广东省四校（华附、省实、广雅、深中）2023-2024学年高二下学期期末联考生物试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1广东省四校（华附、省实、广雅、深中）2023-2024学年高二下学期期末联考试题一、选择题：共16小题，共40分。第1～12小题，每小题2分；第13～16小题，每小题4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.《齐民要术》记载了一种称为“动酒酢（‘酢’同‘醋’）法”的酿醋工艺：“大率酒一斗，用水三斗，合瓮盛，置日中曝之。七日后当臭，衣（指菌膜）生，勿得怪也，但停置，勿移动，挠搅之。数十日，醋成。"下列叙述错误的是（）A.该方法依据的原理是醋酸菌在氧气、糖源充足时将酒精转化为乙酸B.加水的目的是对酒进行稀释，避免渗透压过高杀死醋酸菌C.“衣”位于变酸的酒表面，是由原酒中的醋酸菌大量繁殖形成的D.“挠搅”有利于酒精与醋酸菌充分接触，还可以增加溶液中的溶解氧〖答案〗A〖祥解〗果醋制作中起到主要作用的微生物是醋酸菌，醋酸菌是—种好氧细菌，只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动，其代谢类型属于异养需氧型。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解为醋酸;当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。醋酸菌的最适生长温度为30-35℃。【详析】A、该方法的原理是醋酸菌在氧气充足、缺少糖源时可将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为乙酸，A错误；B、加水的目的是对“酒”进行稀释，避免酒精浓度过高杀死醋酸菌，B正确；C、醋酸菌对氧气的含量特别敏感，“衣”位于变酸的酒表面，是由原酒中的醋酸菌大量繁殖形成的，C正确；D、醋酸菌是一种好氧菌，“挠搅”有利于酒精与醋酸菌充分接触，还可以增加溶液中的溶解氧，D正确；故选A。2.如图表示单克隆抗体或植物体细胞杂交的部分过程，据图判断下列说法正确的是（）A.甲、乙细胞都需要是具有连续分裂能力的细胞B.动物细胞融合前需要用酶处理，植物细胞融合前则不需要C.诱导动物细胞融合和植物细胞融合的方法完全相同D.丁细胞融合了甲、乙细胞的部分特点，但不一定能表现全能性〖答案〗D〖祥解〗单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞，诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养，最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。【详析】A、甲、乙细胞不一定都需要是具有连续分裂能力的细胞，如在单克隆抗体的制备过程中，甲、乙细胞可以为骨髓瘤细胞和免疫过的B淋巴细胞，其中免疫过的B淋巴细胞是高度分化的细胞，不具有连续分裂能力，A错误；B、植物细胞融合前需要用纤维素酶和果胶酶处理去除细胞壁，动物细胞融合前不需要，B错误；C、动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等，植物原生质体融合可采用电融合法、离心法、PEG融合法、高Ca2+—高pH融合法等，两者融合的方法存在差异，C错误；D、丁细胞可能是杂交瘤细胞或植物杂种细胞，都能进行有丝分裂，都具有细胞周期，但杂交瘤细胞（保持无限繁殖能力）没有全能性，D正确。故选D。3.某小组从有机废水中用平板划线法接种并分离微生物用于废水处理。下列叙述正确的是（）A.培养基分装到培养皿后进行灭菌B.转换角度划线前需灼烧接种环并冷却C.接种后的培养皿需放在CO2培养箱中培养D.培养过程中每隔一周观察一次〖答案〗B〖祥解〗微生物常见的接种的方法：(1)平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养。在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。(2)稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。【详析】A、培养基应该先灭菌，然后再分装到灭菌后的培养皿中，A错误；B、平板划线法通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，转换划线角度后需灼烧接种环冷却后再进行划线，B正确；C、接种后的培养皿需要倒置在恒温培养箱中培养，C错误；D、培养过程中观察的间隔时间不能太长，可以每隔24h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，D错误。故选B。4.铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一。应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎（简称PLBs，类似愈伤组织）生产生物碱的实验流程如下。下列分析错误的是（）A.选用分化程度低的新生营养芽可保证实验有较高的成功率B.诱导新生营养芽变成PLBs的关键是适宜的植物激素和营养条件C.PLBs增殖培养的目的是需要将PLBs再分化成铁皮石斛植株D.实验需定期取样检测PLBs的重量和生物碱的含量〖答案〗C【详析】A、选用分化程度低的新生营养芽，其分裂能力旺盛且几乎不携带病毒，可保证实验有较高的成功率，A正确；B、只有提供适宜的植物激素和营养条件，才能诱导新生营养芽变成PLBs，B正确；C、PLBs增殖培养的目的是需要将PLBs增殖更多的PLBs以提取生物碱，C错误；D、实验目的是定期取样检测PLBs的重量和生物碱的含量，因此实验需定期取样检测PLBs的重量和生物碱的含量，D正确。故选C。5.下列关于胚胎工程的叙述，正确的是（）A.早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质B.胚胎移植前供体与受体均需进行选择和处理C.胚胎移植后需对受体使用免疫抑制剂以降低排斥反应D.胚胎分割技术提高了移植胚胎的成活率〖答案〗B〖祥解〗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，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（对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚阶段）；④对胚胎进行移植；⑤移植后的检查。【详析】A、维生素和激素不是能源物质，A错误；B、胚胎移植前，需选择健康体质和正常繁殖能力的受体且进行同期发情处理，供体需要遗传优良且需要超数排卵，B正确；C、受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，不需要注射免疫抑制剂，C错误；D、胚胎分割可以获得多个胚胎，分割次数越多，分割后胚胎成活的概率越小，D错误。故选B。6.脊髓灰质炎是由脊髓灰质炎病毒所致的急性传染病，主要入侵神经系统的传出神经，严重时可能导致瘫痪。给小儿服用脊髓灰质炎减活疫苗糖丸是预防脊髓灰质炎的有效手段。下列说法错误的是（）A.患者可能有感觉但无法控制四肢B.患者的交感神经不会受到病毒的感染C.该病毒主要影响患者的外周神经系统D.服用糖丸可以同时激活机体的非特异性和特异性免疫〖答案〗B〖祥解〗神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统，外周神经系统包括脊神经、脑神经，它们都含有传入神经和传出神经，传出神经又可分为支配躯体运动的神经和支配内脏器官的神经；其中支配内脏、血管和腺体的传出神经，它们不受意识的支配，称为自主神经系统，自主神经系统包括交感神经和副交感神经，它们的作用通常是相反的。【详析】A、据题意，脊髓灰质炎病毒主要入侵神经系统的传出神经，传出神经元受到损伤，效应器不会发生相应的反应，所以严重的脊髓灰质炎患者下肢不能正常运动，但对外界刺激有感觉，A正确；B、脊髓灰质炎病毒主要入侵神经系统的传出神经，交感神经属于传出神经，所以会受到病毒的感染，B错误；C、脊髓灰质炎病毒主要入侵神经系统的传出神经，传出神经属于外周神经系统，C正确；D、糖丸属于减活疫苗，相当于抗原，可以同时激活机体的非特异性和特异性免疫，D正确。故选B。7.营养不良的患者往往出现水肿症状。下列浮肿与营养不良患者水肿原理一样的是（）A.局部代谢旺盛，产生大量代谢废物引起的组织水肿B.毛细淋巴管堵塞，组织液中蛋白质无法回流引起组织水肿C.肾小球出现炎症，导致血浆蛋白随尿液流失引起组织水肿D.手术中使用大量生理盐水清洗伤口，部分渗入组织引起组织水肿〖答案〗C〖祥解〗引起组织水肿的原因主要有：营养不良、过敏、肾小球肾炎、局部组织细胞代谢旺盛、淋巴循环受阻等，营养不良的患者因为血浆蛋白减少，血浆渗透压降低，组织液渗透压相对升高，导致血浆中的水分大量进入组织液而引起水肿，据此答题即可。【详析】A、营养不良的患者因为血浆蛋白减少，血浆渗透压降低，组织液渗透压相对升高，导致血浆中的水分大量进入组织液而引起水肿；局部组织代谢旺盛，排到组织液，直接导致组织液渗透压升高，组织液从血浆中吸水引起组织水肿，与血浆蛋白浓度无关，A错误；B、毛细淋巴管受阻，组织液中的蛋白质不能回流，都造成组织液渗透压升高，使组织液的渗透压高于血浆，组织液从血浆中吸水，组织液增多，诱发人体组织水肿，与营养不良患者水肿原理不同，B错误；C、肾小球肾炎患者的肾小球通透性增加，蛋白质随尿液排出，导致血浆蛋白含量低，组织液从血浆中吸收水分，引起组织水肿，与血浆蛋白浓度有关，与营养不良患者水肿原理一样，C正确；D、生理盐水的渗透压与细胞外液渗透压大致相等，手术中使用大量生理盐水清洗伤口，部分渗入组织引起组织水肿，与营养不良患者水肿原理不同，D错误。故选C。8.某患者，54岁，因病切除右侧肾上腺。术后检查发现，患者血浆中肾上腺皮质激素水平仍处于正常范围。对于出现这种现象的原因，错误的解释是（）A.切除手术后，对侧肾上腺提高了肾上腺皮质激素的分泌量B.下丘脑可感受到肾上腺皮质激素水平的变化，发挥调节作用C.下丘脑可分泌促肾上腺皮质激素，促进肾上腺皮质激素的分泌D.垂体可接受下丘脑分泌的激素信号，促进肾上腺皮质的分泌功能〖答案〗C〖祥解〗下丘脑能合成并分泌促肾上腺皮质激素释放激素，进而作用于垂体，促进垂体合成并分泌促肾上腺皮质激素，该激素作用于肾上腺皮质促进肾上腺皮质激素的分泌，当肾上腺皮质激素分泌量增加时会反馈抑制下丘脑和垂体的分泌活动，从而不至于使肾上腺皮质激素的含量过高。【详析】A、题意显示，术后检查发现，患者血浆中肾上腺皮质激素水平仍处于正常范围，据此可推测，切除手术后，对侧肾上腺提高了肾上腺皮质激素的分泌量，A正确；B、下丘脑可感受到肾上腺皮质激素水平的变化，如当肾上腺皮质激素含量上升时，则下丘脑和垂体的分泌活动被抑制，从而维持了肾上腺皮质激素含量的稳定，B正确；C、下丘脑可分泌促肾上腺皮质激素释放激素，作用于垂体，促进垂体合成并分泌促肾上腺皮质激素，进而促进肾上腺皮质激素的分泌，C错误；D、垂体可接受下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素的信号，合成并分泌促肾上腺皮质激素，进而促进肾上腺皮质的分泌，D正确。故选C。9.植物激素和植物生长调节剂被广泛应用于生产实践中。下列生产措施与预期结果对应不一致的是（）A.用适宜浓度的赤霉素处理用于啤酒发酵的大麦种子——诱导产生a-淀粉酶B.用适宜浓度的细胞分裂素处理生长期的芦苇——促进纤维长度的增加C.生长期的稻田施用一定浓度的2,4-D——去除双子叶杂草D.凤梨成熟期喷洒适宜浓度的乙烯利——促进果实的成熟〖答案〗B〖祥解〗（1）赤霉素的作用是促进细胞伸长、引起植株增高，促进种子萌发和果实成熟；（2）细胞分裂素促进细胞分裂（分布在根尖）；（3）脱落酸抑制细胞分裂，促进衰老脱落（分布在根冠和萎蔫的叶片）；（4）乙烯：促进果实成熟；（5）生长素最明显的作用是促进植物生长，但对茎、芽、根生长的促进作用因浓度而异，即生长素具有双重性。【详析】A、用适宜浓度的赤霉素处理用于啤酒发酵的大麦种子可诱导产生a-淀粉酶，A正确；B、赤霉素能促进细胞伸长，从而引起植株增高，因此芦苇生长期用一定浓度赤霉素溶液处理，可以使芦苇的纤维长度增加，B错误；C、双子叶杂草比单子叶农作物对生长素更敏感，因此生长期的稻田施用一定浓度的2，4-D，可除去稻田中的双子叶杂草，C正确；D、乙烯利能促进果实的成熟，因此凤梨成熟期喷洒适宜浓度的乙烯利，能促进果实的成熟，D正确。故选D。10.为对水体污染治理提供科学依据，某研究团队在荆州长湖设置了1500m2水蕹菜（长在水中的空心菜）生物浮岛，对浮岛区域及对照区域的水体氮、磷含量，叶绿素a含量以及浮岛上水雍菜茎叶中的氮、磷和重金属含量等进行了持续检测。下列说法错误的是（）A.检测水体中叶绿素a的含量可反映水体中藻类的密度B.水蕹菜与浮游藻类竞争阳光与无机盐C.符合预期的结果是浮岛区氮、磷含量较对照区低，水雍菜中氮、磷含量降低D.定期收割水蕹菜有利于去除污染，但收割的水蕹菜不适合投入农贸市场〖答案〗C〖祥解〗生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，称作生物富集。【详析】A、藻类中含有叶绿素a，检测水体中叶绿素a的含量可反映水体中藻类的密度，A正确；B、水蕹菜通过与浮游藻类竞争阳光与无机盐来降低藻类的光合作用，抑制浮游藻类大量繁殖，B正确；C、浮岛上水雍菜可吸收水中的氮、磷，因此，符合预期的结果是浮岛区氮、磷含量较对照区低，水雍菜中氮、磷含量升高，C错误；D、水雍菜可吸收水中的氮、磷和重金属，定期收割水蕹菜有利于去除污染，由于重金属会沿食物链富集，收割的水蕹菜不适合投入农贸市场，D正确。故选C。11.调查得到南海某海域能量流动简图，A—D表示生态系统的组成成分，下列说法错误的是（）A.A是生态系统中的生产者B.能量在A—D间的传递效率是20%C.B占据了二、三、四共3个营养级D.D的能量有一部分以热能形式散失〖答案〗C〖祥解〗能量的来源：①生产者的能量主要来自太阳能，②其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量。能量去路：①自身呼吸消耗；②流向下一营养级；③残体、粪便等被分解者分解；④未被利用。同化量=摄入量-粪便量。【详析】A、A能固定太阳能，是生态系统中的生产者，A正确；B、A—D表示生态系统的组成成分，A是生产者，B为分解者，D和C为消费者，食物链中不包括分解者，该食物链为A→D→C，能量在A—D间的传递效率为（1.5×106）÷（7.5×106）×100%=20%，B正确；C、B为分解者，食物链中不包括分解者，B不占营养级，C错误；D、各营养级的同化量去路包括自身呼吸消耗、流向下一营养级（最高营养级除外）、被分解者分解、未被利用，故D的能量即同化量有一部分以热能形式散失，D正确。故选C。12.生命科学的发展离不开科学探究。下列有关经典实验的分析，正确的是（）研究内容研究过程结论A胰液的分泌切除某段小肠的神经，再向小肠注入盐酸，胰液正常分泌胰腺分泌胰液的过程不受神经调节B胰岛素的发现结扎胰管，从萎缩的胰腺获得提取液，能治疗糖尿病胰岛素会被胰液中的胰蛋白酶分解C生长素的发现接触过胚芽鞘尖端的琼脂块导致胚芽鞘弯曲生长，未接触的则无此现象生长素的化学本质是吲哚乙酸D生态系统的功能调查赛达伯格湖各营养级的能量，得到能量流动关系能量流动是单向的，逐级递减的A.A B.B C.C D.D〖答案〗D【详析】A、将稀盐酸注入狗的切除神经的小肠内，结果胰腺仍能分泌胰液，说明存在神经调节以外的调节方式，不能排除胰液分泌受神经调节，A错误；B、结扎胰管，从萎缩的胰腺获得提取液，能治疗糖尿病，说明该提取液中含有降血糖的物质，但不能说明胰岛素会被胰液中的胰蛋白酶分解，B错误；C、接触过胚芽鞘尖端的琼脂块导致胚芽鞘弯曲生长，未接触的则无此现象，说明胚芽鞘尖端存在一种能促进生长的物质，即生长素，但不能说明生长素的化学本质是吲哚乙酸，C错误；D、调查赛达伯格湖各营养级的能量，得到了能量流动关系，实验结果说明能量流动是单向的，逐级递减的，D正确。故选D。13.模型是研究生物学问题常用的方法，模型X→A→Y中，X代表物质，A代表结构，Y代表A接受X后的变化或产物。下列有关描述最合理的是（）A.若X表示神经递质，A表示神经元，则Y表示产生动作电位B.若X表示抗原，A表示T淋巴细胞，则Y表示记忆细胞和浆细胞C.若X表示醛固酮，A表示肾小管，则Y表示对Na+的重吸收增加D.若X表示生长素，A表示植物根尖，则Y表示根尖伸长〖答案〗C〖祥解〗信号分子是指生物体内的一类化学物质，它们在细胞间或细胞内传递信息，从而调节细胞的生理过程和功能。信号分子可以分为亲水性信号分子和亲脂性信号分子。亲水性信号分子如神经递质、多肽类激素等，不能穿过细胞膜，而是通过与细胞膜表面的受体结合来传递信号。亲脂性信号分子如类固醇激素、甲状腺激素等，则能够穿过细胞膜进入细胞内，与细胞内的受体结合发挥作用。常见的信号分子包括激素、神经递质、细胞因子等。它们在细胞的生长、分化、代谢、免疫反应等诸多生理过程中都发挥着至关重要的调控作用。【详析】A、神经递质作用于神经元，其效果可能是兴奋也可能是抑制，不一定产生动作电位，A错误；B、浆细胞由B淋巴细胞增殖分化形成，B错误；C、醛固酮能促进肾小管对Na+的重吸收，C正确；D、生长素作用于植物根尖，会促进根尖生长，但生长包括细胞分裂和伸长等多种形式，不只是伸长，D错误。故选C。14.水痘是由水痘-带状疱疹病毒（VZV）引起的急性呼吸道传染病，接种VZV减毒活疫苗是预防水痘流行的有效方法，以下为部分机理图。下列说法正确的是（）A.细胞①能特异性识别水痘病毒，并将相关信息传递给细胞②B.③是细胞因子，属于免疫活性物质，同时参与细胞免疫和体液免疫C.细胞⑥为浆细胞，既具有特异性识别能力，又能够产生抗体D.一段时间后进行二次接种，可以通过细胞⑧直接消灭减毒VZV〖答案〗B〖祥解〗疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。接种疫苗后，人体内可产生相应的抗体，从而对特定传染病具有抵抗力。VZV减毒活疫苗是一种抗原，能引起机体产生特异性免疫。【详析】A、细胞①是吞噬细胞，吞噬细胞对VZV的吞噬作用没有特异性，A错误；B、③是细胞因子，属于免疫活性物质，在细胞免疫和体液免疫中都能发挥作用，B正确；C、细胞⑥为浆细胞，能够产生抗体，但是没有识别抗原能力，C错误；D、注射第二剂VZV主要会使机体的B细胞增殖分化产生更多的抗体和记忆细胞，可有效抵御VZV的侵入，降低水痘的发病率，细胞⑧能使被感染的细胞裂解死亡暴露病原体，但是不能直接消灭减毒VZV，还需要结合体液免疫共同消灭病原体，D错误。故选B。15.“边缘效应”指两个或两个以上群落的交互作用处，部分组分相互影响进而使群落发生变化的现象。科研团队在肇庆鼎湖山沿6米宽的盘山路某段做了样方调查，样地设置见左图，部分调查结果见下图。下列分析错误的是（）A.在公路另一侧的坡下也应设置同样数量和长度的样带B.离公路最近的A样带群落的演替受人类活动的干扰更多C.离公路最近的A样带生物多样性指数最高，可能的原因之一是“边缘”处光照更多D.离公路最远的D样带各植物的种群密度低于A样带〖答案〗D〖祥解〗生态位：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。研究某种动物的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位，通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等。群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源，是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。【详析】A、在公路另一侧的坡下设置同样数量和长度的样带，这样可以形成对照，更全面地研究群落的变化，A正确；B、高公路最近的A样带由于距离人类活动区域近，群落的演替受人类活动的干扰更多，B正确；C、离公路最近的A样带生物多样性指数最高，“边缘”处光照更多可能是原因之一.因为光照会影响植物的生长和分布，从而影响生物多样性，C正确；D、不能仅根据D的生物多样性指数比A低，就得出D样带各植物的种群密度低于A样带的结论，D错误。故选D。16.干旱是限制农作物生长的主要因素之一。研究人员以小麦为材料，探究外源独脚金内酯（GR24）对干旱胁迫下小麦幼苗生长的影响，部分实验结果如图所示。以下分析错误的是（）注：CK对照组为Hoagland营养液培养，SL组为Hoagland营养液+GR24培养，P组为Hoagland营养液+干旱胁迫培养，PS组为“？”培养；其他条件相同且适宜。A.PS组的“？”培养条件是Hoagland营养液+干旱胁迫＋GR24培养B.GR24可缓解干旱引起小麦叶片的叶绿素含量下降C.GR24可能使小麦叶片的气孔部分关闭缓解叶片含水量的减少D.在生产实践中可应用适当浓度GR24提高小麦幼苗生长量〖答案〗D〖祥解〗光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段会发生水的光解，水的光解发生的场所是（叶绿体）类囊体的薄膜上，光反应产生的ATP和NADPH可用于暗反应的C3的还原。【详析】A、根据对照实验的单一变量原则可知，PS组的“？”培养条件是Hoagland营养液＋干旱胁迫＋GR24培养，A正确；B、根据图甲可知，GR24能有效缓解干旱胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用，其缓解的机制是GR24可缓解干旱引起小麦叶片的叶绿素含量下降，B正确；C、根据图乙可知，GR24能有效缓解干旱胁迫对小麦叶片相对含水量的下降，其缓解的机制是可使叶片的气孔部分关闭，减少蒸腾作用散失水分，C正确；D、由题干中看不出不同浓度GR24对幼苗生产量的影响，D错误。故选D。二、非选择题：共5小题，共60分。17.世界卫生组织将青蒿复方药物列为治疗疟疾的首选药物之后，市场对青蒿素的需求大增。青蒿素主要从农业种植的黄花蒿中提取，含量极低，其在细胞内的合成途径如下图所示。应用新技术提高生产效率是农业领域新的研究方向。某科研团队选用纳米材料氧化石墨烯（30nm级别），在黄花蒿幼苗阶段浇灌处理，研究其对黄花蒿生长及青蒿素产量的影响。实验结果如下表，请回答相关问题：石墨烯浓度（mg/L）叶绿素含量（mg/g）可溶性糖含量（mg/g）茉莉酸含量（ng/g）青蒿素的含量（μg/g）01.87574800102.2100941900202.51501032400（1）该实验的自变量是_________，依据青蒿素的合成途径，实验中需注意调控__________这一无关变量。科研团队发现，在预实验中浓度为50mg/L石墨烯处理对青蒿素合成的促进作用___________（填“显著”或“不显著”），从实验目的和生产成本考虑，采用表中的实验分组设计。（2）从实验结果看，石墨烯对黄花蒿生长的影响是_________。造成该影响的主要原因是：一定浓度的石墨烯处理可_________，有利于光合作用_________阶段的进行。（3）植物激素是使植物适应环境的关键调节因子，前期研究发现茉莉酸(一种抗性激素）是激活从FPP到青蒿素合成途径中相关酶基因表达的诱导信号。由此可见，石墨烯提升青蒿素产量机理之一可能是__________。〖答案〗（1）①.石墨烯的浓度②.光照③.不显著（2）①.促进黄花蒿的生长，且20mg/L处理效果更显著②.提高叶绿素含量③.光反应（3）在一定浓度的石墨烯刺激下，黄花蒿产生的茉莉酸增多，诱导青蒿素合成相关酶的基因表达，酶的数量增多，青蒿素合成增多〖祥解〗光合作用的过程及场所：光反应发生在类囊体薄膜中，主要包括水的光解和ATP的合成两个过程；暗反应发生在叶绿体基质中，主要包括CO2的固定和C3的还原两个过程。光反应与暗反应紧密联系，相互影响，光反应为暗反应提供NADPH和ATP，暗反应为光反应ADP、Pi、NADP+。【小问1详析】在黄花蒿幼苗阶段浇灌处理，研究石墨烯浓度对黄花蒿生长及青蒿素产量的影响，再结合表格可知，该实验的自变量是石墨烯的浓度。根据青蒿素在细胞内的合成途径可知，双氢青蒿酸在光照下能合成青蒿素，故实验中需注意调控光照这一无关变量。由题干可知，该科研团队选用纳米材料氧化石墨烯浓度为30nm级别，且随石墨烯浓度增大，青蒿素增加量的幅度在减少，可推测在预实验中浓度为50mg/L石墨烯处理对青蒿素合成的促进作用不显著，从实验目的和生产成本考虑，采用表中的实验分组设计。【小问2详析】结合实验结果，与不使用石墨烯那组（对照组）相比，石墨烯对黄花蒿生长的影响是促进黄花蒿的生长，且20mg/L处理效果更显著。由表格可知，20mg/L石墨烯处理后，叶绿素含量会增加，故造成黄花蒿生长影响的主要原因是：一定浓度的石墨烯处理可提高叶绿素含量，有利于光合作用光反应阶段的进行。【小问3详析】茉莉酸(一种抗性激素）是激活从FPP到青蒿素合成途径中相关酶基因表达的诱导信号，相关酶的数量增多，且酶能催化代谢过程。由此可见，石墨烯提升青蒿素产量机理之一可能是在一定浓度的石墨烯刺激下，黄花蒿产生的茉莉酸增多，诱导青蒿素合成相关酶的基因表达，酶的数量增多，青蒿素合成增多。18.薇甘菊为多年生菊科植物，原产于中、南美洲热带地区，于上世纪80年代入侵广东。薇甘菊具有强大的繁殖能力，其茎细长，善攀缘，常覆盖于植物（下称附主）顶部，阻碍附主的光合作用继而导致附主死亡，被称为“植物杀手”。生态学家对薇甘菊的入侵现状、入侵机理及其防治进行了研究。请回答下列问题：（1）调查表明，薇甘菊主要分布在我国南部广东、福建、海南等地，在我国北部省份并未发现，推测主要原因是__________。（2）薇甘菊能入侵成功，原因之一是其与本土植物在生态位上有较大差异。有学者提出“新武器假说”：薇甘菊的根系能通过分泌某种物质抑制近邻植物生长。“新武器”属于生态系统中的__________信息。薇甘菊分泌的物质还会影响土壤中的氮循环。检测了薇甘菊种群土壤及其近邻未入侵土壤的氮素含量，结果见下表：薇甘菊入侵土壤邻近未入侵土壤总氮（g/Kg）2.352.56铵态氮（mg/Kg）8.095.28硝态氮（mg/Kg）4.5215.46两块样地铵态氮与硝态氮含量差异的可能解释有：①两块样地凋落物的差异导致了两种氮含量的差异；②薇甘菊分泌到土壤中的物质，影响了土壤中__________的种类和数量，进而导致两种形式氮的转化；③薇甘菊更倾向于吸收__________。（3）科学家尝试利用田野菟丝子防治薇甘菊。田野菟丝子无根无叶，仅含有少量叶绿体，光合能力低，借助吸器从植物中吸收水与光合产物；田野菟丝子重压于薇甘菊顶部，形成一层厚厚的“幕罩”，使薇甘菊叶片锐减，进而枯死。由以上可知田野菟丝子与薇甘菊的关系为__________，用田野菟丝子防治薇甘菊称为__________防治。（4）调查表明，薇甘菊入侵广东时，扩散前沿的种群产生更小的种子。请分析这样的策略为何有利于薇甘菊的扩散：__________（答两点）。〖答案〗（1）薇甘菊不耐低温（2）①.化学②.微生物③.硝态氮（3）①.寄生、竞争②.生物（4）在用于种子的物质能量一定的情况下，种子更小则数量更多；种子更小，更利于传播到远处〖祥解〗据表可知，薇甘菊入侵土壤与邻近未入侵土壤总氮相差不大，而薇甘菊入侵土壤铵态氮含量相对较高，硝态氮相对较低，说明薇甘菊更倾向于利用硝态氮。【小问1详析】我国南部广东、福建、海南等地气温较高，而北部省份气温相对较低，薇甘菊主要分布在我国南部广东、福建、海南等地，在我国北部省份并未发现，可能是由于薇甘菊不耐低温。【小问2详析】由题意可知，所谓“新武器”是薇甘菊分泌的某种物质，属于生态系统中的化学信息。该化学信息可能影响土壤中微生物的种类和数量，进而导致两种形式氮的转化。也有可能是薇甘菊更倾向于吸收土壤中的硝态氮，所以导致入侵样地中硝态氮含量相对较低。【小问3详析】由题意可知，田野菟丝子无根无叶，仅含有少量叶绿体，光合能力低，借助吸器从植物中吸收水与光合产物，说明二者为寄生关系，田野菟丝子重压于薇甘菊顶部，形成一层厚厚的“幕罩”，使薇甘菊叶片锐减，进而枯死，说明二者为竞争（阳光）关系。该防治为生物防治。【小问4详析】在用于种子的物质能量一定的情况下，种子更小则数量更多；种子更小，更利于传播到远处，更加有利于该种植物的传播。19.重组人胰岛素是第一种获准上市的重组DNA药物。下图是利用大肠杆菌生产人胰岛素中使用的质粒及胰岛素基因的部分结构。lacZ基因表达产物β-半乳糖苷酶可以分解无色的X-gal产生蓝色物质使菌落呈现蓝色，否则菌落为白色。回答下列问题：（1）图中P是__________酶与DNA结合的信号区域，胰岛素基因以__________（填A/B）链作为模板进行转录，（2）取人体__________细胞的mRNA，通过__________过程获得DNA，再通过PCR技术扩增目的基因。PCR每个循环包括变性、__________、__________三个过程。个别碱基不配对不影响引物与模板链的结合，据此对引物1和引物2分别设计__________和__________（填限制酶种类）的酶切位点序列，使扩增出的序列带上相应的酶切位点，以实现后续胰岛素基因与载体的连接。（3）用_______酶处理酶切后的载体和目的基因。表达载体构建完成后，将其导入______处理过的大肠杆菌，并接种到选择培养基上。该培养基除了基本成分，还需添加__。选择__________颜色的菌落，进行进一步的培养和鉴定。（4）目前临床应用的重组胰岛素已经过改良，如赖脯胰岛素是将胰岛素中的B28位脯氨酸与B29位赖氨酸相互调换而成的，其皮下注射后易吸收、起效快，称为速效胰岛素。生产此速效胰岛素的方法为__________工程。〖答案〗（1）①.RNA聚合（酶）②.A（2）①.胰岛B②.逆转录③.复性④.延伸⑤.EcoRⅠ⑥.XhoⅠ（3）①.DNA连接②.Ca2+③.氨苄青霉素和X-gal④.白（4）蛋白质〖祥解〗蛋白质工程的过程：根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）；最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。【小问1详析】根据题图信息可知，P是启动子，启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，紧挨转录的起始位点，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终表达出人类需要的蛋白质；DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5'-端，另一端有一个羟基（—OH），称作3'-端，图中A链右端为5'端，B链右端为3'端，转录过程中合成mRNA的方向为mRNA的5'→3'端，合成的mRNA链与其模板链应反向，则转录模板链沿着转录方向应为3'→5'端，即转录模板链的右端应为5'端，图中A链符合题意，因此胰岛素基因以A链作为模板链进行转录。【小问2详析】根据题意，目的基因为人的胰岛素基因，根据小题（2）可知，获取该目的基因的方法为先提取mRNA逆转录获得cDNA，再通过PCR扩增获得，而人胰岛素基因在机体内只在胰岛B细胞中特异性表达，只有胰岛B细胞中有胰岛素基因对应的mRNA，因此要获得胰岛素基因的mRNA，需要取人体胰岛B细胞的mRNA；以mRNA为模板合成cDNA的过程称为逆转录；PCR的每个循环包括变性（双链打开变为单链）、复性（引物与模板链特异性结合）、延伸（耐高温的DNA聚合酶将4中脱氧核苷酸连接到引物的3'端）；根据图中质粒结构以及胰岛素基因中的限制酶识别序列位点可知，若选用酶SalⅠ和NheⅠ，会破坏目的基因，若选用MunⅠ会同时破坏质粒上的lacZ和AmpR，导致基因表达载体上无标记基因，为避免目的基因和质粒的自身环化和任意连接，通常选用双酶切法切割目的基因和质粒，因此选用EcoRⅠ和XhoⅠ，为保证目的基因的正常表达，基因的转录方向应沿着启动子到终止子的方向连接，因此按照图中胰岛素基因的左右方向，左边应连接到EcoRⅠ处，右边应连接到XhoⅠ处，即引物1应设计EcoRⅠ序列，引物2应设计XhoⅠ序列。【小问3详析】在构建基因表达载体的过程中，用相同的限制酶（或同尾酶）切割质粒和目的基因后，需要用DNA连接酶处理使质粒和目的基因连接为重组质粒；大肠杆菌为微生物，将目的基因导入微生物的方法为钙离子处理法，即先用Ca2+处理大肠杆菌，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中；根据质粒结构可知，因质粒上的氨苄青霉素抗性基因未被破坏，导致成功导入质粒或重组质粒的大肠杆菌具有氨苄青霉素抗性，未成功导入的则不含该抗性，因此需要在培养基中添加氨苄青霉素来进行选择，活下来的是成功导入质粒或重组质粒的大肠杆菌，又因构建重组质粒时，因目的基因的插入破坏了lacZ基因，导致成功导入重组质粒的大肠杆菌无法合成β-半乳糖甘酶而无法分解X-gal，使含有重组质粒的大肠杆菌菌落呈白色，综上所述，为选择出成功导入含目的基因的重组质粒的大肠杆菌，需要在培养基中添加氨苄青霉素和X-gal，最终选择菌落呈白色的菌落。【小问4详析】根据题意，目前临床应用的重组胰岛素是在自然界存在的天然胰岛素的基础上，根据人类生活需要，经过基因改造来完成的，因此生成速效胰岛素的方法为蛋白质工程。20.某鸟类（性别决定为ZW型）羽毛的性状由A/a控制，雄性的羽毛有美羽和素羽之分，雌性不论基因型如何均只有素羽。脚掌的颜色由B/b控制，B控制红色，b控制棕色，无论雌雄均有红色和棕色之分。假设这两对基因独立遗传，且Z染色体的同源区段上不存在控制这两种性状的基因。现有一只红掌美羽雄鸟和一只棕掌素羽雌鸟杂交得F1，经孵化成长后得到如下结果：♂红掌美羽：红掌素羽：棕掌美羽：棕掌素羽=3：1：3：1♀红掌素羽：棕掌素羽=1：1（1）据题推测，该鸟类羽毛的性状中，__________为显性性状。控制该性状的基因A/a位于__________染色体上。（2）根据后代的表现型及比例，不能判断B/b的位置。请从F1中选择合适的个体进行一次杂交实验判断B/b的位置，写出实验思路、预测结果和结论：__________。（3）选择压是指在两个相对性状之间，一个性状被选择而生存下来的优势。如果一个基因表现的效应对生物体的生存或繁殖是有利的，我们称之为正选择压，反之则称之为负选择压。美羽雄鸟羽毛艳丽，易被天敌发现，而素羽则有利于躲避天敌，就这一点而言，A基因具有__________选择压，但美羽作为一种求偶信号有利于雌鸟的识别，避免与近似物种错误交配使生殖失败，而素羽不利于雌鸟识别，这一点上A基因具有__________选择压。根据题目信息，在天敌剧增、没有近似物种干扰的情况下，aa个体占比将会__________（填“增加”、“减少”或“不变”），其原因是__________。〖答案〗（1）①.美羽②.常（2）实验思路：选取后代中的红掌雌鸟与棕掌雄鸟杂交，观察后代脚掌颜色预测结果与结论：若后代雌鸟全为棕掌、雄鸟全为红掌，则控制脚掌的基因位于Z染色体上；若后代雌雄鸟中红掌：棕掌皆为1：1，则控制脚掌的基因位于常染色体上（3）①.负②.正③.增加④.天敌剧增，A的负选择压加大；没有近似物种干扰，A的正选择压减小，A基因频率下降，a基因频率升高，从而使得aa个体的数量增加〖祥解〗分析题可知，鸟类为ZW型性别决定生物，雄鸟的性染色体组成为ZZ，羽毛有美羽和素羽之分，雌鸟的性染色体组成为ZW，只有素羽；现有一只红掌美羽雄鸟和一只棕掌素羽雌鸟杂交得F1，雄鸟中红掌∶棕掌=1：1，美羽∶素羽=3∶1，雌鸟中红掌素羽：棕掌素羽=1∶1。【小问1详析】由杂交结果，F1雄鸟中美羽∶素羽=3∶1，可知鸭子羽毛的颜色中，美羽为显性性状。若控制羽色的基因在Z染色体上，则亲代美羽雄性（ZAZA或ZAZa）与素羽雌性（ZaW）杂交，后代雄性全美羽或美羽∶素羽=1∶1，该比例与题干中后代雄性中美羽∶素羽=3∶1不相符，故控制羽色的基因位于常染色体上；若控制羽色的基因在常染色体上，则亲代美羽雄性（Aa）与素羽（Aa）雌性杂交，后代雄性美羽∶素羽=3∶1，该比例与题干中后代雄性的表现型和比例相符。说明控制该性状的基因A/a位于常染色体上。【小问2详析】根据后代的表现型及比例，由于雌雄鸟中红掌∶棕掌皆为1∶1，故不能判断B、b的位置，根据伴性遗传规律可知，可从F1中选取红掌雌鸟与棕掌雄鸟杂交，观察后代雌雄鸟中的脚掌颜色。若控制掌色的基因位于Z染色体上，亲本红掌雄鸟的基因型为ZBZb，棕掌雌鸟的基因型为ZbW，F1中的红掌雌鸟的基因型为ZBW，棕掌雌鸟的基因型为ZbW，棕掌雄鸟的基因型为ZbZb，红掌雄鸟的基因型ZBZb，所以F1中红掌雌鸟（ZBW）与棕掌雄鸟（ZbZb）杂交，后代雌鸟全为棕掌（ZbW）、雄鸟全为红掌（ZBZb）。若控制掌色的基因位于常染色体上，亲本红掌雄鸟和棕掌雌鸟的基因型为Bb和bb（或bb和Bb），F1中的红掌雌鸟与棕掌雄鸟的基因型也为Bb和bb（或bb和Bb），杂交后代雌雄鸟中红掌：棕掌皆为1：1。【小问3详析】如果一个基因表现的效应对生物体的生存或繁殖是有利的，将之称为正选择压，另外的一些效应是不利的，称为负选择压。美羽雄鸟羽毛艳丽，易被天敌发现，而素羽则有利于躲避天敌，就这一点而言，由（1）可知美羽为显性性状，A基因具有负选择压，但美羽有利于雌鸟的识别，避免与近似鸟种错交使生殖失败，而素羽不利于雌鸟识别，和近似鸟种错交的机会增大，这一点上A基因具有正选择压。根据以上分析可知，天敌剧增，美羽为不利性状，A的负选择压加大；没有近似鸟种，A的正选择压减小，导致A基因频率下降，a基因频率升高，从而使得aa个体的数量增加。21.NMDA受体（一种谷氨酸受体）与肥胖症有关，与谷氨酸结合后，可激活下丘脑食欲调节中枢的“奖赏回路”，让人对高糖和高脂食物产生强烈的渴望。MK-801作为一种NMDA受体阻断剂，可作为控制肥胖症的潜在药物。请回答下列问题：（1）谷氨酸与NMDA结合后，可使得突触后膜的阳离子__________（选填“外流”或“内流”），膜内