精品解析：四川省“元三维大联考”2025-2026学年高三上学期第一次诊断考试生物试题

秘密☆启用前【考试时间：2025年10月31日17：00-18：15】 “元三维大联考”2023级高三第一次诊断考试生物学 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把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。写在本试卷上无效。 3.回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4.考试结束后，将答题卡交回。 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 据《中国科学报》报道，2025年9月，科学家创造了第一个以噬菌体为模板设计的人工智能（AI）病毒，该病毒能够追踪并杀死大肠杆菌。推测其遗传物质最可能是（　　） A. DNA B. RNA C. 蛋白质 D. 染色质 2. 绝大多数的真核细胞中有众多细胞器。这些细胞器像不同的车间，有秩序地进行生命活动，维持整个细胞的运转。下列叙述错误的是（　　） A. 溶酶体中的蛋白质类水解酶，首先在游离核糖体上合成 B. 核糖体合成的多肽链经囊泡运输至内质网需要消耗能量 C. 心肌细胞中线粒体数量显著多于腹肌细胞中线粒体数量 D. 唾液腺细胞中的高尔基体膜更新速度比口腔上皮细胞快 3. 哺乳动物红细胞的质膜上有一类跨膜的载体蛋白，可协助细胞顺浓度梯度吸收葡萄糖；其质膜上还有一类被称为“通道”的转运蛋白，如水通道、Na+通道等，给特定分子或离子提供跨膜扩散的途径。下列叙述错误的是（　　） A. 载体蛋白在每次转运物质时，都会发生自身构象的改变 B. 分子或离子通过转运蛋白时，均需与转运蛋白特异性结合 C. 哺乳动物红细胞顺浓度梯度吸收葡萄糖的方式属于协助扩散 D. 水分子或Na+通过通道蛋白的跨膜运输均属于被动运输 4. 酶是细胞代谢所必需的。下图表示大肠杆菌中以苏氨酸为原料合成异亮氨酸的反应途径，每一步反应都由特定的酶催化。下列叙述错误的是（　　） A. 酶的特性具有高效性和专一性是细胞代谢高效运行的原因之一 B. 酶2的催化产物将与酶3结合，但并不会因此减少酶3的数量 C. 该代谢途径能根据细胞的需要，精确地调节异亮氨酸的合成量 D. 异亮氨酸含量过高时，消耗等量苏氨酸生成的中间产物1将减少 5. 某同学根据生命活动是否伴随ATP合成或水解，对其进行分类。下列生命活动中应被分类为既不合成ATP也不水解ATP的是（　　） A. 萤火虫尾部发光细胞中荧光素激活 B. 参与Ca2+主动运输的载体蛋白磷酸化 C. 细胞质基质中，葡萄糖被分解丙酮酸和NADH D. 细胞质基质中，丙酮酸在酶的催化下转化为乳酸 6. 油菜是农业主要的经济农作物之一，但镉（Cd）在环境中过量积累会影响其矿质元素的吸收和转运，从而抑制油菜生长。为研究不同浓度Zn对Cd胁迫下油菜幼苗的缓解效应，某科研团队在光照强度为12klx，温度25℃下进行实验（如下表所示），并测定数据，如下图所示。下列叙述正确的是（　　） 组别 不同浓度Zn 镉（Cd） CK 不施加 不施加 ① 不施加 10 μmol·L-1Cd ② 5 μmol·L-1Zn 10 μmol·L-1Cd ③ 10 μmol·L-1Zn 10 μmol·L-1Cd ④ 25 μmol·L1-Zn 10 μmol·L-1Cd ⑤ 50 μmol·L-1Zn 10 μmol·L-1Cd ⑥ 75 μmol·L-1Zn 10 μmol·L-1Cd ⑦ 100 μmol·L-1Zn 10 μmol·L-1Cd A. 本实验中光照强度和温度均属于无关变量，对实验结果不会造成影响 B. 在Cd胁迫条件下，Zn浓度为10 μmol·L-1时，油菜幼苗的生长表现最佳 C. 油菜幼苗在Cd胁迫下光合速率降低的原因可能是Cd抑制了Mg的吸收 D. 该实验结果表明，不同浓度Zn均可有效缓解Cd对油菜幼苗生长的抑制 7. 玉米根细胞较长时间水淹时，无氧呼吸的产物（乳酸）会引起细胞酸中毒，根细胞可通过产乳酸的途径转换成产酒精的途径，以延缓细胞酸中毒。同时，液泡可通过吸收细胞质基质中的H+缓解细胞的酸中毒，具体机制如下图所示。下列叙述错误的是（　　） A. 根细胞呼吸过程中释放的能量大部分以热能的形式散失 B. 正常根细胞细胞质基质中的pH大于液泡中的细胞液pH C. 水淹会抑制根细胞的有氧呼吸，供能不足会使细胞质基质中H+含量升高 D. 1 mol葡萄糖分解为酒精比分解为乳酸时生成的ATP多，以缓解供能不足 8. 下列关于细胞与分子的研究方法中，能达成相应目标的是（　　） A. 用显微镜观察，研究细胞中蛋白质合成、加工与分泌过程 B. 用标记探针进行分子杂交，以确定基因在染色体上的位置 C. 用同位素15N标记并检测放射性，研究DNA的半保留复制 D. 用特定染料染色，鉴定生物组织中的还原糖、脂肪和核酸 9. 在拟南芥中，转录因子LEC2和SPCH促进YUCs、TAA1表达，增强局部生长素的生物合成，使分化的单体表皮细胞不经愈伤组织即可恢复全能性。下图显示了气孔前体细胞的两条发育路径，反映了单个植物体细胞如何通过基因重编程，改变发育路径，最终发育为完整植株的全过程。下列叙述错误的是（　　） A. 气孔前体细胞分化为保卫细胞，提高了植株气体交换效率 B. 个体发育是基因组程序性表达的过程，也受其他因素调控 C. 基因YUCs、TAA1表达增强是细胞表现全能性的根本原因 D. 通过诱导选择表达不同的基因，可以改变细胞的发育路径 10. 在自然情况下，豌豆为自花传粉闭花授粉的植物。其茎的高矮受一对等位基因A/a控制，高茎对矮茎为显性性状（不考虑变异），下列叙述错误的是（　　） A. 将高茎与矮茎杂交，F1高茎与矮茎之比为6：1，则亲本高茎存在纯合子 B. 杂合子高茎（Aa）连续自交三代，则理论上子三代中杂合子的比例为1/6 C. 进行豌豆杂交实验时，需对母本进行的操作是去雄→套袋→授粉→套袋 D. 让具有全部基因型的群体自由交配，则亲本基因型组合最多有6种方式 11. 果蝇的长翅和残翅是一对相对性状，由B/b控制。有人选用长翅果蝇相互交配，得F1中长翅：残翅=3：1.下图一为某果蝇染色体组成示意图，图二为该果蝇的部分基因在某条染色体上的相对位置图。下列叙述正确的是（　　） A. Ⅱ与Ⅲ是一对性染色体，该果蝇是雄性，具有2个染色体组 B. 根据杂交结果，可判断控制果蝇翅型的基因位于常染色体上 C. 萨顿通过类比推理法证明了图二中的相关基因位于染色体上 D. 图二中果蝇体内控制深红眼与朱红眼的基因是一对等位基因 12. 下图一为某核酸的基本单位结构示意图，图二为某DNA分子的部分结构平面图。下列叙述错误的（　　） A. 图一为脱氧核糖核苷酸，与位点①结合的应是元素P B. 根据②的不同，图一所示结构单位有4种不同的类型 C. 根据图二可以推测，另一条链碱基序列是5'-CAGT-3' D. 在图二中G与C的含量越高，分子越稳定，越耐高温 13. 基因的干扰是指抑制目标基因的转录或翻译，从而降低或消除特定基因编码蛋白质功能的技术。该技术广泛应用于基因功能的研究、药物的开发以及疾病的治疗等领域。下图一是基因表达过程中部分调控机制，其中的RNA均为单链。图二为tRNA携带某氨基酸的示意图。下列叙述错误的是（　　） A. ①为转录，②为翻译，③为分子杂交，三者的碱基配对方式不完全相同 B. 当miRNA与F基因mRNA结合时，翻译过程受阻，F蛋白合成减少 C. 在图二中，氨基酸结合的位点是tRNA的5'端，其密码子为GGU D. 尽管tRNA具有部分互补配对的双螺旋结构，但其组成上仍然是单链 14. 发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产品。例如，发酵制作腐乳就是通过毛霉分泌的蛋白酶、肽酶等将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸的过程，因腐乳易于消化吸收，味道鲜美又好保存而深受人们喜爱。下列叙述正确的是（　　） A. 传统发酵利用的是混合菌种，必需严格的无菌操作 B. 所有发酵产物都来自于细胞，是微生物代谢的产物 C. 用稀释涂布平板法对微生物计数可以了解发酵进程 D. 发酵过程中，微生物密度越高，发酵产物产量越高 15. 间充质干细胞（MSCs）是一类具有自我更新和多向分化潜能的成体干细胞，广泛存在于人体的多种组织中，常用于细胞治疗研究。MSCs体外培养的过程如图所示，下列叙述错误的是（　　） A. ①过程需用胰蛋白酶分解细胞外蛋白质以获得细胞悬液 B. 定期更换培养液可消除细胞代谢产生的有毒物质的危害 C. 培养液中加入动物血清是为了满足细胞未知的营养要求 D. ②过程因接触抑制限制了细胞数量，可通过③无限增殖 二、非选择题：共5题，共55分。 16. 植物组织培养的培养基中通常需要添加蔗糖。蔗糖被细胞吸收的方式为协同转运，H+-ATP酶能够催化ATP水解从而维持细胞内外的H+浓度差，蔗糖-H+转运体在H+浓度梯度驱动下运输蔗糖分子进入细胞，具体机制如下图所示。回答下列问题。 （1）蔗糖-H+转运体是该植物细胞膜上的膜蛋白，不同的膜蛋白对不同物质跨膜运输起着决定性作用。这些膜蛋白能够体现细胞膜具有的功能是________。膜上的H+-ATP酶在运输H+时会发生________（填“磷酸化”或“去磷酸化”），从而导致其空间结构发生改变。 （2）图示中蔗糖跨膜运输的方式为________，影响该植物细胞吸收蔗糖分子的直接因素有________（答出2点即可）。 （3）若需验证该植物细胞吸收蔗糖是否为H+-蔗糖协同转运，请写出简要的实验思路_________。 17. 颗石藻是海洋中可以进行钙化作用的单细胞浮游植物。某兴趣小组探究不同温度和氮源种类对颗石藻生理特性的影响，在其他条件相同且适宜的情况下，测得相关数据如下表所示。回答下列问题。 实验组 叶绿素含量Pg cell-1 NR酶活性nmol·min-1·mg-1·prot-1 呼吸速率10-9 μmol·s-1 cell-1 净光合速率10-9μmol·s-1 cell-1 20℃+NO3−​ 0.078 591 0.078 0.215 24℃+NO3−​ 0.063 553 0.083 0.212 20℃+ NH4+​ 0.064 486 0.141 0.176 24℃+ NH4+​ 0.015 388 0.118 0.045 （1）叶绿素分布于叶绿体的________，可用________试剂提取。 （2）据表可知温度和氮源种类均会影响NR酶活性，若想进一步探究NR酶的最适温度，则应选择的氮源种类是________。 （3）本研究中光合速率最大的一组是________，但此条件并不是颗石藻的最佳生长条件，主要原因是________。 （4）颗石藻的钙化作用是指颗石藻将海水中的HCO3-和Ca2+吸收进细胞中，生成富含CaCO3的颗石粒，颗石粒通过胞吐作用释放到细胞外，最终形成颗石藻的钙化外壳。颗石藻在钙化作用过程中有大量的能量消耗，包括________（答出2点即可）等。 18. 酿酒酵母菌（2n=16）在营养丰富等条件好时，不经过两性生殖细胞的结合，通过出芽的方式形成芽体，芽体脱落，直接形成个体，进行出芽式的无性繁殖；而在环境恶劣的情况下，通过减数分裂形成有性孢子进行有性生殖，以度过不良期，其生活史如下图所示。回答下列问题。 （1）酿酒酵母菌属于________（填“原核”或“真核”）生物，据图可知酿酒酵母在它的一个完整生活史中进行多次细胞分裂，其出芽生殖的本质是一次________（填“有丝分裂”或“减数分裂”），原因是________。 （2）在酿酒酵母菌的生活史中，一个细胞d有________对同源染色体，在减数分裂时形成________四分体。 （3）简述酿酒酵母菌具备这种生活史的意义________。 19. 大豆为两性花，其花型闭合，导致杂交难。为了提高杂种大豆的培育潜力，育种专家致力于研究大豆的雄性不育系。某科研组做了下列两组实验，以探索大豆不育系的遗传原理。 组合 亲本杂交组合 子一代表型 子一代自交得子二代的表型和比例 实验I 雄性不育甲×育性正常乙 雄性不育和育性正常 育性正常：雄性不育=3：1 实验Ⅱ 育性正常丙×育性正常丁 育性全部正常 育性正常：雄性不育=15：1 注：已知控制大豆育性的两对等位基因（B/b，R/r）独立遗传，B对b，R对r完全显性，甲乙丙丁的基因型各不相同，回答下列问题。 （1）若要验证基因的自由组合定律，可以选择实验________，理由是________。 （2）在实验I中，亲本植株乙基因型为________，子一代植株中雄性不育和育性正常的比值为________。 （3）在实验Ⅱ中，子二代育性正常的大豆植株中，只含一对等位基因的个体所占的比例为______。 （4）将实验I中的子一代育性正常的植株与实验Ⅱ中的子一代杂交，所得后代中雄性不育植株所占的比例为_________。 20. 棉花叶柄脱落细胞中RLF1基因编码细胞分裂素氧化酶，该酶可通过降解细胞分裂素加速叶片脱落。为了培育经脱叶剂处理可快速脱叶的棉花品种，以适宜机械化采收，科研人员设计了育种思路：先筛选脱叶剂诱导、叶柄脱落区特异表达的proPER21启动子，再构建proPER21：RLF1转基因株系，进行大田试验选育。回答下列问题。 I、筛选诱导型组织特异性启动子。 II、用选定启动子与RLF1基因构建proPER21：RLF1转基因株系，并进行田间试验。 （1）扩增目标序列，构建表达载体：通过生物信息学分析，在若干备选启动子中选定proPER21启动子（如图1）、Ti质粒pGreen II-0800-Luc（如图2）进行试验。 注：FLuc基因表达萤火虫荧光素酶，RLuc基因表达海肾荧光素酶，两种酶可以催化不同底物发出不同颜色的荧光。 ①用PCR技术对目标序列进行扩增时，需要模板、引物、原料和________（填酶名称）等条件，其中引物与模板结合发生在________阶段，酶的作用发生在________阶段。 ②为了替换常规启动子并将拟选启动子正确插入载体质粒的主报告基因上游，需在拟选启动子的上、下游引物的5'端分别加入碱基序列________、________。 （2）转染细胞，培养，检测。实验处理如下表，实验结果符合预期。 受体细胞 空Ti质粒 重组Ti质粒 脱叶剂 培养与检测 叶柄细胞 + - + 培养48小时后，鉴定相对荧光强度。+：表示有转入或加入；-：表示无转入或不加入。 - - + + - 棉铃细胞 与叶柄细胞处理相同 ①将Ti空质粒和重组Ti质粒通过________（方法）分别转入棉花叶柄细胞和棉铃细胞，并将________整合到该细胞的染色体上。 ②实验中用棉铃细胞作受体细胞，目的是验证_______。 （3）构建proPER21：RLF1转基因株系时________（“需要”或“不需要”）敲除细胞中原有RLF1基因，说明理由________。 （4）田间试验显示，该株系在70%脱叶剂用量下，脱叶效率更优于100%脱叶剂处理下的野生型，且棉铃数量与对照无显著差异。其积极意义是__________（答出2点即可）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 秘密☆启用前【考试时间：2025年10月31日17：00-18：15】 “元三维大联考”2023级高三第一次诊断考试生物学 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把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。写在本试卷上无效。 3.回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4.考试结束后，将答题卡交回。 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 据《中国科学报》报道，2025年9月，科学家创造了第一个以噬菌体为模板设计的人工智能（AI）病毒，该病毒能够追踪并杀死大肠杆菌。推测其遗传物质最可能是（　　） A. DNA B. RNA C. 蛋白质 D. 染色质 【答案】A 【解析】 【详解】噬菌体的遗传物质是DNA。题目明确指出该病毒以噬菌体为模板设计，因此其遗传物质应与噬菌体一致，即DNA，A正确、BCD错误。 故选A。 2. 绝大多数的真核细胞中有众多细胞器。这些细胞器像不同的车间，有秩序地进行生命活动，维持整个细胞的运转。下列叙述错误的是（　　） A. 溶酶体中的蛋白质类水解酶，首先在游离核糖体上合成 B. 核糖体合成的多肽链经囊泡运输至内质网需要消耗能量 C. 心肌细胞中线粒体数量显著多于腹肌细胞中线粒体数量 D. 唾液腺细胞中的高尔基体膜更新速度比口腔上皮细胞快 【答案】B 【解析】 【详解】A、溶酶体中的水解酶属于分泌蛋白，其合成起始于游离核糖体，当信号肽出现后，核糖体附着到内质网继续合成，因此“首先在游离核糖体上合成”正确，A正确； B、附着核糖体合成的多肽链直接进入内质网腔，无需囊泡运输；游离核糖体合成的多肽链也不会通过囊泡运输至内质网。因此“经囊泡运输”描述错误，B错误； C、心肌细胞因持续收缩需大量能量，线粒体数量显著多于腹肌细胞，C正确； D、唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶需高尔基体频繁参与囊泡运输，膜更新速度快于口腔上皮细胞，D正确。 故选B。 3. 哺乳动物红细胞的质膜上有一类跨膜的载体蛋白，可协助细胞顺浓度梯度吸收葡萄糖；其质膜上还有一类被称为“通道”的转运蛋白，如水通道、Na+通道等，给特定分子或离子提供跨膜扩散的途径。下列叙述错误的是（　　） A. 载体蛋白在每次转运物质时，都会发生自身构象的改变 B. 分子或离子通过转运蛋白时，均需与转运蛋白特异性结合 C. 哺乳动物红细胞顺浓度梯度吸收葡萄糖的方式属于协助扩散 D. 水分子或Na+通过通道蛋白的跨膜运输均属于被动运输 【答案】B 【解析】 【详解】A、载体蛋白在转运物质时，通过构象变化完成运输，如协助扩散和主动运输均需此过程，A正确； B、通道蛋白（如水通道）仅提供通道，分子或离子无需与蛋白特异性结合即可扩散，B错误； C、红细胞吸收葡萄糖顺浓度梯度且需载体，属于协助扩散，C正确； D、水和Na+通过通道蛋白的运输均为顺浓度梯度的被动运输，D正确。 故选B。 4. 酶是细胞代谢所必需的。下图表示大肠杆菌中以苏氨酸为原料合成异亮氨酸的反应途径，每一步反应都由特定的酶催化。下列叙述错误的是（　　） A. 酶的特性具有高效性和专一性是细胞代谢高效运行的原因之一 B. 酶2的催化产物将与酶3结合，但并不会因此减少酶3的数量 C. 该代谢途径能根据细胞的需要，精确地调节异亮氨酸的合成量 D. 异亮氨酸含量过高时，消耗等量苏氨酸生成的中间产物1将减少 【答案】D 【解析】 【详解】A、酶的高效性（催化效率远高于无机催化剂）和专一性（一种酶通常催化一种或一类反应），能保证细胞代谢高效、有序地进行，A正确； B、酶作为催化剂，在反应前后自身的数量和化学性质不变。酶 2 的催化产物是中间产物，不会影响酶 3 的数量（酶 3 是后续反应的催化剂，反应前后数量不变），B正确； C、该代谢途径存在反馈抑制机制：当异亮氨酸含量过高时，会抑制酶 1 的活性，减少异亮氨酸的合成；当异亮氨酸含量不足时，抑制作用减弱，合成加快。因此能根据细胞需求，精确调节异亮氨酸的合成量，C正确； D、当异亮氨酸过多时，异亮氨酸通过反馈抑制酶1的作用，导致苏氨酸转化为中间产物1的过程减少，防止物质和能量的浪费，D错误。 故选D。 5. 某同学根据生命活动是否伴随ATP的合成或水解，对其进行分类。下列生命活动中应被分类为既不合成ATP也不水解ATP的是（　　） A. 萤火虫尾部发光细胞中荧光素的激活 B. 参与Ca2+主动运输的载体蛋白磷酸化 C. 细胞质基质中，葡萄糖被分解为丙酮酸和NADH D. 细胞质基质中，丙酮酸在酶的催化下转化为乳酸 【答案】D 【解析】 【详解】A、萤火虫发光需要ATP水解提供能量，荧光素激活伴随ATP水解，A不符合题意； B、Ca²⁺主动运输依赖载体蛋白磷酸化，该过程通过水解ATP供能，B不符合题意； C、葡萄糖分解为丙酮酸和NADH发生在糖酵解阶段，此过程合成ATP，C不符合题意； D、丙酮酸转化为乳酸属于无氧呼吸第二阶段，既不消耗ATP也不合成ATP，D符合题意。 故选D。 6. 油菜是农业主要的经济农作物之一，但镉（Cd）在环境中过量积累会影响其矿质元素的吸收和转运，从而抑制油菜生长。为研究不同浓度Zn对Cd胁迫下油菜幼苗的缓解效应，某科研团队在光照强度为12klx，温度25℃下进行实验（如下表所示），并测定数据，如下图所示。下列叙述正确的是（　　） 组别 不同浓度Zn 镉（Cd） CK 不施加 不施加 ① 不施加 10 μmol·L-1Cd ② 5 μmol·L-1Zn 10 μmol·L-1Cd ③ 10 μmol·L-1Zn 10 μmol·L-1Cd ④ 25 μmol·L1-Zn 10 μmol·L-1Cd ⑤ 50 μmol·L-1Zn 10 μmol·L-1Cd ⑥ 75 μmol·L-1Zn 10 μmol·L-1Cd ⑦ 100 μmol·L-1Zn 10 μmol·L-1Cd A. 本实验中光照强度和温度均属于无关变量，对实验结果不会造成影响 B. 在Cd胁迫条件下，Zn浓度为10 μmol·L-1时，油菜幼苗的生长表现最佳 C. 油菜幼苗在Cd胁迫下光合速率降低的原因可能是Cd抑制了Mg的吸收 D. 该实验结果表明，不同浓度的Zn均可有效缓解Cd对油菜幼苗生长的抑制 【答案】C 【解析】 【详解】A、为研究不同浓度Zn对Cd胁迫下油菜幼苗的缓解效应，该实验的自变量是Zn浓度和是否存在镉胁迫，因变量是植物的鲜重和光合速率，光照和温度属于无关变量，也会对实验结果造成影响，应该保持相同且适宜，A错误； B、据表中数据分析可知，在Cd胁迫条件下，应在Zn浓度为10μmol·L-1左右进行设置一系列浓度梯度的实验，找到在Cd胁迫条件下使油菜幼苗生长状况最佳的Zn浓度，B错误； C、镉（Cd）在环境中过量积累会影响其矿质元素的吸收和转运，油菜幼苗在Cd胁迫下光合速率降低的原因可能是Cd影响了Mg的吸收，从而影响叶绿素的含量，进而影响光合作用，C正确； D、从实验结果看，与第①组对比，②③④组能有效缓解Cd对油菜幼苗生长的抑制，⑤⑥⑦组不能有效缓解Cd对油菜幼苗生长的抑制，D错误。 故选C。 7. 玉米根细胞较长时间水淹时，无氧呼吸的产物（乳酸）会引起细胞酸中毒，根细胞可通过产乳酸的途径转换成产酒精的途径，以延缓细胞酸中毒。同时，液泡可通过吸收细胞质基质中的H+缓解细胞的酸中毒，具体机制如下图所示。下列叙述错误的是（　　） A. 根细胞呼吸过程中释放的能量大部分以热能的形式散失 B. 正常根细胞细胞质基质中的pH大于液泡中的细胞液pH C. 水淹会抑制根细胞的有氧呼吸，供能不足会使细胞质基质中H+含量升高 D. 1 mol葡萄糖分解为酒精比分解为乳酸时生成的ATP多，以缓解供能不足 【答案】D 【解析】 【详解】A、根细胞呼吸过程中释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分用于合成ATP，A正确； B、由图可知，H+逆浓度梯度从细胞质基质进入液泡，同时消耗ATP，说明正常根细胞细胞质基质中的pH大于液泡中的细胞液pH，B正确； C、由图可知，H+外排出细胞需要消耗能量，水淹会抑制根细胞的有氧呼吸，产生的ATP减少，导致供能不足，从而使细胞质基质中H+外排受到抑制，其含量升高，C正确； D、1 mol葡萄糖分解为酒精或分解为乳酸时生成的ATP相等，都是生成2 mol ATP，D错误。 故选D。 8. 下列关于细胞与分子的研究方法中，能达成相应目标的是（　　） A. 用显微镜观察，研究细胞中蛋白质合成、加工与分泌过程 B. 用标记探针进行分子杂交，以确定基因在染色体上的位置 C. 用同位素15N标记并检测放射性，研究DNA的半保留复制 D. 用特定染料染色，鉴定生物组织中的还原糖、脂肪和核酸 【答案】B 【解析】 【详解】A、蛋白质的合成、加工与分泌过程需用同位素标记法追踪动态过程，显微镜无法直接观察此过程，A错误； B、标记探针的分子杂交能特异性结合目标基因，显示其在染色体上的位置，B正确； C、15N为稳定性同位素，无放射性，无法通过检测放射性研究DNA复制方式，需用密度梯度离心法，C错误； D、斐林试剂可与还原糖在水浴加热的条件下发生反应生成砖红色沉淀，但不是用染色的方法，D错误。 故选B。 9. 在拟南芥中，转录因子LEC2和SPCH促进YUCs、TAA1表达，增强局部生长素的生物合成，使分化的单体表皮细胞不经愈伤组织即可恢复全能性。下图显示了气孔前体细胞的两条发育路径，反映了单个植物体细胞如何通过基因重编程，改变发育路径，最终发育为完整植株的全过程。下列叙述错误的是（　　） A. 气孔前体细胞分化为保卫细胞，提高了植株气体交换效率 B. 个体发育是基因组程序性表达的过程，也受其他因素调控 C. 基因YUCs、TAA1表达增强是细胞表现全能性的根本原因 D. 通过诱导选择表达不同的基因，可以改变细胞的发育路径 【答案】C 【解析】 【详解】A、气孔前体细胞分化为保卫细胞，保卫细胞控制气孔开闭，能提高植株气体交换效率，A正确； B、个体发育是基因组程序性表达的过程，同时受生长素等其他因素调控，B正确； C、细胞表现全能性的根本原因是基因的选择性表达，而非 YUCs、TAA1 表达增强。YUCs、TAA1 表达增强是促进生长素合成、增强细胞全能性的影响因素，并非根本原因，C错误； D、图中显示，通过诱导表达不同基因，可改变细胞发育路径（如气孔前体细胞可发育为保卫细胞，也可重编程发育为完整植株），D正确。 故选C。 10. 在自然情况下，豌豆为自花传粉闭花授粉的植物。其茎的高矮受一对等位基因A/a控制，高茎对矮茎为显性性状（不考虑变异），下列叙述错误的是（　　） A. 将高茎与矮茎杂交，F1高茎与矮茎之比为6：1，则亲本高茎存在纯合子 B. 杂合子高茎（Aa）连续自交三代，则理论上子三代中杂合子的比例为1/6 C. 进行豌豆杂交实验时，需对母本进行的操作是去雄→套袋→授粉→套袋 D. 让具有全部基因型的群体自由交配，则亲本基因型组合最多有6种方式 【答案】B 【解析】 【详解】A、豌豆自然状态下是自花传粉闭花授粉，若高茎（显性）与矮茎（aa）杂交， F1高茎与矮茎之比为6：1 ，说明亲本高茎存在杂合子（Aa）和纯合子（AA）（若亲本全为AA， F1应全为高茎，若全为Aa， F1高茎：矮茎应为1：1 ），A 正确； B、杂合子（Aa）连续自交三代，子代杂合体比例逐代减半，第一代1/2，第二代1/4，第三代1/8，而非1/6，B错误； C、豌豆杂交实验中，母本需在花蕾期去雄防止自花授粉，套袋隔离后人工授粉并再次套袋，操作步骤正确，C正确； D、群体包含AA、Aa、aa三种基因型时，自由交配的组合包括AA×AA、AA×Aa、AA×aa、Aa×Aa、Aa×aa、aa×aa共6种，D正确。 故选B。 11. 果蝇的长翅和残翅是一对相对性状，由B/b控制。有人选用长翅果蝇相互交配，得F1中长翅：残翅=3：1.下图一为某果蝇染色体组成示意图，图二为该果蝇的部分基因在某条染色体上的相对位置图。下列叙述正确的是（　　） A. Ⅱ与Ⅲ是一对性染色体，该果蝇是雄性，具有2个染色体组 B. 根据杂交结果，可判断控制果蝇翅型的基因位于常染色体上 C. 萨顿通过类比推理法证明了图二中的相关基因位于染色体上 D. 图二中果蝇体内控制深红眼与朱红眼的基因是一对等位基因 【答案】A 【解析】 【详解】A、果蝇的性染色体为XY（雄性），形态不同。图一中Ⅱ与Ⅲ形态差异明显，是一对性染色体，说明该果蝇为雄性。染色体组是指细胞中一组非同源染色体，携带全套遗传信息，果蝇体细胞有8条染色体，可分为2个染色体组，A正确； B、长翅果蝇相互交配，F1中长翅：残翅 = 3：1，这符合孟德尔分离定律，但仅通过该比例无法判断基因位于常染色体还是性染色体上，B错误； C、萨顿通过类比推理法提出 “基因在染色体上” 的假说，而摩尔根通过果蝇杂交实验（假说-演绎法）证明了基因位于染色体上，C错误； D、等位基因的定义是 “位于同源染色体相同位置，控制相对性状的基因”。图二中深红眼与朱红眼的基因位于同一条染色体上，并非同源染色体的相同位置，因此不是等位基因，D错误。 故选A。 12. 下图一为某核酸的基本单位结构示意图，图二为某DNA分子的部分结构平面图。下列叙述错误的（　　） A. 图一为脱氧核糖核苷酸，与位点①结合的应是元素P B. 根据②的不同，图一所示结构单位有4种不同的类型 C. 根据图二可以推测，另一条链碱基序列是5'-CAGT-3' D. 在图二中G与C的含量越高，分子越稳定，越耐高温 【答案】A 【解析】 【详解】A、图一中五碳糖的2' 位为 H，说明是脱氧核糖，因此图一为脱氧核糖核苷酸。位点①是 5' 位，结合的是磷酸基团（含 P、O、H 等元素），A错误； B、图一中的②是含氮碱基，脱氧核苷酸的含氮碱基有 A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤）4 种，因此图一所示结构单位有 4 种不同类型，B正确； C、DNA 分子的两条链反向平行且遵循碱基互补配对原则（A-T、G-C）。图二中的链若为5′−GTCA−3′，则另一条链的碱基序列为5′−CAGT−3′，C正确； D、G 与 C 之间有3 个氢键，A 与 T 之间有 2 个氢键，因此，图二中 G 与 C 的含量越高，氢键数量越多，DNA 分子越稳定，越耐高温，D正确。 故选A。 13. 基因的干扰是指抑制目标基因的转录或翻译，从而降低或消除特定基因编码蛋白质功能的技术。该技术广泛应用于基因功能的研究、药物的开发以及疾病的治疗等领域。下图一是基因表达过程中部分调控机制，其中的RNA均为单链。图二为tRNA携带某氨基酸的示意图。下列叙述错误的是（　　） A. ①为转录，②为翻译，③为分子杂交，三者的碱基配对方式不完全相同 B. 当miRNA与F基因mRNA结合时，翻译过程受阻，F蛋白合成减少 C. 在图二中，氨基酸结合的位点是tRNA的5'端，其密码子为GGU D. 尽管tRNA具有部分互补配对的双螺旋结构，但其组成上仍然是单链 【答案】C 【解析】 【详解】A、①为转录（DNA→RNA，碱基配对方式：A-U、T-A、G-C、C-G）； ②为翻译（mRNA 与 tRNA 配对，碱基配对方式：A-U、U-A、G-C、C-G）； ③为分子杂交（RNA 之间配对，碱基配对方式：A-U、U-A、G-C、C-G）。 三者的碱基配对方式不完全相同（转录特有 T-A 配对），A正确； B、当 miRNA 与 F 基因 mRNA 结合时，会阻碍核糖体与 mRNA 的结合，导致翻译过程受阻，F 蛋白合成减少，B正确； C、tRNA 携带氨基酸的位点是3' 端； 图中 tRNA 的反密码子为ACC，根据碱基互补配对，对应的密码子应为 UGG，C错误； D、tRNA 虽存在部分碱基互补配对形成的双螺旋结构（如茎环结构），但整体仍为单链 RNA，D正确。 故选C。 14. 发酵是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产品。例如，发酵制作腐乳就是通过毛霉分泌的蛋白酶、肽酶等将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸的过程，因腐乳易于消化吸收，味道鲜美又好保存而深受人们喜爱。下列叙述正确的是（　　） A. 传统发酵利用的是混合菌种，必需严格的无菌操作 B. 所有发酵产物都来自于细胞，是微生物代谢的产物 C. 用稀释涂布平板法对微生物计数可以了解发酵进程 D. 发酵过程中，微生物密度越高，发酵产物产量越高 【答案】C 【解析】 【详解】A、传统发酵通常利用自然环境中的混合菌种，如腐乳制作依赖空气中的毛霉孢子，无需严格无菌操作，A错误； B、发酵产物包括微生物代谢产物（如酶、酒精）及原料分解产物（如氨基酸）。后者由微生物酶催化分解，但并非微生物直接合成，B错误； C、稀释涂布平板法可测定活菌数，通过活菌数量变化反映微生物生长阶段（如对数期、稳定期），从而推断发酵进程，C正确； D、微生物密度过高时，营养耗尽或代谢产物积累（如酒精）会抑制生长，导致产物产量下降，D错误。 故选C。 15. 间充质干细胞（MSCs）是一类具有自我更新和多向分化潜能的成体干细胞，广泛存在于人体的多种组织中，常用于细胞治疗研究。MSCs体外培养的过程如图所示，下列叙述错误的是（　　） A. ①过程需用胰蛋白酶分解细胞外蛋白质以获得细胞悬液 B. 定期更换培养液可消除细胞代谢产生的有毒物质的危害 C. 培养液中加入动物血清是为了满足细胞未知的营养要求 D. ②过程因接触抑制限制了细胞数量，可通过③无限增殖 【答案】D 【解析】 【详解】A、①过程是获取细胞悬液，胰蛋白酶可分解细胞间的蛋白质，使细胞分散获得细胞悬液，A正确； B、定期更换培养液能去除细胞代谢产生的有毒物质，保证细胞正常生长，B正确； C、动物血清中含有许多种未知的营养成分，可提供激素、促生长因子等，加入培养液可满足细胞营养需求，C正确； D、③传代培养过程中，由于培养液营养物的耗尽和代谢废物的积累，以及接触抑制的现象导致细胞不能无限增殖，D错误。 故选D。 二、非选择题：共5题，共55分。 16. 植物组织培养的培养基中通常需要添加蔗糖。蔗糖被细胞吸收的方式为协同转运，H+-ATP酶能够催化ATP水解从而维持细胞内外的H+浓度差，蔗糖-H+转运体在H+浓度梯度驱动下运输蔗糖分子进入细胞，具体机制如下图所示。回答下列问题。 （1）蔗糖-H+转运体是该植物细胞膜上的膜蛋白，不同的膜蛋白对不同物质跨膜运输起着决定性作用。这些膜蛋白能够体现细胞膜具有的功能是________。膜上的H+-ATP酶在运输H+时会发生________（填“磷酸化”或“去磷酸化”），从而导致其空间结构发生改变。 （2）图示中蔗糖跨膜运输的方式为________，影响该植物细胞吸收蔗糖分子的直接因素有________（答出2点即可）。 （3）若需验证该植物细胞吸收蔗糖是否为H+-蔗糖协同转运，请写出简要的实验思路_________。 【答案】（1） ①. 控制物质进出细胞 ②. 磷酸化 （2） ①. 主动运输 ②. 蔗糖-H+转运体的数量、细胞膜两侧H+的浓度差 （3）该植物组织培养过程中，一组加入H+-ATP酶抑制剂或用缓冲液，另一组不添加，其他条件相同且适宜，一段时间后检测培养基中蔗糖浓度的变化 【解析】 【分析】据题意可知：细胞内的H+浓度比外界溶液低，H+通过H＋-ATP，逆浓度梯度出细胞，维持膜两侧的H+浓度差。蔗糖通过蔗糖-H+转运体在H+浓度梯度驱动下运输蔗糖分子进入细胞，本质上属于主动运输。 小问1详解】 细胞膜具有将细胞与外界环境分隔开来、控制物质进出、进行细胞间的信息交流的功能。蔗糖-H+转运体是该植物细胞膜上的膜蛋白，不同的膜蛋白对不同物质跨膜运输起着决定性作用，这体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。H＋-ATP酶是一种转运蛋白，也是一种ATP水解酶，每次转运物质时与ATP脱落下来的磷酸基团结合后（即发生磷酸化）都会发生自身构象的改变。 小问2详解】 在蔗糖-H＋转运体的作用下，利用H+顺浓度梯度（细胞外H＋高于细胞内H＋）进细胞的过程中产生的能量来驱动蔗糖转运进入细胞，由此跨膜运输方式为主动运输，能量来源于H+膜两侧电化学势能差。故影响细胞内蔗糖含量的直接因素包括蔗糖-H+转运体的数量、细胞膜两侧H+的浓度差。 【小问3详解】 若需验证该植物细胞吸收蔗糖是否为H+-蔗糖协同转运，实验的自变量是膜两侧是否存在H+浓度差（可利用H+-ATP酶抑制剂或用缓冲液来抑制膜两侧的H+浓度差的形成），因变量是两组培养液中蔗糖浓度的变化。实验思路：该植物组织培养过程中，一组加入H+-ATP酶抑制剂或用缓冲液，另一组不添加，其他条件相同且适宜，一段时间后检测培养基中蔗糖浓度的变化。 17. 颗石藻是海洋中可以进行钙化作用的单细胞浮游植物。某兴趣小组探究不同温度和氮源种类对颗石藻生理特性的影响，在其他条件相同且适宜的情况下，测得相关数据如下表所示。回答下列问题。 实验组 叶绿素含量Pg cell-1 NR酶活性nmol·min-1·mg-1·prot-1 呼吸速率10-9 μmol·s-1 cell-1 净光合速率10-9μmol·s-1 cell-1 20℃+NO3−​ 0.078 591 0.078 0.215 24℃+NO3−​ 0.063 553 0.083 0.212 20℃+ NH4+​ 0.064 486 0.141 0.176 24℃+ NH4+​ 0.015 388 0.118 0.045 （1）叶绿素分布于叶绿体的________，可用________试剂提取。 （2）据表可知温度和氮源种类均会影响NR酶活性，若想进一步探究NR酶的最适温度，则应选择的氮源种类是________。 （3）本研究中光合速率最大的一组是________，但此条件并不是颗石藻的最佳生长条件，主要原因是________。 （4）颗石藻的钙化作用是指颗石藻将海水中的HCO3-和Ca2+吸收进细胞中，生成富含CaCO3的颗石粒，颗石粒通过胞吐作用释放到细胞外，最终形成颗石藻的钙化外壳。颗石藻在钙化作用过程中有大量的能量消耗，包括________（答出2点即可）等。 【答案】（1） ①. 类囊体（薄膜）##基粒 ②. 无水乙醇或丙酮 （2）NO3−​ （3） ①. 20℃+NH4+ ②. 虽然有机物制造量最多，但有机物积累不是最多的 （4）细胞膜吸收HCO3−​和Ca2+、把颗石粒运输到细胞膜外 【解析】 【分析】胞吐是细胞将大分子物质或颗粒性物质（如分泌蛋白、神经递质等）排出细胞的一种运输方式。其过程为：细胞内的大分子物质被包裹在囊泡中，囊泡向细胞膜移动，与细胞膜融合，将内容物释放到细胞外。该过程需要消耗能量，体现了细胞膜的流动性。 【小问1详解】 叶绿素是光合色素，分布在叶绿体的类囊体（薄膜）上，参与光反应过程，叶绿素属于脂溶性物质，易溶于有机溶剂，因此可用无水乙醇或丙酮提取。 【小问2详解】 探究NR酶最适温度时，需控制氮源种类这一无关变量相同且适宜。从表格数据可见，以NO3−​为氮源时，NR酶活性显著高于NH4+​组，因此选择NO3−​作为氮源，能更明显地体现温度对NR酶活性的影响。 【小问3详解】 光合速率=净光合速率+呼吸速率，计算可知20℃+NH4+​组光合速率最大，为0.176+0.141=0.317×10-9μmol·s-1cell-1，但生物生长取决于净积累量，该条件下虽然有机物制造量最多，但有机物积累不是最多的，故不是颗石藻的最佳生长条件。 【小问4详解】 颗石藻将海水中的HCO3−​和Ca2+吸收进细胞属于主动运输，需要消耗能量；颗石粒通过胞吐作用释放到细胞外，胞吐过程也需要消耗能量。所以颗石藻在钙化作用过程中有大量的能量消耗，包括主动运输吸收HCO3−​和Ca2+消耗的能量、胞吐过程消耗的能量等。 18. 酿酒酵母菌（2n=16）在营养丰富等条件好时，不经过两性生殖细胞的结合，通过出芽的方式形成芽体，芽体脱落，直接形成个体，进行出芽式的无性繁殖；而在环境恶劣的情况下，通过减数分裂形成有性孢子进行有性生殖，以度过不良期，其生活史如下图所示。回答下列问题。 （1）酿酒酵母菌属于________（填“原核”或“真核”）生物，据图可知酿酒酵母在它的一个完整生活史中进行多次细胞分裂，其出芽生殖的本质是一次________（填“有丝分裂”或“减数分裂”），原因是________。 （2）在酿酒酵母菌的生活史中，一个细胞d有________对同源染色体，在减数分裂时形成________四分体。 （3）简述酿酒酵母菌具备这种生活史的意义________。 【答案】（1） ①. 真核 ②. 有丝分裂 ③. 酵母菌为真核生物，出芽生殖后的细胞与母细胞相比，染色体数目没有改变 （2） ①. 8 ②. 8 （3）可在环境条件好时，通过有丝分裂的方式快速繁殖，能保证遗传的稳定性；又可在环境恶劣时，通过减数分裂形成有性孢子进行有性繁殖，增加生物变异的种类，能维持物种在复杂环境中的延续，从而体现了强大的环境适应性 【解析】 【分析】酿酒酵母为单细胞真菌，有细胞壁和液泡，营养充足时可通过出芽方式快速繁殖，出芽生殖又叫芽殖，是无性繁殖方式之一。“出芽生殖”中的“芽”是指在母体上分出的芽体，而不是高等植物上真正的芽（萌发的芽）的结构。环境恶劣的情况下，通过减数分裂形成有性孢子进行有性生殖。 【小问1详解】 酿酒酵母菌属于单细胞真核生物，据图分析可知酿酒酵母出芽生殖后的细胞与母细胞相比，染色体数目没有改变均是2n，本质上出芽生殖是一次有丝分裂。 【小问2详解】 从图中可知，d细胞是出芽生殖后产生的细胞，其染色体数与母体细胞一致等于2n=16，共8对同源染色体，在减数分裂时候形成8个四分体。 【小问3详解】 酿酒酵母菌在环境条件好时，以有丝分裂的方式快速繁殖，从而能保证遗传的稳定性；在环境恶劣时，进行减数分裂形成有性孢子进行有性繁殖，通过基因重组增加遗传后代的多样性（增加生物变异的种类），使得物种在复杂环境中得以延续，体现了强大的环境适应性。 19. 大豆为两性花，其花型闭合，导致杂交难。为了提高杂种大豆的培育潜力，育种专家致力于研究大豆的雄性不育系。某科研组做了下列两组实验，以探索大豆不育系的遗传原理。 组合 亲本杂交组合 子一代表型 子一代自交得子二代的表型和比例 实验I 雄性不育甲×育性正常乙 雄性不育和育性正常 育性正常：雄性不育=3：1 实验Ⅱ 育性正常丙×育性正常丁 育性全部正常 育性正常：雄性不育=15：1 注：已知控制大豆育性的两对等位基因（B/b，R/r）独立遗传，B对b，R对r完全显性，甲乙丙丁的基因型各不相同，回答下列问题。 （1）若要验证基因的自由组合定律，可以选择实验________，理由是________。 （2）在实验I中，亲本植株乙的基因型为________，子一代植株中雄性不育和育性正常的比值为________。 （3）在实验Ⅱ中，子二代育性正常的大豆植株中，只含一对等位基因的个体所占的比例为______。 （4）将实验I中的子一代育性正常的植株与实验Ⅱ中的子一代杂交，所得后代中雄性不育植株所占的比例为_________。 【答案】（1） ①. Ⅱ ②. 实验Ⅱ的子一代具有两对等位基因 （2） ①. Bbrr或bbRr ②. 1：1 （3）8/15 （4）1/8 【解析】 【分析】自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合 小问1详解】 实验Ⅱ中子一代自交得子二代的表型和比例为育性正常：雄性不育=15：1，该比例为9：3：3：1的变式，说明子一代具有两对等位基因，因此可以选择实验Ⅱ验证基因的自由组合定律。 【小问2详解】 根据实验Ⅱ杂交结果，子一代基因型是BbRr，子代中雄性不育的比例为1/16，说明雄性不育的基因型是bbrr，B_R_，bbR_和B_rr都是雄性可育的，因此可以推测丙和丁的基因型可能是BBrr和bbRR，雄性不育甲的基因型是bbrr，当其和可育的乙杂交，子代中出现了雄性不育和雄性可育，所以乙的基因型可以是bbRr或Bbrr，子一代中雄性可育：雄性不育的比例为1：1。 【小问3详解】 实验Ⅱ中，子一代基因型是BbRr，自交得到的子二代中，育性正常的大豆植株中只含一对等位基因的个体的基因型有BBRr、BbRR、Bbrr、bbRr，比例为1/4×1/2×4=1/2，而育性正常大豆的比例为15/16，所以子二代育性正常的大豆植株中，只含一对等位基因的个体所占的比例为8/15。 【小问4详解】 假设实验I亲代基因型是bbrr和bbRr，子一代育性正常的植株基因型是bbRr，当其与实验Ⅱ中的子一代（BbRr）杂交，后代不育植株bbrr的比例为1/2×1/4=1/8。 20. 棉花叶柄脱落细胞中RLF1基因编码细胞分裂素氧化酶，该酶可通过降解细胞分裂素加速叶片脱落。为了培育经脱叶剂处理可快速脱叶的棉花品种，以适宜机械化采收，科研人员设计了育种思路：先筛选脱叶剂诱导、叶柄脱落区特异表达的proPER21启动子，再构建proPER21：RLF1转基因株系，进行大田试验选育。回答下列问题。 I、筛选诱导型组织特异性启动子。 II、用选定启动子与RLF1基因构建proPER21：RLF1转基因株系，并进行田间试验。 （1）扩增目标序列，构建表达载体：通过生物信息学分析，在若干备选启动子中选定proPER21启动子（如图1）、Ti质粒pGreen II-0800-Luc（如图2）进行试验。 注：FLuc基因表达萤火虫荧光素酶，RLuc基因表达海肾荧光素酶，两种酶可以催化不同底物发出不同颜色的荧光。 ①用PCR技术对目标序列进行扩增时，需要模板、引物、原料和________（填酶名称）等条件，其中引物与模板结合发生在________阶段，酶的作用发生在________阶段。 ②为了替换常规启动子并将拟选启动子正确插入载体质粒的主报告基因上游，需在拟选启动子的上、下游引物的5'端分别加入碱基序列________、________。 （2）转染细胞，培养，检测。实验处理如下表，实验结果符合预期。 受体细胞 空Ti质粒 重组Ti质粒 脱叶剂 培养与检测 叶柄细胞 + - + 培养48小时后，鉴定相对荧光强度。+：表示有转入或加入；-：表示无转入或不加入。 - - + + - 棉铃细胞 与叶柄细胞处理相同 ①将Ti空质粒和重组Ti质粒通过________（方法）分别转入棉花叶柄细胞和棉铃细胞，并将________整合到该细胞的染色体上。 ②实验中用棉铃细胞作受体细胞，目的是验证_______。 （3）构建proPER21：RLF1转基因株系时________（“需要”或“不需要”）敲除细胞中原有RLF1基因，说明理由________。 （4）田间试验显示，该株系在70%脱叶剂用量下，脱叶效率更优于100%脱叶剂处理下的野生型，且棉铃数量与对照无显著差异。其积极意义是__________（答出2点即可）。 【答案】（1） ①. 耐高温的DNA聚合酶 ②. 复性 ③. 延伸 ④. 5'-TCTAGA-3' ⑤. 5'-AAGCTT-3' （2） ①. 农杆菌转化法 ②. Ti质粒上的T-DNA ③. proPER21是在叶柄细胞以外的细胞中不表达的启动子 （3） ①. 不需要 ②. 植株生长发育需要有正常的激素调控 （4）在维持棉花产量的前提下，减少化学药剂使用量；提高脱叶效率；利于机械采收；降低成本、减少环境污染 【解析】 【分析】基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。 【小问1详解】 ①PCR（多聚酶链式反应）是体外扩增DNA的技术，需3个核心条件：模板DNA（目标序列）、一对引物（定位扩增区域）、4种脱氧核苷酸（原料）、耐高温的DNA聚合酶（催化子链合成） ；PCR分3个循环阶段：变性→复性→延伸，各阶段功能如下： 变性（90-95℃）：DNA双链解旋为单链；复性（55-60℃）：引物与模板单链的互补区域结合（定位扩增起点）； 延伸（72℃左右）：耐高温的DNA聚合酶沿引物方向合成子链。 ②构建重组载体时，需保证proPER21启动子定向插入Ti质粒的“主报告基因（FLuc）上游” ，替换原有的常规启动子（P35S）。关键是让PCR扩增的启动子两端携带与Ti质粒对应位置匹配的限制酶识别序列，实现“酶切后定向连接”。Ti质粒中主报告基因（FLuc）上游存在XbaⅠ和HindⅢ的酶切位点，引物引入这两个序列后，PCR扩增的proPER21启动子两端会带有对应酶切位点，用XbaⅠ和HindⅢ双酶切启动子与质粒后，可将启动子定向插入FLuc上游，确保启动子能驱动报告基因表达（用于后续检测启动子活性）。 【小问2详解】 ①双子叶植物（如棉花）常用的转基因方法是农杆菌转化法，核心依赖农杆菌的Ti质粒：Ti质粒上的T-DNA（可转移DNA） 能自主转移到植物细胞，并整合到植物细胞的染色体DNA上，是基因工程中常用的“载体骨架”。 ②题干明确proPER21是“叶柄脱落区特异表达的启动子”（仅在叶柄脱落区表达，在其他组织不表达）。实验设置“叶柄细胞”（目标组织）和“棉铃细胞”（非目标组织）作为受体，形成对照，验证启动子的“组织特异性”。实验目的是验证proPER21是在叶柄细胞以外的细胞（如棉铃细胞）中不表达的启动子。 若棉铃细胞中转入重组质粒后，即使加脱叶剂，主报告基因（FLuc）也不表达（荧光强度低），而叶柄细胞中表达（荧光强度高），则证明proPER21具有叶柄特异性，符合育种需求（避免启动子在棉铃等关键组织表达，影响产量）。 【小问3详解】 RLF1基因编码细胞分裂素氧化酶，降解细胞分裂素（细胞分裂素可延缓叶片衰老、抑制脱落）。原有RLF1基因参与棉花正常的生长发育调控：如调控叶片自然脱落、维持激素平衡（若敲除，会导致细胞分裂素积累，叶片脱落异常，影响植株正常生长）。植株生长发育需要原有RLF1基因维持正常的激素调控（如自然脱落、激素平衡），敲除会导致植株生理功能紊乱，影响生长和产量。所以构建proPER21：RLF1转基因株系时不需要敲除细胞中原有RLF1基因。 【小问4详解】 70%脱叶剂用量下，转基因株系脱叶效率＞100%脱叶剂处理的野生型，且棉铃数量（产量）与对照无差异，结合育种目标（适宜机械化采收），推导意义如下： 生态与成本层面：减少脱叶剂用量（70% vs 100%），降低化学药剂对环境的污染，同时减少农药采购成本；生产效率层面：脱叶效率更高，可快速满足机械化采收的需求（避免叶片残留影响机械作业）； 经济层面：棉铃数量无差异，说明转基因株系维持了原有产量，保证棉农经济效益。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $