2020届北京市西城区高三一模生物试题（解析版）

西城区高三统一测试 生物 一、选择题 1.将与生物学有关的内容依次填入下图各框中，其中包含关系错误的选项是（ ） 框号 选项 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ A 核酸 DNA RNA 转运 RNA 核糖体 RNA 信使 RNA B 减数分裂 减Ⅰ 减Ⅱ 同源染色 体分开 非同源染色 体自由组合 非姐妹染色单 体交叉互换 C 生命活动调节 植物的激 素调节 动物生命 活动调节 神经调节 体液调节 免疫调节 D 生态系统 非生物的 物质和能 量 生物群落 生产者 消费者 分解者 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【分析】 1、减数分裂过程： （1）减数第一次分裂间期：染色体的复制。 （2）减数第一次分裂：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。 （3）减数第二次分裂过程：①前期：染色体散乱排列在细胞中；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③ 后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤 体和染色体消失。 2、生态系统的组成成分：（1）非生物的物质和能量（无机环境）；（2）生产者（自养型）：主要是绿色 植物，还有少数化能合成型生物；（3）消费者（异养型）：主要是动物，还有营寄生生活的微生物；（4） 分解者（异养型）：主要是指营腐生生活细菌和真菌，还有少数动物。 【详解】A、核酸包括 DNA 和 RNA 两种，RNA 又分为 mRNA（信使 RNA）、rRNA（核糖体 RNA）、tRNA （转运 RNA）三种，A 正确 B、减数分裂过程包括减Ⅰ和减Ⅱ，减Ⅰ前期会出现同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换，减Ⅰ后期会 出现同源染色体分离和非同源染色体自由组合，减Ⅱ分裂过程中没有同源染色体，B 错误； C、生命活动的调节包括植物的生命活动调节和动物的生命活动调节，植物生命活动调节主要是植物激素调 节，动物生命活动调节包括神经调节、体液调节和免疫调节，C 错误； D、生态系统是指生活在一定区域的所有生物及其生活的无机环境，生活在一定区域的所有生物可构成群落 ，包括生产者、消费者和分解者，D 错误。 故选 B。 2.如图表示一种酶与其对应底物，以下叙述错误的是（ ） A. 高温导致该酶空间结构发生改变 B. 高温下该酶失活是因其活性位点与底物不吻合 C. 降低至最适温度时此酶的活性位点结构能恢复 D. 酶的专一性是由酶和底物的空间结构决定的 【答案】C 【解析】 【分析】 酶的活性受温度（pH）影响，在最适温度（pH）时，酶的活性最强，低于或高于最适温度（PH），酶的活 性降低。高温、过酸、过碱会使酶变性失活。【详解】A、由图可知高温导致该酶空间结构发生了改变，A 正确； B、高温使酶的结构发生了改变，其活性位点与底物不吻合，导致酶失活，不能催化底物分解，B 正确； C、高温使酶的结构发生的改变是不可逆的，即使降低至最适温度，酶的结构也不能恢复，C 错误； D、酶的专一性是由酶和底物的空间结构决定的，当底物与酶的活性位点形成互补结构时，酶才可催化底物 发生变化，D 正确。 故选 C。 3.如图是 3 种抗生素影响某种细菌繁殖的实验结果。下列相关叙述不正确的是（ ） A. 各组实验所用培养基均需要灭菌 B. 各实验组需分别加入等量的抗生素 C. 实验需要设置不加抗生素的对照组 D. 氯霉素对此种细菌没有抑制作用 【答案】D 【解析】 【分析】 图示显示 3 种抗生素对某种细菌繁殖的影响，由图可知，青霉素能在较短时间内高效的抑制细菌的繁殖， 其次抑菌效果较好的是链霉素，氯霉素的效果最差。 【详解】A、本实验是研究三种抗生素对某种细菌繁殖的影响，自变量是抗生素的种类，因变量是某细菌的 数量，为了防止其它微生物干扰实验结果，各组实验所用培养基均需要灭菌，A 正确； B、加入抗生素的量为无关变量，各组应相同，B 正确； C、为了说明抗生素的抑菌效果，实验中需要设置不加抗生素的对照组，C 正确； D、由于没有不加抗生素的对照组的实验数据，所以不能说明氯霉素对此种细菌没有抑制作用，D 错误。 故选 D。 4.红细胞中的血红蛋白可以与 O2 结合，随血液循环将 O2 运输至人体各处的细胞，供细胞生命活动利用。下 图为喜马拉雅登山队的队员们在为期 110 天的训练过程中随运动轨迹改变（虚线），红细胞数量变化过程。以下相关叙述错误的是（ ） A. 随海拔高度增加，人体细胞主要进行无氧呼吸 B. 血液中的 O2 以自由扩散方式进入组织细胞 C. 红细胞数量增加，利于增强机体携带氧的能力 D. 返回低海拔时，人体红细胞对高海拔的适应性变化会逐渐消失 【答案】A 【解析】 【分析】 由图可知，随着海拔高度增加，空气中氧气含量降低，机体会增加红细胞的数量，以利于增强机体携带氧 的能力，但机体增加红细胞数量的能力是有限的，所以随着海拔高度的增加，人体会出现缺氧的症状。 【详解】A、人体属于需氧型生物，主要进行有氧呼吸，在缺氧或剧烈运动时，部分细胞可进行无氧呼吸产 生能量以补充有氧呼吸产生能量的不足，所以随海拔高度增加，人体细胞仍主要进行有氧呼吸，A 错误； B、O2 进入组织细胞的方式为自由扩散，B 正确； C、红细胞数量增加，在低氧条件下可有更多的机会结合氧，有利于增强机体携带氧的能力，C 正确； D、在高海拔处，机体的红细胞数量增加，这是机体的一种适应性调节过程，返回低海拔时，人体通过自身 的调节，会使红细胞对高海拔的适应性变化逐渐消失，D 正确。 故选 A。 5.CDK 蛋白是一类调控细胞周期进程的激酶。P27 蛋白可以插入到 CDK 蛋白中改变其构象，使细胞周期停 滞于 DNA 复制前。研究发现，敲除小鼠的 P27 基因，基因敲除小鼠的体型和一些器官的体积均大于正常小 鼠。以下推论不正确的是（ ） A CDK 蛋白可激活细胞有丝分裂.B. P27 蛋白是 CDK 蛋白的活化因子 C. 敲除 P27 基因可能引发细胞癌变 D. P27 基因表达能抑制细胞的增殖 【答案】B 【解析】 【分析】 根据题意：敲除小鼠的 P27 基因，基因敲除小鼠的体型和一些器官的体积均大于正常小鼠，说明 P27 基因 可控制细胞生长和分裂的进程。“CDK 蛋白是一类调控细胞周期进程的激酶。P27 蛋白可以插入到 CDK 蛋 白中改变其构象，使细胞周期停滞于 DNA 复制前”，说明 CDK 蛋白与间期 DNA 复制有关。 【详解】A、根据“P27 蛋白可以插入到 CDK 蛋白中改变其构象，使细胞周期停滞于 DNA 复制前”，说明 CDK 蛋白结构改变，细胞分裂被抑制，由此可推测 CDK 蛋白可激活细胞有丝分裂，A 正确； B、P27 蛋白可以插入到 CDK 蛋白中改变其构象，使 CDK 蛋白活性丧失，所以 P27 蛋白不是 CDK 蛋白的 活化因子，B 错误； C、敲除 P27 基因后小鼠的体型和一些器官的体积均大于正常小鼠，说明 P27 基因可控制细胞生长和分裂的 进程，该基因缺失后，可能会导致细胞的分裂失控，从而引发细胞癌变，C 正确； D、P27 基因表达形成的 P27 蛋白可以插入到 CDK 蛋白中改变其构象，使细胞周期停滞于 DNA 复制前，细 胞停止分裂，所以 P27 基因表达能抑制细胞的增殖，D 正确。 故选 B。 6.在进行“观察植物细胞的质壁分离及复原”的实验时，下列相关叙述不正确的是 （ ） A. 实验材料应选择有活性的且有大液泡的植物细胞 B. 在显微镜下看到正常细胞后再滴加高浓度蔗糖溶液 C. 只有具紫色液泡的洋葱表皮细胞才能发生质壁分离 D. 本实验不能证实溶质分子进出细胞的方式 【答案】C 【解析】 【分析】 成熟的植物细胞构成渗透系统，可发生渗透作用。质壁分离的原因：外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度； 内因：原生质层相当于一层半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质。 【详解】A、大液泡中含有大量的水，当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，大量水外流，可出现明显的质壁 分离现象；只有活细胞的原生质层才具有选择透过性，才能出现质壁分离，所以实验材料应选择有活性的且有大液泡的植物细胞，A 正确； B、该实验的第一次显微观察是装片制作完成后，观察活细胞的正常形态，目的是与滴加蔗糖溶液后发生质 壁分离的细胞形态进行对照，所以应在显微镜下看到正常细胞后再滴加高浓度蔗糖溶液，B 正确； C、理论上具有大液泡 成熟植物活细胞在一定浓度的蔗糖溶液中都可以发生质壁分离，具紫色液泡的洋葱 表皮细胞因液泡为紫色，在实验过程中更容易观察到液泡体积的变化。并非只有液泡有颜色的植物细胞才 能发生质壁分离，C 错误； D、溶质分子进出细胞的方式有自由扩散、主动运输等，不能通过植物细胞的质壁分离及复原实验来证实， D 正确。 故选 C。 7.牙鲆鱼（染色体数目 2n=48）的性别决定方式为 XY 型。为获得经济价值更高的雌鱼，研究人员设法使牙 鲆鱼次级卵母细胞直接发育为新个体，称为初代 P 品系。取部分初代 P 品系胚胎在 27℃高温下培养，这些 胚胎发育成为雄鱼。让这些雄鱼与正常温度下发育成的 P 品系雌鱼交配，可以产生二代 P 品系。下列相关 叙述正确的是（ ） A. 次级卵母细胞中性染色体为 X 或 Y 染色体 B. P 品系鱼胚胎细胞染色体数目为 4n=96 条 C. 二代 P 品系在正常温度下均会发育为雌鱼 D. 牙鲆鱼性别由环境温度决定，与性染色体无关 【答案】C 【解析】 【分析】 由题意知，牙鲆鱼是二倍体，含有 2 个染色体组，减数第一次分裂时，同源染色体发生分离，形成的次级 卵母细胞含有一个染色体组，减数第二次分裂后期，着丝点分裂，染色体数目暂时加倍，含有 2 个染色体 组，此时的 2 个染色体组是由复制产生的，遗传物质相同，因此如果不在进行分裂直接发育形成品系 P，品 系 P 是纯合体。 【详解】A、牙鲆鱼（染色体数目 2n=48）的性别决定方式为 XY 型，雌性个体的性染色体组成为 XX，所 以次级卵母细胞中性染色体只含 X，不含 Y，A 错误； B、由题意知，初代 P 品系是牙鲆鱼次级卵母细胞直接发育为的新个体，减数第二次分裂后期由于着丝点的 分裂，此时次级卵母细胞内的染色体数与体细胞相同，所以 P 品系鱼胚胎细胞染色体数目为 2n=48 条，其 有丝分裂后期的细胞内染色体数为 96 条，B 错误； C、由于次级卵母细胞只含有 X 染色体，着丝点分裂后是 2 条 X 染色体，因此发育形成的个体性染色体为 XX 的，部分初代 P 品系胚胎在 27℃高温下培养，胚胎发育成为雄鱼，但性染色体组成不变，仍为 XX，与正常温 度下发育成的 P 品系雌鱼（XX）交配，产生的二代 P 品系的性染色体组成均为 XX，在正常温度下均会发 育为雌鱼，C 正确； D、由题意知，牙鲆鱼（染色体数目 2n=48）的性别决定方式为 XY 型，常温环境下性染色体组成为 XY 的 发育为雄性，性染色体组成为 XX 的发育为雌性，在 27℃高温下性染色体组成为 XX 的发育成为雄鱼，说 明牙鲆鱼的性别既与性染色体有关，也受环境影响，D 错误。 故选 C。 8.某研究小组为研究自然选择的作用，进行了如下实验：将直毛长翅果蝇（AABB）与分叉毛残翅（aabb） 果蝇杂交，杂交后代作为第 0 代放置在塑料箱中，个体间自由交配。装有食物的培养瓶悬挂在箱盖上，使 残翅个体难以进入。连续培养 7 代，检测每一代 a、b 的基因频率，结果如图所示。已知 A、a 与 B、b 基因 是自由组合的。下列相关叙述正确的是（ ） A. 第 2 代成年果蝇的性状分离比为 9∶3∶3∶1 B. 种群数量越大，a 基因频率的波动幅度会越小 C. a、b 基因频率的变化都是自然选择的结果 D. 培养至某一代中无残翅个体时，b 基因频率为 0 【答案】B 【解析】 【分析】 根据图表信息可知，直毛基因为 A，分叉毛基因为 a，长翅基因为 B，残翅基因为 b，直毛长翅果蝇（AABB ）与分叉毛残翅（aabb）果蝇杂交，杂交后代基因型为 AaBb，将其作为 0 代放置在塑料箱中，个体间自由 交配，装有食物的培养瓶悬挂在箱盖上，使残翅个体难以进入，所以自由交配的后代中残翅个体的生存率 会降低，b 基因的频率会降低。 【详解】A、已知 A、a 和 B、b 基因是自由组合的，那么这两对基因分别位于两对常染色体上，遵循分离定律和自由组合定律，亲本杂交的第一代表现型均为直毛长翅，第二代性状分离比为 9∶3∶3∶1。题中说杂交 后代作为第 0 代，那么应是第 1 代性状分离比为 9∶3∶3∶1，且残翅个体会被淘汰，所占残翅比例会下降，第 二代也不满足 9∶3∶3∶1 的性状分离比，A 错误； B、由题意可知，只会将残翅个体淘汰，对 A、a 基因无影响，该等位基因比例始终为 1∶1，种群数量越大 ，得到的结果与理论比例越接近，基因频率的波动幅度越小，B 正确； C、a 基因不受所创设的外界环境干扰，其基因频率的变化是自然选择的结果；b 基因受人为干扰，残翅个 体被选择性淘汰而无法与长翅个体进行交配，所以其基因频率的变化不是自然选择的结果，C 错误； D、培养至某一代中无残翅个体时，仍有可能存在基因型为 Bb 的个体，b 基因频率不为 0，D 错误。 故选 B。 9.某种噬菌体外壳蛋白基因突变使 mRNA 中部出现一个终止密码子，导致外壳蛋白无法合成，噬菌体不能 增殖。但这种噬菌体能在大肠杆菌 C 品系中顺利增殖，释放子代噬菌体。下列假设最合理的是（ ） A. 大肠杆菌 C 品系中某种突变型 tRNA 能识别并结合该终止密码子 B. 大肠杆菌 C 品系中的某物质能定向诱发噬菌体 DNA 回复突变 C. 大肠杆菌 C 品系中的核糖体能够跳过终止密码继续向前移动 D. 大肠杆菌 C 品系中存在该突变 mRNA 的互补 RNA，辅助其翻译 【答案】A 【解析】 【分析】 翻译形成蛋白质的直接模板是 mRNA，核糖体沿 mRNA 移动，直至读取到终止密码翻译结束。突变的噬菌 体能在大肠杆菌 C 品系中顺利增殖，说明能合成噬菌体的外壳蛋白，即在 mRNA 中部出现的终止密码子能 被 tRNA 识别并结合，使翻译过程正常进行。 【详解】A、若大肠杆菌 C 品系中某种突变型 tRNA 能识别并结合该终止密码子，则翻译过程不会中断，可 以合成蛋白质，A 正确； B、基因突变是不定向的、随机的，所以这种假设不合理，B 错误； C、翻译过程中核糖体沿 mRNA 链移动，到终止密码子停止，不会跳过终止密码并继续向前移动，C 错误； D、即使大肠杆菌 C 品系中存在该突变 mRNA 的互补 RNA，也无法改变该 mRNA 上的终止密码子，因此 无法辅助其完成翻译过程，D 错误。 故选 A。 10.人体的体温调定点，在正常生理状态下为 37 ℃。如果体温偏离这个数值，则通过反馈系统将信息传回下 丘脑体温调节中枢，此中枢会整合这些信息并与调定点比较，相应地调节散热机制或产热机制，维持体温的相对稳定。体温调定点不是一成不变的，如正常人体因病毒感染引起的发热过程分为体温上升期、高温 持续期和体温下降期。下图为发热体温上升期，机体体温调节过程示意图。下列说法不正确的是（ ） A. 激素甲和激素乙都是通过体液运输发挥作用 B. 体温上升期，骨骼肌不自主收缩有助于增加产热 C. 体温升高后的持续期，人体的产热量大于散热量 D. 体温调节过程体现了神经调节和体液调节是相互联系的 【答案】C 【解析】 【分析】 据图分析，图示为体温调节过程，包括神经调节和体液调节，激素甲表示下丘脑分泌的促甲状腺激素释放 激素，乙表示垂体分泌的促甲状腺激素，图中增加产热的方式有骨骼肌收缩和甲状腺激素调节使代谢增强， 减少散热的方式是皮肤血管收缩。 【详解】A、激素调节的特点之一是通过体液运输，所以激素甲和激素乙都是通过体液运输发挥作用，A 正 确； B、体温上升期，产热量大于散热量，骨骼肌不自主收缩有助于增加产热，B 正确； C、体温升高后的持续期，人体的产热量等于散热量，C 错误； D、由图可知，体温调节过程是神经调节和体液调节相互联系、共同作用的结果，D 正确。 故选 C。 11.如图是某神经纤维动作电位的模式图，下列叙述不正确的是（ ） A. K+内流是神经纤维静息电位形成的主要原因 B. bc 段 Na+大量内流，膜电位变成外负内正 C. cd 段电位下降的原因是 K+的大量外流 D. 动作电位发生是一系列离子通道顺序开关的结果 【答案】A 【解析】 【分析】 根据题意，图中 a 点之前为静息电位，由 K+外流所致，而此时膜外 Na+高于膜内，膜外 K+低于膜内；曲线 上升过程 bc 段是因为 Na+内流所致；下降过程 cd 段是因为 K+外流所致。 【详解】A、K+外流是神经纤维静息电位形成的主要原因，A 错误； B、静息电位是外正内负的膜电位，bc 段由于 Na+通道打开，Na+大量内流，膜电位变成外负内正的动作电 位，B 正确； C、由图可知 cd 段 Na+通道关闭，K+通道打开，故 cd 段电位下降的原因是 K+的大量外流，使电位逐渐恢复 为外正内负的静息电位，C 正确； D、由图可知，动作电位发生是一系列离子通道顺序开关的结果，D 正确。 故选 A。 12.血管紧张素转化酶 2（ACE2）是人体内一种参与血压调节的蛋白，在肺、心脏、肾脏和肠道细胞中广泛 存在。新型冠状病毒是一种 RNA 病毒，其囊膜的刺突糖蛋白可与人体细胞膜表面的 ACE2 蛋白结合，然后 入侵人体细胞。以下关于新冠病毒引起人体免疫的叙述正确的是（ ） A. 吞噬细胞能够特异性识别新冠病毒 B. 新冠病毒不能激发人体的细胞免疫 C. 新冠病毒感染会导致病人患自身免疫疾病D. 康复的病人体内会有相应的记忆 T、B 细胞 【答案】D 【解析】 【分析】 人体的三道防线包括第一道防线：皮肤、黏膜等；第二道防线：吞噬细胞和体液中的杀菌物质等；第三道 防线：特异性免疫，包括体液免疫和细胞免疫。自身免疫病是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身 组织损害所引起的疾病。如：风湿性心脏病、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等。 【详解】A、吞噬细胞不能特异性识别新冠病毒，A 错误； B、新冠病毒没有细胞结构，需要寄生在人体的细胞内增殖，而抗体不能识别细胞内的抗原，所以新冠病毒 能激发人体的细胞免疫，通过效应 T 细胞与靶细胞密切接触，使其裂解死亡，B 错误； C、由题意不能确定新冠病毒感染会导致病人患自身免疫疾病，C 错误； D、由于患者体内发生了针对新冠病毒的体液免疫和细胞免疫，所以康复的病人体内会有相应的记忆 T、B 细胞，D 正确。 故选 D。 13.新型“零废弃生态农业”利用酶催化剂，将鸡粪、猪粪及农田废弃物变为无臭无味溶于水的粉末，随水 施撒在土壤里，实现了农田有机垃圾的零废弃、无污染，让农田秸秆和卖不出去的废弃农产品代替化肥改 造盐碱地。从生态学角度对“零废弃生态农业”的分析正确的是（ ） A. “零废弃”改变了该生态系统的组成成分 B. 酶催化剂提高了该生态系统中分解者的作用 C. 废弃物再利用提高了该生态系统中能量传递效率 D. 促进了该生态系统中的物质循环并减少环境污染 【答案】D 【解析】 【分析】 根据题干可知，“零废弃生态农业”技术是废弃物的再利用，既能减少废弃物的数量，还可以减轻污染， 改善环境，增加土壤肥力，增加作物产量。 【详解】A、该生态系统的组成成分并没有发生改变，“零废弃”只是加速了物质循环过程，并且能更加有效 地利用该生态系统部分废弃物，A 错误； B、酶能够降低化学反应活化能，加速物质的分解，但并不能提高分解者的作用，B 错误； C、生态系统中能量传递效率是无法改变的，废弃物再利用属于提高能量的利用效率，C 错误；D、原来的生态系统中，鸡粪、猪粪及农田废弃物是由分解者分解为无机物，进而被植物体重新吸收的；而 在“零废弃生态农业”利用酶催化剂，将鸡粪、猪粪及农田废弃物变为无臭无味溶于水的粉末，随水施撒在土 壤里，不仅加速了物质循环过程，还能减少环境污染，D 正确。 故选 D。 14.皇城根遗址公园以“绿色、人文”为主题，塑造了“梅兰春雨、御泉夏爽、银枫秋色、松竹冬翠”四季 景观。公园凭借其注重生态效益的绿化设计，在北京市精品公园评比中入选。以下相关叙述错误的是（ ） A. 应尽量选用当地树种，为本地动物提供更适宜的栖息环境 B. 遗址公园的生物群落由混栽的 70 多个树种组成 C. 公园绿化率高达 90%以上，利于缓解城市污染状况 D. 各类植物混栽，合理布局，实现了人文与自然的和谐统一 【答案】B 【解析】 【分析】 生物入侵会严重破坏生物的多样性，破坏生态平衡，加速物种的灭绝，所以在引种过程中应慎重。群落是 指在一定生活环境中的所有生物种群的总和，包括生产者、消费者和分解者。 【详解】A、在树种选择过程中，需要考虑外来物种入侵因素，因此应尽量选用当地树种，为本地动物提供 更适宜的栖息环境，A 正确； B、该公园 生物群落应包括该地所有的植物、动物和微生物，B 错误； C、绿色植物能够通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，有些植物还能吸收空气中的有害物质，所以绿化 率升高可有利于缓解城市污染状况，C 正确； D、各类植物混栽，布局美观，还能维持该生态系统的稳定，实现了人文与自然的和谐统一，D 正确。 故选 B。 15.为了解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自 B 淋巴细胞染色体丢失的问题，研究者在单克隆抗体的制备 过程中增加了一个步骤，如下图所示。除了抗原刺激之外，用 EBV（一种病毒颗粒）感染动物 B 淋巴细胞 ，并使之成为“染色体核型稳定”的细胞株。这样的细胞株能够在HAT 培养基中存活，但对乌本苷（Oua） 敏感。下列相关分析不合理的是（ ） 的A. 杂交瘤细胞染色体丢失可能导致抗体产生能力下降 B. B 淋巴细胞来源于抗原刺激后动物的淋巴结和脾脏等 C. 骨髓瘤细胞应该无法在 HAT 选择培养基中存活 D. 杂交瘤细胞具有持续产生抗 EBV 抗体的能力 【答案】D 【解析】 【分析】 根据题意 “为了解决杂交瘤细胞在传代培养中出现来自 B 淋巴细胞染色体丢失的问题”，说明 B 淋巴细胞中 染色体丢失可能会影响抗体分泌。用 EBV（一种病毒颗粒）感染动物 B 淋巴细胞的目的是使 B 淋巴细胞成 为“染色体核型稳定”的细胞株。这样的细胞株能够在 HAT 培养基中存活，但对乌本苷（Oua）敏感，可通 过设定相应的选择培养基选择出“染色体核型稳定”的 B 淋巴细胞株。 【详解】A、杂交瘤细胞在传代培养中出现来自 B 淋巴细胞染色体丢失的问题，可能会导致抗体产生能力下 降，A 正确； B、造血干细胞在骨髓中发育成 B 淋巴细胞，成熟的 B 细胞主要分布在淋巴结和脾脏，因此可以从抗原刺 激后动物的淋巴结和脾脏等处获得 B 淋巴细胞，B 正确； C、由图可知，在 HAT 培养基上培养，骨髓瘤细胞死亡，说明骨髓瘤细胞在 HAT 培养基中无法存活，C 正 确； D、题中培养的是可分泌与注射的抗原相关抗体的杂交瘤细胞，不会产生抗 EBV 抗体，D 错误。 故选 D。 16.酒精性肝炎是长期过量饮酒所致的一种肝脏疾病，患者会发生肝细胞损伤、肝脏炎症反应甚至肝衰竭。 研究人员发现酒精性肝炎患者粪便中粪肠球菌占菌群的 5．59%，而健康人粪便菌群中此类细菌仅占 0．023% ，据此认为酒精性肝炎与粪肠球菌有关，并开展了系列研究。 （1）肝细胞能够____，在人体的血糖调节中发挥重要作用。另外，肝细胞还具有分泌胆汁和解毒等重要作用。 （2）某些粪肠球菌能够分泌一种外毒素——溶细胞素，研究人员根据溶细胞素基因特异性序列设计引物， 对三组志愿者的粪便进行 PCR 检测，结果如图 1 所示。 ①图 1 中对照组是____的志愿者。检测结果显示酒精性肝炎患者组____________显著高于另外两组。 ②继续追踪酒精性肝炎患者的存活率（图 2），此结果表明____________。这两组结果共同说明粪肠球菌产 生的溶细胞素与酒精性肝炎患者的发病和病情密切相关。 （3）为进一步研究酒精、粪肠球菌和溶细胞素与酒精性肝炎发展的关系，研究人员将小鼠分为 4 组，进行 了下表所示实验。 实验处理 1 2 3 4 灌胃溶液成分 不产溶细胞素的粪 肠球菌 产溶细胞素的粪肠 球菌 不产溶细胞素的粪 肠球菌 产溶细胞素的粪肠 球菌 灌胃后提供的食物 不含酒精 不含酒精 含酒精 含酒精 肝脏中出现粪肠球 菌个体所占比例 0 0 83% 81% 肝脏中出现容细胞 素个体所占比例 0 0 0 81% 综合上述实验结果可知，长期过量摄入酒精能够使肠道菌群中粪肠球菌所占比例显著升高，而且酒精能够 破坏肠道屏障，导致____，使酒精性肝炎患者病情加重。 （4）为进一步检验溶细胞素对肝脏细胞的毒害作用是否依赖于酒精的存在，研究人员利用体外培养的肝脏细胞、提纯的溶细胞素和酒精进行了实验。 ①请写出实验的分组处理及检测指标____________。 ②若实验结果为____，则表明溶细胞素和酒精对肝脏细胞的毒害作用是独立发生的。 【答案】 (1). 合成和分解肝糖原（储存和利用肝糖原） (2). 不摄入酒精（不饮酒） (3). 粪便 中含有溶细胞素个体所占比例 (4). 溶细胞素可降低酒精性肝炎患者的存活率 (5). 粪肠球菌转移到 肝脏中，某些粪肠球菌分泌溶细胞素毒害肝细胞 (6). 将肝细胞分为四组 第 1 组：只加入细胞培养液，第 2 组：用加入溶细胞素的细胞培养液， 第 3 组：用加入酒精的细胞培养液，第 4 组：用同时加入酒精和溶细胞素的细胞培养液培养，定期取样检 测四组细胞的死亡率或损伤率 (7). 第 2、3 组细胞死亡率显著高于第 1 组；第 4 组细胞死亡率高于第 2 组、第 3 组，但不超过两组之和（第 4 组细胞死亡率等于第 2 组、第 3 组之和） 【解析】 【分析】 肝脏细胞能通过合成或分解糖原来调节血糖稳定，肝脏细胞还具有解毒功能。根据图 1 实验结果可知，长 期摄入酒精过量组溶细胞素阳性在群体中的比例比对照组增加，而酒精性肝炎患者组溶细胞素阳性在群体 中的比例比对照组明显增加，可推测酒精性肝炎与粪肠球菌有关。图 2 实验结果显示溶细胞素阴性的个体 存活率较高，而溶细胞素阳性的个体随时间的延长存活率明显降低。说明溶细胞素可降低酒精性肝炎患者 的存活率。 【详解】（1）血糖升高时，肝细胞能够合成肝糖原，使血糖降低；血糖降低时，肝细胞内的肝糖原可分解 形成葡萄糖，使血糖升高。 （2）①本实验的目的是研究酒精性肝炎与粪肠球菌有关，而酒精性肝炎是长期过量饮酒所致的一种肝脏疾 病，所以本实验的对照组应为不摄入任何酒精的正常个体。由图可知酒精性肝炎患者组粪便中含有溶细胞 素个体所占比例显著高于另外两组。 ②由图可知，与不含溶细胞素的对照组相比，溶细胞素存在时间与患者存活率成反比例增长，说明溶细胞 素可降低酒精性肝炎患者的存活率。 （3）1、3 组对比可知酒精会让粪肠球菌转移至肝脏，3、4 组对比可知粪肠球菌可在酒精环境下产生大量 溶细胞素毒害肝脏。 （4）本实验目的是为进一步检验溶细胞素对肝脏细胞的毒害作用是否依赖于酒精的存在，所以自变量为是 否加入酒精和溶细胞素，因变量为肝细胞的死亡率或损伤率，实验过程中应该遵循单一变量和等量原则， 故实验的分组为：将肝细胞平均分为四组；第 1 组：只加入细胞培养液培养肝细胞，第 2 组：用加入溶细胞素的细胞培养液培养肝细胞，第 3 组：用加入酒精的细胞培养液培养肝细胞，第 4 组：用同时加入酒精 和溶细胞素的细胞培养液培养培养肝细胞。检测指标应为四组肝细胞的死亡率或损伤率最。 ②若第 2、3 组细胞死亡率显著高于第 1 组；第 4 组细胞死亡率高于第 2 组、第 3 组，但不超过两组之和（ 第 4 组细胞死亡率等于第 2 组、第 3 组之和），则表明溶细胞素和酒精对肝脏细胞的毒害作用是独立发生 的。 【点睛】本题主要考查肝细胞的作用和对溶细胞素作用条件的实验探究，意在考查考生的实验探究能力。 设计和分析实验的关键是分清自变量、因变量和无关变量。 17.在连续多年过度放牧干扰下，内蒙古高原以羊草、克氏针茅为主的典型草场发生退化，冷蒿种群不断扩 展，逐渐形成冷蒿草原。 （1）群落中的冷蒿与羊草、克氏针茅间存在__________关系。研究发现在过度放牧胁迫下，冷蒿依靠生根 分蘖萌发能力强等特性，抵抗放牧干扰，挤占原优势物种的生存空间。 （2）有研究表明冷蒿可向环境释放具有化感作用的代谢产物，影响周围植物的正常生长。 研究者利用不同 浓度的冷蒿茎叶水浸提液处理 3 种伴生植物幼苗，实验结果见下图。 据图分析，冷蒿释放的化感物质对糙隐子草和克氏针茅幼苗根生长的影响_____________。 （3）绵羊对牧草的喜食程度依次为：糙隐子草>羊草>冷蒿>克氏针茅。但在持续过度放牧（绵羊）干扰下， 克氏针茅在群落中的优势地位被冷蒿替代，糙隐子草成为冷蒿的主要伴生物种。 ①综合上述研究，对此现象的解释是：冷蒿通过_____________ 繁殖抵抗放牧干扰，通过释放的化感物质 _____________克氏针茅幼苗生长，挤占原优势物种的生存空间；同时化感物质对糙隐子草幼苗根的生长有 _____________作用，使其在一定程度上可以在冷蒿草原较好生长。 ②研究结果还表明，人为干扰改变草原生态系统的_____________ 结构，使群落朝向与自然发展不同的方向 __________________。 （4）目前退化草场恢复治理的主要措施中，草种补播改良是一项既“快”又“省”的重要方法。为使补播 的草种能良好地萌发、定植和生长发育，草场更好地达到生态效益与经济效益双赢，在选用草种时应注意 什么 _____________________？（答出一个方面）【答案】 (1). 竞争 (2). 化感物质对克氏针茅幼苗根生长有抑制作用，而对糙隐子草幼苗根的生长 ，在浓度低时有促进作用，浓度增高到一定程度有抑制作用 (3). 无性 (4). 抑制 (5). （有一定的 ）促进 (6). 营养 (7). 演替 (8). 能抵抗（或耐受）环境中的化感物质、能适应当地气候及土壤 条件、当地放牧牲畜喜食（或写“补种本地物种”） 【解析】 【分析】 1、演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的不可逆变化，但人类活动可使其不按自然演替 的方向和速度进行。 2、竞争是两种生物由于争夺资源或生活空间而发生的斗争关系，结果对一方有害，甚至是致死的。 【详解】（1）冷蒿与羊草、克氏针茅均为植物，根据“羊草、克氏针茅为主的典型草场发生退化后，冷蒿 种群不断扩展，逐渐形成冷蒿草原”，说明冷蒿与羊草、克氏针茅间存在竞争关系。 （2）由图可知，随着化感物质浓度的增加，克氏针茅的抑制率逐渐增加，糙隐子草的抑制率在低浓度时为 负数即促进生长，随着浓度的增加促进幅度越来越小直到开始抑制生长，且抑制作用逐渐增加。即化感物 质对克氏针茅幼苗根生长有抑制作用，而对糙隐子草幼苗根的生长，在浓度低时有促进作用，浓度增高到 一定程度有抑制作用。 （3）①无性繁殖的速度快，可保持母本的优良性状，在持续过度放牧（绵羊）干扰下，克氏针茅在群落中 的优势地位被冷蒿替代，可推测冷蒿采用无性繁殖抵抗放牧干扰；由（2）分析可知化感物质对克氏针茅为 抑制作用；在低浓度时能促进糙隐子草生长，使其在一定程度上可以在冷蒿草原较好生长。 ②由于过度放牧导致了草原生态系统的优势种发生了变化，草原的营养结构改变，使群落朝向与自然发展 不同的方向演替。 （4）由题意可知，冷蒿可向环境释放具有化感作用的代谢产物，影响周围植物的正常生长。所以在退化草 场恢复治理的过程中，应选用能抵抗（或耐受）环境中的化感物质、能适应当地气候及土壤条件、当地放 牧牲畜喜食的草种。 【点睛】本题考查种间关系和过度放牧导致草场退化过程中不同生物的数量变化，意在考查考生能从图中 获取信息并用所学知识解决问题的能力。 18.茉莉酸（JA）是植物体内存在的内源信号分子，与植物生长发育以及抗逆能力有关。 为了研究其生理功 能及作用机理，研究者开展了下面的实验研究。 （1）研究者分别用等量的 JA 溶液和蒸馏水处理生理状态相似的拟南芥离体叶片 4 天，结果如图 1 所示。实验通过检测__________________说明 JA 能促进叶片的衰老。 （2）为进一步研究 JA 促进叶片衰老的作用机理，研究者选择野生型拟南芥和 JA 敏感缺 陷型突变体（COI-1 基因发生突变，不能合成 COI-1 蛋白），用适量蒸馏水和 JA 溶液分别处理 12 天，结果如图 2 所示，b 组 叶片明显生长停滞并变黄。其中 a 组为用蒸馏水处理的野生型植株，写出 b 组和 c 组分别选用的植株和处理 是_________________。 （3）研究发现 JA 借助 COI-1 调控使多种蛋白质 合成量发生了变化，其中 RCA 蛋白（Rubisco 酶，光合 作用中固定二氧化碳的酶）是合成量减少的蛋白。为探究 JA 如何通过 COI-1 抑制 RCA 的合成过程，研究 者继续进行了下列实验。实验处理结果如图 3 所示（图中“+”表示添加 JA，“-”表示未添加 JA）。 ①由于细胞中 rRNA（核糖体 RNA）表达量____________，在实验中可作为标准参照，以排除__________ 等无关变量对实验结果的影响。 ②综合上述研究，请阐明 JA 促进拟南芥叶片衰老的机制_______________。 【答案】 (1). 光合速率 (2). b 组：用等量 JA 处理的野生型植株 12 天 c 组：用等量 JA 处理的突变型植株 12 天 (3). 相对稳定 (4). 取样、点样、检测 (5). JA 通 过影响 COI-1 的活性抑制 Rubisco 基因的转录（JA 借助 COI-1 抑制 Rubisco 基因的转录），使 Rubisco 酶合成减少，从而降低光合速率促进拟南芥叶片衰老 【解析】 【分析】 野生型拟南芥对 JA 较敏感，培养液中加入 JA 后可降低叶片的光合速率，从而加速叶片的衰老。而 JA 敏感 缺陷型突变体（COI-1 基因发生突变，不能合成 COI-1 蛋白）植株对 JA 不敏感，加入的 JA 溶液对其的抑 制作用不明显。 【详解】（1）由图 1 纵坐标可知，该实验是通过检测光合速率说明 JA 能促进叶片的衰老的。 的（2）根据图 1 可知，用 JA 溶液处理的拟南芥叶片光合速率降低，说明 JA 溶液处理能促进叶片衰老，JA 溶液不能对 JA 敏感缺陷型突变体发挥作用。已知图 2 中 a 组为用蒸馏水处理的野生型植株，b 组叶片明显 生长停滞并变黄，c 组叶片的生长情况与 a 组接近，所以可判断 b 组应是用等量 JA 处理的野生型植株 12 天， c 组应是用等量 JA 处理的突变型植株 12 天。 （3）①由于细胞中 rRNA 表达量相对稳定，在实验中可作为标准参照，以排除取样、点样、检测等无关变 量对实验结果的影响。 ②已知 RCA 蛋白（Rubisco 酶，光合作用中固定二氧化碳的酶）是该过程中合成量减少的蛋白，由图可知， 加入 JA 组的 RCAmRNA 含量比对照组减少，可推测 JA 促进拟南芥叶片衰老的机制为：JA 通过影响 COI-1 的活性抑制 Rubisco 基因的转录（JA 借助 COI-1 抑制 Rubisco 基因的转录），使 Rubisco 酶合成减少，从而 降低光合速率促进拟南芥叶片衰老。 【点睛】本题考查影响叶片衰老原因的探究实验，意在考查考生能根据题目信息设计实验、分析实验结果 的能力。 19.阅读以下材料回答问题： 染色体外 DNA：癌基因的载体 人类 DNA 通常形成长而扭曲的双螺旋结构，其中大约 30 亿个碱基对组成了 23 对染色体，并奇迹般地挤进 每个平均直径只有 6 微米的细胞核中。在真核生物中，正常的 DNA 被紧紧包裹在蛋白质复合物中。为了读 取 DNA 的遗传指令，细胞依靠酶和复杂的“机械”来切割和移动碎片，一次只能读取一部分，就像是阅读 一个半开的卷轴。过去，科学家们大多是依靠基因测序，来研究肿瘤细胞 DNA 里的癌基因。最近在《Nature 》杂志上发表的一篇新研究表明，在人类肿瘤细胞中发现大量如“甜甜圈”般的环状染色体外DNA（ecDNA ，如图中黑色箭头所指位置）。科学家们指出，ecDNA 是一种特殊的环状结构，看起来有点像细菌里的质 粒 DNA。这类独立于染色体存在的环状 DNA 在表达上并不怎么受限，很容易就能启动转录和翻译程序。 在人类健康的细胞中几乎看不到 ecDNA 的痕迹，而在将近一半的人类癌细胞中，都可以观察到它，且其上 普遍带有癌基因。ecDNA 上的癌基因和染色体 DNA 上的癌基因都会被转录，从而推动癌症病情的发展。 但由于两类癌基因所在的位置不同，发挥的作用也无法等同。当癌细胞发生分裂时，这些 ecDNA 被随机分配到子细胞中。这导致某些子代癌细胞中可能有许多 ecDNA， 细胞中的癌基因也就更多，这样的细胞也会更具危害；而另一些子代癌细胞中可能没有 ecDNA。癌细胞能 够熟练地使用 ecDNA，启动大量癌基因表达，帮助它们快速生长，并对环境快速做出反应，产生耐药性。 研究还发现，ecDNA 改变了与癌症相关基因的表达方式，从而促进了癌细胞的侵袭性，并在肿瘤快速变异 和抵御威胁（如化疗、放疗和其他治疗）的能力中发挥了关键作用。相比起染色体上的癌基因，ecDNA 上 的癌基因有更强的力量，推动癌症病情进一步发展。 （1）请写出构成 DNA 的 4 种基本结构单位的名称_____________。 （2）真核细胞依靠酶来读取 DNA 上的遗传指令，此时需要酶的是_______________。（填写以下选项前字 母） a．解旋酶 b．DNA 聚合酶 c．DNA 连接酶 d．RNA 聚合酶 （3）依据所学知识和本文信息，指出人类正常细胞和癌细胞内 DNA 的异同_________________。 （4）根据文中信息，解释同一个肿瘤细胞群体中，不同细胞携带 ecDNA 的数量不同的原 因_________。 （5）依据所学知识和本文信息，提出 1 种治疗癌症的可能的方法___________________。 【答案】 (1). 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶脱 氧核糖核苷酸 (2). d (3). 相同：与蛋白质结合构成细胞核内的染色体，还有少量 DNA 位于线粒体中（ 或细胞质） 不同：肿瘤细胞中有位于染色体之外的环状 DNA（肿瘤细胞有 ccDNA） (4). 因为肿瘤细胞分裂时， ccDNA 是随机分配的，所以同一个肿瘤细胞群体中，不同细胞携带 ccDNA 的数量不同。 (5). 研发抑制 ccDNA 上癌基因的转录的药物，研发能在细胞核内降解裸露 DNA 的物质 【解析】 【分析】 真核生物 染色体存在于细胞核内，根据图示可知，ecDNA 是一种特殊的环状结构，存在染色体周围，说 明也存在细胞核内。这类独立于染色体存在的环状 DNA 在表达上并不怎么受限，很容易就能启动转录和翻 的译程序。在人类健康的细胞中几乎看不到 ecDNA 的痕迹，而在将近一半的人类癌细胞中，都可以观察到它 ，且其上普遍带有癌基因。ecDNA 上的癌基因和染色体 DNA 上的癌基因都会被转录，从而推动癌症病情 的发展。正常细胞的分裂染色体是平均分配到两个子细胞中的，而当癌细胞发生分裂时，这些 ecDNA 被随 机分配到子细胞中。 【详解】（1）DNA 的 4 种基本结构单位的名称为：腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、胞 嘧啶脱氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。 （2）真核细胞依靠酶来读取 DNA 上的遗传指令的过程属于转录过程，需要 RNA 聚合酶，故 d 符合题意。 （3）由题中资料及所学知识可得，人类正常细胞和癌细胞内 DNA 相同点为：均与蛋白质结合构成细胞核 内的染色体，还有少量 DNA 位于线粒体中（或细胞质）。二者不同点为：肿瘤细胞中有位于染色体之外的 环状 DNA（肿瘤细胞有 ecDNA）。 （4）由题中信息“当癌细胞发生分裂时，这些 ecDNA 被随机分配到子细胞中”可知，不同细胞携带 ecDNA 的数量不同是因为肿瘤细胞分裂时，ecDNA 是随机分配的，所以同一个肿瘤细胞群体中，不同细胞携带 ecDNA 的数量不同。 （5）根据题意“ecDNA 在表达上并不怎么受限，很容易就能启动转录和翻译程序”，可研发抑制 ecDNA 上癌基因的转录的药物，从而抑制癌细胞增殖。或研发能在细胞核内降解裸露 DNA 的物质，使其 DNA 被 分解。 【点睛】本题信息量很大，要求考生具有一定的阅读能力和提取信息的能力。 20.野生生菜通常为绿色，遭遇低温或干旱等逆境时合成花青素，使叶片变为红色。花青素能够通过光衰减 保护光合色素，还具有抗氧化作用。人工栽培的生菜品种中，在各种环境下均为绿色。科研人员对其机理 进行了研究。 （1）用野生型深红生菜与绿色生菜杂交，F1 自交，F2 中有 7/16 的个体始终为绿色，9/16 的个体为红色。 ①本实验中决定花青素有无的基因位于___________对同源染色体上。 ②本实验获得的 F2 中杂合绿色个体自交，后代未发生性状分离，其原因是：_________________。 （2）F2 自交，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系。所有株系中，株系内性状分离比为 3:1 的 占___________________（比例），把这样的株系保留，命名为 1 号、2 号__________。 （3）取 1 号株系中绿色与深红色个体进行 DNA 比对，发现二者 5 号染色体上某基因存在明显差异，如下 图所示。据图解释：1 号株系中绿色个体的 r1 基因编码的 r1 蛋白丧失功能的原因 ___________________ 。 （4）进一步研究发现，与生菜叶色有关的 R1 和 R2 基因编码的蛋白质相互结合成为复合体后，促进花青素 合成酶基因转录，使生菜叶片呈现深红色。在以上保留的生菜所有株系中都有一些红色生菜叶色较浅，研 究人员从中找到了基因 R3，发现 R3 基因编码的蛋白质也能与 R1 蛋白质结合。据此研究人员做出假设：R3 蛋白与 R2 蛋白同时结合 R1 蛋白上的不同位点，且 R1R2R3 复合物不能促进花青素合成酶基因转录。为检验 假设，研究人员利用基因工程技术向浅红色植株中转入某一基因使其过表达，实验结果如下。 受体植株 转入的基因 转基因植株叶色 浅红色植株（R1R1R2R2R3R3） R1 深红色 浅红色植株（R1R1R2R2R3R3） R2 深红色 实验结果是否支持上述假设，如果支持请说明理由，如果不支持请提出新的假设 ______________________________。 【答案】 (1). 2 (2). 红色出现需要含有 2 种显性基因；而绿色杂合子只含有 1 种显性基因，其自交 后不可能出现含 2 种显性基因的个体 (3). 1/4 (4). r1 基因中间碱基对缺失（5 个），导致其指导合成 的蛋白质空间结构发生改变 (5). 不支持。 (6). 新假设：R3 蛋白与 R2 蛋白竞争 R1 蛋白上的相同结 合位点，但 R1R3 复合物不能促进花青素合成酶基因转录。 【解析】 【分析】 F2 代 9∶7 的性状分离比符合 9∶3∶3∶1 的变式，是判断该对性状是由两对独立遗传的等位基因控制的依据 。 若 用 A/a 以 及 B/b 来 表 示 ， 则 F1 的 基 因 型 为 AaBb ， F2 的 基 因 型 和 比 例 为 AABB∶AaBB∶AABb∶AaBb∶AAbb∶Aabb∶aaBB∶aaBb∶aabb=1∶2∶2∶4∶1∶2∶1∶2∶1。 【详解】（1）①F2 中红色个体与绿色个体比例为 9∶7，符合 9∶3∶3∶1 的变式，说明决定花青素有无的 基因位于 2 对同源染色体上。 ②由①可知，决定该性状的基因位于两对同源染色体上，若用 A/a 以及 B/b 来表示，红色个体基因型为 A_B_ ，绿色个体基因型包括 A_bb、aaB_和 aabb，绿色杂合子包括 Aabb、aaBb，自交后代最多只有一种显性基 因，而红色出现需要含有 2 种显性基因，因此其自交后代全为绿色。 （2）自交后代分离比为 3∶1，说明有一对基因属于杂合子，同时红色出现需要含有 2 种显性基因，而绿色 杂合子只含有 1 种显性基因，因此符合情况的基因型包括 AaBB、AABb，这两种基因型在 F2 中占 2/16+2/16=1/4。 （3）由图可知，与 R1 相比，r1 缺失了 5 个碱基对，由于碱基对缺失，导致其指导合成的蛋白质空间结构 发生了改变。 （4）根据实验结果可知，向浅红色植株 R1R1R2R2R3R3 中转入基因 R1 或 R2，均可使转基因植株叶色变为深 红色，若 R3 蛋白与 R2 蛋白同时结合在 R1 蛋白上的不同位点，且 R1R2R3 复合物不能促进花青素合成酶基因 转录，则两种转基因植株都应为浅红色，所以实验结果不支持上述假说。R1R2 复合物可促进花青素合成酶 基因转录，推测 R3 蛋白与 R2 蛋白结合在 R1 蛋白的同一位点，转入基因 R1 或 R2，均会使 R1R2 复合物含量 增加，使转基因植物叶色变为深红色，但 R1R3 复合物不能促进花青素合成酶基因转录。即新假设为：R3 蛋 白与 R2 蛋白竞争 R1 蛋白上的相同结合位点，但 R1R3 复合物不能促进花青素合成酶基因转录。 【点睛】本题考查自由组合定律的应用和基因控制性状的机理，考查考生对所学知识的分析和应用能力， 尤其第（4）问具有一定的难度，要求考生能根据实验现象做出合理的推理。 21.水稻是自花授粉作物，杂交水稻育种成功得益于对雄性不育性状的利用，育种工作者就某水稻品系中发 现的雄性不育基因开展了下面的一系列研究。 （1）水稻在抽穗期，幼穗中的雄蕊进行减数分裂产生花粉，此期间水稻对温度敏感。温敏雄性不育系 S2 表 现为高温条件下（≥25℃）雄性不育，此雄性不育性状由 RNZ 基因控制。为了研究高温对 RNZ 基因表达的 影响，研究人员选取长势基本一致的 S2 植株，均分为两组分别在低温、高温条件下进行处理，请根据后续 实验过程分析： ①检测 RNZ 基因的表达情况。请依据所学知识，写出以基因转录相对数量为指标，检测 S2 叶片和幼穗 RNZ 基因表达情况的基本程序____________________________________。 ②实验记录数据如图。与 S2 叶片中 RNZ 基因表达情况比较，温度变化对 S2 幼穗中 RNZ 基因表达的影响是 ______________________。（2）已知 RNZ 基因编码的核糖核酸酶在生物体各组织细胞中广泛存在，催化 tRNA 的加工。依据上述实验 结果，研究人员猜测，由于叶片光合速率不同于幼穗，RNZ 编码产物可能也分布于叶绿体中。为验证此推 测，研究人员做了如下实验： ①构建 RNZ-GFP 融合基因表达载体（GFP 为绿色荧光蛋白基因）。此表达载体除具有融合基因、启动子、 终止子外，还应具有_________________。 ②将表达载体导入____________中，然后通过_________技术获得转入 RNZ-GFP 融合基因的水稻。 ③实验者将转基因植物细胞置于适宜的波长光谱的激发下（该操作会使叶绿体会发出红色荧光），观察到 ____，证明 RNZ 蛋白定位在叶绿体中。 ④本实验还应补充一组_____________作为对照，若结果为_______________能支持③的结论成立。 （3）根据以上研究成果，为了最终揭示温敏雄性不育的机制，请写出接下来可以进一步研究的问题 __________________。（写出 1 个即可） 【答案】 (1). 分别提取叶片或幼穗总 RNA，进行反转录；根据 cDNA 序列设计引物，PCR 扩增，从而 检测 RNZ 其因表达情况。 (2). 无论低温和高温，S2 幼穗中 RNZ 基因表达量均比叶片要少；高温比低 温使幼穗 RNZ 基因表达量减少的更多 (3). 供筛选用的标记基因 (4). 水稻原生质体（水稻体细胞） 或外植体 (5). 植物组织培养 (6). 红色荧光与绿色荧光重叠 (7). 将只含 GFP 的表达载体导入水 稻幼苗原生质体（水稻体细胞）中表达 (8). 叶绿体红色荧光与荧光蛋白绿色荧光位置不重叠 (9). RNZ 蛋白是香通过影响光合速率来影响雄性不育；RNZ 蛋白如何在幼穗成熟或减数分裂中发挥作用；叶绿体中 温度影响 RNZ 蛋白的表达的机制；寻找本实验温敏不育品系中与雄性不育相关的其它基因 【解析】 【分析】 基因的表达包括转录和翻译，转录的产物是 RNA，所以检测转录的相对数量可通过检测相应 mRNA 的含量 来完成。GFP 为绿色荧光蛋白基因，该基因存在并表达的部位会出现绿色荧光。“将转基因植物细胞置于 适宜的波长光谱的激发下（该操作会使叶绿体会发出红色荧光）”，说明目的基因存在并表达的部位在一 定条件下会出现红光。所以若 RNZ 蛋白定位在叶绿体中，可转基因生物会观察到红色荧光与绿色荧光重叠。 【详解】（1）①题干中关键字为“以基因转录相对数量为指标”，需要先获得叶片或幼穗总 RNA，通过逆转 录过程获得 DNA，根据 cDNA 序列设计引物，并进行体外 PCR 扩增，从而检测 RNZ 基因表达情况。 ②实验记录数据中，根据图例对应的低温、高温；再结合横坐标中的叶片和幼穗，可得：无论低温和高温， S2 幼穗中 RNZ 基因表达量均比叶片要少；高温比低温使幼穗 RNZ 基因表达量减少的更多。 （2）①基因表达载体由启动子、终止子、目的基因（融合基因）、标记基因组成，故还应具有标记基因。 ②基因表达载体构建完成后，将其导入水稻原生质体（水稻体细胞）或外植体，并通过植物组织培养技术 获得转入目的基因的水稻。 ③GFP 为绿色荧光蛋白基因，将转基因植物细胞置于适宜的波长光谱的激发下（该操作会使叶绿体发出红 色荧光），若 RNZ 蛋白定位在叶绿体中，可观察到红色荧光与绿色荧光重叠。 ④实验中还需要设置对照组，将只含有 GFP 的表达载体导入水稻幼苗原生质体（水稻体细胞）中表达，由 于对照组未转入 RNZ 基因，因此叶绿体红色荧光与绿色荧光位置不重叠。 （3）题干中提到，就某水稻品系中发现的雄性不育基因开展了下面的一系列研究，说明研究过程的侧重点 是雄性不育，因此可以探究的问题包括：RNZ 蛋白是否通过影响光合速率来影响雄性不育；RNZ 蛋白如何 在幼穗成熟或减数分裂中发挥作用；叶绿体中温度影响 RNZ 蛋白的表达的机制；寻找本实验温敏不育品系 中与雄性不育相关的其它基因等。 【点睛】本题考查基因转录、翻译和基因工程的相关知识，意在考查考生对所学知识的理解和应用以及对 情境信息的分析能力。