2020 届高三下学期生物 4 月第二次测试原卷
及答案和解析
1.下列关于细胞内蛋白质和核酸的叙述，正确的是
A. 核酸和蛋白质的组成元素相同
B. 核酸的合成需要相应蛋白质的参与
C. 蛋白质的分解都需要核酸的直接参与
D. 高温会破坏蛋白质和核酸分子中肽键
【答案】B
【解析】
【分析】
蛋白质和核酸是细胞内的两种生物大分子有机物，其中蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸
有 20 种，主要由 C、H、O、N 元素组成；核酸分 DNA 和 RNA，DNA 分子的碱基有 A、G、
C、T 四种，RNA 分子的碱基有 A、G、C、U 四种，由 C、H、O、N、P 元素组成；DNA 的
多样性决定了蛋白质的多样性。
【详解】核酸的组成元素是 C、H、O、N、P，而蛋白质的主要组成元素是 C、H、O、N，故
核酸和蛋白质的组成元素不完全相同，A 错误；核酸包括 DNA 和 RNA，两者的合成都需要
相关酶的催化，而这些酶的化学本质是蛋白质，B 正确；蛋白质的分解需要蛋白酶的参与，而
蛋白酶的本质是蛋白质，因此蛋白质的分解不需要核酸的直接参与，C 错误；高温会破坏蛋白
质分子的空间结构，但是不会破坏肽键，且核酸分子中不含肽键，D 错误。
2.线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素 c 的参与。细胞接受凋亡信号后，线粒体中
的细胞色素 c 可转移到细胞质基质中，并与 Apaf-1 蛋白结合引起细胞凋亡。下列说法错误的
是
A. 有氧呼吸过程产生[H]的场所为细胞质基质和线粒体基质
B. 细胞色素 c 参与有氧呼吸第三阶段的反应
C. 细胞色素 c 功能丧失的细胞将无法合成 ATP
D. 若细胞中 Apaf-1 蛋白功能丧失，细胞色素 c 将不会引起该细胞凋亡
【答案】C
【解析】
【分析】有氧呼吸第三阶段发生的反应是[H]与氧气结合形成水，场所在线粒体内膜，根据题意，细胞
色素 c 参与有氧呼吸的第三阶段反应，且细胞色素 c 引起细胞凋亡的前提是必须与 Apaf-1 蛋
白结合，据此分析。
【详解】A、有氧呼吸第一阶段和第二阶段都产生[H]，场所为细胞质基质和线粒体基质，A
正确；
B、[H]与氧气结合形成水发生在线粒体内膜，是有氧呼吸第三阶段，故细胞色素 c 参与有氧
呼吸第三阶段的反应，B 正确；
C、有氧呼吸第一阶段和第二阶段也能合成 ATP，故细胞色素 c 功能丧失的细胞也能合成
ATP，C 错误；
D、根据题意，细胞色素 c 与 Apaf-1 蛋白结合后才引起细胞凋亡，因此若细胞中 Apaf-1 蛋白
功能丧失，细胞色素 c 将不会引起该细胞凋亡，D 正确。故选 C。
3.某种 H﹢-ATPase 是一种位于膜上的载体蛋白，具有 ATP 水解酶活性，能够利用水解 ATP 释放
的能量逆浓度梯度跨膜转运 H﹢。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定 pH 的溶液中（假设细
胞内的 pH 高于细胞外），置于暗中一段时间后，溶液的 pH 不变。②再将含有保卫细胞的该溶
液分成两组，一组照射蓝光后溶液的 pH 明显降低；另一组先在溶液中加入 H﹢-ATPase 的抑制
剂（抑制 ATP 水解），再用蓝光照射，溶液的 pH 不变。根据上述实验结果，下列推测不合理
的是
A. H﹢-ATPase 位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的 H﹢转运到细胞外
B. 蓝光通过保卫细胞质膜上的 H﹢-ATPase 发挥作用导致 H﹢逆浓度梯度跨膜运输
C. H﹢-ATPase 逆浓度梯度跨膜转运 H﹢所需的能量可由蓝光直接提供
D. 溶液中的 H﹢不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞
【答案】C
【解析】
【分析】
细胞跨膜运输的方式根据是否需要消耗能量分为主动运输和被动运输，被动运输根据是否需
要载体蛋白分为自由扩散和协助扩散。主动运输需要载体蛋白，消耗的能量直接来源于 ATP
的水解。
【详解】载体蛋白位于细胞膜上，根据题意可知，照射蓝光后溶液的 pH 值明显下降，说明 H+
含量增加，进而推知：蓝光能够引起细胞内 H+转运到细胞外，A 正确；对比②中两组实验可
知，蓝光引起细胞内 H+转运到细胞外需要通过 H+-ATPase，且原先细胞内 pH 值高于细胞外，即细胞内 H+浓度低于细胞外，因此该 H+为逆浓度梯度转运，B 正确；由题意可知 H+－ATPase
具有 ATP 水解酶活性，利用水解 ATP 释放的能量逆浓度梯度跨膜转运 H+，C 错误；由①中的
实验可知，最初细胞内 pH 值高于细胞外，即细胞内 H+浓度低于细胞外，但暗处理后溶液浓度
没有发生变化，说明溶液中的 H+不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞，D 正
确。
4.某种二倍体高等植物的性别决定类型为 XY 型。该植物有宽叶和窄叶两种叶形，宽叶对窄叶
为显性。控制这对相对性状的基因（B/b）位于 X 染色体上，含有基因 b 的花粉不育。下列叙
述错误的是
A. 窄叶性状只能出现在雄株中，不可能出现在雌株中
B. 宽叶雌株与宽叶雄株杂交，子代中可能出现窄叶雄株
C. 宽叶雌株与窄叶雄株杂交，子代中既有雌株又有雄株
D. 若亲本杂交后子代雄株均为宽叶，则亲本雌株是纯合子
【答案】C
【解析】
分析】
XY 型性别决定的生物中，基因型 XX 代表雌性个体，基因型 XY 代表雄性个体，含有基因 b
的花粉不育即表示雄配子 Xb 不育，而雌配子 Xb 可育。
【详解】由于父本无法提供正常的 Xb 配子，故雌性后代中无基因型为 XbXb 的个体，故窄叶
性状只能出现在雄性植株中，A 正确；宽叶雌株的基因型为 XBX-，宽叶雄株的基因型为 XBY，
若宽叶雌株与宽叶雄株杂交，当雌株基因型为 XBXb 时，子代中可能会出现窄叶雄株 XbY，B
正确；宽叶雌株与窄叶雄株，宽叶雌株的基因型为 XBX-，窄叶雄株的基因型为 XbY，由于雄
株提供的配子中 Xb 不可育，只有 Y 配子可育，故后代中只有雄株，不会出现雌株，C 错误；
若杂交后代中雄株均为宽叶，且母本的 Xb 是可育的，说明母本只提供了 XB 配子，故该母本为
宽叶纯合子，D 正确。故选 C。
5.近年诞生的具有划时代意义的 CRISPR/Cas9 基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。
其原理是由一条单链向导 RNA 引导核酸内切酶 Cas9 到一个特定的基因位点进行切割。通过
设计向导 RNA 中 20 个碱基的识别序列，可人为选择 DNA 上的目标位点进行切割（如图）。
下列相关叙述错误的是
【A. Cas9 蛋白由相应基因指导在核糖体中合成
B. 向导 RNA 中的双链区遵循碱基配对原则
C. 向导 RNA 可在逆转录酶催化下合成
D. 若 α 链剪切位点附近序列为……TCCAGAATC……则相应的识别序列
为……UCCAGAAUC……
【答案】C
【解析】
【分析】
1、中心法则：（1）遗传信息可以从 DNA 流向 DNA，即 DNA 的复制；（2）遗传信息可以
从 DNA 流向 RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译．后来中心法则又补充了遗
传信息从 RNA 流向 RNA 以及从 RNA 流向 DNA 两条途径。
2、逆转录是在逆转录酶的作用下，以 RNA 为模板合成 DNA 的过程。
【详解】A、核糖体是蛋白质的合成场所，故 Cas9 蛋白质由相应基因指导在核糖体中合成，A
正确；
B、向导 RNA 中的双链区碱基对间遵循碱基配对原则，B 正确；
C、向导 RNA 可通过转录形成，逆转录酶以 RNA 为模板合成 DNA，C 错误；
D、由于α 链与识别序列的互补链序列相同，故两链碱基相同，只是其中 T 与 U 互换，D 正确。
故选 C。
6.褪黑素是由哺乳动物和人的松果体产生的激素，它能缩短入睡时间、延长睡眠时间，从而起
到调整睡眠的作用。褪黑素的分泌调节过程如图所示，下列说法错误的是
A. 该过程不能体现激素的分级调节 B. 长时间光照会使褪黑素的分泌减少
C. 该过程中褪黑素的分泌存在反馈调节 D. 微量注射褪黑素作用于下丘脑能促进
动物睡眠【答案】D
【解析】
【分析】
分析图解，视网膜为感受器，视网膜感受暗信号后，作用于下丘脑，通过传出神经，支配的
效应器为松果体；图中松果体分泌的褪黑素能够通过体液运输作用于下丘脑，抑制下丘脑的
活动，属于反馈调节。
【详解】A、分级调节是一种分层控制的方式，比如下丘脑能够控制垂体，再由垂体控制相关
腺体，本题中下丘脑直接控制松果体，不能体现激素的分级调节，A 正确；
B、据图分析可知，暗信号会促进褪黑激素的分泌，而长时间光照会使褪黑素的分泌减少，B
正确；
C、据图可知，褪黑素由松果体分泌后，经体液运输到下丘脑，反过来抑制下丘脑的活动，属
于（负）反馈调节，C 正确；
D、褪黑素能缩短入睡时间、延长睡眠时间，微量注射褪黑素作用于下丘脑会抑制褪黑激素的
分泌，对促进睡眠不利，D 错误。故选 D。
7.草莓果实表面有许多瘦果。将生长一致的草莓植株分为四组，对照组 S0 不作处理，S1、S2
和 S3 组植株上的幼果去除瘦果，再在 S2 组叶片上、S3 组幼果上分别喷施一定浓度的生长素
（IAA）溶液，实验结果如图所示。下列说法错误的是
A. 果实开始发育后，瘦果内能够合成生长素促进果实长大
B. S1 组的果实略有增大可能是由来源于其他组织的 IAA 引起的
C. S2 组的结果表明喷施到叶片上的外源 IAA 可运输到果实
D. S3 组成熟果实的大小与 IAA 溶液的浓度总是呈正相关
【答案】D
【解析】
【分析】
据图可知，有瘦果的草莓可以正常发育成熟，当将瘦果去除后，幼果就不能正常发育，用 IAA喷施 S2 组叶片上、S3 组幼果时，其又能膨大，说明瘦果可以产生生长素，生长素促进果实发
育，据此分析。
【详解】A、据图可知，未摘除瘦果的幼果正常发育，去除瘦果的幼果发育都受到影响，说明
果实开始发育后，瘦果内能够合成生长素促进果实长大，A 正确；
B、据图可知，S1 组的果实略有增大，很可能是其他组织产生的 IAA 对幼果的果实生长产生
了影响，B 正确；
C、向 S2 组叶片喷施一定浓度的生长素（IAA）溶液，S2 组的果实比 S1 组发育要好，表明喷
施到叶片上的外源 IAA 可运输到果实，促进果实的生长，C 正确；
D、由于题干未给出喷洒一系列浓度 IAA 的数据，故无法得知 S3 组成熟果实的大小与 IAA 溶
液的浓度之间是否成正相关，D 错误。故选 D。
8.我国生物多样性较低的西部沙漠地区生长着一种叶退化的药用植物锁阳，该植物依附在另一
种植物小果白刺的根部生长，从其根部获取营养物质。下列相关叙述正确的是
A. 锁阳与小果白刺的种间关系为捕食
B. 该地区生态系统的自我调节能力较强，恢复力稳定性较高
C. 种植小果白刺等沙生植物固沙体现了生物多样性的间接价值
D. 锁阳因长期干旱定向产生了适应环境的突变，并被保留下来
【答案】C
【解析】
【分析】
生物的种间关系包括：捕食、竞争、寄生、互利共生等。生物的变异是不定向的，定向的自
然选择决定了生物进化的方向，环境条件在生物进化过程中起了选择作用。
【详解】锁阳叶退化，从小果白刺的根部获取营养物质，故二者为寄生关系，A 错误；西北沙
漠的生物多样性较低，故自我调节能力较差，由于环境恶劣，恢复力稳定性也较低，B 错误；
沙生植物可以防风固沙，维持生态平衡，属于生物多样性的间接价值，C 正确；变异是不定向
的，锁阳产生变异后，长期干旱条件对锁阳起了选择作用，使其保留下来，D 错误。故选 C。
9.下图为一富营养化河流生态修复工程的示意图，下列叙述错误的是（ ）A. 曝气可增加厌氧微生物降解有机污染物的能力
B. 吸附基质增加了微生物附着的表面积，提高了净化能力
C. 植物浮床有吸收水体氮、磷的能力，可减少富营养化
D. 增加水体透明度，恢复水草生长是该修复工程的目标之一
【答案】A
【解析】
【分析】
水体富营养化是指水体中氮、磷等元素含量过高，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，藻类
及其他浮游生物遗体分解导致水体溶氧量下降，进一步导致水生生物衰亡、水质恶化的现象。
利用需氧微生物与厌氧微生物能够降解有机污染物的作用、植物的根系能够从水体中吸收氮、
磷等矿质营养的作用，依据生态工程的基本原理进行合理设计，对污染的生态环境进行修复，
从而达到改善和净化水质的目的。
【详解】A、曝气可增加溶氧量，进而降低厌氧微生物降解有机污染物的能力，增加需氧型微
生物的降解能力，A 错误；
B、吸附基质增加了微生物附着的面积，有利于微生物的生理活动，可促进有机污染物的降解，
因此能够提高净化效果，B 正确；
CD、借助植物浮床，可使植物庞大的根系透过小孔牢牢的固定在水体中，植物的根系从水体
中吸收氮、磷等物质，可减少水体富营养化，增加水体透明度，恢复水生植物生长，从而起
到了改善和净化水质的效果，可见，增加水体透明度，恢复水草生长是该修复过程的目标之
一，CD 正确。
故选 A。
【点睛】本题考查了生态修复工程的相关知识，考生需要结合浮床的组成和生态学原理进行解答。
10.生长图形法是一种测定微生物营养需求的简便方法。为探究某嗜热菌所需生长因子的种类，
研究小组把该菌的悬浮液与不含任何生长因子但含有其他必需营养物质的培养基混合后倒成
平板，然后在平板上划分数区，将甲、乙、丙三种生长因子分别添加到不同区域，培养结果
如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A. 倒成平板后直接培养可判断有无污染 B. 倒成平板前培养基需要进行灭菌处理
C. 图示结果表明该菌需要生长因子乙或丙 D. 生长图形法还可用于某些菌种的筛选
【答案】C
【解析】
【分析】
据图分析，菌落主要分布于添加了乙和丙的区域的交界处，说明该嗜热菌所需生长因子为丙
和乙。
【详解】A、平板上不含任何生长因子，若倒成平板后直接培养，出现菌落说明已被杂菌感染，
因为该嗜热菌不能在缺乏生长因子的培养基中生长，A 正确；
B、制备平板时，先灭菌再倒平板，B 正确；
C、图中菌落生活 乙丙区域之间，说明同时需要乙和丙，C 错误；
D、不同菌种所需生长因子不同，可利用生长图形法筛选菌种，D 正确。
故选 C。
【点睛】本题提供生长图形法这一新情境，考查了现代生物技术实践中关于培养基配制、无
菌技术、微生物培养和分离的细节，需要学生理解选择培养基的知识。
11.某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述错误的是（ ）
在A. 夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理
B. 乙醇为挥发性物质，故发酵过程中空气的进气量不宜太大
C. 正常发酵过程中罐内的压力不会低于大气压
D. 可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵
【答案】B
【解析】
【分析】葡萄酒发酵的原理是酵母菌的无氧呼吸，即葡萄糖在无氧条件下分解产生二氧化碳
和酒精并释放少量的能量，发酵的温度在 18℃-25℃。
【详解】根据以上分析已知，果酒发酵的适宜温度为 18℃-25℃，因此夏季生产果酒时，常需
对罐体进行降温处理，A 正确；乙醇是酵母菌无氧呼吸的产物，因此分解过程中不需要通入空
气，B 错误；无氧呼吸产生了二氧化碳，但是没有消耗氧气，因此发酵罐中的气压不会低于大
气压，C 正确；葡萄酒发酵的原料是糖类，因此可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定
何时终止发酵，D 正确。
【点睛】解答本题的关键是了解与掌握果酒发酵的原理，明确无氧呼吸没有消耗氧气，但是
产生了二氧化碳，因此发酵罐中的气压可能升高。
12.如图是一种酵母通气培养的生长曲线，a、b 是相同培养条件下两批次培养的结果，下列叙
述合理的是A. a 批次中可能有大量细菌污染
B. b 批次的接种量可能高于 a 批次
C. t1 时两批次都会产生较多的乙醇
D. t2 时两批次发酵液中营养物质剩余量相同
【答案】B
【解析】
【分析】
由题可知，a、b 是相同培养条件下两批次培养的结果，而且均呈 S 型增长曲线，二者的 K 值
相同，但二者达到最大细胞密度的时间不相同。
【详解】a 批次若有大量细菌污染，则 K 值会下降，与题图不符，A 错误；b 批次先达到 K 值，
可能是接种量高于 a 批次，B 正确；图中曲线是酵母菌在通气的条件下绘制得到，t1 时细胞密
度增加很快，说明此时氧气充足，酒精发酵需要在无氧条件下进行，故此时产生的酒精很少
或几乎没有，C 错误；t2 时，a、b 两批次均达到 K 值，但由于 b 批次酵母菌数量首先达到 K
值，故消耗的营养物质较多，则营养物质的剩余量相对较少，D 错误。故选 B。
13.因含 N、P 元素的污染物大量流入，我国某大型水库曾连续爆发“水华”。为防治“水华”，在
控制上游污染源的同时，研究人员依据生态学原理尝试在水库中投放以藻类和浮游动物为食
的鲢鱼和鳙鱼，对该水库生态系统进行修复，取得了明显效果。
（1）在该水库生态系统组成中，引起“水华”的藻类属于_________。水库中各种生物共同构成
______________。
（2）为确定鲢、鳙的投放量，应根据食物网中的营养级，调查投放区鲢、鳙_________的生
物积累量（在本题中指单位面积中生物的总量，以 t·hm-2 表示）：为保证鲢、鳙的成活率，应
捕杀鲢、鳙的______________。
（3）藻类吸收利用水体中的 N、P 元素，浮游动物以藻类为食，银鱼主要以浮游动物为食，由图可知，将鲢、鳙鱼苗以一定比例投放到该水库后，造成银鱼生物积累量__________，引
起该变化的原因是______。
（4）投放鲢、鳙这一方法是通过人为干预，调整了该生态系统食物网中相关物种生物积累量
的____________，从而达到改善水质的目的。
（5）鲢鱼和鳙鱼是人们日常食用的鱼类。为继续将投放鲢、鳙的方法综合应用，在保持良好
水质的同时增加渔业产量，以实现生态效益和经济效益的双赢，请提出两条具体措施
________________。
【答案】（1）生产者 （生物）群落
（2）捕食对象/食物 捕食者/天敌
（3）明显下降 鲢、鳙与银鱼在食物上存在竞争关系
（4）比例
（5）定期适度捕捞鲢、鳙；定期合理投放鲢、鳙；控制性捕杀鲢、鳙的捕食者；控制人类活
动（工业、农业、旅游等）对该水库生态环境的负面影响
【解析】
【分析】该题主要考查种群、群落及生态系统的结构和稳定性的有关知识。种群的增长受食
物、天敌等的影响；群落是聚集在一定区域中各种生物种群的集合，包括该区域所有的生物；
群落中不同种生物可能存在竞争、捕食、寄生或共生关系，要根据题意作出判断；在一个生
态系统中，增加某种生物，既要考虑它的被捕食者，又要考虑其天敌，还要考虑环境容纳量。
【详解】（1）藻类能进行光合作用并作为浮游动物的食物，故藻类属于生产者；水库中的各
种生物，就包括了这一范围内所有的生物，构成一个群落；
（2）为确定鲢、鳙的投放量，应根据本水库食物网中的营养级，要调查投放区鲢鱼和鳙鱼的
食物，即上一营养级藻类和浮游动物生物积累量，投放适量的鱼苗；为保证鲢、鳙的成活率，
还要防止其天敌的捕食，故应捕杀鲢鱼、鳙鱼的天敌；
（3）据图可知，将鲢、鳙鱼苗以一定比例投放到该水库后，造成银鱼生物积累量显著下降，引起该变化的原因是，投放鲢鱼和鳙鱼捕食浮游动物和藻类，导致浮游动物减少，银鱼的食
物来源减少，导致银鱼数量下降；
（4）通过投放鲢、鳙，该生态系统中不同生物的生物积累量发生了改变，故人为调整了该生
态系统食物网中相关物种生物积累量的比例，从而达到改善水质的目的；
（5）具体措施是：适量地投放鲢、鳙；适量增加投放浮游动物确保鲢、鳙有足够的食物来源；
为保证鲢、鳙的成活率，控制鲢鱼、鳙鱼的天敌数量；减少人类活动对水库的干扰等。
【点睛】其一要理清藻类、浮游动物、银鱼、鲢和鳙鱼的种间关系：藻类被浮游动物和鲢、
鳙所食，浮游动物被鲢、鳙及银鱼所食；其二投放鲢、鳙鱼，既要考虑其食物，又要考虑其
天敌，还要考虑水库的容纳量。
14.油菜是我国重要的油料作物，培育高产优质新品种意义重大。油菜的杂种一代会出现杂种
优势（产量等性状优于双亲），但这种优势无法在自交后代中保持，杂种优势的利用可显著提
高油菜籽的产量。
（1）油菜具有两性花，去雄是杂交的关键步骤，但人工去雄耗时费力，在生产上不具备可操
作性。我国学者发现了油菜雄性不育突变株（雄蕊异常，肉眼可辨），利用该突变株进行的杂
交实验如下：
①由杂交一结果推测，育性正常与雄性不育性状受_________对等位基因控制。在杂交二中，
雄性不育为_________性性状。
②杂交一与杂交二的 F1 表现型不同的原因是育性性状由位于同源染色体相同位置上的 3 个基
因（A1、A2、A3）决定。品系 1、雄性不育株、品系 3 的基因型分别为 A1A1、A2A2、A3A3。根据
杂交一、二的结果，判断 A1、A2、A3 之间的显隐性关系是_________。
（2）利用上述基因间的关系，可大量制备兼具品系 1、3 优良性状的油菜杂交种子（YF1），供
农业生产使用，主要过程如下：①经过图中虚线框内的杂交后，可将品系 3 的优良性状与_________性状整合在同一植株上，
该植株所结种子的基因型及比例为_________。
②将上述种子种成母本行，将基因型为_________的品系种成父本行，用于制备 YF1。
③为制备 YF1，油菜刚开花时应拔除母本行中具有某一育性性状的植株。否则，得到的种子给
农户种植后，会导致油菜籽减产，其原因是_________。
（3）上述辨别并拔除特定植株的操作只能在油菜刚开花时（散粉前）完成，供操作的时间短，
还有因辨别失误而漏拔的可能。有人设想：“利用某一直观的相对性状在油菜开花前推断植
株的育性”，请用控制该性状的等位基因（E、e）及其与 A 基因在染色体上的位置关系展示这
一设想 ____________________。
【答案】 (1). 一 (2). 显 (3). A1 对 A2 为显性；A2 对 A3 为显性 (4). 雄性不育
(5). A2A3：A3A3=1:1 (6). A1A1 (7). 所得种子中混有 A3A3 自交产生的种子、A2A3 与 A3A3
杂 交 所 产 生 的 种 子 ， 这 些 种 子 在 生 产 上 无 杂 种 优 势 且 部 分 雄 性 不 育 (8).
【解析】
【分析】
分析遗传图解，杂交一中，雄性不育植株与品系 1 杂交，F1 全部育性正常，F1 自交获得的 F2
中育性正常和雄性不育出现性状分离比为 3:1，由此推测控制雄性不育和育性正常是一对相对
性状，由一对等位基因控制。
杂交二中，亲本雄性不育与品系 3 杂交，后代全为雄性不育，说明雄性不育为显性，品系 3
的性状为隐性。F1 雄性不育与品系 3 杂交，后代育性正常：雄性不育比例为 1:1，属于测交实
验。
【详解】（1）①通过分析可知，育性正常与雄性不育性状受一对等位基因控制；杂交二中，
雄性不育为显性性状。
②品系 1、雄性不育株、品系 3 的基因型分别为 A1A1、A2A2、A3A3，通过分析可知，杂交一 A1
为显性基因，A2 为隐性，杂交二 A2 为显性，A3 为隐性，由此推断 A1、A2、A3 之间的显隐性
关系是：A1＞A2＞A3。（2）①通过杂交二，可将品系 3 （A3A3）的优良性状与雄性不育株（A2 A2）杂交，得到
A2A3，再与 A3A3 杂交，得到 A2A3：A3A3=1:1。
②将 A2A3 和 A3A3 种植成母本行，将基因型为 A1A1 的品系 1 种成父本行，制备 YF1 即 A1A3。
③由于母本行是 A2A3（雄性不育）和 A3A3（雄性可育），父本行是 A1A1（雄性可育），要得
到 YF1（A1A3），需要在油菜刚开花时应拔除母本行中 A2A3（雄性不育，其雄蕊异常、肉眼
可辨）植株，否则，所得种子中混有 A3A3 自交产生的种子、A2A3 与 A3A3 杂交所产生的种子，
这些种子在生产上无杂种优势且部分雄性不育，种植后会导致减产。
（3）将 E 基因移入 A2 基因所在的染色体，将 e 基因移入 A3 基因所在的染色体，则表现 E 基
因性状个体为不育，未表现 E 基因性状个体为可育，这样可以通过判断是否表现 E 基因性状
而对 A2A3 和 A3A3 进行判断。
【点睛】本题考查基因分离定律的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所
学知识综合分析问题的能力。
15.中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）可引起人体严重的呼吸系统症状，甚至造成死亡。
科研人员为研制针对 MERS-CoV 的特异性治疗药物进行了系列研究。
（1）MERS-CoV 主要通过其表面囊膜的 S 蛋白与宿主细胞膜受体 DPP4 结合来感染宿主细胞。
如图 1 所示，S1 与 DPP4 结合后导致 S1 和 S2 分离，S2 的顶端插入到宿主细胞膜上，通过 S2 蛋
白的______改变从而将两个膜拉近，发生膜融合过程。MERS-CoV 进入宿主细胞后，利用宿
主细胞内的______等为原料合成大分子物质组装成新的病毒，扩散并侵染健康细胞。
（2）RBD 是 MERS-CoV 的 S1 上与 DPP4 结合的部分。科研人员用从康复者体内筛选出的三种抗体甲、乙、丙进行实验，研究它们与 RBD 的特异性结合能力。另用抗体丁作为对照抗体。
实验流程如图 2 所示，结果如图 3。在实验过程中将______作为抗原固定，分别将______加入
反应体系，然后加入酶标记的抗体（能与待检抗体结合，携带的酶可使底物反应显色），其后
加入底物显色，检测相应的吸光值（颜色越深吸光值越高）。该实验中抗体丁可以作为对照抗
体的理由是____________________________________________。实验结果表明
____________________________________________________________________________。
（3）研究发现 MERS-CoV 在感染宿主细胞后，有一种更快速的病毒传播方式。当被感染细胞
表面的 MERS-CoV 囊膜蛋白与健康细胞表面的 DPP4 结合后，膜发生融合实现 MERS-CoV 的
转移。为了探究三种抗体能否抑制 MERS-CoV 在被感染细胞和健康细胞之间的传播，科研人
员展开研究。请在下表中的空白处填写相应处理内容，完成实验方案。（注：鼠 DPP4 与人 DPP4
存在结构和序列上的差异）
组别 实验处理 实验结果
抗体甲 无细胞融合
抗体乙 部分细胞融合实验组
抗体丙
表达病毒囊膜蛋白的细胞 ①
部分细胞融合
对照组 1 不加抗体 ② 表达鼠 DPP4 的细胞 无细胞融合
对照组 2 抗体丁 表达病毒囊膜蛋白的细胞 ③ 部分细胞融合
对照组 3 ④ 表达病毒囊膜蛋白的细胞 表达人 DPP4 的细胞 部分细胞融合
_____
实验结果说明，三种抗体中，甲可以阻断病毒通过细胞融合的途径进行传播，乙和丙效果不
明显。
（4）科研人员进一步利用多种方法深入研究了三种抗体与 RBD 结合的区域，实验结果表明，
甲与乙结合 RBD 上不同的区域，甲与丙结合 RBD 的区域部分重叠。综合以上系列研究结果，
研究人员推测将______两种抗体联合使用会具有更强的抗病毒能力。如果希望用联合抗体治
疗中东呼吸综合征患者，还需要进行哪些方面的研究？______（写出一个方面即可）。
【答案】 (1). 空间结构 (2). 核苷酸、氨基酸 (3). RBD (4). 不同浓度甲、乙、丙和丁 (5). 抗体丁不与 RBD 结合 (6). 不同浓度下甲、乙和丙均与 RBD 特异性结合，
甲和乙的结合能力强于丙 (7). ①表达人 DPP4 的细胞②表达病毒囊膜蛋白的细胞③表达人
DPP4 的细胞④不加抗体 (8). 甲与乙 (9). 制备甲与乙联合抗体的方法；比较单一抗体
与甲乙联合抗体的抗 MERS-CoV 效果；对感染 MERS-CoV 的动物使用甲乙联合抗体治疗，检
测治疗效果；评估甲乙联合抗体对动物体主要组织器官和正常细胞是否具有副作用等
【解析】
分析】
1、MERS-CoV 主要通过其表面囊膜的 S 蛋白与宿主细胞膜受体 DPP4 结合来感染宿主细胞。
病毒的复制过程包括：吸附、浸入、脱壳、生物合成、装配和成熟、裂解、释放。
2、酶联免疫吸附法的原理是结合在固相载体表面的抗原或抗体仍保持其免疫学活性，酶标记
的抗原或抗体既保留其免疫学活性，又保留酶的活性。在测定时，受检标本（测定其中的抗
体或抗原）与固相载体表面的抗原或抗体起反应。用洗涤的方法使固相载体上形成的抗原抗
体复合物与液体中的其他物质分开。再加入酶标记的抗原或抗体，也通过反应而结合在固相
载体上。此时固相上的酶量与标本中受检物质的量呈一定的比例。加入酶反应的底物后，底
物被酶催化成为有色产物，产物的量与标本中受检物质的量直接相关，故可根据呈色的深浅
进行定性或定量分析。由于酶的催化效率很高，间接地放大了免疫反应的结果，使测定方法
达到很高的敏感度。
【详解】（1）图 1 所示为第一步吸附：S1 与 DPP4 结合后导致 S1 和 S2 分离，S2 的顶端插入到
宿主细胞膜上，通过 S2 蛋白的空间结构改变从而将两个膜拉近，发生膜融合过程。由于病毒
是由蛋白质外壳和 RNA 分子构成的，因此 MERS-CoV 进入宿主细胞后会利用宿主细胞内的
原料合成自身所需的物质，利用宿主细胞内的核苷酸、氨基酸等为原料合成大分子物质组装
成新的病毒，扩散并侵染健康细胞。
（2）将 RBD 作为抗原固定，分别将不同浓度甲、乙、丙可以与抗原结合，但抗体丁不与 RBD
结合，因此可以作为对照抗体。加入反应体系后，然后加入酶标记的抗体，其后加入底物显
色，检测相应的吸光值，由于颜色越深表示吸光值越高。实验结果表明甲、乙的吸光度较高，
丙的吸光度较低，不同浓度下甲、乙和丙均与 RBD 特异性结合，甲和乙的结合能力强于丙。
（3）该题是探究三种抗体能否抑制 MERS-CoV 在被感染细胞和健康细胞之间的传播，设置了
三组对照组，三组实验组，根据实验设计的单一变量原则，可以填写下表：
实验组：分别准备抗体甲、乙、丙，表达病毒囊膜蛋白的细胞和①表达人 DPP4 的细胞，检测
是否出现细胞融合。
【对照组 1：不加抗体，根据单一变量原则，需要②表达病毒囊膜蛋白的细胞，本对照组表达鼠
DPP4 的细胞，可以检测病毒 MERS-CoV 蛋白是否可以感染鼠细胞受体。
对照组 2：加入抗体丁，同时加入表达病毒囊膜蛋白的细胞和③表达人 DPP4 的细胞，检测结
果显示有部分细胞融合，可以检测抗体丁对实验结果的影响
对照组 3：④不加抗体，同时加入表达病毒囊膜蛋白的细胞和表达人 DPP4 的细胞，结果显示
有部分细胞融合，可以排除无关抗体对实验结果的影响。
（4）甲与乙结合 RBD 上不同的区域，甲与丙结合 RBD 的区域部分重叠，因此甲与乙两种抗
体联合使用会引起更强的免疫反应，具有更强的抗病毒能力。如果希望用联合抗体治疗中东
呼吸综合征患者，还需要进行的研究方法有：比较单一抗体与甲乙联合抗体的抗 MERS-CoV
效果；对感染 MERS-CoV 的动物使用甲乙联合抗体治疗，检测治疗效果；评估甲乙联合抗体
对动物体主要组织器官和正常细胞是否具有副作用
【点睛】本题以“中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）可引起人体严重的呼吸系统症状”为
载体，考查体液免疫、探究中东呼吸综合征冠状病毒抗体是否可以特异性结合中东呼吸综合
征冠状病毒的实验。对应此类实验评价与修订的试题，需要考生拥有扎实的基础知识和基本
技能，可以从取材、实验原理和方法、操作步骤、实验结果分析等方面着手分析，对实验进
行评价与修订。
16.为获得玉米多倍体植株，采用以下技术路线。据图回答：
（1）可用______________对图中发芽的种子进行处理。
（2）筛选鉴定多倍体时，剪去幼苗根尖固定后，经过解离、漂洗、染色、制片，观察_____
区的细胞。若装片中的细胞均多层重叠，原因是__________________________。统计细胞周
期各时期的细胞数和细胞染色体数。下表分别为幼苗 I 中的甲株和幼苗 II 中的乙株的统计结
果。
细胞周期
幼苗 计数项目
间期前期中期后期末期x1 x2 x3 x4 x5
甲株
细胞数
细胞染色体数 / / y 2y /
乙株 细胞染色体数 / / 2y 4y /
可以利用表中数值____________和_____________，比较甲株细胞周期中的间期与分裂期的时
间长短。
（3）依表结果，绘出形成乙株 过程中，诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞
周期的染色体数变化曲线______。
【答案】 (1). 秋水仙素（或低温） (2). 分生 (3). 解离不充分或压片不充分
(4). x1 (5). x2+x3+x4+x5 (6).
【解析】
【详解】（1）据题意“为获得玉米多倍体植株”可用秋水仙素对萌发的种子进行处理，抑制
有丝分裂前期纺锤体的形成，导致细胞内的染色体数目加倍，从而得到多倍体玉米。
（2）筛选鉴定多倍体时，需要观察染色体的数目，取玉米幼苗的根尖固定后，经过解离、漂
洗、染色、制片过程，进行观察。由于只有根尖的分生区进行细胞分裂，因此可观察分生区
细胞的染色体数目。在进行有丝分裂实验中，解离是使细胞相互分离开，压片是进一步使细
胞相互分散开，如果解离不充分或压片不充分，会使细胞均多层重叠。在观察细胞分裂时，
的材料经过解离已经死亡。观察到的某一状态的细胞数量越多，说明该时期持续时间越长。因
此可用 x1 表示甲株细胞周期中的间期时间长短，用 x2+x3+x4+x5 来表示甲株细胞周期中的分
裂期的时间长短。
（3）秋水仙素诱导导致幼苗在有丝分裂前期不出现纺锤体，因此后期染色体加倍后细胞不会
分裂为两个子细胞，进而使细胞内的染色体数目是诱导之前染色体数目的两倍。再进行下一
次细胞分裂时，按照加倍后的染色体数目进行正常的有丝分裂。因此诱导处理使染色体数加
倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体数变化曲线如图所示：
17.基因定点整合可替换特定基因，该技术可用于单基因遗传病的治疗。苯丙酮尿症是由 PKU
基因突变引起的，将正常 PKU 基因定点整合到 PKU 基因突变的小鼠胚胎干细胞的染色体
DNA 上，替换突变基因，可用来研究该病的基因治疗过程。定点整合的过程是：从染色体 DNA
上突变 PKU 基因两侧各选择一段 DNA 序列 HB1 和 HB2，根据其碱基序列分别合成 HB1 和
HB2，再将两者分别与基因 、 连接，中间插入正常 PKU 基因和标记基
因 ，构建出如图所示的重组载体。重组载体和染色体 DNA 中的 HB1 和 HB2 序列发生
交换，导致两者之间区域发生互换，如图所示。
（1）构建重组载体时，常用的工具酶有________。该实验用小鼠胚胎干细胞作为 PKU 基因
的受体细胞以培育出转基因小鼠，除了胚胎干细胞能大量增殖外，还因为胚胎干细胞
_________。
（2）为获得小鼠的胚胎干细胞，可将小鼠囊胚中的_________取出，并用_________处理使其
1HSV k− 2HSV tk−
neo γ分散成单个细胞进行培养，培养过程中大部分细胞会贴附在培养瓶的表面生长，这种现象称
为___________。
（3）用图中重组载体转化胚胎干细胞时，会出现 PKU 基因错误整合。错误整合时，载体的
两个 中至少会有一个与 一起整合到染色体 DNA 上。已知含有 的细胞
具有 G418 的抗性， 、 的产物都能把 DHPG 转化成有毒物质而使细胞
死亡。转化后的胚胎干细胞依次在含有 G418 及同时含有 G418 和 DHPG 的培养液中进行培养，
在双重选择下存活下来的是__________的胚胎干细胞，理由是_________。
（4）将筛选得到的胚胎干细胞培育成小鼠，从个体生物学水平检测，若小鼠__________，说
明 PKU 基因成功表达。
【答案】 (1). 限制酶和 DNA 连接酶 (2). 具有全能性 (3). 内细胞团细胞 (4).
胰蛋白酶或胶原蛋白酶 (5). 贴壁生长 (6). 正确互换整合 (7). 正确互换整合后的染
色体上只有只有 ，无 、 ，具有 G418 抗性，故能在含有 G418 和
DHPG 的培养液中生长，错误互换整合后的细胞中染色体 DNA 上含有 和至少 1 个
，而 、 的产物都能把 DHPG 转化成有毒物质，故在含有 G418
和 DHPG 的培养液中错误整合的细胞死亡 (8). 尿液中霉臭味显著降低
【解析】
分析】
DNA 重组技术至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA 连接酶、运载体。构
建重组载体时，首先需用限制性核酸内切酶切割目的基因和运载体，再用 DNA 连接酶连接目
的基因和运载体形成重组载体。胚胎干细胞简称 ES 或 EK 细胞，来源于早期胚胎或原始性腺
（即囊胚期的内细胞团），因此获取的胚胎干细胞应取自囊胚的内细胞团。结合题图可知，正
常互换后的染色体 DNA 上只有 ，而无 、 ；错误整合时，载体的
两个 中至少会有一个与 一起整合到染色体 DNA 上，故由于正确互换后的细
胞染色体上有 ，无 、 ，故对 G418 有抗性，可在含 G418 的培养
液中正常生活，而错误互换后的染色体 DNA 上由于含有至少 1 个 ，而 、
的产物都能使细胞死亡，故错误互换的细胞不能生存，据此分析。
【详解】（1）构建重组载体时，常用的工具酶有限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA 连接酶。
实验用小鼠胚胎干细胞作为 PKU 基因的受体细胞，除了胚胎干细胞能大量增殖外，还因为胚
胎干细胞具有全能性。
（2）为获得小鼠的胚胎干细胞，可将小鼠囊胚中的内细胞团细胞取出，并用胰蛋白酶或胶原
【
HSV tk− neo γ neo γ
1HSV k− 2HSV tk−
neo γ 1HSV k− 2HSV tk−
neo γ
HSV tk− 1HSV k− 2HSV tk−
neo γ 1HSV k− 2HSV tk−
HSV tk− neo γ
neo γ 1HSV k− 2HSV tk−
HSV tk− 1HSV k−
2HSV tk−蛋白酶处理使其分散成单个细胞进行培养，培养过程中大部分细胞会贴附在培养瓶的表面生
长，这种现象称为贴壁生长。
（3）已知含有 的细胞具有 G418 的抗性， 、 的产物都能把
DHPG 转化成有毒物质而使细胞死亡，据分析可知，正确互换后的染色体上只有只有 ，
无 、 ，错误互换后的细胞中染色体 DNA 上含有 和至少 1 个
，因此，转化后的胚胎干细胞依次在含有 G418 及同时含有 G418 和 DHPG 的培养
液中进行培养，在双重选择下存活下来的是正常互换整合的胚胎干细胞，原因是：正确互换
后的染色体上只有只有 ，无 、 ，具有 G418 抗性，故能在含有
G418 及同时含有 G418 和 DHPG 的培养液中生长，错误互换后的细胞中染色体 DNA 上含有
和至少 1 个 ，而 、 的产物都能把 DHPG 转化成有毒物
质，因此在含有 G418 和 DHPG 的培养液中死亡。
（4）苯丙酮尿症是由于苯丙氨酸代谢途径中的酶缺陷，使得苯丙氨酸不能转变成为酪氨酸，
导致苯丙氨酸及其酮酸蓄积，并从尿中大量排出，主要表现为智力低下，尿液中有霉臭味，
将筛选得到的胚胎干细胞培育成小鼠，若 PKU 基因成功表达，则从个体生物学水平检测，小
鼠尿液中霉臭味显著降低。
【点睛】本题考查了基因工程和胚胎工程等相关知识，要求学生能够识记胚胎干细胞的来源，
明确基因表达载体构建过程及目的基因的表达和检测，本题难点在于序列交换后细胞的筛选。
neo γ 1HSV k− 2HSV tk−
neo γ
1HSV k− 2HSV tk− neo γ
HSV tk−
neo γ 1HSV k− 2HSV tk−
neo γ HSV tk− 1HSV k− 2HSV tk−
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