精品解析：江苏省徐州市2026-2027学年高三上学期11月期中考试生物试题

2026～2027学年度第一学期高三年级期中抽测 生物学试题 （满分：100分；考试时间：75分钟） 注意事项： 考生答题前务必将自己的学校、姓名、班级、考号填写在答题卡的指定位置。答选择题时，用2B铅笔在答题卡上将题号下的答案选项涂黑；答非选择题时，用0.5 mm黑色墨水签字笔在答题卡对应题号下作答。 一、单项选择题：共15题，每题2分，共30分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 关于生物的遗传物质，下列叙述正确的是（ ） A. 遗传物质都含有C、H、O、N、P五种元素 B. 有些原核生物的遗传物质是RNA C. 真核生物的遗传物质主要是DNA D. 遗传物质彻底氧化分解的产物是核苷酸 2. 酶高效提升了化学反应的速率。下列相关叙述正确的是（ ） A. 酶在化学反应中提供活化能以加快反应速率 B. 底物浓度、产物浓度与环境条件都能影响酶促反应速率 C. 探究pH对酶活性的影响，常选用脂肪酶作为实验材料 D. 细胞器中的ATP合酶在催化ADP和Pi反应时释放能量 3. 细胞是最基本的生命系统。下列相关叙述错误的是（ ） A. 磷脂双分子层构成了生物膜的基本支架 B. 细胞质基质呈溶胶状，是细胞代谢的主要场所 C. 由纤维素组成的网架结构支撑着真核细胞的许多细胞器 D. 细胞核携带着遗传信息，是遗传的控制中心 4. 细胞呼吸与光合作用的原理在生产生活中应用广泛。下列相关叙述错误的是（ ） A. 连续阴雨天，大棚作物适当补充红光，利于增产 B. 种植作物“正其行，通其风”，以防止CO2积累抑制细胞呼吸 C. 透气纱布包扎伤口，氧气可抑制厌氧微生物繁殖 D. “中耕松土”促进根系细胞呼吸，利于根吸收无机盐 5. 关于细胞的生命历程，下列叙述正确的是（ ） A. 植物细胞分裂末期在细胞板位置细胞质膜向内缢裂 B. 愈伤组织的形成说明植物体内细胞的分化是可逆的 C. 保持端粒酶的活性有助于延缓细胞衰老 D. 分裂、分化、衰老和凋亡是所有细胞必经的历程 6. 关于科学家及其研究成果，下列叙述正确的是（ ） A. 萨顿首先采用类比推理法证明了基因在染色体上 B. 赫尔希和蔡斯最早证明了DNA是遗传物质 C. 沃森和克里克最早利用同位素标记法证明了DNA分子的半保留复制 D. 尼伦伯格等科学家破译了第一个遗传密码，即苯丙氨酸的密码子是UUU 阅读下列材料，完成下列小题。 彗星兰具有长花距，与长喙天蛾的长口器相互适应；附生兰依附榕树生长；部分兰科植物丢失Mβ基因，产生无胚乳的微小种子可随风远距离散播。科研人员利用同一兰花植株不同发育时期的花丝开展植物组织培养，发现愈伤组织诱导成功率差异显著，花蕾过大时外植体易褐化死亡。 7. 关于材料中兰花的变异与进化，下列叙述正确的是（ ） A. 彗星兰的长花距诱导长喙天蛾产生长口器的基因突变 B. 附生兰与榕树之间的相互作用，是定向突变累积的结果 C. 兰花丢失Mβ基因形成无胚乳种子，该变异为进化提供原材料 D. 兰花微小种子随风散播造成地理隔离，即可形成新物种 8. 关于材料中花丝的组织培养实验，下列叙述正确的是（ ） A. 消毒后的花丝需要用清水充分冲洗以避免消毒剂的影响 B. 花蕾越大细胞分裂越旺盛，其花丝作为外植体成功率更高 C. 不同发育时期的外植体经培养获得的试管苗，其基因型与母株相同 D. 脱分化培养基中生长素比例高，再分化培养基中细胞分裂素比例高 9. 下图表示蝗虫精原细胞分裂过程中，细胞内染色体数或核DNA数的部分变化曲线。下列相关叙述正确的是（ ） A. AB段一定不含姐妹染色单体，每条染色体上含有1个DNA分子 B. BC段若为染色体数目减半，该过程发生在减数第一次分裂后期 C. CD段细胞中只能含有一个染色体组，细胞内不存在同源染色体 D. BC段数量下降的直接原因是一个细胞缢裂形成两个子细胞 10. 克隆猴的培育流程为：采集猕猴体细胞→取其细胞核注入去核的卵母细胞→构建重构胚→体外培养→胚胎植入代孕母猴子宫→获得克隆猴。下列相关叙述正确的是（ ） A. 重构胚在体外培养至桑椹胚或囊胚阶段，再进行胚胎移植 B. 代孕母猴不发生免疫排斥，所以无需激素处理，可直接进行胚胎移植 C. 胚胎移植前，需要对重构胚进行遗传筛查和性别鉴定 D. 该过程充分证明了猕猴的体细胞具有全能性 11. 关于分离土壤中尿素分解菌的实验，下列叙述正确的是（ ） A. 获取土壤的小铲和信封都需要灭菌 B. 培养基中添加的有机物只有尿素 C. 能在培养基上存活的细菌一定能产脲酶 D. 分离目的菌时，将菌液滴在灼烧并冷却后的涂布器上进行涂布 12. 某单基因遗传病在人群中的发病率为1/10000，某家庭共有5名成员，只有③号患有该病，相关基因检测结果如下表。不考虑X、Y染色体同源区段。下列相关叙述正确的是（ ） 成员 ①父亲 ②母亲 ③女儿 ④儿子 ⑤儿子 基因1 + + - + ? 基因2 + + + + ? 注：+代表检测到该基因，-代表未检测到该基因，？代表未进行该项检测 A. 基因2为致病基因，位于X染色体上 B. ⑤号含有基因1的概率为2/3 C. 人群中与①号基因型相同的概率约为1/50 D. ④与表型正常女性婚配，所生女儿的患病概率为1/404 13. 下图为正常人和镰状细胞贫血症患者血红蛋白部分氨基酸序列及对应的mRNA、DNA一条链的碱基序列。下列相关叙述正确的是（ ） A. 甲链为转录的模板链，其上可以直接读取对应的氨基酸密码子 B. 过程②与①相比，特有的碱基配对方式为A-U C. 该实例说明血红蛋白含有的氨基酸种类改变，可导致其结构改变 D. 光学显微镜下观察不到患病的根本原因，但可观察到形态异常的红细胞 14. 关于传统发酵技术，下列叙述正确的是（ ） A. 果酒发酵的酵母菌来自材料和环境，所使用的材料和容器无需消毒处理 B. 果醋的制作过程中需要每隔一段时间拧松瓶盖 C. 制作泡菜时加入“陈泡菜水”是为了增加泡菜的酸度 D. 将牛奶加热至90℃后冷却至40℃左右再接种，是为了避免高温杀死接入的乳酸菌 15. 规范操作是实验能否成功的关键。下列相关叙述正确的是（ ） A. 淀粉溶液与淀粉酶混匀后再置于不同的温度下保温5min B. 用镊子从黑藻叶片撕取稍带叶肉的下表皮放在载玻片的水滴中 C. 剪取5 mm左右被低温诱导处理的蚕豆根尖立即放入卡诺氏液解离0.5～1 h D. DNA提取液中加入适量冷却的体积分数为95%的酒精溶液，析出DNA 二、多项选择题：共4题，每题3分，共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分，选对但不全的得1分，错选或不答的得0分。 16. 关于细胞呼吸，下列叙述正确的有（ ） A. 成熟的红细胞中血红蛋白携带O2，利于其进行有氧呼吸 B. O2经自由扩散至叶肉细胞的线粒体内膜被NADH还原 C. 剧烈运动时，人体骨骼肌细胞消耗O2与产生CO2的量相同 D. 有氧条件下，硝化细菌和酵母菌消耗丙酮酸的场所相同 17. 科研人员向小鼠神经元导入通道视紫红质（ChR2）基因，表达光门控阳离子通道，从而调控神经元外离子跨膜运输，具体机制如图所示。下列相关叙述错误的有（ ） A. 视紫红质是膜蛋白，其合成需要核糖体、内质网、线粒体的参与 B. 蓝光照射为Na+内流提供信号与能量，驱动Na+跨膜运输 C. 该光门控通道可以同时转运Na+和Ca2+，所以不具特异性 D. 该研究可逐步实现用光精准调控小鼠的神经元活动 18. 下图为大肠杆菌DNA复制过程示意图，已知DNA聚合酶I既能催化脱氧核苷酸连接延伸子链，又具有外切酶活性，可水解RNA引物。下列相关叙述正确的有（ ） A. 图中亲代DNA链上M端为5′端，N端为3′端 B. 解旋酶可催化碱基对之间的氢键断裂 C. 引物酶催化合成RNA引物，为DNA复制提供起始位点 D. DNA聚合酶I沿5′→3′方向水解RNA引物 19. 科研人员利用基因工程构建工程酵母，用于生产淀粉、油脂等产物，下列叙述正确的有（ ） A. 可采用核酸探针杂交的方法从基因组文库中筛选目的基因 B. 培养工程菌的培养基通常采用高压蒸汽灭菌法灭菌 C. 为获得工程酵母，可以将控制相应合成途径的关键酶基因直接导入酵母菌 D. 利用抗生素抗性基因作为标记基因可筛选出产物产量最高的菌株 三、非选择题：共5题，共58分。除特别说明外，每空1分。 20. 莱茵衣藻在长期演化中形成了CO2浓缩机制（CCM），可在低CO2环境中维持高效光合作用，具体机制如图1所示。请回答下列问题： （1）莱茵衣藻与蓝细菌相比，细胞结构最主要的特点是____。莱茵衣藻在____上将光能转化成____中的化学能，用于暗反应中____过程。 （2）莱茵衣藻的细胞质膜与叶绿体内膜上存在的载体蛋白分别为____，可将环境中的通过____（填运输方式）运至____，最终被运入类囊体腔，在碳酸酐酶（CAH3）的催化作用下释放CO2，CO2进而____；蛋白核外包裹的淀粉鞘可以减少____，从而完成了CO2的浓缩。 （3）研究者为验证LCIA的生理功能，利用野生型莱茵衣藻（WT）构建了LCIA基因敲除突变体Ain和回补株（将LCIA基因转入Ain突变体）Ain-C，在极低CO2、不同pH条件下培养6 h、12 h，结果见图2。Ain在____的环境中无机碳亲和力比WT低，而Ain-C的无机碳亲和力仍和WT相似，从而证明LCIA的生理功能为____。 21. 铁死亡是人体细胞内铁超载引发脂质过氧化而介导的程序性细胞死亡，是一种新型细胞死亡方式。如图为铁死亡调控通路，细胞质膜上胱氨酸/谷氨酸反向转运体的关键亚基SLC7A11蛋白摄取胱氨酸合成GSH，GSH能维持GPX4的活性，从而降解膜上脂质过氧化反应产物，抑制铁死亡。请回答下列问题： （1）铁死亡细胞其线粒体变小、膜密度增加、嵴减少或消失，而细胞核形态变化不明显，铁死亡____（选填“属于”“不属于”）细胞凋亡。凋亡细胞的遗传物质____（选填“改变”“不改变”）。 （2）内环境中的Fe3+通过转铁蛋白与受体结合后以____方式进入细胞，被还原为Fe2+后聚集在“铁池”，过量的游离Fe2+与H2O2反应（芬顿反应）生成毒性极强的羟基自由基（脂质活性氧），大量活性氧会无差别攻击细胞质膜上的不饱和脂肪酸，诱发____反应，破坏细胞质膜，触发铁死亡。 （3）某些肿瘤细胞内高表达的抗氧化转录因子，结合SLC7A11基因的____，导致转录增强；或者SLC7A11基因扩增（拷贝数增加），造成该基因高表达，该变异类型属于____。最终导致SLC7A11蛋白含量增加，胱氨酸摄取增强，抑制铁死亡，利于肿瘤细胞存活。 （4）为了验证药物Erastin（铁死亡诱导剂）、Fer-1（脂质抗氧化剂，抑制铁死亡）、DFO（去铁胺，清除Fe2+抑制铁死亡）对细胞铁死亡的作用，科研人员进行了如下实验： （ⅰ）实验材料：EMEM完全培养液、HT1080细胞（人纤维肉瘤细胞）、Erastin、Fer-1、DFO、检测脂质过氧化水平及细胞活力的仪器。 （ⅱ）实验过程： 实验目的 实验步骤及结果 细胞培养与传代 HT1080细胞采用EMEM完全培养液，37℃、①____培养箱培养，待细胞贴壁生长至合适密度，收集细胞。 设置对照与处理细胞 将HT1080细胞悬浮于EMEM完全培养液，制备细胞悬液，随机、等量接种于4个培养板，分别标为甲、乙、丙、丁。甲组添加等量溶解药物的溶剂；乙组添加适量Erastin；丙组添加等量Erastin和Fer-1；丁组添加②____，培养一段时间。 检测脂质过氧化水平（铁死亡标志性指标） 检测细胞内③____含量。甲组低；乙组显著升高；丙、丁组较乙组下降。 检测④____ 仪器检测。甲组最强；乙组显著下降；丙、丁组明显回升。 （ⅲ）实验结论：药物Erastin可诱导细胞铁死亡，Fer-1、DFO可抑制细胞铁死亡。 22. 甜菜是我国北方重要糖料作物，生产中常遭受褐斑病、丛根病等病害侵染，造成块根减产、含糖率下降。科研人员综合运用多种育种手段开展甜菜抗病品种选育，请回答下列问题： （1）甜菜褐斑病由真菌甜菜尾孢菌侵染引发，部分甜菜对褐斑病的抗性受一对显性主效基因控制，也存在4～5对基因控制的多基因加性效应。科研人员将抗性存在差异的甜菜亲本杂交获得F1，F1自交得到F2，在病圃中筛选F2中的抗病个体再连续多代自交。该育种方法为____育种；多次自交的目的是____。 （2）甜研301为抗褐斑病多倍体杂交品种，部分选育流程如下图。 ①化学试剂A为____；该操作的目的是____。 ②甜菜为两性花，花个体微小，人工去雄难度大，常利用____的四倍体甜菜B作为母本进行杂交制种。 ③甜研301体细胞中含有____个染色体组；其育性特点为____；原因是____。 （3）针对褐斑病，科研人员利用褐斑病菌毒素作为选择压力，经脱分化诱导甜菜未授粉胚珠形成抗病的____，再经植物组织培养获得抗病植株；也可以利用农杆菌转化法将菜豆几丁质酶基因导入甜菜获得抗病植株，该技术的原理是____。 （4）甜菜丛根病由甜菜黄脉坏死病毒侵染所致。将野生甜菜的抗病基因转入栽培甜菜，可进行远缘杂交，杂种常不育，原因是不同物种间存在____；也可采用转基因技术，该技术相比远缘杂交的突出优点是____。 23. 某二倍体植物的花色由两对基因A/a、B/b控制，A基因编码转录因子，是B、b基因表达的必要条件；B基因表达产物催化花青素合成的效率高于b基因的表达产物，从而使花色更深。科研人员利用两纯合亲本开展杂交实验，遗传图解如下。请回答下列问题： （1）基因A/a、B/b分布在____对同源染色体上；F1的基因型是____。 （2）F2白花植株的基因型有____种；F2粉红花植株中纯合子所占的比例为____。 （3）F2粉红花植株随机传粉，后代淡粉红花植株中杂合子所占的比例为____。 （4）科研人员利用转基因技术，将可导致雄配子部分致死的N基因插入F1个体携带A基因的染色体上，N基因不控制花色且不影响雌配子的育性。转入N基因的F1自交，F2表型及比例为紫红花∶粉红花∶淡粉红花∶白花=1∶2∶1∶2。不考虑交叉互换、基因突变。 ①携带N基因的雄配子存活率为____。 ②取该组F2中基因型为AaBb的植株进行测交，后代白花植株所占比例为____。 ③为判断该组F2中一株淡粉红花植株的基因型，让该植株作____（选填“母本”或“父本”），与多株基因型为aabb的白花植株杂交，子代淡粉红花与白花的比值均为1∶1，则该植株基因型为____。 24. 科研人员克隆了野菊的C54基因，让其与p121-GFP载体（GFP基因编码绿色荧光蛋白）构建表达载体p121-C54-GFP，经农杆菌介导转化拟南芥，获得高表达株系（OE），用于镉污染植物的修复。主要步骤：①获得cDNA→②扩增C54基因、p121-GFP载体→③构建表达载体→④导入农杆菌→⑤侵染叶片外植体→⑥组织培养与筛选→⑦镉胁迫处理并测定指标。请回答下列问题： 表1引物序列 引物 扩增p121-GFP载体的引物序列（5′→3′） 1 GGACTCTAGACTGGTACCATGGTAGCTGCATCACATG 2 TCGCCCTTGCTCACCATACTAGTGAACAAACTTGCATCTA 表2限制酶序列 限制酶 Kpn Ⅰ Hind Ⅲ Sma Ⅰ Spe Ⅰ Xba Ⅰ 识别序列 GGTAC↓C A↓AGCTT CCC↓GGG A↓CTAGT T↓CTAGA （1）步骤①以野菊____为模板获得cDNA。步骤②的PCR产物经电泳得到与C54基因长度相符的条带，通常需进一步通过基因测序确认，原因是____。 （2）扩增后的p121-GFP载体与C54基因构建前需要进行酶切，结合表1、表2判断所用的两种限制酶为____。 （3）下列关于p121-C54-GFP构建与转化的叙述，正确的有____。 a．用双酶切载体，可防止载体自身环化，并保证目的基因定向插入 b．扩增C54基因时，需在引物3′端引入限制酶识别序列 c．重组质粒可先导入大肠杆菌中扩增，再转入农杆菌用于侵染拟南芥叶片外植体 d．转化的叶片经脱分化形成愈伤组织后，可直接用于镉胁迫实验 （4）经相应抗生素筛选获得的植株中，仍可能存在检测不到C54蛋白的个体，从分子水平分析，原因可能有____。为此需用实时荧光定量PCR检测其转录水平，筛选出高表达株系（OE）。在激光共聚焦显微镜下观察到绿色荧光分布在细胞核和质膜，说明____。 （5）为探究镉胁迫下的C54基因高表达对拟南芥表型的影响，对野生型（WT）和转基因拟南芥（OE）的种子和幼苗分别进行镉处理，结果如图所示，可得出实验结论为____。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026～2027学年度第一学期高三年级期中抽测 生物学试题 （满分：100分；考试时间：75分钟） 注意事项： 考生答题前务必将自己的学校、姓名、班级、考号填写在答题卡的指定位置。答选择题时，用2B铅笔在答题卡上将题号下的答案选项涂黑；答非选择题时，用0.5 mm黑色墨水签字笔在答题卡对应题号下作答。 一、单项选择题：共15题，每题2分，共30分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 关于生物的遗传物质，下列叙述正确的是（ ） A. 遗传物质都含有C、H、O、N、P五种元素 B. 有些原核生物的遗传物质是RNA C. 真核生物的遗传物质主要是DNA D. 遗传物质彻底氧化分解的产物是核苷酸 【答案】A 【解析】 【详解】A、生物的遗传物质本质是核酸（包括DNA和RNA），核酸的组成元素为C、H、O、N、P五种，A正确； B、原核生物属于细胞结构生物，所有细胞结构生物的遗传物质均为DNA，不存在遗传物质为RNA的原核生物，B错误； C、真核生物属于细胞结构生物，其遗传物质就是DNA，C错误； D、核苷酸是遗传物质（核酸）初步水解的产物，并非彻底氧化分解的产物，D错误。 2. 酶高效提升了化学反应的速率。下列相关叙述正确的是（ ） A. 酶在化学反应中提供活化能以加快反应速率 B. 底物浓度、产物浓度与环境条件都能影响酶促反应速率 C. 探究pH对酶活性的影响，常选用脂肪酶作为实验材料 D. 细胞器中的ATP合酶在催化ADP和Pi反应时释放能量 【答案】B 【解析】 【详解】A、酶的作用是降低化学反应的活化能，而非提供活化能。活化能是分子从常态转变为活跃状态所需的能量，酶通过与底物结合，改变反应路径，使反应所需的活化能降低，从而加快反应速率，A错误； B、酶活性是指酶催化特定化学反应的能力，其影响因素主要包括温度、pH、酶的抑制剂等环境条件。底物浓度和产物浓度影响的是酶促反应的速率(反应进行的快慢)，B正确； C、脂肪酶的反应物在酸和碱条件下都会水解，不宜选用脂肪酶探究pH对酶活性的影响，C错误； D、ATP合酶的作用是催化ADP和Pi合成ATP，该过程需要吸收能量(如光合作用光反应阶段吸收光能，呼吸作用中有机物氧化分解释放的能量)，而非释放能量，D错误。 3. 细胞是最基本的生命系统。下列相关叙述错误的是（ ） A. 磷脂双分子层构成了生物膜的基本支架 B. 细胞质基质呈溶胶状，是细胞代谢的主要场所 C. 由纤维素组成的网架结构支撑着真核细胞的许多细胞器 D. 细胞核携带着遗传信息，是遗传的控制中心 【答案】C 【解析】 【详解】A、根据生物膜的流动镶嵌模型，磷脂双分子层构成了生物膜的基本支架，A正确； B、细胞质基质呈溶胶状，含有多种催化代谢反应的酶，是细胞代谢的主要场所，B正确； C、真核细胞中起到支撑、锚定细胞器作用的网架结构是细胞骨架，其组成成分为蛋白质纤维；纤维素是植物细胞壁的主要组成成分，C错误； D、细胞核内储存着遗传物质，携带着遗传信息，是细胞遗传和代谢的控制中心，D正确。 4. 细胞呼吸与光合作用的原理在生产生活中应用广泛。下列相关叙述错误的是（ ） A. 连续阴雨天，大棚作物适当补充红光，利于增产 B. 种植作物“正其行，通其风”，以防止CO2积累抑制细胞呼吸 C. 透气纱布包扎伤口，氧气可抑制厌氧微生物繁殖 D. “中耕松土”促进根系细胞呼吸，利于根吸收无机盐 【答案】B 【解析】 【详解】A、叶绿体中的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，连续阴雨天光照不足，适当补充红光可提高光反应速率，增加有机物积累，利于大棚作物增产，A正确； B、“正其行，通其风”的目的是促进空气流通，补充作物田间的CO2浓度，满足光合作用对CO2的需求，避免因CO2不足限制光合作用，并非防止CO2积累抑制细胞呼吸，B错误； C、透气纱布包扎伤口可创造有氧环境，抑制破伤风杆菌等厌氧微生物的无氧呼吸与繁殖，降低伤口感染风险，C正确； D、中耕松土可增加土壤缝隙中的氧气含量，促进根系的有氧呼吸，为根通过主动运输吸收无机盐提供更多能量，利于根吸收无机盐，D正确。 5. 关于细胞的生命历程，下列叙述正确的是（ ） A. 植物细胞分裂末期在细胞板位置细胞质膜向内缢裂 B. 愈伤组织的形成说明植物体内细胞的分化是可逆的 C. 保持端粒酶的活性有助于延缓细胞衰老 D. 分裂、分化、衰老和凋亡是所有细胞必经的历程 【答案】C 【解析】 【详解】A、植物细胞有细胞壁，分裂末期是在赤道板位置形成细胞板，细胞板向四周扩展形成新的细胞壁，细胞质膜向内缢裂是动物细胞分裂末期的特征，A错误； B、愈伤组织是离体的植物组织或细胞在人工培养条件下经脱分化形成的，该过程依赖离体的人工调控环境，不能说明植物体内细胞的分化是可逆的（植物体内的细胞分化具有稳定性、不可逆性），B错误； C、根据端粒学说，细胞每分裂一次，染色体末端的端粒DNA序列就会缩短一截，端粒酶可以修复缩短的端粒，维持端粒的正常长度，因此保持端粒酶的活性有助于延缓细胞衰老，C正确； D、分裂、分化、衰老和凋亡并非所有细胞的必经历程，例如高度分化的神经细胞、哺乳动物成熟红细胞不再具有分裂能力，癌细胞可无限增殖，不会正常完成衰老、凋亡过程，D错误。 6. 关于科学家及其研究成果，下列叙述正确的是（ ） A. 萨顿首先采用类比推理法证明了基因在染色体上 B. 赫尔希和蔡斯最早证明了DNA是遗传物质 C. 沃森和克里克最早利用同位素标记法证明了DNA分子的半保留复制 D. 尼伦伯格等科学家破译了第一个遗传密码，即苯丙氨酸的密码子是UUU 【答案】D 【解析】 【详解】A、萨顿采用类比推理法提出“基因在染色体上”的假说，并未直接证明该结论，通过假说-演绎法证明基因在染色体上的是摩尔根，A错误； B、最早证明DNA是遗传物质的是艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验，赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验是对“DNA是遗传物质”的进一步验证，并非最早完成该证明的研究，B错误； C、沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，并提出DNA半保留复制的假说，最早利用同位素标记法证明DNA半保留复制的是梅塞尔森和斯塔尔，C错误； D、尼伦伯格等科学家通过体外合成实验破译了第一个遗传密码，确定苯丙氨酸对应的密码子为UUU，D正确。 阅读下列材料，完成下列小题。 彗星兰具有长花距，与长喙天蛾的长口器相互适应；附生兰依附榕树生长；部分兰科植物丢失Mβ基因，产生无胚乳的微小种子可随风远距离散播。科研人员利用同一兰花植株不同发育时期的花丝开展植物组织培养，发现愈伤组织诱导成功率差异显著，花蕾过大时外植体易褐化死亡。 7. 关于材料中兰花的变异与进化，下列叙述正确的是（ ） A. 彗星兰的长花距诱导长喙天蛾产生长口器的基因突变 B. 附生兰与榕树之间的相互作用，是定向突变累积的结果 C. 兰花丢失Mβ基因形成无胚乳种子，该变异为进化提供原材料 D. 兰花微小种子随风散播造成地理隔离，即可形成新物种 8. 关于材料中花丝的组织培养实验，下列叙述正确的是（ ） A. 消毒后的花丝需要用清水充分冲洗以避免消毒剂的影响 B. 花蕾越大细胞分裂越旺盛，其花丝作为外植体成功率更高 C. 不同发育时期的外植体经培养获得的试管苗，其基因型与母株相同 D. 脱分化培养基中生长素比例高，再分化培养基中细胞分裂素比例高 【答案】7. C 8. C 【解析】 【7题详解】 A、彗星兰的长花距仅对长喙天蛾已存在的长口器变异起到选择作用，基因突变是不定向的，不会被长花距定向诱导产生，A错误； B、基因突变是不定向的，附生兰与榕树的相互作用属于共同进化，是长期自然选择定向累积有利变异的结果，并非定向突变累积，B错误； C、兰花丢失Mβ基因形成无胚乳种子的变异属于可遗传变异，可遗传变异是生物进化的原材料，C正确； D、新物种形成的标志是产生生殖隔离，仅形成地理隔离不一定会产生生殖隔离，无法直接形成新物种，D错误。 【8题详解】 A、植物组织培养过程要求严格无菌，消毒后的花丝需用无菌水充分冲洗去除消毒剂，清水含有杂菌，会造成培养污染，A错误； B、材料明确说明花蕾过大时外植体易褐化死亡，且花蕾越大细胞分化程度越高，分裂能力越弱，作为外植体的培养成功率越低，B错误； C、实验所用外植体为同一兰花植株不同发育时期的花丝（体细胞），植物组织培养属于无性繁殖，过程中细胞进行有丝分裂，遗传物质与母株保持一致，因此获得的试管苗基因型与母株相同，C正确； D、植物组织培养中，生长素与细胞分裂素比值适中时促进脱分化形成愈伤组织；生长素比例高时利于根的分化，细胞分裂素比例高时利于芽的分化，脱分化阶段并非生长素比例高，D错误。 9. 下图表示蝗虫精原细胞分裂过程中，细胞内染色体数或核DNA数的部分变化曲线。下列相关叙述正确的是（ ） A. AB段一定不含姐妹染色单体，每条染色体上含有1个DNA分子 B. BC段若为染色体数目减半，该过程发生在减数第一次分裂后期 C. CD段细胞中只能含有一个染色体组，细胞内不存在同源染色体 D. BC段数量下降的直接原因是一个细胞缢裂形成两个子细胞 【答案】D 【解析】 【详解】A、该曲线纵轴可代表核DNA数，若AB段对应减数第一次分裂时期，此时细胞内含有姐妹染色单体，每条染色体上有2个DNA分子，因此AB段并非一定不含姐妹染色单体，A错误； B、若BC段为染色体数目减半，该过程的本质是减数第一次分裂结束，同源染色体分离后细胞缢裂为两个子细胞，染色体数减半发生在减数第一次分裂末期；减数第一次分裂后期仅发生同源染色体分离，细胞未完成分裂，染色体数并未减半，B错误； C、若该曲线代表有丝分裂过程的染色体数变化，AB段对应有丝分裂后期（染色体数为体细胞的2倍），BC段为有丝分裂结束细胞一分为二，CD段为精原细胞（体细胞），此时细胞内含有2个染色体组，存在同源染色体，因此CD段并非只能含一个染色体组、不存在同源染色体，C错误； D、无论纵轴代表染色体数还是核DNA数，BC段的数量骤降，都是因为一个细胞缢裂形成两个子细胞，核内的染色体、核DNA平均分配到两个子细胞中，导致单个细胞内的相对数量下降，D正确。 10. 克隆猴的培育流程为：采集猕猴体细胞→取其细胞核注入去核的卵母细胞→构建重构胚→体外培养→胚胎植入代孕母猴子宫→获得克隆猴。下列相关叙述正确的是（ ） A. 重构胚在体外培养至桑椹胚或囊胚阶段，再进行胚胎移植 B. 代孕母猴不发生免疫排斥，所以无需激素处理，可直接进行胚胎移植 C. 胚胎移植前，需要对重构胚进行遗传筛查和性别鉴定 D. 该过程充分证明了猕猴的体细胞具有全能性 【答案】A 【解析】 【详解】A、重构胚需在体外培养至桑椹胚或囊胚阶段，此时胚胎分化程度低，移植后易在受体子宫着床发育，A正确； B、虽然代孕母猴对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，但胚胎移植前需通过激素处理对供、受体进行同期发情，使二者子宫生理状态保持一致，为胚胎发育提供相同的环境，不能直接移植，B错误； C、遗传筛查和性别鉴定是根据特定需求开展的选择性操作，并非胚胎移植的必需流程，本题中克隆猴的核遗传物质来自供体体细胞，其遗传特性、性别已由供体核确定，无需常规进行该类操作，C错误； D、该过程仅将猕猴体细胞的细胞核导入去核卵母细胞后发育为完整个体，证明的是猕猴体细胞的细胞核具有全能性，D错误。 11. 关于分离土壤中尿素分解菌的实验，下列叙述正确的是（ ） A. 获取土壤的小铲和信封都需要灭菌 B. 培养基中添加的有机物只有尿素 C. 能在培养基上存活的细菌一定能产脲酶 D. 分离目的菌时，将菌液滴在灼烧并冷却后的涂布器上进行涂布 【答案】A 【解析】 【详解】A、分离土壤微生物的实验需严格防控外来杂菌污染，获取土壤样本的小铲、盛土样的信封若携带杂菌会污染土样，干扰后续分离结果，因此使用前都需要灭菌，A正确； B、分离尿素分解菌的选择培养基是以尿素为唯一氮源，培养基中还含有葡萄糖等其他有机物作为碳源，B错误； C、该选择培养基上能存活的细菌，除了可产脲酶分解尿素获得氮源的尿素分解菌外，还有可利用空气中氮气作为氮源的自生固氮菌，这类细菌不能产脲酶也可在该培养基上存活，C错误； D、涂布分离的正确操作是将稀释后的菌液滴加在培养基平板表面，再用灼烧并冷却后的涂布器将菌液均匀涂布开，并非将菌液滴在涂布器上，D错误。 12. 某单基因遗传病在人群中的发病率为1/10000，某家庭共有5名成员，只有③号患有该病，相关基因检测结果如下表。不考虑X、Y染色体同源区段。下列相关叙述正确的是（ ） 成员 ①父亲 ②母亲 ③女儿 ④儿子 ⑤儿子 基因1 + + - + ? 基因2 + + + + ? 注：+代表检测到该基因，-代表未检测到该基因，？代表未进行该项检测 A. 基因2为致病基因，位于X染色体上 B. ⑤号含有基因1的概率为2/3 C. 人群中与①号基因型相同的概率约为1/50 D. ④与表型正常女性婚配，所生女儿的患病概率为1/404 【答案】C 【解析】 【详解】首先判断遗传方式：父母正常，生育了患病的女儿③，说明该病为常染色体隐性遗传病（若为伴X隐性遗传病，患病女儿的父亲必为患者，与题干矛盾；伴X显性、Y连锁遗传均不符合家系特征）。结合基因检测结果：③无基因1，父母均有基因1，说明基因1为正常显性基因A，当个体无基因1（即基因型为aa）时患病；基因2在所有检测个体中均存在，与该病无关。 A、基因2在所有正常个体中均存在，若为致病基因，正常个体携带则会患病，与题干矛盾，且若位于X染色体上，无法解释家系中基因2的检测结果，A错误； B、⑤为正常个体，其基因型为A_（即携带正常基因A，也就是基因1），因为aa（无基因1）的个体均会患病，与题干“只有③患病”矛盾，因此⑤肯定含有基因1，概率为1，不是2/3，B错误； C、①号父亲的基因型为Aa（因生育了aa的患病女儿，故为携带者）。已知人群中该病发病率aa=1/10000，根据哈迪-温伯格平衡，a的基因频率为，A的基因频率为1-1/100=99/100，人群中Aa的基因型频率为2×99/100×1/100≈1/50，即人群中与①号基因型相同的概率约为1/50，C正确； D、④为正常儿子，由表格中基因情况已可确定为基因1和基因2都有，确定是Aa基因；表型正常女性为携带者（Aa）的概率为(2×99/100×1/100)/(1-1/10000)=2/101。二者生育患病孩子（aa）的概率为2/101×1/4=1/202，D错误。 13. 下图为正常人和镰状细胞贫血症患者血红蛋白部分氨基酸序列及对应的mRNA、DNA一条链的碱基序列。下列相关叙述正确的是（ ） A. 甲链为转录的模板链，其上可以直接读取对应的氨基酸密码子 B. 过程②与①相比，特有的碱基配对方式为A-U C. 该实例说明血红蛋白含有的氨基酸种类改变，可导致其结构改变 D. 光学显微镜下观察不到患病的根本原因，但可观察到形态异常的红细胞 【答案】D 【解析】 【详解】A、密码子是位于mRNA上决定氨基酸的三个相邻碱基，DNA链上不存在密码子；且根据图中mRNA序列与甲链（DNA）序列仅存在T/U的替换，说明甲链是转录的非模板链（编码链），并非模板链，A错误； B、过程①为转录（DNA→mRNA），碱基配对方式为A-U、T-A、G-C、C-G；过程②为翻译（mRNA与tRNA配对），碱基配对方式为A-U、U-A、G-C、C-G。对比可知，翻译过程特有的碱基配对方式是U-A，A-U是两个过程共有的配对方式，B错误； C、该实例中变异前后的蛋白质中氨基酸的种类没有发生变化，氨基酸序列发生改变。故该实例说明血红蛋白含有的氨基酸序列改变，可导致其结构改变，C错误； D、镰状细胞贫血的根本病因是基因突变（DNA分子中碱基对的替换），属于分子水平的变化，光学显微镜无法观察到；而患者的红细胞形态呈镰刀状，属于细胞水平的形态变化，可通过光学显微镜观察血涂片发现，D正确。 14. 关于传统发酵技术，下列叙述正确的是（ ） A. 果酒发酵的酵母菌来自材料和环境，所使用的材料和容器无需消毒处理 B. 果醋的制作过程中需要每隔一段时间拧松瓶盖 C. 制作泡菜时加入“陈泡菜水”是为了增加泡菜的酸度 D. 将牛奶加热至90℃后冷却至40℃左右再接种，是为了避免高温杀死接入的乳酸菌 【答案】D 【解析】 【详解】A、果酒发酵的酵母菌主要来自葡萄皮表面的野生酵母菌，但发酵所用的材料和容器需要进行消毒处理，以避免杂菌污染导致发酵失败，A错误； B、果醋制作的菌种醋酸菌是好氧菌，制作过程需要持续通入无菌空气，B错误； C、制作泡菜时加入陈泡菜水，是因为陈泡菜水中含有大量驯化好的乳酸菌，目的是增加乳酸菌菌种量、加快发酵速率，C错误； D、乳酸菌的生长繁殖需要适宜的温度，高温会导致乳酸菌的蛋白质变性失活，D正确。 15. 规范操作是实验能否成功的关键。下列相关叙述正确的是（ ） A. 淀粉溶液与淀粉酶混匀后再置于不同的温度下保温5min B. 用镊子从黑藻叶片撕取稍带叶肉的下表皮放在载玻片的水滴中 C. 剪取5 mm左右被低温诱导处理的蚕豆根尖立即放入卡诺氏液解离0.5～1 h D. DNA提取液中加入适量冷却的体积分数为95%的酒精溶液，析出DNA 【答案】D 【解析】 【详解】A、探究温度对酶活性影响的实验中，若先将淀粉溶液与淀粉酶混匀再置于不同温度下保温，在达到预设温度前酶已在常温下催化淀粉水解，会干扰实验结果，正确操作应先将淀粉溶液和淀粉酶分别在对应预设温度下保温后再混匀，A错误； B、黑藻叶片薄，仅由1~2层叶肉细胞构成，可直接取整片幼嫩小叶制作临时装片观察叶绿体；撕取稍带叶肉的下表皮是观察菠菜叶叶绿体的操作（菠菜叶下表皮细胞无叶绿体，需附带少量叶肉细胞），B错误； C、低温诱导染色体数目变化实验中，卡诺氏液的作用是固定细胞形态，并非解离液；解离需使用盐酸和酒精的混合液，在卡诺氏固定、酒精冲洗后进行，C错误； D、DNA粗提取实验中，DNA不溶于冷却的体积分数为95%的酒精，而蛋白质等杂质可溶于该溶液，因此向DNA提取液中加入适量冷却的95%酒精可析出DNA，D正确。 二、多项选择题：共4题，每题3分，共12分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对者得3分，选对但不全的得1分，错选或不答的得0分。 16. 关于细胞呼吸，下列叙述正确的有（ ） A. 成熟的红细胞中血红蛋白携带O2，利于其进行有氧呼吸 B. O2经自由扩散至叶肉细胞的线粒体内膜被NADH还原 C. 剧烈运动时，人体骨骼肌细胞消耗O2与产生CO2的量相同 D. 有氧条件下，硝化细菌和酵母菌消耗丙酮酸的场所相同 【答案】BC 【解析】 【详解】A、哺乳动物成熟的红细胞没有线粒体，无法进行有氧呼吸，只能通过无氧呼吸为生命活动供能，即使血红蛋白携带O2也无法用于有氧呼吸过程，A错误； B、O2是小分子气体，跨膜运输方式为自由扩散；叶肉细胞中，O2可扩散至线粒体内膜，参与有氧呼吸第三阶段，与有氧呼吸前两个阶段产生的NADH（还原型辅酶Ⅰ）结合生成水，该过程中O2作为氧化剂被NADH还原，B正确； C、人体骨骼肌细胞剧烈运动时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，不产生CO2，因此细胞产生的CO2全部来自有氧呼吸；以葡萄糖为呼吸底物时，有氧呼吸过程中消耗的O2量与产生的CO2量相等，因此剧烈运动时骨骼肌细胞消耗O2与产生CO2的量相同，C正确； D、硝化细菌是原核生物，无线粒体，有氧条件下，其分解（消耗）丙酮酸的过程发生在细胞质基质中；酵母菌是真核生物，有氧条件下，丙酮酸会进入线粒体，在线粒体基质中被分解（消耗），二者消耗丙酮酸的场所不同，D错误。 17. 科研人员向小鼠神经元导入通道视紫红质（ChR2）基因，表达光门控阳离子通道，从而调控神经元外离子跨膜运输，具体机制如图所示。下列相关叙述错误的有（ ） A. 视紫红质是膜蛋白，其合成需要核糖体、内质网、线粒体的参与 B. 蓝光照射为Na+内流提供信号与能量，驱动Na+跨膜运输 C. 该光门控通道可以同时转运Na+和Ca2+，所以不具特异性 D. 该研究可逐步实现用光精准调控小鼠的神经元活动 【答案】BC 【解析】 【详解】A、通道视紫红质是位于细胞膜上的膜蛋白，膜蛋白的合成过程中，核糖体是蛋白质的合成场所，内质网参与膜蛋白的加工与运输，线粒体为整个合成、加工、运输过程提供能量，因此其合成需要核糖体、内质网、线粒体的参与，A正确； B、由图可知，蓝光照射仅作为信号触发光门控通道开放， Na+内流是顺浓度梯度的协助扩散过程，跨膜运输的动力来自膜两侧的离子浓度差（电化学势能），蓝光并未为该过程提供能量，B错误； C、通道蛋白的特异性是指其对转运的物质具有选择性，仅允许与通道结构适配的物质通过，并非只能转运一种物质。该光门控通道仅允许Na+、Ca2+等特定阳离子通过，不允许其他物质（如阴离子、大分子物质）通过，因此仍具有特异性，C错误； D、该通道表达在神经元细胞膜上，蓝光照射时阳离子内流可引发神经元兴奋，黑暗条件下通道关闭，因此可通过控制蓝光的照射精准调控神经元的活动，D正确。 18. 下图为大肠杆菌DNA复制过程示意图，已知DNA聚合酶I既能催化脱氧核苷酸连接延伸子链，又具有外切酶活性，可水解RNA引物。下列相关叙述正确的有（ ） A. 图中亲代DNA链上M端为5′端，N端为3′端 B. 解旋酶可催化碱基对之间的氢键断裂 C. 引物酶催化合成RNA引物，为DNA复制提供起始位点 D. DNA聚合酶I沿5′→3′方向水解RNA引物 【答案】ABD 【解析】 【详解】A、DNA聚合酶只能将脱氧核苷酸连接到子链的3'端，即子链沿5'→3'方向延伸，且子链与模板链反向平行。图中以上链（M所在链）为模板的子链为连续合成的前导链，其延伸方向为从复制叉位置向左侧，说明子链的3'端靠近复制叉（M端）、5'端在右侧，因此对应的模板链（M所在链）的M端为5‘端；根据DNA双链反向平行的特点，下链（N所在链）的N端为3'端，A正确； B、解旋酶的功能是催化DNA双链之间碱基对的氢键断裂，使双链解开为单链，B正确； C、为DNA复制提供起始位点的是复制原点，C错误； D、DNA聚合酶I具有5'→3'外切酶活性，可从RNA引物的5'端开始，沿5'→3'方向将RNA引物逐步水解，同时填补引物切除后的缺口，D正确。 19. 科研人员利用基因工程构建工程酵母，用于生产淀粉、油脂等产物，下列叙述正确的有（ ） A. 可采用核酸探针杂交的方法从基因组文库中筛选目的基因 B. 培养工程菌的培养基通常采用高压蒸汽灭菌法灭菌 C. 为获得工程酵母，可以将控制相应合成途径的关键酶基因直接导入酵母菌 D. 利用抗生素抗性基因作为标记基因可筛选出产物产量最高的菌株 【答案】AB 【解析】 【详解】A、从基因组文库中筛选目的基因时，可利用带标记的核酸探针，依据碱基互补配对原理通过DNA分子杂交识别出含有目的基因的DNA片段，这是基因工程中筛选目的基因的常用方法，A正确； B、培养微生物的培养基常规采用高压蒸汽灭菌法灭菌，可杀灭培养基中所有微生物（包括芽孢和孢子），适合工程酵母的培养基灭菌处理，B正确； C、目的基因不能直接导入酵母菌，必须先构建基因表达载体，使目的基因具备启动子、终止子、复制原点等必需元件，才能在酵母菌中稳定存在、复制并完成表达，直接导入的目的基因易被降解且无法正常发挥功能，C错误； D、抗生素抗性基因属于标记基因，仅能筛选出成功导入重组载体的受体细胞，无法直接筛选出目的基因表达量高、产物产量最高的菌株，产物产量的筛选需要进一步通过定量检测目标产物完成，D错误。 三、非选择题：共5题，共58分。除特别说明外，每空1分。 20. 莱茵衣藻在长期演化中形成了CO2浓缩机制（CCM），可在低CO2环境中维持高效光合作用，具体机制如图1所示。请回答下列问题： （1）莱茵衣藻与蓝细菌相比，细胞结构最主要的特点是____。莱茵衣藻在____上将光能转化成____中的化学能，用于暗反应中____过程。 （2）莱茵衣藻的细胞质膜与叶绿体内膜上存在的载体蛋白分别为____，可将环境中的通过____（填运输方式）运至____，最终被运入类囊体腔，在碳酸酐酶（CAH3）的催化作用下释放CO2，CO2进而____；蛋白核外包裹的淀粉鞘可以减少____，从而完成了CO2的浓缩。 （3）研究者为验证LCIA的生理功能，利用野生型莱茵衣藻（WT）构建了LCIA基因敲除突变体Ain和回补株（将LCIA基因转入Ain突变体）Ain-C，在极低CO2、不同pH条件下培养6 h、12 h，结果见图2。Ain在____的环境中无机碳亲和力比WT低，而Ain-C的无机碳亲和力仍和WT相似，从而证明LCIA的生理功能为____。 【答案】（1） ①. 有核膜包被的（或成形的）细胞核 ②. 类囊体（薄）膜 ③. ATP和NADPH ④. C3的还原 （2） ①. HLA3、LCIA ②. 主动运输 ③. 叶绿体基质（或叶绿体） ④. 扩散到蛋白核（或扩散到Rubisco周围） ⑤. CO2（向外）扩散（或CO2逃逸或CO2散失） （3） ①. 偏碱性（或pH=7.8或无机碳以HCO3-形式存在） ②. 转运HCO3-进入叶绿体 【解析】 【小问1详解】 莱茵衣藻属于真核藻类；蓝细菌是原核生物。真核、原核最根本区别是真核细胞具有以核膜为界限（包被）的细胞核。 光合作用光反应阶段发生在类囊体薄膜上：光合色素捕获光能，经过光反应，把光能转变为储存在 ATP、NADPH 中的活跃化学能。 暗反应包含两步：CO2 的固定、C3 的还原；ATP 提供能量，NADPH 既供能又作还原剂，专门用于 C3 的还原。 【小问2详解】 从题图可以看出：细胞质膜上的HCO3-载体：HLA3，叶绿体内膜上的HCO3-载体：LCIA，HCO3-逆浓度梯度跨膜运输，需要载体蛋白，消耗能量，运输方式是主动运输；HCO3-先被运入叶绿体基质。 随后HCO3-被转运进入类囊体腔，在碳酸酐酶（CAH3）催化下分解，释放 CO2；生成的CO2 扩散进入蛋白核，也就是 Rubisco 酶集中的区域，供给暗反应。 蛋白核外面包裹一层淀粉鞘，相当于物理屏障，作用是：限制生成的CO2 向外扩散、逃逸散失，把CO2 “锁” 在蛋白核内部，提高 Rubisco 附近CO2 浓度，实现 CO2 浓缩。 【小问3详解】 pH=6.2（偏酸）：三根柱子高度差不多。 酸性环境里无机碳大多是 CO2，不用靠转运HCO3-，有没有 LCIA 差别不大。pH=7.8（偏碱性）： Ain 的柱子明显更高：亲和力变差；Ain−C 柱子回落，和野生型 WT 接近，恢复正常。碱性环境，无机碳主要是 HCO3-。敲除基因就不行，补回基因又恢复。只有在偏碱性（或pH=7.8或无机碳以HCO3-形式存在）这个环境，缺少 LCIA 才会出问题。LCIA 的作用就是转运HCO3-进入叶绿体。说明在偏碱环境，碳主要是 HCO3-；没有 LCIA，运不进来，无机碳亲和力下降；把基因补回去，转运恢复正常。 21. 铁死亡是人体细胞内铁超载引发脂质过氧化而介导的程序性细胞死亡，是一种新型细胞死亡方式。如图为铁死亡调控通路，细胞质膜上胱氨酸/谷氨酸反向转运体的关键亚基SLC7A11蛋白摄取胱氨酸合成GSH，GSH能维持GPX4的活性，从而降解膜上脂质过氧化反应产物，抑制铁死亡。请回答下列问题： （1）铁死亡细胞其线粒体变小、膜密度增加、嵴减少或消失，而细胞核形态变化不明显，铁死亡____（选填“属于”“不属于”）细胞凋亡。凋亡细胞的遗传物质____（选填“改变”“不改变”）。 （2）内环境中的Fe3+通过转铁蛋白与受体结合后以____方式进入细胞，被还原为Fe2+后聚集在“铁池”，过量的游离Fe2+与H2O2反应（芬顿反应）生成毒性极强的羟基自由基（脂质活性氧），大量活性氧会无差别攻击细胞质膜上的不饱和脂肪酸，诱发____反应，破坏细胞质膜，触发铁死亡。 （3）某些肿瘤细胞内高表达的抗氧化转录因子，结合SLC7A11基因的____，导致转录增强；或者SLC7A11基因扩增（拷贝数增加），造成该基因高表达，该变异类型属于____。最终导致SLC7A11蛋白含量增加，胱氨酸摄取增强，抑制铁死亡，利于肿瘤细胞存活。 （4）为了验证药物Erastin（铁死亡诱导剂）、Fer-1（脂质抗氧化剂，抑制铁死亡）、DFO（去铁胺，清除Fe2+抑制铁死亡）对细胞铁死亡的作用，科研人员进行了如下实验： （ⅰ）实验材料：EMEM完全培养液、HT1080细胞（人纤维肉瘤细胞）、Erastin、Fer-1、DFO、检测脂质过氧化水平及细胞活力的仪器。 （ⅱ）实验过程： 实验目的 实验步骤及结果 细胞培养与传代 HT1080细胞采用EMEM完全培养液，37℃、①____培养箱培养，待细胞贴壁生长至合适密度，收集细胞。 设置对照与处理细胞 将HT1080细胞悬浮于EMEM完全培养液，制备细胞悬液，随机、等量接种于4个培养板，分别标为甲、乙、丙、丁。甲组添加等量溶解药物的溶剂；乙组添加适量Erastin；丙组添加等量Erastin和Fer-1；丁组添加②____，培养一段时间。 检测脂质过氧化水平（铁死亡标志性指标） 检测细胞内③____含量。甲组低；乙组显著升高；丙、丁组较乙组下降。 检测④____ 仪器检测。甲组最强；乙组显著下降；丙、丁组明显回升。 （ⅲ）实验结论：药物Erastin可诱导细胞铁死亡，Fer-1、DFO可抑制细胞铁死亡。 【答案】（1） ①. 不属于 ②. 不改变 （2） ①. 胞吞 ②. 脂质过氧化 （3） ①. 启动子 ②. 染色体（结构）变异 （4） ①. CO2（5%CO2恒温） ②. 等量Erastin和DFO ③. 脂质活性氧（或羟基自由基或脂质过氧化反应产物） ④. 细胞活力 【解析】 【小问1详解】 铁死亡细胞线粒体变小、膜密度增加、嵴减少或消失，细胞核形态变化不明显；细胞凋亡典型特征：核固缩、染色质凝聚、核裂解，形成凋亡小体，细胞核变化显著。 因此铁死亡不属于细胞凋亡。 细胞凋亡是基因控制的程序性死亡，只是基因选择性表达，细胞内遗传物质不改变。 【小问2详解】 内环境Fe3+和细胞膜上转铁蛋白受体 1 结合，通过胞吞（内吞）方式进入细胞（大分子复合物，不能跨膜扩散、协助扩散）。 过量Fe2+发生芬顿反应，产生大量脂质活性氧，攻击质膜不饱和脂肪酸，诱发脂质过氧化反应，破坏细胞膜，触发铁死亡。 【小问3详解】 转录因子要增强基因转录，需要结合 SLC7A11 基因的启动子（启动子在基因上游，RNA 聚合酶、转录因子结合位点，启动转录过程）。基因数量增多，基因拷贝数增加，是染色体结构变异的一种（基因重复 / 扩增）。 【小问4详解】 实验目的是验证Erastin、Fer-1、DFO对细胞铁死亡作用，结合动物细胞培养条件、实验设计原则与实验指标分析作答。动物细胞培养时，需置于37∘C、5%CO2培养箱中，5%CO2用于维持培养液的 pH；实验遵循单一变量和等量原则，甲组为溶剂对照，乙组加入Erastin诱导铁死亡，丙组加入等量Erastin和Fer-1验证Fer-1的抑制作用，因此丁组应加入等量Erastin和DFO，验证DFO对Erastin诱导铁死亡的抑制效果；脂质过氧化水平是铁死亡的标志性指标，该指标通过检测细胞内脂质过氧化物的含量反映；铁死亡会造成细胞死亡，细胞活力下降，结合 “甲组最强，乙组显著下降，丙、丁组明显回升” 的实验结果，该检测项目为细胞活力。实验结果表明Erastin可升高脂质过氧化物含量、降低细胞活力，诱导细胞铁死亡，Fer-1、DFO可逆转该效应，抑制细胞铁死亡。 22. 甜菜是我国北方重要糖料作物，生产中常遭受褐斑病、丛根病等病害侵染，造成块根减产、含糖率下降。科研人员综合运用多种育种手段开展甜菜抗病品种选育，请回答下列问题： （1）甜菜褐斑病由真菌甜菜尾孢菌侵染引发，部分甜菜对褐斑病的抗性受一对显性主效基因控制，也存在4～5对基因控制的多基因加性效应。科研人员将抗性存在差异的甜菜亲本杂交获得F1，F1自交得到F2，在病圃中筛选F2中的抗病个体再连续多代自交。该育种方法为____育种；多次自交的目的是____。 （2）甜研301为抗褐斑病多倍体杂交品种，部分选育流程如下图。 ①化学试剂A为____；该操作的目的是____。 ②甜菜为两性花，花个体微小，人工去雄难度大，常利用____的四倍体甜菜B作为母本进行杂交制种。 ③甜研301体细胞中含有____个染色体组；其育性特点为____；原因是____。 （3）针对褐斑病，科研人员利用褐斑病菌毒素作为选择压力，经脱分化诱导甜菜未授粉胚珠形成抗病的____，再经植物组织培养获得抗病植株；也可以利用农杆菌转化法将菜豆几丁质酶基因导入甜菜获得抗病植株，该技术的原理是____。 （4）甜菜丛根病由甜菜黄脉坏死病毒侵染所致。将野生甜菜的抗病基因转入栽培甜菜，可进行远缘杂交，杂种常不育，原因是不同物种间存在____；也可采用转基因技术，该技术相比远缘杂交的突出优点是____。 【答案】（1） ①. 杂交 ②. 提高抗病基因的纯合度或获得能稳定遗传的抗病品系 （2） ①. 秋水仙素 ②. 诱导染色体数目加倍 ③. 雄性不育 ④. 三 ⑤. 不可育 ⑥. 减数分裂同源染色体联会紊乱，不能产生正常配子 （3） ①. 愈伤组织 ②. 基因重组 （4） ①. 生殖隔离 ②. 可以克服远缘杂交不亲和的障碍（或定向改造生物的遗传性状） 【解析】 【小问1详解】 流程为 “亲本杂交→F1自交→F2筛选优良个体→连续自交纯化”，这是典型的杂交育种流程。杂合子自交，后代纯合子比例逐代上升；连续自交并筛选，可以逐步淘汰杂合、不抗病个体，最终得到纯合、稳定遗传的抗病植株。 【小问2详解】 ①秋水仙素是诱导植物染色体加倍最常用试剂，作用于有丝分裂前期，抑制纺锤体形成，使染色体不能移向两极，细胞不能完成分裂，最终染色体数目加倍，将二倍体幼苗培育为四倍体。 ②甜菜是两性花、花微小，人工去雄难度极大；雄性不育的植株不能产生可育花粉，用作母本时无需人工去雄，避免自花传粉，简化杂交操作。 ③四倍体（4 个染色体组）× 二倍体（2 个染色体组），子代甜研 301 为三倍体，体细胞含 3 个染色体组；三倍体没有成对的同源染色体，减数分裂联会紊乱，不能形成正常配子，因此高度不育（原理同三倍体无籽西瓜）。 【小问3详解】 植物组织培养中，外植体经脱分化形成愈伤组织；以毒素作为选择压力，可以筛选出抗病的愈伤组织，再经再分化发育成完整抗病植株。农杆菌转化法属于基因工程，基因工程的遗传学原理是基因重组，实现目的基因在受体细胞内稳定表达。 【小问4详解】 生殖隔离是物种划分的标志，包含两种情况：不同物种不能杂交，或杂交产生的后代不育；远缘杂交得到的杂种不育，就是物种间存在生殖隔离。远缘杂交会受生殖隔离限制；转基因技术可直接把目的基因导入受体，打破物种间基因交流的屏障，并且可以定向引入目标抗性基因，精准改造性状。 23. 某二倍体植物的花色由两对基因A/a、B/b控制，A基因编码转录因子，是B、b基因表达的必要条件；B基因表达产物催化花青素合成的效率高于b基因的表达产物，从而使花色更深。科研人员利用两纯合亲本开展杂交实验，遗传图解如下。请回答下列问题： （1）基因A/a、B/b分布在____对同源染色体上；F1的基因型是____。 （2）F2白花植株的基因型有____种；F2粉红花植株中纯合子所占的比例为____。 （3）F2粉红花植株随机传粉，后代淡粉红花植株中杂合子所占的比例为____。 （4）科研人员利用转基因技术，将可导致雄配子部分致死的N基因插入F1个体携带A基因的染色体上，N基因不控制花色且不影响雌配子的育性。转入N基因的F1自交，F2表型及比例为紫红花∶粉红花∶淡粉红花∶白花=1∶2∶1∶2。不考虑交叉互换、基因突变。 ①携带N基因的雄配子存活率为____。 ②取该组F2中基因型为AaBb的植株进行测交，后代白花植株所占比例为____。 ③为判断该组F2中一株淡粉红花植株的基因型，让该植株作____（选填“母本”或“父本”），与多株基因型为aabb的白花植株杂交，子代淡粉红花与白花的比值均为1∶1，则该植株基因型为____。 【答案】（1） ①. 2 ②. AaBb （2） ①. 3 ②. 0 （3）1/2 （4） ①. 1/2 ②. 2/3或1/2 ③. 母本 ④. Aabb 【解析】 【小问1详解】 F2 比例总和为 16，属于自由组合变式，说明 A/a、B/b 在 2 对同源染色体上。 两纯合亲本杂交得到 F1，自交得到该比例，F1基因型为AaBb。 【小问2详解】 白花：aa__，基因型：aaBB、aaBb、aabb，一共 3 种。 F2 粉红花是 A_Bb： 在标准 9：3：3：1 拆分下：A_BB（紫）：3；A_Bb（粉）：6；A_bb（淡粉）：3；aa_ _（白）：4 粉，红花全部是 __Bb，一定带有杂合的 Bb，不可能存在纯合子，所以纯合子比例为 0。 【小问3详解】 F2 粉红花：AABb:AaBb=1:2 即群体：1/3AABb，2/3AaBb，全部配子： AB=1/6+1/6=1/3，Ab=1/6+1/6=1/3，aB=1/6，ab=1/6。淡粉红花只能是：AAbb、Aabb，AAbb：Ab×Ab P(AAbb)=1/3×1/3=1/9，Aabb：Ab×ab（正反两种组合） P(Aabb)=2×1/3×1/6=1/9。淡粉红花总概率：P淡粉=1/9+1/9=2/9，淡粉红花中杂合子占比：P=1/2。 【小问4详解】 ①转基因：N 插入带 A 的染色体，雄配子部分致死，雌配子不受影响。转入 N 的 F1：ANaBb（A 这条染色体带上致死基因 N）。 原本 AaBb 产生雄配子：AB，Ab，aB，ab；其中携带 A 的雄配子（AB、Ab）带有 N，会部分致死；aB、ab 无 N，存活率 100%。 自交后代表型比例：紫红花：粉红花：淡粉红花：白花 =1：2：1：2。 雌配子：AB：Ab：aB：ab=1：1：1：1；设携带 N（带 A）雄配子存活率为 k。 带 A 的雄配子：AB，Ab，原本各占 1/4，存活后变为 1/4k，不带 A：aB，ab，各 1/4 最终推出：k=1/2。 ②测交本质：AaBb×aabb，白花子代 = aa__ 这里分两种情形： 情形一：AaBb 作父本（雄配子存在致死），该个体的 A 带 N，雄配子存活比例：AB:Ab:aB:ab=1:1:2:2，雄配子总数 =6；只有雄配子为 aB、ab 时，后代为白花（aaBb、aabb） P(白花)=（2+2）÷6=2/3。情形二：AaBb 作母本（雌配子无致死） 雌配子：AB:Ab:aB:ab=1:1:1:1 P(白花)=（1+1）÷4=1/2。 ③淡粉红花：A\_bb，两种可能：AAbb、Aabb - 如果该植株作为父本：含 A 的雄配子会发生致死，比例会被干扰； 如果作为母本：雌配子不受 N 的致死效应影响，可以直接反映基因型。 让该植株作母本，和父本 aabb 杂交：如果是 Aabb：雌配子 Ab:ab=1:1，后代：Aabb（淡粉）:aabb（白花）=1:1，符合题意；如果是 AAbb：只产生 Ab，后代全是淡粉红花，不符合。 24. 科研人员克隆了野菊的C54基因，让其与p121-GFP载体（GFP基因编码绿色荧光蛋白）构建表达载体p121-C54-GFP，经农杆菌介导转化拟南芥，获得高表达株系（OE），用于镉污染植物的修复。主要步骤：①获得cDNA→②扩增C54基因、p121-GFP载体→③构建表达载体→④导入农杆菌→⑤侵染叶片外植体→⑥组织培养与筛选→⑦镉胁迫处理并测定指标。请回答下列问题： 表1引物序列 引物 扩增p121-GFP载体的引物序列（5′→3′） 1 GGACTCTAGACTGGTACCATGGTAGCTGCATCACATG 2 TCGCCCTTGCTCACCATACTAGTGAACAAACTTGCATCTA 表2限制酶序列 限制酶 Kpn Ⅰ Hind Ⅲ Sma Ⅰ Spe Ⅰ Xba Ⅰ 识别序列 GGTAC↓C A↓AGCTT CCC↓GGG A↓CTAGT T↓CTAGA （1）步骤①以野菊____为模板获得cDNA。步骤②的PCR产物经电泳得到与C54基因长度相符的条带，通常需进一步通过基因测序确认，原因是____。 （2）扩增后的p121-GFP载体与C54基因构建前需要进行酶切，结合表1、表2判断所用的两种限制酶为____。 （3）下列关于p121-C54-GFP构建与转化的叙述，正确的有____。 a．用双酶切载体，可防止载体自身环化，并保证目的基因定向插入 b．扩增C54基因时，需在引物3′端引入限制酶识别序列 c．重组质粒可先导入大肠杆菌中扩增，再转入农杆菌用于侵染拟南芥叶片外植体 d．转化的叶片经脱分化形成愈伤组织后，可直接用于镉胁迫实验 （4）经相应抗生素筛选获得的植株中，仍可能存在检测不到C54蛋白的个体，从分子水平分析，原因可能有____。为此需用实时荧光定量PCR检测其转录水平，筛选出高表达株系（OE）。在激光共聚焦显微镜下观察到绿色荧光分布在细胞核和质膜，说明____。 （5）为探究镉胁迫下的C54基因高表达对拟南芥表型的影响，对野生型（WT）和转基因拟南芥（OE）的种子和幼苗分别进行镉处理，结果如图所示，可得出实验结论为____。 【答案】（1） ①. mRNA（或总RNA） ②. 电泳条带仅能显示扩增片段的大致长度，不能呈现DNA的碱基序列 （2）KpnI和SpeⅠ （3）ac （4） ①. 目的基因未整合到染色体上、整合后未转录、只导入了p121-GFP载体 ②. C54蛋白定位于细胞核和质膜 （5）C54基因高表达能缓解镉对拟南芥根的生长的抑制和使幼苗叶绿素含量下降等胁迫作用 【解析】 【小问1详解】 cDNA 是逆转录来的，逆转录的模板是mRNA（总RNA）；野菊细胞转录出 mRNA，以 mRNA 为模板逆转录得到 cDNA。PCR 电泳只能看片段长短：条带大小对，只代表 DNA 长度和 C54 基因差不多，不能保证碱基序列完全正确。PCR 过程会发生碱基错配，也可能扩增出别的无关 DNA 片段。所以必须基因测序，核对碱基序列是不是真正的 C54 基因。 【小问2详解】 PCR 引物：限制酶识别序列加在引物的 5′端，扩增完之后，PCR 产物两端就带上酶切位点。 引物 1的5′端：出现序列GGTACC，对应KpnⅠ识别序列；引物 2的5′端：出现序列ACTAGT，对应SpeⅠ识别序列。所以双酶切选：KpnⅠ、SpeⅠ。 【小问3详解】 a.双酶切产生两种不同黏性末端。载体自己的两个末端不一样，不容易自己连回去（防止载体自身环化）；同时目的基因两端黏性末端也不同，只能按一个方向插进载体，实现定向插入，a正确； b.限制酶识别序列要加在引物 5′端。引物 3' 端是和模板 DNA 配对结合的区域，如果在 3' 端加酶切位点，引物就不能和模板结合，PCR 没法扩增，b错误； c.重组质粒先导入大肠杆菌。大肠杆菌繁殖快，可以大量复制扩增质粒；提取质粒后，再转入农杆菌，用农杆菌侵染植物。这是基因工程常规操作，c正确； d.叶片脱分化得到愈伤组织，还需要再分化，长成完整转基因植株，才能做镉胁迫实验；愈伤组织不是完整植株，不能直接用来测表型，d错误。 【小问4详解】 抗生素筛选只能证明载体成功导入植物细胞，不代表基因能表达出蛋白质。分子水平检测不到 C54 蛋白，可能原因： C54 基因整合到拟南芥染色体上，但不转录，没有 mRNA；转录出 mRNA，但是不翻译，合成不出蛋白质；插入的染色体位置不合适，发生基因沉默。C54‑GFP 是融合蛋白：C54 蛋白和绿色荧光蛋白连在一起，C54 去哪里，荧光就出现在哪里。显微镜看到绿色荧光在细胞核、质膜，直接说明C54 蛋白分布在细胞核和细胞膜上。 【小问5详解】 1. 0 μM（不加镉）：WT、OE 叶绿素、根长差别很小；正常条件下，高表达 C54 几乎不影响拟南芥生长。100 μM镉处理：镉处理后，不管野生型还是转基因，叶绿素含量、根长都下降（镉对植物有毒害）；和 WT 相比，OE（C54 高表达株）叶绿素含量更高、根更长，受镉的抑制程度更小。实验结论：镉胁迫条件下，C54 基因高表达可以缓解镉对拟南芥根生长的抑制，缓解镉造成的叶绿素降解，提高拟南芥对镉胁迫的耐受能力；无镉胁迫时 C54 高表达对拟南芥生长几乎无影响。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $