精品解析：2026届广东茂名市高三一模生物学

绝密★启用前 2026年茂名市高三年级第一次综合测试生物学试卷 试卷共8页，卷面满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。 4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。 一、选择题：本题共16小题，共40分。第1-12小题，每小题2分；第13-16小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 近岸海域因入海径流携带氮、磷等营养物质，引发局部海域富营养化，导致生态失衡。为缓解该问题，常种植红树林、秋茄等进行治理。该措施主要利用生物学的（ ） A. 物质循环 B. 生态位分化 C. 种间竞争 D. 生物富集 2. 微卫星DNA（如SSR）是一段简单多次串联重复的DNA序列，不同个体的SSR具有明显的差异。研究人员采集大熊猫粪便，通过分析其中的微卫星DNA分子标记来调查种群数量。下列关于该调查方法，叙述错误的是（ ） A. 涉及DNA提取和PCR扩增技术 B. 可用于调查大熊猫的性别比例 C. 可直接测定大熊猫的出生率和死亡率 D. 可用于野外大熊猫种群的长期监测 3. 个体发育过程中存在基因的选择性表达。下列细胞中不表达的基因是（ ） A. 神经细胞的甲状腺激素受体基因 B. 吞噬细胞的溶菌酶基因 C. 心肌细胞的ATP合成酶基因 D. 胰岛A细胞的胰岛素基因 4. 基孔肯雅热，是由基孔肯雅病毒（CHIKV）感染引起，经伊蚊叮咬传播的急性传染病。下列叙述正确的是（ ） A. 病毒蛋白在CHIKV的核糖体中合成 B. 伊蚊是基孔肯雅热的病原体，属于消费者 C. 释放绝育的雄蚊防治伊蚊，属于生物防治 D. 清除积水能直接消灭成蚊，阻断传播 5. 农业生物多样性控害技术能利用生物多样性的原理调控植物病虫害，减少农药使用。下列不属于该技术应用实例的是（ ） A. 设计“鱼-稻”共生立体农业模式，鱼类可以摄食稻田中的害虫、杂草等 B. 在果园中种植一些草本植物，为蚜、螨等害虫的天敌提供栖息和繁殖场所 C. 利用昆虫信息素干扰害虫交配，降低害虫的出生率 D. 抗虫植株和普通植株间作，以减缓害虫抗性基因频率升高 6. 荔枝不耐储存，果农常利用新鲜荔枝酿酒和醋。下列叙述正确的是（ ） A. 酿酒、醋所需的主要菌种均为厌氧型微生物 B. 若荔枝成熟度不够，则酿醋时会产生大量CO2 C. 发酵前通入无菌空气，不利于提高果酒产量 D. 荔枝果肉为微生物生长繁殖提供碳源、氮源 7. 沃森和克里克构建了DNA的双螺旋结构模型。下列研究成果不能为该模型提出奠定基础的是（ ） A. 查哥夫发现碱基A与T、G与C数量相等 B. 沃森和克里克提出的DNA半保留复制方式 C. DNA含有磷酸、脱氧核糖和四种碱基 D. 富兰克林拍摄的DNA X射线衍射图谱 8. 细胞凋亡存在两种途径。内源性途径是由细胞内DNA损伤、线粒体功能异常触发，导致细胞内稳态失衡，从而引发细胞凋亡。外源性途径是由细胞表面死亡受体与其信息分子结合时，将凋亡信号传递到细胞内，触发细胞凋亡。下列叙述正确的是（ ） A. 细胞凋亡时细胞膜快速破裂，释放内容物引发炎症以加速清除 B. 功能异常的线粒体能直接激活细胞表面死亡受体从而启动凋亡 C. 抑制内源性凋亡的蛋白，可能通过维持线粒体外膜完整减少凋亡分子释放 D. 内源性凋亡对机体是有利的，外源性凋亡是不利的 9. 某科研团队在研究普通小麦（6n=42）细胞分裂时得到细胞照片如图所示，其中上下每组细胞对应时期相同，下列叙述错误的是（ ） A. 取材部位可能为花药 B. 细胞装片制作流程为：解离-漂洗-染色-制片 C. 若为有丝分裂，推测a´中细胞发生了染色体变异 D. 若为减数分裂，则d和d´中细胞不含同源染色体 10. 某兴趣小组在校园劳动基地种植小番茄过程中，下列操作与对应的生物学原理匹配错误的是（ ） A. 定期松土——增加土壤透气性，促进根的有氧呼吸 B. 摘除顶芽——减少侧芽生长素合成，增加果枝数量 C. 清除杂草——减弱种间竞争，保障光照、水分等供给 D. 疏除过多幼果——减少果实间营养竞争，降低畸果率 11. 我国科学家在世界上首次完成全球首例猪肝脏移植到人体的手术。手术前，科学家对供体猪做基因编辑，敲除猪的3个抗原基因，过表达7个人类基因。下列叙述错误的是（ ） A. 敲除猪的3个抗原基因，可防止被B细胞直接攻击 B. 过表达7个人类基因，是为了降低免疫排斥反应 C. 术后使用免疫抑制剂，能提高移植肝脏的存活率 D. 该技术有助于解决器官移植中供体器官的短缺问题 12. 裸岩表面最先出现的生物是地衣，随着演替推进，地衣覆盖区域逐渐被苔藓占据，但地衣仍能在岩石缝隙等贫瘠环境中存活。下列叙述正确的是（ ） A. 上述过程属于次生演替 B. 苔藓与地衣间存在捕食关系 C. 地衣能在岩石缝隙存活是自然选择的结果 D. 地衣被取代说明地衣对环境的适应性弱于苔藓 13. NKAPL是γ-氨基丁酸（GABA）分解代谢中酶琥珀酸半醛脱氢酶（SSADH）的转录抑制因子。研究表明，内侧前额叶皮层中间抑制性神经元（mPFC）中的Nkapl基因缺失能引起突触间隙中GABA浓度降低，突触传递异常激活，导致小鼠的认知功能障碍。下列叙述错误的是（ ） A. GABA能抑制突触后神经元的活动 B. Nkapl基因缺失mPFC中的SSADH水平升高 C. 向突触间隙中补充NKAPL能提高GABA浓度 D. SSADH基因敲除利于Nkapl缺失小鼠的认知功能恢复 14. 为探究秋水仙素对香菜种子发芽率的影响，研究者开展相关实验，如图所示。下列分析错误的是（ ） A. 实验自变量是秋水仙素处理浓度和处理时间 B. 随着秋水仙素浓度增加，有效作用时间变短 C. 相对高浓度的秋水仙素长时间处理对香菜种子毒害最大 D. CK组在不同处理时间下的发芽率存在显著差异 15. 研究人员对乳糖操纵子进行改造后，阻遏蛋白结构能在蓝光调控下发生改变，如图所示。其中P为启动子，O为操纵基因，GFP为荧光蛋白基因。下列叙述正确的是（ ） A. 蓝光调控的原理是蓝光改变了阻遏蛋白的氨基酸排列顺序 B. 黑暗条件下阻遏蛋白与O结合，阻碍RNA聚合酶与P结合 C. 蓝光条件下阻遏蛋白与O结合更紧密，GFP基因表达正常 D. 在实际生产过程中，可将GFP基因换成某种目的蛋白基因 16. α-1-抗胰蛋白酶（AAT）缺乏症是一种单基因遗传病。PiM是正常的AAT基因，绝大多数正常人是PiM纯合子，基因型用PiMM表示。PiZZ个体内的AAT重度缺乏，PiSS个体内的AAT轻度缺乏，二者均出现AAT缺乏症。图是某患者家系图及部分成员基因检测结果示意图。下列叙述错误的是（ ） A. AAT缺乏症的遗传方式是常染色体隐性遗传 B. Ⅱ4的基因型是PiMS，Ⅲ2的致病基因来源于Ⅰ1或Ⅰ2 C. Ⅰ4的血清中AAT浓度大于Ⅱ3 D. Ⅲ3与PiMS女性所生正常孩子携带PiZ基因的概率是1/3 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 17. SBPase基因是调节植物生长的重要基因。为探究其对光合作用的影响，研究人员从速生杨中克隆SBPase基因，转化拟南芥获得超表达株系，并以野生型和矮化突变体为对照，开展了一系列实验，部分实验结果如下表。 样本 叶绿素含量 /（mg·L-1） SBPase酶活性 /（U·mL-1） RuBP含量 /（ng·mL-1） 淀粉含量 /（μg·g-1） 净光合速率 /（μmol·m-2·s-1） 甲 20 140 700 16 4 乙 25 200 900 50 10 丙 15 100 500 几乎检测不出 2 回答下列问题： （1）将SBPase基因表达载体导入拟南芥细胞常用的方法是____________。若要检测SBPase基因是否在拟南芥细胞中成功转录，常采用的技术是____________。 （2）结合表格数据，推测样本甲是____________拟南芥，设置该组的目的是____________。 （3）RuBP（C5）是卡尔文循环的核心底物。SBPase酶催化SBP转化为S-7-P，S-7-P进一步通过一系列反应最终生成RuBP。由表格数据可知，SBPase酶的活性与RuBP含量间存在正相关性。结合表格数据，推测SBPase基因在拟南芥光合作用中的作用是____________。 （4）为进一步验证SBPase基因的作用，请结合上述信息，还可增设一组实验处理_________，预测该组实验的各项指标变化情况：___________。 18. 糖尿病脑病（DE）是2型糖尿病（T2DM）的并发症，常伴随认知功能障碍，其发病与神经炎症、神经损伤等病理有关。研究发现，转录因子EB（TFEB）通过调节细胞自噬水平影响大脑小胶质细胞中NLRP3蛋白的含量，进而影响DE的病理过程。为探究相关机理，科学家以小鼠为材料开展了一系列实验，部分实验处理如下。 实验一：健康小鼠注射药物STZ（破坏胰岛B细胞），并饲喂高脂食物，十周后通过水迷宫实验检测小鼠认知行为，连续5天测量小鼠逃避潜伏期（与记忆力呈负相关），实验结果如图。 实验二：在高糖条件下培养小鼠离体小胶质细胞，通过高表达TFEB基因，使用3-MA干预，实验结果见下表。 组别 指标 自噬水平(L C3Ⅱ/LC3Ⅰ比值) 炎症水平(NLRP3蛋 白相对表达量) 认知功能(目标象 限停留时间/S) 对照组 1.0 1.0 55 T2DM模型组 0.4 3.1 22 T2DM+TFEB 高表达组 0.85 1.6 48 T2DM+TFEB 高表达+3-MA组 0.5 2.7 28 回答下列问题： （1）小鼠小胶质细胞活化后分泌的炎症因子，作为____________参与体液调节，通过体液运输，作用于____________细胞引发炎症。 （2）根据实验结果，分析实验一的目的是______________，图1中a、b组的处理分别是____________。为使实验一更具说服力，根据DE的病理特征，实验一还应补充的检测指标是____________。 （3）由表中数据可知，3-MA的作用是____________。结合“自噬—炎症—认知功能”的关联，阐述TFEB高表达改善DE小鼠认知功能的可能分子机制_____________。 19. 砷是矿区土壤中常见污染物，对周边生态环境和人体健康构成严重威胁。桑树根系旺盛，对土壤重金属具有较强的耐受和富集能力。为探索“边修复、边生产”的生态修复模式，研究人员在某砷污染矿区开展桑树品种选育研究，结果如图所示。 回答下列问题： （1）砷通过桑树根系细胞膜上的__________进入植物体，不同桑树品种对砷的耐受性差异，是长期__________的结果。 （2）据图分析，品种____________最适合在该矿区推广种植，判断的理由是____________。 （3）已知细胞中的砷含量越高，对细胞毒害越大。研究人员对上述G12、G62和Y120三个桑树品种进行模拟盆栽实验，测定修复相关指标结果如下表。据表分析，Y120的光合速率偏低的原因是_____________。 品种 根部砷含量/(mg·kg-1) 茎+叶砷含量/(mg·kg-1) 转运系数(TF) G12 2.87 2.81 1.04 G62 3.09 2.80 0.90 Y120 3.01 4.58 1.52 注：TF=植物地上部砷含量/根部砷含量。 （4）综合上述研究，团队提出在该矿区建立“桑树修复+蚕桑养殖”的生态工程模式。为确保该模式的长期生态安全，生产实践中还需要监测哪些指标？____________。（答出一点即可） 20. 玉米是我国重要粮食作物，其单株产量取决于穗粒数和粒重。研究人员对玉米选育中发现的籽粒发育缺陷突变体S开展了一系列研究。回答下列问题： （1）将小籽粒突变体S与另一品系的野生型R杂交，所得子代自交，选择其中小籽粒与野生型R进行回交，所得子代自交后，再次选择小籽粒与野生型R进行回交，多次重复上述过程得到小籽粒品系M。与突变体S和野生型R相比，小籽粒M的基因组成的特点是____________。 （2）为研究小籽粒的遗传特性，将植株M与野生型R杂交，结果如图。F2中同时出现正常籽粒和小籽粒的现象叫做____________。统计F2中正常籽粒和小籽粒的数量及比例，推测本实验研究的性状由____________对等位基因控制，遗传方式是____________。 （3）研究人员利用技术手段将植株M中籽粒发育缺陷突变基因定位到2号染色体的Indel4与Indel5之间，该区间存在编码细胞壁蔗糖转化酶Mn1基因。为进一步确认Mn1是控制突变性状的基因，研究人员将植株M与Mn1插入突变体杂交，观察F1籽粒表型。预期实验结果及结论是__________。 （4）测序发现，植株M中Mn1基因存在9 bp缺失，导致其编码的蛋白缺失第409～411位的3个氨基酸。细胞定位显示，突变蛋白仍定位于细胞壁，但蔗糖转化活性显著下降。推测该3个氨基酸缺失影响蛋白功能的可能机制是___________（答出1点即可）。 21. 水杨酸是工业废水中常见的污染物。我国科学家通过基因工程获得大肠杆菌工程菌，作为监测水体的“水杨酸生物传感器”（如图），为治理环境污染提供新思路。 回答下列问题： （1）如图展示了重组质粒部分结构，还缺少的必备元件有____________，为将含有nahR和mrfp基因的重组质粒转入大肠杆菌，需要先用Ca2+处理大肠杆菌，目的是____________。 （2）结合如图的表达调控系统，该工程菌对水杨酸动态监测的机制是____________。 （3）研究发现，水杨酸5-羟化酶（S5H）能将水杨酸催化为龙胆酸，龙胆酸可被大肠杆菌利用。由于上述工程菌仅能动态监测水杨酸，无法清除。请你对该工程菌进行进一步优化，以同时实现对水杨酸的监测和清除。____________ （4）工程菌在治理污染的同时，也可能会带来新的安全隐患。科学家将ccdA基因（表达抗毒蛋白）和ccdB基因（表达毒蛋白）构建新的重组质粒导入工程菌（如下图），以实现水杨酸完全降解后，工程菌启动“自毁”。图示中的A、B分别是____________基因。尝试描述该工程菌“自毁”机制。___________________ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绝密★启用前 2026年茂名市高三年级第一次综合测试生物学试卷 试卷共8页，卷面满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。 4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。 一、选择题：本题共16小题，共40分。第1-12小题，每小题2分；第13-16小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 近岸海域因入海径流携带氮、磷等营养物质，引发局部海域富营养化，导致生态失衡。为缓解该问题，常种植红树林、秋茄等进行治理。该措施主要利用生物学的（ ） A. 物质循环 B. 生态位分化 C. 种间竞争 D. 生物富集 【答案】A 【解析】 【详解】A、生态系统的物质循环是指N、P等组成生物体的元素在无机环境和生物群落之间循环往返，红树林、秋茄等植物可吸收水体中的氮、磷无机物，将其转化为自身的组成成分，从而降低水体氮磷浓度、缓解富营养化，该措施利用了物质循环原理，A正确； B、生态位分化是指不同物种在群落中占据不同的资源、空间、时间位置以降低种间竞争的现象，与题干中植物吸收氮磷的治理原理无关，B错误； C、种间竞争是不同物种争夺相同资源、空间的种间关系，该治理措施未利用种间竞争的原理，C错误； D、生物富集是指重金属、难降解农药等有害物质沿食物链积累、营养级越高生物体内浓度越高的现象，氮磷是营养物质，且该措施与生物富集无关，D错误。 2. 微卫星DNA（如SSR）是一段简单多次串联重复的DNA序列，不同个体的SSR具有明显的差异。研究人员采集大熊猫粪便，通过分析其中的微卫星DNA分子标记来调查种群数量。下列关于该调查方法，叙述错误的是（ ） A. 涉及DNA提取和PCR扩增技术 B. 可用于调查大熊猫的性别比例 C. 可直接测定大熊猫的出生率和死亡率 D. 可用于野外大熊猫种群的长期监测 【答案】C 【解析】 【详解】A、粪便中含有大熊猫脱落的细胞，首先需要提取细胞中的DNA，且提取的DNA含量较低，需通过PCR技术扩增目的SSR序列才能进行后续分析，A正确； B、大熊猫的性别由性染色体决定，性染色体上存在特异性的SSR序列，可通过分析SSR标记判断个体性别，进而调查种群的性别比例，B正确； C、出生率是指单位时间内新产生的个体数占种群总个体数的比率，死亡率是单位时间内死亡的个体数占种群总个体数的比率，SSR标记只能识别不同个体，统计种群个体数量，无法直接测定新出生和死亡的个体数，因此不能直接测定出生率和死亡率，C错误； D、该方法仅需采集大熊猫粪便，不会干扰大熊猫的正常生存，且不同个体SSR具有特异性，可长期重复调查统计种群数量变化，适合野外大熊猫种群的长期监测，D正确。 3. 个体发育过程中存在基因的选择性表达。下列细胞中不表达的基因是（ ） A. 神经细胞的甲状腺激素受体基因 B. 吞噬细胞的溶菌酶基因 C. 心肌细胞的ATP合成酶基因 D. 胰岛A细胞的胰岛素基因 【答案】D 【解析】 【详解】A、甲状腺激素几乎作用于全身所有细胞，神经细胞需要通过甲状腺激素受体识别甲状腺激素并接受其调节，因此甲状腺激素受体基因在神经细胞中表达，A不符合题意； B、吞噬细胞可合成、分泌溶菌酶参与非特异性免疫，因此溶菌酶基因在吞噬细胞中表达，B不符合题意； C、ATP是细胞生命活动的直接能源物质，ATP合成酶是所有活细胞合成ATP必需的酶，因此ATP合成酶基因在心肌细胞中表达，C不符合题意； D、胰岛素基因是奢侈基因，仅在胰岛B细胞中表达以合成胰岛素，胰岛A细胞的功能是合成胰高血糖素，其胰岛素基因不表达，D符合题意。 4. 基孔肯雅热，是由基孔肯雅病毒（CHIKV）感染引起，经伊蚊叮咬传播的急性传染病。下列叙述正确的是（ ） A. 病毒蛋白在CHIKV的核糖体中合成 B. 伊蚊是基孔肯雅热的病原体，属于消费者 C. 释放绝育的雄蚊防治伊蚊，属于生物防治 D. 清除积水能直接消灭成蚊，阻断传播 【答案】C 【解析】 【详解】A、病毒没有细胞结构，不含有核糖体，CHIKV的病毒蛋白需要在宿主细胞的核糖体中合成，A错误； B、基孔肯雅热的病原体是基孔肯雅病毒（CHIKV），伊蚊是该传染病的传播媒介，不属于病原体，B错误； C、释放绝育雄蚊可使伊蚊交配后无法产生后代，通过降低伊蚊出生率减少其种群数量，属于生物防治，C正确； D、伊蚊在积水中产卵、幼体在积水中发育，清除积水可消灭伊蚊的卵和幼体，不能直接消灭成蚊，D错误。 5. 农业生物多样性控害技术能利用生物多样性的原理调控植物病虫害，减少农药使用。下列不属于该技术应用实例的是（ ） A. 设计“鱼-稻”共生立体农业模式，鱼类可以摄食稻田中的害虫、杂草等 B. 在果园中种植一些草本植物，为蚜、螨等害虫的天敌提供栖息和繁殖场所 C. 利用昆虫信息素干扰害虫交配，降低害虫的出生率 D. 抗虫植株和普通植株间作，以减缓害虫抗性基因频率升高 【答案】C 【解析】 【详解】A、“鱼-稻”共生模式增加了农田生态系统的物种多样性，通过鱼类捕食害虫实现控害，属于该技术应用实例，A不符合题意； B、果园种植草本植物增加了物种多样性，为害虫天敌提供栖息和繁殖场所，借助天敌控制虫害，属于该技术应用实例，B不符合题意； C、利用昆虫信息素干扰害虫交配属于利用化学信息进行的生物防治，未利用生物多样性的相关原理，不属于该技术应用实例，C符合题意； D、抗虫植株和普通植株间作利用了作物的遗传多样性，可减缓害虫抗性基因频率升高，属于该技术应用实例，D不符合题意。 6. 荔枝不耐储存，果农常利用新鲜荔枝酿酒和醋。下列叙述正确的是（ ） A. 酿酒、醋所需的主要菌种均为厌氧型微生物 B. 若荔枝成熟度不够，则酿醋时会产生大量CO2 C. 发酵前通入无菌空气，不利于提高果酒产量 D. 荔枝果肉为微生物生长繁殖提供碳源、氮源 【答案】D 【解析】 【详解】A、酿酒的主要菌种是酵母菌，属于兼性厌氧型微生物；酿醋的主要菌种是醋酸菌，属于需氧型微生物，二者不都是厌氧型微生物，A错误； B、荔枝成熟度不够时含糖量低，酿醋阶段糖源不足，醋酸菌会将酒精转化为醋酸，该反应过程不产生大量CO2，B错误； C、果酒发酵前通入无菌空气，可促进酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，增加菌种数量，后续无氧发酵可产生更多酒精，有利于提高果酒产量，C错误； D、荔枝果肉含有糖类、蛋白质等营养物质，可为微生物的生长繁殖提供碳源、氮源等营养成分，D正确。 7. 沃森和克里克构建了DNA的双螺旋结构模型。下列研究成果不能为该模型提出奠定基础的是（ ） A. 查哥夫发现碱基A与T、G与C数量相等 B. 沃森和克里克提出的DNA半保留复制方式 C. DNA含有磷酸、脱氧核糖和四种碱基 D. 富兰克林拍摄的DNA X射线衍射图谱 【答案】B 【解析】 【详解】A。查哥夫发现的碱基A与T数量相等、G与C数量相等的规律，为双螺旋结构中碱基互补配对原则的提出提供了核心依据，能为模型构建奠定基础，A不符合题意； B。沃森和克里克是在成功构建DNA双螺旋结构模型之后，才基于双螺旋结构的特点提出DNA半保留复制的假说，半保留复制是双螺旋模型提出后的后续推论，不能为双螺旋模型的提出奠定基础，B符合题意； C。DNA含有磷酸、脱氧核糖和四种碱基是DNA的基本化学组成结论，是构建DNA结构模型的前提性基础，C不符合题意； D。富兰克林拍摄的DNA X射线衍射图谱直观反映了DNA的螺旋结构特征，为双螺旋结构的推断提供了关键结构证据，能为模型构建奠定基础，D不符合题意。 8. 细胞凋亡存在两种途径。内源性途径是由细胞内DNA损伤、线粒体功能异常触发，导致细胞内稳态失衡，从而引发细胞凋亡。外源性途径是由细胞表面死亡受体与其信息分子结合时，将凋亡信号传递到细胞内，触发细胞凋亡。下列叙述正确的是（ ） A. 细胞凋亡时细胞膜快速破裂，释放内容物引发炎症以加速清除 B. 功能异常的线粒体能直接激活细胞表面死亡受体从而启动凋亡 C. 抑制内源性凋亡的蛋白，可能通过维持线粒体外膜完整减少凋亡分子释放 D. 内源性凋亡对机体是有利的，外源性凋亡是不利的 【答案】C 【解析】 【详解】A、细胞凋亡是基因决定的细胞程序性死亡，凋亡过程中细胞膜会内陷形成凋亡小体，不会破裂释放内容物，也不会引发炎症，释放内容物引发炎症是细胞坏死的特征，A错误； B、由题干可知，功能异常的线粒体触发的是内源性凋亡途径，而细胞表面死亡受体激活属于外源性凋亡途径，线粒体位于细胞内部，无法直接激活细胞表面的死亡受体，B错误； C、内源性凋亡可由线粒体功能异常触发，若抑制内源性凋亡的蛋白维持线粒体外膜完整，就能减少线粒体内凋亡相关分子的释放，进而抑制细胞凋亡，C正确； D、细胞凋亡是正常的生命历程，无论内源性还是外源性凋亡，均对机体有利，例如被病原体感染的细胞通过外源性途径凋亡，可避免病原体在体内扩散，D错误。 9. 某科研团队在研究普通小麦（6n=42）细胞分裂时得到细胞照片如图所示，其中上下每组细胞对应时期相同，下列叙述错误的是（ ） A. 取材部位可能为花药 B. 细胞装片制作流程为：解离-漂洗-染色-制片 C. 若为有丝分裂，推测a´中细胞发生了染色体变异 D. 若为减数分裂，则d和d´中细胞不含同源染色体 【答案】D 【解析】 【详解】A、图示为减数分裂过程图，且c、d细胞中胞质均等分裂，说明取材部位可能为花药，A正确； B、在制作细胞装片时，需要先用盐酸解离，再用清水漂洗，然后用龙胆紫或醋酸洋红染色，最后制片，B正确； C、对比a和a'中的染色体，可以发生染色体的数目和形态发生了改变，说明若为有丝分裂，推测a´中细胞发生了染色体变异，C正确； D、若为减数分裂，小麦为六倍体生物，减数分裂形成的配子中含有同源染色体，即d和d´中细胞含同源染色体，D错误。 