精品解析：2026届北京市朝阳区高三年级第二学期质量检测二 生物学试卷

北京市朝阳区高三年级第二学期质量检测二生物学试卷 （考试时间90分钟 满分100分） 第一部分 本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 为研究药物对癌细胞增殖的抑制效果，最适合使用放射性同位素标记的物质是（ ） A. 腺嘌呤 B. 胞嘧啶 C. 鸟嘌呤 D. 胸腺嘧啶 【答案】D 【解析】 【详解】腺嘌呤、胞嘧啶和鸟嘌呤是DNA和RNA共有的碱基，标记后会同时参与DNA和RNA的合成，无法特异性反映DNA复制即细胞增殖的情况，胸腺嘧啶是DNA特有的碱基，RNA中不存在该碱基，标记后仅会参与DNA的合成，可准确检测癌细胞的DNA复制水平，反映增殖情况，D正确。 2. 喀斯特地区岩石裸露，水土流失严重，分布有苔藓-固氮蓝细菌共生体。苔藓保护蓝细菌免受高温强光影响，蓝细菌为苔藓提供氮源。下列关于两种生物的叙述，错误的是（ ） A. 均为自养生物 B. 捕获光能的色素种类完全相同 C. 共同改善氮输入，促进植物定居 D. 有望用于喀斯特地区的生态修复 【答案】B 【解析】 【详解】A、苔藓属于植物，含有叶绿体可进行光合作用合成有机物；固氮蓝细菌为原核生物，含有光合色素也可进行光合作用合成有机物，二者均为自养生物，A正确； B、苔藓捕获光能的色素为叶绿素和类胡萝卜素，蓝细菌捕获光能的色素为叶绿素和藻蓝素，二者色素种类不完全相同，B错误； C、蓝细菌可通过固氮作用为该区域提供氮源，二者共同改善区域氮输入，提升土壤肥力，可促进其他植物定居，C正确； D、该共生体可适应喀斯特地区的恶劣环境，还可改善土壤氮含量，因此有望用于喀斯特地区的生态修复，D正确。 3. 为探究pH对酶活性的影响，研学小组将新鲜土豆片（含过氧化氢酶）放入过氧化氢溶液中，观察土豆片上浮所用时间，结果如图。 下列叙述错误的是（ ） A. 实验中温度、过氧化氢浓度等保持相同且适宜 B. 将土豆片与过氧化氢溶液混合后再调pH C. 判断过氧化氢酶的较适宜pH在7左右 D. pH=1或13的组，实验后调中性，土豆片仍不上浮 【答案】B 【解析】 【详解】A、H2O2溶液的浓度、温度属于无关变量，无关变量会影响实验结果，要保持相同且适宜，A正确； B、若先将土豆片（含过氧化氢酶）和过氧化氢混合，再调节pH，酶会在pH达到预设值前就提前催化过氧化氢分解，会导致实验结果出现误差，正确操作应为先调pH，再混合酶和底物，B错误； C、从图中可知，pH约为7时，土豆片完全上浮时间最短，说明过氧化氢酶活性最高，最适pH约为7，C正确； D、pH为1和13时，溶液过酸或过碱，酶失活，即使后续调回中性，酶活性也无法恢复，不能催化过氧化氢产生氧气，因此土豆片仍不上浮，D正确。 4. 低氧胁迫激活植物根尖分生区细胞自噬，部分受损细胞器被膜结构包裹形成自噬体，随后与溶酶体融合进行降解。适度自噬维持细胞增殖，过度自噬引发细胞凋亡。下列判断成立的是（ ） A. 细胞自噬过程体现生物膜的选择透过性 B. 分生区细胞持续增殖，分裂期长于分裂间期 C. 低氧下细胞自噬利于维持物质和能量供应 D. 过度自噬引发的细胞凋亡不受基因的调控 【答案】C 【解析】 【详解】A、细胞自噬过程中自噬体与溶酶体发生膜融合，该过程体现的是生物膜具有一定流动性的结构特点，未体现生物膜的选择透过性功能特点，A错误； B、细胞周期中分裂间期为分裂期进行物质准备，占细胞周期的90%~95%，分裂期远短于分裂间期，B错误； C、低氧下细胞自噬可降解受损细胞器，降解产生的小分子物质可被细胞重新利用，能为细胞提供原料和能量，C正确； D、细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡的过程，无论是否由过度自噬引发，细胞凋亡都受基因调控，D错误。 5. 5S rDNA是玉米2号染色体特异性标记，联会时同源染色体的两个标记紧密相邻。观察玉米野生型与M基因突变体花粉母细胞减数分裂同一时期5S rDNA的分布（如图）。 下列分析错误的是（ ） A. 图示细胞处于减数第二次分裂前期 B. 图示时期未发生同源染色体分离 C. M基因可影响同源染色体联会 D. 图示过程中可能发生基因重组 【答案】A 【解析】 【详解】A、5S rDNA 是同源染色体特异性标记，图中能看到同源染色体仍配对联会，减数第一次分裂前期才会联会，减 Ⅱ 无同源染色体联会。所以细胞应处于减数第一次分裂前期，不是减 Ⅱ 前期，A错误； B、同源染色体分离发生在减 Ⅰ 后期，图示为减 Ⅰ 前期，还未发生分离，B正确； C、野生型标记紧密相邻、联会正常；M 突变体标记排布异常，说明M 基因影响同源染色体联会，C正确； D、减 Ⅰ 前期同源染色体联会时可发生交叉互换，属于基因重组，D正确。 6. 核桃同一植株上雌雄花开放时间不同。雌花先开型（G）对雄花先开型（g）为显性，机制如图。自然群体中雌花先开型与雄花先开型比例约为1∶1。 下列推理正确的是（ ） A. 小片段RNA翻译出抑制T基因的蛋白 B. 自然群体中GG基因型个体数量较多 C. 雌花先开型植株的基因型多为Gg D. 雌雄花异时开放不利于维持遗传多样性 【答案】C 【解析】 【详解】A、由题干机制可知，G转录的小片段RNA直接结合T基因特定位点发挥抑制作用，并未进行翻译过程，A错误； B、若自然群体中GG基因型个体数量较多，GG与其他个体交配的后代均为G_（雌花先开型），会导致雌花先开型占比远高于1/2，与题意不符，B错误； C、若雌花先开型植株基因型多为Gg，Gg与gg（雄花先开型）杂交后代为Gg∶gg=1∶1，刚好符合自然群体中两种表现型比例1∶1，C正确； D、雌雄花异时开放可避免同株自花传粉，促进异花传粉，增加后代基因重组的概率，有利于维持遗传多样性，D错误。 7. 利用线粒体突变体可检测植物线粒体父系渗漏现象：携带缺陷型线粒体（会导致种子萌发缺陷）的母本，与携带正常线粒体的父本杂交，发现极少数种子萌发。下列关于萌发种子的推断一定成立的是（ ） A. 获得父本线粒体，发生父系渗漏 B. 仅继承母本线粒体，未发生父系渗漏 C. 同时继承双亲线粒体，发生基因重组 D. 线粒体功能未受影响，未发生父系渗漏 【答案】A 【解析】 【详解】A、正常情况下子代线粒体全部来自缺陷型母本，种子应无法萌发，现在种子可萌发说明获得了父本的正常线粒体，即发生了父系渗漏，A正确； B、若仅继承母本线粒体，母本线粒体为缺陷型，会导致种子萌发缺陷，无法萌发，B错误； C、萌发种子只要获得父本的正常线粒体即可正常萌发，不一定需要同时继承双亲线粒体，且题意未支持发生线粒体基因重组的论断，C错误； D、若未发生父系渗漏，子代仅含有母本的缺陷型线粒体，线粒体功能会受影响，种子无法萌发，不符合题意，D错误。 8. 果胶酶（PG）降解花药细胞壁使成熟花粉释放，R基因表达产物调控PG活性。某雄性不育西瓜细胞中M蛋白含量下降，PG活性降低，M蛋白促进R基因表达。以下分析错误的是（ ） A. R基因的表达需要RNA聚合酶 B. 该西瓜花药壁中果胶含量积累 C. 抑制R基因表达促进花粉释放 D. 生物性状受多个基因共同调控 【答案】C 【解析】 【详解】A、基因表达包括转录和翻译两个阶段，转录过程需要RNA聚合酶催化完成，因此R基因的表达需要RNA聚合酶，A正确； B、该雄性不育西瓜PG活性降低，果胶降解速率下降，因此花药壁中果胶会出现积累，B正确； C、题意显示，M蛋白促进R基因表达，M蛋白含量下降，R基因表达受抑制，此时PG活性降低，果胶降解受阻，成熟花粉无法正常释放，即花粉释放受抑制，C错误； D、本题中花粉能否正常释放这一性状，受控制M蛋白合成的基因、R基因、控制PG合成的基因等多个基因共同调控，说明生物性状受多个基因共同调控，D正确。 9. 近年来电子烟被宣传为“传统香烟的安全替代品”，但其烟液中仍含有尼古丁。研究者用人的肺细胞进行实验，结果如图。 下列关于尼古丁的作用，表述不合理的是（ ） A. 可增加肺细胞的自发突变风险 B. 会让肺细胞对诱发因素的敏感性增强 C. 可能会增加人的肺细胞癌变发生风险 D. 能直接阻断突变DNA的修复全部过程 【答案】D 【解析】 【详解】A、自发突变组中，尼古丁处理组突变频率更高，说明尼古丁可增加肺细胞自发突变风险，A正确； B、紫外线诱发突变时，尼古丁处理后突变频率提升更显著，说明尼古丁会让肺细胞对诱变因素的敏感性增强，B正确； C、细胞癌变的根本原因是原癌基因、抑癌基因突变，突变频率升高会增加细胞癌变的发生风险，C正确； D、该实验仅能证明尼古丁会提高突变频率，无法得出“尼古丁直接阻断突变DNA修复的全部过程”的结论，D错误。 10. 急性应激时，小鼠大脑内侧杏仁核中的神经元被快速激活，通过交感神经调控肝脏代谢，升高血糖，而胰高血糖素等激素含量无明显变化。关于该过程的叙述正确的是（ ） A. 属于神经-体液调节 B. 胰岛A细胞分泌活动增强 C. 神经递质经组织液扩散至肝细胞 D. 降低机体的应激反应水平 【答案】C 【解析】 【详解】A、神经-体液调节需要神经调节和体液调节（激素等化学物质参与）共同完成，题干明确胰高血糖素等激素含量无明显变化，通过交感神经调控肝脏代谢，升高血糖，说明该过程仅为神经调节，无体液调节参与，A错误； B、胰岛A细胞的分泌产物是胰高血糖素，题干中胰高血糖素含量无明显变化，说明胰岛A细胞分泌活动未增强，B错误； C、交感神经末梢与肝细胞之间构成类似突触的结构，神经递质由突触前膜释放后，需经突触间隙内的组织液扩散至肝细胞（突触后膜）才能发挥作用，C正确； D、该过程升高血糖，可为机体应激反应提供更多能量，是提高机体应激反应水平的调节，D错误。 11. 将编码免疫相关因子的mRNA（DFI）递送至胸腺萎缩的衰老小鼠肝细胞，探究其对衰老小鼠免疫功能的影响，部分结果如表。 分组 初始T细胞数量（×106） 初始/记忆T细胞比值 对照组1∶成年小鼠 8.0 1.2 对照组2 2.1 0.2 衰老小鼠+DFI 7.6 1.0 注：初始T细胞是未接触过抗原的成熟T细胞 相关叙述错误的是（ ） A. 胸腺萎缩降低衰老小鼠的特异性免疫功能 B. 初始T细胞数量恢复不利于机体对新抗原的应答 C. 对照组2应向衰老小鼠肝细胞递送无关mRNA D. DFI处理能有效提高机体对疫苗的免疫响应 【答案】B 【解析】 【详解】A、胸腺是T细胞成熟的场所，T细胞参与体液免疫和细胞免疫两类特异性免疫过程，对照组2为胸腺萎缩的衰老小鼠，其初始T细胞数量远低于成年小鼠，特异性免疫功能显著降低，A正确； B、初始T细胞是未接触过抗原的成熟T细胞，可识别新抗原并增殖分化产生免疫应答，初始T细胞数量恢复有利于机体对新抗原的应答，B错误； C、本实验自变量为是否递送DFI，对照组2需排除递送操作、非功能mRNA等无关变量的干扰，遵循单一变量原则，对照组2应向衰老小鼠肝细胞递送无关mRNA，C正确； D、疫苗属于外来抗原，DFI处理后衰老小鼠的初始T细胞数量、初始/记忆T细胞比值均接近正常成年小鼠，说明DFI处理能有效提高机体对疫苗的免疫响应，D正确。 12. 为探究烟草年龄对烟粉虱抗性的影响，测定烟草中防御激素水杨酸（SA）含量，结果如图。烟粉虱在21天龄、35天龄烟草的存活率分别约为90%、30%。相关分析正确的是（ ） A. SA为细胞提供能量，提升植株抗性 B. 随烟草年龄增长，对烟粉虱抗性减弱 C. 烟草的抗性只与SA含量变化有关 D. 结果体现了植物生长-防御的权衡策略 【答案】D 【解析】 【详解】A、水杨酸（SA）是植物防御激素，属于信号分子，不能为细胞提供能量，A错误； B、21 天龄烟粉虱存活率 90%（烟草抗性弱），35 天龄存活率 30%（烟草抗性强），说明随年龄增长抗性增强，B错误； C、题干仅测定 SA 含量，无法得出只与 SA 有关，植物抗性受多种激素、基因、代谢调控等基因影响，C错误； D、烟草幼龄（21 天）侧重生长、防御 SA 水平低、抗虫弱；老龄（35 天）防御 SA 升高、抗虫增强，体现生长与防御资源分配的权衡，D正确。 13. 大树杜鹃是一种濒危乔木，集中分布于云南高黎贡山。其林下凋落物厚，种子难以接触土壤；植株耐寒性弱，幼树死亡率高。下列叙述错误的是（ ） A. 可利用逐个计数法调查大树杜鹃的种群密度 B. 凋落物、温度等是影响种群数量变化的非生物因素 C. 种子萌发率低、幼树死亡率高使种群中老年个体比例升高 D. 为保护大树杜鹃，应人工清除所有凋落物并提高温度 【答案】D 【解析】 【详解】A、逐个计数法适用于分布范围较小、个体较大、种群数量较少的生物，大树杜鹃是濒危乔木，个体大且种群数量少，可利用逐个计数法调查其种群密度，A正确； B、影响种群数量变化的因素分为生物因素和非生物因素，凋落物属于非生物的环境物质、温度属于气候类环境因素，二者都属于非生物因素，B正确； C、种子萌发率低、幼树死亡率高会导致种群内幼年个体数量占比下降，相对而言中老年个体的比例会升高，种群年龄结构为衰退型，C正确； D、凋落物参与生态系统的物质循环，清除所有凋落物会破坏当地土壤微环境、影响生态系统稳定，且大树杜鹃长期适应高黎贡山的原生温度环境，盲目提高温度反而不利于其生存，保护措施不能过度干扰其原生栖息环境，D错误。 14. 鱼菜共生系统中，微生物将鱼类排泄物转化为植物养分，经根系净化的水体回流养鱼，实现“养鱼不换水、种菜不施肥”。下列叙述正确的是（ ） A. 鱼类、植物和微生物共同构成生态系统 B. 微生物分解排泄物为植物提供物质和能量 C. 水体封闭使该系统自我调节能力强于自然湖泊 D. 该系统减少水源依赖，体现绿色发展理念 【答案】D 【解析】 【详解】A、生态系统由生物群落和无机环境共同构成，鱼类、植物和微生物仅为该系统的部分生物成分，且缺少无机环境，无法构成生态系统，A错误； B、微生物分解排泄物产生的无机物可为植物提供物质，但能量流动具有单向性，微生物分解有机物释放的能量多以热能形式散失，无法为植物提供能量，B错误； C、生态系统自我调节能力与营养结构复杂程度正相关，该系统生物种类少、营养结构简单，自我调节能力弱于物种丰富度更高、营养结构更复杂的自然湖泊，C错误； D、该系统实现“养鱼不换水、种菜不施肥”，减少了水资源和化肥的使用，降低了水源依赖，减少环境污染，体现绿色发展理念，D正确。 15. 温榆河公园经生态修复，已成为“城市绿肺”。相关生态举措叙述正确的是（ ） A. 大量引入外来观赏植物可快速增加生物多样性 B. 设立自然带并减少人为干预，利于生态系统恢复 C. 保护生物多样性只需保护珍稀濒危物种 D. 建设生态廊道方便游览，与生物保护无关 【答案】B 【解析】 【详解】A、大量引入外来观赏植物可能引发生物入侵，抢占本地物种的生存资源，破坏本地生态平衡，反而会降低生物多样性，A错误； B、生态系统具有一定的自我调节能力，设立自然带并减少人为干预，可依托生态系统的自我恢复能力促进生态系统修复，B正确； C、生物多样性包括基因多样性、物种多样性、生态系统多样性三个层次，保护生物多样性需要从基因、物种、生态系统三个层面共同开展，并非只需保护珍稀濒危物种，C错误； D、建设生态廊道可连通碎片化的生物栖息地，方便生物迁徙、进行基因交流，有利于濒危物种保护和生物多样性维持，和生物保护密切相关，D错误。 第二部分 本部分共6题，共70分。 16. 研究者依据光合作用原理构建人工光合系统。 （1）绿色植物光合作用的光反应阶段，相关酶与光合色素均分布于叶绿体____________薄膜上。研究者从菠菜叶绿体中分离出该膜结构，以此构建光驱动能量再生模块（TEM）。 （2）向TEM中加入基础反应液，测量产能效果，结果如图1。 图1a表明，NADPH的生成依赖____________。图1b中，黑暗条件下TEM仍能产生少量ATP，原因是____________。 （3）为进一步测试TEM的供能效果，将TEM、基础反应液、乙醛酸、乙醛酸还原酶（Ghr）等封装进液滴，作为实验组，只含NADPH的液滴作为对照组1，含TEM和基础反应液的液滴作为对照组2，检测3组NADPH的浓度，部分结果如图2。 ①图2b中，对照组1的作用是____________。 ②实验结果表明，TEM可为Ghr催化反应高效供能。请在图2b中补充实验组的结果___________。 （4）研究者将TEM结合人工固碳循环，构建了人工光合系统。请从资源利用、环境保护角度，提出该系统可能的应用前景___________。 【答案】（1）类囊体 （2） ①. 光和电子受体Fdx ②. TEM上的腺苷酸激酶，可在黑暗中催化ATP的生成 （3） ①. 排除NADPH自身分解对实验结果的影响 ②. 实验组的曲线整体在对照组2之下，实验组黑暗中的下降幅度比对照组2大，相关补充图示如下： 。 （4）制造有机物，解决粮食危机；摆脱土地种植限制，充分利用二氧化碳，缓解温室效应 【解析】 【小问1详解】 绿色植物光合作用的光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上，因此，与光反应相关的酶和光合色素均分布于叶绿体类囊体薄膜上。 【小问2详解】 图1a实验结果显示，光照条件下，添加高浓度Fdx时NADPH生成量远大于无Fdx组，说明NADPH生成依赖光和电子受体Fdx。腺苷酸激酶可催化ATP+AMP⇌2ADP，TEM上的腺苷酸激酶，黑暗条件下可催化逆反应生成少量ATP，因此黑暗下仍能检测到少量ATP。 【小问3详解】 ①对照组1只含NADPH，无TEM和Ghr，作为空白对照，用来检测乙醛酸还原酶（Ghr）催化反应过程中NADPH的消耗速率，排除NADPH自身分解对实验结果的影响。 ② 已知TEM可高效供能，Ghr催化反应消耗NADPH，光照下TEM合成NADPH补充消耗，黑暗下TEM停止合成NADPH，反应继续消耗，因此实验组的曲线整体在对照组2之下，实验组黑暗中的下降幅度比对照组2大，相应的图示补充如下： 。 【小问4详解】 从从资源利用角度，制造有机物，解决粮食危机，摆脱土地种植限制；从环境保护角度看，人工光合系统可充分利用二氧化碳，缓解温室效应 17. 色氨酸是人体必需氨基酸之一，在食品、医药等领域应用广泛。研究者为开发遗传稳定、高产、安全的工程菌进行了研究。 （1）葡萄糖通过大肠杆菌细胞膜上的PTS进入细胞（如图），生成6-磷酸葡萄糖（G6P），这一过程消耗合成色氨酸的前体之一——磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）。为减少PEP消耗，增加色氨酸产量，敲除大肠杆菌W菌株PTS中的ptsI基因，随后将其接种在____________的培养基中进行适应性实验室进化，筛选出葡萄糖摄取能力最强的菌株，命名为W1。 （2）图中，大肠杆菌代谢途径Ⅰ相关的酶主要有三种。为进一步提高色氨酸产量，在W1中敲除上述相关酶基因，分别构建单基因缺失（W6）、双基因缺失（W7）和三基因缺失（W10）的突变菌株，检测相关指标，结果见表。 菌株 菌体密度相对值 丙氨酸（g/L） 色氨酸（g/L） 葡萄糖消耗量（g/L） 转化率（%） W1 10.00 2.13 6.78 47.41 14.3 W6 9.89 1.36 7.47 47.58 15.7 W7 7.47 0.24 3.17 20.58 15.4 W10 4.62 0.07 2.73 16.75 16.3 注：转化率=（色氨酸产量/葡萄糖消耗量）×100% 研究者选择菌株____________用于继续优化。从权衡生长与生产矛盾的角度解释未选择转化率更高的W10菌株的原因__________。 （3）胞内色氨酸积累导致菌体渗透压升高、反馈抑制等不利效应。构建含有色氨酸外排转运蛋白基因的重组质粒，并将该基因整合至工程菌拟核DNA中，最终获得一株高产、无重组质粒的工程菌W14。分析无重组质粒工程菌的特点及在生产中的优势________（写出一条）。 （4）工程菌通过图1中代谢途径Ⅱ为合成色氨酸大量供能。将W14投入发酵罐进行发酵，同时监测温度、pH、溶氧量等指标，可将________作为自动补充葡萄糖的指标。 【答案】（1）以葡萄糖为唯一碳源 （2） ①. W6 ②. W10虽然转化率更高，但三基因缺失严重抑制菌体生长，菌体密度和葡萄糖总消耗量都很低，最终色氨酸总产量远低于W6 （3）目的基因整合到拟核DNA中，不会发生质粒丢失导致目的基因丢失的问题，因而可稳定遗传 （4）溶解氧 【解析】 【小问1详解】 葡萄糖通过大肠杆菌细胞膜上的PTS进入细胞，生成6-磷酸葡萄糖（G6P），这一过程消耗合成色氨酸的前体之一——磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）。为减少PEP消耗，增加色氨酸产量，敲除大肠杆菌W菌株PTS中的ptsI基因，随后将其接种在以葡萄糖为唯一碳源的培养基中进行适应性实验室进化，筛选出葡萄糖摄取能力最强的菌株，命名为W1。 【小问2详解】 根据表中数据可知，W10虽然转化率更高，但三基因缺失严重抑制菌体生长，菌体密度和葡萄糖总消耗量都很低，最终色氨酸总产量远低于W6，无法兼顾生长和色氨酸生产的需求，因此不选择W10。 【小问3详解】 胞内色氨酸积累导致菌体渗透压升高、反馈抑制等不利效应。构建含有色氨酸外排转运蛋白基因的重组质粒，并将该基因整合至工程菌拟核DNA中，最终获得一株高产、无重组质粒的工程菌W14。根据题意可知，W14的优势表现在遗传稳定性高，因为目的基因整合到拟核DNA中，不会发生质粒丢失导致目的基因丢失的问题，因而可稳定遗传。 【小问4详解】 途径Ⅱ是大肠杆菌的有氧呼吸，葡萄糖作为呼吸底物，其含量变化会影响耗氧量：葡萄糖含量降低时，有氧呼吸强度下降，耗氧量减少，培养基溶氧量升高，因此可将溶氧量作为指标判断葡萄糖剩余量，自动补充葡萄糖。 18. 学习以下材料，回答（1）~（5）题。 关闭豆荚“自爆开关”的机制 大豆豆荚内木质素的不对称分布可使豆荚壁产生扭转力，引发炸裂；豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚（图1），能增强结构稳定性，抑制豆荚炸裂。 以野生大豆与栽培大豆为亲本构建杂交后代群体，利用分子标记SSR，在16号染色体上锁定两个调控豆荚炸裂的关键基因：Sh与Pd。野生大豆与栽培大豆这两个基因部分序列如图2。Sh基因编码转录因子SH，调控靶基因表达；Pd基因参与调控木质素的不对称分布。在栽培大豆中分别过表达Sh或Pd基因，均可显著提高豆荚炸裂率。 A蛋白可促使豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚，推测转录因子SH可调控A基因表达。AD基因表达转录激活蛋白，将编码转录因子的基因与AD基因融合表达。当转录因子识别并结合靶基因启动子时，AD便发挥转录激活活性，启动基因表达。研究者制备表达载体（如表），将不同组合的载体共转化酵母菌，分1-5区涂布于添加显色底物的平板（图3）。若Lac基因表达，菌落呈蓝色。 载体编号 转入基因片段 a A基因启动子-Lac基因编码序列 b 组成型启动子-Sh-AD融合基因编码序列 c 组成型启动子-AD基因编码序列 d Lac基因编码序列 注：组成型启动子具有持续激活基因表达的活性 大豆群体遗传学分析显示：Sh与Pd基因调控通路相互独立，在人工驯化中被共同选择；栽培大豆中，两基因位点两侧均出现500~700 kb的“选择性清除”区域，即该区域核苷酸多样性显著降低。本研究阐明了人工驯化形成的栽培大豆抗炸裂性状的分子机制与进化规律，为豆科作物高产育种、种质资源保护与粮食安全保障提供理论支撑。 （1）图2中Sh基因突变的类型是碱基的____________。 （2）若SSR标记与抗炸裂基因____________，则该SSR在抗炸裂大豆植株群体中被高频检出。 （3）图3平板区域1转入的载体含有Lac基因且可表达，培养平板上不同区域菌落呈现颜色为____________，说明转录因子SH可结合A基因启动子。 （4）依据材料信息选择合适的选项，完善栽培大豆群体获得抗炸裂性状的机制。 A．Sh、Pd基因突变 B．sh和pd基因频率升高 C．Pd基因突变，使豆荚木质素不对称分布程度下降 D．sh无法抑制A基因启动子活性，A基因表达，豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚 ①__________②__________③__________ （5）结合“选择性清除”现象，从利弊两方面分析人工驯化对大豆种质资源的影响__________。 【答案】（1）缺失、替换 （2）紧密连锁 （3）平板1和3区域呈现蓝色，2、4、5区域呈现白色 （4） ①. A ②. C、D ③. B （5）人工选择能快速获得抗炸裂、高产的优良品种，但会导致特定区域基因多样性下降，降低种质资源的遗传丰富度，可能丢失潜在优良变异 【解析】 【小问1详解】 据题图2分析可知，对比野生大豆Sh基因和栽培大豆基因的序列：Sh基因中间缺失了3个ACT片段，属于碱基的缺失；最后一个密码子由GCA变为ACA，发生了碱基替换，因此突变类型为碱基的缺失和替换。 【小问2详解】 SSR是分子标记，分子标记SSR若与目标性状(抗炸裂)基因紧密连锁，会随目标基因共同遗传，因此会在抗炸裂大豆群体中高频检出。 【小问3详解】 据题干信息可知，若SH可结合A基因启动子，则只有向时含有“A基因启动子+Lac”“Sh.AD融合基因”的组合(即3区a+b)能激活L.ac表达，菌落显蓝色；题干说明1区本身La可表达，为蓝色；其余组合：2区(c+)无A基因启动子，4区(a+)无Sh基因不能结合启动子，区(6+d)无A基因启动子，都无法激活Lac表达，菌落为白色，因此结果平板1和3区域呈现蓝色，2、4、5区域呈现白色。 【小问4详解】 题意显示，栽培大豆抗炸裂性状的形成过程为：首先野生大豆中Sh、Pd基因发生突变（A），产生突变型sh和pd；随后两个突变基因分别发挥作用：Pd基因突变，使豆荚木质素不对称分布程度下降（C），sh无法抑制A基因表达，A表达使豆荚腹侧细胞壁增厚，抑制炸裂（D），获得炸裂程度降低的性状；经人工筛选后，抗炸裂的sh和pd基因频率在群体中升高（B），最终获得抗炸裂的栽培大豆。因此相应的环节中依次填入A、CD、B。 【小问5详解】 人工驯化能快速获得抗炸裂、高产的优良品种，减少了大豆收获前的种子损失，提高了产量，符合人类种植需求，保障粮食安全，这是人工选择的优势；同时还存在一定的弊端，如“选择性清除”使目标区域核苷酸多样性降低，降低了大豆种质的遗传（基因）多样性，降低种质资源的遗传丰富度，可能丢失潜在优良变异，不利于大豆后续育种，也降低了大豆适应多变环境的潜力，不利于种质资源的可持续保护和利用。 19. 硼原子俘获中子后释放射程极短的高能粒子，可精准杀伤单个细胞。硼中子俘获疗法（BNCT）是据此研发的新型肿瘤放疗技术。 （1）结直肠癌细胞具有____________的特点，因此对氨基酸等营养物质的需求量大，其细胞膜上的氨基酸转运蛋白的表达量显著____________正常细胞，BPA（含硼的氨基酸类似物）可通过该蛋白进入肿瘤细胞。 （2）将结直肠癌细胞植入小鼠皮下，构建肿瘤模型小鼠。对模型鼠进行X射线或BNCT处理（先静脉注射BPA，再对肿瘤部位进行中子照射），结果如图1。 ①肿瘤微环境中存在多种细胞，包含肿瘤细胞等非免疫细胞，以及____________等免疫细胞。 ②图1结果表明BNCT对肿瘤的治疗比传统X射线更具优势，体现在____________。 （3）研究者进行图2所示的肿瘤再激发实验。 图2中BNCT组-左侧没有肿瘤形成，原因是____________。 （4）BNCT处理后，肿瘤微环境中活化的细胞毒性T细胞比例显著增加。为验证细胞毒性T细胞在BNCT诱导的抗肿瘤免疫中的必要性，用抑制T细胞从淋巴器官迁出的药物处理小鼠，与对照组相比，药物处理组的肿瘤杀伤能力显著减弱。该实验能否达到实验目的？请说明理由____________。 【答案】（1） ①. 无限增殖、容易转移 ②. 高于 （2） ①. 吞噬细胞（巨噬细胞）、淋巴细胞（B细胞、T细胞等） ②. 左图中相同时间后，BNCT处理组的肿瘤体积远小于X射线组；右图显示BNCT处理后，肿瘤细胞所在的非免疫细胞存活率远低于X射线组，而免疫细胞存活率远高于X射线组，说明BNCT对肿瘤杀伤更强 （3）BNCT清除原有肿瘤后，机体已经产生针对该肿瘤细胞的记忆T细胞和记忆B细胞，再次植入相同肿瘤细胞时，记忆细胞快速增殖分化，引发更强更快的特异性免疫应答 （4）实验中的药物会抑制所有T细胞（包括辅助性T细胞等其他T细胞）的迁出，无法排除其他T细胞的作用，不符合单一变量原则，因此不能达到实验目的。 【解析】 【小问1详解】 结直肠癌细胞具有无限增殖、容易转移的特点，其构建新细胞需要更多的原料，因而对氨基酸等营养物质的需求量大，据此可推测其细胞膜上的氨基酸转运蛋白的表达量显著高于正常细胞，因而BPA作为氨基酸类似物可通过该蛋白进入肿瘤细胞。 【小问2详解】 ①肿瘤微环境中存在多种细胞，包含肿瘤细胞等非免疫细胞和免疫细胞，免疫细胞包括吞噬细胞（巨噬细胞）、淋巴细胞（B细胞、T细胞等）。 ②结合图1分析：左图中相同时间后，BNCT处理组的肿瘤体积远小于X射线组，说明抑瘤效果更好；右图显示BNCT处理后，肿瘤细胞所在的非免疫细胞存活率远低于X射线组，而免疫细胞存活率远高于X射线组，说明BNCT对肿瘤杀伤更强、对正常免疫细胞损伤更小，因此更有优势。 【小问3详解】 BNCT清除原有肿瘤后，机体已经产生针对该肿瘤细胞的记忆T细胞和记忆B细胞，再次植入相同肿瘤细胞时，记忆细胞快速增殖分化，引发更强更快的特异性免疫应答，可及时清除新植入的肿瘤细胞，因此左侧不会形成肿瘤。 【小问4详解】 本实验的目的是验证细胞毒性T细胞在BNCT诱导的抗肿瘤免疫中的必要性，实验中用抑制T细胞从淋巴器官迁出的药物处理小鼠，与对照组相比，药物处理组的肿瘤杀伤能力显著减弱。实验中的药物会抑制所有T细胞（包括辅助性T细胞等其他T细胞）的迁出，无法排除其他T细胞的作用，不符合单一变量原则，因此不能达到实验目的。 20. 先天性全身多毛症是一种罕见的遗传病，患者表现为全身毛发过度生长。研究者对该病的致病机制进行了探索。 （1）现有一患病家系，连续三代中男女均有患者，推测此病最可能的遗传方式是____________。 （2）测序发现，该家系所有患者的17号染色体上均有一段约0.6 Mb的片段缺失，该缺失区域不包含与毛发生长相关的基因。为探究该缺失是否通过影响染色质空间构象而致病，研究者绘制了患者与健康人染色质三维构象图，部分结果如图1。 研究发现，患者皮肤成纤维细胞中K2基因表达量显著升高，结合图1解释原因____________。 （3）K2基因编码钾离子通道蛋白，在小鼠成纤维细胞中过表达人的K2基因，会降低膜电位。为探究成纤维细胞膜电位与毛发再生的关系，分别制备含K2基因、K2突变基因、N基因的病毒载体，进行图2实验，记录毛发完全再生时间。 K2突变基因编码的钾离子通道持续关闭；N基因编码的钠离子通道蛋白可以通过促进钠离子____________，升高膜电位。若结果为____________，说明降低成纤维细胞膜电位促进毛发再生。 （4）进一步研究发现，降低成纤维细胞膜电位会减少Ca2+内流。胞内Ca2+可调节Wnt信号通路。推测胞内Ca2+浓度降低可解除对Wnt信号通路的抑制，进而上调多种促毛发生长因子的表达。欲为此推测提供证据，合理的方案包括____________，并检测Wnt信号通路活性和促毛发生长因子的表达水平。 A. 分别制备K2基因过表达、N基因过表达的成纤维细胞 B. 用升高胞内Ca2+浓度的药物处理K2基因过表达细胞 C. 用Wnt信号通路抑制剂处理N基因过表达细胞 D. 用降低胞内Ca2+浓度的药物处理正常成纤维细胞 （5）另一患病家系17号染色体出现大片段的倒位，其致病机制与上述家系一致。综合两个家系的研究结果，概括不同染色体结构变异导致相同表型的原因____________。 【答案】（1）常染色体显性遗传 （2）染色体片段缺失导致染色体三维构象改变，调控序列与K2基因在空间上靠近，激活K2基因表达 （3） ①. 内流 ②. 注射空载体组和K2突变基因组毛发再生所需时间无显著差异，均长于注射K2基因组，短于注射N基因组 （4）ABD （5）不同的染色体变异可通过影响染色体的空间结构（构象），调控控制同一性状的基因的表达，进而影响表型 【解析】 【小问1详解】 连续三代都有患者符合显性遗传病连续遗传的特点，且男女患病概率相当，因此最可能为常染色体显性遗传。 【小问2详解】 结合图1和题干注释“调控序列与基因在空间上的相互靠近有利于调控基因表达”，健康人中调控序列远离K2，患者缺失片段后构象改变，使调控序列靠近K2，激活K2基因表达，因此患者K2表达量升高。 【小问3详解】 钠离子在细胞外浓度高于细胞内，钠离子通道促进钠离子顺浓度梯度内流，钠离子内流可升高膜电位；若降低成纤维细胞膜电位促进毛发再生，则膜电位越低，再生越快，时间越短。K2降低膜电位，K2突变基因编码的钾离子通道持续关闭，无法降低膜电位，而N基因编码的钠离子通道蛋白可以通过促进钠离子内流，升高膜电位，所以结合图示信息可知，注射空载体组和K2突变基因组毛发再生所需时间无显著差异，均长于注射K2基因组，短于注射N基因组。 【小问4详解】 A、K2基因过表达会降低膜电位，减少Ca2+内流，使胞内Ca2+降低；N基因升高膜电位，Ca2+内流增多，胞内Ca2+升高，两组对比可验证推测，A符合题意； B、K2过表达细胞原本胞内Ca2+浓度低，用药物升高其Ca2+浓度后，若推测成立，Wnt通路抑制会增强，可反过来验证推测，B符合题意； C、用Wnt抑制剂处理N过表达细胞，无法直接证明Ca2+浓度对Wnt通路的调控作用，C不符合题意； D、直接用药物降低正常成纤维细胞的胞内Ca2+浓度，可直接验证Ca2+降低对Wnt通路的影响，D符合题意。 【小问5详解】 两个家系变异类型不同（分别为缺失、倒位），但致病机制一致。不同染色体结构变异之所以能导致相同表型，是由于不同的染色体变异可通过影响染色体的空间结构（构象），调控控制同一性状的基因的表达，进而影响表型。 21. 水稻起源于热带和亚热带，在其分布范围向北扩展的过程中，耐寒性逐渐形成。研究者对这一机制进行探究。 （1）在减数分裂过程中，水稻花粉母细胞中的染色体经历____________（写出两项）等行为，最终使成熟生殖细胞中的染色体数目减半。低温可影响上述行为，导致减数分裂异常，进而降低水稻产量。 （2）在减数分裂期对冷敏感粳稻品系K进行冷胁迫处理，选择子代中结实率最高的单株留种、播种，再次进行减数分裂期冷胁迫处理。三代处理后，获得耐寒（表现为高结实率）株系C。 ①C连续自交五代，其耐寒性状稳定遗传。将C与K杂交，F1在冷胁迫下表现为高结实率，说明耐寒性状为____________性状。 ②DNA测序结果显示，K和C中与耐寒性有关的基因序列无差异。比较在冷胁迫处理下K、C及F1中差异表达的基因，选择____________的基因，进一步检测DNA甲基化情况，鉴定出基因ACT1，C中该基因启动子区域的DNA甲基化水平显著降低。 ③利用基因编辑技术对K中ACT1基因启动子的高甲基化区域进行去甲基化，检测ACT1基因表达量（图1），并统计植株结实率，发现低温下二者呈正相关。 利用C继续进行实验，进一步证明了ACT1基因启动子甲基化水平的改变与其耐寒性相关。请在图2中补充相应实验处理和结果____________。 （3）低温诱导转录因子Dof1表达，Dof1可识别ACT1基因启动子中的特定序列。依据ACT1基因启动子序列制备DNA探针，进行图3实验。 图3结果表明____________。 （4）进一步研究发现，多代低温环境的持续刺激，通过下调DNA甲基转移酶的表达，导致ACT1基因启动子区域产生稳定可遗传的低甲基化修饰。因此，在我国北方地区，绝大部分水稻品种的ACT1基因启动子呈现低甲基化状态，而南方地区则相反。拉马克认为：“适应的形成都是由于用进废退和获得性遗传。”请结合本研究，辩证地评价该观点____________。 【答案】（1）联会；同源染色体分离 （2） ①. 显性 ②. C和F1表达情况相同，而与K表达情况不同 ③. （3）Dofl仅与识别位点未发生甲基化的ACT1基因启动子结合 （4）合理性：冷胁迫诱导的甲基化修饰可稳定遗传多代，为“获得性遗传” 提供了证据； 局限性：表观遗传变异未改变DNA序列，多数后天获得性性状不可遗传，拉马克的观点具有片面性。 【解析】 【小问1详解】 水稻花粉母细胞在减数分裂过程中，减数第一次分裂前期，染色体两两配对形成四分体（联会），四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生片段互换；减数第一次分裂中期，同源染色体成对的排布在赤道板两侧；减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，减数第一次分裂末期形成两个细胞，染色体数目减半，减数第二次分裂后期着丝粒分裂导致染色体数目暂时增倍，减数第二次分裂末期细胞质分裂形成四个子细胞，最终使成熟生殖细胞中的染色体数目减半。 【小问2详解】 ①纯种耐寒品系C与冷敏感品系K杂交，F₁在冷胁迫下表现为耐寒（高结实率），说明耐寒性状是显性性状。 ②已知K和C耐寒相关基因序列无差异，C中ACT1启动子甲基化水平显著更低，甲基化会抑制基因表达，因此应选择C和F1表达情况相同，而与K表达情况不同的基因进行后续研究。 ③已有实验证明K去甲基化后ACT1表达量和结实率正相关，本实验需要反向验证：对原本低甲基化耐寒的C，将ACT1启动子甲基化，预期低温下甲基化会降低结实率，从而证明甲基化水平改变决定耐寒性。 实验处理和结果如下图： 【小问3详解】 图3的右侧结果显示，P1 Dof1识别位点及识别位点外序列均没有甲基化，P2只有Dof1识别位点外甲基化，P3和P4 Dof1识别位点及识别位点外均甲基化；图3的左侧结果显示P1、P2都有结合的复合物（有条带在上边），P3、P4没有；也就是当ACT1启动子Dof1识别位点发生甲基化后，Dof1不能结合，不甲基化就能结合，即图3结果表明Dofl仅与识别位点未发生甲基化的ACT1基因启动子结合。 【小问4详解】 本研究中，多代低温环境的持续刺激产生的耐寒性状可通过可遗传的DNA甲基化修饰传递给后代，说明冷胁迫诱导的甲基化修饰可稳定遗传多代，为“获得性遗传” 提供了证据；但拉马克认为所有适应的形成都是用进废退和获得性遗传，拉马克的观点具有片面性，因为多数后天获得性性状不可遗传。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市朝阳区高三年级第二学期质量检测二生物学试卷 （考试时间90分钟 满分100分） 第一部分 本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 为研究药物对癌细胞增殖的抑制效果，最适合使用放射性同位素标记的物质是（ ） A. 腺嘌呤 B. 胞嘧啶 C. 鸟嘌呤 D. 胸腺嘧啶 2. 喀斯特地区岩石裸露，水土流失严重，分布有苔藓-固氮蓝细菌共生体。苔藓保护蓝细菌免受高温强光影响，蓝细菌为苔藓提供氮源。下列关于两种生物的叙述，错误的是（ ） A. 均为自养生物 B. 捕获光能的色素种类完全相同 C. 共同改善氮输入，促进植物定居 D. 有望用于喀斯特地区的生态修复 3. 为探究pH对酶活性的影响，研学小组将新鲜土豆片（含过氧化氢酶）放入过氧化氢溶液中，观察土豆片上浮所用时间，结果如图。 下列叙述错误的是（ ） A. 实验中温度、过氧化氢浓度等保持相同且适宜 B. 将土豆片与过氧化氢溶液混合后再调pH C. 判断过氧化氢酶的较适宜pH在7左右 D. pH=1或13的组，实验后调中性，土豆片仍不上浮 4. 低氧胁迫激活植物根尖分生区细胞自噬，部分受损细胞器被膜结构包裹形成自噬体，随后与溶酶体融合进行降解。适度自噬维持细胞增殖，过度自噬引发细胞凋亡。下列判断成立的是（ ） A. 细胞自噬过程体现生物膜的选择透过性 B. 分生区细胞持续增殖，分裂期长于分裂间期 C. 低氧下细胞自噬利于维持物质和能量供应 D. 过度自噬引发的细胞凋亡不受基因的调控 5. 5S rDNA是玉米2号染色体特异性标记，联会时同源染色体的两个标记紧密相邻。观察玉米野生型与M基因突变体花粉母细胞减数分裂同一时期5S rDNA的分布（如图）。 下列分析错误的是（ ） A. 图示细胞处于减数第二次分裂前期 B. 图示时期未发生同源染色体分离 C. M基因可影响同源染色体联会 D. 图示过程中可能发生基因重组 6. 核桃同一植株上雌雄花开放时间不同。雌花先开型（G）对雄花先开型（g）为显性，机制如图。自然群体中雌花先开型与雄花先开型比例约为1∶1。 下列推理正确的是（ ） A. 小片段RNA翻译出抑制T基因的蛋白 B. 自然群体中GG基因型个体数量较多 C. 雌花先开型植株的基因型多为Gg D. 雌雄花异时开放不利于维持遗传多样性 7. 利用线粒体突变体可检测植物线粒体父系渗漏现象：携带缺陷型线粒体（会导致种子萌发缺陷）的母本，与携带正常线粒体的父本杂交，发现极少数种子萌发。下列关于萌发种子的推断一定成立的是（ ） A. 获得父本线粒体，发生父系渗漏 B. 仅继承母本线粒体，未发生父系渗漏 C. 同时继承双亲线粒体，发生基因重组 D. 线粒体功能未受影响，未发生父系渗漏 8. 果胶酶（PG）降解花药细胞壁使成熟花粉释放，R基因表达产物调控PG活性。某雄性不育西瓜细胞中M蛋白含量下降，PG活性降低，M蛋白促进R基因表达。以下分析错误的是（ ） A. R基因的表达需要RNA聚合酶 B. 该西瓜花药壁中果胶含量积累 C. 抑制R基因表达促进花粉释放 D. 生物性状受多个基因共同调控 9. 近年来电子烟被宣传为“传统香烟的安全替代品”，但其烟液中仍含有尼古丁。研究者用人的肺细胞进行实验，结果如图。 下列关于尼古丁的作用，表述不合理的是（ ） A. 可增加肺细胞的自发突变风险 B. 会让肺细胞对诱发因素的敏感性增强 C. 可能会增加人的肺细胞癌变发生风险 D. 能直接阻断突变DNA的修复全部过程 10. 急性应激时，小鼠大脑内侧杏仁核中的神经元被快速激活，通过交感神经调控肝脏代谢，升高血糖，而胰高血糖素等激素含量无明显变化。关于该过程的叙述正确的是（ ） A. 属于神经-体液调节 B. 胰岛A细胞分泌活动增强 C. 神经递质经组织液扩散至肝细胞 D. 降低机体的应激反应水平 11. 将编码免疫相关因子的mRNA（DFI）递送至胸腺萎缩的衰老小鼠肝细胞，探究其对衰老小鼠免疫功能的影响，部分结果如表。 分组 初始T细胞数量（×106） 初始/记忆T细胞比值 对照组1∶成年小鼠 8.0 1.2 对照组2 2.1 0.2 衰老小鼠+DFI 7.6 1.0 注：初始T细胞是未接触过抗原的成熟T细胞 相关叙述错误的是（ ） A. 胸腺萎缩降低衰老小鼠的特异性免疫功能 B. 初始T细胞数量恢复不利于机体对新抗原的应答 C. 对照组2应向衰老小鼠肝细胞递送无关mRNA D. DFI处理能有效提高机体对疫苗的免疫响应 12. 为探究烟草年龄对烟粉虱抗性的影响，测定烟草中防御激素水杨酸（SA）含量，结果如图。烟粉虱在21天龄、35天龄烟草的存活率分别约为90%、30%。相关分析正确的是（ ） A. SA为细胞提供能量，提升植株抗性 B. 随烟草年龄增长，对烟粉虱抗性减弱 C. 烟草的抗性只与SA含量变化有关 D. 结果体现了植物生长-防御的权衡策略 13. 大树杜鹃是一种濒危乔木，集中分布于云南高黎贡山。其林下凋落物厚，种子难以接触土壤；植株耐寒性弱，幼树死亡率高。下列叙述错误的是（ ） A. 可利用逐个计数法调查大树杜鹃的种群密度 B. 凋落物、温度等是影响种群数量变化的非生物因素 C. 种子萌发率低、幼树死亡率高使种群中老年个体比例升高 D. 为保护大树杜鹃，应人工清除所有凋落物并提高温度 14. 鱼菜共生系统中，微生物将鱼类排泄物转化为植物养分，经根系净化的水体回流养鱼，实现“养鱼不换水、种菜不施肥”。下列叙述正确的是（ ） A. 鱼类、植物和微生物共同构成生态系统 B. 微生物分解排泄物为植物提供物质和能量 C. 水体封闭使该系统自我调节能力强于自然湖泊 D. 该系统减少水源依赖，体现绿色发展理念 15. 温榆河公园经生态修复，已成为“城市绿肺”。相关生态举措叙述正确的是（ ） A. 大量引入外来观赏植物可快速增加生物多样性 B. 设立自然带并减少人为干预，利于生态系统恢复 C. 保护生物多样性只需保护珍稀濒危物种 D. 建设生态廊道方便游览，与生物保护无关 第二部分 本部分共6题，共70分。 16. 研究者依据光合作用原理构建人工光合系统。 （1）绿色植物光合作用的光反应阶段，相关酶与光合色素均分布于叶绿体____________薄膜上。研究者从菠菜叶绿体中分离出该膜结构，以此构建光驱动能量再生模块（TEM）。 （2）向TEM中加入基础反应液，测量产能效果，结果如图1。 图1a表明，NADPH的生成依赖____________。图1b中，黑暗条件下TEM仍能产生少量ATP，原因是____________。 （3）为进一步测试TEM的供能效果，将TEM、基础反应液、乙醛酸、乙醛酸还原酶（Ghr）等封装进液滴，作为实验组，只含NADPH的液滴作为对照组1，含TEM和基础反应液的液滴作为对照组2，检测3组NADPH的浓度，部分结果如图2。 ①图2b中，对照组1的作用是____________。 ②实验结果表明，TEM可为Ghr催化反应高效供能。请在图2b中补充实验组的结果___________。 （4）研究者将TEM结合人工固碳循环，构建了人工光合系统。请从资源利用、环境保护角度，提出该系统可能的应用前景___________。 17. 色氨酸是人体必需氨基酸之一，在食品、医药等领域应用广泛。研究者为开发遗传稳定、高产、安全的工程菌进行了研究。 （1）葡萄糖通过大肠杆菌细胞膜上的PTS进入细胞（如图），生成6-磷酸葡萄糖（G6P），这一过程消耗合成色氨酸的前体之一——磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）。为减少PEP消耗，增加色氨酸产量，敲除大肠杆菌W菌株PTS中的ptsI基因，随后将其接种在____________的培养基中进行适应性实验室进化，筛选出葡萄糖摄取能力最强的菌株，命名为W1。 （2）图中，大肠杆菌代谢途径Ⅰ相关的酶主要有三种。为进一步提高色氨酸产量，在W1中敲除上述相关酶基因，分别构建单基因缺失（W6）、双基因缺失（W7）和三基因缺失（W10）的突变菌株，检测相关指标，结果见表。 菌株 菌体密度相对值 丙氨酸（g/L） 色氨酸（g/L） 葡萄糖消耗量（g/L） 转化率（%） W1 10.00 2.13 6.78 47.41 14.3 W6 9.89 1.36 7.47 47.58 15.7 W7 7.47 0.24 3.17 20.58 15.4 W10 4.62 0.07 2.73 16.75 16.3 注：转化率=（色氨酸产量/葡萄糖消耗量）×100% 研究者选择菌株____________用于继续优化。从权衡生长与生产矛盾的角度解释未选择转化率更高的W10菌株的原因__________。 （3）胞内色氨酸积累导致菌体渗透压升高、反馈抑制等不利效应。构建含有色氨酸外排转运蛋白基因的重组质粒，并将该基因整合至工程菌拟核DNA中，最终获得一株高产、无重组质粒的工程菌W14。分析无重组质粒工程菌的特点及在生产中的优势________（写出一条）。 （4）工程菌通过图1中代谢途径Ⅱ为合成色氨酸大量供能。将W14投入发酵罐进行发酵，同时监测温度、pH、溶氧量等指标，可将________作为自动补充葡萄糖的指标。 18. 学习以下材料，回答（1）~（5）题。 关闭豆荚“自爆开关”的机制 大豆豆荚内木质素的不对称分布可使豆荚壁产生扭转力，引发炸裂；豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚（图1），能增强结构稳定性，抑制豆荚炸裂。 以野生大豆与栽培大豆为亲本构建杂交后代群体，利用分子标记SSR，在16号染色体上锁定两个调控豆荚炸裂的关键基因：Sh与Pd。野生大豆与栽培大豆这两个基因部分序列如图2。Sh基因编码转录因子SH，调控靶基因表达；Pd基因参与调控木质素的不对称分布。在栽培大豆中分别过表达Sh或Pd基因，均可显著提高豆荚炸裂率。 A蛋白可促使豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚，推测转录因子SH可调控A基因表达。AD基因表达转录激活蛋白，将编码转录因子的基因与AD基因融合表达。当转录因子识别并结合靶基因启动子时，AD便发挥转录激活活性，启动基因表达。研究者制备表达载体（如表），将不同组合的载体共转化酵母菌，分1-5区涂布于添加显色底物的平板（图3）。若Lac基因表达，菌落呈蓝色。 载体编号 转入基因片段 a A基因启动子-Lac基因编码序列 b 组成型启动子-Sh-AD融合基因编码序列 c 组成型启动子-AD基因编码序列 d Lac基因编码序列 注：组成型启动子具有持续激活基因表达的活性 大豆群体遗传学分析显示：Sh与Pd基因调控通路相互独立，在人工驯化中被共同选择；栽培大豆中，两基因位点两侧均出现500~700 kb的“选择性清除”区域，即该区域核苷酸多样性显著降低。本研究阐明了人工驯化形成的栽培大豆抗炸裂性状的分子机制与进化规律，为豆科作物高产育种、种质资源保护与粮食安全保障提供理论支撑。 （1）图2中Sh基因突变的类型是碱基的____________。 （2）若SSR标记与抗炸裂基因____________，则该SSR在抗炸裂大豆植株群体中被高频检出。 （3）图3平板区域1转入的载体含有Lac基因且可表达，培养平板上不同区域菌落呈现颜色为____________，说明转录因子SH可结合A基因启动子。 （4）依据材料信息选择合适的选项，完善栽培大豆群体获得抗炸裂性状的机制。 A．Sh、Pd基因突变 B．sh和pd基因频率升高 C．Pd基因突变，使豆荚木质素不对称分布程度下降 D．sh无法抑制A基因启动子活性，A基因表达，豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚 ①__________②__________③__________ （5）结合“选择性清除”现象，从利弊两方面分析人工驯化对大豆种质资源的影响__________。 19. 硼原子俘获中子后释放射程极短的高能粒子，可精准杀伤单个细胞。硼中子俘获疗法（BNCT）是据此研发的新型肿瘤放疗技术。 （1）结直肠癌细胞具有____________的特点，因此对氨基酸等营养物质的需求量大，其细胞膜上的氨基酸转运蛋白的表达量显著____________正常细胞，BPA（含硼的氨基酸类似物）可通过该蛋白进入肿瘤细胞。 （2）将结直肠癌细胞植入小鼠皮下，构建肿瘤模型小鼠。对模型鼠进行X射线或BNCT处理（先静脉注射BPA，再对肿瘤部位进行中子照射），结果如图1。 ①肿瘤微环境中存在多种细胞，包含肿瘤细胞等非免疫细胞，以及____________等免疫细胞。 ②图1结果表明BNCT对肿瘤的治疗比传统X射线更具优势，体现在____________。 （3）研究者进行图2所示的肿瘤再激发实验。 图2中BNCT组-左侧没有肿瘤形成，原因是____________。 （4）BNCT处理后，肿瘤微环境中活化的细胞毒性T细胞比例显著增加。为验证细胞毒性T细胞在BNCT诱导的抗肿瘤免疫中的必要性，用抑制T细胞从淋巴器官迁出的药物处理小鼠，与对照组相比，药物处理组的肿瘤杀伤能力显著减弱。该实验能否达到实验目的？请说明理由____________。 20. 先天性全身多毛症是一种罕见的遗传病，患者表现为全身毛发过度生长。研究者对该病的致病机制进行了探索。 （1）现有一患病家系，连续三代中男女均有患者，推测此病最可能的遗传方式是____________。 （2）测序发现，该家系所有患者的17号染色体上均有一段约0.6 Mb的片段缺失，该缺失区域不包含与毛发生长相关的基因。为探究该缺失是否通过影响染色质空间构象而致病，研究者绘制了患者与健康人染色质三维构象图，部分结果如图1。 研究发现，患者皮肤成纤维细胞中K2基因表达量显著升高，结合图1解释原因____________。 （3）K2基因编码钾离子通道蛋白，在小鼠成纤维细胞中过表达人的K2基因，会降低膜电位。为探究成纤维细胞膜电位与毛发再生的关系，分别制备含K2基因、K2突变基因、N基因的病毒载体，进行图2实验，记录毛发完全再生时间。 K2突变基因编码的钾离子通道持续关闭；N基因编码的钠离子通道蛋白可以通过促进钠离子____________，升高膜电位。若结果为____________，说明降低成纤维细胞膜电位促进毛发再生。 （4）进一步研究发现，降低成纤维细胞膜电位会减少Ca2+内流。胞内Ca2+可调节Wnt信号通路。推测胞内Ca2+浓度降低可解除对Wnt信号通路的抑制，进而上调多种促毛发生长因子的表达。欲为此推测提供证据，合理的方案包括____________，并检测Wnt信号通路活性和促毛发生长因子的表达水平。 A. 分别制备K2基因过表达、N基因过表达的成纤维细胞 B. 用升高胞内Ca2+浓度的药物处理K2基因过表达细胞 C. 用Wnt信号通路抑制剂处理N基因过表达细胞 D. 用降低胞内Ca2+浓度的药物处理正常成纤维细胞 （5）另一患病家系17号染色体出现大片段的倒位，其致病机制与上述家系一致。综合两个家系的研究结果，概括不同染色体结构变异导致相同表型的原因____________。 21. 水稻起源于热带和亚热带，在其分布范围向北扩展的过程中，耐寒性逐渐形成。研究者对这一机制进行探究。 （1）在减数分裂过程中，水稻花粉母细胞中的染色体经历____________（写出两项）等行为，最终使成熟生殖细胞中的染色体数目减半。低温可影响上述行为，导致减数分裂异常，进而降低水稻产量。 （2）在减数分裂期对冷敏感粳稻品系K进行冷胁迫处理，选择子代中结实率最高的单株留种、播种，再次进行减数分裂期冷胁迫处理。三代处理后，获得耐寒（表现为高结实率）株系C。 ①C连续自交五代，其耐寒性状稳定遗传。将C与K杂交，F1在冷胁迫下表现为高结实率，说明耐寒性状为____________性状。 ②DNA测序结果显示，K和C中与耐寒性有关的基因序列无差异。比较在冷胁迫处理下K、C及F1中差异表达的基因，选择____________的基因，进一步检测DNA甲基化情况，鉴定出基因ACT1，C中该基因启动子区域的DNA甲基化水平显著降低。 ③利用基因编辑技术对K中ACT1基因启动子的高甲基化区域进行去甲基化，检测ACT1基因表达量（图1），并统计植株结实率，发现低温下二者呈正相关。 利用C继续进行实验，进一步证明了ACT1基因启动子甲基化水平的改变与其耐寒性相关。请在图2中补充相应实验处理和结果____________。 （3）低温诱导转录因子Dof1表达，Dof1可识别ACT1基因启动子中的特定序列。依据ACT1基因启动子序列制备DNA探针，进行图3实验。 图3结果表明____________。 （4）进一步研究发现，多代低温环境的持续刺激，通过下调DNA甲基转移酶的表达，导致ACT1基因启动子区域产生稳定可遗传的低甲基化修饰。因此，在我国北方地区，绝大部分水稻品种的ACT1基因启动子呈现低甲基化状态，而南方地区则相反。拉马克认为：“适应的形成都是由于用进废退和获得性遗传。”请结合本研究，辩证地评价该观点____________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $