精品解析：北京市房山区2026年高三年级第二次统一练习 生物学试卷

房山区2026年高三年级第二次综合练习 生物学 本试卷共10页，满分100分，考试时长90分钟。考生务必将答案填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 第一部分 一、选择题，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. 细胞代谢过程中，底物需要运输到反应场所。下列对应关系错误的是（ ） A. 氨基酸—核糖体 B. 核糖核苷酸—DNA复制部位 C. 丙酮酸—线粒体 D. ADP—叶绿体类囊体膜 2. 下图为植物细胞部分结构电子显微镜下照片，以下说法错误的是（ ） A. 在植物细胞中普遍存在 B. ①富含光合色素和酶 C. 与植物的能量转化有关 D. ②中能够合成蛋白质 3. 钙（Ca2+）是植物生长发育必需的矿质元素。下图为逆境时拟南芥根细胞Ca2+跨膜运输示意图，以下说法正确的是（ ） A. 逆境促进ICAs基因表达有利于Ca2+吸收 B. 根细胞通过ICAs吸收Ca2+需要消耗能量 C. Ca2+进入细胞和进入液泡的方式相同 D. Ca2+的跨膜运输体现了细胞膜具有流动性 4. 将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度（CT）下植株的光合速率，结果如图。以下推论正确的是（ ） A. CT植株和HT植株是发育状况基本相同的不同物种的植株 B. 在35℃时，二者CO2固定量无显著差异 C. 在50℃时，CT植株产生[H]的场所为叶绿体和线粒体 D. 在45℃时，HT植株光合和呼吸速率差值最大 5. 将某哺乳动物细胞在含3H标记的胸腺嘧啶类似物的培养液中短时培养后，转入普通培养液中继续培养，在不同时刻统计分裂期（M期）细胞中被标记细胞所占百分比，结果如图。下列分析正确的是（ ） A. 被标记细胞均处于G1期 B. 6h时大量被标记细胞进入M期 C. 曲线下降说明被标记细胞发生死亡 D. 该细胞的细胞周期约为12h 6. 先天性肌强直是由CLCN1基因突变导致的遗传病，该基因编码骨骼肌细胞膜上的氯离子通道蛋白。下图为该基因非模板链部分片段，相关叙述错误的是（ ） 野生型5’……CTC CTC CCG CCG ACC CTC CTC……3’ 突变体5’……CTC CTC CCG TCG ACC CTC CTC……3’ 终止密码子：UAA、UAG、UGA A. 突变个体的mRNA中对应密码子由CCG变为TCG B. 该突变未改变构成氯离子通道蛋白的氨基酸数目 C. 该突变可能导致氯离子通道蛋白空间结构改变 D. 有遗传病史家庭可在孕期通过基因检测辅助诊断该病 7. 果蝇的两对性状的遗传规律可通过下图杂交实验探究，下列相关分析错误的是（ ） A. 灰体和长刚毛均是显性性状 B. 2对相对性状遵循基因自由组合定律 C. 测交中F1个体能产生2种配子且比例为1∶1 D. 控制2对相对性状的基因位于常染色体上 8. 从生命系统统一性的角度分析，下列关于动植物激素的叙述，错误的是（ ） A. 都需要运输到作用部位 B. 都需要与受体结合传递信息 C. 都具有微量高效的特点 D. 都能为细胞代谢提供能量 9. 咖啡因的结构与腺苷相似，可与腺苷竞争结合突触后膜上的相应受体，从而影响腺苷的抑制效应，使人保持清醒。据此分析，下列叙述正确的是（ ） A. 腺苷由核糖、腺嘌呤、磷酸基团组成 B. 腺苷需进入突触后神经元才能发挥作用 C. 咖啡因可减弱腺苷对突触后神经元的抑制作用 D. 咖啡因与腺苷由于结合相同受体而增强抑制效应 10. 下列关于用红外相机监测野生动物的叙述，错误的是（ ） A. 用于精确计算种群密度 B. 用于调查群落中物种组成 C. 用于监测动物的活动节律 D. 用于监测动物的行为模式 11. 冬季鄱阳湖水位下降，浅滩露出，莲藕等水生植物为白鹤等越冬候鸟提供食物和栖息环境。下列叙述错误的是（ ） A. 鄱阳湖中全部生物构成一个群落 B. 白鹤冬季迁入会改变该群落的物种组成和种间关系 C. 莲藕、浮游植物、浮游动物在水中的分层体现群落的水平结构 D. 加强湿地保护有利于维护生物多样性 12. 家庭版水果酵素制作：将水果切碎、加糖，利用酵母菌、乳酸菌、醋酸菌依次进行发酵，先后出现酒味、酸味，最终得到酸性发酵液。下列相关叙述正确的是（ ） A. 整个发酵过程须持续通入氧气 B. 发酵过程中有机物的种类会减少 C. 产生酒味主要与乳酸菌的无氧呼吸有关 D. 酵母菌、乳酸菌、醋酸菌均能使发酵液pH下降 13. 种植转基因抗虫棉时，在棉田周围种植非转基因棉花或与其他作物混作，为棉铃虫提供“庇护所”。下列叙述错误的是（ ） A. 该策略可使敏感型棉铃虫存活，维持种群中敏感基因的比例 B. 目的是减缓棉铃虫种群抗性基因频率增加的速率 C. 种植非转基因棉花会提高害虫抗性基因的突变率 D. 该措施体现了生物多样性在农业生产中的应用价值 14. 某研究小组利用品种1（2N=28）和品种2（2N=40）的两个鸢尾属远缘种为亲本，通过植物体细胞杂交技术，培育出了结实率高、观赏性和适应性更强的品种3，如图所示。下列相关叙述错误的是（ ） A. 过程①需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 B. 过程②可用灭活病毒诱导 C. ④和⑤需要植物激素的调控 D. 培育品种3的过程中发生了染色体变异 15. 下列实验中，实验现象可直接用肉眼观察的是（ ） A. 洋葱根尖细胞有丝分裂 B. 黑藻叶片中叶绿体的流动 C. 洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离与复原 D. 绿叶中色素层析形成的色素带 第二部分 二、非选择题，本部分共6题，共70分。 16. 老年Ⅱ型糖尿病患者在进行降糖治疗期间，若进食延迟或运动量过大，易发生低血糖。 表1该患者在正常状态、低血糖时及恢复后部分检测结果 检测时期 促甲状腺激素 （mIU/L） 游离甲状腺素 （pmol/L） 认知功能评分 大脑组织葡萄糖相对浓度 脑糖/外周血糖比值 正常状态 2.6 15.2 28 1 0.2~0.3 低血糖时 1.7 12.8 24 0.6 1.0 恢复后 2.3 14.6 27 0.9 0.25 （1）据图1可知，该患者在当日11：00时血糖浓度为3.2mmol/L，明显低于_____，导致低血糖，机体通过_____（填“交感”或“副交感”）神经-肾上腺髓质系统快速反应，引起心慌、多汗、手抖等症状，发出警报信号；同时_____分泌增加升高血糖。 （2）据图1和表1分析，老年Ⅱ型糖尿病患者血糖过低会导致认知水平下降，原因可能有_____。 A. 脑部供能不足 B. 新陈代谢速率下降 C. 促甲状腺激素释放激素水平高 （3）早期低血糖时，机体会主动抑制_____轴的负反馈调节机制，据表1分析依据是_____。 （4）表1数据表明，低血糖时脑糖/外周血糖比值上升，这是机体处于“能量危机”时启动的一种保护机制，从进化与适应角度分析该机制的生物学意义_____。 17. 学习以下材料，回答下面小题。 基于向日葵孤雌生殖的双单倍体育种技术 现代植物育种机构多利用异常的生殖模式加速作物改良。双单倍体育种能够使新的重组单倍型快速实现纯合状态，大幅加速育种效率，但开发双单倍体的主要障碍是实现单倍体诱导。 研究发现，抑制花粉磷脂酶活性，去雄的二倍体向日葵能够自发形成孤雌生殖的单倍体种子。而全光谱高强度的补光可进一步提高孤雌生殖频率，每个花盘可获得数百颗单倍体种子。利用流式细胞术的倍性分析，确定单倍体，如图1所示。 单倍体向日葵种子的土壤萌发率较低，约40%的单倍体种子能在土壤中萌发，但其中约一半的幼苗发育异常。单倍体植株叶片较小，气孔与普通二倍体幼苗差异明显（图2）。在培养基中离体培养时，萌发率可提高至46%-55%，并且通过添加细胞分裂素可以修复部分异常幼苗，使其恢复正常生长。选择正常生长的幼苗进行切段处理，获得双单倍体（图3）。 借助上述方法，将向日葵自交系选育周期从6年以上缩短至10个月。 本研究用补充光照、化学去雄和基因组加倍来构建一个基于向日葵孤雌生殖的双单倍体平台，为其他作物的遗传改良提供了新的思路。 （1）正常情况下，向日葵通过双受精进行有性生殖，受精卵经_____发育为胚，而诱导孤雌生殖的单倍体时，_____发育为胚进而发育为种子。 （2）据图1成功获取单倍体的依据是_____，图2提供了_____水平的证据。 （3）由孤雌生殖获得的单倍体向日葵通常高度不育，请解释其原因_____。 （4）结合双单倍体育种流程分析（不考虑突变），以下说法正确的是_____。 A. 阶段一获得的幼苗遗传组成相同 B. 阶段二切段会经历脱分化、再分化阶段 C. 阶段三发生了染色体数目变异 D. 阶段三获得的双单倍体幼苗可能是杂合子 （5）你是否支持将调控孤雌生殖的基因导入其他作物进行育种，说明理由_____（写出2点）。 18. 病毒相关信号可诱导鼻黏膜上皮细胞释放囊泡（EVs）。EVs既可直接结合病毒，也可将囊泡内的miRNA递送给邻近细胞，抑制病毒增殖，从而增强局部抗病毒能力。 （1）鼻黏膜上皮细胞产生的EVs通过_____方式释放，可防御多种病原体，属于_____免疫。 （2）TLR3是鼻黏膜上皮细胞膜上的一种受体，能识别病毒中相关分子，是免疫系统的“侦察兵”和“警报器”；IRF3是抗病毒天然免疫过程中的关键转录因子；PIC是化学合成的双链RNA类似物，无感染和复制能力，可模拟病毒RNA．科研人员用PIC处理体外培养的鼻黏膜上皮细胞，实验处理及结果如图1。 ①鼻黏膜上皮细胞需要在含_____的培养箱中培养；PIC模拟病毒RNA，其优势是_____。 ②据图1结果推测，鼻黏膜上皮细胞_____；该信号通路_____（填“是”或“不是”）鼻黏膜上皮细胞分泌EVs唯一通路。 （3）进一步研究发现，宿主细胞与EVs表面均富含可与病毒结合的受体LDLR，研究人员推测“EVs通过囊泡表面LDLR结合并防御病毒”。为验证这一推测，实验的主要步骤依次是①→_____→_____→⑤→_____→_____（选择序号并填入横线中）。 ①获得正常上皮细胞与敲低LDLR基因的上皮细胞②将两种细胞与流感病毒感染混合加入同一培养瓶中孵育③将两组细胞分别加入不同培养瓶后混合流感病毒孵育④离心，获得含有EVs的上清液⑤加入病毒，孵育一段时间⑥加入易感靶细胞，孵育一段时间⑦检测细胞对病毒的损伤程度⑧检测培养物中病毒的增殖量 （4）综合上述研究和图2信息，解释“天冷易感冒”原因_____。 19. 许多爬行动物的性别由孵化温度决定，红耳龟卵在温度低于26℃时全部发育为雄性，温度高于31℃时全部发育为雌性，研究者对温度决定性别机制进行研究。 （1）温度能作为_____调控爬行类动物的性别。 （2）D1基因是雄性性别决定基因，在一定条件下表达促进睾丸发育。K酶是一种去甲基化酶，据图1分析可知，K酶可通过促进D1基因的表达影响性别，理由是_____。 （3）为进一步确定K酶上游转录因子S3蛋白对K基因启动子的作用机理，进行图2、图3实验。 ①据图2所示，31℃_____（填“促进”或“抑制”）S3蛋白磷酸化过程。 ②用染色质免疫共沉淀技术检测S3蛋白、磷酸化S3蛋白与K基因启动子结合情况，结果如图3所示。 图3实验结果说明_____蛋白与RNA聚合酶_____结合K基因启动子，从而抑制K基因转录。 （4）结合上述研究成果，写出温度调控性别分化的机制_____。（从雌性和雄性两种性别决定机制任选其一，以未选择的条件为对照，在方框中以文字和箭头的形式作答）。 20. 有色稻米的花青素主要集中在外层组织，日常食用的精米在加工时会去掉这些外层结构，主要保留胚乳。野生型水稻的胚乳通常不含花青素，研究者欲培育在胚乳中积累花青素的“紫胚乳水稻”，进行如下操作（表1）。 表1 环节 信息 原因分析 野生型水稻胚乳中花青素调控及合成相关基因缺陷，多数花青素合成相关基因在胚乳中沉默或低表达。 改造策略 研究者选取调控基因和花青素合成相关基因，分别与_____①特异性启动子（P1）相连后导入水稻。 （1）研究过程中①处的结构是_____，将含目的基因的受体细胞培养成完整植株，该过程利用了植物细胞的_____。 （2）对黑稻、野生型和转基因水稻相关指标进行检测（图1、图2）。 ①写出已获得“紫胚乳水稻”器官水平的证据，_____。 ②图2支持“紫胚乳”性状的形成，请说明理由，_____。 （3）潮霉素抗性基因（HPT）可用于筛选转基因植株，为避免标记基因的影响，科研人员设计了“无标记基因”自动获得策略，T2代可获得无HPT植株，请在图3中标出相关表达载体元件（P1、P2、x）_____。 ①Cre酶基因：源自噬菌体，其编码的酶进入细胞核后作用于x，导致两个x间的DNA片段丢失； ②花粉特异性启动子P2 21. 野生山羊草（AK）的细胞质在某些普通小麦中会引起完全或严重的雄性不育，在杂交小麦育种中具有应用前景。已有研究表明，育性恢复基因Rf位于1B染色体短臂上，但具体位置未知。 （1）野生山羊草控制不育性状的细胞质遗传物质可能位于_____中，雄性不育系在杂交育种工程中的意义是_____。 （2）①以野生山羊草和普通小麦“中国春”为亲本进行连续杂交，获得异质“中国春”。过程如图1过程I。异质“中国春”具有_____的基因。 ②利用图1中过程Ⅱ获得了8个在1B染色体短臂上具有不同缺失的缺失系，标记为1B-1、1B-2…1B-8，结果如图2所示。以异质“中国春”单体1B为母本（仅含有一条1B染色体），分别与8个缺失系杂交，F1结果如表1所示。 表1 F1中1B染色体组成 雄性育性 1B-4+1B 完全可育 1B-1/2/3/5/6/7/8+1B 部分可育 仅1B-4 部分可育 仅1B-1/2/3/5/6/7/8 不育 由此判断，育性恢复基因Rf位于1B染色体短臂的_____区段。 （3）从异质“中国春”鉴定出一个新的育性恢复基因Rf2，同样能恢复同一细胞质的不育性。为探究Rf2与Rf的位置关系，研究者进行如下实验。 ①研究者将两个纯合材料进行杂交： 材料甲：异质“中国春”（RfRf）（完全可育） 材料乙：异质“中国春”（Rf2Rf2）（完全可育） 若Rf2与Rf为同一基因，将F1自交得到的F2中，可育株与不育株的比例应为_____。 ②实际实验中，甲与乙杂交得到的F1全部可育。将F1自交，统计F2共130株，其中可育株122株，不育株8株。 请根据实际实验推测Rf2与Rf在染色体上的位置关系，并解释F2中可育株与不育株比例的原因_____。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 房山区2026年高三年级第二次综合练习 生物学 本试卷共10页，满分100分，考试时长90分钟。考生务必将答案填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 第一部分 一、选择题，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. 细胞代谢过程中，底物需要运输到反应场所。下列对应关系错误的是（ ） A. 氨基酸—核糖体 B. 核糖核苷酸—DNA复制部位 C. 丙酮酸—线粒体 D. ADP—叶绿体类囊体膜 【答案】B 【解析】 【详解】A、核糖体是蛋白质合成的场所，氨基酸是蛋白质的基本组成单位，A正确； B、DNA复制的原料是脱氧核糖核苷酸，核糖核苷酸是RNA合成的原料，B错误； C、有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，丙酮酸在细胞质基质生成后会运输到线粒体参与有氧呼吸第二阶段反应，C正确； D、叶绿体类囊体膜是光反应的场所，光反应过程会利用ADP和Pi合成ATP，因此ADP需要运输到类囊体膜作为反应底物，D正确。 2. 下图为植物细胞部分结构电子显微镜下照片，以下说法错误的是（ ） A. 在植物细胞中普遍存在 B. ①富含光合色素和酶 C. 与植物的能量转化有关 D. ②中能够合成蛋白质 【答案】A 【解析】 【详解】A、叶绿体仅存在于植物可进行光合作用的细胞（如叶肉细胞、幼茎皮层细胞）中，植物的根细胞、表皮细胞等不含叶绿体，并非在植物细胞中普遍存在，A错误； B、①是基粒，类囊体薄膜上分布有光合色素和与光反应有关的酶，是光反应的场所，B正确； C、叶绿体是光合作用的场所，可将光能转化为有机物中的稳定化学能，与植物的能量转化有关，C正确； D、②是叶绿体基质，叶绿体属于半自主性细胞器，基质中含有核糖体，可以合成部分自身所需的蛋白质，D正确。 3. 钙（Ca2+）是植物生长发育必需的矿质元素。下图为逆境时拟南芥根细胞Ca2+跨膜运输示意图，以下说法正确的是（ ） A. 逆境促进ICAs基因表达有利于Ca2+吸收 B. 根细胞通过ICAs吸收Ca2+需要消耗能量 C. Ca2+进入细胞和进入液泡的方式相同 D. Ca2+的跨膜运输体现了细胞膜具有流动性 【答案】A 【解析】 【详解】A、由图可知，逆境刺激根细胞膜上的受体后，经信号传导促进细胞核内ICAs基因表达，使细胞膜上ICAs数量增加，促进Ca2+顺浓度梯度进入细胞，有利于Ca2+吸收，A正确； B、Ca2+通过ICAs进入细胞内是顺浓度梯度，不消耗能量，B错误； C、Ca2+进入细胞为顺浓度梯度、需要ICAs协助的协助扩散，而Ca2+进入液泡是逆浓度梯度的主动运输，二者运输方式不同，C错误； D、Ca2+的跨膜运输需要特定蛋白质的协助，体现了细胞膜的选择透过性，D错误。 4. 将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度（CT）下植株的光合速率，结果如图。以下推论正确的是（ ） A. CT植株和HT植株是发育状况基本相同的不同物种的植株 B. 在35℃时，二者CO2固定量无显著差异 C. 在50℃时，CT植株产生[H]的场所为叶绿体和线粒体 D. 在45℃时，HT植株光合和呼吸速率差值最大 【答案】D 【解析】 【详解】A、题干说明实验材料为“某种植物”，CT和HT是发育状况基本相同的同一物种的不同植株，仅培养温度不同，A错误； B、CO2吸收速率代表净光合速率，而总光合速率=净光合速率+呼吸速率。由图可知35℃时两组植株的净光合速率相等，但呼吸速率未知，故35℃时二者CO2固定量（总光合速率）无法比较，B错误； C、50℃时CT植株净光合速率为0，光合速率等于呼吸速率，产生[H]的场所有叶绿体（光反应阶段）、细胞质基质（有氧呼吸第一阶段）、线粒体（有氧呼吸第二阶段），C错误； D、光合速率和呼吸速率的差值就是净光合速率，由图可知，HT植株净光合速率的峰值出现在约45℃时，D正确。 5. 将某哺乳动物细胞在含3H标记的胸腺嘧啶类似物的培养液中短时培养后，转入普通培养液中继续培养，在不同时刻统计分裂期（M期）细胞中被标记细胞所占百分比，结果如图。下列分析正确的是（ ） A. 被标记细胞均处于G1期 B. 6h时大量被标记细胞进入M期 C. 曲线下降说明被标记细胞发生死亡 D. 该细胞的细胞周期约为12h 【答案】B 【解析】 【详解】A、胸腺嘧啶脱氧核苷是DNA复制的原料之一，S期进行DNA的复制，用含3H标记的胸腺嘧啶类似物培养，S期的细胞会被标记，A错误； B、从图中可以看到，在6h左右，被标记的M期细胞百分比达到峰值，说明此时大量被标记细胞进入M期，B正确； C、纵坐标为分裂期（M期）细胞中被标记细胞所占百分比，曲线下降是因为被标记的细胞完成M期，进入下一个细胞周期的间期，并不是细胞死亡，C错误； D、细胞周期是从一次分裂完成到下一次分裂完成，包括G1期、S期、G2期、M期。从6h到18h为G2+M+G1时间，未含S期，所以细胞周期大于12h，D错误。 6. 先天性肌强直是由CLCN1基因突变导致的遗传病，该基因编码骨骼肌细胞膜上的氯离子通道蛋白。下图为该基因非模板链部分片段，相关叙述错误的是（ ） 野生型5’……CTC CTC CCG CCG ACC CTC CTC……3’ 突变体5’……CTC CTC CCG TCG ACC CTC CTC……3’ 终止密码子：UAA、UAG、UGA A. 突变个体的mRNA中对应密码子由CCG变为TCG B. 该突变未改变构成氯离子通道蛋白的氨基酸数目 C. 该突变可能导致氯离子通道蛋白空间结构改变 D. 有遗传病史家庭可在孕期通过基因检测辅助诊断该病 【答案】A 【解析】 【详解】A、基因的非模板链（编码链）序列与mRNA序列的区别仅为mRNA中用U替代DNA中的T，因此突变个体的mRNA中对应密码子应由CCG变为UCG，mRNA不含碱基T，不存在TCG序列，A错误； B、该突变对应的密码子由CCG变为UCG，二者均不属于题干给出的终止密码子，翻译不会提前终止，因此未改变氯离子通道蛋白的氨基酸数目，B正确； C、该突变导致氯离子通道蛋白对应位置的氨基酸种类发生改变，蛋白质的一级结构改变，可能进一步引起蛋白质的空间结构改变，C正确； D、该病为单基因遗传病，由CLCN1基因突变导致，有遗传病史的家庭可在孕期通过基因检测判断胎儿是否携带致病突变，辅助诊断该病，D正确。 7. 果蝇的两对性状的遗传规律可通过下图杂交实验探究，下列相关分析错误的是（ ） A. 灰体和长刚毛均是显性性状 B. 2对相对性状遵循基因自由组合定律 C. 测交中F1个体能产生2种配子且比例为1∶1 D. 控制2对相对性状的基因位于常染色体上 【答案】B 【解析】 【详解】A、根据P代中灰体长刚毛和黑檀体短刚毛杂交，F₁全为灰体长刚毛，可得出灰体和长刚毛均是显性性状，A正确； B、由测交后代只有两种表现型且比例为1:1，可知两对等位基因位于一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律，B错误； C、因为测交后代只有两种表现型且比例为1:1，所以F₁个体能产生2种配子且比例为1:1，C正确； D、由于测交后代的表现型及比例，可推断控制2对相对性状的基因位于常染色体上，D正确。 8. 从生命系统统一性的角度分析，下列关于动植物激素的叙述，错误的是（ ） A. 都需要运输到作用部位 B. 都需要与受体结合传递信息 C. 都具有微量高效的特点 D. 都能为细胞代谢提供能量 【答案】D 【解析】 【详解】A、动物激素通过体液运输至全身后作用于靶器官、靶细胞，植物激素从产生部位运输到作用部位发挥作用，二者都需要运输到作用部位，A正确； B、动植物激素均为信息分子，都需要与特异性受体结合后才能传递调节信息，B正确； C、动植物激素在生物体内含量极低，但调节作用极强，都具有微量高效的特点，C正确； D、激素仅起到调节生命活动的作用，属于信息分子，既不组成细胞结构，也不为细胞代谢提供能量，也不起催化作用，D错误。 9. 咖啡因的结构与腺苷相似，可与腺苷竞争结合突触后膜上的相应受体，从而影响腺苷的抑制效应，使人保持清醒。据此分析，下列叙述正确的是（ ） A. 腺苷由核糖、腺嘌呤、磷酸基团组成 B. 腺苷需进入突触后神经元才能发挥作用 C. 咖啡因可减弱腺苷对突触后神经元的抑制作用 D. 咖啡因与腺苷由于结合相同受体而增强抑制效应 【答案】C 【解析】 【详解】A、腺苷由腺嘌呤和核糖组成，不含磷酸基团，含有磷酸基团的是腺嘌呤核糖核苷酸，A错误； B、由题干可知，腺苷的受体位于突触后膜上，腺苷与膜上受体结合即可发挥作用，无需进入突触后神经元内部，B错误； C、咖啡因与腺苷竞争结合突触后膜上的相同受体，可减少腺苷与受体的结合，从而减弱腺苷对突触后神经元的抑制作用，使人保持清醒，C正确； D、咖啡因与腺苷结合相同受体后，并不会发挥腺苷的抑制效应，反而阻碍腺苷发挥作用，最终使抑制效应减弱，D错误。 10. 下列关于用红外相机监测野生动物的叙述，错误的是（ ） A. 用于精确计算种群密度 B. 用于调查群落中物种组成 C. 用于监测动物的活动节律 D. 用于监测动物的行为模式 【答案】A 【解析】 【详解】A、红外相机只能监测到调查区域内部分出现的野生动物，无法统计区域内该种动物的全部个体，因此无法精确计算种群密度，A错误； B、红外相机可拍摄记录调查区域内出现的不同物种，因此可用于调查群落的物种组成，B正确； C、红外相机可长时间不间断监测，记录不同时间点动物的活动情况，因此可用于监测动物的活动节律，C正确； D、红外相机拍摄的影像可记录动物的觅食、御敌、繁殖等各类行为，因此可用于监测动物的行为模式，D正确。 11. 冬季鄱阳湖水位下降，浅滩露出，莲藕等水生植物为白鹤等越冬候鸟提供食物和栖息环境。下列叙述错误的是（ ） A. 鄱阳湖中全部生物构成一个群落 B. 白鹤冬季迁入会改变该群落的物种组成和种间关系 C. 莲藕、浮游植物、浮游动物在水中的分层体现群落的水平结构 D. 加强湿地保护有利于维护生物多样性 【答案】C 【解析】 【详解】A、群落是指同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，鄱阳湖中全部生物符合群落的定义，A正确； B、白鹤冬季迁入该区域，会增加群落的物种丰富度，同时会与原有物种形成捕食、种间竞争等新的种间关系，因此会改变该群落的物种组成和种间关系，B正确； C、群落在垂直方向上的明显分层现象属于群落的垂直结构，莲藕、浮游植物、浮游动物在水中不同水层的分布是垂直方向的分层，体现的是群落的垂直结构而非水平结构，C错误； D、湿地可为多种生物提供食物和栖息环境，加强湿地保护能够减少人类活动对生物生存环境的破坏，有利于维护生物多样性，D正确。 12. 家庭版水果酵素制作：将水果切碎、加糖，利用酵母菌、乳酸菌、醋酸菌依次进行发酵，先后出现酒味、酸味，最终得到酸性发酵液。下列相关叙述正确的是（ ） A. 整个发酵过程须持续通入氧气 B. 发酵过程中有机物的种类会减少 C. 产生酒味主要与乳酸菌的无氧呼吸有关 D. 酵母菌、乳酸菌、醋酸菌均能使发酵液pH下降 【答案】D 【解析】 【详解】A、酵母菌无氧呼吸才能产生酒精，因此发酵产生酒味的阶段需要保持无氧环境，不能持续通入氧气，A错误； B、发酵过程中微生物会分解大分子有机物，产生多种小分子代谢产物，因此有机物的种类会增加，B错误； C、酒味是酵母菌无氧呼吸产生酒精导致的，乳酸菌无氧呼吸产物为乳酸，C错误； D、酵母菌呼吸作用产生的CO₂溶于水形成碳酸可使pH下降，乳酸菌代谢产生乳酸、醋酸菌代谢产生醋酸都可使发酵液pH下降，D正确。 13. 种植转基因抗虫棉时，在棉田周围种植非转基因棉花或与其他作物混作，为棉铃虫提供“庇护所”。下列叙述错误的是（ ） A. 该策略可使敏感型棉铃虫存活，维持种群中敏感基因的比例 B. 目的是减缓棉铃虫种群抗性基因频率增加的速率 C. 种植非转基因棉花会提高害虫抗性基因的突变率 D. 该措施体现了生物多样性在农业生产中的应用价值 【答案】C 【解析】 【详解】A、“庇护所”内的非转基因棉花不表达抗虫毒蛋白，敏感型棉铃虫可在此存活，能够维持种群中敏感基因的比例，A正确； B、若大面积单一种植转基因抗虫棉，会对棉铃虫产生高强度定向选择，导致抗性基因频率快速升高，设置“庇护所”可降低选择压力，减缓棉铃虫种群抗性基因频率上升的速率，B正确； C、基因突变具有低频性、随机性，突变率受内因及物理、化学、生物诱变因素影响，种植非转基因棉花不属于诱变因素，不会提高害虫抗性基因的突变率，C错误； D、该措施通过丰富农田的遗传多样性和物种多样性，减缓害虫抗药性进化，减少农药使用成本，体现了生物多样性在农业生产中的应用价值，D正确。 14. 某研究小组利用品种1（2N=28）和品种2（2N=40）的两个鸢尾属远缘种为亲本，通过植物体细胞杂交技术，培育出了结实率高、观赏性和适应性更强的品种3，如图所示。下列相关叙述错误的是（ ） A. 过程①需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 B. 过程②可用灭活病毒诱导 C. ④和⑤需要植物激素的调控 D. 培育品种3的过程中发生了染色体变异 【答案】B 【解析】 【详解】A、过程①是去除细胞壁获得原生质体的步骤，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，A正确； B、过程②是原生质体融合，诱导植物原生质体融合的方法有物理法（离心法、电融合等）和化学法（聚乙二醇诱导），灭活病毒是诱导动物细胞融合的特有方法，不能用于植物原生质体融合，B错误； C、④是脱分化过程、⑤是再分化过程，植物组织培养的脱分化和再分化阶段都需要生长素和细胞分裂素的调控，C正确； D、品种1染色体数为28，品种2染色体数为40，体细胞杂交得到的品种3的染色体数为两个亲本染色体数之和，发生了染色体数目变异，D正确。 15. 下列实验中，实验现象可直接用肉眼观察的是（ ） A. 洋葱根尖细胞有丝分裂 B. 黑藻叶片中叶绿体的流动 C. 洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离与复原 D. 绿叶中色素层析形成的色素带 【答案】D 【解析】 【详解】A、洋葱根尖细胞有丝分裂观察的是细胞内染色体的存在状态，属于细胞水平的结构，需要借助光学显微镜才能观察，无法用肉眼直接观测，A错误； B、黑藻叶片中叶绿体是细胞器，体积微小，其流动现象需要借助高倍光学显微镜观察，肉眼无法直接看到，B错误； C、洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离与复原是单个细胞的原生质层与细胞壁的分离/复位变化，属于细胞水平的现象，需要借助光学显微镜观察，肉眼无法直接观测，C错误； D、绿叶中色素经纸层析分离后，滤纸条上会形成四条颜色、宽度不同的宏观色素带，可直接用肉眼观察到，D正确。 第二部分 二、非选择题，本部分共6题，共70分。 16. 老年Ⅱ型糖尿病患者在进行降糖治疗期间，若进食延迟或运动量过大，易发生低血糖。 表1该患者在正常状态、低血糖时及恢复后部分检测结果 检测时期 促甲状腺激素 （mIU/L） 游离甲状腺素 （pmol/L） 认知功能评分 大脑组织葡萄糖相对浓度 脑糖/外周血糖比值 正常状态 2.6 15.2 28 1 0.2~0.3 低血糖时 1.7 12.8 24 0.6 1.0 恢复后 2.3 14.6 27 0.9 0.25 （1）据图1可知，该患者在当日11：00时血糖浓度为3.2mmol/L，明显低于_____，导致低血糖，机体通过_____（填“交感”或“副交感”）神经-肾上腺髓质系统快速反应，引起心慌、多汗、手抖等症状，发出警报信号；同时_____分泌增加升高血糖。 （2）据图1和表1分析，老年Ⅱ型糖尿病患者血糖过低会导致认知水平下降，原因可能有_____。 A. 脑部供能不足 B. 新陈代谢速率下降 C. 促甲状腺激素释放激素水平高 （3）早期低血糖时，机体会主动抑制_____轴的负反馈调节机制，据表1分析依据是_____。 （4）表1数据表明，低血糖时脑糖/外周血糖比值上升，这是机体处于“能量危机”时启动的一种保护机制，从进化与适应角度分析该机制的生物学意义_____。 【答案】（1） ①. 低血糖阈值（3.9 mmol/L） ②. 交感 ③. 胰高血糖素 （2）AB （3） ①. 下丘脑-垂体-甲状腺 ②. 促甲状腺激素和甲状腺素水平，低血糖时均低于正常状态组和恢复组 （4）降低全身基础代谢率，节约能量，优先保障大脑等重要器官的葡萄糖（能量）供应，这是长期自然选择形成的适应低糖环境的生存策略或体现了生物在资源匮乏时“保命优先”的进化适应策略 【解析】 【小问1详解】 正常人的血糖浓度为3.9~6.1 mmol/L，因此3.2 mmol/L明显低于低血糖阈值（3.9 mmol/L）。低血糖时，机体通过交感神经肾上腺髓质系统快速反应，释放肾上腺素，引起心慌、多汗、手抖等症状。同时，胰高血糖素分泌增加，促进肝糖原分解、非糖物质转化，升高血糖。 【小问2详解】 A、大脑几乎只能利用葡萄糖供能，血糖过低时大脑组织葡萄糖浓度下降，供能不足，导致认知功能下降，A正确； B、低血糖时，甲状腺激素水平降低，新陈代谢速率下降，脑部供能物质利用效率降低，也会影响认知，B正确； C、表中低血糖时促甲状腺激素（TSH）水平下降，说明下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素（TRH）水平降低，C错误。 【小问3详解】 早期低血糖时，机体会主动抑制下丘脑-垂体-甲状腺（HPT）轴的负反馈调节机制。依据是由表1数据可知，促甲状腺激素和甲状腺素水平，低血糖时均低于正常状态组和恢复组，说明低血糖抑制了HPT轴的分泌活动。 【小问4详解】 表1数据表明，低血糖时脑糖/外周血糖比值上升，这是机体处于“能量危机”时启动的一种保护机制，从进化与适应角度分析该机制的生物学意义是降低全身基础代谢率，节约能量，优先保障大脑等重要器官的葡萄糖（能量）供应，这是长期自然选择形成的适应低糖环境的生存策略或体现了生物在资源匮乏时“保命优先”的进化适应策略。 17. 学习以下材料，回答下面小题。 基于向日葵孤雌生殖的双单倍体育种技术 现代植物育种机构多利用异常的生殖模式加速作物改良。双单倍体育种能够使新的重组单倍型快速实现纯合状态，大幅加速育种效率，但开发双单倍体的主要障碍是实现单倍体诱导。 研究发现，抑制花粉磷脂酶活性，去雄的二倍体向日葵能够自发形成孤雌生殖的单倍体种子。而全光谱高强度的补光可进一步提高孤雌生殖频率，每个花盘可获得数百颗单倍体种子。利用流式细胞术的倍性分析，确定单倍体，如图1所示。 单倍体向日葵种子的土壤萌发率较低，约40%的单倍体种子能在土壤中萌发，但其中约一半的幼苗发育异常。单倍体植株叶片较小，气孔与普通二倍体幼苗差异明显（图2）。在培养基中离体培养时，萌发率可提高至46%-55%，并且通过添加细胞分裂素可以修复部分异常幼苗，使其恢复正常生长。选择正常生长的幼苗进行切段处理，获得双单倍体（图3）。 借助上述方法，将向日葵自交系选育周期从6年以上缩短至10个月。 本研究用补充光照、化学去雄和基因组加倍来构建一个基于向日葵孤雌生殖的双单倍体平台，为其他作物的遗传改良提供了新的思路。 （1）正常情况下，向日葵通过双受精进行有性生殖，受精卵经_____发育为胚，而诱导孤雌生殖的单倍体时，_____发育为胚进而发育为种子。 （2）据图1成功获取单倍体的依据是_____，图2提供了_____水平的证据。 （3）由孤雌生殖获得的单倍体向日葵通常高度不育，请解释其原因_____。 （4）结合双单倍体育种流程分析（不考虑突变），以下说法正确的是_____。 A. 阶段一获得的幼苗遗传组成相同 B. 阶段二切段会经历脱分化、再分化阶段 C. 阶段三发生了染色体数目变异 D. 阶段三获得的双单倍体幼苗可能是杂合子 （5）你是否支持将调控孤雌生殖的基因导入其他作物进行育种，说明理由_____（写出2点）。 【答案】（1） ①. 分裂（有丝分裂）和分化 ②. 卵细胞 （2） ①. 单倍体幼苗细胞内DNA含量为二倍体幼苗的一半 ②. 细胞 （3）二倍体向日葵的单倍体植株细胞中仅含1个染色体组，无同源染色体，减数分裂时无法正常联会，不能产生染色体数目正常的配子，导致不育 （4）BC （5）支持：理由：①大幅缩短育种周期，加速优良品种选育，提高育种效率②排除显隐性干扰，减少对传统杂交的依赖，节约人力物力 不支持：理由：①孤雌生殖可能降低种群遗传多样性②携带该基因的栽培种可能与野生近缘种杂交，发生基因逃逸，影响生态平衡 【解析】 【小问1详解】 受精卵发育成胚需要经历细胞分裂（有丝分裂）和细胞分化的过程。抑制花粉磷脂酶活性，去雄的二倍体向日葵只产生卵细胞，所以由卵细胞发育形成孤雌生殖的单倍体种子； 【小问2详解】 由图可知，单倍体叶片具有二倍体叶片一半的遗传物质；图2 对比单倍体植株和二倍体幼苗的保卫细胞的差异，属于细胞水平； 【小问3详解】 单倍体植株细胞中仅含1个染色体组，无同源染色体，减数分裂时无法正常联会，不能产生染色体数目正常的配子，导致不育 【小问4详解】 阶段一由单倍体种子经细胞分裂素处理恢复为正常幼苗，但单倍体种子是由未受精的卵细胞发育，其遗传物质并不相同，所以幼苗的遗传组成不一定相同，阶段二经脱分化、再分化可形成单倍体幼苗，阶段三经秋水仙素处理染色体数目加倍，即可得到纯合的双单倍体植株，该过程的变异属于染色体数目变异。 【小问5详解】 支持：理由：①大幅缩短育种周期，加速优良品种选育，提高育种效率②排除显隐性干扰，减少对传统杂交的依赖，节约人力物力 不支持：理由：①孤雌生殖可能降低种群遗传多样性②携带该基因的栽培种可能与野生近缘种杂交，发生基因逃逸，影响生态平衡。 18. 病毒相关信号可诱导鼻黏膜上皮细胞释放囊泡（EVs）。EVs既可直接结合病毒，也可将囊泡内的miRNA递送给邻近细胞，抑制病毒增殖，从而增强局部抗病毒能力。 （1）鼻黏膜上皮细胞产生的EVs通过_____方式释放，可防御多种病原体，属于_____免疫。 （2）TLR3是鼻黏膜上皮细胞膜上的一种受体，能识别病毒中相关分子，是免疫系统的“侦察兵”和“警报器”；IRF3是抗病毒天然免疫过程中的关键转录因子；PIC是化学合成的双链RNA类似物，无感染和复制能力，可模拟病毒RNA．科研人员用PIC处理体外培养的鼻黏膜上皮细胞，实验处理及结果如图1。 ①鼻黏膜上皮细胞需要在含_____的培养箱中培养；PIC模拟病毒RNA，其优势是_____。 ②据图1结果推测，鼻黏膜上皮细胞_____；该信号通路_____（填“是”或“不是”）鼻黏膜上皮细胞分泌EVs唯一通路。 （3）进一步研究发现，宿主细胞与EVs表面均富含可与病毒结合的受体LDLR，研究人员推测“EVs通过囊泡表面LDLR结合并防御病毒”。为验证这一推测，实验的主要步骤依次是①→_____→_____→⑤→_____→_____（选择序号并填入横线中）。 ①获得正常上皮细胞与敲低LDLR基因的上皮细胞②将两种细胞与流感病毒感染混合加入同一培养瓶中孵育③将两组细胞分别加入不同培养瓶后混合流感病毒孵育④离心，获得含有EVs的上清液⑤加入病毒，孵育一段时间⑥加入易感靶细胞，孵育一段时间⑦检测细胞对病毒的损伤程度⑧检测培养物中病毒的增殖量 （4）综合上述研究和图2信息，解释“天冷易感冒”原因_____。 【答案】（1） ①. 胞吐 ②. 非特异性 （2） ①. CO2 ②. 安全性高（更安全可控） ③. 由TLR3受体识别病毒RNA激活下游IRF3，从而驱动EVs大量分泌 ④. 不是 （3） ①. ③ ②. ④ ③. ⑥ ④. ⑧ （4）低温使鼻腔局部温度下降，病毒激活TLR3-IRF3信号通路能力下降，EVs分泌减少，EVs直接结合病毒及向邻近细胞递送miRNA能力减弱，因此鼻腔黏膜局部抗病毒能力下降 【解析】 【小问1详解】 鼻黏膜上皮细胞产生的EVs是囊泡，通过胞吐方式释放。因为EVs可防御多种病原体，不针对特定病原体，所以属于非特异性免疫。 【小问2详解】 ①动物细胞培养需要在含二氧化碳的培养箱中培养，以维持培养液的pH。PIC是化学合成的双链RNA类似物，无感染和复制能力，其优势是安全性高（更安全可控）。 ②据图1结果，用PIC处理后相关指标有变化，推测由TLR3受体识别病毒RNA激活下游IRF3，从而驱动EVs大量分泌；又因为不用PIC处理也有一定释放情况，所以该信号通路不是鼻黏膜上皮细胞分泌EVs唯一通路。 【小问3详解】 为验证“EVs通过囊泡表面LDLR结合并防御病毒”这一推测，实验步骤首先是①获得正常上皮细胞与敲低LDLR基因的上皮细胞；然后③将两组细胞分别加入不同培养瓶后混合流感病毒孵育；接着⑤加入病毒，孵育一段时间；再④离心，获得含有EVs的上清液；之后⑥加入易感靶细胞，孵育一段时间；最后⑧检测培养物中病毒的增殖量，所以顺序为①→③→⑤→④→⑥→⑧。 【小问4详解】 综合上述研究和图2信息，“天冷易感冒”的原因是低温使鼻腔局部温度下降，病毒激活TLR3-IRF3信号通路能力下降，EVs分泌减少，EVs直接结合病毒及向邻近细胞递送miRNA能力减弱，因此鼻腔黏膜局部抗病毒能力下降，所以天冷易感冒。 19. 许多爬行动物的性别由孵化温度决定，红耳龟卵在温度低于26℃时全部发育为雄性，温度高于31℃时全部发育为雌性，研究者对温度决定性别机制进行研究。 （1）温度能作为_____调控爬行类动物的性别。 （2）D1基因是雄性性别决定基因，在一定条件下表达促进睾丸发育。K酶是一种去甲基化酶，据图1分析可知，K酶可通过促进D1基因的表达影响性别，理由是_____。 （3）为进一步确定K酶上游转录因子S3蛋白对K基因启动子的作用机理，进行图2、图3实验。 ①据图2所示，31℃_____（填“促进”或“抑制”）S3蛋白磷酸化过程。 ②用染色质免疫共沉淀技术检测S3蛋白、磷酸化S3蛋白与K基因启动子结合情况，结果如图3所示。 图3实验结果说明_____蛋白与RNA聚合酶_____结合K基因启动子，从而抑制K基因转录。 （4）结合上述研究成果，写出温度调控性别分化的机制_____。（从雌性和雄性两种性别决定机制任选其一，以未选择的条件为对照，在方框中以文字和箭头的形式作答）。 【答案】（1）环境信号 （2）在各发育阶段中，与对照组相比，RNAi处理组中D1基因表达量明显降低，说明K酶被抑制会导致D1基因表达下降，表明K酶对D1基因的表达具有促进作用 （3） ①. 促进 ②. 磷酸化S3 ③. 竞争 （4） 26℃（雄性）条件下的调控路径为：26°C→S3磷酸化减弱→磷酸化S3结合K基因启动子减弱→竞争性抑制(或阻碍)RNA聚合酶识别/结合能力弱→K基因转录上升→K酶表达上升→D1基因甲基化被去除→D1表达增多→雄性发育。（或31℃（雌性）条件下的调控路径：31°C(高温)→S3磷酸化增多→磷酸化S3结合K基因启动子增强→竞争性抑制(或阻碍)RNA聚合酶识别/结合→K基因转录下降→K酶表达减少→D1基因甲基化未被去除→D1表达减少→雌性发育。） 【解析】 【小问1详解】 温度可以作为外界环境信号调控爬行类动物的性别，因为红耳龟的性别由孵化温度决定，温度属于外界的环境信号。 【小问2详解】 从图1可以看出，在各发育阶段中，与对照组相比，RNAi处理组中D1基因表达量明显降低，说明K酶被抑制会导致D1基因表达下降，表明K酶对D1基因的表达具有促进作用。 【小问3详解】 ① 图2中，31℃（雌性温度）下磷酸化S3蛋白的条带比26℃（雄性温度）更亮，说明31℃促进S3蛋白磷酸化过程。 ②由图3的染色质免疫共沉淀结果可知，31℃下，与K基因启动子结合的S3蛋白（或磷酸化S3蛋白）的量远高于26℃；磷酸化的S3蛋白与K基因启动子结合后，会阻碍RNA聚合酶与启动子的结合，从而抑制K基因的转录。 因此，实验结果说明磷酸化S3蛋白与RNA聚合酶竞争结合K基因启动子，从而抑制K基因转录。 【小问4详解】 26℃（雄性）条件下的调控路径为：26°C→S3磷酸化减弱→磷酸化S3结合K基因启动子减弱→竞争性抑制(或阻碍)RNA聚合酶识别/结合能力弱→K基因转录上升→K酶表达上升→D1基因甲基化被去除→D1表达增多→雄性发育。（或31℃（雌性）条件下的调控路径：31°C(高温)→S3磷酸化增多→磷酸化S3结合K基因启动子增强→竞争性抑制(或阻碍)RNA聚合酶识别/结合→K基因转录下降→K酶表达减少→D1基因甲基化未被去除→D1表达减少→雌性发育。） 20. 有色稻米的花青素主要集中在外层组织，日常食用的精米在加工时会去掉这些外层结构，主要保留胚乳。野生型水稻的胚乳通常不含花青素，研究者欲培育在胚乳中积累花青素的“紫胚乳水稻”，进行如下操作（表1）。 表1 环节 信息 原因分析 野生型水稻胚乳中花青素调控及合成相关基因缺陷，多数花青素合成相关基因在胚乳中沉默或低表达。 改造策略 研究者选取调控基因和花青素合成相关基因，分别与_____①特异性启动子（P1）相连后导入水稻。 （1）研究过程中①处的结构是_____，将含目的基因的受体细胞培养成完整植株，该过程利用了植物细胞的_____。 （2）对黑稻、野生型和转基因水稻相关指标进行检测（图1、图2）。 ①写出已获得“紫胚乳水稻”器官水平的证据，_____。 ②图2支持“紫胚乳”性状的形成，请说明理由，_____。 （3）潮霉素抗性基因（HPT）可用于筛选转基因植株，为避免标记基因的影响，科研人员设计了“无标记基因”自动获得策略，T2代可获得无HPT植株，请在图3中标出相关表达载体元件（P1、P2、x）_____。 ①Cre酶基因：源自噬菌体，其编码的酶进入细胞核后作用于x，导致两个x间的DNA片段丢失； ②花粉特异性启动子P2 【答案】（1） ①. 胚乳 ②. 全能性 （2） ①. 转基因水稻经精加工（去除种皮）后，胚乳仍呈深紫色或黑色，而野生型和黑稻精加工后胚乳为白色 ②. 与标准曲线对照，转基因水稻在15min和20min处分别出现C3G（紫红色）和P3G（蓝紫色）的特征吸收峰，而野生型无峰、黑稻精加工无峰；说明转基因水稻胚乳中合成了这两种主要花青素，从分子层面佐证了“紫胚乳”是由内源性色素积累所致，而非种皮色素导致 （3） 【解析】 【小问1详解】 要使目的基因只在胚乳中表达，需要将目的基因与胚乳特异性启动子连接；植物组织培养将转基因受体细胞培育为完整植株，原理是植物细胞具有全能性。 【小问2详解】 器官水平直接观察表型即可证明：黑稻和野生型水稻去掉外层种皮后，胚乳都为白色，只有转基因水稻去掉种皮后胚乳仍为紫色，直接获得紫胚乳表型证据。与标准曲线对照，有4条吸光度坐标曲线，发现转基因水稻在15min和20min处分别出现C3G（紫红色）和P3G（蓝紫色）的特征吸收峰，而野生型无峰、黑稻精加工无峰；说明转基因水稻胚乳中合成了这两种主要花青素，与种皮无关，从分子层面佐证了“紫胚乳”是由内源性色素积累所致，而非种皮色素导致。 【小问3详解】 该设计的逻辑是：需要保留目的基因，切除标记基因，因此： 1. 无启动子的目的基因需要胚乳特异性启动子P1驱动，因此P1放在目的基因上游； 2. 无启动子的Cre酶需要花粉特异性启动子P2驱动，仅在花粉中表达切除功能，因此P2放在Cre酶基因上游； 3. Cre酶会切除两个x之间的片段，因此将不需要的标记基因（HPT）放在两个x之间，目的基因和P1放在x外侧，Cre表达后即可切除标记，T2代可获得无HPT的紫胚乳水稻。 21. 野生山羊草（AK）的细胞质在某些普通小麦中会引起完全或严重的雄性不育，在杂交小麦育种中具有应用前景。已有研究表明，育性恢复基因Rf位于1B染色体短臂上，但具体位置未知。 （1）野生山羊草控制不育性状的细胞质遗传物质可能位于_____中，雄性不育系在杂交育种工程中的意义是_____。 （2）①以野生山羊草和普通小麦“中国春”为亲本进行连续杂交，获得异质“中国春”。过程如图1过程I。异质“中国春”具有_____的基因。 ②利用图1中过程Ⅱ获得了8个在1B染色体短臂上具有不同缺失的缺失系，标记为1B-1、1B-2…1B-8，结果如图2所示。以异质“中国春”单体1B为母本（仅含有一条1B染色体），分别与8个缺失系杂交，F1结果如表1所示。 表1 F1中1B染色体组成 雄性育性 1B-4+1B 完全可育 1B-1/2/3/5/6/7/8+1B 部分可育 仅1B-4 部分可育 仅1B-1/2/3/5/6/7/8 不育 由此判断，育性恢复基因Rf位于1B染色体短臂的_____区段。 （3）从异质“中国春”鉴定出一个新的育性恢复基因Rf2，同样能恢复同一细胞质的不育性。为探究Rf2与Rf的位置关系，研究者进行如下实验。 ①研究者将两个纯合材料进行杂交： 材料甲：异质“中国春”（RfRf）（完全可育） 材料乙：异质“中国春”（Rf2Rf2）（完全可育） 若Rf2与Rf为同一基因，将F1自交得到的F2中，可育株与不育株的比例应为_____。 ②实际实验中，甲与乙杂交得到的F1全部可育。将F1自交，统计F2共130株，其中可育株122株，不育株8株。 请根据实际实验推测Rf2与Rf在染色体上的位置关系，并解释F2中可育株与不育株比例的原因_____。 【答案】（1） ①. 线粒体、叶绿体 ②. 减少人工去雄带来的巨大工作量 （2） ①. 山羊草的细胞质和普通小麦“中国春”的细胞核 ②. 4-8 （3） ①. F₂中可育：不育株=1：0 ②. Rf₂与Rf两基因独立遗传（位于不同染色体或相距很远的同源染色体上），原因是：Rf2与Rf均为显性育性恢复基因，只要个体携带至少一个功能基因即可育，只有双隐性（rf/rf且rf2/rf2）才表现为不育。F₂中不育株比例约为1/16，符合两对独立基因的自由组合定律（可育∶不育≈15∶1）。 【解析】 【小问1详解】 细胞质遗传物质主要存在于叶绿体和线粒体中，所以野生山羊草控制不育性状的细胞质遗传物质可能位于叶绿体和线粒体中。 在杂交育种工程中，雄性不育系由于不能产生可育花粉，在杂交时可作为母本，不需要进行去雄操作，从而简化了杂交育种的步骤，故雄性不育系在杂交育种工程中的意义是减少人工去雄带来的巨大工作量。 【小问2详解】 ①以野生山羊草和普通小麦“中国春”为亲本进行连续杂交，获得的异质“中国春”应具有野生山羊草的细胞质和普通小麦“中国春”的细胞核，所以异质“中国春”具有野生山羊草的细胞质和普通小麦“中国春”的细胞核。 ②根据表1中F1的育性情况，当F1中1B染色体组成为1B-4+1B、1B-1/2/3/5/6/7/8+1B及仅1B-4时表现为可育，仅1B-1/2/3/5/6/7/8时表现为不育，由此判断，育性恢复基因Rf位于1B染色体短臂的4-8区段。 【小问3详解】 ①若Rf₂与Rf为同一基因，材料甲基因型为RfRf，材料乙基因型为Rf₂Rf₂，由于是同一基因，可认为材料乙基因型也为RfRf，二者杂交后F₁基因型为RfRf，F₁自交，根据基因分离定律，后代基因型全为RfRf，表现型及比例为可育株:不育株=1:0。 ②实际实验中，甲（RfRf）与乙（Rf₂Rf₂）杂交得到的F₁全部可育，F₁自交后F₂中可育株122株，不育株8株，接近15:1的比例，这符合基因的自由组合定律中双杂合子自交后代的比例情况，由此推测Rf₂与Rf两基因独立遗传（位于不同染色体或相距很远的同源染色体上）。原因是：Rf2与Rf均为显性育性恢复基因，只要个体携带至少一个功能基因即可育，只有双隐性（rf/rf且rf2/rf2）才表现为不育。F₂中不育株比例约为1/16，符合两对独立基因的自由组合定律（可育∶不育≈15∶1）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $