精品解析：广东省上进联考2026-2027学年高三上学期开学考试生物试题

绝密★启用前 高 三 年 级 9 月 供 题 训 练生物学 试卷共8页，21小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.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. 生物农业是指利用生物技术、生态原理来促进农业生产、提升地力、减少化学投入的现代农业模式。下列农业措施中，最契合生物农业理念的是（ ） A. 施用针对性更强的化学杀虫剂防治害虫 B. 用无害化处理后的畜禽粪便作为有机肥 C. 同一区域连续多年种植同种高产农作物 D. 将农作物的秸秆先进行晾晒再焚烧还田 2. 发菜的细胞群体呈黑蓝色，状如发丝，在我国多产于干旱及半干旱地带，属于国家一级重点保护生物。发菜的细胞不含有的结构或物质是（ ） A. RNA B. DNA C. 核糖体 D. 叶绿体 3. 枯草杆菌蛋白酶是由枯草杆菌分泌到胞外的消化酶。下列关于该酶的叙述，错误的是（ ） A. 含C、H、O、N等元素 B. 由染色体DNA控制合成 C. 能水解蛋白质 D. 运输方式为胞吐 4. 科学家曾从细胞质中分离出大量的“微粒体”，其本质是细胞匀浆在超速离心过程中由两种细胞结构形成的囊泡结构。在体外实验中，微粒体具有蛋白质合成和加工的基本功能。推测形成微粒体的结构是（ ） A. 核糖体和内质网 B. 核糖体和线粒体 C. 溶酶体和高尔基体 D. 高尔基体和叶绿体 5. 科学家在探究光合作用机制的过程中做了很多经典的实验，下列有关叙述错误的是（ ） A. 恩格尔曼利用水绵证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧 B. 希尔利用离体的叶绿体证明了光合作用产生氧气中的氧元素全部来自水 C. 阿尔农的实验证明了光照下叶绿体合成ATP的过程与水的光解相伴随 D. 卡尔文的实验证明了CO2先与C5结合生成C3，再生成C5的循环过程 6. 促红细胞生成素（EPO）是一种由肾小管周围的间质细胞等产生的蛋白质类激素，可通过促进红细胞祖细胞维持、增殖和分化来维持红细胞数量，相关机制如图所示。下列叙述正确的是（ ） A. 内环境中O2浓度与红细胞数量无关 B. EPO合成后定向运输至造血干细胞发挥作用 C. EPO可作为一种治疗贫血症的口服用药 D. EPO的作用机制中存在负反馈调节 7. 为解决细菌纤维素（BC）传统生产仅在气液界面成膜的问题，科研团队构建了“细菌-绿藻-纳米晶”共生体系。纳米晶作为支架使绿藻悬浮于培养液中，为产BC细菌供氧，使细菌均匀分布在培养容器内，获得与容器形状一致的BC材料。下列叙述错误的是（ ） A. 产BC细菌与绿藻在结构上的主要区别是有无核膜 B. 共生体系需提供适宜光照以保证绿藻进行光合作用 C. 产BC细菌可通过分解纳米晶来获取物质和能量 D. 通过更换培养容器可以生产不同形状的BC材料 8. 研究表明，水稻着丝粒中包含一段串联重复的DNA序列，不同水稻品种的序列长度存在差异。该串联重复序列是组装动粒的核心元件，动粒是纺锤丝的附着位点。下列叙述正确的是（ ） A. 有丝分裂后期，纺锤丝的牵拉直接导致着丝粒一分为二 B. 串联重复序列的长度差异会改变DNA复制的碱基配对原则 C. 串联重复序列的长度差异，不可作为区分不同水稻品种的依据 D. 缺乏串联重复序列的着丝粒可能会影响染色体移向细胞两极 9. 随着荔枝果实成熟，去甲基化酶LcDML1的含量逐渐下降，使NRAs基因的甲基化水平上升，表达水平下降，从而使花青素合成增加，果实着色加快。下列叙述错误的是（ ） A. DNA甲基化修饰不会改变基因的碱基序列 B. LcDML1可使NRAs基因的甲基化水平降低 C. NRAs基因通过促进花青素合成来加快果实着色 D. LcDML1影响NRAs基因的表达来调控果实着色 10. 局部麻药通过阻断神经元Na+通道来抑制神经冲动的产生和传导。进行微创手术时，由于髓鞘数量的差异，导致不同神经纤维对局部麻药的敏感性不同，患者在麻醉后常无痛感但有触感。下列叙述正确的是（ ） A. 感觉属于人脑的高级功能 B. 局部麻药的作用位置可能是传入神经 C. 痛觉和触觉由两个完整的反射弧产生 D. 触觉纤维与痛觉纤维上髓鞘数量一定相同 11. 深渊钩虾生存于海底千米下低温黑暗的深渊海沟中，深渊海沟地形呈漏斗状的“V”形，容易汇集物质。调查显示，深渊钩虾的寿命比浅海钩虾更长，但体内汞含量更高。下列推测错误的是（ ） A. 输入深渊海沟生态系统的能量主要来自海洋上层沉降的有机物 B. 海沟的特殊结构可能导致群落丰富度随海沟深度的增大而增加 C. 深渊钩虾寿命长可能与其细胞代谢速率和自由基生成速率较低有关 D. 深渊钩虾体内的汞含量更高，说明其比浅海钩虾处于更低的营养级 12. 联觉指的是人接受到某种刺激时，另一种额外的认知体验会被触发的现象。例如在某些联觉者看来，试卷上黑色的字母A是红色的，而字母B是绿色的。有关联觉的两种解释假说如图所示。下列叙述正确的是（ ） 交叉假说 反馈假说 非联觉者 联觉者 A. 联觉者与非联觉者的相关脑处理区在位置上不同 B. 形状和颜色处理区均位于大脑皮层言语区的V区 C. 交叉假说体现出高级中枢对低级中枢的调控作用 D. 反馈假说中非联觉者产生的“X”信号传递抑制信息 13. 多数参与细胞呼吸的线粒体蛋白在细胞质合成后，需依靠线粒体外膜上的TOM蛋白复合体转运进入线粒体。TOM的含量受亮氨酸调控，具体机制如图。下列叙述正确的是（ ） A. 当亮氨酸不足时，参与有氧呼吸的线粒体蛋白数量会减少 B. 亮氨酸抑制GCN2来促进SE-HRD1复合体介导TOM降解 C. 亮氨酸可促进TOM蛋白复合体合成，提高细胞呼吸强度 D. 催化葡萄糖分解为丙酮酸的酶需依靠TOM转运到线粒体 14. 田鼠的种群密度会以3～4年为周期呈现规律性波动，研究团队对某地田鼠种群进行监测，并构建了一个周期内的统计模型（图），不考虑种群迁入迁出。下列叙述错误的是（ ） A. 宜采用标记重捕法调查田鼠种群数量 B. 虚线部分田鼠种群的死亡率大于出生率 C. 季节性变化是造成田鼠种群密度周期性变化的主要原因 D. 田鼠种群密度的周期性变化体现出密度制约下的反馈调节 15. 密植的玉米会因竞争阳光而长得过高，易发生倒伏。科研人员发现蓝光受体1b在玉米的光形态建成中发挥关键作用，机制如图所示。在蓝光培养条件下，1b基因缺失突变体比野生型玉米株高更高。下列叙述正确的是（ ） A. 1b通过吸收转换蓝光光能从而调控赤霉素的含量 B. 突变体玉米中赤霉素降解基因的表达量高于野生型 C. 转录因子TF5的积累会抑制赤霉素降解基因的表达 D. 可进一步构建1b过表达株系满足抗倒伏的生产需求 16. 滇杨是我国西南地区重要的树种，传统育种周期长且易感染黑斑病。为了探究不同植物生长调节剂对滇杨组织培养的影响，我国研究人员以离体叶片为材料，设计了不同浓度配比的TDZ（细胞分裂素类调节剂）和NAA（生长素类调节剂）来开展实验，结果如下表。下列叙述错误的是（ ） 植物生长调节剂组合 愈伤组织诱导率/% 不定芽诱导率/% TDZ/(mg·L-1) NAA/(mg·L-1) 0.001 0.01 36 8.3 0.001 0.05 55.6 5.5 0.002 0.01 63.9 7.5 0.002 0.05 83.3 19.5 0.005 0.01 91.7 27.8 0.005 0.05 77.8 16.6 A. 离体叶片先脱分化得到愈伤组织，愈伤组织经再分化诱导出不定芽 B. NAA浓度不变时，随着TDZ浓度升高愈伤组织诱导率不一定提高 C. 在相同TDZ浓度下，升高NAA浓度会对不定芽的分化起抑制作用 D. 该实验成功诱导出不定芽，但无法证明滇杨的叶肉细胞具有全能性 二、非选择题：本大题共5小题，共60分。 17. 全球气候变化导致大气蒸汽压亏缺（VPD，是指某温度下空气实际水汽量与能容纳的最大水汽量的差值），其差值越大，空气越干燥。VPD持续升高，植物叶片水分蒸发加快，影响光合作用。研究表明，水通道蛋白参与植物对高VPD胁迫的响应。为了探究水通道蛋白SlTIP调控番茄气孔开合的机制，我国研究人员以野生型番茄（WT）和SlTIP基因过表达番茄（OE）为材料，在最适光照强度下开展了探究实验，结果如图所示。 回答下列问题： （1）水分子借助SlTIP进行跨膜运输的方式为__________，该运输方式的特点是__________（答出2点即可）。 （2）结合图分析，与低VPD条件相比，高VPD条件下WT番茄的光合速率会__________，原因是__________。 （3）如图实验中，高VPD条件下对番茄进行PAC处理，体现了实验设计的__________原理。比较OE番茄的高VPD组和高VPD+PAC组结果，可得出的结论是__________________。 （4）研究发现，SlTIP能将H2O2转运到细胞内，从而调控赤霉素的合成。综上所述，推测高VPD条件下SlTIP调控气孔开合的机制是__________。 18. 过敏反应是一种由肥大细胞（MC）过度活化引起的免疫失调现象。Fc是激活MC活化的关键受体，而Si是一种抑制性受体。研究人员设计了一种可对抗过敏反应的新型药物（如图1所示），由Fc抗体、Si抗体和纳米颗粒组成。该药物不仅能够同时结合Fc和Si受体，还可以在空间上拉近两者的距离，从而在激活MC后更充分地发挥抑制作用。 回答下列问题： （1）MC上的Fc受体可结合患者__________细胞分泌的抗体。当相同过敏原再次入侵机体时，会与吸附的抗体结合，激活肥大细胞并释放__________，引起毛细血管扩张等现象，进而导致皮肤红肿、呼吸困难等症状。 （2）为探究将两种抗体同时搭载于同一纳米颗粒的必要性，研究人员从人皮肤样本中分离培养MC，以其为实验材料进行以下几组实验（Fc抗体可模拟过敏原激活Fc受体）： A组：加入同时吸附Si抗体和Fc抗体的纳米颗粒 B组：加入__________和游离的Fc抗体 C组：加入空载纳米颗粒和游离的Fc抗体 检测并量化各组别对MC的抑制效果，结果如图2所示。 C组的作用是__________。实验结果显示__________，由此可确定利用纳米颗粒搭载两种抗体的必要性。 （3）为从个体生物学水平验证药物疗效，研究人员将纳米颗粒药物注射入已构建的__________（填“人源化”或“免疫缺陷”）MC小鼠模型（人源化是指小鼠通过基因编辑等技术处理后能表达人的特定蛋白）。结果显示，注射过纳米颗粒药物的小鼠在受到过敏原攻击后，其相关生理指标及表征无显著变化，表明该纳米颗粒药物可在免疫学临床实践的应用上发挥良好的__________效果。 19. 土壤碳库对全球碳平衡和土壤健康至关重要。微生物（如细菌和真菌）死亡后残留在土壤中的细胞壁和胞内物质，是土壤有机碳库的重要来源。为探究不同农业模式对土壤碳库的影响，我国研究人员开展了长期的田间追踪试验。其中，翻耕处理的土壤定期进行不同深度的扰动，免耕处理的土壤无扰动。 回答下列问题： （1）微生物将秸秆作为食物来源，是土壤生态系统组分中的__________。研究人员用稳定同位素13C标记秸秆开展追踪实验，以监测碳的流动，相关实验结果如图1所示。 根据实验结果分析，__________的残体更难分解，其积累后可显著提升土壤的碳封存能力。 （2）捕食关系在提升土壤碳封存能力中发挥重要作用。研究人员对杂食性土壤动物（OP）在两种农业模式下的摄食比例进行了统计，结果如图2所示。 ①结合图2，用“→”补全图3中土壤生物间的捕食关系__________ ②结合上述信息推测，免耕模式下土壤的碳封存能力变化的原因是__________。为确保该推测的严谨性，首先应排除__________本身对土壤微生物群落结构的影响。 （3）有人提出在该地农业生产中应固定采用“免耕”模式，结合生态工程的整体原理分析，你认为该建议是否合理？说明理由：____________________________________________________________________。 20. 二倍体植物蓝铃花的花是蓝色的，三株白色花瓣的突变体（分别命名为a、b和c）。它们虽然表型一致，但不确定突变基因是否相同。杂交实验过程及结果如下表。 亲本 a×野生型 b×野生型 c×野生型 F1 蓝色 蓝色 蓝色 F2（由F1自交所得） 3/4蓝色，1/4白色 3/4蓝色，1/4白色 3/4蓝色，1/4白色 回答下列问题： （1）上述白花性状是由单一的__________基因决定的。F2中蓝花植株中纯合个体的比例为__________。根据上述结果还不能判断a、b、c的突变基因是否相同，理由是__________。 （2）研究人员继续进行了下列实验，杂交过程及结果如下表。 亲本 a×b a×c b×c F1 全部白色 全部蓝色 全部蓝色 这一结果说明，a、b和c的突变基因情况是__________。 （3）蓝铃花的蓝色是由花青素形成的。这种花青素由不含色素的化学前体合成，合成途径如图所示。 结合以上信息推测，仅含有化学前体的蓝铃花的花色是__________色。a和b杂交形成的F1的基因型为__________。 21. 肠道渗透压异常升高是炎症性肠道疾病的重要标志。研究人员在肠道优势共生菌——多形拟杆菌中发现了能响应高渗透压的天然启动子。在此基础上，研究人员利用基因工程技术构建出可用于肠道疾病检测的渗透压生物传感器。该传感器可通过检测粪便中的荧光强度来判断肠道渗透压大小，从而实现无创诊断，其核心元件如图1所示。 回答下列问题： （1）为构建含如图传感器元件的基因表达载体，需要用到的分子工具为__________（答出2点即可）。 （2）研究人员将构建成功的基因表达载体转入多形拟杆菌中，将该菌在不同渗透压条件下培养，一段时间后检测荧光强度，结果如图2。 ①为构建渗透压生物传感器，研究人员选用了天然启动子、持续激活型启动子和可抑制型启动子。为获得图2结果，图1中P1、P2和P3依次为______________________________。 ②据图2分析，渗透压升高时，绿色荧光强度与红光荧光强度的比值下降，原因是____________________。 （3）若要将渗透压生物传感器改造为温度生物传感器，以检测肠道温度变化，需在图2传感器元件基础上进行改造，请写出简要的改造方案：____________________。 （4）为了将渗透压生物传感器应用于实践，请从适用条件、检测效果的角度提出一个可进一步探究的问题：____________________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绝密★启用前 高 三 年 级 9 月 供 题 训 练生物学 试卷共8页，21小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.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. 生物农业是指利用生物技术、生态原理来促进农业生产、提升地力、减少化学投入的现代农业模式。下列农业措施中，最契合生物农业理念的是（ ） A. 施用针对性更强的化学杀虫剂防治害虫 B. 用无害化处理后的畜禽粪便作为有机肥 C. 同一区域连续多年种植同种高产农作物 D. 将农作物的秸秆先进行晾晒再焚烧还田 【答案】B 【解析】 【详解】A、施用化学杀虫剂属于增加化学投入，不符合生物农业“减少化学投入”的理念，A不符合题意； B、无害化处理的畜禽粪便作为有机肥，可通过土壤微生物的分解作用为作物提供无机盐、提升土壤肥力，减少化肥使用，契合利用生态原理、提升地力、减少化学投入的生物农业理念，B符合题意； C、同一区域连续多年种植同种农作物，会导致土壤中特定矿质元素过度消耗，且易引发专一性病虫害大规模爆发，不符合生态原理，C不符合题意； D、秸秆焚烧还田会造成大气污染，且秸秆中的有机物被大量破坏，还易损伤土壤微生物、破坏土壤结构，不符合生物农业理念，D不符合题意。 2. 发菜的细胞群体呈黑蓝色，状如发丝，在我国多产于干旱及半干旱地带，属于国家一级重点保护生物。发菜的细胞不含有的结构或物质是（ ） A. RNA B. DNA C. 核糖体 D. 叶绿体 【答案】D 【解析】 【详解】A、原核生物细胞内同时存在DNA和RNA两种核酸，发菜为原核生物，细胞内含有RNA，A不符合题意； B、DNA是原核生物的遗传物质，发菜为原核生物，细胞内含有DNA，B不符合题意； C、核糖体是原核细胞唯一具有的细胞器，发菜为原核生物，细胞内含有核糖体，C不符合题意； D、叶绿体是仅部分真核生物（如绿色植物的光合细胞）才具有的细胞器，原核生物没有叶绿体，发菜仅依靠叶绿素和藻蓝素完成光合作用，不含叶绿体，D符合题意。 3. 枯草杆菌蛋白酶是由枯草杆菌分泌到胞外的消化酶。下列关于该酶的叙述，错误的是（ ） A. 含C、H、O、N等元素 B. 由染色体DNA控制合成 C. 能水解蛋白质 D. 运输方式为胞吐 【答案】B 【解析】 【详解】A、枯草杆菌蛋白酶的本质是蛋白质，蛋白质的基本组成元素包含C、H、O、N，因此该酶含有C、H、O、N等元素，A正确； B、枯草杆菌是原核生物，细胞中没有染色体结构，其遗传物质是拟核中裸露的环状DNA，不存在染色体DNA，因此该酶不是由染色体DNA控制合成的，B错误； C、蛋白酶的功能是催化蛋白质水解，枯草杆菌蛋白酶属于蛋白酶，可水解蛋白质，C正确； D、枯草杆菌蛋白酶是生物大分子，需要分泌到细胞外发挥作用，大分子物质排出细胞的方式为胞吐，D正确。 4. 科学家曾从细胞质中分离出大量的“微粒体”，其本质是细胞匀浆在超速离心过程中由两种细胞结构形成的囊泡结构。在体外实验中，微粒体具有蛋白质合成和加工的基本功能。推测形成微粒体的结构是（ ） A. 核糖体和内质网 B. 核糖体和线粒体 C. 溶酶体和高尔基体 D. 高尔基体和叶绿体 【答案】A 【解析】 【详解】A、核糖体是蛋白质合成的场所，内质网是具膜细胞器，可对蛋白质进行初步加工，且部分核糖体附着在内质网上，细胞匀浆超速离心时内质网膜断裂形成囊泡，可结合其上的附着核糖体，共同构成具备蛋白质合成和加工功能的微粒体，A正确； B、线粒体是有氧呼吸的主要场所，功能是为细胞生命活动提供能量，不参与蛋白质的合成与加工，B错误； C、溶酶体的功能是分解衰老损伤的细胞器、吞噬杀灭侵入细胞的病原体，高尔基体可对蛋白质进行加工但无蛋白质合成功能，二者都不能独立完成蛋白质合成过程，C错误； D、高尔基体无蛋白质合成功能，叶绿体是光合作用的场所，与蛋白质合成、加工无直接关联，D错误。 5. 科学家在探究光合作用机制的过程中做了很多经典的实验，下列有关叙述错误的是（ ） A. 恩格尔曼利用水绵证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧 B. 希尔利用离体的叶绿体证明了光合作用产生氧气中的氧元素全部来自水 C. 阿尔农的实验证明了光照下叶绿体合成ATP的过程与水的光解相伴随 D. 卡尔文的实验证明了CO2先与C5结合生成C3，再生成C5的循环过程 【答案】B 【解析】 【详解】A、恩格尔曼把新鲜水绵和需氧细菌制成临时装片放在黑暗环境中，然后用极细的光束照射水绵．发现需氧细菌集中分布在光照部位的带状叶绿体的周围，该实验说明有叶绿体的地方含有丰富的氧气，证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，A正确； B、希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或氧化剂，在光照下可以释放氧气，说明离体叶绿体在适当条件下能进行水的光解，产生氧气，但不能证明光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水，该结论是鲁宾和卡门通过同位素标记法证明的，B错误； C、阿尔农发现在光照下，叶绿体可以合成ATP，并且叶绿体合成ATP的过程总是与水的光解相伴随，C正确； D、卡尔文用标记的追踪碳的转移路径，探明了先与结合生成，经还原后一部分生成有机物，一部分再生成的卡尔文循环过程，D正确。 6. 促红细胞生成素（EPO）是一种由肾小管周围的间质细胞等产生的蛋白质类激素，可通过促进红细胞祖细胞维持、增殖和分化来维持红细胞数量，相关机制如图所示。下列叙述正确的是（ ） A. 内环境中O2浓度与红细胞数量无关 B. EPO合成后定向运输至造血干细胞发挥作用 C. EPO可作为一种治疗贫血症的口服用药 D. EPO的作用机制中存在负反馈调节 【答案】D 【解析】 【详解】A、红细胞可运输O₂，红细胞数量会影响内环境中O₂浓度。图中显示内环境中O₂分压降低会促进红细胞生成，二者有关，A错误； B、激素通过体液运输到全身各处，并非定向运输至靶细胞，仅因为造血干细胞存在EPO的特异性受体，所以EPO可在造血干细胞处发挥作用，B错误； C、EPO是蛋白质类激素，口服后会被消化道中的蛋白酶分解而失去活性，因此不能作为口服用药，C错误； D、据图可知，红细胞数量增多后会抑制肾脏合成分泌EPO，进而减少红细胞的生成，使红细胞数量维持相对稳定，该机制属于负反馈调节，D正确。 7. 为解决细菌纤维素（BC）传统生产仅在气液界面成膜的问题，科研团队构建了“细菌-绿藻-纳米晶”共生体系。纳米晶作为支架使绿藻悬浮于培养液中，为产BC细菌供氧，使细菌均匀分布在培养容器内，获得与容器形状一致的BC材料。下列叙述错误的是（ ） A. 产BC细菌与绿藻在结构上的主要区别是有无核膜 B. 共生体系需提供适宜光照以保证绿藻进行光合作用 C. 产BC细菌可通过分解纳米晶来获取物质和能量 D. 通过更换培养容器可以生产不同形状的BC材料 【答案】C 【解析】 【详解】A、产BC细菌属于原核生物，绿藻属于真核生物，两类生物结构上的主要区别是有无核膜包被的细胞核（有无核膜），A正确； B、绿藻进行光合作用需要适宜的光照条件，以此合成有机物并释放氧气，维持共生体系功能，因此共生体系需提供适宜光照，B正确； C、根据题干信息，纳米晶仅作为支架使绿藻悬浮，没有信息表明产BC细菌可分解纳米晶获取物质和能量，C错误； D、题干明确说明该体系获得的BC材料与容器形状一致，因此更换培养容器可生产不同形状的BC材料，D正确。 8. 研究表明，水稻着丝粒中包含一段串联重复的DNA序列，不同水稻品种的序列长度存在差异。该串联重复序列是组装动粒的核心元件，动粒是纺锤丝的附着位点。下列叙述正确的是（ ） A. 有丝分裂后期，纺锤丝的牵拉直接导致着丝粒一分为二 B. 串联重复序列的长度差异会改变DNA复制的碱基配对原则 C. 串联重复序列的长度差异，不可作为区分不同水稻品种的依据 D. 缺乏串联重复序列的着丝粒可能会影响染色体移向细胞两极 【答案】D 【解析】 【详解】A、有丝分裂后期着丝粒分裂是细胞自身的调控机制导致的，并非纺锤丝牵拉直接引发，例如用秋水仙素抑制纺锤体形成时，着丝粒仍可正常分裂，A错误； B、DNA复制的碱基互补配对原则是固定的（A-T、G-C配对），不会因串联重复序列的长度差异发生改变，B错误； C、题干明确说明不同水稻品种的该串联重复序列长度存在差异，因此该差异可作为区分不同水稻品种的分子标记，C错误； D、该串联重复序列是组装动粒的核心元件，动粒是纺锤丝的附着位点，若着丝粒缺乏该序列，动粒无法正常组装，纺锤丝不能正常附着牵拉染色体，就可能影响染色体移向细胞两极，D正确。 9. 随着荔枝果实成熟，去甲基化酶LcDML1的含量逐渐下降，使NRAs基因的甲基化水平上升，表达水平下降，从而使花青素合成增加，果实着色加快。下列叙述错误的是（ ） A. DNA甲基化修饰不会改变基因的碱基序列 B. LcDML1可使NRAs基因的甲基化水平降低 C. NRAs基因通过促进花青素合成来加快果实着色 D. LcDML1影响NRAs基因的表达来调控果实着色 【答案】C 【解析】 【详解】A、DNA甲基化属于表观遗传修饰，仅在DNA碱基上共价结合甲基基团，不会改变基因的碱基序列，A正确； B、题干表明去甲基化酶LcDML1含量下降时，NRAs基因甲基化水平上升，可推知LcDML1的作用是降低NRAs基因的甲基化水平，B正确； C、题干信息显示NRAs基因表达水平下降时，花青素合成增加、果实着色加快，说明NRAs基因的作用是抑制花青素合成，而非促进，C错误； D、LcDML1通过调控NRAs基因的甲基化水平影响其表达，进而调控花青素合成和果实着色过程，D正确。 10. 局部麻药通过阻断神经元Na+通道来抑制神经冲动的产生和传导。进行微创手术时，由于髓鞘数量的差异，导致不同神经纤维对局部麻药的敏感性不同，患者在麻醉后常无痛感但有触感。下列叙述正确的是（ ） A. 感觉属于人脑的高级功能 B. 局部麻药的作用位置可能是传入神经 C. 痛觉和触觉由两个完整的反射弧产生 D. 触觉纤维与痛觉纤维上髓鞘数量一定相同 【答案】B 【解析】 【详解】A、人脑的高级功能特指语言、学习、记忆、情绪等功能，对痛觉、触觉等感觉的感知属于人脑的基础功能，不属于高级功能，A错误； B、局部麻药可阻断神经冲动的传导，麻醉后无痛感，但有触感，说明痛觉信号无法传入神经中枢产生感觉，推测麻药的作用位置可能是传入神经上的痛觉传导纤维，B正确； C、痛觉和触觉仅在大脑皮层产生，参与过程只需要感受器、传入神经和神经中枢，不需要传出神经和效应器，因此不需要完整的反射弧参与，C错误； D、题干明确说明不同神经纤维对麻药敏感性不同的原因是髓鞘数量存在差异，麻醉后触觉保留、痛觉消失，说明两类纤维对麻药敏感性不同，因此二者髓鞘数量不相同，D错误。 11. 深渊钩虾生存于海底千米下低温黑暗的深渊海沟中，深渊海沟地形呈漏斗状的“V”形，容易汇集物质。调查显示，深渊钩虾的寿命比浅海钩虾更长，但体内汞含量更高。下列推测错误的是（ ） A. 输入深渊海沟生态系统的能量主要来自海洋上层沉降的有机物 B. 海沟的特殊结构可能导致群落丰富度随海沟深度的增大而增加 C. 深渊钩虾寿命长可能与其细胞代谢速率和自由基生成速率较低有关 D. 深渊钩虾体内的汞含量更高，说明其比浅海钩虾处于更低的营养级 【答案】D 【解析】 【详解】A、深渊海沟处于千米深海的黑暗环境，无光合生产者固定太阳能，输入该生态系统的能量主要来自海洋上层沉降的有机物，A正确； B、海沟呈漏斗状“V”形，易汇集物质，深度越大可获得的资源越多，可能使群落丰富度随海沟深度增大而增加，B正确； C、根据细胞衰老的自由基学说，细胞代谢速率较低时自由基生成速率更低，细胞损伤小、衰老速度慢，对应生物寿命更长，C正确； D、汞等重金属会沿食物链发生生物富集作用，营养级越高的生物体内重金属积累量越高，深渊钩虾汞含量更高说明其营养级比浅海钩虾更高，D错误。 12. 联觉指的是人接受到某种刺激时，另一种额外的认知体验会被触发的现象。例如在某些联觉者看来，试卷上黑色的字母A是红色的，而字母B是绿色的。有关联觉的两种解释假说如图所示。下列叙述正确的是（ ） 交叉假说 反馈假说 非联觉者 联觉者 A. 联觉者与非联觉者的相关脑处理区在位置上不同 B. 形状和颜色处理区均位于大脑皮层言语区的V区 C. 交叉假说体现出高级中枢对低级中枢的调控作用 D. 反馈假说中非联觉者产生的“X”信号传递抑制信息 【答案】D 【解析】 【详解】A、联觉者与非联觉者的形状处理区、颜色处理区等相关脑处理区的位置是相同的，联觉的产生来自神经联系的差异而非脑区位置不同，A错误； B、大脑皮层言语区的V区是视觉性言语中枢，功能是识别看懂文字，形状和颜色处理区属于视觉中枢，不属于言语区的V区，B错误； C、交叉假说中联觉的产生是因为形状处理区和颜色处理区之间建立了新的神经联系，二者均为大脑皮层的功能区，不存在高级中枢调控低级中枢的关系，C错误； D、反馈假说中，非联觉者不会产生额外的颜色认知体验，说明其高级处理区产生的“X”信号传递的是抑制信息，抑制了额外的颜色感知，D正确。 13. 多数参与细胞呼吸的线粒体蛋白在细胞质合成后，需依靠线粒体外膜上的TOM蛋白复合体转运进入线粒体。TOM的含量受亮氨酸调控，具体机制如图。下列叙述正确的是（ ） A. 当亮氨酸不足时，参与有氧呼吸的线粒体蛋白数量会减少 B. 亮氨酸抑制GCN2来促进SE-HRD1复合体介导TOM降解 C. 亮氨酸可促进TOM蛋白复合体合成，提高细胞呼吸强度 D. 催化葡萄糖分解为丙酮酸的酶需依靠TOM转运到线粒体 【答案】A 【解析】 【详解】A、亮氨酸不足时，其对GCN2的抑制作用减弱，GCN2活性升高，促进SE-HRD1复合体介导TOM降解，TOM数量减少，转运进入线粒体的有氧呼吸相关蛋白减少，因此线粒体内参与有氧呼吸的线粒体蛋白数量减少，A正确； B、亮氨酸抑制GCN2，而GCN2可促进SE-HRD1复合体介导TOM降解，因此亮氨酸抑制GCN2会抑制TOM的降解，并非促进降解，B错误； C、由题图机制可知，亮氨酸通过减少TOM的降解来提高TOM含量，并没有调控TOM的合成过程，不能促进TOM合成，C错误； D、催化葡萄糖分解为丙酮酸的酶是有氧呼吸第一阶段的酶，该反应发生在细胞质基质，相关酶无需转运进入线粒体，不需要依靠TOM转运，D错误。 14. 田鼠的种群密度会以3～4年为周期呈现规律性波动，研究团队对某地田鼠种群进行监测，并构建了一个周期内的统计模型（图），不考虑种群迁入迁出。下列叙述错误的是（ ） A. 宜采用标记重捕法调查田鼠种群数量 B. 虚线部分田鼠种群的死亡率大于出生率 C. 季节性变化是造成田鼠种群密度周期性变化的主要原因 D. 田鼠种群密度的周期性变化体现出密度制约下的反馈调节 【答案】C 【解析】 【详解】A、田鼠活动能力强、活动范围大，适宜采用标记重捕法调查其种群数量，A正确； B、不考虑迁入迁出时，种群密度下降的直接原因是死亡率大于出生率，虚线部分田鼠种群密度持续降低，说明死亡率大于出生率，B正确； C、季节性变化只能导致种群密度出现年度内的季节性波动，题干中3~4年为周期的规律性波动，主要由密度制约因素（如种内竞争、天敌、食物资源等）的反馈调节导致，季节性不是该周期性变化的主要原因，C错误； D、田鼠种群密度升高到一定程度后，会受种内斗争加剧、天敌增多等密度制约因素的影响而下降，密度降低到一定程度后又会回升，这种周期性变化体现了密度制约下的反馈调节，D正确。 15. 密植的玉米会因竞争阳光而长得过高，易发生倒伏。科研人员发现蓝光受体1b在玉米的光形态建成中发挥关键作用，机制如图所示。