精品解析：2024届东北三省三校高三下学期第二次联合模拟考试理综重组卷-高中生物变式题9-11

1. 基因的表达调控与生物的生长、发育及适应环境的变化有着重要关系。真核基因的表达除了与启动子有关外，还与距离启动子较远的序列——增强子的调控有关。图1为对mPGES-1基因的增强子进行的有关实验：该增强子有1、2和3三个控制元件，研究者合成了三种不同的DNA，它们都含相同的启动子、报告基因（其转录产生的mRNA易于检测），但增强子分别缺少其中一种控制元件。检测报告基因mRNA的表达量，结果如图1所示。图2为人体肝脏细胞和眼睛晶状体细胞核内有关基因组成，图3为肝脏细胞和晶状体细胞核内相关基因的表达情况。 （1）启动子是___识别并结合的部位，作用是___。 （2）据图1分析，增强子中控制元件1和3对报告基因表达水平的作用分别是___、___（促进/抑制）。 （3）人体肝脏细胞和眼睛晶状体细胞中DNA组成___（相同/不同），据图2可知，对特定基因表达而言，增强子中的控制元件___（完全/不完全）相同。 （4）据图3可知，肝细胞只能表达白蛋白基因而不能表达晶状体蛋白基因，而晶状体细胞则相反。据此推测，基因的选择性表达依赖于基因增强子中___和___完全匹配。 【答案】（1） ①. RNA聚合酶 ②. 启动转录 （2） ①. 抑制 ②. 促进 （3） ①. 相同 ②. 不完全 （4） ①. 控制元件 ②. 激活剂 【解析】 【分析】细胞的分化是基因选择性表达的结果，遗传信息不变。如肝细胞只能表达白蛋白基因而不能表达晶状体蛋白基因，而晶状体细胞则相反。 【小问1详解】 启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，作用是启动转录，驱动基因转录出mRNA。 【小问2详解】 据图1可知，控制元件1不能发挥作用时，报告基因的表达水平比三个控制元件都发挥作用时的高，说明控制元件1对报告基因的表达起抑制作用。控制元件3不能发挥作用时，报告基因的表达水平比三个控制元件都发挥作用时的低，说明控制元件3对报告基因的表达起促进作用。 【小问3详解】 人体肝脏细胞和眼睛晶状体细胞都是由受精卵细胞分裂和分化形成的，遗传物质不变，因此人体肝脏细胞和眼睛晶状体细胞中DNA组成相同。由图示可知，对特定基因表达而言，增强子中的控制元件不完全相同。 【小问4详解】 由图可知，激活剂与基因增强子中控制元件结合，可抑制相应基因表达，因此肝细胞只能表达白蛋白基因而不能表达晶状体蛋白基因，而晶状体细胞则相反。据此推测，基因的选择性表达依赖于基因增强子中控制元件和激活剂完全匹配。 2. 小鼠的毛色受一对等位基因Aⁿ和a控制，Aⁿ为显性，表现为黄色体毛，a为隐性，表现为黑色体毛。某研究小组利用纯合的黄毛品系小鼠（甲品系）和黑毛品系小鼠（乙品系），进行了一系列基因与性状之间关系的研究，结合所学知识回答以下问题： （1）下图1为基因A”的结构及部分碱基序列示意图，已知翻译过程必须从起始密码子AUG开始，由此可判断该基因转录时以________（填“1链”“2链”或“1链或2链”）为模板，区段Ⅰ应存在________的识别和结合位点。 （2）研究小组分别取一只甲品系小鼠和乙品系小鼠，提取不同细胞的相关DNA和mRNA进行电泳，结果如下图2、3所示： ①由图2可知甲品系小鼠与乙品系小鼠毛色不同的根本原因是________________ ②由图2和图3可知，同一个体的不同细胞都含有毛色基因，但________不同。 （3）研究小组将甲品系小鼠与乙品系小鼠杂交，F1个体毛色表现为介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。提取不同毛色个体毛囊细胞中的相关DNA和mRNA进行电泳，结果如下图4、5所示： 由图4、5可知，F1中毛色不同的个体其基因型________（填“相同”或“不同”），且在________（填“所有”或“部分”）个体的毛囊细胞内毛色基因正常表达。由此推测F1个体毛色不同最可能的原因是________________；该推测可以通过检测图5中________来验证。 【答案】（1） ① 2链 ②. RNA聚合酶 （2） ①. 毛色基因的碱基排列顺序不同 ②. 表达情况 （3） ①. 相同 ②. 所有 ③. 不同个体的毛囊细胞内毛色基因的表达水平不同 ④. 放射性强度 【解析】 【分析】转录是以DNA的1条链为模板合成RNA的过程。模板是DNA的1条链，原料是游离的核糖核苷酸，能量由ATP提供，RNA聚合酶进行催化。 【小问1详解】 已知翻译过程必须从起始密码子AUG开始，它对应的DNA模板链上的序列是TAC，对比1链和2链的序列，可判断该基因转录时以2链为模板。转录需要RNA聚合酶参与，RNA聚合酶首先结合到DNA上才能开始转录。 【小问2详解】 纯合的黄毛品系小鼠（甲品系）基因型是AnAn，黑毛品系小鼠（乙品系）基因型是aa，由图2可知甲品系小鼠与乙品系小鼠毛色不同的根本原因是毛色基因An和a的碱基排列顺序不同。同一个体的不同细胞都含有毛色基因，但表达情况不同，即基因的选择性表达。 【小问3详解】 纯合的黄毛品系小鼠（甲品系）基因型是AnAn，黑毛品系小鼠（乙品系）基因型是aa，杂交得到的F1是Ana，由图4、5可知，电泳的结果都一样，因此F1中毛色不同的个体其基因型相同。根据图5的结果可知在所有个体的毛囊细胞内毛色基因正常表达。由此推测F1个体毛色不同最可能的原因是不同个体的毛囊细胞内毛色基因的表达水平不同。可以通过检测图5中放射性强度来验证这一猜想。 3. 细胞适应氧气供应变化有一套机制。当细胞缺氧时，缺氧诱导因子（HIF-1α）与芳香烃受体核转位蛋白（ARNT）结合，调节基因的表达生成促红细胞生成素（EPO，一种促进红细胞生成的蛋白质激素）；当氧气充足时，HIF-1α羟基化后被蛋白酶降解，调节过程如图所示。请回答以下相关问题： （1）编码EPO基因的表达需要经过遗传信息的____和____两个过程，在形成mRNA分子时，模板中的一段DNA会与____酶结合，使双链解开，然后以____为原料来进行合成。 （2）红细胞是由造血干细胞经过分裂和分化形成的，细胞分化的实质是____，其与基因的表达调控有关。据图推测，HIF-1α是一种____（DNA复制/转录）调节因子，当氧气充足时，EPO合成数量____，体现了生物对环境的适应。 （3）生物进入高海拔地区缺氧环境中，细胞中的一个编码EPO基因的mRNA分子会结合多个核糖体，利于____，促进红细胞的生成。 【答案】（1） ①. 转录 ②. 翻译 ③. RNA聚合酶 ④. 4种核糖核苷酸 （2） ①. 基因的选择性表达 ②. 转录 ③. 减少 （3）短时间可以合成大量的EPO 【解析】 【分析】当细胞缺氧时，HIF-Iα与ARNT结合，通过调节基因表达促进EPO的生成，使红细胞数量增加，以运输更多氧气；当氧气充足时，HIF-1α羟基化后被蛋白酶降解。 【小问1详解】 基因的表达包括转录和翻译两个过程。DNA转录时，RNA聚合酶与DNA的模板链结合，使双链解开，双链的碱基得以暴露，细胞中4种游离的核糖核苷酸与供转录用的DNA的一条链的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下，依次连接，形成一个mRNA分子。 【小问2详解】 细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态，结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，实质是基因的选择性表达，缺氧诱导因子（HF一1α）与芳香烃受体核转位蛋白（ARNT）结合，调节基因的表达，由图可知，HIF一1α是一种转录调节因子。当氧气充足时，HF一lα羟基化后被蛋白酶降解，EPO合成数量减少。 【小问3详解】 细胞中的一个编码EPO基因的mRNA分子会结合多个核糖体，称为多聚核糖体，其意义在于短时间可以合成大量的EPO，提高翻译的效率。 4. 放疗是胸部恶性肿瘤主要的治疗方式之一，在临床上广泛使用。由于心脏位置特殊，放疗过程中的电离辐射诱导大量心肌细胞凋亡，导致放射性心脏损伤（RIHD）。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制如图所示。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合niRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。请回答下列问题。 （1）前体mRNA是以____为原料合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。由图可知，在细胞质中可以调节P基因表达的RNA有____。 （2）据图分析，若miRNA含量升高，可____（填“促进”或“抑制”）P基因的翻译过程，导致P蛋白含量____（填“上升”或“下降”），从而____（填“促进”或“抑制”）细胞凋亡。 （3）氟比洛芬酯（FA）是一种非甾体类药物，现研究人员欲探究FA是否能通过影响心肌细胞中P基因的表达，从而治疗RIHD。 ①实验设计如下： a．取若干只生理状态基本相同的大鼠，随机均分为甲（对照组）、乙（照射组）、丙（FA低剂量组）、丁（FA中剂量组）、戊（FA高剂量组）5组。 b．将____组心脏进行放疗照射处理。 c．对丙、丁、戊组分别静脉注射5mg/kg、10mg/kg、20mg/kgFA，持续四周。 d．测定各组大鼠心肌细胞中P基因mRNA和P蛋白含量，以及心肌细胞凋亡率。 ②若FA可在一定程度上缓解RIHD，且在实验范围内浓度越高效果越好，请比较5组心肌细胞凋亡率：____。 【答案】（1） ①. （4种游离的）核糖核苷酸 ②. clrcRNA和mlRNA （2） ①. 抑制 ②. 下降 ③. 促进 （3） ①. ①乙、丙、丁、戊 ②. ②乙>丙>丁>戊>甲 【解析】 【分析】结合题意分析题图可知，miRNA能与mRNA结合，使其降解，降低mRNA的翻译水平。当miRNA与circRNA结合时，就不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。 【小问1详解】 前体mRNA是通过转录形成的，mRNA的模板是（4种游离的）核糖核苷酸；由图可知，在细胞质中可以调节P基因表达的RNA有clrcRNA和mlRNA。 【小问2详解】 mRNA是翻译的模板，据图可知，P蛋白能抑制细胞凋亡，当miRNA表达量升高时，大量的miRNA与P基因的mRNA结合，并将P基因的mRNA降解，抑制P基因的翻译过程，导致合成的P蛋白减少，P蛋白含量下降，无法抑制细胞凋亡，即可以促进细胞凋亡。 【小问3详解】 分析题意，本实验目的是探究FA是否能通过影响心肌细胞中P基因的表达，从而治疗RIHD，则实验的自变量是FA的有无，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下： ①a．取若干只生理状态基本相同的大鼠，随机均分为甲（对照组）、乙（照射组）、丙（FA低剂量组）、丁（FA中剂量组）、戊（FA高剂量组）5组。 b．将乙、丙、丁、戊组心脏进行放疗照射处理，作为实验组。 c．对丙、丁、戊组分别静脉注射5mgkg、10mg/kg、20mg/kgFA，持续四周。 d．测定各组大鼠心肌细胞中P基因mRNA和P蛋白含量，以及心肌细胞凋亡率。 ②若FA可在一定程度上缓解RIHD，且在实验范围内浓度越高效果越好，则5组心肌细胞凋亡率应：乙>丙>丁>戊>甲　　　　。 5. 启动子和增强子是基因中与基因表达相关的区域，转录因子可通过与启动子和增强子结合，调控基因的表达。 （1）基因表达分为_____两个过程，_____酶与基因的启动子区域结合后开启转录过程。 （2）科研人员开发基因表达调控体系：dCas9可分别与转录因子和gRNA结合形成复合物，gRNA遵循________原则与特定基因的某段脱氧核苷酸序列结合，从而确保该体系的特异性。 （3）科研人员利用该体系，对两种细胞的同一基因的表达进行调控。得到下表结果（数字为表达量相对值）。据表可知，对两种细胞的该基因均能提高表达量的gRNA结合位置为_____。 gRNA结合位置 细胞种类 启动子 启动子+增强子m 启动子+增强子n U细胞 60 85 75 H细胞 20 18 100 （4）科研人员对同一细胞中的等位基因A、a 的表达调控进行研究，当gRNA－dCas9－转录因子复合物结合在基因的不同区域时（见图1），表达结果如图2 所示。 依据实验结果分析，显著提高 A 基因表达量的 gRNA－dCas9－转录因子复合物结合位点为_____，结合图 1 分析，其原因是_____。 （5）综上所述，科研人员利用gRNA－dCas9－转录因子复合物体系研发治疗癌症的新药时，可借鉴的设计思路为_____。 【答案】（1） ①. 转录和翻译 ②. RNA聚合 （2）碱基互补配对 （3）启动子+增强子n （4） ①. 启动子+E1、启动子+E2或启动子+E4 ②. A、a基因上的E1～E6增强子碱基序列不同，gRNA 能与E1、E2或E4增强子结合，提高A基因表达量 （5）设计转录因子复合物增强抑癌基因的表达，降低原癌基因的表达量 【解析】 【分析】启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。 【小问1详解】 基因的表达分为转录和翻译两个过程，在DNA转录模板上存在启动子，启动子是RNA聚合酶结合位点，RNA聚合酶与启动子区域结合后启动转录。 【小问2详解】 根据题意可知dCas9可分别与转录因子和gRNA结合形成复合物，dCas9与gRNA都是由核苷酸形成的产物，在形成复合物过程中，gRNA遵循了碱基互补配对原则与特定的某段脱氧核苷酸序列结合，对基因表达进行调控。 【小问3详解】 对两种细胞的同一基因的表达进行调控后，根据表结果可知，gRNA同时与启动子和增强子m结合时，在U细胞中基因表达量提高，但是在细胞H中基因表达量受到抑制。gRNA与启动子和增强子n同时结合时，在U细胞和H细胞中，基因表达量均提高，因此两种细胞的该基因均能提高表达量时，gRNA结合位置为启动子和增强子n。 【小问4详解】 分析图2可知，gRNA-dCas9-转录因子复合物结合位点为启动子+E1、启动子+E2或启动子+E4时，A基因表达量的显著提高，均远远大于50%；A、a基因上的E1～E6增强子碱基序列不同，gRNA 能与E1、E2或E4增强子结合，从而提高A基因表达量。 【小问5详解】 利用gRNA-dCas9-转录因子复合物可以提高某基因的表达来研发治疗癌症的新药，其设计思路为设计转录因子复合物增强抑癌基因的表达，降低原癌基因的表达量，进而抑制癌细胞的增殖，达到治疗癌症的目的。 6. 吉林省秋梨沟国家湿地公园是由牡丹江上游携带的泥沙长期淤积逐渐形成的，该湿地由近水边到岸边分为光滩区、近水缓冲区、湿地核心区、防洪堤等区域。研究人员统计了近水缓冲区和湿地核心区的植物盖度（表示植被的茂密程度），结果如下表所示。回答下列问题： 湿地核心区植物盖度（单位：%） 近水缓冲区植物盖度（单位：%） 样方1 样方2 样方3 样方4 样方5 样方1 样方2 样方3 样方4 样方5 鼠李 3.11 2.95 3.02 5.79 2.46 2.85 3.14 8.51 4.83 5.91 香蒲 11.79 0.09 0.11 5.21 1.01 6.71 3.05 3.08 4.77 3.59 芦苇 65.16 58.76 67.92 59.86 70.24 47.26 41.75 46.33 43.90 50.23 水杨树 10.05 29.83 24.77 30.38 23.29 0 0 0 0 0 （1）由表可知，湿地核心区的优势植物为___。该植物长势高低错落，在该湿地的分布___（能/不能）体现该湿地群落垂直结构上的差异。 （2）当枯水期来临后，该区会重新露干，恢复植被，此过程属于___。随着时间的推移，草本植物的优势地位逐渐被灌木代替，发生代替的原因是___。 （3）防洪堤的修建对该地区群落演替的影响是___。 （4）该湿地公园对净化水质、调节气候有重要作用，体现了生物多样性的___。 【答案】（1） ①. 芦苇 ②. 不能 （2） ①. 次生演替 ②. 芦苇比草本植物高大，在竞争阳光中占优势 （3）改变群落演替的速度和方向 （4）间接价值 【解析】 【分析】群落演替的一般趋势是生物种类逐渐增多，营养结构越来越复杂，生态系统的稳定性逐渐提高。人类活动会改变群落演替的方向和速度。 【小问1详解】 由表可知，湿地核心区不同样方中芦苇的数量均显著多于其它生物，故优势植物为芦苇。该植物为一种生物，没有垂直结构，故其长势高低错落，在该湿地的分布不能体现该湿地群落垂直结构上的差异。 【小问2详解】 当枯水期来临后，该区会重新露干，恢复植被，此过程属于群落的次生演替；由于灌木比草本高大，在争夺光照的竞争中具有优势，即可获得更多的光照用于光合作用合成有机物，生长更快，因此随着时间的推移，草本植物的优势地位逐渐被灌木代替。 【小问3详解】 防洪堤的修建可影响泥沙沉积面积的继续增加，可影响湿地植被的分布，因此防洪堤的修建可改变该地区群落演替的速度和方向。 【小问4详解】 湿地公园能净化水质、调节气候，体现了生物多样性的间接价值。 7. 杉木人工纯林近自然化改造是当前南方人工林区森林质量提升的重要方向之一。研究人员对华南地区近20年生杉木人工林进行研究，调查数据如下表格，分析其自然更新的群落组成和结构。 指标 树种 杉木 地带性常绿阔叶树种 锥 浙江润楠 罗浮柿 山乌桕 乔木层重要值 0.213 0.135 0.124 0.121 0.110 乔木层树 种占比 林冠上层(≥25 m) 无 有 — 有 有 主林冠层(15~20 m) 31% 13% — 28% — 亚林冠层(10~15 m) 29% 13% — 24% — 林冠下层(5~10 m) 27% 7% 14% 27% — 更新层(≤5 m) 无 <5% 39% 9% <5% 注：表格中“—”表示调查中没有相应数据记录，重要值表示物种的优势程度，值越大，越有优势，不同物种之间重要值可以累加。 回答下列问题： （1）研究人员对自然更新的杉木人工林进行研究，为纯林改造提供解决思路，这体现了生物多样性的_______价值。 （2）通过对杉木在乔木层中的占比和重要值进行调查，明确杉木在该群落中的地位和作用，这是从_______角度对杉木进行研究。从调查数据分析杉木在竞争中处于劣势，根据表格数据，得出该观点的依据是____________________________。根据以上分析，该群落最终很可能会演变成________群落。 （3）根据本研究的结果，从群落物种组成和空间结构上提出对现有人工纯杉木林的改造建议是______________________________。 【答案】（1）直接 （2） ①. 生态位 ②. 林冠上层和更新层都没有杉木，分布有地带性常绿阔叶树种 ③. 常绿阔叶林 （3）人工纯杉木林可以结合种植一些锥等地带性常绿阔叶树种，形成更复杂的垂直结构，增加物种数目，提高自我调节能力，从而提高生态系统的稳定性 【解析】 【分析】1、初生演替是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替。 2、次生演替原来有植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。 【小问1详解】 生物多样性的价值直接价值是指对人类有食用、药用和工业原料等使用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的，故研究人员对自然更新的杉木人工林进行研究，为纯林改造提供解决思路，这体现了生物多样性的直接价值。 【小问2详解】 通过对杉木在乔木层中的占比和重要值进行调查，明确杉木在该群落中的地位和作用，这是从生态位角度对杉木进行研究。分析表格数据可知，林冠上层和更新层都没有杉木，分布有地带性常绿阔叶树种，由此推测杉木在竞争中处于劣势，则该群落最终很可能会演变成常绿阔叶林群落。 【小问3详解】 人工纯杉木林可以结合种植一些锥等地带性常绿阔叶树种，形成更复杂的垂直结构，增加物种数目，提高自我调节能力，从而提高生态系统的稳定性。 8. 三江源地区被誉为“中华水塔”，这里的雪山、草地、森林、湖泊静静地展示着原生态的美。20世纪，因气候变化和人为干扰，该地区环境恶化，草地严重退化。我国政府已经建立了三江源国家公园，对当地的生态环境进行修复。回答下列问题： （1）三江源地区群落类型多样，________是区别不同群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素。群落的外貌和结构会随季节发生规律性改变，这体现了群落的________。 （2）群落在水平方向上，由于土壤湿度和盐碱度的差异、________（答出1点即可）、生物自身生长特点的不同以及人和动物的影响等因素，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，它们常呈________分布。 （3）调查发现，沙化地区的优势种是骆驼刺等树冠低矮、根系发达的灌木，请结合灌木的上述特点解释其适应沙化环境的原因：_______________。 （4）退牧还草是我国政府实施的保护措施之一。退牧还草过程中群落发生了______（填“初生”或“次生”）演替，与另一演替类型相比，除了演替起点的不同，区别还在于该演替类型________（答出2点）。人类的许多活动正在影响着群落的演替，往往使群落演替________。 【答案】8. ①. 物种组成 ②. 季节性 9. ①. 地形的变化（或光照强度的不同） ②. 镶嵌 10. 灌木树冠低矮，具有抗倒伏功能；根系发达，能从土壤中吸收较多的水分 11. ①. 次生 ②. 演替速度快；趋向于恢复原来的群落；经历的阶段相对较少 ③. 按照不同于自然演替的方向和速度进行 【解析】 【分析】群落演替是指一个群落被另一个群落替代的过程，该过程中会发生优势种的取代。演替可以分为初生演替和次生演替。初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面或者原来存在过植被但被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保存甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。 【小问1详解】 区分不同群落的重要特征是群落的外貌和物种组成等，三江源地区群落类型多样，物种组成是区别不同群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素。群落的外貌和结构会随季节发生规律性改变，这体现了群落的季节性。 【小问2详解】 群落在水平方向上，由于土壤湿度和盐碱度的差异、地形的变化、光照强度的不同、植物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，不同地段上往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，它们常呈镶嵌分布。 【小问3详解】 沙化地区的优势种是树冠低矮、根系发达的灌木，灌木树冠低矮，可以抗倒伏；根系发达，具有防风固沙的功能，且能从土壤中吸收较多的水分，从而适应沙化环境。 【小问4详解】 退牧还草过程中，群落发生的演替是在有一定植被基础上进行的，为次生演替。次生演替比初生演替时间短（速度快）；趋向于恢复原来的群落；经历的阶段相对较少。人类的许多活动正在影响着群落的演替，往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。 9. 研究人员对某公园进行了生态修复实践，其生态修复与景观营造模式如图所示。请回答下列问题： （1）从茂密森林到“白色沙漠”的演变，说明人类活动会影响群落演替的______。在生态修复的最初阶段，人们种植品种单一的人工林，结果出现了病虫害严重等问题，原因是______。将一个已经受损的生态系统恢复到原貌是很困难的，修复成功的标志是该生态系统的______能够保持长期稳定。 （2）不同于传统园艺化程度较高的园林植物配置方式，本案设计兼具了生产、生态、观赏和游憩功能的近自然景观修复等，这遵循了______生态工程原理。 （3）图中蜜源、食源草花植物群系和食源、宿主果树植物群系的层次分布体现了群落的______结构。确定了采样点后，再用______法调查该公园土壤中小动物类群的丰富度。 （4）用样方法调查该公园植物类群丰富度时，随着样方面积的扩大，样方内的物种种类变化如下图所示。据图可推测样方面积通常是______，此外取样时还需遵循______ （5）该公园中既有人工养殖的鱼、螺，又有野生的鸟类、蝴蝶等，这些动物在生态系统中的作用是______。（回答2点） （6）修复后公园的扬尘污染等问题得到基本解决，此外还大力发展生态旅游、体育健身等产业，生动诠释了“绿水青山就是金山银山”的理念，这些体现了生物多样性的______价值。 【答案】（1） ①. 速度和方向 ②. 品种单一的人工林，生物种类少，营养结构简单，自我调节能力弱，抵抗力稳定性低 ③. 结构和功能 （2）整体 （3） ① 水平 ②. 取样器取样 （4） ①. S2 ②. 随机取样 （5）维持自然界中生态平衡，促进生态系统的物质循环，帮助植物传粉、种子传播 （6）直接和间接 【解析】 【分析】生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构，组成成分包括生产者、消费者、分解者，非生物的物质和能量，营养结构指的是食物链和食物网。人类活动会影响群落演替的速度与方向。生物多样性具有直接价值、间接价值和潜在价值。 【小问1详解】 从茂密森林到“白色沙漠”的演变，说明人类活动会影响群落演替的速度和方向；品种单一的人工林，生物种类少，营养结构简单，自我调节能力弱，抵抗力稳定性低，容易受病虫害；将一个已经受损的生态系统恢复到原貌是很困难的，修复成功的标志是该生态系统的结构和功能能够保持长期稳定； 【小问2详解】 不同于传统园艺化程度较高的园林植物配置方式，兼具了生产、生态、观赏和游憩功能的近自然景观修复等，这遵循了整体性生态工程原理； 【小问3详解】 蜜源、食源草花植物群系和食源、宿主果树植物群系的层次分布是生物群落中的生物在水平方向上的配置，体现了群落的水平结构；确定了采样点后，再用取样器取样法调查该公园土壤中小动物类群的丰富度； 【小问4详解】 据图可推测样方面积通常是S2，用样方法调查该公园植物类群丰富度时为确定合理的样方面积，应逐渐增大样方，统计样方内植物物种数，直到样方内能包括群落所有的物种为止，取样时还需遵循随机取样的原则。 【小问5详解】 动物在自然界中作用：维持自然界中生态平衡，促进生态系统的物质循环，帮助植物传粉、传播种子； 【小问6详解】 修复后公园的扬尘污染等问题得到基本解决，此外还大力发展生态旅游、体育健身等产业，体现了生物多样性的直接和间接价值。 10. 土壤动物作为地下生态系统物质循环过程中的重要部分，对细微环境变化敏感，下图1是马尾松林中土壤动物的部分食物关系图。科研人员对多年生马尾松人工林进行团状采伐，形成小型（100~225m2）林窗（砍伐后在林冠层形成的空隙）、中型林窗（625~900m2）和大型林窗（1225~1600m2），以未采伐的马尾松人工纯林为对照，测定了不同林窗中不同土层的土壤动物类群数，结果如下图2，请回答： （1）马尾松不仅可以缓解木材供需矛盾，而且能够充分发挥保持水土、净化空气的作用，体现了生物多样性的______价值。林区马尾松的生物量在不受干扰的情况下保持相对稳定，即在一定的时间周期内波动，这个时间周期可以是________（“月”、“季度”、“年”）。 （2）林窗会影响森林群落的演替，促进林窗内草本和灌木的生长，林窗区域内的演替类型是______，判断依据是_______。与开窗前相比，开窗后演替速度迅速加快的最主要的外界因素是______。 （3）图1所包含的食物链均是______食物链，蜈蚣和地蛛的种间关系属于______，这两种生物的__________存在一部分重叠。 （4）不同土层土壤动物的种类有显著的差异体现了群落的_______结构。图2的实验结果可以在不同类型林区用_______（工具）取出土样，再用______（工具）分离土壤动物，最后分类统计得到。 （5）从图2中可以得出合适大小林窗可以增加该生态的_______多样性，从而提高生态系统的自我调节能力，但林窗面积过大，土壤动物类群数减少，从土壤动物的习性角度分析，可能的原因是______。 【答案】（1） ①. 直接和间接 ②. 年 （2） ①. 次生演替保留了原有的土壤条件 ②. 植物的种子或其他繁殖体 ③. 光照 （3） ①. 腐食 ②. 竞争 ③. 生态位 （4） ①. 垂直 ②. 土壤取样器 ③. 干漏斗分离装置 （5） ①. 土壤物种 ②. 动物避光趋湿，林窗面积过大，光照过强、土壤湿度过低不适合土壤动物生存 【解析】 【分析】1、生物多样性的价值：直接价值：是指能为人类提供形式多样的食物、纤维、燃料和建材等。间接价值：是指对生态平衡、生物圈稳态的调节功能。潜在价值：指目前人类尚不清楚的价值。 2、初生演替：是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替。 3、次生演替：原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。 【小问1详解】 马尾松不仅可以缓解木材供需矛盾，而且能够充分发挥保持水土、净化空气的作用，这不仅体现了马尾松作为木材的使用价值，还有维持生态平衡方面的作用，因而体现了生物多样性的直接和间接价值。林区马尾松的生物量在不受干扰的情况下保持相对稳定，即在一定的时间周期内波动，这个时间周期可以是年。 【小问2详解】 林窗中群落演替过程的起点是有土壤条件，种子和繁殖体等的，因而属于次生演替。与开窗前相比，开窗后演替速度迅速加快的最主要的外界因素是光照增强，有利于林窗内植物的生长，进而为群落演替提供了较好的环境条件。 【小问3详解】 由图1可知，图中食物链开始为土壤有机物和植物凋落物，说明其为腐食食物链。蜈蚣和地蛛有共同的取食对象，因而表现为种间竞争，因为二者有相同的取食对象，所以其生态位存在部分重叠。　 【小问4详解】 不同土层土壤动物的种类有显著的差异发生在垂直方向上，因而体现了群落的垂直结构。图2测定了不同林窗中不同土层的土壤动物类群数，其测定方法为取样器取样法，看用土壤取样器取土样，再用干漏斗分离装置分离土壤动物。 【小问5详解】 由图2可知，合适大小的林窗其物种类群数最多，说明其可以增加该生态的土壤物种多样性。但当林窗面积过大时，由于光照过强，土壤湿度过低，而多数土壤动物具有避光趋湿的特性，此时环境条件不适合土壤动物生存，导致其土壤动物类群数减少。 11. 四数獐牙菜（2n=12）是一种高寒藏药，含有獐牙菜苦甙和龙胆苦甙等药用成分。现将四数獐牙菜组织细胞分成两组（I和Ⅱ），其中Ⅱ组用紫外线处理，然后两组细胞分别与柴胡组织细胞（2n=12）进行体细胞杂交，经诱导后获得愈伤组织，检测两组愈伤组织中含不同染色体的细胞数量如下表所示。回答下列问题： （1）进行细胞杂交之前，需先分别将四数獐牙菜组织细胞和柴胡组织细胞用酶处理去掉细胞壁，得到___，然后利用化学试剂___进行诱导融合，会产生___种类型的融合细胞（只考虑两个细胞融合）。 （2）据表可知，I组杂交细胞经诱导产生的愈伤组织细胞中染色体数目有所减少，多数细胞的染色体数为___。显微观察发现，来自柴胡细胞染色体数目基本没有发生变化，说明来自四数獐牙菜细胞的染色体发生部分丢失，造成这种现象的原因是：在分裂过程中__________（四数獐牙菜/柴胡）的细胞周期较短，使两者的染色体不能同步分离。 （3）Ⅱ组杂交细胞经诱导产生愈伤组织细胞，选取染色体条数为12的细胞进行检测，发现细胞中存在獐牙菜苦甙和龙胆苦甙等成分，据此推测Ⅱ组四数獐牙菜组织细胞用紫外线处理的目的是___，进而___。 【答案】（1） ①. 原生质体 ②. 聚乙二醇 ③. 3 （2） ①. 18-20 ②. 柴胡 （3） ①. 破坏四数獐牙菜细胞的染色体 ②. 含有獐牙菜苦甙和龙胆苦甙合成基因的染色体片段插入柴胡细胞的染色体上 【解析】 【分析】植物体细胞杂交技术： （1）概念：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术； （2）过程：①诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等．化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂；②细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成；③植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束；④杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。 （3）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。 【小问1详解】 进行细胞杂交之前，需先分别将四数獐牙菜组织细胞和柴胡组织细胞用酶处理去掉细胞壁，得到原生质体，然后利用化学试剂聚乙二醇进行细胞融合，会产生两类同种细胞融合的细胞，和一种杂种细胞，共3种类型的融合细胞（只考虑两个细胞融合）。 【小问2详解】 根据表格I组杂交细胞经诱导产生的愈伤组织细胞中染色体数目有所减少，多数细胞的染色体数为18－20。显微观察发现，来自柴胡细胞染色体数目基本没有发生变化，说明来自四数獐牙菜细胞的染色体发生部分丢失，可能是柴胡的细胞周期短，有丝分裂时四数獐牙菜细胞的染色体还没完全分开，而柴胡的染色体已经分开，两者的染色体不能同步分离。 【小问3详解】 分析表格，Ⅱ组杂交细胞经诱导产生愈伤组织细胞，大部分细胞的染色体数目为12条，Ⅱ组用紫外线处理目的是破坏四数獐牙菜细胞的染色体，进而使含有獐牙菜苦甙和龙胆苦甙合成基因的染色体片段插入柴胡细胞的染色体上。 12. 某研究小组利用品种1（2N=28）和品种2（2N=40）的两个鸢尾属远缘种为亲本，通过植物体细胞杂交技术，培育出了结实率高、观赏性和适应性更强的品种3（62条染色体）。据图回答下列问题： （1）①为原生质体的制备过程，该过程需要的酶是_____，制备原生质体的过程不能在清水中进行，以防止_______。 （2）植物原生质体融合过程常利用化学试剂_______诱导融合，杂种细胞形成的标志是______。 （3）科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记品种1和品种2的原生质体膜上的蛋白质，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面荧光的不同可观察到________种不同的原生质体（只考虑细胞两两融合的情况），当观察到融合细胞的表面既有红色荧光又有绿色荧光时，也可判断该原生质体是由品种1和品种2融合而成的。 （4）植物体细胞杂交技术和传统杂交技术相比的优点是______。 【答案】（1） ①. 纤维素酶、果胶酶 ②. 防止原生质体在清水中吸水膨胀甚至破裂 （2） ①. 聚乙二醇（PEG） ②. 形成新的细胞壁 （3）3 （4）打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育作物新品种 【解析】 【分析】题图分析：图示为植物体细胞杂交过程示意图，其中①表示去壁获取原生质体的过程；②表示人工诱导原生质体融合；③表示再生出新细胞壁的过程；④表示脱分化过程；⑤表示再分化过程。 【小问1详解】 ①为原生质体的制备过程，该过需要通过酶解法进行，因为植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，因此需要用到纤维素酶和果胶酶；原生质体是植物细胞去除细胞壁获得的，没有细胞壁的支持和保护作用。原生质体培养液需保持与细胞液浓度一致，这样可以维持原生质体内外渗透压平衡，防止原生质体在在低渗溶液中吸水膨胀甚至破裂。 【小问2详解】 诱导原生质体融合的方法有物理法和化学法，化学法有PEG诱导法，再生出细胞壁是杂种细胞形成的标志。 【小问3详解】 科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记品种1和品种2的原生质体膜上的蛋白质，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，若只考虑细胞两两融合的情况，根据细胞膜表面荧光的不同可观察到3种不同的原生质体，只有红色荧光（品种1融合而成），只有绿色荧光（品种2融合而成），或既有红色荧光又有绿色荧光（品种1和品种2融合而成）。 【小问4详解】 植物体细胞杂交技术利用原生质体融合的原理，和传统杂交技术相比的优点是打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育了作物新品种，即植物体细胞杂交的优势在于克服远缘杂交不亲和的障碍。 13. 科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了“番茄—马铃薯”杂种植株，为了便于杂种细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如下图所示，请据图回答问题： （1）过程①常用的方法是_____，细胞融合完成的标志是_____。 （2）番茄和马铃薯的原生质体能发生融合的生物学原理是_____，诱导融合常利用的物理方法是_____。 （3）植物原生质体诱导融合后，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞表面荧光的不同可观察到_____种不同的原生质体（只考虑细胞两两融合的情况），当观察到_____时可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。 （4）若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内有n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞在有丝分裂后期含_____条染色体。 【答案】（1） ①. 酶解法 ②. 杂种细胞再生出新的细胞壁 （2） ①. 细胞膜的流动性 ②. 电融合法 （3） ①. 3 ②. 细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光 （4）2m+2n 【解析】 【分析】分析题图：图示为植物体细胞杂交过程，其中①是去除细胞壁获得原生质体的过程，该过程常用酶解法；②是再生形成新的细胞壁的过程；③是脱分化过程；④是再分化过程。 【小问1详解】 ①是酶解法去除细胞壁获得原生质体的过程，常用的酶是纤维素酶和果胶酶；细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁。 【小问2详解】 番茄和马铃薯的原生质体能发生融合的生物学原理是细胞膜的流动性；诱导融合常利用的物理方法是电融合法。 【小问3详解】 在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，只考虑细胞两两融合的情况，根据细胞表面荧光的不同可观察到3种不同的原生质体：番茄-番茄，马铃薯-马铃薯，番茄-马铃薯；由于番茄原生质体用红色荧光标记，马铃薯原生质体用绿色荧光标记，若原生质体是由番茄和马铃薯融合而成，则可观察到融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光。 【小问4详解】 若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内有n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞内有m+n条染色体，在有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，含2m+2n条染色体。 【点睛】本题结合图解，考查植物体细胞杂交的具体过程，要求考生识记植物体细胞杂交的具体过程，能正确分析题图，再结合所学的知识准确答题。 14. 花椰菜（2n=18）种植时容易遭受病菌侵害形成病斑，紫罗兰（2n=14）具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种。请回答下列问题： （1）科研人员分别取紫罗兰叶肉细胞和黑暗处发芽的花椰菜胚轴细胞，过程①经_____酶处理后，得到两种原生质体。过程②用_____试剂诱导两种原生质体融合。 （2）通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白，结果如图2所示。据图2判断，_____号为杂种植株。 （3）科研人员将病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上，一段时间后，测定_____的百分比，以筛选抗病性强的杂种植株。 （4）植物体细胞杂交技术的意义是_____。 【答案】（1） ①. 纤维素酶和果胶 ②. PEG（或聚乙二醇） （2）4号和5 （3）病斑叶面积占叶总面积 （4）能打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种 【解析】 【分析】植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束；杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质；植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。 【小问1详解】 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以过程①要获得原生质体需要用纤维素酶和果胶酶处理；诱导原生质体融合可以用PEG（或聚乙二醇）4号和5病斑叶面积占叶总面积试剂。 【小问2详解】 通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白，结果如图2所示，据图2判断，4号和5号植株中检测到了花椰菜和紫罗兰的特异性蛋白，因此为杂种植株。 【小问3详解】 筛选抗病性强的杂种植株的基本实验思路是将病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上，一段时间后，测定病斑叶面积占叶总面积的百分比，以筛选抗病性强的杂种植株。 【小问4详解】 植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离、实现远缘杂交育种、培育植物新品种等方面展示出独特的优势。 15. 常规种植的棉花（陆地棉）含有棉酚，棉酚主要分布在茎、叶、苞片、铃壳及种子里的许多黑色细小的腺体中。棉酚具有一定毒性，为培育棉酚含量低且品质好的棉花杂种植株，科研人员将某种棉酚含量低的野生棉（2n=2X=26）与品质好的陆地棉（2n=4X=52）进行了不对称体细胞杂交。 （1）科研人员首先制备了野生棉和陆地棉的悬浮细胞，用_______________酶分别处理，各自获得有活力的原生质体。 （2）用一定剂量的紫外线处理野生棉原生质体，破坏部分染色体。用流式细胞仪测定上述各种原生质体细胞的DNA含量，结果如图1所示。未经处理的野生棉、紫外线处理后的野生棉、陆地棉细胞的检测结果依次为图中_______________（选填图1中字母）。 （3）将紫外线处理后的野生棉原生质体与陆地棉原生质体用化学诱导剂_______________诱导融合，形成的融合细胞经过_______________再生，成为完整细胞，进而分裂和脱分化形成_______________组织，经过_______________形成完整的再生植株。 （4）科研人员选取再生植株及双亲的根尖进行解离、_______________、_______________后压片并制成临时装片，显微镜下对_______________期的细胞进行观察，比较染色体的形态和数目，分析再生植株的染色体变异类型。 （5）用特定的方法对陆地棉和野生棉基因组DNA进行扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。图2是用同样的方法对双亲及再生植株1～6进行扩增的结果。据图特定条带判断，再生植株1～6中确定为杂种植株的有_______________。 （6）对杂种植株可通过观察_______________，筛选出低酚的杂种植物。 【答案】（1）纤维素酶、果胶 （2）B、C、A （3） ①. 聚乙二醇 ②. 细胞壁 ③. 愈伤 ④. 再分化 （4） ①. 漂洗 ②. 染色 ③. 中 （5）1、3、5、6  （6）茎、叶黑色细小腺体的多少 【解析】 【分析】植物体细胞杂交技术的原理：细胞膜的流动性、细胞的全能性。意义;克服了远缘杂交不亲和的障碍，使后代具备两个亲本的遗传物质。 【小问1详解】 进行植物体细胞杂交，首先需用纤维素酶和果胶酶处理野生棉和陆地棉的悬浮细胞，去除细胞壁，获得各自获得有活力的原生质体。 【小问2详解】 一定剂量的紫外线处理野生棉原生质体，可破坏部分染色体。用流式细胞仪测定上述各种原生质体细胞的DNA含量，据图1可知，图A中大多数细胞的DNA含量约为100，图B中大多数细胞的DNA约等于50，图C细胞中DNA含量差异较大，未经处理的野生棉、紫外线处理后的野生棉、陆地棉细胞的检测结果依次为图中B、C、A。 【小问3详解】 将紫外线处理后的野生棉原生质体与陆地棉原生质体用化学诱导剂聚乙二醇（PEG） 诱导融合，形成的融合细胞经过细胞壁再生，成为完整细胞，进而分裂和脱分化形成愈伤组织，经过再分化形成完整的再生植株。 【小问4详解】 选取再生植株及双亲的根尖进行解离、漂洗、染色、制片，显微镜下对中期的细胞进行观察，比较染色体的形态和数目，分析再生植株的染色体变异类型。有丝分裂中期染色体形态固定、数目清晰，是观察染色体的最佳时期。 【小问5详解】 杂种植株含有两个亲本的遗传物质，据图可知，1、3、5、6含有两个亲本的遗传物质，属于杂种植株。 【小问6详解】 棉酚主要分布在茎、叶、苞片、铃壳及种子里的许多黑色细小的腺体中，对杂种植株可通过观察茎、叶黑色细小腺体的多少，筛选出低酚的杂种植物。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 1. 基因的表达调控与生物的生长、发育及适应环境的变化有着重要关系。真核基因的表达除了与启动子有关外，还与距离启动子较远的序列——增强子的调控有关。图1为对mPGES-1基因的增强子进行的有关实验：该增强子有1、2和3三个控制元件，研究者合成了三种不同的DNA，它们都含相同的启动子、报告基因（其转录产生的mRNA易于检测），但增强子分别缺少其中一种控制元件。检测报告基因mRNA的表达量，结果如图1所示。图2为人体肝脏细胞和眼睛晶状体细胞核内有关基因组成，图3为肝脏细胞和晶状体细胞核内相关基因的表达情况。 （1）启动子是___识别并结合的部位，作用是___。 （2）据图1分析，增强子中控制元件1和3对报告基因表达水平的作用分别是___、___（促进/抑制）。 （3）人体肝脏细胞和眼睛晶状体细胞中DNA组成___（相同/不同），据图2可知，对特定基因表达而言，增强子中的控制元件___（完全/不完全）相同。 （4）据图3可知，肝细胞只能表达白蛋白基因而不能表达晶状体蛋白基因，而晶状体细胞则相反。据此推测，基因的选择性表达依赖于基因增强子中___和___完全匹配。 2. 小鼠的毛色受一对等位基因Aⁿ和a控制，Aⁿ为显性，表现为黄色体毛，a为隐性，表现为黑色体毛。某研究小组利用纯合的黄毛品系小鼠（甲品系）和黑毛品系小鼠（乙品系），进行了一系列基因与性状之间关系的研究，结合所学知识回答以下问题： （1）下图1为基因A”的结构及部分碱基序列示意图，已知翻译过程必须从起始密码子AUG开始，由此可判断该基因转录时以________（填“1链”“2链”或“1链或2链”）为模板，区段Ⅰ应存在________的识别和结合位点。 （2）研究小组分别取一只甲品系小鼠和乙品系小鼠，提取不同细胞的相关DNA和mRNA进行电泳，结果如下图2、3所示： ①由图2可知甲品系小鼠与乙品系小鼠毛色不同的根本原因是________________ ②由图2和图3可知，同一个体的不同细胞都含有毛色基因，但________不同。 （3）研究小组将甲品系小鼠与乙品系小鼠杂交，F1个体毛色表现为介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。提取不同毛色个体毛囊细胞中的相关DNA和mRNA进行电泳，结果如下图4、5所示： 由图4、5可知，F1中毛色不同的个体其基因型________（填“相同”或“不同”），且在________（填“所有”或“部分”）个体的毛囊细胞内毛色基因正常表达。由此推测F1个体毛色不同最可能的原因是________________；该推测可以通过检测图5中________来验证。 3. 细胞适应氧气供应变化有一套机制。当细胞缺氧时，缺氧诱导因子（HIF-1α）与芳香烃受体核转位蛋白（ARNT）结合，调节基因的表达生成促红细胞生成素（EPO，一种促进红细胞生成的蛋白质激素）；当氧气充足时，HIF-1α羟基化后被蛋白酶降解，调节过程如图所示。请回答以下相关问题： （1）编码EPO基因的表达需要经过遗传信息的____和____两个过程，在形成mRNA分子时，模板中的一段DNA会与____酶结合，使双链解开，然后以____为原料来进行合成。 （2）红细胞是由造血干细胞经过分裂和分化形成的，细胞分化的实质是____，其与基因的表达调控有关。据图推测，HIF-1α是一种____（DNA复制/转录）调节因子，当氧气充足时，EPO合成数量____，体现了生物对环境的适应。 （3）生物进入高海拔地区缺氧环境中，细胞中的一个编码EPO基因的mRNA分子会结合多个核糖体，利于____，促进红细胞的生成。 4. 放疗是胸部恶性肿瘤主要的治疗方式之一，在临床上广泛使用。由于心脏位置特殊，放疗过程中的电离辐射诱导大量心肌细胞凋亡，导致放射性心脏损伤（RIHD）。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制如图所示。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合niRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。请回答下列问题。 （1）前体mRNA是以____为原料合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。由图可知，在细胞质中可以调节P基因表达的RNA有____。 （2）据图分析，若miRNA含量升高，可____（填“促进”或“抑制”）P基因的翻译过程，导致P蛋白含量____（填“上升”或“下降”），从而____（填“促进”或“抑制”）细胞凋亡。 （3）氟比洛芬酯（FA）是一种非甾体类药物，现研究人员欲探究FA是否能通过影响心肌细胞中P基因的表达，从而治疗RIHD。 ①实验设计如下： a．取若干只生理状态基本相同的大鼠，随机均分为甲（对照组）、乙（照射组）、丙（FA低剂量组）、丁（FA中剂量组）、戊（FA高剂量组）5组。 b．将____组心脏进行放疗照射处理。 c．对丙、丁、戊组分别静脉注射5mg/kg、10mg/kg、20mg/kgFA，持续四周。 d．测定各组大鼠心肌细胞中P基因mRNA和P蛋白含量，以及心肌细胞凋亡率。 ②若FA可在一定程度上缓解RIHD，且在实验范围内浓度越高效果越好，请比较5组心肌细胞凋亡率：____。 5. 启动子和增强子是基因中与基因表达相关的区域，转录因子可通过与启动子和增强子结合，调控基因的表达。 （1）基因表达分为_____两个过程，_____酶与基因的启动子区域结合后开启转录过程。 （2）科研人员开发基因表达调控体系：dCas9可分别与转录因子和gRNA结合形成复合物，gRNA遵循________原则与特定基因的某段脱氧核苷酸序列结合，从而确保该体系的特异性。 （3）科研人员利用该体系，对两种细胞同一基因的表达进行调控。得到下表结果（数字为表达量相对值）。据表可知，对两种细胞的该基因均能提高表达量的gRNA结合位置为_____。 gRNA结合位置 细胞种类 启动子 启动子+增强子m 启动子+增强子n U细胞 60 85 75 H细胞 20 18 100 （4）科研人员对同一细胞中的等位基因A、a 的表达调控进行研究，当gRNA－dCas9－转录因子复合物结合在基因的不同区域时（见图1），表达结果如图2 所示。 依据实验结果分析，显著提高 A 基因表达量的 gRNA－dCas9－转录因子复合物结合位点为_____，结合图 1 分析，其原因是_____。 （5）综上所述，科研人员利用gRNA－dCas9－转录因子复合物体系研发治疗癌症的新药时，可借鉴的设计思路为_____。 6. 吉林省秋梨沟国家湿地公园是由牡丹江上游携带的泥沙长期淤积逐渐形成的，该湿地由近水边到岸边分为光滩区、近水缓冲区、湿地核心区、防洪堤等区域。研究人员统计了近水缓冲区和湿地核心区的植物盖度（表示植被的茂密程度），结果如下表所示。回答下列问题： 湿地核心区植物盖度（单位：%） 近水缓冲区植物盖度（单位：%） 样方1 样方2 样方3 样方4 样方5 样方1 样方2 样方3 样方4 样方5 鼠李 3.11 2.95 3.02 5.79 2.46 2.85 3.14 851 4.83 5.91 香蒲 1179 0.09 0.11 5.21 1.01 6.71 3.05 3.08 4.77 3.59 芦苇 65.16 58.76 6792 59.86 70.24 47.26 41.75 46.33 4390 50.23 水杨树 10.05 29.83 24.77 30.38 23.29 0 0 0 0 0 （1）由表可知，湿地核心区的优势植物为___。该植物长势高低错落，在该湿地的分布___（能/不能）体现该湿地群落垂直结构上的差异。 （2）当枯水期来临后，该区会重新露干，恢复植被，此过程属于___。随着时间的推移，草本植物的优势地位逐渐被灌木代替，发生代替的原因是___。 （3）防洪堤的修建对该地区群落演替的影响是___。 （4）该湿地公园对净化水质、调节气候有重要作用，体现了生物多样性的___。 7. 杉木人工纯林近自然化改造是当前南方人工林区森林质量提升的重要方向之一。研究人员对华南地区近20年生杉木人工林进行研究，调查数据如下表格，分析其自然更新的群落组成和结构。 指标 树种 杉木 地带性常绿阔叶树种 锥 浙江润楠 罗浮柿 山乌桕 乔木层重要值 0.213 0.135 0.124 0.121 0.110 乔木层树 种占比 林冠上层(≥25 m) 无 有 — 有 有 主林冠层(15~20 m) 31% 13% — 28% — 亚林冠层(10~15 m) 29% 13% — 24% — 林冠下层(5~10 m) 27% 7% 14% 27% — 更新层(≤5 m) 无 <5% 39% 9% <5% 注：表格中“—”表示调查中没有相应数据记录，重要值表示物种的优势程度，值越大，越有优势，不同物种之间重要值可以累加。 回答下列问题： （1）研究人员对自然更新的杉木人工林进行研究，为纯林改造提供解决思路，这体现了生物多样性的_______价值。 （2）通过对杉木在乔木层中的占比和重要值进行调查，明确杉木在该群落中的地位和作用，这是从_______角度对杉木进行研究。从调查数据分析杉木在竞争中处于劣势，根据表格数据，得出该观点的依据是____________________________。根据以上分析，该群落最终很可能会演变成________群落。 （3）根据本研究的结果，从群落物种组成和空间结构上提出对现有人工纯杉木林的改造建议是______________________________。 8. 三江源地区被誉为“中华水塔”，这里的雪山、草地、森林、湖泊静静地展示着原生态的美。20世纪，因气候变化和人为干扰，该地区环境恶化，草地严重退化。我国政府已经建立了三江源国家公园，对当地的生态环境进行修复。回答下列问题： （1）三江源地区群落类型多样，________是区别不同群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素。群落的外貌和结构会随季节发生规律性改变，这体现了群落的________。 （2）群落在水平方向上，由于土壤湿度和盐碱度的差异、________（答出1点即可）、生物自身生长特点的不同以及人和动物的影响等因素，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，它们常呈________分布。 （3）调查发现，沙化地区的优势种是骆驼刺等树冠低矮、根系发达的灌木，请结合灌木的上述特点解释其适应沙化环境的原因：_______________。 （4）退牧还草是我国政府实施的保护措施之一。退牧还草过程中群落发生了______（填“初生”或“次生”）演替，与另一演替类型相比，除了演替起点的不同，区别还在于该演替类型________（答出2点）。人类的许多活动正在影响着群落的演替，往往使群落演替________。 9. 研究人员对某公园进行了生态修复实践，其生态修复与景观营造模式如图所示。请回答下列问题： （1）从茂密森林到“白色沙漠”的演变，说明人类活动会影响群落演替的______。在生态修复的最初阶段，人们种植品种单一的人工林，结果出现了病虫害严重等问题，原因是______。将一个已经受损的生态系统恢复到原貌是很困难的，修复成功的标志是该生态系统的______能够保持长期稳定。 （2）不同于传统园艺化程度较高的园林植物配置方式，本案设计兼具了生产、生态、观赏和游憩功能的近自然景观修复等，这遵循了______生态工程原理。 （3）图中蜜源、食源草花植物群系和食源、宿主果树植物群系的层次分布体现了群落的______结构。确定了采样点后，再用______法调查该公园土壤中小动物类群的丰富度。 （4）用样方法调查该公园植物类群丰富度时，随着样方面积的扩大，样方内的物种种类变化如下图所示。据图可推测样方面积通常是______，此外取样时还需遵循______ （5）该公园中既有人工养殖的鱼、螺，又有野生的鸟类、蝴蝶等，这些动物在生态系统中的作用是______。（回答2点） （6）修复后公园的扬尘污染等问题得到基本解决，此外还大力发展生态旅游、体育健身等产业，生动诠释了“绿水青山就是金山银山”的理念，这些体现了生物多样性的______价值。 10. 土壤动物作为地下生态系统物质循环过程中的重要部分，对细微环境变化敏感，下图1是马尾松林中土壤动物的部分食物关系图。科研人员对多年生马尾松人工林进行团状采伐，形成小型（100~225m2）林窗（砍伐后在林冠层形成的空隙）、中型林窗（625~900m2）和大型林窗（1225~1600m2），以未采伐的马尾松人工纯林为对照，测定了不同林窗中不同土层的土壤动物类群数，结果如下图2，请回答： （1）马尾松不仅可以缓解木材供需矛盾，而且能够充分发挥保持水土、净化空气的作用，体现了生物多样性的______价值。林区马尾松的生物量在不受干扰的情况下保持相对稳定，即在一定的时间周期内波动，这个时间周期可以是________（“月”、“季度”、“年”）。 （2）林窗会影响森林群落的演替，促进林窗内草本和灌木的生长，林窗区域内的演替类型是______，判断依据是_______。与开窗前相比，开窗后演替速度迅速加快的最主要的外界因素是______。 （3）图1所包含的食物链均是______食物链，蜈蚣和地蛛的种间关系属于______，这两种生物的__________存在一部分重叠。 （4）不同土层土壤动物的种类有显著的差异体现了群落的_______结构。图2的实验结果可以在不同类型林区用_______（工具）取出土样，再用______（工具）分离土壤动物，最后分类统计得到。 （5）从图2中可以得出合适大小的林窗可以增加该生态的_______多样性，从而提高生态系统的自我调节能力，但林窗面积过大，土壤动物类群数减少，从土壤动物的习性角度分析，可能的原因是______。 11. 四数獐牙菜（2n=12）是一种高寒藏药，含有獐牙菜苦甙和龙胆苦甙等药用成分。现将四数獐牙菜组织细胞分成两组（I和Ⅱ），其中Ⅱ组用紫外线处理，然后两组细胞分别与柴胡组织细胞（2n=12）进行体细胞杂交，经诱导后获得愈伤组织，检测两组愈伤组织中含不同染色体的细胞数量如下表所示。回答下列问题： （1）进行细胞杂交之前，需先分别将四数獐牙菜组织细胞和柴胡组织细胞用酶处理去掉细胞壁，得到___，然后利用化学试剂___进行诱导融合，会产生___种类型的融合细胞（只考虑两个细胞融合）。 （2）据表可知，I组杂交细胞经诱导产生的愈伤组织细胞中染色体数目有所减少，多数细胞的染色体数为___。显微观察发现，来自柴胡细胞染色体数目基本没有发生变化，说明来自四数獐牙菜细胞的染色体发生部分丢失，造成这种现象的原因是：在分裂过程中__________（四数獐牙菜/柴胡）的细胞周期较短，使两者的染色体不能同步分离。 （3）Ⅱ组杂交细胞经诱导产生愈伤组织细胞，选取染色体条数为12的细胞进行检测，发现细胞中存在獐牙菜苦甙和龙胆苦甙等成分，据此推测Ⅱ组四数獐牙菜组织细胞用紫外线处理的目的是___，进而___。 12. 某研究小组利用品种1（2N=28）和品种2（2N=40）的两个鸢尾属远缘种为亲本，通过植物体细胞杂交技术，培育出了结实率高、观赏性和适应性更强的品种3（62条染色体）。据图回答下列问题： （1）①为原生质体的制备过程，该过程需要的酶是_____，制备原生质体的过程不能在清水中进行，以防止_______。 （2）植物原生质体融合过程常利用化学试剂_______诱导融合，杂种细胞形成的标志是______。 （3）科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记品种1和品种2的原生质体膜上的蛋白质，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面荧光的不同可观察到________种不同的原生质体（只考虑细胞两两融合的情况），当观察到融合细胞的表面既有红色荧光又有绿色荧光时，也可判断该原生质体是由品种1和品种2融合而成的。 （4）植物体细胞杂交技术和传统杂交技术相比的优点是______。 13. 科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了“番茄—马铃薯”杂种植株，为了便于杂种细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如下图所示，请据图回答问题： （1）过程①常用的方法是_____，细胞融合完成的标志是_____。 （2）番茄和马铃薯的原生质体能发生融合的生物学原理是_____，诱导融合常利用的物理方法是_____。 （3）植物原生质体诱导融合后，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞表面荧光的不同可观察到_____种不同的原生质体（只考虑细胞两两融合的情况），当观察到_____时可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。 （4）若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内有n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞在有丝分裂后期含_____条染色体。 14. 花椰菜（2n=18）种植时容易遭受病菌侵害形成病斑，紫罗兰（2n=14）具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种。请回答下列问题： （1）科研人员分别取紫罗兰叶肉细胞和黑暗处发芽的花椰菜胚轴细胞，过程①经_____酶处理后，得到两种原生质体。过程②用_____试剂诱导两种原生质体融合。 （2）通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白，结果如图2所示。据图2判断，_____号为杂种植株。 （3）科研人员将病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上，一段时间后，测定_____的百分比，以筛选抗病性强的杂种植株。 （4）植物体细胞杂交技术的意义是_____。 15. 常规种植的棉花（陆地棉）含有棉酚，棉酚主要分布在茎、叶、苞片、铃壳及种子里的许多黑色细小的腺体中。棉酚具有一定毒性，为培育棉酚含量低且品质好的棉花杂种植株，科研人员将某种棉酚含量低的野生棉（2n=2X=26）与品质好的陆地棉（2n=4X=52）进行了不对称体细胞杂交。 （1）科研人员首先制备了野生棉和陆地棉的悬浮细胞，用_______________酶分别处理，各自获得有活力的原生质体。 （2）用一定剂量的紫外线处理野生棉原生质体，破坏部分染色体。用流式细胞仪测定上述各种原生质体细胞的DNA含量，结果如图1所示。未经处理的野生棉、紫外线处理后的野生棉、陆地棉细胞的检测结果依次为图中_______________（选填图1中字母）。 （3）将紫外线处理后的野生棉原生质体与陆地棉原生质体用化学诱导剂_______________诱导融合，形成的融合细胞经过_______________再生，成为完整细胞，进而分裂和脱分化形成_______________组织，经过_______________形成完整的再生植株。 （4）科研人员选取再生植株及双亲的根尖进行解离、_______________、_______________后压片并制成临时装片，显微镜下对_______________期的细胞进行观察，比较染色体的形态和数目，分析再生植株的染色体变异类型。 （5）用特定的方法对陆地棉和野生棉基因组DNA进行扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。图2是用同样的方法对双亲及再生植株1～6进行扩增的结果。据图特定条带判断，再生植株1～6中确定为杂种植株的有_______________。 （6）对杂种植株可通过观察_______________，筛选出低酚的杂种植物。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $