增施CO2是提高温室植物产量的主要措施之一。但有人发现，随着增施CO2时间的延长，植物光合作用逐渐减弱。为探究其原因，研究者以黄瓜为材料进行实验，结果如下图。
常温
常温+CO（）1）CO2 _______常温 常温+CO2 常温 常温+CO 2
12 进入叶绿体，被位于高温 高温+CO2 高温 高温+CO-2
）高温 高温+CO s30 的Rubisco酶催化，与1-2 g5 _______化合物结合而被2
-m 25 ）
glom m4 μ20 固定。 %（ （（量3 率15 量 含（速2）10 含粉 糖合5 由图可知，常温+ CO2处理淀组在超过29天后，净光合速率开始下降，直至低于常2
性光溶1 净0 温处理组。15 22 可29 此阶段，常温36 43 0 22 29 36 43 0 处理天数 + CO15 2组淀粉含量与光合速率的变化趋势15 处理天数
22 _______29 36 ，据此43 处理天数 推测光合速率下降可能是由于淀粉积累过多。图1 图2 叶绿体中淀粉的积累一方面会导致图3
_______膜结构被破坏而影响光反应。另一方面有限的氮素营养被优先分配到淀粉
的分解代谢中，因此造成光合作用所需的_______等含氮化合物合成不足，进而抑制了光合作用。
（3）由图可知，在增施CO2情况下，适当升高温度可以_______光合作用速率。有人认为，
这是由于升高温度促进了淀粉分解为可溶性糖，减弱了淀粉大量积累对光合作用的抑制。图中支持该假设的证据是_______。
（4）请根据本研究的结果，对解决“长时间增施CO2抑制光合作用”这一问题，提出两项
合理化建议：_______。 22. （11分）
气孔是由两个保卫细胞围成的空腔，主要分布在植物叶片表皮。脱落酸（ABA）可通过特定的信号转导途径调节气孔的开放程度，机制如下图。已知细胞质基质中Ca2+的浓度在20~200nmol/L之间，液泡中及细胞外Ca2+的浓度通常高达1mmol/L。（注：每个保卫细胞同时存在“ROS”途径和“IP3，cADPR”途径）
（1）由图可知，ABA与ABA受体结合后，可通过ROS、IP3等信号途径激活_______上的
Ca2+通道，使Ca2+以_______方式转运到细胞质基质中。细胞质基质中Ca2+浓度的增加，促进了K+及Cl-流出细胞，使保卫细胞的渗透压降低，保卫细胞_______（填“吸水”或“失水”），气孔关闭。
（2）有人推测，ABA受体有胞内受体和细胞膜上受体两种，为探究ABA受体位置，研究
者进行了下列实验，请完善实验方案。
实验一 实验二 步骤一 培养叶片下表皮组织 培养叶片下表皮组织 步骤二 向培养液中添加同位素标记的ABA 向保卫细胞内直接注射足以引起气孔关闭的一定浓度ABA
步骤三 实验结果 检测_______ 细胞膜表面放射性明显强于细胞内，气孔关闭 检测气孔开放程度 气孔不关闭 （3）据实验一、二推测ABA受体只位于细胞膜上，但有人认为直接注入细胞的ABA可
能被降解，导致气孔不关闭。因此设计了两种防降解的 “笼化ABA”，光解性“笼化ABA”能在紫外光作用下释放有活性的ABA，非光解性“笼化ABA” 则不能。 实验三 步骤一 步骤二 步骤三 步骤四 实验结果 Ⅰ组 Ⅱ组 培养叶片下表皮组织 将i_____显微注射入保卫细胞内 将ii______显微注射入保卫细胞内 用iii_______照射保卫细胞30s 检测气孔开放程度 气孔关闭 气孔不关闭 综合实验一、二、三结果表明，ABA受体位于_______。
（4）植物在应答ABA反应时能产生一类磷脂—S1P（如图所示）。为检验“S1P通过G蛋
白起作用”的假设，用ABA处理拟南芥G蛋白缺失突变体保卫细胞，检测气孔开放程度的变化。请评价该实验方案并加以完善和修订_______。 23. （10分）
苏云金芽孢杆菌的CryIAC基因编码一种蛋白质，该蛋白可杀死鳞翅目昆虫。研究者将CryIAC基因转入玉米中，并对玉米抗性进行鉴定和遗传分析。
（1）将从苏云金芽孢杆菌细胞内获取的CryIAC基因与质粒结合构建_______，然后用
_______法导入普通玉米中，获得T0代植株。
（2）对不同株系植株进行PCR检测，结果如下图。1号为_______检测结果。将_______
接种（施放）于不同株系植株，以_______占叶片总面积的百分率作为抗虫能力参数，筛选抗虫的阳性植株。
（3）T0代4号植株表现为非抗虫，但 PCR检测结果为可能的原因是_______（选M P 1 2 3 4 5 6 7 8 9 _______，M：标准DNA片段
a. CryIAC基因突变 b. CryIAC基因所在染色体片段缺失
P：重组质粒
c. CryIAC基因表达效率太低 d. CryIAC基因未导入
： （4）将T0代2号植株与普通玉米杂交获得T1代，对1T结果发现抗虫玉1代进行抗虫鉴定，
2-9：T0代不同株系 米与非抗虫玉米的比值约为3:1。推测导入的CryIAC基因位于_______上，其遗传遵循_______定律。T0代2号玉米自交，子代的性状及分离比为_______。
24.（9分）
杂交子代在生长、成活、繁殖能力等方面优于双亲的现象称为杂种优势。研究者以两性花植物—大豆为材料进行实验，探究其杂种优势的分子机理。
（1）以甲、乙两品系作为亲本进行杂交实验获得F1，分别测定亲代和F1代茎粗、一株粒
重、脂肪、蛋白质的含量，结果如下表1。
表1：亲代及F1代相关数据 品系 甲♂×乙♀ 甲 乙 指标 F1 茎粗（mm） 甲♀×乙♂ F1 填选项前的符号）。
一株粒重（g） 结果表明，脂肪（%） 杂交子代蛋白质（%） F1在_______等方面表现出了杂种优势。相同两种品系的大豆正反交所得子代相关性状不一致，推测可能与_______中的遗传物质调控有关。 （2）进一步研究大豆杂种优势的分子机理，发现在大豆基因组 DNA 上存在着很多的 5′-CCGG- 3′位点，其中的胞嘧啶在DNA甲基转移酶的催化下发生甲基化后转变
成 5-甲基胞嘧啶。细胞中存在两种甲基化模式，如下图所示。
大豆某些基因启动子上存在的5′-CCGG- 3′位点被甲基化，会引起基因与_______酶
CH3 CH3
相互作用方式的改变，通过影响转录过程而影响生物的_______（填“基因型”或“性
-CCGG- 半甲基化 -CCGG- 全甲基化 -CCGG- -GGCC- 状”），去甲基化则诱导了基因的重新活化。 -GGCC- -GGCC-
CH3 Hpa II 和Msp I作用（3）基因甲基化模式可采用限制酶切割和电泳技术检测。限制酶
特性如下表2。
表2：Hpa II 和Msp Hpa II Msp I 5′-CCGG-3′甲基化模式 I的作用特性未甲基化 半甲基化 全甲基化 + + - + - + 备注：（“+”能切割 “-”不能切割） ① 相同序列的DNA同一位点经过Hpa II 和Msp I 两种酶的识别切割，切割出的片
段_______（填“相同”或“不同”或“不一定相同”）。通过比较两种酶对DNA的切割结果进而可以初步判断_______。
② 用两种酶分别对甲、乙两亲本及F1代基因组DNA进行酶切，设计特定的_______，
利用PCR技术对酶切产物进行扩增，分析扩增产物特异性条带，统计5′-CCGG- 3′位点的甲基化情况，结果如下表3。
表3：亲代及F1代5′-CCGG- 3′位点的甲基化统计结果 品系 甲 乙 甲♂×乙♀ F1 甲♀×乙♂ F1 总甲基化位点数（%） 半甲基化位点数（%） 全甲基化位点数（%） 769（%） 722（%） 603（%） 611（%） 330（%） 281（%） 255（%） 264（%） 439（%） 441（%） 348（%） 347（%） 表3中所列数据说明正反交的杂种 F1 代均出现了_______的现象，从而使相关基因 的活性_______，使F1出现杂种优势。
25. （10分）
打破昼夜节律会提高肠道中某些微生物数量。为研究肠道微生物与肥胖之间的关系，科学家利用正常小鼠（N3+）和N3基因敲除小鼠（N3-）进行了相关研究。
（1）用高脂肪食物饲喂小鼠10周后，测量小鼠体脂含量百分比及N3基因表达量，结果
如图1、图2。
40 4 给③、④组小鼠饲喂抗生素的目的是_______。小鼠小肠上皮细胞中N3基因表达N330 3 蛋白，推测N3蛋白能够_______小肠上皮细胞对脂质的摄取及储存。综合分析图1、图2结果推测_______。 20 2 （2）Rev蛋白是N3基因的转录调控因子。科学家检测了24h内（0-12h有光、12h-24h黑暗）正常小鼠与无菌小鼠N3基因和Rev基因表达水平的节律变化，结果如图3。基10 1 于大量实验研究，绘制出肠道微生物影响脂代谢的分子机制图，如图4。 0 0 ①N3+ ②N3- ③N3+ ④N3- 正常条件饲养 无菌条件饲养 正常条件饲养 无菌条件饲养Rev基因表达量 5 N3基因表达量 10 图2 微生物 图1 Rev蛋白①根据图3结果分析，_______N3基因的表达。 N3 正常小鼠 正常小鼠 4 8 无菌小鼠 无菌小鼠 ②结合图4分析，肠道微生物作为_______被免疫细胞识别，并呈递给_______ Rev 3 6 淋巴细胞，促使该淋巴细胞释放淋巴因子IL-22。IL-22与小肠上皮细胞膜上的 2 4 _______结合，激活STAT3，从而_______，进而使N3基因的表达增加。STAT3 1 2 （3）打破昼夜节律（如熬夜）还可能导致激素分泌紊乱，如胰岛素的分泌增加。请从胰岛 0 素生理作用的角度解释其分泌增加引发肥胖的原因 0 IL-22 _______。 0 6 12 18 24 0 6 12 18 24 免疫细胞 小肠上皮细胞 实验时间（h） 26.（10分） 实验时间（h） 池塘水中生活着多种浮游动植物，其中大型溞是常见杂食浮游动物，具有较强的摄食图3 图4 能力，可用于控制水体中藻类的过度增长。为探究大型溞对藻类的影响，某实验室进行了以下相关实验。 （1）多次采集池塘水，混匀后分别装入透明塑料桶中，将塑料桶随机分成5组（C0-C4组）。向桶中加入大型溞，使其密度依次为0只/L、5只/L、15只/L、25只/L、50只/L。将水桶置于适宜光照下，每三天计数一次，统计每组水样中藻类植物细胞密度，实验结果如下图1。 C0 ①实验水样中的所有生物可看作微型_______，输入其中的总能量是_______。 C1 ②将透明桶置于适宜光照下的目的是_______。 C2 C3 ③第4天到第7天期间，C0、C1、C2组藻类植物细胞数量下降的原因可能有_______ C4 （选填选项前的符号）。 a．水体无机盐得不到及时补充 b．有害代谢产物积累 c．浮游动物摄食量大于藻类增殖量 （2）研究者还统计了各组水体中小型浮游动物的密度变化，结果如下图2所示。大型溞与0 小型浮游动物的种间关系是_______。据此分析C4组对藻类抑制效果反而不如C3组10 4 7 1 天数 的原因是_______。
图1
实验后 实验前 ，400 饲养大型溞可用于_______（3）由上述实验可知，但需考虑大型溞的投放_______等问题。
350 北京市西城区2017 — 2018学年度第一学期期末试卷参考答案
高三生物 150 100 50 0 C0 C1 图2
C2 C3 小型浮游动物密度（个/L） 藻类植物细胞密度（107个/L） N3基因表达相对值 体脂百分比（%）
C4 组别
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