文档内容
秘密★启用前
高三年级第一次诊断性测试
生物试题
注意事项：
1．本试卷共8页，共25小题，满分100分，考试时间90分钟。
2．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、座号、考号等填写在指定位置。
3．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用 0．5毫米
黑色签字笔书写，绘图时，可用2B铅笔作答，字体工整、笔迹清楚。
4．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷
上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 柽柳叶片上存在特殊的泌盐结构——盐腺。盐腺中存在分泌细胞和收集细胞，两种细胞间富含胞间连丝，
分泌细胞的细胞壁多有突起。下列说法错误的是（ ）
A. 柽柳储盐的细胞器主要为液泡，该细胞器可调节细胞内的环境
B. 盐腺分泌细胞和叶片表皮细胞中线粒体数量相同
C. 盐腺两种细胞间通过胞间连丝进行物质运输和信息传递
D. 推测细胞膜也有突起，能提高物质分泌或吸收的效率
【答案】B
【解析】
【详解】A、柽柳通过液泡储存盐分以维持细胞渗透压，液泡是植物细胞调节渗透压和储存物质的重要细
胞器，A正确；
B、盐腺分泌细胞需主动运输盐分（消耗能量），而表皮细胞主要起保护作用。线粒体是供能细胞器，分
泌细胞中线粒体数量应显著多于表皮细胞，B错误；
C、胞间连丝是植物细胞间物质运输和信息传递的通道，盐腺中收集细胞与分泌细胞通过胞间连丝实现物
质运输和信息传递，C正确；
D、分泌细胞的细胞壁多有突起，可推测细胞膜也有突起，从而增大表面积，能提高物质分泌或吸收的效
率，D正确。
故选B。
2. 胃酸的分泌依赖胃黏膜上皮细胞的一种转运蛋白，胃腔pH低于胃黏膜上皮细胞内。人在进食前该转运
蛋白存在于胃黏膜上皮细胞内的囊泡中且无活性，进食后在激素作用下含转运蛋白的囊泡与细胞膜融合，
转运蛋白恢复活性，细胞分泌H+。下列说法错误的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 进食前后转运蛋白活性的改变离不开细胞间的信息传递
B. H+通过转运蛋白进入胃腔时不需要与转运蛋白结合
C. 含转运蛋白的囊泡与细胞膜融合会消耗细胞化学反应释放的能量
D. 特异性抑制该转运蛋白活性的药物，可缓解胃酸过多引发的症状
【答案】B
【解析】
【详解】A、进食后激素作为信号分子作用于胃黏膜上皮细胞，激活转运蛋白，体现细胞间的信息传递，
A正确；
B、H⁺从细胞内（低浓度）进入胃腔（高浓度）为逆浓度梯度的主动运输，需与转运蛋白结合并消耗能量，
B错误；
C、囊泡与细胞膜融合属于胞吐作用，依赖细胞代谢供能（如ATP水解），C正确；
D、抑制转运蛋白活性可阻断H⁺分泌，减少胃酸量，缓解胃酸过多症状，D正确。
故选B。
3. 游泳比赛中，骨骼肌O 利用能力是决定比赛成绩的关键。若比赛过程中骨骼肌细胞呼吸底物为葡萄糖，
2
下列说法正确的是（ ）
A. 细胞内ATP的合成速率始终大于分解速率
B. 细胞产生的CO 量大于消耗的O 量
2 2
C. O 在细胞的线粒体基质中与NADH结合形成水
2
D. 产生相同能量时，利用O 能力更强的细胞消耗的葡萄糖更少
2
【答案】D
【解析】
【详解】A、细胞内ATP的合成与分解处于动态平衡状态。比赛过程中，ATP水解供能的同时会通过呼吸
作用快速合成，两者速率基本相等，A错误
B、以葡萄糖为底物进行有氧呼吸时，消耗1分子O₂产生1分子CO₂（反应式：
），无氧呼吸既不消耗氧气，也不产生二氧化碳，故CO₂量等于O₂消
耗量，B错误；
C、O₂与NADH结合形成水的过程发生在线粒体内膜（电子传递链末端），C错误；
D、有氧呼吸中，1分子葡萄糖彻底氧化可产生约30分子ATP；而无氧呼吸仅产生2分子ATP。O₂利用能
力越强，代表有氧呼吸效率越高，产生相同能量时消耗的葡萄糖更少，D正确。
故选D
第2页/共25页
学科网（北京）股份有限公司4. 科研人员发现衰老小鼠肾小管上皮细胞出现水通道蛋白数量减少、主动转运K+速率下降、溶酶体活性降
低等现象。下列说法错误的是（ ）
A. 导致细胞衰老的自由基来自于有害物质入侵，不会来自于细胞内反应
B. 衰老细胞水通道蛋白减少，会降低水分子的协助扩散速率，影响细胞代谢
C. 衰老细胞吸收K+速率下降，可能与细胞中线粒体功能减弱有关
D. 溶酶体活性降低导致衰老细胞内受损物质积累，进一步加剧细胞衰老
【答案】A
【解析】
【详解】A、自由基学说认为，细胞代谢产生的自由基（如线粒体呼吸作用副产物）和外界环境因素（如
辐射、有害物质）均可引发氧化损伤，导致细胞衰老，A错误；
B、水分子通过水通道蛋白以协助扩散方式跨膜运输。衰老细胞水通道蛋白减少，直接降低协助扩散速率，
影响细胞内外水分子平衡，进而干扰代谢（如物质溶解、反应速率），B正确；
C、K+通过主动运输进入细胞，需载体蛋白和能量（ATP）。线粒体是细胞供能的主要场所，其功能减弱
导致ATP合成减少，主动运输速率下降，C正确；
D、溶酶体含水解酶，可降解受损或衰老的细胞结构（自噬作用）。其活性降低导致细胞内损伤物质（如
错误折叠蛋白质、受损细胞器）积累，加速细胞功能衰退，形成衰老的正反馈调节，D正确。
故选A。
5. 减数分裂的细胞，四分体时期非姐妹染色单体间经常发生缠绕，并在两条或三条染色单体之间交换相应
的片段。下图表示某基因组成为AaBbCc的精原细胞分裂过程中发生的交换。不考虑其它变异，下列说法
正确的是（ ）
A. 图中变异过程属于染色体结构变异，会引起染色体上的基因位置发生改变
B. 该精原细胞分裂产生的含重组型染色体的次级精母细胞所占比例为1/2
C. 该精原细胞经减数分裂产生四种配子的基因组成为abc、aBC、AbC、ABc
D. 若有丝分裂中发生该交换，则产生的子细胞基因组成相同
【答案】C
第3页/共25页
学科网（北京）股份有限公司【解析】
【详解】A、图中变异过程属于基因重组，会引起染色体上的基因位置发生改变，A错误；
B、一个精原细胞经过减数第一次分裂，同源染色体分离，产生2个次级精母细胞。由于每个同源染色体
的两条姐妹染色单体中，至少有一条是重组型染色体，因此两个次级精母细胞都含有重组型染色体，比例
为1，B错误；
C、该交换涉及三条染色单体，交换后4个染色单体的基因型分别为 、 、 、 ，因此最
终产生的4个精细胞（配子）的基因型就是这四种，C正确；
D、有丝分裂发生该交换后，姐妹染色单体的基因组成已经不同，分裂后期姐妹染色单体分开，随机进入
不同子细胞，因此产生的子细胞基因组成不同，D错误。
故选C。
6. 下图为某单基因遗传病（基因D突变为d所致）患者家系部分成员相关基因扩增后的电泳结果。患儿的
父母、外祖父母、姐姐均不患该病。研究发现，d基因转录出的mRNA长度不变但提前出现终止密码子
UGA，可用抑制性tRNA（sup-tRNA）进行治疗，原理是sup-tRNA识别终止密码子并携带氨基酸至核糖体。
不考虑其它变异，下列说法正确的是（ ）
A. 该家系中患儿的患病基因来自其外祖父
B. 基因D到d的突变过程中发生了碱基对的替换
C. 用于治疗该病的sup-tRNA的反密码子是5'-ACU-3'
D. 若姐姐已怀孕，对胎儿性别鉴定不能确定是否患该病
【答案】B
【解析】
【详解】A、据图可知，患者父亲没有致病基因所以该病为X染色体上的隐性遗传病，其外祖父不患该病
所以没有该致病基因，A错误；
B、因为基因d转录出的mRNA长度不变但提前出现终止密码子UGA，说明基因D到d的突变过程中发生
了碱基对的替换，导致密码子改变，B正确；
C、由于终止密码子为5'-UGA-3'，所以用于治疗该病的sup-tRNA的反密码子为5'-UCA-3'，C错误；
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学科网（北京）股份有限公司D、姐姐电泳有两个条带，基因型为XDXd，与正常男性（XDY）婚配：女儿全部不患病，儿子有1/2概率
患病，因此通过胎儿性别鉴定可以确定患病风险，D错误。
故选B。
7. 免疫细胞分泌促炎细胞因子受神经调节（如图所示）。促炎细胞因子有利于清除外来病原体，但分泌过
多会造成继发性组织损伤，引发某种自身免疫病。下列说法错误的是（ ）
A. 脾脏是T淋巴细胞分化、发育、成熟的场所
B. 自身免疫病是由于免疫自稳功能异常导致
C. 可用适宜的电刺激作用于脾神经来控制该种自身免疫病
D. 图中NE、ACh和促炎细胞因子都可通过与受体直接接触来发挥作用
【答案】A
【解析】
【详解】A、T淋巴细胞分化、发育、成熟的场所是胸腺，而不是脾脏，脾脏是人体重要的免疫器官，是
免疫细胞定居和发生免疫应答的场所等，A错误；
B、免疫自稳功能是指机体清除衰老或损伤的细胞，进行自身调节，维持内环境稳态的功能，自身免疫病
是免疫系统将自身物质当作外来异物进行攻击而引起的，是由于免疫自稳功能异常导致，B正确；
C、从图中可知脾神经可对免疫细胞分泌促炎细胞因子进行调节，所以用适宜的电刺激作用于脾神经，可
通过调节促炎细胞因子的分泌来控制这种自身免疫病，C正确；
D、图中NE（去甲肾上腺素）、ACh（乙酰胆碱）作为神经递质，促炎细胞因子作为免疫活性物质，它们
都属于信号分子，都可通过与相应受体直接接触来发挥作用，D正确。
故选A。
8. 自然选择通常有三种类型。定向选择：保留种群中趋于某一极端变异个体、淘汰另一极端变异个体。分
裂选择：按照不同方向保留种群中极端变异个体、淘汰中间类型个体。稳定选择：淘汰种群中极端变异个
体、保留中间类型个体。下列说法错误的是（ ）
A. 细菌耐药性提高和桦尺蛾体色黑化属于定向选择
B. 常年大风的海岛上保留了无翅和翅膀发达的昆虫属于分裂选择
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学科网（北京）股份有限公司C. 稳定选择通常会减少遗传多样性，种群的基因频率不变
D. 分裂选择能够保留更多变异类型，有可能形成新的物种
【答案】C
【解析】
【详解】A、细菌耐药性提高是抗生素选择压力下耐药突变菌株被保留的过程；桦尺蛾黑化是工业污染环
境中深色突变体适应性的体现，二者均属于淘汰原有类型、强化单一新性状的定向选择，A正确；
B、常年大风的海岛上，无翅昆虫（抗风）和强翅昆虫（飞行能力）均被保留，中等翅型被淘汰，符合分
裂选择（多方向保留极端变异），B正确；
C、稳定选择淘汰极端变异个体（如过高/过矮个体），使中间类型占比增加，导致种群遗传多样性减少；
同时，淘汰极端类型意味着相关基因频率改变（如控制极端性状的基因频率下降），故基因频率发生改变，
C错误；
D、分裂选择同时保留多种极端变异（如海岛昆虫的翅型分化），增加了变异类型的多样性。长期积累可
能导致种群分化，若产生生殖隔离则可形成新物种，D正确。
故选C。
9. 最新研究发现某种肿瘤细胞静息电位与动作电位的产生机制与神经元高度相似。适宜强度的电流刺激肿
瘤细胞，细胞产生动作电位并引起 内流，已知肿瘤细胞内 浓度增大会促进细胞的增殖和迁移。
不同强度电流刺激下肿瘤细胞内 浓度变化如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 去除细胞外液中的 ，刺激肿瘤细胞仍可触发 内流产生动作电位
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学科网（北京）股份有限公司B. 刺激肿瘤细胞，随 内流，膜电位的绝对值先减少后增大
C. 刺激不变，降低培养液中的 浓度可促进该肿瘤细胞的增殖
D. 刺激不变，用 通道阻断剂处理肿瘤细胞会抑制其增殖
【答案】C
【解析】
【详解】A、神经元动作电位的产生机制是Na+内流，题干说明肿瘤细胞电位产生机制与神经元高度相似，
因此动作电位依赖Na+内流，去除细胞外Ca2+不影响Na+内流触发动作电位，A正确；
B、刺激肿瘤细胞，Na+内流，膜电位由静息电位（外正内负）变为动作电位（外负内正），膜电位的绝对
值先减小（从静息电位绝对值到0），之后再增大（动作电位时膜电位绝对值增大），B正确；
C、降低培养液中的K+浓度，会使细胞内的K+外流增多，细胞更不易产生动作电位，从而抑制肿瘤细胞生
长，而不是促进增殖，C错误；
D、用Na+通道阻断剂处理肿瘤细胞，Na+无法内流，细胞不能产生动作电位，进而抑制肿瘤细胞增殖，D
正确。
故选C 。
10. 聚苯乙烯纳米颗粒（PS-NPs）是环境中的塑料污染物，会影响某植物生长发育。研究人员探究了不同
浓度的PS-NPs对某植物根木质素含量的影响，实验结果如图所示。已知脱落酸可促进根木质素的生物合
成，乙烯合成相关基因的表达量随PS-NPs处理浓度的升高而升高。下列说法错误的是（ ）
A. 脱落酸可以在根冠中合成，具有促进气孔关闭等作用
B. 根据实验结果推测乙烯的作用是抑制根木质素的降解
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学科网（北京）股份有限公司C. 10mg/L的PS-NPs处理下，脱落酸的作用效果大于乙烯的
D. 植物响应环境变化是基因表达和激素调节共同完成的
【答案】B
【解析】
【详解】A、脱落酸可以在根冠中合成，具有促进气孔关闭等作用，还能抑制种子的萌发，为抗逆激素，
A正确；
B、乙烯合成相关基因的表达量随PS-NPs处理浓度的升高而升高，即乙烯的含量随PS-NPs处理浓度的升
高而升高，而根木质素的含量随着PS-NPs处理浓度的升高有下降趋势，因而推测，乙烯的作用是促进根
木质素的降解，B错误；
C、脱落酸可促进根木质素的生物合成，乙烯会促进木质素的降解，根据实验结果可推测，10mg/L的PS-
NPs处理下，脱落酸的作用效果大于乙烯的，因而表现为木质素含量有所上升，C正确；
D、植物响应环境变化是基因表达和激素调节共同完成的，即植物的生长发育受环境因素调节、基因表达
调控和激素调节共同作用，D正确。
故选B。
11. 下图表示甲乙两个种群出生率和死亡率的变化曲线。下列说法正确的是（ ）
A. 甲乙两种群的增长率均为先上升后下降
B. 甲种群数量小于A、乙种群数量小于C时，两种群均会逐渐消亡
C. 甲种群数量大于B时，种群数量不一定增大
D. 由C至D，乙种群的增长速率不断增大
【答案】C
【解析】
【详解】A、种群增长率=出生率-死亡率。甲种群增长率是先下降后上升，而乙种群增长率是先上升，在
出生率达到峰值后，增长率开始下降，并非如选项所说甲乙两种群增长率均为先上升后下降，A错误；
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学科网（北京）股份有限公司B、甲种群数量小于A时，出生率大于死亡率，种群数量会增加，不会逐渐消亡；乙种群数量小于C时，
出生率小于死亡率，种群数量会减少，可能会逐渐消亡，B错误；
C、甲种群数量大于B时，虽然出生率大于死亡率，但由于环境等因素限制，种群数量不一定不断增大，
可能会在达到一定数量后保持相对稳定，C正确。
D、由C至D出生率大于死亡率，D点出生率等于死亡率，因此乙种群呈S型增长，增长速率是先增大后
减小，D错误。
故选C。
12. 某农场构建了“稻—蟹—藕”复合生态系统。其中，青蟹可取食杂草、害虫及有机碎屑，其觅食活动
有助于疏松土壤；水稻与莲藕的根系分泌物能抑制藻类生长；蟹粪可作为有机肥为水稻和莲藕生长提供养
分。下列说法正确的是（ ）
A. 青蟹的粪便能量流向了水稻与莲藕等生产者
B. 青蟹的引入加快了该生态系统中的物质循环，使其实现了物质上的自给自足
C. 与普通稻田相比，该生态模式消费者增多，呼吸消耗增大，能量利用率低
D. 水稻与莲藕的根系分泌物属于生态系统中的化学信息
【答案】D
【解析】
【详解】A、青蟹粪便中的有机物经分解者分解为无机盐，被水稻、莲藕吸收利用，但粪便中的能量属于
上一营养级，能量沿食物链单向流动，不再流向生产者，A错误；
B、青蟹的引入确实加快了该生态系统的物质循环，但仍需要与外界进行物质交换，B错误；
C、引入青蟹增加了消费者层级，但提高了对杂草、害虫、碎屑等能量的利用，减少了能量浪费，能量利
用率反而提升，C错误；
D、水稻与莲藕根系分泌的化学物质抑制藻类生长，属于生态系统中的化学信息，可调节种间关系，D正
确。
故选D。
13. 谷氨酸棒状杆菌可用于发酵工程生产谷氨酸，发酵过程中，通常需要分次加入氨水。培养基中的碳氮
比会影响菌体的繁殖和谷氨酸的合成量。下列说法错误的是（ ）
A. 性状优良的菌种可从自然界中筛选，也可通过诱变育种等获得
B. 发酵需要大量菌种，菌种的扩大培养是发酵工程的中心环节
C. 加入氨水可为菌种提供氮源，也能调节发酵液的pH
D. 发酵过程中要严格控制温度、pH及培养基碳氮比等条件
【答案】B
第9页/共25页
学科网（北京）股份有限公司【解析】
【详解】A、微生物菌种可通过自然选育（从自然界筛选）或人工诱变育种（如紫外线、化学诱变剂处
理）获得优良性状，A正确；
B、发酵工程的中心环节是发酵罐内的发酵过程，而非菌种的扩大培养。菌种扩大培养是为发酵过程准备
足量菌种的前置步骤，B错误；
C、氨水（NH ·H O）含氮元素，可为菌体提供氮源；其碱性可中和发酵产生的酸性物质（如谷氨酸发酵
3 2
产酸），维持适宜pH，C正确；
D、温度、pH、碳氮比等环境条件会直接影响菌体繁殖和谷氨酸合成量，因此发酵过程中需要严格控制，
D正确。
故选B。
14. 研究者欲利用原生质体融合技术将两种药用植物细胞融合，以实现有效成分的工厂化生产。下列说法
正确的是（ ）
A. 操作前需用乙醇和次氯酸钠溶液等对外植体进行消毒
B. 应将植物细胞置于无菌水中去除细胞壁
C. 杂种细胞形成愈伤组织的过程体现了植物细胞的全能性
D. 愈伤组织产生的次生代谢产物是植物生命活动所必需的
【答案】A
【解析】
【详解】A、原生质体融合前需进行外植体消毒，乙醇和次氯酸钠是植物组织培养中常用的消毒剂，可灭
除表面微生物，A正确；
B、去除植物细胞壁需使用纤维素酶和果胶酶处理，无菌水会导致细胞吸水涨破，应在等渗溶液中去除细
胞壁，B错误；
C、杂种细胞经脱分化形成愈伤组织，该过程未形成完整植株（或各种细胞），仅体现细胞分化能力，未
完全体现全能性，C错误；
D、次生代谢产物（如药用成分）非植物生命活动必需，D错误。
故选A。
15. 我国科研人员在猪体内培育出了“人源肾脏”，相关过程如图所示。下列说法错误的是（ ）
第10页/共25页
学科网（北京）股份有限公司A. 推测敲除的SALL1基因是猪肾脏发育的关键基因
B. 选用人源干细胞作为肾脏供体细胞是因为其具有很强的分裂分化能力
C. 可以在猪胚胎发育至桑葚胚时注射人源干细胞
D. 所获得的嵌合胚胎中所有细胞的基因型均相同
【答案】D
【解析】
【详解】A、根据SALL1缺陷的早期胚胎发育成肾脏缺陷胚胎可知，这个基因是猪肾脏发育的关键基因，
A正确；
B、人源干细胞具有很强的分裂和分化能力，能够发育形成肾脏组织，因此被选用为肾脏供体细胞，B正
确；
C、早期胚胎（如桑葚胚、囊胚阶段）的细胞还未高度分化，此时注射人源干细胞，干细胞能更好地参与
胚胎发育并形成肾脏，C正确；
D、嵌合胚胎中包含猪的细胞和注入的人源干细胞发育形成的细胞，猪细胞和人源干细胞的基因型不同，
所以嵌合胚胎中并非所有细胞的基因型均相同，D错误。
故选D。
二、选择题本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求，
全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。
16. 研究发现，在微重力环境中，植物叶肉细胞中类囊体薄膜松散、基粒堆叠程度降低、RuBP羧化酶（催
化CO 的固定）活性下降。为探究微重力对光反应和暗反应的影响程度，我国空间站开展了相关实验。实
2
验组除微重力环境外，其他条件与地面对照组相同。下列说法正确的是（ ）
A. 类囊体薄膜松散会影响光合色素和酶的分布，降低光反应速率
B. RuBP羧化酶催化CO 生成C 的过程中需要C 参与
2 3 5
C. 若实验组叶肉细胞中ADP和NADP+含量均上升，则微重力对暗反应的影响程度大
D. 若实验组中C /C 比值较对照组显著升高，可推测微重力对光反应的影响程度大
3 5
第11页/共25页
学科网（北京）股份有限公司【答案】ABD
【解析】
【详解】A、类囊体薄膜是光反应的场所，其上分布有光合色素和光反应相关酶。微重力导致类囊体薄膜
松散，会影响光合色素和酶的有序分布，进而降低光反应速率，A正确；
B、RuBP羧化酶催化的是暗反应中CO 的固定过程，该过程中CO 与C 结合生成2分子C ，因此需要C
2 2 5 3 5
参与，B正确；
C、ADP是光反应合成ATP的原料，NADP+是光反应合成NADPH的原料。若实验组ADP和NADP+含量
均上升，说明光反应产生的ATP和NADPH减少，即光反应速率降低，而非暗反应影响程度大，C错误；
D、若实验组C /C 比值显著升高，说明C 积累、C 减少。这是因为暗反应中C 的还原受阻，而CO₂的固
3 5 3 5 3
定仍在进行，导致C 增多、C 减少，说明微重力对光反应的影响程度更大，D正确。
3 5
故选ABD。
17. 人的两条非同源染色体的长臂（q）可能会通过着丝粒融合形成一条新的衍生染色体，形成过程如图所
示。减数分裂过程中，任意两条染色体的同源区段联会，配对的两条染色体分别移向细胞两极，不配对的
染色体随机移向一极。一女性含有一条14q和21q融合形成的衍生染色体，已知卵细胞中基因缺失或14q
数量大于1时均不能形成受精卵，短臂的丢失通常不会产生异常。不考虑其他变异，下列说法错误的是（
）
A. 含图中衍生染色体的细胞染色体数目是45条
B. 该女性减数分裂过程中会形成21个正常的四分体
C. 该女性减数分裂产生的卵细胞可能有6种
D. 该女性与正常男性生育21三体（21q有3条）患儿的概率是1/2
【答案】CD
【解析】
【详解】A、正常人体细胞有46条染色体，该女性的14号和21号染色体融合形成一条衍生染色体，所以
含图中衍生染色体的体细胞染色体数目是45条，A正确；
B、人体细胞除14号和21号染色体外，还有21对正常染色体，在减数分裂时这21对染色体可以正常联会
形成21个正常的四分体，B正确；
第12页/共25页
学科网（北京）股份有限公司C、若仅考虑14号和21号染色体该女性减数分裂产生的卵细胞可能有6种（D项解析），但是该女性还有
其他21对染色体所以其产生的卵细胞种类应该远超6种，C错误；
D、减数分裂时，三条相关染色体（正常14号、正常21号、14-21融合衍生染色体）联会，任意两条染色
体的同源区段联会，配对的两条染色体分别移向细胞两极，不配对的染色体随机移向一极，第一种情况正
常14号和衍生染色体联会，产生①含有14、21号染色体的正常卵细胞、②含有14-21融合衍生染色体的
卵细胞、③含有14-21融合衍生染色体和21号染色体的卵细胞、④含有14号染色体的卵细胞，第二种情
况正常21号和衍生染色体联会，产生⑤含有14-21融合衍生染色体和14号染色体的卵细胞、⑥含有21号
染色体的卵细胞、⑦含有14、21号染色体的正常卵细胞、⑧含有14-21融合衍生染色体的卵细胞，由于卵
细胞中基因缺失或14q数量大于1时均不能形成受精卵，短臂的丢失通常不会产生异常。所以只有
①②③⑦⑧卵细胞可以正常受精，而只有③和精细胞形成21三体（21q有3条）占1/5，D错误。
故选CD。
18. 下图为人体内某些生命活动的调节过程。下列说法错误的是（ ）
A. 胰岛细胞膜表面的受体有多种，如神经递质受体等
B. 激素b、c、d参与的调节过程中激素精准运输至靶细胞，有利于精细调控
C. 机体大量出汗无法及时补充水分时，激素e分泌减少
D. 寒冷刺激时，激素a和激素d可以作用于相同的靶细胞
【答案】BC
【解析】
【详解】A、胰岛细胞可以接受神经递质、血糖等信号的调节，所以胰岛细胞膜表面会有神经递质受体、
葡萄糖受体等多种受体，A正确；
B、激素通过体液运输到全身各处，并不是精准运输至靶细胞，能特异性作用于靶细胞是靶细胞上有相应
的特异性受体能识别激素，B错误；
C、机体大量出汗无法及时补充水分时，细胞外液渗透压升高，激素e（抗利尿激素）分泌增多，促进肾小
管和集合管对水的重吸收，而不是减少，C错误；
D、寒冷刺激时，激素a（胰岛素）和激素d（甲状腺激素）都可以作用于骨骼肌细胞等，胰岛素促进细胞
摄取利用葡萄糖，甲状腺激素促进物质氧化分解增加产热，D正确。
第13页/共25页
学科网（北京）股份有限公司故选BC。
19. 下图为一年内某自然湖泊中部分生物之间的能量流动关系，各字母表示能量值。下列说法正确的是（
）
A. 流入该湖泊的总能量大于水草光合作用固定的太阳能a
B. 图中X代表的是细胞呼吸散失能量
C. 图中草鱼储存在有机物中的能量可表示为e-h
D. 在研究的时间段内，a=b+c+d+e
【答案】AB
【解析】
【详解】A、流入该湖泊的总能量是生产者固定的太阳能，该湖泊中生产者不只有水草，所以流入该湖泊
的总能量大于水草光合作用固定的太阳能a，A正确；
B、在生态系统的能量流动中，每个营养级的能量去向包括自身呼吸作用消耗、流向下一营养级、被分解
者利用以及未被利用的部分等，图中X代表的是细胞呼吸散失的能量，B正确；
C、草鱼同化的能量一部分用于自身呼吸消耗，一部分储存在有机物中用于生长、发育和繁殖等生命活动，
而h是草鱼流向分解者的能量，e是草鱼同化的能量，所以草鱼储存在有机物中的能量（代表未被利用
的）可表示为e-f-h-g，不能简单表示为e-h，C错误；
D、水草同化的能量a的去向有自身呼吸消耗b、流向下一营养级（c、e等）、被分解者利用（d）以及未
被利用的部分等，所以a＞b+c+d+e，D错误。
故选AB。
20. 营养缺陷型菌株是指野生型菌株失去了合成某种物质的能力，只有在基本培养基中补充所缺乏的营养
因子后才能生长。夹心平板培养法可用于营养缺陷型菌株的检出，其原理如图1所示，先在培养皿上倒一
层基本培养基，凝固后再接种一层待检菌液，其上再浇一薄层基本培养基，凝固后培养出菌落，再倒一层
X培养基继续培养，最终培养结果如图2所示。下列说法错误的是（ ）
第14页/共25页
学科网（北京）股份有限公司A. X培养基中含有水、氮源、碳源、无机盐和特殊的营养因子等
B. 菌落A为检出的营养缺陷型菌株，菌落B为野生型菌株
C. 在培养细菌时一般需将培养基调至中性或弱酸性
D. 该实验无需设置未接种的夹层平板作为对照
【答案】BCD
【解析】
【详解】A、X培养基是用来筛选营养缺陷型菌株的，它需要包含水、氮源、碳源、无机盐，还需要补充
该营养缺陷型菌株无法合成的特殊营养因子，这样只有该营养缺陷型菌株能在其上生长，A正确；
B、野生型菌株可以在基本培养基上生长，营养缺陷型菌株不能在基本培养基上生长，必须补充所缺乏的
营养因子才能生长。先在培养皿上倒一层基本培养基，凝固后再接种一层待检菌液，其上再浇一薄层基本
培养基，凝固后培养出菌落，这些菌落为野生型，再倒一层X培养基继续培养，这时候营养缺陷型菌株才
开始生长，野生型继续生长，最终野生型菌落生长时间长，菌落大即为A，营养缺陷型为B菌落小，B错
误；
C、不同微生物对培养基的pH要求不同，培养细菌时一般需将培养基调至中性或弱碱性，C错误；
D、为排除培养基本身是否被杂菌污染等无关因素对实验结果的影响，该实验需设置未接种的夹层平板作
对照，D错误。
故选BCD。
三、非选择题：本题共5小题，共55分。
21. 小球藻产氢是一种清洁能源的生产途径，但光合作用生成的氧气会迅速抑制氢化酶活性，导致产氢仅
持续数分钟。科研人员研发了一种仿生涂层技术，在小球藻细胞表面先后构建了 PPy涂层（内含Fe3+和抗
坏血酸，Fe3+催化抗坏血酸与氧气反应）和矿化外层，实现可持续产氢。下图为相关过程示意图，回答下
列问题。
第15页/共25页
学科网（北京）股份有限公司（1）PSⅡ是光合色素蛋白复合体，分布于__________上，光合作用中PSⅡ将水分解为H+和氧，H+在膜
对侧与__________结合，形成的产物参与暗反应。
（2）自然状态下小球藻白天与黑夜产氢效率都较低，可能的原因分别是__________。
（3）PPy涂层是保证小球藻连续产氢的关键部分，从所含物质的角度分析，原理是__________。
（4）涂层中需要定期补充光敏剂（曙红Y）和电子供体T，以保证电子的连续供应。涂层小球藻细胞中，
产氢所需的电子有两条供给路径：路径一为__________；路径二为曙红Y吸收光能后使电子供体T产生电
子，经PPy涂层传输至氢化酶。为验证路径二的存在，可设置的实验组是：__________（填序号），若检
测到仍能继续产氢，则证明路径二存在。
①停止补充涂层中的电子供体T
②在涂层中添加耗氧剂抗坏血酸
③在涂层小球藻细胞中添加PSII电子传递抑制剂
的
（5）目前该系统运行成本和操作复杂度较高。从改造藻类自身代谢途径 角度，提出一种提高产氢效
率的思路：__________。
【答案】（1） ①. 类囊体薄膜 ②. NADP+
（2）白天光合作用产生的氧气迅速抑制氢化酶活性；黑夜没有光照，无法进行光反应为产氢提供必要条
件
（3）PPy涂层中的Fe3+催化抗坏血酸与氧气反应，消耗氧气，避免氧气抑制氢化酶活性
（4） ①. 水在PSⅡ作用下分解产生电子，经电子传递链传递至氢化酶 ②. ③
（5）通过基因工程增强氢化酶的耐氧性或敲除与氧气生成相关的基因或提高光反应电子传递效率
【解析】
【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧
第16页/共25页
学科网（北京）股份有限公司气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段发生水光解产生NADPH和氧气，ADP和
Pi结合形成ATP。暗反应阶段发生二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物在ATP和
NADPH的作用下，还原成五碳化合物，同时ATP水解成ADP和Pi。
【小问1详解】
的
光合作用 光反应阶段发生在类囊体薄膜上，PSⅡ是光合色素蛋白复合体，分布于类囊体薄膜上；光
反应中PSⅡ将水分解为H+和氧，H+在膜对侧与NADP+结合形成NADPH，NADPH参与暗反应。
【小问2详解】
白天小球藻进行光合作用产生氧气，氧气会迅速抑制氢化酶活性，所以产氢效率低；黑夜没有光照，无法
进行光反应为产氢提供必要条件（如电子和H+等），所以产氢效率也低。
【小问3详解】
PPy涂层内含Fe3+和抗坏血酸，Fe3+催化抗坏血酸与氧气反应，从而消耗氧气，避免氧气抑制氢化酶活性，
保证小球藻连续产氢。
【小问4详解】
据图可知，涂层小球藻细胞中产氢所需电子的路径一为水在PSⅡ作用下分解产生电子，经电子传递链传递
至氢化酶。为验证路径二存在，可以通过抑制路径一看产氢情况来判断，所以可设置实验组：③在涂层小
球藻细胞中添加PSⅡ电子传递抑制剂，若检测到仍能继续产氢，则证明路径二存在。
【小问5详解】
从改造藻类自身代谢途径的角度，可通过基因工程敲除或抑制与氧气生成相关的基因，减少氧气产生；或
增强氢化酶的耐氧性，使其在有氧条件下仍能保持活性；也可提高光反应中电子传递效率，为产氢提供更
多电子，从而提高产氢效率。
22. 水稻是二倍体两性花的常见粮食作物，其叶色（紫色、绿色）由基因A、a控制，白叶枯病抗性由基因
B、b控制。为研究水稻叶色和白叶枯病抗性性状的遗传方式，研究人员进行了杂交实验，结果如下表。回
答下列问题。
组别 亲本 F F 全部个体自交获得F
1 1 2
绿色抗病∶绿叶感病
实验一 均为绿叶抗病 绿叶抗病∶绿叶感病=2∶3
=2∶1
紫叶抗病∶紫叶感病 紫叶抗病∶紫叶感病∶绿叶抗
实验二 紫叶抗病、绿叶感病
=1∶1 病∶绿叶感病=6∶15∶2∶5
（1）分析表中数据，推测__________基因纯合导致幼苗死亡，控制水稻叶色与白叶枯病抗性基因的遗传
第17页/共25页
学科网（北京）股份有限公司遵循__________定律。
（2）实验二F 存活个体中同时携带抗病基因和紫叶基因的个体所占的比例为__________。若F 再自交一
2 2
代，子代中B的基因频率为__________。
（3）选择杂交实验二的部分F 样本，对叶色和抗病相关基因的特异序列进行PCR和电泳检测，结果如图
2
所示（所有检测基因均有条带显示）。样本1、样本2植株表现为紫叶感病；样本4在幼苗期死亡。样本2
的叶色基因检测结果仅出现1条条带，原因是__________。样本3的基因型为__________。
（4）水稻的无融合生殖（不发生雌、雄配子的融合而产生种子的一种繁殖过程）受两对等位基因控制：
含基因E的植株形成雌配子时，MI同源染色体都移向同一极，MⅡ正常进行，雌配子染色体数目加倍；
含基因F的植株产生的雌配子可直接发育成植株。雄配子的发育不受基因E、F的影响。基因型为
AaBbEeFf植株，产生的雌配子基因组成为__________，利用无融合生殖繁育水稻杂交种的优势是
__________。
【答案】（1） ①. B ②. 基因的自由组合
（2） ①. 3/14 ②. 1/13
（3） ①. 样本2叶色为纯合子AA ②. aabb
（4） ①. AaBbEeFf ②. 可以保持杂种优势，后代不发生性状分离
【解析】
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，
位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由
组合。
【小问1详解】
分析表中数据，实验一抗病自交，F 抗病：感病=2：1，可知B基因纯合（BB）会导致幼苗死亡。根据实
1
验二可知，紫叶和绿叶杂交F 全为紫叶，说明紫叶为显性，F 紫叶抗病（AaBb）∶紫叶感病（Aabb）
1 1
=1∶1，F 紫叶Aa自交子代紫叶：绿叶=3:1,1/2Bb和1/2bb分别自交得F 中BB=1/2×1/4=1/8（死亡），
1 2
Bb=1/2×2/4=2/8，bb=1/2×1/4+1/2×1=5/8，即抗病：感病=2:5，自由组合可得F 中紫叶抗病∶紫叶感
2
病∶绿叶抗病∶绿叶感病=6∶15∶2∶5，符合题意，所以控制水稻叶色与白叶枯病抗性基因的遗传遵循基
因的自由组合定律。
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学科网（北京）股份有限公司【小问2详解】
实验二F 存活个体中同时携带抗病基因和紫叶基因的个体即紫叶抗病所占的比例为6/（6+15+2+5）
2
=3/14。F 再自交一代，求子代中B的基因频率，仅考虑Bb这对基因即可，F 中Bb:bb=2:5，自交子代
2 2
BB=2/7×1/4=1/14（死亡），Bb=2/7×2/4=2/14，bb=2/7×1/4+5/7×1=11/14，即Bb=2/13，bb=11/13，
因此，B基因频率=BB+1/2Bb=0+1/2×2/13=1/13。
【小问3详解】
样本2植株表现为紫叶感病（A_bb），样本2的叶色基因检测结果仅出现1条条带，说明样本2的叶色紫
色为纯合子AA。由于样本4在幼苗期死亡，说明样本4含有BB，而样本4只有条带①③，而样本1和样
本2为感病所以没有B条带，只有b条带，得出条带①为B基因条带，由于样本2（AAbb）没有条带③，
所以条带③为a，条带④为A或者b，由于样本3只有条带③④，所以条带④为b，因此样本3的基因型为
aabb。
【
小问4详解】
由于含基因E的植株形成雌配子时，MI同源染色体都移向同一极，MⅡ正常进行，雌配子染色体数目加倍，
同时含基因F的植株产生的雌配子可直接发育成植株。所以基因型为AaBbEeFf植株含有E基因，产生的
雌配子基因组成为AaBbEeFf，而雌配子中含有F，所以雌配子可以直接发育成AaBbEeFf植株，所以利用
无融合生殖繁育水稻杂交种的优势是可以保持杂种优势，后代不发生性状分离。
23. 阿尔茨海默病（AD）的核心病理特征为脑内β-淀粉样蛋白（Aβ）异常沉积形成斑块，引发神经元突触
损伤、认知功能衰退。研究证实，α-亚麻酸（ALA）和二十碳二烯酸（EDA）以10∶1比例联用可显著改
善AD模型小鼠症状，相关过程如图所示。回答下列问题。
（1）脑内神经元突触损伤影响学习和记忆功能，学习和记忆涉及脑内__________的作用，以及某些种类
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学科网（北京）股份有限公司蛋白质的合成。
（2）据图分析，ALA/EDA传送至PAMAs并与细胞表面的蛋白质受体__________结合，激活细胞内相关
代谢过程，该过程的调节方式属于__________。
（3）研究发现，ALA/EDA与受体结合后会增强PAMAs的吞噬清除功能。为探究GPR120和Gail蛋白是
否参与PAMAs的激活．研究人员利用AD模型小鼠做了如下实验，实验结果如表所示。分析实验结果可
以得出的结论是：__________。
PAMAs活化数 脑内Aβ斑块面积占
组别 实验处理
量 比
AD模型小鼠饲喂含适宜比例ALA/
一组 +++ +
EDA的饲料
AD模型小鼠特异性敲除GPR120基
二组 因并饲喂含适宜比例ALA/EDA的饲 + ---
料
AD模型小鼠特异性敲除Gai1蛋白
三组 的基因并饲喂含适宜比例ALA/EDA + ---
的饲料
注：“+”数目表示程度。
科学家继续对二组小鼠进行改造，使其表达了有活性的 Gail蛋白，结果发现小鼠PAMAs活化数量增多，
脑内Aβ斑块面积减小，推测GPR120对Gail蛋白的影响是：__________。
（4）黑米中ALA/EDA比例约为10∶1，长期食用黑米可预防阿尔茨海默病的机理是__________。
【答案】（1）神经递质
（2） ①. GPR120 ②. 体液调节
（3） ①. GPR120和Gail蛋白均参与PAMAs的激活，且二者是PAMAs活化、清除Aβ斑块所必需的
②. GPR120通过激活Gail蛋白或GPR120依赖Gail蛋白来促进PAMAs的活化
（4）ALA/EDA通过与PAMAs表面的GPR120结合，激活Gail蛋白通路，增强PAMAs的吞噬清除功能，
进而清除脑内的Aβ斑块，减少神经元突触损伤，认知功能衰退
【解析】
【分析】突触是由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成的，突触小体含有突触小泡，内含神经递质，神经
递质有兴奋性和 抑制性两种，受到刺激以后神经递质由突触小泡运输到突触前膜与其融合，递质以胞吐
的方式排放到突触间隙，作用于突触后膜，引起突触后膜的兴奋或抑制。大脑皮层具有语言、学习、记忆、
思维等高级功能。
【小问1详解】
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学科网（北京）股份有限公司神经递质在突触间传递信号，调控突触可塑性与新蛋白质合成，是学习记忆的分子基础。因此学习和记忆
涉及脑内神经递质或信号分子的作用，以及某些种类蛋白质的合成。
【小问2详解】
据图可知，ALA和EDA为细胞外信号分子，经体液运输与靶细胞膜受体结合，激活胞内通路，这属于典
型的化学信号介导的体液调节。因此ALA/EDA传送至PAMAs并与细胞表面的蛋白质受体GPR120结合，
激活细胞内相关代谢过程，该过程是通过化学物质ALA、EDA传递信息，故调节方式属于体液调节。
【小问3详解】
对比一组与二、三组的实验结果：敲除GPR120基因或Gail蛋白基因后，PAMAs活化数量显著减少，脑内
Aβ斑块面积占比增加。由此得出GPR120和Gail蛋白均参与PAMAs的激活，且二者是PAMAs活化、清
除Aβ斑块所必需的。对二组小鼠表达有活性的Gail蛋白后，PAMAs活化数量增多、Aβ斑块面积减小，
由此说明GPR120通过激活Gail蛋白或GPR120依赖Gail蛋白来促进PAMAs的活化。
【小问4详解】
黑米中ALA/EDA比例约为10:1，长期食用可预防阿尔茨海默病的机理是ALA/EDA通过与PAMAs表面的
GPR120结合，激活Gail蛋白通路，增强PAMAs的吞噬清除功能，进而清除脑内的Aβ斑块，减少神经元
突触损伤，认知功能衰退。
24. 青藏高原冰川融水系统是独特而脆弱的高寒水生生态系统，冰川融水会将沿岸的有机物残体等带入湖
泊。某科研团队在高原东南部冰川至下游湖泊区域，利用环境DNA（eDNA）技术（通过检测毛发、粪便
等环境样品中特异性基因序列来识别物种），同步调查了多个采样点的物种丰富度。回答下列问题。
（1）采用eDNA技术进行调查，属于物种相对数量统计方法中的__________（填“记名计算法”“目测
估计法”或“逐个计数法”）。在该生态系统应用这种技术除具有高灵敏度、不受环境条件限制等，还具
有的优点有__________。
的
（2）从冰川到下游湖泊，群落物种丰富度显著增加，这种变化过程类似于群落 __________（填“初
生演替”或“次生演替”）。从起始条件上分析，该演替类型的特点是：__________。
（3）从高山流石滩到湖泊分布着不同的植物类群，体现了群落的__________结构，高寒草甸的草本植物
在春季萌动，秋季干枯，这__________（填“是”或“否”）属于群落结构的变化。
（4）研究者进一步调查了某湖泊中的营养关系如图所示，图中数字为能量数值，单位是KJ/（m2·a），该
食物网中第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为__________（保留一位小数）。在全球变暖背景下，
湖泊水温升高可能导致该湖泊中浮游动物数量减少。请从能量流动的角度，分析这一变化对裸鲤种群数量
产生的最终影响及原因为__________。
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学科网（北京）股份有限公司【答案】（1） ①. 记名计算法 ②. 不损伤生物
（2） ①. 初生演替 ②. 起始条件中没有生物，也没有生物繁殖体
（3） ①. 水平 ②. 是
（4） ①. 15.6% ②. 湖泊水温升高可能导致该湖泊中浮游动物数量减少，裸鲤更多的捕食浮游植
物，使食物链环节变少，获得的能量增多，最终裸鲤种群数量增加
【解析】
【分析】种群的数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例，其中
种群密度是最基本的数量特征，调查种群密度的方法有样方法和标记重捕法。
【小问1详解】
记名计算法是指在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目，一般用于个体较大，种群数量有限的
群落；目测估计法是按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少；逐个计数法适用于调查分
布范围较小，个体较大的种群。eDNA技术通过检测环境样品中特异性基因序列来识别物种，不需要直接
对生物个体进行计数，属于记名计算法。在该生态系统应用这种技术除具有高灵敏度、不受环境条件限制
等优点外，还具有不损伤生物（不需要直接接触生物个体，对生物没有伤害）的优点。
【小问2详解】
从冰川到下游湖泊，原来的冰川上没有任何生物，从冰川到下游湖泊，群落物种丰富度显著增加，这种群
落物种丰富度显著增加的变化过程类似于群落的初生演替。初生演替的特点是起始条件中没有生物，也没
有生物繁殖体（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）。
【小问3详解】
从高山流石滩到湖泊分布着不同的植物类群，这是由于地形等因素导致不同地段分布着不同的生物种群，
体现了群落的水平结构。高寒草甸的草本植物在春季萌动，秋季干枯，这属于群落季节性的变化，是群落
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学科网（北京）股份有限公司结构的变化。
【小问4详解】
第二营养级的能量为浮游动物的能量（5880KJ/(m²・a)），第三营养级中裸鲤有860-520=340KJ/(m²・a)
来自第二营养级，所以第二营养级传到第三营养级的能量共580（裂腹鱼）+340=920KJ/(m²・a)。所以第
二营养级到第三营养级的能量传递效率约为920÷5880×100%≈15.6%。请从能量流动的角度来看，在全
球变暖背景下，湖泊水温升高可能导致该湖泊中浮游动物数量减少的情况下，裸鲤更多的捕食浮游植物，
使食物链环节变少，获得的能量增多，最终裸鲤种群数量增加。
25. 小麦因M基因存在易被布氏白粉菌感染而患白粉病，导致严重减产。科研人员利用农杆菌转化法，将
gRNA基因和Cas9蛋白基因导入到小麦中，对M基因进行敲除，使其无法表达。gRNA-Cas9复合体可对
DNA的特定序列识别并剪切。复合体首先会定位目标DNA序列3'端的PAM序列，然后gRNA上的靶向序
列与目标DNA的另一条链互补配对，接着Cas9会切割目标DNA某位点，实现基因敲除。相关过程如图1
所示。
（1）gRNA中的识别序列与目标DNA的相应序列特异性结合遵循__________原则，Cas9蛋白作用的化学
键是__________。
（2）为了不破坏其他正常基因，需要设计gRNA精准识别的靶向序列。科研人员对小麦M基因测序，部
分结果如图2所示。若在后续利用限制酶AvaⅡ进行辅助检测，则gRNA上的靶向序列应设计为5'-
__________-3'（写出12个碱基）。
第23页/共25页
学科网（北京）股份有限公司（3）利用图3中的载体1与载体2构建携带gRNA基因和Cas9蛋白基因的最终表达载体，应选择使用的
限制酶有__________，最终表达载体还应具备的基本元件有__________（写出两点）。表达载体导入农杆
菌后，利用含__________的培养基筛选出阳性菌落。
（4）对转化成功的小麦植株M基因相关序列进行PCR扩增，用限制酶AvaⅡ酶完全酶切并电泳检测，若
检测结果出现1个条带，则该植株为M基因__________（填“敲除”或“未敲除”）的植株。后续还需对
小麦进行白粉病抗性鉴定，请简述实验思路：__________。
【答案】（1） ①. 碱基互补配对 ②. 磷酸二酯键
（2）AGAUUGGGUCCU
（3） ①. SpeI和NheI ②. 复制原点、终止子 ③. 潮霉素
（4） ①. 敲除 ②. 用布氏白粉菌感染基因改造的小麦和没有经过基因改造的小麦，如果基因改造
的小麦产量高，没有改造的小麦产量低，则说明改造成功
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的筛选和获取从基因文库中获取、利用PCR技术扩增
和人工合成。（2）基因表达载体的构建基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等，标
记基因可便于目的基因的鉴定和筛选，是基因工程的核心步骤。（3）将目的基因导入受体细胞将目的基
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——PCR等技术；②检测目的基因是
否转录出了mRNA——PCR等技术；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。
第24页/共25页
学科网（北京）股份有限公司【小问1详解】
gRNA中的识别序列与目标DNA的相应序列特异性结合遵循碱基互补配对原则。 gRNA能够识别DNA特
定序列，引导Cas9蛋白通过催化磷酸二酯键的断裂发挥作用，二者的作用类似基因工程中的限制酶。
【小问2详解】
观察图2，目标DNA序列为5′-AGATGCATATCCCGGAGATTGGGTCCTGCGTGACGG-3′，其3′端（即该
序列的右侧）的PAM序列是“AGATTG”；复合体首先会定位目标DNA序列3'端的PAM序列，然后
gRNA上的靶向序列与目标DNA的另一条链（3′端-5′端）互补配对，接着Cas9会切割目标DNA某位点，
实现基因敲除；可见gRNA靶向序列的应该与目标DNA序列（5′端-3′端）序列基本一致，但需要将DNA
序列上的T换成U，又在后续利用限制酶AvaⅡ进行辅助检测，则gRNA上的靶向序列应设计为5'-
AGAUUGGGUCCU-3'（写出12个碱基）。
【小问3详解】
通过限制酶SpeⅠ和NheⅠ将载体1启动子a和gRNA基因剪切，该片段两端的黏性末端相同，因此再用SpeⅠ
将载体2切开，通过DNA连接酶将该片段连接到载体2即可成为最终载体。基因表达载体除了图中所示的
目的基因、启动子、标记基因外，还应具有复制原点、终止子等元件。由于载体中含有潮霉素抗性基因，
所以可用含潮霉素的培养基筛选出阳性菌落。
【小问4详解】
AvaⅡ酶切位点存在于M基因中，若M基因未被敲除，AvaⅡ酶切后会产生两个条带；若M基因被敲除，
M基因序列改变，AvaⅡ酶切位点消失，酶切后会出现1个条带，所以检测结果出现1个条带时，该植株为
M基因敲除的植株。
白粉病抗性鉴定可通过将白粉病菌接种到小麦植株上，观察植株是否感染白粉病来判断。具体思路为：用
布氏白粉菌感染基因改造的小麦和没有经过基因改造的小麦，如果基因改造的小麦产量高，没有改造的小
麦产量低，则说明改造成功 。
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