2024年高考生物学二轮复习20：实验与探究
一、非选择题
1．（2024·常州期末） 洋葱是中学生物学实验常用材料之一，某兴趣小组利用洋葱开展了一系列实验，请回答下列问题。
（1）下列以图示洋葱作为材料的相关实验说法，错误的是____。
A．若选用洋葱鳞片叶外表皮细胞进行实验，可观察到质壁分离和复原现象
B．洋葱绿色管状叶叶肉细胞含有大量的叶绿体，可作为观察叶绿体的材料
C．若用洋葱的绿色管状叶肉细胞进行实验，可对叶绿体中的色素进行提取和分离
D．若用洋葱根尖各部分的细胞进行实验，在高倍镜下可观察到染色体上DNA复制
（2）实验一中，研钵中除了加无水乙醇外，还需加入的化学试剂有 。如果色素提取的过程中的操作是规范的，用无水乙醇替代层析液进行色素的分离操作，结果4种色素带之间的间距很小，原因可能是 。
（3）实验二中，某同学按正确的操作步骤取镜、安放、对光，观察到洋葱叶内表皮细胞，他非常激动地把显微镜推到同桌面前给同桌看，结果视野太暗。要想让同桌看清物像，最应进行的操作步骤是 。该同学用0.3g/mL蔗糖溶液（加一些红墨水）处理洋葱鳞片叶内表皮一段时间后，观察到内表皮细胞发生了质壁分离，此时该细胞呈红色的部位是 。
A.液泡内 B.原生质层
C.细胞质 D.细胞壁与原生质层之间
（4）实验三中，有利于组织中的细胞相互分开的操作步骤是 。该实验中还发现部分洋葱根尖细胞出现了微核（微核是由细胞中畸变的染色体片段浓缩在细胞核之外形成的），研究人员发现了下图所示的细胞，其中圈出的染色体片段易形成微核，因为它们缺少 （填结构名称），使其不能移向细胞两极。观察微核最好选择分裂 期的细胞。
2．（2024·常州期末） 下图1为某实验小组用两种淀粉酶进行实验的结果变化情况，图2为两种淀粉酶催化等量淀粉水解的反应速率随时间的变化情况，请回答下列问题。
（1）图1实验的自变量是 ，在检测本实验的因变量时，可通过检测 来计算酶的相对活性。
（2）图2中反应速率不断下降的原因是 ；曲线 （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）所代表的酶的相对活性较高；若在A点时适当增加淀粉的量，则B、C点均会向 移动。
（3）为探究小麦种子萌发过程中淀粉酶相对活性的变化，进行了如下实验：取萌发天数为3、4、5天的质量相等的小麦种子，分别加蒸馏水研磨并去除淀粉后制成提取液a、b、c。实验分为四组，操作及结果如下：
步骤 甲管 乙管 丙管 丁管
①加淀粉溶液（mL） 1 1 1 1
②加缓冲液（mL） 1 1 1 1
③加样 0.5mL提取液a 0.5mL提取液b 05mL提取液c d
④60℃保温适当时间，煮沸后冷却至常温，加适量碘液显色
显色结果 +++++ +++ + ++++++++
注：“+”数目越多表示蓝色越深。
步骤③中加入的d是 ；步骤④煮沸的目的是 ；该实验结果表明 。
（4）研究表明，小麦种子萌发过程中发挥作用的淀粉酶包括α—淀粉酶和β—淀粉酶，萃他丁可完全抑制α—淀粉酶的活性。某兴趣小组欲探究小麦种子萌发过程中两种淀粉酶相对活性的变化，请完善实验思路：
取适量的萌发天数为3、4、5天的小麦种子提取液，将每一种提取液等分为两份，分别用于实验组和对照组，每个实验组的处理是 ，依次向各组加入适量的缓冲液和淀粉，其他条件相同且适宜，分别测定并计算各组的反应速率。若实验结果为 ，则可表明小麦种子萌发过程中，两种淀粉酶相对活性都逐渐升高。
3．（2024高三下·月考） 水稻（2n=24）的花比较小，为两性花。经研究发现：水稻的雄蕊是否可育由细胞核和细胞质基因共同决定。水稻细胞核中雄性可育、不育基因分别为R、r，细胞质中雄性可育、不育基因分别为N、S，只有基因型S（m）表现为雄性不育，其余均为雄性可育，子代质基因均来自母本。袁隆平提出“三系法”杂交水稻系统，即通过培育雄性不育系、保持系和恢复系三个纯合品系来培养杂交水稻，过程如下图所示。恢复系与不育系杂交产生的杂交种育性正常且具有杂种优势。回答下列问题：
（1）水稻基因组计划需测定 条染色体上的DNA序列。
（2）在培育杂交水稻时，选育雄性不育植株的目的是 。繁殖不育系时，不育系只能做 （填“父本”或“母本”）。
（3）根据题干信息，水稻细胞中与育性相关的基因型有 种，保持系的基因型为 ，恢复系的基因型为 。不育系与恢复系间行种植并单行收获的原因是 。
（4）在三系法杂交育种中，选育恢复系非常关键。研究人员发现几株性状优良、纯度高但不含R基因的水稻植株X，现利用基因工程的技术将两个R基因导入不同的植株X中来培育恢复系，为确定R基因导入的结果，研究人员的思路是将植株X作为亲本与不育系混合种植，单株收获不育系植株所结种子后，再种植并统计后代的育性情况及其数量比例，请依据上述思路完善结果分析：
①若后代雄性不育植株：雄性可育植株=1：1，则说明两个R导入到植株X的一条染色体上。
②若 ，则说明两个R导入到植株X的一对同源染色体上。
③若 ，则说明两个R导入到植株X的非同源染色体上。
4．（2023高三上·中山） 胰岛素是维持血糖平衡重要激素，2023年是班廷等科学家因提取胰岛素而荣获诺贝尔生理学或医学奖100周年。回答下列问题。
（1）1889年，科学家发现狗的胰腺被切除后将患糖尿病，据此可提出假说： 。1920年，班廷获知：狗的胰管结扎后，其胰腺萎缩，胰岛却保持完好且狗没患糖尿病。班廷综合以上信息，以甲、乙两组健康狗为材料，设计实验获取胰岛分泌物并验证其有降血糖功能，请写出他的实验思路：
。在本对照实验中，摘除狗的胰腺使其患糖尿病，这种自变量控制方法称为 。
（2）下图表示人体内胰岛素的作用机理：
①胰岛素与组织细胞膜上的胰岛素受体结合后，能促进组织细胞加速摄取葡萄糖，其原因是 。胰岛素通过与细胞膜上的受体结合后调节组织细胞的代谢活动，这体现了细胞膜具有 的功能。
②某糖尿病人检查发现：胰岛素含量正常，但血液中存在异常抗体与胰岛素受体竞争性结合。这种异常抗体引起的糖尿病在免疫学上称为 病。
5．（2023高三上·中山） 肿瘤的发生、转移和复发通常与肿瘤干细胞密切相关。人源诱导多能干细胞（iPSC）与肿瘤干细胞具有相似的特异性抗原和增殖特性，科学家利用iPSC联合佐剂来制备抗肿瘤干细胞的疫苗。科学家向实验小鼠体内注射等量相应物质预处理2周后，再注射等量的肿瘤干细胞，一段时间后检测小鼠体内免疫细胞比例和肿瘤体积，实验结果如下表所示：
细胞类型 处理 抗原呈递细胞/% 调节性T细胞/% 细胞毒性T细胞/% 肿瘤体积/mm3
缓冲液 0.81 3.04 0.74 约600
iPSC 0.31 1.16 2.42 约560
iPSC+佐剂 1.55 1.86 3.79 69.57
注：调节性T细胞具有抑制自身T细胞活化与增殖的能力；佐剂作为一种辅助物质，同抗原一起注入体内能增强机体对抗原的免疫应答能力。
回答下列问题。
（1）抗原呈递细胞包括 （填2种），这些细胞都能摄取和处理抗原，并且可以将抗原信息 ，以便传递给辅助性T细胞等其他免疫细胞。
（2）利用iPSC制备抗肿瘤干细胞的疫苗前，需要用一定强度的射线处理iPSC，该操作类似于用病毒做疫苗时的灭活，该操作的目的是 。
（3）实验结果表明，iPSC和佐剂共同注射后可引起 ，从而抑制肿瘤的发生。
（4）为提高实验结果的可靠性，研究人员在上述实验基础上，还增设了一组实验，其具体处理为
（5）若想将该疫苗应用于人类癌症的预防和治疗，还需进一步研究的问题有 （写出1个）。
6．（2023高三上·中山）浓度增加会对植物光合作用速率产生影响。研究人员以大豆甘薯、花生、水稻、棉花作为实验材料，分别进行三种不同实验处理，甲组提供大气浓度，乙组提供浓度倍增环境，丙先在浓度倍增的环境中培养60d，测定前一周恢复为大气浓度。整个生长过程保证充足的水分供应，选择晴天上午测定各组的光合作用速率。结果如图所示。
回答下列问题。
（1）浓度增加，作物光合作用速率会 ；出现这种变化的原因是 。
（2）在浓度倍增时，光合作用速率并未倍增，此时限制光合作用速率增加的因素可能有 。（答出2点即可）
（3）丙组的光合作用速率比甲组低，推测可能是因为作物长期处于 环境降低了固定的酶的活性或含量，且当恢复到大气浓度后， 。
（4）有人认为：化石燃料开采和使用能升高大气浓度，这有利于提高作物光合作用速率，对农业生产是有好处的。因此，没有必要限制化石燃料使用，世界主要国家之间也没有必要签署碳减排协议。结合本题，请对此观点作简要评述。 。
7．（2023高三上·龙岗月考） 血糖的平衡对于保证机体各组织和器官的能量供应具有重要意义。人体内存在由非糖物质转化为葡萄糖的糖异生途径，据报道科学家已发现G基因表达的G蛋白是一种催化肝脏细胞中前体物质合成为葡萄糖的糖异生酶。
（1）健康机体内能促使胰岛B细胞分泌胰岛素的物质有 （写出2点即可）；胰岛素分泌后经体液运输，作用于靶细胞膜上的 ，激活细胞内的信号通路，促进组织细胞摄取、利用、储存葡萄糖，从而使血糖水平降低。
（2）疟疾是疟原虫感染引发的传染病，可能诱发严重低血糖。疟原虫感染人体会导致红细胞破裂，释放血红素。研究者研究了血红素与肝脏细胞中G基因表达的关系，结果如下图。
由图可知，疟原虫感染人体后会导致 ，最终出现低血糖。据此推测，对于血糖浓度的影响，血红素与胰岛素二者的作用效果 （填“相反”或“相同”）。
（3）从进化与适应观看，疟疾引起的低血糖可能会削弱疟原虫的致病性和毒性。研究人员设计了两组实验，通过对比两组小鼠血浆中的血红素含量和疟原虫毒性基因转录量来验证该观点。对照组、实验组应选择的实验材料和实验操作分别是 、 （选填下表中字母）。
实验材料 实验操作
a．未感染疟原虫的野生型小鼠 b．感染疟原虫的野生型小鼠 c．未感染疟原虫的G基因敲除小鼠 d. 注射生理盐水 e. 注射葡萄糖溶液
8．（2024高二下·雷州开学考） 二化螟和褐飞虱在水稻植株上产卵繁殖，导致水稻减产。科研人员对这两种害虫之间的关系进行研究。回答下列问题：
（1）二化螟和褐飞虱同在水稻植株上寄生，可以分析两者所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，以确定它们 是否有重叠。二化螟与褐飞虱共同利用同样的有限 而产生相互排斥的现象。
（2）在害虫寄生情况不同的4组水稻植株上，放置二化螺，7天后分别测定各组水稻植株上放置的二化螟虫体重量，处理及结果如图所示。
实验结果表明，褐飞虱对新放置的二化螟的影响是 。
（3）稻赤眼蜂可将卵产在二化螟的虫卵内，赤眼蜂与二化螟的种间关系是 。
（4）为研究二化螺、褐飞虱、水稻及周围其他生物和所处的环境构成的生态系统。下表为农田生态系统中A、B、C三个种群构成的一条食物链中的能量流动情况（单位：106kJ/a）。
种群 同化总能量 用于生长、发育和繁殖 呼吸消耗 传给下一营养级 传给分解者 未被利用
A 727 69 470
B 36 9 4
C 246 100 13 1
表中组成的一个食物链为 ，A种群用于生长、发育和繁殖的能量为 kJ/a。能量从生产者到初级消费者的传递效率为 （保留两位小数）。
9．（2023高二上·蚌埠月考） 研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响的实验，结果见下图。
（1）生长素、细胞分裂素等都属于植物激素，它们是由植物体内产生，再被运输到作用部位，对生长发育有显著影响的 有机物。
（2）比较曲线1、2、3与4，可知 对侧芽的生长有抑制作用，其中起作用的主要激素是 ，这种顶芽优先生长侧芽受到抑制的现象称为 ，据此四条曲线分析，解除该现象的方法有 和 。
（3）比较曲线4 与5，可知赤霉素能明显促进 。
10．（2023高二上·芜湖期末） 湿地被誉为“地球之肾”。位于芜湖市城东的大阳垾湿地公园是全市首个湿地公园，总面积87.3公顷，湿地面积48公顷，一期苗木多达300余种，珍稀鸟类上百种。这里水草葳蕤，水鸟翩翩，湿地风貌散发着独特的魅力。请回答下列问题：
（1）该湿地公园随处可见水鸟嬉戏，使人联想起“关关雎鸠，在河之洲。窈窕淑女，君子好逑”诗句。诗中“关关”属于生态系统中的信息，该信息在生态系统中的作用是 。
（2）研究人员对该湿地中某食物链（甲→乙→丙）的能量流动进行了研究（单位为×103J/hm2·a），结果如下表。丙摄入的能量中，用于生长发育繁殖的是 ×103J/hm2·a。丙的种群数量明显小于甲和乙，从能量流动的角度分析，原因是 。
甲 乙 丙
固定的能量 摄入量 同化量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸量
24500 105 75 71.5 8.44 5.5 4.38
（3）湿地具有抵抗外界干扰保持原状的能力，这种能力被称为生态系统的 能力。湿地具有较为丰富的鱼类资源，同时也具有涵养水源、净化水质的作用，这体现了生物多样性的 价值。人类对湿地的保护使野生动物种类增加，不仅丰富了物种多样性，同时也丰富了 多样性。
11．（2024高二上·期末）
（1）以下是人工养殖鱼塘各部分能量记录表。养殖的草鱼除饲料外还以轮叶黑藻和苦草为食。科研人员对该生态系统的能量流动情况进行分析，结果如表所示。（字母为能量值，单位是kJ/（cm2·a））
轮叶黑藻和苦草同化的能量 草鱼摄入食物中的能量 草鱼同化饲料中的能量 草鱼粪便中的能量 草鱼用于生长、发育和繁草鱼呼吸作用散失的能量殖的能量
a b c d e ？
①输入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和 。草鱼粪便中的能量是否全部属于轮叶黑藻和苦草流向分解者的部分： （填“是”或“否”）。据表分析，草鱼呼吸作用散失的能量是 kJ/（cm2·a）（用表中字母表示），从轮叶黑藻和苦草到草鱼的能量传递效率为 ×100%（用表中字母表示）。
②池塘养鱼，可采取鳙鱼、鲢鱼、草鱼、青鱼四大家鱼为主的多鱼种混养模式，这是利用了它们在池塘中占据不同 。鳙鱼和鲢鱼喜欢在上层水域活动，背鱼则喜欢在底层水域捕食，草鱼主要在中间水域活动，这体现了群落的 。
③在人工鱼塘中种植莲藕可以增加经济效益，但是种植过多会导致草鱼减产，请分析草鱼减产原因： 。
（2）科研人员采用去除取样法对一个封闭状态下的某哺乳动物种群进行数量调查，调查结果如下图所示，图中●所对应的数据为6次实际调查结果。回答下列问题：
①图示内容表示描述一个系统或它的性质的数学形式，称为 模型。
②结合图中信息，估算该动物种群的数量为 只。
③参照标志重捕法调查种群数量的要求，为使调查结果更接近真实值，去除取样法调查时需要提出合理的假定条件：在调查期间， （答出2点即可）。
12．（2023高三上·海安期末）人工合成的mRNA分子等通过脂质体包裹可制备mRNA疫苗。下图是mRNA疫苗进入树突状等细胞中表达，并引发相关的免疫反应的机制图，请回答：
（1）mRNA疫苗经过程① (方式)进入树突状细胞。MHCI类分子分布在 。
（2）活化细胞1的两个信号分别是 、 。
（3）细胞3参与的特异性免疫是 。与灭活病毒疫苗制备过程相比，mRNA疫苗不需要用到细胞工程中的 技术。
（4）科研人员研究了类脂聚合物(C1)包裹mRNA制备的C1mRNA疫苗在抗HBV(乙肝病毒)免疫治疗中的作用及机制，实验的主要步骤如下，请完成表格：
实验步骤的目的 实验步骤的要点
HBV复制小鼠模型 构建 给雄性小鼠尾部静脉快速注射8ugPAAV/HBV质粒，定期检测小鼠血清中HBV相关病理指标，以确定造模成功
标准mRNA的制备 利用体外转录反应体系合成mRNA，反应体系中需要添加模板DNA、原料① 、酶② ；反应结束后用DNA水解酶去除DNA模板
制备C1mRNA疫苗 将类酯聚合物C1与mRNA混合
生物学毒性检测 将HBV复制模型小鼠平均分为3组，皮下分别注射缓冲液(对照)、③ 、C1mRNA疫苗一段时间后检测小鼠的肝脏、肾脏，心脏等功能指标，发现无差异
④ 定期检测血清中的抗HBV抗体的量、HBVDNA以及小鼠的体重变化
13．（2023高一下·铜仁期末） 核移植是克隆动物的重要手段，核供体细胞的分化状态会影响体细胞核移植胚胎的发育效率，研究者利用克隆猪对其机制进行了研究。
（1）克隆猪的培育过程如图1，重构细胞经 分裂(卵裂期)发育至囊胚，可移植到丙猪子宫中。克隆猪的诞生说明体细胞的细胞核具有 ，图1克隆猪的表型不完全与甲猪一致，原因是 。
（2）猪骨髓间充质干细胞属于多能干细胞，猪胎儿成纤维细胞则是高度分化的体细胞。研究者比较了两细胞内RNAm6修饰(即RNA某位点的甲基化，可提高mRNA结构稳定性)水平，以及细胞作为核供体时重构胚的发育效率，结果如下表。
核供体细胞 骨髓间充质干细胞 胎儿成纤维细胞
供体细胞内RNA m6修饰水平 1.0 0.7
重构胚的 发育效率 发育至卵裂期的重构胚占比 71.2% 55.3%
发育至囊胚期的重构胚占比 26.3% 15.9%
结果表明核供体细胞的分化程度越高， 。
（3）M基因编码的甲基转移酶催化RNA的m6A修饰。比较骨髓间充质干细胞和胎儿成纤维细胞的M基因上游序列的甲基化水平，结果如图2。
基因上游序列存在 酶的结合位点，该酶可催化基因的转录。据图2可知成纤维细胞M基因上游序列的甲基化程度 骨髓间充质干细胞。
欲设计实验验证M基因上游序列的甲基化程度是导致不同供体细胞RNA m6A修饰水平差异的原因。思路如下：
实验组用DNA甲基化抑制剂处理骨髓间充质干细胞，对照组不处理；检测两组的M基因上游序列甲基化水平。
请修正实验方案： 。
（4）进一步研究表明，RNAm6A修饰水平高的供体细胞核移植胚胎中DNA损伤位点较少。综合上述研究，推测猪胎儿成纤维细胞核移植胚胎发育能力较低的原因，梳理成下图。
。
14．（2024高三下·月考） 广西是砂糖橘的主要产地，为提高水果品质，研究者通过嫁接来改造砂糖橘。嫁接时，以砂糖橘的枝、芽为接穗，以其他植物茎段为砧木，基本操作如下图所示。现用宜昌橙、枳壳、砂糖橘、香橙和粗柠檬等植物分别做砧木进行实验，探究不同砧木对砂糖橘的光合作用指标和含糖量的影响，进而筛选出砂糖橘栽培的最适砧木，数据如表所示。请回答：
砧木类型 检测指标 宜昌橙 枳壳 粗柠檬 香橙 砂糖橘
总叶绿素含量（mg·g-1） 0.85 1.40 1.34 1.25 0.98
气孔导度（mmol·mol-1） 51 53 50 73 69
胞间CO2浓度（μmol：m-2·s-1） 260 195 205 208 272
净光合作用速率（μmol：m-2·s-1） 4.1 6.0 65 7.5 4.7
可溶性总糖含量（%） 2.1 3.4 3.6 3.8 3.7
注：各组之间细胞呼吸强度基本相同。
（1）提取叶绿素时需加入 以防止研磨时叶绿素被破坏，叶绿素溶液主要吸收 光。
（2）该实验的自变量是 ，设置以砂糖橘为砧木的这一组目的是 。
（3）根据表格数据，砂糖橘生长的最适砧木是 ，请叙述判断依据： 。
（4）与以香橙为砧木相比，以宜昌橙为砧木的砂糖橘的气孔导度较小，但胞间CO2浓度较大，请解释胞间CO2浓度较大的原因： 。
15．（2024高三上·宝应期末） 某二倍体植物（2n=22）的性别决定方式是XY型，其花粉具有颗粒粗细及稀疏程度（B基因控制粗而稀疏，b基因控制细而密，下同）、萌发孔的直径大（D）与直径小（d）、萌发孔中内容物外凸（E）与不凸（e）、萌发孔膜清晰（A）与不清晰（a）等相对性状。为确定上述4对等位基因的位置，研究人员待某雄株（基因型为AaBbDdEe）成熟开花后，取其中的10粒花粉进行表型的统计，其结果如表所示。已知该植物花粉所有染色体均正常且活力相当，不存在致死现象且没有发生基因突变。
相对 性状 颗粒粗细及稀疏程度（B/b） 萌发孔直径（D/d） 萌发孔内容物（E/e） 萌发孔膜是否清晰（A/a）
粗而稀疏 细而密 大 小 外凸 不凸 是 否
单 个 花 粉 粒 编 号 1 +
+
+ +
2 +
+ +
+
3 +
+ +
+
4 +
+ +
+
5 +
+ +
+
6
+ +
+
+
7
+ +
+ +
8
+ +
+
+
9
+ +
+ +
10
+ +
+
+
注：“+”表示具有该表现型，空白无该表现型
（1）表中控制花粉顺粒粗细程度的基因（B/b）和控制花粉萌发孔直径大小（D/d）的基因位于位于 （填“一对”或“两对”）同源染色体上，依据是 。
（2）据表推测， （填“能”或“不能”）排除控制花粉萌发孔中内容物是否外凸的基因位于X、Y染色体同源区段上。
（3）已知在减数分裂过程中，同源染色体非姐妹染色单体可发生互换而产生比例较少的重组型配子。据表分析，若该雄株与具有相同基因型的雌株杂交，结果发现子代中ddee的个体占1/50，则子代中花粉萌发孔直径大（D）且孔中，内容物不凸（e）的纯合个体，理论上占 。
（4）研究人员又取该雄株的一个精原细胞（花粉母细胞）置于含放射性同位素32P的培养液中使其进行一次有丝分裂，再将其转移至普通培养液中激发其进行减数分裂，获得8个精细胞（花粉粒），这8个精细胞中不含放射性同位素32P标记的细胞数目（仅考虑表中的染色体）不可能是 （从“0、2、4、6”中选择）个。
（5）研究人员以上述10个花粉的DNA为模板进行PCR后，检测每个花粉粒的相关基因，结果发现编号为2、4、6、8、10的花粉中存在某特殊DNA片段（设为F），而其他花粉粒没有，据此推测F位于 染色体上，如何从该植物群体中选择材料，利用PCR技术进行实验证明你的推断？请完善下面的填空：
①应选择 植株的配子；
②利用F的引物进行PCR扩增；
③预期结果及结论： 。
16．（2023高三上·海安期末）红景天中的HMA3基因能编码Cd转运蛋白，科研人员将红景天中的HMA3基因转入栾树，以实现栾树的定向改良，使其增强对Cd的富集能力，从而更有效治理Cd污染。实验的主要流程如下，其中Hygr为潮霉素抗性基因，Kanr为卡拉霉素抗性基因，请回答：
（1）重组质粒的构建、扩增、保存
①从红景天细胞中提取总RNA为模板，进行RTPCR。其中PCR的反应条件：98℃10s，55℃30s，72℃1min，35个循环，其中55℃30s过程称为 。若模板双链cDNA的数量为a个，经过35个循环需要消耗引物的数量是 。
②为构建Cd转运蛋白与绿色荧光蛋白（GFP）的融合蛋白，需确保目的基因与质粒正确连接。构建重组质粒时用 酶切PCR纯化产物（已添加相应酶切位点）及Ti质粒，然后通过DNA连接酶进行连接制备重组质粒，并依次转入大肠杆菌和农杆菌。
（2）栾树愈伤组织的诱导
切割无菌苗将其茎段插入愈伤组织培养基，培养基应添加 （填植物激素的名称），放入培养箱，经过21d的黑暗诱导，茎段经 形成愈伤组织。
（3）农杆菌介导转化体系的建立
将农杆菌单克隆菌株对栾树愈伤组织进行侵染转化，并用添加 的培养基筛选出转化成功的愈伤组织，将愈伤组织继续培养成完整植株。待幼苗长出较为发达的根系后进行移栽炼苗，炼苗的目的是 。
（4）原生质体制备及目的基因的检测和鉴定
①取4g筛选后愈伤组织，用镊子轻轻捣碎，冲洗。用滤网过滤溶液，将愈伤组织转移至含 的酶解液中处理一段时间获得原生质体。
②在激光共聚焦下观测到细胞膜发出绿色荧光。在本研究中选择GFP与Cd转运蛋白构建融合蛋白的目的是 。若要从个体生物学水平上进行目的基因的检测与鉴定，则可以检测比较转基因栾树与野生型栾树 。
17．（2023高三上·高邮月考）家畜胚胎的性别鉴定技术对畜牧业的发展具有重要意义。巢式PCR扩增反应在两次PCR反应中使用两组不同引物，先使用外引物对目标区域DNA片段进行第一次PCR扩增，产生中间产物，然后使用内引物对中间产物进行第二次PCR扩增，产生目标产物。下图是巢式PCR工作原理示意图，请回答：
（1）巢式PCR反应体系中需要加入模板、 、 、引物、Mg2+、缓冲液等。
（2）巢式PCR时若用外引物扩增产生了错误片段，再用内引物扩增在错误片段上进行引物配对并扩增的概率 ，因此，相比于常规PCR获得的产物而言，巢式PCR获得的产物特异性 。
（3）巢式PCR通常在一个试管中进行第一阶段反应，然后将中间产物等转移到第二试管中进行第二阶段反应，不在同一试管完成的主要原因是 。
（4）科研人员利用多重巢式PCR技术同时扩增Y染色体上雄性决定基因(SRY)和常染色体上的酪蛋白基因(CSN1S1)，进行早期胚胎的性别鉴定，并将鉴定后的胚胎进行移植。下表是主要实验步骤，请完成下表：
实验目的 方法步骤要点
胚胎样品DNA提取 选取囊胚的① 细胞提取DNA
PCR引物的设计和合成 根据牛的SRY和CSN1S1基因序列设计合成② 对引物
PCR过程 预变性→变性→③ →延伸
观察扩增结果 电泳分析
受体牛④ 处理 对受体牛注射前列腺素
胚胎移植 将筛选出的胚胎移植到受体牛的子宫内
（5）电泳结果如图所示，1~5号为取自不同胚胎的DNA样品进行巢式PCR的产物。A和B条带中代表SRY的是 。可以确定1~5号中的3和5号胚胎为 性。
（6）牛胚胎性别的鉴定除了可以利用PCR外，下列方法也可行的有 。
①染色体核型分析法
②核酸探针杂交法
③差速离心法
④H-Y抗血清免疫学法(H-Y抗原编码基因位于Y染色体上)
18．（2023高三上·龙岗月考） 科研人员对绿色植物光暗转换中的适应机制开展下列研究。
（1）科研人员测定绿色植物由暗到亮过程中，CO2，吸收速率的变化，结果如下图1。
①结果显示，未开始光照时，CO2吸收速率低于0，这是由于植物细胞进行 释放CO2的结果。0.5min后，CO2吸收速率才迅速升高，说明此时光合作用 反应过程的反应才被激活。
②光照后，绿色植物光合作用中的能量变化为：光能→ 。
（2）科研人员进一步检测了上述时间段中光反应相对速率和热能散失比例（是指叶绿体中，以热能形式散失的能量占光反应捕获光能的比例），结果如图2。
①图2中两条曲线变化趋势的差异为： ；0.5～2min之间，与之前的变化相反。
②结合图1及光合作用过程推测，0～0.5min之间，光反应速率变化的原因是 。
（3）请从物质与能量、结构与功能的角度分析，0～2min之间，图2中热能散失比例变化的生物学意义： 。
19．（2023高三上·福田月考）为研究杨树对干旱的耐受性，某生物小组进行了干旱胁迫对杨树净光合速率影响的实验， 结果如图1，回答下列问题：
（1）植物在响应干旱胁迫的过程中， （填主要相关植物激素）的含量会增加以促进气孔关闭。植物生长发育的调控，是由激素调节、基因表达调控和 调节共同完成的。
（2）研究人员进一步研究干旱胁迫对光合产物分配的影响：将长势一致的杨树幼苗平均分成对照组、干旱处理、干旱后恢复供水三组，只给予成熟叶14CO2，检测成熟叶14CO2光合产物滞留量；一段时间后，检测光合产物在细根、幼叶和茎尖部位的分配情况（如图2）。
①由图2可知，干旱胁迫会导致成熟叶光合产物的输出量 ，与干旱处理时相比，干旱后恢复供水，促进生长效果更显著的是 （填“细根”或“幼叶和茎尖”），判断依据是 。
②大多数植物在干旱条件下，气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合，称为“气孔振荡”，“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应，有利于植物生理活动的正常进行。这种适应性反应的优势体现在：植物面临干旱条件时， 。
20．（2024高三上·虹口期末）工业烟气一般含高浓度的CO2（浓度范围为6%~99%），大量释放会加重温室效应。研究人员发现，微藻（单细胞藻类）是一类经济、环保、能循环固碳的微生物，欲利用其吸收烟气中的CO2。微藻固碳的部分机制如图2所示，其中，I~VIII分别表示反应过程；甲、乙、丙、丁、戊分别表示物质， 丁是微藻固碳途径中具催化功能的物质；蛋白1和蛋白2是促进无机碳运输的2种蛋白。然而，大量实验发现，微藻在高浓度CO2条件下，对CO2的利用率低，且在酸性环境下容易出现细胞凋亡现象。为此，研究人员尝试采取多种策略，以期提高微藻对高浓度CO2的耐受能力。
（1）研究人员从某地取样后发现，水体中除微藻外，还有蓝细菌。据已学知识判断，图2中区分微藻与蓝细菌的细胞器是 。
（2）据图2及已学知识判断，微藻细胞内能量转换的主要路经是。（ ）
A．ATP、NADPH→糖类 B．糖类→ATP→电子传递链→ATP
C．光能→电能→ATP、NADPH D．糖类→NADH→电子传递链→ATP
（3）据已学知识判断，图2中微藻细胞内甲既能在镁螯合酶的作用下，转化为一种能在光照下释放高能电子的乙 ；又能在铁螯合酶的作用下转化为戊，继而转化为线粒体内膜上的电子传递蛋白。该蛋白参与能量载体分子 的合成。（编号选填）
①ATP合酶②叶绿素a③磷酸甘油醛
④ATP⑤NADH⑥NADPH
（4）据题干及已学知识推测，图2中丁直接促进的反应过程是（ ）（单选）
A．C3还原 B．五碳糖还原 C．CO2固定 D．五碳糖再生
（5）研究发现，在烟气环境中与微藻细胞分裂有关的蛋白CDK4与cyclinD活性受抑制。上述蛋白能促进细胞从G1进入S期。据此推测，在烟气环境中，微藻细胞内可能出现的现象是（ ）。（多选）
A．染色体数目加倍 B．染色质螺旋化受抑
C．加快RNA的合成 D．纺锤体的组装受抑制
（6）据图2及已学知识推测，微藻在高浓度CO2条件下，利用CO2效率低的原因可能有（ ）。（多选）
A．铁鳌合酶活性增强导致细胞凋亡
B．镁鳌合酶活性降低导致II的速率降低
C．蛋白2活性受抑制导致IV的速率降低
D．蛋白1活性受抑制导致HCO3-浓度降低
（7）研究人员欲采用“CO2梯度驯化”实验驯化微藻，相关技术路线如图3（a）所示。将各驯化阶段的微藻分别置于不同浓度的CO2条件下，检测相关蛋白的活性，结果如图3（b）所示。分析实验结果，并推测“CO2梯度驯化”能提高微藻CO2利用率的原因。
答案解析部分
1．【答案】（1）D
（2）碳酸钙和二氧化硅；无水乙醇的溶解度较低，不能很好地分离色素
（3）转动遮光器，调至大光圈，同时配合使用反光镜的凹面镜；D
（4）解离；着丝粒；间
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】（1）A、洋葱鳞片叶外表皮细胞有中央大液泡，可进行质壁分离和复原实验，A不符合题意；
B、若选用洋葱的绿色管状叶叶肉细胞进行实验，因为其中含有叶绿体，因而可作为观察叶绿体的材料，B不符合题意；
C、若选用洋葱的绿色管状叶叶肉细胞进行实验，因为其中含有叶绿体色素，因而可以进行叶绿体中的色素提取和分离的实验，C不符合题意；
D、由于在制作装片过程中，要进行解离，使细胞失去活性，所以在显微镜下不可能观察到染色体上DNA复制，D符合题意。
故答案为：D。
（2）提取绿叶中色素时，需除了要加入无水乙醇外，还需要加入碳酸钙和二氧化硅，其中二氧化硅的作用是使研磨更充分，碳酸钙的作用是防止色素被破坏。提取叶绿素实验中，研磨时加入CaCO3的作用是防止色素被破坏。分离色素的原理是各色素随层析液在聚酰胺薄膜上扩散速度不同，溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。如果色素提取的过程中的操作是规范的，用无水乙醇替代层析液进行色素的分离操作，由于4种色素在无水乙醇中的溶解度比层析液中的低，不能很好地分离色素，结果可能导致4种色素带之间的间距很小。
（3）移动显微镜之后光线发生变化，使视野变暗，应重新进行对光，进行的操作步骤是：转动遮光器，调至大光圈，同时配合使用反光镜的凹面镜。在探究“植物细胞的吸水和失水”实验中，用0.3g/mL蔗糖溶液(加一些红墨水)处理洋葱鳞片叶内表皮一段时间后，细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度，细胞失水，使细胞的原生质层与细胞壁发生分离，由于细胞壁是全透性，蔗糖溶液加一些红墨水，红墨水不能透过原生质层，但能透过细胞壁，所以细胞壁与原生质层之间呈红色。D符合题意，ABC不符合题意，故答案为：D。
（4）解离是用药液(盐酸和酒精)使组织中的细胞相互分离开，压片是拇指轻轻按压载玻片，使细胞分散开。图所示的细胞，其中圈出的染色体片段易形成微核，因为它们缺少着丝粒(点)，使其不能移向细胞两极。有丝分裂前期染色体变成染色质，有丝分裂末期染色质变成染色体，微核是由细胞中畸变的染色体片段浓缩在主核之外形成的，由于细胞核在有丝分裂期会解体，因此观察微核最好选择分裂间期的细胞。
【分析】（1）观察植物细胞质壁分离及复原实验的原理：原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大；当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，原生质层收缩进而质壁分离；当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞渗透吸水，使质壁分离复原。
（2）观察细胞有丝分裂实验的步骤：解离(解离液由盐酸和酒精组成，目的是使细胞分散开来)、漂洗(洗去解离液，便于染色)、染色(用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料)、制片(该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层，使之不相互重叠影响观察)和观察(先低倍镜观察，后高倍镜观察)。
（3）分析题图，实验一是叶绿体色素提取和分离；实验二是质壁分离及复原；实验三是观察根尖分生区细胞的有丝分裂。
2．【答案】（1）温度和淀粉酶种类；淀粉剩余量
（2）随着反应的进行，底物越来越少，反应速率不断下降；I；右
（3）0.5mL蒸馏水；使酶变性失活终止酶促反应；随小麦种子萌发天数增多，淀粉酶活力逐渐升高
（4）适量(一定量)的萃他丁；随着小麦种子萌发天数的增多，实验组的反应速率及实验组与对照组反应速率的差值都不断增大
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】（1）图1为某实验小组探究温度对两种淀粉酶活性影响进行实验，自变量为温度和淀粉酶种类，因变量为淀粉酶的相对活性，可以通过检测淀粉的剩余量来计算酶的相对活性。
（2）图2中两条曲线的反应速率都在不断下降，其原因是：随着反应的进行，底物越来越少，反应速率不断下降；分析曲线可知，曲线Ⅰ反应时间更短，所以酶的相对活性较高；若在A点时适当增加淀粉的量，底物增加，则反应时间延长，B、C点均会向右移动。
（3）分析表格可知，甲、乙、丙管为实验组，丁管为对照组，因为甲乙丙都加0.5mL提取液，根据单一变量原则，步骤③中加入的d是0.5mL蒸馏水。步骤④煮沸的目的是：使酶变性失活终止酶促反应。实验结果表明：随着种子萌发天数的增多，淀粉酶活力逐渐提高。
（4）根据以上实验结果及题干信息，该实验自变量为是否加入萃他丁，因变量为酶活力，可用反应速率表示。实验思路：取适量的萌发天数为3、4、5天的小麦种子提取液，将每一种提取液分为实验组和对照组，实验组用一定量的萃他丁处理，为了控制变量，对照组加入等量蒸馏水。依次向各组加入适量的缓冲液和淀粉，其他条件相同且适宜，分别测定并记录各组的反应速率。由于萃他丁可完全抑制α-淀粉酶活力，实验组只能检测β-淀粉酶活力，对照组可同时检测α-淀粉酶和β-淀粉酶的综合活力，实验组与对照组的差值可表示α-淀粉酶活力，因此若实验结果为：随着小麦种子萌发天数的增多，实验组的反应速率及实验组与对照组反应速率的差值都不断增大，则可表明小麦种子萌发过程中两种淀粉酶活力都逐渐升高。
【分析】根据表格数据分析可知实验的单一变量是不同萌发天数的小麦，丁管为对照组，所以步骤③中加入的d是0.5mL蒸馏水；实验的因变量是显色结果，颜色越浅，说明淀粉被分解得越多，种子中淀粉酶活性越高，即随着种子萌发天数的增多，淀粉酶活力逐渐提高。
3．【答案】（1）12
（2）省去人工去雄（降低人工成本）；母本
（3）6；N（rr）；N（RR）或S（RR）；间行种植易于不育系与恢复系之间杂交，单行收获可以分别获得恢复系和杂交种
（4）后代植株均为雄性可育植株；后代雄性不育植株∶雄性可育植株＝1∶3
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】(1)水稻(2n=24)没有性染色体，需要测定一半染色体即12条染色体上的DNA的序列。
(2)在培育杂交水稻时，为省去人工去雄(降低人工成本，提高种子质量)，可选育雄性不育植株为母本。由于不育系A的花粉不育，繁殖不育系时，不育系A只能作母本。
(3)根据题干信息，水稻细胞中与育性相关的基因型有6种，分别为N(rr)，N(RR)、N(Rr)、S(rr)，S (RR)、S (Rr)。由题意可知，保持系能够保持不育系，其细胞质中含有可育的N基因，因此为N(rr)；恢复系含有能恢复细胞质雄性不育性的核基因恢复基因(R)，其还能保持杂交优势，其一定为纯合子，因此其基因型为N(RR)或S(RR)。不育系与恢复系间行种植并单行收获是因为间行种植易于不育系与恢复系之间杂交，单行收获可以分别获得恢复系和杂交种。
(4) ②若两个R导入到保持系D的一对同源染色体上，则植株D产生配子为R，植株D作为亲本与不育系S(rr)混合种植，单株收获不育系植株所结种子的基因型为S(Rr)，即后代植株均为雄性可育植株。
③若两个R导入到保持系D的非同源染色体上，则植株D产生配子为RR：RO：00=1：2：1，与植株D作为亲本与不育系S(rr)混合种植，单株收获不育系植株所结种子的基因型为S(RrRO)：S(RrOO) ：S (OOrO)=1：2：1，即后代雄性不育植株：雄性可育植株=1：3。
【分析】1、细胞质遗传又称为母系遗传，细胞质基因来自母本，细胞核基因的遗传符合孟德尔遗传规律。
2、基因自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合，若遗传时遵循基因的自由组合定律则一定遵循分离定律，则每对等位基因的遗传一定遵循分离定律，因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
4．【答案】（1）胰腺能分泌某种抗糖尿病的物质；摘除甲狗的胰腺，使其患糖尿病；将乙狗的胰管结扎，使胰腺萎缩，提取其胰岛分泌物，注入甲狗身上，甲狗的血糖恢复正常；减法原理
（2）储存有葡萄糖转运蛋白的囊泡与细胞膜整合，使细胞膜上的葡萄糖转运蛋白增多，加速葡萄糖的摄取；进入细胞内的葡萄糖合成糖原等物质，降低细胞内葡萄糖浓度；进行细胞间的信息交流；自身免疫
【知识点】细胞膜的功能；免疫功能异常；血糖平衡调节
【解析】【解答】(1)实验操作为切除狗的胰腺，实验现象为狗患糖尿病，说明胰腺与糖尿病的发生与否有关，据此可以提出假说：胰腺能分泌某种抗糖尿病的物质(胰腺分泌物可以治疗糖尿病)；分析材料“狗的胰管结扎后，其胰腺萎缩，胰岛却保持完好且狗没患糖尿病”意味着实验的处理可以为将小狗的胰管结扎，排除胰腺的外分泌腺的消化液的干扰，同时保留了胰腺维持血糖正常的部分，故他的实验思路为：摘除甲狗的胰腺，使其患糖尿病；将乙狗的胰管结扎，使胰腺萎缩，提取其胰岛分泌物，注入甲狗身上，甲狗的血糖恢复正常；在本对照实验中，摘除狗的胰腺使其患糖尿病，这种自变量控制方法称为减法原理(依据减法原理，对实验过程的控制可以消除某种条件的影响，在此实验中摘除狗的胰腺)。
(2)①胰岛素是由胰岛B细胞分泌的可以降血糖的激素；分析题图可知：当它与组织细胞膜上的胰岛素受体结合后，能促进组织细胞加速摄取葡萄糖，其原因是储存有葡萄糖转运蛋白的囊泡与细胞膜整合，使细胞膜上的葡萄糖转运蛋白增多，加速葡萄糖的摄取；进入细胞内的葡萄糖合成糖原等物质，降低细胞内葡萄糖浓度；题干中涉及到胰岛素通过“与细胞膜上的受体结合”从而调节组织细胞的代谢活动，体现了细胞膜具有进行细胞间的信息交流的功能。②自身免疫病是指机体对自身抗原发生免疫排斥反应而导致自身组织损害所引起的疾病，结合题干“但血液中存在异常抗体与胰岛素受体竞争性结合”意味着这种异常抗体引起的糖尿病在免疫学上称为自身免疫病。
【分析】1、血糖平衡调节过程如下：当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存，从而使血糖下降；当血糖下降时，血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放，同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升，并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动，使肾上腺素分泌增强，肾上腺素也能促进血糖上升。
2、细胞膜的功能：将细胞与外界环境分开；控制物质进出细胞；进行细胞间的物质交流。
3、免疫失调引起的疾病（1）过敏反应：指已免疫的机体在再次接受相同物质的刺激时所发生的反应。引起过敏反应的物质叫做过敏原。如花粉、油漆鱼虾等海鲜、青霉素、磺胺类药物等（因人而异）。（2）自身免疫病是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病。举例：风湿性心脏病、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等。（3）免疫缺陷病是指由于机体免疫功能不足或缺乏而引起疾病。一类是由于遗传而使机体生来就有的先天性免疫缺陷病；一类是由于疾病和其他因素引起的获得性免疫缺陷病，如艾滋病。
5．【答案】（1）树突状细胞、巨噬细胞、B细胞；呈递在细胞表面
（2）消除iPSC增殖能力的同时保留其抗原特性
（3）降低调节性T细胞比例，提高抗原呈递细胞和细胞毒性T细胞比例
（4）注射等量佐剂进行预处理两周后，再注射等量的肿瘤干细胞，一段时间后检测小鼠体内免疫细胞比例和肿瘤体积
（5）在人体免疫中效果是否与动物实验相同/疫苗注射的安全性如何，是否存在不良反应
【知识点】免疫系统的结构与功能；细胞免疫；体液免疫
【解析】【解答】(1)抗原呈递细胞具有摄取和处理抗原的作用，包括树突状细胞、巨噬细胞、B细胞，并且可以将抗原信息呈递在细胞表面，以便传递给辅助性T细胞等其他免疫细胞。
(2)iPSC具有分裂能力，有与肿瘤干细胞具有相似的特异性抗原，利用iPSC制备抗肿瘤干细胞的疫苗前，需要用一定强度的射线处理iPSC，该操作类似于用病毒做疫苗时的灭活，目的是消除iPSC增殖能力的同时保留其抗原特性。
(3)与iPSC组对比可知，iPSC和佐剂共同注射组的调节性T细胞比例低于iPSC组，但抗原呈递细胞和细胞毒性T细胞比例高于iPSC组，由此推测，iPSC和佐剂共同注射后可降低调节性T细胞比例，提高抗原呈递细胞和细胞毒性T细胞比例，从而抑制肿瘤的发生。
(4)为提高实验结果的可靠性，还需单独研究佐剂对实验的影响，故还需增设了一组实验，实验步骤为：注射等量佐剂进行预处理两周后，再注射等量的肿瘤干细胞，一段时间后检测小鼠体内免疫细胞比例和肿瘤体积。
(5)若想将该疫苗应用于人类癌症的预防和治疗，还需考虑效果和安全性，还需进一步研究的有在人体免疫中效果是否与动物实验相同或疫苗注射的安全性如何，是否存在不良反应。
【分析】1、免疫系统的组成：
（1）免疫器官：骨髓、胸腺、脾、淋巴结、扁桃体等。
（2）免疫细胞：①淋巴细胞：位于淋巴液、血液和淋巴结中；包括T细胞（在骨髓迁移到胸腺中成熟）、B细胞（在骨髓中成熟）；②吞噬细胞等。
（3）免疫活性物质：指的是免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质，如抗体、淋巴因子、溶菌酶等。
2、体液免疫过程为：（1）感应阶段：除少数抗原可以直接刺激B细胞外，大多数抗原被吞噬细胞摄取和处理，并暴露出其抗原决定簇；吞噬细胞将抗原呈递给T细胞，再由T细胞产生淋巴因子作用于B细胞；（2）反应阶段：B细胞接受抗原刺激后，开始进行一系列的增殖、分化，形成记忆细胞和浆细胞；（3）效应阶段：浆细胞分泌抗体与相应的抗原特异性结合，发挥免疫效应。当相同的抗原再次进入机体，记忆细胞可以快速增殖分化成浆细胞，产生大量的抗体，称为二次免疫（再次免疫）。
3、细胞免疫过程为：（1）感应阶段：吞噬细胞摄取和处理抗原，并暴露出其抗原决定簇，然后将抗原呈递给T细胞；（2）反应阶段：T细胞接受抗原刺激后增殖、分化形成记忆细胞和效应T细胞，同时T细胞能合成并分泌淋巴因子，增强免疫功能。（3）效应阶段：效应T细胞发挥效应，激活靶细胞内的溶酶体酶使靶细胞裂解。
6．【答案】（1）加快；CO2浓度增加，暗反应加快，光合速率加快
（2）NADPH和ATP的供应限制、固定CO2的酶活性、C3的还原酶活性、有机物在叶绿体中积累等
（3）CO2浓度倍增；已降低的酶活性未能恢复又失去了高浓度CO2的优势
（4）不合理。首先，大气CO2浓度升高后造成温室效应会导致大气温度升高、冰川融化、海平面上升等环境问题。其次，影响光合作用的因素不只是CO2浓度，还有光照强度、温度、水分和酶活性等其他因素
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)光合作用过程中CO2是光合作用(暗反应阶段)的原料。在光照充足的情况下，在一定范围内CO2浓度越高，促进了二氧化碳的固定，暗反应速度加快，光合作用速率也增大。因此，CO2浓度增加，在一定范围内能促进作物光合作用速率加快。
(2)光合作用光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP和Pi。当CO2浓度倍增时，光合作用的限制因素可能是光反应为暗反应提供的ATP和NADPH不足，或者暗反应中固定CO2的酶活性低(或数量不足)，从而影响CO2的固定；或者C3的还原酶活性低，导致C3还原速率慢，生成C5数量少，影响二氧化碳的固定，进而影响光合作用速率，也可能是有机物积累导致了光合速率不能倍增。
(3)丙组在CO2浓度倍增环境中培养了60d，测定前一周恢复为大气CO2浓度，但是其光合速率低于甲组(提供的是大气CO2浓度)，可能的原因是长期处于CO2浓度倍增环境使得作物固定CO2的酶活性下降或酶的含量降低，当恢复大气CO2浓度后，已降低的酶活性未能恢复，又失去了高浓度CO2的优势，因此会表现出比大气CO2浓度下更低的光合速率。
(4) 此观点不合理。首先，不能只从光合作用效率可能提高的角度来看待温室效应，大气 CO2浓度升高后造成温室效应，会导致大气温度升高、冰川融化、海平面上升等环境问题。其次，影响光合作用的因素不只是CO2浓度，还有光照强度、温度、水分和酶活性等其他因素。大气CO2浓度升高及温度升高，可能使某些酶的含量和活性降低；高温会引起蒸腾作用增强从而影响水分供应，还会引起细胞呼吸增强而消耗更多的有机物。因此温室效应不一定提高作物的产量。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、影响光合作用的环境因素：（1）温度对光合作用的影响 ：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（6）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
7．【答案】（1）葡萄糖、神经递质、胰高血糖素（任选2个即可）；受体
（2）红细胞破裂，释放血红素，血红素抑制肝脏细胞中G基因表达，G蛋白合成减少，糖异生过程减弱；相同
（3）bd；be
【知识点】血糖平衡调节
【解析】【解答】（1） 血糖浓度升高能直接刺激胰岛B细胞使其合成并分泌胰岛素，因此促使胰岛B细胞分泌胰岛素的信号分子有葡萄糖；血糖浓度升高会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，因此促使胰岛B细胞分泌胰岛素的信号分子有神经递质；胰高血糖素分泌增加也能促进胰岛B细胞合成并分泌胰岛素，因此促使胰岛B细胞分泌胰岛素的信号分子有胰高血糖素。胰岛素分泌后经体液运输，作用于靶细胞膜上的相应受体。胰岛素具有加速组织细胞摄取、储存、利用，从而使血糖水平降低。
故填： 葡萄糖、神经递质、胰高血糖素（任选2个即可）、受体。
（2） 分析题意，疟原虫感染人体后会导致红细胞破裂，释放血红素，血红素抑制肝脏细胞中G基因表达，G蛋白合成减少，糖异生过程减弱，最终出现低血糖。G蛋白质能够升高血糖，而血红素抑制G基因表达，即血红素可以降低血糖浓度，故血红素与胰岛素者的作用协同，均可降低血糖浓度。
故填： 红细胞破裂，释放血红素，血红素抑制肝脏细胞中G基因表达，G蛋白合成减少，糖异生过程减弱、相同。
（3） 为证明降低血糖可对疟原虫进行抵抗，实验设计的原则是单一变量原则和对照原则，故选取感染疟原虫的野生型小鼠，一组注射等量生理盐水（对照组），一组注射葡萄糖（实验组），最终可以满足实验结果，故对照组、实验组应选择的实验材料和实验操作分别是bd、be 。
故填： bd、be 。
【分析】 体内血糖平衡调节过程如下：当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存，从而使血糖下降；当血糖下降时，血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放，同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升，并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动，使肾上腺素分泌增强，肾上腺素也能促进血糖上升。
8．【答案】（1）生态位；资源和空间
（2）褐飞虱单独存在时有利于二化螟虫体生长，与二化螟共同寄生时可减弱二化螟种内竞争，利于二化螟虫体生长
（3）捕食
（4）A→C→B；7.85×108；16.27%
【知识点】种间关系；当地自然群落中若干种生物的生态位；生态系统的能量流动
【解析】【解答】（1）生态位是指一个物种在群落中的地位和作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况以及与其他物种的关系等。 二化螟和褐飞虱同在水稻植株上寄生，可以分析两者所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，以确定它们的生态位是否有重叠。二化螟与褐飞虱共同利用同样的有限资源和空间而产生相互排斥的现象。
故填：生态位、资源和空间。
（2） 由图可知，褐飞虱单独存在时（3组），二化螟虫体平均重量最大，所以褐飞虱单独存在时有利于新放置的二化螟虫体生长。4组和2组对比可知，褐飞虱与二化螟共同寄生时可减弱二化螟种内竞争，利于二化螟虫体生长。即实验结果表明，褐飞虱对新放置的二化螟的影响是褐飞虱单独存在时有利于二化螟虫体生长，与二化螟共同寄生时可减弱二化螟种内竞争，利于二化螟虫体生长
故填：褐飞虱单独存在时有利于二化螟虫体生长，与二化螟共同寄生时可减弱二化螟种内竞争，利于二化螟虫体生长。
（3） 捕食是指一种生物以另外一种为食的现象 。赤眼蜂可将卵产在二化螟的虫卵内，以二化螟的虫卵为食物，所以赤眼蜂与二化螟的种间关系是捕食。
故填：捕食。
（4）生态系统中能量流动的特点是：单向流动、逐级递减。由表格数值可知，A的同化量=呼吸散失的能量+被下一营养级同化的能量+分解者分解的能量+未被利用的能量=（727×106+69×106+47×106+传给下一营养级的能量），C的同化量为246×106，B的同化量为36×106，A的同化量最大，B的同化量最小，因此食物链为A→C→B。A种群用于生长、发育和繁殖的能量=被下一营养级同化的能量+分解者分解的能量+未被利用的能量=（69+470+246）×106=7.85×108KJ/a。能量从生产者到初级消费者的传递效率为第二营养级的同化量÷第一营养级的同化量=2.46×108÷（A种群用于生长、发育和繁殖的能量+呼吸散失的能量）=2.46×108÷（7.85×108+727×106）=16.27%。
故填：A→C→B、7.85×108、16.27%。
【分析】生态位：
（1）概念：一个物种在群落中的地位和作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况以及与其他物种的关系等。
（2）研究内容：①植物：在研究领域内的出现频率，种群密度、植株高度以及与其他物种的关系等。②动物：栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。
（3）特点：群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位。
（4）原因：群落中物种之间以及生物与环境间协同进化的结果。
（5）意义：有利于不同生物充分利用环境资源。
9．【答案】（1）微量
（2）顶芽；生长素；顶端优势；去除顶芽；在侧芽处涂抹细胞分裂素
（3）侧芽的生长
【知识点】生长素的产生、分布和运输情况；生长素的作用及其作用的两重性；其他植物激素的种类和作用；植物激素间的相互关系
【解析】【解答】（1）植物激素是由植物体的特定部位产生，再被运输到作用部位，对植物的生命活动有显著影响作用的微量有机物。
（2）比较1和4，实验变量为顶芽的有无，实验结果是去掉顶芽后的豌豆植株侧芽的平均长度长，说明顶芽对侧芽的生长有抑制作用。在2和4这组对照实验中，实验变量是去顶芽的切口是否涂抹生长素，实验结果是切口涂抹生长素后侧芽的生长受到抑制，进一步说明对侧芽生长起抑制作用的是生长素。在1和3这组对照实验中，实验结果是涂抹细胞分裂素后的豌豆植株侧芽的平均长度比不涂抹长，侧芽生长明显，说明细胞分裂素可以解除生长素对侧芽生长抑制的作用。植物表现出顶芽优先生长而受到抑制的现象称为顶端优势。对比1和4可知，去除顶芽可消除顶端优势，对比1和3可知，在侧芽处涂抹细胞分裂素，也可以消除顶端优势。
（3）比较曲线4与5，可知在这组对照实验中，实验变量是赤霉素的有无，因变量是侧芽的生长状况，其观测指标是侧芽的平均长度，结果是去顶芽切口涂抹赤霉素后侧芽生长的平均长度大于没有涂抹赤霉素的一组，由此说明赤霉素能明显促进侧芽的伸长。
【分析】（1）植物激素指的是在植物体内合成，从产生部位运输到作用部位，并且对植物体的生命活动产生显著调节作用的微量有机物。
（2）植物表现出顶芽优先生长而受到抑制的现象称为顶端优势。
10．【答案】（1）有利于生物种群的繁衍
（2）1.12；能量单向流动，逐级递减，丙的营养级最高，获得的能量最少，种群数量少
（3）自我调节；直接和间接；遗传（或基因）
【知识点】生态系统中的信息传递；生态系统的能量流动；生物多样性的价值
【解析】【解答】（1） 关关雎鸠，在河之洲。窈窕淑女，君子好逑”的诗句中“关关”是雌雄二鸟相互应和的叫声，属于生态系统中的物理信息，该信息在生态系统中的作用是有利于生物种群的繁衍。
故填： 有利于生物种群的繁衍。
（2） 丙同化的能量一部分用于生长发育和繁殖，一部分被呼吸作用消耗，因此用于生长发育繁殖的是5.5×103-4.38×103=1.12×103J/hm2 a。从能量流动的角度来看，由于能量单向流动，逐级递减，丙的营养级最高，获得的能量最少，种群数量少，因此丙的种群数量明显小于甲和乙。
故填： 1.12、能量单向流动，逐级递减，丙的营养级最高，获得的能量最少，种群数量少。
（3）生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力， 湿地具有抵抗外界干扰保持原状的能力，这种能力被称为生态系统的自我调节能力。湿地具有较为丰富的鱼类资源，这体现了生物多样性的直接价值，湿地具有涵养水源、净化水质的作用，这体现了生物多样性的间接价值。生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。人类对湿地的保护使野生动物种类增加，不仅丰富了物种多样性，同时也丰富了遗传多样性。
故填： 自我调节、直接和间接、遗传（或基因） 。
【分析】生态系统的稳定性
1、概念：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力；
2、生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力。生态系统自我调节能力的。基础是负反馈。物种数目越多，营养结构越复杂，自我调节能力越大；
3、生态系统的稳定性具有相对性。当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时，便可能导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩溃；
4、生态系统的稳定性：包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。生态系统成分越单纯，结构越简单抵抗力稳定性越低，反之亦然。草原生态系统恢复力稳定性较强，草地破坏后能恢复，而森林恢复很困难。抵抗力稳定性强的生态系统，它的恢复力稳定就弱。
11．【答案】（1）饲料中的化学能；否；b-d-e；（b-d-c）/a；生态位；垂直结构；由于莲藕的竞争，轮叶黑藻和苦草数量下降，草鱼的食物减少
（2）数学；102；①无出生和死亡个体；②无个体迁入和迁出；③每次捕捉时每只动物被捕捉的概率一样
【知识点】种群的数量变动及其原因；群落的结构；种间关系；当地自然群落中若干种生物的生态位；生态系统的能量流动
【解析】【解答】（1）①由图表可知，输入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和饲养中的化学能。由于还会有部分轮叶黑藻和苦草的残枝败叶直接被分解者分解，因此草鱼粪便中的能量并非全部属于轮叶黑藻和苦草流向分解者的部分。草鱼呼吸作用散失的能量=草鱼摄入食物中的能量-草鱼粪便中的能量-草鱼用于生长发育繁殖的能量=b-d-e kJ/（cm2·a）。相邻两个营养级之间的能量传递效率＝下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100％，所以轮叶黑藻和苦草到草鱼的能量传递效率为（b-d-c）/a ×100%。
②生态位指的是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。所以多鱼种混养模式是利用了它们在池塘中占据不同生态位。垂直结构是指群落在垂直方向上有明显的分层现象，对于植物来说，决定因素包括光照、温度等，对于动物来说，决定因素包括栖息空间和食物条件等，所以这体现了群落的垂直结构。
③由于草鱼是以轮叶黑藻和苦草为食物，所以在人工鱼塘中种植莲藕，会与轮叶黑藻和苦草形成竞争关系，使得轮叶黑藻和苦草的数量下降，草鱼的食物也因此减少，从而导致草鱼减产。
（2）①用于描述一个系统或它的性质的数学形式，称为数学模型。
②从图中可得，当单次捕获数降到0时，捕获的总积累数等于该种群的总个体数，即Y＝0时，求X，得X≈102，则估算该动物种群的数量为102只。
③为使调查种群数量更接近真实值，去除取样法调查时需要提出合理的假定条件：在调查期间，无出生和死亡个体；无个体迁入和迁出；每次捕捉时每只动物被捕捉的概率一样。
【分析】群落的结构分为水平结构和垂直结构。水平结构是指群落在水平方向上呈镶嵌分布，决定因素包括环境因素如地形变化、土壤湿度等，生物因素如生物自身生长特点的不同以及人与动物的影响等。垂直结构是指群落在垂直方向上有明显的分层现象，对于植物来说，决定因素包括光照、温度等，对于动物来说，决定因素包括栖息空间和食物条件等。 标志重捕法是指的是在一定范围内，对活动能力强，活动范围较大，不宜用样方法来调查种群密度的动物种群进行粗略估算的一种生物统计方法，它是根据自由活动的生物在一定区域内被调查与自然个体数的比例关系对自然个体总数进行数学推断。
12．【答案】（1）胞吞；内质网(内质网和细胞膜)
（2）抗原蛋白与其接触；细胞2(辅助性T细胞)表面的特定分子发生变化并与其结合
（3）细胞免疫；动物细胞培养
（4）4种核糖核苷酸；RNA聚合酶；C1；C1mRNA抗HBV治疗效果检测(免疫治疗效果检测)
【知识点】胞吞、胞吐的过程和意义；遗传信息的转录；细胞免疫；体液免疫
【解析】【解答】(1)人工合成的mRNA分子等通过脂质体包裹可制备mRNA疫苗属于大分子，以胞吞的形式进入树突状细胞。据图所知，MHCI类分子分布在内质网和细胞膜上。
(2)据图分析，一个信号是需要抗原蛋白与细胞1表面的受体结合，另一个信号是树突状细胞将抗原呈递给细胞2(辅助性T细胞)，细胞2(辅助性T细胞)表面的特定分子发生变化并与细胞1结合。
(3)据图分析，树突状细胞中的抗原蛋白被蛋白酶体分解成小分子的肽段，肽段与内质网膜上的MHCI类分子结合形成复合物，该复合物被树突状细胞呈递到细胞表面，并与细胞3(细胞毒性T细胞)结合，使细胞3活化，活化的细胞3使感染细胞裂解死亡，病毒暴露出来，该过程属于细胞免疫。人工合成的mRNA分子等通过脂质体包裹可制备mRNA疫苗，灭活疫苗是指先对病毒或细菌进行培养，然后用加热或化学试剂将其灭活。灭活病毒疫苗制备过程细胞培养，故与灭活病毒疫苗制备过程相比，mRNA疫苗不需要用到细胞工程中的动物细胞培养技术。
(4)利用体外转录反应体系合成mRNA，反应体系中需要添加模板DNA、以4种核糖核苷酸为原料，RNA聚合酶可以将单个的核糖核苷酸连接在一起。根据表格分析，对照组注射缓冲液，实验组注射C1mRNA疫苗，C1mRNA疫苗由类脂聚合物(C1)包裹mRNA制备的，为了排除类脂聚合物(C1)的影响，应注射C1。根据最后一步的实验步骤的要点：血清中的抗 HBV抗体的量、HBVDNA以及小鼠的体重变化，最后一步应该是看注射C1mRNA疫苗的疗效，故最后一步是C1mRNA抗HBV治疗效果检测。
【分析】1、大分子物质一般通过胞吞和胞吐的方式进行运输，它们均需要消耗能量，依赖于细胞膜的流动性。
2、体液免疫过程为：（1）感应阶段：除少数抗原可以直接刺激B细胞外，大多数抗原被吞噬细胞摄取和处理，并暴露出其抗原决定簇；吞噬细胞将抗原呈递给T细胞，再由T细胞产生淋巴因子作用于B细胞；（2）反应阶段：B细胞接受抗原刺激后，开始进行一系列的增殖、分化，形成记忆细胞和浆细胞；（3）效应阶段：浆细胞分泌抗体与相应的抗原特异性结合，发挥免疫效应。当相同的抗原再次进入机体，记忆细胞可以快速增殖分化成浆细胞，产生大量的抗体，称为二次免疫（再次免疫）。
3、细胞免疫过程为：（1）感应阶段：吞噬细胞摄取和处理抗原，并暴露出其抗原决定簇，然后将抗原呈递给T细胞；（2）反应阶段：T细胞接受抗原刺激后增殖、分化形成记忆细胞和效应T细胞，同时T细胞能合成并分泌淋巴因子，增强免疫功能。（3）效应阶段：效应T细胞发挥效应，激活靶细胞内的溶酶体酶使靶细胞裂解。
4、转录：以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，通过RNA聚合酶合成mRNA的过程。
（1）场所：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体。
（2）过程：解旋、原料与DNA碱基互补并通过氢键结合、RNA新链延伸、合成的mRNA从DNA链上释放、DNA双链恢复。
（3）原则：碱基互补配对原则。A-U，G-C，C-G，T-A。
13．【答案】（1）有丝；全能性；克隆猪的线粒体基因来自乙猪，表型也要受环境的影响
（2）RNA m6A修饰水平和重构胚的发育效率越低
（3）RNA聚合；高于；应选择猪胎儿成纤维细胞作的实验材料，还应检测RNAm6A修饰水平
（4）高；甲基转移酶(M基因)；降低；(位点)增多
【知识点】动物细胞核移植技术；遗传信息的转录；表观遗传
【解析】【解答】 （1）克隆猪的培育过程如图1，重构细胞经过有丝分裂，发育至囊胚，可移植到丙猪子宫中。克隆猪的诞生说明体细胞的细胞核具有全能性。克隆猪的线粒体基因来自乙猪，表型也要受环境的影响，因此图1克隆猪的表型不完全与甲猪一致。
故填：有丝、全能性、克隆猪的线粒体基因来自乙猪，表型也要受环境的影响。
（2）由表格内容可知，核供体细胞的分化程度越高，RNA m6A修饰水平和重构胚的发育效率越低。
故填：RNA、m6A修饰水平和重构胚的发育效率越低。
（3）转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，基因上游序列存在RNA聚合酶的结合位点，RNA聚合酶可催化基因的转录。图2中黑色代表甲基化位点，可知成纤维细胞M基因上游序列的甲基化程度高于骨髓间充质干细胞。
要验证M基因上游序列的甲基化程度是导致不同供体细胞RNA m6A修饰水平差异的原因，应选择猪胎儿成纤维细胞作为实验材料，还应检测RNAm6A修饰水平。
故填：RNA聚合、高于、应选择猪胎儿成纤维细胞作为实验材料，还应检测RNAm6A修饰水平。
（4）部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。成纤维细胞M基因上游序列甲基化水平高，阻碍甲基转移酶基因表达，从而导致RNAm6A修饰水平降低；RNAm6A修饰水平高的供体细胞核移植胚胎中DNA损伤位点较少，核移植胚胎的DNA损伤较大，从而导致核移植胚胎发育能量较低。
故填：高、甲基转移酶（M基因）、降低、（位点）增多。
【分析】表观遗传的相关知识：
1、概念：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
2、特点：①可遗传：基因表达和表型可以遗传给后代。②不变性：基因的碱基序列保持不变。③可逆性：DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA可能发生去甲基化。
3、理解表观遗传应注意的三个问题：①表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。②表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。③表观遗传一般是影响到基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。
4、机制：DNA的甲基化；组蛋白的甲基化和乙酰化等。
5、实例：a.柳穿鱼花形的遗传；b.某种小鼠毛色的遗传；c.蜂王和工蜂。
14．【答案】（1）碳酸钙；红光和蓝紫
（2）砧木类型；设置对照（空白对照）
（3）香橙；净光合作用速率和可溶性总糖含量均最高
（4）以宜昌橙为砧木的砂糖橘净光合速率低，CO2吸收利用得少，故胞间CO2积累得多
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)研磨提取叶绿素时，为了防止叶绿素被破坏，需要加入碳酸钙。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。
(2)本实验的目的是探究不同砧木对砂糖橘的光合作用指标和含糖量的影响，因此该实验的自变量是砧木类型，设置以砂糖橘为砧木的目的是作为空白对照，与其他砧木作对照。
(3)如果各砧木上砂糖橘的呼吸作用强度相同，对比表中数据可知，香橙作为砧木的砂糖橘净光合作用速率和可溶性总糖含量均最高，可作为砂糖橘生长的最适砧木。
(4)与以香橙为砧木相比，以宜昌橙为砧木的砂糖橘的气孔导度较小，但胞间CO2浓度较大，对比表中数据可知，以宜昌橙为砧木的砂糖橘净光合速率低，CO2吸收利用得少，故胞间CO2积累得多。
【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素(黄色）、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
2、真正光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率。
3、影响光合作用的环境因素：（1）温度对光合作用的影响 ：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
15．【答案】（1）一对；花粉粒中颗粒粗而稀疏且萌发孔直径小：颗粒细而密且萌发孔直径大=1：1
（2）不能
（3）3/25
（4）6
（5）X或Y；雌性；若雌配子中扩增并检测出F片段，则说明F位于X染色体上；若雌配子中没有扩增和检测出F片段，则说明F位于Y染色体上
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化；基因的分离规律的实质及应用；PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】（1） 待某雄株（基因型为AaBbDdEe）成熟开花后，取其中的10粒花粉进行表型的统计， 花粉粒中颗粒粗而稀疏且萌发孔直径小：颗粒细而密且萌发孔直径大=1：1 ，因此控制花粉颗粒粗细程度的基因（B/b）和控制花粉萌发孔直径大小（D/d）的基因位于一对同源染色体上。
故填： 一对 、花粉粒中颗粒粗而稀疏且萌发孔直径小：颗粒细而密且萌发孔直径大=1：1。
（2） 据表推测，不能排除控制花粉萌发孔中内容物是否外凸的基因位于X、Y染色体同源区段上，其原因是位于X、Y染色体同源区段上与位于常染色体上的等位基因，在形成配子时均遵循分离定律，无法区分两者。
故填： 不能 。
（3） 由表格内容可知， 基因型为AaBbDdEe的雄株关于萌发孔直径（D/d）、 萌发孔内容物（E/e）的种类及比例为dE：de：DE： De=4：1：1：4， 由于dE、De的比例较高，则其中dE在一条染色体上，De在另一条染色体上， 若该雄株与具有相同基因型的雌株杂交，结果发现子代中ddee的个体占1/50=1/10 ×1/5，故雌株个体产生de的配子的比例为1/5，即雌株的种类及比例为dE：de：DE： De=3：2：2：3， 则子代中花粉萌发孔直径大（D）且孔中，内容物不凸（e）的纯合个体（DDee），理论上占4/10×3/10=3/25。
故填： 3/25 。
（4）仅考虑表中的染色体，则等位基因B/b 、D/d 和 E/e 在一对染色体上，基因A/a在另一对染色体上，即题表中只含2对同源染色体。 取该雄株的一个精原细胞置于含放射性同位素32P的培养液中使其进行一次有丝分裂，得到2个精原细胞，每个细胞中的染色体DNA分子均有1条链带有32P标记，再将这两个精原细胞转移至普通培养液中进行减数分裂，经过减数第一次分裂得到的4个次级精母细胞每条染色体均有1条染色单体被标记，仅考虑这2对染色体，则这2条染色体都含有放射性标记。经减数第二次分裂后，姐妹染色单体分开，带标记和不带标记的染色单体随机组合，导致8个精细胞中含有放射性标记的细胞数目可能为4、5、6、7、8个，不含放射性同位素32P标记的细胞数目为0、1、2、3、4个，因此这8个精细胞中不含放射性同位素32P标记的细胞数目不可能是6 。
故填：6 。
（5） 取10粒花粉的DNA为模板进行PCR后，检测每个花粉粒的相关基因，编号为2、4、6、8、10的花粉中存在某特殊DNA片段（设为F），而其他花粉粒没有，据此推测F位于X或Y染色体上。由于雌性植株只有X染色体，雄性植株既有X也有Y染色体，若选用雄株的花粉通过PCR技术无法确定F位于X染色体还是Y染色体，故应该选择雌楂株的配子进行实验。 利用F的引物进行PCR扩增，若雌配子中扩增并检测出F片段，则说明F位于X染色体上；若雌配子中没有扩增和检测出F片段，则说明F位于Y染色体上。
故填： X或Y 、雌性 、若雌配子中扩增并检测出F片段，则说明F位于X染色体上；若雌配子中没有扩增和检测出F片段，则说明F位于Y染色体上 。
【分析】 1、 基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
2、减数分裂过程：
（1）减数第一次分裂前的间期：染色体的复制。
（2）减数第一次分裂：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。
（3）减数第二次分裂：①前期：染色体散乱的排布与细胞内；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
16．【答案】（1）复性；2a（235-1）；BglⅡ和SpeⅠ
（2）细胞分裂素和生长素（等）；脱分化
（3）潮霉素；让其适应野外环境
（4）纤维素酶和果胶酶；通过观察绿色荧光来确定Cd转运蛋白是否表达以及分布场所；Cd的富集能力
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；组织培养基的成分及作用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】(1) ①55℃30 s过程称为退火(复性)处理的目的是使引物与模板DNA单链的互补序列结合，模板双链cDNA的数量为a个，则经过35个循环DNA分子共有23个，但是模板cDNA不需要引物，所以需要引物的个数为2a(235-1)个。
②限制酶不能破坏了质粒的启动子、终止子及抗性基因，同时为了确保目的基因与质粒正确连接，所以可以用Bglll和Spel对目的基 因与质粒进行酶切。
(2)栾树愈伤组织的诱导过程所需培养基需要加入一定比例的生长素与细胞分裂素，脱分化是指在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞经脱分化形成愈伤组织的过程。
(3)由于BglⅡ已经将卡拉霉素抗性基因破坏，所以只能用潮霉素进行筛选转化成功的愈伤组织。为了让幼苗能适应野外环境，需要将幼苗长出较为发达的根系后进行移栽炼苗。
(4)①植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以可以用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织获得原生质体。
②通过观察绿色荧光来确定Cà转运蛋白是否表达以及分布场所，所以本研究中选择GFP与Cd转运蛋白构建融合蛋白。可以检测比较转基因栾树与野生型栾树Cd的富集能力，这是个体生物学水平上进行目的基因的检测与鉴定。
【分析】1、PCR技术
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
（2）原理：DNA复制。
（3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)。
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
2、基因表达载体的构建：（1）过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。（2）目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。（3）基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。①启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；②终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；③标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
3、在离体的植物器言、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，需要的条件：①消毒灭菌；②一定浓度的植物激素；③适宜的温度； ④充足的养料。植物组织培养中植物激素使用：植物组织培养中关键性激素是生长素和细胞分裂素；同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。
17．【答案】（1）dNTP(4种脱氧核苷酸)；Taq酶(热稳定DNA聚合酶)
（2）低；强
（3）防止内引物在第一阶段PCR中发挥作用，无法实现巢式PCR高精确扩增的目的
（4）滋养层；4；复性(退火)；同期发情
（5）B；雄
（6）①②④
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】（1）PCR(聚合酶链式反应)反应包括三个基本步骤，即：模板DNA的变性、模板DNA与引物的退火复性、引物的延伸，PCR反应体系包括5种基本成分，依次为：引物、Taq酶(热稳定DNA聚合酶)、dNTP(4种脱氧核苷酸)、模板DNA、Mg2+。
（2）巢式PCR通过两轮PCR反应，使用两套引物扩增特异性的DNA片段，第二对引物的功能是特异性的扩增位于首轮PCR产物内的一段DNA片段。第一轮扩增中，外引物用以产生扩增产物，此产物在内引物的存在下进行第二轮扩增，从而提高反应的特异性，获得的产物特异性更强。利用内引物扩增在错误片段上进行引物配对并扩增的概率降低。
（3）巢式PCR两次扩增不在同一试管进行可防止内引物在第一阶段PCR中发挥作用，无法实现巢式PCR高精确扩增的目的。
（4）对胚胎进行性别鉴定时，宜取囊胚期的滋养层细胞进行鉴定。本实验用巢式PCR技术，用的是两轮PCR，因此扩增一种基因片段需要设计2对引物；而扩增2种基因片段则需要设计4对引物。PCR过程一般是预变性→变性→退火→延伸。在胚胎移植前需要对受体牛进行同期发情处理，便于移植。
（5）题中利用多重巢式PCR技术同时扩增Y染色体上雄性决定基因(SRY)和常染色体上的酪蛋白基因(CSNISI)进行电泳，雌性个体没有SRY，只有一条带，雄性有两条带，因此1，2，4是雌性，3，5是雄性，雌性和雄性共有的是常染色体上的酪蛋白基因(CSNIS1)，因此A是CSNIS1，B是SRY。
（6）①染色体核型分析法，XY染色体形态不同，因此可以进行性别鉴定；
②核酸探针杂交法，Y染色体上雄性决定基因(SRY)制成探针可以鉴定性别；
③差速离心法是分离各种细胞器的方法，不能性别鉴定；
④H-Y抗血清免疫学法(H-Y抗原编码基因位于Y染色体上)，也可以性别鉴定。
故可行的是①②④。
【分析】PCR扩增过程： （1）变性：当温度上升到90℃以上时。双链DNA解聚为单链。 （2）复性：当温度下降到50℃左右时。两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 （3）延伸：72℃左右时，耐高温的DNA聚合酶活性高，可使DNA新链由5'端向3'端延伸。
18．【答案】（1）细胞呼吸或有氧呼吸；暗；NADPH和ATP中的化学能 → 糖类等有机物中的化学能
（2）0~0.5 min之间，光反应速率下降，热能散失比例上升；暗反应未被激活，光反应产生的NADPH和ATP积累导致光反应被抑制
（3）0~0.5 min（暗反应未启动时），吸收的光能未被利用，以热能形式散失，可保护光合色素、相关蛋白和叶绿体结构等免受（光）损伤；0.5~2 min（暗反应启动后），以热能形式散失比例减少，吸收的光能可有效转化为化学能
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）①未开始光照时，植物进行细胞呼吸释放CO2，因此CO2吸收速率低于0。植物的光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，CO2在光合作用暗反应阶段包括CO2的固定，0.5min后，CO2吸收速率才迅速升高，说明此时光合作用的暗反应被激活。
②光照后，绿色植物光2024年高考生物学二轮复习20：实验与探究
一、非选择题
1．（2024·常州期末） 洋葱是中学生物学实验常用材料之一，某兴趣小组利用洋葱开展了一系列实验，请回答下列问题。
（1）下列以图示洋葱作为材料的相关实验说法，错误的是____。
A．若选用洋葱鳞片叶外表皮细胞进行实验，可观察到质壁分离和复原现象
B．洋葱绿色管状叶叶肉细胞含有大量的叶绿体，可作为观察叶绿体的材料
C．若用洋葱的绿色管状叶肉细胞进行实验，可对叶绿体中的色素进行提取和分离
D．若用洋葱根尖各部分的细胞进行实验，在高倍镜下可观察到染色体上DNA复制
（2）实验一中，研钵中除了加无水乙醇外，还需加入的化学试剂有 。如果色素提取的过程中的操作是规范的，用无水乙醇替代层析液进行色素的分离操作，结果4种色素带之间的间距很小，原因可能是 。
（3）实验二中，某同学按正确的操作步骤取镜、安放、对光，观察到洋葱叶内表皮细胞，他非常激动地把显微镜推到同桌面前给同桌看，结果视野太暗。要想让同桌看清物像，最应进行的操作步骤是 。该同学用0.3g/mL蔗糖溶液（加一些红墨水）处理洋葱鳞片叶内表皮一段时间后，观察到内表皮细胞发生了质壁分离，此时该细胞呈红色的部位是 。
A.液泡内 B.原生质层
C.细胞质 D.细胞壁与原生质层之间
（4）实验三中，有利于组织中的细胞相互分开的操作步骤是 。该实验中还发现部分洋葱根尖细胞出现了微核（微核是由细胞中畸变的染色体片段浓缩在细胞核之外形成的），研究人员发现了下图所示的细胞，其中圈出的染色体片段易形成微核，因为它们缺少 （填结构名称），使其不能移向细胞两极。观察微核最好选择分裂 期的细胞。
【答案】（1）D
（2）碳酸钙和二氧化硅；无水乙醇的溶解度较低，不能很好地分离色素
（3）转动遮光器，调至大光圈，同时配合使用反光镜的凹面镜；D
（4）解离；着丝粒；间
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】（1）A、洋葱鳞片叶外表皮细胞有中央大液泡，可进行质壁分离和复原实验，A不符合题意；
B、若选用洋葱的绿色管状叶叶肉细胞进行实验，因为其中含有叶绿体，因而可作为观察叶绿体的材料，B不符合题意；
C、若选用洋葱的绿色管状叶叶肉细胞进行实验，因为其中含有叶绿体色素，因而可以进行叶绿体中的色素提取和分离的实验，C不符合题意；
D、由于在制作装片过程中，要进行解离，使细胞失去活性，所以在显微镜下不可能观察到染色体上DNA复制，D符合题意。
故答案为：D。
（2）提取绿叶中色素时，需除了要加入无水乙醇外，还需要加入碳酸钙和二氧化硅，其中二氧化硅的作用是使研磨更充分，碳酸钙的作用是防止色素被破坏。提取叶绿素实验中，研磨时加入CaCO3的作用是防止色素被破坏。分离色素的原理是各色素随层析液在聚酰胺薄膜上扩散速度不同，溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。如果色素提取的过程中的操作是规范的，用无水乙醇替代层析液进行色素的分离操作，由于4种色素在无水乙醇中的溶解度比层析液中的低，不能很好地分离色素，结果可能导致4种色素带之间的间距很小。
（3）移动显微镜之后光线发生变化，使视野变暗，应重新进行对光，进行的操作步骤是：转动遮光器，调至大光圈，同时配合使用反光镜的凹面镜。在探究“植物细胞的吸水和失水”实验中，用0.3g/mL蔗糖溶液(加一些红墨水)处理洋葱鳞片叶内表皮一段时间后，细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度，细胞失水，使细胞的原生质层与细胞壁发生分离，由于细胞壁是全透性，蔗糖溶液加一些红墨水，红墨水不能透过原生质层，但能透过细胞壁，所以细胞壁与原生质层之间呈红色。D符合题意，ABC不符合题意，故答案为：D。
（4）解离是用药液(盐酸和酒精)使组织中的细胞相互分离开，压片是拇指轻轻按压载玻片，使细胞分散开。图所示的细胞，其中圈出的染色体片段易形成微核，因为它们缺少着丝粒(点)，使其不能移向细胞两极。有丝分裂前期染色体变成染色质，有丝分裂末期染色质变成染色体，微核是由细胞中畸变的染色体片段浓缩在主核之外形成的，由于细胞核在有丝分裂期会解体，因此观察微核最好选择分裂间期的细胞。
【分析】（1）观察植物细胞质壁分离及复原实验的原理：原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大；当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，原生质层收缩进而质壁分离；当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞渗透吸水，使质壁分离复原。
（2）观察细胞有丝分裂实验的步骤：解离(解离液由盐酸和酒精组成，目的是使细胞分散开来)、漂洗(洗去解离液，便于染色)、染色(用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料)、制片(该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层，使之不相互重叠影响观察)和观察(先低倍镜观察，后高倍镜观察)。
（3）分析题图，实验一是叶绿体色素提取和分离；实验二是质壁分离及复原；实验三是观察根尖分生区细胞的有丝分裂。
2．（2024·常州期末） 下图1为某实验小组用两种淀粉酶进行实验的结果变化情况，图2为两种淀粉酶催化等量淀粉水解的反应速率随时间的变化情况，请回答下列问题。
（1）图1实验的自变量是 ，在检测本实验的因变量时，可通过检测 来计算酶的相对活性。
（2）图2中反应速率不断下降的原因是 ；曲线 （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）所代表的酶的相对活性较高；若在A点时适当增加淀粉的量，则B、C点均会向 移动。
（3）为探究小麦种子萌发过程中淀粉酶相对活性的变化，进行了如下实验：取萌发天数为3、4、5天的质量相等的小麦种子，分别加蒸馏水研磨并去除淀粉后制成提取液a、b、c。实验分为四组，操作及结果如下：
步骤 甲管 乙管 丙管 丁管
①加淀粉溶液（mL） 1 1 1 1
②加缓冲液（mL） 1 1 1 1
③加样 0.5mL提取液a 0.5mL提取液b 05mL提取液c d
④60℃保温适当时间，煮沸后冷却至常温，加适量碘液显色
显色结果 +++++ +++ + ++++++++
注：“+”数目越多表示蓝色越深。
步骤③中加入的d是 ；步骤④煮沸的目的是 ；该实验结果表明 。
（4）研究表明，小麦种子萌发过程中发挥作用的淀粉酶包括α—淀粉酶和β—淀粉酶，萃他丁可完全抑制α—淀粉酶的活性。某兴趣小组欲探究小麦种子萌发过程中两种淀粉酶相对活性的变化，请完善实验思路：
取适量的萌发天数为3、4、5天的小麦种子提取液，将每一种提取液等分为两份，分别用于实验组和对照组，每个实验组的处理是 ，依次向各组加入适量的缓冲液和淀粉，其他条件相同且适宜，分别测定并计算各组的反应速率。若实验结果为 ，则可表明小麦种子萌发过程中，两种淀粉酶相对活性都逐渐升高。
【答案】（1）温度和淀粉酶种类；淀粉剩余量
（2）随着反应的进行，底物越来越少，反应速率不断下降；I；右
（3）0.5mL蒸馏水；使酶变性失活终止酶促反应；随小麦种子萌发天数增多，淀粉酶活力逐渐升高
（4）适量(一定量)的萃他丁；随着小麦种子萌发天数的增多，实验组的反应速率及实验组与对照组反应速率的差值都不断增大
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】（1）图1为某实验小组探究温度对两种淀粉酶活性影响进行实验，自变量为温度和淀粉酶种类，因变量为淀粉酶的相对活性，可以通过检测淀粉的剩余量来计算酶的相对活性。
（2）图2中两条曲线的反应速率都在不断下降，其原因是：随着反应的进行，底物越来越少，反应速率不断下降；分析曲线可知，曲线Ⅰ反应时间更短，所以酶的相对活性较高；若在A点时适当增加淀粉的量，底物增加，则反应时间延长，B、C点均会向右移动。
（3）分析表格可知，甲、乙、丙管为实验组，丁管为对照组，因为甲乙丙都加0.5mL提取液，根据单一变量原则，步骤③中加入的d是0.5mL蒸馏水。步骤④煮沸的目的是：使酶变性失活终止酶促反应。实验结果表明：随着种子萌发天数的增多，淀粉酶活力逐渐提高。
（4）根据以上实验结果及题干信息，该实验自变量为是否加入萃他丁，因变量为酶活力，可用反应速率表示。实验思路：取适量的萌发天数为3、4、5天的小麦种子提取液，将每一种提取液分为实验组和对照组，实验组用一定量的萃他丁处理，为了控制变量，对照组加入等量蒸馏水。依次向各组加入适量的缓冲液和淀粉，其他条件相同且适宜，分别测定并记录各组的反应速率。由于萃他丁可完全抑制α-淀粉酶活力，实验组只能检测β-淀粉酶活力，对照组可同时检测α-淀粉酶和β-淀粉酶的综合活力，实验组与对照组的差值可表示α-淀粉酶活力，因此若实验结果为：随着小麦种子萌发天数的增多，实验组的反应速率及实验组与对照组反应速率的差值都不断增大，则可表明小麦种子萌发过程中两种淀粉酶活力都逐渐升高。
【分析】根据表格数据分析可知实验的单一变量是不同萌发天数的小麦，丁管为对照组，所以步骤③中加入的d是0.5mL蒸馏水；实验的因变量是显色结果，颜色越浅，说明淀粉被分解得越多，种子中淀粉酶活性越高，即随着种子萌发天数的增多，淀粉酶活力逐渐提高。
3．（2024高三下·月考） 水稻（2n=24）的花比较小，为两性花。经研究发现：水稻的雄蕊是否可育由细胞核和细胞质基因共同决定。水稻细胞核中雄性可育、不育基因分别为R、r，细胞质中雄性可育、不育基因分别为N、S，只有基因型S（m）表现为雄性不育，其余均为雄性可育，子代质基因均来自母本。袁隆平提出“三系法”杂交水稻系统，即通过培育雄性不育系、保持系和恢复系三个纯合品系来培养杂交水稻，过程如下图所示。恢复系与不育系杂交产生的杂交种育性正常且具有杂种优势。回答下列问题：
（1）水稻基因组计划需测定 条染色体上的DNA序列。
（2）在培育杂交水稻时，选育雄性不育植株的目的是 。繁殖不育系时，不育系只能做 （填“父本”或“母本”）。
（3）根据题干信息，水稻细胞中与育性相关的基因型有 种，保持系的基因型为 ，恢复系的基因型为 。不育系与恢复系间行种植并单行收获的原因是 。
（4）在三系法杂交育种中，选育恢复系非常关键。研究人员发现几株性状优良、纯度高但不含R基因的水稻植株X，现利用基因工程的技术将两个R基因导入不同的植株X中来培育恢复系，为确定R基因导入的结果，研究人员的思路是将植株X作为亲本与不育系混合种植，单株收获不育系植株所结种子后，再种植并统计后代的育性情况及其数量比例，请依据上述思路完善结果分析：
①若后代雄性不育植株：雄性可育植株=1：1，则说明两个R导入到植株X的一条染色体上。
②若 ，则说明两个R导入到植株X的一对同源染色体上。
③若 ，则说明两个R导入到植株X的非同源染色体上。
【答案】（1）12
（2）省去人工去雄（降低人工成本）；母本
（3）6；N（rr）；N（RR）或S（RR）；间行种植易于不育系与恢复系之间杂交，单行收获可以分别获得恢复系和杂交种
（4）后代植株均为雄性可育植株；后代雄性不育植株∶雄性可育植株＝1∶3
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】(1)水稻(2n=24)没有性染色体，需要测定一半染色体即12条染色体上的DNA的序列。
(2)在培育杂交水稻时，为省去人工去雄(降低人工成本，提高种子质量)，可选育雄性不育植株为母本。由于不育系A的花粉不育，繁殖不育系时，不育系A只能作母本。
(3)根据题干信息，水稻细胞中与育性相关的基因型有6种，分别为N(rr)，N(RR)、N(Rr)、S(rr)，S (RR)、S (Rr)。由题意可知，保持系能够保持不育系，其细胞质中含有可育的N基因，因此为N(rr)；恢复系含有能恢复细胞质雄性不育性的核基因恢复基因(R)，其还能保持杂交优势，其一定为纯合子，因此其基因型为N(RR)或S(RR)。不育系与恢复系间行种植并单行收获是因为间行种植易于不育系与恢复系之间杂交，单行收获可以分别获得恢复系和杂交种。
(4) ②若两个R导入到保持系D的一对同源染色体上，则植株D产生配子为R，植株D作为亲本与不育系S(rr)混合种植，单株收获不育系植株所结种子的基因型为S(Rr)，即后代植株均为雄性可育植株。
③若两个R导入到保持系D的非同源染色体上，则植株D产生配子为RR：RO：00=1：2：1，与植株D作为亲本与不育系S(rr)混合种植，单株收获不育系植株所结种子的基因型为S(RrRO)：S(RrOO) ：S (OOrO)=1：2：1，即后代雄性不育植株：雄性可育植株=1：3。
【分析】1、细胞质遗传又称为母系遗传，细胞质基因来自母本，细胞核基因的遗传符合孟德尔遗传规律。
2、基因自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合，若遗传时遵循基因的自由组合定律则一定遵循分离定律，则每对等位基因的遗传一定遵循分离定律，因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
4．（2023高三上·中山） 胰岛素是维持血糖平衡重要激素，2023年是班廷等科学家因提取胰岛素而荣获诺贝尔生理学或医学奖100周年。回答下列问题。
（1）1889年，科学家发现狗的胰腺被切除后将患糖尿病，据此可提出假说： 。1920年，班廷获知：狗的胰管结扎后，其胰腺萎缩，胰岛却保持完好且狗没患糖尿病。班廷综合以上信息，以甲、乙两组健康狗为材料，设计实验获取胰岛分泌物并验证其有降血糖功能，请写出他的实验思路：
。在本对照实验中，摘除狗的胰腺使其患糖尿病，这种自变量控制方法称为 。
（2）下图表示人体内胰岛素的作用机理：
①胰岛素与组织细胞膜上的胰岛素受体结合后，能促进组织细胞加速摄取葡萄糖，其原因是 。胰岛素通过与细胞膜上的受体结合后调节组织细胞的代谢活动，这体现了细胞膜具有 的功能。
②某糖尿病人检查发现：胰岛素含量正常，但血液中存在异常抗体与胰岛素受体竞争性结合。这种异常抗体引起的糖尿病在免疫学上称为 病。
【答案】（1）胰腺能分泌某种抗糖尿病的物质；摘除甲狗的胰腺，使其患糖尿病；将乙狗的胰管结扎，使胰腺萎缩，提取其胰岛分泌物，注入甲狗身上，甲狗的血糖恢复正常；减法原理
（2）储存有葡萄糖转运蛋白的囊泡与细胞膜整合，使细胞膜上的葡萄糖转运蛋白增多，加速葡萄糖的摄取；进入细胞内的葡萄糖合成糖原等物质，降低细胞内葡萄糖浓度；进行细胞间的信息交流；自身免疫
【知识点】细胞膜的功能；免疫功能异常；血糖平衡调节
【解析】【解答】(1)实验操作为切除狗的胰腺，实验现象为狗患糖尿病，说明胰腺与糖尿病的发生与否有关，据此可以提出假说：胰腺能分泌某种抗糖尿病的物质(胰腺分泌物可以治疗糖尿病)；分析材料“狗的胰管结扎后，其胰腺萎缩，胰岛却保持完好且狗没患糖尿病”意味着实验的处理可以为将小狗的胰管结扎，排除胰腺的外分泌腺的消化液的干扰，同时保留了胰腺维持血糖正常的部分，故他的实验思路为：摘除甲狗的胰腺，使其患糖尿病；将乙狗的胰管结扎，使胰腺萎缩，提取其胰岛分泌物，注入甲狗身上，甲狗的血糖恢复正常；在本对照实验中，摘除狗的胰腺使其患糖尿病，这种自变量控制方法称为减法原理(依据减法原理，对实验过程的控制可以消除某种条件的影响，在此实验中摘除狗的胰腺)。
(2)①胰岛素是由胰岛B细胞分泌的可以降血糖的激素；分析题图可知：当它与组织细胞膜上的胰岛素受体结合后，能促进组织细胞加速摄取葡萄糖，其原因是储存有葡萄糖转运蛋白的囊泡与细胞膜整合，使细胞膜上的葡萄糖转运蛋白增多，加速葡萄糖的摄取；进入细胞内的葡萄糖合成糖原等物质，降低细胞内葡萄糖浓度；题干中涉及到胰岛素通过“与细胞膜上的受体结合”从而调节组织细胞的代谢活动，体现了细胞膜具有进行细胞间的信息交流的功能。②自身免疫病是指机体对自身抗原发生免疫排斥反应而导致自身组织损害所引起的疾病，结合题干“但血液中存在异常抗体与胰岛素受体竞争性结合”意味着这种异常抗体引起的糖尿病在免疫学上称为自身免疫病。
【分析】1、血糖平衡调节过程如下：当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存，从而使血糖下降；当血糖下降时，血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放，同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升，并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动，使肾上腺素分泌增强，肾上腺素也能促进血糖上升。
2、细胞膜的功能：将细胞与外界环境分开；控制物质进出细胞；进行细胞间的物质交流。
3、免疫失调引起的疾病（1）过敏反应：指已免疫的机体在再次接受相同物质的刺激时所发生的反应。引起过敏反应的物质叫做过敏原。如花粉、油漆鱼虾等海鲜、青霉素、磺胺类药物等（因人而异）。（2）自身免疫病是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病。举例：风湿性心脏病、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等。（3）免疫缺陷病是指由于机体免疫功能不足或缺乏而引起疾病。一类是由于遗传而使机体生来就有的先天性免疫缺陷病；一类是由于疾病和其他因素引起的获得性免疫缺陷病，如艾滋病。
5．（2023高三上·中山） 肿瘤的发生、转移和复发通常与肿瘤干细胞密切相关。人源诱导多能干细胞（iPSC）与肿瘤干细胞具有相似的特异性抗原和增殖特性，科学家利用iPSC联合佐剂来制备抗肿瘤干细胞的疫苗。科学家向实验小鼠体内注射等量相应物质预处理2周后，再注射等量的肿瘤干细胞，一段时间后检测小鼠体内免疫细胞比例和肿瘤体积，实验结果如下表所示：
细胞类型 处理 抗原呈递细胞/% 调节性T细胞/% 细胞毒性T细胞/% 肿瘤体积/mm3
缓冲液 0.81 3.04 0.74 约600
iPSC 0.31 1.16 2.42 约560
iPSC+佐剂 1.55 1.86 3.79 69.57
注：调节性T细胞具有抑制自身T细胞活化与增殖的能力；佐剂作为一种辅助物质，同抗原一起注入体内能增强机体对抗原的免疫应答能力。
回答下列问题。
（1）抗原呈递细胞包括 （填2种），这些细胞都能摄取和处理抗原，并且可以将抗原信息 ，以便传递给辅助性T细胞等其他免疫细胞。
（2）利用iPSC制备抗肿瘤干细胞的疫苗前，需要用一定强度的射线处理iPSC，该操作类似于用病毒做疫苗时的灭活，该操作的目的是 。
（3）实验结果表明，iPSC和佐剂共同注射后可引起 ，从而抑制肿瘤的发生。
（4）为提高实验结果的可靠性，研究人员在上述实验基础上，还增设了一组实验，其具体处理为
（5）若想将该疫苗应用于人类癌症的预防和治疗，还需进一步研究的问题有 （写出1个）。
【答案】（1）树突状细胞、巨噬细胞、B细胞；呈递在细胞表面
（2）消除iPSC增殖能力的同时保留其抗原特性
（3）降低调节性T细胞比例，提高抗原呈递细胞和细胞毒性T细胞比例
（4）注射等量佐剂进行预处理两周后，再注射等量的肿瘤干细胞，一段时间后检测小鼠体内免疫细胞比例和肿瘤体积
（5）在人体免疫中效果是否与动物实验相同/疫苗注射的安全性如何，是否存在不良反应
【知识点】免疫系统的结构与功能；细胞免疫；体液免疫
【解析】【解答】(1)抗原呈递细胞具有摄取和处理抗原的作用，包括树突状细胞、巨噬细胞、B细胞，并且可以将抗原信息呈递在细胞表面，以便传递给辅助性T细胞等其他免疫细胞。
(2)iPSC具有分裂能力，有与肿瘤干细胞具有相似的特异性抗原，利用iPSC制备抗肿瘤干细胞的疫苗前，需要用一定强度的射线处理iPSC，该操作类似于用病毒做疫苗时的灭活，目的是消除iPSC增殖能力的同时保留其抗原特性。
(3)与iPSC组对比可知，iPSC和佐剂共同注射组的调节性T细胞比例低于iPSC组，但抗原呈递细胞和细胞毒性T细胞比例高于iPSC组，由此推测，iPSC和佐剂共同注射后可降低调节性T细胞比例，提高抗原呈递细胞和细胞毒性T细胞比例，从而抑制肿瘤的发生。
(4)为提高实验结果的可靠性，还需单独研究佐剂对实验的影响，故还需增设了一组实验，实验步骤为：注射等量佐剂进行预处理两周后，再注射等量的肿瘤干细胞，一段时间后检测小鼠体内免疫细胞比例和肿瘤体积。
(5)若想将该疫苗应用于人类癌症的预防和治疗，还需考虑效果和安全性，还需进一步研究的有在人体免疫中效果是否与动物实验相同或疫苗注射的安全性如何，是否存在不良反应。
【分析】1、免疫系统的组成：
（1）免疫器官：骨髓、胸腺、脾、淋巴结、扁桃体等。
（2）免疫细胞：①淋巴细胞：位于淋巴液、血液和淋巴结中；包括T细胞（在骨髓迁移到胸腺中成熟）、B细胞（在骨髓中成熟）；②吞噬细胞等。
（3）免疫活性物质：指的是免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质，如抗体、淋巴因子、溶菌酶等。
2、体液免疫过程为：（1）感应阶段：除少数抗原可以直接刺激B细胞外，大多数抗原被吞噬细胞摄取和处理，并暴露出其抗原决定簇；吞噬细胞将抗原呈递给T细胞，再由T细胞产生淋巴因子作用于B细胞；（2）反应阶段：B细胞接受抗原刺激后，开始进行一系列的增殖、分化，形成记忆细胞和浆细胞；（3）效应阶段：浆细胞分泌抗体与相应的抗原特异性结合，发挥免疫效应。当相同的抗原再次进入机体，记忆细胞可以快速增殖分化成浆细胞，产生大量的抗体，称为二次免疫（再次免疫）。
3、细胞免疫过程为：（1）感应阶段：吞噬细胞摄取和处理抗原，并暴露出其抗原决定簇，然后将抗原呈递给T细胞；（2）反应阶段：T细胞接受抗原刺激后增殖、分化形成记忆细胞和效应T细胞，同时T细胞能合成并分泌淋巴因子，增强免疫功能。（3）效应阶段：效应T细胞发挥效应，激活靶细胞内的溶酶体酶使靶细胞裂解。
6．（2023高三上·中山）浓度增加会对植物光合作用速率产生影响。研究人员以大豆甘薯、花生、水稻、棉花作为实验材料，分别进行三种不同实验处理，甲组提供大气浓度，乙组提供浓度倍增环境，丙先在浓度倍增的环境中培养60d，测定前一周恢复为大气浓度。整个生长过程保证充足的水分供应，选择晴天上午测定各组的光合作用速率。结果如图所示。
回答下列问题。
（1）浓度增加，作物光合作用速率会 ；出现这种变化的原因是 。
（2）在浓度倍增时，光合作用速率并未倍增，此时限制光合作用速率增加的因素可能有 。（答出2点即可）
（3）丙组的光合作用速率比甲组低，推测可能是因为作物长期处于 环境降低了固定的酶的活性或含量，且当恢复到大气浓度后， 。
（4）有人认为：化石燃料开采和使用能升高大气浓度，这有利于提高作物光合作用速率，对农业生产是有好处的。因此，没有必要限制化石燃料使用，世界主要国家之间也没有必要签署碳减排协议。结合本题，请对此观点作简要评述。 。
【答案】（1）加快；CO2浓度增加，暗反应加快，光合速率加快
（2）NADPH和ATP的供应限制、固定CO2的酶活性、C3的还原酶活性、有机物在叶绿体中积累等
（3）CO2浓度倍增；已降低的酶活性未能恢复又失去了高浓度CO2的优势
（4）不合理。首先，大气CO2浓度升高后造成温室效应会导致大气温度升高、冰川融化、海平面上升等环境问题。其次，影响光合作用的因素不只是CO2浓度，还有光照强度、温度、水分和酶活性等其他因素
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)光合作用过程中CO2是光合作用(暗反应阶段)的原料。在光照充足的情况下，在一定范围内CO2浓度越高，促进了二氧化碳的固定，暗反应速度加快，光合作用速率也增大。因此，CO2浓度增加，在一定范围内能促进作物光合作用速率加快。
(2)光合作用光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP和Pi。当CO2浓度倍增时，光合作用的限制因素可能是光反应为暗反应提供的ATP和NADPH不足，或者暗反应中固定CO2的酶活性低(或数量不足)，从而影响CO2的固定；或者C3的还原酶活性低，导致C3还原速率慢，生成C5数量少，影响二氧化碳的固定，进而影响光合作用速率，也可能是有机物积累导致了光合速率不能倍增。
(3)丙组在CO2浓度倍增环境中培养了60d，测定前一周恢复为大气CO2浓度，但是其光合速率低于甲组(提供的是大气CO2浓度)，可能的原因是长期处于CO2浓度倍增环境使得作物固定CO2的酶活性下降或酶的含量降低，当恢复大气CO2浓度后，已降低的酶活性未能恢复，又失去了高浓度CO2的优势，因此会表现出比大气CO2浓度下更低的光合速率。
(4) 此观点不合理。首先，不能只从光合作用效率可能提高的角度来看待温室效应，大气 CO2浓度升高后造成温室效应，会导致大气温度升高、冰川融化、海平面上升等环境问题。其次，影响光合作用的因素不只是CO2浓度，还有光照强度、温度、水分和酶活性等其他因素。大气CO2浓度升高及温度升高，可能使某些酶的含量和活性降低；高温会引起蒸腾作用增强从而影响水分供应，还会引起细胞呼吸增强而消耗更多的有机物。因此温室效应不一定提高作物的产量。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、影响光合作用的环境因素：（1）温度对光合作用的影响 ：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（6）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
7．（2023高三上·龙岗月考） 血糖的平衡对于保证机体各组织和器官的能量供应具有重要意义。人体内存在由非糖物质转化为葡萄糖的糖异生途径，据报道科学家已发现G基因表达的G蛋白是一种催化肝脏细胞中前体物质合成为葡萄糖的糖异生酶。
（1）健康机体内能促使胰岛B细胞分泌胰岛素的物质有 （写出2点即可）；胰岛素分泌后经体液运输，作用于靶细胞膜上的 ，激活细胞内的信号通路，促进组织细胞摄取、利用、储存葡萄糖，从而使血糖水平降低。
（2）疟疾是疟原虫感染引发的传染病，可能诱发严重低血糖。疟原虫感染人体会导致红细胞破裂，释放血红素。研究者研究了血红素与肝脏细胞中G基因表达的关系，结果如下图。
由图可知，疟原虫感染人体后会导致 ，最终出现低血糖。据此推测，对于血糖浓度的影响，血红素与胰岛素二者的作用效果 （填“相反”或“相同”）。
（3）从进化与适应观看，疟疾引起的低血糖可能会削弱疟原虫的致病性和毒性。研究人员设计了两组实验，通过对比两组小鼠血浆中的血红素含量和疟原虫毒性基因转录量来验证该观点。对照组、实验组应选择的实验材料和实验操作分别是 、 （选填下表中字母）。
实验材料 实验操作
a．未感染疟原虫的野生型小鼠 b．感染疟原虫的野生型小鼠 c．未感染疟原虫的G基因敲除小鼠 d. 注射生理盐水 e. 注射葡萄糖溶液
【答案】（1）葡萄糖、神经递质、胰高血糖素（任选2个即可）；受体
（2）红细胞破裂，释放血红素，血红素抑制肝脏细胞中G基因表达，G蛋白合成减少，糖异生过程减弱；相同
（3）bd；be
【知识点】血糖平衡调节
【解析】【解答】（1） 血糖浓度升高能直接刺激胰岛B细胞使其合成并分泌胰岛素，因此促使胰岛B细胞分泌胰岛素的信号分子有葡萄糖；血糖浓度升高会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，因此促使胰岛B细胞分泌胰岛素的信号分子有神经递质；胰高血糖素分泌增加也能促进胰岛B细胞合成并分泌胰岛素，因此促使胰岛B细胞分泌胰岛素的信号分子有胰高血糖素。胰岛素分泌后经体液运输，作用于靶细胞膜上的相应受体。胰岛素具有加速组织细胞摄取、储存、利用，从而使血糖水平降低。
故填： 葡萄糖、神经递质、胰高血糖素（任选2个即可）、受体。
（2） 分析题意，疟原虫感染人体后会导致红细胞破裂，释放血红素，血红素抑制肝脏细胞中G基因表达，G蛋白合成减少，糖异生过程减弱，最终出现低血糖。G蛋白质能够升高血糖，而血红素抑制G基因表达，即血红素可以降低血糖浓度，故血红素与胰岛素者的作用协同，均可降低血糖浓度。
故填： 红细胞破裂，释放血红素，血红素抑制肝脏细胞中G基因表达，G蛋白合成减少，糖异生过程减弱、相同。
（3） 为证明降低血糖可对疟原虫进行抵抗，实验设计的原则是单一变量原则和对照原则，故选取感染疟原虫的野生型小鼠，一组注射等量生理盐水（对照组），一组注射葡萄糖（实验组），最终可以满足实验结果，故对照组、实验组应选择的实验材料和实验操作分别是bd、be 。
故填： bd、be 。
【分析】 体内血糖平衡调节过程如下：当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存，从而使血糖下降；当血糖下降时，血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放，同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升，并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动，使肾上腺素分泌增强，肾上腺素也能促进血糖上升。
8．（2024高二下·雷州开学考） 二化螟和褐飞虱在水稻植株上产卵繁殖，导致水稻减产。科研人员对这两种害虫之间的关系进行研究。回答下列问题：
（1）二化螟和褐飞虱同在水稻植株上寄生，可以分析两者所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，以确定它们 是否有重叠。二化螟与褐飞虱共同利用同样的有限 而产生相互排斥的现象。
（2）在害虫寄生情况不同的4组水稻植株上，放置二化螺，7天后分别测定各组水稻植株上放置的二化螟虫体重量，处理及结果如图所示。
实验结果表明，褐飞虱对新放置的二化螟的影响是 。
（3）稻赤眼蜂可将卵产在二化螟的虫卵内，赤眼蜂与二化螟的种间关系是 。
（4）为研究二化螺、褐飞虱、水稻及周围其他生物和所处的环境构成的生态系统。下表为农田生态系统中A、B、C三个种群构成的一条食物链中的能量流动情况（单位：106kJ/a）。
种群 同化总能量 用于生长、发育和繁殖 呼吸消耗 传给下一营养级 传给分解者 未被利用
A 727 69 470
B 36 9 4
C 246 100 13 1
表中组成的一个食物链为 ，A种群用于生长、发育和繁殖的能量为 kJ/a。能量从生产者到初级消费者的传递效率为 （保留两位小数）。
【答案】（1）生态位；资源和空间
（2）褐飞虱单独存在时有利于二化螟虫体生长，与二化螟共同寄生时可减弱二化螟种内竞争，利于二化螟虫体生长
（3）捕食
（4）A→C→B；7.85×108；16.27%
【知识点】种间关系；当地自然群落中若干种生物的生态位；生态系统的能量流动
【解析】【解答】（1）生态位是指一个物种在群落中的地位和作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况以及与其他物种的关系等。 二化螟和褐飞虱同在水稻植株上寄生，可以分析两者所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，以确定它们的生态位是否有重叠。二化螟与褐飞虱共同利用同样的有限资源和空间而产生相互排斥的现象。
故填：生态位、资源和空间。
（2） 由图可知，褐飞虱单独存在时（3组），二化螟虫体平均重量最大，所以褐飞虱单独存在时有利于新放置的二化螟虫体生长。4组和2组对比可知，褐飞虱与二化螟共同寄生时可减弱二化螟种内竞争，利于二化螟虫体生长。即实验结果表明，褐飞虱对新放置的二化螟的影响是褐飞虱单独存在时有利于二化螟虫体生长，与二化螟共同寄生时可减弱二化螟种内竞争，利于二化螟虫体生长
故填：褐飞虱单独存在时有利于二化螟虫体生长，与二化螟共同寄生时可减弱二化螟种内竞争，利于二化螟虫体生长。
（3） 捕食是指一种生物以另外一种为食的现象 。赤眼蜂可将卵产在二化螟的虫卵内，以二化螟的虫卵为食物，所以赤眼蜂与二化螟的种间关系是捕食。
故填：捕食。
（4）生态系统中能量流动的特点是：单向流动、逐级递减。由表格数值可知，A的同化量=呼吸散失的能量+被下一营养级同化的能量+分解者分解的能量+未被利用的能量=（727×106+69×106+47×106+传给下一营养级的能量），C的同化量为246×106，B的同化量为36×106，A的同化量最大，B的同化量最小，因此食物链为A→C→B。A种群用于生长、发育和繁殖的能量=被下一营养级同化的能量+分解者分解的能量+未被利用的能量=（69+470+246）×106=7.85×108KJ/a。能量从生产者到初级消费者的传递效率为第二营养级的同化量÷第一营养级的同化量=2.46×108÷（A种群用于生长、发育和繁殖的能量+呼吸散失的能量）=2.46×108÷（7.85×108+727×106）=16.27%。
故填：A→C→B、7.85×108、16.27%。
【分析】生态位：
（1）概念：一个物种在群落中的地位和作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况以及与其他物种的关系等。
（2）研究内容：①植物：在研究领域内的出现频率，种群密度、植株高度以及与其他物种的关系等。②动物：栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。
（3）特点：群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位。
（4）原因：群落中物种之间以及生物与环境间协同进化的结果。
（5）意义：有利于不同生物充分利用环境资源。
9．（2023高二上·蚌埠月考） 研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响的实验，结果见下图。
（1）生长素、细胞分裂素等都属于植物激素，它们是由植物体内产生，再被运输到作用部位，对生长发育有显著影响的 有机物。
（2）比较曲线1、2、3与4，可知 对侧芽的生长有抑制作用，其中起作用的主要激素是 ，这种顶芽优先生长侧芽受到抑制的现象称为 ，据此四条曲线分析，解除该现象的方法有 和 。
（3）比较曲线4 与5，可知赤霉素能明显促进 。
【答案】（1）微量
（2）顶芽；生长素；顶端优势；去除顶芽；在侧芽处涂抹细胞分裂素
（3）侧芽的生长
【知识点】生长素的产生、分布和运输情况；生长素的作用及其作用的两重性；其他植物激素的种类和作用；植物激素间的相互关系
【解析】【解答】（1）植物激素是由植物体的特定部位产生，再被运输到作用部位，对植物的生命活动有显著影响作用的微量有机物。
（2）比较1和4，实验变量为顶芽的有无，实验结果是去掉顶芽后的豌豆植株侧芽的平均长度长，说明顶芽对侧芽的生长有抑制作用。在2和4这组对照实验中，实验变量是去顶芽的切口是否涂抹生长素，实验结果是切口涂抹生长素后侧芽的生长受到抑制，进一步说明对侧芽生长起抑制作用的是生长素。在1和3这组对照实验中，实验结果是涂抹细胞分裂素后的豌豆植株侧芽的平均长度比不涂抹长，侧芽生长明显，说明细胞分裂素可以解除生长素对侧芽生长抑制的作用。植物表现出顶芽优先生长而受到抑制的现象称为顶端优势。对比1和4可知，去除顶芽可消除顶端优势，对比1和3可知，在侧芽处涂抹细胞分裂素，也可以消除顶端优势。
（3）比较曲线4与5，可知在这组对照实验中，实验变量是赤霉素的有无，因变量是侧芽的生长状况，其观测指标是侧芽的平均长度，结果是去顶芽切口涂抹赤霉素后侧芽生长的平均长度大于没有涂抹赤霉素的一组，由此说明赤霉素能明显促进侧芽的伸长。
【分析】（1）植物激素指的是在植物体内合成，从产生部位运输到作用部位，并且对植物体的生命活动产生显著调节作用的微量有机物。
（2）植物表现出顶芽优先生长而受到抑制的现象称为顶端优势。
10．（2023高二上·芜湖期末） 湿地被誉为“地球之肾”。位于芜湖市城东的大阳垾湿地公园是全市首个湿地公园，总面积87.3公顷，湿地面积48公顷，一期苗木多达300余种，珍稀鸟类上百种。这里水草葳蕤，水鸟翩翩，湿地风貌散发着独特的魅力。请回答下列问题：
（1）该湿地公园随处可见水鸟嬉戏，使人联想起“关关雎鸠，在河之洲。窈窕淑女，君子好逑”诗句。诗中“关关”属于生态系统中的信息，该信息在生态系统中的作用是 。
（2）研究人员对该湿地中某食物链（甲→乙→丙）的能量流动进行了研究（单位为×103J/hm2·a），结果如下表。丙摄入的能量中，用于生长发育繁殖的是 ×103J/hm2·a。丙的种群数量明显小于甲和乙，从能量流动的角度分析，原因是 。
甲 乙 丙
固定的能量 摄入量 同化量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸量
24500 105 75 71.5 8.44 5.5 4.38
（3）湿地具有抵抗外界干扰保持原状的能力，这种能力被称为生态系统的 能力。湿地具有较为丰富的鱼类资源，同时也具有涵养水源、净化水质的作用，这体现了生物多样性的 价值。人类对湿地的保护使野生动物种类增加，不仅丰富了物种多样性，同时也丰富了 多样性。
【答案】（1）有利于生物种群的繁衍
（2）1.12；能量单向流动，逐级递减，丙的营养级最高，获得的能量最少，种群数量少
（3）自我调节；直接和间接；遗传（或基因）
【知识点】生态系统中的信息传递；生态系统的能量流动；生物多样性的价值
【解析】【解答】（1） 关关雎鸠，在河之洲。窈窕淑女，君子好逑”的诗句中“关关”是雌雄二鸟相互应和的叫声，属于生态系统中的物理信息，该信息在生态系统中的作用是有利于生物种群的繁衍。
故填： 有利于生物种群的繁衍。
（2） 丙同化的能量一部分用于生长发育和繁殖，一部分被呼吸作用消耗，因此用于生长发育繁殖的是5.5×103-4.38×103=1.12×103J/hm2 a。从能量流动的角度来看，由于能量单向流动，逐级递减，丙的营养级最高，获得的能量最少，种群数量少，因此丙的种群数量明显小于甲和乙。
故填： 1.12、能量单向流动，逐级递减，丙的营养级最高，获得的能量最少，种群数量少。
（3）生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力， 湿地具有抵抗外界干扰保持原状的能力，这种能力被称为生态系统的自我调节能力。湿地具有较为丰富的鱼类资源，这体现了生物多样性的直接价值，湿地具有涵养水源、净化水质的作用，这体现了生物多样性的间接价值。生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。人类对湿地的保护使野生动物种类增加，不仅丰富了物种多样性，同时也丰富了遗传多样性。
故填： 自我调节、直接和间接、遗传（或基因） 。
【分析】生态系统的稳定性
1、概念：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力；
2、生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力。生态系统自我调节能力的。基础是负反馈。物种数目越多，营养结构越复杂，自我调节能力越大；
3、生态系统的稳定性具有相对性。当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时，便可能导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩溃；
4、生态系统的稳定性：包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。生态系统成分越单纯，结构越简单抵抗力稳定性越低，反之亦然。草原生态系统恢复力稳定性较强，草地破坏后能恢复，而森林恢复很困难。抵抗力稳定性强的生态系统，它的恢复力稳定就弱。
11．（2024高二上·期末）
（1）以下是人工养殖鱼塘各部分能量记录表。养殖的草鱼除饲料外还以轮叶黑藻和苦草为食。科研人员对该生态系统的能量流动情况进行分析，结果如表所示。（字母为能量值，单位是kJ/（cm2·a））
轮叶黑藻和苦草同化的能量 草鱼摄入食物中的能量 草鱼同化饲料中的能量 草鱼粪便中的能量 草鱼用于生长、发育和繁草鱼呼吸作用散失的能量殖的能量
a b c d e ？
①输入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和 。草鱼粪便中的能量是否全部属于轮叶黑藻和苦草流向分解者的部分： （填“是”或“否”）。据表分析，草鱼呼吸作用散失的能量是 kJ/（cm2·a）（用表中字母表示），从轮叶黑藻和苦草到草鱼的能量传递效率为 ×100%（用表中字母表示）。
②池塘养鱼，可采取鳙鱼、鲢鱼、草鱼、青鱼四大家鱼为主的多鱼种混养模式，这是利用了它们在池塘中占据不同 。鳙鱼和鲢鱼喜欢在上层水域活动，背鱼则喜欢在底层水域捕食，草鱼主要在中间水域活动，这体现了群落的 。
③在人工鱼塘中种植莲藕可以增加经济效益，但是种植过多会导致草鱼减产，请分析草鱼减产原因： 。
（2）科研人员采用去除取样法对一个封闭状态下的某哺乳动物种群进行数量调查，调查结果如下图所示，图中●所对应的数据为6次实际调查结果。回答下列问题：
①图示内容表示描述一个系统或它的性质的数学形式，称为 模型。
②结合图中信息，估算该动物种群的数量为 只。
③参照标志重捕法调查种群数量的要求，为使调查结果更接近真实值，去除取样法调查时需要提出合理的假定条件：在调查期间， （答出2点即可）。
【答案】（1）饲料中的化学能；否；b-d-e；（b-d-c）/a；生态位；垂直结构；由于莲藕的竞争，轮叶黑藻和苦草数量下降，草鱼的食物减少
（2）数学；102；①无出生和死亡个体；②无个体迁入和迁出；③每次捕捉时每只动物被捕捉的概率一样
【知识点】种群的数量变动及其原因；群落的结构；种间关系；当地自然群落中若干种生物的生态位；生态系统的能量流动
【解析】【解答】（1）①由图表可知，输入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和饲养中的化学能。由于还会有部分轮叶黑藻和苦草的残枝败叶直接被分解者分解，因此草鱼粪便中的能量并非全部属于轮叶黑藻和苦草流向分解者的部分。草鱼呼吸作用散失的能量=草鱼摄入食物中的能量-草鱼粪便中的能量-草鱼用于生长发育繁殖的能量=b-d-e kJ/（cm2·a）。相邻两个营养级之间的能量传递效率＝下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100％，所以轮叶黑藻和苦草到草鱼的能量传递效率为（b-d-c）/a ×100%。
②生态位指的是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。所以多鱼种混养模式是利用了它们在池塘中占据不同生态位。垂直结构是指群落在垂直方向上有明显的分层现象，对于植物来说，决定因素包括光照、温度等，对于动物来说，决定因素包括栖息空间和食物条件等，所以这体现了群落的垂直结构。
③由于草鱼是以轮叶黑藻和苦草为食物，所以在人工鱼塘中种植莲藕，会与轮叶黑藻和苦草形成竞争关系，使得轮叶黑藻和苦草的数量下降，草鱼的食物也因此减少，从而导致草鱼减产。
（2）①用于描述一个系统或它的性质的数学形式，称为数学模型。
②从图中可得，当单次捕获数降到0时，捕获的总积累数等于该种群的总个体数，即Y＝0时，求X，得X≈102，则估算该动物种群的数量为102只。
③为使调查种群数量更接近真实值，去除取样法调查时需要提出合理的假定条件：在调查期间，无出生和死亡个体；无个体迁入和迁出；每次捕捉时每只动物被捕捉的概率一样。
【分析】群落的结构分为水平结构和垂直结构。水平结构是指群落在水平方向上呈镶嵌分布，决定因素包括环境因素如地形变化、土壤湿度等，生物因素如生物自身生长特点的不同以及人与动物的影响等。垂直结构是指群落在垂直方向上有明显的分层现象，对于植物来说，决定因素包括光照、温度等，对于动物来说，决定因素包括栖息空间和食物条件等。 标志重捕法是指的是在一定范围内，对活动能力强，活动范围较大，不宜用样方法来调查种群密度的动物种群进行粗略估算的一种生物统计方法，它是根据自由活动的生物在一定区域内被调查与自然个体数的比例关系对自然个体总数进行数学推断。
12．（2023高三上·海安期末）人工合成的mRNA分子等通过脂质体包裹可制备mRNA疫苗。下图是mRNA疫苗进入树突状等细胞中表达，并引发相关的免疫反应的机制图，请回答：
（1）mRNA疫苗经过程① (方式)进入树突状细胞。MHCI类分子分布在 。
（2）活化细胞1的两个信号分别是 、 。
（3）细胞3参与的特异性免疫是 。与灭活病毒疫苗制备过程相比，mRNA疫苗不需要用到细胞工程中的 技术。
（4）科研人员研究了类脂聚合物(C1)包裹mRNA制备的C1mRNA疫苗在抗HBV(乙肝病毒)免疫治疗中的作用及机制，实验的主要步骤如下，请完成表格：
实验步骤的目的 实验步骤的要点
HBV复制小鼠模型 构建 给雄性小鼠尾部静脉快速注射8ugPAAV/HBV质粒，定期检测小鼠血清中HBV相关病理指标，以确定造模成功
标准mRNA的制备 利用体外转录反应体系合成mRNA，反应体系中需要添加模板DNA、原料① 、酶② ；反应结束后用DNA水解酶去除DNA模板
制备C1mRNA疫苗 将类酯聚合物C1与mRNA混合
生物学毒性检测 将HBV复制模型小鼠平均分为3组，皮下分别注射缓冲液(对照)、③ 、C1mRNA疫苗一段时间后检测小鼠的肝脏、肾脏，心脏等功能指标，发现无差异
④ 定期检测血清中的抗HBV抗体的量、HBVDNA以及小鼠的体重变化
【答案】（1）胞吞；内质网(内质网和细胞膜)
（2）抗原蛋白与其接触；细胞2(辅助性T细胞)表面的特定分子发生变化并与其结合
（3）细胞免疫；动物细胞培养
（4）4种核糖核苷酸；RNA聚合酶；C1；C1mRNA抗HBV治疗效果检测(免疫治疗效果检测)
【知识点】胞吞、胞吐的过程和意义；遗传信息的转录；细胞免疫；体液免疫
【解析】【解答】(1)人工合成的mRNA分子等通过脂质体包裹可制备mRNA疫苗属于大分子，以胞吞的形式进入树突状细胞。据图所知，MHCI类分子分布在内质网和细胞膜上。
(2)据图分析，一个信号是需要抗原蛋白与细胞1表面的受体结合，另一个信号是树突状细胞将抗原呈递给细胞2(辅助性T细胞)，细胞2(辅助性T细胞)表面的特定分子发生变化并与细胞1结合。
(3)据图分析，树突状细胞中的抗原蛋白被蛋白酶体分解成小分子的肽段，肽段与内质网膜上的MHCI类分子结合形成复合物，该复合物被树突状细胞呈递到细胞表面，并与细胞3(细胞毒性T细胞)结合，使细胞3活化，活化的细胞3使感染细胞裂解死亡，病毒暴露出来，该过程属于细胞免疫。人工合成的mRNA分子等通过脂质体包裹可制备mRNA疫苗，灭活疫苗是指先对病毒或细菌进行培养，然后用加热或化学试剂将其灭活。灭活病毒疫苗制备过程细胞培养，故与灭活病毒疫苗制备过程相比，mRNA疫苗不需要用到细胞工程中的动物细胞培养技术。
(4)利用体外转录反应体系合成mRNA，反应体系中需要添加模板DNA、以4种核糖核苷酸为原料，RNA聚合酶可以将单个的核糖核苷酸连接在一起。根据表格分析，对照组注射缓冲液，实验组注射C1mRNA疫苗，C1mRNA疫苗由类脂聚合物(C1)包裹mRNA制备的，为了排除类脂聚合物(C1)的影响，应注射C1。根据最后一步的实验步骤的要点：血清中的抗 HBV抗体的量、HBVDNA以及小鼠的体重变化，最后一步应该是看注射C1mRNA疫苗的疗效，故最后一步是C1mRNA抗HBV治疗效果检测。
【分析】1、大分子物质一般通过胞吞和胞吐的方式进行运输，它们均需要消耗能量，依赖于细胞膜的流动性。
2、体液免疫过程为：（1）感应阶段：除少数抗原可以直接刺激B细胞外，大多数抗原被吞噬细胞摄取和处理，并暴露出其抗原决定簇；吞噬细胞将抗原呈递给T细胞，再由T细胞产生淋巴因子作用于B细胞；（2）反应阶段：B细胞接受抗原刺激后，开始进行一系列的增殖、分化，形成记忆细胞和浆细胞；（3）效应阶段：浆细胞分泌抗体与相应的抗原特异性结合，发挥免疫效应。当相同的抗原再次进入机体，记忆细胞可以快速增殖分化成浆细胞，产生大量的抗体，称为二次免疫（再次免疫）。
3、细胞免疫过程为：（1）感应阶段：吞噬细胞摄取和处理抗原，并暴露出其抗原决定簇，然后将抗原呈递给T细胞；（2）反应阶段：T细胞接受抗原刺激后增殖、分化形成记忆细胞和效应T细胞，同时T细胞能合成并分泌淋巴因子，增强免疫功能。（3）效应阶段：效应T细胞发挥效应，激活靶细胞内的溶酶体酶使靶细胞裂解。
4、转录：以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，通过RNA聚合酶合成mRNA的过程。
（1）场所：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体。
（2）过程：解旋、原料与DNA碱基互补并通过氢键结合、RNA新链延伸、合成的mRNA从DNA链上释放、DNA双链恢复。
（3）原则：碱基互补配对原则。A-U，G-C，C-G，T-A。
13．（2023高一下·铜仁期末） 核移植是克隆动物的重要手段，核供体细胞的分化状态会影响体细胞核移植胚胎的发育效率，研究者利用克隆猪对其机制进行了研究。
（1）克隆猪的培育过程如图1，重构细胞经 分裂(卵裂期)发育至囊胚，可移植到丙猪子宫中。克隆猪的诞生说明体细胞的细胞核具有 ，图1克隆猪的表型不完全与甲猪一致，原因是 。
（2）猪骨髓间充质干细胞属于多能干细胞，猪胎儿成纤维细胞则是高度分化的体细胞。研究者比较了两细胞内RNAm6修饰(即RNA某位点的甲基化，可提高mRNA结构稳定性)水平，以及细胞作为核供体时重构胚的发育效率，结果如下表。
核供体细胞 骨髓间充质干细胞 胎儿成纤维细胞
供体细胞内RNA m6修饰水平 1.0 0.7
重构胚的 发育效率 发育至卵裂期的重构胚占比 71.2% 55.3%
发育至囊胚期的重构胚占比 26.3% 15.9%
结果表明核供体细胞的分化程度越高， 。
（3）M基因编码的甲基转移酶催化RNA的m6A修饰。比较骨髓间充质干细胞和胎儿成纤维细胞的M基因上游序列的甲基化水平，结果如图2。
基因上游序列存在 酶的结合位点，该酶可催化基因的转录。据图2可知成纤维细胞M基因上游序列的甲基化程度 骨髓间充质干细胞。
欲设计实验验证M基因上游序列的甲基化程度是导致不同供体细胞RNA m6A修饰水平差异的原因。思路如下：
实验组用DNA甲基化抑制剂处理骨髓间充质干细胞，对照组不处理；检测两组的M基因上游序列甲基化水平。
请修正实验方案： 。
（4）进一步研究表明，RNAm6A修饰水平高的供体细胞核移植胚胎中DNA损伤位点较少。综合上述研究，推测猪胎儿成纤维细胞核移植胚胎发育能力较低的原因，梳理成下图。
。
【答案】（1）有丝；全能性；克隆猪的线粒体基因来自乙猪，表型也要受环境的影响
（2）RNA m6A修饰水平和重构胚的发育效率越低
（3）RNA聚合；高于；应选择猪胎儿成纤维细胞作的实验材料，还应检测RNAm6A修饰水平
（4）高；甲基转移酶(M基因)；降低；(位点)增多
【知识点】动物细胞核移植技术；遗传信息的转录；表观遗传
【解析】【解答】 （1）克隆猪的培育过程如图1，重构细胞经过有丝分裂，发育至囊胚，可移植到丙猪子宫中。克隆猪的诞生说明体细胞的细胞核具有全能性。克隆猪的线粒体基因来自乙猪，表型也要受环境的影响，因此图1克隆猪的表型不完全与甲猪一致。
故填：有丝、全能性、克隆猪的线粒体基因来自乙猪，表型也要受环境的影响。
（2）由表格内容可知，核供体细胞的分化程度越高，RNA m6A修饰水平和重构胚的发育效率越低。
故填：RNA、m6A修饰水平和重构胚的发育效率越低。
（3）转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，基因上游序列存在RNA聚合酶的结合位点，RNA聚合酶可催化基因的转录。图2中黑色代表甲基化位点，可知成纤维细胞M基因上游序列的甲基化程度高于骨髓间充质干细胞。
要验证M基因上游序列的甲基化程度是导致不同供体细胞RNA m6A修饰水平差异的原因，应选择猪胎儿成纤维细胞作为实验材料，还应检测RNAm6A修饰水平。
故填：RNA聚合、高于、应选择猪胎儿成纤维细胞作为实验材料，还应检测RNAm6A修饰水平。
（4）部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。成纤维细胞M基因上游序列甲基化水平高，阻碍甲基转移酶基因表达，从而导致RNAm6A修饰水平降低；RNAm6A修饰水平高的供体细胞核移植胚胎中DNA损伤位点较少，核移植胚胎的DNA损伤较大，从而导致核移植胚胎发育能量较低。
故填：高、甲基转移酶（M基因）、降低、（位点）增多。
【分析】表观遗传的相关知识：
1、概念：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
2、特点：①可遗传：基因表达和表型可以遗传给后代。②不变性：基因的碱基序列保持不变。③可逆性：DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA可能发生去甲基化。
3、理解表观遗传应注意的三个问题：①表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。②表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。③表观遗传一般是影响到基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。
4、机制：DNA的甲基化；组蛋白的甲基化和乙酰化等。
5、实例：a.柳穿鱼花形的遗传；b.某种小鼠毛色的遗传；c.蜂王和工蜂。
14．（2024高三下·月考） 广西是砂糖橘的主要产地，为提高水果品质，研究者通过嫁接来改造砂糖橘。嫁接时，以砂糖橘的枝、芽为接穗，以其他植物茎段为砧木，基本操作如下图所示。现用宜昌橙、枳壳、砂糖橘、香橙和粗柠檬等植物分别做砧木进行实验，探究不同砧木对砂糖橘的光合作用指标和含糖量的影响，进而筛选出砂糖橘栽培的最适砧木，数据如表所示。请回答：
砧木类型 检测指标 宜昌橙 枳壳 粗柠檬 香橙 砂糖橘
总叶绿素含量（mg·g-1） 0.85 1.40 1.34 1.25 0.98
气孔导度（mmol·mol-1） 51 53 50 73 69
胞间CO2浓度（μmol：m-2·s-1） 260 195 205 208 272
净光合作用速率（μmol：m-2·s-1） 4.1 6.0 65 7.5 4.7
可溶性总糖含量（%） 2.1 3.4 3.6 3.8 3.7
注：各组之间细胞呼吸强度基本相同。
（1）提取叶绿素时需加入 以防止研磨时叶绿素被破坏，叶绿素溶液主要吸收 光。
（2）该实验的自变量是 ，设置以砂糖橘为砧木的这一组目的是 。
（3）根据表格数据，砂糖橘生长的最适砧木是 ，请叙述判断依据： 。
（4）与以香橙为砧木相比，以宜昌橙为砧木的砂糖橘的气孔导度较小，但胞间CO2浓度较大，请解释胞间CO2浓度较大的原因： 。
【答案】（1）碳酸钙；红光和蓝紫
（2）砧木类型；设置对照（空白对照）
（3）香橙；净光合作用速率和可溶性总糖含量均最高
（4）以宜昌橙为砧木的砂糖橘净光合速率低，CO2吸收利用得少，故胞间CO2积累得多
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)研磨提取叶绿素时，为了防止叶绿素被破坏，需要加入碳酸钙。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。
(2)本实验的目的是探究不同砧木对砂糖橘的光合作用指标和含糖量的影响，因此该实验的自变量是砧木类型，设置以砂糖橘为砧木的目的是作为空白对照，与其他砧木作对照。
(3)如果各砧木上砂糖橘的呼吸作用强度相同，对比表中数据可知，香橙作为砧木的砂糖橘净光合作用速率和可溶性总糖含量均最高，可作为砂糖橘生长的最适砧木。
(4)与以香橙为砧木相比，以宜昌橙为砧木的砂糖橘的气孔导度较小，但胞间CO2浓度较大，对比表中数据可知，以宜昌橙为砧木的砂糖橘净光合速率低，CO2吸收利用得少，故胞间CO2积累得多。
【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素(黄色）、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
2、真正光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率。
3、影响光合作用的环境因素：（1）温度对光合作用的影响 ：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
15．（2024高三上·宝应期末） 某二倍体植物（2n=22）的性别决定方式是XY型，其花粉具有颗粒粗细及稀疏程度（B基因控制粗而稀疏，b基因控制细而密，下同）、萌发孔的直径大（D）与直径小（d）、萌发孔中内容物外凸（E）与不凸（e）、萌发孔膜清晰（A）与不清晰（a）等相对性状。为确定上述4对等位基因的位置，研究人员待某雄株（基因型为AaBbDdEe）成熟开花后，取其中的10粒花粉进行表型的统计，其结果如表所示。已知该植物花粉所有染色体均正常且活力相当，不存在致死现象且没有发生基因突变。
相对 性状 颗粒粗细及稀疏程度（B/b） 萌发孔直径（D/d） 萌发孔内容物（E/e） 萌发孔膜是否清晰（A/a）
粗而稀疏 细而密 大 小 外凸 不凸 是 否
单 个 花 粉 粒 编 号 1 +
+
+ +
2 +
+ +
+
3 +
+ +
+
4 +
+ +
+
5 +
+ +
+
6
+ +
+
+
7
+ +
+ +
8
+ +
+
+
9
+ +
+ +
10
+ +
+
+
注：“+”表示具有该表现型，空白无该表现型
（1）表中控制花粉顺粒粗细程度的基因（B/b）和控制花粉萌发孔直径大小（D/d）的基因位于位于 （填“一对”或“两对”）同源染色体上，依据是 。
（2）据表推测， （填“能”或“不能”）排除控制花粉萌发孔中内容物是否外凸的基因位于X、Y染色体同源区段上。
（3）已知在减数分裂过程中，同源染色体非姐妹染色单体可发生互换而产生比例较少的重组型配子。据表分析，若该雄株与具有相同基因型的雌株杂交，结果发现子代中ddee的个体占1/50，则子代中花粉萌发孔直径大（D）且孔中，内容物不凸（e）的纯合个体，理论上占 。
（4）研究人员又取该雄株的一个精原细胞（花粉母细胞）置于含放射性同位素32P的培养液中使其进行一次有丝分裂，再将其转移至普通培养液中激发其进行减数分裂，获得8个精细胞（花粉粒），这8个精细胞中不含放射性同位素32P标记的细胞数目（仅考虑表中的染色体）不可能是 （从“0、2、4、6”中选择）个。
（5）研究人员以上述10个花粉的DNA为模板进行PCR后，检测每个花粉粒的相关基因，结果发现编号为2、4、6、8、10的花粉中存在某特殊DNA片段（设为F），而其他花粉粒没有，据此推测F位于 染色体上，如何从该植物群体中选择材料，利用PCR技术进行实验证明你的推断？请完善下面的填空：
①应选择 植株的配子；
②利用F的引物进行PCR扩增；
③预期结果及结论： 。
【答案】（1）一对；花粉粒中颗粒粗而稀疏且萌发孔直径小：颗粒细而密且萌发孔直径大=1：1
（2）不能
（3）3/25
（4）6
（5）X或Y；雌性；若雌配子中扩增并检测出F片段，则说明F位于X染色体上；若雌配子中没有扩增和检测出F片段，则说明F位于Y染色体上
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化；基因的分离规律的实质及应用；PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】（1） 待某雄株（基因型为AaBbDdEe）成熟开花后，取其中的10粒花粉进行表型的统计， 花粉粒中颗粒粗而稀疏且萌发孔直径小：颗粒细而密且萌发孔直径大=1：1 ，因此控制花粉颗粒粗细程度的基因（B/b）和控制花粉萌发孔直径大小（D/d）的基因位于一对同源染色体上。
故填： 一对 、花粉粒中颗粒粗而稀疏且萌发孔直径小：颗粒细而密且萌发孔直径大=1：1。
（2） 据表推测，不能排除控制花粉萌发孔中内容物是否外凸的基因位于X、Y染色体同源区段上，其原因是位于X、Y染色体同源区段上与位于常染色体上的等位基因，在形成配子时均遵循分离定律，无法区分两者。
故填： 不能 。
（3） 由表格内容可知， 基因型为AaBbDdEe的雄株关于萌发孔直径（D/d）、 萌发孔内容物（E/e）的种类及比例为dE：de：DE： De=4：1：1：4， 由于dE、De的比例较高，则其中dE在一条染色体上，De在另一条染色体上， 若该雄株与具有相同基因型的雌株杂交，结果发现子代中ddee的个体占1/50=1/10 ×1/5，故雌株个体产生de的配子的比例为1/5，即雌株的种类及比例为dE：de：DE： De=3：2：2：3， 则子代中花粉萌发孔直径大（D）且孔中，内容物不凸（e）的纯合个体（DDee），理论上占4/10×3/10=3/25。
故填： 3/25 。
（4）仅考虑表中的染色体，则等位基因B/b 、D/d 和 E/e 在一对染色体上，基因A/a在另一对染色体上，即题表中只含2对同源染色体。 取该雄株的一个精原细胞置于含放射性同位素32P的培养液中使其进行一次有丝分裂，得到2个精原细胞，每个细胞中的染色体DNA分子均有1条链带有32P标记，再将这两个精原细胞转移至普通培养液中进行减数分裂，经过减数第一次分裂得到的4个次级精母细胞每条染色体均有1条染色单体被标记，仅考虑这2对染色体，则这2条染色体都含有放射性标记。经减数第二次分裂后，姐妹染色单体分开，带标记和不带标记的染色单体随机组合，导致8个精细胞中含有放射性标记的细胞数目可能为4、5、6、7、8个，不含放射性同位素32P标记的细胞数目为0、1、2、3、4个，因此这8个精细胞中不含放射性同位素32P标记的细胞数目不可能是6 。
故填：6 。
（5） 取10粒花粉的DNA为模板进行PCR后，检测每个花粉粒的相关基因，编号为2、4、6、8、10的花粉中存在某特殊DNA片段（设为F），而其他花粉粒没有，据此推测F位于X或Y染色体上。由于雌性植株只有X染色体，雄性植株既有X也有Y染色体，若选用雄株的花粉通过PCR技术无法确定F位于X染色体还是Y染色体，故应该选择雌楂株的配子进行实验。 利用F的引物进行PCR扩增，若雌配子中扩增并检测出F片段，则说明F位于X染色体上；若雌配子中没有扩增和检测出F片段，则说明F位于Y染色体上。
故填： X或Y 、雌性 、若雌配子中扩增并检测出F片段，则说明F位于X染色体上；若雌配子中没有扩增和检测出F片段，则说明F位于Y染色体上 。
【分析】 1、 基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
2、减数分裂过程：
（1）减数第一次分裂前的间期：染色体的复制。
（2）减数第一次分裂：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。
（3）减数第二次分裂：①前期：染色体散乱的排布与细胞内；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
16．（2023高三上·海安期末）红景天中的HMA3基因能编码Cd转运蛋白，科研人员将红景天中的HMA3基因转入栾树，以实现栾树的定向改良，使其增强对Cd的富集能力，从而更有效治理Cd污染。实验的主要流程如下，其中Hygr为潮霉素抗性基因，Kanr为卡拉霉素抗性基因，请回答：
（1）重组质粒的构建、扩增、保存
①从红景天细胞中提取总RNA为模板，进行RTPCR。其中PCR的反应条件：98℃10s，55℃30s，72℃1min，35个循环，其中55℃30s过程称为 。若模板双链cDNA的数量为a个，经过35个循环需要消耗引物的数量是 。
②为构建Cd转运蛋白与绿色荧光蛋白（GFP）的融合蛋白，需确保目的基因与质粒正确连接。构建重组质粒时用 酶切PCR纯化产物（已添加相应酶切位点）及Ti质粒，然后通过DNA连接酶进行连接制备重组质粒，并依次转入大肠杆菌和农杆菌。
（2）栾树愈伤组织的诱导
切割无菌苗将其茎段插入愈伤组织培养基，培养基应添加 （填植物激素的名称），放入培养箱，经过21d的黑暗诱导，茎段经 形成愈伤组织。
（3）农杆菌介导转化体系的建立
将农杆菌单克隆菌株对栾树愈伤组织进行侵染转化，并用添加 的培养基筛选出转化成功的愈伤组织，将愈伤组织继续培养成完整植株。待幼苗长出较为发达的根系后进行移栽炼苗，炼苗的目的是 。
（4）原生质体制备及目的基因的检测和鉴定
①取4g筛选后愈伤组织，用镊子轻轻捣碎，冲洗。用滤网过滤溶液，将愈伤组织转移至含 的酶解液中处理一段时间获得原生质体。
②在激光共聚焦下观测到细胞膜发出绿色荧光。在本研究中选择GFP与Cd转运蛋白构建融合蛋白的目的是 。若要从个体生物学水平上进行目的基因的检测与鉴定，则可以检测比较转基因栾树与野生型栾树 。
【答案】（1）复性；2a（235-1）；BglⅡ和SpeⅠ
（2）细胞分裂素和生长素（等）；脱分化
（3）潮霉素；让其适应野外环境
（4）纤维素酶和果胶酶；通过观察绿色荧光来确定Cd转运蛋白是否表达以及分布场所；Cd的富集能力
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；组织培养基的成分及作用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】(1) ①55℃30 s过程称为退火(复性)处理的目的是使引物与模板DNA单链的互补序列结合，模板双链cDNA的数量为a个，则经过35个循环DNA分子共有23个，但是模板cDNA不需要引物，所以需要引物的个数为2a(235-1)个。
②限制酶不能破坏了质粒的启动子、终止子及抗性基因，同时为了确保目的基因与质粒正确连接，所以可以用Bglll和Spel对目的基 因与质粒进行酶切。
(2)栾树愈伤组织的诱导过程所需培养基需要加入一定比例的生长素与细胞分裂素，脱分化是指在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞经脱分化形成愈伤组织的过程。
(3)由于BglⅡ已经将卡拉霉素抗性基因破坏，所以只能用潮霉素进行筛选转化成功的愈伤组织。为了让幼苗能适应野外环境，需要将幼苗长出较为发达的根系后进行移栽炼苗。
(4)①植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以可以用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织获得原生质体。
②通过观察绿色荧光来确定Cà转运蛋白是否表达以及分布场所，所以本研究中选择GFP与Cd转运蛋白构建融合蛋白。可以检测比较转基因栾树与野生型栾树Cd的富集能力，这是个体生物学水平上进行目的基因的检测与鉴定。
【分析】1、PCR技术
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
（2）原理：DNA复制。
（3）前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)。
（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。
2、基因表达载体的构建：（1）过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。（2）目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。（3）基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。①启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；②终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；③标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
3、在离体的植物器言、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，需要的条件：①消毒灭菌；②一定浓度的植物激素；③适宜的温度； ④充足的养料。植物组织培养中植物激素使用：植物组织培养中关键性激素是生长素和细胞分裂素；同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。
17．（2023高三上·高邮月考）家畜胚胎的性别鉴定技术对畜牧业的发展具有重要意义。巢式PCR扩增反应在两次PCR反应中使用两组不同引物，先使用外引物对目标区域DNA片段进行第一次PCR扩增，产生中间产物，然后使用内引物对中间产物进行第二次PCR扩增，产生目标产物。下图是巢式PCR工作原理示意图，请回答：
（1）巢式PCR反应体系中需要加入模板、 、 、引物、Mg2+、缓冲液等。
（2）巢式PCR时若用外引物扩增产生了错误片段，再用内引物扩增在错误片段上进行引物配对并扩增的概率 ，因此，相比于常规PCR获得的产物而言，巢式PCR获得的产物特异性 。
（3）巢式PCR通常在一个试管中进行第一阶段反应，然后将中间产物等转移到第二试管中进行第二阶段反应，不在同一试管完成的主要原因是 。
（4）科研人员利用多重巢式PCR技术同时扩增Y染色体上雄性决定基因(SRY)和常染色体上的酪蛋白基因(CSN1S1)，进行早期胚胎的性别鉴定，并将鉴定后的胚胎进行移植。下表是主要实验步骤，请完成下表：
实验目的 方法步骤要点
胚胎样品DNA提取 选取囊胚的① 细胞提取DNA
PCR引物的设计和合成 根据牛的SRY和CSN1S1基因序列设计合成② 对引物
PCR过程 预变性→变性→③ →延伸
观察扩增结果 电泳分析
受体牛④ 处理 对受体牛注射前列腺素
胚胎移植 将筛选出的胚胎移植到受体牛的子宫内
（5）电泳结果如图所示，1~5号为取自不同胚胎的DNA样品进行巢式PCR的产物。A和B条带中代表SRY的是 。可以确定1~5号中的3和5号胚胎为 性。
（6）牛胚胎性别的鉴定除了可以利用PCR外，下列方法也可行的有 。
①染色体核型分析法
②核酸探针杂交法
③差速离心法
④H-Y抗血清免疫学法(H-Y抗原编码基因位于Y染色体上)
【答案】（1）dNTP(4种脱氧核苷酸)；Taq酶(热稳定DNA聚合酶)
（2）低；强
（3）防止内引物在第一阶段PCR中发挥作用，无法实现巢式PCR高精确扩增的目的
（4）滋养层；4；复性(退火)；同期发情
（5）B；雄
（6）①②④
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】（1）PCR(聚合酶链式反应)反应包括三个基本步骤，即：模板DNA的变性、模板DNA与引物的退火复性、引物的延伸，PCR反应体系包括5种基本成分，依次为：引物、Taq酶(热稳定DNA聚合酶)、dNTP(4种脱氧核苷酸)、模板DNA、Mg2+。
（2）巢式PCR通过两轮PCR反应，使用两套引物扩增特异性的DNA片段，第二对引物的功能是特异性的扩增位于首轮PCR产物内的一段DNA片段。第一轮扩增中，外引物用以产生扩增产物，此产物在内引物的存在下进行第二轮扩增，从而提高反应的特异性，获得的产物特异性更强。利用内引物扩增在错误片段上进行引物配对并扩增的概率降低。
（3）巢式PCR两次扩增不在同一试管进行可防止内引物在第一阶段PCR中发挥作用，无法实现巢式PCR高精确扩增的目的。
（4）对胚胎进行性别鉴定时，宜取囊胚期的滋养层细胞进行鉴定。本实验用巢式PCR技术，用的是两轮PCR，因此扩增一种基因片段需要设计2对引物；而扩增2种基因片段则需要设计4对引物。PCR过程一般是预变性→变性→退火→延伸。在胚胎移植前需要对受体牛进行同期发情处理，便于移植。
（5）题中利用多重巢式PCR技术同时扩增Y染色体上雄性决定基因(SRY)和常染色体上的酪蛋白基因(CSNISI)进行电泳，雌性个体没有SRY，只有一条带，雄性有两条带，因此1，2，4是雌性，3，5是雄性，雌性和雄性共有的是常染色体上的酪蛋白基因(CSNIS1)，因此A是CSNIS1，B是SRY。
（6）①染色体核型分析法，XY染色体形态不同，因此可以进行性别鉴定；
②核酸探针杂交法，Y染色体上雄性决定基因(SRY)制成探针可以鉴定性别；
③差速离心法是分离各种细胞器的方法，不能性别鉴定；
④H-Y抗血清免疫学法(H-Y抗原编码基因位于Y染色体上)，也可以性别鉴定。
故可行的是①②④。
【分析】PCR扩增过程： （1）变性：当温度上升到90℃以上时。双链DNA解聚为单链。 （2）复性：当温度下降到50℃左右时。两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 （3）延伸：72℃左右时，耐高温的DNA聚合酶活性高，可使DNA新链由5'端向3'端延伸。
18．（2023高三上·龙岗月考） 科研人员对绿色植物光暗转换中的适应机制开展下列研究。
（1）科研人员测定绿色植物由暗到亮过程中，CO2，吸收速率的变化，结果如下图1。
①结果显示，未开始光照时，CO2吸收速率低于0，这是由于植物细胞进行 释放CO2的结果。0.5min后，CO2吸收速率才迅速升高，说明此时光合作用 反应过程的反应才被激活。
②光照后，绿色植物光合作用中的能量变化为：光能→ 。
（2）科研人员进一步检测了上述时间段中光反应相对速率和热能散失比例（是指叶绿体中，以热能形式散失的能量占光反应捕获光能的比例），结果如图2。
①图2中两条曲线变化趋势的差异为： ；0.5～2min之间，与之前的变化相反。
②结合图1及光合作用过程推测，0～0.5min之间，光反应速率变化的原因是 。
（3）请从物质与能量、结构与功能的角度分析，0～2min之间，图2中热能散失比例变化的生物学意义： 。
【答案】（1）细胞呼吸或有氧呼吸；暗；NADPH和ATP中的化学能 → 糖类等有机物中的化学能
（2）0~0.5 min之间，光反应速率下降，热能散失比例上升；暗反应未被激活，光反应产生的NADPH和ATP积累导致光反应被抑制
（3）0~0.5 min（暗反应未启动时），吸收的光能未被利用，以热能形式散失，可保护光合色素、相关蛋白和叶绿体结构等免受（光）损伤；0.5~2 min（暗反应启动后），以热能形式散失比例减少，吸收的光能可有效转化为化学能
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）①未开始光照时，植物进行细胞呼吸释放CO2，因此CO2吸收速率低于0。植物的光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，CO2在光合作用暗反应阶段包括CO2的固定，0.5min后，CO2吸收速率才迅速升高，说明此时光合作用的暗反应被激活。
②光照后，绿色植物光合作用中的能量变化为：光能→NADPH和ATP中的化学能（光反应过程）→有机物中的化学能（暗反应过程）；
故填：细胞呼吸或有氧呼吸 、 暗、NADPH和ATP中的化学能→糖类等有机物中的化学能 。
（2）①由图2可知，在0-0.5min之间时，光反应速率下降，热能散失比例上升。
②在光合作用过程中，光反应与暗反应相互依存，光反应为暗反应提供NADPH和ATP，在0-0.5min之间，暗反应未被激活，光反应产生的NADPH和ATP积累导致光反应被抑制，因此光反应速率下降。
故填：0-0.5min之间，光反应速率下降，热能散失比例上升、暗反应未被激活，光反应产生的NADPH和ATP积累导致光反应被抑制。
（3）在0-0.5min之间时，光反应速率下降，热能散失比例上升，可保护光合色素、相关蛋白和叶绿体结构等免受光损伤；0.5-2min（暗反应启动后），以热能形式散失比例减少，吸收的光能可有效转化为化学能。
故填：0~0.5 min（暗反应未启动时），吸收的光能未被利用，以热能形式散失，可保护光合色素、相关蛋白和叶绿体结构等免受（光）损伤；0.5~2 min（暗反应启动后），以热能形式散失比例减少，吸收的光能可有效转化为化学能 。
【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：
1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。
2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。
19．（2023高三上·福田月考）为研究杨树对干旱的耐受性，某生物小组进行了干旱胁迫对杨树净光合速率影响的实验， 结果如图1，回答下列问题：
（1）植物在响应干旱胁迫的过程中， （填主要相关植物激素）的含量会增加以促进气孔关闭。植物生长发育的调控，是由激素调节、基因表达调控和 调节共同完成的。
（2）研究人员进一步研究干旱胁迫对光合产物分配的影响：将长势一致的杨树幼苗平均分成对照组、干旱处理、干旱后恢复供水三组，只给予成熟叶14CO2，检测成熟叶14CO2光合产物滞留量；一段时间后，检测光合产物在细根、幼叶和茎尖部位的分配情况（如图2）。
①由图2可知，干旱胁迫会导致成熟叶光合产物的输出量 ，与干旱处理时相比，干旱后恢复供水，促进生长效果更显著的是 （填“细根”或“幼叶和茎尖”），判断依据是 。
②大多数植物在干旱条件下，气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合，称为“气孔振荡”，“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应，有利于植物生理活动的正常进行。这种适应性反应的优势体现在：植物面临干旱条件时， 。
【答案】（1）脱落酸；环境因素
（2）减少；幼叶和茎尖；干旱处理恢复供水后，幼叶和茎尖获得的光合产物的相对增量更大；既能降低蒸腾作用强度﹐又能保障CO2供应，使光合作用正常进行
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】（1）当植物缺水时，脱落酸增多抑制植物生长，促进气孔关闭。所以植物在响应干旱胁迫的过程中，脱落酸的含量会增加。植物生长发育的调控，是由激素调节、基
