湖北省云学联盟2025-2026学年高三上学期10月月考生物试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1湖北省云学联盟2025-2026学年高三上学期10月月考注意事项：1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4.考试结束后，请将答题卡上交。一、选择题：本题包括18小题，每小题2分，共36分。每小题只有一个选项是符合题目要求的。1.糖酵解是生物体内葡萄糖在细胞质中分解代谢的共同途径，通过在无氧或缺氧条件下将一分子葡萄糖分解为两分子丙酮酸，并产生少量ATP和NADH，为机体提供急需能量。癌细胞中Warburg效应指即便氧气充足也优先进行糖酵解。对癌细胞中Warburg效应最合理的解释是（）A.线粒体损伤导致有氧呼吸障碍B.大量供应ATP以满足增殖需求C.通过产生乳酸以维持细胞内pH稳定D.利用糖酵解的中间产物合成生物大分子【答案】D【详析】A、若线粒体损伤导致有氧呼吸障碍，癌细胞才会依赖糖酵解，但题干强调“即便氧气充足也优先进行糖酵解”，并非因为有氧呼吸本身障碍，A错误；B、糖酵解产生的ATP量远少于有氧呼吸，若为大量供应ATP，癌细胞应优先有氧呼吸，B错误；C、糖酵解后续若进行无氧呼吸会产生乳酸，但维持pH稳定不是癌细胞优先糖酵解的主要原因，C错误；D、糖酵解的中间产物可用于合成核苷酸、氨基酸等生物大分子，这些是癌细胞增殖（需要大量生物大分子构建新细胞）的重要原料，即便有氧充足，癌细胞为了快速增殖，优先通过糖酵解获取中间产物来合成生物大分子，D正确。故选D。2.为探究线粒体蛋白靶向运输机制中N端导向序列的作用，研究团队构建了缺失该序列的线粒体蛋白H突变体。检测酵母菌中蛋白H在细胞质与线粒体基质中的分布，结果如下表所示：组别线粒体基质中蛋白H含量（相对值）细胞质中蛋白H含量（相对值）野生型酵母菌98.51.5突变体酵母菌5.294.8下列关于此实验结果的分析正确的是（）A.蛋白H通过自由扩散方式从细胞质进入线粒体基质B.线粒体蛋白H的定向运输需要细胞膜上载体蛋白的协助C.N端导向序列是指导线粒体蛋白H进入线粒体的关键信号D.与野生型酵母菌相比，突变体酵母菌的有氧呼吸增强【答案】C【详析】A、自由扩散是小分子物质跨膜运输的方式，而蛋白H是大分子，无法通过自由扩散进入线粒体基质，A错误；B、线粒体蛋白H的运输需穿过线粒体膜，而非细胞膜，因此与细胞膜上的载体蛋白无关，B错误；C、突变体中缺失N端导向序列后，线粒体基质中蛋白H含量显著降低，说明该序列是引导蛋白H进入线粒体的关键信号，C正确；D、线粒体基质中的蛋白H可能参与有氧呼吸第二阶段（如相关酶），其含量减少会导致有氧呼吸减弱，D错误。故选C。3.钙泵，又称为Ca2+-ATP酶，它催化质膜内侧的ATP水解释放出能量，将细胞内的钙离子泵出细胞或者泵入内质网腔中储存起来，以维持细胞内低浓度的游离Ca2+。下列叙述错误的是（）A.钙泵既有催化功能，也有运输功能B.细胞膜上的钙泵失调可能会导致肌肉抽搐C.钙泵运输Ca2+的过程中其空间结构会发生变化D.内质网腔中的Ca2+通过钙泵运输到细胞质基质【答案】D【详析】A、钙泵作为酶催化ATP水解（催化功能），同时运输Ca2+（运输功能），属于载体蛋白，A正确；B、若细胞膜上的钙泵失调，细胞内的Ca2+无法泵出，可能导致细胞外液Ca2+浓度下降，血钙降低引发肌肉抽搐，B正确；C、钙泵运输Ca2+时需ATP供能，其空间结构发生改变（载体蛋白的构象变化），C正确；D、题干明确钙泵将Ca2+泵入内质网腔储存，而内质网腔中的Ca2+运到细胞质基质应为顺浓度梯度的协助扩散（如通过通道蛋白），无需钙泵主动运输，D错误。故选D。4.农业碳酸氢铵是一种常用的肥料成分，广泛用于农业生产中，提供作物生长所需的氮肥。以下为其使用说明书的部分内容：使用说明本品适用于多种土壤和作物，作底肥和追肥均可，可采用撒施、穴施、沟施、冲施、滴灌等多种施肥方式。建议每亩地用量20~40公斤，具体用法及用量请在当地农技部门指导下，根据土壤、作物类别合理施用。注意事项1、不能叶面施肥；2、忌干土施肥，忌高温施肥，忌与碱性肥料混施。下列有关叙述错误的是（）A.在大田作物管理中，施加碳酸氢铵可增加大田中的CO2浓度B.碳酸氢铵被农作物吸收后进入细胞可参与叶绿素和蛋白质的合成C.每亩地用量建议20~40公斤的主要原因是作物对养料的需求有限，避免浪费D.由于碳酸氢铵对作物叶片有腐蚀性，可能导致叶片烧伤，故不宜作叶面喷施【答案】C【详析】A、碳酸氢铵在土壤中会发生分解，释放出二氧化碳，所以在大田作物管理中，施加碳酸氢铵可增加大田中的CO2浓度，A正确；B、碳酸氢铵能为农作物提供氮元素，氮是叶绿素和蛋白质的重要组成元素，所以被吸收后进入细胞可参与叶绿素和蛋白质的合成，B正确；C、每亩地用量建议20-40公斤，主要原因不仅是作物对养料的需求有限，还因为碳酸氢铵性质不稳定，易分解（如高温等条件下），若用量过多，一方面会造成肥料浪费，另一方面分解产生的氨气等可能对土壤和作物产生不良影响，并非仅“作物对养料的需求有限，避免浪费”，C错误；D、根据使用说明书中的注意事项，不能叶面施肥，原因是由于碳酸氢铵对作物叶片有腐蚀性，可能导致叶片烧伤，D正确。故选C。5.苯丙酮尿症是一种常染色体隐性遗传病，患者由于苯丙氨酸羟化酶（PAH）缺陷或活性不足，导致苯丙氨酸在体内积累。目前一种酶替代疗法是将苯丙氨酸解氨酶（PAL）封装入肠溶胶囊口服，使酶在肠道中催化苯丙氨酸分解。下列叙述正确的是（）A.将PAL封装入胶囊可提高酶稳定性B.PAL进入肠道后其最适pH会发生改变C.该治疗原理是通过补充PAH来代谢苯丙氨酸D.因为酶在反应中不断被消耗，所以酶胶囊需反复服用【答案】A【详析】A、肠溶胶囊可保护PAL不被胃酸（强酸性环境）破坏，使其在肠道（弱碱性环境）释放，从而提高酶的稳定性，A正确；B、酶的最适pH由其结构决定，不会因环境改变而改变，B错误；C、治疗补充PAL（苯丙氨酸解氨酶），C错误；D、酶作为催化剂在反应中不被消耗，反复服用是因为酶可能被肠道分解或需维持有效浓度，D错误。故选A。6.磷酸肌酸是一种主要分布在肌肉组织中的高能化合物，训练有素的运动员肌细胞中磷酸肌酸的含量是ATP的10倍左右。高强度运动时，ATP的水解速率远大于合成速率，细胞激活ATP-磷酸肌酸供能系统维持ATP含量，关系如下图所示。下列说法正确的是（）A.ATP-磷酸肌酸供能系统需要氧气参与B.磷酸肌酸去磷酸化时会伴随着ATP的水解C.磷酸肌酸作为能量存储形式也可为肌细胞直接供能D.磷酸肌酸通过转移磷酸基团给ADP以快速再生ATP【答案】D【详析】A、ATP-磷酸肌酸供能系统的反应发生在细胞质中，磷酸肌酸分解时无需氧气参与，是一种无氧代谢途径，A错误；B、磷酸肌酸去磷酸化是指其高能磷酸键断裂，将磷酸基团转移给ADP生成ATP（即磷酸肌酸+ADP→肌酸+ATP），这是一个合成ATP的过程，而非伴随ATP的水解，B错误；C、磷酸肌酸是能量的储存形式，但不能直接用于细胞生命活动（如肌肉收缩），它必须通过再生ATP，由ATP作为直接能源物质供能，C错误；D、如题图所示，在高强度运动时，磷酸肌酸将其磷酸基团转移给ADP，利用高能磷酸键释放的能量快速合成ATP，从而有效维持细胞内ATP含量，D正确。故选D。7.在生物学的发展过程中，技术起着巨大的推动作用。关于生物学研究技术的说法，错误的是（）A.罗伯特森利用电镜技术观察到细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构，提出了细胞膜结构模型B.鲁宾和卡门用同位素18O分别标记H2O和CO2，证明光合作用释放的O2中的氧元素来自H2OC.细胞破碎后用差速离心法分离细胞组分时，离心的速率由高到低，最先沉降的是细胞核D.利用不同颜色的荧光分子标记人和鼠细胞表面的蛋白质分子，可证明膜蛋白具有流动性【答案】C【详析】A、罗伯特森在电镜下观察到细胞膜的暗-亮-暗三层结构，并据此提出静态三层结构模型，A正确；B、鲁宾和卡门通过同位素18O分别标记H2O和CO2，证明光合作用释放的O2中的氧元素来自H2O，B正确；C、差速离心法分离细胞组分时，离心速率应由低到高，先沉降较大结构（如细胞核），C错误；D、荧光标记法通过标记人和鼠细胞膜蛋白，观察融合后荧光混合，证明膜蛋白具有流动性，D正确。故选C。8.某研究团队在不同CO2浓度下测定某种植物光合速率变化，发现当CO2浓度从0升至500ppm时，光合速率显著上升，但超过800ppm后增速趋缓。下列解释最合理的是（）A.气孔导度限制导致CO2吸收受阻B.高浓度CO2导致叶绿体膜结构损伤C.CO2诱发暗反应关键酶基因发生突变D.光合色素在高CO2下发生不可逆光解【答案】A【详析】A、当CO2浓度过高时，植物可能通过关闭部分气孔，此时即使外界CO2浓度高，气孔导度下降会限制CO2进入叶肉细胞，导致光合速率增速减缓。此现象符合题意，A正确；B、若膜结构受损，光合速率应下降而非增速趋缓，且题干未提及结构破坏，B错误；C、基因突变是随机发生的，短期内无法直接影响酶活性，且与CO2浓度变化无直接关联，C错误；D、光合色素的光解通常由强光引起，与CO2浓度无关，且题干未涉及光照变化，D错误。故选A。9.叶绿体提取液在不同波长光照下的吸光度变化，如下图所示。若用450nm蓝光替代650nm红光照射植物，短期内叶绿体中（）A.C3含量增多B.ATP合成速率加快C.NADPH含量减少D.O2释放量不变【答案】B【详析】A、光反应增强后，ATP和NADPH生成增加，会加速暗反应中C3的还原过程，导致C3含量减少，A错误；B、光反应增强直接促进类囊体膜上的电子传递和光合磷酸化，从而加快ATP的合成速率，B正确；C、光反应增强会提高水的光解和电子传递效率，使NADPH的生成增加，因此其含量会增多，C错误；D、光反应增强会加速水的光解，从而增加O2的释放量，D错误。故选B。10.研究人员对林下遮阴环境（遮阴度70%）和全光照环境下生长的某种阳生植物的光合特性进行了比较，测定了叶片中叶绿素a、叶绿素b的含量及比例，以及光合速率日变化，部分数据如下表，结合所学知识分析，下列叙述错误的是（）环境条件叶绿素a含量（mg/g）叶绿素b含量（mg/g）叶绿素a/b中午时段光合速率（μmol/m2·s）全光照2.350.8527615.8遮阴环境2.981.362.199.2A.遮荫环境下叶片叶绿素a/b比值降低是对弱光环境的适应B.相较全光照，遮荫环境下光合速率下降主要受CO2供应限制C.遮荫环境下植物可能通过增加叶绿素含量来提高光能捕获效率D.为确保本实验的准确性，需增加环境条件为不同遮荫度的实验组【答案】B【详析】A、遮荫环境下叶绿素a/b比值降低，说明叶绿素b相对增加，这有助于植物在弱光下更有效地吸收蓝紫光，属于对弱光环境的适应，A正确；B、遮荫环境下光照强度较弱，光反应产生的ATP和NADPH减少，此时光反应是光合作用的主要限制因素，B错误；C、遮荫环境中叶绿素a、b含量均增加，通过提高叶绿素总量增强光能捕获能力，C正确；D、实验中仅设置全光照和70%遮荫两组，增加不同遮荫度的实验组可提高实验结果的准确性，D正确；故选B。11.科学家比较了正常细胞和癌细胞中部分基因的表达情况，结果如表所示（“+”表示表达，“-”表示不表达）。下列叙述错误的是（）基因类型正常细胞癌细胞细胞周期蛋白D-+抑癌基因p53+-端粒酶基因-+凋亡相关基因Fas+-A.抑癌基因p53失活可能使癌细胞逃避凋亡B.凋亡相关基因Fas高表达利于癌细胞扩散C.端粒酶基因激活有助于维持癌细胞的增殖D.癌细胞中细胞周期蛋白D高表达可能导致其无限增殖【答案】B【详析】A、抑癌基因p53失活会导致细胞周期调控失常，无法启动凋亡程序，使癌细胞逃避凋亡，A正确；B、凋亡相关基因Fas高表达会促进细胞凋亡，而癌细胞中Fas不表达（表中显示“-”），若其高表达反而抑制癌细胞存活和扩散，B错误；C、由表格信息可知，端粒酶基因激活可修复端粒，维持癌细胞分裂次数，使其无限增殖，C正确；D、细胞周期蛋白D高表达会加速细胞周期进程，导致癌细胞持续分裂，D正确；故选B。12.研究人员利用荧光标记技术跟踪小鼠干细胞在一个细胞周期中染色体的行为变化时发现，某种蛋白抑制剂（X-pro）处理后，细胞停滞在G2M检验点无法进入分裂期。进一步检测发现，细胞内DNA复制已完成且无损伤，但纺锤体无法正常形成。据此推测，X-pro最可能抑制的是（）A.中心体复制与分离B.染色质凝集为染色体C.核仁解体与核膜消失D.着丝粒分裂与染色体移动【答案】A【详析】A、中心体在间期复制，分裂期时分离到细胞两极并形成纺锤体。若中心体复制或分离被抑制，纺锤体无法形成，导致细胞无法通过G2/M检验点进入分裂期，符合题意，A正确；B、染色质凝集为染色体发生在分裂期前期，此时细胞已通过G2/M检验点进入M期，与题干中“停滞在G2/M检验点”矛盾，B错误；C、核仁解体与核膜消失是分裂期前期的标志，同样需在通过G2/M检验点后发生，与题干条件不符，C错误；D、着丝粒分裂与染色体移动发生在分裂期后期，此时细胞已进入分裂期，与题干中“停滞在G2/M检验点”无关，D错误。故选A。13.在果蝇胚胎发育过程中，细胞凋亡的启动与Caspase酶家族的激活密切相关。研究发现，一种名为IAP的蛋白质能够通过直接结合Caspase酶，抑制其活性，从而阻止细胞凋亡的发生。在氧化应激条件下，IAP的表达下降，Caspase酶的活性增加，细胞凋亡被激活。根据上述材料分析，下列叙述正确的是（）A.细胞凋亡的发生不利于果蝇的胚胎发育B.IAP通过抑制Caspase酶活性来促进细胞凋亡C.氧化应激条件下，果蝇胚胎细胞凋亡数量增加D.细胞凋亡的启动只与Caspase酶家族的激活相关【答案】C【详析】A、细胞凋亡是胚胎发育中正常的生理过程，例如果蝇胚胎发育中特定细胞的凋亡有助于器官形成，因此细胞凋亡对胚胎发育有利，A错误；B、IAP通过结合Caspase酶抑制其活性，从而阻止细胞凋亡，而非促进凋亡，B错误；C、氧化应激条件下，IAP表达下降，Caspase酶活性增强，导致细胞凋亡被激活，因此胚胎细胞凋亡数量增加，C正确；D、题干仅说明细胞凋亡启动与Caspase酶家族激活“密切相关”，但不能得出“只与”其激活相关的结论（可能存在其他调控因素），D错误。故选C。14.某类型果蝇的眼睛有三种颜色：野生型、橘色和粉红色。下表是该类型果蝇的三个纯合品系之间杂交的实验结果。有关分析错误的是（）组合杂交F1第一组野生型×橘色野生型第二组野生型×粉红色野生型第三组橘色×粉红色橘色第四组第三组F1×粉红色橘色：粉红色=1：1A.控制该类型果蝇的眼睛颜色的基因可能位于两对同源染色体上B.控制该类型果蝇的眼睛颜色的基因可能互为等位基因C.第一组F1雌雄个体相互杂交，F2中野生型：橘色=3：1D.第二组F1雌雄个体相互杂交，F2中野生型的比例为9/16【答案】D【详析】A、若控制眼色的基因位于两对同源染色体上，可能存在显性上位效应（如W基因掩盖R基因表型），符合杂交结果，A正确；B、若橘色（r1）和粉红色（r2）为同一基因的不同等位基因，显隐关系为r1＞r2，野生型由另一显性基因（R）控制，B正确；C、若受两对等位基因控制，野生型亲本基因型为WWRR，橘色基因型为wwRR，第一组F1（WwRR）自交，Ww自交后代WW：Ww：ww=3：1，ww个体表现为橘色，故F2中野生型：橘色=3：1，C正确；D、野生型亲本基因型为WWRR，粉红色基因型为wwrr，第二组F1（WwRr）自交，Ww自交后代WW：Ww：ww=3:1，RR：Rr：rr=3：1，野生型（W_R_、W_rr）占3/4，而非9/16，D错误。故选D。15.农谚是指有关农业生产的谚语，是农民在长期生产实践里总结出来的经验，其中蕴藏着丰富的生物学原理。下列分析错误的是（）A.要想多打粮，苞谷绿豆种两样——通过间作套种的方式，提高光能利用率B.锄头底下出黄金——通过除草、松土等农活，促进作物生长，最终实现粮食丰产C.麻黄种麦，麦黄种麻——按照物候规律安排作物轮作，以实现对土地资源的充分利用D.芝麻头上两瓣叶，只怕深来不怕浅——芝麻播种要深，以满足种子萌发中对氧气的需求【答案】D【详析】A、间作套种是指在同一块田地上，于同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。不同作物对光能的利用情况不同，通过间作套种，能更充分地利用光能，提高光能利用率，从而增加产量，A正确；B、锄头底下出黄金，意思是通过除草可以减少杂草与农作物争夺养分、水分和阳光；松土能增加土壤中的空气含量，有利于农作物根系的呼吸作用，促进作物生长，进而实现粮食丰产，B正确；C、按照物候规律安排作物轮作，不同作物对土壤养分的需求不同，轮作可以均衡利用土壤养分，改善土壤结构，实现对土地资源的充分利用，C正确；D、芝麻播种要深，这种说法是错误的。种子萌发需要适宜的温度、一定的水分和充足的空气。如果播种过深，土壤中空气不足，会影响芝麻种子的呼吸作用，不利于种子萌发，所以芝麻播种应适当浅播，以满足种子萌发对氧气的需求，D错误。故选D。16.研究发现，拟南芥雌性器官分泌的AtLURE1s小肽具有物种特异性，而另一类XIUQIU小肽无物种特异性。通过基因敲除技术获得AtLURE1s缺失的突变体（atlure1）后，研究者进行了如下实验：将拟南芥花粉与其近缘种琴叶拟南芥的花粉混合后，分别授于野生型和atlure1突变体的雌蕊柱头上。实验结果：在野生型拟南芥中，拟南芥花粉在受精竞争中显著优先。在atlure1突变体中，拟南芥花粉的优先优势几乎消失。下列相关叙述正确的是（）A.精子和卵细胞的识别主要依赖于细胞膜的流动性B.该实验证明了AtLURE1s是拟南芥完成受精所必需的信号C.AtLURE1s信号可能通过促进花粉管发育来增强花粉的竞争能力D.在两种拟南芥的花粉竞争中，XIUQIU小肽是决定物种特异性的关键因素【答案】C【详析】A、精子和卵细胞的识别主要依赖于细胞膜表面的糖蛋白，A错误；B、实验结果显示突变体中拟南芥花粉的优先优势消失，但未说明其无法完成受精，因此不能证明AtLURE1s是受精所必需信号，B错误；C、AtLURE1s具有物种特异性，其缺失导致拟南芥花粉竞争力下降，推测其可能通过促进自身花粉管发育来增强竞争能力，C正确；D、XIUQIU小肽无物种特异性，而题干明确AtLURE1s具有物种特异性，因此决定特异性的关键因素是AtLURE1s，D错误。故选C。17.某实验检测不同温度下水稻胚芽鞘尖端生长素相关基因的表达量（单位：相对值），结果如图所示。若基因A控制生长素合成酶的合成，基因B控制生长素运输的转运蛋白的合成。在相同单侧光刺激下，35℃时胚芽鞘弯曲角度最小，则其原因最可能是（）A.基因A表达量降低导致生长素合成减少B.基因B表达量升高促进生长素极性运输C.高温破坏细胞膜结构，影响生长素分布D.基因A与B的表达产物共同抑制弯曲生长【答案】A【详析】A、结合图示可知，35℃时基因A表达量下降，因而其控制的生长素合成酶合成减少，导致生长素合成减少，进而导致弯曲角度最小，A正确；B、基因B控制生长素运输的转运蛋白的合成，基因B表达量升高会促进生长素极性运输，但不是35℃时胚芽鞘弯曲角度最小的原因，B错误；C、高温会导致蛋白质变性，因而可能破坏细胞膜结构，但不足以解释35℃时胚芽鞘弯曲角度最小，C错误；D、基因A与B的表达产物分别促进生长素合成和运输，通常协同作用以支持生长和弯曲，而非共同抑制弯曲，D错误。故选A。18.家族性系统性红斑狼疮是由DaseIL3基因突变引起的。DaseIL3由275个氨基酸构成，DaseIL3基因突变后编码的蛋白则由268个氨基酸构成。下图为某家族性系统性红斑狼疮的遗传系谱。有关分析错误的是（）A.据图可知，DaseIL3基因位于常染色体上，Ⅱ1携带致病基因的概率为1B.突变的DaseIL3基因可能因为内部缺失了一对碱基，导致转录后的翻译提前终止C.Ⅲ3与表型正常的男性结婚后，为预防患病孩子的出生，应对胎儿进行染色体分析D.I2在进行减数分裂形成精子的过程，细胞中可能存在2条X染色体和2个致病基因【答案】C【详析】A、据遗传系谱图（患者有男有女，且遗传与性别无关），可判断DaseIL3基因位于常染色体上。Ⅱ1为正常个体，若遗传方式为常染色体隐性，控制该病的相关基因用A、a表示，其儿子Ⅲ1为患者，基因型为aa，则Ⅱ1必为杂合子携带者Aa，携带致病基因的概率为1，A正确；B、突变后蛋白质由275个氨基酸减少为268个氨基酸，可能因基因内部缺失一对碱基（非3的倍数）导致移码突变，终止密码子提前出现，翻译提前终止，B正确；C、Ⅲ3为携带者Aa，与表型正常男性结婚后，后代可能患病，但该病为单基因遗传病，非染色体异常。产前诊断应进行基因检测（如羊水穿刺后测序），染色体分析（如核型分析）无法检测基因突变，C错误；D、I2为携带者Aa，在减数分裂Ⅱ后期因着丝粒分裂，可形成含2条X染色体和2个致病基因的次级卵母细胞，D正确。故选C。二、非选择题：本题共4小题，共64分。19.强调，“只有把牢粮食安全主动权，才能把稳强国复兴主动权”。水稻作为我国的主要粮食作物之一，是我国粮食安全的基石。为进一步提高水稻产量，研究者将玉米光合作用的关键基因GLK导入到水稻细胞内，探究其对水稻光合作用的影响，以期获得高产水稻。回答下列问题：（1）水稻叶肉细胞中吸收光能的色素分布在______上。四种色素中，随层析液在滤纸上扩散最快的色素是_______。（2）为探究GLK蛋白对水稻光合作用的影响，科研人员检测了不同光照强度下野生型水稻和转基因水稻的光合速率，结果如图1。实验结果表明GLK蛋白在低光照强度下对水稻光合作用的影响______（填“大于”、“等于”或“小于”）高光照强度，判断依据是_____。（3）进一步检测了不同光照强度下野生型水稻和转基因水稻的胞间CO2浓度，结果如图2。据图2分析，转基因水稻在高光强下暗反应速率_______（填“大于”、“等于”或“小于”）野生型，原因是________。（4）若将该研究用于生产实践，为确定能否提高水稻产量，还需要进一步检测的指标有______。【答案】（1）①.类囊体薄膜②.胡萝卜素（2）①.小于②.转基因水稻与野生型水稻的光合速率差值会随着光强增加而增大（3）①.大于②.高光强条件下，转基因水稻可增大气孔导度，提高CO2的固定量，从而提升暗反应速率（4）每穗的籽粒数〖祥解〗（1）据图1分析，科研人员将玉米光合作用的关键基因GLK导入到水稻细胞内，发现同等光照强度下，转基因植株比野生型植株有更大的光合速率，可以获得高产水稻。（2）据图2分析，同等光照强度下，转基因植株比野生型胞间CO2的浓度高。【解析】（1）水稻叶肉细胞中进行光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，光合色素就分布于此。四种光合色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，胡萝卜素在层析液中的溶解度最高，扩散速度最快，位于滤纸条的最前端。（2）分析图1可知，在低光照强度下（如图中200-400μmolphotonsm-2·s-1区间），转基因水稻与野生型水稻的光合速率曲线差值很小，说明GLK基因的过表达在此时对光合作用的提升效应不明显，即影响小于高光强下的影响。判断依据是随着光照强度的增加，两条曲线的距离逐渐拉大，即转基因水稻与野生型水稻的光合速率差值会随着光强增加而增大，这表明GLK基因的作用在高光强下更为突出。（3）分析图2可知，在高光照强度下，转基因水稻的胞间CO2浓度高于野生型。这通常是由于转基因水稻增大了气孔导度，使更多的CO2能够进入叶片内部。CO2是暗反应中卡尔文循环固定碳的底物，底物供应增加，会直接提高CO2的固定量，从而提升暗反应速率，因此，转基因水稻的暗反应速率大于野生型。（4）光合速率提高最终需要转化为实际的经济产量才有应用价值。因此，为了确定该基因的过量表达是否能提高水稻产量，还需要在大田实验等条件下，检测最终的产量构成因素，例如每穗的籽粒数、千粒重（衡量籽粒大小和饱满度）、单位面积水稻种子的重量和数量等直接反映产量的指标。20.某研究团队设计了一种用于靶向肝癌治疗的脂质纳米颗粒（LNP）递药系统。该LNP表面特异性修饰了N-乙酰半乳糖胺（GaINAc）以识别肝细胞膜上的蛋白受体（ASGPR），实现肝细胞主动靶向。LNP包载反义核酸药物CT102，该药物可特异性结合胰岛素样生长因子受体（IGF1R）的mRNA，而位于细胞膜上的IGF1R过度表达或异常激活会促进肿瘤细胞增殖、存活、转移以及抑制细胞凋亡。研究人员使用不同LNP处理体外培养的肝癌细胞，并检测各组细胞中IGF1R蛋白的表达水平，结果如下表所示。回答下列问题：实验分组IGF1R蛋白相对表达量（%）第一组：空白对照100.0±3.2第二组：普通LNP78.5±2.8第三组：GaNAc-LNP42.3±1.9（1）LNP的结构与细胞膜相似，其基本支架是______。脂溶性药物透过LNP的方式是_______。（2）据实验结果分析，第一组实验的IGF1R蛋白相对表达量与第二组对比，说明_____；第二组实验的IGF1R蛋白相对表达量与第三组对比，说明______。（3）据题干分析，反义核酸药物CT102作用于基因表达的_________过程。研究发现若IGF1R基因发生碱基替换突变，可能导致CT102失效，原因是_____。（4）与传统化疗药物相比，反义核酸药物的优势是_______。【答案】（1）①.磷脂双分子层②.自由扩散（2）①.LNP包载CT102能有效降低IGF1R蛋白的表达②.GalNAc修饰的LNP具有更强的靶向性和递送效率（3）①.翻译②.基因突变导致mRNA序列改变，使CT102无法与靶mRNA碱基互补配对，从而无法抑制翻译过程（4）特异性强，副作用小〖祥解〗流动镶嵌模型内容：①磷脂双分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用；②蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：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。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。③构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动，导致膜具有流动性。细胞膜的外表面有糖类分子，它与蛋白质结合形成糖蛋白，或与脂质分子结合成糖脂。这些糖类分子叫作糖被，与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。【解析】（1）细胞膜的基本支架是由磷脂分子排列形成的双分子层，具有亲水头部和疏水尾部。LNP模仿这种结构，形成脂质囊泡，能包载药物（如反义核酸），因此其基本支架是磷脂双分子层。脂溶性药物可溶于脂质，因此能直接溶解于LNP的磷脂双分子层中，以自由扩散（被动运输）方式透过LNP。这不需要能量和载体，类似于脂溶性物质通过细胞膜的原理（如氧气、二氧化碳的跨膜运输）（2）第一组（空白对照）：IGF1R表达量为100.0±3.2%，作为基线，表示未处理时蛋白正常表达。第二组（普通LNP）：表达量降至78.5±2.8%，显著低于空白对照。这表明普通LNP能递送CT102进入细胞，部分抑制IGF1R蛋白合成，但效率有限（可能因非靶向递送，药物损失较多）。第三组（GalNAc-LNP）：表达量进一步降至42.3±1.9%，明显低于第二组。GalNAc是一种靶向分子，能特异性结合肝细胞膜上的ASGPR受体，因此GalNAc修饰增强了LNP的肝细胞靶向性，使更多药物被递送到目标细胞，提高抑制效率。这体现了主动靶向递送的优势。（3）作用过程：CT102是反义核酸，其序列与靶mRNA（IGF1RmRNA）互补。结合后阻断核糖体结合或招募降解酶，从而抑制翻译过程（蛋白质合成阶段）。这不同于DNA水平干预，属于转录后调控。突变影响：基因突变（如碱基替换）会改变mRNA的序列。反义核酸依赖严格的碱基互补配对（A-U、G-C）发挥作用。若突变使靶mRNA序列变化，CT102无法完全配对，结合效率下降，导致抑制失效。（4）传统化疗药物：如细胞毒性药物，无差别杀伤快速分裂细胞（包括癌细胞和正常细胞），导致脱发、骨髓抑制等副作用。反义核酸药物优势：①特异性强：通过碱基配对靶向特定mRNA，只抑制目标蛋白（如IGF1R），不影响其他基因。②副作用小：减少对正常细胞损伤，提高治疗安全性。③设计灵活（可针对不同基因）、作用机制明确。21.阿尔茨海默病（AD）患者脑内神经元大量死亡，传统药物疗效有限。科研团队尝试通过诱导多能干细胞（iPS细胞）技术治疗AD.提取患者皮肤成纤维细胞，重编程为iPS细胞，再分化为神经元前体细胞移植入脑部。研究发现，移植细胞的增殖能力、分化效率及抗凋亡特性直接影响疗效，而体外培养时端粒酶活性异常可能引发基因组不稳定。请根据上述材料及所学知识，回答下列问题：（1）iPS细胞分化为神经元前体细胞过程中，发生了基因的_____。（2）iPS细胞在体外培养时，需经历多次有丝分裂。某iPS细胞周期为20h，科研人员在观察该iPS细胞有丝分裂时，获得以下2组数据：①共观察了10个视野，平均每个视野中有32个细胞。②统计观察结果：前期15个，中期13个，后期11个，末期9个。综合数据分析，分裂间期持续的时间大约是_____h，该阶段细胞完成的物质准备有________。（3）研究发现，体外培养iPS细胞时其内的端粒酶活性可能发生异常。端粒酶是由RNA和蛋白质组成，能以自身RNA为模板合成端粒DNA序列。据此推测端粒酶是一种________酶。联系端粒假说，分析端粒酶、端粒DNA序列和细胞分裂三者的关系：______。若iPS细胞中端粒酶活性过强，有引发_______的风险。（4）选用患者自身的皮肤成纤维细胞诱导、移植的好处是_______。【答案】（1）选择性表达（2）①.17②.DNA分子的复制和有关蛋白质合成（3）①.逆转录酶②.端粒酶通过逆转录延长端粒DNA序列，促进细胞分裂③.细胞癌变（4）避免免疫排斥反应〖祥解〗细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始到下一次分裂完成时结束的一段时间，分为分裂期和分裂间期。分裂期包括前期、中期、后期和末期。【解析】（1）细胞分化的本质是基因的选择性表达，即特定基因在特定时间和空间被激活或抑制。因而可知，iPS细胞分化为神经元前体细胞过程中，发生了基因的选择性表达。（2）科研人员在观察该iPS细胞有丝分裂时，获得以下2组数据：观察的细胞总数为32个/视野×10视野=320个细胞。分裂期细胞数=前期15+中期13+后期11+末期9=48个。因此，分裂间期细胞数=320-48=272个。分裂间期所占时间比例=272/320=0.85，细胞周期为20h，所以分裂间期时间=20h×0.85=17h。分裂间期包括G1期（细胞生长）、S期（DNA复制）和G2期（蛋白质合成），即分裂间期完成的物质准备是DNA复制和有关蛋白质的合成。（3）端粒酶以自身RNA为模板合成DNA，这一过程与逆转录病毒类似，因此属于逆转录酶。端粒假说认为，端粒缩短是细胞衰老的标志。端粒酶能延长端粒DNA，抵消分裂中的缩短，从而维持细胞分裂能力，即端粒酶通过逆转录延长端粒DNA序列，促进细胞分裂。但过度活跃可能使细胞获得无限分裂能力，类似癌细胞。即iPS细胞中端粒酶活性过强可能导致基因组不稳定，细胞分裂失控，有引发细胞癌变的风险。（4）使用自体细胞（如患者自身皮肤细胞重编程为iPS细胞）进行移植，细胞表面抗原与患者自身免疫系统匹配，不会被识别为“异物”，从而避免免疫攻击。这提高了移植细胞存活率和治疗效果，避免免疫排斥反应的发生。22.液泡中花青苷是柑橘果实呈色的关键色素，由A/a、B/b两对等位基因控制。A基因编码MYB转录因子，从而激活花青苷合成酶基因；B基因编码液泡H+-ATPase，维持低pH环境以稳定花青苷。血橙和紫皮柚同属柑橘属，果实中的花青苷均受A、B两种基因控制。血橙果肉显红色，紫皮柚果肉显白色