精品解析：天津市河东区2024-2025学年高三上学期期末考试生物试题

河东区2024~2025学年度第一学期期末质量检测 高三生物学 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟，第Ⅰ卷1至5页，第Ⅱ卷5至8页。 第Ⅰ卷 注意事项： 1.每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 2.本卷共12题，每题4分，共48分。在每题给出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的。 1. 将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞注射到白色小鼠囊胚腔中，接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠（Mc）。据此分析，下列叙述错误的是（　　） A. 获得Mc的生物技术属于核移植 B. Mc表皮中有两种基因型的细胞 C. 注射入的细胞会分化成Mc的多种组织 D. 将接受注射的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠 2. 同源四倍体水稻是二倍体水稻（2n=24）经过染色体加倍获得的新品种，下图是显微镜下观察到的该种水稻花药减数分裂细胞中染色体的形态、位置和数目。下列相关叙述正确的是（ ） A. 图中细胞分裂顺序为③ →①→ ② →④ →⑤ B. 正常情况下，图④每个细胞的染色体数目为 48 条 C. 图①可以发生基因的自由组合，且重组性状可以遗传给下一代 D. 四倍体水稻与二倍体水稻相比有生物产量较高、蛋白质含量较高等优点 3. 在利用植物性原料制作畜禽饲料时，常添加一些酶制剂来提高饲料的营养价值，为提高饲料保存过程中酶制剂的稳定性，做了相关实验，结果如下。下列叙述不正确的是（ ） MgSO4对储存过程中酶活性的影响 每克酶蛋白加入MgSO4（g） 0 031 0.61 1.19 保存8周后酶活性损失（％） 52 37 26 15 A. 实验开始前，应先测定酶的初始活性 B. 保存温度、保存时间属于该实验的无关变量 C. 由该实验可知，添加的MgSO4越多，越有利于酶活性的保持 D. 根据酶的作用原理推断，在饲料中加入纤维素酶，可使饲料中的能量更多地流向畜禽 4. 图a为三角叶滨藜和野姜的光合作用相关曲线，图b为长期在一定光强下生长的两株三角叶滨藜的光合作用相关曲线，相关说法错误的是（ ） A. 野姜能够在较低光照强度下达到其最大光合速率 B. 相同光照强度下三角叶滨藜净光合速率大于野姜 C. PAR＞800时增加CO2可能会提高野姜光合速率 D. 图b表明叶片的光合作用特性与其生长条件有关 5. 我国科学家利用红鲫鱼（2n=100，RR，字母代表染色体组）与团头鲂（2n=48，BB）进行育种，首次实现在脊椎动物中将不同染色体数目的亲本杂交形成多倍体（如图）。下列说法错误的是（ ） A. 形成杂交多倍体过程中发生了染色体数目变异 B. 杂交种1不育，因此对自然环境中的鱼类资源干扰较小 C. 推测杂交种2可能产生了与体细胞染色体数相同的配子 D. 杂交种3的获得说明杂交种2与团头鲂不存在生殖隔离 6. 研究发现果蝇复眼的一种感光细胞同时释放组胺和乙酰胆碱两种神经递质，其中组胺与精细的运动视觉信号传递有关，乙酰胆碱则通过作用于伞形神经元来调节昼夜节律，其形成的突触结构及作用机理如下图。据此分析不正确的是（　　） A. 伞形神经元、视神经元膜上的受体与不同的神经递质结合，可引发不同的生理效应 B. 两种神经递质均以胞吐形式通过突触前膜释放 C. 两种神经递质均只与突触后膜上的受体结合 D. 感光细胞通过负反馈调节维持突触间隙适宜的组胺浓度 7. 研究者对小鼠注射过敏原卵清蛋白（蛋清的蛋白质成分）免疫小鼠，两周后让小鼠自由选择正常水和含有蛋清的水，检测小鼠饮水偏好，结果如图。 注：过敏原可激发体液免疫产生IgE抗体 以下叙述正确的是（ ） A. 注射卵清蛋白后小鼠免疫自稳异常出现过敏反应 B. 野生型免疫鼠在饮用蛋清水后开始产生IgE抗体 C. 未免疫时破除IgE基因加强小鼠对蛋清水的偏好 D. 卵清蛋白诱发机体产生的IgE参与小鼠对过敏原的回避 8. 在黑暗中生长的植物幼苗通常表现为黄叶，称为黄化苗。光照影响幼苗叶色的分子机制如图所示。有关叙述错误的是（ ） A. 光敏色素是一类蛋白质，在分生组织的细胞内比较丰富 B. 光敏色素接受光信号后，其空间结构会发生变化，影响特定基因的表达 C. 光照环境下，进入细胞核的光敏色素促进HY5降解，使幼苗发生去黄化反应 D. 光敏色素分布在细胞质中，可以将外界的光信号转化，从而有利于进行光合作用 9. 植物体细胞通常被诱导为愈伤组织后才能表现全能性。研究发现，愈伤组织的中层细胞是根或芽再生的源头干细胞，其在不同条件下，通过基因的特异性表达调控生长素、细胞分裂素的作用，表现出不同的效应（见如表）。已知生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生；反之，有利于芽的再生。下列推论不合理的是（ ） 条件 基因表达产物和相互作用 效应 ① WOX5 维持未分化状态 ② WOX5+PLT 诱导出根 ③ WOX5+ARR2，抑制ARR5 诱导出芽 A. WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞特性 B. WOX5+PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累 C. ARR5促进细胞分裂素积累或提高细胞对细胞分裂素敏感性 D. 体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制 10. 研究者从土壤中分离得到多株细菌，筛选出对草莓灰霉病病原体（G菌）有显著抑制作用的菌株Z，Z菌株的发酵液对G菌的抑制效果如下。 下列相关说法错误的是（　　） A. 从土壤中分离获得Z菌单菌落时可使用平板划线法 B. 使用平板培养Z菌株后提取该菌株发酵液 C. 对照组应加入等量培养Z菌株的无菌培养基 D. 实验组、对照组G菌接触发酵液前菌落直径应相同 克里克提出的中心法则揭示了遗传信息在DNA、RNA、蛋白质间单向传递的规律，随着科学发展进步，逆转录和RNA复制现象的发现，进一步补充、完善了中心法则。表观遗传发现说明中心法则只包括了传统意义上的遗传信息传递，还有大量隐藏在DNA序列之外的遗传信息。 下图1表示两种病毒侵入宿主细胞后的增殖过程，其中新型冠状病毒（SARS-CoV-2）属于单股正链RNA病毒，埃博拉病毒（EBOV）属于单股负链RNA病毒。 下图2表示三种表观遗传调控途径。 阅读材料完成下列小题： 11. 通过分析图1两种病毒侵入宿主细胞后的增殖过程，下列叙述错误的是（ ） A. 单股正链RNA病毒完成+RNA→+RNA的过程消耗嘌呤数与嘧啶数不一定相等 B. 单股负链RNA病毒进入宿主细胞后不与核糖体结合即可完成-RNA→+RNA过程 C. 两种病毒都需要利用宿主细胞的核糖体、原料和能量等才能完成增殖 D. 两种病毒都通过酶作用于单股负链RNA得到对应的mRNA翻译出病毒蛋白 12. 通过分析图2的三种表观遗传调控途径，下列叙述正确的是（ ） A. 转录启动区域甲基化后可能导致DNA聚合酶无法与其识别并结合 B. 同一基因在不同细胞中的组蛋白与DNA结合程度应大致相同 C. RNA干扰过程有氢键的形成，也有磷酸二酯键的断裂 D. 图中3种途径以不同方式影响转录过程，从而调控相应基因的表达 第Ⅱ卷 注意事项： 1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。 2.本卷共5题，共52分。 13. 依托天津滨海新区绿电发展服务中心，天津电力交易中心积极推动外域绿电入津，推动中新天津生态城绿电比例进一步提升。截至2024年10月，中新天津生态城30家重点企业完成入市手续办理，预计全年交易绿电1.71亿千瓦时，年减排量约10万吨二氧化碳。为助力“碳顶峰”“碳中和”，我国研究人员通过研究光呼吸拟通过在植物体内构建人工代谢途径进一步提高植物的固碳能力。光呼吸与光合作用相伴发生，其过程如下图所示： （1）已知R酶具有双重催化功能，既可催化CO2与C5结合，生成C3；又能催化O2与C5结合，生成C3和乙醇酸（C2），该过程称为光呼吸。生产实际中，可以通过适当升高CO2浓度达到增产的目的，请从光合作用原理和R酶的作用特点两个方面解释其原理：________。 （2）R酶起作用的场所是________。干旱条件下，暗反应受到________（填“促进”或“抑制”），光呼吸可以消耗光反应积累的________。 （3）研究人员利用水稻自身的基因成功构建了一条新的光呼吸支路，简称GOC支路，并成功将支路导入水稻叶绿体，该支路的作用是使光呼吸的中间产物C2直接在叶绿体内代谢释放CO2，显著提高了水稻的光合速率和产量。请分析原因：_______。 14. 茄子花色、果皮色等性状是育种选种的重要依据，研究人员对以上两对相对性状的遗传规律展开研究。 （1）纯种紫花和白花茄子正反交，F1均为紫花，据此可以做出的判断是______，F1自交后，F2的紫花∶白花=3∶1，可推断茄子花色的遗传遵循______定律。 （2）茄子的果皮色由两对独立遗传的等位基因（相关基因用A/a、B/b表示）控制。研究人员用纯种紫皮茄子与白皮茄子杂交得到F1，F1均为紫皮，F1自交，F2的紫皮∶绿皮∶白皮=12∶3∶1。基于此结果，同学们提出果皮色形成的两种模式，如图1所示。 能合理解释F2结果的是______（填“模式一”或“模式二”），从子二代性状分离比角度阐明理由______。 （3）研究人员发现光诱导植物花青素形成的部分信号通路，光激活受体CRY，引起下游转录因子H蛋白和M蛋白积累，进而促进花青素合成关键基因CHS和DFR的表达合成花青素。 ①将H蛋白与用CHS基因的启动子部分片段制作的探针混合并电泳，结果如图2所示。该实验表明H蛋白可与CHS基因的启动子区域特异性结合，请说明理由______。 注：5×10×15×表示未标记探针的倍数 ②花青素在植物细胞内具有抗氧化活性、抗癌和延缓衰老等功效，强光促进花青素合成，含量过高时会通过相关转录因子抑制花青素基因表达，通过______机制维持花青素相对稳定。 15. 放牧、割草、焚烧等人类活动会造成草原植物凋落物<生长季结束后自然凋落的枯叶干枝等）减少，对草原生态系统形成干扰。针对植物凋落物对草原生态系统功能的影响进行研究。 （1）生态系统的基本功能包括物质循环、______________和______________。 （2）2015~2021年，在内蒙古草原选取适宜的研究区域，分别进行凋落物不移除和完全移除的处理，部分实验结果如下图所示。 注：ANPP为地上净初级生产力，净初级生产力是生产者用于生长、发育和繁殖的能量值。2016和2017年，研究区域经历了连续两年的干旱。 ①本实验应在______________（填“进行”或“不进行”）放牧或割草活动的区域开展。净初级生产力是生产者的同化量与______________的差值。 ②图中各年份的ANPP高于2015年则显示为正值，反之为负值。由2016和2017年实验结果可知，植物凋落物______________。据图还能得出的结论是_________（多选）。 A．干旱之后第一年，各组的ANPP均开始恢复 B．干旱之后第二年，植物凋落物对ANPP没有影响 C．植物凋落物对干旱之后ANPP的恢复没有显著促进作用 D．植物凋落物对ANPP的作用在干旱年份和非干旱年份是相同的 （3）土壤氮矿化是在分解者作用下，土壤中有机态氮转化为无机态氮的过程。研究发现，在干旱年份，移除植物凋落物后土壤氮矿化显著减弱，但土壤无机态氮含量无显著变化，请结合（2）实验结果，从生态系统物质循环的角度解释出现上述现象的原因_____。 16. 女性高血糖可能遗传给后代，研究者对其机制进行了相关研究。 （1）胰岛素由______细胞分泌，其含量不足或机体对其不敏感会引起组织细胞摄取、利用葡萄糖减少，造成高血糖。 （2）有人推测：高血糖遗传起源于孕前卵母细胞。验证这一推测，研究者利用链脲菌素（STZ）构建高血糖母鼠模型，从其体内获得卵母细胞后和正常雄鼠精子进行体外受精，将早期胚胎移植到______（正常/高血糖）代孕母鼠子宫继续发育并产生后代。往后代腹腔注射一定量葡萄糖溶液，检测血糖浓度和胰岛素分泌情况（图1），综合以上信息，表明______ （3）研究者利用不同浓度的STZ构建了正常血糖、中度高血糖、重度高血糖的模型母鼠，并检测了减数分裂Ⅱ中期卵母细胞中Tet3基因的表达情况，结果表明高血糖引起了Tet3转录水平下降（图2）。实验设置STZ注射的正常血糖模型组的原因是______。 （4）正常情况下，Tet3基因参与受精后DNA的去甲基化过程。追踪高血糖母鼠后代，发现胰岛素分泌相关基因GCK的启动子区域高度甲基化且转录水平降低。研究者设计实验验证了该现象是由Tet3基因表达变化引起（下表）。 组别 实验材料 处理 检测指标：受精卵中GCK 启动子区域甲基化程度 1 正常母鼠的卵母细胞 与正常雄鼠的精子体外受精 + 2 高血糖母鼠的卵母细胞 ++ 3 ？ +++ 4 在高血糖母鼠的卵母细胞中注射Tet3mRNA ？ 根据实验总体设计和结果推测表中第3组的实验材料是______，第4组的结果是______。 （5）综上所述，女性高血糖遗传的机理是______ 17. fat1基因和fat2基因控制的酶分别调控两种多不饱和脂肪酸的合成，两种酶的共同表达对于细胞内多不饱和脂肪酸的合成具有协同效应。2A肽是一种来源于病毒的短肽，受2A基因序列控制。2A基因的转录产物可以通过“核糖体跳跃”断开位于2A肽尾端甘氨酸和脯氨酸之间的肽键，将2A基因编码的蛋白分割成2个独立蛋白。图甲表示科研人员利用重叠延伸PCR技术成功构建融合基因fat1—2A—fat2的过程。图乙表示构建成功的包含融合基因的重组质粒的部分片段，F1~F4、R1~R4表示引物。通过基因工程成功实现了fat1基因和fat2基因在小鼠体内的共同表达，大大提高了细胞内多不饱和脂肪酸的含量。 （1）利用PCR技术可以实现在体外快速大量进行DNA扩增，其需要的物质条件为：DNA模板，4种脱氧核苷酸、________和________。 （2）PCR3不需要引物，高温加热后fat1-2A和2A-fat1的双链解开，其中能正常延伸形成融合基因的是________（填序号）形成的杂交链。 （3）图乙所示基因在转录时应以________链为模板，为了确定fat1基因连接到质粒中且插入到2A系列的上游，需进行PCR检测，若仅用一对引物，应选择图乙中的引物________。 为了增加某种油料作物种子中多不饱和脂肪酸的含量，研究人员将该融合基因（命名为D）转入Ti质粒（图丙）形成基因表达载体，将基因表达载体导入农杆菌，应用农杆菌转化法（图丁），最终获得多不饱和脂肪酸含量较高的转基因作物。 （4）Ti质粒部分片段如图丙所示，为了使融合基因D成功与Ti质粒构建表达载体，PCR时需要在图乙引物________的5′端添加限制酶________的识别序列，同时在引物________的5′端添加限制酶________的识别序列。 （5）为了获得含有基因表达载体的农杆菌，从功能角度来说，需使用含有抗生素的________培养基进行筛选，将筛选出的农杆菌浸泡过的作物愈伤组织，进行植物组织培养，从外植体培养成试管苗需要________种培养基。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河东区2024~2025学年度第一学期期末质量检测 高三生物学 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟，第Ⅰ卷1至5页，第Ⅱ卷5至8页。 第Ⅰ卷 注意事项： 1.每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 2.本卷共12题，每题4分，共48分。在每题给出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的。 1. 将黑色小鼠囊胚的内细胞团部分细胞注射到白色小鼠囊胚腔中，接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠（Mc）。据此分析，下列叙述错误的是（　　） A. 获得Mc的生物技术属于核移植 B. Mc表皮中有两种基因型的细胞 C. 注射入的细胞会分化成Mc的多种组织 D. 将接受注射的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠 【答案】A 【解析】 【分析】胚胎发育的过程：①卵裂期：细胞进行有丝分裂，数量增加，胚胎总体积不增加；②桑葚胚：32个细胞左右的胚胎（之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞）；③囊胚：细胞开始分化，其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织；而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘；胚胎内部逐渐出现囊胚腔（注：囊胚的扩大会导致透明带的破裂胚胎伸展出来，这一过程叫孵化）﹔④原肠胚：内细胞团表层形成外胚层，下方细胞形成内胚层，由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。 【详解】A、内细胞团是已经分化的细胞组成，获得Mc的生物技术并未利用核移植技术，A错误； B、接受注射的囊胚发育为黑白相间的小鼠，说明Mc表皮中有两种基因型的细胞，B正确； C、内细胞团能发育成胎儿的各种组织，注射的细胞来自黑色小鼠的内细胞团，会分化成Mc的多种组织，C正确； D、利用胚胎分割技术将接受注射的囊胚均分为二，可发育成两只幼鼠，D正确。 故选A。 2. 同源四倍体水稻是二倍体水稻（2n=24）经过染色体加倍获得的新品种，下图是显微镜下观察到的该种水稻花药减数分裂细胞中染色体的形态、位置和数目。下列相关叙述正确的是（ ） A. 图中细胞分裂顺序为③ →①→ ② →④ →⑤ B. 正常情况下，图④每个细胞的染色体数目为 48 条 C. 图①可以发生基因的自由组合，且重组性状可以遗传给下一代 D. 四倍体水稻与二倍体水稻相比有生物产量较高、蛋白质含量较高等优点 【答案】B 【解析】 【分析】减数分裂是有性生殖的生物产生生殖细胞时，从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞的过程，这个过程中DNA复制一次，细胞分裂两次，产生的生殖细胞中染色体数目是本物种体细胞中染色体数目的一半。 【详解】A、根据图中①②③④⑤所给该种水稻花药减数分裂细胞中染色体的形态、位置和数目确定每一图像对应的细胞分裂时期：①减数第一次分裂前期（存在染色体联会行为）；②减数第一次分裂中期（染色体整齐排列在赤道板两侧）；③减数第一次分裂间期；④减数第二次分裂后期（此时已经出现了两个细胞且姐妹染色单体分开移向两极）；⑤减数第二次分裂中期（此时已经出现了两个细胞且染色体排列整齐），故图中细胞分裂顺序为③ →①→ ② → ⑤→④，A错误； B、依据题干“同源四倍体水稻是二倍体水稻（2n=24）经过染色体加倍获得的新品种”，故该水稻中染色体为4n＝48条，结合分析，正常情况下，图④为减数第二次分裂后期，此时期每个细胞的染色体数目应等于精原细胞中染色体数目，即48条，B正确； C、图①为减数第一次分裂前期（存在染色体联会行为），而基因的自由组合发生在减数第一次分裂后期，C错误； D、四倍体水稻（多倍体）通常发育延迟、结实率低，故与二倍体水稻相比生物产量较低，D错误。 故选B。 3. 在利用植物性原料制作畜禽饲料时，常添加一些酶制剂来提高饲料的营养价值，为提高饲料保存过程中酶制剂的稳定性，做了相关实验，结果如下。下列叙述不正确的是（ ） MgSO4对储存过程中酶活性的影响 每克酶蛋白加入MgSO4（g） 0 0.31 0.61 1.19 保存8周后酶活性损失（％） 52 37 26 15 A. 实验开始前，应先测定酶的初始活性 B. 保存温度、保存时间属于该实验的无关变量 C. 由该实验可知，添加的MgSO4越多，越有利于酶活性的保持 D. 根据酶的作用原理推断，在饲料中加入纤维素酶，可使饲料中的能量更多地流向畜禽 【答案】C 【解析】 【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。 2、酶发挥作用的场所可以在细胞内或细胞外。 3、酶具有高效性、专一性和作用条件温和的特性，催化反应的原理是降低化学反应的活化能。 【详解】A、为了得到准确的结果，应该在实验开始前测定酶的初始活性，才能通过比较，才能得出MgSO4对储存过程中酶活性的影响是抑制还是促进、还是无影响，A正确； B、本实验探究的是MgSO4对储存过程中酶活性的影响，则保存温度、保存时间、酶的种类均属于该实验的无关变量，B正确； C、表格显示MgSO4浓度越高酶活损失越少，但没有更高浓度的实验数据，不能确定添加的MgSO4越多，越有利于酶活性的保持，C错误； D、在饲料中加入纤维素酶，纤维素被分解，动物可更好的吸收，使饲料中的能量更多地流向畜禽，D正确。 故选C。 4. 图a为三角叶滨藜和野姜的光合作用相关曲线，图b为长期在一定光强下生长的两株三角叶滨藜的光合作用相关曲线，相关说法错误的是（ ） A. 野姜能够在较低光照强度下达到其最大光合速率 B. 相同光照强度下三角叶滨藜净光合速率大于野姜 C. PAR＞800时增加CO2可能会提高野姜光合速率 D. 图b表明叶片的光合作用特性与其生长条件有关 【答案】B 【解析】 【详解】A、分析图a可知，当PAR＞800时，野姜的净光合速率不再变化，而三角叶滨藜的净光合速率依然在上升，因此野姜能够在较低光照强度下达到其最大光合速率，A正确； B、分析图a可知，当光照强度较弱时，相同光照强度下三角叶滨藜净光合速率小于野姜；当光照强度较强时，相同光照强度下三角叶滨藜净光合速率大于野姜，B错误； C、当PAR＞800时，野姜净光合速率不再变化，此时光照强度不再是限制因素，增加CO2可能会提高野姜光合速率，C正确； D、分析图b可知：光下生长的三角叶滨藜光饱和点（光合速率达到最大值时所需要的最小光照强度）更大，表明叶片的光合作用特性与其生长条件有关，D正确。 故选B。 5. 我国科学家利用红鲫鱼（2n=100，RR，字母代表染色体组）与团头鲂（2n=48，BB）进行育种，首次实现在脊椎动物中将不同染色体数目的亲本杂交形成多倍体（如图）。下列说法错误的是（ ） A. 形成杂交多倍体过程中发生了染色体数目变异 B. 杂交种1不育，因此对自然环境中的鱼类资源干扰较小 C. 推测杂交种2可能产生了与体细胞染色体数相同的配子 D. 杂交种3的获得说明杂交种2与团头鲂不存在生殖隔离 【答案】D 【解析】 【详解】A、形成多倍体过程中染色体发生了成倍的增加，属于染色体数目变异，A正确； B、由题图可知杂交种1是三倍体含有红鲫鱼的2个染色体组和团头鲂的1个染色体组，减数分裂时出现联合紊乱而不育，因此对自然环境中的鱼类资源干扰较小，B正确； C、题图中杂种3（5n=172，RRBBB）是由杂种2（4n=148，RRBB）和团头鲂（2n=48，BB）杂交产生的，由此推测杂交种2可能产生了与体细胞染色体数相同的配子（4n=148，RRBB），并与团头鲂产生正常的配子（n=24，B）相结合而产生杂种3（5n=172，RRBBB），C正确； D、生殖隔离是指不同物种之间一般是不能相互交配，即使交配成功，也不能产生可育的后代的现象，而杂种3（5n=172，RRBBB）含有红鲫鱼的2个染色体组和团头鲂的3个染色体组，减数分裂时出现联会紊乱而不育，所以杂交种3的获得说明杂交种2与团头鲂存在生殖隔离，D错误。 故选D。 6. 研究发现果蝇复眼的一种感光细胞同时释放组胺和乙酰胆碱两种神经递质，其中组胺与精细的运动视觉信号传递有关，乙酰胆碱则通过作用于伞形神经元来调节昼夜节律，其形成的突触结构及作用机理如下图。据此分析不正确的是（　　） A. 伞形神经元、视神经元膜上的受体与不同的神经递质结合，可引发不同的生理效应 B. 两种神经递质均以胞吐形式通过突触前膜释放 C. 两种神经递质均只与突触后膜上的受体结合 D. 感光细胞通过负反馈调节维持突触间隙适宜的组胺浓度 【答案】C 【解析】 【分析】兴奋在神经纤维上的传导形式是电信号，在神经元之间是化学信号，兴奋在神经元之间的传递是单方向的，兴奋在突触之间单向传递的原因是神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜。 【详解】A、根据题意可知，组胺与精细的运动视觉信号传递有关，乙酰胆碱则通过作用于伞形神经元来调节昼夜节律，则伞形神经元、视神经元膜上的受体与不同的神经递质结合，可引发不同的生理效应，A正确； B、据图分析可知，神经递质以胞吐形式通过突触前膜释放到突触间隙，B正确； C、据图分析可知，组胺可以与突触后膜和突触前膜上的受体结合，乙酰胆碱可以与突触后膜上的受体结合，C错误； D、据图分析可知，感光细胞释放的组胺，作用于后膜上的视神经元上的受体，又通过作用于前膜上的受体来抑制感光细胞释放组胺，说明感光细胞通过负反馈调节维持突触间隙适宜的组胺浓度，D正确。 故选C。 7. 研究者对小鼠注射过敏原卵清蛋白（蛋清的蛋白质成分）免疫小鼠，两周后让小鼠自由选择正常水和含有蛋清的水，检测小鼠饮水偏好，结果如图。 注：过敏原可激发体液免疫产生IgE抗体 以下叙述正确的是（ ） A. 注射卵清蛋白后小鼠免疫自稳异常出现过敏反应 B. 野生型免疫鼠在饮用蛋清水后开始产生IgE抗体 C. 未免疫时破除IgE基因加强小鼠对蛋清水的偏好 D. 卵清蛋白诱发机体产生的IgE参与小鼠对过敏原的回避 【答案】D 【解析】 【分析】过敏反应是过敏原再次侵入有过敏体质的机体时，初次接触过敏原使机体产生的抗体吸附在细胞表面这时与过敏原结合，进而使靶细胞释放组织胺等化学物质，引发过敏反应。 【详解】A、机体初次接触过敏原时，会经过体液免疫产生抗体，机体再次接触相同的过敏原时，才会发生过敏反应，注射卵清蛋白后小鼠不会出现过敏反应，A错误； B、野生型免疫鼠在注射过敏原卵清蛋白后开始产生IgE抗体，B错误； C、由图可知，敲除IgE基因，未免疫鼠和免疫鼠对蛋清水的偏好无差异，C错误； D、由图可知，注射卵清蛋白后产生IgE抗体的免疫野生鼠对蛋清水偏好低，则卵清蛋白诱发机体产生的IgE参与小鼠对过敏原的回避，D正确。 故选D。 8. 在黑暗中生长的植物幼苗通常表现为黄叶，称为黄化苗。光照影响幼苗叶色的分子机制如图所示。有关叙述错误的是（ ） A. 光敏色素是一类蛋白质，在分生组织的细胞内比较丰富 B. 光敏色素接受光信号后，其空间结构会发生变化，影响特定基因的表达 C. 光照环境下，进入细胞核的光敏色素促进HY5降解，使幼苗发生去黄化反应 D. 光敏色素分布在细胞质中，可以将外界的光信号转化，从而有利于进行光合作用 【答案】C 【解析】 【分析】光敏色素是一类蛋白质（色素-蛋白复合体）分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。受到光照射后→光敏色素结构会发生变化→这一变化的信息传导到细胞核内→基因选择性表达→表现出生物学效应。 【详解】A、光敏色素是一类蛋白质，分布在植物的各个部位，在分生组织的细胞内比较丰富，主要吸收红光和远红光，A正确； B、由图可知，黑暗环境中光敏色素与光照环境下光敏色素的结构不同，推测其接受光信号后，其空间结构会发生变化，影响特定基因的表达，B正确； C、由图可知，光照环境下，进入细胞核的光敏色素抑制HY5降解，HY5影响特定基因的表达，使幼苗发生去黄化反应，C错误； D、由图可知，光敏色素分布在细胞质中，可以将外界的光信号转化，从而有利于进行光合作用，D正确。 故选C。 9. 植物体细胞通常被诱导为愈伤组织后才能表现全能性。研究发现，愈伤组织的中层细胞是根或芽再生的源头干细胞，其在不同条件下，通过基因的特异性表达调控生长素、细胞分裂素的作用，表现出不同的效应（见如表）。已知生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生；反之，有利于芽的再生。下列推论不合理的是（ ） 条件 基因表达产物和相互作用 效应 ① WOX5 维持未分化状态 ② WOX5+PLT 诱导出根 ③ WOX5+ARR2，抑制ARR5 诱导出芽 A. WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞特性 B. WOX5+PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累 C. ARR5促进细胞分裂素积累或提高细胞对细胞分裂素的敏感性 D. 体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制 【答案】C 【解析】 【分析】植物细胞一般具有全能性。在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为再分化。植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。生长素的用量比细胞分裂素用量，比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成。比值适中时，促进愈伤组织的形成。 【详解】A、根据表格信息可知，WOX5能维持未分化状态，使植物细胞保持分裂能力强、较大的全能性，若WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞分裂能力强、分化程度低的特性，A正确； B、由题干信息“生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生”，再结合表格信息，WOX5+PLT可能诱导出根，可推测WOX5+PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累，B正确； C、由题意可知，生长素的生理作用小于细胞分裂素时有利于芽的再生，而抑制ARR5能诱导出芽，可知ARR5被抑制时细胞分裂素较多，故可推测ARR5抑制细胞分裂素积累或降低细胞对细胞分裂素的敏感性，C错误； D、由题干信息可知，出芽或出根都是生长素与细胞分裂素含量不均衡时才会发生，故可推测体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制，D正确。 故选C。 10. 研究者从土壤中分离得到多株细菌，筛选出对草莓灰霉病病原体（G菌）有显著抑制作用的菌株Z，Z菌株的发酵液对G菌的抑制效果如下。 下列相关说法错误的是（　　） A. 从土壤中分离获得Z菌单菌落时可使用平板划线法 B. 使用平板培养Z菌株后提取该菌株的发酵液 C. 对照组应加入等量培养Z菌株的无菌培养基 D. 实验组、对照组G菌接触发酵液前菌落直径应相同 【答案】B 【解析】 【分析】微生物分离和纯化的方法：平板划线法和稀释涂布平板法。 详解】A、分离菌落时既可以选用平板划线法，也可以使用稀释涂布平板法，A正确； B、使用平板培养Z菌株后应挑取菌落，而不是提取该菌株的发酵液，B错误； C、为排除培养基成分对实验的影响，对照组应加入等量培养Z菌株的无菌培养基，C正确； D、实验组、对照组G菌接触发酵液前菌落直径应相同，以排除菌落直径不同带来的影响，D正确。 故选B。 克里克提出的中心法则揭示了遗传信息在DNA、RNA、蛋白质间单向传递的规律，随着科学发展进步，逆转录和RNA复制现象的发现，进一步补充、完善了中心法则。表观遗传发现说明中心法则只包括了传统意义上的遗传信息传递，还有大量隐藏在DNA序列之外的遗传信息。 下图1表示两种病毒侵入宿主细胞后的增殖过程，其中新型冠状病毒（SARS-CoV-2）属于单股正链RNA病毒，埃博拉病毒（EBOV）属于单股负链RNA病毒。 下图2表示三种表观遗传调控途径。 阅读材料完成下列小题： 11. 通过分析图1两种病毒侵入宿主细胞后的增殖过程，下列叙述错误的是（ ） A. 单股正链RNA病毒完成+RNA→+RNA的过程消耗嘌呤数与嘧啶数不一定相等 B. 单股负链RNA病毒进入宿主细胞后不与核糖体结合即可完成-RNA→+RNA过程 C. 两种病毒都需要利用宿主细胞的核糖体、原料和能量等才能完成增殖 D. 两种病毒都通过酶作用于单股负链RNA得到对应mRNA翻译出病毒蛋白 12. 通过分析图2的三种表观遗传调控途径，下列叙述正确的是（ ） A. 转录启动区域甲基化后可能导致DNA聚合酶无法与其识别并结合 B. 同一基因在不同细胞中的组蛋白与DNA结合程度应大致相同 C. RNA干扰过程有氢键的形成，也有磷酸二酯键的断裂 D. 图中3种途径以不同方式影响转录过程，从而调控相应基因的表达 【答案】11. A 12. C 【解析】 【分析】病毒只能寄生于活细胞，利用活细胞内的原料、能量、场所合成子代病毒。 【11题详解】 A、单股正链RNA病毒完成+RNA→+RNA的过程，需要先以+RNA为模板合成-RNA，再以-RNA为模板合成+RNA，根据碱基互补配对原则，前者消耗的嘌呤核苷酸数等于后者消耗的嘧啶核苷酸数，前者消耗的嘧啶核苷酸数等于后者消耗的嘌呤核苷酸数，由此可知，单股正链RNA病毒完成+RNA→+RNA的过程消耗嘌呤数与嘧啶数相等，A错误； B、由图可知，-RNA→+RNA为RNA复制过程，不需要在核糖体上进行，因此单股负链RNA病毒进入宿主细胞后不需要与核糖体结合即可完成-RNA→+RNA的过程，B正确； C、上述两种病毒在侵入宿主细胞后，自身提供核酸作为模板，都需要利用宿主细胞的核糖体、原料和能量等才能完成增殖，C正确； D、单股正链RNA病毒先以+RNA为模板合成-RNA，-RNA在酶的作用下合成mRNA，mRNA可作为模板合成多种病毒蛋白，而单股负链RNA病毒的-RNA进入细胞，可在酶的作用下合成mRNA，mRNA可作为模板合成多种病毒蛋白和酶，因此两种病毒都通过酶作用于单股负链RNA得到对应的mRNA翻译出病毒蛋白，D正确。 故选A。 【12题详解】 A、转录过程需要的酶是RNA聚合酶，转录启动区域甲基化可能干扰RNA聚合酶与启动子的识别、结合，A错误； B、不同细胞中基因的表达情况不同，所以组蛋白与DNA结合紧密程度在不同细胞中是不相同的，B错误； C、途径3是利用RNA干扰，先与mRNA结合形成双链RNA，使mRNA被切割成片段，干扰翻译，导致mRNA无法翻译，因此RNA干扰过程有氢键的形成，也有磷酸二酯键的断裂，C正确； D、由图可知，途径1和途径2通过影响基因转录从而影响基因的表达，而途径3通过影响翻译过程进而影响基因的表达，D错误。 故选C。 第Ⅱ卷 注意事项： 1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。 2.本卷共5题，共52分。 13. 依托天津滨海新区绿电发展服务中心，天津电力交易中心积极推动外域绿电入津，推动中新天津生态城绿电比例进一步提升。截至2024年10月，中新天津生态城30家重点企业完成入市手续办理，预计全年交易绿电1.71亿千瓦时，年减排量约10万吨二氧化碳。为助力“碳顶峰”“碳中和”，我国研究人员通过研究光呼吸拟通过在植物体内构建人工代谢途径进一步提高植物的固碳能力。光呼吸与光合作用相伴发生，其过程如下图所示： （1）已知R酶具有双重催化功能，既可催化CO2与C5结合，生成C3；又能催化O2与C5结合，生成C3和乙醇酸（C2），该过程称为光呼吸。生产实际中，可以通过适当升高CO2浓度达到增产的目的，请从光合作用原理和R酶的作用特点两个方面解释其原理：________。 （2）R酶起作用的场所是________。干旱条件下，暗反应受到________（填“促进”或“抑制”），光呼吸可以消耗光反应积累的________。 （3）研究人员利用水稻自身的基因成功构建了一条新的光呼吸支路，简称GOC支路，并成功将支路导入水稻叶绿体，该支路的作用是使光呼吸的中间产物C2直接在叶绿体内代谢释放CO2，显著提高了水稻的光合速率和产量。请分析原因：_______。 【答案】（1）CO2浓度升高可促进光合作用暗反应的进行，进而提高光合作用强度；同时还可促进R酶催化更多的C5与CO2结合，减少C5与O2的结合，从而降低光呼吸 （2） ①. 叶绿体基质 ②. 抑制 ③. NADPH和ATP （3）光呼吸使一部分碳以CO2的形式散失，GOC支路使光呼吸产生的CO2直接在叶绿体内释放，提高了CO2的利用率 【解析】 【分析】1、光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成有机物。 2、光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。它是光合作用一个损耗能量的副反应。光呼吸可消除多余的NADPH和ATP，减少细胞受损的可能，有其正面意义。 【小问1详解】 二氧化碳是光合作用暗反应过程的原料，CO₂浓度升高可促进光合作用暗反应的进行，进而提高光合作用强度；同时还可促进 R酶催化更多的C₅与CO₂结合，减少C₅与O₂的结合，从而降低光呼吸，故生产实际中，可以通过适当升高 CO₂浓度达到增产的目的。 【小问2详解】 分析题意可知，R酶可催化CO₂与C₅结合生成C3，该过程是暗反应过程，场所是叶绿体基质；暗反应过程需要光反应提供的NADPH和ATP，而该产物与水的光解有关，故干旱条件下，暗反应受到抑制，光呼吸可以消耗光反应积累的NADPH 和 ATP。 【小问3详解】 结合题意可知，GOC支路的作用是使光呼吸的中间产物 C₂直接在叶绿体内代谢释放CO₂，光呼吸使一部分碳以 CO₂的形式散失，GOC支路使光呼吸产生的 CO₂直接在叶绿体内释放，提高了 CO₂的利用率，故显著提高了水稻的光合速率和产量。 14. 茄子花色、果皮色等性状是育种选种的重要依据，研究人员对以上两对相对性状的遗传规律展开研究。 （1）纯种紫花和白花茄子正反交，F1均为紫花，据此可以做出的判断是______，F1自交后，F2的紫花∶白花=3∶1，可推断茄子花色的遗传遵循______定律。 （2）茄子的果皮色由两对独立遗传的等位基因（相关基因用A/a、B/b表示）控制。研究人员用纯种紫皮茄子与白皮茄子杂交得到F1，F1均为紫皮，F1自交，F2的紫皮∶绿皮∶白皮=12∶3∶1。基于此结果，同学们提出果皮色形成的两种模式，如图1所示。 能合理解释F2结果的是______（填“模式一”或“模式二”），从子二代性状分离比角度阐明理由______。 （3）研究人员发现光诱导植物花青素形成的部分信号通路，光激活受体CRY，引起下游转录因子H蛋白和M蛋白积累，进而促进花青素合成关键基因CHS和DFR的表达合成花青素。 ①将H蛋白与用CHS基因的启动子部分片段制作的探针混合并电泳，结果如图2所示。该实验表明H蛋白可与CHS基因的启动子区域特异性结合，请说明理由______。 注：5×10×15×表示未标记探针的倍数 ②花青素在植物细胞内具有抗氧化活性、抗癌和延缓衰老等功效，强光促进花青素合成，含量过高时会通过相关转录因子抑制花青素基因表达，通过______机制维持花青素相对稳定。 【答案】（1） ①. 紫花是显性性状，且控制花色的基因位于细胞核中（的染色体上） ②. 基因分离定律 （2） ①. 模式二 ②. （3） ①. 组2有条带，组1无条带，说明H蛋白与CHS基因的启动子区域结合（随着未标记的探针倍数增加，组2、3、4、5条带变浅，由于标记探针与非标记探针竞争结合H蛋白，说明H蛋白与CHS基因的启动子区域特异性结合） ②. 负反馈调节 【解析】 【分析】1、纯种紫花和白花茄子正反交，F1均为紫花，F1自交后，紫花：白花=3：1，说明紫花为显性性状，该性状由一对等位基因控制。 2、用纯种紫皮茄子与白皮茄子杂交得到F1，F1均为紫皮，F1自交，F2的紫皮∶绿皮∶白皮=12∶3∶1，是9∶3∶3∶1的变式，说明F1是双杂合子，双显性个体和仅某一对基因为显性的个体为紫果皮，仅另一对基因为显性的个体为绿皮，白果皮为双隐性个体。 【小问1详解】 纯种紫花和白花茄子正反交，F1均为紫花，据此可以做出的判断是紫花是显性性状，且控制花色的基因位于细胞核中（的染色体上），F1自交后，F2的紫花∶白花=3∶1，可推断茄子花色的遗传遵循基因分离定律。 【小问2详解】 能合理解释F2结果的是模式二，根据图中的基因对性状的控制关系，两种不同模式对应的子二代性状分离比如下图： ，显然能合理解释F2结果的是模式二。 【小问3详解】 ①根据图2分析可知，组2有条带，组1无条带，说明H蛋白与CHS基因的启动子区域结合（随着未标记的探针倍数增加，组2、3、4、5条带变浅，由于标记探针与非标记探针竞争结合H蛋白，说明H蛋白与CHS基因的启动子区域特异性结合），说明H蛋白可与CHS基因的启动子区域特异性结合。 ②根据题干“强光促进花青素合成，含量过高时会通过相关转录因子抑制花青素基因表达”可知，花青素含量不会无限制增加，说明会通过负反馈调节机制维持花青素相对稳定。 15. 放牧、割草、焚烧等人类活动会造成草原植物凋落物<生长季结束后自然凋落的枯叶干枝等）减少，对草原生态系统形成干扰。针对植物凋落物对草原生态系统功能的影响进行研究。 （1）生态系统的基本功能包括物质循环、______________和______________。 （2）2015~2021年，在内蒙古草原选取适宜的研究区域，分别进行凋落物不移除和完全移除的处理，部分实验结果如下图所示。 注：ANPP为地上净初级生产力，净初级生产力是生产者用于生长、发育和繁殖的能量值。2016和2017年，研究区域经历了连续两年的干旱。 ①本实验应在______________（填“进行”或“不进行”）放牧或割草活动的区域开展。净初级生产力是生产者的同化量与______________的差值。 ②图中各年份的ANPP高于2015年则显示为正值，反之为负值。由2016和2017年实验结果可知，植物凋落物______________。据图还能得出的结论是_________（多选）。 A．干旱之后第一年，各组的ANPP均开始恢复 B．干旱之后第二年，植物凋落物对ANPP没有影响 C．植物凋落物对干旱之后ANPP的恢复没有显著促进作用 D．植物凋落物对ANPP的作用在干旱年份和非干旱年份是相同的 （3）土壤氮矿化是在分解者作用下，土壤中有机态氮转化为无机态氮的过程。研究发现，在干旱年份，移除植物凋落物后土壤氮矿化显著减弱，但土壤无机态氮含量无显著变化，请结合（2）实验结果，从生态系统物质循环的角度解释出现上述现象的原因_____。 【答案】（1） ①. 能量流动 ②. 信息传递 （2） ①. 不进行 ②. 呼吸作用散失的热能 ③. 能够缓解干旱对草原ANPP的降低作用 ④. AC （3）干旱年份，移除植物凋落物使土壤中有机态氮减少，分解者作用减弱，导致土壤氮矿化显著减弱，无机态氮的产生减少；同时，生产者（植物）对土壤无机态氮的吸收减少。土壤无机态氮的产生与消耗减少程度相当，故含量无显著变化 【解析】 【分析】生物的同化量等于摄入量减去粪便中的能量，各级动物的同化量去向包括呼吸作用的消耗和用于生长、发育与繁殖的能量。用于生长发育和繁殖的能量去向包括流向下一营养级的能量（最高营养级除外）、流向分解者的能量和未被利用的能量。 【小问1详解】 生态系统的基本功能包括能量流动，物质循环和信息传递三个方面。 【小问2详解】 ①为了排除无关变量对实验现象的干扰，本实验应在不进行放牧或割草活动的区域开展。净初级生产力是生产者用于生长、发育和繁殖的能量值，净初级生产力=生产者的同化量-呼吸作用散失的热能。 ②由2016和2017年实验结果可知，在干旱条件下，凋落物不移除组ANPP值要高于凋落物完全移除组ANPP值，这说明植物凋落物能够缓解干旱对草原ANPP的降低作用。 AC、2016和2017年经历了连续两年的干旱，2018、2019年后各组的ANPP均提高，这说明干旱之后第一年，各组的ANPP均开始恢复，且凋落物不移除组ANPP值要低于凋落物完全移除组ANPP值，说明植物凋落物对干旱之后ANPP的恢复没有显著促进作用，AC正确； B、干旱之后第二年（2019年），凋落物不移除组ANPP值要低于凋落物完全移除组ANPP值，这说明植物凋落物对ANPP有影响，B错误； D、在干旱年份，凋落物不移除组ANPP值要高于凋落物完全移除组ANPP值，在非干旱年份，凋落物不移除组ANPP值要低于凋落物完全移除组ANPP值或二者相同，这说明植物凋落物对ANPP的作用在干旱年份和非干旱年份不相同，D错误。 故选AC。 【小问3详解】 在干旱年份，移除植物凋落物使土壤中有机态氮减少，分解者作用减弱，导致土壤氮矿化显著减弱，无机态氮的产生减少；同时，生产者（植物）对土壤无机态氮的吸收减少。土壤无机态氮的产生与消耗减少程度相当，故含量无显著变化，因此在干旱年份，移除植物凋落物后土壤氮矿化显著减弱，但土壤无机态氮含量无显著变化。 16. 女性高血糖可能遗传给后代，研究者对其机制进行了相关研究。 （1）胰岛素由______细胞分泌，其含量不足或机体对其不敏感会引起组织细胞摄取、利用葡萄糖减少，造成高血糖。 （2）有人推测：高血糖遗传起源于孕前卵母细胞。为验证这一推测，研究者利用链脲菌素（STZ）构建高血糖母鼠模型，从其体内获得卵母细胞后和正常雄鼠精子进行体外受精，将早期胚胎移植到______（正常/高血糖）代孕母鼠子宫继续发育并产生后代。往后代腹腔注射一定量葡萄糖溶液，检测血糖浓度和胰岛素分泌情况（图1），综合以上信息，表明______ （3）研究者利用不同浓度的STZ构建了正常血糖、中度高血糖、重度高血糖的模型母鼠，并检测了减数分裂Ⅱ中期卵母细胞中Tet3基因的表达情况，结果表明高血糖引起了Tet3转录水平下降（图2）。实验设置STZ注射的正常血糖模型组的原因是______。 （4）正常情况下，Tet3基因参与受精后DNA的去甲基化过程。追踪高血糖母鼠后代，发现胰岛素分泌相关基因GCK的启动子区域高度甲基化且转录水平降低。研究者设计实验验证了该现象是由Tet3基因表达变化引起（下表）。 组别 实验材料 处理 检测指标：受精卵中GCK 启动子区域的甲基化程度 1 正常母鼠的卵母细胞 与正常雄鼠的精子体外受精 + 2 高血糖母鼠的卵母细胞 ++ 3 ？ +++ 4 在高血糖母鼠的卵母细胞中注射Tet3mRNA ？ 根据实验总体设计和结果推测表中第3组的实验材料是______，第4组的结果是______。 （5）综上所述，女性高血糖遗传机理是______ 【答案】（1）胰岛B细胞 （2） ①. 正常 ②. 高血糖遗传起源于孕前卵母细胞 （3）与中度血糖和高度血糖组作对照，排出STZ对实验结果的影响 （4） ①. 敲除高血糖母鼠的卵母细胞中Tet3基因 ②. + （5）通过抑制卵母细胞中Tet3基因的表达，进而增强受精卵中GCK 启动子区域的甲基化程度，从而抑制胰岛素分泌相关基因GCK表达，使胰岛素分泌不足，后代患糖尿病。 【解析】 【分析】糖尿病是一种严重危害健康的常见病，主要表现为高血糖和尿糖，可导致多种器官功能损害。人类的糖尿病分为1、2两种类型，多饮、多尿、多食是其共同外在表现。1型糖尿病由胰岛功能减退、分泌胰岛素减少所致，通常在青少年时期发病，我国的发病率约为十万分之一。2型糖尿病很常见，与遗传、环境、生活方式等密切相关，但确切发病机理目前仍不明确。 【小问1详解】 胰岛素是胰岛B细胞分泌的，胰岛素能促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝、肌肉并合成糖原，进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯；又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖。因此其含量不足或机体对其不敏感会引起组织细胞摄取、利用葡萄糖减少，造成高血糖。 【小问2详解】 为验证高血糖遗传起源于孕前卵母细胞，需取来自高血糖母鼠的卵母细胞和正常精子体外受精，将早期胚胎移植到正常代孕母鼠子宫继续发育，并产生后代。往后代腹腔注射一定量葡萄糖溶液，由检测结果可知，高糖组血糖高于正常组，胰岛素释放指数低于正常组，因此可判断推测正确，表明高血糖遗传起源于孕前卵母细胞。 【小问3详解】 实验设置STZ注射的正常血糖模型组的原因为了与中度血糖和高度血糖组作对照，排出STZ对实验结果的影响。 【小问4详解】 由第3组实验结果可知，受精卵中GCK 启动子区域的甲基化程度最高，正常情况下，Tet3基因可参与受精后DNA的去甲基化过程，说明第三组实验中Tet3基因转录水平下降，可能是敲除了高血糖母鼠的卵母细胞Tet3基因。第4组在高血糖母鼠的卵母细胞中注射Tet3mRNA，可以减弱受精卵中GCK 启动子区域的甲基化程度，使第4组的甲基化程度小于第2组，可能与第1组相似，故则第4组的结果是+。 小问5详解】 综上所述，女性高血糖遗传的机理是通过抑制卵母细胞中Tet3基因的表达，进而增强受精卵中GCK 启动子区域的甲基化程度，从而抑制胰岛素分泌相关基因GCK表达，使胰岛素分泌不足，后代患糖尿病。 17. fat1基因和fat2基因控制的酶分别调控两种多不饱和脂肪酸的合成，两种酶的共同表达对于细胞内多不饱和脂肪酸的合成具有协同效应。2A肽是一种来源于病毒的短肽，受2A基因序列控制。2A基因的转录产物可以通过“核糖体跳跃”断开位于2A肽尾端甘氨酸和脯氨酸之间的肽键，将2A基因编码的蛋白分割成2个独立蛋白。图甲表示科研人员利用重叠延伸PCR技术成功构建融合基因fat1—2A—fat2的过程。图乙表示构建成功的包含融合基因的重组质粒的部分片段，F1~F4、R1~R4表示引物。通过基因工程成功实现了fat1基因和fat2基因在小鼠体内的共同表达，大大提高了细胞内多不饱和脂肪酸的含量。 （1）利用PCR技术可以实现在体外快速大量进行DNA扩增，其需要的物质条件为：DNA模板，4种脱氧核苷酸、________和________。 （2）PCR3不需要引物，高温加热后fat1-2A和2A-fat1的双链解开，其中能正常延伸形成融合基因的是________（填序号）形成的杂交链。 （3）图乙所示基因在转录时应以________链为模板，为了确定fat1基因连接到质粒中且插入到2A系列的上游，需进行PCR检测，若仅用一对引物，应选择图乙中的引物________。 为了增加某种油料作物种子中多不饱和脂肪酸的含量，研究人员将该融合基因（命名为D）转入Ti质粒（图丙）形成基因表达载体，将基因表达载体导入农杆菌，应用农杆菌转化法（图丁），最终获得多不饱和脂肪酸含量较高的转基因作物。 （4）Ti质粒部分片段如图丙所示，为了使融合基因D成功与Ti质粒构建表达载体，PCR时需要在图乙引物________的5′端添加限制酶________的识别序列，同时在引物________的5′端添加限制酶________的识别序列。 （5）为了获得含有基因表达载体的农杆菌，从功能角度来说，需使用含有抗生素的________培养基进行筛选，将筛选出的农杆菌浸泡过的作物愈伤组织，进行植物组织培养，从外植体培养成试管苗需要________种培养基。 【答案】（1） ①. 引物 ②. 耐高温DNA聚合酶 （2）①④ （3） ①. a ②. F1、R3 （4） ①. F1 ②. XbaI ③. R2 ④. SacI （5） ①. 选择 ②. 3##三 【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：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。 【小问1详解】 PCR技术的原理是DNA的半保留复制，利用PCR 技术可以实现在体外快速大量进行DNA扩增，其需要的物质条件为：DNA 模板、4种脱氧核苷酸、引物（使得DNA聚合酶能从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸）、耐高温的DNA聚合酶。 【小问2详解】 进行PCR3过程不需要引物，高温变性后双链解开，因为②、③结合形成的杂交链的缺口处是5'端，不能自动延伸，耐高温的DNA聚合酶只能从3'端延伸DNA，所以②、③结合形成的杂交链不能延伸形成融合基因fat1—2A—fat2，只有①、④结合形成的杂交链能延伸形成融合基因。 【小问3详解】 根据启动子的位置和引物的方向可知图乙所示基因在转录时应以a链为模板，为了确定fatl基因连接到质粒中且插入2A序列的上游，需进行PCR检测，若仅用一对引物，应选择图乙中的引物F1、R3 ，即扩增出fat1—2A。 【小问4详解】 为使目的基因能够正常表达，目的基因应位于启动子和终止子之间，结合图丙和乙可知，Ti 质粒部分片段如图丙所示，欲扩增融合基因D，应选择引物F1和R2，为使融合基因D成功与Ti 质粒构建表达载体，PCR 时需要在图乙引物F1的5'端添加限制酶XbaI的识别位点，并在引物R2的5’端添加限制酶SacI的识别位点。 【小问5详解】 为了获得含有基因表达载体的农杆菌，从功能角度来说，需使用含有抗生素的选择培养基进行筛选（使得含有目的基因的植株能存活），将筛选出的农杆菌浸泡过的作物愈伤组织，进行植物组织培养，从外植体培养成试管苗需要用3种培养基（诱导愈伤组织的形成、诱导芽的分化、诱导根的分化）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $