精品解析：北京市第十八中学2026—2027学年高三上学期10月月考生物试题

北京市第十八中学高三生物10月份检测 一、选择题（30分） 1. 下列关于真核生物细胞核的叙述，正确的是（　　） A. 核膜主要由磷脂与蛋白质组成 B. 核中的染色质由DNA或RNA组成 C. 核孔是大分子物质自由通过的通道 D. 是遗传物质复制、转录和翻译的场所 【答案】A 【解析】 【分析】生物膜成分主要含有磷脂和蛋白质，还含有少量糖类。生物膜都具有选择透过性和一定的流动性。染色质主要由DNA和蛋白质构成。 【详解】A、核膜的主要成分包括磷脂与蛋白质，A正确； B、染色质主要由DNA和蛋白质构成，B错误； C、核孔是大分子物质通过的通道，核孔均有选择透过性，大分子物质不能自由通过，C错误； D、核遗传物质复制、转录在细胞核中进行，翻译在细胞质的核糖体上进行，D错误。 故选A。 2. 离子的跨膜运输需转运蛋白的协助，如图为钾离子通道模式图，相关叙述正确的是（　　） A. K+通过钾离子通道运输消耗ATP B. K+只能借助钾离子通道进出细胞 C. 通道蛋白协助离子运输属于自由扩散 D. 通道蛋白对转运的离子具有选择性 【答案】D 【解析】 【详解】A、通道蛋白对离子的转运是从高浓度向低浓度扩散，不消耗ATP，A错误； B、K+也可以通过其他转运蛋白的协助进行跨膜运输，如钠钾泵，B错误； C、通道蛋白协助离子运输属于协助扩散，C错误； D、通道蛋白对离子的转运具有选择性，只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，D正确。 故选D。 3. 低密度脂蛋白（LDL）是一种运载胆固醇进入细胞的脂蛋白颗粒。血浆中过量的LDL携带的胆固醇会积存在动脉壁上，易引起动脉硬化。下图为LDL进入细胞的相关过程，下列叙述错误的是（ ） A. LDL进入细胞体现了胞吞具有特异性 B. LDL进入细胞的过程不需要消耗能量 C. ⑤⑥过程受阻会增加动脉硬化患病风险 D. ①⑥过程均体现了细胞膜具有流动性 【答案】B 【解析】 【分析】1、胆固醇:构成细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输。2、正常人如果饮食不合理，摄入胆固醇过多，缺乏运动，会造成胆固醇在血液中含量过高，可能会患动脉粥样硬化，甚至是冠心病。 【详解】A、LDL与细胞膜上的LDL受体特异性结合后才进入细胞， 这体现了胞吞具有特异性，只有能与受体结合的物质才能以这种方式进入细胞，A正确； B、从图中可知，LDL与膜上受体结合后才能进入细胞，故LDL进入细胞的方式是胞吞，需要消耗能量，B错误； C、⑤⑥过程受阻，膜上的LDL受体会减少，LDL不能进入细胞， 血浆中过量的LDL携带的胆固醇会更多地积存在动脉壁上，从而增加动脉硬化患病风险，C正确； D、①过程中细胞膜内陷形成囊泡包裹LDL，⑥过程中囊泡与细胞膜融合， 这两个过程都体现了细胞膜具有流动性，D正确。 故选B。 4. 乙醇脱氢酶参与人体肝脏中的乙醇代谢过程，催化乙醇产生乙醛，TF为该酶抑制剂。高浓度乙醛会损伤肝脏、抑制中枢神经系统的功能。关于下图的分析，不合理的是（ ） A. m段反应速率均受到乙醇浓度限制 B. 过量饮酒可能导致乙醛含量上升 C. TF可能与乙醇竞争性结合该酶 D. TF降低化学反应活化能 【答案】D 【解析】 【分析】题意显示，乙醇在乙醇脱氢酶的催化作用下可以转化为乙醛，高浓度乙醛会损伤肝脏、抑制中枢神经系统的功能，TF为该酶抑制剂，TF的作用会缓解乙醛对人体造成的伤害。 【详解】A、m段反应速率表现为随着乙醇含量的增加，反应速率加快，因而在m段均受到乙醇浓度限制，A正确； B、乙醇脱氢酶参与人体肝脏中的乙醇代谢过程，催化乙醇产生乙醛，过量饮酒可能导致乙醛含量上升，进而影响身体健康，B正确； C、TF为乙醇脱氢酶的抑制剂，且随着乙醇含量的增加，反应速率有所增加，因而推测，TF为该酶的竞争性抑制剂，可能与乙醇竞争性结合该酶，C正确； D、TF为乙醇脱氢酶的抑制剂，不能降低化学反应活化能，D错误。 故选D。 5. 图a为三角叶滨藜和野姜的光合作用相关曲线，图b为长期在一定光强下生长的两株三角叶滨藜的光合作用相关曲线，相关说法错误的是（ ） A. 野姜能够在较低光照强度下达到其最大光合速率 B. 相同光照强度下三角叶滨藜净光合速率大于野姜 C. PAR＞800时增加CO2可能会提高野姜光合速率 D. 图b表明叶片的光合作用特性与其生长条件有关 【答案】B 【解析】 【详解】A、分析图a可知，当PAR＞800时，野姜的净光合速率不再变化，而三角叶滨藜的净光合速率依然在上升，因此野姜能够在较低光照强度下达到其最大光合速率，A正确； B、分析图a可知，当光照强度较弱时，相同光照强度下三角叶滨藜净光合速率小于野姜；当光照强度较强时，相同光照强度下三角叶滨藜净光合速率大于野姜，B错误； C、当PAR＞800时，野姜净光合速率不再变化，此时光照强度不再是限制因素，增加CO2可能会提高野姜光合速率，C正确； D、分析图b可知：光下生长的三角叶滨藜光饱和点（光合速率达到最大值时所需要的最小光照强度）更大，表明叶片的光合作用特性与其生长条件有关，D正确。 故选B。 6. 研究人员观察芦笋根尖细胞的有丝分裂并对染色体进行分析，结果如下图。下列叙述正确的是（　　） A. 制作临时装片的流程为解离→染色→漂洗→制片 B. 观察到有丝分裂前期细胞染色体形态结构最清晰 C. 芦笋的一个染色体组含有10条非同源染色体 D. 芦笋花粉母细胞（一种原始生殖细胞）减数分裂可形成20个四分体 【答案】C 【解析】 【详解】A、制作观察植物细胞有丝分裂临时装片的流程为解离→漂洗→染色→制片，A错误； B、有丝分裂中期，染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上，染色体形态比较稳定，数目比较清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期，而不是前期，B错误； C、从图中可以看出，芦笋体细胞中含有20条染色体，其为二倍体生物，含有2个染色体组，所以一个染色体组含有10条非同源染色体，C正确； D、四分体是减数分裂过程中同源染色体两两配对形成的结构。已知芦笋体细胞中含有20条染色体，即10对同源染色体，所以芦笋花粉母细胞减数分裂时可形成10个四分体，D错误。 故选C。 7. 研究者利用野生型小鼠（WT）、无毛突变小鼠品系甲和乙进行杂交实验，结果如表所示。相关叙述错误的是（ ） 组别 P F1 F1自交获得F2 一 WT×甲 有毛 有毛:无毛=3:1 二 WT×乙 有毛 有毛:无毛=3:1 三 甲×乙 有毛 有毛:无毛=9:7 A. 小鼠有毛和无毛是一对相对性状 B. 甲、乙无毛品系均为隐性突变体 C. 甲、乙无毛突变基因为等位基因 D. 组别三F1测交子代约为1/4有毛 【答案】C 【解析】 【分析】自由组合的实质：当具有两对（或更多对）相对性状的亲本进行杂交，在子一代产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的基因表现为自由组合。其实质是非等位基因自由组合，即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的，各自独立地分配到配子中去。因此也称为独立分配定律。 【详解】A、相对性状是同一性状的不同表现形式，小鼠有毛和无毛是一对相对性状，A正确； B、组别一和二的F1相互交配，F2均为有毛∶无毛=3∶1，因此甲、乙无毛品系均为隐性突变体，B正确； C、组3中F1的有毛相互交配，后代有毛∶无毛=9∶7，为9∶3∶3∶1的变式，因此甲、乙无毛突变基因为非同源染色体上的非等位基因，C错误； D、组别三中有毛为双显性状，F1（AaBb）测交（与aabb杂交）子代约为1/4有毛（AaBb），3/4为无毛（Aabb、aaBb、aabb），D正确。 故选C。 8. Lesch-Nyhan综合征是一种严重的代谢疾病，患者由于缺乏HGPRT（由X染色体上的基因编码的一种转移酶）导致嘌呤聚集于神经组织和关节中。下图是一个Lesch-Nyhan综合征家系图，叙述错误的是（ ） A. 基因可通过控制酶的合成控制生物性状 B. Lesch-Nyhan综合征致病基因为隐性基因 C. Ⅲ-1和正常男性结婚生出患病儿子的概率为1/4 D. 产前诊断是降低Lesch-Nyhan综合征患儿出生率的有效手段之一 【答案】C 【解析】 【分析】据图分析，系谱图中II-3和II-4正常，而子代中III-3和III-4患病，说明该病为隐性遗传病，又发病原因是“由X染色体上的基因编码的一种转移酶”导致，故致病基因位位于X染色体，设相关基因为A、a，据此分析作答。 【详解】A、结合题意可知，该病的发病原因是由X染色体上的基因编码的一种转移酶缺失导致的，故说明基因可通过控制酶的合成控制生物性状，A正确； B、结合分析可知，Lesch-Nyhan综合征致病基因为隐性基因，B正确； C、该病为伴X隐性遗传病，则III-3和III-4基因型均为XaY，II-3和II-4基因型为XAXa、XAY， 则III-1基因型为1/2XAXA、1/2XAXa（配子及比例为3/4XA、1/4Xa），和正常男性（XAY）结婚，生出患病儿子（XaY）的概率为1/4×1/2=1/8，C错误； D、产前诊断和遗传咨询可有效降低遗传病发病率，故产前诊断是降低Lesch-Nyhan综合征患儿出生率的有效手段之一，D正确。 故选C。 9. 癌细胞的染色体外环状DNA（ecDNA）可同时复制和转录，两者间的冲突会引发DNA损伤并诱导细胞凋亡，蛋白C可缓解该冲突。下列叙述正确的是（ ） A. ecDNA复制所需的原料是四种核糖核苷酸 B. ecDNA的复制和转录过程都以同一条链为模板 C. DNA聚合酶与RNA聚合酶在ecDNA上移动方向相反 D. 抑制蛋白C功能可诱导含ecDNA的癌细胞凋亡 【答案】D 【解析】 【详解】A、ecDNA复制所需的原料是四种脱氧核糖核苷酸，而非核糖核苷酸，核糖核苷酸是RNA合成的原料，A错误； B、ecDNA复制时以两条链为模板进行半保留复制，而转录以其中一条链为模板，因此复制和转录的模板链不同，B错误； C、DNA复制时，DNA聚合酶沿模板链的方向是从5'到3'；转录时，RNA聚合酶沿DNA模板链的方向也是从5'到3'，二者移动方向相同，C错误； D、蛋白C可缓解复制与转录的冲突，抑制其功能会加剧DNA损伤，从而诱导癌细胞凋亡，D正确。 故选D。 10. 如下图所示，细胞内存在修复DNA损伤的机制，若正在转录的基因发生损伤，来不及修复时，可能发生跨损伤转录。将终止密码子对应序列 插入荧光素酶基因，并去除碱基A引入损伤，将损伤的荧光素酶基因导入细菌中进行实验。下列说法错误的是（ ） A. DNA修复的过程中有氢键形成 B. 图中终止密码子的序列为TAA C. 若检测到细菌产生荧光，能够说明细菌存在跨损伤转录机制 D. 跨损伤转录和DNA修复能降低基因突变对细菌的不利影响 【答案】B 【解析】 【分析】转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下消耗能量，合成RNA。翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的mRNA为模板，在酶的作用下，消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。 【详解】A、DNA修复过程中，DNA双链需要重新配对，配对过程中会形成氢键，A正确； B、终止密码子在mRNA上，mRNA中不含T，B错误； C、如果细菌中存在跨损伤转录机制，即使荧光素酶基因中有损伤，细菌仍可能通过跨损伤转录产生荧光素酶，进而产生荧光。因此，检测到荧光可以说明细菌存在跨损伤转录机制，C正确； D、跨损伤转录和DNA修复都是细胞应对DNA损伤的机制，能够减少基因突变的发生，从而降低对细菌的不利影响，D正确。 故选B。 11. 芸薹属栽培种中二倍体种芸薹、黑芥和甘蓝通过相互杂交和自然加倍形成了四倍体种，关系如图（图中A、B、C分别代表不同的染色体组，数字代表体细胞中的染色体数目）。下列叙述错误的是（ ） A. 骤然低温能够通过抑制纺锤体的形成引起染色体自然加倍 B. 黑芥与芸薹培育荠菜的过程中发生了染色体数目变异和基因重组 C. 若甘蓝型油菜与黑芥杂交，产生的子代体细胞中含同源染色体 D. 若芥菜与甘蓝杂交，后代体细胞含3个染色体组，减数分裂中无法正常联会 【答案】C 【解析】 【分析】人工诱导多倍体的方法很多，如低温处理、用秋水仙素诱发等。其中，用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗，是目前最常用且最有效的方法。当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，就可能发育成多倍体植株。 【详解】A、低温可以抑制纺锤体的形成，导致细胞不能分裂，而使染色体数目加倍，故骤然低温能够通过抑制纺锤体的形成引起染色体自然加倍，A正确； B、黑芥与芸薹培育芥菜的过程中发生了减数分裂、受精作用、低温诱导，减数分裂过程发生基因重组，低温诱导过程发生了染色体数目变异，B正确； C、甘蓝型油菜染色体组为AACC，黑芥染色体组为BB，若甘蓝型油菜与黑芥杂交，产生的子代体细胞为ABC，不含同源染色体，C错误； D、芥菜AABB与甘蓝CC杂交，后代体细胞含3个染色体组ABC，减数分裂中无法正常联会，D正确。 故选C。 12. 比较基因组学发现，现代人的第2号同源染色体是由古猿的两对同源染色体融合而来，其余染色体数相同。与古猿相比，现代人在第1、4、5号染色体存在倒位现象，第15和17号染色体存在易位现象。相关叙述错误的是（ ） A. 推测古猿体细胞含有2个染色体组，染色体数为48条 B. 上述变异属于可遗传的变异，决定了古猿进化的方向 C. 染色体易位和倒位改变基因在染色体上的位置和排列顺序 D. 现代人和古猿基因的碱基序列为进化提供分子水平证据 【答案】B 【解析】 【详解】A、由于现代人染色体数是46条，且第2号同源染色体是由古猿两对同源染色体融合而来其余染色体数相同，所以推测古猿体细胞含有2个染色体组，染色体数为48条，A正确； B、可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异，题干中的染色体融合、倒位、易位属于染色体变异，是可遗传变异。但是可遗传变异只是为生物进化提供原材料，自然选择才决定生物进化的方向，而不是可遗传变异决定进化方向，B错误； C、染色体易位是染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上，倒位是染色体中某一片段位置颠倒，二者都会改变基因在染色体上的位置和排列顺序，C正确； D、现代人和古猿基因的碱基序列的差异等可以在分子水平上为生物进化提供证据，D正确。 故选B。 13. 我国利用微生物发酵制作酱油的历史悠久，如图是通过发酵制作酱油的流程示意图，相关叙述错误的是（　　） A. 制曲过程中小麦、大豆可为米曲霉提供碳源和氮源 B. 为利于发酵的进行，应将大豆蒸熟后趁热立即加入米曲霉 C. 米曲霉分泌的蛋白酶将蛋白质分解为肽或氨基酸 D. 发酵过程中加盐不仅可以调味还可以抑制杂菌的生长 【答案】B 【解析】 【分析】发酵，是指人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。 【详解】A、小麦含有丰富的淀粉、大豆含有丰富的蛋白质，制曲过程中小麦、大豆可为米曲霉提供碳源和氮源，A正确； B、为利于发酵的进行，应将大豆蒸熟，待冷却后再加入米曲霉，防止高温条件下米曲霉死亡，B错误； C、发酵过程中，米曲霉合成和分泌蛋白酶，蛋白酶将蛋白质分解为肽或氨基酸，C正确； D、抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，在发酵过程中添加食盐能抑制杂菌的生长，还能调节酱油的风味，D。 故选B。 14. 2017年，我国科学家培育出轰动世界的体细胞克隆猴“中中”和“华华”，下图为其培育流程。下列叙述错误的是（　　） A. 过程①是将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中 B. 过程②通常需在液体培养基中加入血清等天然成分 C. 图中过程需用到体外受精、细胞培养、胚胎移植等技术 D. 克隆猴用于医学研究可最大限度排除基因差异的干扰 【答案】C 【解析】 【分析】图示的是动物细胞核移植技术，①代表利用显微注射将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中，②代表体外早期胚胎培养，③代表胚胎移植。 【详解】A、图示的是动物细胞核移植技术，①代表利用显微注射将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中，A正确； B、进行体外动物细胞培养需要在培养基中添加血清等天然成分，B正确； C、图中过程需用到细胞培养、胚胎移植等技术，没用到体外受精技术，C错误； D、图示两只克隆猴的基因完全相同，因此用于医学研究可最大限度排除基因差异的干扰，D正确。 故选C。 15. 关于DNA粗提取与鉴定的实验，下列叙述错误的是（ ） A. 洋葱、香蕉、菜花、猪血可作为理想的实验材料 B. 实验含研磨、过滤、离心等步骤 C. 用95%的冷酒精析出DNA，去除蛋白质等杂质 D. 溶解粗提取的DNA加入二苯胺试剂沸水浴，溶液呈蓝色 【答案】A 【解析】 【详解】A、猪是哺乳动物，其成熟的红细胞中不含细胞核和细胞器，即不含DNA，因此猪血不能作为实验材料来提取DNA，A错误； B、该实验需要先研磨破碎细胞释放DNA，之后通过过滤、离心去除细胞残渣等杂质，B正确； C、DNA不溶于95%的冷酒精，而其它杂质如蛋白质溶于酒精，因此可用95%的冷酒精析出DNA，去除蛋白质等杂质，C正确； D、溶解粗提取的DNA加入二苯胺试剂后需要沸水浴，才会呈现蓝色，D正确。 二、非选择题（70分） 16. 在石油开采过程中，利用表面活性剂可提高采收率。但化学合成表面活性剂的生产和使用，也带来一定的环境污染。某些微生物可代谢产生生物表面活性剂。拟从含油污水中筛选耐高温、高压的产生生物表面活性剂的菌株。 （1）分离能利用石油的耐高温菌种，流程如下图。 ① 上述过程所用的培养液应以石油为______。 ② 固体培养基的制备过程包括：计算→称量→溶化→______→倒平板。 ③ 图中A处应采用______法进行接种。 （2）通过上述分离过程，获得16个菌株。如何从这些菌株中进一步筛选耐高压、高温、产生生物表面活性剂的菌种？请写出基本思路_______________。 （3）菌种鉴定 ① 根据菌种在平板上形成的______的特征，对菌种进行初步鉴定。 ② 16S rDNA基因存在于所有细菌中，该基因包含多个恒定区和可变区，恒定区序列基本保守，可变区序列具有种的特异性。利用16S rDNA基因的______（选填“恒定区”或“可变区”）序列设计引物，PCR扩增16S rDNA片段，然后测序，将测序结果与数据库中相关数据进行比较进而鉴定。 （4）研究者筛选出的菌种BQ-2为好氧菌，但油井深处通常缺氧。现有一耐高温、高压、不能产生生物表面活性剂的厌氧菌DQ-l。请写出利用这两个菌株获取目的菌株的思路_____________。 （5）简述产生物表面活性剂菌株在石油工业应用的生态学意义____________。 【答案】 ①. 唯一碳源 ②. 灭菌 ③. 稀释涂布 ④. 将待选菌种分别接种于含石油的液体培养基，在高压条件下培养，挑选生物表面活性剂产量高的菌株(或将待选菌种接种于石油平板培养基，在高压条件下培养，挑选扩油圈大的菌落) ⑤. 菌落 ⑥. 恒定区 ⑦. 将BQ-2参与生物表面活性剂合成的基因导入DQ-l中（或将BQ-2与DQ-l进行融合），然后在高温、高压、无氧环境下培养并分离，再筛选其中生物表面活性剂产量高的菌株。 ⑧. 生物表面活性剂由微生物生产，使用后还可以降解，有利于减少污染、保护环境 【解析】 【分析】 1、从含油污水中筛选耐高温、高压的产生生物表面活性剂的菌株，其表面活性剂可用于石油开采。应选用特定的选择培养基进行筛选和纯化该类微生物，常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。 2、制备牛肉膏蛋白胨固体培养基，其基本过程为计算、称量、溶化、调pH、灭菌、倒平板五个步骤。 3、筛选目的微生物时应该使用只有目的微生物能够生存，而其他微生物不能生存的选择培养基。选择培养基是指通过培养混合的微生物，仅得到或筛选出所需要的微生物，其他不需要的种类在这种培养基上是不能生存的。 【详解】（1）①从含油污水中筛选耐高温、高压的产生生物表面活性剂菌株，即分离能利用石油的耐高温菌种过程所用的培养基为选择培养基，应以石油为唯一碳源； ②制备固体平板培养基的主要操作步骤是：计算→称量→溶化→灭菌→倒平板； ③ 结合图示可知，图中A处应采用稀释涂布法进行接种。 （2）通过上述分离过程，获得16个菌株，需要将待选菌种分别接种于含石油的液体培养基，在高压条件下培养，挑选生物表面活性剂产量高的菌株；或者将待选菌种接种于含石油的平板培养基，在高压条件下培养，挑选扩油圈大的菌落，才能从这些菌株中进一步筛选耐高压、高产生物表面活性剂的菌种。 （3）① 在一定的培养条件下，同种微生物表现出稳定的菌落特征，故可根据菌种在平板上形成的菌落的特征，对菌种进行初步鉴定； ②细菌的 16S rDNA基因包含多个恒定区和可变区，不同细菌 16S rDNA基因的恒定区都具有相同的或几乎相同的氨基酸序列，可变区序列具有种的特异性，故利用16S rDNA基因的恒定区序列设计引物，再通过PCR扩增16S rDNA片段，然后测序，将测序结果与数据库中相关数据进行比较进而鉴定。 （4）菌种BQ-2为好氧菌，但油井深处通常缺氧，可以将BQ-2参与生物表面活性剂合成的基因导入耐高温、高压、不能产生生物表面活性剂的厌氧菌菌种DQ-l中，也可将BQ-2与DQ-l两种菌进行融合，然后在高温、高压、无氧环境下培养并分离，再筛选其中生物表面活性剂产量高的菌株。 （5）使用化学合成表面活性剂会带来一定的环境污染，而生物表面活性剂由微生物生产，使用后还可以降解，有利于减少污染、保护环境。 【点睛】本题主要考查生物技术实践中的微生物的培养基的制作、无菌操作、接种培养等知识，意在强化学生对相关知识的识记、理解与运用。 17. 钾是植物必需的大量元素，缺钾严重影响作物产量，研究植物响应低钾的调控机制对农业生产有重要意义。科学家以拟南芥为材料，对细胞膜上向胞内运输的通道蛋白T1展开了相关研究。 （1）T1基因转录形成的mRNA进入细胞质，首先在游离的__________上开始翻译，多肽链再转移到内质网上继续合成、加工和折叠，之后在__________中进一步加工，最终T1蛋白被包裹在囊泡中，转运到细胞膜上。 （2）T1基因突变体在低钾条件下表现叶片黄化等低钾敏感表型。研究发现L基因突变体表型与T1突变体相似，且基因在低钾条件下表达增强，其编码的酶可以磷酸化T1。将生长7天的野生型、突变体和基因过表达幼苗分别置于含的培养液中进行实验，结果如图所示，证明酶有促进吸收的作用。 图中对应L过表达幼苗的曲线序号应为______________________________。 （3）已有研究证实，L酶的活性依赖CB1蛋白与之结合。非洲爪蟾卵母细胞是研究通道蛋白的理想材料，科学家向卵母细胞注射相应的mRNA，检测内流情况。实验分组及结果如表所示。 组别 mRNA种类 内流 组1 T1 无 组2 T1+L 无 组3 T1+CB1 无 组4 T1+L+CB1 有 综合上述全部信息，推测在低钾条件下T1的激活机制：______________________________。 （4）将表中CB1替换为CB9后，实验结果相同。拟南芥单基因突变体cb1和cb9的表型都与野生型相似，不表现低钾敏感，而双突变体cb1 cb9为低钾敏感表型。说明植物适应低钾条件时，CB1和CB9基因具有功能冗余性，这在适应进化中的意义是：________________________________________。 【答案】（1） ①. 核糖体 ②. 高尔基体 （2）③ （3）CB1 蛋白与 L 酶结合，激活 L 酶；L 酶磷酸化 T1，激活 T1 （4）避免单基因突变导致的低钾适应功能丧失 【解析】 【小问1详解】 T1蛋白是细胞膜上的通道蛋白，属于膜蛋白，其合成和运输路径遵循分泌蛋白的机制。mRNA进入细胞质后，首先在游离的核糖体上开始合成一段信号肽。信号肽引导核糖体附着到内质网上，多肽链边合成边进入内质网腔进行初步加工（如折叠、糖基化）。内质网通过“出芽”形成囊泡，将未成熟的蛋白质运输到高尔基体。高尔基体对蛋白质做进一步的修饰、加工和分类。最终通过囊泡运输到细胞膜。 【小问2详解】 L酶可促进钾吸收；L过表达植株吸收K⁺能力最强，培养液中K⁺浓度下降最快、最终剩余浓度最低。相同培养时间，培养液剩余K⁺浓度：①＞②＞③。曲线③吸收最强为L 过表达（大量 L 酶，吸钾最强，K⁺下降最快） 【小问3详解】 组1（只有T1）、组2（T1+L）、组3（T1+CB1）均无K⁺内流，说明单独存在T1，或者T1仅与L或CB1中的一种共存时，通道都不工作。组4（T1+L+CB1）有K⁺内流，说明只有当T1、L、CB1三者同时存在时，T1通道才被激活。综合推导：在低钾胁迫下，植物为了生存，上调L基因表达。L酶合成后，必须与CB1蛋白结合才能具备活性，活化的L酶进而磷酸化T1蛋白，改变T1的构象使其开放，从而允许K⁺内流。 【小问4详解】 CB1和CB9功能相似，单突变体（缺一个）表型正常，只有双突变体（两个都缺）才表现出低钾敏感。这说明两者在功能上是“冗余”的，即可以互相替补。进化意义是在自然界中，基因突变是随机且经常发生的。如果只有一个基因负责关键功能，一旦该基因突变，生物体可能死亡。而拥有功能冗余的基因（如CB1和CB9），当一个基因发生突变失效时，另一个基因可以“替补”上来维持正常的生理功能（如适应低钾环境），从而保证个体的生存和繁衍。 18. 非编码小RNA（PiRNA）在生殖细胞中高表达，与W蛋白结合，对动物生殖过程具有显著影响。 （1）科研人员利用黄金仓鼠进行图1所示的实验。 ①将野生型杂交，用______________法将基因编辑相关的核酸片段等物质注入从雌鼠体内获得的2细胞胚胎中，使胚胎细胞中的W基因被破坏。将处理后的2细胞胚胎利用______________技术转移到已受孕的白化个体子宫内，获得子代后进行筛选。 ②本实验中，科研人员从子代幼鼠中筛选得到W基因突变体的思路是______________。对其筛选得到的W基因突变体进行PCR检测，以确定基因编辑是否成功。 （2）科研人员观察野生型与W基因缺失突变体的卵裂过程，结果如图2。 ①据图分析，突变体卵裂的异常表现是______________。 ②为研究突变体卵裂异常的原因，科研人员进一步对野生型与突变体卵裂过程中不同长度的PiRNA含量进行测定，结果如图3。 结果显示，与野生型相比，突变体卵裂过程中，长度大于20nt的PiRNA的变化是______________。 ③综合上述结果推测，突变体卵裂异常的原因可能是______________。 【答案】（1） ①. 显微注射 ②. 胚胎移植 ③. 保留子代中表现型为野生型的个体 （2） ①. 卵裂33h后，停滞在二细胞胚胎期 ②. 均低于野生型，且9h和33h与野生型的差异较44h和52h更大 ③. W蛋白不表达，长度大于20nt的PiRNA减少，二者结合量下降，卵裂停滞 【解析】 【分析】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。（1）将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；（2）将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；（3）将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（Ca2+处理法）。 【小问1详解】 ①显微注射技术是转基因动物中采用最多，也是最为有效的一种将目的基因导入动物细胞的方法，所以要将基因编辑相关的核酸片段等物质注入细胞胚胎中，用的是显微注射法；胚胎移植技术是指将雌性动物体内的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术，题干中再将注射了目的基因的2细胞胚胎移植到受孕的白化个体子宫内，这一过程就是利用胚胎移植技术。②科研人员从子代幼鼠中筛选得到W基因突变体的思路是保留子代中表现型为野生型的个体。 【小问2详解】 由图2可知，与野生型相比，突变体卵裂33h后，受精卵不发育，停滞在二细胞时期。图3的结果显示，与野生型相比，突变体卵裂过程中，长度大于20nt的PiRNA的变化是均低于野生型，且9h和33h与野生型的差异较44h和52h更大。综合上述结果推测，突变体卵裂异常的原因可能是W蛋白不表达，长度大于20nt的PiRNA减少，二者结合量下降，卵裂停滞。 【点睛】本题主要考查基因工程以及胚胎工程相关知识，要求考生识记基因工程的原理、工具及操作步骤，再结合所学的知识准确答题。 19. 光合海蛞蝓在食用海洋藻类后能够将部分叶绿体吸收和储存在特化的细胞中，身体呈现绿色半透明状。 （1）叶绿体内部有许多由类囊体堆叠而成的基粒，其膜上分布进行光合作用所需的________。 （2）为了研究被吸收叶绿体的功能，研究者将停止喂食三天的光合海蛞蝓放在含NaH13CO3的海水中，结果显示光照下光合海蛞蝓分泌的黏液有机物中13C相对含量显著高于黑暗组。 ①实验前光合海蛞蝓停止喂食处理的主要目的是________。 ②实验结果说明被吸收叶绿体能利用NaH13CO3产生的CO2进行光合作用，且________。 （3）研究者进一步研究了光合海蛞蝓对被吸收叶绿体功能的影响。 ①研究者破碎海蛞蝓细胞后，通过________技术得到分离的叶绿体，进一步检测发现这些叶绿体外包裹一层动物来源的膜结构，膜上发现两种关键蛋白：ATP敏感的阳离子通道蛋白P2X4和质子泵VHA，分别能够向外转运钠钾等阳离子和向内转运氢离子。 ②用相应试剂处理光合海蛞蝓检测水中氧气含量，结果如下图： 结果显示，P2X4抑制剂处理能够使叶绿体的光合作用速率下降约________%，说明P2X4促进了被吸收叶绿体的光合作用。 ③综合上述研究和相关信息，提出合理假设解释P2X4促进被吸收叶绿体光合作用的机制________。 【答案】（1）光合色素和与光反应有关的酶（或色素和酶） （2） ①. 防止肠道中残留藻类光合作用合成含13C有机物，被光合海蛞蝓吸收，进而影响粘液中13C含量 ②. 合成的有机物能被光合海蛞蝓利用 （3） ①. 差速离心 ②. 28 ③. P2X4被ATP激活，促进阳离子外流，进而促进VHA向内转运氢离子，氢离子与碳酸氢根反应，增加CO2供应，促进叶绿体光合作用 【解析】 【小问1详解】 叶绿体的类囊体薄膜是光合作用光反应的场所，膜上分布着捕获光能的光合色素，以及催化光反应的酶，符合课本对叶绿体结构的描述。 【小问2详解】 本实验通过¹³C标记追踪碳的去向，停止喂食可防止肠道中残留藻类光合作用合成含13C有机物，被光合海蛞蝓吸收，进而影响粘液中13C含量；对比光照组和黑暗组的结果，光照下光合海蛞蝓分泌的黏液有机物中13C相对含量显著高于黑暗组，说明：合成的有机物能被光合海蛞蝓利用。 【小问3详解】 ① 分离破碎细胞中的叶绿体等细胞器，高中阶段所学的方法是差速离心法。 ② 分析柱形图：对照组光照下氧气释放相对速率约为1.4，黑暗中氧气吸收速率约为1.1，P2X4抑制剂处理组光照下氧气释放速率约为0.6，黑暗中氧气吸收速率约为1.2，计算得速率下降约[（1.4+1.1）−(0.6+1.2）]÷(1.4+1.1)×100%=28%。 ③ 结合题干给出的两种蛋白功能推导：P2X4被ATP激活，促进阳离子外流，进而促进VHA向内转运氢离子，氢离子与碳酸氢根反应，增加CO2供应，促进叶绿体光合作用。 20. 学习以下材料，回答（1）~（4）题。 合成生物学助力尿酸代谢平衡 尿酸是细胞中嘌呤分解代谢的产物。大多数哺乳动物可以依靠细胞内的酶分解尿酸，但人类缺少酶，导致血液中的尿酸浓度比大多数哺乳动物高几十倍。尿酸有多种生物学功能，如可以作为还原剂减少细胞中的自由基。若尿酸代谢异常，浓度超过时，尿酸可能沉积于关节囊中，引发痛风。 为探索痛风的新疗法，研究者利用合成生物学的方法建立了一个尿酸响应体系。他们首先构建了两种表达载体（见下图），右侧是报告基因SEAP表达载体，启动子和SEAP之间插入了cH序列；左侧是表达载体，是来自细菌的一种蛋白，既能与尿酸可逆结合，也能与可逆结合。当尿酸浓度较低时，与结合的多，从而减少SEAP的转录；当尿酸浓度较高时，更多的与尿酸结合，导致结合于的减少，SEAP的转录增加（如下图）。将两种载体同时导入体外培养的细胞，发现SEAP的表达随培养液中尿酸浓度的变化而变化；在相同尿酸浓度下，SEAP的表达量随插入cH数目的增加而减少。 随后，研究者将酶基因改造为基因，用基因替换图中的SEAP，构建sU表达载体，其中串联的cH数目为8个。将R表达载体和sU表达载体导入细胞，再将细胞植入U酶缺失的小鼠体内，7天后小鼠血液中尿酸水平由降为，与饲喂痛风常用药的效果相似。可见上述研究为痛风的治疗提供了新思路。 （1）表达载体中__________的功能是驱动目的基因的转录。 （2）由文中信息可知尿酸与序列之间的关系：二者__________结合蛋白。 （3）为降解血液中而不是细胞内的尿酸，研究者将U酶基因改造为基因，基因应编码__________的U酶。 （4）对文中的表达载体稍加改造，可进一步降低U酶缺失小鼠的血液尿酸浓度。为此，利用文中现有的DNA序列，可以在sU表达载体中进行的改造是__________。 （5）利用合成生物学构建类似的稳态调控系统，也有希望用于其他代谢相关疾病的治疗。如果采用文中设计思路助力血糖稳态的维持，关键是寻找__________。 【答案】（1）启动子 （2）竞争性 （3）分泌型 （4）减少 cH 的数目 （5）能与葡萄糖可逆结合的蛋白，以及能与该蛋白可逆结合的特定DNA序列 【解析】 【小问1详解】 启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，功能就是驱动下游目的基因的转录，表达载体中启动子的功能是驱动目的基因的转录。 【小问2详解】 R蛋白既可以和尿酸可逆结合，也可以和cH序列可逆结合，尿酸浓度低时R更多结合cH，尿酸浓度高时R更多结合尿酸、从cH上脱离，说明尿酸和cH序列会竞争结合R蛋白。 【小问3详解】 实验目的是降解血液中的尿酸而非细胞内的尿酸，因此改造后的sU基因编码的U酶需要被分泌到细胞外，才能进入血液发挥降解尿酸的作用。 【小问4详解】 “相同尿酸浓度下，SEAP的表达量随插入cH数目的增加而减少”，现在要进一步降低小鼠血液尿酸浓度，就需要让sU（U酶）的表达量更高，因此可以减少sU表达载体上串联的cH序列的数量，降低R蛋白对sU转录的抑制作用，提升U酶的合成量，增强尿酸降解效果。 【小问5详解】 该尿酸调控系统的核心是“能响应目标代谢物（尿酸）、同时可结合对应调控DNA序列的双功能R蛋白+R蛋白的结合靶序列cH”，要复助力血糖稳态的维持，关键是寻找能与葡萄糖可逆结合的蛋白，以及能与该蛋白可逆结合的特定DNA序列。 21. 番茄果实成熟涉及一系列生理生化过程，导致果实颜色及硬度等发生变化。果实颜色由果皮和果肉颜色决定。为探究番茄果实成熟的机制，科学家进行了相关研究。 （1）果皮颜色由一对等位基因控制。果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色，F1自交所得F2果皮颜色及比例为____________。 （2）野生型番茄成熟时果肉为红色。现有两种单基因纯合突变体，甲（基因A突变为a）果肉黄色，乙（基因B突变为b）果肉橙色。用甲、乙进行杂交实验，结果如图1。据此，写出F2中黄色的基因型：_________。 （3）深入研究发现，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，如图2。上述基因A、B以及另一基因H均编码与果肉颜色相关的酶，但H在果实中的表达量低。 根据上述代谢途径，aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是____________。 【答案】（1）黄色:无色=3:1      （2）aaBB、aaBb （3）基因A突变为a，但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H，持续生成前体物质2；基因B突变为b，前体物质2无法转变为番茄红素 【解析】 【小问1详解】 果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色，说明黄色是显性性状，F1为杂合子，则F1自交所得F2果皮颜色及比例为黄色∶无色＝3∶1。 【小问2详解】 由图可知，F2比值约为9：3：4，说明F1基因型为AaBb，则F2中橙色的基因型为AAbb、Aabb、aabb，F2中黄色的基因型为aaBB、aaBb。 【小问3详解】 由题意和图2可知，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，则存在A或H，不在B基因时，果肉呈橙色。因此，aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是基因A突变为a，但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H，持续生成前体物质2；基因B突变为b，前体物质2无法转变为番茄红素。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市第十八中学高三生物10月份检测 一、选择题（30分） 1. 下列关于真核生物细胞核的叙述，正确的是（　　） A. 核膜主要由磷脂与蛋白质组成 B. 核中的染色质由DNA或RNA组成 C. 核孔是大分子物质自由通过的通道 D. 是遗传物质复制、转录和翻译的场所 2. 离子的跨膜运输需转运蛋白的协助，如图为钾离子通道模式图，相关叙述正确的是（　　） A. K+通过钾离子通道运输消耗ATP B. K+只能借助钾离子通道进出细胞 C. 通道蛋白协助离子运输属于自由扩散 D. 通道蛋白对转运的离子具有选择性 3. 低密度脂蛋白（LDL）是一种运载胆固醇进入细胞的脂蛋白颗粒。血浆中过量的LDL携带的胆固醇会积存在动脉壁上，易引起动脉硬化。下图为LDL进入细胞的相关过程，下列叙述错误的是（ ） A. LDL进入细胞体现了胞吞具有特异性 B. LDL进入细胞的过程不需要消耗能量 C. ⑤⑥过程受阻会增加动脉硬化患病风险 D. ①⑥过程均体现了细胞膜具有流动性 4. 乙醇脱氢酶参与人体肝脏中的乙醇代谢过程，催化乙醇产生乙醛，TF为该酶抑制剂。高浓度乙醛会损伤肝脏、抑制中枢神经系统的功能。关于下图的分析，不合理的是（ ） A. m段反应速率均受到乙醇浓度限制 B. 过量饮酒可能导致乙醛含量上升 C. TF可能与乙醇竞争性结合该酶 D. TF降低化学反应活化能 5. 图a为三角叶滨藜和野姜的光合作用相关曲线，图b为长期在一定光强下生长的两株三角叶滨藜的光合作用相关曲线，相关说法错误的是（ ） A. 野姜能够在较低光照强度下达到其最大光合速率 B. 相同光照强度下三角叶滨藜净光合速率大于野姜 C. PAR＞800时增加CO2可能会提高野姜光合速率 D. 图b表明叶片的光合作用特性与其生长条件有关 6. 研究人员观察芦笋根尖细胞的有丝分裂并对染色体进行分析，结果如下图。下列叙述正确的是（　　） A. 制作临时装片的流程为解离→染色→漂洗→制片 B. 观察到有丝分裂前期细胞染色体形态结构最清晰 C. 芦笋的一个染色体组含有10条非同源染色体 D. 芦笋花粉母细胞（一种原始生殖细胞）减数分裂可形成20个四分体 7. 研究者利用野生型小鼠（WT）、无毛突变小鼠品系甲和乙进行杂交实验，结果如表所示。相关叙述错误的是（ ） 组别 P F1 F1自交获得F2 一 WT×甲 有毛 有毛:无毛=3:1 二 WT×乙 有毛 有毛:无毛=3:1 三 甲×乙 有毛 有毛:无毛=9:7 A. 小鼠有毛和无毛是一对相对性状 B. 甲、乙无毛品系均为隐性突变体 C. 甲、乙无毛突变基因为等位基因 D. 组别三F1测交子代约为1/4有毛 8. Lesch-Nyhan综合征是一种严重的代谢疾病，患者由于缺乏HGPRT（由X染色体上的基因编码的一种转移酶）导致嘌呤聚集于神经组织和关节中。下图是一个Lesch-Nyhan综合征家系图，叙述错误的是（ ） A. 基因可通过控制酶的合成控制生物性状 B. Lesch-Nyhan综合征致病基因为隐性基因 C. Ⅲ-1和正常男性结婚生出患病儿子的概率为1/4 D. 产前诊断是降低Lesch-Nyhan综合征患儿出生率的有效手段之一 9. 癌细胞的染色体外环状DNA（ecDNA）可同时复制和转录，两者间的冲突会引发DNA损伤并诱导细胞凋亡，蛋白C可缓解该冲突。下列叙述正确的是（ ） A. ecDNA复制所需的原料是四种核糖核苷酸 B. ecDNA的复制和转录过程都以同一条链为模板 C. DNA聚合酶与RNA聚合酶在ecDNA上移动方向相反 D. 抑制蛋白C功能可诱导含ecDNA的癌细胞凋亡 10. 如下图所示，细胞内存在修复DNA损伤的机制，若正在转录的基因发生损伤，来不及修复时，可能发生跨损伤转录。将终止密码子对应序列 插入荧光素酶基因，并去除碱基A引入损伤，将损伤的荧光素酶基因导入细菌中进行实验。下列说法错误的是（ ） A. DNA修复的过程中有氢键形成 B. 图中终止密码子的序列为TAA C. 若检测到细菌产生荧光，能够说明细菌存在跨损伤转录机制 D. 跨损伤转录和DNA修复能降低基因突变对细菌的不利影响 11. 芸薹属栽培种中二倍体种芸薹、黑芥和甘蓝通过相互杂交和自然加倍形成了四倍体种，关系如图（图中A、B、C分别代表不同的染色体组，数字代表体细胞中的染色体数目）。下列叙述错误的是（ ） A. 骤然低温能够通过抑制纺锤体的形成引起染色体自然加倍 B. 黑芥与芸薹培育荠菜的过程中发生了染色体数目变异和基因重组 C. 若甘蓝型油菜与黑芥杂交，产生的子代体细胞中含同源染色体 D. 若芥菜与甘蓝杂交，后代体细胞含3个染色体组，减数分裂中无法正常联会 12. 比较基因组学发现，现代人的第2号同源染色体是由古猿的两对同源染色体融合而来，其余染色体数相同。与古猿相比，现代人在第1、4、5号染色体存在倒位现象，第15和17号染色体存在易位现象。相关叙述错误的是（ ） A. 推测古猿体细胞含有2个染色体组，染色体数为48条 B. 上述变异属于可遗传的变异，决定了古猿进化的方向 C. 染色体易位和倒位改变基因在染色体上的位置和排列顺序 D. 现代人和古猿基因的碱基序列为进化提供分子水平证据 13. 我国利用微生物发酵制作酱油的历史悠久，如图是通过发酵制作酱油的流程示意图，相关叙述错误的是（　　） A. 制曲过程中小麦、大豆可为米曲霉提供碳源和氮源 B. 为利于发酵的进行，应将大豆蒸熟后趁热立即加入米曲霉 C. 米曲霉分泌的蛋白酶将蛋白质分解为肽或氨基酸 D. 发酵过程中加盐不仅可以调味还可以抑制杂菌的生长 14. 2017年，我国科学家培育出轰动世界的体细胞克隆猴“中中”和“华华”，下图为其培育流程。下列叙述错误的是（　　） A. 过程①是将成纤维细胞注射到去核的卵母细胞中 B. 过程②通常需在液体培养基中加入血清等天然成分 C. 图中过程需用到体外受精、细胞培养、胚胎移植等技术 D. 克隆猴用于医学研究可最大限度排除基因差异的干扰 15. 关于DNA粗提取与鉴定的实验，下列叙述错误的是（ ） A. 洋葱、香蕉、菜花、猪血可作为理想的实验材料 B. 实验含研磨、过滤、离心等步骤 C. 用95%的冷酒精析出DNA，去除蛋白质等杂质 D. 溶解粗提取的DNA加入二苯胺试剂沸水浴，溶液呈蓝色 二、非选择题（70分） 16. 在石油开采过程中，利用表面活性剂可提高采收率。但化学合成表面活性剂的生产和使用，也带来一定的环境污染。某些微生物可代谢产生生物表面活性剂。拟从含油污水中筛选耐高温、高压的产生生物表面活性剂的菌株。 （1）分离能利用石油的耐高温菌种，流程如下图。 ① 上述过程所用的培养液应以石油为______。 ② 固体培养基的制备过程包括：计算→称量→溶化→______→倒平板。 ③ 图中A处应采用______法进行接种。 （2）通过上述分离过程，获得16个菌株。如何从这些菌株中进一步筛选耐高压、高温、产生生物表面活性剂的菌种？请写出基本思路_______________。 （3）菌种鉴定 ① 根据菌种在平板上形成的______的特征，对菌种进行初步鉴定。 ② 16S rDNA基因存在于所有细菌中，该基因包含多个恒定区和可变区，恒定区序列基本保守，可变区序列具有种的特异性。利用16S rDNA基因的______（选填“恒定区”或“可变区”）序列设计引物，PCR扩增16S rDNA片段，然后测序，将测序结果与数据库中相关数据进行比较进而鉴定。 （4）研究者筛选出的菌种BQ-2为好氧菌，但油井深处通常缺氧。现有一耐高温、高压、不能产生生物表面活性剂的厌氧菌DQ-l。请写出利用这两个菌株获取目的菌株的思路_____________。 （5）简述产生物表面活性剂菌株在石油工业应用的生态学意义____________。 17. 钾是植物必需的大量元素，缺钾严重影响作物产量，研究植物响应低钾的调控机制对农业生产有重要意义。科学家以拟南芥为材料，对细胞膜上向胞内运输的通道蛋白T1展开了相关研究。 （1）T1基因转录形成的mRNA进入细胞质，首先在游离的__________上开始翻译，多肽链再转移到内质网上继续合成、加工和折叠，之后在__________中进一步加工，最终T1蛋白被包裹在囊泡中，转运到细胞膜上。 （2）T1基因突变体在低钾条件下表现叶片黄化等低钾敏感表型。研究发现L基因突变体表型与T1突变体相似，且基因在低钾条件下表达增强，其编码的酶可以磷酸化T1。将生长7天的野生型、突变体和基因过表达幼苗分别置于含的培养液中进行实验，结果如图所示，证明酶有促进吸收的作用。 图中对应L过表达幼苗的曲线序号应为______________________________。 （3）已有研究证实，L酶的活性依赖CB1蛋白与之结合。非洲爪蟾卵母细胞是研究通道蛋白的理想材料，科学家向卵母细胞注射相应的mRNA，检测内流情况。实验分组及结果如表所示。 组别 mRNA种类 内流 组1 T1 无 组2 T1+L 无 组3 T1+CB1 无 组4 T1+L+CB1 有 综合上述全部信息，推测在低钾条件下T1的激活机制：______________________________。 （4）将表中CB1替换为CB9后，实验结果相同。拟南芥单基因突变体cb1和cb9的表型都与野生型相似，不表现低钾敏感，而双突变体cb1 cb9为低钾敏感表型。说明植物适应低钾条件时，CB1和CB9基因具有功能冗余性，这在适应进化中的意义是：________________________________________。 18. 非编码小RNA（PiRNA）在生殖细胞中高表达，与W蛋白结合，对动物生殖过程具有显著影响。 （1）科研人员利用黄金仓鼠进行图1所示的实验。 ①将野生型杂交，用______________法将基因编辑相关的核酸片段等物质注入从雌鼠体内获得的2细胞胚胎中，使胚胎细胞中的W基因被破坏。将处理后的2细胞胚胎利用______________技术转移到已受孕的白化个体子宫内，获得子代后进行筛选。 ②本实验中，科研人员从子代幼鼠中筛选得到W基因突变体的思路是______________。对其筛选得到的W基因突变体进行PCR检测，以确定基因编辑是否成功。 （2）科研人员观察野生型与W基因缺失突变体的卵裂过程，结果如图2。 ①据图分析，突变体卵裂的异常表现是______________。 ②为研究突变体卵裂异常的原因，科研人员进一步对野生型与突变体卵裂过程中不同长度的PiRNA含量进行测定，结果如图3。 结果显示，与野生型相比，突变体卵裂过程中，长度大于20nt的PiRNA的变化是______________。 ③综合上述结果推测，突变体卵裂异常的原因可能是______________。 19. 光合海蛞蝓在食用海洋藻类后能够将部分叶绿体吸收和储存在特化的细胞中，身体呈现绿色半透明状。 （1）叶绿体内部有许多由类囊体堆叠而成的基粒，其膜上分布进行光合作用所需的________。 （2）为了研究被吸收叶绿体的功能，研究者将停止喂食三天的光合海蛞蝓放在含NaH13CO3的海水中，结果显示光照下光合海蛞蝓分泌的黏液有机物中13C相对含量显著高于黑暗组。 ①实验前光合海蛞蝓停止喂食处理的主要目的是________。 ②实验结果说明被吸收叶绿体能利用NaH13CO3产生的CO2进行光合作用，且________。 （3）研究者进一步研究了光合海蛞蝓对被吸收叶绿体功能的影响。 ①研究者破碎海蛞蝓细胞后，通过________技术得到分离的叶绿体，进一步检测发现这些叶绿体外包裹一层动物来源的膜结构，膜上发现两种关键蛋白：ATP敏感的阳离子通道蛋白P2X4和质子泵VHA，分别能够向外转运钠钾等阳离子和向内转运氢离子。 ②用相应试剂处理光合海蛞蝓检测水中氧气含量，结果如下图： 结果显示，P2X4抑制剂处理能够使叶绿体的光合作用速率下降约________%，说明P2X4促进了被吸收叶绿体的光合作用。 ③综合上述研究和相关信息，提出合理假设解释P2X4促进被吸收叶绿体光合作用的机制________。 20. 学习以下材料，回答（1）~（4）题。 合成生物学助力尿酸代谢平衡 尿酸是细胞中嘌呤分解代谢的产物。大多数哺乳动物可以依靠细胞内的酶分解尿酸，但人类缺少酶，导致血液中的尿酸浓度比大多数哺乳动物高几十倍。尿酸有多种生物学功能，如可以作为还原剂减少细胞中的自由基。若尿酸代谢异常，浓度超过时，尿酸可能沉积于关节囊中，引发痛风。 为探索痛风的新疗法，研究者利用合成生物学的方法建立了一个尿酸响应体系。他们首先构建了两种表达载体（见下图），右侧是报告基因SEAP表达载体，启动子和SEAP之间插入了cH序列；左侧是表达载体，是来自细菌的一种蛋白，既能与尿酸可逆结合，也能与可逆结合。当尿酸浓度较低时，与结合的多，从而减少SEAP的转录；当尿酸浓度较高时，更多的与尿酸结合，导致结合于的减少，SEAP的转录增加（如下图）。将两种载体同时导入体外培养的细胞，发现SEAP的表达随培养液中尿酸浓度的变化而变化；在相同尿酸浓度下，SEAP的表达量随插入cH数目的增加而减少。 随后，研究者将酶基因改造为基因，用基因替换图中的SEAP，构建sU表达载体，其中串联的cH数目为8个。将R表达载体和sU表达载体导入细胞，再将细胞植入U酶缺失的小鼠体内，7天后小鼠血液中尿酸水平由降为，与饲喂痛风常用药的效果相似。可见上述研究为痛风的治疗提供了新思路。 （1）表达载体中__________的功能是驱动目的基因的转录。 （2）由文中信息可知尿酸与序列之间的关系：二者__________结合蛋白。 （3）为降解血液中而不是细胞内的尿酸，研究者将U酶基因改造为基因，基因应编码__________的U酶。 （4）对文中的表达载体稍加改造，可进一步降低U酶缺失小鼠的血液尿酸浓度。为此，利用文中现有的DNA序列，可以在sU表达载体中进行的改造是__________。 （5）利用合成生物学构建类似的稳态调控系统，也有希望用于其他代谢相关疾病的治疗。如果采用文中设计思路助力血糖稳态的维持，关键是寻找__________。 21. 番茄果实成熟涉及一系列生理生化过程，导致果实颜色及硬度等发生变化。果实颜色由果皮和果肉颜色决定。为探究番茄果实成熟的机制，科学家进行了相关研究。 （1）果皮颜色由一对等位基因控制。果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F1果皮为黄色，F1自交所得F2果皮颜色及比例为____________。 （2）野生型番茄成熟时果肉为红色。现有两种单基因纯合突变体，甲（基因A突变为a）果肉黄色，乙（基因B突变为b）果肉橙色。用甲、乙进行杂交实验，结果如图1。据此，写出F2中黄色的基因型：_________。 （3）深入研究发现，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，如图2。上述基因A、B以及另一基因H均编码与果肉颜色相关的酶，但H在果实中的表达量低。 根据上述代谢途径，aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是____________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $