【新高三摸底】2024届新高三-生物开学摸底考试卷（山东卷）

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2024届新高三开学摸底考试卷【山东卷】
生物·全解全析
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CD
CD
ABD

第I卷
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．SREBP蛋白裂解激活蛋白(S蛋白)可协助SREBP前体从内质网转运到高尔基体。在高尔基体中SREBP前体经酶切后，产生具有转录调节活性的结构域，随后转运到细胞核激活胆固醇合成途径相关基因的表达。白桦醋醇能特异性结合S蛋白并抑制其活化。下列说法错误的是（    ）
A．SREBP前体从内质网转运到高尔基体需要消耗能量
B．S蛋白可以调节胆固醇合成酶基因在细胞核内转录
C．胆固醇参与血液中脂质的运输，也是动物细胞细胞膜的重要成分
D．白桦醋醇可通过影响SREBP前体转录调节活性结构域的产生而降低血液中胆固醇的含量
【答案】B
【分析】1、蛋白质的结构多样性与氨基酸的数目、种类、排列顺序，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构有关。
2、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，mRNA可作为翻译的模板，在核糖体上合成蛋白质。
【详解】A、SREBP前体从内质网转运到高尔基体通过囊泡运输，该过程消耗能量，A正确；
B、由题干“SREBP前体在高尔基体中经酶切后，产生具有转录调节活性的N端结构域，随后转运到细胞核，激活下游胆固醇合成途径相关基因的表达”，SREBP前体经酶切后的N端结构域可调节胆固醇合成酶基因在细胞核内的转录过程，而不是S蛋白，B错误；
C、胆固醇属于脂质中的固醇，可参与血液中脂质的运输，同时也是动物细胞膜的重要组成部分，C正确；
D、白桦醋醇通过抑制S蛋白活性，可以减少N端结构域的产生，使胆固醇合成途径相关的基因不能表达，从而降低血液胆固醇含量，D正确。
故选B。
2．神经胶质细胞中的葡萄糖分解成丙酮酸后，一方面在Rheb蛋白的作用下，促进丙酮酸进入线粒体氧化分解供能；另一方面，丙酮酸转变成乳酸，乳酸经MTC（乳酸转运载体）运输进入神经元内的线粒体进行分解。两种细胞代谢过程如下图。下列叙述错误的是（    ）
  
A．乳酸可作为神经元的能源物质
B．自由基累积会破坏细胞内的生物分子
C．增强MTC活性可以导致神经元损伤
D．降低Rheb蛋白活性会减少神经元损伤
【答案】D
【分析】由图可知，葡萄糖在神经胶质细胞中分解为丙酮酸，一部分丙酮酸在Rheb蛋白作用下，进入线粒体氧化分解功能；还有部分丙酮酸转化为乳酸，经MTC（乳酸转运载体）运输进入神经元内的线粒体进行分解，产生自由基。
【详解】A、图中乳酸能进入神经元的线粒体分解，产生ATP，故可作为神经元的能源物质，A正确；
B、自由基能与蛋白质、DNA等物质结合，从而破坏细胞内的生物分子的结构，B正确；
C、增强MCT活性，可促进乳酸进入神经元，产生更多自由基，引起神经元损伤，C正确；
D、Rheb蛋白能促进丙酮酸进入线粒体氧化分解供能，而Rheb蛋白活性下降会导致乳酸进入神经元的量更多，产生更多的自由基，使神经元损伤增加，D错误。
故选D。
3．“锁钥”学说认为，酶具有与底物相结合的互补结构；“诱导契合”学说认为，在与底物结合之前，酶的空间结构不完全与底物互补，在底物的作用下，可诱导酶出现与底物相结合的互补结构，继而完成酶促反应。为验证上述两种学说，科研人员利用枯草杆菌蛋白酶（S酶，该酶可催化两种结构不同的底物CTH和CU，且与两者结合的催化中心位置相同）进行研究，得到的四组实验结果如下图所示，其中SCTH、SCU分别表示催化CTH、CU反应后的S酶。下列说法错误的是（　　）

A．S酶可催化CTH和CU，但催化CU的活性更高
B．该实验结果更加支持“诱导契合”学说
C．若增加SCU＋CU组，结果曲线应与②完全重合
D．为探究SCTH是失活还是空间结构固化，可增设SCTH＋CTH组
【答案】C
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。催化剂是降低反应的活化能。与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。酶的活性受温度、pH、激活剂或抑制剂等因素的影响。
【详解】A、②曲线在更短的反应时间内纵坐标的值比①曲线纵坐标的值大，S酶可催化CTH和CU，但催化CU的活性更高 ，A正确；
B、S酶可催化两种结构不同的底物CTH和CU，且与两者结合的催化中心位置相同，③曲线说明SCU仍能催化CTH底物的反应，而④曲线说明SCTH几乎不能催化CU底物的反应，该实验结果更加支持“诱导契合”学说 ，B正确；
C、根据①③曲线纵坐标差值可说明，SCU和S酶的活性不同，若增加SCU＋CU组，结果曲线应与②不完全重合 ，C错误；
D、为探究SCTH是失活还是空间结构固化，可增设SCTH＋CTH组 ，若不能催化CTH底物反应，则是失活，若能催化CTH底物反应，则是空间结构固化，D正确。
故选C。
4．卷发综合征（MD）是由于ATP7A基因突变导致铜转运障碍引起的多系统受累的神经系统遗传疾病，主要表现为生长发育不良、毛发卷曲、惊厥发作及低体温等，临床表现除有贫血、中性粒细胞减少外，还有骨骼改变、自发性骨折与骨膜反应等。患儿通常在3岁内死亡。如图为MD患者家系图，基因检测显示4和6号不携带致病基因，且已知1号个体患有红绿色盲，2号来源家系均不患色盲。下列相关叙述正确的是（    ）

A．基因检测是初步诊断MD的唯一手段
B．11号个体有可能同时患红绿色盲
C．Ⅲ8和正常男性婚配后代患病概率为1/8
D．2号将MD患病基因传递到8号和10号的概率不相等
【答案】B
【分析】据图分析可知：6号和7号婚配，11号患病，可知该病是隐性遗传病。又6号不携带致病基因，可知卷发综合征的遗传方式是伴X染色体隐性遗传，相关基因用A、a表示相关基因。
【详解】A、MD表现为生长发育不良、毛发卷曲、惊厥发作及低体温等，临床表现除有贫血、中性粒细胞减少外，可初步诊断，基因检测是产前诊断中比较重要，但不是唯一的方法，A错误；
B、红绿色盲的遗传方式是伴X染色体隐性遗传，用B、b表示相关基因，1号个体患有红绿色盲，基因型为XbY，2号来源家系均不患色盲，基因型为XBXB，7号个体的基因型为XBXb，11号个体有可能同时患红绿色盲，B正确；
C、卷发综合征和红绿色盲的遗传方式都是伴X染色体隐性遗传，只看卷发综合征：9号患病，基因型为XaY，3号和4号基因型分别为：XAXa、XAY，Ⅲ8号基因型是1/2XAXA、1/2XAXa。只看红绿色盲，1号的基因型为XbY，2号的基因型为XBXB，3号和4号基因型分别为：XBXb、XBY，Ⅲ8号基因型是1/2XBXB、1/2XBXb，若a和b基因连锁，则Ⅲ8号和正常男性婚配后代患病概率为1/2×1/2×1/2=1/8。若A和b基因连锁，则Ⅲ8号和正常男性婚配后代中女儿都正常，儿子都患病，故患病概率为1/2，C错误；
D、2号将MD患病基因传递到3号，3号的基因型为XAXa，传递到8号和10号的概率相等，都是1/2，D错误。
故选B。
5．重叠基因是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分，用不同的阅读方式得到不同的蛋白质。Trp操纵子由5个基因(trpE、D、C、B、A)组成，在正常情况下，操纵子中5个基因产物是等量的，但trpE突变后，其邻近的trpD产量比下游的trpB、A产量要低得多。研究trpE和trpD基因中核苷酸序列与翻译偶联的关系，发现trpE基因对应的终止密码子和trpD基因对应的起始密码子重叠，共用一个核苷酸，trpE翻译终止时核糖体立即处在起始环境中。下列叙述错误的是（    ）
A．一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体
B．同一个核糖体可以合成不同种类的蛋白质
C．密码子重叠的翻译机制能保证任意两个基因等量表达
D．重叠基因可以包含更多的遗传信息，重叠基因对基因表达的调控属于转录后调控
【答案】C
【分析】根据题意分析可知：不同的基因共用了相同的序列，这样就增大了遗传信息储存的容量。基因突变就是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变，基因突变后控制合成的蛋白质的分子量可能不变、可能减少、也可能增加。
【详解】A、一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体 ，提高翻译效率，A正确；
B、同一个核糖体可以与不同的mRNA结合，合成不同种类的蛋白质 ，B正确；
C、根据题干信息trpE突变后，其邻近的trpD产量比下游的trpB、A产量要低得多，可知密码子重叠的翻译机制不能保证任意两个基因等量表达，C错误；
D、重叠基因可以使包含更多的遗传信息，“trpE翻译终止时核糖体立即处在起始环境中”可知重叠基因对基因表达的调控属于转录后调控，D正确。
故选C。
6．现代智人起源于非洲的观点，得到更多证据的支持。人们认为，约100万年前，非洲的古人类（人属各成员）第一次走出非洲，在各地发展出自己的种群，例如1856年在德国尼安德特河谷发现的尼安德特人。约10万年前，人类（现代智人种）第二次走出非洲，与第一次走出非洲的人类发生有限的基因交流。之后由于目前尚在争议的原因，第一次走出非洲的人类包括尼安德特人陆续灭绝，而我们的祖先生存下来并逐渐扩散占据了全世界。2009年瑞典科学家斯万特·帕博团队完成尼安德特人细胞核DNA的全基因组测序工作，发现生活在非洲之外的现代人体内都有1%-4%的尼安德特人基因，现代人的线粒体和Y染色体基因中则没有发现尼安德特人基因。下列有关生物进化的叙述错误的是（    ）
A．测定现代人类和已灭绝古代人类基因的核苷酸序列，是生物进化的分子水平证据
B．现代人类和已灭绝古代人类的基因存在差异的原因是变异具有随机性、不定向性
C．现代人线粒体和Y染色体无尼安德特人基因的原因是它们分别为母系遗传和父系遗传
D．帕博的研究依赖于PCR技术、DNA测序技术、防止除古人类化石DNA以外的外源DNA污染技术
【答案】C
【分析】生物有共同祖先的证据：（1）化石证据：在研究生物进化的过程中，化石是最重要的、比较全面的证据，化石在地层中出现的先后顺序，说明了生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的。（2）比较解剖学证据：具有同源器官的生物是由共同祖先演化而来。这些具有共同祖先的生物生活在不同环境中，向着不同的方向进化发展，其结构适应于不同的生活环境，因而产生形态上的差异。（3）胚胎学证据：①人和鱼的胚胎在发育早期都出现鳃裂和尾；②人和其它脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段。（4）细胞水平的证据：①细胞有许多共同特征，如有能进行代谢、生长和增殖的细胞；②细胞有共同的物质基础和结构基础。（5）分子水平的证据：不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子，既有共同点，又存在差异性。
【详解】A、不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子，既有共同点，又存在差异性，故测定现代人类和已灭绝古代人类基因的核苷酸序列，是生物进化的分子水平证据，A正确；
B、变异具有随机性、不定向性，而自然选择是定向的，故导致现代人类和已灭绝古代人类的基因存在差异，B正确；
C、非洲以外现代人类族群具有少量尼安德特人基因（1.5%到4%），这少部分的尼安德特人基因都存在于人类的常染色体，而不是父系遗传的Y染色体或母系遗传，C错误；
D、斯万特·帕博团队完成尼安德特人细胞核DNA的全基因组测序工作，帕博的研究依赖于PCR技术（体外DNA扩增技术）、DNA测序技术、防止除古人类化石DNA以外的外源DNA污染技术，D正确。
故选C。
7．人体运动需要神经系统对肌群进行精确的调控来实现。肌萎缩侧索硬化（ALS）是一种神经肌肉退行性疾病，患者神经肌肉接头示意图如下。下列正确的是（    ）

A．神经纤维处于兴奋状态会导致突触前膜将Ach以自由扩散的方式释放至突触间隙
B．突触间隙的Ach与突触后膜上的AchR结合，将兴奋传递给肌细胞的过程需要电信号到化学信号的转换
C．有机磷杀虫剂（OPI）中毒者由于AchE的活性受到抑制，导致突触间隙积累大量的Ach，副交感神经末梢过度兴奋，瞳孔放大
D．ALS的发生及病情的加重与补体C5（一种蛋白质）的激活相关，使用C5a的抗体可延缓ALS的发生及病情的加重
【答案】D
【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递，突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜，其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时，突触小泡释放递质（化学信号)，递质作用于突触后膜，引起突触后膜产生膜电位（电信号)，从而将兴奋传递到下一个神经元。
【详解】A、Ach属于神经递质，神经递质由突触前膜释放的方式是胞吐，A错误；
B、突触间隙的Ach与突触后膜上的AchR结合，将兴奋传递给肌细胞的过程发生的信号转化是化学信号到电信号，B错误；
C、AchE能将突触间隙中的Ach分解，有机磷杀虫剂（OPI）能抑制AchE活性，则导致突触间隙中的Ach分解速率减慢，使突触间隙中会积累Ach,导致副交感神经末梢过度兴奋，使瞳孔收缩加剧，C错误；
D、C5a的抗体可与C5a发生特异性结合，使C5a不能与受体C5aR1结合，进而不能激活巨噬细胞，降低巨噬细胞对运动神经元的攻击而导致的损伤，因此可延缓ALS的发生及病情加重，D正确。
故选D。
8．甲、乙、丙三人在一次学校体检中检测出尿糖超标，为进一步弄清是否患糖尿病，依据规范又进行了血液检测，如图1、图2所示。糖尿病的形成往往有许多种病因，图3中所示①、②、③是由三种自身免疫问题所导致的糖尿病，发病机制如图3所示。下列叙述错误的是（　　）
  
A．据图初步判断甲、乙可能是糖尿病患者
B．由图3知，③的发病机制是抗体（Y3）与靶细胞膜上胰岛素受体结合，使胰岛素不能发挥作用
C．甲患糖尿病的可能因素是原因①或②
D．除糖尿病外，尿糖超标的原因还可能有一次性摄糖过多、抗利尿激素分泌不足、肾小管重吸收功能障碍
【答案】D
【分析】分析图1：空腹时甲和乙血糖浓度偏高，丙的血糖浓度正常。
分析图2：甲餐后胰岛素含量稍微有所升高，幅度较小；乙和丙的胰岛素含量先升高后下降，乙的胰岛素含量高于甲和丙。
【详解】A、糖尿病血糖浓度标准为：空腹≥7.0mmol/L，餐后2h≥11.1mmol/L，由图可知，甲和乙餐前和餐后的血糖浓度均高于正常值，符合糖尿病的血糖浓度标准，因此甲和乙可能是糖尿病患者，A正确；
B、图3中抗体（Y3）与靶细胞膜上胰岛素受体结合，使胰岛素不能发挥作用，B正确；
C、图中①②所示过程都是胰岛素的分泌量减少是甲患糖尿病的原因，C正确；
D、糖尿病患者会出现尿糖，一次性摄糖过多也会出现暂时性尿糖；抗利尿激素分泌不足，肾小管和集合管对水分的重吸收能力减弱，引起尿量增多，但不会表现糖尿；抗利尿激素分泌不足，肾小管和集合管对水分的重吸收能力减弱，引起尿量增多，但不会表现糖尿，D错误。
故选D。
9．研究发现，叶片中的光敏色素(PFR和PR)是感受光周期变化的光受体。在红光下，PR变为PFR，而在远红光下，PFR变为PR短日植物在夜越长(昼越短)时，PFR转变为PR就越多，剩下的PFR也就越少，有利于短日植物开花。反之，夜越短(昼越长)，PFR变为PR就较少，剩下的PFR也越多，有利于长日植物开花。下列说法错误的是（    ）
A．光敏色素是能够感受光信号并引发一系列生理反应的蛋白质
B．PFR的形成需要红光来激发，PFR还可影响莴苣种子的萌发
C．夜间给长日照植物补充红光，会有利于长日照植物开花
D．当短日植物光照时间达到一定长度时，PFR/PR比值的变化会促进其开花
【答案】D
【分析】光敏色素是一类蛋白质，分布在植物的各个部位，其中分生组织的细胞中含量丰富，在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息回经过信息传递系统传导到细胞核中，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。
【详解】A、光敏色素是一类蛋白质，能够感受光信号并引发一系列生理反应，主要分布在分生组织的细胞中，A正确；
B、有些种子必需接受某种波长的光才能萌发，而莴苣种子通常需要接受一定时间的红光照射才能萌发，而在红光下，PR变为PFR，因而可推测，PFR可影响莴苣种子的萌发，B正确；
C、夜间给长日照植物补充红光，PR变为PFR，PFR也越多，有利于长日植物开花，C正确；
D、题中显示，PFR变为PR短日植物在夜越长时，PFR转变为PR就越多，剩下的PFR也就越少，有利于短日植物开花，即当短日植物光照时间短到一定长度时，PFR/PR比值的变化会促进其开花，D错误。
故选D。
10．研究种群和群落的特征，在野生动物资源的合理利用和保护、害虫的防治等方面有着重要意义。下图是某群落中甲、乙、丙三个不同生物种群的个体数量与年龄结构示意图，相关叙述错误的是（　　）
  
A．种群数量变化受非生物因素和生物因素的影响，物种组成是区分不同群落的基本特征
B．若甲、乙、丙都是动物种群，则一段时间后丙种群数量可能下降
C．在研究该群落时，可通过统计多个样方内的植物种类并取平均值的方式调查植物丰富度
D．田鼠种群变化趋势如乙种群，但田鼠数量随季节波动的主要原因是食物量的变化
【答案】C
【分析】影响种群数量季节性变化的非生物因素主要有阳光、温度、水等，生物因素有种间关系和种内关系等。
【详解】A、种群数量变化受非生物因素（阳光、温度、水等）和生物因素的影响，物种组成是区分不同群落的基本特征和首要特征，A正确；
B、若甲、乙、丙都是动物种群，则一段时间后丙种群数量可能下降，因为其年龄结构是衰退型，B正确；
C、调查群落中的植物丰富度时，取平均值会影响调查结果的准确性，C错误；
D、据图示可知，乙种群年龄结构为稳定型，持续数年调查田鼠，其种群变化趋势与乙种群相似，但田鼠数量随季节波动，出现这一现象的主要原因是食物量随季节发生变化，D正确。
故选C。
11．绿水青山就是金山银山的发展理念深入人心。多年前某林场为了短期内增加经济效益，大规模砍伐林木，搞“砍树经济”，造成林木大面积退化。为了恢复林场的生态环境，当地政府实施了“禁伐令"，并引导农户发展种植食用菌、花卉苗圃、中药材等，生态逐步得到恢复，既给林场带来生态效益，又给当地农民带来经济效益。下列说法错误的是（    ）
A．“砍树经济”导致该生态系统的稳定性降低
B．“禁伐令”实施后，生态环境逐步恢复，此过程中群落演替的类型是次生演替
C．生态恢复的过程中，提高经济效益的同时兼顾了社会、自然发展，主要体现了生态工程建设的协调原理
D．带来生态效益的同时，又给当地农民带来经济效益，体现了生物多样性的直接和间接价值
【答案】C
【分析】群落演替：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。生物群落的演替是群落内部因素（包括种内关系、种间关系等）与外界环境因素综合作用的结果。人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
【详解】A、“砍树经济”导致造成林木大面积退化，因而生态系统中物种丰富度下降，营养结构变得简单，自我调节能力下降，因此该生态系统的稳定性“降低”，A正确；
B、“禁伐令”实施后，生态环境逐步恢复，即生态系统中物种丰富度逐渐上升，此过程中群落演替的类型是属于次生演替，因为该演替过程中原有的土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体，因此演替的速度较快，B正确；
C、生态恢复的过程中，提高经济效益的同时兼顾了社会、自然发展，主要体现了生态工程建设的整体原理，C错误；
D、生态恢复在带来生态效益（间接价值）的同时，又给当地农民带来经济效益（直接价值），是生物多样性的直接和间接价值的体现，且生态系统的间接价值大于直接价值，D正确。
故选C。
12．治理被污染的水体，科研人员通过引进河水、引种植物（A区域挺水植物芦苇，B、C区域沉水植物伊乐藻、苦草）等措施，建成了城市湿地景观公园，图中箭头代表水流方向。一段时间后，污染的水体环境明显改善。芦苇生长快，能大量吸收污水中N、P等营养物质，同时对汞等重金属及其他有害物质具有较强的富集能力。下列叙述错误的是（    ）

A．不同区域选择种植不同类型的植物且兼顾各种生物的数量，这体现协调原理
B．B、C区域选择植物搭配时，除景观环境外，还需考虑与本土物种的种间关系
C．与进水口水样相比，出水口水样中N、P含量下降、有毒物质减少、溶解氧上升
D．对于芦苇的后期处理应该将芦苇秸秆就地掩埋后还田，以实现物质的循环利用
【答案】D
【分析】生态工程依据的生态学原理：
（1）自生：由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。要求：有效的选择生物组分并合理布设；创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖，以及它们形成互利共存关系的条件。
（2）循环：指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，既保证各个环节的物质迁移顺畅，也保证主要物质或元素的转化率较高。即保证物质循环再生。
（3）协调：即需要考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应等问题。要求：处理好协调问题，需要考虑环境容纳量。
（4）整体：树立整体观，遵循整体原理。
【详解】A、协调原理即生物与环境、生物与生物的协调与适应等也是需要考虑的问题，故不同区域选择种植不同类型的植物，同时还应兼顾各种生物的数量，这体现了生态工程建设的协调原理，A正确；
B、选择植物搭配时，除景观环境外，还需要考虑对本地环境的适应性，对N、P等元素的吸收能力，与本土物种的种间关系等，即充分考虑生态工程的协调、自生等原理，B正确；
C、该湿地公园对引进的河水有净化作用，植物吸收水中氮、磷，因此出水口水样中总氮磷含量下降、浮游生物数量减少、有毒物质减少、溶解氧上升，C正确；
D、本处理的目的是降低水体中的N、P元素和重金属物质，芦苇对上述物质有较好的吸收效果，而输出才能真正降低本生态系统中过量的N、P等元素，才能避免重金属的再次污染，因此后期对芦苇的处理是收割后输出加工处理，D错误。
故选D。
13．近期在“科学号”考察船对南中国海科考中，中国科学家采集了某海域1146米深海冷泉附近沉积物样品，分离、鉴定得到新的微生物菌株——拟杆菌新菌株并进一步研究了其生物学特性。有关说法错误的是（　　）
  
A．培养基接入沉积物样品后，需要在低温厌氧培养一段时间才能获得含拟杆菌的培养物
B．在以纤维素为唯一碳源时可以得到纯种培养的拟杆菌新菌株
C．将采集的样品置于各种培养基中培养，仍有很多微生物不能被分离筛选出来，推测其原因可能是某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物质才能生存
D．藻类细胞解体后难降解的多糖物质，通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部，推测拟杆菌新菌株为异养生物，作为分解者起作用
【答案】B
【分析】分析图中曲线可知，在以纤维素为碳源的培养基中，细胞数量最多，可推知拟杆菌新菌株在以纤维素为碳源时生长状况最好。
【详解】A、含拟杆菌生活在某海域1146米深海冷泉附近，该处温度较低且无氧，因此培养基接入沉积物样品后，需要在低温厌氧培养一段时间才能获得含拟杆菌的培养物，A正确；
B、分析图中曲线可知，在以纤维素为碳源的培养基中，细胞数量最多，可推知拟杆菌新菌株在以纤维素为碳源时生长状况最好，但无法保证在以纤维素为唯一碳源时可以得到纯种培养的拟杆菌新菌株，B错误；
C、深海冷泉中存在的某些微生物，只有利用冷泉中的特有物质才能生存，或者只能在深海冷泉的特定环境中才能存活，故在缺少深海冷泉特有物质或缺少特定环境的情况下，将采集的样品置于各种培养基中培养，仍可能有很多微生物不能被分离筛选出来，C正确；
D、藻类细胞解体后的难降解多糖物质，通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部，这些碎屑中含有机物，拟杆菌作为分解者，可将沉降到深海底部的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，D正确。
故选B。
14．植物细胞质中的叶绿体和线粒体是两个相对独立的遗传体系，控制着许多优良性状，胞质杂交是植物体细胞杂交应用的一个重要方面。下图为将植株1细胞质中的优良基因导入植株2的实验流程。下列说法正确的是（    ）

A．过程①用纤维素酶和果胶酶处理，需在低渗溶液中进行
B．过程②通常采用灭活病毒诱导原生质体融合
C．过程④应先诱导根形成后，再转接到诱导生芽的培养基上
D．该方式获得的抗病植株，性状一般不能稳定遗传
【答案】D
【分析】原生质体是去除细胞壁后各种结构的总称，包括细胞膜、细胞质、细胞核和细胞器等。在植物体细胞杂交过程中常采用人工诱导的方法促进原生质体的融合，诱导方法包括两大类：物理法和化学法。化学法一般常用聚乙二醇作为诱导剂。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，用纤维素酶和果胶酶处理可去除细胞壁，获得原生质体，但此操作为维持细胞的正常形态，最好在等渗溶液中进行，A错误；
B、诱导动物细胞融合常采用灭活的病毒处理，而题干为植物细胞，B错误；
C、④过程为诱导愈份组织形成试管苗的过程，需要将生长良好的愈份组织先转接到诱导生芽的培养基上，长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导生根，C错误；
D、题干中该方式获得的抗病植株，一般不能正常的进行有性生殖，故性状一般不能稳定遗传给后代，D正确。
故选D。
15．甲型H1N1流感病毒表面的神经氨酸酶有4个抗原决定簇，一种抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体（Ab）。由多种抗原决定簇刺激机体产生的抗体称为多克隆抗体。如图为制备多克隆抗体和单克隆抗体的示意图。下列叙述正确的是（　　）
   
A．多克隆抗体的产生需要多种B细胞参与
B．诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合可用聚乙二醇融合法、电融合法和灭活病毒诱导法
C．①②都要在96孔板上用相同的选择培养基培养，用相同的方法筛选
D．甲型H1N1流感病毒部分抗原结构改变后，会出现多抗失效而单抗有效的情况
【答案】A
【分析】根据题干信息“一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，一个抗决定簇只能刺激机体产生一种抗体”， 每个抗原决定簇刺激产生的抗体是单抗。
【详解】A、一种抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体（Ab）由多种抗原决定簇刺激机体产生的抗体称为多克隆抗体，因此需要多种B细胞参与，A正确；
B、诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合可用PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法，B错误；
C、筛选①是在选择培养基上进行筛选的，在该培养基上未融合的细胞和同种融合的细胞均死亡，只有杂交瘤细胞能存活，筛选②筛选的是能产生特定抗体的杂交瘤细胞，具体做法是：将杂交瘤细胞多倍稀释，接种在多孔的细胞培养板上，使每孔细胞不超过1个，通过培养让其增殖，因此①②所用的选择培养基种类和筛选方法都不同，C错误；
D、甲型H1N1流感病毒部分抗原结构改变后，会出现原单抗失效，而对没有改变的其他抗原多抗仍有效，D错误。
故选A。

二、不定项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但选不全的得1分，有选错的得0分。
16．在盐化土壤中，大量Na＋迅速流入细胞，形成胁迫，影响植物正常生长。耐盐植物可通过Ca2＋介导的离子跨膜运输，减少Na＋在细胞内的积累，从而提高抗盐胁迫的能力，其主要机制如下图。下列说法错误的是（    ）

A．在盐胁迫下，Na＋进出细胞的运输方式是协助扩散
B．使用ATP抑制剂处理细胞，Na＋的排出量会明显减少
C．在高盐胁迫下，胞外Ca2＋抑制转运蛋白A，胞内Ca2＋促进转运蛋白C
D．转运蛋白C能同时转运H＋和Na＋，故其不具有特异性
【答案】AD
【分析】题图分析：钠离子通过转运蛋白A运入细胞，而钙离子可抑制该过程，钙离子能通过转运蛋白B运入细胞，胞内钙离子增多会促进钠离子通过转运蛋白C运出细胞。
【详解】A、据图可知，在盐胁迫下，Na＋出细胞需要借助转运蛋白CC的协助，该过程需要H＋提供的势能，运输方式是主动运输，A错误；
B、据图可知，H＋运出细胞需要ATP，说明H＋在细胞内的浓度低于细胞外，使用ATP抑制剂处理细胞，会影响H＋在细胞内外的分布情况，而Na＋的排出需要H＋提供势能，故使用ATP抑制剂处理细胞，Na＋的排出量会明显减少，B正确；
C、分析题意可知，→表示促进，而—1表示抑制，结合图示可知，在高盐胁迫下，胞外Ca2＋抑制转运蛋白A，胞内Ca2＋促进转运蛋白C，C正确；
D、转运蛋白C能同时转运H＋和Na＋，而不能转运其它离子，说明其仍有特异性，D错误。
故选AD。
17．澳大利亚一对小姐弟被确认为全球第二对半同卵双胞胎，发育成该对半同卵双胞胎的受精卵形成过程如图所示。图3中染色单体分离后分别移向细胞的三个不同方向，从而分裂成A、B、C三个细胞，其中两个细胞发育成姐弟二人。下列说法错误的是（    ）
  
A．图1中卵子与2个精子受精，表明透明带、卵细胞膜反应未能阻止多精入卵
B．图2中来自父亲雄原核的染色体有24种形态，来自母亲雌原核的染色体有23种形态
C．若图4细胞A中父系染色体组仅1个，则细胞C含2个父系染色体组
D．这对小姐弟来源于母亲的染色体一般相同，来源于父亲的染色体不同
【答案】BC
【分析】透明带反应和卵细胞膜反应是阻止多精入卵的两道屏障。一个染色体组指的是一套完整的非同源染色体，染色体组中的每条染色体形态和功能各不相同，其上含有的DNA序列（即碱基排列顺序）各不相同。
根据图示，半同卵双胞胎的形成过程有两个精子同时进入到一个卵细胞，受精卵中有三个染色体组，有丝分裂过程中，染色体复制，有丝分裂后期形成6个染色体组，通过三极纺锤体将六个染色体组拉开，每一极2个染色体组，其中有两极的染色体各有一组来自双亲，有一极染色体均来自于父亲，细胞分裂后，其中两个细胞发育成个体。
【详解】A、阻止多精入卵的两道屏障是透明带反应和卵细胞膜反应，由题图可知，两个精子与卵细胞结合，则可推知透明带、卵细胞膜反应未能阻止多精入卵，A正确；
B、图2中受精卵内有两个雄原核，2个雄原核中各自含有父亲的一个染色体组，染色体组中全为非同源染色体，形态各不相同，若这两个雄原核性染色体含有的都是X染色体或者都是Y染色体，那么来自父亲雄原核的染色体有23种形态；若这两个雄原核性染色体一个是X染色体，另一个是Y染色体，则来自父亲雄原核的染色体共有24种形态，B错误；
C、图3中细胞里的染色体经三极纺锤体牵引，分裂成三个子细胞，即图4中的A、B、C，若A细胞含有双亲染色体组各一组，则C细胞应该包含父系和母系染色体组各1个或包含2个父系染色体组，C错误；
D、该姐弟来源于母亲的染色体是复制而来的因此一般是相同的，来自于父亲的染色体由两个不同的精子提供，可能不同，D正确。
故选BC。
18．某些人在情绪激动的情况下，会导致肺通气过度，呼气深吸气浅，可能会出现头晕，四肢发麻、抽搐，口唇发麻，有针刺样感觉等症状。下列叙述不正确的是（    ）
A．由于血液中钙离子减少，出现抽搐的现象，可能是神经肌肉兴奋性增强所致
B．胸腹部手术后的患者因怕疼而不敢深吸气，容易出现以上症状
C．缺氧会导致上述症状，可通过提供纯氧的方法使呼吸正常
D．内环境稳态是指机体内理化性质和理化指标维持相对稳定的状态
【答案】CD
【分析】内环境稳态是指在正常生理情况下机体内环境的各种成分和理化性质只在很小的范围内发生变动，不是处于固定不变的静止状态，而是处于动态平衡状态。
【详解】A、人体血液中钙离子含量过高，会出现肌无力的症状，钙离子的浓度过低，会出现抽搐现象，A正确；
B、胸腹部手术后的患者因怕疼而不敢深吸气，导致供氧不足容易出现以上症状，B正确；
C、纯氧环境无法刺激人体的呼吸，需要二氧化碳的作用，故不能提供纯氧，C错误；
D、内环境稳态是指机体内各种化学成分和理化性质维持相对稳定的状态，D错误；
故选CD。
19．紫茎泽兰是强入侵性物种，易打破当地的生态平衡，发展为单一优势群落。科研人员发现，随着紫茎泽兰入侵程度加强，该生态系统中的昆虫种类数逐年大幅减少。生态系统中植被、凋落物、土壤碳储量（吨/公顷）变化如下图。下列说法正确的是（    ）

A．紫茎泽兰种群密度增大的直接原因是年龄组成和性别比例
B．随着入侵程度加强，土壤中分解者的分解作用逐渐减弱
C．生态系统能够维持生态平衡，具有较强的自我调节能力的基础是负反馈调节
D．紫茎泽兰与本地植物竞争，使本地植物种类和数量下降，进而使昆虫的多样性降低
【答案】CD
【分析】1、负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统具备自我调节能力的基础。生态系统的自我调节能保持相对的稳定状态，是因为它本身具有一定的调节能力。生态系统的调节机制，使生态系统的生产者、消费者和分解者之间较长时间保持一种动态的平衡。
2、种群密度是种群最基本的数量特征。直接决定种群密度的是出生率和死亡率、迁出率和迁入率。年龄组成和性别比例不直接决定种群宓度，年龄组成通过影响种群的出生率和死亡率，从而预测种群数量变化趋势，性别比例能够影响种群的出生率间接影响种群密度。
【详解】A、紫茎泽兰种群密度增大的直接原因是出生率和死亡率，A错误；
B、随着入侵程度加强，凋落物增加，土壤中分解者的分解作用逐渐增强，B错误；
C、负反馈调节在生态系统维持生态平衡，具备自我调节能力的基础，C正确；
D、紫茎泽兰为与本地植物竞争成为优势种，使本地植物种类和数量下降，进而使昆虫的多样性降低，D正确。
故选CD。
20．野生型大肠杆菌能在基本培养基上生长，氨基酸营养缺陷型突变株只能在完全培养基上生长。如图为纯化某氨基酸营养缺陷型突变株的部分流程图，①②③④代表培养基，A、B、C为操作步骤，D、E为菌落。下列叙述错误的是（　　）
  
A．图中①②③是完全培养基，④为基本培养基
B．紫外线处理可提高基因突变和染色体变异的频率，增加突变株的数量
C．B中的接种方法是稀释涂布平板法，接种前需对菌液进行稀释
D．E是氨基酸营养缺陷型菌落，可挑出后进一步纯化培养
【答案】ABD
【分析】分析题图：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，分别是基本培养基、完全培养基；野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长，而氨基酸营养缺陷型菌株由于发生基因突变无法合成某种氨基酸只能在完全培养基上生长，据此利用培养基的种类便可以选择出氨基酸突变株。
【详解】A、野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长，氨基酸营养缺陷型突变株无法合成某种氨基酸，只能在完全培养基上生长，根据题干信息和图形分析，图中①②④为完全培养基，③为基本培养基，A错误；
B、紫外线可以提高基因突变的频率，大肠杆菌没有染色体，无法发生染色体变异，B错误；
C、由图可知，B接种后在平板上形成均匀的菌落分布，为稀释涂布平板法，接种前需对菌液进行稀释，C正确；
D、从图中可看出，D在基本培养基中无法生长，在完全培养基中可生长，说明D是氨基酸缺陷型菌落，可挑取D菌落进行纯化培养，D错误。
故选ABD。
第II卷
三、非选择题：本题共5小题，共55分。
21．科研人员以野生型拟南芥为材料进行了相关实验，探究气孔开度的影响因素。首先对若干组野生型拟南芥进行干旱处理，发现其ABA含量均有所升高，进一步测定其叶肉细胞渗透压和气孔阻力，绘制出三者之间的变化关系，如图1所示，ABA调节机制与保卫细胞内K+浓度有关，其作用机制如图2所示。
    
(1)拟南芥叶肉细胞中的光合色素分布在_______，作用是__________。可用体积分数为95%的乙醇中加入________来代替无水乙醇提取色素。
(2)据图分析可知，恢复浇水能提高拟南芥光合作用强度，理由是___________。
(3)由图2可知，K+出细胞的运输方式是_________，ABA与受体结合后，通过关闭气孔和抑制气孔打开两条途径协同作用，即___________，调节保卫细胞内K+浓度，使气孔维持关闭状态。
(4)为进一步研究ABA受体与气孔关闭的关系，研究者以野生型拟南芥植株和超表达ABA受体基因的拟南芥植株为材料设置对照实验，进行培养并定期测量叶片的________；若___________，则说明ABA受体增多能够加速气孔关闭。
【答案】(1) 类囊体薄膜 吸收、传递、转化光能 无水碳酸钠
(2)ABA含量降低，气孔阻力减小，CO₂供应增加，光合作用增强
(3) 协助扩散 促进保卫细胞内钙离子增加，促进钾离子外流，同时抑制钾离子内流
(4) 气孔阻力 实验组叶片的气孔阻力大于对照组

【分析】分析题意可知，该实验探究时间和水分对拟南芥叶肉细胞渗透压、叶片ABA含量和气孔阻力的影响，已知气孔阻力与气孔开闭程度有关，气孔全开时气孔阻力最小，ABA调节气孔关闭与保卫细胞内K+浓度有关。
【详解】（1）植物叶肉细胞中的光合色素分布在叶绿体类囊体薄膜上，作用是吸收、传递和转化光能。在叶绿体色素的提取和分离实验中，可用体积分数为95%的乙醇中加入无水碳酸钠来代替无水乙醇提取色素。
（2）据图分析可知，恢复浇水后ABA含量降低，气孔阻力减小，CO2供应增加，而CO2是光合作用的原料之一，则光合作用增强，故恢复浇水能提高拟南芥光合作用强度。
（3）细胞内的K+浓度高于细胞外，故K+出细胞为顺浓度梯度运输，且需要蛋白质的协助，故运输方式是协助扩散。由图2可知，当ABA与受体结合后，促进保卫细胞内Ca2+增加，促进K+外流，使气孔关闭状态，同时抑制K+内流，调节保卫细胞内K+浓度，使气孔维持关闭状态（抑制气孔开放），即通过关闭气孔和抑制气孔打开两条途径协同作用。
（4）由于当ABA与受体结合后，使气孔维持关闭状态，故为进一步研究ABA受体与气孔关闭的关系，以野生型拟南芥植株和超表达ABA受体基因（ABA受体增多）的拟南芥植株为材料设置对照实验，进行培养，自变量为ABA受体的多少，因变量的指标应为叶片的气孔阻力。若实验组（超表达ABA受体基因的拟南芥植株）叶片的气孔阻力大于对照组（野生型拟南芥植株），则说明ABA受体增多能够加速气孔关闭。
22．虎的性别决定方式为XY型，野生型虎毛色为黄色底黑条纹(黄虎)，此外还有白虎、金虎和雪虎等毛色变异，科研人员对虎毛色形成机理进行研究。
(1)若白虎是由黄虎的单基因突变引起的，据图1所示家系分析白色性状的遗传方式，可以排除的是________________________(不考虑XY同源区段)。选择子代3、4黄虎相互交配，能否根据后代的性状表现判断遗传方式？_______(填“能”或“不能”)
  
(2)虎的毛发分为底色毛发和条纹毛发两种，毛发颜色由毛囊中的黑色素细胞分泌的真黑色素和褐黑色素决定。褐黑色素使毛发呈现黄色，真黑色素使毛发呈现黑色。几种虎的毛发颜色如图2。常染色体上S基因编码的S蛋白是某条褐黑色素和真黑色素合成途径的必要蛋白，E基因表达产物激活真黑色素的合成，是真黑色素合成的另一条途径。白虎和几乎纯黄的金虎的毛色性状均为单基因隐性突变。
  
①测序发现，白虎的S基因突变导致其功能丧失。从基因表达的角度分析，白虎性状出现的原因是：底色毛发中_______________，条纹毛发中__________________。
②DP细胞分泌的A蛋白作用于黑色素细胞，促进真黑色素转化成褐黑色素。金虎的DP细胞中C基因突变导致C蛋白功能丧失，研究发现C蛋白不影响A基因的表达，只降解胞外A蛋白。为验证上述结论，研究者将相关基因导入敲除_______基因的受体细胞，导入基因和部分电泳结果如图所示。请在答题卡的相应位置补充出应有的电泳条带______。
  
【答案】(1) 伴Y染色体遗传、伴X染色体显性遗传 能
(2) E基因不能表达，S基因突变，无法表达出正常的S蛋白，真黑色素与褐黑色素均无法合成，呈现白色 E基因正常表达，从而激活真黑色素的合成，呈现黑色 C和A   

【分析】1、系谱图中遗传方式的判断方法：若父病子全病，且患者只有男性，则是伴Y遗传。排除了伴Y遗传，再判断致病基因的显隐性，“无中生有”（父母没该病，孩子患了该病）为隐性，隐性就看女患者，若其父亲和儿子皆病，则可能是伴X隐性遗传，若其父亲或儿子无病，则一定是常染色体隐性遗传；“有中生无”（父母都有该病，孩子没有该病）为显性，显性就看男患者，其母亲和女儿皆病，可能是伴X显性遗传病，若其母亲或女儿无病，一定为常染色体显性遗传病。推断可能性时，若连续遗传，可能是显性遗传病。看遗传方式，假设患者男女比例相当，可能是常染色体遗传，假设患者男多于女或女多于男，可能是伴性遗传。
2、电泳法利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现各种分子的分离。
【详解】（1）白虎是由黄虎的单基因突变引起的，即黄虎和白虎是受一对等位基因控制的单基因遗传。若遗传方式是伴Y染色体遗传，则只会在雄性个体中呈现相应性状，图1表示白色性状既出现在雄性虎中，又出现在雌性虎中，所以可以排除伴Y染色体遗传；若遗传方式是伴X染色体显性遗传，则I1雄性白虎的后代中，雌性都会获得父方的X染色体，从而表现白色性状，但是子代II3、II7都是雌性黄虎，所以白色性状不会是伴X染色体显性遗传。白色性状的遗传方式不是伴Y染色体遗传或伴X染色体显性遗传，可能是伴X染色体隐性遗传，或是常染色体隐性遗传，或常染色体显性遗传；若以A，a表示控制白虎和黄虎的等位基因，假设白色性状的遗传方式是伴X染色体隐性遗传，则I1，I2的基因型分别是XaY，XAXa；II3，II4的基因型分别是XAXa，XAY；II3与II4相互交配，后代中，雌性全为黄虎，雄性中出现黄虎和白虎的概率一样。假设白色性状的遗传方式是常染色体隐性遗传，则I1，I2的基因型分别是aa，Aa；II3，II4的基因型都是Aa；II3与II4相互交配，后代中，出现黄虎的概率更大（），而且雌性与雄性出现黄虎的概率一样。假设白色性状的遗传方式是常染色体显性遗传，则I1，I2的基因型分别是Aa，aa；II3，II4的基因型都是Aa；II3与II4相互交配，后代中，出现白虎的概率更大（ ），而且雌性与雄性出现白虎的概率一样。所以，选择子代3、4黄虎相互交配，能根据后代的性状表现判断遗传方式。
（2）①常染色体上S基因编码的S蛋白是某条褐黑色素和真黑色素合成途径的必要蛋白，E基因表达产物激活真黑色素的合成，是真黑色素合成的另一条途径；褐黑色素使毛发呈现黄色，真黑色素使毛发呈现黑色；图2显示白虎的底色毛发中，黄色和黑色都没有表现出来，从而呈现白色，条纹毛发呈现黑色；所以，白虎性状出现的原因是：底色毛发中白虎的E基因不能表达，S基因突变，无法表达出正常的S蛋白，真黑色素与褐黑色素均无法合成，呈现白色；条纹毛发中E基因正常表达，从而激活真黑色素的合成，呈现黑色。
②分析部分电泳结果图可知，研究者要研究A基因、C基因和A基因、突变的C基因和A基因所表达的相关蛋白质，为了排除受体细胞本来存在的C基因和A基因的干扰，需要将相关基因导入敲除C基因和A基因的受体细胞。有相关的基因就可能表达出相应的蛋白。所以在电泳结果的图中，转入A基因的第1组的受体细胞和受体细胞培养液的上清液中都存在A基因表达的A蛋白；转入C基因和A基因的第2组的受体细胞中会存在C蛋白和A蛋白，因为C蛋白会降解胞外A蛋白，所以在受体细胞培养液的上清液中只存在C蛋白；部分电泳结果图已经显示转入突变的C基因和A基因的第3组的受体细胞中含C蛋白和A蛋白，但是C基因突变导致C蛋白功能丧失，第3组中的C蛋白不能降解胞外A蛋白，所以第3组的受体细胞培养液的上清液中既存在C蛋白，又存在A蛋白；补充出应有的电泳条带如下图所示：
  
23．糖尿病有1型和2型之分，大多数糖尿病患者属于2型糖尿病，患者并未丧失产生胰岛素的能力，2型糖尿病的成因和治疗是近年的研究热点。
(1)胰岛素降低血糖的途径包括：促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入______并合成糖原，进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯﹔；另一方面又能抑制_____的分解和非糖物质转变为葡萄糖。
(2)由于2型糖尿病患者常常较肥胖，有人提出2型糖尿病是一种肠道疾病，是因高糖高脂饮食，导致肠道内的一些分泌细胞及其分泌的激素发生变化，为研究其成因，某研究组对大鼠进行高糖高脂饮食等诱导制造糖尿病模型鼠并检测其体内的一种肠源性激素（GLP-1）的水平。

胰岛B细胞分泌胰岛素的机制如上图1，正常人进食后，血糖浓度升高，葡萄糖通过Glut2转运蛋白以_____方式进入胰岛B细胞，经细胞呼吸改变ATP/ADP的比例，最终引起Ca2+______，进而促进胰岛素分泌。
(3)上图2数据显示，随着处理时间的增加，模型组的GLP-1水平越来越低于对照组。另有研究表明，口服葡萄糖比静脉注射葡萄糖引起更多的胰岛素分泌；回肠切除术的大鼠胰岛B细胞表面的Glut2转运蛋白的表达量明显下降。据此，有人提出假说，认为小肠后端的内分泌细胞及其分泌的GLP-1对血糖的控制至关重要。为验证该假说，研究者选择生理状况良好的同种大鼠若干，随机平均分为5组，检测血糖变化，其中部分进行高糖高脂饮食等诱导制成糖尿病模型鼠。部分实验方案如下。
组别
对照组
实验组
编号
1
2
3
4
5
大鼠种类及处理
正常大鼠
　
正常大鼠+假手术
正常大鼠+切回肠手术
　
请将上述实验方案补充完整，2：_____；5：______。若以上五组小鼠的餐后血糖水平大小顺序为2>4>5>3=1，则_____（填“支持”或“不支持”）该假说。
【答案】(1) 肝、肌肉 肝糖原
(2) 协助扩散 内流
(3) 糖尿病模型大鼠 正常大鼠+切回肠术+GLP-1 支持

【分析】血糖平衡的调节存在神经调节和体液调节。血糖偏高时，能直接刺激胰岛B细胞分泌更多胰岛素，胰岛素能促进组织细胞加速摄取、利用、储存葡萄糖，使血糖降低；同时，高血糖也能刺激下丘脑的某区域，通过神经控制促进胰岛B细胞的分泌。血糖偏低时，能直接刺激胰岛A细胞分泌更多胰高血糖素，胰高血糖素能促进肝糖原分解，促进一些非糖物质转化为葡萄糖，使血糖水平升高；同时，低血糖也能刺激下丘脑的另外的区域，通过神经控制促进胰岛A细胞的分泌。糖尿病存在Ⅰ型糖尿病，病因是胰岛素分泌不足；也存在Ⅱ型糖尿病，病因是胰岛素靶细胞上的受体不足。
【详解】（1）胰岛素是唯一能降低血糖的激素，胰岛素降低血糖的机理一方面表现在促进血糖的去路，如能促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝、肌肉并合成糖原，进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯；另一方面表现在抑制血糖的来源，如抑制肝糖原的分解和非糖物质转变为葡萄糖。
（2）葡萄糖通过Glut2转运蛋白进入胰岛B细胞为高浓度向低浓度运输，且需要载体蛋白的协助，为协助扩散。葡萄糖进入胰岛B细胞后，经细胞呼吸改变ATP/ADP的比例，最终引起Ca'内流，促进胰岛素以胞吐的形式分泌出去。
（3）假设认为，小肠后端的内分泌细胞及其分泌的GLP-1对血糖的控制至关重要，模型组的GLP-1含量降低，说明GLP-1能降低血糖。为了验证这一假说，选生理状况良好的同种大鼠若干，随机平均分为5组，1组做空白对照组，2组为高糖高脂饮食模型组，3组为正常小鼠进行假手术组，4组为正常大鼠进行切回肠术处理，5组为正常大鼠进行切回肠术处理后再注射GLP-1激素，处理相同时间后，测定各组小鼠的血糖浓度，若GLP-1能降低血糖，则第2组的糖尿病模型小鼠的血糖浓度最高，第4组切回肠术处理后，Glut2的表达量明显下降，则血糖浓度也较高，而第5组，切回肠术处理后又注射了GLP-1激素，能使小鼠血糖浓度降低，1组和3组均为正常大鼠，则血糖浓度正常，即测定的各组小鼠的血糖浓度为2>4>5>3=1，则支持该假说。
24．水体富营养化会引起水源污染。某研究小组选取挺水植物（菖蒲、千屈菜、旱伞草）、漂浮植物（水葫芦）、沉水植物（黑藻）探究对富营养化水体中氮和磷的净化效果，结果如下图所示。
  
(1)水体富营养化导致藻类过度繁殖，原因是生态系统的______是有一定限度的，通过种植不同水生植物进行修复，实质是恢复该生态系统______的相对稳定。
(2)图2空白对照组中的氮、磷含量也有降低现象，原因是____。
(3)挺水植物既有一定的水体净化能力，又具有很好的景观效应，这体现了生物多样性的_____价值。若单一种植菖蒲，该池塘生态系统净化污水的能力将会______（填“变大”、“变小”“不变”），判断的依据是_____。
(4)由上图可知，五种水生植物中______的治理效果最好，但该种植物的大量繁殖又可能引起水体二次污染。若用该植物为原料制作喂鱼用的饲料，将池塘中的淤泥作为周边桑树的肥料，既可以避免二次污染，又能提高经济效益。请从物质和能量角度加以分析。_____。
【答案】(1) 自我调节 结构和功能
(2)水体具有自身净化作用
(3) 直接和间接 变小 生物的多样性降低，营养结构简单化，生态系统的自我调节能力减弱
(4) 水葫芦 实现了物质循环利用和能量的多级利用，提高了能量利用率

【分析】1、能量流动：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程；研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理地调整生态系统中能量流动的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
2、物质循环是指在生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落回到无机环境的循环过程。
【详解】（1）生态系统具有一定限度的自我调节能力，当干扰超过一定限度时，稳定性会下降，生态平衡会被打破。通过种植不同水生植物进行修复，可以通过种间竞争抑制藻类繁殖，实质是恢复该生态系统结构和功能的相对稳定。
（2）生态系统具有一定限度的自我调节能力，水体具有自身净化作用，因此空白对照组中的氮、磷含量也有降低现象。
（3）挺水植物具有一定的水体净化能力，体现其生态功能，即间接价值，景观效应体现其直接价值。若单一种植菖蒲，生物的多样性降低，营养结构简单化，生态系统的自我调节能力减弱，该池塘生态系统净化污水的能力将会变小。
（4）由图1和图2可知，在实验进行30天时，水葫芦组降低氮和磷的量最多，所以水葫芦的治理效果最好。用该植物为原料制作喂鱼用的饲料，使能量流向人类，增加经济效益，同时降低水葫芦数量；池塘中的淤泥含有被微生物分解出来的无机物，作为周边桑树的肥料，实现了物质循环利用和能量的多级利用，提高了能量利用率。
25．2022年1月7日，美国马里兰州的医生首次将基因编辑猪的心脏移植到人类患者身上。如果异种移植可以实现，将可明显缓解器官紧缺的问题。然而心脏移植过程中会发生缺血再灌注损伤（IRI），可能导致心脏坏死。研究发现，IRI通过促进Caspase 8等一系列凋亡基因的表达，导致细胞凋亡最终引起器官损伤。根据Caspase 8基因合成的小干扰RNA（siRNA）可以使Caspase 8基因沉默，有效抑制IRI所致的器官损伤。图1是利用猪的心肌细胞开展siRNA作用研究的示意图，图2是此研究可能用到的4种限制酶及其切割位点，回答下列问题：
    
(1)图中步骤②构建重组质粒需要使用___________等工具酶。DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是_____。
(2)与直接将siRNA导入猪的心肌细胞相比，通过重组质粒将siRNA对应的DNA序列导入心肌细胞的优点是____________（答出一点）。导入过程最常用的方法是_____，
(3)研究人员根据Caspase 8基因的碱基序列，设计了三种序列分别导入猪的心肌细胞，通过测定靶基因Caspase 8的mRNA含量来确定最优序列。测定mRNA含量时，需提取心肌细胞的总RNA，经过_____过程得到cDNA，再进行PCR扩增，测定PCR产物量，结果如图3所示，据此判断最优序列是_____。
  
(4)将猪心脏移植到人体面临的最大挑战是免疫排斥反应，这是因为免疫系统会把外来器官当作抗原（“非己”）成分进行攻击。请说出一种解决这一问题的思路：___________（利用基因工程的方法）。异体移植易出现免疫排斥，但胚胎移植却能够在受体子宫内存活,胚胎移植能够在受体内存活的前提条件是____________。
【答案】(1) 限制酶、DNA连接酶 磷酸二酯键
(2) 可持续产生siRNA，使靶基因长时间沉默 显微注射法
(3) 逆转录 序列2
(4) 可以利用基因工程技术将免疫排斥有关猪的抗原基因敲除或转入一些人类特有蛋白的基因，将猪细胞伪装成人的细胞 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应

【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。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、花粉管通道法等；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钙离子处理法（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。
【详解】（1）图中步骤②为构建基因表达载体的过程，构建重组质粒需要使用DNA连接酶和限制酶等工具酶。限制酶能在DNA特定位置将其切开，DNA连接酶能催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的磷酸二酯键。
（2）通过重组质粒将siRNA对应的DNA序列导入心肌细胞可持续产生siRNA，可使靶基因长时间沉默。这是与直接将siRNA导入猪的心肌细胞表现的优点，将重组质粒导入过程常用显微注射法实现。
（3）研究人员根据Caspase 8基因的碱基序列，设计了三种序列分别导入猪的心肌细胞，通过测定靶基因Caspase 8的mRNA含量来确定最优序列。测定mRNA含量时，需提取心肌细胞的总RNA，经过逆转录过程得到cDNA，再进行PCR扩增，通过测定PCR产物量进而推测相关基因的表达量，图3结果显示，序列2引起的PCR产物量最少，说明相关基因被沉默，因而可判断抑制效果最好的是序列2。
（4）对于人体而言，猪的器官属于外来物质，免疫系统会把外来器官当作抗原成分进行攻击；故免疫排斥反应是将猪心脏移植到人体面临的最大挑战；利用基因工程技术将猪与免疫排斥有关的抗原基因敲除，转入一些人类特有蛋白的基因，将猪细胞伪装人的细胞等方面可能解决这一问题。异体移植易出现免疫排斥，但胚胎移植却能够在受体子宫内存活，原因是受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，因而胚胎移植成功。