了筛选含目的基因的重组质粒的大肠杆菌，可在培养大肠杆菌的通用培养基中加入氨苄青霉素，培养一段时间挑选出对应的菌落进一步培养获得大量目的菌，B正确；
C、稀释涂布平板和平板划线法均为分离纯化细菌的方法，平板划线法获得单菌落时不用将菌液进行梯度稀释，而使用稀释涂布平板分离纯化细菌时才需要将菌液进行梯度稀释，C错误；
D、转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，一般含有重组质粒的大肠杆菌才能发展为菌落，故不会出现大量杂菌形成的菌落，D错误；
故选ACD。
【小问5详解】
EGFP为720bp，AnB1为390bp，二者的总大小为720bp+390bp=1100bp，用引物F1-F和F2-R进行了PCR扩增，其大小接近于P1、P2，根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有P3、P4。
【小问6详解】
琼脂糖凝胶电泳技术仅能用于分析待检测DNA分子的大小，无法确定待检测DNA分子的碱基序列，因此对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认。
24. “秃顶”和“非秃顶”是一对相对性状，由基因T和t控制，其中男性只有基因型为tt时才表现为非秃顶，而女性只有基因型为TT时才表现为秃顶。人的色觉正常与红绿色盲是由另一对等位基因B和b控制，且两对基因独立遗传。某家系各成员表型如下：
回答下列问题：
（1）人类秃顶的基因位于______染色体上，其遗传遵循______定律。
（2）I1基因型为______,其减数分裂过程中一定含2个b基因的细胞为______。I1和I2再生一个秃顶、色觉正常儿子的概率为______。Ⅲ1的表型可能为______。
（3）请用遗传图解表示I3和I4生育后代的情况。______
（4）若在某个群体，男性中秃顶所占比例为51%,则女性中秃顶的比例为______。
（5）调查红绿色盲的发病率时，面对的调查群体是______（“普通人群”或“患者家系”）。已知一个群体中，红绿色盲的基因频率和基因型频率保持不变，且男性群体和女性群体的该致病基因频率相等。在男性中，红绿色盲的基因频率就是发病率，对此合理的解释是______。
【答案】（1） ①. 常 ②. 分离
（2） ①. TtXBXb ②. 初级卵母细胞 ③. 3/16 ④. 秃顶、色觉正常或秃顶、红绿色盲
（3） （4）9%
（5） ①. 普通人群 ②. 红绿色盲为伴X染色体遗传病，男性个体只含有1条X染色体
【解析】
【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。
【小问1详解】
由于红绿色盲基因位于X染色体上，而“两对基因独立遗传”，因此秃顶的基因位于常染色体上，其遗传遵循基因的分离定律。
【小问2详解】
I1为正常女性，根据后代女性秃顶基因型为TT可知，I1的基因型为Tt，后代男性为红绿色盲，则I1的基因型为XBXb，因此I1的基因型为TtXBXb；减数第一次分裂后期，同源染色体分离，则其减数分裂过程中一定含2个b基因的细胞为初级卵母细胞。I2的基因型为TtXBY，与I1TtXBXb婚配，再生一个秃顶色觉正常儿子的概率为3/4×1/4=3/16。Ⅱ2的基因型为TTXBXB或TTXBXb，Ⅱ3的基因型为TtXbY，则后代一定是TT或Tt，男性表现为秃顶，男性关于红绿色盲的基因型为XBY或XbY，因此Ⅲ1的表型可能为秃顶、色觉正常或秃顶、红绿色盲。
【小问3详解】
I3的基因型为TTXbXb，I4的基因型为ttXBY，则其杂交的遗传图解为：
。
【小问4详解】
若在某个群体中，男性秃顶所占比例为51%，则非秃顶BB占49%，计算得出B的基因频率为70%，b的基因频率为30%。因此，女性秃顶（基因型为bb）的比例为30%×30%=9%。
【小问5详解】
调查遗传病的发病率需要在普通人群中进行。由于红绿色盲为伴X染色体遗传病，男性个体只含有1条X染色体，因此在男性中，红绿色盲的基因频率就是发病率。
25. 长期精神紧张、焦虑或情绪波动等刺激会导致毛囊细胞数量减少引起脱发。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如下图1所示。
（1）下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌糖皮质激素的体液调节方式为______，______激素（写出一种即可）的分泌也存在该调节方式。糖皮质激素能与成纤维细胞内受体结合，形成激素—受体复合物，______Cas6蛋白基因表达，从而调节靶细胞活动。
（2）研究人员将正常小鼠和控制糖皮质激素合成基因缺失小鼠分组饲养后，检测体内促肾上腺皮质激素水平。请预测，基因缺失小鼠体内促肾上腺皮质激素水平应______（填“低于”“等于”或“高于”）正常小鼠，理由是______。
（3）已知：长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。为验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响，某兴趣小组做了以下实验：取生理状况相同的黑色小鼠若干只，随机均分为几组。对实验组动物进行如下处理：一组切除肾上腺；一组束缚；一组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量（生长情况）。请设计用于记录实验结果的表格并将预测的结果填入表中____。
（4）长期精神紧张、焦虑或情绪波动还会通过上调糖皮质激素相关信号通路激活细胞，释放一些炎症因子导致胃肠道黏膜损伤。研究发现，当胃或肠道遭受毒素入侵后，分布在肠嗜铬细胞膜上的Ca2+通道被激活，并释放大量5-羟色胺（5-HT），其周围的迷走神经感觉末梢能接收5-HT并将信号传送到脑干孤束核，脑干孤束核内的神经元一方面激活“厌恶中枢”，产生与“恶心”相关的厌恶性情绪；另一方面激活脑干的呼吸中枢，通过调节负责膈肌和腹肌同时收缩的神经元，引发呕吐行为。我国科学家首次详细绘制出了小鼠从肠道到大脑的防御反应神经通路，具体过程如图2所示。回答下列问题：
①图2中的迷走神经属于______ （填“传入神经”或“传出神经”）,迷走神经感觉末梢产生兴奋时，膜外的电位变化为______。
②研究发现，脑干孤束核中有多种神经元，其中只有表达速激肽基因的神经元（M）能接收到迷走神经传来的信息，并通过释放速激肽来传导信息。已知化学遗传学技术可特异性抑制M神经元，请以正常小鼠为实验材料，设计实验加以验证，简要写出实验思路：______。
【答案】（1） ①. 分级调节 ②. 性激素##甲状腺激素 ③. 抑制
（2） ①. 高于 ②. 基因缺失小鼠不能产生糖皮质激素，不能抑制垂体分泌促肾上腺皮质激素
（3）长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛数量（生长情况）影响的实验结果记录表
（4） ①. 传入神经 ②. 由正变负 ③. 取生理状态相同的健康小鼠均分为甲，乙两组,甲组用化学遗传学技术特异性抑制M神经元，乙组对照，用毒素刺激两组小鼠,观察小鼠的呕吐行为【解析】
【分析】分析图1：下丘脑借助“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”并通过垂体调节肾上腺分泌糖皮质激素，糖皮质激素与相应的受体结合后形成的激素—受体复合物会抑制Cas6蛋白基因的表达，从而调节靶细胞活动。分析图2：毒素作用于肠嗜铬细胞，激活肠嗜铬细胞膜上的Ca2+通道，释放的大量5-羟色胺（5-HT）被其周围的迷走神经感觉末梢接收并将信号通过迷走神经传送到脑干孤束核，进而激活“厌恶中枢”和呼吸中枢，产生与“恶心”相关的厌恶性情绪和引发呕吐行为，说明迷走神经为传入神经。
【小问1详解】
下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌糖皮质激素是通过“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”来实现的，其体液调节方式为分级调节，性激素和甲状腺激素的分泌也存在分级调节。分析图1可知：糖皮质激素与成纤维细胞内的受体结合后形成的激素—受体复合物会抑制Cas6蛋白基因的表达。
【小问2详解】
控制糖皮质激素合成基因缺失小鼠不能产生糖皮质激素，不能抑制垂体分泌促肾上腺皮质激素，因此基因缺失小鼠体内促肾上腺皮质激素水平应高于正常小鼠。
【小问3详解】
本实验为验证性实验，其结论是已知的，即长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑，这些刺激会引起下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌糖皮质激素，糖皮质激素与成纤维细胞内的受体结合后形成的激素—受体复合物会抑制Cas6蛋白基因的表达，导致毛囊细胞数量减少引起脱发。由此可见，对照组小鼠没有经历过度紧张、焦虑刺激并且肾上腺功能正常，因此对照组小鼠的体毛数量无明显变化。对于实验组小鼠而言，切除肾上腺、切除肾上腺并束缚的两组小鼠，因为不能产生糖皮质激素，不会抑制Cas6蛋白基因的表达，所以体毛都会增多；保留肾上腺并加以束缚的一组小鼠，会经历过度紧张、焦虑的刺激并且肾上腺功能正常，因此会出现为脱毛现象。预测的实验结果如下表所示：
【小问4详解】①由题意可知：迷走神经感觉末梢能接收5-HT并将信号通过“迷走神经”传送到脑干孤束核，进而将信号传送到“厌恶中枢”，说明迷走神经属于传入神经。迷走神经感觉末梢产生兴奋时，Na+内流，导致膜外的电位由正电位变为负电位。生物类群
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
同化能量
871.27×105
141.1×105
15.91×105
0.88×105
211.85×103
能量X
369.69×105
6177×105
2.81×105
0.34×105
19.26×105
能量Y
501.58×105
79.33×105
13.1×105
0.54×105
192.59×105
对照
切除肾上腺
束缚
切除肾上腺并束缚
体毛数量
无明显变化
体毛增多（生长旺盛）
脱毛
体毛增多（生长旺盛
对照
切除肾上腺
束缚
切除肾上腺并束缚
体毛数量
无明显变化
体毛增多（生长旺盛）
脱毛
体毛增多（生长旺盛）
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