上海市上交附高2023-2024学年高二上学期9月摸底考试生物学试题（原卷版+解析版）

上交附高2023-2024学年高二上学期9月摸底考试
生物试卷
（本试卷满分100分，60分钟完成。答案一律写在答题纸上）
1. 结直肠癌的发生与治疗，结直肠癌是全世界范围内发病率第三的癌症。肿瘤的持续维持和生长是细胞死亡和增殖之间的动态平衡的结果。化疗药物5-FU对早期结直肠癌的治疗效果显著，但晚期结直肠癌细胞对5-FU有耐药性，这在很大程度上导致了患者的高死亡率。5-FU作用机理和耐药性产生机理如图1所示，图中P2X4是ATP受体，mTOR是一种酶，ROS是活性氧（如H2O2等物质）。
（1）原癌基因突变可导致结直肠癌的发生，下列属于基因突变的是______。
A. B.
C. D.
（2）据题意可知，下列细胞生理过程中能被5-FU抑制的是______。
A. B. C. D.
（3）图2表示结直肠肿瘤细胞的细胞周期，据题意分析，下列叙述正确的是______（多选）。
A. 5-FU发挥作用的时期是S期 B. 正常情况下，细胞①和⑥遗传信息相同
C. 细胞②中同源染色体正在联会 D. 细胞③中染色体行为有利于遗传物质平均分配
（4）研究表明5-FU依赖质膜上的蛋白质进入细胞，如图3所示，这种运输方式依赖的动力来自于________。
A. ATP水解。 B. 葡萄糖氧化分解
C. 脂肪氧化分解 D. 质膜内外5-FU的浓度差
（5）图1中，晚期结直肠癌细胞耐药性的产生与_____________（途径1/途径2）有关，下列论据能用于支持该结论的有______（多选）。
A.ATP与P2X4结合后，激活mTOR
B.化疗诱导细胞死亡并释放ROS，激活线粒体
C.mTOR的激活能够抑制细胞调亡
D.被ROS激活的线粒体可以引起DNA断裂
（6）经研究发现，药物NAC能抑制ATP受体P2X4，药物雷帕霉素能抑制mTOR的活性。为解除晚期结直肠癌细胞的耐药性，实现更佳治疗效果，请结合题意，阐述对晚期结直肠癌患者药物组合治疗的思路及理由。_____________。
2. 植物的奥秘，下图1是发生在番茄叶绿体内的光反应机制，其中PSI和PSII表示光系统I和光系统II；图2表示番茄细胞合成番茄红素等代谢过程，番茄红素为脂溶性物质，积累在细胞内的脂滴中。请回答下列问题：
（1）图1能完成水的光解的结构是______（选填 “光系统I”或“光系统II”）。电子（e）由水释放出来后，经过一系列的传递体形成电子流，与①共同形成了②，①代表的物质是______。光反应阶段光系统I和光系统II吸收的光能储存在_______中。
（2）如图2所示，番茄细胞进行有氧呼吸时，第一阶段产生的物质X为________，物质X可跨膜转运至线粒体基质，在酶的催化下形成乙酰CoA，再参与三羧酸循环，三羧酸循环过程________（选填“需要”或“不需要”）氧气参与。科研人员利用转基因技术改造番茄植株，使有关酶过度表达从而提高番茄红素积累量。据图2分析，转基因植株细胞过度表达的酶发挥作用的位置应为_______（选填“细胞质基质”或“线粒体基质”）。
（3）气孔是由两个保卫细胞围成的空腔，主要分布在植物叶片表皮。研究表明可见光会刺激叶片的气孔开放，在此过程中，淀粉水解为麦芽糖，并进一步转化为革果酸进入液泡，据此推测：光照介导细胞液渗透压升高，促进水分进入细胞，促进气孔开度的增加。研究者分别用拟南芥淀粉酶基因BAM1和BAM2突变体进行实验，通过显微拍照检测保卫细胞叶绿体中淀粉粒的总面积（总体积）以及气孔开度，结果见图3；用野生型拟南芥和蓝光受体突变型为实验材料，照射蓝光后，检测保卫细胞淀粉粒面积，结果见图4。
a.由图3可知_______（填“BAMI”或“BAM2”）基因控制的淀粉酶是保卫细胞中催化淀粉水解的主要酶，判断的依据是_____________________________。
b.在图4结果基础上，研究者进一步检测植物叫肉细胞淀粉含量，发现突变体低于野生型，分析其原因是_______________。
c.为进一步研究蓝光介导淀粉水解的信号通路，在正常光照下对植物进行了下列实验并得到相应结果：
①H+泵突变体与野生型相比在原有的光照信号下无法有效动员分解保卫细胞中的淀粉②对野生型个体施用适宜浓度的H+泵化学激活剂Fc，淀粉粒消失加快，气孔开度更大③对BAM1突变型施用适宜浓度的H+泵化学激活剂Fc，淀粉粒降解速度与突变型无差异④对BAM1突变型保卫细胞显微注射苹果酸溶液无法激活淀粉酶但可以造成气孔开度增大
其中，支持“蓝光信号通过激活H泵提高胞内pH进而增强淀粉酶BAM1活性”这一观点的组别包括_______（编号选填）。
3. 基因表达与心肌细胞凋亡，放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见图1。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。
（1）在心肌细胞中可以完成的生理活动是下图2中的_______（编号选填）。
