精品解析：上海市华东师范大学第二附属中学2025-2026学年高二上学期9月月考生物试题

华东师大二附中2025年9月检测高二生物试题 一、遗传信息的表达 1. 雷特综合征(简称RTT)是一种罕见的遗传病，由MECP2基因突变引起。临床特征为手部刻板动作，运动协调能力逐渐丧失等。RTT的发病与BDNF有关。BDNF是一种神经营养因子，能抑制或缓解神经细胞的程序性死亡，其合成受多种因素的调节。某研究团队发现，补充BHBA(β-羟基丁酸)可以使小鼠体内的BDNF水平显著上升，其部分作用机制如下图： （1）某RTT患者只有一条染色体上的MECP2基因存在致病性突变，而另一条染色体上的MECP2基因正常，则该患者精子形成过程中，每个___________(编号选填)一定含有致病基因；可能含有两个致病基因的细胞有___________(编号选填) ①精原细胞 ②初级精母细胞 ③次级精母细胞 ④精细胞 ⑤第一极体 ⑥第二极体 （2）H3K4met表示组蛋白H3上的某种氨基酸甲基化，下列有关叙述正确的是___________。(单选) A. H3K4met可能导致BDNF基因的碱基序列改变 B. H3K4met可能导致BDNF基因的某些碱基甲基化 C. H3K4met可能影响BDNF基因表达中的转录过程 D. H3K4met可能影响BDNF基因表达中的翻译过程 （3）由题意可以推测，RTT患者体内BDNF的含量___________(增加/减少/无明显变化)从而影响神经细胞的程序性死亡。 （4）下列有关神经细胞程序性死亡的描述中，正确的是___________(单选) A. 等同于神经细胞衰老 B. 是神经细胞自主的死亡 C. 等同于神经细胞坏死 D. 是神经细胞被动的死亡 （5）根据题干信息及已学知识，下列叙述错误的是___________(多选) A. MECP2基因、BDNF等物质可与双缩脲试剂发生显色反应，结果呈现紫色 B. 细胞在合成BDNF物质时，DNA和RNA的种类、数量均发生改变 C. BHBA促进Ca2+通道通透性增大，促进CaMKⅡ磷酸化，促进BDNF基因表达 D. 若BDNF由119个氨基酸构成，则BDNF基因至少含357个碱基 （6）经研究发现，MECP2与BDNF的合成有关。请根据所给信息及图3推测，MECP2会___________(促进/抑制)BDNF基因的表达。 （7）目前，RTT的治疗方法还在不断研究迭代中，下列思路可行的有___________(多选) A. 通过基因编辑修正突变的MECP2基因，提高其表达量 B. 通过RNA干扰技术靶向作用于BDNF基因的表达过程 C. 通过药物降低细胞内CaMKⅡ的含量、升高PKA的含量 D. 通过药物降低BDNF基因中H2AKub/H3K4met的比值 研究显示，BDNF基因和Tumstatin基因(肿瘤抑素蛋白基因)可能通过共同信号通路互相作用，影响肿瘤生长和转移。为研究肿瘤抑素的作用，研究人员构建了转入Tumstatin基因的人神经胶质瘤细胞株U251并设计了三组实验：组1为未转基因的U251，组2为转入空白载体的U251，组3为转入Tumstatin基因的U251，相关检测结果如图1、图2。 注：**表示与对照组相比均有显著性差异。 （8）三组实验中属于对照组的是___________。图2中组2实验数据___________(能/不能)支持导入空白载体具有与组3相似作用的结论。 （9）据图1、2分析肿瘤抑素发挥作用的机理：___________。 （10）在肿瘤抑素的合成和转运过程中，细胞的某些结构会发生膜面积的变化，如图所示，曲线f表示的结构为___________(单选) A. 细胞质膜 B. 高尔基体 C. 内质网 D. 核糖体 二、植物的光合作用 2. 光照强度是影响水稻产量的主要因素之一，研究者对水稻适应弱光的机制进行了研究。 （1）弱光条件下，光反应产生的___________减少导致水稻减产。(编号选填) ①ATP ②NADPH ③O2 ④NADH ⑤三碳糖 叶绿体可利用光能驱动电子传递建立跨膜的质子梯度。已知NH4Cl可消除类囊体膜内外的质子梯度(ΔH+)，科研人员用不同浓度的NH4Cl溶液处理叶绿体，并测定其ATP的相对含量，实验结果如表： NH4Cl溶液浓度/mol·L-1 (对照) 1×10-5 1×l0-4 1×10-3 5×10-3 μmolesATP/mg·chl-1·h1 135.9 104.7 76.24 35.23 5.49 （2）与叶绿体中“质子梯度”建立有关的事件有___________。(编号选填) ①电子在类囊体膜上的传递 ②水的光解 ③五碳化合物的再生 ④CO2固定 （3）关于此实验结果的分析合理的是___________。(多选) A. NH4Cl溶液浓度越高，ΔH+越小 B. ΔH+所累积的势能推动ADP和Pi合成ATP C. 对照组处理溶液中，NH4Cl浓度为0，其他条件与各组同 D. NH4Cl破坏了ATP合成酶 研究者推测RGA1基因与水稻对光的耐受性有关，用野生型(WT)、RGA1功能缺失突变体(d1)和RGA1过表达(OE)株系进行实验，每天光照和黑暗各12h，第3d测量结果如图1和图2。 （4）关于图1实验结果下列分析合理的是___________。(多选) A. RGA1基因可提高水稻在弱光条件下的存活率 B. RGA1基因可提高水稻在任何光照条件下的存活率 C. 弱光条件下RGA1基因表达 D. 正常光照下RGA1基因不表达 （5）“碳饥饿”指的是植物处于有机物营养不足的状态，WT和d1对光的耐受性差异可能与此有关。据图2判断WT和d1“碳饥饿”程度的高低并写出分析过程：___________。 下图表示线粒体内膜上的电子传递链，电子经一系列蛋白-色素复合体传递，同时H+从线粒体基质运输到内外膜间隙，最后H+通过复合体V向内运输驱动ATP合成。在弱光条件下检测线粒体内膜上的AOX蛋白含量，发现d1高于WT。 （6）请分析RGA1基因对呼吸作用的影响机制：(用关键词和箭头表示，参考格式：RGa1↓→……→呼吸作用↑→能源物质消耗↑)___________。 三、棉花遗传育种 3. 棉花是我国的重要经济作物。图1为正常棉花花粉母细胞减数分裂部分时期显微图像以及“抑制剂X”处理后所引发的异常分裂现象。“抑制剂X”处理可获得染色体消减的雄性假配子(如图中“☆”标注)，该假配子可与正常的雌配子发生“假受精”，并发育为单倍体(染色体数记作n)后代。 （1）棉花花粉母细胞正常减数分裂后期Ⅱ以及末期Ⅱ过程中，保证配子染色体数目是母细胞的一半的结构变化有___________。(多选) A、同源染色体分离 B、染色体解螺旋成染色质 C、着丝粒分裂，染色体移向细胞两极 D、形成细胞板，细胞一分为二 （2）上图中异常后期Ⅱ的箭头所示为一些分离滞后的染色体，这些染色体最终消减，没有进入配子的核中。由此可推断，该异常后期细胞最终产生的配子中染色体的数目为___________。(单选) A、n B、0~n C、0~2n D、n~2n 一种二倍体(染色体数目为2n)棉花的12号同源染色体上有两对基因G/g和N/n分别控制有无腺体和有无短绒两对性状，育种者选用有腺体无短绒(ggNN)的父本和无腺体有短绒的母本(GGnn)进行杂交育种。 （3）棉花为两性花，即一朵花中既有雄蕊又有雌蕊。在选取杂交所用的母本时，需要进行的处理是___________。 （4）以该对亲本杂交为例，下列基因的遗传遵循“基因的分离定律”的有___________。(多选) A、父本的g和N B、母本的G和n C、父本的N和N D、母本的n和n （5）将上述亲本杂交获得的F1进行自交。已知，经“抑制剂X”的处理，F1产生的雄配子均为假配子，雌配子正常，获得的F2有四种表现型。由此推测___________。(多选) A、母本12号同源染色体在减数分裂过程中发生交叉互换 B、G/g和N/n两对基因的遗传符合自由组合定律 C、F2四种表现型为：有腺体无短绒、无腺体有短绒、有腺体有短绒、无腺体无短绒 D、F2中染色体数目是正常棉花的一半 棉花的纤维有白色的和紫色的，植株也有抗虫病的和不抗虫病的。为了鉴别其显隐性关系，现用紫色不抗虫植株与不同批次的白色抗虫植株进行杂交，结果见下表。颜色和抗虫与否的基因分别用A、a和B、b表示，下图是基因型AaBb植株的体细胞中两对基因与染色体的关系示意图。 组合序列 亲本杂交组合 子代的表现型及其植株数目 紫色不抗虫 白色不抗虫 1 紫色不抗虫×白色抗虫I 211 208 2 紫色不抗虫×白色抗虫Ⅱ 0 279 （6）根据上表和上图的信息判断，关于棉花两对相对性状的说法正确的是___________。(多选) A、白色对紫色是显性，不抗虫对抗虫是显性 B、杂交亲本中白色抗虫I植株的基因型是Aabb C、两组杂交亲本中的紫色不抗虫植株的基因型均是aaBb D、两组杂交子代中白色不抗虫植株的体细胞中的染色体组成与上图细胞一致 （7）表中子代白色不抗虫植株在正常产生配子的过程中，不会出现下列几种情况中的___________。(编号选填) 三、细胞分裂 4. 细胞分裂是生物体重要的特征，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础，是生命活动中不可或缺的重要环节。细胞分裂包括有丝分裂、减数分裂、无丝分裂等。 I．图1为某雌性动物体内五个处于不同分裂时期的细胞示意图；图2表示体细胞中染色体数为2n的生物不同细胞分裂时期染色体、染色单体和核DNA分子的含量；图3为某哺乳动物细胞分裂过程简图，其中A~G表示相关细胞，①~④表示过程，请回答下列问题： （1）图1中b细胞属于___________(填时期)。d细胞分裂完成后得到的子细胞名称是___________，a~e中含有2对同源染色体的细胞有___________。 （2）染色体呈染色质丝状态时的细胞可对应图2中的___________时期，图1中的细胞c中染色体、染色单体、核DNA的数量关系对应于图2中的___________时期。 （3）图3中过程①发生的生理过程是___________，D、E、F和G需要再经过___________才能形成成熟的生殖细胞。 Ⅱ．研究发现，细胞周期蛋白B3(CyclinB3)缺失小鼠体型和生理状态都比较正常，具有完整的卵泡和睾丸发育状况，但自然交配后雌性小鼠不能产生后代，而雄性小鼠的发育和繁殖能力均正常。为进一步揭示CyclinB3的功能，研究者对正常雌鼠(2n=40)与CyclinB3缺失雌鼠卵细胞形成过程中的关键时期进行了对比，如图所示。据图回答下列问题。 （4）由图分析可知，CyclinB3缺失的卵母细胞形成了正常的纺锤体，但未排出第一极体，表明CyclinB3缺失的卵母细胞被阻滞于___________。推测细胞周期蛋白B3可以促进___________分离。 （5）研究发现，CyclinB3缺失的卵母细胞在受精后可以绕过减数分裂I后期而进行减数分裂Ⅱ，在减数分裂Ⅱ后期发生姐妹染色单体分离，在排出第二极体后会发育为早期胚胎。早期胚胎发育阶段，胚胎细胞通过___________方式增殖，此分裂过程中染色体数最多有___________条，但所有胚胎在着床后会死亡。 五、表观遗传 5. 表观遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一，某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域，称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶(如图1所示)，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的非甲基化位点，使其全甲基化。 （1）由于图2中过程①的方式是半保留复制，所以其产物都是___________(半/全)甲基化的，因此过程②必须经过___________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。 （2）研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制___________过程。 小鼠的A基因编码胰岛素生长因子-2(IGF-2)，a基因无此功能(Aa位于常染色体上)。IGF-2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的。 （3）若杂合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1的基因型应有___________，表现型应为___________。 （4）若F1中的杂合个体雌雄交配，则后代中表现型种类及其比例为___________。 （5）F1的所有配子中，配子的类型及比例为___________。若F1雌雄个体间随机自由交配，则F2的基因型种类及比例应为___________；表现型种类及其比例应为___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 华东师大二附中2025年9月检测高二生物试题 一、遗传信息的表达 1. 雷特综合征(简称RTT)是一种罕见的遗传病，由MECP2基因突变引起。临床特征为手部刻板动作，运动协调能力逐渐丧失等。RTT的发病与BDNF有关。BDNF是一种神经营养因子，能抑制或缓解神经细胞的程序性死亡，其合成受多种因素的调节。某研究团队发现，补充BHBA(β-羟基丁酸)可以使小鼠体内的BDNF水平显著上升，其部分作用机制如下图： （1）某RTT患者只有一条染色体上的MECP2基因存在致病性突变，而另一条染色体上的MECP2基因正常，则该患者精子形成过程中，每个___________(编号选填)一定含有致病基因；可能含有两个致病基因的细胞有___________(编号选填) ①精原细胞 ②初级精母细胞 ③次级精母细胞 ④精细胞 ⑤第一极体 ⑥第二极体 （2）H3K4met表示组蛋白H3上的某种氨基酸甲基化，下列有关叙述正确的是___________。(单选) A. H3K4met可能导致BDNF基因的碱基序列改变 B. H3K4met可能导致BDNF基因的某些碱基甲基化 C. H3K4met可能影响BDNF基因表达中的转录过程 D. H3K4met可能影响BDNF基因表达中的翻译过程 （3）由题意可以推测，RTT患者体内BDNF的含量___________(增加/减少/无明显变化)从而影响神经细胞的程序性死亡。 （4）下列有关神经细胞程序性死亡的描述中，正确的是___________(单选) A. 等同于神经细胞衰老 B. 是神经细胞自主的死亡 C. 等同于神经细胞坏死 D. 是神经细胞被动的死亡 （5）根据题干信息及已学知识，下列叙述错误的是___________(多选) A. MECP2基因、BDNF等物质可与双缩脲试剂发生显色反应，结果呈现紫色 B. 细胞在合成BDNF物质时，DNA和RNA的种类、数量均发生改变 C. BHBA促进Ca2+通道通透性增大，促进CaMKⅡ磷酸化，促进BDNF基因表达 D. 若BDNF由119个氨基酸构成，则BDNF基因至少含357个碱基 （6）经研究发现，MECP2与BDNF的合成有关。请根据所给信息及图3推测，MECP2会___________(促进/抑制)BDNF基因的表达。 （7）目前，RTT的治疗方法还在不断研究迭代中，下列思路可行的有___________(多选) A. 通过基因编辑修正突变的MECP2基因，提高其表达量 B. 通过RNA干扰技术靶向作用于BDNF基因的表达过程 C. 通过药物降低细胞内CaMKⅡ的含量、升高PKA的含量 D. 通过药物降低BDNF基因中H2AKub/H3K4met的比值 研究显示，BDNF基因和Tumstatin基因(肿瘤抑素蛋白基因)可能通过共同信号通路互相作用，影响肿瘤生长和转移。为研究肿瘤抑素的作用，研究人员构建了转入Tumstatin基因的人神经胶质瘤细胞株U251并设计了三组实验：组1为未转基因的U251，组2为转入空白载体的U251，组3为转入Tumstatin基因的U251，相关检测结果如图1、图2。 注：**表示与对照组相比均有显著性差异。 （8）三组实验中属于对照组的是___________。图2中组2实验数据___________(能/不能)支持导入空白载体具有与组3相似作用的结论。 （9）据图1、2分析肿瘤抑素发挥作用的机理：___________。 （10）在肿瘤抑素的合成和转运过程中，细胞的某些结构会发生膜面积的变化，如图所示，曲线f表示的结构为___________(单选) A. 细胞质膜 B. 高尔基体 C. 内质网 D. 核糖体 【答案】（1） ①. ①② ②. ①②③ （2）C （3）减少 （4）B （5）ABD （6）促进 （7）AD （8） ①. 组1、组2 ②. 不能 （9）由图2，转Tumstatin基因的U251细胞(组3)的上清液中的肿瘤抑素含量明显高于未转入Tumstatin基因的U251细胞(组1和组2)；由图2，转Tumstatin基因的U251细胞(组3)的凋亡率显著高于未转入Tumstatin基因的U251细胞(组1和组2)；说明肿瘤抑素可以被U251分泌到细胞外，并促进细胞凋亡 （10）B 【解析】 【分析】 分泌蛋白的合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。 【小问1详解】 分析题意可知，某RTT患者只有一条染色体上的MECP2基因存在致病性突变，而另一条染色体上的MECP2基因正常，则该个体是杂合子，该患者精子形成过程中，其①精原细胞和经过复制后的得到的 ②初级精母细胞  一定含有致病基因；且①精原细胞 （处于有丝分裂后期时）、②初级精母细胞（染色体完成复制后）、  ③次级精母细胞 （含有致病基因且处于减数第二次分裂后期，着丝粒分裂后）可能含有两个致病基因，而④精细胞含有1个或不含致病基因，⑤第一极体 、 ⑥第二极体是雌性动物生殖细胞减数分裂过程的产物。 【小问2详解】 A、H3K4met表示组蛋白H3第4位赖氨酸（K）的甲基化修饰，属于表观遗传修饰，不会改变DNA的碱基序列，A错误； B、DNA甲基化是碱基（如胞嘧啶）的修饰，而H3K4met是组蛋白修饰，二者不同，B错误； CD、组蛋白甲基化（如H3K4met）通过改变染色质结构（如开放或紧缩），调控基因的转录活性。H3K4甲基化通常与转录激活相关，可能促进BDNF基因的转录，但不会直接影响翻译，C正确，D错误。 故选C。 【小问3详解】 分析题意可知，BDNF作为神经营养因子，能抑制或缓解神经元的程序性死亡，由题意可以推测，RTT患者体内BDNF的含量减少，从而影响神经细胞的程序性死亡。 【小问4详解】 细胞的程序性死亡是主动的、受调控的过程，由细胞内特定信号通路，属于细胞自主的死亡方式，而细胞衰老是逐渐的功能衰退，不必然导致死亡，坏死是被动的、病理性的细胞死亡，常伴随炎症反应，也不等同于程序性死亡，B符合题意。 故选B。 【小问5详解】 A、MECP2基因的本质是核酸，与双缩脲试剂发生紫色反应的物质是蛋白质，A错误； B、细胞在合成BDNF物质时，DNA种类和数量不变，但由于转录和翻译，RNA的种类、数量均发生改变，B错误； C、由图可知，BHBA促进 Ca2+ 通道通透性增大，促进CaMKⅡ磷酸化，促进BDNF基因表达，C正确； D、蛋白质所含氨基酸与对应的基因所含碱基数之比=1：6，若BDNF由119个氨基酸构成，则BDNF基因至少含119×6=714个碱基，D错误。 故选ABD。 【小问6详解】 BDNF作为神经营养因子，能抑制或缓解神经元的程序性死亡，经研究发现，MECP2与BDNF的合成有关，MECP2基因突变会导致发病，所以MECP2会促进BDNF基因的表达，从而缓解神经元程序性死亡，降低发病率。 【小问7详解】 A、RTT主要由MECP2基因突变引起，通过基因编辑修复突变基因，是根本性治疗策略，A正确； B、BDNF是MECP2下游的关键神经保护蛋白，其表达在RTT患者中较低，抑制BDNF会加重症状，B错误； C、据图可知，CaMKⅡ能够激活BDNF转录，而PKA不利于BDNF表达，故通过药物降低细胞内CaMKⅡ的含量、升高PKA的含量不利于治疗，C错误； D、H3K4met表示组蛋白H3上的某种氨基酸甲基化，是组蛋白修饰标记，通过药物降低BDNF基因中H2AKub/H3K4met的比值可达到治疗效果，D正确。 故选AD。 【小问8详解】 由题意可知，组1为未转基因的U251，组2为转入空白载体的U251，均为对照组；因为组2（转入空白载体）的实验结果与组1（未转基因）相比没有显著性差异，而组3（转Tum基因）的结果与组1相比有显著性差异，说明空白载体并未产生与Tum基因相似的作用，所以图2中组2实验数据不能支持导入空白载体具有与组3相似作用的结论。 【小问9详解】 据图可知，转Tum基因的U251细胞（组3）的上清液，即分泌出的肿瘤抑素含量明显高于组1和组2，从图2可以看出，转Tum基因的U251细胞（组3）的凋亡率明显高于组1和组2，说明肿瘤抑素可以被U251分泌到细胞外，并促进细胞凋亡。 【小问10详解】 在分泌蛋白合成过程中，内质网膜面积减小，高尔基体膜面积先增大后减小，细胞膜面积增大，所以图中d表示内质网、e表示细胞膜、f表示高尔基体，ACD错误，B正确。 故选B。 二、植物的光合作用 2. 光照强度是影响水稻产量的主要因素之一，研究者对水稻适应弱光的机制进行了研究。 （1）弱光条件下，光反应产生的___________减少导致水稻减产。(编号选填) ①ATP ②NADPH ③O2 ④NADH ⑤三碳糖 叶绿体可利用光能驱动电子传递建立跨膜的质子梯度。已知NH4Cl可消除类囊体膜内外的质子梯度(ΔH+)，科研人员用不同浓度的NH4Cl溶液处理叶绿体，并测定其ATP的相对含量，实验结果如表： NH4Cl溶液浓度/mol·L-1 (对照) 1×10-5 1×l0-4 1×10-3 5×10-3 μmolesATP/mg·chl-1·h1 135.9 104.7 76.24 35.23 5.49 （2）与叶绿体中“质子梯度”建立有关的事件有___________。(编号选填) ①电子在类囊体膜上的传递 ②水的光解 ③五碳化合物的再生 ④CO2固定 （3）关于此实验结果的分析合理的是___________。(多选) A. NH4Cl溶液浓度越高，ΔH+越小 B. ΔH+所累积的势能推动ADP和Pi合成ATP C. 对照组处理溶液中，NH4Cl浓度为0，其他条件与各组同 D. NH4Cl破坏了ATP合成酶 研究者推测RGA1基因与水稻对光的耐受性有关，用野生型(WT)、RGA1功能缺失突变体(d1)和RGA1过表达(OE)株系进行实验，每天光照和黑暗各12h，第3d测量结果如图1和图2。 （4）关于图1实验结果下列分析合理的是___________。(多选) A. RGA1基因可提高水稻在弱光条件下的存活率 B. RGA1基因可提高水稻在任何光照条件下的存活率 C. 弱光条件下RGA1基因表达 D. 正常光照下RGA1基因不表达 （5）“碳饥饿”指的是植物处于有机物营养不足的状态，WT和d1对光的耐受性差异可能与此有关。据图2判断WT和d1“碳饥饿”程度的高低并写出分析过程：___________。 下图表示线粒体内膜上的电子传递链，电子经一系列蛋白-色素复合体传递，同时H+从线粒体基质运输到内外膜间隙，最后H+通过复合体V向内运输驱动ATP合成。在弱光条件下检测线粒体内膜上的AOX蛋白含量，发现d1高于WT。 （6）请分析RGA1基因对呼吸作用的影响机制：(用关键词和箭头表示，参考格式：RGa1↓→……→呼吸作用↑→能源物质消耗↑)___________。 【答案】（1）①② （2）①② （3）ABC （4）ACD （5）d1“碳饥饿”程度更高，原因是弱光条件下WT和d1净光合速率降幅无显著差异，而d1的呼吸速率降幅显著小于WT，说明弱光下d1消耗的有机物更多，更易处于碳饥饿状态 （6） 【解析】 【分析】光合作用是在叶绿体上进行的，分为光反应和暗反应。光反应的场所是类囊体薄膜，光反应中吸收光能的是4种色素，可以采用无水乙醇提取，利用纸层析法可以将它们分离；暗反应的场所是叶绿体基质，暗反应需要光反应提供的ATP和NADPH，暗反应分为CO2的固定和C3的还原。 【小问1详解】 ①ATP：光反应产物，为暗反应供能，弱光下合成减少会导致暗反应受阻，有机物合成减少，符合 “导致减产”； ②NADPH：光反应产物，为暗反应供氢（还原剂），弱光下合成减少会抑制暗反应，符合 “导致减产”； ③O2：光反应产物，但 O2不直接参与有机物合成，其减少与减产无直接关联； ④NADH：细胞呼吸（有氧呼吸第一、二阶段）的产物，与光合作用无关； ⑤三碳糖：暗反应产物，并非光反应产物，弱光下其减少是 “结果” 而非 “原因”。 故选①②。 【小问2详解】 ①电子在类囊体膜上的传递：光反应中，电子经光合色素和蛋白复合体传递时，会伴随 H⁺从叶绿体基质向类囊体腔运输，直接推动质子梯度形成； ②水的光解：水在类囊体腔中分解为 H⁺、电子和 O2，直接增加类囊体腔内的 H⁺浓度，促进质子梯度建立； ③五碳化合物的再生：暗反应（卡尔文循环）的步骤，发生于叶绿体基质，与类囊体膜上的质子梯度无关； ④CO2固定：暗反应的第一步（CO2与五碳化合物结合），发生于叶绿体基质，与质子梯度无关。 故选①②。 【小问3详解】 A、NH₄Cl溶液浓度越高，ΔH⁺越小： 实验结果中，NH₄Cl 浓度升高→ATP 含量降低；结合 “NH₄Cl 消除 ΔH⁺” 和 “ΔH⁺是 ATP 合成的动力”，可推断浓度越高，ΔH⁺被消除得越彻底，即 ΔH⁺越小，A合理； B、ΔH⁺所累积的势能推动ADP和Pi合成ATP： 光合作用中，质子梯度的电化学势能驱动类囊体膜上的ATP合成酶工作，将ADP和Pi合成ATP，这是光反应合成 ATP 的核心机制，B合理； C、对照组处理溶液中，NH₄Cl浓度为0，其他条件与各组同： 对照实验需遵循 “单一变量原则”，本实验的自变量是NH₄Cl浓度，因此对照组应仅NH₄Cl浓度为0，其余条件（如温度、光照、叶绿体浓度等）与实验组一致，C合理； D、NH₄Cl破坏了ATP合成酶： 实验仅表明NH₄Cl消除质子梯度，未显示其对ATP合成酶结构或功能的破坏（若破坏酶，ATP 合成应完全停止，而非随浓度梯度下降），D不合理。 故选ABC。 【小问4详解】 A、弱光下OE（高 RGA1）存活率＞WT＞d1（无 RGA1），说明RGA1基因可提高水稻在弱光条件下的存活率，A合理； B、正常光照下三者存活率差异小，说明 RGA1 对正常光照下的存活率无显著提升作用，B不合理； C、弱光下 OE（过表达 RGA1）存活率最高，说明 RGA1 在弱光下表达并发挥作用（若不表达，过表达株系与 WT 无差异），C合理； D、正常光照下 d1（无 RGA1）与 WT 存活率相近，说明 RGA1 在正常光照下不表达（或表达量极低，不影响存活），D合理。 故选ACD。 【小问5详解】 “碳饥饿” 指植物有机物（碳水化合物）积累不足。弱光条件下，WT和d1的净光合速率降幅无显著差异（有机物合成量相近），而d1的呼吸速率降幅显著小于WT（有机物消耗量更高），导致 d1的有机物积累量更少，更易处于 “碳饥饿” 状态。 【小问6详解】 电子经复合体I~IV传递时，驱动 H⁺从线粒体基质→内外膜间隙，形成 H⁺梯度；H⁺经复合体V回流时驱动ATP合成。弱光下，d1（RGA1 缺失）的AOX蛋白含量＞WT（正常 RGA1）→RGA1表达会抑制AOX蛋白含量。所以RGA1基因对呼吸作用的影响机制为： 三、棉花遗传育种 3. 棉花是我国的重要经济作物。图1为正常棉花花粉母细胞减数分裂部分时期显微图像以及“抑制剂X”处理后所引发的异常分裂现象。“抑制剂X”处理可获得染色体消减的雄性假配子(如图中“☆”标注)，该假配子可与正常的雌配子发生“假受精”，并发育为单倍体(染色体数记作n)后代。 （1）棉花花粉母细胞正常减数分裂后期Ⅱ以及末期Ⅱ过程中，保证配子染色体数目是母细胞的一半的结构变化有___________。(多选) A、同源染色体分离 B、染色体解螺旋成染色质 C、着丝粒分裂，染色体移向细胞两极 D、形成细胞板，细胞一分为二 （2）上图中异常后期Ⅱ的箭头所示为一些分离滞后的染色体，这些染色体最终消减，没有进入配子的核中。由此可推断，该异常后期细胞最终产生的配子中染色体的数目为___________。(单选) A、n B、0~n C、0~2n D、n~2n 一种二倍体(染色体数目为2n)棉花的12号同源染色体上有两对基因G/g和N/n分别控制有无腺体和有无短绒两对性状，育种者选用有腺体无短绒(ggNN)的父本和无腺体有短绒的母本(GGnn)进行杂交育种。 （3）棉花为两性花，即一朵花中既有雄蕊又有雌蕊。在选取杂交所用的母本时，需要进行的处理是___________。 （4）以该对亲本杂交为例，下列基因的遗传遵循“基因的分离定律”的有___________。(多选) A、父本的g和N B、母本的G和n C、父本的N和N D、母本的n和n （5）将上述亲本杂交获得的F1进行自交。已知，经“抑制剂X”的处理，F1产生的雄配子均为假配子，雌配子正常，获得的F2有四种表现型。由此推测___________。(多选) A、母本12号同源染色体在减数分裂过程中发生交叉互换 B、G/g和N/n两对基因的遗传符合自由组合定律 C、F2四种表现型为：有腺体无短绒、无腺体有短绒、有腺体有短绒、无腺体无短绒 D、F2中染色体数目是正常棉花的一半 棉花的纤维有白色的和紫色的，植株也有抗虫病的和不抗虫病的。为了鉴别其显隐性关系，现用紫色不抗虫植株与不同批次的白色抗虫植株进行杂交，结果见下表。颜色和抗虫与否的基因分别用A、a和B、b表示，下图是基因型AaBb植株的体细胞中两对基因与染色体的关系示意图。 组合序列 亲本杂交组合 子代的表现型及其植株数目 紫色不抗虫 白色不抗虫 1 紫色不抗虫×白色抗虫I 211 208 2 紫色不抗虫×白色抗虫Ⅱ 0 279 （6）根据上表和上图的信息判断，关于棉花两对相对性状的说法正确的是___________。(多选) A、白色对紫色是显性，不抗虫对抗虫是显性 B、杂交亲本中白色抗虫I植株的基因型是Aabb C、两组杂交亲本中的紫色不抗虫植株的基因型均是aaBb D、两组杂交子代中白色不抗虫植株的体细胞中的染色体组成与上图细胞一致 （7）表中子代白色不抗虫植株在正常产生配子的过程中，不会出现下列几种情况中的___________。(编号选填) 【答案】（1）CD （2）B （3）去雄(去除雄蕊) （4）CD （5）AC （6）ABD （7）④ 【解析】 【分析】题图分析：图示为正常棉花花粉母细胞减数分裂部分时期显微图像以及“抑制剂X”处理后所引发的异常分裂现象，“抑制剂X”处理可获得染色体消减的雄性假配子与正常的雌配子发生“假受精”，并发育为单倍体（染色体数记作n）后代，说明假配子含染色体数为0。 【小问1详解】 A、同源染色体分离发生在减数第一次分裂过程中，不符合题意，A错误； B、染色体解螺旋成染色质不能保证配子染色体数目是母细胞的一半，B错误； CD、棉花花粉母细胞正常减数分裂后期Ⅱ发生了着丝粒分裂、染色体移向细胞两极，以及末期Ⅱ过程中形成细胞板，将细胞一分为二，保证了配子染色体数目是母细胞的一半，C、D正确。 故选CD。 【小问2详解】 图中异常后期Ⅱ的箭头所示为一些分离滞后的染色体，这些染色体最终消减，但没有进入配子的核中。由此可推断，该异常后期Ⅱ细胞中染色体数目会发生变化，导致数目随机减少，最终产生的配子中染色体的数目为0～n。 故选B。 【小问3详解】 棉花为两性花，即一朵花中既有雄蕊又有雌蕊，故在选取杂交所用的母本时，需要进行去雄(去除雄蕊)处理，再套袋。 【小问4详解】 由于基因G/g和N/n都位于棉花的12号同源染色体上，用有腺体无短绒（ggNN）的父本和无腺体有短绒的母本（GGnn）进行杂交育种，符合分离定律，不符合自由组合定律，由于分离定律研究的是成对的基因，不是非等位基因，故父本的N和N、母本的n和n或父本的g和g、母本的G和G在遗传时遵循“基因的分离定律”，CD符合题意。 故选CD。 【小问5详解】 A、有腺体无短绒（ggNN）的父本和无腺体有短绒的母本（GGnn）进行杂交，获得的F1为GgNn，经“抑制剂X”的处理，F1产生的雄配子均为假配子，雌配子正常，获得的F2有四种表现型，说明雌配子有4种（GN、gn、Gn、gN），故母本12号同源染色体在减数分裂过程中发生交叉互换，A正确； B、自由组合定律适用于两对以上等位基因的独立遗传，由于基因G/g和N/n位于一对同源染色体上，故G/g和N/n两对基因的遗传不符合自由组合定律，B错误； C、由于F2四种表现型中与亲本相同的有腺体无短绒和无腺体有短绒的个体占比较多，与亲本不同的2种表现型是交叉互换产生的雌配子与雄性假配子结合形成的，比例较少，C正确； D、F2中染色体数目与正常棉花一致，D错误。 故选AC。 【小问6详解】 A、根据组合2亲本为紫色和白色杂交，子代都是白色，可知白色为显性性状，亲本为不抗虫和抗虫杂交，子代都是不抗虫，可知不抗虫为显性性状，A正确； B、杂交组合1中紫色不抗虫（aaB-）×白色抗虫Ⅰ（A-bb）杂交，子代出现了紫色，因此白色抗虫 I 植株的基因型是 Aabb，B正确； C、杂交组合1中紫色不抗虫（aaB-）×白色抗虫Ⅰ（A-bb）杂交，子代没有出现抗虫个体，因此亲本紫色不抗虫基因型为aaBB，而杂交组合2中紫色不抗虫（aaB-）×白色抗虫Ⅱ（A-bb）杂交，子代均为白色不抗虫，故亲本紫色不抗虫基因型为aaBB，白色抗虫Ⅱ基因型为AAbb，即两组杂交亲本中的紫色不抗虫植株的基因型均是aaBB，C错误； D、杂交组合1亲本为aaBB×Aabb，子代中白色不抗虫植株基因型为AaBb，染色体组成与图2细胞一致，杂交组合2亲本为aaBB×AAbb，子代中白色不抗虫植株基因型为AaBb，染色体组成与图2细胞一致，D正确。 故选ABD。 【小问7详解】 表中子代白色不抗虫植株基因型为AaBb，由于两对基因独立遗传，故正常情况可产生AB、Ab、aB和ab的配子，①细胞可表示形成Ab配子时的减数第二次分裂前期，②细胞可表示减数第一次分裂前期A和a基因所在的同源染色体发生了互换，在形成AB（或aB）配子时的减数第二次分裂前期，③细胞可表示形成的aB配子，而④细胞中含A和A基因的姐妹染色单体未分离，不属于正常减数分裂，综上分析，④符合题意。 故选④。 三、细胞分裂 4. 细胞分裂是生物体重要的特征，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础，是生命活动中不可或缺的重要环节。细胞分裂包括有丝分裂、减数分裂、无丝分裂等。 I．图1为某雌性动物体内五个处于不同分裂时期的细胞示意图；图2表示体细胞中染色体数为2n的生物不同细胞分裂时期染色体、染色单体和核DNA分子的含量；图3为某哺乳动物细胞分裂过程简图，其中A~G表示相关细胞，①~④表示过程，请回答下列问题： （1）图1中b细胞属于___________(填时期)。d细胞分裂完成后得到的子细胞名称是___________，a~e中含有2对同源染色体的细胞有___________。 （2）染色体呈染色质丝状态时的细胞可对应图2中的___________时期，图1中的细胞c中染色体、染色单体、核DNA的数量关系对应于图2中的___________时期。 （3）图3中过程①发生的生理过程是___________，D、E、F和G需要再经过___________才能形成成熟的生殖细胞。 Ⅱ．研究发现，细胞周期蛋白B3(CyclinB3)缺失小鼠体型和生理状态都比较正常，具有完整的卵泡和睾丸发育状况，但自然交配后雌性小鼠不能产生后代，而雄性小鼠的发育和繁殖能力均正常。为进一步揭示CyclinB3的功能，研究者对正常雌鼠(2n=40)与CyclinB3缺失雌鼠卵细胞形成过程中的关键时期进行了对比，如图所示。据图回答下列问题。 （4）由图分析可知，CyclinB3缺失的卵母细胞形成了正常的纺锤体，但未排出第一极体，表明CyclinB3缺失的卵母细胞被阻滞于___________。推测细胞周期蛋白B3可以促进___________分离。 （5）研究发现，CyclinB3缺失的卵母细胞在受精后可以绕过减数分裂I后期而进行减数分裂Ⅱ，在减数分裂Ⅱ后期发生姐妹染色单体分离，在排出第二极体后会发育为早期胚胎。早期胚胎发育阶段，胚胎细胞通过___________方式增殖，此分裂过程中染色体数最多有___________条，但所有胚胎在着床后会死亡。 【答案】（1） ①. 减数第一次分裂中期(减I后也给分) ②. 第二极体 ③. bce （2） ①. Ⅰ、Ⅱ、III、Ⅳ ②. Ⅰ （3） ①. 分化 ②. 变形 （4） ①. 减数第一次分裂中期 ②. 同源染色体 （5） ①. 有丝分裂 ②. 120 【解析】 【分析】题图分析，图1中a细胞处于有丝分裂后期；b细胞处于减数第一次分裂中期；c细胞处于有丝分裂中期；d细胞处于减数第二次分裂后期；e细胞处于减数第一次分裂四分体时期；图2中Ⅰ可表示有丝分裂前中期和减数第一次分裂前中后期；Ⅱ表减数第二次分裂前中期；Ⅲ可表示减数第二次分裂后期，也可表示有丝分裂末期产生的体细胞，Ⅳ表示卵细胞或第二极体；图3中A表示初级精母细胞，B和C表示次级精母细胞，D、E、F、G表示精细胞。 【小问1详解】 图1中a细胞有0个四分体，处于有丝分裂后期；b细胞属于初级卵母细胞，该细胞处于减数第一次分裂中期。d细胞表现为均等分裂，处于减数第二次分裂后期，该细胞为第一极体，该细胞分裂完成后得到的子细胞名称是第二极体，a~e中含有2对同源染色体的细胞有bce，它们分别是初级卵母细胞、处于有丝分裂中期的体细胞和处于减数第一次分裂前期的初级卵母细胞。 【小问2详解】 染色体呈染色质丝状态时的细胞可能处于分裂间期，也可能是正常的体细胞或减数分裂完成产生的生殖细胞，因此，可对应图2中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ时期；图1中的细胞c对应于图2中的Ⅰ时期，此时细胞中每条染色体含有2个染色单体。 【小问3详解】 图3中过程①由精原细胞转变为初级精母细胞，该过程发生了基因的选择性表达，即细胞分化。此时细胞中发生的物质变化主要是DNA复制和有关蛋白质的合成，精细胞D、E、F和G需要再经过变形才能形成成熟的生殖细胞—精子，变形后的精子细胞质大量丢失，且长出尾部，因而可以游动有利于受精过程。 【小问4详解】 由图可知，与正常小鼠相比，CyclinB3缺失小鼠的同源染色体不能分离，减数第二次分裂过程不能正常进行，细胞停滞在MⅠ（减数第一次分裂中期），由此可推测CyclinB3的功能是促进同源染色体的分离。 【小问5详解】 CyclinB3缺失的卵母细胞在受精后可以绕过减数分裂Ⅰ后期而进行减数分裂Ⅱ，则发生姐妹染色单体分离，在排出第二极体后会发育为早期胚胎；胚胎细胞增殖的方式是有丝分裂；老鼠有20对染色体，由于卵母细胞同源染色体未分离，则形成的卵细胞染色体数目为40，与正常的精子染色体20条结合后，受精卵中的染色体数目是60条，在有丝分裂后期染色体数目最多，有120条，但所有胚胎在着床后会死亡。 五、表观遗传 5. 表观遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一，某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域，称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶(如图1所示)，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的非甲基化位点，使其全甲基化。 （1）由于图2中过程①的方式是半保留复制，所以其产物都是___________(半/全)甲基化的，因此过程②必须经过___________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。 （2）研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制___________过程。 小鼠的A基因编码胰岛素生长因子-2(IGF-2)，a基因无此功能(Aa位于常染色体上)。IGF-2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的。 （3）若杂合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1的基因型应有___________，表现型应为___________。 （4）若F1中的杂合个体雌雄交配，则后代中表现型种类及其比例为___________。 （5）F1的所有配子中，配子的类型及比例为___________。若F1雌雄个体间随机自由交配，则F2的基因型种类及比例应为___________；表现型种类及其比例应为___________。 【答案】（1） ①. 半 ②. 维持甲基化酶 （2）基因的表达(转录) （3） ①. AA和Aa ②. 全部正常 （4）正常∶矮小=1∶1 （5） ①. A：a=3：1 ②. AA：Aa：aa=9：6：1 ③. 正常：矮小=3：1 【解析】 【分析】根据题意分析可知：由于表现遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变，说明其基因没有发生突变；根据题干信息，应用基因分离定律分析胚胎中基因的表达情况，推测后代的表现型；根据图示分析DNA复制的半保留特点和DNA甲基化形成过程。 【小问1详解】 图2中过程①的模板链都含甲基，过程①的方式是半保留复制，而复制后都只含一个甲基，所以其产物都是半甲基化的，因此过程②必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。 【小问2详解】 由于RNA聚合酶与启动子结合，催化基因进行转录。研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质（RNA聚合酶）与启动子的结合，不能合成mRNA，从而抑制基因的表达（转录）。 【小问3详解】 由于在小鼠胚胎中，来自父本的 A 及其等位基因能够表达，来自母本的A则不能表达，所以杂合矮小雌鼠基因型为Aa，纯合正常雄鼠基因型为AA，杂交后F1基因型有AA（雄鼠A与雌鼠A结合）和Aa（雄鼠A与雌鼠a结合），由于来自父本的A及其等位基因能表达，所以F1表现型全部正常。 【小问4详解】 杂合矮小雌鼠（Aa）与杂合正常雄鼠（Aa）杂交，雌雄配子及比例为A：a=1：1，雌雄配子随机结合，子代的基因型及比例为AA：Aa：aa=1：2：1，由于在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，来自母本的A则不能表达，后代中Aa基因型的个体中的A基因有些来自父亲，有些来自母亲，所以Aa基因型个体一半表现为正常，一半表现为矮小，因此杂交后代的表现型及其比例应为正常：矮小=1：1。 【小问5详解】 F1的基因型为AA：Aa=1：1，F1雌雄个体间随机交配，产生的雄配子及其比例为A：a=3：1，产生的雌配子及比例为A：a=3：1，所以后代的基因型种类及比例为AA：Aa：aa=9：6：1，由于后代中Aa基因型的个体中的A基因有些来自父亲，有些来自母亲，所以Aa基因型个体一半表现为正常，一半表现为矮小，因此F1雌雄个体间随机自由交配，F2的表现型及比例为正常：矮小=3：1。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $