2022届河北省衡水中学高三一模生物试题变式题21-24（解析版）

高三模拟试题PAGEPAGE11.某XY性别决定型昆虫的长翅和短翅、七彩体色和单体色分别由基因A（a）、B（b）控制，其中有一对基因位于性染色体上。科研人员将长翅七彩体色雌性昆虫与短翅单体色雄性昆虫进行杂交，得到F1全为长翅单体色，F1雌雄个体交配，得到F2的表现型及比例如图所示。（1）这两对相对性状的遗传符合_____________定律。控制七彩体色和单体色的基因位于_____________染色体上，F1雄昆虫的基因型是_____________（2）F2长翅单体色雄性个体中杂合子占_____________，让F2中长翅单体色雌雄果蝇随机交配，F3中短翅单体色雌性个体所占的比例为_____________（3）研究者在此昆虫的野生型种群中发现了朱砂眼隐性突变体——朱砂眼a（h1h1）和朱砂眼b（h2h2），现要通过一次杂交实验判断朱砂眼a和b是否由同一对等位基因控制，请你写出简单的实验思路并预期实验结果及结论。实验思路：_________________预期实验结果及结论：________________（4）研究表明，位于一对同源染色体上位置相距非常远的两对等位基因，与非同源染色体上的两对等位基因在形成配子时的比例很接近而难以区分。已知在减数分裂时，雌昆虫同源染色体的非姐妹染色单体间都发生交叉互换，而雄昆虫不发生。假设控制昆虫翅无斑和有斑的等位基因（D、d），与控制昆虫长翅和短翅的等位基因（A、a）位于一对同源染色体上且相距非常远。研究小组通过以下杂交实验证实了该假设是正确的，但子代表型及比例出现两种结果，见下表：亲本杂交组合子代表现型及比例的两种结果I和Ⅱ无斑长翅×无斑长翅I：无斑长翅：无斑短翅：有斑长翅=4：2：2Ⅱ：无斑长翅：无斑短翅：有斑长翅：有斑短翅=？请画出结果I所对应的亲本雄昆虫中控制这两种性状的基因在染色体上的位置关系：______________。（注：用“”表示，其中横线表示染色体，圆点表示基因所在位置，不考虑基因在染色体上的顺序）；结果Ⅱ的表型比例为_____________。〖答案〗（1）①.基因的自由组合②.X、Y③.AaXbYB（2）①.5/6②.1/24（3）①.用朱砂眼a与朱砂眼b杂交，观察F1的眼色性状②.若F1中全为野生型，则说明两者由不同对等位基因控制；若F1全为朱砂眼，则说明两者由同一对等位基因控制（4）①.②.5:1:1:1〖解析〗〖祥解〗长翅七彩体色雌性昆虫与短翅单体色雄性昆虫进行杂交，F1全为长翅单体色，长翅和单体色为显性；F2雌雄中长翅：短翅=3：1，故A（a）基因位于常染色体上，1/4单体色雌性，1/4七彩雌性，1/2单体色雄性，推测B（b）位于性染色体上，又亲代七彩雌性（XbXb）与单体色雄性（XBYB）杂交后代全为单体色，B（b）位于X、Y同源区段。〖小问1详析〗已知昆虫的长翅和短翅、七彩体色和单体色分别由基因A（a）、B（b）控制，将长翅七彩体色雌性昆虫与短翅单体色雄性昆虫进行杂交，得到F1全为长翅单体色，因此常翅和单体色为显性，F1雌雄个体交配，F2的表现型及比例为长翅单体色：短翅单体色：长翅七彩体色：短翅七彩体色=9：3：3：1，符合自由组合定律，F2中仅有雌性有七彩体色，即子代性状与性别有关，又亲代七彩雌性（XbXb）与单体色雄性（XBYB）杂交后代全为单体色，因此控制七彩体色和单体色的基因位于X、Y染色体上，即控制体色的基因位于性染色体同源区段上，亲代雌性基因型为AAXbXb，雄性基因型为aaXBYB，F1雄昆虫的基因型是AaXbYB。〖小问2详析〗F2长翅单体色雄性个体（A-X-YB）中纯合子占1/3AA×1/2XBYB，故杂合子占5/6；让F2中长翅单体色雌雄果蝇（A-X-YB×A-XbXB）随机交配，F3中短翅单体色雌性个体所占的比例为2/3Aa×2/3Aa×1/4×（1/2XbYB×XbXB×1/4+1/2XBYB×XbXB×1/2）=1/24。〖小问3详析〗该突变为隐形突变，则用朱砂眼a与朱砂眼b杂交，观察F1的眼色性状，若F1中全为野生型（即两对隐性突变都被显性基因覆盖），则说明两者由不同对等位基因控制；若F1全为朱砂眼，则说明两者由同一对等位基因控制。〖小问4详析〗结果1显示，无斑：有斑=3：1，长翅：短翅=3：1，且子代不出现有斑短翅个体，说明亲本无斑与短翅连锁且为杂合子，即。结果Ⅰ未出现交叉互换，故结果Ⅱ考虑交叉互换，雌性配子有四种Ad，aD，AD，ad，与雄性配子Ad，aD结合后，产生子代无斑长翅：无斑短翅：有斑长翅：有斑短翅=5：1：1：1。2.果蝇体细胞有4对染色体，其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号为常染色体。已知果蝇红眼（R）对白眼（r）为显性，位于X染色体上；棒眼（A）对正常眼（a）为显性，也位于X染色体上；展翅（E）对正常翅（e）为显性，位于Ⅲ号染色体上；灰身（B）对黑身（b）为显性，位于常染色体上。（1）摩尔根利用偶然得到的白眼雄果蝇和野生型红眼雌果蝇杂交，F2代表现型及比例为红眼雌：红眼雄：白眼雄=2：1：1，可以证明R、r的遗传遵循基因的分离定律，原因是_____。（2）研究人员通过染色体拼接技术使某果蝇的Y染色体上也含有R基因，要鉴定该果蝇是否是纯合子，最好选择_____果蝇与其杂交，若后代_____，说明该果蝇为杂合子。（3）研究人员构建了一个灰身棒眼雌果蝇品系BBXsAXa，s为人为加入的隐性致死基因，始终与A基因在同一条染色体上。s基因纯合（XsXs或XsY）时使胚胎致死。该品系果蝇与黑身正常眼雄果蝇杂交得到的F1中雌雄果蝇的比例为_____，F1自由交配获得F2，则理论上F2中灰身棒眼雄果蝇的比例是_____。（4）已知E基因纯合致死。研究人员欲探究B、b是否位于Ⅲ号染色体上（不考虑染色单体片段的交换），现有表现型为灰身展翅、黑身正常翅、灰身正常翅的个体若干。最好先用表现型为_____的亲本杂交，再选F1灰身展翅雌雄果蝇随机交配，子代表现型及比例为_____，则B、b不位于Ⅲ号染色体上。〖答案〗（1）F2中红眼和白眼果蝇的数量比是3：1（2）①.白眼雌②.雌果蝇全部为白眼（3）①.2：1②.0（4）①.灰身展翅和黑身正常翅②.灰身展翅：灰身正常翅：黑身展翅：黑身正常翅=6：3：2：1〖解析〗〖祥解〗基因自由组合定律的实质是进行有性生殖的生物在产生配子时，位于同源染色体上的等位基因分离的同时，位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合，基因自由组合定律同时也遵循基因的分离定律。〖小问1详析〗据题意可知，白眼雄果蝇和野生型红眼雌果蝇杂交，F2代表现型及比例为红眼雌：红眼雄：白眼雄=2：1：1，即F2中红眼和白眼果蝇的数量比是3：1，说明控制红白眼的R、r基因的遗传遵循基因的分离定律。〖小问2详析〗鉴定某一动物是纯合子还是杂合子，常用的方法是测交，因此要鉴定该果蝇是否是纯合子，最好选择白眼雌果蝇（XrXr）与其杂交，如果该果蝇是纯合子，因为通过染色体拼接技术使某果蝇的Y染色体上也含有R基因，因此其基因型为XRYR，杂交后无论雌雄全是红眼；如果该果蝇是杂合子，其基因型为XrYR，杂交后代的基因型为XrXr、XrYR，即雌性为白眼，雄性为红眼。〖小问3详析〗该品系果蝇（BBXsAXa，）与黑身正常眼雄果蝇（bbXaY）杂交，基因型为BbXsAXa、BbXsAY（胚胎致死）、BbXaXa、BbXaY，因此F1中雌（BbXsAXa、BbXaXa）、雄（BbXaY）果蝇的比例为2：1。F1能产生的雌配子为1/8BXsA、3/8BXa、1/8bXsA、3/8bXa，雄配子为1/4BXa、1/4BY、1/4bXa、1/4bY，F1自由交配获得F2，F2中灰身棒眼雄果蝇（B_XAY）一定是XsAY个体，该种类型个体胚胎致死，因此F2中灰身棒眼雄果蝇的比例是0。〖小问4详析〗展翅（E）对正常翅（e）为显性，位于Ⅲ号染色体上，且E基因纯合致死。欲探究B、b是否位于Ⅲ号染色体上，即两对等位基因是否遵循自由组合定律，可以利用双杂合个体雌雄相互交配或者测交，因此要先用表现型为灰身展翅、黑身正常翅的亲本杂交，获得双杂合个体F1，再选F1灰身展翅雌雄果蝇随机交配，两对等位基因的关系有几种可能性：如果都在Ⅲ染色体上，则有两种可能，D与E在同一条染色体上，d与e在同一条染色体上，这种情况下后代的基因型有DdEe、ddee两种，表现型也两种（DD纯合致死），表现型比例为灰体展翅：黑体正常翅=2：1；或者D与e在同一条，d与E在同一条，后代的基因型有DDee、DDEe两种，表现型比例为灰体展翅：灰体正常翅=2：1。如果不在Ⅲ号染色体上，则亲本基因为DdEe，由于EE纯合致死，后代表现型比例为（3：1）（2：1），比例为灰体展翅：灰体正常翅：黑体展翅：黑体正常翅=6：3：2：1。3.某种二倍体植物种子的颜色受一对等位基因M、m控制，并受另一对等位基因N、n影响。用产黄色种子的植株（甲）和产绿色种子的植株（乙和丙）进行了如下的杂交实验。另外，该植物花色有红色、粉色、白色三种，分别受等位基因Ha、Hb、Hc控制，它们之间具有不循环的完全显隐性关系。回答下列问题：（1）分析以上实验结果可知，当__________基因存在时会抑制M基因的表达。乙、丙的基因型分别为__________，二者杂交所得F1自交，F2中产绿色种子植株中杂合子的比例为__________。（2）有人重复乙、丙杂交过程，发现某一F1植株的体细胞中含N、n基因的同源染色体有三条（其中两条含N基因），请解释产生该变异的原因：____________________。让该变异植株自交，理论上后代中产绿色种子的植株所占比例为_______________。（3）实验人员用开粉花、开白花的植株进行杂交，F1出现开红花和开粉花个体。请用“>”对基因Ha、Hb、Hc之间的显隐性关系进行排列：__________。请设计实验对一开粉花植株的基因型进行探究，写出实验思路，并预测实验结果和结论__________。〖答案〗（1）①.N②.mmnn、MMNN③.10/13（2）①.丙植株在减数第一次分裂后期，含N基因的同源染色体未分离；或植株丙在减数第二次分裂后期含N基因的姐妹染色单体未分开②.47/48（3）①.Hb>Ha>Hc②.让该开粉花植株自交，若子代全开粉花，则该植株的基因型为HbHb；若子代出现开粉花和开红花个体，则该开粉花植株的基因型为HbHa；若子代出现开粉花和开白花个体，则该开粉花植株的基因型为HbHc（或让该开粉花植株与开白花植株杂交，若子代全开粉花，则该植株的基因型为HbHb；若子代出现开粉花和开红花个体，则该开粉花植株的基因型为HbHa；若子代出现开粉花和开白花个体，则该开粉花植株的基因型为HbHc）。〖解析〗〖祥解〗该植物种子的颜色受两对等位其因控制，甲和乙杂交，后代产黄色：产绿色=3：1，说明黄色对于绿色是显性，F1产黄色种子含有一对等位基因Mm；乙、丙杂交，子二代产黄色种子：产绿色种子=3：13，是9：3：3：1的变式，因此两对等位基因符合自由组合定律，子一代的基因型是MmNn，故产黄色种子的基因型为M_nn，产绿色种子的基因型为M_N_、mmN_、mmnn。复等位基因是由于基因突变的不定向性引起的，符合分离定律。〖小问1详析〗该植物种子的颜色受两对等位其因控制，甲和乙杂交，后代产黄色：产绿色=3：1，说明黄色对于绿色是显性，F1产黄色种子含有一对等位基因Mm；乙、丙杂交，子二代产黄色种子：产绿色种子=3：13，是9：3：3：1的变式，因此两对等位基因符合自由组合定律，子一代的基因型是MmNn，故产黄色种子的基因型为M_nn，产绿色种子的基因型为M_N_、mmN_、mmnn，由于M_N_产绿色种子，说明N存在时，影响M的表达。乙、丙都是绿色，基因型是MMNN×mmnn；根据第一组杂交结果，甲是产黄色，基因型为MMnn，乙是绿色mmnn，子一代都为Mmnn表现为产黄色，了二代产黄色种子：产绿色种子=3：1，进一步推知丙的其因理是MMNN。乙和丙杂交子代的基因型是MmNn，产绿色种子共有13份，其中纯合子有3份即1mmnn、1mmNN、1MMNN，故杂合子占10/13。〖小问2详析〗子一代中某植株的体细胞中含N、n基因的同源染色体有三条，基因型是NNn，由于亲本丙MMNN×乙mmnn，因此该变异NN来自丙。是由于丙在产生配子过程中，减数第一次分裂后期含有NN的同源染色体未分离或减数第二次分裂后期含有N的两条姐妹染色单体没有移向细胞两极；基因型为MmNNn的个体自交，两对基因分别分析，Mm自交后代M_：mm=3:1；NNn个体产生的配子为NN：Nn：n：N=1：2：1：2，n占1/6，则自交后代nn占1/36，产黄色种子M_nn占3/4×1/36=1/48，产绿色种子占47/48。〖小问3详析〗①红花、粉红花、白花分别受等位基因Ha、Hb、Hc控制，它们之间具有完全显性关系；粉红花与白花杂交，后代表现红花和粉红花，白花没有表现，说明红花对白花为显性，即基因型粉红花为HbHa、白花为HcHc，根据表现型进一步推知：三种性状的显隐关系是粉红花对红花为显性，红花对白花花是显性，粉红花对白花是显性，等位其因的显隐性关系为：Hb>Ha>Hc。②设计实验对一开粉花植株的基因型进行探究，粉花的基因型为纯合子HbHb或杂合子HbHa、HbHc，让该开粉花植株自交，若子代全开粉花，则该植株的基因型为HbHb；若子代出现开粉花和开红花个体，则该开粉花植株的基因型为HbHa；若子代出现开粉花和开白花个体，则该开粉花植株的基因型为HbHc（或让该开粉花植株与开白花植株杂交，若子代全开粉花，则该植株的基因型为HbHb；若子代出现开粉花和开红花个体，则该开粉花植株的基因型为HbHa；若子代出现开粉花和开白花个体，则该开粉花植株的基因型为HbHc）。4.某XY型雌雄异株的植物，其叶形有披针、矩圆和锯齿三种。为了研究其叶形的遗传方式，将纯合亲本杂交得到F1，然后让F1中雌雄个体杂交，结果见下表（第一对基因用A、a表示，第二对基因用B、b表示……）。组别亲代F1F2实验一锯齿♀×矩圆♂锯齿♂：披针♀=1:1矩圆：锯齿：披针=1:3:3实验二矩圆♀×锯齿♂全是披针且雌雄比例相等矩圆：锯齿：披针=3:3:9（1）叶形至少由________对等位基因控制，其遗传________（填“符合”或“不符合”）自由组合定律，判断的依据为________________。（2）实验一中父本、母本基因型分别为________和________。实验二F2中纯合子的比例为________，纯合子中雌株的比例为________。（3）该植物花色有白色、红色和紫色三种，受常染色体上独立遗传的两对等位基因R、r和P、p控制，让紫色花纯合子与红色花纯合子杂交，得到F1全为紫色花。假设具体调控过程如图所示，当生物体内有两种酶同时竞争一种底物时，与底物亲和性弱的酶无法发挥作用。

利用上述已有个体设计实验验证假设，写出实验思路、预期结果和结论。________________。〖答案〗（1）①.两②.符合③.实验二F2中矩圆∶锯齿∶披针＝3∶3∶9，双隐性个体不存活，为9∶3∶3∶1的变式（2）①.aaXBY（bbXAY）②.AAXbXb（BBXaXa）③.1/3④.2/5（3）让F1雌雄个体杂交得F2，统计F2的表型及比例：若F2中出现紫花∶红花∶白花＝12∶3∶1（或紫花∶红花＝3∶1），则说明假设正确；反之，假设错误〖解析〗〖祥解〗基因分离定律和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时，位于同源染色体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的非等位基因进行自由组合。〖小问1详析〗分析题意，实验二中，F1的披针形个体相互交配，子代中矩圆：锯齿：披针=3:3:9，是9∶3∶3∶1的变式（其中的双隐性个体死亡），故叶形至少受两对独立遗传的等位基因控制，符合基因的自由组合定律。〖小问2详析〗实验一和实验二为正反交实验，两组实验F1结果不同，可知这两对基因有一对在常染色体上，另一对在X染色上，假设控制该性状的常染色体基因为A、a，X染色体基因为B、b，实验一F1为锯齿（AaXbY）与披针（AaXBXb）各一半，F2为披针(A_XBY、A_XBXb各一半)：锯齿（A_XbY、A_XbXb各一半）∶矩圆（aaXBY、aaXBXb各一半）∶隐性纯合致死（aaXbY、aaXbXb）各一半）=3∶3∶1∶1，并可据此推知父本、母本基因型分别为aaXBY、AAXbXb（若设常染色体基因为B、b，X染色体基因为A、a，则亲本基因型为bbXAY、BBXaXa）；实验二F2为披针（A_XBY、A_XBXb、A_XBXB各1/3）∶锯齿(A_XbY)∶矩圆（aaXBY、aaXBXb、aaXBXB各1/3）∶隐性纯合致死（aaXbY）=9∶3∶3∶1，其中纯合子为AAXBY、AAXBXB、AAXbY、aaXBY、aaXBXB，共占总数的5/15，即1/3，其中AAXBXB、aaXBXB为雌株，占纯合子的2/5。〖小问3详析〗由图分析可知，基因P控制合成酶P催化白色底物形成紫色，基因R控制合成酶R催化白色底物形成红色；且酶P比酶R对底物有更强的亲和性，只有缺乏酶P时，酶R才能起作用使女娄菜花色呈红色，其中紫色花纯合子的基因型为PPrr或PPRR，红色花纯合子的基因型为ppRR，两亲本杂交F1的基因型为PpRr或PpRR，且酶P比酶R对底物有更强的亲和性，F1表现为紫色，为验证上述假说，可让F1自交：若F2中PpRr出现紫花（P-R-、P-rr）：红花（ppR-）：白花（pprr）=12：3：1或F1中PpRR自交得到的F2中出现紫花（P-RR）：红花（ppRR）=3：1，则假说正确。5.配子致死和合子致死是生物致死的两种常见类型，配子致死中雄配子致死居多，致死效应可用于育种、基因定位等多项研究。（1）某植物高杆、矮杆和糯性、非糯性分别受基因A、a和B、b控制。让纯种高杆非糯性与矮杆糯性植株杂交，F1全为高杆糯性，自交后代F2中高杆糯性：矮杆糯性：高杆非糯性：矮杆非糯性=5:3:3:1，出现该比例的可能原因是_____________________；让F2中高杆糯性植株自由交配，后代中出现矮杆非糯性的概率是___________。（2）某XY型植物的叶形、花的味道分别由基因D、d和E、e控制，现将两株正常叶有香味雌雄个体杂交，产生的F1表型如表所示。表型正常叶有香味马铃薯叶有香味正常叶无香味马铃薯叶无香味雌株1250420雄株21202221亲本的基因型为_________，亲本产生的致死配子基因型为_________。（3）已知小鼠的基因F、f位于8号染色体上，分别控制灰毛和白毛，基因型为FF的合子致死。现欲判断控制弯曲尾（G）和正常尾（g）的基因是否位于8号染色体上，选择基因型为FfGg的雌雄个体杂交，预测后代的表型比例及基因位置。___________________________。〖答案〗（1）①.F1产生的AB雄配子致死②.9／220（2）①.EeXDXd×EeXDY②.EY（3）若后代中灰毛弯曲尾∶灰毛正常尾∶白毛弯曲尾∶白毛正常尾＝6∶2∶3∶1，则G、g不在8号染色体上；若后代中灰毛弯曲尾∶白毛正常尾＝2∶1，则G、g在8号染色体上且F与G连锁、f与g连锁；若后代中灰毛弯曲尾∶白毛弯曲尾＝2∶1，则G、g在8号染色体上F且与g连锁、f与G连锁〖解析〗〖祥解〗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。〖小问1详析〗分析题意，纯种高杆非糯性与矮杆糯性植株杂交，F1全为高杆糯性，说明高杆和糯性是显性性状，F1自交后代F2中高杆糯性：矮杆糯性：高杆非糯性：矮杆非糯性=5:3:3:1，是9:3:3:1的变形，说明F1基因型是AaBb，子代出现该比例（A-B-少了4份）的原因可能是F1产生的AB雄配子致死；F2中高杆糯性植株包括1/5AABb、1/5AaBB、3/5AaBb，令其自由交配，则产生的雌配子及比例为9/20AB、5/20aB、3/20Ab、3/20ab，雄配子及比例为5/11aB、3/11Ab、3/11ab，后代中出现矮杆非糯性（aabb）的概率=3/20ab×3/11ab=9／220。〖小问2详析〗分析表格可知，将两株正常叶有香味雌雄个体杂交，雌株中有香味：无香味≈3:1，全为正常叶，雄株中有香味：无香味≈1:1，正常叶：马铃薯叶≈1:1，正常叶在雌雄个体间有差异，应位于X染色体上，且两对基因遵循自由组合定律（雄株出现四种性状），控制也行的基因应为X染色体，进而推知亲代关于味道的基因型均为Ee，关于叶形的基因型为XDXd、XDY，则亲本的基因型为EeXDXd×EeXDY；正常情况下，亲代杂交，子代的雄株表现应为3:1:3：1，实际为1:1:1:1，据此推测亲本产生的致死配子基因型为EY。〖小问3详析〗本实验目的是判断控制弯曲尾（G）和正常尾（g）的基因是否位于8号染色体上，且已知F、f位于8号染色体上，分别控制灰毛和白毛，基因型为FF的合子致死，故可选择基因型为FfGg的雌雄个体杂交，观察并统计子代的表现型及比例：若G、g不在8号染色体上，则两对基因独立遗传，后代中灰毛弯曲尾∶灰毛正常尾∶白毛弯曲尾∶白毛正常尾＝6∶2∶3∶1；若G、g在8号染色体上且F与G连锁、f与g连锁，则后代中灰毛弯曲尾∶白毛正常尾＝2∶1；若G、g在8号染色体上F且与g连锁、f与G连锁，则后代中灰毛弯曲尾∶白毛弯曲尾＝2∶1。6.普通小麦（6N=42）是异源六倍体植物，其6个染色体组来自三种不同的祖先，染色体组记为AABBDD，白粉病会引起小麦减产，每个染色体组中均有一个抗/感白粉病的基因，筛选出抗白粉病的小麦有利于增加小麦产量。（1）小麦体细胞中一个染色体组含有_______条染色体。（2）在实验室中筛选到了一株抗白粉病的小麦纯合子T，基因型为r1r1r2r2r3r3。现将该小麦与感病小麦（基因型为R1R1R2R2R3R3）杂交，F1代均为感病植株，R1/r1与R2/r2基因的遗传规律符合_______定律，判断理由是_____。F1自交，F2中抗病个体的比例为1/64。F2感病个体有________种基因型，其中杂合子占的比例为______。（3）T品系虽然能够抗白粉病，但是种子产量较感病植株低。在研究过程中，科研人员发现了不抗白粉病但是高产的品系Q。研究人员欲将T抗病基因r1，转移到具高产品质的品系Q小麦基因组内，先将品系T进行诱变，获得只含r1基因抗病纯合子M品系回交是子代与亲本之一进行杂交的方法。目的是加强杂种子代个体中某一亲本性状的表型。研究人员将均为纯合子的品系Q与M杂交，将F1与品系Q连续回交多代并利用分子标记辅助筛选，如图所示。①经过杂交后，BC2的基因型及比例为_________（只考虑这一对抗病基因与感病基因）②科研人员的杂交和筛选工作的目的是________。（4）由于借助于分子标记对BCn筛选较难操作，可以利用某一与抗病基因紧密连锁的直观的相对性状（等位基因M、m），能更快速筛选抗病高产优质品系Q小麦的方法。则M、m与抗病基因在染色体上的位置关系为________。〖答案〗（1）7（2）①.自由组合②.这2对基因位于两对同源染色体上③.26④.8/9（3）①.R1R1：R1r1=3：1②.保留抗病基因，其他基因为品系Q个体的基因（4）抗病基因与隐性基因在同一条染色体上〖解析〗〖祥解〗1、细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。2、单倍体育种是用花药离体培养获得单倍体植株，再用秋水仙素诱导加倍，获得纯合体植株的过程。〖小问1详析〗普通小麦（6N=42）是异源六倍体植物，则小麦体细胞中一个染色体组含有7条染色体。〖小问2详析〗由于题干中“每个染色体组中均有一个抗/感白粉病的基因”，6个染色体组来自三种不同的祖先，说明ABD染色体组中的染色体都不相同，属于非同源染色体，说明R1/r1与R2/r2位于两对同源染色体上，所以R1/r1与R2/r2基因的遗传规律符合自由组合定律。F1的基因型为R1r1R2r2R3r3，则自交后代F2有33=27种基因型，由于抗病个体只有一种基因型，即r1r1r2r2r3r3，占F2的1/64，则感病个体有26种基因型，占F2的63/64，感病纯合子占F2的1/2×1/2×1/2-1/64=7/64，故F2感病个体中纯合子占的比例为7/63=1/9，所以F2感病个体中杂合子占的比例为1-1/9=8/9。〖小问3详析〗由图可知抗病性状相对于野生型的感病性状为隐性性状，故杂交试验一为R1R1（Q）×r1r1（M），F1为R1r1，再与Q（R1R1）杂交则后代为1/2R1R1、1/2R1r1，再继续与Q（R1R1）杂交得到BC2的基因型：3/4R1R1、1/4R1r1，即R1R1∶R1r1=3：1。实验二所做的杂交和筛选工作的目的是保留抗病基因，其他基因为品系Q个体的基因。〖小问4详析〗利用某一直观的相对性状（等位基因M、m），更快速筛选抗病高产优质品系Q小麦，可让抗病基因与隐性基因m在同一条染色体上，则后代中表现隐性性状m的个体一定具有抗病性状。7.家蚕是ZW型性别决定生物，雄蚕产的丝有等级高、弹性好等优点。已知家蚕受精卵的颜色受10号染色体上紧密连锁（不易发生交换）的两对基因A、a和B、b控制，其中黑色卵由A、B共同决定。为尽早筛选出雄蚕以提高效益，科研人员提出下列育种方案，请回答下列问题。（1）选择卵色基因进行新品种培育的原因是______。品系1、品系2的获得属于_______（填育种方式）育种。从变异类型看，品系1、品系2的获得是_____的结果，而由品系1、品系2杂交获得品系3、品系4、品系5是______的结果。（2）品系1、品系2的卵色分别是______和______。若品系1、品系2产生的各种配子存活率相同，杂交后代均能正常发育，则杂交后代共有_____种染色体组合，后代出现品系4的概率是______，出现黑色卵的概率是______。（3）为了培育能尽早筛选出雄蚕的新品种，还需在品系1~5中选择_______作为亲本杂交，最终得到品系6（如下图）。（4）育种实践中，最终要从品系1~5选择合适的亲本与品系6杂交完成最后的育种环节筛选出雄蚕，请简要写出最后的育种和筛选过程：______。通过上述过程能很好的实现了优良蚕种的选育和保持。〖答案〗（1）①.卵色基因在受精卵阶段即可表达，故可利用卵色在受精卵阶段筛选出雄蚕，提高效益②.诱变③.易位（染色体结构变异）④.基因重组（2）①.白色②.黑色③.16④.1/16⑤.3/4（3）品系4和品系5（或品系4和品系1）（4）利用品系4与品系6杂交，选择白色卵孵化〖解析〗〖祥解〗1.杂交育种是将两个或多个品种的优良性状（基因）通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。2.诱变育种的概念：利用物理因素（如X射线、γ射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）处理生物，提高突变率使生物发生突变，再通过选育获得新品种的育种方法。3.染色体结构变异可分为缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体结构变异的发生改变了基因在染色体上的数目或排列顺序，从而导致性状的变异，且这种变异多是有害的甚至导致死亡。〖小问1详析〗卵色基因在受精卵阶段就能表达，此时选出新品种，可以节约培育成本。品系1、品系2经过射线处理，诱发基因突变或染色体变异，是诱变育种。品系1、2中10号染色体的一段和Z染色体连接在一起，是染色体结构变异中的易位。品系1和品系2杂交，父本和母本产生配子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合，获得品系3、品系4、品系5，是基因重组的结果。〖小问2详析〗品系1没有A、B基因，是白色卵。品系2同时含有A、B基因，是黑色卵。品系1产生配子中的染色体组合有10+Z、10（ab）+Z、10+Z（ab）、10（ab）+Z（ab）四种，品系2产生配子中的染色体组合有10（AB）+Z、10（AB）+W（AB）、10+Z、10+W（AB）四种，雌雄配子随机组合后有16种染色体组合，品系4的染色体组合是10+10+Z（ab）+W（AB），出现的概率是1/16。只要同时有A、B基因，就表现出黑色卵，品系2的配子中同时含有A、B基因的是3/4，而品系1的配子全部没有A、B基因，则黑色卵的概率是3/4。〖小问3详析〗要得到品系6，则需要10+Z（ab）的雌、雄配子互合，品系4能产生10+Z（ab）的雌配子，品系5和品系1都能产生10+Z（ab）的雄配子，所以选择品系4和品系5（或品系4和品系1）。〖小问4详析〗品系2、3、4是雌蚕，都可以和品系6雄蚕杂交，只有品系4与品系6杂交，后代雌蚕为ZabWAB（黑色），雄蚕为ZabZab（白色），雄蚕产丝性能好，因此应选择白色卵进行孵化，以得到雄蚕。且雄蚕是纯合子，有利于优良蚕种的保持。〖『点石成金』〗通过育蚕情境，考查诱变育种、杂交育种、染色体结构变异等知识点，同时考查育种流程设计。8.对海产品进行有计划放养的海域称为海洋牧场。研究者在某地设置了以人工鱼礁、海带养殖和牡蛎养殖为主体的海洋牧场，并在运行一段时间后调查了上述区域和对照海域的生态学数据，进一步优化海洋牧场布局。（1）人工鱼礁是人们在预定水域放置的构造物，可为海洋生物提供更多的栖息和产卵场所，人工鱼礁中的__________构成了一个生物群落。大规模人工养殖牡蛎的密度大于天然湖泊中牡蛎的密度，其原因是__________。（2）浮游动物是海洋生态系统中重要的动物类群，以浮游植物、细菌、碎屑等为食物，而它们本身又是很多海洋动物重要的食物来源。浮游动物分布与海洋环境密切相关。研究者调查了四个区域浮游动物的总丰富度，结果如下表。对照区海带养殖区牡蛎养殖区人工鱼礁区总丰富度/（ind/m3）20.3520.9512.1147.54表中数据显示，人工鱼礁区浮游动物总丰富度最高，结合文中信息推测原因是__________（至少答出两点）。（3）研究者在人工鱼礁进行人工养鱼，其中部分能量流动过程如下图。据图分析，流经该区域的总能量为__________，其中③为__________。藻类等大量繁殖为鱼获取食物提供了捕食信息属于生态系统中的__________信息。（4）治理水体污染的过程中，研究者研究大型溞对藻类影响的同时，还统计了五组（C0～C4组的密度分别为0只/L、5只/L、15只/L、25只/L、50只/L）大型溞对水体中小型浮游动物密度变化的影响，结果如图。大型溞与小型浮游动物的种间关系是__________；据此分析，C4组对藻类抑制效果反而不如C3组的原因是__________。（5）根据生态平衡原理，研究人员采取的另外一种有效措施为__________。〖答案〗（1）①.所有动物、植物和微生物（或所有生物）②.通过投入饲料等方式增加能量输入（2）人工鱼礁为海洋生物提供更多栖息和产卵场所；海洋动物的粪便、碎屑可为浮游动物提供食物，同时可促进浮游植物的生长，浮游植物又为浮游动物提供食物来源（3）①.藻类及其他植物固定的太阳能、人工投放的鱼饵中的能量②.用于鱼等动物的生长、发育和繁殖③.物理（4）①.捕食和竞争②.大型溞密度过大，抑制小型浮游动物的生长，从而导致某些藻类得以繁殖（5）引入与藻类竞争的植物〖解析〗〖祥解〗1、群落是指同一时间内聚集在一定区域内各种生物种群的集合。2、生态系统的能量流动是指生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，输入生态系统总能量是生产者固定的太阳能，传递沿食物链、食物网，散失通过呼吸作用以热能形式散失的。〖小问1详析〗群落是指同一时间内聚集在一定区域内各种生物种群的集合，故人工鱼礁中的所有动物、植物和微生物构成了一个生物群落；由于通过投入饲料等方式增加能量输入，故大规模人工养殖牡蛎的密度大于天然湖泊中牡蛎的密度。〖小问2详析〗分析表格数据可知，工鱼礁区浮游动物总丰富度最高，原因是：人工鱼礁为海洋生物提供更多栖息和产卵场所；海洋动物的粪便、碎屑可为浮游动物提供食物，同时可促进浮游植物的生长，浮游植物又为浮游动物提供食物来源。〖小问3详析〗该生态系统为人工生态系统，故流经该区域的总能量为藻类及其他植物固定的太阳能、人工投放的鱼饵中的能量；图中③是鱼等动物同化的能量-鱼类等动物呼吸消耗的能量，可表示用于鱼等动物的生长、发育和繁殖的能量；藻类等大量繁殖为鱼获取食物提供了捕食信息，主要是通过颜色等传递的信息，故属于生态系统中的物理信息。〖小问4详析〗大型溞是杂食性动物，既与浮游动物竞争食物，又可以捕食浮游动物，与浮游动物是捕食和竞争两种关系；由实验结果图可知，C4组比C3组对小型浮游动物的抑制作用大，以藻类为食物的小型浮游动物不能发挥作用，导致某些藻类得以繁殖而降低了治理效果，故C4组对藻类抑制效果反而不如C3组的原因是：大型溞密度过大，抑制小型浮游动物的生长，从而导致某些藻类得以繁殖。〖小问5详析〗题目中治理富营养化藻类的过度繁殖利用的是捕食关系，还可以引入与藻类竞争的植物加以限制。〖『点石成金』〗本题考查生物群落和生态系统的相关知识，要求考生识记生物群落的概念，掌握物质循环和能量流动两大功能，熟知群落的垂直结构及其意义，掌握水体富营养化的原因，并能结合题意分析作答。9.在连续多年过度放牧的干扰下，内蒙古草原以羊草、克氏针茅为主的典型草场发生退化，冷蒿种群不断扩展，逐渐形成冷蒿草原。（1）群落中的冷蒿与羊草、克氏针茅间存在____关系。研究发现在过度放牧胁迫下，冷蒿依靠生根分蘖萌发能力强等特性，抵抗放牧干扰，挤占原优势物种的生存空间。（2）有研究表明冷蒿可向环境释放具有化感作用的代谢产物，影响周围植物的正常生长。研究者利用不同浓度的冷蒿茎叶水浸提液处理3种伴生植物幼苗，实验结果如图所示。据图分析，冷蒿释放的化感物质对糙隐子草和克氏针茅幼苗根生长的影响：_____。（3）绵羊对牧草的喜食程度依次为糙隐子草>羊草>冷蒿>克氏针茅。但在持续过度放牧（绵羊）干扰下，克氏针茅在群落中的优势地位被冷蒿替代，糙隐子草成为冷蒿的主要伴生物种。①综合上述研究，对此现象的解释是：冷蒿通过_____繁殖抵抗放牧干扰，通过释放的化感物质_____克氏针茅幼苗生长，挤占原优势物种的生存空间；同时化感物质对糙隐子草幼苗根的生长有_____作用，使其在一定程度上可以在冷蒿草原较好生长。②研究结果还表明，人为干扰改变草原生态系统的营养结构，使群落朝向与自然发展不同的方向_____（填写生物学术语）。〖答案〗（1）竞争（2）对克氏针茅幼苗根生长有抑制作用，而对糙隐子草幼苗根的生长，在浓度低时有促进作用，浓度升高到一定程度有抑制作用（3）①.无性②.抑制③.促进④.演替〖解析〗〖祥解〗柱形图分析：随着冷蒿茎叶水浸提液浓度的升高，对克氏针茅幼苗根生长抑制率逐渐升高，在较低浓度下，对羊草和糙隐子草有促进作用，浓度升高到一定程度有抑制作用。〖小问1详析〗群落中的冷蒿与羊草、克氏针茅生存环境相同，可竞争资源和生存空间，是竞争关系。〖小问2详析〗据图示分析可知，图中任意浓度的化感物质对克氏针茅幼苗根生长均为抑制作用，而对糙隐子草幼苗根的生长，在浓度小于0.05g/mL时有促进作用，浓度升高到一定程度有抑制作用。〖小问3详析〗①冷蒿可以通过无性繁殖来增加数量以抵抗放牧干扰。由图可知其释放的化感物质可抑制克氏针茅幼苗生长，所以冷蒿挤占原优势物种的生存空间；同时化感物质对糙隐子草幼苗根的生长有一定促进作用，使其在一定程度上可以在冷蒿草原较好生长，所以糙隐子草成为冷蒿的主要伴生物种。②在持续过度放牧绵羊的干扰下，冷蒿成为优势种，可见人为过度放牧使群落朝向与自然发展不同的方向进行演替，这体现了人类活动对演替方向的干扰。〖『点石成金』〗本题结合图形，考查种间关系、生态系统的稳定性，要求考生能应用柱形图和题干信息、生态系统的结构与功能相适应的原理来作答，难度不大。10.1935年加加拿大一枝黄花作为观赏植物在我国引种，后入侵到农田等环境中，表现出明显的优势。为探究其快速入侵的原因，研究者进行了系列实验。（1）在生态系统营养结构中，加拿大一枝黄花属于_____。（2）为研究加拿大一枝黄花对农作物的化感作用，某种生物释放的化学物质对生态系统中生物生长产生影响，研究者利用其鲜叶浸提液处理小麦和绿豆结果如图1。由图1可知，加拿大一枝黄花产生的化感物质对农作物的生长影响不同，依据是_____。（3）研究者推测化感作用和资源竞争是植物入侵的原因。通过设置不同土壤条件，对本地具有化感作用的植物与加拿大一枝黄花进行比较。实验步骤如下：①在不同氮素浓度下，用上述供体植物和小麦各10株共培养，30天后与相同氮素浓度下单独培养的小麦比较干重，计算生物干扰率。②移出各培养箱中的植物，将培养液调至实验初始时的氮素浓度水平，移入_____，30天后比较干重，计算化感作用干扰率。资源竞争干扰率这一指标反映本地化感植物、加拿大一枝黄花与小麦竞争氮素资源从而对小麦生长情况产生的影响，则资源竞争干扰率=_____。基于图2实验结果，有人认为不能证明加拿大一枝黄花具有入侵优势，你是否支持上述观点，并阐明理由_____。（4）硝化细菌能够将土壤中的氧化为植物根系能够利用的。在低氮土壤环境下，加拿大一枝黄花根系分泌物能够促进硝化细菌的数量增加。综合上述研究结果，阐述加拿大一枝黄花成功入侵的原因。_____〖答案〗（1）第一营养级（2）不同浓度的鲜叶浸提液对小麦种子幼根生长均有抑制作用，且与浓度成正相关；对绿豆幼根的生长表现出低浓度促进高浓度抑制（3）①.与A步骤实验初始时生长状况相同的10株小麦②.生物干扰率-化感作用干扰率③.不支持，各种氮素浓度水平下，加拿大一枝黄花对小麦的生物干扰率、化感作用干扰率以及资源竞争干扰率均高于本地植物（4）加拿大一枝黄花分泌的化感物质抑制植物生长；通过促进硝化细菌繁殖，提高土壤中氮素含量，增强其资源竞争优势〖解析〗〖祥解〗加拿大一枝黄花是能进行光合作用的自养型生物，属于生产者。根据图1观察可知，不同浓度鲜叶浸提液对于小麦和绿豆种子幼根生长抑制率不同。生物干扰中，既包含了种间的资源竞争，又包含了化感作用的影响，故生物干扰率=资源竞争干扰率+化感作用干扰率。〖小问1详析〗加拿大一枝黄花是能进行光合作用的自养型生物，是生产者，在生态系统营养结构中，属于第一营养级。〖小问2详析〗根据图1可知，对于小麦来说，在实验范围内，随着鲜叶浸提液浓度的提高，种子的幼根生长抑制率逐渐升高，说明不同浓度的鲜叶浸提液对小麦种子幼根生长均有抑制作用，且与浓度成正相关；对于绿豆来说，在实验范围内，当鲜叶浸提液浓度为0.025g·mL-1时，绿豆种子幼根生长抑制率为负值，说明在此浓度下，鲜叶浸提液对种子根系的生长有促进作用，当浓度大于0.05g·mL-1时，随着鲜叶浸提液浓度的升高，种子的幼根生长抑制率逐渐升高，说明在此范围内，不同浓度的鲜叶浸提液对绿豆种子幼根生长均有抑制作用，且与浓度成正相关，综合来说，鲜叶浸提液对绿豆幼根的生长表现出低浓度促进生长高浓度抑制生长。〖小问3详析〗实验研究的是不同氮素条件下，对本地具有化感作用的植物与加拿大一枝黄花对小麦生长状况的影响。自变量是氮素水平和植物类型（对本地具有化感作用的植物和加拿大一枝黄花），因变量是资源竞争干扰率。为保证实验结果的准确性，其余无关变量应保持相同。由①过程已获得相关生物干扰率数据，其中包括资源竞争的影响与化感作用的影响，②过程在获得化感作用干扰率数据时，应将10株与①过程所使用的生理状态相同的小麦移入相应培养环境中，环境中只有化感物质，没有其他植物，故排除了资源竞争的作用，所得结果只体现化感作用的影响。分析可知，生物干扰中，既包含了种间的资源竞争，又包含了化感作用的影响，故生物干扰率=资源竞争干扰率+化感作用干扰率，故而资源竞争干扰率=生物干扰率-化感作用干扰率。基于实验2的结果，根据曲线中数据分析可知，在各种氮素水平下，加拿大一枝黄花对小麦的生物干扰率、化感作用干扰率以及资源竞争干扰率均高于本地植物，说明加拿大一枝黄花具有入侵优势。〖小问4详析〗一方面，加拿大一枝黄花分泌的化感物质能够抑制其周围其他植物的生长；另一方面，加拿大一枝黄花根系分泌物能促进硝化细菌数量的增加，从而提高其根系附近氮素水平，有利于其生长。综合以上两点，加拿大一枝黄花在与周围其他植物竞争过程中更占据优势，因而能成功入侵。〖『点石成金』〗解决实验性问题时，需要先分析清实验过程中相关变量，明确各个变量之间的关系，再结合实验数据得出最可靠的实验结论。11.由于富营养化严重（主要是含N、P的无机盐超标），太湖常在5月底6月初发生水华，严重影响了周围居民的生活和饮水安全。科研人员对太湖某区域内主要鱼类组成和其食物关系进行取样调查，绘制的部分鱼类的食物关系如下图1所示。图2为禁渔前太湖某些年份的捕鱼数量变化（相同捕捞方式和频次下的捕获量可间接代表鱼类的种群密度）。请据图回答下列问题。（1）图1中没有表示出的生态系统的组成成分有_____________。鲚鱼主要摄食枝角类浮游动物，银鱼主要摄食桡足类浮游动物，这有利于减弱两者之间的_____________关系。（2）太湖中的鲢鱼主要生活在水体上层，鲚鱼、银鱼主要生活在水体中上层，鲤鱼、鲫鱼主要生活在水体底层，这体现了群落的_____________结构，其生态学意义是_____________。（3）富营养化的太湖水中微囊藻大量繁殖，而其他浮游植物如鱼鳞藻、脆杆藻逐渐减少，分析其可能原因是：______________。（答出一点即可）（4）根据图1和2分析，1995年后太湖中鱼类的优势种最可能是_____________（填“鲢鱼”、“鳙鱼”或“鲚鱼”）。该种鱼类数量增多会直接增强对______________的摄食，从而有更利于微囊藻的繁殖。（5）从2020年10月1日起，江苏省对太湖实施十年禁渔。从保护太湖生物多样性的措施角度来分析，十年禁渔属于_______________保护。十年禁渔期间太湖生态系统将主要依靠自我调节能力来维持自身的相对稳定，该能力的基础是生态系统中存在的______________机制。〖答案〗（1）①.分解者、非生物的物质和能量②.竞争（2）①.垂直②.使生物充分利用空间、食物等环境资源（3）微囊藻竞争阳光、无机盐等生存资源的能力强（或微囊藻产生的毒素可抑制鱼鳞藻、脆杆藻的生长繁殖）（4）①.鲚鱼②.浮游动物（5）①.就地②.负反馈调节〖解析〗〖祥解〗1、生态系统的结构包括组成成分和营养结构，其中组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物物质和能量。2、群落的空间结构包括：（1）垂直结构：植物群落的垂直结构表现垂直方向上的分层性，其中植物的垂直结构决定了动物的垂直分层。（2）水平结构：水平方向上由于光线明暗、地形起伏、湿度的高低等因素的影响，不同地段上分布着不同的生物种群。〖小问1详析〗生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。食物链和食物网中包含了生产者和消费者，未能体现分解者和非生物的物质和能量。两种食性相似的生物之间存在着竞争关系。鲚鱼、银鱼等都以浮游动物为食，它们之间是竞争关系，但鲚鱼主要摄食枝角类浮游动物，银鱼主要摄食桡足类浮游动物，这有利于减弱两者之间的竞争关系。〖小问2详析〗鲢鱼主要生活在水体上层，鲚鱼、银鱼主要生活在水体中上层，鲤鱼、鲫鱼主要生活在水体底层，出现了分层现象，这体现了群落的垂直结构，分层现象的垂直结构可充分利用空间、食物等环境资源。〖小问3详析〗富营养化的湖泊中蓝藻和鱼鳞藻、脆杆藻等植物都属于生产者，他们之间是竞争关系，蓝藻在竞争阳光、无机盐等生存资源时能力更强，且蓝藻能产生毒素，因此蓝藻能大量繁殖，鱼鳞藻、脆杆藻等生长繁殖受到抑制。〖小问4详析〗据题图1可知鲌鱼和鲚鱼为捕食关系，鲚鱼和银鱼为竞争关系，图2显示过度捕捞会导致鲚鱼的天敌减少，银鱼减少后与鲚鱼的竞争关系减弱，所以鲚鱼的数量会上升，导致其数量上升，逐渐成为优势物种。鲚鱼数量增多会加大对浮游动物的捕食，浮游动物减少后对微囊藻捕食减少，有利于其数量增加。〖小问5详析〗保护生物多样性的方法包括迁（易）地保护和就地保护，前者是将濒危生物迁出原地，移入动物园、植物园、水族馆和濒危动物繁育中心，进行特殊的保护和管理，就地保护主要形式是建立自然保护区，是保护生物多样性最有效的措施。十年禁渔没有将保护对象进行迁移，属于就地保护。负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础。〖『点石成金』〗本题以太湖水华为信息背景考查群落的特征、生态系统的结构及保护生物多样性的措施等知识，熟记相关知识并能准确分析信息是解答本题的关键。12.18～19世纪，海獭曾因人类的猎杀导致濒临灭绝，直至海獭毛皮贸易被禁止，数量才逐渐恢复。为研究海獭对其所处生态系统的影响，进行了相关研究。（1）20世纪末，调查发现A群岛海獭的种群数量在逐渐减少(如图1)，这为研究海獭对海岸生态系统的其他生物的影响提供了自然实验。海带在该生态系统中的成分属于_______。调查了该群岛中海胆的生物量，科研人员常采用的方法是_______。调查结果如图2、3，推测3种生物之间存在的能量流动渠道为_______(用文字和箭头表示)。（2）研究者比较存在海獭和缺少海獭的生态系统(如图4)，结果显示_______。综合图1～3分析，出现图4所示现象的原因是_______。（3）科研人员对该海域中海胆和帽贝影响海藻覆盖率进行了相关研究，结果如图5，据图分析，在该海域生态系统中，帽贝和海胆的种间关系是_______，该海域的海獭遭受破坏性捕杀一段时间后，帽贝的数量逐渐下降，原因是_______。（4）海洋生态系统在遭到一定程度的破坏后，经过一段时间可以恢复到原来的状态，原因是生态系统具有_______能力。若要让该海域实现可持续发展，你的建议是_______。〖答案〗（1）①生产者②.样方法③.海带→海胆→海獭（2）①.在海獭的生态系统鱼类多样性高于缺少海獭的生态系统②.由于存在海带→海胆→海獭这条食物链，当海獭数量减少时，海胆数量增加，使海带的数量减少，直接或间接为鱼类提供的食物减少，最终导致鱼类生物多样性降低（3）①.竞争②.大量捕杀海獭后，海胆大量繁殖，导致海藻数量减少，帽贝因缺少食物数量下降（4）①.自我调节②.保护海洋环境、反对掠夺式开发利用、合理控制各种生物的数量、适时有计划捕捞海产品〖解析〗〖祥解〗生态系统的结构包括组成成分和营养结构，组成成分主要包括非生物的物质和能量，生产者、消费者和分解者，营养结构是指食物链和食物网。捕食者的存在可以增加生物的多样性。〖小问1详析〗海带属于藻类植物，海胆的活动能力较弱，对于植物和活动能力弱的生物，调查其种群数量用样方法；根据图2、图3分析，1987-1997年间，海带数量下降，而海胆生物量上升，且海带为生产者，说明海带与海胆之间的食物链为海带→海胆。而海獭数量减少时，海胆数量增加，所以二者之间关系为海胆→海獭，综上三者食物链为海带→海胆→海獭。〖小问2详析〗比较存在海獭和缺少海獭的生态系统，结果发现存在海獭的生态系统鱼类多样性高于缺少海獭的生态系统。根据图1-3推测，由于存在海带→海胆→海獭这条食物链，当海獭数量减少时，海胆数量增加，使海带的数量减少，直接或间接为鱼类提供的食物减少，最终导致鱼类生物多样性降低。〖小问3详析〗据图可知，与对照组（没有海胆和帽贝）相比，只有海胆或者只有帽贝，海藻覆盖率都降低，说明两者都可以以海藻为食，因此两者是竞争关系。该海域的海獭遭受破坏性捕杀一段时间后，海胆大量繁殖，导致海藻数量减少，帽贝因缺少食物数量下降。〖小问4详析〗海洋生态系统在遭到一定程度的破坏后，经过一段时间可以恢复到原来的状态，原因是生态系统具有自我调节能力。若要让该海域实现可持续发展，需要保护海洋环境、反对掠夺式开发利用、合理控制各种生物的数量、适时有计划捕捞海产品。13.为了研究某降水充沛、气温较高的山区群落演替规律，生态学家研究了灌草丛、针阔叶混交林、常绿阔叶林和针叶林等4个群落的相关特征，结果如下表所示。类别灌草丛针阔叶混交林常绿阔叶林针叶林生产者制造有机物的量〖t/（hm2·a）〗17.43116.61150.8155.50总呼吸量〖t/（hm2·a）〗15.9392.73124.8140.98（1）_____是区别不同群落的重要特征。针阔叶混交林中不同的植物层次中分布着不同的鸟类，鸟类的这种分布主要取决于_____因素。（2）群落的总呼吸量比生产者光合作用制造的有机物的量少，说明群落中有机物总量在不断_____。（3）紫茎泽兰（一种多年生半灌木植物）入侵会破坏生态系统的结构，用本地物种对紫茎泽兰进行替代控制是一种较好的控制方法。为了筛选目标替代植物，科研人员选择本地物种南酸枣（落叶乔木）、假地豆（小灌木）和狗尾草（禾本植物）进行了相关研究。下图为紫茎泽兰单种和混种时的株高、生物量的研究结果。①紫茎泽兰与假地豆、狗尾草的关系是_____；研究中，研究人员选用本地物种对紫茎泽兰进行替代控制，体现了生态工程的_____原理。②根据实验结果，可选择_____作为替代植物，依据是_______。③紫茎泽兰可产生某些化学物质渗入土壤，抑制其他植物的生长。这说明信息传递在生态系统中具有__的作用。〖答案〗（1）群落的物种组成（2）食物和栖息空间（3）增加（4）①.竞争②.协调③.假地豆④.紫茎泽兰与假地豆混种，紫茎泽兰株高和地上生物量增加最少⑤.调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定〖解析〗〖祥解〗分析表格：表格表示灌草丛、针阔叶混交林、常绿阔叶林、针叶林等4个群落的相关特征．随着群落演替的进行，群落中的有机物总量逐渐增加，因此该地区群落演替的阶段顺序是灌草丛→针叶林→针阔叶混交林→常绿阔叶林。〖小问1详析〗群落的物种组成是区别不同群落的重要特征，物种组成越复杂，群落稳定性越高。动物的垂直分布受食物和栖息空间的影响，故针阔叶混交林中鸟类的分布主要取决于食物和栖息空间，这种分布有利于减少鸟类之间的竞争。〖小问2详析〗群落的总呼吸量比生产者光合作用产生的有机物的量少，则能量的输出小于输入，说明群落中有机物有积累，故有机物总量增加。〖小问3详析〗①紫茎泽兰是入侵物种，紫茎泽兰与本地物种假地豆、狗尾草之间是竞争关系。在进行生态工程建设时，生物与环境、生物与生物的协调与适应也是需要考虑的问题，研究人员选用本地物种对紫茎泽兰进行替代控制，体现了生态工程的协调原理。②紫茎泽兰与假地豆混种，紫茎泽兰株高和地上生物量增加最少，所以可选择假地豆作为替代植物。③紫茎泽兰可产生某些化学物质渗入土壤，抑制其他植物的生长，可见，信息传递能够调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。14.入侵植物通过3种途径影响食物网：一是入侵植物能够直接被土著草食者取食，通过上行效应按照原有的路径进入土著食物网；二是入侵植物所固定的能量通过引入新的消费者或者转变流通路径形成新的食物网结构；，三是入侵植物通过非营养作用造成食物网中各级消费者的种群密度和行为活动等发生变化，进而影响土著生物群落和食物网结构。下图灰色部分表示入侵前土著食物网的物种组成，空心部分表示植物入侵后食物网的物种组成。（1）三种途径中表示入侵植物不能被土著草食者摄食，而是通过引入新的草食者而产生新的食物网结构的是途径___________。（2）途径Ⅰ中C和N的种间关系有___________。途径Ⅲ中C同化的能量的去向有呼吸作用以热能的形式散失和______________________、______________________。（3）如果食物网中广食性消费者较________（多／少），则入侵植物主要以途径Ⅰ作用于食物网。（4）以下案例是通过途径Ⅲ影响食物网的有__________________。a．裂稃燕麦入侵美国加利福尼亚沿岸半干旱草原后产生的碎屑能够增加土壤的湿度，从而促进土著植物的生长，导致食物网结构发生改变。b．林下入侵植物葱芥能够通过根系向土壤中分泌植物毒素芥子油苷抑制丛枝菌根真菌的生长，从而影响到土著植物的生长繁殖，改变森林群落组成。c．穗状狐尾藻入侵河口湿地后，为一些无脊椎动物和幼鱼提供了觅食和庇护场所，形成了更为复杂的水生食物网结构。d．澳大利亚北部的入侵植物大含羞草可被当地多种植食性昆虫可以利用，其叶片能够被57种昆虫取食，茎被49种昆虫取食，花和根各被2种昆虫取食。（5）空心莲子草凭借其特殊的克隆特性，快速生长繁殖并且入侵多种生境。空心莲子草入侵某地区后，其生长迅速，导致当地动物多样性降低的原因有__________________。如果要控制空心莲子草种群密度，除了人工除草外，还可采取的措施有______________________________________（写出一点）。〖答案〗（1）Ⅱ（2）①.捕食②.流向下一营养级③.流向分解者（3）多（4）abc（5）①.食物来源减少，生态环境破坏②.寻找空心莲子草的竞争者（如该植物能释放化学物质抑制空心莲子草生长繁殖）／适当引进空心莲子草的天敌〖解析〗〖祥解〗图1植物入侵对食物网的3种影响途径。途径I表示入侵植物能够直接进入土著食物网，除了土著植物受到影响外，食物网其他组成部分没有变化；途径II表示入侵植物取代土著植物后不能够按照原来的路径进入食物网，而是产生新的食物网结构；途径III表示入侵植物的非营养间接作用。灰色实心圆表示入侵前土著食物网生物组成部分，空心圆表示植物入侵后食物网的生物组成。C1、P1表示土著消费者和捕食者物种;C2、P2表示外来植物入侵后的主要消费者和捕食者物种。〖小问1详析〗据分析可知，三种途径中表示入侵植物不能够按照原来的路径进入食物网，而是产生新的食物网结构的是途径Ⅱ。〖小问2详析〗据图可知，途径Ⅰ中C和N的种间关系为捕食关系。途径Ⅲ中C同化的能量的去向有呼吸作用以热能的形式散失和流向下一营养级、流向分解者。〖小问3详析〗据图可知，如果食物网中广食性消费者较多时，通过途径I作用于食物网则更容易进入食物网。〖小问4详析〗a．产生的碎屑能够增加半干旱系统中土壤的湿度,从而促进土著植物的生长,对食物网产生了强烈的上行效应,使土著草食者和捕食者丰度均呈现增加趋势,导致食物网结构发生改变，属于途径Ⅲ。a符合题意b．抑制丛枝菌根真菌的生长,从而影响到土著植物的生长繁殖,改变森林群落组成，属于途径Ⅲ，b符合题意。c．穗状狐尾藻为多裂植物,其入河口湿地后,形成了比土著水生植物更大更复杂的空间构型,为一些无脊椎动物和幼鱼提供了觅食基质和庇护场所,因此形成了更为复杂的水生食物网结构，属于途径Ⅲ，c符合题意d．澳大利亚北部的入侵植物大含羞草可被当地多种植食性昆虫可以利用，其叶片能够被57种昆虫取食，茎被49种昆虫取食，花和根各被2种昆虫取食。植物入侵仅改变食物网的基部(即初级生产者组成),食物网中其他组成部分以及能量流通路径并没有发生改变,对食物网和生态系统的影响较小。属于途径I，d不符合题意。故选abc〖小问5详析〗空心莲子草凭借其特殊的克隆特性，快速生长繁殖并且入侵多种生境。空心莲子草入侵某地区后，其生长迅速，导致当地动物多样性降低的原因有食物来源减少，生态环境破坏。如果要控制空心莲子草种群密度，除了人工除草外，还可采取的措施有寻找空心莲子草的竞争者，如该植物能释放化学物质抑制空心莲子草生长繁殖，或适当引进空心莲子草的天敌。〖『点石成金』〗本题考查生态系统的功能的相关知识，学生掌握生态入侵的概念，了解生态入侵的途径和可能产生的后果，能够根据图2判断生态入侵产生分后果是解答本题的关键。15.反硝化细菌能在无氧环境中将硝酸盐转化为氮气（2NO3-+10e-+12H+→…→N2O→N2），在处理工业污水、治理水体富营养化中具有重要作用。科研人员想从一污水处理厂的活性污泥中筛选分离出耐高温（42℃）的反硝化细菌（目的菌），用于提升温度较高的工业污水的脱氮效率，具体流程如图所示（BTB培养基初始pH=6.8，BTB是酸碱指示剂，酸性条件下为黄色，中性条件下为绿色，碱性条件下为蓝色）：（1）BTB培养基灭菌后待平板凝固后，应倒置放在超净台上，目的是____________。（2）将污泥样品梯度稀释后，使用___________（填工具）将样液均匀涂布在BTB培养基上，放在___________环境中培养2～3天后，挑选显___________色的单菌落在固体培养基上划线分离，获得纯菌株。（3）将纯菌株接种在液体培养基上培养一段时间，若在培养瓶顶部检测到N2O，即可鉴定为目的菌。不能依据培养液中硝酸盐的浓度变低来鉴定目的菌，原因是___________。（4）为保持纯化后的微生物菌种的纯净，需要对菌种进行保藏。临时保藏的方法具有___________等缺点，它比较适合那些使用频率高的菌种的保藏。（5）C/N（碳氮含量比）对反硝化效率有一定的影响。科研人员测得不同C/N条件下目的菌对硝酸盐的去除率，结果如图所示：科研人员提出，在利用目的菌株处理工业污水时，需要适当向污水中投放少量淀粉，据图分析这样做的主要目的是___________。（6）为计数微生物的数量，一位同学在4个平板培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1mL，培养后菌落数分别为155、160、176、149个，则每毫升原土壤样液中上述微生物数量为___________。〖答案〗（1）防止皿盖上的水珠落入培养基，避免培养基中的水分过快的挥发（2）①.涂布器②.无氧、42℃③.蓝（3）其他微生物也能利用硝酸盐进行代谢，硝酸盐浓度同样会降低（4）保存时间短、容易被污染或产生变异（5）适当提高污水中的C/N，从而提高目的菌对污水中硝酸盐的去除率（6）1.6×109〖解析〗〖祥解〗1.微生物接种常用的两种方法：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足够稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后，可形成单菌落。2.菌种保藏：临时保藏的方法。首先，将菌种接种到试管的固体斜面培养基上，在合适的温度下培养。当菌落长成后，将试管放入4℃的冰箱中保藏。以后每3~6个月，都要重新将菌种从旧的培养基上转移到新鲜的培养基上。但是，这种方法保存的时间不长，菌种容易被污染或产生变异。对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。在3mL的甘油瓶中，装人1mL甘油后灭菌。将1mL培养的菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后，放在-20℃的冷冻箱中保存。〖小问1详析〗BTB培养基灭菌后待平板凝固后，应倒置放在超净台上，这样做的目的是防止皿盖上的水珠落入培养基，同时也能避免培养基中的水分过快的挥发。〖小问2详析〗将污泥样品梯度稀释后，采用稀释涂布法将菌液涂布在平板上，这里所用的接种工具是涂布器，为了筛选出耐高温的反硝化细菌，需要将接种后的平板放在无氧、42℃环境中培养2～3天，根据反硝化反硝化过程的产物可知，反硝化细菌能在无氧环境中将硝酸盐转化为氮气，反应过程中消耗培养基中的H+，因此会导致菌落周围呈弱碱性，菌落周围培养基呈蓝色。因此需要挑选显蓝色的单菌落在固体培养基上划线分离，获得纯菌株。〖小问3详析〗将纯菌株接种在液体培养基上培养一段时间，若在培养瓶顶部检测到N2O，即可鉴定为目的菌。不能依据培养液中硝酸盐的浓度变低来鉴定目的菌，这是因为其他微生物也能利用硝酸盐进行代谢，硝酸盐浓度同样会降低，因此不能用硝酸盐降低作为检测指标，而应该用反硝化作用的最终产物N2O作为检测指标。〖小问4详析〗为保持纯化后的微生物菌种的纯净，需要对菌种进行保藏。临时保藏的方法具有保存的时间不长，菌种容易被污染或产生变异的缺点，对于那些使用频率高的菌种的保藏经常采用该方法。〖小问5详析〗科研人员提出，在利用目的菌株处理工业污水时，需要适当向污水中投放少量淀粉，结合实验数据可知，C/N比影响目的菌对硝酸盐的去除率且随着该比值的增大，能提高对污水中硝酸盐的去除率，实验结果显示在C/N=7是效果最好，因此在利用目的菌株处理工业污水时，向污水中投放少量淀粉的目的是适当提高污水中的C/N，从而提高目的菌对污水中硝酸盐的去除率。〖小问6详析〗为计数微生物的数量，一位同学在4个平板培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1mL，培养后菌落数分别为155、160、176、149个，则每毫升原土壤样液中上述微生物数量为（155+160+176+149）÷4÷0.1×106=1.6×109个。〖『点石成金』〗熟知微生物的接种方法和目的菌的筛选流程是解答本题的关键，明确菌种的保藏方法以及各种方法的优缺点是解答本题的另一关键，微生物的计数方法也是本题考查的重点。16.农药、除草剂的长期使用，使土壤受到了严重污染。某科研小组为筛选能分解除草剂草甘膦的微生物，其流程示意图如下图所示。回答下列问题：（1）从土壤中筛选分解草甘膦的微生物一般步骤为：土壤取样→_______→培养一挑选能生长的菌落→鉴定。（2）实验时对培养基应采取_______灭菌，从功能上来看，筛选草甘膦的培养基属于________培养基。（3）图示的接种方法是__________，该接种方法通过连续划线的目的是__________以获得单个菌落。（4）菌落周围__________（填“有”或“无”）透明圈的菌落是能够降解草甘膦的菌落，并且降解能力越强，菌落直径与透明圈直径的比值越__________（填“大”或“小”）。〖答案〗（1）样品稀释（2）①.高压蒸汽②.选择（3）①.平板划线法②.将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面（4）①.有②.小〖解析〗〖祥解〗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。小问1详析〗土壤是微生物的天然培养基，土壤中含有大量的微生物，从土壤中筛选分解草甘膦的微生物一般步骤为：土壤取样→样品稀释→培养一挑选能生长的菌落→鉴定。〖小问2详析〗灭菌是指用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物（包括芽孢和孢子），常用的方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌，高压蒸汽灭菌适用于对一般培养基的灭菌，因此实验时对培养基应采取高压蒸汽灭菌。从功能上来看，培养基分为选择培养基和鉴别培养基，选择培养基是指一类根据特定微生物的特殊营养要求或其对某理化因素抗性的原理而设计的培养基，筛选草甘膦的培养基属于选择培养基。〖小问3详析〗据图可知，图中在培养基的不同区域划线，因此接种方法是平板划线法。接种的菌液经过连