北京市海淀区2021-2022学年高三上学期生物期中考试试卷
一、单选题
1．（2021高三上·海淀期中）真核细胞中大分子物质与其组成单体、合成部位，对应正确的是（ ）
A．淀粉：蔗糖、叶绿体基质 B．糖原：葡萄糖、线粒体内膜
C．蛋白质：氨基酸、核糖体 D．DNA：脱氧核糖核酸、核孔
2．（2021高三上·海淀期中）将与生物学有关的内容按照序号填入下图中，隶属关系不正确的是（ ）
内容序号 选项 1 3 4 6
A 生物 自养生物 原核生物 颤蓝细菌、硝化细菌
B 细胞质 细胞器 具有膜结构 溶酶体、液泡
C 细胞 真核细胞 已分化细胞 肠上皮细胞、受精卵
D 可遗传变异 突变 染色体变异 三倍体西瓜、猫叫综合征
A．A B．B C．C D．D
3．（2021高三上·海淀期中）有科学家提出，线粒体可能起源于被真核细胞吞噬的原始需氧细菌，下列叙述可作为支持上述观点的证据是（ ）
A．线粒体内膜和外膜属于生物膜系统
B．线粒体能独立完成遗传信息的表达
C．线粒体和细菌都可以进行有丝分裂
D．真核细胞和需氧细菌的遗传物质均为DNA
4．（2021高三上·海淀期中）下列过程中不会发生“ +Pi+能量”这一化学反应的是（ ）
A．线粒体内膜上O2和[H]结合 B．叶绿体基质中C3被还原
C．胰岛B细胞向外分泌胰岛素 D．Ca2+向细胞外的主动运输
5．（2021高三上·海淀期中）小麦籽粒颜色受多个基因影响。非同源染色体上的非等位基因A1、B1均能使籽粒颜色加深，且具有累加效应，每增加一个基因，颜色加深一个单位。但它们的等位基因A2、B2不能使籽粒增色。现有深红色（A1A1B1B1）和白色（A2A2B2B2）纯种亲本杂交，F1自交，在F2中籽粒颜色的种类和比例为（ ）
A．3种，1∶2∶1 B．4种，9∶3∶3∶1
C．5种，1∶4∶6∶4∶1 D．3种，12∶3∶1
6．（2021高三上·海淀期中）下图为二倍体水稻花粉母细胞减数分裂不同时期的显微图像。对观察结果的分析，正确的是（ ）
A．减数分裂中出现的顺序依次为③①②④
B．图像①④时期的细胞中出现四分体
C．同源染色体分离发生在图像①对应的时期
D．图像②的每个子细胞中具有一个染色体组
7．（2021高三上·海淀期中）控制猫毛色的基因XB为黑色，Xb为黄色，Y染色体上无对应基因。雌性个体细胞中的X染色体会有一条随机浓缩为巴氏小体，雄性无此现象。因此，正常情况下，雄性表现黑色或黄色，雌性表现黑色、黄色或黑黄相间。下列叙述不正确的是（ ）
A．黑黄相间的雌性个体为杂合子
B．雄性体细胞中可以观察到巴氏小体
C．浓缩导致巴氏小体上的毛色基因不表达
D．雌雄个体中X染色体上基因表达量相近
8．（2021高三上·海淀期中）下图所示为DNA复制过程中的一个复制泡，①~⑨代表相应位置。下列叙述不正确的是（ ）
A．DNA的两条链均为复制模板
B．该复制泡的DNA解旋是双向的
C．DNA分子的双链是反向平行的，①④⑨为3'端
D．若该片段碱基T占20%，则复制后碱基C占30%
9．（2021高三上·海淀期中）下图所示为基因控制蛋白质的合成过程，①~⑦代表不同的结构或成分，Ⅰ和Ⅱ代表过程。下列叙述不正确的是（ ）
A．③表示解旋酶和DNA聚合酶
B．①与④、④与⑥之间都存在A―U配对
C．一个RNA结合多个⑤使过程Ⅱ快速高效
D．⑦的氨基酸种类数目和排列顺序决定蛋白质空间结构
10．（2021高三上·海淀期中）下图为五倍体栽培棉的培育过程，字母A、D、E 均代表一个染色体组，每组有13 条染色体。下列叙述正确的是（ ）
A．该过程属于单倍体育种
B．栽培棉含有65条染色体
C．秋水仙素可抑制染色体的着丝粒分裂
D．栽培棉减数分裂时可形成39个四分体
11．（2021高三上·海淀期中）从图1酶切结果分析，图2中目的基因（长度为2.0kb）插入方向正确的重组质粒序号和作出该判断所用的限制酶是（ ）
A．①，BamHⅠ B．①，EcoRⅠ和HindⅢ
C．②，EcoRⅠ D．②，EcoRⅠ和HindⅢ
12．（2021高三上·海淀期中）对所用材料进行实验处理后，在实验中细胞已失去生命活性的是（ ）
A．观察叶绿体随细胞质流动
B．观察洋葱鳞片叶细胞发生质壁分离和复原
C．探究酵母菌的呼吸方式
D．观察根尖分生区细胞不同分裂时期的特征
13．（2021高三上·海淀期中）下列生命现象的研究中，同位素应用不正确的是（ ）
A．3H，追踪分泌蛋白在细胞内的合成与运输
B．16O和18O，追踪光合作用中氧气的来源
C．35S，验证DNA复制方式为半保留复制
D．32P和35S，确定噬菌体的遗传物质是DNA
14．（2021高三上·海淀期中）TRPV1是一种感觉神经元细胞膜上的痛觉受体（一种跨膜蛋白），辣椒素和43℃以上的高温等刺激会引发感觉神经元兴奋，从而产生痛觉。为研究TRPV1的功能，科学家构建缺失TRPV1基因的敲除型小鼠完成相关实验。下列分析不正确的是（ ）
A．加入或注射辣椒素之前的饮水量和体温变化作为本实验的对照
B．据图1推测，野生型小鼠对饮水中添加辣椒素的反应有利于小鼠躲避伤害
C．据图2推测，注射辣椒素后引起敲除型小鼠产生灼热感，导致体温下调
D．野生型小鼠和敲除型小鼠在体温发生变化时均能通过调节最终维持稳态
15．（2021高三上·海淀期中）社会上流传着一些与生物学有关的说法，有些有一定的科学依据，有些违反生物学原理。以下说法中有科学依据的是（ ）
A．可以食用鱼肝油提高钙的吸收，故无需进行户外运动
B．在室内蒸煮食醋促进其挥发，可以抑制新冠病毒分裂
C．包扎伤口时，应该尽量选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料
D．黄金大米转入了细菌合成 β―胡萝卜素的基因，故人类不能食用
二、综合题
16．（2021高三上·海淀期中）强光最先损伤植株顶端的幼叶，导致其光合速率降低，并可能引起植物死亡，科研人员以拟南芥为材料研究幼叶应对强光影响的机制。
（1）叶绿素分布于叶绿体的 上，它通常与D1等蛋白结合，构成光合复合体PSⅡ。叶绿素酶（CLH）的 作用使叶绿素降解，导致叶片褪绿。
（2）遭受强光损伤的幼叶细胞中，CLH基因表达量明显上升，科研人员推测CLH可能参与PS Ⅱ的修复。为验证该假设，科研人员分别测定野生型（WT）、CLH基因缺失的突变型（clh-1）和CLH基因过表达的突变型（clh-2）拟南芥在强光照射后的生存率和D1的含量，结果如图1、图2所示。
①据图1可知，CLH基因可以 拟南芥在强光照射后的生存能力。
②D1极易受到强光破坏，被破坏的D1降解后，空出相应的位置，新合成的D1才能占据相应位置，PSⅡ得以修复。请据图2结果分析，图1中clh-2生存率较高，原因是 ；而clh-1中D1含量虽然也较高，但生存率发生变化的原因可能是 。
（3）科研人员认为，CLH与F蛋白结合，才能促进被破坏的D1降解。请选择a ~ h中的字母填入下表，补充实验设计，为上述结论提供支持证据。
组别 实验材料 处理条件 添加物 实验结果
第1组 a 强光处理 一段时间 无 g
第2组 d
第3组 g
a．WT植株的叶肉细胞提取物 b．clh-1植株的叶肉细胞提取物
c．F蛋白和CLH均缺失的突变植株的叶肉细胞提取物
d．只添加CLH e．只添加F蛋白 f．添加CLH和F蛋白
g．D1含量下降 h．D1含量未下降
17．（2021高三上·海淀期中）近年来发现，S蛋白与肺癌发生的mTOR信号途径密切相关，科研人员对S蛋白的功能展开研究。
（1）与正常细胞相比，癌细胞的典型特征是能够 ，这可能是由于细胞中的DNA上与癌变有关的 基因突变或过量表达，也可能是 基因突变而造成相应蛋白质活性减弱或失去活性，导致细胞分裂失去调控所致。
（2）mTOR信号途径激活后，调控的代谢过程可能包括________（多选），以保证癌细胞的物质和能量供应，适应其分散和转移。
A．癌细胞营养供应不足，物质合成速率减慢
B．癌细胞呼吸强度增加，局部组织大量积累酒精
C．癌组织周围的毛细血管增多，利于癌细胞扩散
D．胰岛素分泌增加，利于癌细胞摄入葡萄糖
（3）为研究S蛋白与mTOR信号途径在肺癌发生过程中的上下游关系，科研人员进行如下实验。
实验一：将皮下移植肿瘤的小鼠随机分为四组，定期测定肿瘤体积变化，各组处理及结果如下图（雷帕霉素是mTOR信号途径的抑制剂）。
①本实验中对照组为 组。据实验结果分析，在小鼠肿瘤发生的信号途径中，处于上游的是 。
②依据实验结果，请用“+”（代表促进）、“-”（代表抑制）及文字信息，绘制出S蛋白、mTOR信号途径在肿瘤发生过程中的调控关系图。
实验二：科研人员向小鼠的肺部移植肿瘤，对四组小鼠的其他处理与实验一相同。通过细胞学水平上定期检测肺部的 ，为上述调控关系图成立提供证据。
（4）依据S蛋白、mTOR信号途径在肿瘤发生过程中的调控关系，请列举1项该研究在肿瘤药物开发方面的应用价值： 。
18．（2021高三上·海淀期中）学习以下材料，回答问题（1）~（5）。
生物膜的脂筏结构模型
生物膜的研究一直备受关注。研究表明，生物膜中的脂质分子并非均匀分布，而是具有“镶嵌块”的特征，而且磷脂双分子层的内层和外层之间，脂质组分存在差异，这说明“流动镶嵌模型”还需修正和完善。
1997年，科学家提出脂筏结构模型。脂筏是生物膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域，直径在10~200
nm之间。生物膜的脂筏微区中，外层主要含鞘磷脂、胆固醇和锚定蛋白，内层主要含有酰基化的蛋白质和胆固醇，在一定条件下，内、外两层的成分可以相互转化。形成脂筏的主要作用力来自于脂质分子，鞘磷脂通过头部的糖基和尾部的不饱和脂肪酸烃链相互作用而关联在一起，胆固醇填充在鞘磷脂之间的空隙。脂筏区的胆固醇具有饱和的碳氢链，趋向于形成紧密的液态有序相，而非脂筏区则具有更高的流动性，称为液态无序相。已观察到细胞膜和高尔基体膜存在脂筏，好似“竹筏”漂浮在液态无序相中。
脂筏独特的结构赋予它特殊的生物学功能。在信号转导时，脂筏可作为特定信号分子的聚集平台，把底物受体和相关因子等募集起来，这些分子严格定位到脂筏，可促进信号分子间的相互作用。静息状态下，信号转导通路上的各信号分子分散在不同的脂筏中。接受激素或生长因子等信号调控后，多个脂筏迅速融合，促进相关信号转导通路的级联激活反应。
脂筏可以参与蛋白质和胆固醇在细胞中的运转，在胞吞和胞吐过程中起着重要的作用。例如，用适当药物打破富含固醇的微囊区域，就能抑制痢疾的致病微生物通过胞吞过程侵入宿主细胞。
植物细胞的脂筏可参与生物防御反应。植物的鞭毛敏感蛋白能特异性地识别细菌鞭毛蛋白，进而激活植物先天性免疫反应。当用细菌鞭毛蛋白处理拟南芥悬浮细胞5~15 min后，对生物膜的蛋白组分进行定量分析，发现脂筏区的特异性识别蛋白富集最多。另外，植物根尖或花粉管的极性生长也需要脂筏中特异性蛋白进行调控。
此外，脂筏还可以参与蛋白质转运、细胞骨架构建、细胞凋亡等生理过程。随着人们对脂筏研究的不断深入，人类对生物膜结构和功能的认识会不断深入和发展。
（1）细胞膜的功能是 (写出一条)。
（2）请用文字和箭头描述脂筏中锚定蛋白合成、加工和运输的生物学途径： 。
（3）对文中“脂筏”结构和功能的理解，正确的叙述包括________(多选)。
A．脂筏中脂质分子之间作用力强，不会发生内外层之间的交换
B．脂筏区外层的糖基化程度高于内层
C．信号转导中，不同脂筏融合可启动级联激活反应
D．鞭毛敏感蛋白突变后不能识别细菌鞭毛蛋白，植物易感染细菌
E．脂筏中调控植物极性生长的特异性蛋白是基因选择性表达的结果
（4）某些糖尿病患者细胞膜上胰岛素受体结合胰岛素后不能移至脂筏区，依据脂筏模型分析，这些患者的病因是 。
（5）通过材料阅读，请从结构和功能两方面，用不超过50字概括生物膜脂筏结构模型的要点： 。
19．（2021高三上·海淀期中）科研人员探究S蛋白在水稻减数分裂过程中的作用。
（1）减数分裂Ⅰ的主要特征是： （写出一条）。
（2）为确定S蛋白的作用位点，科研人员将红色荧光标记的S蛋白抗体与绿色荧光标记的着丝粒特异性蛋白抗体加入到野生型水稻花粉母细胞样品中，若荧光显微镜下观察到红色荧光位点与绿色荧光位点 ，则表明S蛋白作用于染色体的着丝粒处。
（3）为探究S蛋白的作用，研究人员构建使S蛋白基因沉默的转基因水稻。
①提取野生型水稻的总RNA，获取大量S基因（目的基因）的方法为：通过 过程获得cDNA，设计与 的引物，进而通过PCR扩增S基因。
②将S基因反向接入质粒，构建表达载体，利用 法将其导入受体细胞，获得转基因水稻植株。
③利用 技术检测水稻体内S蛋白表达情况，判断图1中植株B为转基因水稻，植株B的S蛋白表达量低的原因是S基因反向接入后， ，导致S蛋白条带变暗。
（4）对转基因水稻和野生型水稻减数分裂Ⅱ后期的染色体行为进行观察，科研人员发现转基因水稻在减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体提前分离，染色体散乱排列（如图2），据此推测S蛋白的作用是 ，从而保证细胞两极的两套染色体形态和数目完全相同。
20．（2021高三上·海淀期中）启动子和增强子是基因中与基因表达相关的区域，转录因子可通过与启动子和增强子结合，调控基因的表达。
（1）基因表达分为转录和 两个过程， 酶与基因的启动子区域结合后开启转录过程。
（2）科研人员开发基因表达调控体系：dCas9可分别与转录因子和gRNA结合形成复合物，gRNA遵循 原则与特定基因的某段脱氧核苷酸序列结合，从而确保该体系的特异性。
（3）科研人员利用该体系，对两种细胞的同一基因的表达进行调控。得到下表结果（数字为表达量相对值）。据表可知，对两种细胞的该基因均能提高表达量的gRNA结合位置为 。
gRNA结合位置 细胞种类 启动子 启动子+增强子m 启动子+增强子n
U细胞 60 85 75
H细胞 20 18 100
（4）科研人员对同一细胞中的等位基因A、a的表达调控进行研究，当gRNA-dCas9-转录因子复合物结合在基因的不同区域时（见图1），表达结果如图2所示。
依据实验结果分析，显著提高A 基因表达量的gRNA-dCas9-转录因子复合物结合位点为 ，结合图1分析，其原因是 。
（5）综上所述，科研人员利用gRNA-dCas9-转录因子复合物体系研发治疗癌症的新药时，可借鉴的设计思路为 。
21．（2021高三上·海淀期中）二倍体马铃薯普遍存在自交不亲和现象（即自花授粉后不产生种子），主要通过薯块进行无性繁殖，育种十分困难。我国科研人员培育出二倍体自交亲和植株RH，利用它进行育种。
（1）科研人员用RH与自交不亲和植株进行杂交，实验结果如图1所示。
①自交亲和与自交不亲和由一对等位基因控制。研究人员推测，自交亲和是 （选填“显性”或“隐性”）性状，判断依据是 。
②F1中自交亲和的植株自交，子代未出现3∶1的性状分离比，请尝试作出合理解释：自交时， ，无法产生种子。
（2）除自交不亲和外，马铃薯还存在自交衰退现象。研究者测定了4个候选的自交不亲和马铃薯植株（E、G、H 和C）和153个二倍体马铃薯植株的基因杂合度和有害基因数量，结果如图2所示。
①据图分析，马铃薯的有害基因可能以 状态存在。因此，马铃薯长期无性繁殖，易出现自交衰退的现象，其原因可能是 ，表现出不利性状。
②据图2结果分析，研究者选择E、G作为候选植株开展后续研究，依据是 。
③请写出利用RH将E改造为自交亲和植株的育种方案，以图解形式绘制在答题卡相应方框内。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】生物大分子以碳链为骨架
【解析】【解答】A、淀粉的单体为葡萄糖，一般合成部位在叶绿体基质中，A错误；
B、糖原的单体为葡萄糖，合成部位一般在肌肉细胞和肝细胞的细胞质基质中，B错误；
C、蛋白质的单体为氨基酸，合成部位在细胞内的核糖体上，C正确；
D、DNA的单体为脱氧核苷酸，合成部位主要在细胞核，D错误。
故答案为：C。
【分析】生物大分子都是多聚体，由许多单体连接而成。包括蛋白质，多糖和核酸。蛋白质的基本组成单位是氨基酸，合成部位在细胞内的核糖体上；多糖的基本组成单位是葡萄糖，其中淀粉主要在叶绿体基质中合成，糖原主要在肌肉细胞和肝脏细胞细胞质基质中合成；核酸的基本组成单位是核苷酸，主要在细胞核中合成。氨基酸、葡萄糖、核苷酸都是以碳链为骨架的单体，故生物大分子都是以碳链为骨架。
2．【答案】C
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；其它细胞器及分离方法；染色体数目的变异
【解析】【解答】A、根据以上分析可知，生物根据同化作用可以分为自养型和异养型，颤蓝细菌属于光能自养型生物，硝化细菌属于化能自养型生物，且二者都属于原核生物，A正确；
B、细胞质包括细胞基质和细胞器，细胞器根据生物膜的有无分为具有膜的细胞器和无膜的细胞器，溶酶体和液泡属于具有单层膜的细胞器，B正确；
C、肠上皮细胞和受精卵都属于真核细胞，但是受精卵属于未分化的细胞，C错误；
D、可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异，三倍体西瓜属于染色体数目变异，猫叫综合征属于染色体结构的变异类型，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、原核细胞、真核细胞的比较
原核细胞 真核细胞
主要区别 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的细胞核
遗传物质 都是DNA
细胞核 无核膜、核仁，遗传物质DNA分布的区域称拟核；无染色体 有核膜和核仁；核中DNA与蛋白质结合成染色体
细胞器 只有核糖体，无其他细胞器 有线粒体、叶绿体、高尔基体等复杂的细胞器
细胞壁 细胞壁不含纤维素，主要成分是糖类和蛋白质形成的肽聚糖 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，真菌细胞壁的主要成分是几丁质
举例 放线菌、蓝藻、细菌、衣原体、支原体 动物、植物、真菌、原生生物(草履虫、变形虫)等
增殖方式 一般是二分裂 无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
2、各种细胞器的结构、功能
细胞器 分布 形态结构 功 能
线粒体 动植物细胞 双层膜结构 有氧呼吸的主要场所
细胞的“动力车间”
叶绿体 植物叶肉细胞 双层膜结构 植物细胞进行光合作用的场所；植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”．
内质网 动植物细胞 单层膜形成的网状结构 细胞内蛋白质的合成和加工，以及脂质合成的“车间”
高尔
基体 动植物细胞 单层膜构成的囊状结构 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”（动物细胞高尔基体与分泌有关；植物则参与细胞壁形成）
核糖体 动植物细胞 无膜结构，有的附着在内质网上，有的游离在细胞质中 合成蛋白质的场所
“生产蛋白质的机器”
溶酶体 动植物细胞 单层膜形成的泡状结构 “消化车间”，内含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并且杀死侵入细胞的病毒和细菌．
液泡 成熟植物细胞 单层膜形成的泡状结构；内含细胞液（有机酸、糖类、无机盐、色素和蛋白质等） 调节植物细胞内的环境，充盈的液泡使植物细胞保持坚挺
中心体 动物或某些低等植物细胞 无膜结构；由两个互相垂直的中心粒及其周围物质组成 与细胞的有丝分裂有关
3、 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，包括个别染色体的增添或缺失，或以染色体组数成倍的增添或缺失。
3．【答案】B
【知识点】细胞的生物膜系统；线粒体的结构和功能
【解析】【解答】A、生物膜系统包括细胞膜、核膜以及细胞器膜，因此线粒体内膜和外膜属于生物膜系统，但是这不能作为上述观点的证据，A不符合题意；
B、线粒体属于半自主性的细胞器，能独立完成遗传信息的表达，而需氧细菌的DNA可以指导蛋白质的合成，可以支持上述观点，B符合题意；
C、线粒体和细菌都可以进行分裂增殖，不能进行有丝分裂，C不符合题意；
D、真核细胞和需氧细菌的遗传物质均为DNA，但是不能说明线粒体可能起源于被真核细胞吞噬的原始需氧细菌，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】1、线粒体：（1）双层膜结构，基质中有酶，含有少量的DNA和RNA。（2）需要水作为生理功能的原料，能产生ATP，是半自主性细胞器。
2、生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜，线粒体属于生物膜系统。
4．【答案】A
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、线粒体内膜上O2和[H]结合发生在有氧呼吸的第三阶段，该阶段释放大量能量，合成大量的ATP，因此该过程发生了ATP的合成，A符合题意；
B、叶绿体基质中C3被还原需要消耗光反应产生的ATP，因此该过程发生了ATP的水解，B不符合题意；
C、胰岛B细胞向外分泌胰岛素属于胞吐，需要消耗ATP，发生ATP的水解，C不符合题意；
D、Ca2+向细胞外的主动运输需要消耗ATP，因此发生ATP的水解，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同∶ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。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。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应，放能反应一般与ATP的合成相联系，吸能反应一般与ATP的水解相联系。
5．【答案】C
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】依照题意可知，小麦籽粒颜色受多个基因影响，基因A1、B1均能使籽粒颜色加深，且具有累加效应，每增加一个基因，颜色加深一个单位，但基因A2、B2不能使籽粒增色。深红色（A1A1B1B1）和白色（A2A2B2B2）纯种亲本杂交，F1的基因型为A1A2B1B2，其自交的后代中：含4个颜色加深单位的基因型和比例为1/16A1A1B1B1；含3个颜色加深单位的基因型和比例为
2/16A1A1B1B2、2/16A1A2B1B1；含2个颜色加深单位的基因型和比例为1/16A1A1B2B2、
1/16A2A2B1B1、4/16A1A2B1B2；含1个颜色加深单位的基因型和比例为2/16A1A2B2B2、
2/16A2A2B1B2；含0个颜色加深单位的基因型和比例为1/16A2A2B2B2。由此可得，F1自交，在F2中籽粒颜色的种类有5种，比例为1∶4∶6∶4∶1。ABD错误，C正确。
故答案为：C。
【分析】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。
6．【答案】D
【知识点】减数分裂概述与基本过程
【解析】【解答】A、根据以上分析可知，减数分裂中出现的顺序依次为③④①②，A错误；
B、四分体出现在减数第一次分裂的前期，而图像①处于减数第一次分裂末期、④处于减数第一次分裂后期，B错误；
C、同源染色体分离发生在减数第一次分裂的后期，即图像④，C错误；
D、图像②细胞处于减数第二次分裂末期，由于减数分裂的结果导致细胞内染色体数目减半，该生物为二倍体生物，减半后细胞内有一个染色体组，因此②的每个子细胞中具有一个染色体组，D正确。
故答案为：D。
【分析】减数分裂过程：（1）减数分裂Ⅰ前的间期：染色体的复制。（2）减数分裂Ⅰ：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）减数分裂Ⅱ过程∶①前期∶核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期∶着丝粒分裂，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。
7．【答案】B
【知识点】伴性遗传；基因型和表现型的关系
【解析】【解答】A、雌性个体细胞中的X染色体会有一条随机浓缩为巴氏小体，不同细胞浓缩为巴氏小体的X染色体可能不同，表达的基因可能为B基因或b基因，在一个个体上就会同时出现黄色和黑色，故雌性猫中黑黄相间的猫一定是杂合子， A正确；
B、雌性个体细胞中的X染色体会有一条随机浓缩为巴氏小体，雄性无此现象，故雄性体细胞中不可以观察到巴氏小体，B错误；
C、浓缩为巴氏小体的X染色体缺乏遗传活性，故巴氏小体的X染色体上的毛色基因不能表达，C正确；
D、雌性个体细胞中有两条X染色体，若有一条X染色体随机浓缩为巴氏小体，只有一条X染色体是正常的，雄性个体中只有一条X染色体上且不会浓缩为巴士小体，二者表达量相近，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、纯合子：由两个基因型相同的配子结合而成的合子，再由此合子发育而成的新个体。纯合子的基因组成中无等位基因，只能产生一种基因型的配子，自交后代无性状分离。
2、基因与性状不是简单的一—对应关系，一般情况下，一个基因控制一个性状，有时一个性状受多个基因的控制，一个基因也可能影响多个性状；基因与基因、基因与基因产物、基因与环境相互作用共同精细地调节者生物的性状，生物性状是基因与环境共同作用的结果。表现型=基因型+环境。
8．【答案】C
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】A、DNA复制是以DNA两条链为模板合成子代DNA的过程，A正确；
B、识图分析可知，DNA分子可以进行双向复制，因此DNA解旋也是双向的，B正确；
C、由于DNA聚合酶只能使子链由5'-3'方向延伸，因此图中⑨为子链的3'端，而模板链正好相反，故①④为5'端，C错误；
D、若该片段碱基T占20%，由于双链DNA分子中A=T，C=G，因此A=T=20%，则C=G=30%，复制后子代DNA中碱基与亲代相同，碱基比例不变，D正确。
故答案为：C。
【分析】有关DNA分子的复制：
（1）场所：主要在细胞核，此外在线粒体和叶绿体中也能进行。
（2）时期：有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
（3）特点：边解旋边复制；复制方式为半保留复制。
（4）条件：模板：亲代DNA分子的两条链；原料：游离的4种脱氧核苷酸；能量：ATP；酶：解旋酶、DNA聚合酶 。
（5）原则：碱基互补配对原则。A-T，G-C，C-G，T-A。
9．【答案】A
【知识点】遗传信息的转录；遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、该过程为转录和翻译的过程，③表示催化转录的RNA聚合酶，A错误；
B、④为mRNA，①为DNA链，①与 ④之间存在A―U配对，④mRNA与⑥tRNA之间也存在A―U配对，B正确；
C、一个RNA结合多个⑤使过程Ⅱ翻译过程快速高效，能在短时间内合成大量蛋白质，C正确；
D、 ⑦ 是肽链，氨基酸种类、数目和排列顺序以及肽链的空间结构不同可决定蛋白质的空间结构多样性，D正确。
故答案为：A。
【分析】1、转录：以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，通过RNA聚合酶合成mRNA的过程。
（1）场所：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体。
（2）过程：解旋、原料与DNA碱基互补并通过氢键结合、RNA新链延伸、合成的mRNA从DNA链上释放、DNA双链恢复。
（3）原则：碱基互补配对原则，A-U，G-C，C-G，T-A。
2、翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
（1）场所：细胞质中的核糖体。
（2）模板：mRNA。
（3）原料：21种游离的氨基酸。
（4）原则：碱基互补配对原则。A-U，G-C，C-G，U-A。
10．【答案】B
【知识点】单倍体育种；多倍体育种
【解析】【解答】A、识图分析可知，图示是两个二倍体品种先杂交，后经秋水仙素加倍处理，因此属于多倍体育种，A错误；
B、AADD与EE杂交，其中A、D、E各代表一个染色体组，所得F1染色体组成为ADE，秋水仙素处理得到的F2为AADDEE，F2与AADD杂交，最终得到的栽培棉染色体组成应为AADDE，A、D、E所代表的每一个染色体组中各含13条染色体，故栽培棉AADDE应含有5个染色体组，共65条染色体，B正确；
C、秋水仙素的作用原理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，染色体着丝点分裂并未被抑制，C错误；
D、根据以上分析可知，栽培棉染色体组成为AADDE，减数分裂时AA、DD可各自正常联会，共形成13+13=26个四分体，而E只有一个染色体组，减数分裂时无法联会，故栽培棉减数分裂时可形成26个四分体，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、四种常见的育种方法：
杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种
方法 杂交→自交→选优 辐射诱变、激光诱变、化学药剂处理 花药离体培养、秋水仙素诱导加倍 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
原理 基因重组 基因突变 染色体变异（染色体组先成倍减少，再加倍，得到纯种） 染色体变异（染色体组成倍增加）
举例 高杆抗病与矮杆抗病小麦杂交产生矮杆抗病品种 高产量青霉素菌株的育成 三倍体西瓜、八倍体小黑麦 抗病植株的育成
2、秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两级，引起染色体数目加倍。
11．【答案】B
【知识点】基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】根据以上分析可知，重组质粒①被EcoRⅠ酶切后，能得到5.8kb的片段；被BamHⅠ酶切后能产生3.8kb和2.0kb两种片段；被EcoRⅠ和HindⅢ两种限制酶同时酶切后，产生了4.5kb和1.3kb的片段。而重组质粒②被EcoRⅠ和HindⅢ两种限制酶同时酶切后，产生的片段为2.3kb和3.5kb，与图1酶切结果不符合。综上所述，B正确，A、C、D错误。
故答案为：B。
【分析】“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。
12．【答案】D
【知识点】观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、观察叶绿体随细胞质流动的实验中，只有活细胞中细胞质才具有流动性，A不符合题意；
B、细胞发生质壁分离的条件之一是活细胞，质壁分离后还要观察滴加清水后的质壁分离的复原过程，因此观察植物细胞的质壁分离与复原的实验需要保持细胞活性，B不符合题意；
C、活细胞才能够进行细胞呼吸的过程，探究酵母菌细胞呼吸的方式需要保持细胞活性，C不符合题意；
D、观察洋葱根尖细胞的有丝分裂的实验在进行解离的过程中，细胞已经被杀死了，因此观察有丝分裂过程各时期的特征不需要保持活性，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】观察植物细胞有丝分裂实验：
（1）解离：剪取根尖2-3mm（最好每天的10-14点取根，因此时间是洋葱根尖有丝分裂高峰期），立即放入盛有质量分数为15%的氯化氢溶液和体积分数为95%的酒精溶液的混合液（1：1）的玻璃皿中，在室温下解离3-5min。
（2）漂洗：待根尖酥软后，用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。
（3）染色：把洋葱根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液的培养皿中，染色3-5min。
（4）制片：取一干净载玻片，在中央滴一滴清水，将染色的根尖用镊子取出，放入载玻片的水滴中，并且用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片再加一载玻片。然后，用拇指轻轻地压载玻片。取下后加上的载玻片，既制成装片。
（5）观察：①低倍镜观察把制成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察，要求找到分生区的细胞，特点是：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正在分裂。②高倍镜观察找到分生区的细胞后，把低倍镜移走，直接换上高倍镜，用细准焦螺旋和反光镜把视野调整的既清晰又较亮，直到看清细胞物象为止。
13．【答案】C
【知识点】细胞器之间的协调配合；光合作用的发现史；噬菌体侵染细菌实验；DNA分子的复制
【解析】【解答】A、用含有3H标记的某种氨基酸可追踪分泌蛋白在细胞内的合成与运输，A不符合题意；
B、鲁宾与卡门利用同位素18O分别标记二氧化碳和水，再分别提供给两组小球藻进行光合作用，检测两组实验释放的氧气是否为18O2，以此追踪光合作用中氧气的来源，B不符合题意；
C、DNA的组成元素为C、H、O、N、P，没有S，因此不能用35S验证DNA复制方式为半保留复制，C符合题意；
D、噬菌体的DNA中含有P，蛋白质中含有S，用32P和35S分别标记后的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，可以确定噬菌体的遗传物质，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】同位素标记法在生物学中的应用：（1）噬菌体侵染大肠杆菌实验；（2）分泌蛋白的合成与运输；（3）DNA分子半保留复制方式的验证；（4）探究光合作用中物质变化及转移的实验。
14．【答案】C
【知识点】体温平衡调节
【解析】【解答】A、加入或注射辣椒素之前的饮水量和体温变化作为本实验的对照，以便与加入辣椒素之后的饮水量和体温变化做对照，A正确；
B、图1显示，野生型小鼠对饮水中添加辣椒素表现为饮水量下降，进而可推测饮水量的减少有利于小鼠躲避伤，B正确；
C、图2显示，敲除型小鼠注射辣椒素后体温上升，因而，该小鼠不会表现灼热感，反而应该有冷感，C错误；
D、野生型小鼠和敲除型小鼠的体温调节中枢是正常的，因而在体温发生变化时均能通过调节最终维持稳态，且图中也有显示，D正确。
故答案为：C。
【分析】体温调节过程：在寒冷环境下，下丘脑体温调节中枢兴奋，机体通过皮肤血管收缩，血流量减少，骨骼肌和立毛肌收缩，增加产热量，甲状腺分泌甲状腺激素增多，肾上腺分泌肾上腺素增多，增强细胞代谢等过程维持体温恒定；在炎热环境下，下丘脑体温调节中枢兴奋，机体通过皮肤血管舒张、增加血流量和汗腺分泌增强，来增加散热，维持体温恒定。属于神经—体液调节。
15．【答案】C
【知识点】细胞呼吸原理的应用；脂质的种类及其功能；病毒
【解析】【解答】A、根据以上分析可知，鱼肝油中主要含有维生素A、D，维生素D可以促进钙的吸收，但是户外运动接受光照，促进胆固醇转化为维生素D，提高钙的吸收更有利于人体健康，A不符合题意；
B、病毒必须在活的宿主细胞内才能进行增殖，离开活细胞后一般为结晶体，不能表现生命活动，利用加热、紫外线照射等方法可以灭活新冠病毒，B不符合题意；
C、包扎伤口时，应该尽量选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料，以防止厌氧菌的增殖，C符合题意；
D、黄金大米属于转基因作物，把合成β-胡萝卜素的有关基因转进水稻，β-胡萝卜素摄入人体后可转化成维生素A，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】1、固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D，胆固醇是构成细胞膜的重要成分、在人体内还参与血液中脂质的运输，性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成，维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
2、无细胞结构的生物病毒：（1）生活方式：寄生在活细胞；（2）分类：DNA病毒、RNA病毒；（3）遗传物质：或只是DNA，或只是RNA（一种病毒只含一种核酸）2、单细胞生物依赖单个细胞完成各种生命活动。
3、细胞呼吸原理的应用：（1）种植农作物时，疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸，有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。（2）利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒，利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。（3）利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。（4）稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。（5）皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖，引起破伤风。（6）提倡慢跑等有氧运动，是不致因剧烈运动导致氧的不足，使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉酸胀乏力。（7）粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。（8）果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
16．【答案】（1）类囊体的薄膜；催化
（2）提高；CLH基因过表达，CLH含量高，同时D1含量高，有利于PSⅡ的修复；PSⅡ无法修复，生存率下降
（3）c；h；c；f
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）叶绿素属于光合色素，分布于叶绿体的类囊体的薄膜上，与D1等蛋白结合后构成光合复合体PSⅡ。酶具有催化作用，叶绿素酶(CLH)能够催化叶绿素降解，导致叶绿素含量降低，进而使叶片褪绿。
（2）①图1曲线显示野生型拟南芥(WT)在强光照射时间超过一天后，生存率开始降低；CLH基因缺失的突变型拟南芥(clh-1)在强光照射时间超过一天后，生存率也开始降低，且降低幅度大于野生型拟南芥；CLH基因过表达的突变型拟南芥(clh-2)在强光照射时间超过一天后，生存率不变，可以推测CLH基因可以提高拟南芥在强光照射后的生存能力。
②突变型拟南芥(clh-2)，由于CLH基因过表达，CLH含量高，图2显示随强光照射时间延长，clh-2的D1含量发生波动，最后D1含量甚至超过未被强光照射时，由此推测CLH基因过表达，同时D1含量高，有利于PSⅡ的修复，故生存率较高。
（3）本实验为证实CLH基因过表达，同时D1含量高，有利于PSⅡ的修复，且只有CLH与F蛋白结合，才能促进被破坏的D1降解，进而有利于PSⅡ的修复设置的对照实验；第1组为对照组，实验材料为野生型植株WT，不进行处理，不添加任何物质，结果为D1含量下降，第2、3组为实验组，为控制单一变量，处理同为强光处理一段时间，实验材料应相同，故为同时F蛋白和CLH都缺失的突变植株，以便再单独添加CLH或CLH与F蛋白，来分析F蛋白在PSⅡ的修复过程中是否与CLH发生作用，第2组只添加CLH 无F蛋白，题干显示只有CLH与F蛋白结合，才能促进被破坏的D1降解，有利于PSⅡ的修复，故第2组结果为D1含量未下降；第3组的实验材料已确定，实验结果为D1含量下降，与第1组实验结果相同，只有CLH与F蛋白都存在且相互结合，才能促进被破坏的D1降解，进而有利于PSⅡ的修复。故需要把F蛋白和CLH均缺失的突变植株缺少的F蛋白和CLH都添加上，实验结果才能为D1含量下降。
【分析】1、光合作用的色素主要有叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要分布在叶绿体类囊体薄膜上，叶绿素具有传递和转化光能的作用。
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。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，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，对绿光吸收最少。
17．【答案】（1）无限增殖；原癌；抑癌
（2）C；D
（3）1；S蛋白；S蛋白 mTOR ；癌细胞数量
（4）研发提高S蛋白基因表达的药物 / 研发抑制mTOR信号通路激活的药物
【知识点】癌细胞的主要特征；细胞癌变的原因
【解析】【解答】癌细胞形成的根本原因，即是原癌基因被激活或抑癌基因失去作用。
（1）与正常细胞相比，癌细胞的典型特征是能够无限增殖，这可能是由于细胞中的DNA上原癌基因突变或过量表达引起，也可能是抑癌基因突变而造成相应蛋白质活性减弱或失去活性，导致细胞分裂失去调控所致。
（2）mTOR信号途径激活后，为保证癌细胞的物质和能量供应，适应其分散和转移，癌细胞营养供应应充足，物质合成速率增强，癌细胞呼吸强度增加，局部组织大量积累有机物，癌组织周围的毛细血管增多，利于癌细胞扩散，胰岛素分泌增加，利于癌细胞摄入葡萄糖。
（3）实验一：①本实验的目的是为研究S蛋白与mTOR信号途径在肺癌发生过程中的上下游关系，所以1组为对照组。据实验题图中的结果分析，在小鼠肿瘤发生的信号途径中，处于上游的是S蛋白。②依据实验结果，S蛋白、mTOR信号途径在肿瘤发生过程中的调控关系图为：S蛋白 mTOR 肿瘤。
实验二：科研人员向小鼠的肺部移植肿瘤，对四组小鼠的其他处理与实验一相同。通过定期检测肺部的癌细胞数量，为上述调控关系图成立提供证据。
（4）依据S蛋白、mTOR信号途径在肿瘤发生过程中的调控关系，研发提高S蛋白基因表达的药物 或者研发抑制mTOR信号通路激活的药物，对肿瘤药物开发方面有应用价值。
【分析】1、癌细胞的主要特征：（1）无限增殖；（2）形态结构发生显著改变；（3）细胞表面发生变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，易转移。
2、细胞癌变的原因：（1）外因：主要是三类致癌因子，即物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。（2）内因：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。
18．【答案】（1）将细胞与外界环境分隔开 / 控制物质进出细胞 / 进行细胞间的信息交流
（2）(游离的)核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
（3）B；C；D；E
（4）信号分子不能移到脂筏区，难以完成信号转导 / 信号分子不能移到脂筏区，难以启动级联激活反应
（5）生物膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域，呈“竹筏”态漂浮于液态无序相；参与信号转导、胞吞和生物防御等。
【知识点】细胞膜的功能；细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】（1）细胞膜的功能是：将细胞与外界环境分隔开，控制物质进出细胞，进行细胞间信息交流。
（2）脂筏中锚定蛋白为细胞膜上的蛋白质，在核糖体中合成多肽链，然后进入内质网初步加工，形成一定的空间结构，进而在高尔基体中进一步加工成为成熟的蛋白质，然后运输到细胞膜上，过程为：(游离的)核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。
（3）根据文中对“脂筏”结构和功能的描述，对“脂筏”结构和功能的理解是脂筏区外层的糖基化程度高于内层；在信号转导中，接受激素或生长因子等信号调控后，多个脂筏迅速融合，启动级联激活反应；植物细胞的脂筏可参与生物防御反应，植物的鞭毛敏感蛋白能特异性地识别细菌鞭毛蛋白，进而激活植物先天性免疫反应，鞭毛敏感蛋白突变后不能识别细菌鞭毛蛋白，植物易感染细菌；脂筏中调控植物极性生长的特异性蛋白是基因选择性表达的结果。
（4）糖尿病患者细胞膜上胰岛素受体结合胰岛素后不能移至脂筏区，这些患者的病因可能是信号分子不能移到脂筏区，难以完成信号转导或者信号分子不能移到脂筏区，难以启动级联激活反应。
（5）通过材料阅读分析，对生物膜脂筏结构和功能两方面概述为生物膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域，直径在10~200 nm之间。细胞膜和高尔基体膜存在脂筏，好似“竹筏”漂浮在液态无序相中；参与信号转导、胞吞和生物防御。
【分析】1、细胞膜的功能：将细胞与外界环境分开；控制物质进出细胞；进行细胞间的物质交流；细胞间的信息交流主要有三种方式：（1）通过化学物质来传递信息；（2）通过细胞膜直接接触传递信息；（3）通过细胞通道来传递信息，如高等植物细胞之间通过胞间连丝。
2、分泌蛋白合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽“形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽“形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。
19．【答案】（1）同源染色体配对联会 / 四分体中的非姐妹染色单体发生互换 / 同源染色体分离，分别移向细胞的两极
（2）重叠
（3）逆转录；S基因两端序列特异性结合；农杆菌转化；抗原–抗体杂交；转录产生的mRNA能与正常S基因的mRNA互补配对，抑制S基因的翻译过程
（4）抑制着丝粒提前分离 / 保证姐妹染色体单体同步分开
【知识点】减数分裂概述与基本过程；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定。
（1）减数分裂Ⅰ的主要特征是：同源染色体配对联会 、四分体中的非姐妹染色单体发生互换、同源染色体分离并分别移向细胞的两极等。
（2）根据题意，S蛋白抗体会与S蛋白结合显红色荧光，着丝粒特异性蛋白抗体会跟着丝粒蛋白结合显绿色荧光，若观察到红色荧光位点与绿色荧光位点重叠，说明S蛋白作用于染色体的着丝粒处。
（3）①提取野生型水稻的总RNA，通过逆转录过程获得cDNA，设计与S基因两端序列特异性结合的引物，进而通过PCR扩增S基因，即可得到大量S基因。
②将S基因反向接入质粒，构建表达载体，利用农杆菌转化法将其导入受体细胞，获得转基因水稻植株。
③用抗原-抗体杂交技术检测水稻体内的S蛋白表达情况，判断图1中植株B为转基因水稻，植株B的S蛋白表达量低的原因是S基因反向接入后，转录产生的mRNA能与正常S基因的mRNA互补配对，抑制S基因的翻译过程，导致S蛋白条带变暗。
（4）根据题干信息，由于S蛋白表达量低，导致“转基因水稻在减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体提前分离”，因此推测S蛋白的作用是抑制着丝粒提前分离、保证姐妹染色体单体同步分开，从而保证细胞两极的两套染色体形态和数目完全相同。
【分析】1、减数分裂过程：（1）减数分裂Ⅰ前的间期：染色体的复制。（2）减数分裂Ⅰ：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）减数分裂Ⅱ过程∶①前期∶核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期∶着丝粒分裂，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、基因表达载体的构建：（1）过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。（2）目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。（3）基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。①启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；②终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；③标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
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。 （1）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；（2）将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；（3）将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（Ca2+处理法）。
20．【答案】（1）翻译；RNA聚合
（2）碱基互补配对
（3）启动子+增强子n
（4）启动子+E1、启动子+E2或启动子+E4；A、a基因上的E1~E6增强子碱基序列不同，gRNA 能与E1、E2或E4增强子结合，提高A基因表达量
（5）设计转录因子复合物增强抑癌基因的表达，降低原癌基因的表达量
【知识点】细胞癌变的原因；遗传信息的转录；遗传信息的翻译
【解析】【解答】（1）基因的表达分为转录和翻译两个过程，在DNA转录模板上存在启动子，启动子是RNA聚合酶结合位点，其与启动子区域结合后启动转录。
（2）根据题意可知dCas9可分别与转录因子和gRNA结合形成复合物，dCas9与gRNA都是由核苷酸形成的产物，在形成复合物过程中，gRNA遵循了碱基互补配对原则与dCas9特定的某段脱氧核苷酸序列结合，对基因表达进行调控。
（3）对两种细胞的同一基因的表达进行调控后，根据表结果可知，gRNA同时与启动子和增强子m结合时，在U细胞中基因表达量提高，但是在细胞H中基因表达量受到抑制。gRNA与启动子和增强子n同时结合时，在U细胞和H细胞中，基因表达量均提高，因此两种细胞的该基因均能提高表达量时，gRNA结合位置为启动子和增强子n。
（4）分析图2可知，gRNA-dCas9-转录因子复合物结合位点为启动子+E1、启动子+E2或启动子+E4时，A基因表达量的显著提高，均远远大于50%，结合(3)的结论可知，A、a基因上的E1~E6增强子碱基序列不同，gRNA 能与E1、E2或E4增强子结合，从而提高A基因表达量。
（5）利用gRNA-dCas9-转录因子复合物可以提高某基因的表达来研发治疗癌症的新药，其设计思路为设计转录因子复合物增强抑癌基因的表达，降低原癌基因的表达量，进而抑制癌细胞的增殖，已达到治疗癌症的目的。
【分析】1、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
2、细胞癌变的原因：（1）外因：主要是三类致癌因子，即物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。（2）内因：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。
21．【答案】（1）显性；F1自交亲和植株的自交后代既有纯合子也有杂合子；含有隐性基因的雌配子或雄配子不能完成受精
（2）杂合；隐性有害基因自交后会形成纯合子；基因杂合度低和有害基因数量少；
【知识点】生物的性状、相对性状及性状的显隐性；基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】（1）①据题意可知，F1自交亲和植株的自交后代既有纯合子也有杂合子，说明自交亲和植株为杂合子，是显性性状。
②假定用A/a表示控制这对性状的基因，据题意可知，F1中自交亲和的植株为杂合子（Aa），能产生含有隐性基因的配子和含有显性基因的配子，且比例为1：1，即A：a=1：1，理论上后代应该出现3∶1的性状分离比，但后代都是自交亲和（AA和Aa）个体，且纯合子(AA)和杂合子（Aa）的比例是1：1，因此应该是含有隐性基因（a）的雌配子或雄配子不能完成受精造成的。
（2）①据图分析可知，马铃薯植株的基因杂合度和有害基因数量呈正相关，即杂合度越高，有害基因数量越多，推测有害基因可能以杂合状态存在。据题意可知，马铃薯还存在自交衰退现象，可能有害突变形成的有害基因是导致马铃薯自交衰退的主要原因，有害基因可能以杂合状态存在，隐性有害基因自交后会形成纯合子，表现出不利性状，有害突变的不良效应显现出来，从而出现衰退现象。
②据图可知，候选植株E、G的基因杂合度低和有害基因数量少，自交衰退现象缓慢，因此可作为候选植株开展后续研究。
③根据（1）可知，自交亲和植株RH和自交不亲和植株杂交后会产生自交亲和和自交亲和，如果利用RH将E（自交不亲和）改造为自交亲和植株，就需要自交亲和植株与E多代杂交，逐代淘汰自交不亲和植株，就可得到改造为自交亲和植株。遗传图解为：
【分析】1、显性性状是指两个具有相对性状的纯合亲本杂交时，子一代出现的亲本性状；隐性性状是指两个具有相对性状的纯合亲本杂交时，子一代未出现的亲本性状。
2、纯合子：由两个基因型相同的配子结合而成的合子，再由此合子发育而成的新个体。纯合子的基因组成中无等位基因，只能产生一种基因型的配子，自交后代无性状分离。杂合子：由两个基因型不同的配子结合而成的合子，再由此合子发育而成的新个体。杂合子的基因组成至少有一对等位基因，因此至少可形成两种类型的配子，自交后代出现性状分离。
3、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。
1 / 1北京市海淀区2021-2022学年高三上学期生物期中考试试卷
一、单选题
1．（2021高三上·海淀期中）真核细胞中大分子物质与其组成单体、合成部位，对应正确的是（ ）
A．淀粉：蔗糖、叶绿体基质 B．糖原：葡萄糖、线粒体内膜
C．蛋白质：氨基酸、核糖体 D．DNA：脱氧核糖核酸、核孔
【答案】C
【知识点】生物大分子以碳链为骨架
【解析】【解答】A、淀粉的单体为葡萄糖，一般合成部位在叶绿体基质中，A错误；
B、糖原的单体为葡萄糖，合成部位一般在肌肉细胞和肝细胞的细胞质基质中，B错误；
C、蛋白质的单体为氨基酸，合成部位在细胞内的核糖体上，C正确；
D、DNA的单体为脱氧核苷酸，合成部位主要在细胞核，D错误。
故答案为：C。
【分析】生物大分子都是多聚体，由许多单体连接而成。包括蛋白质，多糖和核酸。蛋白质的基本组成单位是氨基酸，合成部位在细胞内的核糖体上；多糖的基本组成单位是葡萄糖，其中淀粉主要在叶绿体基质中合成，糖原主要在肌肉细胞和肝脏细胞细胞质基质中合成；核酸的基本组成单位是核苷酸，主要在细胞核中合成。氨基酸、葡萄糖、核苷酸都是以碳链为骨架的单体，故生物大分子都是以碳链为骨架。
2．（2021高三上·海淀期中）将与生物学有关的内容按照序号填入下图中，隶属关系不正确的是（ ）
内容序号 选项 1 3 4 6
A 生物 自养生物 原核生物 颤蓝细菌、硝化细菌
B 细胞质 细胞器 具有膜结构 溶酶体、液泡
C 细胞 真核细胞 已分化细胞 肠上皮细胞、受精卵
D 可遗传变异 突变 染色体变异 三倍体西瓜、猫叫综合征
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【知识点】原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；其它细胞器及分离方法；染色体数目的变异
【解析】【解答】A、根据以上分析可知，生物根据同化作用可以分为自养型和异养型，颤蓝细菌属于光能自养型生物，硝化细菌属于化能自养型生物，且二者都属于原核生物，A正确；
B、细胞质包括细胞基质和细胞器，细胞器根据生物膜的有无分为具有膜的细胞器和无膜的细胞器，溶酶体和液泡属于具有单层膜的细胞器，B正确；
C、肠上皮细胞和受精卵都属于真核细胞，但是受精卵属于未分化的细胞，C错误；
D、可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异，三倍体西瓜属于染色体数目变异，猫叫综合征属于染色体结构的变异类型，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、原核细胞、真核细胞的比较
原核细胞 真核细胞
主要区别 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的细胞核
遗传物质 都是DNA
细胞核 无核膜、核仁，遗传物质DNA分布的区域称拟核；无染色体 有核膜和核仁；核中DNA与蛋白质结合成染色体
细胞器 只有核糖体，无其他细胞器 有线粒体、叶绿体、高尔基体等复杂的细胞器
细胞壁 细胞壁不含纤维素，主要成分是糖类和蛋白质形成的肽聚糖 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，真菌细胞壁的主要成分是几丁质
举例 放线菌、蓝藻、细菌、衣原体、支原体 动物、植物、真菌、原生生物(草履虫、变形虫)等
增殖方式 一般是二分裂 无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
2、各种细胞器的结构、功能
细胞器 分布 形态结构 功 能
线粒体 动植物细胞 双层膜结构 有氧呼吸的主要场所
细胞的“动力车间”
叶绿体 植物叶肉细胞 双层膜结构 植物细胞进行光合作用的场所；植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”．
内质网 动植物细胞 单层膜形成的网状结构 细胞内蛋白质的合成和加工，以及脂质合成的“车间”
高尔
基体 动植物细胞 单层膜构成的囊状结构 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”（动物细胞高尔基体与分泌有关；植物则参与细胞壁形成）
核糖体 动植物细胞 无膜结构，有的附着在内质网上，有的游离在细胞质中 合成蛋白质的场所
“生产蛋白质的机器”
溶酶体 动植物细胞 单层膜形成的泡状结构 “消化车间”，内含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并且杀死侵入细胞的病毒和细菌．
液泡 成熟植物细胞 单层膜形成的泡状结构；内含细胞液（有机酸、糖类、无机盐、色素和蛋白质等） 调节植物细胞内的环境，充盈的液泡使植物细胞保持坚挺
中心体 动物或某些低等植物细胞 无膜结构；由两个互相垂直的中心粒及其周围物质组成 与细胞的有丝分裂有关
3、 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，包括个别染色体的增添或缺失，或以染色体组数成倍的增添或缺失。
3．（2021高三上·海淀期中）有科学家提出，线粒体可能起源于被真核细胞吞噬的原始需氧细菌，下列叙述可作为支持上述观点的证据是（ ）
A．线粒体内膜和外膜属于生物膜系统
B．线粒体能独立完成遗传信息的表达
C．线粒体和细菌都可以进行有丝分裂
D．真核细胞和需氧细菌的遗传物质均为DNA
【答案】B
【知识点】细胞的生物膜系统；线粒体的结构和功能
【解析】【解答】A、生物膜系统包括细胞膜、核膜以及细胞器膜，因此线粒体内膜和外膜属于生物膜系统，但是这不能作为上述观点的证据，A不符合题意；
B、线粒体属于半自主性的细胞器，能独立完成遗传信息的表达，而需氧细菌的DNA可以指导蛋白质的合成，可以支持上述观点，B符合题意；
C、线粒体和细菌都可以进行分裂增殖，不能进行有丝分裂，C不符合题意；
D、真核细胞和需氧细菌的遗传物质均为DNA，但是不能说明线粒体可能起源于被真核细胞吞噬的原始需氧细菌，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】1、线粒体：（1）双层膜结构，基质中有酶，含有少量的DNA和RNA。（2）需要水作为生理功能的原料，能产生ATP，是半自主性细胞器。
2、生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜，线粒体属于生物膜系统。
4．（2021高三上·海淀期中）下列过程中不会发生“ +Pi+能量”这一化学反应的是（ ）
A．线粒体内膜上O2和[H]结合 B．叶绿体基质中C3被还原
C．胰岛B细胞向外分泌胰岛素 D．Ca2+向细胞外的主动运输
【答案】A
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、线粒体内膜上O2和[H]结合发生在有氧呼吸的第三阶段，该阶段释放大量能量，合成大量的ATP，因此该过程发生了ATP的合成，A符合题意；
B、叶绿体基质中C3被还原需要消耗光反应产生的ATP，因此该过程发生了ATP的水解，B不符合题意；
C、胰岛B细胞向外分泌胰岛素属于胞吐，需要消耗ATP，发生ATP的水解，C不符合题意；
D、Ca2+向细胞外的主动运输需要消耗ATP，因此发生ATP的水解，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同∶ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。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。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应，放能反应一般与ATP的合成相联系，吸能反应一般与ATP的水解相联系。
5．（2021高三上·海淀期中）小麦籽粒颜色受多个基因影响。非同源染色体上的非等位基因A1、B1均能使籽粒颜色加深，且具有累加效应，每增加一个基因，颜色加深一个单位。但它们的等位基因A2、B2不能使籽粒增色。现有深红色（A1A1B1B1）和白色（A2A2B2B2）纯种亲本杂交，F1自交，在F2中籽粒颜色的种类和比例为（ ）
A．3种，1∶2∶1 B．4种，9∶3∶3∶1
C．5种，1∶4∶6∶4∶1 D．3种，12∶3∶1
【答案】C
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】依照题意可知，小麦籽粒颜色受多个基因影响，基因A1、B1均能使籽粒颜色加深，且具有累加效应，每增加一个基因，颜色加深一个单位，但基因A2、B2不能使籽粒增色。深红色（A1A1B1B1）和白色（A2A2B2B2）纯种亲本杂交，F1的基因型为A1A2B1B2，其自交的后代中：含4个颜色加深单位的基因型和比例为1/16A1A1B1B1；含3个颜色加深单位的基因型和比例为
2/16A1A1B1B2、2/16A1A2B1B1；含2个颜色加深单位的基因型和比例为1/16A1A1B2B2、
1/16A2A2B1B1、4/16A1A2B1B2；含1个颜色加深单位的基因型和比例为2/16A1A2B2B2、
2/16A2A2B1B2；含0个颜色加深单位的基因型和比例为1/16A2A2B2B2。由此可得，F1自交，在F2中籽粒颜色的种类有5种，比例为1∶4∶6∶4∶1。ABD错误，C正确。
故答案为：C。
【分析】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。
6．（2021高三上·海淀期中）下图为二倍体水稻花粉母细胞减数分裂不同时期的显微图像。对观察结果的分析，正确的是（ ）
A．减数分裂中出现的顺序依次为③①②④
B．图像①④时期的细胞中出现四分体
C．同源染色体分离发生在图像①对应的时期
D．图像②的每个子细胞中具有一个染色体组
【答案】D
【知识点】减数分裂概述与基本过程
【解析】【解答】A、根据以上分析可知，减数分裂中出现的顺序依次为③④①②，A错误；
B、四分体出现在减数第一次分裂的前期，而图像①处于减数第一次分裂末期、④处于减数第一次分裂后期，B错误；
C、同源染色体分离发生在减数第一次分裂的后期，即图像④，C错误；
D、图像②细胞处于减数第二次分裂末期，由于减数分裂的结果导致细胞内染色体数目减半，该生物为二倍体生物，减半后细胞内有一个染色体组，因此②的每个子细胞中具有一个染色体组，D正确。
故答案为：D。
【分析】减数分裂过程：（1）减数分裂Ⅰ前的间期：染色体的复制。（2）减数分裂Ⅰ：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）减数分裂Ⅱ过程∶①前期∶核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期∶着丝粒分裂，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。
7．（2021高三上·海淀期中）控制猫毛色的基因XB为黑色，Xb为黄色，Y染色体上无对应基因。雌性个体细胞中的X染色体会有一条随机浓缩为巴氏小体，雄性无此现象。因此，正常情况下，雄性表现黑色或黄色，雌性表现黑色、黄色或黑黄相间。下列叙述不正确的是（ ）
A．黑黄相间的雌性个体为杂合子
B．雄性体细胞中可以观察到巴氏小体
C．浓缩导致巴氏小体上的毛色基因不表达
D．雌雄个体中X染色体上基因表达量相近
【答案】B
【知识点】伴性遗传；基因型和表现型的关系
【解析】【解答】A、雌性个体细胞中的X染色体会有一条随机浓缩为巴氏小体，不同细胞浓缩为巴氏小体的X染色体可能不同，表达的基因可能为B基因或b基因，在一个个体上就会同时出现黄色和黑色，故雌性猫中黑黄相间的猫一定是杂合子， A正确；
B、雌性个体细胞中的X染色体会有一条随机浓缩为巴氏小体，雄性无此现象，故雄性体细胞中不可以观察到巴氏小体，B错误；
C、浓缩为巴氏小体的X染色体缺乏遗传活性，故巴氏小体的X染色体上的毛色基因不能表达，C正确；
D、雌性个体细胞中有两条X染色体，若有一条X染色体随机浓缩为巴氏小体，只有一条X染色体是正常的，雄性个体中只有一条X染色体上且不会浓缩为巴士小体，二者表达量相近，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、纯合子：由两个基因型相同的配子结合而成的合子，再由此合子发育而成的新个体。纯合子的基因组成中无等位基因，只能产生一种基因型的配子，自交后代无性状分离。
2、基因与性状不是简单的一—对应关系，一般情况下，一个基因控制一个性状，有时一个性状受多个基因的控制，一个基因也可能影响多个性状；基因与基因、基因与基因产物、基因与环境相互作用共同精细地调节者生物的性状，生物性状是基因与环境共同作用的结果。表现型=基因型+环境。
8．（2021高三上·海淀期中）下图所示为DNA复制过程中的一个复制泡，①~⑨代表相应位置。下列叙述不正确的是（ ）
A．DNA的两条链均为复制模板
B．该复制泡的DNA解旋是双向的
C．DNA分子的双链是反向平行的，①④⑨为3'端
D．若该片段碱基T占20%，则复制后碱基C占30%
【答案】C
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】A、DNA复制是以DNA两条链为模板合成子代DNA的过程，A正确；
B、识图分析可知，DNA分子可以进行双向复制，因此DNA解旋也是双向的，B正确；
C、由于DNA聚合酶只能使子链由5'-3'方向延伸，因此图中⑨为子链的3'端，而模板链正好相反，故①④为5'端，C错误；
D、若该片段碱基T占20%，由于双链DNA分子中A=T，C=G，因此A=T=20%，则C=G=30%，复制后子代DNA中碱基与亲代相同，碱基比例不变，D正确。
故答案为：C。
【分析】有关DNA分子的复制：
（1）场所：主要在细胞核，此外在线粒体和叶绿体中也能进行。
（2）时期：有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
（3）特点：边解旋边复制；复制方式为半保留复制。
（4）条件：模板：亲代DNA分子的两条链；原料：游离的4种脱氧核苷酸；能量：ATP；酶：解旋酶、DNA聚合酶 。
（5）原则：碱基互补配对原则。A-T，G-C，C-G，T-A。
9．（2021高三上·海淀期中）下图所示为基因控制蛋白质的合成过程，①~⑦代表不同的结构或成分，Ⅰ和Ⅱ代表过程。下列叙述不正确的是（ ）
A．③表示解旋酶和DNA聚合酶
B．①与④、④与⑥之间都存在A―U配对
C．一个RNA结合多个⑤使过程Ⅱ快速高效
D．⑦的氨基酸种类数目和排列顺序决定蛋白质空间结构
【答案】A
【知识点】遗传信息的转录；遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、该过程为转录和翻译的过程，③表示催化转录的RNA聚合酶，A错误；
B、④为mRNA，①为DNA链，①与 ④之间存在A―U配对，④mRNA与⑥tRNA之间也存在A―U配对，B正确；
C、一个RNA结合多个⑤使过程Ⅱ翻译过程快速高效，能在短时间内合成大量蛋白质，C正确；
D、 ⑦ 是肽链，氨基酸种类、数目和排列顺序以及肽链的空间结构不同可决定蛋白质的空间结构多样性，D正确。
故答案为：A。
【分析】1、转录：以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，通过RNA聚合酶合成mRNA的过程。
（1）场所：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体。
（2）过程：解旋、原料与DNA碱基互补并通过氢键结合、RNA新链延伸、合成的mRNA从DNA链上释放、DNA双链恢复。
（3）原则：碱基互补配对原则，A-U，G-C，C-G，T-A。
2、翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
（1）场所：细胞质中的核糖体。
（2）模板：mRNA。
（3）原料：21种游离的氨基酸。
（4）原则：碱基互补配对原则。A-U，G-C，C-G，U-A。
10．（2021高三上·海淀期中）下图为五倍体栽培棉的培育过程，字母A、D、E 均代表一个染色体组，每组有13 条染色体。下列叙述正确的是（ ）
A．该过程属于单倍体育种
B．栽培棉含有65条染色体
C．秋水仙素可抑制染色体的着丝粒分裂
D．栽培棉减数分裂时可形成39个四分体
【答案】B
【知识点】单倍体育种；多倍体育种
【解析】【解答】A、识图分析可知，图示是两个二倍体品种先杂交，后经秋水仙素加倍处理，因此属于多倍体育种，A错误；
B、AADD与EE杂交，其中A、D、E各代表一个染色体组，所得F1染色体组成为ADE，秋水仙素处理得到的F2为AADDEE，F2与AADD杂交，最终得到的栽培棉染色体组成应为AADDE，A、D、E所代表的每一个染色体组中各含13条染色体，故栽培棉AADDE应含有5个染色体组，共65条染色体，B正确；
C、秋水仙素的作用原理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，染色体着丝点分裂并未被抑制，C错误；
D、根据以上分析可知，栽培棉染色体组成为AADDE，减数分裂时AA、DD可各自正常联会，共形成13+13=26个四分体，而E只有一个染色体组，减数分裂时无法联会，故栽培棉减数分裂时可形成26个四分体，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、四种常见的育种方法：
杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种
方法 杂交→自交→选优 辐射诱变、激光诱变、化学药剂处理 花药离体培养、秋水仙素诱导加倍 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
原理 基因重组 基因突变 染色体变异（染色体组先成倍减少，再加倍，得到纯种） 染色体变异（染色体组成倍增加）
举例 高杆抗病与矮杆抗病小麦杂交产生矮杆抗病品种 高产量青霉素菌株的育成 三倍体西瓜、八倍体小黑麦 抗病植株的育成
2、秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两级，引起染色体数目加倍。
11．（2021高三上·海淀期中）从图1酶切结果分析，图2中目的基因（长度为2.0kb）插入方向正确的重组质粒序号和作出该判断所用的限制酶是（ ）
A．①，BamHⅠ B．①，EcoRⅠ和HindⅢ
C．②，EcoRⅠ D．②，EcoRⅠ和HindⅢ
【答案】B
【知识点】基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】根据以上分析可知，重组质粒①被EcoRⅠ酶切后，能得到5.8kb的片段；被BamHⅠ酶切后能产生3.8kb和2.0kb两种片段；被EcoRⅠ和HindⅢ两种限制酶同时酶切后，产生了4.5kb和1.3kb的片段。而重组质粒②被EcoRⅠ和HindⅢ两种限制酶同时酶切后，产生的片段为2.3kb和3.5kb，与图1酶切结果不符合。综上所述，B正确，A、C、D错误。
故答案为：B。
【分析】“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。
12．（2021高三上·海淀期中）对所用材料进行实验处理后，在实验中细胞已失去生命活性的是（ ）
A．观察叶绿体随细胞质流动
B．观察洋葱鳞片叶细胞发生质壁分离和复原
C．探究酵母菌的呼吸方式
D．观察根尖分生区细胞不同分裂时期的特征
【答案】D
【知识点】观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、观察叶绿体随细胞质流动的实验中，只有活细胞中细胞质才具有流动性，A不符合题意；
B、细胞发生质壁分离的条件之一是活细胞，质壁分离后还要观察滴加清水后的质壁分离的复原过程，因此观察植物细胞的质壁分离与复原的实验需要保持细胞活性，B不符合题意；
C、活细胞才能够进行细胞呼吸的过程，探究酵母菌细胞呼吸的方式需要保持细胞活性，C不符合题意；
D、观察洋葱根尖细胞的有丝分裂的实验在进行解离的过程中，细胞已经被杀死了，因此观察有丝分裂过程各时期的特征不需要保持活性，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】观察植物细胞有丝分裂实验：
（1）解离：剪取根尖2-3mm（最好每天的10-14点取根，因此时间是洋葱根尖有丝分裂高峰期），立即放入盛有质量分数为15%的氯化氢溶液和体积分数为95%的酒精溶液的混合液（1：1）的玻璃皿中，在室温下解离3-5min。
（2）漂洗：待根尖酥软后，用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。
（3）染色：把洋葱根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液的培养皿中，染色3-5min。
（4）制片：取一干净载玻片，在中央滴一滴清水，将染色的根尖用镊子取出，放入载玻片的水滴中，并且用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片再加一载玻片。然后，用拇指轻轻地压载玻片。取下后加上的载玻片，既制成装片。
（5）观察：①低倍镜观察把制成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察，要求找到分生区的细胞，特点是：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正在分裂。②高倍镜观察找到分生区的细胞后，把低倍镜移走，直接换上高倍镜，用细准焦螺旋和反光镜把视野调整的既清晰又较亮，直到看清细胞物象为止。
13．（2021高三上·海淀期中）下列生命现象的研究中，同位素应用不正确的是（ ）
A．3H，追踪分泌蛋白在细胞内的合成与运输
B．16O和18O，追踪光合作用中氧气的来源
C．35S，验证DNA复制方式为半保留复制
D．32P和35S，确定噬菌体的遗传物质是DNA
【答案】C
【知识点】细胞器之间的协调配合；光合作用的发现史；噬菌体侵染细菌实验；DNA分子的复制
【解析】【解答】A、用含有3H标记的某种氨基酸可追踪分泌蛋白在细胞内的合成与运输，A不符合题意；
B、鲁宾与卡门利用同位素18O分别标记二氧化碳和水，再分别提供给两组小球藻进行光合作用，检测两组实验释放的氧气是否为18O2，以此追踪光合作用中氧气的来源，B不符合题意；
C、DNA的组成元素为C、H、O、N、P，没有S，因此不能用35S验证DNA复制方式为半保留复制，C符合题意；
D、噬菌体的DNA中含有P，蛋白质中含有S，用32P和35S分别标记后的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，可以确定噬菌体的遗传物质，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】同位素标记法在生物学中的应用：（1）噬菌体侵染大肠杆菌实验；（2）分泌蛋白的合成与运输；（3）DNA分子半保留复制方式的验证；（4）探究光合作用中物质变化及转移的实验。
14．（2021高三上·海淀期中）TRPV1是一种感觉神经元细胞膜上的痛觉受体（一种跨膜蛋白），辣椒素和43℃以上的高温等刺激会引发感觉神经元兴奋，从而产生痛觉。为研究TRPV1的功能，科学家构建缺失TRPV1基因的敲除型小鼠完成相关实验。下列分析不正确的是（ ）
A．加入或注射辣椒素之前的饮水量和体温变化作为本实验的对照
B．据图1推测，野生型小鼠对饮水中添加辣椒素的反应有利于小鼠躲避伤害
C．据图2推测，注射辣椒素后引起敲除型小鼠产生灼热感，导致体温下调
D．野生型小鼠和敲除型小鼠在体温发生变化时均能通过调节最终维持稳态
【答案】C
【知识点】体温平衡调节
【解析】【解答】A、加入或注射辣椒素之前的饮水量和体温变化作为本实验的对照，以便与加入辣椒素之后的饮水量和体温变化做对照，A正确；
B、图1显示，野生型小鼠对饮水中添加辣椒素表现为饮水量下降，进而可推测饮水量的减少有利于小鼠躲避伤，B正确；
C、图2显示，敲除型小鼠注射辣椒素后体温上升，因而，该小鼠不会表现灼热感，反而应该有冷感，C错误；
D、野生型小鼠和敲除型小鼠的体温调节中枢是正常的，因而在体温发生变化时均能通过调节最终维持稳态，且图中也有显示，D正确。
故答案为：C。
【分析】体温调节过程：在寒冷环境下，下丘脑体温调节中枢兴奋，机体通过皮肤血管收缩，血流量减少，骨骼肌和立毛肌收缩，增加产热量，甲状腺分泌甲状腺激素增多，肾上腺分泌肾上腺素增多，增强细胞代谢等过程维持体温恒定；在炎热环境下，下丘脑体温调节中枢兴奋，机体通过皮肤血管舒张、增加血流量和汗腺分泌增强，来增加散热，维持体温恒定。属于神经—体液调节。
15．（2021高三上·海淀期中）社会上流传着一些与生物学有关的说法，有些有一定的科学依据，有些违反生物学原理。以下说法中有科学依据的是（ ）
A．可以食用鱼肝油提高钙的吸收，故无需进行户外运动
B．在室内蒸煮食醋促进其挥发，可以抑制新冠病毒分裂
C．包扎伤口时，应该尽量选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料
D．黄金大米转入了细菌合成 β―胡萝卜素的基因，故人类不能食用
【答案】C
【知识点】细胞呼吸原理的应用；脂质的种类及其功能；病毒
【解析】【解答】A、根据以上分析可知，鱼肝油中主要含有维生素A、D，维生素D可以促进钙的吸收，但是户外运动接受光照，促进胆固醇转化为维生素D，提高钙的吸收更有利于人体健康，A不符合题意；
B、病毒必须在活的宿主细胞内才能进行增殖，离开活细胞后一般为结晶体，不能表现生命活动，利用加热、紫外线照射等方法可以灭活新冠病毒，B不符合题意；
C、包扎伤口时，应该尽量选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料，以防止厌氧菌的增殖，C符合题意；
D、黄金大米属于转基因作物，把合成β-胡萝卜素的有关基因转进水稻，β-胡萝卜素摄入人体后可转化成维生素A，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】1、固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D，胆固醇是构成细胞膜的重要成分、在人体内还参与血液中脂质的运输，性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成，维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
2、无细胞结构的生物病毒：（1）生活方式：寄生在活细胞；（2）分类：DNA病毒、RNA病毒；（3）遗传物质：或只是DNA，或只是RNA（一种病毒只含一种核酸）2、单细胞生物依赖单个细胞完成各种生命活动。
3、细胞呼吸原理的应用：（1）种植农作物时，疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸，有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。（2）利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒，利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。（3）利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。（4）稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。（5）皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖，引起破伤风。（6）提倡慢跑等有氧运动，是不致因剧烈运动导致氧的不足，使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉酸胀乏力。（7）粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。（8）果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
二、综合题
16．（2021高三上·海淀期中）强光最先损伤植株顶端的幼叶，导致其光合速率降低，并可能引起植物死亡，科研人员以拟南芥为材料研究幼叶应对强光影响的机制。
（1）叶绿素分布于叶绿体的 上，它通常与D1等蛋白结合，构成光合复合体PSⅡ。叶绿素酶（CLH）的 作用使叶绿素降解，导致叶片褪绿。
（2）遭受强光损伤的幼叶细胞中，CLH基因表达量明显上升，科研人员推测CLH可能参与PS Ⅱ的修复。为验证该假设，科研人员分别测定野生型（WT）、CLH基因缺失的突变型（clh-1）和CLH基因过表达的突变型（clh-2）拟南芥在强光照射后的生存率和D1的含量，结果如图1、图2所示。
①据图1可知，CLH基因可以 拟南芥在强光照射后的生存能力。
②D1极易受到强光破坏，被破坏的D1降解后，空出相应的位置，新合成的D1才能占据相应位置，PSⅡ得以修复。请据图2结果分析，图1中clh-2生存率较高，原因是 ；而clh-1中D1含量虽然也较高，但生存率发生变化的原因可能是 。
（3）科研人员认为，CLH与F蛋白结合，才能促进被破坏的D1降解。请选择a ~ h中的字母填入下表，补充实验设计，为上述结论提供支持证据。
组别 实验材料 处理条件 添加物 实验结果
第1组 a 强光处理 一段时间 无 g
第2组 d
第3组 g
a．WT植株的叶肉细胞提取物 b．clh-1植株的叶肉细胞提取物
c．F蛋白和CLH均缺失的突变植株的叶肉细胞提取物
d．只添加CLH e．只添加F蛋白 f．添加CLH和F蛋白
g．D1含量下降 h．D1含量未下降
【答案】（1）类囊体的薄膜；催化
（2）提高；CLH基因过表达，CLH含量高，同时D1含量高，有利于PSⅡ的修复；PSⅡ无法修复，生存率下降
（3）c；h；c；f
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）叶绿素属于光合色素，分布于叶绿体的类囊体的薄膜上，与D1等蛋白结合后构成光合复合体PSⅡ。酶具有催化作用，叶绿素酶(CLH)能够催化叶绿素降解，导致叶绿素含量降低，进而使叶片褪绿。
（2）①图1曲线显示野生型拟南芥(WT)在强光照射时间超过一天后，生存率开始降低；CLH基因缺失的突变型拟南芥(clh-1)在强光照射时间超过一天后，生存率也开始降低，且降低幅度大于野生型拟南芥；CLH基因过表达的突变型拟南芥(clh-2)在强光照射时间超过一天后，生存率不变，可以推测CLH基因可以提高拟南芥在强光照射后的生存能力。
②突变型拟南芥(clh-2)，由于CLH基因过表达，CLH含量高，图2显示随强光照射时间延长，clh-2的D1含量发生波动，最后D1含量甚至超过未被强光照射时，由此推测CLH基因过表达，同时D1含量高，有利于PSⅡ的修复，故生存率较高。
（3）本实验为证实CLH基因过表达，同时D1含量高，有利于PSⅡ的修复，且只有CLH与F蛋白结合，才能促进被破坏的D1降解，进而有利于PSⅡ的修复设置的对照实验；第1组为对照组，实验材料为野生型植株WT，不进行处理，不添加任何物质，结果为D1含量下降，第2、3组为实验组，为控制单一变量，处理同为强光处理一段时间，实验材料应相同，故为同时F蛋白和CLH都缺失的突变植株，以便再单独添加CLH或CLH与F蛋白，来分析F蛋白在PSⅡ的修复过程中是否与CLH发生作用，第2组只添加CLH 无F蛋白，题干显示只有CLH与F蛋白结合，才能促进被破坏的D1降解，有利于PSⅡ的修复，故第2组结果为D1含量未下降；第3组的实验材料已确定，实验结果为D1含量下降，与第1组实验结果相同，只有CLH与F蛋白都存在且相互结合，才能促进被破坏的D1降解，进而有利于PSⅡ的修复。故需要把F蛋白和CLH均缺失的突变植株缺少的F蛋白和CLH都添加上，实验结果才能为D1含量下降。
【分析】1、光合作用的色素主要有叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要分布在叶绿体类囊体薄膜上，叶绿素具有传递和转化光能的作用。
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。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，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，对绿光吸收最少。
17．（2021高三上·海淀期中）近年来发现，S蛋白与肺癌发生的mTOR信号途径密切相关，科研人员对S蛋白的功能展开研究。
（1）与正常细胞相比，癌细胞的典型特征是能够 ，这可能是由于细胞中的DNA上与癌变有关的 基因突变或过量表达，也可能是 基因突变而造成相应蛋白质活性减弱或失去活性，导致细胞分裂失去调控所致。
（2）mTOR信号途径激活后，调控的代谢过程可能包括________（多选），以保证癌细胞的物质和能量供应，适应其分散和转移。
A．癌细胞营养供应不足，物质合成速率减慢
B．癌细胞呼吸强度增加，局部组织大量积累酒精
C．癌组织周围的毛细血管增多，利于癌细胞扩散
D．胰岛素分泌增加，利于癌细胞摄入葡萄糖
（3）为研究S蛋白与mTOR信号途径在肺癌发生过程中的上下游关系，科研人员进行如下实验。
实验一：将皮下移植肿瘤的小鼠随机分为四组，定期测定肿瘤体积变化，各组处理及结果如下图（雷帕霉素是mTOR信号途径的抑制剂）。
①本实验中对照组为 组。据实验结果分析，在小鼠肿瘤发生的信号途径中，处于上游的是 。
②依据实验结果，请用“+”（代表促进）、“-”（代表抑制）及文字信息，绘制出S蛋白、mTOR信号途径在肿瘤发生过程中的调控关系图。
实验二：科研人员向小鼠的肺部移植肿瘤，对四组小鼠的其他处理与实验一相同。通过细胞学水平上定期检测肺部的 ，为上述调控关系图成立提供证据。
（4）依据S蛋白、mTOR信号途径在肿瘤发生过程中的调控关系，请列举1项该研究在肿瘤药物开发方面的应用价值： 。
【答案】（1）无限增殖；原癌；抑癌
（2）C；D
（3）1；S蛋白；S蛋白 mTOR ；癌细胞数量
（4）研发提高S蛋白基因表达的药物 / 研发抑制mTOR信号通路激活的药物
【知识点】癌细胞的主要特征；细胞癌变的原因
【解析】【解答】癌细胞形成的根本原因，即是原癌基因被激活或抑癌基因失去作用。
（1）与正常细胞相比，癌细胞的典型特征是能够无限增殖，这可能是由于细胞中的DNA上原癌基因突变或过量表达引起，也可能是抑癌基因突变而造成相应蛋白质活性减弱或失去活性，导致细胞分裂失去调控所致。
（2）mTOR信号途径激活后，为保证癌细胞的物质和能量供应，适应其分散和转移，癌细胞营养供应应充足，物质合成速率增强，癌细胞呼吸强度增加，局部组织大量积累有机物，癌组织周围的毛细血管增多，利于癌细胞扩散，胰岛素分泌增加，利于癌细胞摄入葡萄糖。
（3）实验一：①本实验的目的是为研究S蛋白与mTOR信号途径在肺癌发生过程中的上下游关系，所以1组为对照组。据实验题图中的结果分析，在小鼠肿瘤发生的信号途径中，处于上游的是S蛋白。②依据实验结果，S蛋白、mTOR信号途径在肿瘤发生过程中的调控关系图为：S蛋白 mTOR 肿瘤。
实验二：科研人员向小鼠的肺部移植肿瘤，对四组小鼠的其他处理与实验一相同。通过定期检测肺部的癌细胞数量，为上述调控关系图成立提供证据。
（4）依据S蛋白、mTOR信号途径在肿瘤发生过程中的调控关系，研发提高S蛋白基因表达的药物 或者研发抑制mTOR信号通路激活的药物，对肿瘤药物开发方面有应用价值。
【分析】1、癌细胞的主要特征：（1）无限增殖；（2）形态结构发生显著改变；（3）细胞表面发生变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，易转移。
2、细胞癌变的原因：（1）外因：主要是三类致癌因子，即物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。（2）内因：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。
18．（2021高三上·海淀期中）学习以下材料，回答问题（1）~（5）。
生物膜的脂筏结构模型
生物膜的研究一直备受关注。研究表明，生物膜中的脂质分子并非均匀分布，而是具有“镶嵌块”的特征，而且磷脂双分子层的内层和外层之间，脂质组分存在差异，这说明“流动镶嵌模型”还需修正和完善。
1997年，科学家提出脂筏结构模型。脂筏是生物膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域，直径在10~200
nm之间。生物膜的脂筏微区中，外层主要含鞘磷脂、胆固醇和锚定蛋白，内层主要含有酰基化的蛋白质和胆固醇，在一定条件下，内、外两层的成分可以相互转化。形成脂筏的主要作用力来自于脂质分子，鞘磷脂通过头部的糖基和尾部的不饱和脂肪酸烃链相互作用而关联在一起，胆固醇填充在鞘磷脂之间的空隙。脂筏区的胆固醇具有饱和的碳氢链，趋向于形成紧密的液态有序相，而非脂筏区则具有更高的流动性，称为液态无序相。已观察到细胞膜和高尔基体膜存在脂筏，好似“竹筏”漂浮在液态无序相中。
脂筏独特的结构赋予它特殊的生物学功能。在信号转导时，脂筏可作为特定信号分子的聚集平台，把底物受体和相关因子等募集起来，这些分子严格定位到脂筏，可促进信号分子间的相互作用。静息状态下，信号转导通路上的各信号分子分散在不同的脂筏中。接受激素或生长因子等信号调控后，多个脂筏迅速融合，促进相关信号转导通路的级联激活反应。
脂筏可以参与蛋白质和胆固醇在细胞中的运转，在胞吞和胞吐过程中起着重要的作用。例如，用适当药物打破富含固醇的微囊区域，就能抑制痢疾的致病微生物通过胞吞过程侵入宿主细胞。
植物细胞的脂筏可参与生物防御反应。植物的鞭毛敏感蛋白能特异性地识别细菌鞭毛蛋白，进而激活植物先天性免疫反应。当用细菌鞭毛蛋白处理拟南芥悬浮细胞5~15 min后，对生物膜的蛋白组分进行定量分析，发现脂筏区的特异性识别蛋白富集最多。另外，植物根尖或花粉管的极性生长也需要脂筏中特异性蛋白进行调控。
此外，脂筏还可以参与蛋白质转运、细胞骨架构建、细胞凋亡等生理过程。随着人们对脂筏研究的不断深入，人类对生物膜结构和功能的认识会不断深入和发展。
（1）细胞膜的功能是 (写出一条)。
（2）请用文字和箭头描述脂筏中锚定蛋白合成、加工和运输的生物学途径： 。
（3）对文中“脂筏”结构和功能的理解，正确的叙述包括________(多选)。
A．脂筏中脂质分子之间作用力强，不会发生内外层之间的交换
B．脂筏区外层的糖基化程度高于内层
C．信号转导中，不同脂筏融合可启动级联激活反应
D．鞭毛敏感蛋白突变后不能识别细菌鞭毛蛋白，植物易感染细菌
E．脂筏中调控植物极性生长的特异性蛋白是基因选择性表达的结果
（4）某些糖尿病患者细胞膜上胰岛素受体结合胰岛素后不能移至脂筏区，依据脂筏模型分析，这些患者的病因是 。
（5）通过材料阅读，请从结构和功能两方面，用不超过50字概括生物膜脂筏结构模型的要点： 。
【答案】（1）将细胞与外界环境分隔开 / 控制物质进出细胞 / 进行细胞间的信息交流
（2）(游离的)核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
（3）B；C；D；E
（4）信号分子不能移到脂筏区，难以完成信号转导 / 信号分子不能移到脂筏区，难以启动级联激活反应
（5）生物膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域，呈“竹筏”态漂浮于液态无序相；参与信号转导、胞吞和生物防御等。
【知识点】细胞膜的功能；细胞器之间的协调配合
【解析】【解答】（1）细胞膜的功能是：将细胞与外界环境分隔开，控制物质进出细胞，进行细胞间信息交流。
（2）脂筏中锚定蛋白为细胞膜上的蛋白质，在核糖体中合成多肽链，然后进入内质网初步加工，形成一定的空间结构，进而在高尔基体中进一步加工成为成熟的蛋白质，然后运输到细胞膜上，过程为：(游离的)核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。
（3）根据文中对“脂筏”结构和功能的描述，对“脂筏”结构和功能的理解是脂筏区外层的糖基化程度高于内层；在信号转导中，接受激素或生长因子等信号调控后，多个脂筏迅速融合，启动级联激活反应；植物细胞的脂筏可参与生物防御反应，植物的鞭毛敏感蛋白能特异性地识别细菌鞭毛蛋白，进而激活植物先天性免疫反应，鞭毛敏感蛋白突变后不能识别细菌鞭毛蛋白，植物易感染细菌；脂筏中调控植物极性生长的特异性蛋白是基因选择性表达的结果。
（4）糖尿病患者细胞膜上胰岛素受体结合胰岛素后不能移至脂筏区，这些患者的病因可能是信号分子不能移到脂筏区，难以完成信号转导或者信号分子不能移到脂筏区，难以启动级联激活反应。
（5）通过材料阅读分析，对生物膜脂筏结构和功能两方面概述为生物膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域，直径在10~200 nm之间。细胞膜和高尔基体膜存在脂筏，好似“竹筏”漂浮在液态无序相中；参与信号转导、胞吞和生物防御。
【分析】1、细胞膜的功能：将细胞与外界环境分开；控制物质进出细胞；进行细胞间的物质交流；细胞间的信息交流主要有三种方式：（1）通过化学物质来传递信息；（2）通过细胞膜直接接触传递信息；（3）通过细胞通道来传递信息，如高等植物细胞之间通过胞间连丝。
2、分泌蛋白合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽“形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽“形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。
19．（2021高三上·海淀期中）科研人员探究S蛋白在水稻减数分裂过程中的作用。
（1）减数分裂Ⅰ的主要特征是： （写出一条）。
（2）为确定S蛋白的作用位点，科研人员将红色荧光标记的S蛋白抗体与绿色荧光标记的着丝粒特异性蛋白抗体加入到野生型水稻花粉母细胞样品中，若荧光显微镜下观察到红色荧光位点与绿色荧光位点 ，则表明S蛋白作用于染色体的着丝粒处。
（3）为探究S蛋白的作用，研究人员构建使S蛋白基因沉默的转基因水稻。
①提取野生型水稻的总RNA，获取大量S基因（目的基因）的方法为：通过 过程获得cDNA，设计与 的引物，进而通过PCR扩增S基因。
②将S基因反向接入质粒，构建表达载体，利用 法将其导入受体细胞，获得转基因水稻植株。
③利用 技术检测水稻体内S蛋白表达情况，判断图1中植株B为转基因水稻，植株B的S蛋白表达量低的原因是S基因反向接入后， ，导致S蛋白条带变暗。
（4）对转基因水稻和野生型水稻减数分裂Ⅱ后期的染色体行为进行观察，科研人员发现转基因水稻在减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体提前分离，染色体散乱排列（如图2），据此推测S蛋白的作用是 ，从而保证细胞两极的两套染色体形态和数目完全相同。
【答案】（1）同源染色体配对联会 / 四分体中的非姐妹染色单体发生互换 / 同源染色体分离，分别移向细胞的两极
（2）重叠
（3）逆转录；S基因两端序列特异性结合；农杆菌转化；抗原–抗体杂交；转录产生的mRNA能与正常S基因的mRNA互补配对，抑制S基因的翻译过程
（4）抑制着丝粒提前分离 / 保证姐妹染色体单体同步分开
【知识点】减数分裂概述与基本过程；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定。
（1）减数分裂Ⅰ的主要特征是：同源染色体配对联会 、四分体中的非姐妹染色单体发生互换、同源染色体分离并分别移向细胞的两极等。
（2）根据题意，S蛋白抗体会与S蛋白结合显红色荧光，着丝粒特异性蛋白抗体会跟着丝粒蛋白结合显绿色荧光，若观察到红色荧光位点与绿色荧光位点重叠，说明S蛋白作用于染色体的着丝粒处。
（3）①提取野生型水稻的总RNA，通过逆转录过程获得cDNA，设计与S基因两端序列特异性结合的引物，进而通过PCR扩增S基因，即可得到大量S基因。
②将S基因反向接入质粒，构建表达载体，利用农杆菌转化法将其导入受体细胞，获得转基因水稻植株。
③用抗原-抗体杂交技术检测水稻体内的S蛋白表达情况，判断图1中植株B为转基因水稻，植株B的S蛋白表达量低的原因是S基因反向接入后，转录产生的mRNA能与正常S基因的mRNA互补配对，抑制S基因的翻译过程，导致S蛋白条带变暗。
（4）根据题干信息，由于S蛋白表达量低，导致“转基因水稻在减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体提前分离”，因此推测S蛋白的作用是抑制着丝粒提前分离、保证姐妹染色体单体同步分开，从而保证细胞两极的两套染色体形态和数目完全相同。
【分析】1、减数分裂过程：（1）减数分裂Ⅰ前的间期：染色体的复制。（2）减数分裂Ⅰ：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）减数分裂Ⅱ过程∶①前期∶核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期∶着丝粒分裂，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、基因表达载体的构建：（1）过程：用同一种限制酶切割目的基因和运载体，再用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。（2）目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。（3）基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。①启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；②终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；③标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
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。 （1）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；（2）将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；（3）将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法（Ca2+处理法）。
20．（2021高三上·海淀期中）启动子和增强子是基因中与基因表达相关的区域，转录因子可通过与启动子和增强子结合，调控基因的表达。
（1）基因表达分为转录和 两个过程， 酶与基因的启动子区域结合后开启转录过程。
（2）科研人员开发基因表达调控体系：dCas9可分别与转录因子和gRNA结合形成复合物，gRNA遵循 原则与特定基因的某段脱氧核苷酸序列结合，从而确保该体系的特异性。
（3）科研人员利用该体系，对两种细胞的同一基因的表达进行调控。得到下表结果（数字为表达量相对值）。据表可知，对两种细胞的该基因均能提高表达量的gRNA结合位置为 。
gRNA结合位置 细胞种类 启动子 启动子+增强子m 启动子+增强子n
U细胞 60 85 75
H细胞 20 18 100
（4）科研人员对同一细胞中的等位基因A、a的表达调控进行研究，当gRNA-dCas9-转录因子复合物结合在基因的不同区域时（见图1），表达结果如图2所示。
依据实验结果分析，显著提高A 基因表达量的gRNA-dCas9-转录因子复合物结合位点为 ，结合图1分析，其原因是 。
（5）综上所述，科研人员利用gRNA-dCas9-转录因子复合物体系研发治疗癌症的新药时，可借鉴的设计思路为 。
【答案】（1）翻译；RNA聚合
（2）碱基互补配对
（3）启动子+增强子n
（4）启动子+E1、启动子+E2或启动子+E4；A、a基因上的E1~E6增强子碱基序列不同，gRNA 能与E1、E2或E4增强子结合，提高A基因表达量
（5）设计转录因子复合物增强抑癌基因的表达，降低原癌基因的表达量
【知识点】细胞癌变的原因；遗传信息的转录；遗传信息的翻译
【解析】【解答】（1）基因的表达分为转录和翻译两个过程，在DNA转录模板上存在启动子，启动子是RNA聚合酶结合位点，其与启动子区域结合后启动转录。
（2）根据题意可知dCas9可分别与转录因子和gRNA结合形成复合物，dCas9与gRNA都是由核苷酸形成的产物，在形成复合物过程中，gRNA遵循了碱基互补配对原则与dCas9特定的某段脱氧核苷酸序列结合，对基因表达进行调控。
（3）对两种细胞的同一基因的表达进行调控后，根据表结果可知，gRNA同时与启动子和增强子m结合时，在U细胞中基因表达量提高，但是在细胞H中基因表达量受到抑制。gRNA与启动子和增强子n同时结合时，在U细胞和H细胞中，基因表达量均提高，因此两种细胞的该基因均能提高表达量时，gRNA结合位置为启动子和增强子n。
（4）分析图2可知，gRNA-dCas9-转录因子复合物结合位点为启动子+E1、启动子+E2或启动子+E4时，A基因表达量的显著提高，均远远大于50%，结合(3)的结论可知，A、a基因上的E1~E6增强子碱基序列不同，gRNA 能与E1、E2或E4增强子结合，从而提高A基因表达量。
（5）利用gRNA-dCas9-转录因子复合物可以提高某基因的表达来研发治疗癌症的新药，其设计思路为设计转录因子复合物增强抑癌基因的表达，降低原癌基因的表达量，进而抑制癌细胞的增殖，已达到治疗癌症的目的。
【分析】1、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
2、细胞癌变的原因：（1）外因：主要是三类致癌因子，即物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。（2）内因：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。
21．（2021高三上·海淀期中）二倍体马铃薯普遍存在自交不亲和现象（即自花授粉后不产生种子），主要通过薯块进行无性繁殖，育种十分困难。我国科研人员培育出二倍体自交亲和植株RH，利用它进行育种。
（1）科研人员用RH与自交不亲和植株进行杂交，实验结果如图1所示。
①自交亲和与自交不亲和由一对等位基因控制。研究人员推测，自交亲和是 （选填“显性”或“隐性”）性状，判断依据是 。
②F1中自交亲和的植株自交，子代未出现3∶1的性状分离比，请尝试作出合理解释：自交时， ，无法产生种子。
（2）除自交不亲和外，马铃薯还存在自交衰退现象。研究者测定了4个候选的自交不亲和马铃薯植株（E、G、H 和C）和153个二倍体马铃薯植株的基因杂合度和有害基因数量，结果如图2所示。
①据图分析，马铃薯的有害基因可能以 状态存在。因此，马铃薯长期无性繁殖，易出现自交衰退的现象，其原因可能是 ，表现出不利性状。
②据图2结果分析，研究者选择E、G作为候选植株开展后续研究，依据是 。
③请写出利用RH将E改造为自交亲和植株的育种方案，以图解形式绘制在答题卡相应方框内。
【答案】（1）显性；F1自交亲和植株的自交后代既有纯合子也有杂合子；含有隐性基因的雌配子或雄配子不能完成受精
（2）杂合；隐性有害基因自交后会形成纯合子；基因杂合度低和有害基因数量少；
【知识点】生物的性状、相对性状及性状的显隐性；基因的分离规律的实质及应用
【解析】【解答】（1）①据题意可知，F1自交亲和植株的自交后代既有纯合子也有杂合子，说明自交亲和植株为杂合子，是显性性状。
②假定用A/a表示控制这对性状的基因，据题意可知，F1中自交亲和的植株为杂合子（Aa），能产生含有隐性基因的配子和含有显性基因的配子，且比例为1：1，即A：a=1：1，理论上后代应该出现3∶1的性状分离比，但后代都是自交亲和（AA和Aa）个体，且纯合子(AA)和杂合子（Aa）的比例是1：1，因此应该是含有隐性基因（a）的雌配子或雄配子不能完成受精造成的。
（2）①据图分析可知，马铃薯植株的基因杂合度和有害基因数量呈正相关，即杂合度越高，有害基因数量越多，推测有害基因可能以杂合状态存在。据题意可知，马铃薯还存在自交衰退现象，可能有害突变形成的有害基因是导致马铃薯自交衰退的主要原因，有害基因可能以杂合状态存在，隐性有害基因自交后会形成纯合子，表现出不利性状，有害突变的不良效应显现出来，从而出现衰退现象。
②据图可知，候选植株E、G的基因杂合度低和有害基因数量少，自交衰退现象缓慢，因此可作为候选植株开展后续研究。
③根据（1）可知，自交亲和植株RH和自交不亲和植株杂交后会产生自交亲和和自交亲和，如果利用RH将E（自交不亲和）改造为自交亲和植株，就需要自交亲和植株与E多代杂交，逐代淘汰自交不亲和植株，就可得到改造为自交亲和植株。遗传图解为：
【分析】1、显性性状是指两个具有相对性状的纯合亲本杂交时，子一代出现的亲本性状；隐性性状是指两个具有相对性状的纯合亲本杂交时，子一代未出现的亲本性状。
2、纯合子：由两个基因型相同的配子结合而成的合子，再由此合子发育而成的新个体。纯合子的基因组成中无等位基因，只能产生一种基因型的配子，自交后代无性状分离。杂合子：由两个基因型不同的配子结合而成的合子，再由此合子发育而成的新个体。杂合子的基因组成至少有一对等位基因，因此至少可形成两种类型的配子，自交后代出现性状分离。
3、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。
1 / 1
