专题限时集训(二) 代 谢
(建议用时：40分钟)
一、选择题
1．(2022·菏泽一模)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如图所示，①～⑤表示相关过程。下列叙述错误的是( )
A．血液流经肌肉组织时，气体A和气体B分别是O2和CO2
B．①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散
C．成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
D．成熟红细胞只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP为③提供能量
C [据题意可知，人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，血液流经肌肉进行气体交换时，成熟红细胞释放O2吸收CO2，因此气体A和气体B分别是O2和CO2，A正确；据题意分析可知，①和②是气体过膜，属于自由扩散，④是需要载体蛋白协助的顺浓度梯度运输，⑤是水通过通道蛋白进入细胞，④和⑤都属于协助扩散，B正确；人体成熟红细胞无细胞核，不能合成新的蛋白质以更新表面的糖蛋白，C错误；人体成熟红细胞无线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③钠钾泵提供足够的能量，D正确。]
2．(2022·深圳外国语检测)细胞内Na＋区隔化是植物抵御盐胁迫，减轻高盐伤害的途径之一。植物液泡膜上H＋焦磷酸酶能利用水解焦磷酸释放的能量将H＋运进液泡，建立液泡膜两侧的H＋浓度梯度。该浓度梯度能驱动液泡膜上的转运蛋白M将H＋运出液泡，同时将Na＋由细胞质基质运进液泡，实现Na＋区隔化。下列叙述错误的是( )
A．细胞质基质中的H＋和Na＋均以主动运输的方式进入液泡
B．H＋焦磷酸酶和转运蛋白M在转运时均需改变自身构象
C．转运蛋白M能同时转运H＋和Na＋，故其不具有特异性
D．加入H＋焦磷酸酶抑制剂，Na＋跨液泡膜运输速率会减弱
C [植物液泡膜上H＋焦磷酸酶能利用水解焦磷酸释放的能量将H＋运进液泡，说明H＋进入液泡需要消耗能量，需要载体，为主动运输；Na＋由细胞质基质运进液泡，是利用液泡膜两侧的H＋浓度梯度的驱动，同时需要转运蛋白M的协助，为主动运输，A正确。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变，H＋焦磷酸酶能将H＋运进液泡，起到了转运蛋白的作用，故H＋焦磷酸酶和转运蛋白M在转运时均需改变自身构象，B正确。转运蛋白M可同时转运Na＋和H＋，但不能转运其他物质，说明该转运蛋白具有特异性，C错误。H＋焦磷酸酶能利用水解焦磷酸释放的能量将H＋运进液泡，使液泡内侧的H＋浓度高于细胞质基质，该浓度梯度能驱动Na＋由细胞质基质运进液泡，故若加入H＋焦磷酸酶抑制剂，Na＋跨液泡膜运输速率会减弱，D正确。]
3．(2022·广东茂名检测)如图甲所示，某同学将浸过肝脏研磨液的相同大小的滤纸片放入15 mL的质量分数为3%的H2O2溶液中，每隔2分钟观察一次红色液滴的移动距离，然后根据数据绘制出图乙曲线。下列叙述错误的是( )
甲 乙
A．若图甲中改为清水浸泡过的滤纸片，可改变温度使液滴移动
B．若图甲中改为氯化铁溶液浸泡过的滤纸片，可说明酶具有高效性
C．若要使图乙a点上移，可增加H2O2的体积或滤纸片改为6片
D．若要使图乙b点右移，可增加H2O2的体积或滤纸片改为3片
C [图甲中的浸过肝脏研磨液的滤纸片含有过氧化氢酶，由于H2O2不稳定，在高温下易分解，故若改为清水浸泡过的滤纸片，可改变温度使液滴移动，A正确；酶与无机催化剂相比，降低化学反应活化能的效果更显著，即酶具有高效性，故若图甲中改为氯化铁溶液浸泡过的滤纸片，可说明酶具有高效性，B正确；a表示氧气的总产量，其含量只与底物有关，故滤纸片改为6片不能使a点上移，C错误；b表示反应结束需要的时间，若要使b点右移，可增加H2O2的体积(底物增加，反应时间延长)或滤纸片改为3片(滤纸片数量减少，酶促反应时间变长)，D正确。]
4．(2022·山东新泰一中检测)某科研小组将新鲜的萝卜磨碎、过滤制得提取液，以等体积等浓度的H2O2作为底物，对提取液中过氧化氢酶的活性进行了相关研究，得到如图所示的实验结果。下列说法错误的是( )
实验一
实验二
A．若将实验一中的萝卜提取液换成等量的新鲜肝脏研磨液，则O2产生总量明显增多
B．实验二是在最适温度下测定相同时间内H2O2的剩余量，引起A、B曲线出现差异的原因最可能是酶的含量不同
C．过氧化氢酶制剂的保存，一般应选择低温、pH为7的条件
D．实验一可以看出，与加Fe3＋相比，单位时间内加萝卜提取液的一组产生的氧气多，其原因是酶降低反应的活化能更显著
A [若将实验一中的萝卜提取液换成等量的新鲜肝脏研磨液，则O2产生总量不变，因为反应物的总量不变，A错误；酶活性的发挥受温度和pH等外界条件影响，已知实验二是在最适温度下测定相同时间内H2O2的剩余量，则在相同pH下两条曲线的差异可能是由酶的含量不同导致的，B正确；低温不会破坏酶分子的结构，有利于酶制剂的保存，结合题图可知，过氧化氢酶制剂的保存，一般应选择低温、pH为7的条件，C正确；实验一可以看出，与加Fe3＋相比，单位时间内加萝卜提取液的一组产生的氧气多，其原因是酶降低反应的活化能更显著，即酶具有高效性，D正确。]
5．(2022·湖北七市联考)糖酵解时产生大量还原型高能化合物NADH，在有氧条件下，电子由电子载体所组成的电子传递链传递，最终被O2氧化。下图为真核细胞呼吸过程中电子传递链和氧化磷酸化过程。下列说法错误的是( )
A．H＋由线粒体基质进入线粒体膜间隙时需要载体蛋白的协助
B．有氧呼吸在线粒体的内膜产生H2O
C．电子传递链对线粒体内膜两侧H＋浓度梯度的形成起抑制作用
D．H＋在跨膜运输进入线粒体基质的过程中部分能量转移到ATP中储存
C [分析题图可知，H＋由线粒体基质进入线粒体膜间隙时需要载体蛋白的协助，A正确；有氧呼吸过程中，第三阶段在线粒体的内膜上进行，前两个阶段产生的NADH与O2反应生成水，B正确；分析题图可知，NADH中的H＋和电子被电子载体所接受，结果使得线粒体内膜外侧H＋浓度升高，线粒体内膜两侧形成H＋浓度梯度，即电子传递链对线粒体内膜两侧H＋浓度梯度的形成起促进作用，C错误；分析题图，NADH中的能量变为H＋的电化学势能，再通过H＋向膜内跨膜运输变为ATP中的能量，即H＋在跨膜运输进入线粒体基质的过程中部分能量转移到ATP中储存，D正确。]
6．(2021·湖南选择性考试)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是( )
A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长
C．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用
B [南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气，A正确；种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库贮藏时，应在低氧和零上低温条件下保存，贮藏寿命会显著延长，B错误；油料作物种子中含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气，因此，油料作物种子播种时宜浅播，C正确；柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件，D正确。]
7．(2022·潍坊四中检测)某同学为研究某池塘(溶氧充足)中2米深处生物的光合作用和有氧呼吸，设计了黑白瓶实验：取三个大小相同、体积适宜的透明玻璃瓶，标号1、2、3，其中1号瓶用锡箔纸包住遮光。用三个瓶子在池塘2米深的相同位置取满水，测3号瓶的溶氧量，记为a。然后将1、2号瓶放回取水处，24 h后取出，测1、2号瓶的溶氧量记作b、c。下列表述错误的是( )
A．c－a可用来表示该处植物24 h的光合作用净值
B．该处生物24 h内呼吸作用氧气的消耗量可表示为b－a
C．c－b可用来表示该处植物24 h的光合作用总值
D．如果没有3号瓶，也可以计算出该处植物24 h内光合作用产生的氧气量
B [据题意可知，3号瓶溶氧量a为3个瓶的初始溶氧量。1号瓶遮光只进行细胞呼吸，初始溶氧量为a，24 h后溶氧量为b，故(a－b)表示24 h细胞呼吸耗氧量，2号瓶进行光合作用和细胞呼吸，氧气增加值为净光合作用，初始溶氧量为a，24 h后2号瓶溶氧量为c，故(c－a)表示24 h细胞净光合放氧量，总光合作用＝净光合作用＋呼吸作用，因此24 h总光合作用为c－a＋a－b＝c－b，因此没有3号瓶，也可以计算出该处植物24 h内光合作用产生的氧气量，ACD正确，B错误。]
8．(2022·安徽合肥质检)油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用。下图表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化，第36天后果皮逐渐变黄。下列推论合理的是( )
A．第12天后果实呼吸速率下降是温度改变使酶活性下降引起的
B．第24天果实光合作用固定的CO2量比第12天的CO2固定量高
C．第36天后果实中生长素的含量将逐渐增加，加快促进果实成熟
D．第48天时果实光合速率较低的原因之一是果皮叶绿素含量较低
D [分析题意可知，题图为适宜条件下的呼吸速率和净光合速率变化，故12天后呼吸速率下降不是温度改变导致的，A不合理；CO2固定量即总光合速率，等于净光合速率＋呼吸速率，据图可知，第12天时总光合速率比第24天时高，B不合理；生长素主要分布在幼嫩的芽、叶和发育中的种子中，成熟果实中生长素含量减少，C不合理；叶绿素是光合色素，可以吸收、利用、传递和转化光能，第48天时果实光合速率较低的原因之一是果皮叶绿素含量较低，D合理。]
9．(不定项)(2022·辽宁名校联考)多肉作为一种盆栽，种类多样，颜色各异，在世界各地广受欢迎。繁殖容易，一片完整的叶就可以繁殖成一颗多肉。其叶片白天气孔关闭，晚上气孔开放。下列说法正确的是( )
A．多肉植物白天气孔关闭，防止水分过度散失，耐干旱能力比较强
B．多肉植物晚上气孔开放，从外界吸收二氧化碳，开始进行光合作用合成糖类等
C．多肉植物一片完整的叶片能繁殖成一颗多肉，这与植物细胞的全能性有关
D．多肉植物叶片的颜色各异与叶绿体内的色素及液泡内的色素有关
ACD [蒸腾作用通过气孔散失水分，多肉植物白天气孔关闭，可防止水分过度散失，耐干旱能力比较强，A正确；多肉植物夜晚气孔开放，吸收二氧化碳，但夜晚无光，不能进行光合作用的光反应，没有光反应提供的物质，不能进行光合作用的暗反应合成糖类，B错误；细胞全能性是指已经分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能，一片完整的叶片能繁殖成一颗多肉与植物细胞的全能性有关，C正确；植物叶片的多种颜色与色素有关，含有色素的结构有叶绿体和液泡，D正确。]
10．(不定项)(2022·山东潍坊一模)叶面积系数是指单位土地面积上的叶面积总和，它与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图1所示。图2为来自树冠不同层的甲、乙两种叶片的净光合速率变化图解。下列说法错误的是( )
图1
图2
A．a点后群体干物质积累速率变化对于合理密植有重要指导意义
B．a～b段群体光合速率增加量大于群体呼吸速率增加量
C．c点时，甲、乙两种叶片固定CO2的速率相同
D．甲净光合速率最大时所需光照强度高于乙，可判断甲叶片来自树冠上层
BC [由图1可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均上升，当叶面积系数大于a时，群体干物质积累速率下降，据此可以看出过度密植会导致产量下降，因而图1的研究对于合理密植具有重要指导意义，A正确；a～b段群体光合速率增加量小于群体呼吸速率增加量，因而当叶面积系数大于a时，群体干物质积累速率下降，B错误；c点时，甲、乙两种叶片净光合速率相等，均为零，此时光合速率等于呼吸速率，但两种叶片的呼吸速率不同，因此，此时甲、乙两种叶片固定CO2的速率不同，C错误；由于上层叶片对阳光的遮挡，导致下层叶片接受的光照强度较弱，因此下层叶片净光合速率达到最大值时所需要的光照强度较上层叶片低，据此分析图2可推知：甲叶片位于树冠上层，D正确。]
二、非选择题
11．(2022·东北三校联考)光系统是绿色植物细胞吸收光能的基本单位，是由叶绿素、类胡萝卜素、脂质和蛋白质等多种物质组成的复合物。光系统包括光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)。其作用机制如下图所示。
请根据图中信息回答下列问题：
(1)图中所示的生物膜位于细胞器________中，称为____________膜。
(2)PSⅡ利用光能将水分解为氧气和H＋，其中氧气分子进入相邻细胞被利用至少需要穿过______________层生物膜，图中H＋穿过生物膜的方式为________，判断的理由是______________________________________________。
(3)图中ATP合成时所需的ADP主要来自____________________过程，此过程会消耗图中的ATP和________，增加光照强度短时间内后者含量________(填“增加”或“减少”)；不改变光照强度，通过________(填“增加”或“减少”)CO2的含量，可以达到同样的效果。
[解析] (1)题图为进行光合作用光反应阶段的模式图，其进行的场所为叶绿体上的类囊体的薄膜。
(2)光合作用产生的氧气被相邻的细胞所利用至少需要穿过7层生物膜，即单层类囊体薄膜＋双层叶绿体膜＋单层细胞膜(出细胞)＋单层细胞膜(进入细胞)＋双层线粒体膜。由题图可知，H＋穿过生物膜需要载体蛋白，不消耗能量，属于协助扩散。
(3)光合作用的暗反应阶段，C3的还原需要ATP供能，即ATP会水解形成ADP和Pi供给光反应阶段利用，光反应阶段ADP和Pi结合光能合成ATP；C3的还原需要NADPH和ATP；增加光照强度短时间内会加快光反应阶段的进行，从而形成更多的NADPH；减少CO2的含量，导致CO2的固定受到抑制，生成C3的含量减少，消耗NADPH减少，从而导致NADPH的含量增加。
[答案] (1)叶绿体 类囊体的薄 (2)7 协助扩散 该过程需要载体蛋白的协助，但不消耗能量 (3)C3的还原(光合作用暗反应) NADPH 增加 减少
12．(2022·山东淄博一模)玉米是C4植物，通过C4途径固定CO2；水稻为C3植物，通过C3途径固定CO2。在玉米叶维管束的周围有两层细胞，内层细胞是鞘细胞，叶绿体中几乎无基粒；外层为叶肉细胞，叶绿体中有发达的基粒。甲图是C3、C4途径示意图，乙图为玉米在有光和黑暗条件下的CO2吸收速率。请回答下列问题：
甲
乙
(1)玉米叶片中光反应的场所是_____________________________________。
(2)与C3途径相比，C4途径的特点有________________________________
______________________________________________________(答出2点)。
(3)乙图中，暗期时玉米的CO2吸收速率大于零，原因是_______________
________________________________________________________________
______________________________________________________________。
在暗期，玉米吸收的CO2并不能转化为糖类等光合产物，原因是__________
________________________________________________________________。
(4)PEP羧化酶(PEPC)是C4途径的关键酶，对CO2的亲和力高。C3植物缺少PEPC，胞内CO2浓度较低是限制C3植物光合速率的重要因素，请就改进C3植物、提高光合速率提出你的设想。
________________________________________________________________
______________________________________________________________。
[解析] (1)玉米叶片中的鞘细胞无基粒，只能进行暗反应，叶肉细胞的叶绿体中有发达的基粒，可进行光反应和暗反应，因此玉米叶片中光反应的场所是叶肉细胞的叶绿体基粒(类囊体的薄膜)。
(2)分析图示可知，C4途径是在较低CO2浓度的条件下，通过ATP提供能量，在PEP羧化酶的作用下，由C4运载CO2至叶绿体，通过该过程提高细胞内CO2的浓度，与C3途径相比，C4途径具有能富集CO2、消耗ATP、由C4运载CO2、需要PEP羧化酶等特点。
(3)分析题图可知，玉米通过呼吸作用产生的CO2会被光合作用消耗，因此如果玉米CO2的吸收速率大于零，是由于暗期玉米通过C4途径吸收CO2的速率大于呼吸作用产生CO2的速率；暗期缺少光照，植物不能进行光反应，缺少ATP和NADPH，因此不能进行C3的还原过程，不能将CO2转化为糖类。
(4)分析题意可知，C3植物缺少PEPC导致对CO2的亲和力低，细胞内CO2浓度较低是限制C3植物光合速率的重要因素，但由于C4植物与C3植物之间存在生殖隔离，因此可利用基因工程技术打破生殖隔离，可通过基因工程技术将PEPC基因导入C3植物细胞中，再利用植物组织培养技术培育获得个体。
[答案] (1)叶肉细胞的叶绿体基粒(类囊体的薄膜) (2)能富集CO2、消耗ATP、由C4运载CO2、需要PEP羧化酶(答出2点即可) (3)暗期玉米通过C4途径吸收CO2的速率大于呼吸作用产生CO2的速率 暗期不进行光反应，缺少ATP及NADPH (4)通过基因工程技术将PEPC基因导入C3植物细胞，再利用植物组织培养技术培育获得个体
13．(2022·江苏南通调研)拟柱胞藻是一种水华蓝细菌，其色素分布于光合片层上。拟柱胞藻优先利用水体中的CO2，也能利用水体中的HCO(胞外碳酸酐酶催化HCO分解为CO2)。科研人员用不同浓度的CO2驯化培养拟柱胞藻，20天后依次获得藻种1、2、3。测定藻种1、2、3胞外碳酸酐酶活力并探究不同浓度NaHCO3溶液对藻种1、2、3生长的影响，结果如下图。请回答下列问题：
图1
图2
(1)拟柱胞藻细胞没有叶绿体，但是能进行光合作用的原因是_____________
_____________________________________________________________________
____________。光照条件下，拟柱胞藻细胞产生的O2来自_____________(过程)。
(2)经过20天的驯化培养，藻种1、2、3中种群数量最大的是________，原因是_________________________________________________________。
(3)据图1分析，在低浓度CO2水体中，拟柱胞藻与其他蓝细菌相比能保持一定的竞争优势，这是因为______________________________________。
(4)探究不同浓度NaHCO3溶液对藻种1、2、3生长的影响时，水体中CO2浓度应该保持在______(填“较高”或“较低”)水平；光照强度应保持____________________。
(5)图2中，B点净光合速率比A点高的原因是_________________________
______________。A点之前藻种1、2、3净光合速率相等的原因是_________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析] (1)拟柱胞藻是一种水华蓝细菌，为原核生物，含有的光合色素为藻蓝素和叶绿素，并含有与光合作用有关的酶，是能进行光合作用的自养生物，产生氧气的生理过程为水的光解。
(2)由题图1可知，藻种1、2、3的驯养环境中的CO2含量依次升高，则环境中的CO2含量最高的藻种3光合速率应最高，有机物积累量最多，繁殖速度快，故种群数量最大。
(3)根据图1分析可得，藻种1、2、3的驯养环境中的CO2含量依次升高，碳酸酐酶的活力依次降低，故低浓度CO2水体中，拟柱胞藻能保持一定的竞争优势是因为低浓度的CO2环境中，碳酸酐酶的活力高，能够充分利用水体中的HCO分解得到CO2，为光合作用提供原料。
(4)探究不同浓度NaHCO3溶液对藻种1、2、3生长的影响时，光照强度属于无关变量，应保持相同且适宜。在低浓度的CO2水体中，碳酸酐酶的活力高，能够充分利用水体中的HCO分解得到CO2，因此水体中CO2浓度应该保持在较低的水平。
(5)分析图2可知，A、B两点的净光合速率差异主要是由于HCO的含量不同，B点HCO浓度高，分解产生的CO2多，净光合速率高。A点之前三种藻类净光合速率相等是由于HCO浓度过低，分解产生的CO2过少，限制了光合作用。
[答案] (1)细胞中含有与光合作用有关的色素和酶 水的光解(光反应) (2)藻种3 CO2浓度最高，光合作用速率最大，繁殖最快 (3)碳酸酐酶的活力高，能充分利用水体中的HCO (4)较低 相同且适宜 (5)NaHCO3溶液浓度较高，分解产生的CO2多 HCO浓度过低，分解产生的CO2过少，成为光合作用的限制因子
14．(2022·浙江6月选考)通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
处理 指标
光饱和点(klx) 光补偿点(lx) 低于5 klx光合曲线的斜率(mg CO2·dm－2·hr－1·klx－1) 叶绿素含量(mg·dm－2) 单株光合产量(g干重) 单株叶光合产量(g干重) 单株果实光合产量(g干重)
不遮阴 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25
遮阴2小时 35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21
遮阴4小时 30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13
注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题：
(1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加____________，提高吸收光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的________；结合光补偿点的变化趋势，说明植株通过降低____________，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中________________________的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以________形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至________中。
(3)与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均________。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为________(A．<2小时 B．2小时 C．4小时 D．>4小时)，才能获得较高的花生产量。
[解析] (1)从表中数据可以看出，遮阴一段时间后，花生植株的叶绿素含量在升高，提高了对光的吸收能力。随遮阴时间的延长，植株的光饱和点逐渐降低，但是光合曲线斜率逐渐升高，说明植株在较低光强度下也能达到最大的光合速率；随着遮阴时间的延长，光补偿点变小，说明植株可通过降低呼吸速率使其在较低的光强度下开始进行有机物的积累；根据表中的低于5 klx光合曲线的斜率可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植物利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要是以有机物(蔗糖)形式储存并提供给各个器官。结合表中数据看出，较长(4小时)遮阴处理下，整株植物的光合产量下降，但叶片的光合产量没有明显下降，从比例上看反而有所上升，说明植株优先将光合产物分配给了叶。
(3)与对照组相比，遮阴处理的两组光合产量有不同程度的下降。若将花生与其他高秆作物间种，则应尽量减少其他作物对花生的遮阴时间，才能获得较高花生产量。
[答案] (1)叶绿素含量 光合速率 呼吸速率 低于5 klx光合曲线的斜率 (2)蔗糖 叶 (3)下降 A专题限时集训(四) 调 节
(建议用时：40分钟)
一、选择题
1．(2021·江苏选择性考试)如图表示人体胃肠激素的不同运输途径，相关叙述正确的是( )
A．胃肠激素都在内环境中发挥作用
B．内分泌细胞不可能是自身激素作用的靶细胞
C．图中组织液含有激素、细胞因子、尿素等物质
D．不同胃肠激素的作用特异性主要取决于不同的运输途径
C [胃肠激素不都在内环境中发挥作用，也可在消化道内发挥作用，A错误；据题图信息分析可知，内分泌细胞可能是自身激素作用的靶细胞，B错误；激素通过体液运输，尿素是细胞代谢产生的废物，辅助性T细胞产生的细胞因子存在于体液中，故组织液中含有激素、细胞因子、尿素等物质，C正确；不同胃肠激素的作用特异性主要取决于特异性受体，D错误。]
2．(2022·河南驻马店高三期末)为探究贝利尤单克隆抗体(简称“贝利尤单抗”)对甲亢模型大鼠甲状腺激素水平的影响，某科研小组选取了30只生理状态一致的正常雄鼠，并均分为三组进行了如下表所示的有关实验。下列相关叙述正确的是( )
组别 处理 甲状腺激素水平/(pmol·L－1) 促甲状腺激素水平/(mU·mL－1)
对照组 连续灌胃适量的生理盐水29天 21.75±2.05 5.80±0.60
甲亢模型组 连续灌胃等量的一定浓度的甲状腺激素29天 44.95±3.19 11.30±0.60
实验组 ？ 62.11±4.54 7.60±0.08
A．实验组的处理方式为连续灌胃等量的一定浓度的甲状腺激素29天并饲喂适量的贝利尤单抗
B．模型组雄鼠将表现出饮食量增多、体重增加、易怒、好斗等特征
C．该实验说明贝利尤单抗能够促进甲状腺激素的分泌，进而促进促甲状腺激素的分泌
D．该实验结果表明贝利尤单抗可用于研发治疗某种部分甲状腺细胞缺乏的疾病
D [贝利尤单克隆抗体的本质为蛋白质，饲喂会被消化道内的蛋白酶分解，A错误；模型组雄鼠甲状腺激素水平高于正常值，由于甲状腺激素可促进物质氧化分解，提高神经系统的兴奋性，因此模型组雄鼠将表现出饮食量增多、体重减轻、易怒、好斗等特征，B错误；实验组的甲状腺激素水平高于模型组，促甲状腺激素水平低于模型鼠，说明贝利尤单抗能够促进甲状腺激素的分泌，甲状腺激素的含量高会抑制垂体分泌促甲状腺激素，而部分甲状腺细胞缺乏的疾病是由甲状腺激素分泌不足导致的，因此贝利尤单抗可用于研发治疗某种部分甲状腺细胞缺乏的疾病，C错误、D正确。]
3．人体的去甲肾上腺素(NE)既是一种激素也是一种兴奋性神经递质，下图所示为NE的作用示意图。下列说法正确的是( )
A．去甲肾上腺素能神经元兴奋时释放的NE只作用于突触后膜上的受体
B．NE作用于谷氨酸能神经元上相应受体的调节属于负反馈调节
C．NE作用于突触后膜上的受体后，使后膜Na＋通道开放，K＋通道关闭
D．使用突触前自身受体α2阻断剂酚妥拉明后，NE的释放量会减少
C [分析题图可知，去甲肾上腺素能神经元兴奋时释放的NE可作用于突触前膜(去甲肾上腺素能神经元细胞膜)、突触后膜和其他神经元细胞膜上的受体，A错误；NE作用于谷氨酸能神经元上相应受体后，将兴奋传递给谷氨酸能神经元，这种调节不属于负反馈调节，B错误；NE是一种兴奋性的神经递质，当其作用于突触后膜上的受体后，会使突触后膜产生兴奋，突触后膜Na＋通道开放，K＋通道关闭，C正确；当NE作用于突触前膜上的自身受体α2后，会抑制突触前膜释放NE，若阻断该受体，则会导致NE的释放不受抑制，其释放量会增加，D错误。]
4．(2022·山东潍坊模拟预测)FAMIN是一种能实现嘌呤核苷酸循环的多功能酶。经研究发现，在树突状细胞(DC)中，FAMIN激活的嘌呤代谢物抑制了T细胞的活化，FAMIN还能将次黄嘌呤转化为肌苷，然后通过DC释放肌苷来抑制T细胞的激活。下列说法错误的是( )
A．DC摄取、处理、呈递抗原，使辅助性T细胞活化后把抗原呈递给B细胞
B．FAMIN可防止过度的T细胞作用和自身免疫
C．FAMIN的活性降低会增强对肿瘤的免疫监视
D．正常机体活化的T细胞起作用后，其功能会受到抑制
A [辅助性T细胞不呈递抗原，A错误；FAMIN激活的嘌呤代谢物抑制了T细胞的活化，FAMIN可防止过度的T细胞作用和自身免疫，B正确；由于FAMIN激活的嘌呤代谢物抑制了T细胞的活化，因此FAMIN的活性降低将导致T细胞的活化增强，从而会增强对肿瘤的免疫监视，C正确；为防止过度的T细胞作用和自身免疫，正常机体活化的T细胞起作用后，其功能会受到抑制，D正确。]
5．(2022·海南三模)抗TSH(促甲状腺激素)受体的抗体能和TSH受体特异性结合，人工制备的抗TSH受体的抗体可分为甲、乙、丙三种类型，这三种类型抗体的作用机理如表所示，下列相关叙述正确的是( )
抗体类型 作用机理
甲型 竞争性抑制TSH和TSH受体结合，刺激作用强于TSH
乙型 竞争性抑制TSH和TSH受体结合，无刺激作用
丙型 和TSH受体结合的位点与TSH不同，无刺激作用
A．TSH由下丘脑分泌，其受体分布在甲状腺和垂体细胞上
B．注射甲型抗体，可导致机体TSH和甲状腺激素含量上升
C．甲状腺激素分泌不足的机体可通过注射乙型抗体进行治疗
D．丙型抗体可能不影响TSH与受体结合，也不影响甲状腺激素的分泌
D [TSH(促甲状腺激素)是由垂体分泌的，A错误；甲型抗体竞争性抑制TSH和TSH受体结合，且刺激作用强于TSH，因此注射甲型抗体后，甲状腺细胞分泌的甲状腺激素增多，由于负反馈调节，TSH的分泌减少，B错误；乙型抗体能竞争性抑制TSH和TSH受体结合，但本身无刺激作用，注射乙型抗体会导致甲状腺激素的分泌减少，因此不能用来治疗甲状腺激素分泌不足的机体，C错误；丙型抗体和TSH受体结合的位点与TSH不同，且无刺激作用，推测其可能不影响TSH与受体结合，也不影响甲状腺激素的分泌，D正确。]
6．(2022·山东济南高三一模)某研究小组为了研究生长素(IAA)和赤霉素(GA3)对茎切段伸长的影响及生长素(IAA)对茎切段中乙烯(ACC)产量的影响，将带有顶端的西瓜茎切段若干，进行了相关实验，结果如下表。
IAA或GA3的浓度(μmol·L－1) 0 5 10 50 150
IAA处理后茎段伸长量(cm) 0.3 0.38 0.45 0.52 0.6
GA3处理后茎段伸长量(cm) 0.3 0.45 0.5 0.71 0.65
加入IAA后ACC产量(μL/10茎段) 0 0 0.03 0.1 0.2
下列叙述错误的是( )
A．为了保证实验的准确性，实验前应先将茎段置于清水中浸泡一段时间
B．进行实验的过程中，激素处理部位属于茎切段的形态学上端
C．IAA和GA3均能促进茎的伸长生长，当IAA的浓度增高到一定值后才会促进ACC的产生
D．GA3促进茎切段伸长的最适浓度在50～150 μmol·L－1之间
D [为了保证实验的准确性，茎段在分组处理前先在清水中浸泡一段时间(可以去除内源性激素)，A正确；生长素存在极性运输，进行实验的过程中，激素处理部位属于茎切段的形态学上端，B正确；添加IAA和GA3的组别，茎段长于对照组，故IAA和GA3均能促进茎的伸长生长，当IAA的浓度增高到一定值后才会促进ACC的产生，C正确；通过表格数据分析可知，GA3促进茎切段伸长的最适浓度在10～150 μmol·L－1之间，D错误。]
7．脂肪细胞分泌的脂联素能调节糖类的代谢。为研究脂联素与胰岛素敏感指数(SI)、血糖、胰岛素的相关性，科研人员对甲、乙组人群进行实验，测定相关指标，结果如下表所示。
组别 空腹血糖(mmol/L) 餐后血糖(mmol/L) 脂联素(mg/L) 胰岛素敏感指数(SI×10－4)
甲 4.75 5.24 12.81 8.5
乙 9.08 15.02 5.19 1.83
注：胰岛素敏感指数越低，胰岛素的作用效果越差。
下列叙述错误的是( )
A．当正常机体血糖含量较低时，肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖
B．胰岛素敏感指数低时，肌肉对葡萄糖的摄取、利用能力减弱
C．根据表中实验结果可推测脂联素能提高胰岛素敏感指数
D．乙组人群可能为糖尿病患者，其餐后胰岛素含量比甲组人群低
D [正常机体血糖含量较低时，肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖，以补充血糖，A正确；胰岛素敏感指数越低，胰岛素的作用效果越差，肌肉对葡萄糖的摄取、利用能力减弱，B正确；据表中实验结果分析可知，脂联素含量越高，胰岛素敏感指数就越高，可推测脂联素能提高胰岛素敏感指数，C正确；乙组人群中脂联素含量低，导致胰岛素敏感指数降低，血糖含量升高，通过反馈调节，机体分泌更多的胰岛素，D错误。]
8．(不定项)(2022·湖南选择性考试)植物受到创伤可诱导植物激素茉莉酸(JA)的合成，JA在伤害部位或运输到未伤害部位被受体感应而产生蛋白酶抑制剂I(PI Ⅱ)，该现象可通过嫁接实验证明。实验涉及突变体m1和m2，其中一个不能合成JA，但能感应JA而产生PI Ⅱ；另一个能合成JA，但对JA不敏感。嫁接试验的接穗和砧木叶片中PI Ⅱ的mRNA相对表达量的检测结果如图表所示。
嫁接类型 WT……WT m1……m1 WT……m1 m1……WT m2……m2 WT……m2 m2……WT
砧木叶片创伤 否 是 否 是 否 是 否 是 否 是 否 是 否 是
接穗叶片 ＋＋ ＋＋＋ － － ＋ ＋＋＋ － － － － ＋ ＋ ＋＋ ＋＋＋
砧木叶片 ＋＋ ＋＋＋ － － － － ＋＋ ＋＋＋ － － － － ＋＋ ＋＋＋
注：WT为野生型，m1为突变体1，m2为突变体2；“……”代表嫁接，上方为接穗，下方为砧木；“＋”“－”分别表示“有”“无”，“＋”越多表示表达量越高。
下列判断或推测正确的是( )
A．m1不能合成JA，但能感应JA而产生PI Ⅱ
B．嫁接也产生轻微伤害，可导致少量表达PI Ⅱ
C．嫁接类型m1/m2叶片创伤，m1中大量表达PI Ⅱ
D．嫁接类型m2/m1叶片创伤，m2中大量表达PI Ⅱ
BD [由于m1做接穗，野生型做砧木，但是接穗叶片不能表达PI Ⅱ，说明m1对JA不敏感，A错误；分析第一组试验可知，野生型做接穗，野生型做砧木，接穗叶片和砧木叶片都表达PI Ⅱ，说明嫁接也产生轻微伤害，可导致少量表达PI Ⅱ，B正确；m1对JA不敏感，m2不产生JA，故嫁接类型m1/m2叶片创伤，m1中不会大量表达PI Ⅱ，C错误；嫁接类型m2/m1叶片创伤，m1合成JA，运输到m2中感应JA而产生PI Ⅱ，D正确。]
9．(不定项) (2022·湖南衡阳高三模拟)尿崩症可分为抗利尿激素缺乏引起的中枢性尿崩症和肾细胞表面相应受体缺乏引起的肾源性尿崩症，患者会出现多饮、多尿、脱水等症状。醛固酮进入肾小管和集合管的上皮细胞后，与细胞质内受体结合形成醛固酮—受体复合物，再穿过核膜调节基因表达，生成多种醛固酮诱导蛋白，增加K＋的排出和对Na＋、水的重吸收。下列相关叙述错误的是( )
A．补充外源抗利尿激素可对尿崩症患者进行治疗
B．阻断醛固酮—受体复合物的形成，会造成Na＋重吸收障碍
C．在抗利尿激素和醛固酮分泌的过程中，下丘脑均可作为效应器
D．抗利尿激素和醛固酮可作用于肾小管和集合管，促进对水和K＋的重吸收
ACD [利用抗利尿激素对尿崩症患者进行治疗，首先要确定尿崩症的类型，A错误。醛固酮—受体复合物可以通过生成多种醛固酮诱导蛋白，增加对Na＋的重吸收，所以阻断醛固酮—受体复合物的形成，会造成Na＋重吸收障碍，B正确。醛固酮不是下丘脑分泌的，是肾上腺皮质细胞分泌的，C错误。抗利尿激素可作用于肾小管和集合管，促进对水的重吸收；醛固酮可作用于肾小管和集合管，促进对K＋的排出，D错误。]
10．(不定项)(2022·江苏一模)某些新型冠状病毒肺炎患者早期病情较轻，后因发生细胞因子风暴导致病情加重，其机理如下图所示，下列有关叙述正确的是( )
A．IL 6等细胞因子只能在体液免疫和细胞免疫中发挥作用
B．活化的免疫细胞通过自分泌等方式释放更多的细胞因子
C．细胞因子风暴会过度激活机体免疫系统而造成肺部损伤
D．开发IL 6等细胞因子的单克隆抗体有望缓解重症病情
BCD [IL 6等细胞因子除了能在体液免疫和细胞免疫中发挥作用，也能在非特异性免疫中发挥作用，A错误；IL 6等细胞因子能使T细胞活化，活化后的T细胞通过自分泌等方式释放IFN γ等更多的细胞因子，B正确；IL 6、IFN γ等细胞因子能使巨噬细胞活化，活化后的巨噬细胞进而释放活性氧、杀菌蛋白，造成肺部损伤，C正确；由图可知，IL 6等细胞因子会造成肺部损伤，因此开发IL 6等细胞因子的单克隆抗体有望缓解重症病情，D正确。]
二、非选择题
11．造血干细胞(HSC)在骨髓中产生，在损伤、炎症等应激状态下，HSC扮演着调节和维持体内血液系统各个细胞组分的生理平衡的角色，可分化和发育为血细胞和免疫细胞。当受到某些细胞因子刺激后，骨髓中的HSC释放到外周血中，此过程称为HSC动员。下图1表示HSC动员的机制。请回答下列问题：
图1
(1)由图1可知，G CSF刺激骨髓中的伤害性感受神经元，促进神经纤维末梢中________________________的融合，进而释放神经肽(CGRP)，CGRP作为一种________，可作用于________________，促进HSC迁移至血管中。
(2)R蛋白是HSC上受体的组分之一。为研究HSC动员对骨髓造血的影响，研究人员以野生型小鼠及敲除编码R蛋白基因的小鼠为实验材料，实验处理及检测结果如图2和图3所示。
图2
图3
①图2结果表明R蛋白是受体响应CGRP信号所必需的，依据是
_______________________________________________________________
______________________________________________________________。
②图3结果说明_________________________________________________。
③综合图2和图3实验数据可知，G CSF刺激后，野生型小鼠体内HSC总量明显高于敲除组，推测其原因是_______________________________________
___________________________________________________________________。
(3)辣椒中富含辣椒素，辣椒素也可作用于伤害性感受神经元。为探究其能否增强由G CSF刺激引起的HSC动员，研究人员给野生型小鼠分别喂食含辣椒素的辛辣食物及普通食物，检测并比较两组小鼠体内CGRP的含量。请从以下两方面补充完善上述实验方案。
①实验处理：___________________________________________________
______________________________________________________________。
②检测指标：__________________________________________________
______________________________________________________________。
[解析] (1)根据图示可以看出G CSF刺激突触前膜后，引起了神经纤维末梢中的突触小泡与突触前膜融合，释放神经肽，因此可判定CGRP为一种神经递质(或信号分子)，可作用于HSC细胞膜上的受体，促进HSC迁移至血管中。(2)①图2中注射G CSF后，野生型(对照组)可以引起外周血中HSC的相对量升高，与之相比的敲除组的外周血中HSC的相对量较少，可确定R基因表达的R蛋白是受体响应CGRP信号所必需的。②从图3中可以看出是否注射G CSF，是否有R基因的表达产物，单位体积骨髓中HSC存储量基本不变，即HSC动员对骨髓中HSC的存储量无影响。③综合图2和图3实验数据可知，G CSF刺激后，野生型小鼠体内HSC总量明显高于敲除组，可以推测该机制可能是受G CSF刺激后，HSC迁移至外周血导致骨髓中HSC增殖，维持骨髓中HSC的存储量，从而使体内HSC的总量增加。(3)该实验的目的是探究辣椒素能否增强由G CSF刺激引起的HSC动员，因此自变量为是否喂食辣椒素，因变量为HSC动员程度，但该过程需要由G CSF刺激，因此需要对喂食辛辣食物与普通食物的野生型小鼠分别注射等量且适量G CSF，而因变量需要检测两组小鼠外周血中HSC的数量，题中实验方案需补充完善：①实验处理：对喂食辛辣食物与普通食物的野生型小鼠分别注射G CSF。②检测指标：检测两组小鼠外周血中HSC的数量。
[答案] (1)突触小泡与突触前膜 神经递质 (HSC细胞膜上的)CGRP受体 (2)①注射G CSF后，敲除组外周血中HSC数量明显低于野生型 ②HSC动员(注射G CSF)对骨髓中HSC的存储量无影响 ③HSC迁移至外周血导致骨髓中HSC增殖，维持骨髓中HSC的存储量，从而使体内HSC总量增加 (3)①对喂食辛辣食物与普通食物的野生型小鼠分别注射等量且适量G CSF ②检测两组小鼠外周血中HSC的数量
12．(2021·北京等级考)胰岛素是调节血糖的重要激素，研究者研制了一种“智能”胰岛素(IA)并对其展开了一系列实验，以期用于糖尿病的治疗。
(1)正常情况下，人体血糖浓度升高时，________细胞分泌的胰岛素增多，经________运输到靶细胞，促进其对葡萄糖的摄取、利用和储存，从而使血糖浓度降低。
(2)GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白，IA(见图1)中的X能够抑制GT的功能。为测试葡萄糖对IA与GT结合的影响，将足量带荧光标记的IA加入红细胞膜悬液中处理30 min，使IA与细胞膜上的胰岛素受体、GT充分结合。之后，分别加入葡萄糖至不同的终浓度，10 min后检测细胞膜上的荧光强度。图2结果显示：随着葡萄糖浓度的升高，____________________。研究表明葡萄糖浓度越高，IA与GT结合量越低。根据上述信息，推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为____________________。
IA结构示意图
图1 图2
(3)为评估IA调节血糖水平的效果，研究人员给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量的胰岛素和IA，测量血糖浓度的变化，结果如图3所示。
图3
该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具有优势，其体现在________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(4)细胞膜上GT的含量呈动态变化，当胰岛素与靶细胞膜上的受体结合后，细胞膜上的GT增多。若IA作为治疗药物，糖尿病患者用药后进餐，血糖水平会先上升后下降。请从稳态与平衡的角度，完善IA调控血糖的机制图。(任选一个过程，在方框中以文字和箭头的形式作答。)
[解析] (1)胰岛素是由胰岛B细胞分泌的，经体液运输到靶细胞，与靶细胞膜上的受体结合，促进其对葡萄糖的摄取、利用和储存，从而使血糖浓度降低。(2)分析图2可知，随着悬液中葡萄糖浓度升高，细胞膜上的荧光强度降低。由题干分析，带荧光的IA能与位于红细胞的GT和胰岛素受体结合，随着葡萄糖浓度的升高，细胞膜上的荧光强度会下降，意味着IA从膜上脱落下来，加入的葡萄糖浓度越高，细胞膜上的IA越少，由于葡萄糖可以与GT结合而不能与胰岛素受体结合，故推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为葡萄糖与IA竞争结合GT。(3)分析图3可知，胰岛素会将血糖浓度降至60 mg·dL－1(低血糖)左右，而IA将血糖浓度降至100 mg·dL－1左右；IA能将血糖浓度维持在正常水平约10 h，而胰岛素只能维持2 h左右，故该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具有优势，其体现在IA能响应血糖浓度变化发挥作用(或IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险)。(4)由题干信息可知，GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白，血糖浓度升高时，GT的数量越多越有利于降低血糖浓度，IA可以与GT或胰岛素受体结合，与GT结合会抑制GT的功能。糖尿病患者用药后进餐，由于食物的消化吸收，血糖浓度会先升高，葡萄糖与IA竞争性结合GT增多，故IA与GT结合减少，与胰岛素受体结合增多，导致细胞膜上的GT增多，进一步有利于葡萄糖与GT结合，最终细胞摄取葡萄糖的速率升高。血糖下降时，葡萄糖与IA竞争性结合GT减少，IA与GT结合增多，与胰岛素受体结合减少，故细胞膜上的GT减少，能与葡萄糖结合的GT也减少，最终细胞摄取的葡萄糖的速率降低。过程见答案(略)。
[答案] (1)胰岛B 体液 (2)细胞膜上的荧光强度降低 葡萄糖与IA竞争结合GT (3)IA能响应血糖浓度变化发挥作用(或IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险)
(4)
eq \a\vs4\al()
或
eq \a\vs4\al()
13．(2022·北京丰台一模)研究发现，很多免疫细胞表面存在神经递质受体，它们本身也可以合成和分泌多种神经递质(如5 羟色胺)来调节免疫细胞的活性。
(1)细胞毒性T细胞能合成5 羟色胺并结合自身表面的受体，增强自身____________肿瘤细胞的能力，体现了免疫系统的________功能。免疫系统与神经系统、内分泌系统共同维持内环境的________。
(2)单胺氧化酶A(MAO A)是5 羟色胺的降解酶。研究发现黑色素瘤小鼠的细胞毒性T细胞中MAO A基因异常高表达。为探究MAO A基因表达与肿瘤细胞增殖的关系进行了相关实验。图1结果显示，_________________________，
说明MAO A基因表达促进了黑色素瘤细胞的增殖。
图1
(3)为进一步研究MAO A调控细胞毒性T细胞的机理，用肿瘤抗原激活细胞毒性T细胞。野生型小鼠的细胞毒性T细胞中控制5 羟色胺合成的Tph1基因和控制5 羟色胺降解的MAO A基因表达都显著增强；而MAO A基因敲除的小鼠细胞毒性T细胞中________________________________________________，细胞活性增强。
(4)黑色素瘤细胞过度表达PD L1来结合T细胞表面的PD 1，抑制其活化。PD 1抗体是治疗肿瘤的常用药物，联合使用MAO A抑制剂和PD 1抗体治疗肿瘤，实验结果如图2。结果表明，单独使用MAO A抑制剂的抗癌效果________PD 1抗体，两者表现出________关系。
图2
(5)结合以上研究，再提出一种治疗肿瘤的新思路。
_______________________________________________________________
______________________________________________________________。
[解析] (1)细胞毒性T细胞表面的受体能识别、(接触)、裂解肿瘤细胞，体现了免疫监视功能(清除被感染的细胞或肿瘤细胞)。内环境包括组织液、血浆和淋巴液，是体内大多数细胞直接生活的环境，免疫系统与神经系统、内分泌系统等共同维持内环境稳态。(2)结合图1可知，MAO A基因敲除型小鼠的肿瘤体积显著小于野生型小鼠(MAO A基因敲除型小鼠的肿瘤体积增长速度比野生型慢)，说明MAO A基因表达促进了黑色素瘤细胞的增殖。(3)野生型小鼠肿瘤体积大，Tph1基因和MAO A基因表达增强，5 羟色胺合成增多，而MAO A基因敲除小鼠肿瘤体积小，说明Tph1基因表达增强，MAO A基因表达减少，5 羟色胺浓度升高(5 羟色胺合成增加、降解减少，5 羟色胺浓度显著升高)，从而导致细胞毒性T细胞活性增强。(4)结合图2可知，单独使用MAO A抑制剂(第二个柱)的肿瘤体积大于单独使用PD 1抗体(第三个柱)，说明其抗癌效果低于单独使用PD 1抗体；结合第四个柱(两者一起使用肿瘤体积更小)可知，两者表现出协同关系。(5)使用PD L1抗体(可与黑色素瘤细胞表面的PD L1结合，减少其与细胞毒性T细胞表面的PD 1结合，促进细胞毒性T细胞活化，使肿瘤细胞凋亡)；促进Tph1基因表达(细胞毒性T细胞活性增强)；抑制MAO A基因表达(细胞毒性T细胞活性增强)；补充5 羟色胺(细胞毒性T细胞活性增强)等，都可以为治疗肿瘤提供新的思路。
[答案] (1)识别、(接触)、裂解 免疫监视 稳态 (2)敲除型小鼠的肿瘤体积显著小于野生型小鼠(敲除型小鼠的肿瘤体积增长速度比野生型慢) (3)Tph1基因表达增强，MAO A基因表达减弱，5 羟色胺浓度升高(5 羟色胺合成增加、降解减少，5 羟色胺浓度显著升高) (4)低于 协同 (5)使用PD L1抗体；促进Tph1基因表达；抑制MAO A基因表达；补充5 羟色胺等(任答一条，合理即可)
(教师用书独具)
1．(2022·河北石家庄二模)下图表示人体内“脑—脾神经轴”的调节机制。下列相关叙述不正确的是( )
A．“脑—脾神经轴”的调节机制能对体液免疫发挥作用
B．若B淋巴细胞中乙酰胆碱受体基因的表达量下降，可影响抗体生成
C．乙酰胆碱在该调节过程中作为神经递质刺激B淋巴细胞增殖、分化
D．适度压力刺激使“脑—脾神经轴”兴奋性提高，有利于增强机体免疫力
C [“脑—脾神经轴”的调节机制能释放去甲肾上腺素，结合图示分析可知，该调节机制能对(B淋巴细胞参与的)体液免疫发挥作用，A正确；乙酰胆碱需要与乙酰胆碱受体结合才能发挥作用，若B淋巴细胞中乙酰胆碱受体基因的表达量下降，会影响乙酰胆碱的作用，进而影响抗体生成，B正确；神经递质是由神经细胞释放的，而该题中乙酰胆碱是由T淋巴细胞释放的，因此是作为细胞因子促进B淋巴细胞的增殖、分化，C错误；适度压力刺激使“脑—脾神经轴”兴奋性提高，有利于增强抗体的分泌量，进而增强机体免疫力，D正确。]
2．(2022·河北模拟预测)美国科学家David Julius因发现TRPV1受体而获得了2021年诺贝尔生理学或医学奖。该受体对辣椒素和热刺激等敏感，是位于疼痛感神经末梢的一种非选择性阳离子通道，如图甲所示。当TRPV1受体被激活时，能引起Ca2＋、Na＋等阳离子内流，使神经细胞产生兴奋，进而产生疼痛感。季胺类衍生物QX 314单独使用时不能通过细胞膜，但将QX 314与辣椒素联合使用时，能使人产生持久的痛觉阻滞，图乙是在突触后膜上将QX 314与辣椒素联合使用时的作用机理示意图。下列叙述错误的是( )
图甲
图乙
A．吃辣火锅再喝热饮料，感觉神经元产生的痛觉更强
B．TRPV1基因敲除的小鼠可能会对高温刺激的敏感性减弱
C．辣椒素可以打开QX 314进入细胞的蛋白通道，QX 314进入细胞后阻止Na＋内流，抑制兴奋产生，使痛觉阻滞
D．吃辣椒后，毛细血管舒张，汗腺分泌量增加，调节该过程的神经中枢位于下丘脑
A [痛觉产生于大脑皮层，不产生于感觉神经元，A错误；TRPV1受体对辣椒素和热刺激等敏感，TRPV1受体缺乏的小鼠可能会对高温刺激不敏感，故TRPV1基因敲除的小鼠可能会对高温等刺激不敏感，B正确；由图乙可知，辣椒素可以打开QX 314进入细胞的蛋白通道，QX 314进入细胞后阻止Na＋内流从而抑制兴奋产生，使突触后膜不能产生兴奋，进而使痛觉阻滞，C正确；吃辣椒后人体会感觉到热，此时毛细血管舒张，汗腺分泌量增加，调节该过程的神经中枢位于下丘脑，D正确。]微专题限时集训(十四) 发酵工程
(建议用时：25分钟)
一、选择题
1．(2022·山东烟台一模)下列关于果酒、果醋制作过程的叙述，正确的是( )
A．家庭制作果酒、果醋通常不是纯种发酵，无需对材料和用具消毒
B．果酒制作过程中为防止杂菌污染，只能拧松发酵瓶盖而不能打开瓶盖
C．果酒制成后只需要将装置移至温度略高的环境中就能酿成果醋
D．变酸的果酒液面上的菌膜是乳酸菌大量繁殖形成的
B [家庭制作果酒、果醋通常不是纯种发酵，但材料和用具要进行消毒，以免造成污染或影响风味，A错误；果酒制作过程会产生二氧化碳，在排气的过程中为防止杂菌污染，只能拧松发酵瓶盖而不能打开瓶盖，B正确；制作果醋利用的是醋酸菌，醋酸菌是好氧细菌，果酒制成后需要将装置移至温度略高且持续通入无菌空气的环境中，可制作果醋，C错误；变酸的果酒液面上的菌膜是醋酸菌大量繁殖形成的，D错误。]
2．(2022·辽宁沈阳二模)泡菜，古称葅，是指为了利于长时间存放而经过发酵的蔬菜。我国最早的诗集《诗经》中有“中田有庐，疆场有瓜，是剥是菹，献之皇祖”的诗句。庐和瓜是蔬菜，“剥”和“菹”是腌制加工的意思。泡菜历史悠久，流传广泛，几乎家家会做，人人吃，在筵席上也要上几碟泡菜。下列有关泡菜制作的描述，错误的是( )
A．泡菜坛盖边注水并在发酵的过程中不断补充，可以提供无氧发酵环境
B．发酵过程中加入一些已经腌制过的泡菜汁可以缩短发酵时间
C．应用细菌计数板对泡菜汁中乳酸菌进行计数，应该先盖盖玻片再滴加样液
D．制作泡菜时，可将盐水煮沸，既能灭菌避免杂菌污染又能去除盐水中的氧气
D [泡菜坛盖边注水并在发酵的过程中不断补充，可以形成无氧环境，A正确；腌制过的泡菜汁中含有大量的乳酸菌，可以增加乳酸菌的数量，缩短发酵时间，B正确；细菌计数板的使用原则是先盖盖玻片再滴加样液，C正确；煮沸属于消毒方法，不能灭菌，D错误。]
3．(2022·山东等级考)青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产，关于该生产过程，下列说法错误的是( )
A．发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖
B．可用深层通气液体发酵技术提高产量
C．选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中
D．青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格灭菌
D [青霉菌处于葡萄糖浓度不足的环境中会通过分泌青霉素杀死细菌；提供相同含量的碳源，葡萄糖溶液单位体积中溶质微粒较多，会导致细胞失水，发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖；乳糖是二糖，可被水解为半乳糖和葡萄糖，是青霉菌生长的最佳碳源，可以被青霉菌缓慢利用而维持青霉素分泌的有利条件，A正确。青霉菌的代谢类型为异养需氧型，可用深层通气液体发酵技术提高产量，B正确。选育出的高产青霉菌株经扩大培养纯化后，才可接种到发酵罐中进行工业化生产，C正确。为了防止细菌、其他真菌等微生物的污染，获得纯净的青霉素，发酵罐仍需严格灭菌，D错误。]
4．(不定项)(2022·江苏无锡期末)E Test法是一种用于确定抗菌药物最小抑菌浓度(MIC)的定量检测方法。其原理为将载有抗生素连续梯度浓度的塑料条(E Test条)置于已接种待测菌液的琼脂平板上，从抑菌圈与 E Test条交界处可读出MIC值。下图是六种抗生素(①～⑥)对某细菌抑菌情况的测定结果，每个E Test条上抗生素浓度范围均为0.016～256 μg/mL。下列相关叙述正确的是( )
A．检测时，将待测菌液采用稀释涂布平板法接种于琼脂平板培养基上
B．该菌株对不同抗生素的敏感性大小为②>③>⑥>⑤>④>①
C．部分抑菌圈内出现零散细小的菌落，可能是菌株存在抗药性突变
D．该菌株对抗生素④的MIC值应取1.0 μg/mL和256 μg/mL的中间数值
AC [检测时，将待测菌液采用稀释涂布平板法接种于琼脂平板培养基上，能够保证平板上各个区域的菌落数基本相当，A正确；该菌株对不同抗生素的敏感性不同，抑菌圈越大，说明该菌株对此种抗生素的敏感性越大，故其敏感性大小为①>④>⑤>⑥>③>②，B错误；部分抑菌圈内出现零散细小的菌落，说明这些菌落对该抗生素具有抗性，可能是菌株存在抗药性突变，C正确；从结果可以看出，抗生素浓度在1.0 μg/mL时，几乎看不到抑菌圈，但抗生素浓度在256 μg/mL时，可以看到明显的抑菌圈，MIC值是指抗菌药物最小抑菌浓度，故该菌株对抗生素④的MIC值应取接近于1.0 μg/mL的数值，D错误。]
二、非选择题
5．(2021·广东选择性考试)中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖)为原料，在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图所示。
开放式发酵系统
请回答下列问题：
(1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为________，并不断提高其浓度，经多次传代培养(指培养一段时间后，将部分培养物转入新配制的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用________________的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。此外，选育优良菌株的方法还有________________________等。(答出两种方法即可)
(2)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基盐浓度设为60 g/L，pH为10，菌株H可正常持续发酵60 d以上。该系统不需要灭菌的原因是________________________________
____________________________________________________________________
______________________________________________________(答出两点即可)。
(3)研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵，结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中________可能是高密度培养的限制因素。
(4)菌株H还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产PHA，说明其能分泌________________________________________________________
__________________________________________________________________。
[解析] (1)根据题意分析，该实验的目的是提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，结合微生物的代谢需求，其液体培养基应该以蔗糖作为唯一碳源。并不断提高其浓度，经多次传代培养(指培养一段时间后，将部分培养物转入新配制的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用血细胞计数板计数的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。 此外，选育优良菌株的方法还有诱变育种、基因工程育种等。
(2)菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，因此当培养基盐浓度为60 g/L，pH为10时，菌株H可正常持续发酵60 d以上，而盐浓度为60 g/L的条件下，其他杂菌因失水过多而死亡；pH为10的条件下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制，故该系统不需要灭菌。
(3)分析题意，扩大培养时，营养物浓度、温度、pH等适宜条件下，而发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中氧气不足，使菌种进行无氧呼吸产生乙醇，即氧气(O2或溶解氧)是限制高密度培养的重要因素。
(4)根据酶的专一性可知，菌株H之所以能通过分解主要含蛋白质、淀粉、油脂等的餐厨垃圾来生产PHA，说明其能分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。
[答案] (1)唯一碳源 血细胞计数板计数 诱变育种、基因工程育种 (2)盐浓度为60 g/L的条件下，其他杂菌因失水过多而死亡；pH为10的条件下，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制 (3)氧气(O2或溶解氧) (4)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等
6．(2022·陕西西安模拟)如图为某工厂生产葡萄酒和葡萄醋的基本工艺流程，请回答：
(1)在图示“葡萄→葡萄汁”的过程中辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高红葡萄酒的色泽度，原因是_________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)图示甲罐的液面位置表示加入葡萄汁的量，这种做法的目的是既__________________________，又可以防止________________________。
(3)将甲罐发酵液的样液稀释适当倍数后，取0.1 mL涂布到若干个平板(每个稀释度至少涂布三个平板)，对菌落数在________的平板进行计数，则可根据公式推测甲罐发酵液中酵母菌的活菌数。
(4)在乙罐内利用醋酸菌和葡萄酒进行葡萄醋发酵，所获得的葡萄醋中为什么没有酒精？___________________________________________________________
___________________________________________________________________。
写出与此相应的化学反应方程式____________________________________
_______________________________________________________________。
(5)在制备加入乙罐的醋酸菌液过程中有可能混入乳酸菌。请用稀释涂布平板法设计实验，检测是否混入了乳酸菌(注：乳酸菌和醋酸菌的菌落形态相似)。
①实验思路：___________________________________________________
______________________________________________________________。
②预期结果：__________________________________________________
______________________________________________________________。
[解析] (1)纤维素酶、果胶酶可分解细胞壁，有利于榨汁处理过程中色素释放，可提高红葡萄酒的色泽度。
(2)图示甲罐的液面位置表示加入葡萄汁的量，要留有1/3的空间，这种做法的目的是初期为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气，同时防止后期发酵旺盛时汁液溢出。
(3)稀释涂布平板法计数活菌数量时，为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。
(4)在乙罐内利用醋酸菌和葡萄酒进行葡萄醋发酵，因为醋酸菌将葡萄酒中的乙醇变为乙醛，再将乙醛变为乙酸，故所获得的葡萄醋中没有酒精；此反应的化学反应方程式为C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量。
(5)由于醋酸菌是好氧细菌，而乳酸菌是厌氧细菌，为检测是否混入了乳酸菌，可将平板置于无氧环境下培养。
①实验思路：用稀释涂布平板法制备该醋酸菌液的若干平板，将平板置于无氧环境下继续培养，观察平板上菌落情况。
②预期结果：若平板上有菌落形成，则说明混入乳酸菌；若没有菌落形成，则说明没有乳酸菌混入。
[答案] (1)纤维素酶、果胶酶可分解细胞壁，有利于榨汁处理过程中色素释放 (2)为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气 发酵旺盛时汁液溢出 (3)30～300 (4)醋酸菌将葡萄酒中的乙醇变为乙醛，再将乙醛变为乙酸 C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量 (5)用稀释涂布平板法制备该醋酸菌液的若干平板，将平板置于无氧环境下继续培养，观察平板上菌落情况 若平板上有菌落形成，则说明混入乳酸菌；若没有菌落形成，则说明没有乳酸菌混入微专题限时集训(五) 光合作用和细胞呼吸
(建议用时：40分钟)
一、选择题
1．(2022·江苏南通联考)杏仁中含有的苦杏仁苷是一种氰化物，它能与线粒体内膜中传递电子的蛋白质结合，阻断ATP的生成。苦杏仁苷能抑制( )
A．葡萄糖分解为丙酮酸和[H]
B．丙酮酸彻底分解为CO2和[H]
C．[H]和O2结合生成水
D．有氧呼吸过程中有关酶的合成
C [电子传递链是有氧呼吸的第三阶段，苦杏仁苷能与线粒体内膜中传递电子的蛋白质结合，从而抑制有氧呼吸的第三阶段，即抑制[H]和O2结合生成水，因此，C正确，ABD错误。故选C。]
2．(2022·浙江6月选考)下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是( )
A．人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B．制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C．梨果肉细胞无氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D．酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量
B [剧烈运动时人体可以进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物是乳酸，故人体剧烈运动时会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸，A正确；制作酸奶利用的是乳酸菌无氧发酵的原理，乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2产生，B错误；梨果肉细胞无氧呼吸第一阶段能产生少量能量，该部分能量大部分以热能的形式散失，少部分可用于合成ATP，C正确；酵母菌乙醇发酵是利用酵母菌在无氧条件下产生乙醇的原理，故发酵过程中通入氧气会导致其无氧呼吸受抑制而影响乙醇的生成量，D正确。]
3．(2022·全国乙卷)某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是( )
A．初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率
B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定
C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
D [初期容器内CO2浓度较大，说明植物光合作用大于呼吸作用，植物吸收CO2释放O2，使密闭容器内的CO2浓度下降，O2浓度上升，A错误；根据题干分析在密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下，初期容器内的CO2浓度下降，所以说明植物光合作用大于呼吸作用，但由于CO2含量逐渐降低，从而使植物光合速率逐渐降低，直到光合作用与呼吸作用相等，容器中气体趋于稳定，B错误；初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C错误，D正确。]
4．(2021·湖南选择性考试)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是( )
A．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用
B．在暗反应阶段，CO2不能直接被还原
C．在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降
D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
A [弱光条件下植物没有O2的释放，有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，光合作用产生的O2被呼吸作用消耗完，此时植物虽然进行了光合作用，但是没有O2的释放，A错误；CO2性质不活泼，在暗反应阶段，一个CO2分子被一个C5分子固定以后，很快形成两个C3分子，在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被NADPH还原，因此CO2不能直接被还原，B正确；在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，光合作用产物输出受阻，叶片的光合速率会暂时下降，C正确；合理密植可以充分利用光照，增施有机肥可以为植物提供矿质元素和CO2，这些措施均能提高农作物的光合作用强度，D正确。]
5．(2022·潍坊临朐一中检测)用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙同时从某池塘水深0.5 m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化能合成作用)。有关分析不合理的是( )
透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙
4.9 mg 5.6 mg 3.8 mg
A．丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是细胞质基质和线粒体基质
B．在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mg
C．在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的高
D．在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为0.7 mg
D [玻璃瓶丙不透光，浮游植物只能进行呼吸作用产生[H]，场所是细胞质基质、线粒体基质，A正确；丙瓶生物只能进行呼吸作用，其消耗氧气的量为4.9－3.8＝1.1 mg，B正确；乙瓶中由于进行光合作用使氧气增多，则二氧化碳减少，而丙瓶是消耗氧气释放二氧化碳，因此乙瓶水样的pH比丙瓶的高，C正确；乙瓶生产者的实际光合作用为5.6－4.9＋(4.9－3.8)＝1.8 mg，D错误。]
6．(2022·山东等级考)植物细胞内10%～25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是( )
A．磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B．与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C．正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D．受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
C [根据题意可知，磷酸戊糖途径产生的NADPH可作为其他物质的合成的还原剂，而有氧呼吸产生的还原型辅酶是NADH，能与O2反应产生水，A正确；有氧呼吸是葡萄糖彻底氧化分解释放能量的过程，而磷酸戊糖途径产生了多种中间产物，中间产物还进一步生成了其他有机物，所以葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量比有氧呼吸少，B正确；正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖只能追踪含有碳元素的产物，而无法追踪各产物的生成，C错误；受伤组织修复即植物组织的再生过程，细胞需要增殖，所以需要核苷酸和氨基酸等原料，而磷酸戊糖途径的中间产物可生成氨基酸和核苷酸等，D正确。]
7．(不定项)(2022·济南一模)下图为某植物细胞内某生物膜上发生的生理过程，实线代表H＋的运输路径，虚线代表电子的传递路径。请据图分析，下列说法正确的是( )
A．该生物膜为叶绿体的类囊体薄膜，B侧为叶绿体基质
B．膜A侧的pH低于B侧
C．复合物Ⅲ运输H＋和ATP合成酶运输H＋的方式分别为协助扩散和主动运输
D．若图中的O2用18O标记，一段时间后在CO2中能检测到18O
BD [该生物膜上有水生成，应该为线粒体内膜，A错误；据图可知，H＋从A侧运往B侧需要ATP合成酶的协助，且不需要消耗ATP，属于协助扩散，据此可以推测为顺浓度梯度运输，则膜A侧的H＋浓度高，其pH低于B侧，B正确；结合B选项分析可知，H＋的浓度A侧＞B侧，则复合物Ⅲ运输H＋从B侧到A侧属于逆浓度梯度运输，为主动运输，ATP合成酶运输H＋的方式为协助扩散，C错误；若图中的O2用18O标记，则会在H2O中检测到18O，该HO参与呼吸作用第二阶段，一段时间后在CO2中能检测到18O，D正确。]
8．(不定项)(2022·山东济宁邹城期中)将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如图所示。下列说法正确的是( )
甲 乙
A．图甲中的C点之前植物已经开始进行了光合作用
B．图甲中的F点对应图乙中的g点
C．到达图乙中的d点时，玻璃罩内的CO2浓度最高
D．经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加
ACD [图甲中C点表示光合作用与细胞呼吸相等的点，因此在C点之前光合作用已经开始，根据图中曲线变化，可推测，光合作用可能在B点开始，结束于F点之后，A正确；图甲中的F点对应图乙中的h点，此时光合作用速率等于细胞呼吸速率，之后玻璃罩内的CO2浓度增加，B错误；d点之前一直释放CO2，该点之后吸收CO2，所以到达图乙中的d点时，玻璃罩内的CO2浓度最高，C正确；比较图甲中A点和G点，G点的CO2浓度低于A点，说明经过一昼夜玻璃罩内的CO2减少了，而减少的这部分被植物吸收用于合成有机物，因此经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加，D正确。]
二、非选择题
9．(2022·湖南选择性考试)将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10 μmol/(s·m2)时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量；日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35 ℃/25 ℃，光照强度为2 μmol/(s·m2)，每天光照时长为14小时。回答下列问题：
(1)在此条件下，该水稻种子________(填“能”或“不能”)萌发并成苗(以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗)，理由是______________________________
____________________________________________________________________。
(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10 μmol/(s·m2)，其他条件与上述实验相同，该水稻________(填“能”或“不能”)繁育出新的种子，理由是_______________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
______________________________________________________(答出两点即可)。
(3)若该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田)，为防鸟害、鼠害，减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有______________特性。
[解析] (1)种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，因此在光照强度为2 μmol/(s·m2)，每天光照时长为14小时，虽然光照强度低于光补偿点，但光照有利于叶片叶绿素的形成，种子仍能萌发并成苗。
(2)将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10 μmol/(s·m2)时为该水稻种子的光补偿点，每天光照时长为14小时，此光照强度下没有有机物的积累，黑暗时细胞呼吸仍需消耗有机物，且每天光照时长大于12小时，植株不能开花，因此该水稻不能繁育出新的种子。
(3)该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田)，为防鸟害、鼠害，减少杂草生长，须灌水覆盖，此时种子获得氧气较少，可通过无氧呼吸分解有机物供能，无氧呼吸产生的酒精对种子有一定的毒害作用，推测该种子应具有耐受酒精毒害的特性。
[答案] (1)能 种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，且光照有利于叶片叶绿素的形成 (2)不能 光照强度为10 μmol/(s·m2)时为该水稻种子的光补偿点，每天光照时长为14小时，此光照强度没有有机物的积累，黑暗时细胞呼吸仍需消耗有机物，故全天没有有机物积累；每天光照时长大于12小时，植株不能开花 (3)耐受酒精毒害
10．(2021·河北选择性考试)为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：(1)对照组；(2)施氮组：补充尿素(12 g·m－2)；(3)水＋氮组：补充尿素(12 g·m－2)，同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
生理指标 对照组 施氮组 水＋氮组
自由水/结合水 6.2 6.8 7.8
气孔导度(mmol·m－2·s－1) 85 65 196
叶绿素含量(mg·g－1) 9.8 11.8 12.6
RuBP羧化酶活性(μmol·h－1·g－1) 316 640 716
光合速率(μmol·m－2·s－1) 6.5 8.5 11.4
注：气孔导度反映气孔开放的程度。
请回答下列问题：
(1)植物细胞中自由水的生理作用包括________________________________
______________________________________________(写出两点即可)等。
补充水分可以促进玉米根系对氮的________，提高植株氮供应水平。
(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与________离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动______________两种物质的合成以及________的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到________分子上，反应形成的产物被还原为糖类。
(3)施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是_______________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物；根据表格分析，水＋氮组的气孔导度大大增加，增强了植物的蒸腾作用，有利于植物根系吸收并向上运输氮，所以补充水分可以促进玉米根系对氮的主动吸收，提高植株氮供应水平。
(2)参与光合作用的很多分子都含有氮，叶绿素的元素组成有C、H、O、N、Mg，其中氮与镁离子(Mg2＋)参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于光反应，光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，完成的反应是水光解产生NADPH和O2，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，其中ATP和NADPH两种物质含有氮元素；暗反应包括CO2的固定和C3的还原两个过程，其中RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到C5(RuBP)分子上，反应形成的C3被还原为糖类。
(3)分析表格数据可知，施氮同时补充水分使气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大，使植物有足量的CO2供应，从而增加了光合速率。
[答案] (1)细胞内良好的溶剂；能够参与生化反应；能为细胞提供液体环境；还能运送营养物质和代谢废物(写出两点即可) 主动吸收 (2)镁(Mg) ATP和NADPH 水 C5(或RuBP) (3)气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大
11．(2022·山东等级考)强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。
分组 处理
甲 清水
乙 BR
丙 BR＋L
(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是________。
(2)强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有__________________________、____________(答出2种原因即可)等；氧气的产生速率继续增加的原因是______________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光抑制________(填“增强”或“减弱”)；乙组与丙组相比，说明BR可能通过________________________发挥作用。
[解析] (1)苹果幼苗叶肉细胞中的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素，其中胡萝卜素在层析液中溶解度最大，故色素分离时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。
(2)影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2的浓度、温度等；其内部因素有酶的活性、色素的含量、五碳化合物的含量等。强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，可能的原因有五碳化合物供应不足、CO2供应不足；氧气的产生速率继续增加的原因是强光照射后短时间内，光反应速率增加，水光解产生氧气的速率增加。
(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光合作用强度较高，说明加入BR后光抑制减弱；乙组用BR处理，丙组用BR和试剂L处理，与乙组相比，丙组光合作用强度较低，由于试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成，说明BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成发挥作用。
[答案] (1)蓝紫光 (2)五碳化合物供应不足 CO2供应不足 强光照射后短时间内，光反应速率增加，水光解产生氧气的速率增加 (3)减弱 促进光反应关键蛋白的合成
12．(2022·广东韶关检测)研究人员发现一莲藕突变体植株，其叶绿素含量仅为普通莲藕植株的56%。下图表示在25 ℃时不同光照强度下该突变体莲藕植株和普通莲藕植株的净光合速率。表中数据是某光照强度下测得的突变体莲藕植株与普通莲藕植株相关生理指标，请分析并回答相关问题：
品种 单位时间进入叶片单位面积的CO2量(mmol·m－2·s－1) 胞间CO2浓度(ppm) 还原性糖(mg·g－1鲜重)
普通莲藕植株 0.10 250 2.72
突变体莲藕植株 0.18 250 3.86
(1)莲藕植株叶片中的叶绿素主要吸收________________。光照强度为a时，叶片中合成ATP的细胞器有______________________。
(2)当光照强度低于a时，突变体莲藕植株的净光合速率低于普通莲藕植株，推测引起这种差异主要是由于突变体莲藕植株____________________________
__________________________________________________________________。
(3)分析图表中信息可知，光照强度大于a时，环境中的CO2浓度________(填“是”或“不是”)影响普通莲藕植株净光合速率的主要原因，突变体莲藕植株合成还原性糖较多的原因主要是①________________________________________
_________________________________________________________________；
②______________________________________________________________。
(4)为进一步探究突变体莲藕植株最适宜光照强度，实验测定各组数据时往往要采取随机取样、____________________(答出两点)等措施，以保证实验数据的可信度。
[解析] (1)叶绿体中的色素包括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；合成ATP的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，据图可知，光照强度为a时，净光合速率大于0，说明光合作用和呼吸作用都能进行，细胞质基质不是细胞器，因此叶片中合成ATP的细胞器有线粒体和叶绿体。
(2)图中光照强度低于a时，突变体莲藕植株的净光合速率低于普通莲藕植株，推测引起这种差异的主要原因是突变体莲藕植株的叶绿素含量较低，利用弱光的能力较差，光反应形成ATP和NADPH少，光合速率低。
(3)据图可知，光照强度大于a时，随着光照强度的增加，净光合速率仍在增加，因此影响普通莲藕植株净光合速率的主要原因是光照强度，不是环境中的CO2浓度；此时根据图表和题意分析可知，突变体植株叶绿素含量仅为普通莲藕植株的56%，但光照强度大于a时，突变体莲藕植株合成还原性糖较多。原因是两个方面：一方面充足的光照弥补了色素缺乏；另一方面突变体莲藕植株暗反应效率高，利用CO2的能力强，固定较多CO2，所以与普通莲藕植株相比，突变体莲藕植株合成还原性糖较多。
(4)科学实验中的数据，往往存在误差，为进一步探究突变体莲藕植株最适宜光照强度，实验测定各组数据时往往要采取随机取样、重复取样测定、取平均值等措施，以保证实验数据的可信度。
[答案] (1)红光和蓝紫光 叶绿体和线粒体 (2)叶绿素含量较低，光反应产生的ATP和NADPH少，光合速率低 (3)不是 叶片吸收的CO2的速率较快，暗反应效率更高，固定了较多的CO2 充足光照弥补了叶绿素的不足 (4)重复取样测定、取平均值
(教师用书独具)
1．(2022·黄冈高三调研)2，4 二硝基苯酚(DNP)能抑制线粒体内膜合成ATP，但不影响此部位[H]与O2的结合以及放能。将部分酵母菌破碎后获取线粒体和细胞质基质，进行下表所示各组实验。下列有关叙述正确的是( )
组别 反应条件
甲组 1 mol葡萄糖＋线粒体＋充足O2
乙组 1 mol葡萄糖＋细胞质基质＋缺乏O2
丙组 1 mol葡萄糖＋完整酵母菌＋充足O2
丁组 1 mol葡萄糖＋完整酵母菌＋缺乏O2
戊组 1 mol葡萄糖＋完整酵母菌＋充足O2＋DNP
A．甲组、丙组和戊组中产生的丙酮酸都能在线粒体中分解产生CO2
B．乙组和丁组都可以进行无氧呼吸，两组产生的酒精分子数大致相等
C．丙组和丁组中葡萄糖分解后的能量去路只有热能和ATP中储存的能量
D．丙组和戊组都可以进行有氧呼吸，丙组产生的H2O、CO2和ATP的量都多于戊组
B [甲组实验中线粒体不能分解葡萄糖，丙组和戊组中丙酮酸能在线粒体中分解产生CO2，A错误；据题干信息可知，只有乙组和丁组缺乏O2，因此只有乙组和丁组能进行无氧呼吸产生酒精，两组产生的酒精分子数大致相等，B正确；丙组进行的是有氧呼吸，葡萄糖彻底分解，葡萄糖分解后的能量去路只有热能和ATP中储存的能量，而丁组进行的是无氧呼吸，葡萄糖分解后的能量去路有热能、ATP中储存的能量和酒精中含有的能量，C错误；丙组和戊组进行的都是有氧呼吸，由于2，4 二硝基苯酚(DNP)只抑制线粒体内膜合成ATP，但不影响此部位[H]与O2结合放能，故反应完成后丙组和戊组产生相同数量的H2O和CO2，但丙组未用DNP处理，产生ATP总量多于戊组，D错误。]
2．(2022·广东高州模拟)景天科植物有一个很特殊的CO2同化方式：夜间气孔开放，吸收的CO2先形成苹果酸储存在液泡中，当白天气孔关闭时，液泡中的苹果酸经脱羧作用，释放出CO2用于光合作用，下列叙述错误的是( )
甲 乙
A．该代谢途径可防止景天科植物在白天大量散失水分，有利于适应干旱环境
B．景天科植物白天进行光合作用，暗反应固定的CO2仅来自苹果酸脱羧作用
C．与常见的C3途径植物相比，夜间将景天科植物放置于室内更有益于人体健康
D．白天，突然降低外界CO2浓度，景天科植物叶肉细胞中C3的含量无明显变化
B [该代谢途径即白天关闭气孔，可防止景天科植物在白天大量散失水分，有利于适应干旱环境，A正确；景天科植物白天进行光合作用，暗反应固定的CO2来自苹果酸脱羧作用和呼吸作用，B错误；景天科植物晚上打开气孔，吸收二氧化碳，故夜间将景天科植物放置于室内，可以降低室内的二氧化碳浓度，更有益于人体健康，C正确；景天科植物，白天不从外界吸收二氧化碳，故突然降低外界CO2浓度，景天科植物叶肉细胞中C3的含量无明显变化，D正确。]微专题限时集训(十六) 基因工程及生物技术的安全性与伦理问题
(建议用时：25分钟)
一、选择题
1．(2021·江苏选择性考试)如图是剔除转基因植物中标记基因的一种策略，下列相关叙述错误的是( )
A．分别带有目的基因和标记基因的两个质粒，都带有T DNA序列
B．该方法建立在高转化频率基础上，标记基因和目的基因需整合到不同染色体上
C．若要获得剔除标记基因的植株，转化植株必须经过有性繁殖阶段遗传重组
D．获得的无筛选标记转基因植株发生了染色体结构变异
D [农杆菌中的Ti质粒上的T DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，故分别带有目的基因和标记基因的两个质粒，都带有T DNA序列，进而成功整合到受体细胞染色体上，A正确；该方法需要利用农杆菌转化法，在高转化频率的基础上，将目的基因和标记基因整合到染色体上，由图可知，标记基因和目的基因位于细胞中不同的染色体上，B正确；通过杂交分离结果可知，经过有性繁殖阶段遗传重组后获得了三种类型的细胞，其中包括只含目的基因的，只含标记基因的和既含目的基因又含标记基因的，C正确；获得的无筛选标记转基因植株发生了基因重组，D错误。]
2．(2021·湖北选择性考试)某实验利用PCR技术获取目的基因，实验结果显示除目的基因条带(引物与模板完全配对)外，还有两条非特异条带(引物和模板不完全配对)。为了减少非特异条带的产生，以下措施中有效的是( )
A．增加模板DNA的量
B．延长热变性的时间
C．延长延伸的时间
D．提高复性的温度
D [增加模板DNA的量可以提高反应速度，但不能有效减少非特异条带，A错误；延长热变性的时间和延长延伸的时间会影响变性和延伸过程，但对于延伸中的配对影响不大，故不能有效减少非特异条带，B、C错误；复性温度过低会造成引物与模板的结合位点增加，故可通过提高复性的温度来减少非特异条带的产生，D正确。]
3．(2022·辽宁葫芦岛高三期末)利用转基因技术制造的新型致病菌具有极大的危害性，其原因不包括( )
A．人体不会对它们产生免疫反应
B．它们可能具有超强的传染性和致病性
C．它们可能使具有某种易感基因的民族感染，而施放国的人却不易感染
D．人类从没接触过它们，这可能让大批受感染者突然发病而又无药可医
A [新型致病菌对人体来说是抗原，人体可以对它们产生免疫反应，A错误；由于基因重组，集中在一种病菌体内可能导致其致病能力和传染性超强，危害性更大，B正确；由于对该致病菌进行基因修改，它们侵染的寄主可能有所改变，可能使具有某种易感基因的民族感染，而施放国的人却不易感染，C正确；人类从没接触过它们，体内没有相应的记忆细胞和抗体，也没有特效药，加之它们可能具有超强的传染性和致病性，这可能让大批受感染者突然发病而又无药可医，D正确。]
4．(不定项)(2022·江苏苏州高三期末)人参是一种名贵药材，具有良好的滋补作用。干扰素在慢性乙肝、丙肝及部分肿瘤的治疗中有一定疗效。下图为科研人员制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的流程。①～④表示相关的操作， EcoRⅠ、BamHⅠ为限制酶，它们的识别序列及切割位点如下表所示。下列有关叙述错误的是( )
限制酶 识别序列及切割位点
EcoRⅠ ↓ GAATTC
BamHⅠ ↓ GGATCC
A．过程①所需的两种引物中分别加上GAATTC和GGATCC序列有利于后续操作
B．构建基因表达载体时，目的基因必须位于启动子和终止子之间才能进行复制
C．过程③利用的是T DNA的特性将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA中
D．过程④需控制培养基中植物激素的种类和比例，以防止愈伤组织细胞发生再分化
BC [结合图示可知，PCR的产物用EcoRⅠ和BamHⅠ来酶切，因此需在基因的引物两侧加上酶切位点和，A正确；启动子负责与RNA聚合酶结合启动表达，终止子负责终止表达，因此构建基因表达载体时，目的基因必须位于启动子和终止子之间才能进行表达，B错误；过程③是利用T DNA的特性将目的基因导入根瘤农杆菌中，根瘤农杆菌是原核生物，无染色体，C错误；整个过程最终需要利用愈伤组织细胞生成干扰素，因此应控制培养基中植物激素的种类和比例，以防止愈伤组织细胞发生再分化，D正确。]
二、非选择题
5．(2022·湖北武汉模拟预测)临床研究中常用腺病毒(AAV)作为载体将目的基因导入人体细胞，以实现基因治疗。为了解决天然AAV难以靶向侵入肌肉组织的问题，研究者采用如下图所示方法对AAV进行改造并筛选：首先将随机七肽基因添加到野生型AAV基因的特定部位，使其表达的七肽恰好暴露在AAV衣壳表面；然后将重组AAV载体注射到小鼠体内，一段时间后，取小鼠全身肌肉组织进行检测，筛选出能成功导入并高效表达的重组AAV载体，命名为MyoAAV。回答下列问题：
(1)随机的七肽基因一般通过DNA合成仪用化学方法直接________。将七肽基因插入AAV载体需要用到的酶有____________________。除了病毒，基因工程中使用的载体还有__________________________(答出一种)。
(2)MHCK7是骨骼肌特异性启动子，将含七肽基因的病毒衣壳基因与MHCK7重组在一起构建基因表达载体的目的是________________________，七肽的作用是________________________________________。
(3)研究人员利用筛选得到的某种MyoAAV作为载体，将CRISPR/Cas9系统(能进行靶向基因组编辑的系统)导入患遗传性肌营养不良症的模型小鼠的肌肉组织中，通过基因编辑，使肌肉组织表达抗肌营养不良蛋白，从而实现基因治疗。现需检测治疗后的模型小鼠体内抗肌营养不良蛋白的恢复情况，从分子水平上应采用________________方法，该检测方法判断治疗有效的指标是________________________。
[解析] (1)由于随机的七肽基因是已知的，且分子量较小，因此，一般通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。将七肽基因插入AAV载体需要用到的酶有限制酶和DNA连接酶。基因工程中用作转运目的基因的载体除了病毒外，还有质粒或噬菌体的衍生物。
(2)MHCK7是骨骼肌特异性启动子，将含七肽基因的病毒衣壳基因与MHCK7重组在一起构建基因表达载体的目的是保证含七肽基因的病毒衣壳基因在肌肉细胞中特异性表达，由于七肽能够暴露在AAV衣壳表面，据此可以将靶向侵染肌肉细胞并能高效表达的重组AAV载体筛选出来。
(3)研究人员利用筛选得到的某种MyoAAV作为载体，将CRISPR/Cas9系统(能进行靶向基因组编辑的系统)导入患遗传性肌营养不良症的模型小鼠的肌肉组织中，通过基因编辑，使肌肉组织表达抗肌营养不良蛋白，从而实现基因治疗。现需检测治疗后的模型小鼠体内抗肌营养不良蛋白的恢复情况，由于要检测蛋白质是否正常表达，因此，从分子水平上应采用抗原—抗体杂交技术，若能检测到明显的杂交带，这说明目的基因进行了高效表达。
[答案] (1)人工合成 限制酶和DNA连接酶 质粒(或噬菌体的衍生物) (2)使含七肽基因的病毒衣壳基因在肌肉细胞中特异性表达 便于筛选能靶向侵染肌肉细胞并能高效表达的重组AAV载体 (3)抗原—抗体杂交 能检测到明显的杂交带
6．(2021·山东等级考)人类γ基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点，该位点结合BCL11A蛋白后，γ基因的表达被抑制。通过改变该结合位点的序列，解除对γ基因表达的抑制，可对某种地中海贫血症进行基因治疗。科研人员扩增了γ基因上游不同长度的片段，将这些片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测，以确定BCL11A蛋白结合位点的具体位置。相关信息如图所示。
(1)为将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达，需在引物末端添加限制酶识别序列。据图可知，在F1～F7末端添加的序列所对应的限制酶是________________，在R末端添加的序列所对应的限制酶是____________。本实验中，从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要____________种酶。
(2)将构建的载体导入除去BCL11A基因的受体细胞，成功转化后，含F1～F6与R扩增产物的载体表达荧光蛋白，受体细胞有荧光，含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光。含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光的原因是_____________
______________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)向培养液中添加适量的雌激素，含F1～F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，而含F5～F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光。若γ基因上游调控序列上与引物序列所对应的位置不含有BCL11A蛋白的结合位点序列，据此结果可推测，BCL11A蛋白结合位点位于____________，理由是____________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[解析] (1)据题意可知，需要将扩增后的产物定向插入并指导荧光蛋白基因的表达，则含有启动子P的扩增后的产物读取方向与荧光蛋白基因的读取方向一致，故扩增后的产物中的R端与荧光蛋白基因中限制酶MunⅠ识别序列端结合，才能保证扩增后的产物定向插入并指导荧光蛋白基因的表达。要做到定向插入，需要引物末端两端添加限制酶的识别序列，且被限制酶识别并切割后，两端的黏性末端不能相同。而扩增后的产物中可能含有MunⅠ和XhoⅠ的识别位点，故在引物末端添加限制酶的识别序列不能被限制酶MunⅠ和XhoⅠ所识别，故应该选用添加限制酶EcoRⅠ和限制酶SalⅠ识别序列。据图中对限制酶的注释可知，限制酶MunⅠ识别并切割后的黏性末端与限制酶EcoRⅠ识别并切割后的黏性末端相同，故R末端添加的序列所对应的限制酶是EcoRⅠ，在F1～F7末端添加的序列所对应的限制酶是SalⅠ；荧光蛋白基因中含有限制酶EcoRⅠ的识别位点，故对载体使用限制酶MunⅠ和XhoⅠ切割。综上所述，对载体使用限制酶MunⅠ和XhoⅠ切割，对扩增后的产物用限制酶EcoRⅠ和限制酶SalⅠ识别序列，然后在DNA连接酶的催化作用下，连接形成重组载体；产物扩增中需要使用耐高温的DNA聚合酶催化，合成更多的产物，故从产物扩增到载体构建完成的整个过程共需要6种酶，分别是耐高温的DNA聚合酶、限制酶EcoRⅠ、限制酶SalⅠ、限制酶MunⅠ、限制酶XhoⅠ、DNA连接酶。
(2)受体细胞中已经除去BCL11A基因，故扩增产物中的BCL11A蛋白结合位点，不会抑制荧光蛋白基因的表达；基因的表达需要RNA聚合酶与启动子结合，才能完成荧光蛋白基因的转录过程；含F1～F6与R扩增产物的载体表达荧光蛋白，受体细胞有荧光，含F7与R扩增产物的受体细胞无荧光，则可能是F7与R扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达。
(3)向培养液中添加适量的雌激素，此时重组载体上的BCL11A基因表达，产生BCL11A蛋白，BCL11A蛋白与BCL11A蛋白结合位点结合后，导致荧光蛋白基因被抑制；含F1～F4与R扩增产物的受体细胞不再有荧光，则说明BCL11A蛋白结合位点位于F4所对应调控序列的下游(右侧)；含F5～F6与R扩增产物的受体细胞仍有荧光，则说明BCL11A蛋白结合位点位于F5所对应调控序列的上游(左侧)，故据此结果可推测，BCL11A蛋白结合位点位于引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上。
[答案] (1)SalⅠ EcoRⅠ 6 (2)F7与R扩增产物不含完整的启动子，荧光蛋白基因不表达 (3)引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上 根据有无荧光情况判断，F1～F4与R扩增产物上均有结合位点，因此结合位点位于F4所对应调控序列的下游(右侧)；F5～F6与R扩增产物上均无结合位点，可知结合位点位于F5所对应调控序列的上游(左侧)，所以结合位点位于引物F4与F5在调控序列上所对应序列之间的区段上微专题限时集训(十七) 教材实验
(建议用时：25分钟)
一、选择题
1．(2022·湖南选择性考试)洋葱根尖细胞染色体数为8对，细胞周期约12小时。观察洋葱根尖细胞有丝分裂，拍摄照片如图所示。下列分析正确的是( )
A．a为分裂后期细胞，同源染色体发生分离
B．b为分裂中期细胞，含染色体16条，核DNA分子32个
C．根据图中中期细胞数的比例，可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长
D．根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，分裂间期细胞所占比例降低
B [图示为洋葱根尖细胞的有丝分裂，有丝分裂过程中无同源染色体分离的现象，A错误；b细胞着丝粒整齐地排列在赤道板上，细胞处于有丝分裂中期，且洋葱根尖细胞染色体数为8对(16条)，有丝分裂中期染色体数目与体细胞相同，但核DNA分子数目加倍，故b细胞含染色体16条，核DNA分子32个，B正确；各期细胞数目所占比例与其分裂周期所占时间呈正相关，故已知细胞周期时间，根据各时期细胞数目所占比例可计算各时期的时间，但应统计多个视野中的比例，图中只有一个视野，无法准确推算，C错误；间期时进行DNA分子复制，若根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，细胞停滞在间期，故分裂间期细胞所占比例升高，D错误。]
2．(2022·广东韶关检测)科学技术的进步，极大地促进了生物学学科领域的研究和发展。下列研究采用的核心方法技术相同或相似的一组是( )
①向豚鼠细胞注射已被标记的亮氨酸，研究细胞中分泌蛋白的合成和运输
②标记人和小鼠细胞表面的蛋白质后，进行细胞融合证明细胞膜具有流动性
③分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，让其侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质
④将第一次捕捉的个体做标记放回一段时间后，再次捕捉可估算某动物的种群密度
A．①③ B．②③
C．①② D．③④
A [①向豚鼠细胞注射已被标记的亮氨酸，通过检测放射性同位素先后出现的部位，能研究细胞中分泌蛋白的合成和运输，该过程运用了放射性同位素标记法；②标记人和小鼠细胞表面的蛋白质后，进行细胞融合证明了细胞膜具有流动性，该实验过程运用了荧光标记法；③分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，让其侵染大肠杆菌，通过检测放射性出现的部位，证明DNA是遗传物质，该实验过程运用了放射性同位素标记法；④将第一次捕捉的个体做标记放回一段时间后，再次捕捉可估算某动物的种群密度，这是利用标记重捕法估算种群密度的方法。]
3．(2021·辽宁选择性考试)下列有关生物学实验中观察指标的描述，正确的是( )
选项 实验名称 观察指标
A 探究植物细胞的吸水和失水 细胞壁的位置变化
B 绿叶中色素的提取和分离 滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄
C 探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌培养液的浑浊程度
D 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 纺锤丝牵引染色体的运动
B [在植物细胞质壁分离和复原的实验中，中央液泡大小、原生质层的位置和细胞大小都应该作为观察对象，A错误；绿叶中色素的提取和分离，观察指标是滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄，B正确；探究酵母菌细胞呼吸的方式，观察指标是培养液的滤液能否使酸性重铬酸钾溶液转变成灰绿色，C错误；观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂，细胞在解离的时候已经死亡，看不到纺锤丝牵引染色体的运动，D错误。]
4．(2022·湖南长郡中学检测)以下有关生物学实验的取材或试剂选择及部分操作过程，正确的是( )
编号 实验名称 材料或试剂 实验操作
① 检测生物组织中的蛋白质 豆浆稀释液、双缩脲试剂 先将NaOH溶液和CuSO4溶液等量混合均匀，再倒入待测液中
② 观察细胞中的叶绿体 黑藻叶 直接取黑藻叶片制片进行观察
③ 叶绿体中色素的提取与分离 菠菜叶、无水乙醇 把菠菜叶剪碎放在研钵中加入无水乙醇后直接研磨
④ 观察植物细胞的有丝分裂 洋葱根尖、体积分数为70%的酒精 解离→漂洗→染色→制片
A．① B．② C．③ D．④
B [在“检测生物组织中的蛋白质”实验中，可以用豆浆稀释液与双缩脲试剂反应，但是实验室应该先向待测液中加NaOH溶液，形成碱性环境，再向其中滴入CuSO4溶液，A错误；“观察细胞中的叶绿体”的实验可以用黑藻作为材料，黑藻细胞单层排列，含较多的叶绿体，且叶绿体较大易于观察，根据黑藻叶绿体靠近细胞壁分布和流动的特点可以用它来观察叶绿体、细胞质流动(以叶绿体的流动为标志)以及液泡，B正确；在“叶绿体中色素的提取与分离”实验中，将菠菜叶剪碎后加入无水乙醇，还要加入CaCO3和SiO2，C错误；在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中，用的酒精的体积分数是95%，用来配制解离液，不是体积分数为70%的酒精，D错误。]
5．(不定项)(2022·江苏百校联考)以下生物学实验的部分操作过程，不正确的是( )
选项 实验名称 实验操作或目的
A 提取和分离绿叶中色素的实验 可用单层尼龙布来过滤研磨液
B 探究重金属Cu2＋对淀粉酶活性影响的实验 可通过斐林试剂来鉴定淀粉是否被分解成还原糖
C 探究扦插枝条生根最适生长素浓度实验 预实验目的是为正式实验摸索条件和减少实验的误差
D 探究酵母菌种群数量变化实验 先盖上盖玻片，再在盖玻片一侧滴加培养液另一侧用吸水纸吸引
BCD [研磨后使用单层尼龙布过滤研磨液，能更快地得到色素提取液，不能用滤纸，A正确；探究重金属Cu2＋对淀粉酶活性影响的实验不能用斐林试剂来鉴定淀粉是否被分解成还原糖，因为斐林试剂中含有Cu2＋，B错误；为避免实验的盲目性，减少损失，为正式实验摸索条件，确定实验浓度的大致范围，需要先进行预实验，C错误；先盖盖玻片，后在盖玻片一侧滴少量样液，让其自行渗入计数室，D错误。]
6．(不定项)(2021·湖南招生适应性测试)实验是生物学研究的重要手段，对以下异常实验的结果分析合理的是( )
选项 实验名称 实验操作或现象 分析
A 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 几乎观察不到处于分裂期的细胞 可能是一天中取材时间不当
B 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 相同条件下不同同学计数结果偏差较大 可能是取样前培养液未摇匀
C 用高倍显微镜观察叶绿体 未清晰观察到菠菜叶肉细胞中叶绿体的分布 可能是未撕取到单层叶肉细胞
D 探究植物细胞的吸水和失水 用0.3 g/mL蔗糖溶液处理洋葱鳞片外表皮，一段时间后未发现质壁分离现象 可能是所用蔗糖溶液浓度太低
ABC [观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂，如果取材时间不是细胞分裂旺盛的时候，有可能出现几乎观察不到处于分裂期的细胞，A正确；探究培养液中酵母菌种群数量的变化，如果取样前不摇匀，可能导致计数结果与实际值相差较大，B正确；用高倍显微镜观察叶绿体，需要撕取稍带叶肉的下表皮，因为叶肉细胞中有叶绿体，表皮细胞中无叶绿体，如果未撕取到单层叶肉细胞或撕取过厚，会影响观察效果，C正确；探究植物细胞的吸水和失水，用0.3 g/mL蔗糖溶液处理洋葱鳞片外表皮，一段时间后未发现质壁分离现象，说明细胞已经死亡，不能发生质壁分离，D错误。]
二、非选择题
7．(2021·湖北选择性考试)使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂(与酶可逆结合，酶的活性能恢复)；另一类是不可逆抑制剂(与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复)。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。
实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，乙物质溶液，透析袋(人工合成半透膜)，试管，烧杯等；为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。
(1)实验设计思路
取________支试管(每支试管代表一个组)，各加入等量的酶A溶液，再分别加入等量的______________________，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
(2)实验预期结果与结论
若出现结果①：_________________________________________________
______________________________________________________________。
结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。
若出现结果②：_________________________________________________
______________________________________________________________。
结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。
若出现结果③：________________________________________________
______________________________________________________________。
结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。
若出现结果④：_________________________________________________
_______________________________________________________________
______________________________________________________________。
结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。
[解析] (1)分析题意可知，实验的目的是探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，则实验的自变量为甲、乙物质的有无，因变量为酶A的活性，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：取两支试管各加入等量的酶A溶液，再分别加入等量的甲物质溶液、乙物质溶液(单一变量和无关变量一致原则)；一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。(2)据题意可知，物质甲和物质乙对酶A的活性有抑制作用，但作用机理未知，且透析前有物质甲和物质乙的作用，透析后无物质甲和物质乙的作用，前后对照可推测两种物质的作用机理，可能的情况有：①若甲、乙均为可逆抑制剂，则酶的活性能恢复，故透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高。②若甲、乙均为不可逆抑制剂，则两组中酶的活性均不能恢复，故透析前后，两组的酶活性均不变。③若甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂，则甲组中活性可以恢复，而乙组不能恢复，故加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变。④若甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂，则甲组中活性不能恢复，而乙组能恢复，故加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高。
[答案] (1)两 甲物质溶液、乙物质溶液 (2)①透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高 ②透析前后，两组的酶活性均不变 ③加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变 ④加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高微专题限时集训(十) 人体的稳态与免疫调节
(建议用时：40分钟)
一、选择题
1．(2022·江苏二模)内环境稳态是维持机体正常生命活动的必要条件。下列相关叙述正确的是( )
A．正常情况下抗体、氨基酸、糖原均会出现在内环境中
B．细胞内高Na＋或细胞外高K＋都有利于神经细胞产生兴奋
C．如果饮食中长期缺乏蛋白质，血浆渗透压会下降
D．葡萄糖在内环境中彻底氧化分解，为生命活动提供能量
C [糖原存在于细胞中，不属于内环境的成分，A错误；动作电位由Na＋内流形成，细胞内高K＋、细胞外高Na＋有利于神经细胞产生兴奋，B错误；血浆的渗透压主要来源于蛋白质和无机盐，如果饮食中长期缺乏蛋白质，血浆蛋白含量下降，渗透压会下降，C正确；葡萄糖的氧化分解发生在细胞内，不属于内环境，D错误。]
2．(2022·广东执信中学高三测试)为验证影响血糖调节的因素，某科研小组进行了实验，他们选择若干健康且生理状况相同的家兔，并均分为Ⅰ～Ⅴ组，实验流程如下图所示。下列分析错误的是( )
A．X是生理盐水，注射X后Ⅴ组家兔无明显变化
B．第二次注射后，与Ⅱ组家兔相比，Ⅳ组家兔缓解低血糖状态滞后
C．第二次注射后，Ⅲ组家兔可能会出现昏迷、体温下降等现象
D．第二次注射后，与Ⅱ组家兔相比，Ⅴ组家兔血浆中胰高血糖素的浓度较低
D [首次注射时，Ⅰ组不作特殊处理，属于对照组，所以X是生理盐水，注射X后Ⅴ组家兔无明显变化，A正确；低血糖时快速升血糖的方法是注射葡萄糖，所以第二次注射后，与Ⅱ组家兔相比，Ⅳ组家兔缓解低血糖状态滞后，B正确；第二次注射前，Ⅲ组家兔已经出现低血糖症状，第二次注射胰岛素后其血糖浓度会更低，所以此时家兔可能会出现昏迷、体温下降等现象，C正确；Ⅴ组家兔注射的是生理盐水，血糖浓度变化不大，Ⅱ组家兔注射的是葡萄糖，血糖浓度升高，因此第二次注射后，与Ⅱ组家兔相比，Ⅴ组家兔血浆中血糖浓度较低，胰高血糖素的浓度较高，D错误。]
3．(2022·浙江6月选考)大雪纷飞的冬天，室外人员的体温仍能保持相对稳定，其体温调节过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A．寒冷刺激下，骨骼肌不由自主地舒张以增加产热
B．寒冷刺激下，皮肤血管反射性地收缩以减少散热
C．寒冷环境中，甲状腺激素分泌增加以促进物质分解产热
D．寒冷环境中，体温受神经与体液的共同调节
A [寒冷刺激下，骨骼肌不自主地收缩以增加产热，A错误；寒冷刺激下，皮肤血管收缩，血流量减少，以减少散热，B正确；寒冷环境中，机体通过分级调节使甲状腺激素分泌增加，以促进新陈代谢增加产热，C正确；据图可知，寒冷环境中既有下丘脑参与的神经调节，也有甲状腺激素参与的体液调节，故体温受神经和体液的共同调节，D正确。]
4．(2022·重庆一中模拟预测)研究人员构建了用特定光束激活X神经元的模型小鼠，用以研究X神经元对水平衡的调节作用。用三组模型小鼠进行了实验，开始光刺激后，测量15 min内小鼠的饮水量，结果如图1所示。抗利尿激素(ADH)能够调节肾小管和集合管对水分的重吸收，该过程的机理如图2所示。下列有关分析正确的是( )
注：“＋”表示进行相应处理
“－”表示没有进行相应处理
图1
图2
A．X神经元应该位于大脑皮层的水平衡调节中枢
B．调节水平衡的抗利尿激素是由垂体合成后释放到血液的，通过血液运输至全身各处
C．C组小鼠的水摄入量比A、B两组小鼠的多是光激活X神经元导致的
D．图1中A组小鼠作为对照组，B组小鼠经48 h限水后，抗利尿激素分泌增多，只促进图2中的③过程
C [X神经元对水平衡有调节作用，则X神经元应位于下丘脑的水平衡调节中枢，A错误；调节水平衡的抗利尿激素是由下丘脑合成的，B错误；据B组和C组的结果可知，C组小鼠饮水量增加是由光激活X神经元导致的，C正确；实验中的B组小鼠在光刺激前48 h限水，细胞外液渗透压升高，垂体释放的抗利尿激素增多，抗利尿激素促进肾小管、集合管对水分的重吸收，即会促进图2中的②和③过程，D错误。]
5．(2021·湖北选择性考试)T细胞的受体蛋白PD 1(程序死亡蛋白 1)信号途径有调控T细胞的增殖、活化和细胞免疫等功能。肿瘤细胞膜上的PD L1蛋白与T细胞的受体PD 1结合引起的一种作用如图所示。下列叙述错误的是( )
A．PD L1抗体和PD 1抗体具有肿瘤免疫治疗作用
B．PD L1蛋白可使肿瘤细胞逃脱T细胞的细胞免疫
C．PD L1与PD 1的结合能增强T细胞的肿瘤杀伤功能
D．若敲除肿瘤细胞的PD L1基因，可降低该细胞的免疫逃逸
C [PD L1抗体和PD 1抗体能分别与肿瘤细胞膜上的PD L1蛋白和T细胞的受体PD 1结合，但它们结合在一起时，肿瘤细胞膜上的PD L1蛋白与T细胞的受体PD 1就不能结合，T细胞可以对肿瘤细胞起免疫作用，因此PD L1抗体和PD 1抗体具有肿瘤免疫治疗作用，A正确；肿瘤细胞膜上的PD L1蛋白可以与T细胞的受体PD 1结合，导致T细胞不能产生干扰素，使肿瘤细胞逃脱T细胞的细胞免疫，B正确；PD L1与PD 1的结合，导致T细胞不能产生干扰素，因此PD L1与PD 1的结合会降低T细胞的肿瘤杀伤功能，C错误；若敲除肿瘤细胞的PD L1基因，肿瘤细胞膜上的PD L1蛋白减少，导致肿瘤细胞不能与T细胞的受体PD 1结合，T细胞产生的干扰素对肿瘤细胞起免疫作用，可以杀伤肿瘤细胞，从而降低该细胞的免疫逃逸，D正确。]
6．(2022·全国模拟预测)“神舟七号”上的三位宇航员在太空时脱离了地心引力，血液上浮，头部血量增加，机体误认为身体中水量过多，从而引起身体排尿增加，造成脱水。下列有关人体内环境和稳态的说法不正确的是( )
A．引起排尿增加的反应既有神经调节，又有体液调节
B．脱水会造成内环境的渗透压升高，继而引起细胞失水，出现代谢紊乱
C．头部血量增加时，血浆中的血红蛋白会运来更多的氧气，可以保证脑细胞的有氧呼吸
D．脱水反应也会引起机体抗利尿激素的分泌增多，这是一种反馈调节
C [据题意分析可知，引起排尿增加的反应涉及下丘脑、抗利尿激素等，既有神经调节，又有体液调节，A正确；细胞外液是细胞生活的环境，脱水会造成内环境的渗透压升高，继而引起细胞失水，出现代谢紊乱，B正确；血红蛋白位于红细胞内，为细胞内液成分，C错误；人体内环境有维持稳态的能力，脱水会引起内环境渗透压升高，继而导致抗利尿激素的分泌增多，从而减少尿量，这是一种反馈调节，D正确。]
7．(2022·湖南选择性考试)病原体入侵引起机体免疫应答，释放免疫活性物质。过度免疫应答造成机体炎症损伤，机体可通过一系列反应来降低损伤，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．免疫活性物质可与相应受体结合，从而调节神经 内分泌系统功能
B．适度使用肾上腺皮质激素可缓解某些病原体引起的过度炎症反应
C．过度炎症反应引起的免疫抑制会增加机体肿瘤发生风险
D．图中神经递质与肾上腺皮质激素对下丘脑分泌CRH有协同促进作用
D [分析题图可知，免疫活性物质可与相应受体结合，从而调节神经 内分泌系统功能，A正确；由题图可知，肾上腺分泌肾上腺皮质激素，通过反馈调节抑制下丘脑、垂体的活动，同时抑制机体免疫细胞、免疫反应来降低损伤，可知适度使用肾上腺皮质激素可缓解某些病原体引起的过度炎症反应，B正确；免疫系统可以识别和清除突变的细胞，防止肿瘤的发生，而过度炎症反应引起的免疫抑制可能会增加机体肿瘤发生风险，C正确；题图中神经递质作用于下丘脑，促进下丘脑分泌CRH，肾上腺皮质激素对下丘脑分泌CRH具有抑制作用，故两者对下丘脑分泌CRH有拮抗作用，D错误。]
8．(2022·山东潍坊模拟预测)发作性睡病是一种睡眠障碍，临床特征是白天过度嗜睡和猝倒，研究发现该病与下丘脑中的一小簇神经元产生的下丘脑泌素异常有关。人衰老过程中下丘脑泌素神经元在睡眠时更加活跃，增加了短暂觉醒的机会，从而导致睡眠更加碎片化。进一步研究发现，下丘脑泌素神经元的兴奋性增强，可能与钾离子通道表达有关。下列说法错误的是( )
A．发作性睡病可能与病人下丘脑泌素分泌减少有关
B．下丘脑泌素神经元兴奋性增强，可能与钾离子通道表达水平下降有关
C．病毒长时间感染下丘脑泌素神经元可能会导致睡眠更加碎片化
D．睡眠碎片化可能导致免疫力下降、抑郁、焦虑等病症
C [根据题干“人衰老过程中下丘脑泌素神经元在睡眠时更加活跃，增加了短暂觉醒的机会，从而导致睡眠更加碎片化”可知，发作性睡病可能与病人下丘脑泌素分泌减少有关，A正确；据题干分析可知，下丘脑泌素神经元兴奋性增强，可能与钾离子通道表达水平下降有关，B正确；病毒长时间感染下丘脑泌素神经元可能导致下丘脑泌素分泌减少，从而导致睡眠时间更长，C错误；睡眠碎片化会导致睡眠不足，进而导致免疫力下降、抑郁、焦虑等病症，D正确。]
9．(2022·江苏苏州高三测试)下图为胰岛细胞在胰岛中的分布模式图，胰岛除了能分泌胰岛素和胰高血糖素外，其中的D细胞能分泌生长抑素(CIH)，PP细胞能分泌胰多肽(胰多肽能抑制细胞的膜融合)，这些激素之间相互影响，共同调节人体血糖浓度的相对稳定。下列相关叙述中，错误的是( )
A．胰岛素的分泌还受到血糖浓度和神经系统的调控
B．生长抑素分泌增多一定会导致血糖浓度升高
C．胰多肽能抑制其作用的靶器官或靶细胞的分泌活动
D．胰高血糖素和生长抑素在调节胰岛素分泌时具有相抗衡的作用
B [胰岛素的分泌还受到血糖浓度以及神经系统的调控，A正确；由图可知激素之间相互影响，共同调节人体血糖浓度的相对稳定，故生长抑素分泌增多不一定会导致血糖浓度升高，B错误；靶器官或者靶细胞的分泌功能与膜融合有关，胰多肽对细胞的膜融合过程有抑制作用，因此胰多肽能够抑制其靶器官或者靶细胞的分泌功能，C正确；据图分析可知，胰高血糖素促进胰岛素的分泌，而生长抑素是抑制胰岛素的分泌，两者在调节胰岛素分泌水平方面具有相抗衡的作用， D正确。]
10．(2022·山东德州高三期末)人体能量的摄入大于能量的消耗易导致肥胖，进食的调节与饱感有着密切的关系。如图是进食的调节示意图。下列说法错误的是( )
A．化学性刺激引起机体对进食的调节属于神经调节
B．饱感信息与脂肪储存信息刺激后产生饱感属于条件反射
C．苗条素受体减少会抑制饱感的产生，使进食量增加从而易导致肥胖
D．1型糖尿病患者进食量明显增加，但其体重不一定增加
B [由题图可知，饱感信息通过化学性刺激和机械性刺激作用于脑干中的神经中枢，形成饱感，从而控制饮食，属于神经调节，A正确；该过程没有传出神经和效应器，无完整的反射弧不属于反射，B错误；苗条素受体减少，对下丘脑作用减弱，进而抑制脑干产生饱感，使进食量增加从而易导致肥胖，C正确；1型糖尿病患者是由于胰岛细胞受损导致胰岛素合成减少，当胰岛素浓度较低时，对下丘脑的作用减弱，从而对脑干的作用也减弱，故患者的进食量明显增加，由于胰岛素较低，则组织细胞摄取、利用、储存葡萄糖较低，因此较多葡萄糖以尿糖的形式排出体外，所以体重不一定增加，D正确。]
11．(2022·湖南师大附中高三一模)下图表示人体内部分生命活动调节的过程示意图，A表示相关刺激，①～⑨表示调节过程。下列说法正确的是( )
A．细胞外液渗透压升高时，下丘脑会释放更多的抗利尿激素，促进肾小管和集合管重吸收水
B．餐后4小时，机体可通过“A→①→⑦→④”和“A→⑨→④”进行调节以维持血糖相对稳定
C．外界温度降低时，机体只通过“A→①→⑥”和“A→①→⑦→④”进行调节以维持体温恒定
D．“A→下丘脑→垂体→内分泌腺”的过程体现了分级调节，内分泌腺可表示甲状腺或胰岛
B [抗利尿激素是由下丘脑分泌、垂体释放的，A错误；餐后4小时，血糖平衡调节方式为神经－体液调节即“A→①→⑦→④”和神经调节即“A→⑨→④”，B正确；外界温度降低时，机体可通过下丘脑直接支配毛细血管收缩、骨骼肌不自主战栗等，即“A→①→⑥”途径，也可通过下丘脑直接支配肾上腺的活动，促进肾上腺素的合成与分泌，进而促进代谢，即“A→①→⑦→④”途径，还可通过下丘脑的分级调节活动促进甲状腺激素的合成与分泌，即“A→①→②→③→④”进行调节以维持体温恒定，C错误；图中“A→下丘脑→垂体→内分泌腺”的过程体现了分级调节，内分泌腺可表示甲状腺或性腺等，但不能是胰岛，D错误。]
12．(不定项)人类血型根据红细胞表面是否含有RhD蛋白，分为Rh阳性(Rh＋)和Rh阴性(Rh－)。RhD蛋白由基因D控制合成。人的血清中不存在抗RhD的天然抗体，但Rh－的人接受Rh＋人的血液后会产生抗体。当Rh－的母亲怀有Rh＋的胎儿时，妊娠末期或分娩时胎儿的少量红细胞或者RhD蛋白可以通过破损的胎盘进入母体并产生抗体。如果此抗体进入胎儿的循环系统，会造成新生儿溶血，甚至死亡。下列叙述正确的是( )
A．输血之前，不仅要检验ABO血型，还要对RhD蛋白进行检测
B．当母亲与胎儿基因型相同时，胎儿不会发生红细胞溶血；当母亲与胎儿基因型不同时，胎儿不一定会发生红细胞溶血
C．当母亲和胎儿的RhD蛋白不相容时，第一胎生产时一般不会发生明显溶血症状，第二胎出现溶血症状的概率会大大增加
D．若一位Rh－的母亲第一胎生了一个Rh＋的孩子，产后立即注射清除抗体的药剂，第二胎胎儿不会发生红细胞溶血
ABC [输血时除考虑ABO血型外，还应考虑其他血型，如Rh阴阳型血型，可能会造成溶血，甚至死亡，A正确。因为人的血清中不存在抗RhD的天然抗体，但Rh－的人接受Rh＋人的血液后会产生抗体，所以当母亲与胎儿基因型相同时，母亲和胎儿的RhD蛋白相容，胎儿不会发生红细胞溶血；当母亲与胎儿基因型不同时，母亲和胎儿的RhD蛋白不相容，如果是Rh－的母亲怀有Rh＋的胎儿，胎儿可能会出现溶血，如果是Rh＋的母亲怀有Rh－的胎儿，胎儿可能不会出现溶血，所以当母亲与胎儿基因型不同时，胎儿不一定会发生红细胞溶血，B正确。当Rh－的人接受Rh＋人的血液后会产生抗体，第一胎时，妊娠末期或分娩时胎儿的少量红细胞或者RhD蛋白可以通过破损的胎盘进入母体并产生抗体，一般不会发生明显的溶血症状，但当这位母亲第二次怀孕时，胎儿的红细胞或RhD蛋白再次进入母体，引起二次免疫，母体会产生更多的RhD抗体，此时的抗体也更容易进入胎儿的循环系统，也就更容易导致新生儿溶血，C正确。当Rh－的母亲怀有Rh＋的胎儿时，妊娠末期或分娩时胎儿的少量红细胞或者RhD蛋白可以通过破损的胎盘进入母体并产生抗体，第二胎胎儿还是有可能会发生红细胞溶血的，D错误。]
二、非选择题
13．(2022·浙江6月选考)为研究物质X对高血糖症状的缓解作用，根据提供的实验材料，完善实验思路，预测实验结果，并进行分析与讨论。
实验材料：适龄、血糖正常的健康雄性小鼠若干只，药物S(用生理盐水配制)，物质X(用生理盐水配制)，生理盐水等。(要求与说明：实验中涉及的剂量不作具体要求。小鼠血糖浓度>11.1 mmol/L，定为高血糖模型小鼠。饲养条件适宜)
回答下列问题：
(1)完善实验思路：
①适应性饲养：选取小鼠若干只，随机均分成甲、乙、丙3组。正常饲养数天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值。
②药物S处理：
甲组：每天每只小鼠腹腔注射一定量生理盐水。
乙组：每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S。
丙组：____________________________________________________。
连续处理数天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值，直至建成高血糖模型小鼠。
③物质X处理：
甲组：___________________________________________________。
乙组：每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水。
丙组：__________________________________________________。
连续处理若干天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值。
(2)预测实验结果：
设计一张表格，并将实验各阶段的预期实验结果填入表中。
(3)分析与讨论：
已知药物S的给药途径有腹腔注射和灌胃等，药物S的浓度和给药途径都会影响高血糖模型小鼠的建模。若要研究使用药物S快速建成高血糖模型小鼠，则可通过______________________________________________________________
_________________________________________________________________，
以确定快速建模所需药物S的适宜浓度和给药途径的组合。
[解析] (1)该实验的目的是研究物质X对高血糖症状的缓解作用，需要药物处理乙组和丙组使小鼠出现高血糖症状，因此药物S处理时乙组和丙组：每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S。在物质X处理时，甲组作为空白对照，甲组每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水；丙组作为实验组，应给物质X，即每天每只小鼠灌胃一定量物质X。
(2)该实验将小鼠分为甲、乙、丙3组，进行三个阶段实验，即适应性饲养阶段、药物S处理、物质X处理，记录血糖值变化。正常饲养数天，甲、乙、丙3组的血糖值正常。甲组作为对照组，均是生理盐水处理，因此甲组在药物S处理和物质X处理时所测得的血糖值正常。小鼠血糖值>11.1 mmol/L，定为高血糖模型小鼠，药物S处理阶段，乙组小鼠腹腔注射一定量药物S，会使血糖升高，逐渐升高至>11.1 mmol/L；物质X处理阶段，乙组小鼠灌胃一定量生理盐水，不会缓解高血糖症状，血糖值依然>11.1 mmol/L。药物S处理阶段，丙组小鼠腹腔注射一定量药物S，会使血糖升高，逐渐升高至>11.1 mmol/L；如果物质X对高血糖症状有缓解作用，则物质X处理阶段丙组小鼠血糖值逐渐下降，但高于正常水平。将实验各阶段的预期实验结果填入表格(略)，见答案所示。
(3)要使用药物S快速建成高血糖模型小鼠，需要明确建模成功所需的时间快时的药物S浓度，同时也需要确定哪种给药途径建模成功所需的时间快，因此将具体的药物S浓度和给药途径组合起来以确定建模成功所需的时间，可通过设置一系列浓度梯度的药物S，每个浓度进行不同的给药途径，比较不同组合建模成功所需的时间，以确定快速建模所需药物S的适宜浓度和给药途径的组合。
[答案] (1)②每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S ③每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水 每天每只小鼠灌胃一定量物质X
(2)实验各阶段的小鼠血糖浓度变化
组别 实验阶段
适应性饲养 药物S处理 物质X处理
甲组 正常 正常 正常
乙组 正常 逐渐升高至>11.1 mmol/L >11.1 mmol/L
丙组 正常 逐渐升高至>11.1 mmol/L 逐渐下降，但高于正常水平
(3)设置一系列浓度梯度的药物S，每个浓度进行不同的给药途径，比较不同组合建模成功所需的时间
14．(2022·江苏常州高三期末)正常的体温是机体进行新陈代谢和生命活动的必要条件，当体温异常时，不仅会破坏内环境的稳态，甚至会丧失生命。请分析并回答下列问题：
(1)如图所示，病原体进入人体后，首先引发的特异性免疫方式为________免疫，在此免疫过程中，________细胞会分泌细胞因子即炎症物质，该炎症物质可刺激感觉神经元末梢上的__________，使其通道呈________(填“关闭”或“开放”)状态。此时，Na＋和Ca2＋流动方向为________，其运输方式为________。细胞内外的Na＋和Ca2＋比值增加，使体温调定点上移，引起发热现象，导致体温失衡。
(2)从上述过程可以看出，人体体温调节是__________________综合调节的结果。在位于________(填某种器官名称)中体温调节中枢的作用下，能使人体体温保持稳态。但在极端天气影响下，人体会出现失温症，这是热量流失________(填“<”或“>”)热量补给造成人体核心区温度小于35.0 ℃而出现的病理生理反应，造成失温症的原因有_____________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)由图可知，病原体进入人体后先到达内环境，首先引起体液免疫，在此免疫过程中，辅助性T细胞会分泌细胞因子即炎症物质，该炎症物质可刺激感觉神经元末梢上的树突(或温度感受器)，使其通道呈开放状态。此时，Na＋和Ca2＋从细胞外通过离子通道流向细胞内，其运输方式为协助扩散。(2)从上述过程可以看出，人体体温调节是神经－体液－免疫调节的结果。体温调节中枢位于下丘脑。在极端天气影响下，人体会出现失温症，这是热量流失>热量补给造成人体核心区温度小于35.0 ℃而出现的病理生理反应，造成失温症的原因有环境温度长时间过低或穿着太少，机体散失热量过多；体内能源储备不足，机体产热过少。
[答案] (1)体液 辅助性T 树突(或温度感受器) 开放 从细胞外流向细胞内 协助扩散 (2)神经－体液－免疫 下丘脑 > 环境温度长时间过低或穿着太少，机体散失热量过多；体内能源储备不足，机体产热过少
15．(2022·厦门高三质检)麻杏石甘汤(MXSGD)为汉代张仲景《伤寒论》中的名方，常用于防治流感，也是新冠疫情防控中使用频次最高的中药方剂之一。为研究MXSGD防治流感的机制，科研人员以正常小鼠和感染了A型流感病毒的模型小鼠为材料，分别给予不同的处理，结果如下图所示。
图1 各小组结肠组织匀浆CCL5的含量
注：奥司他韦是一种治疗流感病毒的西药。
请回答下列问题：
(1)本实验的自变量是___________________________________________。
(2)趋化因子CCL5是引起流感的重要炎症因子，能促使炎症细胞向病灶部位聚集，与流感病毒感染引起的炎症损伤程度呈正相关。CCL5属于免疫系统组成中的________。图1的实验结果显示，麻杏石甘汤________(填“能”或“不能”)有效缓解流感病毒引起的炎症损伤，判断依据是___________________________
___________________________________________________________________。
(3)研究发现，肠道菌群结构与机体的内环境稳态密切相关。肠道菌群失调会破坏肠道黏膜屏障功能，诱导肠上皮细胞过度表达炎症因子，引起炎症反应和肠组织损伤。研究人员继续进行了实验，结果如表所示。
处理3天后小鼠肠道菌群属水平相对丰富度
组别 粪球菌属 埃希菌属 乳杆菌属 普雷沃菌属
正常组＋生理盐水 1.11 0.03 1.90 10.97
模型组＋生理盐水 0.29 12.59 0.33 2.95
模型组＋奥司他韦 0.96 0.01 3.00 3.82
模型组＋MXSGD 1.11 0.02 1.10 10.51
表中的实验结果说明______________属的细菌与肠道炎症损伤呈正相关。通过上表结果可以推测，MXSGD缓解流感病毒感染所致的免疫炎症损伤的机制是______________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)为研究MXSGD防治流感的机制，实验使用了正常小鼠和感染了A型流感病毒的模型小鼠，且注射的药物也不同，不同处理时间后，测定CCL5的含量，故本实验的自变量是小鼠是否感染A型流感病毒、处理时间、药物的种类。(2)趋化因子CCL5是引起流感的重要炎症因子，能促使炎症细胞向病灶部位聚集，该物质起到免疫作用，故CCL5属于免疫系统组成中的免疫活性物质。CCL5的含量与流感病毒感染引起的炎症损伤程度呈正相关，图1的实验结果显示，与不加药物的模型组相比 ，MXSGD治疗后，小鼠体内的趋化因子CCL5的水平显著降低，与奥司他韦组相近，且接近于正常组水平，因此麻杏石甘汤能有效缓解流感病毒引起的炎症损伤。(3)与正常组＋生理盐水组相比，模型组＋生理盐水组的粪球菌属、乳杆菌属和普雷沃菌属的细菌相对丰富度更低，与肠道炎症损伤不呈正相关，而埃希菌属的细菌相对丰富度更高，与肠道炎症损伤呈正相关，因此表中的实验结果说明埃希菌属的细菌与肠道炎症损伤呈正相关。上表结果表明，模型组＋MXSGD中的肠道菌群结构与正常组＋生理盐水基本相同，MXSGD缓解流感病毒感染所致的免疫炎症损伤的机制是MXSGD 通过调节小鼠体内的肠道菌群结构，维持肠道黏膜屏障功能，避免肠上皮细胞过度表达炎症因子，从而缓解炎症损伤。
[答案] (1)小鼠是否感染A型流感病毒、处理时间、药物的种类 (2)免疫活性物质 能 与不加药物的模型组相比，MXSGD治疗后，小鼠体内的趋化因子CCL5的水平显著降低，与奥司他韦组相近，且接近于正常组水平 (3)埃希菌 MXSGD 通过调节小鼠体内的肠道菌群结构，维持肠道黏膜屏障功能，避免肠上皮细胞过度表达炎症因子，从而缓解炎症损伤微专题限时集训(九) 神经调节和体液调节
(建议用时：40分钟)
一、选择题
1．(2022·江苏高三期末)太极拳中刚柔并济的动作是通过神经系统对肢体和躯干各肌群的精巧调控使各肌群间相互协调而完成的。如“白鹤亮翅”招式中的伸肘动作，伸肌收缩的同时屈肌舒张。如图为伸肘动作在脊髓水平反射弧基本结构的示意图。下列说法错误的是( )
A．反射弧的效应器是伸肌、屈肌和它所支配的运动神经末梢
B．伸肘动作中伸肌的收缩导致屈肌的舒张，此生理过程属于负反馈调节
C．伸肘时，图中抑制性中间神经元的作用是释放抑制性神经递质使屈肌舒张
D．若肌梭受到适宜刺激，兴奋传至a处时，a处膜内外电位应表现为外负内正
B [图中运动神经元属于传出神经的部分，故反射弧的效应器是伸肌、屈肌和它所支配的运动神经末梢，A正确；伸肘动作中伸肌收缩的过程中，肌梭感受器兴奋，引发伸肌收缩的同时，会刺激抑制性中间神经元兴奋，释放抑制性神经递质，使屈肌运动神经元抑制，导致屈肌的舒张，即伸肌的收缩和屈肌的舒张都是肌梭兴奋的结果，此生理过程不属于负反馈调节，B错误、C正确；若肌梭受到适宜刺激，兴奋传至a处时，该部位Na＋内流，其膜电位变为外负内正，产生动作电位，D正确。]
2．(2021·江苏选择性考试)在脊髓中央灰质区，神经元a、b、c通过两个突触传递信息(如图所示)。下列相关叙述正确的是( )
A．神经元a兴奋则会引起人的兴奋
B．神经元b兴奋使神经元c内Na＋快速外流产生动作电位
C．神经元a和b释放的神经递质均可改变突触后膜的离子通透性
D．失去脑的调控作用，脊髓反射活动无法完成
C [神经元a兴奋可能会使突触前膜释放兴奋性或者抑制性神经递质，则会引起人的兴奋或抑制，A错误；产生动作电位的原因是Na＋内流，B错误；神经元b释放的神经递质作用于神经元c，神经元a释放的神经递质作用于神经元b，改变突触后膜的离子通透性，即神经元a和b释放的神经递质均可改变突触后膜的离子通透性，C正确；一些简单的脊髓反射活动，如膝跳反射，不需要大脑皮层的参与，失去脑的调控作用，脊髓反射活动仍然能完成，D错误。]
3．(2022·广东选择性考试)研究多巴胺的合成和释放机制，可为帕金森病(老年人多发性神经系统疾病)的防治提供实验依据，最近研究发现在小鼠体内多巴胺的释放可受乙酰胆碱调控，该调控方式通过神经元之间的突触联系来实现(如图)。据图分析，下列叙述错误的是( )
A．乙释放的多巴胺可使丙膜的电位发生改变
B．多巴胺可在甲与乙、乙与丙之间传递信息
C．从功能角度看，乙膜既是突触前膜也是突触后膜
D．乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放
B [多巴胺是乙释放的神经递质，与丙上的受体结合后会使其膜发生电位变化，A正确；多巴胺可在乙与丙之间传递信息，不能在甲与乙之间传递信息，B错误；乙膜既是乙酰胆碱作用的突触后膜，又是释放多巴胺的突触前膜，C正确；多巴胺的释放受乙酰胆碱的调控，故乙膜上的乙酰胆碱受体异常可能影响多巴胺的释放，D正确。]
4．(2022·广东茂名高三模拟)肌萎缩侧索硬化(ALS)患者由于运动神经细胞受损，肌肉失去神经支配逐渐萎缩，俗称“渐冻人”。ALS的发病机理是突触间隙谷氨酸过多，持续作用引起Na＋过度内流，神经细胞渗透压升高，最终水肿破裂。图甲是ALS患者病变部位在适宜刺激下的有关生理过程，NMDA为膜上的结构；图乙中曲线表示该过程中膜电位和膜内Na＋含量变化。下列叙述错误的是( )
甲 乙
A．图甲中NMDA具有识别谷氨酸和运输Na＋的作用
B．图乙中曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示膜内Na＋含量变化和膜电位变化
C．针刺“渐冻人”手部皮肤，患者有感觉但不能完成缩手反射
D．促进突触前膜回收谷氨酸或促进谷氨酸与突触后膜受体结合都能有效缓解病症
D [NMDA是突触后膜上的受体，谷氨酸作为神经递质可与NMDA特异性结合传递信号，使得Na＋在NMDA的协助下运入细胞内，A正确；曲线Ⅰ表示膜内Na＋含量变化，在AB段Na＋内流导致膜内Na＋含量增多，引起曲线Ⅱ对应区段产生动作电位，B正确；感觉中枢位于大脑皮层，针刺“渐冻人”手部皮肤产生的兴奋会传到大脑皮层产生感觉，但由于“渐冻人”的运动神经元(传出神经)受损，则兴奋不能传到效应器，无法完成缩手反射，C正确；若促进谷氨酸与突触后膜受体结合，则Na＋会更多地流向细胞内，神经细胞渗透压升高幅度更大，会加剧病症，D错误。]
5．(2021·山东等级考)氨基酸脱氨基产生的氨经肝脏代谢转变为尿素，此过程发生障碍时，大量进入脑组织的氨与谷氨酸反应生成谷氨酰胺，谷氨酰胺含量增加可引起脑组织水肿、代谢障碍，患者会出现昏迷、膝跳反射明显增强等现象。下列说法错误的是( )
A．兴奋经过膝跳反射神经中枢的时间比经过缩手反射神经中枢的时间短
B．患者膝跳反射增强的原因是高级神经中枢对低级神经中枢的控制减弱
C．静脉输入抗利尿激素类药物，可有效减轻脑组织水肿
D．患者能进食后，应减少蛋白质类食品摄入
C [膝跳反射一共有2个神经元参与，缩手反射一共有3个神经元参与，膝跳反射的突触数目少，二者都是非条件反射，因此兴奋经过膝跳反射神经中枢的时间比经过缩手反射神经中枢的时间短，A正确；患者由于谷氨酰胺增多，引起脑组织水肿、代谢障碍，所以患者膝跳反射增强的原因是高级神经中枢对低级神经中枢的控制减弱，B正确；抗利尿激素促进肾小管、集合管对水的重吸收，没有作用于脑组织，所以输入抗利尿激素类药物，不能减轻脑组织水肿，C错误；如果患者摄入过多的蛋白质，蛋白质分解产生氨基酸，氨基酸脱氨基产生的氨进入脑组织，进入脑组织的氨与谷氨酸反应生成谷氨酰胺，会加重病情，所以应减少蛋白质类食品摄入，D正确。]
6．(2021·山东等级考改编)体外实验研究发现，γ 氨基丁酸持续作用于胰岛A细胞，可诱导其转化为胰岛B细胞。下列说法错误的是( )
A．胰岛A细胞转化为胰岛B细胞是基因选择性表达的结果
B．胰岛A细胞合成胰高血糖素的能力随转化的进行而逐渐增强
C．胰岛B细胞也具有转化为胰岛A细胞的潜能
D．胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞结合并起作用后就被灭活了
B [同一个体胰岛A细胞和胰岛B细胞内的基因是相同的，只是表达的基因不同，因此胰岛A细胞转化为胰岛B细胞是γ 氨基丁酸诱导了相关的基因选择性表达的结果，A正确；胰岛A细胞合成胰高血糖素，胰岛B细胞合成胰岛素，因此在转化过程中，合成胰高血糖素的能力逐渐减弱，B错误；由于胰岛A细胞可以转化为胰岛B细胞，所以可以推测在合适的条件下，胰岛B细胞也具有转化为胰岛A细胞的潜能，C正确；胰岛素是动物激素，与靶细胞结合并起作用后就被灭活了，D正确。]
7．(2022·山东滨州高三期末)下图为人和高等动物胰液分泌的调节图解，据图分析错误的是( )
A．食物引起胰腺分泌胰液是神经调节和体液调节共同作用的结果
B．食物刺激通过①②③引起胰腺分泌胰液的调节过程只有神经调节
C．食物通过途径④⑤刺激胰腺分泌胰液的过程属于条件反射
D．胃可以产生2种影响胰腺分泌的物质
B [由图可知，胰腺分泌胰液的过程中有神经中枢和激素的参与，说明食物引起胰腺分泌胰液是神经调节和体液调节共同作用的结果，A正确；食物刺激通过①②③引起胰腺分泌胰液的调节过程既有神经中枢的参与，又有胃泌素的参与，因此该过程除了有神经调节还有体液调节，B错误；食物通过途径④⑤刺激胰腺分泌胰液的过程需要视觉和嗅觉的参与，有大脑皮层的参与，属于条件反射，C正确；胃可以产生胃泌素和胃酸这2种影响胰腺分泌的物质，D正确。]
8．(2022·济南高三一模)小鼠胃的内分泌细胞分泌的Ghrelin可与下丘脑的GHSR 1α受体结合，形成Ghrelin—下丘脑GHSR信号通路，促进生长激素分泌，进而通过调节摄食行为和糖脂代谢引起血糖升高。当小鼠血糖升高时，Ghrelin合成减少，会限制血糖进一步上升。下列叙述正确的是( )
A．GHSR 1α受体所在的细胞为Ghrelin—下丘脑GHSR信号通路的感受器的一部分
B．长期禁食后，通过Ghrelin—下丘脑GHSR信号通路的调节，血清中Ghrelin含量开始增加
C．在食物刺激下，兴奋传导至下丘脑经垂体促进胰岛素的产生，限制血糖进一步上升
D．通过Ghrelin—下丘脑GHSR信号通路的调节，使生长激素和血糖含量维持相对稳定
D [Ghrelin属于内分泌细胞分泌激素，GHSR 1α所在的细胞有Ghrelin的受体，则GHSR 1α受体所在的细胞为Ghrelin的靶细胞，A错误。长期禁食后，通过Ghrelin—下丘脑GHSR信号通路的调节，血糖水平升高，血清中Ghrelin含量开始下降，B错误。胰岛是直接受下丘脑控制的，不用经过垂体，C错误。血糖浓度低时，机体通过增加Ghrelin的含量，形成Ghrelin—下丘脑GHSR信号通路，促进生长激素分泌，进而通过调节摄食行为和糖脂代谢引起血糖升高；血糖浓度高时，机体通过降低Ghrelin的含量，降低饥饿感、减少摄食量，从而限制血糖进一步升高，D正确。]
9．(2022·山东昌乐二中模拟预测)生长激素对软骨细胞生长有促进作用，调节过程如下图所示。研究人员利用无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料，在细胞培养液中添加不同物质分组离体培养，验证生长激素可通过IGF 1促进软骨细胞生长。实验设计如表所示，A组为对照组，已知E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快。下列分析不合理的是( )
组别 A B C D E
培养液中添加物质 无 GH IGF 1 正常小鼠去垂体一段时间后的血清 ？
A．根据示意图可以确定软骨细胞具有GH受体和IGF 1受体
B．促进软骨细胞生长过程中GH和IGF 1具有明显的协同作用
C．在B、C、D三组中与A组比较，软骨细胞生长无明显变化的是D组
D．E组培养液中添加物质是正常小鼠去垂体并注射GH一段时间后的血清
C [据示意图可知，生长激素(GH)和胰岛素样生长因子1(IGF 1)都可以作用于软骨细胞，促进软骨细胞生长，因此可以确定软骨细胞具有GH受体和IGF 1受体，A合理。由A分析可知，促进软骨细胞生长过程中GH和IGF 1具有明显的协同作用，B合理。以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料，则B组培养液中添加GH，不能促进软骨细胞生长。D组正常小鼠去垂体后一段时间，血清中不含GH，也不含有肝脏细胞分泌的IGF 1，软骨细胞也不能生长。C组培养液中添加IGF 1，可促进软骨细胞生长。综上可知，与A组比较，软骨细胞生长无明显变化的是B、D组，C不合理。已知E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快，推测E组培养液中添加的物质中应含有IGF 1，结合D组可知，添加的物质是正常小鼠去垂体后注射过GH的血清。通过B、C、D、E 4组对照，说明没有垂体分泌的GH或GH不能发挥作用，均不能促进软骨细胞生长，有了IGF 1，软骨细胞才能生长，因此，E组培养液中添加物质是正常小鼠去垂体并注射GH一段时间后的血清，可验证生长激素可通过IGF 1促进软骨细胞生长，D合理。]
10．(2022·湖北高三质检)为探究不同水流速度对草鱼幼鱼甲状腺激素代谢的影响，研究人员在不同水流速度下对草鱼幼鱼进行运动训练10周，训练结束后测定幼鱼体重、血液中甲状腺激素含量，结果如下表所示。下列有关分析错误的是( )
水流速度相对值 0 0.5 1.0 1.5
平均体重/g 328 342 372.2 371.5
甲状腺激素含量/(ng·mL－1) 62.2 56.8 43.5 40.1
A．几乎全身细胞都含有甲状腺激素的受体
B．运动能抑制草鱼幼鱼体内甲状腺激素的分泌
C．与对照组相比，实验组草鱼幼鱼血液中TSH含量可能较高
D．水流速度相对值1.0～1.5可能是刺激草鱼幼鱼生长的适宜流速
B [甲状腺激素的靶细胞是几乎全身细胞，A正确；甲状腺激素具有促进鱼体生长发育的作用，运动状态下，鱼的生长速度加快，甲状腺激素消耗较多，甲状腺激素含量下降，B错误；运动组甲状腺激素含量较低，由于负反馈调节，TSH的量相应增多，C正确；题中实验数据表明，当水流速度小于1.0时，鱼体重随水流速度增加而增加，水流速度相对值在1.0～1.5时，体重没有明显改变，推测继续增加水流速度不能继续刺激鱼体生长，水流速度相对值1.0～1.5可能是刺激草鱼幼鱼生长的适宜流速，D正确。]
11．尼古丁是一种能使人高度成瘾的物质，主要存在于烟草中。尼古丁具有刺激性气味，可作用于自主神经系统，如图所示。下列相关说法错误的是( )
A．尼古丁能改变受体的形状，从而为Na＋的跨膜运输提供通道
B．与不吸烟的人相比，吸烟者体内肾上腺素含量会下降
C．根据图示推测，人在戒烟后很可能会出现体重升高的现象
D．尼古丁通过呼吸系统进入内环境，经过体液运输到靶细胞发挥作用
B [由题图可以直接看出，尼古丁与其受体结合后，受体的空间结构发生改变，形成通道，Na＋通过通道进入细胞内， A正确。与不吸烟的人相比，吸烟者体内摄入尼古丁，刺激POMC神经元的兴奋性程度增强，通过“饱腹感”神经元的调节作用使食欲下降，会使机体减少有机物的摄入；同时，由于尼古丁的刺激，交感神经兴奋性增强，肾上腺素的释放增加，即吸烟者体内肾上腺素含量会增加，脂肪细胞产热增加，消耗脂肪增加，故体重会下降，B错误。由B项推测，C正确。烟雾中的尼古丁通过呼吸系统进入内环境，经过体液运输到达全身，在靶细胞处发挥作用，D正确。]
12．(不定项)(2022·河北石家庄模拟)醛固酮是由肾上腺分泌的一种调节血容量的固醇类激素。当血容量下降时，醛固酮分泌增加，与肾小管、集合管上皮细胞内的受体结合后，促进相关基因的表达，基因产物可以增加上皮细胞对Na＋的重吸收，进而促进对水的重吸收，使血容量增加。原发性醛固酮增多症患者的肾上腺皮质病变，导致醛固酮分泌过多。下列相关分析错误的是( )
A．醛固酮分泌过少可能导致血液中Na＋浓度降低
B．醛固酮与靶细胞膜上受体结合并发挥作用后就会被灭活
C．原发性醛固酮增多症患者的抗利尿激素分泌量可能偏多
D．肾上腺皮质细胞通过胞吐将合成的醛固酮运出细胞
BD [醛固酮能够促进肾小管和集合管对Na＋的重吸收，因此醛固酮分泌过少可能导致血液中Na＋浓度降低，A正确；据题干“醛固酮分泌增加，与肾小管、集合管上皮细胞内的受体结合后”可知，醛固酮的受体在细胞内，B错误；醛固酮分泌增多，肾小管、集合管对Na＋的重吸收增多，血浆渗透压增大，导致下丘脑合成分泌、垂体释放的抗利尿激素增加，C正确；由题干可知，醛固酮是固醇类激素，具有脂溶性，以自由扩散的方式运出细胞，D错误。]
二、非选择题
13．(2022·潍坊模拟预测)神经递质分为储存于囊泡的典型神经递质和不储存于囊泡的非典型神经递质，NO是一种生物信号分子，在神经系统、体液调节中都有重要作用，具体过程如下图所示。
图1 NO在神经系统中的作用
图2 NO在体液调节中的作用
(1)据图1分析，NO作为脑内的气体分子，属于________神经递质，与另一类神经递质相比，区别是______________________________________________
____________________________________________________________(答两点)。
(2)图1中Glu自突触前膜释放后，与突触后膜上的________________受体结合，使通道打开促使Na＋和Ca2＋内流，同时________外流。突触后神经元Ca2＋升高可激活NOS促进NO合成，NO从突触后神经元以________方式进入突触前神经元，引起Glu长时程释放。
(3)NO作为一种活性物质，可以有效地扩张血管治疗儿童哮喘。据图2分析，NO能够缓解儿童哮喘的过程机理是______________________________________
______________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)研究发现，在乙酰胆碱的作用下，血管中存在着类似NO的信息传递分子可引起血管舒张。请利用如图的实验装置(用压力计观察大动脉扁平条收缩或舒张状态)及一条完整的大动脉扁平条和两条去内皮的大动脉扁平条，设计实验验证大动脉血管在乙酰胆碱的作用下，由大动脉内皮产生某种物质，并通过扩散作用引起血管的肌肉组织舒张。
实验思路：_______________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
______________________________________________________________。
预测结果：_______________________________________________________
_________________________________________________________________
______________________________________________________________。
[解析] (1)根据题图分析可知：NO不储存于囊泡，可以由突触后膜释放，属于非典型神经递质。
(2)据图1分析可知：Glu自突触前膜释放后，与突触后膜上的AMPA和NMDA受体结合，使通道打开促使Na＋和Ca2＋内流，同时K＋外流；NO为气体分子，所以NO从突触后神经元以自由扩散方式进入突触前神经元。
(3)据图2分析可知：NO扩散进入平滑肌细胞内，激活鸟苷酸环化酶，从而使GTP转变为cGMP使肌球蛋白去磷酸化，进而使平滑肌松弛(舒张)、血管扩张，缓解儿童哮喘。
(4)该实验需要验证大动脉血管在乙酰胆碱的作用下，由大动脉内皮产生某种物质，并通过扩散作用引起血管的肌肉组织舒张。该实验的自变量为是否含有完整的大动脉扁平条，根据实验原则和题中实验目的，设计的实验思路为：准备两组完全相同的实验装置，第一组样本是去内皮的大动脉扁平条，第二组样本是将完整的大动脉扁平条与去内皮的大动脉扁平条叠加的扁平条，相同时间后通过压力计观察两组大动脉扁平条的状态。推测的结果为：第一组大动脉扁平条收缩，第二组大动脉扁平条舒张。
[答案] (1)非典型 NO不储存于囊泡；可由突触后膜释放 (2)AMPA和NMDA K＋ 自由扩散 (3)NO扩散进入平滑肌细胞内，激活鸟苷酸环化酶，从而使GTP转变为cGMP使肌球蛋白去磷酸化，进而使平滑肌松弛(舒张)、血管扩张，缓解儿童哮喘 (4)准备两组完全相同的实验装置，第一组样本是去内皮的大动脉扁平条，第二组样本是将完整的大动脉扁平条与去内皮的大动脉扁平条叠加的扁平条，相同时间后通过压力计观察两组大动脉扁平条的状态 第一组大动脉扁平条收缩，第二组大动脉扁平条舒张
14．(2022·德州高三一模)褪黑素(MT)主要是由哺乳动物和人类的松果体产生的一种小分子胺类激素，能够缩短睡前觉醒时间和入睡时间，减少睡眠中觉醒次数，改善睡眠质量。白天松果体分泌MT的功能会受到抑制。下图为松果体分泌MT的调节过程。
暗信号→视网膜下丘脑松果体褪黑素
(1)据图分析，暗信号刺激视网膜促进褪黑素分泌的过程属于________调节，视网膜在此调节过程中相当于________。
(2)睡眠障碍和昼夜节律失调是阿尔茨海默病(AD)患者的先兆症状，临床上给AD患者口服MT，试验表明外源MT并未改善AD患者的睡眠质量和昼夜节律性，推断其原因最可能是________________________________________________
______________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)用发情期成年雄鼠进行实验，证实MT可以导致性腺萎缩。有关MT对性腺发育调节的途径，有两种假说：①MT的靶器官是下丘脑，通过调节促性腺激素释放激素的分泌量调节性腺的发育；②MT的靶器官是性腺，直接调节性腺的发育。请设计实验探究发情期成年雄鼠体内MT调节性腺发育的途径。
实验思路：______________________________________________________
________________________________________________________________
______________________________________________________________。
实验结果及结论：______________________________________________
______________________________________________________________。
[解析] (1)暗信号刺激视网膜，在下丘脑的参与下，会导致褪黑素分泌量的变化，因此暗信号刺激视网膜促进褪黑素分泌的过程属于神经调节，视网膜能接受暗信号刺激，相当于感受器。
(2)由题干可知，褪黑素(MT)是一种小分子胺类激素，激素需要与相关受体结合才能发挥作用，褪黑素(MT)能够缩短睡前觉醒时间和入睡时间，减少睡眠中觉醒次数，改善睡眠质量。给AD患者口服外源MT，并未改善AD患者的睡眠质量和昼夜节律性，推断其原因最可能是AD患者细胞的MT受体数量减少，导致褪黑素不能被识别。
(3)该实验的目的是探究褪黑素(MT)直接作用于性腺还是通过下丘脑间接作用于性腺，根据实验的对照原则和单一变量原则可知，本实验自变量为是否摘除下丘脑以及是否灌注褪黑素(MT)，由于MT可以导致性腺萎缩，故因变量为性腺质量，题干信息可知，白天松果体分泌MT的功能会受到抑制，故该实验需要白天完成，排除动物自身分泌褪黑素(MT)。
实验思路如下：将生理状况相同的发情期成年雄鼠平均分为A、B、C三组。白天，A组只灌注适量的生理盐水；B组摘除下丘脑，灌注等量MT(溶液)；C组只灌注等量MT(溶液)。在相同的条件下饲养一段时间后，称量并比较三组雄鼠的性腺质量。
实验结果及结论如下：
若MT的靶器官是下丘脑而不是性腺，B组摘除下丘脑，MT不能起作用，A组与B组雄鼠的性腺质量相等，即A组＝B组，C组没有摘除下丘脑，C组灌注了等量MT(溶液)，MT能抑制促性腺激素释放激素的分泌，从而导致垂体分泌的促性腺激素减少，抑制性腺的发育，导致性腺萎缩，C组雄鼠的性腺质量减小，即A组＝B组＞C组，故可以得出若A组＝B组＞C组，则MT的靶器官是下丘脑而不是性腺的结论。
若MT的靶器官是性腺而不是下丘脑，B组与C组雄鼠都保留了性腺，MT会抑制性腺的发育，导致性腺萎缩，故B组与C组雄鼠的性腺质量相等且都会减小，即A组＞B组＝C组，故可以得出若A组＞B组＝C组，则MT的靶器官是性腺而不是下丘脑的结论。
[答案] (1)神经 感受器 (2)AD患者细胞的MT受体数量减少 (3)将生理状况相同的发情期成年雄鼠平均分为A、B、C三组。白天，A组只灌注适量的生理盐水；B组摘除下丘脑，灌注等量MT(溶液)；C组只灌注等量MT(溶液)。在相同的条件下饲养一段时间后，称量并比较三组雄鼠的性腺质量 若A组＝B组＞C组，则MT的靶器官是下丘脑而不是性腺；若A组＞B组＝C组，则MT的靶器官是性腺而不是下丘脑
15．(2022·北京高三检测)长期高血糖会引起脑部神经系统受损，导致认知功能出现障碍，引发糖尿病脑病。
(1)胰岛素作为________分子调节血糖。健康人血糖浓度升高时，____________分泌的胰岛素增多。胰岛素与靶细胞膜上的受体结合后，激活细胞内的信号通路，促进血液中的葡萄糖进入细胞。葡萄糖在细胞中通过________过程释放能量，也可合成糖原或转化为______________，从而使血糖浓度降低。
(2)为了探究姜黄素对糖尿病脑病的影响，科研人员对四组大鼠进行持续12周灌胃处理，24周后测定实验结果如下：
组别 实验材料(大鼠) 实验处理(60 mg/d) 体重平均值(g) 平均血糖浓度(mg/dL) 水迷宫逃避潜伏期(s)
A 正常 生理盐水 443.8 6.3 18.9
B 正常 姜黄素 444.4 6.2 20.5
C 糖尿病脑病 生理盐水 253.5 27.5 68.7
D 糖尿病脑病 姜黄素 313.2 20.5 34.9
①请参照A组数据，说明设置B组实验的目的_______________________
______________________________________________________________。
②比较A、C、D三组实验结果，可知______________________________
______________________________________________________________。
(3)进一步研究糖尿病脑病大鼠时发现，脑部神经细胞凋亡率和IGF 1(胰岛素样生长因子)的含量发生改变，相关数据测定如下图所示。
①据图推测IGF 1________神经细胞凋亡。
②综合上述研究，简述姜黄素治疗糖尿病脑病的机理___________________
_________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(4)进一步研究发现，长期高血糖会促进β 淀粉样蛋白(Aβ)合成，Aβ积累可以减少突触数量和削弱突触功能，使学习记忆能力下降。请综合上述实验结果，提出治疗糖尿病脑病的措施_____________________________________________
_____________________________________________________________________
________________________________________________________(至少答2点)。
[解析] (1)胰岛素可以降低血糖浓度，该过程中胰岛素作为信号分子调节血糖；健康人血糖浓度升高时，胰岛B细胞分泌的胰岛素增多。葡萄糖在细胞中通过(细胞呼吸)氧化分解过程释放能量，也可合成糖原或转化为(甘油三酯等)非糖物质，从而使血糖浓度降低。
(2)①本实验的目的是探究姜黄素对糖尿病脑病的影响，则实验的自变量为姜黄素的有无，为证明姜黄素本身对正常大鼠无影响，验证姜黄素的安全性(无副作用)，故设置B组实验(对正常小鼠注射姜黄素)。
②比较A(正常大鼠＋生理盐水)、C(糖尿病脑病大鼠＋生理盐水)、D(糖尿病脑病大鼠＋姜黄素)三组的体重、血糖浓度和水迷宫逃避潜伏期可知，实验结果说明姜黄素对糖尿病脑病引起的体重减轻和血糖浓度升高具有缓解作用，能改善脑部的认知障碍。
(3)①据图可知，不同组别的IGF 1的含量越高，则神经细胞的凋亡率越低，说明IGF 1抑制神经细胞凋亡。
②结合上述结果可推测：姜黄素通过增加脑部神经细胞中胰岛素样生长因子(IGF 1)的含量，从而抑制神经细胞的凋亡，改善神经系统的功能，提高学习记忆能力。
(4)据题干信息“长期高血糖会促进β 淀粉样蛋白(Aβ)合成，Aβ积累可以减少突触数量和削弱突触功能，使学习记忆能力下降”可知，治疗糖尿病脑病的措施有：开发抑制Aβ积累或抑制Aβ作用的药物；开发促进胰岛素样生长因子(IGF 1)表达的药物；开发降血糖的药物；吃姜黄素；注射胰岛素等 。
[答案] (1)信号 胰岛B细胞 氧化分解 (甘油三酯等)非糖物质 (2)①证明姜黄素对正常大鼠无影响，验证姜黄素的安全性(或无副作用) ②姜黄素对糖尿病脑病引起的体重减轻和血糖浓度升高具有缓解作用，能改善脑部的认知障碍 (3)①抑制 ②姜黄素通过增加脑部神经细胞中胰岛素样生长因子(IGF 1)的含量，从而抑制神经细胞的凋亡，改善神经系统的功能，提高学习记忆能力 (4)开发抑制Aβ积累或抑制Aβ作用的药物；开发促进胰岛素样生长因子(IGF 1)表达的药物；开发降血糖的药物；吃姜黄素；注射胰岛素等微专题限时集训(十三) 生态系统和环境保护
(建议用时：25分钟)
一、选择题
1．(2022·广东选择性考试)如图为某生态系统的食物网，其中字母表示不同的生物，箭头表示能量流动的方向。下列归类正确的是( )
A．a、c是生产者 B．b、e是肉食动物
C．c、f是杂食动物 D．d、f是植食动物
C [a在食物链的起点，是生产者，c能捕食a、b、e，属于消费者，A错误；b在食物链的起点，是生产者，B错误；c和f都能捕食生产者a、b，也都能捕食消费者e，所以c和f属于杂食动物，C正确；d是植食动物，但由C选项解析可知，f属于杂食动物，D错误。]
2．(2022·菏泽高三一模)科学家对一个温带森林生态系统的能量流动进行定量分析，结果如图[图中数字为能量值，单位是J/(cm2·a)]。下列叙述正确的是( )
A．用于植食性动物生长、发育和繁殖的能量是1.96×105 J/(cm2·a)
B．植食性动物在生态系统中占据相同的生态位
C．从生产者到初级消费者的能量传递效率约为0.85%
D．枯枝、落叶、死根中的物质和能量可以被植物根系吸收利用
C [植食性动物的同化量为3.27×105－1.31×105＝1.96×105 J/(cm2·a)，同化量中除去呼吸散失的能量才是用于植食性动物生长、发育和繁殖的能量，A错误；生态位是指一个种群在生态系统中，在时间、空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用，故可知植食性动物在生态系统中占据不同的生态位，B错误；生产者的同化量为2.31×107 J/(cm2·a)，初级消费者的同化量为1.96×105 J/(cm2·a)，因此从生产者到初级消费者的能量传递效率约为1.96×105÷(2.31×107)×100%≈0.85%，C正确；枯枝、落叶、死根中的部分物质经微生物分解为无机物后能被植物根系吸收利用，但是能量不可以被植物根系吸收利用，因为能量不能循环利用，D错误。]
3．(2022·湖南选择性考试)稻 蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式，常使用灯光诱虫杀虫。水稻为蟹提供遮蔽场所和氧气，蟹能摄食害虫、虫卵和杂草，其粪便可作为水稻的肥料。下列叙述正确的是( )
A．该种养模式提高了营养级间的能量传递效率
B．采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递
C．硬壳蟹(非蜕壳)摄食软壳蟹(蜕壳)为捕食关系
D．该种养模式可实现物质和能量的循环利用
B [能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，该模式提高了能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，A错误；生态系统的物理信息有光、声、温度、湿度、磁力等，采用灯光诱虫杀虫利用了光，是物理信息的传递，B正确；捕食关系是指群落中两个物种之间的关系，硬壳蟹(非蜕壳)和软壳蟹(蜕壳)属于同一物种，两者之间的摄食关系不属于捕食，C错误；生态系统中的能量传递是单向的，不能循环利用，D错误。]
4．(2022·辽宁大连一模)海南州位于青藏高原东北部，由于过度放牧等导致当地天然草地退化，并引发水土流失，加剧了土地沙漠化。2005年起，政府主导实施了生态工程建设，种植抗旱抗风沙的植被，科学确定载畜量。下表记录了海南州生态工程实施前后生态承载力与生态足迹的变化情况。下列叙述错误的是( )
年份 总的生态足迹(×104 hm2) 总的生态承载力(×104 hm2)
2005年 165.5 178.7
2017年 243.7 260.1
A．生态足迹是指维持某一人口单位生存所需的耕地、草地和林地的面积
B．当地居民适当减少食物中肉类所占的比例，有助于减少生态足迹
C．治理草地沙化和制定合理载畜量的措施遵循了自生和协调原理
D．总生态承载力与总生态足迹的差值较之前增加，生态工程建设初见成效
A [生态足迹是指在现有技术条件下，维持某一人口单位(一个人、一个城市、一个国家或全人类)生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积，包括耕地、草地、林地、渔业用地、建设用地及碳足迹，A错误；适当减少食物中肉类的比例，可以缩短食物链，减少能量损耗，可减少生态足迹，B正确；种植抗旱抗风沙的植被和制定合理载畜量，利用了自生原理(有效选择生物组分并合理布设、提高生物多样性程度)和协调原理(选择适合本地环境的树种、考虑畜牧养殖的环境容纳量)，C正确；生态盈余为生态承载力与生态足迹的差值，2017年生态盈余(16.4×104 hm2)较2005年生态盈余(13.2×104 hm2)有所增加，说明生态工程建设初见成效，D正确。]
5．(2022·山东泰安二模)引入种指的是被人类有意识地迁入某一地区并定居下来的动物或植物。物种引入有可能会产生巨大的经济效益，如我国明朝时期引入玉米、番薯等，不仅丰富了食物种类，还间接促进了经济发展，但盲目引入外来物种极易造成生态灾难。下列说法正确的是( )
A．引入种若为植物，该种植物进入某地区后，均会提高该地区生态系统的抵抗力稳定性
B．若引入种与本地物种交配并产生可育后代，则本地物种基因库必然发生改变
C．引入种若为动物，该种动物进入某地区后，一定会提高该地区的生物多样性
D．若引入种对本地环境更加适应导致数量增加，一定不会造成当地群落发生演替
B [引入的物种可能会成为入侵物种，会使当地物种的生存受到威胁，可能会降低该地区生态系统的抵抗力稳定性，A错误；基因库是指一个种群中全部个体所带有的全部基因的总和，若引入种与本地物种交配并产生可育后代，会造成本地物种基因库的改变，B正确；引入种为动物，该种动物进入某地区后，可能会使该地区物种数目增加，提高该地区的生物多样性，但也有可能使当地物种灭绝，C错误；若引入种对本地环境比原产地更加适应，可能会使该物种逐渐成为优势物种，会造成当地群落发生演替，D错误。]
6．(不定项)(2021·江苏选择性考试)为了推进乡村振兴，江苏科技人员在某村引进赤松茸，推广“稻菇轮作”露地栽培模式，如下图所示，相关叙述正确的是( )
A．当地农田生态系统中引进的赤松茸，是该系统中的生产者之一
B．该模式沿袭了“无废弃物农业”的传统，菌糠和秸秆由废弃物变为了生产原料
C．该模式充分利用了水稻秸秆中的能量，提高了能量传递效率
D．该模式既让土地休养生息，又增加了生态效益和经济效益
BD [由题图可知，赤松茸接种在以秸秆发酵的栽培基料上，属于该生态系统中的分解者，A错误；该模式沿袭了“无废弃物农业”的传统，遵循了循环原理，菌糠和秸秆由废弃物变为了生产原料，实现了物质的循环利用，B正确；该模式充分利用了秸秆中的能量，从而提高了能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，C错误；该模式既让土地休养生息，在确保土地肥力的同时又增加了生态效益和经济效益，D正确。]
二、非选择题
7．(2022·临沂高三一模)科研人员对受控(用杀虫剂)与自控(不施用杀虫剂)的两种棉田生态系统的能量流动进行比较研究，首先将两种棉田内的各物种划分为如下七类：棉花(X1)、食棉害虫(X2)、捕食性天敌(X3)、寄生性天敌(X4)、广食性蜘蛛(X5)、兼食害虫和蜘蛛的动物(X6)、土壤微生物(X7)，然后测定两种棉田中各类组分的物种数，结果见下表(单位：种)。
组分类型 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
自控 1 44 33 54 16 7 ？
受控 1 27 19 24 11 2 ？
(1)与受控棉田相比，自控棉田具有更高的抵抗力稳定性，原因是________
_________________________________________________________________
______________________________________________________________。
调查食棉害虫叶螨的种群密度常用的方法是_________________________。
(2)两种棉田中棉花的分布错落有致，这________(填“属于”或“不属于”)群落的水平结构，理由是_______________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)自控棉田害虫的天敌对害虫控制的绝对能力高于受控棉田，其生态学意义是__________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)科研小组对自控棉田的能量流动进行定量分析，得出如表(单位：107 kJ·a－1，肉食性动物作为一个营养级研究)所示的部分数据。
种群 同化量 用于生长、发育和繁殖 呼吸消耗 分解者利用 流入下一营养级 未利用
棉花 81.5 69.5 7.0 45.5
植食性动物 9.0 1.0 3.5 4.5
肉食性动物 1.1 2.4 微量不计
据表分析，植食性动物的同化量是________kJ·a－1，能量从植食性动物到肉食性动物的传递效率为________(保留小数点后一位)。
[解析] (1)物种丰富度越高，食物网越复杂，抵抗力稳定性越强，与受控棉田相比，自控棉田具有更高的抵抗力稳定性；食棉害虫叶螨的活动能力弱，调查其种群密度的方法是样方法。
(2)群落的水平结构是指群落中物种的关系，两种棉田中棉花属于同种生物，两种棉田中棉花的分布错落有致，该现象描述的是同种植物的分布，属于种群的特征，不属于群落的特征。
(3)自控棉田害虫的天敌对害虫控制的绝对能力高于受控棉田，自控棉田不使用杀虫剂而达到更好的控制害虫效果，减少了农药的使用，防止环境污染，达到生态效益和经济效益的同步发展。
(4)据表可知，棉花的同化量＝(81.5＋69.5)×107 kJ·a－1＝1.51×109 kJ·a－1；植食性动物的同化量＝(81.5－7.0－45.5)×107 kJ·a－1＝2.9×108 kJ·a－1；肉食性动物的同化量为3.5×107 kJ·a－1，能量从植食性动物到肉食性动物的传递效率为(3.5×107)/(2.9×108)×100%≈12.1%。
[答案] (1)自控棉田中各组分类型的物种数量多，食物网复杂，自我调节能力强 样方法 (2)不属于 该现象描述的是同种植物的分布，属于种群的特征，不属于群落的特征 (3)自控棉田不使用杀虫剂而达到更好的控制害虫效果，减少了农药的使用，防止环境污染，达到生态效益和经济效益的同步发展 (4)2.9×108 12.1%专题限时集训(五) 生 态
(建议用时：40分钟)
一、选择题
1．(2022·全国甲卷)在鱼池中投放了一批某种鱼苗，一段时间内该鱼的种群数量、个体重量和种群总重量随时间的变化趋势如图所示。若在此期间鱼没有进行繁殖，则图中表示种群数量、个体重量、种群总重量的曲线分别是( )
A．甲、丙、乙 B．乙、甲、丙
C．丙、甲、乙 D．丙、乙、甲
D [分析题图可知，随着时间变化，甲曲线先增加后减少，乙曲线呈“S”形，丙曲线下降，在池塘中投放一批鱼苗后，由于一段时间内鱼没有进行繁殖，而且一部分鱼苗由于不适应环境而死亡，故种群数量下降，如曲线丙，存活的个体重量增加，如曲线乙，种群总重量先增加后由于部分个体死亡而减少，如曲线甲。综上可知，D正确。]
2．(2022·滨州高三期末)在弃耕农田里首先定居的是紫菀和须芒草。紫菀幼苗不耐荫，其成年植株荫蔽幼苗，使之很难存活。科学家在须芒草四周1.5 m半径的圆圈区域，按不同的间隔种植紫菀的幼苗，结果如下图所示。实验中未测到须芒草产生抑制紫菀生长的化学物质。下列说法正确的是( )
与须芒草的距离/cm
A．紫菀的成年植株和幼苗高低错落体现了群落的垂直结构
B．随着与须芒草距离增大，两种植物的生态位重叠程度减弱
C．在竞争关系中制约紫菀生长的非生物因素为土壤中的水分
D．此弃耕农田最终将演替为森林群落
B [紫菀属于种群，而垂直结构是群落的空间特征，A错误；分析题图，随着与须芒草距离增大，两种植物的干重和土壤水分增加，说明生态位重叠程度减弱，B正确；在竞争关系中制约紫菀生长的非生物因素为阳光，C错误；在气候条件适宜的情况下，弃耕的农田经若干年后才能演替成森林，D错误。]
3．(2022·临沂高三一模)某湖泊生态系统中的食物网如图所示，下列叙述错误的是( )
A．水蚤属于第二、三营养级，鲶鱼占有四个营养级
B．从能量流动角度分析，鲶鱼个体中所含的能量最少
C．从物质循环角度分析，碳主要以有机物的形式从水蚤传递给鲶鱼
D．从信息传递的角度分析，蚊子幼虫与划蝽之间的信息传递往往是双向的
B [该食物网有9条食物链，在藻类→轮虫→水蚤→鲶鱼、藻类→水蚤→鲶鱼中，水蚤属于第二、第三营养级；在9条食物链中鲶鱼占有第二、第三、第四、第五，共四个营养级，A正确。食物链中能量是单向流动、逐级递减的，鲶鱼营养级最高，其所在营养级同化量少，但鲶鱼个体中所含的能量不一定最少，B错误。碳在生物群落之间以含碳有机物的形式流动，碳主要以有机物的形式从水蚤传递给鲶鱼，C正确。生态系统的信息传递在生物之间一般是双向的，蚊子幼虫与划蝽之间的信息传递往往是双向的，D正确。]
4．(2022·河北邯郸一模)“多营养层次”是一种海水生态养殖新模式，即在上层挂绳养殖海带等藻类；在中层挂笼养殖牡蛎等滤食性贝类；在底层设置人工鱼礁，为鱼虾等提供生长、产卵和栖息的场所，养殖海参等底栖杂食动物。下图表示某渔民设置的“多营养层次”海水生态养殖模式内部部分构造和物质循环关系。下列相关叙述错误的是( )
A．牡蛎属于该生态系统中的消费者和分解者
B．“多营养层次”提升了群落垂直结构的复杂程度
C．“多营养层次”提高了生态系统中阳光、食物等资源的利用率
D．若养殖海带数量过多，则会导致牡蛎的食物来源增多，产量上升
D [据图中信息，牡蛎既能捕食浮游植物和浮游动物，又能分解有机碎屑，属于生态系统中的消费者和分解者，A正确；题述海水养殖模式在上层、中层和底层的设置提升了群落垂直方向上结构的复杂程度，充分利用了生态系统中的空间、阳光、食物等资源，B、C正确；若海带数量过多会影响小型浮游植物的数量，这些小的浮游植物是牡蛎的食物，导致牡蛎食物来源减少，所以牡蛎数量会下降，D错误。]
5．(2022·山东等级考)某地长期稳定运行稻田养鸭模式，运行过程中不投放鸭饲料，鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等，鸭粪可作为有机肥料还田。该稻田的水稻产量显著高于普通稻田，且养鸭还会产生额外的经济效益。若该稻田与普通稻田的秸秆均还田且其他影响因素相同，下列说法正确的是( )
A．与普通稻田相比，该稻田需要施加更多的肥料
B．与普通稻田相比，该稻田需要使用更多的农药
C．该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同
D．该稻田比普通稻田的能量的利用率低
A [该稻田生态系统的营养结构更复杂，其水稻产量还显著高于普通稻田，而运行过程中不投放鸭饲料，因此与普通稻田相比，该稻田需要施加更多的肥料，A正确；鸭取食害虫和杂草等，可以减少农药的使用，B错误；该稻田增加了鸭子使得群落的物种组成不同，因此该稻田与普通稻田的群落空间结构不完全相同，C错误；该稻田的水稻产量显著高于普通稻田，且养鸭还会产生额外的经济效益，与普通稻田相比，该稻田的能量利用率高，D错误。]
6．(2022·山东枣庄模拟预测)某草原生态系统的食物网结构如下图所示，下列说法正确的是( )
A．图中属于次级消费者的生物有3种
B．该草原生态系统的组成成分由非生物的物质和能量及图中生物构成
C．能量传递效率按20%计算，若蛇取食鼠的比例由1/4调整到3/4，则蛇体重增加1 kg，能为人多提供羊10 kg
D．生态系统中的物质、能量和信息沿着食物链和食物网循环流动
C [图中属于次级消费者的生物有蛇、猫头鹰、人、青蛙，A错误。该草原生态系统的组成成分由非生物的物质和能量、分解者及图中生物构成，B错误。能量传递效率按20%计算，若蛇取食鼠的比例为1/4时，蛇体重增加1 kg，消耗鼠1.25 kg，鼠消耗草6.25 kg；消耗青蛙3.75 kg，青蛙消耗昆虫18.75 kg，昆虫消耗草93.75 kg，故蛇体重增加1 kg，需消耗草6.25＋93.75＝100 kg。调整取食鼠为3/4时，蛇体重增加1 kg，消耗鼠3.75 kg，鼠消耗草18.75 kg；消耗青蛙1.25 kg，青蛙消耗昆虫6.25 kg，昆虫消耗草31.25 kg，故蛇体重增加1 kg，需消耗草18.75＋31.25＝50 kg，节省草100－50＝50 kg。该草流向羊可增重50×20%＝10 kg，C正确。能量不能循环，D错误。]
7．(2021·辽宁选择性考试)辽河流域是辽宁省重要的生态屏障和经济地带。为恢复辽河某段“水体—河岸带”的生物群落，研究人员选择辽河流域常见的植物进行栽种。植物种类、分布及叶片或茎的横切面见下图。下列有关叙述错误的是( )
注：右侧为对应植物叶片或茎的横切面示意图，空白处示气腔。
A．丙与丁的分布体现了群落的垂直结构
B．四种植物都有发达的气腔，利于根系的呼吸，体现出生物对环境的适应
C．不同位置上植物种类的选择，遵循了协调原理
D．生态恢复工程使该生态系统的营养结构更复杂，抵抗力稳定性增强
A [丙与丁的分布是由地形的起伏导致的，体现了群落的水平结构，A错误；四种植物生活在水体—河岸带，都有发达的气腔，利于根系的呼吸，体现出生物对环境的适应，B正确；不同位置上植物种类的选择，充分利用了环境资源，遵循了协调原理，C正确；生态恢复工程使该生态系统的营养结构更复杂，自我调节能力更强，抵抗力稳定性增强，D正确。]
8．(不定项)(2022·德州高三一模)种群增长率是指在单位时间内新增加的个体数占种群个体总数的比率；种群增长速率是指种群在单位时间内增加的个体数量。调查某种群一段时间内某些特征的变化，得到下图A、B曲线，以下说法正确的是( )
A．种群增长率为0时，出生率等于死亡率
B．若曲线A表示增长速率，当其为0时，则该种群可能达到K值
C．若曲线A表示“S”形曲线的增长率，则第6年时增长速率可能小于0
D．若曲线A表示出生率，B为死亡率，则前6年该种群的年龄结构为增长型，但将面临种群退化的问题
ABD [种群增长率为0，表明种群数量不再增长，故出生率等于死亡率，A正确；如果A表示增长速率，当其为0时，表明单位时间内增加的个体数为0，种群停止增长，推断种群可能达到K值，B正确；若曲线A表示“S”形曲线的增长率，第6年时仍然大于0，只是增长速度变慢，C错误；A表示出生率，B表示死亡率，图示中前6年由于出生率大于死亡率，种群数量增加，推断其年龄结构为增长型，但增加的数量不断减小，第6年后，出生率小于死亡率，故该种群可能面临种群退化的问题，D正确。]
9．(不定项)(2022·潍坊高三二模)大树杜鹃为国家一级保护濒危珍稀植物，是杜鹃花属中最高大的乔木树种。大树杜鹃林下凋落物厚，使得种子难以散布到土壤基质层，因而发芽率低；其幼苗生长缓慢，要生长很长时间才开花；且该树种对温度、湿度等条件要求苛刻。下列说法错误的是( )
A．影响大树杜鹃发芽率的生物因素主要是林木郁闭度
B．大树杜鹃促进生态系统中基因流动和协同进化体现了生物多样性的直接价值
C．大树杜鹃有性生殖能力较低，积极进行人工繁育可有效促进种群数量增加
D．在原产地适度清除林下凋落物并建立自然保护区是对大树杜鹃的有效保护
AB [林木郁闭度影响光照、湿度等因素，属于影响大树杜鹃发芽率的非生物因素，A错误；大树杜鹃促进生态系统中基因流动和协同进化属于对生态功能方面的影响，体现了生物多样性的间接价值，B错误；大树杜鹃种子发芽率低，生长至开花时间较长，并且在生长过程中对温度、湿度等条件要求苛刻，导致了其有性生殖能力较低，积极进行人工繁育可有效促进种群数量增加，C正确；根据“大树杜鹃林下凋落物厚，使得种子难以散布到土壤基质层，因而发芽率低”可知，在原产地适度清除林下凋落物可提高大树杜鹃的发芽率，建立自然保护区是就地保护的有效措施，D正确。]
二、非选择题
10．(2022·湖南选择性考试)入侵生物福寿螺适应能力强、种群繁殖速度快。为研究福寿螺与本土田螺的种间关系及福寿螺对水质的影响，开展了以下实验：
实验一：在饲养盒中间放置多孔挡板，不允许螺通过，将两种螺分别置于挡板两侧饲养；单独饲养为对照组。结果如图所示。
实验二：在饲养盒中，以新鲜菜叶喂养福寿螺，每天清理菜叶残渣；以清洁自来水为对照组。结果如表所示。
养殖天数(d) 浑浊度(FTU) 总氮(mg/L) 总磷(mg/L)
实验组 对照组 实验组 对照组 实验组 对照组
1 10.81 0.58 14.72 7.73 0.44 0.01
3 15.54 0.31 33.16 8.37 1.27 0.01
5 23.12 1.04 72.78 9.04 2.38 0.02
7 34.44 0.46 74.02 9.35 4.12 0.01
注：水体浑浊度高表示其杂质含量高。
回答下列问题：
(1)野外调查本土田螺的种群密度，通常采用的调查方法是________。
(2)由实验一结果可知，两种螺的种间关系为________。
(3)由实验二结果可知，福寿螺对水体的影响结果表现为____________________________。
(4)结合实验一和实验二的结果，下列分析正确的是________(填序号)。
①福寿螺的入侵会降低本土物种丰富度
②福寿螺对富营养化水体耐受能力低
③福寿螺比本土田螺对环境的适应能力更强
④种群数量达到K/2时，是防治福寿螺的最佳时期
(5)福寿螺入侵所带来的危害警示我们，引种时要注意_________________(答出两点即可)。
[解析] (1)由于本土田螺活动能力弱、活动范围小，故调查本土田螺的种群密度时，常采用的调查方法是样方法。
(2)由坐标图可以看出，随着培养天数增加，单独培养时，本地田螺生存率与福寿螺无明显差异，混合培养时，本地田螺生存率明显下降，福寿螺生存率没有明显变化，两者属于竞争关系。
(3)据表中数据可知：随着福寿螺养殖天数增加，水体浑浊度增加，说明水质被污染，总氮量、总磷量增加，说明引起了水体富营养化。
(4)结合实验一和实验二的结果可知，福寿螺对环境的适应能力比本土田螺强，更适应富营养化水体，竞争中占优势，导致本土田螺数量减少，降低本土物种丰富度。如果治理需在种群数量在K/2前防治，此时种群增长率没有达到最高，容易防控，故选①③。
(5)引入外来物种，可能会破坏当地的生物多样性，故在引入前需要考虑物种对当地环境的适应性，有无敌害及对其他物种形成敌害，还需建立外来物种引进的风险评估机制、综合治理机制及跟踪监测。
[答案] (1)样方法 (2)竞争 (3)水体富营养化，水质被污染 (4)①③ (5)物种对当地环境的适应性，有无敌害及对其他物种形成敌害
11．(2021·山东等级考)海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下，M、N表示营养级。
(1)估算海参种群密度时常用样方法，原因是__________________________
_________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(2)图中M用于生长、发育和繁殖的能量为____________kJ/(m2·a)。由M到N的能量传递效率为____________%(保留一位小数)，该生态系统中的能量____________(填“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。
(3)养殖的海带数量过多，造成牡蛎减产，从生物群落的角度分析，原因是
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是____________________。在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种生物之间的合适比例，这样做的目的是___________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)海参由于活动范围小，活动能力弱，所以常用样方法测定种群密度。
(2)生长、发育和繁殖的能量＝同化的能量－呼吸作用消耗的能量＝3 281＋2 826－3 619＝2 488 kJ/(m2·a)；由M到N的能量传递效率为386÷(3 281＋2 826)×100%≈6.3%，能量流动的方向是单向的不能循环。
(3)牡蛎以浮游植物为食，由于海带的竞争，浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，所以产量降低。
(4)海水立体养殖利用了群落结构的特点，优点是能充分利用空间和资源；由于空间和资源是有限的，所以在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种生物之间的合适比例，维持生态系统的稳定性，保持养殖产品的持续高产。
[答案] (1)海参活动能力弱，活动范围小 (2)2 488 6.3 不能 (3)由于海带的竞争，浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，产量降低 (4)能充分利用空间和资源 维持生态系统的稳定性，保持养殖产品的持续高产(实现生态效益和经济效益的可持续发展)
12．(2022·北京丰台高三期末)为加速塞罕坝地区由“荒原沙地”到“绿水青山”的演替，实现其生态恢复，先后有三代人的青春奉献在了这里。以下是部分研究历程。
(1)中华人民共和国成立初期，塞罕坝土壤干旱，有机质含量低。为改良塞罕坝的初期土壤，请从表1中选择两种合适的树种种植____________________。
表1 部分树种的生物特性
树种 生物特性
黄柳 灌木；耐旱、耐瘠、固沙
白桦 乔木；喜湿、喜肥；阔叶
山杨 乔木；耐旱、喜肥；阔叶
樟子松 乔木；耐旱、耐瘠、固沙；根系发达、针叶
紫杉 乔木；喜湿、喜肥；浅根性、针叶
(2)经过初期改造，塞罕坝的土壤条件已适合种植快速成林的华北落叶松。数年后，爆发了大规模的落叶松锉叶蜂虫害，原因是针叶纯林群落的______________低，生态系统的________简单，导致塞罕坝地区生态系统的________稳定性差。同时，生长迅速的落叶松消耗土壤中大量的N、P、K等无机盐，使土壤肥力下降。
(3)为解决上述两个问题，林场研究员欲引入可为鸟类提供栖息场所的树种——白桦，并进行如下研究：
①调查塞罕坝不同地区纯林、混交林内落叶松锉叶蜂的虫口密度，数据如表2。与纯林相比，混交林的有虫株率和虫口密度________。请从种间关系的角度分析这种变化的原因。_________________________________________________
______________________________________________________(写出1点即可)。
表2 纯林、混交林内落叶松的有虫株率和虫口密度
调查地点 树种组成 有虫株率/% 虫口密度(条/株) 备注
月亮湖 纯林 100 3 350 纯林：乔木为华北落叶松，林下植被为草本
纯林 100 4 310
小桥子 纯林 100 2 765
混交林 75.0 79 混交林：乔木为华北落叶松和白桦，林下植被为草本和灌木
川堂林子 混交林 82.4 136
混交林 68.7 68
②林场研究员对华北落叶松和白桦凋落物中的相关物质含量做了测定，数据见表3。白桦凋落物中初始________元素含量明显高于华北落叶松凋落物，导致C/N值差异较大。在一定范围内，C/N值越低，凋落物越容易被分解。
表3 凋落物初始养分组成
基质 有机质/% C/% N/(mg·g－1) C/N
华北落叶松 82.13 47.64 3.78 125.84
白桦 74.70 43.33 6.14 70.51
③继续测定不同凋落物中微生物的种类和数量，用PLFAs值表示，结果如上图。结合之前的研究结果，请推测引入白桦后土壤肥力提高的原因。______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________(至少写出两点)。
(4)塞罕坝是生态工程建设的成功案例之一。为了更好地维持和发展该生态系统，依据生态工程的整体原理，请提出你的建议。_________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[解析] (1)分析表1可知，黄柳的生物特性是耐旱、耐瘠、固沙；樟子松的生物特性是耐旱、耐瘠、固沙，根系发达、针叶。由于塞罕坝土壤干旱，有机质含量低，所以为改良塞罕坝的初期土壤，合适的树种为黄柳和樟子松。
(2)针叶纯林群落由于物种简单，导致针叶纯林群落的物种丰富度低，生态系统的营养结构简单，抵抗力稳定性差。
(3)①分析表格2可知，纯林中有虫株率达到100%，而混交林小于100%，且虫口密度也远远小于纯林，说明与纯林相比，混交林有虫株率和虫口密度降低。由题意可知，白桦是为鸟类提供栖息场所的树种，引起混交林有虫株率和虫口密度降低的原因可能是阔叶树种为害虫的天敌鸟类等提供栖息场所，从而吸引它们捕食害虫。
②分析表格3可知，白桦凋落物中初始N元素含量明显高于华北落叶松凋落物中初始N元素含量。
③分析题图可知，白桦的PLFAs值与混交林和华北落叶松都不一样，说明引入白桦可提高土壤微生物的种类和数量，加速落叶分解；根据表格3可知，在一定范围内，C/N值越低，凋落物越容易被分解，引入白桦后，C/N值降低，使落叶更容易被分解；还可能是因为阔叶树(白桦)产生的凋落物可以提高地表温度，提升微生物体内与呼吸作用相关的酶活性，从而加速微生物对土壤有机物的分解作用；或混交林吸引的鸟类的粪便排到土壤上，增加有机物含量，进而被微生物分解，提高土壤无机盐含量；以及引入白桦后，落叶松相对数量降低，减少了对土壤中N、P、K的消耗。
(4)为了更好地维持和发展该生态系统，依据生态工程的整体原理，应合理规划林业资源的开发和种植，注重林业生态环境保护宣传以及引入适宜当地环境的物种，增加物种丰富度。
[答案] (1)黄柳和樟子松 (2)物种丰富度 营养结构 抵抗力 (3)①降低 阔叶树种为害虫的天敌鸟类等提供栖息场所，从而吸引它们捕食害虫(或引入白桦后，落叶松相对数量降低，锉叶峰食物减少) ②N ③原因1：引入白桦可提高土壤微生物的种类和数量，加速落叶分解；原因2：阔叶树(白桦)产生的凋落物可以提高地表温度，提升微生物体内与呼吸作用相关的酶活性，从而加速微生物对土壤有机物的分解作用；原因3：混交林吸引的鸟类的粪便排到土壤上，增加有机物含量，进而被微生物分解，提高土壤无机盐含量；原因4：引入白桦可降低土壤中的C/N值，使落叶更容易被分解；原因5：引入白桦后，落叶松相对数量降低，减少了对土壤中N、P、K的消耗 (4)建议1：合理规划林业资源的开发和种植；建议2：注重林业生态环境保护宣传；建议3：引入适宜当地环境的物种，增加物种丰富度
(教师用书独具)
1．(2022·福建福州模拟预测)珍稀植物鹅掌楸是一种多年生的高大落叶乔木，高度可达40米，胸径1米以上。为探究鹅掌楸种群的数量特征，对某地区鹅掌楸种群进行调查，结果如下图所示。下列分析错误的是( )
图1 鹅掌楸种群龄级结构
图2 不同龄级鹅掌楸的死亡率
A．该地区鹅掌楸种群的年龄结构为增长型，未来种群数量可能会增加
B．第Ⅷ龄级的鹅掌楸死亡率急剧上升可能是人类活动干扰造成的，应加强保护
C．大龄级鹅掌楸的个体数少是因为其对资源的竞争能力下降造成的
D．提高鹅掌楸种子萌发率与幼苗存活率是促进种群数量增长的有效措施
C [该地区鹅掌楸种群中小龄级数明显多于大龄级数，说明该种群年龄结构为增长型，未来种群数量可能会增加，A正确；第Ⅷ龄级的鹅掌楸死亡率急剧上升，与其他龄级鹅掌楸死亡率差异过大，说明该龄级鹅掌楸的死亡可能不是自然发生的，而是人类活动干扰造成的，应加强保护，B正确；大龄级鹅掌楸的个体数少是因为人类活动干扰尤其是人类砍伐造成的，C错误；提高鹅掌楸种子萌发率与幼苗存活率，增加种群出生率，这是促进种群数量增长的有效措施，D正确。]
2．(2022·淄博高三一模)“恐惧生态学”认为恐惧能影响猎物的取食行为。某岛屿上中型肉食动物浣熊的天敌——大型肉食动物被人类猎杀殆尽后，浣熊大量捕食蟹类(如红黄道蟹)和鱼类(如线鳚)，导致生态平衡受到破坏。为探究恢复生态平衡的对策，研究者在观测区播放浣熊的捕食者和非捕食者的叫声，一段时间后调查统计，结果如下图。下列说法错误的是( )
A：非捕食者的叫声 B：捕食者的叫声
A．浣熊捕食者的叫声减少了观测区内浣熊的捕食时间
B．播放浣熊捕食者的叫声可以降低观测区内线鳚的种群数量
C．恐惧可能使浣熊躲避或离开观测区，观测区浣熊数量下降
D．大型肉食动物的存在有利于提高观测区内物种的多样性
B [分析题图可知，捕食者叫声会降低浣熊用于捕食的时间比例，A正确；分析题图可知，捕食者叫声会降低浣熊出现在观测区域的平均时间，由此推测播放浣熊捕食者的叫声可能使浣熊躲避或离开观测区，提高观测区内线鳚的种群数量，B错误，C正确；捕食者叫声会降低浣熊出现在观测区域的平均时间和用于捕食的时间比例，由此可知大型肉食动物的存在有利于提高观测区内物种的多样性，D正确。]
3．(2022·广东汕头二模)磺胺类(sulfonamides，SAs)抗生素长期以来被用于动物疾病的治疗和预防，SAs不会被动物体完全吸收，约有50%～90%的药物以药物原形或代谢物形式随动物粪便、尿液排出，因而依然具有生物活性，当排入环境中后，它们会对土壤生态系统产生影响。下图为磺胺类药物对土壤微生物呼吸作用的影响，有关叙述错误的是( )
注：称取每份土壤样品600 g，装入500 ml塑料烧杯中。将样品分成3组，编号为CK、T1、T2。CK(空白对照组，未添加磺胺类药物)，T1(土壤中磺胺类药物含量均为20 mg/kg)、T2(土壤中磺胺类药物含量均为100 mg/kg)。
A．与CK相比，在培养试验初始期(0天)，T1处理的CO2释放量受到激活
B．土壤微生物的呼吸作用强度可用于评价磺胺类物质对土壤污染程度的指标
C．在培养试验期间，处理对土壤呼吸作用的影响呈现“激活－抑制”循环的规律
D．磺胺类药物长时间残留会抑制土壤微生物群体的生命活动进而会影响土壤中有机质的分解
C [据图可知，与CK相比，在培养试验初始期(0天)，T1处理后土壤微生物呼吸作用增强，呼吸作用能释放CO2，因此T1处理的CO2释放量受到激活，A正确；据题意可知，SAs不会被动物体完全吸收，约有50%～90%的药物以药物原形或代谢物形式随动物粪便、尿液排出，因而依然具有生物活性，据图可知，土壤中磺胺类药物含量高低会影响土壤微生物的呼吸作用强度，因此土壤微生物的呼吸作用强度可用于评价磺胺类物质对土壤污染程度的指标，B正确；在培养试验期间，T1浓度时，0 d时被激活，0.5 d时被抑制，1～8 d时被激活，25～49 d时被抑制，因此可以说呈现“激活－抑制”循环的规律，但T2浓度时，0～0.5 d时被抑制，1～8 d时被激活，25～49 d时被抑制，没有呈现“激活－抑制”循环的规律，C错误；磺胺类药物长时间残留会抑制土壤微生物的呼吸作用，进而会影响土壤中有机质的分解，D正确。]微专题限时集训(八) 生物的变异和进化
(建议用时：25分钟)
一、选择题
1．(2022·福建龙岩质检)某地区少数人的一种免疫细胞的表面受体CCR5的编码基因发生突变，导致受体CCR5结构改变，使得HIV 1入侵该免疫细胞的概率下降。随着时间推移，该突变基因频率逐渐增加。下列有关叙述错误的是( )
A．由于该突变基因为CCR5编码基因的等位基因，因此该地区人群的基因库未改变
B．该突变基因的出现可能与DNA复制时发生错误有关，但与自然选择无关
C．通过药物干扰HIV 1与受体CCR5的结合可抑制HIV 1的增殖
D．该突变基因频率的增加可使人群感染HIV 1的概率下降
A [基因突变产生了新基因，增加了基因库内基因的种类，因此该地区人群的基因库发生了改变，A错误；自然选择只能对突变的基因进行选择，不能诱导基因突变，该突变基因的出现可能与DNA复制时发生错误有关，B正确；据题分析，受体CCR5能够与HIV 1特异性结合，可通过药物干扰HIV 1与受体CCR5的结合从而抑制病毒繁殖，C正确；编码受体CCR5的突变基因频率的增加可使HIV 1与受体CCR5结合的概率下降，进而使人群感染HIV 1的概率下降，D正确。]
2．(2022·广东韶关检测)普通小麦是目前世界各地普遍栽培的粮食作物，其培育过程如图所示。下列说法错误的是( )
注：A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组。
A．一粒小麦和斯氏麦草之间存在生殖隔离
B．杂种一无同源染色体，不可育，属于单倍体
C．用秋水仙素处理杂种二的幼苗可以得到普通小麦
D．与杂种二相比，普通小麦茎秆粗壮，叶片和种子比较大
B [一粒小麦和斯氏麦草之间形成的杂种一(AB)中不含同源染色体，不能形成正常配子，是不可育的个体，因此他们之间存在生殖隔离，A正确；杂种一无同源染色体，不可育，但含有2个染色体组，是由受精卵发育形成的，属于二倍体，B错误；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，导致染色体数目加倍，用秋水仙素处理杂种二的幼苗，可以得到可育的六倍体普通小麦，C正确；多倍体植株的特征一般是茎粗、叶大、花大、果实大，但往往生长慢、矮生、成熟也较迟，多倍体的植株中糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加；杂种二是三倍体，普通小麦是六倍体，因此与杂种二相比，普通小麦茎秆粗壮，叶片和种子比较大，D正确。]
3．(2022·广东韶关检测)由于广谱抗生素(能够抵抗大部分细菌的抗生素)的长期大量使用，出现了各种耐药菌株。下列有关说法正确的是( )
A．使用广谱抗生素后细菌发生了定向变异
B．自然选择使耐药菌株的耐药性变异得到了积累
C．耐药菌株耐药性增强的过程中相应基因的频率不变
D．耐药性是种群内个体间经过长期协同进化形成的
B [使用广谱抗生素后，抗生素对细菌的不定向变异进行了定向选择，能抗药的细菌保留下来，A错误；自然选择使耐药菌株的耐药性变异得到了积累，从而出现耐药性很强的细菌，B正确；耐药菌株耐药性增强的过程中抗药性弱的细菌被杀死，抗药性强的细菌活了下来，因此抗药性基因的频率升高，不抗药性基因的频率降低，C错误；协同进化是发生在不同物种之间、生物与无机环境之间的，种群内个体间不会发生协同进化，D错误。]
4．(2022·广东惠州调研)科学家发现一种蜣螂提高了“生活品位”，不仅吃粪便，还取食蜈蚣、马陆(也叫千足虫)等动物。与普通蜣螂相比其部分结构也发生变化：头部较窄而长，便于进食千足虫内脏；后腿较蜷曲，便于捕猎千足虫。下列推测合理的是( )
A．该蜣螂与普通蜣螂肯定已经产生了生殖隔离
B．与普通蜣螂相比，该蜣螂的某些基因频率发生了改变
C．该蜣螂在生态系统中仅作为捕食者(消费者)而存在
D．该蜣螂头部和后腿结构发生变化，是人工选择的结果
B [生物进化不一定产生新物种，蜣螂与普通蜣螂可能是同一个物种，故蜣螂与普通蜣螂之间可能没有产生生殖隔离，A错误；题述“与普通蜣螂相比其部分结构也发生变化”说明生物进化了，生物进化的实质是种群基因频率的改变，因此该蜣螂种群的某些基因频率发生了改变，B正确；该蜣螂不仅吃粪便，还取食蜈蚣、千足虫等动物，说明该蜣螂既是分解者又是消费者，C错误；头部和后腿结构发生变化的蜣螂类型是自然选择的结果，D错误。]
5．(不定项)(2022·湖南选择性考试改编)稻蝗属的三个近缘物种①日本稻蝗、②中华稻蝗台湾亚种和③小翅稻蝗中，①与②、①与③的分布区域有重叠，②与③的分布区域不重叠。为探究它们之间的生殖隔离机制，进行了种间交配实验，结果如表所示。下列叙述正确的是( )
交配(♀×) ①×② ②×① ①×③ ③×① ②×③ ③×②
交配率(%) 0 8 16 2 46 18
精子传送率(%) 0 0 0 0 100 100
注：精子传送率是指受精囊中有精子的雌虫占确认交配雌虫的百分比。
A．实验结果表明近缘物种之间也可进行交配
B．生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关
C．隔离是物种形成的必要条件
D．②和③之间可进行基因交流
ABC [由表格中的交配率的结果可知，近缘物种之间也可进行交配，A正确。已知①与②、①与③的分布区域有重叠，②与③的分布区域不重叠，但从交配率和精子传送率来看，生殖隔离与物种的分布区域是否重叠无关，B正确。隔离包括地理隔离和生殖隔离，隔离是物种形成的必要条件，C正确。②与③属于近缘物种，即使交配成功，由于存在生殖隔离，②③之间也不能进行基因交流，D错误。]
6．(不定项)(2022·江苏扬州中学检测)某医院有个罕见的病例：一对表现正常的夫妇育有一个正常孩子和一个畸形孩子，丈夫和妻子均有2条异常染色体，正常孩子的染色体均正常，而畸形孩子有一条染色体异常。该医院分析这对夫妇的配子情况及不同的配子组合导致子女的畸形情况，结果如下表所示。不考虑这对夫妇的染色体再变异的情况，下列说法正确的是( )
妻子丈夫 含1条异常染色体的配子 含2条异常染色体的配子 不含异常染色体的配子
含1条异常染色体的配子 畸形 畸形 畸形
含2条异常染色体的配子 畸形 正常 正常
不含异常染色体的配子 畸形 正常 正常
A．丈夫细胞中的2条异常染色体是非同源染色体
B．妻子产生不含异常染色体的配子的概率为1/4
C．子代如果只获得父方或母方1条异常染色体会表现为畸形
D．理论上该夫妇再生育一个染色体均正常的孩子的概率为1/9
ABC [据题意可知，丈夫和妻子均有2条异常染色体，却育有一个正常孩子和一个畸形孩子，正常孩子的染色体均正常，故可推出该对夫妇的2条异常染色体一定不是同源染色体，A正确；由于配子形成过程中同源染色体分离，非同源染色体自由组合，因此，妻子产生不含异常染色体的配子的概率为1/2×1/2＝1/4，B正确；子代如果只获得父方或母方1条异常染色体，会表现为畸形，C正确；根据分析，该夫妇产生不含异常染色体的配子的概率均为1/4，理论上，该夫妇再生育一个染色体均正常的孩子的概率是1/4×1/4＝1/16，D错误。]
二、非选择题
7．(2022·湖南选择性考试)中国是传统的水稻种植大国，有一半以上人口以稻米为主食。在培育水稻优良品种的过程中，发现某野生型水稻叶片绿色由基因C控制。回答下列问题：
(1)突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死。突变型1连续自交3代，F3成年植株中黄色叶植株占________。
(2)测序结果表明，突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变，由5＇ GAGAG 3＇变为5＇ GACAG 3＇，导致第________位氨基酸突变为____________，从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理。____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(部分密码子及对应氨基酸：GAG谷氨酸；AGA精氨酸；GAC天冬氨酸；ACA苏氨酸；CAG谷氨酰胺)
(3)由C突变为C1产生了限制酶酶切位点。从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段，用限制酶处理后进行电泳(电泳条带表示特定长度的DNA片段)，其结果为图中________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(4)突变型2叶片为黄色，由基因C的另一突变基因C2所致。用突变型2与突变型1杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。能否确定C2是显性突变还是隐性突变？________(填“能”或“否”)，用文字说明理由。________
__________________________________________________________________。
[解析] (1)突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死，说明突变型1应为杂合子，C1对C为显性，突变型1连续自交3代，F1中基因型为1/3CC、2/3CC1，F2中3/5CC、2/5CC1，F3成年植株中黄色叶植株占2/9。
(2)突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变，由5＇ GAGAG 3＇变为5＇ GACAG 3＇，突变位点前对应氨基酸数为726/3＝242，则会导致第243位氨基酸由谷氨酸突变为谷氨酰胺。叶片变黄是叶绿体中色素含量变化的结果，而色素不是蛋白质，从基因控制性状的角度推测，基因突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄。
(3)突变型1应为杂合子，由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。Ⅰ应为C酶切电泳结果，Ⅱ应为C1酶切电泳结果，从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段，用限制酶处理后进行电泳，其结果为图中Ⅲ。
(4)用突变型2(C2_)与突变型1(CC1)杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若C2是隐性突变，则突变型2为纯合子，则子代CC2表现为绿色，C1C2表现为黄色，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%；若突变型2为显性突变，突变型2(C2C)与突变型1(CC1)杂交，子代表型及比例应为黄∶绿＝3∶1，与题意不符。故C2是隐性突变。
[答案] (1)2/9 (2)243 谷氨酰胺 基因突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄 (3)Ⅲ (4)能 若C2是隐性突变，则突变型2为纯合子，则子代CC2表现为绿色，C1C2表现为黄色，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%；若突变型2为显性突变，突变型2(C2C)与突变型1(CC1)杂交，子代表型及比例应为黄∶绿＝3∶1，与题意不符专题限时集训(六) 生物技术与工程
(建议用时：40分钟)
一、选择题
1．(2022·山东潍坊模拟预测)啤酒发酵依赖于发酵工程，产品质检可应用“电子舌”，“电子舌”可根据不同滋味信号传感器呈现的响应值对啤酒风味进行评价，结果如下图。下列相关叙述不正确的是( )
A．啤酒主要经酵母菌和乳酸菌发酵制成
B．发酵原料应含有糖类作为发酵菌种的碳源
C．发酵液L1和L2口味相似，而L3涩味较强
D．菌种选育可依赖于突变筛选或转基因技术等
A [啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌无氧呼吸将糖类分解为酒精而制成的，A错误；酒精发酵的原材料是糖类，B正确；由题图可知，发酵液L1和L2口味相似，而L3涩味较强，C正确；菌种选育可依赖于突变筛选(诱变育种)或转基因技术(基因工程)等，D正确。]
2．(2022·天津河西二模)某同学从植物中提取出W物质，并研究其抑菌效果。在平板中央处打孔后加入提取物W，在适宜条件下培养一段时间后测量抑菌圈的大小并计算抑菌圈平均增幅速率，实验方法和结果如图所示。据图分析下列说法错误的是( )
A．将一定量菌液与冷却后的灭菌培养基混匀并倒平板可得到试验菌平板
B．在平板上打孔的钢管需要灼烧灭菌，目的是防止微生物污染平板
C．提取物W在培养基中扩散，加入提取物W后的2 h可获得最佳抑菌效果
D．菌体浓度、提取物W的浓度和扩散时间会对抑菌圈直径的大小造成影响
C [菌液中含有试验菌，将一定量菌液与冷却后的灭菌培养基混匀并倒平板可得到试验菌平板，A正确；在平板上打孔时，需要防止打孔的钢管上可能存在的微生物污染平板，因此在平板上打孔的钢管需要灼烧灭菌，B正确；抑菌圈的大小与抑菌效果呈正相关，提取物W在培养基中扩散，加入提取物W后的2 h，抑菌圈的直径没有达到最大值，说明还没有获得最佳抑菌效果，C错误；试验菌的数量随菌体浓度的增加而增多，W物质的分子数量随提取物W浓度的增加而增多，抑菌圈直径的大小随着提取物W扩散时间的延长而增大，因此菌体浓度、提取物W的浓度和扩散时间都会对抑菌圈直径的大小造成影响，D正确。]
3．(2022·山东枣庄二模)自生固氮菌是土壤中能独立进行固氮的细菌。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究，部分实验流程如下图。已知步骤④获得的三个平板的菌落数分别为90、95、100，对照组平板菌落数为0。相关叙述正确的是( )
① ② ③ ④ ⑤
A．步骤②振荡20 min的目的是扩大菌种数量，属于选择培养
B．步骤④使用接种环划线接种，使用前需要灼烧灭菌
C．1 g土壤中平均自生固氮菌数约为9.5×106个
D．所用培养基应加入碳源、氮源、无机盐、水和琼脂
C [步骤②需充分振荡的主要目的是使土壤中的微生物充分释放到无菌水中，A错误；由题图可知，步骤④平板中的菌落分布均匀，故所用的接种工具是涂布器，接种方法是稀释涂布平板法，B错误；菌落统计时应选择30～300之间的进行计数，故1 g土壤中平均自生固氮菌数约为(90＋95＋100)/3÷0.1×104＝9.5×106个，C正确；题述实验需要分离自生固氮菌，自生固氮菌可以利用空气中的氮气作为氮源，故所用培养基中不能加入氮源，D错误。]
4．(2022·福建漳州三模)菌根是指菌根真菌与植物根的共生体。金线莲是一种名贵中草药，目前组织培养技术是解决种苗繁育的有效途径。研究人员将金线莲无菌苗与纯培养的3种菌根真菌分别共生培养9周后，观测金线莲生长和多糖含量，结果如下表。下列叙述错误的是( )
组别 菌根真菌的种类 生根数量(条/瓶) 多糖含量(%)
1 —— 8.00 1.07
2 MF15 10.71 2.07
3 MF18 11.43 1.96
4 MF23 8.14 2.03
A．组别1为空白对照，只接种金线莲无菌苗不接种菌根真菌
B．3种菌根真菌均促进金线莲生长可能与金线莲形成菌根有关
C．MF18对金线莲生根数量有显著影响，不利于无菌苗出瓶后的成活率
D．在离体培养条件下，选择适当的菌根真菌与金线莲共生培养能提高多糖的含量
C [分析表格可知，组别1中只有金线莲无菌苗，并未与菌根真菌共生培养，因此组别1为空白对照，A正确；分析表格可知，组别2、3、4分别加入了不同种类的菌根真菌，共生培养9周后，生根数量和多糖含量均多于对照组，推测3种菌根真菌均促进金线莲生长可能与金线莲形成菌根有关，B正确；组别3中加入MF18共生培养9周后，生根数量远大于对照组，说明MF18对金线莲生根数量有显著影响，有利于无菌苗出瓶后的成活率，C错误；组别2、3、4分别加入了不同种类的菌根真菌，共生培养9周后，多糖含量均多于对照组，说明在离体培养条件下，选择适当的菌根真菌与金线莲共生培养能提高多糖的含量，D正确。]
5．(2022·江苏南通模拟预测)疣粒野生稻(2n＝24)对白叶枯病的抗性持久稳定，是理想的抗病育种材料，它与栽培稻具有极远的亲缘关系。为了充分利用疣粒野生稻资源，通过采用疣粒野生稻和栽培稻(2n＝24)体细胞杂交的方法获得后代，从而实现疣粒野生稻遗传物质向栽培稻转移。下列相关叙述错误的是( )
A．疣粒野生稻和栽培稻之间存在生殖隔离，自然条件下不能进行基因交流
B．两种水稻细胞经酶解去壁、诱导融合后可通过观察染色体数目筛选出杂种细胞
C．杂种水稻的组培过程需要更换培养基，提高生长素的比例有利于根的分化
D．经组培获得的杂种幼苗，一般需要经过由无菌到有菌的炼苗过程才能用于生产实践
B [疣粒野生稻和栽培稻之间存在生殖隔离，自然条件下不能进行基因交流，故需要植物体细胞杂交技术获得杂种植株，A正确；两种水稻细胞的染色体数目相同，故不能通过观察染色体数目筛选出杂种细胞，需要观察染色体形态，B错误；在植物组织培养时需要更换培养基，通过调节生长素和细胞分裂素的比值能影响愈伤组织分化出根或芽，比值高时，有利于根的分化抑制芽的形成，C正确；经组培获得的杂种幼苗，一般需要经过由无菌到有菌的炼苗过程才能用于生产实践，否则试管苗的成活率较低，D正确。]
6．(2022·德州高三一模)科研人员利用下图所示的流程，将小鼠多能干细胞(PSC)诱导成为精子，并使其成功与卵细胞受精，得到正常后代，这项研究给男性无精症导致的不孕不育带来了福音。下列分析不合理的是( )
A．PSC诱导形成精子的过程中，会发生细胞染色体数目的变化
B．步骤④只能加入一个分化出的精子，以避免多个精子和卵细胞融合
C．步骤⑤受精卵在体外培养时需提供95%空气和5%CO2的混合气体环境
D．上述流程利用了动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术
B [小鼠多能干细胞(PSC)诱导成为精子，并成功与卵细胞受精，得到正常后代(染色体数目与体细胞相同)，诱导形成精子的过程中，会发生减数分裂，会发生细胞染色体数目的减半，A正确；为保证受精的成功，步骤④可加入多个分化出的精子，卵细胞受精后会发生相应的变化避免多精入卵，B错误；动物细胞培养需要一定的气体环境，即95%空气和5% CO2的混合气体，C正确；上述流程利用了动物细胞培养、体外受精和胚胎移植等生物技术，D正确。]
7．(2022·天津南开区一模)小鼠克隆胚胎着床后胎盘发育显著异常可能是与克隆胚胎中H3K27me3印记基因过度表达有关，H3K27me3印记基因的敲除极大提高了体细胞克隆的成功率。H3K27me3印记基因敲除的实验组克隆小鼠的体重与受精卵来源的小鼠一致，而对照组克隆小鼠的体重显著高于受精卵来源的小鼠，实验组克隆小鼠的胎盘直径和重量也显著低于对照组克隆小鼠，而与受精卵来源的小鼠一致。下列相关分析错误的是( )
A．克隆胚胎过大可能是克隆胚胎着床后成活率低的原因
B．克隆胚胎过大的原因可能是克隆胚胎的胎盘过大
C．H3K27me3印记基因过度表达抑制胎盘的发育
D．H3K27me3印记基因的表达产物可能影响早期胚胎滋养层细胞发育
C [对照组克隆小鼠的体重显著高于受精卵来源的小鼠，故克隆胚胎过大可能是克隆胚胎着床后成活率低的原因，A正确；实验组克隆小鼠的胎盘直径和重量显著低于对照组克隆小鼠，而与受精卵来源的小鼠一致，说明克隆胚胎过大的原因可能是克隆胚胎的胎盘过大，B正确；H3K27me3印记基因敲除的实验组，克隆小鼠的胎盘直径和重量显著低于对照组克隆小鼠，而与受精卵来源的小鼠一致，说明H3K27me3印记基因可促进胎盘的发育，C错误；H3K27me3印记基因可影响胎盘的发育，而胎盘是由滋养层细胞发育而来的，故其表达产物可能影响早期胚胎滋养层细胞的发育，D正确。]
8．(2021·山东等级考)一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内，可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗，也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列说法正确的是( )
A．注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大
B．单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合
C．利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗
D．p72部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况
D [单抗的制作需要筛选，而多抗不需要筛选，抗原纯度越高，产生的多抗纯度越高，因此抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响小，A错误；单抗制备过程中通常将分离出的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，B错误；非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72上有多种抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，所以向小鼠体内注入p72后，可以刺激小鼠产生多种抗p72的单抗，C错误；p72部分结构改变只改变了部分抗原决定簇，因此由这部分抗原决定簇产生的抗体失效，但由于还存在由其他抗原决定簇刺激机体产生的抗体，所以多抗仍有效，D正确。]
9．(2022·北京房山区高三一模)生物安全是国家安全体系的重要组成部分。下列关于保障生物安全的说法，不正确的是( )
A．谨慎使用抗生素，减少对耐药菌的选择
B．转基因技术已经成熟，可以任意改造生物
C．面对新冠肺炎，积极注射疫苗建立免疫屏障
D．加强对高风险实验室的监管，避免病原微生物的泄漏
B [抗生素能杀灭细菌，留下耐药菌，过多使用抗生素，会增加耐药菌的比例，因此需要谨慎使用抗生素，减少对耐药菌的选择，A正确；转基因技术存在一定的安全争议，不能任意改造生物，B错误；疫苗可以使机体产生更多的记忆细胞和抗体，有利于更好地与病毒作斗争，因此面对新冠肺炎，应积极注射疫苗建立免疫屏障，C正确；高风险实验室中的病原微生物一旦流出，会增加人们的患病风险，因此需要加强监管，避免病原微生物的泄漏，D正确。]
10．(2022·广东佛山二模)叶绿体具有自身的基因组和遗传信息表达系统，叶绿体中的蛋白质一部分由自身基因编码，一部分由核基因编码。核基因编码的叶绿体蛋白质前端含有一段转运肽，可以引导其进入叶绿体。D1是叶绿体进行光反应依赖的一种核心蛋白，由自身的psbA基因编码。高温造成叶绿体内活性氧(ROS)的大量积累，ROS不但会破坏D1，还会抑制psbA mRNA的翻译。为了克服高温对作物产量的影响，我国科学家克隆了拟南芥叶绿体中的psbA基因，与高温响应的启动子连接，导入水稻细胞的核基因组中，培育出适应高温的转基因水稻。相关说法正确的是( )
A．D1核心蛋白主要分布在叶绿体基质中
B．拟南芥叶绿体中psbA基因的复制需要用到DNA酶
C．转基因水稻细胞核中转录产生的psbA mRNA进入叶绿体翻译
D．除高温响应的启动子外，目的基因psbA还要与编码转运肽的DNA片段连接
D [D1是叶绿体进行光反应依赖的一种核心蛋白，而光反应的场所是叶绿体类囊体的薄膜，据此可推测该蛋白分布在叶绿体类囊体的薄膜上，A错误；拟南芥叶绿体中psbA基因的复制需要用到DNA聚合酶，DNA酶能催化DNA的水解，B错误；转基因水稻细胞核中转录产生的psbA mRNA不进入叶绿体翻译，而在细胞质中的核糖体上进行翻译，C错误；由于目的基因导入的是水稻细胞的核基因组中，而核基因组编码的蛋白质前端含有一段转运肽，据此可推测目的基因psbA还要与编码转运肽的DNA片段连接，D正确。]
11．(2022·山东济南三模)稻米胚乳直链淀粉含量高会导致食用品质差。研究发现，水稻蜡质基因(Wx)编码直链淀粉合成酶。若Wx基因中第226位碱基是正常的G，该位点所在的内含子能被正常剪接，胚乳中直链淀粉的含量高，基因型记作GG；若该位点突变成T，则该位点所在的内含子不能被正常剪接，胚乳中直链淀粉的合成水平会降低，基因型记作TT。为检测Wx基因该位点碱基是G还是T，研究人员以待测水稻叶片总DNA为材料，以Wx基因片段设计引物(如图所示)，对PCR扩增产物经AccⅠ酶切后电泳。已知引物1为5′－GCTTCACTTCTCTGCTTGTG－3′，两引物之间无另外的AccⅠ酶的识别位点。下列叙述正确的是( )
高直链淀粉含量(GG)和中等直链淀粉含量(TT)水稻品种中蜡质基因部分DNA顺序
A．该实验中需设计的引物2为5′－TTCAACTCTCGTTAAATCAT－3′
B．若酶切产物只能观察到450 bp的DNA条带，则表明该水稻品种为TT型
C．GT杂合型水稻品种酶切电泳结果为3条条带
D．组成上述两种淀粉合成酶的氨基酸的种类不同，数目相同
C [分析题图可知，引物的延伸方向为5′→3′，故图示所给引物1设计区碱基序列所在的DNA链为非模板链，故引物1的碱基序列与非模板链的碱基序列相同，而引物2要以引物2设计区碱基序列所在的DNA链为模板，故引物2的碱基序列应与所给序列碱基互补配对，该实验中需设计的引物2为5′－ATGATTTAACGAGAGTTGAA－3′，A错误。若酶切产物只能观察到450 bp的DNA条带，则表明第226位碱基是正常的G，该位点所在的内含子能被正常剪接，所以该水稻品种为GG型，B错误。若Wx基因中第226位碱基是正常的G，该位点所在的内含子能被正常剪接，胚乳中直链淀粉的含量高，基因型记作GG；若该位点突变成T，则不能被正常剪接，胚乳中直链淀粉的合成水平会降低，基因型记作TT，故GT杂合型水稻品种的G能被酶切成两段，而T不能被酶切，故酶切电泳结果为3条条带，C正确。组成上述两种淀粉合成酶的氨基酸的数目不同，D错误。]
12．(不定项)(2022·山东泰安模拟预测)D基因中含两种限制酶BamHⅠ和MspⅠ()的酶切位点，HpaⅡ和MspⅠ酶切位点相同，酶切位点处的胞嘧啶可能被甲基化，HpaⅡ对胞嘧啶甲基化敏感(即不能切割甲基化的酶切位点)，而MspⅠ对胞嘧啶甲基化不敏感。某种基因型小鼠(Dd)有表型1和表型2两种表型，利用两种表型的小鼠D基因做了三组酶切实验：第一组单独使用BamHⅠ，第二组使用BamHⅠ＋MspⅠ，第三组使用BamHⅠ＋HpaⅡ；每组完全酶切产物(每一个酶切位点均被切割)通过电泳分离并使用探针得到杂交带，结果如图所示。下列叙述正确的是( )
D基因酶切图谱(B代表BamHⅠ的酶切位点，M代表MspⅠ或HpaⅡ的酶切位点)
A．该种小鼠(Dd)有两种表型可能与D基因甲基化程度不同影响了基因的表达有关
B．若经过第一组处理后均可得到8.9 kb的基因片段(包含探针)，则说明经过第一组处理后的D基因的酶切位点均没有被甲基化
C．若控制表型1的D基因经过第二组和第三组处理后的酶切结果分别是3.5 kb和8.9 kb，则说明控制表型1的D基因中的4个MspⅠ酶切位点均被甲基化
D．若控制表型2的D基因经过第三组处理后的酶切结果介于3.5 kb和8.9 kb之间，则说明D基因中最多有3个HpaⅡ酶切位点被甲基化
ACD [基因中碱基的甲基化会影响基因的表达，所以基因型相同的小鼠(Dd)有两种表型可能是因为A基因甲基化程度不同影响了基因的表达，A正确；经过第一组利用限制酶BamHⅠ处理，由于不清楚该酶对甲基化是否敏感，因此仅通过得到的8.9 kb的基因片段(包含探针)不能说明经过第一组处理后的D基因的酶切位点被甲基化的情况，B错误；HpaⅡ和MspⅠ酶切位点相同，HpaⅡ对胞嘧啶甲基化敏感(即不能切割甲基化的酶切位点)，而MspⅠ对胞嘧啶甲基化不敏感，若表型1中D基因经过第三组使用BamHⅠ＋HpaⅡ酶切，只得到8.9 kb片段，则说明MspⅠ酶切位点都被甲基化，C正确；若控制表型2的D基因经过第三组处理后的酶切结果介于3.5 kb和8.9 kb之间，则说明D基因中至少有1个、最多有3个HpaⅡ酶切位点被甲基化，D正确。]
二、非选择题
13．(2022·河北唐山三模)二氯喹啉酸(QNC)是一种高选择性、激素类、低毒性除草剂，主要用于防治稻田稗草，持效期长，易于在土壤中积累而影响后茬作物的生长发育。某科研小组欲分离筛选出一株可降解除草剂QNC的菌株，鉴定并明确其降解特性，分离、培养流程图如图1所示，回答下列问题：
图1
(1)在无机盐液体培养基中筛选降解菌株，需要以________为唯一碳源。在培养中需要振荡处理，目的是_____________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)不同的微生物培养形成的菌落表现出不同的特征，可通过微生物的菌落特征来鉴定，这些菌落特征包括______________________________(答出两点即可)等。通过分离筛选得到一株能有效降解QNC的菌株15#，对培养的菌株15#进行计数时，通常选用一定稀释范围的样液进行培养，其目的是______________________________________________。统计获得的菌落数比实际的活菌数少，原因是___________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)为确定菌株15#的最适培养条件，科研人员探究接种量和不同氮源等因素对菌株15#降解QNC的影响，实验结果如图2、图3所示。
外源氮对QNC降解率的影响%
图2
接种量对QNC降解率的影响/%
图3
①分析图2可以得出的结论有_______________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________(答出两点即可)。
②分析图3可知，菌株15#降解QNC效果最好的接种量为7%，当超过该接种量时，降解率呈下降趋势，原因可能是_________________________________
____________________________________________________________________。
[解析] (1)因为该科研小组欲分离筛选出一株可降解除草剂QNC的菌株，因此在无机盐液体培养基中筛选降解菌株，需要以QNC为唯一碳源。在培养中需要振荡处理，一方面使菌体与培养液充分接触，有利于菌体获得更多的营养物质，另一方面使菌体与空气充分接触，有利于菌体的生长。
(2)可根据菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等特征来鉴定微生物。对培养的菌株15#进行计数时，通常选用一定稀释范围的样液进行培养，可采用的计数方法是稀释涂布平板法，稀释的目的是确保获得菌落数在30～300之间、适于计数的平板。用稀释涂布平板法计数时，当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，故统计获得的菌落数比实际的活菌数少。
(3)①图b中，尿素、蛋白胨、氯化铵、硫酸铵、硝酸铵是不同的氮源，由图可知，不同氮源对菌株15#降解QNC的影响不同；以蛋白胨为氮源时，菌株15#降解QNC的效果最好。②超过该接种量时，即种群中的个体数过多，则菌体间的种内竞争激烈，导致营养物质不足，影响QNC的降解率。
[答案] (1)除草剂QNC 使菌体与培养液、空气充分接触，利于菌体获得更多的营养物质 (2)菌落的形状、大小、隆起程度和颜色 确保获得菌落数在30～300之间、适于计数的平板 当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落 (3)①不同氮源对菌株15#降解QNC的影响不同；以蛋白胨为氮源时，菌株15#降解QNC 的效果最好 ②菌体间的种内竞争导致营养物质不足，影响QNC的降解率
14．(2022·河北模拟预测)图甲为应用基因编辑技术去除CFTR基因(控制CFTR蛋白的合成)，获得患囊性纤维化的编辑小鼠(4号)的培育流程。请回答下列问题：
图甲
图乙
(1)对1号小鼠进行超数排卵处理，收集并选取处在________的卵母细胞用于核移植。
(2)采集2号小鼠的组织细胞，放置于37 ℃的CO2培养箱中培养，其中CO2的作用是__________________________________________。
(3)尝试用基因疗法给刚出生的编辑小鼠4号治疗囊性纤维化。其中，将CFTR基因插入质粒中，构建基因表达载体，其部分结构和酶切位点的示意图如图乙，图中E1～E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。据图推断，在将CFTR基因插入质粒时，应使用________限制酶，目的是_____________________________
___________________________________________________________________。
(4)为获得更多基因编辑小鼠，可在胚胎移植前对胚胎进行_______________
_______________________________________________________________，所需要的主要仪器设备包括_________________________________________。
(5)请设计一个实验，从分子水平检测CFTR基因是否被成功导入编辑小鼠4号并正常表达。
①实验思路：___________________________________________________
______________________________________________________________；
②预期结果：__________________________________________________
______________________________________________________________。
[解析] (1)用于核移植的卵细胞通常处于减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)。
(2)动物细胞培养过程中，CO2的目的是维持培养液的pH。
(3)CFTR基因插入质粒时，应该将目的基因插入终止子和启动子之间，由于CFTR基因会被E3切割，所以应该用E2和E4切割质粒，保证CFTR基因完整且能与载体正确连接。
(4)为获得更多基因编辑小鼠，可在胚胎移植前对胚胎进行分割，需要的主要仪器设备包括实体显微镜和显微操作仪。
(5)从分子水平检测CFTR基因是否被成功导入编辑小鼠4号并正常表达，检测目的基因是否被成功导入通常用DNA分子杂交技术，检测是否正常表达通常用抗原—抗体杂交。
实验思路：用含CFTR基因的放射性同位素探针与提取的编辑小鼠4号DNA进行DNA分子杂交，观测是否出现相应的杂交带；利用CFTR蛋白抗体与编辑小鼠4号提取的蛋白质进行抗原—抗体杂交，观测是否出现相应的杂交带。
预期结果：若观测到相应的杂交带，则CFTR基因被成功导入编辑小鼠4号，否则没有；若观测到相应的杂交带， 则CFTR基因正常表达，否则没有。
[答案] (1)减数分裂Ⅱ中期(或MⅡ期) (2)维持培养液的pH (3)E2、E4 保证CFTR基因完整且能与载体正确连接 (4)分割 实体显微镜和显微操作仪 (5)①用含CFTR基因的放射性同位素探针与提取的编辑小鼠4号DNA进行DNA分子杂交，观测是否出现相应的杂交带；利用CFTR蛋白抗体与编辑小鼠4号提取的蛋白质进行抗原—抗体杂交， 观测是否出现相应的杂交带 ②若观测到相应的杂交带，则CFTR基因被成功导入编辑小鼠4号，否则没有；若观测到相应的杂交带， 则CFTR基因正常表达，否则没有
15．(2022·山东威海二模)COR基因是植物的冷调节基因，其编码的亲水性多肽能保护细胞免受冻害，具有增强植物抗寒性的作用。转录因子CBF(由CBF基因控制合成)能够特异性结合下游靶基因启动子区，从而激活COR基因的表达以提高植物的抗寒性。将不同植物中获取的CBF基因和COR基因组合起来构建抗寒基因超量表达载体，转入植物体内能有效提高植物的低温耐受性。构建基因表达载体时需要根据载体和目的基因上的限制酶切割位点选择不同的限制酶，当遇到平末端和黏性末端不能连接时，可利用限制酶Klenow酶特有的5′→3′DNA聚合酶活性，将黏性末端补平后再与平末端连接。
(1)研究小组获取了一段包含CBF基因的长DNA片段，根据已知CBF基因序列设计了适宜长度的引物A和引物B，则在PCR反应过程中需要经过________次复制才会出现与CBF基因长度和序列完全吻合的产物；经过四次循环形成的产物中同时含有引物A和引物B的DNA占________。
(2)抗寒相关基因超量表达依赖于适宜的启动子。启动子可分为组成型启动子(每种组织器官中均发挥作用)、组织特异型启动子(特定组织器官中才能发挥作用)和诱导型启动子(特定条件刺激才能发挥作用)，构建基因表达载体时可单独使用某一类型的启动子也可多种类型组合使用。从减少物质和能量消耗的角度出发，最好选择_____________________________________________________________
____________________________________________________________________
(填启动子类型)使马铃薯块茎在寒冷刺激下启动抗寒基因的表达。
(3)为将COR基因表达载体和CBF基因组合起来构建抗寒基因超量表达载体，应选择不同的限制酶分别切割COR基因表达载体和CBF基因的两端，目的是__________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
根据下图所示限制酶切割位点和识别序列，实验室中构建抗寒基因超量表达载体时，为实现经XbaⅠ切割后的CBF基因与COR基因表达载体的连接，应选用的限制酶是____________。
(4)转录因子CBF特异性识别下游靶基因启动子区后，可能与________酶结合形成复合体从而激活COR基因的表达。
(5)科学家成功培育出抗寒基因超量表达的转基因植物后，筛选到一个AtNUP160基因突变的植株(atnup160突变体)，已知AtNUP160基因表达产物能通过参与核孔复合体的形成影响RNA的出核转运，在植物抗寒过程中发挥重要的作用。研究发现，atnup160突变体中CBF基因的表达水平降低，进而影响了COR基因的表达，植物抗寒能力减弱。由此推断atnup160突变体抗寒能力减弱的机理是_____________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)研究小组获取了一段包含CBF基因的长DNA片段，根据已知CBF基因序列设计了适宜长度的引物A和引物B，则在PCR反应过程中需要经过3次复制才会出现引物之间的DNA片段，该片段正好与CBF基因长度和序列完全吻合；经过四次循环形成的产物共有24＝16个，其中含有亲代母链的DNA分子共有2个，其他的DNA分子均含有引物A和引物B，则经过四次循环形成的产物中同时含有引物A和引物B的DNA占(16－2)/16＝7/8。
(2)根据启动子的类型和作用可知，为了达到减少物质和能量消耗的目的，这里应该选择块茎组织特异型启动子和冷刺激诱导型启动子使马铃薯块茎在寒冷刺激下才启动抗寒基因的表达。
(3)为将COR基因表达载体和CBF基因组合起来构建抗寒基因超量表达载体，应选择不同的限制酶分别切割COR基因表达载体和CBF基因的两端，这样可获得不同的黏性末端，保证COR基因表达载体和CBF基因的正确连接。根据题目所示的限制酶切割位点和识别序列，实验室中构建抗寒基因超量表达载体时，目的基因CBF的两端有MunⅠ和XbaⅠ的切割位点，COR基因表达载体中有HedⅠ和SamⅠ，其中MunⅠ和HedⅠ限制酶切割后能形成相同的黏性末端，在DNA连接酶的作用下可实现连接，而XbaⅠ切割CBF基因后形成的是黏性末端，无法与SamⅠ酶切割后形成的平末端相连接，因此，需要在XbaⅠ切割CBF基因后利用限制酶Klenow酶特有的5′→3′DNA聚合酶活性，将黏性末端补平后再与SamⅠ酶切割后形成的平末端连接，所以为实现经XbaⅠ切割后的CBF基因与COR基因表达载体的连接，应选用的限制酶是SamⅠ、Klenow酶。
(4)转录因子CBF特异性识别下游靶基因启动子区后，可能与RNA聚合酶结合形成复合体从而激活COR基因的表达，因为RNA聚合酶能启动基因的转录过程。
(5)研究发现，atnup160突变体中CBF基因的表达水平降低，进而影响了COR基因的表达，植物抗寒能力减弱。题意显示，atnup160突变体中AtNUP160基因表达产物减少，影响了核孔复合体的形成，导致CBF基因转录形成的mRNA无法转运出细胞核，转录因子CBF减少，使得COR基因的表达水平明显降低，保护细胞免受冻害的亲水性多肽减少，植物抗寒能力减弱。
[答案] (1)3 7/8 (2)块茎组织特异型启动子和冷刺激诱导型启动子 (3)保证COR基因表达载体和CBF基因的正确连接 SamⅠ、Klenow酶 (4)RNA聚合 (5)atnup160突变体中AtNUP160基因表达产物减少，影响了核孔复合体的形成，导致CBF基因转录形成的mRNA无法转运出核，转录因子CBF减少，使得COR基因的表达水平明显降低，保护细胞免受冻害的亲水性多肽减少，植物抗寒能力减弱微专题限时集训(十八) 实验设计、分析与评价
(建议用时：40分钟)
一、选择题
1．(2022·深圳二模)L 天冬酰胺是人体的非必需氨基酸。研究发现L 天冬酰胺酶能将L 天冬酰胺分解，而淋巴瘤细胞自身不能合成该氨基酸，导致增殖被抑制。研究人员做了如下实验，根据实验结果实验者确定L 天冬酰胺酶是一种理想的抗淋巴瘤药物，那么实验者对①②③④的测定结果是( )
实验分组 L 天冬酰胺含量
培养液 细胞内
实验组：培养液＋L 天冬酰胺酶＋淋巴瘤细胞 ① ②
对照组：培养液＋L 天冬酰胺酶＋正常细胞 ③ ④
A．①缺乏②缺乏③正常④缺乏
B．①缺乏②正常③缺乏④正常
C．①缺乏②缺乏③缺乏④正常
D．①缺乏②缺乏③正常④正常
C [L 天冬酰胺是人体的非必需氨基酸，人体的正常细胞能够合成L 天冬酰胺，因此对照组培养液中不能检测到L 天冬酰胺，细胞内能够检测到L 天冬酰胺；淋巴瘤细胞自身不能合成该氨基酸，因此在实验组的培养液和细胞内都不能检测到L 天冬酰胺。]
2．(2022·黄冈高三调研)为探究细胞吸收葡萄糖是否需要载体蛋白和能量，将兔的红细胞和肌细胞分别置于含有5%的葡萄糖培养液中进行实验，一段时间后测定培养液中葡萄糖的含量，结果如下表。
组别 培养条件 肌细胞 红细胞
甲 加入葡萄糖载体抑制剂 5% 5%
乙 加入呼吸抑制剂 4.7% 3.5%
丙 不做任何处理 2.5% 3.5%
根据实验结果分析，下列叙述正确的是( )
A．该实验的自变量为添加抑制剂的种类
B．肌细胞和红细胞吸收葡萄糖均需要载体蛋白
C．肌细胞吸收葡萄糖一定需要能量
D．红细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输
B [分析题意可知，本实验的目的是为探究细胞吸收葡萄糖是否需要载体蛋白和能量，则实验的自变量为是否添加抑制剂和细胞种类，A错误；甲组与丙组比较，自变量为是否加入葡萄糖载体抑制剂，结果显示甲组红细胞和肌细胞培养液中葡萄糖含量不变，丙组红细胞和肌细胞培养液中葡萄糖的含量均减少，说明肌细胞和红细胞吸收葡萄糖均需要载体蛋白的协助，B正确；综合分析三组实验，肌细胞吸收葡萄糖的方式主要是主动运输，也有协助扩散(乙、丙对照加入呼吸抑制剂以后仍可吸收葡萄糖)，故肌细胞吸收葡萄糖不一定需要能量，C错误；综合分析三组实验，红细胞吸收葡萄糖需要载体蛋白，不需要消耗能量，方式为协助扩散，D错误。]
3．(2022·潍坊五县联考)胚胎发育形成趾的时期，鸡和鸭两种动物的趾间都有蹼状结构，后来鸡爪的趾骨间没有蹼状结构。为了探究蹼状结构的形成和消失是如何进行的，科学家进行了如下实验：①将鸭胚胎中预定形成鸭掌部分的细胞移植到鸡胚胎的相应部位，结果鸡爪长成了鸭掌；②将鸡胚胎中预定形成鸡爪部分的细胞移植到鸭胚胎的相应部位，结果鸭掌长成了鸡爪。下列说法错误的是( )
A．鸡爪胚胎发育时期蹼的消失是基因决定的细胞自动结束生命的过程
B．细胞凋亡与溶酶体等结构有关
C．新细胞的产生和细胞的凋亡可同时存在于多细胞生物体中
D．上述实验研究还需要增设对照组
D [鸡爪胚胎发育时期蹼的消亡是由细胞凋亡引起的，是基因决定的细胞自动结束生命的过程，A正确；细胞凋亡过程的发生与细胞中的溶酶体有关，因为溶酶体中有多种水解酶，B正确；多细胞生物体可同时存在细胞的产生和凋亡，C正确；上述实验已经形成了相互对照，不需要再增设对照组，D错误。]
4．(2022·潍坊五县联考)人乳腺细胞(M)和乳腺癌细胞(Mc)葡萄糖摄取情况如图甲所示，用特异性作用于线粒体内膜的呼吸酶抑制剂分别处理M和Mc，与对照组(未用抑制剂处理)细胞数的比例如图乙所示。下列说法正确的是( )
图甲 图乙
A．Mc细胞膜上糖蛋白的数量多于M细胞
B．实验组Mc细胞呼吸产生乳酸的速率高于M细胞
C．Mc细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量少于M细胞
D．该呼吸酶抑制剂在细胞有氧呼吸第二阶段起作用
B [癌细胞的特征之一是细胞膜上的糖蛋白减少，所以Mc细胞膜上糖蛋白的数量少于M细胞，A错误；根据以上分析可知，呼吸酶抑制剂对人乳腺细胞的抑制作用更大，而对乳腺癌细胞的抑制作用较小，且呼吸酶抑制剂作用于线粒体内膜，说明呼吸酶抑制剂抑制的是有氧呼吸，进而说明乳腺癌细胞可以更多地利用无氧呼吸供能，因此实验组Mc细胞呼吸产生乳酸的速率高于M细胞，B正确；图甲显示乳腺癌细胞(Mc)每天摄取葡萄糖的量多于人乳腺细胞(M)，说明Mc细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量多于M细胞，C错误；该呼吸酶抑制剂作用于线粒体内膜，说明其在细胞有氧呼吸第三阶段起作用，D错误。]
5．(2022·广东惠州调研)某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如下图所示。下列有关分析错误的是( )
甲 乙
A．叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势
B．叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降
C．实验2～4 d，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的
D．持续严重干旱，对植物的光反应和暗反应均有可能产生影响
C [由图甲中可以看出，随干旱时间延长，叶片光合速率呈下降趋势，A正确；比较图甲和图乙，图甲中光合速率在第2天就开始下降，而图乙中叶绿素含量在第4天才开始下降，因此叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降，B正确；图乙中，实验2～4 d中叶片叶绿素含量并没有下降，但图甲中光合速率已经下降，C错误；持续严重干旱，植物的叶绿素含量下降，对植物的光反应有直接影响，干旱还会导致气孔关闭，叶片中CO2浓度下降，进而影响暗反应，D正确。]
6．(2022·重庆巴蜀中学检测)生物兴趣小组为探究在适度补水条件下某叶片光合色素含量的变化，进行了相关实验，结果如下表(单位：mg/g)，下列说法错误的是( )
组别 实验条件 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素
甲 自然条件 0.37 0.45 0.12
乙 适度补水 1.14 0.53 0.12
A．该实验为对照实验，其中甲组是对照组，乙组是实验组
B．叶绿素主要吸收蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光和红光
C．光合色素主要存在于绿色植物的叶肉细胞中，还可存在于其幼嫩的茎和果实的部分细胞
D．据表推测：其余条件相同且适宜，在适度补水条件下，植物能提高光合作用速率
B [由实验处理情况可知，甲组为自然条件下的结果，乙组进行了适度补水的处理，则甲组为对照组，乙组为实验组，A正确；叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，B错误；光合色素位于叶绿体中，叶绿体主要存在于绿色植物的叶肉细胞中，还可存在于其幼嫩的茎和果实的部分细胞，C正确；由表格数据可知，适度补水下，叶绿素的含量增加，能提高植物的光合作用速率，D正确。]
7．(2022·江苏百校联考)癌症是一类严重危害身体健康的重大疾病。有研究显示，辣椒碱在抗肿瘤方面有重要作用。研究人员继续进行了如下两方面的实验：①在几乎长满小鼠肺癌细胞的培养皿上划出一道无细胞的痕迹。观察辣椒碱对细胞迁移的影响，结果如图所示；②利用特异性的染料对细胞进行染色，统计辣椒碱对小鼠肺癌细胞凋亡的影响，结果如表所示，下列叙述不正确的是( )
组别 细胞凋亡率(%)
对照组 9.23±0.21
实验组 37.52±3.89
A．癌细胞可以无限增殖可能与细胞内端粒酶活性高有关
B．实验②中被染色的细胞数越多小鼠肺癌细胞的凋亡率越低
C．实验①证明辣椒碱会抑制癌细胞在体内的扩散和转移
D．实验②证明辣椒碱可能抑制肿瘤体积的增长速度
B [癌细胞能无限增殖，说明端粒没有因为分裂而变短，很可能与端粒酶活性高有关，A正确；实验②中对细胞进行染色是为了方便统计小鼠肺癌细胞的凋亡速率，与数据无关，B错误；据实验①分析可知，与对照组相比，实验组划痕变化较小，辣椒碱可能会抑制癌细胞在体内的扩散和转移，C正确；据实验②分析可知，与对照组相比，实验组细胞凋亡率高，辣椒碱可能会抑制体内肿瘤体积的增长速度，D正确。]
8．(2022·湖南郴州检测)苦马豆素(SW)最早是从植物灰苦马豆中分离获得，是一种具有抗肿瘤功能的生物碱，被认为是“未来的肿瘤治疗药物”。将等量的小鼠肝癌细胞悬液，接种于添加不同浓度SW的等量培养液中培养48 h，经过一系列的处理及分析，结果如下表所示：
组别 SW浓度 癌细胞数目 凋亡细胞数目 癌细胞中凋亡蛋白Bax
A 2 μg/mL ＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋＋
B 1 μg/mL ＋＋ ＋＋＋ ＋＋＋
C 0.5 μg/mL ＋＋＋ ＋＋ ＋＋
D 0 μg/mL ＋＋＋＋ ＋ ＋
注：“＋”的数量表示相对值的多少。
下列相关分析错误的是( )
A．细胞癌变的根本原因是原癌基因突变
B．实验中，应每个组设置多个培养瓶同时进行培养，体现了平行重复原则
C．本实验的自变量为SW培养液的浓度
D．SW可能是通过诱导相关凋亡蛋白基因的表达，来抑制肿瘤生长
A [细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变，A错误；实验中，应每个组设置多个培养瓶同时进行培养，体现了平行重复原则，B正确；由表格数据分析可知，随着SW浓度的增加，癌细胞的数目减少，故本实验的自变量为SW培养液的浓度，C正确；由分析可知，随着SW浓度的增加，癌细胞中凋亡蛋白Bax的表达量增加，而癌细胞数目减少，凋亡细胞数目增加，由此推测SW可能是通过诱导癌细胞中相关凋亡蛋白基因的表达，来抑制肿瘤生长，D正确。]
9．(不定项)(2022·菏泽模拟)现有两只成年狗出现了行动呆笨迟缓、精神萎靡、食欲不振等症状，为探究出现这些症状的原因，科研人员抽血检测这两只狗的激素浓度，结果如下表所示。下列分析正确的是( )
促甲状腺激素释放激素含量 促甲状腺激素含量 甲状腺激素含量
(患病狗)甲 偏高 偏高 偏低
(患病狗)乙 偏高 偏低 偏低
A．给甲、乙饲喂甲状腺激素后，只有甲上述各激素含量都可恢复正常
B．甲的病因可能是甲状腺损伤或缺碘，乙的病因最可能是垂体病变
C．除上述症状外，甲、乙的体温还低于正常值
D．给甲、乙注射促甲状腺激素，二者的耗氧量均增加
ABC [甲是因为甲状腺分泌甲状腺激素不足造成的，而垂体是正常的，且甲状腺激素不会被消化道分解，因此饲喂甲状腺激素后，促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素都会恢复正常，而乙是因为垂体出现问题，饲喂甲状腺激素后促甲状腺激素的含量仍然不会恢复正常，A正确；甲是甲状腺出现损伤或者缺乏合成甲状腺激素的碘元素造成的，而乙甲状腺激素和促甲状腺激素含量都很低，是垂体出现病变引起促甲状腺激素分泌不足造成的，B正确；甲状腺激素可以促进新陈代谢促进机体产热，甲和乙由于甲状腺激素分泌不足，产热不足，体温低于正常值，C正确；甲的甲状腺激素合成不足，即使注射促甲状腺激素，依然不能合成甲状腺激素，不能促进新陈代谢增加耗氧量，而乙是垂体分泌促甲状腺激素不足造成的，注射促甲状腺激素可以促进甲状腺合成甲状腺激素，可以促进新陈代谢增加耗氧量，D错误。]
10．(不定项)(2022·河北九师联盟)将水稻种子在去离子水中催芽后形成的水稻幼苗采用水培营养液进行培养，将水稻幼苗均分为五组(CK为对照组)，从水稻幼苗期开始分别在水培营养液中加入不同浓度的邻苯二酚进行培养，直到水稻分蘖初期结束时停止，完成其对水稻叶片中叶绿素含量的调节，结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A．水稻种子浸水发芽后细胞对氧气的需求量增大
B．邻苯二酚对水稻叶绿素含量的调节表现出低浓度促进，高浓度抑制
C．邻苯二酚的浓度为0.2 μmol/L时，叶肉细胞中叶绿素含量较低
D．用含18O的水培液培养水稻一段时间后，植株周围会出现C18O2
ABD [种子发芽后对能量的需求增加，有氧呼吸增强，A正确；根据题图可知，低浓度的邻苯二酚促进叶绿素含量增加，高浓度的邻苯二酚使叶绿素含量降低，B正确；邻苯二酚的浓度为0.2 μmol/L时叶肉细胞中叶绿素含量较高，C错误；用含18O的水培液培养水稻适宜时间后，HO中的18O会通过细胞呼吸进入C18O2，D正确。]
二、非选择题
11．(2022·福建龙岩质检)气孔运动不仅受自身遗传、时间节律等因素的影响，还受水分、光照、温度、CO2浓度等环境因子的调节与控制。气孔开放程度直接影响植物的蒸腾、光合和呼吸作用。某兴趣小组利用鸢尾叶下表皮，探究环境因素对植物气孔开闭的影响，实验结果如下图(图1光照强度为2 000 lx，温度为23 ℃；图2光照强度为2 000 lx)。请回答下列问题：
图1 图2
(1)本实验的自变量为______________________________________。
(2)图1、图2结果表明，适宜光照和适宜温度可促进气孔开放，原因是适宜光照和适宜温度下，________________________________，使胞间CO2浓度降低，促使气孔开放。
(3)夜间鸢尾气孔依然存在部分开放，最可能的原因是受到________的影响。4 ℃时气孔开放率依然较大，说明鸢尾具有______________特性。
(4)夏季晴天中午鸢尾气孔大部分关闭，为了探究其主要影响因素是温度还是光照强度，某同学设计了下列表格以记录相关实验结果。请根据预测的实验结果和结论填写出表格中的培养条件。
分组 培养条件 气孔开放率(%)
A ①__________________
B ②__________________
C ③__________________
D 较高温度、较强光照
预测实验结果和结论：若气孔开放率(%)为C组＞B组＞A组＞D组，则夏季晴天中午鸢尾气孔大部分关闭的主要影响因素是温度而不是光照强度。
[解析] (1)图1中实验的自变量是有无光照，图2中实验的自变量是温度，因变量都是气孔开放率的变化。(2)已知适宜的光照、温度和CO2浓度有利于光合作用的进行，即都会提高植物的光合作用强度，且大于呼吸速率，由于CO2的大量消耗，导致植物胞间CO2浓度降低，同时由于光合产物增加，保卫细胞的细胞液渗透压升高，保卫细胞吸水使气孔逐渐开放，从而更加有利于光合作用。(3)结合题干信息可推测，夜间鸢尾气孔部分开放，最可能的原因是受到时间节律的影响。从图2上看，4 ℃时气孔开放率依然较大，说明温度对鸢尾气孔开放的影响不大，鸢尾具有较强的耐寒特性。(4)本实验的目的是探究影响夏季晴天中午鸢尾气孔关闭的因素是温度还是光照强度，自变量为温度和光照强度，根据实验的单一变量和对照原则，每次只研究一个变量，故A、B、C、D组的培养条件依次为：A较高温度、适宜光照；B适宜温度、较强光照；C适宜温度、适宜光照；D较高温度、较强光照。若气孔开放率(%)为C组＞B组＞A组＞D组，则夏季晴天中午鸢尾气孔大部分关闭的主要影响因素是温度而不是光照强度。
[答案] (1)光照强度、温度(缺一不可) (2)光合速率上升，且大于呼吸速率 (3)时间节律 较强的耐寒 (4)较高温度、适宜光照 适宜温度、较强光照 适宜温度、适宜光照
12．(2022·湖南雅礼中学模拟)研究发现，饮水时口咽部感受器产生的兴奋会到达脑内穹窿下器(SFO)，关闭“口渴”信号。为揭示口渴解除的机制，研究者开展了如下实验。
(1)当人口渴时，______________感受器会兴奋，抗利尿激素分泌________。
图1
(2)研究人员对小鼠进行缺水处理后，分别一次性给予10 mL清水和高渗盐水，记录SFO神经元活性，结果如图1，结果说明饮用清水能解除口渴，而摄入盐水只能短暂解除口渴。判断依据是_____________________________________
___________________________________________________________________。
(3)为探究胃肠道能否感受摄入液体的渗透压，研究人员将不同浓度盐水直接注入小鼠的胃中，记录SFO神经元活性，结果如图2：
图2
①图2结果显示，注入液体的渗透压与SFO神经元活性呈________相关，表明________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
②为验证胃肠道渗透压信号对SFO神经元的抑制是解除口渴的必要条件，进行了如下实验。请补充实验方案(选择所给定的字母序号并填写)。
组别 实验动物 实验条件 实验结果
1 缺水小鼠 胃内不注清水 有饮水行为
2 缺水小鼠 胃内注清水 无饮水行为
3 缺水小鼠 Ⅰ 无饮水行为
4 缺水小鼠 Ⅱ 有饮水行为
Ⅰ________；Ⅱ________。
a、胃内注清水＋抑制SFO神经元
b、胃内不注清水＋抑制SFO神经元
c、胃内注清水＋激活SFO神经元
d、胃内不注清水＋激活SFO神经元
[答案] (1)下丘脑渗透压 增加 (2)摄入清水和高渗盐水后，SFO相对活性均会下降，但摄入高渗盐水组，SFO活性很快会升高 (3)①正 注入肠道的盐水浓度越高，SFO的活性越高，说明胃肠道能感受摄入液体的渗透压 ②c d
(教师用书独具)
(2022·华中师大一附中检测)为研究处于不同焦虑状态的个体在相同压力下“努力动机”(愿意付出努力的意愿)的变化，进行了下图所示的实验。研究者首先将大鼠按照焦虑状态，分为低焦虑大鼠和高焦虑大鼠两类，随后给予大鼠刺激，使其处于相同的压力状态，并将其放入操作式条件反射箱中，如图(a)所示，在该箱中动物必须通过自己完成某种操作，才能获得奖励，大鼠获得奖励的次数越多，表示大鼠的努力动机越强，实验结果如图(b)所示。
(a)
(b)
(1)图(b)所示实验结果说明_________________________________________
________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(2)有研究表明，在相同压力状态下，高焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量较正常状态显著降低，而低焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量较正常状态显著升高，因此有研究者推测不同焦虑状态下的大鼠在相同压力下努力动机的变化可能与CRHR1表达量的差异有关。为证明这一推测是否正确，研究者将两类大鼠置于相同压力状态下进行了下表所示的实验，请完善该实验。
组号 大鼠类型 处理 检测指标
1 ① ③ ④
2 低焦虑大鼠 不干扰大鼠脑中CRHR1的表达
3 高焦虑大鼠 使大鼠脑中CRHR1的表达量升高
4 ② 不干扰大鼠脑中CRHR1的表达
Ⅰ：①____________________；②________________________；③______________________________；④_______________________________。
Ⅱ：若观察到____________________________________________________
_______________________________________________________________，
则可以证明推测是正确的。
(3)若人类在压力状态下努力动机的变化与大鼠相似，那么这项研究给我们的学习和生活的启示是___________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)从图(b)中可以看出低焦虑大鼠在压力状态下获得奖励的次数增加，而高焦虑大鼠在压力状态下获得奖励的次数减少。获得奖励的次数越多，表示大鼠的努力动机越强，因此实验结果可以说明低焦虑大鼠在压力状态下努力动机会提高，而高焦虑大鼠在压力状态下努力动机会下降。
(2)根据题干信息，高焦虑大鼠在压力状态下努力动机下降的原因可能与其脑中CRHR1的表达量降低有关，因此在高焦虑大鼠脑中高表达CRHR1，如果能够提高努力动机，则说明努力动机的高低确实与CRHR1的表达量有关。同样根据推测，低焦虑大鼠在压力状态下努力动机升高的原因可能与其脑中CRHR1的表达量较高有关，因此在低焦虑大鼠中如果抑制CRHR1的表达，使大鼠脑中CRHR1处于低表达状态，能够降低努力动机，则也能证明题干中的推测是正确的。
(3)从题中实验可以分析出压力状态下，低焦虑大鼠的努力动机增加，高焦虑大鼠的努力动机降低，因此在学习和生活中也应该调整焦虑状态，这样在压力下能够更加努力，而不是选择放弃。
[答案] (1)与正常状态相比，相同压力状态下，低焦虑大鼠的努力动机会提高，而高焦虑大鼠的努力动机会下降 (2)Ⅰ：①低焦虑大鼠 ②高焦虑大鼠 ③使大鼠脑中CRHR1的表达量降低 ④统计大鼠在操作式条件反射箱中获得奖励的次数 Ⅱ：第2组大鼠获得奖励的次数高于第1组大鼠，第3组大鼠获得奖励的次数高于第4组大鼠 (3)在学习和生活中要保持低焦虑的状态，这样在压力下会有更加强烈的努力意愿，不会轻言放弃专题限时集训(七) 实 验
(建议用时：40分钟)
一、选择题
1．(2022·浙江6月选考)“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所示。下列叙述正确的是( )
甲 乙 丙
A．由实验结果推知，甲图细胞是有活性的
B．与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低
C．丙图细胞的体积将持续增大，最终胀破
D．若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显
A [能发生质壁分离的细胞应为活的植物细胞，据图分析，从甲到乙发生了质壁分离现象，说明甲图细胞是活细胞，A正确；乙图所示细胞发生质壁分离，该过程中细胞失水，故与甲图相比，乙图细胞的细胞液浓度较高，B错误；由于有细胞壁的限制，丙图细胞体积不会持续增大，且不会胀破，C错误；根尖分生区细胞无中央大液泡，不能发生质壁分离现象，D错误。]
2．(2022·山东济宁一模)下列关于生物学实验的叙述错误的是( )
A．通过预实验可以摸索实验条件，检验实验设计的科学性
B．同一稀释度下的3个平板菌落数求平均值可以对微生物进行准确计数
C．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌的实验中存在相互对照
D．切除某内分泌腺探究该腺体作用的实验中运用了“减法原理”
B [预实验是在正式实验之前，用标准物质或只用少量样品进行实验，以便摸索出最佳的实验条件，为正式实验打下基础。科学研究中，为了摸索实验条件和检验实验设计的科学性及可行性，必要时应先做预实验，A正确；将同一稀释度下的3个平板菌落数求平均值可得到相对比较准确的菌落数，B错误；赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌的实验，两个实验组之间相互对照，C正确；在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”，与常态相比，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”，所以切除某内分泌腺探究该腺体作用的实验中运用了“减法原理”，D正确。]
3．(2022·辽宁名校联考)下列有关科学研究中常用的科学方法的叙述，正确的是( )
A．孟德尔通过豌豆杂交实验总结了遗传规律，在这个过程中运用了假说—演绎法和归纳法
B．由于不完全归纳法存在着例外的可能，所以得出的结论不可信
C．稳定同位素不可以用来示踪物质的运行和变化规律
D．对比实验中设置两个或两个以上的实验组，所以实验中不存在对照
A [孟德尔的豌豆杂交实验过程运用了假说—演绎法，总结遗传因子的传递规律运用了归纳法，A正确；不完全归纳法存在着例外的可能，但得出的结论是可信的，B错误；放射性同位素和稳定同位素都能示踪物质的运行和变化规律，C错误；对比实验中设置两个或两个以上的实验组，对比实验中两个实验组相互对照，D错误。]
4．(2022·广东茂名检测)下列关于实验中的研究方法或技术，叙述正确的是( )
①染色法：观察植物根尖分生区组织细胞的有丝分裂
②荧光标记法：观察分泌蛋白的合成、加工及分泌
③纸层析法：叶绿体中色素的提取和分离
④DNA分子杂交技术：判断不同生物亲缘关系的远近
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
B [观察植物根尖分生区组织细胞的有丝分裂中，需要用甲紫等碱性染料染色，①正确；观察分泌蛋白的合成、加工及分泌用的是同位素标记法，②错误；叶绿体中色素的分离可采用纸层析法，提取应用有机溶剂无水乙醇，③错误；DNA分子杂交技术可用于判断不同生物亲缘关系的远近，亲缘关系越近，则杂交区域越多，④正确。]
5．下列实验操作会导致所得数据偏小的是( )
A．在高度近视患者的家系中随机调查高度近视的发病率
B．调查土壤中小动物类群丰富度时，所用诱虫器的金属网孔眼太小
C．估算酵母菌种群密度时，取未振荡均匀的培养液下层进行计数
D．用标记重捕法调查山雀的种群密度时，标记物过于明显导致山雀易被捕食
B [研究某遗传病的发病率，应在人群中随机抽样调查并用统计学的方法计算发病率，若在高度近视患者的家系中随机调查高度近视的发病率，则会导致所得数据偏大，A不符合题意；调查土壤中小动物类群丰富度时，所用诱虫器的金属网孔眼太小，会使收集到的土壤小动物减少，进而导致所得数据偏小，B符合题意；利用血细胞计数板估算酵母菌种群密度时，应先振荡培养液，使酵母菌分布均匀，若未振荡均匀，取培养液下层进行计数，则会导致所得数据偏大，C不符合题意；用标记重捕法调查一定范围内某种动物的种群密度，其估算值＝第一次捕获并标记的个体数×第二次捕获的总个体数÷第二次捕获的带标记的个体数，调查山雀的种群密度时，如果标志物过于明显导致山雀易被捕食，则会导致第二次捕获的带标记的个体数偏少，所得数据会偏大，D不符合题意。]
6．(2022·海淀区期中)下图为二倍体水稻花粉母细胞减数分裂不同时期的显微图像。对观察结果的分析，正确的是( )
① ②
③ ④
A．减数分裂中出现的顺序依次为③①②④
B．图像①④时期的细胞中出现四分体
C．同源染色体分离发生在图像①对应的时期
D．图像②的每个子细胞中具有一个染色体组
D [根据题图分析可知，减数分裂中出现的顺序依次为③④①②，A错误；四分体出现在减数分裂Ⅰ的前期，而图像①处于减数分裂Ⅰ末期、④处于减数分裂Ⅰ后期，B错误；同源染色体分离发生在减数分裂Ⅰ的后期，即图像④，C错误；图像②细胞处于减数分裂Ⅱ末期，由于减数分裂的结果导致细胞内染色体数目减半，该生物为二倍体生物，减半后细胞内有一个染色体组，因此②的每个子细胞中具有一个染色体组，D正确。]
7．(2022·南京三模)下列是以酵母菌为材料进行的实验，相关叙述错误的是( )
A．用酵母菌发酵酿制果酒时，将果汁装入发酵瓶中，要留有约1/3的空间
B．探究酵母菌的呼吸方式时，将葡萄糖溶液煮沸，可去除溶液中的O2
C．探究酵母菌种群数量变化，用吸管吸取培养液滴在计数室，盖上盖玻片
D．探究酶的催化作用具有高效性，可设置新鲜的酵母菌液和FeCl3溶液做对比
C [探究酵母菌种群数量变化，应先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片的边缘，让培养液自行渗入。]
8．(2022·湖北七市联考)纳洛酮是一种有效的麻醉剂拮抗剂，通过竞争受体而起作用。科学家从小鼠大脑中提取蛋白质混合物，同时逐滴加入一定量放射性标记的纳洛酮和等量不同类型的麻醉剂溶液。再将混合液置于特殊介质上用缓冲液冲洗，如果纳洛酮能和蛋白质混合物中的成分结合，则会从介质上检测出稳定的放射性。实验结果如下表，推测下列叙述错误的是( )
加入的麻醉剂种类 无法再检测出放射性时的试剂浓度
吗啡 8×10－9M
美沙酮 3×10－8M
左啡诺 3×10－9M
A．与纳洛酮竞争作用最明显的麻醉剂是美沙酮
B．随着麻醉剂浓度的升高，纳洛酮与受体结合的概率逐渐降低
C．蛋白质混合物中存在着麻醉剂的受体
D．实验还需设置对照组，向其中加入一定量放射性标记的纳洛酮和等量配制麻醉剂的溶剂
A [根据表中数据分析可知，加入左啡诺的一组试剂浓度最低，说明与纳洛酮竞争作用最明显的麻醉剂是左啡诺，A错误；由于麻醉剂与纳洛酮竞争相同位点，麻醉剂浓度升高，与受体结合的概率逐渐升高，而纳洛酮与受体结合的概率逐渐降低，B正确；根据以上分析可知，纳洛酮可能通过作用于突触后膜上的特异性受体发挥作用，结合纳洛酮是一种有效的麻醉剂拮抗剂，故蛋白质混合物中存在着麻醉剂受体，C正确；该实验的目的是研究不同麻醉剂对纳洛酮作用的影响，检测指标为介质上的放射性，为了使实验结果更准确，实验还需要设置对照组，向其中加入一定量放射性标记的纳洛酮和等量配制麻醉剂的溶剂，排除自变量以外的因素对实验结果的干扰，D正确。]
9．(不定项)(2022·湖南长郡中学检测)模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性描述，下列有关模型的说法，正确的是( )
A．罗伯特森用电镜拍摄的细胞膜暗—亮—暗的三层结构亚显微照片是物理模型
B．沃森和克里克提出并制作的DNA分子双螺旋结构模型是实物模型
C．达尔文在大量观察的基础上提出自然选择学说对生物进化的解释模型是概念模型
D．种群数量增长的“J”形曲线和“S”形曲线是数学模型的一种表现形式
CD [罗伯特森用电镜拍摄的细胞膜暗—亮—暗的三层结构亚显微照片是实物，而不是物理模型，A错误；沃森和克里克提出并制作的DNA分子双螺旋结构模型是物理模型，B错误；达尔文在大量观察的基础上提出自然选择学说对生物进化的解释模型是概念模型，C正确；种群数量增长的“J”形曲线和“S”形曲线是数学模型的一种表现形式，D正确。]
10．(不定项)(2022·滕州二中质量检测)某兴趣小组利用小鼠的小肠上皮细胞设计了如图实验：广口瓶内盛有某适宜浓度的葡萄糖溶液以及生活的小肠上皮细胞，溶液中含细胞生活的必需物质(浓度影响忽略不计)。实验初期，毛细玻璃管内的红色液滴向左缓缓移动。下列说法正确的是( )
A．装置内氧气含量变化是引起红色液滴移动的直接原因
B．随实验时间的延长，红色液滴可能相继出现不再移动和向右移动的情况
C．若换用等质量的小鼠成熟红细胞为实验材料，实验现象是相同的
D．增设添加呼吸抑制剂的实验组，可探究小肠上皮细胞吸收葡萄糖是否消耗能量
AD [KOH能吸收呼吸作用产生的二氧化碳，毛细玻璃管内的红色液滴向左缓缓移动是由于呼吸作用消耗了氧气，A正确；随实验时间的延长，小肠上皮细胞进行有氧呼吸消耗氧气产生二氧化碳，二氧化碳被KOH吸收，引起红色液滴左移。当氧气耗尽之后，小肠上皮细胞进行无氧呼吸，不消耗氧气，产物只有乳酸，瓶内气压不变，红色液滴不再移动，B错误；小鼠成熟红细胞无线粒体，只进行无氧呼吸，液滴不移动，C错误；增设添加呼吸抑制剂的实验组，可探究小肠上皮细胞吸收葡萄糖是否消耗能量，D正确。]
11．(不定项)(2022·日照一模)他莫昔芬(Tam)是一种治疗乳腺癌的药物，患者长期使用后药效降低。科研人员测定了初次使用Tam乳腺癌患者的癌细胞(细胞系C)和长期使用Tam乳腺癌患者的癌细胞(细胞系R)在不同Tam浓度下的死亡率(图1)，以及细胞系C和细胞系R的氧气消耗速率及葡萄糖摄取速率(图2)。下列相关叙述正确的是( )
图1 图2
A．图1结果表明，长期使用Tam的患者癌细胞对Tam产生了耐药性
B．由图2可知，与细胞系C相比，细胞系R的有氧呼吸减弱，无氧呼吸增强
C．长期服用Tam的患者，同时服用抑制有氧呼吸的药物可以使Tam的效果更好
D．患乳腺癌的大多为女性，由此推测雌激素可能促进乳腺癌细胞生长、抑制其凋亡
ABD [长期使用Tam的患者癌细胞的死亡率下降，说明癌细胞对Tam产生了耐药性，A正确；从图2中可以看出相较于细胞系C细胞系R的氧气消耗速率降低，说明其降低了有氧呼吸强度，增强了无氧呼吸，B正确；耐药性的产生是由于无氧呼吸的增强，所以在服用Tam的同时，服用抑制无氧呼吸的药物，抗癌效果更好，C错误；由于患乳腺癌的病人几乎都是女性，女性产生雌激素较多，因此推测雌激素对乳腺癌细胞的生长起促进作用，对乳腺癌细胞的凋亡起抑制作用，D正确。]
二、非选择题
12．(2021·浙江1月选考)1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，利用下列材料和试剂进行了实验。
材料和试剂：酵母菌、酵母汁、A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子)、B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)、葡萄糖溶液、无菌水。
实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如下表。
组别 实验处理 实验结果
① 葡萄糖溶液＋无菌水 －
② 葡萄糖溶液＋酵母菌 ＋
③ 葡萄糖溶液＋A溶液 －
④ 葡萄糖溶液＋B溶液 －
注：“＋”表示有乙醇生成，“－”表示无乙醇生成。
回答下列问题：
(1)除表中4组外，其他2组的实验处理分别是________________、________________。本实验中，这些起辅助作用的小分子和离子存在于酵母菌、______________和______________。
(2)若为了确定B溶液中是否含有多肽，可用________试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否为必需的，可增加一组实验，该组的处理是______________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)制备无细胞的酵母汁，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液，缓冲液的作用是______________________________________，以确保酶的活性。
(4)如何检测酵母汁中是否含有活细胞？(写出2项原理不同的方法及相应原理。)_________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)为验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”的结论，还需要加设两组实验，一组实验处理为葡萄糖溶液＋酵母汁，另外一组实验处理为葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液，两组预期结果均为有乙醇生成。本实验中，起辅助作用的小分子和离子可在酵母菌、酵母汁和B溶液中存在。(2)多肽用双缩脲试剂进行检测。据题干信息可知，离子M存在于B溶液中，故为验证离子M对乙醇发酵是否为必需的，则应加设一组实验，该组的处理是葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液，若有乙醇生成，则证明离子M不是必需的，若无乙醇生成，则证明离子M是必需的。(3)酶的作用条件温和，需要适宜的温度和pH等条件，实验中缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH。(4)检测酵母汁中是否含有活细胞的方法有染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透过性，若为死细胞，则能被染色；还可以将酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖，一段时间后若酵母菌数量增加，则为活细胞。
[答案] (1)葡萄糖溶液＋酵母汁 葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液 酵母汁 B溶液 (2)双缩脲 葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液 (3)保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH (4)染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透过性；酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖
13．(2022·湖北七市联考)胰岛素的分泌存在M、N两种类型。M类型中，机体只有受到胞外信号刺激后才合成胰岛素，合成后立即释放到细胞外；N类型中，胰岛素早已合成，但暂时储存在细胞内，受到胞外信号刺激时再释放到细胞外。研究者为探究胰岛素的分泌类型，设计了如下实验，请回答相关问题：
(1)制备胰岛B细胞培养液：培养液中葡萄糖浓度均为1.5 g/L，该浓度葡萄糖的作用可能是_______________________________________________________
_____________________________________________________________________
_______________________________________________________(至少答两点)。
(2)实验分组：
甲组：培养液＋胰岛B细胞＋适量X物质(蛋白质合成抑制剂，用生理盐水配制)的溶液。
乙组：培养液＋胰岛B细胞＋______________。
适宜条件下培养一定时间后，检测各组培养液中胰岛素的含量。
(3)预期实验结果及结论：
若出现结果①：________________________________________________，则说明胰岛素的分泌为M类型。
若出现结果②：________________________________________________，则说明胰岛素的分泌为N类型。
若出现结果③：__________________________________________，则说明胰岛素的分泌为M、N类型并存。
[解析] (1)本实验是探究胰岛素的分泌途径，而胰岛素的分泌与胞外信号刺激有关，据此可推测培养液中的葡萄糖作用之一是作为信号刺激，另外葡萄糖作为营养物质，还维持渗透压，保证细胞正常的生命活动。(2)实验设计要遵循对照原则和单一变量原则，由于“甲组：培养液＋胰岛B细胞＋适量X物质(蛋白质合成抑制剂，用生理盐水配制)的溶液”，因此乙组应为：培养液＋胰岛B细胞＋等量生理盐水。(3)根据题干信息和实验过程可对实验结果的预测如下：第一种可能：若胰岛素的分泌为M类型，则甲组因加有X物质(蛋白质合成抑制剂)而导致胰岛素的合成受阻，所以甲组检测不到胰岛素，而乙组能正常产生并分泌胰岛素；第二种可能：若胰岛素的分泌为N类型，则甲组的胰岛素分泌不受影响，乙组能正常产生并分泌胰岛素，因此甲、乙两组检测结果基本相同；第三种可能：若胰岛素的分泌存在M、N两条分泌途径，则乙组能正常产生并分泌胰岛素，而甲组因加有X物质(蛋白质合成抑制剂)而导致胰岛素的合成且分泌量有所减少，所以甲组检测到较少胰岛素，乙组检测到较多胰岛素。
[答案] (1)作为营养物质、作为刺激信号、维持渗透压 (2)等量生理盐水 (3)①甲组检测不到胰岛素，乙组检测到胰岛素 ②甲、乙组检测到的胰岛素含量基本相同 ③检测到两组均有胰岛素，但甲组含量小于乙组
14．(2022·山东中学联盟大联考)冬枣鲜食可口、皮脆、肉质细嫩品质极佳，是目前北方落叶果树中的高档鲜食品种。但成熟时冬枣出现大量裂果直接影响冬枣的品质和农民收益。为研究冬枣裂果出现的原因，某兴趣小组测定了冬枣在生长发育过程中果皮细胞细胞壁的物质含量变化，测定结果如图所示。
(1)据图推断，在成熟期出现裂果的原因可能是_________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(2)研究表明，在冬枣果实迅速增长期，钙离子与果胶结合形成某物质能够增强细胞壁的弹性，使果皮有较强的抗裂能力，从而降低裂果率。该实例说明无机盐的作用是_________________________________________________。
(3)冬枣鲜果收获之后，常放在_________________________环境中储存，其目的是________________________________。
(4)“防素”是生产上常用的叶面肥，主要成分为有机钙和无机钙，能有效降低裂果率。请设计实验验证“防素”具有降低冬枣裂果率的作用，简要写出实验思路并预期实验结果。
实验思路：_______________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
预期实验结果：__________________________________________________
______________________________________________________________。
[解析] (1)在成熟期，出现裂果的原因可能是纤维素和果胶是细胞壁的主要组成成分，二者含量下降，细胞壁的支持和保护作用减弱，冬枣果皮韧性降低，容易裂果。(2)冬枣果实迅速增长期，钙离子与果胶结合形成钙盐，能够增强细胞壁的弹性，使果皮有较强的抗裂能力，从而有效降低裂果率，该实例说明无机盐是细胞某些复杂化合物的重要组成成分。(3)冬枣鲜果在低温(零上)、低氧、湿度适宜的环境中进行储藏，其目的是降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，使其长时间的保持新鲜。(4)设计实验验证“防素”具有降低冬枣裂果率的作用。实验的自变量为是否喷洒一定量适宜浓度的“防素”，因变量是裂果率，其他为无关变量应该相同且适宜。实验设计时注意遵循对照原则和单一变量原则。具体的实验思路为：取若干长势相同的冬枣树，平均分成A、B两组，在迅速生长期A组喷洒一定量适宜浓度的“防素”，B组喷洒等量的蒸馏水，在成熟期进行裂果率统计。由于“防素”具有降低冬枣裂果率的作用，因此预期实验结果为：A组裂果率低于B组裂果率。
[答案] (1)纤维素和果胶是细胞壁的主要组成成分，成熟期二者含量下降，细胞壁的支持和保护作用减弱，冬枣果皮韧性降低，容易裂果 (2)细胞中某些复杂化合物的重要组成成分 (3)(零上)低温、低氧(高二氧化碳)、适宜湿度 降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，保持新鲜 (4)取若干长势相同的冬枣树，平均分成A、B两组，在迅速生长期A组喷洒一定量适宜浓度的“防素”，B组喷洒等量的蒸馏水，在成熟期进行裂果率统计 A组裂果率低于B组裂果率
(教师用书独具)
(2022·四川内江一模)为探究青蒿琥酯对人胃癌细胞系HGC 27细胞凋亡的影响及可能的作用机制，研究人员利用不同浓度的青蒿琥酯处理HGC 27细胞进行实验。一段时间后，检测HGC 27细胞凋亡率及Caspase 3和c Myc蛋白相对表达量，结果如图所示。据图分析，下列有关叙述错误的是( )
A．与对照组相比，青蒿琥酯各浓度组细胞凋亡率明显升高
B．Caspase 3蛋白相对表达量随青蒿琥酯浓度的增加而增加
C．青蒿琥酯对Caspase 3和c Myc蛋白相对表达量的影响效果相同
D．青蒿琥酯可能通过改变凋亡相关蛋白的表达量来影响HGC 27细胞凋亡
C [据图分析可知，青蒿琥酯各浓度组细胞凋亡率都比对照组的高，且随青蒿琥酯浓度的增加，凋亡率不断升高，A正确；青蒿琥酯各浓度组的Caspase 3蛋白相对表达量都比对照组的高，且其表达量随青蒿琥酯浓度的增加而增加，B正确；随着青蒿琥酯浓度的增加，Caspase 3蛋白相对表达量不断增加，c Myc蛋白相对表达量不断减少，故青蒿琥酯对Caspase 3和c Myc蛋白相对表达量的影响效果不同，C错误；由实验可得青蒿琥酯对Caspase 3和c Myc蛋白相对表达量的影响，故青蒿琥酯可能通过改变凋亡相关蛋白的表达量来影响HGC 27细胞凋亡，D正确。]微专题限时集训(四) 细胞代谢的保障
(建议用时：25分钟)
一、选择题
1．(2022·广东韶关检测)用浓度为2 mol·L－1乙二醇溶液和2 mol·L－1蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体(除去细胞壁的植物细胞)体积变化如图所示。下列分析正确的是( )
A．选取植物根尖分生区细胞进行实验可以观察到上述现象
B．A→B段的变化表明植物细胞渗透失水导致细胞液浓度增大
C．从C点起，乙二醇开始进入植物细胞引起细胞液浓度增大
D．在D点时，植物细胞的细胞壁与原生质层之间充满了清水
B [植物根尖分生区的细胞无大液泡，不能形成原生质层，不能发生质壁分离现象，A错误；据图可知，A→B段原生质体的相对体积减少，是因为外界溶液浓度高于细胞液浓度，细胞失水，细胞液浓度增大，B正确；C点之前乙二醇就已经开始进入细胞，只是虽然乙二醇进入细胞内，但外界溶液浓度仍然大于细胞液浓度，A→C段表现为细胞失水，表现为原生质体的相对体积变小，C错误；细胞壁具有全透性，因此在D点时，植物细胞的细胞壁与原生质层之间充满了蔗糖溶液，D错误。]
2．(2022·深圳外国语检测)细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如下图所示，下列有关叙述不正确的是( )
A．酶1与产物乙结合后失活，说明酶的功能由其空间结构决定
B．酶1的变构位点和活性位点的结构取决于特定的氨基酸序列
C．酶1有两种底物且能与产物乙结合，因此酶1不具有专一性
D．酶1与产物乙的相互作用可以防止细胞生产过多的产物甲
C [由图中关系可知，酶1与产物乙结合后失活，酶1失活后与有活性时相比空间结构发生了改变，说明酶的功能由其空间结构决定，A正确；同一种酶，氨基酸种类和数目相同，故酶1的变构位点和活性位点的结构不同是因为氨基酸的序列不同，B正确；从图中可知，酶1只催化两种底物合成产物甲的反应，具有专一性，C错误；酶1与产物乙结合使酶1无活性，合成产物甲的反应会中断，这样可以防止细胞生产过多的产物甲，D正确。]
3．(2022·湖南选择性考试)原生质体(细胞除细胞壁以外的部分)表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌，其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述错误的是( )
甲组：0.3 mol/L NaCl
乙组：0.1 mol/L NaCl
丙组：1.5 mol/L NaCl
A．甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，表明细胞中NaCl浓度≥0.3 mol/L
B．乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原
C．该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加
D．若将该菌先65 ℃水浴灭活后，再用NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化
A [分析甲组结果可知，随着培养时间延长，与0时(原生质体表面积大约为0.5 μm2)相比，原生质体表面积增加逐渐增大，甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，说明细胞吸水，表明细胞中NaCl浓度>0.3 mol/L，但不一定是细胞中NaCl浓度≥0.3 mol/L，A错误；分析乙、丙组结果可知，与0时(原生质体表面积大约分别为0.6 μm2、0.75 μm2)相比乙、丙组原生质体略有下降，说明乙、丙组NaCl处理皆使细胞发生质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原，B正确；该菌的正常生长，细胞由小变大可导致原生质体表面积增加，该菌吸水也会导致原生质体表面积增加，C正确；若将该菌先65 ℃水浴灭活，细胞死亡，原生质层失去选择透过性，再用NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化，D正确。]
4．(2022·全国乙卷)某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件。某同学进行了下列5组实验(表中“＋”表示有，“－”表示无)。
实验组 ① ② ③ ④ ⑤
底物 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
RNA组分 ＋ ＋ － ＋ －
蛋白质组分 ＋ － ＋ － ＋
低浓度Mg2＋ ＋ ＋ ＋ － －
高浓度Mg2＋ － － － ＋ ＋
产物 ＋ － － ＋ －
根据实验结果可以得出的结论是( )
A．酶P必须在高浓度Mg2＋条件下才具有催化活性
B．蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓度升高而升高
C．在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性
D．在高浓度Mg2＋条件下蛋白质组分具有催化活性
C [第①组中，酶P在低浓度Mg2＋条件下，有产物生成，说明酶P在该条件下具有催化活性，A错误；第③组和第⑤组对照，无关变量是底物和蛋白质组分，自变量是Mg2＋浓度，无论是高浓度Mg2＋条件下还是低浓度Mg2＋条件下，两组均没有产物生成，说明蛋白质组分无催化活性，B、D错误；第②组和第④组对照，无关变量是底物和RNA组分，自变量是Mg2＋浓度，第④组在高浓度Mg2＋条件下有产物生成，第②组在低浓度Mg2＋条件下，没有产物生成，说明在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性，C正确。]
5．(不定项)(2022·潍坊临朐一中检测)冰叶日中花(简称冰菜)是一种耐盐性极强的盐生植物，其茎、叶表面有盐囊细胞，下图表示盐囊细胞中4种离子的转运方式。相关叙述正确的是( )
A．NHX运输Na＋有利于降低细胞质基质中Na＋含量，提高耐盐性
B．P型和V型ATP酶转运H＋为NHX转运Na＋提供动力
C．CLC开放后H＋和Cl－顺浓度梯度转运属于主动运输
D．一种转运蛋白可转运多种离子，一种离子可由多种转运蛋白转运
ABD [NHX将Na＋从细胞质基质中运出细胞，也可以将Na＋运入液泡，降低了细胞质基质中Na＋含量，提高了细胞液的浓度，从而提高耐盐性，A正确；从图中看出P型和V型ATP酶将细胞质基质中的H＋运出细胞或运入液泡，降低了细胞质基质中H＋的浓度，液泡中H＋可以顺浓度梯度进入细胞质基质，驱动载体蛋白NHX，将Na＋进行转运，所以为Na＋运输提供了动力，B正确；CLC开放后H＋和Cl－顺浓度梯度转运属于协助扩散，C错误；从图中看出一种转运蛋白可转运多种离子，一种离子可由多种转运蛋白转运，D正确。]
二、非选择题
6．(2022·黄冈高三调研)细胞内的磷酸果糖激酶(酶P)可以催化下列反应：果糖 6 磷酸＋ATP→果糖 1，6 二磷酸＋ADP，这是细胞有氧呼吸第一阶段的重要反应。请回答下列问题：
图甲 图乙
(1)酶P存在于________________(填“需氧型”或“厌氧型”或“需氧型和厌氧型”)生物体内。已知一定量的果糖 6 磷酸，用三种不同来源的酶P进行三组实验，各组实验条件都相同，每隔一段时间测定各组产物中果糖 1，6 二磷酸的量，据此计算单位时间内果糖 1，6 二磷酸的产生量并进行比较，这一实验的目的是______________________，在该实验过程中可以减少实验误差的措施有____________________________________________(请至少写出一项措施)。
(2)图甲为在高、低两种ATP浓度下通过实际实验结果绘制出的酶P活性与果糖 6 磷酸浓度之间的关系曲线图，分析曲线，可以得出的结论是____________________________________________(请至少写出一个结论)。
(3)酶的活性往往容易受到抑制剂的影响，图乙是根据相关实验结果绘制的曲线图。
①研究发现，竞争性抑制剂与酶结合后，底物不能再与酶结合；而非竞争性抑制剂与酶结合后，底物仍能与酶结合。据此推测，非竞争性抑制剂与酶结合的位点和底物与酶结合的位点________(填“相同”或“不相同”)。
②某兴趣小组将浓度为m的底物均分为甲、乙两组，甲组加入一定量的酶，乙组中加入等量的酶和适量的物质X。结果是甲组反应速率大于乙组，则该实验结果可以验证_______________________________________。
在该实验基础上，为了进一步探究物质X是竞争性抑制剂还是非竞争性抑制剂，设计实验的实验思路是：在该实验基础上添加丙组，底物浓度大于m，加入酶和物质X，测定反应速率。请预期实验结果和结论：____________________
_________________________________________________________________。
[解析] (1)细胞有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸第一阶段完全相同，酶P催化细胞有氧呼吸第一阶段的反应，故酶P应该广泛存在于需氧型生物和厌氧型生物的细胞内；用三种不同来源的酶P来进行三组实验，各组实验条件均相同，每隔一段时间测定各组产物中果糖 1，6 二磷酸的量，据此计算单位时间果糖 1，6 二磷酸的产生量并进行比较，这一实验的目的是探究不同来源的酶P的活性；每组实验重复几次，并将记录的数据取平均值，这样可以减少实验误差。
(2)据图甲可知，一定范围内，随果糖 6 磷酸浓度升高，酶P活性升高，二者呈正相关。同时可看出高ATP浓度会抑制酶P的活性。
(3)①酶需要与底物结合后才能发挥作用，据题干信息“非竞争性抑制剂与酶结合后，底物仍能与酶结合”可知，非竞争性抑制剂与酶结合的位点和底物与酶结合的位点不同，故不占据酶的结合位点。
②根据题意分析，若物质X属于酶抑制剂，则其反应速率会减慢，故甲组加酶、乙组中加入酶和物质X，则甲组的反应速度大于乙组；若要进一步探究物质X是竞争性抑制剂还是非竞争性抑制剂，则可在该实验基础上添加丙组，底物浓度大于m，加入酶和物质X，测定反应速率：据题图信息分析，若为竞争性抑制剂，则丙组反应速率应大于乙组；若为非竞争性抑制剂，则丙组反应速率与乙组相同。
[答案] (1)需氧型和厌氧型 探究不同来源的酶P的活性 每组实验重复几次，并将记录的数据取平均值 (2)一定范围内，随果糖 6 磷酸浓度升高，酶P活性升高；高ATP浓度会抑制酶P的活性 (3)①不相同 ②物质X属于酶抑制剂 若丙组反应速率与乙组相同，为非竞争性抑制剂；若丙组反应速率大于乙组，则为竞争性抑制剂微专题限时集训(一) 细胞的分子组成
(建议用时：20分钟)
选择题
1．(2022·辽宁名校联考)下表是玉米和人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)，下列有关说法正确的是( )
元素 O H N K Ca P Mg S
玉米 44.43 6.24 1.46 0.92 0.23 0.20 0.18 0.17
人 14.62 7.46 9.33 1.09 4.67 3.11 0.16 0.78
A．P、Mg、S等元素在玉米细胞中含量很少，属于微量元素
B．表中玉米细胞比人体细胞中含有的O元素多是因为玉米细胞中含水更多
C．表格中在细胞内含量多的元素比含量少的元素更重要
D．玉米细胞和人体细胞中N元素含量不同，可能与细胞中蛋白质的含量不同有关
D [由分析可知，P、Mg、S元素均为大量元素，A错误；表格元素的含量是干重，干重情况下，由于玉米细胞内纤维素和淀粉等糖类物质较多，故细胞中O元素比例较高，B错误；含量多和含量少的元素都是生物的必需元素，不应依据含量的多少来区别重要与否，C错误；细胞中蛋白质含有N元素，而蛋白质在细胞中含量相对较多时，N元素的含量就相对较多，D正确。]
2．(2022·山东新泰一中检测)组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。下列有关细胞内含磷化合物的叙述，错误的是( )
A．磷脂分子是一种由甘油、脂肪酸和磷酸及其他衍生物组成的极性分子
B．ADP 由腺嘌呤、核糖和磷酸组成，其中没有特殊化学键
C．细胞膜、拟核、核糖体的组成中都有含磷化合物
D．叶绿体基质中C3的还原需要含磷化合物的参与
B [磷脂中的甘油中有一个羟基没有和脂肪酸连接，而是和磷酸及其他衍生物连接，即磷脂分子是一种由甘油、脂肪酸和磷酸及其他衍生物组成的极性分子，A正确；ADP的结构式可简写成A—P～P，由腺苷(腺嘌呤＋核糖)和磷酸组成，含有1个特殊化学键，B错误；细胞膜中含磷脂，拟核中含有环状的DNA分子，核糖体中含rRNA，这些化合物均有磷元素，C正确；叶绿体基质中C3的还原需要酶、NADPH和ATP的参与，其中ATP和NADPH是含磷化合物，D正确。]
3．(2021·全国甲卷)已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是( )
A．①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的
B．③④⑤都是生物大分子，都以碳链为骨架
C．①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体
D．④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质
C [酶的化学本质是蛋白质或RNA，抗体的化学本质是蛋白质，激素的化学本质是有机物，如蛋白质、氨基酸的衍生物、脂质等，只有蛋白质才是由氨基酸通过肽键连接而成的，A错误；糖原是生物大分子，脂肪不是生物大分子，且激素不一定是大分子物质，如甲状腺激素是含碘的氨基酸衍生物，B错误；蛋白质是由氨基酸连接而成的多聚体，核酸是由核苷酸连接而成的多聚体，氨基酸和核苷酸都含有氮元素，C正确；人体主要的能源物质是糖类，核酸是生物的遗传物质，脂肪是机体主要的储能物质，D错误。]
4．(2022·湖南选择性考试)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是( )
天然状态 部分解折叠 完全解折叠
A．碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B．加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C．添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果
D．添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染
B [由“部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活”可知，碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活，A正确；由图可知，加热导致碱性蛋白酶由天然状态变为部分解折叠的状态，部分解折叠的碱性蛋白降温后可恢复到天然状态，因此在一定温度加热导致碱性蛋白酶构象改变是可逆的，B错误；碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，而且加热也能使碱性蛋白酶失活，会降低碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果，C正确；加酶洗衣粉可以降低表面活性剂的数量，减少洗涤剂使用量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展，减少对环境的污染，D正确。]
5．(不定项)(2022·湖南选择性考试改编)胶原蛋白是细胞外基质的主要成分之一，其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列叙述正确的是( )
A．胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中
B．皮肤表面涂抹的胶原蛋白不能被吸收
C．胶原蛋白的形成与内质网和高尔基体有关
D．胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高
BC [蛋白质的氮元素主要存在于肽键中，A错误；胶原蛋白为生物大分子物质，涂抹于皮肤表面不能被直接吸收，B正确；内质网是蛋白质的合成、加工场所和运输通道，高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，胶原蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体有关，C正确；由题意知胶原蛋白非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高，而人体需要从食物中获取必需氨基酸，非必需氨基酸自身可以合成，因此并不能说明胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高，D错误。]
6．(2022·重庆巴蜀中学检测)科学家发现，新型冠状病毒和SARS病毒在感染人体时均能识别肺泡上皮细胞上的受体(ACE2)，起识别作用的关键蛋白均为二者包膜上的S 蛋白，但二者的S 蛋白有部分氨基酸存在差异。下列有关说法错误的是( )
A．控制ACE2合成的基因不只存在于肺泡上皮细胞中
B．S 蛋白与ACE2的相互识别体现了细胞间的信息交流
C．S 蛋白可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
D．根据上述科学研究推测，不同结构的蛋白质其功能也可能相同
B [人体细胞中都有ACE2合成的基因，只是在部分细胞中可以表达，如肺泡上皮细胞，A正确；病毒没有细胞结构，其S 蛋白与ACE2的相互识别不能体现细胞间的信息交流，B错误；S 蛋白含有肽键，所以能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应，C正确；新型冠状病毒和SARS病毒在感染人体时识别肺泡上皮细胞上受体(ACE2)的都是S 蛋白，但二者的S 蛋白结构存在差异，说明不同结构的蛋白质其功能也可能相同，D正确。]微专题限时集训(二) 细胞的结构和功能
(建议用时：25分钟)
一、选择题
1．(2022·广东韶关检测)ACE2是人体细胞中的一种具有催化功能的膜蛋白。新型冠状病毒的刺突S蛋白与宿主细胞膜上的ACE2结合是入侵细胞的关键步骤。下列分析错误的是( )
A．ACE2的结构和功能受温度和pH的影响
B．ACE2可以降低化学反应所需的活化能
C．S蛋白与ACE2结合体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能
D．病毒侵入细胞体现了细胞膜控制物质进出的作用是相对的
C [由题意分析可知，ACE2是一种酶，其结构和功能受温度和pH的影响，且其是通过降低化学反应所需的活化能来实现催化功能的，A、B正确；S蛋白与ACE2结合不能体现细胞间信息交流的功能，因为病毒不具有细胞结构，C错误；新型冠状病毒对机体是有害的，不是细胞选择的结构，但由于病毒具有侵染特性，因而病毒可以进入细胞，这说明细胞膜控制物质进出的作用是相对的，D正确。]
2．(2021·福建选择性考试)运动可促进机体产生更多新的线粒体，加速受损、衰老、非功能线粒体的特异性消化降解，维持线粒体数量、质量及功能的完整性，保证运动刺激后机体不同部位对能量的需求。下列相关叙述正确的是( )
A．葡萄糖在线粒体中分解释放大量能量
B．细胞中不同线粒体的呼吸作用强度均相同
C．衰老线粒体被消化降解导致正常细胞受损
D．运动后线粒体的动态变化体现了机体稳态的调节
D [线粒体不能直接利用葡萄糖，正常细胞葡萄糖在细胞质基质分解为丙酮酸，丙酮酸在线粒体中被彻底氧化分解，释放大量能量，A错误。结合题意“运动可促进机体产生更多新的线粒体……保证运动刺激后机体不同部位对能量的需求”可知，不同部位对能量的需求不同，则线粒体的呼吸强度也不相同，B错误。结合题意可知，受损、衰老、非功能线粒体的特异性消化降解，有利于维持线粒体数量、质量及功能的完整性，不会导致正常细胞受损，C错误。内环境的稳态体现在内环境的每一种成分和理化性质都处于动态平衡中，运动后线粒体的动态变化(产生更多新的线粒体；加速受损、衰老、非功能线粒体的特异性消化降解)是机体稳态调节的结果，D正确。]
3．(2022·广东选择性考试)酵母菌sec系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程，某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外，还可能检测到分泌蛋白的场所是( )
A．线粒体、囊泡 B．内质网、细胞外
C．线粒体、细胞质基质 D．内质网、囊泡
D [线粒体为分泌蛋白的合成、加工、运输提供能量，分泌蛋白不会进入线粒体，A、C错误；根据题意可知，分泌蛋白在高尔基体中积累，不会分泌到细胞外，B错误；内质网中初步加工的分泌蛋白以囊泡的形式转移到高尔基体，内质网、囊泡中会检测到分泌蛋白，D正确。]
4．(2022·盐城高三模拟)研究表明，真核细胞中线粒体出现一些“异常”时，线粒体会在分裂过程中，把末端的一部分分裂出去，顺便把“异常”带走(如图所示)。有关分析错误的是( )
A．有氧呼吸三个阶段的反应都发生在线粒体中
B．线粒体是根尖分生区细胞中含有的双层膜细胞器
C．线粒体分裂出现的“异常”部分会被溶酶体清除
D．线粒体的这种分裂有利于维持其结构和功能的稳定
A [有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质，第二和第三阶段在线粒体，A错误；线粒体是有氧呼吸的主要场所，在植物根尖分生区中具有线粒体，是双层膜的细胞器，B正确；溶酶体可以清除细胞内异常的细胞器，故线粒体分裂出现的“异常”部分会被溶酶体清除，C正确；线粒体通过这种分裂，恢复为正常的线粒体，有利于维持其结构和功能的稳定，D正确。]
5．(2022·惠州模拟)如图中野生型是分泌正常的酵母菌，甲、乙型突变体分别是内质网和高尔基体膜结构异常而导致分泌过程出现障碍的酵母菌，另有丙型突变体是线粒体缺陷型酵母菌。图中分泌蛋白需经内质网和高尔基体加工成熟。下列说法不正确的是( )
野生型 甲型突变体 乙型突变体
A．野生型酵母菌的分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体上合成
B．甲型突变体在内质网中积累大量具有活性的蛋白质
C．乙型突变体的高尔基体因分泌障碍导致其膜面积增大
D．丙型突变体仍可能进行分泌蛋白的合成和分泌
B [蛋白质的合成场所为核糖体，野生型酵母菌的分泌蛋白由附着在内质网上的核糖体合成，A正确；根据题干中“分泌蛋白需经内质网和高尔基体加工成熟”可知，在内质网中积累的大量蛋白质不具有活性，B错误；乙型突变体的高尔基体因功能障碍导致膜面积异常增大，C正确；丙型突变体是线粒体缺陷型酵母菌，由于酵母菌无氧呼吸能合成ATP，因此丙型突变体仍能进行分泌蛋白的合成和分泌，D正确。]
6．(不定项)(2022·辽宁名校联考)病毒没有细胞结构，一般由蛋白质和核酸组成，其生活离不开细胞，以下哪些观点支持病毒的生活离不开细胞( )
A．病毒需要依靠宿主细胞为其提供合成自身组成物质的原料
B．病毒与宿主细胞共用一套遗传密码
C．病毒的结构组成中不含有核糖体、线粒体等细胞器
D．病毒的遗传物质是DNA或RNA
AC [病毒需要依靠宿主细胞为其提供合成自身组成物质的原料，病毒也需要利用宿主细胞的核糖体合成蛋白质、利用宿主细胞的线粒体产生的能量供自身的需要，所以A、C两选项中的观点支持病毒的生活离不开细胞，A、C符合题意；病毒与宿主细胞共用一套遗传密码只能说明生物界具有统一性，不能说明病毒的生活离不开细胞，B不符合题意。]
二、非选择题
7．(2022·枣庄八中月考)信号肽假说认为，经典的蛋白分泌可通过内质网 高尔基体途径进行。核糖体 新生肽被引导至内质网后(如图所示)，肽链继续合成，结束后其信号肽被切除，核糖体脱落；肽链在内质网中加工后被转运到高尔基体，最后经细胞膜分泌到细胞外。
(1)信号肽假说认为，分泌蛋白首先在____________________上起始合成，当多肽链延伸一段序列后，肽链一端的________与信号识别颗粒(SRP)结合，SRP通过与内质网上的DP结合，将核糖体 新生肽引导至内质网。根据假说可推测，细胞内的两种核糖体________(填“能”或“不能”)相互转化；内质网膜上的易位子属于一种____________。
(2)为研究分泌蛋白的合成及分泌过程，科学家将一小块胰腺组织放入含放射性标记的必需氨基酸的培养液中短暂培养，理由是________________________
____________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
组织内的放射性同位素可使感光乳剂曝光，固定组织后在显微镜下便可发现细胞中含放射性的位点，这一技术能确定________________在细胞中的位置，并最终确定分泌蛋白合成及分泌的相关路径。在此过程中，生物膜之间相互转化的基础是______________________________________。
(3)为确定两种参与某经典分泌蛋白囊泡运输的基因的功能，科学家筛选了两种酵母菌突变体。与野生型酵母菌电镜照片相比，Secl2基因突变体细胞中内质网特别大；Secl7基因突变体细胞中内质网和高尔基体间积累大量的未融合小泡。据此推测，Secl2基因编码的蛋白质功能是__________________________；Secl7基因所编码蛋白质的功能是__________________________。
[解析] (1)信号肽假说认为，分泌蛋白首先在游离核糖体上起始合成，当多肽链延伸一段序列后，肽链一端的信号肽与信号识别颗粒(SRP)结合，SRP通过与内质网上的DP结合，将核糖体 新生肽引导至内质网。根据假说可推测，细胞内的两种核糖体能相互转化；内质网膜上的易位子属于一种通道蛋白。(2)为研究分泌蛋白的合成及分泌过程，科学家将一小块胰腺组织放入含放射性标记的必需氨基酸的培养液中短暂培养，理由是氨基酸是蛋白质的基本组成单位，胰腺组织细胞不能合成必需氨基酸，能合成非必需氨基酸。组织内的放射性同位素可使感光乳剂曝光，固定组织后在显微镜下便可发现细胞中含放射性的位点，这一技术能确定放射性物质在细胞中的位置，并最终确定分泌蛋白合成及分泌的相关路径。在此过程中，生物膜之间相互转化的基础是生物膜结构和组成成分的相似性。(3)与野生型酵母菌电镜照片相比，Secl2基因突变体细胞中内质网特别大，说明Secl2基因突变后，内质网不能形成囊泡包裹其蛋白质分泌出去，而使内质网更大，从而可推测，Secl2基因编码的蛋白质功能是参与内质网上囊泡的形成；Secl7基因突变体细胞中内质网和高尔基体间积累大量的未融合小泡，说明Secl7基因突变后，来自内质网的囊泡无法与高尔基体融合，从而可推测，Secl7基因所编码蛋白质的功能是参与囊泡与高尔基体的融合。
[答案] (1)(细胞质基质的)游离核糖体 信号肽 能 通道蛋白 (2)氨基酸是蛋白质的基本组成单位，胰腺组织细胞不能合成必需氨基酸，能合成非必需氨基酸 放射性物质(蛋白质) 生物膜结构和组成成分的相似性 (3)参与内质网上囊泡的形成 参与囊泡与高尔基体的融合微专题限时集训(三) 细胞的生命历程
(建议用时：25分钟)
一、选择题
1．(2021·江苏选择性考试)下列关于人体细胞生命历程的叙述正确的是( )
A．组织细胞的更新包括细胞分裂、分化等过程
B．造血干细胞是胚胎发育过程中未分化的细胞
C．细胞分化使各种细胞的遗传物质发生改变
D．凋亡细胞被巨噬细胞清除属于细胞免疫
A [人体内组织细胞的更新包括组织细胞的产生和凋亡，新组织细胞的形成需要经过细胞分裂、分化，A正确；造血干细胞是已分化的细胞，但仍能继续分化形成血细胞和淋巴细胞等，B错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，遗传物质不变，C错误；凋亡细胞被巨噬细胞清除属于非特异性免疫，D错误。]
2．(2021·海南等级考)雌性蝗虫体细胞有两条性染色体，为XX型，雄性蝗虫体细胞仅有一条性染色体，为XO型。关于基因型为AaXRO的蝗虫精原细胞进行减数分裂的过程(不考虑变异和互换)，下列叙述错误的是( )
A．处于减数分裂Ⅰ后期的细胞仅有一条性染色体
B．减数分裂Ⅰ产生的细胞含有的性染色体数为1条或0条
C．处于减数分裂Ⅱ后期的细胞有两种类型
D．该蝗虫可产生4种精子，其类型为AO、aO、AXR、aXR
C [结合题意可知，雄性蝗虫体内只有一条X染色体，减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，此时雄性蝗虫细胞中仅有一条X染色体，A正确；减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，雄蝗虫的性染色体为X和O，经减数分裂Ⅰ得到的两个次级精母细胞只有1个含有X染色体，即减数分裂Ⅰ产生的细胞含有的性染色体数为1条或0条，B正确；该蝗虫基因型为AaXRO，由于减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，若不考虑变异和互换，一个精原细胞在减数分裂Ⅱ后期可得到的细胞有两种类型，但该个体有多个精原细胞，在减数分裂Ⅱ后期的细胞有四种类型，C错误；该蝗虫基因型为AaXRO，在减数分裂过程中同源染色体分离，非同源染色体自由组合，该个体产生的精子类型为AO、aO、AXR、aXR，D正确。]
3．(2022·安徽合肥质检)蜜蜂无性染色体，其性别决定于染色体的组数。蜂王(2n)是雌性，由受精卵发育而来，减数分裂Ⅰ产生细胞a和b，细胞b经减数分裂Ⅱ产生细胞b1和b2；雄蜂(n)是由未受精的卵细胞发育而来的，减数分裂Ⅰ产生细胞c(无染色体)和d，d经减数分裂Ⅱ产生细胞d1和d2。不考虑蜜蜂减数分裂过程中的突变，下列说法正确的是( )
A．细胞a和b中的核DNA数目相同，遗传信息也相同
B．细胞b和d中染色体数目相同，遗传信息也相同
C．细胞b1和d1中核DNA数目相同，但遗传信息不同
D．细胞d1和d2中的核DNA数目相同，但遗传信息不同
C [分析题意可知，蜂王是正常的二倍体个体，由于同源染色体分离，其减数分裂Ⅰ产生的细胞a、b中核DNA数目相同，但遗传信息一般不同，A错误；细胞b是蜂王减数分裂Ⅰ产生的细胞，细胞d是由未受精的卵细胞经过减数分裂Ⅰ发育而来的(含有卵细胞的全部染色体)，其染色体数目与b相同，但遗传信息不同，B错误；细胞b1和d1都含有n条染色体，两种细胞的核DNA数目相同，但遗传信息不同，C正确；d经减数分裂Ⅱ产生细胞d1和d2，其本质是着丝粒分裂，姐妹染色体单体分离，两个细胞的核DNA数目和遗传信息都相同，D错误。]
4．(2022·山师大附中检测)下图为某果蝇一个细胞中的三条染色体上部分基因分布示意图，下列叙述正确的是( )
A．有丝分裂中期，染色体的着丝粒排列在细胞中央的一条线上
B．有丝分裂前期较早的时候就出现了由丝状纤维素组成的纺锤体
C．减数分裂Ⅰ前期，等位基因W、w互换会导致染色体结构变异
D．减数分裂Ⅱ后期，细胞中可能同时存在基因cn、cl、v、w
D [在有丝分裂中期，细胞中的所有染色体的着丝粒都排列在细胞中央的赤道板这一假想的平面上，A错误；纺锤体的主要成分是蛋白质，不是纤维素，B错误；减数分裂Ⅰ前期，等位基因W、w互换不会导致染色体结构变异，但会导致基因重组，C错误；在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，则图中的常染色体和X染色体可能移向同一级，进入同一个细胞中，当该细胞处于减数分裂Ⅱ后期时，基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极，D正确。]
5．(不定项)(2022·山东淄博一模)细胞有丝分裂周期分为细胞分裂间期(G1期、S期、G2期)和分裂期(M期)，暂不分裂的休眠细胞处于G0期。研究发现，在细胞凋亡过程中染色体DNA发生降解。用流式细胞仪对培养液中的某动物细胞进行检测，结果如图。下列说法正确的是( )
A．乙类细胞全都处于G1期
B．培养过程中部分细胞发生了细胞凋亡
C．丙类细胞正在进行DNA复制和相关蛋白质的合成
D．丙类和丁类细胞占比越多，说明细胞分裂越活跃
BCD [图中乙类细胞还未进行DNA分子复制，处于G1期和G0期，A错误；由图可知，培养过程中细胞数目在减少，可知培养过程中部分细胞发生了细胞凋亡，B正确；由图可知，丙类细胞内的DNA分子在逐渐加倍，且还没有完成DNA分子复制，所以正进行着DNA分子的复制和相关蛋白质的合成，C正确；丙类和丁类细胞表示DNA分子在进行复制，因此丙类和丁类细胞占比越多，说明在进行DNA分子复制的细胞越多，即细胞分裂越活跃，D正确。]
二、非选择题
6．(2022·山东潍坊一模)线粒体对缺氧敏感，高海拔低氧可引起线粒体氧化应激平衡失调，严重低氧可导致细胞死亡。研究人员以雄性健康大鼠为材料，采用低压舱模拟不同海拔低氧的方法研究低氧环境下细胞的适应性功能改变。
(1)大鼠有氧呼吸过程中，O2在____________(填写具体场所)参与反应，该阶段释放出的能量将转化为________________________________。
(2)当细胞中O2含量低时，受损线粒体代谢中会产生更多的活性氧等自由基，自由基对细胞的损害主要表现在_______________________________________
______________________________________________(至少答出两个方面)。
(3)将大鼠细胞分别用常氧(甲)、适度低氧(乙)和严重低氧(丙)处理24 h后，三类细胞受损线粒体的自噬情况如图1所示；三类细胞经3 甲基腺嘌呤(自噬抑制剂)处理相同时间后细胞内活性氧含量情况如图2所示。
图1 图2
①受损线粒体可经自噬途径被细胞中的________(结构)降解，激烈的自噬可能诱导细胞发生____________现象。
②综合分析图1、图2结果，可推测适度低氧能_________________。
(4)模拟实验发现，大鼠暴露到5 000～7 000米海拔10天，心肌细胞中线粒体的DNA和RNA合成显著增加。请从线粒体角度推测低氧下心肌细胞内发生的适应性改变有哪些？______________________________________________(答出两条)。
[解析] (1)在人体细胞呼吸过程中，O2参与有氧呼吸的第三阶段，其场所是线粒体内膜；在有氧呼吸第三阶段，释放出的能量将转化为热能(大部分)和ATP中的化学能(少部分)。(2)细胞代谢过程中会产生自由基，其攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，产物同样是自由基，这些新产生的自由基又会去攻击别的分子，由此引发雪崩式的反应，损伤生物膜结构与功能；此外，自由基还会攻击DNA，造成基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性降低，导致细胞衰老。(3)①溶酶体是细胞的“消化车间”，内含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的溶酶体降解；激烈的细胞自噬可能诱导细胞发生细胞凋亡现象。②分析图1可知，与甲组(常氧)和丙组(严重低氧)相比，乙组(适度低氧)细胞内线粒体自噬情况相对值最高；分析图2可知，用自噬抑制剂处理后，各组的活性氧含量均有所升高，且乙组与对照组活性氧的差值最大，故可推测适度低氧可促进受损线粒体自噬，使细胞的活性氧减少。(4)综合上述信息可知，大鼠暴露到5 000～7 000米海拔10天，低氧条件下心肌细胞中线粒体的DNA和RNA合成显著增加，推测低氧可能促进相关基因的表达，使线粒体数目增加，线粒体中与有氧呼吸相关的酶数量增加，以适应低氧环境。
[答案] (1)线粒体内膜 热能和ATP中的化学能 (2)攻击生物膜，损伤生物膜结构与功能；攻击DNA，造成基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性降低 (3)①溶酶体 细胞凋亡 ②促进受损线粒体自噬，使细胞的活性氧减少 (4)线粒体数目增加；线粒体中有氧呼吸酶数量增加微专题限时集训(十五) 细胞工程
(建议用时：25分钟)
一、选择题
1．(2022·山东日照二模)芝麻油富含有助于大脑发育的DHA。研究人员期望通过不对称体细胞杂交技术(将用射线处理后染色质钝化破坏的供体原生质体，与未经辐射处理的受体原生质体融合)，将芝麻的有益基因转入普通小麦，获得具有受体全套染色体组、仅少量供体染色体片段的改良小麦杂种。下列分析错误的是( )
A．用灭活病毒诱导芝麻和小麦的原生质体融合体现了细胞膜的流动性
B．改良小麦杂种植株的形成需经过脱分化和再分化等培养过程
C．改良小麦杂种的染色体上可能整合了含有芝麻有益基因的染色体片段
D．不对称体细胞杂交可能会打破供体不良与优良性状的基因连锁，去除不良性状
A [灭活的病毒常用于诱导动物细胞融合，而植物细胞的原生质体融合，一般采用物理或化学方法，A错误；融合的杂种细胞培育形成杂种植株要经过植物组织培养形成完整植株，包括脱分化和再分化过程，B正确；将芝麻的有益基因转入普通小麦，获得具有受体全套染色体组、仅少量供体染色体片段的改良小麦杂种，说明改良小麦杂种的染色体上可能整合了含有芝麻有益基因的染色体片段，C正确；获得具有受体整套染色体组，仅有少量供体染色体片段的改良小麦杂种，说明不对称体细胞杂交可打破供体不良与优良性状的基因连锁，排除不良性状干扰，D正确。]
2．(2022·苏州考前模拟)如图中亲本植物的基因型为Aa (染色体数为2n)，A、B、C、D表示以亲本植物为材料进行的四种人工繁殖过程。下列有关叙述错误的是( )
A．需要用体积分数为70%的酒精和次氯酸钠对外植体进行消毒
B．②过程表示将该植物的原生质体进行融合，可用聚乙二醇诱导
C．A、B、C、D等四个过程都利用了植物组织培养技术，其原理为细胞具有全能性
D．D过程获得的植株可育，且让其与亲本植株杂交所得后代中纯合子所占比例为1/4
D [由于D植物是体细胞杂交得到的，基因型为AAaa，与原植株Aa进行人工杂交，由于AAaa产生的配子种类和比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，所以杂交后代基因型及比例为AAA∶AAa∶Aaa∶aaa＝1∶5∶5∶1，后代中基因纯合的类型(AAA、aaa)所占比例为2/12＝1/6，D项错误。]
3．(2022·潍坊高三二模)科学家利用番茄和马铃薯的叶肉细胞原生质体进行融合，培育出了“番茄—马铃薯”。但它并没有像科学家预想的那样，地上结番茄、地下结马铃薯。下列说法错误的是( )
A．该培育过程克服了远缘杂交不亲和的障碍
B．人工诱导原生质体融合的方法有离心法、电融合法及PEG融合法等
C．生物体内基因的表达不是孤立的，“番茄—马铃薯”的遗传物质可能相互干扰
D．原生质体融合得到的杂种细胞直接经再分化即能形成杂种植株
D [植物体细胞杂交可以将2个不同物种的细胞杂合在一起，不同物种存在生殖隔离，亲缘关系比较远，该培育过程(植物体细胞杂交)克服了远缘杂交不亲和的障碍，A正确；人工诱导原生质体融合的方法有物理法和化学法两大类，物理法就是利用离心、振动、电刺激等促使原生质体融合；化学法是用聚乙二醇等试剂作为诱导剂诱导细胞的原生质体融合，B正确；“番茄—马铃薯”超级杂种植株含有两种亲本的遗传物质，但生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，C正确；原生质体融合得到的杂种细胞，杂种细胞需经脱分化和再分化(两个过程)才能形成杂种植株，D错误。]
4．(2022·山东泰安一模)HER 2(一种跨膜糖蛋白)高表达通常只出现于胎儿期，正常人体组织中其表达量极低，在乳腺细胞中高表达可加速细胞分裂，使其增殖、分化过程失衡，最终转变为乳腺癌。抗体—药物偶联物T DMI由曲妥珠单抗和药物DMI连接而成，对HER 2有很强的靶向性。下列相关分析错误的是( )
A．胎儿期HER 2高表达可能与胚胎发育有关，成人HER 2含量高可为乳腺癌诊断提供参考
B．因为获取的B淋巴细胞可能有多种，所以曲妥珠单抗的制备过程需进行专一抗体阳性检测
C．DMI与HER 2特异性结合是T DMI对癌细胞进行选择性杀伤的关键
D．利用同位素标记的曲妥珠单抗在乳腺组织中成像的技术可定位诊断肿瘤的位置
C [正常人体组织中HER 2表达量极低，在乳腺细胞中高表达可加速细胞分裂，使其增殖、分化过程失衡，最终转变为乳腺癌，所以成人HER 2含量高可为乳腺癌诊断提供参考，A正确；机体生活的环境存在多种抗原，所以获取的B淋巴细胞可能有多种，故曲妥珠单抗的制备过程需进行专一抗体阳性检测，以保证能与HER 2特异性结合，B正确；DMI是药物，不能与HER 2特异性结合，能与HER 2特异性结合的是曲妥珠单抗，C错误；曲妥珠单抗能与HER 2特异性结合，故利用同位素标记的曲妥珠单抗在乳腺组织中成像的技术可定位诊断肿瘤的位置，D正确。]
5．(2022·福建南平三模)中药山茱萸的主要活性成分是马钱子苷。科研小组为探究不同浓度的马钱子苷对神经干细胞分化的影响，从8周龄的成年小鼠大脑中取出神经干细胞组织，制成细胞悬液后均分为4组，加入不同浓度的马钱子苷，用分化培养基培养，在37 ℃，5% CO2的培养箱中培养3天，检测神经干细胞的分化情况，结果如下图。下列相关叙述错误的是( )
A．用胰蛋白酶处理神经干细胞组织可获得分散的神经干细胞
B．培养箱中5% CO2的作用是维持培养液的pH
C．神经干细胞分化过程中mRNA和蛋白质会发生改变
D．实验说明不同浓度的马钱子苷都会抑制神经干细胞分化
D [利用胰蛋白酶或胶原蛋白酶可将动物组织分散成单个细胞，因此，用胰蛋白酶处理神经干细胞组织可获得分散的神经干细胞，A正确；动物细胞培养时，需将细胞置于5% CO2的气体环境中，CO2的作用是维持培养液的pH，B正确；神经干细胞分化的实质是基因的选择性表达，该过程中mRNA和蛋白质会发生改变，C正确；由图可知，与空白对照相比，马钱子苷浓度为50 μmol/L时促进神经干细胞的分化，D错误。]
6．(不定项)(2022·山东模拟预测)下面是科学家设计的快速繁殖良种奶牛的两种方法，下列叙述正确的是( )
A．在试管牛E和克隆牛G的培育过程中都必须用到胚胎移植技术
B．为了获得更多的卵细胞需要用促性腺激素处理良种母牛B
C．良种母牛B与良种公牛C杂交后代的遗传信息与克隆牛G的相同
D．要培育高产奶率的转基因牛，则目的基因的受体细胞一般是受精卵
ABD [在试管牛E和克隆牛G的培育过程中都必须用到动物细胞培育技术和胚胎移植技术，因为目前还没有体外完成胚胎发育的技术，A正确；培育试管牛要对良种母牛进行超数排卵处理(使用促性腺激素)，目的是获得更多的卵细胞，B正确；克隆牛G属于无性生殖，其主要遗传信息来自提供细胞核的良种公牛C，而良种母牛B与良种公牛C杂交后代的遗传信息由良种牛B和C共同决定，C错误；培育高产奶率的转基因牛，属于基因工程范畴，获得转基因动物的受体细胞是受精卵，D正确。]
二、非选择题
7．(2022·陕西西安三模)植物激素在植物组织培养过程中诱导生根或生芽等均起着重要的作用。下表为科研人员利用某一兰花品种的茎尖作为外植体进行组织培养时各阶段的最佳激素配比，请分析回答下列问题：
兰花组织培养阶段 阶段Ⅰ 阶段Ⅱ 阶段Ⅲ
诱导形成愈伤组织 诱导形成幼芽 诱导生根
细胞分裂素浓度(μmol/L) m1 m2 m3
生长素浓度(μmol/L) n1 n2 n3
(1)在植物体内细胞分裂素和生长素在促进植物茎长高时表现为________(填“协同作用”或“作用效果相反”)。
(2)阶段Ⅰ为________，是指______________________________的过程。在表中三个阶段中发生了基因选择性表达的过程是________阶段。
(3)愈伤组织形成后需要定期地将它们分成小块接种到新培养基上以保证其长期旺盛地生长，否则其会停止生长甚至老化变黑死亡。推测这样做的原因有：____________________________________________________________________
_____________________________________________________。(写出一点即可)
(4)科研人员拟对另一品种的兰花进行组织培养，在生长素浓度保持在n3的情况下，为确定阶段Ⅰ的细胞分裂素最佳生根浓度，参照表中的激素浓度(m3＞2.0)，以0.5 μmol/L为梯度，设计5个浓度水平的实验，细胞分裂素最高浓度应设为________μmol/L。
(5)为了解决兰花生根速度慢、幼苗生存能力弱等问题，科研人员利用植物体细胞杂交技术培育得到了“韭菜—兰花”。
①在韭菜和兰花细胞融合前应先去除细胞壁，诱导原生质体融合，原生质体能发生融合的生物学原理是____________________________________________
__________________________________________________________________。
②操作后虽得到了“韭菜—兰花”植株，但未能实现预想中的“繁殖容易，香气浓郁”，可能的原因是____________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂和扩大，此外还有诱导芽的分化，延缓叶片衰老的作用，生长素具有促进植物生长的作用，因此在植物体内细胞分裂素和生长素在促进植物茎长高上表现为协同作用。
(2)阶段Ⅰ为离体的植物细胞脱分化形成愈伤组织的过程，脱分化是指已经分化的细胞，经过诱导后，失去特有的结构和功能而转变为未分化细胞。根据分析可知，表中三个阶段都发生了基因选择性表达。
(3)愈伤组织形成后，随时间延长，培养基中营养消耗，同时有害代谢产物积累，会使愈伤组织停止生长甚至老化变黑死亡，因此若要使愈伤组织继续旺盛生长需要定期更换培养基。
(4)在生长素浓度保持在n3的情况下，为确定阶段Ⅰ的细胞分裂素最佳生根浓度，参照表中的激素浓度(m3＞2.0)，以0.5 μmol/L为梯度，设计5个浓度水平的实验，则细胞分裂素浓度依次为m3－1.0 μmol/L、m3－0.5 μmol/L、m3 μmol/L、m3＋0.5 μmol/L、m3＋1.0 μmol/L，可见细胞分裂素的最高浓度应设为m3＋1.0 μmol/L。
(5)①原生质体能发生融合的生物学原理是细胞膜具有一定的流动性。
②操作后得到的“韭菜—兰花”，并没有预想中的“繁殖容易，香气浓郁”，可能是两个物种之间的基因相互影响，导致某些基因无法正常表达或在培养过程中某些染色体丢失。
[答案] (1)协同作用 (2)脱分化 已经分化的细胞，经过诱导后，失去特有的结构和功能而转变为未分化细胞 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ (3)培养基中营养不足，有害代谢产物的积累 (4)m3＋1.0 (5)细胞膜的流动性 两个物种之间的基因相互影响，导致某些基因无法正常表达专题限时集训(一) 细 胞
(建议用时：40分钟)
一、选择题
1．(2021·海南等级考)研究发现，人体内某种酶的主要作用是切割、分解细胞膜上的“废物蛋白”。下列有关叙述错误的是( )
A．该酶的空间结构由氨基酸的种类决定
B．该酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA参与
C．“废物蛋白”被该酶切割过程中发生肽键断裂
D．“废物蛋白”分解产生的氨基酸可被重新利用
A [根据题意可知：该酶的化学本质为蛋白质，蛋白质空间结构具有多样性的原因是氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同，A错误；蛋白质的合成需要mRNA、tRNA和rRNA参与，B正确；“废物蛋白”被该酶切割的过程中会发生分解，肽键断裂，C正确；氨基酸是蛋白质的基本组成单位，因此“废物蛋白”分解产生的氨基酸可被重新利用，D正确。]
2．(2022·广东选择性考试)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布于( )
A．细胞核 B．细胞质
C．高尔基体 D．细胞膜
A [分析题意可知，野生型的拟南芥HPR1蛋白是位于核孔协助mRNA转移的，mRNA是转录的产物，翻译的模板，故可推测其转移方向是从细胞核内通过核孔到细胞核外，因此该蛋白功能缺失的突变型细胞，不能协助mRNA转移，mRNA会聚集在细胞核中，A正确。]
3．(2022·江苏南通质检)图示为一类特殊的蛋白质复合物SNARE(可溶性N 乙基马来酰亚胺敏感的融合蛋白附着蛋白受体)在囊泡锚定和融合中的作用机制，图中GTP的生理功能及产生均与ATP类似。下列叙述不正确的是( )
A．上图所示的过程体现了生物膜的结构特点
B．在囊泡运输货物过程中，囊泡周围会出现线粒体
C．SNARE可存在于神经细胞的突触小体内，且对突触发挥功能意义重大
D．货物准确运输到目的地需要细胞骨架的协助，该骨架由磷脂双分子层组成
D [如图所示的过程中囊泡膜与靶膜融合，体现了生物膜具有一定的流动性，A正确；囊泡运输货物需要能量，线粒体是细胞的“动力车间”，是能量供应站，故在囊泡运输货物过程中囊泡周围会出现线粒体，B正确；神经递质存在于突触小体的突触小泡内，能与突触前膜融合释放递质，SNARE可存在于神经细胞突触小体内，使突触小泡和突触前膜定向融合，对突触发挥功能意义重大，C正确；货物准确运输到目的地需要膜的融合及细胞骨架的协助，而细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，不是由磷脂双分子层组成，D错误。]
4．(2022·潍坊四中检测)研究发现，分泌蛋白的合成起始于游离的核糖体，合成的初始序列为信号序列，当它露出核糖体后，在信号识别颗粒的引导下与内质网膜上的受体接触，信号序列穿过内质网的膜后，蛋白质合成继续，并在内质网腔中将信号序列切除。合成结束后，核糖体与内质网脱离，重新进入细胞质。基于以上事实的推测，正确的是( )
A．核糖体与内质网的结合依赖于生物膜的流动性
B．附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质都是分泌蛋白
C．用3H标记亮氨酸的羧基可追踪上述分泌蛋白的合成和运输过程
D．控制信号序列合成的基因片段发生突变可能不会影响该蛋白的继续合成
D [核糖体由蛋白质和rRNA组成，没有膜结构，所以其和内质网的结合没有依赖膜的流动性，A错误；内质网上的核糖体合成的蛋白质除了是分泌蛋白外还有结构蛋白，B错误；如果用3H标记氨基酸的羧基，在氨基酸经过脱水缩合形成蛋白质的过程中，会脱掉羧基上的3H生成水，则无法追踪，C错误；根据题意可知，信号序列是引导该蛋白进入内质网腔中，而蛋白质的合成场所在核糖体，所以如果控制信号序列合成的基因片段发生突变可能不会影响该蛋白的继续合成，D正确。]
5．(2022·山东泰安一模)易位子是一种位于内质网膜上的蛋白质复合体，其中心有一个直径大约2纳米的通道，能与信号肽结合并引导新合成的多肽链进入内质网，若多肽链在内质网中未正确折叠，则会通过易位子运回细胞质基质。下列说法错误的是( )
A．新合成的多肽链进入内质网时未直接穿过磷脂双分子层
B．从内质网运往高尔基体的蛋白质也是通过易位子进入高尔基体的
C．易位子与核孔均具有运输某些大分子物质进出的能力
D．易位子进行物质运输时具有识别能力，体现了内质网膜的选择性
B [根据题意可知，内质网膜上有一个直径大约2纳米的通道，能与信号肽结合并引导新合成的多肽链进入内质网，所以新合成的多肽链进入内质网时未直接穿过磷脂双分子层，A正确；蛋白质通过“出芽”的方式形成囊泡，从内质网运往高尔基体，B错误；易位子是一种位于内质网膜上的蛋白质复合体，能控制某些大分子物质的进出，与核孔的功能一样，具有运输某些大分子物质进出的能力，C正确；易位子能与信号肽结合并引导新合成的多肽链进入内质网，若多肽链在内质网中未正确折叠，则会通过易位子运回细胞质基质，所以易位子进行物质运输时具有识别能力，体现了内质网膜的选择性，D正确。]
6．(2022·福建龙岩质检)自由基普遍存在于生物体中，可攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂质等物质，从而损伤细胞。正常细胞内存在清除自由基的防御系统，包括酶系统和非酶系统，前者如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等。科学家Sohal等人将SOD和CAT基因导入果蝇，使转基因果蝇比野生型果蝇的这两种酶基因多一个拷贝，转基因果蝇中SOD和CAT活性升高。下列描述不正确的是( )
A．自由基无法及时清除的细胞容易发生癌变
B．自由基无法及时清除的细胞，膜流动性降低
C．被自由基攻击而死亡的细胞属于细胞凋亡
D．与野生型果蝇相比，转基因果蝇寿命可能更长
C [自由基可攻击生物体内的DNA，可能导致基因突变，因此自由基无法及时清除的细胞容易发生癌变，A正确；自由基无法及时清除会导致细胞衰老，衰老细胞的细胞膜流动性降低，B正确；被自由基攻击而死亡的细胞属于细胞坏死，不受基因控制，C错误；正常细胞内存在清除自由基的防御系统，包括酶系统和非酶系统，前者如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等，转基因果蝇比野生型果蝇的这两种酶基因多一个拷贝，转基因果蝇中SOD和CAT活性升高，及时清除自由基，使细胞不易衰老，因此与野生型果蝇相比，转基因果蝇寿命可能更长，D正确。]
7．(2022·安徽合肥质检)细胞自噬是指在一定条件下，细胞内受损或功能退化的细胞结构等被包裹成囊泡，与溶酶体融合后，被降解再利用。此外，处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量。下列有关叙述错误的是( )
A．细胞自噬有利于维持细胞内部环境的相对稳定
B．处于营养充足条件下的细胞不会发生细胞自噬
C．入侵细胞内的微生物可能通过细胞自噬被清除
D．通过溶酶体可将蛋白质降解为氨基酸再次利用
B [在细胞受到损伤或细胞衰老时，通过细胞自噬可将损伤或衰老的细胞分解，进而保持细胞内部环境的相对稳定，A正确；处于营养充足条件下的细胞也会发生细胞器衰老、损伤等，通过细胞自噬作用将它们清除，B错误；微生物侵入人体细胞后，溶酶体释放水解酶并将微生物分解，即入侵细胞内的微生物可能通过细胞自噬被清除，C正确；在溶酶体水解酶的作用下，自噬作用可将蛋白质分解为氨基酸，D正确。]
8．(2022·山东济宁一模)如图表示细胞凋亡过程中的部分生理过程。Caspase酶是细胞凋亡中的关键因子之一，被激活后选择性地切割某些蛋白质。细胞凋亡后形成许多凋亡小体，凋亡小体被吞噬细胞吞噬清除。下列叙述错误的是( )
A．图中蛋白质被Caspase酶切割后生物活性丧失
B．细胞凋亡的激发体现了细胞膜信息交流的功能
C．癌细胞的凋亡诱导因子受体可能缺失或功能异常
D．吞噬细胞吞噬凋亡小体属于人体第二道免疫防线的作用
A [由图中信息可知，蛋白质被Caspase酶切割后得到核酸酶CAD和酶PARP，两种酶分别起作用，最终导致细胞凋亡形成凋亡小体，A错误；凋亡诱导因子作为信息分子与细胞膜上的受体结合，进而激发细胞凋亡，这一过程体现了细胞膜的信息交流功能，B正确；受体的化学本质是糖蛋白，癌细胞结构改变，细胞膜表面的糖蛋白减少，可能无法识别凋亡诱导因子而不能启动凋亡程序，进而无限增殖，C正确；吞噬细胞与体液中的杀菌物质构成第二道防线，所以吞噬细胞吞噬凋亡小体属于人体第二道免疫防线的作用，D正确。]
9．(不定项)(2022·山师大附中检测)中风，也叫脑卒中，起因一般是由脑部血液循环障碍导致局部神经结构损伤、功能缺失，一般发病快、病死率高。近期，科研人员运用神经干细胞进行脑内移植治疗缺血性中风取得了一定的进展，中风患者局部神经结构损伤、功能缺失得到了一定程度的修复和重建。下列叙述错误的是( )
A．神经干细胞与神经细胞形态、结构、功能不同的根本原因是基因的选择性表达
B．神经干细胞在参与损伤部位修复过程中发生了细胞分裂、分化、衰老等过程
C．神经干细胞能够合成多种mRNA，表明细胞已经分化
D．脑部血液循环障碍导致局部神经细胞死亡属于细胞凋亡
CD [神经细胞是由神经干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，造成这种差异的根本原因是基因的选择性表达，A正确；神经干细胞具有分裂、分化的能力，故在参与损伤部位修复过程中发生了细胞分裂、分化、衰老等过程，B正确；增殖的细胞和分化的细胞中都有mRNA的合成，故神经干细胞能够合成多种mRNA不能表明细胞已经分化，C错误；细胞坏死是由外界环境因素引起的，脑部血液循环障碍导致的神经细胞死亡属于细胞坏死，D错误。]
10．(不定项)(2022·山师大附中检测)内质网上的跨膜蛋白TMCO1可以“感知”内质网中Ca2＋浓度变化。当内质网中Ca2＋浓度过高时，TMCO1会形成四聚体离子通道转运出Ca2＋；当内质网与细胞质基质中Ca2＋浓度接近时，四聚体离子通道解体失去转运活性。下列分析正确的是( )
A．内质网中Ca2＋浓度失衡可能会影响脂质的合成
B．TMCO1蛋白感知到Ca2＋浓度变化后会改变自身的空间结构
C．Ca2＋以协助扩散的方式由内质网释放到细胞质基质中
D．敲除TMCO1基因会导致内质网中Ca2＋浓度下降
ABC [内质网是脂质“合成车间”，所以内质网中Ca2＋浓度失衡可能导致内质网的功能改变，进而会影响脂质的合成，A正确。由题干信息“当内质网中Ca2＋浓度过高时，TMCO1会形成四聚体离子通道转运出Ca2＋；当内质网与细胞质基质中Ca2＋浓度接近时，四聚体离子通道解体失去转运活性” 可知，TMCO1蛋白感知到Ca2＋浓度变化后会改变自身的空间结构，B正确。内质网中过高的Ca2＋浓度通过钙通道释放到细胞质基质中，该过程为顺浓度梯度，需要载体蛋白，不需要能量，属于协助扩散，C正确。敲除TMCO1基因，当内质网中Ca2＋浓度过高时，Ca2＋不能运出内质网，会导致内质网中Ca2＋浓度上升，D错误。]
二、非选择题
11．(2022·潍坊五县联考)自身信号序列是蛋白质分选的依据。正常细胞中进入内质网的蛋白质含有信号序列，没有进入内质网的蛋白质不含信号序列。而高尔基体的顺面区可接受来自内质网的物质并转入中间膜囊进一步修饰加工，反面区参与蛋白质的分类和包装。下图表示高尔基体的结构及发生在其反面区的3条分选途径。
(1)根据图示，胰岛素属于________型分泌，该过程体现了细胞膜具有____________________功能。
(2)进入高尔基体的部分蛋白质会在S酶的作用下形成M6P标志，与图中所示的高尔基体膜上的M6P受体识别，带有M6P标志的蛋白质会转化为溶酶体酶。若S酶功能丧失，细胞中会出现____________________________________的现象。
(3)研究发现，核糖体合成的分泌蛋白有信号序列，而从内质网输出的蛋白质不含信号序列，推测其原因是_________________________________________
_________________________________________________________________。
(4)核糖体上合成的蛋白质能否进入内质网取决于蛋白质是否有信号序列。为了验证上述结论，请简要写出你的实验思路：______________________________
______________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
[解析] (1)胰岛素作为信号分子可调节血糖稳定，胰岛素与受体结合，可促进靶细胞对葡萄糖的吸收和利用，所以胰岛素分泌属于调节型分泌，其体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流功能。(2)S酶功能丧失的细胞中，某些蛋白质上就不能形成M6P标志，此类蛋白质就不能转化为溶酶体酶，造成衰老和损伤的细胞器不能及时清理而在细胞内积累。(3)研究发现，核糖体合成的分泌蛋白有信号序列，而从内质网输出的蛋白质不含信号序列，原因可能是分泌蛋白的信号序列在内质网中被剪切掉。(4)要验证核糖体上合成的蛋白质能否进入内质网取决于蛋白质是否有信号序列，则实验的自变量是信号序列的有无，则可除去内质网蛋白的信号序列后，将信号序列和细胞质基质蛋白重组，观察重组的细胞质基质蛋白与重组前相比能否进入内质网，预期结果为重组的细胞质基质蛋白能够进入内质网。
[答案] (1)调节 进行细胞间信息交流 (2)衰老和损伤的细胞器在细胞内积累 (3)分泌蛋白的信号序列在内质网中被剪切掉 (4)除去内质网蛋白的信号序列后，将信号序列和细胞质基质蛋白重组，观察重组的细胞质基质蛋白与重组前相比能否进入内质网
12．(2022·潍坊四校检测)细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M期)，根据DNA合成情况，分裂间期又分为DNA合成前期——G1期，DNA合成期——S期，DNA合成后期——G2期。在细胞周期中有一系列检验点对细胞增殖进行严密监控，确保细胞增殖严格有序进行。只有相应的过程检验合格，细胞才能顺利进入下一个时期。图1表示细胞周期简图及相应检验点位置，字母表示时期，已知核DNA的复制是在D时期完成的。
图1
图2
(1)下列实验材料中，可用于开展有关细胞周期实验探究的是________(填字母)。理由是__________________________________________________________
____________________________________________________________________。
a．洋葱鳞片叶外表皮细胞 b．人口腔上皮细胞 c．大肠杆菌 d．蚕豆根尖分生区细胞 e．小鼠的初级精母细胞 f．人的宫颈癌细胞
(2)图1中检验染色体是否都与纺锤体相连的检验点是________，此检验点对有丝分裂的意义是____________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)研究发现，细胞是否能通过检验点与周期蛋白和CDK蛋白有关。已知周期蛋白含量呈周期性变化，当其含量积累到一定程度并与CDK结合后，会形成周期蛋白—CDK复合物，而该复合物能帮助细胞通过检验点。如图2中的周期蛋白1与CDK1结合后会形成复合物MPF，从而促进细胞从G2期进入M期。
①根据以上信息推测，MPF除了能够促进动物细胞内染色质缩短变粗成为染色体外，还能促进动物细胞发生的变化有________________________________
____________________________________________________________(写2点)。
②若将M期细胞的细胞质注入G2期细胞中，则G2期细胞进入M期的时间提前，原因是_________________________________________________________
__________________________________________________________________。
[解析] (1)识图分析可知，图1为细胞周期图，根据细胞周期的概念，连续分裂的细胞才具有细胞周期，因此d．蚕豆根尖分生区细胞、f．人的宫颈癌细胞属于连续分裂的细胞；a．洋葱鳞片叶外表皮细胞和b．人口腔上皮细胞均属于高度分化的细胞，不具有分裂能力；c．大肠杆菌进行二分裂没有细胞周期，e．小鼠的初级精母细胞进行减数分裂也没有细胞周期，因此可以选择d、f用于开展有关细胞周期的实验探究。(2)根据细胞各分裂时期的特征可知，在细胞分裂期的中期，染色体的着丝粒排列在赤道板上，且染色体的着丝粒都与纺锤体相连。结合题意可知，图1中核DNA的复制是在D时期完成的，则D时期为S期，那么A时期为G2期，则B为分裂期，图中由A时期通过检验点4进入B时期，则B时期中检验点5属于分裂期中的时段，因此可以通过检验点5检验染色体是否都与纺锤体相连。染色体的着丝粒都与纺锤体相连，可以确保染色体在纺锤体的牵引下，能够平均分配到子细胞中。(3)①由“周期蛋白1与CDK1结合后会形成复合物MPF，从而促进细胞从G2期进入M期”可知：MPF可促进细胞由分裂间期进入分裂前期，而分裂前期细胞中发生的主要变化是染色质螺旋化、核膜消失、纺锤体形成、核仁解体。②由于M期细胞的细胞质中含有MPF，该物质能够促进细胞从G2期进入M期，因此若将M期细胞的细胞质注入G2期细胞中，则G2期细胞进入M期的时间将提前。
[答案] (1)df 这些细胞是连续分裂的细胞，具有细胞周期 (2)检验点5 确保染色体能够平均分配到子细胞中 (3)①核仁逐渐解体；核膜逐渐消失；染色质螺旋化(答出2点即可) ②M期细胞的细胞质中含有MPF，该物质能够促进细胞从G2期进入M期
13．(2022·辽宁名校联考)细胞增殖是细胞重要的生命活动，现已发现调控细胞周期的一系列基因，以及相关的酶及蛋白质，这些发现对肿瘤研究等领域产生了重大影响。科研人员通过细胞实验和动物实验的方法揭示了miR 34a(某种病毒表达的一种RNA)对结肠癌的影响。如图是对实验结果的记录及相关分析。根据题意回答下列问题：
图1
右上象限与右下象限之和代表凋亡细胞所占百分比
图2
图3
(1)肿瘤细胞具有无限增殖的能力，通常比健康细胞的细胞周期________(填“长”或“短”)。据图可知，实验组的细胞增殖能力________(填“低于”或“高于”)对照组，细胞凋亡率________(填“低于”或“高于”)对照组，说明miR 34a能________(填“促进”或“抑制”)细胞增殖，________(填“促进”或“抑制”)细胞凋亡。
(2)凋亡是细胞的________死亡。图3为细胞凋亡过程的部分示意图，推测miR 34a________(填“促进”或“抑制”)Bcl 2基因的表达，从而促进细胞凋亡。miR 34a是一种非编码蛋白单链小分子RNA，推测其在该过程中发挥作用的机制：________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)请根据题意提出一种治疗结肠癌的思路：_________________________
______________________________________________________________。
[解析] (1)肿瘤细胞在适宜条件下可以无限增殖，其比健康细胞的增殖速度快，故细胞周期短；从图中可知，实验组增殖能力低于对照组，细胞凋亡率高于对照组，说明miR 34a能抑制细胞增殖，促进细胞凋亡。(2)细胞凋亡是由基因决定的，是细胞的编程性(或程序性)死亡；由图3可知，Bcl 2蛋白可抑制细胞凋亡，故miR 34a抑制Bcl 2基因的表达，从而促进细胞凋亡；miR 34a是一种非编码蛋白单链小分子RNA，不能编码蛋白质，推测可能是通过与Bcl 2蛋白基因的mRNA结合，阻碍翻译过程。(3)用能够表达miR 34a的病毒感染结肠癌细胞，让miR 34a发挥作用，抑制结肠癌细胞增殖，从而促进结肠癌细胞凋亡。
[答案] (1)短 低于 高于 抑制 促进 (2)编程性(或程序性) 抑制 miR 34a与Bcl 2蛋白基因的mRNA通过碱基互补配对结合，抑制其翻译过程 (3)用表达miR 34a的病毒感染结肠癌细胞
(教师用书独具)
1．(2022·辽宁名校联考)有丝分裂过程中，纺锤体组装检验点依赖SAC蛋白监控纺锤丝与着丝粒之间的连接，从而保证染色体的正确分离，该检验机制如图所示(APC是后期促进因子，是一种蛋白质复合体)。下列相关叙述正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A．结构①的复制发生在图甲时期，复制后会移向两极
B．当所有染色体排列在赤道板上时，SAC蛋白开始与着丝粒脱离且失活
C．若图丁中APC不能被活化，则细胞可能停留在后期
D．SAC蛋白和APC在不同时期活性存在差异，可能与其他蛋白质的调控有关
D [结构①是中心体，中心体的复制发生在分裂间期，而图甲是有丝分裂前期，A错误；从丙、丁两图可以看出，当一条染色体的着丝粒排列在赤道板上后，其上的SAC蛋白与其脱离，当另一条染色体着丝粒也排列在赤道板上时，其上的SAC蛋白也与其脱离，染色体并不是同时到达并排列在赤道板上的，所以SAC蛋白应该是依次脱离的，B错误；从图丁中可以看出，APC是中期进入后期的关键蛋白，若APC不活化，将停留在图丁的中期状态，C错误；SAC蛋白和APC都是蛋白质，二者的活性在不同时期存在差异，推测可能受到其他蛋白质的调控，D正确。]
2．(不定项)(2022·河北九师联盟)如图是二倍体水稻(2n＝24)雄配子的形成过程。下列相关叙述正确的是( )
A．小孢子母细胞形成小孢子的过程中染色体复制一次，着丝粒分裂一次
B．小孢子形成营养细胞和生殖细胞的过程中不会出现细胞膜从细胞中部向内凹陷
C．生殖细胞形成两个精细胞的过程中有同源染色体，但无同源染色体联会
D．一个小孢子母细胞形成两个精细胞过程中，中心体复制了4次
AB [小孢子母细胞通过减数分裂形成小孢子，该过程中染色体只复制一次(间期)，细胞分裂两次(减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ)，着丝粒分裂一次(减数分裂Ⅱ后期)，A正确；细胞膜从细胞中部向内凹陷，将一个细胞分为两个细胞，是动物细胞的分裂方式，植物细胞应该是形成细胞板，细胞板延伸形成细胞壁，B正确；小孢子母细胞产生小孢子的过程中同源染色体已经分离，后续细胞(小孢子、营养细胞、生殖细胞、精细胞等)中已经没有同源染色体，C错误；水稻是高等植物，细胞中没有中心体，D错误。]
