【生物】山东省德州市2024-2025学年高三上学期开学考试（解析版）

这是一份【生物】山东省德州市2024-2025学年高三上学期开学考试（解析版），共25页。
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷（选择题 共45分）
一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求
1. 细胞中的大液泡是在细胞增大过程中由许多小液泡融合而成，液泡可与内质网上脱落下来且含有水解酶的小泡融合，在植物细胞自噬过程中，水解酶发挥非常重要的作用。下列说法错误的是（ ）
A. 植物细胞大液泡的形成过程体现了生物膜具有一定的流动性
B. 在植物细胞自噬过程中，液泡合成的水解酶可将衰老、损伤的细胞器分解
C. 当植物细胞缺乏营养物质时，细胞自噬过程可能会增强
D. 水解酶进入液泡前需要经过内质网加工
【答案】B
【分析】细胞自噬是指在一定条件下，细胞内受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解再利用。此外，处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量。通过细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器以及感染的微生物和毒素。有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。
【详解】A、由题干可知，大液泡是在细胞增大过程中由许多小液泡融合而成，因此可以体现生物膜具有一定的流动性，A正确；
B、水解酶的化学本质是蛋白质，是在核糖体中合成的，液泡不能合成，B错误；
C、在营养缺乏时，细胞通过增强自噬作用，将胞质中可溶性蛋白和部分细胞器降解成氨基酸等用于供能和生物合成，以维持细胞的重要功能，C正确；
D、水解酶由核糖体合成，经内质网和高尔基体加工和包装，然后进入液泡中，D正确。
故选B。
2. 视紫红质是噬盐厌氧细菌细胞膜上的一种蛋白质，该蛋白中含有可以吸收光能的视黄醛基团。缺氧时，在光的作用下，噬盐厌氧细菌能够通过视紫红质产生外高内低的氢离子浓度，这种浓度梯度可被另一种膜蛋白用于ATP的合成。细菌视紫红质结构如下图所示，下列说法错误的是（ ）
A. 视黄醛基团吸收光会引起视紫红质的空间结构发生改变
B. 噬盐厌氧细菌合成ATP的膜蛋白具有催化和运输的功能
C. H+进出噬盐厌氧细菌的运输方式不同
D. 缺氧时，膜蛋白上合成的ATP可用于叶绿体中有机物的合成
【答案】D
【分析】嗜盐细菌是一种厌氧菌，只进行无氧呼吸，属于原核生物。
【详解】A、依据题干信息，视黄醛基团在缺氧条件下，吸收光能，进而使视紫红质产生外高内低的氢离子浓度，依据图示信息，H+逆浓度梯度运输至膜外，说明视紫红质是一种载体蛋白，其在发挥作用时，其空间结构会发生改变，A正确；
B、噬盐厌氧细菌合成ATP的膜蛋白具有催化（具有ATP合成酶的催化作用）、运输（运输H+的作用），B正确；
C、由于细胞内的H+浓度低于膜外，故H+进入噬盐厌氧细菌的运输为被动运输，H+排出噬盐厌氧细菌的运输为主动运输，即H+进出噬盐厌氧细菌的运输方式不同，C正确；
D、细菌中无叶绿体，故缺氧时，膜蛋白上合成的ATP不可用于叶绿体中有机物的合成，D错误。
故选D。
3. 在内质网和高尔基体之间存在一种管泡状膜结构，称为内质网—高尔基体中间体，简称ERGIC。在经典分泌途径（具有信号肽序列的分泌蛋白的分泌）中，ERGIC会对蛋白质的运输方向进行选择，若蛋白质是错误分选运输至ERGIC，其会产生反向运输的膜泡将蛋白质运回内质网。研究发现，一些不含信号肽的蛋白质可不依赖于经典分泌途径而被释放到细胞外，这些分泌途径统称为非经典分泌途径。下列说法错误的是（ ）
A. 内质网、ERGIC、膜泡参与构成细胞的生物膜系统
B. 在经典分泌途径中，对于正确分选的蛋白质，ERGIC会将其运输至高尔基体
C. 可用荧光染料标记ERGIC膜蛋白，通过观察细胞中荧光的迁移途径来确定某种蛋白的分泌途径
D. 非经典分泌途径可作为经典分泌途径的有效补充，共同参与细胞内蛋白质稳态的维持
【答案】C
【分析】一、分泌蛋白是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质，分泌蛋白的合成加工和运输过程：最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质由囊泡包裹着到达高尔基体，高尔基体对其进行进一步加工，然后形成囊泡经细胞膜分泌到细胞外，该过程消耗的能量由线粒体提供。
二、真核细胞的生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜。真核细胞的内质网膜可以与核膜的外膜直接相连，内质网膜还可与细胞膜直接相连，是细胞内物质运输的桥梁。
【详解】A、细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统，根据题干信息，内质网、ERGIC、膜泡均参与构成细胞的生物膜系统，A正确；
B、依据题干信息，经典分泌途径中，ERGIC会对蛋白质的运输方向进行选择，若蛋白质是错误分选运输至ERGIC，其会产生反向运输的膜泡将蛋白质运回内质网，即对于正确分选的蛋白质，ERGIC会将其运输至高尔基体，B正确；
C、蛋白质在细胞中分泌途径的研究方法可以用放射性同位素标记蛋白质的原料氨基酸，追踪它经过的细胞结构，但是用荧光染料标记ERGIC膜蛋白，依据题干信息，ERGIC在细胞内运输方向是不确定的，无法判断蛋白质在细胞中分泌途径，C错误；
D、非经典分泌途径是指一些不含信号肽的蛋白质可不依赖于经典分泌途径而被释放到细胞外，故非经典分泌途径可作为经典分泌途径的有效补充，共同参与细胞内蛋白质稳态的维持，D正确。
故选C。
4. 为了定量探究不同温度对酶活性影响的差别，某同学利用淀粉酶和淀粉溶液等实验材料进行了下列实验：设置0℃、20℃、40℃、60℃、80℃、100℃这6个温度梯度进行催化反应，从反应开始，每隔1min从每个反应管中吸取一滴反应液用碘液检验淀粉的有无，记录反应液中检测不到淀粉所需的时间。下列说法错误的是（ ）
A. 该实验各组之间可以相互对照，形成对比实验
B. 设置预实验可以减小实验误差
C. 该实验材料不可用过氧化氢酶和过氧化氢溶液替代
D. 可用反应液中检测不到淀粉所用时间的倒数作为酶活性的检测指标
【答案】B
【分析】一、酶能够降低化学反应的活化能。
二、影响酶活性的因素是温度、pH等。生物实验遵循的一般原则是对照原则、等量原则、单一变量原则和控制无关变量原则等。
【详解】A、该实验各组不同的温度之间可以构成相互对照，形成对比实验，A正确；
B、设置预实验的目的可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性，但不是减小实验误差，B错误；
C、高温可以导致过氧化氢的分解，所以该实验材料不可用过氧化氢酶和过氧化氢溶液替代，C正确；
D、反应液中检测不到淀粉所用时间越长，说明其酶活性越低，反之，越高，故可用反应液中检测不到淀粉所用时间的倒数作为酶活性的检测指标，D正确。
故选B。
5. “θ”型复制是某些环状DNA复制的方式，从环状双链DNA特定的复制点开始，以正负两链为模板双向进行，正（+）链膨大，负（-）链内陷，形成像希腊字母“θ”的形状。一条新生子链沿母链（+）内侧延长，另一条子链沿母链（-）外侧延长，当延长到一定长度时，通过相应酶连接成闭环，形成两个子代DNA分子。下列说法正确的是（ ）
A. 参与该过程的酶有解旋酶和DNA连接酶等
B. 复制形成的两条子链的碱基序列相同
C. 闭环前，每条子链的3′端有一个游离的磷酸基团
D. “正链膨大，负链内陷”过程中氢键断裂不需要消耗能量
【答案】A
【分析】一、DNA分子复制的特点：半保留复制；边解旋边复制，两条子链的合成方向是相反的。
二、复制需要的基本条件：（1）模板：解旋后的两条DNA单链；（2）原料：四种脱氧核苷酸；（3）能量：ATP；（4）酶：解旋酶、DNA聚合酶等。
三、DNA精确复制的保障条件：（1）DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板；（2）碱基互补配对，保证了复制能够精确地进行。
【详解】A、DNA复制过程中需要解旋酶打开氢键，DNA连接酶催化磷酸二酯键连接成闭环，形成两个子代DNA分子链，故参与环状DNA复制过程的酶有解旋酶和DNA连接酶等，A正确；
B、DNA的两条链是碱基互补的关系，故复制形成的两条子链的碱基序列不同，B错误；
C、闭环前，每条子链的5′端有一个游离的磷酸基团，C错误；
D、氢键断裂需要吸收能量，D错误。
故选A。
6. 大肠杆菌的RNA聚合酶由α、β、β、σ等亚基组成，含有所有亚基的酶称全酶，无σ的酶称核心酶。离体实验表明：用全酶催化转录的RNA和细胞内所转录的RNA，其起始点相同，序列相同；若仅用核心酶催化转录，则模板链和起始点的选择具有随意性，往往同一段DNA的两条链都被转录。下列说法错误的是（ ）
A. σ亚基的作用可能是参与启动子的识别
B. 全酶所转录的RNA上三个相邻的碱基构成一个密码子
C. 核心酶可以使RNA链从5′→3′方向延伸
D. 若仅用核心酶可能会因为RNA链的互补结合而影响翻译
【答案】B
【分析】通常情况下，基因是具有遗传效应的DNA片段；真核生物的基因中包括启动子和终止子，二者分别位于基因的首端和尾端，调控基因转录过程。
【详解】A、题干信息：含有所有亚基的酶称全酶，无σ的酶称核心酶，用全酶催化转录的RNA和细胞内所转录的RNA，其起始点相同，序列相同，仅用核心酶催化转录，则模板链和起始点的选择具有随意性，可见σ亚基的作用可能是参与启动子的识别，A正确；
B、RNA分为mRNA、rRNA和tRNA，全酶所转录的mRNA上每3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基叫作1个密码子，B错误；
C、由于磷酸二酯键的形成是有方向的，RNA聚合酶催化转录过程中，游离的核糖核苷酸连接在RNA链的3′端，可见核心酶可以使RNA链从5′→3′方向延伸，C正确；
D、题干信息：仅用核心酶催化转录，则模板链和起始点的选择具有随意性，往往同一段DNA的两条链都被转录，可见若仅用核心酶可能会因为RNA链的互补结合而影响翻译，D正确。
故选B。
7. 某遗传病是由线粒体基因突变引起的，当个体有一定数量含突变基因的线粒体时才能表现出典型症状。下图为患者的家族系谱图。下列推断正确的是（ ）
A. 若Ⅱ—4与正常男性结婚，无法推断所生子女的患病概率
B. Ⅱ—5和Ⅱ—6所生女孩一定携带突变基因
C. 该遗传病的遗传符合基因的分离定律
D. 通过基因检测可以判断Ⅱ—3能否把突变基因遗传给下一代
【答案】A
【分析】细胞质遗传的特点：①母系遗传，不论正交还是反交，子代性状总是受母本（卵细胞）细胞质基因控制；②杂交后代不出现一定的分离比。
【详解】A、该遗传病由线粒体基因突变引起，并且当个体携带含突变基因的线粒体数量达到一定比例后才会表现出典型症状，故Ⅱ-4与正常男性结婚，无法推断所生子女的患病概率，A正确；
B、Ⅱ-5形成卵细胞时，细胞质中的遗传物质随机不均等分配，则Ⅱ—5和Ⅱ—6所生女孩不一定携带突变基因，B错误；
C、该遗传病是由线粒体基因突变引起的，属于细胞质遗传，而孟德尔遗传定律适用于真核生物有性生殖的细胞核遗传，故该遗传病的遗传规律不遵循基因的分离定律和自由组合定律，C错误；
D、Ⅱ—3是男性，形成精子时，精细胞的细胞质几乎全部丢掉，故不需要通过基因检测判断Ⅱ—3能否把突变基因遗传给下一代，D错误。
故选A。
8. a、b、c、d代表人体体液的4种成分，下图表示四者间的物质交换，下列说法正确的是（ ）

A. 葡萄糖分解为丙酮酸发生在内环境中
B. 淋巴细胞可存在于b、c、d中
C. 哮喘发作时，d渗透压升高，可能会引起组织水肿
D. d中的葡萄糖进入组织细胞参与氧化分解需穿过5层膜
【答案】B
【分析】淋巴起源于组织液，最终汇入血浆，该过程只能单方向进行，据此可判断b为组织液，c为淋巴，d为血浆，则a为细胞内液。
【详解】A、葡萄糖分解为丙酮酸发生在细胞质基质中，A错误；
B、分析题图可知，b为组织液，c为淋巴，d为血浆，则a为细胞内液；淋巴细胞可存在于b、c、d中，B正确；
C、哮喘发作时，d渗透压降低，可能会引起组织水肿，C错误；
D、d为血浆，葡萄糖分解发生在细胞质基质，d中的葡萄糖进入组织细胞参与氧化分解需至少穿过3层膜（d中的葡萄糖进入毛细血管细胞，再出毛细血管细胞，接着进入组织细胞氧化分解），D错误。
故选B。
9. 血压是血管内血液对单位面积血管壁的侧压力。在高温环境下脱水的病人血压会降低，机体会发生升压反射以维持血压的相对稳定，升压反射反射弧如下图。下列说法正确的是（ ）

A. 升压反射的效应器是心肌、血管和肾上腺
B. 升压反射中，肾上腺分泌肾上腺素是神经—体液调节的结果
C. 升压反射是非条件反射，该反射需要不断强化刺激，否则会减弱
D. 睡前剧烈运动，交感神经兴奋导致血压上升，可能影响睡眠
【答案】D
【分析】自主神经系统：自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成，它们的作用通常是相反的。当人体处于兴奋状态时，交感神经活动占据优势，心跳加快，支气管扩张，但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱；当人处于安静状态时，副交感神经活动占据优势，此时，心跳减慢，但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强，有利于食物的消化和营养物质的吸收。
【详解】A、升压反射的效应器是传出神经末梢及其所支配的心肌、血管和肾上腺，A错误；
B、分析题图可知，升压反射中，肾上腺分泌肾上腺素是神经调节的结果，B错误；
C、升压反射是与生俱来的，属于非条件反射，该反射不需要不断强化刺激，C错误；
D、睡前进行剧烈运动会影响睡眠，原因可能是运动时交感神经兴奋，使得心率和血压上升，可能影响睡眠，D正确。
故选D。
10. 由脂质纳米颗粒包裹流感病毒的mRNA制成的mRNA流感疫苗，可快速进入并激活树突状细胞，从而引起免疫反应。与未修饰的mRNA相比，假尿嘧啶修饰后的mRNA在细胞内不易被核酸酶水解。下列说法正确的是（ ）
A. 接种mRNA流感疫苗后，mRNA会整合到人的基因组中
B. 激活后的树突状细胞可分泌细胞因子促进浆细胞分裂、分化
C. mRNA流感疫苗翻译出的抗原蛋白与B细胞直接接触即可激活B细胞
D. 假尿嘧啶修饰的mRNA疫苗作用效果比未修饰的RNA疫苗更强
【答案】D
【分析】免疫系统包括免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质。免疫器官包括骨髓、胸腺、脾、淋巴结和扁桃体等。它们是免疫细胞生成成熟和集中分布的场所。免疫细胞包括树突状细胞、巨噬细胞等；淋巴细胞包括T淋巴细胞和B淋巴细胞。淋巴细胞主要分布在淋巴液、血液和淋巴结中。免疫活性物质是指由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质，包括抗体，细胞因子，溶菌酶。树突状细胞分布于皮肤、消化道、呼吸道等很多上皮组织及淋巴器官内。成熟时具有分支，具有强大的吞噬、呈递抗原的功能；疫苗相当于抗原，可激发机体的特异性免疫过程。
【详解】A、mRNA流感疫苗可快速进入树突状细胞，但是并不会整合到人的基因组中，A错误；
B、细胞因子是由辅助性T细胞分泌的，B错误；
C、B细胞的激活需要两个信号：信号一是抗原蛋白和B细胞直接接触，信号二是辅助性T细胞表面特定分子发生变化并与B细胞结合，C错误；
D、根据题意，与未修饰的mRNA相比，假尿嘧啶修饰后的mRNA在细胞内不易被核酸酶水解，作用效果比未修饰的RNA疫苗更强，D正确。
故选D。
11. 如图是种群增长的“J”形曲线和“S”形曲线以及在a点之后的变化曲线。下列说法正确的是（ ）
A. “J”形曲线的增长率会受到种群数量变化的影响
B. 图像反映出“S”形曲线的K值要低于“J”形曲线K值
C. Ⅱ可以代表过度放牧造成的草原种群数量的变化曲线
D. 阴影面积表示因环境阻力导致“S”形曲线增长速率逐渐降低
【答案】C
【分析】 1、“J”型曲线：指数增长函数，描述在食物充足，无限空间，无天敌的理想条件下生物无限增长的情况；
2、自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，以该种群为食的动物的数量也会增加，这就使种群的出生率降低，死亡率增高，有时会稳定在一定的水平，形成“S”型增长曲线．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，又称为K值。
【详解】A、种群“J”型曲线在食物充足，无限空间，无天敌的理想条件下生物无限增长的情况，种群增长率逐渐增大，不会受到种群数量变化的影响，A错误；
B、种群“J”型曲线在食物充足，无限空间，无天敌的理想条件下生物无限增长的情况，无K值，B错误；
C、Ⅱ的环境容纳量低于原始环境容纳量，说明环境有一定程度的破坏，可以代表过度放牧造成的草原种群数量的变化曲线，C正确；
D、图中阴影面积表示被环境阻力淘汰掉的个体，D错误。
故选C。
12. 种类繁多的叶蝉是影响茶叶产量及品质的主要原因之一。研究者调查了管理方式相同的林下茶园（茶树与高6～8米的乔木马尾松间作）和常规茶园（无树木遮阴）中的害虫叶蝉及其天敌蜘蛛，结果如表所示。下列说法正确的是（ ）
A. 要到达较好防治效果，叶蝉数量应在K/2时进行控制
B. 常规茶园中叶蝉丰富度高于林下茶园叶蝉丰富度
C. 与常规茶园相比，林下茶园主要改变了群落的水平结构
D. 可以用样方法调查某种叶蝉卵的数量
【答案】D
【分析】生物群落的结构类型：主要包括垂直结构和水平结构。
1.垂直结构：
（1）概念：指群落在垂直方向上的分层现象。
（2）原因：
①植物的分层与对光的利用有关，群落中的光照强度总是随着高度的下降而逐渐减弱，不同植物适于在不同光照强度下生长。如森林中植物由高到低的分布为：乔木层、灌木层、草本层、地被层。
②动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物，其次也与不同层次的微环境有关。如森林中动物的分布由高到低为：猫头鹰（森林上层），大山雀（灌木层），鹿、野猪（地面活动），蚯蚓及部分微生物（落叶层和土壤）。
2.水平结构：
（1）概念：指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。
（2）原因：由于在水平方向上地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，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，它们常呈镶嵌分布。
【详解】A、要到达较好防治效果，叶蝉数量应在K/2之前进行控制，以控制叶蝉的数量，A错误；
B、丰富度是指一个群落中的物种数目，叶蝉仅仅是一个种群，依据表格信息可知，常规茶园中叶蝉的数量大于林下茶园，B错误；
C、与常规茶园相比，林下茶园将茶树和乔木间作，乔木需要强光照，茶树需要弱光照，林下茶园改变了群落的垂直结构，C错误；
D、调查某种叶蝉卵的数量可以采用样方法，D正确。
故选D。
13. 研究人员用显微镜观察酒曲，发现酒曲内含有曲霉、毛霉、酵母菌等几十种微生物。酒曲活化后加入蒸熟的米即可用于酿酒。下列说法正确的是（ ）
A. 催化葡萄糖转化为乙醇的酶存在于细胞质基质，不存在于线粒体
B. 活化后的酵母菌在有氧和无氧条件下均能大量繁殖
C. 由于霉菌是需氧型生物，整个发酵过程要不断通入氧气
