_______________________________________________________________________________。

(3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是_____________________________________________。

(4)干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是______________________________。

人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。

答案(1)模块1和模块2五碳化合物(或C5)

(2)减少模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP＋不足

(3)高于人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或植物呼吸作用消耗糖类)

(4)叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少

解析分析题图可知，模块1将光能转换为电能，模块2电解水，同时转换能量供模块3还原CO2产生糖类，比较这一过程与光合作用的全过程可知，模块1和模块2相当于光合作用的光反应阶段，模块3相当于光合作用的暗反应阶段。(1)根据上面的分析可知，该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块，即吸收和转化光能的模块是模块1和模块2。光合作用的暗反应包括两步反应，一是CO2的固定：CO2在特定酶的作用下，与C5结合，形成C3。二是C3的还原：C3接受ATP和NADPH释放的能量，在酶的作用下最终转化为糖类和C5。比较该过程与模块3的反应过程可知，甲与CO2反应产生乙，这一阶段为CO2的固定，那么甲为C5，即五碳化合物，乙为C3，即三碳化合物。(2)若正常运转过程中气泵突然停转，相当于光合作用过程中突然停止供应CO2，CO2的固定受阻，进而导致乙(C3)的合成量减少，短时间内C3的还原正常进行，消耗量不变，C3含量减少。光合作用的暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋，若气泵停转时间较长，相当于暗反应无法进行，就无法为模块2提供ADP、Pi和NADP＋，从而影响了模块2中的能量转换效率。(3)植物有机物的积累量称为净光合作用量，即有机物的制造量(真正光合作用量)减去呼吸作用消耗的有机物量。这个人工光合作用系统中只有有机物的制造，没有呼吸作用的消耗，所以在固定的CO2量(即真正光合作用量)相等的情况下，有机物(糖类)的积累量将高于植物。(4)干旱条件下，植物为降低蒸腾作用对水分的过度散失，气孔的开放程度降低，进而影响CO2的吸收，会间接影响光合作用速率。

22．(10分)科研人员在转入光敏蛋白基因的小鼠下丘脑中埋置光纤，通过特定的光刺激下丘脑CRH神经元，在脾神经纤维上记录到相应的电信号，从而发现下丘脑CRH神经元与脾脏之间存在神经联系，即脑－脾神经通路。该脑－脾神经通路可调节体液免疫，调节过程如图1所示，图2为该小鼠CRH神经元细胞膜相关结构示意图。

(1)图1中，兴奋由下丘脑CRH神经元传递到脾神经元的过程中，兴奋在相邻神经元间传递需要通过的结构是_______，去甲肾上腺素能作用于T细胞的原因是T细胞膜上有_________。

(2)在体液免疫中，T细胞可分泌____________作用于B细胞。B细胞可增殖分化为_______________________________________________________________________________。

(3)据图2写出光刺激使CRH神经元产生兴奋的过程：_____________________________。

(4)已知切断脾神经可以破坏脑－脾神经通路，请利用以下实验材料及用具，设计实验验证破坏脑－脾神经通路可降低小鼠的体液免疫能力。简要写出实验设计思路并预期实验结果。

实验材料及用具：生理状态相同的小鼠若干只，N抗原，注射器，抗体定量检测仪器等。

实验设计思路：__________________________________________________________________。

预期实验结果：__________________________________________________________________。

答案(1)突触去甲肾上腺素受体

(2)淋巴因子浆细胞和记忆细胞(或效应B细胞和记忆B细胞)

(3)光刺激光敏蛋白导致Na＋通道开放，Na＋内流产生兴奋

(4)取生理状态相同的小鼠若干只，随机均分为两组，将其中一组小鼠的脾神经切断作为实验组，另一组作为对照组；分别给两组小鼠注射相同剂量的N抗原；一段时间后，检测两组小鼠抗N抗体的产生量实验组小鼠的抗N抗体产生量低于对照组的产生量

解析(1)兴奋在神经元间的传递依赖于相邻神经元间的突触。去甲肾上腺素能作用于T细胞，实际上是细胞间的信息传递过程，细胞间的信息传递需要通过信息分子(去甲肾上腺素)与细胞膜上相应受体的识别来完成。(2)体液免疫中，T细胞受到呈递抗原的刺激后，会分泌淋巴因子，淋巴因子作用于B细胞，促进B细胞的增殖分化为浆细胞和记忆细胞。(3)神经元产生兴奋的过程即动作电位的形成过程，也就是Na＋内流，形成神经元膜内正外负的电位差的过程。结合题图Na＋通道蛋白上含有光敏蛋白，可知光刺激使CRH神经元产生兴奋的过程是光敏蛋白接受光刺激后，Na＋通道开放，Na＋内流形成动作电位，产生兴奋。(4)实验设计类题目的基本解题思路就是根据实验目的确定自变量进行分组处理(设置对照组和实验组)，然后根据题干信息预测实验结果。由题干信息“验证破坏脑－脾神经通路可降低小鼠的体液免疫能力”可知，本实验为验证性实验。根据实验目的确定实验的自变量为是否破坏脑－脾神经通路。根据题干信息确定因变量即检测方法：注射N抗原，检测抗N抗体的产生量。根据题干信息“破坏脑－脾神经通路可降低小鼠的体液免疫能力”来预期实验结果：实验组小鼠的抗N抗体产生量低于对照组的产生量。

23．(16分)玉米是雌雄同株异花植物，利用玉米纯合雌雄同株品系M培育出雌株突变品系，该突变品系的产生原因是2号染色体上的基因Ts突变为ts，Ts对ts为完全显性。将抗玉米螟的基因A转入该雌株品系中获得甲、乙两株具有玉米螟抗性的植株，但由于A基因插入的位置不同，甲植株的株高表现正常，乙植株矮小。为研究A基因的插入位置及其产生的影响，进行了以下实验：

实验一：品系M(TsTs)×甲(Atsts)→F1中抗螟∶非抗螟约为1∶1

实验二：品系M(TsTs)×乙(Atsts)→F1中抗螟矮株∶非抗螟正常株高约为1∶1

(1)实验一中作为母本的是________，实验二的F1中非抗螟植株的性别表现为____________(填“雌雄同株”“雌株”或“雌雄同株和雌株”)。

(2)选取实验一的F1抗螟植株自交，F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株约为2∶1∶1。由此可知，甲中转入的A基因与ts基因________(填“是”或“不是”)位于同一条染色体上，F2中抗螟雌株的基因型是________。若将F2中抗螟雌雄同株与抗螟雌株杂交，子代的表现型及比例为______________________________。

(3)选取实验二的F1抗螟矮株自交，F2中抗螟矮株雌雄同株∶抗螟矮株雌株∶非抗螟正常株高雌雄同株∶非抗螟正常株高雌株约为3∶1∶3∶1，由此可知，乙中转入的A基因________(填“位于”或“不位于”)2号染色体上，理由是_____________________________

_______________________________________________________________________________。

F2中抗螟矮株所占比例低于预期值，说明A基因除导致植株矮小外，还对F1的繁殖造成影响，结合实验二的结果推断这一影响最可能是_______________________________________。

F2抗螟矮株中ts基因的频率为________，为了保存抗螟矮株雌株用于研究，种植F2抗螟矮株使其随机受粉，并仅在雌株上收获籽粒，籽粒种植后发育形成的植株中抗螟矮株雌株所占的比例为________。

答案(1)甲雌雄同株

(2)是AAtsts抗螟雌雄同株∶抗螟雌株＝1∶1

(3)不位于抗螟性状与性别性状间是自由组合的，因此A基因不位于Ts、ts基因所在的2号染色体上含A基因的雄配子不育1/21/6

解析(1)据题中信息可知，品系M为雌雄同株，甲基因型为 Atsts，表现为雌株，因此实验一中的母本只能是甲。实验二的F1中非抗螟正常株高植株中不含抗螟基因，且控制性别的基因型是Tsts，性别应该是雌雄同株。(2)实验一中，若转入的A基因与ts基因位于一条染色体上，则甲植株的基因型可表示为，品系M的基因型是，则F1抗螟植株的基因型是，F1抗螟植株自交所得F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株约为2∶1∶1，因此甲转入的A基因与ts基因是位于同一条染色体上的。F2中抗螟雌株的基因型是AAtsts，抗螟雌雄同株的基因型是ATsts(A和ts位于同一条染色体上)，二者杂交，子代表现型及比例是抗螟雌雄同株∶抗螟雌株＝1∶1。(3)实验二的F1抗螟矮株自交，F2中出现了抗螟性状和性别之间的自由组合，推测插入的A基因不位于2号染色体上，乙植株的基因型可表示为，品系M的基因型是，为了做题方便，可以把插入A基因的染色体对应的同源染色体上标上等位基因a，这样F1中的抗螟矮株的基因型是 AaTsts，非抗螟正常株高的基因型是aaTsts。F1抗螟矮株(AaTsts)自交，按照自由组合定律，后代表现型及比例应该是抗螟矮株雌雄同株(A_Ts_)∶抗螟矮株雌株(A_tsts)∶非抗螟正常株高雌雄同株(aaTs_)∶非抗螟正常株高雌株(aatsts)＝9∶3∶3∶1，而事实上上述比例出现异常的3∶1∶3∶1。据题中给出的A基因可能对F1的繁殖造成影响，推测可能是含A基因的花粉致死，按照该推测分析：F1抗螟矮株(AaTsts)产生的4种雌配子的基因型及比例是ATs∶Ats∶aTs∶ats＝1∶1∶1∶1，产生的2种雄配子的基因型及比例是aTs∶ats＝1∶1，后代表现型及比例是抗螟矮株雌雄同株(AaTs_)∶抗螟矮株雌株(Aatsts)∶非抗螟正常株高雌雄同株(aaTs_)∶非抗螟正常株高雌株(aatsts)＝3∶1∶3∶1，结果与题中事实吻合，说明含A基因的雄配子不育。F2中抗螟矮株雌雄同株的基因型有2种，其比例为AaTsTs∶AaTsts＝1∶2，F2抗螟矮株雌株的基因型是Aatsts，3种基因型个体的比例是AaTsTs∶AaTsts∶Aatsts＝1∶2∶1，因此F2抗螟矮株中ts基因的频率是1/2。F2抗螟矮株雌雄同株有2种基因型，其比例为AaTsTs∶AaTsts＝1∶2，F2抗螟矮株雌株基因型是Aatsts，让F2抗螟矮株随机受粉，并仅在雌株上收获籽粒，事实上就是抗螟矮株雌株(Aatsts)作母本(产生2种配子：Ats∶ats＝1∶1)，抗螟矮株雌雄同株(AaTsTs∶AaTsts＝1∶2)作父本进行杂交，父本产生雄配子的基因型是(含A基因的雄配子不育)aTs∶ats＝2∶1，因此后代中抗螟矮株雌株(Aatsts)所占的比例是1/2×1/3＝1/6。

24．(9分)与常规农业相比，有机农业、无公害农业通过禁止或减少化肥、农药的使用，加大有机肥的应用，对土壤生物产生了积极的影响。某土壤中部分生物类群及食物关系如图所示，三种农业模式土壤生物情况如表所示。

取样深度(cm)农业模式生物组分(类)食物网复杂程度(相对值)

0～10常规农业151.06