精品解析：北京市延庆区2024-2025学年高三上学期9月月考生物试题

延庆区2025—2026学年第一学期质量监测 高三生物学 2025.09 考生须知 1.本试卷共10页，分为两个部分，满分100分。第一部分为选择题，15个小题(共30分)；第二部分为非选择题，6个小题(共70分)。 2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔按要求在答题卡上作答，题号要对应，填涂要规范；第二部分必须用黑色字迹的签字笔在答题纸上作答。 第一部分选择题 本部分共15小题，每小题2分，共30分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合要求的一项。 1. 下列关于T2噬菌体、大肠杆菌和酵母菌共同特征的叙述，错误的是（　　） A. 都能发生基因突变 B. 都能进行细胞呼吸 C. 遗传物质都是DNA D. 组成成分都含蛋白质 2. 剪接体由多种蛋白质和小RNA组成。基因转录出的前体mRNA经剪接体作用，形成成熟mRNA后进入细胞质。下列关于剪接体的叙述，错误的是（ ） A. 组成元素有C、H、O、N、P等 B. 组成单体包括氨基酸和核苷酸 C. 由以碳链为骨架的大分子组成 D. 发挥剪接作用的场所为核糖体 3. 取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物，探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响，实验结果如表所示。 组别 1 2 3 4 5 温度（℃） 27 37 47 57 67 滤液变澄清时间（min） 16 9 4 6 50min未澄清 据表分析，下列叙述正确的是（ ） A. 滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关 B. 组3滤液变澄清时间最短，酶促反应速率最快 C. 若实验温度为52℃，则滤液变澄清时间为4~6min D. 若实验后再将组5放置在57℃，则滤液变澄清时间为6min 4. 环境适宜的条件下，研究人员测定某植物在不同温度下的净光合速率、气孔开放程度及胞间CO2浓度，结果如下图。下列叙述不正确的是（　　） A. 胞间CO2进入叶肉细胞叶绿体基质被光合作用暗反应利用 B. 5℃时，胞间CO2浓度较高的原因可能是光合作用相关酶的活性较低 C. 叶温在30℃~40℃时，净光合速率下降主要是叶片气孔关闭所致 D. 30℃下单位时间内有机物的积累量最大 5. ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是（ ） A. 肌肉的收缩 B. 光合作用的暗反应 C. Ca2+载体蛋白的磷酸化 D. 水的光解 6. 关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程，下列说法的是（　　） A. 有氧呼吸的第三阶段需要O2作为原料 B. 无氧呼吸和有氧呼吸的第一阶段完全相同 C. 无氧呼吸只在第一阶段能生成少量的ATP D. 经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失 7. 斑马鱼（2n=50）幼鱼皮肤中的一类浅表上皮细胞（SEC）会在发育过程中出现一种无DNA复制的分裂方式，单个SEC最多形成4个子代细胞。下列分析错误的是（ ） A. 正常有丝分裂后期斑马鱼细胞含100条染色体 B. SEC经此分裂方式产生的子细胞遗传物质相同 C. 利用DNA复制抑制剂处理后的SEC仍能分裂 D. 该机制利于上皮细胞覆盖快速生长的幼鱼体表 8. 子代不同于亲代的性状，主要来自基因重组，下图中哪些过程可以发生基因重组 A. ①②③④⑤ B. ①②③④⑤⑥ C. ④⑤ D. ③⑥ 9. 腓骨肌萎缩症（CMT）是一种神经系统疾病。对某CMT患者进行了遗传学家系调查并绘制家族系谱图（如图所示）。基因检测发现，该患者（图中IV-3）的致病基因PMP22位于17号染色体,图中Ⅰ-2未携带致病基因。下列相关叙述不正确的是（ ） A. CMT的遗传方式属于常染色体显性遗传 B. 该患者父亲不携带致病的PMP22基因 C. IV-3与正常女性生育一个正常男孩的概率为1/4 D. 在该家系中继续收集数据，据此获得人群中CMT的发病率 10. 赫尔希和蔡斯利用“T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验”证明DNA是遗传物质，关于实验过程叙述正确的是（　　） A. 需用含35S和32P的培养基培养噬菌体来进行标记 B. 搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与之分离 C. 35S标记组离心后，检测出沉淀物的放射性很高 D. 在新形成的部分子代噬菌体中可以检测到35S 11. 用15N标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代，a、b、c为三种DNA分子(a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N)，下图中三种DNA分子的比例正确的是（　　） A. B. C. D. 12. 关于高中生物学实验的基本原理，下列叙述错误的是（　　） A. 蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应 B. 分离光合色素是利用不同色素在层析液中溶解度不同 C. 成熟植物细胞在高渗溶液中发生质壁分离是因为细胞壁具有选择透过性 D. PCR呈指数扩增DNA片段是因为上一轮反应的产物可作为下一轮反应的模板 13. 我国科学家对三万余株水稻进行筛选，成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT，发现该基因编码GA20氧化酶，从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量，能减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是（　　） A. 该研究表明基因与性状是一一对应关系 B. ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状 C. 可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平 D. 该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路 14. 某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞分裂时期的观察来识别。图中a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于（　　） A. 三倍体、染色体片段重复、三体、染色体片段缺失 B. 三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段重复 C. 三体、染色体片段重复、三倍体、染色体片段缺失 D. 染色体片段缺失、三体、染色体片段重复、三倍体 15. 蝴蝶幼虫取食植物叶片，萝藦类植物进化出产生CA的能力，CA抑制动物细胞膜上N酶的活性，对动物产生毒性，从而阻止大部分蝴蝶幼虫取食。斑蝶类蝴蝶因N酶发生了一个氨基酸替换而对CA不敏感，其幼虫可以取食萝藦。下列叙述错误的是（ ） A. 斑蝶类蝴蝶对CA的适应主要源自基因突变和选择 B. 斑蝶类蝴蝶取食萝藦可减少与其他蝴蝶竞争食物 C. N酶基因突变导致斑蝶类蝴蝶与其他蝴蝶发生生殖隔离 D. 萝藦类植物和斑蝶类蝴蝶的进化是一个协同进化的实例 第二部分非选择题 本部分共6小题，共70分。 16. 治疗疟疾的药物青蒿素主要从植物黄花蒿中提取，但含量低。为培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种，科研工作者开展了相关研究。 （1）研究发现青蒿素主要在黄花蒿叶片的腺毛中合成与积累，并发现青蒿素的合成受到水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)等植物激素的调节。研究表明，SA和MeJA通过调控miR160的表达量(miR160是一种微小RNA，能与靶mRNA结合，引起后者降解)，影响黄花蒿青蒿素含量。miR160的一种靶mRNA编码ARFI蛋白，该蛋白影响青蒿素合成关键酶基因DBR2的表达。研究结果如图所示。 回答下列问题： ①青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累，其根本原因是___________。 ②miR160是通过___________酶以DNA的一条链为模板合成的，它和靶基因的ARFImRNA通过___________原则特异性结合，引起后者降解。 ③据图分析可知，miR160的表达量与青蒿素含量间呈现___________相关性，并且可以推测外源MeJA处理会使青蒿素含量___________。 ④基于上述材料，miR160通过直接影响___________，调控青蒿素的合成。 （2）根据(1)请写出SA、ARF1、miR160和DBR2调控青蒿素生物合成的通路(用“→”表示促进，用“--|”表示抑制，显示各成员间的调控关系)。 （3）请根据上述材料，提出一种培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种的思路。 17. 砷可严重影响植物的生长发育。拟南芥对砷胁迫具有一定的耐受性，为探究其机制，研究者进行了相关实验。回答下列问题： （1）砷通过转运蛋白P进入根细胞时需消耗能量，该运输方式属于___________。砷的累积可导致细胞内自由基含量升高，使细胞正常代谢活动受损或中断，引起细胞死亡，这种细胞死亡___________(填“属于”或“不属于”)细胞凋亡。 （2）研究表明砷胁迫会导致拟南芥根长变短，CPK基因可以影响拟南芥对砷的吸收。研究者进一步检测了P基因、CPK基因敲除突变体在砷胁迫下的拟南芥根长变化情况，实验结果如图1. 由图1可知，蛋白CPK可___________(填“促进”或“抑制”)砷胁迫下拟南芥对砷的吸收。研究人员推测：在砷胁迫条件下，CPK蛋白可能通过调节下游的转运蛋白P来影响拟南芥吸收砷。若推测成立，请在答题卡图1指定位置用柱形图表示CPK/P双基因敲除突变体在根长上的预期实验结果___________。 （3）利用不同荧光对拟南芥根的转运蛋白P与细胞膜进行荧光定位，测量拟南芥根细胞不同空间位置上的荧光强度，结果如图2.由此判断，砷胁迫可使根细胞膜上转运蛋白P的数量___________。请结合(2)、(3)的信息，阐述拟南芥砷耐受的机制___________。 （4）砷和磷通过竞争性结合蛋白P进入细胞。在砷胁迫条件下，植物对磷的吸收量将会___________(填“增加”或“减少”)，结合(3)、(4)的信息，分析其原因_________。(答出两点即可) 18. 阅读以下材料，完成(1)~(4)题。 叶绿体与细胞核双定位Y蛋白对于番茄抗低温的机制分析 番茄易受低温伤害，导致严重减产。我国科研人员从番茄低温诱导表达数据库中发现了Y基因，低温处理使其转录量升高。Y基因编码的Y蛋白是植物特有的DNA结合蛋白，定位于叶绿体和细胞核。4℃低温处理后，Y基因过表达株系比野生型明显耐低温，而敲除Y基因的株系的低温耐受能力低于野生型。科研人员测定了野生型、Y基因过表达及Y基因敲除植株，在4℃处理12小时后在一定光照强度下的净光合速率，实验结果如右图。 低温会导致活性氧(ROS)产生，而大量的ROS会破坏植物细胞光合膜系统。电镜观察叶绿体超微结构发现，与野生型相比，低温处理后Y基因过表达株系的类囊体结构相对完整、叶绿体中淀粉粒数量少，而敲除Y基因的株系类囊体受损更严重且淀粉粒数量更多。科研人员对Y蛋白的作用机制进行了研究。 类囊体膜上的光合复合体PSⅡ是光反应中吸收、传递并转化光能的重要场所，叶绿体基因编码的D1蛋白是PSⅡ的核心蛋白，低温会破坏D1蛋白。常温下Y基因过表达株系中的D1蛋白含量与野生型相同，而低温处理下，野生型中D1蛋白含量下降，Y基因过表达植株的D1蛋白含量基本保持稳定，从而保护了PSⅡ． I酶和A酶分别参与叶绿体中淀粉的合成与降解。在细胞核中，Y蛋白可通过与两者启动子结合，调控I酶和A酶基因的转录，降低低温下叶绿体中淀粉的积累。 农业生产中，Y基因的发现及其调控机制的研究，为增强冷敏感作物的低温抗性提供了有效途径。 （1）低温会破坏番茄叶绿体的___________结构，从而导致光反应产生的___________减少，使光合速率下降。 （2）研究过程中为确定Y蛋白在低温胁迫下维持D1蛋白含量稳定的作用机制，科研人员进行了如下实验 实验材料 实验处理 检测指标 实验结果 Y基因过表达植株及野生型 施加硫酸链霉素(可抑制叶绿体编码基因翻译)后，低温处理 D1蛋白含量 Y基因过表达植株___________野生型 低温处理 与D1蛋白降解相关基因的转录量 Y基因过表达植株___________野生型 结果说明在番茄中过量表达Y基因增加了D1蛋白的合成，而未减少D1蛋白降解。请在上述表格I、II处将实验结果补充完整。 （3）叶绿体中的淀粉粒积累抑制光合作用。根据Y蛋白功能特点，结合文中信息，推测细胞核中的Y蛋白低温下减少叶绿体中淀粉积累的具体机制___________。 19. 科学家在基因型为mm的普通玉米(2n=20)群体中发现了杂合雄性不育突变体，并从中克隆了控制不育性状的显性基因M(编码蛋白M)。研究发现，突变体玉米雄性不育与花粉母细胞减数分裂异常密切相关(图1)。进一步研究发现，减数分裂细胞中影响染色体联会的R蛋白量与M蛋白有关(图2)。 注：M-Del(敲除M基因的突变体)；①~⑤为依次发生的减数分裂Ⅰ或Ⅱ某时期；⑥为减数分裂Ⅱ结束后形成的子细胞；⑦为花粉及可育率 （1）图1中④所示的时期为___________，⑥中单个正常细胞内染色体数目为___________。 （2）玉米减数分裂细胞中R蛋白量减少，植株的花粉可育率将___________。推测玉米突变体中M蛋白质影响减数分裂的机制为___________。 （3）欲利用现有植株通过杂交方式获得种子用于M基因的后续研究，杂交亲本的基因型分别应为___________。 （4）M基因与m基因DNA序列相比，非模板链上第1072位和第1094位的两个碱基突变为A，致使M蛋白质的第358位和第365位氨基酸分别变为x和y(图3)；按5’→3’的方向，转运x(第358位)的tRNA上反密码子第___________位碱基必为U。如需用定点突变方法分析M基因的两个突变位点对玉米花粉可育率的影响，可采取的实验思路为___________。 20. 水稻是主要的粮食作物，其产量与每穗穗粒数、千粒重和结实率等多个性状有关。科研人员运用一系列遗传学方法对控制每穗穗粒数的基因进行定位。 （1）研究人员发现一种大穗野生稻的每穗穗粒数高于300粒，而栽培稻的每穗穗粒数在165粒左右，野生稻和栽培稻的单株产量没有显著差异。利用大穗野生稻和纯合栽培稻进行图1所示杂交实验，最终筛选到稳定纯合的大穗水稻A，并将其作为每穗穗粒数基因定位的候选材料。 ①栽培稻与野生稻有着共同的祖先，栽培稻具有更多的人类所需的优良性状，是经过长期的___________形成的。 ②图1中通过___________方法使得到的水稻A为纯合子。 ③实验中子代连续与栽培稻杂交的目的是___________。 （2）将水稻A和栽培稻杂交，F1自交，F2群体中每穗穗粒数分布如图2. ①依据实验结果分析，每穗穗粒数不是由一对基因控制的，判断依据是___________。 ②对比分析图2中___________水稻的DNA特定标记位点，将控制每穗穗粒数的基因定位在8号染色体长臂25Mb~27Mb区间内。 （3）将水稻A和栽培稻杂交得到的F1按图1所示方法与栽培稻回交3次，再自交一次，在自交后代中得到控制每穗穗粒数的主效基因。为进一步确定8号染色体长臂25Mb~27Mb区间的6个基因中的主效基因，对DNA进行测序，结果显示自交后代中选取水稻B(每穗穗粒数265粒)和栽培稻中6个基因的碱基序列没有差异，6个基因的转录水平如图3. 依据实验结果判断___________号基因是控制每穗穗粒数的主效基因，请从分子水平推测出现上述结果的原因__________。 21. 红色盲和绿色盲都为伴X染色体隐性遗传，分别由基因L、M突变所致。回答下列问题： （1）红色盲和绿色盲遗传___________(“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律，原因是___________。 （2）1个L与1个或多个M在X染色体上串联排列。L、M基因序列高度相似，导致染色体容易在减数分裂联会时发生错位配对并交换。若某正常女性的一个卵原细胞减数分裂联会时发生了异常，如图1.她产生含异常X染色体配子的概率为___________。她与正常男性婚配，所生儿子的表现型有___________。 （3）Z是L上游的一段基因间序列，它们在X染色体上的相对位置如图2.为阐明红绿色盲的遗传病因，研究人员将男性红绿色盲患者及对照个体的DNA酶切产物与相应探针杂交酶切产物Z的电泳结果如图3，酶切产物、、、、和的结果见下表，表中数字表示酶切产物的量。 对照 15.1 18.1 33.6 45.5 21.3 66.1 甲 0 0 0 21.9 10.9 61.4 乙 15.0 18.5 0 0 0 33.1 丙 15.9 18.0 33.0 45.0 21.0 64.0 丁 16.0 18.5 33.0 45.0 21.0 65.0 ①若对照个体在图2所示区域的序列组成为“Z+L+M+M”，则患者甲最可能的组成为___________(用Z、部分Z，L、部分L，M、部分M表示)。对患者丙、丁的酶切产物Z测序后，发现缺失或，这两名患者患红绿色盲的原因可能是___________。 ②本研究表明：红绿色盲的遗传病因是___________。 （4）通过视网膜下注射携带正常人类L基因和M基因的相关病毒载体，成功治疗了成年松鼠猴红绿色盲。若要将此基因治疗方法推广应用于人类红绿色盲患者的临床治疗，除需评估其有效性外，还需重点考虑哪些问题。(答出一点即可) 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 延庆区2025—2026学年第一学期质量监测 高三生物学 2025.09 考生须知 1.本试卷共10页，分为两个部分，满分100分。第一部分为选择题，15个小题(共30分)；第二部分为非选择题，6个小题(共70分)。 2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔按要求在答题卡上作答，题号要对应，填涂要规范；第二部分必须用黑色字迹的签字笔在答题纸上作答。 第一部分选择题 本部分共15小题，每小题2分，共30分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合要求的一项。 1. 下列关于T2噬菌体、大肠杆菌和酵母菌共同特征的叙述，错误的是（　　） A. 都能发生基因突变 B. 都能进行细胞呼吸 C. 遗传物质都是DNA D. 组成成分都含蛋白质 【答案】B 【解析】 【分析】1、原核细胞与真核细胞相比，最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核，没有核膜、核仁和染色体；原核生物没有复杂的细胞器，只有核糖体一种细胞器，但原核生物含有细胞膜、细胞质结构，含有核酸（DNA和RNA）和蛋白质等物质，原核生物只能进行二分裂生殖。2、细胞生物（包括原核生物和真核生物）的细胞中含有DNA和RNA两种核酸、其中DNA是遗传物质，非细胞生物（病毒）中含有DNA或RNA一种核酸、其遗传物质是DNA或RNA。 【详解】A、T2噬菌体是DNA病毒、大肠杆菌是原核生物、酵母菌是真核生物，均含有基因，均能发生基因突变，A正确； B、T2噬菌体是DNA病毒，无细胞结构，故不进行细胞呼吸，而大肠杆菌和酵母菌是具有细胞结构的生物，可进行细胞呼吸，B错误； C、T2噬菌体是DNA病毒、大肠杆菌和酵母菌是有细胞结构的生物，其遗传物质均是DNA，C正确； D、病毒是由蛋白质外壳和遗传物质构成，而大肠杆菌和酵母菌中存在蛋白质成分等，故组成均有蛋白质，D正确。 故选B。 2. 剪接体由多种蛋白质和小RNA组成。基因转录出的前体mRNA经剪接体作用，形成成熟mRNA后进入细胞质。下列关于剪接体的叙述，错误的是（ ） A. 组成元素有C、H、O、N、P等 B. 组成单体包括氨基酸和核苷酸 C. 由以碳链为骨架的大分子组成 D. 发挥剪接作用的场所为核糖体 【答案】D 【解析】 【分析】由题意可知，剪接体由多种蛋白质和小RNA组成，所以其元素组成为C、H、O、N、P，组成单体为氨基酸和核苷酸。 【详解】AB、由题意可知，剪接体由多种蛋白质和小RNA组成，前者含C、H、O、N，后者含C、H、O、N、P，所以剪接体元素组成为C、H、O、N、P，蛋白质的单体是氨基酸，RNA的单体是核苷酸，AB正确； C、蛋白质和RNA都是以碳链为骨架的大分子，C正确； D、核糖体是翻译的场所，不是RNA剪接的场所，D错误。 故选D。 3. 取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物，探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响，实验结果如表所示。 组别 1 2 3 4 5 温度（℃） 27 37 47 57 67 滤液变澄清时间（min） 16 9 4 6 50min未澄清 据表分析，下列叙述正确的是（ ） A. 滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关 B. 组3滤液变澄清时间最短，酶促反应速率最快 C. 若实验温度为52℃，则滤液变澄清时间为4~6min D. 若实验后再将组5放置在57℃，则滤液变澄清时间为6min 【答案】B 【解析】 【分析】由题意可知，浑浊的滤液为变性的蛋白质液体，该实验是通过蛋白酶水解变性后蛋白质是液体变澄清，变澄清时间越短，说明酶活性越强。 【详解】A、浑浊的滤液为变性的蛋白质液体，滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈负相关，即蛋白酶活性越强，蛋白质水解越快，澄清时间越短，A错误； B、组3滤液变澄清时间最短，说明酶活性最高，酶促反应速率最快，B正确； C、若实验温度为52℃，可能酶活性大于第3、4组，时间可能小于4min，C错误； D、组5蛋白酶已经失活，实验后再将组5放置在57℃，滤液也不会澄清，D错误。 故选B。 4. 环境适宜的条件下，研究人员测定某植物在不同温度下的净光合速率、气孔开放程度及胞间CO2浓度，结果如下图。下列叙述不正确的是（　　） A. 胞间CO2进入叶肉细胞叶绿体基质被光合作用暗反应利用 B. 5℃时，胞间CO2浓度较高的原因可能是光合作用相关酶的活性较低 C. 叶温在30℃~40℃时，净光合速率下降主要是叶片气孔关闭所致 D. 30℃下单位时间内有机物的积累量最大 【答案】C 【解析】 【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。呼吸作用一般指机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子（如糖类、脂类、蛋白质等），通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物（如二氧化碳、乳酸、乙醇等）的过程。光合与呼吸的差值可用净光合速率来表示，具体指标可以是氧气释放量、二氧化碳吸收量、有机物积累量等。 【详解】A、胞间CO2进入叶肉细胞叶绿体基质被光合作用暗反应利用，被C5固定为C3，A正确； B、5℃时，可能由于光合作用相关酶的活性较低，导致光合速率下降，胞间CO2浓度较高，B正确； C、叶温在30℃~40℃时，气孔开放程度上升，胞间CO2上升，即CO2充足，不是净光合速率下降的主要原因，可能是由于高温导致酶部分失活，C错误； D、30℃下净光合速率最大，单位时间内有机物的积累量最大，D正确。 故选C。 5. ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是（ ） A. 肌肉的收缩 B. 光合作用的暗反应 C. Ca2+载体蛋白的磷酸化 D. 水的光解 【答案】D 【解析】 【分析】ATP（腺苷三磷酸）是一种高能磷酸化合物，在细胞中，它与ADP的相互转化实现储能和放能，从而保证细胞各项生命活动的能量供应。生成ATP 的途径主要有两条：一条是植物体内含有叶绿体的细胞，在光合作用的光反应阶段生成ATP；另一条是活细胞能通过细胞呼吸生成ATP。 【详解】A、肌肉收缩通过肌球蛋白与肌动蛋白相互作用，需要ATP水解供能，A不符合题意； B、光合作用暗反应中C3的还原需要消耗ATP（来自光反应产生的ATP），B不符合题意； C、ATP为主动运输供能时载体蛋白空间结构发生变化，Ca²⁺载体蛋白磷酸化需ATP水解提供磷酸基团和能量，C不符合题意； D、水的光解发生在光反应阶段，由光能驱动，不消耗ATP，反而生成ATP，D符合题意。 故选D。 6. 关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程，下列说法的是（　　） A. 有氧呼吸的第三阶段需要O2作为原料 B. 无氧呼吸和有氧呼吸的第一阶段完全相同 C. 无氧呼吸只在第一阶段能生成少量的ATP D. 经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失 【答案】D 【解析】 【详解】A、有氧呼吸第三阶段（电子传递链）中，O₂作为最终电子受体，与[H]结合生成H₂O，因此O₂是该阶段的原料，A正确； B、无氧呼吸与有氧呼吸的第一阶段均为糖酵解，均在细胞质基质中进行，分解葡萄糖生成丙酮酸和少量ATP，B正确； C、无氧呼吸仅在第一阶段（糖酵解）产生2分子ATP，第二阶段（如生成乳酸或酒精）不产生ATP，C正确； D、无氧呼吸中，葡萄糖的能量大部分未被释放，仍储存在乳酸或酒精等有机物中，仅少量以热能散失或转化为ATP，D错误。 故选D。 7. 斑马鱼（2n=50）幼鱼皮肤中的一类浅表上皮细胞（SEC）会在发育过程中出现一种无DNA复制的分裂方式，单个SEC最多形成4个子代细胞。下列分析错误的是（ ） A. 正常有丝分裂后期斑马鱼细胞含100条染色体 B. SEC经此分裂方式产生的子细胞遗传物质相同 C. 利用DNA复制抑制剂处理后的SEC仍能分裂 D. 该机制利于上皮细胞覆盖快速生长的幼鱼体表 【答案】B 【解析】 【分析】减数分裂过程：（1）减数分裂前间期：染色体的复制；（2）减数第一次分裂：①前期：联会；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。（3）减数第二次分裂：①前期：染色体散乱分布；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝点（着丝粒）分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。 【详解】A、有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体加倍，所以此时期的斑马鱼细胞含100条染色体，A正确； B、无DNA复制的分裂方式导致遗传物质没有发生复制，但是发生了细胞的分裂，则SEC经此分裂方式产生的子细胞遗传物质可能不相同，B错误； C、SEC会在发育过程中出现一种无DNA复制的分裂方式，所以利用DNA复制抑制剂处理后的SEC仍能分裂，C正确； D、能迅速增加皮肤表面细胞数目，有利于上皮细胞覆盖快速生长的幼鱼体表，是幼鱼对快速生长的适应，D正确。 故选B。 8. 子代不同于亲代的性状，主要来自基因重组，下图中哪些过程可以发生基因重组 A. ①②③④⑤ B. ①②③④⑤⑥ C. ④⑤ D. ③⑥ 【答案】C 【解析】 【分析】基因重组是原有基因的重新组合，产生新的基因型，使性状重新组合，发生在减数第一次分裂前期（四分体时期）或减数第一次分裂后期，同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换或非同源染色体上非等位基因的自由组合，是生物变异的来源之一，是生物进化的重要因素之一。 【详解】过程①②④⑤均为配子产生过程，都会发生减数分裂，但是①②过程只有一对等位基因参与，会发生基因分离，不会发生基因的自由组合，而③④过程有两对等位基因的参与，既会发生基因的分离，又会发生基因的自由组合，⑤⑥均为受精作用，受精作用过程中精子和卵细胞会随机结合，但不会发生基因重组现象，因此，A、B、D均错误，C正确。 【点睛】本题的易错点是：在生物的有性生殖过程中，基因重组只发生在减数分裂过程中，且发生的对象是两对或多对等位基因之间，受精作用发生的精卵随机结合不属于基因重组。 9. 腓骨肌萎缩症（CMT）是一种神经系统疾病。对某CMT患者进行了遗传学家系调查并绘制家族系谱图（如图所示）。基因检测发现，该患者（图中IV-3）的致病基因PMP22位于17号染色体,图中Ⅰ-2未携带致病基因。下列相关叙述不正确的是（ ） A. CMT的遗传方式属于常染色体显性遗传 B. 该患者父亲不携带致病的PMP22基因 C. IV-3与正常女性生育一个正常男孩的概率为1/4 D. 在该家系中继续收集数据，据此获得人群中CMT的发病率 【答案】D 【解析】 【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病： （1）单基因遗传病包括常染色体显性遗传病（如并指）、常染色体隐性遗传病（如白化病）、伴X染色体隐性遗传病（如血友病、色盲）、伴X染色体显性遗传病（如抗维生素D佝偻病）。 （2）多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的，如青少年型糖尿病。 （3）染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病（如猫叫综合征）和染色体数目异常遗传病（如21三体综合征）。 【详解】A、分析题图：该病表现为连续遗传，又知Ⅰ-1患病，Ⅰ-2未携带致病基因，Ⅱ-5的致病基因只来自Ⅰ-1，同时含有来自Ⅰ-2的正常基因，则Ⅱ-5为杂合子，表现为患病，可知该病为显性遗传病；由于Ⅱ-4正常，可知该病致病基因不是位于X染色体上，而是位于常染色体上，即CMT的遗传方式属于常染色体显性遗传，A正确； B、该遗传病属于遗传方式属于常染色体显性遗传，分析题图可知，患者Ⅳ-3的父亲表现正常，不携带致病的PMP22基因，B正确； C、设相关基因是A/a，IV-3的父亲正常（aa），故IV-3为杂合子（Aa），与正常女性（aa）婚配，生育一个正常男孩（aa）的概率为1/2×1/2=1/4，C正确； D、获得人群CMT的发病率应该在人群中获得数据，不能只在患者家系中调查，D错误。 故选D。 10. 赫尔希和蔡斯利用“T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验”证明DNA是遗传物质，关于实验过程叙述正确的是（　　） A. 需用含35S和32P的培养基培养噬菌体来进行标记 B. 搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与之分离 C. 35S标记组离心后，检测出沉淀物的放射性很高 D. 在新形成的部分子代噬菌体中可以检测到35S 【答案】B 【解析】 【详解】A、噬菌体是病毒，不能直接在培养基中培养，需先用含放射性标记的35S和32P的培养基分别培养宿主大肠杆菌，再让噬菌体感染这些细菌以完成标记，A错误； B、搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳与细菌分离，便于后续离心时区分上清液和沉淀物中的放射性，B正确； C、35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，离心后外壳应留在上清液中，而沉淀物（含大肠杆菌）的放射性应较低，C错误； D、子代噬菌体的蛋白质外壳由大肠杆菌内的原料合成，而亲代噬菌体的35S标记仅存在于蛋白质外壳中，未进入细菌，故子代噬菌体不会含有35S，D错误。 故选B。 11. 用15N标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代，a、b、c为三种DNA分子(a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N)，下图中三种DNA分子的比例正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意分析可知：用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基上连续繁殖4代，共形成24=16个DNA分子；由于用15N同位素标记细菌的DNA分子只有两条链，又DNA复制为半保留复制，所以在子代的16个DNA分子中，含15N的DNA分子为2个，但只含15N的DNA分子为0；同时含15N和14N的DNA分子为2个；只含14N的DNA分子为16-2=14个，B、C、D错误，A正确。 故选A。 12. 关于高中生物学实验的基本原理，下列叙述错误的是（　　） A. 蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应 B. 分离光合色素是利用不同色素在层析液中溶解度不同 C. 成熟植物细胞在高渗溶液中发生质壁分离是因为细胞壁具有选择透过性 D. PCR呈指数扩增DNA片段是因为上一轮反应的产物可作为下一轮反应的模板 【答案】C 【解析】 【详解】A、蛋白质中的肽键与双缩脲试剂发生颜色反应，双缩脲试剂的化学本质是在碱性条件下的Cu2+，A正确； B、光合色素的分离基于不同色素在层析液中的溶解度差异，溶解度高的色素在滤纸上的扩散速度快，B正确； C、质壁分离的原因是原生质层（包括细胞膜和液泡膜）具有选择透过性，而细胞壁是全透的，在高渗溶液中，细胞失水导致原生质层与细胞壁分离，C错误； D、PCR扩增DNA时，每一轮反应生成的DNA产物均可作为下一轮反应的模板，因此DNA片段呈指数增长，D正确。 故选C。 13. 我国科学家对三万余株水稻进行筛选，成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT，发现该基因编码GA20氧化酶，从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量，能减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是（　　） A. 该研究表明基因与性状是一一对应关系 B. ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状 C. 可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平 D. 该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路 【答案】A 【解析】 【分析】转录以DNA一条链为模板，以游离的核糖核苷酸为原料，在RNA聚合酶的催化作用下合成RNA的过程。翻译以mRNA为模板，以游离的氨基酸为原料，在酶的催化作用下合成蛋白质的过程。 【详解】A、题干中ATT基因通过调控赤霉素合成影响耐碱和耐热两种性状，体现基因和性状不是简单的一一对应关系，A错误； B、ATT基因编码GA20氧化酶，通过控制酶的合成调控代谢过程，进而影响性状，符合基因间接控制性状的途径，B正确； C、ATT基因的表达产物是赤霉素合成的关键酶，调节其表达可改变赤霉素水平，C正确； D、克隆ATT基因后，可通过转基因技术培育耐碱—耐热水稻，D正确； 故选A。 14. 某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞分裂时期的观察来识别。图中a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于（　　） A. 三倍体、染色体片段重复、三体、染色体片段缺失 B. 三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段重复 C. 三体、染色体片段重复、三倍体、染色体片段缺失 D. 染色体片段缺失、三体、染色体片段重复、三倍体 【答案】C 【解析】 【详解】细胞a中某一染色体多出了一条，形成三体，为染色体数目个别增加；细胞b中一条染色体上4号片段重复出现，属于染色体片段重复；细胞c中每种染色体都是三条，含有3个染色体组，属于三倍体；细胞d中有一条染色体上缺失了3和4两个片段，属于染色体片段缺失。因此a、b、c、d依次属于三体、染色体片段重复、三倍体、染色体片段缺失，C正确，ABD错误。 故选C。 15. 蝴蝶幼虫取食植物叶片，萝藦类植物进化出产生CA的能力，CA抑制动物细胞膜上N酶的活性，对动物产生毒性，从而阻止大部分蝴蝶幼虫取食。斑蝶类蝴蝶因N酶发生了一个氨基酸替换而对CA不敏感，其幼虫可以取食萝藦。下列叙述错误的是（ ） A. 斑蝶类蝴蝶对CA的适应主要源自基因突变和选择 B. 斑蝶类蝴蝶取食萝藦可减少与其他蝴蝶竞争食物 C. N酶基因突变导致斑蝶类蝴蝶与其他蝴蝶发生生殖隔离 D. 萝藦类植物和斑蝶类蝴蝶的进化是一个协同进化的实例 【答案】C 【解析】 【详解】不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化。通过漫长的协同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，丰富多彩的基因库，而且形成了多种多样的生态系统。 【分析】A、斑蝶类蝴蝶的N酶发生氨基酸替换属于基因突变，自然选择保留有利变异，使其适应CA环境，A正确； B、斑蝶取食萝藦后占据不同生态位，减少与其他蝴蝶的食物资源竞争，符合生态位分化原理，B正确； C、生殖隔离需物种间无法交配或后代不育，仅N酶基因突变未直接导致生殖隔离，C错误； D、萝藦与斑蝶相互影响、共同进化，体现协同进化，D正确。 故选C。 第二部分非选择题 本部分共6小题，共70分。 16. 治疗疟疾的药物青蒿素主要从植物黄花蒿中提取，但含量低。为培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种，科研工作者开展了相关研究。 （1）研究发现青蒿素主要在黄花蒿叶片的腺毛中合成与积累，并发现青蒿素的合成受到水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)等植物激素的调节。研究表明，SA和MeJA通过调控miR160的表达量(miR160是一种微小RNA，能与靶mRNA结合，引起后者降解)，影响黄花蒿青蒿素含量。miR160的一种靶mRNA编码ARFI蛋白，该蛋白影响青蒿素合成关键酶基因DBR2的表达。研究结果如图所示。 回答下列问题： ①青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累，其根本原因是___________。 ②miR160是通过___________酶以DNA的一条链为模板合成的，它和靶基因的ARFImRNA通过___________原则特异性结合，引起后者降解。 ③据图分析可知，miR160的表达量与青蒿素含量间呈现___________相关性，并且可以推测外源MeJA处理会使青蒿素含量___________。 ④基于上述材料，miR160通过直接影响___________，调控青蒿素的合成。 （2）根据(1)请写出SA、ARF1、miR160和DBR2调控青蒿素生物合成的通路(用“→”表示促进，用“--|”表示抑制，显示各成员间的调控关系)。 （3）请根据上述材料，提出一种培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种的思路。 【答案】（1） ①. 与青蒿素合成相关的基因在叶片腺毛细胞中选择性表达 ②. RNA聚合酶 ③. 碱基互补配对 ④. 负 ⑤. 增加 ⑥. ARF1蛋白的合成（或ARF1基因的表达） （2）SA—|miR160—|ARF1→DBR2→青蒿素 （3）通过基因工程技术敲除黄花蒿中的miR160基因（或抑制miR160基因的表达 ）      【解析】 【分析】细胞中的基因是一样的，但在细胞分化过程中，不同细胞会有选择地表达某些基因，关闭另一些基因，这就是基因的选择性表达。就像在黄花蒿叶片腺毛细胞中，与青蒿素合成相关的基因表达，使得这些细胞能合成和积累青蒿素；而在其他细胞中，这些基因不表达，就不能合成青蒿素 。基因选择性表达受多种因素调控，它决定了细胞的功能和特性，是细胞分化、个体发育等生命过程的基础。 【小问1详解】 ①在细胞分化过程中，基因会进行选择性表达。青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累，这是因为与青蒿素合成相关的基因在叶片腺毛细胞中进行了选择性表达。 ②miR160是一种微小RNA，属于RNA的一种，RNA是通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的。miR160和靶基因的ARFmRNA通过碱基互补配对原则特异性结合，引起后者降解。 ③观察可知，miR160基因过表达时，青蒿素含量降低；敲除miR160基因时，青蒿素含量升高，所以miR160的表达量与青蒿素含量间呈现负相关性。 从图中看到，MeJA处理组与对照组相比，miR160表达量降低，而miR160表达量与青蒿素含量负相关，所以可以推测外源MeJA处理会使青蒿素含量增加。 ④已知miR160是一种微小RNA，能与靶mRNA结合，引起后者降解，且miR160的一种靶mRNA编码ARF1蛋白，所以miR160通过直接影响 ARF1蛋白的合成（或 ARF1基因的表达），调控青蒿素的合成。 【小问2详解】 根据题意，SA和MeJA通过调控miR160的表达量，miR160能影响ARF1蛋白（因为其靶mRNA编码ARF1蛋白），ARF1蛋白影响青蒿素合成关键酶基因DBR2的表达，进而影响青蒿素合成。所以调控通路为：SA—|miR160—|ARF1→DBR2→青蒿素 （这里表示SA抑制miR160表达miR160抑制ARF1表达，ARF1促进DBR2表达，DBR2促进青蒿素合成 ） 【小问3详解】 由于miR160的表达量与青蒿素含量呈负相关，所以可以通过基因工程技术敲除黄花蒿中的miR160基因，或者抑制miR160基因的表达，从而培育出青蒿素含量高的黄花蒿新品种。 17. 砷可严重影响植物的生长发育。拟南芥对砷胁迫具有一定的耐受性，为探究其机制，研究者进行了相关实验。回答下列问题： （1）砷通过转运蛋白P进入根细胞时需消耗能量，该运输方式属于___________。砷的累积可导致细胞内自由基含量升高，使细胞正常代谢活动受损或中断，引起细胞死亡，这种细胞死亡___________(填“属于”或“不属于”)细胞凋亡。 （2）研究表明砷胁迫会导致拟南芥根长变短，CPK基因可以影响拟南芥对砷的吸收。研究者进一步检测了P基因、CPK基因敲除突变体在砷胁迫下的拟南芥根长变化情况，实验结果如图1. 由图1可知，蛋白CPK可___________(填“促进”或“抑制”)砷胁迫下拟南芥对砷的吸收。研究人员推测：在砷胁迫条件下，CPK蛋白可能通过调节下游的转运蛋白P来影响拟南芥吸收砷。若推测成立，请在答题卡图1指定位置用柱形图表示CPK/P双基因敲除突变体在根长上的预期实验结果___________。 （3）利用不同荧光对拟南芥根的转运蛋白P与细胞膜进行荧光定位，测量拟南芥根细胞不同空间位置上的荧光强度，结果如图2.由此判断，砷胁迫可使根细胞膜上转运蛋白P的数量___________。请结合(2)、(3)的信息，阐述拟南芥砷耐受的机制___________。 （4）砷和磷通过竞争性结合蛋白P进入细胞。在砷胁迫条件下，植物对磷的吸收量将会___________(填“增加”或“减少”)，结合(3)、(4)的信息，分析其原因_________。(答出两点即可) 【答案】（1） ①. 主动运输 ②. 不属于 （2） ①. 抑制 ②. （3） ①. 减少 ②. 砷激活蛋白CPK，使细胞膜上转运蛋白P数量减少，从而造成根对砷吸收量的改变。 （4） ①. 减少 ②. 砷胁迫下，细胞膜上转运蛋白P数量减少，而磷也是通过转运蛋白P进入细胞，所以磷的吸收量减少；此外砷和磷可竞争性通过转运蛋白P进入细胞，砷胁迫下，更多的转运蛋白P用于转运砷，导致磷的吸收量减少。 【解析】 【分析】1、自由扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，不需要转运蛋白协助，不消耗能量。 2、协助扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，还需要膜上的转运蛋白的协助，不消耗能量。 3、主动运输的特点是逆浓度梯度，需要载体蛋白协助，需要消耗能量。主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。 【小问1详解】 物质跨膜运输时，需要载体蛋白且消耗能量的运输方式为主动运输，砷通过转运蛋白P进入根细胞时需消耗能量，所以该运输方式属于主动运输。自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，产物同样是自由基，这些新产生的自由基又会去攻击别的分子，由此引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大，此外，自由基还会攻击DNA，可能引起基因突变，攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞损伤甚至死亡 。而砷的累积可导致细胞内自由基含量升高，自由基造成的细胞死亡为非正常死亡，属于细胞坏死，不属于细胞凋亡。 【小问2详解】 根据题意信息可知，砷胁迫会导致拟南芥根长变短，在砷胁迫时，与野生型相比，P基因敲除突变体组的根长较长，说明P基因敲除突变体组可以抑制拟南芥对砷的吸收；CPK基因敲除突变体组与野生型相比，根长较短，说明CPK基因敲除突变体组的砷含量较高，由此可知，蛋白CPK可抑制砷胁迫下拟南芥对砷的吸收。研究人员推测：在砷胁迫条件下，CPK蛋白可能通过调节下游的转运蛋白P来影响拟南芥吸收砷。P基因敲除突变体组可以抑制拟南芥对砷的吸收，蛋白CPK可抑制砷胁迫下拟南芥对砷的吸收。若推测成立，则双基因敲除突变体应该会表现出与P基因敲除突变体结果相近。结果如图所示： 【小问3详解】 根据图2可知，与对照组相比，砷胁迫时根细胞膜上在相同空间位置的荧光强度减弱，所以砷胁迫可使根细胞膜上转运蛋白P的数量减少。根据（2）信息可知，CPK蛋白可能通过调节下游的转运蛋白P来影响拟南芥吸收砷，且蛋白CPK可抑制砷胁迫下拟南芥对砷的吸收。由此推测，拟南芥砷耐受的机制是：砷激活蛋白CPK，使细胞膜上转运蛋白P数量减少，从而造成根对砷吸收量的改变。 【小问4详解】 砷和磷可竞争性通过转运蛋白P进入细胞，在砷胁迫下，砷会与磷竞争转运蛋白P，所以推测植物对磷的吸收量减少。 由(3)、(4)的信息可知，砷胁迫下，细胞膜上转运蛋白P数量减少，而磷也是通过转运蛋白P进入细胞，所以磷的吸收量减少；此外砷和磷可竞争性通过转运蛋白P进入细胞，砷胁迫下，更多的转运蛋白P用于转运砷，导致磷的吸收量减少。 18. 阅读以下材料，完成(1)~(4)题。 叶绿体与细胞核双定位Y蛋白对于番茄抗低温的机制分析 番茄易受低温伤害，导致严重减产。我国科研人员从番茄低温诱导表达数据库中发现了Y基因，低温处理使其转录量升高。Y基因编码的Y蛋白是植物特有的DNA结合蛋白，定位于叶绿体和细胞核。4℃低温处理后，Y基因过表达株系比野生型明显耐低温，而敲除Y基因的株系的低温耐受能力低于野生型。科研人员测定了野生型、Y基因过表达及Y基因敲除植株，在4℃处理12小时后在一定光照强度下的净光合速率，实验结果如右图。 低温会导致活性氧(ROS)产生，而大量的ROS会破坏植物细胞光合膜系统。电镜观察叶绿体超微结构发现，与野生型相比，低温处理后Y基因过表达株系的类囊体结构相对完整、叶绿体中淀粉粒数量少，而敲除Y基因的株系类囊体受损更严重且淀粉粒数量更多。科研人员对Y蛋白的作用机制进行了研究。 类囊体膜上的光合复合体PSⅡ是光反应中吸收、传递并转化光能的重要场所，叶绿体基因编码的D1蛋白是PSⅡ的核心蛋白，低温会破坏D1蛋白。常温下Y基因过表达株系中的D1蛋白含量与野生型相同，而低温处理下，野生型中D1蛋白含量下降，Y基因过表达植株的D1蛋白含量基本保持稳定，从而保护了PSⅡ． I酶和A酶分别参与叶绿体中淀粉的合成与降解。在细胞核中，Y蛋白可通过与两者启动子结合，调控I酶和A酶基因的转录，降低低温下叶绿体中淀粉的积累。 农业生产中，Y基因的发现及其调控机制的研究，为增强冷敏感作物的低温抗性提供了有效途径。 （1）低温会破坏番茄叶绿体的___________结构，从而导致光反应产生的___________减少，使光合速率下降。 （2）研究过程中为确定Y蛋白在低温胁迫下维持D1蛋白含量稳定的作用机制，科研人员进行了如下实验 实验材料 实验处理 检测指标 实验结果 Y基因过表达植株及野生型 施加硫酸链霉素(可抑制叶绿体编码基因翻译)后，低温处理 D1蛋白含量 Y基因过表达植株___________野生型 低温处理 与D1蛋白降解相关基因的转录量 Y基因过表达植株___________野生型 结果说明在番茄中过量表达Y基因增加了D1蛋白的合成，而未减少D1蛋白降解。请在上述表格I、II处将实验结果补充完整。 （3）叶绿体中的淀粉粒积累抑制光合作用。根据Y蛋白功能特点，结合文中信息，推测细胞核中的Y蛋白低温下减少叶绿体中淀粉积累的具体机制___________。 【答案】（1） ①. 叶绿体类囊体膜 ②. ATP和NADPH （2） ①. 基本等于 ②. 基本等于 （3）在低温条件下，细胞核中Y蛋白可与编码I酶和A酶基因的启动子结合，抑制编码I酶基因转录，促进编码A酶的基因转录，导致I酶减少、A酶增加，从而使淀粉合成减少，分解增多，降低叶绿体中淀粉的积累 【解析】 【分析】分析题文信息可知，Y基因过表达株系比野生型明显耐低温，而敲除Y基因的株系的低温耐受能力低于野生型。说明Y基因表达能增强植株耐低温的能力；低温会导致活性氧（ROS）产生，而大量的ROS会破坏植物细胞光合膜系统，使光反应减弱，而与野生型相比，低温处理后Y基因过表达株系的类囊体结构相对完整、叶绿体中淀粉粒数量少，而敲除Y基因的株系类囊体受损更严重且淀粉粒数量更多 【小问1详解】 根据题意，“低温会导致活性氧（ROS）产生，而大量的ROS会破坏植物细胞光合膜系统”，所以低温导致番茄细胞产生大量的ROS破坏叶绿体类囊体膜，影响光反应的进行，光反应产生的ATP和NADPH减少，即为碳反应提供的ATP和NADPH减少，降低了植物光合速率。 【小问2详解】 根据题意可知，实验结果说明在番茄中过量表达Y基因增加了D1蛋白的合成，而未减少D1蛋白的降解，由此可知，在施加硫酸链霉素（可抑制叶绿体编码的基因翻译）后，低温处理组的Y基因过表达植株的D1蛋白含量基本等于野生型；而Y基因过表达植株的D1蛋白降解相关基因的转录量基本等于野生型。 【小问3详解】 由题意可知“I酶和A酶分别参与叶绿体中淀粉的合成与降解。在细胞核中，Y蛋白可通过与两者启动子结合，调控I酶和A酶基因的转录，降低低温下叶绿体中淀粉的积累”，所以可推测在低温条件下，细胞核中Y蛋白可与编码I酶和A酶基因的启动子结合，抑制编码I酶基因转录，促进编码A酶的基因转录，导致I酶减少、A酶增加，从而使淀粉合成减少，分解增多，降低叶绿体中淀粉的积累。 19. 科学家在基因型为mm的普通玉米(2n=20)群体中发现了杂合雄性不育突变体，并从中克隆了控制不育性状的显性基因M(编码蛋白M)。研究发现，突变体玉米雄性不育与花粉母细胞减数分裂异常密切相关(图1)。进一步研究发现，减数分裂细胞中影响染色体联会的R蛋白量与M蛋白有关(图2)。 注：M-Del(敲除M基因的突变体)；①~⑤为依次发生的减数分裂Ⅰ或Ⅱ某时期；⑥为减数分裂Ⅱ结束后形成的子细胞；⑦为花粉及可育率 （1）图1中④所示的时期为___________，⑥中单个正常细胞内染色体数目为___________。 （2）玉米减数分裂细胞中R蛋白量减少，植株的花粉可育率将___________。推测玉米突变体中M蛋白质影响减数分裂的机制为___________。 （3）欲利用现有植株通过杂交方式获得种子用于M基因的后续研究，杂交亲本的基因型分别应为___________。 （4）M基因与m基因DNA序列相比，非模板链上第1072位和第1094位的两个碱基突变为A，致使M蛋白质的第358位和第365位氨基酸分别变为x和y(图3)；按5’→3’的方向，转运x(第358位)的tRNA上反密码子第___________位碱基必为U。如需用定点突变方法分析M基因的两个突变位点对玉米花粉可育率的影响，可采取的实验思路为___________。 【答案】（1） ①. 减数分裂Ⅰ后期  ②. 10 （2） ①. 降低 ②. M蛋白使减数分裂细胞中R蛋白减少，影响染色体联会，造成同源染色体分离异常 （3）母本（♀）Mm、父本（♂）mm （4） ①. 3 ②. 分别研究M基因两个突变位点A突变为G和两个A都突变为G后，对花粉发育率的影响  【解析】 【分析】DNA分子转录过程中只以其中的一条链为模板，即模板链，而按照碱基互补配对原则，形成的mRNA与DNA的非模板链序列是对应的；在DNA分子转录过程中，RNA聚合酶沿着子链的3'端延伸，形成磷酸二酯键。翻译过程是指在细胞质基质中的核糖体上，以氨基酸为原料合成多肽链的过程。 【小问1详解】 图1中④所示的时期为减数第一次分裂后期，⑥为减数分裂Ⅱ结束后形成的子细胞，染色体数目减半，即单个正常细胞内染色体数目为10。 【小问2详解】 图2中mm、M-Del以及突变体中R蛋白含量依次降低，图1中三者花粉可育率依次降低，说明玉米减数分裂细胞中R蛋白量减少，植株的花粉可育率将降低；题意显示，显性基因M可编码蛋白质M，突变体是杂合子，基因型是Mm，mm不含M基因，不能合成M蛋白；又知减数分裂细胞中影响染色体联会的R蛋白量与M蛋白有关，而突变体植株图2异常，即联会过程异常，故可推测M蛋白使减数分裂细胞中R蛋白减少，影响染色体联会，造成同源染色体分离异常。 【小问3详解】 欲利用现有植株通过杂交方式获得种子用于M基因的后续研究，含有M的个体雄性不育，只能做母本，且不存在MM个体，故选择的杂交组合为：母本（♀）Mm和父本（♂）mm。 【小问4详解】 M基因与m基因DNA序列相比，非模板链序列，对应了mRNA的序列，由于x氨基酸是第358位氨基酸，mRNA中每三个碱基决定一个氨基酸，358×3=1074，说明1072、1073、1074共同决定了x氨基酸，即1072位是决定x氨基酸的密码子在mRNA的5'端第一个位置，对应按5＇-3＇的方向tRNA上反密码子第3位碱基为U。如需用定点突变方法分析M基因的两个突变位点对玉米花粉可育率的影响，则应该研究单独一个位点突变及两个位点同时突变的影响，即分别研究M基因两个突变位点A突变为G和两个A都突变为G后，对花粉发育率的影响，进而对实验结果进行分析，做出判断。 20. 水稻是主要的粮食作物，其产量与每穗穗粒数、千粒重和结实率等多个性状有关。科研人员运用一系列遗传学方法对控制每穗穗粒数的基因进行定位。 （1）研究人员发现一种大穗野生稻的每穗穗粒数高于300粒，而栽培稻的每穗穗粒数在165粒左右，野生稻和栽培稻的单株产量没有显著差异。利用大穗野生稻和纯合栽培稻进行图1所示杂交实验，最终筛选到稳定纯合的大穗水稻A，并将其作为每穗穗粒数基因定位的候选材料。 ①栽培稻与野生稻有着共同的祖先，栽培稻具有更多的人类所需的优良性状，是经过长期的___________形成的。 ②图1中通过___________方法使得到的水稻A为纯合子。 ③实验中子代连续与栽培稻杂交的目的是___________。 （2）将水稻A和栽培稻杂交，F1自交，F2群体中每穗穗粒数分布如图2. ①依据实验结果分析，每穗穗粒数不是由一对基因控制的，判断依据是___________。 ②对比分析图2中___________水稻的DNA特定标记位点，将控制每穗穗粒数的基因定位在8号染色体长臂25Mb~27Mb区间内。 （3）将水稻A和栽培稻杂交得到的F1按图1所示方法与栽培稻回交3次，再自交一次，在自交后代中得到控制每穗穗粒数的主效基因。为进一步确定8号染色体长臂25Mb~27Mb区间的6个基因中的主效基因，对DNA进行测序，结果显示自交后代中选取水稻B(每穗穗粒数265粒)和栽培稻中6个基因的碱基序列没有差异，6个基因的转录水平如图3. 依据实验结果判断___________号基因是控制每穗穗粒数的主效基因，请从分子水平推测出现上述结果的原因__________。 【答案】（1） ①. 人工选择 ②. 连续多代自交并筛选 ③. 使水稻A保留栽培稻中除穗中粒数少以外的其他基因 （2） ①. F2中的小穗、中穗、大穗没有出现1：2：1的性状分离比。 ②. 小穗和大穗 （3） ①. 5 ②. 栽培稻中5号基因由于甲基化等，使得表达量低 【解析】 【分析】培育纯合子水稻A采用连续多代自交并筛选的方法，自交能提高纯合度，筛选可获得稳定遗传的大穗个体。 子代连续与栽培稻杂交（回交），目的是在引入野生稻大穗基因的同时，保留栽培稻的优良性状。 【小问1详解】 ①根据人类的需求和爱好，经过不断选择而形成生物新品种的过程，叫人工选择。 ②根据图1，F3通过连续多代自交之后，经过筛选得到了水稻A。 ③子代连续与亲代杂交叫作回交，目的是为了保留亲代的优良基因，故实验中子代连续与栽培稻杂交的目的是：使水稻A保留栽培稻中除穗中粒数少以外的其他基因。 【小问2详解】 ①水稻A和栽培稻都是纯合子，F1代为杂合子，杂合子自交如果是一对基因控制。那F2代性状分离比一定是1：2：1，而图2显示并不是这样，那么穗粒数就不只是一对基因控制。 ②因为控制穗粒数的基因不只是一对，所以观察F2代纯合子更容易定位基因位置，因此是小穗和大穗，通过对比分析图2中小穗和大穗水稻的DNA特定标记位点，将控制每穗粒数的基因定位在8号染色体长臂25Mb~27Mb区间内。 【小问3详解】 由图3可知，5号基因是控制每穗穗粒数的主效基因，栽培稻与水稻B相比，5号基因转录水平低，推测可能是栽培稻中5号基因由于甲基化等，使得表达量低。 21. 红色盲和绿色盲都为伴X染色体隐性遗传，分别由基因L、M突变所致。回答下列问题： （1）红色盲和绿色盲遗传___________(“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律，原因是___________。 （2）1个L与1个或多个M在X染色体上串联排列。L、M基因序列高度相似，导致染色体容易在减数分裂联会时发生错位配对并交换。若某正常女性的一个卵原细胞减数分裂联会时发生了异常，如图1.她产生含异常X染色体配子的概率为___________。她与正常男性婚配，所生儿子的表现型有___________。 （3）Z是L上游的一段基因间序列，它们在X染色体上的相对位置如图2.为阐明红绿色盲的遗传病因，研究人员将男性红绿色盲患者及对照个体的DNA酶切产物与相应探针杂交酶切产物Z的电泳结果如图3，酶切产物、、、、和的结果见下表，表中数字表示酶切产物的量。 对照 15.1 18.1 33.6 45.5 21.3 66.1 甲 0 0 0 21.9 10.9 61.4 乙 15.0 18.5 0 0 0 33.1 丙 15.9 18.0 33.0 45.0 21.0 64.0 丁 16.0 18.5 33.0 45.0 21.0 65.0 ①若对照个体在图2所示区域的序列组成为“Z+L+M+M”，则患者甲最可能的组成为___________(用Z、部分Z，L、部分L，M、部分M表示)。对患者丙、丁的酶切产物Z测序后，发现缺失或，这两名患者患红绿色盲的原因可能是___________。 ②本研究表明：红绿色盲的遗传病因是___________。 （4）通过视网膜下注射携带正常人类L基因和M基因的相关病毒载体，成功治疗了成年松鼠猴红绿色盲。若要将此基因治疗方法推广应用于人类红绿色盲患者的临床治疗，除需评估其有效性外，还需重点考虑哪些问题。(答出一点即可) 【答案】（1） ①. 不遵循 ②. 控制红色盲和绿色盲的基因位于一对同源染色体上 （2） ①. 1/2 ②. 正常、红色盲、绿色盲、红绿色盲 （3） ①. 部分Z+M+部分M ②. Z发生突变，导致L、M基因无法表达 ③. L、M基因的共用调控序列发生突变或L、M基因发生基因突变 （4）安全性问题（如病毒载体对人体的潜在危害等） 【解析】 【分析】1、伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制，这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关，这种与性别相关联的性状遗传方式就称为伴性遗传。 2、自由组合定律的实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在减数分裂形成配子时，同源染色体上的等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 【小问1详解】 红色盲和绿色盲的致病基因都位于 X 染色体上，而基因的自由组合定律适用于非同源染色体上的非等位基因。由于这两种病的致病基因在同一条染色体（X 染色体）上，并非位于非同源染色体上，所以不遵循基因的自由组合定律。 【小问2详解】 一个卵原细胞经过减数分裂会产生1个卵细胞（配子）和3个极体。在减数分裂联会时发生错位配对并交换后，产生的4个子细胞中，有2个含异常X染色体，2个含正常X染色体，而卵细胞是其中之一，所以产生含异常X染色体配子的概率为1/2。正常男性的性染色体为XY，其X染色体来自母亲。该女性产生的配子有含正常X染色体的和含异常X染色体的（异常X染色体可能含有异常的L、M基因组合）。当含正常X染色体的配子与男性的Y染色体结合，所生儿子表现正常；当含异常X染色体的配子与男性的Y染色体结合，所生儿子可能患红色盲、绿色盲或同时患红绿色盲。 【小问3详解】 ①根据对照组的实验结果可知，对照组的序列组成为Z+L+M+M，患者甲的Z序列的电泳结果和对照组不同，且电泳距离更远，因此片段较小，只具有部分Z片段；患者甲BL、CL和DL均缺失，因此不含L片段；对照组含有两个M片段，其BM、CM和DM的量分别为45.5、21.3和66.1，而患者甲BM、CM和DM的量分别为21.9、10.9和61.4，其BM、CM的量为对照组的一半，而DM的量和对照组相差不大，因此患者甲含有一个完整的M片段和第二个M片段的DM区，因此其序列组成表示为部分Z+M+部分M。患者丙和患者丁的L和M片段的相关结果和对照组无差异，但缺失Z1或Z2，说明Z1和Z2的缺失会影响L和M基因的表达，从而使机体患病，因此其患病的原因是Z发生突变，导致L、M基因无法表达。 ②结合①的结果并分析甲、乙、丙和丁的检测结果可知，红绿色盲的遗传病因是L、M基因的共用调控序列发生突变或L、M基因发生基因突变。 【小问4详解】 若要将此基因治疗方法推广应用于人类红绿色盲患者的临床治疗，除需评估其有效性外，还需重点考虑安全性问题（如病毒载体对人体的潜在危害、外源基因插入人体基因组的位置是否会导致其他基因异常表达等）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $