北京市海淀区十一学校2020届高三生物3月质量诊断试题（Word版附解析）

北京十一学校 220020 届高三学部 33 月教与学质量诊断生物 学科 一、单选题 1.下列关于细胞结构的说法，不正确的是（ ） A. T2 噬菌体在大肠杆菌的细胞质中进行 DNA 复制 B. 蓝藻细胞具有光合片层，保证光合作用的进行 C. 烟草细胞核糖体上合成的酶可进入叶绿体发挥作用 D. 用显微镜能看到经龙胆紫染色的乳酸菌染色体 【答案】D 【解析】 【分析】 原核细胞：没有被核膜包被的成形的细胞核，没有核膜、核仁和染色质；没有复杂的细胞器 （只有核糖体一种细胞器）。 噬菌体的繁殖过程：吸附→注入（只有噬菌体的 DNA 注入细菌内，并作为控制子代噬菌体合 成的模板）→合成子代噬菌体的 DNA 和蛋白质外壳（噬菌体提供 DNA；原料、能量、场所 等均由细菌提供）→组装→释放。 【详解】A、T2 噬菌体利用宿主的酶和原料进行复制，大肠杆菌原核生物，无细胞核，在细胞 质中进行 T2 噬菌体 DNA 的复制，A 正确； B、蓝藻细胞具有藻蓝素和叶绿素，故可在光合片层进行光合作用，B 正确； C、绝大多数的酶属于蛋白质，蛋白质的合成场所是核糖体，叶绿体中发生的代谢反应需要酶 的催化，这些酶大多数由核基因编码，故烟草细胞核糖体上合成的酶可进入叶绿体发挥作用， C 正确； D、乳酸菌是原核生物，没有染色体，D 错误。 故选 D。 2.有氧呼吸和光合作用是生物两个重要的代谢过程，以下不属于它们共有的特征是（ ） A. 需要水的参与，有 ATP 产生 B. 需要多种酶的催化 C. 速率受 CO2 浓度影响 D. 全程发生在双层膜结构中【答案】D 【解析】 【分析】 有氧呼吸： 第一阶段 C6H12O6(葡萄糖) 4[H]（还原氢）+2C3H4O3（丙酮酸）+少量能量；场所细胞质基 质中。 第二阶段 2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O（水） 20[H]（还原氢）+6CO2(二氧化碳)+ 少量能量； 场所：线粒体基质中。 第三阶段 24[H]（还原氢）+6O2（氧气） 12H2O(水)+大量能量；场所：线粒体内膜。 总反应式 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+大量能量 2、光合作用的过程包括光反应和暗反应两个阶段： ①光反应阶段：场所是类囊体薄膜 a．水的光解：2H2O 4[H]+O2 b．ATP 的生成：ADP+Pi+光能 ATP。 ②暗反应阶段：场所是叶绿体基质： a．CO2 的固定：CO2 +C5 2C3 b．三碳化合物的还原：2C3 （CH2O）+C5 【详解】A、有氧呼吸第二阶段有水参加，光反应有光解水；光反应产生 ATP，呼吸作用也会 产生 ATP，A 正确； B、有氧呼吸和光合作用都需要多种酶的催化，B 正确； C、高浓度 CO2 会抑制有氧呼吸，有利于暗反应的进行，故有氧呼吸和光合作用的速率受 CO2 浓度影响，C 正确；D、有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质，D 错误。 故选 D。 3.哺乳动物胰岛 B 细胞的代谢活动十分旺盛，下列细胞结构与对应功能表述有误的是（ ） A. 细胞核：中心法则中各环节发生的场所 B. 溶酶体：水解衰老细胞器和细胞碎片 C. 高尔基体：对胰岛素前体进行加工修饰 D. 线粒体：丙酮酸彻底氧化分解合成 ATP 【答案】A 【解析】 【分析】 1、动物细胞中，高尔基体对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，发送蛋白质；植物 细胞中高尔基体与细胞壁的合成有关。 2、溶酶体内含有多种水解酶；膜上有许多糖，防止本身的膜被水解，能分解衰老、损伤的细 胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。 3、细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 【详解】A、哺乳动物胰岛 B 细胞高度分化，细胞核不能进行 DNA 的复制、翻译，只能进行 DNA 的转录，A 错误； B、溶酶体中含有多种水解酶，能水解衰老细胞器和细胞碎片，B 正确； C、高尔基体可对胰岛素前体进行加工修饰，使其成为成熟的蛋白质，C 正确； D、葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体彻底氧化分解，释放能量并合成 ATP，D 正确。 故选 A。 4.比较生物膜和人工膜（双层磷脂）对多种物质的通透性，结果如图所示。不能得出的结论是 （ ）A. 当分子自由扩散进细胞时，分子越小通透性越高 B. 人工膜对 CO2 的通透性较 H2O 大，生物膜几乎无差异 C. 在检测通透性时，需向体系中加入 ATP 和 ATP 水解酶 D. 生物膜上有 K+、Na+和 Cl-通道，且他们的通透性不同 【答案】C 【解析】 【分析】 根据题意和图示分析可知：图示是对生物膜和人工膜（双层磷脂）对多种物质的通透性进行 比较，人工膜对不同离子的通透性相同，而生物膜对不同离子的通透性不同，且大于人工膜， 说明生物膜对 K+、Na+、Cl-的通透具有选择性，且离子的跨膜运输需要载体的协助。 【详解】A、从图示中可以看出，以甘油、CO2 和 O2 三者相比，得出当分子自由扩散进细胞 时，分子越小通透性越高，A 正确； B、从图示中可以看出，人工膜对 CO2 的通透性较 H2O 大（通过横坐标），生物膜几乎无差异 （通过纵坐标），B 正确； C、由甘油、CO2、O2 和 H2O 信息可知，此题测的是膜对被动运输的物质的通透性，不需要能 量，C 错误； D、生物膜对 K+、Na+和 Cl-的通透性不同（纵坐标不同），D 正确。 故选 C。 【点睛】本题结合图解，考查物质跨膜运输的方式及其异同，要求考生识记小分子物质跨膜 运输的三种方式及其特点，能列表进行比较，再结合图中信息准确判断各选项，属于考纲识 记和理解层次的考查。 5.下列细胞中的结构所对应的成分，不正确的是（ ）A. 核糖体：蛋白质和核酸 B. 中心体：蛋白质和脂质 C. 线粒体内膜：蛋白质和脂质 D. 染色体：蛋白质和核酸 【答案】B 【解析】 【分析】 1、细胞中的核糖体有的附着在内质网上，有的游离在细胞质中，是“生产蛋白质的机器”。 2、中心体常见于动物和某些低等植物细胞，由一对互相垂直的中心粒及周围物质组成，与细 胞的有丝分裂有关。 3、线粒体是细胞内进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。 【详解】A、核糖体由蛋白质和核酸（RNA）组成，A 正确； B、中心体没有膜结构，不含脂质，只有蛋白质，B 错误； C、线粒体内膜主要由蛋白质和脂质组成，C 正确； D、染色体主要由蛋白质和核酸（DNA）组成，D 正确。 故选 B。 6.研究者观察到某一雄性哺乳动物（2n=24）处于四分体时期的初级精母细胞中期的两对同源 染色体发生了特殊的联会现象，形成了如下图所示的“四射体”，图中的字母为染色体区段的 标号，数字为染色体的标号。若减数第一次分裂后期“四射体”的 4 条染色体随机的两两分 离，并且只有遗传信息完整的精子才能成活。以下分析中，不正确的是（ ） A. 除去“四射体”外，处于四分体时期的该初级精母细胞中还有 10 个四分体 B. 出现“四射体”的原因是 s-s、w-w、t-t、v-v 均为同源区段，所以发生联会 C. 若不考虑致死，从染色体的组合（①-④组合）来看，该动物能产生 6 种精子 D. 由于只有遗传信息完整的精子才能成活，推测该动物产生的精子有 1/4 会致死 【答案】D 【解析】 【分析】 染色体变异是指染色体结构和数目的改变，染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一 类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。 分析图示可知，非同源染色体上出现了同源区段，进行了联会，属于染色体结构变异。 【详解】A、细胞中有 24 条染色体，MI 前期正常情况可以形成 12 个四分体，而一个四射体 涉及 4 条染色体，故除去“四射体”外，处于四分体时期的该初级精母细胞中还有 10 个四分体， A 正确； B、出现“四射体”的原因是 s-s、w-w、t-t、v-v 均为同源区段，所以发生联会，B 正确； C. 减数第一次分裂后期四射体的四条染色体随机两两分离，共有 6 种分离方式，故若不考虑 致死，从染色体的组合（①④、①②、②③、③④、①③、②④）来看，该动物能产生 6 种 精子，C 正确； D、通过 C 可知，总共有六种精子，其中，①④、①②、②③、③④都会致死，所以有 2/3 会 致死，D 错误。 故选 D。 7.科研人员提取出真核细胞中 RNA 后，将其作为探针与基因组 DNA 进行分子杂交，得到如 下的实验结果。 以下关于实验的叙述中，正确的是（ ） A. 图中突起的环状结构是 DNA 或 RNA 分子 B. 不完全杂交的原因是 DNA 中存在非基因片段 C. 科研人员提取的 RNA 经过了剪接加工过程 D. RNA 经逆转录后再做分子杂交，不会出现突起 【答案】C 的【解析】 【分析】 真核细胞还是原核细胞的基因都是由能够编码蛋白质的编码区和具有调控作用的非编码区组 成；真核细胞基因的编码区是间隔的，不连续的，分为外显子：能够编码蛋白质的序列和内 含子：不能编码蛋白质的序列。 【详解】A、真核生物 RNA 与基因组 DNA 杂交后，突起的是基因中的内含子片段，是 DNA 而非 RNA，A 错误； B、RNA 是基因转录出来的，没有配对的部分也是基因 DNA 中的内含子片段，而不是非基因 片段，B 错误； C、转录出来的 RNA 经过剪接加工，切除了内含子对应的 RNA 片段，C 正确； D、RNA 逆转录形成的 cDNA 也没有内含子，与基因组 DNA 杂交仍然会出现突起，D 错误。 故选 C。 8.下列关于植物激素调节说法正确的是（ ） A. 从植物体内提取的乙烯可用于农业生产中促进果实发育 B. 两种激素之间既可能有协同关系也可能有拮抗关系 C. 植物激素从产生部位运输到作用部位是极性运输的过程 D. 植物激素是微量、高效的有机物，需通过体液运输 【答案】B 【解析】 【分析】 植物激素是由植物自身代谢产生的一类有机物质，并自产生部位移动到作用部位，在极低浓 度下就有明显的生理效应的微量物质，也被称为植物天然激素或植物内源激素。 【详解】A、植物激素是微量高效的有机物，从植物体内提取的乙烯量少，不能可用于农业生 产中，并且乙烯是促进果实的成熟，A 错误； B、细胞分裂素和生长素在顶端优势方面，高浓度生长素使植物具有顶端优势，细胞分裂素解 除顶端优势，两者属于拮抗关系；然而在促进果实生长方面，两者是协同关系，故两种激素 之间既可能有协同关系也可能有拮抗关系，B 正确； C、生长素由幼嫩组织运输到作用部位，存在极性运输，其他植物激素无极性运输，C 错误； D、植物无体液，不能通过体液运输，D 错误。 故选 B。9.下列关于人类生命活动表现与其对应的调节机制，正确的是（ ） A. 甲亢患者——甲状腺分泌的甲状腺激素增加 B. 马拉松选手比赛——肾上腺分泌的肾上腺素减少以升高血糖 C. 正常人饮水不足——下丘脑合成的抗利尿激素分泌减少 D. 糖尿病患者——胰岛 B 细胞在高尔基体中合成的胰岛素减少 【答案】A 【解析】 【分析】 甲亢是甲状腺激素分泌过多。肾上腺分泌的肾上腺素和胰岛 A 细胞分泌的胰高血糖素均能促 进血糖升高。抗利尿激素可促进肾小管和集合管对水分的重吸收，减少尿量。胰岛素为分泌 蛋白，在附着在内质网上的核糖体上合成，由内质网、高尔基体加工和运输，并由细胞膜参 与分泌。 【详解】甲亢患者是由于甲状腺分泌的甲状腺激素偏高，A 正确；马拉松选手比赛时，随着血 糖的消耗，血糖浓度降低，此时肾上腺分泌的肾上腺素增加，促进肝糖原转化，使血糖升高， B 错误；正常人饮水不足会引起细胞外液渗透压升高，下丘脑合成并由垂体释放的抗利尿激素 增加，促进肾小管和集合管对水分的重吸收，C 错误；胰岛素为分泌蛋白，在胰岛 B 细胞的核 糖体上合成，D 错误。 故选 A。 【点睛】本题考查不同激素的功能和激素失调症，意在考查考生对激素功能的识记能力。 10.在外界压力刺激下，大脑“反奖励中心”脑区中的神经元胞外K+浓度下降，引起神经元上 N、T 通道蛋白活性变化，使神经元输出抑制信号，抑制大脑“奖赏中心”的脑区活动，从而 产生抑郁，具体机制如下图所示。研究发现，适量的氯胺酮可以阻断 N 通道的开放，从而缓 解抑郁症。下列相关叙述不正确的是（ ）A. 外界压力刺激使“反奖励中心”脑区神经元周围的神经胶质细胞 K+通道数目增加 B. 神经元胞外 K+浓度下降引起膜电位变化可能引起 N 和 T 通道开放 C. “反奖励中心”脑区的神经元可以电信号方式向“奖赏中心”脑区输出抑制信号 D. T 通道蛋白的激活剂可以作为治疗抑郁症的药物 【答案】D 【解析】 【分析】 神经冲动的产生过程：静息时，神经细胞膜对钾离子的通透性大，钾离子大量外流，形成内 负外正的静息电位；受到刺激后，神经细胞膜的通透性发生改变，对钠离子的通透性增大， 钠离子大量内流，形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差，产生局部 电流，兴奋就以电信号的形式传递下去。 【详解】A、通过左侧图和最右侧图可以看出，外界压力刺激使“反奖励中心”脑区神经元周围 的神经胶质细胞 K+通道数目增加，A 正确； B、由中间图示和最右侧图示可以看出，神经元胞外 K+浓度下降引起膜电位变化可能引起 N 和 T 通道开放，B 正确； C、图中有放电信号，可知神经元可以电信号方式向“奖赏中心脑区输出抑制信号，C 正确； D、T 通道蛋白激活剂可导致产生抑郁，故 T 通道蛋白的激活剂不可以作为治疗抑郁症的药物， D 错误。 故选 D。 11.B 淋巴细胞发育成熟和增殖分化的过程如下图所示，下列叙述正确的是A. 甲发育为乙的主要场所是胸腺 B. 丙表面形成了特异性抗原受体 C. 乙增殖分化为丙需要抗原刺激 D. 丙具有较强的分裂和分化能力 【答案】C 【解析】 B 淋巴细胞在骨髓中发育成熟，A 错误；丙为浆细胞，不能识别抗原，其表面没有形成特异性 抗原受体，B 错误；乙受到抗原刺激后，在淋巴因子 作用下增殖分化为浆细胞与记忆细胞， C 正确；丙是高度分化的细胞，已经不再具有增殖分化能力，D 错误。 【点睛】本题结合 B 淋巴细胞的转化关系图，考查人体免疫细胞的来源、作用以及免疫系统 在维持稳态中的作用，要求学生识记人体免疫系统的组成及淋巴细胞的起源和分化，掌握体 液免疫和细胞免疫的功能，能运用所学的知识准确判断各选项。 12.下列有关利用生物技术培育作物新品种的相关操作叙述，正确的是（ ） A. 用限制酶识别目的基因并与载体连接 B. 用光学显微镜观察目的基因是否导入 C. 培养外植体的培养基属于固体培养基 D. 利用平板划线法在培养基上接种外植 体 【答案】C 【解析】 【分析】 1、关于限制酶，考生可以从以下几方面把握： （1）主要从原核生物中分离纯化出来。 （2）特异性：能够识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位 的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。 （3）结果：形成黏性末端或平末端。 2、目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的 DNA 是否插入 目的基因--DNA 分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了 mRNA--分子杂交技术；③检测 目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、 活性鉴定等。 的【详解】A、限制酶可识别目的基因，但是目的基因与载体连接需要 DNA 连接酶，A 错误； B、光学显微镜无法观察基因，可用标记基因检测，B 错误； C、培养外植体的培养基属于固体培养基，C 正确； D、平板划线法是用来接种微生物的，外植体接种不需要平板划线，D 错误。 故选 C。 13.北极熊生活在北极的冰原和浮冰上，海洋食物链中主要以海豹为食，陆地食物链中主要以 驯鹿为食，食物网关系如图所示，以下叙述正确的是（ ） A. 图中的鱼类、北极狐都属于第二营养级 B. 冰原和浮冰不同地段的物种组成的差异体现了群落的垂直结构 C. 北极熊滞留在海洋中的时间延长，可使鱼类的数量先减少后趋于稳定 D. 农药 DDT 随污染的水流进入北极，北极熊体内该物质的浓度最高 【答案】D 【解析】 【分析】 分析题图：图示为食物网，其中藻类、苔藓和地衣属于生产者，其余动物均为消费者，生态 系统的成分还缺少分解者、非生物的物质和能量。 【详解】A、图中 鱼类、北极狐都属于第三营养级，A 错误； B、冰原和浮冰不同地段的物种组成的差异体现了群落的水平结构，B 错误； C、北极熊滞留在海洋中的时间延长，北极熊以海豹为食，短时间内海豹数量减少，鱼类数量 增加，由于鱼类受到食物短缺，天敌存在的原因，最终可使鱼类的数量趋于稳定，C 错误； D、农药 DDT 随污染的水流进入北极，由于生物富集作用，北极熊体内该物质的浓度最高，D 正确。 故选 D。 14.一种角蝉幼虫和蚂蚁长期栖息在一种灌木上，角蝉幼虫分泌 含糖分泌物是蚂蚁的食物， 同时蚂蚁也保护角蝉幼虫不被跳蛛捕食。科学家随机选取样地中一半灌木，将上面的蚂蚁捕 净，另一半灌木不做处理，统计角蝉幼虫数量变化，结果如下图，以下分析正确的是（ ） 的 的A. 题中食物链是灌木→角蝉→蚂蚁→跳蛛 B. 角蝉幼虫和蚂蚁的种间关系是互利共生 C. 蚂蚁所摄取的能量直接来源于灌木 D. 有蚂蚁时角蝉幼虫数量将持续增加 【答案】B 【解析】 【分析】 种间关系是指不同物种种群之间的相互作用所形成的关系，主要包括互利共生、寄生、竞争 和捕食等。 （1）互利共生是指两种共居一起，彼此创造有利的生活条件，较之单独生活时更为有利，更 有生活力；相互依赖，相互依存，一旦分离，双方都不能正常地生活。 （2）寄生指一种生物生活在另一种生物的体内或体表，并从后者摄取营养以维持生活的种间 关系。 （3）竞争是指两种共居一起，为争夺有限的营养、空间和其他共同需要而发生斗争的种间关 系。 （4）捕食指一种生物以另一种生物为食的种间关系．前者谓之捕食者，后者谓被捕食者。 【详解】A、跳蛛捕食的是角蝉，不是蚂蚁，A 错误； B、角蝉幼虫分泌的含糖分泌物是蚂蚁的食物，同时蚂蚁也保护角蝉幼虫不被跳蛛捕食，所以 角蝉幼虫和蚂蚁的种间关系是互利共生，B 正确； C、蚂蚁所摄取的能量直接来源于角蝉幼虫分泌的含糖分泌物，C 错误； D、有蚂蚁时角蝉幼虫数量会增加，但是环境资源有限，不会持续增加下去，D 错误。 故选 B。 15.小花碱茅属于禾本科草本植物，种子外包被颖壳。研究人员以小花碱茅成熟种子为外植体，对种子进行脱颖处理，用不同浓度激素配比诱导愈伤组织形成及再分化，成功建立了完整的 小花碱茅组织培养植株再生体系，以下是部分研究数据，下列说法正确的是（ ） 激素浓度 处理 2，4-D 6-BA 愈伤组织诱导率% 1 3 0 52．1±2．2 2 5 0 55．2±2．1 3 3 0．1 42．4±1．9 4 5 0．1 46．9±2．0 5 7 0．1 38．6±1．4 6 3 0．3 43．7±2．8 A. 6-BA 会抑制愈伤组织形成，浓度越高抑制作用越强 B. 脱分化形成愈伤组织时，可避光条件下无菌培养 C. 可以用高压蒸汽灭菌法对脱颖种子进行无菌处理 D. 对种子进行脱颖处理的目的是防止颖壳污染环境 【答案】B 【解析】 【分析】 1、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，需要的条件：①消毒灭菌； ②一定浓度的植物激素；③适宜的温度；④充足的养料。 2、影响植物组织培养的因素：①培养基配制；②外植体选取；③激素的运用；④消毒；⑤温 度、pH、光照。 3、植物组织培养中植物激素使用：物组织培养中关键性激素是生长素和细胞分裂素；同时使 用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向；先使用细胞分裂素， 后使用生长素；植物组织培养过程中分化成的幼苗需要移栽，移栽时，应先将培养瓶的封口膜打开一段时间，让试管苗在培养间生长几日；移栽时需用流水清洗根部的培养基；最后幼 苗需移植到消过毒的新环境下生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中。 【详解】A、6-BA 会抑制愈伤组织形成，当 2，4-D 浓度为 3 时，6-BA 为 0.3 时比 0.1 时的 愈伤组织诱导率要高，所以并不是 6-BA 浓度越高抑制作用越强，A 错误； B、脱分化形成愈伤组织时，可避光条件下无菌培养，B 正确； C、高压蒸汽灭菌法会使所有的种子失活，种子不能再脱分化，C 错误； D、对种子进行脱颖处理的目的是为了更利于种子脱分化，D 错误。 故选 B。 16.以下关于生物进化方面的叙述，正确的是（ ） A. 多倍体生物形成后，它与原物种之间能够进行杂交，因而它不是一个新物种 B. 外来入侵物种与本地物种间的选择过程能改变该地进化的速度和方向 C. 根据现代进化理论，自然选择导致群体基因频率的改变，意味着新物种的形成 D. 一个物种可以由多个种群组成，一个种群也可以由多个物种的个体组成 【答案】B 【解析】 【分析】 生物进化的实质是种群基因频率的改变．突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程 的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成，其中突变 和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物 进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。 【详解】A、不仅能进行杂交，还要能产生可育后代，才是一个物种，A 错误； B、外来入侵物种与本地物种间的选择过程能改变该地进化的速度和方向，B 正确。 C、根据现代进化理论，自然选择导致群体基因频率的改变，意味着种群发生了进化，而生殖 隔离的产生，才意味着新物种的形成，C 错误； D、一个物种可以由多个种群组成，但是一个种群只能由一个物种的个体组成，D 错误。 故选 B。 【点睛】本题考查了现代生物进化理论的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点， 把握知识间的内在联系。 17.某植物花蕊的性别分化受两对独立遗传的等位基因控制，显性基因 B 和 E 共同存在时，植 株开两性花，为野生型；仅有显性基因 E 存在时，植株的雄蕊会转化成雌蕊，成为表现型为双雌蕊的可育植物；只要不存在显性基因 E，植物表现为败育。下列有关叙述不正确的是（ ） A. 表现为可育个体的基因型有 6 种 B. BbEe 个体自花传粉，子代中败育个体的比例为 1/4 C. BBEE 和 bbEE 杂交，F1 自交得到的 F2 代全部可育 D. BBee 和 bbEE 杂交，子代全部为野生型 【答案】D 【解析】 【分析】 1、基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过 程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随 配子独立遗传给后代，同时，位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。 2、由题意知，E、e 和 B、b 独立遗传，因此遵循自由组合定律，且 B_E_为两性花（野生 型），bbE_为双雌蕊可育植物，B_ee、bbee 为败育。 【详解】A、表现为可育个体的基因型有 6 种，包括 BBEE、BbEE、bbEE、BBEe、BbEe、 bbEe，A 正确； B、BbEe 个体自花传粉，子代中只要含有 ee 就都败育，所以比例是 1/4，B 正确； C、BBEE 和 bbEE 杂交，得到 F1BbEE，F1 自交得到的 F2 代都含有 E，全部可育，C 正确； D．BBee 和 bbEE 杂交，BBee 是不育的，无法完成杂交实验，D 错误。 故选 D。 18.果蝇 X 染色体上的非同源区段存在隐性致死基因 l，l 与控制棒状眼（突变型）的显性基因 B 紧密连锁（不发生交叉互换）。带有 l 的杂合体棒状眼果蝇（如图所示）有重要的遗传学研 究价值，以下叙述正确的是（ ） A. 该类型果蝇在杂交实验中可作为父本或母本 B. 该果蝇与正常眼果蝇杂交后代中棒眼占 1/3C. 该果蝇的 l 基因一定来源于亲代中的父本 D. 可通过杂交实验，获得棒眼基因纯合的雌蝇 【答案】B 【解析】 【分析】 通过“果蝇 X 染色体上的非同源区段存在隐性致死基因 l，l 与控制棒状眼（突变型）的显性 基因 B 紧密连锁（不发生交叉互换）。带有 l 的杂合体棒状眼果蝇（如图所示）有重要的遗传 学研究价值”，可知该果蝇的基因型为XBlXb。 【详解】A、该类型果蝇在杂交实验中可作为母本，该有 l 基因的雄性果蝇不能存活，A 错误； B、该果蝇（XBlXb）与正常眼果蝇（XbY）杂交后代中，有 1/4 致死、1/4 为雄性野生型、1/4 为雌性棒眼、1/4 为雌性野生型，所以棒眼占 1/3，B 正确； C、该果蝇的 l 基因只能来自于亲代的母本，C 错误； D、l 与控制棒状眼（突变型）的显性基因 B 紧密连锁，所以棒眼基因纯合的雌蝇致死，D 错 误。 故选 B。 19.下列关于生物变异的说法，不正确的是（ ） A. 有性生殖的个体可发生的变异有突变和基因重组 B. 肺炎双球菌 R 型转化为 S 型的过程属于基因重组 C. 四倍体西瓜花药离体培养后可得到二倍体纯合子 D. T-DNA 插入到豌豆的淀粉支酶基因中，可引起该基因突变 【答案】C 【解析】 【分析】 可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异： （1）基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，这会导致基因结构的改变，进而产生 新基因； （2）基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的非等位基因重新组合， 包括两种类型：①自由组合型：减数第一次分裂后期，随着非同源染色体自由组合，非同源 染色体上的非等位基因也自由组合。②交叉互换型：减数第一次分裂前期（四分体），基因随 着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组。此外，某些细菌（如肺炎双球菌转化实验）和在人为作用（基因工程）下也能产生基因重组。 （3）染色体变异包括染色体结构变异（重复、缺失、易位、倒位）和染色体数目变异。 【详解】A、有性生殖的个体可以发生的变异类型有突变和基因重组，A 正确； B、肺炎双球菌 R 型转化为 S 型的过程属于基因重组，B 正确； C、四倍体西瓜花药离体培养后得到的是单倍体，C 错误； D、T-DNA 插入到豌豆的淀粉支酶基因中，可引起该基因突变，D 正确。 故选 C。 20.下列生物学实验相关叙述，正确的是（ ） A. DNA 连接酶和 DNA 聚合酶均可用来拼接 DNA 片段 B. 酿醋是利用有氧条件下，在醋酸杆菌线粒体内将糖类和酒精氧化生成醋酸 C. 探究温度对酶活性的影响时，需将酶与底物分别在设定的温度下保温一段时间 D. 可利用灭活的农杆菌促进小鼠细胞融合，筛选获得杂种细胞 【答案】C 【解析】 【分析】 基因工程中连接两个 DNA 片段需要使用 DNA 连接酶，DNA 复制时需要使用 DNA 聚合酶。醋酸杆 菌为需氧的原核生物，在有氧条件下可将糖类或酒精氧化生成醋酸。诱导动物细胞融合常用 聚乙二醇、灭活的病毒、电激等方法。 【详解】DNA 连接酶连接的是两个 DNA 片段，而 DNA 聚合酶连接的是单个的脱氧核糖核苷酸， A 错误；醋酸杆菌为原核生物，没有线粒体，B 错误；探究温度对酶活性的影响时，需将酶与 底物分别在设定的温度下保温一段时间，然后再混合，保证反应温度为预设的温度，C 正确； 可利用灭活的病毒促进小鼠细胞融合，筛选获得杂种细胞，D 错误。 故选 C。 【点睛】本题考查考生对教材基础知识的理解和记忆能力，难度不大。 二、简答题 21.鲑鱼(又名三文鱼)幼体在淡水河里生活 1-5 年后，再进入海水中生活 2-4 年育肥，成熟后， 它们会溯河洄游到自己的出生地繁育后代。 （1）鲑鱼进入海洋后大量捕食鱼虾等小动物，肉质由白变红，这与其体内虾青素含量的上升 有关。虾青素是由藻类等浮游植物合成的，沿着__________进入鲑鱼体内，它使鲑鱼具有充 足的体力完成洄游。（2）鲑鱼逆流洄游途中，有时需要跳起露出水面，才能跃上台阶，而熊经常等待在台阶上。 熊在生态系统中所属的成分是__________，它这种特殊的捕食技巧，是在__________的作用 下，朝着特定方向进行形成的。 （3）每年有 40 万条鲑鱼回到艾尔华河上游产卵，19 世纪初期，美国在河流中下游建立艾尔 华大坝和葛莱恩斯峡谷大坝，请分析这会对鲑鱼产生什么影响？__________。 （4）科学家对河中的鲑鱼分布进行了调查，为了减轻对鲑鱼的影响，并未采用传统的 __________法进行种群数量调查，而是采用了环境 DNA(eDNA)技术。该技术从环境中提取 DNA 片段，结合 PCR 技术来检测目标生物，是一种新型生物资源调查手段，具体操作如下： ①水样中提取的 eDNA 可能来自水中动植物死亡后的组织细胞及各种排泄物，以及水中的 ________。首先根据鲑鱼的特有基因设计_________，然后进行 PCR，根据最后获得的 DNA 产量估计该取样点的鲑鱼种群密度。 ②eDNA 技术具有高灵敏、低成本、无损伤、快捷方便等优点，应用前景广泛，但不能用于 __________。 A．物种多样性的研究 B．某种鱼类的食性分析 C．濒危物种的调查 D．准确判断物种的实时存在情况 （5）美国政府最终于 10 年前，拆除了这两座大坝。当时有两种拆除方案： 方案一：在一个月内，完全拆除大坝，以尽快恢复河流的生态系统。 方案二：在三年内，分阶段拆除、逐渐恢复河流并冲走大坝下积累的淤泥。 请选择你认为合理的方案，并阐述理由_________。 【答案】 (1). 食物链 (2). 消费者 (3). 自然选择 (4). 鲑鱼不能洄游产卵，导致 其种群密度急剧下降 (5). 标志重捕 (6). 微生物 (7). 引物 (8). D (9). 方案 二，生态系统的自我调节能力有限，短期快速拆除大坝，会导致上、下游水量急剧改变，大 坝下堆积的淤泥大量流到下游，使生态系统受到破坏 【解析】 【分析】 1、生态系统的组成成分 成分 构成 作用（主要生理过程） 营 养 方 式 地位 非 生 非 光、热、水、土，气 为生物提供物质和能量 物 成 分 生 物 的 物 质 和 能 量 生 产 者 绿色植物、光合细菌、化能合成 细菌 将无机物转变成有机 （光合作用 化能合成用） 自养型 生态系统的基石 消 费 者 动物、寄生微生物、 根瘤菌 消费有机物（呼吸作用） 生态系统最活跃的 成分 生 物 成分 分 解 者 腐生微生物 分解动植物遗体（呼吸作 用） 异养型 生态系统的关键成 分 【详解】（1）鲑鱼中含有虾青素，而动物体内不能合成虾青素，虾青素主要是沿着食物链进 入鲑鱼体内。 （2）熊捕食鲑鱼，在生态系统中所属的成分是消费者，鲑鱼逆流洄游途中，有时需要跳起露 出水面，才能跃上台阶，而熊经常等待在台阶上，捕食鲑鱼，它这种特殊的捕食技巧，是在 自然选择的作用下，朝着特定方向进行形成的。 （3）大坝的建设，导致鲑鱼不能从海洋中回到淡水河中进行产卵，导致其种群密度急剧下降。 （4）一般情况下，对于活动能力强，活动范围广的生物，调查种群密度用标志重捕法。 ①水样中提取的 eDNA 可能来自水中动植物死亡后的组织细胞及各种排泄物，以及水中的微 生物；根据鲑鱼的特异基因设计引物来进行 PCR，则可根据水样中模板 DNA 含量的多少，来 估计该取样点的鲑鱼种群密度； ②eDNA 技术可以进行物种多样性研究，濒危物种调查。还可以根据鱼类的排泄物分析其食性。但是由于该技术分析的是动植物死后的组织细胞，所以不能准确判断物种的实时存在情况， ABC 正确，D 错误。 故选 D。 （5）生态系统的自我调节能力有限，急剧地改变生态系统的环境，会使生态系统受到破坏， 基于此的考虑，选择方案二较为合理。 【点睛】本题以材料为背景，主要考查生态系统结构等的相关知识，意在考查学生的识记和 理解能力，难度不大。 22.光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个代谢过程。 它是光合作用一个损耗能量的副反应。即绿色植物在照光条件下的呼吸作用。特点是有机物 在被分解转化过程中虽也放出 CO2，但不能生成 ATP，使光合产物被白白地耗费掉。所以光 呼吸越强，光合生产率相对就低。 光呼吸现象产生的分子机制是 O2 和 CO2 竞争 Rubisco 酶。在暗反应中，Rubisco 酶能够以 CO2 为底物实现 CO2 的固定，而当 O2 浓度高、CO2 浓度低时，O2 会竞争 Rubisco 酶。Rubisco 酶 以 O2 为底物，对五碳化合物进行加氧氧化。光呼吸使光合作用产物损失的具体过程如图所示。 水稻、小麦等 C3 植物的光呼吸显著，通过光呼吸损耗光合作用新形成有机物的 1/4，而高粱、 玉米等 C4 植物的光呼吸消耗很少，只占光合作用新形成有机物的 2%~5%。与 C3 植物相比，C4 植物代谢的不同点是，C4 植物叶肉细胞的细胞质基质具有一种特殊的 PEP 羧化酶，它催化如 下反应：PEP+HCO3—→苹果酸（C4）+Pi。苹果酸进入维管束鞘细胞，生成 CO2 用于暗反应， 再生出的丙酮酸（C3）回到叶肉细胞中，进行循环利用。叶肉细胞包围在维管束鞘细胞四周， 形成花环状结构。PEP 羧化酶与 CO2 的亲和力是 Rubisco 酶的 60 倍，也就是 PEP 羧化酶能固 定低浓度的 CO2。水稻和小麦作为养活全世界几乎 40%人口的主要作物，它们的产量近几年越来越难满足全球 快速增长的食物需求。目前，国际上有很多科研人员致力于提高水稻、小麦的光合速率的研 究，旨在提高粮食作物产量。 （1）在光呼吸过程中，有机物被氧化分解，却无 ATP 生成，而 ATP 能应用于 ___________________（写出三条）等生命活动中，故会造成有机物浪费的结果。 （2）有观点指出，光呼吸的生理作用在于高温天气和过强光照下，蒸腾作用过强，植物失水 过多，____________大量关闭，导致 CO2 供应减少。此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成 的多余的____________，并且光呼吸的最终产物还可以作为暗反应阶段的原料，这是有重要 正面意义的。 （3）综合文中信息，请解释 C4 植物光呼吸比 C3 植物小很多的原因__________。 （4）请根据高中所学知识和本文中的信息，在基因水平上写出两条具体的提高水稻、小麦光 合作用的研究思路__________。 【答案】 (1). 根吸收无机盐、细胞分裂、DNA 复制等 (2). 气孔 (3). [H]和 ATP (4). 即使在低 CO2 浓度下，C4 植物叶肉细胞中高效的 PEPC 酶能够利用极低浓度的 CO2，且 花环状的结构使得多个叶肉细胞中的 CO2 富集到一个维管束鞘细胞中，使得维管束鞘细胞 CO2 浓度高，在竞争 Rubisco 酶中有优势，抑制光呼吸 (5). 利用基因工程技术在水稻、小 麦中引入 C4 途径的相关基因；改造 Rubisco 酶的基因进而改变 Rubisco 酶结构，使得只特异性 结合 CO2 【解析】 【分析】 植物的光合作用原理是在叶绿体里利用光能把二氧化碳和水合成有机物并放出氧气，同时把 光能转变成化学能储存在制造的有机物里，光合作用又分为光反应和暗反应，光反应的物质 变化有水的光解和 ATP 的合成，暗反应的物质变化为二氧化碳的固定和三碳化合物的还原， 影响光合作用的环境因素有温度、二氧化碳浓度及光照强度，据此解答。 【详解】（1）ATP 是细胞生命活动的直接能源物质，故 ATP 可用于多种生命活动，如根吸收无机盐、细胞分裂、DNA 复制等。 （2）植物细胞吸收二氧化碳是从气孔进入细胞。如果蒸腾作用过强，植物失水过多，气孔大 量关闭，导致 CO2 供应减少，此时暗反应受阻。有光照，光反应继续产生[H]和 ATP，此时光 呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的[H]和 ATP，同时光呼吸的最终产物还可以作为暗反应 阶段的原料，这是有重要正面意义的。 （3）此问需要结合两个内容，一是 C4 途径的特点，二是光呼吸的分子机制。首先，C4 的特 点是为 Rubisco 酶提供高浓度 CO2。这个实现的条件有两点，①PEP 羧化酶固定 CO2 能力强； ②固定的这些 CO2 被花环状结构富集与维管束鞘细胞中。第二，高浓度的 CO2 能够竞争 Rubisco 酶，避免 O2 与 Rubisco 酶结合进而避免光呼吸的产生；所以 C4 植物光呼吸比 C3 植物 小很多。 （4）通过基因工程原理，在基因水平上提高水稻、小麦光合作用的研究思路：一、利用基因 工程技术在水稻、小麦中引入 C4 途径的相关基因；二改造 Rubisco 酶的基因进而改变 Rubisco 酶结构，使得只特异性结合 CO2。 【点睛】本题考查光合作用和光呼吸的相关知识，意在考查考生的识图能力和理解所学知识 要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的 能力，属于考纲理解层次的考查。 23.色氨酸是大肠杆菌合成蛋白质所必需的一种氨基酸。研究人员发现，在培养基中无论是否 添加色氨酸，都不影响大肠杆菌的生长。 （1）研究发现，大肠杆菌有 5 个与色氨酸合成有关的基因。在需要合成色氨酸时，这些基因 通过__________（过程）合成相关酶。大肠杆菌对色氨酸需求的响应十分高效，原因之一是 由于没有核膜的界限，__________。 （2）进一步发现，在培养基中增加色氨酸后，大肠杆菌相关酶的合成量大大下降。经过测序， 研究者发现了大肠杆菌色氨酸合成相关基因的结构（图 1）。 ①由图 1 可知，在培养基中有__________的条件下，trpR 指导合成的抑制蛋白能够结合在操纵序列，从而阻止__________与启动子的结合，从而抑制色氨酸相关酶的合成。 ②随着研究的深入，研究者发现，色氨酸合成相关基因转录后形成的 mRNA 的 5’端有一段“无 关序列”编码出的多肽不是色氨酸合成酶，但将这段多肽对应基因序列敲除后，发现色氨酸 合成酶的合成出现了变化（图 2）。由此可知，图 1 中的抑制蛋白的抑制作用是__________（填 “完全的”或“不完全的”），推测“无关序列”的作用是__________。 “无关序列”包含具有一定反向重复特征 4 个区域，且其中富含色氨酸的密码子。当核糖体 在 mRNA 上滑动慢时，2、3 区配对；相反，3、4 区配对形成一个阻止 mRNA 继续合成的茎— 环结构（图 3）。 进一步研究发现，在培养基中有色氨酸时，色氨酸合成相关基因能够转录出一个很短的 mRNA 分子，该段分子只有 1—4 区的长度。结合上述研究，“无关序列”完成调控的机制是 __________。 （3）“无关序列”在控制大肠杆菌代谢的过程中起到了一种“RNA 开关”功的能，令其能够 响应外界代谢物的含量变化，避免了__________。请提出有关这种“RNA 开关”调控机制的 一种研究或应用前景：__________。 【答案】 (1). 转录和翻译（表达） (2). 转录和翻译同时发生 (3). 色氨酸 (4). RNA 聚合酶 (5). 不完全的 (6). 响应色氨酸的浓度变化，进一步抑制色氨酸合成酶相关基因 的转录 (7). 在色氨酸浓度高时，核糖体在“无关序列”mRNA 上翻译出带有色氨酸的多 肽块，3、4 区配对，阻止色氨酸相关基因的完整转录 (8). 物质和能量的浪费 (9). 利 用这种“RNA 开关”类似的调控序列导入到癌细胞中，令其在营养充分时也不能正常表达基 因，从而抑制生长【解析】 【分析】 基因表达包括转录和翻译两个过程，其中转录是以 DNA 的一条链为模板合成 RNA 的过程， 真核细胞该过程主要在细胞核中进行，需要 RNA 聚合酶参与；翻译是以 mRNA 为模板合成 蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上，需要以氨基酸为原料，还需要酶、能量和 tRNA。原 核细胞中转录和翻译同时发生在同一空间内。 【详解】（1）如果酶的本质是蛋白质，可通过控制该酶的基因通过转录和翻译最终合成。大 肠杆菌原核生物，无核膜包裹的细胞核，转录和翻译可同时发生，故大肠杆菌对色氨酸需求 的响应十分高效。 （2）①存在色氨基酸的情况下，激活了抑制蛋白，抑制蛋白能够结合在操纵序列，抑制 RNA 聚合酶与启动子的识别，抑制色氨酸合成相关酶基因的转录。 ②敲除“无关序列”前色氨酸合成相关酶的合成量大于敲除“无关序列”后的检测量，说明抑制蛋 白没有完全抑制色氨酸合成相关酶基因的表达。敲除“无关序列”前，色氨酸合成相关酶的合成 量对色氨酸浓度的感受更为敏感，因此说明“无关序列”响应色氨酸的浓度变化，进一步抑制色 氨酸合成酶相关基因的转录。 “无关序列”的作用取决于核糖体在这一段 mRNA 上的翻译速度，“无关序列”中有很多色氨酸 的密码子，当色氨酸含量达到一定量，“无关序列”mRNA 能够获得更充足的“色氨酸-tRNA”， 核糖体滑动更快，导致 3、4 区配对，阻止色氨酸相关基因的完整转录，从而抑制了核糖体对 “无关序列”后真正色氨酸合成酶相关 mRNA 的翻译。 （3）“无关序列”在控制大肠杆菌代谢的过程中起到了一种“RNA 开关”的功能，令其能够响应 外界代谢物的含量变化，避免了物质和能量的浪费。利用这种“RNA 开关”类似的调控序列导 入到癌细胞中，令其在营养充分时也不能正常表达基因，从而抑制癌细胞的生长，达到治疗 癌症的作用。 【点睛】本题结合图示，考查遗传信息的转录和翻译，意在考查考生的识图能力和理解所学 知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问 题的能力，属于考纲识记和理解层次的考查。 24.玉米具有易种植、遗传背景清晰等特点，是遗传学家常用的实验材料。 （1）研究者利用一种紫色籽粒玉米品系与无色籽粒玉米品系进行杂交实验，实验过程及结果 如图 1 所示。据此推测，籽粒颜色的遗传由__________对基因控制，符合__________定律。（2）为研究花斑性状出现的原因，研究者进行了系列实验。 ①利用 F2 代花斑籽粒玉米进行测交实验，发现后代中超过 10%的玉米籽粒颜色为紫色，该现 象__________（填“可能”或“不可能”）是由于发生了基因突变，原因是__________。 ②针对花斑性状的这种“不稳定性”，有学者提出决定玉米籽粒颜色的基因（A/a）中存在一种 移动因子，可以插入到基因中，也可以从基因中切离，该因子的移动受到另一对等位基因 （B/b）控制。因此花斑性状产生的原因是玉米发育过程中进行__________分裂时，B 基因的 存在使得 a 基因中的移动因子随机切离，恢复为 A 基因，这一事件在发育过程越早的时期， 紫斑越__________。类似地，测交实验后代中出现紫色性状的原因是__________。 ③研究者发现上述测交实验中恢复为紫色籽粒的玉米中，又出现了一些籽粒无色、凹陷、非 蜡质的新表型（图 2a）。经研究，决定籽粒颜色、性状、蜡质的基因均位于 9 号染色体上（图 2b）。 由此，研究者提出切离的移动因子可能会插入其他位置，并从其他位置切离导致染色体断裂。 根据该推测，请在图 2b 中画出移动因子插入、切离的位置_____。 （3）科学家发现的移动因子可以导致频繁的_____（变异类型），从而为育种提供丰富的材料。 请根据本题信息，提出基于移动因子的育种基本思路_________。 【答案】 (1). 2 (2). 自由组合 (3). 不可能 (4). 基因突变具有低频性 (5). 有 丝 (6). 大 (7). 花斑玉米产生的 aB 配子中，B 基因的存在使 a 基因恢复为 A，获得该配子的子代玉米表现为紫色籽粒 (8). (9). 基因 突变和染色体结构变异 (10). 选择具有移动因子和 B 基因的品种进行杂交，选取后代出现 符合需要的突变性状且 bb 纯合的植株留种 【解析】 【分析】 基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程 中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配 子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。 紫色籽粒玉米品系与无色籽粒玉米品系进行杂交，F1 全为紫色玉米，F1 自交得到 F2，F2 中性 状分离比为 12:3:1，属于 9:3:3:1 的变形，说明玉米籽粒是由两对等位基因控制，且遵循基 因的自由组合定律。 【详解】（1）通过分析可知，玉米籽粒颜色性状受 2 对基因控制，符合自由组合定律。 （2）①基因突变具有低频性，而题中变异率高达 10%，故不可能是基因突变。 ②籽粒颜色是由体细胞中基因表达的结果，体细胞是由受精卵有丝分裂而成。切离事件发生 时间越早，更原始的体细胞表达出 A 基因决定的紫色性状，紫色斑越大。测交时，花斑玉米 （aaB_）产生的 aB 配子中，B 基因的存在使 a 基因恢复为 A，获得该配子的子代玉米表现为 紫色籽粒。 ③测交后代中，恢复为紫色籽粒的玉米基因型为 A_Bb，其中 B 基因能够让已存在的移动因子 让 A、S、W 基因由于染色体断裂而消失，那么移动因子插入并切离的位置需要在着丝点和 A+S+W 基因之间，让三个基因一起断裂消失，具体如图 。（3）由上述题目分析可见，移动因子能够破坏基因和染色体的结构，引起基因突变和染色体 结构变异。在育种时，为了保持突变体（由于移动因子插入野生型基因产生）的性状，选择 具有移动因子和 B 基因的品种进行杂交，选取后代出现符合需要的突变性状且 bb 纯合的植株 留种。 【点睛】本题旨在考查学生理解并掌握基因的自由组合定律的实质等知识，把握知识的内在 联系，形成知识网络，并结合题干题干信息进行推理、解答问题。 25.为探究植物免疫的作用机制，科研人员以拟南芥为材料进行研究。 （1）病原菌入侵植物时，植物细胞膜表面的__________可以识别病原菌，病原菌可向植物体 内注入一些效应因子来抑制植物的免疫。植物通过让感病部位出现类似于动物细胞凋亡的现 象，阻止病原菌的进一步扩散。植物和病原菌在相互影响中不断进化和发展，称为 __________。 （2）植物对抗病原体的免疫包括两方面，一方面是细胞表面的物理屏障，如质膜和细胞壁间 形成胝质沉淀，有效防御病原体的入侵；另一方面是植物细胞分泌的起防御作用的化学物质， 如 H2O2。科研人员用白粉菌侵染拟南芥突变体，得到下图 1 和图 2 所示结果。由此推测 E 基 因在植物免疫中的作用是__________。 （3）水杨酸和茉莉酸信号通路可能参与植物免疫，已知 P 基因是水杨酸信号通路上的关键基 因，C 基因是茉莉酸信号通路上的关键基因。为探究 E 基因是水杨酸还是茉莉酸信号通路上 的关键基因，科研人员利用 E 基因、P 基因和 C 基因敲除突变体进一步研究，实验结果如图 3。①实验结果表明 E 基因是__________通路上的关键基因，判断依据是__________。 ②请选用以下符号和基因：“→（促进）”、“ （抑制）”、E 基因、P 基因、C 基因，表 示这些基因参与植物免疫的可能通路__________。 （4）研究者由以上实验结果提出假设，当白粉菌感染拟南芥时，水杨酸增强了植物的免疫反 应。为验证该假设，研究者设计了如下实验，请完善该实验设计。 预期检测结果 材料 感染处理 水杨酸 胝质沉淀 H2O2 含量 对照组 野生型 ___________ ________ 少 ___________ 实验组 __________ 白粉病菌感染 _________ 多 __________ （5）请根据本研究结果，在农业生产中提高产量提出合理建议__________。 【答案】 (1). 膜蛋白（糖蛋白） (2). 共同进化（共同进化） (3). 通过抑制胝质沉 淀的形成与 H2O2 的产生进而抑制植物免疫 (4). 水杨酸 (5). 第 5 组与第 1 组结果相近， 第 6 组与第 2 组结果相近，说明 C 基因不参与白粉菌诱导的植物免疫，E 基因的作用与茉莉 酸信号通路无关；第 4 组与第 3 组结果相近，远高于第 2 组，说明 E 基因在水杨酸信号通路 中起作用 (6). E P→植物免疫 (7). 白粉病菌感染 (8). 不加 (9). 少 (10). 野生型 (11). 加 (12). 多 (13). 适当时喷施一定量的水杨酸 【解析】【分析】 （1）（2）小题对植物免疫的一般原理进行了一些铺垫，（3）小题将信号通路研究的一般思想 方法渗透其中。研究人员往往利用敲除突变体进行信号通路的研究，将双基因敲除突变体的 表现型与单基因敲除突变体比较，分析被敲除基因在信号通路中的上下游关系。 【详解】（1）病原菌入侵植物时，能够被植物细胞膜表面的糖蛋白识别。植物通过让感病部 位出现类似于动物细胞凋亡的现象，阻止病原菌的进一步扩散。这是植物和病原菌在长期的 进化过程选择出来的一种生存方式，属于协同进化（共同进化）。 （2）由图 1 分析可知，敲除 E 基因（E 基因突变）的植物出现了胝质沉淀，野生型（E 基因 正常）没有，说明 E 基因通过抑制胝质沉淀的形成抑制植物免疫；由图 2 分析可知，敲除 E 基因的植物 H2O2 含量明显高于野生型，说明 E 基因通过抑制 H2O2 的产生进而抑制植物免疫。 （3）①第 5 组与第 1 组结果相近，第 6 组与第 2 组结果相近，说明 C 基因不参与白粉菌诱导 植物免疫，E 基因的作用与茉莉酸信号通路无关；第 4 组与第 3 组结果相近，远高于第 2 组， 说明 E 基因在水杨酸信号通路中起作用，说明 E 基因在水杨酸信号通路中起作用。 ②由上图分析推测；P 基因促进植物免疫，E 基因抑制植物免疫，如果 P 基因是上游基因，P E，敲除 P，解除了对 E 的抑制，则抑制免疫，则 3 组发病高，但如果是双敲除，E 减少，则 植物不容易患病，但 3 组和 4 组植物患病无明显差异，所以这些基因参与植物免疫的可能通 路是 E P→植物免疫。 （4）由假设可知，自变量是水杨酸增强，所以材料处理、感染处理都是无关变量，若假设成 立，则实验组的水杨酸增多。由图 1、2 可知，敲除 E 基因的拟南芥，胝质沉淀增多，H2O2 含 量多，由此完成表格如图： （5）本研究结果是水杨酸增强了植物的免疫反应，所以农业生产上适当时喷洒一定量的水杨 酸，可以提高植物抗病菌感染能力。 【点睛】本题以植物免疫机理及信号通路研究为背景，主要考查学生获取信息能力和实验探 究能力。（3）小题较难，但对思维的逻辑性、完整性要求较高。 26.癌症是危害人类健康的严重疾病。免疫系统在监控和清除癌变细胞中起着十分重要的作用。 我国科学家陈列平研究组对癌细胞与免疫系统在癌症发生中的相互作用进行了研究。 的（1）癌细胞的产生往往是由于_______________突变导致的，免疫系统通过识别癌细胞表面 的_______________进而将之清除。 （2）癌症难以治疗的原因之一是其具有一种逃避免疫系统监控和清除的机制。该研究组进行 了如下实验发现在癌细胞表面特异性表达的膜蛋白 B7-H1 可能起着上述作用： ①向 624mel 细胞中转入含 B7-H1 的_______________，利用荧光标记抗体检测 B7-H1 在 624mel 细胞中的表达量，结果如图 1，说明 B7-H1 已在这些 624mel 细胞中高表达，依据是 _________________。 ②将上述 624mel 细胞与 T 细胞共培养，检测 T 细胞的凋亡率，结果如图 2。结果表明癌细胞 逃避免疫系统监控和清除的机制是_____________。因此，临床上可通过注射抗 B7-H1 单克隆 抗体来在一定程度上治疗癌症。 （3）①在实际临床使用中，部分患者注射抗 B7-H1 抗体后并未得到良好疗效。该研究组猜测， 癌细胞表面可能还存在其他与 B7-H1 起类似作用的分子，为了找到这些能与 T 细胞表面受体 特异性结合的分子，开发了如图 3 所示的实验进行筛选。图中 aAPC 上的膜蛋白是转入的癌细 胞候选基因表达产物。此系统实现筛选的原理是___________，对照组的设置应为___________。 研究组最终通过此种方法筛选到 Siglec15。②该研究组进一步进行研究发现 Siglec15 与 B7-H1 往往不会在同一种癌细胞中表达。筛选出 Siglec15 的意义是_______________。 （4）综上，提出两条用于癌症治疗的思路__________________。 【答案】 (1). 原癌基因和抑癌基因 (2). 特异性抗原 (3). 基因表达载体（重组质粒） (4). 实验组用抗 B7-H1 抗体处理后，荧光强度明显高于无关抗体，对照组无显著差异且均较 低 (5). 通过 B7-H1 与 T 细胞表面受体结合，诱导 T 细胞凋亡 (6). 将众多膜蛋白单独 表达于 aAPC 表面，通过观察荧光强度判断该膜蛋白是否与 T 细胞表面受体结合，筛选出可 与 T 细胞表面受体结合的膜蛋白 (7). 给 aAPC 转入空载体，其余同实验组 (8). 为注射 抗 B7-H1 抗体无效的肿瘤患者提供新的治疗靶点 (9). 降低 B7-H1 或 S15 的表达；其他途 径抑制 T 细胞凋亡 【解析】 【分析】 细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变，其中原癌基因负责调节细胞周期， 控制细胞生长和分裂的过程，抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。 【详解】（1）癌细胞的产生往往是由于原癌基因和抑癌基因突变导致的，免疫系统通过识别 癌细胞表面的特异性抗原进而将之清除。 （2）①向 624mel 细胞中转入含 B7-H1 的基因表达载体（重组质粒）；转入 B7-H1 的实验组， 用 B7-H1 荧光标记抗体检测细胞时，发现荧光显著高于无关抗体的检测结果，说明该细胞中 大量表达了 B7-H1；而此时对照组两种抗体的检测结果无差异，且荧光信号均较低。 ②624mel 细胞中 B7-H1 表达量升高后，会导致与其共培养的 T 细胞凋亡率明显提高，推测 B7-H1 可以通过与 T 细胞表面受体的结合，来诱导 T 细胞的凋亡。 （3）①癌细胞中还存在与 B7-H1 类似的其他分子，这些分子也能结合 T 细胞表面受体。所以 将众多膜蛋白单独表达于 aAPC 表面，通过观察荧光强度判断该膜蛋白是否与 T 细胞表面受体结合，筛选出可与 T 细胞表面受体结合的膜蛋白，能够发生结合的，就会产生荧光信号； 对照组的设置应为给 aAPC 转入空载体，其余同实验组。研究组最终通过此种方法筛选到 Siglec15。 ②筛选出 Siglec15 的意义：找到了这些能与 T 细胞表面受体结合的其他分子，可以作为新的 癌症治疗靶点，用于 B7-H1 单抗无效的癌症治疗。 （4）综上，用于癌症治疗的思路：①减少能够导致 T 细胞凋亡的癌细胞表面蛋白的表达；② 或者其他抑制 T 细胞凋亡途径等均可以。 【点睛】本题考查细胞癌变，癌症的治疗相关知识，考查学生理解所学知识的要点，把握知 识的内在联系的能力，分析题干获取信息的能力及利用相关知识对某些生物学问题进行解释、 推理、判断的能力。