在蓝光培养条件下，1b基因缺失突变体比野生型玉米株高更高。下列叙述正确的是（ ） A. 1b通过吸收转换蓝光光能从而调控赤霉素的含量 B. 突变体玉米中赤霉素降解基因的表达量高于野生型 C. 转录因子TF5的积累会抑制赤霉素降解基因的表达 D. 可进一步构建1b过表达株系满足抗倒伏的生产需求 【答案】D 【解析】 【详解】A、蓝光受体1b的作用是接收蓝光信号，吸收、转换光能是光合色素的功能，A错误； B、1b基因缺失突变体株高更高，说明其体内赤霉素含量更高，因此赤霉素降解基因的表达量低于野生型，减少赤霉素的降解，B错误； C、野生型含1b，可促进转录因子TF5生成，野生型株高更矮，说明赤霉素降解基因表达量更高，可推知TF5积累会促进赤霉素降解基因的表达，C错误； D、构建1b过表达株系，可促进赤霉素降解基因表达，降低赤霉素含量，使玉米株高降低，减少倒伏，满足生产需求，D正确。 16. 滇杨是我国西南地区重要的树种，传统育种周期长且易感染黑斑病。为了探究不同植物生长调节剂对滇杨组织培养的影响，我国研究人员以离体叶片为材料，设计了不同浓度配比的TDZ（细胞分裂素类调节剂）和NAA（生长素类调节剂）来开展实验，结果如下表。下列叙述错误的是（ ） 植物生长调节剂组合 愈伤组织诱导率/% 不定芽诱导率/% TDZ/(mg·L-1) NAA/(mg·L-1) 0.001 0.01 36 8.3 0.001 0.05 55.6 5.5 0.002 0.01 63.9 7.5 0.002 0.05 83.3 19.5 0.005 0.01 91.7 27.8 0.005 0.05 77.8 16.6 A. 离体叶片先脱分化得到愈伤组织，愈伤组织经再分化诱导出不定芽 B. NAA浓度不变时，随着TDZ浓度升高愈伤组织诱导率不一定提高 C. 在相同TDZ浓度下，升高NAA浓度会对不定芽的分化起抑制作用 D. 该实验成功诱导出不定芽，但无法证明滇杨的叶肉细胞具有全能性 【答案】C 【解析】 【详解】A、植物组织培养的核心过程是脱分化和再分化，离体叶片先经脱分化形成愈伤组织，愈伤组织再经再分化可诱导出不定芽，A正确； B、当NAA浓度固定为0.05mg·L⁻¹时，TDZ浓度从0.002mg·L⁻¹升高到0.005mg·L⁻¹，愈伤组织诱导率从83.3%下降到77.8%，说明NAA浓度不变时，TDZ浓度升高愈伤组织诱导率不一定提高，B正确； C、当TDZ浓度为0.002mg·L⁻¹时，NAA浓度从0.01mg·L⁻¹升高到0.05mg·L⁻¹，不定芽诱导率从7.5%升高到19.5%，说明该条件下升高NAA浓度可促进不定芽分化，因此不是所有情况升高NAA浓度都会抑制不定芽分化，C错误； D、细胞全能性的标志是已分化的细胞发育为完整个体，本实验仅诱导得到不定芽，未获得完整的滇杨植株，因此无法证明叶肉细胞具有全能性，D正确。 二、非选择题：本大题共5小题，共60分。 17. 全球气候变化导致大气蒸汽压亏缺（VPD，是指某温度下空气实际水汽量与能容纳的最大水汽量的差值），其差值越大，空气越干燥。VPD持续升高，植物叶片水分蒸发加快，影响光合作用。研究表明，水通道蛋白参与植物对高VPD胁迫的响应。为了探究水通道蛋白SlTIP调控番茄气孔开合的机制，我国研究人员以野生型番茄（WT）和SlTIP基因过表达番茄（OE）为材料，在最适光照强度下开展了探究实验，结果如图所示。 回答下列问题： （1）水分子借助SlTIP进行跨膜运输的方式为__________，该运输方式的特点是__________（答出2点即可）。 （2）结合图分析，与低VPD条件相比，高VPD条件下WT番茄的光合速率会__________，原因是__________。 （3）如图实验中，高VPD条件下对番茄进行PAC处理，体现了实验设计的__________原理。比较OE番茄的高VPD组和高VPD+PAC组结果，可得出的结论是__________________。 （4）研究发现，SlTIP能将H2O2转运到细胞内，从而调控赤霉素的合成。综上所述，推测高VPD条件下SlTIP调控气孔开合的机制是__________。 【答案】（1） ①. 协助扩散 ②. 顺浓度梯度运输、需要转运蛋白协助、不消耗能量 （2） ①. 降低 ②. 高VPD条件下，WT气孔导度下降，CO2吸收减少，暗反应速率降低，光合速率下降 （3） ①. 减法 ②. 高VPD条件下，抑制内源赤霉素合成会降低OE番茄气孔导度 （4）SlTIP将H2O2转运到细胞内，从而促进赤霉素的合成，缓解高VPD引起的气孔导度下降 【解析】 【小问1详解】 借助通道蛋白进行的运输方式为协助扩散，因此水分子借助水通道蛋白SlTIP进行跨膜运输的方式为协助扩散，该运输方式为顺浓度梯度运输、需要转运蛋白协助、不消耗能量。 【小问2详解】 由左图可知，与低VPD条件相比，高VPD条件下WT番茄的气孔导度降低，CO2进入细胞减少，导致暗反应速率减慢，因此高VPD条件下WT番茄的光合速率会降低。 【小问3详解】 PAC可抑制内源赤霉素的合成，因此高VPD条件下对番茄进行PAC处理，体现了实验设计的减法原理，由图可知，OE番茄的高VPD+PAC组的气孔导度小于高VPD组，即存在赤霉素时气孔导度大，因此可判断高VPD条件下，抑制内源赤霉素合成会降低OE番茄气孔导度（或高VPD条件下，内源赤霉素可促进气孔开放）。 【小问4详解】 已知SlTIP能将H2O2转运到细胞内，从而调控赤霉素的合成，而内源赤霉素可促进气孔开放，因此可缓解高VPD引起的气孔导度下降。 18. 过敏反应是一种由肥大细胞（MC）过度活化引起的免疫失调现象。Fc是激活MC活化的关键受体，而Si是一种抑制性受体。研究人员设计了一种可对抗过敏反应的新型药物（如图1所示），由Fc抗体、Si抗体和纳米颗粒组成。该药物不仅能够同时结合Fc和Si受体，还可以在空间上拉近两者的距离，从而在激活MC后更充分地发挥抑制作用。 回答下列问题： （1）MC上的Fc受体可结合患者__________细胞分泌的抗体。当相同过敏原再次入侵机体时，会与吸附的抗体结合，激活肥大细胞并释放__________，引起毛细血管扩张等现象，进而导致皮肤红肿、呼吸困难等症状。 （2）为探究将两种抗体同时搭载于同一纳米颗粒的必要性，研究人员从人皮肤样本中分离培养MC，以其为实验材料进行以下几组实验（Fc抗体可模拟过敏原激活Fc受体）： A组：加入同时吸附Si抗体和Fc抗体的纳米颗粒 B组：加入__________和游离的Fc抗体 C组：加入空载纳米颗粒和游离的Fc抗体 检测并量化各组别对MC的抑制效果，结果如图2所示。 C组的作用是__________。实验结果显示__________，由此可确定利用纳米颗粒搭载两种抗体的必要性。 （3）为从个体生物学水平验证药物疗效，研究人员将纳米颗粒药物注射入已构建的__________（填“人源化”或“免疫缺陷”）MC小鼠模型（人源化是指小鼠通过基因编辑等技术处理后能表达人的特定蛋白）。结果显示，注射过纳米颗粒药物的小鼠在受到过敏原攻击后，其相关生理指标及表征无显著变化，表明该纳米颗粒药物可在免疫学临床实践的应用上发挥良好的__________效果。 【答案】（1） ①. 浆 ②. 组胺 （2） ①. 仅吸附Si抗体的纳米颗粒（或空载纳米颗粒和游离的Si抗体） ②. 作对照，排除空载纳米颗粒对实验结果的影响 ③. A组对MC的抑制效果显著高于B组 （3） ①. 人源化 ②. 免疫治疗（或免疫抑制或抗过敏） 【解析】 【小问1详解】 抗体是由浆细胞分泌的，因此MC上的Fc受体可结合患者浆细胞分泌的抗体。当相同过敏原再次入侵机体时，会与吸附的抗体结合，激活肥大细胞并释放组胺，引起毛细血管扩张等现象，进而导致皮肤红肿、呼吸困难等症状。 【小问2详解】 该实验目的是探究将两种抗体同时搭载于同一纳米颗粒的必要性，因此实验自变量应为吸附不同抗体的纳米颗粒，A组加入同时吸附Si抗体和Fc抗体的纳米颗粒，C组加入空载纳米颗粒和游离的Fc抗体，则B组应加入空载纳米颗粒和游离的Si抗体，Fc抗体可模拟过敏原激活Fc受体，因此C组为对照组，其作用是作对照，排除空载纳米颗粒对实验结果的影响。图2中A组对MC的抑制效果显著高于B组，因此可确定利用纳米颗粒搭载两种抗体的必要性。 【小问3详解】 人源化是指小鼠通过基因编辑等技术处理后能表达人的特定蛋白，该药物作用的是人的肥大细胞上的Fc受体和Si受体，只有人源化MC小鼠模型可以表达人的这两种特定受体蛋白，才能模拟人体的过敏反应环境，验证药物的实际作用效果；而免疫缺陷小鼠无法满足该实验的受体匹配要求。因此为从个体生物学水平验证药物疗效，研究人员将纳米颗粒药物注射入已构建的人源化MC小鼠模型。实验结果显示注射药物的小鼠受过敏原攻击后没有出现过敏相关的显著异常表征，说明该药物可以在临床中发挥良好的抗过敏（抑制过敏反应、治疗过敏）的效果。 19. 土壤碳库对全球碳平衡和土壤健康至关重要。微生物（如细菌和真菌）死亡后残留在土壤中的细胞壁和胞内物质，是土壤有机碳库的重要来源。为探究不同农业模式对土壤碳库的影响，我国研究人员开展了长期的田间追踪试验。其中，翻耕处理的土壤定期进行不同深度的扰动，免耕处理的土壤无扰动。 回答下列问题： （1）微生物将秸秆作为食物来源，是土壤生态系统组分中的__________。研究人员用稳定同位素13C标记秸秆开展追踪实验，以监测碳的流动，相关实验结果如图1所示。 根据实验结果分析，__________的残体更难分解，其积累后可显著提升土壤的碳封存能力。 （2）捕食关系在提升土壤碳封存能力中发挥重要作用。研究人员对杂食性土壤动物（OP）在两种农业模式下的摄食比例进行了统计，结果如图2所示。 ①结合图2，用“→”补全图3中土壤生物间的捕食关系__________ ②结合上述信息推测，免耕模式下土壤的碳封存能力变化的原因是__________。为确保该推测的严谨性，首先应排除__________本身对土壤微生物群落结构的影响。 （3）有人提出在该地农业生产中应固定采用“免耕”模式，结合生态工程的整体原理分析，你认为该建议是否合理？说明理由：____________________________________________________________________。 【答案】（1） ①. 分解者 ②. 真菌 （2） ①. ②. 杂食性土壤动物（OP）对真菌捕食比例下降，同时对食真菌动物（FV）捕食比例上升进而降低其对真菌的捕食，从而促进了真菌的繁殖和土壤的碳积累 ③. 耕作模式 （3）观点：不合理。农业管理决策需综合考虑产量、经济效益和社会接受度等多重目标，不能仅凭单一生态效益作出决策 【解析】 【小问1详解】 微生物将秸秆作为食物来源，说明其为异养型，且取食的不是活体生物，故为分解者。根据纵轴上的真菌和细菌的残体13C含量可知（真菌残体13C含量大于细菌），真菌的残体更难分解，其积累后可显著提升土壤的碳封存能力。 【小问2详解】 ①根据图2中杂食性土壤动物（OP）在两种农业模式下对不同生物的取食比例，可构建捕食关系网为。 ②根据图2可知，免耕模式下杂食性土壤动物（OP）对真菌捕食比例下降，同时对食真菌动物（FV）捕食比例上升，使食真菌动物对真菌的捕食压力降低，真菌的生物量增加，因此免耕模式下促进了真菌的繁殖和土壤的碳积累；为确保推测严谨，首先应排除不同的农业耕作模式（土壤扰动）本身对土壤微生物群落结构的影响。 【小问3详解】 生态工程的整体原理强调：在进行生态工程建设时，要兼顾自然生态系统的规律，充分考虑经济和社会系统的影响力，统一协调生态效益、经济效益与社会效益，兼顾当前与长远、局部与整体的利益。免耕确实可以提升土壤碳封存能力、改善土壤结构与土壤健康；但从农业生产的整体效益来看，长期固定单一采用免耕模式，可能会引发病虫害加剧、作物根系分布过浅影响作物抗倒伏能力等问题，反而会降低农业产量，损害生产的经济效益。即农业管理决策需综合考虑产量、经济效益和社会接受度等多重目标，不能仅凭单一生态效益作出决策，因此上述提议是不合理的。 20. 二倍体植物蓝铃花的花是蓝色的，三株白色花瓣的突变体（分别命名为a、b和c）。它们虽然表型一致，但不确定突变基因是否相同。杂交实验过程及结果如下表。 亲本 a×野生型 b×野生型 c×野生型 F1 蓝色 蓝色 蓝色 F2（由F1自交所得） 3/4蓝色，1/4白色 3/4蓝色，1/4白色 3/4蓝色，1/4白色 回答下列问题： （1）上述白花性状是由单一的__________基因决定的。F2中蓝花植株中纯合个体的比例为__________。根据上述结果还不能判断a、b、c的突变基因是否相同，理由是__________。 （2）研究人员继续进行了下列实验，杂交过程及结果如下表。 亲本 a×b a×c b×c F1 全部白色 全部蓝色 全部蓝色 这一结果说明，a、b和c的突变基因情况是__________。 （3）蓝铃花的蓝色是由花青素形成的。这种花青素由不含色素的化学前体合成，合成途径如图所示。 结合以上信息推测，仅含有化学前体的蓝铃花的花色是__________色。a和b杂交形成的F1的基因型为__________。 【答案】（1） ①. 隐性 ②. 1/3 ③. 三组杂交F2的分离比均为3∶1，只能说明每组的突变相对野生型均为单基因隐性突变，无法判断突变基因是否相同（无论是否是同一基因，都能得到相同结果） （2）a和b为同一基因上的突变，c为另一个基因上的突变 （3） ①. 白 ②. ddEE或DDee 【解析】 【小问1详解】 三株白色花瓣的突变体与野生型杂交后代均为蓝色，而子一代自交得到的子二代均为蓝色∶白色=3∶1，因此可知白花性状是由单一的隐性基因决定的。F2蓝花中显性纯合子∶显性杂合子=1∶2，因此F2中蓝花植株中纯合个体的比例为1/3。由于三组杂交F2的分离比均为3∶1，只能说明每组的突变相对野生型均为单基因隐性突变，但无法判断不同个体的突变基因是否相同，若要进一步判断，还需要让不同突变体之间进行杂交。 【小问2详解】 已知白花为隐性性状，a和b杂交后代均为白花，说明a和b为同一基因上的突变体。而a和c杂交后代均为蓝花，b和c杂交后代均为蓝花，可知c的突变基因与a和b的突变基因为不同基因。即a和b为同一基因上的突变，c为另一个基因上的突变。 【小问3详解】 已知蓝铃花的蓝色是由花青素形成的，由图可知，蓝花的基因型应为D-E-，若仅含有化学前体，说明不能转化为花青素，因此仅含有化学前体的蓝铃花表现为白色。a和b是同一基因的隐性突变，基因型为ddEE或DDee，因此a和b杂交形成的F1的基因型为ddEE或DDee。 21. 肠道渗透压异常升高是炎症性肠道疾病的重要标志。研究人员在肠道优势共生菌——多形拟杆菌中发现了能响应高渗透压的天然启动子。在此基础上，研究人员利用基因工程技术构建出可用于肠道疾病检测的渗透压生物传感器。该传感器可通过检测粪便中的荧光强度来判断肠道渗透压大小，从而实现无创诊断，其核心元件如图1所示。 回答下列问题： （1）为构建含如图传感器元件的基因表达载体，需要用到的分子工具为__________（答出2点即可）。 （2）研究人员将构建成功的基因表达载体转入多形拟杆菌中，将该菌在不同渗透压条件下培养，一段时间后检测荧光强度，结果如图2。 ①为构建渗透压生物传感器，研究人员选用了天然启动子、持续激活型启动子和可抑制型启动子。为获得图2结果，图1中P1、P2和P3依次为______________________________。 ②据图2分析，渗透压升高时，绿色荧光强度与红光荧光强度的比值下降，原因是____________________。 （3）若要将渗透压生物传感器改造为温度生物传感器，以检测肠道温度变化，需在图2传感器元件基础上进行改造，请写出简要的改造方案：____________________。 （4）为了将渗透压生物传感器应用于实践，请从适用条件、检测效果的角度提出一个可进一步探究的问题：____________________。 【答案】（1）限制性内切核酸酶、DNA连接酶、载体 （2） ①. 持续激活型启动子、天然启动子、可抑制型启动子 ②. 渗透压升高激活天然启动子P2，促使TetR基因表达产生阻遏蛋白，该阻遏蛋白与可抑制型启动子P3结合，抑制GFP基因表达，绿色荧光蛋白减少；而P1驱动RFP基因持续表达，产生红色荧光蛋白，红色荧光强度不变，因此绿色荧光强度与红光荧光强度的比值下降 （3）将P2替换为响应温度的特异性启动子，其余元件保持不变 （4）探究渗透压生物传感器在高渗透压肠道环境下的检测灵敏度/探究不同肠道环境条件（如pH、温度、菌群等）对渗透压生物传感器检测效果的影响 【解析】 【小问1详解】 基因工程中用到的工具有限制酶、DNA连接酶和载体，构建含如图传感器元件的基因表达载体，需要用限制酶将目的基因和载体切出相同的末端，并用DNA连接酶将载体和目的基因连接在一起，因此需要用到的分子工具为限制性内切核酸酶、DNA连接酶、载体。 【小问2详解】 ①根据图2可知，红色荧光强度并没有随着渗透压的改变而改变，始终处于较高水平，说明P1启动子为持续激活型启动子，而绿色荧光强度则随着渗透压的升高而降低，说明P2为天然启动子，可受渗透压变化的调控，而其调控表达的阻遏蛋白与可抑制型启动子P3结合，抑制GFP基因表达，使绿色荧光蛋白减少，因此图1中P1、P2和P3依次为持续激活型启动子、天然启动子、可抑制型启动子。 ②结合图示结果推测，渗透压升高会激活天然启动子P2，促使TetR基因表达产生阻遏蛋白，该阻遏蛋白与可抑制型启动子P3结合，抑制GFP基因表达，绿色荧光蛋白减少；而P1驱动RFP基因持续表达，产生红色荧光蛋白，红色荧光强度不变，因此随着渗透压升高，绿色荧光强度与红光荧光强度的比值下降。 【小问3详解】 若要将渗透压生物传感器改造为温度生物传感器，以检测肠道温度变化，则P2启动子应能响应温度的变化，故需在图2传感器元件基础上，将P2替换为响应温度的特异性启动子，其余元件保持不变。 【小问4详解】 渗透压生物传感器构建成功后，还需要检测其作用效果，如在高渗透压环境下的灵敏度，因此还可进一步探究渗透压生物传感器在高渗透压肠道环境下的检测灵敏度或者探究不同肠道环境条件（如pH、温度、菌群等）对渗透压生物传感器检测效果的影响。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $