精品解析：四川省成都市树德中学2026—2027学年高三上学期9月考试生物试题

树德中学高2024级高三上学期9月阶段性测试生物学试题 本试卷满分100分，考试用时75分钟 一、单项选择题（每题3分，共45分） 1. 如图是细胞内几种有机物及其功能的关系图，m1、m2、m3、m4分别是有机物M1、M2、M3、M4的基本组成单位，M1、M3、M4为生物大分子。下列说法错误的是（ ） A. 组成M2的m2含有2种物质 B. M3具有物质运输、催化、免疫等多种功能 C. M1和M2一般是由C、H、O三种元素组成 D. HIV病毒体内的M4彻底水解可得4种物质 2. 细胞内的马达蛋白能够与“货物”（颗粒物质）结合，并利用ATP水解使马达蛋白磷酸化，驱动自身沿细胞骨架“行走”，部分机理如图所示。下列叙述正确的是（ ） A. 马达蛋白的合成与核糖体、内质网、高尔基体有关 B. 细胞内叶绿体的运动也需要马达蛋白的参与 C. 马达蛋白的磷酸化属于细胞的放能反应 D. 马达蛋白对运输的“货物”不具有特异性 3. 下图是某耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图（HKT1、AKT1、SOS1和NHX均为转运蛋白）。相关叙述错误的是（ ） A. 据图判断，SOS1能同时运输H+和Na+，所以不具有专一性 B. 据图分析，H+离开根细胞与Na+进入液泡所用的能量形式不同 C. NHX可降低细胞质基质中Na+浓度，提高细胞液渗透压，增强抗盐胁迫能力 D. 细胞质基质与细胞液pH的差异主要是由H+-ATP泵通过主动运输的方式维持 4. β-淀粉酶使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解，研究人员测定了β-淀粉酶在50℃条件下经不同处理后的活性变化，结果如图所示。下列说法错误的是（ ） A. 加入30 mmol·L-1Ca2+有利于维持β-淀粉酶的活性，同时加入2%淀粉会提高酶活性 B. 第①组只添加β-淀粉酶，酶蛋白在50℃高温的持续作用下，空间结构被不断破坏 C. 由于淀粉的单体为葡萄糖，因此使用β-淀粉酶可将淀粉彻底水解为葡萄糖 D. 在实验过程的前40 min，第②组加入2%淀粉使β-淀粉酶的活性先增强后减弱 5. 生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程，图示为大豆根瘤中部分物质的代谢、运输途径，下列说法正确的是（ ） A. 植物细胞为根瘤菌提供蔗糖，可知两者为寄生关系 B. 根瘤菌中N2的固定需要消耗大量ATP，其直接来源于叶片的光合作用 C. 根瘤菌产生的NH3，可用于合成氨基酸，还需要植物细胞提供有机物 D. 植物细胞吸收的蔗糖需在固氮酶的作用下氧化分解，为细胞生命活动供能 6. 某雄性动物（2N＝8）的精原细胞基因型为AaXbYB（A/a、b/B分别位于标注的染色体上，如下图）。该细胞经过了两次分裂形成4个子细胞，其中甲、乙细胞处于分裂后期，不考虑基因突变和染色体结构变异。下列叙述正确的是（　　） A. 若图中①②为精原细胞，A与a、Xb与YB会随姐妹染色单体的分开而彼此分离 B. 若图中③④为精细胞，则分裂过程中发生同源染色体分离，且③④基因型一定相同 C. 若甲的基因型为AaXbXb，则分裂过程中一定是四分体的非姐妹染色单体发生了交换 D. 若乙细胞中有五种形态的染色体，则乙细胞染色体数目一定是其处于前期时的两倍 7. 甲病（单基因遗传病）病因为M基因突变。对该病患者家系某些成员进行M基因测序，结果见图（E1～E4为4枚胚胎），两个序列表示1对等位基因一条链相同位置的部分碱基序列。若Ⅱ-2要植入正常胚胎，则适宜选择的胚胎是（ ） A. E1 B. E2 C. E3 D. E4 8. 根据开花的特点。辣椒植株的花型可分为单花、中花和多花3种类型。为探究该性状的遗传规律，研究者利用甲、乙和丙3种单花纯合体进行了杂交实验，结果见表。 实验编号 杂交组合 表型 表型及比例 ① 甲×乙 多花 多花∶单花=9∶7 ② 甲×丙 多花 多花∶单花=9∶7 ③ 乙×丙 中花 中花∶单花=9∶7 下列叙述错误的是（ ） A. 根据3个杂交实验结果判断，控制花型的基因至少涉及3对 B. 实验②的单花个体中，纯合体占比为3/7 C. 利用甲和实验②的进行杂交、子代中多花占比为50% D. 与甲杂交，根据子一代表型及比例即可确定中花辣椒植株基因型 9. 如图表示甲病（A、a）和乙病（B、b）两种单基因遗传病的家族系谱图，其中Ⅱ-7不是乙病的携带者。下列有关说法正确的是（ ） A. 甲病和乙病的遗传方式分别是伴X染色体隐性遗传和常染色体隐性遗传 B. 若Ⅲ-11和Ⅲ-12婚配，后代中女孩的患病概率是1/9 C. 图中Ⅲ-12基因型与Ⅱ-6的基因型相同的概率是2/3 D. Ⅲ-13的甲病致病基因来自Ⅰ-1和Ⅰ-3，乙病致病基因来自Ⅰ-3 10. 水稻（2n=24）的叶鞘颜色受一对等位基因R、r控制，紫色（R）对绿色（r）为完全显性。科研人员从野生型水稻中培育筛选出了6号染色体发生数目变异的三体水稻（2n+1=25），并利用其开展基因定位实验，过程如下图所示。研究发现，三体水稻的部分花粉育性异常，但雌配子不受影响，三体染色体在减数分裂I过程中任意两条可正常联会并分离，另一条染色体随机移向细胞的一极。不考虑其他变异，下列说法错误的是（ ） A. 亲本纯合紫叶鞘三体的基因型为RRR或RR，F1三体水稻的基因型为RRr或Rr B. 若R/r基因不位于6号染色体上，则F2叶鞘的表型及其比例为紫色∶绿色=3∶1 C. 若R/r基因位于6号染色体上，F1三体水稻产生雌配子的种类及比例为Rr∶RR∶R∶r=2∶2∶1∶1 D. 若含有两条6号染色体的花粉不育，则F2叶鞘的表型及其比例为叶鞘紫色∶绿色=17∶1 11. 农药氰戊菊酯（C25H22ClNO3）常用于棉花、果树、蔬菜及小麦的害虫防治，但容易通过食物链发生富集。为筛选耐氰戊菊酯的降解菌，研究人员进行了相关实验，流程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A. 流程Ⅰ的目的是富集耐高浓度氰戊菊酯的降解菌 B. 分离培养基中除氰戊菊酯外，还需加入琼脂等凝固剂，以便于单菌落的挑取和纯化 C. 若要从土壤中分离能降解氰戊菊酯的细菌，所用选择培养基中的氮源只能是氰戊菊酯 D. 将分离得到的降解菌分别接种培养，测定残留氰戊菊酯含量可比较其降解能力 12. 双层琼脂噬菌斑法可用于对噬菌体进行分离、纯化、计数测定。细菌在上层琼脂平板上形成菌苔，噬菌体感染并裂解细菌后，可在菌苔上形成肉眼可见的透明空斑（噬菌斑），1个噬菌斑最初是由单个噬菌体感染1个宿主细胞形成的。T4噬菌体的衣壳表面可融合外源蛋白，但其增强自身结构稳定的衣壳蛋白Soc占据了外源蛋白融合的关键空间。研究人员敲除其Soc基因获得突变株M1后，采用双层琼脂噬菌斑法进行实验，实验结果如下表所示。下列说法正确的是（ ） 病毒株 噬菌斑数（平均值） 传代后遗传稳定性 20 min 60 min 100 min 200 min 测序分析 噬菌斑形态 未经诱变的T4噬菌体 7.3 9.9 12.9 20.8 无差异 形态、大小一致 M1 7.5 9.9 12.8 21.0 无差异 A. T4噬菌体可直接在上层灭菌的半固体培养基表面生长 B. Soc蛋白缺失不利于T4噬菌体将外源蛋白呈现在衣壳表面 C. Soc基因敲除后对T4噬菌体正常生长、繁殖造成了显著影响 D. 若最初多个T4噬菌体同时感染一个宿主细胞，统计的噬菌斑数会比噬菌体实际数目少 13. 黄瓜花叶病毒能感染多种植物，导致严重减产。研究人员利用基因工程技术，将黄瓜花叶病毒的外壳蛋白基因CMV-CP导入番茄，培育抗病毒番茄。育种流程如图。下列叙述错误的是（ ） 注：KanR为抗卡那霉素基因、Kan为卡那霉素（已知一定浓度的卡那霉素能抑制植物组织的生长发育） A. 农杆菌经①接种至液体培养基进行扩大培养，该培养基中应有番茄组织 B. CMV-CP、KanR应拼接到农杆菌Ti质粒的T-DNA上 C. ③接种的培养基中含Kan，目的是杀死没有导入质粒的番茄细胞 D. 愈伤组织再分化形成抗Kan再生番茄植株，体现了植物细胞的全能性 14. 科学家利用单克隆抗体技术制备了“早早孕诊断试剂盒”。如图1所示，X细胞取自经人绒毛膜促性腺激素(HCG)免疫的小鼠脾脏，Y细胞为骨髓瘤细胞，Z为杂交瘤细胞。图2中抗体1与抗体2是能与HCG不同位点特异性结合的单克隆抗体，抗体3能特异性识别并结合抗体1.胶体金标记的抗体1(大量聚集会显示红色)会随着溶液向右移动，下列说法错误的是（　　） A. Z细胞体外培养时，添加血清的培养液置于恒温培养箱中，可维持培养液pH稳定 B. 若检测结果T线红色而C线无色说明检测结果无效 C. 若待测样品中存在HCG，检测过程中共发生2次特异性结合 D. 在①过程中可用的方法有电融合法、PEG融合法以及灭活病毒诱导法 15. 滚环扩增技术（RCA）的原理如图所示：两侧含有待扩增核酸的线性单链模板，在锁环探针和DNA连接酶的帮助下，两端靠近并连接成环状成为扩增模板。phi29DNA聚合酶催化子链合成的过程中，当遇到双链结构时可使双链分开，并继续子链的延伸，最终形成一条由数个重复序列串联而成的单链DNA。下列说法正确的是（ ） A. 锁环探针与引物都需要与待扩增核酸序列互补 B. phi29DNA聚合酶的作用是催化磷酸二酯键的形成 C. 该技术得到的重复序列即为待扩增核酸序列，可用于大量生产核酸探针 D. 与Taq酶相比，RCA所用的phi29DNA聚合酶不需要有耐高温的特性 二、非选择题（共55分） 16. 桐花树作为优势红树植物，其光合与呼吸代谢对水淹胁迫的适应机制对红树林的生态稳定具有重要意义。为探究光合和呼吸代谢对水淹胁迫的响应，研究人员通过人工潮汐系统对桐花树幼苗持续处理30天，其光合效率（植物光合固定能量与吸收光能的比值，衡量光合能力）如下表。水淹胁迫对桐花树根系呼吸速率及相关物质的影响如图所示，其中TCA为有氧呼吸的第二阶段反应，ADH是桐花树无氧呼吸过程中的一种关键酶。 每天水淹时间/h 总光合效率 净光合效率 0 0.8473a 0.3974a 6 0.8063b 0.3702a 12 0.7747c 0.3313a 18 0.7780c 0.3585a 注：表中不同字母表示处理组间有显著性差异，相同字母表示无显著性差异。 回答下列问题： （1）光反应发生在叶肉细胞的______上，该过程中光能转化为______中活跃的化学能。 （2）据表分析，水淹胁迫对桐花树光合作用的影响是______。 （3）TCA的反应场所为______，该过程产生的______（物质）可参与有氧呼吸第三阶段反应。 （4）由图可知，桐花树应对水淹胁迫的适应策略表现为：当水淹导致氧浓度降低时，一方面通过______降低对氧的依赖，另一方面通过______缓解ATP供应不足的问题。 17. 泛素是一类由单条肽链组成的小分子蛋白质，在损伤的细胞器和蛋白质等物质降解过程中发挥重要作用，主要过程如图1和图2。其中蛋白酶体是一种蛋白质复合体，也是一种细胞器，能识别与待降解物质结合的泛素。回答下列问题： （1）细胞中合成泛素的场所是________。若要分离细胞中的蛋白酶体，可采用________________法。 （2）已知溶酶体内含有多种酸性水解酶。科研人员利用pH敏感型绿色荧光染料（低pH环境下荧光淬灭）与pH抗性红色荧光染料（荧光强度基本不受pH影响）对细胞线粒体进行标记。线粒体自噬启动前，可观察到线粒体同时发出绿色与红色荧光。结合图1分析，自噬激活后，被泛素标记的损伤线粒体会与自噬受体结合，被包裹进_____________，最后融入溶酶体形成自噬体，若观察到自噬体_____________，说明发生了线粒体自噬。 （3）据图2分析，胞内基质蛋白的降解过程是________________________________。研究发现，同一个体的不同体细胞中，泛素-蛋白酶体系统降解的蛋白质种类存在差异，该现象的根本原因是____________。 18. 某雌雄同株植物有芒与无芒由一对等位基因T/t控制，有芒植株又分为长芒与短芒，由另一对等位基因M/m控制。纯合无芒植株与纯合短芒植株杂交获得F1，F1自交获得F2，结果如图1所示。回答下列问题： （1）植物有芒与无芒这一对相对性状中，隐性性状是________；F2中长芒占比5/12最可能的原因是________，F2出现的无芒类型中能稳定遗传的个体比例是____________。 （2）F2个体中的短芒类型自由交配，则F3短芒个体中的杂合子占比为_____________。 （3）研究人员选取上述实验F2植株若干，对所含基因T/t、M/m进行PCR后电泳分离，结果如图2所示，据图推断③代表的基因是________。若对F2的无芒纯合子进行电泳，得到的条带应该是图2中的________（填序号）。若t基因是T基因缺失一段碱基序列形成的，则图示电泳图谱中的点样孔在____________（填“A侧”或“B侧”）。 19. 异源器官移植是替代受损或衰竭器官的有效方法。我国科学家通过将红色荧光标记的人诱导多能干细胞（iPSCs）注射到猪胚胎中，成功借助猪胚胎培育出人源性肾脏。为提高iPSCs在猪胚胎中的存活率，研究人员将抗凋亡基因和促增殖基因转入iPSCs，并诱导两者高表达，机制如图1所示。 回答下列问题： （1）据图1分析，获得转基因iPSCs细胞后，需将其培养在含________的培养液中，从而促进抗凋亡蛋白与促增殖蛋白的大量表达。 （2）人源性肾脏的嵌合体胚胎培育过程如图2所示。先将转基因iPSCs注入敲除P基因和M基因的早期胚胎中获得嵌合体胚胎，培养至________期，再移植至代孕母猪体内，移植前还常常需要对代孕母猪注射________进行同期发情处理，从而为胚胎发育提供合适的生理环境。 （3）对胚胎进行解剖观察，观察胚胎中___________的分布可知iPSCs参与形成嵌合体胚胎的哪些组织器官。结果发现，人细胞绝大部分位于肾脏，而胚胎的其余部分则基本由猪细胞组成，形成该结果的原因是___________。 （4）实际科研中发现，向嵌合体胚胎注入组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA，能够促进重构胚的后续发育，为探究Kdm4d的mRNA发挥的作用，研究人员开展如下实验：A组重构胚使用普通培养液培养；B组重构胚预先注入Kdm4d的mRNA后，再置于相同的普通培养液中培养，实验结果见图3。请依据实验结果，推测Kdm4d的mRNA的生理作用_________________________________。 20. 科研人员对肠道益生菌开展基因工程改造，构建出血红素（肠道出血的信号分子）诱导型基因回路，获得可灵敏响应肠道出血的工程菌Q，相关作用原理见图1（图中→代表促进或转化，⊣代表抑制作用）。在此研究基础上，科研人员选用黏附能力强的藤壶黏附蛋白CP43K，进一步构建血液诱导型工程菌H，工程菌H可在出血信号触发下智能化表达CP43K，以此合成生物活体胶水，实现对肠道出血的响应，并用于溃疡性结肠炎的治疗。 （1）下列流程表示工程菌Q响应肠道出血的机制，请从①②③④中选择合适编号，填入方框中。[ ]→[ ]→[ ]→GFP基因表达，根据荧光强度判断出血情况 ①血红素跨膜进入细胞内 ②P1启动ChuA基因表达 ③血红素与HrtR蛋白结合，关闭转录放大器 ④血红素与HrtR蛋白结合，开启转录放大器 最合适的顺序应该是_______。 A. ②→①→④ B. ①→②→④ C. ①→②→③ D. ②→①→③ （2）为提升工程菌A响应出血信号的灵敏度，科研人员拟用4种启动HrtR基因表达能力有差异的启动子替换P2，用3种与HrtR蛋白亲和性不同的启动子替换P3，任意组合并整合到工程菌中，筛选性能更优的组合。理论上需研究的组合共有_______种。性能最优的工程菌应具备下图中_______的特征（注：•多少代表绿色荧光蛋白浓度，折线箭头粗细表示基因表达效率高低）。 A． B． C． D． （3）根据研究目标，在构建工程菌H时，最佳方案是用藤壶黏附蛋白基因CP43K替换图1中的_______。 A. ChuA B. HrtR C. Ecf1I D. GFP （4）已知图2中质粒的β链为转录的模板链，为确定CP43K基因已成功连接到质粒上，且插入方向正确，在进行PCR扩增并检测CP43K基因时，最好选用图2中的引物___________。 （5）已知质粒丢失会造成工程菌性能不稳定。将工程菌H植入溃疡性结肠炎模型鼠的肠道后，采集粪便样品，分别接种于含卡那霉素的培养基甲、同时含卡那霉素和氯霉素的培养基乙上，统计菌落数（CFU），CFU（甲）代表培养基甲上的菌落数，实验不考虑其他微生物。CFU（甲）与CFU（乙）的比值越低，说明工程菌H的性能稳定性_______（填“越好”或“越差”或“无法确定”）。结合题意和已学知识，提出进一步优化工程菌H在性能稳定性的建议__________________________________________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 树德中学高2024级高三上学期9月阶段性测试生物学试题 本试卷满分100分，考试用时75分钟 一、单项选择题（每题3分，共45分） 1. 如图是细胞内几种有机物及其功能的关系图，m1、m2、m3、m4分别是有机物M1、M2、M3、M4的基本组成单位，M1、M3、M4为生物大分子。下列说法错误的是（ ） A. 组成M2的m2含有2种物质 B. M3具有物质运输、催化、免疫等多种功能 C. M1和M2一般是由C、H、O三种元素组成 D. HIV病毒体内的M4彻底水解可得4种物质 【答案】D 【解析】 【详解】A、M2为细胞中的主要储能物质，因而代表的是脂肪，其基本组成单位是甘油和脂肪酸，A正确； B、M3是生命活动的主要承担者，代表蛋白质，具有物质运输（如血红蛋白运输氧气）、催化（绝大多数酶的本质是蛋白质）、免疫（如抗体本质为蛋白质）等多种功能，B正确； C、M1是主要能源物质，代表糖类，糖类和脂肪M2的组成元素一般都只有C、H、O三种，C正确； D、HIV是RNA病毒，体内的M4为RNA，RNA彻底水解可得到磷酸、核糖、4种含氮碱基（A、U、C、G），共6种物质，D错误。 2. 细胞内的马达蛋白能够与“货物”（颗粒物质）结合，并利用ATP水解使马达蛋白磷酸化，驱动自身沿细胞骨架“行走”，部分机理如图所示。下列叙述正确的是（ ） A. 马达蛋白的合成与核糖体、内质网、高尔基体有关 B. 细胞内叶绿体的运动也需要马达蛋白的参与 C. 马达蛋白的磷酸化属于细胞的放能反应 D. 马达蛋白对运输的“货物”不具有特异性 【答案】B 【解析】 【详解】A、马达蛋白属于胞内蛋白，由游离的核糖体合成，无需内质网、高尔基体进行加工，A错误； B、叶绿体在细胞内的运动需要沿细胞骨架进行，该过程依赖马达蛋白的驱动作用，B正确； C、马达蛋白的磷酸化需要吸收ATP水解释放的能量，属于吸能反应，C错误； D、由图可知，不同结构的马达蛋白尾部可结合不同形态的“货物”，说明马达蛋白对运输的“货物”具有特异性，D错误。 3. 下图是某耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图（HKT1、AKT1、SOS1和NHX均为转运蛋白）。相关叙述错误的是（ ） A. 据图判断，SOS1能同时运输H+和Na+，所以不具有专一性 B. 据图分析，H+离开根细胞与Na+进入液泡所用的能量形式不同 C. NHX可降低细胞质基质中Na+浓度，提高细胞液渗透压，增强抗盐胁迫能力 D. 细胞质基质与细胞液pH的差异主要是由H+-ATP泵通过主动运输的方式维持 【答案】A 【解析】 【详解】A、据图判断，SOS1能同时运输H+和Na+，而不能运输这两种离子以外的其他物质，因而具有专一性，A错误； B、H+离开根细胞依赖细胞膜上的H⁺-ATP泵，能量来自ATP水解的化学能；Na⁺进入液泡依赖NHX的协同转运，能量来自H⁺的电化学梯度势能，二者能量形式不同，B正确； C、NHX将细胞质基质中的Na⁺转运到液泡内，既降低了细胞质基质的Na⁺浓度，又提高了细胞液的渗透压，增强了细胞的吸水能力，进而提升抗盐胁迫能力，C正确； D、细胞质基质pH为7.5，液泡pH为5.5，液泡膜上的H⁺-ATP泵通过消耗ATP的主动运输方式将H⁺逆浓度梯度运入液泡，维持二者的pH差异，D正确。 4. β-淀粉酶使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解，研究人员测定了β-淀粉酶在50℃条件下经不同处理后的活性变化，结果如图所示。下列说法错误的是（ ） A. 加入30 mmol·L-1Ca2+有利于维持β-淀粉酶的活性，同时加入2%淀粉会提高酶活性 B. 第①组只添加β-淀粉酶，酶蛋白在50℃高温的持续作用下，空间结构被不断破坏 C. 由于淀粉的单体为葡萄糖，因此使用β-淀粉酶可将淀粉彻底水解为葡萄糖 D. 在实验过程的前40 min，第②组加入2%淀粉使β-淀粉酶的活性先增强后减弱 【答案】C 【解析】 【详解】A、对比曲线①（对照组）和③可知，加入30 mmol·L-1Ca2+后酶相对活性远高于对照组，说明Ca2+有利于维持β-淀粉酶的活性；对比③和④、①和②的曲线可知，加入2%淀粉后酶活性进一步升高，说明淀粉会提高酶活性，A正确； B、第①组仅添加β-淀粉酶，50℃高温会持续破坏酶蛋白的空间结构，使酶逐渐变性失活，因此酶活性随时间延长不断下降，B正确； C、淀粉的单体是葡萄糖，但β-淀粉酶以两个单糖为单位水解淀粉，水解产物为麦芽糖（二糖），无法将淀粉彻底水解为葡萄糖，若要得到葡萄糖还需要麦芽糖酶的参与，C错误； D、观察第②组的曲线变化，前40 min内酶的相对活性先升高至峰值后降低，说明该时间段内β-淀粉酶的活性先增强后减弱，D正确。 5. 生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程，图示为大豆根瘤中部分物质的代谢、运输途径，下列说法正确的是（ ） A. 植物细胞为根瘤菌提供蔗糖，可知两者为寄生关系 B. 根瘤菌中N2的固定需要消耗大量ATP，其直接来源于叶片的光合作用 C. 根瘤菌产生的NH3，可用于合成氨基酸，还需要植物细胞提供有机物 D. 植物细胞吸收的蔗糖需在固氮酶的作用下氧化分解，为细胞生命活动供能 【答案】C 【解析】 【分析】1、植物细胞为根瘤菌提供蔗糖，根瘤菌将空气中的氮转化成植物可以吸收并利用的含氮物质，二者为共生关系。 2、氨基酸元素组成为：C、H、O、N、(S：半胱氨酸和甲硫氨酸). 3、根瘤菌的固氮作用需要固氮酶的催化。 【详解】A、植物细胞为根瘤菌提供蔗糖，根瘤菌将空气中的氮转化成植物可以吸收并利用的含氮物质，两者应为共生关系，A 错误； B、根瘤菌固氮消耗的 ATP 来源于呼吸作用，B 错误； C、NH3只含 N、H 元素，合成氨基酸至少还需 C、O 元素，需要有机物提供，C 正确； D、固氮酶催化根瘤菌的固氮作用，而不是蔗糖的氧化分解，D错误。 故选C。 6. 某雄性动物（2N＝8）的精原细胞基因型为AaXbYB（A/a、b/B分别位于标注的染色体上，如下图）。该细胞经过了两次分裂形成4个子细胞，其中甲、乙细胞处于分裂后期，不考虑基因突变和染色体结构变异。下列叙述正确的是（　　） A. 若图中①②为精原细胞，A与a、Xb与YB会随姐妹染色单体的分开而彼此分离 B. 若图中③④为精细胞，则分裂过程中发生同源染色体分离，且③④基因型一定相同 C. 若甲的基因型为AaXbXb，则分裂过程中一定是四分体的非姐妹染色单体发生了交换 D. 若乙细胞中有五种形态的染色体，则乙细胞染色体数目一定是其处于前期时的两倍 【答案】C 【解析】 【详解】A、若①②为精原细胞，说明分裂方式是有丝分裂。A与a位于同源染色体，同源染色体不随姐妹染色单体分开分离，A错误； B、若③④为精细胞，说明分裂方式是减数分裂。若减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换，姐妹染色单体携带的基因会不同，最终得到的③④基因型不一定相同，B错误； C、题干说甲处于后期，甲的基因型AaXbXb，说明已经完成减Ⅰ分裂，Xb和YB同源染色体正常分离，甲处于减数第二次分裂的后期，同时出现A、a，原本A、a在一对同源染色体，不考虑基因突变，只能是四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换，使一条染色单体带A、一条带 a，C正确； D、乙有五种形态的染色体，可处在减Ⅰ后期，减Ⅰ前、后期染色体数相等，D错误。 7. 甲病（单基因遗传病）病因为M基因突变。对该病患者家系某些成员进行M基因测序，结果见图（E1～E4为4枚胚胎），两个序列表示1对等位基因一条链相同位置的部分碱基序列。若Ⅱ-2要植入正常胚胎，则适宜选择的胚胎是（ ） A. E1 B. E2 C. E3 D. E4 【答案】C 【解析】 【详解】Ⅰ-1是正常男性，其两条等位基因的序列均为-TCGCAGCA-，说明该序列是M基因的正常序列。 Ⅰ-1完全正常但女儿Ⅱ-2患病，且Ⅰ-2、Ⅱ-2都同时拥有1条正常序列和1条变异序列，说明该病为显性遗传病，只要携带致病的变异序列就会患病，图中Ⅱ-1表型正常，含有的相关基因序列不同，但表型正常，说明变异序列-CTATGGCA-不会引起患病、而变异序列-CTAAGGCA-是致病的突变序列，据此也可推知该病为常染色体显性遗传病；Ⅲ-E1携带的碱基序列与Ⅱ-1相同，因而表型正常，但带有突变基因；Ⅲ-E2携带来自Ⅱ-2的-CTAAGGCA-致病序列，因而表现为患病；Ⅲ-E3的两条序列均为正常的-TCGCAGCA-，无致病序列，表现正常；Ⅲ-E4携带有致病突变序列-CTAAGGCA-，因而表现为患病。 因此适宜选择的正常胚胎是Ⅲ-E3，C正确。 8. 根据开花的特点。辣椒植株的花型可分为单花、中花和多花3种类型。为探究该性状的遗传规律，研究者利用甲、乙和丙3种单花纯合体进行了杂交实验，结果见表。 实验编号 杂交组合 表型 表型及比例 ① 甲×乙 多花 多花∶单花=9∶7 ② 甲×丙 多花 多花∶单花=9∶7 ③ 乙×丙 中花 中花∶单花=9∶7 下列叙述错误的是（ ） A. 根据3个杂交实验结果判断，控制花型的基因至少涉及3对 B. 实验②的单花个体中，纯合体占比为3/7 C. 利用甲和实验②的进行杂交、子代中多花占比为50% D. 与甲杂交，根据子一代表型及比例即可确定中花辣椒植株基因型 【答案】D 【解析】 【详解】A、甲、乙、丙均为单花纯合体，三组杂交实验的F2表型比例均为9：7，是9：3：3：1的变式，说明每一组杂交的F1均携带两对等位杂合基因，结合杂交结果①②F1为多花，③F1为中花，由此推测控制花型的基因至少涉及3对，每组杂交仅2对杂合，第3对纯合。设基因为A/a、B/b、C/c，则甲基因型为AAbbcc，乙为aaBBcc，丙为aabbCC。多花个体需同时携带甲的显性基因A和至少一个另一类显性基因，即A_B_cc、A_bbC_、A_B_C_；中花不含A但同时含B、C显性基因，即aaB_C_；其余基因型个体表现为单花，A正确； B、由上分析实验②F1基因型为AabbCc，自交得到的F2中单花占7/16，其中纯合子为AAbbcc、aabbCC、aabbcc，各占1/16，则单花中纯合体占3/7，B正确； C、甲AAbbcc与实验②F1AabbCc杂交，子代基因型为A_bbC（多花）：A_bbcc（单花）=1：1，即多花占比50%，C正确； D、中花不含A但同时含B、C显性基因，即aaB_C_；若与甲杂交，则子代接收来自甲的A，后代表现出多花，多花基因型为A_B_cc、A_bbC_、A_B_C_，则不能有效确定中花植株提供了B还是C，进而确定其基因型，D错误。 9. 如图表示甲病（A、a）和乙病（B、b）两种单基因遗传病的家族系谱图，其中Ⅱ-7不是乙病的携带者。下列有关说法正确的是（ ） A. 甲病和乙病的遗传方式分别是伴X染色体隐性遗传和常染色体隐性遗传 B. 若Ⅲ-11和Ⅲ-12婚配，后代中女孩的患病概率是1/9 C. 图中Ⅲ-12基因型与Ⅱ-6的基因型相同的概率是2/3 D. Ⅲ-13的甲病致病基因来自Ⅰ-1和Ⅰ-3，乙病致病基因来自Ⅰ-3 【答案】B 【解析】 【详解】A、II-5和II-6表型正常，却生出了患甲病的女儿，因而可知甲病为常染色体隐性遗传病，II-7和II-8表型正常，生出了患乙病的儿子，且Ⅱ-7不是乙病的携带者，因而可知乙病为伴X染色体隐性遗传病，A错误； B、Ⅲ-11的基因型为A_XBY，Ⅲ-12的基因型为A_XBX_，二者婚配生出的后代中患甲病的概率为2/3×2/3×1/4=1/9，由于Ⅲ-11不患乙病，因而生出的女孩均不会患乙病，即二者婚配生出的女孩只能患甲病，患甲病概率是1/9，B正确； C、III-12正常，其基因组成为A_XBX_，Ⅱ-6的基因型为AaXBXb，III-12与Ⅱ-6的基因型相同的概率为2/3×1/2=1/3，C错误； D、Ⅲ-13的甲病致病基因来自来自Ⅱ-7和Ⅱ-8，因而可来自Ⅰ-1或Ⅰ-2以及Ⅰ-3或Ⅰ-4，Ⅲ-13的乙病致病基因来自Ⅱ-8，进而来自Ⅰ-3，D错误。 10. 水稻（2n=24）的叶鞘颜色受一对等位基因R、r控制，紫色（R）对绿色（r）为完全显性。科研人员从野生型水稻中培育筛选出了6号染色体发生数目变异的三体水稻（2n+1=25），并利用其开展基因定位实验，过程如下图所示。研究发现，三体水稻的部分花粉育性异常，但雌配子不受影响，三体染色体在减数分裂I过程中任意两条可正常联会并分离，另一条染色体随机移向细胞的一极。不考虑其他变异，下列说法错误的是（ ） A. 亲本纯合紫叶鞘三体的基因型为RRR或RR，F1三体水稻的基因型为RRr或Rr B. 若R/r基因不位于6号染色体上，则F2叶鞘的表型及其比例为紫色∶绿色=3∶1 C. 若R/r基因位于6号染色体上，F1三体水稻产生雌配子的种类及比例为Rr∶RR∶R∶r=2∶2∶1∶1 D. 若含有两条6号染色体的花粉不育，则F2叶鞘的表型及其比例为叶鞘紫色∶绿色=17∶1 【答案】C 【解析】 【详解】A、根据题意可知，由于不清楚R/r所处的位置，因而可判断亲本纯合紫叶鞘三体的基因型为RRR或RR，F1三体水稻的基因型为RRr或Rr，A正确； B、若R/r基因不位于6号染色体上，则F1三体水稻的基因型为Rr，F2叶鞘的表型及其比例为紫色∶绿色=3∶1，B正确； C、若R/r基因位于6号染色体上，则F1三体水稻的基因型为RRr，又知三体水稻的部分花粉育性异常，但雌配子不受影响，故F1三体水稻产生雌配子的种类及比例为Rr∶RR∶R∶r=2∶1∶2∶1，C错误； D、若含有两条6号染色体的花粉不育，则F1三体水稻的雄配子的种类及比例为R∶r=2∶1，雌配子比例为Rr∶RR∶R∶r=2∶1∶2∶1，因此F2绿色叶鞘占比为1/3×1/6=1/18，因此比为叶鞘紫色∶绿色=17∶1，D正确。 11. 农药氰戊菊酯（C25H22ClNO3）常用于棉花、果树、蔬菜及小麦的害虫防治，但容易通过食物链发生富集。为筛选耐氰戊菊酯的降解菌，研究人员进行了相关实验，流程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A. 流程Ⅰ的目的是富集耐高浓度氰戊菊酯的降解菌 B. 分离培养基中除氰戊菊酯外，还需加入琼脂等凝固剂，以便于单菌落的挑取和纯化 C. 若要从土壤中分离能降解氰戊菊酯的细菌，所用选择培养基中的氮源只能是氰戊菊酯 D. 将分离得到的降解菌分别接种培养，测定残留氰戊菊酯含量可比较其降解能力 【答案】C 【解析】 【详解】A、流程Ⅰ逐步提升培养基中氰戊菊酯的浓度，可淘汰不耐受的微生物，实现耐高浓度氰戊菊酯降解菌的富集，A正确； B、分离单菌落需要使用固体培养基，加入琼脂等凝固剂后，培养基上可形成独立的单菌落，便于后续挑取和纯化，B正确； C、要分离能降解氰戊菊酯的细菌，应将氰戊菊酯作为唯一碳源制备选择培养基，仅允许能利用氰戊菊酯获取碳源的菌株生长；若设置氮源只能为氰戊菊酯，会筛选掉可利用其他氮源、仅以氰戊菊酯为碳源的降解菌，无法完成筛选目的，C错误； D、相同培养条件下，降解菌的降解能力越强，培养基中剩余的氰戊菊酯含量越低，因此测定残留氰戊菊酯含量可比较不同降解菌的降解能力，D正确。 12. 双层琼脂噬菌斑法可用于对噬菌体进行分离、纯化、计数测定。细菌在上层琼脂平板上形成菌苔，噬菌体感染并裂解细菌后，可在菌苔上形成肉眼可见的透明空斑（噬菌斑），1个噬菌斑最初是由单个噬菌体感染1个宿主细胞形成的。T4噬菌体的衣壳表面可融合外源蛋白，但其增强自身结构稳定的衣壳蛋白Soc占据了外源蛋白融合的关键空间。研究人员敲除其Soc基因获得突变株M1后，采用双层琼脂噬菌斑法进行实验，实验结果如下表所示。下列说法正确的是（ ） 病毒株 噬菌斑数（平均值） 传代后遗传稳定性 20 min 60 min 100 min 200 min 测序分析 噬菌斑形态 未经诱变的T4噬菌体 7.3 9.9 12.9 20.8 无差异 形态、大小一致 M1 7.5 9.9 12.8 21.0 无差异 A. T4噬菌体可直接在上层灭菌的半固体培养基表面生长 B. Soc蛋白缺失不利于T4噬菌体将外源蛋白呈现在衣壳表面 C. Soc基因敲除后对T4噬菌体正常生长、繁殖造成了显著影响 D. 若最初多个T4噬菌体同时感染一个宿主细胞，统计的噬菌斑数会比噬菌体实际数目少 【答案】D 【解析】 【详解】A、T4噬菌体属于病毒，无独立代谢能力，必须寄生在活的宿主细菌细胞内才能增殖，无法直接在灭菌的半固体培养基表面生长，A错误； B、题意显示，Soc蛋白占据了外源蛋白融合的关键空间，因此Soc蛋白缺失后，外源蛋白可获得融合位点，更有利于T4噬菌体将外源蛋白呈现在衣壳表面，B错误； C、对比表格数据可知，突变株M1和野生型T4噬菌体各时间点的噬菌斑数、测序结果、噬菌斑形态均无明显差异，说明Soc基因敲除对T4噬菌体的正常生长、繁殖无显著影响，C错误； D、根据题意，1个噬菌斑最初由单个噬菌体感染1个宿主细胞形成，若多个噬菌体同时感染同一个宿主细胞，最终仅会形成1个噬菌斑，因此统计得到的噬菌斑数会少于噬菌体实际数目，D正确。 13. 黄瓜花叶病毒能感染多种植物，导致严重减产。研究人员利用基因工程技术，将黄瓜花叶病毒的外壳蛋白基因CMV-CP导入番茄，培育抗病毒番茄。育种流程如图。下列叙述错误的是（ ） 注：KanR为抗卡那霉素基因、Kan为卡那霉素（已知一定浓度的卡那霉素能抑制植物组织的生长发育） A. 农杆菌经①接种至液体培养基进行扩大培养，该培养基中应有番茄组织 B. CMV-CP、KanR应拼接到农杆菌Ti质粒的T-DNA上 C. ③接种的培养基中含Kan，目的是杀死没有导入质粒的番茄细胞 D. 愈伤组织再分化形成抗Kan再生番茄植株，体现了植物细胞的全能性 【答案】A 【解析】 【详解】A、①过程是对导入了重组质粒的农杆菌进行扩大培养，培养基为适合农杆菌生长的液体培养基，不需要添加番茄组织，A错误； B、农杆菌Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体DNA上，因此目的基因CMV-CP和标记基因KanR需要拼接到T-DNA上才能成功导入番茄细胞，B正确； C、一定浓度卡那霉素能抑制植物组织生长，只有导入了含KanR重组质粒的番茄细胞可以在含Kan的培养基存活，因此添加Kan可筛选出成功导入目的基因的番茄细胞，C正确； D、植物细胞全能性指已分化的细胞仍具有发育为完整个体的潜能，愈伤组织经再分化形成完整的再生番茄植株，体现了植物细胞的全能性，D正确。 14. 科学家利用单克隆抗体技术制备了“早早孕诊断试剂盒”。如图1所示，X细胞取自经人绒毛膜促性腺激素(HCG)免疫的小鼠脾脏，Y细胞为骨髓瘤细胞，Z为杂交瘤细胞。图2中抗体1与抗体2是能与HCG不同位点特异性结合的单克隆抗体，抗体3能特异性识别并结合抗体1.胶体金标记的抗体1(大量聚集会显示红色)会随着溶液向右移动，下列说法错误的是（　　） A. Z细胞体外培养时，添加血清的培养液置于恒温培养箱中，可维持培养液pH稳定 B. 若检测结果T线红色而C线无色说明检测结果无效 C. 若待测样品中存在HCG，检测过程中共发生2次特异性结合 D. 在①过程中可用的方法有电融合法、PEG融合法以及灭活病毒诱导法 【答案】C 【解析】 【详解】A、Z为杂交瘤细胞，其体外培养属于动物细胞培养，培养液需添加血清补充营养，恒温培养箱中的可维持培养液pH稳定，A正确； B、质控线（C线）是验证试剂盒有效性的标志，若C线无色说明试剂盒失效，检测结果无效，B正确； C、待测样品中存在HCG，共发生3次特异性结合：①HCG与胶体金标记的抗体1结合；②HCG-抗体1复合物移动到T线，与固定的抗体2结合；③未结合HCG的抗体1移动到C线，与固定的抗体3结合，C错误； D、①为动物细胞融合过程，诱导方法包括电融合法、PEG（聚乙二醇）融合法、灭活病毒诱导法，D正确。 15. 滚环扩增技术（RCA）的原理如图所示：两侧含有待扩增核酸的线性单链模板，在锁环探针和DNA连接酶的帮助下，两端靠近并连接成环状成为扩增模板。phi29DNA聚合酶催化子链合成的过程中，当遇到双链结构时可使双链分开，并继续子链的延伸，最终形成一条由数个重复序列串联而成的单链DNA。下列说法正确的是（ ） A. 锁环探针与引物都需要与待扩增核酸序列互补 B. phi29DNA聚合酶的作用是催化磷酸二酯键的形成 C. 该技术得到的重复序列即为待扩增核酸序列，可用于大量生产核酸探针 D. 与Taq酶相比，RCA所用的phi29DNA聚合酶不需要有耐高温的特性 【答案】D 【解析】 【详解】A、由图可知，引物不需与待扩增核酸序列互补，只需要与单链核酸模板互补，A错误； B、phi29 DNA 聚合酶催化子链合成的过程中，当遇到双链结构时可使双链分开，使氢键断裂，并同时促进磷酸二酯键的形成，B错误； C、该技术合成的子链是与环状模板（待扩增核酸序列）互补的序列，因此得到的重复序列是待扩增核酸的互补序列，并非待扩增核酸序列本身，C错误； D、Taq酶用于PCR技术，PCR需要高温变性的步骤，因此Taq酶需要具备耐高温特性；而滚环扩增技术无需高温处理步骤，因此phi29DNA聚合酶不需要耐高温特性，D正确。 二、非选择题（共55分） 16. 桐花树作为优势红树植物，其光合与呼吸代谢对水淹胁迫的适应机制对红树林的生态稳定具有重要意义。为探究光合和呼吸代谢对水淹胁迫的响应，研究人员通过人工潮汐系统对桐花树幼苗持续处理30天，其光合效率（植物光合固定能量与吸收光能的比值，衡量光合能力）如下表。水淹胁迫对桐花树根系呼吸速率及相关物质的影响如图所示，其中TCA为有氧呼吸的第二阶段反应，ADH是桐花树无氧呼吸过程中的一种关键酶。 每天水淹时间/h 总光合效率 净光合效率 0 0.8473a 0.3974a 6 0.8063b 0.3702a 12 0.7747c 0.3313a 18 0.7780c 0.3585a 注：表中不同字母表示处理组间有显著性差异，相同字母表示无显著性差异。 回答下列问题： （1）光反应发生在叶肉细胞的______上，该过程中光能转化为______中活跃的化学能。 （2）据表分析，水淹胁迫对桐花树光合作用的影响是______。 （3）TCA的反应场所为______，该过程产生的______（物质）可参与有氧呼吸第三阶段反应。 （4）由图可知，桐花树应对水淹胁迫的适应策略表现为：当水淹导致氧浓度降低时，一方面通过______降低对氧的依赖，另一方面通过______缓解ATP供应不足的问题。 【答案】（1） ①. 叶绿体的类囊体薄膜 ②. ATP和NADPH （2）对总光合效率有显著抑制作用，且水淹时间越长，总光合效率越低，但对净光合效率无显著影响 （3） ①. 线粒体基质 ②. NADH （4） ①. 降低TCA呼吸速率（抑制有氧呼吸第二阶段） ②. 提高无氧呼吸酶（ADH）活性，增强无氧呼吸强度 【解析】 【分析】1、光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用，使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH和ATP的提供，故称为暗反应阶段。 2、有氧呼吸的第一阶段的葡萄糖酵解产生丙酮酸和NADH，发生在细胞质基质中；第二阶段是丙酮酸与水反应产生二氧化碳和NADH，发生在线粒体基质中；第三阶段是NADH与氧气生成水，发生在线粒体内膜上。 【小问1详解】 光合作用的光反应阶段的场所是类囊体薄膜。光反应中，光能先被转化为电能，再通过一系列反应固定为ATP和NADPH中的化学能。 【小问2详解】 分析总光合效率：对照组（水淹0h）为0.8473a，水淹6h变为0.8063b（字母不同，有显著差异），水淹12h、18h均为0.77左右（字母c，差异更显著），说明水淹对总光合速率有显著抑制作用，且水淹时间越长，抑制效果越强。分析净光合效率:所有处理组的净光合效率标注均为“a”，符合“相同字母无显著性差异”的题干规则，说明水淹时间变化对净光合速率无显著影响。 【小问3详解】 有氧呼吸分为三个阶段，第二阶段（TCA三羧酸循环）的反应场所是线粒体基质，该阶段中丙酮酸与水反应生成CO2、能量和NADH，其中NADH在有氧呼吸第三阶段与O2结合生成水并释放大量能量。 【小问4详解】 植物通过降低TCA呼吸速率，减少对氧气的消耗，从而降低对氧的依赖。有氧呼吸减弱会导致ATP合成减少，而ADH是无氧呼吸的关键酶。植物通过提高无氧呼吸酶（ADH）活性，增强无氧呼吸强度，利用无氧呼吸补充少量ATP，缓解供应不足的问题。 17. 泛素是一类由单条肽链组成的小分子蛋白质，在损伤的细胞器和蛋白质等物质降解过程中发挥重要作用，主要过程如图1和图2。其中蛋白酶体是一种蛋白质复合体，也是一种细胞器，能识别与待降解物质结合的泛素。回答下列问题： （1）细胞中合成泛素的场所是________。若要分离细胞中的蛋白酶体，可采用________________法。 （2）已知溶酶体内含有多种酸性水解酶。科研人员利用pH敏感型绿色荧光染料（低pH环境下荧光淬灭）与pH抗性红色荧光染料（荧光强度基本不受pH影响）对细胞线粒体进行标记。线粒体自噬启动前，可观察到线粒体同时发出绿色与红色荧光。结合图1分析，自噬激活后，被泛素标记的损伤线粒体会与自噬受体结合，被包裹进_____________，最后融入溶酶体形成自噬体，若观察到自噬体_____________，说明发生了线粒体自噬。 （3）据图2分析，胞内基质蛋白的降解过程是________________________________。研究发现，同一个体的不同体细胞中，泛素-蛋白酶体系统降解的蛋白质种类存在差异，该现象的根本原因是____________。 【答案】（1） ①. 核糖体 ②. 差速离心法 （2） ①. 吞噬泡 ②. 仅发出红色荧光，无绿色荧光##只发出红色荧光 （3） ①. 泛素结合待降解的胞内基质蛋白，蛋白酶体识别与待降解蛋白结合的泛素，从而将蛋白质降解 ②. 基因的选择性表达 【解析】 【小问1详解】 泛素属于蛋白质，蛋白质的合成场所是核糖体。蛋白酶体是蛋白质复合体，属于细胞器；分离细胞内不同细胞器，采用差速离心法（利用不同细胞器密度不同，逐步提高离心速度分离各种细胞器）。 【小问2详解】 由图1可知，被泛素标记的损伤线粒体与自噬受体结合后，会被包裹进吞噬泡；吞噬泡随后与溶酶体融合形成自噬体。据题干可知：绿色荧光染料在低 pH（溶酶体内环境）下荧光淬灭；红色荧光不受pH影响。线粒体自噬启动前，线粒体同时有绿色、红色荧光；当吞噬泡和溶酶体融合后，内部pH降低，绿色荧光消失，仅剩红色荧光。若观察到自噬体只有红色荧光，证明线粒体自噬发生。 【小问3详解】 据图2流程可知：泛素先结合胞内基质蛋白；蛋白酶体识别与待降解蛋白相连的泛素，最终降解这个蛋白质。同一个体的体细胞遗传物质相同，但不同细胞降解的蛋白质种类存在差异，说明细胞合成的蛋白质种类不同，根本原因是基因的选择性表达。 18. 某雌雄同株植物有芒与无芒由一对等位基因T/t控制，有芒植株又分为长芒与短芒，由另一对等位基因M/m控制。纯合无芒植株与纯合短芒植株杂交获得F1，F1自交获得F2，结果如图1所示。回答下列问题： （1）植物有芒与无芒这一对相对性状中，隐性性状是________；F2中长芒占比5/12最可能的原因是________，F2出现的无芒类型中能稳定遗传的个体比例是____________。 （2）F2个体中的短芒类型自由交配，则F3短芒个体中的杂合子占比为_____________。 （3）研究人员选取上述实验F2植株若干，对所含基因T/t、M/m进行PCR后电泳分离，结果如图2所示，据图推断③代表的基因是________。若对F2的无芒纯合子进行电泳，得到的条带应该是图2中的________（填序号）。若t基因是T基因缺失一段碱基序列形成的，则图示电泳图谱中的点样孔在____________（填“A侧”或“B侧”）。 【答案】（1） ①. 无芒 ②. F1产生的TM的雌配子或雄配子不育 ③. 100% （2）1/2 （3） ①. m ②. ②③或②④ ③. A侧 【解析】 【小问1详解】 亲本为纯合无芒和纯合短芒，F1全为有芒（长芒），F2中出现有芒：无芒=(5+3）：4=2：1，说明有芒为显性性状（无芒为隐性性状）。F2性状分离比为长芒：短芒：无芒=5：3：4，是9：3：3：1的变式，说明两对基因遵循自由组合定律，亲本基因型：纯合无芒为tt__，纯合短芒为TTmm，F1为长芒，故F1基因型为TtMm。正常情况下TtMm自交后代性状比为9：3：3：1（T_M_：T_mm：ttM_：ttmm=9：3：3：1），实际F2为5：3：4，即T_M_（长芒）少了4份，说明TM的雌配子或雄配子不育。F2出现的无芒类型的基因型可表示为3ttM_、1ttmm，其中能稳定遗传的个体比例是100%，因为其自交后代中不可能出现T类型，因而均表现为无芒。 【小问2详解】 F2短芒个体为T_mm，基因型及比例：TTmm：Ttmm=1：2，自由交配时，可产生2种类型的配子，Tm和tm，且二者比例为2∶1，故F3中TTmm=(2/3）²=4/9，Ttmm=2×（2/3）×（1/3）=4/9，ttmm=(1/3）²=1/9，即短芒个体为T_mm，占4/9+4/9=8/9，其中杂合子Ttmm占4/9，故F3短芒个体中的杂合子占比为（4/9）÷（8/9）=1/2。 【小问3详解】 研究人员选取上述实验F2植株若干，对所含基因T/t、M/m进行PCR后电泳分离，结果如图2，已知①和②是等位基因，③和④是等位基因。因为短芒个体的基因型为TTmm或Ttmm，即短芒个体都含有的基因是T和m，结合短芒个体的电泳图谱，可知①为T、②为t，③为m、④为M。F2中无芒个体基因型为tt__，其中纯合子为ttmm和ttMM，据此可知，若对F2的无芒纯合子进行电泳，得到的条带应该是图2中②③或②④。若t基因是T基因缺失一段碱基序列形成的，故T基因分子量更大，电泳时迁移速率更慢，离点样孔更近，已知条带①为T，②为t，故点样孔在A侧。 19. 异源器官移植是替代受损或衰竭器官的有效方法。我国科学家通过将红色荧光标记的人诱导多能干细胞（iPSCs）注射到猪胚胎中，成功借助猪胚胎培育出人源性肾脏。为提高iPSCs在猪胚胎中的存活率，研究人员将抗凋亡基因和促增殖基因转入iPSCs，并诱导两者高表达，机制如图1所示。 回答下列问题： （1）据图1分析，获得转基因iPSCs细胞后，需将其培养在含________的培养液中，从而促进抗凋亡蛋白与促增殖蛋白的大量表达。 （2）人源性肾脏的嵌合体胚胎培育过程如图2所示。先将转基因iPSCs注入敲除P基因和M基因的早期胚胎中获得嵌合体胚胎，培养至________期，再移植至代孕母猪体内，移植前还常常需要对代孕母猪注射________进行同期发情处理，从而为胚胎发育提供合适的生理环境。 （3）对胚胎进行解剖观察，观察胚胎中___________的分布可知iPSCs参与形成嵌合体胚胎的哪些组织器官。结果发现，人细胞绝大部分位于肾脏，而胚胎的其余部分则基本由猪细胞组成，形成该结果的原因是___________。 （4）实际科研中发现，向嵌合体胚胎注入组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA，能够促进重构胚的后续发育，为探究Kdm4d的mRNA发挥的作用，研究人员开展如下实验：A组重构胚使用普通培养液培养；B组重构胚预先注入Kdm4d的mRNA后，再置于相同的普通培养液中培养，实验结果见图3。请依据实验结果，推测Kdm4d的mRNA的生理作用_________________________________。 【答案】（1）四环素 （2） ①. 桑葚胚（或囊胚期） ②. 孕激素 （3） ①. 红色荧光 ②. 猪胚胎缺失肾脏发育关键基因P和M，无法形成肾脏而产生空缺，人细胞借此进入发育为肾脏；其他部位因人细胞竞争能力弱于猪细胞，人类细胞无法大量介入 （4）（Kdm4d的mRNA通过翻译产生的去甲基化酶，）促进相关基因表达，提高了囊胚和内细胞团的形成率 【解析】 【小问1详解】 从图1看出，转录激活蛋白A与四环素结合后被激活再结合到调控区，调控基因的表达，所以获得转基因iPSCs细胞后，需将其培养在含四环素的培养液中，从而促进抗凋亡蛋白与促增殖蛋白的大量表达。 【小问2详解】 人源性肾脏的嵌合体胚胎培育过程如图2所示。先将转基因iPSCs注入敲除P基因和M基因的早期胚胎中获得嵌合体胚胎，胚胎移植需要将嵌合体胚胎培养至桑葚胚或囊胚期再移植至代孕母猪体内，移植前需对代孕母猪注射孕激素进行同期发情处理，该操作的目的是为移入的胚胎提供合适的生理环境，保证胚胎的正常发育。 【小问3详解】 由于iPSCs被红色荧光标记，所以观察胚胎中红色荧光的分布可知iPSCs参与形成嵌合体胚胎的哪些组织器官。由于人细胞的竞争能力弱于猪细胞，因此其它部位人类细胞无法大量介入；猪胚胎缺失肾脏发育关键基因P和M，无法形成肾脏而产生空缺，人细胞借此进入发育为肾脏；其他部位因人细胞竞争能力弱于猪细胞，人类细胞无法大量介入，所以人细胞绝大部分位于肾脏，而胚胎的其余部分则基本由猪细胞组成。 【小问4详解】 实际科研中发现，向嵌合体胚胎注入组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA，能够促进重构胚的后续发育，为探究Kdm4d的mRNA发挥的作用，研究人员开展如下实验：A组重构胚使用普通培养液培养；B组重构胚预先注入Kdm4d的mRNA后，再置于相同的普通培养液中培养，实验结果见图3。图中结果显示B组囊胚形成率和内细胞团形成率均高于A组”，说明（Kdm4d的mRNA通过翻译产生的去甲基化酶，）促进相关基因表达，提高了囊胚和内细胞团的形成率，据此可推测，相关组蛋白去甲基化可提高囊胚和内细胞团的形成率。 20. 科研人员对肠道益生菌开展基因工程改造，构建出血红素（肠道出血的信号分子）诱导型基因回路，获得可灵敏响应肠道出血的工程菌Q，相关作用原理见图1（图中→代表促进或转化，⊣代表抑制作用）。在此研究基础上，科研人员选用黏附能力强的藤壶黏附蛋白CP43K，进一步构建血液诱导型工程菌H，工程菌H可在出血信号触发下智能化表达CP43K，以此合成生物活体胶水，实现对肠道出血的响应，并用于溃疡性结肠炎的治疗。 （1）下列流程表示工程菌Q响应肠道出血的机制，请从①②③④中选择合适编号，填入方框中。[ ]→[ ]→[ ]→GFP基因表达，根据荧光强度判断出血情况 ①血红素跨膜进入细胞内 ②P1启动ChuA基因表达 ③血红素与HrtR蛋白结合，关闭转录放大器 ④血红素与HrtR蛋白结合，开启转录放大器 最合适的顺序应该是_______。 A. ②→①→④ B. ①→②→④ C. ①→②→③ D. ②→①→③ （2）为提升工程菌A响应出血信号的灵敏度，科研人员拟用4种启动HrtR基因表达能力有差异的启动子替换P2，用3种与HrtR蛋白亲和性不同的启动子替换P3，任意组合并整合到工程菌中，筛选性能更优的组合。理论上需研究的组合共有_______种。性能最优的工程菌应具备下图中_______的特征（注：•多少代表绿色荧光蛋白浓度，折线箭头粗细表示基因表达效率高低）。 A． B． C． D． （3）根据研究目标，在构建工程菌H时，最佳方案是用藤壶黏附蛋白基因CP43K替换图1中的_______。 A. ChuA B. HrtR C. Ecf1I D. GFP （4）已知图2中质粒的β链为转录的模板链，为确定CP43K基因已成功连接到质粒上，且插入方向正确，在进行PCR扩增并检测CP43K基因时，最好选用图2中的引物___________。 （5）已知质粒丢失会造成工程菌性能不稳定。将工程菌H植入溃疡性结肠炎模型鼠的肠道后，采集粪便样品，分别接种于含卡那霉素的培养基甲、同时含卡那霉素和氯霉素的培养基乙上，统计菌落数（CFU），CFU（甲）代表培养基甲上的菌落数，实验不考虑其他微生物。CFU（甲）与CFU（乙）的比值越低，说明工程菌H的性能稳定性_______（填“越好”或“越差”或“无法确定”）。结合题意和已学知识，提出进一步优化工程菌H在性能稳定性的建议__________________________________________。 【答案】（1）A （2） ①. 20 ②. A （3）D （4）1和6 （5） ①. 越好 ②. 将CP43K基因整合到工程菌的拟核（基因组）DNA中，避免质粒丢失，提升稳定性 【解析】 【小问1详解】 根据题图原理，P1启动ChuA基因表达，ChuA（血红素转运蛋白）转移到细胞膜上，协助血红素进入工程菌，肠道出血后，进入细胞的血红素与HrtR蛋白结合，解除HrtR对转录放大器的抑制，开启转录放大器；转录放大器开启后，形成正反馈放大信号，最终激活GFP表达，荧光越强，意味着出血越多，则相应的机理可表示为②P1启动ChuA基因表达→①血红素跨膜进入细胞内→④血红素与HrtR蛋白结合，开启转录放大器→GFP，A正确。 【小问2详解】 为提升工程菌A响应出血信号的灵敏度，科研人员拟用4种启动HrtR基因表达能力有差异的启动子替换P2，用3种与HrtR蛋白亲和性不同的启动子替换P3，根据乘法原理，4种启动HrtR基因表达能力有差异的启动子+P2启动子=5种，3种与HrtR蛋白亲和性不同的启动子+P3启动子=4种，总组合数是5×4=20种。转录放大器应在血红素的作用下，合成的HrtR蛋白应较少，减少对转录放大器的抑制，进而使GFP大量表达，故选A。 【小问3详解】 图1中，出血信号诱导激活后，GFP（报告基因）表达；现在需要出血信号诱导激活后表达藤壶黏附蛋白CP43K，因此替换GFP基因即可，D正确。 【小问4详解】 PCR扩增需要两个引物分别结合相应DNA的两条链，已知图2中质粒的β链为转录的模板链，说明为β链左侧为5’端，则引物1从左向右的方向为5’→3’，同理可知引物6从右向左的方向是5’→3’，且该引物位于目的基因的右侧，据此可确定，为了检测CP43K基因已成功连接到质粒上，且插入方向正确，在进行PCR扩增并检测CP43K基因时，最好选用图2中的引物1和6。 【小问5详解】 统计菌落数需要使用稀释平板涂布法（平板划线法不能用于计数）；卡那霉素抗性基因KanR在拟核DNA，氯霉素抗性基因CmR在质粒，因此所有工程菌都能在培养基甲（卡那霉素）生长，只有质粒未丢失的工程菌能在培养基乙（卡那+氯霉素）生长。CFU（甲）与CFU（乙）的比值越低，说明质粒丢失的个体越少，因此工程菌H的性能稳定性越好。目的基因位于质粒上，质粒容易丢失，导致工程菌丢失目的基因，因此为了进一步优化工程菌H的性能稳定性可将CP43K基因整合到工程菌的拟核（基因组）DNA中，避免质粒丢失，提升稳定性，同时也可避免扩散到周围环境中，造成基因污染。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $