山东省青岛市第六十五中学2023-2024高三上学期期初考试生物学试题（解析版）

青岛市第六十五中学2023-2024学年高三上学期期初考试
生物学
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 内质网中的结合蛋白（BiP）可与进入内质网的未折叠蛋白的疏水氨基酸残基结合，促进它们重新折叠与装配，完成装配的蛋白质与BiP分离后进入高尔基体。当未折叠蛋白在内质网中积累过多时，与BiP结合的ATF6跨膜蛋白转移到高尔基体被激活，并通过细胞核的相关调控，恢复内质网中的蛋白质稳态。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 未折叠蛋白在内质网中积累过多会影响细胞的正常代谢
B. 未折叠蛋白重新折叠与装配时需形成新的氢键或二硫键
C. ATF6跨膜蛋白运输到高尔基体需通过囊泡转运并消耗能量
D. 与BiP分离后的蛋白质都具有正常的生物活性
2. 蔗糖是甘蔗叶肉细胞光合作用的主要产物。由液泡膜上的蔗糖载体利用ATP水解释放的能量逆浓度梯度把蔗糖和H+运输到液泡贮存。液泡也是植物细胞中贮存Ca2＋的主要细胞器，利用蛋白CAX再将液泡中暂时贮存的H+运输到细胞质基质、同时把细胞质基质中的Ca2＋以以与H＋相反的方向逆浓度梯度运入液泡并储存。下列叙述正确的是（ ）
A. 蛋白CAX的实质是液泡膜上的通道蛋白，运输具有专一性
B. 向液泡运输H+和Ca2+都需要消耗储存在有机物中的化学能
C. Ca2＋通过CAX的运输不利于甘蔗的叶肉细胞保持一定的形状
D. 抑制蔗糖运输载体的功能会抑制Ca2+运入液泡中储存的速率
3. 核被膜主要由外核膜、内核膜、核孔复合体和核纤层构成。核纤层位于内核膜与染色质之间，与核膜、染色质及核孔复合体在结构上有密切联系，核纤层蛋白向外与内核膜上的蛋白结合，向内与染色质的特定区段结合，是位于内核膜与染色质之间紧贴内核膜的一层蛋白网络结构。当细胞进行有丝分裂时，核纤层蛋白磷酸化引起核膜崩解，磷酸化核纤层蛋白去磷酸化介导核膜围绕染色体重建。下列叙述正确的是（ ）
A. 核孔复合体是核质之间DNA、RNA和蛋白质交流的通道，并介导核质之间的信息交流
B. 核纤层蛋白在前期磷酸化导致核膜解体，在后期核纤层磷酸化促进核膜重建和染色体形成
C. 核纤层蛋白的磷酸化的过程中，细胞核内染色质可能发生螺旋化程度增大
D. 核纤层蛋白形成骨架结构支撑于内、外核膜之间，维持细胞核的正常形态和核孔结构
4. 生物学是一门以实验为基础的自然科学，实验材料、实验方法和实验环境的选择对实验成败关系密切。下列有关生物学实验的叙述，正确的是（ ）
A. 差速离心法分离细胞器时，应使细胞匀浆较低的渗透压和适宜pH值
B. 通过观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞液颜色变化判断质壁分离程度
C. 证明光合作用释放的氧气全部来自水时，利用的O同位素的放射性
D. 在进行植物生长素的功能研究时，一般用琼脂块阻断生长素的运输
5. 神经胶质细胞中的葡萄糖分解成丙酮酸后，一方面在Rheb蛋白的作用下，促进丙酮酸进入线粒体氧化分解供能；另一方面，丙酮酸转变成乳酸，乳酸经MTC（乳酸转运载体）运输进入神经元内的线粒体进行分解。两种细胞代谢过程如下图。下列叙述错误的是（ ）
A. 乳酸可作为神经元的能源物质
B. 自由基累积会破坏细胞内的生物分子
C. 增强MTC活性可以导致神经元损伤
D. 降低Rheb蛋白活性会减少神经元损伤
6. 豌豆的子叶颜色受5号染色体上的一对等位基因Y（黄色）和y（绿色）控制。现有杂合豌豆植株甲，其5号染色体的组成如图1所示，以植株甲为父本与染色体正常的绿色子叶豌豆杂交，后代中发现一株黄色子叶豌豆植株乙，其5号染色体组成如图2所示。已知当花粉不含正常5号染色体时不能参与受精。下列相关分析错误的是（　　）
A. 植株甲中，Y基因位于发生片段缺失的异常染色体上
B. 植株乙中，既有染色体数目变异也有染色体结构变异
C. 若植株甲自交，则后代中黄色子叶与绿色子叶的比例为1：1
D. 植株乙的形成是母本减数分裂时同源染色体未正常分离所致
7. 现代智人起源于非洲的观点，得到更多证据的支持。人们认为，约100万年前，非洲的古人类（人属各成员）第一次走出非洲，在各地发展出自己的种群，例如1856年在德国尼安德特河谷发现的尼安德特人。约10万年前，人类（现代智人种）第二次走出非洲，与第一次走出非洲的人类发生有限的基因交流。之后由于目前尚在争议的原因，第一次走出非洲的人类包括尼安德特人陆续灭绝，而我们的祖先生存下来并逐渐扩散占据了全世界。2009年瑞典科学家斯万特·帕博团队完成尼安德特人细胞核DNA的全基因组测序工作，发现生活在非洲之外的现代人体内都有1%-4%的尼安德特人基因，现代人的线粒体和Y染色体基因中则没有发现尼安德特人基因。下列有关生物进化的叙述错误的是（ ）
A. 测定现代人类和已灭绝古代人类基因的核苷酸序列，是生物进化的分子水平证据
B. 现代人类和已灭绝古代人类的基因存在差异的原因是变异具有随机性、不定向性
C. 现代人线粒体和Y染色体无尼安德特人基因的原因是它们分别为母系遗传和父系遗传
D. 帕博的研究依赖于PCR技术、DNA测序技术、防止除古人类化石DNA以外的外源DNA污染技术
8. 结核病是由结核分枝杆菌侵染人体肺部细胞引发的疾病。氧氟沙星重要的抗结核药物，尤其是对耐多药结核病具有较好的疗效。氧氟沙星耐药菌酮药的主要机制是gyrA基因在94和90位点发生突变，即RyTA94GAC→GGC和gyrA90GCG -GTG．此外：在25．5%氧氟沙星耐药菌中未发现gyrA基因突变。而是发现其质膜孔蛋白减少。下列相关叙述正确的是（ ）
A. RyrA94位点的GAC 突变为GGC后会改变基因中嘌呤与嘧啶的比例
B. 氧氟沙星耐药菌的出现与抗生素的滥用导致相关基因发生突变有关
C. 推测25．5%氧氟沙星耐药菌的耐药机制可能与膜的通透性升高有关
D. gyrA90GCG-→GTG是结核分枝杆菌拟核区DNA中碱基对发生替换所致
9. 人体运动需要神经系统对肌群进行精确的调控来实现。肌萎缩侧索硬化（ALS）是一种神经肌肉退行性疾病，患者神经肌肉接头示意图如下。下列正确的是（ ）
A. 神经纤维处于兴奋状态会导致突触前膜将Ach以自由扩散的方式释放至突触间隙
B. 突触间隙的Ach与突触后膜上的AchR结合，将兴奋传递给肌细胞的过程需要电信号到化学信号的转换
C. 有机磷杀虫剂（OPI）中毒者由于AchE的活性受到抑制，导致突触间隙积累大量的Ach，副交感神经末梢过度兴奋，瞳孔放大
D. ALS的发生及病情的加重与补体C5（一种蛋白质）的激活相关，使用C5a的抗体可延缓ALS的发生及病情的加重
10. 胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶，板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的作用机制，科研人员进行了相关实验，结果如图示。下列说法正确的是（ ）
A. 胰脂肪酶通过降低化学反应的活化能催化食物中的脂质水解为甘油和脂肪酸
B. 图2所示结果中，实验的自变量是不同pH和是否加入板栗壳黄酮
C. 板栗壳黄酮通过与胰脂肪酶结合改变酶的空间结构调节酶的活性
D. 板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高时pH约为7．7
11. 化感作用指植物通过向外分泌化学物质对其他植物产生影响。制备入侵植物薇甘菊及近邻种葛藤和鸡矢藤的叶水提液（供体），分别处理三种植物幼苗（受体），60天后测定植株干重并计算化感作用效应指数（R=处理值/对照值-1），相关叙述错误的是（ ）
A. 化感作用存在于植物种间和种内 B. 在薇甘菊种内存在化感促进作用
C. 鸡矢藤对其他种生长均表现为抑制 D. 化感作用影响植物群落的种类组成
12. 研究种群和群落的特征，在野生动物资源的合理利用和保护、害虫的防治等方面有着重要意义。下图是某群落中甲、乙、丙三个不同生物种群的个体数量与年龄结构示意图，相关叙述错误的是（　　）
A. 种群数量变化受非生物因素和生物因素的影响，物种组成是区分不同群落的基本特征
B. 若甲、乙、丙都是动物种群，则一段时间后丙种群数量可能下降
C. 在研究该群落时，可通过统计多个样方内的植物种类并取平均值的方式调查植物丰富度
D. 田鼠种群变化趋势如乙种群，但田鼠数量随季节波动的主要原因是食物量的变化
13. 绿水青山就是金山银山的发展理念深入人心。多年前某林场为了短期内增加经济效益，大规模砍伐林木，搞“砍树经济”，造成林木大面积退化。为了恢复林场的生态环境，当地政府实施了“禁伐令"，并引导农户发展种植食用菌、花卉苗圃、中药材等，生态逐步得到恢复，既给林场带来生态效益，又给当地农民带来经济效益。下列说法错误的是（ ）
A. “砍树经济”导致该生态系统的稳定性降低
B. “禁伐令”实施后，生态环境逐步恢复，此过程中群落演替的类型是次生演替
C. 生态恢复的过程中，提高经济效益的同时兼顾了社会、自然发展，主要体现了生态工程建设的协调原理
D. 带来生态效益的同时，又给当地农民带来经济效益，体现了生物多样性的直接和间接价值
14. 结核杆菌是对抗生素极易产生耐药性的细菌。为探究不同结核杆菌耐药性的大小，研究人员提取患者体内的病原菌进行培养（如图甲），过程Ⅰ接种纯化的结果如图乙。下列说法正确的是（ ）
A. 在病原菌的培养过程中只采用一种灭菌方法即可
B. 对单一菌落进行液体培养的目的是获得更多的结核杆菌
C. 培养中各培养基均需加入抗生素的目的是抑制杂菌生长
D. 过程Ⅰ接种时划线的顺序是①→②→③，该方法无法完成对菌落的计数
15. 植物细胞质中的叶绿体和线粒体是两个相对独立的遗传体系，控制着许多优良性状，胞质杂交是植物体细胞杂交应用的一个重要方面。下图为将植株1细胞质中的优良基因导入植株2的实验流程。下列说法正确的是（ ）
A. 过程①用纤维素酶和果胶酶处理，需在低渗溶液中进行
B. 过程②通常采用灭活病毒诱导原生质体融合
C. 过程④应先诱导根形成后，再转接到诱导生芽的培养基上
D. 该方式获得抗病植株，性状一般不能稳定遗传
二、不定项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。全部选对的得3分，选对但选不全的得1分，有选错的得0分。
16. 胆固醇是脂溶性物质、不溶于水，它在血液中的运输形式是与磷脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白（LDL）。LDL进入细胞及被水解释放出胆固醇的过程如下图所示，胞内体内部的H+浓度比胞内体外高，胞内体的酸性环境是LDL受体顺利返回细胞膜的必要条件。其中发动蛋白是一种具备CTP水解酶活性的结合蛋白。下列叙述正确的是（ ）
A. 胆固醇是动物细胞膜的组成成分，基本组成元素包括C、H、O、N
B. LDL进入细胞依赖细胞膜的流动性，并消耗CTP水解释放的能量
C. 胞内体上的LDL受体最终又返回细胞膜的意义是提高转运效率
D. H+运输到胞内体需要转运蛋白协助并消耗细胞代谢释放的能量
17. 在盐化土壤中，大量Na＋迅速流入细胞，形成胁迫，影响植物正常生长。耐盐植物可通过Ca2＋介导的离子跨膜运输，减少Na＋在细胞内的积累，从而提高抗盐胁迫的能力，其主要机制如下图。下列说法正确的是（ ）
A. 在盐胁迫下，Na＋进出细胞的运输方式是协助扩散
B. 使用ATP抑制剂处理细胞，Na＋的排出量会明显减少
C. 在高盐胁迫下，胞外Ca2＋抑制转运蛋白A，胞内Ca2＋促进转运蛋白C
D. 转运蛋白C能同时转运H＋和Na＋，故其不具有特异性
18. 光呼吸普遍存在于C3植物和C4植物中，图1、图2分别为C3植物和C4植物的部分代谢过程。光呼吸是在光驱动下将糖类氧化生成CO2和H2O的生化过程（见图1），在正常生长条件下，光呼吸就可损耗掉光合产物的25%~30%，“光呼吸代谢工程”是提高植物光合效率的一个关键突破口。下列说法正确的是（ ）
A. C4植物的光呼吸过程发生在叶肉细胞和维管束鞘细胞中
B. C3植物细胞中CO2浓度倍增，会使光合产物增加、光呼吸减弱
C. C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力高于RuBP羧化酶
D. 通过分析可推测，C4植物的光呼吸比C3植物小
19. 济南大明湖生态系统存在一条仅由甲、乙、丙三种生物组成的食物链，这条食物链上三种生物的能量相对值随水深的变化情况如下图。下列叙述正确的是（ ）
A. 甲、乙、丙的呼吸作用是生态系统碳循环的重要环节
B. 若大明湖受Hg污染，则甲种群个体内Hg的浓度大于乙种群个体
C. 人为增加乙种群个体的数量，短时间内丙种群的数量将减少
D. 影响不同深度甲种群数量的主要环境因素是光照强度和CO2浓度
20. 艾姆氏实验是一种利用细菌营养缺陷型的回复突变检测食品中是否存在化学致癌剂的方法，其原理是鼠伤寒沙门氏菌的组氨酸缺陷型菌株在基本培养基上不能生长，若回复突变为野生型后则能生长。将经待测样品处理后的滤纸片，置于含有组氨酸缺陷型菌株的平板中央，经培养后出现下图所示三种情况。下列叙述正确的是（ ）
A. 三组培养基的营养构成中均不含组氨酸
B. 图①结果表明组氨酸缺陷型菌未发生突变
C. 图②和③说明组氨酸缺陷型菌株均发生回复突变
D. 图③结果说明样品中存在某种高浓度诱变剂使部分菌株死亡
三、非选择题：本题共5小题，共55分。
21. 科研人员以野生型拟南芥为材料进行了相关实验，探究气孔开度的影响因素。首先对若干组野生型拟南芥进行干旱处理，发现其ABA含量均有所升高，进一步测定其叶肉细胞渗透压和气孔阻力，绘制出三者之间的变化关系，如图1所示，ABA调节机制与保卫细胞内K+浓度有关，其作用机制如图2所示。
（1）拟南芥叶肉细胞中的光合色素分布在_______，作用是__________。可用体积分数为95%的乙醇中加入________来代替无水乙醇提取色素。
（2）据图分析可知，恢复浇水能提高拟南芥光合作用强度，理由___________。
（3）由图2可知，K+出细胞的运输方式是_________，ABA与受体结合后，通过关闭气孔和抑制气孔打开两条途径协同作用，即___________，调节保卫细胞内K+浓度，使气孔维持关闭状态。
（4）为进一步研究ABA受体与气孔关闭的关系，研究者以野生型拟南芥植株和超表达ABA受体基因的拟南芥植株为材料设置对照实验，进行培养并定期测量叶片的________；若___________，则说明ABA受体增多能够加速气孔关闭。
22. 暹罗猫的性别决定方式为XY型，其毛色受多种基因控制，基因B+通过指导酪 氨酸酶的合成使酪氨酸转化为黑色素，从而使其毛色为黑色。B和b是B+的两个突变 基因，分别控制巧克力色和白色，该组基因位于常染色体上。选择黑色和巧克力色暹罗猫作为亲本进行杂交，所得F1中黑色：巧克力色：白色=2：1：1。根据所学知识，回答下列问题：
（1）B+基因可以突变为B和b，这体现了基因突变具有_______。酪氨酸酶的活性受温度影响，温度在38℃以上时，暹罗猫体内酪氨酸酶失活，从而使毛色为白色。暹罗猫在怀胎期间，胎儿周围温度高于38℃，因此暹罗猫出生时，全身毛色均为白色，而出生后，温度较低的身体部位毛色逐渐表现为本该表现的颜色，这一现象说 明了生物的性状_______。
（2）F1中黑色雌雄猫相互交配，所得F2黑色猫中纯合子的比例为_______。
（3）已知当红色基因R纯合时，对B和b无影响，但B+的表达受到抑制而使毛色表现 为红色，R基因杂合时，B+和R均可表达，从而使毛色表现为黑红相间，这种猫称为玳瑁猫。暹罗猫育种人员选择纯合的黑色雌猫与纯合的红色雄猫进行杂交，所得子代中雌性全为玳瑁猫，雄性全为黑色猫。据此推测，红色基因R位于______上，子代玳瑁猫的基因型为_______。
（4）请利用(3)中亲本和子代个体作为实验材料，设计一代杂交实验验证上述推测，简要写出实验思路及预期结果：_______。
23. 中医上把具有“多饮、多食、多尿、形体消瘦”征状称为消渴。李时珍《本草纲目》记载：桑叶乃手、足阳明之药，汁煎代茗，能止消渴。现代医学研究表明：对于糖尿病来说，经常泡桑叶茶能有效的降低血糖。回答下面的问题：
（1）典型的糖尿病有两种类型：胰岛素缺乏型和胰岛素不敏感型。尝试解释胰岛素不敏感型糖尿病患者的发病机理_______（答出合理的一点即可）。
（2）胰岛素缺乏型糖尿病第一种情况是胰岛_______细胞对高浓度葡萄糖不敏感，进而引起分泌的胰岛素减少；第二种情况是免疫系统的________细胞产生了能特异性攻击胰岛B细胞的物质，使胰岛B细胞受损伤，这种现象在免疫学上称为_____。
（3）请设计实验验证桑叶提取液对糖尿病大鼠具有降低血糖的作用。简要写出实验设计思路并预期实验结果。
材料与药剂：生理状况相同的健康大鼠20只、桑叶提取液、蒸馏水，血糖测定仪等。______________________________。
24. 某人工乌鳢养殖场中生活着乌鳢，鲢鱼和鳙鱼。鲢鱼、鳙鱼都以浮游植物和浮游动物为食，但鲢鱼的食物中80%为浮游植物、20%为浮游动物；鳙鱼的食物有80%是浮游动物，20%是浮游植物。浮游动物捕食浮游植物，乌鳢捕食鲢鱼和鳙鱼。
（1）调查鳙鱼种群密度通常采用___________________，其原因是____________________。
（2）鲢鱼和鳙鱼主要在水的表层和中间水层活动，乌鳢主要活动在中下层，这种现象反映了群落的_______________结构，其分层活动的主要原因是__________________。
（3）已知乌鳢对鳙鱼和鲢鱼的捕食概率相同。养殖场自减少鲢鱼放养量，增加鳙鱼放养量一段时间后，养殖场出现了水华现象，其原因可能是____________________________，导致浮游植物种群密度上升。
（4）水体富营养化会引起水源污染。某研究小组选取挺水植物（菖蒲、千屈菜、旱伞草）、漂浮植物（水葫芦）、沉水植物（黑藻）探究对富营养化水体中氮和磷的净化效果，结果如下图所示。
水体富营养化导致藻类过度繁殖，原因是生态系统的______是有一定限度的。若单一种植菖蒲，该池塘生态系统净化污水的能力将会______（填“变大”、“变小”“不变”）。由上图可知，五种水生植物中______的治理效果最好，但该种植物的大量繁殖又可能引起水体二次污染。若用该植物为原料制作喂鱼用的饲料，将池塘中的淤泥作为周边桑树的肥料，既可以避免二次污染，又能提高经济效益。请从物质和能量角度加以分析___________________。
25. 2022年1月7日，美国马里兰州的医生首次将基因编辑猪的心脏移植到人类患者身上。如果异种移植可以实现，将可明显缓解器官紧缺的问题。然而心脏移植过程中会发生缺血再灌注损伤（IRI），可能导致心脏坏死。研究发现，IRI通过促进Caspase 8等一系列凋亡基因的表达，导致细胞凋亡最终引起器官损伤。根据Caspase 8基因合成的小干扰RNA（siRNA）可以使Caspase 8基因沉默，有效抑制IRI所致的器官损伤。图1是利用猪的心肌细胞开展siRNA作用研究的示意图，图2是此研究可能用到的4种限制酶及其切割位点，回答下列问题：
（1）图1中步骤②构建重组质粒需要使用___________等工具酶。图2中___________酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是_____。
（2）与直接将siRNA导入猪的心肌细胞相比，通过重组质粒将siRNA对应的DNA序列导入心肌细胞的优点是____________（答出一点）。导入过程最常用的方法是_____。
（3）研究人员根据Caspase 8基因的碱基序列，设计了三种序列分别导入猪的心肌细胞，通过测定靶基因Caspase 8的mRNA含量来确定最优序列。测定mRNA含量时，需提取心肌细胞的总RNA，经过_____过程得到cDNA，再进行PCR扩增，测定PCR产物量，结果如图3所示，据此判断最优序列是_____。
（4）将猪心脏移植到人体面临的最大挑战是免疫排斥反应，这是因为免疫系统会把外来器官当作抗原（“非己”）成分进行攻击。请说出一种解决这一问题的思路：___________（利用基因工程的方法）。异体移植易出现免疫排斥，但胚胎移植却能够在受体子宫内存活,胚胎移植能够在受体内存活的前提条件是____________。
青岛市第六十五中学2023-2024学年高三上学期期初考试
生物学 答案解析
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 内质网中的结合蛋白（BiP）可与进入内质网的未折叠蛋白的疏水氨基酸残基结合，促进它们重新折叠与装配，完成装配的蛋白质与BiP分离后进入高尔基体。当未折叠蛋白在内质网中积累过多时，与BiP结合的ATF6跨膜蛋白转移到高尔基体被激活，并通过细胞核的相关调控，恢复内质网中的蛋白质稳态。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 未折叠蛋白在内质网中积累过多会影响细胞的正常代谢
B. 未折叠蛋白重新折叠与装配时需形成新的氢键或二硫键
C. ATF6跨膜蛋白运输到高尔基体需通过囊泡转运并消耗能量
D. 与BiP分离后的蛋白质都具有正常的生物活性
【答案】D
【解析】
【分析】内质网是动植物细胞的一种单层膜形成的网状结构，是 膜面积最大的细胞器，是细胞内蛋白质的合成和加工，以及脂质合成的“车间”。
【详解】A、未折叠蛋白在内质网中积累过多，说明正常蛋白质的合成受阻，因而会影响细胞的正常代谢，A正确；
B、蛋白质空间结构的形成涉及二硫键和肽键的形成过程，据此可推测，未折叠蛋白重新折叠与装配时涉及肽链间的化学键形成，如氢键、二硫键等，B正确；
C、内质网的ATF6跨膜蛋白需要借助囊泡运输到高尔基体，该过程消耗能量，C正确；
D、与BiP分离后的蛋白质需要进入高尔基体继续加工或修饰，形成具有正常生物活性的蛋白质，D错误。
故选D
2. 蔗糖是甘蔗叶肉细胞光合作用的主要产物。由液泡膜上的蔗糖载体利用ATP水解释放的能量逆浓度梯度把蔗糖和H+运输到液泡贮存。液泡也是植物细胞中贮存Ca2＋的主要细胞器，利用蛋白CAX再将液泡中暂时贮存的H+运输到细胞质基质、同时把细胞质基质中的Ca2＋以以与H＋相反的方向逆浓度梯度运入液泡并储存。下列叙述正确的是（ ）
A. 蛋白CAX的实质是液泡膜上的通道蛋白，运输具有专一性
B. 向液泡运输H+和Ca2+都需要消耗储存在有机物中的化学能
C. Ca2＋通过CAX的运输不利于甘蔗的叶肉细胞保持一定的形状
D. 抑制蔗糖运输载体的功能会抑制Ca2+运入液泡中储存的速率
【答案】D
【解析】
【分析】1、被动运输：①自由扩散（与膜内外物质的浓度差有关）：不需要载体和能量，如水、CO2、O2、甘油、乙醇等；②协助扩散（影响因素：浓度差、载体）：需要载体，但不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖。
2、主动运输：物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时消耗能量，这种方式叫主动运输。
【详解】A、蛋白CAX在将液泡中暂时储存的H+运输到细胞质基质的同时，同时把细胞质基质中的Ca2+逆浓度梯度（主动运输）运入液泡并储存，说明蛋白CAX是一种载体蛋白，A错误；
B、液泡膜上的蔗糖载体利用ATP水解释放的能量逆浓度梯度把蔗糖和H+运输到液泡贮存，即消耗有机物中的化学能；Ca2+通过CAX的运输所消耗的能量由H+顺浓度梯度产生的势能提供，B错误；
C、Ca2+通过蛋白CAX进入液泡后导致细胞液的浓度增大，细胞液的渗透压升高，有利于叶肉细胞从外界吸收水分，有利于叶肉细胞保持坚挺，C错误；
D、由题干信息可知，蔗糖运输载体可逆浓度梯度把H+运输到液泡储存，是液泡内外保持H+浓度差的基础，正是这个浓度差为Ca2+运入液泡提供了能量，因此，抑制蔗糖运输载体的功能会抑制Ca2+通过蛋白CAX进入液泡的速率，D正确。
故选D
3. 核被膜主要由外核膜、内核膜、核孔复合体和核纤层构成。核纤层位于内核膜与染色质之间，与核膜、染色质及核孔复合体在结构上有密切联系，核纤层蛋白向外与内核膜上的蛋白结合，向内与染色质的特定区段结合，是位于内核膜与染色质之间紧贴内核膜的一层蛋白网络结构。当细胞进行有丝分裂时，核纤层蛋白磷酸化引起核膜崩解，磷酸化核纤层蛋白去磷酸化介导核膜围绕染色体重建。下列叙述正确的是（ ）
A. 核孔复合体是核质之间DNA、RNA和蛋白质交流的通道，并介导核质之间的信息交流
B. 核纤层蛋白在前期磷酸化导致核膜解体，在后期核纤层磷酸化促进核膜重建和染色体形成
C. 核纤层蛋白的磷酸化的过程中，细胞核内染色质可能发生螺旋化程度增大
D. 核纤层蛋白形成骨架结构支撑于内、外核膜之间，维持细胞核的正常形态和核孔结构
【答案】C
【解析】
【分析】细胞核的结构1、核膜：（1）结构：核膜是双层膜，外膜上附有许多核糖体，常与内质网相连；其上有核孔，是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道；在代谢旺盛的细胞中，核孔的数目较多。（2）化学成分：主要是脂质分子和蛋白质分子。（3）功能：起屏障作用，把核内物质与细胞质分隔开；控制细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。2、核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关．在有丝分裂过程中，核仁有规律地消失和重建。3、染色质：细胞核中能被碱性染料染成深色的物质，其主要成分是DNA和蛋白质。
【详解】A、核孔复合体具有选择性，DNA不能通过核孔复合体，A错误；
B、核纤层蛋白在前期磷酸化导致核膜解体，在后期核纤层去磷酸化促进核膜重建和染色体形成，B错误；
C、核纤层蛋白磷酸化引起核膜崩解，细胞核内染色质可能发生螺旋化程度增大变成染色体，C正确；
D、核纤层蛋白位于内核膜与染色质之间，D错误。
故选C。
4. 生物学是一门以实验为基础的自然科学，实验材料、实验方法和实验环境的选择对实验成败关系密切。下列有关生物学实验的叙述，正确的是（ ）
A. 差速离心法分离细胞器时，应使细胞匀浆较低的渗透压和适宜pH值
B. 通过观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞液颜色变化判断质壁分离程度
C. 证明光合作用释放的氧气全部来自水时，利用的O同位素的放射性
D. 在进行植物生长素的功能研究时，一般用琼脂块阻断生长素的运输
【答案】B
【解析】
【分析】植物细胞的吸水和失水原理和现象：外界溶液浓度＞细胞液浓度→细胞失水→质壁分离外界溶液浓度＜细胞液浓度→细胞吸水→质壁分离的复原外界溶液浓度=细胞液浓度→细胞形态不变（处于动态平衡）。
【详解】A、为防止在制作细胞匀浆过程中细胞器结构和功能的破坏，需要用pH适宜的等渗缓冲液制作细胞匀浆，A错误；
B、通过观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞液颜色变化，判断质壁分离程度，质壁分离程度越大，颜色越深，B正确；
C、证明光合作用释放的氧气全部来自水时，利用的18O同位素不具有放射性，C错误；
D、生长素可透过琼脂块运输，可使用云母片阻断生长素的运输，D错误。
故选B。
5. 神经胶质细胞中的葡萄糖分解成丙酮酸后，一方面在Rheb蛋白的作用下，促进丙酮酸进入线粒体氧化分解供能；另一方面，丙酮酸转变成乳酸，乳酸经MTC（乳酸转运载体）运输进入神经元内的线粒体进行分解。两种细胞代谢过程如下图。下列叙述错误的是（ ）
A. 乳酸可作为神经元的能源物质
B. 自由基累积会破坏细胞内的生物分子
C. 增强MTC活性可以导致神经元损伤
D. 降低Rheb蛋白活性会减少神经元损伤
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知，葡萄糖在神经胶质细胞中分解为丙酮酸，一部分丙酮酸在Rheb蛋白作用下，进入线粒体氧化分解功能；还有部分丙酮酸转化为乳酸，经MTC（乳酸转运载体）运输进入神经元内的线粒体进行分解，产生自由基。
【详解】A、图中乳酸能进入神经元的线粒体分解，产生ATP，故可作为神经元的能源物质，A正确；
B、自由基能与蛋白质、DNA等物质结合，从而破坏细胞内的生物分子的结构，B正确；
C、增强MCT活性，可促进乳酸进入神经元，产生更多自由基，引起神经元损伤，C正确；
D、Rheb蛋白能促进丙酮酸进入线粒体氧化分解供能，而Rheb蛋白活性下降会导致乳酸进入神经元的量更多，产生更多的自由基，使神经元损伤增加，D错误。
故选D。
6. 豌豆子叶颜色受5号染色体上的一对等位基因Y（黄色）和y（绿色）控制。现有杂合豌豆植株甲，其5号染色体的组成如图1所示，以植株甲为父本与染色体正常的绿色子叶豌豆杂交，后代中发现一株黄色子叶豌豆植株乙，其5号染色体组成如图2所示。已知当花粉不含正常5号染色体时不能参与受精。下列相关分析错误的是（　　）
A. 植株甲中，Y基因位于发生片段缺失的异常染色体上
B. 植株乙中，既有染色体数目变异也有染色体结构变异
C. 若植株甲自交，则后代中黄色子叶与绿色子叶的比例为1：1
D. 植株乙的形成是母本减数分裂时同源染色体未正常分离所致
【答案】D
【解析】
【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时，位于同源染色体的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
2、基因位于染色体上，减数分裂过程中染色体的行为变化是分离定律和自由组合定律的细胞学基础。
3、染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异，染色体结构变异分为染色体片段的缺失、重复、易位和倒位，染色体变异的配子写法按照减数分裂过程染色体的行为变化去写。
【详解】A、由图2可知，植株甲中，Y基因位于发生片段缺失的异常染色体上，A正确；
B、图2中5号染色体既发生了染色体片段的缺失，又多了一条染色体，发生了染色体结构和染色体数目的变异，B正确；
C、植株甲作母本时，产生Y：y=1：1配子，作父本时，只有y的配子能参与受精作用，因此后代中黄色子叶与绿色子叶的比例为1：1，C正确；
D、甲作父本，正常感病植株乙的基因型是yy，乙只产生一种类型的配子y，产生的一株后代的基因型如图2，含有y的正常染色体来自乙，则含有Y的正常染色体和含有y的异常染色体来自甲，说明甲在减数第一次分裂时同源染色体未发生分离，D错误。
故选D。
7. 现代智人起源于非洲的观点，得到更多证据的支持。人们认为，约100万年前，非洲的古人类（人属各成员）第一次走出非洲，在各地发展出自己的种群，例如1856年在德国尼安德特河谷发现的尼安德特人。约10万年前，人类（现代智人种）第二次走出非洲，与第一次走出非洲的人类发生有限的基因交流。之后由于目前尚在争议的原因，第一次走出非洲的人类包括尼安德特人陆续灭绝，而我们的祖先生存下来并逐渐扩散占据了全世界。2009年瑞典科学家斯万特·帕博团队完成尼安德特人细胞核DNA的全基因组测序工作，发现生活在非洲之外的现代人体内都有1%-4%的尼安德特人基因，现代人的线粒体和Y染色体基因中则没有发现尼安德特人基因。下列有关生物进化的叙述错误的是（ ）
A. 测定现代人类和已灭绝古代人类基因的核苷酸序列，是生物进化的分子水平证据
B. 现代人类和已灭绝古代人类的基因存在差异的原因是变异具有随机性、不定向性
C. 现代人线粒体和Y染色体无尼安德特人基因的原因是它们分别为母系遗传和父系遗传
D. 帕博的研究依赖于PCR技术、DNA测序技术、防止除古人类化石DNA以外的外源DNA污染技术
【答案】C
【解析】
【分析】生物有共同祖先的证据：（1）化石证据：在研究生物进化的过程中，化石是最重要的、比较全面的证据，化石在地层中出现的先后顺序，说明了生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的。（2）比较解剖学证据：具有同源器官的生物是由共同祖先演化而来。这些具有共同祖先的生物生活在不同环境中，向着不同的方向进化发展，其结构适应于不同的生活环境，因而产生形态上的差异。（3）胚胎学证据：①人和鱼的胚胎在发育早期都出现鳃裂和尾；②人和其它脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段。（4）细胞水平的证据：①细胞有许多共同特征，如有能进行代谢、生长和增殖的细胞；②细胞有共同的物质基础和结构基础。（5）分子水平的证据：不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子，既有共同点，又存在差异性。
【详解】A、不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子，既有共同点，又存在差异性，故测定现代人类和已灭绝古代人类基因的核苷酸序列，是生物进化的分子水平证据，A正确；
B、变异具有随机性、不定向性，而自然选择是定向的，故导致现代人类和已灭绝古代人类的基因存在差异，B正确；
C、非洲以外现代人类族群具有少量尼安德特人基因（1.5%到4%），这少部分的尼安德特人基因都存在于人类的常染色体，而不是父系遗传的Y染色体或母系遗传，C错误；
D、斯万特·帕博团队完成尼安德特人细胞核DNA的全基因组测序工作，帕博的研究依赖于PCR技术（体外DNA扩增技术）、DNA测序技术、防止除古人类化石DNA以外的外源DNA污染技术，D正确。
故选C。
8. 结核病是由结核分枝杆菌侵染人体肺部细胞引发的疾病。氧氟沙星重要的抗结核药物，尤其是对耐多药结核病具有较好的疗效。氧氟沙星耐药菌酮药的主要机制是gyrA基因在94和90位点发生突变，即RyTA94GAC→GGC和gyrA90GCG -GTG．此外：在25．5%氧氟沙星耐药菌中未发现gyrA基因突变。而是发现其质膜孔蛋白减少。下列相关叙述正确的是（ ）
A. RyrA94位点的GAC 突变为GGC后会改变基因中嘌呤与嘧啶的比例
B. 氧氟沙星耐药菌的出现与抗生素的滥用导致相关基因发生突变有关
C. 推测25．5%氧氟沙星耐药菌的耐药机制可能与膜的通透性升高有关
D. gyrA90GCG-→GTG是结核分枝杆菌拟核区DNA中碱基对发生替换所致
【答案】D
【解析】
【分析】基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、替换、缺失，而引起的基因结构的改变。
【详解】A、DNA由两条链构成，基因通常是具有遗传效应的DNA片段，根据碱基互补配对原则，该基因中嘌呤数始终等于嘧啶数，因此94位点的基因突变为gyrAGAC→GGC不会改变基因中嘌呤与嘧啶的比例，A错误；
B、氧氟沙星耐药菌的出现与抗生素的滥用有关，但相关基因发生突变不是抗生素的作用，抗生素只是选择并保存适应性的变异，B错误；
C、由25．5%氧氟沙星耐药菌的质膜孔蛋白减少可推测这些耐药菌的耐药机制可能与膜的通透性降低有关，C错误；
D、gyrA9OGCG→GTG是结核分枝杆菌拟核区DNA中碱基对发生替换所致，D正确。
故选D。
9. 人体运动需要神经系统对肌群进行精确的调控来实现。肌萎缩侧索硬化（ALS）是一种神经肌肉退行性疾病，患者神经肌肉接头示意图如下。下列正确的是（ ）
A. 神经纤维处于兴奋状态会导致突触前膜将Ach以自由扩散的方式释放至突触间隙
B. 突触间隙的Ach与突触后膜上的AchR结合，将兴奋传递给肌细胞的过程需要电信号到化学信号的转换
C. 有机磷杀虫剂（OPI）中毒者由于AchE的活性受到抑制，导致突触间隙积累大量的Ach，副交感神经末梢过度兴奋，瞳孔放大
D. ALS的发生及病情的加重与补体C5（一种蛋白质）的激活相关，使用C5a的抗体可延缓ALS的发生及病情的加重
【答案】D
【解析】
【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递，突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜，其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时，突触小泡释放递质（化学信号)，递质作用于突触后膜，引起突触后膜产生膜电位（电信号)，从而将兴奋传递到下一个神经元。
【详解】A、Ach属于神经递质，神经递质由突触前膜释放的方式是胞吐，A错误；
B、突触间隙的Ach与突触后膜上的AchR结合，将兴奋传递给肌细胞的过程发生的信号转化是化学信号到电信号，B错误；
C、AchE能将突触间隙中的Ach分解，有机磷杀虫剂（OPI）能抑制AchE活性，则导致突触间隙中的Ach分解速率减慢，使突触间隙中会积累Ach,导致副交感神经末梢过度兴奋，使瞳孔收缩加剧，C错误；
D、C5a的抗体可与C5a发生特异性结合，使C5a不能与受体C5aR1结合，进而不能激活巨噬细胞，降低巨噬细胞对运动神经元的攻击而导致的损伤，因此可延缓ALS的发生及病情加重，D正确。
故选D。
10. 胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶，板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的作用机制，科研人员进行了相关实验，结果如图示。下列说法正确的是（ ）
A. 胰脂肪酶通过降低化学反应的活化能催化食物中的脂质水解为甘油和脂肪酸
B. 图2所示结果中，实验的自变量是不同pH和是否加入板栗壳黄酮
C. 板栗壳黄酮通过与胰脂肪酶结合改变酶的空间结构调节酶的活性
D. 板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高时的pH约为7．7
【答案】B
【解析】
【分析】据图分析，图1中横坐标是底物（脂肪）浓度，纵坐标是酶促反应速率，由于酶量有限酶已全部投入使用，因此对照组酶促反应速率不再上升；加入板栗壳黄酮的酶活性明显低于对照组，说明板栗壳黄酮对酶有抑制作用。
【详解】A、脂质包括脂肪、磷脂和固醇等，酶具有专一性，胰脂肪酶只能催化脂肪水解为甘油和脂肪酸，A错误；
B、图2所示结果中，实验的自变量是不同pH（横坐标表示含义）和是否加入板栗壳黄酮（与对照组相比），B正确；
C、据图1分析，板栗壳黄酮对胰脂肪酶的活性具有 抑制作用，结合图2曲线分析，板栗壳黄酮的作用机理应为使酶活性降低，但无法得出板栗壳黄酮通过与胰脂肪酶结合改变酶的空间结构调节酶的活性的结论，C错误；
D、据图可知，板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高时的pH约为7．4，D错误。
故选B。
11. 化感作用指植物通过向外分泌化学物质对其他植物产生的影响。制备入侵植物薇甘菊及近邻种葛藤和鸡矢藤的叶水提液（供体），分别处理三种植物幼苗（受体），60天后测定植株干重并计算化感作用效应指数（R=处理值/对照值-1），相关叙述错误的是（ ）
A. 化感作用存在于植物种间和种内 B. 在薇甘菊种内存在化感促进作用
C. 鸡矢藤对其他种生长均表现为抑制 D. 化感作用影响植物群落的种类组成
【答案】C
【解析】
【分析】
1、生物的种间关系（不同种生物之间的关系）：互利共生（同生共死）、捕食（此长彼消、此消彼长）、竞争（你死我活）、寄生（寄生者不劳而获）。
2、群落的垂直结构指群落在垂直方面的配置状态，其最显著的特征是成层现象，即在垂直方向分成许多层次的现象。群落的水平结构指群落的水平配置状况或水平格局，其主要表现特征是镶嵌性。
3、根据题意，植物通过向外分泌化学物质对其他植物产生的影响，包括种间和种内。
4、效应指数R=处理值/对照值-1，则当R>0时，起促进作用，R<0时，起抑制作用。
【详解】A、比较第三组的实验结果可知，鸡矢藤叶水提液均降低3种幼苗的化感作用，说明化感作用存在于植物种内；比较薇甘菊及近邻种葛藤和鸡矢藤组Mm供体处理组可知，供体相同，不同物种的化感作用不同，说明化感作用存在于植物种间，A正确；
B、从前两组实验可知，当受体为薇甘菊时，Mm组的化感作用约为0.6；当受体为葛藤时，Mm组的化感作用为0.5，说明薇甘菊叶水提液对薇甘菊的化感作用有促进效果，B正确；
C、对比前两组实验，鸡矢藤对薇甘菊生长表现为抑制，对葛藤生长表现为促进，C错误；
D、从实验可以观察到，化感作用对不同生物的影响不同。因此，化感作用影响植物群落的组成，D正确。
故选C。
【点睛】
12. 研究种群和群落的特征，在野生动物资源的合理利用和保护、害虫的防治等方面有着重要意义。下图是某群落中甲、乙、丙三个不同生物种群的个体数量与年龄结构示意图，相关叙述错误的是（　　）
A. 种群数量变化受非生物因素和生物因素的影响，物种组成是区分不同群落的基本特征
B. 若甲、乙、丙都是动物种群，则一段时间后丙种群数量可能下降
C. 在研究该群落时，可通过统计多个样方内的植物种类并取平均值的方式调查植物丰富度
D. 田鼠种群变化趋势如乙种群，但田鼠数量随季节波动的主要原因是食物量的变化
【答案】C
【解析】
【分析】影响种群数量季节性变化的非生物因素主要有阳光、温度、水等，生物因素有种间关系和种内关系等。
【详解】A、种群数量变化受非生物因素（阳光、温度、水等）和生物因素影响，物种组成是区分不同群落的基本特征和首要特征，A正确；
B、若甲、乙、丙都是动物种群，则一段时间后丙种群数量可能下降，因为其年龄结构是衰退型，B正确；
C、调查群落中的植物丰富度时，取平均值会影响调查结果的准确性，C错误；
D、据图示可知，乙种群年龄结构为稳定型，持续数年调查田鼠，其种群变化趋势与乙种群相似，但田鼠数量随季节波动，出现这一现象的主要原因是食物量随季节发生变化，D正确。
故选C。
13. 绿水青山就是金山银山的发展理念深入人心。多年前某林场为了短期内增加经济效益，大规模砍伐林木，搞“砍树经济”，造成林木大面积退化。为了恢复林场的生态环境，当地政府实施了“禁伐令"，并引导农户发展种植食用菌、花卉苗圃、中药材等，生态逐步得到恢复，既给林场带来生态效益，又给当地农民带来经济效益。下列说法错误的是（ ）
A. “砍树经济”导致该生态系统的稳定性降低
B. “禁伐令”实施后，生态环境逐步恢复，此过程中群落演替的类型是次生演替
C. 生态恢复的过程中，提高经济效益的同时兼顾了社会、自然发展，主要体现了生态工程建设的协调原理
D. 带来生态效益的同时，又给当地农民带来经济效益，体现了生物多样性的直接和间接价值
【答案】C
【解析】
【分析】群落演替：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。生物群落的演替是群落内部因素（包括种内关系、种间关系等）与外界环境因素综合作用的结果。人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
【详解】A、“砍树经济”导致造成林木大面积退化，因而生态系统中物种丰富度下降，营养结构变得简单，自我调节能力下降，因此该生态系统的稳定性“降低”，A正确；
B、“禁伐令”实施后，生态环境逐步恢复，即生态系统中物种丰富度逐渐上升，此过程中群落演替的类型是属于次生演替，因为该演替过程中原有的土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体，因此演替的速度较快，B正确；
C、生态恢复的过程中，提高经济效益的同时兼顾了社会、自然发展，主要体现了生态工程建设的整体原理，C错误；
D、生态恢复在带来生态效益（间接价值）的同时，又给当地农民带来经济效益（直接价值），是生物多样性的直接和间接价值的体现，且生态系统的间接价值大于直接价值，D正确。
故选C。
14. 结核杆菌是对抗生素极易产生耐药性的细菌。为探究不同结核杆菌耐药性的大小，研究人员提取患者体内的病原菌进行培养（如图甲），过程Ⅰ接种纯化的结果如图乙。下列说法正确的是（ ）
A. 在病原菌的培养过程中只采用一种灭菌方法即可
B. 对单一菌落进行液体培养的目的是获得更多的结核杆菌
C. 培养中各培养基均需加入抗生素的目的是抑制杂菌生长
D. 过程Ⅰ接种时划线的顺序是①→②→③，该方法无法完成对菌落的计数
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析：图甲中的过程Ⅰ是接种纯化，过程Ⅱ是扩大培养，过程Ⅲ是单菌落分离。图乙表示平板划线法分离单菌落。
【详解】A、微生物的分离、培养过程需要严格的无菌环境，需要用到多种灭菌方法，如培养基、涂布器的灭菌方法分别是 高压蒸汽灭菌和 灼烧灭菌，A错误；
B、对单一菌落进行液体培养的目的是获得更多的结核杆菌，即进行扩大培养，B正确；
C、培养中各培养基均需加入抗生素，目的是选择出抗药性强的目的菌，C错误；
D、根据图乙中菌落分布的特点，划线次数越多，细菌数量越少，可以推导出划线的顺序依次是①→③→②，D错误。
故选B。
15. 植物细胞质中的叶绿体和线粒体是两个相对独立的遗传体系，控制着许多优良性状，胞质杂交是植物体细胞杂交应用的一个重要方面。下图为将植株1细胞质中的优良基因导入植株2的实验流程。下列说法正确的是（ ）
A. 过程①用纤维素酶和果胶酶处理，需在低渗溶液中进行
B. 过程②通常采用灭活病毒诱导原生质体融合
C. 过程④应先诱导根形成后，再转接到诱导生芽的培养基上
D. 该方式获得的抗病植株，性状一般不能稳定遗传
【答案】D
【解析】
【分析】原生质体是去除细胞壁后各种结构的总称，包括细胞膜、细胞质、细胞核和细胞器等。在植物体细胞杂交过程中常采用人工诱导的方法促进原生质体的融合，诱导方法包括两大类：物理法和化学法。化学法一般常用聚乙二醇作为诱导剂。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，用纤维素酶和果胶酶处理可去除细胞壁，获得原生质体，但此操作为维持细胞的正常形态，最好在等渗溶液中进行，A错误；
B、诱导动物细胞融合常采用灭活的病毒处理，而题干为植物细胞，B错误；
C、④过程为诱导愈份组织形成试管苗的过程，需要将生长良好的愈份组织先转接到诱导生芽的培养基上，长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导生根，C错误；
D、题干中该方式获得的抗病植株，一般不能正常的进行有性生殖，故性状一般不能稳定遗传给后代，D正确。
故选D。
二、不定项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。全部选对的得3分，选对但选不全的得1分，有选错的得0分。
16. 胆固醇是脂溶性物质、不溶于水，它在血液中的运输形式是与磷脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白（LDL）。LDL进入细胞及被水解释放出胆固醇的过程如下图所示，胞内体内部的H+浓度比胞内体外高，胞内体的酸性环境是LDL受体顺利返回细胞膜的必要条件。其中发动蛋白是一种具备CTP水解酶活性的结合蛋白。下列叙述正确的是（ ）
A. 胆固醇是动物细胞膜的组成成分，基本组成元素包括C、H、O、N
B. LDL进入细胞依赖细胞膜的流动性，并消耗CTP水解释放的能量
C. 胞内体上的LDL受体最终又返回细胞膜的意义是提高转运效率
D. H+运输到胞内体需要转运蛋白协助并消耗细胞代谢释放的能量
【答案】BCD
【解析】
【分析】从图中分析看出，LDL和LDL受体结合后，在网格蛋白和发动蛋白的作用下，形成网格蛋白包被膜泡，运入细胞内，和溶酶体结合，将LDL分解，同时将受体运至细胞膜。
【详解】A、胆固醇是动物细胞膜的组成成分，基本组成元素包括C、H、O，A错误；
B、LDL是蛋白质，蛋白质是生物大分子，进入细胞的方式胞吞，胞吞的运输方式利用了细胞膜的结构特点具有一定的流动性，这个过程不需要载体蛋白的协助，但是需要消耗能量，发动蛋白是一种具备CTP水解酶活性的结合蛋白，CTP水解为发动蛋白的作用提供能量，B正确；
C、图中过程显示，胞内体上的LDL受体最终又返回细胞膜，其意义是LDL可重复利用，提高了胆固醇运输的效率，C正确；
D、胞内体内部的H+浓度比胞内体外高，胞内体的酸性环境，因此H+跨膜进入胞内体属于主动运输，需要的条件是需要载体蛋白，需要消耗能量，D正确。
故选BCD。
17. 在盐化土壤中，大量Na＋迅速流入细胞，形成胁迫，影响植物正常生长。耐盐植物可通过Ca2＋介导的离子跨膜运输，减少Na＋在细胞内的积累，从而提高抗盐胁迫的能力，其主要机制如下图。下列说法正确的是（ ）
A. 在盐胁迫下，Na＋进出细胞的运输方式是协助扩散
B. 使用ATP抑制剂处理细胞，Na＋的排出量会明显减少
C. 在高盐胁迫下，胞外Ca2＋抑制转运蛋白A，胞内Ca2＋促进转运蛋白C
D. 转运蛋白C能同时转运H＋和Na＋，故其不具有特异性
【答案】BC
【解析】
【分析】由图可知：Na＋经转运蛋白A进入细胞，不需要能量，说明为协助扩散，Ca2＋会抑制该过程；胞外Na＋增多刺激细胞膜受体，使细胞内的H2O2增多，促进转运蛋白B运输Ca＋，不需要能量，说明为协助扩散；细胞内Ca2＋增多，促进转运蛋白C利用H+产生的势能将Na＋运出细胞，说明为主动运输；H+泵消耗ATP将H+逆浓度梯度运出细胞，说明为主动运输。
【详解】A、在盐化土壤中，大量Na＋迅速流入细胞，形成胁迫，Na＋进入细胞是顺浓度梯度，据图分析可知，Na＋进入细胞需要转运蛋白A的协助，所以Na＋进入细胞属于协助扩散，A错误；
B、据图分析可知，H＋运出细胞需要H+泵和需要ATP提供能量，属于主动运输，H＋顺浓度梯度进入细胞产生的势能驱动Na＋经转运蛋白C排除细胞的过程，因此使用ATP抑制剂处理细胞，H＋运出细胞的量减少，细胞内外H＋浓度差减少，为Na＋运出细胞提供的势能减少，Na＋的排出量会明显减少，B正确；
C、据图分析可知，在高盐胁迫下，胞外Ca2＋抑制转运蛋白A转运Na＋进入细胞，胞内Ca2＋增多促进转运蛋白C转运Na＋出细胞，C正确；
D、转运蛋白C能同时转运H＋和Na＋，而不能转运其他离子，故其仍具有特异性，D错误。
故选BC。
18. 光呼吸普遍存在于C3植物和C4植物中，图1、图2分别为C3植物和C4植物的部分代谢过程。光呼吸是在光驱动下将糖类氧化生成CO2和H2O的生化过程（见图1），在正常生长条件下，光呼吸就可损耗掉光合产物的25%~30%，“光呼吸代谢工程”是提高植物光合效率的一个关键突破口。下列说法正确的是（ ）
A. C4植物的光呼吸过程发生在叶肉细胞和维管束鞘细胞中
B. C3植物细胞中CO2浓度倍增，会使光合产物增加、光呼吸减弱
C. C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力高于RuBP羧化酶
D. 通过分析可推测，C4植物的光呼吸比C3植物小
【答案】BCD
【解析】
【分析】题图分析，Rubisco酶是一种双功能酶，在较强光照下，它既催化C3与CO2的羧化反应进行光合作用，同时又催化C5的加氧反应进行光呼吸，羧化和加氧反应的相对速率完全取决于CO2与O2的相对浓度。图1为光合作用暗反应和光呼吸的部分过程，图2为光合作用的C4途径。
【详解】A、C4植物的光呼吸过程发生在维管束鞘细胞中，A错误；
B、C3植物细胞中CO2浓度倍增，意味着氧气浓度下降，因而会使光合产物增加、光呼吸减弱，B正确；
C、C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力高于RuBP羧化酶，因而C4植物能利用较低浓度的二氧化碳，C正确；
D、C4植物体内存在聚集二氧化碳的机制，因而C4植物比C3植物固定二氧化碳能力强，且一般不会因为二氧化碳浓度降低启动光呼吸，因此C4光呼吸比C3植物小，D正确。
故选BCD。
19. 济南大明湖生态系统存在一条仅由甲、乙、丙三种生物组成的食物链，这条食物链上三种生物的能量相对值随水深的变化情况如下图。下列叙述正确的是（ ）
A. 甲、乙、丙的呼吸作用是生态系统碳循环的重要环节
B. 若大明湖受Hg污染，则甲种群个体内Hg的浓度大于乙种群个体
C. 人为增加乙种群个体的数量，短时间内丙种群的数量将减少
D. 影响不同深度甲种群数量的主要环境因素是光照强度和CO2浓度
【答案】AD
【解析】
【分析】根据图中能量的相对值可知，该食物链为甲→乙→丙，其中甲是生产者。
【详解】A、甲、乙、丙的呼吸作用将有机物中的碳以CO2的形式散失到大气中，是碳循环的重要环节，A正确；
B、由图中能量的相对值可知，该食物链为甲→乙→丙，若大明湖受Hg污染，根据生物富集现象，甲种群个体内Hg的浓度小于乙种群个体，B错误；
C、该食物链为甲→乙→丙，丙以乙为食物，人为增加乙种群个体的数量，短时间内丙种群的数量将增加，C错误；
D、甲为生产者，能行光合作用，不同水深甲的能量相对值有差异，影响因素主要是光照强度和CO2浓度，D正确。
故选AD。
20. 艾姆氏实验是一种利用细菌营养缺陷型的回复突变检测食品中是否存在化学致癌剂的方法，其原理是鼠伤寒沙门氏菌的组氨酸缺陷型菌株在基本培养基上不能生长，若回复突变为野生型后则能生长。将经待测样品处理后的滤纸片，置于含有组氨酸缺陷型菌株的平板中央，经培养后出现下图所示三种情况。下列叙述正确的是（ ）
A. 三组培养基的营养构成中均不含组氨酸
B. 图①结果表明组氨酸缺陷型菌未发生突变
C. 图②和③说明组氨酸缺陷型菌株均发生回复突变
D. 图③结果说明样品中存在某种高浓度诱变剂使部分菌株死亡
【答案】ACD
【解析】
【分析】某营养缺陷型细菌在基本培养基上不能生长，如发生回复突变成为原养型后则能生长。如鼠伤寒沙门氏菌的组氨酸缺陷型菌株在基本培养基的平板上不能生长，但发生回复突变后则能生长。
【详解】A、通过题干信息可知，“将经待测样品处理后的滤纸片，置于含有组氨酸缺陷型菌株的平板中央”，三组培养基的营养构成中均不含组氨酸，A正确；
B、图①表示鼠伤寒沙门氏菌的组氨酸缺陷型菌株未发生回复突变，不能在不含组氨酸的培养基上生长，B错误；
C、图②和③有菌生长，说明组氨酸缺陷型菌株均发生回复突变，C正确；
D、图③有菌生长，但是离滤纸片近的地方没有菌，结果说明样品中存在某种高浓度诱变剂使部分菌株死亡，D正确。
故选ACD。
三、非选择题：本题共5小题，共55分。
21. 科研人员以野生型拟南芥为材料进行了相关实验，探究气孔开度的影响因素。首先对若干组野生型拟南芥进行干旱处理，发现其ABA含量均有所升高，进一步测定其叶肉细胞渗透压和气孔阻力，绘制出三者之间的变化关系，如图1所示，ABA调节机制与保卫细胞内K+浓度有关，其作用机制如图2所示。
（1）拟南芥叶肉细胞中的光合色素分布在_______，作用是__________。可用体积分数为95%的乙醇中加入________来代替无水乙醇提取色素。
（2）据图分析可知，恢复浇水能提高拟南芥光合作用强度，理由是___________。
（3）由图2可知，K+出细胞的运输方式是_________，ABA与受体结合后，通过关闭气孔和抑制气孔打开两条途径协同作用，即___________，调节保卫细胞内K+浓度，使气孔维持关闭状态。
（4）为进一步研究ABA受体与气孔关闭的关系，研究者以野生型拟南芥植株和超表达ABA受体基因的拟南芥植株为材料设置对照实验，进行培养并定期测量叶片的________；若___________，则说明ABA受体增多能够加速气孔关闭。
【答案】（1） ①. 类囊体薄膜 ②. 吸收、传递、转化光能 ③. 无水碳酸钠
（2）ABA含量降低，气孔阻力减小，CO 供应增加，光合作用增强
（3） ①. 协助扩散 ②. 促进保卫细胞内钙离子增加，促进钾离子外流，同时抑制钾离子内流
（4） ①. 气孔阻力 ②. 实验组叶片的气孔阻力大于对照组
【解析】
【分析】分析题意可知，该实验探究时间和水分对拟南芥叶肉细胞渗透压、叶片ABA含量和气孔阻力的影响，已知气孔阻力与气孔开闭程度有关，气孔全开时气孔阻力最小，ABA调节气孔关闭与保卫细胞内K+浓度有关。
【小问1详解】
植物叶肉细胞中的光合色素分布在叶绿体类囊体薄膜上，作用是吸收、传递和转化光能。在叶绿体色素的提取和分离实验中，可用体积分数为95%的乙醇中加入无水碳酸钠来代替无水乙醇提取色素。
【小问2详解】
据图分析可知，恢复浇水后ABA含量降低，气孔阻力减小，CO2供应增加，而CO2是光合作用的原料之一，则光合作用增强，故恢复浇水能提高拟南芥光合作用强度。
【小问3详解】
细胞内的K+浓度高于细胞外，故K+出细胞为顺浓度梯度运输，且需要蛋白质的协助，故运输方式是协助扩散。由图2可知，当ABA与受体结合后，促进保卫细胞内Ca2+增加，促进K+外流，使气孔关闭状态，同时抑制K+内流，调节保卫细胞内K+浓度，使气孔维持关闭状态（抑制气孔开放），即通过关闭气孔和抑制气孔打开两条途径协同作用。
小问4详解】
由于当ABA与受体结合后，使气孔维持关闭状态，故为进一步研究ABA受体与气孔关闭的关系，以野生型拟南芥植株和超表达ABA受体基因（ABA受体增多）的拟南芥植株为材料设置对照实验，进行培养，自变量为ABA受体的多少，因变量的指标应为叶片的气孔阻力。若实验组（超表达ABA受体基因的拟南芥植株）叶片的气孔阻力大于对照组（野生型拟南芥植株），则说明ABA受体增多能够加速气孔关闭。
22. 暹罗猫的性别决定方式为XY型，其毛色受多种基因控制，基因B+通过指导酪 氨酸酶的合成使酪氨酸转化为黑色素，从而使其毛色为黑色。B和b是B+的两个突变 基因，分别控制巧克力色和白色，该组基因位于常染色体上。选择黑色和巧克力色暹罗猫作为亲本进行杂交，所得F1中黑色：巧克力色：白色=2：1：1。根据所学知识，回答下列问题：
（1）B+基因可以突变为B和b，这体现了基因突变具有_______。酪氨酸酶的活性受温度影响，温度在38℃以上时，暹罗猫体内酪氨酸酶失活，从而使毛色为白色。暹罗猫在怀胎期间，胎儿周围温度高于38℃，因此暹罗猫出生时，全身毛色均为白色，而出生后，温度较低的身体部位毛色逐渐表现为本该表现的颜色，这一现象说 明了生物的性状_______。
（2）F1中黑色雌雄猫相互交配，所得F2黑色猫中纯合子的比例为_______。
（3）已知当红色基因R纯合时，对B和b无影响，但B+的表达受到抑制而使毛色表现 为红色，R基因杂合时，B+和R均可表达，从而使毛色表现为黑红相间，这种猫称为玳瑁猫。暹罗猫育种人员选择纯合的黑色雌猫与纯合的红色雄猫进行杂交，所得子代中雌性全为玳瑁猫，雄性全为黑色猫。据此推测，红色基因R位于______上，子代玳瑁猫的基因型为_______。
（4）请利用(3)中亲本和子代个体作为实验材料，设计一代杂交实验验证上述推测，简要写出实验思路及预期结果：_______。
【答案】（1） ①. 不定向性 ②. 受基因和环境共同控制
（2）1/4 （3） ①. X ②. B+B+XRXr
（4）实验思路：亲本红色雄猫与子代玳瑁猫杂交后观察子代表现型（表型）及比例；
预期：子代中雌性有1/2红色猫，1/2的玳瑁猫；雄性中有1/2红色猫，1/2的黑猫
【解析】
【分析】选择黑色和巧克力色暹罗猫作为亲本进行杂交，所得F1中黑色：巧克力色：白色=2：1：1，说明亲本均为杂合子，F1才能产生白色bb，即亲本黑色为B+b，巧克力色为Bb，其显性关系为B+＞B＞b。
【小问1详解】
B+基因可以突变为B和b，这体现了基因突变具有不定向性。暹罗猫体色的改变说明性状受基因和环境共同控制。
【小问2详解】
由题意可知，黑色和巧克力色暹罗猫作为亲本进行杂交，所得F1中黑色：巧克力色：白色=2：1：1，说明亲本均为杂合子，F1才能产生白色bb，即亲本黑色为B+b，巧克力色为Bb，其显性关系为B+＞B＞b。F1黑色为B+B，B+b，无论其为何种基因型，B+的基因频率为1/2，则B+B+的频率为1/2×1/2=1/4。
小问3详解】
红色基因R纯合时，对B和b无影响，但B+的表达受到抑制而使毛色表现 为红色，R基因杂合时，B+和R均可表达，从而使毛色表现为黑红相间，纯合的黑色雌猫与纯合的红色雄猫进行杂交，所得子代中雌性全为玳瑁猫，雄性全为黑色猫，说明红色基因R位于X染色体上，亲本黑色雌猫为B+B+XrXr，红色雄猫B+B+XRY，则子代玳瑁猫的基因型为B+B+XRXr。
【小问4详解】
可用（3）中红色雄猫B+B+XRY与子代玳瑁猫B+B+XRXr，杂交后观察子代表现型（表型）及比例，即可验证推测，因为红色基因R纯和时，对B+有抑制作用，表现为红色，所以子代雌性1/2B+B+XRXr（玳瑁猫）1/2B+B+XRXR（红色猫）雄性1/2B+B+XRY(红色猫）1/2B+B+XrY(黑色猫）
23. 中医上把具有“多饮、多食、多尿、形体消瘦”征状称为消渴。李时珍《本草纲目》记载：桑叶乃手、足阳明之药，汁煎代茗，能止消渴。现代医学研究表明：对于糖尿病来说，经常泡桑叶茶能有效的降低血糖。回答下面的问题：
（1）典型的糖尿病有两种类型：胰岛素缺乏型和胰岛素不敏感型。尝试解释胰岛素不敏感型糖尿病患者的发病机理_______（答出合理的一点即可）。
（2）胰岛素缺乏型糖尿病的第一种情况是胰岛_______细胞对高浓度葡萄糖不敏感，进而引起分泌的胰岛素减少；第二种情况是免疫系统的________细胞产生了能特异性攻击胰岛B细胞的物质，使胰岛B细胞受损伤，这种现象在免疫学上称为_____。
（3）请设计实验验证桑叶提取液对糖尿病大鼠具有降低血糖的作用。简要写出实验设计思路并预期实验结果。
材料与药剂：生理状况相同的健康大鼠20只、桑叶提取液、蒸馏水，血糖测定仪等。______________________________。
【答案】（1）靶细胞上缺乏胰岛素受体或靶细胞上胰岛素受体结构异常
（2） ①. B ②. 浆细胞 ③. 自身免疫病
（3）实验设计思路：从上述20只制备成糖尿病大鼠，随机分为甲、乙两组。用血糖测定仪测量并纪录两组大鼠的血糖含量。对甲组大鼠每天灌喂桑叶提取液，乙组大鼠每天灌喂等量蒸馏水，期间各组大鼠均饲喂等量的普通饲料、并自由饮食。一段时间后，在次用血糖测定仪测量并纪录两组大鼠的血糖含量。
预期结果：甲组大鼠血糖含量明显下降，乙组大鼠血糖含量没有明显下降。
【解析】
【分析】糖尿病按其发病机理可分为如下两种：I型：由于自身免疫系统破坏胰岛B细胞引起的，也称为胰岛素缺乏性糖尿病；II型：由于胰岛素不能有效发挥作用引起的，也称胰岛素不敏感型糖尿病。糖尿病的特点为多饮、多食、多尿、形体消瘦。
【小问1详解】
糖尿病有两种类型：胰岛素缺乏型和胰岛素不敏感型，其中胰岛素不敏感型的发病机理为靶细胞上缺乏胰岛素受体或靶细胞上胰岛素受体结构异常而导致胰岛素发挥不了作用。
【小问2详解】
胰岛B细胞分泌胰岛素，胰岛素缺乏型糖尿病的第一种情况是胰岛B细胞对高浓度葡萄糖不敏感，进而引起分泌的胰岛素减少；第二种情况是免疫系统的浆细胞细胞产生了能特异性攻击胰岛B细胞的物质，使胰岛B细胞受损伤（胰岛素分泌减少），这种现象在免疫学上称为自身免疫病。
【小问3详解】
根据实验设计原则设计的实验思路和实验结果如下：实验设计思路：从上述20只制备成糖尿病大鼠，随机分为甲、乙两组。用血糖测定仪测量并纪录两组大鼠的血糖含量。对甲组大鼠每天灌喂桑叶提取液，乙组大鼠每天灌喂等量蒸馏水，期间各组大鼠均饲喂等量的普通饲料、并自由饮食。一段时间后，在次用血糖测定仪测量并纪录两组大鼠的血糖含量。预期结果：甲组大鼠血糖含量明显下降，乙组大鼠血糖含量没有明显下降。
24. 某人工乌鳢养殖场中生活着乌鳢，鲢鱼和鳙鱼。鲢鱼、鳙鱼都以浮游植物和浮游动物为食，但鲢鱼的食物中80%为浮游植物、20%为浮游动物；鳙鱼的食物有80%是浮游动物，20%是浮游植物。浮游动物捕食浮游植物，乌鳢捕食鲢鱼和鳙鱼。
（1）调查鳙鱼种群密度通常采用___________________，其原因是____________________。
（2）鲢鱼和鳙鱼主要在水的表层和中间水层活动，乌鳢主要活动在中下层，这种现象反映了群落的_______________结构，其分层活动的主要原因是__________________。
（3）已知乌鳢对鳙鱼和鲢鱼的捕食概率相同。养殖场自减少鲢鱼放养量，增加鳙鱼放养量一段时间后，养殖场出现了水华现象，其原因可能是____________________________，导致浮游植物种群密度上升。
（4）水体富营养化会引起水源污染。某研究小组选取挺水植物（菖蒲、千屈菜、旱伞草）、漂浮植物（水葫芦）、沉水植物（黑藻）探究对富营养化水体中氮和磷的净化效果，结果如下图所示。
水体富营养化导致藻类过度繁殖，原因是生态系统的______是有一定限度的。若单一种植菖蒲，该池塘生态系统净化污水的能力将会______（填“变大”、“变小”“不变”）。由上图可知，五种水生植物中______的治理效果最好，但该种植物的大量繁殖又可能引起水体二次污染。若用该植物为原料制作喂鱼用的饲料，将池塘中的淤泥作为周边桑树的肥料，既可以避免二次污染，又能提高经济效益。请从物质和能量角度加以分析___________________。
【答案】（1） ①. 标记重捕法 ②. 鳙鱼活动能力强、活动范围广
（2） ①. 垂直 ②. 食物和栖息地
（3）鳙鱼主要取食浮游动物，浮游动物数量减少导致对浮游植物取食量下降；鲢鱼减少对浮游植物捕食减少
（4） ①. 自我调节能力 ②. 变小 ③. 水葫芦 ④. 实现了物质循环利用和能量的多级利用，提高了能量利用率
【解析】
【分析】调查种群密度的方法有：样方法（适于植物，活动能力弱、活动范围小的动物）、标记重捕法（适合活动能力强、活动范围广的动物）、抽样检测法、逐个计数法等。
【小问1详解】
鳙鱼活动能力强、活动范围广，所以常用标记重捕法调查鳙鱼种群密度。
【小问2详解】
由题干可知，鲢鱼、鳙鱼和乌鳢在水中的分布具有明显的分层现象，这种现象反映了群落的垂直结构。决定动物分层活动的主要原因是食物和栖息地，动物的分层会随着植物的分层而分层。
【小问3详解】
鳙鱼主要取食浮游动物，浮游动物数量减少导致对浮游植物取食量下降；鲢鱼减少对浮游植物捕食减少，导致藻类大量繁殖形成水华。
【小问4详解】
生态系统具有一定限度的自我调节能力，当干扰超过一定限度时，稳定性会下降，生态平衡会被打破。若单一种植菖蒲，生物的多样性降低，营养结构简单化，生态系统的自我调节能力减弱，该池塘生态系统净化污水的能力将会变小。由图1和图2可知，在实验进行30天时，水葫芦组降低氮和磷的量最多，所以水葫芦的治理效果最好。用该植物为原料制作喂鱼用的饲料，使能量流向人类，增加经济效益，同时降低水葫芦数量；池塘中的淤泥含有被微生物分解出来的无机物，作为周边桑树的肥料，实现了物质循环利用和能量的多级利用，提高了能量利用率。
25. 2022年1月7日，美国马里兰州的医生首次将基因编辑猪的心脏移植到人类患者身上。如果异种移植可以实现，将可明显缓解器官紧缺的问题。然而心脏移植过程中会发生缺血再灌注损伤（IRI），可能导致心脏坏死。研究发现，IRI通过促进Caspase 8等一系列凋亡基因的表达，导致细胞凋亡最终引起器官损伤。根据Caspase 8基因合成的小干扰RNA（siRNA）可以使Caspase 8基因沉默，有效抑制IRI所致的器官损伤。图1是利用猪的心肌细胞开展siRNA作用研究的示意图，图2是此研究可能用到的4种限制酶及其切割位点，回答下列问题：
（1）图1中步骤②构建重组质粒需要使用___________等工具酶。图2中___________酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是_____。
（2）与直接将siRNA导入猪的心肌细胞相比，通过重组质粒将siRNA对应的DNA序列导入心肌细胞的优点是____________（答出一点）。导入过程最常用的方法是_____。
（3）研究人员根据Caspase 8基因的碱基序列，设计了三种序列分别导入猪的心肌细胞，通过测定靶基因Caspase 8的mRNA含量来确定最优序列。测定mRNA含量时，需提取心肌细胞的总RNA，经过_____过程得到cDNA，再进行PCR扩增，测定PCR产物量，结果如图3所示，据此判断最优序列是_____。
（4）将猪心脏移植到人体面临的最大挑战是免疫排斥反应，这是因为免疫系统会把外来器官当作抗原（“非己”）成分进行攻击。请说出一种解决这一问题的思路：___________（利用基因工程的方法）。异体移植易出现免疫排斥，但胚胎移植却能够在受体子宫内存活,胚胎移植能够在受体内存活的前提条件是____________。
【答案】（1） ①. 限制酶、DNA连接酶 ②. EcoRⅠ、SmaⅠ、PstⅠ、EcoRⅤ ③. 磷酸二酯键
（2） ①. 可持续产生siRNA，使靶基因长时间沉默 ②. 显微注射法
（3） ①. 逆转录 ②. 序列2
（4） ①. 可以利用基因工程技术将免疫排斥有关猪的抗原基因敲除或转入一些人类特有蛋白的基因，将猪细胞伪装成人的细胞 ②. 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
【解析】
【分析】 基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、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。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、花粉管通道法等；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是钙离子处理法（感受态细胞法）。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【小问1详解】
图中步骤②为构建基因表达载体的过程，构建重组质粒需要使用DNA连接酶和限制酶等工具酶，该步骤是实施基因工程的核心步骤。限制酶能在DNA特定位置将其切开，DNA连接酶能催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的磷酸二酯键，T4DNA连接酶可以连接平末端和黏性末端，所以图2中EcoRⅠ、SmaⅠ、PstⅠ、EcoRⅤ酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是磷酸二酯键。
【小问2详解】
通过重组质粒将siRNA对应的DNA序列导入心肌细胞可持续产生siRNA，可使靶基因长时间沉默。这是与直接将siRNA导入猪的心肌细胞表现的优点，将重组质粒导入过程常用显微注射法实现。
【小问3详解】
研究人员根据Caspase 8基因的碱基序列，设计了三种序列分别导入猪的心肌细胞，通过测定靶基因Caspase 8的mRNA含量来确定最优序列。测定mRNA含量时，需提取心肌细胞的总RNA，经过逆转录过程得到cDNA，再进行PCR扩增，通过测定PCR产物量进而推测相关基因的表达量，图3结果显示，序列2引起的PCR产物量最少，说明相关基因被沉默，因而可判断抑制效果最好的是序列2。
【小问4详解】
对于人体而言，猪的器官属于外来物质，免疫系统会把外来器官当作抗原成分进行攻击；故免疫排斥反应是将猪心脏移植到人体面临的最大挑战。利用基因工程技术将猪与免疫排斥有关的抗原基因敲除，转入一些人类特有蛋白的基因，将猪细胞伪装人的细胞等方面可能解决这一问题。异体移植易出现免疫排斥，但胚胎移植却能够在受体子宫内存活，原因是受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，因而胚胎移植成功。