专题05 遗传的分子学基础和细胞分化- 2025年高考生物【热点·重点·难点】专练（北京专用）

专题05 遗传的分子学基础和细胞分化 目录 1.命题趋势：明考情知方向 2.重难诠释：知重难、掌技巧、攻薄弱 3.创新情境练：知情境练突破 4.限时提升练：（30min）综合能力提升 考点 三年考情分析 2025考向预测 遗传的分子学基础 （2024. 北京卷.T6）基因的结构及功能,染色体、DNA、基因和核苷酸之间的关系 （2024.北京卷.T19）基因表达的调控过程 （2023.北京卷.T21）DNA分子的复制过程、特点及意义 考向预测：基因表达 考法预测：因通常是有遗传效应的DNA片段、转录、翻译、中心法则(不同生物的遗传信息传递过程)等内容,转录和翻译的过程常结合蛋白质的结构与功能、细胞器、基因突变等内容进行考查 细胞分化 （2024.北京卷.T21）细胞的分化 考点1 遗传的分子学基础 1、 重难点 （一）亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上 1.多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上 （1）绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有RNA病毒（如烟草花叶病毒、艾滋病病毒、流感病毒、新冠病毒等）的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质 （2）DNA上分布着许多个基因，基因通常是有遗传效应的DNA片段；但对于RNA病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段 2.DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息 （1）DNA是以4种脱氧核苷酸为单位通过磷酸二酯键连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G 4种碱基 （2）DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作5’-端，另一端有一个羟基（-OH），称作3’-端 （3）DNA由两条反向平行的单链盘旋成双螺旋结构，两条链上的碱基按照碱基互补配对原则形成碱基对，其中A与T通过2个氢键配对，G与C通过3个氢键配对 （4）遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中；碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性；而碱基特定的排列顺序，构成了每个DNA分子的特异性 3.DNA分子通过半保留方式进行复制 （1）通过同位素标记、密度梯度离心等技术，运用假说—演绎的思维方法证明DNA的复制方式是半保留复制即每个新合成的DNA中都保留了原来DNA分子的一条链 （2）DNA的复制是指以DNA为模板合成子代DNA的过程。在能量驱动下，解旋酶将DNA双链解开；DNA聚合酶以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按着碱基互补配对原则，沿着5’— 3’方向合成子链；最终，每条新链和对应的模板链盘绕成双螺旋结构。DNA复制是边解旋边复制的过程，真核细胞DNA复制是多起点复制，提高复制效率 （3）DNA通过复制将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保持了遗传信息的连续性 4.DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现 （1）基因的表达指基因通过mRNA指导蛋白质的合成，包括遗传信息的转录和翻译 （2）在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板，沿着5’— 3’方向合成mRNA的过程，称作转录（真核生物线粒体和叶绿体中也可以完成转录） （3）游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫作翻译 （4）中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。少数生物（一些RNA病毒）的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA（如下图所示） （5）mRNA上3个相邻碱基叫作1个密码子，不同的密码子可以编码同种氨基酸 （6）细胞分化的本质是基因的选择性表达，与基因表达的调控有关 （7）基因控制性状的途径：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 （8）有的性状可能由多个基因共同决定，有的基因可影响多个性状；基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，从而精细调控着生物体的性状 5.某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象 生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传，如：DNA的甲基化、组蛋白的甲基化及乙酰化等。 2、 高分技巧 1.碱基互补配对原则计算 （1）双链DNA中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，即A+G=C+T。 （2）双链DNA中，任意两种不互补的碱基之和占总碱基的50%,如A+G=C+T=A+C=G+T=总碱基的50%。 （3）双链DNA中，一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和，如A₁+T₁=A₂+T₂。 （4）互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子都相同（A+T）/（G+C）=m,即若在一条链中 （A+T）/（G+C）=m，则在互补链DNA分子中都有（A+T）/（G+C）=m。 （5）非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1。 2.DNA分子复制相关计算 （1）1个含有¹⁵N的DNA分子以含¹⁴N的脱氧核苷酸为原料，复制n次 子代DNA共2n个: 含15N的DNA分子：2个 只含15N的DNA分子：0个 含14N的DNA分子：2n个 只含14N的DNA分子：(2n-2)个 含15N的脱氧核苷酸链：2条 含14N的脱氧核苷酸链：(2n+1-2)条 2.DNA复制中消耗的脱氧核苷酸数 (1)若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗游离的该种脱氧核苷酸数为m· (2n-1)。 (2)第n次复制所需游离的该种脱氧核苷酸数为m·2n-1。 考点2 细胞分化 一、重难点 1.个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体 （1）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。 （2）就一个个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息，但形态、结构和功能有很大差异，这是因为细胞中的基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。 （3）细胞分化是生物个体发育的基础，使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。 （4）细胞全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。依据植物细胞的全能性，通过植物组织培养技术可快速繁殖植物个体；依据动物细胞核的全能性，进行动物克隆。 （5）干细胞是具有分裂和分化能力的细胞，可以用于治疗疾病。如脐带血干细胞可以用于治疗血液系统疾病。 2.正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程 （1）细胞衰老过程中细胞形态、结构和功能发生变化。表现在：①代谢减慢：细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小；多种酶的活性降低，呼吸速率减慢；细胞膜通透性改变，物质运输功能降低；色素积累，妨碍细胞内物质交流和信息传递；②细胞核变化：体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。 （2）细胞凋亡是细胞死亡主要的方式，是指基因所决定的细胞自动结束生命的过程。细胞凋亡对于保证多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境稳定，抵御外界各种因素的干扰具有重要的作用。 （3）在一些极端的条件下，细胞自噬也可以提供维持生存所需要的物质和能量，也可以维持细胞内部环境的稳定的作用。有些激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡。 二、高分技巧 1.细胞自噬 （1）概念:在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后进行物质的再 利用,这就是细胞自噬。 （2）过程 （3）意义 ①处于营养缺乏条件下的细胞,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量。 ②通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。 ③人类许多疾病的发生,可能与细胞自噬发生障碍有关,细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。 （建议用时：10分钟） 1．（实验探究）为探究DNA甲基化与动脉粥样硬化（As）的关系，研究者给予大耳兔高脂饮食以制备As模型组，提取脾脏DNA进行水解并检测其甲基化水平，实验结果如下表。相关叙述错误的是（    ） 组别 DNA甲基化水平（%） 对照组 3.706 模型组 2.259 A．DNA甲基化不影响DNA碱基对的排列顺序 B．检测DNA水解产物有无U以排除RNA影响 C．高脂饮食引起的As与基因表达水平改变无关 D．As模型组大耳兔的DNA甲基化可能会遗传 2．（联系生活）血橙被誉为“橙中贵族”，因果肉富含花色苷，颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时，为避免血橙冻伤通常提前采摘，此时果肉花色苷含量极少而“血量”不足。血橙中花色苷合成和调节途径如图。 注：T序列和G序列是Ruby基因启动子上的两段序列 下列分析不合理的是（    ） A．血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的 B．低温引起T序列改变及去甲基化进而使血橙“血量”增多 C．同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关 D．若提前采摘，可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达 3．（科学实验）为加速绿色荧光蛋白基因（GFP）进化，快速获得荧光强度更高的GFP蛋白，科研人员将DNA1（编码易错DNA聚合酶）和DNA2共同导入大肠杆菌（如图）。下列说法错误的是（    ） A．用卡那霉素筛选含DNA1的大肠杆菌 B．易错DNA聚合酶催化GFP基因复制 C．GFP基因在此复制过程中突变率升高 D．连续传代并筛选强荧光菌落加速GFP进化 4．（联系生活）过敏成因复杂。有人对以前不过敏的食物突然过敏，这可能与DNA甲基化、染色体组蛋白修饰等有关。下列对食物过敏的成因分析不正确的是（　　） A．过敏可能与基因和环境的相互作用有关 B．DNA甲基化可影响相关免疫细胞的分化 C．过敏原与游离在内环境中的抗体结合 D．某些过敏反应可能与表观遗传有关 （建议用时：30分钟） 1、 选择题 1．（2024·北京·高考真题）科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依据的是DNA的（    ） A．元素组成 B．核苷酸种类 C．碱基序列 D．空间结构 2．（2024·北京东城·二模）烟草花叶病毒（TMV）由蛋白质和RNA组成，用其RNA侵染正常烟草叶，叶片中可检测到TMV。TMV侵染会引发烟草细胞中基因N表达上调，介导烟草的抗病毒反应，在侵染位点处形成坏死斑。以下说法错误的是（    ） A．TMV的遗传物质是RNA B．可用烟草研磨液培养TMV C．敲除基因N会降低烟草抗TMV能力 D．坏死斑能限制TMV的进一步扩散 3．（2024·北京西城·二模）大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由核心酶和σ因子组成，能转录某类T4噬菌体的基因。分别将大肠杆菌中的RNA聚合酶全酶和核心酶与3H标记的噬菌体DNA结合，然后加入未标记的噬菌体DNA。定期将混合物转移至硝化纤维素滤膜上，只有仍与酶结合的带标记DNA方可结合在滤膜上，实验结果如图。相关分析错误的是（    ） A．大肠杆菌RNA聚合酶能将噬菌体DNA解旋 B．RNA聚合酶结合起始密码子启动基因转录 C．σ因子使RNA聚合酶与启动子紧密结合 D．实验加入未标记的噬菌体DNA应过量 4．（2024·北京顺义·二模）大肠杆菌是现代生物学研究中的模式生物．环境适宜时约20min繁殖一代。研究人员将15N标记的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养基中，40min后收集大肠杆菌，提取其DNA。下列有关叙述正确的是（　　） A．所有DNA都含有14N B．所有DNA都含有15N C．含14N的DNA占50% D．含15N的DNA占25% 5．（2024·北京顺义·一模）大肠杆菌是现代生物学研究中的模式生物.环境适宜时约20min繁殖一代。研究人员将15N标记的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养基中，40min后收集大肠杆菌，提取其DNA。下列有关叙述正确的是（　　） A．所有DNA都含有15N B．所有DNA单链都含有14N C．含15N的DNA占50% D．含15N的DNA占25% 6．（2024·北京海淀·一模）端粒是染色体末端的一段DNA片段。端粒酶由RNA 和蛋白质组成， 该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成并延伸端粒DNA．在正常情况下，端粒酶只在不断分裂的细胞中具有活性。下列有关端粒酶的叙述， 正确的是（    ） A．仅由C、H、O、N四种元素组成 B．催化过程以4种脱氧核苷酸为底物 C．组成成分都在核糖体上合成 D．在所有细胞中均具有较高活性 7．（2024·北京东城·一模）西北牡丹在白色花瓣基部呈现色斑，极具观赏价值。研究发现，紫色色斑内会积累花色素苷。PrF3H基因控制花色素苷合成途径中关键酶的合成。如图，分别提取花瓣紫色和白色部位的DNA，经不同处理后PCR扩增PrF3H基因的启动子区域，电泳检测扩增产物。分析实验结果可以得出的结论是（　　） A．花瓣紫色与白色部位PrF3H基因的碱基序列存在差异 B．白色部位PrF3H基因启动子甲基化程度高于紫色部位 C．PrF3H基因启动子甲基化程度高有利于花色素苷合成 D．启动子甲基化可调控基因表达说明性状并非由基因控制 8．（2024·北京东城·一模）16SrRNA是原核生物核糖体RNA的一种，在物种间有较大差异。以下关于16SrRNA的说法错误的是（　　） A．含有A、G、U、C四种碱基 B．是核糖体的重要组成部分 C．通过转运氨基酸参与翻译 D．可为研究生物进化提供证据 9．（2024·北京西城·一模）FTO蛋白可擦除N基因mRNA的甲基化修饰，避免mRNA被Y蛋白识别而降解，从而提高了鱼类的抗病能力。相关分析正确的是（    ） A．Y蛋白能识别mRNA甲基化修饰 B．mRNA甲基化会影响其转录 C．mRNA甲基化会提高其稳定性 D．N基因表达会降低鱼类抗病能力 10．（2024·北京石景山·一模）噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程如下图所示。该实验条件下，噬菌体每20分钟复制一代。下列叙述正确的是（　　） A．该实验证明了DNA的复制方式为半保留复制 B．大肠杆菌为噬菌体增殖提供了模板、原料、酶和能量 C．A组试管III中含32P的子代噬菌体比例较低 D．B组试管III上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比 11．（2024·北京丰台·一模）斑马鱼幼鱼正常发育温度为28℃，在幼鱼发育的第20~30天用23℃、28℃和33℃处理，测得雌雄比分别为7：3、1：1和3：7。S1和S2分别为雌、雄性分化指示基因，5-AZA为DNA甲基化抑制剂。不同条件处理幼鱼的实验结果见下图。下列叙述不正确的是（    ） A．斑马鱼雌雄表型受环境因素的影响和基因共同决定 B．33℃培育使雄性分化指示基因表达上调促使雄性数量偏多 C．高温提高甲基化水平进而使雌性分化指示基因的表达上调 D．全球气候变化会对斑马鱼群体的性别比例产生影响 12．（2024·北京西城·二模）下列关于细胞生命历程的说法错误的是（    ） A．细胞增殖可以增加细胞数目 B．细胞分化可以增加细胞的种类 C．细胞衰老与个体衰老同步 D．细胞凋亡是自然的生理过程 13．（2024·北京顺义·一模）科研工作者在果蝇眼中发现一种蛋白E，将E基因导入即将发育为腿的幼虫细胞中，诱导此处产生了构成眼的不同类型的细胞群，最终在腿的中部形成了眼。据此推测正确的是（　　） A．发育为腿的幼虫细胞因缺少E基因而不能发育为眼 B．构成果蝇眼的不同类型的细胞中所含蛋白质完全相同 C．蛋白E启动了不同类型细胞群中特异基因的表达 D．蛋白E激活相同基因使发育为腿的细胞转化为眼的不同类型细胞 14．（2024·北京朝阳·一模）研究者构建敲除B基因的人胚胎干细胞系，诱导其向平滑肌细胞分化，发现敲除B基因明显降低平滑肌细胞标志基因的表达水平。发生形态转变的细胞占比少于对照细胞系。以下关于“人胚胎干细胞”的叙述错误的是（　　） A．分化为平滑肌细胞过程中遗传物质未改变 B．与平滑肌细胞形态差异是由于某些蛋白质不同 C．向平滑肌细胞分化过程中B基因起抑制作用 D．向平滑肌细胞分化过程中分化潜能逐渐降低 15．（2024·北京西城·一模）下列技术能够体现细胞全能性的是（    ） A．植物组织培养 B．动物细胞培养 C．动物细胞融合 D．胚胎移植 二、非选择题 16．（2024·北京·模拟预测）细菌的接合生殖与细菌的质粒F因子有关。有F因子的菌株为雄性，没有的为雌性。F因子携带的基因表达可以使细菌产生仅用于接合生殖的性菌毛，见图1。具有游离F因子的细菌称为F+菌株。部分细菌中F因子可以整合到细菌拟核DNA上，成为Hfr菌株。Hfr菌株的F因子可能从拟核DNA上脱离下来，又变成游离的F因子。这种脱离下来的F因子上携带了部分拟核DNA基因，使菌株成为F＇菌株。不存在F因子的雌性菌株称为F菌株。 (1)雄性菌株与雌性菌株接合时，雄性菌株的性菌毛同雌性菌株紧密连接在一起，然后F因子的一条链被切开，这条链会进入雌性菌株内，在雌性菌株内进行复制，形成一个新的F因子。留在雄性菌株内的F因子单链也会DNA复制成双链。因此，F＇菌株和F菌株接合生殖后，菌株的种类是 。虽然细菌存在接合生殖的方式，但是自然界中雌雄菌株的数量依然保持均衡，结合所学知识，请推测其原因： 。 (2)Hfr菌株在和F-菌株接合时，仅有部分F因子片段和部分拟核DNA片段进入雌性菌株内，因为进入F-菌株的F因子片段不完整，使接合后的F-菌株不具有雄性菌株的特点，既接合后的细菌种类依然是Hfr行菌株和F-菌株。但在这一过程中， 菌株拟核DNA发生了 ，有利于细菌的进化。 (3)细菌利用乳糖的机制如下图所示，当存在乳糖时，乳糖可以和阻遏蛋白结合，导致阻遏蛋白无法和操纵基因结合，启动乳糖利用相关基因的表达。某雌性菌株的调节基因发生突变，导致其表达的阻遏蛋白无法与乳糖结合。若这个菌株与F因子携带了正常调节基因的F＇菌株进行接合生殖，请分析接合后这个菌株能否利用乳糖，并说明原因： 。 17．（2024·北京东城·二模）铝毒害会限制植物生长，对农业和生态安全造成威胁。对植物如何感知铝进而启动抗铝响应开展研究。 (1)无机盐在细胞中大多数以 形式存在，对细胞和生物体的生命活动有重要作用。有些无机盐对细胞有毒害，具有抗性的植物有更多的机会产生后代，经过长期的 ，后代抗性不断增强。 (2)为研究ALR1与植物抗铝性的关系，研究者利用拟南芥进行实验，测量根长并计算相对值，根长相对值=有金属离子处理的根长/无金属离子处理的根长×100%，结果如图1、图2。 综合图1、图2结果，推测 。 (3)植物根分泌的有机酸阴离子能结合并限制铝离子进入根，这是植物抗铝性的核心作用。ALMT1和MATE为有机酸盐外排转运蛋白，在 条件下分别检测野生型、ALR1缺失突变体和ALR1过表达突变体植株根部细胞中相应基因的表达情况，结果表明这两种蛋白参与ALR1介导的抗铝性。 (4)ALMT1和MATE的表达由转录调控因子STOP1控制。检测各组植株中STOP1的mRNA和蛋白含量，由此推测ALR1仅通过抑制STOP1蛋白水解调控植物的抗铝性。请在图3中画出有铝条件下各组的实验结果 。 (5)最终确定ALR1是铝离子受体。除本题中提到的ALR1调控植物抗铝性的信号通路外，还需证明ALR1能 ，才能得出此结论。 18．（2024·北京丰台·二模）中性粒细胞是白细胞的一种，具有吞噬病原体的能力。分化过程中涉及到多种转录因子的调控，如P蛋白和M蛋白。研究者以斑马鱼（幼体透明）为材料研究二者的关系。 (1)中性粒细胞既参与免疫的第二道防线，也可作为 发挥摄取、加工、处理和呈递抗原的功能，参与第三道防线。 (2)为了探究P蛋白对M基因的调控作用，研究者用P基因低表达斑马鱼突变体作为实验材料，利用带有标记的核酸分子探针，通过 技术，在发育3天的胚胎中检测M基因的转录情况，结果如图1所示。实验结果表明P蛋白 M基因的表达。 产生以上结果的原因可能有二： ①P基因减少， ； ②已知M基因是原癌基因，其产生的蛋白质是 所必需的，过表达导致细胞过度增殖，引起阳性细胞数量增加。 请从下列选项中选出实验组材料及结果，为上述结论提供新证据 。 A．野生型 B．P基因低表达突变体 C．导入P基因     D．导入M基因 E.敲低M基因                             F.M基因阳性信号及阳性细胞数量增加 G.M基因阳性信号及阳性细胞数量减少 H.M基因阳性信号及阳性细胞数量不变 (3)为进一步探究P基因调控M基因表达的具体方式，研究者对P蛋白与M基因结合位点进行预测，找出10个可能的位点如图2. 研究者将M基因启动子10个位点分成3个部分，构建3种启动子突变质粒，分别与GFP（绿色荧光蛋白）基因相连接：含有①~⑤多位点突变的A、⑥~⑨多位点突变的B以及⑩号位点突变的C．将三种质粒和无突变的质粒D分别注射到野生型和P基因低表达突变体中，结果发现 ，说明P蛋白通过结合⑩位点，调控M基因的表达，而与其他位点无关。 19．（2024·北京丰台·二模） 学习以下材料，回答下面题。病毒的“逃逸”，植物病毒主要侵染植物细胞，它们的生物学特性和分子机制通常是为了适应植物细胞内的生活环境而特化的。然而，这并不意味着植物病毒完全不能侵染动物细胞。在某些特定情况下，植物病毒或其组分可在动物细胞中表达或进行某些功能。 自然界中近70%的植物病毒需要依靠介体昆虫传播，这些介体昆虫对植物病毒的持久性传播是导致植物病害的关键。介体昆虫可以通过自噬途径降解病毒颗粒起到一定的防御作用，过程如图1。病毒也可以劫持或破坏自噬途径，在介体昆虫体内持续增殖。南方水稻黑条矮缩病毒（SDV）进入白背飞虱（介体昆虫）的肠道上皮细胞，通过血液循环到达其唾液腺，白背飞虱进食植物时将病毒传播。中国农业科学院某研究团队发现SDV侵染介体昆虫后“逃逸”的新机制，如图2。 SDV侵染白背飞虱后，促进Atgs基因的表达激活了自噬，其中Atg8Ⅱ蛋白与早期自噬体膜结合，参与早期自噬体的延伸和闭合。进一步研究发现在自噬体膜上有很多正在组装和成熟的病毒颗粒，且病毒外壳蛋白P10可以与溶酶体膜上的LAMP1互作，操纵白背飞虱自噬，使SDV逃过防御，促进其持久传播。 这解释了为什么病毒可以在特定的介体昆虫中存活并高效持久传播，同时为阻断病毒的持久传播提供了新策略。 (1)自噬体具有双层膜结构，白背飞虱中具有双层膜的结构还有 。自噬体与溶酶体融合的过程体现了细胞膜具有 的结构特点。 (2)写出SDV在白背飞虱细胞内遗传信息的传递过程 （用文字和箭头表示）。 (3)依据文中信息，下列叙述正确的是（  ）（多选） A．SDV与ITGB3结合后以胞吐的方式进入细胞 B．自噬体膜为病毒蛋白P10的大量聚集提供了场所 C．Atg8Ⅱ基因表达有助于SDV病毒量的下降 D．介体昆虫细胞自噬有利于SDV的增殖和传播 (4)综合文中信息，概括病毒在特定的介体昆虫中存活并高效持久传播的适应性对策 。 20．（2024·北京东城·一模）细胞内各种氧化反应以及辐射、有害物质等因素均会导致活性氧（ROS）的产生。为探究ROS对细胞的影响与机制开展研究。 (1)ROS会破坏细胞内执行功能的生物分子，如tRNA等。tRNA受损会抑制核糖体上进行的以 为原料合成蛋白质的过程，导致核糖体出现停滞或碰撞现象。 (2)研究人员以斑马鱼幼鱼为材料，测定不同处理条件下幼鱼尾部细胞凋亡情况，结果如图1。实验结果说明ROS能 细胞凋亡。 (3)已有研究表明p38磷酸化可导致细胞凋亡。p38磷酸化与ZAK、ASK1等多种蛋白有关。为研究ROS与它们之间的关系进行实验。ZAK蛋白能与核糖体结合，并可被核糖体停滞或碰撞激活。给予细胞不同处理后检测相关蛋白水平，结果如图2。实验结果说明ROS通过 。ASK1可引起p38磷酸化。为进一步探究ASK1与上述信号通路的关系，分别用ROS诱导剂对不同细胞进行处理，结果如图3。据图判断ASK1与ZAK处于 （填“同一条”或“不同的”）信号通路，理由是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 遗传的分子学基础和细胞分化 目录 1.命题趋势：明考情知方向 2.重难诠释：知重难、掌技巧、攻薄弱 3.创新情境练：知情境练突破 4.限时提升练：（30min）综合能力提升 考点 三年考情分析 2025考向预测 遗传的分子学基础 （2024. 北京卷.T6）基因的结构及功能,染色体、DNA、基因和核苷酸之间的关系 （2024.北京卷.T19）基因表达的调控过程 （2023.北京卷.T21）DNA分子的复制过程、特点及意义 考向预测：基因表达 考法预测：因通常是有遗传效应的DNA片段、转录、翻译、中心法则(不同生物的遗传信息传递过程)等内容,转录和翻译的过程常结合蛋白质的结构与功能、细胞器、基因突变等内容进行考查 细胞分化 （2024.北京卷.T21）细胞的分化 考点1 遗传的分子学基础 1、 重难点 （一）亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上 1.多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上 （1）绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有RNA病毒（如烟草花叶病毒、艾滋病病毒、流感病毒、新冠病毒等）的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质 （2）DNA上分布着许多个基因，基因通常是有遗传效应的DNA片段；但对于RNA病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段 2.DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息 （1）DNA是以4种脱氧核苷酸为单位通过磷酸二酯键连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G 4种碱基 （2）DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作5’-端，另一端有一个羟基（-OH），称作3’-端 （3）DNA由两条反向平行的单链盘旋成双螺旋结构，两条链上的碱基按照碱基互补配对原则形成碱基对，其中A与T通过2个氢键配对，G与C通过3个氢键配对 （4）遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中；碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性；而碱基特定的排列顺序，构成了每个DNA分子的特异性 3.DNA分子通过半保留方式进行复制 （1）通过同位素标记、密度梯度离心等技术，运用假说—演绎的思维方法证明DNA的复制方式是半保留复制即每个新合成的DNA中都保留了原来DNA分子的一条链 （2）DNA的复制是指以DNA为模板合成子代DNA的过程。在能量驱动下，解旋酶将DNA双链解开；DNA聚合酶以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按着碱基互补配对原则，沿着5’— 3’方向合成子链；最终，每条新链和对应的模板链盘绕成双螺旋结构。DNA复制是边解旋边复制的过程，真核细胞DNA复制是多起点复制，提高复制效率 （3）DNA通过复制将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保持了遗传信息的连续性 4.DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现 （1）基因的表达指基因通过mRNA指导蛋白质的合成，包括遗传信息的转录和翻译 （2）在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板，沿着5’— 3’方向合成mRNA的过程，称作转录（真核生物线粒体和叶绿体中也可以完成转录） （3）游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫作翻译 （4）中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。少数生物（一些RNA病毒）的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA（如下图所示） （5）mRNA上3个相邻碱基叫作1个密码子，不同的密码子可以编码同种氨基酸 （6）细胞分化的本质是基因的选择性表达，与基因表达的调控有关 （7）基因控制性状的途径：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 （8）有的性状可能由多个基因共同决定，有的基因可影响多个性状；基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，从而精细调控着生物体的性状 5.某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象 生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传，如：DNA的甲基化、组蛋白的甲基化及乙酰化等。 2、 高分技巧 1.碱基互补配对原则计算 （1）双链DNA中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，即A+G=C+T。 （2）双链DNA中，任意两种不互补的碱基之和占总碱基的50%,如A+G=C+T=A+C=G+T=总碱基的50%。 （3）双链DNA中，一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和，如A₁+T₁=A₂+T₂。 （4）互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子都相同（A+T）/（G+C）=m,即若在一条链中 （A+T）/（G+C）=m，则在互补链DNA分子中都有（A+T）/（G+C）=m。 （5）非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1。 2.DNA分子复制相关计算 （1）1个含有¹⁵N的DNA分子以含¹⁴N的脱氧核苷酸为原料，复制n次 子代DNA共2n个: 含15N的DNA分子：2个 只含15N的DNA分子：0个 含14N的DNA分子：2n个 只含14N的DNA分子：(2n-2)个 含15N的脱氧核苷酸链：2条 含14N的脱氧核苷酸链：(2n+1-2)条 2.DNA复制中消耗的脱氧核苷酸数 (1)若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗游离的该种脱氧核苷酸数为m· (2n-1)。 (2)第n次复制所需游离的该种脱氧核苷酸数为m·2n-1。 考点2 细胞分化 一、重难点 1.个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体 （1）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。 （2）就一个个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息，但形态、结构和功能有很大差异，这是因为细胞中的基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。 （3）细胞分化是生物个体发育的基础，使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。 （4）细胞全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。依据植物细胞的全能性，通过植物组织培养技术可快速繁殖植物个体；依据动物细胞核的全能性，进行动物克隆。 （5）干细胞是具有分裂和分化能力的细胞，可以用于治疗疾病。如脐带血干细胞可以用于治疗血液系统疾病。 2.正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程 （1）细胞衰老过程中细胞形态、结构和功能发生变化。表现在：①代谢减慢：细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小；多种酶的活性降低，呼吸速率减慢；细胞膜通透性改变，物质运输功能降低；色素积累，妨碍细胞内物质交流和信息传递；②细胞核变化：体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。 （2）细胞凋亡是细胞死亡主要的方式，是指基因所决定的细胞自动结束生命的过程。细胞凋亡对于保证多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境稳定，抵御外界各种因素的干扰具有重要的作用。 （3）在一些极端的条件下，细胞自噬也可以提供维持生存所需要的物质和能量，也可以维持细胞内部环境的稳定的作用。有些激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡。 二、高分技巧 1.细胞自噬 （1）概念:在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后进行物质的再 利用,这就是细胞自噬。 （2）过程 （3）意义 ①处于营养缺乏条件下的细胞,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量。 ②通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。 ③人类许多疾病的发生,可能与细胞自噬发生障碍有关,细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。 （建议用时：10分钟） 1．（实验探究）为探究DNA甲基化与动脉粥样硬化（As）的关系，研究者给予大耳兔高脂饮食以制备As模型组，提取脾脏DNA进行水解并检测其甲基化水平，实验结果如下表。相关叙述错误的是（    ） 组别 DNA甲基化水平（%） 对照组 3.706 模型组 2.259 A．DNA甲基化不影响DNA碱基对的排列顺序 B．检测DNA水解产物有无U以排除RNA影响 C．高脂饮食引起的As与基因表达水平改变无关 D．As模型组大耳兔的DNA甲基化可能会遗传 【答案】C 【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译，最终无法合成相应蛋白，从而抑制了基因的表达。 【详解】A、DNA甲基化是表观遗传的一种，表观遗传不影响DNA碱基对的排列顺序，A正确； B、U（尿嘧啶）是RNA特有的碱基，检测DNA水解产物有无U以排除RNA影响，B正确； C、分析题意，模型组是高脂饮食组，而对照组是正常组别，据表可知，模型组的DNA甲基化水平较低，说明高脂饮食引起的As与基因表达水平有关，C错误； D、DNA甲基化是表观遗传的一种，表观遗传属于可遗传变异，As模型组大耳兔的DNA甲基化可能会遗传，D正确。 故选C。 2．（联系生活）血橙被誉为“橙中贵族”，因果肉富含花色苷，颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时，为避免血橙冻伤通常提前采摘，此时果肉花色苷含量极少而“血量”不足。血橙中花色苷合成和调节途径如图。 注：T序列和G序列是Ruby基因启动子上的两段序列 下列分析不合理的是（    ） A．血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的 B．低温引起T序列改变及去甲基化进而使血橙“血量”增多 C．同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关 D．若提前采摘，可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达 【答案】B 【分析】基因与性状的关系为：一是基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物的性状，二是基因通过控制蛋白质合成，直接控制生物的性状。 【详解】A、由图可知，基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物的性状，所以血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的，A正确； B、由图可知，低温引起T序列去甲基化进而使血橙“血量”增多，T序列未改变，B错误； C、由图可知，光照会促进HY5蛋白与G序列结合，激活Ruby基因，促进合成关键酶，使花色苷前体转为花色苷，增加“血量”，所以同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关，C正确； D、由图可知，低温引起T序列去甲基化激活Ruby基因，所以若提前采摘，可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达，D正确。 故选B。 3．（科学实验）为加速绿色荧光蛋白基因（GFP）进化，快速获得荧光强度更高的GFP蛋白，科研人员将DNA1（编码易错DNA聚合酶）和DNA2共同导入大肠杆菌（如图）。下列说法错误的是（    ） A．用卡那霉素筛选含DNA1的大肠杆菌 B．易错DNA聚合酶催化GFP基因复制 C．GFP基因在此复制过程中突变率升高 D．连续传代并筛选强荧光菌落加速GFP进化 【答案】A 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取；（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等；（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法；（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】A、由图可知，卡那霉素抗性基因与GFP基因融合到DNA2上后导入大肠杆菌，因此用用卡那霉素筛选含DNA2的大肠杆菌，A错误； B、易错DNA聚合酶能催化DNA的复制，即能催化GFP基因复制，B正确； C、GFP基因在此复制时双螺旋被破坏，容易受内外因素的影响而发生突变，使其突变的频率升高，C正确； D、连续传代并筛选，逐代淘汰，就会筛选出荧光菌落，从而加速GFP进化，D正确。 故选A。 4．（联系生活）过敏成因复杂。有人对以前不过敏的食物突然过敏，这可能与DNA甲基化、染色体组蛋白修饰等有关。下列对食物过敏的成因分析不正确的是（　　） A．过敏可能与基因和环境的相互作用有关 B．DNA甲基化可影响相关免疫细胞的分化 C．过敏原与游离在内环境中的抗体结合 D．某些过敏反应可能与表观遗传有关 【答案】C 【分析】过敏反应：指已免疫的机体，在再次接触相同的抗原时，有时会发生引起组织损伤或功能紊乱的免疫反应。引起过敏反应的物质叫作过敏原，如花粉、油漆、鱼、虾、青霉素、磺胺类药物等（因人而异）。 【详解】A、生物的性状也不完全是由基因决定的，环境对性状也有重要的作用，过敏可能与基因和环境的相互作用有关，A正确； B、DNA甲基化会抑制基因的表达，从而影响相关免疫细胞的分化，B正确； C、过敏原第一次进入人体后，人体内产生抗体吸附在皮肤、呼吸道或消化道黏膜以及血液中某些细胞的表面，当相同的过敏原再次进入人体，就会与吸附在细胞表面的相应抗体特异性结合，最终导致过敏者出现一系列症状，C错误； D、据题意“某些人的过敏可能与DNA甲基化、染色体组蛋白修饰等有关”，而DNA甲基化、染色体组蛋白修饰等会影响某些基因的表达从而导致生物发生可遗传的性状改变，也就是说某些过敏反应可能与表观遗传有关，D正确。 故选C。 （建议用时：30分钟） 1、 选择题 1．（2024·北京·高考真题）科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依据的是DNA的（    ） A．元素组成 B．核苷酸种类 C．碱基序列 D．空间结构 【答案】C 【分析】DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的排列顺序千变万化；特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列。 【详解】A、DNA的元素组成都是C、H、O、N、P，A不符合题意； B、DNA分子的核苷酸种类只有4种，B不符合题意； C、每种DNA的碱基序列不同，“尼安德特人”与现代人的DNA 碱基序列有相似部分，证明“尼安德特人”与现代人是近亲，C符合题意； D、DNA的空间结构都是规则的双螺旋结构，D不符合题意。 故选C。 2．（2024·北京东城·二模）烟草花叶病毒（TMV）由蛋白质和RNA组成，用其RNA侵染正常烟草叶，叶片中可检测到TMV。TMV侵染会引发烟草细胞中基因N表达上调，介导烟草的抗病毒反应，在侵染位点处形成坏死斑。以下说法错误的是（    ） A．TMV的遗传物质是RNA B．可用烟草研磨液培养TMV C．敲除基因N会降低烟草抗TMV能力 D．坏死斑能限制TMV的进一步扩散 【答案】B 【分析】RNA病毒的遗传物质是RNA，RNA决定RNA病毒的遗传性状。蛋白质不是RNA病毒的遗传物质，不能决定RNA病毒的遗传性状。 【详解】A、烟草花叶病毒（TMV）由蛋白质和RNA组成，用其RNA侵染正常烟草叶，叶片中可检测到TMV，因此TMV的遗传物质是RNA，A正确； B、不可用烟草研磨液培养TMV，因为TMV是病毒，必须要在活细胞中才能生存，B错误； C、TMV侵染会引发烟草细胞中基因N表达上调，介导烟草的抗病毒反应，在侵染位点处形成坏死斑，因此敲除基因N会降低烟草抗TMV能力，C正确； D、坏死斑能限制TMV的进一步扩散，防止整株烟草被感染，D正确。 故选B。 3．（2024·北京西城·二模）大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由核心酶和σ因子组成，能转录某类T4噬菌体的基因。分别将大肠杆菌中的RNA聚合酶全酶和核心酶与3H标记的噬菌体DNA结合，然后加入未标记的噬菌体DNA。定期将混合物转移至硝化纤维素滤膜上，只有仍与酶结合的带标记DNA方可结合在滤膜上，实验结果如图。相关分析错误的是（    ） A．大肠杆菌RNA聚合酶能将噬菌体DNA解旋 B．RNA聚合酶结合起始密码子启动基因转录 C．σ因子使RNA聚合酶与启动子紧密结合 D．实验加入未标记的噬菌体DNA应过量 【答案】B 【分析】转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程主要在细胞核中进行，需要RNA聚合酶参与。 【详解】A、RNA聚合酶是细胞中的基因进行转录时用的，它具有解旋功能，因此大肠杆菌的RNA聚合酶能将噬菌体DNA解旋，A正确； B、RNA聚合酶结合基因中的启动子启动基因转录，起始密码子是翻译时用到的，B错误； C、根据题意可知，大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由核心酶和σ因子组成，将大肠杆菌中的RNA聚合酶全酶和核心酶分别与3H标记的噬菌体DNA结合，根据图中数据可知，σ因子存在时，噬菌体DNA结合的百分比更多，故可推知σ因子使RNA聚合酶与启动子紧密结合，C正确； D、本实验中用未标记的噬菌体DNA将大肠杆菌中的RNA聚合酶全酶或核心酶从已结合的噬菌体DNA上替换下来，则加入的未标记的噬菌体DNA应过量，D正确。 故选B。 4．（2024·北京顺义·二模）大肠杆菌是现代生物学研究中的模式生物．环境适宜时约20min繁殖一代。研究人员将15N标记的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养基中，40min后收集大肠杆菌，提取其DNA。下列有关叙述正确的是（　　） A．所有DNA都含有14N B．所有DNA都含有15N C．含14N的DNA占50% D．含15N的DNA占25% 【答案】A 【分析】DNA的复制方式为半保留复制：以亲代DNA的两条链为模板，合成子代DNA的过程，每个子代DNA分子含有一条母链和一条新合成的子链。 【详解】大肠杆菌在环境适宜时约20min繁殖一代，40min后收集大肠杆菌，提取其DNA，意味着大肠杆菌繁殖两代，DNA的复制方式为半保留复制，研究人员将15N标记的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养基中，繁殖一代得到的每个DNA分子中1条链为15N，1条链为14N，再繁殖1代，一共得到4个DNA分子，只有2个DNA分子1条链为15N，1条链为14N，另外2个DNA分子两条链均为14N，即所有的子代DNA中均含有14N，而只有2个DNA分子含有15N，含量为50%，A正确。 故选A。 5．（2024·北京顺义·一模）大肠杆菌是现代生物学研究中的模式生物.环境适宜时约20min繁殖一代。研究人员将15N标记的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养基中，40min后收集大肠杆菌，提取其DNA。下列有关叙述正确的是（　　） A．所有DNA都含有15N B．所有DNA单链都含有14N C．含15N的DNA占50% D．含15N的DNA占25% 【答案】C 【分析】DNA的复制方式为半保留复制：以亲代DNA的两条链为模板，合成子代DNA的过程，每个子代DNA分子含有一条母链和一条新合成的子链。 【详解】大肠杆菌是现代生物学研究中的模式生物，环境适宜时约20min繁殖一代，40min后收集大肠杆菌，提取其DNA，意味着大肠杆菌繁殖两代，DNA的复制方式为半保留复制，研究人员将15N标记的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养基中，繁殖一代得到的每个DNA分子中1条链为15N，1条链为14N，再繁殖1代，一共得到4个DNA分子，只有2个DNA分子1条链为15N，1条链为14N，另外2个DNA分子两条链均为14N，C正确，ABD错误。 故选C。 6．（2024·北京海淀·一模）端粒是染色体末端的一段DNA片段。端粒酶由RNA 和蛋白质组成， 该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成并延伸端粒DNA．在正常情况下，端粒酶只在不断分裂的细胞中具有活性。下列有关端粒酶的叙述， 正确的是（    ） A．仅由C、H、O、N四种元素组成 B．催化过程以4种脱氧核苷酸为底物 C．组成成分都在核糖体上合成 D．在所有细胞中均具有较高活性 【答案】B 【分析】分析题文：端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链，即逆转录过程，因此该酶为逆转录酶。 【详解】A、端粒酶由RNA 和蛋白质组成，其中RNA的组成元素是C、H、O、N、P，A错误； B、 该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成并延伸端粒DNA，产物是DNA，故催化过程以4种脱氧核苷酸为底物，B正确； C、核糖体是蛋白质的合成车间，但端粒酶还包括RNA，不在核糖体合成，C错误； D、根据题干叙述“端粒酶只在不断分裂的细胞中具有活性”可知，由于基因的选择性表达，端粒酶在干细胞等少数细胞中有活性，大部分细胞是高度分化的细胞，没有分裂能力，因此端粒酶在其中不具有活性。该选项考察“基因的选择性表达”，而非不同物种具有不同基因，D错误。 故选B。 7．（2024·北京东城·一模）西北牡丹在白色花瓣基部呈现色斑，极具观赏价值。研究发现，紫色色斑内会积累花色素苷。PrF3H基因控制花色素苷合成途径中关键酶的合成。如图，分别提取花瓣紫色和白色部位的DNA，经不同处理后PCR扩增PrF3H基因的启动子区域，电泳检测扩增产物。分析实验结果可以得出的结论是（　　） A．花瓣紫色与白色部位PrF3H基因的碱基序列存在差异 B．白色部位PrF3H基因启动子甲基化程度高于紫色部位 C．PrF3H基因启动子甲基化程度高有利于花色素苷合成 D．启动子甲基化可调控基因表达说明性状并非由基因控制 【答案】B 【分析】生物的性状由基因决定，还受环境条件的影响，是生物的基因和环境共同作用的结果，即表现型=基因型+环境条件。 【详解】A、紫色部位和白色部位PrF3H的碱基序列相同，只是甲基化程度不同，A错误； B、根据电泳结构白色部位加入McrBC后没有出现电泳条带，而McrBC只能切割DNA的甲基化区域，说明白色区域的启动子甲基化程度高，B正确； C、白色部位PrF3H基因启动子甲基化程度高，而色色素表达少，因此可以推测PrF3H基因启动子甲基化程度高不利于花色素苷合成，C错误； D、启动子甲基化属于表观遗传，说明生物性状是由基因决定的，D错误。 故选B。 8．（2024·北京东城·一模）16SrRNA是原核生物核糖体RNA的一种，在物种间有较大差异。以下关于16SrRNA的说法错误的是（　　） A．含有A、G、U、C四种碱基 B．是核糖体的重要组成部分 C．通过转运氨基酸参与翻译 D．可为研究生物进化提供证据 【答案】C 【分析】1、核酸是遗传信息的携带者，是一切生物的遗传物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有重要作用，细胞中的核酸根据所含五碳糖的不同分为DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）两种，构成DNA与RNA的基本单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸，每个脱氧核苷酸分子是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖糖和一分子含氮碱基形成，每个核糖核苷酸分子是由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基形成。 2、脱氧核苷酸和核糖核苷酸在组成上的差异有：①五碳糖不同，脱氧核苷酸中的五碳糖是脱氧核糖，核糖核苷酸中的五碳糖是核糖；②碱基不完全相同，脱氧核苷酸中的碱基是A、T、G、C，核糖核苷酸中的碱基是A、U、G、C。 【详解】A、16SrRNA含有A、G、U、C四种碱基，A正确； B、依据题干信息，16SrRNA是原核生物核糖体RNA的一种，所以16SrRNA是核糖体的重要组成部分，B正确； C、16SrRNA是核糖体的重要组成部分，所以其参与翻译过程，但是不能转运氨基酸，C错误； D、16SrRNA在物种间有较大差异，所以可为研究生物进化提供证据，D正确。 故选C。 9．（2024·北京西城·一模）FTO蛋白可擦除N基因mRNA的甲基化修饰，避免mRNA被Y蛋白识别而降解，从而提高了鱼类的抗病能力。相关分析正确的是（    ） A．Y蛋白能识别mRNA甲基化修饰 B．mRNA甲基化会影响其转录 C．mRNA甲基化会提高其稳定性 D．N基因表达会降低鱼类抗病能力 【答案】A 【分析】表观遗传是指生物体基因的碱基序列不变，而基因表达与表型发生可遗传变化的现象，即不依赖于DNA序列的基因表达状态与表型的改变。 【详解】A、题意显示，FTO蛋白可擦除N基因mRNA的甲基化修饰，避免mRNA被Y蛋白识别而降解，说明Y蛋白能识别mRNA甲基化修饰，A正确； B、mRNA甲基化会影响其翻译过程，B错误； C、FTO蛋白可擦除N基因mRNA的甲基化修饰，避免mRNA被Y蛋白识别而降解，说明mRNA甲基化会被Y蛋白识别而降解，其稳定性降低，C错误； D、FTO蛋白可擦除N基因mRNA的甲基化修饰，避免mRNA被Y蛋白识别而降解，此时mRNA翻译的N蛋白质会提高鱼类的抗病能力，D错误。 故选A。 10．（2024·北京石景山·一模）噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程如下图所示。该实验条件下，噬菌体每20分钟复制一代。下列叙述正确的是（　　） A．该实验证明了DNA的复制方式为半保留复制 B．大肠杆菌为噬菌体增殖提供了模板、原料、酶和能量 C．A组试管III中含32P的子代噬菌体比例较低 D．B组试管III上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比 【答案】C 【分析】噬菌体侵染细菌的实验：（1）实验原理：设法把DNA和蛋白质分开，直接地、单独地去观察它们地作用。实验原因：艾弗里实验中提取的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质。（2）实验过程：①标记噬菌体：在分别含有放射性同位素35S或放射性同位素32P培养基中培养大肠杆菌；再用上述大肠杆菌培养噬菌体，得到DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体。②噬菌体侵染细菌：用DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌。③短时间培养后，搅拌、离心。搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。离心的目的：让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。 【详解】A、噬菌体侵染大肠杆菌实验，主要是证明DNA是遗传物质，同时也证明了DNA能自我复制，能控制蛋白质的合成，但不能证明DNA是以半保留方式复制的，A错误； B、噬菌体增殖过程中的原料、酶和能量均由细菌提供，噬菌体提供模板，B错误； C、35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内，32P标记的DNA进入了宿主细胞内。经多次半保留复制，A组试管中沉淀中少量DNA含有32P，C正确； D、用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌，35S标记蛋白质，蛋白质不进入细菌菌体，保温时间长短不影响上清液中的放射性强度，D错误。 故选C。 11．（2024·北京丰台·一模）斑马鱼幼鱼正常发育温度为28℃，在幼鱼发育的第20~30天用23℃、28℃和33℃处理，测得雌雄比分别为7：3、1：1和3：7。S1和S2分别为雌、雄性分化指示基因，5-AZA为DNA甲基化抑制剂。不同条件处理幼鱼的实验结果见下图。下列叙述不正确的是（    ） A．斑马鱼雌雄表型受环境因素的影响和基因共同决定 B．33℃培育使雄性分化指示基因表达上调促使雄性数量偏多 C．高温提高甲基化水平进而使雌性分化指示基因的表达上调 D．全球气候变化会对斑马鱼群体的性别比例产生影响 【答案】C 【分析】分析题图左图：实验自变量为不同温度，因变量为S1与S2基因的表达量，由图可知，相较于正常发育温度28℃，温度降低（23℃）会促进S1基因表达，抑制S2基因表达，温度升高（33℃）会抑制S1基因表达，促进S2基因表达；分析右图：实验自变量为发育温度与是否添加5-AZA，由图可知，相较于正常发育温度28℃，温度升高（33℃）会抑制S1基因表达，5-AZA则会在33℃的条件下促进S1基因表达。 【详解】A、根据题意以及题图结果可知，斑马鱼雌雄表型受基因S1、S2以及温度共同影响，A正确； B、由题左图可知，，相较于正常发育温度28℃，温度升高（33℃）会抑制S1基因表达，促进S2基因表达，促使雄性数量偏多，B正确； C、由左图可知，相较于正常发育温度28℃，温度升高（33℃）会抑制S1基因表达，由右图可知，33℃的条件下，DNA甲基化抑制剂降低DNA甲基化水平，提高了S1基因的表达量，C错误； D、斑马鱼雌雄表型受环境温度的影响，因此全球气候变化会对斑马鱼群体的性别比例产生影响，D正确。 故选C。 12．（2024·北京西城·二模）下列关于细胞生命历程的说法错误的是（    ） A．细胞增殖可以增加细胞数目 B．细胞分化可以增加细胞的种类 C．细胞衰老与个体衰老同步 D．细胞凋亡是自然的生理过程 【答案】C 【分析】细胞增殖：是生活细胞的重要生理功能之一，是生物体的重要生命特征，细胞的增殖是生物体生长、发育、繁殖以及遗传的基础，生物体通过细胞的分裂实现细胞的增殖。细胞分化：是指在个体发育中，细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞衰老：是指细胞内发生的生理、生化过程，衰老的细胞在形态、结构和功能上都发生明显的变化。细胞凋亡：是指由基因决定的细胞自动结束生命的过程，也常被称为细胞编程性死亡，是一种自然现象。 【详解】A、细胞增殖就是一个细胞分裂成两个细胞的过程，细胞数目增加，A正确； B、细胞通过分化形成组织，细胞通过分化使细胞种类增加，B正确； C、对于单细胞生物体，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡，对于多细胞生物体，细胞总是在不断更新，细胞衰老并不意味着生物个体的衰老；可以说个体衰老的过程就是组成个体的细胞普遍衰老的过程，C错误； D、细胞凋亡是由基因控制的细胞自动结束生命的程序性死亡，是自然的生理过程，D正确。 故选D。 13．（2024·北京顺义·一模）科研工作者在果蝇眼中发现一种蛋白E，将E基因导入即将发育为腿的幼虫细胞中，诱导此处产生了构成眼的不同类型的细胞群，最终在腿的中部形成了眼。据此推测正确的是（　　） A．发育为腿的幼虫细胞因缺少E基因而不能发育为眼 B．构成果蝇眼的不同类型的细胞中所含蛋白质完全相同 C．蛋白E启动了不同类型细胞群中特异基因的表达 D．蛋白E激活相同基因使发育为腿的细胞转化为眼的不同类型细胞 【答案】C 【分析】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。细胞分化的实质:基因的选择性表达。 【详解】A、发育为腿的幼虫细胞中本来就有E基因，只是没有表达，A错误; B、构成果蝇眼的不同类型的细胞，由于基因的选择性表达，所含蛋白质不完全相同，B错误; C、蛋白E诱导腿部产生了构成眼的不同类型的细胞群，说明蛋白E启动了不同类型细胞群中特异基因的表达，导致细胞分化，C正确; D、蛋白E激活不同基因使发育为腿的细胞转化为眼的不同类型细胞，D错误。 故选C。 14．（2024·北京朝阳·一模）研究者构建敲除B基因的人胚胎干细胞系，诱导其向平滑肌细胞分化，发现敲除B基因明显降低平滑肌细胞标志基因的表达水平。发生形态转变的细胞占比少于对照细胞系。以下关于“人胚胎干细胞”的叙述错误的是（　　） A．分化为平滑肌细胞过程中遗传物质未改变 B．与平滑肌细胞形态差异是由于某些蛋白质不同 C．向平滑肌细胞分化过程中B基因起抑制作用 D．向平滑肌细胞分化过程中分化潜能逐渐降低 【答案】C 【分析】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。细胞分化的实质：基因的选择性表达。 【详解】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达，分化为平滑肌细胞过程中遗传物质未改变，A正确； B、分化过程中发生了基因的选择性表达，与平滑肌细胞形态差异是由于某些蛋白质不同，B正确； C、分析题意，敲除B基因明显降低平滑肌细胞标志基因的表达水平，发生形态转变的细胞占比少于对照细胞系，说明向平滑肌细胞分化过程中B基因起促进作用，C错误； D、向平滑肌细胞分化过程中分化潜能逐渐降低，分化程度增加，D正确。 故选C。 15．（2024·北京西城·一模）下列技术能够体现细胞全能性的是（    ） A．植物组织培养 B．动物细胞培养 C．动物细胞融合 D．胚胎移植 【答案】A 【分析】1、植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，其过程为：离体的植物组织，器官或细胞经过脱分化过程形成愈伤组织（高度液泡化，无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织），愈伤组织经过再分化过程形成胚状体，进一步发育成为植株。 2、动物细胞培养：取动物组织块→剪碎组织→用胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中（原代培养）→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞，制成细胞悬液→转入培养液（传代培养）→放入二氧化碳培养箱培养。 【详解】A、植物组织培养体现了植物细胞的全能性，A符合题意； BC、动物细胞培养和动物细胞融合都没有体现细胞的全能性，BC不符合题意； D、胚胎移植没有体现细胞的全能性，D不符合题意。 故选A。 二、非选择题 16．（2024·北京·模拟预测）细菌的接合生殖与细菌的质粒F因子有关。有F因子的菌株为雄性，没有的为雌性。F因子携带的基因表达可以使细菌产生仅用于接合生殖的性菌毛，见图1。具有游离F因子的细菌称为F+菌株。部分细菌中F因子可以整合到细菌拟核DNA上，成为Hfr菌株。Hfr菌株的F因子可能从拟核DNA上脱离下来，又变成游离的F因子。这种脱离下来的F因子上携带了部分拟核DNA基因，使菌株成为F＇菌株。不存在F因子的雌性菌株称为F菌株。 (1)雄性菌株与雌性菌株接合时，雄性菌株的性菌毛同雌性菌株紧密连接在一起，然后F因子的一条链被切开，这条链会进入雌性菌株内，在雌性菌株内进行复制，形成一个新的F因子。留在雄性菌株内的F因子单链也会DNA复制成双链。因此，F＇菌株和F菌株接合生殖后，菌株的种类是 。虽然细菌存在接合生殖的方式，但是自然界中雌雄菌株的数量依然保持均衡，结合所学知识，请推测其原因： 。 (2)Hfr菌株在和F-菌株接合时，仅有部分F因子片段和部分拟核DNA片段进入雌性菌株内，因为进入F-菌株的F因子片段不完整，使接合后的F-菌株不具有雄性菌株的特点，既接合后的细菌种类依然是Hfr行菌株和F-菌株。但在这一过程中， 菌株拟核DNA发生了 ，有利于细菌的进化。 (3)细菌利用乳糖的机制如下图所示，当存在乳糖时，乳糖可以和阻遏蛋白结合，导致阻遏蛋白无法和操纵基因结合，启动乳糖利用相关基因的表达。某雌性菌株的调节基因发生突变，导致其表达的阻遏蛋白无法与乳糖结合。若这个菌株与F因子携带了正常调节基因的F＇菌株进行接合生殖，请分析接合后这个菌株能否利用乳糖，并说明原因： 。 【答案】(1) F＇菌株 接合增加雄性菌株数量，但F因子可能造成雄性菌株的物质和能量的浪费，使其存活能力低于雌性菌株，减少了雄性菌株数量（或F因子可以丢失，避免F因子造成的物质和能量浪费，使雄性菌株变成雄性菌株） (2) F- 基因重组 (3)不能利用乳糖。因为菌株中原本存在的突变调节基因依然能产生突变的阻遏蛋白，它与操纵基因结合，抑制乳糖相关基因表达 【分析】接合生殖是由两个亲体细胞互相靠拢，形成接合部位，通过接合部位相互交换一部分核物质后再分开进行分裂生殖的一种方式。 【详解】（1），F＇菌株和F菌株接合生殖后，F＇菌株中的F因子含有部分拟核DNA基因，和F菌株接合生殖后携带了部分拟核DNA基因的F因子，一条链被切开，这条链会进入雌性菌株内，在雌性菌株内进行复制，形成一个新的F因子中还是携带了部分拟核DNA，故菌株的种类是F＇菌株。虽然细菌存在接合生殖的方式，但是自然界中雌雄菌株的数量依然保持均衡，结合所学知识，请推测其原因：接合增加雄性菌株数量，但F因子可能造成雄性菌株的物质和能量的浪费，使其存活能力低于雌性菌株，减少了雄性菌株数量（或F因子可以丢失，避免F因子造成的物质和能量浪费，使雄性菌株变成雄性菌株）。 （2）Hfr菌株在和F-菌株接合时，仅有部分F因子片段和部分拟核DNA片段进入雌性菌株内，但在这一过程中F-菌株拟核DNA发生基因重组，有利于细菌的进化。 （3）若这个菌株与F因子携带了正常调节基因的F＇菌株进行接合生殖，接合后产生的是F＇菌株，原本存在的突变调节基因依然还在，能产生突变的阻遏蛋白，它与操纵基因结合，抑制乳糖相关基因表达，故结合后的F＇菌株不能利用乳糖。 17．（2024·北京东城·二模）铝毒害会限制植物生长，对农业和生态安全造成威胁。对植物如何感知铝进而启动抗铝响应开展研究。 (1)无机盐在细胞中大多数以 形式存在，对细胞和生物体的生命活动有重要作用。有些无机盐对细胞有毒害，具有抗性的植物有更多的机会产生后代，经过长期的 ，后代抗性不断增强。 (2)为研究ALR1与植物抗铝性的关系，研究者利用拟南芥进行实验，测量根长并计算相对值，根长相对值=有金属离子处理的根长/无金属离子处理的根长×100%，结果如图1、图2。 综合图1、图2结果，推测 。 (3)植物根分泌的有机酸阴离子能结合并限制铝离子进入根，这是植物抗铝性的核心作用。ALMT1和MATE为有机酸盐外排转运蛋白，在 条件下分别检测野生型、ALR1缺失突变体和ALR1过表达突变体植株根部细胞中相应基因的表达情况，结果表明这两种蛋白参与ALR1介导的抗铝性。 (4)ALMT1和MATE的表达由转录调控因子STOP1控制。检测各组植株中STOP1的mRNA和蛋白含量，由此推测ALR1仅通过抑制STOP1蛋白水解调控植物的抗铝性。请在图3中画出有铝条件下各组的实验结果 。 (5)最终确定ALR1是铝离子受体。除本题中提到的ALR1调控植物抗铝性的信号通路外，还需证明ALR1能 ，才能得出此结论。 【答案】(1) 离子 自然选择 (2)ALR1可特异性提高植物的抗铝性 (3)有铝、无铝 (4) (5)与铝离子特异性结合 【分析】由图1可知，较无铝处理而言，在有铝处理情况下，ALR1过表达突变体的根长相对值降低最小，其次是野生型，最次是ALR1缺失突变体，由图2可知，较无金属离子处理而言，铜等金属离子处理导致野生型和ALR1缺失突变体根长相对值减小相差不大。 【详解】（1）无机盐在细胞中大多数以离子形式存在。在长期的自然选择过程中，生物与环境协同进化，不断发展，所以植物对无机盐的毒害作用抗性会不断增强。 （2）由图1可知，较无铝处理而言，在有铝处理情况下，ALR1过表达突变体的根长相对值降低最小，其次是野生型，最次是ALR1缺失突变体，由图2可知，较无金属离子处理而言，铜等金属离子处理导致野生型和ALR1缺失突变体根长相对值减小相差不大，结合上述结果可得，ALR1可特异性提高植物的抗铝性，对其他金属离子的抗性不强。 （3）据题意可知，可在无铝和有铝条件下分别检测野生型、ALR1缺失突变体和ALR1过表达突变体植株根部细胞中ALMT1和MATE对应基因的表达情况，可推知这两种蛋白参与ALR1介导的抗铝性。 （4）ALR1仅通过抑制STOP1蛋白水解调控植物的抗铝性，说明STOP1基因可以正常表达，三者STOP1mRNA相对含量几乎不变，ALR1缺失突变体因ALR1的抑制作用减弱，STOP1蛋白水解较多，其相对含量较低，ALR1过表达突变体的STOP1蛋白水解明显受到抑制，其相对含量较高。其结果如下图所示：    （5）若ALR1是铝离子受体，则其发挥作用的前提是二者特异性结合。 18．（2024·北京丰台·二模）中性粒细胞是白细胞的一种，具有吞噬病原体的能力。分化过程中涉及到多种转录因子的调控，如P蛋白和M蛋白。研究者以斑马鱼（幼体透明）为材料研究二者的关系。 (1)中性粒细胞既参与免疫的第二道防线，也可作为 发挥摄取、加工、处理和呈递抗原的功能，参与第三道防线。 (2)为了探究P蛋白对M基因的调控作用，研究者用P基因低表达斑马鱼突变体作为实验材料，利用带有标记的核酸分子探针，通过 技术，在发育3天的胚胎中检测M基因的转录情况，结果如图1所示。实验结果表明P蛋白 M基因的表达。 产生以上结果的原因可能有二： ①P基因减少， ； ②已知M基因是原癌基因，其产生的蛋白质是 所必需的，过表达导致细胞过度增殖，引起阳性细胞数量增加。 请从下列选项中选出实验组材料及结果，为上述结论提供新证据 。 A．野生型 B．P基因低表达突变体 C．导入P基因     D．导入M基因 E.敲低M基因                             F.M基因阳性信号及阳性细胞数量增加 G.M基因阳性信号及阳性细胞数量减少 H.M基因阳性信号及阳性细胞数量不变 (3)为进一步探究P基因调控M基因表达的具体方式，研究者对P蛋白与M基因结合位点进行预测，找出10个可能的位点如图2. 研究者将M基因启动子10个位点分成3个部分，构建3种启动子突变质粒，分别与GFP（绿色荧光蛋白）基因相连接：含有①~⑤多位点突变的A、⑥~⑨多位点突变的B以及⑩号位点突变的C．将三种质粒和无突变的质粒D分别注射到野生型和P基因低表达突变体中，结果发现 ，说明P蛋白通过结合⑩位点，调控M基因的表达，而与其他位点无关。 【答案】(1)抗原呈递细胞 (2) 核酸分子杂交 抑制 P蛋白减少，对M基因的抑制作用下降，从而导致M基因过表达 细胞正常生长和增殖 BCG (3)注射A、B、D质粒的野生型细胞中荧光强度小于突变体，注射C质粒的野生型与突变体荧光强度相差不大，且亮度较高。 【分析】据题意可知，中性粒细胞是白细胞的一种，具有吞噬病原体的能力，说明其既参与免疫的第二道防线，也可作为抗原呈递细胞发挥摄取、加工、处理和呈递抗原的功能。据图1可知，突变体（P基因低表达）M基因阳性较强，说明P蛋白抑制M基因的表达。 【详解】（1）据题意可知，中性粒细胞是白细胞的一种，具有吞噬病原体的能力，说明其既参与免疫的第二道防线，也可作为抗原呈递细胞发挥摄取、加工、处理和呈递抗原的功能，参与第三道防线。 （2）利用带有标记的核酸分子探针，检测特定基因的转录情况，该技术为核酸分子杂交，其原理是碱基互补配对原则。据图1可知，突变体（P基因低表达）M基因阳性较强，说明P蛋白抑制M基因的表达。 ①P基因低表达，可能导致P蛋白减少，对M基因的抑制作用下降，从而导致M基因过表达。 ②原癌基因是调控细胞正常生长和增殖的必要基因，说明其产生的蛋白质是调控细胞正常生长和增殖必需蛋白。 为了验证上述结论，可将P基因导入P基因低表达突变体，导入P基因前后进行对比，若较导入P基因前，M基因阳性信号及阳性细胞数量减少，即可得到验证，BCG正确。 故选BCG。 （3）由（2）可知，P蛋白抑制M基因的表达，若注射A、B、D质粒（⑩号位点正常）的野生型细胞中荧光强度小于突变体，注射C质粒（⑩号位点突变）的野生型与突变体荧光强度相差不大，且亮度较高，则可说明P蛋白通过结合⑩位点，调控M基因的表达，而与其他位点无关。 19．（2024·北京丰台·二模） 学习以下材料，回答下面题。病毒的“逃逸”，植物病毒主要侵染植物细胞，它们的生物学特性和分子机制通常是为了适应植物细胞内的生活环境而特化的。然而，这并不意味着植物病毒完全不能侵染动物细胞。在某些特定情况下，植物病毒或其组分可在动物细胞中表达或进行某些功能。 自然界中近70%的植物病毒需要依靠介体昆虫传播，这些介体昆虫对植物病毒的持久性传播是导致植物病害的关键。介体昆虫可以通过自噬途径降解病毒颗粒起到一定的防御作用，过程如图1。病毒也可以劫持或破坏自噬途径，在介体昆虫体内持续增殖。南方水稻黑条矮缩病毒（SDV）进入白背飞虱（介体昆虫）的肠道上皮细胞，通过血液循环到达其唾液腺，白背飞虱进食植物时将病毒传播。中国农业科学院某研究团队发现SDV侵染介体昆虫后“逃逸”的新机制，如图2。 SDV侵染白背飞虱后，促进Atgs基因的表达激活了自噬，其中Atg8Ⅱ蛋白与早期自噬体膜结合，参与早期自噬体的延伸和闭合。进一步研究发现在自噬体膜上有很多正在组装和成熟的病毒颗粒，且病毒外壳蛋白P10可以与溶酶体膜上的LAMP1互作，操纵白背飞虱自噬，使SDV逃过防御，促进其持久传播。 这解释了为什么病毒可以在特定的介体昆虫中存活并高效持久传播，同时为阻断病毒的持久传播提供了新策略。 (1)自噬体具有双层膜结构，白背飞虱中具有双层膜的结构还有 。自噬体与溶酶体融合的过程体现了细胞膜具有 的结构特点。 (2)写出SDV在白背飞虱细胞内遗传信息的传递过程 （用文字和箭头表示）。 (3)依据文中信息，下列叙述正确的是（  ）（多选） A．SDV与ITGB3结合后以胞吐的方式进入细胞 B．自噬体膜为病毒蛋白P10的大量聚集提供了场所 C．Atg8Ⅱ基因表达有助于SDV病毒量的下降 D．介体昆虫细胞自噬有利于SDV的增殖和传播 (4)综合文中信息，概括病毒在特定的介体昆虫中存活并高效持久传播的适应性对策 。 【答案】(1) 线粒体、细胞核 流动性 (2) (3)BD (4)病毒利用未与溶酶体融合的自噬体进行组装和大量积累；病毒通过阻断自噬体与溶酶体融合，使病毒避免被介体昆虫自噬降解 【分析】1、真核细胞最典型的特征是具有双层生物膜构成的核膜为界限的细胞核。真核细胞细胞质中有众多复杂的细胞器，其中叶绿体和线粒体是双层膜的细胞器，内质网、高尔基体、溶酶体以及液泡是单层膜的细胞器，中心体和核糖体为无膜的细胞器。 2、病毒无细胞结构，只能在宿主细胞中完成病毒的增殖，病毒的生活史：吸附、注入、合成、组装、释放。 【详解】（1）白背飞虱属于真核生物，真核动物细胞中具有双层膜的结构有线粒体和细胞核；自噬体与溶酶体融合的过程依赖于生物膜的结构特点，具有一定的流动性。 （2）由图2可知，SDV属于RNA病毒，侵入白背飞虱的肠道上皮细胞后，在细胞中进行RNA复制合成子代RNA，并且以病毒的RNA为翻译模板合成蛋白质，即SDV在白背飞虱细胞内遗传信息的传递过程为。 （3）A、由图2可知，SDV与ITGB3结合后以胞吞的方式进入细胞，A错误； B、由图2可知，病毒的P10蛋白合成中主要集中与自噬体膜上，即自噬体膜为P10蛋白提供了聚集场所，B正确； C、自噬体膜上有很多正在组装和成熟的病毒颗粒，Atg8Ⅱ蛋白参与早期自噬体的延伸，即Atg8Ⅱ蛋白能增大自噬体的膜面积，病毒颗粒提供更多的附着位点，有助于SDV病毒量的上升，C错误； D、根据题意，介体昆虫细胞自噬，使SDV逃过防御，有利于SDV的增殖和传播，D正确。 故选BD。 （4）由图2可知，SDV在介质细胞中进行RNA复制和相关蛋白质合成后，附着于介体细胞中未成形的自噬体上，进行组装和病毒的大量积累，同时阻断自噬体与溶酶体的融合，避免病毒被介体昆虫自噬降解，细胞同时通过指导合成的病毒外壳蛋白P10与溶酶体膜上的LAMP1互作，操纵白背飞虱自噬，使SDV逃过防御，促进其持久传播。 20．（2024·北京东城·一模）细胞内各种氧化反应以及辐射、有害物质等因素均会导致活性氧（ROS）的产生。为探究ROS对细胞的影响与机制开展研究。 (1)ROS会破坏细胞内执行功能的生物分子，如tRNA等。tRNA受损会抑制核糖体上进行的以 为原料合成蛋白质的过程，导致核糖体出现停滞或碰撞现象。 (2)研究人员以斑马鱼幼鱼为材料，测定不同处理条件下幼鱼尾部细胞凋亡情况，结果如图1。实验结果说明ROS能 细胞凋亡。 (3)已有研究表明p38磷酸化可导致细胞凋亡。p38磷酸化与ZAK、ASK1等多种蛋白有关。为研究ROS与它们之间的关系进行实验。ZAK蛋白能与核糖体结合，并可被核糖体停滞或碰撞激活。给予细胞不同处理后检测相关蛋白水平，结果如图2。实验结果说明ROS通过 。ASK1可引起p38磷酸化。为进一步探究ASK1与上述信号通路的关系，分别用ROS诱导剂对不同细胞进行处理，结果如图3。据图判断ASK1与ZAK处于 （填“同一条”或“不同的”）信号通路，理由是 。 【答案】(1)氨基酸 (2)促进 (3) 激活ZAK蛋白，诱导p38磷酸化 不同的 单敲除ZAK基因和单敲除ASK1基因的细胞都出现p38磷酸化，说明具有ZAK或ASK1两者之一即可完成ROS诱导p38磷酸化的过程 【分析】1、蛋白质合成场所是核糖体，在核糖体上形成的肽链还需进入内质网进行加工，形成具有一定空间结构的蛋白质。 2、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是一种程序性死亡。如：细胞的自动更新、被病原体感染细胞的清除，属于正常的生命现象，对生物体有利。 【详解】（1）蛋白质合成场所是核糖体，蛋白质合成原料是氨基酸。 （2）研究人员以斑马鱼幼鱼为材料，测定不同处理条件下幼鱼尾部细胞凋亡情况，分析图1可知ROS诱导剂组凋亡细胞数目明显比ROS清除剂组多，说明ROS能促进细胞凋亡。 （3）ZAK活性抑制剂可以抑制ZAK蛋白活性，不加ZAK活性抑制剂的细胞ZAK蛋白活性正常，分析图2可知，不加ZAK活性抑制剂（ZAK蛋白活性正常）和不加ROS诱导剂的细胞不出现p38磷酸化，加ZAK活性抑制剂（ZAK蛋白活性受抑制）和加入ROS诱导剂的细胞也不出现p38磷酸化，只有不加ZAK活性抑制剂（ZAK蛋白活性正常）和加入ROS诱导剂的细胞出现p38磷酸化，说明ROS诱导剂是通过激活的ZAK蛋白活性来诱导p38磷酸化的过程； 分析图3可知，单敲除ZAK基因和单敲除ASK1基因的细胞都出现p38磷酸化，说明具有ZAK或ASK1两者之一即可完成ROS诱导p38磷酸化的过程，这也说明ASK1与ZAK处于不同的信号通路。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！5 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$