《2026年新高考5年真题生物河北专版》

21. （10分）天鹅洲长江故道现为长江江豚自然保护区，是可人为调控的半封闭水域，丰水期能通过闸口将长江干流江水引入。2017年，评估认为该水域最多可保障89头长江江豚健康、稳定地生存。当年该水域开始禁渔。2019—2021年该生态系统的食物网及各类型鱼类的生物量调查结果如图、表所示。2021年该水域长江江豚种群数量为101头，但其平均体重明显低于正常水平。


回答下列问题：
(1)该群落中分层分布的各种水生生物形成一定的垂直结构。鲢、鳙等大中型鱼类与短颌鲚等小型鱼类利用相同的食物资源，存在生态位重叠，表现为种间竞争关系。蒙古鲌等大中型鱼类通过捕食使小型鱼类生物量降低，导致长江江豚食物资源减少。
(2)在此生态系统中，长江江豚占据3个营养级，其能量根本上来自该食物网中的浮游植物。
（3）为实现对长江江豚的良好保护，可采取以下措施：其一，据表分析，从该水域适度去除大中型鱼类，使能量更多流向长江江豚；其二，在丰水期打开闸口，使长江江豚饵料鱼类从干流迁入天鹅洲长江故道，增加长江江豚食物资源。以上措施可提高该水域对长江江豚的环境容纳量(K值)。

答案： 21. 参考答案
(1)垂直 生态位 种间竞争 捕食
(2)3 浮游植物
(3)大中型鱼类 迁入 环境容纳量(K值)
命题意图 本题主要考查食物链和食物网、群落结构和种间关系等相关知识，意在考查考生的理解能力、获取信息的能力和综合运用能力。
解题思路
(1)该群落中分层分布的各种水生生物形成了一定的垂直结构。在该水生生物群落中，鲢、鳙等大中型鱼类与小型鱼类利用相同的食物资源，而一个物种在群落中的地位或作用，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，故鲢、鳙等大中型鱼类与短颌鲚等小型鱼类存在生态位重叠，表现为种间竞争关系。结合食物网和表格提供的信息可以发现，蒙古鲌等大中型鱼类通过捕食使小型鱼类生物量明显降低，导致长江江豚食物资源减少。
(2)由食物网可知，长江江豚占据了第三、第四、第五这3个营养级。在此生态系统中，所有能量从根本上都来自该食物网中的浮游植物。
(3)通过生物量表格可知，2021年，大中型鱼类的生物量大幅增加，而由食物网可知，蒙古鲌等大中型鱼类与长江江豚存在种间竞争关系，鲢、鳙等大中型鱼类与短颌鲚等小型鱼类存在种间竞争关系，而短颌鲚等小型鱼类是长江江豚的食物来源，因此，从该水域适度除去大中型鱼类，可以使能量更多地流向长江江豚；在丰水期打开闸口的目的是使长江江豚的食物资源增加，因此，在丰水期打开闸口，可以使长江江豚的饵料鱼类从干流迁入天鹅洲长江故道。以上措施增加了长江江豚的食物资源，可以提高该水域对长江江豚的环境容纳量。

22. （15分）单细胞硅藻具有生产生物柴油的潜在价值。研究者将硅藻脂质合成相关的苹果酸酶（ME）基因构建到超表达载体，转入硅藻细胞，以期获得高产生物柴油的硅藻品系。回答下列问题：
(1)根据DNA和蛋白质在特定浓度乙醇溶液中的溶解度差异获得硅藻粗提DNA，PCR扩增得到目的基因。

(2)超表达载体的基本组件包括复制原点、目的基因、标记基因、启动子和终止子等。本研究中目的基因为苹果酸酶基因(ME基因)。
(3)PCR扩增时引物通过碱基互补配对原则与模板特异性结合。根据表达载体序列设计了图1所示的两条引物，对非转基因硅藻品系A和转ME基因硅藻候选品系B进行PCR检测，扩增产物电泳结果见图2。其中，样品1为本实验的对照组，样品2有特异性扩增产物，结果表明ME基因序列整合到硅藻细胞基因组中。

注：M为标准分子量DNA；
样品1的模板为品系A基因组DNA；
样品2的模板为品系B基因组DNA。
（4）利用单细胞硅藻生产生物柴油的影响因素包括胞内脂质含量和繁殖速率等。图3为硅藻胞内脂质含量检测结果。据图分析，相对于品系A，品系B的胞内脂质含量平均水平明显提高。同时，还需测定细胞数量以比较在相同发酵条件下品系A与B的繁殖速率。
(5)胞内脂质合成需要大量ATP。ME催化苹果酸氧化脱羧反应产生NADH。研究表明，品系B线粒体中ME含量显著高于品系A。据此分析，ME基因超表达使线粒体中NADH水平升高，有氧呼吸生成的ATP增多，最终促进胞内脂质合成。
（6）相对于大豆和油菜等油料作物，利用海生硅藻进行生物柴油生产的优势之处为能够通过发酵大量生产生物柴油、节约土地资源、节约淡水资源、节约粮食资源、不受季节和气候限制等(答出两点即可)（答出两点即可）。

答案： 22. 参考答案
(1)溶解度
(2)启动子 终止子 苹果酸酶基因(ME基因)
(3)碱基互补配对 对照 ME基因序列整合到硅藻细胞基因组中
(4)提高 细胞数量
(5)有氧呼吸生成的ATP增多
(6)能够通过发酵大量生产生物柴油、节约土地资源、节约淡水资源、节约粮食资源、不受季节和气候限制等(答出两点即可)
命题意图 本题主要考查基因工程的相关知识，意在考查考生的理解能力、获取信息的能力和实验与探究能力。
解题思路
(1)DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA和蛋白质。因此，根据DNA和蛋白质在特定浓度乙醇溶液中的溶解度差异可得到硅藻的粗提DNA，经PCR扩增得到目的基因。
(2)基因表达载体除了含有目的基因、标记基因外，还必须有启动子、终止子等。启动子和终止子均为一段有特殊序列结构的DNA片段，启动子位于基因的上游，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，终止子位于基因下游，可以使转录在所需要的地方停下来。本研究中的目的基因是来源于硅藻的苹果酸酶基因(ME基因)。
(3)PCR是一项根据DNA半保留复制原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术，引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸，PCR扩增时引物通过碱基互补配对原则与模板链特异性结合。本实验的目的是将苹果酸酶基因构建到超表达载体，获得高产生物柴油的硅藻品系，因此本实验中，非转基因硅藻样品A是对照组，转ME基因硅藻候选品系B为实验组，即样品1为未实验组的对照组。结合图1、图2可知，使用图1中的引物分别对样品1和样品2进行PCR扩增后，样品1未扩增出条带，样品2有特异性扩增产物，该结果表明ME基因序列成功整合到硅藻的基因组的基因组中。
(4)硅藻细胞内的脂质含量和硅藻细胞繁殖速率是利用单细胞硅藻生产生物柴油的影响因素。分析图3可知，相对于非转基因硅藻品系A，转基因硅藻品系B的胞内脂质含量平均水平显著提高。在测定硅藻细胞内脂质含量的同时，还需测定在相同发酵条件下品系A与B的硅藻细胞数量，以比较品系A和品系B的繁殖速率，从而可筛选获得高产生物柴油的优良硅藻细胞品系。
(5)细胞内脂质的合成需要大量ATP，苹果酸酶(ME)可催化苹果酸生成NADH，而在有氧呼吸的第三阶段，NADH和$O_{2}$反应可以生成大量的ATP。研究表明，品系B线粒体中ME含量显著高于品系A。据此可知，ME基因超表达会导致线粒体中的NADH水平升高，有氧呼吸生成的ATP增多，最终促进细胞内脂质的合成。
(6)相对于大豆和油菜等油料作物，利用海生硅藻进行生物柴油生产的优势有能够通过发酵大量生产生物柴油、节约土地资源、节约淡水资源、节约粮食资源、不受季节和气候限制等。