文档内容
【赢在高考•黄金8卷】备战2024年高考生物模拟卷（江苏专用）
生物 黄金卷03
（时间75分钟，满分100分）
一、单项选择题：共 14题，每题2分，共28分。每题只有一个选项最符合题
意。
1．下列有关组成细胞的元素和化合物的叙述，正确的是（ ）
A．蔗糖无法进入植物细胞，却是植物体内光合产物的主要运输形式
B．磷脂分子中含有磷酸及其他衍生物，但不一定含有N元素
C．人体中氨基酸共有21种，既可作为组成蛋白质的单体还可作为神经递质等
D．辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ的化学本质是蛋白质，两者的主要元素是C、H、O、N
【答案】D
【分析】1、磷脂的组成元素为C、H、O、N、P。
2、蛋白质的基本单位是氨基酸。
【详解】A、蔗糖分子可以进入植物细胞，蔗糖是光合作用的主要产物，也是植物光合作
用远距离运输的主要形式，A错误；
B、磷脂分子的元素组成为C、H、O、N、P，B错误；
C、人体中氨基酸共有21种，可作为组成蛋白质的单体，但不是所有氨基酸都可作为神经
递质，C错误；
D、辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ的化学本质是蛋白质，蛋白质的主要元素是C、H、O、N，D正确。
故选D。
2．人类心肌中存在一类产生慢反应电位的细胞，其最大复极化电位升高，复极化时间也大
大延长而可能被阻滞，成为心律失常的原因之一。慢反应电位的形成与相应离子流关系如
下图。下列相关说法错误的是（ ）A．心肌慢反应细胞膜两侧静息电位为外负内正
B．心肌细胞膜上存在多种离子通道并相互配合而形成慢反应电位
C．慢反应细胞动作电位的产生与Na＋通道失活和Ca2＋通道激活有关
D．心肌缺氧、电解质紊乱等因素影响Ca2＋的运输而导致心律失常
【答案】A
【分析】1、静息时，神经细胞膜对钾离子的通透性大，钾离子大量外流，形成内负外正的
静息电位；受到刺激后，神经细胞膜的通透性发生改变，对钠离子的通透性增大，钠离子
内流，形成内正外负的动作电位。
2、兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时，突触小泡释放递质（化学信号），递质作用于突
触后膜，引起突触后膜产生膜电位（电信号），从而将兴奋传递到下一个神经元。
【详解】A、心肌慢反应细胞膜两侧静息电位为外正内负，A错误；
B、结合图示可知，心肌细胞膜上存在多种离子通道并相互配合实现相关离子的转运进而
形成慢反应电位，B正确；
C、慢反应细胞动作电位的产生与钙离子内流有关，即该过程中Na+通道失活，同时
Ca2+通道激活，C正确；
D、人类心肌中存在产生慢反应电位的细胞，这类细胞电位的产生与钙离子有关，且需要
消耗能量，可见，缺氧、电解质紊乱等因素影响Ca2+的运输而导致心律失常，D正确。
故选A。
3．秀丽隐杆线虫身体微小透明，易饲养，繁殖快，发育过程中有131个细胞通过凋亡方式
被去除，成虫仅含有959个细胞，常作为发育生物学的模式生物。下列叙述错误的是（
）
A．线虫细胞在分化、衰老和凋亡等过程中都涉及到基因的选择性表达
B．细胞分化使细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率
C．细胞凋亡是受特定程序诱导的细胞死亡，对生物体是有利的
D．线虫细胞衰老过程中细胞体积变大，细胞的形态、结构和功能发生改变
【答案】D
【分析】1.细胞分化是指在个体发育中，相同细胞的后代，在形态、结构和生理功能上发
生稳定性差异的过程。细胞分化过程中遗传物质不变，只是基因选择性表达的结果。
2.细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础，
能维持组织细胞数目的相对稳定，是机体的一种自我保护机制。在成熟的生物体内，细胞
的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，是通过细胞凋亡完成的。
【详解】A、该线虫为多细胞生物体，其发育过程经历了分裂、分化、衰老和凋亡等过程，
这些过程都涉及到基因的选择性表达，A正确；
B、细胞分化的结果是形成不同的组织和器官，可使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，
有利于提高生物体各种生理功能的效率，B正确；C、细胞凋亡是由特定基因调控，通过特定程序诱导的细胞死亡，也称细胞编程性死亡，
是正常的生命过程，对生物体是有利的，C正确；
D、衰老细胞表现为细胞体积变小，细胞核体积增大，细胞的形态、结构和功能发生改变，
D错误。
故选D。
4．在人类的进化历程中，一种关键蛋白TKTL1仅有一个赖氨酸被精氨酸取代，就导致神
经祖细胞的增加，让现代人较尼安德特人具有了显著优势。下列说法错误的是（ ）
A．可遗传变异是尼安德特人进化的重要内部因素
B．神经祖细胞属于干细胞，具有较强的增殖分化能力
C．关键蛋白TKTL1的改变是基因中碱基对增添的结果
D．TKTL1基因可能是通过控制酶的合成间接控制生物的性状
【答案】C
【分析】基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，这会导致基因结构的改变，进
而产生新基因。表现为如下特点：普遍性：基因突变是普遍存在的；随机性：基因突变是
随机发生的；不定向性：基因突变是不定向的；低频性：对于一个基因来说，在自然状态
下，基因突变的频率是很低的；多害少益性：大多数突变是有害的；可逆性：基因突变可
以自我回复(频率低)。
【详解】A、可遗传变异是生物进化的原材料，因而是尼安德特人进化的重要内部因素，A
正确；
B、神经祖细胞具有较强的增殖分化能力，因而属于干细胞，B正确；
C、题中显示，一种关键蛋白TKTL1仅有一个赖氨酸被精氨酸取代，这种取代应该是由于
相关基因中碱基序列的替换导致的，不会是基因中碱基对增添导致的，C错误；
D、题中显示，一种关键蛋白TKTL1仅有一个赖氨酸被精氨酸取代，导致神经祖细胞的增
加，即引起了该细胞的增殖过程的发生，据此可推，TKTL1基因可能是通过控制酶的合成
来调节代谢过程进而间接控制生物的性状，D正确。
故选C。
5．如图为XXX综合征患者的染色体核型分析图，下列叙述正确的是（ ）A．核型分析时加入的秋水仙素可以抑制纺锤体的形成，诱导染色体数目加倍
B．病因主要是由于母源性的X染色体不分离造成的
C．患者性母细胞进行减数分裂时联会紊乱不能形成正常配子
D．可以用正常基因取代患者细胞中的缺陷基因来治疗该疾病
【答案】A
【分析】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病：（1）单基因
遗传病包括常染色体显性遗传病（如多指、并指和软骨发育不全）、常染色体隐性遗传病
（如白化病、镰状细胞贫血、苯丙酮尿症）、伴X染色体隐性遗传病（如血友病、色盲）、
伴X染色体显性遗传病（如抗维生素D佝偻病）；（2）多基因遗传病是由多对等位基因
异常引起的，如青少年型糖尿病；（3）染色体异常遗传病：包括染色体结构异常遗传病
（如猫叫综合征）和染色体数目异常遗传病（如唐氏综合征）。
【详解】A、当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体
不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。所以核型分析时加入的秋水仙素
可以抑制纺锤体的形成，诱导染色体数目加倍，A正确；
B、该病患病原因可能是是患者的母亲减数分裂的过程中出现异常，两条X染色体在减数
第一次分裂后期移向了细胞的同一极，或者是减数第二次分裂的后期X染色体着丝粒分裂
后，形成的两条子染色体移向了细胞的同一极，产生了含有2条X染色体的卵细胞，而后
与含有X染色体的精子结合形成受精卵导致的；也可能是父亲在减数分裂第二次分裂后期，
X染色体的着丝粒分裂后形成的两条子染色体移向了细胞的同一极，产生了含有2条X染
色体的精子， 而后与含有X染色体的卵细胞结合形成受精卵导致的，B错误；
C、患者含有3条X染色体，其性母细胞减数分裂时这三条X染色体中两条X染色体可以
正常联会后移向细胞两极，另一条X染色体随机移向细胞的某一极，因而能形成可育配子，
C错误；
D、XXX综合征患者是属于染色体异常遗传病，患者比正常人多了一条X染色体，不含致病基因，所以无法用正常基因取代患者细胞中的缺陷基因来治疗该疾病，D错误。
故选A。
6．科学家发现下丘脑SCN细胞中基因表达产物PER蛋白的浓度呈周期性变化，在夜晚不
断积累， 到了白天又会被分解，PER蛋白的浓度变化与生物昼夜节律惊人一致。下图表示
人体生物钟的部分机理，据图分析，下列说法错误的是（ ）
A．过程①需要RNA酶，过程②③体现了核孔的选择性
B．图中存在着反馈调节
C．PER蛋白可能与下丘脑有关生物节律的中枢活动有着密切关联
D．图中核糖体在mRNA上的移动方向是从右到左
【答案】A
【分析】据图分析可知：①为转录过程，②为翻译过程，③过程表示PER蛋白能进入细胞
核。基因表达包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的
过程，该过程主要在细胞核中进行，需要RNA聚合酶参与；翻译是以mRNA为模板合成
蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上，需要以氨基酸为原料，还需要酶、能量和
tRNA。
【详解】A、图中①为转录过程，转录需要RNA聚合酶参与，mRNA和PER蛋白进出细胞
核体现了核孔的选择性，A错误；
B、PER蛋白能进入细胞核调节转录过程，该过程存在着反馈调节，B正确；
C、PCR蛋白的浓度呈周期性变化，在夜晚不断积累，到了白天又会被分解，PCR蛋白的
浓度变化与生物昼夜节律惊人一致，PCR蛋白可能与下丘脑有关生物节律的中枢活动有着
密切关联，C正确；
D、根据多肽链的长短，可判断核糖体在图中移动的方向是从右到左，D正确。
故选A。
7．某基因型为Aabb的植株在产生雌配子时，A基因是“自私基因”，能杀死3/5不含该
基因的配子。该植株自交，子一代自由传粉获得F。下列说法错误的是（ ）
2
A．亲本产生的雌配子中Ab：ab＝5：2B．子一代产生的雌配子中Ab：ab＝7：2
C．自私基因的遗传遵循基因的分离定律
D．子一代中基因型是AAbb的个体所占的比例为5/14
【答案】B
【分析】题意分析：Aabb的植株体内，A基因能杀死体内不含该基因3/5的雌配子，亲本
产生的雌配子中Ab∶ab=1/2∶（1/2×2/5）=5∶2，雄配子中Ab∶ab=1∶1。
【详解】A、Aabb的植株体内，A基因能杀死体内不含该基因3/5的雌配子，亲本产生的
雌配子中Ab∶ab=1/2∶（1/2×2/5）=5∶2，A正确；
B、亲本产生的雌配子中Ab∶ab=5∶2，雄配子中Ab∶ab=1∶1，雌雄配子随机结合得到
F1中AAbb=5/7×1/2=5/14，Aabb=5/7×1/2+2/7×1/2=7/14，aabb=2/7×1/2=2/14。由于Aabb的
植株体内，A基因就是一种“自私基因”，在产生雌配子时，能杀死体内3/5不含该基因
的配子，所以F1产生的雌配子Ab=5/14+7/14×1/2=17/28，ab=7/14×1/5+2/14=17/70，所以雌
配子中Ab∶ab=5∶2，B错误；
C、自私基因位于染色体上，因此该基因的遗传遵循基因的分离定律，C正确；
D、亲本产生的雌配子中Ab∶ab=5∶2，雄配子中Ab∶ab=1∶1，雌雄配子随机结合得到
F1中AAbb=5/7×1/2=5/14，D正确。
故选B。
8．中科院对游隼迁徙行为研究发现：冰川消退而带动的繁殖地向北退缩以及越冬地变迁是
游隼迁徙路线变化的主要原因：与记忆能力相关的基因ADCY8在长距离迁徙的游隼种群
中受到了正选择。另有研究发现游隼等迁徙鸟类眼睛感光细胞中隐花色素IV蛋白
（CRY4）具有光依赖性磁罗盘所需的磁性潜质，使鸟类完成集群飞行、空间定向和迁徙路
线导航。下列说法错误的是（ ）
A．迁徙鸟类接受的光、磁等信息属于物理信息
B．动物的行为是由生态因子和遗传物质共同决定的
C．迁徙鸟类集群飞行可减小飞行阻力、降低天敌捕获率属于互利共生
D．迁徙距离不同的游隼种群的基因库中ADCY8的基因频率不同，不能说明它们已经
进化为不同物种
【答案】C
【分析】生态系统的信息传递的类型主要有物理信息、化学信息和行为信息。现代生物进
化理论认为：生物进化的单位是种群，生物进化的实质是种群基因频率的改变，生殖隔离
的产生是新物种形成的标志。
【详解】A、迁徙鸟类接受的光、磁等信息是通过物理方式传播的，属于物理信息，A正
确；
B、结合题干信息可知，动物的行为是由生态因子和遗传物质共同决定的，即由遗传物质
和生活环境共同决定，B正确；C、迁徙鸟类集群（一般是同种鸟类集群）飞行可减小飞行阻力、降低天敌捕获率，但是
同种生物互助不属于互利共生，C错误；
D、迁徙距离不同的游隼种群的基因库中ADCY8的基因频率不同，说明它们发生了进化，
但是不能说进化为不同物种，D正确。
故选C。
9．为修复长期使用农药导致有机物污染的农田，向土壤中投放由多种微生物组成的复合菌
剂。下列相关叙述中错误的是
A．加入菌剂可增加土壤中的物种多样性，提高土壤生态系统的稳定性
B．该菌剂减少了残留农药进入农作物，一定程度上阻碍了土壤中的物质循环
C．土壤有毒物质的减少有利于增加农田动物的种类，降低害虫的优势度
D．农药降解菌具有分解农药的特殊代谢途径，体现了基因多样性的应用价值
【答案】B
【详解】A、根据题意，加入的菌剂中含有多种微生物，故可增加土壤中的物种多样性，
提高土壤生态系统的稳定性，A正确；
B、该菌剂的作用是分解农田中残留的农药导致的有机物污染，一定程度上促进了土壤中
的物质循环，B错误；
C、土壤有毒物质的减少有利于增加农田动物的种类，降低害虫的优势度，C正确；
D、农药降解菌具有分解农药的特殊代谢途径，体现了基因多样性的应用价值，D正确。
故选B。
10．下列有关实验方法的描述合理的是（ ）
A．用适宜温度的清水浸泡新鲜黑藻，可提高胞质环流的速度并使其方向一致
B．菊花组织培养中的茎段外植体要用70%的酒精消毒，并用解剖刀切成1mm左右小
段
C．双缩脲试剂也可以鉴定可溶性还原糖，随着双缩脲试剂B液量的增加，砖红色加深
D．在目镜10×、物镜40×的显微镜下观察血细胞计数板，可发现计数室中有9个大方
格
【答案】C
【分析】双缩脲试剂与斐林试剂的溶液均为NaOH和CuSO4，只是浓度不同，在实际操作
中双缩脲试剂也可以鉴定可溶性还原糖，只是砖红色颜色较浅。
【详解】A、用适宜温度的清水浸泡新鲜黑藻，可提高胞质环流的速度，但不能使其方向
一致，A错误；
B、在菊花的组织培养中，外植体需要用70%的酒精消毒30s，立即用无菌水冲洗2-3次；
再用5%的次氯酸钠消毒30min后，立即用无菌水冲洗2-3次，并用解剖刀切成0.5~1cm长
的小段，B错误；
C、双缩脲试剂与斐林试剂只有浓度上的区别，也可以鉴定可溶性还原糖，随着双缩脲试剂B液(CuSO4溶液)量的增加，砖红色加深，C正确；
D、在目镜10×、物镜40×的显微镜下观察血细胞计数板，只能观察到小室中的几个中方格，
D错误。
故选C。
11．研究人员发现了溶酶体修复的核心机制。在此过程中，内质网和受损溶酶体之间强力
互作，激活胆固醇等物质转运至溶酶体起到修复作用。下列说法错误的是（ ）
A．溶酶体几乎存在于所有动植物细胞，在其细胞自噬中发挥重要作用
B．维持溶酶体的完整性及其水解能力有助于延缓衰老并推迟老年病的发生
C．溶酶体和内质网间可能存在信息交流，推动了受损修复时二者间的强力互作
D．溶酶体和内质网均由单层膜包被，前者含有较高的胆固醇，促进了膜结构的稳定
【答案】A
【分析】溶酶体是“消化车间”，内部含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞
噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。被溶酶体分解后的产物，如果是对细胞有用的物质，细
胞可以再利用，废物则被排出细胞外。溶酶体中的水解酶是蛋白质，在核糖体上合成。
【详解】A、溶酶体主要存在于动物细胞中，其在细胞自噬中发挥重要作用，A错误；
B、溶酶体是细胞中的酶仓库，是细胞中消化车间，维持溶酶体的完整性及其水解能力有
助于延缓衰老并推迟老年病的发生，B正确；
C、题意显示，溶酶体修复过程中，内质网和受损溶酶体之间强力互作，进而激活胆固醇
等物质转运至溶酶体起到修复作用，据此可推测溶酶体和内质网间可能存在信息交流，推
动了受损修复时二者间的强力互作，C正确；
D、溶酶体和内质网均由单层膜包被，根据信息可推测溶酶体膜上可能含有较高的胆固醇，
促进了膜结构的稳定，D正确。
故选A。
12．果酒中，苹果酒精香明快，风味清爽。如果将苹果酒进一步发酵，还能获得果醋。无
论是果酒还是果醋，都具有一定的保健养生的功效。下列关于在果酒、果醋制作过程中的
操作和菌种的叙述，正确的是（ ）
A．果酒制作中，先将葡萄去掉枝梗，再对葡萄进行冲洗以防止杂菌污染
B．果酒制成后，加入醋酸菌适当提高温度，并密闭无氧即可生产果醋
C．发酵条件不当果酒可能变酸，在变酸的酒的表面形成菌膜是乳酸菌大量繁殖而形成
的
D．在果汁中加入人工培养的酵母菌可以提高果酒的品质并更好地抑制其他微生物的生
长
【答案】D
【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。
2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇
变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、果酒制作中，先将葡萄进行冲洗，再去掉梗以防止杂菌污染，A错误；
B、果酒制成后，加入醋酸菌适当提高温度，并通入无菌氧气即可生产果醋，B错误；
C、发酵条件不当果酒可能变酸，在变酸的酒的表面形成菌膜是醋酸菌大量繁殖而形成的，
C错误；
D、在果汁中加入人工培养的酵母菌可以提高果酒的品质并更好地抑制其他微生物的生长，
D正确。
故选D。
【点睛】本题主要考查果酒和果醋制作的相关知识，要求考生识记相关知识，并运用所学
知识准确答题。
13．实验发现小鼠的体细胞中转入四种基因就可以诱导产生一种与胚胎干细胞功能类似的
诱导多能干（iPS）细胞（下图）。科学家将获得的iPS细胞分化为其它细胞以期用于某些
疾病的治疗。下列叙述正确的是（ ）
A．诱导iPS细胞的过程细胞发生形态、结构的改变
B．诱导体细胞分化成iPS细胞体现了细胞的全能性
C．上图表示的所有过程，仅涉及图中这四种基因的表达
D．KLF4基因能够促进细胞凋亡和衰老，从而实现细胞的更新
【答案】A
【分析】诱导性多能干细胞是指通过导入特定的转录因子将终末分化的体细胞重编程为多
能性干细胞。诱导体细胞分化成iPS细胞没有形成完整个体，不能体现了细胞的全能性。
【详解】A、iPS细胞是由体细胞诱导分化而成的，该过程中有细胞形态、结构的改变，A
正确；
B、诱导体细胞分化成iPS细胞没有形成完整个体，不能体现了细胞的全能性，B错误；
C、图示四种基因是奢侈基因，此外该过程还有其它基因（管家）的表达，如控制ATP合
成的基因、呼吸酶的基因等，C错误；
D、据图可知，KLF4 基因能够抑制细胞凋亡和衰老，可实现细胞的无限增殖，从而产生肿瘤细胞，D错误。
故选A。
14．ATPIF1作为ATP合酶的抑制剂，对细胞ATP水平具有重要的调节作用，其作用原理
如下图。下列相关说法错误的是（ ）
A．ATP中的磷酸基团带负电荷相互排斥，末端磷酸基团有较高的转移势能
B．ATPIF1在细胞缺氧和交感神经兴奋时，可以加速糖酵解从而促进细胞坏死
C．肿瘤细胞中高表达ATPIF1，有利于肿瘤细胞获得细胞增殖所需要的大量原料
D．过多的糖类和脂肪是产生胰岛素抵抗的重要原因，ATPIF1有望用于缓解这种病症
【答案】B
【分析】ATP元素组成：C、H、O、N、P，分子组成：一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分
子磷酸基团。ATP水解释放能量，供需能反应使用。
【详解】A、ATP由一个腺苷和三个磷酸基团组成，含有~特殊的化学键。由于两个相邻的
磷酸基团都带有负电荷而相互排斥，使得~这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开
ATP而与其他分子结合的趋势，即具有较高的转移势能，A正确；
B、在交感神经兴奋时，ATPIF1活性受到抑制，糖酵解过程减弱，B错误；
C、肿瘤细胞中高表达ATPIF1，可以加速糖酵解，有利于肿瘤细胞获得细胞增殖所需要的
大量原料，C正确；
D、ATPIF1可以加速糖酵解，使得血糖降低，所以ATPIF1有望用于缓解过多的糖类和脂
肪产生的胰岛素抵抗，D正确。
故选B。
二、多项选择题：共 4题，每题3分，共12分。每题有不止一个选项符合题意。
每题全选对者得3分，选对但不全的得1分，错选或不答的得0分。
15．我国科学家模拟植物的光合作用，设计了一条利用二氧化碳合成淀粉的人工体系（ASAP），流程如下图所示。据图判断下列相关叙述错误的是（ ）
A．图示的ASAP过程与植物细胞中的暗反应一样能循环进行
B．该体系与植物光合作用消耗的CO 相同，该系统淀粉的积累量与植物体内相等
2
C．图中由CO 经甲醇到C 化合物的生成过程，需要还原剂和能量供应
2 3
D．ASAP代谢路线有助于节约劳动成本，提高生产效率，达到环保节能
【答案】ABC
【分析】据图分析：①②过程模拟暗反应中二氧化碳的固定，③④过程模拟暗反应中三碳
化合物的还原。
【详解】A、图示C3生成C6后转化为淀粉，ASAP过程不能够循环进行，A错误；
B、在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，光合作用、人工合成淀粉两种途径合
成糖类相同，而人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类（或：植物呼吸作用消耗糖类），
因此人工合成淀粉的积累量更多，B错误；
C、图中由CO2经甲醇到C3化合物的生成过程，类似于光合作用中CO2的固定，不需要
还原剂和能量供应，C错误；
D、在能量供给充足条件下，人工合成淀粉途径由于产量高，对环境中水的依赖程度较低，
可节约耕地和淡水；此外有可能彻底解决粮食危机，提高粮食安全水平；避免农药、化肥
等对环境的污染等，D正确。
故选ABC。
16．胸腺是人体重要的免疫器官，辅助性Т细胞和细胞毒性Т细胞均在胸腺中发育成熟，
在特异性免疫中发挥着重要作用。下面为细胞免疫过程的部分图解，下列正确的是
（ ）A．细胞毒性T细胞可以识别并接触、裂解靶细胞
B．辅助性T细胞分泌的细胞因子促进细胞毒性T细胞的增殖和分化
C．细胞毒性T细胞能够清除癌细胞体现了免疫系统的免疫自稳功能
D．人体初次接触抗原不能产生记忆细胞
【答案】AB
【分析】免疫系统的基本功能：
1、免疫防御：机体排除外来抗原性异物的一种免疫防护作用。这是免疫系统最基本的功能。
该功能正常时，机体能抵抗病原体的入侵；异常时，免疫反应过强、过弱或缺失，可能会
导致组织损伤或易被病原体感染等问题。
2、免疫自稳：指机体清除衰老或损伤的细胞，进行自身调节，维持内环境隐态的功能。正
常情况下，免疫系统对自身的抗原物质不产生免疫反应，若该功能异常，则容易发生自身
免疫病。
3、免疫监视：指机体识别和清除突变的细胞，防止肿瘤的发生。
【详解】A、新形成的细胞毒性T细胞具有特异性，能够特异性的识别并接触、裂解被特
定病原体感染的靶细胞，A正确；
B、细胞因子是由辅助性T细胞分泌的，具有促进B细胞和细胞毒性T细胞的分裂和分化
的功能，增强了免疫反应，B正确；
C、细胞毒性T细胞能够清除癌细胞，防止肿瘤的发生属于免疫系统的监视功能，C错误；
D、初次接触抗原能使机体产生免疫效应产生记忆细胞，D错误。
故选AB。
17．胁迫是指一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件。水杨酸可以减轻胁迫对植物
的不利影响。在镉的胁迫下，添加适宜浓度的水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统，降低
丙二醛和HO 含量，有效缓解镉对苦草的氧化胁迫。下列叙述正确的是（ ）
2 2
A．水杨酸能缓解HO 对苦草的氧化作用
2 2
B．在胁迫环境下，苦草种群的环境容纳量下降C．通过生物富集作用，镉能沿食物链传递到更高营养级
D．在镉的胁迫下，苦草能通过自身的调节作用维持稳态
【答案】ABC
【分析】分析题意可知，胁迫是指一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件。镉胁迫
会对苦草的生存产生，不利影响，而水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统，降低丙二醛和
H2O2含量，有效缓解镉对苦草的氧化胁迫。
【详解】A、由题意可知，适宜浓度的水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统，降低H2O2
含量，缓解H2O2对苦草的氧化作用，A正确；
B、胁迫是指一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件。环境容纳量的大小取决于生
物所生存的环境，在胁迫环境下，苦草种群的环境容纳量下降，B正确；
C、镉属于重金属，不易被生物体排出，能够通过生物富集作用，沿食物链传递到更高营
养级，C正确；
D、胁迫是一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件，故在镉的胁迫下，苦草不能通
过自身的调节作用维持稳态，D错误。
故选ABC。
18．研究人员将果蝇在不同黑暗处理（DD）后，转移到蓝光（BL）下，发现暴露在蓝光
下的果蝇不仅会发生视网膜和大脑神经元受损，还存在明显的运动能力下降及睡眠和昼夜
节律紊乱等现象。蓝光下的老年果蝇线粒体活性严重下降。部分研究指标变化如下图。下
列相关说法正确的是（ ）
A．蓝光导致生物体衰老、昼夜节律紊乱的受体可能在线粒体内
B．老龄果蝇更容易受到蓝光的伤害，蓝光导致果蝇寿命大大缩短
C．研究中应让幼虫于黑暗环境中饲养一段时间再给予不同强度蓝光照射
D．蓝光照射导致果蝇视网膜和大脑神经元受损的原因可能是能量供应不足
【答案】ABD
【分析】光作为一种信号，影响、调控植物的生长、发育过程，同样光作为一种信号也会
对动物的生长、发育做出调控。
【详解】A、题目信息显示，蓝光下的老年果蝇线粒体活性严重下降，据此推测，蓝光导
致生物体衰老、昼夜节律紊乱的受体可能在线粒体内，A正确；
B、题中显示，蓝光下的老年果蝇线粒体活性严重下降，说明老龄果蝇更容易受到蓝光的伤害，且根据实验结果可以看出，蓝光照射占比越大，果蝇寿命中位值以下占比越大，因
而可知，蓝光会导致果蝇寿命大大缩短，B正确；
C、根据实验思路可推测，研究中的操作是应让幼虫于黑暗环境中饲养一段时间再给予相
同强度但不同时长的蓝光照射，C错误；
D、根据实验结果可推测，蓝光照射导致线粒体活性下降，进而导致细胞中能量供应不足，
引起果蝇视网膜和大脑神经元受损，D正确。
故选ABD。
19．蛋白X是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠表现为个体较小（侏儒鼠）。
某种小鼠体内的A基因能控制蛋白X的合成，a基因不能控制蛋白X的合成。A基因的表
达受A基因上游一段DNA序列（P序列）调控。P序列甲基化（胞嘧啶上添加-CH₃）后，
A基因不能表达；P序列非甲基化时，A基因正常表达，如图所示。A基因的P序列在精子
中是非甲基化的，传给子代后能正常表达；在卵细胞中是甲基化的，传给子代后不能表达。
下列有关说法错误的是（ ）
A．DNA甲基化改变了基因的碱基序列从而引起基因突变
B．基因型为Aa的侏儒鼠，其亲代母本一定为侏儒鼠
C．纯合侏儒鼠与纯合正常鼠杂交，所得F₁雌雄鼠自由交配，F₂中正常鼠：侏儒鼠
=1：1
D．纯合侏儒鼠与纯合正常鼠杂交，F₁全为正常鼠
【答案】ABD
【分析】表观遗传是指基因序列不发生改变，而基因的表达和表型发生可遗传变化的现象，
其中DNA的甲基化是常见的表观遗传。由图可知基因A上游的P序列没有甲基化，则其
可正常表达，而P序列被甲基化则其无法表达。
【详解】A、DNA甲基化没有改变基因的碱基序列，A错误；
B、根据题干信息：A基因能控制蛋白X的合成，a基因不能控制蛋白X的合成，蛋白X
是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠表现为个体较小（侏儒鼠），A基因的P
序列在精子中是非甲基化的，传给子代后能正常表达；在卵细胞中是甲基化的，传给子代
后不能表达。基因型Aa为侏儒鼠，是因为来源于母本的卵细胞A基因没有表达，因此母
本一定含有A基因，若母本的A基因来自于她父本的精子，则不会甲基化，能合成蛋白X，母本表现正常，B错误；
C、纯合侏儒鼠（aa）与纯合正常鼠（AA）杂交所得的F1基因型都为Aa，雄配子A：
a=1：1，雌配子A：a=1：1；根据题意可知，雄配子A基因非甲基化，正常表达，雌配子
A基因甲基化，传给子代不表达，则F2中正常鼠（Aa+AA）：侏儒鼠（Aa+aa）=1：1，C
正确；
D、纯合侏儒鼠（aa）与纯合正常鼠（AA）杂交，F1全为Aa；若纯合正常鼠作为母本，
其卵细胞A基因传给子代后不能表达，F1仍然全为侏儒鼠，D错误。
故选ABD。
三、非选择题：共5题，共60分。
20．叶绿体色素吸收特定波长光的能量后，从基态跃迁至激发态，但激发态不稳定，通过
发射荧光回到基态，这些荧光组成的光谱称为发射光谱。类胡萝卜素分子吸收的光能可传
递给叶绿素分子，导致类胡萝卜素的发射光遭强度减弱，能量传递效率与色素分子间的距
离有关。图中A-D是叶绿素，类胡萝卜素及分子同能量传递的光谱学分析的实验结果。回
答下列问题：
(1)研究表明，少数的处于特殊状态的叶绿素a接受了叶绿体中其它色素传来的光能而受激
到发，丢失电子并最终从水中获取电子导致水的光解。这里所说的其它色素是指全部的叶
黄素，全部的胡萝卜素以及 。
(2)比较图A与图B，图A中曲线b是 （填“叶绿素”或“类胡萝卜素”）的
（填“发射”或“吸收”）光谱。
(3)图C是以454nm的激发光分别诱导1×10-4mol/L类胡萝卜素的苯溶液、5×10-7mol/L叶绿
素的苯溶液、1×10-4mol/L类胡萝卜素+5×10-7mol/L叶绿素的苯溶液产生的发射光谱。图中
曲线g对应 （填“类胡萝素”“叶绿素”或“类胡萝卜素+叶绿素”）的发射光谱。
(4)图C实验的叶绿素+类胡萝卜素的混合液中，保持类胡萝卜素的浓度为1×10-4mol/L，依
次增加叶绿素浓度，以454nm的光对混合液进行激发，分别检测叶绿素和类胡萝卜素的发
射光谱，得到图D中的曲线j（叶绿素）和曲线k（类胡萝卜素），据此可知色素间能量传
递效率与分子间距离的关系是 。
【答案】(1)全部的叶绿素b和大部分的叶绿素a
(2) 叶绿素 发射
(3)类胡萝卜素+叶绿素
(4)两者之间存在负相关
【分析】植物细胞中与光合作用有关的色素分布在叶绿体内的类囊体的薄膜上。叶绿素a
和叶绿素b统称为叶绿素，主要吸收420～470nm波长的光（蓝紫光）和640～670nm波长
的光（红光）；类胡萝卜素包括叶黄素和红宝石，主要吸收400～500nm波长的光（蓝紫
光）。
【详解】（1）叶绿体中的色素包括：叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素，根据题意，
少数的处于特殊状态的叶绿素a接受了叶绿体中其它色素传来的光能而受激到发，丢失电
子并最终从水中获取电子导致水的光解，故其它色素是指全部的叶黄素，全部的胡萝卜素
以及全部的叶绿素b和大部分的叶绿素a。
（2）类胡萝卜素不吸收红光，b曲线吸光度大于d曲线，所以图A中曲线b是叶绿素的发
射光谱。
（3）图C是以454nm的激发光分别诱导1×10-4mol/L类胡萝卜素的苯溶液、5×10-7mol/L
叶绿素的苯溶液、1×10-4mol/L类胡萝卜素+5×10-7mol/叶绿素的苯溶液产生的发射光谱，
因类胡萝卜素分子吸收的光能可以传递给叶绿素分子，导致类胡萝卜素的发射光谱强度减
弱，叶绿素分子的发射光谱强度增强，所以图中发射光谱e为叶绿素的、f为类胡萝卜素的、
g为类胡萝卜素+叶绿素的。
（4）图C实验的叶绿素+类胡萝卜素的混合液中，保持类胡萝卜素的浓度为1×10-
4mol/L，依次增加叶绿素浓度，以454nm的光对混合液进行激发，分别检测叶绿素和类胡
萝卜素的发射光谱，得到图D中的曲线j（叶绿素）和曲线k（类胡萝卜素），由横坐标为
叶绿素的浓度，叶绿素浓度越大，叶绿素分子和类胡萝卜素分子的距离越小，叶绿素的吸
光度越大，说明分子间距离越小，色素间能量传递效率越高，故两者之间存在负相关。
21．气孔是由两个保卫细胞围成的空腔，是植物控制气体交换和水分代谢的重要结构。图
1、图2分别是气孔运动的2种调节机制。请回答下列问题：(1)分析图1叶绿体中的卡尔文循环，推测PGA是指 ，TP是指 。
(2)图1中，光合作用产物TP转运至 后合成蔗糖，蔗糖转运至液泡后可维持液泡的
渗透压。研究发现，细胞中的TOR蛋白与图1中①过程有关，而TOR蛋白功能异常会引
起气孔无法开放，其原因可能是 。A．淀粉无法分解为TP，使液泡中蔗糖含量降低
B．淀粉大量分解为TP，使液泡中蔗糖含量降低
C．液泡渗透压降低，细胞失水，气孔关闭
D．液泡渗透压升高，细胞失水，气孔关闭
(3)研究发现，蓝光对气孔开闭有一定的调节作用。据图1分析，蓝光受体存在于
（填具体场所），蓝光照射会 （促进/抑制）气孔的打开。
(4)干旱时植物会关闭气孔以减少水分散失，科学家研究发现这与干旱时脱落酸（ABA）的
合成和运输有关，如图2所示，结合题意与图1、2，分析图2细胞中Ca2+对②、③过程的
作用分别是 、 （促进/抑制）。
(5)有研究认为：干旱条件下气孔开度降低不是由于缺水直接引起的，而是由缺水导致ABA
增加引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体（不能合成ABA）植株为材料，设计实验
来验证这一结论。简要写出实验思路和预期结果：
。
【答案】(1) 三碳化合物 有机物
(2) 细胞质基质 AC
(3) 细胞膜表面和叶绿体基质 促进
(4) 促进 抑制
(5)实验思路：取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测
定气孔开度；然后将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，甲组
用适宜的蒸馏水处理，乙组添加外源ABA处理，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。
预期结果：干旱处理前后气孔开度不变；后期乙组气孔开度减少，甲气孔开度不变
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量
的有机物，并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：
水的光解产生NADPH与氧气，同时合成ATP。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的
基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]（NADPH）的作用下还
原生成糖类等有机物。
【详解】（1）据图可知，类囊体产生的NADPH和ATP将PGA还原为TP，推测PGA是
三碳化合物即C3，TP是有机物（磷酸丙糖）。
（2）图中光合作用产物TP运出叶绿体，在细胞质基质转化成蔗糖。①过程是淀粉转化为
TP的过程，TOR蛋白功能异常，淀粉无法分解为TP，使液泡中蔗糖含量降低，液泡渗透
压降低，细胞失水，气孔关闭，故选AC。
（3）根据图示分析，蓝光受体在细胞膜的表面和叶绿体基质，位于叶绿体基质和细胞膜表
面的蓝光受体吸收蓝光后，激活质膜上的质子泵，消耗ATP形成电化学梯度，为H+运出
细胞膜提供动力，而H+的浓度差可促进氯离子进入细胞，导致液泡水势升高，利于吸水，有利于气孔张开。
（4）由图可知，当ABA与质膜和内质网膜上受体结合后，通过两条途径来协同作用使气
孔维持关闭状态，一是促使保卫细胞细胞质基质中的钙离子浓度增加，促进了钾离子外流
通道打开，使钾离子外流，促进气孔关闭，即对②过程是促进；二是抑制了钾离子内流通
道打开，阻止了钾离子的流入，抑制气孔打开，即对③过程是抑制。
（5）要验证干旱条件下气孔开度减小不是缺水直接引起的，而是由ABA引起的，可取
ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度，预期
结果是干旱处理前后气孔开度不变；然后将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，
在干旱条件下，甲组用适宜的蒸馏水处理，作为对照组，乙组添加外源ABA处理，作为实
验组；一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减少，而
对照组气孔开度不变，则说明干旱条件下气孔开度减小不是缺水直接引起的，而是由ABA
引起的。
22．研究小组在我国某草原上测定了不同放牧强度下的优势植物种群密度、净初级生产力
（用植被干物质积累量表示）、群落物种多样性等指标，尝试探寻合理放牧强度。回答下
列问题：
优势植物种群密度（株/m2）
放牧强
度
羊草 针茅
CK 207.33 11
GI170 217.67 4.47
GI340 170.2 20.73
GI510 216.8 3.53
GI680 108.53 6.67
（注：CK、GI170、GI340、GI510、GI680分别代表0、170、340、510、680单位·d/h
㎡/a，对应的强度为对照（未放牧）、轻度放牧、中度放牧、重度放牧和极重度放牧。）
(1)表中能体现的生物的种间关系有 。(2)中度干扰假说认为，一个生态系统处在中等程度干扰时，其物种多样性最高。据图分析，
该项研究结果能够支持中度干扰假说，其依据是 ；适度放牧可以增加物种多样性，其原
因是 。
(3)合理放牧后，原牧场植被在一定时间内能得以恢复，但过度放牧会导致牧场植被难以恢
复，这一现象给我们的启示是对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的 能力。
(4)图中的净初级生产力是否能表示生产者同化的能量 （填“是”或“否”）；理由是
。
【答案】(1)竞争和捕食
(2) 牧场在中等放牧强度（GI340）下的多样性指数最高 捕食者的存在，为其他
物种（竞争中处于弱势的物种）的生存腾出空间
(3)自我调节
(4) 否 生产者同化量等于净初级生产量加呼吸消耗
【分析】分析图表：表中CK为对照组，GI170，GI340、GI510、GI680对应的强度为轻度
放牧、中度放牧、重度放牧和极重度放牧。根据表格数据可知，随着放牧强度的增加，羊
草与针茅的种群密度整体呈现交替消长的变化特点，故羊草与针茅之间有竞争关系。
【详解】（1）据表分析，随着放牧强度变化，羊草与针茅的种群密度整体呈现交替消长的
变化特点，因此羊草与针茅之间为竞争关系，放牧本身体现了捕食关系，故表中生物的种
间关系有捕食和竞争。
（2）一个生态系统处在中等程度干扰时，其物种多样性最高。据图分析，该项研究结果能
够支持中度干扰假说，其依据是牧场在中等放牧强度（GI340）下的多样性指数最高；
据“收割理论”可知，捕食者往往捕食数量个体较多的物种，这样就会避免出现一种或少
数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，故捕食者的存在能为其他物种的形成和生存
腾出空间，从而增加物种多样性。
（3）过度放牧会导致牧场植被难以恢复，这一现象说明生态系统的自我调节能力是有限的，
故我们对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力。
（4）生产者的同化的能量用于生产者自身的呼吸消耗和用于生长发育繁殖，图中的净初级
生产力为生长发育繁殖的能量，故不能表示生产者的同化的能量。
【点睛】本题以探寻牧场合理放牧强度为情境考查种间关系、生物多样性、生态系统稳定
性的本质等相关知识，考查学生理解能力、信息获取能力，体现了生物学科核心素养的生
命观念、科学思维和社会责任。
23．苯丙酮尿症（PKU）是一种罕见病，同时也是一种遗传代谢病。该病是由于苯丙氨酸
羟化酶基因突变导致苯丙氨酸不能转化为酪氨酸而引起的病症，发病机制如图1所示。患
者体内苯丙氨酸累积，引起智力发育障碍，产生含苯丙酮酸的“鼠臭味”尿等症状。而许多常见的食物中均含有苯丙氨酸，这些食物对患者来说都是“毒药”。
(1)图2为典型的PKU遗传系谱图，与其遗传方式相同的病症 。
①软骨发育不全②抗维生素D佝偻病③红绿色盲④白化病⑤血友病
(2)Ⅱ-1、Ⅱ-2和Ⅱ-3在婚前进行了PKU致病基因的检测，根据下图中检测结果确定Ⅱ-1的
基因型为 （分别用A、a表示显性、隐性基因）。该致病基因突变类型为碱基的
（替换/插入/缺失）。
(3)Ⅱ-1与一个家族中无PKU史的女性婚配，已经生育了两个均不携带致病基因的孩子，为
响应国家“三孩”政策，他们的第3个孩子患病的概率最低为 。如果他们第3个孩子
为PKU患者，以下说法正确的是 。（多选）
A．该患儿可能是由于母亲体细胞基因突变导致B．母亲减数第一次分裂中可能发生基因
突变
C．受精卵有丝分裂过程可能发生了基因突变D．父亲关于PKU的基因型为显性纯合子所
导致
(4)基于上述资料和研究，为缓解患儿症状可以减少患儿 ；为降低患儿的出生可以采
用 和 手段。
【答案】(1)④
(2) Aa 缺失
(3) 0 BC
(4) 食物中苯丙氨酸的含量 遗传咨询 产前诊断
【分析】1、遗传系谱图中遗传病的遗传方式判断：（1）确定是否为Y连锁遗传：若系谱
图中患者全为男性，而且患者后代中男性全为患者，则为伴 Y遗传病；若系谱图中，患者
有男有女，则不是伴Y遗传。（2）确定图谱中遗传病是显性遗传还是隐性遗传：“无中
生有”为隐性（无病的双亲，所生的孩子中有患者）“有中生无"为显性（有病的双亲，所生的孩子中有正常的）。（3）确定致病基因位于常染色体上还是位于 X染色体上：①子
女正常双亲病。父病女必病，子病母必病，伴X显性遗传；②子女正常双亲病，父病女不
病或者子病母不病，常染色体显性遗传；③双亲正常子女病母病子必病，女病父必病，伴
X隐性遗传；④双亲正常子女病，母病子不病或女病父不病，常染色体隐性遗传。
2、分析图2的PKU遗传系谱图，“无中生有”为隐性，双亲正常子女病，母病子不病或
女病父不病，常染色体隐性遗传。由此可以判断PKU的遗传方式为常染色体隐性遗传病。
【详解】（1）由图2可知，父母Ⅰ-1和Ⅰ-2正常，其儿子Ⅱ-2患病，且Ⅱ-3正常，其女儿
有正常和患病，因此PKU的遗传方式为常染色体隐性遗传病；①软骨发育不全是常染色体
显性遗传病，②抗维生素D佝偻病属于伴X染色体显性遗传病，⑤血友病和③红绿色盲属
于伴X染色体隐性遗传病，④白化病属于常染色体隐性遗传病，则④白化病与PKU的遗传
方式相同。
（2）由基因检测结果可知，Ⅱ-1为杂合子，基因型为Aa。Ⅱ-2为患者，因此致病基因片
段为1508bp，正常基因片段为1717bp，致病基因碱基数目减少，说明发生了碱基的缺失。
（3）PKU是常染色体隐性遗传病，Ⅱ-2基因型为aa，其父母Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型均为
Aa，则Ⅱ-1的基因型为AA或Aa；Ⅱ-1 与一个家族中无 PKU 史的女性婚配，已经生育
了两个均不携带致病基因的孩子，则Ⅱ-1的基因型为AA或Aa，家族中无 PKU 史的女性
的基因型为AA，他们的第3个孩子不可能患病，即他们的第3个孩子患病的概率最低为
0；如果他们第3个孩子为PKU患者（aa），可能是母亲减数第一次分裂中可能发生基因
突变，可能是受精卵有丝分裂过程可能发生了基因突变，体细胞中的基因发生突变不能遗
传给后代，A错误，BC正确。父亲关于PKU的基因型为显性纯合子所导致则后代不患病，
D错误。故选BC。
（4）为了缓解患儿症状，根据题意可以减少患儿食物中苯丙氨酸的含量；为了减少患儿出
生率，我们可以进行遗传咨询、产前诊断（基因检测）等措施。
24．水稻雄性不育系在育种中具有重要的应用价值。研究者试图寻找更多的雄性不育基因。
(1)研究者获得一株雄性不育突变株 S221，与纯合可育植株杂交，后代表型及分离比为不
育株：可育株=1∶1，表明S221不育性为 性状且受核内 对等位基因控
制。
(2)对S221的不育基因进行精细定位，发现不育单株8号染色体的S基因上游插入一段
DNA片段（简称M 片段）。
①研究者利用 技术扩增得到M片段和S基因，M片段、S基因分别用限制酶
处理，在 的作用下形成融合片段，构建表达载体（如图1），最终获得转基因株
系1．相同方法获得只插入S基因的转基因株系2．②观察并比较水稻花穗、花药和花粉粒的发育情况，发现与野生型植株相比，株系1的花
穗变小、花药变短、无成熟花粉粒，株系2无明显差异。本实验的目的是 。
(3)为了研究 M片段的功能，研究者将一系列片段分别与Luc基因融合构建表达载体导入
水稻原生质体，检测 Luc基因的表达水平，操作及结果见图2．
图 2结果表明 。
(4)进一步研究发现，不育株中S基因编码的蛋白参与花药绒毡层细胞中凋亡抑制基因的表
达调控。结合本研究，推测突变株S221雄性不育的机理。
【答案】(1) 显性 1
(2) PCR BamHI、Bgl II DNA 连接酶 水稻雄性不育是否由 M 片段插
入S基因上游导致
(3)M片段可以启动并且与S 基因启动子共同促进 Luc基因表达
(4)在雄性不育突变株中，M片段插入到S基因的上游，启动并增强S基因表达，从而导致
花药绒毡层细胞中凋亡抑制基因表达下调，凋亡细胞数量增加，花穗变小、花药变短、无
成熟花粉粒，进而导致雄性不育
【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】（1）雄性不育突变株 S221，与纯合可育植株杂交，后代表型及分离比为不育株：
可育株=1∶1，表明S221不育性为显性性状且受核内1对等位基因控制。
（2）①研究者利用PCR技术扩增得到M片段和S基因，据图1分析，M片段、S基因分
别用BamHI、Bgl II限制酶处理，在DNA 连接酶的作用下形成融合片段，构建表达载体。
②野生型植株相比，株系1的花穗变小、花药变短、无成熟花粉粒，株系2无明显差异，
可判断本实验的目的是水稻雄性不育是否由 M 片段插入S基因上游导致。
（3）据图2分析，第3组Luc基因表达水平最高，说明M片段可以启动并且与S 基因启
动子共同促进 Luc基因表达。
（4）由于不育株中S基因编码的蛋白参与花药绒毡层细胞中凋亡抑制基因的表达调控，推
测突变株S221雄性不育的机理为：在雄性不育突变株中，M片段插入到S基因的上游，启
动并增强S基因表达，从而导致花药绒毡层细胞中凋亡抑制基因表达下调，凋亡细胞数量
增加，花穗变小、花药变短、无成熟花粉粒，进而导致雄性不育。
