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北京市师范大学第三附属中学2024-2025学年高三上学期10月月考生物试题（Word版附解析）
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1. 联会复合体是减数分裂中配对的两条同源染色体之间形成的一种蛋白复合结构。D蛋白可促进联会复合体中蛋白质的降解，其功能可被蛋白酶体抑制剂抑制。荧光标记联会复合体的骨架蛋白，显微镜下观察野生型水稻和D蛋白缺失突变体处于减数分裂同一时期的花粉母细胞，结果如图。下列叙述合理的是（ ）
A. 图中所示的细胞处于减数第一次分裂的后期
B. D蛋白缺失突变体的染色体正常发生基因重组
C. 用蛋白酶体抑制剂处理野生型细胞可能产生类似突变体的结果
D. 图中野生型存在同源染色体，不存在姐妹染色单体
【答案】C
【解析】
【分析】减数分裂：（1）范围：进行有性生殖的生物。（2）时期：产生成熟生殖细胞时。（3）特点：染色体复制一次，细胞连续分裂两次。（4）结果：成熟生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的一半。
【详解】A、分析题图可知，图中细胞含有荧光标记的联会复合体的骨架蛋白，即细胞中含有四分体，故图中所示的细胞处于减数分裂Ⅰ前期或中期，A错误；
B、D蛋白可促进联会复合体中蛋白质的降解，D蛋白缺失突变体在减数分裂Ⅰ后期，无法正常进行同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，即无法正常发生基因重组，B错误；
C、蛋白酶体抑制剂可抑制D蛋白的功能，抑制用蛋白酶体抑制剂处理野生型细胞可能产生类似突变体的结果，C正确；
D、图中野生型细胞处于减数分裂Ⅰ，存在同源染色体，也存在姐妹染色单体，D错误。
故选C。
2. 番茄的单式花序和复式花序是一对相对性状，由A、a基因决定。番茄花的颜色黄色和白色是一对相对性状，由B、b基因决定。将纯合的单式花序黄色花植株与复式花序白色花植株进行杂交，所得F1均为单式花序黄色花。将F1分别作母本和父本，进行测交，所得后代的表现型和数量如图所示，下列分析不正确的是（ ）
A. 番茄的单式花序和黄色花为显性性状
B. 这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
C. F1自交后代中复式花序白色花植株占1/16
D. F1产生的基因型为ab的花粉可能有2/3不育
【答案】C
【解析】
【分析】由纯合的单式花序黄色花植株与复式花序白色花植株进行杂交，所得F1均为单式花序黄色花知，番茄的单式花序和黄色花为显性性状。根据F1分别作母本和父本，进行测交，所得后代的表现型和数量得出，没有性别差异，故两对基因都位于常染色体上且独立遗传，由于F1作父本时式花序白色花植株少，而F1作母本后代四种比例为1：1：1：1，合子无致死现象，所以F1作父本时式花序白色花植株少的原因是F1的花粉ab部分致死或不育所致。
【详解】A、由于纯合的单式花序黄色花植株与复式花序白色花植株进行杂交，所得F1均为单式花序黄色花，所以番茄的单式花序和黄色花为显性性状，A正确；
B、F1作母本后代四种比例为1：1：1：1所以这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律，B正确；
C、由于F1的花粉ab有2/3致死，F1产生的雌配子种类及比例1/4AB、1/4Ab、1/4aB、1/4ab，雄配子种类及比例3/10AB、3/10Ab、3/10aB、1/10ab，F1自交后代中复式花序白色花植株aabb占1/40，C错误；
D、F1作母本后代四种比例为1：1：1：1，合子无致死现象，F1作父本时式花序白色花植株减少2/3，原因是F1的花粉ab有2/3致死或不育，D正确。
故选C。
3. 侏儒小鼠作父本，野生型小鼠作母本，F1都是侏儒小鼠；反交后F1都是野生型小鼠。正交实验的F1雌雄个体间相互交配、反交实验的F1雌雄个体间相互交配，F2均出现1：1的性状分离比。以下能够解释上述实验现象的是（ ）
A. 控制侏儒性状的基因位于X染色体上B. 控制侏儒性状的基因在线粒体DNA上
C. 来源于母本的侏儒和野生型基因不表达D. 含侏儒基因的精子不能完成受精作用
【答案】C
【解析】
【分析】基因分离定律实质：在杂合子细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；当细胞进行减数分裂，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子当中，独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、假定控制侏儒性状的基因位于X染色体上，控制侏儒性状的基因是显性，侏儒小鼠作父本（XAY），野生型小鼠作母本（XaXa），F1应该为雌性为侏儒，雄性应该是野生型，不符合题意；假定控制侏儒性状的基因位于X染色体上，控制侏儒性状的基因是隐性，侏儒小鼠作父本（XaY），野生型小鼠作母本（XAXA），F1雌雄性都应该是野生型，不符合题意，A错误；
B、假定控制侏儒性状的基因在线粒体DNA上，后代性状随母本，那么侏儒小鼠作父本，野生型小鼠作母本，F1应该都是野生型小鼠，不符合题意，B错误；
C、假定来源于母本的侏儒和野生型基因不表达，侏儒小鼠作父本，野生型小鼠作母本，F1性状随父本，都是侏儒小鼠；反交（侏儒小鼠作母本，野生型小鼠作父本）后F1都是野生型小鼠，无论正交还是反交，F1都是既含有侏儒基因，也含有野生型基因，如果来源于母本的侏儒和野生型基因不表达，F1雌雄个体间相互交配，F2均出现1：1的性状分离比，符合题意，C正确；
D、假定含侏儒基因的精子不能完成受精作用，反交（侏儒小鼠作母本，野生型小鼠作父本）后F1不一定都是野生型小鼠，不符合题意，D错误。
故选C。
4. 赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质， 下列关于该实验的叙述正确的是（ ）
A. 实验需分别用含32P和35S的培养基培养噬菌体
B. 搅拌目的是使大肠杆菌破裂，释放出子代噬菌体
C. 35S标记噬菌体的组别，搅拌不充分可致沉淀物的放射性增强
D. 32P标记噬菌体的组别，放射性同位素主要分布在上清液中
【答案】C
【解析】
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能再培养基上独立生存，因此要标记噬菌体需用含35S和32P标记的大肠杆菌分别培养，A错误；
B、搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体外壳与细菌分离，B错误；
C、用35S标记噬菌体的侵染实验中，蛋白质外壳吸附在细菌表面，如果搅拌不充分，则沉淀物的放射性增强，C正确；
D、由于32P标记的DNA分子进入了细菌，所以32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，放射性同位素主要分布于试管的沉淀物中，D错误。
故选C。
5. 科学家人工构建了一对代号为X-Y的新碱基对，X与Y可相互配对，但不能与已知碱基配对。将含X-Y碱基对的质粒导入大肠杆菌，并在培养基中添加相应原料，实验结果显示该质粒在大肠杆菌中可进行多轮自我复制。下列叙述正确的是（ ）
A. 该过程需要DNA聚合酶的参与
B. 该过程所需的脱氧核苷酸有4种
C. 该质粒上碱基X与Y的数量不相等
D. 含X-Y碱基对的基因可准确表达出蛋白质
【答案】A
【解析】
【分析】1、DNA分子结构的主要特点：DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构；DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则（A-T、C-G）。
2、DNA分子复制时，以DNA的两条链分别为模板，合成两条新的子链，所以形成的每个DNA分子各含一条亲代DNA分子的母链和一条新形成的子链，为半保留复制。
【详解】A、质粒是小型环状DNA分子，其复制过程需要DNA聚合酶的参与，A正确；
B、含X-Y碱基对的质粒复制过程除了需要原来的4种脱氧核苷酸，还需要分别含有X、Y的两种脱氧核苷酸，B错误;
C、该质粒上碱基X与Y互补配对，数量相等，C错误；
D、X与Y碱基不能与已知碱基配对，无法转录，不能表达出蛋白质，D错误。
故选A。
6. SLC基因编码锰转运蛋白。研究发现该基因作为转录模板的一条DNA链中的碱基序列由CGT变为TGT，导致所编码蛋白中的丙氨酸突变为苏氨酸，使组织中锰元素严重缺乏，引发炎性肠病等多种疾病。下列相关分析错误的是（ ）
A. 推测患者SLC基因内部发生了碱基对的替换
B. SLC基因突变导致其所编码的锰转运蛋白的功能改变
C. 突变的SLC基因相应mRNA中的变化为CGU→UGU
D. 识别并转运丙氨酸和苏氨酸的tRNA不同
【答案】C
【解析】
【分析】1、基因突变的诱发因素可分为：①物理因素（紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA）；②化学因素（亚硝酸、碱基类似物等能改变核酸的碱基）；③生物因素（某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA）。没有以上因素的影响，细胞也会发生基因突变，只是发生频率比较低，这些因素只是提高了突变频率而已。
2、转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下消耗能量，合成RNA。
3、翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的mRNA为模板，在酶的作用下，消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。
【详解】A、根据题干信息“基因作为转录模板的一条DNA链中的碱基序列由CGT变为TGT，导致所编码蛋白中的丙氨酸突变为苏氨酸”，说明该病是由于碱基对发生替换造成的，属于基因突变，A正确；
B、SLC基因突变导致其所编码的锰转运蛋白的氨基酸的种类发生改变，所以相应的功能改变，B正确；
C、由于转录模板的基因序列由CGT变为TGT，所以编码的mRNA序列由GCA变为AGA， C错误；
D、tRNA上的反密码子和密码子配对，所以识别并转运丙氨酸和苏氨酸的tRNA不同，D正确。
故选C。
7. RNase P是一种核酸内切酶，由RNA和蛋白质组成。无活性的RNase P通过与前体tRNA特异性结合被激活，激活的RNase P剪切前体tRNA，所得的成熟tRNA进入细胞质基质中发挥作用。以下关于RNase P分析不正确的是（ ）
A. 通过破坏磷酸二酯键剪切前体tRNA
B. RNase P能够催化tRNA基因的转录
C. RNase P可能存在于细胞核或某些细胞器中
D. pH、温度都会影响RNase P的活性
【答案】B
【解析】
【分析】转录：
（1）转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。
（2）场所：主要是细胞核，此外在线粒体和叶绿体中也能进行。
（3）条件：模板：DNA分子的一条链；原料：四种核糖核苷酸（“U”代替“T”与“A”配对，不含“T”）；酶：RNA聚合酶；能量：ATP。
（4）转录的产物：mRNA，tRNA，rRNA。
【详解】A、RNase P是一种核酸内切酶，因此通过破坏磷酸二酯键剪切前体tRNA，A正确；
B、核糖核酸酶P能对tRNA前体进行剪切加工，不能催化转录过程，催化转录过程中的酶是RNA聚合酶，B错误；
C、因为线粒体和叶绿体也可以进行基因表达，因此RNase P可能存在于细胞核或某些细胞器中，C正确；
D、pH、温度都会影响酶活性，因此也会影响RNase P活性，D正确。
故选B。
【点睛】
8. 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。
9. 有氧运动能改变骨骼肌细胞中的DNA甲基化状态，引发骨骼肌的结构和代谢变化，改善肥胖、延缓衰老。下列相关叙述正确的是（ ）
A. DNA甲基化能改变骨骼肌细胞中基因的碱基序列
B. 骨骼肌细胞中的DNA甲基化状态可以遗传给后代
C. DNA甲基化程度可能影响代谢相关酶基因的转录
D. 所有成年人都适合进行长时间、剧烈的有氧运动
【答案】C
【解析】
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因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。
【详解】A、DNA甲基化属于表观遗传，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，A错误；
B、DNA甲基化属于表观遗传，是可遗传变异，但骨骼肌细胞属于体细胞，其中的甲基化不能遗传给后代，B错误；
C、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，DNA甲基化可能影响DNA分子的解旋，进而影响相关酶基因的转录，C正确；
D、有氧运动能改变骨骼肌细胞中的DNA甲基化状态，但并非所有成年人都适合进行长时间、剧烈的有氧运动，如一些有基础病的个体不能进行剧烈运动，D错误。
故选C。
10. 研究人员使用不同浓度甲醛处理孕鼠，一段时间后取胎鼠肝脏细胞显微镜下观察，统计微核(由细胞有丝分裂后期丧失着丝粒的染色体片段所产生)率和染色体畸变率，实验数据如下表所示。下列叙述不正确的是（ ）
A. 该数据表明甲醛可促进胎鼠肝脏细胞微核的产生和染色体畸变
B. 微核中的遗传信息不能完整传递给子代细胞，导致细胞功能异常
C. 染色体断裂导致不含着丝粒的片段丢失，这属于染色体数目变异
D. 若染色体片段错接到非同源染色体上，这种变异属于染色体易位
【答案】C
【解析】
【分析】由表格数据可推知,，实验自变量为甲醛浓度，因变量为微核率和畸变率。各实验组与对照组对照可知随甲醛浓度升高，微核率和畸变率都随之升高，表明甲醛可促进胎鼠肝脏细胞微核的产生和染色体畸变。
【详解】A、由分析可知，该数据表明甲醛可促进胎鼠肝脏细胞微核的产生和染色体畸变，A正确；
B、微核是由细胞有丝分裂后期丧失着丝粒的染色体片段，不能被纺锤丝牵引，在分裂末期核膜重建后会被遗留在细胞核外，故遗传信息不能完整传递给子代细胞，导致细胞功能异常，B正确；
C、染色体断裂导致不含着丝粒的片段丢失，这属于染色体结构变异中的缺失，C错误；
D、若染色体片段错接到非同源染色体上，这种变异属于染色体易位，D正确。
故选C。
【点睛】染色体变异是指染色体结构或数目的改变。其中结构变异包括缺失、重复、易位和倒位。数目变异分为两类：一类是个别染色体的增加或减少，另一类是以染色体组的形式成倍的增加或减少。
11. 下图是野生祖先种和栽培品种香蕉的染色体核型图，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 栽培品种和野生祖先种体细胞中每个染色体组都含11条染色体
B. 栽培品种和野生祖先种都是香蕉，不存在生殖隔离
C. 用秋水仙素处理野生祖先种的幼苗可以直接获得栽培品种香蕉
D. 栽培品种香蕉可正常进行减数分裂，形成的配子含有11条染色体
【答案】A
【解析】
【分析】染色体核型分析是指将待测细胞的染色体依照该生物固有的染色体形态结构特征，按照一定的规定，人为的对其进行配对、编号和分组，并进行形态分析的过程。分析题图的染色体核型，可知栽培品种为三倍体，野生祖先种为二倍体。
【详解】A、栽培品种的体细胞中含三个染色体组，野生祖先种体细胞中含两个染色体组，两者每个染色体组都含11条染色体，A正确；
B、栽培品种和野生祖先种不能杂交产生后代，存在生殖隔离，属于不同的物种，B错误；
C、用秋水仙素处理野生祖先种的幼苗，染色体加倍成为四倍体，不能直接获得三倍体栽培品种香蕉，C错误；
D、栽培品种香蕉为三倍体，减数分裂时联会紊乱，不能形成正常的配子，D错误。
故选A。
12. 北方粳稻比南方籼稻具有更强的耐寒性。水稻细胞膜上的低温响应受体L1在低温下，能激活细胞膜上的Ca2+通道，引起Ca2+内流，进而启动下游的耐寒防御反应。籼稻L1的第187位氨基酸为甲硫氨酸，而粳稻L1的同一位置则为赖氨酸，其余序列完全相同。以下推测不合理的是（ ）
A. 碱基对替换引起粳稻与籼稻L1基因的差异
B. 由籼稻和粳稻杂交所得F1的耐寒性可判断二者L1基因的显隐性
C. 遭受低温后籼稻细胞质中Ca2+浓度升高幅度高于粳稻
D. 利用粳稻的L1基因可培育转基因耐寒新品种
【答案】C
【解析】
【分析】基因突变是指DNA中碱基对的增添、缺失或替换，从而导致基因结构（基因中碱基对排列顺序）的改变。
【详解】A、分析题意，籼稻L1的第187位氨基酸为甲硫氨酸，而粳稻L1的同一位置则为赖氨酸，其余序列完全相同，该现象出现的根本原因是碱基对的替换所致，而北方粳稻比南方籼稻具有更强的耐寒性，故碱基对替换引起粳稻与籼稻L1基因的差异，A正确；
B、具有相对性状的纯合子杂交，子一代所表现出的即为显性性状，故由籼稻和粳稻杂交所得F1的耐寒性可判断二者L1基因的显隐性，B正确；
C、水稻细胞膜上的低温响应受体L1在低温下，能激活细胞膜上的Ca2+通道，引起Ca2+内流，进而启动下游的耐寒防御反应，北方粳稻比南方籼稻具有更强的耐寒性，故遭受低温后籼稻细胞质中Ca2+浓度升高幅度低于粳稻，C错误；
D、水稻细胞膜上的低温响应受体L1可在低温条件下启动耐寒防御机制，利用粳稻的L1基因可培育转基因耐寒新品种，D正确。
故选C。
13. 用拟南芥C株系与野生型杂交，可使受精卵发育过程中一方亲本染色体消失，子代可获得单倍体。受精后不同温度下进行实验，统计杂交子代染色体组成，结果如图。下列叙述不正确的是（ ）
A. 该方法与获得单倍体的传统途径原理不同
B. 此方法获得的子代绝大部分为单倍体
C. 单倍体细胞内的染色体为非同源染色体
D. 25℃比22℃更利于获得单倍体
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知，温度会影响单倍体形成的比例，25℃比22℃获得的单倍体的比例更高，故25℃比22℃更利于获得单倍体。
【详解】A、传统获得单倍体是由配子直接发育而来的个体，该方法用拟南芥C株系与野生型杂交，可使受精卵发育过程中一方亲本染色体消失，子代可获得单倍体，A正确；
B、由图可知，此方法获得的子代少部分为单倍体，B错误；
C、单倍体细胞内的染色体是一组非同源染色体，C正确；
D、由图可知，25℃比22℃获得的单倍体的比例更高，故25℃比22℃更利于获得单倍体，D正确。
故选B。
14. 研究者从古代尼安德特人标本中提取DNA进行测序，发现之前未知的线粒体DNA（mtDNA）序列。比较多个来自世界各地不同地区的现代人之间，以及现代人与尼安德特人、黑猩猩之间mtDNA特定序列的碱基对差异，结果如图1．下列相关叙述不合理的是（ ）
A. mtDNA的基因突变为生物进化提供原材料
B. 现代人之间mtDNA的差异可能与迁徙有关
C. 图1表明现代人与黑猩猩的mtDNA差异更大
D. 图1结果支持绘制出图2所示的进化树
【答案】D
【解析】
【分析】现代进化理论的基本内容是：①进化是以种群为基本单位，进化的实质是种群的基因频率的改变。②突变和基因重组产生进化的原材料。③自然选择决定生物进化的方向。④隔离导致物种形成。
【详解】A、基因突变可产生新基因，进而产生新性状，故mtDNA的基因突变为生物进化提供原材料，A正确；
B、据图1分析可知，现代人与现代人之间的mtDNA特定序列差异较现代人与尼安德特人更大（差异碱基对个数与百分率），推测可能与迁徙有关，B正确；
C、据图1分析可知，现代人与黑猩猩的mtDNA差异碱基对个个数多，且每个区段的百分率均较高，故表明现代人与黑猩猩的mtDNA差异更大，C正确；
D、图2的进化树中，现代人与黑猩猩的亲缘关系更近，其mtDNA特定序列的差异应更小，与图1结果不符，D错误。
故选D。
15. 达芬岛2004~2005年旱灾后，研究者调查了岛内以植物种子为食的中地雀的数量，得到下表所示结果(L和S为一对等位基因)。下列叙述不正确的是（ ）
A. 旱灾前L的基因频率为 50.7%
B. L及S的基因频率在旱灾前后均发生了变化
C. 基因重组是S基因频率升高的原因
D. 旱灾后植物种子体积可能小于旱灾前
【答案】C
【解析】
【分析】根据基因型频率计算基因频率的方法：（1）显性基因的基因频率=显性纯合子基因型频率+杂合子基因型频率÷2；（2）隐性基因的基因频率=隐性纯合子基因型频率+杂合子基因型频率÷2。
【详解】A、分析题意可知，旱灾前LL、LS和SS的个体数量分别是20、32、19只，L的基因频率=20×2+32/ (20+32+19)×2 ×100%≈50.7%，A正确；
B、旱灾前LL、LS和SS的个体数量分别是20、32、19只，旱灾后存活的中地雀LL、LS和SS的个体数量分别是6、17、14只，旱灾前L的基因频率为50.7%，则旱灾前S的基因频率=1-50.7%=49.3%，旱灾后L的基因频率=6×2+17/ (6+17+14)×2 ×100%≈39.1%，旱灾后S的基因频率=1-39.1%=60.9%，故 L及S的基因频率在旱灾前后均发生了变化，B正确；
C、分析题意可知，S基因频率升高与环境条件的改变（干旱）有关，而非基因重组导致的，C错误；
D、旱灾后植物种子的S基因频率升高，据表可知，S控制的喙较小，其存活率较高可能与植物种子体积变小有关，D正确。
故选C。
16. 三刺鱼根据栖息环境可分为湖泊型和溪流型(如图所示)。科研人员在实验室中让湖泊型和溪流型三刺鱼进行几代杂交，形成一个实验种群。之后将上述实验种群的幼鱼放生到一条没有三刺鱼的天然溪流中。一年后，他们将这条溪流中的三刺鱼重新捕捞上来进行基因检测。发现溪流型标志基因的基因频率增加了约2．5%，而湖泊型标志基因的基因频率则减少了。对上述材料分析，下列选项正确的是（ ）
A. 自然选择可以定向改变种群的基因频率，但不一定导致新物种的形成
B. 突变和基因重组使种群产生定向变异，导致基因频率改变，为进化提供原材料
C. 溪流型和湖泊型三刺鱼不属于同一物种，两个物种存在竞争关系
D. 溪流型三刺鱼在新环境中繁殖能力增强，导致两种三刺鱼发生协同进化
【答案】A
【解析】
【分析】生物进化的实质是种群的基因频率的改变，自然选择使种群的基因频率定向改变，突变和基因重组的不定向为生物进化提供原材料，生殖隔离的产生是新物种的形成的标志，地理隔离使同种生物不同种群间不能进行基因交流。
【详解】A、自然选择可以定向改变种群的基因频率，但不一定导致新物种的形成，A正确；
B、突变和基因重组可以使种群产生变异，但是变异是不定向的，突变和基因重组为进化提供原材料，B错误；
C、溪流型和湖泊型三刺鱼能杂交产生一个种群，属于同一物种，C错误；
D、协同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。溪流型和湖泊型三刺鱼是同种生物，不存在协同进化，D错误。
故选A。
17. 一般认为，寄生动物需要招募共生微生物来降解植物细胞壁，从而侵袭植物。但研究发现，在植物上寄生的两种不同线虫中都有同种编码细胞壁降解酶的基因，这种基因与细菌的基因非常相似，且不存在于其他线虫类群中。下列相关叙述，正确的是（ ）
A. 线虫、植物及微生物之间通过自然选择协同进化B. 两种不同线虫的细胞壁降解酶基因频率一定相同
C. 基因突变是这两种线虫获得该基因的根本原因D. 具有降解酶基因的线虫可以适应各种生活环境
【答案】A
【解析】
【分析】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，这就是协同进化。通过漫长的协同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，丰富多彩的基因库，而且形成了多种多样的生态系统。
【详解】A、线虫、植物及微生物之间通过自然选择协同进化，形成生物的多样性和适应性，A正确；
B、两种不同线虫是进化而来的，两种不同线虫的细胞壁降解酶基因频率不一定相同，B错误；
C、这种基因与细菌的基因非常相似，说明可能来自于基因重组，C错误；
D、具有降解酶基因的线虫可以更好的分解植物的细胞壁，但酶发挥作用需要一定的条件，故不能适应各种生活环境，D错误。
故选A。
18. 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】
19. 在野外，草丛里突然窜出蛇会让人受到惊吓；平日里，人体能有意识地控制排尿。这些都与自主神经系统相关。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 受到惊吓时，副交感神经兴奋，心跳加快、呼吸急促
B. 自主神经系统包括躯体运动神经和内脏运动神经
C. 人体能有意识地控制排尿，说明大脑皮层能够调节内脏活动
D. 交感和副交感神经对同一器官的作用相反，不利于机体适应环境
【答案】C
【解析】
【分析】神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统，中枢神经系统由脑和脊髓组成，脑分为大脑、小脑和脑干；外周神经系统包括脊神经、脑神经、自主神经，自主神经系统包括交感神经和副交感神经。交感神经和副交感神经是调节人体内脏功能的神经装置，所以也叫内脏神经系统，因为其功能不完全受人类的意识支配，所以又叫自主神经系统，也可称为植物性神经系统。
【详解】A、当人受到刺激兴奋、紧张时，交感神经活动占优势，表现为心跳加快，支气管扩张，但胃肠蠕动和消化腺的分泌会受到抑制，A错误；
B、自主神经系统包括交感神经和副交感神经，自主神经系统包括支配内脏、血管和腺体的传出神经，不包括支配躯体运动的神经，B错误；
C、人能有意识地控制排尿，说明大脑皮层的神经中枢能控制脊髓中的神经中枢，大脑皮层能够调节内脏活动，C正确；
D、交感神经和副交感神经对同一器官作用通常相反，使机体对外界刺激作出更精确的反应，使机体更好地适应环境，D错误。
故选C。
20. 痒觉可由化学物质（如组胺）或机械刺激引发。2010年，人类首次鉴定出感觉神经元上可感知触碰、振动的PIEZO蛋白。研究者用不同试剂处理小鼠感觉神经元，实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 阳离子进入细胞可引起神经元兴奋
B. 组胺和触碰都能激活感觉神经元
C. 推测PIEZO蛋白可促进阳离子内流
D. 触碰引起痒觉需要完整的反射弧
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知：b、c、d三组都能激活神经元细胞，d组激活率最高。
【详解】A、神经元细胞静息电位膜电位为外正内负，动作电位是外负内正，阳离子进入细胞可引起神经元兴奋，A正确；
B、由图可知组胺可以激活神经元细胞，触碰属于机械刺激，组胺和触碰都能激活感觉神经元，B正确；
C、由图可得，PIEZO蛋白激活剂和阳离子通道激活剂都能引起神经元兴奋，动作电位是由阳离子内流产生的，可推测PIEZO蛋白可促进阳离子内流，C正确；
D、触碰引起痒觉的形成不属于反射，D错误。
故选D。
二、非选择题
21. 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_____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_____。
（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. 转录和翻译 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】启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。
【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，RNA聚合酶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%；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，达到治疗癌症的目的。
22. 脆性X综合征（FXS）患者是由于X染色体上编码F蛋白的基因（F基因）序列中，三个核苷酸（CGG）发生多次重复所致。
（1）图1为某FXS患者家系图，该家系部分个体F基因的cDNA片段检测结果如图2所示。
①在遗传咨询时，通过调查构建图1所示的家系图有助于分析遗传病的______，推算后代再发风险等。图2是提取患者体内总RNA经过______获得cDNA，再利用特异性引物扩增获得的。
②临床观察发现，FXS的男患者通常比女患者症状严重。据图2推测，FXS患者的CGG发生多次重复，可能会导致男患者的F蛋白______，而女患者症状较轻的原因可能是______。
（2）研究发现，FXS发病严重程度与CGG的重复次数有关。正常的X染色体有6~54次重复，而患者有230~2300甚至更多次的重复。CGG的重复次数有随代际增加的倾向，科研人员提出对这一现象的解释，如图3所示。
①据图3可知，以含有CGG重复序列的单链为______合成子代DNA链时，子链3′端容易滑落并折叠，随3′方向的继续延伸，会导致子链______。
\
②哺乳动物中，胞嘧啶甲基化易发生在CG二核苷酸处，已知CGG重复序列紧邻F基因启动子对应的位置。结合图2中cDNA片段检测结果推测，Ⅱ-3的CGG重复序列导致F基因表达情况发生变化的分子机制可能是______。
（3）研究表明，FXS与智力和情绪障碍有关，患者会出现冲动和癫痫等症状。γ-氨基丁酸（GABA）为海马区神经元分泌的抑制性神经递质。有证据表明，F蛋白与神经元上的GABA受体结合后激活受体的功能，使GABA调控通路发挥正常功能。
①请将下列英文字母填入表格适合的位置，补充实验方案，进一步提供新的证据。
A.野生型小鼠 B.F基因敲除的小鼠 C.生理盐水
D.GABA受体激活剂 E.突触前膜 F.突触后膜
②实验结果若为______，则说明上述结论成立。
【答案】（1） ①. 传递方式/遗传方式 ②. 逆转录 ③. 不表达 ④. 女性有2条X染色体，一条染色体上F基因可表达出正常蛋白质
（2） ①. 模板 ②. CGG重复次数增加 ③. CGG重复序列增多导致CG比例增大，使F基因中胞嘧啶甲基化修饰增多，抑制F基因转录
（3） ①. B ②. B ③. D ④. F ⑤. 1组和2组不产生动作电位，3组产生动作电位
【解析】
【分析】1、从细胞中提取RNA后，可利用逆转录可获取cDNA后进行PCR扩增，然后进行电泳，可用于判断某基因在该细胞中是否转录。
2、表观遗传是指生物体基因的遗传序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
【小问1详解】
①是某FXS患者家系图，在遗传咨询时，通过调查构建图1所示的家系图有助于分析遗传病的遗传方式、推算后代再发风险等。图2是提取患者体内总RNA，可经过逆转录（反转录）获得cDNA，再利用特异性引物经PCR扩增获得的。
②图1中，II-3、III-6都为男性患者，II-2、III-5为女性患者，II-4、II-5、III-7、III-8为正常个体。据图2可以看出，II-3、III-6两位男性患者中均无条带，说明男性患者中的F基因没有表达，而II-2、III-5两位女性患者中出现了550bp和308bp两种条带，II-4、II-5、III-7、III-8正常个体中出现了308bp的条带，说明女患者中有F基因正常表达。据此推测，FXS的男患者通常比女患者症状严重的原因是：FXS患者的CGG发生多次重复，可能会导致男患者的F蛋白不表达，女性患者有2条X染色体，一条染色体上F基因异常表达，另一条染色体上的F基因可表达出正常蛋白质，所以女性患者的症状会较轻。
【小问2详解】
①图3是以含有CGG重复序列的单链为模板合成子代DNA的过程。据图3可知，在合成子代DNA的过程中，子链3′端容易滑落并折叠。子链滑落后，在滑落的地方会重新以CGG重复序列的单链为模板，继续合成子代DNA，最终会导致会导致子链CGG重复次数增加。
②启动子是RNA聚合酶识别和结合位点，是开始转录的位点，启动子甲基化会影响基因的转录。由图2可知II-3的F基因没有表达，这是因为胞嘧啶甲基化容易发生在CG二核苷酸处，且CGG重复序列紧邻F基因启动子对应的位置，所以CGG重复序列增多导致CG比例增大，使F基因中胞嘧啶甲基化修饰增多，抑制F基因转录。
【小问3详解】
γ-氨基丁酸（GABA）是海马区神经元分泌的抑制性神经递质，可以作用于突触后膜，抑制突触后膜的兴奋。为了证明“F蛋白与神经元上的GABA受体结合后激活受体的功能，使GABA调控通路发挥正常功能”这一机制，需要设计3组实验，第1组以野生型小鼠(未敲除F基因)为材料，向海马区注射适量生理盐水；第2组以F基因敲除小鼠为材料，向海马区注射适量且等量GABA受体激活剂；3组以F基因敲除小鼠为材料，向海马区注射等量生理盐水。然后给予小鼠适宜刺激，检测突触后膜是否产生动作电位，以判断相应调控机制是否工作。若上述结论成立，由于第1组小鼠含有F基因，能正常合成F蛋白，F蛋白与神经元上的GABA受体结合后激活受体的功能，GABA这种抑制性神经递质与突触后膜上已经被激活的GABA受体结合，会抑制突触后膜产生动作电位，故1组突触后膜上检测不到动作电位；第2组小鼠虽不含F基因，但是向其海马区注射的GABA受体激活剂可以与神经元上的GABA受体结合，激活GABA受体的功能，然后GABA与突触后膜上已经被激活的GABA受体结合，抑制突触后膜兴奋，故2组突触后膜上检测不到动作电位；第3组小鼠不含F基因，无法产生F蛋白，GABA受体的功能不能被激活，所以GABA不能与GABA受体结合，突触后膜可以兴奋产生动作电位。所以，若实验结果为1组和2组不产生动作电位，3组产生动作电位，则说明上述结论成立。
23. 亚洲棉的光籽（无短绒）和毛籽（有短绒）是一对相对性状，为探究棉绒的遗传规律并揭示其发育的分子机制，研究者进行了系列实验。
（1）利用表型为光籽的不同突变体与野生型毛籽棉进行杂交，统计F1自交结果如下表：
据表可知，突变体甲光籽性状的遗传遵循______定律；②组F2光籽棉中的纯合子所占比例为______；推测③组F1测交后代表型及比例为______。综合三组杂交实验结果，表明______之间并非简单的一一对应关系。
（2）研究发现，8号染色体的~880kb至~903kb区间与突变体甲的光籽表型相关。根据野生型毛籽棉的该区间设计连续的重叠引物，提取突变体甲和野生型的基因组DNA进行PCR，产物扩增结果如下。
据图可知分子量较大的扩增产物与点样处的距离较______（选择“大”或“小”填写），推测8号染色体上第______对引物对应的区间（简称M）______是突变体甲光籽出现的根本原因。
（3）研究者对杂交组合①的F2进行扩增，证实甲的光籽表型与区间M密切相关。得出此结论的扩增结果应该是______。
（4）研究者从野生型和突变体甲中克隆出区间M，构建表达载体后分别导入棉花原生质体，检测基因表达水平，结果如下。
内参基因REN是为了排除载体转化效率不同对实验结果的干扰，因此图中LUC/REN用来衡量______的表达水平。实验结果说明区间M突变后______下游基因的表达，且其作用的发挥与______有关。
（5）基因GaFZ的表达会影响棉花短绒的发育，检测发现突变体甲GaFZ蛋白结构与野生型一致。综合上述研究推测突变体甲光籽表型出现的原因是______。
【答案】（1） ①. 基因分离 ②. 3/13 ③. 光籽：毛籽＝1：3 ④. 性状与基因
（2） ①. 小 ②. 6 ③. 碱基序列的插入（或碱基对的增添）
（3）F2光籽个体中的1/3只能扩增出分子量较大的产物，2/3既能扩增出分子量较大的产物也能扩增出分子量较小的产物；毛籽个体只能扩增出分子量较小的产物
（4） ①. LUC基因（或报告基因LUC） ②. 促进（或增强） ③. 区间M插入的方向
（5）8号染色体区间M发生碱基序列的插入，增强了其下游基因GaFZ的表达，从而抑制短绒的发育，最终导致光籽表型的出现
【解析】
【分析】1、根据组①F2的性状分离比为3:1可知，该性状至少受一对等位基因控制；根据组②F2的性状分离比为13:3可知，该性状至少受而对等位基因控制；根据组③F2的性状分离比为9:7可知，该性状至少受而对等位基因控制。组②和组③亲本表现型相同，但F2的表型及比例不同，说明光籽（无短绒）和毛籽（有短绒）这一对性状受多对等位基因控制，基因和性状之间不是简单的一一对应的关系。
2、在电场的作用下，带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。
【小问1详解】
根据组①F2的性状分离比为3:1可知，突变体甲光籽性状的遗传，遵循基因的分离定律。根据组②F2的分离比为13:3（9:3:3:1的变式）可知，该性状至少受两对等位基因控制，且满足自由组合定律，F2中光籽共13份，纯合子有3份，一份为双显性纯合子，其余两份为单显纯合子，故F2光籽中纯合子的比例为3/13。根据组③F2中光籽：毛籽=9:7（9:3:3:1的变式）可知，除了双显性为光籽外，其余单显的和双隐性均为毛籽，且F1为双杂合，所以F1测交后代表型及比例为光籽：毛籽=1:3。根据三组杂交结果可知，基因与性状之间并非简单的一一对应的关系。
【小问2详解】
由图中可以看出，除了引物6外，引物5扩增的区段最大，条带离点样处最近，引物4扩增的区段最小，条带离点样处最远，说明由分子量较大的扩增产物与点样处的距离较小。用引物6进行PCR扩增时，野生型和突变体甲的电泳条带不同，可以确定8号染色体上的第6对引物对应的区间基因突变是甲光籽性状出现的根本原因。图中用引物6扩增出的野生型的条带（左侧）离点样处的距离远，突变体甲的条带（右侧）离点样处的距离近，说明突变体甲该区段分子量变大了，这可能是插入了一段碱基序列、碱基数目增多导致的。
【小问3详解】
若甲的光籽表型与区间M密切相关，突变体甲8号染色体中区间M（设为A）的分子量大、野生型大的区间M（设为a）分子量小，组合①亲本突变体甲可表示为AA，毛籽棉可表示为aa，所以F2光籽个体中的1/3（AA）只能扩增出分子量较大的产物，2/3（Aa）既能扩增出分子量较大的产物也能扩增出分子量较小的产物；毛籽（aa）个体只能扩增出分子量较小的产物。
【小问4详解】
棉花原生质体中插入空载体、野生型的区间M、突变体甲的区间M（方向是正向的）、突变体甲的区间M（方向是反向的）后，插入的区段是位于内参基因REN和报告基因REN之间，内参基因REN是为了排除载体转化效率不同对实验结果的干扰，其表达不受外源基因片段插入的影响，但报告基因LUC位于插入片段的下游，其基因表达水平可能会受到插入片段的影响，所以LUC/REN可以用来衡量LUC基因的表达水平。插入野生型的区间M和突变体甲的区间M（方向是正向的）后，LUC/REN值均比空载体的高，均实验结果说明不管是正常的区间M还是突变体甲的区间M（方向是正向的）都会促进下游基因的表达，且插入突变体甲的区间M（方向是正向的）促进效果更强。区间M突变后对下游基因的作用发挥与其方向有关，方向是正向的的促进效果强于方向是反向的。
【小问5详解】
突变体甲GaFZ蛋白结构与野生型一致，说明该基因为发生突变，结合（4），可能是基因GaFZ位于8号染色体区间M的下游，由于8号染色体区间M发生碱基序列的插入，增强了其下游基因GaFZ的表达，从而抑制短绒的发育，最终导致光籽表型的出现。
24. 突触是神经元之间信息传递的结构基础，最近，科研人员发现了突触信号传递的新方式。
（1）已有研究发现钙离子(Ca²⁺)对突触信号传递具有重要作用，图1为Ca²⁺依赖的神经递质释放过程。神经冲动传至轴突末梢时，突触小体膜两侧电位的变化是________，触发 Ca²⁺以________的方式通过Ca²⁺通道内流，使突触小泡与突触前膜融合，促进神经递质释放，进而引发突触后膜电位变化。
（2）科研人员发现在无 Ca²⁺条件下，对大鼠的初级感觉神经元(DRG)给予电刺激，其突触后神经元(DH)也可检测到膜电位变化，进而对这种非Ca²⁺依赖的信号传递方式进行了系列研究。
①研究发现DRG 细胞膜上存在受电压调控的 N通道。将大鼠DRG 细胞与 DH细胞混合培养，在无Ca²⁺条件下， 向体系中加入N通道的________，对DRG施加电刺激后，未检测到突触后膜电位变化，说明N通道参与了非Ca²⁺依赖的突触信号传递。
②为研究N通道与膜融合相关蛋白S的关系，科研人员将固定有N通道抗体的磁珠，加入到小鼠DRG 细胞裂解液中充分孵育，离心收集磁珠，弃去上清，分离磁珠上的蛋白。对照组磁珠上固定了无关抗体。电泳后进行抗原-抗体杂交检测，结果如图2所示。说明________。
③为证明在非 Ca²⁺依赖的方式中，介导突触传递兴奋信号的神经递质是谷氨酸，以无Ca²⁺条件下混合培养的DRG 和DH细胞为实验材料，加入谷氨酸受体阻断剂，孵育一段时间后对 DRG施加电刺激，检测突触前膜神经递质的释放量。请完善该实验方案：________。
（3）生理条件(2.5mM Ca²⁺ )下检测到的突触后膜电位是 Ca²⁺依赖与非 Ca²⁺依赖方式引发的突触后膜电位叠加，非 Ca²⁺依赖的方式中突触小泡循环速度更快。科研人员分别在有Ca²⁺及无Ca²⁺条件下混合培养DRG 和DH细胞，模仿连续疼痛刺激(箭头所示)，检测突触后膜电位，结果如图3。下列相关叙述正确的包括________(选填下列字母)。
a. 生理条件下连续疼痛刺激，突触信号传递以非Ca²⁺依赖的方式为主
b. 突触以非 Ca²⁺依赖的方式持续传递疼痛信号，不利于动物的生存
c. 突触以非Ca²⁺依赖的方式传递兴奋信号快速高效
d. 信号传递结束后，神经递质会进入突触后神经元内被降解或回收
【答案】（1） ①. 由内负外正变为内正外负 ②. 协助扩散
（2） ①. 阻断剂（或“抑制剂”） ②. N通道可与蛋白S结合 ③. 增加对照组：加入等量生理盐水（或“相关溶剂”）；增加检测指标：检测突触后膜电位
（3）ac
【解析】
【分析】突触前神经元上受到有效电刺激后，引起Na+内流，神经元由静息电位变为动作电位，电位变化情况为由内负外正变为内正外负。当兴奋传至神经末梢的突触小体时，会引起神经递质的释放，从而进一步引起下一个神经元的电位变化。
【小问1详解】
兴奋传到突触小体，突触小体由静息状态变为兴奋状态，电位由内负外正变为内正外负； Ca²⁺内流的过程需要通道蛋白协助，是从高浓度到低浓度，属于协助扩散。
【小问2详解】
①细胞膜上存在受电压调控的 N通道，想证明NN通道参与了非Ca²⁺依赖的突触信号传递，需要加入N通道的抑制剂，抑制N通道的功能，对DRG施加电刺激后，检测不到突触后膜电位变化，说明N通道参与了非Ca²⁺依赖的突触信号传递。
②对照组磁珠固定了无关抗体，磁珠上没有S蛋白，而实验组磁珠固定了N通道抗体，可以结合N通道蛋白，检测到了S蛋白，N通道可与蛋白S结合。
③实验应遵循对照原则，实验组处理为以无Ca²⁺条件下混合培养的DRG 和DH细胞为实验材料，加入谷氨酸受体阻断剂，应增加对照组，加入等量生理盐水（或“相关溶剂”）；谷氨酸是兴奋性神经递质可引起突触后膜电位的变化，故还应增加检测指标测，不仅突触前膜神经递质的释放量，还应检测突触后膜电位。
【小问3详解】
a、根据图3分析，连续刺激有Ca²⁺的情况下兴奋减弱明显，无Ca²⁺情况下兴奋幅度几乎不变，故生理条件下连续疼痛刺激，突触信号传递以非Ca²⁺依赖的方式为主，a正确；
b、突触以非 Ca²⁺依赖的方式持续传递疼痛信号，对疼痛更敏感，有利于动物的生存，b错误；
c、非 Ca²⁺依赖的方式中突触小泡循环速度更快，因此突触以非Ca²⁺依赖的方式传递兴奋信号快速高效，c正确；
d、神经递质不进入突触后神经元，而是被回收进突触前神经元或在突触间隙中被降解，d错误。
故选ac。
25. 学习以下材料，回答（1）~（5）题。
恶心、呕吐防御反应的神经机制
我国研究者初步揭示了摄入受毒素污染的食物后，机体恶心、呕吐等防御反应的神经机制。研究者先给小鼠品尝樱桃味糖精溶液后，随即在肠道内注射金黄色葡萄球菌肠毒素，小鼠出现呕吐现象。多次重复后，小鼠出现味觉回避反应，即饮用樱桃味糖精溶液的次数和用量显著减少，表现出“恶心”样行为。
小鼠肠道上皮中存在着一类肠道内分泌细胞——肠嗜铬细胞，这种细胞合成了占机体90%的5-羟色胺（5-HT）。研究者推测，肠嗜铬细胞可能是在恶心、呕吐反应中帮助大脑感知病原入侵的“情报员”。研究者敲除小鼠肠嗜铬细胞中合成5-HT的关键酶基因后，发现小鼠对含毒素饮料的恶心、呕吐反应大大下降，对相应味道饮料的回避反应也会消失。
如下图所示，在肠嗜铬细胞周围分布着具有5-HT受体的迷走神经元末梢，5-HT诱发了迷走神经元的突触后膜产生兴奋，而切断相关迷走神经，可以显著缓解注射肠毒素小鼠的恶心、呕吐反应。接收迷走神经传入的是脑干DVC区，抑制DVC神经元活动也可以缓解注射肠毒素小鼠的恶心、呕吐反应。DVC区的有关神经元传递信息到邻近的LPB区和VRG区，研究者特异性激活或抑制DVC-VRG环路，将分别诱发或抑制小鼠
呕吐现象，特异性激活或抑制DVC-LPB环路，则分别诱发或抑制小鼠“恶心”样行为。
化疗药物会使癌症患者产生强烈的恶心、呕吐反应，给患者带来痛苦。研究者发现化疗药物也会激活相同的神经通路。这项研究帮助人们更好地了解恶心和呕吐的神经机制，有助于更加安全有效地开发止吐药物。
（1）小鼠摄入樱桃味糖精溶液时，糖精溶液引I起小鼠唾液分泌（a），多次摄入有肠毒素的樱桃味糖精溶液后，产生味觉回避反应（b）。请填表分析a和b分别属于哪种类型反射，比较这两种反射的异同点（各写出一条即可）。
（2）含肠毒素的饮料诱发小鼠出现呕吐反应过程中，rVRG区细胞的兴奋经_____（选填“交感”或“副交感”）神经传导至消化道平滑肌，导致呕吐现象。
（3）依据本文，小鼠出现“恶心”样行为的机制是：肠毒素进入消化道→_____（选填下列事件前的字母并排序）→“恶心”样行为。
a、迷走神经将信息传递到DVC区 b、控制肠道平滑肌收缩的神经被激活
c、肠嗜铬细胞释放5-HT增加 d、激活DVC-rVRG环路
e、抑制DVC-rVRG环路 f、激活DVC-LPB环路
g、抑制DVC-LPB环路
（4）动物在一定条件下，形成味觉回避反应的生物学意义是_____。
（5）基于文中的神经机制，请提出一种止吐药物的作用机理。_____
【答案】（1） ①. 非条件反射 ②. 条件反射 ③. 反射的结构基础都是反射弧 ④. 非条件反射是出生后无需训练就具有的，条件反射是出生后通过学习和训练形成的；非条件反射是通过遗传获得的，不会消退，条件反射是后天建立的，可能会减弱甚至消退；非条件反射可以由低级中枢完成，条件反射由高级中枢完成；非条件反射数量是有限的，条件反射的数量几乎无限
（2）副交感 （3）c → a →f
（4）通过建立条件反射，使机体能识别有害物质并预先作出反应，扩展了动物对复杂环境的适应范围，有利于个体生存
（5）特异性抑制DVC-rVRG环路；抑制肠嗜铬细胞合成或释放5-HT；特异性阻断5-HT的作用
【解析】
【分析】1、与体液调节相比，神经调节速度快、作用范围更准确、作用时间短暂，但作用范围比较局限。
2、神经调节与体液调节的关系：（1）有的内分泌腺受中枢神经系统的调节，体液调节可以看做神经调节的一个环节。（2）激素也可以影响神经系统的发育和功能，两者常常同时调节生命活动。
【小问1详解】
a是小鼠生来就有的反射活动属于非条件反射，b是经多次摄入有肠毒素的樱桃味糖精溶液后形成的反射，属于条件反射，非条件反射和条件反射都需要经过反射弧来完成，不同点是非条件反射是出生后无需训练就具有的，条件反射是出生后通过学习和训练形成的；非条件反射是通过遗传获得的，不会消退，条件反射是后天建立的，可能会减弱甚至消退；非条件反射可以由低级中枢完成，条件反射由高级中枢完成；非条件反射数量是有限的，条件反射的数量几乎无限。
【小问2详解】
交感神经兴奋使消化系统活动减弱，副交感神经兴奋使消化系统活动增强，则rVRG区细胞的兴奋经副交感神经传导至消化道平滑肌，导致小鼠的呕吐反应。
【小问3详解】
依据文中信息可知，小鼠出现“恶心”样行为的机制是：肠毒素进入消化道→c、肠嗜铬细胞释放5-HT增加→a、迷走神经将信息传递到DVC区→ f、激活DVC-LPB环→“恶心”样行为。
【小问4详解】
动物通过建立条件反射，使机体能识别有害物质并预先作出反应，扩展了动物对复杂环境适应范围，有利于个体生存，所以动物在一定条件下，形成味觉回避反应。
【小问5详解】
只要阻断了反射弧中的任意一个环节就可以防止呕吐，所以特异性抑制DVC-rVRG环路；抑制肠嗜铬细胞合成或释放5-HT；特异性阻断5-HT的作用均可止吐。组别
甲醛(mg/kg)
微核率(%0)
畸变率(%0)
对照组
0
1．8
0．5
20
2．4
0．74
200
5．6
2．61
2000
9．0
3．33
基因型/表型
旱灾后存活的中地雀(只)
旱灾中死亡的中地雀(只)
存活率(%)
LL/喙较大
6
14
30.0
LS/喙居中
17
15
53.1
SS/喙较小
14
5
73.7
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
组别
1
2
3
实验动物
A
__________
__________
海马区内注射物质
C
__________
C
检测指标
__________的电位变化
组别
亲本
F2表型及比例
①
突变体甲×毛籽棉
光籽：毛籽＝3：1
②
突变体乙×毛籽棉
光籽：毛籽＝13：3
③
突变体丙×毛籽棉
光籽：毛籽＝9：7
类型
相同点
不同点
a
_____
_____
_____
b
_____
1. 联会复合体是减数分裂中配对的两条同源染色体之间形成的一种蛋白复合结构。D蛋白可促进联会复合体中蛋白质的降解，其功能可被蛋白酶体抑制剂抑制。荧光标记联会复合体的骨架蛋白，显微镜下观察野生型水稻和D蛋白缺失突变体处于减数分裂同一时期的花粉母细胞，结果如图。下列叙述合理的是（ ）
A. 图中所示的细胞处于减数第一次分裂的后期
B. D蛋白缺失突变体的染色体正常发生基因重组
C. 用蛋白酶体抑制剂处理野生型细胞可能产生类似突变体的结果
D. 图中野生型存在同源染色体，不存在姐妹染色单体
【答案】C
【解析】
【分析】减数分裂：（1）范围：进行有性生殖的生物。（2）时期：产生成熟生殖细胞时。（3）特点：染色体复制一次，细胞连续分裂两次。（4）结果：成熟生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的一半。
【详解】A、分析题图可知，图中细胞含有荧光标记的联会复合体的骨架蛋白，即细胞中含有四分体，故图中所示的细胞处于减数分裂Ⅰ前期或中期，A错误；
B、D蛋白可促进联会复合体中蛋白质的降解，D蛋白缺失突变体在减数分裂Ⅰ后期，无法正常进行同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，即无法正常发生基因重组，B错误；
C、蛋白酶体抑制剂可抑制D蛋白的功能，抑制用蛋白酶体抑制剂处理野生型细胞可能产生类似突变体的结果，C正确；
D、图中野生型细胞处于减数分裂Ⅰ，存在同源染色体，也存在姐妹染色单体，D错误。
故选C。
2. 番茄的单式花序和复式花序是一对相对性状，由A、a基因决定。番茄花的颜色黄色和白色是一对相对性状，由B、b基因决定。将纯合的单式花序黄色花植株与复式花序白色花植株进行杂交，所得F1均为单式花序黄色花。将F1分别作母本和父本，进行测交，所得后代的表现型和数量如图所示，下列分析不正确的是（ ）
A. 番茄的单式花序和黄色花为显性性状
B. 这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
C. F1自交后代中复式花序白色花植株占1/16
D. F1产生的基因型为ab的花粉可能有2/3不育
【答案】C
【解析】
【分析】由纯合的单式花序黄色花植株与复式花序白色花植株进行杂交，所得F1均为单式花序黄色花知，番茄的单式花序和黄色花为显性性状。根据F1分别作母本和父本，进行测交，所得后代的表现型和数量得出，没有性别差异，故两对基因都位于常染色体上且独立遗传，由于F1作父本时式花序白色花植株少，而F1作母本后代四种比例为1：1：1：1，合子无致死现象，所以F1作父本时式花序白色花植株少的原因是F1的花粉ab部分致死或不育所致。
【详解】A、由于纯合的单式花序黄色花植株与复式花序白色花植株进行杂交，所得F1均为单式花序黄色花，所以番茄的单式花序和黄色花为显性性状，A正确；
B、F1作母本后代四种比例为1：1：1：1所以这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律，B正确；
C、由于F1的花粉ab有2/3致死，F1产生的雌配子种类及比例1/4AB、1/4Ab、1/4aB、1/4ab，雄配子种类及比例3/10AB、3/10Ab、3/10aB、1/10ab，F1自交后代中复式花序白色花植株aabb占1/40，C错误；
D、F1作母本后代四种比例为1：1：1：1，合子无致死现象，F1作父本时式花序白色花植株减少2/3，原因是F1的花粉ab有2/3致死或不育，D正确。
故选C。
3. 侏儒小鼠作父本，野生型小鼠作母本，F1都是侏儒小鼠；反交后F1都是野生型小鼠。正交实验的F1雌雄个体间相互交配、反交实验的F1雌雄个体间相互交配，F2均出现1：1的性状分离比。以下能够解释上述实验现象的是（ ）
A. 控制侏儒性状的基因位于X染色体上B. 控制侏儒性状的基因在线粒体DNA上
C. 来源于母本的侏儒和野生型基因不表达D. 含侏儒基因的精子不能完成受精作用
【答案】C
【解析】
【分析】基因分离定律实质：在杂合子细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；当细胞进行减数分裂，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子当中，独立地随配子遗传给后代。
【详解】A、假定控制侏儒性状的基因位于X染色体上，控制侏儒性状的基因是显性，侏儒小鼠作父本（XAY），野生型小鼠作母本（XaXa），F1应该为雌性为侏儒，雄性应该是野生型，不符合题意；假定控制侏儒性状的基因位于X染色体上，控制侏儒性状的基因是隐性，侏儒小鼠作父本（XaY），野生型小鼠作母本（XAXA），F1雌雄性都应该是野生型，不符合题意，A错误；
B、假定控制侏儒性状的基因在线粒体DNA上，后代性状随母本，那么侏儒小鼠作父本，野生型小鼠作母本，F1应该都是野生型小鼠，不符合题意，B错误；
C、假定来源于母本的侏儒和野生型基因不表达，侏儒小鼠作父本，野生型小鼠作母本，F1性状随父本，都是侏儒小鼠；反交（侏儒小鼠作母本，野生型小鼠作父本）后F1都是野生型小鼠，无论正交还是反交，F1都是既含有侏儒基因，也含有野生型基因，如果来源于母本的侏儒和野生型基因不表达，F1雌雄个体间相互交配，F2均出现1：1的性状分离比，符合题意，C正确；
D、假定含侏儒基因的精子不能完成受精作用，反交（侏儒小鼠作母本，野生型小鼠作父本）后F1不一定都是野生型小鼠，不符合题意，D错误。
故选C。
4. 赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质， 下列关于该实验的叙述正确的是（ ）
A. 实验需分别用含32P和35S的培养基培养噬菌体
B. 搅拌目的是使大肠杆菌破裂，释放出子代噬菌体
C. 35S标记噬菌体的组别，搅拌不充分可致沉淀物的放射性增强
D. 32P标记噬菌体的组别，放射性同位素主要分布在上清液中
【答案】C
【解析】
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能再培养基上独立生存，因此要标记噬菌体需用含35S和32P标记的大肠杆菌分别培养，A错误；
B、搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体外壳与细菌分离，B错误；
C、用35S标记噬菌体的侵染实验中，蛋白质外壳吸附在细菌表面，如果搅拌不充分，则沉淀物的放射性增强，C正确；
D、由于32P标记的DNA分子进入了细菌，所以32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，放射性同位素主要分布于试管的沉淀物中，D错误。
故选C。
5. 科学家人工构建了一对代号为X-Y的新碱基对，X与Y可相互配对，但不能与已知碱基配对。将含X-Y碱基对的质粒导入大肠杆菌，并在培养基中添加相应原料，实验结果显示该质粒在大肠杆菌中可进行多轮自我复制。下列叙述正确的是（ ）
A. 该过程需要DNA聚合酶的参与
B. 该过程所需的脱氧核苷酸有4种
C. 该质粒上碱基X与Y的数量不相等
D. 含X-Y碱基对的基因可准确表达出蛋白质
【答案】A
【解析】
【分析】1、DNA分子结构的主要特点：DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构；DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则（A-T、C-G）。
2、DNA分子复制时，以DNA的两条链分别为模板，合成两条新的子链，所以形成的每个DNA分子各含一条亲代DNA分子的母链和一条新形成的子链，为半保留复制。
【详解】A、质粒是小型环状DNA分子，其复制过程需要DNA聚合酶的参与，A正确；
B、含X-Y碱基对的质粒复制过程除了需要原来的4种脱氧核苷酸，还需要分别含有X、Y的两种脱氧核苷酸，B错误;
C、该质粒上碱基X与Y互补配对，数量相等，C错误；
D、X与Y碱基不能与已知碱基配对，无法转录，不能表达出蛋白质，D错误。
故选A。
6. SLC基因编码锰转运蛋白。研究发现该基因作为转录模板的一条DNA链中的碱基序列由CGT变为TGT，导致所编码蛋白中的丙氨酸突变为苏氨酸，使组织中锰元素严重缺乏，引发炎性肠病等多种疾病。下列相关分析错误的是（ ）
A. 推测患者SLC基因内部发生了碱基对的替换
B. SLC基因突变导致其所编码的锰转运蛋白的功能改变
C. 突变的SLC基因相应mRNA中的变化为CGU→UGU
D. 识别并转运丙氨酸和苏氨酸的tRNA不同
【答案】C
【解析】
【分析】1、基因突变的诱发因素可分为：①物理因素（紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA）；②化学因素（亚硝酸、碱基类似物等能改变核酸的碱基）；③生物因素（某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA）。没有以上因素的影响，细胞也会发生基因突变，只是发生频率比较低，这些因素只是提高了突变频率而已。
2、转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下消耗能量，合成RNA。
3、翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的mRNA为模板，在酶的作用下，消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。
【详解】A、根据题干信息“基因作为转录模板的一条DNA链中的碱基序列由CGT变为TGT，导致所编码蛋白中的丙氨酸突变为苏氨酸”，说明该病是由于碱基对发生替换造成的，属于基因突变，A正确；
B、SLC基因突变导致其所编码的锰转运蛋白的氨基酸的种类发生改变，所以相应的功能改变，B正确；
C、由于转录模板的基因序列由CGT变为TGT，所以编码的mRNA序列由GCA变为AGA， C错误；
D、tRNA上的反密码子和密码子配对，所以识别并转运丙氨酸和苏氨酸的tRNA不同，D正确。
故选C。
7. RNase P是一种核酸内切酶，由RNA和蛋白质组成。无活性的RNase P通过与前体tRNA特异性结合被激活，激活的RNase P剪切前体tRNA，所得的成熟tRNA进入细胞质基质中发挥作用。以下关于RNase P分析不正确的是（ ）
A. 通过破坏磷酸二酯键剪切前体tRNA
B. RNase P能够催化tRNA基因的转录
C. RNase P可能存在于细胞核或某些细胞器中
D. pH、温度都会影响RNase P的活性
【答案】B
【解析】
【分析】转录：
（1）转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。
（2）场所：主要是细胞核，此外在线粒体和叶绿体中也能进行。
（3）条件：模板：DNA分子的一条链；原料：四种核糖核苷酸（“U”代替“T”与“A”配对，不含“T”）；酶：RNA聚合酶；能量：ATP。
（4）转录的产物：mRNA，tRNA，rRNA。
【详解】A、RNase P是一种核酸内切酶，因此通过破坏磷酸二酯键剪切前体tRNA，A正确；
B、核糖核酸酶P能对tRNA前体进行剪切加工，不能催化转录过程，催化转录过程中的酶是RNA聚合酶，B错误；
C、因为线粒体和叶绿体也可以进行基因表达，因此RNase P可能存在于细胞核或某些细胞器中，C正确；
D、pH、温度都会影响酶活性，因此也会影响RNase P活性，D正确。
故选B。
【点睛】
8. 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。
9. 有氧运动能改变骨骼肌细胞中的DNA甲基化状态，引发骨骼肌的结构和代谢变化，改善肥胖、延缓衰老。下列相关叙述正确的是（ ）
A. DNA甲基化能改变骨骼肌细胞中基因的碱基序列
B. 骨骼肌细胞中的DNA甲基化状态可以遗传给后代
C. DNA甲基化程度可能影响代谢相关酶基因的转录
D. 所有成年人都适合进行长时间、剧烈的有氧运动
【答案】C
【解析】
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因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。
【详解】A、DNA甲基化属于表观遗传，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，A错误；
B、DNA甲基化属于表观遗传，是可遗传变异，但骨骼肌细胞属于体细胞，其中的甲基化不能遗传给后代，B错误；
C、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，DNA甲基化可能影响DNA分子的解旋，进而影响相关酶基因的转录，C正确；
D、有氧运动能改变骨骼肌细胞中的DNA甲基化状态，但并非所有成年人都适合进行长时间、剧烈的有氧运动，如一些有基础病的个体不能进行剧烈运动，D错误。
故选C。
10. 研究人员使用不同浓度甲醛处理孕鼠，一段时间后取胎鼠肝脏细胞显微镜下观察，统计微核(由细胞有丝分裂后期丧失着丝粒的染色体片段所产生)率和染色体畸变率，实验数据如下表所示。下列叙述不正确的是（ ）
A. 该数据表明甲醛可促进胎鼠肝脏细胞微核的产生和染色体畸变
B. 微核中的遗传信息不能完整传递给子代细胞，导致细胞功能异常
C. 染色体断裂导致不含着丝粒的片段丢失，这属于染色体数目变异
D. 若染色体片段错接到非同源染色体上，这种变异属于染色体易位
【答案】C
【解析】
【分析】由表格数据可推知,，实验自变量为甲醛浓度，因变量为微核率和畸变率。各实验组与对照组对照可知随甲醛浓度升高，微核率和畸变率都随之升高，表明甲醛可促进胎鼠肝脏细胞微核的产生和染色体畸变。
【详解】A、由分析可知，该数据表明甲醛可促进胎鼠肝脏细胞微核的产生和染色体畸变，A正确；
B、微核是由细胞有丝分裂后期丧失着丝粒的染色体片段，不能被纺锤丝牵引，在分裂末期核膜重建后会被遗留在细胞核外，故遗传信息不能完整传递给子代细胞，导致细胞功能异常，B正确；
C、染色体断裂导致不含着丝粒的片段丢失，这属于染色体结构变异中的缺失，C错误；
D、若染色体片段错接到非同源染色体上，这种变异属于染色体易位，D正确。
故选C。
【点睛】染色体变异是指染色体结构或数目的改变。其中结构变异包括缺失、重复、易位和倒位。数目变异分为两类：一类是个别染色体的增加或减少，另一类是以染色体组的形式成倍的增加或减少。
11. 下图是野生祖先种和栽培品种香蕉的染色体核型图，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 栽培品种和野生祖先种体细胞中每个染色体组都含11条染色体
B. 栽培品种和野生祖先种都是香蕉，不存在生殖隔离
C. 用秋水仙素处理野生祖先种的幼苗可以直接获得栽培品种香蕉
D. 栽培品种香蕉可正常进行减数分裂，形成的配子含有11条染色体
【答案】A
【解析】
【分析】染色体核型分析是指将待测细胞的染色体依照该生物固有的染色体形态结构特征，按照一定的规定，人为的对其进行配对、编号和分组，并进行形态分析的过程。分析题图的染色体核型，可知栽培品种为三倍体，野生祖先种为二倍体。
【详解】A、栽培品种的体细胞中含三个染色体组，野生祖先种体细胞中含两个染色体组，两者每个染色体组都含11条染色体，A正确；
B、栽培品种和野生祖先种不能杂交产生后代，存在生殖隔离，属于不同的物种，B错误；
C、用秋水仙素处理野生祖先种的幼苗，染色体加倍成为四倍体，不能直接获得三倍体栽培品种香蕉，C错误；
D、栽培品种香蕉为三倍体，减数分裂时联会紊乱，不能形成正常的配子，D错误。
故选A。
12. 北方粳稻比南方籼稻具有更强的耐寒性。水稻细胞膜上的低温响应受体L1在低温下，能激活细胞膜上的Ca2+通道，引起Ca2+内流，进而启动下游的耐寒防御反应。籼稻L1的第187位氨基酸为甲硫氨酸，而粳稻L1的同一位置则为赖氨酸，其余序列完全相同。以下推测不合理的是（ ）
A. 碱基对替换引起粳稻与籼稻L1基因的差异
B. 由籼稻和粳稻杂交所得F1的耐寒性可判断二者L1基因的显隐性
C. 遭受低温后籼稻细胞质中Ca2+浓度升高幅度高于粳稻
D. 利用粳稻的L1基因可培育转基因耐寒新品种
【答案】C
【解析】
【分析】基因突变是指DNA中碱基对的增添、缺失或替换，从而导致基因结构（基因中碱基对排列顺序）的改变。
【详解】A、分析题意，籼稻L1的第187位氨基酸为甲硫氨酸，而粳稻L1的同一位置则为赖氨酸，其余序列完全相同，该现象出现的根本原因是碱基对的替换所致，而北方粳稻比南方籼稻具有更强的耐寒性，故碱基对替换引起粳稻与籼稻L1基因的差异，A正确；
B、具有相对性状的纯合子杂交，子一代所表现出的即为显性性状，故由籼稻和粳稻杂交所得F1的耐寒性可判断二者L1基因的显隐性，B正确；
C、水稻细胞膜上的低温响应受体L1在低温下，能激活细胞膜上的Ca2+通道，引起Ca2+内流，进而启动下游的耐寒防御反应，北方粳稻比南方籼稻具有更强的耐寒性，故遭受低温后籼稻细胞质中Ca2+浓度升高幅度低于粳稻，C错误；
D、水稻细胞膜上的低温响应受体L1可在低温条件下启动耐寒防御机制，利用粳稻的L1基因可培育转基因耐寒新品种，D正确。
故选C。
13. 用拟南芥C株系与野生型杂交，可使受精卵发育过程中一方亲本染色体消失，子代可获得单倍体。受精后不同温度下进行实验，统计杂交子代染色体组成，结果如图。下列叙述不正确的是（ ）
A. 该方法与获得单倍体的传统途径原理不同
B. 此方法获得的子代绝大部分为单倍体
C. 单倍体细胞内的染色体为非同源染色体
D. 25℃比22℃更利于获得单倍体
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知，温度会影响单倍体形成的比例，25℃比22℃获得的单倍体的比例更高，故25℃比22℃更利于获得单倍体。
【详解】A、传统获得单倍体是由配子直接发育而来的个体，该方法用拟南芥C株系与野生型杂交，可使受精卵发育过程中一方亲本染色体消失，子代可获得单倍体，A正确；
B、由图可知，此方法获得的子代少部分为单倍体，B错误；
C、单倍体细胞内的染色体是一组非同源染色体，C正确；
D、由图可知，25℃比22℃获得的单倍体的比例更高，故25℃比22℃更利于获得单倍体，D正确。
故选B。
14. 研究者从古代尼安德特人标本中提取DNA进行测序，发现之前未知的线粒体DNA（mtDNA）序列。比较多个来自世界各地不同地区的现代人之间，以及现代人与尼安德特人、黑猩猩之间mtDNA特定序列的碱基对差异，结果如图1．下列相关叙述不合理的是（ ）
A. mtDNA的基因突变为生物进化提供原材料
B. 现代人之间mtDNA的差异可能与迁徙有关
C. 图1表明现代人与黑猩猩的mtDNA差异更大
D. 图1结果支持绘制出图2所示的进化树
【答案】D
【解析】
【分析】现代进化理论的基本内容是：①进化是以种群为基本单位，进化的实质是种群的基因频率的改变。②突变和基因重组产生进化的原材料。③自然选择决定生物进化的方向。④隔离导致物种形成。
【详解】A、基因突变可产生新基因，进而产生新性状，故mtDNA的基因突变为生物进化提供原材料，A正确；
B、据图1分析可知，现代人与现代人之间的mtDNA特定序列差异较现代人与尼安德特人更大（差异碱基对个数与百分率），推测可能与迁徙有关，B正确；
C、据图1分析可知，现代人与黑猩猩的mtDNA差异碱基对个个数多，且每个区段的百分率均较高，故表明现代人与黑猩猩的mtDNA差异更大，C正确；
D、图2的进化树中，现代人与黑猩猩的亲缘关系更近，其mtDNA特定序列的差异应更小，与图1结果不符，D错误。
故选D。
15. 达芬岛2004~2005年旱灾后，研究者调查了岛内以植物种子为食的中地雀的数量，得到下表所示结果(L和S为一对等位基因)。下列叙述不正确的是（ ）
A. 旱灾前L的基因频率为 50.7%
B. L及S的基因频率在旱灾前后均发生了变化
C. 基因重组是S基因频率升高的原因
D. 旱灾后植物种子体积可能小于旱灾前
【答案】C
【解析】
【分析】根据基因型频率计算基因频率的方法：（1）显性基因的基因频率=显性纯合子基因型频率+杂合子基因型频率÷2；（2）隐性基因的基因频率=隐性纯合子基因型频率+杂合子基因型频率÷2。
【详解】A、分析题意可知，旱灾前LL、LS和SS的个体数量分别是20、32、19只，L的基因频率=20×2+32/ (20+32+19)×2 ×100%≈50.7%，A正确；
B、旱灾前LL、LS和SS的个体数量分别是20、32、19只，旱灾后存活的中地雀LL、LS和SS的个体数量分别是6、17、14只，旱灾前L的基因频率为50.7%，则旱灾前S的基因频率=1-50.7%=49.3%，旱灾后L的基因频率=6×2+17/ (6+17+14)×2 ×100%≈39.1%，旱灾后S的基因频率=1-39.1%=60.9%，故 L及S的基因频率在旱灾前后均发生了变化，B正确；
C、分析题意可知，S基因频率升高与环境条件的改变（干旱）有关，而非基因重组导致的，C错误；
D、旱灾后植物种子的S基因频率升高，据表可知，S控制的喙较小，其存活率较高可能与植物种子体积变小有关，D正确。
故选C。
16. 三刺鱼根据栖息环境可分为湖泊型和溪流型(如图所示)。科研人员在实验室中让湖泊型和溪流型三刺鱼进行几代杂交，形成一个实验种群。之后将上述实验种群的幼鱼放生到一条没有三刺鱼的天然溪流中。一年后，他们将这条溪流中的三刺鱼重新捕捞上来进行基因检测。发现溪流型标志基因的基因频率增加了约2．5%，而湖泊型标志基因的基因频率则减少了。对上述材料分析，下列选项正确的是（ ）
A. 自然选择可以定向改变种群的基因频率，但不一定导致新物种的形成
B. 突变和基因重组使种群产生定向变异，导致基因频率改变，为进化提供原材料
C. 溪流型和湖泊型三刺鱼不属于同一物种，两个物种存在竞争关系
D. 溪流型三刺鱼在新环境中繁殖能力增强，导致两种三刺鱼发生协同进化
【答案】A
【解析】
【分析】生物进化的实质是种群的基因频率的改变，自然选择使种群的基因频率定向改变，突变和基因重组的不定向为生物进化提供原材料，生殖隔离的产生是新物种的形成的标志，地理隔离使同种生物不同种群间不能进行基因交流。
【详解】A、自然选择可以定向改变种群的基因频率，但不一定导致新物种的形成，A正确；
B、突变和基因重组可以使种群产生变异，但是变异是不定向的，突变和基因重组为进化提供原材料，B错误；
C、溪流型和湖泊型三刺鱼能杂交产生一个种群，属于同一物种，C错误；
D、协同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。溪流型和湖泊型三刺鱼是同种生物，不存在协同进化，D错误。
故选A。
17. 一般认为，寄生动物需要招募共生微生物来降解植物细胞壁，从而侵袭植物。但研究发现，在植物上寄生的两种不同线虫中都有同种编码细胞壁降解酶的基因，这种基因与细菌的基因非常相似，且不存在于其他线虫类群中。下列相关叙述，正确的是（ ）
A. 线虫、植物及微生物之间通过自然选择协同进化B. 两种不同线虫的细胞壁降解酶基因频率一定相同
C. 基因突变是这两种线虫获得该基因的根本原因D. 具有降解酶基因的线虫可以适应各种生活环境
【答案】A
【解析】
【分析】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，这就是协同进化。通过漫长的协同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，丰富多彩的基因库，而且形成了多种多样的生态系统。
【详解】A、线虫、植物及微生物之间通过自然选择协同进化，形成生物的多样性和适应性，A正确；
B、两种不同线虫是进化而来的，两种不同线虫的细胞壁降解酶基因频率不一定相同，B错误；
C、这种基因与细菌的基因非常相似，说明可能来自于基因重组，C错误；
D、具有降解酶基因的线虫可以更好的分解植物的细胞壁，但酶发挥作用需要一定的条件，故不能适应各种生活环境，D错误。
故选A。
18. 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】
19. 在野外，草丛里突然窜出蛇会让人受到惊吓；平日里，人体能有意识地控制排尿。这些都与自主神经系统相关。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 受到惊吓时，副交感神经兴奋，心跳加快、呼吸急促
B. 自主神经系统包括躯体运动神经和内脏运动神经
C. 人体能有意识地控制排尿，说明大脑皮层能够调节内脏活动
D. 交感和副交感神经对同一器官的作用相反，不利于机体适应环境
【答案】C
【解析】
【分析】神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统，中枢神经系统由脑和脊髓组成，脑分为大脑、小脑和脑干；外周神经系统包括脊神经、脑神经、自主神经，自主神经系统包括交感神经和副交感神经。交感神经和副交感神经是调节人体内脏功能的神经装置，所以也叫内脏神经系统，因为其功能不完全受人类的意识支配，所以又叫自主神经系统，也可称为植物性神经系统。
【详解】A、当人受到刺激兴奋、紧张时，交感神经活动占优势，表现为心跳加快，支气管扩张，但胃肠蠕动和消化腺的分泌会受到抑制，A错误；
B、自主神经系统包括交感神经和副交感神经，自主神经系统包括支配内脏、血管和腺体的传出神经，不包括支配躯体运动的神经，B错误；
C、人能有意识地控制排尿，说明大脑皮层的神经中枢能控制脊髓中的神经中枢，大脑皮层能够调节内脏活动，C正确；
D、交感神经和副交感神经对同一器官作用通常相反，使机体对外界刺激作出更精确的反应，使机体更好地适应环境，D错误。
故选C。
20. 痒觉可由化学物质（如组胺）或机械刺激引发。2010年，人类首次鉴定出感觉神经元上可感知触碰、振动的PIEZO蛋白。研究者用不同试剂处理小鼠感觉神经元，实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 阳离子进入细胞可引起神经元兴奋
B. 组胺和触碰都能激活感觉神经元
C. 推测PIEZO蛋白可促进阳离子内流
D. 触碰引起痒觉需要完整的反射弧
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知：b、c、d三组都能激活神经元细胞，d组激活率最高。
【详解】A、神经元细胞静息电位膜电位为外正内负，动作电位是外负内正，阳离子进入细胞可引起神经元兴奋，A正确；
B、由图可知组胺可以激活神经元细胞，触碰属于机械刺激，组胺和触碰都能激活感觉神经元，B正确；
C、由图可得，PIEZO蛋白激活剂和阳离子通道激活剂都能引起神经元兴奋，动作电位是由阳离子内流产生的，可推测PIEZO蛋白可促进阳离子内流，C正确；
D、触碰引起痒觉的形成不属于反射，D错误。
故选D。
二、非选择题
21. 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_____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_____。
（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. 转录和翻译 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】启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。
【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，RNA聚合酶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%；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，达到治疗癌症的目的。
22. 脆性X综合征（FXS）患者是由于X染色体上编码F蛋白的基因（F基因）序列中，三个核苷酸（CGG）发生多次重复所致。
（1）图1为某FXS患者家系图，该家系部分个体F基因的cDNA片段检测结果如图2所示。
①在遗传咨询时，通过调查构建图1所示的家系图有助于分析遗传病的______，推算后代再发风险等。图2是提取患者体内总RNA经过______获得cDNA，再利用特异性引物扩增获得的。
②临床观察发现，FXS的男患者通常比女患者症状严重。据图2推测，FXS患者的CGG发生多次重复，可能会导致男患者的F蛋白______，而女患者症状较轻的原因可能是______。
（2）研究发现，FXS发病严重程度与CGG的重复次数有关。正常的X染色体有6~54次重复，而患者有230~2300甚至更多次的重复。CGG的重复次数有随代际增加的倾向，科研人员提出对这一现象的解释，如图3所示。
①据图3可知，以含有CGG重复序列的单链为______合成子代DNA链时，子链3′端容易滑落并折叠，随3′方向的继续延伸，会导致子链______。
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②哺乳动物中，胞嘧啶甲基化易发生在CG二核苷酸处，已知CGG重复序列紧邻F基因启动子对应的位置。结合图2中cDNA片段检测结果推测，Ⅱ-3的CGG重复序列导致F基因表达情况发生变化的分子机制可能是______。
（3）研究表明，FXS与智力和情绪障碍有关，患者会出现冲动和癫痫等症状。γ-氨基丁酸（GABA）为海马区神经元分泌的抑制性神经递质。有证据表明，F蛋白与神经元上的GABA受体结合后激活受体的功能，使GABA调控通路发挥正常功能。
①请将下列英文字母填入表格适合的位置，补充实验方案，进一步提供新的证据。
A.野生型小鼠 B.F基因敲除的小鼠 C.生理盐水
D.GABA受体激活剂 E.突触前膜 F.突触后膜
②实验结果若为______，则说明上述结论成立。
【答案】（1） ①. 传递方式/遗传方式 ②. 逆转录 ③. 不表达 ④. 女性有2条X染色体，一条染色体上F基因可表达出正常蛋白质
（2） ①. 模板 ②. CGG重复次数增加 ③. CGG重复序列增多导致CG比例增大，使F基因中胞嘧啶甲基化修饰增多，抑制F基因转录
（3） ①. B ②. B ③. D ④. F ⑤. 1组和2组不产生动作电位，3组产生动作电位
【解析】
【分析】1、从细胞中提取RNA后，可利用逆转录可获取cDNA后进行PCR扩增，然后进行电泳，可用于判断某基因在该细胞中是否转录。
2、表观遗传是指生物体基因的遗传序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
【小问1详解】
①是某FXS患者家系图，在遗传咨询时，通过调查构建图1所示的家系图有助于分析遗传病的遗传方式、推算后代再发风险等。图2是提取患者体内总RNA，可经过逆转录（反转录）获得cDNA，再利用特异性引物经PCR扩增获得的。
②图1中，II-3、III-6都为男性患者，II-2、III-5为女性患者，II-4、II-5、III-7、III-8为正常个体。据图2可以看出，II-3、III-6两位男性患者中均无条带，说明男性患者中的F基因没有表达，而II-2、III-5两位女性患者中出现了550bp和308bp两种条带，II-4、II-5、III-7、III-8正常个体中出现了308bp的条带，说明女患者中有F基因正常表达。据此推测，FXS的男患者通常比女患者症状严重的原因是：FXS患者的CGG发生多次重复，可能会导致男患者的F蛋白不表达，女性患者有2条X染色体，一条染色体上F基因异常表达，另一条染色体上的F基因可表达出正常蛋白质，所以女性患者的症状会较轻。
【小问2详解】
①图3是以含有CGG重复序列的单链为模板合成子代DNA的过程。据图3可知，在合成子代DNA的过程中，子链3′端容易滑落并折叠。子链滑落后，在滑落的地方会重新以CGG重复序列的单链为模板，继续合成子代DNA，最终会导致会导致子链CGG重复次数增加。
②启动子是RNA聚合酶识别和结合位点，是开始转录的位点，启动子甲基化会影响基因的转录。由图2可知II-3的F基因没有表达，这是因为胞嘧啶甲基化容易发生在CG二核苷酸处，且CGG重复序列紧邻F基因启动子对应的位置，所以CGG重复序列增多导致CG比例增大，使F基因中胞嘧啶甲基化修饰增多，抑制F基因转录。
【小问3详解】
γ-氨基丁酸（GABA）是海马区神经元分泌的抑制性神经递质，可以作用于突触后膜，抑制突触后膜的兴奋。为了证明“F蛋白与神经元上的GABA受体结合后激活受体的功能，使GABA调控通路发挥正常功能”这一机制，需要设计3组实验，第1组以野生型小鼠(未敲除F基因)为材料，向海马区注射适量生理盐水；第2组以F基因敲除小鼠为材料，向海马区注射适量且等量GABA受体激活剂；3组以F基因敲除小鼠为材料，向海马区注射等量生理盐水。然后给予小鼠适宜刺激，检测突触后膜是否产生动作电位，以判断相应调控机制是否工作。若上述结论成立，由于第1组小鼠含有F基因，能正常合成F蛋白，F蛋白与神经元上的GABA受体结合后激活受体的功能，GABA这种抑制性神经递质与突触后膜上已经被激活的GABA受体结合，会抑制突触后膜产生动作电位，故1组突触后膜上检测不到动作电位；第2组小鼠虽不含F基因，但是向其海马区注射的GABA受体激活剂可以与神经元上的GABA受体结合，激活GABA受体的功能，然后GABA与突触后膜上已经被激活的GABA受体结合，抑制突触后膜兴奋，故2组突触后膜上检测不到动作电位；第3组小鼠不含F基因，无法产生F蛋白，GABA受体的功能不能被激活，所以GABA不能与GABA受体结合，突触后膜可以兴奋产生动作电位。所以，若实验结果为1组和2组不产生动作电位，3组产生动作电位，则说明上述结论成立。
23. 亚洲棉的光籽（无短绒）和毛籽（有短绒）是一对相对性状，为探究棉绒的遗传规律并揭示其发育的分子机制，研究者进行了系列实验。
（1）利用表型为光籽的不同突变体与野生型毛籽棉进行杂交，统计F1自交结果如下表：
据表可知，突变体甲光籽性状的遗传遵循______定律；②组F2光籽棉中的纯合子所占比例为______；推测③组F1测交后代表型及比例为______。综合三组杂交实验结果，表明______之间并非简单的一一对应关系。
（2）研究发现，8号染色体的~880kb至~903kb区间与突变体甲的光籽表型相关。根据野生型毛籽棉的该区间设计连续的重叠引物，提取突变体甲和野生型的基因组DNA进行PCR，产物扩增结果如下。
据图可知分子量较大的扩增产物与点样处的距离较______（选择“大”或“小”填写），推测8号染色体上第______对引物对应的区间（简称M）______是突变体甲光籽出现的根本原因。
（3）研究者对杂交组合①的F2进行扩增，证实甲的光籽表型与区间M密切相关。得出此结论的扩增结果应该是______。
（4）研究者从野生型和突变体甲中克隆出区间M，构建表达载体后分别导入棉花原生质体，检测基因表达水平，结果如下。
内参基因REN是为了排除载体转化效率不同对实验结果的干扰，因此图中LUC/REN用来衡量______的表达水平。实验结果说明区间M突变后______下游基因的表达，且其作用的发挥与______有关。
（5）基因GaFZ的表达会影响棉花短绒的发育，检测发现突变体甲GaFZ蛋白结构与野生型一致。综合上述研究推测突变体甲光籽表型出现的原因是______。
【答案】（1） ①. 基因分离 ②. 3/13 ③. 光籽：毛籽＝1：3 ④. 性状与基因
（2） ①. 小 ②. 6 ③. 碱基序列的插入（或碱基对的增添）
（3）F2光籽个体中的1/3只能扩增出分子量较大的产物，2/3既能扩增出分子量较大的产物也能扩增出分子量较小的产物；毛籽个体只能扩增出分子量较小的产物
（4） ①. LUC基因（或报告基因LUC） ②. 促进（或增强） ③. 区间M插入的方向
（5）8号染色体区间M发生碱基序列的插入，增强了其下游基因GaFZ的表达，从而抑制短绒的发育，最终导致光籽表型的出现
【解析】
【分析】1、根据组①F2的性状分离比为3:1可知，该性状至少受一对等位基因控制；根据组②F2的性状分离比为13:3可知，该性状至少受而对等位基因控制；根据组③F2的性状分离比为9:7可知，该性状至少受而对等位基因控制。组②和组③亲本表现型相同，但F2的表型及比例不同，说明光籽（无短绒）和毛籽（有短绒）这一对性状受多对等位基因控制，基因和性状之间不是简单的一一对应的关系。
2、在电场的作用下，带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳。PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。
【小问1详解】
根据组①F2的性状分离比为3:1可知，突变体甲光籽性状的遗传，遵循基因的分离定律。根据组②F2的分离比为13:3（9:3:3:1的变式）可知，该性状至少受两对等位基因控制，且满足自由组合定律，F2中光籽共13份，纯合子有3份，一份为双显性纯合子，其余两份为单显纯合子，故F2光籽中纯合子的比例为3/13。根据组③F2中光籽：毛籽=9:7（9:3:3:1的变式）可知，除了双显性为光籽外，其余单显的和双隐性均为毛籽，且F1为双杂合，所以F1测交后代表型及比例为光籽：毛籽=1:3。根据三组杂交结果可知，基因与性状之间并非简单的一一对应的关系。
【小问2详解】
由图中可以看出，除了引物6外，引物5扩增的区段最大，条带离点样处最近，引物4扩增的区段最小，条带离点样处最远，说明由分子量较大的扩增产物与点样处的距离较小。用引物6进行PCR扩增时，野生型和突变体甲的电泳条带不同，可以确定8号染色体上的第6对引物对应的区间基因突变是甲光籽性状出现的根本原因。图中用引物6扩增出的野生型的条带（左侧）离点样处的距离远，突变体甲的条带（右侧）离点样处的距离近，说明突变体甲该区段分子量变大了，这可能是插入了一段碱基序列、碱基数目增多导致的。
【小问3详解】
若甲的光籽表型与区间M密切相关，突变体甲8号染色体中区间M（设为A）的分子量大、野生型大的区间M（设为a）分子量小，组合①亲本突变体甲可表示为AA，毛籽棉可表示为aa，所以F2光籽个体中的1/3（AA）只能扩增出分子量较大的产物，2/3（Aa）既能扩增出分子量较大的产物也能扩增出分子量较小的产物；毛籽（aa）个体只能扩增出分子量较小的产物。
【小问4详解】
棉花原生质体中插入空载体、野生型的区间M、突变体甲的区间M（方向是正向的）、突变体甲的区间M（方向是反向的）后，插入的区段是位于内参基因REN和报告基因REN之间，内参基因REN是为了排除载体转化效率不同对实验结果的干扰，其表达不受外源基因片段插入的影响，但报告基因LUC位于插入片段的下游，其基因表达水平可能会受到插入片段的影响，所以LUC/REN可以用来衡量LUC基因的表达水平。插入野生型的区间M和突变体甲的区间M（方向是正向的）后，LUC/REN值均比空载体的高，均实验结果说明不管是正常的区间M还是突变体甲的区间M（方向是正向的）都会促进下游基因的表达，且插入突变体甲的区间M（方向是正向的）促进效果更强。区间M突变后对下游基因的作用发挥与其方向有关，方向是正向的的促进效果强于方向是反向的。
【小问5详解】
突变体甲GaFZ蛋白结构与野生型一致，说明该基因为发生突变，结合（4），可能是基因GaFZ位于8号染色体区间M的下游，由于8号染色体区间M发生碱基序列的插入，增强了其下游基因GaFZ的表达，从而抑制短绒的发育，最终导致光籽表型的出现。
24. 突触是神经元之间信息传递的结构基础，最近，科研人员发现了突触信号传递的新方式。
（1）已有研究发现钙离子(Ca²⁺)对突触信号传递具有重要作用，图1为Ca²⁺依赖的神经递质释放过程。神经冲动传至轴突末梢时，突触小体膜两侧电位的变化是________，触发 Ca²⁺以________的方式通过Ca²⁺通道内流，使突触小泡与突触前膜融合，促进神经递质释放，进而引发突触后膜电位变化。
（2）科研人员发现在无 Ca²⁺条件下，对大鼠的初级感觉神经元(DRG)给予电刺激，其突触后神经元(DH)也可检测到膜电位变化，进而对这种非Ca²⁺依赖的信号传递方式进行了系列研究。
①研究发现DRG 细胞膜上存在受电压调控的 N通道。将大鼠DRG 细胞与 DH细胞混合培养，在无Ca²⁺条件下， 向体系中加入N通道的________，对DRG施加电刺激后，未检测到突触后膜电位变化，说明N通道参与了非Ca²⁺依赖的突触信号传递。
②为研究N通道与膜融合相关蛋白S的关系，科研人员将固定有N通道抗体的磁珠，加入到小鼠DRG 细胞裂解液中充分孵育，离心收集磁珠，弃去上清，分离磁珠上的蛋白。对照组磁珠上固定了无关抗体。电泳后进行抗原-抗体杂交检测，结果如图2所示。说明________。
③为证明在非 Ca²⁺依赖的方式中，介导突触传递兴奋信号的神经递质是谷氨酸，以无Ca²⁺条件下混合培养的DRG 和DH细胞为实验材料，加入谷氨酸受体阻断剂，孵育一段时间后对 DRG施加电刺激，检测突触前膜神经递质的释放量。请完善该实验方案：________。
（3）生理条件(2.5mM Ca²⁺ )下检测到的突触后膜电位是 Ca²⁺依赖与非 Ca²⁺依赖方式引发的突触后膜电位叠加，非 Ca²⁺依赖的方式中突触小泡循环速度更快。科研人员分别在有Ca²⁺及无Ca²⁺条件下混合培养DRG 和DH细胞，模仿连续疼痛刺激(箭头所示)，检测突触后膜电位，结果如图3。下列相关叙述正确的包括________(选填下列字母)。
a. 生理条件下连续疼痛刺激，突触信号传递以非Ca²⁺依赖的方式为主
b. 突触以非 Ca²⁺依赖的方式持续传递疼痛信号，不利于动物的生存
c. 突触以非Ca²⁺依赖的方式传递兴奋信号快速高效
d. 信号传递结束后，神经递质会进入突触后神经元内被降解或回收
【答案】（1） ①. 由内负外正变为内正外负 ②. 协助扩散
（2） ①. 阻断剂（或“抑制剂”） ②. N通道可与蛋白S结合 ③. 增加对照组：加入等量生理盐水（或“相关溶剂”）；增加检测指标：检测突触后膜电位
（3）ac
【解析】
【分析】突触前神经元上受到有效电刺激后，引起Na+内流，神经元由静息电位变为动作电位，电位变化情况为由内负外正变为内正外负。当兴奋传至神经末梢的突触小体时，会引起神经递质的释放，从而进一步引起下一个神经元的电位变化。
【小问1详解】
兴奋传到突触小体，突触小体由静息状态变为兴奋状态，电位由内负外正变为内正外负； Ca²⁺内流的过程需要通道蛋白协助，是从高浓度到低浓度，属于协助扩散。
【小问2详解】
①细胞膜上存在受电压调控的 N通道，想证明NN通道参与了非Ca²⁺依赖的突触信号传递，需要加入N通道的抑制剂，抑制N通道的功能，对DRG施加电刺激后，检测不到突触后膜电位变化，说明N通道参与了非Ca²⁺依赖的突触信号传递。
②对照组磁珠固定了无关抗体，磁珠上没有S蛋白，而实验组磁珠固定了N通道抗体，可以结合N通道蛋白，检测到了S蛋白，N通道可与蛋白S结合。
③实验应遵循对照原则，实验组处理为以无Ca²⁺条件下混合培养的DRG 和DH细胞为实验材料，加入谷氨酸受体阻断剂，应增加对照组，加入等量生理盐水（或“相关溶剂”）；谷氨酸是兴奋性神经递质可引起突触后膜电位的变化，故还应增加检测指标测，不仅突触前膜神经递质的释放量，还应检测突触后膜电位。
【小问3详解】
a、根据图3分析，连续刺激有Ca²⁺的情况下兴奋减弱明显，无Ca²⁺情况下兴奋幅度几乎不变，故生理条件下连续疼痛刺激，突触信号传递以非Ca²⁺依赖的方式为主，a正确；
b、突触以非 Ca²⁺依赖的方式持续传递疼痛信号，对疼痛更敏感，有利于动物的生存，b错误；
c、非 Ca²⁺依赖的方式中突触小泡循环速度更快，因此突触以非Ca²⁺依赖的方式传递兴奋信号快速高效，c正确；
d、神经递质不进入突触后神经元，而是被回收进突触前神经元或在突触间隙中被降解，d错误。
故选ac。
25. 学习以下材料，回答（1）~（5）题。
恶心、呕吐防御反应的神经机制
我国研究者初步揭示了摄入受毒素污染的食物后，机体恶心、呕吐等防御反应的神经机制。研究者先给小鼠品尝樱桃味糖精溶液后，随即在肠道内注射金黄色葡萄球菌肠毒素，小鼠出现呕吐现象。多次重复后，小鼠出现味觉回避反应，即饮用樱桃味糖精溶液的次数和用量显著减少，表现出“恶心”样行为。
小鼠肠道上皮中存在着一类肠道内分泌细胞——肠嗜铬细胞，这种细胞合成了占机体90%的5-羟色胺（5-HT）。研究者推测，肠嗜铬细胞可能是在恶心、呕吐反应中帮助大脑感知病原入侵的“情报员”。研究者敲除小鼠肠嗜铬细胞中合成5-HT的关键酶基因后，发现小鼠对含毒素饮料的恶心、呕吐反应大大下降，对相应味道饮料的回避反应也会消失。
如下图所示，在肠嗜铬细胞周围分布着具有5-HT受体的迷走神经元末梢，5-HT诱发了迷走神经元的突触后膜产生兴奋，而切断相关迷走神经，可以显著缓解注射肠毒素小鼠的恶心、呕吐反应。接收迷走神经传入的是脑干DVC区，抑制DVC神经元活动也可以缓解注射肠毒素小鼠的恶心、呕吐反应。DVC区的有关神经元传递信息到邻近的LPB区和VRG区，研究者特异性激活或抑制DVC-VRG环路，将分别诱发或抑制小鼠
呕吐现象，特异性激活或抑制DVC-LPB环路，则分别诱发或抑制小鼠“恶心”样行为。
化疗药物会使癌症患者产生强烈的恶心、呕吐反应，给患者带来痛苦。研究者发现化疗药物也会激活相同的神经通路。这项研究帮助人们更好地了解恶心和呕吐的神经机制，有助于更加安全有效地开发止吐药物。
（1）小鼠摄入樱桃味糖精溶液时，糖精溶液引I起小鼠唾液分泌（a），多次摄入有肠毒素的樱桃味糖精溶液后，产生味觉回避反应（b）。请填表分析a和b分别属于哪种类型反射，比较这两种反射的异同点（各写出一条即可）。
（2）含肠毒素的饮料诱发小鼠出现呕吐反应过程中，rVRG区细胞的兴奋经_____（选填“交感”或“副交感”）神经传导至消化道平滑肌，导致呕吐现象。
（3）依据本文，小鼠出现“恶心”样行为的机制是：肠毒素进入消化道→_____（选填下列事件前的字母并排序）→“恶心”样行为。
a、迷走神经将信息传递到DVC区 b、控制肠道平滑肌收缩的神经被激活
c、肠嗜铬细胞释放5-HT增加 d、激活DVC-rVRG环路
e、抑制DVC-rVRG环路 f、激活DVC-LPB环路
g、抑制DVC-LPB环路
（4）动物在一定条件下，形成味觉回避反应的生物学意义是_____。
（5）基于文中的神经机制，请提出一种止吐药物的作用机理。_____
【答案】（1） ①. 非条件反射 ②. 条件反射 ③. 反射的结构基础都是反射弧 ④. 非条件反射是出生后无需训练就具有的，条件反射是出生后通过学习和训练形成的；非条件反射是通过遗传获得的，不会消退，条件反射是后天建立的，可能会减弱甚至消退；非条件反射可以由低级中枢完成，条件反射由高级中枢完成；非条件反射数量是有限的，条件反射的数量几乎无限
（2）副交感 （3）c → a →f
（4）通过建立条件反射，使机体能识别有害物质并预先作出反应，扩展了动物对复杂环境的适应范围，有利于个体生存
（5）特异性抑制DVC-rVRG环路；抑制肠嗜铬细胞合成或释放5-HT；特异性阻断5-HT的作用
【解析】
【分析】1、与体液调节相比，神经调节速度快、作用范围更准确、作用时间短暂，但作用范围比较局限。
2、神经调节与体液调节的关系：（1）有的内分泌腺受中枢神经系统的调节，体液调节可以看做神经调节的一个环节。（2）激素也可以影响神经系统的发育和功能，两者常常同时调节生命活动。
【小问1详解】
a是小鼠生来就有的反射活动属于非条件反射，b是经多次摄入有肠毒素的樱桃味糖精溶液后形成的反射，属于条件反射，非条件反射和条件反射都需要经过反射弧来完成，不同点是非条件反射是出生后无需训练就具有的，条件反射是出生后通过学习和训练形成的；非条件反射是通过遗传获得的，不会消退，条件反射是后天建立的，可能会减弱甚至消退；非条件反射可以由低级中枢完成，条件反射由高级中枢完成；非条件反射数量是有限的，条件反射的数量几乎无限。
【小问2详解】
交感神经兴奋使消化系统活动减弱，副交感神经兴奋使消化系统活动增强，则rVRG区细胞的兴奋经副交感神经传导至消化道平滑肌，导致小鼠的呕吐反应。
【小问3详解】
依据文中信息可知，小鼠出现“恶心”样行为的机制是：肠毒素进入消化道→c、肠嗜铬细胞释放5-HT增加→a、迷走神经将信息传递到DVC区→ f、激活DVC-LPB环→“恶心”样行为。
【小问4详解】
动物通过建立条件反射，使机体能识别有害物质并预先作出反应，扩展了动物对复杂环境适应范围，有利于个体生存，所以动物在一定条件下，形成味觉回避反应。
【小问5详解】
只要阻断了反射弧中的任意一个环节就可以防止呕吐，所以特异性抑制DVC-rVRG环路；抑制肠嗜铬细胞合成或释放5-HT；特异性阻断5-HT的作用均可止吐。组别
甲醛(mg/kg)
微核率(%0)
畸变率(%0)
对照组
0
1．8
0．5
20
2．4
0．74
200
5．6
2．61
2000
9．0
3．33
基因型/表型
旱灾后存活的中地雀(只)
旱灾中死亡的中地雀(只)
存活率(%)
LL/喙较大
6
14
30.0
LS/喙居中
17
15
53.1
SS/喙较小
14
5
73.7
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
组别
1
2
3
实验动物
A
__________
__________
海马区内注射物质
C
__________
C
检测指标
__________的电位变化
组别
亲本
F2表型及比例
①
突变体甲×毛籽棉
光籽：毛籽＝3：1
②
突变体乙×毛籽棉
光籽：毛籽＝13：3
③
突变体丙×毛籽棉
光籽：毛籽＝9：7
类型
相同点
不同点
a
_____
_____
_____
b
_____
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