10. 某兴趣小组在校园劳动基地种植小番茄过程中，下列操作与对应的生物学原理匹配错误的是（ ） A. 定期松土——增加土壤透气性，促进根的有氧呼吸 B. 摘除顶芽——减少侧芽生长素合成，增加果枝数量 C. 清除杂草——减弱种间竞争，保障光照、水分等供给 D. 疏除过多幼果——减少果实间营养竞争，降低畸果率 【答案】B 【解析】 【详解】A、定期松土能增大土壤空隙，提升土壤含氧量，促进根细胞的有氧呼吸，有利于根吸收矿质元素，原理匹配正确，A不符合题意； B、摘除顶芽是解除顶端优势：顶芽产生的生长素极性运输到侧芽，使侧芽生长素浓度过高抑制生长，摘除顶芽后是减少了侧芽处生长素的来源，而非减少侧芽自身的生长素合成，原理匹配错误，B符合题意； C、杂草和小番茄是不同物种，存在种间竞争关系，会争夺光照、水分、无机盐等资源，清除杂草可减弱竞争，保障小番茄的资源供给，原理匹配正确，C不符合题意； D、幼果生长需要消耗大量营养，过多幼果会相互竞争营养，导致部分果实营养不足出现畸形，疏除过多幼果可减少营养竞争，降低畸果率，原理匹配正确，D不符合题意。 11. 我国科学家在世界上首次完成全球首例猪肝脏移植到人体的手术。手术前，科学家对供体猪做基因编辑，敲除猪的3个抗原基因，过表达7个人类基因。下列叙述错误的是（ ） A. 敲除猪的3个抗原基因，可防止被B细胞直接攻击 B. 过表达7个人类基因，是为了降低免疫排斥反应 C. 术后使用免疫抑制剂，能提高移植肝脏的存活率 D. 该技术有助于解决器官移植中供体器官的短缺问题 【答案】A 【解析】 【详解】A、器官移植的免疫排斥主要由细胞毒性T细胞介导，且B细胞不能直接攻击靶细胞，B细胞需增殖分化为浆细胞，通过产生抗体发挥免疫作用，敲除猪的抗原基因是为了降低细胞毒性T细胞的识别和攻击，A错误； B、过表达人类基因可使猪器官表达人类的相关蛋白，避免被人体免疫系统识别为外来异物，进而降低免疫排斥反应，B正确； C、术后使用免疫抑制剂可抑制人体免疫系统的功能，减弱免疫排斥反应，能提高移植肝脏的存活率，C正确； D、该技术可实现猪器官向人体的移植，扩大了器官供体的来源，有助于解决器官移植中供体器官短缺的问题，D正确。 12. 裸岩表面最先出现的生物是地衣，随着演替推进，地衣覆盖区域逐渐被苔藓占据，但地衣仍能在岩石缝隙等贫瘠环境中存活。下列叙述正确的是（ ） A. 上述过程属于次生演替 B. 苔藓与地衣间存在捕食关系 C. 地衣能在岩石缝隙存活是自然选择的结果 D. 地衣被取代说明地衣对环境的适应性弱于苔藓 【答案】C 【解析】 【详解】A、次生演替发生在原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物种子或其他繁殖体的区域，裸岩不存在土壤和原有植被的繁殖体，上述过程属于初生演替，A错误； B、苔藓和地衣共同争夺光照、生存空间等资源，二者为种间竞争关系，不存在捕食关系，B错误； C、地衣具备适应岩石缝隙贫瘠环境的特征，是长期自然选择的结果，C正确； D、该过程属于优势取代，仅说明苔藓在该区域的资源竞争能力强于地衣，地衣仍能在岩石缝隙存活，说明地衣对极端贫瘠环境的适应性更强，不能证明地衣的适应性整体弱于苔藓，D错误。 13. NKAPL是γ-氨基丁酸（GABA）分解代谢中酶琥珀酸半醛脱氢酶（SSADH）的转录抑制因子。研究表明，内侧前额叶皮层中间抑制性神经元（mPFC）中的Nkapl基因缺失能引起突触间隙中GABA浓度降低，突触传递异常激活，导致小鼠的认知功能障碍。下列叙述错误的是（ ） A. GABA能抑制突触后神经元的活动 B. Nkapl基因缺失mPFC中的SSADH水平升高 C. 向突触间隙中补充NKAPL能提高GABA浓度 D. SSADH基因敲除利于Nkapl缺失小鼠的认知功能恢复 【答案】C 【解析】 【详解】A、抑制性神经元（mPFC）中GABA浓度降低，突触传递异常激活，推断GABA是抑制性神经递质，可抑制突触后神经元的活动，A正确； B、由题干可知NKAPL是SSADH的转录抑制因子，Nkapl基因缺失后无法合成NKAPL，对SSADH转录的抑制作用解除，SSADH的合成量增加，因此mPFC中SSADH水平升高，B正确； C、NKAPL是转录抑制因子，在细胞内调控基因的转录过程，属于胞内功能蛋白，补充到突触间隙（细胞外环境）无法进入细胞发挥作用，不能提高GABA浓度，C错误； D、SSADH是GABA分解代谢的酶，敲除SSADH基因后GABA的分解减少，可缓解Nkapl缺失导致的突触间隙GABA浓度降低的问题，利于认知功能恢复，D正确。 14. 为探究秋水仙素对香菜种子发芽率的影响，研究者开展相关实验，如图所示。下列分析错误的是（ ） A. 实验自变量是秋水仙素处理浓度和处理时间 B. 随着秋水仙素浓度增加，有效作用时间变短 C. 相对高浓度的秋水仙素长时间处理对香菜种子毒害最大 D. CK组在不同处理时间下的发芽率存在显著差异 【答案】D 【解析】 【详解】A、实验横坐标为秋水仙素质量分数，不同柱形对应不同的处理时长，二者均是人为改变的变量，即该实验的自变量是秋水仙素处理浓度和处理时间，A正确； B、据图可知，秋水仙素浓度越高，较短的处理时间就可明显降低种子发芽率，说明其有效作用时间随浓度升高而变短，B正确； C、高浓度秋水仙素长时间处理时，种子发芽率为各组最低，说明该处理对香菜种子的毒害作用最大，C正确； D、标注规则为组间有不同字母才存在显著差异，若存在相同字母则无显著差异，CK组中2h组标注为ab、4h组标注为a，二者有共同字母a，说明这两个处理时间下发芽率无显著差异，D错误。 15. 研究人员对乳糖操纵子进行改造后，阻遏蛋白结构能在蓝光调控下发生改变，如图所示。其中P为启动子，O为操纵基因，GFP为荧光蛋白基因。下列叙述正确的是（ ） A. 蓝光调控的原理是蓝光改变了阻遏蛋白的氨基酸排列顺序 B. 黑暗条件下阻遏蛋白与O结合，阻碍RNA聚合酶与P结合 C. 蓝光条件下阻遏蛋白与O结合更紧密，GFP基因表达正常 D. 在实际生产过程中，可将GFP基因换成某种目的蛋白基因 【答案】D 【解析】 【详解】A、蓝光仅改变阻遏蛋白的空间结构，不会改变阻遏蛋白的氨基酸排列顺序，A错误； B、黑暗条件下，阻遏蛋白不结合操纵基因O，下游基因正常表达，不会阻碍RNA聚合酶与P结合，B错误； C、蓝光条件下阻遏蛋白构象改变，会与O结合紧密，阻碍RNA聚合酶与P结合，GFP基因无法正常表达，C错误； D、该系统是蓝光调控的基因表达系统，GFP是报告基因，实际生产中可将GFP替换为目的蛋白基因，实现蓝光调控目的基因的表达，D正确。 16. α-1-抗胰蛋白酶（AAT）缺乏症是一种单基因遗传病。PiM是正常的AAT基因，绝大多数正常人是PiM纯合子，基因型用PiMM表示。PiZZ个体内的AAT重度缺乏，PiSS个体内的AAT轻度缺乏，二者均出现AAT缺乏症。图是某患者家系图及部分成员基因检测结果示意图。下列叙述错误的是（ ） A. AAT缺乏症的遗传方式是常染色体隐性遗传 B. Ⅱ4的基因型是PiMS，Ⅲ2的致病基因来源于Ⅰ1或Ⅰ2 C. Ⅰ4的血清中AAT浓度大于Ⅱ3 D. Ⅲ3与PiMS女性所生正常孩子携带PiZ基因的概率是1/3 【答案】B 【解析】 【详解】A、Ⅰ1和Ⅰ2均表现正常，所生女儿Ⅱ3表现为患病，说明AAT缺乏症的遗传方式是常染色体隐性遗传，A正确； B、根据基因检测结果示意图可知Ⅱ3的基因型是PiZZ，Ⅲ2的基因型是PiZS，Ⅲ3的基因型是PiMZ，因此Ⅱ4的基因型是PiMS，Ⅲ2的致病基因PiZ来自Ⅱ3，致病基因PiS来自Ⅱ4，致病基因PiZ来自Ⅰ1或Ⅰ2，致病基因PiS来自Ⅰ3或Ⅰ4，B错误； C、Ⅰ4基因型为PiSS，Ⅱ3的基因型是PiZZ，PiZZ个体内的AAT重度缺乏，PiSS个体内的AAT轻度缺乏，因此Ⅰ4的血清中AAT浓度大于Ⅱ3，C正确； D、Ⅲ3的基因型是PiMZ，与PiMS女性婚配，所生的正常孩子基因型种类及比例为PiMM：PiMS：PiMZ=1:1:1，正常孩子携带PiZ基因的概率是1/3，D正确。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 17. SBPase基因是调节植物生长的重要基因。为探究其对光合作用的影响，研究人员从速生杨中克隆SBPase基因，转化拟南芥获得超表达株系，并以野生型和矮化突变体为对照，开展了一系列实验，部分实验结果如下表。 样本 叶绿素含量 /（mg·L-1） SBPase酶活性 /（U·mL-1） RuBP含量 /（ng·mL-1） 淀粉含量 /（μg·g-1） 净光合速率 /（μmol·m-2·s-1） 甲 20 140 700 16 4 乙 25 200 900 50 10 丙 15 100 500 几乎检测不出 2 回答下列问题： （1）将SBPase基因表达载体导入拟南芥细胞常用的方法是____________。若要检测SBPase基因是否在拟南芥细胞中成功转录，常采用的技术是____________。 （2）结合表格数据，推测样本甲是____________拟南芥，设置该组的目的是____________。 （3）RuBP（C5）是卡尔文循环的核心底物。SBPase酶催化SBP转化为S-7-P，S-7-P进一步通过一系列反应最终生成RuBP。由表格数据可知，SBPase酶的活性与RuBP含量间存在正相关性。结合表格数据，推测SBPase基因在拟南芥光合作用中的作用是____________。 （4）为进一步验证SBPase基因的作用，请结合上述信息，还可增设一组实验处理_________，预测该组实验的各项指标变化情况：___________。 【答案】（1） ①. 农杆菌转化法 ②. 核酸分子杂交技术（分子杂交技术） （2） ①. 野生型 ②. 作为对照 （3）提高叶绿素含量，促进光反应；同时提高SBPase酶活性，增加RuBP含量，促进卡尔文循环（暗反应），最终提高净光合速率，促进有机物（淀粉）的合成与积累 （4） ①. 将SBPase基因导入矮化突变体，获得转基因株系 ②. 各项指标均高于原矮化突变体，恢复至接近（或高于）野生型水平 【解析】 【小问1详解】 基因工程中，将目的基因表达载体导入植物细胞最常用的方法是农杆菌转化法；检测目的基因是否成功转录出mRNA，常用核酸分子杂交技术。 【小问2详解】 本实验共三种材料：SBPase超表达株系、野生型、矮化突变体。表格中乙各项指标最高（超表达株系），丙各项指标最低（矮化突变体），甲指标介于二者之间，因此甲为野生型；设置野生型组的作用是作为对照，用于对比分析SBPase基因的功能。 【小问3详解】 结合表格数据和题干信息：SBPase活性越高，叶绿素含量越高、RuBP含量越高，最终净光合速率和淀粉含量越高，因此推断SBPase基因一方面通过提高叶绿素含量促进光反应，另一方面通过促进RuBP生成加快暗反应，最终提高光合速率，促进有机物积累。 【小问4详解】 现有实验仅对比了天然的突变体、野生型、超表达株系，可补充互补验证实验：对功能缺失的矮化突变体导入SBPase基因，观察性状是否恢复；若SBPase基因的作用成立，该转基因株系的各项指标会明显高于原矮化突变体，恢复到接近野生型的水平。 18. 糖尿病脑病（DE）是2型糖尿病（T2DM）的并发症，常伴随认知功能障碍，其发病与神经炎症、神经损伤等病理有关。研究发现，转录因子EB（TFEB）通过调节细胞自噬水平影响大脑小胶质细胞中NLRP3蛋白的含量，进而影响DE的病理过程。为探究相关机理，科学家以小鼠为材料开展了一系列实验，部分实验处理如下。 实验一：健康小鼠注射药物STZ（破坏胰岛B细胞），并饲喂高脂食物，十周后通过水迷宫实验检测小鼠认知行为，连续5天测量小鼠逃避潜伏期（与记忆力呈负相关），实验结果如图。 实验二：在高糖条件下培养小鼠离体小胶质细胞，通过高表达TFEB基因，使用3-MA干预，实验结果见下表。 组别 指标 自噬水平(L C3Ⅱ/LC3Ⅰ比值) 炎症水平(NLRP3蛋 白相对表达量) 认知功能(目标象 限停留时间/S) 对照组 1.0 1.0 55 T2DM模型组 0.4 3.1 22 T2DM+TFEB 高表达组 0.85 1.6 48 T2DM+TFEB 高表达+3-MA组 0.5 2.7 28 回答下列问题： （1）小鼠小胶质细胞活化后分泌的炎症因子，作为____________参与体液调节，通过体液运输，作用于____________细胞引发炎症。 （2）根据实验结果，分析实验一的目的是______________，图1中a、b组的处理分别是____________。为使实验一更具说服力，根据DE的病理特征，实验一还应补充的检测指标是____________。 （3）由表中数据可知，3-MA的作用是____________。结合“自噬—炎症—认知功能”的关联，阐述TFEB高表达改善DE小鼠认知功能的可能分子机制_____________。 【答案】（1） ①. 信号分子 ②. 靶细胞或靶器官 （2） ①. 构建T2DM 模型小鼠，并检测模型小鼠是否成功构建 ②. a组注射药物 STZ，饲喂高脂食物；b 组注射等量生理盐水，饲喂等量普通食物 ③. 观察脑神经的损伤和炎症程度 （3） ①. 削弱 TFEB 的增强自噬，进而降解 NLRP3 蛋白的效果 ②. TFEB 高表达通过提高LC3Ⅱ/LC3I 比值，来降低 NLRP3 蛋白相对表达量，NLRP3 炎症蛋白降解减少，与导致神经炎症减轻，DE小鼠的认知功能恢复 【解析】 【小问1详解】 小鼠小胶质细胞活化后分泌的炎症因子，作为信号分子参与体液调节。已知糖尿病脑病（DE）是2型糖尿病（T2DM）的并发症，常伴随认知功能障碍，其发病与神经炎症、神经损伤等病理有关。因此炎症因子通过体液运输，作用于靶细胞或靶器官引发炎症。 【小问2详解】 健康小鼠注射药物STZ（破坏胰岛B细胞），胰岛素分泌减少，血糖浓度升高，因此根据实验结果，分析实验一的目的是构建T2DM 模型小鼠，并检测模型小鼠是否成功构建。已知糖尿病脑病（DE）是2型糖尿病（T2DM）的并发症，常伴随认知功能障碍，其发病与神经炎症、神经损伤等病理有关。小鼠逃避潜伏期与记忆力呈负相关，相比曲线a，曲线b的逃避潜伏期时间短，说明记忆力强，因此图1中a、b组的处理分别是a组注射药物 STZ，饲喂高脂食物；b 组注射等量生理盐水，饲喂等量普通食物。为使实验一更具说服力，根据DE的病理特征，实验一还应补充的检测指标是观察脑神经的损伤和炎症程度。 【小问3详解】 对比T2DM+TFEB高表达组，T2DM+TFEB高表达组+3-MA组自噬水平降低，炎症水平升高，认知功能减弱，说明3-MA的作用是削弱 TFEB 的增强自噬，进而降解 NLRP3 蛋白的效果。结合上述分析，结合“自噬—炎症—认知功能”的关联，TFEB高表达改善DE小鼠认知功能的可能分子机制是TFEB 高表达通过提高LC3Ⅱ/LC3I 比值，来降低 NLRP3 蛋白相对表达量，NLRP3 炎症蛋白降解减少，与导致神经炎症减轻，DE小鼠的认知功能恢复。 19. 砷是矿区土壤中常见污染物，对周边生态环境和人体健康构成严重威胁。桑树根系旺盛，对土壤重金属具有较强的耐受和富集能力。为探索“边修复、边生产”的生态修复模式，研究人员在某砷污染矿区开展桑树品种选育研究，结果如图所示。 回答下列问题： （1）砷通过桑树根系细胞膜上的__________进入植物体，不同桑树品种对砷的耐受性差异，是长期__________的结果。 （2）据图分析，品种____________最适合在该矿区推广种植，判断的理由是____________。 （3）已知细胞中的砷含量越高，对细胞毒害越大。研究人员对上述G12、G62和Y120三个桑树品种进行模拟盆栽实验，测定修复相关指标结果如下表。据表分析，Y120的光合速率偏低的原因是_____________。 品种 根部砷含量/(mg·kg-1) 茎+叶砷含量/(mg·kg-1) 转运系数(TF) G12 2.87 2.81 1.04 G62 3.09 2.80 0.90 Y120 3.01 4.58 1.52 注：TF=植物地上部砷含量/根部砷含量。 （4）综合上述研究，团队提出在该矿区建立“桑树修复+蚕桑养殖”的生态工程模式。为确保该模式的长期生态安全，生产实践中还需要监测哪些指标？____________。（答出一点即可） 【答案】（1） ①. 转运蛋白 ②. 自然选择 （2） ①. G62 ②. 种植后G62品种土壤污染程度下降最多，修复效果最好 （3）Y120茎和叶中砷含量高，对细胞毒害大，影响了光合作用相关酶的活性（或叶绿体结构等），从而导致光合速率降低 （4）土壤中砷的含量变化##蚕体内的砷含量 【解析】 【小问1详解】 砷进入植物体需要借助桑树根系细胞膜上的转运蛋白，因为物质跨膜运输中，离子等物质常通过转运蛋白进出细胞。不同桑树品种对砷的耐受性差异是长期自然选择的结果，在自然环境中，适应环境（对砷耐受性强）的品种得以保留和繁衍。 【小问2详解】 据图分析，品种G62最适合在该矿区推广种植。判断理由是种植后G62品种土壤污染程度下降最多，从重度污染（Ⅰ）降到轻度污染（Ⅲ），对土壤砷污染的修复效果最好。 【小问3详解】 由表格可知，Y120的茎+叶砷含量最高，因为细胞中的砷含量越高，对细胞毒害越大，所以Y120的光合速率偏低的原因是Y120茎和叶中砷含量高，对细胞毒害大，影响了光合作用相关酶的活性（或叶绿体结构等），从而导致光合速率降低。 【小问4详解】 为确保“桑树修复+蚕桑养殖”生态工程模式的长期生态安全，生产实践中还需要监测的指标有：土壤中砷的含量变化（若砷含量未得到有效控制，会持续危害生态环境）；或蚕体内的砷含量（若蚕体内砷含量过高，会通过食物链影响人体健康）等。 20. 玉米是我国重要粮食作物，其单株产量取决于穗粒数和粒重。研究人员对玉米选育中发现的籽粒发育缺陷突变体S开展了一系列研究。回答下列问题： （1）将小籽粒突变体S与另一品系的野生型R杂交，所得子代自交，选择其中小籽粒与野生型R进行回交，所得子代自交后，再次选择小籽粒与野生型R进行回交，多次重复上述过程得到小籽粒品系M。与突变体S和野生型R相比，小籽粒M的基因组成的特点是____________。 （2）为研究小籽粒的遗传特性，将植株M与野生型R杂交，结果如图。F2中同时出现正常籽粒和小籽粒的现象叫做____________。统计F2中正常籽粒和小籽粒的数量及比例，推测本实验研究的性状由____________对等位基因控制，遗传方式是____________。 （3）研究人员利用技术手段将植株M中籽粒发育缺陷突变基因定位到2号染色体的Indel4与Indel5之间，该区间存在编码细胞壁蔗糖转化酶Mn1基因。为进一步确认Mn1是控制突变性状的基因，研究人员将植株M与Mn1插入突变体杂交，观察F1籽粒表型。预期实验结果及结论是__________。 （4）测序发现，植株M中Mn1基因存在9 bp缺失，导致其编码的蛋白缺失第409～411位的3个氨基酸。细胞定位显示，突变蛋白仍定位于细胞壁，但蔗糖转化活性显著下降。推测该3个氨基酸缺失影响蛋白功能的可能机制是___________（答出1点即可）。 【答案】（1）除控制小籽粒的突变基因外，其余基因组成与野生型R一致  （2） ①. 性状分离 ②. 一#1 ③. 隐性遗传（常染色体隐性遗传）  （3）若F₁全为小籽粒，则Mn1是控制该突变性状的基因；若F₁全为正常籽粒，则Mn1不是控制该突变性状的基因  （4） 3个氨基酸缺失改变了该蛋白的空间结构，导致酶的活性位点结构改变，蔗糖转化活性下降（答出空间结构改变影响活性即可） 【解析】 【小问1详解】 题干中多次将子代小籽粒与野生型R回交，这是回交育种的渐渗过程，最终得到的品系M，除了保留来自S的控制小籽粒的突变基因外，其余遗传背景（基因）都被替换为野生型R的基因，因此特点为除目标突变基因外，其余基因组成与R一致。 【小问2详解】 杂种F₁自交后，后代同时出现显性性状和隐性性状的现象在遗传学上称为性状分离。计算F₂性状分离比：475:160≈3:1，符合一对等位基因的分离定律比例；F₁全表现为正常籽粒，说明小籽粒为隐性性状，玉米为雌雄同株无性别染色体，因此该性状由一对等位基因控制，为常染色体隐性遗传。 【小问3详解】 该实验为等位性验证实验：若M的突变性状就是Mn1突变导致的，则M和Mn1插入突变体的Mn1基因都为功能缺失的隐性突变，二者杂交后F₁全部Mn1都为突变型，全部表现为小籽粒；若突变性状不由Mn1控制，则两个突变体的隐性突变位于不同基因，F₁在两个位点都各含有一个野生型显性基因，全部表现为正常籽粒。 【小问4详解】 蛋白质的功能依赖空间结构，氨基酸缺失虽然不影响蛋白质的定位，但会改变蛋白质的空间结构，可能破坏了酶结合蔗糖的活性位点，最终导致蔗糖转化酶活性显著下降。 21. 水杨酸是工业废水中常见的污染物。我国科学家通过基因工程获得大肠杆菌工程菌，作为监测水体的“水杨酸生物传感器”（如图），为治理环境污染提供新思路。 回答下列问题： （1）如图展示了重组质粒部分结构，还缺少的必备元件有____________，为将含有nahR和mrfp基因的重组质粒转入大肠杆菌，需要先用Ca2+处理大肠杆菌，目的是____________。 （2）结合如图的表达调控系统，该工程菌对水杨酸动态监测的机制是____________。 （3）研究发现，水杨酸5-羟化酶（S5H）能将水杨酸催化为龙胆酸，龙胆酸可被大肠杆菌利用。由于上述工程菌仅能动态监测水杨酸，无法清除。请你对该工程菌进行进一步优化，以同时实现对水杨酸的监测和清除。____________ （4）工程菌在治理污染的同时，也可能会带来新的安全隐患。科学家将ccdA基因（表达抗毒蛋白）和ccdB基因（表达毒蛋白）构建新的重组质粒导入工程菌（如下图），以实现水杨酸完全降解后，工程菌启动“自毁”。图示中的A、B分别是____________基因。尝试描述该工程菌“自毁”机制。___________________ 【答案】（1） ①. 复制原点、标记基因 ②. 使大肠杆菌成为感受态细胞，处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 （2）nahR在持续表达启动子Pc作用下持续合成调控蛋白；当水杨酸进入工程菌后，水杨酸与调控蛋白结合形成复合物，激活水杨酸诱导启动子Ps，进而启动mrfp基因表达产生红色荧光蛋白；水杨酸含量越高，产生的红色荧光强度越强，可通过荧光强度反映水杨酸含量，实现动态监测 （3）将水杨酸5-羟化酶（S5H）基因插入原有重组质粒的水杨酸诱导启动子Ps下游，使工程菌在有水杨酸存在时，同时表达红色荧光蛋白（监测水杨酸）和S5H，S5H催化水杨酸转化为可被大肠杆菌利用的龙胆酸，同时实现监测和清除水杨酸。 （4） ①. ccdB、ccdA ②. Pc持续启动表达调控蛋白和毒蛋白（ccdB表达产物），工程菌始终合成毒蛋白；水杨酸存在时，水杨酸-调控蛋白复合物激活Ps，启动抗毒蛋白基因ccdA表达，抗毒蛋白中和毒蛋白，工程菌存活；水杨酸完全降解后，Ps失去激活信号，ccdA停止表达，抗毒蛋白逐渐降解，毒蛋白发挥作用杀死工程菌，实现自毁 【解析】 【小问1详解】 重组质粒（基因表达载体）的必备结构包括复制原点、启动子、终止子、目的基因、标记基因，题图已给出启动子、目的基因、终止子，因此缺少复制原点和标记基因；用Ca²⁺处理原核细胞的目的是诱导其成为感受态细胞，便于吸收外源DNA。 【小问2详解】 结合题图调控逻辑，水杨酸通过调控通路诱导红色荧光蛋白表达，荧光强度与水杨酸含量正相关，以此实现监测。 【小问3详解】 利用原有水杨酸诱导表达的调控系统，将降解水杨酸的S5H置于相同诱导启动子下游，即可在有水杨酸时同步实现监测和降解。 【小问4详解】 要求水杨酸完全降解后才自毁，因此需保证：有水杨酸时工程菌存活，水杨酸耗尽后死亡。毒蛋白持续表达，抗毒蛋白仅在水杨酸存在时诱导表达，符合该逻辑，因此持续表达的A为毒蛋白基因ccdB，水杨酸诱导表达的B为抗毒蛋白基因ccdA。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $