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生物：2024届山西省高三下学期省际名校联考三（押题卷）（解析版）
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这是一份生物：2024届山西省高三下学期省际名校联考三（押题卷）（解析版），共12页。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案用0.5mm的黑色笔迹签字笔写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共13小题，每小题6分，共78分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 我国劳动人民在作物栽培中积累了丰富的生产经验。下列有关叙述错误的是（ ）
A. “合理密植多打粮”，合理密植既可以充分利用光能，又可以提高土壤利用率
B. “稻田中耕勤除草”，既可以促进根对无机盐的吸收，又可以减小种间竞争
C. “秋天沤青肥”，可为土壤提供有机肥，被植物直接吸收利用达到增产的目的
D. “倒茬如上粪”，轮作换茬可使土壤养分被均衡利用，还可丰富土壤微生物种类
【答案】C
【分析】1、提高农作物的光能的利用率的方法有：（1）延长光合作用的时间。（2）增加光合作用的面积（合理密植，间作套种）。（3）光照强弱的控制。（4）必需矿质元素的供应。（5）增加CO2的供应（温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度）。
【详解】A、合理密植需要保证植物的营养物质CO2的供应，既可以充分利用光能，又可以提高土壤利用率，A正确；
B、耕地可以促进根对无机盐的吸收，除草可以减小种间竞争，B正确；
C、有机肥不能直接被植物利用，需要被分解者分解，C错误；
D、不同的植物对于无机盐的利用不同，因此轮作换茬可使土壤养分被均衡利用，还可丰富土壤微生物种类，D正确。
故选C。
2. 下列不同细胞中有关物质合成和运输途径的叙述，正确的是（ ）
A. ①B. ②C. ③D. ④
【答案】B
【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程：附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→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。
【详解】A、哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和各种细胞器，A错误；
B、根尖分生组织细胞在不断进行有丝分裂，该细胞中会发生DNA复制，该细胞中组成染色质的蛋白质的合成和运输过程为核糖体→细胞质基质→细胞核，即该蛋白质在细胞质基质中的核糖体上合成，而后通过核孔进入到细胞核中，B正确；
C、叶肉细胞中的葡萄糖在叶绿体中合成，在细胞质基质中被分解成丙酮酸，而后丙酮酸在线粒体中被彻底分解，C错误；
D、 胰岛B细胞中合成的胰岛素，其化学本质是蛋白质，其合成和运输途径依次为核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜，D错误。
故选B。
3. 疫苗是现代医学最伟大的成就之一，挽救了无数人的生命。接种HPV疫苗可预防人乳头瘤病毒（HPV，DNA病毒）感染引起的宫颈癌。下列有关叙述不合理的是（ ）
A. HPV疫苗参与诱导B细胞增殖分化，所产生的浆细胞可分泌特定抗体
B. 接种过HPV疫苗的机体在感染HPV后，记忆细胞会迅速增殖分化
C. 研究HPV中决定抗原信息的DNA序列，可为开发DNA疫苗提供依据
D. 疫苗常用灭活或减毒的病原体制成，接种后不会出现任何不良反应
【答案】D
【分析】免疫学的应用，分为免疫治疗和免疫预防，免疫治疗注射的是抗体，免疫预防注射的是抗原，注射HPV疫苗属于抗原，是免疫预防。
【详解】A、HPV疫苗是抗原，可参与诱导B细胞增殖分化，所产生的浆细胞可分泌特定抗体，A正确；
B、接种过HPV疫苗的机体在感染HPV后，记忆细胞会迅速增殖分化，产生大量的浆细胞，浆细胞会合成并分泌大量抗体，进而起到预防的作用，B正确；
C、研究HPV中决定抗原信息的DNA序列，可为开发DNA疫苗提供依据，该疫苗进入机体后会引起机体产生体液免疫和细胞免疫，C正确；
D、疫苗常用灭活或减毒的病原体制成，接种后可能会出现不良反应，如对于减毒的病原体来讲，其作为疫苗进入机体后有可能会发生不良反应，D错误。
故选D。
4. 蟑螂携带多种病原体会造成疾病传播，严重危害人类健康。科研小组通过在某市不同生境放置粘蟑纸对不同季节蟑螂的种群密度进行了监测，统计数据如下图。下列分析错误的是（ ）
A. 放置粘蟑纸时，需考虑调查面积、粘蟑纸的数量和放置时间等因素
B. 由图可知农贸市场是蟑螂的优势生境，其原因可能是蟑螂食物种类丰富
C. 该市应从7月开始加大防治力度，才能有效阻止蟑螂快速大量繁殖
D. 防治蟑螂时不能过量使用化学药物，以防蟑螂耐药性增强以及污染环境
【答案】C
【分析】1、估算种群密度时，常用样方法和标记重捕法，其中样方法适用于调查植物或活动能力弱，活动范围小的动物，而标记重捕法适用于调查活动能力强，活动范围大的动物。
2、种群的数量特征有种群密度，出生率和死亡率，迁入率和迁出率，年龄组成，性别比例。迁入率和迁出率，出生率和死亡率决定种群数量的变化，但年龄组成是通过影响出生率和死亡率影响数量变化的，性别比例通过影响出生率影响数量变化的。
【详解】A、蟑螂有一定的活动范围和生活习性，因此，在放置粘蟑纸时，需考虑调查面积、粘蟑纸的数量和放置时间等因素，A正确；
B、结合调查结果可知，农贸市场是蟑螂的优势生境，其原因可能是农贸市场中有蟑螂生存的环境条件，如有其丰富的食物种类，B正确；
C、该市应从7月之前就加大防治力度，这样可避免造成7月份蟑螂的泛滥，进而可有效阻止蟑螂快速大量繁殖，C错误；
D、防治蟑螂时不能过量使用化学药物，防止蟑螂耐药性增强，同时也能减少对环境的污染，D正确。
故选C。
5. 赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶（LSD）是真核生物中关键的表观遗传调控因子，能调控多个基因的表达，影响多种次级代谢产物的合成。科研小组通过比较蛹虫草三种菌株的分生孢子产量、虫草素含量等变化，揭示了LSD基因在蛹虫草生长发育中的调控作用。部分结果如下图所示。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 组蛋白的甲基化影响基因表达并不改变基因的碱基序列，属于可遗传变异
B. 图甲中菌株3的组蛋白甲基化程度最高，控制分生孢子产量的基因的表达受到的抑制最大
C. 图乙中菌株2的LSD含量最高，抑制菌丝中虫草素合成的相关基因可能过量表达
D. 实验表明，蛹虫草中控制相关性状的基因的甲基化程度与LSD基因的表达程度有关
【答案】D
【分析】表观遗传：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。DNA的甲基化：生物基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。
【详解】A、生物基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响，这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，属于可遗传变异，A正确；
B、菌株3敲除了LSD基因赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶减少，因此图甲中菌株3的组蛋白甲基化程度最高，控制分生孢子产量的基因的表达受到的抑制最大，B正确；
C、菌株2LSD基因过量表达，因此图乙中菌株2的LSD含量最高，使甲基化程度降低，抑制菌丝中虫草素合成的相关基因可能过量表达，C正确；
D、实验表明，与基因结合的组蛋白甲基化程度与LSD基因表达程度有关，D错误。
故选D。
6. 虾青素具有抗衰老、抗癌、预防炎症等功效，红法夫酵母菌是天然能产虾青素的酵母菌，研究发现其细胞生长的最适pH为6.0，虾青素形成的最适pH为4.0。下列有关利用发酵工程工业化生产虾青素的叙述，错误的是（ ）
A. 选育并分离高产红法夫酵母菌是发酵工程的首要环节，常用固体培养基
B. 提高虾青素产量，要通过反复实验确定培养基中碳源、氮源、水和无机盐等的比例
C. 对酵母菌进行扩大培养时，需要使用液体培养基、隔绝空气并调控pH为6.0
D. 发酵罐内发酵是生产虾青素的中心环节，需随时监测和控制温度、pH等
【答案】C
【分析】发酵工程一般包括菌种的选育、扩大培养、培养基的配制、灭菌、接种、发酵、产品的分离、提纯等方面。性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。
【详解】A、菌种的选育是发酵工程的第一步，因此选育并分离高产红法夫酵母菌是发酵工程的首要环节，常用固体培养基，A正确；
B、要想提高虾青素产量，要通过反复实验确定培养基中碳源、氮源、水和无机盐等的比例，另外，还要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件，B正确；
C、酵母菌大量繁殖时需要消耗大量的能量，因而此时需要进行有氧呼吸，即对酵母菌进行扩大培养时，需要使用液体培养基且不需要隔绝空气，并调控pH为6.0，C错误；
D、发酵罐内发酵是发酵过程的中心环节，即生产虾青素的中心环节是发酵罐内发酵，发酵过程中需随时监测和控制温度、pH等，D正确。
故选C。
三、非选择题：本题共14小题，共174分。
7. 光是植物重要的环境信号和能量来源，豆科植物与根瘤菌共生形成根瘤的过程需要光信号和光合产物的调控。请回答下列问题：
（1）光作为信号调控根瘤的形成，如蓝光以光信号被植物细胞的______感知后，经过信息传递系统传导到______，影响______，所形成的可移动蛋白运输到根瘤后，激活根瘤菌诱导的结瘤信号通路来调节根瘤形成。
（2）光作为能源用于合成光合产物调控根瘤的形成，如红光主要被______（填色素）吸收进而转化成______中的能量，再被暗反应利用转化成光合产物中的化学能。要研究光合产物运输到根瘤的途径，常采用______法。
（3）经过长期协同进化，豆科植物与根瘤菌形成互利共生关系，具体体现在______。
（4）在低氮环境下光合产物还以类黄酮、有机酸的形式分泌到根际招募根瘤菌，这种生物间的信息传递利用了______信息，体现了信息传递的作用是______。
【答案】（1）①. 蓝光受体 ②. 细胞核 ③. 特定基因的表达
（2）①. 叶绿素 ②. ATP和NADPH ③. 同位素标记
（3）豆科植物向根瘤菌提供有机养料，根瘤菌将空气中的氮气转变为含氮的养料，供豆科植物利用
（4）①. 化学 ②. 调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
【分析】生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递，三者缺一不可；物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态； 信息传递是双向的，能量流动是单向的，物质循环具有全球性。
【小问1详解】光作为信号调控根瘤的形成，如蓝光以光信号被植物细胞的蓝光受体感知后，经过信息传递系统传导到细胞核，影响特定基因的表达，进而实现了光信号对相关基因的表达，所形成的可移动蛋白运输到根瘤后，激活根瘤菌诱导的结瘤信号通路来调节根瘤形成。
【小问2详解】光作为能源用于合成光合产物调控根瘤的形成，如红光主要被叶绿素吸收进而转化成ATP和NADPH中的能量，另外NADPH还可作为还原剂，再被暗反应利用转化成光合产物中的化学能。要研究光合产物运输到根瘤的途径，可采用放射性同位素标记法，根据放射性出现的顺序明确运输途径。
【小问3详解】经过长期协同进化，豆科植物与根瘤菌形成互利共生关系，具体体现在豆科植物向根瘤菌提供有机养料，根瘤菌将空气中的氮气转变为含氮的养料，供豆科植物利用，二者分开表现为其中一方不能生存。
【小问4详解】在低氮环境下光合产物还以类黄酮、有机酸的形式分泌到根际招募根瘤菌，这属于生态系统中的化学信息，这体现了信息传递信息传递能调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定的作用。
8. 高血压是一种“生活方式疾病”，如高钠低钾饮食、缺乏锻炼等是诱发高血压的主要原因。血压调节主要依赖“减压反射”和“肾素-血管紧张素-醛固酮系统”调节机制来完成，部分调节过程如下图所示。请回答下列问题：
（1）血压过低时，动脉压力感受器受到刺激，位于______（填“大脑”“脑干”或“脊髓”）的心血管中枢支配的交感神经活动______，使血管阻力增大；支配的迷走神经活动______，使心搏加快，从而引起血压升高。这种血压过低时的快速调节的作用途径是______，该过程中支配血管的传出神经不受意识支配，其属于______系统。
（2）在“肾素-血管紧张素-醛固酮系统”调节机制中，血压降低时，血管紧张素Ⅱ可促进内分泌腺A______分泌醛固酮，醛固酮能引起血量增加的原因是______。同时，垂体释放激素b______促进水重吸收，从而使血量增加，升高血压。当血压过高时，肾的泌尿量会______（填“增加”或“减少”）。
（3）已知药物厄贝沙坦片能抑制血管紧张素Ⅰ转化为血管紧张素Ⅱ，请结合图示推测该药物的降压机理：①______；②______。
【答案】（1）①. 脑干 ②. 增强 ③. 减弱 ④. 反射弧 ⑤. 自主神经
（2）①. 肾上腺皮质 ②. 促进肾小管和集合管对Na+的重吸收，使细胞外液渗透压升高 ③. 抗利尿激素 ④. 增加
（3）①.血管紧张素Ⅱ减少使得血管阻力减小，血压下降 ②. 血管紧张素Ⅱ减少使得醛固酮分泌减少，引起血量减少，血压下降
【分析】自主神经系统：
（1）概念：支配内脏、血管和腺体的传出神经，它们的活动不受意识支配，称为自主神经系统。
（2）功能：当人体处于兴奋状态时，交感神经活动占据优势，心跳加快，支气管扩张，但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱；当人处于安静状态时，副交感神经活动占据优势，此时，心跳减慢，但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强，有利于食物的消化和营养物质的吸收。
【小问1详解】脑干有许多重要的生命活动中枢，如心血管中枢、呼吸中枢等，血压过低时，动脉压力感受器受到刺激，位于脑干的的心血管中枢支配的交感神经活动增强，使血管阻力增大。迷走神经通常属于副交感神经，因此支配的迷走神经活动减弱，使心搏加快，从而引起血压升高。这种血压过低是通过神经调节完成快速调节的，神经调节的作用途径是反射弧。支配内脏、血管和腺体的传出神经，它们的活动不受意识支配，称为自主神经系统，该过程中支配血管的传出神经不受意识支配，其属于自主神经系统。
【小问2详解】醛固酮是由肾上腺皮质分泌的，醛固酮能够促进肾小管和集合管对Na+的重吸收，使细胞外液渗透压升高，因此醛固酮能引起血量增加。下丘脑还分泌激素b抗利尿激素，并由垂体释放到血液中，血液中的抗利尿激素含量增加，就加强了肾小管、集合管对水分的重吸收，从而使血量增加，升高血压。当血压过高时，肾的泌尿量会增加，从而使血量减少，降低血压。
【小问3详解】 药物厄贝沙坦片能抑制血管紧张素Ⅰ转化为血管紧张素Ⅱ，一方面，血管紧张素Ⅱ减少使得血管阻力减小，血压下降；另一方面，血管紧张素Ⅱ减少使得醛固酮分泌减少，引起血量减少，血压下降，因此厄贝沙坦片能够降压。
9. 生态农业是实现现代农业可持续发展的核心。在农业技术的日益进步下，我国发展出了多种有效的生态农业模式。请回答下列问题：
（1）生态农业是结构和功能优化的农业生态系统，其结构包括______，该生态系统能抵抗外来一定程度的干扰维持相对稳定，其原因是______。
（2）“零废弃生态农业”利用了生态工程中的______原理，实现了农田有机垃圾的零废弃，让农田秸秆等得到资源化应用。从能量流动的角度分析，该模式能够提高经济效益的原因是______。
（3）“立体农业”是立体种植和立体养殖或立体复合种养的生态模式，其生物群落在垂直方向上具有明显的______现象。“板栗—茶树”种植模式中，板栗是一种深根性树种且喜光，茶树根系较浅但耐阴，结合二者特点说明该种植模式可增产的原因是①______；②______。
【答案】（1）①. 生态系统的组成成分和食物链、食物网（生态系统的组成成分和各组分之间的关系）②. 具有自我调节能力（具有抵抗力稳定性）
（2）①. 循环 ②. 实现了对能量的多级利用，提高了能量的利用率
（3）①. 分层 ②. 两种植物的根系深浅搭配，合理地利用不同层次土壤内的水分和无机盐 ③. 两种植物高矮结合，充分利用不同层次的光能
【分析】1、生态系统的稳定性概念：生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。稳定性的原因：生态系统具有自我调节能力（是有限的）。
2、研究能量流动规律有利于帮助人类合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类有益的方向。在农业生态系统中，根据能量流动规律建立的人工生态系统，可使能量得到充分利用。例如，人类在掌握了畜禽能量产投比的规律后，可以及时调整畜禽结构，减少耗粮型猪和鸡的养殖，扩大草食性牛和羊的养殖，发展肉用型、奶用型畜禽的养殖，同时加大牧草的种植。这些措施可以快速地通过畜禽把牧草光合作用得到的有机物转化成人类可以利用且使用价值较高的肉、奶、皮、毛等产品，这些产品包含更高的能量，从而有效地提高了人类对光合作用所固定能量的利用效率。
【小问1详解】生态农业是结构和功能优化的农业生态系统，其结构包括生态系统的组成成分和食物链、食物网（生态系统的组成成分和各组分之间的关系），生态系统的稳定性是生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力，稳定性的原因是生态系统具有自我调节能力（是有限的）。因此该生态系统能抵抗外来一定程度的干扰维持相对稳定，其原因是具有自我调节能力（具有抵抗力稳定性）。
【小问2详解】循环指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，既保证各个环节的物质迁移顺畅，也保证主要物质或元素的转化率较高，“零废弃生态农业”体现了这一原理。农田有机垃圾的零废弃，让农田秸秆等得到资源化应用。从能量流动的角度分析，该模式能够提高经济效益的原因是实现了对能量的多级利用，提高了能量的利用率。
【小问3详解】“立体农业”是立体种植和立体养殖或立体复合种养的生态模式，其生物群落在垂直方向上具有明显的分层现象，“板栗—茶树”种植模式中，板栗是一种深根性树种且喜光，茶树根系较浅但耐阴，两种植物的根系深浅搭配，合理地利用不同层次土壤内的水分和无机盐，两种植物高矮结合，充分利用不同层次的光能，因此该种植模式可增产。
10. 作为世界第五大作物的高粱（2N=20）是我国最早栽培的禾谷类作物之一，有着上千年的历史，高粱特有的多种适应逆境胁迫的优异基因在作物改良中的应用前景广阔。现有只具一种抗性（耐盐或抗旱或抗丝黑穗病）的高粱品种多株，设耐盐、抗旱、抗丝黑穗病性状分别受基因A、B、D控制，控制这三对相对性状的基因独立遗传。请回答下列问题：
