北京市海淀区2021-2022学年高三生物上学期期中试题（Word版附解析）

这是一份北京市海淀区2021-2022学年高三生物上学期期中试题（Word版附解析），共25页。试卷主要包含了11等内容，欢迎下载使用。

海淀区2021~2022学年第一学期期中练习
高三生物学
2021．11
本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。
第一部分
本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 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
【解析】
【分析】真核细胞中的生物大分子包括：
核酸：核酸分为核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA），组成核糖核酸（RNA）的单体为核糖核苷酸，组成脱氧核糖核酸（DNA）为脱氧核苷酸；
蛋白质：组成蛋白质的单体为氨基酸；
多糖：包括淀粉、纤维素、糖原以及几丁质，构成多糖的单体为单糖，其中构成淀粉、纤维素和糖原的单糖为葡萄糖。
【详解】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。
故选C。
2. 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
【解析】
【分析】1、生物可以按照代谢类型同化作用分为异养型和自养型生物，自养型生物包括光能自养型和化能自养型，光能自养型生物如绿色植物、光合细菌，光能自养型如硝化细菌等。
2、细胞根据核膜的有无，可以分为真核细胞和原核细胞，真核细胞根据结构组成可以分为：细胞膜、细胞质和细胞核，细胞质又包括细胞质基质和细胞器，细胞器根据膜的有无分为具膜细胞器和无膜细胞器。真核细胞也可以根据分化的程度，分为未分化细胞和已分化细胞，未分化细胞如受精卵，已分化细胞是由于基因选择性表达导致细胞的形态、结构和功能发生了稳定性差异，形成特定的组织细胞。
3、变异类型分为可遗传的变异和不可遗传的变异，可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异。
【详解】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。
故选C。
3. 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
【解析】
【分析】线粒体是具有双膜结构的细胞器，内含少量DNA、RNA和核糖体，能够进行DNA的复制以及转和翻译的过程，是能进行半自主复制的细胞器，线粒体可以进行分裂增殖；需氧细菌属于原核细胞，没有核膜包被的细胞核，具有拟核，拟核中有一个大型的环状DNA分子，以DNA为遗传物质，只含有一种细胞器是核糖体，细菌进行分裂增殖。
【详解】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。
故选B。
4. 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
【解析】
【分析】1、ATP是细胞生命活动直接能源物质。ATP的水解与细胞内的吸能反应相联系，从而提供能量；ATP的合成一般与放能反应相联系，因此 ATP被称为能量“通货”。
2、生物体内常见的产生ATP和消耗ATP的过程：

【详解】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。
故选A。
5. 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
【解析】
【分析】自由组合定律的实质是等位基因分离的同时，非等位基因的自由组合。控制不同相对性状的非等位基因自由组合会产生新基因型，但没有改变基因的结构，所以没有新的基因产生。新基因型的产生使生物种类具有多样性。
【详解】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。
故选C。
6. 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
【解析】
【分析】分析题图：①细胞处于减数第一次分裂末期，②细胞处于减数第二次分裂末期，③细胞处于减数第一次分裂中期，④细胞处于减数第一次分裂后期。
【详解】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。
故选D。
7. 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
【解析】
【分析】分析题意可知：控制猫的毛色黑色和黄色的等位基因B和b位于X染色体上，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，浓缩为巴氏小体的X染色体上的等位基因不能表达，雄性无此现象。亲本雌性黑猫的基因型为XBXB，雌性黑黄相间猫的基因型为XBXb、雌性黄猫的基因型为XbXb，黄色雄性猫的基因型XbY，黑色雄性猫的基因型XBY。
【详解】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，二者表达量相同，D正确。
故选B。
8. 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
【解析】
【分析】分析题图：图示表示DNA分子复制过程，根据箭头方向可知DNA复制是双向复制，且形成的子链的方向相反，DNA复制需要以DNA的两条链为模板，所以首先需要解旋酶断裂两条链间的氢键，还需要 DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸沿着5'-3'方向连接成DNA片段，此外还需原料（四种脱氧核苷酸）和能量。
【详解】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。
故选C。
9. 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
【解析】
【分析】据图分析可知，①②为DNA的两条链，③为RNA聚合酶，④为mRNA，⑤为核糖体，⑥为tRNA， ⑦为肽链。
【详解】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、①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。
故选A。
10. 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. 栽培棉含有65条染色体
B. 该过程属于单倍体育种
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】A
【解析】
【分析】单倍体育种：一般是利用花药、花粉作外植体进行组织培养，经染色体加倍后产生纯合二倍体，再经过田间育种试验，获得优良新品种，其原理为染色体变异。在单倍体育种过程中通常采用秋水仙素处理单倍体幼苗，使染色体数目加倍，秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成，从而使细胞内染色体数目加倍。
【详解】A、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，A正确；
B、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，B错误；
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。
故选A
11. 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
【解析】
【分析】分析图1可知，重组质粒被EcoRⅠ酶切后，得到5.8kb的片段，说明重组质粒中只有一个EcoRⅠ的酶切位点；重组质粒被BamHⅠ酶切后产生3.8kb和2.0kb两种片段，说明重组质粒中有2个BamHⅠ的酶切位点；重组质粒被EcoRⅠ和HindⅢ酶切后，产生4.5kb和1.3kb两种片段，说明重组质粒中有EcoRⅠ和HindⅢ的酶切位点，且二种酶切位点之间的片段为4.5kb和1.3kb。结合图2分析可知，重组质粒①符合上述分析的结果，重组质粒②中EcoRⅠ和HindⅢ酶切位点之间的片段为2.3kb和3.5kb，不符合图1酶切的结果。
【详解】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。
故选B。
12. 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
【解析】
【分析】高中生物学实验中，有许多实验需要保持细胞活性，如观察线粒体和叶绿体实验、观察细胞质的流动实验、观察质壁分离及复原实验、探究酵母菌的呼吸方式等。
【详解】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。
故选D。
13. 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
【解析】
【分析】放射性同位素标记法在生物学中具有广泛的应用：（1）用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，用32P标记噬菌体的DNA，分别侵染细菌，最终证明DNA是遗传物质；（2）用3H标记氨基酸，探明分泌蛋白的合成与分泌过程；（3）15N标记DNA分子，证明了DNA分子的复制方式是半保留复制；（4）卡尔文用14C标记CO2，研究出碳原子在光合作用中的转移途径，即CO2→C3→有机物；（5）鲁宾和卡门用18O标记水，证明光合作用所释放的氧气全部来自于水。
【详解】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。
故选C。
14. 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
【解析】
【分析】人体体温调节过程：
(1)寒冷环境下：①增加产热的途径：骨骼肌不自主战栗、甲状腺激素和肾上腺素分泌增加；②减少散热的途径：立毛肌收缩、皮肤毛细血管收缩等。
(2)炎热环境下:主要通过增加散热来维持体温相对稳定,增加散热的途径主要有汗液分泌增加、皮肤毛细血管舒张。
【详解】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，以便于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。
故选C。
【点睛】
15. 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
【解析】
【分析】1、病毒没有细胞结构，主要结构包括蛋白质的外壳和其内的核酸，病毒营寄生生活，必须在活的宿主细胞中才能进行增殖。新型冠状病毒的灭活方法有加热、紫外线照射等，含氯的消毒剂也可以灭活新冠病毒，普通的食用醋不能灭活新冠病毒，在室内熏醋等方法对新冠病毒没有杀灭的作用。
2、鱼肝油的作用和功效主要就是用来防止维生素A、D的缺乏，主要是人体如果缺少了维生素A可能会影响视力，严重的时候可能会导致干眼症、夜盲症；如果人体缺少了维生素D可能会出现佝偻病、软骨症，所以适当的服用鱼肝油可以促进骨骼的发育，维持正常的新陈代谢。
3、黄金大米是为了解决贫困国家的儿童维生素A缺乏症的问题，而把合成β-胡萝卜素的有关基因转进水稻的转基因作物，β-胡萝卜素摄入人体后可转化成维生素A。
4、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。
【详解】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，提高钙的吸收更加利于人体健康，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，利于加热、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。
故选C。
第二部分
本部分共6题，共70分。
16. 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） ①. 类囊体的薄膜 ②. 催化
（2） ①. 提高 ②. CLH基因过表达，CLH含量高，同时D1含量高，有利于PSⅡ的修复 ③. PSⅡ无法修复，生存率下降
（3） ①. c ②. h ③. c ④. f
【解析】
【分析】1、①光合作用光反应阶段：叶绿体中光合色素吸收的光能，有以下两方面用途。一是将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶1I (NADP+ )结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。NADPH作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。这样，光能就转化为储存在ATP中的化学能。这些ATP将参与第二个阶段合成有机物的化学反应。
②光合作用暗反应阶段：绿叶通过气孔从外界吸收的CO2，在特定酶的作用下，与C5(一种五碳化合物)结合，这个过程称作CO2的固定。一分子的CO2被固定后，很快形成两个C3分子。在有关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5。这些C5又可以参与CO2的固定。这样，暗反应阶段就形成从C5到C3；再到C5的循环，可以源源不断地进行下去，因此暗反应过程也称作卡尔文循环。
2、只要影响到原料、能量的供应，都可能是影响光合作用强度的因素。例如，环境中CO2浓度，叶片气孔开闭情况，都会因影响CO2的供应量而影响光合作用的进行。叶绿体是光合作用的场所，影响叶绿体的形成和结构的因素，如无机营养、病虫害，也会影响光合作用强度。此外，光合作用需要众多的酶参与，因此影响酶活性的因素(如温度)，也是影响因子。
【小问1详解】
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。
【小问2详解】
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。
小问3详解】
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。
【点睛】考查学生对光合作用及其影响因素的知识的理解和掌握，对实验现象和结果进行分析和处理的能力，解答本题需要学生认真阅读题干、提取有效信息，结合所学的相关知识分析和判断，进行知识的整合和迁移。
17. 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） ①. 无限增殖 ②. 原癌 ③. 抑癌 （2）CD
（3） ①. 1 ②. S蛋白 ③. S蛋白mTOR ④. 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
【解析】
【分析】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。
【小问1详解】
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。
【小问2详解】
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。
【小问3详解】
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，所以对照组为1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。
【小问4详解】
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。
【点睛】本题通过S蛋白与mTOR信号途径在肺癌发生过程中的关系为材料，考查细胞癌变的根本原因以及相关实验分析能力。
18. 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）BCDE
（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。
【解析】
【分析】生物膜的流动镶嵌模型：
（1）磷脂双分子层构成膜的基本支架，这个支架是可以流动的。
（2）蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层．大多数蛋白质也是可以流动的。
（3）在细胞膜的外表，少数糖类与蛋白质结合形成糖蛋白，除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类与脂质结合形成糖脂。
【小问1详解】
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。
【小问2详解】
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。
【小问3详解】
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。
【小问4详解】
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。
【小问5详解】
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。
【点睛】本题结合短文内容，考查细胞膜的流动镶嵌模型，要求学生识记细胞膜流动镶嵌模型的主要内容，再结合题中关于脂筏的信息准确答题。
19. 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） ①. 逆转录 ②. S基因两端序列特异性结合 ③. 农杆菌转化 ④. 抗原–抗体杂交 ⑤. 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
【解析】
【分析】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。
【小问1详解】
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，分别移向细胞的两极等。
【小问2详解】
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。
【小问3详解】
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。
【小问4详解】
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。
【点睛】本题结合基因工程背景考查了S蛋白在减数分裂过程中的作用，主要考查考生对相关知识的理解能力、应用能力和知识迁移能力。
20. 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） ①. 翻译 ②. RNA聚合
（2）碱基互补配对 （3）启动子+增强子n
（4） ①. 启动子+E1、启动子+E2或启动子+E4 ②. 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
【解析】
【分析】DNA复制、转录和翻译比较：
【小问1详解】
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。
【小问2详解】
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。
【小问3详解】
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。
【小问4详解】
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。
【小问5详解】
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。
【点睛】本题主要考查遗传信息的转录和翻译的相关内容，通过实验来研究转录因子与启动子和增强子结合，调控基因的表达，旨在考查学生的综合运用和理解能力。
21. 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） ①. 显性 ②. F1自交亲和植株的自交后代既有纯合子也有杂合子 ③. 含有隐性基因的雌配子或雄配子不能完成受精
（2） ①. 杂合 ②. 隐性有害基因自交后会形成纯合子 ③. 基因杂合度低和有害基因数量少 ④.
【解析】
【分析】基因分离定律实质是：在同一对基因杂合体内，等位基因在减数分裂生成配子时随同源染色体的分开而分离，进入两个不同的配子，独立的随配子遗传给后代。
【小问1详解】
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。
【小问2详解】
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：

【点睛】本题考查基因分离定律中异常情况、育种等知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，能从材料中获取有效的生物学信息，运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理判断或得出正确结论的能力。