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    2023届北京大学附属中学高三调研测试生物试题(含解析)

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    2023届北京大学附属中学高三调研测试生物试题(含解析)

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    这是一份2023届北京大学附属中学高三调研测试生物试题(含解析),共28页。试卷主要包含了单选题,综合题,实验题等内容,欢迎下载使用。
    2023届北京大学附属中学高三调研测试生物试题
    学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________

    一、单选题
    1.下列关于蛋白质的叙述错误的是(    )
    A.组成人体蛋白质的氨基酸有21种
    B.活细胞含量最多的化合物是蛋白质
    C.胰岛素是细胞间传递信息的蛋白质
    D.鸡蛋煮熟后其蛋白质更容易被水解
    2.Na+-K+泵的工作原理如下图所示,乌本苷是Na+-K+泵的抑制剂,其本身引起溶液浓度的变化可以忽略不计。下列叙述正确的是(    )
      
    A.Na+-K+泵同时具有载体和酶的功能
    B.乌本苷处理可导致红细胞失水皱缩
    C.Na+的运输体现了细胞膜的流动性
    D.该过程中K+的运输方式为协助扩散
    3.胱氨酸是一种二硫化物,在细胞内能够被NADH还原成半胱氨酸。SLC7A1是一类胱氨酸转运蛋白,在癌细胞表面异常增多。若胱氨酸在细胞内的含量过高,会导致细胞死亡,即双硫死亡(如图所示)。下列与之相关的说法中不正确的是(    )
      
    A.SLC7A1是正常细胞获得胱氨酸的途径之一
    B.抑制NADH的合成或可成为治疗癌症的新方法
    C.双硫死亡是癌细胞生命历程中的必经阶段
    D.二硫化物积累将导致细胞骨架结构被破坏
    4.CADASIL是一种遗传性脑部血管疾病,是由于NOTCH3基因发生显性突变所致,主要临床表现为偏头痛、认知障碍及癫痫等。某患者家系的该病调查结果如图所示,下列相关说法中错误的是(    )
      
    A.NOTCH3基因位于常染色体上
    B.图中所有患病个体均为NOTCH3基因的杂合子
    C.给患者导入NOTCH3基因可有效治疗该疾病
    D.Ⅲ-1和Ⅲ-2再生一个健康儿子的概率为1/4
    5.杂交水稻的无融合生殖指的是不发生雌、雄配子的细胞核融合而产生种子的一种无性繁殖方式。无融合生殖过程主要由两个基因控制——含基因A的植株形成雌配子时,减数第一次分裂异常,导致雌配子染色体数目加倍;含基因P的植株产生的雌配子不经过受精作用,直接发育成个体。雄配子的发育不受基因A、P的影响。下列与之相关的说法中错误的是(    )
    A.基因型为AaPp的水稻自交,子代基因型与亲代相同
    B.基因型为Aapp的水稻自交,子代染色体数与亲代相同
    C.利用无融合生殖技术可以获得母本单倍体植株
    D.利用无融合生殖技术可以保持作物的杂种优势
    6.黑腹裂籽雀的主要食物是不同种的莎草种子,这种鸟的喙宽度与其食物种类有很大关系——较宽的喙适于处理较硬的种子,而窄喙则能有效处理软种子。研究者统计了黑腹裂籽雀群体中不同下颚宽度(度量喙大小的指标)个体的存活率,结果如下图所示。下列说法中不正确的是(    )
      
    A.宽喙和窄喙两个亚群体的分化有利于降低种间竞争
    B.在黑腹裂籽雀中出现宽喙和窄喙性状属于可遗传变异
    C.黑腹裂籽雀与不同种的莎草之间存在协同进化
    D.喙宽在14mm左右的个体存活率低是自然选择的结果
    7.在双子叶植物的种子萌发过程中,幼苗顶端形成“弯钩”结构。研究发现,弯钩的形成是由于尖端一侧的生长素浓度过高,抑制生长。研究者探究SA(水杨酸)和ACC(乙烯前体)对弯钩形成的影响,结果如下图所示。下列相关叙述不正确的是(    )
      
    A.弯钩形成体现了生长素作用的两重性
    B.本实验是在黑暗下进行的
    C.ACC可能影响生长素在弯钩内外侧的分布
    D.SA和ACC对弯钩形成具有协同作用
    8.图为神经肌肉接头结构模式图,下列与之相关的说法中不正确的是(    )

    A.①是神经元的轴突末梢,神经冲动只能由①传向肌肉
    B.②能与突触前膜融合通过胞吐的方式释放神经递质
    C.③是肌肉细胞膜,神经递质与受体结合后进入细胞
    D.④是能为神经元之间的信息传递提供能量的细胞器
    9.为了研究噬菌体侵染细菌的过程,研究者分别用32P和35S标记的噬菌体侵染了未被放射性标记的细菌。在短时间保温后进行离心(未搅拌),测定了上清液中的放射性,结果如下。下列相关说法中不正确的是(    )
    细菌处理
    噬菌体处理
    上清液中的放射性比例(%)
    加入DNA酶
    未加入DNA酶
    不处理
    35S
    2
    1
    不处理
    32P
    8
    7
    侵染前加热杀死
    35S
    15
    11
    侵染前加热杀死
    32P
    76
    13

    注:DNA酶与噬菌体同时加入;离心后长链DNA出现在沉淀中、短链DNA出现在上清液中
    A.用32P和35S分别标记了噬菌体的DNA和蛋白质
    B.细菌被杀死后会促进噬菌体DNA被DNA酶降解
    C.DNA被降解后产生的片段离心后会出现在上清液中
    D.从实验结果中可知噬菌体的蛋白质没有进入细菌
    10.艾滋病是由人类免疫缺陷病毒(HIV)引起的,下列说法不正确的是(    )
      
    A.表面蛋白帮助HIV主动运输进入细胞
    B.HIV的两条RNA链储存其遗传信息
    C.逆转录酶用HIV宿主细胞的原料合成
    D.病毒包膜的组成中含磷脂双分子层
    11.下图是科研人员利用白鼠和黑鼠的早期胚胎培育黑白嵌合体小鼠的简要流程,下列叙述不正确的是(    )
      
    A.过程①使用的早期胚胎是桑葚胚,培养需要添加血清
    B.过程②使黑白卵裂球的细胞彼此混合,而非细胞融合
    C.代孕母鼠生产的嵌合鼠毛色黑白相间,是四倍体小鼠
    D.过程③通过同期发情处理代孕母鼠可提升受孕成功率
    12.实验原理决定了实验设计和操作,表中实验原理有错误的是(    )
    选项
    高中生物学实验内容
    实验原理
    A
    用高倍显微镜观察细胞质流动
    活细胞中细胞质不断流动,可用细胞质中叶绿体的运动作为标志
    B
    绿叶中色素的提取和分离
    绿叶中的色素能溶解在有机溶剂中,且在层析液中溶解度不同,溶解度高的扩散快
    C
    观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
    各个细胞的分裂独立进行,在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞
    D
    DNA的粗提取与鉴定
    DNA能溶于2mol/L的NaCl溶液,但不溶于冷酒精,常温下DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色
    A.A B.B C.C D.D
    13.研究者对绿色荧光蛋白进行改造,将其第203位苏氨酸替换为酪氨酸,使改造后的蛋白质在特定光激发后发射橙色光,称为橙色荧光蛋白。关于橙色荧光蛋白的构建,以下说法正确的是(    )
    A.用蛋白酶直接处理绿色荧光蛋白获得目标产物
    B.设计定点突变PCR获得橙色荧光蛋白基因
    C.PCR扩增获得的产物激发后可以发橙色荧光
    D.绿色荧光蛋白基因发生的突变类型为碱基缺失
    14.Vander  Woude综合征是一种常见的唇腭裂综合征,一对表型健康的夫妇生育了一位该病患儿。为帮助该夫妇生育健康的孩子,医生通过试管婴儿技术得到4枚发育正常的胚胎,并检测相应细胞的基因,结果如下表。
    胚胎编号
    极体类型
    突变基因检测结果
    2号
    第一极体
    突变型
    第二极体
    野生型
    4号
    第一极体
    野生型
    第二极体
    突变型
    5号
    第一极体
    野生型
    第二极体
    突变型
    6号
    第一极体
    突变型
    第二极体
    突变型

    下列叙述不正确的(    )
    A.需对妻子注射促性腺激素以促进排卵
    B.可将受精卵细胞直接移植入母体子宫
    C.人工授精前需对精子进行获能处理
    D.移植2号胚胎得到健康孩子的可能性最高
    15.水资源短缺已成为制约我国经济社会发展的重要因素。区域再生水循环利用是指达标排放的废水经人工湿地进一步净化后,再次用于生产、生态、生活的污水资源化利用模式。下列相关说法错误的是(    )
    A.遵循了生态工程建设的整体原理
    B.利于人与资源、环境可持续发展
    C.净化废水依赖微生物的分解作用
    D.废水中的能量用于湿地植物生长

    二、综合题
    16.奥森主湖具有水域面积小且封闭、易污染、缺少完整食物链等特点导致水体容易富营养化,爆发水华。为评估奥森主湖的水体生态系统现状,提出水质净化的有效措施,进行了相关研究。
    (1)从村落和农田到如今北京最大的森林公园,展现了生物群落的___________过程。通过生态工程,对人工生态系统进行分析、设计和调控,可实现生态系统的___________、功能平衡和收支平衡。
    (2)研究人员利用软件对公园主湖生态系统进行模拟研究。依据自然水域数据设计模型1。模拟期限为5个植物生长期,部分实验结果如图所示。
      
    比较图1和图2可知,2017年沉水植物的存在抑制了浮游植物的生长,支持上述结论的依据是__________。
    (3)为彻底解决持续性净水的问题,研究人员以模型1为基础,分别在进水口增加人工湿地、加入底栖动物田螺、将沉水植物菹草置换为挺水植物荷花,构建模型2、3、4,重复(2)模拟实验。结果显示,各模型沉水植物中仅水藓长势的差异显著,如图3。其它植物干重均呈规律性周期变化。
      
    注:田螺以有机碎屑、浮游生物、苔藓类植物为食,也是鲤鱼的食物之一。
    ①根据实验结果推测,以下净水措施的可持续性排序依次为:__________>__________>__________B
    A.现有人工湿地净化系统            B.无人工湿地净化系统
    C.优化群落的垂直结构                D.增加多条完整的食物链
    ②请从生态系统营养结构的角度分析,增加底栖动物有效提升主湖自净能力的原因_____。

    三、实验题
    17.植物产生的信号物质参与植物体的生长发育及植物体对外界环境变化的反应过程。
    (1)植物激素是植物体产生的,对生命活动起_____作用的微量有机物。植物根的伸长是由于根部细胞的__________导致。
    (2)用NaCl和乙烯合成抑制剂(AVG)处理拟南芥萌发的种子,检测根的长度,结果如图。

      
    结果表明,NaCl通过促进乙烯的合成,进而抑制根的生长,依据是__________。
    (3)有研究表明,高浓度NaCl处理后,植物会产生茉莉酸抑制根的生长。为研究乙烯、茉莉酸在拟南芥根生长过程中的关系,研究人员进行了实验。将用高浓度NaCl处理过的拟南芥分为4组,分别加入AVG或IBU,其中IBU为茉莉酸合成抑制剂,检测根的长度。
    组别
    1
    2
    3
    4
    AVG
    -
    +
    -
    +
    IBU
    -
    -
    +
    +
    根的长度
    4.8
    7.2
    8.7
    8.7

    注:+/-分别表示有/无添加
    结果表明,高浓度NaCl处理、乙烯、茉莉酸及根的伸长之间的关系为_______。
    (4)为进一步证明乙烯与茉莉酸在根的伸长中的关系,请使用下列材料和试剂设计实验,写出实验方案与预期结果。___
    可供选择的材料和试剂:萌发的种子、乙烯、茉莉酸、AVG、IBU。

    四、综合题
    18.癫痫是一种间歇发作的神经系统疾病,发作时表现为大脑特定区域神经元兴奋性持续增强。研究人员发现神经元中c蛋白的表达量可指示神经元兴奋性变化。
    (1)将C蛋白和绿色荧光蛋白融合基因导入作为__________的腺相关病毒,感染小鼠神经元。
    (2)研究人员用特定药物诱导小鼠癫痫发作,出现绿色荧光的神经元兴奋性__________。
    ①K+通道蛋白广泛分布于中枢神经系统,激活后可促进K+大量外流并抑制突触前膜释放神经递质。研究人员构建C蛋白、绿色荧光蛋白和不同K+通道蛋白的融合基因并转入体外培养的神经元中。K+通道蛋白基因的插入位点应为图1中的__________(选取图中序号)。

    ②诱导癫痫发生后24h,再次诱导癫痫发生,并在不同时间点检测改造后的神经元膜外电位强度,结果如下表所示:
    时间K通道
    0ms
    10ms
    50ms
    100ms
    200ms
    Kv1.1
    ++
    +
    -
    -
    +
    KCNA1
    +H+
    +
    -
    +
    +H+

    注:“-”为负电位,“+”为正电位,“+/-”越多表明电位越强
    需要第二次诱导癫痫发生后再检测神经元绿色荧光强度的原因是__________。
    ③研究表明,KCNA1适合作为癫痫的治疗靶点,结合表中数据,写出支持这一结论的理由__________。
    (3)将人脑前额叶神经元和神经胶质细胞在培养皿中共培养,模拟人脑结构,验证融合基因对癫痫的治疗效果,对照组需导入的基因和实验组预期结果分别为__________。
    a.C蛋白-绿色荧光蛋白-Kv1.1融合基因
    b.C蛋白-绿色荧光蛋白-KCNA1融合基因
    c.C蛋白-绿色荧光蛋白融合基因
    d.神经元细胞膜上出现较多绿色荧光
    e.神经元持续兴奋时间显著缩短
    (4)综上所述,与K+通道激活剂相比,构建C蛋白-K+通道蛋白融合基因治疗癫痫的优势是__________。
    19.学习以下材料,回答(1)~(5)题。
    线粒体蛋白AOX和UCP在植物开花生热中的功能
    有些植物的花器官在开花期能够在短期内迅速产生并累积大量热能,使花器官温度显著高于环境温度,即“开花生热现象”。开花生热可以促使植物生殖发育顺利完成。
    与高等动物相同,高等植物细胞的有氧呼吸过程能释放热量。有氧呼吸的第三阶段,有机物中的电子经UQ(泛醌,脂溶性化合物)、蛋白复合体(I、Ⅱ、Ⅲ、IV)的作用,传递至氧气生成水,电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H浓度差,使能量转换成H电化学势能,此过程称为细胞色素途径。最终,H经ATP合成酶运回线粒体基质时释放能量,此能量用于ATP合成酶催化ADP和Pi形成ATP。如图1所示(“e”表示电子,“→”表示物质运输及方向)。这种情况下生热缓慢,不是造成植物器官温度明显上升的主要原因。
        
    图1中的AOX表示交替氧化酶(蛋白质),是一种植物细胞中广泛存在的氧化酶,在此酶参与下,电子可不通过蛋白复合体Ⅲ和IV,而是直接通过AOX传递给氧气生成水,大量能量以热能的形式释放。此途径称为AOX途径。相较于细胞色素途径,有机物中电子经AOX途径传递后,最终只能产生极少量ATP。
    荷花(N.nucifera)在自然生长的开花阶段,具有开花生热现象。花器官呼吸作用显著增强,氧气消耗量大幅提高,使得花器官与周围环境温差逐渐增大。研究人员测定了花器官开花生热过程中不同途径的耗氧量,如图2所示。当达到生热最高峰时,AOX途径的呼吸作用比生热前显著增强,可占总呼吸作用耗氧量的70%以上。
    线粒体解偶联蛋白(UCP)是位于高等动、植物线粒体内膜上的一类离子转运蛋白。UCP可以将H+通过膜渗漏到线粒体基质中,从而驱散跨膜两侧的H+电化学势梯度,使能量以热能形式释放。有些植物开花生热时,UCP表达量显著上升,表明UCP蛋白也会参与调控植物的开花生热。
    (1)图1所示的膜结构是___________;图1中可以运输H+的是___________。
    (2)有氧呼吸的第一、二阶段也会释放热量,但不会引起开花生热。原因是经过这两个阶段,有机物中的能量大部分储存在___________中。
    (3)运用文中信息分析,在耗氧量不变的情况下,若图1所示的膜结构上AOX和UCP含量提高,则经膜上ATP合成酶催化形成的ATP的量___________(选填“增加”、“不变”、“减少”)。原因是___________。
    (4)基干本文内容,下列叙述能体现高等动、植物统一性的是______。
    A.二者均有线粒体
    B.二者均可借助UCP产热
    C.二者均可分解有机物产生ATP
    D.二者均通过AOX途径产生大量ATP
    (5)若荷花开花生热过程中,经UCP产生的热量不少于AOX途径产热。则在“总呼吸”曲线仍维持图2状态时,请判断细胞色素途径和AOX途径耗氧量应有怎样的变化,并说明理由_____。
    20.接种疫苗是预防病毒感染的有效手段。研究者将病毒封入由低聚壳聚糖(COS)、氯化钙和碳酸氢钠等物质组成的新型凝胶材料中,制备出高效VAX载体疫苗。
    (1)接种疫苗能够有效增强机体的免疫___________功能。与灭活疫苗相比,减毒活疫苗能够同时激活体液免疫和细胞免疫,但仍然存在一定的感染风险。
    (2)寨卡病毒(ZIKV)是一种主要由伊蚊传播的RNA病毒,会损伤宿主的神经系统。为检验VAX的安全性,研究者将PBS缓冲液、ZIKV病毒、包裹有ZIKV病毒的VAX分别注射到小鼠颅内,一段时间后统计存活率,结果如下图。
      
    结果表明:___________,从而可以确定VAX封装后寨卡病毒失去了致病性。
    (3)模式识别受体(PRRs)广泛存在于免疫细胞中,能够识别微生物、病毒和其他病原体中普遍存在的某些分子结构,从而激活机体的免疫反应,清除病原体。免疫细胞通过PRRs识别病原体的过程属于___________免疫反应。
    a.特异性            b.非特异性            c.先天性            d.获得性
    研究者推测,VAX能够有效增强免疫细胞的PRR反应,诱使细胞释放更多促炎性分子,并募集更多免疫细胞进入VAX。如果要验证上述假设,
    a实验动物
    b注射物
    c分子检测
    d细胞检测
    a1正常小鼠a2感染ZIKV后7天的小鼠
    a3感染ZIKV后痊愈的小鼠
    b1 COSb2 ZIKV病毒
    b3包裹ZIKV的VAX
    b4 PBS缓冲液
    c1树突状细胞的PRR受体CR3含量c2血浆中白细胞介素IL-18含量
    c3血浆中抗ZIKV抗
    体含量
    c4血浆中ZIKV含量
    d1 VAX中巨噬细胞的数量d2 VAX中细胞毒性I
    细胞的数量
    d3远端淋巴结中巨噬细胞的数量
    d4远端淋巴结中树突状细胞的数量

    实验组应该选用的实验材料为___________,检测指标为___________(从表中选择内容)。
    (4)研究者将包埋有寨卡病毒的VAX注射到小鼠皮下(如图),在注射后第7、14和28天分别检测其体内主要脏器中的病毒含量,结果均未检出,说明寨卡病毒______。28天后,仅在远端淋巴结内检测出大量被激活的辅助性T细胞,请应用免疫学原理解释该现象出现的原因_________。
      
    21.全球变暖引起的高温胁迫会导致农作物减产,阐明高温抗性分子机制对于培育抗高温作物新品种具有重要价值。
    (1)研究表明,水稻高温抗性与T序列密切相关。欲将抗热性更强的非洲稻(C品系)中T序列所在片段转移到抗热性相对较弱的亚洲稻(W品系)中,请通过杂交的方式写出相关育种流程_____。通过上述方法筛选得到N品系,图1显示,与W品系相比,N品系_____。
      
    (2)T序列上存在T1和T2两个非等位基因,采用基因编辑技术分别获得了T1和T2基因敲除的W突变植株,高温处理下,T1和T2突变株的植株存活率分别显著降低和增高。两种突变株杂交后得F1,F1自交时,由于_________获得了T1和T2基因均敲除的双突变体植株。检测发现双突变体的耐热性与T2突变体相似。
    (3)将T1和T2蛋白分别标记上红色、绿色荧光,常温条件下,观察到红色荧光主要分布在细胞膜,绿色荧光则分布在细胞质基质和叶绿体。高温刺激后,细胞膜上的红色荧光强度减弱,细胞质基质中的红色荧光强度明显增强,且和绿色荧光发生了位置重叠。推测高温刺激后,_________。
    (4)T2蛋白含量偏高会破坏类囊体结构,高温条件下,N品系叶绿体中T2蛋白含量显著低于W品系。细胞内蛋白质的降解主要有蛋白酶体降解途径(MG132为其阻断剂)和液泡降解途径(E64d为其阻断剂),图2结果表明_________。
      
    (5)综上所述,补充图3中A、B、C所表示的物质或结构以阐明非洲稻(C品系)抵抗高温的分子机制______。
    (6)结合上述研究成果,提出一项培育抗高温作物新品种的思路_____。

    参考答案:
    1.B
    【分析】构成蛋白质的基本单位是氨基酸,每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸的不同在于R基的不同。构成蛋白质的氨基酸根据能否在人体细胞中合成,分为必需氨基酸和非必需氨基酸。
    组成细胞的各种大多以化合物的形式存在,如水、蛋白质、核酸、糖类、脂质等。细胞内含量最多的化合物是水,含量最多的有机化合物是蛋白质。
    【详解】A、组成人体蛋白质的氨基酸有21种,其中包括必需氨基酸8种,其余为非必需氨基酸,A正确;
    B、活细胞含量最多的化合物是水,B错误;
    C、胰岛素是一种蛋白质类动物激素,其作为信号分子可以在细胞间传递信息,C正确;
    D、鸡蛋经高温煮熟后其肽键暴露出来,更容易被水解,D正确。
    故选B。
    2.A
    【分析】物质跨膜运输主要包括两种方式:被动运输和主动运输,被动运输又包括自由扩散和协助扩散,被动运输是由高浓度向低浓度一侧扩散,而主动运输是由低浓度向高浓度一侧运输。其中协助扩散需要载体蛋白的协助,但不需要消耗能量;而主动运输既需要消耗能量,也需要载体蛋白的协助。分析题图:图示为Na+-K+泵结构图解,Na+-K+泵为跨膜蛋白质,具有ATP结合位点,将2个K+泵入膜内,3个Na+泵出膜外,需要消耗ATP。
    【详解】A、Na+-K+泵上具有ATP的结合位点,ATP与之结合后能转变为ADP和Pi,说明Na+-K+泵自身具有ATP水解酶的作用,同时Na+-K+泵是运输Na+和K+的载体蛋白,故Na+-K+泵兼有载体和酶的功能,A正确;
    B、乌本苷本身引起溶液浓度的变化忽略不计,故乌本苷处理不会导致红细胞失水皱缩,B错误;
    C、由图可知,该过程能选择性地吸收K+,排出Na+,故能够体现细胞膜的选择透过性,C错误;
    D、由图可知,Na+和K+运输过程中需要能量和载体蛋白,故为主动运输,D错误。
    故选A。
    3.C
    【分析】癌细胞的特征:能够无限增殖;形态结构发生显著改变;细胞表面发生变化,细胞膜的糖蛋白等物质减少。
    【详解】A、根据题干信息“SLC7A1是一类胱氨酸转运蛋白”,所以正常细胞可以通过SLC7A1获得胱氨酸,A正确;
    B、胱氨酸能够被NADH还原为半胱氨酸,如果组织NADH的合成,将导致胱氨酸在细胞内积累,从而导致细胞死亡,B正确;
    C、癌细胞SLC7A1异常增多,可以转运更多的胱氨酸,但胱氨酸可以转变为半胱氨酸,从而避免双硫死亡,表面所以不是癌细胞生命历程中的必经阶段,C错误;
    D、从图中可以看出,二硫化物积累导致细胞骨架结构破坏,D正确。
    故选C。
    4.C
    【分析】CADASIL是一种遗传性脑部血管疾病,是由于NOTCH3基因发生显性突变所致,是一种单基因的显性遗传病,I-1号患病,而Ⅱ-3号是正常,Ⅱ-4号患病,可以得出是常染色体上显性遗传病。
    【详解】A、由于NOTCH3基因发生显性突变所致,是一种单基因的显性遗传病,I-1号患病,而Ⅱ-3号是正常,Ⅱ-4号患病,可以得出是常染色体上显性遗传病。,NOTCH3基因不可能位于性染色体,A正确;
    B、图中患病个体分别为Ⅰ-1、Ⅱ-1、Ⅱ-4、Ⅲ-2号的亲本或者子代都有正常的个体,所以均为杂合子,B正确;
    C、给患者通过基因治疗导入NOTCH3基因,由于发生的是显性突变,NOTCH3基因的表达受到影响,不能有效治疗该疾病,C错误;
    D、该病为常染色体显性遗传病,Ⅲ-1为隐性纯合子、Ⅲ-2为杂合子,再生一个健康儿子的概率为1/2乘以1/2为1/4,D正确。
    故选C。
    5.B
    【分析】依据题干信息“含基因A的植株形成雌配子时,减数第一次分裂时染色体均移向同一极,导致雌配子染色体数目加倍;含基因P的植株产生的雌配子不经过受精作用,直接发育成个体。雄配子的发育不受基因A、P的影响”进行作答即可。
    【详解】A、基因型为AaPp的水稻自交,含基因A的植株形成雌配子时,减数第一次分裂异常,导致雌配子染色体数目加倍,形成AaPp的配子,含基因P的植株产生的雌配子不经过受精作用,直接发育成个体,因此,子代基因型仍为AaPp,A正确;
    B、基因型为Aapp的水稻自交,含基因A的植株形成雌配子时,减数第一次分裂异常,导致雌配子染色体数目加倍,形成AaPp的配子,作父本时产生的雄配子是Ap和ap,则自交后代产生最多产生AAaPpp和AaaPpp两种基因型,子代染色体数与亲代不同,B错误;
    C、含基因P的植株产生的雌配子不经过受精作用,直接发育成个体,如基因型为aaPP的母本,可产生aP的配子,aP可直接发育成个体,因此利用无融合生殖技术可以获得母本单倍体植株,C正确;
    D、利用无融合生殖技术可以保持作物的杂种优势,如基因型为AaPp的母本,其产生后代的基因型不变,D正确。
    故选B。
    6.A
    【分析】协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展的过程。
    【详解】A、宽喙和窄喙属于同一个物种,故宽喙和窄喙两个亚群体的分化不能降低种间竞争,A错误;
    B、在黑腹裂籽雀中出现宽喙和窄喙性状是基因突变导致的,属于可遗传变异,B正确;
    C、鸟的喙宽度与其食物种类有很大关系,较宽的喙适于处理较硬的种子,而窄喙则能有效处理软种子,由此可知,黑腹裂籽雀与不同种的莎草之间存在协同进化,C正确;
    D、喙宽在14mm左右的个体存活率低是食物差异经过自然选择的结果,D正确。
    故选A。
    7.D
    【分析】题意分析,弯钩的形成是由于尖端一侧的生长素浓度过高,抑制生长,说明弯钩形成体现了生长素作用的两重性,据图可知,与对照组相比,ACC处理组的弯钩没有打开,可推知ACC可能影响生长素在弯钩内外侧的分布。
    【详解】A、题意显示,弯钩的形成是由于尖端一侧的生长素浓度过高,抑制生长造成的,这是生长素具有两重性的体现,A正确;
    B、本实验是在黑暗下进行的,排除光照对种子萌发的影响,B正确;
    C、与对照组相比,ACC处理组的弯钩没有打开,可推知ACC可能影响生长素在弯钩内外侧的分布,即可能导致弯钩内侧生长素浓度更高,C正确;
    D、由图分析可知,SA+ACC处理组弯钩形成的角度介于SA处理组和ACC处理组之间,可推知SA和ACC对弯钩形成具有拮抗作用,D错误。
    故选D。
    8.C
    【分析】分析题图可知,①为神经元的轴突末梢,②为包裹着神经递质的突触小泡,③为肌肉细胞膜,④为线粒体。
    【详解】A、神经肌肉接头可看作是突触结构,则①为神经元的轴突末梢,其具有的膜可看做是突触前膜,③为肌肉细胞膜,其可以看做是突触后膜,兴奋只能由突触前膜①传向突触后膜即肌肉细胞膜,A正确;
    B、由图可知,②为包裹着神经递质的突触小泡,其通过与突触前膜融合以胞吐的方式释放神经递质,B正确;
    C、由上面分析可知,③为肌肉细胞膜,神经递质与肌肉细胞膜上受体结合后,相应离子通道打开,离子内流,但是神经递质并不进入细胞,C错误;
    D、由图中④的结构图可知,其含有双层膜,且内膜向内凹陷形成嵴,因此可推知④是线粒体,线粒体是有氧呼吸的主要场所,有氧呼吸产生大量ATP,因此线粒体可以为神经元之间的信息传递提供能量,D正确。
    故选C。
    9.D
    【分析】赫尔希和蔡斯在做噬菌体侵染细菌的过程中,利用了同位素标记法,用32P和35S分别标记的噬菌体的DNA和蛋白质。噬菌体在细菌内繁殖的过程为:吸附→注入→合成→组装→释放。
    【详解】A、DNA含有P元素,蛋白质含有S元素,则用32P和35S分别标记了噬菌体的DNA和蛋白质,A正确;
    BC、细菌被杀死后加入DNA酶,上清液中的放射性比例上升,说明DNA被降解后产生的片段离心后会出现在上清液中,细菌被杀死后会促进噬菌体DNA被DNA酶降解,BC正确;
    D、本实验结果中用35S标记的噬菌体处理,加入DNA酶和未加入DNA酶,结果差异不大,则本实验不能判断噬菌体的蛋白质有没有进入细菌,D错误。
    故选D。
    10.A
    【分析】病毒没有细胞结构,必须寄生在活细胞中才能生长繁殖,HIV是RNA病毒,主要由蛋白质和RNA组成的。
    【详解】A、HIV主要由蛋白质和RNA组成的,通过胞吞方式进入细胞,A错误;
    B、HIV是RNA病毒,其两条RNA链储存其遗传信息,B正确;
    C、逆转录酶用HIV宿主细胞的原料合成,C正确;
    D、病毒包膜来源于病毒的寄主细胞,其组成中含磷脂双分子层,D正确。
    故选A。
    11.C
    【分析】图中为科研人员利用白鼠和黑鼠的早期胚胎培育黑白嵌合鼠的简要过程,其中①是获取早期胚胎的过程,②是将白鼠和黑鼠的早期胚胎嵌合的过程,③是胚胎移植过程。
    【详解】A、过程①中的两个卵裂球可以取自于桑葚胚,也可以取自卵裂期,培养需要添加血清,A正确;
    B、过程②不需要诱导卵裂球细胞发生融合,只是黑白卵裂球的细胞彼此混合,B正确;
    C、②过程并没有发生细胞的融合,代孕母鼠生产的嵌合鼠毛色黑白相间,仍然是二倍体小鼠,C错误;
    D、过程③是胚胎移植过程,在进行操作前,需要对代孕母鼠进行同期发情处理,以保证受体与供体的生理变化是相同的,D正确。
    故选C。
    12.D
    【分析】1、叶绿体主要分布于绿色植物的叶肉细胞,呈绿色,扁平的椭球形或球形,散布于细胞质中,可用高倍显微镜观察其形态和分布。
    2、叶绿体色素的提取和分离实验:(1)提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素;(2)分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素.溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。
    【详解】A、叶肉细胞中的叶绿体呈绿色,观察细胞质的流动可用细胞质基质中叶绿体的运动作为标志,A正确;
    B、光合色素易溶于无水乙醇等有机溶剂中,可以用无水乙醇提取绿叶中的光合色素,分离色素的原理是四种色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的在滤纸上扩散得快,B正确;
    C、由于各个细胞的分裂是独立进行的,因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞,通过观察观察各个细胞内染色体的存在状态,就可以判断这些细胞各处于哪个时期,C正确;
    D、DNA不溶于酒精溶液,DNA与二苯胺在沸水浴的条件下能成蓝色,D错误。
    故选D。
    13.B
    【分析】基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变。蛋白酶催化蛋白质中肽键的水解,使蛋白质分解成小分子氨基酸。PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理,在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件,对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。蛋白质工程不是对蛋白质分子的直接改造,而是通过改造基因或合成新基因来改变生物的遗传和表达性状,合成新的蛋白质,这种技术最终只能通过操作基因来完成。
    【详解】A、用蛋白酶直接处理绿色荧光蛋白得到的是各种氨基酸,而不是第203位苏氨酸替换为酪氨酸的橙色荧光蛋白,A错误;
    B、要使绿色荧光蛋白第203位苏氨酸替换为酪氨酸,可以通过对其基因进行定点突变PCR实现,这样基因中控制苏氨酸的碱基序列替换为合成酪氨酸的碱基序列,B正确;
    C、PCR扩增获得的产物是目的基因片段,不能发橙色荧光,只有该基因片段控制合成的蛋白质才会在激发后发橙色荧光,C错误;
    D、绿色荧光蛋白基因发生的突变类型为碱基替换,D错误。
    故选B。
    14.B
    【分析】体外受精包括卵母细胞的采集和成熟、精子的获能和受精。卵母细胞的采集需要对妻子注射促性腺激素促进排卵,还需要在体外培养到一定时期;采集到的精子不能直接进行受精,需要在获能液中进行获能处理。
    【详解】A、需对妻子注射促性腺激素促进排卵,获得卵母细胞,A正确;
    B、体外受精之后的受精卵需要在体外培养到一定阶段才能移入到母体子宫,B错误;
    C、采集到的精子不能直接受精,需要在体外进行获能处理,C正确;
    D、2号胚胎的第二极体为野生型,所以得到健康孩子的可能性最高,D正确。
    故选B。
    15.D
    【分析】遵循整体原理,首先要遵从从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例,不同组分之间应构成有序的结构,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的。不仅要考虑自然生态系统的规律,也需要考虑经济和社会等的影响力,考虑社会习惯、法律制度等。
    【详解】A、整体原理是指进行生态工程建设时,不仅要考虑自然生态系统的规律,更要考虑经济和社会等系统的影响力,该工程遵循了生态工程建设的整体原理,A正确;
    B、区域再生水循环利用是指达标排放的废水经人工湿地进一步净化后,再次用于生产、生态、生活的污水资源化利用模式,利于人与资源、环境可持续发展,B正确;
    C、废水中的有机物质会被微生物分解为无机盐和二氧化碳等,因此,净化废水依赖微生物的分解作用,C正确;
    D、能量流动的特点是单向流动、逐级递减,废水中的能量不能用于湿地植物生长,D错误。
    故选D。
    16.(1) 次生演替 结构平衡
    (2)叶绿素a浓度在春秋两季到达低谷,分别对应苦草和菹草生物量最大的时期。(叶绿素a浓度在6~9月间达到峰值,此时苦草和菹草生物量最小)
    (3) D C A 田螺以有机碎屑、浮游生物、苔藓类植物为食,也是鲤鱼的食物之一。加入底栖动物使主湖食物网更加完善,营养结构更加复杂,抵抗力稳定性增强/具有更强的自我调节能力,因而可以提升自净能力

    【分析】1、初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替,如在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。
    2、次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体( 如能发芽的地下 )的地方发生的演替,如在火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。
    【详解】(1)从村落和农田到如今北京最大的森林公园,展现了生物群落的次生演替过程。通过生态工程,对人工生态系统进行分析、设计和调控,可实现生态系统的结构平衡、功能平衡和收支平衡。
    (2)由题干信息可知,苦草、菹草、水藓等沉水植物长势作为判断生态系统稳定性的指标,各沉水植物种群数量越稳定代表该净水措施的可持续性越强。叶绿素a浓度和浮游植物总浓度直接相关。比较图1和图2可知,2017年叶绿素a浓度在6~9月间达到峰值,此时苦草和菹草生物量最小,两者变化刚好呈错峰趋势,因此可推测沉水植物的存在抑制了浮游植物的生长。
    (3)①模型2为进水口增加人工湿地、模型3为加入底栖动物田螺、模型4为将沉水植物菹草置换为挺水植物荷花,根据图3的结果可知,水藓在模型2的干重最大,模型4中次之,模型3中水藓的干重最少。现有人工湿地净化系统对应的是模型2,优化群落的垂直结构对应的是模型4,增加多条完整的食物链对应模型3,因此可持续性排序依次为D>C>A>B。
    ②田螺以有机碎屑、浮游生物、苔藓类植物为食,也是鲤鱼的食物之一。加入底栖动物使主湖食物网更加完善,营养结构更加复杂,自我调节能力增强,抵抗力稳定性增强,因而可以提升自净能力。
    17.(1) 调节 增殖和生长
    (2)高浓度NaCl处理组的种子根长低于对照组,高浓度NaCl与AVG同时处理的种子根长高于高浓度NaCl处理组
    (3)高浓度的NaCl促进乙烯的合成,进而促进茉莉酸的合成,进而抑制根的生长
    (4)
    组别


    处理方法
    施加外源乙烯
    施加外源乙烯+IBU
    根长
    ++
    ++++

    或者
    组别
    ⅡI
    II
    处理方法
    施加外源茉莉酸
    施加外源茉莉酸+AVG
    根长
    ++
    +

    【分析】由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,叫做植物激素。分析题图可知,AVG的使用可以减轻NaCl溶液对根生长的抑制作用。分析题表可知,IBU可减轻NaCl溶液的抑制作用,NaCl溶液通过促进乙烯合成促进茉莉酸的合成,进而抑制根的生长。
    【详解】(1)植物激素是由植物体产生的信息分子,其对植物各项生命活动起调节作用。植物根部由多个细胞组成,因此其伸长主要是由众多根细胞的分裂增殖和根细胞的生长(体积变大)引起的。
    (2)由题图可知,对照组与施加NaCl组对比可知,施加NaCl导致根长度变短,可推知NaCl抑制根的生长;对比施加NaCl组、施加NaCl和乙烯合成抑制剂(AVG)组,后者由于AVG存在,导致乙烯合成减少,根长度增加;综合对比这三个组,可知,NaCl通过促进乙烯的合成,进而抑制根的生长。
    (3)根据表格信息可知,对比1组和3组可知(也可以对比2组和4组),添加茉莉酸合成抑制剂IBU后,根长度增加。由此可推知IBU可减轻NaCl溶液的抑制作用,即茉莉酸也会抑制根的生长。3组和4组实验结果相同,说明同时使用IBU和AVG与单独使用IBU的效果相同,推测茉莉酸是抑制根生长的后一环节,即NaCl溶液通过促进乙烯合成促进茉莉酸的合成,进而抑制根的生长。
    (4)进一步证明上述推测中涉及的乙烯、茉莉酸的关系,需设置两组实验,一组施加外源乙烯,另一组施加外源乙烯+IBU,根据上述推测,第一组茉莉酸正常合成,则根的生长受到抑制,根长度较小,第二组由于IBU存在,导致茉莉酸不能合成,从而减轻对根生长的抑制作用,根长度较大,该实验可以说明乙烯通过促进茉莉酸的合成,进而抑制根的生长。
    或者一组施加外源茉莉酸,另一组施加外源茉莉酸+AVG,根据上述推测,由于茉莉酸的存在,两组的根生长都被抑制,但是由于第二组中AVG影响,乙烯合成受抑制,乙烯无法促进茉莉酸合成,而导致茉莉酸含量少于第一组,因此第二组抑制作用较弱,即根长度较长,该实验也可以说明乙烯通过促进茉莉酸的合成来抑制根的生长。
    18.(1)载体
    (2) 持续增强 c 将表达的K+通道蛋白表达于神经元细胞膜,便于观察癫痫发生后K+通道对癫痫症状的抑制作用。 与kv1.1相比,KCNA1在神经元兴奋持续时间较短,并在较短时间即可观察到细胞膜外电位恢复到正常水平
    (3)c、e
    (4)发生癫痫症状的神经元才会出现C蛋白表达增多,进而导致K+通道激活,可准确作用于发生癫痫症状的神经元,具有靶向性;并可在相对短的时间内恢复正常,避免影响正常的神经功能

    【分析】1、静息电位产生和维持的主要原因是K+外流,使膜外侧阳离子浓度高于膜内侧,细胞膜两侧的电位表现为内负外正。
    2、动作电位产生原因:受到刺激时,Na+内流,使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧,细胞膜两侧的电位表现为内正外负。
    【详解】(1)某些病毒可以作为基因表达载体,可将C蛋白和绿色荧光蛋白融合基因作为目的基因导入相关病毒,感染小鼠神经元。
    (2)癫痫是一种间歇发作的神经系统疾病,发作时表现为大脑特定区域神经元兴奋性持续增强,神经元中c蛋白的表达量可指示神经元兴奋性变化,将C蛋白和绿色荧光蛋白融合基因作为目的基因导入相关病毒,感染小鼠神经元,研究人员用特定药物诱导小鼠癫痫发作,出现绿色荧光的神经元兴奋性持续增强。
    ①K+通道蛋白基因的插入位点应在C蛋白和绿色荧光蛋白基因之间,即图1中的c位置,才能将C蛋白、绿色荧光蛋白和不同K+通道蛋白的融合基因并转入体外培养的神经元中。
    ②将表达的K+通道蛋白表达于神经元细胞膜,便于观察癫痫发生后K+通道对癫痫症状的抑制作用。所以需要第二次诱导癫痫发生后再检测神经元绿色荧光强度。
    ③与kv1.1相比,KCNA1在神经元兴奋持续时间较短,并在较短时间即可观察到细胞膜外电位恢复到正常水平,所以KCNA1适合作为癫痫的治疗靶点。
    (3)验证C蛋白、绿色荧光蛋白和不同K+通道蛋白的融合基因对癫痫的治疗效果,自变量应为融合基因中是否含有不同K+通道蛋白。导入C蛋白-绿色荧光蛋白融合基因作为对照,导入C蛋白、绿色荧光蛋白和不同K+通道蛋白的融合基因的实验组神经元持续兴奋时间显著缩短,说明融合基因对癫痫具有很好的治疗效果,ce符合题意。
    故选ce。
    (4)与K+通道激活剂相比,构建C蛋白-K+通道蛋白融合基因治疗癫痫的优势是发生癫痫症状的神经元才会出现C蛋白表达增多,进而导致K+通道激活,可准确作用于发生癫痫症状的神经元,具有靶向性;并可在相对短的时间内恢复正常,避免影响正常的神经功能。
    19.(1) 线粒体内膜复合体 I、Ⅲ、IV及ATP合成酶、UCP
    (2)[H]
    (3) 减少 有机物中的能量经AOX和UCP更多的被转换成了热能
    (4)ABC
    (5)细胞色素途径的耗氧量占比会增加,而AOX途径耗氧量占比会减少因经UCP产热,消耗的是经细胞色素途径中的复合体I、Ⅲ、IV运输H形成的H电化学势能,若上述说法正确,会有更多的电子经复合体IV传递至氧气形成水,细胞色素途径耗氧量增加。因总呼吸耗氧量不变,则AOX途径耗氧量会降低。

    【分析】有氧呼吸过程分为三个阶段,第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H],发生在细胞质基质中;有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H],发生在线粒体基质中;有氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水,发生在线粒体内膜上,有氧呼吸的三个阶段中有氧呼吸的第三阶段释放的能量最多,合成的ATP数量最多。分析图示可知,UQ(泛醌,脂溶性化合物)、蛋白复合体(Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ)可以传递有机物分解产生的电子,同时又将H+运输到膜间隙,使膜两侧形成H+浓度差;H+通过ATP合成酶以被动运输的方式进入线粒体基质,并驱动ATP生成;H+可以通过UCP蛋白由膜间隙跨膜运输到线粒体基质。
    【详解】(1)图1所示膜结构能消耗氧气生成水,为线粒体内膜。据图可知,图1中复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ可以将H+运输到线粒体的两层膜间隙,而ATP合成酶、UCP可将H+运输到线粒体的基质,所以可以运输H+的是复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ及ATP合成酶、UCP。
    (2)有氧呼吸的第一、二阶段也会释放热量,但不会引起开花生热。原因是经这两个阶段,有机物中的能量大部分储存在[H]中。
    (3)由于有机物中的能量经AOX和UCP更多的被转换成了热能,所以在耗氧量不变的情况下,若图1所示膜结构上AOX和UCP含量提高,则经膜上ATP合成酶催化形成的ATP的量会减少。
    (4)高等动、植物细胞均有线粒体;线粒体是有氧呼吸的主要场所,二者均可分解有机物产生ATP;均可借助UCP产热;而AOX是一种植物细胞中广泛存在的氧化酶,是植物特有的产热途径,综上分析,ABC符合题意,D不符合题意。
    故选ABC。
    (5)细胞色素途径的耗氧量占比会增加,而AOX途径耗氧量占比会减少因经UCP产热,消耗的是经细胞色素途径中的复合体I、Ⅲ、IV运输H形成的H电化学势能,若上述说法正确,会有更多的电子经复合体IV传递至氧气形成水,细胞色素途径耗氧量增加。因总呼吸耗氧量不变,所以AOX途径耗氧量占比会减少。
    20.(1)防御
    (2)游离的寨卡病毒能够导致小鼠死亡,封装在VAX内的寨卡病毒不会使小鼠死亡
    (3) bc a1、b3 c1、c2、d1
    (4) 未泄漏到VAX以外 抗原呈递细胞在VAX内吞噬寨卡病毒,然后迁移到远端淋巴结内,将处理后的抗原呈递给辅助性T细胞,使其激活

    【分析】免疫系统的功能有免疫防御、免疫自稳和免疫监视。
    【详解】(1)接种疫苗是预防病毒感染的有效手段,因此种疫苗能够有效增强机体的免疫防御功能。灭活的疫苗不能感染人体细胞,而减毒的活疫苗仍能侵染人体细胞,故与灭活疫苗相比,减毒活疫苗能够同时激活体液免疫和细胞免疫,但仍然存在一定的感染风险。
    (2)由图分析可知,注射ZIKV病毒的小鼠存活率10天后迅速降低,最后全部死亡,而注射包裹有ZIKV病毒的VAX一组的小鼠存活率始终是100%,因此结果表明:游离的寨卡病毒能够导致小鼠死亡,封装在VAX内的寨卡病毒不会使小鼠死亡
    (3)由题干“模式识别受体(PRRs)广泛存在于免疫细胞中,能够识别微生物、病毒和其他病原体中普遍存在的某些分子结构”可知,免疫细胞通过PRRs可识别所有病原体,因此该过程属于先天性的非特异性免疫反应, 即bc正确。
    该实验是验证VAX能够有效增强免疫细胞的PRR反应,诱使细胞释放更多促炎性分子,并募集更多免疫细胞进入VAX,因此自变量为有无VAX,最后检测PRR受体含量、炎症分子的含量以及免疫细胞进入VAX。故实验组为a1正常小鼠注射b3包裹ZIKV的VAX,即a1、b3;检测指标为c1树突状细胞的PRR受体CR3含量、c2血浆中白细胞介素IL-18含量、d1VAX中巨噬细胞的数量,即c1、c2、d1。
    (4)将包埋有寨卡病毒的VAX注射到小鼠皮下在注射后第7、14和28天分别检测其体内主要脏器中的病毒含量,结果均未检出,说明寨卡病毒未泄漏到VAX以外。28天后,仅在远端淋巴结内检测出大量被激活的辅助性T细胞,原因为抗原呈递细胞在VAX内吞噬寨卡病毒,然后迁移到远端淋巴结内,将处理后的抗原呈递给辅助性T细胞,使其激活。
    21.(1)    单株产量在常温下与W品系无显著差异,但在高温条件下产量显著增加
    (2)父本和母本在减数分裂过程中,T1基因和T2基因所在的染色体片段发生交叉互换(即互换),导致分别产生了T1和T2基因均敲除的雄配子和雌配子,这样的雌、雄配子结合
    (3)细胞膜上的T1蛋白转移到细胞质基质中,并与T2蛋白结合
    (4)T2蛋白通过液泡途径降解
    (5)A:T1;B:T2;C:液泡
    机制:细胞膜上的T1蛋白接受高温刺激后,发生内吞,进入细胞质并与T2蛋白结合,使T2进一步在液泡内降解,导致进入叶绿体的T2蛋白减少,从而降低对类囊体膜结构的损伤,使光合作用正常进行
    (6)利用基因工程/转基因技术,将T1基因导入相关作物中;
    诱导作物细胞中T1基因过量表达;
    敲除作物细胞中的T2基因

    【分析】由图1可知,在正常条件下,N品系与W品系的单株产量无明显差异,但是在高温条件下,N品系产量显著高于W品系。由图2可知,添加CHX翻译抑制剂组与添加CHX翻译抑制剂+MG132组相比,T2蛋白的含量大致相同,添加CHX翻译抑制剂组与添加CHX翻译抑制剂+E64d组相比,后者T2蛋白的含量并没有随着时间推移而减少。
    【详解】(1)由于品系C含有的T序列与水稻高温抗性密切相关,采用杂交方法使T序列所在片段转移到W品系,可以采用二者杂交再不断与C品系回交的方法来逐代筛选得到符合条件的具有高温抗性的水稻品系,如图所示:  。
    分析题图可知,N品系是经上述杂交实验获得的具有高温抗性的水稻品系,其在正常条件下,与W品系的单株产量无明显差异,但是在高温条件下,N品系产量显著高于W品系。
    (2)由题干可知,T序列上存在T1和T2两个非等位基因,利用基因编辑技术获得的T1基因敲除的W突变植株,其基因型可看成t1t1T2T2(t1代表相应位置无T1基因),敲除T2基因的W突变植株其基因型可看成T1T1t2t2(t2代表相应位置无T2基因),这两种突变株杂交得到的F1基因型为T1t1T2t2,F1自交,其做父本时,T1基因和T2基因所在的染色体片段发生交叉互换(即互换),导致除了T1t2和t1T2两种雄配子产生之外,还会产生少量T1T2和t1t2的雄配子,同理,其做母本时,也会同样产生少量T1T2和t1t2的雌配子,t1t2的雌、雄配子结合导致形成了T1和T2基因均敲除的双突变体植株。
    (3)由题干可知,细胞膜上的红色荧光强度减弱,细胞质基质中的红色荧光强度明显增强,说明细胞膜上的T1蛋白转移到细胞质基质中;转移至细胞质基质中的红色荧光和绿色荧光发生了位置重叠,说明T1蛋白转移到细胞质基质中后,和T2蛋白发生了结合。
    (4)由图2可知,与0h时相比,添加CHX翻译抑制剂组中,由于翻译被抑制,导致T2蛋白无法继续合成,但是在高温条件下,其可以继续被降解,因此随着时间推移(4h到12h),T2蛋白含量逐渐减少;添加CHX翻译抑制剂+MG132组,MG132为蛋白酶体降解途径阻断剂,该组实验结果与添加CHX翻译抑制剂组相同,说明在翻译被抑制的基础上,添加了MG132T2蛋白酶体降解途径阻断剂后,T2蛋白仍然会被降解,说明蛋白酶体降解途径不是T2蛋白降解的途径;添加CHX翻译抑制剂+E64d组,E64d为液泡降解途径阻断剂,该组中T2蛋白数量并未随着时间推移而逐渐减少,说明虽然翻译合成T2蛋白的过程被抑制,但是由于液泡降解T2蛋白的途径也被E64d抑制,因此T2蛋白不能被降解,所以含量不会下降。综上所述,T2蛋白通过液泡途径降解,不是通过蛋白酶体降解途径降解。
    (5)由以上分析可知,常温条件下,T1蛋白位于细胞膜上,T2蛋白位于细胞质基质和叶绿体中,在高温刺激下,T1蛋白转移至细胞质基质中与T2蛋白结合,促进T2蛋白进入液泡中被降解,导致进入叶绿体的T2蛋白减少,从而降低对类囊体膜结构的损伤,使光合作用正常进行。因此图3中的物质A是T1蛋白,B是T2蛋白,结构C是液泡。
    (6)综合以上分析可知,要使作物具有较高的抗高温性能,需要减少T2蛋白的含量或增加T1蛋白的含量,从减少T2蛋白含量的角度考虑,可以敲除作物细胞中的T2基因来减少T2蛋白的表达量;从增加T1蛋白含量的角度考虑,可以利用利用基因工程/转基因技术,将T1基因导入相关作物中或诱导作物细胞中T1基因过量表达,均可增加T1蛋白的表达量,达到目的。

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