精品解析：北京市通州区2026年高三年级模拟考试生物学试卷

通州区2026年高三年级模拟考试 生物学试卷 2026年4月 本试卷共10页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，请将答题卡交回。 第一部分 选择题（每小题2分，共30分） 下列各题均有四个选项，其中只有一个是符合题意要求的。 1. 适度运动、体重管理是健康的生活方式之一，下列叙述正确的是（　　） A. 运动时由脂肪直接供能 B. 运动时大量出汗只需补充水分 C. 有氧运动有利于体重管理 D. 运动强度越大越利于健康 【答案】C 【解析】 【详解】A、细胞的直接能源物质是ATP，脂肪是生物体内良好的储能物质，不能直接为生命活动供能，A错误； B、运动时大量出汗的同时会排出大量无机盐，因此不仅需要补充水分，还需要补充无机盐，B错误； C、有氧运动可促进脂肪的氧化分解，减少脂肪堆积，有利于体重管理，C正确； D、运动强度过大时，肌细胞会因缺氧进行无氧呼吸产生大量乳酸，引发肌肉酸痛，还可能对关节、循环系统等造成损伤，不利于健康，D错误。 2. 重金属镉会引发动物细胞内质网结构改变、高尔基体扩张、溶酶体膜易破裂，这些细胞器的改变不会直接影响（　　） A. 胰岛素的合成与加工 B. mRNA与核糖体的结合 C. 衰老细胞器的分解 D. 抗原的加工与呈递 【答案】B 【解析】 【详解】A、胰岛素属于分泌蛋白，其合成与加工需要内质网、高尔基体参与，题干中内质网结构改变、高尔基体扩张会直接影响该过程，A错误； B、mRNA与核糖体的结合是翻译的起始步骤，发生在细胞质基质中，该过程不涉及内质网、高尔基体、溶酶体，B正确； C、溶酶体是“消化车间”，可分解衰老、损伤的细胞器，溶酶体膜易破裂会直接影响衰老细胞器的分解过程，C错误； D、抗原的加工与呈递过程需要溶酶体处理抗原，同时需要内质网、高尔基体参与抗原肽的转运和呈递，D错误。 3. 在工业生产中，将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的糖化。水解的方法主要有两种，用稀硫酸催化淀粉水解，或者用淀粉酶来催化水解。下列叙述正确的是（　　） A. 都能为淀粉糖化过程提供能量 B. 单位时间生成葡萄糖的量相同 C. 反应后淀粉酶结构改变失去活性 D. 酶催化时所需条件比酸催化温和 【答案】D 【解析】 【详解】A、无机催化剂和酶的作用机理均为降低化学反应的活化能，二者都不能为反应过程提供能量，A错误； B、酶具有高效性，催化效率远高于无机催化剂，因此淀粉酶催化时单位时间生成葡萄糖的量更多，B错误； C、酶属于生物催化剂，在化学反应前后自身的结构和生理活性不会发生改变，可重复参与催化反应，C错误； D、酶的作用条件较温和，仅需常温、常压、适宜温度和pH即可发挥催化作用，而稀硫酸催化需要高温、强酸等较剧烈的反应条件，D正确。 4. 线粒体嵴的损伤会触发VDIM降解途径。其过程为：受损的嵴释放信号，激活溶酶体膜上的通道使其释放Ca2+，Ca2+激活线粒体外膜上的通道形成孔道，使受损的嵴通过孔道进入溶酶体被降解。下列叙述错误的是（　　） A. 溶酶体释放的Ca2+通过自由扩散进入细胞质基质 B. VDIM降解途径体现了生物膜具有信息交流的功能 C. VDIM降解途径会影响细胞呼吸过程中ATP的生成 D. 被降解的受损的线粒体嵴成分可被细胞重新利用 【答案】A 【解析】 【详解】A、溶酶体内的钙离子浓度高于细胞质基质，钙离子通过通道蛋白进入细胞质基质为协助扩散，A错误； B、受损嵴释放信号激活溶酶体膜通道、溶酶体释放的Ca2+激活线粒体外膜通道的过程，依赖生物膜之间的信息传递，体现了生物膜具有信息交流的功能，B正确； C、线粒体嵴是有氧呼吸第三阶段的反应场所，该阶段可产生大量ATP，VDIM降解途径会降解受损的线粒体嵴，进而影响有氧呼吸过程中ATP的生成，C正确； D、被降解的受损的线粒体嵴成分会被分解为小分子物质，这些小分子物质可被细胞重新利用，用于合成其他物质，D正确。 5. 某植物的白花和红花是一对相对性状，由等位基因A、a和B、b控制，A控制红色素的合成，基因B会抑制基因A的表达。某白花植株自交，F1中白花:红花＝5:1，F1中的红花植株自交，后代中红花:白花＝2:1。下列叙述错误的是（　　） A. 基因A、a和B、b独立遗传 B. 基因A纯合的个体会致死 C. F1中白花植株的基因型有7种 D. 亲代白花植株的基因型为AaBb 【答案】C 【解析】 【详解】A、若两对基因独立遗传，AaBb自交（A纯合致死）后代白花:红花=5:1，与题干信息吻合，因此基因A、a和B、b独立遗传，A正确； B、F1红花（A_bb）自交后代红花:白花=2:1，符合杂合子自交且显性纯合致死的性状分离比，说明基因A纯合的个体（AA_ _）会致死，B正确； C、由于A纯合致死，存活个体的基因型共有AaBB、AaBb、Aabb、aaBB、aaBb、aabb6种，其中Aabb为红花，因此白花基因型共5种，并非7种，C错误； D、亲代白花自交后代出现红花（A_bb），且白花:红花=5:1，推导可知亲代白花基因型为AaBb，其自交存活后代中红花占1/6、白花占5/6，符合题干比例，D正确。 6. 研究发现mRNA的甲基化可使mRNA降解，细胞中的YTHDF1蛋白可识别甲基化修饰的mRNA，调节基因表达，机制如图所示。下列叙述正确的是（　　） A. mRNA甲基化通过影响转录抑制基因的表达 B. YTHDF1蛋白是催化甲基化修饰的关键酶 C. YTHDF1的识别作用会降低翻译过程的效率 D. mRNA甲基化不改变基因的碱基排列顺序 【答案】D 【解析】 【详解】A、转录是以DNA为模板合成mRNA的过程，而mRNA甲基化发生在转录之后，不是通过影响转录来抑制基因的表达，而是通过促进mRNA的降解来抑制基因的表达，A错误； B、YTHDF1蛋白可识别甲基化修饰的mRNA，抑制其降解，使其表达生成肽链，而不是起到催化mRNA甲基化的酶，B错误； C、甲基化的mRNA会降解，YTHDF1作用于甲基化的mRNA，抑制其降解，使其表达生成肽链，从而能提高翻译过程的效率，C错误； D、mRNA甲基化是对mRNA分子上的碱基进行化学修饰（添加甲基），不改变DNA（基因）的碱基排列顺序，也不改变mRNA的碱基排列顺序，只是影响mRNA的稳定性和翻译效率，D正确。 7. 云研“77-2”和云研“77-4”是广泛种植的三倍体橡胶树新品种。三倍体橡胶树由减数分裂正常形成的雄配子（n）和异常形成的雌配子（2n）结合产生。为研究雌配子（2n）产生的原因，对三倍体及其亲本的基因型进行分析，结果如下表所示。下列叙述错误的是（　　） 实验材料 基因型 GT1（母本） Ee PR107（父本） Ee 云研“77-2” EEe 云研“77-4” EEE A. 三倍体橡胶树减数分裂时联会紊乱，通常高度不育 B. 两个亲本杂交的子代中不会出现基因型为eee的个体 C. 两个新品种培育的过程中利用了染色体变异的原理 D. 云研“77-4”的产生与母本减数分裂Ⅱ异常有关 【答案】B 【解析】 【详解】A、三倍体含有3个染色体组，减数分裂时同源染色体联会紊乱，无法正常产生可育配子，通常高度不育，A正确； B、若母本减数分裂Ⅱ时携带e的姐妹染色单体未正常分离，可产生基因型为ee的2n雌配子，父本正常减数分裂可产生基因型为e的n雄配子，二者结合即可得到基因型为eee的子代，B错误； C、三倍体橡胶树的染色体数目以染色体组为单位成倍增加，属于染色体数目变异，培育原理为染色体变异，C正确； D、云研“77-4”基因型为EEE，其中父本提供的正常雄配子为E，说明母本提供的2n雌配子为EE；母本基因型为Ee，只有减数分裂Ⅱ时携带E的姐妹染色单体未分离，才能形成EE的雌配子，因此其产生与母本减数分裂Ⅱ异常有关，D正确。 8. 在大达夫尼岛上生活着大喙地雀和小喙地雀两种地雀，1977年发生严重干旱，两种地雀数量显著减少，并且大喙地雀的喙增长了0.65mm。下列叙述正确的是（　　） A. 两种地雀的基因库组成完全相同 B. 干旱诱导大喙地雀发生基因突变 C. 地雀喙长的变化是自然选择的结果 D. 大喙地雀喙长的基因频率未改变 【答案】C 【解析】 【详解】A、基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因，大喙地雀和小喙地雀属于不同物种，二者基因库组成存在显著差异，A错误； B、基因突变具有不定向性和随机性，干旱只是一种环境因素，它不能诱导大喙地雀发生基因突变，只能对已经存在的变异进行选择，B错误； C、干旱导致岛上食物资源改变，喙更长的大喙地雀更易获取食物、存活并繁殖后代，有利变异逐代积累，因此地雀喙长的变化是自然选择的结果，C正确； D、生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，大喙地雀喙增长说明长喙相关的有利基因被定向保留，对应基因频率升高，因此种群基因频率发生了改变，D错误。 9. 2025年11月2日，北京国际马拉松赛鸣枪起跑。运动员在长跑过程中，机体通过神经—体液调节维持内环境稳态。下列相关叙述正确的是（　　） A. 兴奋时神经纤维膜内的电位由正变负 B. 自主神经系统不参与跑步的调节过程 C. 跑步中大量出汗，抗利尿激素释放增多 D. 胰高血糖素促进肌糖原分解以补充血糖 【答案】C 【解析】 【详解】A、神经纤维静息状态下膜内电位为负，兴奋时Na⁺内流，膜内电位由负变正，A错误； B、自主神经系统可支配心跳、呼吸、血管收缩等生理活动，跑步时心跳加快、呼吸加速等过程都有自主神经系统参与，B错误； C、跑步中大量出汗会导致细胞外液渗透压升高，下丘脑渗透压感受器兴奋，促使垂体释放的抗利尿激素增多，促进肾小管和集合管重吸收水，维持水盐平衡，C正确； D、胰高血糖素可促进肝糖原分解补充血糖，肌糖原不能直接分解为葡萄糖补充血糖，仅能为肌肉细胞供能，D错误。 10. 酸生长假说认为：植物生长素促进细胞伸长生长的作用机理是IAA结合受体，活化H+-ATP酶，促进H+外排，酸化细胞壁并使其松弛。如图所示为玉米胚芽鞘在经生长素处理后，细胞壁处的pH变化和细胞伸长度之间的关系。下列叙述正确的是（　　） A. 生长素作为信号分子影响H+-ATP酶活性 B. IAA处理时间与细胞的伸长度呈负相关 C. 高浓度IAA会使细胞伸长度变化更显著 D. 体现IAA直接参与细胞代谢的调节过程 【答案】A 【解析】 【详解】A、生长素是植物激素，属于信号分子，根据题干信息，IAA结合受体后可以活化H+-ATP酶，说明生长素可以通过影响该酶的活性发挥作用，A正确； B、由图可知，IAA处理后，随处理时间延长，细胞伸长度逐渐升高，说明IAA处理时间与细胞伸长度呈正相关，B错误； C、题图仅展示了IAA处理后，pH、细胞伸长度随处理时间的变化，没有涉及不同浓度IAA的对比实验，无法得出该结论，C错误； D、生长素只作为信号分子调节细胞代谢，不直接参与细胞代谢过程，D错误。 11. 研究发现，北方农牧交错带草地随放牧强度增加而退化，优势物种由多年生禾草转变为一二年生杂草，土壤微生物群落也显著改变。下列叙述正确的是（　　） A. 草地退化过程中群落的垂直结构保持不变 B. 该过程说明人类活动改变了群落演替的方向 C. 土壤微生物变化会影响生态系统的能量循环 D. 恢复草地时应引入外来物种提高植被覆盖率 【答案】B 【解析】 【详解】A、群落的垂直结构是群落在垂直方向的分层现象，草地退化过程中优势物种从多年生禾草变为一二年生杂草，植物的种类、株高等均发生改变，群落的垂直结构也会随之变化，A错误； B、自然状态下草地群落会向多年生禾草占优势的方向演替，人类的放牧活动使优势物种转变为一二年生杂草，说明人类活动可以改变群落演替的方向，B正确； C、生态系统的能量流动特点是单向流动、逐级递减，不存在能量循环，土壤微生物作为分解者参与的是生态系统的物质循环，C错误； D、盲目引入外来物种可能引发生物入侵，破坏当地生态系统稳定性，恢复草地应优先选用本地适宜物种，D错误。 12. 老面馒头制作常用面肥发酵，面肥中除酵母菌外还含有乳酸菌，蒸制前需加碱中和乳酸。下列叙述正确的是（　　） A. 酵母菌与乳酸菌的代谢类型完全相同 B. 乳酸菌与酵母菌共同决定面团的发酵风味 C. 面肥发酵时乳酸菌无氧呼吸产生大量CO2 D. 此过程中应对面肥和器具进行严格灭菌 【答案】B 【解析】 【详解】A、酵母菌的代谢类型是异养兼性厌氧型，乳酸菌的代谢类型是异养厌氧型，二者代谢类型不完全相同，A错误； B、酵母菌发酵产生酒精和CO₂，乳酸菌发酵产生乳酸，二者的代谢产物共同决定面团的发酵风味，B正确； C、乳酸菌无氧呼吸的产物只有乳酸，不产生CO₂，C错误； D、面肥发酵需要利用面肥自带的酵母菌和乳酸菌，严格灭菌会杀死发酵所需的目的菌种，无法完成发酵过程，D错误。 13. 胞质杂交是植物体细胞杂交应用的一个重要方面。下图为将品种甲叶绿体中的优良基因导入品种乙，从而获得抗病品种丙的实验流程。下列叙述错误的是（　　） A. 过程①的操作需要在等渗或略高渗溶液中进行 B. 过程②可以用聚乙二醇（PEG）诱导融合 C. 过程②筛选同时具备叶绿体和细胞核的原生质体 D. 品种丙能稳定遗传品种甲、乙的所有优良性状 【答案】D 【解析】 【详解】A、过程①是去除细胞壁获得原生质体，原生质体无细胞壁保护，在等渗或略高渗溶液中可避免吸水涨破，A正确； B、过程②是原生质体融合，聚乙二醇（PEG）是诱导原生质体融合常用的化学试剂，B正确； C、本实验目的是获得含品种乙细胞核、品种甲叶绿体的杂种原生质体，因此过程②需要筛选同时具备叶绿体和细胞核的原生质体，C正确； D、该过程仅将品种甲叶绿体中的优良基因导入品种乙，品种甲核基因控制的性状并未转移给丙，因此丙不可能获得甲的所有优良性状，D错误。 14. 科学研究显示，一些原本生活在南极周边的植物物种，随着部分海冰的融化，逐渐向南极的内部扩展分布，导致这一现象的原因是（　　） A. 水土流失 B. 大气污染 C. 温室效应 D. 海洋污染 【答案】C 【解析】 【详解】温室效应是人类大量排放二氧化碳等温室气体，导致全球气温升高的现象，会引发极地海冰融化，同时南极内部温度升高至可支持周边植物生存，因此植物逐渐向南极内部扩展，C正确，ABD错误。 15. “观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中，实验结果如图。下列叙述错误的是（　　） A. 细胞1中的染色体的着丝粒排列在赤道板上 B. 细胞2中的染色体数目是体细胞的两倍 C. 持续观察细胞3完整记录其分裂全过程 D. 细胞4中形成的细胞板和高尔基体有关 【答案】C 【解析】 【详解】A、细胞1处于有丝分裂中期，此时染色体的着丝粒会整齐地排列在赤道板上，是观察染色体形态和数目的最佳时期，A正确； B、细胞2处于有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，染色体数目加倍，数目是体细胞的两倍，B正确； C、该实验解离步骤中，盐酸和酒精的混合液会杀死细胞，所有细胞都已经固定在分裂的某个阶段，无法持续观察活细胞的完整分裂过程，C错误； D、细胞4处于有丝分裂末期，植物细胞分裂末期会形成细胞板，细胞板最终发育为植物细胞壁，植物细胞壁的形成与高尔基体有关，D正确。 第二部分 非选择题（共70分） 16. 克林顿乳牛肝菌（SC）是一种大型真菌，其菌丝与植物根部缠绕，帮助植物有效吸收水分和无机盐，研究者对它们之间的关系展开了研究。 （1）SC等微生物与该区域的植物、动物，共同构成_______。SC可以从植物中获得糖类、氨基酸等营养物质，但生长所需要的维生素无法从植物中获得。 （2）为研究SC生长对不同维生素的需求，将等量的SC菌种转移至新的_______（填“固体”或“液体”）培养基中，使其形成菌落，一段时间后测量菌丝密度，结果如图1，表明对SC生长最为关键的维生素是_______（以下简称关键维生素）。进一步研究显示，SC缺乏关键维生素合成基因，但存在相关转运蛋白基因。 （3）SC周围常分布许多B4细菌，二者共存时SC能够正常生长。为研究B4对SC生长的作用，对B4进行单独培养，或将B4与SC共培养，检测培养基中关键维生素浓度，结果如图2。共培养时关键维生素浓度呈现先上升再下降的趋势，原因是_______。 （4）研究者推测SC分泌的化学物质能够吸引B4，若要证明以上推测，可分别用含等量_______的滤纸等距离置于B4菌落两侧，观察菌落的移动方向，最终证实真菌—细菌—植物三方共生体系的存在。 【答案】（1）生物群落 （2） ①. 固体 ②. VB1 （3）B4分泌的VB1被SC吸收利用 （4）无菌水、SC分泌物（未培养过SC的培养液、培养过SC的培养液） 【解析】 【小问1详解】 SC等微生物与该区域的植物、动物，共同构成生物群落，即包括了该区域内所有的生物。 【小问2详解】 为研究SC生长对不同维生素的需求，将等量的SC菌种转移至新的“固体”培养基中，使其形成菌落，菌落只能在固体培养基上产生，因而选择固体培养基，一段时间后测量菌丝密度，结果如图1，图中缺少VB1与缺少全部维生素效果相同，其他维生素的缺乏均有一定的生长，因而表明对SC生长最为关键的维生素是VB1。进一步研究显示，SC缺乏关键维生素合成基因，但存在相关转运蛋白基因。 【小问3详解】 SC周围常分布许多B4细菌，二者共存时SC能够正常生长。为研究B4对SC生长的作用，对B4进行单独培养，或将B4与SC共培养，检测培养基中关键维生素浓度，结果如图2。B4单独培养时关键维生素浓度表现为逐渐上升而后达到稳定的状态，说明B4能产生关键维生素，二者共培养时关键维生素浓度呈现先上升再下降的趋势，说明B4分泌的VB1被SC吸收利用。 【小问4详解】 研究者推测SC分泌的化学物质能够吸引B4，则实验设计中的自变量为是否有SC的分泌物，若要证明以上推测，可分别用含等量无菌水、SC分泌物（未培养过SC的培养液、培养过SC的培养液）的滤纸等距离置于B4菌落两侧，观察菌落的移动方向，若含有SC分泌物的滤纸上分布的B4更多，则可最终证实真菌—细菌—植物三方共生体系的存在。 17. 低温可造成自然越冬的昆虫幼虫发育暂时停滞，称为滞育，这种幼虫的耐寒能力显著高于实验室恒温培养的非滞育幼虫。研究者对相关机制进行了研究。 （1）图1表示有氧呼吸部分阶段。H+通过复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ运至________（细胞器）膜间隙，形成浓度差，ATP合酶能顺浓度梯度运输H+，降低H+势能，生成ATP。此外，UCP4也可降低H+势能，进而________ATP的合成，促进产热。 （2）H+势能降低能够提高有氧呼吸速率。与非滞育幼虫相比，滞育幼虫有更高的呼吸速率，研究者提出两个假说解释上述现象。假说一：UCP4增多；假说二：ATP合酶增多。用UCP4抑制剂和ATP合酶抑制剂对两种幼虫进行处理，结果支持假说一（如图2），其中_______（填“A”或“B”）为UCP4抑制剂，判断依据是________。 （3）PGC与UCP4同为调节能量代谢的蛋白，且在同一通路上，为探究二者的上下游关系，研究者利用双链RNA（dsRNA）抑制相应基因表达，检测相关蛋白含量，结果如图3。可知UCP4在PGC的________。 （4）C9仅存在于滞育幼虫中，在秋冬季降温时达到峰值，引起PGC与UCP4基因表达的变化，是滞育幼虫耐寒的关键激素。综上所述，完成C9的作用机制：C9与受体结合→________→降低H+势能，促进产热。 【答案】（1） ①. 线粒体 ②. 减少 （2） ①. B ②. 5与1无差异，6远低于2，3低于1，4低于2，但3、4的差值与1、2接近(5与1无差异，6远低于2) （3）下游 （4）PGC表达增多， 促进UCP4表达增多 【解析】 【小问1详解】 图1展示的是有氧呼吸第三阶段，该阶段发生在线粒体内膜上。H⁺通过复合体 I、Ⅲ、Ⅳ被运至线粒体膜间隙，形成跨膜H⁺浓度差，为ATP合成提供动力。ATP 合酶利用 H⁺顺浓度梯度回流释放的势能合成 ATP。UCP4 也能降低 H⁺势能，不经过ATP合酶生成ATP，因此会减少ATP 的生成，更多能量以热能形式释放，促进产热。 【小问2详解】 滞育幼虫在B处理下的呼吸速率显著下降，与非滞育幼虫无明显差异（或B处理消除了滞育幼虫与非滞育幼虫的呼吸速率差异） ， 假说一认为滞育幼虫呼吸速率高是因为UCP4 增多。 加入UCP4抑制剂后，滞育幼虫的呼吸速率会明显下降，与非滞育幼虫的差异消失。 图2中，B组处理后，滞育幼虫的呼吸速率大幅降低，与非滞育幼虫接近，5与1无差异，6远低于2，3低于1，4低于2，但3、4的差值与1、2接近(5与1无差异，6远低于2)，说明B是UCP4抑制剂，实验结果支持假说一。 【小问3详解】 由图3可知：抑制PGC基因表达后，PGC含量减少，同时UCP4含量也显著下降；但抑制UCP4基因表达后，UCP4含量减少，PGC含量不受影响，说明PGC对UCP4的表达起调控作用，因此UCP4在PGC的下游。 【小问4详解】 结合（3）的上下游关系和（1）的产热机制，C9 的作用机制为： C9 与受体结合 → 促进 PGC 表达增多，进而促进 UCP4 表达增多 → UCP4 增多降低 H⁺势能，减少 ATP 合成，促进产热，提高幼虫耐寒能力。 18. 黄瓜是单性花、雌雄同株，研究者解析了生长素调节黄瓜性别决定的机制。 （1）黄瓜花芽的生长素从形态学_______的运输方式称为极性运输。 （2）添加外源生长素可以促进黄瓜产生雌花，推测生长素响应基因Arf3促进该过程。分别检测野生型、Arf3突变体中雌花的比例，若实验结果为_______，可验证上述推测。 （3）分析Arf3的作用机制，发现Arf3突变体中Cw1基因表达提高3倍，而Cw1蛋白会抑制雌花分化。 ①生物信息学分析发现，Cw1基因的启动子序列中具有Arf3蛋白的结合序列P4，因此推测Arf3蛋白能够直接调控Cw1的________过程。 ②研究者通过凝胶阻滞实验（EMSA）进一步验证上述推测。EMSA原理为：DNA与蛋白质结合形成的复合物与游离DNA在凝胶电泳中的迁移速度存在差异，生物素经过实验处理后可以显示出有色条带。按照图1实验设计，结果中会出现滞后条带和_______条带。若上述推测正确，请补充图1中滞后条带的实验结果_______。 （4）Arf3突变体中Cs基因表达量显著降低，Cs是雌花分生组织形成和维持的重要基因。请结合上述信息，在图2中完善生长素通过Arf3蛋白参与黄瓜性别决定的机制_______。（方框中填写基因，括号中填写+或者-，+代表促进、-代表抑制） 【答案】（1）上端到下端 （2）与野生型相比，Arf3突变体中雌花比例显著降低 （3） ①. 转录 ②. 游离DNA ③. （4） 【解析】 【小问1详解】 生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。 【小问2详解】 推测为Arf3促进雌花产生，野生型含有功能正常的Arf3，Arf3突变体中Arf3功能丧失，若推测正确，与野生型相比，Arf3突变体中雌花比例显著降低。 【小问3详解】 ①启动子是基因转录过程中调控蛋白结合的位点，Arf3结合Cw1的启动子，直接调控Cw1的转录过程。 ②EMSA 实验中，DNA与蛋白质结合形成的复合物迁移慢，形成滞后条带；未结合蛋白的游离DNA迁移快，形成游离DNA条带。若推测正确（Arf3 与 P4 序列结合），结果为：泳道 1（无 Arf3 蛋白）：只有游离条带；泳道 2（有Arf3蛋白）：同时出现滞后条带和游离条带；随着未标记 P4 浓度升高（泳道 3-5），未标记P4竞争性结合Arf3蛋白，滞后条带逐渐减弱，游离条带逐渐增强。因此，“？” 处为游离DNA条带；补充的滞后条带结果为：泳道2出现滞后条带，泳道3-5的滞后条带逐渐减弱（游离条带逐渐增强），图解为：。 【小问4详解】 结合上述信息，生长素促进Arf3蛋白合成；Arf3蛋白抑制Cw1基因表达（突变体中 Cw1 表达量升高），而Cw1抑制雌花分化，因此Arf3对Cw1为抑制（-）；Arf3蛋白促进Cs 基因表达（突变体中 Cs 表达量显著降低），Cs促进雌花分生组织形成，因此Arf3对Cs为促进（+）；Cs促进雌花增殖，Cw1抑制雌花分化，两者共同促进雌花形成。即：。 19. 多细胞生物如何控制器官大小是生物学的基础问题，研究者揭示了细胞代谢在果蝇器官大小调控中的重要作用。 （1）Yki蛋白对于果蝇器官发育至关重要，细胞质中的Yki蛋白通过_______（细胞结构）进入细胞核，并启动促增殖基因的转录。 （2）遗传学筛选发现，dOg基因突变后果蝇的眼睛显著变小。dOg是细胞呼吸的关键酶，具有________酮戊二酸（KG）转化为琥珀酸的作用。研究者用外源的KG处理正常果蝇，检测Yki蛋白含量，结果如图1，请简要分析dOg基因突变导致眼睛变小的原因________。 （3）研究者推测，KG可以促进Yki蛋白质中特定氨基酸的修饰，从而影响蛋白质含量。研究者将Yki蛋白质的特定氨基酸进行改造，如YkiP353A代表第353位的P变为A，结果如图2，Yki被羟基化的位点是_______。 （4）进一步推测，KG通过酶PH4B发挥作用，而非直接作用于Yki。为了证实上述推测，请补充下表中的实验设计和预期结果。 对照组 实验组 果蝇 ________ ________ 实验处理 ________ ________ 检测指标：Yki蛋白质含量 实验组________对照组 A．野生型 B．PH4B缺失突变体 C．等量KG D．等量生理盐水 （5）与正常条件相比，果蝇在饥饿条件下KG水平增加约16倍。请结合上述信息，从物质与能量观角度简述这一变化的生物学意义________。 【答案】（1）核孔 （2） ①. 催化 ②. dOg突变后KG含量增加→导致Yki含量降低→细胞增殖减弱， 细胞数量减少 （3）78 （4） ①. A ②. B ③. C ④. C ⑤. 大于 （5）饥饿时，KG含量增加导致细胞增殖减弱，细胞中的物质能量更多用于细胞呼吸等作用利于个体生存 【解析】 【小问1详解】 蛋白质通过核孔进入细胞核。 【小问2详解】 酶具有催化作用。结合题干信息和题图1可知，基因突变导致其催化的KG转化为琥珀酸的反应受阻，KG含量升高，KG处理正常果蝇后Yki蛋白含量降低，进而导致细胞增殖减弱， 细胞数量减少，所以果蝇的眼睛显著变小。 【小问3详解】 分析题图2可知，YkiWT在KG处理下Yki蛋白质含量明显降低，说明KG促进Yki的修饰和降解，Ykiᴾ³⁵³ᴬ突变体在KG处理下Yki蛋白质含量仍降低，与野生型类似，说明该位点不影响KG的作用，而Ykiᴾ⁷⁸ᴬ突变体在KG处理下Yki蛋白质含量无明显变化，表明该位点突变阻断了KG的作用，即Yki被羟基化的位点是78。 【小问4详解】 该实验为了验证KG通过酶PH4B发挥作用，而非直接作用于Yki，因此实验的自变量是酶PH4B的有无，因此对照组为野生型果蝇，实验组为PH4B缺失突变体果蝇，向对照组和实验组中添加等量的KG，检测Yki蛋白质含量。结合第（2）小问分析，KG处理后Yki蛋白含量降低，故实验组PH4B缺失突变体加入等量KG，由于缺少酶PH4B，KG无法发挥作用，Yki蛋白质含量应高于对照组。 【小问5详解】 与正常条件相比，果蝇在饥饿条件下KG含量增加导致细胞增殖减弱，细胞中的物质能量更多用于细胞呼吸等作用利于个体生存。 20. 一名6岁的儿童就医时被诊断为肌营养不良症，此病是一种会引发肌肉组织退化的遗传性疾病。调查发现，该患儿的父亲同样患病，且为该家系中第一个出现此病的人，故研究者对此病的遗传方式进行了研究。 （1）人类遗传病通常是由________改变而引起的人类疾病。经调查，研究者绘制了该患儿的家系图谱，如图1。 （2）研究者发现，患儿体内抗肌萎缩蛋白（由DMD基因控制合成）结构异常。正常DMD基因结构如图2，而异常的DMD基因外显子2和8的内部存在两个断裂位点，此处的________键会发生水解，并导致2个断裂位点之间的DNA片段整体发生180°旋转，再重新连接。 （3）为了确定患儿的基因型和遗传方式，研究者使用两对引物组合（见图2）对患儿的DNA进行PCR，得到了长度分别为450kb和660kb的两条带。请你分析，这两对引物应该为________和_______。据此分析，该病的遗传方式是________。 （4）综合以上研究结果，请判断以下说法正确的有_______。 A. 该病在此家系中的出现，可能是Ⅱ-1发生了基因突变 B. 患儿的DMD基因发生的变化，属于染色体结构变异 C. 若患儿的父母再生育一个孩子，有1/2概率为患者 D. 常规的产前B超检查，不能判断胎儿是否患有此病 【答案】（1）遗传物质 （2）磷酸二酯 （3） ①. F2+R2 ②. F1+F2 ③. 常染色体显性遗传病 （4）ACD 【解析】 【小问1详解】 人类遗传病是由遗传物质改变而引起的疾病，单基因遗传病、多基因遗传病、染色体异常遗传病等较为常见。 【小问2详解】 基因通常是具有遗传效应的DNA片段，在DNA中脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，异常的DMD基因外显子2和8的内部存在两个断裂位点，此处的磷酸二酯键会发生水解。 【小问3详解】 由图可知，F1位点为60kb，断裂位点1位点为520kb，R1位点为700kb，F2位点为1550kb，断裂位点2位点为1750kb，R2位点为2000kb。对正常基因进行扩增，可产生三种长度的条带，以F1+R1为引物，扩增从60到700，长度是700-60=640kb，以F2+R2为引物，扩增从1550到2000，长度是2000-1550=450kb，以F1+R2为引物，扩增从60到2000，长度是2000-60=1940kb。异常基因是由正常基因的2个断裂位点之间的DNA片段整体发生180°旋转，再重新连接形成，即180（700-520）-850（1550-700）-200（1750-1550）变成200-850-180，F2在下侧，R1在上侧。对异常基因进行扩增，以F1+F2为引物，长度是460（F1到断裂位点1的长度）+200（F2到断裂位点2的长度）=660kb，以R1+R2为引物，长度是180（断裂位点1到R1的长度）+250（断裂位点2到R2的长度）=430kb，以F1+R2为引物，长度是460+200+850+180+250=1940kb。研究者使用两对引物组合（见图2）对患儿的DNA进行PCR，得到了长度分别为450kb和660kb的两条带，所使用的引物是F2+R2和F1+F2。450kb是正常基因扩增所得，660kb是异常基因扩增所得，说明患儿一个是正常基因，一个是异常基因，是一个杂合子，杂合子患病，说明控制该病的基因是显性基因，若该基因在X染色体上，在遗传图谱中，Ⅱ-1的致病基因只会传给女儿，不会传给儿子Ⅲ-2，所以推断该病为常染色体显性遗传病。 【小问4详解】 A、常染色体显性遗传病中，若家系原本无致病基因，患儿的致病突变可来源于亲代的新发突变。 Ⅱ-1发生基因突变，产生显性致病等位基因，就可能将致病基因传递给子代，导致患儿患病，A正确； B、染色体结构变异是染色体大片段的缺失、重复、倒位、易位等；而DMD基因的变化是单个基因内部的突变，属于基因突变，不属于染色体结构变异， B错误； C、患儿为杂合子（设为Aa，A为致病显性基因，a为正常隐性基因），根据患儿的基因型可以推出患儿的父母中Ⅱ-1的基因型为Aa，Ⅱ-2的基因型为aa，再生一个孩子，子代基因型为Aa（患病）的概率为1/2，aa（正常）的概率为1/2，C正确； D、常规产前B超仅能观察胎儿的形态结构，无法检测基因层面的突变，因此不能判断胎儿是否患有单基因遗传病（如DMD），必须通过基因检测（如羊水穿刺、无创产前基因检测）确诊，D正确。 21. 学习以下材料，回答问题。 基于操纵子设计遗传逆变器 操纵子是原核生物中的一种基因表达调控单位，在诱导物的作用下，通过调控蛋白与操纵序列的结合或解离，影响下游基因的表达。常见的操纵子有四环素操纵子、乳糖操纵子和色氨酸操纵子。近年来，研究者将1个或多个操纵子应用于发酵工程，设计可以精确调控基因表达的遗传元件，称之为遗传逆变器。 以具有抗病毒活性的紫色杆菌素合成为例，科研人员设置了图1中的两种遗传逆变器。方案一：将四环素操纵子与紫色杆菌素导入大肠杆菌，R1会持续表达并结合O1序列，抑制下游基因的表达；当诱导物四环素存在时，其可以结合R1，导致其与O1分离并促进基因表达。方案二：在上述基础上，还导入了色氨酸操纵子，在诱导物色氨酸存在的情况下，R2与之结合形成复合物后，结合O2序列，并抑制下游基因RT的表达，减轻了R1与O1序列的结合，导致遗传逆变器的激活输出。在无色氨酸的情况下，由于R2无法实现抑制功能，R1会持续表达并结合O1序列，遗传逆变器没有激活输出。 目前，这种基于操纵子的遗传逆变器已经广泛应用于工程菌的培养，通过与其他技术结合，也可以逐步实现对哺乳动物基因表达的时空精准调控。 （1）培育转基因工程菌的过程中，构建含有操纵子或紫色杆菌素的表达载体需要使用的工具酶有________。 （2）文中提及的两种遗传逆变器，与方案一相比，方案二的主要优势是________。 （3）为了实现大肠杆菌的可控凝集与产物分离，研究者将启动子CYC与絮凝蛋白基因Flo构建表达载体并导入工程菌，但是发现在非蓝光条件下，仍存在Flo基因的表达。请你结合文中的遗传逆变器技术，帮助研究者在图2中构建蓝光触发的大肠杆菌调控系统。 该系统中，质粒2中EL2基因的作用是________。结合上述目标，在①、②、③处应选用的启动子分别是_________、_________、_________。 启动子：a．ACT b．CYC 质粒上的序列Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是_________、_________、_________。 序列：A．R1 B．R2 C．O1 D．O2 （4）综合上述研究，请完善下表中利用该工程菌产生紫色杆菌素的环境条件。 培养阶段 光照条件 色氨酸添加情况 生产紫色杆菌素阶段 _______ _______ 分离紫色杆菌素阶段 _______ _______ 【答案】（1）限制酶和DNA连接酶 （2）更加灵敏，分级调节，放大调节效应 （3） ①. 保持EL2的低表达，使细胞始终含有少量EL2，能够快速响应蓝光 ②. b ③. b ④. a ⑤. B ⑥. A ⑦. C （4） ①. 黑暗 ②. 不添加 ③. 蓝光 ④. 添加 【解析】 【小问1详解】 构建基因表达载体时，需要先用限制酶切割目的基因和载体，再用DNA连接酶连接目的基因与载体，因此需要这两种工具酶。 【小问2详解】 方案一仅依赖四环素单一诱导物调控基因表达，仅能实现 “四环素存在 / 不存在” 的二元调控。方案二引入了色氨酸操纵子，增加了色氨酸这一调控变量：只有同时存在四环素和色氨酸时，才能激活遗传逆变器，使紫色杆菌素基因表达；缺少任意一种诱导物，基因都无法有效表达。这种双诱导物的调控方式，实现了更复杂、更精准的逻辑控制，通过分级调节，放大调节效应，提升了调控的特异性和可控性。 【小问3详解】 质粒2中ACT为组成型弱启动子，可以使EL2基因处于低表达状态，使细胞始终产生少量EL2蛋白，这样就能够快速响应蓝光，从而激活CYC启动子。EL2需要持续表达，才能在蓝光出现后激活CYC，因此①处驱动EL2的启动子选用组成型CYC启动子；R2需要仅在蓝光条件下表达，因此②处驱动R2的启动子选用蓝光可激活的CYC（b）； R1需要在非蓝光条件下持续表达，结合Flo上游的O1抑制Flo，避免泄漏表达，因此③驱动R1的启动子选用组成型ACT（a）； 序列上，O2上游是调控蛋白R2，O2下游是R1，Flo上游需要放置O1（被R1结合抑制Flo），因此Ⅰ为R2（B）、Ⅱ为R1 ​ （A）、Ⅲ为O1（C）。 【小问4详解】 光照条件（黑暗）：此时启动子 CYC 不被激活，Flo（絮凝蛋白）基因不表达，工程菌不会发生凝集，保持悬浮状态，利于菌体生长和产物合成；色氨酸的情况下，会减轻了R1与O1序列的结合，导致生产紫色杆菌素生成减少，所以应该不添加色氨酸，从而解除抑制；分离阶段需要触发细菌凝集（蓝光触发Flo表达），不需要继续生产紫色杆菌素，因此条件为蓝光、添加色氨酸。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 通州区2026年高三年级模拟考试 生物学试卷 2026年4月 本试卷共10页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，请将答题卡交回。 第一部分 选择题（每小题2分，共30分） 下列各题均有四个选项，其中只有一个是符合题意要求的。 1. 适度运动、体重管理是健康的生活方式之一，下列叙述正确的是（　　） A. 运动时由脂肪直接供能 B. 运动时大量出汗只需补充水分 C. 有氧运动有利于体重管理 D. 运动强度越大越利于健康 2. 重金属镉会引发动物细胞内质网结构改变、高尔基体扩张、溶酶体膜易破裂，这些细胞器的改变不会直接影响（　　） A. 胰岛素的合成与加工 B. mRNA与核糖体的结合 C. 衰老细胞器的分解 D. 抗原的加工与呈递 3. 在工业生产中，将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的糖化。水解的方法主要有两种，用稀硫酸催化淀粉水解，或者用淀粉酶来催化水解。下列叙述正确的是（　　） A. 都能为淀粉糖化过程提供能量 B. 单位时间生成葡萄糖的量相同 C. 反应后淀粉酶结构改变失去活性 D. 酶催化时所需条件比酸催化温和 4. 线粒体嵴的损伤会触发VDIM降解途径。其过程为：受损的嵴释放信号，激活溶酶体膜上的通道使其释放Ca2+，Ca2+激活线粒体外膜上的通道形成孔道，使受损的嵴通过孔道进入溶酶体被降解。下列叙述错误的是（　　） A. 溶酶体释放的Ca2+通过自由扩散进入细胞质基质 B. VDIM降解途径体现了生物膜具有信息交流的功能 C. VDIM降解途径会影响细胞呼吸过程中ATP的生成 D. 被降解的受损的线粒体嵴成分可被细胞重新利用 5. 某植物的白花和红花是一对相对性状，由等位基因A、a和B、b控制，A控制红色素的合成，基因B会抑制基因A的表达。某白花植株自交，F1中白花:红花＝5:1，F1中的红花植株自交，后代中红花:白花＝2:1。下列叙述错误的是（　　） A. 基因A、a和B、b独立遗传 B. 基因A纯合的个体会致死 C. F1中白花植株的基因型有7种 D. 亲代白花植株的基因型为AaBb 6. 研究发现mRNA的甲基化可使mRNA降解，细胞中的YTHDF1蛋白可识别甲基化修饰的mRNA，调节基因表达，机制如图所示。下列叙述正确的是（　　） A. mRNA甲基化通过影响转录抑制基因的表达 B. YTHDF1蛋白是催化甲基化修饰的关键酶 C. YTHDF1的识别作用会降低翻译过程的效率 D. mRNA甲基化不改变基因的碱基排列顺序 7. 云研“77-2”和云研“77-4”是广泛种植的三倍体橡胶树新品种。三倍体橡胶树由减数分裂正常形成的雄配子（n）和异常形成的雌配子（2n）结合产生。为研究雌配子（2n）产生的原因，对三倍体及其亲本的基因型进行分析，结果如下表所示。下列叙述错误的是（　　） 实验材料 基因型 GT1（母本） Ee PR107（父本） Ee 云研“77-2” EEe 云研“77-4” EEE A. 三倍体橡胶树减数分裂时联会紊乱，通常高度不育 B. 两个亲本杂交的子代中不会出现基因型为eee的个体 C. 两个新品种培育的过程中利用了染色体变异的原理 D. 云研“77-4”的产生与母本减数分裂Ⅱ异常有关 8. 在大达夫尼岛上生活着大喙地雀和小喙地雀两种地雀，1977年发生严重干旱，两种地雀数量显著减少，并且大喙地雀的喙增长了0.65mm。下列叙述正确的是（　　） A. 两种地雀的基因库组成完全相同 B. 干旱诱导大喙地雀发生基因突变 C. 地雀喙长的变化是自然选择的结果 D. 大喙地雀喙长的基因频率未改变 9. 2025年11月2日，北京国际马拉松赛鸣枪起跑。运动员在长跑过程中，机体通过神经—体液调节维持内环境稳态。下列相关叙述正确的是（　　） A. 兴奋时神经纤维膜内的电位由正变负 B. 自主神经系统不参与跑步的调节过程 C. 跑步中大量出汗，抗利尿激素释放增多 D. 胰高血糖素促进肌糖原分解以补充血糖 10. 酸生长假说认为：植物生长素促进细胞伸长生长的作用机理是IAA结合受体，活化H+-ATP酶，促进H+外排，酸化细胞壁并使其松弛。如图所示为玉米胚芽鞘在经生长素处理后，细胞壁处的pH变化和细胞伸长度之间的关系。下列叙述正确的是（　　） A. 生长素作为信号分子影响H+-ATP酶活性 B. IAA处理时间与细胞的伸长度呈负相关 C. 高浓度IAA会使细胞伸长度变化更显著 D. 体现IAA直接参与细胞代谢的调节过程 11. 研究发现，北方农牧交错带草地随放牧强度增加而退化，优势物种由多年生禾草转变为一二年生杂草，土壤微生物群落也显著改变。下列叙述正确的是（　　） A. 草地退化过程中群落的垂直结构保持不变 B. 该过程说明人类活动改变了群落演替的方向 C. 土壤微生物变化会影响生态系统的能量循环 D. 恢复草地时应引入外来物种提高植被覆盖率 12. 老面馒头制作常用面肥发酵，面肥中除酵母菌外还含有乳酸菌，蒸制前需加碱中和乳酸。下列叙述正确的是（　　） A. 酵母菌与乳酸菌的代谢类型完全相同 B. 乳酸菌与酵母菌共同决定面团的发酵风味 C. 面肥发酵时乳酸菌无氧呼吸产生大量CO2 D. 此过程中应对面肥和器具进行严格灭菌 13. 胞质杂交是植物体细胞杂交应用的一个重要方面。下图为将品种甲叶绿体中的优良基因导入品种乙，从而获得抗病品种丙的实验流程。下列叙述错误的是（　　） A. 过程①的操作需要在等渗或略高渗溶液中进行 B. 过程②可以用聚乙二醇（PEG）诱导融合 C. 过程②筛选同时具备叶绿体和细胞核的原生质体 D. 品种丙能稳定遗传品种甲、乙的所有优良性状 14. 科学研究显示，一些原本生活在南极周边的植物物种，随着部分海冰的融化，逐渐向南极的内部扩展分布，导致这一现象的原因是（　　） A. 水土流失 B. 大气污染 C. 温室效应 D. 海洋污染 15. “观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中，实验结果如图。下列叙述错误的是（　　） A. 细胞1中的染色体的着丝粒排列在赤道板上 B. 细胞2中的染色体数目是体细胞的两倍 C. 持续观察细胞3完整记录其分裂全过程 D. 细胞4中形成的细胞板和高尔基体有关 第二部分 非选择题（共70分） 16. 克林顿乳牛肝菌（SC）是一种大型真菌，其菌丝与植物根部缠绕，帮助植物有效吸收水分和无机盐，研究者对它们之间的关系展开了研究。 （1）SC等微生物与该区域的植物、动物，共同构成_______。SC可以从植物中获得糖类、氨基酸等营养物质，但生长所需要的维生素无法从植物中获得。 （2）为研究SC生长对不同维生素的需求，将等量的SC菌种转移至新的_______（填“固体”或“液体”）培养基中，使其形成菌落，一段时间后测量菌丝密度，结果如图1，表明对SC生长最为关键的维生素是_______（以下简称关键维生素）。进一步研究显示，SC缺乏关键维生素合成基因，但存在相关转运蛋白基因。 （3）SC周围常分布许多B4细菌，二者共存时SC能够正常生长。为研究B4对SC生长的作用，对B4进行单独培养，或将B4与SC共培养，检测培养基中关键维生素浓度，结果如图2。共培养时关键维生素浓度呈现先上升再下降的趋势，原因是_______。 （4）研究者推测SC分泌的化学物质能够吸引B4，若要证明以上推测，可分别用含等量_______的滤纸等距离置于B4菌落两侧，观察菌落的移动方向，最终证实真菌—细菌—植物三方共生体系的存在。 17. 低温可造成自然越冬的昆虫幼虫发育暂时停滞，称为滞育，这种幼虫的耐寒能力显著高于实验室恒温培养的非滞育幼虫。研究者对相关机制进行了研究。 （1）图1表示有氧呼吸部分阶段。H+通过复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ运至________（细胞器）膜间隙，形成浓度差，ATP合酶能顺浓度梯度运输H+，降低H+势能，生成ATP。此外，UCP4也可降低H+势能，进而________ATP的合成，促进产热。 （2）H+势能降低能够提高有氧呼吸速率。与非滞育幼虫相比，滞育幼虫有更高的呼吸速率，研究者提出两个假说解释上述现象。假说一：UCP4增多；假说二：ATP合酶增多。用UCP4抑制剂和ATP合酶抑制剂对两种幼虫进行处理，结果支持假说一（如图2），其中_______（填“A”或“B”）为UCP4抑制剂，判断依据是________。 （3）PGC与UCP4同为调节能量代谢的蛋白，且在同一通路上，为探究二者的上下游关系，研究者利用双链RNA（dsRNA）抑制相应基因表达，检测相关蛋白含量，结果如图3。可知UCP4在PGC的________。 （4）C9仅存在于滞育幼虫中，在秋冬季降温时达到峰值，引起PGC与UCP4基因表达的变化，是滞育幼虫耐寒的关键激素。综上所述，完成C9的作用机制：C9与受体结合→________→降低H+势能，促进产热。 18. 黄瓜是单性花、雌雄同株，研究者解析了生长素调节黄瓜性别决定的机制。 （1）黄瓜花芽的生长素从形态学_______的运输方式称为极性运输。 （2）添加外源生长素可以促进黄瓜产生雌花，推测生长素响应基因Arf3促进该过程。分别检测野生型、Arf3突变体中雌花的比例，若实验结果为_______，可验证上述推测。 （3）分析Arf3的作用机制，发现Arf3突变体中Cw1基因表达提高3倍，而Cw1蛋白会抑制雌花分化。 ①生物信息学分析发现，Cw1基因的启动子序列中具有Arf3蛋白的结合序列P4，因此推测Arf3蛋白能够直接调控Cw1的________过程。 ②研究者通过凝胶阻滞实验（EMSA）进一步验证上述推测。EMSA原理为：DNA与蛋白质结合形成的复合物与游离DNA在凝胶电泳中的迁移速度存在差异，生物素经过实验处理后可以显示出有色条带。按照图1实验设计，结果中会出现滞后条带和_______条带。若上述推测正确，请补充图1中滞后条带的实验结果_______。 （4）Arf3突变体中Cs基因表达量显著降低，Cs是雌花分生组织形成和维持的重要基因。请结合上述信息，在图2中完善生长素通过Arf3蛋白参与黄瓜性别决定的机制_______。（方框中填写基因，括号中填写+或者-，+代表促进、-代表抑制） 19. 多细胞生物如何控制器官大小是生物学的基础问题，研究者揭示了细胞代谢在果蝇器官大小调控中的重要作用。 （1）Yki蛋白对于果蝇器官发育至关重要，细胞质中的Yki蛋白通过_______（细胞结构）进入细胞核，并启动促增殖基因的转录。 （2）遗传学筛选发现，dOg基因突变后果蝇的眼睛显著变小。dOg是细胞呼吸的关键酶，具有________酮戊二酸（KG）转化为琥珀酸的作用。研究者用外源的KG处理正常果蝇，检测Yki蛋白含量，结果如图1，请简要分析dOg基因突变导致眼睛变小的原因________。 （3）研究者推测，KG可以促进Yki蛋白质中特定氨基酸的修饰，从而影响蛋白质含量。研究者将Yki蛋白质的特定氨基酸进行改造，如YkiP353A代表第353位的P变为A，结果如图2，Yki被羟基化的位点是_______。 （4）进一步推测，KG通过酶PH4B发挥作用，而非直接作用于Yki。为了证实上述推测，请补充下表中的实验设计和预期结果。 对照组 实验组 果蝇 ________ ________ 实验处理 ________ ________ 检测指标：Yki蛋白质含量 实验组________对照组 A．野生型 B．PH4B缺失突变体 C．等量KG D．等量生理盐水 （5）与正常条件相比，果蝇在饥饿条件下KG水平增加约16倍。请结合上述信息，从物质与能量观角度简述这一变化的生物学意义________。 20. 一名6岁的儿童就医时被诊断为肌营养不良症，此病是一种会引发肌肉组织退化的遗传性疾病。调查发现，该患儿的父亲同样患病，且为该家系中第一个出现此病的人，故研究者对此病的遗传方式进行了研究。 （1）人类遗传病通常是由________改变而引起的人类疾病。经调查，研究者绘制了该患儿的家系图谱，如图1。 （2）研究者发现，患儿体内抗肌萎缩蛋白（由DMD基因控制合成）结构异常。正常DMD基因结构如图2，而异常的DMD基因外显子2和8的内部存在两个断裂位点，此处的________键会发生水解，并导致2个断裂位点之间的DNA片段整体发生180°旋转，再重新连接。 （3）为了确定患儿的基因型和遗传方式，研究者使用两对引物组合（见图2）对患儿的DNA进行PCR，得到了长度分别为450kb和660kb的两条带。请你分析，这两对引物应该为________和_______。据此分析，该病的遗传方式是________。 （4）综合以上研究结果，请判断以下说法正确的有_______。 A. 该病在此家系中的出现，可能是Ⅱ-1发生了基因突变 B. 患儿的DMD基因发生的变化，属于染色体结构变异 C. 若患儿的父母再生育一个孩子，有1/2概率为患者 D. 常规的产前B超检查，不能判断胎儿是否患有此病 21. 学习以下材料，回答问题。 基于操纵子设计遗传逆变器 操纵子是原核生物中的一种基因表达调控单位，在诱导物的作用下，通过调控蛋白与操纵序列的结合或解离，影响下游基因的表达。常见的操纵子有四环素操纵子、乳糖操纵子和色氨酸操纵子。近年来，研究者将1个或多个操纵子应用于发酵工程，设计可以精确调控基因表达的遗传元件，称之为遗传逆变器。 以具有抗病毒活性的紫色杆菌素合成为例，科研人员设置了图1中的两种遗传逆变器。方案一：将四环素操纵子与紫色杆菌素导入大肠杆菌，R1会持续表达并结合O1序列，抑制下游基因的表达；当诱导物四环素存在时，其可以结合R1，导致其与O1分离并促进基因表达。方案二：在上述基础上，还导入了色氨酸操纵子，在诱导物色氨酸存在的情况下，R2与之结合形成复合物后，结合O2序列，并抑制下游基因RT的表达，减轻了R1与O1序列的结合，导致遗传逆变器的激活输出。在无色氨酸的情况下，由于R2无法实现抑制功能，R1会持续表达并结合O1序列，遗传逆变器没有激活输出。 目前，这种基于操纵子的遗传逆变器已经广泛应用于工程菌的培养，通过与其他技术结合，也可以逐步实现对哺乳动物基因表达的时空精准调控。 （1）培育转基因工程菌的过程中，构建含有操纵子或紫色杆菌素的表达载体需要使用的工具酶有________。 （2）文中提及的两种遗传逆变器，与方案一相比，方案二的主要优势是________。 （3）为了实现大肠杆菌的可控凝集与产物分离，研究者将启动子CYC与絮凝蛋白基因Flo构建表达载体并导入工程菌，但是发现在非蓝光条件下，仍存在Flo基因的表达。请你结合文中的遗传逆变器技术，帮助研究者在图2中构建蓝光触发的大肠杆菌调控系统。 该系统中，质粒2中EL2基因的作用是________。结合上述目标，在①、②、③处应选用的启动子分别是_________、_________、_________。 启动子：a．ACT b．CYC 质粒上的序列Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是_________、_________、_________。 序列：A．R1 B．R2 C．O1 D．O2 （4）综合上述研究，请完善下表中利用该工程菌产生紫色杆菌素的环境条件。 培养阶段 光照条件 色氨酸添加情况 生产紫色杆菌素阶段 _______ _______ 分离紫色杆菌素阶段 _______ _______ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $