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      2026届山东东营市高三年级 适应性测试生物试题(含解析)高考模拟

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      2026届山东东营市高三年级 适应性测试生物试题(含解析)高考模拟

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      这是一份2026届山东东营市高三年级 适应性测试生物试题(含解析)高考模拟,文件包含湖北省2025届高三4月调研模拟考试历史pdf、湖北省2025届高三4月调研模拟考试历史答案pdf、湖北省2025届高三4月调研模拟考试历史答题卡pdf等3份试卷配套教学资源,其中试卷共12页, 欢迎下载使用。
      注意事项:
      1.本试卷共8页,共25小题,满分100分,考试时间90分钟。
      2.答卷前,考生务必将自己的学校(校区)、姓名、班级、座号、考号等填写在指定位置。
      3.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂;非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,绘图时,可用2B铅笔作答,字体工整、笔迹清楚。
      4.请按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁,不折叠、不破损。
      一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
      1. 下列关于颤蓝细菌的说法,错误的是( )
      A. 没有叶绿体,但能进行光合作用
      B. 没有核糖体,但能合成所需蛋白质
      C. 没有中心体,但能进行细胞分裂
      D. 没有线粒体,但能进行细胞呼吸
      【答案】B
      【解析】
      【详解】A、颤蓝细菌是原核生物,没有叶绿体,但是细胞内含有叶绿素和藻蓝素以及光合作用相关的酶,因此可以进行光合作用,A正确;
      B、核糖体是原核生物唯一具有的细胞器,是蛋白质的合成场所,颤蓝细菌有核糖体才能合成自身所需的蛋白质,B错误;
      C、中心体仅分布在动物细胞和低等植物细胞中,颤蓝细菌为原核生物,没有中心体,可通过二分裂的方式进行细胞分裂,C正确;
      D、颤蓝细菌没有线粒体,存在与有氧呼吸相关的酶,可进行细胞呼吸,D正确。
      2. 哺乳动物肾髓质细胞通过多种方式维持Na+平衡,如Na+通过细胞膜上的Na+通道进入细胞;Na+通过细胞膜上的Na+/K+泵排出细胞;胞内部分Na+通过囊泡膜上的Na+/H+反向转运蛋白(NHE)主动转运至囊泡中储存。下列说法错误的是( )
      A. 三种Na+运输方式都需要消耗化学反应释放的能量
      B. 肾髓质细胞质基质中的Na+浓度低于囊泡和组织液
      C. Na+/K+泵运输Na+的过程伴随着空间构象的变化
      D. 用NHE抑制剂处理细胞,细胞质基质中H+浓度降低
      【答案】A
      【解析】
      【详解】A、Na+通过Na+通道进入细胞的方式为协助扩散,顺浓度梯度运输,不消耗化学反应释放的能量;只有Na+/K+泵排Na+、NHE转运Na+至囊泡这两种主动运输过程消耗能量,因此并非三种运输方式都耗能,A错误;
      B、Na+通过通道顺浓度梯度进入细胞,说明组织液Na+浓度高于细胞质基质;Na+通过NHE逆浓度梯度主动转运至囊泡储存,说明囊泡中Na+浓度高于细胞质基质,因此细胞质基质Na+浓度低于囊泡和组织液,B正确;
      C、Na+/K+泵属于载体蛋白,载体蛋白转运物质时会与转运的离子特异性结合,发生空间构象的改变,从而完成物质跨膜运输,C正确;
      D、NHE是Na+/H+反向转运蛋白,Na+从细胞质基质转运至囊泡的同时,H+从囊泡反向转运至细胞质基质;使用NHE抑制剂后,H+进入细胞质基质的过程受阻,因此细胞质基质中H+浓度会降低,D正确。
      3. 肠道细胞分化受Wnt信号通路的调控。干细胞分裂的子细胞在向肠道上皮迁移分化过程中,Wnt信号通路活性逐渐减弱;DNA损伤严重的子细胞会激活p53基因,进而被邻近细胞吞噬清除;到达绒毛顶部后高度分化的子细胞最终凋亡。下列说法错误的是( )
      A. 肠道干细胞通过Wnt信号实现自我更新与分化的平衡
      B. 随着Wnt信号减弱,细胞内的蛋白质种类发生了变化
      C. p53通路介导的细胞被清除的过程属于细胞凋亡
      D. 绒毛顶部高度分化的子细胞凋亡对生物体有害
      【答案】D
      【解析】
      【详解】A、题干表明Wnt信号通路调控肠道细胞分化,干细胞中Wnt信号活性较高维持分裂自我更新,子细胞向肠道上皮迁移分化时Wnt信号活性逐渐减弱,可实现自我更新与分化的平衡,A正确;
      B、Wnt信号减弱的过程伴随细胞分化,细胞分化的实质是基因的选择性表达,基因选择性表达会合成不同种类的蛋白质,因此细胞内蛋白质种类发生变化,B正确;
      C、p53通路介导的DNA损伤严重的细胞被吞噬清除的过程,是由基因决定的细胞自动结束生命的程序性死亡过程,属于细胞凋亡,C正确;
      D、细胞凋亡是正常的生命历程,可清除衰老、受损的细胞,维持机体内部环境稳定,对生物体是有利的,绒毛顶部高度分化的子细胞凋亡对生物体无害,D错误。
      4. 关于真核细胞以葡萄糖为原料进行细胞呼吸的过程,下列说法正确的是( )
      A. 有氧呼吸的第一阶段和第二阶段均在细胞质基质中进行
      B. 无氧呼吸产生乳酸的过程中,丙酮酸在线粒体基质中被[H]还原
      C. 有氧呼吸过程中水和丙酮酸反应生成CO2和[H]不需要O2直接参与
      D. 无氧呼吸过程中的[H]来源于葡萄糖和水的分解
      【答案】C
      【解析】
      【详解】A、有氧呼吸第一阶段的场所为细胞质基质,第二阶段的场所为线粒体基质,二者并非都在细胞质基质中进行,A错误;
      B、无氧呼吸全过程都在细胞质基质中进行,丙酮酸不会进入线粒体,其被[H]还原生成乳酸的过程发生在细胞质基质,B错误;
      C、有氧呼吸第二阶段发生水和丙酮酸的反应,生成CO₂和[H],该阶段不需要O₂直接参与,O₂仅在有氧呼吸第三阶段与[H]结合生成水,C正确;
      D、无氧呼吸过程中没有水的参与,其产生的[H]仅来源于葡萄糖的分解,D错误。
      5. 大肠杆菌快速增殖时,其环状DNA上同时进行复制(单起点)和多个基因转录。由于复制速度远快于转录,两者在同一条DNA链上经常发生“同向追尾”或“相向碰撞”等物理冲突。细胞内的T酶负责切开并重连DNA链以解决该冲突。已知DNA复制过程中不连续合成链延伸方向与解旋方向相反。下列说法错误的是( )
      A. 发生“冲突”的大肠杆菌可能在为细胞分裂做物质准备
      B. “同向追尾”的原因可能是RNA聚合酶的解旋速度慢于复制过程中的解旋酶
      C. “相向碰撞”可能是转录与DNA复制叉中不连续合成链所用模板链不同
      D. T酶解决冲突时断开的可能是脱氧核糖与磷酸基团之间的化学键
      【答案】C
      【解析】
      【详解】A、大肠杆菌细胞分裂前需要完成DNA复制和相关蛋白质合成,蛋白质合成需要经过转录、翻译过程,冲突发生时DNA复制和转录同时进行,说明细胞可能在为分裂做物质准备,A正确;
      B、同向追尾是复制、转录沿DNA同方向移动时,速度更快的复制过程追上转录过程的现象,原核生物转录时RNA聚合酶自带解旋功能,其解旋、移动速度慢于复制过程的解旋酶,是同向追尾的可能原因,B正确;
      C、相向碰撞是转录方向与复制叉移动方向相反导致的,此时转录的模板链与不连续合成链(滞后链)的模板链相同,转录方向与不连续链延伸方向一致、与复制叉移动方向相反;若两者模板链不同,转录方向会与复制叉移动方向一致,只会发生同向追尾,不会出现相向碰撞,C错误;
      D、DNA链的骨架由脱氧核糖和磷酸通过磷酸二酯键连接形成,T酶切开并重连DNA链时,断开的是脱氧核糖与磷酸基团之间的磷酸二酯键,D正确。
      6. 果蝇的眼型和翅型分别由A/a、B/b控制。现用一群细眼正常翅雌果蝇和粗眼雄果蝇杂交,F1中雌、雄比例为1∶1;F1雌蝇中,粗眼正常翅:细眼正常翅:粗眼截翅:细眼截翅=6∶10∶3∶5;F1雄蝇中,细眼正常翅:粗眼正常翅:细眼截翅:粗眼截翅=5∶3∶5∶3。不考虑致死和其他变异,基因不位于Y染色体上。下列说法正确的是( )
      A. 决定细眼、粗眼的基因位于X染色体,正常翅、截翅的基因位于常染色体
      B. 亲代雄果蝇能产生3种基因型的配子其中同时含a和B的配子占比为1/3
      C. F1中纯合子占9/32,纯合子中雌果蝇:雄果蝇是1∶1
      D. 若F1中的正常翅雌、雄果蝇随机交配,则F2中截翅果蝇占3/16
      【答案】D
      【解析】
      【详解】A、眼型在F1雌雄中粗眼:细眼均为3:5,无性别差异,故决定细眼、粗眼的基因A/a位于常染色体;翅型在F1雌雄中表型比例不同,说明正常翅、截翅的基因B/b位于X染色体,A错误;
      B、亲本雄都是粗眼(aa),仅产生带a的配子,结合翅型比例推导,F1雄的X全部来自亲本雌,F1雄正常翅:截翅=1:1,说明亲本雌配子XB:Xb=1:1;F1雌截翅(XbXb)占1/3,P(XbXb)=雄配子Xb×雌配子Xb=雄配子Xb×1/2=1/3,得父本X配子中XB:Xb=1:2;亲本雄都是XY,总雄配子中X占1/2,Y占1/2,因此总雄配子基因型及比例为:aXB:aXb:aY=1:2:3,共3种配子,同时含a和B的aXB占总配子的1/6,B错误;
      C、F1中,常染色体只有aa是纯合(A来自母本,a来自父本,所有A_都是Aa,为杂合),P(aa)=3/8:雌(XX)中,性染色体纯合(XBXB+XbXb)概率为1/2,雌占总后代的1/2;雄(XY)中,X仅1个拷贝,无等位基因,全部算纯合,雄占总后代的1/2;总纯合子概率=3/8×(1/2×1/2 + 1/2×1)=9/32;但纯合子中雌纯合占3/32,雄纯合占6/32,比例为1:2,C错误;
      D、F1正常翅雌雄:正常翅雄只有XBY,产生配子XB:Y=1:1;正常翅雌排除XbXb,基因型比例XBXB:XBXb=1:3,产生配子XB=5/8,Xb=3/8;随机交配后,仅XbY为截翅(雄无Xb配子,不会出现XbXb),因此P(截翅)=P(Xb雌)×P(Y雄)=3/8×1/2=3/16,D正确。
      7. 某二倍体植物的性染色体组成是ZW型。W染色体上存在特定区段,该区段内F1~Fn显性基因紧密连锁,正常情况不能互换,倒位后可互换;而Z染色体对应位点均为隐性基因(f1~fn)。下图为染色体倒位雌株A减数分裂性染色体联会示意图。已知因染色体互换产生的带有染色体片段缺失或重复的配子无存活能力。只考虑图示变异,下列说法正确的是( )
      A. 正常的雌雄株杂交后代雌株与雄株的比例为1∶1
      B. 若雌株A的ZW发生如图交换,其后代可能出现雌雄同株
      C. 倒位会导致图中W染色体上基因的数量和排列顺序改变
      D. ZW染色体间倒位现象的存在,降低了该植物种群的性别决定稳定性
      【答案】A
      【解析】
      【详解】A、正常雌株(ZW)产生Z和W两种配子,雄株(ZZ)只产生Z 配子。含完整F基因的W 配子与 Z 结合,形成ZW(雌株);不含F基因的Z配子与Z结合,形成ZZ(雄株),因此后代雌株:雄株=1:1,A正确;
      B、雌株A的ZW发生图示交换后,会产生部分携带缺失或重复片段的配子,这类配子无存活能力;能存活的重组配子,要么仍含完整F基因(发育为雌株),要么不含F基因(发育为雄株),不会产生只含部分F基因的配子,因此后代不会出现雌雄同株,B错误;
      C、倒位仅改变染色体上基因的排列顺序,不会改变基因的数量,因此W染色体上基因数量不变,C错误;
      D、ZW染色体间的倒位互换虽会产生部分无存活能力的配子,但能存活的配子仍按正常比例发育为雌株或雄株,不会出现雌雄同株个体,因此种群性别决定的稳定性并未降低,D错误。
      8. 侵入式“脑机接口”是将电极直接植入大脑皮层,采集并解析神经信号控制外部设备的技术。“脑机接口”医疗器械可让脊髓损伤的瘫痪患者实现机械手部抓握功能,下列说法正确的是( )
      A. “脑机接口”医疗器械属于反射弧中的效应器
      B. 大脑皮层通过“脑机接口”直接控制机械臂,体现了神经系统的分级调节
      C. 控制机械臂时,神经冲动沿大脑皮层→脊髓→传出神经→机械臂传递
      D. 患者在用机械臂写字时可在大脑语言中枢的W区神经元采集到电信号
      【答案】D
      【解析】
      【详解】A、反射弧的效应器是传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体,属于人体自身结构,“脑机接口”是外部医疗器械,不属于反射弧的组成部分,A错误;
      B、神经系统的分级调节是指高级中枢(大脑皮层)通过调控脊髓等低级中枢共同调节生命活动,本题中大脑皮层通过脑机接口直接控制机械臂,未经过脊髓低级中枢的调控,不体现分级调节,B错误;
      C、题干中患者为脊髓损伤的瘫痪患者,脊髓的信号传导通路受损,且脑机接口直接采集大脑皮层信号控制机械臂,无需经过脊髓、传出神经传递信号,C错误;
      D、大脑皮层W区为书写性语言中枢,负责调控书写功能,患者用机械臂写字时W区神经元兴奋,可采集到电信号,D正确。
      9. 植物的生长发育和对环境的适应是多种激素共同调控的结果。下列说法错误的是( )
      A. 生长素和细胞分裂素协调促进细胞分裂,其中生长素主要促进细胞质的分裂
      B. 在调节种子萌发的过程中,赤霉素促进萌发,脱落酸抑制萌发
      C. 当生长素浓度升高到一定值时,会促进乙烯的合成
      D. 决定器官生长发育的往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量
      【答案】A
      【解析】
      【详解】A、生长素和细胞分裂素可协同促进细胞分裂,其中生长素主要促进细胞核的分裂,细胞分裂素主要促进细胞质的分裂,A错误;
      B、赤霉素的生理作用包括促进种子萌发,脱落酸的生理作用包括抑制种子萌发,二者在种子萌发的调节中表现为拮抗作用,B正确;
      C、当生长素浓度升高到一定值时,会促进乙烯的合成,乙烯含量升高后会反过来抑制生长素的促进作用,C正确;
      D、植物的生长发育由多种激素共同调控,决定器官生长发育的往往不是某种激素的绝对含量,而是不同激素的相对含量,如生长素和细胞分裂素的比例会影响愈伤组织的分化方向,D正确。
      10. 下图表示不同受试者口服标准剂量的高浓度葡萄糖水溶液,胰岛素浓度在不同时间点的变化曲线,下列说法错误的是( )
      A. 曲线①第一时相胰岛素浓度达到峰值时,正常人血糖浓度可能最低
      B. 曲线①第二时相胰岛素缓慢上升,可能是胰岛素合成基因表达增强
      C. 曲线②第一时相胰岛素浓度远低于曲线①,可能是储存的胰岛素无法快速释放
      D. 曲线③胰岛素浓度持续偏低,可能是机体内不能有效合成胰岛素
      【答案】A
      【解析】
      【详解】A、胰岛素的作用是降低血糖,但血糖的变化是:口服葡萄糖后,血糖会先快速升高,刺激胰岛素分泌,随后胰岛素发挥降血糖作用,血糖才会逐渐下降。 第一时相胰岛素峰值出现在15 分钟左右,此时血糖刚被刺激升高,胰岛素刚开始发挥作用,血糖浓度应该是处于较高水平,而不是最低。血糖最低的时间点,应该是胰岛素发挥降血糖作用一段时间后(比如第二时相后期),A错误;
      B、第二时相的胰岛素,主要来自胰岛 B 细胞新合成的胰岛素,而不是储存的胰岛素。 胰岛素的合成依赖胰岛素基因的表达(转录 + 翻译),因此基因表达增强,会促进新胰岛素的合成与释放,导致第二时相胰岛素缓慢上升,B正确;
      C、曲线②第一时相胰岛素浓度远低于曲线①,可能是储存的胰岛素无法像正常人那样快速释放出来,导致第一时相的峰值很低,C正确;
      D、1型糖尿病患者的核心病因是胰岛 B 细胞被破坏,导致胰岛素合成和分泌严重不足,因此无论哪个时相,胰岛素浓度都持续偏低,D正确。
      11. 某作物种植区部分带翅昆虫如地老虎、玉米螟、绿盲蝽的种群数量高峰分别出现在5月、7月和8月份。下列说法正确的是( )
      A. 5月份地老虎的种群数量峰值为该地区地老虎的K值
      B. 7月份玉米螟数量达到高峰成为该地群落中的优势物种
      C. 昆虫种群数量高峰出现在不同月份是群落演替的结果
      D. 使用信息素诱捕改变昆虫的出生率可减缓害虫对作物的破坏
      【答案】D
      【解析】
      【详解】A、K值即环境容纳量,指环境条件不受破坏的前提下,一定空间中所能维持的种群最大数量。5月份地老虎的种群数量峰值是短期季节波动下的最大值,并非环境长期稳定维持的最大种群数量,不属于K值,A错误;
      B、优势种是指群落中数量多、对群落结构和其他物种的生存影响大、占据优势地位的物种。7月份仅玉米螟单一的种群数量达到高峰,其对整个群落的影响力不足,不属于该群落的优势物种,B错误;
      C、群落演替是指随着时间推移,一个群落被另一个群落替代的过程。昆虫种群数量高峰出现在不同月份是受温度、食物等季节因素影响形成的群落季节性变化,不属于群落演替,C错误;
      D、使用信息素诱捕害虫的雄性个体,可破坏害虫种群正常的性别比例,降低种群出生率,进而降低害虫的种群密度,可减缓害虫对作物的破坏,D正确。
      12. 某鱼塘生态系统只存在两个营养级,第一营养级中输入的能量/呼吸作用散失的能量为a;第二营养级从人工饲料中获取的能量为b(占第二营养级总能量的10%),未被利用的能量为c;两个营养级之间的能量传递效率为18%。下列说法正确的是( )
      A. a越接近于1越有利于提高该鱼塘的捕获收益
      B. 第一营养级呼吸作用散失的能量可用50b/a表示
      C. 第二营养级被分解者分解的能量可表示为9b-c
      D. 投喂精加工饲料可提高两个营养级之间的能量传递效率
      【答案】B
      【解析】
      【详解】A、a为第一营养级同化量与呼吸散失能量的比值,a越接近1,说明第一营养级同化能量中呼吸散失的占比越高,用于自身生长发育繁殖的能量越少,可流入第二营养级的能量越少,不利于提高鱼塘捕获收益,A错误;
      B、第二营养级总同化量为b÷10%=10b,其中从第一营养级同化的能量为10b-b=9b,结合两营养级传递效率18%,可得第一营养级同化量为9b÷18%=50b,又因a=第一营养级同化量/第一营养级呼吸散失能量,因此第一营养级呼吸散失能量为50b/a,B正确;
      C、第二营养级总同化量为10b,其能量去向包括呼吸作用散失、被分解者分解、未被利用c(本题仅两个营养级,无流入下一营养级的能量),因此被分解者分解的能量为10b减去呼吸散失能量再减去c,并非9b-c,C错误;
      D、两个营养级之间的能量传递效率是第二营养级从第一营养级同化的能量与第一营养级同化量的比值,投喂精加工饲料仅能提高第二营养级对人工饲料的能量利用率,不会改变两个自然营养级之间的能量传递效率,D错误。
      13. 下列说法正确的是( )
      A. 在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,无水乙醇用于分离色素
      B. 在“DNA的粗提取与鉴定”实验中,95%的乙醇溶液用于溶解DNA
      C. 在“研究土壤小动物类群丰富度”实验中,70%的乙醇溶液可用于保存动物样本
      D. 在“检测生物组织中的脂肪”实验中,50%的乙醇溶液有利于脂肪颗粒充分染色
      【答案】C
      【解析】
      【详解】A、在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,无水乙醇的作用是提取光合色素,分离色素使用的是层析液,A错误;
      B、在“DNA的粗提取与鉴定”实验中,DNA不溶于95%的冷乙醇,该试剂的作用是析出DNA,去除溶于乙醇的杂质,B错误;
      C、在“研究土壤小动物类群丰富度”实验中,70%的乙醇溶液可以固定小动物形态、防腐,能够用于保存采集到的动物样本,C正确;
      D、在“检测生物组织中的脂肪”实验中,50%的乙醇溶液的作用是洗去苏丹Ⅲ染液的浮色,D错误。
      14. 胞苷(胞嘧啶核苷)是某些抗肿瘤药物的原料,大肠杆菌组氨酸合成途径会与胞苷合成途径竞争相同前体物质,为得到胞苷高产菌种,可用紫外线诱变后进行筛选,过程如图所示。下列说法正确的是( )
      A. 紫外线可造成K-12发生基因突变或染色体变异影响组氨酸合成
      B. 筛选培养平板2与平板3相比需要在培养基中添加组氨酸
      C. 经图示筛选培养后可确定A、C、D为诱变成功的K-12菌株
      D. 图示筛选得到的菌株可直接用培养液培养后进行工业化生产
      【答案】B
      【解析】
      【详解】A、大肠杆菌是原核生物,没有染色体,紫外线诱变只能引发基因突变,不能发生染色体变异,A错误;
      B、我们需要筛选的是组氨酸合成缺陷型突变株(该突变株无法自身合成组氨酸,因此必须在添加组氨酸的培养基中才能生长;未突变的野生型可以自身合成组氨酸,在无组氨酸的培养基中也能生长)。图中平板2所有菌株都能生长,平板3仅部分菌株能生长,说明平板2添加了组氨酸,平板3未添加,因此平板2相比平板3需要添加组氨酸,B正确;
      C、诱变成功的菌株是组氨酸合成缺陷型,无法在不含组氨酸的平板3生长,因此图中不能生长的B、E才是诱变成功的菌株;A、C、D能在平板3生长,属于未发生所需突变的菌株,C错误;
      D、图示仅筛选得到组氨酸缺陷型菌株,还需要进一步检测菌株的胞苷产量、发酵特性等,不能直接用于工业化生产,D错误。
      15. 关于动物细胞融合技术,下列说法错误的是( )
      A. 灭活病毒诱导法和高Ca2+—高pH融合法均可以促进动物细胞融合
      B. 体外培养两种动物细胞时需要提供一定浓度的CO2以维持培养液pH
      C. 可利用抗原—抗体特异性结合的原理实现对杂交细胞筛选
      D. 筛选获得的杂交细胞不一定兼具了两种细胞的所有功能
      【答案】A
      【解析】
      【详解】A、高Ca²+—高pH融合法是植物原生质体融合的常用诱导方法,动物细胞融合的诱导方法为聚乙二醇(PEG)融合法、电融合法、灭活病毒诱导法,不使用高Ca²+—高pH融合法,A错误;
      B、动物细胞体外培养时,培养环境中添加一定浓度的CO₂的作用是维持培养液的pH稳定,B正确;
      C、以单克隆抗体制备为例,可利用抗原—抗体特异性结合的原理,检测杂交细胞是否产生所需抗体,实现对杂交细胞的筛选,C正确;
      D、基因的表达具有选择性,杂交细胞虽携带两种细胞的遗传物质,但不一定表达两种细胞的全部基因,因此不一定兼具两种细胞的所有功能,D正确。
      二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
      16. R酶是CO2固定过程中的关键酶,对低温胁迫敏感,Y蛋白能与R酶基因的启动子结合并增强其转录。如图为野生型、Y基因过表达及敲除植株,4℃低温处理12小时后在最适光照强度下测定的净光合速率。下列说法正确的是( )
      A. 低温下三种植株的CO2补偿点为100μ ml·ml-1
      B. 由图可知Y蛋白可在一定程度上缓解低温胁迫对植物造成的伤害
      C. 对三种植株R酶含量进行检测可用于验证Y蛋白对R酶基因转录的增强作用
      D. CO2浓度大于300μ ml·ml-1时,Y蛋白是限制光合速率增加的因素之一
      【答案】BCD
      【解析】
      【详解】A、CO₂补偿点的定义是净光合速率为0时对应的CO₂浓度,由图可知,100μml·ml⁻¹时三种植株净光合速率都大于0,说明CO₂补偿点低于100μml·ml⁻¹,A错误;
      B、由图可知,相同CO₂浓度下,净光合速率:Y基因过表达植株>野生型>Y基因敲除植株;Y蛋白可增强R酶的表达,更高的R酶含量可以提高低温下暗反应速率,维持更高净光合速率,说明Y蛋白可缓解低温对植物造成的伤害,B正确;
      C、Y蛋白增强R酶基因的转录,转录产物mRNA翻译得到R酶,因此Y蛋白作用越强,R酶含量越高;检测三种植株的R酶含量,若出现Y过表达植株>野生型>Y敲除植株的结果,即可验证Y蛋白对R酶基因转录的增强作用,C正确;
      D、胞内CO₂浓度充足(大于300μml·ml⁻¹时),相同CO₂浓度下,净光合速率随Y蛋白含量升高而升高,说明Y蛋白含量不足会限制光合速率,因此Y蛋白是该条件下限制光合速率增加的因素之一,D正确。
      17. 某家族甲、乙两种遗传病分别受独立遗传的基因A/a、B/b的控制。已知1号个体不携带甲病致病基因,1号和2号个体均携带一个由单碱基替换的乙病致病基因,但两基因的突变位点不同。遗传系谱图及家庭成员乙病基因非模板链测序结果如下,不考虑其它变异。下列说法正确的是( )
      A. 甲病可能是XY同源区段的显性遗传病,乙病只能是常染色体隐性遗传病
      B. 3号个体乙病控制基因的测序结果为
      C. 4号个体和5号个体基因型相同的概率为5/9
      D. 1号个体和2号个体再生一个表型正常孩子的概率是3/8
      【答案】BD
      【解析】
      【详解】A、先分析甲病:1号不携带甲病致病基因,2号患甲病,生育了患甲病的3号男性与6号女性,子代中出现正常个体4、5、6,说明甲病是伴X染色体显性遗传病,不可能是 XY同源区段的显性遗传病;再分析乙病:1号和2号表现正常,生育了患乙病的3号,结合测序结果,1号有C、T 两种碱基,2号有C、A 两种碱基,说明乙病可能是常染色体隐性遗传病也可能是伴X染色体隐性遗传病,A错误;
      B、3号是乙病患者,基因型为隐性纯合,需要同时继承1号的T碱基和2号的A碱基,因此它的测序结果为:…A……T…,对应第36位为A、第312位为T,和选项所示结果一致,B正确;
      C、先看甲病:4 号、5 号均不患甲病,基因型相同(均为隐性纯合,如aa 或 XᵃXᵃ)。 再看乙病,直接以测序结果为准: 4号测序结果:两条序列均为…C…T…,说明基因型为纯合正常(B₁B₁); 5 号测序结果:一条…C…T…(正常),一条…C…A…(致病),说明基因型为杂合携带者(B₁B₃); 二者乙病基因型不同,因此整体基因型相同的概率为0,C错误;
      D、以甲病为伴X显性遗传为例计算: 甲病:XᵃY × XᴬXᵃ,子代正常孩子(XᵃXᵃ、XᵃY)的概率为 1/2; 乙病以常染色体隐性遗传病为例:B₁B₂ × B₁B₃,子代正常孩子(含 B₁的个体)的概率为 3/4; 表型正常孩子的总概率 = 1/2 × 3/4 = 3/8,同理依次分析甲病和乙病的其他情况组合,如甲病常染色体显性遗传病而乙病为常染色体隐性遗传病,甲病为XY同源区段显性遗传病而乙病为常染色体隐性遗传病,等等结论一致,D正确。
      18. 异种器官移植后,供体器官细胞表面α-1,3-半乳糖基转移酶(α-Gal,GGTA1基因编码)与受体内的抗α-Gal抗体特异性结合,激活补体(一种蛋白质复合体)系统,不经过细胞免疫过程直接裂解供体细胞,引发超急性排斥反应(HAR)。下列说法错误的是( )
      A. HAR导致的移植器官快速损伤与类风湿性关节炎的发病机理一致
      B. 使用能特异性结合并消耗补体的单克隆抗体,可在一定程度上缓解HAR
      C. 敲除供体的GGTA1基因可在一定程度上缓解HAR
      D. 将抗α-Gal抗体的基因特异性导入人体肿瘤细胞中可消除肿瘤
      【答案】AD
      【解析】
      【详解】A、HAR 属于体液免疫介导的免疫排斥,抗体与抗原结合激活补体,造成细胞裂解,本质是过敏反应。 类风湿性关节炎属于自身免疫病,主要是抗体攻击自身关节组织,同时伴随细胞免疫、炎症因子介导的慢性炎症反应,并非单纯的补体激活直接裂解细胞,二者机理不一致,A错误;
      B、HAR 的关键环节之一是补体系统被激活,进而裂解供体细胞。 若单克隆抗体能特异性结合并消耗补体,就能阻断补体激活后的级联反应,减少供体细胞被裂解,从而缓解 HAR,B正确;
      C、GGTA1 基因编码 α-Gal,而 α-Gal 是供体细胞表面与抗 α-Gal 抗体结合的关键抗原。 敲除 GGTA1 基因后,供体细胞表面不再表达(或显著减少)α-Gal,抗体无法与之结合,补体就不会被激活,从而减少超急性排斥反应,C正确;
      D、抗 α-Gal 抗体的作用靶点是供体细胞表面的 α-Gal,而人体自身细胞(包括肿瘤细胞)通常不表达 α-Gal(人类本身无 GGTA1 基因,无法合成该抗原)。 因此,将抗 α-Gal 抗体基因导入肿瘤细胞,表达的抗体无法识别和攻击肿瘤细胞,无法消除肿瘤,D错误。
      19. 为了合理开发渔业资源,科学家分别探究了岩龙虾种群δ(死亡率/出生率)和R((环境容纳量—种群数量)/环境容纳量)与其种群数量的动态关系,构建生态学模型。下列说法正确的是( )
      A. W~Z的过程中该种群的增长率先减小后增大
      B. 据模型分析环境容纳量所对应的种群数量为2a
      C. 模型R值等于1时种群达到环境容纳量
      D. 为保证该种群延续,Z点时的最大捕捞量为d-a
      【答案】D
      【解析】
      【详解】A、W~Z过程中,δ从1先下降到1/2,再上升到1。增长率= 出生率-死亡率,δ=死亡率/出生率,因此δ越小,出生率相对死亡率越高,种群增长率越大。因此W~Z过程中,种群增长率先增大后减小,而非先减小后增大,A错误;
      B、环境容纳量K是种群数量稳定时的数量,此时δ=1、R=0。图中R=0对应的种群数量为d,因此环境容纳量为d,而非2a,B错误;
      C、R=(K-N)/K,当R=0时,N=K,种群达到环境容纳量;R=1时,N=0,种群数量为0,C错误;
      D、Z点对应的种群数量为d(K值),为保证种群延续,捕捞后种群数量应不低于a(此时δ=1,种群数量稳定,低于a 则种群衰退),因此Z点的最大捕捞量为d-a,D正确。
      20. 蓝莓可制成蓝莓酒进而酿造蓝莓醋,家庭中可使用发酵瓶进行制作。下列说法正确的是( )
      A. 发酵前蓝莓要用洗洁精彻底清洗干净再晾干破碎后装瓶发酵
      B. 当O2、糖源都充足时,醋酸菌能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸
      C. 装瓶时要预留1/3空间且酿醋的过程中需定时拧松瓶盖放气
      D. 酿酒阶段转到酿醋阶段时可适当提高发酵温度保证发酵顺利
      【答案】BD
      【解析】
      【详解】A、家庭制作蓝莓酒的酵母菌来源于蓝莓果皮表面附着的野生酵母菌,用洗洁精彻底清洗会冲走甚至杀死菌种,仅需冲洗浮尘即可,不需要彻底清洗,A错误;
      B、醋酸菌是好氧菌,当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸,B正确;
      C、装瓶预留空间的操作是对的,但酿醋过程不需要定时拧松放气:醋酸菌是好氧菌,以酒精为原料酿醋时不产生二氧化碳,且醋酸发酵需要持续供氧,仅拧松瓶盖无法满足氧气需求,C错误;
      D、酵母菌酒精发酵的最适温度是18~30℃,醋酸菌醋酸发酵的最适温度是30~35℃,因此酿酒转酿醋时适当提高温度,可满足醋酸菌的生长需求,保证发酵顺利进行,D正确。
      三、非选择题:本题共5小题,共55分。
      21. 聚球藻PCC 7942(蓝细菌)是研究葡萄糖工业化生产的重要材料,下图为聚球藻细胞内与葡萄糖相关的部分代谢过程。回答下列问题。
      (1)图中PSII为光合色素和蛋白质的复合体,其含有的光合色素有___________,水光解产生的e最终受体是___________。
      (2)为监测PCC 7942中葡萄糖的积累量,用含的培养基培养PCC 7942,一段时间后其光合产物葡萄糖中含有的原因是___________。
      (3)据图分析,酶①在聚球藻葡萄糖代谢中的作用是___________。适宜条件下,酶①、酶②基因敲除的某藻株与野生型相比,短时间内其胞内葡萄糖积累量显著增加(期间葡萄糖外泌量基本不变),推测原因是___________。
      (4)胞内葡萄糖积累增多,可能对PCC 7942产生的不利影响有___________(答出一条即可)。为减轻该不利影响PCC 7942可通过增加细胞膜上___________的数量以增加葡萄糖外泌量。利用此过程可构建生产葡萄糖的细胞工厂。
      【答案】(1) ①. 叶绿素、藻蓝素 ②. NADP+
      (2)参与光反应产生了含的NADPH,进一步用于暗反应合成含的葡萄糖
      (3) ①. 催化葡萄糖生成葡萄糖-6-磷酸 ②. 光合作用产生的葡萄糖量基本不变,酶①催化生成葡萄糖-6-磷酸所消耗的葡萄糖量远大于酶②催化蔗糖生成葡萄糖的量,因此敲除后突变体细胞内葡萄糖积累增多)
      (4) ①. 葡萄糖作为光合作用的产物大量积累会抑制光合作用(葡萄糖大量积累会增大细胞内渗透压干扰细胞代谢;其他合理答案即可) ②. DMT(葡萄糖转运蛋白)
      【解析】
      【小问1详解】
      聚球藻是蓝细菌(原核生物),无叶绿体,其光合色素为叶绿素和藻蓝素;水光解产生的电子经光系统传递,最终与NADP+、H+结合生成NADPH,因此电子的最终受体是NADP+。
      【小问2详解】
      培养基中的3H2O被聚球藻吸收后,在光反应阶段发生水光解,产生含3H的H+和电子,最终参与生成NADPH;NADPH在卡尔文循环中还原C3化合物,将3H转移到光合产物(CH2O)中,最终合成的葡萄糖中就会带有3H。
      【小问3详解】
      从代谢路径可知,酶①是葡萄糖参与呼吸作用的关键酶,可催化葡萄糖生成葡萄糖-6-磷酸,酶②催化蔗糖生成葡萄糖,敲除两个基因后,光合作用产生的葡萄糖量基本不变,酶①催化生成葡萄糖-6-磷酸所消耗的葡萄糖量远大于酶②催化蔗糖生成葡萄糖的量,因此敲除后突变体细胞内葡萄糖积累增多。
      【小问4详解】
      葡萄糖作为光合作用的产物大量积累会抑制光合作用。图中DMT是细胞膜上负责将葡萄糖转运出细胞的载体蛋白,增加其数量可提升葡萄糖的外泌量,缓解胞内葡萄糖积累的不利影响。
      22. 某二倍体两性花油菜的花色主要有金黄色、黄色和白色,为探究油菜花色的遗传规律并培育更多花色的品系,科学家进行了相关研究。杂交实验及相关色素的代谢途径如图1所示,相关实验结果如图2所示。已知Y/y、G/g基因分别位于油菜的3号和7号染色体上,不考虑其他变异,回答下列问题。
      (1)杂交实验F2中黄色植株的基因型为___________。在F2自交得到F3的过程中,偶然发现某金黄色植株(丙)自交后代中金黄色:黄色:白色=3∶9∶4。检测发现该异常比例由1条染色体上某隐性基因(c)发生显性突变所致,根据上述比例推测,该显性基因(C)表达的C蛋白抑制___________(填“Y”或“G”)基因的表达。据此画出丙中C/c基因所在染色体及与Y/y、G/g基因的位置关系___________(用“”形式表示,其中横线表示染色体,圆点表基因在染色体上的位置)。
      (2)为确定C/c在染色体上的位置,提取植株甲、乙、丙以及丙自交所得F3的DNA,表型一致的DNA做混合样本,扩增后进行电泳,结果如图2所示。据图推测,C/c基因位于___________号染色体上。进一步对F3中白花个体DNA混合样本3号和7号染色体上的SSR进行扩增、电泳,电泳条带出现___________条。
      (3)F2中某金黄色植株(丁)自交后代出现了红色花,且丁子代中金黄色:黄色:红色=3∶1∶4.油菜红花的花色并非胡萝卜素、叶黄素主导,而是显性突变基因D控制合成的花青素大量积累的结果。推测该异常比例的出现是因为含___________(填“D”或“d”)基因的雄配子致死,且D基因位于___________(填“3号染色体”或“7号染色体”)上,子代红色花油菜自交,后代性状及比例为___________。
      (4)研究过程中发现,油菜细胞中的N1蛋白抑制花青素的合成,N2蛋白促进花青素的合成,N2基因过表达植株中N1的表达量也相应升高。结合N1和N2的作用及关系从物质和能量的角度解释这种现象存在的意义___________。
      【答案】(1) ①. YYgg、Yygg ②. G ③.
      (2) ①. 3 ②. 3
      (3) ①. D ②. 3号染色体 ③. 金黄色:黄色:红色=5∶3∶8
      (4)N2促进花青素的合成,N2含量过高时会促进N1的合成,进而抑制花青素的合成,使花青素能够维持在一定水平,减少了合成过程中物质和能量的浪费
      【解析】
      【小问1详解】
      根据代谢途径,黄色表型需要有Y基因表达(合成β-胡萝卜素)、无G基因表达(无法转化为金黄色的叶黄素),因此基因型为Y_gg,F2中对应为YYgg、Yygg。正常金黄色植株(Y_G_)自交后代应为金黄:黄:白=9:3:4,而丙自交后代为3:9:4,白色占比不变(说明Y基因的表达未受影响),金黄和黄色比例反转。若C蛋白抑制G基因的表达,则含C的个体中,即使有G基因也无法合成金黄色的叶黄素,Y_G_个体也会表现为黄色,最终符合3金黄:9黄色:4白色的比例。
      Y/y位于3号染色体,G/g基因位于7号染色体上,丙为Yy(保证自交后代yy占1/4,对应白色4份);Y/y与C/c连锁,Y与c在一条3号染色体,y与C在同源的另一条3号染色体,完全连锁时自交后代基因型比例为YYcc:YyCc:yyCC=1:2:1,结合Gg自交结果,正好符合3:9:4的表型比例。或C/c与G/g连锁,G与c在一条7号染色体,g与C在同源的另一条7号染色体,完全连锁时自交后代基因型比例为GGcc:GgCc:ggCC=1:2:1,结合Yy自交结果,正好符合3:9:4的表型比例。
      【小问2详解】
      SSR-3、SSR-7分别对应3号、7号染色体的分子标记。F3金黄色个体的基因型为Y_G_cc,仅保留了乙的3号染色体SSR标记(无甲的SSR-3条带),说明C/c与3号染色体的G/g连锁,因此C/c位于3号染色体。
      F3白花个体的基因型为yy__,3号染色体为纯合的yy(仅含甲的SSR-3,1条条带);7号染色体可携带甲或乙的片段(含甲、乙的SSR-7,2条条带),因此总条带数为1+2=3条。
      【小问3详解】
      红色由显性基因D控制,丁自交后代红色占4/8=1/2,非红色(dd)占4/8=1/2,不符合Dd自交的3:1比例。若含D的雄配子致死,则Dd个体仅能产生存活的d雄配子,雌配子为D:d=1:1,自交后代Dd(红色):dd(非红)=1:1,完全符合比例。丁为金黄色植株,自交后代无白色个体,说明丁的Y/y为纯合YY;非红色的dd个体中金黄:黄=3:1,说明G/g为Gg且正常分离。若D位于7号染色体,会与G/g连锁,导致G/g无法正常分离;D位于3号染色体时,与7号的G/g自由组合,不影响G/g的分离,符合实验结果。子代红色花的基因型为YY__Dd(无DD个体,因D雄配子致死),其中GG:Gg:gg=1:2:1。红色花自交时,Dd自交后代始终为Dd(红):dd(非红)=1:1;非红的dd个体中,G/g自交后代G_(金黄):gg(黄)=5:3。最终合并比例为金黄色:黄色:红色=5:3:8。
      【小问4详解】
      花青素的合成需要消耗细胞内的物质和能量,N2促进花青素的合成,N2含量过高时会促进N1的合成,进而抑制花青素的合成,使花青素能够维持在一定水平,减少了合成过程中物质和能量的浪费,保障油菜正常的生理代谢与生长发育。
      23. 人体肠道内栖息着海量微生物,它们与中枢神经系统(CNS)、肠神经系统(ENS)、内分泌系统及免疫系统共同构成了错综复杂的“脑—肠—微生物轴”(如下图)。研究发现,长期慢性应激(如极度焦虑)会影响“脑—肠—微生物轴”,引起肠道蠕动异常,导致肠黏膜损伤。回答下列问题。
      (1)在长期慢性应激下,下丘脑分泌的___________增加,通过分级调节最终引起激素甲(糖皮质激素)增多。分级调节机制在机体维持稳态中的重要生物学意义是___________。
      (2)激素甲作用于ENS最终引起肠道蠕动异常,进而引起相关感受器兴奋,通过图中a神经传回脑,该神经___________(填“属于”或“不属于”)交感神经或副交感神经,并最终在___________形成痛觉。
      (3)为验证图中所示“慢性应激引起的5-HT分泌增多,促进Th17分化进而加重肠黏膜损伤”这一过程,现利用野生型(WT)小鼠、抗5-HT抗体、生理盐水及必要的试剂和仪器进行初步实验。将表格补充完整。
      (4)长期焦虑人群,适量补充益生菌可缓解焦虑造成的肠黏膜损伤,据图分析其机制是___________。
      【答案】(1) ①. 促肾上腺皮质激素释放激素(CRH) ②. 可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态
      (2) ①. 不属于 ②. 大脑皮层
      (3) ①. 甲、乙两组进行慢性应激处理,丙组不进行处理 ②. 适量的抗5-HT抗体 ③. 等量的生理盐水
      (4)益生菌增加短链脂肪酸(SCFA)的量,SCFA可以抑制辅助性T细胞(Th17)的分化,从而减轻焦虑对肠黏膜的损伤
      【解析】
      【小问1详解】
      下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的分级调节中,下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素,作用于垂体,促使垂体分泌促肾上腺皮质激素,进而促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素。分级调节的核心意义是可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
      【小问2详解】
      交感神经和副交感神经均属于自主神经系统的传出神经,而图中a神经是将肠道感受器的兴奋传回脑的传入神经,因此不属于交感或副交感神经;所有的感觉(包括痛觉)均在大脑皮层形成。
      【小问3详解】
      实验目的是验证“慢性应激引起的5-HT分泌增多,促进Th17分化进而加重肠黏膜损伤”,需设置三组对照:甲、乙两组进行慢性应激处理,丙组不进行处理。甲组小鼠腹腔注射适量的抗5-HT抗体,乙、丙组小鼠腹腔注射等量的生理盐水,持续一段时间后,分别检测三组小鼠Th17的比例以及肠黏膜损伤程度。乙组:慢性应激+生理盐水,5-HT正常发挥作用,Th17比例最高、肠黏膜损伤最重;甲组:慢性应激+抗5-HT抗体,5-HT被抗体中和,Th17分化被抑制,损伤程度中等;丙组(空白对照组):无慢性应激+生理盐水,无5-HT异常升高,Th17比例最低、损伤最轻;最终结果符合“乙>甲>丙”的实验预期。
      【小问4详解】
      益生菌增加短链脂肪酸(SCFA)的量,SCFA可以抑制辅助性T细胞(Th17)的分化,减少Th17介导的肠黏膜损伤,最终缓解焦虑造成的肠黏膜损伤。
      24. 碳汇是指环境中碳的储存,草地是重要的土壤碳汇。草地碳汇中土壤有机碳(SOC)可分为颗粒有机碳(POM,源于动植物残体碎片)和矿物结合有机碳(MAOM,与土壤矿物结合的根系分泌物及微生物残体)。青藏高原草地碳汇现状调查结果显示,随着植被覆盖率增加,微生物残体碳在土壤中显著增加,过度放牧区比轮牧区SOC明显下降。回答下列问题。
      (1)碳在生物群落内部主要以___________形式传递。从碳循环周期的角度分析,___________(填“POM”或“MAOM”)可实现更长期的土壤固碳,原因是___________。
      (2)结合材料,分析过度放牧导致SOC下降的原因是___________。
      (3)过度放牧草场的修复可补播豆科植物,禾草和豆科植物根系深浅不同,存在明显的分层现象,这属于___________结构。该结构使二者在群落中占据不同的___________,这有利于___________。
      (4)在青藏高原生态修复工程中,选择适宜的豆科植物与禾草混播,这体现了生态工程的___________原理。
      【答案】(1) ①. 有机物 ②. MAOM ③. MAOM与土壤矿物结合,结构稳定不易被微生物分解;而POM为动植物残体碎片,易被分解
      (2)过度放牧导致植被覆盖率下降,POM下降;植被覆盖率下降还导致根系分泌物及土壤微生物数量减少,MAOM减少,进而SOC下降
      (3) ①. 垂直 ②. 生态位 ③. 不同生物(禾草和豆科植物)充分利用资源
      (4)自生
      【解析】
      【小问1详解】
      碳在生物群落与无机环境之间以CO₂形式循环,在生物群落内部通过食物链/食物网,主要以含碳有机物的形式传递。结合题干对两种有机碳的定义,MAOM与土壤矿物结合,结构稳定不易被微生物分解;而POM为动植物残体碎片,易被分解,因此MAOM能实现更长期的土壤固碳。
      【小问2详解】
      过度放牧使草地植被被大量啃食,植被覆盖率下降:一方面动植物残体碎片减少,土壤颗粒有机碳(POM)的输入量显著降低;另一方面植物根系分泌物减少,同时植被覆盖率下降导致微生物残体碳的输入大幅减少,矿物结合有机碳(MAOM)的来源不足;此外,过度放牧会破坏土壤结构,加速土壤有机碳的分解与流失,最终导致土壤有机碳(SOC)含量下降。
      【小问3详解】
      群落的垂直结构不仅包括地上植株的分层,地下根系的深浅分层也属于垂直结构;分层现象可让不同物种占据不同的生态位,减少种间竞争,不同生物更充分地利用环境资源。
      【小问4详解】
      在青藏高原生态修复工程中,混播豆科与禾草植物,增加了物种多样性,利于形成互利共存、自我维持的稳定群落结构,体现了自生原理。
      25. 植物受病原菌侵害时会产生大量水杨酸(SA)并利用SA合成水杨酸甲酯(MeSA),释放给周围植物“报信”。科学家发现拟南芥S基因缺失株系①中MeSA合成受限,B基因缺失株系无法合成MeSA,为探究S蛋白和B蛋白在MeSA合成过程中的相互作用,科学家做了如下研究,相关信息如图所示。回答下列问题。
      (1)为获得S-GST融合蛋白,需要构建S-GST基因过表达载体。通过PCR特异性扩增目的基因S(只含氨基酸编码序列,810个碱基对)需先设计引物,引物的作用是___________。为利用限制双酶切法将S基因连入载体,在引物___________(填“5′”或“3′”)端上添加相应的限制酶识别序列。实验室可使用的限制酶及载体信息如图1所示,已知目的基因中无图示限制酶识别序列,且引物上只添加限制酶识别序列,翻译过程从S基因的起始密码子开始,为正确表达S-GST融合蛋白,防止密码子读取错位,可选择的限制酶组合有___________种。
      (2)将构建好的载体利用农杆菌导入株系①获得转基因株系①-1,提取转基因株系染色体DNA用构建载体的限制酶双酶切获得了与目的基因相同大小的片段,___________(填“能”或“不能”)证明目的基因成功导入受体细胞,原因是___________。后经测序发现只有一个T-DNA插入到①-1基因组中,利用测序结果设计了如图2所示特异性引物,让该株系自交,可选用图中三种引物___________(用字母表示)对自交后代基因组DNA进行PCR扩增并进行凝胶电泳检测,杂合子会出现一长一短两条电泳条带。

      (3)为探究S蛋白与B蛋白之间的关系,又在株系①-1的基础上获得了可同时表达B-MBP蛋白的株系①-2,用可以和GST蛋白特异性结合的“磁珠”对不同株系总蛋白进行处理,处理过程中蛋白质保持活性,洗脱“磁珠”上的蛋白质,变性后进行凝胶电泳,抗体检测后结果如图3,推测蛋白S和蛋白B___________(填“能”或“不能”)结合。后续检测发现B蛋白是MeSA合成过程中的一种关键酶,且SA处理时①-2的MeSA合成能力较①-1显著增强,综合分析植物在受到病原菌侵袭时,完成“报信”的机制是___________。
      【答案】(1) ①. 使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸 ②. 5′ ③. 3
      (2) ①. 不能 ②. 限制酶切割植物基因组DNA时也可能出现与目的基因相同大小的DNA片段 ③. acd或bcd
      (3) ①. 能 ②. 病原菌侵染导致植物SA的大量合成,SA促进S蛋白和B酶结合,结合后B酶活性增强,大量合成MeSA,完成“报信”
      【解析】
      【小问1详解】
      PCR技术中,引物的作用是与模板DNA特异性结合,为DNA聚合酶提供延伸起点,使DNA聚合酶从引物3'端开始连接脱氧核苷酸,合成子链。
      限制酶识别序列需要添加在引物的5'端,若添加在3'端会影响引物与模板结合以及DNA子链延伸。
      S基因共810个碱基对(为3的倍数),要保证融合蛋白读码框正确不错位,需要两个酶切位点之间被切除的碱基数为3的倍数,因为SmaI产生平末端,不能作为限制双酶切法,剩余的XmaI、BamHI和XbaI三种限制酶两两直接都可以作为双酶切法来使用,既保证碱基对是3的倍数,又保证不会发生质粒自身重新形成环状,组合方式有3种(XmaI+BamHI、XmaI+XbaI、BamHI+XbaI)。
      【小问2详解】
      限制酶切割植物基因组DNA时可能会在多个位置出现同样的识别序列,这样在切割的时候可能出现与目的基因相同大小的DNA片段,有的片段有目的基因,有的片段没有,所以不能根据与目的基因相同大小的片段来确定基因是否成功导入受体细胞。
      纯合子(两条染色体都插入了 T-DNA):只能扩增出引物a和c(或a和d)之间的片段,只有一条带。 未插入的野生型:只能扩增出引物c和d之间的片段(但因片段过长无法扩增),因此无条带。提取的染色体 DNA 用构建载体的限制酶双酶切,获得与目的基因相同大小的片段,只能说明该片段含有目的基因的酶切位点和大小,但无法区分该片段是来自插入到染色体上的重组载体,还是未整合到染色体上的游离载体 / 残留质粒。只有通过 PCR、测序或 Suthern 杂交等方法,证明目的基因已稳定整合到受体细胞的染色体 DNA 上,才能证明成功导入。原株系为S基因缺失,本身不存在完整S基因,实验提取的是染色体DNA,酶切得到了与目的基因大小一致的片段,可证明目的基因成功整合到受体细胞染色体。两条链都插入T-DNA为纯合子,但无法扩增,对于杂合子,可以选择acd或bcd三种引物,会得到不同的片段,这个片段因为不长,所以可以完成扩增,并且长短不一样,从而杂合子会出现一长一短两条电泳条带。
      【小问3详解】
      据图分析,SA处理后①-2比①-1抗GST和抗MBP显著提高,说明①-2的MeSA合成能力显著增强,因此报信机制为:病原菌侵染导致植物SA的大量合成,SA促进S蛋白和B酶结合,结合后B酶活性增强,大量合成MeSA,完成“报信”。个体基因组成情况
      性别表现
      含有完整F1~Fn基因
      雌性
      只含有部分F基因
      雌雄同株
      全为隐性对应基因
      雄性
      家庭成员
      1
      2
      3
      4
      5
      测序结果
      …C…T…
      …C…T…

      …C…T…
      …C…T…
      …A…T…
      …C…A…
      …C…T…
      …C…A…
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      实验步骤
      操作要点
      动物分组
      选取健康、发育成熟、生理状态一致的野生型(WT)小鼠若干只,随机均分为三组,编号为甲、乙、丙。
      预处理
      ①___________。
      实验处理,测量
      甲组小鼠腹腔注射②___________,乙、丙组小鼠腹腔注射③___________。持续一段时间后,分别检测三组小鼠Th17的比例以及肠黏膜损伤程度。
      实验结果
      三组小鼠Th17的比例及肠黏膜损伤程度由高到低依次为乙、甲、丙。

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