北京市朝阳区2021届高三上学期生物期中考试试卷
一、单选题
1．（2020高三上·沈阳期中）下列物质中，不具有单体的是（ ）
A．淀粉 B．RNA C．脂肪 D．蛋白质
2．（2020高三上·沈阳期中）溶酶体是含有多种酸性水解酶的细胞器。下列叙述错误的是（ ）
A．溶酶体是由脂双层构成的内、外两层膜包被的小泡
B．溶酶体中的水解酶可以分解衰老、损伤的细胞器
C．吞噬细胞吞入的细菌可被溶酶体中的多种水解酶降解
D．若有大量碱性物质进入溶酶体，则可使其中的酶的活性发生改变
3．（2020高三上·沈阳期中）某种酶可用于水解机体坏死组织、变性蛋白等，能够有效预防创面、切口感染，提高引流排脓效果，该酶是（ ）
A．胃蛋白酶 B．肠淀粉酶 C．胰脂肪酶 D．胰蛋白酶
4．（2020高三上·沈阳期中）下列生理过程中产生ATP的是（ ）
A．氨基酸脱水缩合形成蛋白质 B．[H]与O2结合形成水
C．暗反应中三碳化合物的还原 D．无氧呼吸的第二阶段
5．（2020高三上·沈阳期中）在高等植物中，成膜体是由赤道板处纺锤体的剩余物组成，用于引导植物细胞在有丝分裂末期形成新的细胞壁，具膜小泡中含有果胶、半纤维素等成分，如图所示。据图分析，正确的是（ ）
A．成膜体的微管蛋白是由核糖体合成后再由中心体发出的
B．具膜小泡的膜由磷脂和蛋白质构成，与细胞壁形成无关
C．核膜的出现使细胞区域化，转录和翻译在时空上分隔开
D．子细胞的相对表面积较小，更利于与外部进行物质交换
6．（2020高三上·沈阳期中）myoD基因是一个控制肌细胞发育的主导基因，其表达产物MyoD蛋白可以调控其他与肌肉发生相关基因的转录，还能促进myoD基因的表达，最终使前体细胞分化为肌细胞。以下叙述不正确的是（ ）
A．前体细胞分化为肌细胞的过程是不可逆的
B．与肌细胞相比，前体细胞的分化程度较低
C．含有myoD基因的细胞只能分化为肌细胞
D．MyoD蛋白对myoD基因的表达存在正反馈调节
7．（2020高三上·沈阳期中）果蝇的红眼与白眼受一对等位基因控制，相关基因位于X染色体上。一只杂合红眼雌果蝇，其卵原细胞进行正常减数分裂的过程中，若不考虑基因突变、交叉互换和染色体变异，当染色体的着丝粒分开时，细胞内可能存在（ ）
A．四条X染色体，两个红眼基因 B．两条X染色体，两个白眼基因
C．四条X染色体，两个白眼基因 D．两条X染色体，一个红眼基因
8．（2020高三上·沈阳期中）萝卜的花有紫色和白色、大花和小花，分别由两对等位基因（A和a，B和b）控制。现选用纯合紫色小花植株与白色大花植株杂交，F1表现为紫色大花，F1自交后代表现型的比例为紫色小花∶紫色大花∶白色大花=1∶2∶1。以下推测不正确的是（ ）
A．控制萝卜花色和大小的两对等位基因的遗传符合自由的组合定律
B．如果只研究花色性状，则F1紫色花自交后代性状分离比为3∶1
C．如果不考虑基因突变和交叉互换，F3中不存在紫色大花的纯合体
D．F1测交后代表现型的比例为紫色小花∶白色大花=1∶1
9．（2020高三上·沈阳期中）果蝇的tra基因转录产生的前体信使RNA在不同条件下可以进行选择性的加工，从而产生不同的最终转录产物。下列相关叙述错误的是（ ）
A．tra基因转录产生的RNA经加工后的碱基序列可能不同
B．RNA通过选择性加工，可以使tra基因表达出不同的蛋白质
C．这一过程可以使tra基因在不同条件下控制的性状不同
D．最终转录产物不同的原因是tra基因的两条链均作模板
10．（2020高三上·沈阳期中）将普通小麦（6N=42）与抗病性较强的华山新麦草（2N=14）进行远缘杂交（二者无同源染色体），则（ ）
A．二者杂交产生的杂种F1中有28条染色体
B．F1的花粉母细胞减数分裂时可以形成14个四分体
C．F1的自交结实率与普通小麦自交结实率相当
D．F1与普通小麦的杂交后代均可获得抗病性较强的性状
11．（2020高三上·沈阳期中）下列关于高中生物学实验的叙述，错误的是（ ）
A．高倍显微镜不能清晰看到黑藻叶绿体中的基粒
B．若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色
C．斐林试剂在水浴加热的条件下，可被葡萄糖还原成砖红色
D．要检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色
12．（2020高三上·沈阳期中）科学家将含有人溶菌酶基因的表达载体注射到鸡胚中获得转基因鸡，目的蛋白在输卵管细胞中特异表达，并能在鸡蛋中收集。下列说法错误的是（ ）
A．可从cDNA文库获取人溶菌酶基因
B．RNA聚合酶识别鸡输卵管细胞特异表达的启动子
C．可通过农杆菌转化法将人溶菌酶基因导入鸡胚
D．鸡输卵管细胞可将人溶菌酶分泌到细胞外
13．（2020高三上·沈阳期中）新冠病毒的表面刺突蛋白（S蛋白）的受体结合域（RBD）与人体细胞表面的ACE2受体相互作用感染细胞。科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质LCB1，可与S蛋白RBD紧密结合，以干扰新冠病毒的感染。下列说法不合理的是（ ）
A．LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似
B．LCB1可依据S蛋白的RBD结构进行设计
C．LCB1是通过细胞中原有基因表达产生的
D．可用蛋白质工程进行LCB1的设计和生产
14．（2020高三上·沈阳期中）植物体细胞杂交需要分离出有活力的原生质体，研究者通过实验研究了酶解时间对原生质体产量和活力的影响，结果如图。相关叙述错误的是（ ）
注：原生质体活力=（有活力的原生质体数/原生质体总数）×100%
A．利用纤维素酶和果胶酶去壁后可分离得到原生质体
B．随酶解时间延长两种原生质体产量均先增加后减少
C．适宜两植物细胞的最佳酶解时间分别为10h和12h
D．原生质体活力可通过质壁分离与复原实验进行验证
15．（2020高三上·沈阳期中）在动物细胞培养的过程中，贴壁的细胞不一定都能增殖并形成克隆（单个细胞繁殖形成的细胞群体），而形成克隆的细胞必为贴壁和有增殖活力的细胞，这一特点可用于测定动物细胞的增殖能力。大致流程如图，相关叙述正确的是（ ）
A．出现接触抑制后，细胞克隆停止增殖
B．克隆细胞与接种的细胞的遗传信息一定相同
C．需采用固体培养基培养才能形成细胞克隆
D．胰蛋白酶可使细胞分散成单层利于计数
二、综合题
16．（2020高三上·沈阳期中）近年来，生物柴油作为新型能源已经成为世界上应用最广泛、发展迅猛的可再生能源之一。研究人员利用基因工程的方法将油料作物紫苏DGAT1基因导入四尾栅藻（操作过程如图1），获得转基因的产油微藻，并利用地热废水培养，不仅能生产生物柴油，还能治理地热废水。
注：LacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X﹣gal，从而使菌落显现出蓝色。若无该基因或该基因被破坏，则菌落则成白色。
（1）提取紫苏细胞的总RNA经过 得到的cDNA，经 技术扩增得到DGAT1基因，与克隆质粒pMD19连接，将连接产物导入到经CaCl2处理后的处于 的大肠杆菌细胞，并接种到添加 的培养基上培养，一段时间后，挑选颜色为 的菌落用液体培养基培养，提取质粒pMD19-DGAT1。
（2）用限制酶酶切pMD19-DGAT1获得DGAT1基因，并与酶切后的载体pBI121连接得到 ，并导入到四尾栅藻。DGAT1基因序列两端无限制酶酶切位点，由表1中信息推测扩增DGAT1基因时所用一对引物的一端分别加上的限制酶识别序列是 。
表1限制酶及其识别序列
限制酶 识别序列
BamH Ⅰ 5’-GGATCC-3’ 3’-CCTAGG-5’
Hind Ⅲ 5’-AAGCTT-3’ 3’-TTCGAA-5’
EcoR Ⅰ 5’-GAATTC-3’ 3’-CTTAAG-5’
Xba Ⅰ 5’-TCTAGA-3’ 3’-AGATCT-5’
（3）对获得的转基因四尾栅藻检测的方法有 （写出两种方法）。
（4）研究人员利用地热废水培养转基因四尾栅藻并检测其油脂含量，结果如图2。
结果显示： 。
（5）为检测转基因四尾栅藻对地热废水的去污能力，研究人员设计实验并得到相应实验结果如表2。
表2 培养转基因四尾栅藻的地热废水各项指标测定结果
各项指标 总氮（mg/L） 总磷（mg/L） 氟化物（mg/L）
废水培养基 23.3 4.32 4.56
培养转基因四尾栅藻11天后 1.9 0.45 0.84
该实验不能说明转DGAT1基因显著提高了四尾栅藻的去污能力。请进一步完善实验设计。 。
17．（2020高三上·沈阳期中）番茄作为一种模式植物，在科学研究中具有重要地位。研究人员利用人工诱变的方法，获得了叶色黄化的番茄突变株系（Y55），并对其进行了研究。
（1）研究人员对野生型（WT）和Y55叶片中的光合色素含量进行了测定，部分结果见表1。
表1
材料 叶绿素a （mg·g-1） 叶绿素b （mg·g-1） 胡萝卜素 （mg·g-1） 总叶绿素 （mg·g-1） 叶绿素a/b
WT 1.72 0.53 0.37 2.25 3.21
Y55 0.45 0.18 0.15 0.63 2.50
①提取光合色素时，需要用 （有机溶剂）。
②结果表明，Y55是一个光合色素总体缺乏的突变体，其中叶绿素a下降比例 （填“最高”或“最低”）。
（2）为了进一步分析突变体Y55黄化叶片的叶绿素含量下降的原因，研究人员测定了叶绿素生物合成主要前体物质A、B、C、D、E、F和G的含量，结果见表2（叶绿素生物合成过程中，物质转化次序为A→B→C→D→E→F→G）。
表2
材料 A B C D E F G
WT 78.20 5.58 2.84 0.29 28.20 18.96 15.55
Y55 51.16 3.92 2.29 0.11 9.97 6.27 5.25
注：表中数值为相对值。
结果表明，突变体Y55叶绿素的减少是由于叶绿素生物合成能力整体降低引起的，尤其是 向 转化显著受阻（填写相应字母）。
（3）研究人员利用电子显微镜观察了叶肉细胞的叶绿体超微结构，图1为相应的电镜照片，G为基粒。
观察发现突变体中叶绿体的结构与野生型有明显的差异，叶绿体发育不正常，主要表现在基粒的 ，会直接影响光合作用的 阶段进行。
（4）研究人员对Y55及WT幼苗叶片在不同光照强度条件下的净光合速率进行了测定，结果如图2。
实验结果是：当光照强度低于500 μmol·m-2·s-1时，随着光照强度的增加，Y55和WT的净光合速率逐渐增加，二者无显著差异；综上分析，当光照强度高于500 μmol·m-2·s-1时，Y55出现上述结果的原因可能是 。
18．（2020高三上·沈阳期中）阅读下面的材料，回答（1）～（6）题。
植物病原体（细菌、病毒等）是引起植物病害的生物类因子统称。植物在与病原体长期共同进化过程中，逐渐形成了先天免疫系统，识别“非我”成分，调控相应基因的表达，启动防卫反应来抵抗外来入侵者。
植物的先天免疫系统有两个层面，第一个层面为分子模式触发的免疫反应（PTI），PAMPs是病原体生存所必需的一些分子（进化上保守），植物通过细胞膜表面的识别受体PRRs将它们识别为“非我”成分，做出适当的免疫应答，如气孔关闭、胼胝质沉积等，抑制病原体生长，从而实现植物对病原体的广谱抗性，为基础防御免疫。但少数病原体利用进化出的效应子抑制植物PTI，为了应对病原体效应子对PTI的抑制，植物进化出识别病原体效应子的抗病（R）蛋白，启动第二个层面的免疫即效应子触发的免疫反应（ETI）。R蛋白识别效应子，并激活下游防卫基因的表达，启动一系列的防卫反应， 最终导致侵染位点宿主细胞的程序性死亡等，从而抑制病原体的扩散。与PAMPs不同，效应子对病原体生命活动并不是必需的， 而且进化上不保守。对于每一个宿主抗病（R）基因，病原体中都有一个相应的效应子基因，二者之间存在一一对应关系，宿主抗病（R）基因和病原体中的效应子基因同时存在并对应的情况下，才会触发植物ETI。因此，ETI为特异性防御免疫。
植物的抗病性与病原体的致病性都不是一成不变的，二者之间的动态变化规律可用“Z”模型表示：病原体通过各种策略进攻植物，植物细胞的PRRs识别病原体的PAMPs，触发PTI，阻止病原体的侵染；病原体通过分泌效应子抑制植物PTI，再次实现对植物的侵染；植物进化出能够识别相应效应子的R蛋白，触发ETI，表现出更强的抗性；在自然选择的作用下，病原体可进化出新的效应子来避开植物ETI；之后，植物又进化出新的R蛋白来再次触发ETI。即植物与病原体之间的互作呈现Z字形的“拉锯战局面”，是一场循环往复的进化军备竞赛，实现植物与病原体之间的动态平衡与长期共存。
（1）本文讨论的生物学话题是 。
（2）根据材料信息，完善下图。
① ；② ；③ ；④ ；⑤ 。
（3）从生物进化实质的角度分析，进化军备竞赛导致植物和病原体 的改变，这是 多样性形成的基础。
（4）植物育种学家将抗病基因应用于农作物育种中，在一定时间内能得到很好的病害防治效果。请用进化与适应的观点解释农作物的抗性为什么只能维持“一定时间”的原因是 。
（5）为避免农作物抗病性丧失过快，请从育种的角度给出建议： 。
（6）我国每年农药防治面积达5.6112亿公顷次，为全国耕地面积的4.16倍。请谈一谈利用植物免疫原理防治植物病虫害的意义： 。
19．（2020高三上·沈阳期中）杜氏肌营养不良症（DMD）是单基因遗传病，此病会造成患者全身肌肉退化，包括骨骼肌和心肌等，一般在3～5岁时开始发病，20～30岁因呼吸衰竭而死亡。
（1）图1为某DMD家系谱，相关基因用D、d表示。
①据图1判断DMD的最可能的遗传方式是 。
②家系图中一定是致病基因携带者的是 ，理由是 。
（2）研究表明Ⅲ代患者的D基因部分碱基缺失，这种变异类型属于 。为确定该家系Ⅳ代是否患DMD，可以采用 的方法确定胎儿是否患有此种遗传病。研究还发现，多个DMD患者家系中D基因不同位置发生碱基替换、重复或缺失，说明此变异类型具有 的特点。
（3）真核生物基因的编码区中对应成熟RNA的序列被称为外显子，每个基因有多个外显子。大约13% DMD患者的D基因在外显子45和50之间的区域有突变，这会使外显子51及之后的序列表达异常，从而阻止正常D蛋白的产生。研究人员为探索这类DMD的临床治疗方案，对一种DMD模型犬进行基因编辑。该DMD模型犬缺失外显子50（△Ex50）导致外显子51中出现终止密码对应的序列。研究人员利用基因编辑技术CRISPR/Cas9对DMD模型犬外显子51进行切割，以期跳过外显子51，产生一个缩短但仍有功能的D蛋白，如图2。
①CRISPR/Cas9复合体由两部分组成，一部分是可以切割基因的“手术刀”Cas9蛋白，另一部分是gRNA。由图2可知，Cas9蛋白催化断裂的化学键是 ，gRNA的主要功能是通过 原则特异性结合 。
②将带有CRISPR/Cas9相应DNA序列的腺病毒注射进DMD模型犬的骨骼肌中，6周后，取注射过的肌肉组织进行检测，结果如图3，结果显示： 。对肌肉进行检测发现，基因编辑犬的肌肉萎缩症状明显减轻，其他病症也显著缓解。
③研究人员的最终目的是修正全身的肌肉组织，需通过静脉注射将CRISPR/Cas9相应DNA序列的腺病毒运送到全身，CRISPR/Cas9相应DNA序列使用肌肉特异性启动子驱动表达，原因是 。
20．（2020高三上·沈阳期中）玉米（2N）可进行自交或杂交。叶绿素合成的关键酶是由A基因控制合成的。野生型玉米群体中发现A基因突变为A1的杂合个体。A1基因表达的酶活性降低，使AA1个体的叶绿素合成减少，光合产物减少。v是与同一条染色体上A基因邻近的一个DNA片段，调控A基因的表达。变异的v序列对野生型A基因的调控，不影响其控制的叶绿素的含量。玉米的甲品系、乙品系中的变异的v序列分别记为v甲、v乙，两品系的A基因无变异。
（1）玉米甲品系与AA1个体杂交，从后代中筛选AA1个体并与甲品系多次杂交，最终得到v甲纯合的AA1个体（记为AA1
甲），过程如下所示，通过这样的过程将A1基因整合到甲品系中。
①F1中AA1个体所占比例为 ，此AA1个体核DNA来自甲品系和突变体的比例为 。
②AA1甲中除A1基因外，绝大多数核DNA来自 。
③与原AA1个体、野生型相比，AA1甲个体叶绿素含量居中。用类似的过程将v乙整合进甲品系中，得到的v乙纯合AA1植株的叶绿素含量较原AA1更低。可以看出v甲、v乙对A1基因表达的影响分别是 。
（2）野生型玉米突变而得T品系，T品系的T基因（显性）控制玉米的高分蘖（多分枝）性状，将T基因纯合子与AA1甲杂交。T基因与A基因位于同一条染色体上。
①请写出二者杂交产生后代的示意图。
②比较二者杂交的后代表型，出现 的现象，可以看出A1会减弱分蘖程度。
（3）为在同一遗传背景下开展研究，将T基因整合到甲品系中，得到T基因的纯合子。写出用杂交育种的方法实现这一目的的操作流程（操作流程可不需考虑v序列）。 。
（4）将（3）所得v甲、T基因均纯合的个体与AA1甲杂交，得到TtAA1个体；将（3）所得v甲、T基因均纯合的个体与已得的v乙整合到甲品系中获得的纯合子杂交，得到F1。将TtAA1与F1杂交。
①所得后代中，T基因纯合体占 ，AA1和AA的分离比为 。
②将所得后代进一步选育，所得的具有v乙纯合的TTAA1的个体分蘖数较具有v甲纯合的TTAA1的个体少。
（5）综合上述，推测具有v乙纯合的TTAA1个体分蘖数减少的原因是 。
三、实验题
21．（2020高三上·沈阳期中）外泌体是细胞产生的一种释放到细胞外的具膜小泡，在细胞间信息交流中发挥重要作用。研究发现来源于脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创面愈合。
（1）外泌体膜借助膜的 （结构特性）与靶细胞膜融合，将其携带的miRNA等物质释放到靶细胞内。
（2）研究者用 冲洗脂肪组织获得来源于脂肪干细胞的外泌体悬液，将其注射到皮肤损伤的模型小鼠皮下，对照组注射等体积PBS缓冲液，结果如图1。
结果显示来源于脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创面愈合，依据是 。已知皮肤创面愈合与人皮肤成纤维细胞（HSF）的迁移增殖有关。结合实验结果可以推测来源于脂肪干细胞的外泌体促进皮肤创面愈合是因为 。
（3）研究证实外泌体内的miR-486-5p（miRNA的一种）会影响HSF的迁移增殖。为探究其作用机制，研究者进行实验，结果如图2。
GAPDH蛋白作为 ，可排除 等对实验结果的干扰。除已设置空白对照组外，甲组至丁组分别用 、miR-486-5p、miR-486-5p的抑制剂、 处理HSF。
（4）综合（2）（3）实验结果，推测脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创面愈合的机理是 。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】氨基酸的分子结构特点和通式；核酸的基本组成单位；糖类的种类及其分布和功能；脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、淀粉的单体是葡萄糖，A正确；
B、RNA的单体是核糖核苷酸，B正确；
C、脂肪是由脂肪酸与甘油脱水缩合而成的，不具有单体，C错误；
D、蛋白质的单体是氨基酸，D正确。
故答案为：C。
【分析】生物大分子包括核酸（DNA和RNA）、蛋白质和多糖（淀粉、纤维素和糖原）。它们的基本单位分别是：核苷酸、氨基酸和葡萄糖。
2．【答案】A
【知识点】其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、溶酶体是由单层膜包被的小泡，A错误
B、溶酶体中的水解酶可以分解衰老、损伤的细胞器，B正确；
C、吞噬细胞吞入的细菌可被溶酶体内的多种水解酶分解，C正确；
D、酶的活性需要适宜的条件，溶酶体中的液体pH在5左右，是溶酶体内的水解酶的最适pH，则大量碱性物质进入溶酶体可使溶酶体中酶的活性发生改变，D正确。
故答案为：A。
【分析】溶酶体：（1）形态：单层膜结构，内含有多种水解酶；膜上有许多糖，防止本身的膜被水解；（2）作用：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．【答案】D
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，用于水解蛋白质的酶是蛋白酶。由于胃蛋白酶的最适pH在2左右，而胰蛋白酶的最适pH在8左右，所以用于水解机体坏死组织、变性蛋白的酶是胰蛋白酶。
故答案为：D。
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA；酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH值（在最适条件下，酶的催化活性是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活）。
4．【答案】B
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、氨基酸脱水缩合形成蛋白质需要消耗ATP，A错误；
B、[H]与O2结合形成水产生大量的ATP，B正确；
C、暗反应中三碳化合物的还原需消耗光反应产生的ATP，C错误；
D、无氧呼吸的第二阶段不会产生ATP，D错误。
故答案为：B。
【分析】ATP的结构简式是A-P~P~P，其中A代表腺苷，T是三的意思，P代表磷酸基团。ATP和ADP的转化过程中（1）能量来源不同：ATP水解释放的能量，来自特殊的化学键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用（有氧呼吸三个阶段和无氧呼吸第一阶段）或光合作用（光合作用第一阶段）。（2）场所不同：ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体，叶绿体，细胞质基质。
5．【答案】C
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义
【解析】【解答】A、高等植物细胞内不含中心体，A错误；
B、具膜小泡的膜由磷脂和蛋白质构成，与细胞壁形成有关，B错误；
C、核膜的出现使细胞区域化，转录和翻译在时空上分隔开，C正确；
D、子细胞的相对表面积较大，更利于与外部进行物质交换，D错误。
故答案为：C。
【分析】1、中心体：（1）分布：动物和某些低等植物细胞（如藻类）；（2）形态：由两个互相垂直排列的中心粒（许多管状物组成）及周围物质组成；（3）作用：与细胞的有丝分裂有关，形成纺锤体。
2、 具膜小泡结构与生物膜相同含有磷脂双分子层和蛋白质， 具膜小泡中含有果胶、半纤维素等成分以便构成新的细胞壁。
3、物质运输效率可以通过在相同时间内，物质扩散进入细胞的体积与细胞的总体积之比来表示。细胞的表面积和体积的比值（即相对表面积越大，其物质交换效率越高，细胞新陈代谢越旺盛。
6．【答案】C
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、细胞分化具有不可逆性，所以前体细胞分化为肌细胞的过程是不可逆的，A正确；
B、与肌细胞相比，前体细胞的分化程度较低，B正确；
C、细胞分化的标志是基因的选择性表达，含有myoD基因的细胞能分化为其他细胞，C错误；
D、MyoD蛋白能促进myoD基因的表达，说明MyoD蛋白对myoD基因的表达存在正反馈调节，D正确。
故答案为：C。
【分析】细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态，结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的特点：普遍性、稳定性、不可逆性。细胞分化的意义：使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
7．【答案】B
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；基因、DNA、遗传信息的关系
【解析】【解答】卵原细胞在减数第一次分裂的末期，同源染色体X、X分离，产生的次级卵母细胞中含有的性染色体为X。一个正常次级卵母细胞处于着丝点刚分开时，此时次级卵母细胞处于减数第二次分裂的后期，染色单体分离，形成两条性染色体，所以细胞中有两条X染色体。
故答案为：B。
【分析】减数分裂过程中着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期，此时同源染色体已经分离，由于是卵原细胞的减数分裂，所以进行减数分裂Ⅱ的细胞内部是一条X染色体，这一条X染色体是由一对姐妹染色单体组成，又因该对姐妹染色单体是染色体复制获得的，不考虑基因突变、交叉互换和染色体变异 ，姐妹染色单体商所含有的基因是一样的。由于该雌果蝇为杂合红眼，则该减数分裂Ⅱ细胞X染色体上的基因有可能是红眼也有可能是白眼，减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂姐妹染色单体分开，则形成了两条X染色体，并且这两条X染色体上的基因相同。
8．【答案】A
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；基因连锁和互换定律
【解析】【解答】A、由分析可知，F1的基因型为AaBb，其自交后代的表现型的比例为：紫色小花：紫色大花：白色大花=1：2：1，说明A与b位于一条染色体上，a与B位于另一条染色体上，二对等位基因遗传不符合孟德尔自由组合定律，A错误；
B、如果只研究花色性状，其遗传遵循基因的分离定律，则F1紫色花自交后代性状分离比为3：1，B正确；
C、由于A与b位于一条染色体上，a与B位于另一条染色体上，因此不考虑基因突变和交叉互换，萝卜种群中不存在紫色大花（AABB）的纯合体，C正确；
D、由于A与b位于一条染色体上，a与B位于另一条染色体上，F1的基因型为AaBb，产生配子的比例为Ab：aB=1：1，测交后代表现型的比例为紫色小花：白色大花=1：1，D正确。
故答案为：A。
【分析】1、基因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，由于自由组合定律同时也遵循分离定律，因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
2、由题意可知，亲本纯合，则F1基因型为AaBb，表现为双显性紫色大花，若这两对基因独立遗传符合自由组合定律的华，则F1自交的后代表现型的比例为紫色大花∶紫色小花∶白色大花：白色小花=9：3：3：1，而题中F1自交后代表现型的比例为紫色小花∶紫色大花∶白色大花=1∶2∶1 ，则表明两对基因遗传不符合自由组合定律，又因为单独研究花色或者或者花的大小都能得出F1自交后代性状分离比为3：1，说明两对基因各自符合基因的分离定律，两对基因遗传是并且不存在白色小花即隐形纯合的个体，由此可推断A与b位于一条染色体上，a与B位于另一条染色体上。
9．【答案】D
【知识点】遗传信息的转录
【解析】【解答】A、据题意“tra基因转录产生的前体信使RNA在不同条件下可以进行选择性的加工，从而产生不同的最终转录产物”，说明tra基因转录产生的RNA经加工后的碱基序列可能不同，A正确；
B、据题意可知，初始RNA经不同方式的剪切为多种mRNA，进而翻译成不同的蛋白质，B正确；
C、由于“前体信使RNA在不同条件下可以进行选择性的加工，从而产生不同的最终转录产物”，所以可翻译不同的蛋白质而控制的性状不同，C正确；
D、转录是以tra基因的一条链作模板，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、在细胞核中以DNA的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下，以细胞中四种游离的核糖核苷酸为原料合成RNA的过程叫作转录。在核糖体上以mRNA为模板，游离在细胞质中的各种氨基酸为原料，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做翻译。
2、转录和翻译的比较：
比较内容 表达遗传信息
转录 翻译
进行场所 细胞核、线粒体、叶绿体 核糖体
模板 以DNA一条链为模板 mRNA
原料 核糖核苷酸 氨基酸
条件 RNA聚合酶、能量等 酶、能量、tRNA等
产物 RNA 多肽
遗传信息的传递方向 DNA→RNA RNA→蛋白质
10．【答案】A
【知识点】减数分裂概述与基本过程；减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；受精作用
【解析】【解答】二者杂交产生的杂种F1中有28条染色体，但产生的F1为异源四倍体，不能进行正常的减数分裂，不可育，故A正确，BCD错误。
故答案为：A。
【分析】1、减数分裂是一种特殊的有丝分裂形式，是有性生殖生物的原始生殖细胞（如动物的精原细胞或卵原细胞）成为成熟生殖细胞（精、卵细胞即配子）过程中必须经历的。它的特点是细胞经过两次连续的分裂，但染色体只复制一次。减数分裂和受精作用的意义在于维持物种染色体数目的恒定性，同时能使后代获得两个亲本的遗传物质，对生物的遗传和变异有重要意义。受精作用是指精子和卵细胞融合成受精卵的过程。减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
2、由题意可知： 普通小麦（6N=42） ，减数分裂形成的配子（3N=21），华山新麦草（2N=14） ，减数分裂形成的配子（N=7），二者没有同源染色体但是一个染色体组中包含的染色体条数相同，二者杂交之后形成的F1（4N=28）属于异源多倍体，异源多倍体不能进行正常的减数分裂形成配子。
11．【答案】D
【知识点】检测蛋白质的实验；检测还原糖的实验；观察线粒体和叶绿体；观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、叶绿体中的基粒属于亚显微结构，在光学显微镜下观察不到，A正确；
B、染色体易被碱性染料（如龙胆紫、醋酸洋红）染成深色，因此若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色，B正确；
C、葡萄糖属于还原糖，在水浴加热的条件下可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，C正确；
D、双缩脲试剂可用于检测蛋白质，但不能检测氨基酸及其含量，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、用高倍显微镜观察黑藻叶片细胞，我们可以看到叶绿体呈现绿色，而且叶绿体在细胞中是移动的，分布不均匀的。不能观察到叶绿体的基粒，基粒属于亚显微机构，需要利用电子显微镜才能观察到。
2、观察细胞有丝分裂实验的步骤：解离（目的是使细胞分离）→ 漂洗（洗去解离液，便于染色）→染色（用甲紫、醋酸洋红等碱性染料）→制片→观察（用显微镜观察时要求遵循先低倍镜观察后高倍镜观察的原则）。
3、斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀），斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。
4、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应的原理是肽键与双缩脲试剂形成紫色络合物，只要存在肽键就可以与双缩脲试剂产生紫色反应。
12．【答案】C
【知识点】基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、获取目的基因可通过PCR扩增、人工合成和从基因文库中获取，A正确；
B、启动子是转录的起点，也是DNA聚合酶识别和结合位点，B正确；
C、将目的基因导入动物细胞用显微注射技术，C错误；
D、溶菌酶基因可在鸡输卵管细胞表达，合成的溶菌酶是一种分泌蛋白，可分泌到细胞外，D正确。
故答案为：C。
【分析】基因工程技术的基本步骤︰
（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建︰是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段，其为RNA聚合酶识别和结合的位点。
( 3 )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。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;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）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。
13．【答案】C
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】A、由题意可知，新冠病毒的表面刺突蛋白（S蛋白）存在受体结合域（RBD），而LCB1可与S蛋白RBD紧密结合，故LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似，A正确；
B、LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似，可依据受体（S蛋白的RBD）结构进行设计，B正确；
C、由题意可知，LCB1是自然界中不存在的蛋白质，故无法通过细胞中原有基因表达产生，C错误；
D、LCB1是自然界中不存在的蛋白质，可用蛋白质工程进行LCB1的设计和生产，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、蛋白质工程的实质是：改造基因。蛋白质工程的过程：根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列；进行基因修饰或基因合成；最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成问题。因此，蛋白质工程生产合成的蛋白质是自然界中不存在的新型蛋白质分子。
2、由题意可知：新冠病毒是通过表面的S蛋白的RBD与人体细胞表面的ACE2受体相互作用来感染细胞；科学家人工合成的LCB1可与S蛋白RBD紧密结合，S蛋白RBD进不能继续与人体细胞表面的ACE2受体结合，由此阻止了新冠病毒侵入人体。
14．【答案】D
【知识点】质壁分离和复原；植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，则利用纤维素酶和果胶酶去壁后可分离得到原生质体，A正确；
B、据图分析，随酶解时间延长两种原生质体产量均先增加后减少，B正确；
C、据图分析，清水紫花苜蓿和里奥百脉根的最佳酶解时间分别为10h和12h，C正确；
D、原生质体已经去除细胞壁，不能发生质壁分离和复原，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、利用体细胞杂交技术获得杂种植株的过程为：先用酶解法去掉不同的植物细胞的细胞壁，获得两种植物细胞的原生质体，再诱导原生质体融合形成融合细胞，再生细胞壁形成杂种细胞，最后利用植物组织培养技术获得杂种植株。
2、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层；表现：液泡由大变小，细胞液颜色由浅变深，原生质层与细胞壁分离。没有细胞壁则不能发生质壁分离。
3、由图可知：里奥百脉根酶解12h时，原生质体产量最高和活力较大；清水紫花苜着酶解10h，原生质体产量最高和活力最大。
15．【答案】A
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、在动物细胞培养的过程中，当出现接触抑制后，细胞克隆停止增殖，A正确；
B、克隆细胞与接种的细胞的遗传信息不一定相同，B错误；
C、需采用液体培养基培养才能形成细胞克隆，C错误；
D、胰蛋白酶可使细胞分散成单个，从而利于计数，D错误。
故答案为：A。
【分析】动物细胞培养：
1、定义：就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。
2、动物细胞培养过程：取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中（原代培养）→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液（传代培养）→放入二氧化碳培养箱培养。
3、动物培养条件：
（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素；③定期更换培养液，以清除代谢废物。（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。（3）温度和pH。（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH）。
4、注意事项：（1）动物细胞连续培养50代左右，会出现大量细胞死亡而只有少量细胞生存的现象，这少数细胞的遗传物质发生变化，往往具有癌变的特点。（2）动物细胞培养基液体体，植物细胞培养基固体，培养的动物细胞通常取自胚胎、幼龄动物的组织器官。（3）动物组织处理使细胞分散后的初次培养称为原代培养， 一般传至10代左右便会出现生长停滞 。
16．【答案】（1）逆转录；PCR；感受态；氨苄青霉素和X-gal；白色
（2）重组表达载体；5’-GGATCC-3’和5’-TCTAGA-3’
（3）提取转基因四尾栅藻的基因组DNA，用DGAT1基因的引物进行PCR；以DGAT1基因为模板设计探针对转基因四尾栅藻进行DNA分子杂交或RNA分子杂交；用抗DGAT1的抗体与从转基因四尾栅藻中提取的蛋白质进行抗原-抗体杂交
（4）转DGAT1基因的四尾栅藻油脂含量显著高于非转基因组
（5）应添加对照组：废水培养非转基因四尾栅藻11天后，检测总氮、总磷和氟化物的含量
【知识点】基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）由RNA得到的cDNA需经过逆转录，经PCR技术扩增得到DGAT1基因，与克隆质粒pMD19连接，将连接产物导入到经CaCl2处理后的处于感受态的大肠杆菌细胞。分析题图可知，目的基因插入到LacZ基因中，使该基因被破坏，又由题中信息可知：“LacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X﹣gal，从而使菌落显现出蓝色。若无该基因或该基因被破坏，则菌落则成白色。”且由于质粒中含有氨苄青霉素抗性基因，故应接种到添加氨苄青霉素和X-gal的培养基上培养，一段时间后，挑选颜色为白色的菌落用液体培养基培养，提取质粒pMD19-DGAT1。（2）分析题图可知：用限制酶酶切pMD19-DGAT1获得DGAT1基因，并与酶切后的载体pBI121连接得到重组基因表达载体，并导入到四尾栅藻。DGAT1基因序列两端无限制酶酶切位点，由表1中信息可知DGAT1基因的两端各有限制酶BamH Ⅰ和Xba Ⅰ的识别位点，故可推测扩增DGAT1基因时所用一对引物的一端分别加上的限制酶识别序列是5’-GGATCC-3’和5’-TCTAGA-3’。（3）由分析可知，对获得的转基因四尾栅藻检测的方法有提取转基因四尾栅藻的基因组DNA，用DGAT1基因的引物进行PCR；以DGAT1基因为模板设计探针对转基因四尾栅藻进行DNA分子杂交或RNA分子杂交；用抗DGAT1的抗体与从转基因四尾栅藻中提取的蛋白质进行抗原-抗体杂交。（4）分析直方图可知：转DGAT1基因的四尾栅藻油脂含量显著高于非转基因组。（5）实验设计应遵循对照原则、单一变量原则等，故应添加对照组：废水培养非转基因四尾栅藻11天后，检测总氮、总磷和氟化物的含量。
【分析】基因工程技术的基本步骤︰
（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建︰是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段，其为RNA聚合酶识别和结合的位点。
( 3 )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。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；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）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。
17．【答案】（1）无水乙醇；最高
（2）C；D
（3）类囊体片层数减少，类囊体排列不规则、紊乱且有断裂，局部有膨胀；光反应
（4）当光照强度高于500μmol·m-2·s-1时，WT净光合速率显著高于Y55，且WT随光照强度的增加，净光合速率进一步增加，而Y55基本保持不变 光合色素含量降低（因C至D的转化受阻，导致叶绿素合成减少，且胡萝卜素合成减少）、叶绿素a/b比值降低、叶绿体发育不正常，导致光反应减弱，供给暗反应的NADpH和ATP减少，从而使光合速率降低
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）①绿叶中的色素易溶于有机溶剂，提取光合色素时，需要用无水乙醇。
②由表1可知：根据突变体Y55中4种光合色素含量与野生型WT中4种光合色素含量之比，可知叶绿素a下降比例最高。（2）由表2数据可知：突变体Y55叶绿素的减少是由于叶绿素生物合成能力整体降低引起的，其中由C转化成D的比例最低，说明C转化D显著受阻。（3）对比叶肉细胞的叶绿体超微结构图片可知：突变体中叶绿体发育不正常，主要表现在基粒的类囊体片层数减少，类囊体排列不规则、紊乱且有断裂，局部有膨胀，会直接影响光合作用的光反应的进行。（4）由图2可知：当光照强度低于500μmol m-2 s-1时，随着光照强度的增加，Y55和WT的净光合速率逐渐增加，二者无显著差异；当光照强度高于500 μmol m-2 s-1时，WT净光合速率显著高于Y55，且WT随光照强度的增加，净光合速率进一步增加，而Y55基本保持不变。综合上述分析可知：由于突变体光合色素含量降低（因C至D的转化受阻，导致叶绿素合成减少，且胡萝卜素合成减少）、叶绿素a与叶绿素b比值降低、叶绿体发育不正常，导致光反应减弱，供给暗反应的NADpH和ATP减少，从而使光合速率降低。
【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验（1）提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；（2）分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b（黄绿色)。
绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素a，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
2、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。除此之外还有水和矿质元素也会影响光合作用。
18．【答案】（1）植物免疫与病原体的协同进化
（2）PAMPs；特异性防御免疫；R蛋白；效应子触发的免疫反应（ETI）；侵染位点宿主细胞的程序性死亡
（3）基因频率；物种、生态系统
（4）在自然选择压力下，病原体不断出现新的致病基因以提高它的致病性，攻克植物免疫系统，因此，抗病基因应用于农作物育种中在最初获得了很大的成效，但这种抗性很快被进化的病原体攻克
（5）培育抵御多种病原体的抗病品种或坚持进行抗病育种工作，不断选育新的抗病品种并采取有效的措施保持品种的抗病性
（6）植物免疫原理防治植物病虫害可以减少农药的使用，增加食品安全性，增加生物多样性（减少生物多样性丧失）
【知识点】协同进化与生物多样性的形成；植物病虫害的防治原理和技术
【解析】【解答】（1）分析资料信息可知，本文讨论的生物学话题是植物免疫与病原体的协同进化。（2）根据材料信息可知，完善图形如下：
（ 3 ）生物进化实质是种群基因频率的改变；这是物种多样性和生态系统多样性形成的基础。（4）由于在自然选择压力下，病原体不断出现新的致病基因以提高它的致病性，攻克植物免疫系统，因此，抗病基因应用于农作物育种中在最初获得了很大的成效，但这种抗性很快被进化的病原体攻克，所以农作物通过转基因获得的抗性一般只能维持“一定时间”。（5）为避免农作物抗病性丧失过快，可培育抵御多种病原体的抗病品种或坚持进行抗病育种工作，不断选育新的抗病品种并采取有效的措施保持品种的抗病性。（6）利用植物免疫原理防治植物病虫害可以减少农药的使用，增加食品安全性，增加生物多样性，具有极大的经济效应和生态效益。
【分析】1、协同进化：不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化。
2、生物多样性主要包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。物种多样性是指生物种类的丰富程度生物多样性最直观最基本的认识就是物种多样性；遗传多样性是指物种内基因组成的多样性；生态系统多样性是指生物所生存的生态环境类型的多样性。生物多样性的根本原因是遗传多样性，遗传多样性是物种多样性和生态系统多样性形成的基础。
2、现代生物进化理论的基本观点：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变；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。
4、病虫害防治方法：利用有害生物和环境之间的相互关系，充分发挥自然控制因素的作用，因地制宜地采取综合防治措施，将有害生物控制在经济允许受害水平之下，以获得最佳经济、生态和社会效益。方法有病虫害的调查、植物检疫、农业防治技术（对抗性作物品种的选育）、物理机械防治技术（如诱杀灯），生物防治和化学防治等。对植物病虫害的防治只有在尊重自然、保证农业和生态的可持续发展的前提下，才能得到更好的发展。
19．【答案】（1）X染色体隐性遗传；Ⅰ-4和Ⅱ-2；DMD的遗传方式是X染色体隐性遗传，Ⅲ代中男性患者的致病基因来源于Ⅱ-2；Ⅰ-3正常，Ⅱ-2的致病基因来自Ⅰ-4
（2）基因突变；基因检测（基因诊断）；随机性或不定向性
（3）磷酸二酯键；碱基互补配对；目标DNA序列；DMD模型犬肌肉组织的D蛋白含量很低，基因编辑犬的D蛋白表达量显著高于DMD模型犬，但低于正常犬；CRISPR/Cas9表达系统只在肌肉组织细胞中发挥作用，避免伤害到其他细胞的基因组
【知识点】基因突变的特点及意义；人类遗传病的类型及危害；基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】（1）①根据图1，Ⅱ1、Ⅱ2正常夫妇生出患病孩子，说明该病是隐性遗传病，后代只有男性患病，女性正常，出现性别差异，应该是伴X染色体隐性遗传病；
②该病为伴X染色体遗传病，Ⅲ代的患病基因来自于Ⅱ2，Ⅱ2的患病基因来自于Ⅰ4，则Ⅱ2为XDXd，Ⅰ4为XDXd；（2）碱基的部分缺失属于基因突变，对胎儿进行基因诊断来判断是否患有此遗传病，多个DMD甲图的D基因不同位置发生碱基替换、重复和缺失，说明基因突变的随机性或不定向性；（3）①据图，Cas9蛋白对外显子进行部分切割，切割位置是两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，gRNA通过碱基互补配对原则特异性的识别并结合目标DNA序列；
②从图可以看出：DMD模型犬肌肉组织的D蛋白含量很低，基因编辑犬的D蛋白表达量显著高于DMD模型犬，但低于正常犬；
③CRISPR/Cas9相应DNA序列使用肌肉特异性启动子驱动表达是因为控制CRISPR/Cas9表达系统只在肌肉组织细胞中发挥作用，避免伤害到其他细胞的基因组。
【分析】1、人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病：
（1）单基因遗传病包括常染色体显性遗传病（如并指）、常染色体隐性遗传病（如白化病）、伴x染色体隐性遗传病（如血友病、色盲）、伴X染色体显性遗传病（如抗维生素D佝偻病）；（2）多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的，如青少年型糖尿病；（3）染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病（如猫叫综合征）和染色体数目异常遗传病（如21三体综合征）。
2、常见的单基因遗传病及其特点：
（1）伴x染色体隐性遗传病：如红绿色盲、血友病等，其发病特点：男患者多于女患者；隔代交叉遗传，即男患者将致病基因通过女儿传给他的外孙。
（2）伴x染色体显性遗传病：如抗维生素D性佝偻病，其发病特点：女患者多于男患者；世代相传。
（3）常染色体显性遗传病：如多指、并指、软骨发育不全等，其发病特点：患者多，多代连续得病。
（4）常染色体隐性遗传病：如白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症等，其发病特点：患者少，个别代有患者，一般不连续。
（5）伴Y染色体遗传：如人类外耳道多毛症，其特点是：传男不传女。
3、基因突变：（1）基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换。（2）基因突变可以发生在发育的任何时期，通常发生在DNA复制时期，即细胞分裂间期，包括有丝分裂间期和减数分裂间期。（3）基因突变的类型：自发突变和人工诱变。（4）基因突变的特点：基因突变具有普遍性、低频性（个体的基因突变率低，但种群中个体数，其突变率较高）、随机性、不定向性、多害少利性。（5）基因突变是点突变，在光学显微镜下观察不到，在染色体变异在显微镜下可以观察到。（6）基因突变的意义：基因突变是新基因产生的途径；基因突变能为生物进化提供原材料；基因突变是生物变异的根本来源。
4、基因工程的基本工具“分子手术刀”-限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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开，因此具有专一性。（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
5、基因编辑又称基因组编辑，是一种新兴的比较精确的能对生物体基因组特定目标基因进行修饰的一种基因工程技术或过程。基因编辑技术属于基因工程，而对于人体胚胎的操作又涉及胚胎工程，所有对于人体的操作都应经过安全性审查，要符合伦理道德；但用于疾病预防领域的研究又具有进步意义。
20．【答案】（1）1/2；1∶1；甲品系；促进、抑制
（2）；绿色深、分枝多和绿色淡、分枝少
（3）用T品系与甲品系杂交，后代Tt与甲品系连续多次杂交，筛选得到的Tt自交，进而再筛选得到以甲品系为背景的T基因的纯合子
（4）1/4；1∶1
（5）v乙降低了A1基因的表达，使叶绿素的合成减少进而光合产物（或中间产物）减少，从而影响了T基因控制的高分蘖表型的形成
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化；基因的分离规律的实质及应用；杂交育种
【解析】【解答】（1）①玉米甲品系AA与AA1个体杂交，F1中AA1个体所占比例为1/2，此AA1个体核DNA来自父本和母本各占一半，即来自甲品系和突变体的比例为1：1。
②AA1甲是玉米甲品系与AA1个体杂交，从后代中筛选AA1个体并与甲品系多次回交得到的，故AA1甲中除A1基因外，绝大多数核DNA来自甲品系。
③AA1甲个体含有v甲序列，其叶绿素比不含v甲序列的原AA1个体多，说明v甲对A1基因表达起促进作用；同理，用类似的过程得到的v乙纯合AA1植株的叶绿素含量较原AA1更低，说明v乙对A1基因表达起抑制作用。（2）因T基因与A基因位于同一条染色体上，故T基因纯合子的基因型为AT/AT与AA1甲杂交，二者杂交产生后代的示意图如下图所示：
②比较二者杂交的后代表型，出现绿色深、分枝多和绿色淡、分枝少的现象，可以看出A1会减弱分蘖程度。（3）将T基因整合到甲品系中，要用杂交育种得到T基因的纯合子，具有操作如下：用T品系与甲品系杂交，后代Tt与甲品系连续多次杂交，筛选得到的Tt自交，进而再筛选得到以甲品系为背景的T基因的纯合子。（4）①将（3）所得v甲、T基因均纯合的个体与AA1甲杂交，得到TtAA1个体；将（3）所得v甲、T基因均纯合的个体TTAA与已得的v乙整合到甲品系中获得的纯合子ttAA杂交，得到F1，F1基因型为TtAA。将TtAA1与F1杂交。所得后代中，T基因纯合体占1/4，AA1和AA的分离比为1：1。
②将所得后代进一步选育，所得的具有v乙纯合的TTAA1的个体分蘖数较具有v甲纯合的TTAA1的个体少。（5）综合上述，推测具有v乙纯合的TTAA1个体分蘖数减少的原因是v乙降低了A1基因的表达，使叶绿素的合成减少进而光合产物（或中间产物）减少，从而影响了T基因控制的高分蘖表型的形成。
【分析】1、减数分裂是一种特殊的有丝分裂形式，是有性生殖生物的原始生殖细胞（如动物的精原细胞或卵原细胞）成为成熟生殖细胞（精、卵细胞即配子）过程中必须经历的。它的特点是细胞经过两次连续的分裂，但染色体只复制一次。减数分裂和受精作用的意义在于维持物种染色体数目的恒定性，同时能使后代获得两个亲本的遗传物质，对生物的遗传和变异有重要意义。受精作用是指精子和卵细胞融合成受精卵的过程。受精卵的染色体数目恢复到体细胞的数目，其中有一半的染色体来自精子(父亲)，一半的染色体来自卵细胞(母亲)，细胞质主要来自卵细胞。减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
2、基因的分离定律的实质∶在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
3、杂交育种是利用基因重组的原理，有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，一般可以通过杂交、选择、纯合化等手段培养出新品种。
21．【答案】（1）流动性
（2）PBS缓冲液；注射外泌体组的小鼠皮肤创面愈合较快，注射PBS缓冲液的对照组愈合较慢；外泌体促进HSF的迁移增殖
（3）对照；细胞培养操作、细胞取样量、蛋白质检测方法；与miR-486-5p碱基种类、数目相同但序列不同的miRNA；miR-486-5p及其抑制剂
（4）外泌体可通过miR-486-5p抑制人皮肤成纤维细胞Sp5蛋白的表达，进而促进人皮肤成纤维细胞的迁移增殖
【知识点】细胞膜的流动镶嵌模型；RNA分子的组成和种类
【解析】【解答】（1）外泌体膜借助膜的流动性与靶细胞膜融合，将其携带的miRNA等物质释放到靶细胞内。（2）实验应遵循单一变量原则，对照组注射等体积PBS缓冲液，所以用PBS缓冲液冲洗脂肪组织获得来源于脂肪干细胞的外泌体悬液，将其注射到皮肤损伤的模型小鼠皮下。结果显示来源于脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创面愈合，依据是注射外泌体组的小鼠皮肤创面愈合较快，注射PBS缓冲液的对照组愈合较慢。结合实验结果可以推测来源于脂肪干细胞的外泌体促进皮肤创面愈合是因为外泌体促进HSF的迁移增殖。（3）剧图分析，GAPDH蛋白作为对照，可排除细胞培养操作、细胞取样量、蛋白质检测方法等对实验结果的干扰。除已设置空白对照组外，甲组至丁组分别用与miR-486-5p碱基种类、数目相同但序列不同的miRNA，miR-486-5p、miR-486-5p的抑制剂、miR-486-5p及其抑制剂处理HSF。（4）综合（2）（3）实验结果，推测脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创面愈合的机理是外泌体可通过miR-486-5p抑制人皮肤成纤维细胞Sp5蛋白的表达，进而促进人皮肤成纤维细胞的迁移增殖。
【分析】1、外泌体是细胞通过内吞作用形成的具膜小泡 ，可以分泌到细胞外在细胞间传递多种蛋白质和mRNA等，可见细胞间可通过外泌体进行信息交流。生物膜的主要组成成分是蛋白质和磷脂，磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架，组成细胞膜的磷脂分子是可以运动的，蛋白质分子大都是可以运动的，因此细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。
2、生物实验遵循的一般原则主要有对照原则、等量原则、单一变量原则和控制无关变量原则等；对照实验的类型大致有空白对照、前后对照、相互对照、自身对照等。
1 / 1北京市朝阳区2021届高三上学期生物期中考试试卷
一、单选题
1．（2020高三上·沈阳期中）下列物质中，不具有单体的是（ ）
A．淀粉 B．RNA C．脂肪 D．蛋白质
【答案】C
【知识点】氨基酸的分子结构特点和通式；核酸的基本组成单位；糖类的种类及其分布和功能；脂质的种类及其功能
【解析】【解答】A、淀粉的单体是葡萄糖，A正确；
B、RNA的单体是核糖核苷酸，B正确；
C、脂肪是由脂肪酸与甘油脱水缩合而成的，不具有单体，C错误；
D、蛋白质的单体是氨基酸，D正确。
故答案为：C。
【分析】生物大分子包括核酸（DNA和RNA）、蛋白质和多糖（淀粉、纤维素和糖原）。它们的基本单位分别是：核苷酸、氨基酸和葡萄糖。
2．（2020高三上·沈阳期中）溶酶体是含有多种酸性水解酶的细胞器。下列叙述错误的是（ ）
A．溶酶体是由脂双层构成的内、外两层膜包被的小泡
B．溶酶体中的水解酶可以分解衰老、损伤的细胞器
C．吞噬细胞吞入的细菌可被溶酶体中的多种水解酶降解
D．若有大量碱性物质进入溶酶体，则可使其中的酶的活性发生改变
【答案】A
【知识点】其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、溶酶体是由单层膜包被的小泡，A错误
B、溶酶体中的水解酶可以分解衰老、损伤的细胞器，B正确；
C、吞噬细胞吞入的细菌可被溶酶体内的多种水解酶分解，C正确；
D、酶的活性需要适宜的条件，溶酶体中的液体pH在5左右，是溶酶体内的水解酶的最适pH，则大量碱性物质进入溶酶体可使溶酶体中酶的活性发生改变，D正确。
故答案为：A。
【分析】溶酶体：（1）形态：单层膜结构，内含有多种水解酶；膜上有许多糖，防止本身的膜被水解；（2）作用：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．（2020高三上·沈阳期中）某种酶可用于水解机体坏死组织、变性蛋白等，能够有效预防创面、切口感染，提高引流排脓效果，该酶是（ ）
A．胃蛋白酶 B．肠淀粉酶 C．胰脂肪酶 D．胰蛋白酶
【答案】D
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，用于水解蛋白质的酶是蛋白酶。由于胃蛋白酶的最适pH在2左右，而胰蛋白酶的最适pH在8左右，所以用于水解机体坏死组织、变性蛋白的酶是胰蛋白酶。
故答案为：D。
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA；酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH值（在最适条件下，酶的催化活性是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活）。
4．（2020高三上·沈阳期中）下列生理过程中产生ATP的是（ ）
A．氨基酸脱水缩合形成蛋白质 B．[H]与O2结合形成水
C．暗反应中三碳化合物的还原 D．无氧呼吸的第二阶段
【答案】B
【知识点】ATP的相关综合
【解析】【解答】A、氨基酸脱水缩合形成蛋白质需要消耗ATP，A错误；
B、[H]与O2结合形成水产生大量的ATP，B正确；
C、暗反应中三碳化合物的还原需消耗光反应产生的ATP，C错误；
D、无氧呼吸的第二阶段不会产生ATP，D错误。
故答案为：B。
【分析】ATP的结构简式是A-P~P~P，其中A代表腺苷，T是三的意思，P代表磷酸基团。ATP和ADP的转化过程中（1）能量来源不同：ATP水解释放的能量，来自特殊的化学键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用（有氧呼吸三个阶段和无氧呼吸第一阶段）或光合作用（光合作用第一阶段）。（2）场所不同：ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体，叶绿体，细胞质基质。
5．（2020高三上·沈阳期中）在高等植物中，成膜体是由赤道板处纺锤体的剩余物组成，用于引导植物细胞在有丝分裂末期形成新的细胞壁，具膜小泡中含有果胶、半纤维素等成分，如图所示。据图分析，正确的是（ ）
A．成膜体的微管蛋白是由核糖体合成后再由中心体发出的
B．具膜小泡的膜由磷脂和蛋白质构成，与细胞壁形成无关
C．核膜的出现使细胞区域化，转录和翻译在时空上分隔开
D．子细胞的相对表面积较小，更利于与外部进行物质交换
【答案】C
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义
【解析】【解答】A、高等植物细胞内不含中心体，A错误；
B、具膜小泡的膜由磷脂和蛋白质构成，与细胞壁形成有关，B错误；
C、核膜的出现使细胞区域化，转录和翻译在时空上分隔开，C正确；
D、子细胞的相对表面积较大，更利于与外部进行物质交换，D错误。
故答案为：C。
【分析】1、中心体：（1）分布：动物和某些低等植物细胞（如藻类）；（2）形态：由两个互相垂直排列的中心粒（许多管状物组成）及周围物质组成；（3）作用：与细胞的有丝分裂有关，形成纺锤体。
2、 具膜小泡结构与生物膜相同含有磷脂双分子层和蛋白质， 具膜小泡中含有果胶、半纤维素等成分以便构成新的细胞壁。
3、物质运输效率可以通过在相同时间内，物质扩散进入细胞的体积与细胞的总体积之比来表示。细胞的表面积和体积的比值（即相对表面积越大，其物质交换效率越高，细胞新陈代谢越旺盛。
6．（2020高三上·沈阳期中）myoD基因是一个控制肌细胞发育的主导基因，其表达产物MyoD蛋白可以调控其他与肌肉发生相关基因的转录，还能促进myoD基因的表达，最终使前体细胞分化为肌细胞。以下叙述不正确的是（ ）
A．前体细胞分化为肌细胞的过程是不可逆的
B．与肌细胞相比，前体细胞的分化程度较低
C．含有myoD基因的细胞只能分化为肌细胞
D．MyoD蛋白对myoD基因的表达存在正反馈调节
【答案】C
【知识点】细胞分化及其意义
【解析】【解答】A、细胞分化具有不可逆性，所以前体细胞分化为肌细胞的过程是不可逆的，A正确；
B、与肌细胞相比，前体细胞的分化程度较低，B正确；
C、细胞分化的标志是基因的选择性表达，含有myoD基因的细胞能分化为其他细胞，C错误；
D、MyoD蛋白能促进myoD基因的表达，说明MyoD蛋白对myoD基因的表达存在正反馈调节，D正确。
故答案为：C。
【分析】细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态，结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。细胞分化的特点：普遍性、稳定性、不可逆性。细胞分化的意义：使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
7．（2020高三上·沈阳期中）果蝇的红眼与白眼受一对等位基因控制，相关基因位于X染色体上。一只杂合红眼雌果蝇，其卵原细胞进行正常减数分裂的过程中，若不考虑基因突变、交叉互换和染色体变异，当染色体的着丝粒分开时，细胞内可能存在（ ）
A．四条X染色体，两个红眼基因 B．两条X染色体，两个白眼基因
C．四条X染色体，两个白眼基因 D．两条X染色体，一个红眼基因
【答案】B
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；基因、DNA、遗传信息的关系
【解析】【解答】卵原细胞在减数第一次分裂的末期，同源染色体X、X分离，产生的次级卵母细胞中含有的性染色体为X。一个正常次级卵母细胞处于着丝点刚分开时，此时次级卵母细胞处于减数第二次分裂的后期，染色单体分离，形成两条性染色体，所以细胞中有两条X染色体。
故答案为：B。
【分析】减数分裂过程中着丝粒分裂发生在减数分裂Ⅱ后期，此时同源染色体已经分离，由于是卵原细胞的减数分裂，所以进行减数分裂Ⅱ的细胞内部是一条X染色体，这一条X染色体是由一对姐妹染色单体组成，又因该对姐妹染色单体是染色体复制获得的，不考虑基因突变、交叉互换和染色体变异 ，姐妹染色单体商所含有的基因是一样的。由于该雌果蝇为杂合红眼，则该减数分裂Ⅱ细胞X染色体上的基因有可能是红眼也有可能是白眼，减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂姐妹染色单体分开，则形成了两条X染色体，并且这两条X染色体上的基因相同。
8．（2020高三上·沈阳期中）萝卜的花有紫色和白色、大花和小花，分别由两对等位基因（A和a，B和b）控制。现选用纯合紫色小花植株与白色大花植株杂交，F1表现为紫色大花，F1自交后代表现型的比例为紫色小花∶紫色大花∶白色大花=1∶2∶1。以下推测不正确的是（ ）
A．控制萝卜花色和大小的两对等位基因的遗传符合自由的组合定律
B．如果只研究花色性状，则F1紫色花自交后代性状分离比为3∶1
C．如果不考虑基因突变和交叉互换，F3中不存在紫色大花的纯合体
D．F1测交后代表现型的比例为紫色小花∶白色大花=1∶1
【答案】A
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；基因连锁和互换定律
【解析】【解答】A、由分析可知，F1的基因型为AaBb，其自交后代的表现型的比例为：紫色小花：紫色大花：白色大花=1：2：1，说明A与b位于一条染色体上，a与B位于另一条染色体上，二对等位基因遗传不符合孟德尔自由组合定律，A错误；
B、如果只研究花色性状，其遗传遵循基因的分离定律，则F1紫色花自交后代性状分离比为3：1，B正确；
C、由于A与b位于一条染色体上，a与B位于另一条染色体上，因此不考虑基因突变和交叉互换，萝卜种群中不存在紫色大花（AABB）的纯合体，C正确；
D、由于A与b位于一条染色体上，a与B位于另一条染色体上，F1的基因型为AaBb，产生配子的比例为Ab：aB=1：1，测交后代表现型的比例为紫色小花：白色大花=1：1，D正确。
故答案为：A。
【分析】1、基因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，由于自由组合定律同时也遵循分离定律，因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
2、由题意可知，亲本纯合，则F1基因型为AaBb，表现为双显性紫色大花，若这两对基因独立遗传符合自由组合定律的华，则F1自交的后代表现型的比例为紫色大花∶紫色小花∶白色大花：白色小花=9：3：3：1，而题中F1自交后代表现型的比例为紫色小花∶紫色大花∶白色大花=1∶2∶1 ，则表明两对基因遗传不符合自由组合定律，又因为单独研究花色或者或者花的大小都能得出F1自交后代性状分离比为3：1，说明两对基因各自符合基因的分离定律，两对基因遗传是并且不存在白色小花即隐形纯合的个体，由此可推断A与b位于一条染色体上，a与B位于另一条染色体上。
9．（2020高三上·沈阳期中）果蝇的tra基因转录产生的前体信使RNA在不同条件下可以进行选择性的加工，从而产生不同的最终转录产物。下列相关叙述错误的是（ ）
A．tra基因转录产生的RNA经加工后的碱基序列可能不同
B．RNA通过选择性加工，可以使tra基因表达出不同的蛋白质
C．这一过程可以使tra基因在不同条件下控制的性状不同
D．最终转录产物不同的原因是tra基因的两条链均作模板
【答案】D
【知识点】遗传信息的转录
【解析】【解答】A、据题意“tra基因转录产生的前体信使RNA在不同条件下可以进行选择性的加工，从而产生不同的最终转录产物”，说明tra基因转录产生的RNA经加工后的碱基序列可能不同，A正确；
B、据题意可知，初始RNA经不同方式的剪切为多种mRNA，进而翻译成不同的蛋白质，B正确；
C、由于“前体信使RNA在不同条件下可以进行选择性的加工，从而产生不同的最终转录产物”，所以可翻译不同的蛋白质而控制的性状不同，C正确；
D、转录是以tra基因的一条链作模板，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、在细胞核中以DNA的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下，以细胞中四种游离的核糖核苷酸为原料合成RNA的过程叫作转录。在核糖体上以mRNA为模板，游离在细胞质中的各种氨基酸为原料，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做翻译。
2、转录和翻译的比较：
比较内容 表达遗传信息
转录 翻译
进行场所 细胞核、线粒体、叶绿体 核糖体
模板 以DNA一条链为模板 mRNA
原料 核糖核苷酸 氨基酸
条件 RNA聚合酶、能量等 酶、能量、tRNA等
产物 RNA 多肽
遗传信息的传递方向 DNA→RNA RNA→蛋白质
10．（2020高三上·沈阳期中）将普通小麦（6N=42）与抗病性较强的华山新麦草（2N=14）进行远缘杂交（二者无同源染色体），则（ ）
A．二者杂交产生的杂种F1中有28条染色体
B．F1的花粉母细胞减数分裂时可以形成14个四分体
C．F1的自交结实率与普通小麦自交结实率相当
D．F1与普通小麦的杂交后代均可获得抗病性较强的性状
【答案】A
【知识点】减数分裂概述与基本过程；减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；受精作用
【解析】【解答】二者杂交产生的杂种F1中有28条染色体，但产生的F1为异源四倍体，不能进行正常的减数分裂，不可育，故A正确，BCD错误。
故答案为：A。
【分析】1、减数分裂是一种特殊的有丝分裂形式，是有性生殖生物的原始生殖细胞（如动物的精原细胞或卵原细胞）成为成熟生殖细胞（精、卵细胞即配子）过程中必须经历的。它的特点是细胞经过两次连续的分裂，但染色体只复制一次。减数分裂和受精作用的意义在于维持物种染色体数目的恒定性，同时能使后代获得两个亲本的遗传物质，对生物的遗传和变异有重要意义。受精作用是指精子和卵细胞融合成受精卵的过程。减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
2、由题意可知： 普通小麦（6N=42） ，减数分裂形成的配子（3N=21），华山新麦草（2N=14） ，减数分裂形成的配子（N=7），二者没有同源染色体但是一个染色体组中包含的染色体条数相同，二者杂交之后形成的F1（4N=28）属于异源多倍体，异源多倍体不能进行正常的减数分裂形成配子。
11．（2020高三上·沈阳期中）下列关于高中生物学实验的叙述，错误的是（ ）
A．高倍显微镜不能清晰看到黑藻叶绿体中的基粒
B．若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色
C．斐林试剂在水浴加热的条件下，可被葡萄糖还原成砖红色
D．要检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色
【答案】D
【知识点】检测蛋白质的实验；检测还原糖的实验；观察线粒体和叶绿体；观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、叶绿体中的基粒属于亚显微结构，在光学显微镜下观察不到，A正确；
B、染色体易被碱性染料（如龙胆紫、醋酸洋红）染成深色，因此若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色，B正确；
C、葡萄糖属于还原糖，在水浴加热的条件下可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，C正确；
D、双缩脲试剂可用于检测蛋白质，但不能检测氨基酸及其含量，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、用高倍显微镜观察黑藻叶片细胞，我们可以看到叶绿体呈现绿色，而且叶绿体在细胞中是移动的，分布不均匀的。不能观察到叶绿体的基粒，基粒属于亚显微机构，需要利用电子显微镜才能观察到。
2、观察细胞有丝分裂实验的步骤：解离（目的是使细胞分离）→ 漂洗（洗去解离液，便于染色）→染色（用甲紫、醋酸洋红等碱性染料）→制片→观察（用显微镜观察时要求遵循先低倍镜观察后高倍镜观察的原则）。
3、斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀），斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。
4、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应的原理是肽键与双缩脲试剂形成紫色络合物，只要存在肽键就可以与双缩脲试剂产生紫色反应。
12．（2020高三上·沈阳期中）科学家将含有人溶菌酶基因的表达载体注射到鸡胚中获得转基因鸡，目的蛋白在输卵管细胞中特异表达，并能在鸡蛋中收集。下列说法错误的是（ ）
A．可从cDNA文库获取人溶菌酶基因
B．RNA聚合酶识别鸡输卵管细胞特异表达的启动子
C．可通过农杆菌转化法将人溶菌酶基因导入鸡胚
D．鸡输卵管细胞可将人溶菌酶分泌到细胞外
【答案】C
【知识点】基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】A、获取目的基因可通过PCR扩增、人工合成和从基因文库中获取，A正确；
B、启动子是转录的起点，也是DNA聚合酶识别和结合位点，B正确；
C、将目的基因导入动物细胞用显微注射技术，C错误；
D、溶菌酶基因可在鸡输卵管细胞表达，合成的溶菌酶是一种分泌蛋白，可分泌到细胞外，D正确。
故答案为：C。
【分析】基因工程技术的基本步骤︰
（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建︰是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段，其为RNA聚合酶识别和结合的位点。
( 3 )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。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;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）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。
13．（2020高三上·沈阳期中）新冠病毒的表面刺突蛋白（S蛋白）的受体结合域（RBD）与人体细胞表面的ACE2受体相互作用感染细胞。科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质LCB1，可与S蛋白RBD紧密结合，以干扰新冠病毒的感染。下列说法不合理的是（ ）
A．LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似
B．LCB1可依据S蛋白的RBD结构进行设计
C．LCB1是通过细胞中原有基因表达产生的
D．可用蛋白质工程进行LCB1的设计和生产
【答案】C
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】A、由题意可知，新冠病毒的表面刺突蛋白（S蛋白）存在受体结合域（RBD），而LCB1可与S蛋白RBD紧密结合，故LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似，A正确；
B、LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似，可依据受体（S蛋白的RBD）结构进行设计，B正确；
C、由题意可知，LCB1是自然界中不存在的蛋白质，故无法通过细胞中原有基因表达产生，C错误；
D、LCB1是自然界中不存在的蛋白质，可用蛋白质工程进行LCB1的设计和生产，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、蛋白质工程的实质是：改造基因。蛋白质工程的过程：根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列；进行基因修饰或基因合成；最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成问题。因此，蛋白质工程生产合成的蛋白质是自然界中不存在的新型蛋白质分子。
2、由题意可知：新冠病毒是通过表面的S蛋白的RBD与人体细胞表面的ACE2受体相互作用来感染细胞；科学家人工合成的LCB1可与S蛋白RBD紧密结合，S蛋白RBD进不能继续与人体细胞表面的ACE2受体结合，由此阻止了新冠病毒侵入人体。
14．（2020高三上·沈阳期中）植物体细胞杂交需要分离出有活力的原生质体，研究者通过实验研究了酶解时间对原生质体产量和活力的影响，结果如图。相关叙述错误的是（ ）
注：原生质体活力=（有活力的原生质体数/原生质体总数）×100%
A．利用纤维素酶和果胶酶去壁后可分离得到原生质体
B．随酶解时间延长两种原生质体产量均先增加后减少
C．适宜两植物细胞的最佳酶解时间分别为10h和12h
D．原生质体活力可通过质壁分离与复原实验进行验证
【答案】D
【知识点】质壁分离和复原；植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，则利用纤维素酶和果胶酶去壁后可分离得到原生质体，A正确；
B、据图分析，随酶解时间延长两种原生质体产量均先增加后减少，B正确；
C、据图分析，清水紫花苜蓿和里奥百脉根的最佳酶解时间分别为10h和12h，C正确；
D、原生质体已经去除细胞壁，不能发生质壁分离和复原，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、利用体细胞杂交技术获得杂种植株的过程为：先用酶解法去掉不同的植物细胞的细胞壁，获得两种植物细胞的原生质体，再诱导原生质体融合形成融合细胞，再生细胞壁形成杂种细胞，最后利用植物组织培养技术获得杂种植株。
2、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层；表现：液泡由大变小，细胞液颜色由浅变深，原生质层与细胞壁分离。没有细胞壁则不能发生质壁分离。
3、由图可知：里奥百脉根酶解12h时，原生质体产量最高和活力较大；清水紫花苜着酶解10h，原生质体产量最高和活力最大。
15．（2020高三上·沈阳期中）在动物细胞培养的过程中，贴壁的细胞不一定都能增殖并形成克隆（单个细胞繁殖形成的细胞群体），而形成克隆的细胞必为贴壁和有增殖活力的细胞，这一特点可用于测定动物细胞的增殖能力。大致流程如图，相关叙述正确的是（ ）
A．出现接触抑制后，细胞克隆停止增殖
B．克隆细胞与接种的细胞的遗传信息一定相同
C．需采用固体培养基培养才能形成细胞克隆
D．胰蛋白酶可使细胞分散成单层利于计数
【答案】A
【知识点】动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、在动物细胞培养的过程中，当出现接触抑制后，细胞克隆停止增殖，A正确；
B、克隆细胞与接种的细胞的遗传信息不一定相同，B错误；
C、需采用液体培养基培养才能形成细胞克隆，C错误；
D、胰蛋白酶可使细胞分散成单个，从而利于计数，D错误。
故答案为：A。
【分析】动物细胞培养：
1、定义：就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。
2、动物细胞培养过程：取动物组织块→用机械方法或胰蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液中（原代培养）→放入二氧化碳培养箱培养→贴满瓶壁的细胞用酶分散为单个细胞→制成细胞悬液→转入培养液（传代培养）→放入二氧化碳培养箱培养。
3、动物培养条件：
（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素；③定期更换培养液，以清除代谢废物。（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。（3）温度和pH。（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH）。
4、注意事项：（1）动物细胞连续培养50代左右，会出现大量细胞死亡而只有少量细胞生存的现象，这少数细胞的遗传物质发生变化，往往具有癌变的特点。（2）动物细胞培养基液体体，植物细胞培养基固体，培养的动物细胞通常取自胚胎、幼龄动物的组织器官。（3）动物组织处理使细胞分散后的初次培养称为原代培养， 一般传至10代左右便会出现生长停滞 。
二、综合题
16．（2020高三上·沈阳期中）近年来，生物柴油作为新型能源已经成为世界上应用最广泛、发展迅猛的可再生能源之一。研究人员利用基因工程的方法将油料作物紫苏DGAT1基因导入四尾栅藻（操作过程如图1），获得转基因的产油微藻，并利用地热废水培养，不仅能生产生物柴油，还能治理地热废水。
注：LacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X﹣gal，从而使菌落显现出蓝色。若无该基因或该基因被破坏，则菌落则成白色。
（1）提取紫苏细胞的总RNA经过 得到的cDNA，经 技术扩增得到DGAT1基因，与克隆质粒pMD19连接，将连接产物导入到经CaCl2处理后的处于 的大肠杆菌细胞，并接种到添加 的培养基上培养，一段时间后，挑选颜色为 的菌落用液体培养基培养，提取质粒pMD19-DGAT1。
（2）用限制酶酶切pMD19-DGAT1获得DGAT1基因，并与酶切后的载体pBI121连接得到 ，并导入到四尾栅藻。DGAT1基因序列两端无限制酶酶切位点，由表1中信息推测扩增DGAT1基因时所用一对引物的一端分别加上的限制酶识别序列是 。
表1限制酶及其识别序列
限制酶 识别序列
BamH Ⅰ 5’-GGATCC-3’ 3’-CCTAGG-5’
Hind Ⅲ 5’-AAGCTT-3’ 3’-TTCGAA-5’
EcoR Ⅰ 5’-GAATTC-3’ 3’-CTTAAG-5’
Xba Ⅰ 5’-TCTAGA-3’ 3’-AGATCT-5’
（3）对获得的转基因四尾栅藻检测的方法有 （写出两种方法）。
（4）研究人员利用地热废水培养转基因四尾栅藻并检测其油脂含量，结果如图2。
结果显示： 。
（5）为检测转基因四尾栅藻对地热废水的去污能力，研究人员设计实验并得到相应实验结果如表2。
表2 培养转基因四尾栅藻的地热废水各项指标测定结果
各项指标 总氮（mg/L） 总磷（mg/L） 氟化物（mg/L）
废水培养基 23.3 4.32 4.56
培养转基因四尾栅藻11天后 1.9 0.45 0.84
该实验不能说明转DGAT1基因显著提高了四尾栅藻的去污能力。请进一步完善实验设计。 。
【答案】（1）逆转录；PCR；感受态；氨苄青霉素和X-gal；白色
（2）重组表达载体；5’-GGATCC-3’和5’-TCTAGA-3’
（3）提取转基因四尾栅藻的基因组DNA，用DGAT1基因的引物进行PCR；以DGAT1基因为模板设计探针对转基因四尾栅藻进行DNA分子杂交或RNA分子杂交；用抗DGAT1的抗体与从转基因四尾栅藻中提取的蛋白质进行抗原-抗体杂交
（4）转DGAT1基因的四尾栅藻油脂含量显著高于非转基因组
（5）应添加对照组：废水培养非转基因四尾栅藻11天后，检测总氮、总磷和氟化物的含量
【知识点】基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）由RNA得到的cDNA需经过逆转录，经PCR技术扩增得到DGAT1基因，与克隆质粒pMD19连接，将连接产物导入到经CaCl2处理后的处于感受态的大肠杆菌细胞。分析题图可知，目的基因插入到LacZ基因中，使该基因被破坏，又由题中信息可知：“LacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X﹣gal，从而使菌落显现出蓝色。若无该基因或该基因被破坏，则菌落则成白色。”且由于质粒中含有氨苄青霉素抗性基因，故应接种到添加氨苄青霉素和X-gal的培养基上培养，一段时间后，挑选颜色为白色的菌落用液体培养基培养，提取质粒pMD19-DGAT1。（2）分析题图可知：用限制酶酶切pMD19-DGAT1获得DGAT1基因，并与酶切后的载体pBI121连接得到重组基因表达载体，并导入到四尾栅藻。DGAT1基因序列两端无限制酶酶切位点，由表1中信息可知DGAT1基因的两端各有限制酶BamH Ⅰ和Xba Ⅰ的识别位点，故可推测扩增DGAT1基因时所用一对引物的一端分别加上的限制酶识别序列是5’-GGATCC-3’和5’-TCTAGA-3’。（3）由分析可知，对获得的转基因四尾栅藻检测的方法有提取转基因四尾栅藻的基因组DNA，用DGAT1基因的引物进行PCR；以DGAT1基因为模板设计探针对转基因四尾栅藻进行DNA分子杂交或RNA分子杂交；用抗DGAT1的抗体与从转基因四尾栅藻中提取的蛋白质进行抗原-抗体杂交。（4）分析直方图可知：转DGAT1基因的四尾栅藻油脂含量显著高于非转基因组。（5）实验设计应遵循对照原则、单一变量原则等，故应添加对照组：废水培养非转基因四尾栅藻11天后，检测总氮、总磷和氟化物的含量。
【分析】基因工程技术的基本步骤︰
（1）目的基因的获取︰方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建︰是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。启动子的本质是DNA片段，其为RNA聚合酶识别和结合的位点。
( 3 )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。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；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）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。
17．（2020高三上·沈阳期中）番茄作为一种模式植物，在科学研究中具有重要地位。研究人员利用人工诱变的方法，获得了叶色黄化的番茄突变株系（Y55），并对其进行了研究。
（1）研究人员对野生型（WT）和Y55叶片中的光合色素含量进行了测定，部分结果见表1。
表1
材料 叶绿素a （mg·g-1） 叶绿素b （mg·g-1） 胡萝卜素 （mg·g-1） 总叶绿素 （mg·g-1） 叶绿素a/b
WT 1.72 0.53 0.37 2.25 3.21
Y55 0.45 0.18 0.15 0.63 2.50
①提取光合色素时，需要用 （有机溶剂）。
②结果表明，Y55是一个光合色素总体缺乏的突变体，其中叶绿素a下降比例 （填“最高”或“最低”）。
（2）为了进一步分析突变体Y55黄化叶片的叶绿素含量下降的原因，研究人员测定了叶绿素生物合成主要前体物质A、B、C、D、E、F和G的含量，结果见表2（叶绿素生物合成过程中，物质转化次序为A→B→C→D→E→F→G）。
表2
材料 A B C D E F G
WT 78.20 5.58 2.84 0.29 28.20 18.96 15.55
Y55 51.16 3.92 2.29 0.11 9.97 6.27 5.25
注：表中数值为相对值。
结果表明，突变体Y55叶绿素的减少是由于叶绿素生物合成能力整体降低引起的，尤其是 向 转化显著受阻（填写相应字母）。
（3）研究人员利用电子显微镜观察了叶肉细胞的叶绿体超微结构，图1为相应的电镜照片，G为基粒。
观察发现突变体中叶绿体的结构与野生型有明显的差异，叶绿体发育不正常，主要表现在基粒的 ，会直接影响光合作用的 阶段进行。
（4）研究人员对Y55及WT幼苗叶片在不同光照强度条件下的净光合速率进行了测定，结果如图2。
实验结果是：当光照强度低于500 μmol·m-2·s-1时，随着光照强度的增加，Y55和WT的净光合速率逐渐增加，二者无显著差异；综上分析，当光照强度高于500 μmol·m-2·s-1时，Y55出现上述结果的原因可能是 。
【答案】（1）无水乙醇；最高
（2）C；D
（3）类囊体片层数减少，类囊体排列不规则、紊乱且有断裂，局部有膨胀；光反应
（4）当光照强度高于500μmol·m-2·s-1时，WT净光合速率显著高于Y55，且WT随光照强度的增加，净光合速率进一步增加，而Y55基本保持不变 光合色素含量降低（因C至D的转化受阻，导致叶绿素合成减少，且胡萝卜素合成减少）、叶绿素a/b比值降低、叶绿体发育不正常，导致光反应减弱，供给暗反应的NADpH和ATP减少，从而使光合速率降低
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）①绿叶中的色素易溶于有机溶剂，提取光合色素时，需要用无水乙醇。
②由表1可知：根据突变体Y55中4种光合色素含量与野生型WT中4种光合色素含量之比，可知叶绿素a下降比例最高。（2）由表2数据可知：突变体Y55叶绿素的减少是由于叶绿素生物合成能力整体降低引起的，其中由C转化成D的比例最低，说明C转化D显著受阻。（3）对比叶肉细胞的叶绿体超微结构图片可知：突变体中叶绿体发育不正常，主要表现在基粒的类囊体片层数减少，类囊体排列不规则、紊乱且有断裂，局部有膨胀，会直接影响光合作用的光反应的进行。（4）由图2可知：当光照强度低于500μmol m-2 s-1时，随着光照强度的增加，Y55和WT的净光合速率逐渐增加，二者无显著差异；当光照强度高于500 μmol m-2 s-1时，WT净光合速率显著高于Y55，且WT随光照强度的增加，净光合速率进一步增加，而Y55基本保持不变。综合上述分析可知：由于突变体光合色素含量降低（因C至D的转化受阻，导致叶绿素合成减少，且胡萝卜素合成减少）、叶绿素a与叶绿素b比值降低、叶绿体发育不正常，导致光反应减弱，供给暗反应的NADpH和ATP减少，从而使光合速率降低。
【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验（1）提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；（2）分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b（黄绿色)。
绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素a，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
2、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。除此之外还有水和矿质元素也会影响光合作用。
18．（2020高三上·沈阳期中）阅读下面的材料，回答（1）～（6）题。
植物病原体（细菌、病毒等）是引起植物病害的生物类因子统称。植物在与病原体长期共同进化过程中，逐渐形成了先天免疫系统，识别“非我”成分，调控相应基因的表达，启动防卫反应来抵抗外来入侵者。
植物的先天免疫系统有两个层面，第一个层面为分子模式触发的免疫反应（PTI），PAMPs是病原体生存所必需的一些分子（进化上保守），植物通过细胞膜表面的识别受体PRRs将它们识别为“非我”成分，做出适当的免疫应答，如气孔关闭、胼胝质沉积等，抑制病原体生长，从而实现植物对病原体的广谱抗性，为基础防御免疫。但少数病原体利用进化出的效应子抑制植物PTI，为了应对病原体效应子对PTI的抑制，植物进化出识别病原体效应子的抗病（R）蛋白，启动第二个层面的免疫即效应子触发的免疫反应（ETI）。R蛋白识别效应子，并激活下游防卫基因的表达，启动一系列的防卫反应， 最终导致侵染位点宿主细胞的程序性死亡等，从而抑制病原体的扩散。与PAMPs不同，效应子对病原体生命活动并不是必需的， 而且进化上不保守。对于每一个宿主抗病（R）基因，病原体中都有一个相应的效应子基因，二者之间存在一一对应关系，宿主抗病（R）基因和病原体中的效应子基因同时存在并对应的情况下，才会触发植物ETI。因此，ETI为特异性防御免疫。
植物的抗病性与病原体的致病性都不是一成不变的，二者之间的动态变化规律可用“Z”模型表示：病原体通过各种策略进攻植物，植物细胞的PRRs识别病原体的PAMPs，触发PTI，阻止病原体的侵染；病原体通过分泌效应子抑制植物PTI，再次实现对植物的侵染；植物进化出能够识别相应效应子的R蛋白，触发ETI，表现出更强的抗性；在自然选择的作用下，病原体可进化出新的效应子来避开植物ETI；之后，植物又进化出新的R蛋白来再次触发ETI。即植物与病原体之间的互作呈现Z字形的“拉锯战局面”，是一场循环往复的进化军备竞赛，实现植物与病原体之间的动态平衡与长期共存。
（1）本文讨论的生物学话题是 。
（2）根据材料信息，完善下图。
① ；② ；③ ；④ ；⑤ 。
（3）从生物进化实质的角度分析，进化军备竞赛导致植物和病原体 的改变，这是 多样性形成的基础。
（4）植物育种学家将抗病基因应用于农作物育种中，在一定时间内能得到很好的病害防治效果。请用进化与适应的观点解释农作物的抗性为什么只能维持“一定时间”的原因是 。
（5）为避免农作物抗病性丧失过快，请从育种的角度给出建议： 。
（6）我国每年农药防治面积达5.6112亿公顷次，为全国耕地面积的4.16倍。请谈一谈利用植物免疫原理防治植物病虫害的意义： 。
【答案】（1）植物免疫与病原体的协同进化
（2）PAMPs；特异性防御免疫；R蛋白；效应子触发的免疫反应（ETI）；侵染位点宿主细胞的程序性死亡
（3）基因频率；物种、生态系统
（4）在自然选择压力下，病原体不断出现新的致病基因以提高它的致病性，攻克植物免疫系统，因此，抗病基因应用于农作物育种中在最初获得了很大的成效，但这种抗性很快被进化的病原体攻克
（5）培育抵御多种病原体的抗病品种或坚持进行抗病育种工作，不断选育新的抗病品种并采取有效的措施保持品种的抗病性
（6）植物免疫原理防治植物病虫害可以减少农药的使用，增加食品安全性，增加生物多样性（减少生物多样性丧失）
【知识点】协同进化与生物多样性的形成；植物病虫害的防治原理和技术
【解析】【解答】（1）分析资料信息可知，本文讨论的生物学话题是植物免疫与病原体的协同进化。（2）根据材料信息可知，完善图形如下：
（ 3 ）生物进化实质是种群基因频率的改变；这是物种多样性和生态系统多样性形成的基础。（4）由于在自然选择压力下，病原体不断出现新的致病基因以提高它的致病性，攻克植物免疫系统，因此，抗病基因应用于农作物育种中在最初获得了很大的成效，但这种抗性很快被进化的病原体攻克，所以农作物通过转基因获得的抗性一般只能维持“一定时间”。（5）为避免农作物抗病性丧失过快，可培育抵御多种病原体的抗病品种或坚持进行抗病育种工作，不断选育新的抗病品种并采取有效的措施保持品种的抗病性。（6）利用植物免疫原理防治植物病虫害可以减少农药的使用，增加食品安全性，增加生物多样性，具有极大的经济效应和生态效益。
【分析】1、协同进化：不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化。
2、生物多样性主要包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。物种多样性是指生物种类的丰富程度生物多样性最直观最基本的认识就是物种多样性；遗传多样性是指物种内基因组成的多样性；生态系统多样性是指生物所生存的生态环境类型的多样性。生物多样性的根本原因是遗传多样性，遗传多样性是物种多样性和生态系统多样性形成的基础。
2、现代生物进化理论的基本观点：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变；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。
4、病虫害防治方法：利用有害生物和环境之间的相互关系，充分发挥自然控制因素的作用，因地制宜地采取综合防治措施，将有害生物控制在经济允许受害水平之下，以获得最佳经济、生态和社会效益。方法有病虫害的调查、植物检疫、农业防治技术（对抗性作物品种的选育）、物理机械防治技术（如诱杀灯），生物防治和化学防治等。对植物病虫害的防治只有在尊重自然、保证农业和生态的可持续发展的前提下，才能得到更好的发展。
19．（2020高三上·沈阳期中）杜氏肌营养不良症（DMD）是单基因遗传病，此病会造成患者全身肌肉退化，包括骨骼肌和心肌等，一般在3～5岁时开始发病，20～30岁因呼吸衰竭而死亡。
（1）图1为某DMD家系谱，相关基因用D、d表示。
①据图1判断DMD的最可能的遗传方式是 。
②家系图中一定是致病基因携带者的是 ，理由是 。
（2）研究表明Ⅲ代患者的D基因部分碱基缺失，这种变异类型属于 。为确定该家系Ⅳ代是否患DMD，可以采用 的方法确定胎儿是否患有此种遗传病。研究还发现，多个DMD患者家系中D基因不同位置发生碱基替换、重复或缺失，说明此变异类型具有 的特点。
（3）真核生物基因的编码区中对应成熟RNA的序列被称为外显子，每个基因有多个外显子。大约13% DMD患者的D基因在外显子45和50之间的区域有突变，这会使外显子51及之后的序列表达异常，从而阻止正常D蛋白的产生。研究人员为探索这类DMD的临床治疗方案，对一种DMD模型犬进行基因编辑。该DMD模型犬缺失外显子50（△Ex50）导致外显子51中出现终止密码对应的序列。研究人员利用基因编辑技术CRISPR/Cas9对DMD模型犬外显子51进行切割，以期跳过外显子51，产生一个缩短但仍有功能的D蛋白，如图2。
①CRISPR/Cas9复合体由两部分组成，一部分是可以切割基因的“手术刀”Cas9蛋白，另一部分是gRNA。由图2可知，Cas9蛋白催化断裂的化学键是 ，gRNA的主要功能是通过 原则特异性结合 。
②将带有CRISPR/Cas9相应DNA序列的腺病毒注射进DMD模型犬的骨骼肌中，6周后，取注射过的肌肉组织进行检测，结果如图3，结果显示： 。对肌肉进行检测发现，基因编辑犬的肌肉萎缩症状明显减轻，其他病症也显著缓解。
③研究人员的最终目的是修正全身的肌肉组织，需通过静脉注射将CRISPR/Cas9相应DNA序列的腺病毒运送到全身，CRISPR/Cas9相应DNA序列使用肌肉特异性启动子驱动表达，原因是 。
【答案】（1）X染色体隐性遗传；Ⅰ-4和Ⅱ-2；DMD的遗传方式是X染色体隐性遗传，Ⅲ代中男性患者的致病基因来源于Ⅱ-2；Ⅰ-3正常，Ⅱ-2的致病基因来自Ⅰ-4
（2）基因突变；基因检测（基因诊断）；随机性或不定向性
（3）磷酸二酯键；碱基互补配对；目标DNA序列；DMD模型犬肌肉组织的D蛋白含量很低，基因编辑犬的D蛋白表达量显著高于DMD模型犬，但低于正常犬；CRISPR/Cas9表达系统只在肌肉组织细胞中发挥作用，避免伤害到其他细胞的基因组
【知识点】基因突变的特点及意义；人类遗传病的类型及危害；基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】（1）①根据图1，Ⅱ1、Ⅱ2正常夫妇生出患病孩子，说明该病是隐性遗传病，后代只有男性患病，女性正常，出现性别差异，应该是伴X染色体隐性遗传病；
②该病为伴X染色体遗传病，Ⅲ代的患病基因来自于Ⅱ2，Ⅱ2的患病基因来自于Ⅰ4，则Ⅱ2为XDXd，Ⅰ4为XDXd；（2）碱基的部分缺失属于基因突变，对胎儿进行基因诊断来判断是否患有此遗传病，多个DMD甲图的D基因不同位置发生碱基替换、重复和缺失，说明基因突变的随机性或不定向性；（3）①据图，Cas9蛋白对外显子进行部分切割，切割位置是两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，gRNA通过碱基互补配对原则特异性的识别并结合目标DNA序列；
②从图可以看出：DMD模型犬肌肉组织的D蛋白含量很低，基因编辑犬的D蛋白表达量显著高于DMD模型犬，但低于正常犬；
③CRISPR/Cas9相应DNA序列使用肌肉特异性启动子驱动表达是因为控制CRISPR/Cas9表达系统只在肌肉组织细胞中发挥作用，避免伤害到其他细胞的基因组。
【分析】1、人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病：
（1）单基因遗传病包括常染色体显性遗传病（如并指）、常染色体隐性遗传病（如白化病）、伴x染色体隐性遗传病（如血友病、色盲）、伴X染色体显性遗传病（如抗维生素D佝偻病）；（2）多基因遗传病是由多对等位基因异常引起的，如青少年型糖尿病；（3）染色体异常遗传病包括染色体结构异常遗传病（如猫叫综合征）和染色体数目异常遗传病（如21三体综合征）。
2、常见的单基因遗传病及其特点：
（1）伴x染色体隐性遗传病：如红绿色盲、血友病等，其发病特点：男患者多于女患者；隔代交叉遗传，即男患者将致病基因通过女儿传给他的外孙。
（2）伴x染色体显性遗传病：如抗维生素D性佝偻病，其发病特点：女患者多于男患者；世代相传。
（3）常染色体显性遗传病：如多指、并指、软骨发育不全等，其发病特点：患者多，多代连续得病。
（4）常染色体隐性遗传病：如白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症等，其发病特点：患者少，个别代有患者，一般不连续。
（5）伴Y染色体遗传：如人类外耳道多毛症，其特点是：传男不传女。
3、基因突变：（1）基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换。（2）基因突变可以发生在发育的任何时期，通常发生在DNA复制时期，即细胞分裂间期，包括有丝分裂间期和减数分裂间期。（3）基因突变的类型：自发突变和人工诱变。（4）基因突变的特点：基因突变具有普遍性、低频性（个体的基因突变率低，但种群中个体数，其突变率较高）、随机性、不定向性、多害少利性。（5）基因突变是点突变，在光学显微镜下观察不到，在染色体变异在显微镜下可以观察到。（6）基因突变的意义：基因突变是新基因产生的途径；基因突变能为生物进化提供原材料；基因突变是生物变异的根本来源。
4、基因工程的基本工具“分子手术刀”-限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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开，因此具有专一性。（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
5、基因编辑又称基因组编辑，是一种新兴的比较精确的能对生物体基因组特定目标基因进行修饰的一种基因工程技术或过程。基因编辑技术属于基因工程，而对于人体胚胎的操作又涉及胚胎工程，所有对于人体的操作都应经过安全性审查，要符合伦理道德；但用于疾病预防领域的研究又具有进步意义。
20．（2020高三上·沈阳期中）玉米（2N）可进行自交或杂交。叶绿素合成的关键酶是由A基因控制合成的。野生型玉米群体中发现A基因突变为A1的杂合个体。A1基因表达的酶活性降低，使AA1个体的叶绿素合成减少，光合产物减少。v是与同一条染色体上A基因邻近的一个DNA片段，调控A基因的表达。变异的v序列对野生型A基因的调控，不影响其控制的叶绿素的含量。玉米的甲品系、乙品系中的变异的v序列分别记为v甲、v乙，两品系的A基因无变异。
（1）玉米甲品系与AA1个体杂交，从后代中筛选AA1个体并与甲品系多次杂交，最终得到v甲纯合的AA1个体（记为AA1
甲），过程如下所示，通过这样的过程将A1基因整合到甲品系中。
①F1中AA1个体所占比例为 ，此AA1个体核DNA来自甲品系和突变体的比例为 。
②AA1甲中除A1基因外，绝大多数核DNA来自 。
③与原AA1个体、野生型相比，AA1甲个体叶绿素含量居中。用类似的过程将v乙整合进甲品系中，得到的v乙纯合AA1植株的叶绿素含量较原AA1更低。可以看出v甲、v乙对A1基因表达的影响分别是 。
（2）野生型玉米突变而得T品系，T品系的T基因（显性）控制玉米的高分蘖（多分枝）性状，将T基因纯合子与AA1甲杂交。T基因与A基因位于同一条染色体上。
①请写出二者杂交产生后代的示意图。
②比较二者杂交的后代表型，出现 的现象，可以看出A1会减弱分蘖程度。
（3）为在同一遗传背景下开展研究，将T基因整合到甲品系中，得到T基因的纯合子。写出用杂交育种的方法实现这一目的的操作流程（操作流程可不需考虑v序列）。 。
（4）将（3）所得v甲、T基因均纯合的个体与AA1甲杂交，得到TtAA1个体；将（3）所得v甲、T基因均纯合的个体与已得的v乙整合到甲品系中获得的纯合子杂交，得到F1。将TtAA1与F1杂交。
①所得后代中，T基因纯合体占 ，AA1和AA的分离比为 。
②将所得后代进一步选育，所得的具有v乙纯合的TTAA1的个体分蘖数较具有v甲纯合的TTAA1的个体少。
（5）综合上述，推测具有v乙纯合的TTAA1个体分蘖数减少的原因是 。
【答案】（1）1/2；1∶1；甲品系；促进、抑制
（2）；绿色深、分枝多和绿色淡、分枝少
（3）用T品系与甲品系杂交，后代Tt与甲品系连续多次杂交，筛选得到的Tt自交，进而再筛选得到以甲品系为背景的T基因的纯合子
（4）1/4；1∶1
（5）v乙降低了A1基因的表达，使叶绿素的合成减少进而光合产物（或中间产物）减少，从而影响了T基因控制的高分蘖表型的形成
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化；基因的分离规律的实质及应用；杂交育种
【解析】【解答】（1）①玉米甲品系AA与AA1个体杂交，F1中AA1个体所占比例为1/2，此AA1个体核DNA来自父本和母本各占一半，即来自甲品系和突变体的比例为1：1。
②AA1甲是玉米甲品系与AA1个体杂交，从后代中筛选AA1个体并与甲品系多次回交得到的，故AA1甲中除A1基因外，绝大多数核DNA来自甲品系。
③AA1甲个体含有v甲序列，其叶绿素比不含v甲序列的原AA1个体多，说明v甲对A1基因表达起促进作用；同理，用类似的过程得到的v乙纯合AA1植株的叶绿素含量较原AA1更低，说明v乙对A1基因表达起抑制作用。（2）因T基因与A基因位于同一条染色体上，故T基因纯合子的基因型为AT/AT与AA1甲杂交，二者杂交产生后代的示意图如下图所示：
②比较二者杂交的后代表型，出现绿色深、分枝多和绿色淡、分枝少的现象，可以看出A1会减弱分蘖程度。（3）将T基因整合到甲品系中，要用杂交育种得到T基因的纯合子，具有操作如下：用T品系与甲品系杂交，后代Tt与甲品系连续多次杂交，筛选得到的Tt自交，进而再筛选得到以甲品系为背景的T基因的纯合子。（4）①将（3）所得v甲、T基因均纯合的个体与AA1甲杂交，得到TtAA1个体；将（3）所得v甲、T基因均纯合的个体TTAA与已得的v乙整合到甲品系中获得的纯合子ttAA杂交，得到F1，F1基因型为TtAA。将TtAA1与F1杂交。所得后代中，T基因纯合体占1/4，AA1和AA的分离比为1：1。
②将所得后代进一步选育，所得的具有v乙纯合的TTAA1的个体分蘖数较具有v甲纯合的TTAA1的个体少。（5）综合上述，推测具有v乙纯合的TTAA1个体分蘖数减少的原因是v乙降低了A1基因的表达，使叶绿素的合成减少进而光合产物（或中间产物）减少，从而影响了T基因控制的高分蘖表型的形成。
【分析】1、减数分裂是一种特殊的有丝分裂形式，是有性生殖生物的原始生殖细胞（如动物的精原细胞或卵原细胞）成为成熟生殖细胞（精、卵细胞即配子）过程中必须经历的。它的特点是细胞经过两次连续的分裂，但染色体只复制一次。减数分裂和受精作用的意义在于维持物种染色体数目的恒定性，同时能使后代获得两个亲本的遗传物质，对生物的遗传和变异有重要意义。受精作用是指精子和卵细胞融合成受精卵的过程。受精卵的染色体数目恢复到体细胞的数目，其中有一半的染色体来自精子(父亲)，一半的染色体来自卵细胞(母亲)，细胞质主要来自卵细胞。减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
2、基因的分离定律的实质∶在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
3、杂交育种是利用基因重组的原理，有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，一般可以通过杂交、选择、纯合化等手段培养出新品种。
三、实验题
21．（2020高三上·沈阳期中）外泌体是细胞产生的一种释放到细胞外的具膜小泡，在细胞间信息交流中发挥重要作用。研究发现来源于脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创面愈合。
（1）外泌体膜借助膜的 （结构特性）与靶细胞膜融合，将其携带的miRNA等物质释放到靶细胞内。
（2）研究者用 冲洗脂肪组织获得来源于脂肪干细胞的外泌体悬液，将其注射到皮肤损伤的模型小鼠皮下，对照组注射等体积PBS缓冲液，结果如图1。
结果显示来源于脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创面愈合，依据是 。已知皮肤创面愈合与人皮肤成纤维细胞（HSF）的迁移增殖有关。结合实验结果可以推测来源于脂肪干细胞的外泌体促进皮肤创面愈合是因为 。
（3）研究证实外泌体内的miR-486-5p（miRNA的一种）会影响HSF的迁移增殖。为探究其作用机制，研究者进行实验，结果如图2。
GAPDH蛋白作为 ，可排除 等对实验结果的干扰。除已设置空白对照组外，甲组至丁组分别用 、miR-486-5p、miR-486-5p的抑制剂、 处理HSF。
（4）综合（2）（3）实验结果，推测脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创面愈合的机理是 。
【答案】（1）流动性
（2）PBS缓冲液；注射外泌体组的小鼠皮肤创面愈合较快，注射PBS缓冲液的对照组愈合较慢；外泌体促进HSF的迁移增殖
（3）对照；细胞培养操作、细胞取样量、蛋白质检测方法；与miR-486-5p碱基种类、数目相同但序列不同的miRNA；miR-486-5p及其抑制剂
（4）外泌体可通过miR-486-5p抑制人皮肤成纤维细胞Sp5蛋白的表达，进而促进人皮肤成纤维细胞的迁移增殖
【知识点】细胞膜的流动镶嵌模型；RNA分子的组成和种类
【解析】【解答】（1）外泌体膜借助膜的流动性与靶细胞膜融合，将其携带的miRNA等物质释放到靶细胞内。（2）实验应遵循单一变量原则，对照组注射等体积PBS缓冲液，所以用PBS缓冲液冲洗脂肪组织获得来源于脂肪干细胞的外泌体悬液，将其注射到皮肤损伤的模型小鼠皮下。结果显示来源于脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创面愈合，依据是注射外泌体组的小鼠皮肤创面愈合较快，注射PBS缓冲液的对照组愈合较慢。结合实验结果可以推测来源于脂肪干细胞的外泌体促进皮肤创面愈合是因为外泌体促进HSF的迁移增殖。（3）剧图分析，GAPDH蛋白作为对照，可排除细胞培养操作、细胞取样量、蛋白质检测方法等对实验结果的干扰。除已设置空白对照组外，甲组至丁组分别用与miR-486-5p碱基种类、数目相同但序列不同的miRNA，miR-486-5p、miR-486-5p的抑制剂、miR-486-5p及其抑制剂处理HSF。（4）综合（2）（3）实验结果，推测脂肪干细胞的外泌体可促进皮肤创面愈合的机理是外泌体可通过miR-486-5p抑制人皮肤成纤维细胞Sp5蛋白的表达，进而促进人皮肤成纤维细胞的迁移增殖。
【分析】1、外泌体是细胞通过内吞作用形成的具膜小泡 ，可以分泌到细胞外在细胞间传递多种蛋白质和mRNA等，可见细胞间可通过外泌体进行信息交流。生物膜的主要组成成分是蛋白质和磷脂，磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架，组成细胞膜的磷脂分子是可以运动的，蛋白质分子大都是可以运动的，因此细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。
2、生物实验遵循的一般原则主要有对照原则、等量原则、单一变量原则和控制无关变量原则等；对照实验的类型大致有空白对照、前后对照、相互对照、自身对照等。
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