精品解析：上海市天山中学2024-2025学年高三下学期3月生物月考试卷

2024学年第二学期高三生物阶段质量评估（3月） 班级：______ 姓名：______ 学号：______ 1. 遗忘的机制 记忆与遗忘就像是一个硬币的两个面，不可分割。传统观点认为，遗忘是一种被动衰退的过程，即随着时间的推移，记录与储存的信息自然瓦解或变得难以访问。然而，越来越多的证据表明，生物专门拥有一套精密复杂的遗忘系统来主动忘记已有的记忆，限制自身具备过目不忘天赋的可能。最新研究发现大脑海马区神经元上的AMPA内化与长期记忆的遗忘有关（如图1）。其中，AMPA是神经递质Glu的一种受体。 （1）正常情况下，突触前膜可将______（填信号形式）转化为化学信号，神经递质Glu通过______（编号选填）被释放到突触间隙，与突触后膜上的AMPA受体特异性结合，直接引发Na+通过______（编号选填）进入突触后膜，使突触后膜兴奋，且膜电位由______（编号选填）变为______（编号选填）。 ①主动运输 ②协助扩散 ③自由扩散 ④胞吞 ⑤胞吐 ⑥外正内负 ⑦外负内正 （2）结合所学知识以及图片信息，判断下列说法错误的是______。（多选） A. 学习和记忆是人类特有的高级神经活动 B. Glu作用后会被降解或回收，以防止后膜持续兴奋 C. AMPA的内化会导致突触前膜上AMPA数量减少，阻碍兴奋在神经元间的传递 D. 条件反射是记忆的形成过程，其神经中枢位于大脑皮层 酪氨酸激酶会催化蛋白质中的酪氨酸磷酸化。为探究AMPA磷酸化与其内化的关系，研究人员将野生型AMPA肽链的Glu-3Y区段的三个酪氨酸替换为丙氨酸，获得突变型AMPA，该区段称为“Glu-3A”。激素S作用下，体外培养的野生型细胞和突变型细胞的AMPA-磷酸化水平和细胞膜表面AMPA数量的变化如图2所示。（注：*表示与野生型相比有显著性差异） （3）将三个酪氨酸替换为丙氨酸的过程，属于可遗传变异中的______。（单选） A. 基因重组 B. 基因突变 C. 染色体变异 D. 表观遗传 （4）上述实验结果表明：激素S能够促进AMPA的______区段的酪氨酸发生磷酸化，______（①促进/②抑制，编号选填）AMPA的内化。 对果蝇的研究发现，果蝇能记住去避开一种气味，训练的方法是接触这种气味之前伴随着电击。果蝇的这种记忆由一种被称为草形体神经元的细胞管理，如图3。电击能将多巴胺传递给蕈形体神经元的神经细胞，引发一系列生化反应，最终存储了将电击与气味联系起来的记忆，但这段记忆很快就会被遗忘。 （5）结合已有知识分析与多巴胺定向运输、分泌有关的细胞结构有______。（多选） A. 细胞骨架 B. 线粒体 C. 高尔基体 D. 中心体 （6）下列关于图3阐释的学习和遗忘的机制，不正确的是______。（单选） A. 多巴胺与蕈形体神经元的DAMB受体结合，就可以使果蝇形成记忆 B. 果蝇避开气体的条件反射建立是气味与电击相关联的结果 C. 记忆和遗忘的启动，取决于蕈形体神经元上识别多巴胺分子的受体种类 D. 多巴胺发挥作用后与受体分开，并迅速被降解或回收进细胞 2. 卵子成熟障碍 人类的生殖繁衍需要成熟的卵子与精子正常结合形成受精卵，但任何与减数分裂有关的基因突变或功能异常均可能引发卵子成熟障碍。现有研究已揭示多个导致卵子成熟障碍的致病基因，其中包括TRIP13基因。该基因负责编码AAA+-ATPase蛋白，对减数分裂和有丝分裂过程至关重要。TRIP13基因突变会使卵母细胞停滞在减数第一次分裂阶段，进而造成卵子无法正常成熟。图（a）是一例卵子成熟障碍症的患病者家系，图（b）为对应成员的TRIP13基因序列，正常基因用T表示，致病基因用t表示。 （1）结合图判断，卵子成熟障碍是一种______遗传病。（单选） A. 常染色体显性 B. 常染色体隐性 C. Ⅹ染色体显性 D. X染色体隐性 （2）分析图可知，从分子水平看，卵子成熟障碍的主要原因是______。（单选） A. TRIP13基因某位点发生了碱基缺失 B. TRIP13基因某位点发生了碱基替换 C. TRIP13基因表达量增加 D. TRIP13基因缺失 （3）下列可能是卵子成熟障碍症致病机理的是______。（多选） A. AAA+-ATPase蛋白可能参与了纺锤体的形成 B. 患病者第一极体无法形成 C. 患病者姐妹染色单体无法分离 D. TRIP13基因突变导致减数第一次分裂前期同源染色体无法联会 （4）已知II-2与一个正常男性结婚并生育了一个患有卵子成熟障碍症的女孩，请推测该男子的基因型为______；II-2再生育一个孩子为正常女孩的概率为______。 （5）不考虑分裂异常，下列关于II-2致病基因的分布情况正确的是______。（编号选填） ①部分次级卵母细胞含有 ②所有胰岛B细胞含有 ③部分初级卵母细胞含有 ④部分卵细胞含有 ⑤所有第二极体都不含有 最新研究显示，人类卵母细胞内含有一套独特的纺锤体组装机制，这与有丝分裂及其他哺乳动物卵母细胞的纺锤体组装过程截然不同。若相关蛋白的编码基因存在突变，会导致纺锤体组装发生异常，极易诱发卵子成熟障碍病症。 纺锤体由微管有序聚集并排列成的特定结构构成。在卵母细胞正常发育中，细胞核膜破裂后，微管于染色体着丝粒周遭聚合并初步形成称为“小极”的纺锤体部分。进入第一次减数分裂前中期，多个“小极”逐步组装，形成独特的“多极纺锤体”，并保持此状态约7至9小时。期间，小极数量递增并汇聚，直至第一次减数分裂中期形成两个“大极”，标志着纺锤体由多极向双极的转化完成。 （6）请根据上述资料，对以下纺锤体形成的各个阶段进行正确排序______。（单选） A. ②④①③ B. ③②④① C. ②③④① D. ②④③① （7）以下与分裂相关的基因中，功能缺失后可能造成卵子成熟障碍的有______。（编号选填） ①HAUS6：促进微管的扩增 ②KIF11：调控微管间的交联和相对滑动 ③KIF18A：抑制微管的过度生长 3. 生物与环境 中国大熊猫研究中心第4次大熊猫调查结果显示：全国野生大熊猫1864只，圈养375只，栖息地258-349万公顷，栖息地保护区67个。由于栖息地的破碎化，大熊猫的生存存在很大威胁。 （1）不同于常见的对动物采用的______法（调查方法）来估算种群密度，对大熊猫我们必须进行“人口普查”——逐个计数法。 科研人员常用“种群生存力分析”来研究各保护区的大熊猫种群的存活能力。种群生存力分析是利用数学模型模拟分析种群在不同环境条件下种群灭绝风险的方法。在环境条件不变的情况下，对某保护区大熊猫进行“种群存活力”分析时，得到如下表所示的数据，请据表分析回答。 初始种群规模/只 10 20 25 30 35 40 45 50 200年内的灭绝概率 0.412 0.132 0.076 0.041 0.023 0.010 0.002 0.001 （2）若以“种群在200年内灭绝概率小于3%”作为种群可以维持存活的标准，则该种群维持存活所需的最小初始规模范围在（ ）只之间（单选）。 A. 20~25 B. 25~30 C. 30~35 D. 35~40 棕色大熊猫是一种较罕见的大熊猫变种个体。截至2021年，有科学记载以来世界上一共仅发现过10次棕色大熊猫，发现地点均为大熊猫的重要栖息地之一——陕西秦岭山脉核心地区。 （3）为研究大熊猫毛色的差异，对黑色和棕色毛发进行了显微观察，结果如图1。据图分析，大熊猫毛色差异的原因是：细胞中______不同。 研究者发现B基因发生的25个碱基对的缺失可能与毛色变异有关。B基因相应的mRNA序列见图2。 注：AUG为起始密码子；UAA、UGA、UAG为终止密码子；…表示省略了很多的碱基序列 （4）据图2分析，25个碱基对的缺失导致毛色变异的可能原因是什么？______ 黑色素主要沉积在淀粉样蛋白上，B蛋白作用可能与PMEL水解生成淀粉样蛋白有关，图3显示淀粉样蛋白的生成过程。为进一步研究B基因影响熊猫毛色的机理，研究者首先向黑色素瘤细胞中导入一小段外源双链RNA，干扰B基因的翻译过程导致细胞内B蛋白含量仅为正常细胞的25%。 （5）通过蛋白质电泳和抗原-抗体杂交技术检测PMEL切割后的片段（部分结果如图4）。B蛋白在PMEL上的作用位点是（ ）（单选）。 A. a点 B. b点 C. c点 D. d点 （6）综合以上研究，概述B基因突变影响熊猫毛色的机理是什么？______ 小熊猫（Red panda）和大熊猫（Giant panda）是两个不同的物种。小熊猫的濒危等级由“易危”改为了“濒危”。为探究其数量锐减的原因，科研工作者做了许多研究，如测定了小熊猫在不同环境温度下静止时的体温、皮肤温度的变化（图5），以及代谢率（即产热速率，图6）。 （7）判断小熊猫和大熊猫分属于两个不同的物种的依据是两者存在______。 （8）下列相关叙述错误的是（ ）（多选） A. 寒冷环境中，当兴奋传递到体温调节中枢后，通过中枢的分析、综合，使支配血管的副交感神经兴奋，引起外周血管收缩，血流量减少，以减少散热 B. 分析可知：炎热环境中，小熊猫分泌的甲状腺激素和肾上腺素减少，以减少产热 C. 在环境温度0~30℃范围内，小熊猫的体温处于37℃~38℃之间，保持相对稳定，皮肤温度却随环境温度降低而降低，这是在神经-体液调节方式下，平衡产热与散热的结果 D. 甲状腺激素和肾上腺素的分泌通过下丘脑-垂体-腺体调节 （9）经测算，大熊猫粪便中的竹纤维比例大约占80%，从能量流动的角度分析，大熊猫摄食竹子的能量远多于其用于生长发育繁殖的能量，原因是大熊猫摄食竹子的能量除了用于生长发育繁殖，还______。（编号选填） ①随粪便流入分解者 ②自身同化 ③通过呼吸作用散失 ④流入下一营养级 （10）研究人员对该地区某食物链（甲→乙→丙）的能量流动进行了研究（单位为×103J/hm2·a）结果如下表。由表中可以看出，甲与乙之间的能量传递效率明显小于10%，最可能的原因是______。 甲 乙 丙 固定的能量 摄入量 同化量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸量 24500 105 75 71.5 8.44 5.5 4.38 4. 植物适应强光的策略 植物通过叶绿体中的光系统吸收光能以启动光合作用。然而，过多的光能导致高活性的中间体的含量增加，严重时会损害光合装置并降低光合作用效率，这种现象称为光抑制。为了应对这种类型的压力，植物采用了各种自我保护机制，形成三道防线。 Ⅰ．第一道防线：叶片和叶绿体的移动等。在器官水平上，植物可以通过改变叶角来响应外部光强度。在细胞水平上，植物也可以通过改变叶绿体在细胞内的位置来优化用于光合作用的光的捕获。 （1）请基于材料和所学内容推测，下列叙述错误的是______（单选） A. 弱光下叶子向光源移动，形成与入射光垂直的角度，从而最大限度地吸收光能 B. 强光下植物将叶子的位置和角度调整为与光的方向平行，从而减少对光能的吸收 C. 强光下叶绿体大量定位于向光面有利于提高光能的利用 D. 在不同光照下细胞骨架驱动并定位叶绿体是自然选择结果 （2）进一步研究发现，某种叶绿体定位相关蛋白Chupl在叶绿体的向光和避光运动中起到重要作用，若去除叶绿体的Chupl蛋白后，叶绿体不会响应光的强度而移动。请在表中横线上选填编号，完成以下实验设计，并推断实验结果。 组别 实验对象 处理方式 预期实验结果 对照组 ______ 弱光 ③ 强光 ______ 实验组 ______ 弱光 ⑤ 强光 ______ ①Chupl基因缺失的拟南芥叶肉细胞； ②正常的拟南芥叶肉细胞； Ⅱ．第二道防线：环式电子传递、光呼吸和清除ROS等。植物体内光系统I（PSI）、细胞色素复合体（Cb6/f）、光系统II（PSII）等结构能形成如图所示的线性电子传递和环式电子传递两条途径。线性电子传递中，电子经PSII、Cb6/f和PSI最终产生NADPH和ATP。环式电子传递中，电子在PSI和Cb6/f间循环，仅产生ATP不产生NADPH，其具体机制如图所示。另有研究发现，强光会造成类囊体电子积累导致活性氧（ROS，一种自由基）大量增加，ROS攻击生物大分子从而损伤类囊体。 （3）光合色素分布在叶绿体的______上，与蛋白质一起组成电子传递复合体（包括PSI和PSII）。如图，PSII中的色素吸收光能后，一方面将H2O分解，同时产生的电子传递给PSI用于合成______。另一方面，在ATP合酶的作用下，______（①顺/②逆，编号选填）浓度梯度转运释放能量，促进ADP和Pi合成ATP。 （4）下列叙述正确的是______。（多选） A. 环式电子传递中电子按H2O→PSII→PQ→细胞色素b6f→PC→PSI→PQ→…的顺序传递 B. 与线性电子传递相比，环式电子传递能够降低ATP/NADPH比例 C. 强光胁迫下往往温度升高，气孔关闭，叶绿体中CO2的不足，NADP+/NADPH的比值升高 D. 为避免电子积累引起光合结构损伤，强光胁迫下PSI环式电子传递会被激活 Ⅲ．第三道防线：修复受损的PSII。PSII修复有两个主要方面：PSII复合物的分解和重组，主要包括D1蛋白的降解和合成、组装。D1蛋白是PSII复合物的组成部分，在光抑制过程中会高度磷酸化。为研究光抑制后D1蛋白的修复过程，科学家利用光抑制处理的菠菜叶圆片按如下流程进行实验：光抑制处理的叶圆片→叶绿体蛋白质合成阻断剂（作用时长有限）溶液浸泡→取出叶圆片→弱光（或暗）处理不同时间→测量结果，实验数据如下表。 指标 处理条件 处理时间 0 1h 2h D1蛋白总量（%） 弱光 100 66.7 658 暗 100 92.4 92.5 D1蛋白磷酸化比例（%） 弱光 74 552 54.4 暗 74 73.4 72.2 D1蛋白交联聚合物比例（%） 弱光 0.25 0.08 0.01 暗 0.25 0.24 0.23 （5）表中数据说明光抑制处理后，叶片中D1蛋白的降解依赖于______（①弱光/②暗，编号选填）的条件，D1蛋白的降解过程会使D1蛋白磷酸化比例、D1蛋白交联聚合物比例均______（①升高/②不变/③降低，编号选填）。 （6）为研究D1蛋白降解过程是先发生D1蛋白去磷酸化，还是先发生D1蛋白交联聚合物解聚，科学家用氟化钠抑制叶片中D1蛋白的去磷酸化后，结果显示D1蛋白总量几乎无变化，但D1蛋白交联聚合物则明显减少。据此写出D1蛋白降解过程。 D1蛋白降解依赖的环境条件→______→______→D1蛋白降解 5. 生物工程 东方果蝇会在瓜果的内部产卵，引起果实早落，给果农带来极大的经济损失。研究人员尝试利用蓖麻毒素，研发雌性特异性致死基因系统，以减少雌果蝇的数量。 蓖麻毒素是蓖麻种子中的一种毒蛋白，由RTA和RTB两部分功能不同的肽链组成。东方果蝇的dsx基因具有特异性剪切识别序列（图1），雌性个体中该序列能使dsx基因的内含子转录的序列被剪切掉，而雄性个体无此功能，因而雌雄果蝇会产生不同的dsx成熟mRNA。 （1）RTB可与细胞表面的糖蛋白或糖脂结合，毒蛋白以______方式进入细胞，随后在______（填细胞器）内被部分水解，毒蛋白链间二硫键断裂，释放出RTA。RTA具有rRNA酶的活性，可导致______（填细胞器）失活，影响蛋白质合成。 （2）研究人员将dsx基因的部分序列与RTA基因融合（如图1），获得融合基因1，构建基因表达载体，导入果蝇的____，进而得到转基因果蝇。转基因雌蝇中表达肽链对应的mRNA为______（本空格填图2中字母）。 （3）由于存在性别选择性剪接机制，雌蝇会特异性致死。请分析转基因雄蝇不会致死的原因是______。 研究发现，RTA蛋白第212位甘氨酸替换为精氨酸会出现冷敏感效应（cs），即当温度由29℃变为18℃时，可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用。利用此特性培育纯合转基因果蝇。 （4）欲得到具有cs效应的RTAcs蛋白，推测对应的基因碱基序列，对融合基因1PCR过程中进行______获得融合基因2（如图）。请在答题纸方框中画出可继续延伸的复性结果，并标明每条链的5’端和3’端_____。 （5）上方框内的序列延伸完成之后，后续对突变基因进行扩增，应选择的引物为图中的______。（多选） A. 引物a B. 引物b C. 引物c D. 引物d （6）对转入融合基因2的果蝇进行以下操作： i：在29℃收集雄性果蝇（G0）。 ii：G0与野生型果蝇杂交，筛选出转基因受精卵（G1）。 iii：将每对亲本的受精卵（G1）均分为两组，分别在18℃和29℃孵化培养，统计两组中雄性个体所占比例，若18℃组雄性个体所占比例______29℃组（①大于/②小于/③等于，编号选填），则说明G1具有cs效应。 iv：在______（①18℃/②29℃，编号选填）继续培养具有cs效应的G1果蝇，使之连续在多代相互交配，得到转基因纯合子。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024学年第二学期高三生物阶段质量评估（3月） 班级：______ 姓名：______ 学号：______ 1. 遗忘的机制 记忆与遗忘就像是一个硬币的两个面，不可分割。传统观点认为，遗忘是一种被动衰退的过程，即随着时间的推移，记录与储存的信息自然瓦解或变得难以访问。然而，越来越多的证据表明，生物专门拥有一套精密复杂的遗忘系统来主动忘记已有的记忆，限制自身具备过目不忘天赋的可能。最新研究发现大脑海马区神经元上的AMPA内化与长期记忆的遗忘有关（如图1）。其中，AMPA是神经递质Glu的一种受体。 （1）正常情况下，突触前膜可将______（填信号形式）转化为化学信号，神经递质Glu通过______（编号选填）被释放到突触间隙，与突触后膜上的AMPA受体特异性结合，直接引发Na+通过______（编号选填）进入突触后膜，使突触后膜兴奋，且膜电位由______（编号选填）变为______（编号选填）。 ①主动运输 ②协助扩散 ③自由扩散 ④胞吞 ⑤胞吐 ⑥外正内负 ⑦外负内正 （2）结合所学知识以及图片信息，判断下列说法错误的是______。（多选） A. 学习和记忆是人类特有的高级神经活动 B. Glu作用后会被降解或回收，以防止后膜持续兴奋 C. AMPA的内化会导致突触前膜上AMPA数量减少，阻碍兴奋在神经元间的传递 D. 条件反射是记忆的形成过程，其神经中枢位于大脑皮层 酪氨酸激酶会催化蛋白质中的酪氨酸磷酸化。为探究AMPA磷酸化与其内化的关系，研究人员将野生型AMPA肽链的Glu-3Y区段的三个酪氨酸替换为丙氨酸，获得突变型AMPA，该区段称为“Glu-3A”。激素S作用下，体外培养的野生型细胞和突变型细胞的AMPA-磷酸化水平和细胞膜表面AMPA数量的变化如图2所示。（注：*表示与野生型相比有显著性差异） （3）将三个酪氨酸替换为丙氨酸的过程，属于可遗传变异中的______。（单选） A. 基因重组 B. 基因突变 C. 染色体变异 D. 表观遗传 （4）上述实验结果表明：激素S能够促进AMPA的______区段的酪氨酸发生磷酸化，______（①促进/②抑制，编号选填）AMPA的内化。 对果蝇研究发现，果蝇能记住去避开一种气味，训练的方法是接触这种气味之前伴随着电击。果蝇的这种记忆由一种被称为草形体神经元的细胞管理，如图3。电击能将多巴胺传递给蕈形体神经元的神经细胞，引发一系列生化反应，最终存储了将电击与气味联系起来的记忆，但这段记忆很快就会被遗忘。 （5）结合已有知识分析与多巴胺定向运输、分泌有关的细胞结构有______。（多选） A. 细胞骨架 B. 线粒体 C. 高尔基体 D. 中心体 （6）下列关于图3阐释的学习和遗忘的机制，不正确的是______。（单选） A. 多巴胺与蕈形体神经元的DAMB受体结合，就可以使果蝇形成记忆 B. 果蝇避开气体的条件反射建立是气味与电击相关联的结果 C. 记忆和遗忘的启动，取决于蕈形体神经元上识别多巴胺分子的受体种类 D. 多巴胺发挥作用后与受体分开，并迅速被降解或回收进细胞 【答案】（1） ①. 电信号 ②. ⑤ ③. ② ④. ⑥ ⑤. ⑦ （2）AC （3）B （4） ①. Glu-3Y ②. 促进 （5）ABC （6）A 【解析】 【分析】神经元之间以突触相连，突触结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜，神经递质主要存在于突触小体的突触小泡内，神经末梢产生兴奋时，突触前膜将神经递质释放到突触间隙，作用于突触后膜的特异性受体，完成兴奋传递。 【小问1详解】 正常情况下，突触前膜可将神经递质释放到突触间隙，作用于突触后膜的特异性受体，引起后膜兴奋或抑制，故可将电信号转化为化学信号，神经递质Glu通过⑤胞吐的方式被释放到突触间隙，与突触后膜上的AMPA受体特异性结合，直接引发Na+通过协助扩散进入突触后膜，使突触后膜兴奋，即膜电位由⑥外正内负变为⑦外负内正。 【小问2详解】 A、学习和记忆是高级神经活动，但不是人类特有的，比如一些动物学习捕食，A错误； B、据题干信息可知，Glu是一种兴奋性神经递质，作用于突触后膜上的特异性受体后会被降解或回收，以防止后膜持续兴奋，B正确； C、AMPA在突触后膜上，故AMPA的内化会导致突触后膜上AMPA数量减少，C错误； D、记忆的形成过程是条件反射，以非条件反射为基础，其神经中枢是大脑皮层，D正确。 故选AC。 【小问3详解】 将野生型AMPA肽链的Glu-3Y区段的三个酪氨酸替换为丙氨酸的过程，涉及基因内部相应碱基对的替换，属于可遗传变异中的基因突变，B正确，ACD错误。 故选B。 【小问4详解】 本实验的目的是探究AMPA磷酸化与其内化的关系，研究人员将野生型AMPA肽链的Glu-3Y区段的三个酪氨酸替换为丙氨酸，获得突变型AMPA该区段称为“Glu-3A”。激素S作用下，体外培养的野生型细胞的AMPA磷酸化水平高于突变型细胞，且野生型细胞膜表面AMPA数量的低于突变型，该结果说明，激素S能够促进AMPA的AMPA肽链的Glu-3Y区段的酪氨酸发生磷酸化，进而促进AMPA的内化。 【小问5详解】 多巴胺定向运输、分泌，需要高尔基体形成囊泡，沿着细胞骨架定向运输，同时需要线粒体提供能量，ABC正确，D错误。 故选ABC。 【小问6详解】 A、据图可知，蕈形体神经元的DAMB受体与dDA1受体均为多巴胺受体，当多巴胺与形体神经元的DAMB受体结合，使果蝇记忆遗忘，A错误； B、由题干信息可知，果蝇接触某种气味时予以电击并重复多次，可以使其记住并避开这种气味，所以果蝇避开气体的条件反射建立是气味与电击相关联的结果，B正确； C、据图可知，记忆和遗忘的启动，与电击或运动，睡眠等因素影响多巴胺的释放以及多巴胺与突触后膜上特异性受体结合的过程有关，多巴胺与受体的结合情况不同可能会导致果蝇的记忆与遗忘，C正确； D、多巴胺属于神经递质，其发挥作用后会与受体分开，并迅速被降解或回收进细胞，D正确。 故选A。 2. 卵子成熟障碍 人类的生殖繁衍需要成熟的卵子与精子正常结合形成受精卵，但任何与减数分裂有关的基因突变或功能异常均可能引发卵子成熟障碍。现有研究已揭示多个导致卵子成熟障碍的致病基因，其中包括TRIP13基因。该基因负责编码AAA+-ATPase蛋白，对减数分裂和有丝分裂过程至关重要。TRIP13基因突变会使卵母细胞停滞在减数第一次分裂阶段，进而造成卵子无法正常成熟。图（a）是一例卵子成熟障碍症的患病者家系，图（b）为对应成员的TRIP13基因序列，正常基因用T表示，致病基因用t表示。 （1）结合图判断，卵子成熟障碍是一种______遗传病。（单选） A. 常染色体显性 B. 常染色体隐性 C. Ⅹ染色体显性 D. X染色体隐性 （2）分析图可知，从分子水平看，卵子成熟障碍的主要原因是______。（单选） A. TRIP13基因某位点发生了碱基缺失 B. TRIP13基因某位点发生了碱基替换 C. TRIP13基因表达量增加 D. TRIP13基因缺失 （3）下列可能是卵子成熟障碍症致病机理的是______。（多选） A. AAA+-ATPase蛋白可能参与了纺锤体的形成 B. 患病者第一极体无法形成 C. 患病者姐妹染色单体无法分离 D. TRIP13基因突变导致减数第一次分裂前期同源染色体无法联会 （4）已知II-2与一个正常男性结婚并生育了一个患有卵子成熟障碍症的女孩，请推测该男子的基因型为______；II-2再生育一个孩子为正常女孩的概率为______。 （5）不考虑分裂异常，下列关于II-2致病基因的分布情况正确的是______。（编号选填） ①部分次级卵母细胞含有 ②所有胰岛B细胞含有 ③部分初级卵母细胞含有 ④部分卵细胞含有 ⑤所有第二极体都不含有 最新研究显示，人类卵母细胞内含有一套独特的纺锤体组装机制，这与有丝分裂及其他哺乳动物卵母细胞的纺锤体组装过程截然不同。若相关蛋白的编码基因存在突变，会导致纺锤体组装发生异常，极易诱发卵子成熟障碍病症。 纺锤体由微管有序聚集并排列成的特定结构构成。在卵母细胞正常发育中，细胞核膜破裂后，微管于染色体着丝粒周遭聚合并初步形成称为“小极”的纺锤体部分。进入第一次减数分裂前中期，多个“小极”逐步组装，形成独特的“多极纺锤体”，并保持此状态约7至9小时。期间，小极数量递增并汇聚，直至第一次减数分裂中期形成两个“大极”，标志着纺锤体由多极向双极的转化完成。 （6）请根据上述资料，对以下纺锤体形成的各个阶段进行正确排序______。（单选） A. ②④①③ B. ③②④① C. ②③④① D. ②④③① （7）以下与分裂相关的基因中，功能缺失后可能造成卵子成熟障碍的有______。（编号选填） ①HAUS6：促进微管扩增 ②KIF11：调控微管间的交联和相对滑动 ③KIF18A：抑制微管的过度生长 【答案】（1）B （2）B （3）ABD （4） ①. Tt ②. 3/8 （5）①②④ （6）C （7）①②③ 【解析】 【分析】纺锤体，形似纺锤，是产生于细胞分裂前初期到末期的一种特殊细胞器。其主要元件包括微管，附着微管的动力分子分子马达，以及一系列复杂的超分子结构。一般来讲，在动物细胞中，中心体发出星射线形成纺锤体。高等植物细胞的细胞两极发出星射线形成纺锤体。与高等植物细胞相比，哺乳动物细胞进行有丝分裂时，中心体发出星射线形成纺锤体。 【小问1详解】 据图1可知，Ⅰ-1和Ⅰ-2正常，生出的女儿Ⅱ-1患卵子成熟障碍，故可判断该病为常染色体隐性遗传病，B正确，ACD错误。 故选B。 【小问2详解】 据图(b) 可知，II-1(基因型为tt)与Ⅰ-1(基因型为Tt)、Ⅰ-2(基因型为Tt)对应的TRIP13基因序列的差异在于，正常基因中A碱基被替换成了 G碱基，B正确，ACD错误。 故选B。 【小问3详解】 AD、据题干信息可知，TRIP13基因突变导致AAA+-ATPase蛋白合成异常，造成卵子成熟障碍，故可推测AAA+-ATPase蛋白可能参与了纺锤体的形成，或使得同源染色体无法联会，停滞在减数第一次分裂前期，AD正确； B、据题干信息“TRIP13基因突变会使卵母细胞停滞在减数第一次分裂阶段”可知，减数第一次分裂停滞，不能分裂产生第一极体和次级卵母细胞，B正确； C、患病者仅卵子成熟障碍，即减数分裂异常，有丝分裂仍正常，故姐妹染色单体能正常分离，C错误。 故选ABD。 【小问4详解】 据图(b) 可知，II-2基因型为Tt，与一个正常男性(T_)结婚并生育了一个患有卵子成熟障碍症的女孩(tt)，则推测该男子的基因型为Tt；再生育一个孩子为正常女孩的概率为3/4×1/2=3/8。 【小问5详解】 I-2基因型为Tt，不患病，不考虑分裂异常，不分裂的体细胞或进行有丝分裂的体细胞或进行减数第一次分裂的初级卵母细胞均带有致病基因，减数第一次分裂，致病基因随同源染色体的分开而分离，随机进入不同的子细胞，可能是第一极体，也可能是次级卵母细胞，含有致病基因的次级卵母细胞进行减数第二次分裂得到卵细胞和第二极体则会带有致病基因，不含致病基因的次级卵母细胞进行减数第二次分裂得到卵细胞和第二极体则没有致病基因，综上所述，应选①②④。 【小问6详解】 据题干信息第一次减数分裂前中期，多个“小极”逐步组装，形成独特的“多极纺锤体”，并保持此状态约7至9小时。期间，小极数量递增并汇聚，直至第一次减数分裂中期形成两个“大极””可知，纺锤体的形成经历前期到中期的变化，故根据染色体的排布情况来判断，形成过程中各个阶段的先后顺序，前期排布较散乱，中期排布在中央赤道面，故顺序为②③④①，C正确，ABD错误。 故选C。 【小问7详解】 )①纺锤体由微管构成，故缺失HAUS6基因则会抑制微管的扩增，使纺锤体形成的数量不够，会造成卵子成熟障碍； ②缺失KIF11基因则会失去调控微管间的交联和相对滑动，使纺锤体牵拉染色体异常，会造成卵子成熟障碍； ③缺失KIF18A基因则会促进微管的过度生长，导致纺锤体数量过多，对染色体的牵拉混乱，会造成卵子成熟障碍。 综上所述，①②③正确。 3. 生物与环境 中国大熊猫研究中心第4次大熊猫调查结果显示：全国野生大熊猫1864只，圈养375只，栖息地258-349万公顷，栖息地保护区67个。由于栖息地的破碎化，大熊猫的生存存在很大威胁。 （1）不同于常见的对动物采用的______法（调查方法）来估算种群密度，对大熊猫我们必须进行“人口普查”——逐个计数法。 科研人员常用“种群生存力分析”来研究各保护区的大熊猫种群的存活能力。种群生存力分析是利用数学模型模拟分析种群在不同环境条件下种群灭绝风险的方法。在环境条件不变的情况下，对某保护区大熊猫进行“种群存活力”分析时，得到如下表所示的数据，请据表分析回答。 初始种群规模/只 10 20 25 30 35 40 45 50 200年内的灭绝概率 0.412 0.132 0.076 0.041 0.023 0.010 0.002 0.001 （2）若以“种群在200年内的灭绝概率小于3%”作为种群可以维持存活的标准，则该种群维持存活所需的最小初始规模范围在（ ）只之间（单选）。 A. 20~25 B. 25~30 C. 30~35 D. 35~40 棕色大熊猫是一种较罕见的大熊猫变种个体。截至2021年，有科学记载以来世界上一共仅发现过10次棕色大熊猫，发现地点均为大熊猫的重要栖息地之一——陕西秦岭山脉核心地区。 （3）为研究大熊猫毛色的差异，对黑色和棕色毛发进行了显微观察，结果如图1。据图分析，大熊猫毛色差异的原因是：细胞中______不同。 研究者发现B基因发生的25个碱基对的缺失可能与毛色变异有关。B基因相应的mRNA序列见图2。 注：AUG为起始密码子；UAA、UGA、UAG为终止密码子；…表示省略了很多的碱基序列 （4）据图2分析，25个碱基对的缺失导致毛色变异的可能原因是什么？______ 黑色素主要沉积在淀粉样蛋白上，B蛋白的作用可能与PMEL水解生成淀粉样蛋白有关，图3显示淀粉样蛋白的生成过程。为进一步研究B基因影响熊猫毛色的机理，研究者首先向黑色素瘤细胞中导入一小段外源双链RNA，干扰B基因的翻译过程导致细胞内B蛋白含量仅为正常细胞的25%。 （5）通过蛋白质电泳和抗原-抗体杂交技术检测PMEL切割后的片段（部分结果如图4）。B蛋白在PMEL上的作用位点是（ ）（单选）。 A. a点 B. b点 C. c点 D. d点 （6）综合以上研究，概述B基因突变影响熊猫毛色的机理是什么？______ 小熊猫（Red panda）和大熊猫（Giant panda）是两个不同的物种。小熊猫的濒危等级由“易危”改为了“濒危”。为探究其数量锐减的原因，科研工作者做了许多研究，如测定了小熊猫在不同环境温度下静止时的体温、皮肤温度的变化（图5），以及代谢率（即产热速率，图6）。 （7）判断小熊猫和大熊猫分属于两个不同的物种的依据是两者存在______。 （8）下列相关叙述错误的是（ ）（多选） A. 寒冷环境中，当兴奋传递到体温调节中枢后，通过中枢的分析、综合，使支配血管的副交感神经兴奋，引起外周血管收缩，血流量减少，以减少散热 B. 分析可知：炎热环境中，小熊猫分泌的甲状腺激素和肾上腺素减少，以减少产热 C. 在环境温度0~30℃范围内，小熊猫的体温处于37℃~38℃之间，保持相对稳定，皮肤温度却随环境温度降低而降低，这是在神经-体液调节方式下，平衡产热与散热的结果 D. 甲状腺激素和肾上腺素的分泌通过下丘脑-垂体-腺体调节 （9）经测算，大熊猫粪便中的竹纤维比例大约占80%，从能量流动的角度分析，大熊猫摄食竹子的能量远多于其用于生长发育繁殖的能量，原因是大熊猫摄食竹子的能量除了用于生长发育繁殖，还______。（编号选填） ①随粪便流入分解者 ②自身同化 ③通过呼吸作用散失 ④流入下一营养级 （10）研究人员对该地区某食物链（甲→乙→丙）的能量流动进行了研究（单位为×103J/hm2·a）结果如下表。由表中可以看出，甲与乙之间的能量传递效率明显小于10%，最可能的原因是______。 甲 乙 丙 固定的能量 摄入量 同化量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸量 24500 105 75 71.5 8.44 5.5 4.38 【答案】（1）标记重捕 （2）C （3）黑色素体的数量和大小 （4）转录出的mRNA中终止密码子提前出现，无法合成具有特定空间结构的蛋白质，进而无法执行相应功能 （5）D （6）B基因突变无法合成具有活性的B蛋白，无法对PMEL进行剪切，使得淀粉样蛋白含量下降，影响黑色素的沉积，减少了黑色素体的形成，进而影响了毛色 （7）生殖隔离 （8）ABD （9）①③ （10）一部分能量被用于与乙同一营养级的其他生物获取（或第二营养级还存在其他生物） 【解析】 【分析】种群是指占有一定空间和时间的同一物种的集合体群落是指在一定空间内所有生物种群的集合体，生态系统是由生物群落（生产者、消费者、分解者）及非生物环境所构成的一个生态学功能系统。对于生物多样性的保护有就地保护和迁地保护。 【小问1详解】 对于活动能力强、活动范围大的动物，通常采用标记重捕法来估算种群密度。而大熊猫数量稀少，对其进行“人口普查”（逐个计数法）更能准确统计其数量，所以不同于常见的对动物采用的标记重捕法来估算种群密度。 【小问2详解】 从表格数据可知，初始种群规模为30只时，200年内的灭绝概率为0.041（即4.1%），初始种群规模为35只时，200年内的灭绝概率为0.023（即2.3%）。因为“种群在200年内的灭绝概率小于3%”作为种群可以维持存活的标准，所以该种群维持存活所需的最小初始规模范围在30~35只之间，C正确，ABD错误。 故选C。 【小问3详解】 为进一步研究熊猫毛色的差异，对黑色和棕色毛发进行了显微观察，结合图1结果可以看出，大熊猫毛色差异的原因是细胞中黑色素体的数量和大小不同，之所以表现为棕色是由于其细胞中黑色素体的大小和数量偏小导致的。 【小问4详解】 由于B基因发生的25个碱基对的缺失因而导致B基因相应的mRNA序列发生改变，由于缺失的25个碱基对不是3的整数倍，因而对B基因控制合成的蛋白质影响较大，进而表现为mRNA中终止密码子提前出现，无法合成具有特定空间结构的蛋白质，进而无法执行相应功能。 【小问5详解】 通过蛋白质电泳与抗原-抗体杂交技术检测PMEL切割后的片段，部分结果如图4，结果显示，B基因表达下降导致Mβ含量明显上升，而CTF含量明显下降，据此结果可说明B蛋白在PMEL上的作用位点是d，D正确，ABC错误。 故选D。 【小问6详解】 题中显示，黑色素主要沉积在淀粉样蛋白上，B蛋白的作用可能与PMEL水解生成淀粉样蛋白有关，而B基因突变无法合成具有活性的B蛋白，无法对PMEL进行剪切，使得淀粉样蛋白含量下降，影响黑色素的沉积减少了黑色素体的形成，进而影响了毛色，因而表现为黑色素体变小，且数量变少，因而表现为棕色。 【小问7详解】 物种是指能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。判断两个生物属于不同物种的依据是两者存在生殖隔离。若小熊猫和大熊猫不能相互交配产生可育后代，就说明它们存在生殖隔离，属于不同物种。 【小问8详解】 A、寒冷环境中，皮肤中的感受器受到环境低温刺激产生兴奋，体温调节的体温调节中枢位于下丘脑，通过中枢的分析综合，使支配血管的交感神经兴奋，引起外周血管收缩，皮肤和四肢血流量减少，以减少散热，A错误； B、据图可知，炎热环境中，代谢速率高于0~10℃时，而甲状腺激素能够提高机体代谢水平，故熊猫分泌的甲状腺激素和肾上腺素不会减少，B错误； C、在环境温度0~30℃范围内，小熊猫的体温处于37℃~38℃之间， 保持相对稳定，皮肤温度却随环境温度降低而降低，该过程中既有下丘脑等参与的神经调节，也有甲状腺激素等参与的体液调节，故是在神经-体液调节方式下，平衡产热与散热的结果，C正确； D、甲状腺激素的分泌存在下丘脑-垂体-甲状腺的分级调节过程，但肾上腺素的分泌不属于分级调节，D错误。 故选ABD。 【小问9详解】 由于大熊猫摄食竹子的能量一部分随粪便流入分解者（大熊猫粪便中的能量未被同化），一部分通过呼吸作用以热能的形式散失，所以大熊猫摄食竹子的能量远多于其用于生长发育繁殖的能量，①③正确，②④错误。 故选①③。 【小问10详解】 能量传递效率10%-20%是两个营养级之间的传递效率，并非两个物种之间，因为一个营养级可能存在多种物种。所以甲与乙之间的能量传递效率明显小于10%，原因可能是一部分能量被用于与乙同一营养级的其他生物获取（或第二营养级还存在其他生物）。 4. 植物适应强光的策略 植物通过叶绿体中的光系统吸收光能以启动光合作用。然而，过多的光能导致高活性的中间体的含量增加，严重时会损害光合装置并降低光合作用效率，这种现象称为光抑制。为了应对这种类型的压力，植物采用了各种自我保护机制，形成三道防线。 Ⅰ．第一道防线：叶片和叶绿体的移动等。在器官水平上，植物可以通过改变叶角来响应外部光强度。在细胞水平上，植物也可以通过改变叶绿体在细胞内的位置来优化用于光合作用的光的捕获。 （1）请基于材料和所学内容推测，下列叙述错误的是______（单选） A. 弱光下叶子向光源移动，形成与入射光垂直的角度，从而最大限度地吸收光能 B. 强光下植物将叶子的位置和角度调整为与光的方向平行，从而减少对光能的吸收 C. 强光下叶绿体大量定位于向光面有利于提高光能的利用 D. 在不同光照下细胞骨架驱动并定位叶绿体是自然选择的结果 （2）进一步研究发现，某种叶绿体定位相关蛋白Chupl在叶绿体的向光和避光运动中起到重要作用，若去除叶绿体的Chupl蛋白后，叶绿体不会响应光的强度而移动。请在表中横线上选填编号，完成以下实验设计，并推断实验结果。 组别 实验对象 处理方式 预期实验结果 对照组 ______ 弱光 ③ 强光 ______ 实验组 ______ 弱光 ⑤ 强光 ______ ①Chupl基因缺失的拟南芥叶肉细胞； ②正常的拟南芥叶肉细胞； Ⅱ．第二道防线：环式电子传递、光呼吸和清除ROS等。植物体内光系统I（PSI）、细胞色素复合体（Cb6/f）、光系统II（PSII）等结构能形成如图所示的线性电子传递和环式电子传递两条途径。线性电子传递中，电子经PSII、Cb6/f和PSI最终产生NADPH和ATP。环式电子传递中，电子在PSI和Cb6/f间循环，仅产生ATP不产生NADPH，其具体机制如图所示。另有研究发现，强光会造成类囊体电子积累导致活性氧（ROS，一种自由基）大量增加，ROS攻击生物大分子从而损伤类囊体。 （3）光合色素分布在叶绿体的______上，与蛋白质一起组成电子传递复合体（包括PSI和PSII）。如图，PSII中的色素吸收光能后，一方面将H2O分解，同时产生的电子传递给PSI用于合成______。另一方面，在ATP合酶的作用下，______（①顺/②逆，编号选填）浓度梯度转运释放能量，促进ADP和Pi合成ATP。 （4）下列叙述正确的是______。（多选） A. 环式电子传递中电子按H2O→PSII→PQ→细胞色素b6f→PC→PSI→PQ→…的顺序传递 B. 与线性电子传递相比，环式电子传递能够降低ATP/NADPH比例 C. 强光胁迫下往往温度升高，气孔关闭，叶绿体中CO2的不足，NADP+/NADPH的比值升高 D. 为避免电子积累引起光合结构损伤，强光胁迫下PSI环式电子传递会被激活 Ⅲ．第三道防线：修复受损的PSII。PSII修复有两个主要方面：PSII复合物的分解和重组，主要包括D1蛋白的降解和合成、组装。D1蛋白是PSII复合物的组成部分，在光抑制过程中会高度磷酸化。为研究光抑制后D1蛋白的修复过程，科学家利用光抑制处理的菠菜叶圆片按如下流程进行实验：光抑制处理的叶圆片→叶绿体蛋白质合成阻断剂（作用时长有限）溶液浸泡→取出叶圆片→弱光（或暗）处理不同时间→测量结果，实验数据如下表。 指标 处理条件 处理时间 0 1h 2h D1蛋白总量（%） 弱光 100 66.7 65.8 暗 100 92.4 92.5 D1蛋白磷酸化比例（%） 弱光 74 55.2 54.4 暗 74 73.4 72.2 D1蛋白交联聚合物比例（%） 弱光 0.25 0.08 0.01 暗 025 0.24 0.23 （5）表中数据说明光抑制处理后，叶片中D1蛋白的降解依赖于______（①弱光/②暗，编号选填）的条件，D1蛋白的降解过程会使D1蛋白磷酸化比例、D1蛋白交联聚合物比例均______（①升高/②不变/③降低，编号选填）。 （6）为研究D1蛋白降解过程是先发生D1蛋白去磷酸化，还是先发生D1蛋白交联聚合物解聚，科学家用氟化钠抑制叶片中D1蛋白的去磷酸化后，结果显示D1蛋白总量几乎无变化，但D1蛋白交联聚合物则明显减少。据此写出D1蛋白降解过程。 D1蛋白降解依赖的环境条件→______→______→D1蛋白降解 【答案】（1）C （2） ①.  ② ②. ④ ③. ① ④. ⑤ （3） ①. 类囊体薄膜 ②. NADPH和ATP ③. ② （4）AD （5） ① ① ②. ③ （6） ①. D1蛋白交联聚合物解聚 ②. D1蛋白去磷酸化 【解析】 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 【小问1详解】 A、在弱光条件下，植物为了获取更多的光能用于光合作用，叶子会向光源移动并形成与入射光垂直的角度，这样可以最大程度地接收光照，A正确； B、强光可能会对植物造成光抑制等伤害，植物将叶子位置和角度调整为与光平行，能减少叶片对光的吸收面积，进而减少对光能的吸收，避免过多光能带来的损害，B正确； C、强光下叶绿体大量定位于背光面而不是向光面，因为在背光面可以避免直接受到高强度光照，减少光损伤，同时在一定程度上仍能利用散射光等进行光合作用，C错误； D、植物为了适应不同的光照环境，通过细胞骨架驱动并定位叶绿体来调节光能的吸收，这种特性是在长期的进化过程中，经过自然选择保留下来的有利于植物生存和繁衍的特征，D正确。 故选C。 【小问2详解】 对照组： 实验对象应选择正常的拟南芥叶肉细胞（②），因为在正常情况下研究叶绿体对光的响应作为对照。 弱光下预期实验结果③为叶绿体向与入射光垂直的方向移动，以最大限度吸收光能。 强光下预期实验结果④强光下植物将叶子的位置和角度调整为与光的方向平行，从而减少对光能的吸收 实验组： 实验对象选择①Chupl基因缺失的拟南芥叶肉细胞，用于研究去除相关蛋白后叶绿体的移动情况。 弱光下预期实验结果⑤为叶绿体位置不随光强变化而移动，因为去除了叶绿体定位相关蛋白Chupl ，叶绿体不会响应光的强度而移动。 强光下同样叶绿体位置不随光强变化而移动，依然是⑤。 【小问3详解】 光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上； 在线性电子传递中，PSII中的色素吸收光能后，一方面将H2O分解，产生的电子传递给PSI用于合成NADPH；另一方面，在ATP合酶的作用下，H+顺浓度梯度转运释放能量，促进ADP和Pi合成ATP 。因为H+是从类囊体腔向叶绿体基质转运，而类囊体腔中H+浓度高于叶绿体基质，所以是②顺浓度梯度。 【小问4详解】 A、由图可以看出，环式电子传递中电子按H2O→PSII→PQ→细胞色素b6f→PC→PSI→PQ→…的顺序传递，一直从PQ往后循环，A正确； B、线性电子传递产生NADPH和ATP，而环式电子传递仅产生ATP不产生NADPH，所以环式电子传递会增加ATP的产生量相对NADPH不变的情况，能升高ATP/NADPH比例，B错误； C、强光胁迫下温度升高、气孔关闭，CO2供应不足，暗反应中C3 生成减少，消耗的NADPH也减少，而光反应产生的NADPH正常进行，所以NADP+ /NADPH的比值降低，C错误； D、强光会造成类囊体电子积累导致活性氧（ROS）大量增加，为避免电子积累引起光合结构损伤，激活PSI环式电子传递可以消耗多余的电子，D正确。 故选AD。 【小问5详解】 从表格中可以看出，弱光和暗处理下D1蛋白总量都在下降，但暗处理时D1蛋白总量下降幅度相对较小；而D1蛋白磷酸化比例在弱光和暗处理下都是逐渐降低的；D1蛋白交联聚合物比例在弱光下逐渐降低，在暗处理下先升高后降低。综合来看，光抑制处理后，叶片中D1蛋白的降解依赖于弱光条件（因为暗处理时D1蛋白总量下降相对慢很多），D1蛋白的降解过程会使D1蛋白磷酸化比例降低，D1蛋白交联聚合物比例降低，整体趋势是下降的，所以第二个空填③降低。 【小问6详解】 科学家用氟化钠抑制叶片中D1蛋白的去磷酸化后，结果显示D1蛋白总量几乎无变化，但D1蛋白交联聚合物则明显减少，所以应该先发生D1蛋白交联聚合物解聚，再发生D1蛋白去磷酸化，最后D1蛋白降解。 5. 生物工程 东方果蝇会在瓜果的内部产卵，引起果实早落，给果农带来极大的经济损失。研究人员尝试利用蓖麻毒素，研发雌性特异性致死基因系统，以减少雌果蝇的数量。 蓖麻毒素是蓖麻种子中的一种毒蛋白，由RTA和RTB两部分功能不同的肽链组成。东方果蝇的dsx基因具有特异性剪切识别序列（图1），雌性个体中该序列能使dsx基因的内含子转录的序列被剪切掉，而雄性个体无此功能，因而雌雄果蝇会产生不同的dsx成熟mRNA。 （1）RTB可与细胞表面的糖蛋白或糖脂结合，毒蛋白以______方式进入细胞，随后在______（填细胞器）内被部分水解，毒蛋白链间二硫键断裂，释放出RTA。RTA具有rRNA酶的活性，可导致______（填细胞器）失活，影响蛋白质合成。 （2）研究人员将dsx基因的部分序列与RTA基因融合（如图1），获得融合基因1，构建基因表达载体，导入果蝇的____，进而得到转基因果蝇。转基因雌蝇中表达肽链对应的mRNA为______（本空格填图2中字母）。 （3）由于存在性别选择性剪接机制，雌蝇会特异性致死。请分析转基因雄蝇不会致死的原因是______。 研究发现，RTA蛋白第212位甘氨酸替换为精氨酸会出现冷敏感效应（cs），即当温度由29℃变为18℃时，可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用。利用此特性培育纯合转基因果蝇。 （4）欲得到具有cs效应的RTAcs蛋白，推测对应的基因碱基序列，对融合基因1PCR过程中进行______获得融合基因2（如图）。请在答题纸方框中画出可继续延伸的复性结果，并标明每条链的5’端和3’端_____。 （5）上方框内的序列延伸完成之后，后续对突变基因进行扩增，应选择的引物为图中的______。（多选） A. 引物a B. 引物b C. 引物c D. 引物d （6）对转入融合基因2的果蝇进行以下操作： i：在29℃收集雄性果蝇（G0）。 ii：G0与野生型果蝇杂交，筛选出转基因受精卵（G1）。 iii：将每对亲本的受精卵（G1）均分为两组，分别在18℃和29℃孵化培养，统计两组中雄性个体所占比例，若18℃组雄性个体所占比例______29℃组（①大于/②小于/③等于，编号选填），则说明G1具有cs效应。 iv：在______（①18℃/②29℃，编号选填）继续培养具有cs效应G1果蝇，使之连续在多代相互交配，得到转基因纯合子。 【答案】（1） ①. 胞吞 ②. 溶酶体 ③. 核糖体 （2） ①. 受精卵 ②. C （3）在雄性个体中，融合基因1的成熟mRNA含有dsx内含子的对应序列，无法表达完整的RTA蛋白，不会导致细胞死亡 （4） ①. 定点突变 ②. （5）AD （6） ①. 小于 ②. 18 【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，标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。启动子是驱动基因转录的元件，而终止子是指示转录终止的位置；（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：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因——DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA——分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【小问1详解】 蛋白质属于大分子物质，进入细胞的方式是胞吞；溶酶体内含有多种水解酶，水解蛋白的细胞器是溶酶体；蛋白质的合成场所是核糖体，核糖体失活影响蛋白质的合成。 【小问2详解】 得到转基因果蝇，得到融合基因后，需要构建基因表达载体，将融合基因导入果蝇的受精卵内。由（1）可知，RTA使核糖体失活，会导致细胞死亡，雌蝇特异性致死的原因是转基因雌蝇个体中含有完整的RTA基因，能成功表达出蓖麻毒素A（RTA），由此判断转基因雌蝇中的成熟mRNA为C。 【小问3详解】 在雄性个体中，融合基因1的成熟mRNA含有dsx内含子的对应序列，无法表达完整的RTA蛋白，不会导致细胞死亡，因此雄性个体不会致死。 【小问4详解】 欲得到具有cs效应的RTAcs蛋白，推测对应的基因碱基序列，对融合基因1进行定点突变获得融合基因2。图2虚线方框中的两条链在延伸过程中，既可作为模板又可以起到相当于引物的作用，使耐高温的DNA聚合酶能够从两条链的3’端开始连接脱氧核苷酸，继续延伸的复性结果如下： 。 【小问5详解】 定点突变序列延伸完成之后，后续对突变基因进行扩增，应选择融合基因的两端的引物引物ad。 【小问6详解】 由题意可知：RTA蛋白第212位甘氨酸替换为精氨酸会出现冷敏感效应（cs），即当温度由29℃变为18℃时，可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用。对转入融合基因2的果蝇进行以下操作：ⅰ：在29℃收集雄性果蝇（G0）（全为转基因雄性果蝇）。ⅱ：G0与野生型果蝇杂交，筛选出转基因受精卵（G1）。ⅲ：将每对亲本的受精卵（G1）均分为两组，分别在18℃和29℃孵化培养，统计两组中雄性个体所占比例，若G1具有cs效应，低温下雌性个体存活率高，则18℃组雄性个体所占比例小于29℃组。ⅳ：在18℃时可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用，为通过多代自交得到转基因纯合子，应在18℃继续培养具有cs效应的G1果蝇。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$