2025年陕西、山西、青海、宁夏高考真题 生物试卷
1．（2025·陕晋青宁）佝偻病伴发的手足抽搐症状与人体内某种元素缺乏有关。该元素还可以（ ）
A．参与构成叶绿素 B．用于诱导原生质体融合
C．辅助血红蛋白携氧 D．参与构成甲状腺激素
2．（2025·陕晋青宁）某樱桃品种由北方引种到南方后，栽培于平地和同一地区高山的相比，花芽小且产量较低。研究人员分析了花芽的激素含量，结果如下表。下列叙述错误的是（ ）
栽培地点 海拔（m） 年均温度（℃） 激素含量（ng·g-1） 每100个花芽的质量（g）
细胞分裂素 赤霉素 脱落酸 生长素
平地 10 18.7 17.2 4.1 102.8 43.1 6.6
高山 1058 13.4 20.9 4.9 95.9 41.9 7.3
A．樱桃花芽的发育受多种植物激素的共同调控
B．平地和高山的樱桃花芽激素含量受温度影响
C．樱桃花芽发育中赤霉素和脱落酸的作用相反
D．生长素与细胞分裂素比值高有利于花芽膨大
3．（2025·陕晋青宁）我国是世界上最大的柠檬酸生产国。利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸，流程如下图。下列叙述错误的是（ ）
A．淀粉水解糖为发酵提供碳源和能源
B．扩大培养可提供足量的黑曲霉菌种
C．培养基、发酵罐和空气的灭菌方法相同
D．通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬酸积累
4．（2025·陕晋青宁）细胞衰老表现为细胞形态、结构和功能的改变。下列叙述错误的是（ ）
A．细胞持续分裂过程中端粒缩短可引起细胞衰老
B．皮肤生发层新形成细胞替代衰老细胞过程中有新蛋白合成
C．哺乳动物成熟红细胞的程序性死亡会导致机体的衰老
D．衰老小肠上皮细胞的膜通透性改变，物质吸收效率降低
5．（2025·陕晋青宁）对下列关于中学生物学实验的描述错误的是（ ）
①探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
②观察植物细胞的质壁分离现象
③探究培养液中酵母菌种群数量的变化
④观察植物细胞的有丝分裂
⑤观察叶绿体和细胞质的流动
⑥DNA的粗提取与鉴定
A．①⑥通过观察颜色判断实验结果
B．③⑥均须进行离心操作
C．②④均可使用洋葱作为实验材料
D．②⑤实验过程均须保持细胞活性
6．（2025·陕晋青宁）临床上常用能量合剂给患者提供能量，改善细胞功能，提高治疗效果。某能量合剂的配方如下表，其中辅酶A参与糖和脂肪等有机物的氧化分解。下列叙述错误的是（ ）
成分 ATP 辅酶A 10%KCl 5%NaHCO3
用量 60mg 100U 10mL 50mL
用法 溶于500mL5%葡萄糖溶液后，静脉滴注
A．K+经协助扩散内流以维持神经细胞静息电位
B．补充辅酶A可增强细胞呼吸促进ATP生成
C．/H2CO3在维持血浆pH稳定中起重要作用
D．合剂中的无机盐离子参与细胞外液渗透压的维持
7．（2025·陕晋青宁）科研人员通过对绵羊受精卵进行基因编辑和胚胎移植等操作，获得了羊毛长度显著长于对照组的优良品系。下列叙述错误的是（ ）
A．为获取足够的卵子，需对供体绵羊注射促性腺激素进行超数排卵处理
B．为确保受体绵羊与供体绵羊生理状态一致，需进行同期发情处理
C．受精卵发育至桑葚胚阶段，细胞数量和胚胎总体积均增加
D．对照组绵羊的选择需考虑年龄、性别等无关变量的影响
8．（2025·陕晋青宁）丙酮酸是糖代谢过程的重要中间物质。丙酮酸转运蛋白（MPC）运输丙酮酸通过线粒体内膜的过程如下图。下列叙述错误的是（ ）
A．MPC功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加
B．丙酮酸根、H+共同与MPC结合使后者构象改变
C．线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率
D．线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高
9．（2025·陕晋青宁）专食性绢蝶幼虫以半荷包紫堇叶片为食，成体绢蝶偏好在绿叶型半荷包紫堇植株附近产卵。生长于某冰川地域的半荷包紫堇因bHLH35基因突变使叶片呈现类似岩石的灰色，不易被成体绢蝶识别。冰川消融导致裸露岩石增多、分布范围扩大，则该地区（ ）
A．半荷包紫堇突变的bHLH35基因频率会逐渐增加
B．半荷包紫堇bHLH35基因突变会引起绢蝶的变异
C．灰叶型半荷包紫堇的出现标志着新物种的形成
D．冰川消融导致绢蝶受到的选择压力减小
10．（2025·陕晋青宁）金刚鹦鹉的羽毛色彩缤纷。研究发现乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变。同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，该现象最不可能源于（ ）
A．乙醛脱氢酶基因序列的差异
B．编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异
C．乙醛脱氢酶活性的差异
D．鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异
11．（2025·陕晋青宁）入侵物种线虫甲和本土物种线虫乙常引起松树成片死亡。为探究两者的竞争关系，在相同实验条件下对甲和乙混合培养，部分结果如下表。下列叙述错误的是（ ）
组别 甲初始数量（条） 乙初始数量（条） 存活物种
1 9♂+9♀ 10♂+10♀ 甲
2 6♂+6♀ 10♂+10♀ 甲
3 4♂+4♀ 10♂+10♀ 甲
4 3♂+3♀ 10♂+10♀ 乙
A．相同条件下甲单独培养时的K值比混合培养时大
B．实验中仅存活一种线虫的原因是两者生态位相似
C．设置相同雌雄比是为排除性比对实验结果的干扰
D．结果表明野外释放乙是生物防治甲入侵的有效措施
12．（2025·陕晋青宁）我国自主研发的某单克隆抗体药物能够与特异性细胞因子受体结合，用于治疗季节性过敏性鼻炎，部分过程示意图如下。下列叙述错误的是（ ）
A．抗原呈递细胞和辅助性T细胞都能摄取、加工处理和呈递抗原
B．活化B细胞需要过敏原和辅助性T细胞传递的信号刺激
C．过敏原再次进入机体与肥大细胞表面的抗体IgE结合后引发过敏反应
D．该抗体药物能与特异性细胞因子受体结合，减少抗体IgE的产生
13．（2025·陕晋青宁）丛枝菌根真菌（AMF）可以帮助植物吸收磷，同时从植物中获取有机物。我国科研人员最近研究发现，小麦CNGC15基因突变后根细胞合成和分泌的黄酮类物质增加，吸引更多的AMF在小麦根部定殖。下列叙述错误的是（ ）
A．该基因突变可以增加生物多样性
B．低磷条件下AMF与小麦互利共生
C．小麦和AMF通过化学信息调节种间关系
D．该基因突变不影响AMF和小麦种群间能量流动
14．（2025·陕晋青宁）高温胁迫导致植物细胞中错误折叠或未折叠蛋白质在内质网中异常积累，使细胞合成更多的参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白，以恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工，此过程称为“未折叠蛋白质应答反应（UPR）”。下列叙述正确的是（ ）
A．错误折叠或未折叠蛋白质被转运至高尔基体降解
B．合成新的分子伴侣所需能量全部由线粒体提供
C．UPR过程需要细胞核、核糖体和内质网的协作
D．阻碍UPR可增强植物对高温胁迫的耐受性
15．（2025·陕晋青宁）冰川融水会将溪流沿岸的无机盐和有机物残体等带入湖泊，如图（a）。环境DNA（eDNA）技术通过检测环境样品中特异性基因序列来识别物种，利用该技术分析青藏高原某冰川前缘、溪流到下游湖泊的15个采样点的物种丰富度，如图（b）。下列叙述正确的是（ ）
A．冰川前缘至少有2个营养级，湖泊中至少有4个营养级
B．eDNA结果可同时反映水体及周边陆地生态系统物种多样性
C．从高山流石滩到高寒草甸生物的分布体现了群落的垂直结构
D．蓝细菌等生产者固定的太阳能是输入湖泊生态系统的总能量
16．（2025·陕晋青宁）某常染色体遗传病致病基因为H，在一些个体中可因甲基化而失活（不表达），又会因去甲基化而恢复表达。由于遗传背景的差异，H基因在精子中为甲基化状态，在卵细胞中为去甲基化状态，且都在受精后被子代保留。该病的某系谱图如下，Ⅲ1的基因型为Hh，不考虑其他表观遗传效应和变异的影响，下列分析错误的是（ ）
A．I1和I2均含有甲基化的H基因
B．Ⅱ1为杂合子的概率
C．Ⅱ2和Ⅱ3再生育子女的患病概率是
D．Ⅲ1的h基因只能来自父亲
17．（2025·陕晋青宁）叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图（a）。为探究保卫细胞巾G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，实验结果如图（b）。回答下列问题。
（1）R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的 ，产物C3在光反应生成的 参与下合成糖类等有机物。
（2）植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图（a）（b）可知，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，叶片的净光合速率高于植株W，原因是 。
（3）保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，植株S的净光合速率 （填“增大”或“减小”）；相较于植株W，植株S的净光合速率变化幅度 （填“大”“小”或“无法判断”）。
（4）若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结果： 。
18．（2025·陕晋青宁）某芸香科植物分泌腔内的萜烯等化合物可抗虫害，纯合栽培品种（X）果实糖分含量高，叶全缘，但没有分泌腔；而野生纯合植株（甲）叶缘齿状，具有发达的分泌腔。我国科研人员发现A基因和B基因与该植物叶缘形状、分泌腔形成有关。对植株甲进行基因敲除后得到植株乙、丙、丁，其表型如下表。回答下列问题。
植株 叶缘 分泌腔 P 野生型（甲）×栽培品种（X） ↓ F1 有分泌腔 ↓ F2 有分泌腔 无分泌腔 3 ： 1
甲（野生型） 齿状 有
乙（敲除A基因） 全缘 无
丙（敲除B基因） 齿状 无
丁（敲除A基因和B基因） 全缘 无
（1）由表分析可知，控制叶缘形状的基因是 ，控制分泌腔形成的基因是 。
（2）为探究A基因和B基因之间的调控关系，在植株乙中检测到B基因的表达量显著减少，而植株丙中A基因的表达量无变化，说明 。
（3）为探究A基因与B基因在染色体上的位置关系，不考虑突变及其他基因的影响，选择表中的植株进行杂交，可选择的亲本组合是 。F1自交得到F2，若F2的表型及比例为 ，则A、B基因位于两对同源染色体上。在此情况下结合图中杂交结果，可推测栽培品种（X）的 （填“A”“B”或“A和B”）基因功能缺陷，可引入相应基因来提高栽培品种的抗虫品质。
19．（2025·陕晋青宁）摄食行为受神经—体液调节，长期睡眼眠不足会影响摄食，易导致体重增加，引发肥胖等代谢问题。回答下列问题。
（1）胃肠道管壁感受器接受食物刺激后，产生兴奋，在脑干，脊髓等中枢参与下，胃肠平滑肌收缩，属于 （填“非条件”或“条件”）反射，该过程也受大脑皮层的调控，属于神经系统的 调节。
（2）我国科研人员新发现一种激素R，夜间分泌量高，白天分泌量低，表明激素R分泌具有 性。分别对不同人群、睡眠效率与激素R含量的关系进行分析，结果如图（a），可知 （答出2点即可）。
（3）利用R基因（控制合成激素R）敲除小鼠开展研究，结果如图（b），该实验的目的是 。
（4）研究人员针对激素R的受体GRM3开展了相关研究，结果如图（c）。与甲组相比，乙组将小鼠下丘脑摄食抑制神经元上的GRM3敲除，使突触前膜以 方式释放的神经递质减少，兴奋传递效率降低，小鼠食欲增加；丙组将小鼠胃运动神经元上的GRM3敲除，胃运动神经元释放的 （填“兴奋性”或“抑制性”）递质减少，使胃平滑肌收缩增强。据此推测激素R缓解肥胖的机制是 。
20．（2025·陕晋青宁）过度放牧会导致土地退化，禁牧封育是防治荒漠化和开展风沙治理的重要措施。研究人员在黄土高原半干旱区对不同禁牧封育年限的群落开展植物多样性调查，结果如下表。其中，辛普森多样性指数越大表示群落物种多样性水平越高。回答下列问题。
禁牧封育 时长（年） 物种数（种） 物种总数（种） 辛普森多样性指数
半灌木 多年生草本 一年生草本
0 0 11 2 13 0.6
3 2 16 4 22 0.8
6 2 19 6 27 0.9
10 2 21 5 28 0.9
15 2 22 2 26 0.8
注：深色方块代表样方的相对位置
（1）开展植物种群密度调查时常用样方法。研究区域的植物分布不均匀，理论上样方设置较合理的是图（a）中的 （填“A”“B”或“C”），其原因是 。
（2）本研究结果说明生态系统遭到一定程度的破坏后，经过一段时间，可以恢复到接近原来的状态，这是由于生态系统具有 。
（3）根据表中物种数量变化分析，研究区域禁牧封育后发生的群落演替类型为 ，该群落最终演替成为灌草群落。若在该半干旱地区大量种植阔叶乔木，生态系统稳定性会 ，其原因是 。
（4）据表可知，随禁牧封育时间延长，物种多样性的变化趋势是 ，该结果说明 ；针对其中出现的问题，结合图（b）所示，对长期禁牧封育的群落恢复提出可行优化建议： 。
21．（2025·陕晋青宁）马铃薯作为重要农作物，提高其冷耐受性可拓展优质马铃薯的种植区域。我国科研人员发现，野生马铃薯中S基因的表达与其冷耐受性调控有关，将该基因导入栽培马铃薯中可显著增强其抗寒能力。回答下列问题。
（1）PCR扩增目的基因时，需要模板DNA、引物、 、含Mg2+的缓冲液和耐高温的DNA聚合酶。DNA聚合酶在PCR的 步骤中起作用。
（2）图中标识了载体和S基因中限制酶的切割位点。为将S基因正确插入载体，PCR扩增S基因时需在引物的 （填“5'端”或“3'端”）添加限制酶识别序列，结合上表分析，上游引物应添加的碱基序列是5'- -3'，切割载体时应选用的两种限制酶是 PCR扩增产物和载体分别被限制酶切割后，经纯化和连接，获得含S基因的表达载体并导入农杆菌。
（3）用携带S基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时，基因表达载体中T-DNA进入愈伤组织细胞，将S基因整合到 ，抗性基因 可用于筛选成功转化的愈伤组织。该愈伤组织经 形成芽、根，继续培育可获得抗寒能力显著增强的马铃薯植株。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】无机盐的主要存在形式和作用
【解析】【解答】A、佝偻病伴发的手足抽搐症状与人体内钙离子缺乏相关，参与构成叶绿素的元素是C、H、O、N和Mg2+，不含Ca2+，A错误；
B、在植物体细胞杂交技术中，诱导不同植物原生质体融合时采用化学方法的其中一种就是用高Ca2+-高pH， 因此Ca2+用于诱导原生质体融合，B正确；
C、辅助血红蛋白携氧的元素是Fe2+，与题干中的钙无关，C错误；
D、构成甲状腺激素的必需元素是碘（I-），与题干中的钙无关，D错误。
故选B。
【分析】佝偻病和手足抽搐由维生素D缺乏→钙吸收不足→低钙血症引起。
2．【答案】D
【知识点】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；环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】A、樱桃花芽的发育过程受到多种植物激素的共同调节，包括细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和生长素等，这表明其调控机制具有复杂性，A正确；
B、对比平地与高山环境的数据，由于温度差异显著，表中显示的激素含量变化很可能是由温度条件不同所导致，B正确；
C、在花芽发育过程中，赤霉素和脱落酸表现出相互拮抗的作用，前者促进细胞伸长和生长，后者则抑制生长，C正确；
D、通过计算可知：平地生长素与细胞分裂素的比值约为43.1/17.2≈2.5，高山约为41.9/20.9≈2.0，结合高山花芽质量更高的事实，说明较低的激素比值更有利于花芽膨大发育，D错误。
故选D。
【分析】植物生命活动的调节有基因控制、激素调节和环境因素影响三个方面，它们是相互作用、协调配合的。
3．【答案】C
【知识点】灭菌技术；发酵工程的应用
【解析】【解答】A、黑曲霉可利用淀粉水解产物糖类作为碳源物质，这些糖类通过氧化分解能够为菌体生长提供能量来源，A正确；
B、采用液体培养基进行扩大培养，能够有效增加黑曲霉菌种数量，为后续发酵罐大规模培养提供充足的接种材料，B正确；
C、不同实验材料的灭菌方法存在差异：空气通常采用过滤除菌法，培养基多使用高压蒸汽灭菌，而发酵罐则适合高温灭菌等方式，C错误；
D、深层通气液体发酵技术的应用实践表明，通气与搅拌操作能够提高培养体系中的溶解氧水平，从而促进黑曲霉积累柠檬酸产物，D正确。
故选C。
【分析】1、柠檬酸发酵主要利用黑曲霉，属于典型的好氧发酵，需要充足的氧气供应。
2、不同对象（培养基、发酵罐、空气）的灭菌方式不同：培养基一般采用高压蒸汽灭菌，发酵罐可用高温蒸汽灭菌或化学消毒剂处理，空气通常采用过滤除菌（如HEPA过滤器），而不是高温或化学方法。
4．【答案】C
【知识点】衰老细胞的主要特征；个体衰老与细胞衰老的关系；细胞衰老的原因探究
【解析】【解答】A、根据端粒学说，细胞每经历一次分裂，其染色体末端的端粒结构就会相应缩短，当端粒长度达到临界阈值时，细胞将进入不可逆的增殖停滞状态并启动衰老程序，A正确；
B、在皮肤生发层细胞增殖过程中，为支持DNA复制等关键生命活动，细胞需要持续合成包括DNA聚合酶在内的多种功能蛋白，因此皮肤生发层新形成细胞替代衰老细胞过程中也有新蛋白合成，B正确；
C、哺乳动物成熟红细胞由于缺乏细胞核和基因组DNA，其死亡过程属于细胞坏死而非程序性凋亡。这种由细胞基因决定的有限寿命现象，与机体整体衰老进程无直接因果关系，C错误；
D、细胞衰老的重要特征之一是生物膜通透性功能改变，物质运输功能降低，D正确。
故选C。
【分析】细胞衰老的主要特征表现如下：
①细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小；
②细胞膜通透性性改变，使物质运输功能降低；
③细胞色素随着细胞衰老逐渐累积，妨碍细胞内物质的交流和传递；
④细胞内多种酶的活性降低，呼吸速度减慢，新陈代谢减慢；
⑤细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。
5．【答案】B
【知识点】酶的特性；质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂；DNA的粗提取和鉴定；观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、①探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用：通过斐林试剂检测还原糖，观察砖红色沉淀（颜色变化）。⑥DNA的粗提取与鉴定：通过二苯胺试剂在沸水浴中检测DNA，观察蓝色反应（颜色变化），因此①⑥都通过观察颜色判断实验结果，A正确；
B、③探究培养液中酵母菌种群数量的变化：通常用血细胞计数板直接计数，无需离心；⑥DNA的粗提取与鉴定：需要离心分离DNA。③不需要离心，B错误；
C、②观察植物细胞的质壁分离：可用洋葱鳞片叶外表皮细胞（含紫色液泡），④观察植物细胞的有丝分裂：可用洋葱根尖分生区细胞，因此②④均可使用洋葱作为实验材料，C正确；
D、②观察植物细胞的质壁分离：必须用活细胞（死细胞膜失去选择透过性，无法质壁分离），⑤观察叶绿体和细胞质的流动：必须用活细胞（死细胞细胞质不流动），因此②⑤实验过程均须保持细胞活性，D正确。
【分析】1. 实验现象与颜色反应
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用：淀粉酶能水解淀粉（生成麦芽糖和葡萄糖），但不能水解蔗糖。用斐林试剂检测还原糖（如葡萄糖、麦芽糖），观察砖红色沉淀。
DNA的粗提取与鉴定：用二苯胺试剂在沸水浴中检测DNA，观察蓝色反应。
6．【答案】A
【知识点】无机盐的主要存在形式和作用；神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、静息电位的形成机制主要是由于钾离子（K+）通过离子通道的外流所致，A错误；
B、辅酶A作为能量代谢的关键辅因子，参与糖类和脂质等营养物质的氧化分解过程。补充辅酶A能够加速这些物质的分解代谢，进而促进三磷酸腺苷（ATP）的合成，B正确；
C、在血浆缓冲系统中，碳酸氢根/碳酸（HCO3-/H2CO3）是最重要的缓冲对之一，能够有效中和体内多余的酸性或碱性物质，维持血液pH值的相对稳定，C正确；
D、细胞外液渗透压的调节主要依赖钠离子（Na+）和氯离子（Cl-）等电解质的浓度，而合剂中含有的钾离子（K+）、氯离子（Cl-）和钠离子（Na+）均参与这一调节过程，D正确。
故选A。
【分析】神经冲动在神经纤维上的产生和传导：
①在未受到刺激时，神经纤维处于静息状态。此时，神经细胞外的钠离子浓度比膜内要高，钾离子浓度比膜内低，而神经细胞膜对不同离子的通透性各不相同：静息时，膜主要对钾离子有通透性，造成钾离子外流，使膜外阳离子浓度高于膜内。由于细胞膜内外这种特异的离子分布特点，细胞膜两侧的电位表现为内负外正，这称为静息电位。
②当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对钠离子的通透性增加，钠离子内流，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化，表现为内正外负的兴奋状态。此时的膜电位称为动作电位。而邻近的未兴奋部位仍然是内负外正。在兴奋部位和未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动，这样就形成了局部电流。
③这种局部电流又刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化，如此进行下去，将兴奋向前传导，后方又恢复为静息电位。
7．【答案】C
【知识点】动物胚胎发育的过程；胚胎移植；胚胎的体外培养
【解析】【解答】A、为获取足够的卵子，通常需要对供体绵羊注射促性腺激素进行超数排卵处理，A正确；
B、在胚胎移植中，为确保受体绵羊与供体绵羊的生理状态一致（尤其是子宫环境），需对受体进行同期发情处理，通常使用孕激素，B正确；
C、受精卵发育至桑葚胚阶段时，细胞数量会因卵裂而增加，但胚胎总体积基本不变，因为卵裂过程中细胞质未显著增加，只是细胞越分越小，因此“胚胎总体积均增加”的说法是错误的，C错误；
D、对照组绵羊的选择需要排除无关变量的干扰，如年龄、性别、健康状况等需与实验组一致，D正确。
故选C。
【分析】1、动物胚胎移植流程：
8．【答案】D
【知识点】物质进出细胞的方式的综合；线粒体的结构和功能
【解析】【解答】A、当线粒体丙酮酸载体（MPC）功能受损时，会阻碍丙酮酸向线粒体的转运，导致更多丙酮酸滞留在细胞质基质中进行无氧代谢，从而增加乳酸生成量，使细胞内乳酸堆积加剧，A正确；
B、如图所示，丙酮酸在转运过程中解离为丙酮酸根和H+，这两种组分协同作用于MPC，诱导其构象发生变化，进而实现丙酮酸根和H+的共转运，B正确；
C、图示过程表明，H+不仅作为共转运底物，丙酮酸进入线粒体基质的能量来源于氢离子的浓度差，因此还通过改变线粒体内外膜间隙的pH值来调控丙酮酸的跨膜转运效率，C正确；
D、丙酮酸根的跨膜转运是一个依赖MPC载体蛋白和H+电化学梯度的主动运输过程，其转运效率同时受三个因素制约：①底物浓度梯度；②MPC蛋白数量；③H+浓度差；因此单纯增加线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差并不能保证转运速率持续提高，D错误。
故选D。
【分析】题目描述丙酮酸转运蛋白（MPC）的作用机制：MPC 运输丙酮酸（以丙酮酸根 + H+ 的形式）通过线粒体内膜，该过程依赖于线粒体内外膜间隙的 pH 梯度（H+ 浓度差）。
9．【答案】A
【知识点】现代生物进化理论的主要内容；基因频率的概念与变化；物种的概念与形成
【解析】【解答】A、冰川消退后，灰色叶片植株因其保护色更易隐蔽，有效降低被绢蝶产卵的几率，从而获得更高的生存率和繁殖成功率，促使bHLH35突变基因在种群中的频率持续升高，A正确；
B、基因突变是自发随机发生的生物学现象，半荷包紫堇bHLH35基因的突变与绢蝶的遗传变异不存在因果关系，B错误；
C、新物种形成的本质特征是生殖隔离的形成。灰叶型半荷包紫堇的出现仅代表种群基因频率的改变，说明该种群发生了进化，不能等同于物种形成，C错误；
D、冰川消融后，裸露的灰色岩表为灰叶型植株提供了天然伪装，反而使绢蝶更难识别宿主植物，导致其产卵效率下降，这种变化使得绢蝶受到的选择压力增强，D错误。
故选A。
【分析】以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释：
①适应是自然选择的结果；
②种群是生物进化的基本单位；
③突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种；
④生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程；生物多样性是协同进化的结果。
10．【答案】A
【知识点】DNA分子的结构；DNA分子的多样性和特异性；基因、蛋白质、环境与性状的关系；遗传的分子基础综合
【解析】【解答】A、同一鹦鹉个体的所有体细胞均起源于同一个受精卵的有丝分裂，理论上应具有完全相同的基因组序列，因此羽色差异不可能源于乙醛脱氢酶基因序列的变异，A符合题意；
B、羽色渐变现象与乙醛脱氢酶的催化功能直接相关，该酶通过将鹦鹉黄素的醛基氧化为羧基实现颜色转变。若不同细胞中乙醛脱氢酶mRNA表达量存在差异，将导致酶蛋白合成量的变化，最终表现为羽色转化能力的差异，B不符合题意；
C、细胞特异性微环境可能导致乙醛脱氢酶活性呈现区域差异，这种酶活性的波动会影响羽色转化效率，从而在同一鹦鹉个体不同部位形成红黄相间的羽色分布模式，C不符合题意；
D、羽色渐变本质上是鹦鹉黄素分子修饰程度的连续变化，若不同部位醛基向羧基转化的数量存在梯度差异，则可能直接导致红黄色谱的区域性分布，D不符合题意。
故选A。
【分析】同一生物个体内所有细胞均携带相同的遗传物质，其羽色表现的多样性主要由以下两个机制决定：(1)基因的选择性表达调控，即特定基因在不同细胞中呈现差异性的转录激活状态；(2)微环境因素对基因表达产物的修饰作用。
11．【答案】D
【知识点】种群的数量变动及其原因；当地自然群落中若干种生物的生态位
【解析】【解答】A、在单一种植条件下，甲线虫种群面临的环境限制因素较少且资源供给充足，其最大环境承载量（K值）显著高于与乙线虫竞争时的承载水平，A正确；
B、两种线虫因生态需求高度重叠而引发激烈的生存竞争，在这种竞争排斥作用下，处于劣势的物种最终会从系统中消失，B正确；
C、通过控制实验种群性别比例为1：1，有效消除了繁殖潜力差异对竞争结果的干扰，确保实验观测到的竞争效应真实可靠，C正确；
D、竞争实验结果表明，甲线虫在绝大多数件下均占据竞争优势，仅当甲种群初始规模极小时乙线虫才能存活，这一现象说明引入乙线虫作为生物防治手段难以有效控制甲线虫的入侵扩散，D错误。
故选D。
【分析】1、实验数据表明，只有当乙线虫的初始种群数量显著超过甲线虫时（即乙初始数量远高于甲），最终才能在竞争中存活下来的物种才是乙线虫。
2、一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。
12．【答案】A
【知识点】免疫功能异常；体液免疫
【解析】【解答】A、在免疫应答过程中，虽然抗原呈递细胞（APC）具有摄取、加工和呈递抗原的功能，但辅助性T细胞并不属于抗原呈递细胞，因此其不具备这种抗原处理能力，A错误；
B、过敏原本质上是一种特殊的抗原。对于过敏体质个体，B细胞的活化需要三重信号刺激：①过敏原的直接刺激；②辅助性T细胞传递的共刺激信号，B正确；
C、初次接触过敏原时，机体会产生大量IgE抗体，这些抗体会特异性地结合在肥大细胞表面。当相同过敏原再次入侵时，通过与肥大细胞表面IgE结合触发过敏反应，C正确；
D、如图所示，该抗体药物的作用机制是通过竞争性结合细胞因子受体，阻断细胞因子对B细胞的激活信号，从而有效抑制IgE抗体的过量产生，D正确。
故选A。
【分析】1、已免疫的机体，在再次接触相同的抗原时，有时会发生引发组织损伤或功能紊乱的免疫反应，这样的免疫反应称为过敏反应，比如上面提到的吃鱼、虾引起的过敏。
13．【答案】D
【知识点】基因突变的特点及意义；种间关系；生态系统中的信息传递；生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、生物多样性包含三个层次：遗传多样性、物种多样性及生态系统多样性。基因突变作为可遗传变异的来源，能够丰富种群的遗传多样性，从而提升整体生物多样性水平，A正确；
B、AMF（丛枝菌根真菌）与小麦形成典型的互利共生关系是AMF促进小麦对磷元素的吸收，同时小麦为AMF提供必需的有机营养物质，这种互惠关系在土壤磷含量较低时表现得尤为明显，B正确；
C、小麦根系分泌的黄酮类化合物作为特异性化学信号分子，能够定向吸引AMF的定殖，这一过程体现了化学信息在调节种间关系中的重要作用，C正确；
D、基因突变导致小麦分泌更多黄酮类物质，吸引更多AMF定殖，这会增强AMF与小麦的能量交换（植物给AMF有机物，AMF帮助植物吸收磷），因此基因突变会影响二者之间的能量流动，D错误。
故选D。
【分析】1、生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。
2、生物圈内所有的植物、动物和微生物等，它们所拥有的全部基因，以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。生物多样性包括遗传多样性(基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性。
14．【答案】C
【知识点】细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、植物细胞中错误折叠蛋白的清除过程依赖于蛋白质水解酶的催化作用，其中液泡发挥着类似动物细胞溶酶体的功能，能够有效降解这些异常蛋白质，并不是被高尔基体降解，A错误；
B、分子伴侣蛋白的生物合成需要能量供应，这些能量由细胞质基质中的糖酵解和线粒体共同提供（通过细胞呼吸产生ATP），而非仅来源于线粒体，B错误；
C、在内质网未折叠蛋白反应（UPR）过程中，分子伴侣蛋白的产生需要细胞核调控基因转录、核糖体执行翻译以及内质网进行翻译后修饰这三个细胞区室的协作，C正确；
D、当UPR途径受到抑制时，内质网稳态无法及时恢复，这会显著增强高温胁迫对细胞的损害程度，从而降低植物的抗逆能力，D项错误。
故选C。
【分析】分泌蛋白的合成过程大致是：首先，在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡，包裹着蛋白质离开内质网，到达高尔基体，与高尔基体膜融合，囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工，然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡转运到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中，需要消耗能量。这些能量主要来自线粒体。
15．【答案】B
【知识点】生物的多样性；群落的结构；生态系统的结构；生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、图b显示冰川前缘生态系统中存在蓝细菌、硅藻（均为生产者，第一营养级）和无脊椎动物，表明该区域至少包含2个营养级；而湖泊生态系统中除上述两类生产者外，还分布有其他生物类群，说明其营养级至少达到3级，A错误；
B、环境DNA（eDNA）技术通过分析环境样本中的特征性基因序列实现物种鉴定。由于冰川融水会将流域内的无机盐和有机碎屑等物质输送至湖泊，使得eDNA检测结果能够综合反映水体及毗邻陆地生态系统的生物多样性，B正确；
C、从高山流石滩到高寒草甸的生物空间分布格局展现的是不同海拔梯度下的群落水平结构特征，而非垂直结构，C错误；
D、输入湖泊生态系统的能量来源具有双重性：既包括蓝细菌等光合生物通过初级生产固定的太阳能，也包含随冰川融水输入的陆源有机物质所含的化学能，D错误。
故选B。
【分析】1、生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。输入该湖泊生态系统的总能量包括蓝细菌等生产者固定的太阳能以及溪流沿岸的有机物的化学能。
16．【答案】B
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；表观遗传；遗传系谱图
【解析】【解答】A、由于遗传背景的差异，H基因在精子中为甲基化状态，在卵细胞中为去甲基化状态，且都在受精后被子代保留，Ⅲ1个体因携带H基因而患病，说明其是由H卵细胞和h精子结合而形成基因型为Hh的男性个体且患病，则其H基因来自表现正常的母亲Ⅱ2，而Ⅱ2的H基因又源自同样不患病的外祖父Ⅰ1（其H基因呈甲基化状态）；同时患病的Ⅱ1个体其致病基因H来自不患病的外祖母Ⅰ2（该H基因也呈甲基化），A正确；
B、根据遗传分析，Ⅲ1的基因型为 Hh，其中 H 基因遗传自 Ⅱ2，由于 Ⅱ2 不患病，其 H 基因应来自 Ⅰ1，而 Ⅱ1 患病，其 H 基因只能来自 Ⅰ2，由于 Ⅰ1 和 Ⅰ2 均携带 H 基因但未患病，因此他们的基因型均为 Hh。为了区分 Ⅰ1 和 Ⅰ2 的 H 基因，设 Ⅰ1 的基因型为 H1h，Ⅰ2 的基因型为 H2h，已知 Ⅱ1 患病，其 H 基因必须来自母亲（Ⅰ2），因此 Ⅱ1 的基因型可能是 H1H2 或 H2h，其中杂合子（H2h）的概率为 1/2，B错误；
C、在Ⅱ2（基因型Hh）与Ⅱ3的生育组合中，子代是否患病完全取决于是否从母亲获得H基因，有50%概率获得H基因而患病，另有50%概率获得h基因保持正常，因此Ⅱ2和Ⅱ3再生育子女的患病概率是1/2，C正确；
D、题干明确表示Ⅲ1的基因型为Hh，且患病，其H基因必然来自母亲Ⅱ2，而h基因则必定遗传自父亲Ⅱ1，D正确。
故选B。
【分析】遗传分析表明，子代个体的患病表型取决于是否从母本遗传获得H基因：携带母源H基因的个体表现为患病，而未获得该基因的个体则表现正常。
17．【答案】（1）基质；ATP、NADPH
（2）植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收加快，碳反应速率加快
（3）减小；小
（4）实验思路：以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。预期结果：植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；光合作用原理的应用
【解析】【解答】（1）R酶催化CO2固定生成C3是光合作用暗反应过程的物质变化，发生的场所是叶绿体的基质，然后产物C3在光反应生成的ATP、NADPH参与下合成糖类等有机物。
（2）根据实验数据对比分析，在相同光照强度下，植株S的保卫细胞表现出以下特征变化：G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收加快，碳反应速率加快。这些协同效应最终使植株S叶片的净光合速率高于植株W，表现为显著的光合优势。
（3）在叶绿体基质中，R酶具有双重催化功能，既能催化CO2与C5的羧化反应启动卡尔文循环，也能催化C5与O2的加氧反应启动光呼吸途径。这两种底物竞争性结合R酶的同一活性位点，当CO2浓度恒定但环境O2浓度从21%升至40%时，O2的竞争性抑制导致：①CO2固定效率降低，碳反应速率显著下降；②植株S净光合速率减小。但由于植株S的气孔开度比植株W大，能更有效维持CO2供应，使其碳同化受抑制程度减轻，净光合速率降幅显著小于植株W，表现出更强的环境适应性。
（4）若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响， 则需设计以G酶在保卫细胞中表达情况为自变量，叶片净光合速率为因变量实验；因此实验思路：以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。预期结果：植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W。
【分析】光合作用根据是否需要光能，可以概括地分为光反应和暗反应（碳反应）两个阶段：
1、光反应阶段是光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段在类囊体的薄膜上进行的，发生水的光解、ATP和NADPH的生成。
2、暗反应阶段是光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段是在叶绿体的基质中进行的，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH ，最终生成糖类。
18．【答案】（1）A；B
（2）A基因促进B基因表达，而B基因不参与调控A基因表达
（3）甲和丁或乙和丙；齿状有分泌腔：齿状无分泌腔：全缘有分泌腔：全缘无分泌腔=9：3：3：1；B
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；基因表达的调控过程
【解析】【解答】（1）野生型（甲）叶缘为齿状，有分泌腔；敲除A基因后（乙），叶缘变为全缘，分泌腔消失，说明A基因控制叶缘形状（齿状→全缘）和分泌腔形成；敲除B基因后（丙），叶缘仍为齿状，但分泌腔消失，说明B基因仅控制分泌腔形成，不影响叶缘形状，因此，A基因控制叶缘形状和分泌腔形成，B基因控制分泌腔形成。
（2）敲除A基因（乙）导致B基因表达量显著减少，说明A基因促进B基因表达；敲除B基因（丙）不影响A基因表达，说明B基因不参与调控A基因表达；因此A基因促进B基因表达，而B基因不参与调控A基因表达。
（3）为探究A基因与B基因在染色体上的位置关系（是否位于同一对同源染色体），不考虑突变及其他基因的影响，需构建双杂合子（AaBb）进行自交实验。可以选择纯合亲本基因型：甲（AABB）×丁（aabb）→F1全为AaBb；乙（aaBB）×丙（AAbb）→F1全为AaBb。
若A、B基因位于两对染色体上，F2应出现9：3：3：1的性状分离比（有分泌腔齿状 ： 有分泌腔全缘 ： 无分泌腔齿状 ： 无分泌腔全缘）。栽培品种（X）的基因缺陷：杂交实验（甲×X→F1有分泌腔→F2有分泌腔：无分泌腔=3：1），说明分泌腔由单基因（B基因）控制，且X为bb纯合体，但X的叶缘为全缘，说明其A基因也隐性突变（aa），结合题目要求“提高抗虫品质”（分泌腔相关），只需引入B基因即可恢复分泌腔形成功能。
【分析】基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
19．【答案】（1）非条件；分级
（2）昼夜节律；睡眠效率与激素R含量呈正相关；肥胖人群的睡眠效率低于体重正常人群；
（3）探究激素R对摄食行为何体重的影响
（4）胞吐；抑制性；激素R通过下丘脑摄食抑制神经元上的GRM3结合，促进神经递质释放，抑制食欲；同时与胃运动神经元上的GRM3结合，促进抑制性递质释放，减弱胃平滑肌收缩，减少摄食，进而缓解肥胖
【知识点】反射的过程；神经冲动的产生和传导；神经、体液调节在维持稳态中的作用；神经系统的分级调节
【解析】【解答】（1）胃肠平滑肌收缩是先天的、不需要通过后天学习获得的，属于非条件反射。 胃肠平滑肌收缩由食物刺激引发，经脊髓神经中枢的调控，同时受大脑皮层高级调节，体现神经系统的分级调节。
（2）我国科研人员新发现一种激素R，夜间分泌量高，白天分泌量低，表明激素R分泌具有昼夜节律性。如图a所示，在体重正常组和肥胖组中，随着睡眠效率的提升，血浆激素R水平均呈现剂量依赖性升高，肥胖组表现出：①激素R基础浓度较正常组降低；②相同睡眠效率下激素R增量减少；③达到同等激素R浓度需要更高睡眠效率。这些数据表明 睡眠效率与激素R含量呈正相关；肥胖人群的睡眠效率低于体重正常人群。
（3）实验通过对比R基因敲除小鼠（KO）、野生型（WT）和激素R补充组（KO+R）的体重变化，发现KO+R组体重增长更快。结合已知激素R与睡眠正相关，且睡眠不足会增加摄食，表明实验目的是探究激素R对摄食行为何体重的影响。
（4）乙组敲除下丘脑摄食抑制神经元上的GRM3后，突触前膜以胞吐方式释放的神经递质减少，导致兴奋传递效率降低，摄食抑制减弱，小鼠食欲增加。说明激素R正常情况下通过GRM3促进神经递质的胞吐释放，抑制食欲。
丙组敲除胃运动神经元上的GRM3后，胃运动神经元释放的抑制性递质减少，导致胃平滑肌收缩增强。说明激素R通过GRM3促进抑制性递质的释放，抑制胃运动，减缓胃排空。
综合实验结果，激素R通过以下两种途径协同减少摄食，缓解肥胖。 激素R通过下丘脑摄食抑制神经元上的GRM3结合，促进神经递质释放，抑制食欲；同时与胃运动神经元上的GRM3结合，促进抑制性递质释放，减弱胃平滑肌收缩，减少摄食，进而缓解肥胖。
【分析】1、反射的完成以神经元上兴奋的传导为基础。神经元受到刺激会产生兴奋。兴奋在神经纤维上以神经冲动的形式传导，在神经元之间通过突触传递。
2、神经反射活动可分为两种基本类型：非条件反射和条件反射。非条件反射是与生俱来的先天性反射，仅需低级神经中枢（如脑干、脊髓）参与即可完成，属于基础的神经调节方式；而条件反射则是后天通过学习和经验建立的获得性反射，必须在非条件反射的基础上，由大脑皮层高级中枢主导形成。
20．【答案】（1）B；B种样方设置做到了随机取样，调查数据科学严谨，A、C样方设置没有做到随机取样
（2）自我调节能力
（3）次生演替；降低；阔叶乔木生长需要大量的水，在半干旱地区种植会导致水资源短缺，使生态系统中原有的物种因缺水而逐渐减少甚至消失，生物种类减少，营养结构变得单一
（4）先增后减；适度禁牧有利于物种多样性的增加，过度禁牧不利于物种多样性的维持；适度放牧
【知识点】生物的多样性；估算种群密度的方法；群落的演替；生态系统的稳定性
【解析】【解答】（1）开展植物种群密度调查时常用样方法，调查过程的关键是要做到随机取样。因此研究区域的植物分布不均匀，理论上样方设置较合理的是图（a）中的B，因为B种样方设置做到了随机取样，调查数据科学严谨，A、C样方设置没有做到随机取样。
（2）生态系统稳定性的基础是生态系统具备一定的自我调节能力。因此本研究结果说明生态系统遭到一定程度的破坏后，经过一段时间，可以恢复到接近原来的状态，这是由于生态系统具有自我调节能力。
（3） 禁牧封育 后该群落发生的演替是在原有生物群落的基础上进行的，因此属于次生演替。 阔叶乔木对水和土壤有机质的要求比较高，植株比较高大会对影响下层植物的感光面积。因此若在该半干旱地区大量种植阔叶乔木，生态系统稳定性会降低，因为阔叶乔木生长需要大量的水，在半干旱地区种植会导致水资源短缺，使生态系统中原有的物种因缺水而逐渐减少甚至消失，生物种类减少，营养结构变得单一。
（4）题干表明辛普森多样性指数越大表示群落物种多样性水平越高。因此据表数据可知，随禁牧封育时间延长，物种多样性的变化趋势是先增后减，该结果说明适度禁牧有利于物种多样性的增加，过度禁牧不利于物种多样性的维持。针对其中出现的问题，结合图（b）所示，对长期禁牧封育的群落恢复提出可行优化建议适度放牧，或者减少人类活动，进而提高物种多样性，从而使生态系统的稳定性提高。
【分析】1、除了演替起点的不同，初生演替与次生演替的区别还有：初生演替速度慢，趋向形成新群落，经历的阶段相对较多；次生演替速度快，趋向于恢复原来的群落，经历的阶段相对较少。这两类演替，都是从结构简单的群落发展为结构复杂的群落，群落中的物种数量和群落层次增多，土壤、光能得到更充分的利用。
2、人们把生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力，叫作生态系统的稳定性。生态系统的稳定性表现在两个方面：一方面是生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力，叫作抵抗力稳定性；另一方面是生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力，叫作恢复力稳定性。不同的生态系统在这两种稳定性的表现上有着一定的差别。一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。
21．【答案】（1）4种脱氧核苷酸；延伸
（2）5'端；AGATCT；BamHⅠ、EcoRⅠ
（3）栽培马铃薯愈伤组织细胞的染色体上；2；再分化
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；植物组织培养的过程；基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】(1)PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。每次循环一
般可以分为变性、复性和延伸三步。因此PCR扩增目的基因时，需要模板DNA、引物、4种脱氧核苷酸、含Mg2+的缓冲液和耐高温的DNA聚合酶。DNA聚合酶在PCR的延伸步骤中起作用。
（2）若基因上没有限制酶的切割位点，为将S基因正确插入载体，且不破坏基因内部结构，PCR扩增S基因时需在引物的5'端添加限制酶识别序列。结合上表质粒启动子和终止子之间的限制酶切割位点，所选的限制酶不能破坏基因内部，质粒和S基因需要用同种酶切割以产生相同的黏性末端，结合S基因转录方向，应该用BamH I、EcoR I切割载体，用BamH I的同尾酶Bgl Ⅱ和EcoR I切割S基因，因此PCR扩增S基因时需在上游引物添加的碱基序列是5'-AGATCT-3'。
（3） 农杆菌 细胞内质粒上的T-DNA是可以转移的DNA，因此用携带S基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时，基因表达载体中T-DNA进入愈伤组织细胞，将S基因整合到栽培马铃薯愈伤组织细胞的染色体DNA上。抗性基因2位于T-DNA内部，因此抗性基因2可用于筛选成功转化的愈伤组织。该愈伤组织经再分化形成芽、根，继续培育可获得抗寒能力显著增强的马铃薯植株。
【分析】基因工程技术的基本操作流程：
1、目的基因的筛选与获取：从已知结构的基因中进行筛选，然后可以从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
2、基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
3、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样；导入植物细胞一般选用农杆菌转化法，导入动物细胞采用显微注射技术，导入微生物细胞用钙离子处理使其处于感受态。
4、目的基因的检测与鉴定。
1 / 12025年陕西、山西、青海、宁夏高考真题 生物试卷
1．（2025·陕晋青宁）佝偻病伴发的手足抽搐症状与人体内某种元素缺乏有关。该元素还可以（ ）
A．参与构成叶绿素 B．用于诱导原生质体融合
C．辅助血红蛋白携氧 D．参与构成甲状腺激素
【答案】B
【知识点】无机盐的主要存在形式和作用
【解析】【解答】A、佝偻病伴发的手足抽搐症状与人体内钙离子缺乏相关，参与构成叶绿素的元素是C、H、O、N和Mg2+，不含Ca2+，A错误；
B、在植物体细胞杂交技术中，诱导不同植物原生质体融合时采用化学方法的其中一种就是用高Ca2+-高pH， 因此Ca2+用于诱导原生质体融合，B正确；
C、辅助血红蛋白携氧的元素是Fe2+，与题干中的钙无关，C错误；
D、构成甲状腺激素的必需元素是碘（I-），与题干中的钙无关，D错误。
故选B。
【分析】佝偻病和手足抽搐由维生素D缺乏→钙吸收不足→低钙血症引起。
2．（2025·陕晋青宁）某樱桃品种由北方引种到南方后，栽培于平地和同一地区高山的相比，花芽小且产量较低。研究人员分析了花芽的激素含量，结果如下表。下列叙述错误的是（ ）
栽培地点 海拔（m） 年均温度（℃） 激素含量（ng·g-1） 每100个花芽的质量（g）
细胞分裂素 赤霉素 脱落酸 生长素
平地 10 18.7 17.2 4.1 102.8 43.1 6.6
高山 1058 13.4 20.9 4.9 95.9 41.9 7.3
A．樱桃花芽的发育受多种植物激素的共同调控
B．平地和高山的樱桃花芽激素含量受温度影响
C．樱桃花芽发育中赤霉素和脱落酸的作用相反
D．生长素与细胞分裂素比值高有利于花芽膨大
【答案】D
【知识点】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；环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】A、樱桃花芽的发育过程受到多种植物激素的共同调节，包括细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和生长素等，这表明其调控机制具有复杂性，A正确；
B、对比平地与高山环境的数据，由于温度差异显著，表中显示的激素含量变化很可能是由温度条件不同所导致，B正确；
C、在花芽发育过程中，赤霉素和脱落酸表现出相互拮抗的作用，前者促进细胞伸长和生长，后者则抑制生长，C正确；
D、通过计算可知：平地生长素与细胞分裂素的比值约为43.1/17.2≈2.5，高山约为41.9/20.9≈2.0，结合高山花芽质量更高的事实，说明较低的激素比值更有利于花芽膨大发育，D错误。
故选D。
【分析】植物生命活动的调节有基因控制、激素调节和环境因素影响三个方面，它们是相互作用、协调配合的。
3．（2025·陕晋青宁）我国是世界上最大的柠檬酸生产国。利用黑曲霉通过深层通气液体发酵技术生产柠檬酸，流程如下图。下列叙述错误的是（ ）
A．淀粉水解糖为发酵提供碳源和能源
B．扩大培养可提供足量的黑曲霉菌种
C．培养基、发酵罐和空气的灭菌方法相同
D．通气、搅拌有利于溶解氧增加和柠檬酸积累
【答案】C
【知识点】灭菌技术；发酵工程的应用
【解析】【解答】A、黑曲霉可利用淀粉水解产物糖类作为碳源物质，这些糖类通过氧化分解能够为菌体生长提供能量来源，A正确；
B、采用液体培养基进行扩大培养，能够有效增加黑曲霉菌种数量，为后续发酵罐大规模培养提供充足的接种材料，B正确；
C、不同实验材料的灭菌方法存在差异：空气通常采用过滤除菌法，培养基多使用高压蒸汽灭菌，而发酵罐则适合高温灭菌等方式，C错误；
D、深层通气液体发酵技术的应用实践表明，通气与搅拌操作能够提高培养体系中的溶解氧水平，从而促进黑曲霉积累柠檬酸产物，D正确。
故选C。
【分析】1、柠檬酸发酵主要利用黑曲霉，属于典型的好氧发酵，需要充足的氧气供应。
2、不同对象（培养基、发酵罐、空气）的灭菌方式不同：培养基一般采用高压蒸汽灭菌，发酵罐可用高温蒸汽灭菌或化学消毒剂处理，空气通常采用过滤除菌（如HEPA过滤器），而不是高温或化学方法。
4．（2025·陕晋青宁）细胞衰老表现为细胞形态、结构和功能的改变。下列叙述错误的是（ ）
A．细胞持续分裂过程中端粒缩短可引起细胞衰老
B．皮肤生发层新形成细胞替代衰老细胞过程中有新蛋白合成
C．哺乳动物成熟红细胞的程序性死亡会导致机体的衰老
D．衰老小肠上皮细胞的膜通透性改变，物质吸收效率降低
【答案】C
【知识点】衰老细胞的主要特征；个体衰老与细胞衰老的关系；细胞衰老的原因探究
【解析】【解答】A、根据端粒学说，细胞每经历一次分裂，其染色体末端的端粒结构就会相应缩短，当端粒长度达到临界阈值时，细胞将进入不可逆的增殖停滞状态并启动衰老程序，A正确；
B、在皮肤生发层细胞增殖过程中，为支持DNA复制等关键生命活动，细胞需要持续合成包括DNA聚合酶在内的多种功能蛋白，因此皮肤生发层新形成细胞替代衰老细胞过程中也有新蛋白合成，B正确；
C、哺乳动物成熟红细胞由于缺乏细胞核和基因组DNA，其死亡过程属于细胞坏死而非程序性凋亡。这种由细胞基因决定的有限寿命现象，与机体整体衰老进程无直接因果关系，C错误；
D、细胞衰老的重要特征之一是生物膜通透性功能改变，物质运输功能降低，D正确。
故选C。
【分析】细胞衰老的主要特征表现如下：
①细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小；
②细胞膜通透性性改变，使物质运输功能降低；
③细胞色素随着细胞衰老逐渐累积，妨碍细胞内物质的交流和传递；
④细胞内多种酶的活性降低，呼吸速度减慢，新陈代谢减慢；
⑤细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。
5．（2025·陕晋青宁）对下列关于中学生物学实验的描述错误的是（ ）
①探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
②观察植物细胞的质壁分离现象
③探究培养液中酵母菌种群数量的变化
④观察植物细胞的有丝分裂
⑤观察叶绿体和细胞质的流动
⑥DNA的粗提取与鉴定
A．①⑥通过观察颜色判断实验结果
B．③⑥均须进行离心操作
C．②④均可使用洋葱作为实验材料
D．②⑤实验过程均须保持细胞活性
【答案】B
【知识点】酶的特性；质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂；DNA的粗提取和鉴定；观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、①探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用：通过斐林试剂检测还原糖，观察砖红色沉淀（颜色变化）。⑥DNA的粗提取与鉴定：通过二苯胺试剂在沸水浴中检测DNA，观察蓝色反应（颜色变化），因此①⑥都通过观察颜色判断实验结果，A正确；
B、③探究培养液中酵母菌种群数量的变化：通常用血细胞计数板直接计数，无需离心；⑥DNA的粗提取与鉴定：需要离心分离DNA。③不需要离心，B错误；
C、②观察植物细胞的质壁分离：可用洋葱鳞片叶外表皮细胞（含紫色液泡），④观察植物细胞的有丝分裂：可用洋葱根尖分生区细胞，因此②④均可使用洋葱作为实验材料，C正确；
D、②观察植物细胞的质壁分离：必须用活细胞（死细胞膜失去选择透过性，无法质壁分离），⑤观察叶绿体和细胞质的流动：必须用活细胞（死细胞细胞质不流动），因此②⑤实验过程均须保持细胞活性，D正确。
【分析】1. 实验现象与颜色反应
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用：淀粉酶能水解淀粉（生成麦芽糖和葡萄糖），但不能水解蔗糖。用斐林试剂检测还原糖（如葡萄糖、麦芽糖），观察砖红色沉淀。
DNA的粗提取与鉴定：用二苯胺试剂在沸水浴中检测DNA，观察蓝色反应。
6．（2025·陕晋青宁）临床上常用能量合剂给患者提供能量，改善细胞功能，提高治疗效果。某能量合剂的配方如下表，其中辅酶A参与糖和脂肪等有机物的氧化分解。下列叙述错误的是（ ）
成分 ATP 辅酶A 10%KCl 5%NaHCO3
用量 60mg 100U 10mL 50mL
用法 溶于500mL5%葡萄糖溶液后，静脉滴注
A．K+经协助扩散内流以维持神经细胞静息电位
B．补充辅酶A可增强细胞呼吸促进ATP生成
C．/H2CO3在维持血浆pH稳定中起重要作用
D．合剂中的无机盐离子参与细胞外液渗透压的维持
【答案】A
【知识点】无机盐的主要存在形式和作用；神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、静息电位的形成机制主要是由于钾离子（K+）通过离子通道的外流所致，A错误；
B、辅酶A作为能量代谢的关键辅因子，参与糖类和脂质等营养物质的氧化分解过程。补充辅酶A能够加速这些物质的分解代谢，进而促进三磷酸腺苷（ATP）的合成，B正确；
C、在血浆缓冲系统中，碳酸氢根/碳酸（HCO3-/H2CO3）是最重要的缓冲对之一，能够有效中和体内多余的酸性或碱性物质，维持血液pH值的相对稳定，C正确；
D、细胞外液渗透压的调节主要依赖钠离子（Na+）和氯离子（Cl-）等电解质的浓度，而合剂中含有的钾离子（K+）、氯离子（Cl-）和钠离子（Na+）均参与这一调节过程，D正确。
故选A。
【分析】神经冲动在神经纤维上的产生和传导：
①在未受到刺激时，神经纤维处于静息状态。此时，神经细胞外的钠离子浓度比膜内要高，钾离子浓度比膜内低，而神经细胞膜对不同离子的通透性各不相同：静息时，膜主要对钾离子有通透性，造成钾离子外流，使膜外阳离子浓度高于膜内。由于细胞膜内外这种特异的离子分布特点，细胞膜两侧的电位表现为内负外正，这称为静息电位。
②当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对钠离子的通透性增加，钠离子内流，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化，表现为内正外负的兴奋状态。此时的膜电位称为动作电位。而邻近的未兴奋部位仍然是内负外正。在兴奋部位和未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动，这样就形成了局部电流。
③这种局部电流又刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化，如此进行下去，将兴奋向前传导，后方又恢复为静息电位。
7．（2025·陕晋青宁）科研人员通过对绵羊受精卵进行基因编辑和胚胎移植等操作，获得了羊毛长度显著长于对照组的优良品系。下列叙述错误的是（ ）
A．为获取足够的卵子，需对供体绵羊注射促性腺激素进行超数排卵处理
B．为确保受体绵羊与供体绵羊生理状态一致，需进行同期发情处理
C．受精卵发育至桑葚胚阶段，细胞数量和胚胎总体积均增加
D．对照组绵羊的选择需考虑年龄、性别等无关变量的影响
【答案】C
【知识点】动物胚胎发育的过程；胚胎移植；胚胎的体外培养
【解析】【解答】A、为获取足够的卵子，通常需要对供体绵羊注射促性腺激素进行超数排卵处理，A正确；
B、在胚胎移植中，为确保受体绵羊与供体绵羊的生理状态一致（尤其是子宫环境），需对受体进行同期发情处理，通常使用孕激素，B正确；
C、受精卵发育至桑葚胚阶段时，细胞数量会因卵裂而增加，但胚胎总体积基本不变，因为卵裂过程中细胞质未显著增加，只是细胞越分越小，因此“胚胎总体积均增加”的说法是错误的，C错误；
D、对照组绵羊的选择需要排除无关变量的干扰，如年龄、性别、健康状况等需与实验组一致，D正确。
故选C。
【分析】1、动物胚胎移植流程：
8．（2025·陕晋青宁）丙酮酸是糖代谢过程的重要中间物质。丙酮酸转运蛋白（MPC）运输丙酮酸通过线粒体内膜的过程如下图。下列叙述错误的是（ ）
A．MPC功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加
B．丙酮酸根、H+共同与MPC结合使后者构象改变
C．线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率
D．线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高
【答案】D
【知识点】物质进出细胞的方式的综合；线粒体的结构和功能
【解析】【解答】A、当线粒体丙酮酸载体（MPC）功能受损时，会阻碍丙酮酸向线粒体的转运，导致更多丙酮酸滞留在细胞质基质中进行无氧代谢，从而增加乳酸生成量，使细胞内乳酸堆积加剧，A正确；
B、如图所示，丙酮酸在转运过程中解离为丙酮酸根和H+，这两种组分协同作用于MPC，诱导其构象发生变化，进而实现丙酮酸根和H+的共转运，B正确；
C、图示过程表明，H+不仅作为共转运底物，丙酮酸进入线粒体基质的能量来源于氢离子的浓度差，因此还通过改变线粒体内外膜间隙的pH值来调控丙酮酸的跨膜转运效率，C正确；
D、丙酮酸根的跨膜转运是一个依赖MPC载体蛋白和H+电化学梯度的主动运输过程，其转运效率同时受三个因素制约：①底物浓度梯度；②MPC蛋白数量；③H+浓度差；因此单纯增加线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差并不能保证转运速率持续提高，D错误。
故选D。
【分析】题目描述丙酮酸转运蛋白（MPC）的作用机制：MPC 运输丙酮酸（以丙酮酸根 + H+ 的形式）通过线粒体内膜，该过程依赖于线粒体内外膜间隙的 pH 梯度（H+ 浓度差）。
9．（2025·陕晋青宁）专食性绢蝶幼虫以半荷包紫堇叶片为食，成体绢蝶偏好在绿叶型半荷包紫堇植株附近产卵。生长于某冰川地域的半荷包紫堇因bHLH35基因突变使叶片呈现类似岩石的灰色，不易被成体绢蝶识别。冰川消融导致裸露岩石增多、分布范围扩大，则该地区（ ）
A．半荷包紫堇突变的bHLH35基因频率会逐渐增加
B．半荷包紫堇bHLH35基因突变会引起绢蝶的变异
C．灰叶型半荷包紫堇的出现标志着新物种的形成
D．冰川消融导致绢蝶受到的选择压力减小
【答案】A
【知识点】现代生物进化理论的主要内容；基因频率的概念与变化；物种的概念与形成
【解析】【解答】A、冰川消退后，灰色叶片植株因其保护色更易隐蔽，有效降低被绢蝶产卵的几率，从而获得更高的生存率和繁殖成功率，促使bHLH35突变基因在种群中的频率持续升高，A正确；
B、基因突变是自发随机发生的生物学现象，半荷包紫堇bHLH35基因的突变与绢蝶的遗传变异不存在因果关系，B错误；
C、新物种形成的本质特征是生殖隔离的形成。灰叶型半荷包紫堇的出现仅代表种群基因频率的改变，说明该种群发生了进化，不能等同于物种形成，C错误；
D、冰川消融后，裸露的灰色岩表为灰叶型植株提供了天然伪装，反而使绢蝶更难识别宿主植物，导致其产卵效率下降，这种变化使得绢蝶受到的选择压力增强，D错误。
故选A。
【分析】以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释：
①适应是自然选择的结果；
②种群是生物进化的基本单位；
③突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种；
④生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程；生物多样性是协同进化的结果。
10．（2025·陕晋青宁）金刚鹦鹉的羽毛色彩缤纷。研究发现乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变。同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，该现象最不可能源于（ ）
A．乙醛脱氢酶基因序列的差异
B．编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异
C．乙醛脱氢酶活性的差异
D．鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异
【答案】A
【知识点】DNA分子的结构；DNA分子的多样性和特异性；基因、蛋白质、环境与性状的关系；遗传的分子基础综合
【解析】【解答】A、同一鹦鹉个体的所有体细胞均起源于同一个受精卵的有丝分裂，理论上应具有完全相同的基因组序列，因此羽色差异不可能源于乙醛脱氢酶基因序列的变异，A符合题意；
B、羽色渐变现象与乙醛脱氢酶的催化功能直接相关，该酶通过将鹦鹉黄素的醛基氧化为羧基实现颜色转变。若不同细胞中乙醛脱氢酶mRNA表达量存在差异，将导致酶蛋白合成量的变化，最终表现为羽色转化能力的差异，B不符合题意；
C、细胞特异性微环境可能导致乙醛脱氢酶活性呈现区域差异，这种酶活性的波动会影响羽色转化效率，从而在同一鹦鹉个体不同部位形成红黄相间的羽色分布模式，C不符合题意；
D、羽色渐变本质上是鹦鹉黄素分子修饰程度的连续变化，若不同部位醛基向羧基转化的数量存在梯度差异，则可能直接导致红黄色谱的区域性分布，D不符合题意。
故选A。
【分析】同一生物个体内所有细胞均携带相同的遗传物质，其羽色表现的多样性主要由以下两个机制决定：(1)基因的选择性表达调控，即特定基因在不同细胞中呈现差异性的转录激活状态；(2)微环境因素对基因表达产物的修饰作用。
11．（2025·陕晋青宁）入侵物种线虫甲和本土物种线虫乙常引起松树成片死亡。为探究两者的竞争关系，在相同实验条件下对甲和乙混合培养，部分结果如下表。下列叙述错误的是（ ）
组别 甲初始数量（条） 乙初始数量（条） 存活物种
1 9♂+9♀ 10♂+10♀ 甲
2 6♂+6♀ 10♂+10♀ 甲
3 4♂+4♀ 10♂+10♀ 甲
4 3♂+3♀ 10♂+10♀ 乙
A．相同条件下甲单独培养时的K值比混合培养时大
B．实验中仅存活一种线虫的原因是两者生态位相似
C．设置相同雌雄比是为排除性比对实验结果的干扰
D．结果表明野外释放乙是生物防治甲入侵的有效措施
【答案】D
【知识点】种群的数量变动及其原因；当地自然群落中若干种生物的生态位
【解析】【解答】A、在单一种植条件下，甲线虫种群面临的环境限制因素较少且资源供给充足，其最大环境承载量（K值）显著高于与乙线虫竞争时的承载水平，A正确；
B、两种线虫因生态需求高度重叠而引发激烈的生存竞争，在这种竞争排斥作用下，处于劣势的物种最终会从系统中消失，B正确；
C、通过控制实验种群性别比例为1：1，有效消除了繁殖潜力差异对竞争结果的干扰，确保实验观测到的竞争效应真实可靠，C正确；
D、竞争实验结果表明，甲线虫在绝大多数件下均占据竞争优势，仅当甲种群初始规模极小时乙线虫才能存活，这一现象说明引入乙线虫作为生物防治手段难以有效控制甲线虫的入侵扩散，D错误。
故选D。
【分析】1、实验数据表明，只有当乙线虫的初始种群数量显著超过甲线虫时（即乙初始数量远高于甲），最终才能在竞争中存活下来的物种才是乙线虫。
2、一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。
12．（2025·陕晋青宁）我国自主研发的某单克隆抗体药物能够与特异性细胞因子受体结合，用于治疗季节性过敏性鼻炎，部分过程示意图如下。下列叙述错误的是（ ）
A．抗原呈递细胞和辅助性T细胞都能摄取、加工处理和呈递抗原
B．活化B细胞需要过敏原和辅助性T细胞传递的信号刺激
C．过敏原再次进入机体与肥大细胞表面的抗体IgE结合后引发过敏反应
D．该抗体药物能与特异性细胞因子受体结合，减少抗体IgE的产生
【答案】A
【知识点】免疫功能异常；体液免疫
【解析】【解答】A、在免疫应答过程中，虽然抗原呈递细胞（APC）具有摄取、加工和呈递抗原的功能，但辅助性T细胞并不属于抗原呈递细胞，因此其不具备这种抗原处理能力，A错误；
B、过敏原本质上是一种特殊的抗原。对于过敏体质个体，B细胞的活化需要三重信号刺激：①过敏原的直接刺激；②辅助性T细胞传递的共刺激信号，B正确；
C、初次接触过敏原时，机体会产生大量IgE抗体，这些抗体会特异性地结合在肥大细胞表面。当相同过敏原再次入侵时，通过与肥大细胞表面IgE结合触发过敏反应，C正确；
D、如图所示，该抗体药物的作用机制是通过竞争性结合细胞因子受体，阻断细胞因子对B细胞的激活信号，从而有效抑制IgE抗体的过量产生，D正确。
故选A。
【分析】1、已免疫的机体，在再次接触相同的抗原时，有时会发生引发组织损伤或功能紊乱的免疫反应，这样的免疫反应称为过敏反应，比如上面提到的吃鱼、虾引起的过敏。
13．（2025·陕晋青宁）丛枝菌根真菌（AMF）可以帮助植物吸收磷，同时从植物中获取有机物。我国科研人员最近研究发现，小麦CNGC15基因突变后根细胞合成和分泌的黄酮类物质增加，吸引更多的AMF在小麦根部定殖。下列叙述错误的是（ ）
A．该基因突变可以增加生物多样性
B．低磷条件下AMF与小麦互利共生
C．小麦和AMF通过化学信息调节种间关系
D．该基因突变不影响AMF和小麦种群间能量流动
【答案】D
【知识点】基因突变的特点及意义；种间关系；生态系统中的信息传递；生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、生物多样性包含三个层次：遗传多样性、物种多样性及生态系统多样性。基因突变作为可遗传变异的来源，能够丰富种群的遗传多样性，从而提升整体生物多样性水平，A正确；
B、AMF（丛枝菌根真菌）与小麦形成典型的互利共生关系是AMF促进小麦对磷元素的吸收，同时小麦为AMF提供必需的有机营养物质，这种互惠关系在土壤磷含量较低时表现得尤为明显，B正确；
C、小麦根系分泌的黄酮类化合物作为特异性化学信号分子，能够定向吸引AMF的定殖，这一过程体现了化学信息在调节种间关系中的重要作用，C正确；
D、基因突变导致小麦分泌更多黄酮类物质，吸引更多AMF定殖，这会增强AMF与小麦的能量交换（植物给AMF有机物，AMF帮助植物吸收磷），因此基因突变会影响二者之间的能量流动，D错误。
故选D。
【分析】1、生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。
2、生物圈内所有的植物、动物和微生物等，它们所拥有的全部基因，以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。生物多样性包括遗传多样性(基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性。
14．（2025·陕晋青宁）高温胁迫导致植物细胞中错误折叠或未折叠蛋白质在内质网中异常积累，使细胞合成更多的参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白，以恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工，此过程称为“未折叠蛋白质应答反应（UPR）”。下列叙述正确的是（ ）
A．错误折叠或未折叠蛋白质被转运至高尔基体降解
B．合成新的分子伴侣所需能量全部由线粒体提供
C．UPR过程需要细胞核、核糖体和内质网的协作
D．阻碍UPR可增强植物对高温胁迫的耐受性
【答案】C
【知识点】细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】A、植物细胞中错误折叠蛋白的清除过程依赖于蛋白质水解酶的催化作用，其中液泡发挥着类似动物细胞溶酶体的功能，能够有效降解这些异常蛋白质，并不是被高尔基体降解，A错误；
B、分子伴侣蛋白的生物合成需要能量供应，这些能量由细胞质基质中的糖酵解和线粒体共同提供（通过细胞呼吸产生ATP），而非仅来源于线粒体，B错误；
C、在内质网未折叠蛋白反应（UPR）过程中，分子伴侣蛋白的产生需要细胞核调控基因转录、核糖体执行翻译以及内质网进行翻译后修饰这三个细胞区室的协作，C正确；
D、当UPR途径受到抑制时，内质网稳态无法及时恢复，这会显著增强高温胁迫对细胞的损害程度，从而降低植物的抗逆能力，D项错误。
故选C。
【分析】分泌蛋白的合成过程大致是：首先，在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡，包裹着蛋白质离开内质网，到达高尔基体，与高尔基体膜融合，囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工，然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡转运到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中，需要消耗能量。这些能量主要来自线粒体。
15．（2025·陕晋青宁）冰川融水会将溪流沿岸的无机盐和有机物残体等带入湖泊，如图（a）。环境DNA（eDNA）技术通过检测环境样品中特异性基因序列来识别物种，利用该技术分析青藏高原某冰川前缘、溪流到下游湖泊的15个采样点的物种丰富度，如图（b）。下列叙述正确的是（ ）
A．冰川前缘至少有2个营养级，湖泊中至少有4个营养级
B．eDNA结果可同时反映水体及周边陆地生态系统物种多样性
C．从高山流石滩到高寒草甸生物的分布体现了群落的垂直结构
D．蓝细菌等生产者固定的太阳能是输入湖泊生态系统的总能量
【答案】B
【知识点】生物的多样性；群落的结构；生态系统的结构；生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、图b显示冰川前缘生态系统中存在蓝细菌、硅藻（均为生产者，第一营养级）和无脊椎动物，表明该区域至少包含2个营养级；而湖泊生态系统中除上述两类生产者外，还分布有其他生物类群，说明其营养级至少达到3级，A错误；
B、环境DNA（eDNA）技术通过分析环境样本中的特征性基因序列实现物种鉴定。由于冰川融水会将流域内的无机盐和有机碎屑等物质输送至湖泊，使得eDNA检测结果能够综合反映水体及毗邻陆地生态系统的生物多样性，B正确；
C、从高山流石滩到高寒草甸的生物空间分布格局展现的是不同海拔梯度下的群落水平结构特征，而非垂直结构，C错误；
D、输入湖泊生态系统的能量来源具有双重性：既包括蓝细菌等光合生物通过初级生产固定的太阳能，也包含随冰川融水输入的陆源有机物质所含的化学能，D错误。
故选B。
【分析】1、生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。输入该湖泊生态系统的总能量包括蓝细菌等生产者固定的太阳能以及溪流沿岸的有机物的化学能。
16．（2025·陕晋青宁）某常染色体遗传病致病基因为H，在一些个体中可因甲基化而失活（不表达），又会因去甲基化而恢复表达。由于遗传背景的差异，H基因在精子中为甲基化状态，在卵细胞中为去甲基化状态，且都在受精后被子代保留。该病的某系谱图如下，Ⅲ1的基因型为Hh，不考虑其他表观遗传效应和变异的影响，下列分析错误的是（ ）
A．I1和I2均含有甲基化的H基因
B．Ⅱ1为杂合子的概率
C．Ⅱ2和Ⅱ3再生育子女的患病概率是
D．Ⅲ1的h基因只能来自父亲
【答案】B
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；表观遗传；遗传系谱图
【解析】【解答】A、由于遗传背景的差异，H基因在精子中为甲基化状态，在卵细胞中为去甲基化状态，且都在受精后被子代保留，Ⅲ1个体因携带H基因而患病，说明其是由H卵细胞和h精子结合而形成基因型为Hh的男性个体且患病，则其H基因来自表现正常的母亲Ⅱ2，而Ⅱ2的H基因又源自同样不患病的外祖父Ⅰ1（其H基因呈甲基化状态）；同时患病的Ⅱ1个体其致病基因H来自不患病的外祖母Ⅰ2（该H基因也呈甲基化），A正确；
B、根据遗传分析，Ⅲ1的基因型为 Hh，其中 H 基因遗传自 Ⅱ2，由于 Ⅱ2 不患病，其 H 基因应来自 Ⅰ1，而 Ⅱ1 患病，其 H 基因只能来自 Ⅰ2，由于 Ⅰ1 和 Ⅰ2 均携带 H 基因但未患病，因此他们的基因型均为 Hh。为了区分 Ⅰ1 和 Ⅰ2 的 H 基因，设 Ⅰ1 的基因型为 H1h，Ⅰ2 的基因型为 H2h，已知 Ⅱ1 患病，其 H 基因必须来自母亲（Ⅰ2），因此 Ⅱ1 的基因型可能是 H1H2 或 H2h，其中杂合子（H2h）的概率为 1/2，B错误；
C、在Ⅱ2（基因型Hh）与Ⅱ3的生育组合中，子代是否患病完全取决于是否从母亲获得H基因，有50%概率获得H基因而患病，另有50%概率获得h基因保持正常，因此Ⅱ2和Ⅱ3再生育子女的患病概率是1/2，C正确；
D、题干明确表示Ⅲ1的基因型为Hh，且患病，其H基因必然来自母亲Ⅱ2，而h基因则必定遗传自父亲Ⅱ1，D正确。
故选B。
【分析】遗传分析表明，子代个体的患病表型取决于是否从母本遗传获得H基因：携带母源H基因的个体表现为患病，而未获得该基因的个体则表现正常。
17．（2025·陕晋青宁）叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图（a）。为探究保卫细胞巾G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，实验结果如图（b）。回答下列问题。
（1）R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的 ，产物C3在光反应生成的 参与下合成糖类等有机物。
（2）植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图（a）（b）可知，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，叶片的净光合速率高于植株W，原因是 。
（3）保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，植株S的净光合速率 （填“增大”或“减小”）；相较于植株W，植株S的净光合速率变化幅度 （填“大”“小”或“无法判断”）。
（4）若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结果： 。
【答案】（1）基质；ATP、NADPH
（2）植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收加快，碳反应速率加快
（3）减小；小
（4）实验思路：以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。预期结果：植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；光合作用原理的应用
【解析】【解答】（1）R酶催化CO2固定生成C3是光合作用暗反应过程的物质变化，发生的场所是叶绿体的基质，然后产物C3在光反应生成的ATP、NADPH参与下合成糖类等有机物。
（2）根据实验数据对比分析，在相同光照强度下，植株S的保卫细胞表现出以下特征变化：G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收加快，碳反应速率加快。这些协同效应最终使植株S叶片的净光合速率高于植株W，表现为显著的光合优势。
（3）在叶绿体基质中，R酶具有双重催化功能，既能催化CO2与C5的羧化反应启动卡尔文循环，也能催化C5与O2的加氧反应启动光呼吸途径。这两种底物竞争性结合R酶的同一活性位点，当CO2浓度恒定但环境O2浓度从21%升至40%时，O2的竞争性抑制导致：①CO2固定效率降低，碳反应速率显著下降；②植株S净光合速率减小。但由于植株S的气孔开度比植株W大，能更有效维持CO2供应，使其碳同化受抑制程度减轻，净光合速率降幅显著小于植株W，表现出更强的环境适应性。
（4）若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响， 则需设计以G酶在保卫细胞中表达情况为自变量，叶片净光合速率为因变量实验；因此实验思路：以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。预期结果：植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W。
【分析】光合作用根据是否需要光能，可以概括地分为光反应和暗反应（碳反应）两个阶段：
1、光反应阶段是光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段在类囊体的薄膜上进行的，发生水的光解、ATP和NADPH的生成。
2、暗反应阶段是光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段是在叶绿体的基质中进行的，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH ，最终生成糖类。
18．（2025·陕晋青宁）某芸香科植物分泌腔内的萜烯等化合物可抗虫害，纯合栽培品种（X）果实糖分含量高，叶全缘，但没有分泌腔；而野生纯合植株（甲）叶缘齿状，具有发达的分泌腔。我国科研人员发现A基因和B基因与该植物叶缘形状、分泌腔形成有关。对植株甲进行基因敲除后得到植株乙、丙、丁，其表型如下表。回答下列问题。
植株 叶缘 分泌腔 P 野生型（甲）×栽培品种（X） ↓ F1 有分泌腔 ↓ F2 有分泌腔 无分泌腔 3 ： 1
甲（野生型） 齿状 有
乙（敲除A基因） 全缘 无
丙（敲除B基因） 齿状 无
丁（敲除A基因和B基因） 全缘 无
（1）由表分析可知，控制叶缘形状的基因是 ，控制分泌腔形成的基因是 。
（2）为探究A基因和B基因之间的调控关系，在植株乙中检测到B基因的表达量显著减少，而植株丙中A基因的表达量无变化，说明 。
（3）为探究A基因与B基因在染色体上的位置关系，不考虑突变及其他基因的影响，选择表中的植株进行杂交，可选择的亲本组合是 。F1自交得到F2，若F2的表型及比例为 ，则A、B基因位于两对同源染色体上。在此情况下结合图中杂交结果，可推测栽培品种（X）的 （填“A”“B”或“A和B”）基因功能缺陷，可引入相应基因来提高栽培品种的抗虫品质。
【答案】（1）A；B
（2）A基因促进B基因表达，而B基因不参与调控A基因表达
（3）甲和丁或乙和丙；齿状有分泌腔：齿状无分泌腔：全缘有分泌腔：全缘无分泌腔=9：3：3：1；B
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；基因表达的调控过程
【解析】【解答】（1）野生型（甲）叶缘为齿状，有分泌腔；敲除A基因后（乙），叶缘变为全缘，分泌腔消失，说明A基因控制叶缘形状（齿状→全缘）和分泌腔形成；敲除B基因后（丙），叶缘仍为齿状，但分泌腔消失，说明B基因仅控制分泌腔形成，不影响叶缘形状，因此，A基因控制叶缘形状和分泌腔形成，B基因控制分泌腔形成。
（2）敲除A基因（乙）导致B基因表达量显著减少，说明A基因促进B基因表达；敲除B基因（丙）不影响A基因表达，说明B基因不参与调控A基因表达；因此A基因促进B基因表达，而B基因不参与调控A基因表达。
（3）为探究A基因与B基因在染色体上的位置关系（是否位于同一对同源染色体），不考虑突变及其他基因的影响，需构建双杂合子（AaBb）进行自交实验。可以选择纯合亲本基因型：甲（AABB）×丁（aabb）→F1全为AaBb；乙（aaBB）×丙（AAbb）→F1全为AaBb。
若A、B基因位于两对染色体上，F2应出现9：3：3：1的性状分离比（有分泌腔齿状 ： 有分泌腔全缘 ： 无分泌腔齿状 ： 无分泌腔全缘）。栽培品种（X）的基因缺陷：杂交实验（甲×X→F1有分泌腔→F2有分泌腔：无分泌腔=3：1），说明分泌腔由单基因（B基因）控制，且X为bb纯合体，但X的叶缘为全缘，说明其A基因也隐性突变（aa），结合题目要求“提高抗虫品质”（分泌腔相关），只需引入B基因即可恢复分泌腔形成功能。
【分析】基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
19．（2025·陕晋青宁）摄食行为受神经—体液调节，长期睡眼眠不足会影响摄食，易导致体重增加，引发肥胖等代谢问题。回答下列问题。
（1）胃肠道管壁感受器接受食物刺激后，产生兴奋，在脑干，脊髓等中枢参与下，胃肠平滑肌收缩，属于 （填“非条件”或“条件”）反射，该过程也受大脑皮层的调控，属于神经系统的 调节。
（2）我国科研人员新发现一种激素R，夜间分泌量高，白天分泌量低，表明激素R分泌具有 性。分别对不同人群、睡眠效率与激素R含量的关系进行分析，结果如图（a），可知 （答出2点即可）。
（3）利用R基因（控制合成激素R）敲除小鼠开展研究，结果如图（b），该实验的目的是 。
（4）研究人员针对激素R的受体GRM3开展了相关研究，结果如图（c）。与甲组相比，乙组将小鼠下丘脑摄食抑制神经元上的GRM3敲除，使突触前膜以 方式释放的神经递质减少，兴奋传递效率降低，小鼠食欲增加；丙组将小鼠胃运动神经元上的GRM3敲除，胃运动神经元释放的 （填“兴奋性”或“抑制性”）递质减少，使胃平滑肌收缩增强。据此推测激素R缓解肥胖的机制是 。
【答案】（1）非条件；分级
（2）昼夜节律；睡眠效率与激素R含量呈正相关；肥胖人群的睡眠效率低于体重正常人群；
（3）探究激素R对摄食行为何体重的影响
（4）胞吐；抑制性；激素R通过下丘脑摄食抑制神经元上的GRM3结合，促进神经递质释放，抑制食欲；同时与胃运动神经元上的GRM3结合，促进抑制性递质释放，减弱胃平滑肌收缩，减少摄食，进而缓解肥胖
【知识点】反射的过程；神经冲动的产生和传导；神经、体液调节在维持稳态中的作用；神经系统的分级调节
【解析】【解答】（1）胃肠平滑肌收缩是先天的、不需要通过后天学习获得的，属于非条件反射。 胃肠平滑肌收缩由食物刺激引发，经脊髓神经中枢的调控，同时受大脑皮层高级调节，体现神经系统的分级调节。
（2）我国科研人员新发现一种激素R，夜间分泌量高，白天分泌量低，表明激素R分泌具有昼夜节律性。如图a所示，在体重正常组和肥胖组中，随着睡眠效率的提升，血浆激素R水平均呈现剂量依赖性升高，肥胖组表现出：①激素R基础浓度较正常组降低；②相同睡眠效率下激素R增量减少；③达到同等激素R浓度需要更高睡眠效率。这些数据表明 睡眠效率与激素R含量呈正相关；肥胖人群的睡眠效率低于体重正常人群。
（3）实验通过对比R基因敲除小鼠（KO）、野生型（WT）和激素R补充组（KO+R）的体重变化，发现KO+R组体重增长更快。结合已知激素R与睡眠正相关，且睡眠不足会增加摄食，表明实验目的是探究激素R对摄食行为何体重的影响。
（4）乙组敲除下丘脑摄食抑制神经元上的GRM3后，突触前膜以胞吐方式释放的神经递质减少，导致兴奋传递效率降低，摄食抑制减弱，小鼠食欲增加。说明激素R正常情况下通过GRM3促进神经递质的胞吐释放，抑制食欲。
丙组敲除胃运动神经元上的GRM3后，胃运动神经元释放的抑制性递质减少，导致胃平滑肌收缩增强。说明激素R通过GRM3促进抑制性递质的释放，抑制胃运动，减缓胃排空。
综合实验结果，激素R通过以下两种途径协同减少摄食，缓解肥胖。 激素R通过下丘脑摄食抑制神经元上的GRM3结合，促进神经递质释放，抑制食欲；同时与胃运动神经元上的GRM3结合，促进抑制性递质释放，减弱胃平滑肌收缩，减少摄食，进而缓解肥胖。
【分析】1、反射的完成以神经元上兴奋的传导为基础。神经元受到刺激会产生兴奋。兴奋在神经纤维上以神经冲动的形式传导，在神经元之间通过突触传递。
2、神经反射活动可分为两种基本类型：非条件反射和条件反射。非条件反射是与生俱来的先天性反射，仅需低级神经中枢（如脑干、脊髓）参与即可完成，属于基础的神经调节方式；而条件反射则是后天通过学习和经验建立的获得性反射，必须在非条件反射的基础上，由大脑皮层高级中枢主导形成。
20．（2025·陕晋青宁）过度放牧会导致土地退化，禁牧封育是防治荒漠化和开展风沙治理的重要措施。研究人员在黄土高原半干旱区对不同禁牧封育年限的群落开展植物多样性调查，结果如下表。其中，辛普森多样性指数越大表示群落物种多样性水平越高。回答下列问题。
禁牧封育 时长（年） 物种数（种） 物种总数（种） 辛普森多样性指数
半灌木 多年生草本 一年生草本
0 0 11 2 13 0.6
3 2 16 4 22 0.8
6 2 19 6 27 0.9
10 2 21 5 28 0.9
15 2 22 2 26 0.8
注：深色方块代表样方的相对位置
（1）开展植物种群密度调查时常用样方法。研究区域的植物分布不均匀，理论上样方设置较合理的是图（a）中的 （填“A”“B”或“C”），其原因是 。
（2）本研究结果说明生态系统遭到一定程度的破坏后，经过一段时间，可以恢复到接近原来的状态，这是由于生态系统具有 。
（3）根据表中物种数量变化分析，研究区域禁牧封育后发生的群落演替类型为 ，该群落最终演替成为灌草群落。若在该半干旱地区大量种植阔叶乔木，生态系统稳定性会 ，其原因是 。
（4）据表可知，随禁牧封育时间延长，物种多样性的变化趋势是 ，该结果说明 ；针对其中出现的问题，结合图（b）所示，对长期禁牧封育的群落恢复提出可行优化建议： 。
【答案】（1）B；B种样方设置做到了随机取样，调查数据科学严谨，A、C样方设置没有做到随机取样
（2）自我调节能力
（3）次生演替；降低；阔叶乔木生长需要大量的水，在半干旱地区种植会导致水资源短缺，使生态系统中原有的物种因缺水而逐渐减少甚至消失，生物种类减少，营养结构变得单一
（4）先增后减；适度禁牧有利于物种多样性的增加，过度禁牧不利于物种多样性的维持；适度放牧
【知识点】生物的多样性；估算种群密度的方法；群落的演替；生态系统的稳定性
【解析】【解答】（1）开展植物种群密度调查时常用样方法，调查过程的关键是要做到随机取样。因此研究区域的植物分布不均匀，理论上样方设置较合理的是图（a）中的B，因为B种样方设置做到了随机取样，调查数据科学严谨，A、C样方设置没有做到随机取样。
（2）生态系统稳定性的基础是生态系统具备一定的自我调节能力。因此本研究结果说明生态系统遭到一定程度的破坏后，经过一段时间，可以恢复到接近原来的状态，这是由于生态系统具有自我调节能力。
（3） 禁牧封育 后该群落发生的演替是在原有生物群落的基础上进行的，因此属于次生演替。 阔叶乔木对水和土壤有机质的要求比较高，植株比较高大会对影响下层植物的感光面积。因此若在该半干旱地区大量种植阔叶乔木，生态系统稳定性会降低，因为阔叶乔木生长需要大量的水，在半干旱地区种植会导致水资源短缺，使生态系统中原有的物种因缺水而逐渐减少甚至消失，生物种类减少，营养结构变得单一。
（4）题干表明辛普森多样性指数越大表示群落物种多样性水平越高。因此据表数据可知，随禁牧封育时间延长，物种多样性的变化趋势是先增后减，该结果说明适度禁牧有利于物种多样性的增加，过度禁牧不利于物种多样性的维持。针对其中出现的问题，结合图（b）所示，对长期禁牧封育的群落恢复提出可行优化建议适度放牧，或者减少人类活动，进而提高物种多样性，从而使生态系统的稳定性提高。
【分析】1、除了演替起点的不同，初生演替与次生演替的区别还有：初生演替速度慢，趋向形成新群落，经历的阶段相对较多；次生演替速度快，趋向于恢复原来的群落，经历的阶段相对较少。这两类演替，都是从结构简单的群落发展为结构复杂的群落，群落中的物种数量和群落层次增多，土壤、光能得到更充分的利用。
2、人们把生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力，叫作生态系统的稳定性。生态系统的稳定性表现在两个方面：一方面是生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力，叫作抵抗力稳定性；另一方面是生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力，叫作恢复力稳定性。不同的生态系统在这两种稳定性的表现上有着一定的差别。一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。
21．（2025·陕晋青宁）马铃薯作为重要农作物，提高其冷耐受性可拓展优质马铃薯的种植区域。我国科研人员发现，野生马铃薯中S基因的表达与其冷耐受性调控有关，将该基因导入栽培马铃薯中可显著增强其抗寒能力。回答下列问题。
（1）PCR扩增目的基因时，需要模板DNA、引物、 、含Mg2+的缓冲液和耐高温的DNA聚合酶。DNA聚合酶在PCR的 步骤中起作用。
（2）图中标识了载体和S基因中限制酶的切割位点。为将S基因正确插入载体，PCR扩增S基因时需在引物的 （填“5'端”或“3'端”）添加限制酶识别序列，结合上表分析，上游引物应添加的碱基序列是5'- -3'，切割载体时应选用的两种限制酶是 PCR扩增产物和载体分别被限制酶切割后，经纯化和连接，获得含S基因的表达载体并导入农杆菌。
（3）用携带S基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时，基因表达载体中T-DNA进入愈伤组织细胞，将S基因整合到 ，抗性基因 可用于筛选成功转化的愈伤组织。该愈伤组织经 形成芽、根，继续培育可获得抗寒能力显著增强的马铃薯植株。
【答案】（1）4种脱氧核苷酸；延伸
（2）5'端；AGATCT；BamHⅠ、EcoRⅠ
（3）栽培马铃薯愈伤组织细胞的染色体上；2；再分化
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；植物组织培养的过程；基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】(1)PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。每次循环一
般可以分为变性、复性和延伸三步。因此PCR扩增目的基因时，需要模板DNA、引物、4种脱氧核苷酸、含Mg2+的缓冲液和耐高温的DNA聚合酶。DNA聚合酶在PCR的延伸步骤中起作用。
（2）若基因上没有限制酶的切割位点，为将S基因正确插入载体，且不破坏基因内部结构，PCR扩增S基因时需在引物的5'端添加限制酶识别序列。结合上表质粒启动子和终止子之间的限制酶切割位点，所选的限制酶不能破坏基因内部，质粒和S基因需要用同种酶切割以产生相同的黏性末端，结合S基因转录方向，应该用BamH I、EcoR I切割载体，用BamH I的同尾酶Bgl Ⅱ和EcoR I切割S基因，因此PCR扩增S基因时需在上游引物添加的碱基序列是5'-AGATCT-3'。
（3） 农杆菌 细胞内质粒上的T-DNA是可以转移的DNA，因此用携带S基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时，基因表达载体中T-DNA进入愈伤组织细胞，将S基因整合到栽培马铃薯愈伤组织细胞的染色体DNA上。抗性基因2位于T-DNA内部，因此抗性基因2可用于筛选成功转化的愈伤组织。该愈伤组织经再分化形成芽、根，继续培育可获得抗寒能力显著增强的马铃薯植株。
【分析】基因工程技术的基本操作流程：
1、目的基因的筛选与获取：从已知结构的基因中进行筛选，然后可以从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
2、基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
3、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样；导入植物细胞一般选用农杆菌转化法，导入动物细胞采用显微注射技术，导入微生物细胞用钙离子处理使其处于感受态。
4、目的基因的检测与鉴定。
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