（1）高粱基因组包括______条染色体，科学家完成了对高粱基因组的测序，为高粱作物改良提供重要依据。
（2）现用纯合抗旱不抗丝黑穗病高粱与纯合不抗旱抗丝黑穗病高粱杂交产生F1，F1花期套袋自交后产生F2，F2中抗旱抗丝黑穗病高粱所占比例为______，再将它们单独种植，抗旱高粱中抗旱性状不会发生性状分离的植株所占比例为______。
（3）欲验证耐盐和抗旱基因的遗传遵循自由组合定律，某同学设计的方案是“杂合耐盐不抗旱高粱×杂合抗旱不耐盐高粱→F1，观察并统计F1的表型及比例。若F1出现四种表型且比例为1∶1∶1∶1，则说明这两对基因的遗传遵循自由组合定律。”请判断该方案是否合理。______（填“合理”或“不合理”），说明理由______。
（4）欲快速培育耐盐、抗旱、抗丝黑穗病性状的纯种高粱，请利用题中所给品种设计最佳育种方案______。
【答案】（1）10
（2）①. 9/16 ②. 1/3
（3）①. 不合理 ②. 耐盐基因和抗旱基因无论位于一对同源染色体上还是位于两对同源染色体上，杂合耐盐高粱（Aabb）和杂合抗旱高粱（aaBb）均产生两种配子，不能体现产生配子时非同源染色体上的非等位基因是否自由组合
（4）选择纯合耐盐和纯合抗旱的高粱杂交得到F1，F1再与纯合抗丝黑穗病高粱杂交得到F2，从F2中筛选出耐盐、抗旱、抗丝黑穗病的高粱。取筛选出的高粱进行花药离体培养得到单倍体幼苗，再用适宜浓度的秋水仙素处理，最后可筛选出耐盐、抗旱、抗丝黑穗病的纯合高粱
【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【小问1详解】高粱的染色体为2N=20，有两个染色体组，每个染色体组10条染色体，基因组包括10条染色体。
【小问2详解】耐盐、抗旱、抗丝黑穗病性状分别受基因A、B、D控制，控制这三对相对性状的基因独立遗传，用纯合抗旱不抗丝黑穗病高粱BBdd与纯合不抗旱抗丝黑穗病高粱bbDD杂交产生F1BbDd，F1花期套袋自交后产生F2，F2中抗旱抗丝黑穗病高粱B-D-所占比例为3/4×3/4=9/16，再将它们单独种植，抗旱高粱B-占所有植株比例为3/4，抗旱性状不会发生性状分离的植株BB占所有植株的比例为1/4，那么抗旱高粱中抗旱性状不会发生性状分离的植株所占比例为1/3。
【小问3详解】耐盐基因和抗旱基因无论位于一对同源染色体上还是位于两对同源染色体上，杂合耐盐高粱（Aabb）和杂合抗旱高粱（aaBb）均产生两种配子，不能体现产生配子时非同源染色体上的非等位基因是否自由组合，因此欲验证耐盐和抗旱基因的遗传遵循自由组合定律，某同学设计的方案是“杂合耐盐不抗旱高粱×杂合抗旱不耐盐高粱→F1，观察并统计F1的表型及比例。若F1出现四种表型且比例为1∶1∶1∶1，则说明这两对基因的遗传遵循自由组合定律。”该方法不合理。
【小问4详解】快速培育耐盐、抗旱、抗丝黑穗病性状的纯种高粱，最佳育种方案：选择纯合耐盐和纯合抗旱的高粱杂交得到F1，F1再与纯合抗丝黑穗病高粱杂交得到F2，从F2中筛选出耐盐、抗旱、抗丝黑穗病的高粱。取筛选出的高粱进行花药离体培养得到单倍体幼苗，再用适宜浓度的秋水仙素处理，最后可筛选出耐盐、抗旱、抗丝黑穗病的纯合高粱。
11. FAST是一种通过种子特异性启动子驱动荧光融合蛋白表达，利用种子荧光快速筛选转基因植株的方法。科研人员将能够在番茄种子中高水平特异性表达的油体蛋白基因SIOLE1与红色荧光蛋白基因TagRFP形成一个嵌合基因SIOLE1-TagRFP，通过基因工程培育并筛选出了转基因番茄，其过程如下图所示。请回答下列问题：
（1）利用PCR技术扩增嵌合基因SIOLE1-TagRFP时，需要______催化，一般经过变性、复性和______三步，其中复性是指______。
（2）图中构建A______时，首先切割Ti质粒和切割含有嵌合基因的DNA片段常使用两种不同的限制酶，其原因是______。切割时不使用EcRⅠ的原因是______。然后利用DNA连接酶将嵌合基因插入Ti质粒的______中，目的是______。
（3）利用农杆菌转化法将重组Ti质粒导入番茄细胞后，常使用添加______（填“卡那霉素”或“青霉素”）的选择培养基培养番茄细胞以抑制农杆菌生长。最后获得番茄植株后，若检测到______，即为成功转入油体蛋白基因的转基因番茄。
【答案】（1）①. 耐高温的DNA聚合酶（Taq DNA聚合酶）②. 延伸 ③. 在温度为50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合
（2）①. 基因表达载体 ②. 防止目的基因和Ti质粒拼接时出现目的基因的反向拼接和自身环化现象 ③. 避免破坏Ti质粒上的卡那霉素抗性基因 ④. T-DNA ⑤. 使嵌合基因随T-DNA整合到番茄细胞的染色体DNA上
（3）①. 青霉素 ②. 番茄种子中有红色荧光
【分析】基因工程的基本工具为限制酶、DNA连接酶和运载体。基因工程的基本操作程序为：获取目的基因、构建基因表达载体、导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定。
【小问1详解】利用PCR技术扩增时需要耐高温的DNA聚合酶（Taq DNA聚合酶）催化，一般经过变性、复性和延伸三步，其中复性是指在温度为50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
【小问2详解】分析图可知，图中构建A为基因表达载体的构建过程，为了防止目的基因和Ti质粒拼接时出现目的基因的反向拼接和自身环化现象首先切割Ti质粒和切割含有嵌合基因的DNA片段常使用两种不同的限制酶，EcRⅠ在卡那霉素抗性基因上有识别序列，因此切割时不使用EcRⅠ。
T-DNA可转移至受体细胞并且整合到受体细胞的染色体DNA上，因此利用DNA连接酶将嵌合基因插入Ti质粒的T-DNA中，目的是使嵌合基因随T-DNA整合到番茄细胞的染色体DNA上。
【小问3详解】因为农杆菌有卡那霉素抗性基因，因此常使用添加卡那霉素的选择培养基培养番茄细胞以抑制农杆菌生长。最后获得番茄植株后，因为将能够在番茄种子中高水平特异性表达的油体蛋白基因SIOLE1与红色荧光蛋白基因TagRFP形成一个嵌合基因SIOLE1-TagRFP导入植物，若检测到番茄种子中有红色荧光，即为成功转入油体蛋白基因的转基因番茄。
序号
细胞类型
物质
合成和运输途径
①
哺乳动物成熟红细胞
mRNA
细胞核→细胞质基质→核糖体
②
根尖分生组织细胞
组成染色质的蛋白质
核糖体→细胞质基质→细胞核
③
叶肉细胞
葡萄糖
叶绿体→细胞质基质→线粒体
④
胰岛B细胞
胰岛素
核糖体→高尔基体→细胞膜
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案用0.5mm的黑色笔迹签字笔写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共13小题，每小题6分，共78分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 我国劳动人民在作物栽培中积累了丰富的生产经验。下列有关叙述错误的是（ ）
A. “合理密植多打粮”，合理密植既可以充分利用光能，又可以提高土壤利用率
B. “稻田中耕勤除草”，既可以促进根对无机盐的吸收，又可以减小种间竞争
C. “秋天沤青肥”，可为土壤提供有机肥，被植物直接吸收利用达到增产的目的
D. “倒茬如上粪”，轮作换茬可使土壤养分被均衡利用，还可丰富土壤微生物种类
【答案】C
【分析】1、提高农作物的光能的利用率的方法有：（1）延长光合作用的时间。（2）增加光合作用的面积（合理密植，间作套种）。（3）光照强弱的控制。（4）必需矿质元素的供应。（5）增加CO2的供应（温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度）。
【详解】A、合理密植需要保证植物的营养物质CO2的供应，既可以充分利用光能，又可以提高土壤利用率，A正确；
B、耕地可以促进根对无机盐的吸收，除草可以减小种间竞争，B正确；
C、有机肥不能直接被植物利用，需要被分解者分解，C错误；
D、不同的植物对于无机盐的利用不同，因此轮作换茬可使土壤养分被均衡利用，还可丰富土壤微生物种类，D正确。
故选C。
2. 下列不同细胞中有关物质合成和运输途径的叙述，正确的是（ ）
A. ①B. ②C. ③D. ④
【答案】B
【分析】分泌蛋白的合成与分泌过程：附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→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。
【详解】A、哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和各种细胞器，A错误；
B、根尖分生组织细胞在不断进行有丝分裂，该细胞中会发生DNA复制，该细胞中组成染色质的蛋白质的合成和运输过程为核糖体→细胞质基质→细胞核，即该蛋白质在细胞质基质中的核糖体上合成，而后通过核孔进入到细胞核中，B正确；
C、叶肉细胞中的葡萄糖在叶绿体中合成，在细胞质基质中被分解成丙酮酸，而后丙酮酸在线粒体中被彻底分解，C错误；
D、 胰岛B细胞中合成的胰岛素，其化学本质是蛋白质，其合成和运输途径依次为核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜，D错误。
故选B。
3. 疫苗是现代医学最伟大的成就之一，挽救了无数人的生命。接种HPV疫苗可预防人乳头瘤病毒（HPV，DNA病毒）感染引起的宫颈癌。下列有关叙述不合理的是（ ）
A. HPV疫苗参与诱导B细胞增殖分化，所产生的浆细胞可分泌特定抗体
B. 接种过HPV疫苗的机体在感染HPV后，记忆细胞会迅速增殖分化
C. 研究HPV中决定抗原信息的DNA序列，可为开发DNA疫苗提供依据
D. 疫苗常用灭活或减毒的病原体制成，接种后不会出现任何不良反应
【答案】D
【分析】免疫学的应用，分为免疫治疗和免疫预防，免疫治疗注射的是抗体，免疫预防注射的是抗原，注射HPV疫苗属于抗原，是免疫预防。
【详解】A、HPV疫苗是抗原，可参与诱导B细胞增殖分化，所产生的浆细胞可分泌特定抗体，A正确；
B、接种过HPV疫苗的机体在感染HPV后，记忆细胞会迅速增殖分化，产生大量的浆细胞，浆细胞会合成并分泌大量抗体，进而起到预防的作用，B正确；
C、研究HPV中决定抗原信息的DNA序列，可为开发DNA疫苗提供依据，该疫苗进入机体后会引起机体产生体液免疫和细胞免疫，C正确；
D、疫苗常用灭活或减毒的病原体制成，接种后可能会出现不良反应，如对于减毒的病原体来讲，其作为疫苗进入机体后有可能会发生不良反应，D错误。
故选D。
4. 蟑螂携带多种病原体会造成疾病传播，严重危害人类健康。科研小组通过在某市不同生境放置粘蟑纸对不同季节蟑螂的种群密度进行了监测，统计数据如下图。下列分析错误的是（ ）
A. 放置粘蟑纸时，需考虑调查面积、粘蟑纸的数量和放置时间等因素
B. 由图可知农贸市场是蟑螂的优势生境，其原因可能是蟑螂食物种类丰富
C. 该市应从7月开始加大防治力度，才能有效阻止蟑螂快速大量繁殖
D. 防治蟑螂时不能过量使用化学药物，以防蟑螂耐药性增强以及污染环境
【答案】C
【分析】1、估算种群密度时，常用样方法和标记重捕法，其中样方法适用于调查植物或活动能力弱，活动范围小的动物，而标记重捕法适用于调查活动能力强，活动范围大的动物。
2、种群的数量特征有种群密度，出生率和死亡率，迁入率和迁出率，年龄组成，性别比例。迁入率和迁出率，出生率和死亡率决定种群数量的变化，但年龄组成是通过影响出生率和死亡率影响数量变化的，性别比例通过影响出生率影响数量变化的。
【详解】A、蟑螂有一定的活动范围和生活习性，因此，在放置粘蟑纸时，需考虑调查面积、粘蟑纸的数量和放置时间等因素，A正确；
B、结合调查结果可知，农贸市场是蟑螂的优势生境，其原因可能是农贸市场中有蟑螂生存的环境条件，如有其丰富的食物种类，B正确；
C、该市应从7月之前就加大防治力度，这样可避免造成7月份蟑螂的泛滥，进而可有效阻止蟑螂快速大量繁殖，C错误；
D、防治蟑螂时不能过量使用化学药物，防止蟑螂耐药性增强，同时也能减少对环境的污染，D正确。
故选C。
5. 赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶（LSD）是真核生物中关键的表观遗传调控因子，能调控多个基因的表达，影响多种次级代谢产物的合成。科研小组通过比较蛹虫草三种菌株的分生孢子产量、虫草素含量等变化，揭示了LSD基因在蛹虫草生长发育中的调控作用。部分结果如下图所示。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 组蛋白的甲基化影响基因表达并不改变基因的碱基序列，属于可遗传变异
B. 图甲中菌株3的组蛋白甲基化程度最高，控制分生孢子产量的基因的表达受到的抑制最大
C. 图乙中菌株2的LSD含量最高，抑制菌丝中虫草素合成的相关基因可能过量表达
D. 实验表明，蛹虫草中控制相关性状的基因的甲基化程度与LSD基因的表达程度有关
【答案】D
【分析】表观遗传：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。DNA的甲基化：生物基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。
【详解】A、生物基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响，这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，属于可遗传变异，A正确；
B、菌株3敲除了LSD基因赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶减少，因此图甲中菌株3的组蛋白甲基化程度最高，控制分生孢子产量的基因的表达受到的抑制最大，B正确；
C、菌株2LSD基因过量表达，因此图乙中菌株2的LSD含量最高，使甲基化程度降低，抑制菌丝中虫草素合成的相关基因可能过量表达，C正确；
D、实验表明，与基因结合的组蛋白甲基化程度与LSD基因表达程度有关，D错误。
故选D。
6. 虾青素具有抗衰老、抗癌、预防炎症等功效，红法夫酵母菌是天然能产虾青素的酵母菌，研究发现其细胞生长的最适pH为6.0，虾青素形成的最适pH为4.0。下列有关利用发酵工程工业化生产虾青素的叙述，错误的是（ ）
A. 选育并分离高产红法夫酵母菌是发酵工程的首要环节，常用固体培养基
B. 提高虾青素产量，要通过反复实验确定培养基中碳源、氮源、水和无机盐等的比例
C. 对酵母菌进行扩大培养时，需要使用液体培养基、隔绝空气并调控pH为6.0
D. 发酵罐内发酵是生产虾青素的中心环节，需随时监测和控制温度、pH等
【答案】C
【分析】发酵工程一般包括菌种的选育、扩大培养、培养基的配制、灭菌、接种、发酵、产品的分离、提纯等方面。性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。
【详解】A、菌种的选育是发酵工程的第一步，因此选育并分离高产红法夫酵母菌是发酵工程的首要环节，常用固体培养基，A正确；
B、要想提高虾青素产量，要通过反复实验确定培养基中碳源、氮源、水和无机盐等的比例，另外，还要严格控制温度、pH和溶解氧等发酵条件，B正确；
C、酵母菌大量繁殖时需要消耗大量的能量，因而此时需要进行有氧呼吸，即对酵母菌进行扩大培养时，需要使用液体培养基且不需要隔绝空气，并调控pH为6.0，C错误；
D、发酵罐内发酵是发酵过程的中心环节，即生产虾青素的中心环节是发酵罐内发酵，发酵过程中需随时监测和控制温度、pH等，D正确。
故选C。
三、非选择题：本题共14小题，共174分。
7. 光是植物重要的环境信号和能量来源，豆科植物与根瘤菌共生形成根瘤的过程需要光信号和光合产物的调控。请回答下列问题：
（1）光作为信号调控根瘤的形成，如蓝光以光信号被植物细胞的______感知后，经过信息传递系统传导到______，影响______，所形成的可移动蛋白运输到根瘤后，激活根瘤菌诱导的结瘤信号通路来调节根瘤形成。
（2）光作为能源用于合成光合产物调控根瘤的形成，如红光主要被______（填色素）吸收进而转化成______中的能量，再被暗反应利用转化成光合产物中的化学能。要研究光合产物运输到根瘤的途径，常采用______法。
（3）经过长期协同进化，豆科植物与根瘤菌形成互利共生关系，具体体现在______。
（4）在低氮环境下光合产物还以类黄酮、有机酸的形式分泌到根际招募根瘤菌，这种生物间的信息传递利用了______信息，体现了信息传递的作用是______。
【答案】（1）①. 蓝光受体 ②. 细胞核 ③. 特定基因的表达
（2）①. 叶绿素 ②. ATP和NADPH ③. 同位素标记
（3）豆科植物向根瘤菌提供有机养料，根瘤菌将空气中的氮气转变为含氮的养料，供豆科植物利用
（4）①. 化学 ②. 调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
【分析】生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递，三者缺一不可；物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态； 信息传递是双向的，能量流动是单向的，物质循环具有全球性。
【小问1详解】光作为信号调控根瘤的形成，如蓝光以光信号被植物细胞的蓝光受体感知后，经过信息传递系统传导到细胞核，影响特定基因的表达，进而实现了光信号对相关基因的表达，所形成的可移动蛋白运输到根瘤后，激活根瘤菌诱导的结瘤信号通路来调节根瘤形成。
【小问2详解】光作为能源用于合成光合产物调控根瘤的形成，如红光主要被叶绿素吸收进而转化成ATP和NADPH中的能量，另外NADPH还可作为还原剂，再被暗反应利用转化成光合产物中的化学能。要研究光合产物运输到根瘤的途径，可采用放射性同位素标记法，根据放射性出现的顺序明确运输途径。
【小问3详解】经过长期协同进化，豆科植物与根瘤菌形成互利共生关系，具体体现在豆科植物向根瘤菌提供有机养料，根瘤菌将空气中的氮气转变为含氮的养料，供豆科植物利用，二者分开表现为其中一方不能生存。
【小问4详解】在低氮环境下光合产物还以类黄酮、有机酸的形式分泌到根际招募根瘤菌，这属于生态系统中的化学信息，这体现了信息传递信息传递能调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定的作用。
8. 高血压是一种“生活方式疾病”，如高钠低钾饮食、缺乏锻炼等是诱发高血压的主要原因。血压调节主要依赖“减压反射”和“肾素-血管紧张素-醛固酮系统”调节机制来完成，部分调节过程如下图所示。请回答下列问题：
（1）血压过低时，动脉压力感受器受到刺激，位于______（填“大脑”“脑干”或“脊髓”）的心血管中枢支配的交感神经活动______，使血管阻力增大；支配的迷走神经活动______，使心搏加快，从而引起血压升高。这种血压过低时的快速调节的作用途径是______，该过程中支配血管的传出神经不受意识支配，其属于______系统。
