精品解析：福建省多校2026届高三下学期2月开学联考生物试卷

高三生物学 本试卷满分100分，考试用时75分钟 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4．本试卷主要考试内容：人教版必修1、2，选择性必修1、2、3。 一、单项选择题：本题共15小题，其中，1~10小题，每题2分，11~15小题，每题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的。 1. 细胞核骨架是细胞骨架的一部分，其网络结构贯穿于细胞核内部。下列叙述错误的是（ ） A. 细胞核骨架和核外细胞骨架可能通过核孔连接 B. 细胞核骨架在细胞核中的核糖体上合成 C. 细胞核内的物质运输与细胞核骨架有关 D. 若细胞核骨架合成受阻，则可能导致细胞核形态异常 2. 细胞进行正常生命活动需要吸收营养物质。下列叙述正确的是（ ） A. I-进入甲状腺细胞时需要与载体蛋白结合 B. 人成熟红细胞吸收葡萄糖的过程主要由线粒体供能 C. 肾小管和集合管主要通过自由扩散吸收水分 D. 线粒体吸收O2需要膜上通道蛋白的协助 3. 某二倍体生物的某细胞在分裂过程中发生了如图所示的变异，其中E/e、G/g为染色体上的基因。下列相关叙述正确的是（　　） A. 图中所示变异类型为染色体易位 B. 图中所示过程可以发生在洋葱根尖分生区 C. 图中两条染色体在减数分裂Ⅱ时期移向细胞两极 D. 该细胞通过分裂可形成基因组成为ge的子细胞 4. 研究小组调查了某生态系统中各营养级的能量流动情况，统计了所有生物的能量同化值（单位：kJ·m-2·a-1），如图所示。若能量去向不考虑未被利用的，下列有关叙述正确的是（ ） A. 流经该生态系统的总能量包括生产者未固定的太阳能 B. 图中不能得出第一营养级到第二营养级的能量传递效率 C. 第三、四营养级的能量都有通过呼吸作用散失、流向下一营养级等去向 D. 第三营养级流入分解者的能量为180kJ·m-2·a-1 5. 肝脏受到损伤时，成熟肝细胞中的STAT3基因表达的蛋白质增多，该蛋白质能与细胞中的肝前体基因首端的某些序列结合，促进RNA聚合酶与该基因的启动子结合，从而促进成熟肝细胞去分化形成肝前体细胞，进而促进肝细胞的再生。下列相关叙述错误的是（ ） A. 成熟肝细胞的去分化和分化都是基因选择性表达的结果 B. STAT3基因表达的蛋白质促进了肝前体基因的转录 C. STAT3基因表达的蛋白质能使肝前体基因的序列发生改变 D. STAT3基因缺失突变体的肝细胞的再生能力减弱 6. 基孔肯雅热是一种由基孔肯雅病毒（由RNA、蛋白质和脂质组成）引起的急性传染病，典型的临床表现包括突发高烧、关节疼痛、皮疹、头痛等，主要通过受感染的伊蚊叮咬传播给人类。下列叙述错误的是（ ） A. 体温维持在40℃的高烧患者的产热量与散热量相等 B. 基孔肯雅病毒感染机体不会引起体液免疫产生抗体 C. 基孔肯雅病毒的蛋白质在宿主细胞的核糖体内合成 D. 穿着长袖衣物和安装纱窗等措施有利于预防基孔肯雅热 7. 将蛙离体神经纤维置于某种培养液中，给予适宜刺激并记录其膜内Na+含量变化及膜电位变化，分别用图中曲线I、Ⅱ表示。下列叙述正确的是（ ） A. 欲测出上述膜电位的变化，正负电极应均置于膜外 B. ab段Na+内流，且b处膜内Na+浓度低于膜外 C. 适当提高培养液中K+浓度，c点对应的值将向下移动 D. d～e时，K+通过主动运输使膜电位恢复到静息电位 8. 近百年来，由于甘南草原的气候胁迫、物种入侵和旅游开发，藏原羚种群数量减少和草原水源涵养量等下降。下列分析正确的是（ ） A. 草原生态系统的抵抗力稳定性与物种丰富度呈负相关 B. 过度放牧会改变草原群落物种组成，但优势物种不会改变 C. 建立保护区和生态通道是保护藏原羚基因多样性的重要举措 D. 人类对甘南草原进行生态恢复，该地区最终能形成森林群落 9. CRISPR/Cas9系统由向导RNA和Cas9蛋白组成，由向导RNA（gRNA）引导Cas9蛋白在特定的基因位点进行切割，从而完成基因的编辑过程，过程如图所示。现欲用CRISPR/Cas9编辑技术对轮状病毒（双链RNA病毒）进行编辑，下列相关叙述错误的是（ ） A. 若向导RNA的序列为5'-UCACAUC-3'，则其识别的基因靶序列为3'-AGTGTAG-5' B. Cas9类似于基因工程中的限制酶，其作用位点是磷酸二酯键 C. 向导RNA的碱基序列越短，则其在基因上出现定位错误的概率越高 D. 可以根据目标基因的碱基序列人工设计向导RNA 10. 近年来，由于栖息地丧失和人为捕猎，亚洲黑熊的数量骤减。近日，动物学家在某林地发现了少量野生亚洲黑熊，他们期望通过体外受精、胚胎移植等方法拯救亚洲黑熊，其过程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A. 图中过程①为体外受精，被用于该过程的精子需要进行获能处理 B. 为了使亚洲黑熊A超数排卵，需要向其注射一定量的雌激素 C. 过程③中形成重构胚胎时采用的方法主要有乙醇和Ca2+载体等 D. 后代E和后代F都有半数染色体来自亚洲黑熊A 11. 小鼠线粒体的融合及分裂与核基因Mfn和Drp1有关。小鼠细胞中线粒体不同时刻的形态如图所示，其中A为野生型，B为基因Mfn突变型。此外，基因Drp1突变会导致细胞中出现超大体积线粒体。下列相关叙述错误的是（ ） A. 基因可通过促进融合或分裂来调控线粒体的形态和数量 B. 基因Mfn和Drp1编码的蛋白质都能促进线粒体融合 C. 基因Mfn的转录和翻译分别发生在细胞核和细胞质中 D. 若基因Drp1的表达量大于基因Mfn的，则线粒体的数量可能会增加 12. 近日，在福田红树林自然保护区凤塘河口迎来了一位稀客—红颈瓣蹼鹬。为探究某驱虫药对红颈瓣蹼鹬种群数量变化的影响，研究者分别用5%、10%和20%浓度的驱虫药处理红颈瓣蹼鹬，调查结果如图所示。下列相关叙述合理的是（　　） A. 浓度为5%的驱虫药组为对照组，数据呈现出周期性波动特征 B. 驱虫药的使用会改变红颈瓣蹼鹬种群的环境容纳量 C. 红颈瓣蹼鹬的种群数量与驱虫药的浓度一定呈正相关 D. 驱虫药的使用会诱导红颈瓣蹼鹬发生抗药性变异 13. 我国科研人员利用拟南芥野生型、HY5基因（乙烯调控下胚轴生长的关键基因）缺失突变体、乙烯过量生成突变体和乙烯信号阻断突变体（表现为乙烯正常产生但乙烯效应不显著），探究乙烯、HY5基因在拟南芥幼苗下胚轴生长发育中的作用，实验结果如图（图中幼苗右侧线段表示下胚轴的长度）所示。下列叙述正确的是（ ） A. 用乙烯处理HY5基因缺失突变体后，下胚轴长度显著缩短 B. 据实验结果可知，HY5基因存在会促进下胚轴伸长 C. 分组1、3的目的是探究乙烯过量生成对下胚轴生长的影响 D. 乙烯对乙烯信号阻断突变体的下胚轴长度影响显著 14. 纺锤丝由微管组装而成，微管由微管蛋白组成。细胞中中心体发出的3类微管如图所示：①一端与染色体结合的动粒微管，②与细胞膜连接的星体微管，③极微管。细胞分裂与微管活动息息相关。下列说法正确的是（ ） A. 在有丝分裂前的间期，细胞核内完成微管蛋白的合成和微管组装 B. 植物细胞在进行有丝分裂时不会形成上述3种微管 C. 两极发出的极微管在赤道板处交汇，赤道板是分裂末期出现的细胞结构 D. 着丝粒分裂后，染色体移向细胞两极运动与动粒微管的牵引有关 15. 法布雷病是一种单基因遗传病，其致病原因是编码半乳糖苷酶的GLA基因突变导致的α-半乳糖苷酶失去活性。图1为某患病家系的系谱图。实验人员设计相关引物，对该患病家系部分个体GLA基因的突变部位进行PCR扩增，再用限制酶P进行酶切（突变基因不含该酶切位点）后电泳，结果如图2所示。下列相关叙述正确的是（ ） A. 突变基因是由正常的GLA基因发生碱基对的替换导致的 B. 理论上，在自然人群中，法布雷病的女性患者少于男性患者 C. Ⅱ-3的一个次级卵母细胞中含有两个致病基因 D. Ⅱ-3和Ⅱ-4再生一个孩子正常的概率为1/4 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 16. 土壤碳汇量通过土壤有机碳（SOC）含量这一指标进行评估。某田园综合体包含不同的农用地类型，研究不同农用地利用方式对土壤碳汇量的影响，能够为提升田园综合体固碳能力提供科学指导。已知农用地的虾类的活动提高了表层土壤孔隙度和氧气含量，促进了好氧微生物对有机物质的分解。回答下列问题。 农用地类型 种养情况 碳氮投入方式 单位面积碳汇量/（t·hm-2·a-1） 清水养殖区 水草；草鱼、鲈鱼、鲫鱼 鱼类饲料 7.02 立体农业区 虾 克氏原螯虾 虾类饲料 6.51 果树 柚子、西瓜 有机肥（牛粪） 7.59 作物种植区 水稻单作 水稻 有机肥（牛粪） 有机肥（秸秆还田） 6.03 稻虾共作 水稻；克氏原螯虾 有机肥（牛粪） 有机肥（秸秆还田） 虾类饲料 7.83 （1）不同的种植区和养殖区呈镶嵌分布，这体现了群落的_______结构。题中各类型农用地均有好氧微生物，该微生物在生态系统的组成成分中主要属于______。 （2）据表分析，单位面积碳汇量最高的农用地类型是______，从物质循环的角度分析，原因是_______（答出两点）。虾可以取食稻田中的浮游动植物，虾作为消费者，其在该田园综合体中的作用是_______。 （3）秸秆还田的农业管理措施沿用了“无废弃物农业”的思想，研究团队进一步提出要推广秸秆还田技术，该技术既能有效降低农业碳排放，又能促进农作物增产，体现了生态工程的_______原理。 17. 保卫细胞具有特定的结构，参与植物气孔的构成。气孔开放程度与红光以及OsPIL15蛋白有关，为了探究其作用机制，研究人员以野生型（WT）和OsPIL15基因敲除的水稻m为材料设计并开展相关实验，结果如图1所示，其中气孔导度表示气孔开放程度。回答下列问题： （1）保卫细胞叶绿体中对红光具有较高吸收峰值的色素是______，该色素的元素组成是______。 （2）根据实验结果分析，可得出的结论有______（答出2点）。 （3）为进一步确定气孔开放是否还与其他物质有关，研究人员又进行了两组实验，其结果如图2所示。 ①根据实验设计可知，研究人员在实验前已经做出了两种不同假设。 假设一：_______来影响气孔开闭。 假设二：OsPIL15蛋白通过促进OsAB15基因的表达来影响气孔开闭。 ②根据实验结果分析，假设_______（填“一”或“二”）成立，由此推测，OsAB15基因的表达产物_______（填“促进”或“抑制”）气孔开放。另一个假设不成立的原因是_______。 18. 糖尿病肾病（DN）是糖尿病最重要的合并症之一，当机体胰岛受损，细胞长期浸润在高血糖环境中，肾脏组织受体TLR4表达量提高，激活NF-κB，使其磷酸化成p-NF-κB，从而促进NLRP3的表达。NLRP3与ASC结合构成NLRP3炎症小体，使炎症因子IL-1β的释放量增加，促进肾脏组织细胞程序性死亡，该方式称为细胞焦亡。中药YTK对DN患者的肾脏组织病理损伤、肾功能受损等病变具有良好的临床疗效。为探讨YTK的作用机制，研究人员进行了以下研究。回答下列问题： （1）血糖含量降低时，下丘脑通过______（填“交感”或“副交感”）神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素，胰高血糖素的作用主要是____。 （2）研究人员将小鼠分为空白组，模型组，中药YTK低、中、高剂量组；培养8周，测得生理指标如表1所示。设置模型组的目的是______。中药YTK药效最好的是_____剂量组。研究发现DN小鼠均出现了水肿，据题意分析原因是_____。 组别 尿素氮/（μmol·L-1） 24h尿蛋白/（mg·d-1） 空白组 7.30 12.82 模型组 2457 723.83 YTK低剂量组 20.27 550.85 YTK中剂量组 18.85 528.27 YTK高剂量组 16.86 416.78 表1 （3）对各种物质含量进行测定，结果如表2所示，由此可知，YTK会______（填“促进”或“抑制”）TLR4的表达，_______（填“促进”或“抑制”）NF-κB的磷酸化，从而抑制细胞焦亡，进而_______（填“减缓”或“加重”）炎性反应，修复肾脏损伤。 种类 空白组 模型组 中药YTK低剂量组 中药YTK中剂量组 中药YTK高剂量组 TLR4 + +++++ ++++ +++ ++ p-NF-κB + +++++ ++++ +++ + IL-1β ++ +++++ ++++ +++ ++ 注：各组小鼠相关蛋白的表达量与“+”多少呈正相关。 表2 19. 紫花苜蓿中的基因MsTIFY10a可响应低温胁迫。科研人员用qRT-PCR技术检测了其在4℃条件下处理不同时间后的表达量变化（如图1所示），并进一步将该基因转入蒺藜苜蓿，检测转基因植株中低温响应关键基因——MtCAML10和MtNAC的表达量（如图2所示）。回答下列问题： （1）利用qRT-PCR技术（先进行RT逆转录，然后再通过荧光染料实时监测PCR中的DNA生成量的技术）检测基因MsTIFY10a的表达量。在4℃条件下培养紫花苜蓿，然后提取其______（填“DNA”或“RNA”），再进行PCR。PCR过程中引物会与待测核酸序列的_______（填“5'”或“3'”）端结合，在该反应体系中，含量基本保持不变的是_______（填序号）。 ①基因MsTIFY10a②脱氧核苷酸③耐高温的DNA聚合酶④引物 （2）据图1分析可知，低温胁迫下，紫花苜蓿中基因MsTIFY10a的表达量整体趋势是______（填“增加”或“减少”）。 （3）利用农杆菌转化法将基因MsTIFY10a转入蒺藜苜蓿细胞。 ①将基因MsTIFY10a插入农杆菌Ti质粒的______中，该过程中需要使用的酶有______。 ②用含有重组质粒的农杆菌去侵染蒺藜苜蓿细胞，其目的是_______。 （4）据图2推测，基因MsTIFY10a响应低温胁迫的机制可能是_______。 20. 谷子（2N=18）为雌雄同株植物，是由青狗尾草（2N=18）驯化而来的，两者可相互杂交且后代正常可育。实验人员利用纯合抗除草剂的青狗尾草与纯合抗锈病的谷子进行杂交，拟培育抗除草剂抗锈病的谷子新品种，过程如图1所示。回答下列问题： （1）谷子和青狗尾草属于______（填“同一”或“不同”）物种。如果要对谷子的基因组进行测序，那么需要检测_____条染色体DNA上的全部碱基序列。 （2）每次杂交后都要选出抗除草剂抗锈病的杂交种与亲代抗锈病的谷子进行杂交，并重复多次，这样操作的目的是________。为了确认抗除草剂基因（T）和抗锈病基因（R）在染色体上的位置，实验人员用抗除草剂抗锈病的谷子新品种进行自交，不考虑染色体互换，若子代的表型及比例为_______，则基因T和R位于同源染色体上。 （3）对于自花授粉作物而言，雄性不育系的培育是杂种优势利用的关键。实验人员通过基因编辑技术获得了谷子的雄性不育突变体甲（基因型为aa），基因A可恢复雄性不育谷子的育性。实验人员设计了如图2所示的基因表达载体并将其导入突变体甲中构建SPT保持系，对SPT保持系花粉育性的调查结果如表所示，据此推测，基因B的作用是______。利用SPT保持系获得并筛选雄性不育谷子的种子的最简单的方案是_________。 可育花粉数目 不育花粉数目 调查花粉总数 647 609 1256 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三生物学 本试卷满分100分，考试用时75分钟 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4．本试卷主要考试内容：人教版必修1、2，选择性必修1、2、3。 一、单项选择题：本题共15小题，其中，1~10小题，每题2分，11~15小题，每题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的。 1. 细胞核骨架是细胞骨架的一部分，其网络结构贯穿于细胞核内部。下列叙述错误的是（ ） A. 细胞核骨架和核外细胞骨架可能通过核孔连接 B. 细胞核骨架在细胞核中的核糖体上合成 C. 细胞核内的物质运输与细胞核骨架有关 D. 若细胞核骨架合成受阻，则可能导致细胞核形态异常 【答案】B 【解析】 【详解】A、核孔是核质之间进行物质交换和信息交流的通道，细胞核内的细胞核骨架与细胞质中的细胞骨架可通过核孔实现连接，A正确； B、核糖体是蛋白质的合成场所，仅分布在细胞质基质、粗面内质网以及半自主细胞器（线粒体、叶绿体）中，细胞核内无核糖体，细胞核骨架的本质为蛋白质，是在细胞质的核糖体中合成后通过核孔进入细胞核的，B错误； C、细胞核骨架属于细胞骨架一部分，具有支撑细胞核形态、参与细胞核内物质运输等功能，C正确； D、细胞核骨架可维持细胞核的正常形态，若其合成受阻，细胞核失去支撑结构，可能出现形态异常，D正确。 故选B。 2. 细胞进行正常生命活动需要吸收营养物质。下列叙述正确的是（ ） A. I-进入甲状腺细胞时需要与载体蛋白结合 B. 人成熟红细胞吸收葡萄糖的过程主要由线粒体供能 C. 肾小管和集合管主要通过自由扩散吸收水分 D. 线粒体吸收O2需要膜上通道蛋白的协助 【答案】A 【解析】 【详解】A、I⁻进入甲状腺细胞的方式为主动运输，主动运输需要载体蛋白协助且消耗能量，A正确； B、人成熟红细胞没有线粒体等细胞器，且其吸收葡萄糖的方式为协助扩散，不需要消耗能量，B错误； C、肾小管和集合管吸收水分主要通过水通道蛋白进行协助扩散，C错误； D、O₂属于小分子气体，跨膜运输方式为自由扩散，不需要通道蛋白或载体蛋白的协助，D错误。 3. 某二倍体生物的某细胞在分裂过程中发生了如图所示的变异，其中E/e、G/g为染色体上的基因。下列相关叙述正确的是（　　） A. 图中所示变异类型为染色体易位 B. 图中所示过程可以发生在洋葱根尖分生区 C. 图中两条染色体在减数分裂Ⅱ时期移向细胞两极 D. 该细胞通过分裂可形成基因组成为ge的子细胞 【答案】D 【解析】 【详解】A、染色体易位是指非同源染色体之间发生片段的移接，图中发生的是同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换，属于基因重组，并非染色体易位，A错误； B、图中所示过程发生在减数分裂Ⅰ前期，洋葱根尖分生区细胞进行的是有丝分裂，B错误； C、图中两条染色体为同源染色体，在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，移向细胞两极，C错误； D、图中所示过程为同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换，完成后ge会位于同一条染色单体上，随着减数分裂过程的进行，最终可形成基因组成为ge的子细胞，D正确。 故选D。 4. 研究小组调查了某生态系统中各营养级的能量流动情况，统计了所有生物的能量同化值（单位：kJ·m-2·a-1），如图所示。若能量去向不考虑未被利用的，下列有关叙述正确的是（ ） A. 流经该生态系统的总能量包括生产者未固定的太阳能 B. 图中不能得出第一营养级到第二营养级的能量传递效率 C. 第三、四营养级能量都有通过呼吸作用散失、流向下一营养级等去向 D. 第三营养级流入分解者的能量为180kJ·m-2·a-1 【答案】D 【解析】 【详解】A、流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能以及输入的有机物中所含的化学能，不包括未固定的太阳能，A错误； B、能量传递效率=下一营养级同化量÷上一营养级同化量，本题中第一营养级同化量为87127kJ·m-2·a-1，第二营养级同化量为14110kJ·m-2·a-1，第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为16.2%，B错误； C、第四营养级是该生态系统的最高营养级，能量没有流向下一营养级的去向，C错误； D、第三营养级流入分解者的能量为（1591-1323-88）=180kJ·m-2·a-1，D正确。 5. 肝脏受到损伤时，成熟肝细胞中的STAT3基因表达的蛋白质增多，该蛋白质能与细胞中的肝前体基因首端的某些序列结合，促进RNA聚合酶与该基因的启动子结合，从而促进成熟肝细胞去分化形成肝前体细胞，进而促进肝细胞的再生。下列相关叙述错误的是（ ） A. 成熟肝细胞的去分化和分化都是基因选择性表达的结果 B. STAT3基因表达的蛋白质促进了肝前体基因的转录 C. STAT3基因表达的蛋白质能使肝前体基因的序列发生改变 D. STAT3基因缺失突变体的肝细胞的再生能力减弱 【答案】C 【解析】 【详解】A．细胞分化的实质是基因的选择性表达，成熟肝细胞的去分化是肝前体基因等特定基因选择性表达的结果，二者均属于基因的选择性表达，A正确； B．启动子是基因转录的起始位点，是RNA聚合酶识别并结合的位点，STAT3基因表达的蛋白质能促进RNA聚合酶与肝前体基因的启动子结合，因此可促进肝前体基因的转录过程，B正确； C．STAT3基因表达的蛋白质仅与肝前体基因首端的调控序列结合，起到调控转录的作用，并不会改变肝前体基因的碱基序列，C错误； D．STAT3基因表达的蛋白质可促进成熟肝细胞去分化形成肝前体细胞，进而促进肝细胞再生，STAT3基因缺失突变体无法合成该功能蛋白，因此肝细胞的再生能力会减弱，D正确。 故选C。 6. 基孔肯雅热是一种由基孔肯雅病毒（由RNA、蛋白质和脂质组成）引起的急性传染病，典型的临床表现包括突发高烧、关节疼痛、皮疹、头痛等，主要通过受感染的伊蚊叮咬传播给人类。下列叙述错误的是（ ） A. 体温维持在40℃的高烧患者的产热量与散热量相等 B. 基孔肯雅病毒感染机体不会引起体液免疫产生抗体 C. 基孔肯雅病毒的蛋白质在宿主细胞的核糖体内合成 D. 穿着长袖衣物和安装纱窗等措施有利于预防基孔肯雅热 【答案】B 【解析】 【详解】A、体温恒定是产热与散热动态平衡的结果，高烧患者体温维持40℃时，产热量等于散热量，A正确； B、基孔肯雅病毒作为抗原，可激活B淋巴细胞增殖分化为浆细胞并产生抗体，属于体液免疫过程，B错误； C、病毒无细胞结构，其蛋白质合成依赖宿主细胞的核糖体，C正确； D、物理隔离（如长袖衣物、纱窗）可阻断伊蚊叮咬传播途径，属于传染病预防措施，D正确。 故选B。 7. 将蛙离体神经纤维置于某种培养液中，给予适宜刺激并记录其膜内Na+含量变化及膜电位变化，分别用图中曲线I、Ⅱ表示。下列叙述正确的是（ ） A. 欲测出上述膜电位的变化，正负电极应均置于膜外 B. ab段Na+内流，且b处膜内Na+浓度低于膜外 C. 适当提高培养液中K+浓度，c点对应的值将向下移动 D. d～e时，K+通过主动运输使膜电位恢复到静息电位 【答案】B 【解析】 【详解】A、欲测出上述膜电位的变化，需要一个电极置于膜内，另一个电极置于膜外，A错误； B、b处尽管处于动作电位，但是Na+浓度依然低于膜外，B正确； C、若提高培养液中K+浓度，细胞膜内外K+浓度差会减小，导致K+外流减少，静息电位的绝对值会减小，c点对应的值将上移，C错误； D、d～e时，K+主要通过被动运输使膜电位恢复到静息电位，D错误。 故选B。 8. 近百年来，由于甘南草原的气候胁迫、物种入侵和旅游开发，藏原羚种群数量减少和草原水源涵养量等下降。下列分析正确的是（ ） A. 草原生态系统的抵抗力稳定性与物种丰富度呈负相关 B. 过度放牧会改变草原群落物种组成，但优势物种不会改变 C. 建立保护区和生态通道是保护藏原羚基因多样性的重要举措 D. 人类对甘南草原进行生态恢复，该地区最终能形成森林群落 【答案】C 【解析】 【详解】A、生态系统的物种丰富度越高，营养结构越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高，二者呈正相关，A错误； B、过度放牧会破坏草原群落结构，不仅改变物种组成，优势物种也会发生替换，B错误； C、建立保护区属于就地保护，是保护生物多样性最有效的措施，建设生态通道可减少栖息地碎片化对藏原羚种群基因交流的阻碍，二者均能有效保护藏原羚的基因多样性，C正确； D、群落演替的顶极群落由当地的温度、降水、土壤等环境条件决定，甘南草原地处高原，气候条件不足以支持演替至森林群落，D错误。 9. CRISPR/Cas9系统由向导RNA和Cas9蛋白组成，由向导RNA（gRNA）引导Cas9蛋白在特定的基因位点进行切割，从而完成基因的编辑过程，过程如图所示。现欲用CRISPR/Cas9编辑技术对轮状病毒（双链RNA病毒）进行编辑，下列相关叙述错误的是（ ） A. 若向导RNA的序列为5'-UCACAUC-3'，则其识别的基因靶序列为3'-AGTGTAG-5' B. Cas9类似于基因工程中的限制酶，其作用位点是磷酸二酯键 C. 向导RNA的碱基序列越短，则其在基因上出现定位错误的概率越高 D. 可以根据目标基因的碱基序列人工设计向导RNA 【答案】A 【解析】 【详解】A、gRNA 序列为 5'-UCACAUC-3'，其互补链应为 3'-AGUGUAG-5'（RNA 之间配对）。 靶基因是双链 RNA 病毒的 RNA，因此配对时 U 与 A 配对，A错误； B、Cas9 蛋白能在特定位点切割核酸分子，这与基因工程中限制酶的功能类似，二者的作用位点均为磷酸二酯键，B正确； C、向导 RNA 的碱基序列越短，在基因组中找到相似序列并发生错配的概率就越高，即定位错误的概率越高，C正确； D、向导 RNA（gRNA）是根据目标基因的碱基序列人工设计合成的，以实现精准靶向切割，D正确。 故选A。 10. 近年来，由于栖息地丧失和人为捕猎，亚洲黑熊的数量骤减。近日，动物学家在某林地发现了少量野生亚洲黑熊，他们期望通过体外受精、胚胎移植等方法拯救亚洲黑熊，其过程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A. 图中过程①为体外受精，被用于该过程的精子需要进行获能处理 B. 为了使亚洲黑熊A超数排卵，需要向其注射一定量的雌激素 C. 过程③中形成重构胚胎时采用的方法主要有乙醇和Ca2+载体等 D. 后代E和后代F都有半数染色体来自亚洲黑熊A 【答案】A 【解析】 【详解】A、过程①是体外受精，进行体外受精前，精子必须经过获能处理，才能具备和卵子结合的能力，A正确； B、为了使亚洲黑熊A超数排卵，需要向其注射一定量的促性腺激素，B错误； C、激活重构胚常用的方法是乙醇和Ca2+载体等，C错误； D、后代E是通过体外受精产生的，其染色体一半来自亚洲黑熊A，一半来自野生亚洲黑熊C；后代F是通过核移植技术产生的，其细胞核中的染色体来自野生亚洲黑熊B的体细胞，细胞质中的遗传物质少量来自亚洲黑熊A提供的去核卵母细胞，所以后代F的染色体全部来自亚洲黑熊B，D错误。 故选A。 11. 小鼠线粒体的融合及分裂与核基因Mfn和Drp1有关。小鼠细胞中线粒体不同时刻的形态如图所示，其中A为野生型，B为基因Mfn突变型。此外，基因Drp1突变会导致细胞中出现超大体积线粒体。下列相关叙述错误的是（ ） A. 基因可通过促进融合或分裂来调控线粒体的形态和数量 B. 基因Mfn和Drp1编码的蛋白质都能促进线粒体融合 C. 基因Mfn的转录和翻译分别发生在细胞核和细胞质中 D. 若基因Drp1的表达量大于基因Mfn的，则线粒体的数量可能会增加 【答案】B 【解析】 【详解】A、据图可知，基因Mfn突变后线粒体数量明显增多且体积更小，说明基因Mfn的作用是促进线粒体融合；基因Drp1突变会导致细胞中出现超大体积线粒体，说明基因Drpl的作用是促进线粒体分裂，综上，基因可通过促进融合或分裂来调控线粒体的形态和数量，A正确； B、由图可知，基因Mfn突变后线粒体数量明显增多且体积更小，说明基因Mfn的作用是促进线粒体融合；基因Drp1突变会导致细胞中出现超大体积线粒体，说明基因Drpl的作用是促进线粒体分裂，B错误； C、基因Mfn为核基因，其转录发生在细胞核，翻译发生在细胞质的核糖体上，C正确； D、由图可知，基因Mfn突变后线粒体数量明显增多且体积更小，说明基因Mfn的作用是促进线粒体融合。基因Drp1突变会导致细胞中出现超大体积线粒体，说明基因Drpl的作用是促进线粒体分裂，若基因Drp1的表达量大于基因Mfn的表达量，超大体积的线粒体数量减少，则会导致线粒体数量增加，D正确。 12. 近日，在福田红树林自然保护区凤塘河口迎来了一位稀客—红颈瓣蹼鹬。为探究某驱虫药对红颈瓣蹼鹬种群数量变化的影响，研究者分别用5%、10%和20%浓度的驱虫药处理红颈瓣蹼鹬，调查结果如图所示。下列相关叙述合理的是（　　） A. 浓度为5%的驱虫药组为对照组，数据呈现出周期性波动特征 B. 驱虫药的使用会改变红颈瓣蹼鹬种群的环境容纳量 C. 红颈瓣蹼鹬的种群数量与驱虫药的浓度一定呈正相关 D. 驱虫药的使用会诱导红颈瓣蹼鹬发生抗药性变异 【答案】B 【解析】 【详解】A、浓度为5%的驱虫药组属于实验组，生理盐水溶液组是对照组，A错误； B、环境容纳量（K 值）是指在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量。 从图中可以看到： 曲线①（生理盐水）的种群数量波动在 40–80 之间 ，曲线④（20% 驱虫药）的种群数量波动在 60–80 之间，这说明驱虫药的使用改变了红颈瓣蹼鹬种群的环境容纳量，B正确； C、驱虫药的实验浓度只有5%、10%和20%，浓度超过20%的驱虫药的效果未知，无法得出红颈瓣蹼鹬的种群数量与驱虫药的浓度呈正相关，C错误； D、红颈瓣蹼鹬发生抗药性变异是基因突变的结果，与驱虫药是否使用无关，D错误。 故选B。 13. 我国科研人员利用拟南芥野生型、HY5基因（乙烯调控下胚轴生长的关键基因）缺失突变体、乙烯过量生成突变体和乙烯信号阻断突变体（表现为乙烯正常产生但乙烯效应不显著），探究乙烯、HY5基因在拟南芥幼苗下胚轴生长发育中的作用，实验结果如图（图中幼苗右侧线段表示下胚轴的长度）所示。下列叙述正确的是（ ） A. 用乙烯处理HY5基因缺失突变体后，下胚轴长度显著缩短 B. 据实验结果可知，HY5基因存在会促进下胚轴伸长 C. 分组1、3的目的是探究乙烯过量生成对下胚轴生长的影响 D. 乙烯对乙烯信号阻断突变体的下胚轴长度影响显著 【答案】C 【解析】 【详解】A、缺失HY5基因后，乙烯无法通过该基因调控下胚轴，处理后长度应与未处理的无差异，A错误； B、分组1和2的差异仅在于HY5基因的有无，分组2（缺失HY5基因）下胚轴更长，说明HY5基因存在时会抑制下胚轴伸长，B错误； C、分组3是乙烯过量生成突变体，组1是乙烯正常生成的野生型，自变量为乙烯生成量，可探究乙烯过量生成对下胚轴生长的作用，C正确； D、据图可知，乙烯信号阻断突变体中，不加乙烯（分组4）和加乙烯（分组5）的下胚轴长度几乎没有差异，说明乙烯对其下胚轴长度影响不显著，D错误。 14. 纺锤丝由微管组装而成，微管由微管蛋白组成。细胞中中心体发出的3类微管如图所示：①一端与染色体结合的动粒微管，②与细胞膜连接的星体微管，③极微管。细胞分裂与微管活动息息相关。下列说法正确的是（ ） A. 在有丝分裂前的间期，细胞核内完成微管蛋白的合成和微管组装 B. 植物细胞在进行有丝分裂时不会形成上述3种微管 C. 两极发出的极微管在赤道板处交汇，赤道板是分裂末期出现的细胞结构 D. 着丝粒分裂后，染色体移向细胞两极的运动与动粒微管的牵引有关 【答案】D 【解析】 【详解】A、微管蛋白本质是蛋白质，蛋白质的合成场所是细胞质中的核糖体，并非细胞核内，A错误； B、低等植物细胞存在中心体，有丝分裂过程中也可以由中心体发出这三类微管，B错误； C、赤道板不是真实存在的细胞结构，只是对细胞中央位置的描述，分裂末期出现的真实结构是细胞板，C错误； D、动粒微管一端可结合染色体的动粒，着丝粒分裂后，染色体移向细胞两极的运动依赖动粒微管的牵引，D正确。 15. 法布雷病是一种单基因遗传病，其致病原因是编码半乳糖苷酶的GLA基因突变导致的α-半乳糖苷酶失去活性。图1为某患病家系的系谱图。实验人员设计相关引物，对该患病家系部分个体GLA基因的突变部位进行PCR扩增，再用限制酶P进行酶切（突变基因不含该酶切位点）后电泳，结果如图2所示。下列相关叙述正确的是（ ） A. 突变基因是由正常的GLA基因发生碱基对的替换导致的 B. 理论上，在自然人群中，法布雷病的女性患者少于男性患者 C. Ⅱ-3的一个次级卵母细胞中含有两个致病基因 D. Ⅱ-3和Ⅱ-4再生一个孩子正常的概率为1/4 【答案】A 【解析】 【详解】AB、根据电泳图谱分析可知，男性患者（Ⅰ-1、Ⅲ-7）只有24bp这条带，正常（Ⅱ-5）含有13bp和11bp两条带，女性患者（Ⅱ-3）三条带24bp、13bp、11bp，女性正常（Ⅰ-2）二条带13bp、11bp，说明24bp的条带为致病基因，13bp和11bp为正常基因的条带，致病基因为显性，即正常基因存在限制酶P的酶切位点，突变基因无限制酶P的酶切位点，说明突变基因是由正常的GLA基因发生碱基对的替换导致出现了限制酶P的酶切位点，A正确； B、分析可知，男性只会含有致病基因条带或正常基因条带，说明Y染色体上无其等位基因，该病致病基因为X染色体上的显性基因，女性患者多于男性患者，B错误； C、Ⅱ-3基因型是XAXa，经过减数第一次分裂，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，一个次级卵母细胞中含有2个致病基因或0个致病基因，C错误； D、法布雷病是X染色体上的显性遗传病，假设致病基因为A，则Ⅱ-3的基因型为XAXa，Ⅱ-4基因型为XaY，Ⅱ-3和Ⅱ-4再生一个孩子正常的概率为1/2，D错误。 故选A。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 16. 土壤碳汇量通过土壤有机碳（SOC）含量这一指标进行评估。某田园综合体包含不同的农用地类型，研究不同农用地利用方式对土壤碳汇量的影响，能够为提升田园综合体固碳能力提供科学指导。已知农用地的虾类的活动提高了表层土壤孔隙度和氧气含量，促进了好氧微生物对有机物质的分解。回答下列问题。 农用地类型 种养情况 碳氮投入方式 单位面积碳汇量/（t·hm-2·a-1） 清水养殖区 水草；草鱼、鲈鱼、鲫鱼 鱼类饲料 7.02 立体农业区 虾 克氏原螯虾 虾类饲料 6.51 果树 柚子、西瓜 有机肥（牛粪） 759 作物种植区 水稻单作 水稻 有机肥（牛粪） 有机肥（秸秆还田） 6.03 稻虾共作 水稻；克氏原螯虾 有机肥（牛粪） 有机肥（秸秆还田） 虾类饲料 7.83 （1）不同的种植区和养殖区呈镶嵌分布，这体现了群落的_______结构。题中各类型农用地均有好氧微生物，该微生物在生态系统的组成成分中主要属于______。 （2）据表分析，单位面积碳汇量最高的农用地类型是______，从物质循环的角度分析，原因是_______（答出两点）。虾可以取食稻田中的浮游动植物，虾作为消费者，其在该田园综合体中的作用是_______。 （3）秸秆还田的农业管理措施沿用了“无废弃物农业”的思想，研究团队进一步提出要推广秸秆还田技术，该技术既能有效降低农业碳排放，又能促进农作物增产，体现了生态工程的_______原理。 【答案】（1） ①. 水平 ②. 分解者 （2） ①. 稻虾共作 ②. 稻虾共作中虾未摄食的饲料、虾壳物质以及排泄出的粪便等有利于SOC的积累；虾类的活动（提高了表层土壤孔隙度和氧气含量）促进了好氧微生物对有机物质的分解，为作物生长创造良好的养分条件（促进植物的光合作用），进而调节SOC含量 ③. 加快生态系统的物质循环（和能量流动） （3）循环原理和整体 【解析】 【分析】种群最基本的数量特征是种群密度。种群的其他数量 特征包括出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等。 【小问1详解】 不同的种植区和养殖区呈镶嵌分布，这体现了群落的水平结构。微生物能够通过呼吸作用分解动植物遗骸和动物排泄物，因此各类型农用地的好氧微生物在生态系统的组成成分中主要属于分解者。 【小问2详解】 据表中数据可知，单位面积碳汇量最高的农用地类型是稻虾共作。从物质循环的角度分析，原因是稻虾共作中虾未摄食的饲料、虾壳物质以及排泄出的粪便等有利于SOC的积累；虾类的活动提高了表层土壤孔隙度和氧气含量，促进了好氧微生物对有机物质的分解，为作物生长创造良好的养分条件，进而调节SOC含量。虾除了取食虾类饲料之外，还可以取食稻田中的浮游动植物，由此可知虾在该田园综合体中的作用是加快生态系统的物质循环（和能量流动）。 【小问3详解】 秸秆还田的农业管理措施沿用了“无废弃物农业”的思想，物质进行循环利用，因此体现了生态工程的循环原理，研究团队进一步提出要推广秸秆还田技术，该技术既能有效降低农业碳排放，又能促进农作物增产，体现了生态工程的整体原理。 17. 保卫细胞具有特定的结构，参与植物气孔的构成。气孔开放程度与红光以及OsPIL15蛋白有关，为了探究其作用机制，研究人员以野生型（WT）和OsPIL15基因敲除的水稻m为材料设计并开展相关实验，结果如图1所示，其中气孔导度表示气孔开放程度。回答下列问题： （1）保卫细胞的叶绿体中对红光具有较高吸收峰值的色素是______，该色素的元素组成是______。 （2）根据实验结果分析，可得出的结论有______（答出2点）。 （3）为进一步确定气孔开放是否还与其他物质有关，研究人员又进行了两组实验，其结果如图2所示。 ①根据实验设计可知，研究人员在实验前已经做出了两种不同假设。 假设一：_______来影响气孔开闭。 假设二：OsPIL15蛋白通过促进OsAB15基因的表达来影响气孔开闭。 ②根据实验结果分析，假设_______（填“一”或“二”）成立，由此推测，OsAB15基因的表达产物_______（填“促进”或“抑制”）气孔开放。另一个假设不成立的原因是_______。 【答案】（1） ①. 叶绿素 ②. C、H、O、N、Mg （2）OsPIL15蛋白抑制气孔开放，红光促进气孔开放（或红光可以缓解OsPIL15蛋白的抑制作用），红光通过OsPIL15蛋白来发挥作用 （3） ①. OsPIL15蛋白通过影响脱落酸的含量（或脱落酸的合成或脱落酸的降解） ②. 二 ③. 抑制 ④. 在WT和m体内，脱落酸的含量相差不大 【解析】 【小问1详解】 叶绿体中的光合色素分为叶绿素（叶绿素a、叶绿素b）和类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素）两类，其中叶绿素对红光和蓝紫光具有较高的吸收峰值，类胡萝卜素仅主要吸收蓝紫光，因此保卫细胞叶绿体中对红光高吸收的色素为叶绿素。叶绿素的化学本质是含镁的卟啉类化合物，其固定的元素组成为C、H、O、N、Mg，其中Mg是叶绿素的特征元素，若植物缺Mg会导致叶绿素合成受阻，叶片变黄。 【小问2详解】 实验的自变量为光照条件（黑暗/红光）和水稻材料类型（野生型WT/OsPIL15基因敲除突变体m），因变量为气孔导度（代表气孔开放程度，数值越大，气孔开放程度越高）；其中WT含OsPIL15蛋白，m无OsPIL15蛋白，通过单一变量原则分析：m的气孔导度显著高于WT，说明OsPIL15蛋白抑制气孔开放；WT和m在红光下的气孔导度均高于黑暗下，说明红光能促进气孔开放；WT在红光下气孔导度的提升幅度更大，说明红光可缓解OsPIL15蛋白对气孔开放的抑制作用，也可推导红光通过OsPIL15蛋白调控气孔开放。 【小问3详解】 ①实验的研究目的是“确定气孔开放是否还与其他物质有关”，结合图2的检测指标（脱落酸含量、OsAB15的表达量），以及假设二为“OsPIL15蛋白通过促进OsAB15基因的表达影响气孔开闭”，可推知假设一围绕脱落酸展开，即OsPIL15蛋白通过影响脱落酸的含量来调控气孔开闭。 ②结合实验材料（WT含OsPIL15蛋白、m无OsPIL15蛋白）和图2检测结果分析：若假设一成立，WT和m体内的脱落酸含量应存在显著差异，但实验结果显示WT和m的脱落酸含量相差不大，因此假设一不成立； 假设二围绕OsAB15基因的表达量展开，实验结果显示WT中OsAB15的表达量显著高于m，说明OsPIL15蛋白能促进OsAB15基因的表达，因此假设二成立。WT含OsPIL15蛋白，其 OsAB15基因表达量高，且WT的气孔导度显著低于m，结合“OsPIL15蛋白抑制气孔开放”的结论，可推测OsAB15基因的表达产物会抑制气孔开放。 18. 糖尿病肾病（DN）是糖尿病最重要的合并症之一，当机体胰岛受损，细胞长期浸润在高血糖环境中，肾脏组织受体TLR4表达量提高，激活NF-κB，使其磷酸化成p-NF-κB，从而促进NLRP3的表达。NLRP3与ASC结合构成NLRP3炎症小体，使炎症因子IL-1β的释放量增加，促进肾脏组织细胞程序性死亡，该方式称为细胞焦亡。中药YTK对DN患者的肾脏组织病理损伤、肾功能受损等病变具有良好的临床疗效。为探讨YTK的作用机制，研究人员进行了以下研究。回答下列问题： （1）血糖含量降低时，下丘脑通过______（填“交感”或“副交感”）神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素，胰高血糖素的作用主要是____。 （2）研究人员将小鼠分为空白组，模型组，中药YTK低、中、高剂量组；培养8周，测得生理指标如表1所示。设置模型组的目的是______。中药YTK药效最好的是_____剂量组。研究发现DN小鼠均出现了水肿，据题意分析原因是_____。 组别 尿素氮/（μmol·L-1） 24h尿蛋白/（mg·d-1） 空白组 7.30 12.82 模型组 24.57 723.83 YTK低剂量组 20.27 550.85 YTK中剂量组 18.85 528.27 YTK高剂量组 16.86 416.78 表1 （3）对各种物质含量进行测定，结果如表2所示，由此可知，YTK会______（填“促进”或“抑制”）TLR4的表达，_______（填“促进”或“抑制”）NF-κB的磷酸化，从而抑制细胞焦亡，进而_______（填“减缓”或“加重”）炎性反应，修复肾脏损伤。 种类 空白组 模型组 中药YTK低剂量组 中药YTK中剂量组 中药YTK高剂量组 TLR4 + +++++ ++++ +++ ++ p-NF-κB + +++++ ++++ +++ + IL-1β ++ +++++ ++++ +++ ++ 注：各组小鼠相关蛋白的表达量与“+”多少呈正相关。 表2 【答案】（1） ①. 交感 ②. 促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液，促进非糖物质转变成葡萄糖 （2） ①. 作为对照 ②. 高 ③. DN小鼠尿蛋白含量高，血浆蛋白含量下降，血浆渗透压降低，组织液吸水导致组织水肿 （3） ①. 抑制 ②. 抑制 ③. 减缓 【解析】 【分析】激素调节的特点： 微量和高效： 激素在血液中含量很低，但却能产生显著生理效应，这是由于激素的作用被逐级放大的结果；通过体液运输：内分泌腺没有导管，分泌的激素弥散到血液中，随血液流到全身，传递着各种信息。激素的运输是不定向的，可以全身运输，但是起作用的细胞各不相同。临床上常通过抽取血样来检测内分泌系统的疾病；作用于靶器官、靶细胞：激素具有特异性，它有选择性地作用于靶器官、靶腺体或靶细胞。激素既不组成细胞结构，又不提供能量，也不起催化作用，只是使靶细胞原有的生理活动发生变化，对靶细胞代谢起调节作用。 【小问1详解】 血糖含量降低时，下丘脑通过交感神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素，胰高血糖素的作用主要是促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液，促进非糖物质转变成葡萄糖来升高血糖浓度。 【小问2详解】 实验的空白组为健康小鼠，模型组是构建的DN小鼠模型，其目的有两个：与空白组（正常小鼠）对照，与中药YTK各剂量组对比。判断药效的依据是“尿素氮”“24h尿蛋白”（这两个指标越高，代表肾功能损伤越严重），由表格数据可知，模型组尿素氮（24.57μmol·L-1）、24h尿蛋白（723.83mg·d-1）最高；随着YTK剂量升高，这两个指标逐渐降低，其中高剂量组的尿素氮（16.86μmol·L-1）、24h尿蛋白（416.78mg·d-1）下降幅度最大，因此高剂量组药效最好。 【小问3详解】 据表可知，由于YTK低、中、高剂量组的TLR4、p-NF-κB、IL-1β的表达量与模型组相比均变少，因此YTK可抑制TLR4的表达，抑制NF-κB的磷酸化，从而抑制细胞焦亡，进而减缓炎性反应，修复肾脏损伤，且YTK浓度越高，修复效果越好。 19. 紫花苜蓿中的基因MsTIFY10a可响应低温胁迫。科研人员用qRT-PCR技术检测了其在4℃条件下处理不同时间后的表达量变化（如图1所示），并进一步将该基因转入蒺藜苜蓿，检测转基因植株中低温响应关键基因——MtCAML10和MtNAC的表达量（如图2所示）。回答下列问题： （1）利用qRT-PCR技术（先进行RT逆转录，然后再通过荧光染料实时监测PCR中的DNA生成量的技术）检测基因MsTIFY10a的表达量。在4℃条件下培养紫花苜蓿，然后提取其______（填“DNA”或“RNA”），再进行PCR。PCR过程中引物会与待测核酸序列的_______（填“5'”或“3'”）端结合，在该反应体系中，含量基本保持不变的是_______（填序号）。 ①基因MsTIFY10a②脱氧核苷酸③耐高温的DNA聚合酶④引物 （2）据图1分析可知，低温胁迫下，紫花苜蓿中基因MsTIFY10a的表达量整体趋势是______（填“增加”或“减少”）。 （3）利用农杆菌转化法将基因MsTIFY10a转入蒺藜苜蓿细胞。 ①将基因MsTIFY10a插入农杆菌的Ti质粒的______中，该过程中需要使用的酶有______。 ②用含有重组质粒的农杆菌去侵染蒺藜苜蓿细胞，其目的是_______。 （4）据图2推测，基因MsTIFY10a响应低温胁迫的机制可能是_______。 【答案】（1） ①. RNA ②. 3' ③. ③ （2）增加 （3） ①. T-DNA ②. 限制酶、DNA连接酶 ③. 将基因MsTIFY10a整合到蒺藜苜蓿细胞染色体上，使其能够在蒺藜苜蓿细胞中维持稳定和表达 （4）基因MsTIFY10a通过调控激活基因MtCAML10、MtNAC的表达来响应低温胁迫 【解析】 【分析】基因工程是一种DNA操作技术，需要借助限制酶、DNA连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。 【小问1详解】 qRT-PCR技术中以RNA为模板逆转录为DNA片段，因此应提取RNA而非DNA。DNA聚合酶只能从5′→3'方向延伸DNA链，引物需要结合模板链的3'端，耐高温的DNA聚合酶在PCR循环中不会被消耗，引物和脱氧核苷酸作为原料会被消耗，目的基因模板在扩增后含量增加，故在该反应体系中，含量基本保持不变的是③耐高温的DNA聚合酶。 【小问2详解】 从图1可得出低温下MsTIFY10a基因的表达量整体趋势是增加。 【小问3详解】 ①目的基因需插入Ti质粒的T-DNA区（可转移至植物基因组），构建重组DNA时需要用限制酶切割，DNA连接酶连接。 ②农杆菌通过Ti质粒的T-DNA转移，从而将目的基因插入宿主细胞染色体，使其能够在蒺藜苜蓿细胞中维持稳定和表达。 【小问4详解】 由图2可推测，转基因植株（过表达MsTIFY10a）中MtCAML10和MtNAC表达量显著高于野生型，说明MsTIFY10a可能作为上游调控因子激活下游低温胁迫基因。 20. 谷子（2N=18）为雌雄同株植物，是由青狗尾草（2N=18）驯化而来的，两者可相互杂交且后代正常可育。实验人员利用纯合抗除草剂的青狗尾草与纯合抗锈病的谷子进行杂交，拟培育抗除草剂抗锈病的谷子新品种，过程如图1所示。回答下列问题： （1）谷子和青狗尾草属于______（填“同一”或“不同”）物种。如果要对谷子的基因组进行测序，那么需要检测_____条染色体DNA上的全部碱基序列。 （2）每次杂交后都要选出抗除草剂抗锈病的杂交种与亲代抗锈病的谷子进行杂交，并重复多次，这样操作的目的是________。为了确认抗除草剂基因（T）和抗锈病基因（R）在染色体上的位置，实验人员用抗除草剂抗锈病的谷子新品种进行自交，不考虑染色体互换，若子代的表型及比例为_______，则基因T和R位于同源染色体上。 （3）对于自花授粉作物而言，雄性不育系的培育是杂种优势利用的关键。实验人员通过基因编辑技术获得了谷子的雄性不育突变体甲（基因型为aa），基因A可恢复雄性不育谷子的育性。实验人员设计了如图2所示的基因表达载体并将其导入突变体甲中构建SPT保持系，对SPT保持系花粉育性的调查结果如表所示，据此推测，基因B的作用是______。利用SPT保持系获得并筛选雄性不育谷子的种子的最简单的方案是_________。 可育花粉数目 不育花粉数目 调查的花粉总数 647 609 1256 【答案】（1） ①. 同一 ②. 9 （2） ①. 在保证抗除草剂基因存在情况下，尽可能排除青狗尾草的染色体（使得到的抗除草剂抗锈病的谷子新品种中的染色体，除抗除草剂基因所在的染色体来自青狗尾草外，其余染色体尽可能都来自抗锈病的谷子） ②. 抗除草剂不抗锈病：抗除草剂抗锈病：不抗除草剂抗锈病=1：2：1 （3） ①. 使含有基因B的花粉失活（败育） ②. 用SPT保持系自交获得种子，选出不能发出红色荧光的种子 【解析】 【分析】本题中谷子新品种的培育分为抗除草剂抗锈病谷子和雄性不育谷子（含SPT保持系） 两类，均结合传统育种与生物工程技术，分步骤定向培育，具体过程如下： 一、抗除草剂抗锈病谷子的培育（回交育种+基因连锁利用） 1. 以抗锈病谷子为基础亲本，与含抗除草剂基因（T）的谷子杂交，获得抗除草剂抗锈病杂合子（TtRr，T、R连锁）； 2. 让杂合子多次与纯合抗锈病谷子回交，逐步淘汰非目标杂合基因，持续提高抗除草剂抗锈病性状的纯合度； 3. 最终回交后代自交，筛选出纯合抗除草剂抗锈病谷子（TTRR），即为该性状的谷子新品种。 二、雄性不育谷子及SPT保持系的培育（基因工程+保持系自交繁种） 第一步：构建SPT保持系（解决雄性不育株授粉难题） 1. 以谷子雄性不育突变体（aa） 为受体，将含基因A、基因B、花粉特异性启动子pPC47、种子特异性启动子pLT2 及红色荧光蛋白基因的表达载体，通过基因工程导入突变体中； 2. 筛选获得SPT保持系：该株系中基因B仅在花粉中表达，恢复花粉可育性（保持系能自花授粉），且基因B不在种子中表达，不改变种子的不育基因型。 第二步：获得雄性不育谷子种子（SPT保持系自交繁种） 让SPT保持系自花授粉，其可育花粉为不育基因型（a）的卵细胞授粉，收获的种子基因型仍为aa，萌发后即为雄性不育谷子新品种；且种子因携带红色荧光蛋白基因，可通过荧光快速筛选，育种效率更高。 【小问1详解】 谷子和青狗尾草可相互杂交且后代正常可育，即没有生殖隔离，所以属于同一物种。谷子是雌雄同株植物，没有性染色体，其体细胞染色体数为2N=18，故对谷子的基因组进行测序，需要检测一个基因组中的9条染色体DNA上的全部碱基序列。 【小问2详解】 每次杂交后都要选出抗除草剂抗锈病杂交种与亲代抗锈病的谷子进行杂交，并重复多次，这样操作的目的是逐步增加谷子的遗传背景比例，使得到的抗除草剂抗锈病的谷子新品种中的染色体，除抗除草剂基因所在的染色体来自青狗尾草外，其余染色体尽可能都来自抗锈病的谷子。根据题意可知，亲本抗除草剂的青狗尾草（基因型为TTrr）与抗锈病的谷子（基因型为ttRR）杂交，F1的基因型为TtRr，F1与亲本抗锈病的谷子杂交，如果两对基因位于一对同源染色体上，由于基因T与r在一条染色体上，基因t与R在另一条染色体上，子代中抗除草剂抗锈病个体的基因型为TtRr，自交子代的基因型为1TTrr、2TtRr、1ttRR，表型及比例为抗除草剂不抗锈病：抗除草剂抗锈病：不抗除草剂抗锈病=1：2：1。 【小问3详解】 雄性不育突变体基因型为aa，导入含基因B的表达载体后，构建的SPT株系出现了可育花和不育花，且可育花粉、不育花粉比例约为1∶1；结合启动子（pPG47为花粉特异性启动子）可知，基因B在花粉中特异性表达，抑制了基因A的可育效应，据此推测，基因B的作用是使含有基因B的花粉失活（败育）；获得雄性不育谷子种子（SPT保持系自交繁种） ，可让SPT保持系自花授粉，花粉只有a，但由于B基因不会在卵细胞中表达，所以卵细胞一半a，另一半导入了重组载体（A、B、红色荧光蛋白编码基因、卡那霉素抗性基因），后代就是一半aa，一半Aa。含A的种子同时发出红色荧光，所以种子中不带红色荧光的即为aa（雄性不育）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $