专题06 遗传的分子基础（期末真题汇编，四川专用）高二生物下学期人教版

**基本信息** 聚焦遗传的分子基础，汇编四川多地高二期末试题，覆盖DNA结构复制、基因表达等核心考点，结合克隆猴、基因编辑等科技情境，突出知识应用与实验探究能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|9题|DNA复制、基因表达、细胞工程|结合线粒体结构、Bt抗虫棉等实例，考查结构与功能观| |解答题|3题|RT-PCR技术、遗传定律、基因改造|诺如病毒检测题整合转录与PCR原理，体现科学思维| |实验题|1题|基因遗传与表型关系|小麦雄性不育遗传分析，设计杂交实验验证假说，突出探究实践|

专题06 遗传的分子基础 2大高频考点概览 考点01 DNA的结构和复制、基因表达及其与性状的关系 考点02 基因指导蛋白质的合成 地 城 考点01 DNA的结构和复制、基因表达及其与性状的关系 一、单选题 1．B 2．A 3．B 4．D 5．A 二、解答题 6．(1) 逆转录 耐高温的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶） (2) 诺如病毒的cDNA（上下游） 使DNA聚合酶从引物的3端开始连接脱氧核苷酸 (3) 使DNA双链变成单链 G+C的含量越多，氢键越多，结构越稳定，变性时所需温度越高 (4)15 (5) 低 荧光探针的数量、引物的数量、原料的数量等有限（答出1点即可） 7．(1) 基因自由组合 G/g和B/b基因位于非同源染色体上/两对相对性状的等位基因位于两对同源染色体上 (2) 9：3：3：1 b基因影响豆荚发育，导致F₂中绿色皱缩豆荚极少 (3) 上游碱基对的缺失导致ChlG转录受阻 恢复为绿色 ChlG基因表达恢复正常，叶绿素合成恢复 三、实验题 8．(1)基因和环境因素共同控制 (2)显性 (3) 完全可育 1/16 (4) 将川麦 153(基因型是 aabbDDEE) 与 BNS(基因型是 AABBddee)进行正反交，观察子代表型及比例 当川麦 153作为母本时，子代表现为完全可育；当川麦 153作为父本时，子代表现为完全不育 (5)将杂交子代种植后，让其自交，观察育性 地 城 考点02 基因指导蛋白质的合成 一、单选题 1．B 2．(D 3．D 4．D 二、解答题 5．(1) 编码起始密码子AUG的碱基序列 保证翻译能从正确的起始点开始 (2) 培养液中的营养物质消耗完毕，空间有限 胰蛋白酶/胶原蛋白酶 传代 维持培养液的pH B、D 蛋白乙（含B、C、D片段）促进T淋巴细胞增殖的效果比蛋白甲好，蛋白丙（含B、D片段）促进效果与蛋白乙相近，说明C片段不是必需的，而B、D片段是必需的 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 遗传的分子基础 2大高频考点概览 考点01 DNA的结构和复制、基因表达及其与性状的关系 考点02 基因指导蛋白质的合成 地 城 考点01 DNA的结构和复制、基因表达及其与性状的关系 一、单选题 1．(23-24高二下·四川德阳·期末)线粒体是真核细胞中具有双层膜结构的细胞器，其基质中含有DNA、RNA 和核糖体。下列有关叙述正确的是（    ） A．线粒体是双层膜结构，内外膜的面积大小基本一样的 B．真核细胞的细胞核和线粒体均能进行 DNA 的自我复制 C．线粒体内的核糖体上能同时进行脱水缩合和 ATP 的合成 D．构成线粒体膜的主要成分均是由单体聚合而成的多聚体 2．(24-25高二下·四川绵阳·期末)为提高纤维素的降解效率，某课题组筛选得到了高产纤维素酶菌株X，并克隆表达降解纤维素的三种酶（如下图所示）。下列有关说法正确的是（　　） A．过程①②所使用的培养基，均以纤维素为唯一的碳源 B．过程④扩增不同目的基因时，子链都从3’→5’延伸 C．过程⑤构建的基因表达载体必须包含启动子、目的基因、终止密码子、标记基因 D．PCR第n轮循环后，同时含2种引物的DNA分子的占比（2n-1）/2n 3．(24-25高二下·四川广元·期末)炭疽杆菌造成感染者死亡率极高的主要原因之一是它能产生两种成分为蛋白质的内毒素。有科学家将该菌的大型环状DNA分子破坏，该菌仍能产生内毒素。据此判断，下列对炭疽杆菌的叙述不正确的是（　　） A．内毒素是炭疽杆菌的代谢产物 B．控制内毒素合成的基因位于炭疽杆菌的拟核中 C．炭疽杆菌用于军事用途属于生物武器 D．通过基因工程去除编码毒素或荚膜的基因可使炭疽杆菌失去致病性 4．(24-25高二下·四川眉山·期末)“中中”和“华华”是我国科学家于 2017 年克隆的两只可爱小猴。其克隆过程如下图所示，在克隆过程中，为调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率，科研人员将组蛋白去甲基化酶 Kdm4d 的 mRNA 注入重构胚。下列相关叙述正确的是（    ） A．由于使用了灭活的仙台病毒进行促融处理，因此不需要将体细胞显微注入去核卵母细胞 B．克隆小猴的质 DNA 全部来源于母猴 C．可利用异种的母猴来作代孕母猴 D．将 Kdm4d 的 mRNA 注入重构胚，其目的是降低组蛋白的甲基化水平 5．(24-25高二下·四川达州普通高中·期末)科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了“番茄—马铃薯”杂种植株，但未能实现该植株地下长马铃薯、地上结番茄的目的。其培育过程如图所示，下列叙述错误的是（    ） A．培育过程依据的生物学原理主要是染色体数目变异 B．原生质体是否成功融合可根据荧光镜检情况来判断 C．由愈伤组织到获得植物体的过程中需要更换培养基 D．杂种植株未实现目的与遗传物质不能有序表达有关 二、解答题 6．(24-25高二下·四川资阳·期末)诺如病毒是世界范围内诱导急性胃肠炎发生的重要病原体。对诺如病毒的快速准确检测能为诺如病毒胃肠炎疫情的防控提供有力支撑。荧光定量RT-PCR具有灵敏度高、操作简单快捷、不易污染等特点，如图是利用荧光定量RT-PCR检测诺如病毒的技术流程。回答下列问题： (1)步骤①的过程为______，酶X是______。 (2)图中引物是根据______的核苷酸序列设计的，引物的作用是________。 (3)步骤②的目的是______，cDNA中G+C的含量越多，②过程需要的温度越高，其原因是______。 (4)荧光定量RT-PCR技术可定量检测样本中某种DNA的含量，其原理是：在PCR体系中，每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针，当子链延伸至探针处，会水解探针，发出荧光，使荧光监测系统接收到荧光信号，即每个DNA扩增一次，就有一个荧光分子生成。1个双链DNA分子经过4轮循环一共会生成______个荧光分子。 (5)可通过反应体系的荧光达到指定强度时的扩增轮数（即CT值），来判断待测样品中目标核酸的含量，CT值越高，则诺如病毒核酸浓度越______（选填“高”或“低”）。随着PCR的进行，反应产物不断积累，荧光信号的强度也随之增加，超出一定循环次数后，荧光强度不再增加，其原因可能是_____（答出一点即可）。 7．(24-25高二下·四川绵阳·期末)芸豆中豆荚颜色的绿色（G）和黄色（g）的基因位于3号染色体上，g突变体的叶绿素合成酶基因（ChlG）上游存在约100kb碱基对的缺失，导致叶绿素合成受阻；豆荚形状中饱满（B）和皱缩（b）的基因位于1号染色体上，B基因控制合成的CLE信号肽使豆荚细胞壁增厚。现用纯种绿色饱满豆荚芸豆与黄色皱缩豆荚芸豆杂交，F₁自交得到F₂。回答下列问题。 (1)F₁形成配子过程中，G/g和B/b基因遵循______定律，原因是______。 (2)理论上，F₂植株中绿色饱满:绿色皱缩:黄色饱满:黄色皱缩=______。但实际上，F₂中绿色皱缩豆荚极少，可能的原因是__________________。 (3)研究发现，g突变体的mRNA水平仅为野生型的6%。结合题目信息，推测g突变体叶绿素合成受阻的机制可能是______。若对g突变体进行基因编辑，修复其上游缺失的100kb区域，预期g突变体的豆荚颜色会______，理由是______。 三、实验题 8．(23-24高二下·四川绵阳·期末)植物雄性不育是雌蕊发育正常，雄蕊发育不正常的一种现象，表现为产生的正常花粉少，自交结实率低等特征。其中，BNS 是一种对温度敏感的小麦雄性不育系，有完全的不育性和高自身转换性，在小麦杂交育种中有重要利用价值。回答下列问题。 (1)研究人员发现，BNS在扬花期(花粉成熟时)遇到低温(日均气温在 10℃以下)，自交结实率低(在0%~20%之间)，属于完全不育；如果扬花期日均温度在 10℃以上则会自身转换，自交结实率最高维持在50%~75%，属于可育。且BNS 对温度敏感这一特性在自交子代能稳定出现。可见，BNS 的完全不育和可育这对相对性状受________________。 (2)为了研究控制BNS不育性基因的遗传方式，研究人员以 BNS和455种可育小麦为材料，从 2011 到2018 年连续实施杂交实验，并统计不同自交结实率的品种数(其中 2015-2016年遇到的寒冬暖春导致部分F₁自交结实率升高)。 P BNS × 455 种可育小麦 ↓ F₁(自交结实率分布见下图) 由统计数据推测，不育性基因很可能是________(填“显性”或“隐性”)基因。 (3)研究人员进一步实施了多个品种的F₁测交实验，根据实验数据推测：有 4 对非等位基因控制可育和不育，并存在如表所示的基因与表型关系。表中A、B是显性不育基因，D、E是显性恢复基因，且存在叠加效应。 基因型 A_B_ A_ bb aa B_ aabb 表型 完全不育 强不育 中不育 完全可育 基因型 A_B_D_E_ A_B_D_ ee A_B_ddE_ A_B_ ddee 表型 完全恢复 (完全可育) 高恢复 (中不育) 中恢复 (强不育) 低恢复 (完全不育) 请按上述观点预测; 川麦 153(基因型是 aabbDDEE) 与 BNS(基因型是 AABBddee)杂交， F₁表型是________ F₁与郑麦366(基因型是aabbddee)杂交， F₂遇低温环境时，完全不育占的比例是_____。 (4)但也有人提出“恢复基因在细胞质”的观点。请以 BNS、川麦 153 为实验材料，设计杂交实验方案，并预测该观点下的实验结果。 实验思路:___________________。 结果预测:_____________。 (5)为验证(4)观点的正确性，研究人员还需____________，比较实验结果与预测的一致性。 地 城 考点02 基因指导蛋白质的合成 一、单选题 1．(24-25高二下·四川遂宁·期末)下列关于细胞的基本结构及其功能的说法错误的是（    ） A．高等植物细胞间通过胞间连丝实现物质运输与信息传递 B．细胞骨架由纤维素组成，维持细胞形态并参与物质运输 C．细菌和真菌的细胞中均存在核酸和蛋白质构成的复合物 D．细胞膜表面的糖被与细胞识别、细胞间信息传递密切相关 2．(24-25高二下·四川宜宾·期末)科研人员发现一种新型纳米颗粒能携带特定信号分子，与细胞膜上的受体结合后，促使细胞膜内陷形成囊泡进入细胞。随后囊泡运输至细胞核附近，释放的信号分子通过核孔进入细胞核，激活相关基因表达，促进有关物质的合成从而增强细胞对病原体的防御能力。下列相关叙述正确的是（　　） A．信号分子通过核孔进入细胞核，说明核孔不具有选择透过性 B．囊泡运输至细胞核附近的过程中，体现了细胞膜具有选择透过性 C．纳米颗粒与细胞膜上受体结合体现了细胞膜将细胞与外界环境分隔开的功能 D．核内相关基因表达可增强细胞对病原体的防御能力，体现了细胞核是代谢的控制中心 3．(24-25高二下·四川眉山·期末)细菌和棉花对密码子偏好不同，为提高翻译效率，增强棉花抗病虫害能力，将苏云金杆菌的 Bt 基因经改造后插入 Ti 质粒的 T—DNA 中构建基因表达载体，过程如下图所示。再用农杆菌转化获得了较强抗虫能力的抗虫棉。下列相关叙述错误的是（    ） 注：F1-F3, R1-R3表示引物；T-DNA-LB表示左边界；T-DNA-RB表示右边界；Ori表示复制原点；p35s为启动子；Kanr表示卡那霉素抗性基因；HygBr表示潮霉素B抗性基因。 A．用人工合成的1—1362基因序列替换天然序列利用了密码子的简并性 B．在筛选转化成功的细胞时，常用含有潮霉素B的培养基进行筛选 C．构建基因表达载体时插入两个p35s启动子能促进目的基因的表达 D．提取抗虫棉的基因组DNA利用PCR技术检测目的基因时应选择引物F1和R2 4．(24-25高二下·四川绵阳·期末)研究团队将参与炎症反应的信号蛋白——抑瘤素M（OSM），处理患者的冷冻成人肝细胞，培养出了具代谢功能的成人肝细胞类器官。该肝细胞类器官的增殖量可达到百万倍，在半年内仍保持分化能力。下列说法错误的是（　　） A．该成果可结合基因编辑技术，为肝病的研究和治疗提供新思路 B．冷冻肝细胞转化为肝细胞类器官，体现了细胞增殖分化的能力增强 C．抑瘤素M的作用机理可能是激活了冷冻肝细胞中增殖相关基因的表达 D．培养时，将肝细胞置于含混合气体（95%氧气和5%CO2）的CO2培养箱中 二、解答题 5．(24-25高二下·四川眉山·期末)蛋白甲具有促进T淋巴细胞增殖的作用，但促进效率不高，为获得具有高效促进作用的蛋白质，某科研小组开展了相关研究，将编码蛋白甲的DNA序列（序列甲，由A、B、C、D、E五个片段组成）进行改造，获得了编码蛋白乙和丙的序列，由序列甲的部分片段组成，如图1所示。序列甲的A片段中含有编码起始密码AUG的碱基序列。 回答下列问题： (1)现要通过基因工程的方法获得蛋白乙，若要使编码蛋白乙的DNA序列在宿主细胞中能翻译出蛋白乙，则在通过PCR技术扩增编码蛋白乙的DNA序列时，所设计的一对引物之一，其5′端应加上的碱基序列是___________，理由是_________。 (2)现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白，要鉴定这三种蛋白对T淋巴细胞增殖的作用效果，某研究小组做了T淋巴细胞的悬浮培养实验：将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组，分装于培养瓶中，其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一组作为对照，培养并定期检测T淋巴细胞浓度，结果如图2。 ①由图2可知，当细胞浓度达到a时，添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加，原因是__________，此时若要使T淋巴细胞继续增殖，需用__________方法收集细胞并制成细胞悬液，之后进行__________培养。细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的CO2浓度，CO2的作用是__________。 ②根据图1、图2分析，在对编码蛋白甲的DNA序列进行改造，以期获得促进作用更强的蛋白时，编码蛋白甲的DNA序列中不可缺少的序列片段________（填“A”“B”“C”“D”或“E”），原因是__________。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 遗传的分子基础 2大高频考点概览 考点01 DNA的结构和复制、基因表达及其与性状的关系 考点02 基因指导蛋白质的合成 地 城 考点01 DNA的结构和复制、基因表达及其与性状的关系 一、单选题 1．(23-24高二下·四川德阳·期末)线粒体是真核细胞中具有双层膜结构的细胞器，其基质中含有DNA、RNA 和核糖体。下列有关叙述正确的是（    ） A．线粒体是双层膜结构，内外膜的面积大小基本一样的 B．真核细胞的细胞核和线粒体均能进行 DNA 的自我复制 C．线粒体内的核糖体上能同时进行脱水缩合和 ATP 的合成 D．构成线粒体膜的主要成分均是由单体聚合而成的多聚体 【答案】B 【分析】线粒体：真核细胞主要细胞器（动植物都有），机能旺盛的含量多。呈粒状、棒状，具有双膜结构，内膜向内突起形成“嵴”，内膜和基质中有与有氧呼吸有关的酶，是有氧呼吸第二、三阶段的场所，生命体95%的能量来自线粒体，又叫“动力工厂”。线粒体含少量的DNA、RNA。 【详解】A、线粒体内膜向内折叠形成嵴，线粒体内膜表面积大于外膜表面积，A错误； B、真核细胞的细胞核和线粒体内均含有DNA分子，均能发生DNA分子的自我复制，B正确； C、在核糖体上合成蛋白质需要消耗能量，因此线粒体内的核糖体上能同时进行脱水缩合和ATP的水解，C错误； D、构成线粒体膜的主要成分是蛋白质和脂质（磷脂），脂质是小分子物质，不是由单体聚合而成的多聚体，D错误。 故选B。 2．(24-25高二下·四川绵阳·期末)为提高纤维素的降解效率，某课题组筛选得到了高产纤维素酶菌株X，并克隆表达降解纤维素的三种酶（如下图所示）。下列有关说法正确的是（　　） A．过程①②所使用的培养基，均以纤维素为唯一的碳源 B．过程④扩增不同目的基因时，子链都从3’→5’延伸 C．过程⑤构建的基因表达载体必须包含启动子、目的基因、终止密码子、标记基因 D．PCR第n轮循环后，同时含2种引物的DNA分子的占比（2n-1）/2n 【答案】A 【详解】A、过程①是筛选纤维素降解细菌，过程②是筛选高产纤维素酶菌株X，为了筛选出能分解纤维素的微生物，所使用的培养基均以纤维素为唯一的碳源，这样只有能分解纤维素的微生物才能生长，A正确； B、DNA 复制时，子链的延伸方向是从5′→3′，而不是3′→5′，因此，过程④扩增不同的目的基因时，子链从5′→3′延伸 ，B错误； C、基因表达载体必须包含启动子、目的基因、终止子、标记基因，终止密码子位于mRNA上，不是基因表达载体的组成部分，C错误； D、PCR第n轮循环后，1个DNA分子共产生2n个 DNA 分子，其中同时含 2 种引物的 DNA 分子数为2n−2（ 除去 2 个分别只含一种引物的 DNA 分子 ），所以同时含2种引物的DNA分子的占比为(2n−2)/2n，D错误。 故选A。 3．(24-25高二下·四川广元·期末)炭疽杆菌造成感染者死亡率极高的主要原因之一是它能产生两种成分为蛋白质的内毒素。有科学家将该菌的大型环状DNA分子破坏，该菌仍能产生内毒素。据此判断，下列对炭疽杆菌的叙述不正确的是（　　） A．内毒素是炭疽杆菌的代谢产物 B．控制内毒素合成的基因位于炭疽杆菌的拟核中 C．炭疽杆菌用于军事用途属于生物武器 D．通过基因工程去除编码毒素或荚膜的基因可使炭疽杆菌失去致病性 【答案】B 【分析】原核生物没有由核膜包被的细胞核，也没有染色体，但有环状的 DNA分子，位于细胞内特定的区域，这个区域叫作拟核。 【详解】A、内毒素是炭疽杆菌在代谢过程中产生的蛋白质，属于次级代谢产物，A正确； B、科学家破坏炭疽杆菌的拟核区大型环状DNA后，其仍能产生内毒素，说明控制内毒素合成的基因不在拟核区的DNA中，而可能位于质粒中，B错误； C、炭疽杆菌作为致病菌被用于军事用途，属于生物武器的范畴，C正确； D、通过基因工程去除编码毒素或荚膜的基因，可直接阻断相关性状的表达，使其失去致病性，D正确。 故选B。 4．(24-25高二下·四川眉山·期末)“中中”和“华华”是我国科学家于 2017 年克隆的两只可爱小猴。其克隆过程如下图所示，在克隆过程中，为调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率，科研人员将组蛋白去甲基化酶 Kdm4d 的 mRNA 注入重构胚。下列相关叙述正确的是（    ） A．由于使用了灭活的仙台病毒进行促融处理，因此不需要将体细胞显微注入去核卵母细胞 B．克隆小猴的质 DNA 全部来源于母猴 C．可利用异种的母猴来作代孕母猴 D．将 Kdm4d 的 mRNA 注入重构胚，其目的是降低组蛋白的甲基化水平 【答案】D 【详解】A、去核卵母细胞需要将体细胞的细胞核注入其中，这是克隆过程中的关键步骤，即使使用了灭活的仙台病毒进行促融处理，也不能省略这一步骤，A错误； B、由图可知，克隆小猴的质DNA部分来源于提供卵母细胞的母猴，部分来自胎猴的体细胞，B错误； C、可利用同种的母猴来作代孕母猴，一般不利用异种母猴，因为存在生殖隔离等问题可能导致代孕失败等情况，C错误； D、因为注入的是组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA，该酶可去甲基化，所以注入其mRNA目的是降低组蛋白的甲基化水平，D正确。 故选D。 5．(24-25高二下·四川达州普通高中·期末)科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了“番茄—马铃薯”杂种植株，但未能实现该植株地下长马铃薯、地上结番茄的目的。其培育过程如图所示，下列叙述错误的是（    ） A．培育过程依据的生物学原理主要是染色体数目变异 B．原生质体是否成功融合可根据荧光镜检情况来判断 C．由愈伤组织到获得植物体的过程中需要更换培养基 D．杂种植株未实现目的与遗传物质不能有序表达有关 【答案】A 【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞，进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 【详解】A、植物体细胞杂交技术是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。该技术培育过程依据的生物学原理主要是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性，而染色体数目变异是植物体细胞杂交过程中可能出现的现象，但不是该技术的主要原理，A错误； B、在植物体细胞杂交过程中，可采用荧光标记法来标记不同植物细胞的原生质体，通过荧光镜检观察原生质体中荧光物质的分布情况，若观察到两种不同颜色的荧光出现在同一个细胞中，则可判断原生质体成功融合，所以原生质体是否成功融合可根据荧光镜检情况来判断，B正确； C、由愈伤组织到获得植物体的过程包括再分化过程，在植物组织培养中，脱分化和再分化所需的生长素和细胞分裂素的比例不同，因此需要更换培养基来调节植物激素的比例，以诱导愈伤组织进行再分化形成根、芽等器官，进而发育成完整的植株，C正确； D、杂种植株中包含了番茄和马铃薯的遗传物质，但未能实现地下长马铃薯、地上结番茄的目的，这可能是因为番茄和马铃薯的遗传物质在杂种植株中不能有序表达，导致相关基因不能在特定的部位和特定的时间表达，从而无法表现出相应的性状，D正确。 故选A。 二、解答题 6．(24-25高二下·四川资阳·期末)诺如病毒是世界范围内诱导急性胃肠炎发生的重要病原体。对诺如病毒的快速准确检测能为诺如病毒胃肠炎疫情的防控提供有力支撑。荧光定量RT-PCR具有灵敏度高、操作简单快捷、不易污染等特点，如图是利用荧光定量RT-PCR检测诺如病毒的技术流程。回答下列问题： (1)步骤①的过程为______，酶X是______。 (2)图中引物是根据______的核苷酸序列设计的，引物的作用是________。 (3)步骤②的目的是______，cDNA中G+C的含量越多，②过程需要的温度越高，其原因是______。 (4)荧光定量RT-PCR技术可定量检测样本中某种DNA的含量，其原理是：在PCR体系中，每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针，当子链延伸至探针处，会水解探针，发出荧光，使荧光监测系统接收到荧光信号，即每个DNA扩增一次，就有一个荧光分子生成。1个双链DNA分子经过4轮循环一共会生成______个荧光分子。 (5)可通过反应体系的荧光达到指定强度时的扩增轮数（即CT值），来判断待测样品中目标核酸的含量，CT值越高，则诺如病毒核酸浓度越______（选填“高”或“低”）。随着PCR的进行，反应产物不断积累，荧光信号的强度也随之增加，超出一定循环次数后，荧光强度不再增加，其原因可能是_____（答出一点即可）。 【答案】(1) 逆转录 耐高温的DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶） (2) 诺如病毒的cDNA（上下游） 使DNA聚合酶从引物的3端开始连接脱氧核苷酸 (3) 使DNA双链变成单链 G+C的含量越多，氢键越多，结构越稳定，变性时所需温度越高 (4)15 (5) 低 荧光探针的数量、引物的数量、原料的数量等有限（答出1点即可） 【分析】PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。荧光定量PCR技术可定量检测样本中某种DNA含量的原理是在PCR体系中每加入一对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针，当耐高温的DNA聚合酶催化子链延伸至探针处，会水解探针，使荧光监测系统接收到荧光信号，即每扩增一次，就有一个荧光分子生成，实现了荧光信号的累积与PCR产物的形成完全同步。 【详解】（1）步骤①过程通过病毒RNA获得了病毒cDNA，属于逆转录。由图可知，PCR过程中，酶X能够使引物A延伸，其为热稳定DNA聚合酶。 （2）由题可知，PCR过程中扩增的目的基因为诺如病毒的cDNA，因此引物是根据诺如病毒cDNA核苷酸序列设计的。引物是核苷酸聚合的起点，使DNA聚合酶从引物的3’端开始连接核苷酸。 （3）步骤②中cDNA解旋，使DNA双链变成DNA单链。cDNA中G+C碱基越多，氢键数越多，结构越稳定，变性所需温度越高。 （4）若最初该反应体系中只有逆转录而来的一个DNA分子，每个DNA扩增一次，就有一个荧光分子生成，1个双链DNA分子经过4轮循环，会增加个DNA，一共会生成15个荧光分子。 （5）由题可知，每扩增一次，就有一个荧光分子生成，PCR产物量越多，荧光分子生成量越多，因此荧光强度与PCR产物量成正比。诺如病毒核酸浓度越高、荧光强度越大，需要设定阈值的循环次数（Ct值）就越低。但可能因为荧光探针的数量、引物的数量、原料的数量等有限等原因使得超出一定循环次数后，荧光强度不再增加。 7．(24-25高二下·四川绵阳·期末)芸豆中豆荚颜色的绿色（G）和黄色（g）的基因位于3号染色体上，g突变体的叶绿素合成酶基因（ChlG）上游存在约100kb碱基对的缺失，导致叶绿素合成受阻；豆荚形状中饱满（B）和皱缩（b）的基因位于1号染色体上，B基因控制合成的CLE信号肽使豆荚细胞壁增厚。现用纯种绿色饱满豆荚芸豆与黄色皱缩豆荚芸豆杂交，F₁自交得到F₂。回答下列问题。 (1)F₁形成配子过程中，G/g和B/b基因遵循______定律，原因是______。 (2)理论上，F₂植株中绿色饱满:绿色皱缩:黄色饱满:黄色皱缩=______。但实际上，F₂中绿色皱缩豆荚极少，可能的原因是__________________。 (3)研究发现，g突变体的mRNA水平仅为野生型的6%。结合题目信息，推测g突变体叶绿素合成受阻的机制可能是______。若对g突变体进行基因编辑，修复其上游缺失的100kb区域，预期g突变体的豆荚颜色会______，理由是______。 【答案】(1) 基因自由组合 G/g和B/b基因位于非同源染色体上/两对相对性状的等位基因位于两对同源染色体上 (2) 9：3：3：1 b基因影响豆荚发育，导致F₂中绿色皱缩豆荚极少 (3) 上游碱基对的缺失导致ChlG转录受阻 恢复为绿色 ChlG基因表达恢复正常，叶绿素合成恢复 【分析】判断性状显隐性通常有两种方法。一是具有相对性状的纯合亲本杂交，子一代所表现出来的性状就是显性性状。 【详解】（1）F₁形成配子过程中，G/g和B/b基因遵循基因自由组合定律，原因是两对相对性状的等位基因位于两对同源染色体上。 （2）两对相对性状的等位基因位于两对同源染色体上，因此理论上，F₂植株中绿色饱满:绿色皱缩:黄色饱满:黄色皱缩=9：3：3：1。可能b基因影响豆荚发育，导致F₂中绿色皱缩豆荚极少 （3）g突变体的mRNA水平仅为野生型的6%推测上游碱基对的缺失导致ChlG转录受阻，导致g突变体叶绿素合成受阻。若对g突变体进行基因编辑，修复其上游缺失的100kb区域，ChlG基因表达恢复正常，叶绿素合成恢复，g突变体的豆荚颜色会恢复绿色。 三、实验题 8．(23-24高二下·四川绵阳·期末)植物雄性不育是雌蕊发育正常，雄蕊发育不正常的一种现象，表现为产生的正常花粉少，自交结实率低等特征。其中，BNS 是一种对温度敏感的小麦雄性不育系，有完全的不育性和高自身转换性，在小麦杂交育种中有重要利用价值。回答下列问题。 (1)研究人员发现，BNS在扬花期(花粉成熟时)遇到低温(日均气温在 10℃以下)，自交结实率低(在0%~20%之间)，属于完全不育；如果扬花期日均温度在 10℃以上则会自身转换，自交结实率最高维持在50%~75%，属于可育。且BNS 对温度敏感这一特性在自交子代能稳定出现。可见，BNS 的完全不育和可育这对相对性状受________________。 (2)为了研究控制BNS不育性基因的遗传方式，研究人员以 BNS和455种可育小麦为材料，从 2011 到2018 年连续实施杂交实验，并统计不同自交结实率的品种数(其中 2015-2016年遇到的寒冬暖春导致部分F₁自交结实率升高)。 P BNS × 455 种可育小麦 ↓ F₁(自交结实率分布见下图) 由统计数据推测，不育性基因很可能是________(填“显性”或“隐性”)基因。 (3)研究人员进一步实施了多个品种的F₁测交实验，根据实验数据推测：有 4 对非等位基因控制可育和不育，并存在如表所示的基因与表型关系。表中A、B是显性不育基因，D、E是显性恢复基因，且存在叠加效应。 基因型 A_B_ A_ bb aa B_ aabb 表型 完全不育 强不育 中不育 完全可育 基因型 A_B_D_E_ A_B_D_ ee A_B_ddE_ A_B_ ddee 表型 完全恢复 (完全可育) 高恢复 (中不育) 中恢复 (强不育) 低恢复 (完全不育) 请按上述观点预测; 川麦 153(基因型是 aabbDDEE) 与 BNS(基因型是 AABBddee)杂交， F₁表型是________ F₁与郑麦366(基因型是aabbddee)杂交， F₂遇低温环境时，完全不育占的比例是_____。 (4)但也有人提出“恢复基因在细胞质”的观点。请以 BNS、川麦 153 为实验材料，设计杂交实验方案，并预测该观点下的实验结果。 实验思路:___________________。 结果预测:_____________。 (5)为验证(4)观点的正确性，研究人员还需____________，比较实验结果与预测的一致性。 【答案】(1)基因和环境因素共同控制 (2)显性 (3) 完全可育 1/16 (4) 将川麦 153(基因型是 aabbDDEE) 与 BNS(基因型是 AABBddee)进行正反交，观察子代表型及比例 当川麦 153作为母本时，子代表现为完全可育；当川麦 153作为父本时，子代表现为完全不育 (5)将杂交子代种植后，让其自交，观察育性 【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。 子代细胞质中的基因几乎全部来自于卵细胞。 【详解】（1）由题意可知，BNS 的完全不育和可育这对相对性状受基因和环境因素共同控制。 （2）由图可知，F1自交结实率低于20%（属于完全不育）的品种有200余种，且2015-2016年遇到的寒冬暖春导致部分F1自交结实率升高，即若在正常情况下，不遇到寒冬暖春时，可能F1自交结实率低于20%的品种还会增多，由此推测，不育性基因很可能属于显性基因。 （3）川麦 153(基因型是 aabbDDEE) 与 BNS(基因型是 AABBddee)杂交， F1基因型为AaBbDdEe，据表可知，该基因型对应的表型为完全可育。F1为AaBbDdEe与郑麦366(基因型是aabbddee)杂交， F2遇低温环境时，完全不育（A_B_ ddee）占的比例是1/2×1/2×1/2×1/2=1/16。 （4）若恢复基因在细胞质，则只要母本含有恢复基因，子代和母本恢复基因型完全相同。 故实验思路为将川麦 153(基因型是 aabbDDEE) 与 BNS(基因型是 AABBddee)进行正反交，观察子代表型及比例。 由于D、E位于细胞质，所以当川麦 153作为母本时，子代含有D、E基因，其基因型为AaBbDDEE，表现为完全可育，当川麦 153作为父本时，子代只含d、e基因，其基因型为AaBbddee，表现为完全不育。 （5）为验证(4)观点的正确性，研究人员还需将杂交子代种植后，让其自交，观察育性，比较实验结果与预测的一致性。 地 城 考点02 基因指导蛋白质的合成 一、单选题 1．(24-25高二下·四川遂宁·期末)下列关于细胞的基本结构及其功能的说法错误的是（    ） A．高等植物细胞间通过胞间连丝实现物质运输与信息传递 B．细胞骨架由纤维素组成，维持细胞形态并参与物质运输 C．细菌和真菌的细胞中均存在核酸和蛋白质构成的复合物 D．细胞膜表面的糖被与细胞识别、细胞间信息传递密切相关 【答案】B 【分析】细胞间信息交流的方式可归纳为三种主要方式： 1、相邻细胞间直接接触；如精子和卵细胞之间的识别和结合。 2、相邻细胞间形成通道使细胞相互沟通，通过携带信息的物质来交流信息，如高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，进行细胞间的信息交流。 3、通过体液的作用来完成的间接交流，如内分泌细胞分泌→激素进入体液→体液运输→靶细胞受体信息→靶细胞。 【详解】A、高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，进行细胞间的信息交流。胞间连丝具有物质运输和信息传递的功能，A正确； B、细胞骨架由蛋白质纤维组成，维持细胞形态并参与物质运输，B错误； C、细菌和真菌的细胞中均含有核糖体（由rRNA和蛋白质组成）及DNA复制所需的酶（蛋白质与DNA结合），因此都存在核酸-蛋白质复合物，C正确； D、细胞膜表面的糖被与细胞识别、细胞间信息传递密切相关，例如精卵识别和激素作用需要依靠糖被，D正确。 故选B。 2．(24-25高二下·四川宜宾·期末)科研人员发现一种新型纳米颗粒能携带特定信号分子，与细胞膜上的受体结合后，促使细胞膜内陷形成囊泡进入细胞。随后囊泡运输至细胞核附近，释放的信号分子通过核孔进入细胞核，激活相关基因表达，促进有关物质的合成从而增强细胞对病原体的防御能力。下列相关叙述正确的是（　　） A．信号分子通过核孔进入细胞核，说明核孔不具有选择透过性 B．囊泡运输至细胞核附近的过程中，体现了细胞膜具有选择透过性 C．纳米颗粒与细胞膜上受体结合体现了细胞膜将细胞与外界环境分隔开的功能 D．核内相关基因表达可增强细胞对病原体的防御能力，体现了细胞核是代谢的控制中心 【答案】D 【分析】1、细胞内的囊泡有三种来源：①胞吞作用时细胞膜内陷形成的；②内质网出芽形成的；③高尔基体出芽形成的。 2、膜结构融合体现出生物膜的流动性。 【详解】A、核孔允许大分子物质选择性通过（如信号分子），其选择透过性由核孔复合体控制，A错误； B、囊泡运输依赖细胞骨架，体现细胞质膜的结构具有一定流动性，B错误； C、纳米颗粒与受体结合属于细胞膜进行信息交流的功能，C错误； D、基因表达调控细胞代谢活动，说明细胞核是遗传信息库和代谢控制中心，D正确。 故选D。 3．(24-25高二下·四川眉山·期末)细菌和棉花对密码子偏好不同，为提高翻译效率，增强棉花抗病虫害能力，将苏云金杆菌的 Bt 基因经改造后插入 Ti 质粒的 T—DNA 中构建基因表达载体，过程如下图所示。再用农杆菌转化获得了较强抗虫能力的抗虫棉。下列相关叙述错误的是（    ） 注：F1-F3, R1-R3表示引物；T-DNA-LB表示左边界；T-DNA-RB表示右边界；Ori表示复制原点；p35s为启动子；Kanr表示卡那霉素抗性基因；HygBr表示潮霉素B抗性基因。 A．用人工合成的1—1362基因序列替换天然序列利用了密码子的简并性 B．在筛选转化成功的细胞时，常用含有潮霉素B的培养基进行筛选 C．构建基因表达载体时插入两个p35s启动子能促进目的基因的表达 D．提取抗虫棉的基因组DNA利用PCR技术检测目的基因时应选择引物F1和R2 【答案】D 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】A、密码子的简并性是指一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码。用人工合成的1−1362基因序列替换天然序列，由于细菌和棉花对密码子偏好不同，通过替换基因序列改变密码子，但编码的氨基酸不变，这正是利用了密码子的简并性，A正确； B、由图可知，基因表达载体中含有潮霉素B抗性基因（HygBr），且其位置在T-DNA序列内，当将该基因表达载体导入棉花细胞后，成功转化的细胞会含有HygBr基因，能在含有潮霉素B的培养基上生长，而未转化的细胞则不能生长，所以在筛选转化成功的细胞时，常用含有潮霉素B的培养基进行筛选，B正确； C、启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA。构建基因表达载体时插入两个p35s启动子，可以为目的基因的转录提供更多的起始位点，从而促进目的基因的表达，C正确； D、PCR扩增目的基因时，引物应在目的基因的两端，所以为检测棉花植株是否导入目的基因，应选用的引物是F3和R2，D错误。 故选D。 4．(24-25高二下·四川绵阳·期末)研究团队将参与炎症反应的信号蛋白——抑瘤素M（OSM），处理患者的冷冻成人肝细胞，培养出了具代谢功能的成人肝细胞类器官。该肝细胞类器官的增殖量可达到百万倍，在半年内仍保持分化能力。下列说法错误的是（　　） A．该成果可结合基因编辑技术，为肝病的研究和治疗提供新思路 B．冷冻肝细胞转化为肝细胞类器官，体现了细胞增殖分化的能力增强 C．抑瘤素M的作用机理可能是激活了冷冻肝细胞中增殖相关基因的表达 D．培养时，将肝细胞置于含混合气体（95%氧气和5%CO2）的CO2培养箱中 【答案】D 【详解】A、肝细胞类器官模型可用于模拟疾病机制，结合基因编辑技术可研究特定基因功能，为治疗提供新方法，A正确； B、冷冻肝细胞经处理后能大量增殖并保持分化能力，说明其增殖分化能力增强，B正确； C、OSM作为信号蛋白，可能通过信号转导激活肝细胞内增殖相关基因（如原癌基因）的表达，促进细胞分裂，C正确； D、哺乳动物细胞培养的气体条件通常为95%空气和5%CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH，D错误。 故选D。 二、解答题 5．(24-25高二下·四川眉山·期末)蛋白甲具有促进T淋巴细胞增殖的作用，但促进效率不高，为获得具有高效促进作用的蛋白质，某科研小组开展了相关研究，将编码蛋白甲的DNA序列（序列甲，由A、B、C、D、E五个片段组成）进行改造，获得了编码蛋白乙和丙的序列，由序列甲的部分片段组成，如图1所示。序列甲的A片段中含有编码起始密码AUG的碱基序列。 回答下列问题： (1)现要通过基因工程的方法获得蛋白乙，若要使编码蛋白乙的DNA序列在宿主细胞中能翻译出蛋白乙，则在通过PCR技术扩增编码蛋白乙的DNA序列时，所设计的一对引物之一，其5′端应加上的碱基序列是___________，理由是_________。 (2)现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白，要鉴定这三种蛋白对T淋巴细胞增殖的作用效果，某研究小组做了T淋巴细胞的悬浮培养实验：将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组，分装于培养瓶中，其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一组作为对照，培养并定期检测T淋巴细胞浓度，结果如图2。 ①由图2可知，当细胞浓度达到a时，添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加，原因是__________，此时若要使T淋巴细胞继续增殖，需用__________方法收集细胞并制成细胞悬液，之后进行__________培养。细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的CO2浓度，CO2的作用是__________。 ②根据图1、图2分析，在对编码蛋白甲的DNA序列进行改造，以期获得促进作用更强的蛋白时，编码蛋白甲的DNA序列中不可缺少的序列片段________（填“A”“B”“C”“D”或“E”），原因是__________。 【答案】(1) 编码起始密码子AUG的碱基序列 保证翻译能从正确的起始点开始 (2) 培养液中的营养物质消耗完毕，空间有限 胰蛋白酶/胶原蛋白酶 传代 维持培养液的pH B、D 蛋白乙（含B、C、D片段）促进T淋巴细胞增殖的效果比蛋白甲好，蛋白丙（含B、D片段）促进效果与蛋白乙相近，说明C片段不是必需的，而B、D片段是必需的 【分析】动物细胞培养中，细胞具有贴壁生长以及接触抑制的特点，因此若要使淋巴细胞继续增殖，在培养中需要用胰蛋白酶处理贴壁的细胞并进行分瓶培养，分瓶后的培养成为传代培养，动物细胞培养过程中加入，作用是维持培养液的pH值。 【详解】（1）由于编码乙的DNA序列起始端无ATG，转录出的mRNA无起始密码子，因此5′端应加上的碱基序列是编码起始密码子AUG的碱基序列，从而保证翻译能从正确的起始点开始。 （2）①由于培养液中的营养物质消耗完毕，空间有限，因此当细胞浓度达到a时，添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加。此时若要使T淋巴细胞继续增殖，需用胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）方法收集细胞并制成细胞悬液，之后进行传代培养。细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的CO2浓度，CO2的作用是维持培养液的pH。 ②蛋白乙（含B、C、D片段）促进T淋巴细胞增殖的效果比蛋白甲好，蛋白丙（含B、D片段）促进效果与蛋白乙相近，说明C片段不是必需的，而B、D片段是必需的。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $