题型05 逻辑推理类（5大类型）（题型专练）（山东专用）2026年高考生物二轮复习讲练测

题型05 逻辑推理类目录 第一部分 题型解读 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 题型破译 微观解剖，精细教学 典例分析 解题秘籍 变式应用 类别一 课本知识与新情境的对比分析类 类别二 复杂新情境的逻辑推理类 类别三 遗传系谱图分析类 类别四 基因位置判断和遗传概率计算类 类别五 基因工程分析类 第三部分 题型通关 整合应用，综合提升 题型特点 情境真实化：题干多采用复杂的科学研究、遗传和基因工程研究等形式，题干长，信息量大，概念较多且相互间存在复杂的逻辑关系。 形式多元化：有基于课本和新情境的对比分析，也有全新的复杂科学探究分析，以及遗传推理和基因工程分析。题干多和曲线、表格数据、遗传系谱图和生命过程示意图等结合，增加学生信息获取的难度。 思维复杂化：注重逻辑思维、批判性思维、逆向推理（反向设问）、多维度分析 命题规律 ①核心素养导向：紧扣科学思维（归纳概括、演绎推理、模型构建）和探究能力 ②考点分布：高频模块有遗传变异（22-25 题，约 16 分）、代谢调节、基因工程 ③一题多考：综合考查多个知识点（如遗传 + 分子生物学 + 实验设计） ④难度递进：从基础判断到复杂推演，区分度明显 ⑤"反套路" 设计：正向推导→逆向反证→多路径验证 解题策略/技巧 ①提取信息，建构模型：勾画关键词，分析图表曲线，联系课本所学内容，构建生物模型，将抽象文字直观化 ②对比分析，逻辑推理。 ③巧用技巧，假设验证： 假说--演绎：提出假设→演绎结果→与题干比对验证 逆向检查：从结论反推条件，确保逻辑严密 破译类别一 课本知识与新情境的对比分析类 【典例分析1】（2025·山东·高考真题）利用病毒样颗粒递送调控细胞死亡的执行蛋白可控制细胞的死亡方式。细胞接收执行蛋白后，若激活蛋白P，则诱导细胞发生凋亡，细胞膜突起形成小泡，染色质固缩；若激活蛋白Q，则诱导细胞发生焦亡，细胞肿胀破裂，释放大量细胞因子。下列说法错误的是（    ） A．细胞焦亡可能引发机体的免疫反应 B．细胞凋亡是由基因所决定的程序性细胞死亡 C．细胞凋亡和细胞焦亡受不同蛋白活性变化的影响 D．通过细胞自噬清除衰老线粒体的过程属于细胞凋亡 【典例分析2】（2025·山东·高考真题）低钠血症患者的血钠浓度和细胞外液渗透压均低于正常值。依据患者细胞外液量减少、不变和增加，依次称为低容量性、等容量性和高容量性低钠血症。下列说法正确的是（    ） A．醛固酮分泌过多可能引起低容量性低钠血症 B．抗利尿激素分泌过多可能引起高容量性低钠血症 C．与患病前相比，等容量性低钠血症患者更易产生渴感 D．与患病前相比，低钠血症患者的细胞外液中总钠量可能增加 【解题秘籍】 1.本类题目一般是提供课本知识情境和一个新的情境（如凋亡和焦亡），让学生利用所学知识进行对比分析，从而找出两个情境之间生命活动的不同之处或者相同之处，进而得出结论。也可能是在课本情境的基础上进行延伸，增加信息量，从而考察学生能否运用所学知识解决新问题的能力。 2.解题关键： （1）阅读材料，勾画关键词，明确考察的情境类型 （2）回忆课本所学知识，进行对比分析 （3）结合选项，回归题干信息，推理得出结论。 【变式应用1】（2023·山东·高考真题）研究发现，病原体侵入细胞后，细胞内蛋白酶L在无酶活性时作为支架蛋白参与形成特定的复合体，经过一系列过程，最终导致该细胞炎症性坏死，病原体被释放，该过程属于细胞焦亡。下列说法错误的是（    ） A．蝌蚪尾的消失不是通过细胞焦亡实现的 B．敲除编码蛋白酶L的基因不影响细胞焦亡 C．细胞焦亡释放的病原体可由体内的巨噬细胞吞噬消化 D．细胞焦亡释放的病原体可刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化 【变式应用2】（2025·山东济南·模拟预测）Ⅱ型糖尿病患者会出现胰岛素抵抗（IR）。IR是指正常剂量的胰岛素在机体内产生的生物学效应低于正常水平，即机体对胰岛素敏感性降低。下图表示胰岛素与受体结合后，通过胰岛素受体介导细胞内发生一系列信号转导的过程。下列叙述错误的是（　　） A．血糖浓度升高会使胰岛素的分泌量增加，同时会抑制胰高血糖素的分泌 B．胰岛素可通过抑制肝细胞膜上葡萄糖转运蛋白数量的增加，从而降低血糖 C．部分Ⅱ型糖尿病患者发生IR 的原因可能是体内产生了抗胰岛素受体的抗体 D．胰岛素可促进葡萄糖氧化分解、并能促进肝糖原和肌糖原的合成 破译类别二 复杂新情境的逻辑推理类 【典例分析1】（2024·山东·高考真题）酵母菌在合成色氨酸时需要3种酶X、Y和Z，trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体。已知3种酶均不能进出细胞，而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。将这3种突变体均匀划线接种到含有少量色氨酸的培养基上，生长情况如图。据图分析，3种酶在该合成途径中的作用顺序为（　　） A．X→Y→Z B．Z→Y→X C．Y→X→Z D．Z→X→Y 【典例分析2】（2025·山东·高考真题）种群延续所需要的最小种群密度为临界密度，只有大于临界密度，种群数量才能增加，最后会达到并维持在一个相对稳定的数量，即环境容纳量（K值）。不同环境条件下，同种动物种群的K值不同。图中曲线上的点表示在不同环境条件下某动物种群的K值和达到K值时的种群密度，其中m为该动物种群的临界密度，K0以下的环境表示该动物的灭绝环境。a、b、c、d四个点表示不同环境条件下该动物的4个种群的K值及当前的种群密度，且4个种群所在区域面积相等，各种群所处环境稳定。不考虑迁入迁出，下列说法错误的是（    ） A．可通过提高K值对a点种群进行有效保护 B．b点种群发展到稳定期间，出生率大于死亡率 C．c点种群发展到稳定期间，种内竞争逐渐加剧 D．通过一次投放适量该动物可使d点种群得以延续 【解题秘籍】 1. 此类题目通常是给出一个全新情境，并且题干信息量较大，概念关系复杂，往往结合图示或者曲线，考察学生能够准确理解概念本质，并且准确提取关键信息，建立相关模型，进行严谨的逻辑推理，从而得出相应结论。 2. 解题关键： （1）获取、理解题干信息 （2）结合信息，整合教材相关内容建立思维模型。 如典例1（2024年15题）可以建立如下代谢过程模型 （3） 结合模型，链接课本基础知识，分析解决问题，可以尝试运用假说-演绎法解决问题。 根据3种假设进行演绎推理，若缺少酶a，但可以接受假设2和假设3提供的中间产物，继续合成色氨酸，因此，酶a应该是酶X。以此类推，得出酶b为酶Y，酶C为酶Z。 （4）部分题目已经给出相应的分析模型或者曲线，则结合题干关键信息，回归课本知识，综合分析，得出结论。 【变式应用1】2025·山东泰安·模拟预测）某野生型细菌能通过图Ⅰ途径合成色氨酸，其突变株则不能，已知色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。将突变株TrpB、TrpC、TrpE（仅图1中的某一步受阻）分别接种在图2培养基的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域，短时间培养三个区域均有少量细菌生长增殖，继续培养后Ⅰ区域的两端和Ⅱ区域的一端的菌株继续生长增殖，而Ⅲ区域菌株不再生长。下列说法不正确的是（　　） A．配制图2培养基时加入了琼脂和少量色氨酸，pH通常呈酸性 B．使用接种针或接种环接种3种突变菌株，涂布前需对接种针或接种环进行灼烧灭菌 C．TrpC菌株继续生长增殖的一端为靠近Ⅲ区域的一端 D．TrpE菌株不再生长可能是由于缺乏催化吲哚合成色氨酸的酶 【变式应用2】（2025·山东济南·模拟预测）CSR植物生活史理论将处于不同环境下的各种植物适应环境对策分为三种类型：竞争型对策C、耐受型对策S、杂草型对策R。该理论认为影响植物对策选择的两个重要因素是生境干扰程度和生境胁迫强度，如图所示。下列说法错误的是（　　） A．从植物对策选择的两个重要因素分析，植物的生境共有3种类型 B．资源贫乏的环境中进行生态修复，应选择S对策植物作为先锋植物 C．过度放牧会通过增加生境干扰程度，导致植物以R对策适应环境 D．C对策植物的竞争能力强，乡间小路几乎不被踩踏的地方，生长着茎秆较高的狗尾草符合该对策 破译类别三 遗传系谱图分析类 【典例分析】（2025·山东·高考真题）某动物家系的系谱图如图所示。a1、a2、a3、a4是位于X染色体上的等位基因，Ⅰ-1基因型为XalXa2，Ⅰ-2基因型为Xa3Y，Ⅱ-1和Ⅱ-4基因型均为Xa4Y，Ⅳ-1为纯合子的概率为（    ） A．3/64 B．3/32 C．1/8 D．3/16 【解题秘籍】 1.本类题目一般给出遗传系谱图，考察一对基因是否是伴性遗传，或者已知该基因是伴性遗传，分析子代遗传情况及计算概率，有时会提供基因的电泳条，辅助学生判断确定某些个体的基因型。 2.解题关键： （1）审题，获取关键信息，如致死，或者某个体不携带治病基因，是否考虑XY同源区段等 （2）分析基因位置，确定遗传方式 ①首先明确一对基因的遗传方式共有6种：常显、常隐、伴X显性、伴X隐性、XY同源区段、伴Y ②分析其遗传是否符合伴Y遗传， ③确定显隐性。无中生有为隐性，有中生无为显性。 ④确定是否是伴性遗传，根据伴X显性或者隐性遗传的特点进行判断。先假设是伴性遗传，代入推理。 注意：若果符合女病父子病，可能是伴性遗传，也可能是常染色体遗传；如果不符合女病父子病，则一定是常染色体遗传。 （3）列出所有可能的遗传方式，并写出对应个体的基因型。根据分离和自由组合定律进行推理、计算。善用配子法（棋盘法）。 （4）若已知是伴性遗传，计算子代基因型或者表型概率时，需注意XY染色体的遗传规律： X染色体只能从父亲传给女儿，女儿的X染色体既可以传给孙子，又可以传给孙女 Y染色体只能雄性遗传。 【变式应用】某家系的遗传系谱图及部分个体基因型如图所示，A1、A2、A3是位于X染色体上的等位基因。下列推断正确的是 A．II—2基因型为XA1XA2的概率是1/4 B．III—1基因型为XA1 Y的概率是1/4 C．III—2基因型为XA1 X A2的概率是1/8 D．IV—1基因型为XA1 X A1概率是1/8 破译类别四 基因位置判断和遗传概率计算类 【典例分析】（2024·山东·高考真题）某二倍体两性花植物的花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2对等位基因，且每种性状只由1对等位基因控制，其中控制籽粒颜色的等位基因为D、d；叶边缘的光滑形和锯齿形是由2对等位基因A、a和B、b控制的1对相对性状，且只要有1对隐性纯合基因，叶边缘就表现为锯齿形。为研究上述性状的遗传特性，进行了如表所示的杂交实验。另外，拟用乙组F1自交获得的F2中所有锯齿叶绿粒植株的叶片为材料，通过PCR检测每株个体中控制这2种性状的所有等位基因，以辅助确定这些基因在染色体上的相对位置关系。预期对被检测群体中所有个体按PCR产物的电泳条带组成（即基因型）相同的原则归类后，该群体电泳图谱只有类型Ⅰ或类型Ⅱ，如图所示，其中条带③和④分别代表基因a和d。已知各基因的PCR产物通过电泳均可区分，各相对性状呈完全显隐性关系，不考虑突变和染色体互换。 组别 亲本杂交组合 F1的表型及比例。 甲 紫花矮茎黄粒×红花高茎绿粒 紫花高茎黄粒∶红花高茎绿粒∶紫花矮茎黄粒∶红花矮茎绿粒=1∶1∶1∶1 乙 锯齿叶黄粒×锯齿叶绿粒 全部为光滑叶黄粒 (1)据表分析，由同一对等位基因控制的2种性状是 ，判断依据是 。 (2)据表分析，甲组F1随机交配，若子代中高茎植株占比为 ，则能确定甲组中涉及的2对等位基因独立遗传。 (3)图中条带②代表的基因是 ；乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型为 。若电泳图谱为类型Ⅰ，则被检测群体在F2中占比为 。 (4)若电泳图谱为类型Ⅱ，只根据该结果还不能确定控制叶边缘形状和籽粒颜色的等位基因在染色体上的相对位置关系，需辅以对F2进行调查。已知调查时正值F2的花期，调查思路： ；预期调查结果并得出结论： 。（要求：仅根据表型预期调查结果，并简要描述结论） 【解题秘籍】 1.本类题目信息量大，题干较长，基因之间可能存在比较复杂的相互关系，多给出亲代杂交后子代的表型和比例的表格，考察学生能否由子代倒推出亲代的基因型和基因间的位置关系（自由组合还是连锁），考察基因对数有时为3对（2024年、2022年）或以上，并根据信息运用分离定律和自由组合定律进行复杂的逻辑推理和相关计算。 2.解题关键： （1）仔细审题，明确基因与表型的关系，1对1、1对多还是多对1-----2024年山东卷出现2对3（两对基因控制3种性状）。 （2）确定子代各表型的基因型，根据子代表型比例推理出亲代的基因型，并判断基因位置。推理时，先建构基因可能的位置模型，如分析两对基因是否连锁时，可先画出连锁时两种基因和染色体的位置图和自由组合时基因和染色体的位置图。 （3）运用假说-演绎法，根据构建的模型图进行推理分析，将子代的结果与题干信息进行比对分析，找出符合题意的所有可能情况，进而确定基因的位置关系。 （4）明确基因位置和亲代基因型后，运用分离和自由组合定律进行推理和子代概率计算。 【变式应用1】（2022·山东·高考真题）某两性花二倍体植物的花色由3对等位基因控制，其中基因A控制紫色，a无控制色素合成的功能。基因B控制红色，b控制蓝色。基因I不影响上述2对基因的功能，但i纯合的个体为白色花。所有基因型的植株都能正常生长和繁殖，基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花。现有该植物的3个不同纯种品系甲、乙、丙，它们的花色分别为靛蓝色、白色和红色。不考虑突变，根据表中杂交结果，下列推断正确的是（    ） 杂交组合 F1表型 F2表型及比例 甲×乙 紫红色 紫红色∶靛蓝色∶白色=9∶3∶4 乙×丙 紫红色 紫红色∶红色∶白色=9∶3∶4 A．让只含隐性基因的植株与F2测交，可确定F2中各植株控制花色性状的基因型 B．让表中所有F2的紫红色植株都自交一代，白花植株在全体子代中的比例为1/6 C．若某植株自交子代中白花植株占比为1/4，则该植株可能的基因型最多有9种 D．若甲与丙杂交所得F1自交，则F2表型比例为9紫红色∶3靛蓝色∶3红色∶1蓝色 【变式应用2】（2025·山东潍坊·二模）某一年生雌雄同株植物的花有多种颜色，基因A控制紫色，a无控制色素合成的功能；基因B控制红色，b控制蓝色；基因型为A_B_和A_bb的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花。在纯合紫红色品种偶然发现了一白花植株，现利用该白花植株与纯合靛蓝色植株进行杂交实验。结果如表所示。设控制白花的基因为I/i。已知所有基因型的植株都能正常生长和繁殖，A/a基因与花粉的育性无关。不考虑新的突变及染色体互换。 组别 P F1 F2 甲组 白色（♂）×靛蓝色（♀） 无个体 乙组 白色（♀）×靛蓝色（♂） 紫红色 紫红色：靛蓝色：白色=7:3:2 (1)根据杂交实验结果推测，白色属于 （填“显性”或“隐性”）性状，基因 位于两对同源染色体上。乙组F1产生的雄配子基因型及其比例是 。 (2)该种植物不同染色体上具有各自的特异短核苷酸序列M（m），记作M1、M2、M3，其中1、2、3代表不同的同源染色体，它们可作为基因定位的分子标记。来自亲代白花植株的分子标记记作m，来自纯合靛蓝色植株的分子标记记作M。对乙组F2个体染色体上的分子标记M（m）进行检测，最终将I/i基因定位在1号染色体上。F2紫红色个体中1号染色体上的分子标记类型为M1m1的个体所占比例为 ；若F₂白色个体中3号染色体上分子标记为M3M3的个体所占比例为 ，则B/b不位于3号染色体上。 (3)通过PCR扩增乙组F₂白花植株的B/b基因，用同种限制酶切割后进行电泳，发现基因组成有类型I和类型Ⅱ如图。现有纯合紫红色、靛蓝色、红色、蓝色的四个品系可供选用，为进一步确定基因I/i、A/a、B/b三者之间的位置关系，最佳的方案是：选用 品系与乙组F2中的 （填“类型I”或“类型Ⅱ”）白花植株进行杂交获得F1，F1自交获得F2，统计F2的花色及比例。预期结果及结论： ①若F2中没有 植株，则说明A/a与B/b位于同一对同源染色体上； ②若F2中蓝色占比为1/12,则说明A/a与I/i位于同一对同源染色体上； ③若F2中靛蓝色占比为 ，则说明A/a、B/b和I/i分别位于三对同源染色体上； 破译类别五 基因工程分析类 【典例分析1】（2024·山东·高考真题）制备荧光标记的DNA探针时，需要模板、引物、DNA聚合酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、扩增缓冲液、H2O和4种脱氧核苷酸（dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP）的反应管①~④中，分别加入如表所示的适量单链DNA。已知形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则，且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有（　　） 反应管 加入的单链DNA ① 5'-GCCGATCTTTATA-3'3'-GACCGGCTAGAAA-5' ② 5'-AGAGCCAATTGGC-3' ③ 5'-ATTTCCCGATCCG-3'3'-AGGGCTAGGCATA-5' ④ 5'-TTCACTGGCCAGT-3' A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④ 【典例分析2】（2025·山东·高考真题）种子休眠是抵御穗发芽的一种机制。通过对Ti质粒的改造，利用农杆菌转化法将Ti质粒上的T-DNA随机整合到小麦基因组中，筛选到2个种子休眠相关基因的插入失活纯合突变体。与野生型相比，突变体种子的萌发率降低。小麦基因组序列信息已知。 (1)Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为 。选用图甲中的SmaI对抗除草剂基因X进行完全酶切，再选择SmaI和 对Ti质粒进行完全酶切，将产生的黏性末端补平，补平时使用的酶是 。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接，构建重组载体，转化大肠杆菌；经卡那霉素筛选并提取质粒后再选用限制酶 进行完全酶切并电泳检测，若电泳结果呈现一长一短2条带，较短的条带长度近似为 bp，则一定为正向重组质粒。 (2)为证明这两个突变体是由于T-DNA插入到小麦基因组中同一基因导致的，提取基因组DNA，经酶切后产生含有T-DNA的基因组片段（图乙）。在此酶切过程中，限于后续PCR难以扩增大片段DNA，最好使用识别序列为 （填“4”“6”或“8”）个碱基对的限制酶，且T-DNA中应不含该酶的酶切位点。需首先将图乙的片段 ，才能利用引物P1和P2成功扩增未知序列。PCR扩增出未知序列后，进行了一系列操作，其中可以判断出2条片段的未知序列是否属于同一个基因的操作为 （填“琼脂糖凝胶电泳”或“测序和序列比对”）。 (3)通过农杆菌转化法将构建的含有野生型基因的表达载体转入突变植株，如果检测到野生型基因， （填“能”或“不能”）确定该植株的表型为野生型。 【解题秘籍】 1.本类题目多考察限制酶的选择，引物的选择及引物序列的设计等，难度较大，检验学生是否理解了基因工程的核心步骤（基因表达载体的构建）的本质，引物的本质和引物的作用。 2.解题关键：限制酶的选择 (1)不破坏目的基因原则。 (2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则：若载体上有两个及以上的标记基因，则可合理对其中一些标记基因进行酶切破坏，从而达到比1个标记基因更高的筛选成功率，防止只有1个标记基因时出现的“假阳性”(即未成功导入目的基因的载体也能正常表达标记基因，造成无效筛选)。 (3)善用“双酶切”，注意方向性：目的基因所在序列和载体上存在多种酶切位点时，一般需要选择在目的基因所在序列和载体上都存在切割位点的两种不同的限制酶，对目的基因所在序列和载体进行剪切，即“双酶切法”。 其优点和作用是：①防止目的基因环化；②避免目的基因与载体反向连接，即DNA连接酶连接后形成的重组DNA分子上，目的基因和载体启动子的方向(或描述为“RNA聚合酶的移动方向”)必须是相同的。否则目的基因导入后无法正常转录、表达。 (4)巧用“同尾酶”：同尾酶指来源不同，但能产生相同黏性末端的限制酶。当不适合选择某种限制酶时，可用其同尾酶替换，以获得相同的黏性末端。 3.解题关键：引物的选择和设计 （1）设计引物的依据是：已知目的基因两端（3’端）的部分核苷酸序列，以便根据该序列合成引物。 （2）引物结合在模板链3′端，引导子链从 5′→3′方向复制。DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有链的3′-端。 （3）要保证目的基因能与载体相连接，要在两种引物的5′端分别添加上限制酶的识别序列。 【变式应用1】（2025·山东聊城·三模）CRISPR/Cas12a系统是由crRNA和Cas12a（Cpf1）蛋白形成的复合体。crRNA能特异性识别并结合特定的DNA序列，引导Cas12a蛋白到相应位置剪切DNA。下图是CRISPR/Cas12a系统的工作原理示意图。请回答下列问题。 注：PAM是一种短DNA序列，N表示任意碱基。PAM可以帮助Cas12a识别和切割目标DNA序列。“”表示在相应位置剪切DNA。 (1)在CRISPR/Cas12a系统中，crRNA序列与目的基因特定碱基序列部分结合，结合区域最多含 种核苷酸。Cas12a是一种内切核酸酶，能催化 水解，从而使DNA在PAM序列的上游被切断，切割DNA后形成的是 （填“黏性”或“平”）末端。 (2)某科研团队基于CRISPR/Cas12a系统对宫颈癌细胞中的KIFC1基因进行敲除，来探讨KIFC1基因对宫颈癌HeLa细胞增殖的影响。他们利用crRNA对应基因序列和PX458质粒（如下图）构建crRNA/Cas12a重组载体，转染至HeLa细胞进行相关研究。 ①为保证crRNA对应的基因序列与PX458质粒正确连接，应在扩增该基因序列的一对引物的5’端分别添加 两种限制酶的识别序列。其中P1的碱基序列为5’ 3’（写出前9个碱基）。PX458质粒中利用U6、CMV两个启动子，而不共用同一个启动子的目的是 。 ②将CrRNA/Cas12a重组载体成功转染至HeL.a细胞。与对照组相比，实验组中KIFCl蛋白表达量、细胞数目的变化如下图所示，由此得出结论是 。判断依据是： 。 1．（2025·山东青岛·三模）Fe3+通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞，最终以Fe2+形式进入细胞质基质，相关过程如图所示。细胞内若Fe2+过多会引发膜脂质过氧化，导致细胞发生铁依赖的程序性死亡，称为铁死亡。下列说法错误的是（　　）    注：早期内体和晚期内体是溶酶体形成前的结构形式 A．铁死亡和细胞自噬都受基因调控 B．运铁蛋白结合与释放Fe3+的环境pH不同 C．细胞膜的脂质过氧化会导致膜流动性改变 D．运铁蛋白携带Fe3+进入细胞不需要消耗能量 2．（2025·山东青岛·二模）研究发现细胞坏死也受到特定基因的控制，称为程序性坏死。肿瘤坏死因子（TNF）可通过受体TNFR1诱导多种炎症因子表达及某些细胞死亡，包括质膜完整的凋亡和质膜破裂的坏死两种形式。某些巨噬细胞被病原体感染后，会释放大量炎症因子并死亡，也是一种程序性坏死。下列说法错误的是（　　） A．细胞坏死使细胞内含物释放，可引起周围组织发生炎症反应 B．敲除细胞内编码TNFR1的基因，不影响细胞程序性死亡 C．细胞程序性坏死释放的病原体可由巨噬细胞吞噬消化 D．细胞程序性坏死可能有助于机体抵抗病原体的感染 3.（2025·山东日照·三模）人体排出钾的主要方式是排尿。低钾血症是临床常见电解质紊乱症状之一，患者通常表现出四肢肌无力，甚至出现呼吸肌麻痹、心脏骤停等症状。下列说法错误的是（　　） A．血钾含量降低会导致血浆渗透压和细胞内液渗透压上升 B．血钾降低会使肌细胞静息电位绝对值增大，兴奋性降低 C．过度激活机体细胞膜上的钠钾泵会导致血钾的含量降低 D．过度饮酒引发的呕吐、尿量增多会导致血钾的含量降低 4.（2024·山东淄博·一模）米曲霉中的pyrG基因编码的OMP脱羧酶是尿嘧啶生物合成的关键酶。该酶还能将无毒的5-FOA转化为毒性产物抑制自身生长。pyrG基因发生突变，将无法合成该酶。现有5株米曲霉突变菌株，欲判断其是否为pyrG突变型，将野生菌株（WT）和突变菌株按图1位置接种在不同培养基上，结果如图2～4。下列说法正确的是（    ） A．利用紫外线照射米曲霉，通过定向突变获得突变菌株 B．本实验中，需用稀释涂布平板法才能将米曲霉接种到培养基上 C．在2培养基的基础上，添加5-FOA配制成4培养基 D．实验结果说明以上5株米曲霉突变菌株均为pyrG突变型 5.（2025·山东济南·模拟预测）物种多样性与群落内物种的丰富度和均匀度相关（均匀度指群落内物种个体数目分配的均匀程度）。物种多样性的测定有三个空间尺度：α、β、γ多样性。其中，描述α多样性可用辛普森多样性指数，辛普森多样性指数是指在无限大小的群落中，随机抽取两个个体，它们属于不同物种的概率（即1-随机抽取的两个个体属于同种的概率）。β多样性反映不同群落间物种组成的差异，可用群落甲和群落乙的独有物种数之和与群落甲、乙各自的物种数之和的比值表示。现有甲、乙两个群落，其部分物种组成如下表。下列说法正确的是（　　） 物种丰富度 物种A数量 物种B数量 物种C数量 甲群落 80 60 10 30 乙群落 60 30 30 40 A．不同生物群落的物种组成往往不同，群落中生物个体数目越多，物种丰富度也往往越高 B．只考虑A、B、C这三个物种，甲、乙群落的辛普森多样性指数分别是0.66和0.54 C．据表推测，在群落的物种数目一定时，物种均匀度越高，辛普森多样性指数越高 D．两群落之间β多样性越高，说明两群落的共有物种数越多 6.（2023·辽宁高考）某伴X染色体隐性遗传病的系谱图如下，基因检测发现致病基因d有两种突变形式，记作dA与dB。Ⅱ1还患有先天性睾丸发育不全综合征（性染色体组成为XXY）。不考虑新的基因突变和染色体变异，下列分析正确的是（　　） A.Ⅱ1性染色体异常，是因为Ⅰ1减数分裂Ⅱ时X染色体与Y染色体不分离 B.Ⅱ2与正常女性婚配，所生子女患有该伴X染色体隐性遗传病的概率是1/2 C.Ⅱ3与正常男性婚配，所生儿子患有该伴X染色体隐性遗传病 D.Ⅱ4与正常男性婚配，所生子女不患该伴X染色体隐性遗传病 7.（2025·山东潍坊·一模）多种基因的突变都会引起先天性聋哑的发生，且均可单独致病。图1是某先天性聋哑遗传病的系谱图。经检测，该家系涉及两种致病基因，且Ⅱ-1不携带致病基因（不考虑XY同源区段）。图2为家族部分个体相关基因电泳结果。下列说法正确的是（    ） A．两种致病基因一种属于隐性基因，一种属于显性基因 B．Ⅱ-2患病一定是由常染色体隐性致病基因所致 C．条带4所代表的基因为隐性基因 D．Ⅱ-3的基因型有4种可能性 8.（2025·山东潍坊·一模）秀丽隐杆线虫（简称“线虫”）是遗传学中重要的模式生物。线虫有雌雄同体（XX，2n=12）和雄虫（XO，2n-1=11）两种性别，雄虫仅占群体的0.2%。雌雄同体能自体受精或与雄虫交配，但雌雄同体的不同个体之间不能交配。 (1)正常情况下，线虫产生雄性后代的交配方式为 （填“自交”“杂交”或“自交和杂交”）。仅有雌雄同体线虫即可完成线虫种群的延续，自然界中雄虫存在的意义是 。 (2)线虫的正常培养温度为20℃，研究发现将雌雄同体线虫置于30℃一段时间，收回正常培养环境后，种群中雄虫比例会升高，推测升高温度使雌雄同体线虫的减数分裂发生了异常，该异常具体表现为 。 (3)研究发现常染色体上的Tra-1基因对线虫的性别决定起重要作用，不具有Tra-1基因的线虫都会发育为雄虫。现通过转基因技术破坏线虫受精卵的一个Tra-1基因，使其发育成熟后自体受精获得F1，F1自体受精获得的F2中性别及比例为 。将F2放置在适宜环境中使其不断自体受精，理论上正常Tra-1基因的基因频率变化趋势为 。 (4)QF/QUAS是人工合成的基因表达调控系统，QF表达产物能够与诱导型启动子QUAS结合，并驱动下游基因的表达。科研人员将QF插入雄虫的一条Ⅱ号染色体上，将一个QUAS—红色荧光蛋白基因插入雌雄同体线虫的一条染色体上。现利用上述转基因线虫进行杂交得F1，F1中红色荧光个体相互交配得到F2，得到如下实验结果。 F1 F2 红色荧光个体：无色个体=1：3 红色荧光个体：无色个体=9：7 ①仅根据上述杂交结果 （填“能”或“不能”）判断QUAS—红色荧光蛋白融合基因是否插入Ⅱ号染色体上，依据是 。 ②进一步调查发现F2中雌雄同体和雄虫中的体色比例不同，推测最可能的原因是 ，若统计F2中无色雄虫占比是 ，说明推测是正确的。 9.（2025·山东日照·三模）研究显示，Gata3基因是大量肿瘤细胞的潜在突变位点。为研究Gata3蛋白在细胞中的定位，科研人员将绿色荧光蛋白GFP基因与Gata3基因融合，构建基因表达载体转入小鼠受精卵，并整合到受精卵染色体上，每个受精卵只导入一个目的基因，获得能正常表达融合蛋白的杂合雌、雄小鼠各一只。荧光蛋白成像系统显示两只小鼠均为Gata3-GFP融合基因阳性转入小鼠。 (1)为了使GFP基因能正确插入载体中，在利用PCR扩增GFP编码区序列的过程中，需要设计的引物F和R序列分别为 。 ①5'-CCCGTCGACTTCATGCTTGATATGCCAATC-3' ②5'-CCCGTCGACAAAAACACTTTTTGATATTCG-3' ③5'-CCCCTCGAGTTCATGCTTGATATGCCAATC-3' ④5'-CCCGAATTCTTCTAGTGCACCACAAGAAG-3' (2)在构建Gata3基因与GFP基因的融合基因时，应将 基因中编码终止密码子的序列删除。在GFP基因的扩增及重组载体的构建过程中，使用的酶有 种。将酶处理过的目的基因和载体连接时，需要在低温环境中操作，原因是 。 (3)将实验获得的两只雌、雄杂合子小鼠进行杂交获得若干F1，让其体细胞中都含有两个融合基因的雌、雄个体杂交，则理论上F2中荧光小鼠的占比为 。 (4)相较于传统的物质提取、体外测量方式，对荧光小鼠用荧光蛋白成像系统测量荧光蛋白的优点是 。 10.（2025·山东青岛·三模）SYS是调控番茄伤口反应的信号分子，由SYS基因编码，有利于伤口的再生修复。近年来新发现了一种番茄受伤后产生的信号分子REF，由REF基因编码，也能引起伤口再生修复。为探究REF的信号转导路径，科学家做了一系列实验。 (1)为达到实验目的，需要使用基因编辑技术敲除SYS基因，原因是 。 (2)将PORK基因敲除后，REF无法发挥作用。已知细胞膜上PORK蛋白包含了三个结构域，分别是膜外结构域、跨膜结构域和胞内结构域。推测得知，PORK蛋白的功能是 。 (3)为探究SI蛋白在REF胞内转导路径中的作用，科学家将SI基因和GFP基因（编码绿色荧光蛋白）拼接成融合基因后，用农杆菌转化法获得了转基因番茄，部分过程如图1所示。 ①已知SI基因的模板链是α链，GFP基因的模板链是β链。为获得融合基因，在设计引物时，引物F2和引物F3序列应分别选择 。 A．5′TCACTGAGCTCG3′B．5′TTACGACTAGCG3′C．5′CGAGCTCAGTGA3′D．5′CGCTAGTCGTAA3′ ②融合基因两端不含酶切位点，为保证融合基因能正确连接在载体上，需要在引物F1和引物F4的一端分别添加 限制酶的识别序列。 ③研究发现，转基因番茄的再生能力明显增强，进一步检测发现，SI蛋白与REF基因启动子结合来发挥作用。为进一步探究SI的具体作用，科研人员使用番茄si突变体（SI基因无法正常表达）进行实验，结果如图2所示。推测番茄受伤后，SI会 （填“促进”或“抑制”）REF基因的表达。REF引发的信号通路属于 （填“正反馈”或“负反馈”）。REF释放到其他组织后，引发再生相关基因的表达，植株再生修复。 (4)总结以上资料，说明番茄受伤后REF介导的再生修复路径是 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型05 逻辑推理类目录 第一部分 题型解读 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 题型破译 微观解剖，精细教学 典例分析 解题秘籍 变式应用 类别一 课本知识与新情境的对比分析类 类别二 复杂新情境的逻辑推理类 类别三 遗传系谱图分析类 类别四 基因位置判断和遗传概率计算类 类别五 基因工程分析类 第三部分 题型通关 整合应用，综合提升 题型特点 情境真实化：题干多采用复杂的科学研究、遗传和基因工程研究等形式，题干长，信息量大，概念较多且相互间存在复杂的逻辑关系。 形式多元化：有基于课本和新情境的对比分析，也有全新的复杂科学探究分析，以及遗传推理和基因工程分析。题干多和曲线、表格数据、遗传系谱图和生命过程示意图等结合，增加学生信息获取的难度。 思维复杂化：注重逻辑思维、批判性思维、逆向推理（反向设问）、多维度分析 命题规律 ①核心素养导向：紧扣科学思维（归纳概括、演绎推理、模型构建）和探究能力 ②考点分布：高频模块有遗传变异（22-25 题，约 16 分）、代谢调节、基因工程 ③一题多考：综合考查多个知识点（如遗传 + 分子生物学 + 实验设计） ④难度递进：从基础判断到复杂推演，区分度明显 ⑤"反套路" 设计：正向推导→逆向反证→多路径验证 解题策略/技巧 ①提取信息，建构模型：勾画关键词，分析图表曲线，联系课本所学内容，构建生物模型，将抽象文字直观化 ②对比分析，逻辑推理。 ③巧用技巧，假设验证： 假说--演绎：提出假设→演绎结果→与题干比对验证 逆向检查：从结论反推条件，确保逻辑严密 破译类别一 课本知识与新情境的对比分析类 【典例分析1】（2025·山东·高考真题）利用病毒样颗粒递送调控细胞死亡的执行蛋白可控制细胞的死亡方式。细胞接收执行蛋白后，若激活蛋白P，则诱导细胞发生凋亡，细胞膜突起形成小泡，染色质固缩；若激活蛋白Q，则诱导细胞发生焦亡，细胞肿胀破裂，释放大量细胞因子。下列说法错误的是（    ） A．细胞焦亡可能引发机体的免疫反应 B．细胞凋亡是由基因所决定的程序性细胞死亡 C．细胞凋亡和细胞焦亡受不同蛋白活性变化的影响 D．通过细胞自噬清除衰老线粒体的过程属于细胞凋亡 【答案】D 【解析】细胞焦亡时细胞破裂，释放大量细胞因子以及细胞中的内容物，从而引发机体的免疫反应（炎症反应），A正确；细胞凋亡是由基因控制的程序性细胞死亡，对机体是有利的，B正确；激活蛋白P，则诱导细胞发生凋亡，激活蛋白Q，则诱导细胞发生焦亡，说明细胞凋亡和细胞焦亡受不同蛋白活性变化的影响，C正确；细胞自噬是指细胞利用溶酶体降解自身受损的细胞器或大分子物质的过程，通过细胞自噬清除衰老线粒体的过程不属于细胞凋亡，D错误。 【典例分析2】（2025·山东·高考真题）低钠血症患者的血钠浓度和细胞外液渗透压均低于正常值。依据患者细胞外液量减少、不变和增加，依次称为低容量性、等容量性和高容量性低钠血症。下列说法正确的是（    ） A．醛固酮分泌过多可能引起低容量性低钠血症 B．抗利尿激素分泌过多可能引起高容量性低钠血症 C．与患病前相比，等容量性低钠血症患者更易产生渴感 D．与患病前相比，低钠血症患者的细胞外液中总钠量可能增加 【答案】BD 【解析】醛固酮的作用是保钠排钾，醛固酮分泌过多会导致血钠升高，而低钠血症患者的血钠浓度和细胞外液渗透压均低于正常值，因此醛固酮分泌过多不可能引起低容量性低钠血症，A错误；抗利尿激素分泌过多，水的重吸收增多，细胞外液量增加，可能引起高容量性低钠血症，B正确；与患病前相比，等容量性低钠血症患者细胞外液渗透压小，渗透压感受器受到的刺激减弱，不易产生渴感，C错误；低钠血症患者的血钠浓度低于正常值，但患者细胞外液量减少、不变和增加，因此与患病前相比，低钠血症患者的细胞外液中总钠量可能增加，D正确。 【解题秘籍】 1.本类题目一般是提供课本知识情境和一个新的情境（如凋亡和焦亡），让学生利用所学知识进行对比分析，从而找出两个情境之间生命活动的不同之处或者相同之处，进而得出结论。也可能是在课本情境的基础上进行延伸，增加信息量，从而考察学生能否运用所学知识解决新问题的能力。 2.解题关键： （1）阅读材料，勾画关键词，明确考察的情境类型 （2）回忆课本所学知识，进行对比分析 （3）结合选项，回归题干信息，推理得出结论。 【变式应用1】（2023·山东·高考真题）研究发现，病原体侵入细胞后，细胞内蛋白酶L在无酶活性时作为支架蛋白参与形成特定的复合体，经过一系列过程，最终导致该细胞炎症性坏死，病原体被释放，该过程属于细胞焦亡。下列说法错误的是（    ） A．蝌蚪尾的消失不是通过细胞焦亡实现的 B．敲除编码蛋白酶L的基因不影响细胞焦亡 C．细胞焦亡释放的病原体可由体内的巨噬细胞吞噬消化 D．细胞焦亡释放的病原体可刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化 【答案】B 【解析】蝌蚪尾的消失是通过细胞凋亡实现的，A正确；根据题干信息“细胞内蛋白酶L在无酶活性时作为支架蛋白参与形成特定的复合体，经过一系列过程，最终导致该细胞炎症性坏死，病原体被释放，该过程属于细胞焦亡”，说明了蛋白酶L基因影响细胞焦亡，所以如果敲除编码蛋白酶L的基因会影响细胞焦亡，B错误；细胞焦亡后，病原体被释放，可以被体内的巨噬细胞吞噬消化，C正确；细胞焦亡释放的病原体可作为抗原刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化，D正确。 【变式应用2】（2025·山东济南·模拟预测）Ⅱ型糖尿病患者会出现胰岛素抵抗（IR）。IR是指正常剂量的胰岛素在机体内产生的生物学效应低于正常水平，即机体对胰岛素敏感性降低。下图表示胰岛素与受体结合后，通过胰岛素受体介导细胞内发生一系列信号转导的过程。下列叙述错误的是（　　） A．血糖浓度升高会使胰岛素的分泌量增加，同时会抑制胰高血糖素的分泌 B．胰岛素可通过抑制肝细胞膜上葡萄糖转运蛋白数量的增加，从而降低血糖 C．部分Ⅱ型糖尿病患者发生IR 的原因可能是体内产生了抗胰岛素受体的抗体 D．胰岛素可促进葡萄糖氧化分解、并能促进肝糖原和肌糖原的合成 【答案】B 【解析】血糖浓度升高会使胰岛素的分泌量增加，同时会抑制胰高血糖素的分泌，A正确；由图可知，胰岛素可通过促进肝细胞膜上葡萄糖转运蛋白数量的增加，促进葡萄糖进入细胞，从而降低血糖，B错误；部分2型糖尿病患者发生IR的原因可能是体内产生了抗胰岛素受体的抗体，使胰岛素不能与胰岛素受体结合，使血糖升高，C正确；胰岛素可促进组织细胞加速对血糖的摄取、利用和储存，促进葡萄糖氧化分解，促进肝糖原和肌糖原的合成，D正确。 破译类别二 复杂新情境的逻辑推理类 【典例分析1】（2024·山东·高考真题）酵母菌在合成色氨酸时需要3种酶X、Y和Z，trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体。已知3种酶均不能进出细胞，而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。将这3种突变体均匀划线接种到含有少量色氨酸的培养基上，生长情况如图。据图分析，3种酶在该合成途径中的作用顺序为（　　） A．X→Y→Z B．Z→Y→X C．Y→X→Z D．Z→X→Y 【答案】A 【解析】添加少量色氨酸，突变体菌株可以生长，色氨酸合成途径的中间产物积累后可排出胞外，进入培养基后，通过扩散，从而给其他突变型提供代谢原料，帮助其长出明显的菌落。trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体，据图可知，trpX不能为trpY和trpZ提供原料，trpY不能为trpZ提供原料，trpZ可以为trpX、trpY的生长提供原料，推测3种酶在该合成途径中的作用顺序为X→Y→Z。 【典例分析2】（2025·山东·高考真题）种群延续所需要的最小种群密度为临界密度，只有大于临界密度，种群数量才能增加，最后会达到并维持在一个相对稳定的数量，即环境容纳量（K值）。不同环境条件下，同种动物种群的K值不同。图中曲线上的点表示在不同环境条件下某动物种群的K值和达到K值时的种群密度，其中m为该动物种群的临界密度，K0以下的环境表示该动物的灭绝环境。a、b、c、d四个点表示不同环境条件下该动物的4个种群的K值及当前的种群密度，且4个种群所在区域面积相等，各种群所处环境稳定。不考虑迁入迁出，下列说法错误的是（    ） A．可通过提高K值对a点种群进行有效保护 B．b点种群发展到稳定期间，出生率大于死亡率 C．c点种群发展到稳定期间，种内竞争逐渐加剧 D．通过一次投放适量该动物可使d点种群得以延续 【答案】ACD 【分析】“S”型曲线：是受限制的指数增长函数，描述食物、空间都有限，有天敌捕食的真实生物数量增长情况，存在环境容纳的最大值K，种群增长速率先增加后减少，在K/2处种群增长速率最大。 【解析】a点时种群密度低于该动物种群的临界密度m，K值大于K0，故可通过一次投放适量该动物对a点种群进行有效保护，A错误；b点时种群密度小于其达到K值时对应的种群密度，种群发展到稳定期间，种群数量增加，出生率大于死亡率，B正确；c点时种群密度大于其达到K值时对应的种群密度，种群发展到稳定期间，种群数量减少，种内竞争减弱，C错误；d点时种群密度大于m，K值小于K0，可通过提高K值使d点种群得以延续，D错误。 【解题秘籍】 1. 此类题目通常是给出一个全新情境，并且题干信息量较大，概念关系复杂，往往结合图示或者曲线，考察学生能够准确理解概念本质，并且准确提取关键信息，建立相关模型，进行严谨的逻辑推理，从而得出相应结论。 2. 解题关键： （1）获取、理解题干信息 （2）结合信息，整合教材相关内容建立思维模型。 如典例1（2024年15题）可以建立如下代谢过程模型 （3） 结合模型，链接课本基础知识，分析解决问题，可以尝试运用假说-演绎法解决问题。 根据3种假设进行演绎推理，若缺少酶a，但可以接受假设2和假设3提供的中间产物，继续合成色氨酸，因此，酶a应该是酶X。以此类推，得出酶b为酶Y，酶C为酶Z。 （4）部分题目已经给出相应的分析模型或者曲线，则结合题干关键信息，回归课本知识，综合分析，得出结论。 【变式应用1】2025·山东泰安·模拟预测）某野生型细菌能通过图Ⅰ途径合成色氨酸，其突变株则不能，已知色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。将突变株TrpB、TrpC、TrpE（仅图1中的某一步受阻）分别接种在图2培养基的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域，短时间培养三个区域均有少量细菌生长增殖，继续培养后Ⅰ区域的两端和Ⅱ区域的一端的菌株继续生长增殖，而Ⅲ区域菌株不再生长。下列说法不正确的是（　　） A．配制图2培养基时加入了琼脂和少量色氨酸，pH通常呈酸性 B．使用接种针或接种环接种3种突变菌株，涂布前需对接种针或接种环进行灼烧灭菌 C．TrpC菌株继续生长增殖的一端为靠近Ⅲ区域的一端 D．TrpE菌株不再生长可能是由于缺乏催化吲哚合成色氨酸的酶 【答案】A 【解析】琼脂是固体培养基的凝固剂，图2为固体培养基，因此需要加入琼脂。突变株不能合成色氨酸，短时间培养时三个区域均有少量细菌生长，说明培养基中加入了少量色氨酸，以支持其初始生长。细菌培养基的pH通常呈中性或弱碱性（如pH7.0~7.6），而非酸性，A错误；在微生物接种操作中，使用接种针或接种环接种前需对接种针或接种环进行灼烧灭菌，以杀死其上可能存在的微生物，防止杂菌污染，该操作符合无菌操作要求，B正确；从色氨酸合成途径来看，TrpC突变株是邻氨基苯甲酸合成吲哚这一步受阻。Ⅰ区域的两端和Ⅱ区域的一端的菌株继续生长增殖，说明Ⅱ区域能为TrpC突变株提供吲哚，所以TrpC菌株继续生长增殖的一端为靠近Ⅲ区域的一端，C正确；根据色氨酸合成途径，缺乏催化吲哚合成色氨酸的酶，则无法合成色氨酸，在培养基中少量色氨酸消耗完后，TrpE菌株就不能再生长，D正确。 【变式应用2】（2025·山东济南·模拟预测）CSR植物生活史理论将处于不同环境下的各种植物适应环境对策分为三种类型：竞争型对策C、耐受型对策S、杂草型对策R。该理论认为影响植物对策选择的两个重要因素是生境干扰程度和生境胁迫强度，如图所示。下列说法错误的是（　　） A．从植物对策选择的两个重要因素分析，植物的生境共有3种类型 B．资源贫乏的环境中进行生态修复，应选择S对策植物作为先锋植物 C．过度放牧会通过增加生境干扰程度，导致植物以R对策适应环境 D．C对策植物的竞争能力强，乡间小路几乎不被踩踏的地方，生长着茎秆较高的狗尾草符合该对策 【答案】A 【解析】从影响植物对策选择的生境干扰程度和生境胁迫强度两个因素来看，生境干扰程度有低和高，生境胁迫强度也有低和高，通过组合可以有多种情况，不止3种类型。例如生境干扰程度低且生境胁迫强度低、生境干扰程度低且生境胁迫强度高、生境干扰程度高且生境胁迫强度低、生境干扰程度高且生境胁迫强度高，A错误；在资源贫乏的环境中，生境胁迫强度高，而S对策（耐受型对策）植物适合在胁迫强度高的环境生存，所以选择S对策植物作为先锋植物进行生态修复是合理的，B正确；过度放牧会对生境造成破坏，增加生境干扰程度。在高生境干扰程度下，植物会以R对策（杂草型对策）来适应环境，C正确；C对策（竞争型对策）植物适合在资源丰富且干扰强度较低的环境中生长，因为在这样的环境中竞争能力强的植物能更好地生存和发展，所以在乡间小路几乎不被踩踏的地方，生长着茎秆较高的狗尾草，D正确。 破译类别三 遗传系谱图分析类 【典例分析】（2025·山东·高考真题）某动物家系的系谱图如图所示。a1、a2、a3、a4是位于X染色体上的等位基因，Ⅰ-1基因型为XalXa2，Ⅰ-2基因型为Xa3Y，Ⅱ-1和Ⅱ-4基因型均为Xa4Y，Ⅳ-1为纯合子的概率为（    ） A．3/64 B．3/32 C．1/8 D．3/16 【答案】D 【解析】根据题干信息和图可知：Ⅰ-1基因型为XalXa2，Ⅰ-2基因型为Xa3Y，所以Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型及其概率为1/2Xa1Xa3和1/2Xa2 Xa3。又因为Ⅱ-1和Ⅱ-4基因型均为Xa4Y，可以算出Ⅲ-1的基因型及其概率为1/4Xa1Xa4、1/4Xa2Xa4和2/4Xa3Xa4，而Ⅲ-2的基因型及其概率为1/4Xa1Y、1/4Xa2Y和2/4Xa3Y。所以可以得出Ⅳ-1为纯合子的概率为3/16，即ABC错误，D正确。 【解题秘籍】 1.本类题目一般给出遗传系谱图，考察一对基因是否是伴性遗传，或者已知该基因是伴性遗传，分析子代遗传情况及计算概率，有时会提供基因的电泳条，辅助学生判断确定某些个体的基因型。 2.解题关键： （1）审题，获取关键信息，如致死，或者某个体不携带治病基因，是否考虑XY同源区段等 （2）分析基因位置，确定遗传方式 ①首先明确一对基因的遗传方式共有6种：常显、常隐、伴X显性、伴X隐性、XY同源区段、伴Y ②分析其遗传是否符合伴Y遗传， ③确定显隐性。无中生有为隐性，有中生无为显性。 ④确定是否是伴性遗传，根据伴X显性或者隐性遗传的特点进行判断。先假设是伴性遗传，代入推理。 注意：若果符合女病父子病，可能是伴性遗传，也可能是常染色体遗传；如果不符合女病父子病，则一定是常染色体遗传。 （3）列出所有可能的遗传方式，并写出对应个体的基因型。根据分离和自由组合定律进行推理、计算。善用配子法（棋盘法）。 （4）若已知是伴性遗传，计算子代基因型或者表型概率时，需注意XY染色体的遗传规律： X染色体只能从父亲传给女儿，女儿的X染色体既可以传给孙子，又可以传给孙女 Y染色体只能雄性遗传。 【变式应用】某家系的遗传系谱图及部分个体基因型如图所示，A1、A2、A3是位于X染色体上的等位基因。下列推断正确的是 A．II—2基因型为XA1XA2的概率是1/4 B．III—1基因型为XA1 Y的概率是1/4 C．III—2基因型为XA1 X A2的概率是1/8 D．IV—1基因型为XA1 X A1概率是1/8 【答案】D 【解析】I—1与I—2基因型是XA1Y、XA2XA3，后代II—2有两种基因型：XA1XA2、XA1XA3，可能性各是1/2，A错误；II—2基因型为1/2XA1XA2、1/2XA1XA3，Ⅲ-1的X染色体来自II—2，III—1基因型为XA1Y的概率是1/2，B错误；II—3基因型为1/2XA1XA2、1/2XA1XA3，II—4基因型XA2Y，III—2基因型有1/2XA1X A2、1/4XA2XA2、1/4XA3XA2，C错误；III—1基因型为1/2XA1Y，III—2基因型有1/2XA1X A2，后代IV—1是女性，基因型为XA1X A1概率是1/2×1/2×1/2=1/8，D正确。 破译类别四 基因位置判断和遗传概率计算类 【典例分析】（2024·山东·高考真题）某二倍体两性花植物的花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2对等位基因，且每种性状只由1对等位基因控制，其中控制籽粒颜色的等位基因为D、d；叶边缘的光滑形和锯齿形是由2对等位基因A、a和B、b控制的1对相对性状，且只要有1对隐性纯合基因，叶边缘就表现为锯齿形。为研究上述性状的遗传特性，进行了如表所示的杂交实验。另外，拟用乙组F1自交获得的F2中所有锯齿叶绿粒植株的叶片为材料，通过PCR检测每株个体中控制这2种性状的所有等位基因，以辅助确定这些基因在染色体上的相对位置关系。预期对被检测群体中所有个体按PCR产物的电泳条带组成（即基因型）相同的原则归类后，该群体电泳图谱只有类型Ⅰ或类型Ⅱ，如图所示，其中条带③和④分别代表基因a和d。已知各基因的PCR产物通过电泳均可区分，各相对性状呈完全显隐性关系，不考虑突变和染色体互换。 组别 亲本杂交组合 F1的表型及比例。 甲 紫花矮茎黄粒×红花高茎绿粒 紫花高茎黄粒∶红花高茎绿粒∶紫花矮茎黄粒∶红花矮茎绿粒=1∶1∶1∶1 乙 锯齿叶黄粒×锯齿叶绿粒 全部为光滑叶黄粒 (1)据表分析，由同一对等位基因控制的2种性状是 ，判断依据是 。 (2)据表分析，甲组F1随机交配，若子代中高茎植株占比为 ，则能确定甲组中涉及的2对等位基因独立遗传。 (3)图中条带②代表的基因是 ；乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型为 。若电泳图谱为类型Ⅰ，则被检测群体在F2中占比为 。 (4)若电泳图谱为类型Ⅱ，只根据该结果还不能确定控制叶边缘形状和籽粒颜色的等位基因在染色体上的相对位置关系，需辅以对F2进行调查。已知调查时正值F2的花期，调查思路： ；预期调查结果并得出结论： 。（要求：仅根据表型预期调查结果，并简要描述结论） 【答案】(1) 花色和籽粒颜色 甲组子代中紫花的籽粒全是黄粒，红花的籽粒全是绿粒 (2)9/16 (3) A aaBBDD 1/4 (4) 调查红花植株的叶边缘形状 若红花植株中只有锯齿叶，则Abd（aBD)位于一条染色体上；若红花植株中既有锯齿叶又有光滑叶，则Ad（aD）位于一条染体上，Ad和B（b）位于非同源染色体上 【解析】（1）根据表格中甲组的杂交子代中，紫花的籽粒全是黄粒，红花的籽粒全是绿粒，结合题干信息“花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2对等位基因”可知，花色和籽粒颜色是由一对等位基因控制的。 （2）根据乙组杂交结果可知，黄粒是显性性状，用D表示，设茎高的相关基因为E/e。若高茎为显性，则甲组亲本的基因型组合为：Eedd×eeDd，E/e和D/d可能位于一对或两对同源染色体上，F1中茎高相关的基因型及比例为Ee:ee=1:1，F1随机交配，子代中EE:Ee:ee=1:6:9，高茎E-植株占比为7/16。若高茎为隐性性状，则甲组亲本的基因型组合为EeDd×eedd，F1中茎高相关的基因型及比例为Ee:ee=1:1，F1随机交配，子代中高茎ee植株占比为9/16。故子代中高茎占9/16，说明两对基因独立遗传。 （3）类型Ⅰ中有三种基因型，且有的个体没有a；类型Ⅱ中只有一种基因型，且均不含a。根据乙组亲本和子代的表现型可知，亲本中关于叶边缘的基因型组合aaBB和AAbb，关于籽粒颜色的基因型组合为DD和dd，亲本的基因型组合可能为aaBBDD×AAbbdd或aaBBdd×AAbbDD，F1的基因型为AaBbDd。乙组F1自交获得的F2中所有锯齿叶绿粒植株（dd）不外乎为A_bbdd、aaB_dd、aabbdd，电泳结果若为类型Ⅰ，则该群体有三种基因型，若为类型Ⅱ，则只有一种基因型。若D/d、A/a和B/b位于三对同源染色体上，则电泳结果应该有9种基因型，与电泳结果不符；若三对基因位于一对同源染色体上，则F1中基因的位置关系如图：，若为①，则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型只有一种，为AAbbdd，对应类型Ⅱ。若为②，则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型只有一种，为aaBBdd，与类型Ⅰ和Ⅱ均不相符。若三对基因位于两对同源染色体上，则存在以下可能性，③A/a和B/b位于一对同源染色体上，则F1中基因的位置关系如图：，则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型只有2种基因型：aaBBdd和AAbbdd，与类型Ⅰ和Ⅱ均不相符。若A/a和D/d位于一对同源染色体上，则F1中基因的位置关系如图：或，若为④，则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型为AAbbdd，与类型Ⅱ相符；若为⑤，则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型有三种，均为aa，与类型Ⅰ和Ⅱ均不相符。若B/b和D/d位于一对同源染色体上，则F1中基因的位置关系如图：或，若为⑥，则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型有三种：AAbbdd、Aabbdd、aabbdd，与类型Ⅰ相符。若为⑦，则F2的锯齿叶绿粒植株的基因型只有一种：aaBBdd，与类型Ⅰ和Ⅱ均不相符。上述假设中，符合类型Ⅰ的为⑥，乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型为aaBBDD。子代中有的个体含有A，有的个体不含A，B/b和D/d相关的基因均为纯合子，电泳图中，有的个体含有条带②，据此推测条带②代表的基因是A。若电泳图谱为类型Ⅰ，F1中基因的位置为⑥，子代中锯齿叶绿粒植株--bbdd占1/4。 （4）若电泳图为类型Ⅱ，则F1可能为或，要确定三对基因的位置关系，可以调查红花植株的叶边缘形状，若红花植株中只有锯齿叶，则Abd（aBD)位于一条染色体上；若红花植株中既有锯齿叶又有光滑叶，则Ad（aD）位于一条染体上，Ad和B（b）位于非同源染色体上。 【解题秘籍】 1.本类题目信息量大，题干较长，基因之间可能存在比较复杂的相互关系，多给出亲代杂交后子代的表型和比例的表格，考察学生能否由子代倒推出亲代的基因型和基因间的位置关系（自由组合还是连锁），考察基因对数有时为3对（2024年、2022年）或以上，并根据信息运用分离定律和自由组合定律进行复杂的逻辑推理和相关计算。 2.解题关键： （1）仔细审题，明确基因与表型的关系，1对1、1对多还是多对1-----2024年山东卷出现2对3（两对基因控制3种性状）。 （2）确定子代各表型的基因型，根据子代表型比例推理出亲代的基因型，并判断基因位置。推理时，先建构基因可能的位置模型，如分析两对基因是否连锁时，可先画出连锁时两种基因和染色体的位置图和自由组合时基因和染色体的位置图。 （3）运用假说-演绎法，根据构建的模型图进行推理分析，将子代的结果与题干信息进行比对分析，找出符合题意的所有可能情况，进而确定基因的位置关系。 （4）明确基因位置和亲代基因型后，运用分离和自由组合定律进行推理和子代概率计算。 【变式应用1】（2022·山东·高考真题）某两性花二倍体植物的花色由3对等位基因控制，其中基因A控制紫色，a无控制色素合成的功能。基因B控制红色，b控制蓝色。基因I不影响上述2对基因的功能，但i纯合的个体为白色花。所有基因型的植株都能正常生长和繁殖，基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花。现有该植物的3个不同纯种品系甲、乙、丙，它们的花色分别为靛蓝色、白色和红色。不考虑突变，根据表中杂交结果，下列推断正确的是（    ） 杂交组合 F1表型 F2表型及比例 甲×乙 紫红色 紫红色∶靛蓝色∶白色=9∶3∶4 乙×丙 紫红色 紫红色∶红色∶白色=9∶3∶4 A．让只含隐性基因的植株与F2测交，可确定F2中各植株控制花色性状的基因型 B．让表中所有F2的紫红色植株都自交一代，白花植株在全体子代中的比例为1/6 C．若某植株自交子代中白花植株占比为1/4，则该植株可能的基因型最多有9种 D．若甲与丙杂交所得F1自交，则F2表型比例为9紫红色∶3靛蓝色∶3红色∶1蓝色 【答案】BC 【解析】当植株是白花时候，其基因型为_ _ _ _ii，与只含隐性基因的植株与F2测交仍然是白花，无法鉴别它的具体的基因型，A错误；甲×乙杂交组合中F2的紫红色植株基因型为AABbIi：AABBIi：AABbII：AABBII=4：2：2：1。乙×丙杂交组合中F2的紫红色植株基因型为AaBBIi：AABBIi：AaBBII：AABBII=4：2：2：1。其中II：Ii=1：2所以白花植株在全体子代中的比例为2/3×1/4=1/6，B正确；若某植株自交子代中白花植株占比为1/4，则亲本为（_ _ _ _Ii），则该植株可能的基因型最多有9种（3×3），C正确；由于题中不能说明相关基因A/a和B/b是否在同一对同源染色体上，则可分为两种情况，第一种情况，当三对等位基因分别位于三对同源染色体上，甲与丙杂交所得F1的基因型为AaBbII，其自交的子二代的表现型比为紫红色(A_B_II):靛蓝色花(A_bbII):红色(aaB_II):蓝色(aabblI)=9:3:3:1；第二种情况，当A/a和B/b两对等位基因位于一对染色体上时，子二代的表现型比为紫红色(A aBbII)：靛蓝色花(AAbbII)：红色(aaBBII)=2：1：1，D错误。 【变式应用2】（2025·山东潍坊·二模）某一年生雌雄同株植物的花有多种颜色，基因A控制紫色，a无控制色素合成的功能；基因B控制红色，b控制蓝色；基因型为A_B_和A_bb的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花。在纯合紫红色品种偶然发现了一白花植株，现利用该白花植株与纯合靛蓝色植株进行杂交实验。结果如表所示。设控制白花的基因为I/i。已知所有基因型的植株都能正常生长和繁殖，A/a基因与花粉的育性无关。不考虑新的突变及染色体互换。 组别 P F1 F2 甲组 白色（♂）×靛蓝色（♀） 无个体 乙组 白色（♀）×靛蓝色（♂） 紫红色 紫红色：靛蓝色：白色=7:3:2 (1)根据杂交实验结果推测，白色属于 （填“显性”或“隐性”）性状，基因 位于两对同源染色体上。乙组F1产生的雄配子基因型及其比例是 。 (2)该种植物不同染色体上具有各自的特异短核苷酸序列M（m），记作M1、M2、M3，其中1、2、3代表不同的同源染色体，它们可作为基因定位的分子标记。来自亲代白花植株的分子标记记作m，来自纯合靛蓝色植株的分子标记记作M。对乙组F2个体染色体上的分子标记M（m）进行检测，最终将I/i基因定位在1号染色体上。F2紫红色个体中1号染色体上的分子标记类型为M1m1的个体所占比例为 ；若F₂白色个体中3号染色体上分子标记为M3M3的个体所占比例为 ，则B/b不位于3号染色体上。 (3)通过PCR扩增乙组F₂白花植株的B/b基因，用同种限制酶切割后进行电泳，发现基因组成有类型I和类型Ⅱ如图。现有纯合紫红色、靛蓝色、红色、蓝色的四个品系可供选用，为进一步确定基因I/i、A/a、B/b三者之间的位置关系，最佳的方案是：选用 品系与乙组F2中的 （填“类型I”或“类型Ⅱ”）白花植株进行杂交获得F1，F1自交获得F2，统计F2的花色及比例。预期结果及结论： ①若F2中没有 植株，则说明A/a与B/b位于同一对同源染色体上； ②若F2中蓝色占比为1/12,则说明A/a与I/i位于同一对同源染色体上； ③若F2中靛蓝色占比为 ，则说明A/a、B/b和I/i分别位于三对同源染色体上； 【答案】(1) 隐性 I/i和B/b IAB:IAb:iab=1:1:1 (2) 4/7 1/4 (3) 紫红色 类型Ⅰ 红色 3/16 【解析】（1）乙组中白花植株（♀）与纯合靛蓝色植株（♂）杂交，F₁全为紫红色（A_B_），说明白花亲本携带的白色基因（i）在 F₁中被显性基因掩盖，故白色为隐性性状（ii）。 基因 I/i 与 B/b 位于两对同源染色体： 甲组（白花♂× 靛蓝色♀）无个体，推测白花父本产生的花粉不育。乙组中，白花母本基因型为 aaBBii（纯合紫红色突变而来），靛蓝色父本为 AAbbII（纯合靛蓝色为 A_bb，不含 i 基因）。F₁基因型为 AaBbIi，产生雄配子时，iaB 花粉不育。 F₂性状分离比为 7:3:2（共 12 份），符合 3 种雄配子与 4 种雌配子结合（雌配子正常）。雄配子基因型及比例为 IAB:IAb:iab=1:1:1。 （2）根据题意，I与M连锁，i与m连锁，根据棋盘法可知，紫红色个体中同时含有I和i的概率为4/7。 B/b 不位于 3 号染色体的条件： 若 B/b 与 3 号染色体独立，则 3 号染色体标记 M₃/m₃独立遗传。白色个体（aa__ii）中，M₃M₃比例为 1/4（纯合显性概率为 1/2×1/2=1/4）。 （3）已知基因 I/i 与 B/b 位于两对同源染色体，判断三对等位基因在染色体上的位置，即判断A/a与I/i 、 B/b 的位置关系，图示为白花植株的B/b基因用同种限制酶切割后的电泳结果，类型I有两个条带，而类型Ⅱ有三个条带，且5.4kb=3.3kb+2.1kb，说明类型Ⅱ为杂合子Bb，类型I为纯合子bb，因此选择乙组F2中的类型I。因此可以选择纯合紫红色IIAABB个体和乙组F2中的类型Iiiaabb个体杂交。若A/a与B/b位于同一对同源染色体上，F1IiAaBb自交，a和b连锁，子代不可能出现只有B没有A的个体，即若F2中没有红色植株，则说明A/a与B/b位于同一对同源染色体上；若A/a、B/b和I/i分别位于三对同源染色体上，则满足自由组合定律，靛蓝色（基因型为I-A-bb），由于含iaB的花粉不育，因此该个体自交，子代均含I，即靛蓝色的概率为1×3/4×1/4=3/16。 破译类别五 基因工程分析类 【典例分析1】（2024·山东·高考真题）制备荧光标记的DNA探针时，需要模板、引物、DNA聚合酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、扩增缓冲液、H2O和4种脱氧核苷酸（dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP）的反应管①~④中，分别加入如表所示的适量单链DNA。已知形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则，且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有（　　） 反应管 加入的单链DNA ① 5'-GCCGATCTTTATA-3'3'-GACCGGCTAGAAA-5' ② 5'-AGAGCCAATTGGC-3' ③ 5'-ATTTCCCGATCCG-3'3'-AGGGCTAGGCATA-5' ④ 5'-TTCACTGGCCAGT-3' A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④ 【答案】D 【解析】由题干信息可知，解答本题的关键是要找到反应管中的引物和模板。结合表中信息，可推测只有单链DNA 的反应管中，单链DNA 既做模板，也做引物；而有2种单链的反应管中，它们之间可互为引物、模板，或每种 单链DNA既做模板，也做引物。根据题干信息“已知形成的双链 DNA区遵循碱基互补配对原则，且在本实验的 温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链 DNA区”,可排除发夹结构和非连续配对的情况。结合PCR技 术中DNA 聚合酶的作用，构建模型如下： 在反应管①中，2条单链 DNA的互补配对情况如下图所示。反应管①中的单链DNA本身因不能碱基互补配对， 因此不能既做模板也做引物。因为DNA 聚合酶的作用是模板依赖性的、遵循碱基互补配对的原则，将脱氧核苷酸 按5'-3'方向加到引物的3'端，而本管中的2条单链DNA 配对后，露出的是3'黏性末端，因此反应管①中2条单链DNA在相应位置互补配对后不能按5'-3'方向完成复制，所以该反应管得不到带有荧光标记的DNA 探针，不符合题目要求。 同理可知，在反应管②中，单链DNA 既做模板也做引物，互补配对情况如下图所示。反应管②中可以复制， 添加上的脱氧核苷酸只有dTTP和 dCTP, 但反应管中具有荧光标记只有dATP, 所以该反应管得不到带有荧光标记 的 DNA探针，不符合题目要求。 在反应管③中，2种单链 DNA 的互补配对情况如下图所示。反应管③中的同种单链DNA 间不能碱基互补配对，因此不能既做模板也做引物。但反应管③中2种单链DNA能互为模板和引物进行复制，又因为在反应管中加入的 具有荧光标记的是dATP, 所以该反应管能得到带有荧光标记的DNA探针，符合题目要求。 在反应管④中，单链DNA 既做模板也做引物，互补配对情况如下图所示。反应管④中可以复制，又因为在反 应管中加入的具有荧光标记的是dATP, 所以该反应管能得到带有荧光标记的 DNA 探针，符合题目要求。 综上可知，能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管是③和④。因此D 选项符合题目要求。 【典例分析2】（2025·山东·高考真题）种子休眠是抵御穗发芽的一种机制。通过对Ti质粒的改造，利用农杆菌转化法将Ti质粒上的T-DNA随机整合到小麦基因组中，筛选到2个种子休眠相关基因的插入失活纯合突变体。与野生型相比，突变体种子的萌发率降低。小麦基因组序列信息已知。 (1)Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为 。选用图甲中的SmaI对抗除草剂基因X进行完全酶切，再选择SmaI和 对Ti质粒进行完全酶切，将产生的黏性末端补平，补平时使用的酶是 。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接，构建重组载体，转化大肠杆菌；经卡那霉素筛选并提取质粒后再选用限制酶 进行完全酶切并电泳检测，若电泳结果呈现一长一短2条带，较短的条带长度近似为 bp，则一定为正向重组质粒。 (2)为证明这两个突变体是由于T-DNA插入到小麦基因组中同一基因导致的，提取基因组DNA，经酶切后产生含有T-DNA的基因组片段（图乙）。在此酶切过程中，限于后续PCR难以扩增大片段DNA，最好使用识别序列为 （填“4”“6”或“8”）个碱基对的限制酶，且T-DNA中应不含该酶的酶切位点。需首先将图乙的片段 ，才能利用引物P1和P2成功扩增未知序列。PCR扩增出未知序列后，进行了一系列操作，其中可以判断出2条片段的未知序列是否属于同一个基因的操作为 （填“琼脂糖凝胶电泳”或“测序和序列比对”）。 (3)通过农杆菌转化法将构建的含有野生型基因的表达载体转入突变植株，如果检测到野生型基因， （填“能”或“不能”）确定该植株的表型为野生型。 【答案】(1) 复制原点 XbaI DNA聚合酶 SmaI和SpeI 550bp (2) 4 环化 测序和序列比对 (3)不能 【解析】（1）DNA复制的起点是复制原点，因此Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为复制原点。根据SmaI限制酶识别序列可知，酶切形成的是平末端，若质粒仅用SmaI酶切，抗除草剂基因和质粒可以正向接入也可以反向接入，且无法区分，为了确定是否是正向重组质粒，因此在构建重组质粒时需要用到另一种限制酶，抗除草剂因需要插入到启动子和终止子之间，因此不能选择BamHI，因为该限制酶会破坏终止子，因此可选择XbaI和SmaI进行酶切，XbaI酶切会形成黏性末端，需要用DNA聚合酶聚合脱氧核糖核苷酸单体将产生的黏性末端补平（可使重组质粒最小，同时PstI酶切后产生的黏性末端无法用DNA聚合酶抹平，因为DNA聚合酶只能从3'延伸子链）。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接，构建重组载体，转化大肠杆菌。重组的T-DNA片段上含有一个SmaI酶切位点和一个SpeI酶切位点，可以选择用SmaI和SpeI进行酶切，转录的方向是从模板的3'→5'，和质粒对应的方向相同，经过两种酶的酶切后并电泳呈现一长一短2条带，较短的条带长度近似为550bp，若反向接，较短的条带长度近似为200bp。 （2）由于后续PCR难以扩增大片段DNA，所以最好选择识别序列为4个碱基的限制酶，原因是识别序列越短，酶切位点越多，切割产生的片段可能越小，更有利于后续的PCR扩增。由于引物是根据已知序列设计的，但此时需要扩增未知序列，因此可以将图乙的片段环化，这样就可以利用现有引物扩增出未知序列。为了确定未知序列是否是同一基因，需要准确比对其上的碱基序列，因此对同一个基因的操作为测序和序列比对。 （3）突变植株成功导入野生型基因，但野生型基因未必可以正常表达，因此不能确定该植株的表型为野生型。 【解题秘籍】 1.本类题目多考察限制酶的选择，引物的选择及引物序列的设计等，难度较大，检验学生是否理解了基因工程的核心步骤（基因表达载体的构建）的本质，引物的本质和引物的作用。 2.解题关键：限制酶的选择 (1)不破坏目的基因原则。 (2)保留标记基因、启动子、终止子、复制原点原则：若载体上有两个及以上的标记基因，则可合理对其中一些标记基因进行酶切破坏，从而达到比1个标记基因更高的筛选成功率，防止只有1个标记基因时出现的“假阳性”(即未成功导入目的基因的载体也能正常表达标记基因，造成无效筛选)。 (3)善用“双酶切”，注意方向性：目的基因所在序列和载体上存在多种酶切位点时，一般需要选择在目的基因所在序列和载体上都存在切割位点的两种不同的限制酶，对目的基因所在序列和载体进行剪切，即“双酶切法”。 其优点和作用是：①防止目的基因环化；②避免目的基因与载体反向连接，即DNA连接酶连接后形成的重组DNA分子上，目的基因和载体启动子的方向(或描述为“RNA聚合酶的移动方向”)必须是相同的。否则目的基因导入后无法正常转录、表达。 (4)巧用“同尾酶”：同尾酶指来源不同，但能产生相同黏性末端的限制酶。当不适合选择某种限制酶时，可用其同尾酶替换，以获得相同的黏性末端。 3.解题关键：引物的选择和设计 （1）设计引物的依据是：已知目的基因两端（3’端）的部分核苷酸序列，以便根据该序列合成引物。 （2）引物结合在模板链3′端，引导子链从 5′→3′方向复制。DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有链的3′-端。 （3）要保证目的基因能与载体相连接，要在两种引物的5′端分别添加上限制酶的识别序列。 【变式应用1】（2025·山东聊城·三模）CRISPR/Cas12a系统是由crRNA和Cas12a（Cpf1）蛋白形成的复合体。crRNA能特异性识别并结合特定的DNA序列，引导Cas12a蛋白到相应位置剪切DNA。下图是CRISPR/Cas12a系统的工作原理示意图。请回答下列问题。 注：PAM是一种短DNA序列，N表示任意碱基。PAM可以帮助Cas12a识别和切割目标DNA序列。“”表示在相应位置剪切DNA。 (1)在CRISPR/Cas12a系统中，crRNA序列与目的基因特定碱基序列部分结合，结合区域最多含 种核苷酸。Cas12a是一种内切核酸酶，能催化 水解，从而使DNA在PAM序列的上游被切断，切割DNA后形成的是 （填“黏性”或“平”）末端。 (2)某科研团队基于CRISPR/Cas12a系统对宫颈癌细胞中的KIFC1基因进行敲除，来探讨KIFC1基因对宫颈癌HeLa细胞增殖的影响。他们利用crRNA对应基因序列和PX458质粒（如下图）构建crRNA/Cas12a重组载体，转染至HeLa细胞进行相关研究。 ①为保证crRNA对应的基因序列与PX458质粒正确连接，应在扩增该基因序列的一对引物的5’端分别添加 两种限制酶的识别序列。其中P1的碱基序列为5’ 3’（写出前9个碱基）。PX458质粒中利用U6、CMV两个启动子，而不共用同一个启动子的目的是 。 ②将CrRNA/Cas12a重组载体成功转染至HeL.a细胞。与对照组相比，实验组中KIFCl蛋白表达量、细胞数目的变化如下图所示，由此得出结论是 。判断依据是： 。 【答案】(1) 8/八 磷酸二酯键 黏性 (2) PvitII、EcoRI CAGCTGCTC 实现两种基因的独立表达，有利于crRNA、Cas12a各自发挥作用 KIFC1基因可以促进HeLa细胞的增殖 与对照组相比实验组的KIFC1蛋白表达量明显下降 【解析】（1） crRNA序列与目的基因特定碱基序列部分结合，结合区域包含了单链DNA和RNA，DNA的基本单位是四种脱氧核苷酸，RNA的基本单位是四种核糖核苷酸，因此结合区域最多含8种核苷酸。Cas12a是一种内切核酸酶，能催化磷酸二酯键水解，切割DNA后形成的是黏性末端。 （2） ①质粒上含有3种限制酶识别序列，若选择KpnI限制酶识别序列，对质粒进行切割时会破坏Cas12a基因，因此应选择PvitII、EcoRI对质粒进行酶切获得黏性末端，保证目的基因准确接入完成转录，应在扩增该基因序列的一对引物的5'端分别添加PvitII、EcoRI两种限制酶的识别序列。扩增目的基因时，引物需要与模板链的3'端结合，按照碱基互补配对原则保证子链从5'向3'延伸，结合图示可知，P1的碱基序列为5′CAGCTGCTC3′。PX458质粒中利用U6、CMV两个启动子，而不共用同一个启动子的目的是实现两种基因的独立表达，有利于crRNA、Cas12a各自发挥作用。 ②结合实验结果可知，对照组KIFCl蛋白表达量多于实验组，对照组的细胞数量多于实验组，对照组和实验组的差异是KIFC1基因的有无，因此可得出的结论是KIFC1基因可以促进HeLa细胞的增殖。证明HeLa细胞中KIFC1基因敲除成功的依据是与对照组相比实验组的KIFC1蛋白表达量明显下降。 1．（2025·山东青岛·三模）Fe3+通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞，最终以Fe2+形式进入细胞质基质，相关过程如图所示。细胞内若Fe2+过多会引发膜脂质过氧化，导致细胞发生铁依赖的程序性死亡，称为铁死亡。下列说法错误的是（　　）    注：早期内体和晚期内体是溶酶体形成前的结构形式 A．铁死亡和细胞自噬都受基因调控 B．运铁蛋白结合与释放Fe3+的环境pH不同 C．细胞膜的脂质过氧化会导致膜流动性改变 D．运铁蛋白携带Fe3+进入细胞不需要消耗能量 【答案】D 【解析】铁死亡是细胞发生铁依赖的程序性死亡，细胞自噬也是细胞程序性死亡，故都受基因调控，A正确；从图中运铁蛋白与铁离子的结合及分离，可以看出环境溶液pH为5.0时，运铁蛋白与铁离子分离，环境溶液pH为7.0时，运铁蛋白与其受体分离，随后与铁离子结合成铁结合运铁蛋白，B正确；细胞器和细胞膜结构的改变和功能障碍是脂质过氧化的最明显后果，包括膜流动性降低，C正确；铁离子进入细胞的方式为胞吞，并非主动运输，运铁蛋白运出细胞的过程为胞吐，胞吞与胞吐过程都需要消耗细胞代谢释放的能量，即需要ATP水解并提供能量，D错误。 2．（2025·山东青岛·二模）研究发现细胞坏死也受到特定基因的控制，称为程序性坏死。肿瘤坏死因子（TNF）可通过受体TNFR1诱导多种炎症因子表达及某些细胞死亡，包括质膜完整的凋亡和质膜破裂的坏死两种形式。某些巨噬细胞被病原体感染后，会释放大量炎症因子并死亡，也是一种程序性坏死。下列说法错误的是（　　） A．细胞坏死使细胞内含物释放，可引起周围组织发生炎症反应 B．敲除细胞内编码TNFR1的基因，不影响细胞程序性死亡 C．细胞程序性坏死释放的病原体可由巨噬细胞吞噬消化 D．细胞程序性坏死可能有助于机体抵抗病原体的感染 【答案】B 【解析】细胞坏死使细胞内含物释放，可引起周围组织发生炎症反应，A正确；细胞坏死也受到特定基因的控制，称为程序性坏死，敲除细胞内编码TNFR1的基因，会影响细胞程序性死亡，B错误；细胞程序性坏死释放的病原体可由巨噬细胞吞噬消化，C正确；某些巨噬细胞被病原体感染后，会释放大量炎症因子并死亡，也是一种程序性坏死，细胞程序性坏死可能有助于机体抵抗病原体的感染，D正确。 3.（2025·山东日照·三模）人体排出钾的主要方式是排尿。低钾血症是临床常见电解质紊乱症状之一，患者通常表现出四肢肌无力，甚至出现呼吸肌麻痹、心脏骤停等症状。下列说法错误的是（　　） A．血钾含量降低会导致血浆渗透压和细胞内液渗透压上升 B．血钾降低会使肌细胞静息电位绝对值增大，兴奋性降低 C．过度激活机体细胞膜上的钠钾泵会导致血钾的含量降低 D．过度饮酒引发的呕吐、尿量增多会导致血钾的含量降低 【答案】A 【解析】血浆渗透压主要由Na+和Cl-决定，但血钾含量降低也会导致血浆渗透压有所下降；通常细胞内钾离子含量高，由于细胞内钾离子浓度高，因而会导致细胞内钾离子外流，进而导致细胞内液渗透压下降，A错误；静息电位由K+外流形成，血钾降低使细胞内外K+浓度差增大，K+外流增多，静息电位绝对值增大，导致细胞更难产生动作电位，兴奋性降低，B正确；钠钾泵每消耗1分子ATP，泵出3个Na+、泵入2个K+。过度激活钠钾泵会使细胞摄入更多K+，导致血浆中K+减少，血钾含量降低，C正确；呕吐导致含K+的消化液流失，尿量增多加速K+排泄，两者均会减少血钾含量，D正确。 4.（2024·山东淄博·一模）米曲霉中的pyrG基因编码的OMP脱羧酶是尿嘧啶生物合成的关键酶。该酶还能将无毒的5-FOA转化为毒性产物抑制自身生长。pyrG基因发生突变，将无法合成该酶。现有5株米曲霉突变菌株，欲判断其是否为pyrG突变型，将野生菌株（WT）和突变菌株按图1位置接种在不同培养基上，结果如图2～4。下列说法正确的是（    ） A．利用紫外线照射米曲霉，通过定向突变获得突变菌株 B．本实验中，需用稀释涂布平板法才能将米曲霉接种到培养基上 C．在2培养基的基础上，添加5-FOA配制成4培养基 D．实验结果说明以上5株米曲霉突变菌株均为pyrG突变型 【答案】D 【解析】紫外线照射能诱发基因突变，而基因突变是不定向的，利用紫外线照射米曲霉，通过不定向突变和筛选才能获得突变菌株，A错误；从图2～4呈现的菌落分布状态来看，本实验中采用的是稀释涂布平板法将米曲霉接种到培养基上，除此之外，还可以采用平板划线法将米曲霉接种到培养基上，B错误；在2培养基的基础上，添加5-FOA和尿嘧啶配置成4培养基，C错误。结合题意并分析题图可知：在2培养基上，只有接种WT的位置上长出菌落，说明2培养基中没有添加5-FOA，突变菌株1～5均无法合成OMP脱羧酶而导致其不能利用5-FOA，因而都不能生长；在4培养基上，只有接种突变菌株1～5的位置上长出菌落，说明4培养基中添加了5-FOA，野生菌株（WT）中pyrG基因编码的OMP脱羧酶将无毒的5-FOA转化为毒性产物抑制自身生长。可见，实验结果说明以上5株米曲霉突变菌株均为pyrG突变型，D正确。 5.（2025·山东济南·模拟预测）物种多样性与群落内物种的丰富度和均匀度相关（均匀度指群落内物种个体数目分配的均匀程度）。物种多样性的测定有三个空间尺度：α、β、γ多样性。其中，描述α多样性可用辛普森多样性指数，辛普森多样性指数是指在无限大小的群落中，随机抽取两个个体，它们属于不同物种的概率（即1-随机抽取的两个个体属于同种的概率）。β多样性反映不同群落间物种组成的差异，可用群落甲和群落乙的独有物种数之和与群落甲、乙各自的物种数之和的比值表示。现有甲、乙两个群落，其部分物种组成如下表。下列说法正确的是（　　） 物种丰富度 物种A数量 物种B数量 物种C数量 甲群落 80 60 10 30 乙群落 60 30 30 40 A．不同生物群落的物种组成往往不同，群落中生物个体数目越多，物种丰富度也往往越高 B．只考虑A、B、C这三个物种，甲、乙群落的辛普森多样性指数分别是0.66和0.54 C．据表推测，在群落的物种数目一定时，物种均匀度越高，辛普森多样性指数越高 D．两群落之间β多样性越高，说明两群落的共有物种数越多 【答案】C 【解析】物种丰富度是指群落中物种数目的多少，而非生物个体数目多少。群落中生物个体数目多，不一定物种丰富度高，A错误；首先计算甲群落中随机抽取两个个体属于同种的概率： - 甲群落中物种A有60个，物种B有10个，物种C有30个，总个体数为60 + 10+30=100个。随机抽取两个个体都为物种A的概率为（60×59）÷（100×99），都为物种B的概率为（10×9）÷（100×99），都为物种C的概率为（30×29）÷（100×99），那么随机抽取两个个体属于同种的概率为｛（60×59）+（10×9）+（30×29）｝÷（100×99）≈0.46，所以甲群落的辛普森多样性指数为1 - 0.46 = 0.54；同理计算乙群落的辛普森多样性指数为0.66，B错误；辛普森多样性指数是指在无限大小的群落中，随机抽取两个个体，它们属于不同物种的概率（即1 - 随机抽取的两个个体属于同种的概率）。在群落的物种数目一定时，物种均匀度越高，意味着同种个体集中的情况越少，随机抽取两个个体属于同种的概率越低，那么辛普森多样性指数越高，C正确；β多样性反映不同群落间物种组成的差异，两群落之间β多样性越高，说明两群落的共有物种数越少，D错误。 6.（2023·辽宁高考）某伴X染色体隐性遗传病的系谱图如下，基因检测发现致病基因d有两种突变形式，记作dA与dB。Ⅱ1还患有先天性睾丸发育不全综合征（性染色体组成为XXY）。不考虑新的基因突变和染色体变异，下列分析正确的是（　　） A.Ⅱ1性染色体异常，是因为Ⅰ1减数分裂Ⅱ时X染色体与Y染色体不分离 B.Ⅱ2与正常女性婚配，所生子女患有该伴X染色体隐性遗传病的概率是1/2 C.Ⅱ3与正常男性婚配，所生儿子患有该伴X染色体隐性遗传病 D.Ⅱ4与正常男性婚配，所生子女不患该伴X染色体隐性遗传病 【答案】C 【解析】由题意可知，Ⅱ1患有先天性睾丸发育不全综合征（性染色体组成为XXY），且其是伴X染色体隐性遗传病的患者，结合系谱图可知，其基因型为XdAXdBY，结合系谱图分析可知，Ⅰ1的基因型为XdAY，Ⅰ2的基因型为XDXdB（D为正常基因），不考虑新的基因突变和染色体变异，Ⅱ1性染色体异常，是Ⅰ1减数分裂Ⅰ时同源染色体X与Y不分离，形成了XdAY的精子，与基因型为XdB的卵细胞形成了基因型为XdAXdBY的受精卵导致的，A错误；由A项分析可知，Ⅰ1的基因型为XdAY，Ⅰ2的基因型为XDXdB，则Ⅱ2的基因型为XdBY，正常女性的基因型可能是XDXD、XDXdA、XDXdB，故Ⅱ2与正常女性（基因型不确定）婚配，所生子女患有该伴X染色体隐性遗传病的概率不确定，B错误；由A项分析可知，Ⅰ1的基因型为XdAY，Ⅰ2的基因型为XDXdB，则Ⅱ3的基因型为XdAXdB，与正常男性XDY婚配，所生儿子基因型为XdAY或XdBY，均为该伴X染色体隐性遗传病患者，C正确；由A项分析可知，Ⅰ1的基因型为XdAY，Ⅰ2的基因型为XDXdB，则Ⅱ4的基因型为XDXdA，与正常男性XDY婚配，则所生子女中可能有基因型为XdAY的该伴X染色体隐性遗传病的男性患者，D错误。 7.（2025·山东潍坊·一模）多种基因的突变都会引起先天性聋哑的发生，且均可单独致病。图1是某先天性聋哑遗传病的系谱图。经检测，该家系涉及两种致病基因，且Ⅱ-1不携带致病基因（不考虑XY同源区段）。图2为家族部分个体相关基因电泳结果。下列说法正确的是（    ） A．两种致病基因一种属于隐性基因，一种属于显性基因 B．Ⅱ-2患病一定是由常染色体隐性致病基因所致 C．条带4所代表的基因为隐性基因 D．Ⅱ-3的基因型有4种可能性 【答案】BC 【解析】根据图2中Ⅰ-2的相关基因可判断，双显类型表现正常，因此可判断这两种致病基因分别属于“隐性和隐性”突变，A错误；结合条带分析，根据Ⅰ-2的基因型为双显类型，表现为正常，因此条带2代表隐性基因，而Ⅰ-1表型正常，故Ⅱ-2的致病基因只能是常染色体隐性遗传病；若Ⅱ-2的基因型可表示为aaBb，又Ⅱ-1不携带致病基因，其基因型可表示为AABB，但该基因型会导致所生孩子均正常，因而与题意不符，因而推测B/b位于X染色体上，则Ⅱ-2的基因型可表示为aaXBXb，Ⅱ-1的基因型为AAXBY，Ⅲ-1的基因型为AaXbY，因此两种致病基因遗传方式分别为常染色体隐性遗传病和伴X隐性遗传病，B正确；对家族相关人员的相关致病基因进行电泳，结合对题中相关基因型分析，图2中条带1为A基因，条带2为a基因，条带3为B基因，条带4为b基因，即Ⅱ-4的基因型为AAXbXb，C正确；Ⅰ-1的基因型为AaXBY，Ⅰ-2的基因型为AaXBXb，Ⅱ-3号患病，可能的基因型有aaXBY，AAXbY、AaXbY、aaXbY，结合Ⅱ-4的基因型AAXbXb可推测，Ⅱ-3号的基因型不可能是AAXbY、AaXbY、aaXbY，因此Ⅱ-3号的基因型只能是aaXBY，D错误。 8.（2025·山东潍坊·一模）秀丽隐杆线虫（简称“线虫”）是遗传学中重要的模式生物。线虫有雌雄同体（XX，2n=12）和雄虫（XO，2n-1=11）两种性别，雄虫仅占群体的0.2%。雌雄同体能自体受精或与雄虫交配，但雌雄同体的不同个体之间不能交配。 (1)正常情况下，线虫产生雄性后代的交配方式为 （填“自交”“杂交”或“自交和杂交”）。仅有雌雄同体线虫即可完成线虫种群的延续，自然界中雄虫存在的意义是 。 (2)线虫的正常培养温度为20℃，研究发现将雌雄同体线虫置于30℃一段时间，收回正常培养环境后，种群中雄虫比例会升高，推测升高温度使雌雄同体线虫的减数分裂发生了异常，该异常具体表现为 。 (3)研究发现常染色体上的Tra-1基因对线虫的性别决定起重要作用，不具有Tra-1基因的线虫都会发育为雄虫。现通过转基因技术破坏线虫受精卵的一个Tra-1基因，使其发育成熟后自体受精获得F1，F1自体受精获得的F2中性别及比例为 。将F2放置在适宜环境中使其不断自体受精，理论上正常Tra-1基因的基因频率变化趋势为 。 (4)QF/QUAS是人工合成的基因表达调控系统，QF表达产物能够与诱导型启动子QUAS结合，并驱动下游基因的表达。科研人员将QF插入雄虫的一条Ⅱ号染色体上，将一个QUAS—红色荧光蛋白基因插入雌雄同体线虫的一条染色体上。现利用上述转基因线虫进行杂交得F1，F1中红色荧光个体相互交配得到F2，得到如下实验结果。 F1 F2 红色荧光个体：无色个体=1：3 红色荧光个体：无色个体=9：7 ①仅根据上述杂交结果 （填“能”或“不能”）判断QUAS—红色荧光蛋白融合基因是否插入Ⅱ号染色体上，依据是 。 ②进一步调查发现F2中雌雄同体和雄虫中的体色比例不同，推测最可能的原因是 ，若统计F2中无色雄虫占比是 ，说明推测是正确的。 【答案】(1) 杂交 使后代呈现多样性，以适应多变的自然环境 (2)减数分裂Ⅰ后期两条X染色体未分开或减数分裂Ⅱ后期X姐妹染色单体未分 (3) 雌雄同体：雄虫=5：1 上升 (4) 能 F2杂交结果显示表型及比例是9：7，符合基因的自由组合定，可确定QUAS—红色荧光蛋白基因没有插入Ⅱ号染色体上 QUAS—红色荧光蛋白基因插入雌雄同体线虫的X染色体上 5/16 【解析】（1）因为雌雄同体的不同个体之间不能交配，雌雄同体能自体受精或与雄虫交配，而雄性后代是由含X的卵细胞和含O的精子结合形成的，含O的精子只能来自雄虫，所以正常情况下，线虫产生雄性后代的交配方式为杂交；仅有雌雄同体线虫即可完成线虫种群的延续，自然界中雄虫存在的意义是通过与雌雄同体交配，增加遗传多样性，因为杂交过程中基因的重新组合会产生更多的变异类型，使后代呈现多样性，有利于种群在自然选择中更好地适应多变的自然环境，推动种群的进化； （2）正常情况下雌雄同体产生的配子都含X染色体。将雌雄同体线虫置于30℃一段时间后，种群中雄虫比例升高，雄虫的性染色体为XO，说明减数分裂Ⅰ后期两条X的同源染色体染色体未分开或减数分裂Ⅱ后期X姐妹染色单体未分离，导致产生了不含X染色体的配子，这些不含X染色体的配子与含X染色体的配子结合，就会产生XO的雄虫； （3）假设正常Tra - 1基因用A表示，破坏后的用a表示。受精卵的基因型为Aa，发育成熟后自体受精（Aa×Aa），F1的基因型及比例为AA:Aa:aa = 1:2:1。AA和Aa发育为雌雄同体，aa发育为雄虫。F1中雌雄同体（1/3AA、2/3Aa）自体受精，1/3AA自交后代全是AA（雌雄同体），2/3Aa自交后代为2/3×(1/4AA +1/2Aa+1/4aa)，即1/6AA（雌雄同体）、1/3Aa（雌雄同体）、1/6aa（雄虫）。所以F2中雌雄同体：雄虫=(1/3+1/6+1/3):1/6=5:1；在不断自体受精过程中，aa（雄虫）不能进行自体受精，会逐渐被淘汰，A（即Tra-1基因）基因频率会不断上升； （4）①若两对基因位于非同源染色体上，遵循自由组合定律，F1中红色荧光个体（假设为双杂合子）相互交配，F2中红色荧光个体（双显性状）：无色个体（其他三种性状组合）=9:7，这是自由组合定律中9:3:3:1的变式 。若QUAS—红色荧光蛋白融合基因插入Ⅱ号染色体上，即两对基因位于一对同源染色体上，不遵循自由组合定律，F2的性状分离比不会是9:7。所以仅根据上述杂交结果能判断QUAS—红色荧光蛋白融合基因没有插入Ⅱ号染色体上，依据是F2中红色荧光个体：无色个体=9:7，符合基因自由组合定律的性状分离比； ②乙组同学另选一对亲代蝇进行以上的杂交实验，发现F2中雄雄果蝇中翅色比例不同，最可能的原因是QUAS-红色荧光蛋白基因可能插入雌雄同体线虫的X染色体上。假设QF基因用A表示，无QF基因用a表示，QUAS—红色荧光蛋白基因用B表示，无该基因用b表示，由于F2中红色荧光个体：无色个体=9:7，可知F1红色荧光个体是双杂合子（假设为AaBb）。又因为QF插入雄虫的一条Ⅱ号染色体上，QUAS—红色荧光蛋白基因插入雌雄同体线虫的一条染色体上，若控制体色的基因位于X染色体上，且F2中红色荧光个体：无色个体=9:7，则F1中红色荧光个体基因型为AaXBXb（雌雄同体）和AaXBO（雄虫），雌雄同体的不同个体之间不能交配，只能与雄虫交配，F2中无色雄虫（aaXO、A_XbO）的比例为1/4×1/2+3/4×1/4=5/16。所以若统计F2中无色雄虫占比是5/16，说明推测是正确的。 9.（2025·山东日照·三模）研究显示，Gata3基因是大量肿瘤细胞的潜在突变位点。为研究Gata3蛋白在细胞中的定位，科研人员将绿色荧光蛋白GFP基因与Gata3基因融合，构建基因表达载体转入小鼠受精卵，并整合到受精卵染色体上，每个受精卵只导入一个目的基因，获得能正常表达融合蛋白的杂合雌、雄小鼠各一只。荧光蛋白成像系统显示两只小鼠均为Gata3-GFP融合基因阳性转入小鼠。 (1)为了使GFP基因能正确插入载体中，在利用PCR扩增GFP编码区序列的过程中，需要设计的引物F和R序列分别为 。 ①5'-CCCGTCGACTTCATGCTTGATATGCCAATC-3' ②5'-CCCGTCGACAAAAACACTTTTTGATATTCG-3' ③5'-CCCCTCGAGTTCATGCTTGATATGCCAATC-3' ④5'-CCCGAATTCTTCTAGTGCACCACAAGAAG-3' (2)在构建Gata3基因与GFP基因的融合基因时，应将 基因中编码终止密码子的序列删除。在GFP基因的扩增及重组载体的构建过程中，使用的酶有 种。将酶处理过的目的基因和载体连接时，需要在低温环境中操作，原因是 。 (3)将实验获得的两只雌、雄杂合子小鼠进行杂交获得若干F1，让其体细胞中都含有两个融合基因的雌、雄个体杂交，则理论上F2中荧光小鼠的占比为 。 (4)相较于传统的物质提取、体外测量方式，对荧光小鼠用荧光蛋白成像系统测量荧光蛋白的优点是 。 【答案】(1)①④ (2) GFP 6/六 低温有利于黏性末端碱基之间形成氢键 (3)1或15/16 (4)可研究活的生物体；获得实时直接、连续监测结果等（答对1点即可） 【解析】（1）根据基因插入前后对比可知，将GFP（绿色荧光蛋白）基因与Gata3基因融合，需要两种DNA片段具有相同的黏性末端，GFP基因的终止子在右侧（即转录方向为从左到右），故插入的调控序列应颠倒进行插入，即设计的时候：R引物末端插入对应下方载体的Xho Ⅰ酶切位点，F引物末端插入对应下方载体的Mun Ⅰ酶切位点，又因为RFP基因中含有的Xho Ⅰ位点，因此不能用Xho Ⅰ酶来切，否则会破坏基因序列。结合题干当中所给的5种限制酶的识别序列，Xho Ⅰ和Sal Ⅰ互为同尾酶；Mun Ⅰ和EcoR Ⅰ互为同尾酶（即切割不同的DNA片段但产生相同的黏性末端的一类限制性内切酶）。因此可通过使用同尾酶进行替代，即剪切扩增产物时，F末端添加的序列所对应的限制酶应选择Sal Ⅰ，这样可以与下方载体中Xho Ⅰ的酶切位点结合；同理R末端应选用与Mun Ⅰ同尾的EcoR Ⅰ剪切。这样利用产生相同黏性末端的同尾酶对扩增产物和载体进行酶切，可以保证既能得到有效片段，又能使之正确转录。②内部含有可配对的A-T序列，故不选。故选①④。 （2）结合图示可知，GFP基因插入在Gata3的前方，两个基因需要共用同一个启动子和终止子，而原先两个基因具有独立的启动子和终止子，为了避免融合基因只表达出GFP蛋白，在构建Gata3基因与GFP 基因的融合基因时，应将GFP基因中编码终止密码子的序列删除。GFP基因的扩增需要利用PCR技术，该技术需要的酶是Taq酶；在重组载体的构建过程中，需要使用4种限制酶进行酶切获得相同的黏性末端，需要用DNA连接酶将两个基因连接形成Gata3-GFP融合基因，因此在GFP基因的扩增及重组载体的构建过程中，使用的酶有6种。高温条件下氢键会发生断裂，将酶处理过的目的基因和载体连接时，这个过程有氢键的形成，而低温有利于黏性末端碱基之间形成氢键。 （3）若两只雌、雄杂合子小鼠融合基因导入的是同一对同源染色体上，则体细胞中都含有两个融合基因的雌雄个体杂交，产生的子代100%为有荧光小鼠；若两只雌、雄杂合子小鼠融合基因导入的是在两对同源染色体上，则雌雄个体产生的配子有1/4不含融合基因，不含融合基因的雌雄配子完成受精作用形成的个体没有荧光，不含荧光的小鼠理论上约占1/4×1/4=1/16，即F2中出现有荧光小鼠理论上约占15/16。 （4）相较于传统的物质提取、体外测量方式，利用荧光蛋白成像系统检测荧光小鼠时，荧光蛋白传感器的核心优势就在于能在活的生物体体内进行研究，避免了对生物样本的损伤和干扰，同时实现对生物体内生理过程的实时、直接、连续监测，为动态追踪生物分子变化、细胞活动及生理机制提供了更便捷且可靠的手段。 10.（2025·山东青岛·三模）SYS是调控番茄伤口反应的信号分子，由SYS基因编码，有利于伤口的再生修复。近年来新发现了一种番茄受伤后产生的信号分子REF，由REF基因编码，也能引起伤口再生修复。为探究REF的信号转导路径，科学家做了一系列实验。 (1)为达到实验目的，需要使用基因编辑技术敲除SYS基因，原因是 。 (2)将PORK基因敲除后，REF无法发挥作用。已知细胞膜上PORK蛋白包含了三个结构域，分别是膜外结构域、跨膜结构域和胞内结构域。推测得知，PORK蛋白的功能是 。 (3)为探究SI蛋白在REF胞内转导路径中的作用，科学家将SI基因和GFP基因（编码绿色荧光蛋白）拼接成融合基因后，用农杆菌转化法获得了转基因番茄，部分过程如图1所示。 ①已知SI基因的模板链是α链，GFP基因的模板链是β链。为获得融合基因，在设计引物时，引物F2和引物F3序列应分别选择 。 A．5′TCACTGAGCTCG3′B．5′TTACGACTAGCG3′C．5′CGAGCTCAGTGA3′D．5′CGCTAGTCGTAA3′ ②融合基因两端不含酶切位点，为保证融合基因能正确连接在载体上，需要在引物F1和引物F4的一端分别添加 限制酶的识别序列。 ③研究发现，转基因番茄的再生能力明显增强，进一步检测发现，SI蛋白与REF基因启动子结合来发挥作用。为进一步探究SI的具体作用，科研人员使用番茄si突变体（SI基因无法正常表达）进行实验，结果如图2所示。推测番茄受伤后，SI会 （填“促进”或“抑制”）REF基因的表达。REF引发的信号通路属于 （填“正反馈”或“负反馈”）。REF释放到其他组织后，引发再生相关基因的表达，植株再生修复。 (4)总结以上资料，说明番茄受伤后REF介导的再生修复路径是 。 【答案】(1)排除SYS对调控伤口反应的影响 (2)PORK是REF在膜上的受体 (3) AC MunI、XhoI 促进 正反馈 (4)PORK识别REF后，促进SI基因表达，SI与REF基因启动子结合，促进REF基因表达，产生的REF释放到其他组织后，引发再生相关基因表达，植株再生修复 【解析】（1）SYS和REF都能引起伤口再生修复，为探究REF的信号转导路径，需要使用基因编辑技术敲除SYS基因，以排除SYS对调控伤口反应的影响。 （2）已知细胞膜上PORK蛋白包含了三个结构域，分别是膜外结构域、跨膜结构域和胞内结构域。而将PORK基因敲除后，REF无法发挥作用。可推测PORK是REF在膜上的受体。 （3）①据题图分析可知，为获得SI-GFP融合基因，需要设计特定的引物进行PCR扩增。由于PCR扩增是依赖模板进行的，且需要保证扩增出的片段是SI基因与GFP基因的融合，因此引物的设计至关重要。已知SI基因的模板链是α链，GFP基因的模板链是β链。结合SI−GFP融合基因的转录方向和SI基因与GFP基因的模板链特点，形成融合基因时，应该将SI基因翻转180°，引物F2应该与SI基因下游和GFP基因上游非模板链的3'端一部分序列互补，而引物F3则应该与SI基因下游和GFP基因上游的模板链的3'端一部分序列互补，并且引物之间应该有一定的重叠区域，以便在PCR扩增时能够形成融合基因。故引物F2序列为5’TCACTGAGCTCG3’，引物F3序列为5’CGAGCTCAGTGA3’，AC正确，BD错误。 故选AC。 ②在构建基因表达载体时，由于融合基因两端不含酶切位点，我们需要在引物F1和F4中分别添加限制酶识别序列，以便将融合基因插入到载体中。根据题中所提供的限制酶及识别序列可知，若在融合基因两端添加EcoRI限制酶的识别序列，因SI基因中含有EcoRI限制酶识别序列，在构建基因表达载体时，用EcoRI限制酶切割时会破坏融合基因，若在融合基因两端添加BamHI限制酶的识别序列，在构建基因表达载体时，使用的质粒中的标记基因含有BamHI限制酶识别序列，用BamHI限制酶切割时会破坏标记基因，根据SI−GFP融合基因的转录方向可知，在构建基因表达载体时，融合基因中SI基因端连接质粒启动子端，而GFP基因端连接终止子端，再因为用EcoRI限制酶酶切形成的黏性末端与用MunI限制酶酶切形成的黏性末端相同，故在PCR扩增时，引物F1应添加MunI限制酶的识别序列，引物F4应添加XhoI限制酶的识别序列。 ③研究发现，转基因番茄的再生能力明显增强，进一步检测发现，SI蛋白与REF基因启动子结合来发挥作用。为进一步探究SI的具体作用，科研人员使用番茄si突变体进行实验，结果可知：对照组野生型与si突变体的REF表达量相差不大，受伤组野生型REF表达量明显高于si突变体。由于si突变体中SI基因无法正常表达，可推测番茄受伤后，SI会促进REF基因的表达。REF释放到其他组织后，引发再生相关基因的表达，植株再生修复。故REF引发的信号通路属于正反馈。 （4）总结以上资料，PORK识别REF后，促进SI基因表达，SI与REF基因启动子结合，促进REF基因表达，产生的REF释放到其他组织后，引发再生相关基因表达，植株再生修复。 / 学科网（北京）股份有限公司 $