【精品解析】湖南省衡阳县第一中学2024-2025学年高三上学期开学考试生物试卷

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湖南省衡阳县第一中学2024-2025学年高三上学期开学考试生物试卷
1．（2024高三上·衡阳开学考）溶酶体膜稳定性下降，可导致溶酶体中酶类物质外溢，引起机体异常，如类风湿性关节炎等。下列有关溶酶体的说法，错误的是（　　）
A．溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构
B．溶酶体中的蛋白酶在核糖体中合成
C．从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶
D．从溶酶体外溢后，大多数酶的活性会降低
【答案】A
【知识点】其它细胞器及分离方法；细胞的生物膜系统；酶的特性
【解析】【解答】A、溶酶体是单层膜结构的细胞器，其中含有多种水解酶，可以分解衰老损伤的细胞器，吞噬且杀死外来的病菌，是细胞中的“消化车间”，A错误；
B、蛋白酶的本质是蛋白质，其合成（脱水缩合）的场所是核糖体，B正确；
C、溶酶体中酶主要是水解酶，因此，从溶酶体溢出的酶主要是水解酶，C正确；
D、溶酶体内的pH值比细胞质基质低，故从溶酶体外溢后，由于pH不适宜，大多数酶的活性会降低，D正确。
故答案为：A。
【分析】溶酶体主要分布在动物细胞中， 是由单层膜形成的泡状结构，其中含有多种水解酶，可以分解衰老损伤的细胞器，吞噬且杀死外来的病菌，是细胞中的“消化车间”，溶酶体内的pH值比细胞质基质低，给其中的水解酶提供了适宜的酸性环境。
2．（2024高三上·衡阳开学考）种子萌发形成幼苗离不开糖类等能源物质，也离不开水和无机盐。下列叙述正确的是（　　）
A．种子吸收的水与多糖等物质结合后，水仍具有溶解性
B．种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，有机物种类不变
C．幼苗细胞中的无机盐可参与细胞构建，水不参与
D．幼苗中的水可参与形成NADPH，也可参与形成NADH
【答案】D
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用；无机盐的主要存在形式和作用；糖类、脂质和蛋白质的代谢过程与相互关系
3．（2024高三上·衡阳开学考）胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物，通过血液运输到细胞并被胞吞，形成的囊泡与溶酶体融合后，释放胆固醇。以下相关推测合理的是（　　）
A．磷脂分子尾部疏水，因而尾部位于复合物表面
B．球形复合物被胞吞的过程，需要高尔基体直接参与
C．胞吞形成的囊泡与溶酶体融合，依赖于膜的流动性
D．胆固醇通过胞吞进入细胞，因而属于生物大分子
【答案】C
【知识点】细胞膜的结构特点；细胞器之间的协调配合；胞吞、胞吐的过程和意义；脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、磷脂分子头部亲水，尾部疏水，所以头部位于复合物表面，A错误；
B、球形复合物被胞吞的过程中不需要高尔基体直接参与，直接由细胞膜形成囊泡，然后与溶酶体融合后，释放胆固醇，B错误；
C、胞吞形成的囊泡（单层膜）能与溶酶体融合，依赖于膜具有一定的流动性，C正确；
D、胆固醇属于固醇类物质，是小分子物质，D错误。
故选C。
【分析】1、细胞膜基本支架为磷脂双分子层。磷脂分子以疏水性尾部相对朝向膜的内侧，亲水性头部朝向膜的外侧。
2、大分子物质一般通过胞吞和胞吐的方式进行运输，它们均需要消耗能量，依赖于细胞膜的流动性。
3、生物大分子都是多聚体，由许多单体连接而成。包括蛋白质，多糖和核酸。
4．（2024高三上·衡阳开学考）磷酸盐体系（/）和碳酸盐体系（/H2CO3）是人体内两种重要的缓冲体系。下列叙述错误的是（　　）
A．有氧呼吸的终产物在机体内可转变为
B．细胞呼吸生成ATP的过程与磷酸盐体系有关
C．缓冲体系的成分均通过自由扩散方式进出细胞
D．过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调节能力有限
【答案】C
【知识点】三种跨膜运输方式的比较；有氧呼吸的过程和意义；内环境的理化特性
【解析】【解答】A、有氧呼吸的终产物为二氧化碳和水，二氧化碳溶于水后形成H2CO3，再由H2CO3形成H+和HCO3-，A正确；
B、细胞呼吸生成ATP的过程与磷酸盐体系有关，如在细胞呼吸中磷酸盐作为底物参与了糖酵解和柠檬酸循环等过程，B正确；
C、缓冲体系的成分如HCO3-、HPO42 携带电荷，不能通过自由扩散方式进出细胞，C错误；
D、机体内环境中的缓冲物质能够对乳酸起缓冲作用，但过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调节能力有限，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、有氧呼吸全过程：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。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
2、物质跨膜运输的方式 (小分子物质)
运输方式 运输方向 是否需要载体 是否消耗能量 示例
自由扩散 高浓度到低浓度 否 否 水、气体、脂类(如甘油，因为细胞膜的主要成分是脂质)
协助扩散 高浓度到低浓度 是 否 葡萄糖进入红细胞
主动运输 低浓度到高浓度 是 是 几乎所有离子、氨基酸、葡萄糖等
3、内环境稳态的实质是内环境的成分和理化性质都处于动态平衡中，理化性质包括渗透压、酸碱度和温度：（1）人体细胞内环境的温度一般维持在37℃左右；（2）正常人的血浆接近中性，pH为7.35~7.45之间，血浆的pH值能够稳定与含有各种缓冲物质有关，如HCO3-、HPO42-等离子；（3）血浆渗透压大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关，在组成细胞外液的各种无机盐离子中含量上占有明显优势的是Na+和Cl-，细胞外液渗透压的90%与Na+和Cl-有关。
5．（2024高三上·衡阳开学考）某病毒具有蛋白质外壳，其遗传物质的碱基含量如表所示，下列叙述正确的是（　　）
碱基种类 A C G T U
含量（％） 31.2 20.8 28.0 0 20.0
A．该病毒复制合成的互补链中G＋C含量为51.2％
B．病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA变异
C．病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成
D．病毒基因的遗传符合分离定律
【答案】B
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；病毒
【解析】【解答】A、病毒的增殖、核酸的结构该病毒的遗传物质的碱基中无T有U，说明该病毒的遗传物质是RNA，由题表可知，A与U的含量不相等，C与G的含量不相等，说明该病毒的遗传物质为单链RNA，以该单链 RNA为模板合成的互补链中G+C的含量为28.0%+20.8%=48.8%，A错误；
B、某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的 DNA，从而引起基因突变，因此，该病毒的遗传物质可能会引起宿主 DNA变异，B正确；
C、病毒无细胞结构，病毒增殖需要的蛋白质由宿主细胞的核糖体合成，C错误；
D、必需是进行有性生殖的真核生物的细胞核基因遗传才遵循基因的分离定律，病毒基因的遗传不符合分离定律，D错误。
故选B。
【分析】1、无细胞结构的生物病毒：（1）生活方式：寄生在活细胞。（2）分类：DNA病毒、RNA病毒。（3）遗传物质：或只是DNA，或只是RNA（一种病毒只含一种核酸）。
2、逆转录是在逆转录酶的作用下，以RNA为模板合成DNA的过程。
3、基因的分离定律的实质∶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；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随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。
6．（2024高三上·衡阳开学考）鲟类是最古老的鱼类之一，被誉为鱼类的“活化石”。我国学者新测定了中华鲟、长江鲟等的线粒体基因组，结合已有信息将鲟科分为尖吻鲟类、大西洋鲟类和太平洋鲟类三个类群。下列叙述错误的是（　　）
A．鲟类的形态结构和化石记录可为生物进化提供证据
B．地理隔离在不同水域分布的鲟类进化过程中起作用
C．鲟类稳定的形态结构能更好地适应不断变化的环境
D．研究鲟类进化关系时线粒体基因组数据有重要价值
【答案】C
【知识点】现代生物进化理论的主要内容；生物具有共同的祖先
【解析】【解答】A、鲟类的化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，鲟类的形态结构可以在比较解剖学上为生物进化提供证据，A正确；
B、地理隔离在不同水域分布的鲟类进化过程中起作用，使不同水域的鲟类不能进行基因交流，B正确；
C、适应具有相对性，一定的形态结构适应于一定的环境，鲟类稳定的形态结构不能更好地适应不断变化的环境，C错误；
D、不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点，提示人们当今生物有着共同的原始祖先，其差异的大小则揭示了当今生物种类亲缘关系的远近，以及它们在进化史上出现的顺序，因此研究鲟类进化关系时线粒体基因组数据有重要价值，D正确。
故答案为：C。
【分析】化石是研究生物进化的直接证据，比较解剖学和胚胎学以及细胞和分子水平的研究，也都可以给生物进化论提供有力的支持。
7．（2024高三上·衡阳开学考）摩尔根和他的学生们绘出了第一幅基因位置图谱，示意图如图，相关叙述正确的是（　　）
果蝇X染色体上一些基因的示意图
A．所示基因控制的性状均表现为伴性遗传
B．所示基因在Y染色体上都有对应的基因
C．所示基因在遗传时均不遵循孟德尔定律
D．四个与眼色表型相关基因互为等位基因
【答案】A
【知识点】伴性遗传；基因在染色体上的实验证据
【解析】【解答】A、性染色体上基因的遗传总是与性别相关联的现象叫作伴性遗传，A正确；
B、X染色体和 Y染色体存在非同源区段，所以Y染色体上不一定含有与所示基因对应的基因，B错误；
C、在性染色体上的基因也仍然遵循孟德尔遗传规律，孟德尔遗传规律适用于真核生物有性生殖的细胞核遗传，C错误；
D、等位基因是指位于一对同源染色体相 同位置上，控制同一性状不同表现类型的基因，图中四个与眼色表型相关基因位于同一条染色 体上，其基因不是等位基因，D错误。
故选A。
【分析】该图是摩尔根和学生绘出的第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置的图。由图示可知，控制果蝇图示性状的基因在该染色体上呈线性排列，果蝇的短硬毛和棒眼基因位于同一条染色体上。
8．（2024高三上·衡阳开学考） 条件反射的建立提高了人和动物对外界复杂环境的适应能力，是人和高等动物生存必不可少的学习过程。下列叙述正确的是（　　）
A．实验犬看到盆中的肉时唾液分泌增加是先天具有的非条件反射
B．有人听到“酸梅”有止渴作用是条件反射，与大脑皮层言语区的S区有关
C．条件反射的消退是由于在中枢神经系统内产生了抑制性效应的结果
D．条件反射的建立需要大脑皮层参与，条件反射的消退不需要大脑皮层参与
【答案】C
【知识点】神经元各部分的结构和功能；反射的过程
【解析】【解答】A、实验犬看到盆中的肉时唾液分泌增加，是通过后天学习形成的反射，需要大脑皮层的参与，故属于条件反射，A错误；
B、有人听到“酸梅“有止渴作用是通过后天学习形成的反射，需要大脑皮层的参与，故属于条件反射，与大脑皮层言语区的H区(听觉性语言中枢)有关，B错误；
C、条件反射的消退不是条件反射的简单丧失，而是神经中枢把原先引起兴奋性效应的信号转变为产生抑制性效应的信号，使得条件反射逐渐减弱直至消失，因此条件反射的消退是由于在中枢神经系统内产生了抑制性效应的结果，C正确；
D、条件反射的建立需要大脑皮层参与，而条件反射的消退也是一个新的学习过程，也需要大脑皮层的参与，D错误。
故答案为：C。
【分析】条件反射是指在一定条件下，外界刺激与有机体反应之间建立起来的暂时神经联系。条件反射的建立过程如下：
获得：条件刺激反复与无条件刺激相匹配，使条件刺激获得信号意义的过程，亦即条件反射建立的过程。在巴普洛夫的实验中，铃声这个条件刺激物与肉这个无条件刺激物反复相结合，多次练习之后狗只要听到铃声即使还没给肉吃也会流口水，这时候狗就开始形成条件反射了。
消退：条件反射形成后，如果条件刺激重复出现多次而没有无条件刺激相伴随，则条件反应会变得越来越弱，并最终消失。狗的条件反射形成后，如果每次只摇铃（条件刺激物）不给肉吃（无条件刺激物），时间久了多次之后狗听到铃声后也不会再留口水，这时条件反射就消退了。
条件反射是人出生以后在生活过程中逐渐形成的后天性反射，是在非条件反射的基础上，经过一定的过程，在大脑皮层参与下完成的，是一种高级的神经活动，是高级神经活动的基本方式。
9．（2024高三上·衡阳开学考）从炎热的室外进入冷库后，机体可通过分泌糖皮质激素调节代谢（如下图）以适应冷环境。综合激素调节的机制，下列说法正确的是（　　）
A．垂体的主要功能是分泌促肾上腺皮质激素
B．糖皮质激素在引发体内细胞代谢效应后失活
C．促肾上腺皮质激素释放激素也可直接作用于肾上腺
D．促肾上腺皮质激素释放激素与促肾上腺皮质激素的分泌都存在分级调节
【答案】B
【知识点】激素调节的特点；体温平衡调节；激素分泌的分级调节
【解析】【解答】A、体液调节中，垂体可分泌促甲状腺激素、促性腺激素、促肾上腺皮质激素、生长激素等，A错误；
B、激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了，B正确；
C、糖皮质激素分泌的分级调节中，促肾上腺皮质激素释放激素只可直接作用于垂体，C错误；
D、由图可知：下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体，促使垂体分泌促肾上腺皮质激素，促肾上腺皮质激素作用于肾上腺，促使肾上腺分泌糖皮质激素，应该是糖皮质激素的分泌存在分级调节，D错误。
故选B。
【分析】分析题图可知：人体内存在“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”，在肾上腺分泌糖皮质激素的过程中，既存在分级调节，也存在反馈调节。
10．（2024高三上·衡阳开学考）在公路边坡修复过程中，常选用“豆科-禾本科”植物进行搭配种植。下列叙述错误的是（　　）
A．边坡修复优先筛选本地植物是因为其适应性强
B．“豆科-禾本科”搭配种植可减少氮肥的施用
C．人类对边坡的修复加快了群落演替的速度
D．与豆科植物共生的根瘤菌属于分解者
【答案】D
【知识点】群落的演替；生态系统的结构
【解析】【解答】A、边坡修复优先筛选本地植物是因为其适应性强，同时避免外来物种带来了生态危害，A正确；
B、根瘤菌和豆科植物共生可以固氮生成氮肥，所以“豆科-禾本科”搭配种植可减少氮肥的施用，B正确；
C、人类活动可以改变群落演替的速度和方向，对边坡的修复加快了群落演替的速度，C正确；
D、根瘤菌利用豆科植物光合作用产生的营养物质，与豆科植物共生的根瘤菌属于消费者，D错误。
故选D。
【分析】1、群落演替的特点可描述为：（1）群落发展有顺序、有规律地向一个方向发展，因而是能预见的。（2）演替是由群落引起物理环境改变的结果，即演替是由群落控制的。（3）演替以稳定的生态系统为发展顶点，即形成顶极群落。
2、生态系统的结构是指生态系统的组成成分和营养结构（食物链和食物网）。
（1）组成成分又包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。生产者能将无机物合成有机物，是其他生物物质、能量的来源，主要指绿色植物和化能合成作用的生物，消费者加快生态系统的物质循环，有利于生产者的传粉或种子的传播，主要指动物，分解者将有机物分解为无机物，归还无机环境，指营腐生生活的微生物和动物。
（2）营养结构是指食物链和食物网。
11．（2024高三上·衡阳开学考）某生态系统中捕食者与被捕食者种群数量变化的关系如图所示，图中→表示种群之间数量变化的关系，如甲数量增加导致乙数量增加。下列叙述正确的是（　　）
A．甲数量的变化不会对丙数量产生影响
B．乙在该生态系统中既是捕食者又是被捕食者
C．丙可能是初级消费者，也可能是次级消费者
D．能量流动方向可能是甲→乙→丙，也可能是丙→乙→甲
【答案】B
【知识点】种间关系；生态系统的结构；生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、分析题图可知，甲数量增加导致乙数量增加，而乙数量增加导致丙数量增加；甲数量下降导致乙数量下降，而乙数量下降导致丙数量下降；可见甲数量的变化会间接对丙数量产生影响，A错误；
B、由A项分析可知，乙捕食甲，同时乙又被丙捕食，可见乙在该生态系统中既是捕食者又是被捕食者，B正确；
C、若甲为生产者，则丙为次级消费者；若甲为初级消费者，则丙为三级消费者，可推知丙不可能为初级消费者，C错误；
D、分析题图可知，甲数量增加导致乙数量增加，而乙数量增加导致丙数量增加、甲数量下降；乙数量下降导致丙数量下降、甲数量增加，可见甲、乙、丙三者的能量流动方向是甲→乙→丙，D错误。
故选B。
【分析】1、生态系统的结构是指生态系统的组成成分和营养结构（食物链和食物网）。
（1）组成成分又包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。生产者能将无机物合成有机物，是其他生物物质、能量的来源，主要指绿色植物和化能合成作用的生物，消费者加快生态系统的物质循环，有利于生产者的传粉或种子的传播，主要指动物，分解者将有机物分解为无机物，归还无机环境，指营腐生生活的微生物和动物。
（2）营养结构是指食物链和食物网。
2、生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。生态系统能量流动的起点是生产者，因此输入生态系统的总能量是生产者光合作用固定的太阳能。能量流动的特点是单向流动，逐级递减。
12．（2024高三上·衡阳开学考）我国科学家体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类似囊胚的结构（类囊胚），为研究灵长类胚胎发育机制提供了实验体系（如图）。相关叙述错误的是（　　）
A．实验证实食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能
B．实验过程中使用的培养基含有糖类
C．类囊胚的获得利用了核移植技术
D．可借助胚胎移植技术研究类囊胚的后续发育
【答案】C
【知识点】动物胚胎发育的过程；胚胎移植
【解析】【解答】A、根据题干信息，体外诱导食蟹猴胚胎干细胞，形成了类囊胚，这一现象证实了食蟹猴胚胎干细胞具有分化潜能，A正确；B、实验过程中需要使用培养基培养胚胎干细胞以及早期胚胎，培养基中需含有糖类，为细胞培养提供碳源和能源物质，B正确；
C、类囊胚的获得利用了动物细胞培养技术，并没有进行核移植，C错误；
D、可借助胚胎移植技术将类囊胚移植到相应的雌性受体中，使其继续进行胚胎发育，从而可以用来研究类囊胚的后续发育，D正确。
故选C。
【分析】胚胎移植的基本程序主要包括：①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②配种或人工授精。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来（也叫冲卵）。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑葚或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氨中保存。④对胚胎进行移植。⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
13．（2024高三上·衡阳开学考）科研小组以某种硬骨鱼为材料在鱼鳍（由不同组织构成）“开窗”研究组织再生的方向性和机制（题图所示），下列叙述合理的是（　　）
A．“窗口”愈合过程中，细胞之间的接触会影响细胞增殖
B．对照组“窗口”远端，细胞不具有增殖和分化的潜能
C．“窗口”再生的方向与两端H酶的活性高低有关，F可抑制远端H酶活性
D．若要比较尾鳍近、远端的再生能力，则需沿鳍近、远端各开“窗口”观察
【答案】A,C,D
【知识点】酶的特性；细胞分化及其意义；动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、“窗口”愈合过程中存在细胞增殖以增加细胞的数量，正常细胞增殖过程中存在接触抑制，即细胞之间的接触会影响细胞增殖，A正确；
B、处理组与对照组比较发现，添加F后，“窗口”远端的细胞继续增殖和分化，说明对照组“窗口”远端的细胞保留了增殖分化的能力，B错误；
C、由图可知，“窗口”再生的方向与两端H酶的活性高低有关，由活性低的向活性高的方向再生，添加F后可抑制远端H酶活性，使组织再生的方向往中间延伸，C正确；
D、图中的近端和远端为同一个“窗口”，只能判断出再生的方向，若要判断出再生的能力，则需沿鳍近、远端各开“窗口”分别观察，D正确。
故选ACD。
【分析】1、题图分析，该实验研究的是组织再生的方向和机制，由图可知，组织再生的方向为由H酶活性低向H酶活性高方向延伸，添加F后，能抑制远端H酶的活性，组织延伸方向为两端向中间延伸。
2、细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态，结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的意义：是生物个体发育的基础；使多细胞生物中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。在细胞分化过程中，细胞的遗传信息和细胞的数量不变。
14．（2024高三上·衡阳开学考）大鼠脑垂体瘤细胞可分化成细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型，仅细胞Ⅰ能合成催乳素。细胞Ⅰ和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同，但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化。细胞Ⅱ经氮胞苷处理后，再培养可合成催乳素。下列叙述正确的是（　　）
A．甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录
B．氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化
C．处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素
D．该基因甲基化不能用于细胞类型的区分
【答案】A,B,C
【知识点】表观遗传
【解析】【解答】AB、由题意知，细胞Ⅱ不能合成催乳素的原因是细胞中催乳素合成基因的多个碱基被甲基化，故推测甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录；由细胞Ⅱ经氮胞苷处理后再培养可合成催乳素，推测氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化，A、B正确；
C、处理后的细胞Ⅱ的催乳素合成基因去甲基化可传给子代细胞，故其子代细胞能合成催乳素，C正确；
D、该基因甲基化后不能合成催乳素，故可根据是否合成催乳素区分细胞类型，D错误。
故选ABC。
【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合成蛋白质，从而抑制了基因的表达，导致了性状的改变。表观遗传影响的是基因的转录。
15．（2024高三上·衡阳开学考）为了解动物共存方式，科学家调查M1等西南3个山系肉食动物的捕食偏好，如图推断最合理的（　　）
A．棕熊从低营养级中获得能量少，对其所在生态系统的影响较弱
B．M2的豹猫和雪豹均为三级消费者，处于第四营养级
C．3个山系中，M3的肉食动物丰富度和生态系统的抵抗力稳定性均最高
D．大型捕食者偏好捕食小型猎物，大、小型肉食动物通过生态位分离实现共存
【答案】C
【知识点】当地自然群落中若干种生物的生态位；生态系统的结构；生态系统的稳定性
【解析】【解答】A、棕熊为顶级的大型肉食动物，处于食物链的顶端，对其所在的生态系统的影响较大，A错误；
B、豹猫和雪豹为肉食动物，可能属于次级消费者、三级消费者等，处于第三、第四营养级等，B错误；
C、由图可知，三个山系中，M3的肉食动物最多，食物网最复杂，肉食动物丰富度和生态系统的抵抗力稳定性均最高，C正确；
D、食肉动物与其猎物的体重之间存在正相关性，一般来说，大型捕食者偏好捕食大型猎物，D错误。
故选C。
【分析】1、生态系统的结构是指生态系统的组成成分和营养结构（食物链和食物网）。
（1）组成成分又包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。生产者能将无机物合成有机物，是其他生物物质、能量的来源，主要指绿色植物和化能合成作用的生物，消费者加快生态系统的物质循环，有利于生产者的传粉或种子的传播，主要指动物，分解者将有机物分解为无机物，归还无机环境，指营腐生生活的微生物和动物。
（2）营养结构是指食物链和食物网。
2、生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，称为生态系统的稳定性；生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力，该能力的基础是负反馈调节；物种数目越多，营养结构越复杂，自我调节能力越大，抵抗力稳定性越高；而恢复力稳定性则是生态系统被破坏后恢复原状的能力，恢复力稳定性的大小和抵抗力稳定性的大小往往存在着相反的关系。生态系统的稳定性具有相对性，当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时，便可导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩溃。
3、生态位是指物种利用群落各种资源的幅度以及该物种与群落中其他物种相互关系的总和，它表示物种在群落中的地位、作用和重要性。
16．（2024高三上·衡阳开学考）井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素，它由吸水链霉菌井冈变种（JGs，一种放线菌，菌体呈丝状生长）发酵而来，在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述，错误的是（　　）
A．JGs可发酵生产井冈霉素，因为它含有能够编码井冈霉素的基因
B．JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程不影响井冈霉素的产量
C．提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量
D．稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化
【答案】A,B,C
【知识点】微生物的分离和培养；发酵工程的基本环节
【解析】【解答】A、据题可知，井冈霉素是氨基寡糖类物质，并非蛋白 质，因而其不是基因表达的直接产物，JGs体内没有编码井冈霉素的基因，基因通过控制相关酶的合成来控制代谢过程，进而控制JGs发酵生产井冈霉素，A错误；
B、扩大培养可以增加菌种数量，一定范围内菌种数越多，代谢产物也会越多，B错误；
C、营养物质浓度过高会促进放线菌的生长、增殖，反而会抑制井冈霉合成，而适当增加营养物质浓度，有利于 JGs的生长繁殖和代谢活动，同时提高了反应物浓度，因而会提高井冈霉素的产量，C错误；
D、稀释涂布平板法可以用来对活菌进行计数，但长出菌落再统计需要一定的时间，不宜用于监控发酵过程中活细胞数量的变化，D正确。
故选ABC。
【分析】1、发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
2、产品不同，分离提纯的方法般不同。(1)如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；(2)如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换 等方法进行提取。
3、发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。
4、发酵过程一般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单、污染小，反应专一性强， 因而可以得到较为专的产物。
17．（2024高三上·衡阳开学考）某同学将一种高等植物幼苗分为4组（a、b、c、d），分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间（t）后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列问题。
（1）太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是　 　，原因是　 　。
（2）光照t时间时，a组CO2浓度　 　（填“大于”“小于”或“等于”）b组。
（3）若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是　 　组，判断依据是　 　。
（4）光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会　 　（填“升高”“降低”或“不变”）。
【答案】（1）红光和蓝紫光；光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
（2）大于
（3）b；再延长光照时长，c和d组氧气的浓度不再增加，说明此时受CO2的影响，光合速率等于呼吸速率，由于温度保持恒定，所以a、b、c三组的呼吸速率都是一样的，ac两组的光合速率都等于呼吸速率，说明a、c两组的光合速率都相等且都等于呼吸速率，而b组的由于光照较弱，消耗的CO2较少，所以t时光合速率仍然大于呼吸速率
（4）升高
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜两大类，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，属于可见光。
（2）植物会进行光合作用和呼吸作用，光合作用消耗CO2产生O2，呼吸作用消耗O2产生CO2。分析图可知，光照t时间时，a组中的O2浓度少于b组，说明b组产生的O2更多，光合速率更大，消耗的CO2更多，即a组CO2浓度大于b组。
（3）再延长光照时长，c和d组氧气的浓度不再增加，说明此时受CO2的影响，光合速率等于呼吸速率，由于温度保持恒定，所以a、b、c三组的呼吸速率都是一样的，ac两组的光合速率都等于呼吸速率，说明a、c两组的光合速率都相等且都等于呼吸速率，而b组的由于光照较弱，消耗的CO2较少，所以t时光合速率仍然大于呼吸速率。
（4）光照t时间后，c、d组O2浓度相同，即c、d组光合速率不再变化，c组的光照强度为光饱和点。将d组密闭装置打开，会增加CO2浓度，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会升高。
【分析】1、绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
2、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
3、影响光合作用的环境因素：（1）温度对光合作用的影响 ：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）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。（3）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。
（1）光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜两大类，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，属于可见光。
（2）植物会进行光合作用和呼吸作用，光合作用消耗CO2产生O2，呼吸作用消耗O2产生CO2。分析图可知，光照t时间时，a组中的O2浓度少于b组，说明b组产生的O2更多，光合速率更大，消耗的CO2更多，即a组CO2浓度大于b组。
（3）再延长光照时长，c和d组氧气的浓度不再增加，说明此时受CO2的影响，光合速率等于呼吸速率，由于温度保持恒定，所以a、b、c三组的呼吸速率都是一样的，ac两组的光合速率都等于呼吸速率，说明a、c两组的光合速率都相等且都等于呼吸速率，而b组的由于光照较弱，消耗的CO2较少，所以t时光合速率仍然大于呼吸速率。
（4）光照t时间后，c、d组O2浓度相同，即c、d组光合速率不再变化，c组的光照强度为光饱和点。将d组密闭装置打开，会增加CO2浓度，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会升高。
18．（2024高三上·衡阳开学考）自然群体中太阳鹦鹉的眼色为棕色，现于饲养群体中获得了甲和乙两个红眼纯系。为了确定眼色变异的遗传方式，某课题组选取甲和乙品系的太阳鹦鹉做正反交实验，F1雌雄个体间相互交配，F2的表型及比值如下表。回答下列问题（要求基因符号依次使用A/a，B/b）
表型 正交 反交
棕眼雄 6/16 3/16
红眼雄 2/16 5/16
棕眼雌 3/16 3/16
红眼雌 5/16 5/16
（1）太阳鹦鹉的眼色至少由两对基因控制，判断的依据为　 　；其中一对基因位于z染色体上，判断依据为　 　。
（2）正交的父本基因型为　 　，F1基因型及表型为　 　。
（3）反交的母本基因型为　 　，F1基因型及表型为　 　。
（4）下图为太阳鹦鹉眼色素合成的可能途径，写出控制酶合成的基因和色素的颜色　 　。
【答案】（1）6：2：3：5（3：5：3：5）是9：3：3：1的变式；正交、反交结果不同
（2）aaZBZB；AaZBZb、AaZBW 表型均为棕色
（3）aaZBW；AaZBZb、AaZbW 表型分别为棕色、红色
（4）①为基因A（或B）；②为基因B（或A）；③为红色；④为棕色
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；基因、蛋白质、环境与性状的关系；伴性遗传；9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【分析】1、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状遗传方式就称为伴性遗传。
2、基因对性状的控制：①基因通过控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物性状，②基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状；基因与基因、基因与基因产物、基因与环境相互作用，共同控制生物的性状。
3、基因自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合，若遗传时遵循基因的自由组合定律则一定遵循分离定律，则每对等位基因的遗传一定遵循分离定律，因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
【解答】（1）依据表格信息可知，无论是正交6：2：3：5，还是反交3：5：3：5，均是9：3：3：1的变式，故可判断太阳鹦鹉的眼色至少由两对基因控制；但正交和反交结果不同，说明其中一对基因位于z染色体上。
（2）依据正交结果，F2中棕眼：红眼=9：7，说明棕眼性状为双显性个体，红眼为单显性或双隐性个体，鹦鹉为ZW型性别决定，在雄性个体中，棕眼为6/8=3/41，在雌性个体中，棕眼为3/8=3/41/2，故可推知，F1中的基因型为AaZBZb、AaZBW，表型均为棕色，亲本为纯系，其基因型为：aaZBZB（父本）、AAZbW（母本）。
（3）依据反交结果，结合第二小问可知，亲本的基因型为，AAZbZb、aaZBW，则F1的基因型为AaZBZb、AaZbW，对应的表型依次为棕色、红色。
（4）结合第二小问可知，棕眼性状为双显性个体，红眼为单显性或双隐性个体，故可知基因①为A（或B），控制酶1的合成，促进红色前体物合成红色中间物，基因②为B（或A），控制酶2的合成，促进红色中间物合成棕色产物。
（1）依据表格信息可知，无论是正交6：2：3：5，还是反交3：5：3：5，均是9：3：3：1的变式，故可判断太阳鹦鹉的眼色至少由两对基因控制；但正交和反交结果不同，说明其中一对基因位于z染色体上。
（2）依据正交结果，F2中棕眼：红眼=9：7，说明棕眼性状为双显性个体，红眼为单显性或双隐性个体，鹦鹉为ZW型性别决定，在雄性个体中，棕眼为6/8=3/41，在雌性个体中，棕眼为3/8=3/41/2，故可推知，F1中的基因型为AaZBZb、AaZBW，表型均为棕色，亲本为纯系，其基因型为：aaZBZB（父本）、AAZbW（母本）。
（3）依据反交结果，结合第二小问可知，亲本的基因型为，AAZbZb、aaZBW，则F1的基因型为AaZBZb、AaZbW，对应的表型依次为棕色、红色。
（4）结合第二小问可知，棕眼性状为双显性个体，红眼为单显性或双隐性个体，故可知基因①为A（或B），控制酶1的合成，促进红色前体物合成红色中间物，基因②为B（或A），控制酶2的合成，促进红色中间物合成棕色产物。
19．（2024高三上·衡阳开学考）机体感染人类免疫缺陷病毒（HIV）可导致艾滋病。回答下列问题。
（1）感染病毒的细胞可发生细胞凋亡。细胞凋亡被认为是一种程序性死亡的理由是 　 　。
（2）HIV会感染辅助性T细胞导致细胞凋亡，使机体抵抗病原体、肿瘤的特异性免疫力下降，特异性免疫力下降的原因是 　 　。
（3）设计实验验证某血液样品中有HIV，简要写出实验思路和预期结果。
（4）接种疫苗是预防传染病的一种有效措施。接种疫苗在免疫应答方面的优点是 　 　（答出2点即可）。
【答案】（1）细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控
（2）B细胞和细胞毒性T细胞的活化离不开辅助性T细胞的辅助，HIV会感染辅助性T细胞导致细胞凋亡
（3）将适量HIV抗体加入血液样品中，如果反应结果呈阳性，说明该血液样本中含有HIV，如果结果为阴性，则该血液样品中不含HIV
（4）人体内可产生相应的抗体，从而对特定传染病具有抵抗力；体内存在相应的记忆细胞，提高免疫力，能维持很长时间
【知识点】细胞的凋亡；免疫学的应用
【解析】【解答】（1）细胞凋亡被认为是一种程序性死亡的理由是因为它是一种由基因控制的细胞自动结束生命的过程。这种过程对于生物体的发育和正常生理功能的维持是必需的。
（2）辅助性T细胞在特异性免疫中会接受抗原呈递细胞的信号，并与B或T细胞结合，将信号传递给B或T细胞，诱导B或T细胞活化，同时产生细胞因子，促进B/T细胞的分裂分化过程，一旦辅助性T细胞受损，会导致体液免疫和细胞免疫都会减弱。同时HIV会感染辅助性T细胞导致细胞凋亡。
（3）验证某血液样品中是否存在HIV，可考虑抗原检测。实验思路：利用抗HIV抗体，与血液样品进行抗原抗体杂交实验；预期结果：若出现杂交带，则证明血液样品中含有HIV。
（4）疫苗作为抗原，在免疫应答方面，可以在不使机体患病的条件下使机体产生免疫力；产生的免疫力针对特定病原体；疫苗作用下可刺激机体产生抗体和记忆细胞，抗体和记忆细胞可在一定时间内留存，保持对病原体的免疫力。
【分析】1、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程，对生物体是有利的，而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制。在成熟的生物体内，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，是通过细胞凋亡完成的。
2、体液免疫过程为：（1）感应阶段：除少数抗原可以直接刺激B细胞外，大多数抗原被吞噬细胞摄取和处理，并暴露出其抗原决定簇；吞噬细胞将抗原呈递给T细胞，再由T细胞产生淋巴因子作用于B细胞；（2）反应阶段：B细胞接受抗原刺激后，开始进行一系列的增殖、分化，形成记忆细胞和浆细胞；（3）效应阶段：浆细胞分泌抗体与相应的抗原特异性结合，发挥免疫效应。当相同的抗原再次进入机体，记忆细胞可以快速增殖分化成浆细胞，产生大量的抗体，称为二次免疫（再次免疫）。
3、细胞免疫过程为：（1）感应阶段：吞噬细胞摄取和处理抗原，并暴露出其抗原决定簇，然后将抗原呈递给T细胞；（2）反应阶段：T细胞接受抗原刺激后增殖、分化形成记忆细胞和效应T细胞，同时T细胞能合成并分泌淋巴因子，增强免疫功能。（3）效应阶段：效应T细胞发挥效应，激活靶细胞内的溶酶体酶使靶细胞裂解。
20．（2024高三上·衡阳开学考）热带雨林是陆地生态系统中生物多样性最丰富的森林类型之一。
（1）用于区别不同群落的重要特征是　 　。热带雨林独特的群落结构特征有　 　（答一点）。
（2）群落的丰富度可用样方法进行测定，取样面积要基本能够体现出群落中所有植物的种类（即最小取样面积）。热带雨林的最小取样面积应　 　（填“大于”“等于”或“小于”）北方针叶林。
（3）研究发现，热带雨林优势树种通过“同种负密度制约”促进物种共存，维持极高的生物多样性。
①题图所示为优势树种的“同种负密度制约”现象，对产生这种现象的合理解释是　 　（填选项）。
a．母树附近光照不足，影响了幼苗存活
b．母树附近土壤中专一性致病菌更丰富，导致幼苗死亡率上升
c．母树附近其幼苗密度过高时，释放化学信息影响幼苗的存活率
d．母树附近捕食者对种子的选择性取食强度加大，降低了种子成为幼苗的概率
e．母树附近凋落叶阻止了幼苗对土壤中水分和养分的吸收，降低了幼苗的存活率
A．abd B．ace C．bcd D．cde
②“同种负密度制约”维持热带雨林极高生物多样性的原因是　 　。
（4）热带雨林是“水库、粮库、钱库、碳库”，这一观点体现了生物多样性的　 　价值。
【答案】（1）物种组成；垂直分层多且复杂（或树冠不齐，分层不明显）
（2）大于
（3）C；优势树种降低其周围幼苗种群密度，为其他物种提供了生存空间和资源
（4）直接和间接
【知识点】群落的结构；生物多样性的价值
【解析】【解答】（1）物种组成是群落的最基本特征，所以用于区别不同群落的重要特征是群落的物种组成；
热带雨林降雨比较丰富，所以特的群落结构特征有垂直分层多且复杂（或树冠不齐，分层不明显）。
（2）相对于北方针叶林，热带雨林物种丰富度较高，所以为体现出群落中所有植物的种类，最小取样面积应该大于北方针叶林。
（3）从图中看出，后代与母树的距离越远，种子数量越少，后代存活的概率越高，这是“同种负密度制约”现象。
a“同种负密度制约”现象，可以维持较高的生物多样性，说明母树周围也存在光照且能够满足其他物种的生存，说明该现象不是由于光照不足造成，a错误；
b、母树附近土壤中专一性致病菌更丰富，可以使同种的生物不能存活，导致幼苗死亡率上升，引起“同种负密度制约”现象，b正确；
c、母树附近其幼苗密度过高时，可能会释放化学信息影响幼苗的存活率，使周围的本物种数目减少，符合题意，c正确；
d、母树附近可能存在捕食者对种子的选择性取食强度加大，使母树周围本物种种子数目减少，符合题意，d正确；
e、如果母树附近凋落叶阻止了幼苗对土壤中水分和养分的吸收，降低了幼苗的存活率，则其他物种也不能生存，不符合题意，e错误。
bcd正确。
故选C。
“同种负密度制约”使母树周围的同种生物减少，优势树种降低其周围幼苗种群密度，为其他物种提供了生存空间和资源。
（4）热带雨林是水库、粮库、钱库体现了生物多样性的直接价值，而碳库则体现了生物多样性的间接价值。
【分析】1、群落的结构主要包括垂直结构和水平结构。（1）垂直结构：指群落在垂直方向上的分层现象。原因：①植物的分层与对光的利用有关，群落中的光照强度总是随着高度的下降而逐渐减弱，不同植物适于在不同光照强度下生长。如森林中植物由高到低的分布为：乔木层、灌木层、草本层、地被层。②动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物，其次也与不同层次的微环境有关。如森林中动物的分布由高到低为：猫头鹰（森林上层），大山雀（灌木层），鹿、野猪（地面活动），蚯及部分微生物（落叶层和土壤）。（2）水平结构：指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。原因：由于在水平方向上地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差异，它们常呈镶嵌分布。群落的空间结构特征是长期自然选择的结果，既有利于充分利用资源，又有利于缓解种间竞争，导致这种结构特征的主要非生物因素是光照。2、生物多样性的价值：
①直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等使用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。
②间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能）。
③潜在价值：目前人类不清楚的价值。
（1）物种组成是群落的最基本特征，所以用于区别不同群落的重要特征是群落的物种组成；
热带雨林降雨比较丰富，所以特的群落结构特征有垂直分层多且复杂（或树冠不齐，分层不明显）。
（2）相对于北方针叶林，热带雨林物种丰富度较高，所以为体现出群落中所有植物的种类，最小取样面积应该大于北方针叶林。
（3）从图中看出，后代与母树的距离越远，种子数量越少，后代存活的概率越高，这是“同种负密度制约”现象。
a“同种负密度制约”现象，可以维持较高的生物多样性，说明母树周围也存在光照且能够满足其他物种的生存，说明该现象不是由于光照不足造成，a错误；
b、母树附近土壤中专一性致病菌更丰富，可以使同种的生物不能存活，导致幼苗死亡率上升，引起“同种负密度制约”现象，b正确；
c、母树附近其幼苗密度过高时，可能会释放化学信息影响幼苗的存活率，使周围的本物种数目减少，符合题意，c正确；
d、母树附近可能存在捕食者对种子的选择性取食强度加大，使母树周围本物种种子数目减少，符合题意，d正确；
e、如果母树附近凋落叶阻止了幼苗对土壤中水分和养分的吸收，降低了幼苗的存活率，则其他物种也不能生存，不符合题意，e错误。
bcd正确。
故选C。
“同种负密度制约”使母树周围的同种生物减少，优势树种降低其周围幼苗种群密度，为其他物种提供了生存空间和资源。
（4）热带雨林是水库、粮库、钱库体现了生物多样性的直接价值，而碳库则体现了生物多样性的间接价值。
21．（2024高三上·衡阳开学考）研究者用以蔗糖为唯一碳源的液体培养基，培养真菌A的野生型（含NV基因）、突变体（NV基因突变）和转基因菌株（转入NV基因），检测三种菌株NV酶的生成与培养液中的葡萄糖含量，结果如表所示（表中“+”表示有，“—”表示无）。
检测用菌株 蔗糖 NV酶 葡萄糖（培养液中）
野生型 + + +
野生型 — — —
突变体 + — —
转基因菌株 + + +
回答下列问题。
（1）据表可推测　 　诱导了NV基因表达。NV酶的作用是　 　。检测NV酶活性时，需测定的指标是　 　（答出1点即可）。
（2）表中突变体由T-DNA随机插入野生型菌株基因组DNA筛选获得。从野生型与突变体中分别提取基因组DNA作为模板，用与　 　（选填“T-DNA”或“NV基因”）配对的引物进行PCR扩增。若突变体扩增片段长度　 　（选填“>”“=”或“<”）野生型扩增片段长度，则表明突变体构建成功，从基因序列分析其原因是　 　。
（3）为进一步验证NV基因的功能，表中的转基因菌株是将NV基因导入　 　细胞获得的。在构建NV基因表达载体时，需要添加新的标记基因，原因是　 　。
【答案】（1）蔗糖；参与蔗糖分解代谢，将蔗糖分解生成葡萄糖；单位时间内葡萄糖的生成量（或蔗糖的减少量等）
（2）NV 基因；大于；T-DNA 插入导致 NV 基因增加部分碱基序列
（3）突变体；便于筛选出成功导入 NV 基因的细胞
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）根据表格，野生型菌株加入蔗糖就会合成NV酶，不加就不会合成，推测蔗糖诱导了 NV 基因表达。 分析表可知有NV 酶，菌株就能将蔗糖分解出葡萄糖，因此NV酶可能参与蔗糖的分解代谢过程，将蔗糖分解生成葡萄糖。 检测 NV 酶活性时，可以测定单位时间内葡萄糖的生成量或蔗糖的减少量等。
（2）从题目中可知，突变体是通过 T-DNA 随机插入野生型菌株基因组 DNA 筛选获得的。在进行 PCR 扩增时，使用的引物需要与特定的 DNA 序列配对结合，才能启动 DNA 的扩增。野生型菌株的基因组 DNA 中没有 T-DNA 的插入，所以用与 NV 基因配对的引物进行扩增时，可以扩增出完整的 NV 基因片段。而突变体由于 T-DNA 的随机插入，导致 NV 基因中增加部分序列。这样一来，使用同样的引物进行扩增时，扩增片段的长度就会大于野生型扩增片段的长度。因此若突变体扩增片段长度>野生型扩增片段长度，则表明突变体构建成功。 从基因序列分析其原因是 T-DNA 插入导致 NV 基因增加部分序列。
（3）为进一步验证 NV 基因的功能，表中的转基因菌株是将 NV 基因导入突变体细胞获得的。突变体由于 NV 基因发生突变，无法正常表达 NV 酶，导致相关生理功能缺失或异常。通过将正常的 NV 基因导入突变体细胞，如果能够恢复原本在突变体中缺失或异常的生理功能，就可以有力地证明 NV 基因确实具有特定的功能。 在构建 NV 基因表达载体时，需要添加新的标记基因，原因是便于筛选出成功导入 NV 基因的细胞。
【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。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段，其为RNA聚合酶识别和结合的位点。( 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、基因枪法和花粉管通道法；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。
（1）根据表格，野生型菌株加入蔗糖就会合成NV酶，不加就不会合成，推测蔗糖诱导了 NV 基因表达。 分析表可知有NV 酶，菌株就能将蔗糖分解出葡萄糖，因此NV酶可能参与蔗糖的分解代谢过程，将蔗糖分解生成葡萄糖。 检测 NV 酶活性时，可以测定单位时间内葡萄糖的生成量或蔗糖的减少量等。
（2）从题目中可知，突变体是通过 T-DNA 随机插入野生型菌株基因组 DNA 筛选获得的。在进行 PCR 扩增时，使用的引物需要与特定的 DNA 序列配对结合，才能启动 DNA 的扩增。野生型菌株的基因组 DNA 中没有 T-DNA 的插入，所以用与 NV 基因配对的引物进行扩增时，可以扩增出完整的 NV 基因片段。而突变体由于 T-DNA 的随机插入，导致 NV 基因中增加部分序列。这样一来，使用同样的引物进行扩增时，扩增片段的长度就会大于野生型扩增片段的长度。因此若突变体扩增片段长度>野生型扩增片段长度，则表明突变体构建成功。 从基因序列分析其原因是 T-DNA 插入导致 NV 基因增加部分序列。
（3）为进一步验证 NV 基因的功能，表中的转基因菌株是将 NV 基因导入突变体细胞获得的。突变体由于 NV 基因发生突变，无法正常表达 NV 酶，导致相关生理功能缺失或异常。通过将正常的 NV 基因导入突变体细胞，如果能够恢复原本在突变体中缺失或异常的生理功能，就可以有力地证明 NV 基因确实具有特定的功能。 在构建 NV 基因表达载体时，需要添加新的标记基因，原因是便于筛选出成功导入 NV 基因的细胞。
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