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2024芜湖师大附中高三下学期二模生物试题含解析
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这是一份2024芜湖师大附中高三下学期二模生物试题含解析，文件包含安徽省芜湖市安徽师范大学附属中学2024届二模生物试题含解析docx、安徽省芜湖市安徽师范大学附属中学2024届二模生物试题无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共30页， 欢迎下载使用。
姓名___座位号___
本试卷分选择题和非选择题两部分，选择题第1至第5页，非选择题第6至第8页。全卷满分100分，考试时间75分钟。
考生注意事项：
1．答题前，务必在试题卷、答题卡规定的地方填写自己的姓名、座位号，并认真核对答题卡上所粘贴的条形码中姓名、座位号与本人姓名、座位号是否一致。
2．答选择题时，每小题选出答案后，用2B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。
3．答非选择题时，必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卡上书写，要求字体工整、笔迹清晰。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。
4．考试结束，务必将试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本大题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1. 迁移体是清华大学在Cell Research发表的一种可以释放至细胞外的单层膜的细胞器。迁移体能够促进细胞中受损线粒体的排出，维持胞内线粒体稳态。也可在细胞间横向转移mRNA和蛋白质，调控下一个细胞的生理状态。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 迁移体的形成离不开细胞膜的选择透过性
B. 迁移体可能具有信息交流功能，介导细胞间的通讯
C. 人的成熟红细胞中线粒体损伤时，迁移体数量可能会增多
D. 迁移体可在细胞间沿着细胞骨架定向运输mRNA
【答案】B
【解析】
【分析】1、细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特点是具有选择透过性；
2、细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系。细胞骨架包括微丝、微管和中间纤维。细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输、细胞壁合成等许多生命活动中都具有非常重要的作用。
【详解】A、迁移体的形成离不开细胞膜的流动性，A错误；
B、由题意可知，迁移体可在细胞间横向转移mRNA和蛋白质调控下一个细胞的生理状态，推测迁移体可能具有信息交流功能，介导细胞间的通讯，B正确；
C、哺乳动物成熟红细胞中没有线粒体，C错误；
D、细胞骨架位于细胞内部，而迁移体运输mRNA的场所在细胞外，D错误。
故选B。
2. 胃是重要的消化器官，其中胃泌酸腺是胃的一种结构，由壁细胞、主细胞和粘液颈细胞组成，分别分泌盐酸、胃蛋白酶原和粘液，主要分布于胃底、胃体粘膜，其中人胃的壁细胞分泌胃酸（HCl）的机制如下图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 胃的壁细胞排出HCO3-和K+都不需要细胞代谢提供能量
B. 胃酸可以杀死胃内的大多数细菌，属于人体的第二道防线
C. 胃中的消化酶能显著提高食物分解后产物的生成量
D. 胃液中的胃蛋白酶进入小肠后，能将小肠中蛋白质分解
【答案】A
【解析】
【分析】自由扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，不需要转运蛋白协助，不消耗能量；协助扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，还需要膜上的转运蛋白的协助，不消耗能量；主动运输的特点是逆浓度梯度，需要载体蛋白协助，需要消耗能量。
【详解】A、据图分析，胃的壁细胞排出HCO3-和K+都不消耗ATP，属于协助扩散，Cl-通道可判断Cl-细胞内浓度高于细胞外，所以Cl-从Cl--HCO3-反向转运体进入细胞时是主动运输，虽不直接消耗细胞代谢产生的ATP，其消耗的是HCO3-顺浓度跨膜运输产生的电化学势能，A正确；
B、皮肤和黏附及其分泌物是保卫人体的第一道防线，胃酸可以杀死胃内的大多数细菌，属于人体的第一道防线，B错误；
C、酶是催化剂，可以促进化学反应的进行，缩短化学反应进行的时间，但不能提高产物的生成量，C错误；
D、胃蛋白酶最适pH值在1.5左右，小肠内pH值在7-8之间，所以胃蛋白酶进入小肠后会失活，D错误。
故选A。
3. 科研团队最近发现了一种主要由肾脏分泌的抗衰老蛋白质类信号分子Klth，它的含量会随着年龄的增长而下降。最新研究证实它能够让衰老的恒河猴恢复记忆，但并不能穿过血脑屏障直接作用于大脑，而且Klth可以缓解促炎性细胞因子白细胞介素过量导致的组织损伤。这一研究或许可以用于逆转人类的大脑衰老。下列相关的叙述正确的是（ ）
A. 阿尔茨海默症患者可通过口服Klth达到缓解症状的目的
B. Klth不能直接与脑部细胞的特异性受体结合并发挥作用
C. 个体衰老后会由于黑色素积累而产生老年斑
D. 过度降低促炎因子白细胞介素的含量不会影响免疫系统的正常功能
【答案】B
【解析】
【分析】细胞衰老的特点：（1）细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。（2）细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。（3）细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小。（4）细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢。（5）细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递。
【详解】A、Klth是蛋白质，口服后会被蛋白酶分解，所以不可口服，A错误；
B、由题可知，Klth并不能穿过血脑屏障直接作用于大脑，所以不能与脑部细胞的特异性受体直接结合发挥作用，B正确；
C、老年斑的产生主要与脂褐素积累有关，老年人头发变白与黑色素减少有关，C错误；
D、白细胞介素是细胞因子，参与构成免疫系统，过度降低促炎因子白细胞介素的含量会影响免疫系统的正常功能，D错误。
故选B。
4. 图1为动物体内某一精原细胞减数分裂的过程，图2为该动物体内细胞分裂过程中某物质数量变化曲线图的一部分。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 图1中细胞②比细胞①体积增大，染色体数目发生加倍
B. 图1中细胞③和初级卵母细胞的细胞质分裂方式相同
C. 若图2表示有丝分裂中染色体组数的变化，则AB段染色体数等于CD段染色单体数
D. 若图2表示减数分裂中着丝粒的数量变化，则图示过程可发生在细胞②产生细胞③的过程中
【答案】D
【解析】
【分析】减数分裂过程：
1、减数第一次分裂前的间期染色体发生复制。
2、减数第一次分裂：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。
3、减数第二次分裂过程：①前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成染色体，井均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、细胞在间期会有适度的增长，图1中细胞②比细胞①体积增大，但间期复制，染色体数目不变，A错误；
B、图1中细胞③（次级精母细胞）细胞质分裂方式为均等分裂，而初级卵母细胞的细胞质为不均等分裂，B错误；
C、若图2表示有丝分裂中染色体组数的变化，BC阶段发生的是细胞分裂（即末期结束），CD段没有染色单体，C错误；
D、减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ都会发生因细胞分裂导致着丝粒的数量减半的现象，故可发生在细胞②产生细胞③的过程中即减数分裂Ⅰ过程，D正确。
故选D。
5. RNA编辑是指转录后的RNA发生碱基的增添、缺失或替换等现象。CRISPR-Cas13系统是一套特异性靶向RNA的工具。gRNA（向导RNA）负责引导dCas13b蛋白和ADAR脱氨酶构建的融合蛋白与mRNA结合。ADAR脱氨酶能够对腺嘌呤核苷酸（A）进行脱氨反应，变成次黄嘌呤核苷酸（Ⅰ）。在翻译过程中Ⅰ被视为G，因此ADAR脱氨酶具备，A-G的编辑能力。下列叙述正确的是（ ）
A. RNA编辑可能改变相关蛋白质的结构，属于基因突变
B. gRNA由两条核糖核苷酸链构成，两条链之间由氢键连接
C. 修饰的mRNA碱基数目没变，翻译出的多肽链氨基酸数一定不变
D. 翻译过程中，tRNA上3'端携带氨基酸参与合成多肽链
【答案】D
【解析】
【分析】1、基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换，导致基因结构的改变。
【详解】A、RNA编辑过程导致RNA碱基发生改变，但对应基因没有改变，所以不属于基因突变，A错误；
B、由图中可以发现，gRNA类似于tRNA，是自生折叠形成局部双链，所以由一条核糖核苷酸链构成，B错误；
C、修饰的mRNA碱基数目没变，但如果修饰后变为终止密码子，则多肽链氨基酸数会发生改变，C错误；
D、翻译过程中，tRNA上3’端携带氨基酸与mRNA结合合成多肽，D正确。
故选D。
6. 果蝇的红眼与紫眼、直毛与分叉毛是两对相对性状。现有一只红眼直毛雄果蝇与一只紫眼直毛雌果蝇相互交配，子一代（F1）表现型及比例为：红眼直毛雌果蝇∶紫眼直毛雌果蝇∶红眼直毛雄果蝇∶红眼分叉毛雄果蝇∶紫眼直毛雄果蝇∶紫眼分叉毛雄果蝇=2∶2∶1∶1∶1∶1。不考虑X、Y同源区段的遗传，下列叙述正确的是（ ）
A. 果蝇的直毛与分叉毛基因位于常染色体上，且直毛为显性性状
B. 除了红眼和紫眼果蝇，摩尔根还发现白眼果蝇，决定这些性状的基因互为等位基因
C. 若F1中果蝇相互交配，则F2中红眼直毛果蝇占
D. 若用该亲本雌果蝇与分叉毛雄果蝇交配，不能通过子代性状判断果蝇性别
【答案】D
【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。
【详解】A、子一代（F1）中直毛与分叉毛在雌雄中比例不同，雌性中直毛∶分叉毛=1∶0，雄性中直毛∶分叉毛=1∶1，可以决定直毛分叉毛基因位于X染色体上，且直毛为显性性状，A错误。
B、子一代（F1）表现型及比例为2∶2∶1∶1∶1∶1，可知两对基因不在同一对染色体上，可知决定果蝇红眼和紫眼基因位于常染色体上，摩尔根实验中白眼基因位于X染色体上，所以不是等位基因，B错误；
C、由于本题不能确定红眼和紫眼果蝇的显隐性，所以无法计算出F2中红眼直毛果蝇占比，C错误；
D、若用该亲本雌果蝇与分叉毛雄果蝇交配，子代无论雌性还是雄性都有直毛和分叉毛，D正确。
故选D。
7. 变异在生物界普遍存在，包括可遗传和不可遗传变异。下列关于生物变异的说法正确的是（ ）
A. 抑菌圈中出现大肠杆菌菌落，可能是部分大肠杆菌发生基因突变和染色体变异
B. 基因型为Avya的小鼠毛色表现出介于黄色和黑色之间一系列过渡类型，属于可遗传变异
C. 纯合高茎豌豆和矮茎豌豆杂交后F1自交，F2中出现3∶1的性状分离比，是基因重组的结果
D. 低温处理洋葱根尖细胞6小时，制片后可在显微镜下观察到细胞中染色体数目均加倍
【答案】B
【解析】
【分析】可遗传的变异有三种来源：基因突变、染色体变异和基因重组：（1）基因突变是基因结构的改变，包括碱基的增添、缺失或替换。基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期。基因突变的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。（2）基因重组的方式有同源染色体上非姐妹单体之间的互换和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合，另外，外源基因的导入也会引起基因重组。（3）染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
【详解】A、大肠杆菌属于原核生物，细胞中没有染色体，所以不存在染色体变异，A错误；
B、小鼠基因甲基化修饰属于表观遗传，属于可遗传变异，B正确；
C、豌豆高茎和矮茎由一对相对性状决定，不存在基因重组， F2中出现3∶1性状分离比是雌雄配子随机结合的结果，C错误；
D、低温诱导染色体加倍效率并不是100%，不能保证所有细胞都加倍，D错误。
故选B。
8. 研究团队通过调查某种甲虫的两个种群基因库的动态变化过程，发现种群中每只甲虫都有相应的基因型，A对a为不完全显性，共同决定甲虫的体色，甲虫体色的基因型和表现型如下表所示。下列叙述正确的是（ ）
A. 基因库由种群中所有个体含有的全部A和a基因构成
B. 种群1和种群2之间由于地理屏障产生了生殖隔离
C. 自然选择使种群1和种群2的基因频率发生定向改变
D. 不同体色的甲虫体现了生物多样性中的物种多样性
【答案】C
【解析】
【分析】现代生物进化理论认为：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、一个种群中全部个体所含有的全部基因，称为种群的基因库，A错误；
B、是否产生可育性后代是生殖隔离的标志，种群一和种群二之间有地理隔离，但不一定产生生殖隔离，B错误；
C、变异是不定向的，自然选择是定向的，自然选择决定了进化的方向，C正确；
D、生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性；表中甲虫基因型不同，体色不同，体现了生物多样性中基因多样性，D错误。
故选C。
9. 这个冬季，地处祖国东北角的哈尔滨走进了全国甚至全球视野，被称为2024开年首个“顶流”城市。在零下30摄氏度的极寒天气，室外人员可通过多种调节机制保持体温的相对稳定。关于室外人员在寒冷条件下的生理现象，下列说法正确的是（ ）
A. 血液中肾上腺素含量升高，甲状腺激素含量下降，血糖分解加快
B. 机体还可以通过皮肤血管收缩，血流量增多等变化以减少散热
C. 经抗寒训练后，大脑皮层调节体温相对稳定的能力会增强
D. 机体维持体温相对稳定的机制为神经一体液调节
【答案】D
【解析】
【分析】在寒冷环境下，皮肤冷觉感受器接受到刺激后通过传入神经传递信号到下丘脑体温调节中枢，下丘脑一方面将信息上传至大脑皮层形成寒冷感觉，同时通过传出神经使骨骼肌战栗、立毛肌收缩来增加产热，使皮肤血管收缩、血流量减少、汗腺分泌减少来减少散热，另一方面，下丘脑来调节甲状腺激素和肾上腺素的分泌，增加产热来维持机体体温的稳定。
【详解】A、寒冷条件下，甲状腺激素含量升高，使血糖分解加快，细胞代谢速率加快，A错误；
B、寒冷条件下，机体通过皮肤血管收缩，血流量减少来减少散热，B错误；
C、体温调节中枢在下丘脑，C错误；
D、体温的调节既有神经系统的参与，又有内分泌系统的参与，机体维持体温相对稳定的机制为神经-体液调节，D正确。
故选D。
10. 某科研团队以野生栝楼种子为实验材料，用不同浓度的α-萘乙酸、赤霉素及氯化钾来处理栝楼种子，研究其对种子萌发的影响。（注：发芽势是指在发芽过程中日发芽种子数达到最高峰时，发芽的种子数占供测样品种子数的百分率；发芽率指测试种子发芽数占测试种子总数的百分比；发芽指数是种子的活力指标）。下列叙述错误的是（ ）
A. 在用植物激素处理种子前，需对种子进行消毒处理
B. 本实验中3000mg/L的α-萘乙酸对种子萌发促进效果最明显
C. 赤霉素除了可以促进种子萌发，还可以促进细胞伸长和气孔关闭
D. 氯化钾各处理组对提高栝楼种子的发芽率、发芽势和发芽指数均有效
【答案】C
【解析】
【分析】赤霉素的合成部位主要是未成熟的种子、幼根和幼芽，能促进细胞伸长，从而引起植株增高；促进种子萌发和果实发育。
【详解】A、在用植物激素处理种子前，需对种子进行消毒处理，避免微生物对种子萌发产生影响，A正确；
B、不同浓度的α-萘乙酸处理时，3000mg/L的α-萘乙酸处理组的种子的发芽率、发芽势和发芽指数都更高，故本实验中3000mg/L的α-萘乙酸对种子萌发促进效果最明显，B正确；
C、促进气孔关闭的激素是脱落酸，而非赤霉素，C错误；
D、结合表格数据，与清水组对比，相同浓度下，氯化钾各处理组的发芽率、发芽势和发芽指数都更大，说明氯化钾各处理组对提高栝楼种子的发芽率、发芽势和发芽指数均有效，D正确。
故选C。
11. 林窗是指森林群落中老龄树死亡或偶然因素导致成熟阶段的优势物种死亡，从而林冠层形成空隙的现象。生态学家Runkle和Barden对林窗进行长期的调查研究，发现环境因素影响林窗植物物种丰富度的变化结果如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A. 老龄树死亡形成朽木，不久之后会形成一个微型的生态系统
B. 林窗土壤小动物类群丰富度的调查常用记名计算法和目测估计法
C. 在林窗中进行的群落演替属于次生演替
D. 影响林窗植物丰富度的主要环境因素有林窗面积和临近区域植物的丰富度
【答案】B
【解析】
【分析】许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，因此在进行研究时，常用取样器取样的方法进行采集、调查。即用一定规格的捕捉器进行取样，通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度。
【详解】A、朽木上所有生物与周围环境（朽木）共同构成了个生态系统，A正确；
B、调查土壤小动物类群的方法常用取样器取样法，统计土壤小动物类群丰富度的方法有记名计算法和目测估计法，B错误；
C、林窗形成后，首先是草本植物迅速生长，第二年长出灌木并逐渐成为优势物种，影响草本和灌木等植物生长的主要环境因子是光照，随着灌木在与草本植物竞争阳光的过程中不断占优势的过程中，灌木逐渐成为优势种，在林窗中进行的群落演替属于次生演替，C正确；
D、林窗面积和邻近区域植物的丰富度表现出同步变化的趋势，且变化幅度较大，因此可推测，影响林窗植物丰富度的主要环境因素林窗面积和邻近区域植物的丰富度，D正确。
故选B。
12. “海绵城市”是一种城市生态工程模式，是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水释放并加以利用，如图为“海绵城市”模式图。下列叙述错误的是（ ）
A. 海绵城市中的湿地可净化水质、降解污染物，体现了生物多样性的间接价值
B. 海绵城市建设须考虑城市垃圾对环境的污染，降解垃圾的微生物属于分解者
C. 海绵城市可提高新型城镇质量，促进生态、经济、社会的同步发展，体现了协调原理
D. 我国的生态工程已取得了不少成绩，但仍难以设计出标准化、易操作的生态工程样板
【答案】C
【解析】
【分析】（1）生物多样性的直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的，以及有旅游观赏、科学研究和文艺创作等非实用意义的价值；间接价值主要体现在调节生态系统的功能等方面。
（2）生态工程遵循的基本原理有自生、循环、协调和整体。自生指系统中由生物组分产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持；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转化率较高；协调指生态工程中生物与环境、生物与生物的协调与适应；整体指首先要遵循自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的比例，不同组分之间应构成有序结构，其次建设生态工程时，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。
【详解】A、湿地具有净化水质、降解污染物等调节生态系统的功能，体现了生物多样性的间接价值，A正确；
B、降解城市垃圾的微生物为生态系统成分中的分解者，其主要功能是将动植物遗体、动物排泄物和有机污染物分解成无机盐、CO2、H2O供生态系统循环利用，B正确；
C、海绵城市可提高新型城镇质量，促进人与自然和谐发展，体现了整体原理，C错误；
D、虽然我国的生态工程取得不少成绩，但还有一些不足之处，如缺乏定量化模型的指导，难以像“精确农业”那样设计出标准化、易操作的生态工程样板，D正确。
故选C。
13. 乳腺癌化疗的药物在杀伤肿瘤细胞的同时还会对健康细胞造成伤害，为降低药物对患者的副作用，科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上，构建抗体一药物偶联物（ADC），过程如图所示。下列相关说法正确的是（ ）
A. 对①过程形成的杂交细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可以获得能分泌所需抗体的细胞
B. ADC通常由抗体、接头和药物三部分组成，ADC起作用时会被细胞吞噬，并在溶酶体内被分解后释放药物
C. 经步骤③筛选得到的杂交瘤细胞具有的特点是能准确识别抗原的细微差异并能大量制备
D. ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用，原因是药物能特异性地作用于乳腺癌细胞，避免其他细胞受损
【答案】B
【解析】
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备，单克隆抗体是在细胞融合技术的基础上，将具有分泌特异性抗体能力的浆细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞，杂交瘤细胞既能产生抗体，又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群，可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。
【详解】A、经过程①形成的融合细胞有同种核两两融合和不同核融合细胞，需要经过特定的选择性培养基筛选，A错误；
B、抗体一药物偶联物（ADC）通常由负责选择性识别癌细胞表面抗原的抗体，负责杀死癌细胞的药物有效载荷，以及连接抗体和有效载荷的连接子三个部分组成，ADC起作用时会被细胞吞噬，并在溶酶体内被分解后释放药物，B正确；
C、步骤③是抗体检测，得到的杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生专一性抗体，C错误；
D、ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用，原因是抗体能特异性地作用于乳腺癌（靶）细胞，避免其他细胞受损，D错误。
故选B。
14. 甜米酒又称酒酿，多以糯米为原料拌入酒曲发酵而成。传统家庭手工制作，产品品质不稳定，容易酸败，下面是工业化生产米酒的流程，其中发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。据图判断下列说法错误的是（ ）
A. 性状优良的酵母菌菌种可以从自然界中筛选，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得
B. 发酵时要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件，以免影响微生物的生长繁殖和代谢物的形成
C. 酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成，而大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成
D. 罐装、封口、杀菌要在限定时间内完成，若时间过长，产品会腐败变酸
【答案】C
【解析】
【分析】发酵是利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。发酵过程：菌种选育→菌种的扩大培养→培养基的配制→灭菌和接种→发酵条件的控制→分离和提纯。
【详解】A、发酵工程的第一步就是选育菌种，性状优良的菌种可以从自然界中筛选，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得，A正确；
B、发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件，环境条件的改变不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成，B正确；
C、酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成，C错误；
D、罐装、封口、杀菌要在限定时间内完成，若时间过长，容易受杂菌污染，产品会腐败变酸，D正确。
故选C。
15. 生物是一门以科学研究为基础的学科，许多理论的提出都离不开科学实验。下列有关生物科学史及科学探究方法的说法错误的是（ ）
A. 许多科学家相继研究，发现了逆转录和RNA复制过程，从而推翻了传统的中心法则
B. 卡尔文用14C标记的CO2供应小球藻进行光合作用，探明了暗反应中碳的转移途径
C. 梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为材料，运用同位素标记法证明了DNA进行半保留复制
D. 林德曼将生态系统作为一个整体，对赛达伯格湖能量流动进行了定量分析
【答案】A
【解析】
【分析】同位素标记法：用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，可用于示踪物质的运行和变化规律。
【详解】A、少数病毒的逆转录和RNA复制过程发现是对中心法则的补充而不是推翻，A错误；
B、卡尔文用14C标记的CO2供应小球藻进行光合作用，探明了暗反应中碳的转移途径，因此把暗反应称之为卡尔文循环，B正确；
C、塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为材料，将亲代大肠杆菌DNA用15N标记，然后用14N为原料进行复制，运用同位素标记法和密度梯度离心证明了DNA进行半保留复制，C正确；
D、林德曼将生态系统作为一个整体，对赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，D正确。
故选A。
二、非选择题（本大题共5小题，共计55分。）
16. 引起叶片黄化的原因有多种，如土壤板结、气温过低等。研究发现M酶基因发生突变（M酶含量发生改变）的拟南芥植株在长时间光照下会因细胞凋亡而引起叶片黄化。拟南芥植株叶绿体中的M酶和pMDH（酶）竞争性催化NADH，线粒体中的mMDH（酶）和线粒体内膜复合物1（催化有氧呼吸第三阶段的酶）均参与促进NADH氧化，NADH被氧化后会产生活性氧，进而引起细胞凋亡。
（1）土壤板结引起叶片黄化的原因是___。
（2）与绿叶相比，黄化叶片主要吸收___光。
（3）结合所学知识和题干信息，分析NADH在线粒体中的作用有___（答两点）。
（4）据图推测，该突变植株体内M酶含量较正常植株中酶含量___，原因是___。
【答案】16. 土壤板结导致根部细胞呼吸减弱，为主动运输吸收无机盐提供能量减少，从而影响了Mg离子的吸收
17. 蓝紫 18. 在有氧呼吸过程中NADH与氧气结合形成水，并产生大量的能量；在线粒体中NADH被氧化后促进活性氧的产生
19. ①. 低 ②. M酶含量低，pMDH（酶）竞争性催化NADH，参与B酸转化为A酸的过程，A酸含量上升，转入到线粒体中最终导致产生过量活性氧从而引起细胞凋亡
【解析】
【分析】分析图可知：A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质，从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中，在mMDH酶的作用下产生NADH（[H]）和B酸，NADH被氧化会产生活性氧。
【小问1详解】
土壤板结导致根部细胞呼吸减弱，为主动运输吸收无机盐提供能量减少，从而影响了无机盐（包括镁离子等）的吸收，镁是叶绿素的组成成分，缺镁叶片发黄。
【小问2详解】
黄化叶片中叶绿素减少，类胡萝卜几乎不变，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
【小问3详解】
有氧呼吸第Ⅲ阶段发生在线粒体中，在有氧呼吸过程中NADH与氧气结合形成水，并产生大量的能量。由图可知在线粒体中NADH被氧化后会促进活性氧的产生。
【小问4详解】
由题可知，M酶催化前体物质转化为脂肪酸时会消耗NADH，若M酶含量低，长时间光照促进产生的NADH会在pMDH酶的作用下，参与B酸转化为A酸的过程，导致A酸含量上升，而A酸转入到线粒体中最终导致产生过量活性氧从而引起细胞凋亡。
17. 水稻（2n=24）是我国主要粮食作物，杂交水稻具有产量上的优势。我国学者发现了水稻雄性不育株（雄蕊发育异常，简称不育株），在杂交育种中起到重要作用。
（1）育种过程中，相比两性水稻，雄性不育株作母本的优势是___。
（2）育性正常与雄性不育水稻进行杂交，F1中育性正常与雄性不育各占一半，F1育性正常的自交后代全部育性正常。依据结果可知：___为隐性性状。有人推测雄性不育株细胞质中不存在独立控制不育性状的基因，请写出此推测的理由___。
（3）水稻的育性是由细胞质基因和细胞核基因共同控制的（细胞核基因：R-可育，r-不育；细胞质基因：N-可育，S-不育），只有核质基因均为不育时才表现为雄性不育，记为S（rr）。品系1（雄性不育）与品系2杂交所产子代仍表现为雄性不育，由此可大量繁殖品系1，推测品系2与育性相关的基因型为___。品系1与品系3（育性正常）杂交，收获所结种子S（杂合子）可供农民生产种植，推测品系3与育性相关的基因型为___。
（4）研究发现，光温敏不育基因tms5的突变导致水稻无法表达一种RNA水解酶，该酶能水解Ub40基因转录产生的mRNA，后者在高温下表达增强，Ub40蛋白积累导致花粉不育。科研人员利用60C照射籼稻品种，选育了一种光温敏雄性不育品种。请设计一个实验探究新发现的光温敏不育株是tms5基因的突变还是一个新基因的突变。
实验思路：___。
预期结果和结论：___。
【答案】（1）避免人工去雄操作
（2） ①. 育性正常 ②. 若该雄性不育株细胞质中存在独立控制不育性状的基因，子代应该都不育，但子代有可育个体说明该雄性不育株细胞质不存在独立控制不育性状的基因
（3） ①. N（rr） ②. S（RR）、N（RR）
（4） ①. 实验思路：取tms5突变株和光温敏不育株分为甲乙两组，并将两组在高温下进行培养，检测Ub40蛋白量进行比较 ②. 预期结果和结论：若两组U640蛋白量一致，则光温敏不育株是tms5基因的突变；若两组Ub40蛋白量不一样，则光温敏不育株是另一种新基因的突变
【解析】
【分析】分析题信息可知：雄性的育性由细胞核基因和细胞质基因共同控制，基因型包括： N（RR）、N（Rr）、N（rr）、S（RR）、S（Rr）、S（rr），只有S（rr）表现雄性不育，其它均为可育。
【小问1详解】
水稻为两性植株，水稻花小人工去雄不易操作，雄性不育株只能作母本，避免人工去雄操作。
【小问2详解】
育性正常与雄性不育水稻进行杂交，F1中育性正常与雄性不育各占一半，F1育性正常的自交后代全部育性正常。可知育性正常为隐性性状。若该雄性不育株细胞质中存在独立控制不育性状的基因，子代应该都不育，但子代有可育个体说明该雄性不育株细胞质不存在独立控制不育性状的基因。
【小问3详解】
品系1[S（rr）]与品系2杂交所产子代仍表现为雄性不育[S（rr）]，品系1只能作母本，品系2为父本，所以品系2为雄性可育，要保证子代均为S（rr），所以细胞核基因为rr，所以细胞质基因为N。组合为N（rr）。品系1作母本，上面结种子。要保证后代为杂合子，所以品系3细胞核基因为RR，符合条件细胞质基因为S或N，组合后为S（RR）或N（RR）。
【小问4详解】
为了探究新发现的光温敏不育株是tms5基因的突变还是一个新基因的突变。自变量是不育植株类型，题目告知温敏不育基因tms5的突变无法表达一种RNA水解酶，该酶能水解Ub40基因转录产生的mRNA，后者在高温下表达增强，Ub40蛋白积累导致花粉不育。所以如果光温敏不育株是tms5基因的突变结果，则产生相同含量Ub40蛋白，则可以通过检测Ub40蛋白含量来判断。
实验思路：取tms5突变株和光温敏不育株分为甲乙两组，并将两组在高温下进行培养，通过检测Ub40蛋白量进行比较。
预期结果：若两组Ub40蛋白量一致，则光温敏不育株是tms5基因的突变；若两组Ub40蛋白量不一样，则光温敏不育株是另一种新基因的突变。
18. 哮喘是一种复杂的慢性炎症性疾病。当哮喘发作时，会导致呼吸道平滑肌收缩，黏液分泌增加，毛细血管壁对蛋白质等物质的通透性增加，从而产生哮喘症状。某些过敏性哮喘患者呼吸道上皮细胞接触过敏原后，分泌细胞因子IL-33，活化肺部的免疫细胞ILC2。活化的ILC2细胞分泌细胞因子IL-4，参与B细胞的激活。
（1）哮喘发作时，组织液渗透压___，可能会引起___。
（2）过敏性哮喘患者接触过敏原后，B细胞激活除了受IL-4等细胞因子作用，还需要接受的信号是___。
（3）过敏者也可出现哮喘症状，当相同的过敏原再次进入机体时，就会与吸附在肥大细胞等表面的___结合，释放出___等物质，从而引起一系列症状。
（4）研究发现，肿瘤坏死因子与中性粒细胞哮喘中的糖皮质激素不敏感相关，这可能与肿瘤坏死因子诱发慢性炎症并导致气道重塑有关。糖皮质激素的分泌受“___轴”的调节，这种调节方式的意义是___。
【答案】18. ①. 增大 ②. 组织水肿
19. 辅助性T细胞表面的特定分子发生变化，并与B细胞结合
20. ①. 抗体 ②. 组胺
21. ①. 下丘脑一垂体一肾上腺皮质 ②. 分级调节可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态
【解析】
【分析】过敏反应是指已产生免疫的机体在再次接受相同抗原刺激时所发生的组织损伤或功能紊乱的反应。过敏反应的特点是发作迅速、反应强烈、消退较快；一般不会破坏组织细胞，也不会引起组织损伤，有明显的遗传倾向和个体差异。
【小问1详解】
哮喘发作时，毛细血管壁对蛋白质等物质的通透性增加，组织液渗透压增大，可能会引起组织水肿。
【小问2详解】
过敏性哮喘患者接触过敏原后，B细胞激活除了受IL-4等细胞因子作用，还需要接受的信号是过敏原（第一个信号）和辅助性T细胞呈递的抗原信息（第二个信号），即辅助性T细胞表面的特定分子发生变化，并与B细胞结合。
【小问3详解】
过敏者也可出现哮喘症状，当相同的过敏原再次进入机体时，就会与吸附在肥大细胞等表面的抗体结合，释放出组胺等物质，从而引起一系列症状。
【小问4详解】
研究发现，肿瘤坏死因子与中性粒细胞哮喘中的糖皮质激素不敏感相关，这可能与肿瘤坏死因子诱发慢性炎症并导致气道重塑有关。糖皮质激素的分泌受“下丘脑一垂体一肾上腺皮质轴”的调节，这种调节方式为分级调节，可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态。
19. 1979年，互花米草作为一种生态工程植物被引入国内，但因互花米草对本地物种具有极强的竞争力，挤占本土动植物生存空间，导致潮间带生物多样性和湿地生态服务功能降低，因此，亟须遏制互花米草在我国滨海地区快速扩张的势头。某科研团队以黄河入海口南侧潮间带为研究区域，探究互花米草的生态特点。
（1）植被带按以下顺序从海洋向陆地发展：海草、互花米草、光滩、盐地碱蓬、芦苇、柽柳，这体现了该群落的___结构。
注：A、B、C、D、E分别表示桎柳、芦苇、盐地碱蓬、光滩、海草
（2）互花米草入侵后在短时间内常呈现“___”形增长，严重影响了鸟类、底栖动物、贝类等黄河三角洲附近近海生物的栖息环境，破坏了本地的生态平衡。生态平衡是指___。
（3）芦苇是分布于我国滨海湿地的一种本土植物，与互花米草具有相似的生态位，二者之间的关系是___。据图推测互花米草成功入侵的原因是___。
（4）目前，利用生物天敌控制互花米草的研究非常少，研究人员尝试用玉黍螺、麦角菌和稻飞虱控制互花米草，这属于___防治，其优点是___。
【答案】（1）水平 （2） ①. J ②. 生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态
（3） ①. 种间竞争 ②. 随土壤盐度上升，互花米草比芦苇叶面积下降幅度小，说明互花米草具有更强的耐盐能力
（4） ①. 生物 ②. 对人类生存环境无污染、有效；成本低、特异性强；可以减少化学农药滥用导致的抗药性问题等
【解析】
【分析】群落的空间结构包括垂直结构和水平结构，垂直结构会表现出分层现象，对于植物其影响因素为光照强度，对于动物其影响因素为栖息空间和食物；水平结构会表现为镶嵌分布，影响因素有地形变化、土壤湿度和盐碱度、光照强度、生物自身生长特点及人和动物的影响。
【小问1详解】
植被由于地形的变化和土壤含水量的差异而呈不同分布，属于水平结构。
【小问2详解】
入侵的最开始一段时间，食物、空间资源丰富，属于“J”形增长，生态平衡指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
【小问3详解】
芦苇与互花米草具有相似的生态位，说明二者为种间竞争关系。依据实验结果可以看出，随土壤盐度增加，互花米草比芦苇叶面积下降幅度小，使得互花米草在滨海湿地这样的环境中更具有竞争力，从而成功入侵。
【小问4详解】
利用生物的种间关系进行防治，属于生物防治，对人类生存环境无污染、有效；成本低、特异性强；可以减少化学农药滥用导致的抗药性问题等。
20. 胃幽门螺杆菌（Hp）与胃炎、消化性溃疡和胃癌等多种疾病有关。Hp的Ipp20基因能指导合成其特有的Ipp20蛋白，科研人员培育出转Ipp20基因山羊（将Ipp20基因导入山羊受精卵）利用乳腺生物反应器制备Hp疫苗。所用质粒和Ipp20基因两端序列以及相关限制酶识别序列如下图所示，已知Ipp20基因内部不含MfeI酶切序列而外部两端含有，回答下列问题：
（1）获取Ipp20基因的常用方法是PCR技术，PCR反应缓冲溶液中添加Mg2+的作用是___。
（2）构建基因表达载体时，如果选择MfeI对目的基因和质粒进行切割，缺点是___，如果选择EcRI和HindⅢ，利用PCR扩增Ipp20基因时，需要在两种引物上分别添加两种限制酶的识别序列，从而扩增出两端带有两种限制酶识别序列的Ipp20基因。依据图中已知碱基序列，在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为5'—___—3'，和5'—___—3'。
（3）转Ipp20基因山羊利用乳腺生物反应器制备Hp疫苗，构建基因表达载体时需要选择___启动子，其目的是___。
（4）重组质粒导入山羊受精卵内，对受精卵有无性别要求并说明理由___。
【答案】（1）激活（耐高温的）DNA聚合酶
（2） ①. 目的基因和载体可能自身环化以及反向连接 ②. GAATTCATGGGC ③. AAGCTTCTAGTG
（3） ①. 山羊乳腺细胞中特异性表达的基因的启动子（乳腺蛋白基因的启动子） ②. 从山羊的乳汁中提取获得p疫苗
（4）有，转基因山羊必须是雌性，才能分泌乳汁获得Ipp20蛋白
【解析】
【分析】基因工程的基本操作程序：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与表达。
【小问1详解】
PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2+，因为真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活。
【小问2详解】
同种限制酶切割目的基因和质粒，会使目的基因两端的黏性末端和切割后质粒两端的黏性末端都相同，而发生目的基因和载体的自我环化以及反向连接。Ipp20基因两端没有EcRI和HindⅢ识别序列，设计引物时需要在引物的5'端加上限制酶识别序列，以便PCR扩增目的基因后能够被切割质粒的同种限制酶酶切出相同的黏性末端，结合图中目的基因转录的方向和限制酶识别序列的方向，图中目的基因左侧为5'的单链做模板时引物结合在模板链的3'端，与模板碱基配对的引物序列为5'-ATGGGC-3'，5'端加上限制酶识别序列5'-GAATTC-3'，最终为5'-GAATTCATGGGC-3'，同理，目的基因上面那条链做模板时引物结合在模板链的3'端，与模板碱基配对的引物序列为3'-GTGATC-5'，5'端加上限制酶识别序列5'-AAGCTT-3'，最终为5'-AAGCTTCTAGTG-3'。
【小问3详解】
乳腺生物反应器需使目的基因在雌性山羊乳腺中表达出蛋白质，所以需要选择山羊乳腺细胞中特异性表达的基因的启动子，其目的是从乳汁中获得目的蛋白。
【小问4详解】AA（黑色）
Aa（浅黑色）
aa（灰色）
种群1
30%
60%
10%
种群2
20%
50%
30%
实验因素
处理浓度（mg/L）
发芽率（%）
发芽势（%）
发芽指数（%）
清水
/
12.67
20.5
0.4323
α-萘乙酸
200
4.67
7.5
0.1516
1000
14.67
23
0.468
3000
34.33
49
1.2543
赤霉素
200
13
15.5
0.4432
1000
11
15
0.3831
3000
13.33
17
0.4557
氯化钾
200
22.67
26.5
0.8104
1000
22.67
37
0.9437
3000
22
25.5
0.7531
限制酶
EcRⅠ
BamHⅠ
HindⅢ
MfeI
识别序列和切割位点（5'—3'）
G↓AATTC
G↓GATCC
A↓AGCTT
C↓AATTG
姓名___座位号___
本试卷分选择题和非选择题两部分，选择题第1至第5页，非选择题第6至第8页。全卷满分100分，考试时间75分钟。
考生注意事项：
1．答题前，务必在试题卷、答题卡规定的地方填写自己的姓名、座位号，并认真核对答题卡上所粘贴的条形码中姓名、座位号与本人姓名、座位号是否一致。
2．答选择题时，每小题选出答案后，用2B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。
3．答非选择题时，必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卡上书写，要求字体工整、笔迹清晰。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。
4．考试结束，务必将试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本大题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1. 迁移体是清华大学在Cell Research发表的一种可以释放至细胞外的单层膜的细胞器。迁移体能够促进细胞中受损线粒体的排出，维持胞内线粒体稳态。也可在细胞间横向转移mRNA和蛋白质，调控下一个细胞的生理状态。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 迁移体的形成离不开细胞膜的选择透过性
B. 迁移体可能具有信息交流功能，介导细胞间的通讯
C. 人的成熟红细胞中线粒体损伤时，迁移体数量可能会增多
D. 迁移体可在细胞间沿着细胞骨架定向运输mRNA
【答案】B
【解析】
【分析】1、细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特点是具有选择透过性；
2、细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系。细胞骨架包括微丝、微管和中间纤维。细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输、细胞壁合成等许多生命活动中都具有非常重要的作用。
【详解】A、迁移体的形成离不开细胞膜的流动性，A错误；
B、由题意可知，迁移体可在细胞间横向转移mRNA和蛋白质调控下一个细胞的生理状态，推测迁移体可能具有信息交流功能，介导细胞间的通讯，B正确；
C、哺乳动物成熟红细胞中没有线粒体，C错误；
D、细胞骨架位于细胞内部，而迁移体运输mRNA的场所在细胞外，D错误。
故选B。
2. 胃是重要的消化器官，其中胃泌酸腺是胃的一种结构，由壁细胞、主细胞和粘液颈细胞组成，分别分泌盐酸、胃蛋白酶原和粘液，主要分布于胃底、胃体粘膜，其中人胃的壁细胞分泌胃酸（HCl）的机制如下图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 胃的壁细胞排出HCO3-和K+都不需要细胞代谢提供能量
B. 胃酸可以杀死胃内的大多数细菌，属于人体的第二道防线
C. 胃中的消化酶能显著提高食物分解后产物的生成量
D. 胃液中的胃蛋白酶进入小肠后，能将小肠中蛋白质分解
【答案】A
【解析】
【分析】自由扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，不需要转运蛋白协助，不消耗能量；协助扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，还需要膜上的转运蛋白的协助，不消耗能量；主动运输的特点是逆浓度梯度，需要载体蛋白协助，需要消耗能量。
【详解】A、据图分析，胃的壁细胞排出HCO3-和K+都不消耗ATP，属于协助扩散，Cl-通道可判断Cl-细胞内浓度高于细胞外，所以Cl-从Cl--HCO3-反向转运体进入细胞时是主动运输，虽不直接消耗细胞代谢产生的ATP，其消耗的是HCO3-顺浓度跨膜运输产生的电化学势能，A正确；
B、皮肤和黏附及其分泌物是保卫人体的第一道防线，胃酸可以杀死胃内的大多数细菌，属于人体的第一道防线，B错误；
C、酶是催化剂，可以促进化学反应的进行，缩短化学反应进行的时间，但不能提高产物的生成量，C错误；
D、胃蛋白酶最适pH值在1.5左右，小肠内pH值在7-8之间，所以胃蛋白酶进入小肠后会失活，D错误。
故选A。
3. 科研团队最近发现了一种主要由肾脏分泌的抗衰老蛋白质类信号分子Klth，它的含量会随着年龄的增长而下降。最新研究证实它能够让衰老的恒河猴恢复记忆，但并不能穿过血脑屏障直接作用于大脑，而且Klth可以缓解促炎性细胞因子白细胞介素过量导致的组织损伤。这一研究或许可以用于逆转人类的大脑衰老。下列相关的叙述正确的是（ ）
A. 阿尔茨海默症患者可通过口服Klth达到缓解症状的目的
B. Klth不能直接与脑部细胞的特异性受体结合并发挥作用
C. 个体衰老后会由于黑色素积累而产生老年斑
D. 过度降低促炎因子白细胞介素的含量不会影响免疫系统的正常功能
【答案】B
【解析】
【分析】细胞衰老的特点：（1）细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。（2）细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。（3）细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小。（4）细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢。（5）细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递。
【详解】A、Klth是蛋白质，口服后会被蛋白酶分解，所以不可口服，A错误；
B、由题可知，Klth并不能穿过血脑屏障直接作用于大脑，所以不能与脑部细胞的特异性受体直接结合发挥作用，B正确；
C、老年斑的产生主要与脂褐素积累有关，老年人头发变白与黑色素减少有关，C错误；
D、白细胞介素是细胞因子，参与构成免疫系统，过度降低促炎因子白细胞介素的含量会影响免疫系统的正常功能，D错误。
故选B。
4. 图1为动物体内某一精原细胞减数分裂的过程，图2为该动物体内细胞分裂过程中某物质数量变化曲线图的一部分。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 图1中细胞②比细胞①体积增大，染色体数目发生加倍
B. 图1中细胞③和初级卵母细胞的细胞质分裂方式相同
C. 若图2表示有丝分裂中染色体组数的变化，则AB段染色体数等于CD段染色单体数
D. 若图2表示减数分裂中着丝粒的数量变化，则图示过程可发生在细胞②产生细胞③的过程中
【答案】D
【解析】
【分析】减数分裂过程：
1、减数第一次分裂前的间期染色体发生复制。
2、减数第一次分裂：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。
3、减数第二次分裂过程：①前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成染色体，井均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、细胞在间期会有适度的增长，图1中细胞②比细胞①体积增大，但间期复制，染色体数目不变，A错误；
B、图1中细胞③（次级精母细胞）细胞质分裂方式为均等分裂，而初级卵母细胞的细胞质为不均等分裂，B错误；
C、若图2表示有丝分裂中染色体组数的变化，BC阶段发生的是细胞分裂（即末期结束），CD段没有染色单体，C错误；
D、减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ都会发生因细胞分裂导致着丝粒的数量减半的现象，故可发生在细胞②产生细胞③的过程中即减数分裂Ⅰ过程，D正确。
故选D。
5. RNA编辑是指转录后的RNA发生碱基的增添、缺失或替换等现象。CRISPR-Cas13系统是一套特异性靶向RNA的工具。gRNA（向导RNA）负责引导dCas13b蛋白和ADAR脱氨酶构建的融合蛋白与mRNA结合。ADAR脱氨酶能够对腺嘌呤核苷酸（A）进行脱氨反应，变成次黄嘌呤核苷酸（Ⅰ）。在翻译过程中Ⅰ被视为G，因此ADAR脱氨酶具备，A-G的编辑能力。下列叙述正确的是（ ）
A. RNA编辑可能改变相关蛋白质的结构，属于基因突变
B. gRNA由两条核糖核苷酸链构成，两条链之间由氢键连接
C. 修饰的mRNA碱基数目没变，翻译出的多肽链氨基酸数一定不变
D. 翻译过程中，tRNA上3'端携带氨基酸参与合成多肽链
【答案】D
【解析】
【分析】1、基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换，导致基因结构的改变。
【详解】A、RNA编辑过程导致RNA碱基发生改变，但对应基因没有改变，所以不属于基因突变，A错误；
B、由图中可以发现，gRNA类似于tRNA，是自生折叠形成局部双链，所以由一条核糖核苷酸链构成，B错误；
C、修饰的mRNA碱基数目没变，但如果修饰后变为终止密码子，则多肽链氨基酸数会发生改变，C错误；
D、翻译过程中，tRNA上3’端携带氨基酸与mRNA结合合成多肽，D正确。
故选D。
6. 果蝇的红眼与紫眼、直毛与分叉毛是两对相对性状。现有一只红眼直毛雄果蝇与一只紫眼直毛雌果蝇相互交配，子一代（F1）表现型及比例为：红眼直毛雌果蝇∶紫眼直毛雌果蝇∶红眼直毛雄果蝇∶红眼分叉毛雄果蝇∶紫眼直毛雄果蝇∶紫眼分叉毛雄果蝇=2∶2∶1∶1∶1∶1。不考虑X、Y同源区段的遗传，下列叙述正确的是（ ）
A. 果蝇的直毛与分叉毛基因位于常染色体上，且直毛为显性性状
B. 除了红眼和紫眼果蝇，摩尔根还发现白眼果蝇，决定这些性状的基因互为等位基因
C. 若F1中果蝇相互交配，则F2中红眼直毛果蝇占
D. 若用该亲本雌果蝇与分叉毛雄果蝇交配，不能通过子代性状判断果蝇性别
【答案】D
【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。
【详解】A、子一代（F1）中直毛与分叉毛在雌雄中比例不同，雌性中直毛∶分叉毛=1∶0，雄性中直毛∶分叉毛=1∶1，可以决定直毛分叉毛基因位于X染色体上，且直毛为显性性状，A错误。
B、子一代（F1）表现型及比例为2∶2∶1∶1∶1∶1，可知两对基因不在同一对染色体上，可知决定果蝇红眼和紫眼基因位于常染色体上，摩尔根实验中白眼基因位于X染色体上，所以不是等位基因，B错误；
C、由于本题不能确定红眼和紫眼果蝇的显隐性，所以无法计算出F2中红眼直毛果蝇占比，C错误；
D、若用该亲本雌果蝇与分叉毛雄果蝇交配，子代无论雌性还是雄性都有直毛和分叉毛，D正确。
故选D。
7. 变异在生物界普遍存在，包括可遗传和不可遗传变异。下列关于生物变异的说法正确的是（ ）
A. 抑菌圈中出现大肠杆菌菌落，可能是部分大肠杆菌发生基因突变和染色体变异
B. 基因型为Avya的小鼠毛色表现出介于黄色和黑色之间一系列过渡类型，属于可遗传变异
C. 纯合高茎豌豆和矮茎豌豆杂交后F1自交，F2中出现3∶1的性状分离比，是基因重组的结果
D. 低温处理洋葱根尖细胞6小时，制片后可在显微镜下观察到细胞中染色体数目均加倍
【答案】B
【解析】
【分析】可遗传的变异有三种来源：基因突变、染色体变异和基因重组：（1）基因突变是基因结构的改变，包括碱基的增添、缺失或替换。基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期。基因突变的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。（2）基因重组的方式有同源染色体上非姐妹单体之间的互换和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合，另外，外源基因的导入也会引起基因重组。（3）染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
【详解】A、大肠杆菌属于原核生物，细胞中没有染色体，所以不存在染色体变异，A错误；
B、小鼠基因甲基化修饰属于表观遗传，属于可遗传变异，B正确；
C、豌豆高茎和矮茎由一对相对性状决定，不存在基因重组， F2中出现3∶1性状分离比是雌雄配子随机结合的结果，C错误；
D、低温诱导染色体加倍效率并不是100%，不能保证所有细胞都加倍，D错误。
故选B。
8. 研究团队通过调查某种甲虫的两个种群基因库的动态变化过程，发现种群中每只甲虫都有相应的基因型，A对a为不完全显性，共同决定甲虫的体色，甲虫体色的基因型和表现型如下表所示。下列叙述正确的是（ ）
A. 基因库由种群中所有个体含有的全部A和a基因构成
B. 种群1和种群2之间由于地理屏障产生了生殖隔离
C. 自然选择使种群1和种群2的基因频率发生定向改变
D. 不同体色的甲虫体现了生物多样性中的物种多样性
【答案】C
【解析】
【分析】现代生物进化理论认为：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、一个种群中全部个体所含有的全部基因，称为种群的基因库，A错误；
B、是否产生可育性后代是生殖隔离的标志，种群一和种群二之间有地理隔离，但不一定产生生殖隔离，B错误；
C、变异是不定向的，自然选择是定向的，自然选择决定了进化的方向，C正确；
D、生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性；表中甲虫基因型不同，体色不同，体现了生物多样性中基因多样性，D错误。
故选C。
9. 这个冬季，地处祖国东北角的哈尔滨走进了全国甚至全球视野，被称为2024开年首个“顶流”城市。在零下30摄氏度的极寒天气，室外人员可通过多种调节机制保持体温的相对稳定。关于室外人员在寒冷条件下的生理现象，下列说法正确的是（ ）
A. 血液中肾上腺素含量升高，甲状腺激素含量下降，血糖分解加快
B. 机体还可以通过皮肤血管收缩，血流量增多等变化以减少散热
C. 经抗寒训练后，大脑皮层调节体温相对稳定的能力会增强
D. 机体维持体温相对稳定的机制为神经一体液调节
【答案】D
【解析】
【分析】在寒冷环境下，皮肤冷觉感受器接受到刺激后通过传入神经传递信号到下丘脑体温调节中枢，下丘脑一方面将信息上传至大脑皮层形成寒冷感觉，同时通过传出神经使骨骼肌战栗、立毛肌收缩来增加产热，使皮肤血管收缩、血流量减少、汗腺分泌减少来减少散热，另一方面，下丘脑来调节甲状腺激素和肾上腺素的分泌，增加产热来维持机体体温的稳定。
【详解】A、寒冷条件下，甲状腺激素含量升高，使血糖分解加快，细胞代谢速率加快，A错误；
B、寒冷条件下，机体通过皮肤血管收缩，血流量减少来减少散热，B错误；
C、体温调节中枢在下丘脑，C错误；
D、体温的调节既有神经系统的参与，又有内分泌系统的参与，机体维持体温相对稳定的机制为神经-体液调节，D正确。
故选D。
10. 某科研团队以野生栝楼种子为实验材料，用不同浓度的α-萘乙酸、赤霉素及氯化钾来处理栝楼种子，研究其对种子萌发的影响。（注：发芽势是指在发芽过程中日发芽种子数达到最高峰时，发芽的种子数占供测样品种子数的百分率；发芽率指测试种子发芽数占测试种子总数的百分比；发芽指数是种子的活力指标）。下列叙述错误的是（ ）
A. 在用植物激素处理种子前，需对种子进行消毒处理
B. 本实验中3000mg/L的α-萘乙酸对种子萌发促进效果最明显
C. 赤霉素除了可以促进种子萌发，还可以促进细胞伸长和气孔关闭
D. 氯化钾各处理组对提高栝楼种子的发芽率、发芽势和发芽指数均有效
【答案】C
【解析】
【分析】赤霉素的合成部位主要是未成熟的种子、幼根和幼芽，能促进细胞伸长，从而引起植株增高；促进种子萌发和果实发育。
【详解】A、在用植物激素处理种子前，需对种子进行消毒处理，避免微生物对种子萌发产生影响，A正确；
B、不同浓度的α-萘乙酸处理时，3000mg/L的α-萘乙酸处理组的种子的发芽率、发芽势和发芽指数都更高，故本实验中3000mg/L的α-萘乙酸对种子萌发促进效果最明显，B正确；
C、促进气孔关闭的激素是脱落酸，而非赤霉素，C错误；
D、结合表格数据，与清水组对比，相同浓度下，氯化钾各处理组的发芽率、发芽势和发芽指数都更大，说明氯化钾各处理组对提高栝楼种子的发芽率、发芽势和发芽指数均有效，D正确。
故选C。
11. 林窗是指森林群落中老龄树死亡或偶然因素导致成熟阶段的优势物种死亡，从而林冠层形成空隙的现象。生态学家Runkle和Barden对林窗进行长期的调查研究，发现环境因素影响林窗植物物种丰富度的变化结果如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A. 老龄树死亡形成朽木，不久之后会形成一个微型的生态系统
B. 林窗土壤小动物类群丰富度的调查常用记名计算法和目测估计法
C. 在林窗中进行的群落演替属于次生演替
D. 影响林窗植物丰富度的主要环境因素有林窗面积和临近区域植物的丰富度
【答案】B
【解析】
【分析】许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，因此在进行研究时，常用取样器取样的方法进行采集、调查。即用一定规格的捕捉器进行取样，通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度。
【详解】A、朽木上所有生物与周围环境（朽木）共同构成了个生态系统，A正确；
B、调查土壤小动物类群的方法常用取样器取样法，统计土壤小动物类群丰富度的方法有记名计算法和目测估计法，B错误；
C、林窗形成后，首先是草本植物迅速生长，第二年长出灌木并逐渐成为优势物种，影响草本和灌木等植物生长的主要环境因子是光照，随着灌木在与草本植物竞争阳光的过程中不断占优势的过程中，灌木逐渐成为优势种，在林窗中进行的群落演替属于次生演替，C正确；
D、林窗面积和邻近区域植物的丰富度表现出同步变化的趋势，且变化幅度较大，因此可推测，影响林窗植物丰富度的主要环境因素林窗面积和邻近区域植物的丰富度，D正确。
故选B。
12. “海绵城市”是一种城市生态工程模式，是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水释放并加以利用，如图为“海绵城市”模式图。下列叙述错误的是（ ）
A. 海绵城市中的湿地可净化水质、降解污染物，体现了生物多样性的间接价值
B. 海绵城市建设须考虑城市垃圾对环境的污染，降解垃圾的微生物属于分解者
C. 海绵城市可提高新型城镇质量，促进生态、经济、社会的同步发展，体现了协调原理
D. 我国的生态工程已取得了不少成绩，但仍难以设计出标准化、易操作的生态工程样板
【答案】C
【解析】
【分析】（1）生物多样性的直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的，以及有旅游观赏、科学研究和文艺创作等非实用意义的价值；间接价值主要体现在调节生态系统的功能等方面。
（2）生态工程遵循的基本原理有自生、循环、协调和整体。自生指系统中由生物组分产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持；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转化率较高；协调指生态工程中生物与环境、生物与生物的协调与适应；整体指首先要遵循自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的比例，不同组分之间应构成有序结构，其次建设生态工程时，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。
【详解】A、湿地具有净化水质、降解污染物等调节生态系统的功能，体现了生物多样性的间接价值，A正确；
B、降解城市垃圾的微生物为生态系统成分中的分解者，其主要功能是将动植物遗体、动物排泄物和有机污染物分解成无机盐、CO2、H2O供生态系统循环利用，B正确；
C、海绵城市可提高新型城镇质量，促进人与自然和谐发展，体现了整体原理，C错误；
D、虽然我国的生态工程取得不少成绩，但还有一些不足之处，如缺乏定量化模型的指导，难以像“精确农业”那样设计出标准化、易操作的生态工程样板，D正确。
故选C。
13. 乳腺癌化疗的药物在杀伤肿瘤细胞的同时还会对健康细胞造成伤害，为降低药物对患者的副作用，科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上，构建抗体一药物偶联物（ADC），过程如图所示。下列相关说法正确的是（ ）
A. 对①过程形成的杂交细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可以获得能分泌所需抗体的细胞
B. ADC通常由抗体、接头和药物三部分组成，ADC起作用时会被细胞吞噬，并在溶酶体内被分解后释放药物
C. 经步骤③筛选得到的杂交瘤细胞具有的特点是能准确识别抗原的细微差异并能大量制备
D. ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用，原因是药物能特异性地作用于乳腺癌细胞，避免其他细胞受损
【答案】B
【解析】
【分析】单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备，单克隆抗体是在细胞融合技术的基础上，将具有分泌特异性抗体能力的浆细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为杂交瘤细胞，杂交瘤细胞既能产生抗体，又能无限增殖。用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群，可制备针对一种抗原的特异性抗体即单克隆抗体。
【详解】A、经过程①形成的融合细胞有同种核两两融合和不同核融合细胞，需要经过特定的选择性培养基筛选，A错误；
B、抗体一药物偶联物（ADC）通常由负责选择性识别癌细胞表面抗原的抗体，负责杀死癌细胞的药物有效载荷，以及连接抗体和有效载荷的连接子三个部分组成，ADC起作用时会被细胞吞噬，并在溶酶体内被分解后释放药物，B正确；
C、步骤③是抗体检测，得到的杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生专一性抗体，C错误；
D、ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用，原因是抗体能特异性地作用于乳腺癌（靶）细胞，避免其他细胞受损，D错误。
故选B。
14. 甜米酒又称酒酿，多以糯米为原料拌入酒曲发酵而成。传统家庭手工制作，产品品质不稳定，容易酸败，下面是工业化生产米酒的流程，其中发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。据图判断下列说法错误的是（ ）
A. 性状优良的酵母菌菌种可以从自然界中筛选，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得
B. 发酵时要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件，以免影响微生物的生长繁殖和代谢物的形成
C. 酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成，而大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成
D. 罐装、封口、杀菌要在限定时间内完成，若时间过长，产品会腐败变酸
【答案】C
【解析】
【分析】发酵是利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。发酵过程：菌种选育→菌种的扩大培养→培养基的配制→灭菌和接种→发酵条件的控制→分离和提纯。
【详解】A、发酵工程的第一步就是选育菌种，性状优良的菌种可以从自然界中筛选，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得，A正确；
B、发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节，要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件，环境条件的改变不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成，B正确；
C、酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成，C错误；
D、罐装、封口、杀菌要在限定时间内完成，若时间过长，容易受杂菌污染，产品会腐败变酸，D正确。
故选C。
15. 生物是一门以科学研究为基础的学科，许多理论的提出都离不开科学实验。下列有关生物科学史及科学探究方法的说法错误的是（ ）
A. 许多科学家相继研究，发现了逆转录和RNA复制过程，从而推翻了传统的中心法则
B. 卡尔文用14C标记的CO2供应小球藻进行光合作用，探明了暗反应中碳的转移途径
C. 梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为材料，运用同位素标记法证明了DNA进行半保留复制
D. 林德曼将生态系统作为一个整体，对赛达伯格湖能量流动进行了定量分析
【答案】A
【解析】
【分析】同位素标记法：用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，可用于示踪物质的运行和变化规律。
【详解】A、少数病毒的逆转录和RNA复制过程发现是对中心法则的补充而不是推翻，A错误；
B、卡尔文用14C标记的CO2供应小球藻进行光合作用，探明了暗反应中碳的转移途径，因此把暗反应称之为卡尔文循环，B正确；
C、塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为材料，将亲代大肠杆菌DNA用15N标记，然后用14N为原料进行复制，运用同位素标记法和密度梯度离心证明了DNA进行半保留复制，C正确；
D、林德曼将生态系统作为一个整体，对赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，D正确。
故选A。
二、非选择题（本大题共5小题，共计55分。）
16. 引起叶片黄化的原因有多种，如土壤板结、气温过低等。研究发现M酶基因发生突变（M酶含量发生改变）的拟南芥植株在长时间光照下会因细胞凋亡而引起叶片黄化。拟南芥植株叶绿体中的M酶和pMDH（酶）竞争性催化NADH，线粒体中的mMDH（酶）和线粒体内膜复合物1（催化有氧呼吸第三阶段的酶）均参与促进NADH氧化，NADH被氧化后会产生活性氧，进而引起细胞凋亡。
（1）土壤板结引起叶片黄化的原因是___。
（2）与绿叶相比，黄化叶片主要吸收___光。
（3）结合所学知识和题干信息，分析NADH在线粒体中的作用有___（答两点）。
（4）据图推测，该突变植株体内M酶含量较正常植株中酶含量___，原因是___。
【答案】16. 土壤板结导致根部细胞呼吸减弱，为主动运输吸收无机盐提供能量减少，从而影响了Mg离子的吸收
17. 蓝紫 18. 在有氧呼吸过程中NADH与氧气结合形成水，并产生大量的能量；在线粒体中NADH被氧化后促进活性氧的产生
19. ①. 低 ②. M酶含量低，pMDH（酶）竞争性催化NADH，参与B酸转化为A酸的过程，A酸含量上升，转入到线粒体中最终导致产生过量活性氧从而引起细胞凋亡
【解析】
【分析】分析图可知：A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质，从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中，在mMDH酶的作用下产生NADH（[H]）和B酸，NADH被氧化会产生活性氧。
【小问1详解】
土壤板结导致根部细胞呼吸减弱，为主动运输吸收无机盐提供能量减少，从而影响了无机盐（包括镁离子等）的吸收，镁是叶绿素的组成成分，缺镁叶片发黄。
【小问2详解】
黄化叶片中叶绿素减少，类胡萝卜几乎不变，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
【小问3详解】
有氧呼吸第Ⅲ阶段发生在线粒体中，在有氧呼吸过程中NADH与氧气结合形成水，并产生大量的能量。由图可知在线粒体中NADH被氧化后会促进活性氧的产生。
【小问4详解】
由题可知，M酶催化前体物质转化为脂肪酸时会消耗NADH，若M酶含量低，长时间光照促进产生的NADH会在pMDH酶的作用下，参与B酸转化为A酸的过程，导致A酸含量上升，而A酸转入到线粒体中最终导致产生过量活性氧从而引起细胞凋亡。
17. 水稻（2n=24）是我国主要粮食作物，杂交水稻具有产量上的优势。我国学者发现了水稻雄性不育株（雄蕊发育异常，简称不育株），在杂交育种中起到重要作用。
（1）育种过程中，相比两性水稻，雄性不育株作母本的优势是___。
（2）育性正常与雄性不育水稻进行杂交，F1中育性正常与雄性不育各占一半，F1育性正常的自交后代全部育性正常。依据结果可知：___为隐性性状。有人推测雄性不育株细胞质中不存在独立控制不育性状的基因，请写出此推测的理由___。
（3）水稻的育性是由细胞质基因和细胞核基因共同控制的（细胞核基因：R-可育，r-不育；细胞质基因：N-可育，S-不育），只有核质基因均为不育时才表现为雄性不育，记为S（rr）。品系1（雄性不育）与品系2杂交所产子代仍表现为雄性不育，由此可大量繁殖品系1，推测品系2与育性相关的基因型为___。品系1与品系3（育性正常）杂交，收获所结种子S（杂合子）可供农民生产种植，推测品系3与育性相关的基因型为___。
（4）研究发现，光温敏不育基因tms5的突变导致水稻无法表达一种RNA水解酶，该酶能水解Ub40基因转录产生的mRNA，后者在高温下表达增强，Ub40蛋白积累导致花粉不育。科研人员利用60C照射籼稻品种，选育了一种光温敏雄性不育品种。请设计一个实验探究新发现的光温敏不育株是tms5基因的突变还是一个新基因的突变。
实验思路：___。
预期结果和结论：___。
【答案】（1）避免人工去雄操作
（2） ①. 育性正常 ②. 若该雄性不育株细胞质中存在独立控制不育性状的基因，子代应该都不育，但子代有可育个体说明该雄性不育株细胞质不存在独立控制不育性状的基因
（3） ①. N（rr） ②. S（RR）、N（RR）
（4） ①. 实验思路：取tms5突变株和光温敏不育株分为甲乙两组，并将两组在高温下进行培养，检测Ub40蛋白量进行比较 ②. 预期结果和结论：若两组U640蛋白量一致，则光温敏不育株是tms5基因的突变；若两组Ub40蛋白量不一样，则光温敏不育株是另一种新基因的突变
【解析】
【分析】分析题信息可知：雄性的育性由细胞核基因和细胞质基因共同控制，基因型包括： N（RR）、N（Rr）、N（rr）、S（RR）、S（Rr）、S（rr），只有S（rr）表现雄性不育，其它均为可育。
【小问1详解】
水稻为两性植株，水稻花小人工去雄不易操作，雄性不育株只能作母本，避免人工去雄操作。
【小问2详解】
育性正常与雄性不育水稻进行杂交，F1中育性正常与雄性不育各占一半，F1育性正常的自交后代全部育性正常。可知育性正常为隐性性状。若该雄性不育株细胞质中存在独立控制不育性状的基因，子代应该都不育，但子代有可育个体说明该雄性不育株细胞质不存在独立控制不育性状的基因。
【小问3详解】
品系1[S（rr）]与品系2杂交所产子代仍表现为雄性不育[S（rr）]，品系1只能作母本，品系2为父本，所以品系2为雄性可育，要保证子代均为S（rr），所以细胞核基因为rr，所以细胞质基因为N。组合为N（rr）。品系1作母本，上面结种子。要保证后代为杂合子，所以品系3细胞核基因为RR，符合条件细胞质基因为S或N，组合后为S（RR）或N（RR）。
【小问4详解】
为了探究新发现的光温敏不育株是tms5基因的突变还是一个新基因的突变。自变量是不育植株类型，题目告知温敏不育基因tms5的突变无法表达一种RNA水解酶，该酶能水解Ub40基因转录产生的mRNA，后者在高温下表达增强，Ub40蛋白积累导致花粉不育。所以如果光温敏不育株是tms5基因的突变结果，则产生相同含量Ub40蛋白，则可以通过检测Ub40蛋白含量来判断。
实验思路：取tms5突变株和光温敏不育株分为甲乙两组，并将两组在高温下进行培养，通过检测Ub40蛋白量进行比较。
预期结果：若两组Ub40蛋白量一致，则光温敏不育株是tms5基因的突变；若两组Ub40蛋白量不一样，则光温敏不育株是另一种新基因的突变。
18. 哮喘是一种复杂的慢性炎症性疾病。当哮喘发作时，会导致呼吸道平滑肌收缩，黏液分泌增加，毛细血管壁对蛋白质等物质的通透性增加，从而产生哮喘症状。某些过敏性哮喘患者呼吸道上皮细胞接触过敏原后，分泌细胞因子IL-33，活化肺部的免疫细胞ILC2。活化的ILC2细胞分泌细胞因子IL-4，参与B细胞的激活。
（1）哮喘发作时，组织液渗透压___，可能会引起___。
（2）过敏性哮喘患者接触过敏原后，B细胞激活除了受IL-4等细胞因子作用，还需要接受的信号是___。
（3）过敏者也可出现哮喘症状，当相同的过敏原再次进入机体时，就会与吸附在肥大细胞等表面的___结合，释放出___等物质，从而引起一系列症状。
（4）研究发现，肿瘤坏死因子与中性粒细胞哮喘中的糖皮质激素不敏感相关，这可能与肿瘤坏死因子诱发慢性炎症并导致气道重塑有关。糖皮质激素的分泌受“___轴”的调节，这种调节方式的意义是___。
【答案】18. ①. 增大 ②. 组织水肿
19. 辅助性T细胞表面的特定分子发生变化，并与B细胞结合
20. ①. 抗体 ②. 组胺
21. ①. 下丘脑一垂体一肾上腺皮质 ②. 分级调节可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态
【解析】
【分析】过敏反应是指已产生免疫的机体在再次接受相同抗原刺激时所发生的组织损伤或功能紊乱的反应。过敏反应的特点是发作迅速、反应强烈、消退较快；一般不会破坏组织细胞，也不会引起组织损伤，有明显的遗传倾向和个体差异。
【小问1详解】
哮喘发作时，毛细血管壁对蛋白质等物质的通透性增加，组织液渗透压增大，可能会引起组织水肿。
【小问2详解】
过敏性哮喘患者接触过敏原后，B细胞激活除了受IL-4等细胞因子作用，还需要接受的信号是过敏原（第一个信号）和辅助性T细胞呈递的抗原信息（第二个信号），即辅助性T细胞表面的特定分子发生变化，并与B细胞结合。
【小问3详解】
过敏者也可出现哮喘症状，当相同的过敏原再次进入机体时，就会与吸附在肥大细胞等表面的抗体结合，释放出组胺等物质，从而引起一系列症状。
【小问4详解】
研究发现，肿瘤坏死因子与中性粒细胞哮喘中的糖皮质激素不敏感相关，这可能与肿瘤坏死因子诱发慢性炎症并导致气道重塑有关。糖皮质激素的分泌受“下丘脑一垂体一肾上腺皮质轴”的调节，这种调节方式为分级调节，可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态。
19. 1979年，互花米草作为一种生态工程植物被引入国内，但因互花米草对本地物种具有极强的竞争力，挤占本土动植物生存空间，导致潮间带生物多样性和湿地生态服务功能降低，因此，亟须遏制互花米草在我国滨海地区快速扩张的势头。某科研团队以黄河入海口南侧潮间带为研究区域，探究互花米草的生态特点。
（1）植被带按以下顺序从海洋向陆地发展：海草、互花米草、光滩、盐地碱蓬、芦苇、柽柳，这体现了该群落的___结构。
注：A、B、C、D、E分别表示桎柳、芦苇、盐地碱蓬、光滩、海草
（2）互花米草入侵后在短时间内常呈现“___”形增长，严重影响了鸟类、底栖动物、贝类等黄河三角洲附近近海生物的栖息环境，破坏了本地的生态平衡。生态平衡是指___。
（3）芦苇是分布于我国滨海湿地的一种本土植物，与互花米草具有相似的生态位，二者之间的关系是___。据图推测互花米草成功入侵的原因是___。
（4）目前，利用生物天敌控制互花米草的研究非常少，研究人员尝试用玉黍螺、麦角菌和稻飞虱控制互花米草，这属于___防治，其优点是___。
【答案】（1）水平 （2） ①. J ②. 生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态
（3） ①. 种间竞争 ②. 随土壤盐度上升，互花米草比芦苇叶面积下降幅度小，说明互花米草具有更强的耐盐能力
（4） ①. 生物 ②. 对人类生存环境无污染、有效；成本低、特异性强；可以减少化学农药滥用导致的抗药性问题等
【解析】
【分析】群落的空间结构包括垂直结构和水平结构，垂直结构会表现出分层现象，对于植物其影响因素为光照强度，对于动物其影响因素为栖息空间和食物；水平结构会表现为镶嵌分布，影响因素有地形变化、土壤湿度和盐碱度、光照强度、生物自身生长特点及人和动物的影响。
【小问1详解】
植被由于地形的变化和土壤含水量的差异而呈不同分布，属于水平结构。
【小问2详解】
入侵的最开始一段时间，食物、空间资源丰富，属于“J”形增长，生态平衡指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
【小问3详解】
芦苇与互花米草具有相似的生态位，说明二者为种间竞争关系。依据实验结果可以看出，随土壤盐度增加，互花米草比芦苇叶面积下降幅度小，使得互花米草在滨海湿地这样的环境中更具有竞争力，从而成功入侵。
【小问4详解】
利用生物的种间关系进行防治，属于生物防治，对人类生存环境无污染、有效；成本低、特异性强；可以减少化学农药滥用导致的抗药性问题等。
20. 胃幽门螺杆菌（Hp）与胃炎、消化性溃疡和胃癌等多种疾病有关。Hp的Ipp20基因能指导合成其特有的Ipp20蛋白，科研人员培育出转Ipp20基因山羊（将Ipp20基因导入山羊受精卵）利用乳腺生物反应器制备Hp疫苗。所用质粒和Ipp20基因两端序列以及相关限制酶识别序列如下图所示，已知Ipp20基因内部不含MfeI酶切序列而外部两端含有，回答下列问题：
（1）获取Ipp20基因的常用方法是PCR技术，PCR反应缓冲溶液中添加Mg2+的作用是___。
（2）构建基因表达载体时，如果选择MfeI对目的基因和质粒进行切割，缺点是___，如果选择EcRI和HindⅢ，利用PCR扩增Ipp20基因时，需要在两种引物上分别添加两种限制酶的识别序列，从而扩增出两端带有两种限制酶识别序列的Ipp20基因。依据图中已知碱基序列，在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为5'—___—3'，和5'—___—3'。
（3）转Ipp20基因山羊利用乳腺生物反应器制备Hp疫苗，构建基因表达载体时需要选择___启动子，其目的是___。
（4）重组质粒导入山羊受精卵内，对受精卵有无性别要求并说明理由___。
【答案】（1）激活（耐高温的）DNA聚合酶
（2） ①. 目的基因和载体可能自身环化以及反向连接 ②. GAATTCATGGGC ③. AAGCTTCTAGTG
（3） ①. 山羊乳腺细胞中特异性表达的基因的启动子（乳腺蛋白基因的启动子） ②. 从山羊的乳汁中提取获得p疫苗
（4）有，转基因山羊必须是雌性，才能分泌乳汁获得Ipp20蛋白
【解析】
【分析】基因工程的基本操作程序：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与表达。
【小问1详解】
PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2+，因为真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活。
【小问2详解】
同种限制酶切割目的基因和质粒，会使目的基因两端的黏性末端和切割后质粒两端的黏性末端都相同，而发生目的基因和载体的自我环化以及反向连接。Ipp20基因两端没有EcRI和HindⅢ识别序列，设计引物时需要在引物的5'端加上限制酶识别序列，以便PCR扩增目的基因后能够被切割质粒的同种限制酶酶切出相同的黏性末端，结合图中目的基因转录的方向和限制酶识别序列的方向，图中目的基因左侧为5'的单链做模板时引物结合在模板链的3'端，与模板碱基配对的引物序列为5'-ATGGGC-3'，5'端加上限制酶识别序列5'-GAATTC-3'，最终为5'-GAATTCATGGGC-3'，同理，目的基因上面那条链做模板时引物结合在模板链的3'端，与模板碱基配对的引物序列为3'-GTGATC-5'，5'端加上限制酶识别序列5'-AAGCTT-3'，最终为5'-AAGCTTCTAGTG-3'。
【小问3详解】
乳腺生物反应器需使目的基因在雌性山羊乳腺中表达出蛋白质，所以需要选择山羊乳腺细胞中特异性表达的基因的启动子，其目的是从乳汁中获得目的蛋白。
【小问4详解】AA（黑色）
Aa（浅黑色）
aa（灰色）
种群1
30%
60%
10%
种群2
20%
50%
30%
实验因素
处理浓度（mg/L）
发芽率（%）
发芽势（%）
发芽指数（%）
清水
/
12.67
20.5
0.4323
α-萘乙酸
200
4.67
7.5
0.1516
1000
14.67
23
0.468
3000
34.33
49
1.2543
赤霉素
200
13
15.5
0.4432
1000
11
15
0.3831
3000
13.33
17
0.4557
氯化钾
200
22.67
26.5
0.8104
1000
22.67
37
0.9437
3000
22
25.5
0.7531
限制酶
EcRⅠ
BamHⅠ
HindⅢ
MfeI
识别序列和切割位点（5'—3'）
G↓AATTC
G↓GATCC
A↓AGCTT
C↓AATTG
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