D. 为防止杂菌污染，米蒸熟杀死杂菌后应立刻加入酒曲
【答案】A
【分析】一、酿酒时必须要用酒曲，加入酒曲的目的是：接种酵母菌，酵母菌首先将糯米中的淀粉分解成葡萄糖，然后让酵母菌在无氧的条件下，将葡萄糖分解生成酒精和二氧化碳；
二、酵母菌的生活需要适宜的温度，防止温度太高将酵母菌杀死，过低又会降低酵母菌的活性，因此一般需将煮熟的糯米冷却到常温后再接种酵母菌。
【详解】A、葡萄糖转化为乙醇是酵母菌无氧呼吸的过程，该过程发生在细胞质基质中，因此催化葡萄糖转化为乙醇的酶存在于细胞质基质，不存在于线粒体，A正确；
B、活化后的酵母菌在有氧条件下均能大量繁殖，在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精，B错误；
C、由于霉菌是需氧型生物，在发酵过程的初期要不断通入氧气，有利于霉菌的繁殖，而发酵的后期要密闭，C错误；
D、米蒸熟杀死杂菌后应冷却到常温后加入酒曲，防止温度太高将酵母菌杀死，D错误。
故选A。
14. 中国科学家采集了某海域1146米深海冷泉附近沉积物样品，经过28℃厌氧培养一段时间后，研究人员成功分离出含有拟杆菌的混合物，并进一步研究其生物学特性。下列说法错误的是（ ）
A. 此环境下生存的拟杆菌所分泌的酶可能具有耐低温的特性
B. 有些微生物可能只有利用深海冷泉附近特有物质才能生存
C. 平板划线法和稀释涂布平板法都能对拟杆菌进行分离和计数
D. 筛选拟杆菌的气体条件同样适合制作传统泡菜
【答案】C
【分析】微生物接种的方法最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。操作方法各不相同，但是核心都是要防止杂菌的污染，保证培养物的纯度。
【详解】A、此环境下选取的样品是取自某海域1146米深海冷泉附近沉积物样品，故此环境下生存的拟杆菌所分泌的酶可能具有耐低温的特性，A正确；
B、这些微生物取自深海冷泉附近，故有些微生物可能只有利用深海冷泉附近特有物质才能生存，B正确；
C、平板划线法不能对拟杆菌进行计数，C错误；
D、泡菜的制作利用的是厌氧微生物，和拟杆菌的气体条件相同，D正确。
故选C。
15. 为获得大量次生代谢物，科学家发明了用于植物细胞悬浮培养的生物反应器。其中搅拌式生物反应器通过机械搅拌使细胞悬浮，并能调控反应器中的温度和 pH，培养多种植物细胞。下列说法正确的是（ ）
A. 次生代谢物在植物的整个生命过程中一直在合成
B. 实验中可以利用胰蛋白酶等处理愈伤组织，获得悬浮细胞
C. 植物细胞培养的方式几乎不受季节、天气等因素的限制
D. 通过搅拌增加了溶解氧含量，提高了单个细胞中次生代谢物含量
【答案】C
【分析】一、植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
二、植物组织培养技术的应用：植物繁殖的新途径（微型繁殖、作物脱毒、人工种子）、作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。
三、初生代谢是生物生长和生存 所必需的代谢活动，因此在整个 生命过程中它一直进行着。初生 代谢物有糖类、脂质、蛋白质和 核酸等。次生代谢不是生物生长 所必需的，一般在特定的组织或 器官中，并在一定的环境和时间 条件下才进行。
【详解】A、初生代谢是生物生长和生存 所必需的代谢活动，因此在整个 生命过程中它一直进行着；而次生代谢不是生物生长 所必需的，一般在特定的组织或 器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行，A错误；
B、植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，实验中可以利用纤维素酶和果胶酶等处理愈伤组织，获得悬浮细胞，B错误；
C、植物细胞培养技术的条件可以人为控制，具有快速、高效、不受季节、外部环境等条件的限制的特点，C正确；
D、搅拌可以增加溶解氧含量，但这并不直接意味着会提高单个细胞中次生代谢物的含量，次生代谢物的合成受多种因素影响；题干信息：搅拌式生物反应器通过机械搅拌使细胞悬浮，并能调控反应器中的温度和 pH，可见搅拌促进了细胞生长的条件，促进了细胞增殖，从而提高了次生代谢物总量，D错误。
故选C。
二、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求，选对但不全的得1分，有选错的得0分。
16. 将酵母菌细胞破碎后进行离心处理，把获得的只含有细胞质基质的上清液和只含有细胞器的沉淀物分别置于1号和2号试管中，将未离心处理过的酵母菌培养液置于3号试管中，再向上述3支试管中均加入等量的氧气、葡萄糖、荧光素和荧光素酶。一段时间后，检测各试管葡萄糖量及荧光强度的变化情况（不考虑3 支试管中原有 ATP 的影响）。下列说法正确的是（ ）
A. 荧光素被ATP提供的能量激活后，才可在荧光素酶的催化下发生反应从而发出荧光
B. 2号试管葡萄糖量不变且没有荧光出现
C. 若3号试管比1号试管荧光强度强，可能是在线粒体内生成了较多的ATP
D. 此实验不能得出 ATP中活跃的化学能来自葡萄糖中稳定的化学能的结论
【答案】ABC
【分析】一、酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下进行有氧呼吸，产生二氧化碳和水，在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳；
二、酵母菌有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质中，产物是丙酮酸和还原氢，第二阶段发生在线粒体基质中，产物是二氧化碳和还原氢，第三阶段发生在线粒体内膜上，产物是水；酵母菌无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸只有第一阶段产生能量；
三、酵母菌在有氧条件下无氧呼吸受抑制。
【详解】A、ATP水解释放能量，该能量可以激活荧光素，激活的荧光素在荧光素酶的催化下发生反应从而发出荧光，A正确；
B、题干信息2号试管只含有细胞器，而葡萄糖分解发生在细胞质基质中，故2号试管葡萄糖量不变且没有荧光出现，B正确；
C、荧光素发荧光需要ATP提供能量，若3号试管比1号试管荧光强度强，可能是在线粒体内生成了较多的ATP，C正确；
D、该实验1号试管和3号试管均能发生葡萄糖分解产生ATP从而使荧光素发光，而2号试管不能发生，故此实验能得出 ATP中活跃的化学能来自葡萄糖中稳定的化学能的结论，D错误。
故选ABC。
17. 同源染色体联会时可能会发生同源重组，同源重组的起始是 Spl1和MRX复合体侵入导致 DNA双链断裂并在5'端切除部分核苷酸。其中一条链延伸侵入非姐妹染色单体的 DNA中，并将 DNA缺口修复，交界处称为chiasmata。它可以将两条染色体保持在一起沿着染色体迁移并产生更多的DNA 混合区域，最后完成重组。下图表示相关DNA变化过程。下列说法正确的是（ ）
A. Spl1和MRX复合体的侵入导致部分磷酸二酯键水解
B. 同源重组的结果是导致非同源染色体上的非等位基因重组
C. chiasmata沿着染色体迁移过程中有氢键的断裂和形成
D. 发生同源重组的两条染色单体在减数分裂I后期移向细胞两极
【答案】ACD
【分析】DNA两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A与T配对，C与G配对。
【详解】A、由题干同源重组的起始是 Spl1和MRX复合体侵入导致 DNA双链断裂并在5'端切除部分核苷酸，可知，核苷酸的切除中有磷酸二酯键的水解，A正确；
B、同源重组发生在同源染色体的非姐妹单体的DNA中，B错误；
C、由题干可知，chiasmata沿着染色体迁移过程中进行DNA的双链解旋和连接，故碱基之间的氢键发生断裂和形成，C正确；
D、发生同源重组的两条染色单体分别位于互为同源染色体的两条染色体上，减数分裂I后期同源染色体分离移向细胞两级，D正确。
故选ACD。
18. 利用超富集植物对污染土壤中的重金属进行植物提取是目前最具发展前景的污染土壤植物修复方法，龙葵能超量富集镉，蜈蚣草能超量富集砷。IAA和KT（激动素，一种非天然的细胞分裂素）配合施用后，龙葵细胞膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）含量显著降低。科研人员用适宜浓度的IAA和KT探究了利用龙葵对土壤中重金属镉提取的最佳方案，实验结果如下图。下列说法正确的是（ ）
1号：不加激素的对照；2号：单加IAA龙葵单种；3号：单加KT龙葵单种；4号：IAA和KT混合施用龙葵单种；5号：单加IAA龙葵和蜈蚣草间作；6号：单加KT龙葵和蜈蚣草间作；7号：IAA和KT混合施用龙葵和蜈蚣草间作
A. KT是由植物体特定部位产生，对生长发育起调节作用的微量有机物
B. IAA和KT配合施用可能通过提高植物抗氧化酶活性降低MDA含量
C. 2—7号均增加了龙葵根中镉的含量，其中7号处理增加幅度最大
D. 2—7号土壤中镉均降低，IAA和KT混合施用龙葵和蜈蚣草间作对重金属污染土壤修复效果最好
【答案】BD
【分析】分析题文描述和题图可知，与1号对照组相比，单加KT龙葵单种（3号）降低了龙葵根中镉的含量；IAA和KT混合施用龙葵和蜈蚣草间作（7号）处理的龙葵根中镉的含量增加的幅度最大，土壤中镉含量降低的幅度也最大。可见，IAA和KT混合施用龙葵和蜈蚣草间作对重金属污染土壤修复效果最好。
【详解】A、KT是一种非天然的细胞分裂素，不是由植物体特定部位产生，A错误；
B、IAA和KT配合施用后，龙葵细胞膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）含量显著降低，据此可推知：IAA和KT配合施用可能通过提高植物抗氧化酶活性而降低MDA含量，B正确；
C、题图显示：除了3号实验组的龙葵根中镉的含量低于1号对照组的之外，其余实验组的龙葵根中镉的含量均高于1号对照组的，而且 7号的最高，说明3号降低了龙葵根中镉的含量，2号、4号—7号均增加了龙葵根中镉的含量，其中7号处理增加幅度最大， C错误；
D、分析题图可知：与1号对照组相比，2—7号土壤中镉的含量均降低，但7号土壤中镉含量降低的幅度最大，说明低IAA和KT混合施用龙葵和蜈蚣草间作对重金属污染土壤修复效果最好，D正确。
故选BD。
19. 经过42年不断保护，朱鹮种群数量已从被发现时的7只发展到全球突破万只大关，陕西境内野生朱鹮种群栖息地面积由被发现时的不足5平方公里扩大到1.6万平方公里。为扩大朱鹮的栖息地，保护工作者进行了野化放归实验。数年后，可通过鸣声识别的方法统计分析某野化放归群体的数量特征。下列说法正确的是（ ）
A. 1.6万平方公里的栖息地即为野生朱鹮种群的生态位
B. 鸣声识别统计种群数量的方法比标记重捕法具有低干扰的优势
C. 气候是影响朱鹮的种群数量变化的非生物因素，也属于非密度制约因素
D. 若朱鹮的种群数量超过K值，非密度制约因素作用会增强
【答案】BC
【分析】一、生态位是指一个种群在生态系统中，在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。生态位又称生态龛，表示生态系统中每种生物生存所必需的生境最小阈值；
二、凡是影响种群重要特征的因素，都会影响种群的数量变化，其中主要包括非生物因素（包括阳光、温度、水等）和生物因素（包括种内竞争、种间关系如捕食等）。
【详解】A、生态位包括栖息地、食物、天敌、与其他物种之间的关系，因此1.6万平方公里的栖息地不是野生朱鹮种群的生态位，A错误；
B、动物的声音也存在个体差异，成熟个体的声音特征往往可以长期保持稳定。因此，动物的声音可以作为一种非损伤、低干扰的标记，用于对不同个体进行识别，进而进行种群数量的监测。因此，与标记重捕法比，鸣声识别统计的方法具有非损伤、低干扰的优势，B正确；
C、影响种群重要特征的非生物因素主要包括阳光、温度、水、气候等，因此气候是影响朱鹮的种群数量变化的非生物因素，也属于非密度制约因素，C正确；
D、若朱鹮的种群数量超过K值，密度制约因素作用会增强，D错误。
故选BC。
20. 近日，北京协和医院神经外科开展的一项“利用人源神经干细胞治疗帕金森病的I期临床研究”取得突破性进展。该项研究是全球首次通过鼻黏膜移植神经干细胞治疗帕金森病，这种无创方式被证明安全有效。下列说法正确的是（ ）
A. 神经干细胞具有组织特异性
B. 可以对ips细胞进行定向诱导分化成神经干细胞
C. 以上方式治疗帕金森病理论上可以避免免疫排斥反应
D. 神经干细胞不能在体外进行大量克隆
【答案】ABC
【分析】胚胎干细胞：
(1)来源：来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。
(2)特点：具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显，在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。
【详解】A、神经干细胞属于成体干细胞，有组织特异性，A正确；
B、ips细胞可经过定向诱导分化为神经干细胞，B正确；
C、鼻黏膜移植神经干细胞来源于病人自身的体细胞，故通过以上方式治疗帕金森病理论上可以避免免疫排斥反应，C正确；
D、神经干细胞可在特定的条件下，在体外进行大量克隆，D错误。
故选ABC。
第Ⅱ卷（非选择题 共55分）
三、非选择题：本题共5小题，共55分。
21. 中国科学家通过人工合成的方式，将二氧化碳直接转化为淀粉，且合成速度超越了自然界中的植物。他们先用太阳能发电，再利用电能制氢，然后利用催化剂将高浓度的CO2在高密度氢能作用下还原成C1，然后通过C1聚合新酶，将C1聚合成C3，最后通过生物途径优化，将C3聚合成C6，再进一步合成支链和支链淀粉。简单描述为CO2+[H]→C1→C3→C6。
（1）科学家在构建C1时，首先获得了高密度氢能。高密度氢能相当于植物光合作用过程中的______（物质）。
（2）通过人工光合作用系统生产淀粉的速率不会无限增加，原因是______（写出两个）如果实验中所用CO2浓度未达到理论浓度，生产淀粉的最大速率会______。
（3）按目前的技术参数，在能量供给充足、植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，理论上1m3大小的生物反应器年产淀粉的量相当于种植5亩玉米产生淀粉的产量。请写出这种生物反应器比种植玉米淀粉产量高的原因是______。
（4）国际生物专家评价此项技术是中国科学家取得的重大颠覆性成果，请写出此项技术的意义是______。
【答案】（1）NADPH
（2）①. 太阳能产生的电能不能无限增加、二氧化碳的浓度有限、C1聚合新酶等酶的活性和数量有限 ②. 变慢
（3）人工光合作用系统没有呼吸作用消耗有机物（人工反应器能够及时将淀粉运出）
（4）为未来淀粉的工业化制造提供了可能，节约耕地和淡水，避免农药和化肥对环境的污染、解决粮食危机和提高食品安全问题、推进碳达峰和碳中和，为解决全球气候问题提供新思路
【分析】光合作用：
（1）光反应阶段：水光解产生NADPH和氧气，ADP和Pi 结合形成ATP。
（2）暗反应阶段：二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物在ATP和NADPH的作用下，还原成五碳化合物，同时ATP水解成ADP和Pi。
【小问1详解】分析题意，高浓度的CO2在高密度氢能作用下还原成C1，由此可知，高密度氢能相当于植物光合作用过程中的还原剂NADPH。
【小问2详解】因为太阳能产生的电能不能无限增加、二氧化碳的浓度有限和C1聚合新酶等酶的活性和数量有限，故通过人工光合作用系统生产淀粉的速率不会无限增加。分析题意，高浓度的CO2在高密度氢能作用下还原成C1，然后通过C1聚合新酶，将C1聚合成C3，最后通过生物途径优化，将C3聚合成C6，再进一步合成支链和支链淀粉，由此可知，如果实验中所用CO2浓度未达到理论浓度，生产淀粉的最大速率会变慢。
【小问3详解】人工光合作用系统没有呼吸作用消耗有机物，并且人工反应器能够及时将淀粉运出，故生物反应器比种植玉米淀粉产量高。
【小问4详解】此项技术为未来淀粉的工业化制造提供了可能，节约耕地和淡水，避免农药和化肥对环境的污染；解决粮食危机和提高食品安全问题；推进碳达峰和碳中和，为解决全球气候问题提供新思路。
22. 植物雄性不育是指植物的雄性生殖器官不能正常发育，不能产生可育花粉粒，而其雌性生殖器官发育正常，能接受正常花粉并受精结实的一种生物学现象。
（1）二倍体番茄是两性植物，既可自花受粉也可异花受粉。番茄的雄性可育与雄性不育是一对相对性状，分别由基因M、m控制。在杂交育种时，选用雄性不育植株的主要优点是_______。现有一番茄雄性可育株与雄性不育株杂交，F1中雄性可育株与不育株比例接近1:1，若将F1的所有植株随机传粉，则F2中雄性不育株所占比例是______。
（2）在M/m所在的染色体上还存在另一对等位基因N/n与配子致死有关。让基因型为MmNn的植株（基因在染色体上的分布情况如图所示）自交获得F1（不考虑互换），统计F1中雄性可育与雄性不育株的数量比为4:1，科研人员证实出现这种比例的原因是含基因n的雄配子部分致死，则含基因n的雄配子的致死比例为______。
（3）正常二倍体玉米染色体上存在控制种子形状的基因A（扁平头）、a（卵圆头）。研究人员将番茄中的一个雄性不育基因m通过转基因技术导入基因型为Aa的玉米的一条染色体上，请设计实验探究基因m与A/a所在染色体的位置关系（不考虑互换）。
实验思路：将该转基因玉米与表型为______的玉米杂交，观察记录所得种子形状及种下种子后获得植株的育性情况，判断m基因的插入位置。
实验结果及结论：
①若_______，则m基因与A基因位于同一条染色体上；
②若_______，则m基因与a基因位于同一条染色体上；
③若_______，则m基因与A/a位于非同源染色体上。
【答案】（1）①. 无需进行去雄 ②. 3/8
（2）1/3
（3）①. 卵圆头雄性可育 ②. 扁平头雄性不育：卵圆头雄性可育=1:1 ③. 卵圆头雄性不育：扁平头雄性可育=1:1 ④. 扁平头雄性不育：扁平头雄性可育：卵圆头雄性不育：卵圆头雄性可育=1:1:1:1
【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组合是互不干扰的；在减数分裂的过程中，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】在杂交育种时，由于雄性不育植株的雄蕊异常而雌蕊正常，因此只能作母本，无需进行去雄，杂交时减少了去雄的麻烦；由题意可知，雄性可育为显性性状、雄性不育是隐性性状，番茄雄性可育株与雄性不育株杂交，F1中雄性可育株与不育株比例接近1:1，则亲本为Mm、mm，F1的基因型及比例为Mm：mm=1:1，产生的雄配子及比例为M：m=1:3，雌配子为1/2m，因此将F1的所有植株随机传粉，则F2中雄性不育株mm所占比例是3/4×1/2=3/8；
【小问2详解】假设含基因n的雄配子的存活比例为x，则MmNn的植株产生的存活雄配子为1/（1+x)MN、x/(1+x)mn，MmNn的植株产生的雌配子为1/2MN、1/2mn，故F1中雄性不育株的比例为1/2×x/(1+x)=x/2(1+x)=1/5，解得x=2/3，故含基因n的雄配子的致死比例为1-2/3=1/3。
【小问3详解】要探究基因m与A/a所在染色体的位置关系，可将该转基因玉米与表型为卵圆头雄性可育的玉米杂交，观察记录所得种子形状及种下种子后获得植株的育性情况，判断m基因的插入位置。若m基因与A基因位于同一条染色体上，则杂交子代中扁平头雄性不育：卵圆头雄性可育=1:1；若m基因与a基因位于同一条染色体上，则杂交子代中卵圆头雄性不育：扁平头雄性可育=1:1；若m基因与A/a位于非同源染色体上，则杂交子代中扁平头雄性不育：扁平头雄性可育：卵圆头雄性不育：卵圆头雄性可育=1:1:1:1。
23. 人类心脏组织受损后难以再生。该现象可追溯到哺乳动物祖先，随着它们恒温状态的建立，心脏组织再生能力减弱。
（1）哺乳动物受寒冷刺激后，位于______的体温调节中枢兴奋，经分析、综合后，通过调节产热和散热来维持体温的相对恒定。该过程中皮肤发生的效应是______。且通过下丘脑—垂体—甲状腺轴分泌更多的甲状腺激素，该过程属于______（填“体液调节”“神经调节”或“神经一体液调节”）。
（2）活跃分裂的动物细胞多是二倍体细胞，多倍体细胞通常不能分裂。
①对比不同动物心脏中二倍体细胞所占比例及其甲状腺激素水平，结果如图。恒温动物的心脏组织因二倍体细胞比例______，再生能力较差；同时体内甲状腺激素水平______。由此表明甲状腺激素水平与心脏组织再生能力呈负相关。
②某转基因工程小鼠体内的甲状腺激素水平正常，但是心脏细胞不受甲状腺激素调节，分析原因可能是______。进一步研究发现该转基因工程小鼠心脏组织中二倍体细胞数目大幅增加，由此证明甲状腺激素______（填“促进”或“抑制”）正常小鼠心脏组织再生能力。
③为进一步验证甲状腺激素对变温动物斑马鱼心脏组织再生能力的影响与对恒温动物小鼠的影响一致。某研究小组设计了以下实验思路，请根据所给实验材料补充完整。
实验材料：成年斑马鱼、普通饲料、甲状腺激素、阿霉素一连翘苷药物组合（能使斑马鱼心脏受损，表现为心率降低）等。
实验思路：将成年斑马鱼用添加______的饲料饲喂一段时间后，选出心率降低且一致的斑马鱼均分成A、B两组，A组饲喂普通饲料，B组饲喂添加______的饲料，在相同且适宜的环境下饲养一段时间，测量并记录斑马鱼心率的恢复情况。
实验结果与结论：若_____，则证明甲状腺激素对变温动物斑马鱼心脏组织再生能力的影响与对恒温动物小鼠的影响一致。
【答案】（1）①. 下丘脑 ②. 汗腺分泌减少和皮肤血管收缩血流量减少 ③. 体液调节
（2）①. 低 ②. 高 ③. 其心脏细胞缺乏甲状腺激素受体/甲状腺激素受体结构受损/甲状腺激素受体基因的表达受到抑制/甲状腺激素受体基因被敲除 ④. 抑制 ⑤. 阿霉素—连翘苷（药物组合）⑥. 甲状腺激素 ⑦. B组斑马鱼心率恢复比A组弱
【分析】体温调节的中枢在下丘脑；方式：神经调节和体液调节，以神经调节为主。低温条件下体温调节的过程：当人处于寒冷环境中，冷觉感受器会兴奋，通过传入神经将兴奋传至神经中枢下丘脑，经下丘脑的分析综合后，经传出神经作用于效应器，引起汗腺分泌减少和皮肤血管收缩血流量减少等，从而减少散热；另外引起立毛肌收缩，骨骼肌不自主战栗，甲状腺激素和肾上腺素分泌量增加，从而增加产热，维持体温稳定。由图可知，变温动物心脏中二倍体细胞比例较高，甲状腺激素水平较低；恒温动物心脏中二倍体细胞比例较低，甲状腺激素水平偏高。
【小问1详解】体温调节中枢位于下丘脑；
哺乳动物受到寒冷刺激时，冷觉感受器会兴奋，兴奋经反射弧传至效应器，如汗腺、皮肤血管、立毛肌、骨骼肌、肾上腺、下丘脑内分泌细胞等，引起相应的效应。哺乳动物受寒冷刺激后，位于下丘脑的体温调节中枢兴奋，经分析、综合后，通过调节产热和散热来维持体温的相对恒定。该过程中皮肤发生的效应是汗腺分泌减少和皮肤血管收缩血流量减少。
另外下丘脑内分泌细胞分泌的促甲状腺激素释放激素会作用于垂体，垂体分泌的促甲状腺激素会作用于甲状腺，促进甲状腺激素的分泌，增加产热，即通过下丘脑—垂体—甲状腺轴调控甲状腺激素分泌，该过程属于体液调节。
【小问2详解】①由图可知，恒温动物心脏中二倍体细胞比例较低，因为活跃分裂的动物细胞多为二倍体细胞，故恒温动物再生能力较差；又因为恒温动物体内甲状腺激素水平偏高，故推测甲状腺激素水平与心脏组织再生能力呈负相关。
②激素需要与相应的受体结合从而发挥作用，基因工程小鼠心脏细胞缺乏甲状腺激素受体，故甲状腺激素不能作用于心脏细胞。
转基因小鼠体内的甲状腺激素水平正常，但不能作用于心脏，而心脏中二倍体细胞数目会出现大幅增加，可以证明甲状腺激素会抑制正常小鼠心脏组织的再生能力。
③实验目的：验证甲状腺激素对变温动物斑马鱼心脏组织再生能力的影响与对恒温动物小鼠的影响一致，实验需要遵循对照原则，单一变量原则和控制无关变量一致原则等；根据实验材料，将成年斑马鱼用添加阿霉素—连翘苷（药物组合）的饲料饲喂一段时间后，选出心率降低且一致的斑马鱼均分成A、B两组；A组无甲状腺激素（饲喂普通饲料），B组有甲状腺激素（饲喂添加甲状腺激素的饲料），在相同且适宜的环境下饲养一段时间，测量并记录斑马鱼心率的恢复情况；若甲状腺激素对变温动物斑马鱼心脏组织再生能力的影响与对恒温动物小鼠的影响一致，即会抑制心脏组织的再生能力，则B组斑马鱼心率恢复比对照组弱。
24. 2022北京冬奥会特别注重生态保护和环境和谐。延庆冬奥森林公园，作为延庆赛区建设过程中的迁地保护基地，保护了部分小海陀山植物，尽显“山林场馆、生态冬奥”的气象。请回答以下问题：
（1）在延庆冬奥森林公园生态系统中，能量流经第二营养级的示意图如下，数字①②③分别表示_______、______、______。
（2）延庆冬奥森林公园能够固碳释氧、改善周边的生活环境，这里有儿童游乐场、水边栈道、健身园、椴树景观道、丁香园等公园“标配”设施，这充分体现了生物多样性的_____价值。
（3）延庆冬奥森林公园在施工过程中，充分考虑维持某一人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积，即______。
（4）习近平总书记在二十大报告中提出了“实施生物多样性保护重大工程”。延庆赛区在奥运村的建设过程中就地保留了100多棵大树，对无法避让的保护植物采取生态环境相近的近地保护或迁地保护，最大限度保护了生物多样性。保护生物多样性的意义是_______。
【答案】（1）①. 第二营养级的同化量 ②. 第二营养级呼吸作用（细胞呼吸）散失的能量 ③. 分解者利用的能量
（2）直接价值和间接
（3）生态足迹
（4）生物多样性对于维持生态系统稳定性具有重要意义，保护生物多样性可以为人类的生存和发展提供物质条件
【分析】生物多样性的直接价值：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；间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能）﹔潜在价值：目前人类不清楚的价值。
