精品解析：2025届上海市浦东新区高三一模生物试题

浦东新区2024学年第一学期期末教学质量检测（一模） 高三年级生物学试卷 本试卷满分100分 考试时间为60分钟 请将所有答案写在答题纸上，否则不给分 一、牡蛎礁与互花米草（21分） 1. 牡蛎是雌雄异体软体动物，从潮间带至数十米深的海洋范围都有分布。牡蛎有2片壳，固着在岩礁石或贝壳等物体上的壳称为左壳，借右壳的开闭进行摄食、呼吸、生殖等活动。牡蛎礁是一种海岸生态系统，礁体由活体牡蛎和死亡牡蛎的壳组成。图1是牡蛎礁生态系统中部分能量通道及营养级分布。 （1）下列关于牡蛎形态结构的描述中，与左壳固着功能相适应的是______。 A. 壳内具有闭壳肌 B. 壳大且色深 C. 壳表面有明显生长纹 D. 壳呈现一定的弧度 （2）据图1判断，牡蛎在生态系统中属于______。（编号选填） ①生产者 ②消费者 ③分解者 （3）据图1可知该生态系统的能量流动方向是______（从上往下/从下往上），图1中与牡蛎存在竞争关系的是______。 A.浮游植物 B.其他软体类 C.海葵 D.植食性鱼类 （4）据图1信息推测杂食性鱼类的食物可能是______。 A. 大型海藻 B. 牡蛎 C. 肉食性鱼类 D. 植食性鱼类 （5）为了研究牡蛎礁生态系统的健康情况，研究人员需调查牡蛎的种群数量特征。相关的调查指标有______（写出一个即可）。 研究发现滩涂潮间带出现“互花米草—牡蛎”群落。图2表示该区域互花米草区（S），牡蛎区（Mud），混生区（S-O1、S-O2、S-O3）的分布情况。图3是三次对混生区牡蛎密度的调研结果。图4表示混生区两种生物之间的作用，“”表示混生区当前状态，“”表示群落演替后可能会出现的状态，“+”表示促进。 （6）风暴潮会造成泥沙淤积，掩埋牡蛎礁体造成牡蛎种群缩小。据图3分析，三次调研中最可能受到过风暴潮影响的是____（编号选填），受影响最大的区域是_____（编号选填）。 ①2022-06 ②2023-04 ③2023-06 ④S-O1 ⑤S-O2 ⑥S-O3 （7）分析图4，若海平面上升，混生区的群落状态可能______（编号选填） ①向互花米草主导状态演替 ②向牡蛎主导状态演替 ③维持混生区群落状态 （8）崇明东滩湿地生态系统也受到互花米草入侵的影响。请你对“通过养殖牡蛎来遏制互花米草扩张”的方案进行可行性分析______。 二、熬夜与健康（20分） 2. 人体内的“生物钟”主要位于下丘脑SCN区。“生物钟”通过接受外界信号调节各项生理活动，相关过程如图1。其中褪黑素具有快速助眠的作用，皮质醇与血糖水平、免疫功能、记忆功能等有关。图2表示正常人体一天中的皮质醇浓度变化。 （1）根据题意判断，人体分泌褪黑素和皮质醇需要的外界信号分别是_______、_______（编号选填）。 ①光照 ②黑暗 （2）图1中属于反馈调节的过程包括_______（填写图中编号）。 （3）图2中皮质醇水平在一天中表现为节律性变化，机体调节该激素分泌的机制是______。 （4）图2中早上7点人体皮质醇水平最高，推测其意义是______。 A. 提高白天兴奋性 B. 引发白天困倦 C 提高血糖水平 D. 提高记忆能力 （5）据题干分析，长期开灯熬夜会引起_____，进而造成血糖异常升高。（编号选填） ①褪黑素水平异常降低 ②皮质醇水平异常升高 ③交感神经异常兴奋 （6）研究表明熬夜还会引发细胞因子风暴导致人体产生局部红肿，上述现象发生的过程依次是_______（编号排序）。 ①更多的免疫细胞被招募并聚集 ②血细胞和血浆渗出 ③熬夜导致大脑分泌相关激素 ④过量细胞因子导致毛细血管通透性增加 ⑤激活免疫细胞释放细胞因子 （7）图3为记忆形成过程中可塑性突触发生的变化。据图3和已有知识，从神经元之间信息传递的角度分析长期熬夜会使记忆衰退的原因______。 为探究增强记忆所需的条件，科学家用模式生物海兔进行缩鳃反射实验，如图4所示。对海兔施加不同的训练方式，训练后通过触碰虹吸管观察其缩鳃情况，结果如图5。 （8）图5所示的实验中，符合对照组的操作是______（编号选填） ①单次电击刺激 ②无电击刺激 ③触碰刺激 ④无触碰刺激 （9）根据上述海兔缩鳃实验结果，得出关于增强记忆所需的条件是______。 三、番茄与低温胁迫（18分） 3. 番茄在受到低温胁迫时会产生较多的有害物质，影响细胞结构和功能。细胞内较高的渗透压可延缓细胞结冰进而起到保护作用。图1表示番茄植株在一段时间的低温胁迫后，细胞中可溶性糖（如葡萄糖、蔗糖）含量及叶片相对电导率（与质膜损伤程度、物质外渗量均呈正相关）的变化。图2表示持续低温后，番茄细胞中叶绿体的变化。 （1）正常环境下，番茄叶肉细胞中产生可溶性糖的过程有______。（编号选填） ①淀粉水解 ②光反应 ③碳反应 ④糖酵解 ⑤三羧酸循环 （2）据上述信息和已有知识推测，番茄在短期（1-3天）的低温胁迫下，可能出现的胁迫响应有_______。 A. 细胞内渗透压升高 B. 加快清除有害物质 C. 加快物质渗出 D. 减缓可溶性糖合成多糖 （3）持续低温胁迫下，图2中的“甲”结构体积缩小甚至解体，推测直接受到影响的过程有______（编号选填） ①光能吸收 ②CO2固定 ③能量的转化 ④NADPH的合成 ⑤ATP的合成 （4）结合图1和图2信息分析，在长时间的低温胁迫下番茄细胞内可溶性糖含量发生变化的原因是______。 研究人员探究了外源脱落酸（ABA）浓度对两个番茄品系幼苗叶片抗冷胁迫的影响，结果如图3所示。图4为番茄细胞抗冷胁迫的分子调节机制。 （5）在图3所示的浓度范围内，ABA对番茄幼苗叶片抗冷胁迫有______（促进/抑制/两重性）作用。______（704/710）品系对ABA更敏感。 （6）蛋白质的磷酸化和去磷酸化能改变蛋白质的空间结构。研究发现植物激素油菜素内酯（BR）可使BIN蛋白发生磷酸化。结合图4分析，通过对番茄植株喷施BR以提高番茄植株抗冷性是否可行，并说明理由_____。 四、转基因斑马鱼（19分） 4. 水体中的雌激素能使斑马鱼细胞产生E蛋白，激活卵黄蛋白原（vtg）基因（如图1所示）的表达，因此斑马鱼可用于监测环境雌激素污染程度。为了实现可视化监测，科学家将斑马鱼的vtg基因，与人工构建的含萤火虫荧光素酶基因（无启动子）的载体（如图2所示）连接，形成vtg-Luc基因重组载体，成功培育了转基因斑马鱼。图2中Luc表示萤火虫荧光素酶基因，可以催化荧光素氧化产生荧光；Ampr为氨苄青霉素抗性基因，ori为复制起点，BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ、BsrGⅠ为限制酶，→表示转录方向。 （1）为使vtg基因与Luc基因载体形成重组载体，选用限制酶_______切割Luc基因载体可降低“空载”概率。（编号选填） ①BamH Ⅰ ②EcoR Ⅰ ③Hind Ⅲ ④BsrG Ⅰ （2）通过PCR技术获取vtg基因时，需设计合适的引物。依据图1、图2信息，推测引物1包含的碱基序列为_______。 A. 5’ -AACTAT-3 ’ B. 5’ -GAATTCAACTAT-3 ’ C. 5’ -TTGATA-3 ’ D. 5’ -AAGCTTAACTAT-3 ’ （3）将“vtg-Luc基因重组载体”导入大肠杆菌中进行扩增，为便于筛选，应将大肠杆菌接种在含_____的培养基中（编号选填）；若要判断斑马鱼转基因是否成功，可在水体中添加_____进行检测。（编号选填） ①氨苄青霉素 ②雌激素 ③荧光素 ④卵黄蛋白原 ⑤荧光素酶 （4）Luc基因载体上有一段P2A序列，其功能如图3所示，下列对P2A序列描述合理的是_____。 A. 能与vtg基因、Luc基因一起转录 B. 产生的2A肽能剪切P2A核酸序列 C. 产生的2A肽能破坏蛋白1和蛋白2的结构 D. 有助于序列两侧的基因表达成独立的蛋白质 进一步研究发现，E蛋白能与vtg基因启动子中的特定序列结合，启动该基因的表达。 （5）E蛋白与启动子结合后，启动转录过程还需要的酶是______。 A. RNA聚合酶 B. DNA聚合酶 C. DNA连接酶 D. 限制性内切核酸酶 （6）已知vtg基因启动子长度约为1000碱基对，为了找到 E蛋白在启动子上结合位点，请运用本题研究成果提出设计思路并阐述基本操作步骤______。 五、杂交水稻（22分） 5. 水稻是自花传粉作物，花非常小，杂交时若通过人工去雄难以实现。袁隆平团队发现了天然的雄性不育株水稻，解决了这一难题，开创了三系杂交水稻技术。 可遗传的雄性不育，受细胞质基因和细胞核基因共同控制，相关机理如图1所示，细胞质雄性不育基因用S表示，可育基因用N表示，都位于线粒体的双链环状DNA分子上。细胞核雄性可育基因用R表示，R蛋白能恢复育性，雄性不育基因用r表示。 （1）根据上述信息，下列性状符合雄性不育系水稻的有_______。 A. 雌蕊发育正常 B. 雄蕊发育不正常 C. 能正常受粉 D. 能正常传粉 （2）据图分析，“N”“S”“R”“r”中，遵循孟德尔遗传定律的是______。 （3）雄性不育系水稻基因型表示为S（rr），细胞质雄性不育和可育基因用“S/N”表示，S和N ______。 A. 位于同源染色体上 B. 位于非同源染色体上 C. 同时存在 D. 单独存在 （4）下列水稻中可以通过自花传粉保持其基因型的是_____。 A. S（rr） B. N（rr） C. N（RR） D. S（RR） （5）基因型为N（rr）的植株产生的雌配子和雄配子的基因型分别为______和______。（编号选填）（注：受精卵的细胞质主要由卵细胞提供） ①N ②N（r） ③（rr） ④（r） （6）科研团队开展了图2、3所示的育种实验，图2中①的基因型为______，该杂交水稻的育性为_______（可育/不育）。图3中F1的基因型为______，该杂交水稻的育性为______（可育/不育）。 通过转基因技术将R基因与雄配子致死基因（A）、蓝色素生成基因（D）一起导入基因型为S（rr）的个体中，基因插入情况见图4所示。D基因的表达可使种子呈现蓝色，无D基因的种子呈现白色。 （7）转基因个体S（rrADR）自交后（不考虑交叉互换），子代种子为蓝色和白色的比例是_____，蓝色的种子发育成的水稻_____（是/不是）雄性不育。 （8）关于上述水稻转基因育种的应用，下列说法正确的是_____。 A. 通过自交获得的种子颜色可判断其育性 B. 一次自交可同时产生雄性不育系和转基因品系 C. 用于杂交制种的不育系不含转基因成分 D. 选用蓝色种子发育成的植株作杂交父本 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 浦东新区2024学年第一学期期末教学质量检测（一模） 高三年级生物学试卷 本试卷满分100分 考试时间为60分钟 请将所有答案写在答题纸上，否则不给分 一、牡蛎礁与互花米草（21分） 1. 牡蛎是雌雄异体的软体动物，从潮间带至数十米深的海洋范围都有分布。牡蛎有2片壳，固着在岩礁石或贝壳等物体上的壳称为左壳，借右壳的开闭进行摄食、呼吸、生殖等活动。牡蛎礁是一种海岸生态系统，礁体由活体牡蛎和死亡牡蛎的壳组成。图1是牡蛎礁生态系统中部分能量通道及营养级分布。 （1）下列关于牡蛎形态结构描述中，与左壳固着功能相适应的是______。 A. 壳内具有闭壳肌 B. 壳大且色深 C. 壳表面有明显生长纹 D. 壳呈现一定的弧度 （2）据图1判断，牡蛎在生态系统中属于______。（编号选填） ①生产者 ②消费者 ③分解者 （3）据图1可知该生态系统的能量流动方向是______（从上往下/从下往上），图1中与牡蛎存在竞争关系的是______。 A.浮游植物 B.其他软体类 C.海葵 D.植食性鱼类 （4）据图1信息推测杂食性鱼类的食物可能是______。 A. 大型海藻 B. 牡蛎 C. 肉食性鱼类 D. 植食性鱼类 （5）为了研究牡蛎礁生态系统的健康情况，研究人员需调查牡蛎的种群数量特征。相关的调查指标有______（写出一个即可）。 研究发现滩涂潮间带出现“互花米草—牡蛎”群落。图2表示该区域互花米草区（S），牡蛎区（Mud），混生区（S-O1、S-O2、S-O3）的分布情况。图3是三次对混生区牡蛎密度的调研结果。图4表示混生区两种生物之间的作用，“”表示混生区当前状态，“”表示群落演替后可能会出现的状态，“+”表示促进。 （6）风暴潮会造成泥沙淤积，掩埋牡蛎礁体造成牡蛎种群缩小。据图3分析，三次调研中最可能受到过风暴潮影响的是____（编号选填），受影响最大的区域是_____（编号选填）。 ①2022-06 ②2023-04 ③2023-06 ④S-O1 ⑤S-O2 ⑥S-O3 （7）分析图4，若海平面上升，混生区的群落状态可能______（编号选填） ①向互花米草主导状态演替 ②向牡蛎主导状态演替 ③维持混生区群落状态 （8）崇明东滩湿地生态系统也受到互花米草入侵的影响。请你对“通过养殖牡蛎来遏制互花米草扩张”的方案进行可行性分析______。 【答案】（1）D （2）②③ （3） ①. 从下往上 ②. BD （4）ABD （5）种群密度（出生率、死亡率、性别比例、年龄结构、迁入率、迁出率） （6） ①. ② ②. ⑤ （7）②③ （8）不一定可行。牡蛎能附着互花米草，并对其进行机械勒杀，进而挤占互花米草的生态位，从而遏制互花米草的扩展。但是崇明东滩的生境不一定适合牡蛎生存，且引入牡蛎是否会对当地的生态系统造成负面影响也未知 【解析】 【分析】1、种群数量的最基本特征是种群密度，影响种群密度的因素有出生率、死亡率、迁入率、迁出率，性别比例等。 2、群落演替指的是一些物种替代另一些物种，一个群落类型替代另一个群落类型的过程，可以分为初生演替和次生演替两种类型。 【小问1详解】 A、牡蛎有2片壳，固着在岩礁石或贝壳等物体上的壳称为左壳，借右壳的开闭进行摄食、呼吸、生殖等活动，说明右壳具有闭壳肌，A错误； B、牡蛎右壳的壳大且色深，B错误； C、牡蛎左侧生长纹较为平滑，右壳表面生长纹较为明显，C错误； D、牡蛎左壳呈现一定的弧度，有利于固定在岩礁石或贝壳等物体上，D正确。 故选D。 【小问2详解】 据图1所示，牡蛎捕食大型海藻和浮游植物，属于消费者，牡蛎也可以捕食有机碎屑，属于分解者，②③正确。 故选②③。 【小问3详解】 图1所示最下方的是第一营养级，越往上营养级越高，因此该生态系统的能量流动方向是从下往上。图1中牡蛎捕食大型海藻、浮游植物和有机碎屑，植食性鱼类也捕食者三种成分，其它软体动物捕食大型藻类和浮游植物，因此与牡蛎存在竞争关系的是其他软体类和植食性鱼类，BD正确。 故选BD。 【小问4详解】 图1所示，杂食性鱼类处于第Ⅱ和第Ⅲ营养级之间，说明它捕食第Ⅰ和第Ⅱ营养级，推测它可能捕食大型海藻、牡蛎和植食性鱼类，ABD正确。 故选ABD。 【小问5详解】 种群数量的基本特征是种群密度，出生率、死亡率、迁入率和迁出率可以直接影响种群密度，性别比例影响种群密度，年龄结构预测种群密度，因此为了研究牡蛎礁生态系统的健康情况，研究人员需调查牡蛎的种群数量特征。相关的调查指标有种群密度（出生率、死亡率、性别比例、年龄结构、迁入率、迁出率）。 【小问6详解】 风暴潮会造成泥沙淤积，掩埋牡蛎礁体造成牡蛎种群缩小，三次调研中2023-04牡蛎密度最小，说明最可能受到过风暴潮影响的是2023-04，②正确。和2022-06对比，S-O2牡蛎密度变化最大，说明受影响最大的区域是S-O2，⑤正确。 【小问7详解】 据图4分析，稳定的沉积物会促进地势抬高，水流减缓，进而提高牡蛎附着概率，使互花米草基部被机械勒杀，牡蛎种群扩张挤占互花米草生态位，实现互花米草-牡蛎混生状态。若海平面上升，混生区的群落状态可能继续维持混生区群落状态，也可能向牡蛎主导状态演替，②③正确。 故选②③。 【小问8详解】 “通过养殖牡蛎来遏制互花米草扩张”的方案不一定可行。牡蛎能附着互花米草，并对其进行机械勒杀，进而挤占互花米草的生态位，从而遏制互花米草的扩展。但是崇明东滩的生境不一定适合牡蛎生存，且引入牡蛎是否会对当地的生态系统造成负面影响也未知。 二、熬夜与健康（20分） 2. 人体内的“生物钟”主要位于下丘脑SCN区。“生物钟”通过接受外界信号调节各项生理活动，相关过程如图1。其中褪黑素具有快速助眠的作用，皮质醇与血糖水平、免疫功能、记忆功能等有关。图2表示正常人体一天中的皮质醇浓度变化。 （1）根据题意判断，人体分泌褪黑素和皮质醇需要的外界信号分别是_______、_______（编号选填）。 ①光照 ②黑暗 （2）图1中属于反馈调节的过程包括_______（填写图中编号）。 （3）图2中皮质醇水平在一天中表现为节律性的变化，机体调节该激素分泌的机制是______。 （4）图2中早上7点人体皮质醇水平最高，推测其意义是______。 A. 提高白天兴奋性 B. 引发白天困倦 C. 提高血糖水平 D. 提高记忆能力 （5）据题干分析，长期开灯熬夜会引起_____，进而造成血糖异常升高。（编号选填） ①褪黑素水平异常降低 ②皮质醇水平异常升高 ③交感神经异常兴奋 （6）研究表明熬夜还会引发细胞因子风暴导致人体产生局部红肿，上述现象发生的过程依次是_______（编号排序）。 ①更多的免疫细胞被招募并聚集 ②血细胞和血浆渗出 ③熬夜导致大脑分泌相关激素 ④过量细胞因子导致毛细血管通透性增加 ⑤激活免疫细胞释放细胞因子 （7）图3为记忆形成过程中可塑性突触发生的变化。据图3和已有知识，从神经元之间信息传递的角度分析长期熬夜会使记忆衰退的原因______。 为探究增强记忆所需的条件，科学家用模式生物海兔进行缩鳃反射实验，如图4所示。对海兔施加不同的训练方式，训练后通过触碰虹吸管观察其缩鳃情况，结果如图5。 （8）图5所示的实验中，符合对照组的操作是______（编号选填） ①单次电击刺激 ②无电击刺激 ③触碰刺激 ④无触碰刺激 （9）根据上述海兔缩鳃实验结果，得出关于增强记忆所需的条件是______。 【答案】（1） ①. ② ②. ① （2）⑤⑦ （3）反馈调节 （4）ACD （5）②③ （6）③⑤①④② （7）长期熬夜可能会导致神经元之间的突触结构中突触后膜上受体数量减少以及相关神经元之间原来在形成记忆过程中新长出的突触结构发生回缩消失，突触前膜释放的神经递质的量减少，进而导致记忆力衰退 （8）②③ （9）不仅要反复进行信号刺激，还需要使反复的信号刺激维持一定的时长 【解析】 【分析】光周期信号刺激视网膜上的感受器，使之产生兴奋，兴奋传至下丘脑视交叉上核，再通过传出神经支配松果体分泌褪黑素，褪黑素可调节下丘脑、垂体和睾丸中相关激素的分泌，也可抑制下丘脑视交叉上核的作用。 【小问1详解】 褪黑素具有快速助眠的作用，皮质醇与血糖水平、免疫功能、记忆功能等有关，所以人体分泌褪黑素的外界信号是②黑暗，人体分泌皮质醇需要的外界信号是①光照。 【小问2详解】 光周期信号通过下丘脑SCN区，然后作用于松果体，再通过褪黑素对人体进行调控，该过程属于神经一体液（神经调节和体液）调节，褪黑素分泌过多，会抑制下丘脑SCN区，该调节机制属于（负）反馈调节，皮质醇也能抑制垂体的分泌活动，属于（负）反馈调节，所以图1中属于反馈调节的过程包括⑤⑦。 【小问3详解】 图2中皮质醇水平在一天中表现为节律性的变化，皮质醇的含量维持在一定范围内保持稳态，所以机体通过反馈调节保证该激素处于正常范围。 【小问4详解】 AB、图2中早上7点人体皮质醇水平最高，能提高白天兴奋性，不会引发白天困倦，A正确，B错误； CD、皮质醇与血糖水平、免疫功能、记忆功能等有关，皮质醇水平最高能提高血糖水平，提高记忆能力，CD正确。 故选ACD。 【小问5详解】 ①长期开灯熬夜，褪黑素分泌减少不影响血糖的含量，①错误； ②长期开灯熬夜，皮质醇的含量会异常升高，导致血糖异常升高，②正确； ③长期开灯熬夜，导致交感神经异常兴奋，血糖异常升高，③正确。 故选②③。 【小问6详解】 研究表明，③熬夜导致大脑分泌相关激素，⑤激活免疫细胞释放细胞因子，①更多的免疫细胞被招募并聚集，④过量细胞因子导致毛细血管通透性增加，②血细胞和血浆渗出，导致组织液的渗透压上升，组织液吸水导致水肿，所以熬夜会引发细胞因子风暴导致人体产生局部红肿。 所以发生的过程依次是③⑤①④②。 【小问7详解】 记忆形成过程中可塑性突触发生的变化，从神经元之间信息传递的角度分析，长期熬夜可能会导致神经元之间的突触结构中突触后膜上受体数量减少以及相关神经元之间原来在形成记忆过程中新长出的突触结构发生回缩消失，突触前膜释放的神经递质的量减少，进而导致记忆力衰退。 【小问8详解】 对照组实验是为了平排除无关变量对实验的影响，本实验是为了探究电刺激对缩腮反射的影响，训练组为触碰的同时施加点击。所以对照组的操作是②无电击刺激 ③触碰刺激。 故选②③。 【小问9详解】 根据实验结果可知，反复信号刺激及维持一定时间能加强记忆，所以增强记忆不仅要反复进行信号刺激，还需要使反复的信号刺激维持一定的时长。 三、番茄与低温胁迫（18分） 3. 番茄在受到低温胁迫时会产生较多的有害物质，影响细胞结构和功能。细胞内较高的渗透压可延缓细胞结冰进而起到保护作用。图1表示番茄植株在一段时间的低温胁迫后，细胞中可溶性糖（如葡萄糖、蔗糖）含量及叶片相对电导率（与质膜损伤程度、物质外渗量均呈正相关）的变化。图2表示持续低温后，番茄细胞中叶绿体的变化。 （1）正常环境下，番茄叶肉细胞中产生可溶性糖的过程有______。（编号选填） ①淀粉水解 ②光反应 ③碳反应 ④糖酵解 ⑤三羧酸循环 （2）据上述信息和已有知识推测，番茄在短期（1-3天）的低温胁迫下，可能出现的胁迫响应有_______。 A. 细胞内渗透压升高 B. 加快清除有害物质 C. 加快物质渗出 D. 减缓可溶性糖合成多糖 （3）持续低温胁迫下，图2中的“甲”结构体积缩小甚至解体，推测直接受到影响的过程有______（编号选填） ①光能吸收 ②CO2固定 ③能量的转化 ④NADPH的合成 ⑤ATP的合成 （4）结合图1和图2的信息分析，在长时间的低温胁迫下番茄细胞内可溶性糖含量发生变化的原因是______。 研究人员探究了外源脱落酸（ABA）浓度对两个番茄品系幼苗叶片抗冷胁迫的影响，结果如图3所示。图4为番茄细胞抗冷胁迫的分子调节机制。 （5）在图3所示的浓度范围内，ABA对番茄幼苗叶片抗冷胁迫有______（促进/抑制/两重性）作用。______（704/710）品系对ABA更敏感。 （6）蛋白质的磷酸化和去磷酸化能改变蛋白质的空间结构。研究发现植物激素油菜素内酯（BR）可使BIN蛋白发生磷酸化。结合图4分析，通过对番茄植株喷施BR以提高番茄植株抗冷性是否可行，并说明理由_____。 【答案】（1）①③ （2）ABD （3）①③④⑤ （4）据图1数据可知，随着低温胁迫时间延长，相对电导率逐渐增加，说明质膜受损程度增加，可溶性糖外渗量增加；据图2可知，持续低温会破坏类囊体结构，使光反应减弱，进而使碳反应合成的糖类物质减少，最终导致细胞内可溶性糖含量下降 （5） ①. 促进 ②. 710 （6）可行。据图4可知，BIN蛋白抑制磷酸化BZR蛋白的作用，当番茄植株喷施BR后能使BIN蛋白发生磷酸化，改变其空间结构，解除对磷酸化BZR蛋白的抑制作用，进而促进NCED基因的表达，使细胞产生的ABA增多，ABA通过一系列蛋白质的调节增加可溶性糖含量，提高植株抗冷性。 【解析】 【分析】植物激素是指由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。植物激素在植物体内含量微小，但在调节植物生长发育上的作用非常重要。 【小问1详解】 淀粉不溶于水，淀粉水解产生的麦芽糖或葡萄糖，属于可溶性糖；光反应不产生糖类，碳反应可以生成葡萄糖等可溶性糖；糖酵解和三羧酸循环是细胞呼吸的过程，消耗可溶性糖，不产生可溶性糖，故选①③。 【小问2详解】 AB、根据图1可知：番茄在短期（1-3天）的低温胁迫下，相对电导率变化不大，可溶性糖含量增多。番茄在受到低温胁迫时会产生较多的有害物质，影响细胞结构和功能。细胞内较高的渗透压可延缓细胞结冰进而起到保护作用，由此推测细胞内渗透压升高来相应低温胁迫，AB正确； C、根据图1可知：番茄在短期（1-3天）的低温胁迫下，相对电导率变化不大，相对电导率与质膜损伤程度、物质外渗量均呈正相关，由此推测物质渗出不变，C错误； D、番茄在短期（1-3天）的低温胁迫下，可溶性糖含量增多。由此推测减缓可溶性糖合成多糖，D正确。 故选ABD。 【小问3详解】 图2中甲为类囊体堆叠形成的基粒，在类囊体薄膜上含有光合色素和光反应有关的酶，进行光反应，持续低温胁迫下，图2中的“甲”结构体积缩小甚至解体，推测直接受到影响的过程有①光能吸收，从而影响③能量的转化、④NADPH的合成 和⑤ATP的合成；②二氧化碳的固定发生在叶绿体基质中，间接受到影响，故选①③④⑤。 【小问4详解】 图1中，在长时间的低温胁迫下番茄细胞内相对电导率增大，可溶性糖含量减少。图2中持续低温后，番茄细胞中叶绿体的基粒结构体积缩小甚至解体。在长时间的低温胁迫下番茄细胞内可溶性糖含量发生变化的原因是据图1数据可知，随着低温胁迫时间延长，相对电导率逐渐增加，说明质膜受损程度增加，可溶性糖外渗量增加；据图2可知，持续低温会破坏类囊体结构，使光反应减弱，进而使碳反应合成的糖类物质减少，最终导致细胞内可溶性糖含量下降。 【小问5详解】 在图3所示的浓度范围内，番茄幼苗叶片的相对电导率均低于未施加ABA组，叶片相对电导率与质膜损伤程度、物质外渗量均呈正相关，由此判断ABA对番茄幼苗叶片抗冷胁迫有促进作用。710品系在较低ABA浓度下，相对电导率下降较快，由此判断710品系对ABA更敏感； 【小问6详解】 据图4可知，BIN蛋白抑制磷酸化BZR蛋白的作用，当番茄植株喷施BR后能使BIN蛋白发生磷酸化，改变其空间结构，解除对磷酸化BZR蛋白的抑制作用，进而促进NCED基因的表达，使细胞产生的ABA增多，ABA通过一系列蛋白质的调节增加可溶性糖含量，提高植株抗冷性。通过对番茄植株喷施BR以提高番茄植株抗冷性可行。 四、转基因斑马鱼（19分） 4. 水体中的雌激素能使斑马鱼细胞产生E蛋白，激活卵黄蛋白原（vtg）基因（如图1所示）的表达，因此斑马鱼可用于监测环境雌激素污染程度。为了实现可视化监测，科学家将斑马鱼的vtg基因，与人工构建的含萤火虫荧光素酶基因（无启动子）的载体（如图2所示）连接，形成vtg-Luc基因重组载体，成功培育了转基因斑马鱼。图2中Luc表示萤火虫荧光素酶基因，可以催化荧光素氧化产生荧光；Ampr为氨苄青霉素抗性基因，ori为复制起点，BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ、BsrGⅠ为限制酶，→表示转录方向。 （1）为使vtg基因与Luc基因载体形成重组载体，选用限制酶_______切割Luc基因载体可降低“空载”概率。（编号选填） ①BamH Ⅰ ②EcoR Ⅰ ③Hind Ⅲ ④BsrG Ⅰ （2）通过PCR技术获取vtg基因时，需设计合适的引物。依据图1、图2信息，推测引物1包含的碱基序列为_______。 A. 5’ -AACTAT-3 ’ B. 5’ -GAATTCAACTAT-3 ’ C. 5’ -TTGATA-3 ’ D. 5’ -AAGCTTAACTAT-3 ’ （3）将“vtg-Luc基因重组载体”导入大肠杆菌中进行扩增，为便于筛选，应将大肠杆菌接种在含_____的培养基中（编号选填）；若要判断斑马鱼转基因是否成功，可在水体中添加_____进行检测。（编号选填） ①氨苄青霉素 ②雌激素 ③荧光素 ④卵黄蛋白原 ⑤荧光素酶 （4）Luc基因载体上有一段P2A序列，其功能如图3所示，下列对P2A序列描述合理是_____。 A. 能与vtg基因、Luc基因一起转录 B. 产生的2A肽能剪切P2A核酸序列 C. 产生的2A肽能破坏蛋白1和蛋白2的结构 D. 有助于序列两侧的基因表达成独立的蛋白质 进一步研究发现，E蛋白能与vtg基因启动子中的特定序列结合，启动该基因的表达。 （5）E蛋白与启动子结合后，启动转录过程还需要的酶是______。 A. RNA聚合酶 B. DNA聚合酶 C. DNA连接酶 D. 限制性内切核酸酶 （6）已知vtg基因启动子长度约为1000碱基对，为了找到 E蛋白在启动子上的结合位点，请运用本题研究成果提出设计思路并阐述基本操作步骤______。 【答案】（1）②③ （2）B （3） ①. ① ②. ②③ （4）AD （5）A （6）用限制酶将启动子切割成多个长度的DNA片段，将酶切片段分别与Luc基因载体连接，连接位点在Luc基因的上游（或ori与P2A序列之间），形成多种重组载体。将每种重组载体分别导入斑马鱼受精卵，待发育成熟后添加雌激素和荧光素后进行检测，能发出荧光的说明导入的酶切片段中含有能与E蛋白结合的序列。将该片段继续切割成多个长度，重复上述操作，可进一步缩小该特定序列的位点区域 【解析】 【分析】基因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。 （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。 （4）目的基因的检测与鉴定。 【小问1详解】 为降低“空载”概率,需要选用双酶切法，根据图2信息可知基因载体存在2个BamH Ⅰ酶切位点，不能使用，BsrG Ⅰ会把P2A序列切掉，因此也不能使用。所以使vtg基因与Luc基因载体形成重组载体，选用限制酶EcoR Ⅰ与Hind Ⅲ。 故选②③。 【小问2详解】 依据图1推测引物1是以3’-TTGATA-5’为模板的，并与其互补，所以引物1碱基序列中应该含有5’ -AACTAT-3 ’，以及EcoR Ⅰ的识别序列（5’ -GAATTC-3 ’），故引物1包含的碱基序列为5’ -GAATTCAACTAT-3 ’，B符合题意。 故选B。 【小问3详解】 vtg-Luc基因重组载体中含Ampr抗性基因与Luc荧光素酶基因，所以将“vtg-Luc基因重组载体”导入大肠杆菌中进行扩增，为便于筛选，应将大肠杆菌接种在含①氨苄青霉素的培养基中。若要判断斑马鱼转基因是否成功，可在水体中添加②雌激素，因为雌激素能使斑马鱼细胞产生E蛋白从而激活vtg-Luc基因重组载体在转基因斑马鱼细胞中的表达。利用-Luc基因表达出的荧光素酶催化荧光素氧化产生荧光，以此实现判断斑马鱼转基因是否成功的目的，故水体中需要添加③荧光素。 【小问4详解】 A、根据图3可知P2A基因位于Luc基因载体基因1与基因2之间，又因为vtg-Luc基因重组载体中共用同一个启动子，所以转录过程中，P2A基因会随vtg基因、Luc基因一起转录，A正确； B、据图3可知P2A基因表达的2A肽会将蛋白1与蛋白2剪开，而不是剪切P2A核酸序列，B错误； C、据图3可知P2A基因表达的2A肽会将蛋白1与蛋白2剪开，且分离后的蛋白1与蛋白2内部结构都未受到破坏，C错误； D、据图3可知P2A基因表达2A肽会将蛋白1与蛋白2剪开，有助于序列两侧的基因表达成独立的蛋白质，D正确。 故选AD。 【小问5详解】 启动子位于基因首端，是RNA聚合酶识别和结合的序列，能启动基因转录过程。 故选A。 【小问6详解】 vtg基因启动子长度约为1000碱基对，为了找到 E蛋白在启动子上的结合位点，可以用限制酶将vtg基因启动子切割成多个长度的DNA片段，将酶切片段分别与Luc基因载体连接，连接位点在Luc基因的上游（或ori与P2A序列之间），形成多种重组载体。将每种重组载体分别导入斑马鱼受精卵，待发育成熟后添加雌激素和荧光素后进行检测，能发出荧光的说明导入的酶切片段中含有能与E蛋白结合的序列。将该片段继续切割成多个长度，重复上述操作，可进一步缩小该特定序列的位点区域。 五、杂交水稻（22分） 5. 水稻是自花传粉作物，花非常小，杂交时若通过人工去雄难以实现。袁隆平团队发现了天然的雄性不育株水稻，解决了这一难题，开创了三系杂交水稻技术。 可遗传的雄性不育，受细胞质基因和细胞核基因共同控制，相关机理如图1所示，细胞质雄性不育基因用S表示，可育基因用N表示，都位于线粒体的双链环状DNA分子上。细胞核雄性可育基因用R表示，R蛋白能恢复育性，雄性不育基因用r表示。 （1）根据上述信息，下列性状符合雄性不育系水稻的有_______。 A. 雌蕊发育正常 B. 雄蕊发育不正常 C. 能正常受粉 D. 能正常传粉 （2）据图分析，“N”“S”“R”“r”中，遵循孟德尔遗传定律的是______。 （3）雄性不育系水稻基因型表示为S（rr），细胞质雄性不育和可育基因用“S/N”表示，S和N ______。 A. 位于同源染色体上 B. 位于非同源染色体上 C. 同时存在 D. 单独存在 （4）下列水稻中可以通过自花传粉保持其基因型是_____。 A. S（rr） B. N（rr） C. N（RR） D. S（RR） （5）基因型为N（rr）的植株产生的雌配子和雄配子的基因型分别为______和______。（编号选填）（注：受精卵的细胞质主要由卵细胞提供） ①N ②N（r） ③（rr） ④（r） （6）科研团队开展了图2、3所示的育种实验，图2中①的基因型为______，该杂交水稻的育性为_______（可育/不育）。图3中F1的基因型为______，该杂交水稻的育性为______（可育/不育）。 通过转基因技术将R基因与雄配子致死基因（A）、蓝色素生成基因（D）一起导入基因型为S（rr）的个体中，基因插入情况见图4所示。D基因的表达可使种子呈现蓝色，无D基因的种子呈现白色。 （7）转基因个体S（rrADR）自交后（不考虑交叉互换），子代种子为蓝色和白色的比例是_____，蓝色的种子发育成的水稻_____（是/不是）雄性不育。 （8）关于上述水稻转基因育种的应用，下列说法正确的是_____。 A. 通过自交获得的种子颜色可判断其育性 B. 一次自交可同时产生雄性不育系和转基因品系 C. 用于杂交制种的不育系不含转基因成分 D. 选用蓝色种子发育成的植株作杂交父本 【答案】（1）ABC （2）R、r （3）D （4）BCD （5） ①. ② ②. ④ （6） ①. S（rr） ②. 不育 ③. S（Rr） ④. 可育 （7） ①. 1:1 ②. 是 （8）ABC 【解析】 【分析】1、基因分离定律的实质：减数第一次分裂的后期，等位基因随着同源染色体的分开而分离。 2、基因自由组合定律的实质：减数第一次分裂的后期，等位基因随着同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 【小问1详解】 雄性不育系水稻雌蕊发育正常，能正常受粉，但是其雄蕊发育不正常，不能产生正常的花粉，不能正常传粉，正确的是ABC。 【小问2详解】 孟德尔遗传定律适用于细胞核基因的遗传，所以“N”“S”“R”“r”中，遵循孟德尔遗传定律的是“R”“r”。 【小问3详解】 细胞质雄性不育和可育基因用“S/N”表示，同源染色体只存在于水稻细胞核中，S和N 存在于细胞质线粒体上，且是单独存在，故选D。 【小问4详解】 S（rr）属于雄性不育系水稻，雄蕊发育不正常，不能通过自花传粉保持其基因型。N（rr）、N（RR）、S（RR）属于可育水稻，雄蕊发育正常，可以通过自花传粉保持其基因型，故选BCD。 【小问5详解】 受精卵的细胞质主要由卵细胞提供，基因型为N（rr）的植株产生的雌配子的基因型是N（r），雄配子主要是细胞核，基因型是（r）。 【小问6详解】 图2所示的育种实验中，母本产生的配子为S（r）,父本产生的雄配子为（r），①的基因型S（rr）,为雄性不可育。图3所示的育种实验中，母本产生的配子为S（r）,父本产生的雄配子为（R），F1的基因型S（Rr）,为雄性可育。 【小问7详解】 图4所示的转基因个体基因型为S（rrADR），可以产生S（r）、S（rADR）两种雌配子，A为雄配子致死基因，故只能产生（r）一种雄配子，因此后代为S（rrADR）：S（rr）=1:1，子代种子为蓝色和白色的比例是1:1，S（rrADR）发育成的水稻是雄性可育的。 【小问8详解】 A、S（rrADR）为蓝色可育，S（rr）为白色不可育，故通过自交获得的种子颜色可判断其育性，A正确； B、一次自交可同时产生雄性不育系S（rr）和转基因品系S（rrADR），B正确； C、用于杂交制种的不育系S（rr）不 晗转基因成分，C正确； D、选用蓝色种子发育成的植株S（rrADR），其含有雄配子致死基因，不能用于作杂交父本，D错误。 故选ABC。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$