北京市四中2022-2023学年高三生物上学期期中试题（Word版附解析）

这是一份北京市四中2022-2023学年高三生物上学期期中试题（Word版附解析），共28页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

北京四中2022-2023学年度第一学期期中试卷
高三生物
一、单项选择题
1. 下列物质中存在磷酸二酯键的有：①ATP②磷脂③核糖体结构物质④新冠病毒遗传物质（ ）
A. ①④ B. ②③ C. ②④ D. ③④
【答案】D
【解析】
【分析】核酸分子中相邻的核苷酸之间通过磷酸二酯键键相连，即在核酸分子中含有磷酸二酯键。
【详解】①ATP分子中磷酸和核糖之间的键不叫磷酸二酯键，①错误；
②磷脂中不含有磷酸二酯键，②错误；
③核糖体由RNA和蛋白质组成，其中RNA分子结构中含有磷酸二酯键，③正确；
④新冠病毒遗传物质是RNA，其分子结构中含有磷酸二酯键，④正确。
故选D。
2. 如图所示电子显微镜照片展示了真核细胞中的某种生命活动过程。下列有关分析正确的是（ ）

A. 图示过程为mRNA的合成过程 B. 各核糖体最终合成的产物不同
C. 图示机制提高该生命活动效率 D. 该过程可发生在细胞核和线粒体中
【答案】C
【解析】
【分析】游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质，这个过程叫做翻译；通常一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。核糖体是生产蛋白质的场所。
【详解】A、分析题图可知该过程为翻译，A错误；
B、图中多个核糖体相继结合在同一条mRNA上，翻译过程模板相同，合成终产物也相同。B错误；
C、一个mRNA分子上相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此，少量mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质，大大提高翻译效率，C正确；
D、细胞质和线粒体中都有核糖体，所以该过程可发生在细胞质和线粒体中，D正确。
故选C。
3. 科研人员测定某噬菌体单链DNA的序列，得到其编码蛋白质的一些信息，如下图所示。据此作出的分析，不正确的是（ ）

A. 谷氨酸（Glu）至少有两种密码子 B. D基因、E基因的终止密码子分别为TAA和TGA
C. 一个碱基对替换可能引起两种蛋白发生改变 D. 基因重叠能经济地利用DNA的遗传信息量
【答案】B
【解析】
【分析】1、绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。
2、UAA、UAG、UGA都是终止密码子，特殊情况下UGA也可以编码硒代半胱氨酸。
3、碱基对的替换引起基因结构的改变导致基因突变。
【详解】A、据图信息“某噬菌体单链DNA序列中149位（-GAA-）和90位（-GAG-）都编码谷氨酸，可知谷氨酸至少有两种密码子。A正确；
B、密码子是mRNA序列中编码一个氨基酸三个相邻的碱基，D基因、E基因中都没有密码子，其对应的mRNA的终止密码子中也不可能出现T，B错误；
C、据图知D和E两个基因共用一个DNA分子片段，则一个碱基对替换可能引起两种蛋白发生改变。C正确；
D、图中D基因的碱基序列中包含了E基因的起始到终止，两基因序列发生了重叠，这样就增大了遗传信息储存的容量。D正确。
故选B。
4. 基因工程的核心是构建表达载体，下列不属于载体作用的是（ ）
A. 防止目的基因被受体细胞限制酶“切割” B. 能协助目的基因在受体细胞中复制
C. 含有启动子和终止子协助目的基因表达 D. 具有标记基因，便于筛选重组受体细胞
【答案】A
【解析】
【分析】1、基因表达载体的构建步骤包括：首先用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，再用DNA连接酶连接目的基因和运载体形成重组DNA分子。
2、基因表达载体的构建目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。
3、基因表达载体的组成包括：目的基因、启动子、终止子、标记基因，其中启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
【详解】A、限制酶是从微生物（主要是原核生物）中分离出来的，目的基因所导入的细胞不含有所使用的限制酶，不会发生切割，A错误；
B、基因表达载体中有复制原点，目的基因会随着载体的复制而复制，B正确；
C、基因的表达过程包括转录和翻译，基因表达载体中的启动子是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始，而终止子控制着转录的结束，C正确；
D、标记基因便于目的基因的鉴定和筛选，D正确。
故选A。
5. 如图为DNA分子部分片段的示意图，下列有关叙述正确的是（ ）

A. ①为3'端，⑥为5'端
B. 解旋酶作用于④，DNA聚合酶作用于⑤
C. 该分子复制时，⑩与尿嘧啶配对
D. 若该分子中G-C碱基对比例高，则热稳定性较高
【答案】D
【解析】
【分析】据图分析，其中①是磷酸，②是脱氧核糖，③是腺嘌呤，④是磷酸二酯键，⑤表示氢键，⑥表示磷酸，⑦是腺嘌呤，⑧是胞嘧啶，⑨是鸟嘌呤，⑩是胸腺嘧啶。
【详解】A、DNA的每条链都具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5′端，另一端有一个羟基（—OH），称作3′端，故①为5'端，⑥为5'端，A错误；
B、解旋酶作用于⑤氢键，DNA聚合酶作用于④磷酸二酯键，B错误；
C、DNA分子复制时，⑩胸腺嘧啶与腺嘌呤配对，C错误；
D、C和G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，因此G-C碱基对比例高的DNA分子结构更稳定，D正确。
故选D。
6. 科研人员利用农杆菌转化法将抗病毒蛋白基因C导入番木瓜，培育出转基因抗病番木瓜，Ti质粒如图所示。下列叙述，正确的是（ ）

A. 农杆菌拟核DNA与番木瓜基因发生重组
B. 构建重组质粒需要限制酶和DNA聚合酶
C. 含重组Ti质粒的农杆菌具有四环素抗性
D. 转基因抗病番木瓜不具有卡那霉素抗性
【答案】D
【解析】
【分析】农杆菌转化法：农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有感染能力。当植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，这时农杆菌中的 Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这种特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进人植物细胞，并将其插入到植物细胞中染色体的DNA上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。
【详解】A、农杆菌的拟核DNA不会与番木瓜基因发生重组，和番木瓜基因发生重组的是其质粒上的基因，A错误；
B、构建重组质粒需要限制酶和DNA连接酶，B错误；
C、含重组Ti质粒的农杆菌具有卡那霉素抗性，而不具有四环素抗性，C错误；
D、因为转入番木瓜的是重组Ti质粒的T-DNA，其中不含卡那霉素抗性基因，因此转基因抗病番木瓜不含有卡那霉素抗性基因，故不具有卡那霉素抗性，D正确。
故选D。
7. 乳酸乙酯是白酒中重要的呈香物质，由乳酸脱氢酶催化产生，影响白酒品质和风格。科研人员将酿酒酵母质粒上的丙酮酸脱氢酶基因（PD）替换为植物乳杆菌中的乳酸脱氢酶基因（L-PG），可获得乳酸乙酯高产菌株，该过程如下图所示。下列关于该过程的分析不合理的是（ ）

A. 转入的L-PG基因表达产物不能影响酿酒酵母活性
B. 可以利用PCR技术筛选含有L-PG基因的受体细胞
C. 通过同源重组实现酵母菌的PD基因被替换为L-PG基因
D. 标记基因Ampr可检测是否成功构建乳酸乙酯高产菌株
【答案】D
【解析】
【分析】分析题图：图示是采用基因工程技术将酿酒酵母质粒上的丙酮酸脱氢酶基因（ PD ）替换为植物乳杆菌中的乳酸脱氢酶基因（L-PG），从而获得乳酸乙酯高产菌株的过程。
【详解】A、目的基因表达产物不能影响受体细胞的生存或活性，因此转入的L-PG基因表达产物不能影响酿酒酵母活性，A正确；
B、PCR技术是一项体外扩增基因的技术，依据碱基互补配对原则，可以用于筛选含有L-PG基因的受体细胞，B正确；
C、由图可知，通过基因工程技术将酿酒酵母质粒上的丙酮酸脱氢酶基因（ PD ）替换为植物乳杆菌中的乳酸脱氢酶基因（L-PG），其原理是基因重组，C正确；
D、标记基因Ampr可筛选含有目的基因的受体细胞，对重组质粒进行初步筛选，但不能检测是否成功构建乳酸乙酯高产菌株，D错误。
故选D。
8. 噬菌体展示技术（如图）可将某些蛋白质呈递至噬菌体表面，便于对目标蛋白进行筛选、鉴定。以下对该技术的分析错误的是（ ）

A. 建立噬菌体展示库需限制性内切核酸酶和DNA连接酶
B. 可利用抗原—抗体杂交技术筛选目标蛋白
C. 可用动物细胞做宿主培养噬菌体
D. 该技术可用于获得与抗原亲和力更强的抗体及其基因
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图可知噬菌体展示技术是将外源蛋白的DNA序列插入到噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，使外源基因随外壳蛋白的表达而表达，同时，外源蛋白随噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面。
限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开；DNA连接酶能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
噬菌体是细菌病毒。
【详解】A、建立噬菌体展示库需将外源DNA片段插入到噬菌体DNA的合适位置，需要限制酶切割和DNA连接酶连接两个DNA片段，A正确；
B、向构建的噬菌体展示库中加入与目标蛋白相应的抗体，进行抗原抗体杂交，若有杂交带出现，表明目标蛋白已经出现，B正确；
C、噬菌体专门寄生在细菌细胞中，可用大肠杆菌细胞做宿主培养噬菌体，C错误；
D、利用抗原抗体杂交，根据杂交信号强弱判断抗原抗体结合的亲和力，继而筛选获得与抗原亲和力更强的抗体及其基因，D正确。
故选C。
9. 快速、准确地确定蛋白质的三维空间结构，一直是生命科学领域的研究热点和难点。人工智能程序AlphaFold 2对大部分蛋白质结构的预测极为精准，接近真实的蛋白质结构，达到了人类利用冷冻电镜等复杂仪器观察预测的水平。下列相关叙述不正确的是（ ）
A. 蛋白质的氨基酸序列是预测其空间结构的重要基础
B. 预测、设计并制造新蛋白质的技术属于蛋白质工程
C. 结构预测能帮助揭示蛋白质分子间相互作用的机制
D. 依据新蛋白质的氨基酸序列能推出唯一的基因序列
【答案】D
【解析】
【分析】蛋白质工程的基本流程：根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列（基因）→DNA合成，最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。
【详解】A、蛋白质多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链盘曲折叠形成的蛋白质的空间结构不同有关，因此蛋白质的氨基酸序列是预测其空间结构的重要基础，A正确；
B、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过化学、物理和分子生物学的手段进行基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求，因此预测、设计并制造新蛋白质的技术属于蛋白质工程，B正确；
C、结构决定功能，结构预测能帮助揭示蛋白质分子间相互作用的机制，C正确；
D、一个氨基酸的密码子可能有多个，因此依据新蛋白质的氨基酸序列能推出多个基因序列，D错误。
故选D。
10. 辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。下列表述正确的是（ ）

A. 实现①过程的条件是外植体细胞发生基因突变
B. ①过程受外源激素的调控，②过程受内源激素的调控
C. 获得脱毒苗常用的外植体是成熟的根和茎，脱毒苗具有更强的抗病毒能力
D. 通过细胞培养获得辣椒素的过程可不需要实现细胞的全能性
【答案】D
【解析】
【分析】1、题图①和②是植物组织培养过程，其中①是脱分化过程、②是再分化过程，上面一种途径是通过植物组织培养技术获得脱毒苗，再从果实中获得相应产物；下面一种途径是采用植物细胞培养技术获得大量细胞产物。2、在进行植物组织培养时，需要在培养基中添加适当比例的生长素和细胞分裂素诱导细胞的脱分化和再分化。但两者的比例对诱导的结果是有影响的：当生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成(即有利于根的发生) ；当细胞分裂素含量高于生长素时，则主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成(即有利于芽的发生)。
【详解】A、由以上分析可知①和②分别表示脱分化(或去分化)和再分化，细胞核中的遗传物质不变，基因发生了选择性表达，但基因没发生突变，A错误；
B、在进行植物组织培养时，需要在培养基中添加适当比例的生长素和细胞分裂素诱导细胞的脱分化和再分化，B错误；
C、因为分生组织的病毒极少，甚至没有病毒，所以将分生组织(如根尖、茎尖)进行离体培养能获得脱毒植株而并非根和芽，脱毒苗不具有更强的抗病毒能力，C错误；
D、由图可知辣椒素是细胞产物，通过细胞培养得到高产细胞系时就可产生，不需要发育成植株，所以未体现出植物细胞的全能性，D正确。
故选D。
11. 新冠病毒（SARS-CoV-2）S蛋白的受体结合结构域（RBD）是引导病毒进入宿主细胞的关键结构。我国科研人员将GP67基因（指导合成一段信号肽，引导新合成的蛋白分泌到细胞外）与RBD基因融合，构建融合基因，大量生产RBD蛋白，用于制备疫苗，流程见下图。下列相关叙述正确的是（ ）

A. 过程①的基础是生物的密码子是共用的
B. 过程②是直接将融合基因注射到受精卵内
C. 过程③需用PCR技术检测是否合成RBD
D. 过程④从培养液获得RBD无需裂解细胞
【答案】D
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、过程①是基因与基因拼接在一起，该过程的基础是二者具有相同的空间结构和基本单位，A错误；
B、过程②是将重组质粒导入昆虫细胞，而不是直接将融合基因注射到受精卵内，B错误；
C、蛋白质的检测，通过抗原-抗体杂交技术实现，C错误；
D、通过题干信息可知，该蛋白属于分泌蛋白，故过程④从培养液获得RBD无需裂解细胞，D正确。
故选D。
12. 下图为动物细胞培养过程中，细胞数量的指数变化示意图。下列表述正确的是（ ）

A. 初代培养过程中，细胞不会发生基因突变 B. 细胞分裂8次以上时，大部分细胞老化、死亡
C. 细胞传代时通常需要用胰蛋白酶处理 D. 有限细胞系适于作为生产新冠疫苗的宿主细胞
【答案】C
【解析】
【分析】1、动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。
2、细胞的接触抑制：细胞表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖。
3、癌细胞表面糖蛋白减少，因此黏着性降低。
4、细胞膜可以让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过，因此细胞膜是一种选择透过性膜。
【详解】A、初代培养过程中，若细胞有丝分裂过程复制差错，也会发生基因突变，A错误；
B、细胞分裂10次以上时，大部分细胞老化、死亡，少部分细胞获得无限增殖的能力，B错误；
C、动物细胞有贴壁生长和接触抑制现象，所以传代培养时需加入胰蛋白酶分散成单个细胞，C正确；
D、无限细胞系能够无限增殖，适于作为生产新冠疫苗的宿主细胞，D错误。
故选C。
13. 双抗体夹心法检测新冠病毒抗原原理如下图，试纸上有两种抗原抗体存在，胶体金标记的抗体位于试纸的结合垫上，聚集后会呈红色；在检测线（T）上，有另一种针对抗原的抗体，这两种抗体识别抗原表位是不一样的，所以同一个抗原能够同时被这两种抗体所识别。抗-金标抗体位于质控线（C）上，结合多余的金标抗体。咽拭子、鼻拭子样本滴上加样孔之后，由样品垫向吸水垫方向流动。下列说法不正确的是（ ）

A. 质控线结果相当于阳性对照
B. 图2显示待测者为新冠病毒阳性
C. 检测试纸使用便捷
D. 抗原和核酸检测配合提高检测准确率
【答案】B
【解析】
【分析】新冠病毒抗原检测是一种通过检测人们的口或鼻等呼吸道分泌物中是否有病毒抗原，来判定被检测者是否感染了新冠病毒的检测方法。
【详解】A、若质控线显示红色条带，检测线也出现红色条带，则新冠病毒检测为阴性；若质控线显示红色条带，而检测线无红色条带出现，则新冠病毒检测为阳性，故质控线结果相当于阳性对照，A正确；
B、如果样本液中含有与抗体相对应的抗原，就可以观察到T线和C线均显示出2条带，而图2中C线只有1条带，故图2显示待测者为新冠病毒阴性，B错误；
C、检测试纸作为核酸检测的补充手段，操作使用便捷，C正确；
D、抗原检测与核酸检测的不同点在于特异性和敏感性，抗原和核酸检测配合能提高检测准确率，D正确。
故选B。
14. 下图表示某单基因遗传病的家系图及将各家庭成员DNA用限制酶MstII处理后的电泳结果。下列说法正确的是（　　）

A. 该遗传病为伴X染色体隐性遗传病
B. I1和I2均为携带致病基因的杂合子
C. 正常基因上不含有MstII的酶切位点
D. 推测II4患该病的概率为25%
【答案】B
【解析】
【分析】
根据题图分析，Ⅰ1和Ⅰ2正常，Ⅱ3患病，Ⅱ4正常，可知致病基因为隐性基因。由电泳结果可知，Ⅰ1、Ⅰ2与Ⅱ3含有相同的基因，说明Ⅰ1、Ⅰ2为杂合子；Ⅱ4与Ⅰ1、Ⅰ2含有相同基因，说明Ⅱ4体内不携带致病基因。
【详解】A、若该遗传病为伴X染色体隐性遗传病，则Ⅱ3患病，则Ⅰ1也应该患病，与题意不符，A错误；
B、由分析可知， Ⅰ1、Ⅰ2为杂合子，携带致病基因，B正确；
C、由电泳结果可知，Ⅰ1、Ⅰ2与Ⅱ3含有相同的基因，Ⅱ4与Ⅰ1、Ⅰ2含有相同基因，说明正常基因、致病基因都含有有MstⅡ的酶切位点，C错误；
D、由分析可知，Ⅱ4患病概率为0，D错误。
故选B。
15. 现代智人起源于非洲的观点，得到更多证据的支持。人们认为，约100万年前，非洲的古人类（人属各成员）第一次走出非洲，在各地发展出自己的种群，例如1856年在德国尼安德特河谷发现的尼安德特人。约10万年前，人类（现代智人种）第二次走出非洲，与第一次走出非洲的人类发生有限的基因交流。之后由于目前尚在争议的原因，第一次走出非洲的人类包括尼安德特人陆续灭绝，而我们的祖先生存下来并逐渐扩散占据了全世界。2009年瑞典科学家斯万特·帕博团队完成尼安德特人细胞核DNA的全基因组测序工作，发现生活在非洲之外的现代人体内都有1%-4%的尼安德特人基因，现代人的线粒体和Y染色体基因中则没有发现尼安德特人基因。帕博因在已灭绝古人类基因组和人类进化研究方面所做出的贡献，获得2022年诺贝尔生理学医学奖。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 帕博的研究说明尼安德特人和智人发生了不同物种的远缘杂交
B. 非洲人不具有上述1%-4%的尼安德特人基因，说明他们没有共同的祖先
C. 现代人线粒体和Y染色体无尼安德特人基因的原因是它们分别为母系遗传和父系遗传
D. 帕博的研究依赖于PCR技术、DNA测序技术、防止除古人类化石DNA以外的外源DNA污染技术
【答案】D
【解析】
【分析】物种，简称“种”,是生物分类学研究的基本单元与核心。它是一群可以交配并繁衍后代的个体， 但与其它生物却不能交配，不能性交或交配后产生的杂种不能再繁衍。
【详解】A、不同物种之间不能进行杂交，A错误；
B、尼安德特人也是从非洲走出去的，因此他们有共同的祖先，B错误；
C、非洲以外现代人类族群具有少量尼安德特人基因（1.5%到4%），这少部分的尼安德特人基因都存在于人类的常染色体，而不是父系遗传的Y染色体或母系遗传的X染色体，C错误；
D、斯万特·帕博团队完成尼安德特人细胞核DNA的全基因组测序工作，帕博的研究依赖于PCR技术（体外DNA扩增技术）、DNA测序技术、防止除古人类化石DNA以外的外源DNA污染技术，D正确。
故选D。
二、非选择题
16. CRISPR/Cas9基因编辑方法的建立在生命科学领域掀起了一场技术革命，最近科学家又进一步设计了新的Cas9融合蛋白，可作为“单碱基编辑器”，作用原理如图1所示。这种融合蛋白包含dCas9蛋白和大鼠胞苷脱氨酶APOBECI两部分。dCas9蛋白可以结合一段sgRNA，这段sgRNA可以引导dCas9蛋白部分与特定的DNA序列结合。该融合蛋白的另一部分胞苷脱氨酶APOBEC1具有将识别部位特定位置的胞嘧啶转化为尿嘧啶（步骤①）的能力，之后通过DNA复制或修复，尿嘧啶被转化成胸腺嘧啶（步骤②）最终实现定点单个碱基的编辑替换。

（1） 在上述“单碱基编辑器”中，sgRNA能特异识别某段特定DNA序列的原理是___________，被编辑的靶基因发生了____________。为了检测步骤①的编辑效率，科学家用USER酶（能识别DNA中尿嘧啶并将其切割成短片段）处理编辑后的DNA（染料标记），电泳后结果如图2，泳道________代表DNA中的胞嘧啶转化为了尿嘧啶。
（2） 科学家将以上方法用于斑马鱼体内基因组DNA的定点单碱基编辑。首先构建含特定sgRNA基因和________基因的表达载体；利用___________法将体外表达的RNA导入斑马鱼的受精卵中。在细胞中经过__________形成dCas9和APOBEC1的融合蛋白质实现靶基因的编辑。
（3） 已知tyr基因的点突变会导致人体眼白化疾病患者无法正常合成色素。图3为正常人体部分tyr基因序列和对应的氨基酸序列，其中第301位的脯氨酸（P）突变为亮氨酸（L）就会导致眼白化。
①为验证该位点脯氨酸（P）的作用。科学家找到斑马鱼tyr基因对应的位点和序列（见图3）。用上述方法单碱基编辑对应脯氨酸位点，将脯氨酸突变为丝氨酸，结果斑马鱼出现了如图4所示症状（箭头处），该实验说明___________。这为治疗疾病提供了有效的动物模型。

②若斑马鱼被编辑的碱基为图3箭头所示的C碱基，据图1和图3分析丝氨酸的密码子为___________。在正常个体中编码脯氨酸的密码子在人体和斑马鱼中却并不相同，这体现了密码子的___________。这种特点的存在具有什么意义______________。
【答案】 ①. 碱基互补配对 ②. 基因突变 ③. A ④. APOBEC1基因和dCas9基因 ⑤. 显微注射 ⑥. 翻译 ⑦. 脯氨酸是眼部合成色素所必需的。 ⑧. UCC ⑨. 简并性 ⑩. 降低基因突变的多害性
【解析】
【分析】基因工程的基本操作步骤：
1、目的基因的获取：（1）目的基因：能编码特定蛋白质的基因。（2）获取目的基因的方法：a、从基因文库中获取；b、PCR技术扩增目的基因；c、人工合成法。
2、基因表达载体的构建：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代；同时使目的基因能够表达和发挥作用。
组成：启动子+目的基因+终止子+标记基因。
3、将目的基因导入受体细胞：转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内稳定存在和表达过程。
常用转化方法：a、植物细胞：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法；b、动物细胞：显微注射法；c、微生物细胞：Ca2+处理法。
4、目的基因的检测与鉴定：
（1）分子水平检测：a、导入检测：DNA分子杂交；b、转录检测：分子杂交；c、翻译检测：抗原—抗体杂交。
（2）个体水平鉴定：检测是否产生目的基因对应的性状。
【详解】（1） 在 “单碱基编辑器”中，sgRNA能特异识别某段特定DNA序列的原理是碱基互补配对，可用来治疗由基因突变引起的遗传病，所以被编辑的基因发生了基因突变。由图可知，泳道A跑的更快，说明泳道A中的物质分子量更小，而USER酶能识别DNA中尿嘧啶并将其切割成短片段，所以泳道A代表DNA中的胞嘧啶转化为了尿嘧啶。
（2）由图1可知，DNA的定点单碱基编辑，首先要构建含特定sgRNA基因和APOBEC1基因和dCas9基因基因的表达载体；利用显微注射法将体外表达的RNA导入斑马鱼的受精卵中。在细胞中通过翻译形成dCas9和APOBEC1基因的表达形成融合蛋白质实现靶基因的编辑。
（3）①由题中信息“脯氨酸（P）突变为亮氨酸（L）就会导致眼白化”，可知脯氨酸是眼部合成色素所必需的，缺少脯氨酸就会导致眼白化。
②据图1和图3分析丝氨酸的密码子为UCC。在正常个体中编码脯氨酸的密码子在人体和斑马鱼中却并不相同，却都可以编码脯氨酸，这体现了密码子的简并性；简并性的特点是可以大大降低基因突变的多害性。
【点睛】本题主要考查基因工程的相关知识，意在考查考生识图能力和理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
17. 粗糙脉孢菌是一种真菌，其体积小、繁殖快，且子囊孢子在孢子囊中呈顺序线性排列（按来自于同一个次级细胞的孢子顺序排列），如图所示，以A/a代表一对同源染色体。这使得粗糙脉孢霉成为了遗传分析的好材料。

（1）根据图中粗糙脉孢菌的生活周期，菌丝体为_____倍体，粗糙脉孢菌有_____种繁殖方式，两种菌丝体结合产生子代的方式对于本物种的意义是_____。
（2）现有两种不同的脉孢菌菌株：一种是能合成赖氨酸（lysine）的生型菌株（记作＋），另一种是赖氨酸缺陷型（记作-），其赖氨酸合成基因突变，若要区分出两种菌株，可以通过在_____培养基中培养实现。现将两种菌株杂交，对4孢子阶段进行观察分析。产生了6种孢子排列类型的孢子囊（如下表），所有子囊孢子中，着丝粒DNA序列与赖氨酸合成基因之间发生重组的孢子的百分比是_____。
序号
4孢子阶段孢子囊类型
（基因型从上到下）
子囊数
1
＋＋――
105
2
――＋＋
129
3
＋-＋-
9
4
-＋-＋
5
5
＋――＋
10
6
-＋＋-
16

（3）粗糙脉孢菌中存在重复序列诱导的DNA点突变（RIP）现象，即当一个细胞中存在重复基因时，在所有重复基因上会发生大量的由CA到TA的转换以及DNA甲基化修饰，从而导致该基因无法表达出正常的蛋白，试分析基因无法正常表达的原因可能是_____。（写出2点）
（4）粗糙脉孢菌菌丝颜色与其染色体上al-1基因有关，野生型al-1正常表达菌丝呈黄色或橙色，无法正常表达时呈白色，现通过转化改造在某黄色菌株中al-1基因所在染色体以外的另一条染色体上引入单拷贝al-1基因，将该改造菌株与野生型菌株杂交，得到的子囊孢子萌发的菌株有1/2呈白色。由此可以判断，RIP发生在_____时期（“受精作用核融合前”或“受精作用核融合后”），并说明你的判断理由：_____。
【答案】（1） ①. 单 ②. 2 ③. 有性生殖可发生基因重组，能使后代产生更多的变异，增加其适应环境的能力。
（2） ①. 无赖氨酸的选择 ②. 7．3%
（3）表观遗传修饰抑制基因表达；CA-TA的突变，可能导致转录出的mRNA @ UAA/UAG终止密码的提前出现
（4） ①. 受精作用核融合前 ②. 后代中白色菌株占1/2说明改造菌株产生的生殖细胞两个al-1基因均被抑制表达，而野生型菌株的al-1基因未被抑制。因此RIP发生在改造菌株的生殖细胞核中，即受精作用核融合前发生
【解析】
【分析】减数分裂是有性生殖的生物产生生殖细胞时，从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞的过程。这个过程中DNA复制一次，细胞分裂两次，产生的生殖细胞中染色体数目是本物种体细胞中染色体数目的一半。
【小问1详解】
根据图中粗糙脉孢菌的生活周期，菌丝体为n，仅一个染色体组，为单倍体；粗糙脉孢菌有2种繁殖方式，可以受精形成合子和利用单倍体进行繁殖；两种菌丝体结合成合子，再经减数分裂产生子细胞，在有性生殖可发生基因重组，能使后代产生更多的变异，增加其适应环境的能力。
【小问2详解】
两种不同的脉孢菌菌株：一种是能合成赖氨酸（lysine）的生型菌株（记作＋），另一种是赖氨酸缺陷型（记作-），可以通过在无赖氨酸的选择培养基中培养实现，能合成赖氨酸的菌株能生长；减数分裂产生使得4孢子阶段为减数分裂产生的四个子细胞，序号3、5发生基因重组，形成＋-＋-、＋――＋的子囊类型，因此比例为19÷274=7%。
【小问3详解】
DNA甲基化作用主要是DNA甲基转移酶以S-腺苷甲硫氨酸(SAM）为甲基供体，将甲基转移至碱基特定结构上的过程，使得基因无法正常转录，CA-TA的突变，可能导致转录出的mRNA 无法表达出正常的蛋白，也有可能导致 UAA/UAG终止密码的提前出现。
【小问4详解】
后代中白色菌株占1/2说明改造菌株产生的生殖细胞两个al-1基因均被抑制表达，而野生型菌株的al-1基因未被抑制。因此RIP发生在改造菌株的生殖细胞核中，即受精作用核融合前发生。
18. 西红柿是世界主要蔬菜之一，为严格的自花授粉作物，杂种优势能极大提高西红柿的产量、抗病及抗逆表现，因此西红柿生产基本上都是应用杂交种。
（1）科学家获得了位于4号染色体的ps-2基因隐性突变体，表现为雄性不育，在杂交育种时，选育雄性不育植株的优点是_____。
（2）在雄性不育系大田中发现一株苗期绿茎突变体。
①实验证明苗期茎色由一对等位基因控制，紫茎相对绿茎是显性。利用SSR技术可以进行基因在染色体上的定位，SSR是DNA中的简单重复序列，非同源染色体上的SSR、不同品种的同源染色体上的SSR不同，因此常用于染色体特异性标记。研究者将紫茎和绿茎杂交，F1自交后提取F2中苗期绿茎突变体50株单株的叶肉细胞DNA，利用4号染色体上特异的SSR（与ps-2基因紧密连锁的SSR标记）进行PCR扩增，实验证明苗期绿茎基因位于4号染色体上，请在下图1中画出PCR扩增、电泳后结果_____。

如果苗期绿茎基因不位于4号染色体上，SSR扩增结果的类型有_____种且比例是_____。
②雄性不育系在环境温度或光照时间的影响下可能恢复育性，苗期绿茎突变体不育系在实际生产中应用的优势是_____。
（3）我国科学家在西红柿基因组中鉴定到154个在雄蕊中特异表达的基因，选取其中的一个基因SlSTR1作为靶标基因（T表示）。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对西红柿的SlSTR1基因进行定向敲除获得雄性不育系（tt，绿色）。将正常功能的SlSTR1基因（T）和控制花青素合成的SlANT1基因（A表示）连锁在一起，共同转回到雄性不育系中，从而获得了紫色的转基因保持系（图2）。

① 请用遗传图解阐述利用转基因保持系制备和鉴别雄性不育系的过程_____。
② 关于图2所示转基因保持系制备过程及在农业生产的优点，下列说法正确的是_____。
A. 转基因保持系通过杂交可产生雄性不育系又可产生转基因品系
B. 可通过幼苗颜色准确鉴定不育株用于杂交种子生产
C. 该技术用于杂交制种的不育系并不含任何转基因成分
D. 该研究策略易推广到其他蔬菜、花卉等园艺作物，具有广阔的应用前景
【答案】（1）无需进行去雄，大大减轻了杂交操作的工作量
（2） ①. ②. 3 ③. 1：2：1 ④. 可通过改变环境条件能够实现自交留种，用于每年制备杂交种
（3） ①. ②. ABCD
【解析】
【分析】1、基因的分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
2、基因的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】
在杂交育种时，选育雄性不育植株的优点是无需去雄，大大减轻了杂交育种的工作量。
【小问2详解】
①苗期茎色由一对等位基因控制，紫茎相对绿茎是显性，将紫茎（AA）和绿茎（aa）杂交，F1（Aa）自交后提取F2中苗期绿茎（aa）突变体50株单株的叶肉细胞DNA。由图1可知，紫茎亲本含有SSR，而绿茎亲本不含SSR，如果苗期绿茎基因位于4号染色体上，PCR扩增、电泳后F2绿茎都没有SSR条带，结果如下：
。
如果苗期绿茎基因不位于4号染色体上，SSR扩增结果类型有3种，可能都为紫色亲本、或者既有紫色亲本又有绿色亲本、或者都为绿色亲本，可能出现的比例是1：2：1。
②雄性不育系在环境温度或光照时间的影响下可能恢复育性，苗期绿茎突变体不育系在实际生产中应用的优势是是可通过改变环境条件能够实现自交留种，用于每年制备杂交种。
【小问3详解】
①当以不育系为母本，紫色保持系为父本进行杂交，其子代将按1：1比例分离出转基因的保持系（紫色）和非转基因的不育系（绿色）。非转基因的不育单株很容易通过幼苗颜色挑选出来并用于杂交种子生产。
即遗传图解为：
②AB、紫色保持系和雄性不育系杂交可以大量繁殖不育系，并可通过幼苗颜色准确鉴定不育株用于杂交种子生产，AB正确；
C、尽管紫色保持系是通过转基因手段创制，但用于杂交制种的不育系并不含任何转基因成分，C正确；
D、该研究策略很容易复制推广到其他蔬菜、花卉等园艺作物，具有广阔的应用前景，D正确。
故选ABCD。
19. 学习以下材料，回答（1）～（5）题。
猕猴桃性别演化的奥秘
猕猴桃属于雌雄异株（同一植株上只有雄花或雌花）植物，其性别决定方式为XY型。猕猴桃的祖先是两性花（一朵花既有雄蕊又有雌蕊）植物，没有常染色体和性染色体之分，
其发生雌雄异株演化背后的分子机制是什么？
猕猴桃Y染色体上的细胞分裂素响应调节因子基因（SyGl）在发育着的雄花中特异性表达，通过减弱细胞分裂素的信号，进而抑制雄花中的心皮（本应发育为雌蕊的结构）的发育。有意思的是，在常染色体上发现了一个与SyGl基因序列高度相似的基因A．A在花器官各部分都不表达，却只在幼嫩叶片中高表达。系统发育分析推测，SyGl可能起源于2000万年前A的一次复制事件，原始的Y染色体因获得A而诞生。虽然SyGl与其祖先基因A编码的蛋白质结构相同，但由于二者在基因演化过程中启动子的关键序列发生变化，导致其表达部位完全不同，基因的功能也产生了分化。
继SyGl之后，研究人员分析猕猴桃早期花器官的转录组数据，发现了基因FrBy在雄蕊的花药中特异性表达，推测FrBy本就存在于猕猴桃的祖先种基因组中，其功能缺失突变（失活）导致了X染色体的产生。为此，利用基因编辑技术将两性花植物拟南芥和烟草中FrBy的同源基因敲除，发现其雄性不育，表型与猕猴桃雌花类似。基于上述研究，科研人员提出“SyGl和FrBy双突变模型”，用以解释猕猴桃性别演化机制。该研究有助于加深对植物性别演化的认识，还可用于调控作物的性别，具有重要的理论和实践应用价值。
（1）基因SyGl和A启动子序列的差异，使得不同组织中____酶与其结合的情况不同。
（2）SyGl决定性别涉及到的变异来源有_____。
A. 基因突变 B. 基因重组 C. 染色体结构变异 D. 染色体数目变异
（3）根据上述信息，概括SyGl和FrBy在花芽发育为雄花过程中的作用，并完善“双突变模型”假说的模式图。_____
（4）下列实验结果支持“双突变模型”的有_____。
A. 性染色体上的FrBy和常染色体上的A起源相同
B. 性染色体上的SyGl和FrBy在雄花中特异性表达
C. 敲除猕猴桃雄株性染色体上的SyGl可获得两性花
D. 转入FrBy的猕猴桃雌株可自花传粉产生子代
（5）若要将FrBy转入猕猴桃雌株，请说明获得该转基因植株的基本技术流程。_____
（6）写出植物性别决定机制的研究在实践生产上的一项应用。_____
【答案】（1）RNA聚合 （2）AC
（3）SyG1抑制雌蕊的发育，FrBy促进雄蕊的发育；“双突变模型”假说的模式图如下
（4）BCD （5）获得FrBy基因；构建基因表达载体；将基因表达载体导入植物细胞；检测FrBy基因是否成功导入，选择阳性愈伤组织，进行植物组织培养获得植株，检测植株的性别。
（6）提高雌花比例，多结果实和种子，增加农作物产量/通过转基因技术或基因编辑技术，获得雄性不育植株，方便实现杂交育种
【解析】
【分析】分析题干：根据“猕猴桃Y染色体上的细胞分裂素响应调节因子基因（SyGl）在发育着的雄花中特异性表达，通过减弱细胞分裂素的信号，进而抑制雄花中的心皮（本应发育为雌蕊的结构）的发育”说明SyGl会抑制雌蕊的发育；根据“发现了基因FrBy在雄蕊的花药中特异性表达，推测FrBy本就存在于猕猴桃的祖先种基因组中。其功能缺失突变（失活）导致了X染色体的产生”说明FrBy促进雄蕊的发育。
【小问1详解】
启动子序列是与RNA聚合酶特异性结合的序列，启动基因的转录过程。
【小问2详解】
根据题干信息“SyGl可能起源于200万年前A的一次复制事件，原始的Y染色体因获得A而诞生”原本A是在常染色体上，常染色体和Y染色体是非同源染色体，这里是发生了染色体结构变异。又根据“FrBy本就存在于猕猴桃的祖先种基因组中。其功能缺失突变（失活）导致了X染色体的产生”推测发生了基因突变，因此选择A、C。
【小问3详解】
根据分析可知：SyG1抑制雌蕊的发育，FrBy促进雄蕊的发育；“双突变模型”假说的模式图如下： 。
【小问4详解】
根据以上分析双突变模型是指的，SyGl相关基因发生了染色体结构变异和FrBy发生基因突变。
A、性染色体上的FrBy和常染色体上的A起源相同并不支持双突变模型，SyGl可能与A起源相同，A错误；
B、性染色体上SyGl和FrBy在雄花中特异性表达，从而抑制雌蕊的发育，促进雄蕊的发育，支持双突变模型，B正确；
C、敲除猕猴桃雄株性染色体上的SyGl，就不能抑制雌蕊的发育，可获得两性花，C正确；
D、转入FrBy（FrBy促进雄蕊的发育）的猕猴桃雌株可自花传粉产生子代，意味着其成为两性花，D正确。
故选BCD。
【小问5详解】
转基因技术是将高产、抗逆、抗病虫、提高营养品质等已知功能性状的基因，通过现代科技手段转入到目标生物体中，使受体生物在原有遗传特性基础上增加新的功能特性，获得新的品种，生产新的产品，转基因植株的基本技术流程：获得FrBy基因；构建基因表达载体；将基因表达载体导入植物细胞；检测FrBy基因是否成功导入，选择阳性愈伤组织，进行植物组织培养获得植株，检测植株的性别。
【小问6详解】
可以应用到农业上：提高雌花比例，可多结果实和种子，增加农作物产量/通过转基因技术或基因编辑技术，获得雄性不育植株，方便实现杂交育种。
20. 茄子是我国的主要蔬菜作物之一，茄子的花色、果皮色是茄子选种育种的关键性状，为研究这两对性状的遗传规律，研究人员选用P1～P6纯合体为亲本进行杂交实验。
组别
亲本杂交
F1表型
F2表型及数量（株）
实验1
P1（白花）×P2（紫花）
紫花
紫花（84）、白花（26）
实验2
P1（白果皮）×P2（紫果皮）
紫果皮
紫果皮（83）、绿果皮（21）、白果皮（7）

（1）实验1可知，茄子花色（A、a基因控制）中_____是显性性状，F2紫花中能稳定遗传的个体所占比例为_____。
（2）茄子果皮色由B、b与D、d两对基因控制，符合_____定律，B基因抑制D基因，表现为紫色，实验2结果可知，绿果皮基因型为_____，其为绿色的原因_____。
（3）为确定花色与果皮色基因之间的位置关系，科研人员用纯合白花白果皮和紫花紫果皮植株进行了如下杂交实验。
组别
亲本杂交
F1
F1与白花白皮测交结果（株）
实验3
P5（白花白果皮）×P6
（紫花紫果皮）

紫花紫果皮
紫花紫果皮（20）、白花白果皮（10）非亲本类型（50）：紫花绿果皮、紫花白果皮、白花紫果皮、白花绿果皮
根据实验3测交结果，小生同学对测交后代中的性状分离比进行分析，画出了基因的位置关系（图1）。请评价小生同学的观点。_____

（4）花青素是植物细胞内具有抗氧化活性的天然色素，具有抗癌和延缓衰老等功效。茄子果皮颜色越深，花青素含量越高，其营养价值越高。研究人员发现光信号诱导花青素形成过程，如图2所示。请阐述茄子花青素含量相对稳定的机制和生物学意义。_____
【答案】（1） ①. 紫花 ②. 1/3
（2） ①. 自由组合 ②. bbDD和bbDd（或bbD_） ③. bbD_，无B基因不影响D基因表达，D基因表达使茄子果皮呈现绿色
（3）小生同学的观点不正确。
若小生同学的基因定位正确，那么，若ad完全连锁，则测交后代中白花白皮占比应为1/4．假设A/a与D/d基因自由组合，则白花白皮占比为1/8．故，若两者不完全连锁，白花白皮占比应介于1/8和1/4之间，与事实不符。
实验结果数据应该用三对基因自由组合来解释，如图。
（4）强光激活MBW复合物，促进花青素合成基因表达，花青素增加；花青素含量过高时会通过SM2抑制花青素基因表达，形成负反馈调节机制维持其相对稳定。
意义：花青素的相对稳定既满足了茄子抗强光氧化等代谢的需要，又避免了物质和能量的浪费。
【解析】
【分析】1、分析表格：紫花与白花杂交，子一代全为紫花，子一代自交，紫花：白花=3：1，说明紫花为显性性状，该性状由一对等位基因控制。
实验2白果皮与紫果皮杂交，子一代全为紫果皮，子一代自交，紫果皮：绿果皮：白果皮=12：3：1，说明该相对性状是由两对相对性状控制，旦遵循基因的自由组合定律，且紫果皮为双显性个体，白果皮为双隐性个体。
【小问1详解】
分析表格：紫花与白花杂交，子一代全为紫花，子一代自交，紫花：白花=3：1，说明紫花为显性性状，该性状由一对等位基因控制，在一代紫花的基因型是Aa，F2紫花（A_）中能稳定遗传的个体所占比例为1/3。
【小问2详解】
实验2白果皮与紫果皮杂交，子一代全为紫果皮，子一代自交，紫果皮：绿果皮：白果皮=12：3：1，说明该相对性状是由两对相对性状控制，且遵循基因的自由组合定律；
且紫果皮为双显性个体，由于B基因抑制D基因，表现为紫色，所以紫果皮为B_D_、Bdd，绿果皮为bbD_，白果皮为bbdd，绿果皮的基因型为b6DD、bbDd，根据基因型可知表现为绿色的原因在于b基因不影响D基因的表达，D基因的表达使茄子果皮呈现绿色。
【小问3详解】
若小生同学的基因定位正确，那么，若ad完全连锁，则测交后代中白花白皮占比应为1/4．假设A/a与D/d基因自由组合，则白花白皮占比为1/8。故若两者不完全连锁，白花白皮占比应介于1/8和1/4之间，与事实不符。因此小生同学的观点不正确。实验结果数据应该用三对基因自由组合来解释，如图 。
【小问4详解】
强光激活MBW复合物，促进花青素合成基因表达，花青素增加；花青素含量过高时会通过SM2抑制花青素基因表达，形成负反馈调节机制维持其相对稳定。意义：花青素的相对稳定既满足了茄子抗强光氧化等代谢的需要，又避免了物质和能量的浪费。