北京市十三中2020届高三生物下学期开学试题（Word版附解析）

北京市第十三中学 2019～2020 学年度 高三年级生物开学测试测试 一、选择题 1.叶绿体中催化 CO2 固定的酶 R 由叶绿体 DNA 编码的大亚基和细胞核 DNA 编码的小亚基共 同组装而成，部分代谢途径如图所示。下列有关叙述正确的是 A. 叶绿体的功能受核 DNA 的控制 B. 酶 R 在[H]的参与下固定 CO2 形成 C3-I C. X 的浓度随着外界 CO2 浓度增加而增加 D. C3-II 输出叶绿体的速度不影响淀粉的合成 【答案】A 【解析】 【分析】 由图可知，R 酶的大亚基由叶绿体中的基因控制合成，小亚基由细胞核基因控制合成，在叶绿 体中进行组装。 【详解】A、R 酶的小亚基由核基因控制合成，故叶绿体的功能受核 DNA 的控制，A 正确； B、二氧化碳的固定不需要[H]的参与，B 错误； C、X 的浓度与二氧化碳浓度、光照强度等因素相关，不会随外界 CO2 浓度增加而一直增加， C 错误； D、一部分 C3-II 在叶绿体中转化为淀粉，一部分输出叶绿体转化为蔗糖，故其输出叶绿体的 速度会影响淀粉的合成，D 错误。 故选 A。2.在观察细胞减数分裂图像时，图像中的同源染色体和姐妹染色单体不易区分，还需借助其他 结构特点。如植物减数分裂产生的子细胞全部包在胼胝体（由葡聚糖形成的透明包层）内， 直到分裂结束，子细胞才分散。以下各图是处于减数分裂不同时期的水仙细胞，下列叙述正 确的是（　　） A. 图 3 所示细胞发生了同源染色体分离 B. 图 9 所示细胞发生姐妹染色单体分离 C. 图 1、5、6 所示细胞处于减数第一次分裂 D. 图 2、7、8 所示细胞处于减数第二次分裂 【答案】A 【解析】 【分析】 对题图进行分析可知，图 1~9 所示细胞所处的时期依次是减数第一次分裂前期、减数第二次 分裂后期、减数第一次分裂后期、减数第二次分裂末期、减数第一次分裂间期、减数第二次 分裂前期、减数第一次分裂中期、减数第一次分裂末期、减数第二次分裂中期。 【详解】A、图 3 所示细胞处于减数第一次分裂后期，该时期发生了同源染色体分离，A 正确； B、图 9 所示细胞处于减数第二次分裂中期，着丝粒排列在赤道板上，B 错误； C、图 6 所示细胞处于减数第二次分裂前期，C 错误； D、图 7、8 所示细胞分别处于减数第一次分裂中期、减数第一次分裂末期，D 错误 故选 A。 【点睛】识记减数分裂各时期的主要特点，准确图 1~9 所示细胞所处的时期是解答本题的关 键。 3.科学家发现如果 RNA 聚合酶运行过快会导致与 DNA 聚合酶相“撞车”而使DNA 折断，引 发细胞癌变。研究发现，一种特殊酶类 RECQL5 可以吸附到 RNA 聚合酶上减缓其运行速度， 扮演“刹车”的角色，从而抑制癌症发生。下列分析不正确的是 A. DNA 聚合酶和 RNA 聚合酶均可以与 DNA 链结合分别催化不同过程 。B. “撞车”引发的 DNA 折断可能损伤 DNA 链上与细胞周期相关的基因 C. RECQL5 可以与 RNA 聚合酶结合进而减慢细胞内蛋白质合成的速率 D. RECQL5 导致 RNA 聚合酶与 mRNA 结合受阻使基因不能正常表达 【答案】D 【解析】 【分析】 DNA 复制过程中需要解旋酶和 DNA 聚合酶的参与，转录过程中需要 RNA 聚合酶的参与。 【详解】A、DNA 聚合酶可以与 DNA 结合催化 DNA 复制过程，RNA 聚合酶可以与 DNA 结 合催化转录过程，A 正确； B、“撞车”引发的 DNA 折断可能损伤 DNA 链上与细胞周期相关的基因，导致分裂失控出现无 限增殖，B 正确； C、基因表达包括转录和翻译两个阶段，RNA 聚合酶可以催化转录过程，RECQL5 可以与 RNA 聚合酶结合，故可以减慢细胞内蛋白质合成的速率，C 正确； D、RNA 聚合酶与 DNA 结合，不与 mRNA 结合，D 错误。 故选 D。 4.流行性感冒（流感）由流感病毒引起。HA 和 NA 是流感病毒表面的两种糖蛋白，甲型流感 病毒的 HA、NA 氨基酸序列的变异频率非常高，导致每年流行的病毒毒株可能不同。下列有 关叙述不正确的是 A. 流感病毒包膜的磷脂双分子层来自宿主细胞膜 B. 控制 HA 和 NA 的 DNA 改变引起氨基酸序列改变 C. HA 和 NA 作为抗原能刺激 B 细胞产生记忆细胞 D. 注射流感疫苗将使人体的二次免疫应答水平增强 【答案】B 【解析】【分析】 病毒无细胞结构，必须依赖于活细胞才能存活。 【详解】A、流感病毒在宿主细胞内增殖产生的，故包膜的磷脂双分子层可能来自宿主细胞膜， 有帮助病毒吸附宿主细胞的凝血素和帮助病毒摆脱宿主细胞的神经氨酸酶，A 正确； B、流感病毒的遗传物质是 RNA，故控制 HA 和 NA 的 RNA 改变引起氨基酸序列改变，B 错 误； C、HA 和 NA 作为抗原能刺激 B 细胞产生记忆细胞和浆细胞，浆细胞可以分泌抗体，C 正确； D、注射流感疫苗后体内可以产生记忆细胞和抗体，再次接触流感病毒时，记忆细胞可以迅速 增殖分化，二次免疫应答水平增强，D 正确。 故选 B。 5.成人的血红蛋白由 2 个 α-珠蛋白亚基、2 个 β-珠蛋白亚基和 4 个血红素分子组成。3 种 α- 珠蛋白基因和 5 种 β-珠蛋白基因在染色体上的位置及在部分生长发育时期的表达如下图所 示。下列有关叙述正确的是 A. 人的血红蛋白基因由 8 个片段自由组合而成 B. 婴儿红细胞中能提取 3 种珠蛋白 mRNA 作为逆转录模板 C. 人的不同生长发育时期组成血红蛋白的亚基可能不同 D. 成人的红细胞内不断合成血红蛋白直至细胞凋亡 【答案】C 【解析】 【分析】 根据题目信息可知，3 种 α-珠蛋白基因和 5 种 β-珠蛋白基因分布在两条常染色体上，妊娠期和 婴儿期表达的珠蛋白有所区别。【详解】A、人的血红蛋白基因由 8 个片段按特定的顺序排列而成，A 错误； B、婴儿红细胞中主要表达 HBB 和 HBA 两种珠蛋白，故可以提取这 2 种珠蛋白 mRNA 作为 逆转录模板，另外 HBD 和 HBG 的表达量较少，提取其 mRNA 相对困难，B 错误； C、根据图中数据可知，人的不同生长发育时期组成血红蛋白的亚基可能不同，C 正确； D、成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器，不能合成血红蛋白，D 错误。 故选 C。 6.一个 Pendred 综合征（又称耳聋-甲状腺肿综合征，一种家族性甲状腺肿、先天性耳聋、甲状 腺激素有机合成障碍疾病）家系如图所示。下列相关判断不正确的是（　　） A. 该病的遗传方式是常染色体隐性遗传 B. II6 是此病致病基因携带者的概率是 2/3 C. 可通过遗传咨询和产前诊断预防该病患儿的出生 D. 该病可能出现的现象是新陈代谢加快，体温偏高 【答案】D 【解析】 【分析】 对题图进行分析可知，Ⅰ3 和Ⅰ4 均表现正常，而他们的女儿 II5 和 II7 患病，说明该病的遗传方 式是常染色体隐性遗传，用 A/a 表示。 【详解】A、由分析可知，该病的遗传方式是常染色体隐性遗传，A 正确； B、由分析可知，该病的遗传方式是常染色体隐性遗传，则 II5 和 II7 的基因型为 aa，进而可知 Ⅰ3 和Ⅰ4 的基因型为 Aa，因此 II6 是此病致病基因携带者的概率是 2/3，B 正确； C、该病的遗传方式是常染色体隐性遗传，可通过遗传咨询和产前诊断预防遗传病患儿的出生， C 正确； D、Pendred 综合征患者的甲状腺激素合成不足，可能出现的现象是新陈代谢减弱，D 错误。 故选 D。【点睛】根据口诀：“无中生有为隐性，隐性遗传看女病，父子有正非伴性；有中生无为显性， 显性遗传看男病，母女有正非伴性。”准确判断遗传病的遗传方式是解答本题的关键。 7.图为人体两神经元 A、B 在结构上的联系，A 为兴奋性神经元，分泌兴奋性递质，B 为抑制 性神经元，分泌抑制性递质。下列叙述不正确的是（　　） A. 图中结构体现了反馈调节 B. 图中 C、D 所示结构为突触 C. 刺激 A 后 D 处突触后膜上钠离子通道开放 D. 刺激 A 后 C 处突触前膜分泌兴奋性递质 【答案】D 【解析】 【分析】 对题图分析可知，图示中存在 2 个神经元，3 个突触，其中 A 为兴奋性神经元，B 为抑制性神 经元，C、D 为突触。 【详解】刺激 A,神经元 A 产生的兴奋传到神经末梢时，引起 D 处突触前膜释放兴奋性神经递 质，与 D 处突触后膜的特异性受体结合，导致膜上钠离子通道开放，钠离子内流，进而使神 经元 B 兴奋。神经元 B 产生的兴奋传导至神经末梢时，引起 C 处突触前膜释放抑制性递质， 与 C 处突触后膜的特异性受体结合，导致膜上氯离子通道开放，氯离子内流，进而抑制神经 元 A 兴奋。因此，图中结构体现了反馈调节。ABC 正确，D 错误。 故选 D。 【点睛】识记兴奋在神经元之间的传递特点是解答本题的关键。 8.生长素既可促进生长，也可抑制生长。高浓度生长素可增强乙烯合成过程中 ACC 酶的活性， 促进乙烯的合成。乙烯会抑制转运蛋白 AUX1 和 PIN1 的活性，AUX1 和 PIN1 分别为控制生 长素进出细胞的载体蛋白。下列关于顶端优势解释不正确的是（　　） A. 顶芽产生的生长素到达侧芽需膜上载体协助B. 顶芽合成乙烯运输到侧芽抑制生长素的运输 C. 侧芽生长素浓度过高促进了侧芽乙烯的合成 D. 乙烯通过抑制侧芽生长素的运输影响其生长 【答案】B 【解析】 【分析】 生长素的运输存在极性运输和非极性运输等方式。 1.极性运输是指生长素只能从形态学上端向形态学下端进行运输，而不能逆向运输，属于主 动运输。 2.生长素在成熟组织中通过韧皮部的运输为非极性运输。 【详解】A、顶芽产生的生长素通过主动运输的方式运输到侧芽，需膜上载体协助和消耗能量， A 正确； B、由题干可知，顶芽合成生长素运输到侧芽，促进乙烯的合成，进而抑制生长素的运输，B 错误； C、由题干可知，侧芽生长素浓度过高可增强 ACC 酶的活性，进而促进了侧芽乙烯的合成，C 正确； D、乙烯会抑制转运蛋白 AUX1 和 PIN1 的活性，从而抑制了生长素的运输，进而影响侧芽的 生长，D 正确。 故选 B。 【点睛】识记生长素的运输方式，结合题意分析生长素和乙烯两种激素的相互作用是准确判 断各个选项的关键。 9.细胞毒素可有效杀伤肿瘤细胞，但没有特异性，在杀伤肿瘤细胞的同时还会对健康细胞造成 伤害。下图示特异性杀死肿瘤细胞的过程，图中抗体是利用单克隆抗体技术制备的。下列叙 述不正确的是（　　）A. 抗体制备需用细胞融合技术 B. 细胞毒素识别肿瘤细胞膜上的糖蛋白 C. 溶酶体破裂加速肿瘤细胞凋亡 D. 抗体可使细胞毒素进行特异性的杀伤 【答案】B 【解析】 分析】 由题图可知，特异性抗体与细胞毒素结合形成免疫毒素，结合物中的抗体能特异地识别肿瘤 细胞，使毒素对其产生选择性杀伤效应。 【详解】A、单克隆抗体制备主要涉及的细胞工程技术包括动物细胞培养、动物细胞融合技术， A 正确； B、细胞毒素没有特异性，B 错误； C、溶酶体破裂，溶酶体内含的蛋白酶及其他水解酶释放至胞浆中，加速了肿瘤细胞凋亡，C 正确； D、抗体与毒素结合，结合物中的抗体能特异地识别肿瘤细胞，使毒素对其产生特异性的杀伤， 不会对健康细胞造成伤害，D 正确。 故选 B。 【点睛】了解单克隆抗体制备过程，结合题图分析明确特异性杀死肿瘤细胞 过程准确判断 各个选项便可。 10.马利筋（一种植物）含有强心苷对鸟兽有毒，故鸟兽一般不食用，而斑蝶却可以食用并将 强心苷贮存于身体组织中从而出现一种怪味，导致一般的食虫鸟不吃它，同时还有另一种蝶 类，其体色和体型都与斑蝶相似，但没有怪味儿，以下说法不能推出的是（　　） A. 马利筋通过产生毒素进行自我保护，降低被捕食概率 【 的B. 斑蝶可以免疫强心苷毒性从而增强自身种间竞争力 C. 类似班蝶的蝶类因不能产生怪味儿，易被食虫鸟捕食 D. 马利筋与斑蝶是长期自然选择协同进化的结果 【答案】C 【解析】 【分析】 共同进化是指不同物种之间、生物与环境之间在相互影响中不断进化和发展。 【详解】A、马利筋通过产生毒素进行自我保护，降低被捕食概率，A 正确； B、斑蝶既可以免疫强心苷毒性，使其免受该物质的影响，又可以积累这一物质，降低被捕食 的概率，从而增强自身种间竞争力，B 正确； C、类似班蝶的蝶类虽不能产生怪味儿，但它们采用拟态作用逃避鸟类捕食，C 错误； D、马利筋发展了防御机制，产生强心苷。斑蝶在进化过程中产生了相应的适应性，可以食用 马利筋并将强心苷贮存于身体组织中，因此马利筋与斑蝶是长期自然选择协同进化的结果，D 正确。 故选 C。 【点睛】解答本题的关键是理解共同进化的概念，根据现代生物进化论的相关内容分析各选 项。 11.克里斯琴认为：种群数量上升时，种内个体间的社群压力会影响种群数量，其调节机制如 下图所示，以下说法不正确的是（ ） A. 社群压力会导致效应 B 细胞分泌的抗体数量减少B. 社群压力会导致机体胰岛 B 细胞分泌的胰岛素增多 C. 社群压力通过神经、体液、免疫三种调节方式调控种群数量 D. 社群压力会导致出生率和死亡率均下降，从而使种群数量降低 【答案】D 【解析】 【分析】 对题图分析可知，种群数量上升时，种内个体间的社群压力增大，会影响种群数量，其调节 机制：①社群压力作用于下丘脑通过传出神经作用于胰岛 B 细胞，使其分泌的胰岛素增加， 导致机体低血糖、休克；②社群压力导致下丘脑释放的生长激素释放抑制激素增多，生长激 素释放激素减少，使垂体分泌的生长激素减少，导致机体出现生长代谢障碍，抗体数量减少， 对疾病及外界刺激抵抗力降低，死亡率上升；③社群压力导致下丘脑释放的促性腺激素释放 激素减少，使垂体分泌的促性腺激素减少，导致性器官分泌的性激素减少，生殖细胞成熟减 少，出生率下降。 【详解】A、由分析可知，社群压力会导致效应 B 细胞分泌的抗体数量减少，A 正确； B、社群压力作用于下丘脑通过传出神经作用于胰岛 B 细胞，使其分泌的胰岛素增加，B 正确； C、由分析可知，社群压力通过神经、体液、免疫三种调节方式调控种群的出生率和死亡率， 进而调控种群数量，C 正确； D、由分析可知，社群压力会导致出生率下降，死亡率上升，从而使种群数量降低，D 错误。 故选 D。 【点睛】根据题图分析社群压力对种群数量的影响机制，结合各个选项进行判断便可。 12.禾草灵（FE）是一种现代农业常用除草剂，大量使用后造成的环境污染日益严重，为获得 能高效降解 FE 的菌株，科学家通过实验获得 W1 菌株并利用紫外分光光度计检测其对 FE 的 降解效果（FE 特征吸收峰在 239nm 处），以下说法不正确的是（　　）A. 应从大量使用除草剂的土壤中获取菌株 B. 将土壤稀释液灭菌后接种到选择性培养基上 C. 应使用以 FE 作为唯一碳源的培养基进行筛选 D. 据吸收光谱可知，W1 菌株对 FE 有明显降解能力 【答案】B 【解析】 【分析】 选择培养基：允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。 选择培养基的制作 （1）利用培养基的特定化学成分分离特定微生物。如以石油是唯一碳源，筛选出能利用石油 的微生物生长。 （2）通过改变培养基的营养成分达到分离微生物的目的。如培养基中缺乏氮源时，可筛选出 固氮微生物。 （3）通过某些特殊环境分离微生物。如在高温环境中可分离得到耐高温的微生物。 （4）依据某些微生物对某种物质的抗性，在培养基中加入此种物质，以抑制对该物质不具抗 性的微生物生长，而不影响对该物质具有抗性的微生物生长。如培养基中加入青霉素，可筛 选出酵母菌和霉菌。 【详解】A、由于只有被除草剂严重污染过的土壤才可能含有高效降解该除草剂的分解菌，所 以为了获取能高效降解该除草剂的菌株，应从大量使用除草剂的土壤采集土壤样品，A 正确； BC、为了淘汰不能分解 FE 的微生物，而仅保留能分解 FE 的菌种，则在配制选择培养基时应 以 FE 作为唯一碳源，应将土壤稀释液接种到以 FE 为唯一碳源的选择性培养基上进行筛选，B错误，C 正确； D、据吸收光谱可知，经 W1 菌株降解后在 239nm 处的特征吸收峰明显减弱，说明 W1 菌株对 FE 有明显降解能力，D 正确。 故选 B。 【点睛】理解目的菌株的筛选、接种方法和培养基的配制等相关知识是解答本题的关键。 13.缺乏维生素 a 就容易导致出现夜盲症，营养不良，甚至有一些能够威胁到生命。而 β-胡萝 卜素可以在人体内转化成维生素 a。科学家尝试通过转基因技术生产富含胡萝卜素的大米。八 氢番茄红素合酶（其基因用 psy 表示）和胡萝卜素脱饱和酶（其基因用 crtl 表示）参与 β-胡 萝卜素的合成。根据以上信息分析正确的是 A. 重组质粒中的目的基因含有 psy 基因和 crtl 基因 B. 构建重组质粒需要限制酶、DNA 连接酶和核酸酶 C. 可通过显微注射法将目的基因导入水稻受体细胞 D. PCR 既可扩增特定基因也可检测目的基因表达 【答案】A 【解析】 【分析】 基因工程需要用到的工具有限制酶、DNA 连接酶和运载体。 【详解】A、根据“八氢番茄红素合酶和胡萝卜素脱饱和酶参与 β-胡萝卜素的合成”可知，重 组质粒中的目的基因含有 psy 基因和 crtl 基因，A 正确； B、构建重组质粒需要限制酶、DNA 连接酶，不需要核酸酶，B 错误； C、可通过农杆菌转化法将目的基因导入水稻受体细胞，C 错误； D、PCR 既可扩增特定基因，但要检测目的基因是否表达应该用抗原-抗体杂交法，D 错误。 故选 A。 14.为增强玉米抗旱性，研究者构建含有某微生物抗旱基因 E 的重组质粒，用农杆菌转化法转 入玉米幼胚组织细胞中，获得抗旱的转基因玉米。下列相关叙述不正确的是 A. 提取该微生物 mRNA 反转录为 cDNA，通过 PCR 可获得大量目的基因 B. 将重组质粒置于经 CaCl2 处理的农杆菌悬液中，可以获得转化的农杆菌 C. 用农杆菌转化法将 E 基因转入玉米幼胚组织细胞需要严格进行无菌操作 D. 用 E 蛋白的抗体进行抗原-抗体杂交，可在个体水平检测转基因玉米的抗旱性状 【答案】D【解析】 【分析】 1、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、基因枪法和花粉管通道法；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。 2.农杆菌转化法的原理：农杆菌中的 Ti 质粒上的 T-DNA 可转移至受体细胞，并且整合到受体 细胞染色体的 DNA 上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到 Ti 质粒的 T-DNA 上， 通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的 DNA 上。 【详解】A、提取组织 mRNA 进行逆转录后得到的 cDNA 可以作为 PCR 的模板，PCR 技术体 外扩增获得大量目的基因，A 正确； B、用 CaCl2 处理农杆菌，使其处于易于吸收周围环境中的 DNA 分子的感受态，有利于目的 基因导入受体细胞，B 正确； C、用农杆菌转化法将 E 基因转入玉米幼胚组织细胞后，要进行植物组织培养，需要严格无菌 操作，保证无菌环境，C 正确； D、用 E 蛋白的抗体进行抗原-抗体杂交，属于分子水平的检测，D 错误。 故选 D。 15.下列关于生物实验的叙述，不正确的是（ ） A. 脂肪的鉴定实验中 50%酒精的作用是杀死细胞，便于苏丹Ⅲ染色 B. 在苹果的组织样液中加入斐林试剂，水浴加热后液体由蓝色变成砖红色 C. 分离叶绿体中的色素时，不同色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同 D. 猪的红细胞没有细胞核，故猪血不宜做 DNA 粗提取和鉴定的实验材料 【答案】A【解析】 【分析】 生物大分子的检测方法：蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应；淀粉遇碘液变蓝；还原糖与斐 林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀；观察 DNA 和 RNA 的分布，需要使用甲基绿吡 罗红染色，DNA 可以被甲基绿染成绿色，RNA 可以被吡罗红染成红色；脂肪需要使用苏丹Ⅲ （苏丹 IV）染色，使用酒精洗去浮色以后在显微镜下观察，可以看到橘黄色（红色）的脂肪 颗粒。 【详解】A、脂肪的鉴定实验中 50%酒精的作用是洗去浮色，便于观察，A 错误； B、苹果组织样液中含还原糖，加入斐林试剂，水浴加热后会产生砖红色沉淀，B 正确； C、不同色素在层析液中溶解度不同，从而在滤纸上的扩散速度不同，C 正确； D、猪属于哺乳动物，其红细胞没有细胞核，不宜做 DNA 粗提取和鉴定的实验材料，D 正确。 故选 A。 二、非选题 16.干旱环境中植物叶表皮气孔关闭，CO2 吸收减少，造成农作物减产。科研人员发现 H2S 可 增强植物抵御干旱的能力，选取拟南芥为实验材料进行下列实验。 （1）在正常浇水和干旱条件下，分别添加 H2S，测定气孔导度（气孔导度越大，气孔打开程 度越大）和光合速率，结果如图 1。 比较________组结果，可知在干旱环境中，H2S 对气孔导度和光合速率的影响分别是 ____________。 （2）叶表皮保卫细胞吸水膨胀，气孔打开，这一现象与细胞膜上 K+-ATP 通道有关。研究发 现植物自身可产生 H2S，为探究 H2S 影响气孔导度和光合作用的机理，进行如下实验。 实验一：同时检测三个品种拟南芥细胞膜上 K+-ATP 通道蛋白含量，结果如图 2。实验二：检测不同处理方式中固定二氧化碳的 Rubisco 酶的活性，结果如图 3。 ①请推测 H2S 影响气孔导度的机理_____________________________。 ②图 3 的实验结果表明_______________________________。 （3）H2S 可帮助植物抵御干旱环境，请综合上述实验和所学生物学知识分析植物是如何适应 干旱环境的________________________________________________。 【答案】 (1). 3、4 组（或干旱和干旱+H2S） (2). 抑制气孔导度，提高光合速率 (3). H2S 降低保卫细胞膜上，K+-ATP 通道蛋白的含量，K+进细胞减少；保卫细胞的细胞液浓 度低，细胞失水，气孔关闭，气孔导度下降 (4). H2S 提高了 Rubisco 酶活性 (5). ①H2S 降低了细胞膜上 K+通道蛋白含量，导致气孔关闭，气孔导度下降，蒸腾作用下降，水分散失 减少，从而保证细胞代谢正常进行，以适应干旱环境。 ②H2S 提高了叶绿体中 Rubisco 酶活性，使光合作用过程中 CO2 固定速度加快，光合作用速率 提高，以适应干旱环境 【解析】 【分析】 图 1 中，1 和 2 结果对比可知，添加 H2S 后，气孔导度和光合速率均降低；3、4 组结果对比 可知，添加 H2S 后，气孔导度降低，光合速率增大。 图 2 中，与野生型相比，H2S 超表达突变体细胞膜上 K+-ATP 通道蛋白的含量较高，H2S 缺陷 突变体细胞膜上 K+-ATP 通道蛋白的含量较低。 图 3 中，1、2 结果对比和 3、4 组结果对比可知，添加 H2S 后，Rubisco 酶的活性增大。 【详解】（1）比较 3、4 组结果可知，在干旱环境中，添加 H2S 后，气孔导度降低，光合速率 增大，说明 H2S 可抑制气孔导度，提高光合速率。 （２）①由图 2 可知，与野生型相比，H2S 超表达突变体细胞膜上 K+-ATP 通道蛋白的含量较高，H2S 缺陷突变体细胞膜上 K+-ATP 通道蛋白的含量较低。说明 H2S 可降低保卫细胞膜上 K+-ATP 通道蛋白的含量，K+进细胞减少；保卫细胞的细胞液浓度低，细胞失水，气孔关闭， 气孔导度下降。 ②图 3 中，1、2 结果对比和 3、4 组结果对比可知，添加 H2S 后，Rubisco 酶的活性增大，说 明 H2S 可提高 Rubisco 酶活性。 （3）综合上述实验和所学生物学知识分析可知，①H2S 降低了细胞膜上 K+通道蛋白含量，导 致气孔关闭，气孔导度下降，蒸腾作用下降，水分散失减少，从而保证细胞代谢正常进行， 以适应干旱环境。②H2S 可提高了叶绿体中 Rubisco 酶活性，使光合作用过程中 CO2 固定速度 加快，光合作用速率提高，以适应干旱环境。 【点睛】掌握光合作用的具体过程，结合实验结果分析 H2S 增强植物抵御干旱的机理解答各 小题便可。 17.阿尔茨海默病（AD）是一种神经系统退行性疾病，临床表现为认知功能障碍，记忆力减退 等。研究表明自噬异常是导致 AD 发生发展的重要因素，下图表示神经细胞部分结构及其细胞 内自噬囊泡的产生和运输模式图。 （1）神经元的功能是__________________________。 （2）细胞自噬可清除细胞内不需要的大分子物质，脑细胞轴突末端形成的自噬囊泡沿微管运 输至胞体并与___________________融合而被降解。AD 患者脑神经元的轴突内积累了大量含 淀粉样蛋白(Aβ)的自噬囊泡，科研人员推测 AD 患者脑中自噬囊泡的运输发生了障碍。 （3）Tau 蛋白是一种微管结合蛋白，脱磷酸化的 Tau 蛋白可促进微管的装配，调节驱动蛋白 沿微管的移动速度。AD 患者脑中磷酸化的 Tau 蛋白增加了 4～8 倍。这一事实是否支持上述 推测？______理由是_______________________________。 （4）研究发现 H2S 也可促进细胞自噬，ATG5 蛋白与细胞自噬有关。脑中 H2S 主要在胱硫醚 β 合成酶（CBS）的催化下产生。为进一步探究 H2S 的作用，科研人员通过基因工程的方法将 CBS 基因转移到小鼠体内，一段时间后检测相关指标，结果见 1 和图 2。①请依据上述结果，完善实验方案并预测小鼠行为的变化（从 a～g 选项中选择） 小鼠迷宮实验正确率(实验鼠/正常 鼠）实验小鼠 侧脑室注射载体 前测 后测 对照组 60% 实验组 60% ___________ a．正常小鼠　　　　b．患 AD 小鼠　　　　c．携带 CBS 基因的载体　　　　d．空载体 e．小于 60%　　　　f．等于 60%　　　　g．大于 60% ②阐述 H2S 的作用机理_______________。 ③大量实验数据发现，当 ATG5 基因中编码 ATG5 蛋白的第 19 位半胱氨酸的位置发生基因突 变时，上述实验中实验组与对照组结果无明显差异，请推测 AD 患者的病因可能是 _____________。 【答案】 (1). 接受刺激，产生并传导兴奋 (2). 溶酶体 (3). 支持（或部分支持） (4). 脱磷酸化 Tau 蛋白促进微管的装配，调节驱动蛋白沿微管的移动速度；磷酸化 Tau 蛋白 无此功能，所以阻碍了自噬囊泡沿微管的运输 (5). 实验小鼠 侧脑室注射载体 小鼠迷宮实验正确率(实验鼠/正常 鼠）前测 后测 对照组 b d 60% f 实验组 b c 60% g (6). H2S 促进 ATG5 的基化→促进 Aβ 被溶酶体中的酶分解→缓解 AD 症状。 （或 H2S 促进 ATG5 的基化，H2S 促进 Aβ 降解，ATG5 的巯基化与 Aβ 降解呈正相关） (7). H2S 促进 ATG5 蛋白巯基化位点在此蛋白的第 19 位半胱氨酸上 【解析】 【分析】 1.由题图可知，脑细胞轴突末端形成的自噬囊泡沿微管运输至胞体并与溶酶体融合而被降解。 2.由图 1 和图 2 可知，注射载体后，与对照组相比，CBS 组（实验组）小鼠大脑皮层表达产 生的 CBS 增加，H2S 的合成量增大，巯基化 ATG5/ATG5 增大，Aβ 的含量减少。 【详解】（1）神经元的功能是接受刺激、产生兴奋并传导兴奋。 （2）由题图可知，脑细胞轴突末端形成的自噬囊泡沿微管运输至胞体并与溶酶体融合而被降 解。 （3）AD 患者脑中磷酸化的 Tau 蛋白增加了 4～8 倍的事实支持了上述推测，理由是脱磷酸化 的 Tau 蛋白可促进微管的装配，调节驱动蛋白沿微管的移动速度，而磷酸化的 Tau 蛋白无此 功能，阻碍了自噬囊泡沿微管的运输，导致自噬囊泡积累在轴突内。 （4）①由题意可知，本实验的目的是验证 H2S 可促进细胞自噬的作用。以患 AD 小鼠为实验 对象，对照组是将空载体注射到小鼠侧脑室中，实验组是将携带 CBS 基因的载体注射到小鼠 侧脑室中，注射后检测小鼠体内 ATG5 蛋白的巯基化、CBS 的表达量、Aβ 的含量和小鼠迷宫 完成情况。注射前，两组小鼠学习记忆能力没有差异，小鼠迷宮实验正确率均等于 60%。注 射后，CBS 组（实验组）小鼠大脑皮层表达产生的 CBS 增加，H2S 的合成量增大，巯基化 ATG5/ATG5 增大，促进细胞自噬，进而促进 Aβ 的水解，AD 症状得以缓解，小鼠的学习记 忆能力比对照组提高，因此对照组小鼠迷宮实验正确率仍等于 60%，实验组小鼠迷宮实验正 确率应大于 60%。实验方案及小鼠行为的变化如下表所示： 小鼠迷宮实验正确率 实验小鼠 侧脑室注射载体 注射前 注射后对照组 b d 60% f 实验组 b c 60% g ②H2S 的作用机理：H2S 促进自噬相关蛋白 ATG5 发生巯基化，促进 Aβ 被溶酶体中的酶分解， 使 AD 症状得以缓解。 ③当 ATG5 基因中编码 ATG5 蛋白的第 19 位半胱氨酸的位置发生基因突变时，上述实验中实 验组与对照组结果无明显差异，可能是 H2S 促进 ATG5 蛋白的第 19 位半胱氨酸发生巯基化。 【点睛】识记神经调节的过程，通过阅读题干信息明确阿尔茨海默病的发病机制和 H2S 的作 用机理是解答本题的关键。 18.杂交水稻虽然性状优良，但在有性繁殖过程中，具有高产等优良特性会出现分离。由此， 杂交作物的后代（杂种植物）无法保持同样的优良性状。在研究过程中，科研人员发现了一 个关键的 B 基因，为探究其作用，进行了如下研究。 （1）绿色荧光蛋白基因（GFP）在紫外光或蓝光激发下，会发出绿色荧光，这一特性可用于 检测细胞中目的基因的表达。将绿色荧光蛋白基因（GFP）与野生型水稻的 B 基因利用 ____________酶形成融合基因，转入到普通水稻获得转基因水稻（B-GFP），该变异属于 ___________。 （2）将野生型水稻与转基因水稻进行杂交或自交，授粉 2．5 小时后，利用免疫荧光技术检 测胚中 B 基因的表达情况，请完成下表和问题。 杂交组合 ♀B—GFP×♂野生 型 ♀野生型 ×♂B—GFP ♀B—GFP×♂B—GFP 预期结果 具荧光：无荧光=1：1 _____________ 实际结果 无荧光 全部具荧光 1/2 具荧光 根据结果可知只有来自________________________（父本/母本）的 B 基因表达，而出现了上 述实验现象，并没有表现出________________________定律的特征。 （3）研究人员进一步检测授粉 6．5 小时后的受精卵，发现来自于母本的 B 基因也开始表达。 由此推测，可能是来自于父本 B 基因的表达__________________（促进/抑制）后期来自于母本中的该基因的表达，从而启动胚的发育。 （4）研究人员设想：可以使野生型水稻（杂种植物）在未受精的情况下，诱发卵细胞中 B 基 因表达，发育为胚。研究人员进行了如下图操作，请你根据技术操作及相关知识回答问题： ①卵原细胞经 M 技术处理后进行____________________分裂形成卵细胞。 ②精细胞参与了形成_____________________的过程，卵细胞在未受精情况下发育为新个体， 该育种方式的优势是_________________________。 【答案】 (1). （限制酶）DNA 连接 (2). 基因重组 (3). 具荧光：无荧光=3：1 (4). 父本 (5). 基因的分离 (6). 促进 (7). 有丝 (8). 胚乳 (9). 未受精情况下 卵细胞发育成胚，保护野生型水稻（杂种植物）优良性状不发生性状分离 【解析】 【分析】 1.限制性核酸内切酶：能够识别双链 DNA 分子 某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特 定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 DNA 分子经限制酶切割产生的 DNA 片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。当限制 酶在它识别序列的中心轴线两侧将 DNA 的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制 酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的则是平末端。 2.DNA 连接酶将两个双链 DNA 片段缝合起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸 二酯键。 【详解】（1）将绿色荧光蛋白基因（GFP）与野生型水稻的 B 基因利用 DNA 连接酶形成融合 基因，转入到普通水稻获得转基因水稻（B-GFP）。这过程中标记基因、目的基因与受体细胞 内的基因的重新组合，属于基因重组。 （2）根据上述实验结果可知，只有来自父本的 B 基因表达。♀B-GFP×♂B-GFP 杂交，即 Bb×Bb， 子代的基因型及比例为 B_∶bb=3∶1，表现型为具荧光∶无荧光=3∶1，而实际结果是具荧光∶ 无荧光=1∶1，说明上述实验并没有表现出基因分离定律的特征。 的（3）由（2）题的分析可知，授粉 2.5 小时后，来自父本的 B 基因表达，而来自于母本的 B 基因在授粉 6.5 小时后开始表达，由此推测，可能是来自于父本 B 基因的表达促进后期来自于 母本中的该基因的表达，从而启动胚的发育。 （4）①对题图分析可知，卵原细胞经 M 技术处理后进行有丝分裂形成卵细胞。 ②对题图分析可知，精细胞与两个极核形成胚乳。卵细胞在未受精情况下发育为新个体，不 经过有性繁殖，保护了野生型水稻（杂种植物）优良性状不发生性状分离。 【点睛】识记基因工程中限制酶和连接酶的作用及其特点，从题干中获取相关信息并结合基 因的分离定律和基因的表达进行解答便可。 19.骨髓增生异常综合征（MDS）是一组造血干细胞的异质性增殖性疾病，红细胞生成缺陷及 发育不良是 MDS 的典型特征。TET2 基因可以参与斑马鱼胚胎造血基因表达调控，在红细胞 发育过程中发挥重要作用。斑马鱼和人类基因有着 87%的高度同源性，其实验结果大多数情 况下适用于人体，因此以斑马鱼为实验对象进行了相关研究。 （1）在造血干细胞中，以__________________为模板，合成 mRNA 并指导 TET2 蛋白合成。 进行此过程时，一个 mRNA 分子上可以相继结合多个____________，同时进行多条肽链的合 成，其意义是_______________。 （2）研究发现，TET2 基因在调控造血基因表达过程中存在下列现象： ① 造血基因------Gata-1 基因在 DNA 甲基化转移酶（DNMTs）的作用下，将胞嘧啶转化为 5- 甲基胞嘧啶（5-mC），如图 2 中 A 所示。DNA 甲基化使得___________不能识别相应的碱基序 列，影响转录过程，进而造成 Gata-1 基因沉默。 ②科研人员使用亚硫酸氢钠处理 Gata-1 基因，进行________扩增，如图 2-B，对扩增后的产物进行分析，就可以区分甲基化与未甲基化的胞嘧啶，区分依据是对比图 2A、B 发现 ___________________。 （3）为研究 TET2 基因调控斑马鱼红细胞的生成，利用 MO（阻断 TET2 基因表达）技术敲 除 TET2 基因后，检测 Gata-1 基因的甲基化水平。经研究发现 TET2 蛋白使 5-甲基胞嘧啶 （5-mC）含量明显下降，能够恢复 Gata-1 基因__________，结合图 3 可推测出 TET2 基因的 作用是________________________。 【答案】 (1). DNA 一条链 (2). 核糖体 (3). 短时间内快速合成大量相同的蛋白质， 节约能量 (4). RNA 聚合酶 (5). PCR (6). 经亚硫酸氢钠处理后，未被甲基化的 C 变 成了 U，甲基化的 C 没有发生变化，还是 C (7). 转录 (8). TET2 基因表达产物 TET2 蛋白降低 Gata-1 5-me 含量， 恢复 gata-1 正常转录，造血干细胞正常分化成红细胞 【解析】 【分析】 由图 1 可知，TET2 基因的表达过程为以 TET2 基因的一条链为模板，合成 mRNA，并指导 TET2 蛋白的合成。 由图 2 可知，A、B 对比分析可知，经亚硫酸氢钠处理后，未被甲基化的 C 变成了 U，甲基化 的 C 没有发生变化。 由图 3 可知，与对照组相比，利用 MO（阻断 TET2 基因表达）技术敲除 TET2 基因后，Gata-1 基因的 5-mC 含量升高。 【详解】（1）在造血干细胞中，以 DNA 一条链为模板，合成 mRNA，并指导 TET2 蛋白合成。 进行此过程时，一个 mRNA 分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，短 时间内快速合成大量相同的蛋白质，大大提高了翻译效率。 （2）①转录时，RNA 聚合酶能够识别特定的核苷酸序列，因此 DNA 甲基化使得 RNA 聚合 酶不能识别相应的碱基序列，影响转录过程，进而造成 Gata-1 基因沉默。 ②由图 2-B 可知，科研人员使用亚硫酸氢钠处理 Gata-1 基因，然后进行 PCR 扩增。对比图 2 中 A、B 发现经亚硫酸氢钠处理后，未被甲基化的 C 变成了 U，甲基化的 C 没有发生变化， 还是 C，因此对扩增后的产物进行分析，就可以区分甲基化与未甲基化的胞嘧啶。 （3）由（2）①可知，DNA 甲基化使得 RNA 聚合酶不能识别相应的碱基序列，影响转录过 程，造成 Gata-1 基因沉默。由图 3 可知，与对照组相比，利用 MO（阻断 TET2 基因表达）技 术敲除 TET2 基因后，Gata-1 基因的 5-mC 含量升高，说明 TET2 基因的表达产物 TET2 蛋白 可使 5-甲基胞嘧啶（5-mC）含量下降，能够恢复 Gata-1 基因转录，使造血干细胞正常分化成红细胞。 【点睛】掌握遗传信息的转录和翻译过程，通过阅读题干信息明确 Gata-1 基因的甲基化水平 和 TET2 基因对 Gata-1 基因转录的影响是解答本题的关键。 20.神经纤毛蛋白-1（NRP-1）是血管内皮生长因子的新型受体，通过参与多种信号转导来促进 肿瘤血管的生成。本研究将为 NRP-1 单克隆抗体靶向治疗乳腺癌提供数据基础。 （1）取乳腺癌（MCF7）组织块，运用__________技术获得 MCF7 细胞用于后续实验。用重 组的人_________蛋白对小鼠进行注射，使小鼠产生免疫反应，制备杂交瘤细胞，将杂交瘤细 胞转到多孔培养板上培养，吸取培养孔中的__________（填“上清液”或“沉淀细胞”），应 用__________技术进行抗体阳性检测。经多次筛选和细胞培养，获得 NRP-1 单克隆抗体 （NRP-1 MAb）。 （2）提取正常组织细胞和 MCF7 细胞的总蛋白，设置空白对照，加入 NRP-1 MAb 进行蛋白 质免疫印迹，实验结果如下： 该实验结果说明了__________。 （3）将 MCF7 细胞制成单细胞悬液，等量注入 4 组裸鼠右前腋下，接种后 3 天开始给药，共 给药 7 次。每隔 5 天测算一次肿瘤的体积，如下图所示：对照组注射__________，从上图中可以看出__________。 （4）结合题干信息，综合以上研究请你推测 NRP-1 MAb 抑制肿瘤的作用机理是__________。 （5）注射不同剂量 NRP-1 MAb 33 天后，剥离肿瘤组织称重，实验结果如下图： 从该结果中可以看出____。综合比较（3）和（5）的实验结果，可见中高剂量和低剂量的 NRP-1 MAb 在降低肿瘤体积和降低肿瘤重量上出现了不一致性。 （6）基于以上研究，科学家们对该抗体的用药方式有两种观点：谨慎用药和适宜浓度用药。 你支持哪个观点，并说出理由______。 【答案】 (1). 动物细胞培养技术 (2). 神经纤毛蛋白-1（NRP-1） (3). 上清液 (4). 抗原—抗体杂交技术 (5). NRP-1 在 MCF7 细胞中高表达 (6). 等量的生理盐水 (7). NRP-1 MAb 能够有效地降低肿瘤的体积，中、高剂量抗体的降低效果比低剂量的效果更 显著 (8). NRP-1 在 MCF7 细胞中高表达，NRP-1 MAb 与 NRP-1 特异性结合，阻断了血管 内皮生长因子与 NRP-1 的结合，抑制了肿瘤血管生成，进而降低了肿瘤的体积。 (9). NRP-1 MAb 能够有效地降低肿瘤组织的重量，中、高剂量抗体的降低效果稍微没有低浓度的好，不 同剂量降低效果的差异并不显著。 (10). 支持谨慎用药理由：随着治疗时间的延长，这种 不一致性可能会加大，应进行后续研究，现阶段谨慎用药。支持适宜浓度用药理由：该抗体 已经显示了显著的抑瘤效果，这种不一致性很小，可以考虑适宜浓度用药 【解析】 【分析】 动物细胞融合，又称细胞杂交，指将两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，融合后 形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。 单克隆抗体制备的过程中需要经过两次筛选，第一次用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；第二 次用专一抗体检测筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。 【详解】（1）取乳腺癌（MCF7）组织块，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行分散处理后，运 用动物细胞培养技术获得 MCF7 细胞。要制备 NRP-1 单克隆抗体，需要用重组的人 NRP-1 蛋白对小鼠进行注射，使小鼠产生免疫反应，产生相应的浆细胞，与该浆细胞与骨髓瘤细胞进 行融合处理，制备杂交瘤细胞。将杂交瘤细胞转到多孔培养板上培养，可以从培养液即上清 液中提取到单克隆抗体，可以用抗原-抗体杂交技术进行抗体阳性检测。经多次筛选和细胞培 养，获得 NRP-1 单克隆抗体（NRP-1 MAb）。 （2）根据实验结果可知，只有 MCF7 细胞中蛋白可以与 NRP-1 MAb 发生免疫反应，说明 NRP-1 在 MCF7 细胞中高表达。 （3）实验的自变量是给药的剂量和时间，因变量是肿瘤的体积，对照组应该注射等量的生理 盐水，根据实验结果可知，NRP-1 MAb 能够有效地降低肿瘤的体积，中、高剂量抗体的降低 效果比低剂量的效果更显著。 （4）根据“神经纤毛蛋白-1（NRP-1）是血管内皮生长因子的新型受体，通过参与多种信号 转导来促进肿瘤血管的生成”及实验数据 NRP-1 MAb 能够有效地降低肿瘤的体积可知， NRP-1 在 MCF7 细胞中高表达，NRP-1 MAb 与 NRP-1 特异性结合，阻断了血管内皮生长因子 与 NRP-1 的结合，抑制了肿瘤血管生成，进而降低了肿瘤的体积。 （5）注射不同剂量 NRP-1 MAb 33 天后，剥离肿瘤组织称重，根据实验数据可知，NRP-1 MAb 能够有效地降低肿瘤组织的重量，中、高剂量抗体的降低效果稍微没有低浓度的好，不同剂 量降低效果的差异并不显著。 （6）综合比较（3）和（5）的实验结果，可见中高剂量和低剂量的 NRP-1 MAb 在降低肿瘤 体积和降低肿瘤重量上出现了不一致性。根据上述研究结果可知，随着治疗时间的延长，这 种不一致性可能会加大，应进行后续研究，故现阶段应该支持谨慎用药。 【点睛】本题的难点在于需要考生根据题目信息分析 NRP-1 MAb 抑制肿瘤的作用机理，题干 已知信息中 NRP-1 可以促进肿瘤血管的生成，结合 NRP-1MAb 可以在 MCF7 细胞中高表达及 NRP-1 MAb 可以引起肿瘤体积变小可以做出相关的推测，NRP-1 在 MCF7 细胞中高表达， NRP-1 MAb 与 NRP-1 特异性结合，阻断了血管内皮生长因子与 NRP-1 的结合，抑制了肿瘤血 管生成，进而降低了肿瘤的体积。 21.阅读下面的材料，完成（1）～（6）题。 地衣是什么？这有关一个被颠覆的“真理” 1868 年，瑞士科学家西蒙·施文德纳揭示了地衣是由单一真菌与单一微型藻类结伴相生的复 合生命体。此后的 150 年，生物学家一直试图在实验室里栽培地衣，但是徒劳无功。 2011 年，斯普利比尔使用现代遗传学手段，研究当地的两种地衣，其中一种会制造狐衣酸的 强力毒素，呈现黄色；另一种则缺乏这种毒素，呈深棕色。这两种地衣看起来截然不同，被分类为两个“物种”已有一个世纪的历史。研究表明，它们中的真菌是一致的，搭配的也是 一样的藻类。它们为什么会呈现不一样的颜色呢？ 为寻真相，斯普利比尔分析了两种地衣所激活的基因，结果没有区别。他意识到，他的搜索 范围太过狭隘了，地衣学家全都认为大型地衣中的真菌都来自子囊菌的类群，然后他将搜索 范围拓展到整个真菌界。这时诡异的事情出现了，地衣当中大量被激活的基因来自一个完全 不同的真菌类群——担子菌。 子囊菌是真菌中的一个类别，平时见到的霉菌中就有一些属于这类。担子菌也是真菌中的一 类，平时见到的各种蘑菇大多都属于此类。 一开始，他们猜测是有担子菌碰巧长在地衣上面，可能只是样本污染，样品上落了一点点细 屑什么的，再或者也可能是某种病原体，感染了地衣导致其生病等等。这甚至可能只是假信 号。 但是，当斯普利比尔从他的数据中移除了所有担子菌基因后，与狐衣酸有关的一切也随之消 失了。他开始怀疑担子菌实际上就是地衣的一部分，两种地衣都有，但是黄色地衣中担子菌 的丰度和数量更高。 斯普利比尔收集了 45000 份地衣样本，批量筛查这些属于不同演化分支、来自不同大陆的样 本，结果发现几乎所有的大型地衣中都能检测到担子菌类的基因。 在显微镜下，地衣由一层紧实的外壳包裹着绵软的内芯。藻类就嵌在那层厚厚的外壳上，子 囊菌也长在那里，只不过它们的菌丝向内部分支，构筑成海绵状的内芯。担子菌在外壳的最 外层，就在另外两个伙伴的周围。 然而就算是那些担子菌已经充分暴露出来，要鉴别它们也是困难重重，它们看起来跟子囊菌 的菌丝横断面别无二致，完全没有理由认为那里存在两种而非一种真菌，这也是为何 150 年 来都没人意识到这点的原因。 或许用上这三种成分，地衣学家终将能在实验室里成功栽培地衣。 （1）一个世纪以来把黄色地衣和深棕色地衣分类为不同的两个“物种”，为什么有人提出质 疑呢__________？斯普利比尔寻找到的真相是什么？__________ （2）斯普利比尔最重要的发现是__________ A. 黄色地衣和深棕色地衣是不同的“物种” B. 担子菌和子囊菌 菌丝横断面没有区别 C. 几乎所有大型地衣中都能检测到担子菌类的基因 D. 黄色地衣和深棕色地衣的真菌和藻类是一致的 的（3）若你已经意识到地衣的共生生物，你可以通过怎样的分子技术和手段直观地观察到地衣 的共生生物？______ （4）请概述斯普利比尔的研究前后，人们对地衣共生生物的认识。__________ （5）请结合本文和所学知识概括互利共生的概念。__________ （6）本文中的研究对地衣学的概念进行了修正，你觉得还有哪些谜团有待打开呢？ __________（答出一点即可） 【答案】 (1). 它们中的真菌是一致的，搭配的也是一样的藻类 (2). 黄色地衣中担子菌 的丰度和数量更高 (3). C (4). 荧光标记 显微观察 (5). 之前认识：单一真菌与单一 微型藻类结伴相生之后认识：子囊菌和担子菌两种真菌和一种藻类共生 (6). 两种或者三种 生物共同生活在一起，相互依存，彼此有利。（多种生物共同生活在一起，相互依存，彼此有 利。） (7). 两种真菌到底各自发挥着什么作用？ 担子菌和狐衣酸是紧密相关的，但究竟是担子菌需要摄入这种物质，还是产生了这种物质， 还是说其解锁了另一种真菌制造此物的能力？ 担子菌、子囊菌和藻类是如何相互有利的？ 【解析】 【分析】 种间关系包括捕食、竞争、寄生和互利共生等。 【详解】（1）由于黄色地衣和深棕色地衣中的真菌是一致的，搭配的也是一样的藻类，故有 人质疑他们属于两个“物种”。斯普利比尔经过研究发现，黄色地衣中担子菌的丰度和数量更高。 （2）在斯普利比尔进行研究之前，已经有研究表明黄色地衣和深棕色地衣的真菌和藻类是一 致的，并且人们长久以来把黄色地衣和深棕色地衣分为不同的物种。斯普利比尔通过研究 45000 份地衣样本，批量筛查这些属于不同演化分支、来自不同大陆的样本，结果发现几乎所 有的大型地衣中都能检测到担子菌类的基因，这是其最重要的发现。在斯普利比尔发现地衣 由两种真菌和一种藻类共生之后，显微镜下观察发现担子菌和子囊菌的菌丝横断面几乎一样， 所以 150 年来无人意识到地衣中存在两种而非一种真菌。 综上所述，ABD 不符合题意，C 符合题意。 故选 C。 （3）可以通过荧光标记及显微观察来直观地观察地衣的共生生物。 （4）斯普利比尔的研究之前，人们认为单一真菌与单一微型藻类结伴相生；研究之后人们认 为子囊菌和担子菌两种真菌和一种藻类共生。（5）互利共生指两种或者三种生物共同生活在一起，相互依存，彼此有利。 （6）既然地衣是由担子菌、子囊菌和藻类共同组成的，那么担子菌、子囊菌和藻类是如何相 互有利的？ 【点睛】互利共生的生物相互之间彼此有利，缺一不可，离开彼此后都不能正常生存。