【小问1详解】根据消费者的摄入量=同化量+粪便量；同化量=呼吸作用的散失量+用于自身生长、发育繁殖的能量。可知能量流经第二营养级，数字①表示第二营养级的同化量、②表示第二营养级呼吸作用（细胞呼吸）散失的能量、③表示分解者利用的能量。
【小问2详解】延庆冬奥森林公园能够固碳释氧、改善周边的生活环境，体现了生物多样性的间接价值；延庆冬奥森林公园里有儿童游乐场、水边栈道、健身园、椴树景观道、丁香园等公园“标配”设施体现了生物多样性的直接价值；
【小问3详解】生态足迹是指特定数量人群按照某一种生活方式所消费的，自然生态系统提供的，各种商品和服务功能，以及在这一过程中所产生的废弃物需要环境（生态系统）吸纳，并以生物生产性土地（或水域）面积来表示的一种可操作的定量方法，2022北京延庆冬奥会森林公园在施工过程中，要充分考虑生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积，即生态足迹。
【小问4详解】生物多样性包括遗传多样性、物种多样性及生态系统多样性，生物多样性对于维持生态系统稳定性具有重要意义，保护生物多样性可以为人类的生存和发展提供物质条件。
25. 多氯联苯（PCBs）是一类典型的具有持久性、蓄积性和高毒性特点的有机污染物，常大量吸附于土壤。研究人员从某细菌中获得PCBs的降解酶基因bphF和bphG，将这两种基因融合后插入到烟草染色体中，让转基因烟草修复被PCBs污染的土壤。基因bphF和bphG与引物结合位点及模板链分布情况如图1所示。图2为筛选含融合基因表达载体的农杆菌的示意图。回答下列问题：
（1）利用PCR从提取的DNA中获取目的基因时，有时为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需要在引物的______（填“3＇”或“5＇”）端加上限制酶切割位点。为了构建在图2中能正确表达的融合基因，现欲通过PCR检测bphF和bphG连接形成的融合基因是否准确，应选择图1的引物组合是______。
（2）将重组质粒转入农杆菌过程中，一般选用_______（填物质）处理使农杆菌容易吸收质粒DNA，然后将该农杆菌置于含_______的培养基中培养，从而便于筛选含重组质粒的农杆菌。用上述农杆菌侵染烟草愈伤组织，经植物组织培养后获得植株。研究人员发现部分成功导入融合基因的植株不能降解PCBs物质，原因最可能是_______。
（3）T—DNA可在烟草基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。研究人员用限制酶处理转基因烟草DNA、野生型烟草DNA、Ti质粒，三组处理后分别进行电泳，使长短不同的DNA片段分离。将每组电泳后的DNA与含放射性同位素标记的DNA探针（T—DNA的一条单链）进行杂交，得到放射性检测结果，观察并比较各组出现杂交带的情况。若T—DNA成功插入烟草染色体基因组中，且为单一位点插入，则三组实验的杂交结果显示为______。（注：T—DNA上没有上述限制酶的酶切位点）。
（4）用限制酶处理转基因烟草的DNA（酶切位点如图3所示），断开DNA分子，再用DNA连接酶将两端的黏性末端连接成环，以此为模板，利用下表中的引物①②进行PCR，能扩增出图3中的未知序列，该扩增产物______（填“不含”或“含”）T一DNA的完整序列。经过与野生型烟草基因组序列比对，确定T—DNA插入位置，不能依据图3中转基因烟草DNA分子的两端设计引物，原因是______。
【答案】（1）①. 5' ②. 引物1、引物3
（2）①. Ca2+（CaCl2）②. 潮霉素 ③. 导入的融合基因没有成功表达（转录或翻译）
（3）转基因烟草DNA组出现一条杂交带，野生型烟草DNA组无杂交带，Ti质粒组有杂交带
（4）①. 不含 ②. 转基因烟草DNA分子两端的序列未知，无法设计引物
【分析】PCR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。
【小问1详解】引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸，作用是使DNA聚合酶能够从引物的 3'端开始连接脱氧核苷酸，所以为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需要在引物的5'端加上限制酶切割位点，这样经PCR扩增后，目的基因的两端就含有相应的限制酶切割位点。启动子是RNA聚合酶识别和结合位点，是开始转录的位点，转录时，RNA聚合酶从模板链的3'端向5'端移动，合成mRNA，所以为了构建在图2中能正确表达的融合基因，bphF的模板链（a链）的3'端、bphG的模板链（b链）的3'端应靠近融合基因的启动子，正确连接的融合基因上引物分布为，可以选择引物1和引物3，通过PCR检测bphF和bphG连接形成的融合基因是否准确。
【小问2详解】将重组质粒转入农杆菌过程中，一般选用Ca2+处理，使农杆菌容易吸收质粒DNA，由于重组质粒中含有标记基因潮霉素抗性基因，所以可将该农杆菌置于含有潮霉素的培养基中培养，含有重组质粒的农杆菌由于含有潮霉素抗性基因，可以在该培养基上生长，不含重组质粒的农杆菌不能生长。由于目的基因的导入部位、导入数量都具有随机性，部分成功导入融合基因的植株不能降解PCBs物质，这可能是导入的融合基因没有成功表达（转录或翻译）。
【小问3详解】研究人员用限制酶处理转基因烟草DNA、野生型烟草DNA、Ti质粒，三组处理后分别进行电泳。由于限制酶不会破坏T-DNA，若T—DNA成功插入烟草染色体基因组中，且为单一位点插入，则转基因烟草种含有一个T-DNA，杂交结果是出现一条杂交带；野生烟草中不含T-DNA，所以杂交后没有杂交带；Ti质粒中含有T-DNA，杂交后也会出现杂交带。
【小问4详解】引物是和模板链的3'端结合，使DNA聚合酶能够从引物的 3'端开始连接脱氧核苷酸，分析引物①②的序列，引物①与T-DNA中……CGTAGCCTAT—3′互补，引物②与T-DNA中3′—TTGATACGCG……互补，PCR扩增出的是T-DNA两侧的DNA未知序列，不含T一DNA的完整序列。不能依据图3中转基因烟草DNA分子的两端设计引物，原因是转基因烟草DNA分子两端的序列未知，无法设计引物。
茶园类型
叶蝉总数（只）
蜘蛛总数（只）
游猎型蜘蛛丰富度
结网型蜘蛛丰富度
蜘蛛多样性
林下茶园
692
1542
14
12
2.8
常规茶园
1410
995
14
8
1.5
T—DNA序列
引物序列
5′—AACTATGCGC…….CGTAGCCTAT—3′
①5′—GCGCATAGTT—3′
3′—TTGATACGCG…….GCATCGGATA—5′
②5′—CGTAGCCTAT—3′