（2）P基因表达过程中，DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译的氨基酸如表1，则图3所示的tRNA所携带的氨基酸是______。
表1：
5'-GAG-3' 5'-GCC-3' 5'-CGG-3' 5'-TGC-3'
亮氨酸 丙氨酸 精氨酸 苏氨酸
A. 亮氨酸 B. 丙氨酸 C. 精氨酸 D. 苏氨酸
（3）前体mRNA是通过酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对______的竞争性结合，调节基因表达。
（4）图4为细胞的生命历程图，其中甲～辛表示相关生理过程。下列描述中错误的是______（多选）。
A. 甲过程代表有丝分裂，乙过程中细胞分化并不改变细胞的遗传信息
B. 丙过程的发生是由于致癌因子使抑癌基因突变成原癌基因并表达的结果
C. 丁过程与基因表达有关，只发生在胚胎发育过程中，并与戊过程有区别
D. 已过程中细胞内水分减少，细胞膜流动性减弱，辛过程体现了细胞全能性
（5）据图1分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是___________。
（6）根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提山一“个治疗放射性心脏损伤的新思路_____。
4. 天使综合征，人类15号染色体上UBB3A基因参与控制神经细胞的正常生理活动。在一般体细胞中，来自父本和母本的15号染色体上的UBE3A基因都可以表达，但在神经细胞内，只有来自母本15号染色体上的UBE3A基因得到表达，来自父本染色体上的该基因不表达。若来自母本15号柒色体上的UBB3A基因有缺陷，使得神经细胞中UBE3A蛋白含量或活性低可导致发育迟缓、智力低下而患天使综合征（AS）。
（1）蛋白质是生命活动的承担者。下列关于UBB3A蛋白的叙述不正确的是______（多选）。
A. 主要由C、H、O、N、P、S等元素构成
B. 其基本组成单位脱氧核苷酸
C. 其合成需要内质网、高尔基体等参与
D. 双缩脲试剂检测该蛋白质呈现蓝色现象
（2）神经细胞和一般体细胞中UBE3A基因的表达情况有差异，体现了______。
A. 细胞的衰老 B. 细胞的分化 C. 细胞的分裂 D. 细胞的生长
（3）某个体患病原因是来自母本染色体上的UBE3A基因中第2487号碱基T缺失，而其来自父本染色体上的UBE3A基因又在神经细胞中高度甲基化导致不表达，母本和父本染色体上相关基因发生的改变分别为______、_____（编号选填）。
①染色体结构变异②基因突变③基因重组④表观遗传现
（4）有一AS患者家系图谱如图1，根据家系图谱和题意进行推测，使III-3个体患病的UBE3A缺陷基因的遗传途径来自于图谱中的个体______（编号选填）。
A. II-3 B. II-4 C. I-1 D. I-2
（5）II-3 个体与II-4个体再次生育，后代患AS的概率是______。
A. 0 B. 1/2 C. 1/4 D. 1/8
（6）在下列个体中选出II-3的直系血亲______（编号选填）。
A. II-2 B. II-4 C. I-1 D. III-3
（7）禁止近亲结婚的理论依据是____________________。
（8）在受精卵及其早期分裂阶段，若细胞内某一同源染色体存在三条，细胞有一定概率会随机清除其中的一条，称为“三体自救”。某个体的细胞中15号染色体组成情况如图2，结合相关信息和所学知识：判断并解释该个体是否为AS患病个体，同时简述该个体15号染色体组成情况形成的原因________。
5. 西瓜的进化，西瓜原产于非洲，通过驯化与现代育种，西瓜从果小、果肉硬、颜色浅、味苦的野生西瓜，发展到果大、果肉脆、红、甜的现代西瓜（栽培品种）。西瓜现存7个品种，科研人员对西瓜基因组进行了测裁培西瓜序，并利用“四倍简并位点”的差异推断了这7个品种的亲缘关系：罗典西瓜是其他6个品种的姊妹，其次是药西瓜和热迷西瓜，缺须西瓜与饲用西瓜、黏籽西瓜、裁培西瓜的亲缘关系较近，黏籽西瓜与栽培西瓜的亲缘关系尤为密切。
（1）科研人员构建了西瓜7个品种的进化关系图，请根据题干补全该图，a._____；b._____；c._____；d._____（编号选填）。
①黏籽②药③罗典④缺须
（2）由题干可知，科研人员构建西瓜7个品种进化关系图的主要依据属于_____（编号选填）。
①化石证据②胚胎学证据③比较解剖学证据④细胞生物学证据⑤分子生物学证据
（3）“四倍简并位点”可用于研究生物的进化过程。一个遗传密码子通常由三个核苷酸构成，每个核苷酸称为一个位点。如果密码子的某个位点上任何核苷酸都编码同样的氨基酸，这个位点就称为四倍简并位点。请根据表2（部分通用密码子表）用“O”圈出图4所示核酸中的四倍简并位点_____。
第二位碱基
U C A G
第一位碱基(5'端) U U
C
A
G 第三位碱基(3'端)
C U
C
A
G
（注：AUG为起始密码子）
“四倍简并位点”现象体现了密码子的______性，该特性的意义是______________。
（4）现在的西瓜，栽培品种的果实普遍较大、果肉较甜，而野生西瓜的果实相对较小、果肉较苦。下列相关叙述错误的是________。（多选）
A. 有苦味的野生西瓜不利于人类食用，是一种不利变异
B. 果实大、果肉甜等性状的出现可能是基因突变的结果
C. 野生西瓜不适应现在的环境，在不久的将来会很快灭绝
D. 裁培品种和野生西瓜有很多不同性状，所以是两个物种
（5）利用某种西瓜的品种1（2n=22）和品种2（4n=44）培育出了无籽西瓜（3n=33）该过程发生的变异为______。
A. 染色体数目整倍体变异 B. 染色体结构变异之重复
C. 染色体数目非整倍体变异 D. 染色体结构变异之易位
（6）世界不同地区有不同的西瓜栽培品种，8424是适合上海种植的品种。市售的8424有两种果皮颜色，某研究小组完成了表3所示的实验，并获得了对应的实验结果。
表3：
组别 P F1
墨绿 浅绿
1 墨绿×墨绿 319 0
2 墨绿×墨绿 241 79
3 浅绿×浅绿 0 314
4 墨绿×浅绿 153 144
根据组别___________可以判断_______为显性性状。
（7）组别4亲本基因型依次为________（相关基因用A、a表示），其中F1的墨绿个体间杂交所得F2的表型及比例为_______________。
（8）西瓜幼苗的生长状况直接影响西瓜的产量，光照、温度等条件都会对西瓜幼苗的生长产生影响。为探究不同颜色的光对西瓜幼苗生长的影响，设计了如下实验步骤，其中合理的是_____________。（编号选填）
①将平时吃西瓜吐的籽收集起来作为实验材料培育西瓜幼苗②到当地的种子店购买西瓜种子作为实验材料培育西瓜幼苗③将培育的西瓜幼苗随机分为5组④将培育的西瓜幼苗按株高分为高、较高、重点、较低、低5组⑤1组幼苗作为对照组，给予白光照射；4组幼苗作为实验组，给予不同颜色的光（红光、蓝光、不同比例的红蓝混合光等）照射⑥5组幼苗均作为实验组，给予不同颜色的光（红光、蓝光、不同比例的红蓝混合光等）照射⑦保持光照强度、温度、二氧化碳浓度等条件一致⑧测定幼苗叶片的叶绿体含量、光合速率⑨测定幼苗叶片的RuBisco（碳反应过程的一种关键酶）的活性。
上交附高2023-2024学年高二上学期9月摸底考试
生物试卷 答案解析
（本试卷满分100分，60分钟完成。答案一律写在答题纸上）
1. 结直肠癌的发生与治疗，结直肠癌是全世界范围内发病率第三的癌症。肿瘤的持续维持和生长是细胞死亡和增殖之间的动态平衡的结果。化疗药物5-FU对早期结直肠癌的治疗效果显著，但晚期结直肠癌细胞对5-FU有耐药性，这在很大程度上导致了患者的高死亡率。5-FU作用机理和耐药性产生机理如图1所示，图中P2X4是ATP受体，mTOR是一种酶，ROS是活性氧（如H2O2等物质）。
（1）原癌基因突变可导致结直肠癌的发生，下列属于基因突变的是______。
A. B.
C. D.
（2）据题意可知，下列细胞生理过程中能被5-FU抑制的是______。
A. B. C. D.
（3）图2表示结直肠肿瘤细胞的细胞周期，据题意分析，下列叙述正确的是______（多选）。
A. 5-FU发挥作用的时期是S期 B. 正常情况下，细胞①和⑥遗传信息相同
C. 细胞②中同源染色体正在联会 D. 细胞③中染色体行为有利于遗传物质平均分配
（4）研究表明5-FU依赖质膜上的蛋白质进入细胞，如图3所示，这种运输方式依赖的动力来自于________。
A. ATP水解。 B. 葡萄糖氧化分解
C. 脂肪氧化分解 D. 质膜内外5-FU的浓度差
（5）图1中，晚期结直肠癌细胞耐药性的产生与_____________（途径1/途径2）有关，下列论据能用于支持该结论的有______（多选）。
A.ATP与P2X4结合后，激活mTOR
B.化疗诱导细胞死亡并释放ROS，激活线粒体
C.mTOR的激活能够抑制细胞调亡
D.被ROS激活的线粒体可以引起DNA断裂
（6）经研究发现，药物NAC能抑制ATP受体P2X4，药物雷帕霉素能抑制mTOR的活性。为解除晚期结直肠癌细胞的耐药性，实现更佳治疗效果，请结合题意，阐述对晚期结直肠癌患者药物组合治疗的思路及理由。_____________。
【答案】（1）C （2）C （3）ABD （4）D
（5） ①. 途径1
②. AC
（6）施用药物NAC，同时加大雷帕霉素的用量。NAC能抑制ATP受体P2X4，降低ATP和受体P2X4的结合，提高细胞凋亡率。药物雷帕霉素能抑制mTOR的活性，降低mTOR抑制细胞凋亡的效果。
【解析】
【分析】细胞一般要经过生长、增殖、衰老、凋亡的生命历程。细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。细胞凋亡有利于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，抵御外界各种因素的干扰。细胞癌变的原因是在致癌因子的作用下，细胞中原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控。癌症的发生不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5~6个基因突变，才出现癌细胞的所有特点。
【小问1详解】
A、图示为染色体缺失，A错误；
B、图示为染色体互换，B错误；
C、碱基替换引起的基因突变，C正确；
D、染色体数目变异，D错误。
故选C。
【小问2详解】
图中5-FU抑制DNA复制过程，从而抑制细胞分裂。图中C是细胞分裂，A是细胞生长，B是受精作用，D是细胞分化。故选C。
【小问3详解】
A、5-FU抑制DNA复制，发挥作用的时期是S期，A正确；
B、正常情况下，细胞⑥是细胞①有丝分裂产生的，①和⑥遗传信息相同，B正确；
C、同源染色体联会发生在减数分裂，细胞②是有丝分裂，C错误；
D、细胞③中染色体着丝粒排列在赤道板，接下来着丝粒分裂，有利于遗传物质平均分配，D正确。
故选ABD
【小问4详解】
5-FU依赖质膜上的蛋白质进入细胞，从高浓度一侧运输到低浓度一侧，是协助扩散。动力来自于质膜内外5-FU的浓度差。故选D。
【小问5详解】
据图，途径1是癌细胞裂解死亡后，ATP和P2X4受体结合，产生mTOR，抑制细胞凋亡。途径2是同时ROS作用于线粒体，产生更多ROS，从而使DNA断裂，使细胞凋亡。图1中，晚期结直肠癌细胞耐药性的产生与途径1有关，能支持该结论的是A.ATP与P2X4结合后，激活mTOR和C.mTOR的激活能够抑制细胞调亡。故选AC。
【小问6详解】
据（5）题中观点，施用药物NAC，同时加大雷帕霉素的用量。NAC能抑制ATP受体P2X4，降低ATP和受体P2X4的结合，提高细胞凋亡率。药物雷帕霉素能抑制mTOR的活性，降低mTOR抑制细胞凋亡的效果。
2. 植物的奥秘，下图1是发生在番茄叶绿体内的光反应机制，其中PSI和PSII表示光系统I和光系统II；图2表示番茄细胞合成番茄红素等代谢过程，番茄红素为脂溶性物质，积累在细胞内的脂滴中。请回答下列问题：
（1）图1能完成水的光解的结构是______（选填 “光系统I”或“光系统II”）。电子（e）由水释放出来后，经过一系列的传递体形成电子流，与①共同形成了②，①代表的物质是______。光反应阶段光系统I和光系统II吸收的光能储存在_______中。
（2）如图2所示，番茄细胞进行有氧呼吸时，第一阶段产生的物质X为________，物质X可跨膜转运至线粒体基质，在酶的催化下形成乙酰CoA，再参与三羧酸循环，三羧酸循环过程________（选填“需要”或“不需要”）氧气参与。科研人员利用转基因技术改造番茄植株，使有关酶过度表达从而提高番茄红素积累量。据图2分析，转基因植株细胞过度表达的酶发挥作用的位置应为_______（选填“细胞质基质”或“线粒体基质”）。
（3）气孔是由两个保卫细胞围成的空腔，主要分布在植物叶片表皮。研究表明可见光会刺激叶片的气孔开放，在此过程中，淀粉水解为麦芽糖，并进一步转化为革果酸进入液泡，据此推测：光照介导细胞液渗透压升高，促进水分进入细胞，促进气孔开度的增加。研究者分别用拟南芥淀粉酶基因BAM1和BAM2突变体进行实验，通过显微拍照检测保卫细胞叶绿体中淀粉粒的总面积（总体积）以及气孔开度，结果见图3；用野生型拟南芥和蓝光受体突变型为实验材料，照射蓝光后，检测保卫细胞淀粉粒面积，结果见图4。
a.由图3可知_______（填“BAMI”或“BAM2”）基因控制的淀粉酶是保卫细胞中催化淀粉水解的主要酶，判断的依据是_____________________________。
b.在图4结果基础上，研究者进一步检测植物叫肉细胞淀粉含量，发现突变体低于野生型，分析其原因是_______________。
c.为进一步研究蓝光介导淀粉水解的信号通路，在正常光照下对植物进行了下列实验并得到相应结果：
①H+泵突变体与野生型相比在原有的光照信号下无法有效动员分解保卫细胞中的淀粉②对野生型个体施用适宜浓度的H+泵化学激活剂Fc，淀粉粒消失加快，气孔开度更大③对BAM1突变型施用适宜浓度的H+泵化学激活剂Fc，淀粉粒降解速度与突变型无差异④对BAM1突变型保卫细胞显微注射苹果酸溶液无法激活淀粉酶但可以造成气孔开度增大
其中，支持“蓝光信号通过激活H泵提高胞内pH进而增强淀粉酶BAM1的活性”这一观点的组别包括_______（编号选填）。
【答案】（1） ①. 光系统II ②. NADP+(氧化型辅酶II) ③. NADPH和ATP
（2） ①. 丙酮酸 ②. 不需要 ③. 细胞质基质
（3） ①. BAM1
②. 与夜晚结束时相比，光照1h后，野生型和BAM2突变体保卫细胞中的淀粉粒明显减少，但BAM1突变体淀粉粒仍大量存在 ③. 蓝光受体突变型植株无法感受蓝光信号，保卫细胞内淀粉分解受阻导致气孔开度较小，CO2吸收少，光合速率下降，叶肉细胞淀粉合成减少 ④. ①②③
【解析】
【分析】光合作用：①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；②暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。
【小问1详解】
从图中可以看出，光系统Ⅱ可以将水光解，光合作用过程中，接受电子的是NADP+，该物质接受电子和H+后，生成了NADPH，即①代表的物质是NADP+，②代表的物质是NADPH。光反应阶段光系统I和光系统II吸收的光能储存在ATP和NADPH中。
【小问2详解】
有氧呼吸第一阶段的产物X是丙酮酸，丙酮酸可进入线粒体基质参与有氧呼吸第二阶段；三羧酸循环是将丙酮酸分解为乙酰辅酶A，而氧气参与有氧呼吸第三阶段和[H]生成水，所以三羧酸循环不需要氧气参与；若想使番茄红素积累，则需要提高合成番茄红素酶的量，该酶在细胞质基质发挥作用，将物质X更多地转化成番茄红素和甘油三酯。
【小问3详解】
a.淀粉酶可以催化淀粉水解。分别用拟南芥淀粉酶基因BAM1和BAM2的突变体进行实验（野生型作为对照组、BAM1和BAM2的突变体作为实验组），通过显微拍照检测保卫细胞叶绿体中淀粉粒的总面积（总体积）以及气孔开度，与夜晚结束时相比，光照1h后，野生型和BAM2突变体保卫细胞中的淀粉粒明显减少，但BAM1突变体淀粉粒仍大量存在，说明BAM1基因控制的淀粉酶是保卫细胞中催化淀粉水解的主要酶。
b.由图2可知，在蓝光照射后，蓝光受体突变型植株（不能感受蓝光信号）的保卫细胞中淀粉粒面积没有明显变化，而野生型植株（能感受蓝光信号）保卫细胞中淀粉粒面积明显下降。若植物感受到蓝光后，保卫细胞中的淀粉粒会被淀粉酶水解，进一步转化为苹果酸进入液泡中，导致细胞液渗透压升高促进水分进细胞，促进气孔开度的增加，吸收二氧化碳的量增加，以提高光合速率。检测植物叶肉细胞淀粉含量，发现突变体低于野生型，原因是蓝光受体突变型植株无法感受蓝光信号，保卫细胞内淀粉分解受阻导致气孔开度较小，CO2吸收少，光合速率下降，导致叶肉细胞内淀粉合成减少。
c.①说明缺乏H+泵无法有效动员分解保卫细胞中的淀粉；②说明在H+泵存在的前提下，施用适宜浓度的H+泵化学激活剂Fc，可以加速淀粉粒的分解；③对BAM1突变型施用适宜浓度的H+泵化学激活剂Fc，由于BAM1突变型体内缺乏催化淀粉水解的主要酶，淀粉粒降解速度与突变型无差异；④对BAM1突变型保卫细胞显微注射苹果酸溶液，可以导致细胞液渗透压升高促进水分进细胞，促进气孔开度的增加，与H+泵的作用无关，故支持“蓝光信号通过激活H+泵提高胞内pH进而增强淀粉酶BAM1的活性”这一观点的组别包括①②③。
3. 基因表达与心肌细胞凋亡，放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见图1。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。
（1）在心肌细胞中可以完成的生理活动是下图2中的_______（编号选填）。
（2）P基因表达过程中，DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译的氨基酸如表1，则图3所示的tRNA所携带的氨基酸是______。
表1：
5'-GAG-3' 5'-GCC-3' 5'-CGG-3' 5'-TGC-3'
亮氨酸 丙氨酸 精氨酸 苏氨酸
A. 亮氨酸 B. 丙氨酸 C. 精氨酸 D. 苏氨酸
（3）前体mRNA是通过酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对______的竞争性结合，调节基因表达。
（4）图4为细胞的生命历程图，其中甲～辛表示相关生理过程。下列描述中错误的是______（多选）。
A. 甲过程代表有丝分裂，乙过程中细胞分化并不改变细胞的遗传信息
B. 丙过程的发生是由于致癌因子使抑癌基因突变成原癌基因并表达的结果
C. 丁过程与基因表达有关，只发生在胚胎发育过程中，并与戊过程有区别
D. 已过程中细胞内水分减少，细胞膜流动性减弱，辛过程体现了细胞全能性
（5）据图1分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是___________。
（6）根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提山一“个治疗放射性心脏损伤的新思路_____。
【答案】（1）①② （2）B
（3）miRNA （4）BCD
（5） miRNA 表达量升高，导致其与 P 基因 mRNA 的结合量增加， P 基因 mRNA 翻译合成的 P 蛋白减少，从而促进细胞凋亡
（6）促进前体 mRNA 的合成；促进 circRNA 的合成；促进 P 蛋白的合成
【解析】
【分析】根据题图分析：miRNA可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平，P蛋白合成增多，抑制细胞凋亡。
【小问1详解】
据图分析：①是转录，②是翻译，③是RNA复制，④是逆转录，⑤是DNA复制。心肌细胞是高度分化的细胞，在心肌细胞中可以完成的生理活动是①②。
【小问2详解】
图3中tRNA中的反密码子是3'-CCG-5'，则mRNA中对应的密码子是5'-GGC-3'，对应的DNA分子模板链上的碱基序列为3'-CCG-5'，所以图3所示的tRNA所携带的氨基酸是丙氨酸，故选B。
【小问3详解】
据图1可知， P 基因 mRNA 可通过翻译过程合成 P 蛋白， P 蛋白可抑制细胞凋亡。 miRNA 可以和 P 基因 mRNA 结合，导致 P 基因 mRNA 的翻译过程受阻， P 蛋白合成减少，从而促进细胞凋亡。 circRNA 可以和 miRNA 结合，使 miRNA 不能和 P 基因 mRNA 结合，导致 P 蛋白合成增多，从而抑制细胞凋亡。可见， circRNA 和 mRNA 在细胞质中通过对 miRNA 的竞争性结合，调节基因表达。
【小问4详解】
A 、甲过程表示受精卵产生许多相同的细胞，是有丝分裂过程；乙是细胞分化，细胞分化的实质是细胞内基因的选择性表达，其遗传信息不发生改变， A正确；
B 、丙是细胞癌变的过程，细胞癌变是由于致癌因子使原癌基因或抑癌基因突变成癌基因，原癌基因和抑癌基因都是正常基因， B错误；
C 、丁是细胞凋亡，细胞凋亡是基因决定的细胞自动结束生命的过程，可以发生在多细胞生物的整个生命历程中，细胞凋亡是正常的生命现象，与戊（细胞坏死）有区别，C错误；
D 、己过程是细胞衰老，细胞内水分减少，细胞膜流动性减弱，辛过程是由组织、器官或系统发育成个体，没有体现细胞的全能性， D错误。
故选 BCD。
【小问5详解】
据图1分析，miRNA 表达量升高，导致其与 P 基因 mRNA 的结合量增加， P 基因 mRNA 翻译合成的 P 蛋白减少，从而促进细胞凋亡
【小问6详解】
若要治疗放射性心脏损伤，需抑制细胞凋亡。一方面，可以促进 P 蛋白的合成，以提高细胞中 P 蛋白的含量；另一方面，可以促进前体 mRNA 的合成或促进 circRNA 的合成。
4. 天使综合征，人类15号染色体上UBB3A基因参与控制神经细胞的正常生理活动。在一般体细胞中，来自父本和母本的15号染色体上的UBE3A基因都可以表达，但在神经细胞内，只有来自母本15号染色体上的UBE3A基因得到表达，来自父本染色体上的该基因不表达。若来自母本15号柒色体上的UBB3A基因有缺陷，使得神经细胞中UBE3A蛋白含量或活性低可导致发育迟缓、智力低下而患天使综合征（AS）。
（1）蛋白质是生命活动的承担者。下列关于UBB3A蛋白的叙述不正确的是______（多选）。
A. 主要由C、H、O、N、P、S等元素构成
B. 其基本组成单位是脱氧核苷酸
C. 其合成需要内质网、高尔基体等参与
D. 双缩脲试剂检测该蛋白质呈现蓝色现象
（2）神经细胞和一般体细胞中UBE3A基因的表达情况有差异，体现了______。
A. 细胞的衰老 B. 细胞的分化 C. 细胞的分裂 D. 细胞的生长
（3）某个体患病原因是来自母本染色体上的UBE3A基因中第2487号碱基T缺失，而其来自父本染色体上的UBE3A基因又在神经细胞中高度甲基化导致不表达，母本和父本染色体上相关基因发生的改变分别为______、_____（编号选填）。
①染色体结构变异②基因突变③基因重组④表观遗传现
（4）有一AS患者家系图谱如图1，根据家系图谱和题意进行推测，使III-3个体患病的UBE3A缺陷基因的遗传途径来自于图谱中的个体______（编号选填）。
A. II-3 B. II-4 C. I-1 D. I-2
（5）II-3 个体与II-4个体再次生育，后代患AS的概率是______。
A. 0 B. 1/2 C. 1/4 D. 1/8
（6）在下列个体中选出II-3的直系血亲______（编号选填）。
A. II-2 B. II-4 C. I-1 D. III-3
（7）禁止近亲结婚的理论依据是____________________。
（8）在受精卵及其早期分裂阶段，若细胞内某一同源染色体存在三条，细胞有一定概率会随机清除其中的一条，称为“三体自救”。某个体的细胞中15号染色体组成情况如图2，结合相关信息和所学知识：判断并解释该个体是否为AS患病个体，同时简述该个体15号染色体组成情况形成的原因________。
【答案】（1）ABCD （2）B
（3） ①. ② ②. ④ （4）AB （5）C （6）CD
（7）近亲带有相同隐性遗传致病基因的可能性较大，近亲结婚所生的孩子患有遗传病的可能性较大
（8）是，在减数分裂过程中有一条来自母本的15号染色体和来自父本的两条15号染色体，发生“三体自救”时来自母本的15号染色体被清除
【解析】
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译，最终无法合成相应蛋白，从而抑制了基因的表达。
【小问1详解】
A、UBB3A蛋白（蛋白质）的元素组成主要是C、H、O、N，有的含有S元素，一般不含有P元素，A错误；
B、UBB3A蛋白（蛋白质）的基本单位是氨基酸，脱氧核苷酸是DNA的基本单位，B错误；
C、蛋白质的合成在核糖体，加工才需要内质网和高尔基体的参与，C错误；
D、双缩脲试剂检测该蛋白质呈现紫色现象，D错误
故选ABCD。
【小问2详解】
神经细胞和一般体细胞中UBE3A基因的表达情况有差异，这是基因选择性表达的结果，体现了细胞分化，B正确，ACD错误。
故选B。
【小问3详解】
基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变，某个体患病原因是来自母本染色体上的 UBE3A基因中第2487号碱基T缺失，是基因中碱基对的缺失，属于基因突变，故选②；表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化，父本染色体上的UBE3A基因又在神经细胞中高度甲基化导致不表达，该现象属于表观遗传。
故选④。
【小问4详解】
据图分析，图中的II-4和II-3均正常，但子代生出患病个体，说明该遗传病是隐性遗传病，又因为III-3是女性，其父亲正常，说明该病是常染色体隐性遗传病，设相关基因是A/a，则III-3是aa，其致病基因来自①II-3和②II-4，AB正确，BC错误。
故选AB。
【小问5详解】
该病是常染色体隐性遗传病，设相关基因是A/a，则III-3是aa，II-3 个体与II-4个体基因型都是Aa，他们再次生育，后代患AS（aa）的概率是1/4，C正确，ABD错误。
故选C。
【小问6详解】
直系血亲的直接血缘关系，是指出生关系。包括生出自己的长辈(父母，祖父母，外祖父母以及更上的长辈)和自己生出来的晚辈(子女，孙子女，外孙子女以及更下的直接晚辈)，II-3的直系血亲有1-1和1-2，以及III-1、III-2、III-3，CD正确，AB错误。
故选CD。
【小问7详解】
我国婚姻法规定禁止近亲结婚原因是近亲带有相同隐性遗传致病基因的可能性较大，近亲结婚所生的孩子患有遗传病的可能性较大，如近亲结婚时所生的子 女中，单基因隐性遗传病的发病率比非近亲结婚要高出7.8～62.5倍；先天畸形及死产的机率比一般群体要高3～4倍．孩子智力下降，并患有许多先天性疾 病如先天愚型，其危害十分显著。
【小问8详解】
分析题意，若神经细胞来自母本15号染色体上的UBE3A基因有缺陷，使得神经细胞中 UBE3A蛋白含量或活性低可导致发育迟缓、智力低下而患天使综合征(AS)，图示细胞中两条15号染色体均来自父本，缺少母本的染色体，则该个体是AS患病个体，该个体形成的原因是在减数分裂过程中有一条来自母本的15号染色体和来自父本的两条15号染色体，发生“三体自救”时来自母本的15号染色体被清除。
5. 西瓜的进化，西瓜原产于非洲，通过驯化与现代育种，西瓜从果小、果肉硬、颜色浅、味苦的野生西瓜，发展到果大、果肉脆、红、甜的现代西瓜（栽培品种）。西瓜现存7个品种，科研人员对西瓜基因组进行了测裁培西瓜序，并利用“四倍简并位点”的差异推断了这7个品种的亲缘关系：罗典西瓜是其他6个品种的姊妹，其次是药西瓜和热迷西瓜，缺须西瓜与饲用西瓜、黏籽西瓜、裁培西瓜的亲缘关系较近，黏籽西瓜与栽培西瓜的亲缘关系尤为密切。
（1）科研人员构建了西瓜7个品种进化关系图，请根据题干补全该图，a._____；b._____；c._____；d._____（编号选填）。
①黏籽②药③罗典④缺须
（2）由题干可知，科研人员构建西瓜7个品种的进化关系图的主要依据属于_____（编号选填）。
①化石证据②胚胎学证据③比较解剖学证据④细胞生物学证据⑤分子生物学证据
（3）“四倍简并位点”可用于研究生物的进化过程。一个遗传密码子通常由三个核苷酸构成，每个核苷酸称为一个位点。如果密码子的某个位点上任何核苷酸都编码同样的氨基酸，这个位点就称为四倍简并位点。请根据表2（部分通用密码子表）用“O”圈出图4所示核酸中的四倍简并位点_____。
第二位碱基
U C A G
第一位碱基(5'端) U U
C
A
G 第三位碱基(3'端)
C U
C
A
G
（注：AUG为起始密码子）
“四倍简并位点”现象体现了密码子的______性，该特性的意义是______________。
（4）现在的西瓜，栽培品种的果实普遍较大、果肉较甜，而野生西瓜的果实相对较小、果肉较苦。下列相关叙述错误的是________。（多选）
A. 有苦味的野生西瓜不利于人类食用，是一种不利变异
B. 果实大、果肉甜等性状的出现可能是基因突变的结果
C. 野生西瓜不适应现在的环境，在不久的将来会很快灭绝
D. 裁培品种和野生西瓜有很多不同性状，所以是两个物种
（5）利用某种西瓜的品种1（2n=22）和品种2（4n=44）培育出了无籽西瓜（3n=33）该过程发生的变异为______。
A. 染色体数目整倍体变异 B. 染色体结构变异之重复
C. 染色体数目非整倍体变异 D. 染色体结构变异之易位
（6）世界不同地区有不同的西瓜栽培品种，8424是适合上海种植的品种。市售的8424有两种果皮颜色，某研究小组完成了表3所示的实验，并获得了对应的实验结果。
表3：
组别 P F1
墨绿 浅绿
1 墨绿×墨绿 319 0
2 墨绿×墨绿 241 79
3 浅绿×浅绿 0 314
4 墨绿×浅绿 153 144
根据组别___________可以判断_______为显性性状。
（7）组别4亲本的基因型依次为________（相关基因用A、a表示），其中F1的墨绿个体间杂交所得F2的表型及比例为_______________。
（8）西瓜幼苗的生长状况直接影响西瓜的产量，光照、温度等条件都会对西瓜幼苗的生长产生影响。为探究不同颜色的光对西瓜幼苗生长的影响，设计了如下实验步骤，其中合理的是_____________。（编号选填）
①将平时吃西瓜吐的籽收集起来作为实验材料培育西瓜幼苗②到当地的种子店购买西瓜种子作为实验材料培育西瓜幼苗③将培育的西瓜幼苗随机分为5组④将培育的西瓜幼苗按株高分为高、较高、重点、较低、低5组⑤1组幼苗作为对照组，给予白光照射；4组幼苗作为实验组，给予不同颜色的光（红光、蓝光、不同比例的红蓝混合光等）照射⑥5组幼苗均作为实验组，给予不同颜色的光（红光、蓝光、不同比例的红蓝混合光等）照射⑦保持光照强度、温度、二氧化碳浓度等条件一致⑧测定幼苗叶片的叶绿体含量、光合速率⑨测定幼苗叶片的RuBisco（碳反应过程的一种关键酶）的活性。
【答案】（1） ①. ① ②. ④ ③. ②
④. ③ （2）⑤
（3） ①. ②. 简并
③. 可以减少有害突变；使物种较为稳定；密码子中的碱基被改变，仍然能编码原来氨基酸的可能性大为提高。
（4）ACD （5）A
（6） ①. 2 ②. 墨绿
（7） ①. Aa 、 aa ②. 墨绿：浅绿=3:1 （8）②③⑤⑦⑧⑨
【解析】
【分析】根据题意分析：1、科研人员对西瓜基因组进行了测裁培西瓜序，并利用“四倍简并位点”的差异推断了这7个品种的亲缘关系，主要依据的分子生物学证据。
2、三倍体西瓜的形成过程：二倍体西瓜幼苗用秋水仙素处理获得四倍体西瓜，四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交获得三倍体西瓜，种植三倍体西瓜，用二倍体西瓜的花粉给三倍体授粉，获得无子西瓜。
【小问1详解】
“罗典西瓜是其他6个品种的姊妹”，说明形态差异最大的西瓜属物种是罗典西瓜是其他6个物种的姊妹，所以d是罗典西瓜，由于黏籽西瓜与栽培西瓜的亲缘关系尤为密切，故a是黏籽西瓜；“药西瓜和热迷西瓜，缺须西瓜与饲用西瓜、黏籽西瓜、栽培西瓜的亲缘关系较近”，说明b是缺须西瓜，c是药西瓜。
【小问2详解】
科研人员对西瓜基因组进行测序，并利用“四倍简并位点”的差异推断了这7个品种的亲缘关系，构建了西瓜7个品种的进化关系图，主要依据的分子生物学证据，故选⑤。
【小问3详解】
根据题意可知，如果密码子的某个位点上任何核苷酸都编码同样的氨基酸，这个位点就称为四倍简并位点。mRNA 序列中“5'AUGUUCCCCUAUCGUUGA3'”, AUG 为起始密码子，第2个密码子 UUC 对应的是苯丙氨酸，第3个核苷酸替换后编码的氨基酸可能是苯丙氨酸或亮氨酸，不符合四倍简并位点特征；第3个密码子CCC编码的氨基酸是脯氨酸，第3个核苷酸替换后编码的氨基酸都相同，符合四倍简并位点特征；第4个密码子UAU编码的氨基酸是酪氨酸，第3个核苷酸替换后编码的氨基酸是酪氨酸或变为终止密码子，不符合四倍简并位点特征；第5个密码子CGU编码的氨基酸是精氨酸，第3个核苷酸替换后编码的氨基酸都相同，符合四倍简并位点特征；第6个密码子UGA是终止密码子。标示如图：
“四倍简并位点”现象体现了密码子的简并性，该特性的意义是可以减少有害突变；使物种较为稳定；密码子中的碱基被改变，仍然能编码原来氨基酸的可能性大为提高。
【小问4详解】
A 、苦味在一定程度上能预防病虫害，甜味则更容易诱发病虫害，所以从防御的角度看，苦味是有利于野生西瓜生存和繁衍的，A错误；
B 、西瓜栽培品种出现果实大、果肉甜等性状，可能是基因突变造成的，也可能是染色体变异造成的，B正确；
C 、野生西瓜不适应现在的环境，由于环境总是处于不断变化中，适应具有相对性，在不久的将来不一定会灭绝，C错误；
D 、栽培西瓜与野生西瓜的杂交后代可育，两者之间不存在生殖隔离，它们属于同一物种，D错误。
故选ACD。
【小问5详解】
四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交获得三倍体进而培育无子西瓜的方法是多倍体育种，该过程染色体数目发生整倍性改变，属于染色体数目变异，A正确，BCD错误。
故选A。
【小问6详解】
根据组别2中墨绿×墨绿，后代墨绿：浅绿=241:79，性状分离比接近3:1，所以墨绿是显性性状。
【小问7详解】
组别4中墨绿×浅绿，F1中153墨绿：144浅绿＝1:1，相当于测交，故亲本基因型为 Aa×aa，F1的墨绿个体基因型为Aa , F1杂交所得F2的基因型及比例为 AA：Aa：aa =1:2:1，表型及比例为墨绿：浅绿=3:1。
【小问8详解】
为探究不同颜色光对西瓜幼苗生长的影响，实验的自变量为不同颜色的光，因变量为西瓜幼苗的长势或者幼苗叶片的叶绿体含量、光合速率，实验材料、光照强度、温度、二氧化碳浓度等为无光变量，需保持一致且适宜。实验分5组，1组给予正常光照做对照，其余4组给予不同颜色的光照，故实验设计思路为：②到当地的种子店购买西瓜种子作为实验材料培育西瓜幼苗；③将培育的西瓜幼苗随机分为5组， ⑤1组幼苗作为对照组，给予白光照射，4组幼苗作为实验组，给予不同颜色的光（红光、蓝光、不同比例的红蓝混合光等）照射；⑦保持光照强度、温度、二氧化碳浓度等条件一致；⑧测定幼苗叶片的叶绿体含量、光合速率；⑨测定幼苗叶片的 RuBisco （碳反应过程的一种关键酶）的活性。所以合理的是②③⑤⑦⑧⑨。