【高考真题】2024年新课标天津高考生物真题试卷
一、2024年新课标天津高考生物真题试卷
1．（2024·天津）植物液泡含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，维持细胞内稳态。动物细胞内功能类似的细胞器是（ ）
A．核糖体 B．溶酶体 C．中心体 D．高尔基体
2．（2024·天津）白细胞介素-14是一种由T细胞分泌的细胞因子，通过刺激B细胞增殖分化而促进（ ）
A．浆细胞形成 B．树突状细胞呈递抗原
C．细胞毒性T细胞分化 D．巨噬细胞吞噬抗原
3．（2024·天津）突变体是研究植物激素功能的常用材料，以下研究材料选择不当的是（ ）
A．生长素促进植物生根——无侧根突变体
B．乙烯促进果实的成熟——无果实突变体
C．赤霉素促进植株增高——麦苗疯长突变体
D．脱落酸维持种子休眠——种子成熟后随即萌发突变体
4．（2024·天津）为研究生物多样性对盐沼生态系统的影响，将优势种去除后，调查滨海盐沼湿地植物的物种组成，结果如下图。有关优势种去除后的变化，下列说法正确的是（ ）
A．丙的生态位持续收缩
B．三种盐沼植物的K值一直上升
C．优势种去除是甲消失的主要原因
D．盐沼植物群落的空间结构发生改变
5．（2024·天津）胰岛素的研发走过了：动物提取—化学合成—重组胰岛素—生产胰岛素类似物生产等历程。有关叙述错误的是（ ）
A．动物体内胰岛素由胰岛B细胞合成并胞吐出细胞
B．氨基酸是化学合成胰岛素的原料
C．用大肠杆菌和乳腺生物反应器生产胰岛素需相同的启动子
D．利用蛋白质工程可生产速效胰岛素等胰岛素类似物
6．（2024·天津）环境因素可通过下图所示途径影响生物性状。有关叙述错误的是（ ）
A．①可引起DNA的碱基序列改变
B．②可调节③水平的高低
C．②引起的变异不能为生物进化提供原材料
D．④可引起蛋白质结构或功能的改变
7．（2024·天津）某抗体类药物能结合肺癌细胞表面HER2受体，阻断受体功能，引起癌细胞发生一系列变化而凋亡。下列对癌细胞变化的分析不合理的是（ ）
A．凋亡基因表达上调，提示HER2受体被激活
B．细胞由扁平形变为球形，提示细胞骨架受到影响
C．细胞膜的磷脂酰丝氨酸由内侧翻转到外侧，提示细胞膜流动性改变
D．基因组DNA被降解成约200碱基对的小片段，提示DNA酶被激活
8．（2024·天津）实验中常根据菌落外表特征鉴别微生物，进而对实验结果做出判断，下列实验不是根据菌落外表特征做出判断的是（ ）
A．艾弗里证明肺炎链球菌的转化因子是DNA
B．判断分离酵母菌的固体培养基是否被毛霉污染
C．利用浸有抗生素的滤纸片筛选大肠杆菌中耐药性强的菌株
D．判断在尿素为唯一氮源的培养基上生长的尿素降解菌是否有不同种类
9．（2024·天津）某豌豆基因型为YyRr，Y/y和R/r位于非同源染色体上，在不考虑突变和染色体互换的前提下，其细胞分裂时期、基因组成、染色体组数对应关系正确的是（ ）
选项 分裂时期 基因组成 染色体组数
A 减数分裂Ⅰ后期 YyRr 2
B 减数分裂Ⅱ中期 YR或yr或Yr或yR 1
C 减数分裂Ⅱ后期 YYRR或yyrr或YYrr或yyRR 2
D 有丝分裂后期 YYyyRRrr 2
A．A B．B C．C D．D
（2024·天津）阅读下列材料，完成下面小题。
蛋白质的2-羟基异丁酰化（Khib）修饰与去修饰对植物抗病性具有重要调节作用。棉花M蛋白是去除Khib修饰的酶，大丽轮枝菌感染可以诱导易感棉M基因表达上调，而抗病棉无论感染与否，M基因一直低表达。
H4是结合并稳定染色质DNA的组蛋白之一。M蛋白可降低H4的Khib修饰，导致DNA螺旋化程度提高，使转录相关酶更难与DNA结合，降低抗病相关基因（如水杨酸受体基因）的表达。
P蛋白由核内P基因编码，经翻译后转移并定位于叶绿体中，参与捕光复合体Ⅱ的损伤修复。M蛋白可降低P蛋白的Khib修饰，从而削弱P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能，进而降低叶绿体产生活性氧的能力，导致易感棉抗病性下降。
10．H4的Khib修饰改变了（ ）
A．染色质的DNA序列 B．水杨酸受体基因的转录水平
C．转录相关酶的活性 D．M蛋白的活性
11．为提高易感棉的抗病性，采取的措施正确的是（ ）
A．将抗病棉的M基因转入易感棉 B．上调M基因表达
C．降低H4的Khib修饰 D．增加P蛋白的Khib修饰
12．棉花通过复杂的机制调节其抗病能力，下列说法错误的是（ ）
A．P基因表达及其产物行使功能涉及细胞核、核糖体和叶绿体等
B．棉花的抗病能力既受核蛋白也受叶绿体蛋白的调控
C．Khib修饰从基因表达和蛋白质功能两个层面影响棉花抗病性
D．水杨酸受体和捕光复合体Ⅱ的Khib修饰可提高棉花抗病性
13．（2024·天津）海洋生态系统的结构与功能研究对渔业资源管理具有指导意义。渤海十年间相关调查数据统计如下。
表1 渤海生态系统各营养级间的转换效率*（%）
营养级 十年前 当前
Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
浮游植物 6.7 14.7 18.6 19.6 8.9 19.9 25.0 23.5
碎屑 7.2 15.4 18.8 19.7 6.8 21.3 24.5 23.9
转换效率为相邻两个营养级间生产量（用于生长、发育和繁殖的能量）的比值
（1）捕食食物链以浮游植物为起点，碎屑食物链以生物残体或碎屑为起点，两类食物链第Ⅱ营养级的生物分别属于生态系统的 和 。
（2）由表1可知，当前捕食食物链各营养级间的转换效率比十年前 ，表明渤海各营养级生物未被利用的和流向碎屑的能量 。
（3）“总初级生产量/总呼吸量”是表征生态系统成熟度的重要指标，数值越小，成熟度越高，数值趋向于1时，生态系统中没有多余的生产量可利用。据此，分析表2可知， 时期渤海生态系统成熟度较高，表示 减少，需采取相应管理措施恢复渔业资源。
表2 渤海生态系统特征[t/（km2·a）]
系统特征 十年前 当前
总初级生产量* 2636 1624
总呼吸量 260 186
*总初级生产量表征生产者通过光合作用固定的总能量
14．（2024·天津）磁场刺激是一种调节神经系统生理状态的有效方法，为研究其对神经系统钝化的改善和电生理机制，以小鼠为动物模型进行如下实验。
（1）将小鼠随机分为3组：对照组、神经系统钝化模型（HU）组和磁场刺激（CFS）组，每组8只。其中CFS组应在 组处理的基础上，对小鼠进行适当的磁场刺激。
（2）检测上述3组小鼠的认知功能水平，结果如图1。理论上推测， 或 组可能为对照组。
（3）检测上述3组小鼠海马区神经元的兴奋性。
①检测静息电位，结果如图2。纵坐标数值为0的点应为 （从A-D中选择）。
②检测动作电位峰值，组间无差异。说明 组的 离子内流入神经元的数量最多。
以上实验说明，在细胞水平，CFS可改善神经系统钝化时出现的神经元 ；在个体水平，CFS可改善神经系统钝化引起的认知功能下降。
15．（2024·天津）蓝细菌所处水生环境随时会发生光线强弱变化。蓝细菌通过调控图1中关键酶XPK的活性以适应这种变化。
（1）图1所示循环过程为蓝细菌光合作用的暗反应，反应场所为 。
（2）光暗循环条件下，将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株（Δxpk）分别用含NaH14CO3的培养基培养，测定其碳固定率和胞内ATP浓度，结果如图2。
在第10-11分钟，野生型菌XPK被激活，将暗反应的中间产物6-磷酸果糖等转化为其它物质，导致暗反应快速终止。推测ATP是XPK的 （激活剂/抑制剂）。在同一时期，Δxpk会继续进行暗反应，此时消耗的ATP和NADPH来源于 。
在第11-13分钟，Δxpk碳固定率继续升高，胞内 过程来源的ATP被用于 而消耗，导致Δxpk的生长速率比野生型更慢。
（3）蓝细菌在高密度培养时，由于互相遮挡，菌体环境也会出现光线强弱变化。为验证该条件下，蓝细菌是否采用上述机制进行调节，可分别使用野生型和Δxpk、选用如下 条件组合进行实验，定时测定14C固定率和胞内ATP浓度。
①高浓度蓝细菌②低浓度蓝细菌③持续光照④光暗循环⑤培养基中加入NaH14CO3⑥培养基中加入14C6H12O6
16．（2024·天津）金黄色葡萄球菌（简称Sa）是人体重要致病细菌、不规范使用抗生素易出现多重抗药性Sa。
（1）Sa产生抗药性可遗传变异的来源有 （至少答出2点）。
（2）推测Sa产生头孢霉素抗性与其R基因有关。为验证该推测，以图1中R基因的上、下游片段和质粒1构建质粒2，然后通过同源重组（质粒2中的上、下游片段分别与Sa基因组中R基因上、下游片段配对，并发生交换）敲除Sa的R基因。
①根据图1信息，简述质粒2的构建过程（需包含所选引物和限制酶）： ，然后回收上、下游片段，再与SacII酶切质粒1所得大片段连接，获得质粒2。
②用质粒2转化临床分离的具有头孢霉素抗性、对氯霉素敏感的Sa，然后涂布在含 的平板上，经培养获得含质粒2的Sa单菌落。
③将②获得的单菌落多次传代以增加同源重组敲除R基因的几率，随后稀释涂布在含 的平板上，筛选并获得不再含有质粒2的菌落。从这些菌落分别挑取少许菌体，依次接种到含 的平板上，若无法增殖，则对应菌落中细菌的R基因疑似被敲除。
④以③获得的菌株基因组为模板，采用不同引物组合进行PCR扩增，电泳检测结果如图2，表明R基因已被敲除的是 。
17．（2024·天津）LHON是线粒体基因A突变成a所引起的视神经疾病。我国援非医疗队调查非洲某地LHON发病情况，发现如下谱系。
（1）依据LHON遗传特点，Ⅲ-7与正常女性婚配所生子女患该病的概率为 。
（2）调查发现，LHON患者病变程度差异大（轻度、重度），且男性重症高发。研究发现，该特征与X染色体上的基因B突变成b有关。某轻度病变的女性与正常男性结婚，所生男孩有轻度患者，也有重度患者，其中重度患者核基因型为 。
（3）5'-CCCGCGGGA-3'为B基因的部分编码序列（非模板链），C为编码序列的第157位，突变成T后，蛋白序列的第 位氨基酸将变成 。
部分氨基酸密码子：丙氨酸（GCG）、缬氨酸（GUG）、色氨酸（UGG）、精氨酸（CGC或CGG或CGU）
（4）人群筛查发现，XbXb基因型在女性中的占比为0.01%，那么XbY基因型在男性中的占比为 。
（5）镰状细胞贫血是非洲常见的常染色体隐性遗传病，每8个无贫血症状的人中有1个携带者。无贫血症状的Ⅲ-9（已知Ⅱ-5基因型为XBY，Ⅱ-6基因型为XBXb）与基因型为XBY的无贫血症状男性结婚，其子代为有镰状细胞贫血症状的LHON重度患者的概率为 。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、核糖体是合成蛋白质的场所，其功能与分解衰老、损伤的细胞器无关，A不符合题意；
B、溶酶体内含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，还能吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，与植物液泡在这方面功能类似，B符合题意；
C、中心体存在于动物细胞和低等植物细胞中，与动物细胞的有丝分裂有关，不具备分解细胞器的功能，C不符合题意；
D、高尔基体主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装，是“车间”和“发送站”，和分解衰老、损伤的细胞器无关，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】溶酶体：由膜围成的小球体，含有多种水解酶，可消化进入细胞内的异物及衰老无用的细胞器碎片。
2．【答案】A
【知识点】体液免疫
【解析】【解答】体液免疫过程：①一些病原体可以和B细胞接触，这为激活B细胞提供了第一个信号。②一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取。③抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面，然后传递给辅助性T细胞。④辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合，这是激活B细胞的第二个信号；辅助性T细胞开始分裂、分化，并分泌细胞因子。⑤B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化，大部分分化为浆细胞，小部分分化为记忆B细胞。细胞因子能促进B细胞的分裂、分化过程。⑥浆细胞产生和分泌大量抗体，抗体可以随体液在全身循环并与这种病原体结合。抗体与病原体的结合可以抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附。可见白细胞介素-14是一种由T细胞分泌的细胞因子，通过刺激B细胞增殖分化而促进浆细胞形成，BCD不符合题意，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】体液免疫：抗原呈递细胞向辅助性T细胞呈递抗原，并释放免疫活性物质协助辅助性T细胞活化；辅助性T细胞被激活后产生的细胞因子与抗原分子共同促进B淋巴细胞的活化；活化后的B淋巴细胞增殖分化为浆细胞和记忆B细胞；浆细胞合成并分泌抗体，抗体与抗原结合。
3．【答案】B
【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
【解析】【解答】A、生长素主要生理功能是通过刺激细胞伸长生长来发挥作用，这一机制直接促进了植物根系的发育和形成，A正确；
B、根据植物激素作用机理分析，乙烯的主要生理功能是促进果实成熟过程，但对果实发育阶段没有促进作用，基于这一特性，在研究果实发育机制时，不宜选用无果实突变体作为实验材料，B错误；
C、赤霉素具有双重生理效应：一方面通过刺激细胞伸长生长发挥作用，另一方面还能促进细胞分裂与分化过程。这两种协同作用的生理机制共同促进了植株高度的增加，C正确；
D、脱落酸主要生理功能包括抑制种子萌发过程和维持种子休眠状态，D正确。
故选B。
【分析】由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物，叫作植物激素(phytohormone)。 植物激素作为信息分子调节植物的生长发育，不直接参与细胞代谢。在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，某种激素的含量会发生变化；同时，各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。
4．【答案】D
【知识点】种群数量的变化曲线；群落的结构；当地自然群落中若干种生物的生态位
【解析】【解答】A、生态位是指一个物种在群落中的地位或作用，包括所处空间位置、占用资源情况及与其他物种关系等。从图中看，未去除组丙的生态位先升高后趋于稳定，去除组丙的生态位先下降后升高，并非持续收缩，A不符合题意；
B、K值是环境容纳量，即使优势种去除，当地环境若无改变，能容纳的种群数量和物种数目有限，K值不会一直上升，B不符合题意；
C、未去除组甲也消失了，这表明优势种去除不是甲消失的主要原因，C不符合题意；
D、群落中各个生物种群占据不同空间形成一定空间结构。由图可见，随着时间推移，群落物种组成不断变化，所以盐沼植物群落的空间结构会发生改变，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】（1）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，称为这个物种的生态位。
（2）一定空间中的环境容纳量一般是有限的。种群数量达到环境容纳量时，往往会稳定在一定的水平，不再增长。一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。
5．【答案】C
【知识点】胞吞、胞吐的过程和意义；蛋白质工程；激素与内分泌系统
【解析】【解答】A、胰岛B细胞合成胰岛素后，通过胞吐的方式分泌到细胞外，这是因为胰岛素是大分子蛋白质，胞吐有利于其分泌到细胞外发挥作用，A不符合题意；
B、胰岛素的化学本质是蛋白质，蛋白质的基本组成单位是氨基酸，所以氨基酸是化学合成胰岛素的原料，B不符合题意；
C、大肠杆菌是原核生物，乳腺生物反应器是真核生物（动物）。原核生物和真核生物的启动子结构和功能不同，用大肠杆菌生产胰岛素时，需要原核生物的启动子；用乳腺生物反应器生产胰岛素时，需要真核生物（动物）的启动子（如乳腺蛋白基因的启动子），二者启动子不同，C符合题意；
D、蛋白质工程可以通过对胰岛素基因进行改造，进而生产出速效胰岛素等胰岛素类似物，以满足不同的医疗需求，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）胰岛内有多种分泌细胞，胰岛B细胞分泌胰岛素、胰岛A细胞分泌胰高血糖素，这两种激素在糖代谢中发挥重要的调节作用。
（2）不同的激素，化学组成不同。例如，胰岛素是一种含有51个氨基酸的蛋白质，而性激素主要是类固醇。
（3）蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。它是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是涉及多学科的综合科技工程。
（4）基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成，包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以mRNA为模板，按照密码子和氨基酸之间的对应关系，在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
6．【答案】C
【知识点】基因、蛋白质、环境与性状的关系；遗传信息的转录；表观遗传；变异是自然选择的原材料
【解析】【解答】A、①表示诱变，诱变因素（如物理、化学、生物因素）可引起DNA的碱基序列改变，即发生基因突变，A不符合题意；
B、②是甲基化修饰，可影响DNA的转录（③过程），从而调节转录水平的高低，进而影响生物性状，B不符合题意；
C、②引起的甲基化修饰导致的变异属于表观遗传变异，表观遗传变异可以使生物的性状发生改变，这种改变可以遗传给后代，能为生物进化提供原材料，C符合题意；
D、④表示环境因素影响蛋白质，可引起蛋白质结构或功能的改变，从而影响生物性状，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。一个性状可以受到多个基因的影响。同时，生物体的性状也不完全是由基因决定的，环境对性状也有着重要影响。基因对性状的控制方式有两种，一种是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制性状；另一种是直接控制蛋白质的结构来控制性状。基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。
（2）适应是自然选择的结果；种群是生物进化的基本单位；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；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。
7．【答案】A
【知识点】细胞膜的结构特点；细胞的凋亡；细胞骨架
【解析】【解答】A、该抗体类药物能结合肺癌细胞表面HER2受体，阻断受体功能，引起癌细胞凋亡。若凋亡基因表达上调，说明是HER2受体被阻断后引发的凋亡，而不是HER2受体被激活，A符合题意；
B、细胞骨架与细胞形态维持有关，细胞由扁平形变为球形，提示细胞骨架受到影响，B不符合题意；
C、细胞膜的磷脂酰丝氨酸由内侧翻转到外侧，这一过程与细胞膜流动性改变有关，C不符合题意；
D、基因组DNA被降解成约200碱基对的小片段，是因为DNA酶被激活，催化DNA降解，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】（1）细胞质中的细胞器并不是漂浮于细胞质中的，细胞质中有着支持它们的结构——细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
（2）细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，与细胞坏死不同。新细胞的产生和一些细胞的凋亡同时存在于多细胞生物体中。
（3）细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外，还有少量的糖类。细胞膜的磷脂双分子层是膜的基本支架，具有流动性。蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层，其中大多数蛋白质分子都是能运动的。
8．【答案】C
【知识点】肺炎链球菌转化实验；微生物的分离和培养；培养基对微生物的选择作用
【解析】【解答】A、在艾弗里证明肺炎链球菌转化因子是DNA的实验中，R型肺炎链球菌菌落表面粗糙，S型肺炎链球菌菌落表面光滑。通过观察培养基上菌落是粗糙（R型）还是光滑（S型）来判断转化是否成功，这是依据菌落外表特征做出的判断，A不符合题意；
B、毛霉是多细胞真菌，有由细胞形成的菌丝，其菌落形态与酵母菌不同，可根据毛霉独特的形态（属于菌落外表特征范畴）判定固体培养基是否被毛霉污染，B不符合题意；
C、利用浸有抗生素的滤纸片筛选大肠杆菌中耐药性强的菌株，是从抑菌圈边缘菌落挑取大肠杆菌，这里主要依据的是抗生素对细菌的抑制作用形成的抑菌圈相关情况，并非菌落本身的外表特征（如形状、颜色、大小等），C符合题意；
D、不同尿素降解菌降解尿素的能力不同，在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，接种培养初步筛选的菌种后，根据菌落周围出现红色环带的大小（这与菌落周围的反应现象相关，属于菌落外表特征的延伸）判定其种类，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。
（2）艾弗里的实验表明，RNA和蛋白质降解后与降解前，R型细菌转化为S型细菌的能力没有发生变化，而DNA降解后与降解前，R型细菌转化为S型细菌的能力发生了变化。这些说明在构成S型活细菌的DNA、RNA和蛋白质中，只有DNA能使R型细菌转化为S型细菌。
9．【答案】C
【知识点】细胞有丝分裂不同时期的特点；减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化；染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体
【解析】【解答】A、在减数分裂I后期，经过间期DNA复制，基因已经加倍，此时基因组成应为YYyyRRrr，而不是YyRr，同时细胞中含有2个染色体组，A不符合题意；
B、减数分裂I后期同源染色体分离，减数分裂Ⅱ中期含有姐妹染色单体，基因组成应该是YYRR或yyrr或YYrr或yyRR，而不是YR或yr或Yr或yR，此时细胞中含1个染色体组，B不符合题意；
C、减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，基因组成是YYRR或yyrr或YYrr或yyRR，细胞中含2个染色体组，C符合题意；
D、有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体和染色体组加倍，基因组成是YYyyRRrr，染色体组应该有4个，而不是2个，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）有丝分裂可以分为前期、中期、后期和末期。有丝分裂最重要的变化是，在纺锤体作用下将亲代细胞复制的染色体平均分配到两个子细胞中，从而保持了细胞在遗传上的稳定性。
（2）进行有性生殖的生物，在由原始生殖细胞形成成熟生殖细胞的过程中，染色体只复制一次，而细胞经减数分裂连续分裂两次，最终使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。在减数分裂过程中，同源染色体发生分离，非同源染色体自由组合，使分配到子细胞中的染色体组合类型出现多样性。不仅如此，在减数分裂过程中同源染色体联会时，非姐妹染色单体间还常常发生互换，进一步增加了生殖细胞遗传的多样性。
【答案】10．B
11．D
12．D
【知识点】其它细胞器及分离方法；基因、蛋白质、环境与性状的关系；表观遗传；基因表达的调控过程；基因的表达综合
【解析】（1）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，叫作表观遗传。
（2）基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成，包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以mRNA为模板，按照密码子和氨基酸之间的对应关系，在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
10．A、H4的Khib修饰是对组蛋白的修饰，不会改变染色质的DNA序列，A不符合题意；
B、由题干可知，M蛋白可降低H4的Khib修饰，导致DNA螺旋化程度提高，使转录相关酶更难与DNA结合，降低抗病相关基因（如水杨酸受体基因）的表达。所以H4的Khib修饰改变会影响水杨酸受体基因的转录水平，B符合题意；
C、H4的Khib修饰主要影响的是转录相关酶与DNA的结合，而非转录相关酶的活性，C不符合题意；
D、H4的Khib修饰不影响M蛋白的活性，D不符合题意。
故答案为：B。
11．A、抗病棉无论感染与否，M基因一直低表达，将抗病棉的M基因转入易感棉会使M基因表达上调，不利于提高抗病性，A不符合题意；
B、大丽轮枝菌感染可诱导易感棉M基因表达上调，上调M基因表达会降低易感棉抗病性，B不符合题意；
C、M蛋白降低H4的Khib修饰会降低抗病性，所以降低H4的Khib修饰不能提高抗病性，C不符合题意；
D、M蛋白降低P蛋白的Khib修饰会削弱P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能，降低叶绿体产生活性氧的能力，导致易感棉抗病性下降。所以增加P蛋白的Khib修饰可提高易感棉抗病性，D符合题意。
故答案为：D。
12．A、P蛋白由核内P基因编码，经核糖体翻译后转移并定位于叶绿体中，所以P基因表达及其产物行使功能涉及细胞核、核糖体和叶绿体等，A不符合题意；
B、由题干可知，M蛋白（核蛋白相关）和P蛋白（叶绿体蛋白）都对棉花抗病性有调控作用，所以棉花的抗病能力既受核蛋白也受叶绿体蛋白的调控，B不符合题意；
C、Khib修饰影响基因表达（如对H4的修饰影响抗病相关基因转录）和蛋白质功能（如对P蛋白的修饰影响其修复功能），从这两个层面影响棉花抗病性，C不符合题意；
D、M蛋白降低H4的Khib修饰会降低抗病相关基因（如水杨酸受体基因）表达，M蛋白降低P蛋白的Khib修饰会降低抗病性，说明水杨酸受体基因的Khib修饰（未被降低时）和P蛋白的Khib修饰（未被降低时）有利于提高棉花抗病性，但不能说水杨酸受体和捕光复合体Ⅱ的Khib修饰可提高棉花抗病性，这里是基因和蛋白的Khib修饰，不是结构本身的修饰，D符合题意。
故答案为：D。
13．【答案】（1）消费者；分解者
（2）高；减少
（3）当前；剩余生产量（或多余的生产量，或可利用生产量）
【知识点】生态系统的结构；研究能量流动的实践意义；生态系统的能量流动
【解析】【解答】（1）捕食食物链中，第Ⅱ营养级的生物直接以浮游植物（生产者）为食，属于消费者。碎屑食物链中，第Ⅱ营养级的生物以生物残体或碎屑为食，这些生物残体或碎屑中的有机物需要被分解，所以这类生物属于分解者。
（2）从表1看，当前捕食食物链各营养级间的转换效率（如浮游植物到Ⅱ营养级、Ⅱ到Ⅲ等）比十年前高。转换效率是相邻两个营养级间生产量（用于生长、发育和繁殖的能量）的比值，转换效率高意味着相邻营养级间传递的能量多，那么渤海各营养级生物未被利用的和流向碎屑的能量就减少，因为用于自身生长发育繁殖的能量更多地传递到下一个营养级，未被利用和流向碎屑的就少。
（3）已知“总初级生产量/总呼吸量”数值越小，成熟度越高。计算十年前该比值为2636÷260≈10.14，当前为1624÷186≈8.73，当前比值更小，所以当前时期渤海生态系统成熟度较高。数值趋向于1时，生态系统中没有多余的生产量可利用，当前成熟度高，说明剩余生产量（或多余的生产量，或可利用生产量）减少，需要采取措施恢复渔业资源。
【分析】（1）生态系统由生产者、消费者、分解者以及非生物的物质与能量等基本组分组成，各组分紧密联系使生态系统成为一个具有一定结构与功能的统一体。其中生产者和消费者通过食物链与食物网联系在一起形成复杂的营养结构。
（2）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。
（3）研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量；可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用；还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
（1）捕食食物链以浮游植物为起点，该类食物链第Ⅱ营养级的生物属于生态系统的消费者； 碎屑食物链以生物残体或碎屑为起点，该类食物链第Ⅱ营养级的生物属于生态系统的分解者。
（2）分析表1数据可知，当前捕食食物链各营养级间的转换效率比十年前高，即相邻两个营养级间用于生长、发育和繁殖的能量的比值更高，说明渤海各营养级生物未被利用的和流向碎屑的能量减少。
（3）分析表2数据可知，十年前生态系统成熟度=总初级生产量/总呼吸量= 2636÷260 = 10.14 ，当前生态系统成熟度= 1624÷186= 8.73，数值更小，所以当前时期渤海生态系统成熟度较高，表示生态系统中多余的生产量减少，需要采取相应管理措施恢复渔业资源。
14．【答案】（1）HU（或神经系统钝化模型）
（2）甲（或丙）；丙（或甲）
（3）A；HU（或神经系统钝化模型）；钠；兴奋性下降（或静息电位绝对值增大）
【知识点】神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】（1）实验目的是研究磁场刺激对神经系统钝化的改善作用，所以CFS组应在构建神经系统钝化模型（HU组处理）的基础上，进行磁场刺激，这样才能对比出磁场刺激对神经系统钝化的影响。
（2）对照组小鼠认知功能应正常，HU组是神经系统钝化模型组，认知功能应较低，CFS组经磁场刺激后认知功能应有所改善。从图1看，甲和丙组认知功能分值相对较高，乙组较低（可能是HU组），所以理论上甲（或丙）、丙（或甲）组可能为对照组。
（3）①静息电位是指细胞未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的电位差，膜外为正电位，膜内为负电位。图2中纵坐标数值为0的点应为膜外电位为正、膜内为负的参考点，即A（静息电位以膜外为0电位，膜内电位为负，所以0点是膜外的A点）。
②动作电位峰值与钠离子内流有关，组间动作电位峰值无差异，说明HU组（神经系统钝化模型组）的钠离子内流入神经元的数量最多，因为HU组静息电位绝对值大，但动作电位峰值正常，说明钠离子内流不受影响，数量最多。
从实验结果看，在细胞水平，CFS组与HU组相比，静息电位绝对值减小，说明CFS可改善神经系统钝化时出现的神经元兴奋性下降（或静息电位绝对值增大）；在个体水平，CFS组认知功能分值高于HU组，可改善神经系统钝化引起的认知功能下降。
【分析】（1）除了作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验，对照实验一般要设置对照组和实验组。
（2）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Na+浓度比膜内要高，K+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K+有通透性，造成K+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。当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对Na+的通透性增加，Na+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。
（1）依据实验目的和题干信息可知，CFS组应在HU（即神经系统钝化模型）的基础上进行，对小鼠进行适当的磁场刺激。
（2）依据图1和实验目的（研究磁场刺激对神经系统钝化的改善和电生理机制），神经系统钝化的应为乙组，磁场刺激可改善神经系统钝化，甲组或丙组为对照组。
（3）①检测静息电位，一般规定膜外为生理0点位，所以纵坐标数值为O的点应为A。
②依据信息：检测动作电位峰值，组间无差异，动作电位与Na+内流有关，依据图2可知，HU组的静息电位最大，而各组的动作电位峰值不变，所以在受到刺激时，要想产生相同的动作电位峰值，HU组的钠离子内流入神经元的数量最多。
依据图1可知，乙组（HU组）的认知功能最低，CFS组（丙组）的认知功能高于乙组，说明在个体水平，CFS可改善神经系统钝化引起的认知功能下降；依据图2可知，HU组的静息电位最大，CFS组的静息电位低于HU组，说明在细胞水平，CFS可改善神经系统钝化时出现的神经元静息电位绝对值最大（兴奋性下降）。
15．【答案】（1）细胞质基质（或细胞质）
（2）抑制剂；第10分钟之前的光反应；细胞呼吸（或呼吸作用）；暗反应（或碳固定，或C3还原，或碳反应）
（3）①③⑤
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系；光合作用综合
【解析】【解答】（1）蓝细菌属于原核生物，没有叶绿体。其光合作用暗反应的场所是细胞质基质（或细胞质）。
（2）在第10-11分钟，野生型菌XPK被激活，暗反应快速终止。因为XPK激活后将暗反应中间产物转化，使暗反应无法进行，而此时ATP浓度降低，推测ATP是XPK的抑制剂，ATP浓度低时，解除对XPK的抑制，使其激活。在第10-11分钟，Δxpk（xpk基因敲除株）会继续进行暗反应，此时光反应因黑暗停止，消耗的ATP和NADPH来源于第10分钟之前的光反应，光反应产生的ATP和NADPH有积累。在第11-13分钟，处于黑暗条件，Δxpk碳固定率继续升高，此时胞内细胞呼吸（或呼吸作用）过程产生的ATP被用于暗反应（或碳固定，或C3还原，或碳反应）而消耗，导致其生长速率比野生型更慢，野生型因XPK激活，暗反应终止，消耗ATP少。
（3）本实验验证蓝细菌在高密度培养条件下是否采用上述机制进行调节。由于蓝细菌在高密度培养时会因互相遮挡使菌体环境出现光线强弱变化，且自然培养条件下光照持续，高密度培养下蓝细菌间相互遮挡相当于间歇光照，实验的因变量是14C固定率，所以需创造高密度蓝细菌环境，在实验中使用野生型和Δxpk，给予持续光照，并在培养基中加入NaH14CO3，即采用①高浓度蓝细菌、③持续光照、⑤培养基中加入NaH14CO3条件组合进行实验，定时测定14C固定率和胞内ATP浓度，进而得出相应结论
【分析】（1）光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。在光反应中，叶绿体通过类囊体膜上的色素系统从太阳光中捕获能量，裂解水，生成高能化合物ATP和NADPH，同时释放氧气；NADPH和ATP携带能量参与叶绿体基质中的碳反应（卡尔文循环），最终将二氧化碳合成为糖分子，并将能量储存到糖分子中。
（2）细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是：在酶的催化作用下，分解有机物，释放能量。但是，前者需要氧和线粒体的参与，有机物彻底氧化，释放的能量比后者多。细胞呼吸是细胞中物质代谢的枢纽，糖类、脂质和蛋白质的合成或分解都可以通过细胞呼吸联系起来。
（1）蓝细菌为原核生物，图1为蓝细菌的光合作用暗反应过程，该过程的反应场所为细胞质基质。
（2）光暗循环条件下，将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株（Δxpk）分别用含NaH14CO3的培养基培养，测定其碳固定率和胞内ATP浓度，结果如图2。在第10-11分钟，野生型菌细胞中ATP含量下降，此时XPK被激活，将暗反应的中间产物6-磷酸果糖等转化为其它物质，导致暗反应快速终止。推测ATP是XPK的抑制剂。在同一时期，Δxpk会继续进行暗反应，此时消耗的ATP和NADPH来源于第10分钟之前的光反应。在第11-13分钟，Δxpk碳固定率继续升高，此时处于黑暗条件，因而推测，此时碳固定速率上升消耗的ATP来自细胞呼吸，导致Δxpk的生长速率比野生型更慢。
（3）蓝细菌在高密度培养时，由于互相遮挡，菌体环境也会出现光线强弱变化。为验证蓝细菌是否采用上述机制进行调节，则实验过程中首先需要创造高密度蓝细菌、而后需要持续光照，同时需要在培养基中加入NaH14CO3 ，因此，实验中可使用野生型和Δxpk，在①高浓度蓝细菌、③持续光照、⑤培养基中加入NaH14CO3 条件组合进行实验，定时测定14C固定率和胞内ATP浓度，进而得出相应的结论。
16．【答案】（1）基因突变、基因重组、表观遗传等
（2）采用引物1和4进行PCR扩增（或采用引物1和3以及引物2和4分别进行PCR扩增），用SacⅡ和EcoRⅠ对PCR产物进行酶切；氯霉素（或氯霉素+头孢霉素）；脱水四环素；头孢霉素；D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）Sa是细菌，属于原核生物。原核生物可遗传变异的来源有基因突变（自身遗传物质的改变）、在基因工程等情况下可能发生基因重组（如本题中的同源重组），另外还有表观遗传（基因表达调控等引起的可遗传变异）等。
（2）①质粒2的构建过程：要构建质粒2，根据图1，需要扩增上、下游片段并酶切。可采用引物1和4进行PCR扩增（或采用引物1和3以及引物2和4分别进行PCR扩增），然后用SacⅡ和EcoRⅠ对PCR产物进行酶切，这样得到的上、下游片段可与SacⅡ酶切质粒1所得大片段连接，获得质粒2。
②筛选含质粒2的Sa单菌落：质粒1含氯霉素抗性基因，所以用质粒2转化具有头孢霉素抗性、对氯霉素敏感的Sa后，涂布在含氯霉素（或氯霉素+头孢霉素）的平板上，只有含质粒2（有氯霉素抗性基因）的Sa能生长，从而获得含质粒2的Sa单菌落。
③筛选不再含质粒2的菌落及验证R基因敲除：质粒2中Y是可被脱水四环素诱导表达的Sa致死基因，所以将单菌落多次传代后，稀释涂布在含脱水四环素的平板上，可筛选出不再含有质粒2的菌落（含质粒2的会因Y基因表达致死）。要验证R基因是否被敲除，将菌落接种到含头孢霉素的平板上，若无法增殖，说明失去头孢霉素抗性，R基因疑似被敲除，因为推测Sa产生头孢霉素抗性与其R基因有关。
④PCR扩增结果分析：R基因被敲除后，基因组中无R基因，用不同引物组合PCR扩增，电泳结果中，D组引物1和4扩增出的片段符合敲除后基因组的片段大小，表明R基因已被敲除的是D。
【分析】（1）基因重组就是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。
（2）基因工程是一种DNA操作技术，需要借助限制酶、DNA连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
（3）PCR反应需要在一定的缓冲液中才能进行，需提供DNA模板，分别与两条模板链结合的2种引物，4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶；同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。
（1）Sa为原核生物产生抗药性可遗传变异的来源有基因突变、基因重组、表观遗传等。
（2）①由图1可知，质粒2上依次接有SacⅡ、EcoRⅠ、SacⅡ三个酶切位点，而质粒1上只有SacⅡ酶切位点，R基因的上下游依次含有SacⅡ、EcoRⅠ、EcoRⅠ、SacⅡ酶切位点，若要构建质粒2，可以采用引物1和4进行PCR扩增可得到整个R基因，以及上下游片段（或采用引物1和3以及引物2和4分别进行PCR扩增），用SacⅡ和EcoRⅠ对PCR产物进行酶切，然后回收上、下游片段，再与SacII酶切质粒1所得大片段连接，获得质粒2。
②用质粒2转化临床分离的具有头孢霉素抗性、对氯霉素敏感的Sa，因为重组的质粒2上含有氯霉素抗性基因，所以可以将重组后的含质粒2的菌落涂布在含氯霉素（或氯霉素+头孢霉素）的平板上，能生存下来的菌落就是，含质粒2的Sa单菌落。
③推测Sa产生头孢霉素抗性与其R基因有关。为验证该推测需要敲除R基因，因为质粒2上含有Y可被脱水四环素又到表达的Sa致死基因，所以将②获得的单菌落多次传代以增加同源重组敲除R基因的几率，随后稀释涂布在含脱水四环素的平板上，可诱导R基因死亡，若无法增殖，则对应菌落中细菌的R基因疑似被敲除。
④以③获得的菌株基因组为模板，采用不同引物组合进行PCR扩增，电泳检测结果如图2，表明R基因已被敲除的是D组，由图1可知，R基因两侧含有的引物为2和3，所以扩增后含有引物2或3，或者2和3的可能含有R基因，所以表明R基因已被敲除的是D组。
17．【答案】（1）0
（2）XbY
（3）53；色氨酸
（4）1%
（5）1/2048
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；伴性遗传；基因频率的概念与变化；遗传系谱图；基因的表达综合
【解析】【解答】（1）LHON是线粒体基因控制的疾病，属于细胞质遗传，特点是母系遗传，即后代患病情况由母亲决定。Ⅲ-7是男性，其线粒体基因不会遗传给后代，所以Ⅲ-7与正常女性婚配所生子女患该病的概率为0。
（2）已知LHON患者病变程度与X染色体上基因B突变成b有关，男性重症高发，故重症高发的男性基因型为XbY（a），推测轻度病变女性的基因型为XBXb（a），重症高发女性的基因型为XbXb（a）。某轻度病变女性XBXb（a），与正常男性XBY（A）结婚，所生男孩有轻度和重度，其中重度患者为男性，其核基因型为XbY。
（3）5'-CCCGCGGGA-3'为非模板链，编码序列中C是第157位，DNA中三个相邻碱基决定一个氨基酸，所以157÷3=52余1，即第53个密码子的第1个碱基，所以突变成T后，影响的是第53位氨基酸。非模板链第157位C突变成T，则模板链对应位置为A，密码子为UGG，对应的氨基酸是色氨酸。
（4）人群中XbXb基因型在女性中的占比为0.01%，设Xb的基因频率为q，则q2=0.01%，q=0.01。男性中XbY的基因型频率等于Xb的基因频率，所以XbY基因型在男性中的占比为1%。
（5）镰状细胞贫血是常染色体隐性遗传病（设为d），每8个无贫血症状的人中有1个携带者，即携带者Dd概率为1/8。Ⅱ-5基因型为XBY，Ⅱ-6基因型为XBXb（a），则Ⅲ-9基因型为1/2XBXb（a）、1/2XBXB（a）。关于镰状细胞贫血，Ⅲ-9基因型为1/8Dd、7/8DD， 无贫血症状男性基因型为1/8Dd、7/8DD，则子代为有镰状细胞贫血症状患者的概率为1/8×1/8×1/4= 1/256。关于LHON重度，Ⅲ-9基因型为1/2XBXb（a）、1/2XBXB（a），无贫血症状男性基因型为XBY，子代为LHON重度患者XbY（a）的概率为1/2×1/2×1/2=1/8，故无贫血症状的Ⅲ-9与基因型为XBY的无贫血症状男性结婚，其子代为有镰状细胞贫血症状的LHON重度患者的概率为1/256×1/8=1/2048。
【分析】（1）位于性染色体上的基因控制的性状在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫作伴性遗传。
（2）基因的分离定律的实质是：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
（3）基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成，包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以mRNA为模板，按照密码子和氨基酸之间的对应关系，在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
（4）在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值，叫作基因频率。
（1）LHON是线粒体基因A突变成a所引起的视神经疾病，如果母亲正常，则子女都表现正常，因此Ⅲ-7与正常女性婚配所生子女患该病的概率为0。
（2）某轻度病变的女性与正常男性结婚，所生男孩有轻度患者，也有重度患者，同时该病是由X染色体B基因突变为b造成的，所以正常男性的基因型是（A）XBY，轻度病变女性基因型是（a）XBXb，所生的男孩子中有（a）XBY（表现为轻度患者）和（a）XbY（表现为重度患者），重度患者核基因型为XbY。
（3）mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，其中154-156决定一个氨基酸，157-159决定下一个氨基酸，非模板链上157为C突变为T，则密码子由CGG变为UGG，因此159÷3=53，即53为氨基酸变为色氨酸。
（4）XbXb基因型在女性中的占比为0.01%，即Xb的基因频率为1%，如果基因位于X染色体上，则在男性中该基因型的比例等于基频率，因此XbY基因型在男性中的占比为1%。
（5）用Dd表示控制镰状细胞贫血的基因，镰状细胞贫血症状的LHON重度患者的基因型是（a）ddXbY或（a）ddXbXb，Ⅲ-9的细胞质基因为a，其子女都含有a基因，镰状细胞贫血症状中每8个无贫血症状的人中有1个携带者，所以Ⅲ-9关于镰状细胞贫血基因型是1/8Dd，7/8DD，Ⅱ-5基因型为XBY，Ⅱ-6基因型为XBXb，则Ⅲ-9关于LHON贫血的核基因为1/2XBXB、1/2XBXb，基因型为XBY的无贫血症状男性的基因型可能是1/8DDXBY或7/8DdXBY，二者结婚，患镰状细胞贫血概率为1/8×1/8×1/4=1/256，患LHON贫血概率为1/2×1/4=1/8，所以子代为有镰状细胞贫血症状的LHON重度患者的概率为1/8×1/256=1/2048。
1 / 1【高考真题】2024年新课标天津高考生物真题试卷
一、2024年新课标天津高考生物真题试卷
1．（2024·天津）植物液泡含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，维持细胞内稳态。动物细胞内功能类似的细胞器是（ ）
A．核糖体 B．溶酶体 C．中心体 D．高尔基体
【答案】B
【知识点】其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、核糖体是合成蛋白质的场所，其功能与分解衰老、损伤的细胞器无关，A不符合题意；
B、溶酶体内含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，还能吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，与植物液泡在这方面功能类似，B符合题意；
C、中心体存在于动物细胞和低等植物细胞中，与动物细胞的有丝分裂有关，不具备分解细胞器的功能，C不符合题意；
D、高尔基体主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装，是“车间”和“发送站”，和分解衰老、损伤的细胞器无关，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】溶酶体：由膜围成的小球体，含有多种水解酶，可消化进入细胞内的异物及衰老无用的细胞器碎片。
2．（2024·天津）白细胞介素-14是一种由T细胞分泌的细胞因子，通过刺激B细胞增殖分化而促进（ ）
A．浆细胞形成 B．树突状细胞呈递抗原
C．细胞毒性T细胞分化 D．巨噬细胞吞噬抗原
【答案】A
【知识点】体液免疫
【解析】【解答】体液免疫过程：①一些病原体可以和B细胞接触，这为激活B细胞提供了第一个信号。②一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取。③抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面，然后传递给辅助性T细胞。④辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合，这是激活B细胞的第二个信号；辅助性T细胞开始分裂、分化，并分泌细胞因子。⑤B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化，大部分分化为浆细胞，小部分分化为记忆B细胞。细胞因子能促进B细胞的分裂、分化过程。⑥浆细胞产生和分泌大量抗体，抗体可以随体液在全身循环并与这种病原体结合。抗体与病原体的结合可以抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附。可见白细胞介素-14是一种由T细胞分泌的细胞因子，通过刺激B细胞增殖分化而促进浆细胞形成，BCD不符合题意，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】体液免疫：抗原呈递细胞向辅助性T细胞呈递抗原，并释放免疫活性物质协助辅助性T细胞活化；辅助性T细胞被激活后产生的细胞因子与抗原分子共同促进B淋巴细胞的活化；活化后的B淋巴细胞增殖分化为浆细胞和记忆B细胞；浆细胞合成并分泌抗体，抗体与抗原结合。
3．（2024·天津）突变体是研究植物激素功能的常用材料，以下研究材料选择不当的是（ ）
A．生长素促进植物生根——无侧根突变体
B．乙烯促进果实的成熟——无果实突变体
C．赤霉素促进植株增高——麦苗疯长突变体
D．脱落酸维持种子休眠——种子成熟后随即萌发突变体
【答案】B
【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
【解析】【解答】A、生长素主要生理功能是通过刺激细胞伸长生长来发挥作用，这一机制直接促进了植物根系的发育和形成，A正确；
B、根据植物激素作用机理分析，乙烯的主要生理功能是促进果实成熟过程，但对果实发育阶段没有促进作用，基于这一特性，在研究果实发育机制时，不宜选用无果实突变体作为实验材料，B错误；
C、赤霉素具有双重生理效应：一方面通过刺激细胞伸长生长发挥作用，另一方面还能促进细胞分裂与分化过程。这两种协同作用的生理机制共同促进了植株高度的增加，C正确；
D、脱落酸主要生理功能包括抑制种子萌发过程和维持种子休眠状态，D正确。
故选B。
【分析】由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物，叫作植物激素(phytohormone)。 植物激素作为信息分子调节植物的生长发育，不直接参与细胞代谢。在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，某种激素的含量会发生变化；同时，各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。
4．（2024·天津）为研究生物多样性对盐沼生态系统的影响，将优势种去除后，调查滨海盐沼湿地植物的物种组成，结果如下图。有关优势种去除后的变化，下列说法正确的是（ ）
A．丙的生态位持续收缩
B．三种盐沼植物的K值一直上升
C．优势种去除是甲消失的主要原因
D．盐沼植物群落的空间结构发生改变
【答案】D
【知识点】种群数量的变化曲线；群落的结构；当地自然群落中若干种生物的生态位
【解析】【解答】A、生态位是指一个物种在群落中的地位或作用，包括所处空间位置、占用资源情况及与其他物种关系等。从图中看，未去除组丙的生态位先升高后趋于稳定，去除组丙的生态位先下降后升高，并非持续收缩，A不符合题意；
B、K值是环境容纳量，即使优势种去除，当地环境若无改变，能容纳的种群数量和物种数目有限，K值不会一直上升，B不符合题意；
C、未去除组甲也消失了，这表明优势种去除不是甲消失的主要原因，C不符合题意；
D、群落中各个生物种群占据不同空间形成一定空间结构。由图可见，随着时间推移，群落物种组成不断变化，所以盐沼植物群落的空间结构会发生改变，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】（1）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，称为这个物种的生态位。
（2）一定空间中的环境容纳量一般是有限的。种群数量达到环境容纳量时，往往会稳定在一定的水平，不再增长。一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。
5．（2024·天津）胰岛素的研发走过了：动物提取—化学合成—重组胰岛素—生产胰岛素类似物生产等历程。有关叙述错误的是（ ）
A．动物体内胰岛素由胰岛B细胞合成并胞吐出细胞
B．氨基酸是化学合成胰岛素的原料
C．用大肠杆菌和乳腺生物反应器生产胰岛素需相同的启动子
D．利用蛋白质工程可生产速效胰岛素等胰岛素类似物
【答案】C
【知识点】胞吞、胞吐的过程和意义；蛋白质工程；激素与内分泌系统
【解析】【解答】A、胰岛B细胞合成胰岛素后，通过胞吐的方式分泌到细胞外，这是因为胰岛素是大分子蛋白质，胞吐有利于其分泌到细胞外发挥作用，A不符合题意；
B、胰岛素的化学本质是蛋白质，蛋白质的基本组成单位是氨基酸，所以氨基酸是化学合成胰岛素的原料，B不符合题意；
C、大肠杆菌是原核生物，乳腺生物反应器是真核生物（动物）。原核生物和真核生物的启动子结构和功能不同，用大肠杆菌生产胰岛素时，需要原核生物的启动子；用乳腺生物反应器生产胰岛素时，需要真核生物（动物）的启动子（如乳腺蛋白基因的启动子），二者启动子不同，C符合题意；
D、蛋白质工程可以通过对胰岛素基因进行改造，进而生产出速效胰岛素等胰岛素类似物，以满足不同的医疗需求，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）胰岛内有多种分泌细胞，胰岛B细胞分泌胰岛素、胰岛A细胞分泌胰高血糖素，这两种激素在糖代谢中发挥重要的调节作用。
（2）不同的激素，化学组成不同。例如，胰岛素是一种含有51个氨基酸的蛋白质，而性激素主要是类固醇。
（3）蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。它是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是涉及多学科的综合科技工程。
（4）基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成，包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以mRNA为模板，按照密码子和氨基酸之间的对应关系，在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
6．（2024·天津）环境因素可通过下图所示途径影响生物性状。有关叙述错误的是（ ）
A．①可引起DNA的碱基序列改变
B．②可调节③水平的高低
C．②引起的变异不能为生物进化提供原材料
D．④可引起蛋白质结构或功能的改变
【答案】C
【知识点】基因、蛋白质、环境与性状的关系；遗传信息的转录；表观遗传；变异是自然选择的原材料
【解析】【解答】A、①表示诱变，诱变因素（如物理、化学、生物因素）可引起DNA的碱基序列改变，即发生基因突变，A不符合题意；
B、②是甲基化修饰，可影响DNA的转录（③过程），从而调节转录水平的高低，进而影响生物性状，B不符合题意；
C、②引起的甲基化修饰导致的变异属于表观遗传变异，表观遗传变异可以使生物的性状发生改变，这种改变可以遗传给后代，能为生物进化提供原材料，C符合题意；
D、④表示环境因素影响蛋白质，可引起蛋白质结构或功能的改变，从而影响生物性状，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。一个性状可以受到多个基因的影响。同时，生物体的性状也不完全是由基因决定的，环境对性状也有着重要影响。基因对性状的控制方式有两种，一种是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制性状；另一种是直接控制蛋白质的结构来控制性状。基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。
（2）适应是自然选择的结果；种群是生物进化的基本单位；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；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。
7．（2024·天津）某抗体类药物能结合肺癌细胞表面HER2受体，阻断受体功能，引起癌细胞发生一系列变化而凋亡。下列对癌细胞变化的分析不合理的是（ ）
A．凋亡基因表达上调，提示HER2受体被激活
B．细胞由扁平形变为球形，提示细胞骨架受到影响
C．细胞膜的磷脂酰丝氨酸由内侧翻转到外侧，提示细胞膜流动性改变
D．基因组DNA被降解成约200碱基对的小片段，提示DNA酶被激活
【答案】A
【知识点】细胞膜的结构特点；细胞的凋亡；细胞骨架
【解析】【解答】A、该抗体类药物能结合肺癌细胞表面HER2受体，阻断受体功能，引起癌细胞凋亡。若凋亡基因表达上调，说明是HER2受体被阻断后引发的凋亡，而不是HER2受体被激活，A符合题意；
B、细胞骨架与细胞形态维持有关，细胞由扁平形变为球形，提示细胞骨架受到影响，B不符合题意；
C、细胞膜的磷脂酰丝氨酸由内侧翻转到外侧，这一过程与细胞膜流动性改变有关，C不符合题意；
D、基因组DNA被降解成约200碱基对的小片段，是因为DNA酶被激活，催化DNA降解，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】（1）细胞质中的细胞器并不是漂浮于细胞质中的，细胞质中有着支持它们的结构——细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
（2）细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，与细胞坏死不同。新细胞的产生和一些细胞的凋亡同时存在于多细胞生物体中。
（3）细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外，还有少量的糖类。细胞膜的磷脂双分子层是膜的基本支架，具有流动性。蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层，其中大多数蛋白质分子都是能运动的。
8．（2024·天津）实验中常根据菌落外表特征鉴别微生物，进而对实验结果做出判断，下列实验不是根据菌落外表特征做出判断的是（ ）
A．艾弗里证明肺炎链球菌的转化因子是DNA
B．判断分离酵母菌的固体培养基是否被毛霉污染
C．利用浸有抗生素的滤纸片筛选大肠杆菌中耐药性强的菌株
D．判断在尿素为唯一氮源的培养基上生长的尿素降解菌是否有不同种类
【答案】C
【知识点】肺炎链球菌转化实验；微生物的分离和培养；培养基对微生物的选择作用
【解析】【解答】A、在艾弗里证明肺炎链球菌转化因子是DNA的实验中，R型肺炎链球菌菌落表面粗糙，S型肺炎链球菌菌落表面光滑。通过观察培养基上菌落是粗糙（R型）还是光滑（S型）来判断转化是否成功，这是依据菌落外表特征做出的判断，A不符合题意；
B、毛霉是多细胞真菌，有由细胞形成的菌丝，其菌落形态与酵母菌不同，可根据毛霉独特的形态（属于菌落外表特征范畴）判定固体培养基是否被毛霉污染，B不符合题意；
C、利用浸有抗生素的滤纸片筛选大肠杆菌中耐药性强的菌株，是从抑菌圈边缘菌落挑取大肠杆菌，这里主要依据的是抗生素对细菌的抑制作用形成的抑菌圈相关情况，并非菌落本身的外表特征（如形状、颜色、大小等），C符合题意；
D、不同尿素降解菌降解尿素的能力不同，在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，接种培养初步筛选的菌种后，根据菌落周围出现红色环带的大小（这与菌落周围的反应现象相关，属于菌落外表特征的延伸）判定其种类，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。
（2）艾弗里的实验表明，RNA和蛋白质降解后与降解前，R型细菌转化为S型细菌的能力没有发生变化，而DNA降解后与降解前，R型细菌转化为S型细菌的能力发生了变化。这些说明在构成S型活细菌的DNA、RNA和蛋白质中，只有DNA能使R型细菌转化为S型细菌。
9．（2024·天津）某豌豆基因型为YyRr，Y/y和R/r位于非同源染色体上，在不考虑突变和染色体互换的前提下，其细胞分裂时期、基因组成、染色体组数对应关系正确的是（ ）
选项 分裂时期 基因组成 染色体组数
A 减数分裂Ⅰ后期 YyRr 2
B 减数分裂Ⅱ中期 YR或yr或Yr或yR 1
C 减数分裂Ⅱ后期 YYRR或yyrr或YYrr或yyRR 2
D 有丝分裂后期 YYyyRRrr 2
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【知识点】细胞有丝分裂不同时期的特点；减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化；染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体
【解析】【解答】A、在减数分裂I后期，经过间期DNA复制，基因已经加倍，此时基因组成应为YYyyRRrr，而不是YyRr，同时细胞中含有2个染色体组，A不符合题意；
B、减数分裂I后期同源染色体分离，减数分裂Ⅱ中期含有姐妹染色单体，基因组成应该是YYRR或yyrr或YYrr或yyRR，而不是YR或yr或Yr或yR，此时细胞中含1个染色体组，B不符合题意；
C、减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，基因组成是YYRR或yyrr或YYrr或yyRR，细胞中含2个染色体组，C符合题意；
D、有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体和染色体组加倍，基因组成是YYyyRRrr，染色体组应该有4个，而不是2个，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】（1）有丝分裂可以分为前期、中期、后期和末期。有丝分裂最重要的变化是，在纺锤体作用下将亲代细胞复制的染色体平均分配到两个子细胞中，从而保持了细胞在遗传上的稳定性。
（2）进行有性生殖的生物，在由原始生殖细胞形成成熟生殖细胞的过程中，染色体只复制一次，而细胞经减数分裂连续分裂两次，最终使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。在减数分裂过程中，同源染色体发生分离，非同源染色体自由组合，使分配到子细胞中的染色体组合类型出现多样性。不仅如此，在减数分裂过程中同源染色体联会时，非姐妹染色单体间还常常发生互换，进一步增加了生殖细胞遗传的多样性。
（2024·天津）阅读下列材料，完成下面小题。
蛋白质的2-羟基异丁酰化（Khib）修饰与去修饰对植物抗病性具有重要调节作用。棉花M蛋白是去除Khib修饰的酶，大丽轮枝菌感染可以诱导易感棉M基因表达上调，而抗病棉无论感染与否，M基因一直低表达。
H4是结合并稳定染色质DNA的组蛋白之一。M蛋白可降低H4的Khib修饰，导致DNA螺旋化程度提高，使转录相关酶更难与DNA结合，降低抗病相关基因（如水杨酸受体基因）的表达。
P蛋白由核内P基因编码，经翻译后转移并定位于叶绿体中，参与捕光复合体Ⅱ的损伤修复。M蛋白可降低P蛋白的Khib修饰，从而削弱P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能，进而降低叶绿体产生活性氧的能力，导致易感棉抗病性下降。
10．H4的Khib修饰改变了（ ）
A．染色质的DNA序列 B．水杨酸受体基因的转录水平
C．转录相关酶的活性 D．M蛋白的活性
11．为提高易感棉的抗病性，采取的措施正确的是（ ）
A．将抗病棉的M基因转入易感棉 B．上调M基因表达
C．降低H4的Khib修饰 D．增加P蛋白的Khib修饰
12．棉花通过复杂的机制调节其抗病能力，下列说法错误的是（ ）
A．P基因表达及其产物行使功能涉及细胞核、核糖体和叶绿体等
B．棉花的抗病能力既受核蛋白也受叶绿体蛋白的调控
C．Khib修饰从基因表达和蛋白质功能两个层面影响棉花抗病性
D．水杨酸受体和捕光复合体Ⅱ的Khib修饰可提高棉花抗病性
【答案】10．B
11．D
12．D
【知识点】其它细胞器及分离方法；基因、蛋白质、环境与性状的关系；表观遗传；基因表达的调控过程；基因的表达综合
【解析】（1）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，叫作表观遗传。
（2）基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成，包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以mRNA为模板，按照密码子和氨基酸之间的对应关系，在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
10．A、H4的Khib修饰是对组蛋白的修饰，不会改变染色质的DNA序列，A不符合题意；
B、由题干可知，M蛋白可降低H4的Khib修饰，导致DNA螺旋化程度提高，使转录相关酶更难与DNA结合，降低抗病相关基因（如水杨酸受体基因）的表达。所以H4的Khib修饰改变会影响水杨酸受体基因的转录水平，B符合题意；
C、H4的Khib修饰主要影响的是转录相关酶与DNA的结合，而非转录相关酶的活性，C不符合题意；
D、H4的Khib修饰不影响M蛋白的活性，D不符合题意。
故答案为：B。
11．A、抗病棉无论感染与否，M基因一直低表达，将抗病棉的M基因转入易感棉会使M基因表达上调，不利于提高抗病性，A不符合题意；
B、大丽轮枝菌感染可诱导易感棉M基因表达上调，上调M基因表达会降低易感棉抗病性，B不符合题意；
C、M蛋白降低H4的Khib修饰会降低抗病性，所以降低H4的Khib修饰不能提高抗病性，C不符合题意；
D、M蛋白降低P蛋白的Khib修饰会削弱P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能，降低叶绿体产生活性氧的能力，导致易感棉抗病性下降。所以增加P蛋白的Khib修饰可提高易感棉抗病性，D符合题意。
故答案为：D。
12．A、P蛋白由核内P基因编码，经核糖体翻译后转移并定位于叶绿体中，所以P基因表达及其产物行使功能涉及细胞核、核糖体和叶绿体等，A不符合题意；
B、由题干可知，M蛋白（核蛋白相关）和P蛋白（叶绿体蛋白）都对棉花抗病性有调控作用，所以棉花的抗病能力既受核蛋白也受叶绿体蛋白的调控，B不符合题意；
C、Khib修饰影响基因表达（如对H4的修饰影响抗病相关基因转录）和蛋白质功能（如对P蛋白的修饰影响其修复功能），从这两个层面影响棉花抗病性，C不符合题意；
D、M蛋白降低H4的Khib修饰会降低抗病相关基因（如水杨酸受体基因）表达，M蛋白降低P蛋白的Khib修饰会降低抗病性，说明水杨酸受体基因的Khib修饰（未被降低时）和P蛋白的Khib修饰（未被降低时）有利于提高棉花抗病性，但不能说水杨酸受体和捕光复合体Ⅱ的Khib修饰可提高棉花抗病性，这里是基因和蛋白的Khib修饰，不是结构本身的修饰，D符合题意。
故答案为：D。
13．（2024·天津）海洋生态系统的结构与功能研究对渔业资源管理具有指导意义。渤海十年间相关调查数据统计如下。
表1 渤海生态系统各营养级间的转换效率*（%）
营养级 十年前 当前
Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
浮游植物 6.7 14.7 18.6 19.6 8.9 19.9 25.0 23.5
碎屑 7.2 15.4 18.8 19.7 6.8 21.3 24.5 23.9
转换效率为相邻两个营养级间生产量（用于生长、发育和繁殖的能量）的比值
（1）捕食食物链以浮游植物为起点，碎屑食物链以生物残体或碎屑为起点，两类食物链第Ⅱ营养级的生物分别属于生态系统的 和 。
（2）由表1可知，当前捕食食物链各营养级间的转换效率比十年前 ，表明渤海各营养级生物未被利用的和流向碎屑的能量 。
（3）“总初级生产量/总呼吸量”是表征生态系统成熟度的重要指标，数值越小，成熟度越高，数值趋向于1时，生态系统中没有多余的生产量可利用。据此，分析表2可知， 时期渤海生态系统成熟度较高，表示 减少，需采取相应管理措施恢复渔业资源。
表2 渤海生态系统特征[t/（km2·a）]
系统特征 十年前 当前
总初级生产量* 2636 1624
总呼吸量 260 186
*总初级生产量表征生产者通过光合作用固定的总能量
【答案】（1）消费者；分解者
（2）高；减少
（3）当前；剩余生产量（或多余的生产量，或可利用生产量）
【知识点】生态系统的结构；研究能量流动的实践意义；生态系统的能量流动
【解析】【解答】（1）捕食食物链中，第Ⅱ营养级的生物直接以浮游植物（生产者）为食，属于消费者。碎屑食物链中，第Ⅱ营养级的生物以生物残体或碎屑为食，这些生物残体或碎屑中的有机物需要被分解，所以这类生物属于分解者。
（2）从表1看，当前捕食食物链各营养级间的转换效率（如浮游植物到Ⅱ营养级、Ⅱ到Ⅲ等）比十年前高。转换效率是相邻两个营养级间生产量（用于生长、发育和繁殖的能量）的比值，转换效率高意味着相邻营养级间传递的能量多，那么渤海各营养级生物未被利用的和流向碎屑的能量就减少，因为用于自身生长发育繁殖的能量更多地传递到下一个营养级，未被利用和流向碎屑的就少。
（3）已知“总初级生产量/总呼吸量”数值越小，成熟度越高。计算十年前该比值为2636÷260≈10.14，当前为1624÷186≈8.73，当前比值更小，所以当前时期渤海生态系统成熟度较高。数值趋向于1时，生态系统中没有多余的生产量可利用，当前成熟度高，说明剩余生产量（或多余的生产量，或可利用生产量）减少，需要采取措施恢复渔业资源。
【分析】（1）生态系统由生产者、消费者、分解者以及非生物的物质与能量等基本组分组成，各组分紧密联系使生态系统成为一个具有一定结构与功能的统一体。其中生产者和消费者通过食物链与食物网联系在一起形成复杂的营养结构。
（2）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。
（3）研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量；可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用；还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
（1）捕食食物链以浮游植物为起点，该类食物链第Ⅱ营养级的生物属于生态系统的消费者； 碎屑食物链以生物残体或碎屑为起点，该类食物链第Ⅱ营养级的生物属于生态系统的分解者。
（2）分析表1数据可知，当前捕食食物链各营养级间的转换效率比十年前高，即相邻两个营养级间用于生长、发育和繁殖的能量的比值更高，说明渤海各营养级生物未被利用的和流向碎屑的能量减少。
（3）分析表2数据可知，十年前生态系统成熟度=总初级生产量/总呼吸量= 2636÷260 = 10.14 ，当前生态系统成熟度= 1624÷186= 8.73，数值更小，所以当前时期渤海生态系统成熟度较高，表示生态系统中多余的生产量减少，需要采取相应管理措施恢复渔业资源。
14．（2024·天津）磁场刺激是一种调节神经系统生理状态的有效方法，为研究其对神经系统钝化的改善和电生理机制，以小鼠为动物模型进行如下实验。
（1）将小鼠随机分为3组：对照组、神经系统钝化模型（HU）组和磁场刺激（CFS）组，每组8只。其中CFS组应在 组处理的基础上，对小鼠进行适当的磁场刺激。
（2）检测上述3组小鼠的认知功能水平，结果如图1。理论上推测， 或 组可能为对照组。
（3）检测上述3组小鼠海马区神经元的兴奋性。
①检测静息电位，结果如图2。纵坐标数值为0的点应为 （从A-D中选择）。
②检测动作电位峰值，组间无差异。说明 组的 离子内流入神经元的数量最多。
以上实验说明，在细胞水平，CFS可改善神经系统钝化时出现的神经元 ；在个体水平，CFS可改善神经系统钝化引起的认知功能下降。
【答案】（1）HU（或神经系统钝化模型）
（2）甲（或丙）；丙（或甲）
（3）A；HU（或神经系统钝化模型）；钠；兴奋性下降（或静息电位绝对值增大）
【知识点】神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】（1）实验目的是研究磁场刺激对神经系统钝化的改善作用，所以CFS组应在构建神经系统钝化模型（HU组处理）的基础上，进行磁场刺激，这样才能对比出磁场刺激对神经系统钝化的影响。
（2）对照组小鼠认知功能应正常，HU组是神经系统钝化模型组，认知功能应较低，CFS组经磁场刺激后认知功能应有所改善。从图1看，甲和丙组认知功能分值相对较高，乙组较低（可能是HU组），所以理论上甲（或丙）、丙（或甲）组可能为对照组。
（3）①静息电位是指细胞未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的电位差，膜外为正电位，膜内为负电位。图2中纵坐标数值为0的点应为膜外电位为正、膜内为负的参考点，即A（静息电位以膜外为0电位，膜内电位为负，所以0点是膜外的A点）。
②动作电位峰值与钠离子内流有关，组间动作电位峰值无差异，说明HU组（神经系统钝化模型组）的钠离子内流入神经元的数量最多，因为HU组静息电位绝对值大，但动作电位峰值正常，说明钠离子内流不受影响，数量最多。
从实验结果看，在细胞水平，CFS组与HU组相比，静息电位绝对值减小，说明CFS可改善神经系统钝化时出现的神经元兴奋性下降（或静息电位绝对值增大）；在个体水平，CFS组认知功能分值高于HU组，可改善神经系统钝化引起的认知功能下降。
【分析】（1）除了作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验，对照实验一般要设置对照组和实验组。
（2）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Na+浓度比膜内要高，K+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K+有通透性，造成K+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。当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对Na+的通透性增加，Na+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。
（1）依据实验目的和题干信息可知，CFS组应在HU（即神经系统钝化模型）的基础上进行，对小鼠进行适当的磁场刺激。
（2）依据图1和实验目的（研究磁场刺激对神经系统钝化的改善和电生理机制），神经系统钝化的应为乙组，磁场刺激可改善神经系统钝化，甲组或丙组为对照组。
（3）①检测静息电位，一般规定膜外为生理0点位，所以纵坐标数值为O的点应为A。
②依据信息：检测动作电位峰值，组间无差异，动作电位与Na+内流有关，依据图2可知，HU组的静息电位最大，而各组的动作电位峰值不变，所以在受到刺激时，要想产生相同的动作电位峰值，HU组的钠离子内流入神经元的数量最多。
依据图1可知，乙组（HU组）的认知功能最低，CFS组（丙组）的认知功能高于乙组，说明在个体水平，CFS可改善神经系统钝化引起的认知功能下降；依据图2可知，HU组的静息电位最大，CFS组的静息电位低于HU组，说明在细胞水平，CFS可改善神经系统钝化时出现的神经元静息电位绝对值最大（兴奋性下降）。
15．（2024·天津）蓝细菌所处水生环境随时会发生光线强弱变化。蓝细菌通过调控图1中关键酶XPK的活性以适应这种变化。
（1）图1所示循环过程为蓝细菌光合作用的暗反应，反应场所为 。
（2）光暗循环条件下，将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株（Δxpk）分别用含NaH14CO3的培养基培养，测定其碳固定率和胞内ATP浓度，结果如图2。
在第10-11分钟，野生型菌XPK被激活，将暗反应的中间产物6-磷酸果糖等转化为其它物质，导致暗反应快速终止。推测ATP是XPK的 （激活剂/抑制剂）。在同一时期，Δxpk会继续进行暗反应，此时消耗的ATP和NADPH来源于 。
在第11-13分钟，Δxpk碳固定率继续升高，胞内 过程来源的ATP被用于 而消耗，导致Δxpk的生长速率比野生型更慢。
（3）蓝细菌在高密度培养时，由于互相遮挡，菌体环境也会出现光线强弱变化。为验证该条件下，蓝细菌是否采用上述机制进行调节，可分别使用野生型和Δxpk、选用如下 条件组合进行实验，定时测定14C固定率和胞内ATP浓度。
①高浓度蓝细菌②低浓度蓝细菌③持续光照④光暗循环⑤培养基中加入NaH14CO3⑥培养基中加入14C6H12O6
【答案】（1）细胞质基质（或细胞质）
（2）抑制剂；第10分钟之前的光反应；细胞呼吸（或呼吸作用）；暗反应（或碳固定，或C3还原，或碳反应）
（3）①③⑤
【知识点】光合作用和呼吸作用的区别与联系；光合作用综合
【解析】【解答】（1）蓝细菌属于原核生物，没有叶绿体。其光合作用暗反应的场所是细胞质基质（或细胞质）。
（2）在第10-11分钟，野生型菌XPK被激活，暗反应快速终止。因为XPK激活后将暗反应中间产物转化，使暗反应无法进行，而此时ATP浓度降低，推测ATP是XPK的抑制剂，ATP浓度低时，解除对XPK的抑制，使其激活。在第10-11分钟，Δxpk（xpk基因敲除株）会继续进行暗反应，此时光反应因黑暗停止，消耗的ATP和NADPH来源于第10分钟之前的光反应，光反应产生的ATP和NADPH有积累。在第11-13分钟，处于黑暗条件，Δxpk碳固定率继续升高，此时胞内细胞呼吸（或呼吸作用）过程产生的ATP被用于暗反应（或碳固定，或C3还原，或碳反应）而消耗，导致其生长速率比野生型更慢，野生型因XPK激活，暗反应终止，消耗ATP少。
（3）本实验验证蓝细菌在高密度培养条件下是否采用上述机制进行调节。由于蓝细菌在高密度培养时会因互相遮挡使菌体环境出现光线强弱变化，且自然培养条件下光照持续，高密度培养下蓝细菌间相互遮挡相当于间歇光照，实验的因变量是14C固定率，所以需创造高密度蓝细菌环境，在实验中使用野生型和Δxpk，给予持续光照，并在培养基中加入NaH14CO3，即采用①高浓度蓝细菌、③持续光照、⑤培养基中加入NaH14CO3条件组合进行实验，定时测定14C固定率和胞内ATP浓度，进而得出相应结论
【分析】（1）光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。在光反应中，叶绿体通过类囊体膜上的色素系统从太阳光中捕获能量，裂解水，生成高能化合物ATP和NADPH，同时释放氧气；NADPH和ATP携带能量参与叶绿体基质中的碳反应（卡尔文循环），最终将二氧化碳合成为糖分子，并将能量储存到糖分子中。
（2）细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是：在酶的催化作用下，分解有机物，释放能量。但是，前者需要氧和线粒体的参与，有机物彻底氧化，释放的能量比后者多。细胞呼吸是细胞中物质代谢的枢纽，糖类、脂质和蛋白质的合成或分解都可以通过细胞呼吸联系起来。
（1）蓝细菌为原核生物，图1为蓝细菌的光合作用暗反应过程，该过程的反应场所为细胞质基质。
（2）光暗循环条件下，将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株（Δxpk）分别用含NaH14CO3的培养基培养，测定其碳固定率和胞内ATP浓度，结果如图2。在第10-11分钟，野生型菌细胞中ATP含量下降，此时XPK被激活，将暗反应的中间产物6-磷酸果糖等转化为其它物质，导致暗反应快速终止。推测ATP是XPK的抑制剂。在同一时期，Δxpk会继续进行暗反应，此时消耗的ATP和NADPH来源于第10分钟之前的光反应。在第11-13分钟，Δxpk碳固定率继续升高，此时处于黑暗条件，因而推测，此时碳固定速率上升消耗的ATP来自细胞呼吸，导致Δxpk的生长速率比野生型更慢。
（3）蓝细菌在高密度培养时，由于互相遮挡，菌体环境也会出现光线强弱变化。为验证蓝细菌是否采用上述机制进行调节，则实验过程中首先需要创造高密度蓝细菌、而后需要持续光照，同时需要在培养基中加入NaH14CO3 ，因此，实验中可使用野生型和Δxpk，在①高浓度蓝细菌、③持续光照、⑤培养基中加入NaH14CO3 条件组合进行实验，定时测定14C固定率和胞内ATP浓度，进而得出相应的结论。
16．（2024·天津）金黄色葡萄球菌（简称Sa）是人体重要致病细菌、不规范使用抗生素易出现多重抗药性Sa。
（1）Sa产生抗药性可遗传变异的来源有 （至少答出2点）。
（2）推测Sa产生头孢霉素抗性与其R基因有关。为验证该推测，以图1中R基因的上、下游片段和质粒1构建质粒2，然后通过同源重组（质粒2中的上、下游片段分别与Sa基因组中R基因上、下游片段配对，并发生交换）敲除Sa的R基因。
①根据图1信息，简述质粒2的构建过程（需包含所选引物和限制酶）： ，然后回收上、下游片段，再与SacII酶切质粒1所得大片段连接，获得质粒2。
②用质粒2转化临床分离的具有头孢霉素抗性、对氯霉素敏感的Sa，然后涂布在含 的平板上，经培养获得含质粒2的Sa单菌落。
③将②获得的单菌落多次传代以增加同源重组敲除R基因的几率，随后稀释涂布在含 的平板上，筛选并获得不再含有质粒2的菌落。从这些菌落分别挑取少许菌体，依次接种到含 的平板上，若无法增殖，则对应菌落中细菌的R基因疑似被敲除。
④以③获得的菌株基因组为模板，采用不同引物组合进行PCR扩增，电泳检测结果如图2，表明R基因已被敲除的是 。
【答案】（1）基因突变、基因重组、表观遗传等
（2）采用引物1和4进行PCR扩增（或采用引物1和3以及引物2和4分别进行PCR扩增），用SacⅡ和EcoRⅠ对PCR产物进行酶切；氯霉素（或氯霉素+头孢霉素）；脱水四环素；头孢霉素；D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）Sa是细菌，属于原核生物。原核生物可遗传变异的来源有基因突变（自身遗传物质的改变）、在基因工程等情况下可能发生基因重组（如本题中的同源重组），另外还有表观遗传（基因表达调控等引起的可遗传变异）等。
（2）①质粒2的构建过程：要构建质粒2，根据图1，需要扩增上、下游片段并酶切。可采用引物1和4进行PCR扩增（或采用引物1和3以及引物2和4分别进行PCR扩增），然后用SacⅡ和EcoRⅠ对PCR产物进行酶切，这样得到的上、下游片段可与SacⅡ酶切质粒1所得大片段连接，获得质粒2。
②筛选含质粒2的Sa单菌落：质粒1含氯霉素抗性基因，所以用质粒2转化具有头孢霉素抗性、对氯霉素敏感的Sa后，涂布在含氯霉素（或氯霉素+头孢霉素）的平板上，只有含质粒2（有氯霉素抗性基因）的Sa能生长，从而获得含质粒2的Sa单菌落。
③筛选不再含质粒2的菌落及验证R基因敲除：质粒2中Y是可被脱水四环素诱导表达的Sa致死基因，所以将单菌落多次传代后，稀释涂布在含脱水四环素的平板上，可筛选出不再含有质粒2的菌落（含质粒2的会因Y基因表达致死）。要验证R基因是否被敲除，将菌落接种到含头孢霉素的平板上，若无法增殖，说明失去头孢霉素抗性，R基因疑似被敲除，因为推测Sa产生头孢霉素抗性与其R基因有关。
④PCR扩增结果分析：R基因被敲除后，基因组中无R基因，用不同引物组合PCR扩增，电泳结果中，D组引物1和4扩增出的片段符合敲除后基因组的片段大小，表明R基因已被敲除的是D。
【分析】（1）基因重组就是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。
（2）基因工程是一种DNA操作技术，需要借助限制酶、DNA连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
（3）PCR反应需要在一定的缓冲液中才能进行，需提供DNA模板，分别与两条模板链结合的2种引物，4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶；同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。
（1）Sa为原核生物产生抗药性可遗传变异的来源有基因突变、基因重组、表观遗传等。
（2）①由图1可知，质粒2上依次接有SacⅡ、EcoRⅠ、SacⅡ三个酶切位点，而质粒1上只有SacⅡ酶切位点，R基因的上下游依次含有SacⅡ、EcoRⅠ、EcoRⅠ、SacⅡ酶切位点，若要构建质粒2，可以采用引物1和4进行PCR扩增可得到整个R基因，以及上下游片段（或采用引物1和3以及引物2和4分别进行PCR扩增），用SacⅡ和EcoRⅠ对PCR产物进行酶切，然后回收上、下游片段，再与SacII酶切质粒1所得大片段连接，获得质粒2。
②用质粒2转化临床分离的具有头孢霉素抗性、对氯霉素敏感的Sa，因为重组的质粒2上含有氯霉素抗性基因，所以可以将重组后的含质粒2的菌落涂布在含氯霉素（或氯霉素+头孢霉素）的平板上，能生存下来的菌落就是，含质粒2的Sa单菌落。
③推测Sa产生头孢霉素抗性与其R基因有关。为验证该推测需要敲除R基因，因为质粒2上含有Y可被脱水四环素又到表达的Sa致死基因，所以将②获得的单菌落多次传代以增加同源重组敲除R基因的几率，随后稀释涂布在含脱水四环素的平板上，可诱导R基因死亡，若无法增殖，则对应菌落中细菌的R基因疑似被敲除。
④以③获得的菌株基因组为模板，采用不同引物组合进行PCR扩增，电泳检测结果如图2，表明R基因已被敲除的是D组，由图1可知，R基因两侧含有的引物为2和3，所以扩增后含有引物2或3，或者2和3的可能含有R基因，所以表明R基因已被敲除的是D组。
17．（2024·天津）LHON是线粒体基因A突变成a所引起的视神经疾病。我国援非医疗队调查非洲某地LHON发病情况，发现如下谱系。
（1）依据LHON遗传特点，Ⅲ-7与正常女性婚配所生子女患该病的概率为 。
（2）调查发现，LHON患者病变程度差异大（轻度、重度），且男性重症高发。研究发现，该特征与X染色体上的基因B突变成b有关。某轻度病变的女性与正常男性结婚，所生男孩有轻度患者，也有重度患者，其中重度患者核基因型为 。
（3）5'-CCCGCGGGA-3'为B基因的部分编码序列（非模板链），C为编码序列的第157位，突变成T后，蛋白序列的第 位氨基酸将变成 。
部分氨基酸密码子：丙氨酸（GCG）、缬氨酸（GUG）、色氨酸（UGG）、精氨酸（CGC或CGG或CGU）
（4）人群筛查发现，XbXb基因型在女性中的占比为0.01%，那么XbY基因型在男性中的占比为 。
（5）镰状细胞贫血是非洲常见的常染色体隐性遗传病，每8个无贫血症状的人中有1个携带者。无贫血症状的Ⅲ-9（已知Ⅱ-5基因型为XBY，Ⅱ-6基因型为XBXb）与基因型为XBY的无贫血症状男性结婚，其子代为有镰状细胞贫血症状的LHON重度患者的概率为 。
【答案】（1）0
（2）XbY
（3）53；色氨酸
（4）1%
（5）1/2048
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；伴性遗传；基因频率的概念与变化；遗传系谱图；基因的表达综合
【解析】【解答】（1）LHON是线粒体基因控制的疾病，属于细胞质遗传，特点是母系遗传，即后代患病情况由母亲决定。Ⅲ-7是男性，其线粒体基因不会遗传给后代，所以Ⅲ-7与正常女性婚配所生子女患该病的概率为0。
（2）已知LHON患者病变程度与X染色体上基因B突变成b有关，男性重症高发，故重症高发的男性基因型为XbY（a），推测轻度病变女性的基因型为XBXb（a），重症高发女性的基因型为XbXb（a）。某轻度病变女性XBXb（a），与正常男性XBY（A）结婚，所生男孩有轻度和重度，其中重度患者为男性，其核基因型为XbY。
（3）5'-CCCGCGGGA-3'为非模板链，编码序列中C是第157位，DNA中三个相邻碱基决定一个氨基酸，所以157÷3=52余1，即第53个密码子的第1个碱基，所以突变成T后，影响的是第53位氨基酸。非模板链第157位C突变成T，则模板链对应位置为A，密码子为UGG，对应的氨基酸是色氨酸。
（4）人群中XbXb基因型在女性中的占比为0.01%，设Xb的基因频率为q，则q2=0.01%，q=0.01。男性中XbY的基因型频率等于Xb的基因频率，所以XbY基因型在男性中的占比为1%。
（5）镰状细胞贫血是常染色体隐性遗传病（设为d），每8个无贫血症状的人中有1个携带者，即携带者Dd概率为1/8。Ⅱ-5基因型为XBY，Ⅱ-6基因型为XBXb（a），则Ⅲ-9基因型为1/2XBXb（a）、1/2XBXB（a）。关于镰状细胞贫血，Ⅲ-9基因型为1/8Dd、7/8DD， 无贫血症状男性基因型为1/8Dd、7/8DD，则子代为有镰状细胞贫血症状患者的概率为1/8×1/8×1/4= 1/256。关于LHON重度，Ⅲ-9基因型为1/2XBXb（a）、1/2XBXB（a），无贫血症状男性基因型为XBY，子代为LHON重度患者XbY（a）的概率为1/2×1/2×1/2=1/8，故无贫血症状的Ⅲ-9与基因型为XBY的无贫血症状男性结婚，其子代为有镰状细胞贫血症状的LHON重度患者的概率为1/256×1/8=1/2048。
【分析】（1）位于性染色体上的基因控制的性状在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫作伴性遗传。
（2）基因的分离定律的实质是：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
（3）基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成，包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以mRNA为模板，按照密码子和氨基酸之间的对应关系，在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
（4）在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值，叫作基因频率。
（1）LHON是线粒体基因A突变成a所引起的视神经疾病，如果母亲正常，则子女都表现正常，因此Ⅲ-7与正常女性婚配所生子女患该病的概率为0。
（2）某轻度病变的女性与正常男性结婚，所生男孩有轻度患者，也有重度患者，同时该病是由X染色体B基因突变为b造成的，所以正常男性的基因型是（A）XBY，轻度病变女性基因型是（a）XBXb，所生的男孩子中有（a）XBY（表现为轻度患者）和（a）XbY（表现为重度患者），重度患者核基因型为XbY。
（3）mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，其中154-156决定一个氨基酸，157-159决定下一个氨基酸，非模板链上157为C突变为T，则密码子由CGG变为UGG，因此159÷3=53，即53为氨基酸变为色氨酸。
（4）XbXb基因型在女性中的占比为0.01%，即Xb的基因频率为1%，如果基因位于X染色体上，则在男性中该基因型的比例等于基频率，因此XbY基因型在男性中的占比为1%。
（5）用Dd表示控制镰状细胞贫血的基因，镰状细胞贫血症状的LHON重度患者的基因型是（a）ddXbY或（a）ddXbXb，Ⅲ-9的细胞质基因为a，其子女都含有a基因，镰状细胞贫血症状中每8个无贫血症状的人中有1个携带者，所以Ⅲ-9关于镰状细胞贫血基因型是1/8Dd，7/8DD，Ⅱ-5基因型为XBY，Ⅱ-6基因型为XBXb，则Ⅲ-9关于LHON贫血的核基因为1/2XBXB、1/2XBXb，基因型为XBY的无贫血症状男性的基因型可能是1/8DDXBY或7/8DdXBY，二者结婚，患镰状细胞贫血概率为1/8×1/8×1/4=1/256，患LHON贫血概率为1/2×1/4=1/8，所以子代为有镰状细胞贫血症状的LHON重度患者的概率为1/8×1/256=1/2048。
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