新教材2024届高考生物二轮专项分层特训卷第二部分强化学科素养__提升备考能力五：熟练掌握答案的多种表述形式

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1．[2023·广东卷，18]光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体(ygl)的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和图。(光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。)
分析图表，回答下列问题：
ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和________________________，叶片主要吸收可见光中的______________光。
(2)光照强度逐渐增加达到2000μml·m－2·s－1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl________WT(填“高于”“低于”或“等于”)。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和________________________________。
(3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体________________________________，是其高产的原因之一。
(4)试分析在0～50μml·m－2·s－1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题
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2．[2023·北京卷，20]学习以下材料，回答下面问题。
调控植物细胞活性氧产生机制的新发现，能量代谢本质上是一系列氧化还原反应。在植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量代谢的重要场所。叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要。在细胞的氧化还原反应过程中会有活性氧产生，活性氧可以调控细胞代谢，并与细胞凋亡有关。我国科学家发现一个拟南芥突变体m(M基因突变为m基因)，在受到长时间连续光照时，植株会出现因细胞凋亡而引起的叶片黄斑等表型。M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。与野生型相比，突变体m中M酶活性下降，脂肪酸含量显著降低。为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因，研究人员以诱变剂处理突变体m，筛选不表现细胞凋亡，但仍保留m基因的突变株。通过对所获一系列突变体的详细解析，发现叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物I(催化有氧呼吸第三阶段的酶)等均参与细胞凋亡过程。由此揭示出一条活性氧产生的新途径(如图)：A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质，从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中，在mMDH酶的作用下产生NADH([H])和B酸，NADH被氧化会产生活性氧。活性氧超过一定水平后引发细胞凋亡。
在上述研究中，科学家从拟南芥突变体m入手，揭示出在叶绿体和线粒体之间存在着一条A酸－B酸循环途径。对A酸－B酸循环的进一步研究，将为探索植物在不同环境胁迫下生长的调控机制提供新的思路。
(1)叶绿体通过____________作用将CO2转化为糖。从文中可知，叶绿体也可以合成脂肪的组分____________。
(2)结合文中图示分析，M基因突变为m后，植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
A酸转运到线粒体，最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。
(3)请将下列各项的序号排序，以呈现本文中科学家解析“M基因突变导致细胞凋亡机制”的研究思路：____________。
①确定相应蛋白的细胞定位和功能 ②用诱变剂处理突变体m ③鉴定相关基因 ④筛选保留m基因但不表现凋亡的突变株
(4)本文拓展了高中教材中关于细胞器间协调配合的内容，请从细胞器间协作以维持稳态与平衡的角度加以概括说明
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3．[2023·山东卷，23]单个精子的DNA提取技术可解决人类遗传学研究中因家系规模小而难以收集足够数据的问题。为研究4对等位基因在染色体上的相对位置关系，以某志愿者的若干精子为材料，用以上4对等位基因的引物，以单个精子的DNA为模板进行PCR后，检测产物中的相关基因，检测结果如表所示。已知表中该志愿者12个精子的基因组成种类和比例与该志愿者理论上产生的配子的基因组成种类和比例相同；本研究中不存在致死现象，所有个体的染色体均正常，各种配子活力相同。
注：“＋”表示有；空白表示无
(1)表中等位基因A、a和B、b的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律，依据是________________________________________________________________________________________________。据表分析，________(填“能”或“不能”)排除等位基因A、a位于X、Y染色体同源区段上。
(2)已知人类个体中，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换而形成的重组型配子的比例小于非重组型配子的比例。某遗传病受等位基因B、b和D、d控制，且只要有1个显性基因就不患该病。该志愿者与某女性婚配，预期生一个正常孩子的概率为17/18，据此画出该女性的这2对等位基因在染色体上的相对位置关系图：________。(注：用“”形式表示，其中横线表示染色体，圆点表示基因在染色体上的位置)。
(3)本研究中，另有一个精子的检测结果是：基因A、a，B、b和D、d都能检测到。已知在该精子形成过程中，未发生非姐妹染色单体互换和染色体结构变异。从配子形成过程分析，导致该精子中同时含有上述6个基因的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)据表推断，该志愿者的基因e位于________染色体上。现有男、女志愿者的精子和卵细胞各一个可供选用，请用本研究的实验方法及基因E和e的引物，设计实验探究你的推断。
①应选用的配子为：________________；②实验过程：略；③预期结果及结论：________________________________________________________________________
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4．[2023·长沙适应性考试]栽培的马铃薯为同源四倍体植物(4N＝48)，一般采取无性繁殖的方式种植。我国科学家用杂交种子繁殖替代薯块繁殖并用二倍体育种替代四倍体育种，取得了颠覆性成果。回答以下问题：
(1)在农业生产中，无论是种子繁殖还是薯块繁殖都需要留种，在储藏种子、薯块时，往往通过________________和________________等措施减弱种子和薯块的呼吸作用，延长保质期。
(2)种子具有耐贮藏，运输、存放简便等优点。除此之外，在育种过程中运用杂交种子繁殖相对于薯块繁殖，最大的优点是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)相对于二倍体杂交育种，四倍体杂交育种更难获得纯合子。如用基因组成为AAaa的四倍体马铃薯自交，后代基因组成为aaaa的比例是________。
(4)纯合的隐性有害基因可能导致马铃薯生长力衰退。在育种中发现有害基因d和y位于同一对染色体上，但其杂交植株(基因组成为DdYy，如图甲所示)通过自交得到了少量不含有害基因的植株(基因组成为DDYY)。请绘制减数分裂中相应染色体变化模型对此进行解释。
(5)杂交育种实践中雄性不育系的应用能大大降低生产成本，科研人员发现F基因与马铃薯的育性相关(如图乙所示)。如何运用生物技术将纯合亲本转化为雄性不育系？________________________________________________________________________
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5．[2023·湖北八市联考]贝克威思—威德曼综合征(简称BWS综合征)是一种遗传缺陷导致的先天性疾病，与11号染色体上IGF2、H19基因的异常表达有关，可由多种原因导致，有研究者进行了相关研究，回答下列问题：
(1)研究者在人群中发现了一个BWS综合征患者(患者1)，该患者染色体数目正常，但两条11号染色体均来源于父亲。从细胞分裂的角度分析，该患者的父亲产生的配子含有2条11号染色体的原因是________________________________________________________。该患者染色体数目正常但仍患病，说明父源和母源染色体上基因的表达________(填“相同”或“不同”)。
(2)随后研究者寻找到了另一位BWS综合征患者(患者2)，研究者对正常人和患者2中IGF2和H19的表达量进行了检测，结果如图甲所示，结果显示：与正常个体相比，患者________________________________。
(3)11号染色体上IGF2和H19基因之间有一个ICR区域，能够调控两个基因的表达，而患者2的ICR区域发生了如图乙所示的染色体片段缺失。研究者利用限制酶ApaⅠ对患者2所在家系中个体的ICR区域进行分析，实验结果如图丙所示。从图中可知，该个体患病与________(填“父源”“母源”或“父源和母源”)染色体片段缺失相关，判断依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)已知IGF2和H19的表达受ICR区域调控。研究者对患者2家系不同个体的ICR区域甲基化情况进行了检测，结果如图丁所示。
请根据以上信息完善患者2的患病机理模型图。
Ｋeq \(――→,\s\up7(导致))Ｋeq \(――→,\s\up7(导致))IGF2、H19表达量异常eq \(――→,\s\up7(导致))患者2患病
备考能力五：熟练掌握答案的多种表述形式
1.答案：（1）类胡萝卜素/叶绿素的比值较高 红光和蓝紫
（2）高于 呼吸速率较高
（3）光能利用率较高，有机物积累较多
（4）
探究高密度栽培条件下，WT和ygl的最适光照强度（或探究在较强光照条件下，WT和ygl的最适栽培密度）
解析：（1）根据表格信息可知，ygl植株叶绿素含量较低且类胡萝卜素/叶绿素比值比较高，故叶片呈现出黄绿色。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此ygl叶片主要吸收可见光中的红光和蓝紫光。（2）根据图a净光合速率曲线变化可知，WT先到达光饱和点，即ygl的光饱和点高于WT。光补偿点是光合速率等于呼吸速率时的光照强度，ygl有较高的光补偿点，可能原因是一方面光合速率偏低，另一方面是呼吸速率较高，结合题意可知，ygl有较高的光补偿点是因为叶绿素含量较低导致相同光照强度下光合速率较低，且由图c可知ygl呼吸速率较高。（3）净光合速率较高则有机物的积累量较多，更有利于植株生长发育，因此产量较高。（4）绘制曲线图时要注意：ygl的呼吸速率约为0.9μml（CO2）·m－2·s－1，WT的呼吸速率约为0.6μml（CO2）·m－2·s－1，而且ygl的光补偿点（约为30μml·m－2·s－1）大于WT的光补偿点（约为15μml·m－2·s－1），具体曲线图见答案。由题可知，为保证水稻高产，可关注最适栽培密度或最适光照强度，因此可以继续探究高密度栽培条件下，WT和ygl的最适光照强度，或探究在较强光照条件下，WT和ygl的最适栽培密度。
2.答案：（1）光合 脂肪酸
（2）长时间光照促进叶绿体产生NADH，M酶活性降低，pMDH酶催化B酸转化为A酸
（3）②④①③
（4）叶绿体产生的A酸通过载体蛋白运输到线粒体，线粒体代谢产生的B酸，又通过载体蛋白返回到叶绿体，从而维持A酸－B酸的稳态与平衡
解析：（1）叶绿体通过光合作用将CO2转化为糖。由于M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。可推测叶绿体也可以合成脂肪的组分脂肪酸。（2）M基因突变为m后，植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是：长时间光照促进叶绿体产生NADH，M酶活性降低，pMDH酶催化B酸转化为A酸，A酸转运到线粒体，最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。（3）“M基因突变导致细胞凋亡机制”的研究思路：②用诱变剂处理突变体m，④筛选保留m基因但不表现凋亡的突变株，①确定相应蛋白的细胞定位和功能，③鉴定相关基因，正确顺序为②④①③。（4）细胞器间协作以维持稳态与平衡的过程：叶绿体产生的A酸通过载体蛋白运输到线粒体，线粒体代谢产生的B酸，又通过载体蛋白返回到叶绿体，从而维持A酸－B酸的稳态与平衡。
3.答案：（1）不遵循 结合表中信息可以看出，基因型为aB∶Ab＝1∶1，因而可推测，等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上 能
（2）
（3）形成该精子的减数第一次分裂后期这三对等位基因所在的染色体没有正常分离而是进入到同一个次级精母细胞中，此后该次级精母细胞进行正常的减数第二次分裂导致的
（4）X或Y 卵细胞 若检测的卵细胞中有E或e基因，则可得出基因Ee位于X染色体上；若检测的卵细胞中无E或e基因，则可得出基因Ee位于Y染色体上
解析：（1）题中显示，表中该志愿者12个精子的基因组成种类和比例与该志愿者理论上产生的配子的基因组成种类和比例相同，结合表中信息可以看出，基因型比例为aB∶Ab＝1∶1，因而可推测，等位基因A、a和B、b位于一对同源染色体上，其遗传不遵循自由组合定律。表中显示含有e的配子和不含e的配子的比例表现为1∶1，因而可推测e基因位于X或Y染色体上，根据表中精子类型和比例可以看出，A、a与E、e这两对等位基因表现为自由组合，因而能排除等位基因A、a位于X、Y染色体同源区段上。（2）统计结果显示，该志愿者关于B、b和D、d的配子比例为Bd∶bD∶BD∶bd＝2∶2∶1∶1，某遗传病受等位基因B、b和D、d控制，且只要有1个显性基因就不患该病。该志愿者与某女性婚配，预期生一个正常孩子的概率为17/18，即生出患病孩子bbdd的概率为1/18＝1/6×1/3，说明该女性产生bd的卵细胞的比例为1/3，则BD配子比例也为1/3，二者共占2/3，均属于非重组型配子，说明该女性体内的相关基因处于连锁关系，即应该为B和D连锁，b和d连锁，据此画出该女性的这2对等位基因在染色体上的相对位置关系图如下：
（3）根据表中的精子种类和比例可知，等位基因型A/a，B/b和D/d为连锁关系，而异常精子的形成过程中，未发生非姐妹染色单体互换和染色体结构变异。则从配子形成过程分析，导致该精子中同时含有上述6个基因的原因是形成该精子的过程中，减数第一次分裂后期这三对等位基因所在的染色体没有正常分离而是进入到同一个次级精母细胞中，此后该次级精母细胞进行正常的减数第二次分裂导致的。（4）根据题（1）分析，该志愿者的基因e位于X或Y染色体上。现有男、女志愿者的精子和卵细胞各一个可供选用，由于要用本研究的实验方法，且选用男性的精子无法确定等位基因位于X染色体还是Y染色体上，因此应该选择女志愿者的卵细胞进行实验。用E和e的引物，以卵细胞的DNA为模板进行PCR后，检测产物中的相关基因。若检测的卵细胞中有E或e基因，则可得出基因E/e位于X染色体上；若检测的卵细胞中无E或e基因，则可得出基因E/e位于Y染色体上。
4.答案：（1）降低温度 降低氧气浓度
（2）有性生殖通过基因重组可以产生大量的育种材料以供选择（意思相近即可）
（3）1/36
（4）
（5）利用基因编辑技术敲除F基因再自交获得雄性不育系（合理即可）
解析：（1）在农业生产中，在储藏种子、薯块时，通过降低温度来抑制相关酶的活性，通过降低氧气浓度来抑制呼吸作用以减少有机物的消耗，延长保质期。（2）在育种过程中运用杂交种子繁殖相对于薯块繁殖，最大优点是有性生殖通过基因重组可以产生大量的育种材料以供选择。（3）基因组成为AAaa的四倍体马铃薯自交，产生配子的基因型及其比例是AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，后代基因型为aaaa的比例为1/6×1/6＝1/36。（4）由题可知，dY基因连锁，Dy基因连锁，正常情况下，其自交后代的基因型是ddYY、DDyy和DdYy，不会产生基因型为DDYY的后代，要让后代出现少量不含有害基因的植株（DDYY），则说明DdYy植株在产生配子的过程中发生了互换，发生的时期是减数分裂Ⅰ的前期，具体可通过绘制模型进行解释，具体模型图见答案。（5）由图可知，F基因正常表达为正常植株，F基因不表达为雄性不育植株，纯合亲本的基因型是FF，欲获得雄性不育系，则需要抑制（或沉默）F基因，可采用基因编辑技术敲除F基因再自交确保获得雄性不育系ff植株。
5.答案：（1）父本在减数分裂Ⅰ时同源染色体未分离或减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体未分开 不同
（2）IGF2基因表达量升高，H19基因表达量下降
（3）母源 患者2（Ⅲ4）的亲本中，只有母本（Ⅱ4）含有片段缺失的染色体
（4）母源染色体片段缺失 母源ICR区域过度甲基化
解析：（1）该患者的父亲产生的配子含有2条11号染色体有两种可能：第一种是该患者的父亲减数第一次分裂过程中出现异常，11号同源染色体移到一极，减数第二次分裂正常；第二种是减数第一次分裂正常，减数第二次分裂过程中11号姐妹染色单体未分开。这两种情况都会导致该患者的父亲产生的配子含有2条11号染色体；该患者染色体数目正常，2条11号染色体均来自父方，表现为患病，如果染色体数目正常，2条11号染色体一条来自父方一条来自母方，表现为不患病，说明父源染色体和母源染色体上基因的表达不同。（2）由图甲可知，横坐标表示基因的种类，纵坐标表示基因的相对表达量，与正常个体相比，患者2的IGF2表达量升高，H19表达量下降。（3）利用限制酶ApaⅠ对患者2所在家系中个体的ICR区域进行分析，由图丙可知，患者2（Ⅲ4）的亲本中，只有母本（Ⅱ4）含有片段缺失的染色体，故该个体患病与母源染色体片段缺失相关。（4）由（3）可知，患者2是否患病，与母源ICR区域缺失相关。正常个体的母源ICR区域正常，不会导致ICR区域过度甲基化，而患病个体由于母源的ICR区域缺失，导致该区域过度甲基化，已知IGF2和H19的表达受ICR区域调控，则缺失母源的ICR区域的个体IGF2和H19的表达量异常，进而导致患病。水稻材料
叶绿素
(mg/g)
类胡萝卜素
(mg/g)
类胡萝卜素
/叶绿素
WT
4.08
0.63
0.15
ygl
1.73
0.47
0.27
等位基因
A
a
B
b
D
d
E
e
单
个
精
子
编
号
1
＋
＋
＋
2
＋
＋
＋
＋
3
＋
＋
＋
4
＋
＋
＋
＋
5
＋
＋
＋
6
＋
＋
＋
＋
7
＋
＋
＋
8
＋
＋
＋
＋
9
＋
＋
＋
10
＋
＋
＋
＋
11
＋
＋
＋
12
＋
＋
＋
＋
减数分裂Ⅰ四分体时期
减数分裂Ⅱ后期
得分点：体现四分体，体现互换，基因标注准确
图例参考
得分点：体现染色体分离，基因标注正确，基因对应四分体时期
图例参考