山东省实验中学2025届高三上学期第二次诊断考试生物试题（Word版附解析）

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生物试题
2024.11
注意事项：
1.答卷前，先将自己的考生号等信息填写在试卷和答题卡上，并在答题卡规定位置贴条形码。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，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。回答非选择题时，用0.5mm黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.考试结束后，将答题卡和草稿纸一并交回。
一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30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. 脂滴（LD）是最新发现的一种新型细胞器，主要储存脂肪等脂质。哺乳动物的LD还具有蛋白质介导的抗菌能力：在响应侵入机体的LPS时，多种宿主防御蛋白会在LD上组装成复杂的簇，以应对细菌的侵袭。LPS是细菌的脂多糖，它能抑制LD内脂质在线粒体内的降解，同时增加LD与细菌的接触。下列说法正确的是（ ）
A. LD可能是由磷脂双分子层包裹而成的细胞器
B. LPS含有C、H、O元素，其合成部位是内质网
C. LD可作为组织和使用防御蛋白杀死细胞内病原体的细胞器
D. LPS是由哺乳动物细胞产生的信号分子，可抑制LD内脂质的代谢
【答案】C
【解析】
【分析】组成脂质的化学元素主要是C、H、O，有些脂质还含有P和N，细胞中常见的脂质有：
（1）脂肪：是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的，作用：①细胞内良好的储能物质；②保温、缓冲和减压作用。
（2）磷脂：构成膜（细胞膜、核膜、细胞器膜）结构的重要成分。
（3）固醇：维持新陈代谢和生殖起重要调节作用，分为胆固醇、性激素、维生素D等。①胆固醇：构成动物细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输。②性激素：促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成。③维生素D：促进肠道对钙和磷的吸收。
【详解】A、脂滴（LD）主要储存脂肪等脂质，脂质不溶于水，则脂滴可能是由单侧磷脂分子包裹而成细胞器，尾部朝内有利于储存脂肪，A错误；
B、LPS是细菌的脂多糖，而细菌没有内质网，所以LPS不在内质网合成，B错误；
C、多种宿主防御蛋白会在LD上组装成复杂的簇，以应对细菌的侵袭，LD可与细菌接触，杀死病原体，C正确；
D、LPS是细菌的脂多糖，不是哺乳动物细胞产生的信号分子，D错误。
故选C。
2. 真核细胞内质网和线粒体外膜之间有四种关键蛋白构成衔接点，去除该结构中的任何一种蛋白质都将导致衔接点分解，并引发内质网和线粒体之间磷脂、Ca2+等物质的交换速率下降。下列叙述正确的是（ ）
A. 用高倍镜才能清楚观察到内质网和线粒体之间的衔接点
B. 衔接点可能与线粒体膜生成及生物膜之间的信息交流有关
C. 衔接点可正确引导内质网中的葡萄糖进入线粒体氧化分解
D. 高尔基体与内质网之间也是以衔接点建立结构与功能的联系
【答案】B
【解析】
【分析】 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。这些生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。
【详解】A、用电子显微镜才能清楚观察到内质网和线粒体之间的衔接点，A错误；
B、依题意可知，衔接点能使线粒体和内质网在功能上相互影响，因此衔接点可能与线粒体膜生成及生物膜之间的信息交流有关，B正确；
C、葡萄糖不会进入线粒体氧化分解，因为线粒体内无分解葡萄糖的酶，C错误；
D、 内质网和高尔基体之间的联系依赖于囊泡，D错误。
故选B。
3. 下列关于生物学知识的叙述，正确的有（ ）
①水分子之间的氢键使水具有较高的比热容，有利于维持生命系统的稳定性
②罗伯特森用电镜看到了细胞膜亮—暗—亮的三层结构，该照片不是物理模型
③探索酶本质时，萨姆纳用丙酮作溶剂从刀豆种子中提取出脲酶并证明其是蛋白质
④包扎伤口时，选用松软的创可贴，是为了让伤口处细胞进行有氧呼吸
⑤堆放的干种子内部会变潮发热，原因是种子进行有氧呼吸和无氧呼吸时，都产生了水和热量
A. 1项B. 2项C. 3项D. 4项
【答案】B
【解析】
【分析】细胞内的水的存在形式是自由水和结合水，结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还参与许多化学反应，自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用；自由水与结合水不是一成不变的，可以相互转化，自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越低，反之亦然。
【详解】①水分子之间的氢键使得水分子需要吸收更多的热量才能打破分子之间的相互作用，使水具有较高的比热容，使水的温度相对不易发生改变，有利于维持生命系统的稳定性，①正确；
②罗伯特森用电镜看到了细胞膜暗—亮—暗的三层结构，②错误；
③在酶本质的探索中，萨姆纳用丙酮作溶剂从刀豆种子中提取出脲酶并证明其是蛋白质，③正确；
④包扎伤口时，选用松软的创可贴，是为了抑制厌氧菌的繁殖，④错误；
⑤堆放的干种子内部会变潮发热，原因是种子进行有氧呼吸产生水，无氧呼吸不产生水，⑤错误。
故选B。
4. 水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是（ ）
A. 正常玉米根细胞细胞质基质pH高于液泡pH
B. 无氧呼吸导致能量供应不足的原因是丙酮酸中的能量大部分以热能形式散失
C. 转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足
D. 转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
【答案】A
【解析】
【分析】无氧呼吸全过程：
（1）第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。
（2）第二阶段：在细胞质基质中，丙酮酸分解为二氧化碳和酒精或乳酸。
【详解】A、玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，说明细胞质基质内H+转运至液泡需要消耗能量，为主动运输，逆浓度梯度，液泡中H+浓度高，正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质，A正确；
B 、无氧呼吸导致能量供应不足的原因是丙酮酸中的能量大部分储存在酒精中，B错误；
C、转换为丙酮酸产酒精途径时，无ATP的产生，C错误；
D、丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]含量相同，D错误。
故选A。
5. 我国科研人员在实验室中首次实现了从CO2到淀粉的非自然全合成。研究团队利用化学催化剂将高浓度CO2在高密度氢能作用下还原成一碳（C1）化合物，再将一碳化合物聚合成三碳（C3）化合物，进而聚合成六碳（C6）化合物，进一步合成直链和支链淀粉（Cn化合物）。下列说法正确的是（ ）
A. 可采用放射性同位素18O研究淀粉合成过程CO2中氧的转移途径
B. 光合作用与淀粉合成新途径中，C3化合物的来源和去路均相同
C. 光合作用与淀粉合成新途径中，能量转换方式和还原剂作用对象均存在差异
D. 直链淀粉和支链淀粉的区别在于组成它们的单体的排列顺序不同
【答案】C
【解析】
【分析】可以通过放射性同位素示踪法标记14C研究淀粉合成过程中CO2中碳的转移途径。直链淀粉和支链淀粉的区别在于它们的空间结构不同。
【详解】A、可以通过放射性同位素示踪法标记14C研究淀粉合成过程中CO2中碳的转移途径，因氧元素无放射性，所以不能采用放射性同位素示踪法，A错误；
B、光合作用中C3来源于二氧化碳的固定，去路为C3的还原生成C6，淀粉合成新途径中来源于C1聚合，去路为聚合为C6，二者不完全相同，B错误；
C、光合作用中能量有光能转化为电能转化为ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能，还原剂作用对象为C3，淀粉合成新途径中光能转化为电能转化为有机物中稳定的化学能，还原剂作用对象为二氧化碳，二者均存在差异，C正确；
D、直链淀粉和支链淀粉的区别在于它们的空间结构不同，单体均为葡萄糖，排列顺利均相同，D错误。
故选C。
6. 某拟南芥突变植株长时间光照下会因细胞凋亡而引起叶片黄斑。植物学家分析发现，叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物Ⅰ（催化有氧呼吸第三阶段的酶）等均参与促进活性氧的生成，从而促进细胞凋亡过程。下图是其细胞的部分代谢过程。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 叶绿体不仅可以合成糖类，也可以合成脂肪的组分
B. A酸-B酸的稳态与平衡有利于植物的正常生长
C. 该突变植株叶肉细胞中的脂肪酸含量比正常植株细胞中的低
D. 图中M酶活性增强可能是该突变植株产生叶片黄斑的原因
【答案】D
【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。
【详解】A、叶绿体通过光合作用将CO2转化为糖。由于M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶，可推测叶绿体也可以合成脂肪的组分脂肪酸，A正确；
B、分析图可知，叶绿体产生的A酸通过载体蛋白运输到线粒体，线粒体代谢产生的B酸，又通过载体蛋白返回到叶绿体，从而维持A酸-B酸的稳态与平衡。所以A酸-B酸的稳态与平衡对植物的正常生长很有必要，B正确；
C、该拟南芥突变植株长时间光照下会因细胞凋亡而引起叶片黄斑，活性氧生成增多，推测长时间光照促进叶绿体产生NADH，M酶活性降低，pMDH酶活性增高，叶绿体合成脂肪的组分脂肪酸过程减弱，所以突变植株叶肉细胞中的脂肪酸含量比正常植株细胞中的低，C正确；
D、长时间光照促进叶绿体产生NADH，M酶活性降低，pMDH酶催化B酸转化为A酸，A酸转运到线粒体，最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡，从而引起叶片黄斑，D错误。
故选D。
7. 果蝇的棒眼与正常眼由X染色体上的基因A、a控制；长翅与残翅由常染色体上的基因B、b控制。某科研小组用一对表型都为棒眼长翅的雌雄果蝇进行杂交，实验前对其中一只果蝇进行了X射线处理，致使其产生的某种配子不具备受精能力。随后进行多次实验，得到如下结果。下列说法错误的是（ ）
A. 果蝇眼形和翅形的遗传遵循基因的自由组合定律
B. 亲本雌雄果蝇的基因型分别为BbXAXa、BbXAY
C. 若未经过X射线处理，理论上F棒眼长翅果蝇中雌雄之比为2：1
D. 经过X射线处理后，可能是基因型为BXA的雄配子失活
【答案】D
【解析】
【分析】果蝇的棒眼与正常眼由X染色体上的基因A、a控制，长翅与残翅由常染色体上的基因B、b控制，棒眼亲本后代出现圆眼性状，说明棒眼为显性，亲本关于眼形的基因型为Bb、Bb；长翅亲本后代出现残翅性状，说明长翅为显性，亲本关于翅形的基因型为XAXa、XAY，因此，亲本的基因型为BbXAXa、BbXAY。
【详解】A、果蝇的棒眼与正常眼的基因在X染色体上，长翅与残翅的基因在常染色体上，果蝇眼形和翅形的遗传遵循基因的自由组合定律，A正确；
B、棒眼亲本后代出现圆眼性状，说明棒眼为显性，亲本关于眼形的基因型为Bb、Bb；长翅亲本后代出现残翅性状，说明长翅为显性，亲本关于翅形的基因型为XAXa、XAY，因此，亲本的基因型为BbXAXa、BbXAY，B正确；
C、若未经过X射线处理，配子均具备受精能力，雄性棒眼长翅果蝇（B_XAY）的比例为3/4×1/4=3/16，雌性棒眼长翅果蝇（B_XAX-）的比例为3/4×1/2=3/8，棒眼长翅果蝇中雌雄之比为2：1，C正确；
D、若基因型为BXA的雄配子失活，BbXAXa产生配子的种类和比例为BXA：bXA：BXa：bXa=1：1：1：1，BbXAY产生配子的种类和比例为BY：bXA：bY=1：1：1，雌性中棒眼长翅（bbXAXA、bbXAXa）：棒眼残翅（BbXAXa、BbXAXA）=1：1，与题意不符，D错误。
故选D。
8. 果蝇的红眼对白眼为显性，为伴X染色体遗传，灰身与黑身、长翅与截翅各由一对基因控制，显隐性关系及其位于常染色体或X染色体上未知。纯合红眼黑身长翅雌果蝇与白眼灰身截翅雄果蝇杂交，F1相互交配，F2中体色与翅型的表型及比例为灰身长翅∶灰身截翅∶黑身长翅∶黑身截翅=9∶3∶3∶1。F2表型中不可能出现（ ）
A. 黑身全为雄性B. 截翅全为雄性
C. 长翅全为红眼D. 截翅全为白眼
【答案】A
【解析】
【分析】由题可知，F2中体色与翅型的表现型及比例为灰身长翅：灰身截翅：黑身长翅：黑身截翅=9：3：3：1，说明控制这两对性状的两对等位基因的遗传符合基因的自由组合定律，这两对基因位于非同源染色体上。可能两对基因分别位于两对常染色体上，或者一对基因位于常染色体上，另一对位于X染色体上。
【详解】A、F2中体色与翅型的表型及比例为灰身长翅∶灰身截翅∶黑身长翅∶黑身截翅=9∶3∶3∶1，根据后代灰身：黑身=3：1，说明灰身为显，同理长翅：截翅=3：1，说明长翅为显性，亲本中若控制体色的基因A/a位于X染色体上，则亲本的基因型是XaXa、XAY，F1的基因型为XAXa、XaY，则后代黑身即有雌性也有雄性，A符合题意；
B、若控制翅型的等位基因B/b位于X染色体上，则亲本的基因型为XBXB、XbY，则F1的基因型为XBXb、XBY，F2中截翅只出现在雄性中，B不符合题意，
CD、若控制翅型的等位基因B/b位于X染色体上，控制红眼和白眼的等位基因设为C/c，则亲本的基因型为XBCXBC、XbcY，F1的基因型为XBCXbc、XBCY，F2的基因型及比例为XBCXBC、XBCXbc、XBCY、XbcY，后代长翅全为红眼，截翅全为白眼，C不符合题意。
故选A。
9. 某伴X染色体隐性遗传病的系谱图如下，基因检测发现致病基因d有两种突变形式，记作dA与dB。还患有先天性睾丸发育不全综合征（性染色体组成为XXY）。不考虑新的基因突变和染色体变异，下列分析正确的是（ ）
A. Ⅱ1性染色体异常，原因是Ⅰ1减数分裂Ⅱ时X染色体与Y染色体不分离
B. Ⅱ2与正常女性婚配，所生子女患该伴X染色体隐性遗传病的概率是1/2
C. Ⅱ3与正常男性婚配，所生儿子患该伴X染色体隐性遗传病的概率是1
D. Ⅱ4与正常男性婚配，所生子女不患该伴X染色体隐性遗传病
【答案】C
【解析】
【分析】由题意分析可知，该病为伴X染色体隐性遗传病，其致病基因d有两种突变形式，记作dA与dB，则患病女性基因型为XdAXdA、XdAXdB、XdBXdB，患病男性基因型为XdAY、XdBY。
【详解】A、由题意可知，Ⅱ1患有先天性睾丸发育不全综合征（性染色体组成为XXY），且其是伴X染色体隐性遗传病的患者，结合系谱图可知，其基因型为XdAXdBY，结合系谱图分析可知，Ⅰ1的基因型为XdAY，Ⅰ2的基因型为XDXdB（D为正常基因），不考虑新的基因突变和染色体变异，Ⅱ1性染色体异常，是因为Ⅰ1减数分裂Ⅰ时同源染色体X与Y不分离，形成了XdAY的精子，与基因型为XdB的卵细胞形成了基因型为XdAXdBY的受精卵导致的，A错误；
B、由A项分析可知，Ⅰ1的基因型为XdAY，Ⅰ2的基因型为XDXdB，则Ⅱ2的基因型为XdBY，正常女性的基因型可能是XDXD、XDXdA、XDXdB，故Ⅱ2与正常女性（基因型不确定）婚配，所生子女患有该伴X染色体隐性遗传病的概率不确定，B错误；
C、由A项分析可知，Ⅰ1的基因型为XdAY，Ⅰ2的基因型为XDXdB，则Ⅱ3的基因型为XdAXdB，与正常男性XDY婚配，所生儿子基因型为XdAY或XdBY，均为该伴X染色体隐性遗传病患者，C正确；
D、由A项分析可知，Ⅰ1的基因型为XdAY，Ⅰ2的基因型为XDXdB，则Ⅱ4的基因型为XDXdA，与正常男性XDY婚配，则所生子女中可能有基因型为XdAY的该伴X染色体隐性遗传病的男性患者，D错误。
故选C。
10. 某家族有甲、乙两种单基因遗传病，其中一种病的致病基因位于X染色体上。控制甲病的基因用A/a表示，某遗传标记与A或a基因紧密连锁。图1是该家族的遗传系谱图，图2是家族中部分个体DNA标记成分（N1、N2）的体外复制产物电泳结果。不考虑基因突变和X、Y染色体同源区段。下列说法正确的是（ ）
A. 甲病为常染色体隐性遗传病，乙病与血友病遗传方式相同
B. Ⅰ1和Ⅱ3基因型不同，Ⅰ3与Ⅲ1基因型可能相同
C. N1和A紧密连锁，N2和a紧密连锁
D. Ⅱ2和Ⅱ3再生一个孩子患甲病的概率为1/4
【答案】D
【解析】
【分析】由Ⅰ1、Ⅰ2正常、Ⅱ1病可知，甲为常染色体隐性遗传病，则乙病的致病基因位于X染色体上，Ⅰ1患乙病，Ⅱ2不患病，说明乙病为伴X显性遗传病。用B/b表示控制乙病的基因，Ⅱ1患甲病不患乙病，则Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ1、Ⅱ2的基因型为AaXBXb、AaXbY、aaXbY、A_XbY，Ⅱ3基因型为AaXBXb，Ⅰ3、Ⅰ4基因型分别为A_XbXb、aaXBY，Ⅱ2和Ⅱ3的后代III1的基因型可能为A_XbXb。图2中N1、N2可追踪A/a，由于Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ1、Ⅱ2分别为Aa、Aa、aa、A_，且Ⅰ2单独被N2追踪，同时与Ⅰ1、Ⅱ1、Ⅱ2被N1追踪，说明N1既追踪A，也追踪a，即N1和A、a都连锁。由电泳结果可知，Ⅱ2和Ⅰ1相同，Ⅱ2的基因型为Aa，与Ⅱ3的后代为aa的概率为1/4。
【详解】A、由于Ⅰ1、2正常、女儿Ⅱ1患甲病可知，甲为常染色体隐性遗传病，则乙病的致病基因位于X染色体上，Ⅰ1患乙病，Ⅱ2不患乙病，说明乙病为伴X显性遗传病，血友病是伴X隐性遗传，A错误；
B、用B/b表示控制乙病的基因，Ⅱ1患甲病不患乙病，则Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ1、Ⅱ2的基因型为AaXBXb、AaXbY、aaXbXb、A_XbY，Ⅱ3基因型为AaXBXb，Ⅰ3、Ⅰ4基因型分别为A_XbXb、aaXBY，Ⅱ2和Ⅱ3的后代III1的基因型可能为A_XbXb，所以Ⅰ1和Ⅱ2基因型一定相同，Ⅰ3与Ⅲ1基因可能相同，B错误；
C、图2中N1、N2可追踪A/a，由于Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ1、Ⅱ2分别为Aa、Aa、aa、A_，且Ⅰ2单独被N2追踪，同时与Ⅰ1、Ⅱ1、Ⅱ2被N1追踪，说明N1既追踪A，也追踪a，即N1和A、a都连锁，C错误；
D、由电泳结果可知，Ⅱ2和Ⅰ1相同，Ⅱ2的基因型为Aa，与Ⅱ3的后代为aa的概率为1/4，D正确。
故选D。
11. 单基因隐性遗传性多囊肾病是P基因突变所致。图中所示为某患者及其父母同源染色体上P基因的相关序列检测结果（每个基因序列仅列出一条链，其他未显示序列均正常）。患者的父亲、母亲分别具有①、②突变位点，但均未患病。患者弟弟具有①和②突变位点。下列分析错误的是（ ）
A. 未突变P基因的位点①碱基对为A－T
B. ①和②位点的突变均会导致P基因功能的改变
C. 患者同源染色体的①和②位点间发生交换，可使其产生正常配子
D. 不考虑其他变异，患者弟弟体细胞的①和②突变位点不会位于同一条染色体上
【答案】A
【解析】
【分析】结合图示可知，患者获得父亲的下面一条链和母亲的下面一条链，均为突变的链，说明未突变P基因的位点①碱基对为C-G、②位点为A-T。
【详解】A、结合图示可知，患者获得父亲的下面一条链和母亲的下面一条链，均为突变的链，说明未突变P基因的位点①碱基对为C-G，A错误；
B、结构决定功能，①和②位点的突变均导致基因结构发生改变，均会导致P基因功能的改变，B正确；
C、由图可知，患者同源染色体的①和②位点间发生交换，可得到①、②位点均正常的染色单体，可使其产生正常配子，C正确；
D、由父母的染色体可知，父母突变的①、②位点不在一条染色体上，所以不考虑其他变异，患者弟弟体细胞的①和②突变位点不会位于同一条染色体上，D正确。
故选A。
12. 研究发现，用N1-甲基假尿苷替代mRNA中部分碱基U，可提高mRNA疫苗的稳定性和安全性。但在翻译过程中，核糖体遇到mRNA上含有N1-甲基假尿苷的密码子时，大部分核糖体以原来的密码子翻译，只有少部分核糖体会发生移码，即在mRNA上会向前或者向后移动一个核苷酸，并以新的密码子继续翻译。下列说法错误的是（ ）
A. 核糖体移码导致的变异属于可遗传变异
B. 核糖体移码产生的蛋白很少，但也存在免疫风险
C. N1-甲基假尿苷修饰的mRNA可能会使翻译提前终止
D. 通过对mRNA疫苗接种效果的数据分析，可评估其安全性
【答案】A
【解析】
【分析】翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上，需要以氨基酸为原料，还需要酶、能量和tRNA。
【详解】A、核糖体移码导致的变异是由于mRNA上碱基的改变，而DNA的碱基没有改变，所以不属于可遗传的变异，A错误；
B、核糖体移码产生的蛋白质不一定少，因为移码可能改变终止密码子的位置，而蛋白质发生改变也存在免疫风险，B正确；
C、N1-甲基假尿苷修饰的mRNA导致核糖体移码，可能使终止密码子提前，从而使翻译提前，C正确；
D、通过对mRNA疫苗接种效果的数据分析，能证明其安全性，D正确。
故选A。
13. 某卵原细胞正常染色体和倒位染色体由于同源区段的配对及交换，在减数分裂过程中形成倒位环，产生一条含双着丝粒桥的染色体，如图所示，“×”表示交换位点。无着丝粒片段会因水解而丢失，双着丝粒桥在两着丝粒之间随机发生断裂。不考虑其他突变和基因被破坏的情况，下列说法错误的是（ ）

A. 次级卵母细胞中一条染色单体上的基因不可能是ebcAB
B. 卵细胞的基因组成最多有10种可能
C. 若卵细胞的基因组成是Dcbe，则第二极体可能是ABCDE、adcbe和E
D. 若卵细胞基因组成是EDc，则双着丝粒桥断裂位点一定发生在c、d之间
【答案】D
【解析】
【分析】染色体结构变异包括：缺失，染色体中某一片段的缺失，猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病；重复，染色体增加了某一片段，例如，果蝇的棒眼现象就是X染色体上的部分重复引起的；倒位，染色体某一片段的位置颠倒了180度，造成染色体内的重新排列；易位，染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上或同一条染色体上的不同区域。
【详解】A、图示染色体发生了倒位，即正常染色体上的基因序列为ABCD●E，倒位后的染色体上基因序列为adcb●e，图示为该同源染色体联会的状态，同时发生了同源染色体的非姐妹染色单体之间的交换，因此，该同源染色体形成的染色单体上的基因序列依次为：ABCD●E、adcb●e、adD●E和e●bcCBA或ABCD●E、adcb●e、adCBA和e●bcD●E，而形成的染色体桥随机断裂的过程中能产生bcD●E，而ebcAB的基因序列是不可能出现的，A正确；
B、次级卵母细胞正常染色体上的基因序列为ABCD●E，倒位后次级卵母细胞中一条染色单体上基因序列可能有ABCD●E、adcb●e、adD●E、e●bcCBA、ABCD●E、adcb●e、adCBA、e●bcD●E、形成的染色体桥随机断裂的过程中能产生bcD●E，次级卵细胞分裂后产生卵细胞，由于可能随机断裂，故卵细胞的基因组成最多有10种可能，B正确；
C、若卵细胞的基因组成是Dcbe，说明与之来自同一个次级卵母细胞的第二极体可能是E，结合图示可知，另外一个第一极体产的两个第二极体是ABCDE、adcbe，C正确；
D、结合图示可知，若卵细胞基因组成是EDc，则双着丝粒桥断裂位点可能发生在右侧环状结构的发生在c、b之间，D错误。
故选D。
14. 在群体遗传学中，赖特把小的群体中不同基因型个体生育的子代数有所变动而引起基因频率随机波动的现象称为遗传漂变。下图表示种群个体数（N）分别是25、250、2500的A基因频率的变迁。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 一般来说，种群越小遗传漂变就越显著，遗传漂变产生新的可遗传变异，从而引起生物进化
B. 基因突变、基因重组、遗传漂变、迁移都会影响图中种群的A基因频率
C. 自然选择是引起遗传漂变的主要原因，且遗传漂变对种群基因频率的影响具有随机性
D. 若群体随机交配，第125代时N为250的群体中Aa基因型频率比N为2500的群体的小
【答案】D
【解析】
【分析】生物进化的实质是种群基因频率的改变，基因突变、迁移、遗传漂变、非随机交配、自然选择等都是导致基因频率改变的因素。
【详解】A、赖特把小的群体中不同基因型个体生育的子代数有所变动而引起基因频率随机波动的现象称为遗传漂变，若群体越小，一般来说，遗传漂变就越显著，遗传漂变产生新的可遗传变异，但是遗传漂变导致的是基因的随机波动，而生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，A错误；
B、基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合，不会影响图中种群的A基因频率，B错误；
C、结合题干可知，小的群体中不同基因型个体生育的子代数有所变动是引起遗传漂变的主要原因，且遗传漂变对种群基因频率的影响具有随机性，C错误；
D、由图可知：第125代时，N为250的群体中，A的基因频率为75%，a的基因频率为25%，Aa基因型频率2×75%×25%＝37.5%；第125代时，N为2500的群体中，A的基因频率为50%，a的基因频率为50%，Aa基因型频率2×50%×50%＝50%，综上分析，若群体随机交配，第125代时，N为250的群体中Aa基因型频率比N为2500的群体中的小，D正确。
故选D。
15. 下列关于进化内容的叙述，错误的是（ ）
A. 化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物遗体、遗物或生活痕迹等
B. 协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展
C. 寒武纪大爆发后，生态系统由两极生态系统演变三极生态系统
D. 可用14C作“地质时钟”测定出7万年前的某鱼类化石大概的形成时间
【答案】D
【解析】
【分析】化石都是生物的遗体、遗物（如卵、粪便等）或生活痕迹（如动物的脚印、爬迹等），由于某种原因被埋藏在地层中，经过若干万年的复杂变化而逐渐形成的，化石是研究生物进化最直接的证据。
【详解】A、化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物遗体、遗物或生活痕迹等，是研究生物进化最直接、最可靠的证据，A正确；
B、协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的过程，协同进化的结果产生了生物多样性，B正确；
C、寒武纪大爆发之前，生态系统中只有生产者和分解者，这一时期的生态系统被称为二极生态系统。动物出现以后构成了生态系统的第三极，即寒武纪大爆发后，生态系统由两极生态系统演变为三极生态系统，C正确；
D、可用14C作“地质时钟”不能测定出7万年前的某鱼类化石大概的形成时间，因为14C的半衰期只有5730年，D错误。
故选D。
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，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。
16. 叶片从黑暗中转到光下时，光合速率由低到高逐步达到稳定的过程称为光合作用的光诱导期。已知黑暗中的大豆叶片气孔处于关闭状态，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放。为研究气孔开放与光诱导期的关系，科研人员将大豆叶片分为两组，A组不处理，B组用壳梭孢素处理，将两组叶片从黑暗中转移到光照下，测定光合速率，结果如图所示。下列分析错误的是（ ）
A. 0min时，A组叶肉细胞胞间CO2浓度等于B组胞间CO2浓度
B. 与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更短
C. 30min时，B组叶绿体中C3生成速率大于A组，还原速率小于A组
D. 30min时，限制A组光合速率的主要因素是光照时间
【答案】ACD
【解析】
【分析】二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。植物实际光合速率 = 净光合速率+呼吸速率。
【详解】A、题图横坐标是光照时间，在0min之前，A和B两组已经黑暗了一段时间，而二者不是相同条件，B组已经用壳梭孢素处理，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放，所以B组和A组叶肉细胞胞间CO2浓度不相等，A错误；
B、题意叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经过一个增高过程，然后达到稳定的高水平状态，这个增高过程称为光合作用的光诱导期。B组达到最高平衡点用的光照时间比A组短，与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更短，B正确；
C、30min时，B组的光合速率相对值高于A组，叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组，C错误；
D、30min时，A组光合速率相对值不再改变，则限制因素不是光照时间，D错误。
故选ACD。
17. 某种海鱼鳃细胞的NKA是一种载体蛋白，负责将细胞内的Na+转运到血液中。为研究NKA与Na+浓度的关系，研究小组将若干海鱼放在低于海水盐度的盐水中，按时间点分组取样检测，部分结果见下表。结合数据分析，下列叙述正确的是（ ）
A. NKAmRNA和蛋白质表达趋势不一致是NKA基因中甲基化导致的
B. 本实验中时间变化不是影响NKA基因转录变化的直接因素
C. NKA在维持鳃细胞内渗透压时需要消耗细胞代谢产生的能量
D. 与12h组相比，0h组海鱼红细胞的体积较大
【答案】BC
【解析】
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫做表观遗传。
【详解】A、NKAmRNA和蛋白质表达趋势之所以不一致，可能与NKA基因的转录和翻译不是同步的有关，而不是由NKA基因中甲基化导致的，A错误；
B、依据题干信息，NKA酶是一种载体蛋白，负责将海鱼鳃细胞内的Na+转运到血液中，将海鱼放在低于海水盐度的盐水中，随着时间的延长，血液中的Na+浓度逐渐降低，说明NKA酶参与向外转运的Na+减少，由此可推知，时间变化不是影响NKA基因转录变化的直接因素，B正确；
C、NKA酶介导的运输是一种主动运输，在维持海鱼鳃细胞内渗透压平衡时需要直接消耗ATP，C正确；
D、除了0h组，其他时间点的血液Na+浓度降低，与红细胞内的渗透压相比较，浓度差减小，细胞会吸水，体积会增大，因此与12h组相比，0h组海鱼红细胞的体积较小，D错误。
故选BC。
18. 某二倍体动物（2n=4）精原细胞DNA中的P均为32P，精原细胞在不含32P的培养液中培养，其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后，产生甲~丁4个细胞。这些细胞的染色体和染色单体情况如下图所示。不考虑染色体变异的情况下，下列叙述正确的是（ ）
A. 4个细胞均经历了2次染色体复制和1次姐妹染色单体分离
B. 4个细胞均处于减数第二次分裂前期，且均不含同源染色体
C. 4个细胞完成分裂形成的8个细胞中，最多有3个细胞不含32P
D. 若丙、丁来自同一个初级精母细胞，则减数分裂过程中未发生同源染色体的交换
【答案】AC
【解析】
【分析】DNA中的P均为32P的精原细胞在不含32P的培养液中培养，进行一次有丝分裂后，产生的每个细胞的每条DNA都有一条链含有32P，继续在不含32P的培养液中培养进行减数分裂，完成复制后，8条染色单体中有4条含有32P，减数第一次分裂完成后，理论上，每个细胞中有2条染色体，四条染色单体，其中有2条单体含有32P。
【详解】A、图中的细胞是一个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后产生的，据图所示，这些细胞含有染色单体，说明着丝粒没有分裂，因此4个细胞均经历了2次染色体复制和1次姐妹染色单体分离，A正确；
B、题干叙述明确表示减数第一次分裂已经完成，因此只可能处于减数第二次分裂前期或中期，且均不含同源染色体，B错误；
C、甲、丙、丁完成减数第二次分裂至少产生3个含32P的细胞，乙细胞有3个单体含有32P，完成减数第二次分裂产生的2个细胞都含有32P，因此4个细胞完成分裂形成8个细胞，至多有3个细胞不含32P，C正确；
D、精原细胞进行一次有丝分裂后，产生的子细胞每个DNA上有一条链含有32P，减数分裂完成复制后，每条染色体上有1个单体含有32P，另一个单体不含32P，减数第一次分裂结束，每个细胞中应该含有2条染色体，四个染色单体，其中有两个单体含有放射性，故若丙、丁来自同一个初级精母细胞，则减数分裂过程中发生了同源染色体的交换，D错误。
故选AC。
19. 黑腹果蝇（2n=8）的性别决定方式是XY型，但性别受胚胎性指数i的影响（i=X染色体数目/常染色体组数，i=0.5为雄性，i=1为雌性，i=1.5胚胎致死），有Y染色体的雄性个体可育，无Y染色体的雄性个体不育。常染色体隐性基因t纯合可导致雌蝇变为雄蝇，对雄蝇无影响。下列叙述正确的是（ ）
A. 黑腹果蝇体细胞有2个染色体组，每组有4条常染色体
B. 基因型分别为TtXO、ttXXY和ttXYY的黑腹果蝇均为不育雄蝇
C. 基因型为TtXX和ttXY的个体杂交得到F1，F1相互交配得到F2，F2中雌雄比例为3∶5
D. 某雄蝇（TtXY）减数分裂Ⅱ后期X染色体不分离，与正常雌蝇（TtXX）杂交，后代中不育雄蝇占比为1/3
【答案】D
【解析】
【分析】伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制，这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关，这种与性别相关联的性别遗传方式就称为伴性遗传。
【详解】A、黑腹果蝇（2n=8）的性别决定是XY型，黑腹果蝇体细胞有2个染色体组，每组有3条常染色体和1条性染色体，A错误；
B、性别受胚胎性指数i的影响（i=X染色体数目/常染色体组数，i=0.5为雄性，无Y染色体的雄性个体不育，因此TtXO为不育雄蝇；i=1为雌性，常染色体隐性基因t纯合可导致雌蝇变为雄蝇，有Y染色体的雄性个体可育，无Y染色体的雄性个体不育，因此ttXXY为可育雄蝇；i=0.5为雄性，有Y染色体的雄性个体可育，因此ttXYY为可育雄蝇，B错误；
C、基因型为TtXX的个体产生配子的基因型为TX、tX，ttXY的个体的个体产生配子的基因型为tY、tX，二者杂交，F1的基因为TtXY（可育雄蝇）、ttXY（可育雄蝇）、TtXX（可育雌蝇）、ttXX（不育雄蝇），TtXY、ttXY产生配子的种类及比例为TY：tX：TX：tY=1：3：1：3，TtXX产生配子的种类及比例为TX：tX=1：1，F2的基因型及比例为TTXY（雄）：TtXX（雌）：TTXX（雌）：TtXY（雄）：TtXY（雄）：ttXX（雄）：TtXX（雌）：ttXY（雄）=1：3：1：3：1：3：1：3，由此可知，F2中雌雄比例为5：11，C错误；
D、某雄蝇（TtXY）减数分裂II后期X染色体不分离，其产生配子的类型及比例为TY：tXX：t=2：1：1或tY：TXX：T=2：1：1，正常雌蝇TtXX 产生配子的种类及比例为TX：tX=1：1，二者杂交，若为第一种情况，其后代基因型及比例为TTXY：TtXXX（胚胎致死）：TtX（不育雄蝇）：TtXY：ttXXX（胚胎致死）：ttX（不育雄蝇）=2：1：1：2：1：1，后代中不育雄蝇占比为1/3；若为第一种情况，其后代基因型及比例为TtXY：TTXXX（胚胎致死）：TTX（不育雄蝇）：ttXY：TtXXX（胚胎致死）：TtX（不育雄蝇）=2：1：1：2：1：1，后代中不育雄蝇占比为1/3，D正确。
故选D。
20. 放射自显影技术可用于区分DNA复制的方向。复制开始时，首先用低放射性的3H脱氧胸苷作原料进行培养，一定时间后转移到含有高放射性的原料中进行培养，在放射自显影图像上观察比较放射性标记的强度，结果如图甲和图乙。图丙和图丁分别表示不同DNA复制过程模式图。下列说法错误的是（ ）

A. 图甲、图乙分别对应图丙、图丁代表的DNA复制方式
B. 若解旋酶移动速率恒定，图丙表示的复制方式比图丁的效率高
C. ⑤⑥复制完成后，两条完整子链中A+G/T+C的值相等
D. ②③⑤是不连续复制，其模板链的3′端都指向解旋方向
【答案】AC
【解析】
【分析】DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。这一过程是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。
【详解】A、由图可知，图丙表示双向复制，复制起始点区域利用低放射性原料，其放射性低，两侧的新合成区域利用高放射性原料，其放射性高，图丁表示单向复制，复制起始点区域利用的是低放射性原料，因此放射性低，右侧的新合成区域利用的是高放射性原料，因此放射性高，故图甲、图乙分别对应图丁、图丙代表的DNA复制方式，A错误；
B、由图可知，图丙表示双向复制，图丁表示单向复制，若解旋酶移动速率恒定，图丙表示的复制方式比图丁表示的复制方式效率高，B正确；
C、⑤⑥复制完成后两条链互补，所以两条完整子链中A+G/T+C的值不一定相等，C错误；
D、由图可知，②③⑤是不连续复制，由于DNA聚合酶只能从5’向3’方向延伸子链，因此每条子链延伸的方向都是从5’向3’其模板链的3’端都指向解旋方向，D正确。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共55分。
21. 脓毒症是由感染等引起的全身炎症反应综合征，细菌脂多糖（LPS）会造成脓毒血症的发生。脓毒症会造成心肌等多器官组织的损害。研究显示，中草药提取物葛根素（Pue）可有效改善脓毒症引起的心肌损伤，但具体机制研究并不全面，科研人员对该机制展开了研究，分析下列材料并回答问题。
材料一：铁依赖性铁死亡（以下简称“铁死亡”）是一种新的有别于传统模式的细胞死亡，其发生机制主要是与铁死亡促进剂（Era）间接促进大量Fe2+进入线粒体，产生大量活性氧（ROS），最终导致细胞死亡。已证实铁死亡在脓毒症心肌损伤中起着关键作用，AMPK信号通路是其调控通路之一，激活AMPK磷酸化可抑制铁死亡的发生。
材料二：将生长状况良好的大鼠随机分为A（对照组）、B（LPS组）、C（1，PS+Pue组）和D（LPS+Pue+Era）4组，处理一段时间后，对各组心肌细胞进行形态观察。结果如下图。发现A组心肌细胞排列整齐，细胞间隙很小。
（1）与A组相比，B组大鼠的心肌组织发生明显的病理改变，心肌细胞______。C组大鼠心肌组织的病理改变明显改善，细胞排列较为紧密，细胞间隙介于A组和B组之间。D组大鼠心肌组织表现与B组无明显差异。材料二的结果说明______。在实验组中，心肌细胞线粒体中Fe2+含量大小关系最可能是______（选用B、C、D和>、=作答）。
（2）葛根素抑制心肌细胞铁死亡的机理是：通过激活AMPK磷酸化信号通路和抑制Fe2+进入线粒体。请设计实验验证该机理，要求写出实验设计思路和检测指标。______。
【答案】（1） ①. 排列紊乱，细胞间隙较大 ②. 葛根素可改善LPS诱导的心肌损伤，但是铁死亡抑制剂可以解除（或降低）葛根素对心肌的保护作用 ③. B=D>C
（2）选取若干健康大鼠随机均分成A、B、C、D四组，A组不作处理，B组加入LPS，C组加入LPS+Pue，D组加入LPS+Puc+AMPk磷酸化抑制剂，在相同且适宜的条件下处理一段时间后检测AMPK磷酸化水平和线粒体Fe2＋含量
【解析】
【分析】分析题图可知，C组与B组相比，C组添加了中草药提取物葛根素，C组大鼠心肌组织的病理改变明显改善，细胞排列较为紧密，细胞间隙介于A组和B组之间，D组含有LPS+Pue+Era，其大鼠心肌组织表现与B组无明显差异，由此可知，说明葛根素可改善LPS诱导的心肌损伤，铁死亡抑制剂可以解除（或降低）葛根素对心肌的保护作用。
【小问1详解】
分析题意和题图可知，A组心肌细胞排列整齐，细胞间隙很小，B组心肌细胞，排列紊乱，细胞间隙较大。C组与B组相比，C组添加了中草药提取物葛根素，C组大鼠心肌组织的病理改变明显改善，细胞排列较为紧密，细胞间隙介于A组和B组之间，说明葛根素可改善LPS诱导的心肌损伤；D组含有LPS+Pue+Era，其大鼠心肌组织表现与B组无明显差异，由此可知，铁死亡抑制剂可以解除（或降低）葛根素对心肌的保护作用。分析题意，铁死亡促进剂（Era）间接促进大量Fe2+进入线粒体，根据实验结果可推测，心肌细胞线粒体中Fe2+含量大小关系最可能是B=D>C。
【小问2详解】
为验证葛根素抑制心肌细胞是通过激活AMPK磷酸化信号通路和抑制Fe2+进入线粒，可选取若干健康的大鼠随机均分成A、B、C、D四组，A组不作处理，B组加入LPS，C组加入LPS+Pue，D组加入LPS+Puc+AMPk磷酸化抑制剂，在相同且适宜的条件下处理一段时间后检测AMPK磷酸化水平和线粒体Fe2+含量。
22. 光反应中光合电子传递链主要由光系统Ⅱ（PSⅡ）、细胞色素 b₆f和光系统I（PSI）等复合体组成。研究发现，植物体内存在线性电子传递和环式电子传递两条途径，如图1。高温、强光是影响温州蜜柑光合作用的重要逆境因素，植物体会启动一系列防御机制进行应对。请回答下列问题：
（1）PSⅡ和PSI是由蛋白质和_____组成复合物。适宜温度下，PSII和PSI共同受光的激发，H2O裂解释放的电子（e⁻）依次经过PSⅡ、PQ、_____和PSI的推动，最终被_____接受。
（2）高温胁迫下，PSⅡ中的捕光复合体容易脱落，导致光能利用率下降，使得NADPH的生成量_____。此时，一方面仅由PSI推动的_____电子传递途径被激活；另一方面，因_____产生H⁺仍能够形成跨膜质子梯度，从而使光反应产生的ATP 与NADPH的比值_____，最终起到光保护作用。
（3）高温胁迫还会引发活性氧ROS（如自由基、H2O2等）积累，进一步抑制光反应。据图2可知，ROS过量合成后可通过_____途径，引起光抑制现象。
（4）强光会进一步加剧图2中D1蛋白损伤。研究发现，D1蛋白更新合成和叶黄素循环转化是植物应对高温、强光的重要保护机制。研究人员用温州蜜柑植株进行了4组处理：A组在_____下培养， B、C、D组分别用H2O、叶黄素循环转化抑制剂、D1蛋白更新抑制剂处理，且均置于高温、强光下培养，结果如图3。据图分析，在高温、强光下，叶黄素循环转化比D1蛋白更新合成对温州蜜柑植株的保护作用_____（选填“强”或“弱”）， 依据是_____。
【答案】（1） ①. 光合色素（叶绿素、类胡萝卜素） ②. 细胞色素bt和PC ③. NADP⁺
（2） ①. 减少 ②. 环式 ③. PQH₂转化成PQ ④. 上升
（3）直接导致PSⅡ失活、抑制DI蛋白的从头合成（导致PSⅡ中DI蛋白减少），引起PSⅡ失活
（4） ①. 适宜温度和光照条件 ②. 弱 ③. 与B组相比，C组、D组植株光合效率下降，且D组下降得更多
【解析】
【分析】光系统涉及两个反应中心：光系统Ⅱ（PSⅡ）和光系统Ⅰ（PSⅠ）。PSⅡ光解水，PSI还原NADP+。光系统Ⅱ的色素吸收光能以后，能产生高能电子，并将高能电子传送到电子传递体PQ，传递到PQ上的高能电子依次传递给细胞色素b6f和PC。光系统I吸收光能后，通过PC传递的电子与H+、NADP+在类囊体薄膜上结合形成NADPH。水光解产生H+，使类囊体腔内H+浓度升高，H+顺浓度梯度运输到类囊体腔外，而H+在类囊体薄膜上与NADP+结合形成NADPH使类囊体腔外中H+浓度降低，同时还可以通过PQ运回到类囊体腔内，这样就保持了类囊体薄膜两侧的H+浓度差。ATP合成酶利用类囊体薄膜两侧的H+浓度差，类囊体膜上的ATP合成酶合成了ATP。
【小问1详解】
PSⅡ和PSI是由蛋白质和光合色素组成的复合物。由图可知，在光合作用的光反应阶段，PSⅡ和PSⅠ共同受光的激发，H2O裂解释放的电子（e-）经过PSⅡ、PQ、细胞色素b6f和PC和PSⅠ的推动，可用于NADP+和H+结合形成NADPH。
【小问2详解】
PSⅡ中的捕光复合体能够吸收光能，高温胁迫下，PSⅡ中的捕光复合体容易从类囊体膜上脱落，导致PSII的结构和功能均发生改变，从而导致光能利用率下降。由图可知，PSII受光的激发，H2O裂解释放的电子（e-）经过PSⅡ、PQ、细胞色素b6f和PC和PSⅠ的推动，与NADP+和H+结合形成NADPH，此时，仅由PSⅠ推动的环式电子传递被激活，这使得NADPH的生成量减少。膜内侧的H+ 除了来自水的光解（发生在PSⅡ），还能来自PQH₂转化成PQ，若PSⅡ受损，跨膜质子（H+）梯度能形成，H+跨膜运输在ATP合酶的作用下形成ATP，因此光反应产生的ATP与NADPH的比值上升，最终起到光保护作用。
【小问3详解】
据图可知，有活性的PSⅡ由D1、D2及OEC三部分组成，ROS过量合成除可直接导致PSⅡ失活外，还能通过抑制D1蛋白的从头合成，导致PSⅡ中 D1蛋白减少（缺失）途径引起PSⅡ失活，发生光抑制现象。
【小问4详解】
本实验中A组为空白对照，因此A组在适宜温度和光照条件。据图可知，与对照比，C组叶黄素循环转化抑制剂和D组D1蛋白更新抑制剂处理下番茄光合效率下降，且D组下降得更多，因此在高温、强光条件下，叶黄素循环转化比D1蛋白更新合成对温州蜜柑植株的保护作用弱。
23. 拟南芥（2N=10）是自花受粉植物，基因高度纯合，易获得突变型，是遗传学实验中常见的模式植物。请回答下列问题：
（1）拟南芥叶片边缘的光滑（M）对锯齿状（m）为显性，基因M/m位于2号染色体上。2号染色体上成功导入抗盐基因（D）且叶片边缘锯齿状的植株与叶片边缘光滑的纯合植株杂交，从F1中筛选出抗盐植株与正常的叶片边缘锯齿状的植株进行测交，发现测交后代中叶片边缘光滑且抗盐的植株占20%，试分析其原因：_____________。据此推测，让F1中的抗盐植株进行自交，所得F2中叶片边缘光滑且抗盐的纯合植株所占比例为____________。
（2）拟南芥的A基因决定雄配子育性，A基因失活会使可育雄配子减少1/3；B基因存在时种子萌发，但在种子中来自亲代母本的B基因不表达。研究者将某种抗性基因插入野生型植株（AABB）的A基因或B基因内部，获得了“敲除”A基因的抗性植株甲（基因型表示为AaBB）和“敲除”B基因的抗性植株乙（基因型表示为AABb）。
①进行杂交实验：甲（♂）×乙（♀），则所结种子中，基因型为AaBb的种子所占比例为________。
②让上述杂交实验所得子代中基因型为AaBb的植株自交，若后代种子中可萌发种子占1/2，则表明A、B基因在染色体上的位置关系是____________________，作出该判断的依据是____________。
③基于以上推论将基因型为AaBb的种子作为父本与抗性植株甲（AaBB）作为母本进行杂交，所得子代中有抗性且可萌发种子的比例为________。
【答案】（1） ①. 从F1中筛选出的抗盐植株在减数分裂产生配子的过程中发生了染色体互换 ②. 4%
（2） ①. 1/5 ②. A、B基因位于非同源染色体上 ③. 基因型为AaBb的植株产生含B基因的雄配子占1/2，而雌配子中B基因不表达，只有A、B基因位于非同源染色体上时，后代种子中可萌发种子才占1/2，符合题中比例 ④. 7/20
【解析】
【分析】1、自由组合定律的实质：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
2、基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
【小问1详解】
根据题意基因M/m、抗盐基因（D）位于2号染色体上，且m基因与抗盐基因（D）位于一条染色体上，如果mm带有抗除草剂基因记为“＋”，因此该植株基因型是mm+，和MM杂交，F1中有抗性植株的基因型是Mm+，当其进行测交，理论上子代表现为Mm和m+m，且比例为1：1，现出现了20％的个体表现为叶片边缘光滑且抗盐，即M+m，从F1中筛选植株在减数分裂产生配子时，则子代有20％的配子发生了互换，所以若让F1中筛选出的抗盐植株自交，F2中获得边缘光滑且抗盐的纯合植株（M+M+）所占的比例为20%×20%=4%。
【小问2详解】
①进行杂交实验：甲AaBB（♂）×AABb乙（♀），母本产生的配子种类和比例为AB：Ab=1：1，由于“拟南芥的A基因决定雄配子育性，A基因失活会使雄配子育性减少1/3”，父本产生的雄配子的种类及比例为AB：aB=3：2，因此F1种子中，基因型为AaBb的所占比例1/2×2/5=1/5。
②子代中基因型为AaBb的植株自交，若A、B基因位于一对同源染色体上且A、b位于一条染色体上，则F1中基因型为AaBb作母本产生的配子类型为Ab：aB=1：1，作父本产生的配子类型Ab：aB=3：2；B基因存在时种子萌发，但在种子中来自亲代母本的B基因不表达，即而雌配子中B基因不表达，故产生后代的基因型为3/10AAbb（不萌发）、3/10AaBb(不萌发，B来自母本），2/10AaBb（萌发），2/10aaBB（萌发）不符合题意；若A、B基因位于一对同源染色体上且A、B位于一条染色体上，同理，不符合题意；若A、B基因位于非同源染色体上基因型为AaBb的植株产生含B基因的雄配子占1/2，而雌配子中B基因不表达，只有A、B基因位于非同源染色体上时，后代种子中可萌发种子才占1/2，符合题中比例。
③将基因型为AaBb的种子作为父本与抗性植株甲（AaBB）作为母本进行杂交，产生的雌配子为AB：aB=1：1，产生的雄配子为AB：Ab：aB：ab=3：3：2：2（A基因决定雄配子育性，A基因失活会使可育雄配子减少1/3）；B基因存在时种子萌发，但在种子中来自亲代母本的B基因不表达，研究者将某种抗性基因插人野生型植株（AABB）的A基因或B基因内部，含a或b基因则具有抗性，故子代为3/20AABB（萌发无抗性，B一个来自母本、一个来自父本）、3/20AABb（不萌发有抗性，B来自母本）、2/20AaBB（萌发有抗性，B一个来自母本、一个来自父本），2/20AaBb（不萌发有抗性，B来自母本）、3/20AaBB（萌发有抗性）、3/20AaBb（不萌发有抗性）、2/20aaBB（萌发有抗性）、2/20aaBb（不萌发有抗性）；所得子代中有抗性且可萌发种子的比例为7/20。
24. 水稻（2m=24）是人类重要的粮食作物。请回答下列问题：
（1）在人工选择的作用下，某些水稻品种朝着矮化方向进化，从基因水平看，生物进化的过程就是______。
（2）体细胞中缺少一条染色体的植株个体称为单体。水稻的高秆（SD1）对矮秆（sd1）为显性，理论上可用纯合高秆植株制备______种单体植株。将所有类型的纯合高秆单体水稻分别与纯合矮秆水稻杂交可确定sd1基因在哪条染色体上。若子代中出现______，则可推断出sd1基因所在的染色体。
（3）雄性不育株的发现和利用是杂交水稻的重要基础。研究发现，线粒体基因WA352编码的WA352蛋白与核基因编码的线粒体蛋白COX11互作，共同调控水稻细胞质雄性不育。育性恢复基因（Rf3、Rf4）可以抑制WA352诱导的不育，作用机理如图1所示。
①现有甲、乙、两三个品系如表所示，请选择合适材料设计杂交实验判断Rf3与Rf4育性恢复能力的高低。
请简要写出实验思路：_______。
②研究发现，Rf4恢复育性的能力高于Rf3。为了研究Rf3、Rf4的作用机理，对甲、乙两品系的基因WA352的表达物质进行了电泳分析，实验结果如图2所示。
据图1、图2分析，甲品系水稻育性恢复的机理是_____。
【答案】（1）种群基因频率发生定向改变的过程
（2） ①. 12 ②. 高秆∶矮秆=1∶1
（3） ①. 方案一：甲、乙分别自交后，收集相同数量的植株所结种子，统计并计算结实率；方案二：分别将甲和丙杂交、乙和丙杂交，收集相同数量的F1植株所结种子，统计并计算结实率 ②. Rf4基因表达出的RF4蛋白进入线粒体，RF4蛋白使基因WA352转录出的mRNA降解（或RF4蛋白使WA352基因无法转录形成mRNA）；抑制了WA352蛋白的合成，使其不能与COX11互作；减少了ROS自由基的生成，避免细胞过早凋亡，使育性恢复
【解析】
【分析】题意分析，从图中看出线粒体中WA352基因表达，与核基因编码的线粒体蛋白COX11互作，促进活性氧自由基爆发，使细胞过早凋亡导致雄性不育。
【小问1详解】
矮化水稻可以增加抗倒伏能力；提高收获指数；有效利用水肥；扩大群体数量；从基因水平看，进化的实质是基因频率的改变，所以生物进化的过程就是种群基因频率发生定向改变的过程。
【小问2详解】
体细胞中缺少一条染色体的植株个体称为单体。由于水稻有12对染色体，所以理论上可用纯合高秆植株制备12种单体植株。水稻的高秆（SD1）对矮秆（sd1）为显性，为了判断相关基因所在的染色体，则需要选择单体高杆和矮杆水稻sd1sd1杂交，如果SD1位于单体的染色体上，则高杆基因型是SD10，子代基因型有SD1sd1和sd10，表现为高杆∶矮杆=1∶1，则可推断出sd1基因位于缺失的染色体上；如果高杆基因不位于单体的染色体上，则高杆基因型是SD1SD1，子代全为SD1sd1，表现为高杆，则可推断相关基因不在缺失的染色体上。
【小问3详解】
①甲含有2个Rf4，乙含有两个Rf3，为比较Rf3与Rf4育性恢复能力的高低，可以选择自交或测交，即甲、乙分别自交后，收集相同数量的植株所结种子，统计并计算结实率或分别将甲和丙杂交、乙和丙杂交，收集相同数量的植株所结种子，统计并计算结实率。
②根据电泳图，甲品系中不含有WA352mRNA，所以可以推测甲品系水稻育性恢复的机理是Rf4 基因表达出的RF4蛋白进入线粒体，RF4蛋白使基因WA352转录出的mRNA降解；抑制了WA352蛋白的合成，使其不能与C0X11互作；减少了ROS自由基的生成，避免细胞过早凋亡，使育性恢复。
25. BDNF（脑源性神经营养因子）是小鼠大脑中表达最为广泛的一种神经营养因子，也广泛分布于人类中枢神经系统中，其主要作用是影响神经可塑性和认知功能。众多研究表明，抑郁症与BDNF基因甲基化水平及外周血中BDNFmRNA含量变化等有关。以下图1为DNA甲基化机理图，图2为BDNF基因表达及调控过程。
（1）DNMT3是一种DNA甲基化转移酶，结合图1和已有知识，下列叙述正确的有______。
A. DNA分子中甲基胞嘧啶不能与鸟嘌呤配对
B. DNA甲基化引起的变异属于基因突变
C. DNA甲基化可能阻碍RNA聚合酶与启动子结合
D. DNA甲基转移酶发挥作用需与DNA结合
（2）图2中过程③以______为原料，若该过程某tRNA的反密码子序列为5′-GAA-3′，则其识别的密码子序列为______。
（3）miRNA-195是miRNA中一种，miRNA是小鼠细胞中具有调控功能的非编码RNA，在个体发育的不同阶段产生不同的miRNA，该物质与沉默复合物结合后，可导致细胞中与之互补的mRNA降解。下列叙述正确的有______。
A. miRNA通过碱基互补配对识别mRNA
B. miRNA能特异性的影响基因的表达
C. 不同miRNA的碱基排列顺序不同
D. miRNA的产生与细胞的分化无关
（4）抑郁症小鼠与正常鼠相比，图2中②过程______（填“减弱”或“不变”或“增强”），若①过程反应强度不变，则BDNF的含量将______（填“减少”或“不变”或“增加”）。
（5）若抑郁症小鼠细胞中一个DNA分子的一个G-C中胞嘧啶甲基化后，又发生脱氨基生成了胸腺嘧啶，则该DNA分子经过n次复制后，所产生的子代DNA分子中异常的DNA占比为______。与正常DNA分子相比，异常DNA的稳定性______（填“低”或“高”）。
【答案】（1）CD （2） ①. 氨基酸 ②. 5′-UUC-3′
（3）ABC （4） ①. 增强 ②. 减少
（5） ①. 1/2 ②. 低
【解析】
【分析】表观遗传:指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化。
DNA的甲基化:生物基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响，这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。
【小问1详解】
A、从图1中可知，DNA分子中5’甲基胞嘧啶依然能与鸟嘌呤配对，A错误；
B、基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基排列顺序发生改变，而DNA甲基化没有引起基因中碱基序列的改变，因此，甲基化引起的变异不属于基因突变，B错误；
C、DNA甲基化可能阻碍RNA聚合酶与启动子结合，进而影响了基因的表达，导致了表型的改变，C正确；
D、DNA甲基转移酶的作用对象是相关的基因上的碱基，因而其发挥作用的过程需与DNA结合，D正确。
故选CD。
【小问2详解】
图2中过程③为翻译过程，该过程发生在核糖体上，是以mRNA为模板，以氨基酸为原料合成多肽链的过程。tRNA作为工具，携带着氨基酸在核糖体上完成脱水缩合，tRNA的反密码子环上的反密码子与mRNA碱基互补配对，若tRNA的反密码子序列为5'-GAA-3'则密码子序列为5'-UUC-3'。
【小问3详解】
A、miRNA通过碱基互补配对识别靶mRNA，进而导致靶mRNA的降解，A正确 ；
B、从题干可知，“该物质与沉默复合物结合后，可导致细胞中与之互补的mRNA降解，靶 mRNA降解后，该基因无法完成表达，B正确；
C、在个体发育的不同阶段产生不同的miRNA，不同miRNA的碱基排列顺序不同，C正确；
D、miRNA在个体发育的不同阶段产生不同的 miRNA是基因选择性表达的结果，与细胞的分化有关，D错误。
故选ABC。
【小问4详解】
图中显示，miRNA-195基因调控BDNF基因表达的机理是miRNA-195与BDNF基因表达的 mRNA形成局部双链结构，影响翻译过程。题中显示，“BDNF是小鼠大脑中表达最为广泛的一种神经营养因子，其主要作用是影响神经可塑性和认知功能，据此可推测，抑郁症小鼠与正常鼠相比，图2中②过程“增强”，若①过程反应强度不变，则BDNF的含量将①“减少”，进而影响了BDNF的合成，影响了神经系统变得功能。
【小问5详解】时间（h）
Na+浓度（单位略）
NKA表达（相对值）
NKA的相对活性
血液
鳃细胞
mRNA
蛋白质
0
320
15
1.0
1.0
1.0
0.5
290
15
1.5
1.0
0.8
3
220
15
0.6
1.0
0.6
6
180
15
0.4
0.4
0.4
12
180
15
0.2
0.2
0.4
品系
不育基因WA352
核基因型
甲
含有
rf3rf3Rf4Rf4
乙
含有
Rf3Rf3rf4rf4
丙
含有
rf3rf3rf4rf4