（2）在“肾素-血管紧张素-醛固酮系统”调节机制中，血压降低时，血管紧张素Ⅱ可促进内分泌腺A______分泌醛固酮，醛固酮能引起血量增加的原因是______。同时，垂体释放激素b______促进水重吸收，从而使血量增加，升高血压。当血压过高时，肾的泌尿量会______（填“增加”或“减少”）。
（3）已知药物厄贝沙坦片能抑制血管紧张素Ⅰ转化为血管紧张素Ⅱ，请结合图示推测该药物的降压机理：①______；②______。
【答案】（1）①. 脑干 ②. 增强 ③. 减弱 ④. 反射弧 ⑤. 自主神经
（2）①. 肾上腺皮质 ②. 促进肾小管和集合管对Na+的重吸收，使细胞外液渗透压升高 ③. 抗利尿激素 ④. 增加
（3）①.血管紧张素Ⅱ减少使得血管阻力减小，血压下降 ②. 血管紧张素Ⅱ减少使得醛固酮分泌减少，引起血量减少，血压下降
【分析】自主神经系统：
（1）概念：支配内脏、血管和腺体的传出神经，它们的活动不受意识支配，称为自主神经系统。
（2）功能：当人体处于兴奋状态时，交感神经活动占据优势，心跳加快，支气管扩张，但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱；当人处于安静状态时，副交感神经活动占据优势，此时，心跳减慢，但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强，有利于食物的消化和营养物质的吸收。
【小问1详解】脑干有许多重要的生命活动中枢，如心血管中枢、呼吸中枢等，血压过低时，动脉压力感受器受到刺激，位于脑干的的心血管中枢支配的交感神经活动增强，使血管阻力增大。迷走神经通常属于副交感神经，因此支配的迷走神经活动减弱，使心搏加快，从而引起血压升高。这种血压过低是通过神经调节完成快速调节的，神经调节的作用途径是反射弧。支配内脏、血管和腺体的传出神经，它们的活动不受意识支配，称为自主神经系统，该过程中支配血管的传出神经不受意识支配，其属于自主神经系统。
【小问2详解】醛固酮是由肾上腺皮质分泌的，醛固酮能够促进肾小管和集合管对Na+的重吸收，使细胞外液渗透压升高，因此醛固酮能引起血量增加。下丘脑还分泌激素b抗利尿激素，并由垂体释放到血液中，血液中的抗利尿激素含量增加，就加强了肾小管、集合管对水分的重吸收，从而使血量增加，升高血压。当血压过高时，肾的泌尿量会增加，从而使血量减少，降低血压。
【小问3详解】 药物厄贝沙坦片能抑制血管紧张素Ⅰ转化为血管紧张素Ⅱ，一方面，血管紧张素Ⅱ减少使得血管阻力减小，血压下降；另一方面，血管紧张素Ⅱ减少使得醛固酮分泌减少，引起血量减少，血压下降，因此厄贝沙坦片能够降压。
9. 生态农业是实现现代农业可持续发展的核心。在农业技术的日益进步下，我国发展出了多种有效的生态农业模式。请回答下列问题：
（1）生态农业是结构和功能优化的农业生态系统，其结构包括______，该生态系统能抵抗外来一定程度的干扰维持相对稳定，其原因是______。
（2）“零废弃生态农业”利用了生态工程中的______原理，实现了农田有机垃圾的零废弃，让农田秸秆等得到资源化应用。从能量流动的角度分析，该模式能够提高经济效益的原因是______。
（3）“立体农业”是立体种植和立体养殖或立体复合种养的生态模式，其生物群落在垂直方向上具有明显的______现象。“板栗—茶树”种植模式中，板栗是一种深根性树种且喜光，茶树根系较浅但耐阴，结合二者特点说明该种植模式可增产的原因是①______；②______。
【答案】（1）①. 生态系统的组成成分和食物链、食物网（生态系统的组成成分和各组分之间的关系）②. 具有自我调节能力（具有抵抗力稳定性）
（2）①. 循环 ②. 实现了对能量的多级利用，提高了能量的利用率
（3）①. 分层 ②. 两种植物的根系深浅搭配，合理地利用不同层次土壤内的水分和无机盐 ③. 两种植物高矮结合，充分利用不同层次的光能
【分析】1、生态系统的稳定性概念：生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力。稳定性的原因：生态系统具有自我调节能力（是有限的）。
2、研究能量流动规律有利于帮助人类合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类有益的方向。在农业生态系统中，根据能量流动规律建立的人工生态系统，可使能量得到充分利用。例如，人类在掌握了畜禽能量产投比的规律后，可以及时调整畜禽结构，减少耗粮型猪和鸡的养殖，扩大草食性牛和羊的养殖，发展肉用型、奶用型畜禽的养殖，同时加大牧草的种植。这些措施可以快速地通过畜禽把牧草光合作用得到的有机物转化成人类可以利用且使用价值较高的肉、奶、皮、毛等产品，这些产品包含更高的能量，从而有效地提高了人类对光合作用所固定能量的利用效率。
【小问1详解】生态农业是结构和功能优化的农业生态系统，其结构包括生态系统的组成成分和食物链、食物网（生态系统的组成成分和各组分之间的关系），生态系统的稳定性是生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力，稳定性的原因是生态系统具有自我调节能力（是有限的）。因此该生态系统能抵抗外来一定程度的干扰维持相对稳定，其原因是具有自我调节能力（具有抵抗力稳定性）。
【小问2详解】循环指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，既保证各个环节的物质迁移顺畅，也保证主要物质或元素的转化率较高，“零废弃生态农业”体现了这一原理。农田有机垃圾的零废弃，让农田秸秆等得到资源化应用。从能量流动的角度分析，该模式能够提高经济效益的原因是实现了对能量的多级利用，提高了能量的利用率。
【小问3详解】“立体农业”是立体种植和立体养殖或立体复合种养的生态模式，其生物群落在垂直方向上具有明显的分层现象，“板栗—茶树”种植模式中，板栗是一种深根性树种且喜光，茶树根系较浅但耐阴，两种植物的根系深浅搭配，合理地利用不同层次土壤内的水分和无机盐，两种植物高矮结合，充分利用不同层次的光能，因此该种植模式可增产。
10. 作为世界第五大作物的高粱（2N=20）是我国最早栽培的禾谷类作物之一，有着上千年的历史，高粱特有的多种适应逆境胁迫的优异基因在作物改良中的应用前景广阔。现有只具一种抗性（耐盐或抗旱或抗丝黑穗病）的高粱品种多株，设耐盐、抗旱、抗丝黑穗病性状分别受基因A、B、D控制，控制这三对相对性状的基因独立遗传。请回答下列问题：
（1）高粱基因组包括______条染色体，科学家完成了对高粱基因组的测序，为高粱作物改良提供重要依据。
（2）现用纯合抗旱不抗丝黑穗病高粱与纯合不抗旱抗丝黑穗病高粱杂交产生F1，F1花期套袋自交后产生F2，F2中抗旱抗丝黑穗病高粱所占比例为______，再将它们单独种植，抗旱高粱中抗旱性状不会发生性状分离的植株所占比例为______。
（3）欲验证耐盐和抗旱基因的遗传遵循自由组合定律，某同学设计的方案是“杂合耐盐不抗旱高粱×杂合抗旱不耐盐高粱→F1，观察并统计F1的表型及比例。若F1出现四种表型且比例为1∶1∶1∶1，则说明这两对基因的遗传遵循自由组合定律。”请判断该方案是否合理。______（填“合理”或“不合理”），说明理由______。
（4）欲快速培育耐盐、抗旱、抗丝黑穗病性状的纯种高粱，请利用题中所给品种设计最佳育种方案______。
【答案】（1）10
（2）①. 9/16 ②. 1/3
（3）①. 不合理 ②. 耐盐基因和抗旱基因无论位于一对同源染色体上还是位于两对同源染色体上，杂合耐盐高粱（Aabb）和杂合抗旱高粱（aaBb）均产生两种配子，不能体现产生配子时非同源染色体上的非等位基因是否自由组合
（4）选择纯合耐盐和纯合抗旱的高粱杂交得到F1，F1再与纯合抗丝黑穗病高粱杂交得到F2，从F2中筛选出耐盐、抗旱、抗丝黑穗病的高粱。取筛选出的高粱进行花药离体培养得到单倍体幼苗，再用适宜浓度的秋水仙素处理，最后可筛选出耐盐、抗旱、抗丝黑穗病的纯合高粱
【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【小问1详解】高粱的染色体为2N=20，有两个染色体组，每个染色体组10条染色体，基因组包括10条染色体。
【小问2详解】耐盐、抗旱、抗丝黑穗病性状分别受基因A、B、D控制，控制这三对相对性状的基因独立遗传，用纯合抗旱不抗丝黑穗病高粱BBdd与纯合不抗旱抗丝黑穗病高粱bbDD杂交产生F1BbDd，F1花期套袋自交后产生F2，F2中抗旱抗丝黑穗病高粱B-D-所占比例为3/4×3/4=9/16，再将它们单独种植，抗旱高粱B-占所有植株比例为3/4，抗旱性状不会发生性状分离的植株BB占所有植株的比例为1/4，那么抗旱高粱中抗旱性状不会发生性状分离的植株所占比例为1/3。
【小问3详解】耐盐基因和抗旱基因无论位于一对同源染色体上还是位于两对同源染色体上，杂合耐盐高粱（Aabb）和杂合抗旱高粱（aaBb）均产生两种配子，不能体现产生配子时非同源染色体上的非等位基因是否自由组合，因此欲验证耐盐和抗旱基因的遗传遵循自由组合定律，某同学设计的方案是“杂合耐盐不抗旱高粱×杂合抗旱不耐盐高粱→F1，观察并统计F1的表型及比例。若F1出现四种表型且比例为1∶1∶1∶1，则说明这两对基因的遗传遵循自由组合定律。”该方法不合理。
【小问4详解】快速培育耐盐、抗旱、抗丝黑穗病性状的纯种高粱，最佳育种方案：选择纯合耐盐和纯合抗旱的高粱杂交得到F1，F1再与纯合抗丝黑穗病高粱杂交得到F2，从F2中筛选出耐盐、抗旱、抗丝黑穗病的高粱。取筛选出的高粱进行花药离体培养得到单倍体幼苗，再用适宜浓度的秋水仙素处理，最后可筛选出耐盐、抗旱、抗丝黑穗病的纯合高粱。
11. FAST是一种通过种子特异性启动子驱动荧光融合蛋白表达，利用种子荧光快速筛选转基因植株的方法。科研人员将能够在番茄种子中高水平特异性表达的油体蛋白基因SIOLE1与红色荧光蛋白基因TagRFP形成一个嵌合基因SIOLE1-TagRFP，通过基因工程培育并筛选出了转基因番茄，其过程如下图所示。请回答下列问题：
（1）利用PCR技术扩增嵌合基因SIOLE1-TagRFP时，需要______催化，一般经过变性、复性和______三步，其中复性是指______。
（2）图中构建A______时，首先切割Ti质粒和切割含有嵌合基因的DNA片段常使用两种不同的限制酶，其原因是______。切割时不使用EcRⅠ的原因是______。然后利用DNA连接酶将嵌合基因插入Ti质粒的______中，目的是______。
（3）利用农杆菌转化法将重组Ti质粒导入番茄细胞后，常使用添加______（填“卡那霉素”或“青霉素”）的选择培养基培养番茄细胞以抑制农杆菌生长。最后获得番茄植株后，若检测到______，即为成功转入油体蛋白基因的转基因番茄。
【答案】（1）①. 耐高温的DNA聚合酶（Taq DNA聚合酶）②. 延伸 ③. 在温度为50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合
（2）①. 基因表达载体 ②. 防止目的基因和Ti质粒拼接时出现目的基因的反向拼接和自身环化现象 ③. 避免破坏Ti质粒上的卡那霉素抗性基因 ④. T-DNA ⑤. 使嵌合基因随T-DNA整合到番茄细胞的染色体DNA上
（3）①. 青霉素 ②. 番茄种子中有红色荧光
【分析】基因工程的基本工具为限制酶、DNA连接酶和运载体。基因工程的基本操作程序为：获取目的基因、构建基因表达载体、导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定。
【小问1详解】利用PCR技术扩增时需要耐高温的DNA聚合酶（Taq DNA聚合酶）催化，一般经过变性、复性和延伸三步，其中复性是指在温度为50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
【小问2详解】分析图可知，图中构建A为基因表达载体的构建过程，为了防止目的基因和Ti质粒拼接时出现目的基因的反向拼接和自身环化现象首先切割Ti质粒和切割含有嵌合基因的DNA片段常使用两种不同的限制酶，EcRⅠ在卡那霉素抗性基因上有识别序列，因此切割时不使用EcRⅠ。
T-DNA可转移至受体细胞并且整合到受体细胞的染色体DNA上，因此利用DNA连接酶将嵌合基因插入Ti质粒的T-DNA中，目的是使嵌合基因随T-DNA整合到番茄细胞的染色体DNA上。
【小问3详解】因为农杆菌有卡那霉素抗性基因，因此常使用添加卡那霉素的选择培养基培养番茄细胞以抑制农杆菌生长。最后获得番茄植株后，因为将能够在番茄种子中高水平特异性表达的油体蛋白基因SIOLE1与红色荧光蛋白基因TagRFP形成一个嵌合基因SIOLE1-TagRFP导入植物，若检测到番茄种子中有红色荧光，即为成功转入油体蛋白基因的转基因番茄。
序号
细胞类型
物质
合成和运输途径
①
哺乳动物成熟红细胞
mRNA
细胞核→细胞质基质→核糖体
②
根尖分生组织细胞
组成染色质的蛋白质
核糖体→细胞质基质→细胞核
③
叶肉细胞
葡萄糖
叶绿体→细胞质基质→线粒体
④
胰岛B细胞
胰岛素
核糖体→高尔基体→细胞膜
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