天津市九校联考2025届高三一模生物试卷（解析版）

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本卷共12题，每题4分，共48分。在每题给出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的。
1. 剪接体由多种蛋白质和小RNA组成。基因转录出的前体mRNA经剪接体作用，形成成熟mRNA后进入细胞质。下列关于剪接体的叙述，正确的是（ ）
A. 由以碳链为骨架的大分子组成
B. 组成元素只含C、H、O、N
C. 组成单体包括氨基酸和脱氧核苷酸
D. 发挥剪接作用的场所为核糖体
【答案】A
【分析】由题意可知，剪接体由多种蛋白质和小RNA组成，所以其元素组成为C、H、O、N、P，组成单体为氨基酸和核苷酸。
【详解】A、由题意可知，剪接体由多种蛋白质和小RNA组成，蛋白质和RNA都是以碳链为骨架的大分子，因此剪接体是由以碳链为骨架的大分子组成，A正确；
B、由题意可知，剪接体由多种蛋白质和小RNA组成，前者主要含C、H、O、N，后者含C、H、O、N、P，故剪接体元素组成为C、H、O、N、P，B错误；
C、由题意可知，剪接体由多种蛋白质和小RNA组成，所以其组成单体为氨基酸和核糖核苷酸，而不是脱氧核苷酸，C错误；
D、核糖体是翻译的场所，不是RNA剪接的场所，D错误。
故选A。
2. 图为抗原呈递细胞（APC）呈递抗原过程的示意图，下列说法不正确的是（ ）

A. APC可来自造血干细胞B. 树突状细胞属于一种APC
C. 特异性免疫存在该过程D. 图中Th为细胞毒性T细胞
【答案】D
【分析】体液免疫过程：①一些病原体可以和B细胞接触，为激活B细胞提供第一个信号；②树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取病原体，而后对抗原进行处理，呈递在细胞表面，然后传递给辅助性T细胞；③辅助性T细胞表面特定分子发生变化并与B细胞结合，这是激活B细胞的第二个信号；辅助性T细胞开始分裂、分化，并分泌细胞因子；④B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化，大部分分化为浆细胞，小部分分化为记忆B细胞。细胞因子能促进B细胞的分裂、分化过程。⑤浆细胞产生和分泌大量抗体，抗体可以随体液在全身循环并与病原体结合。抗体与病原体的结合可以抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附。
【详解】A、抗原呈递细胞（APC）可来自于造血干细胞的分化，A正确；
B、树突状细胞、B细胞都属于APC，B正确；
C、树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取病原体，而后对抗原进行处理，呈递在细胞表面，然后传递给辅助性T细胞，属于特异性免疫，C正确；
D、图中Th为辅助性T细胞，D错误。
故选D。
3. 摩尔根的合作者吉里布斯发现白眼雌果蝇（XbXb）和红眼雄果蝇（XBY）杂交产生的子一代中，出现了一只白眼雌果蝇和一只红眼雄果蝇。已知果蝇在性染色体组成为XX和XXY时表现雌性，在性染色体组成为X和XY时表现雄性。下列解释不合理的是（ ）
A. 母方减数分裂Ⅰ出现了差错
B. 母方减数分裂Ⅱ出现了差错
C. 其中一只的X染色体仅由父方提供
D. 父方减数分裂Ⅰ发生了互换
【答案】D
【分析】伴性遗传是指在遗传过程中子代的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方式就称为伴性遗传。
【详解】AB、此只白眼雌果蝇的基因型可能为XbXbY，父方提供Y染色体，母方提供XbXb，即母方进行减数分裂形成卵细胞时，两条X染色体未分开，此过程在减数第一次分裂和减数第二次分裂都可能发生，A、B错误；
C、红眼雄果蝇的基因型可能为XB，即卵细胞未提供性染色体，而父方提供了XB基因，C合理，C错误；
D、控制该性状的基因只位于X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因，不可能发生互换而换走该基因，D不合理，D正确。
故选D。
4. 小麦根细胞中PHO2蛋白可调控细胞膜上磷转运蛋白的数量。当叶肉细胞磷含量变化时，叶肉细胞合成特定的miRNA并转运至根细胞，与控制PHO2合成的mRNA结合发挥调控作用以维持小麦的磷稳态，该机制如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 细胞吸收的磷元素可参与构成核酸、ATP、NADPH等物质
B. miRNA可通过抑制PHO2基因的翻译过程而发挥作用
C. 该机制表明小麦通过正反馈调节机制维持细胞内磷稳态
D. 细胞内磷充足时抑制miRNA合成，根细胞膜上磷转运蛋白数量减少
【答案】C
【分析】据图可知，根细胞的磷可运输到叶肉细胞，叶肉细胞内的miRNA可抑制PHO2功能，PHO2能下调磷酸转运蛋白的数量，减少根细胞吸收磷，进而发挥调控作用以维持小麦的磷稳态。
【详解】A、核酸、ATP、NADPH等物质的组成元素中都含有磷，故细胞吸收的磷可以参与构成这些物质，A正确；
B、由题意分析可知，叶肉细胞合成的miRNA转运至根细胞，与控制PHO2合成的mRNA结合，从而抑制PHO2基因的翻译过程，B正确；
C、从图中及题意分析，当细胞内磷充足时，叶肉细胞合成特定的 miRNA 转运至根细胞，抑制 PHO2 的合成，使根细胞膜上磷转运蛋白数量减少，这是一种负反馈调节机制，而不是正反馈调节机制，C错误；
D、细胞内磷充足时，通过合成 miRNA 来抑制 PHO2 的合成，进而减少根细胞膜上磷转运蛋白数量，减少对磷的吸收，维持细胞内磷稳态，这是负反馈调节，D正确。
故选C。
5. 对比实验是科学探究常用的方法之一。下列不属于对比实验的是（ ）
A. 配制无菌马铃薯培养液，探究不同时间内酵母菌种群数量的变化
B. 设置一系列不同浓度的2，4-D，探究月季插条生根的最适浓度
C. 分别用35S、32P标记T2噬菌体，探究T2噬菌体的遗传物质
D. 设置有氧和无氧两种条件，探究酵母菌细胞呼吸的方式
【答案】A
【分析】对比实验是指设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验称为对比实验，也称为相互对照实验。
【详解】A、配制无菌马铃薯培养液，探究不同时间内酵母菌种群数量的变化，随着时间的推移，酵母菌种群数量的变化在时间上形成前后自身对照，不属于对比实验，A正确；
B、设置一系列不同浓度的2，4-D，探究月季插条生根的最适浓度，用不同浓度的2，4-D处理的月季插条组均为实验组，该实验属于对比实验，B错误；
C、用35S标记一部分T2噬菌体的蛋白质、用32P标记另一部分T2噬菌体的DNA，然后用这两类T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，通过对实验结果的对比来探究T2噬菌体的遗传物质，该实验属于对比实验，C错误；
D、探究酵母菌细胞呼吸的方式，需要设置有氧和无氧两种条件，这两个实验组的实验结果都是未知的，通过对比探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，该实验属于对比实验，D错误。
故选A。
6. 椎间盘是人体最大的无血管组织，正常情况下椎间盘内处于低氧状态。CESCs（人软骨终板干细胞）能够应用于椎间盘病变后的修复和再生。在体外培养时，低氧对CESCs衰老影响的结果如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A. 72h低氧处理对CESCs衰老有抑制作用
B. CESCs与其分化成的细胞遗传信息不同
C. CESCs在衰老过程中物质运输功能增强
D. 血管入侵椎间盘利于CESCs发挥修复功能
【答案】A
【分析】细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞衰老和细胞凋亡是由基因控制的。细胞分化前后遗传物质没有改变。细胞凋亡是受基因控制的细胞程序性死亡，是自动结束生命的过程。
【详解】A、由柱状图可知，72h的低氧处理衰老细胞占比远小于72h常氧处理，所以72h低氧处理对CESCs衰老有抑制作用，A正确；
B、CESCs与其分化成的细胞遗传信息相同，因为细胞分化过程中遗传物质不变，B错误；
C、CESCs在衰老过程中物质运输功能通常表现为降低，C错误；
D、由柱状图可知，低氧可抑制细胞衰老，如果血管入侵椎间盘，使氧含量升高，会使更多的CESCs细胞衰老，不利于它发挥修复功能，D错误。
故选A。
7. 卡那霉素是一种氨基糖苷类抗生素，可与细菌核糖体结合从而抑制细菌生长。由于缺乏有效管控，土壤中卡那霉素残留量逐步增大，造成环境污染。科研工作者尝试筛选卡那霉素降解菌，以期解决此问题。下列叙述错误的是（ ）
A. 在富含卡那霉素的土壤中相对容易分离出目标菌种
B. 以卡那霉素作为唯一氮源的选择培养基仍需要灭菌
C. 筛选目的菌种的过程会诱导相关细菌产生抗性变异
D. 实际应用前需对筛选出的目标菌种进行安全性评估
【答案】C
【分析】将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源（提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）和无机盐。另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
【详解】A、分析题意，本实验目的是筛选卡那霉素降解菌，故在富含卡那霉素的土壤中相对容易分离出目标菌种，A正确；
B、为避免杂菌影响，以卡那霉素作为唯一氮源的选择培养基仍需要灭菌，B正确；
C、抗性变异发生在选择之前，筛选目的菌种的过程并非诱导变异产生， 而是选择并保存抗性个体，C错误；
D、由于投放后可能与环境及其他生物发生相互作用，故实际应用前需对筛选出的目标菌种进行安全性评估，D正确。
故选C。
8. 下表是6个生态系统不同监测指标的相对数据，其中净初级生产量是指植物光合作用固定的能量扣除呼吸作用消耗掉的部分。下列叙述正确的是（ ）
A. 由表中数据推测热带雨林固定的能量最高
B. 冻原生态系统枯叶现存量高的主要原因是分解者的分解作用弱
C. 表中显示，不同生态系统的净初级生产量与生物量呈正相关
D. 表中生物量越大的生态系统，枯叶输入量也越大
【答案】B
【分析】生产者固定的总能量为总初级生产量，总初级生产量-呼吸消耗量=净初级生产量。
【详解】A、热带雨林固定的能量为总初级生产量，而表格中呈现的仅是热带雨林的净初级生产量最大，因此无法确定是否热带雨林固定的能量最高，A错误；
B、据图分析，冻原的枯叶输入量很小，但枯叶现存量很大，原因是温度过低，分解者的分解作用弱，B正确；
C、据图分析，北方森林净初级生产量等于温带草地，但北方森林的生物量远大于温带草原，C错误；
D、据图分析，温带落叶林的生物量最大，但热带雨林的枯叶输入量最大，所以并不是生物量越大的生态系统，枯叶输入量也越大，D错误。
故选B。
9. 十九世纪，人们发现离煤气路灯越近的树叶在秋末脱落越早，后来又发现煤气中引起脱落的活性物质还可以催熟果实。现在以电灯作为路灯，离路灯越近的树叶脱落却越晚，保持绿色的时间较长。对上述现象解释正确的是（ ）
A. 离煤气路灯近的树叶脱落早与煤气中的脱落酸有关
B. 保持绿色时间长的叶片内细胞分裂素含量较高
C. 电灯延长光照时间可增加叶片内乙烯的含量
D. 植物叶片内感受光照变化的物质主要吸收红光和蓝紫光
【答案】B
【分析】生长素、赤霉素、细胞分裂素能促进植物生长和发育过程，而脱落酸和乙烯的作用则是抑制植物生长，促进成熟和衰老。 这几种激素在植物生长发育的不同时期除各有其独特作用外，还能互相促进或抑制，充分发挥调节植物生长发育的作用。
【详解】A、煤气路灯越近的树叶在秋末脱落越早，后来又发现煤气中引起脱落的活性物质还可以催熟果实，因此树叶脱落早与煤气中的乙烯有关，而不是脱落酸，A错误；
B、细胞分裂素具有促进细胞分裂、延缓叶片衰老等作用，保持绿色时间长意味着叶片衰老慢，所以叶片内细胞分裂素含量较高，B正确；
C、由题可知电灯作为路灯时，离路灯越近的树叶脱落越晚，若电灯延长光照时间增加叶片内乙烯含量，乙烯会促进叶片脱落，这与题干现象不符，C错误；
D、植物叶片内感受光照变化的物质主要是光敏色素，光敏色素主要吸收红光和远红光，而不是红光和蓝紫光，D错误。
故选B。
蜜蜂的工蜂和蜂王由基因完全相同的受精卵发育而来，其分化依赖表观遗传调控。
（1）DNA甲基化调控
蜂王幼虫持续摄入蜂王浆，其核心成分Ryalactin蛋白抑制Dnmt3（甲基转移酶）活性，维持卵巢发育相关基因Vg低甲基化，促进卵巢发育。工蜂幼虫食用花粉和蜂蜜，因缺乏蜂王浆中的活性成分Ryalactin，导致Dnmt3未被抑制，从而引发卵巢发育基因Vg高甲基化而沉默。
（2）组蛋白修饰与信号通路
Ryalactin通过结合表皮生长因子受体（EGFR），激活TOR信号通路，诱导组蛋白乙酰转移酶（HAT）表达，提高组蛋白H3K9乙酰化水平。这促使染色质结构松散，激活胰岛素信号相关基因Ilp1，直接驱动蜂王体型增大和代谢增强。
（3）非编码RNA的竞争抑制
工蜂幼虫中高表达的miR-13b通过结合Ilp1mRNA抑制其翻译。蜂王浆中的miR-184可竞争性结合miR-13b，解除对Ilp1的抑制，同时激活营养吸收相关基因表达。
阅读材料完成下列小题：
10. 工蜂与蜂王的分化差异主要由以下哪种机制决定（ ）
A. 基因突变导致卵巢发育相关基因功能丧失
B. 表观遗传修饰调控关键基因的开放程度和活性
C. 蜂王浆中的Ryalactin蛋白直接激活卵巢发育基因Vg
D. 工蜂幼虫通过组蛋白去乙酰化主动抑制卵巢发育的基因
11. 若向工蜂幼虫食物中添加Ryalactin蛋白，最可能的结果是（ ）
A. Vg基因甲基化水平升高，发育为工蜂
B. miR-13b表达量上升，进一步抑制Ilp1翻译
C. Dnmt3活性被抑制，Vg低甲基化并表达，发育为蜂王
D. 组蛋白去乙酰化酶（HDAC）活性增强，抑制Ilp1表达
12. 敲除Dnmt3基因后，雌蜂幼虫将直接发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。以下解释最合理的是（ ）
A. miR-184通过直接结合并降解Ilp1mRNA解除抑制
B. Dnmt3敲除导致Vg基因DNA序列发生改变
C. 蜂王浆可能通过促进Dnmt3表达来维持Vg基因高甲基化
D. Ryalactin通过EGFR/TOR通路激活Ilp1，补偿甲基化缺失
【答案】10. B 11. C 12. D
【分析】表观遗传是指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，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译，最终无法合成相应蛋白，从而抑制了基因的表达。
【10题详解】
A、由题意可知，工蜂和蜂王由基因完全相同的受精卵发育而来，不是基因突变导致卵巢发育相关基因功能丧失，A 错误；
B、由题意可知，工蜂和蜂王分化通过 DNA 甲基化、组蛋白修饰、非编码 RNA 调控等表观遗传机制，影响关键基因开放程度和活性，导致工蜂与蜂王的分化差异，B正确；
C、Ryalactin 蛋白是抑制Dnmt3活性，维持Vg低甲基化，并非直接激活Vg基因，C错误；
D、工蜂是因缺乏Ryalactin，Dnmt3未被抑制，使Vg高甲基化沉默，不是主动通过组蛋白去乙酰化抑制，D错误。
故选B。
【11题详解】
A、Ryalactin蛋白抑制Dnmt3活性，维持卵巢发育相关基因Vg低甲基化，所以Vg基因甲基化水平应降低，不是升高，不会发育为工蜂，A错误；
B、Ryalactin蛋白通过结合EGFR激活TOR信号通路，诱导HAT表达等一系列过程，不会使miR - 13b表达量上升，B错误；
C、向工蜂幼虫食物中添加Ryalactin蛋白，会抑制Dnmt3活性，使Vg低甲基化并表达，从而发育为蜂王，C正确；
D、Ryalactin蛋白会诱导组蛋白乙酰转移酶（HAT）表达，提高组蛋白H3K9乙酰化水平，而不是使组蛋白去乙酰化酶（HDAC）活性增强，D错误。
故选C。
【12题详解】
A、由题意可知，miR-184 是竞争结合miR - -13b解除对lpl抑制，不是直接结合lplmRNA，A错误；
B、Dnmt3是甲基转移酶，敲除不改变Vg基因DNA序列，B错误；
C、蜂王浆是抑制Dnmt3活性，维持Vg低甲基化，不是促进Dnmt3表达维持高甲基化，C错误；
D、敲除Dnmt3后，Ryalactin可通过EGFR-TOR通路激活lpl，补偿甲基化缺失，使雌蜂发育成蜂王，D正确。
故选D。
第Ⅱ卷
本卷共5题，共52分。
13. 觅食对策是动物为获得最大的觅食效率而采取的策略。研究者提出了两种觅食对策：对策一是搜寻者，对策二是处理者。采用对策一的动物需要花大量时间搜寻猎物，而处理猎物花费的时间很少，因此它们对所摄食的猎物的大小、年龄无选择性；采用对策二的动物在搜寻和处理猎物花费时间与搜寻者相反。回答下列问题：
（1）捕食者可能通过获取________信息来搜寻猎物。
（2）白鹡鸰是一种以粪蝇、象甲、蜘蛛等多种无脊椎动物为食的鸟类。图1为白鹡鸰可获得粪蝇的频率与实际捕食粪蝇的频率分布图。
①据图1可知，白鹡鸰对体长为________mm的粪蝇具有明显的捕食偏好，而并不偏好捕食占比最高的粪蝇。根据这一结果判断白鹡鸰的觅食对策属于________，理由是________。
②研究发现，自然界存在着最优觅食行为，即以最少的努力获得最大的能量摄取率的过程。结合图1结果，在图2中画出白鹡鸰单位时间内捕食各长度粪蝇所获得能量的曲线图_______（画出大致示意图即可）。
（3）白鹡鸰被列入世界濒危物种“红色名录”，科学家在研究其生态位时，包括_______等研究内容。
【答案】（1）物理、化学、行为
（2）①. 7 ②. 处理者 ③. 白鹡鸰对体长为7、8mm的粪蝇具有明显捕食偏好，说明其并非对所摄食猎物无选择性，符合处理者特征 ④. （曲线大致趋势为：7、8mm处能量最高，向两侧逐渐降低）
（3）白鹡鸰在群落中的地位和作用、白鹡鸰的栖息地、白鹡鸰的食物组成、白鹡鸰与其他物种的关系
【分析】一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。
【解析】（1）捕食者与猎物的相互关系是经过长期的共同进化逐步形成的；与此同时，彼此的某些个体行为与种群特征为对方提供了大量的有用信息，包括物理信息、化学信息及行为信息。
（2）①由图1可知，白鹡鸰对体长为7、8mm的粪蝇具有明显捕食偏好，说明其并非对所摄食猎物无选择性，符合处理者特征，由此可见白鹡鸰的觅食对策属于处理者（对策二）。
②实际猎物的捕食频率越大，则从粪蝇所获得能量越多，结合图1，在7mm处，实际捕食粪蝇的频率最大，8mm其次，整体曲线呈一个抛物线，因此可绘出如图所示的曲线图；
（3）研究白鹡鸰在群落中的地位和作用、白鹡鸰的栖息地、白鹡鸰的食物组成、白鹡鸰与其他物种的关系等信息有利于了解其生态位，从而为制定动物保护策略提供一定的理论依据。
14. 随着生活水平的提高，2型糖尿病（T2DM）成为常见的代谢性疾病。胰岛素抵抗、脂解（甘油三酯水解为游离脂肪酸和甘油的过程）过度和肝葡萄糖产生增加是T2DM患者常见的病理特性。胰岛素也是一种抗脂解激素，作用机理如图。此外，游离脂肪酸（FFA）增加能加速肝脏中葡萄糖的生成。回答下列问题。
（1）胰岛素由________分泌产生。T2DM患者出现胰岛素抵抗时，通常体内的胰岛素水平较高。胰岛素抵抗多发生在脂肪细胞，原因可能是________。
（2）T2DM患者血液中游离脂肪酸的浓度较高，据图分析，原因可能是________。游离脂肪酸进入肝细胞内，在肝细胞内完成的物质转化有_______（答出2点即可）。
（3）最新研究表明，脂肪细胞能产生一种名为FGF1的激素，与胰岛素作用相同，也能通过抑制脂肪分解调节血糖。请利用下列材料设计实验，验证FGF1不需要通过PDE3B来抑制脂肪分解，请写出实验思路。
材料用具：脂肪组织，胰蛋白酶，完全培养基，生理盐水，PDE3B抑制剂，外源FGF1、FFA检测试剂盒。
实验思路：①将脂肪组织用胰蛋白酶处理，用完全培养基培养，制备脂肪细胞悬液。
②________。
实验结论：FGF1不需要通过PDE3B来抑制脂肪分解。
【答案】（1）①. 胰岛B细胞 ②. 脂肪细胞表面胰岛素受体数量减少或结构异常，导致胰岛素不能正常发挥作用
（2）①. 胰岛素抵抗，无法有效抑制脂肪分解 ②. 游离脂肪酸在肝细胞内可转化为甘油三酯、葡萄糖
（3）将脂肪细胞悬液均分为三组，分别标记为甲、乙、丙；甲组添加适量生理盐水，乙组添加等量PDE3B抑制剂，丙组添加等量外源FGF1；在相同且适宜条件下培养一段时间后，用FFA检测试剂盒检测三组脂肪细胞培养液中游离脂肪酸的含量
【分析】当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存，从而使血糖下降。
【解析】（1）胰岛B细胞分泌胰岛素。脂肪细胞表面的胰岛素受体较少、对胰岛素的敏感性较低，所以胰岛素抵抗多发生在的脂肪细胞。
（2）胰岛素与胰岛素受体特异性结合减弱，导致PDE3B抑制脂肪分解作用减弱，游离脂肪酸增多，则T2DM 患者血液中游离脂肪酸的浓度较高。在肝细胞内游离脂肪酸可被合成脂肪；转化为葡萄糖；氧化分解等。
（3）为了验证FGFI不需要通过PDE3B 来抑制脂肪分解，则实验自变量为PDE3B的有无，则实验设计如下：将脂肪组织用胰蛋白酶处理，用完全培养基培养，制成脂肪细胞悬液，分别标记为甲、乙、丙；甲组添加适量生理盐水，乙组添加等量PDE3B抑制剂，丙组添加等量外源FGF1；在相同且适宜条件下培养一段时间后，用FFA检测试剂盒检测三组脂肪细胞培养液中游离脂肪酸的含量。预期的实验结果是乙组和丙组FFA含量基本一致且小于甲组。
15. 莱因衣藻可进行光合作用将太阳能转化为氢能，其光合电子传递和产氢过程如下图1所示，PSI、PSⅡ、Cytb6f表示结构。请回答下列问题：

（1）莱因衣藻光合作用产生氢气的场所是________。在光合作用的光反应阶段，光能将转化为________中活跃的化学能参与到暗反应阶段。
（2）氢酶对氧气极其敏感，当氧分压达到2%时即可迅速失活。在光合作用过程中衣藻通常产氢量较低，原因是________。
（3）在早晚弱光环境及夜晚条件下，无氧呼吸方式对于莱因衣藻的生存很重要，无氧呼吸过程中丙酮酸能够进一步代谢产生甲酸、乙酸等各种弱酸（HA），导致了类囊体腔的酸化。研究人员根据多项研究提出了“离子陷阱”模型（如图2）。

①在光照较弱的时候，莱因衣藻进行无氧呼吸产生HA的场所是________，HA可进入类囊体腔，并解离出氢离子，由于_______，导致腔内氢离子不断积累，出现酸化。
②下列可作为证据支持无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化的有________（多选）。
A.类囊体腔内的酸化程度与无氧呼吸产生弱酸的总积累量呈正相关
B.外源添加甲酸、乙酸等弱酸后衣藻均出现类囊体腔酸化的现象
C.无氧呼吸过程中不产生弱酸的突变体在强光条件下未发现类囊体腔酸化
D.HA与氢离子比较，透过类囊体薄膜的通透性更大
【答案】（1）①. 类囊体薄膜 ②. ATP和NADPH
（2）光合作用产生氧气，氧分压升高使氢酶失活
（3）①. 细胞质基质 ②. 氢离子无法直接穿过类囊体膜 ③. A、B、D
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
【解析】（1）图中所示的生物膜为类囊体膜，水光解产生H+的一侧为类囊体腔，因此据图所示氢气产生的场所是叶绿体基质。在光合作用光反应阶段，光能将转化为 ATP 和 NADPH 中活跃的化学能参与到暗反应阶段。
（2）由于光合作用产生氧气使氧气浓度升高导致氢酶失活，不能生成氢气，因此在光合作用过程中衣藻通常产氢量较低。
（3）①无氧呼吸的场所在细胞质基质，则无氧呼吸的产物弱酸产生的场所也在细胞质基质。由图可知，弱酸分子可进入类囊体腔，并解离出氢离子，由于氢离子无法直接穿过类囊体膜，且类囊体腔内的缓冲能力有限，导致腔内氢离子不断积累，出现酸化。
②A、类囊体腔内的酸化程度与无氧呼吸产生弱酸的总积累量呈正相关，意味着无氧呼吸产生的弱酸总积累量越多，类囊体腔内的酸化程度就越高，这直接说明了无氧呼吸产生的弱酸会导致类囊体腔酸化，A正确；
B、甲酸、乙酸都是弱酸，当外源添加这些弱酸后衣藻均出现类囊体腔酸化的现象，说明弱酸确实能引发类囊体腔酸化，也就可以说明无氧呼吸产生弱酸会导致类囊体腔酸化，B正确；
C、提供的证据需要证明的是在光照较弱的时候，莱因衣藻无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化，而选项说的是强光条件下，无氧呼吸过程中不产生弱酸的突变体未发现类囊体腔酸化，光照条件发生了改变，因此无法判断是光照条件导致类囊体腔无法酸化，还是没有产生弱酸导致类囊体腔酸化，C错误；
D、由于HA透过类囊体薄膜的通透性更大，所以HA可以进入类囊体，分解产生的H+由于通透性小，无法离开类囊体腔，因此导致酸化，D正确。
综上，可作为证据支持无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化的有ABD。
16. CRISPR/Cas9基因编辑技术可以改变目的基因序列。使用该技术，需要向细胞加入两种组分：向导RNA（用于和目的基因中待编辑的序列相结合）、核酸酶Cas9（用于识别并切割待编辑的序列，造成DNA双链断裂）。断裂后的DNA在细胞中发生修复，很容易造成目的基因序列发生改变，实现基因编辑。大薯D蛋白是大薯体内重要的贮藏蛋白，在人体内表现出抗氧化、抗炎等生物活性。我国科研工作者设计并构建了基因编辑载体（载体关键组分如下图所示），并利用此载体编辑大薯D蛋白基因以开展后续研究。回答下列问题：
（1）构建基因编辑载体，需要将U启动子、向导RNA序列、T启动子、Cas9基因分别连接入农杆菌的________，形成重组DNA分子。上述载体的设计，一定需要利用D蛋白基因序列信息的是________。
（2）T启动子选用限制酶BclⅠ切割、载体选用限制酶BglⅡ切割以后，两者能顺利连接，原因最可能是_______。
（3）采用单酶切后进行连接反应，T启动子容易出现正向连接（图中箭头向右，目的基因正常转录）和反向连接（图中箭头向左，目的基因无法转录）两种情况。选用引物________（填序号），进行扩增可以鉴定出正向连接的情况，原因是_______。
（4）基因编辑载体成功构建并导入大薯细胞后，可采用________技术在分子水平检测D蛋白基因的编辑是否发生。
【答案】（1）①. Ti质粒的T-DNA ②. 向导RNA序列
（2）BclI和BglII切割后产生的黏性末端相同
（3）①. ①③ ②. 正向连接时，引物①③可正常扩增出目的条带，反向连接时无法扩增出目的条带
（4）DNA分子杂交
【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；
（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；
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测和个体水平上的鉴定。
【解析】（1）构建基因编辑载体时，需要将U启动子、向导RNA序列、T启动子、Cas9基因分别连接入农杆菌的Ti质粒的T-DNA，形成重组DNA分子，因为农杆菌的Ti质粒的T-DNA可以转移，携带目的基因进入受体细胞并在其中进行表达。向导RNA用于和目的基因（D蛋白基因）中待编辑的序列相结合，所以向导RNA的设计一定需要利用D蛋白基因序列信息。
（2）不同的限制酶可能切割出相同的黏性末端，这样就可以使不同来源的DNA片段进行连接。限制酶Bcl Ⅰ切割T启动子，载体选用限制酶Bgl Ⅱ切割以后，两者能顺利连接，最可能的原因是这两种限制酶切割后产生的黏性末端相同。
（3）由图可知，在T启动子上含有引物②和引物③对应的结合序列，T启动子如果正向连接，目的基因正常转录，如果反向连接，目的基因无法转录，所以选用引物①和引物③（或引物②和引物④）进行扩增可以鉴定出正向连接的情况，原因是正向连接时使用引物①和引物③进行PCR可获得预期产物，反向连接无法获得扩增产物（或正向连接时使用引物②和引物④进行PCR可获得预期产物，反向连接无法获得扩增产物）。
（4）在基因工程中，检测目的基因（这里是编辑后的 D 蛋白基因 ）是否发生编辑（即分子水平的检测 ），常用DNA 分子杂交技术（原理是碱基互补配对，用标记的探针与待测 DNA 杂交，判断是否有目标序列变化 ）。
17. 烟草是一种重要的模式生物。研究人员以a、b、c三个品种的烟草为研究材料进行了一系列自交和杂交实验，结果如图所示。对三个品种烟草的一个复等位基因系列S1、S2、S3进行基因检测后，得到下表所示的结果。
（一）自交：
（二）杂交：
注：“+”表示能检测到相关基因，“－”表示未能检测到相关基因。
回答下列问题：
（1）基因S1、S2、S3的遗传遵循________（填“分离”或“自由组合”）定律。自然状态下a、b、c品种的烟草群体中与S基因有关的基因型有________种。
（2）从配子的受精能力角度分析，出现上述自交与杂交结果的原因可能是________。杂交③子代中基因________的基因频率相较亲本会明显下降。
（3）若让杂交②子代个体相互杂交，按照（2）中配子受精能力的原因推测，子代的基因型及比例是________。
【答案】（1）①. 分离 ②. 3
（2）①. 含有相同S基因的雌、雄配子不能完成受精作用 ②. S1
（3）S1S2：S2S3：S1S3=2:1:1
【分析】基因分离定律是指在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。基因分离定律是有性遗传中最基础、最重要的定律。
【解析】（1）控制同一性状的不同表现型的基因互为等位基因，基因S1、S2、S3的情况就是互为等位基因，遗传遵循基因分离定律；由基因检测结果可知，a基因型为S1S3，b为S1S2，c为S2S3 。自然状态下，因含相同S基因的雌雄配子无法受精（自交无后代），所以与S基因有关的基因型只能是不同S基因组合，共S1S2、S1S3、S2S3这3种。
（2）从配子的受精能力角度分析，出现上述自交与杂交结果的原因可能是当花粉与母本有相同的S基因时，两性雌雄配子就不能完成受精作用，所以该种情况下很可能无后代；杂交③子代中S1基因的基因频率相较亲本会明显下降，因为母本c基因型是S2S3，父本a基因型是S1S3，子代aS1S3，b为S1S2，由于无论a或b作父本，S1基因型的雄配子均无受精能力，导致杂交③子代中基因的S1基因频率相较亲本会明显下降；
（3）若让杂交②子代个体a为S1S3、c为S2S3相互杂交，按照（2）中配子受精能力的原因推测，当a作父本时子代为S1S2：S1S3=1:1，当c作父本时子代为S1S2：S2S3=1:1，因此让杂交②子代个体相互杂交，子代的基因型及比例是S1S2：S2S3：S1S3=2:1:1。生态系统类型
冻原
北方森林
温带落叶林
温带草地
稀树草原
热带雨林
净初级生产量
1.5
7.5
11.5
7.5
9.5
50
生物量
10
200
350
18
45
300
枯叶输入量
1.5
7.5
11.5
7.5
9.5
30
枯叶现存量
44
35
15
5
3
5
S基因种类
烟草品种
a
b
c
S1
+
+
－
S2
－
+
+
S3
+
－
+