精品解析：广东省汕头市金山中学2025-2026学年高三上学期10月阶段考试生物试题

2023级高三第一学期阶段考试 生物试卷 一、选择题：本题共16小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。第1—12题每小题2分，第13—16题每小题4分，共40分。 1. 海洋牧场项目“伏羲一号”可利用海风发电，也可实现智能养鱼。此外，该项目还通过培育珊瑚苗圃与种植大型海藻来改善生态环境。下列叙述错误的是（　　） A. 利用风能等清洁能源能降低生态足迹 B. 珊瑚苗圃可提高该区域的抵抗力稳定性 C. 大型海藻可为其他海洋生物提供栖息地 D. 智能养鱼带来的经济效益属于间接价值 2. 朥饼是潮汕地区中秋佳节不可或缺的美食。“朥”字在潮汕话表示“猪油”，是制作朥饼过程中不可或缺的原料。下列叙述错误的是（　　） A. 猪油是由脂肪酸和甘油形成的酯 B. 猪油是猪所利用的主要能源物质 C. 猪肉中的猪油可用苏丹Ⅲ染液检测 D. 猪油含有饱和脂肪酸，室温时呈固态 3. 婴儿的肠道上皮细胞可以吸收母乳中的抗体，此过程（　　） A. 需要载体蛋白发生构象改变 B. 需要与适配的通道蛋白结合 C. 需要受体蛋白发挥识别作用 D. 顺浓度梯度进行不消耗能量 4. 高尔基体膜上存在RS受体，能够与含有RS序列的蛋白质识别并结合，高尔基体通过囊泡运输将错误转运来的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列叙述正确的是（　　） A. 高尔基体膜和内质网膜构成生物膜系统 B. 生长激素和唾液淀粉酶属于这类蛋白质 C. 内质网的pH比高尔基体RS受体所在区域的pH低 D. RS受体异常可能会使高尔基体内该类蛋白含量增加 5. 生物科学是一门实验科学。下列对生物科学史上相关实验的叙述正确的是（　　） A. 孟德尔通过豌豆杂交实验得出遗传规律没有用到归纳法 B. 艾弗里利用“减法原理”设计实验证明DNA是遗传物质 C. 梅塞尔森等检测含15N的放射性条带位置证明DNA半保留复制 D. 希尔利用不含CO2的悬浮液证明产生的O2中的O全部来自H2O 6. 某植物出现两种黄叶突变体，获取突变体植株叶片光合色素提取液，用分光光度法（一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比）可测定突变体各种光合色素含量。下列叙述错误的是（　　） A. 两种突变体的出现增加了生物多样性 B. 使用丙酮提取光合色素时应注意通风 C. 提取色素时应使用单层尼龙布进行过滤 D. 测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段 7. 科研工作者发现，在一定范围内，随着青蒿琥酯（Art）浓度升高，某种癌细胞中凋亡蛋白Q含量增多，癌细胞存活率降低。下列叙述不合理的是（ ） A. 癌细胞中启动细胞编程性死亡的信号通路出现障碍 B. 与正常组织细胞相比，癌细胞的形态会发生显著变化 C. 编码凋亡蛋白Q的基因可能属于一种原癌基因· D. Art可能促进了该种癌细胞中凋亡蛋白Q基因的表达 8. 植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，玉米根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A. 丙酮酸生成酒精和CO2时产生的ATP比生成乳酸时的多 B. a-b时间内玉米根细胞消耗O2和产生CO2的速率相等 C. b时间之后，玉米根细胞内产生ATP的场所主要是线粒体 D. 玉米根细胞呼吸代谢途径的改变有利于缓解细胞酸中毒 9. 细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列KFERQ的目标蛋白形成复合体，该复合体与溶酶体膜上的受体L结合后，目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶，调控细胞内α-酮戊二酸的含量，从而促进胚胎干细胞分化。下列说法正确的是（　　） A. 目标蛋白的降解与溶酶体内合成的多种水解酶有关 B. 抑制L基因表达可升高细胞内α-酮戊二酸的含量 C. α-酮戊二酸含量升高有利于胚胎干细胞的分化 D. 胚胎干细胞分化过程中核酸的种类不发生变化 10. 健康人注射促甲状腺激素释放激素(TRH)15-30分钟后，血液中促甲状腺激素(TSH)达到高峰；TRH注射剂量在15-500微克范围时，TSH峰值成比例增加，但超过500微克后，并无进一步增大。每日重复注射TRH，可使上述反应减弱。下列叙述正确的是（　　） A. 注射的TRH经体液运输到达下丘脑，使其释放TSH B. TRH注射量超过500微克后TSH不再继续增多，说明TSH分泌还受神经控制 C. 每日重复注射TRH，反应减弱的原因可能是血液中甲状腺激素浓度升高产生的反馈作用 D. 可对垂体病变的甲状腺机能减退患者注射15-500微克范围的TRH进行治疗 11. 人羊膜上皮细胞（hAECs）来源于胎盘羊膜，具有干细胞特性（多向分化潜能、低免疫原性）。研究发现在脑中风1至3天后注射hAECs能改善脑功能状况，有利于患者脑部的恢复。相关叙述错误的是（　　） A. 中风患者脑缺血导致大脑神经元死亡的过程属于细胞坏死 B. 从分娩后的胎盘中提取hAECs用于治疗，可减少道德伦理上的争议 C. 体外传代培养hAECs时，若使用胃蛋白酶需将溶液调为酸性 D. hAECs用于中风治疗是利用其分化程度低，分化能力强的特性 12. 基于不同植物的生活型特征和功能特点，将草本植物群落划分为3个功能群：禾草、豆科和杂草。由于过度放牧导致适口性较好的禾草被大量采食，杂草成为甘南干旱的高寒草甸新的优势种。如图为甘南高寒草甸过度放牧引起的退化对植物功能群的影响，下列叙述正确的是（　　） A. 高寒草甸退化导致各功能群植物物种丰富度明显下降 B. 高寒草甸中无论退化程度的高低，杂草都是优势种 C. 部分类型的杂草更适应高寒草甸退化后的干旱环境 D. 人类活动影响物种丰富度和群落演替，不影响种群密度 13. 为了分析某21三体综合征患儿的病因，对该患儿及其父母的21号染色体上的A基因（A1~A4）进行PCR扩增，经凝胶电泳后，结果如图所示。关于该患儿致病的原因叙述错误的是（　　） A. 考虑同源染色体交叉互换，可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常 B. 考虑同源染色体交叉互换，可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常 C. 不考虑同源染色体交叉互换，可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常 D. 不考虑同源染色体交叉互换，可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常 14. 研究表明，低温环境下烟草细胞常表现为轻度的质壁分离状态，植株生长受抑制，同时开花时间提前，导致光合产物更多地向花器官分配，使烟叶的产量与品质显著降低。为研究植物激素脱落酸(ABA)在烟草抵御低温胁迫及调控开花过程中的作用，科研人员设计了相应实验，结果如下，下列分析正确的是（　　） 组别 开花情况 叶片细胞可溶性糖含量（mg/g) CK+H2O 50％烟株现蕾 7.6 CK+ABA 无现蕾 9 LT+H2O 全部现蕾，半数开花 9.5 LT+ABA 花蕾较少，极少开花 12.8 注:CK为对照组，LT为12℃低温环境 A. 实验应选取的烟草类型为植物组织培养获得的抗低温品种 B. ABA作为植物激素，可直接参与靶细胞的细胞代谢 C. ABA缺失更有利于低温胁迫下烟叶产量和品质的提升 D. 外源施加ABA可减缓烟草开花并提高细胞渗透压抵御低温胁迫 15. 某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“+”表示有，“-”表示无)。 实验组 ① ② ③ ④ ⑤ 底物 + + + + + RNA组分 + + - + - 蛋白质组分 - - + - + 低浓度Mg2+ + + + - - 高浓度Mg2+ - - - + + 产物 + - - + - 根据实验结果可以得出的结论是（　　） A. 酶P在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性 B. Mg2+能够抑制酶P蛋白质组分的催化活性 C. RNA组分与酶P催化反应所需的条件不同 D. 蛋白质组分需要与RNA结合才具有催化活性 16. EdU和BrdU都是胸腺嘧啶类似物，能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中。将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中，各孔同时加入EdU，随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU，收集该组孔内全部细胞，检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分比，结果见图。下列叙述错误的是（　　） A. EdU和BrdU均能与腺嘌呤互补配对 B. OP不能表示DNA复制所需要的时长 C. QR段表示完成DNA复制所需时长 D. OR段等于一个完整细胞周期时长 二、非选择题：共5道大题，共60分。 17. 癌细胞骨转移的发生率较高，骨细胞能够影响癌细胞转移后的生长与增殖。科研人员研究了线粒体在其中的作用。 （1）癌细胞间的黏着性低，容易在体内分散和转移，是由于细胞膜上的________等物质减少。研究者将肺癌细胞注射到两组小鼠的胫骨中，发现骨细胞消亡组小鼠的肿瘤体积较未消亡组_______，说明骨细胞可抑制转移性癌细胞的生长。 （2）研究者构建了线粒体稳定表达绿色荧光的骨细胞系和被红色荧光标记的肺癌细胞系。将两个细胞系共培养一段时间，通过显微镜观察结果如图。 该实验结果说明______________。 （3）Rhot1是介导线粒体转移的重要因子，向野生型小鼠和Rhot1基因敲除小鼠胫骨中分别注射肺癌细胞后，发现基因敲除小鼠肺癌细胞的耗氧速率高于野生型。该结果______________（填“支持”或“不支持”）转移的线粒体为肺癌细胞提供了更多的能量，理由是：_____________________。 （4）位于细胞质基质中的cGAS蛋白是一种免疫传感器，能够响应异常增多的DNA。 ①科研人员进行如图实验，验证了转移的线粒体通过cGAS蛋白增强免疫反应，最终抑制了肿瘤生长。图中组3处理应为______________。 ②上述实验丰富了我们对线粒体功能的认识，除了可为细胞提供能量外，线粒体还具有通过转移实现______________的功能。 18. Rubisco酶既可以催化C₅的羧化，也可以催化C₅的氧化。如果C₅被氧化，则会形成乙醇酸，乙醇酸能抑制暗反应多种酶的活性。为减少该类毒性代谢产物及碳素损失，植物进化出了光呼吸途径，相关路径如图所示。 回答下列问题： （1）据图可知，C₅的羧化是指暗反应中_____过程。 （2）据图分析，光呼吸会消耗_____，从而影响暗反应导致植物光合速率下降。 （3）优化光呼吸代谢被认为是提高光合速率的关键突破口，目前科学家常用的优化方案有： ①加速光呼吸代谢：GDC是促进光呼吸中间产物代谢的关键酶，科学家利用基因工程构建了GDC基因过表达的拟南芥植株，发现相较于野生型，其光合速率明显上升，可能是因为图中_____积累量下降从而提高了暗反应速率。 ②构建新的光呼吸通路：将苹果酸合成酶基因和乙醇酸脱氢酶基因导入烟草的叶绿体中，从而设计出一条新的光呼吸通路AP3。与原光呼吸通路相比，AP3通路促进光合作用的优势是_____，构建AP3通路同时，科学家还下调了转运蛋白PLGGI基因的表达量，目的是_____。将同时具备以上改变的转基因烟草（AP3）与野生型（WT）进行田间试验，WT光合速率变化如图所示，请在图中绘制出AP3的预期结果。 19. 松材线虫是一种极具破坏性的病害，主要从松褐天牛等媒介昆虫在松树体内造成的伤口侵入，并在树脂道内迅速繁殖。该病害的入侵导致松树的蒸腾作用显著减弱，各种生理活动产生的热量无法及时散失，使针叶逐渐变色，最终引发树木的枯萎与死亡。松材线虫病以其发病周期短、传播速度快、危害程度深等特点而著称，对马尾松林资源构成了严重的威胁。 （1）生态系统组成成分中松材线虫属于_____________，一般用样方法调查松材线虫的种群密度，其原因是松材线虫具有_____________的特点。 （2）热红外遥感技术通过探测地表物体发出的热红外辐射能量，将其转换为温度图像，从而揭示植被的温度分布情况。热红外遥感技术能对马尾松松材线虫病进行监测，其原因是__________________________，从生态系统的信息种类分析，温度属于_____________信息。 （3）蓝光对松材线虫具有一定的防治效应，实验小组为了探究其机制，在不同强度的蓝光光源下测定了松材线虫的性成熟个体的比例以及雌雄性别比例，结果如图所示： 据图分析，强烈的蓝光可通过影响松材线虫种群的_____________（填种群的数量特征）直接使其种群数量下降，试结合图示阐述其影响机制：_____________。 （4）研究发现，林间非寄主植物对松褐天牛产卵有驱避作用(通过释放化学物质来阻碍害虫接近)，请据此提出两条保护马尾松林的措施：_____________。 20. 研究人员利用基因工程技术获得了F基因敲除的突变型纯合体小鼠，简称f小鼠，突变基因用f表示。f小鼠皮毛比野生型小鼠长50%，表现出毛绒绒的样子，其它表型正常。（注：野生型基因用++表示；f杂合子基因型用+f表示） 回答下列问题： （1）据图a可知，F基因敲除属于_____________（填变异类型），导致_____________，使得合成的蛋白质因为缺失了氨基酸序列而丧失活性。 （2）从野生型、f杂合子和f小鼠组织中分别提取DNA，用限制酶HindⅢ酶切，进行琼脂糖电泳，用DNA探针检测。探针的结合位置如图a，检测结果如图b，则f小鼠对应的DNA片段位于第_____________泳道。 （3）g小鼠是长毛隐性突变体（gg），表型与f小鼠相同。f基因和g基因位于同一条常染色体上。f杂合子小鼠与g小鼠杂交，若杂交结果是_____________，则g和f是非等位基因；若杂交结果是_____________，则g和f是等位基因。（注：不考虑交叉互换；g杂合子基因型用+g表示） （4）为进一步鉴定g基因，分别提取野生型（++）、g杂合子（+g）和g小鼠（gg）的mRNA，反转录为cDNA后用（2）小题同样的DNA探针和方法检测，结果g小鼠泳道没有条带，根据图c所示，原因可能是__________________________。能用该方法检测并出现该结果的前提是__________________________。 21. 大肠杆菌是一种常见的工程菌。然而实验结束后工程菌的安全处理仍存在挑战。传统上常利用抗生素杀死实验动物体内的大肠杆菌，但在实验过程中大肠杆菌可能变异并随着宿主粪便排出而逃逸，造成环境污染。研究人员利用CRISPR/Cas9系统设计出通过响应化合物aTc来清除工程菌的单调控防护系统，如图所示。回答下列问题: （1）构建携带Cas9基因和gRNA基因的表达载体时需要用到的工具酶有____________________。Cas9和gRNA形成的复合物中对杀伤大肠杆菌DNA起识别的物质是____________________。可通过向该防护系统中导入____________________，从而实现破坏大肠杆菌DNA的多个部位，确保杀死大肠杆菌。 （2）启动子有三种类型，组成型启动子可持续发挥作用，诱导型启动子需要特殊因素诱导才能发挥作用，组织特异性启动子调控基因在特定组织或器官中表达。据图分析，P1是____________________启动子。当实验动物饮用含aTc的水后，aTc通过____________________，从而破坏DNA，杀死大肠杆菌。 （3）研究人员在tetR基因上游加入受温度调节的反馈机制，改造后的双调控系统如左图所示。然后在不同条件下分别对转化不同系统的大肠杆菌进行测试，部分测试结果如右图所示。 ①请预测实验结果并补充在右中____________________。 ②综合上述研究，相比于单调控系统，改造后的双调控系统可实现____________________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023级高三第一学期阶段考试 生物试卷 一、选择题：本题共16小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。第1—12题每小题2分，第13—16题每小题4分，共40分。 1. 海洋牧场项目“伏羲一号”可利用海风发电，也可实现智能养鱼。此外，该项目还通过培育珊瑚苗圃与种植大型海藻来改善生态环境。下列叙述错误的是（　　） A. 利用风能等清洁能源能降低生态足迹 B. 珊瑚苗圃可提高该区域的抵抗力稳定性 C. 大型海藻可为其他海洋生物提供栖息地 D. 智能养鱼带来的经济效益属于间接价值 【答案】D 【解析】 【详解】A、风能属于清洁能源，使用清洁能源可减少对不可再生资源的消耗，从而降低生态足迹，A正确； B、珊瑚苗圃能增加生物多样性，生态系统的营养结构更复杂，自我调节能力增强，抵抗力稳定性提高，B正确； C、大型海藻形成的复杂结构可为其他海洋生物提供栖息和繁殖场所，C正确； D、智能养鱼直接产出鱼类产品，带来的经济效益属于生物多样性的直接价值，D错误。 故选D。 2. 朥饼是潮汕地区中秋佳节不可或缺的美食。“朥”字在潮汕话表示“猪油”，是制作朥饼过程中不可或缺的原料。下列叙述错误的是（　　） A. 猪油是由脂肪酸和甘油形成的酯 B. 猪油是猪所利用的主要能源物质 C. 猪肉中的猪油可用苏丹Ⅲ染液检测 D. 猪油含有饱和脂肪酸，室温时呈固态 【答案】B 【解析】 【详解】A、猪油属于脂肪，由一分子甘油和三分子脂肪酸通过酯化反应形成，A正确； B、糖类是主要能源物质，脂肪是良好的储能物质。猪油的主要成分是脂肪，B错误； C、苏丹Ⅲ染液可与脂肪结合呈现橘黄色，猪油属于脂肪，可用此方法检测，C正确； D、动物脂肪（如猪油）含较多饱和脂肪酸，熔点较高，室温下呈固态，D正确。 故选B。 3. 婴儿的肠道上皮细胞可以吸收母乳中的抗体，此过程（　　） A. 需要载体蛋白发生构象改变 B. 需要与适配的通道蛋白结合 C. 需要受体蛋白发挥识别作用 D. 顺浓度梯度进行不消耗能量 【答案】C 【解析】 【详解】抗体的化学本质是蛋白质，婴儿的肠道上皮细胞吸收抗体的方式为胞吞，需要消耗ATP，需要受体蛋白的识别，不需要载体蛋白的协助，C符合题意。 故选C。 4. 高尔基体膜上存在RS受体，能够与含有RS序列的蛋白质识别并结合，高尔基体通过囊泡运输将错误转运来的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列叙述正确的是（　　） A. 高尔基体膜和内质网膜构成生物膜系统 B. 生长激素和唾液淀粉酶属于这类蛋白质 C. 内质网的pH比高尔基体RS受体所在区域的pH低 D. RS受体异常可能会使高尔基体内该类蛋白含量增加 【答案】D 【解析】 【详解】A、生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜等，仅高尔基体膜与内质网膜无法单独构成生物膜系统，A错误； B、生长激素和唾液淀粉酶是分泌蛋白，需通过高尔基体分泌到细胞外，而题干中的蛋白是错误转运至高尔基体需运回内质网的驻留蛋白，B错误； C、RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱，若高尔基体的pH高于内质网，则在高尔基体中结合能力弱，不利于捕获蛋白。但实际运输需要在高尔基体中结合蛋白，故高尔基体的pH应低于内质网，C错误； D、若RS受体异常，无法识别并结合错误转运的蛋白，则这些蛋白无法被包裹进返回内质网的囊泡，导致其在高尔基体内积累，D正确。 故选D。 5. 生物科学是一门实验科学。下列对生物科学史上相关实验的叙述正确的是（　　） A. 孟德尔通过豌豆杂交实验得出遗传规律没有用到归纳法 B. 艾弗里利用“减法原理”设计实验证明DNA是遗传物质 C. 梅塞尔森等检测含15N的放射性条带位置证明DNA半保留复制 D. 希尔利用不含CO2的悬浮液证明产生的O2中的O全部来自H2O 【答案】B 【解析】 【详解】A、孟德尔通过豌豆杂交实验总结遗传规律时，运用了假说-演绎法，但归纳法也被用于从多对性状的统计结果中提炼规律，A错误； B、艾弗里通过分别去除S型细菌提取物中的不同成分（如DNA、蛋白质等），观察转化效果，这种“减法原理”确实验证了DNA是遗传物质，B正确； C、梅塞尔森和斯塔尔利用同位素¹⁵N标记DNA，通过密度梯度离心法观察DNA分布，但¹⁵N是稳定性同位素，无放射性，检测的是密度差异而非放射性，C错误； D、希尔实验在离体叶绿体悬浮液中未提供CO₂，证明光反应中O₂的产生与水的分解有关，但未直接追踪氧的来源（需鲁宾和卡门的同位素标记实验证明），D错误。 故选B。 6. 某植物出现两种黄叶突变体，获取突变体植株叶片光合色素提取液，用分光光度法（一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比）可测定突变体各种光合色素含量。下列叙述错误的是（　　） A. 两种突变体的出现增加了生物多样性 B. 使用丙酮提取光合色素时应注意通风 C. 提取色素时应使用单层尼龙布进行过滤 D. 测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段 【答案】D 【解析】 【详解】A、两种突变体的出现属于遗传变异，增加了遗传多样性，属于生物多样性的一部分，A正确； B、丙酮为挥发性有机溶剂，使用时需通风避免吸入，符合实验安全要求，B正确； C、提取色素时需用单层尼龙布过滤研磨液以去除残渣，符合实验操作规范，C正确； D、叶绿素吸收红光和蓝紫光，但蓝紫光波段下类胡萝卜素也会吸收，导致吸光度包含两者总和，无法单独测定叶绿素含量，应选择红光波段，D错误。 故选D。 7. 科研工作者发现，在一定范围内，随着青蒿琥酯（Art）浓度升高，某种癌细胞中凋亡蛋白Q含量增多，癌细胞存活率降低。下列叙述不合理的是（ ） A. 癌细胞中启动细胞编程性死亡的信号通路出现障碍 B. 与正常组织细胞相比，癌细胞的形态会发生显著变化 C. 编码凋亡蛋白Q的基因可能属于一种原癌基因· D. Art可能促进了该种癌细胞中凋亡蛋白Q基因的表达 【答案】C 【解析】 【分析】癌细胞与正常细胞相比，具有以下特征：能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移，等等。 【详解】A、癌细胞异常增殖，启动细胞凋亡的信号通路出现障碍，细胞不能凋亡，恶行增殖，A正确； B、与正常组织细胞相比，癌细胞表面糖蛋白减少，癌细胞的形态结构会发生显著变化，易扩散转移 ，B正确； C、根据题意，凋亡蛋白Q增多，癌细胞存活率降低，则推测凋亡蛋白Q可能是一种抑癌基因，C错误； D、根据题意，可知Art可能促进了该种癌细胞中凋亡蛋白Q基因的表达，使凋亡蛋白Q含量增多，D正确。 故选C。 8. 植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，玉米根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A. 丙酮酸生成酒精和CO2时产生的ATP比生成乳酸时的多 B. a-b时间内玉米根细胞消耗O2和产生CO2的速率相等 C. b时间之后，玉米根细胞内产生ATP的场所主要是线粒体 D. 玉米根细胞呼吸代谢途径的改变有利于缓解细胞酸中毒 【答案】D 【解析】 【详解】A、无论是产生酒精还是产生乳酸的无氧呼吸，都只在第一阶段释放少量能量，第二阶段无能量释放，即丙酮酸生成乳酸或酒精和CO2时没有能量释放，A错误； B、a阶段无二氧化碳产生，b阶段二氧化碳释放较多，a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程，是植物通过呼吸途径改变来适应缺氧环境的体现，即a-b时间内玉米根细胞没有消耗O2，进行的是无氧呼吸，B错误； C、图示为无氧条件下，玉米根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势，即该过程中玉米根细胞进行的是无氧呼吸，因而此时细胞内产生ATP的场所只有细胞质基质，C错误； D、a阶段无二氧化碳产生，说明进行的是产生乳酸的无氧呼吸，a点之后二氧化碳释放增多，说明此时的无氧呼吸过程逐渐转变为产生酒精和二氧化碳的无氧呼吸，玉米根细胞呼吸代谢途径的改变有利于缓解细胞酸中毒，减少了乳酸的产生，D正确。 故选D。 9. 细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列KFERQ的目标蛋白形成复合体，该复合体与溶酶体膜上的受体L结合后，目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶，调控细胞内α-酮戊二酸的含量，从而促进胚胎干细胞分化。下列说法正确的是（　　） A. 目标蛋白的降解与溶酶体内合成的多种水解酶有关 B. 抑制L基因表达可升高细胞内α-酮戊二酸的含量 C. α-酮戊二酸含量升高有利于胚胎干细胞的分化 D. 胚胎干细胞分化过程中核酸的种类不发生变化 【答案】B 【解析】 【详解】A、溶酶体内的水解酶由核糖体合成，经内质网和高尔基体加工后转运至溶酶体，而非溶酶体自身合成，A错误； B、抑制L基因表达会导致受体L减少，目标蛋白（α-酮戊二酸合成酶）无法进入溶酶体降解，其含量增加，进而使α-酮戊二酸合成增多，细胞内α-酮戊二酸含量升高，B正确； C、题意显示，降解α-酮戊二酸合成酶会减少α-酮戊二酸含量，从而促进分化，因此α-酮戊二酸含量升高会抑制分化，C错误； D、细胞分化是基因选择性表达的结果，RNA种类会发生变化，而DNA种类不变，因此胚胎干细胞分化过程中核酸的种类发生变化，D错误。 故选B。 10. 健康人注射促甲状腺激素释放激素(TRH)15-30分钟后，血液中促甲状腺激素(TSH)达到高峰；TRH注射剂量在15-500微克范围时，TSH峰值成比例增加，但超过500微克后，并无进一步增大。每日重复注射TRH，可使上述反应减弱。下列叙述正确的是（　　） A. 注射的TRH经体液运输到达下丘脑，使其释放TSH B. TRH注射量超过500微克后TSH不再继续增多，说明TSH分泌还受神经控制 C. 每日重复注射TRH，反应减弱的原因可能是血液中甲状腺激素浓度升高产生的反馈作用 D. 可对垂体病变的甲状腺机能减退患者注射15-500微克范围的TRH进行治疗 【答案】C 【解析】 【详解】A、TRH由下丘脑分泌，注射的TRH通过体液运输作用于垂体，促使垂体合成并分泌TSH，A错误； B、TRH剂量超过500微克后TSH不再增加，可能是垂体细胞表面TRH受体数量有限（达到饱和），而非神经控制的结果，B错误； C、重复注射TRH导致TSH持续分泌，甲状腺激素（TH）水平升高，TH通过负反馈抑制垂体对TRH的敏感性，导致TSH分泌减少，C正确； D、垂体病变患者无法正常分泌TSH，即使注射TRH也无法刺激TSH释放，因此需直接补充TSH或甲状腺激素，D错误。 故选C。 11. 人羊膜上皮细胞（hAECs）来源于胎盘羊膜，具有干细胞特性（多向分化潜能、低免疫原性）。研究发现在脑中风1至3天后注射hAECs能改善脑功能状况，有利于患者脑部的恢复。相关叙述错误的是（　　） A. 中风患者脑缺血导致大脑神经元死亡的过程属于细胞坏死 B. 从分娩后的胎盘中提取hAECs用于治疗，可减少道德伦理上的争议 C. 体外传代培养hAECs时，若使用胃蛋白酶需将溶液调为酸性 D. hAECs用于中风治疗是利用其分化程度低，分化能力强的特性 【答案】C 【解析】 【详解】A、脑缺血导致神经元因缺氧、能量供应中断而被动死亡，属于细胞坏死，A正确； B、从分娩后的胎盘中提取hAECs用于治疗，可减少道德伦理上的争议，因为该过程不破坏胚胎，因而没有伦理争议，B正确； C、胃蛋白酶需在强酸性（pH≈1.5）环境中起效，但动物细胞培养液需维持中性pH（7.2-7.4），酸性环境会导致细胞死亡，因此实际培养中不会使用胃蛋白酶，而是使用胰蛋白酶或者胶原蛋白酶，C错误； D、hAECs具有干细胞特性，分化程度低且多向分化能力强，可用于修复受损脑组织，D正确。 故选C。 12. 基于不同植物的生活型特征和功能特点，将草本植物群落划分为3个功能群：禾草、豆科和杂草。由于过度放牧导致适口性较好的禾草被大量采食，杂草成为甘南干旱的高寒草甸新的优势种。如图为甘南高寒草甸过度放牧引起的退化对植物功能群的影响，下列叙述正确的是（　　） A. 高寒草甸退化导致各功能群植物物种丰富度明显下降 B. 高寒草甸中无论退化程度的高低，杂草都是优势种 C. 部分类型的杂草更适应高寒草甸退化后的干旱环境 D. 人类活动影响物种丰富度和群落演替，不影响种群密度 【答案】C 【解析】 【详解】A、据图可知高寒草甸退化导致杂草功能群和总物种丰富度下降，禾草功能群和豆科功能群物种丰富度几乎不变，A错误； B、由题干可知，是过度放牧才使杂草功能群成为新的优势种，说明在过度放牧前优势种不是杂草功能群，不是无论退化程度高低杂草功能群都是优势种，B错误； C、因为高寒草甸退化会出现干旱等情况，而杂草功能群成为新优势种，所以可以推断杂草功能群有更适应高寒草甸退化后干旱环境的结构特点，C正确； D、人类过度放牧影响了物种丰富度和群落演替，同时过度放牧使禾草功能群被大量采食，必然会影响禾草功能群的种群密度，D错误。 故选C。 13. 为了分析某21三体综合征患儿的病因，对该患儿及其父母的21号染色体上的A基因（A1~A4）进行PCR扩增，经凝胶电泳后，结果如图所示。关于该患儿致病的原因叙述错误的是（　　） A. 考虑同源染色体交叉互换，可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常 B. 考虑同源染色体交叉互换，可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常 C. 不考虑同源染色体交叉互换，可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常 D. 不考虑同源染色体交叉互换，可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常 【答案】D 【解析】 【分析】 减数分裂过程：1、细胞分裂前的间期：细胞进行DNA复制；2、减一前期：同源染色体联会，形成四分体，形成染色体、纺锤体，核仁核膜消失，同源染色体非姐妹染色单体可能会发生交叉互换；3、减一中期：同源染色体着丝点（粒）对称排列在赤道板两侧；4、减一后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合，移向细胞两极；5、减一末期：细胞一分为二，形成次级精母细胞或形成次级卵母细胞和第一极体；6、减二前期：次级精母细胞中染色体再次聚集，再次形成纺锤体；7、减二中期：染色体着丝点排在赤道板上；8、减二后期：染色体着丝点（粒）分离，染色体移向两极；9、减二末期：细胞一分为二，次级精母细胞形成精细胞，次级卵母细胞形成卵细胞和第二极体。 【详解】A、如果发生交叉互换，卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常，A2、A3所在的染色体可进入同一个卵细胞，A正确； B、考虑同源染色体交叉互换，卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常，A2、A3所在的染色体可进入同一个卵细胞，B正确； C、不考虑同源染色体交叉互换，可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常，C正确。 D、不考虑同源染色体交叉互换，患儿含有三个不同的等位基因，不可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常，D错误。 故选D。 14. 研究表明，低温环境下烟草细胞常表现为轻度的质壁分离状态，植株生长受抑制，同时开花时间提前，导致光合产物更多地向花器官分配，使烟叶的产量与品质显著降低。为研究植物激素脱落酸(ABA)在烟草抵御低温胁迫及调控开花过程中的作用，科研人员设计了相应实验，结果如下，下列分析正确的是（　　） 组别 开花情况 叶片细胞可溶性糖含量（mg/g) CK+H2O 50％烟株现蕾 7.6 CK+ABA 无现蕾 9 LT+H2O 全部现蕾，半数开花 9.5 LT+ABA 花蕾较少，极少开花 12.8 注:CK为对照组，LT为12℃低温环境 A. 实验应选取的烟草类型为植物组织培养获得的抗低温品种 B. ABA作为植物激素，可直接参与靶细胞的细胞代谢 C. ABA缺失更有利于低温胁迫下烟叶产量和品质的提升 D. 外源施加ABA可减缓烟草开花并提高细胞渗透压抵御低温胁迫 【答案】D 【解析】 【详解】A、实验要研究 ABA 在普通烟草抵御低温及调控开花中的作用，若选抗低温品种，会干扰实验结果，应选普通烟草，A错误； B、ABA作为激素，通过信号传递调节代谢，不直接参与细胞代谢，B错误； C、由实验可知，添加 ABA 时（LT + ABA 组），烟草开花少，可溶性糖含量高（利于抵御低温），说明 ABA 存在更有利，而不是ABA缺失更有利于低温胁迫下烟叶产量和品质的提升，C错误； D、对比 LT + H₂O 和 LT + ABA 组，添加 ABA 后，花蕾少、开花少，可溶性糖含量高（能提高细胞渗透压，增强对低温的抵御），故外源添加 ABA 可延缓开花并抵御低温胁迫，D正确。 故选D。 15. 某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“+”表示有，“-”表示无)。 实验组 ① ② ③ ④ ⑤ 底物 + + + + + RNA组分 + + - + - 蛋白质组分 - - + - + 低浓度Mg2+ + + + - - 高浓度Mg2+ - - - + + 产物 + - - + - 根据实验结果可以得出的结论是（　　） A. 酶P在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性 B. Mg2+能够抑制酶P蛋白质组分的催化活性 C. RNA组分与酶P催化反应所需的条件不同 D. 蛋白质组分需要与RNA结合才具有催化活性 【答案】C 【解析】 【详解】A、实验组①（低浓度Mg²⁺）和④（高浓度Mg²⁺）均显示产物生成，说明RNA组分在两种Mg²⁺浓度下均能催化反应，酶P并非仅在高浓度Mg²⁺下才有活性，A错误； B、实验组③和⑤中蛋白质组分单独存在时均无产物，表明蛋白质组分本身无催化活性，而非Mg²⁺抑制其活性，B错误； C、RNA组分在低浓度或高浓度Mg²⁺下均可催化反应（实验组①和④），而酶P作为整体可能需要RNA与蛋白质共同作用，说明RNA的催化条件与酶P不同，C正确； D、实验组④中RNA单独存在时仍能催化反应，而蛋白质单独存在时无法催化（实验组③和⑤），说明蛋白质无需与RNA结合即可发挥作用的说法不成立，D错误。 故选C。 16. EdU和BrdU都是胸腺嘧啶类似物，能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中。将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中，各孔同时加入EdU，随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU，收集该组孔内全部细胞，检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分比，结果见图。下列叙述错误的是（　　） A. EdU和BrdU均能与腺嘌呤互补配对 B. OP不能表示DNA复制所需要的时长 C. QR段表示完成DNA复制所需时长 D. OR段等于一个完整细胞周期时长 【答案】B 【解析】 【详解】A、分析题意可知，EdU和BrdU都是胸腺嘧啶类似物，根据碱基互补配对的原则可知，掺入DNA的EdU和BrdU均能与腺嘌呤互补配对，并可以被分别检测，A正确； B、O点所有细胞应均处于DNA复制时期（S期），随后慢慢陆续出S期，EdU和BrdU只有在S期才能与腺嘌呤互补配对，故后续加入BrdU，双标记细胞比例逐渐下降，直至P点，全部出S期，故DNA复制所需要的时长为OP段，B错误； C、Q点细胞再次进入DNA复制时期（S期），加入BrdU使双标记比例开始增大，随复制完成达到峰值，S期结束，即R点，故DNA复制所需时长也可为QR段，C正确； D、理论上O时进度最快的标记细胞刚好离开DNA复制时期（S期），R时该细胞第二次刚好离开DNA复制时期（S期），故OR段约等于一个完整细胞周期时长，D正确。 故选B。 二、非选择题：共5道大题，共60分。 17. 癌细胞骨转移的发生率较高，骨细胞能够影响癌细胞转移后的生长与增殖。科研人员研究了线粒体在其中的作用。 （1）癌细胞间的黏着性低，容易在体内分散和转移，是由于细胞膜上的________等物质减少。研究者将肺癌细胞注射到两组小鼠的胫骨中，发现骨细胞消亡组小鼠的肿瘤体积较未消亡组_______，说明骨细胞可抑制转移性癌细胞的生长。 （2）研究者构建了线粒体稳定表达绿色荧光的骨细胞系和被红色荧光标记的肺癌细胞系。将两个细胞系共培养一段时间，通过显微镜观察结果如图。 该实验结果说明______________。 （3）Rhot1是介导线粒体转移的重要因子，向野生型小鼠和Rhot1基因敲除小鼠胫骨中分别注射肺癌细胞后，发现基因敲除小鼠肺癌细胞的耗氧速率高于野生型。该结果______________（填“支持”或“不支持”）转移的线粒体为肺癌细胞提供了更多的能量，理由是：_____________________。 （4）位于细胞质基质中的cGAS蛋白是一种免疫传感器，能够响应异常增多的DNA。 ①科研人员进行如图实验，验证了转移的线粒体通过cGAS蛋白增强免疫反应，最终抑制了肿瘤生长。图中组3处理应为______________。 ②上述实验丰富了我们对线粒体功能的认识，除了可为细胞提供能量外，线粒体还具有通过转移实现______________的功能。 【答案】（1） ①. 糖蛋白 ②. 大 （2）骨细胞的线粒体可通过纳米管转移到肺癌细胞中 （3） ①. 不支持 ②. 理由：野生型小鼠的肺癌细胞中转移的线粒体多于Rhot1基因敲除小鼠，但耗氧速率更低(说明转移的线粒体并未通过有氧呼吸为癌细胞提供更多的能量) （4） ①. 转入骨细胞线粒体且敲除cGAS基因的肺癌细胞 ②. 在细胞间传递信息 【解析】 【分析】癌细胞与正常细胞相比，具有以下特征：能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细胞膜上糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。 【小问1详解】 癌细胞间黏着性低是因为细胞膜上的糖蛋白等物质减少。将肺癌细胞注射到两组小鼠胫骨中，发现骨细胞消亡组小鼠的肿瘤体积较未消亡组大，这说明骨细胞可抑制转移性癌细胞的生长。 【小问2详解】 根据图示结果可知，肺癌细胞中含有被绿色荧光标记的线粒体，说明骨细胞中的线粒体能够通过纳米管而转移到肺癌细胞中。 【小问3详解】 Rhot1是介导线粒体转移的重要因子，向野生型小鼠和Rhot1基因敲除小鼠胫骨中分别注射肺癌细胞后，发现基因敲除小鼠肺癌细胞的耗氧速率高于野生型。该结果不支持转移的线粒体为肺癌细胞提供了更多的能量。理由：野生型小鼠的肺癌细胞中转移的线粒体多于Rhot1基因敲除小鼠，但耗氧速率更低，说明转移的线粒体并未通过有氧呼吸为癌细胞提供更多的能量。 【小问4详解】 ①为了验证转移的线粒体通过cGAS蛋白增强免疫反应最终抑制肿瘤生长，实验的自变量为肺癌细胞中是否有骨细胞的线粒体以及cGAS蛋白的有无，故结合图2可知，图中组3处应为“转入骨细胞线粒体且敲除cGAS基因的肺癌细胞”。 ②上述实验丰富了我们对线粒体功能的认识，除了可为细胞提供能量外，线粒体还通过转移实现在细胞间传递信息（免疫相关信号等）的功能，即通过相关研究拓展了视野。 18. Rubisco酶既可以催化C₅的羧化，也可以催化C₅的氧化。如果C₅被氧化，则会形成乙醇酸，乙醇酸能抑制暗反应多种酶的活性。为减少该类毒性代谢产物及碳素损失，植物进化出了光呼吸途径，相关路径如图所示。 回答下列问题： （1）据图可知，C₅的羧化是指暗反应中_____过程。 （2）据图分析，光呼吸会消耗_____，从而影响暗反应导致植物光合速率下降。 （3）优化光呼吸代谢被认为是提高光合速率的关键突破口，目前科学家常用的优化方案有： ①加速光呼吸代谢：GDC是促进光呼吸中间产物代谢的关键酶，科学家利用基因工程构建了GDC基因过表达的拟南芥植株，发现相较于野生型，其光合速率明显上升，可能是因为图中_____积累量下降从而提高了暗反应速率。 ②构建新的光呼吸通路：将苹果酸合成酶基因和乙醇酸脱氢酶基因导入烟草的叶绿体中，从而设计出一条新的光呼吸通路AP3。与原光呼吸通路相比，AP3通路促进光合作用的优势是_____，构建AP3通路同时，科学家还下调了转运蛋白PLGGI基因的表达量，目的是_____。将同时具备以上改变的转基因烟草（AP3）与野生型（WT）进行田间试验，WT光合速率变化如图所示，请在图中绘制出AP3的预期结果。 【答案】（1）CO2与 C5结合生成 C3 （2）ATP 和NADPH、C5 （3） ①. 乙醇酸 ②. 不消耗ATP，使叶绿体内CO2浓度升高 ③. 减少乙醇酸的输出，使更多乙醇酸参与AP3通路 ④. 【解析】 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。 【小问1详解】 暗反应过程包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原过程，据图可知，C₅的羧化是指暗反应中CO2与 C5结合生成 C3。 【小问2详解】 图中→表示光呼吸通路，据此可知，光呼吸会消耗ATP 和NADPH、C5，其中ATP 和NADPH会参与暗反应过程中C3的还原，故光呼吸会影响暗反应导致植物光合速率下降。 【小问3详解】 ①GDC是促进光呼吸中间产物代谢的关键酶，科学家利用基因工程构建了GDC基因过表达的拟南芥植株，发现相较于野生型，其光合速率明显上升，可能是因为图中乙醇酸积累量下降从而提高了暗反应速率。 ②AP3通路是将苹果酸合成酶基因和乙醇酸脱氢酶基因导入烟草的叶绿体中，与原光呼吸通路相比，AP3通路促进光合作用的优势是不消耗ATP，使叶绿体内CO2浓度升高；科学家还下调了转运蛋白PLGGI基因的表达量，目的是减少乙醇酸的输出，使更乙醇酸参与AP3通路；相同胞间 CO2浓度下AP3 的光合速率高于WT，曲线整体位于 WT 上方且趋势相似，故可绘制曲线如下： 19. 松材线虫是一种极具破坏性的病害，主要从松褐天牛等媒介昆虫在松树体内造成的伤口侵入，并在树脂道内迅速繁殖。该病害的入侵导致松树的蒸腾作用显著减弱，各种生理活动产生的热量无法及时散失，使针叶逐渐变色，最终引发树木的枯萎与死亡。松材线虫病以其发病周期短、传播速度快、危害程度深等特点而著称，对马尾松林资源构成了严重的威胁。 （1）生态系统组成成分中松材线虫属于_____________，一般用样方法调查松材线虫的种群密度，其原因是松材线虫具有_____________的特点。 （2）热红外遥感技术通过探测地表物体发出的热红外辐射能量，将其转换为温度图像，从而揭示植被的温度分布情况。热红外遥感技术能对马尾松松材线虫病进行监测，其原因是__________________________，从生态系统的信息种类分析，温度属于_____________信息。 （3）蓝光对松材线虫具有一定的防治效应，实验小组为了探究其机制，在不同强度的蓝光光源下测定了松材线虫的性成熟个体的比例以及雌雄性别比例，结果如图所示： 据图分析，强烈的蓝光可通过影响松材线虫种群的_____________（填种群的数量特征）直接使其种群数量下降，试结合图示阐述其影响机制：_____________。 （4）研究发现，林间非寄主植物对松褐天牛产卵有驱避作用(通过释放化学物质来阻碍害虫接近)，请据此提出两条保护马尾松林的措施：_____________。 【答案】（1） ①. 消费者 ②. 活动能力弱，活动范围小 （2） ①. 感染松材线虫病的松树蒸腾作用显著减弱（各种生理活动产生的热量无法及时散失），导致叶面温度高于健康植株 ②. 物理 （3） ①. 出生率 ②. 强烈蓝光使松材线虫的性成熟个体比例降低，雌雄性别比例失衡（雄性减少），导致出生率下降 （4）措施一：选择松褐天牛产卵有驱避作用的非寄主植物种植于林间；措施二：从非寄主植物中提取驱避松褐天牛的化学物质并喷施 【解析】 【分析】种间关系：①捕食：一种生物以另外一种为食的现象；②寄生：一种生物从另一种生物的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象；③种间竞争：两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象；④原始合作：两种生物共同生活在一起时，双方都彼此受益，但分开后，各自也能独立生活；⑤互利共生：两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利。 【小问1详解】 松材线虫从松树获取营养，以现成的有机物作为食物来源，因此属于消费者，松材线虫是一种动物，具有活动能力弱，活动范围小的特点，适合用样方法调查其种群密度。 【小问2详解】 根据题意可知，热红外遥感通过温度差异监测病害，这是因为感染松材线虫病的松树蒸腾作用显著减弱，不能及时散热，导致叶面温度高于健康植株而被监测。从生态系统的信息种类分析，温度属于物理信息。 【小问3详解】 根据图示结果可知，强烈蓝光使松材线虫的性成熟个体比例降低，雌雄性别比例失衡（雄性减少），导致出生率下降。即强烈的蓝光可通过影响松材线虫种群的性比进而影响了出生率直接使其种群数量下降的。 【小问4详解】 由于林间非寄主植物对松褐天牛产卵有驱避作用，因此可筛选对松褐天牛产卵有驱避作用的非寄主植物，种植于林间以减少其产卵量；也可以从非寄主植物中提取驱避松褐天牛的化学物质，用于松褐天牛的防治。这些防治措施有利于保护环境，与化学防治相比可以避免污染环境。 20. 研究人员利用基因工程技术获得了F基因敲除的突变型纯合体小鼠，简称f小鼠，突变基因用f表示。f小鼠皮毛比野生型小鼠长50%，表现出毛绒绒的样子，其它表型正常。（注：野生型基因用++表示；f杂合子基因型用+f表示） 回答下列问题： （1）据图a可知，F基因敲除属于_____________（填变异类型），导致_____________，使得合成的蛋白质因为缺失了氨基酸序列而丧失活性。 （2）从野生型、f杂合子和f小鼠组织中分别提取DNA，用限制酶HindⅢ酶切，进行琼脂糖电泳，用DNA探针检测。探针的结合位置如图a，检测结果如图b，则f小鼠对应的DNA片段位于第_____________泳道。 （3）g小鼠是长毛隐性突变体（gg），表型与f小鼠相同。f基因和g基因位于同一条常染色体上。f杂合子小鼠与g小鼠杂交，若杂交结果是_____________，则g和f是非等位基因；若杂交结果是_____________，则g和f是等位基因。（注：不考虑交叉互换；g杂合子基因型用+g表示） （4）为进一步鉴定g基因，分别提取野生型（++）、g杂合子（+g）和g小鼠（gg）的mRNA，反转录为cDNA后用（2）小题同样的DNA探针和方法检测，结果g小鼠泳道没有条带，根据图c所示，原因可能是__________________________。能用该方法检测并出现该结果的前提是__________________________。 【答案】（1） ①. 基因突变 ②. 转录形成的mRNA提前出现终止密码子 （2）3 （3） ①. 子代全为野生型 ②. 野生型︰突变型＝1︰1 （4） ①. 基因丢失了启动子，导致无法转录出mRNA，反转录后不能检测出cDNA ②. 已确定g和f为等位基因 【解析】 【分析】DNA分子发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。 【小问1详解】 由图a可知，在F基因的编码区插入了一个DNA片段P，引起F基因产生编码序列错位，从而导致mRNA提前出现终止密码子，使得合成的蛋白质中氨基酸序列变短，蛋白质结构发生改变，结构决定功能，导致合成的蛋白质丧失活性。在F基因的编码区插入了一个DNA片段P，使F基因的碱基序列发生了改变，属于基因突变。 【小问2详解】 从图a中看出，野生型基因F和f基因都含有2个限制酶HindⅢ的识别序列，但f基因中含有P片段，因此限制酶HindⅢ切割野生型基因F和f基因后，野生型基因F切出来能与探针结合的片段较短，f基因切出来能与探针结合的片段较长，DNA分子越长，分子质量越大，在电泳时迁移速度越慢，因此推测第1泳道中只有野生型基因，第2泳道中既有野生型基因，又有f基因，第3泳道中只有f基因，因此f小鼠对应的DNA片段位于第3泳道。 【小问3详解】 据题意可知，野生型基因用++表示，g小鼠是长毛隐性突变体，基因型用gg表示，f杂合子小鼠基因型用+f表示，f基因和g基因位于同一条常染色体上，如果g和f是非等位基因，f杂合子小鼠（+f/++）与g小鼠（++/gg）杂交，后代为++/+g和+f/+g，全是野生型；如果g和f是等位基因，f杂合子小鼠（+f）与g小鼠（gg）杂交，后代为+g：fg=1：1，即野生型与突变型比例为1：1。 【小问4详解】 据图c分析可知，野生型基因突变成f基因以后，启动子随着一部分DNA片段丢失，无法转录出 mRNA，也无法逆转录形成cDNA，导致最终DNA探针检测无结果，因此g小鼠泳道没有条带。能用该方法检测并出现该结果的前提是已确定g和f为等位基因，这样就能保证检测g小鼠时只能检测到一种基因。 21. 大肠杆菌是一种常见的工程菌。然而实验结束后工程菌的安全处理仍存在挑战。传统上常利用抗生素杀死实验动物体内的大肠杆菌，但在实验过程中大肠杆菌可能变异并随着宿主粪便排出而逃逸，造成环境污染。研究人员利用CRISPR/Cas9系统设计出通过响应化合物aTc来清除工程菌的单调控防护系统，如图所示。回答下列问题: （1）构建携带Cas9基因和gRNA基因的表达载体时需要用到的工具酶有____________________。Cas9和gRNA形成的复合物中对杀伤大肠杆菌DNA起识别的物质是____________________。可通过向该防护系统中导入____________________，从而实现破坏大肠杆菌DNA的多个部位，确保杀死大肠杆菌。 （2）启动子有三种类型，组成型启动子可持续发挥作用，诱导型启动子需要特殊因素诱导才能发挥作用，组织特异性启动子调控基因在特定组织或器官中表达。据图分析，P1是____________________启动子。当实验动物饮用含aTc的水后，aTc通过____________________，从而破坏DNA，杀死大肠杆菌。 （3）研究人员在tetR基因上游加入受温度调节的反馈机制，改造后的双调控系统如左图所示。然后在不同条件下分别对转化不同系统的大肠杆菌进行测试，部分测试结果如右图所示。 ①请预测实验结果并补充在右中____________________。 ②综合上述研究，相比于单调控系统，改造后的双调控系统可实现____________________。 【答案】（1） ①. 限制酶、DNA连接酶 ②. gRNA ③. 多种gRNA基因 （2） ①. 组成型 ②. 解除 tetR 蛋白对P2启动子的抑制作用，诱导其表达 Cas9和gRNA （3） ①. ②. 当aTc诱导途径未能杀死动物体内的大肠杆菌时，随粪便逃逸的大肠杆菌可被温度调控机制杀死，避免造成环境污染 【解析】 【分析】基因工程的工具： （1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。 （2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 （3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。 【小问1详解】 构建携带Cas9基因和gRNA基因的表达载体时需要用到的工具酶有限制酶和DNA连接酶。由图1信息“Cas9与gRNA复合物通过碱基互补配对识别目标DNA”可知，复合物中gRNA发挥靶向作用。题干信息中提到“大肠杆菌在诊断或治疗过程中可发生变异和进化”，设计多种gRNA可增加Cas9的切割位点，破坏大肠杆菌DNA的多个部位，从而避免单一突变导致系统失效。 【小问2详解】 分析图1可知，tetR蛋白的作用是抑制Cas9与gRNA复合物的形成，从而保证在无引导物质aTc的情况下，大肠杆菌可正常发挥诊断和治疗作用，因而P1应为组成型启动子。当诊断和治疗实验结束后，aTc作为诱导因素，可解除tetR蛋白对P2启动子的抑制作用，诱导其表达Cas9和gRNA，从而有效清除工程菌。 【小问3详解】 据图3可知，在没有aTc，温度为30℃时，相对活菌数也明显降低，故可推知该温度调节反馈机制的启动条件是小于33℃。结果如图： 结合题干信息可知，若大肠杆菌随宿主粪便排出，将造成环境污染。环境温度一般低于动物体温，故该温度调控机制可实现大肠杆菌在实验动物体内存活，脱离动物体后死亡，进而避免环境污染。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $