《2026年理想树图书高考必刷卷42套模拟卷汇编高中生物全一册通用版江苏专版》

23. (11 分)近年来基于植物根际促生菌(PGPR)的生物修复技术逐渐成为修复严重受损的河湖生态系统的一种重要手段。下图为利用固化载体微生物(将 PGPR 固定于载体中)修复某重度富营养化小型湖泊的作用示意图。请回答下列问题。

(1)区分不同水体群落的最重要特征是物种组成。滤食性鱼类主要分布在水体上层，草食性鱼类主要分布在水体的中下层和水草多的地方，这种分布的意义是有利于充分利用环境资源。
(2)少量的污染物流入湖泊，无须进行治理即可快速恢复，原因是生态系统存在自我调节能力。若污染物持续不断流入，会导致湖泊中鱼虾大量死亡，抵抗力稳定性降低。
(3)固定于载体中的 PGPR 一方面可快速降解污染物，释放N和P，为沉水植物和挺水植物提供养分；另一方面可与水体中的有害菌竞争，降低水体中有害菌的比例，减少植物病虫害的发生。沉水植物也可为 PGPR 提供有机养分和氧气，二者的种间关系为原始合作(或互惠)。接种 PGPR 时通常需选择土著微生物，遵循了生态工程的协调原理。
(4)某科研团队对采取该生物修复技术修复后的人工鱼塘的能量流动进行定量分析，得出相关数据，如下表所示[部分数据未给出，能量单位为 $10^3 J/(cm^2 · a)$，肉食性动物作为只占据一个营养级研究]。

据表分析，$Y$ 的数值为8，流入该人工鱼塘的总能量为1.25×10⁵ $J/(cm^2 · a)$，植食性动物和肉食性动物间的能量传递效率约为19.2%(保留 1 位小数)。

答案： 23. (每空1分，共11分)
(1)物种组成 有利于充分利用环境资源
(2)自我调节 抵抗力
(3)N和P 氧气 原始合作(或互惠) 协调
(4)8 1.25×10⁵ 19.2%
基础考点群落的结构、生态系统的能量流动与稳定性、生态工程的基本原理
[深度解析]
(1)物种组成是区分不同水体群落的最重要特征。滤食性鱼类主要分布在水体上层，草食性鱼类主要分布在水体的中下层和水草多的地方，这种分布充分利用了群落的空间结构，有利于充分利用环境资源。
(2)少量的污染物流入湖泊，无须进行治理即可快速恢复，原因是生态系统存在自我调节能力。若污染物持续不断流入，会导致湖泊中鱼虾大量死亡，抵抗力稳定性降低(常考点:抵抗力稳定性是指抵抗干扰、保持原状的能力；恢复力稳定性是指遭受破坏、恢复原状的能力)。
(3)利用固化载体微生物(将PCPR固定于载体中)可修复重度富营养化小型湖泊，而水体富营养化是由于水体中含有大量的氮、磷等营养物质，可见其原理是固定于载体中的PGPR一方面可快速降解污染物，释放N和P，为沉水植物和挺水植物提供养分；另一方面可与水体中的有害菌竞争，降低水体中有害菌的比例，减少植物病虫害的发生。沉水植物可通过光合作用为PGPR提供有机养分和氧气，而沉水植物和PGPR分开后也能独自生活，因此二者属于原始合作(或互惠)的种间关系。接种PGPR时通常需选择土著微生物，遵循了生态工程的协调原理。
(4)生产者的同化量包括呼吸散失的热能[48×10³J/(cm²·a)]和用于生长、发育、繁殖的能量[62×10³J/(cm²·a)]，而用于生长、发育、繁殖的能量去向分为三部分:流入分解者[6×10³J/(cm²·a)]、未利用[35×10³J/(cm²·a)]、流入下一营养级[62×10³−6×10³−35×10³=21×10³J/(cm²·a)]，则植食性动物的总同化量为21×10³+5×10³=26×10³[J/(cm²·a)]，该能量又分为植食性动物呼吸散失的热能[13×10³J/(cm²·a)]和用于生长、发育、繁殖的能量[X×10³J/(cm²·a)]，则X=26−13=13。植食性动物流入肉食性动物的能量为13×10³−3×10³−5×10³=5×10³[J/(cm²·a)]，则肉食性动物的总同化量为5×10³+10×10³=15×10³[J/(cm²·a)]，则肉食性动物呼吸散失的热能为15×10³−7×10³=8×10³[J/(cm²·a)]，即Y=8。流入该生态系统的总能量包括生产者的同化量[110×10³J/(cm²·a)]和外来有机物输入的能量[15×10³J/(cm²·a)]，因此流入该人工鱼塘的总能量为110×10³+15×10³=1.25×10⁵[J/(cm²·a)]。植食性动物的同化量为26×10³(J/cm²·a)，其流入肉食性动物的能量为(26−13−3−5)×10³=5×10³[J/(cm²·a)]，因此，植食性动物和肉食性动物间的能量传递效率约为5×10³÷(26×10³)×100%≈19.2%。

24. (11 分)血浆外泌体是由活细胞分泌到血液中的囊泡。研究发现，阿尔茨海默病(AD)患者血浆外泌体上蛋白质 $A\beta_{1 - 42}$ 含量显著升高，为快速诊断 AD，科研人员开发了免疫磁珠外泌体聚合酶链式反应(iMEP)技术。请回答下列问题。

(1)外泌体可参与细胞间的通信，其上蛋白质的成熟常发生在高尔基体（填细胞器）。图甲为外泌体与抗体—磁珠偶联物及 DNA 抗体偶联物的结合示意图，外泌体与 DNA 抗体偶联物特异性结合的原理是抗原和抗体的特异性结合(或抗原—抗体杂交)。选择 CD63 蛋白制备抗体磁珠的原因是外泌体上存在CD63蛋白，可与抗CD63抗体特异性结合。
(2)图乙为实时荧光定量 PCR 的过程示意图，除所示组分外，实时荧光定量 PCR 的反应体系中还需加入dNTP、缓冲液和Mg²⁺。设计 $Taq$ $Man$ 探针的序列的依据是模板 DNA 的中部序列，不选择两端序列的原因是影响引物与模板链的结合。若 PCR 循环中过程①温度设置过高，会导致相同循环次数下总荧光强度降低。R 基团与 Q 基团距离近时，R 的荧光能量被 Q 吸收，检测不到荧光信号。过程②中，$Taq$ DNA 聚合酶可催化 $Taq$ $Man$ 探针的磷酸二酯键断裂，导致位于探针5'（填“5′”或“3′”）端的 R 基团远离 Q 基团，其能量不再被吸收，从而发出荧光信号。
(3)图丙为 PCR 循环次数与实时荧光定量 PCR 反应体系中荧光强度的关系图，其中 $C_t$ 值为达到阈荧光强度时的循环次数。PCR 循环达到一定次数后，再进行 PCR，总荧光强度基本不增加，出现平台期，原因是受探针数、引物数、dNTP数及TaqDNA聚合酶的活性（至少答 2 点）等的限制。若利用 iMEP 技术检测时，甲和乙两位待测者达到 $C_t$ 值的循环次数分别为 10 和 30，其中甲更可能为 AD 患者，甲、乙体内血浆外泌体中 $A\beta_{1 - 42}$ 含量比约为2²⁰。利用 iMEP 技术可快速诊断 AD 的机制是利用DNA抗体偶联物可将蛋白质信号转变为核酸信号，并通过实时荧光定量PCR的灵敏性实现定量检测。

答案： 24. (每空1分，共11分)
(1)高尔基体 抗原和抗体的特异性结合(或抗原—抗体杂交)
外泌体上存在CD63蛋白，可与抗CD63抗体特异性结合
(2)(dNTP、缓冲液和Mg²⁺ 影响引物与模板链的结合 降低 5'
(3)探针数、引物数、dNTP数及TaqDNA聚合酶的活性(至少答2点) 甲 2²⁰ 利用DNA抗体偶联物可将蛋白质信号转变为核酸信号，并通过实时荧光定量PCR的灵敏性实现定量检测
重难考点单克隆抗体的应用、PCR的原理和应用
[深度解析]
(1)外泌体上的蛋白质属于分泌蛋白，其成熟发生在高尔基体上。由图甲可看出外泌体上有蛋白质Aβ₁₋₄₂，而DNA抗体偶联物中含有抗Aβ₁₋₄₂的抗体，因此外泌体与DNA抗体偶联物特异性结合的原理是抗原和抗体的特异性结合。因为外泌体中也含有CD63蛋白，CD63蛋白可以与抗CD63抗体特异性结合，因此选择CD63蛋白制备抗体磁珠。
(2)PCR的原理是DNA半保留复制，图乙显示了引物、模板、TaqDNA聚合酶这些成分，反应体系中还需要有dNTP、缓冲液和Mg²⁺这些成分。引物要结合在模板链的3'端，TaqMan荧光探针可与模板链中部结合，这样可以避免影响引物与模板链的正确结合，进而保证PCR的正常进行。PCR循环中过程①是复性，目的是让引物与模板链结合，若温度过高，没有足够的引物与模板链结合，会导致相同循环次数下产物减少，总荧光强度也会降低。根据TaqDNA聚合酶只能从子链的5'→3'端延伸DNA可知，图乙中TaqMan荧光探针左侧为5'端，右侧为3'端，因此过程②中，TaqDNA聚合酶可催化TaqMan探针的磷酸二酯键断裂，导致位于探针5'端的R基团远离Q基团，R的荧光能量不再被Q吸收，从而发出荧光信号。
(3)因为总荧光强度与PCR产物的数量之间呈正相关，因此PCR循环达到一定次数后，再进行PCR，总荧光强度基本不增加，出现平台期的原因可能是探针数、引物数、dNTP数及TaqDNA聚合酶的活性等的限制。Ct值为达到阈荧光强度时的循环次数，因为阈值是一定的，因此Ct值越大，说明初始的模板越少(关键点:明确Ct值与模板的关系)。因为甲和乙两位待测者达到Ct值的循环次数分别为10和30，可见甲的血浆外泌体中Aβ₁₋₄₂含量高，甲更可能为AD患者。假设甲的血浆外泌体中Aβ₁₋₄₂含量为x，乙的血浆外泌体中Aβ₁₋₄₂含量为y，则x×2¹⁰=y×2³⁰，即y=2²⁰。由于iMEP技术是利用DNA抗体偶联物将蛋白质信号转变为核酸信号，并通过实时荧光定量PCR的灵敏性实现定量检测，因此iMEP技术可快速诊断AD。