1、北京市四中2021届高三生物上学期期中学试题（含解析）一、单项选择题1. DNA是主要的遗传物质，下列与此相关的特征描述错误的是（）A. “双螺旋”结构保证了遗传物质的稳定性B. 遗传物质的多样性主要由碱基数目决定C. “半保留”复制保持了遗传信息传递的准确性D. 能产生可遗传的变异使后代获得遗传多样性【答案】B【解析】【分析】1、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，其中A-T之间有2个氢键，C-G之间有3个氢键）。2、DNA分子复
2、制的方式：半保留复制。3、DNA分子的稳定性，主要表现在DNA分子具有独特的双螺旋结构；DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序；特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列。【详解】A、“双螺旋”结构保证了遗传物质的稳定性，A正确；B、遗传物质的多样性主要由碱基排列顺序决定，B错误；C、“半保留”复制保持了遗传信息传递的准确性，C正确；D、能产生可遗传的变异使后代获得遗传多样性，D正确。故选B。点睛】2. mRNA的碱基序列会控制其寿命（半衰期），不同mRNA的寿命各不相同。下列叙述不正确的是（ ）A. mRNA彻底水解产物为磷酸、脱氧核糖及碱基B
3、. mRNA的寿命与对应基因的碱基排列顺序有关C. mRNA的寿命与翻译产生的蛋白质含量有关D. mRNA的半衰期长短是调控基因表达的方式之一【答案】A【解析】【分析】mRNA的半衰期指的是mRNA的含量减为初始含量一半的时间。mRNA在细胞内的存在很不稳定，这是因为细胞质内有大量的RNA酶，RNA酶能催化降解RNA。因为mRNA作为遗传信息的传递者，只要细胞质内存在mRNA，核糖体就会将其上的遗传信息翻译，而及时的终止这种过程是非常重要的，否则某个基因将在细胞内不停的表达，产生混乱。【详解】A、mRNA彻底水解产物为磷酸、核糖及碱基，A错误；B、mRNA作为翻译的模板存在，其存在时间与所编码
4、蛋白质有关，而蛋白质是由相应的基因所编码，所以mRNA的寿命与对应基因的碱基排列顺序有关，B正确；C、mRNA作为翻译的模板存在，其存在时间与所编码蛋白质有关，所编码的蛋白质含量大，则存在时间长，反之，则存在时间短，C正确；D、mRNA存在的时间决定其能作为模板翻译出多少蛋白质，因此可以调控基因表达，D正确。故选A。【点睛】本题考查mRNA的作用，需明确mRNA作为翻译模板，受到基因控制，也可调控基因表达。3. 人体载脂蛋白apo-B基因在肝、肾细胞中控制合成的蛋白质含有4563个氨基酸，但在小肠细胞中控制合成的蛋白质仅有2153个氨基酸，原因是小肠细胞中的脱氨酶将apo-B的mRNA上的一个
5、碱基C转变成了U，如下图所示。下列相关叙述错误的是（）A. 脱氨酶导致apo-B基因发生基因突变B. 脱氨酶能识别并结合RNA的特定序列C. UAA是终止密码子，导致翻译提前终止D. 该机制导致同一基因控制合成不同蛋白质【答案】A【解析】【分析】1、诱发基因突变的因素可分为：物理因素（紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA）；化学因素（亚硝酸、碱基类似物等能改变核酸的碱基）；生物因素（某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA）。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；翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的mRNA为模板
6、，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。3、基因可以通过控制酶的合成进控制细胞代谢而控制生物的性状，也可能通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。【详解】A、根据题干，脱氨酶将apo-B的mRNA上的一个碱基C转变成了U，没有改变apo-B基因，A错误；B、小肠细胞中的脱氨酶将apo-B的mRNA上的一个碱基C转变成了U，故与RNA结合的脱氨酶能识别并结合RNA的特定序列，B正确；C、由于只有apo-B的mRNA上替换了一个碱基，控制合成的蛋白质氨基酸数目就减少了，故推测UAA是终止密码子，C正确；D、图示机制导致人体同一基因控制合成不同蛋白质，D正确
7、。故选A。【点睛】4. 农作物的籽粒成熟后大部分掉落的特性称为落粒性，落粒性给水稻收获带来较大的困难。科研人员做了如图所示杂交实验，下列说法正确的是（）A. 控制落粒性的两对基因位于同一染色体上B. 杂合不落粒水稻自交后代不发生性状分离C. F2 中纯合不落粒水稻植株的比例为7/16D. 野生稻多表现落粒，不利于水稻种群的繁衍【答案】B【解析】【分析】1、基因分离定律和自由组合定律：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体的非等位基因进行自由组合。2、分析题图：F2中落粒：
8、不落粒=9：7，是9：3：3：1的变形，说明该对性状受两对等位基因控制，遵循基因的自由组合定律，子一代为AaBb，且双显性（A_B_）为落粒，其余为不落粒。【详解】A、根据F2中落粒：不落粒=9：7，可判断控制落粒性的两对基因位于非同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，A错误；B、杂合不落粒水稻自交后代不会出现双显性个体，所以不发生性状分离，B正确；C、F2代中纯合不落粒水稻植株的基因型为AAbb、aaBB、aabb，比例为3/16，C错误；D、野生稻多表现落粒，收获的种子少，从而利于水稻种群的繁衍，D错误。故选B。【点睛】5. 下列有关基因突变的叙述，正确的是（）A. 基因突变也可以是基因非
9、编码区碱基序列的改变B. 基因突变前后，基因间的位置关系也会发生改变C. 只要发生基因突变，其控制的性状就发生改变D. 基因突变具有多害性，无法作为进化的原材料【答案】A【解析】【分析】（1）基因突变的概念：DNA分子中发生替换、增添和缺失，从而引起基因结构的改变。（2）原因：外因：物理因素化学因素生物因素内因：DNA复制时偶尔发生错误，DNA的碱基组成发生改变等。（3）特点：普遍性；随机性、不定向性；突变率很低；多数有害。【详解】A、基因非编码区碱基序列的改变会导致基因结构的改变，A正确；B、基因突变前后，基因间的位置关系不变，B错误；C、发生基因突变，其控制的性状不一定改变，例如AA突变为
10、Aa，性状不变，C错误；D、基因突变为生物进化提供原材料，D错误。故选A。【点睛】6. 枫糖尿病是一种单基因遗传病，患者氨基酸代谢异常，出现一系列神经系统损害的症状。下图是某患者家系中部分成员的该基因带谱，以下推断不正确的是（ ）A. 该病为常染色体隐性遗传病B. 2号携带该致病基因C. 3号为杂合子的概率是2/3D. 1和2再生患此病孩子的概率为1/4【答案】C【解析】【分析】根据题意和遗传系谱图分析可知：1和2无病，但4有病，根据“无中生有”，说明该病为隐性遗传病。根据基因带谱可知，4是隐性纯合体，3是显性纯合体，是1和5是杂合体。因此，该病为常染色体隐性遗传病。【详解】A、根据分析，该病
11、为常染色体隐性遗传病，A正确；B、由于4是隐性纯合体，所以2号携带该致病基因，B正确；C、3号为显性纯合体，为杂合子的概率是0，C错误；D、由于1和2无病，都是杂合体，所以他们再生患此病孩子的概率为1/4，D正确。故选C。7. 科学家比较了人类与黑猩猩等近缘灵长类动物染色体的差异，确认人类第2号同源染色体是由古猿的两对同源染色体融合而来，其余染色体数相同。人与这些灵长类动物在第4、5、12和17染色体上的倒位变异也存在一些差异。据此作出的推测，不合理的是（）A. 人类可能比黑猩猩等近缘灵长类少了一对染色体B. 人类与近缘灵长类染色体上存在不同排序的基因C. 古猿进化为人的过程与2号染色体上的基
12、因有关D. 染色体数目和结构变异是导致生物进化的主要原因【答案】D【解析】【分析】1、现代生物进化理论的基本观点：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变；突变和基因重组产生生物进化的原材料；自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向；隔离是新物种形成的必要条件。2、新物种形成的三个基本环节：突变和基因重组、自然选择及隔离。【详解】A、据题意可知，人类的第2号染色体是由古猿的两条染色体融合而来，故人类可能比黑猩猩等近缘灵长类少了一对染色体，A正确；B、由于人与这些灵长类动物在第4、5、12和17染色体上的倒位变异也存在一些差异，故人类与近缘灵长类染色体上存
13、在不同排序的基因，B正确；C、分析题干可知，古猿进化为人的过程与2 号染色体上的基因密切相关，C正确；D、染色体数目和结构变异为生物进化提供了原材料，但导致各种生物进化的主要原因是自然选择，D错误。故选D。【点睛】8. 孔雀、鸳鸯等许多种类的鸟，其雄性个体的羽毛具有颜色鲜艳的条纹，以下哪一条是对这一特征能稳定遗传的最好解释（）A. 条纹羽衣是鸟类躲避天敌良好的伪装，是鸟类对环境的适应B. 雌性个体优先选择有条纹的雄性，导致控制这一性状的基因频率升高C. 条纹羽衣具有颜色鲜艳的条纹，使这种鸟更容易被捕食者识别、捕食D. 雌性对有条雄性的选择，使雄性个体易出现颜色鲜艳相关基因的突变【答案】B【解析
14、】【分析】生物进化理论的内容：种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组提供进化的原材料；自然选择导致种群基因频率的定向改变；通过隔离形成新的物种。【详解】由于雌性个体优先选择色彩艳丽的雄性，而使具有鲜艳色彩的雄鸟有更多的机会繁衍后代，导致控制这一性状的基因频率增加，B正确。故选B。【点睛】9. 下列生物技术操作对遗传物质的改造，不会遗传给子代的是A. 将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌，筛选获得基因工程菌B. 将花青素代谢基因导入植物体细胞，经组培获得花色变异植株C. 将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛D. 将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者，进行基因治疗【答案】D【解
15、析】【分析】转基因技术的原理是基因重组。基因重组和基因突变、染色体变异均属于可遗传的变异。基因治疗：指把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。【详解】将含胰岛素基因表达载体的重组质粒转入大肠杆菌获得的转基因菌，可以通过二分裂将胰岛素基因传给后代，A不符合题意；将花青素代谢基因导入植物体细胞，再经植物组织培养获得的植株所有细胞均含有花青素代谢基因，花青素代谢基因会随该植物传给后代，B不符合题意；将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛所有细胞均含有肠乳糖酶基因，可以遗传给后代，C不符合题意；该患者进行基因治疗时，只有
16、淋巴细胞含有该腺苷酸脱氨酶基因，性原细胞不含该基因，故不能遗传给后代，D符合题意。故选D。10. 下列关于各种酶的叙述，不正确的是（）A. DNA连接酶能将2个具有末端互补的DNA片段连接在一起B. PCR反应体系中的引物可作为DNA聚合酶作用的起点C. 限制性内切酶可识别一段特殊的核苷酸序列，并在特定位点切割D. 原核细胞RNA聚合酶以RNA为模板合成互补RNA【答案】D【解析】【分析】酶是活细胞产生有催化作用的一类有机物，大多数酶是蛋白质，少数是RNA。酶的催化特性有高效性、专一性、需要适宜的条件。DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有
17、的核苷酸片段上，形成磷酸二酯键。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部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，形成黏性末端或平末端。【详解】A、DNA连接酶能将2个具有末端互补的DNA片段连接在一起，形成磷酸二酯键，A正确；B、在PCR技术中，DNA聚合酶与引物结合后，才能将单个的脱氧核苷酸加到模板链上，因此引物可作为DNA聚合酶作用的起点，B正确；C、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部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，C正确；D、原核细胞转录时，RNA聚合酶以DNA为模板合成互补RNA，D错误。故选D。【点睛】11. 下图
18、是快速RT-PCR过程示意图，和为逆转录酶催化的逆转录过程，是PCR过程。据图分析下列说法错误的是（ ）A. 逆转录酶具有DNA聚合酶能力B. PCR过程只需要引物bC. RT-PCR可检测基因表达水平D. RT-PCR可检测新冠病毒等RNA病毒【答案】B【解析】【分析】据图可知，逆转录酶可以催化以RNA为模板合成cDNA，还可催化以cDNA为模板合成其互补DNA；RT-PCR过程中需要a、b两种引物。【详解】A、逆转录酶催化合成DNA，所以具有DNA聚合酶的能力，A正确；B、PCR过程需要引物a、b，因为后续的模板链序列既有与靶RNA一致的，也有与cDNA一致的，B错误；C、RT-PCR可检
19、测基因的转录情况从而推知基因的表达水平，C正确；D、通过设计RNA的特异性引物进行RT-PCR检测新冠病毒等RNA病毒，D正确。故选B。12. 某新型病毒是一种RNA病毒，医务工作者利用PCR技术进行病毒检测时，所使用的方法中合理的是（ ）A. 用细菌培养基直接培养被测试者体内获取的病毒样本B. 分析该病毒的RNA序列是设计PCR引物的前提条件C. PCR扩增过程需使用RNA聚合酶和耐高温DNA聚合酶D. 在恒温条件下进行PCR扩增避免温度变化导致酶失活【答案】B【解析】【分析】1、病毒没有细胞结构，不能独立代谢，需要在宿主细胞内才能增殖。2、PCR技术：（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应
20、，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。（2）原理：DNA复制。（3）前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）。（5）过程：高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；中温延伸：合成子链。【详解】A、病毒没有细胞结构，不能用培养基直接培养，A错误；B、PCR进行的前提条件是要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物，B正确；C、RNA病毒的RNA通过PCR扩增需要先进行逆转录形成DNA，然后使用耐高
21、温DNA聚合酶进行DNA复制，不需要使用RNA聚合酶，C错误；D、根据上述分析可知，PCR扩增过程经历了高温变性、低温复性和中温延伸的过程，而不是在恒温条件下进行的，D错误。故选B。13. 下列关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，正确的是（）A. 都需要无菌操作B. 都需要使用胰蛋白酶C. 都需要使用抗生素D. 都需要含5%CO2的气体环境【答案】A【解析】【分析】植物细胞培养与动物细胞培养的异同：【详解】A、动物细胞培养和植物组织培养都需要无菌操作，防止杂菌污染，A正确；B、动物细胞培养要用到胰蛋白酶，而植物组织培养过程不需要，B错误；C、动物细胞培养要用抗生素，植物组织培养用激素，C错误
22、；D、只有动物细胞培养需要含5%CO2的气体环境，维持培养液的pH值，D错误。故选A。【点睛】14. 以下关于细胞工程的叙述错误的是A. 植物组织培养的理论基础是植物细胞全能性B. 动物细胞培养的理论基础是动物细胞核全能性C. 植物体细胞杂交育种克服远缘杂交不亲和障碍D. 单克隆抗体的制备需要利用动物细胞融合技术【答案】B【解析】【分析】细胞工程分为植物细胞工程和动物细胞工程，植物细胞过程包括植物组织培养、植物体细胞杂交，动物细胞工程包括动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体的制备、核移植技术等。【详解】植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础，A正确；动物细胞培养的理论基础是细胞增殖，B错误
23、；植物体细胞杂交技术最大的优点是克服远缘杂交不亲和障碍，C正确；单克隆抗体的制备需要利用动物细胞融合技术，该过程中需要用一定的方法诱导骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，D正确。15. 植物细胞表现出全能性的必要条件是（）A. 脱离母体后，给予适宜的营养和其他外界条件B. 将不同物种的体细胞融合成杂交细胞C. 将成熟细胞的细胞核移植到去核的卵细胞内D. 导入其他植物细胞的基因【答案】A【解析】【分析】1、细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整植株的潜能；生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因；在生物体内，由于基因的选择性表达，细胞不能表现出
24、全能性，而是分化成为不同的组织器官。2、植物细胞表现全能性的条件：细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等）；一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）。【详解】植物细胞表现出全能性的条件是：细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等），一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素），A正确。故选A。【点睛】二、非选择题16. 合成生物学是指利用多种生物技术，让细胞来完成预先设想的各种任务。大肠杆菌(工程菌)可利用现成的有机物生产乙醇等作为生物燃料。为降低成本，研究人员重新设计了工程菌：将某微生物的固碳基因导入工
25、程菌的基因组，使之能产生用于CO2固定和还原的酶，同时还关闭”了三个参与异养代谢相关酶的基因；将能利用甲酸盐(可再生的储氢物质，具备廉价、易得、无毒、可降解等特性)的非天然酶基因导入工程菌，如下图所示。将改造后的工程菌放在一定容积的培养基中，除水、无机盐、氮源外，还加入数量有限的糖类、一定浓度的甲酸盐，同时通入CO2浓度为10%的无菌空气；每天取2mL的培养基检测成分变化及工程菌的数量等，当菌体数量达到一个稳定值后，更换培养基，结果如图2。请回答下列问题：（1）未改造的大肠杆菌新陈代谢中，同化作用类型为_；大肠杆菌的异化作用类型为兼性厌氧菌，结合题干信息陈述判断理由：_。（2）改造后工程菌合成
26、有机物的碳来自_，除了调整大肠杆菌碳源的来源，还对其_来源进行了改造。改造后的大肠杆菌可利用甲酸盐合成_，进而驱动生物量的合成。（3）从图2可知，改造后初期工程菌并不符合要求，请从同化作用类型角度分析理由：_；培养至约_天后，才获得符合要求的工程菌。（4）请评价工程菌用于生物燃料生产的可行性，并说明理由：_。【答案】 (1). 异养型 (2). 因为大肠杆菌（工程菌）可利用现成的有机物生产乙醇等，所以其同化作用类型为异养型；由图1可知，大肠杆菌可在有氧和无氧环境两种条件下进行代谢，因此属于兼性厌氧菌 (3). 二氧化碳（CO2） (4). 能量 (5). ATP (6). 改造后的工程菌合成有
27、机物的碳应来自CO2，而不是来自于培养基中的糖碳，因此改造后初期工程菌并不符合要求 (7). 343 (8). 不可以，虽然获得的大肠杆菌能利用甲酸盐和二氧化碳获得有机物，但实验中二氧化碳浓度达到 10%，而在自然条件下难以达到，不能存活；大肠杆菌固定二氧化碳的量少于甲酸盐分解产生二氧化碳的量，可能对环境造成影响。可以，获得的大肠杆菌可以将甲酸盐和二氧化碳转化为乙醇等生物燃料，成本较低。【解析】【分析】大肠杆菌属于原核生物，没有以核膜为界限的细胞核，只有核糖体一种细胞器。若要依据合成生物学原理创造出一种全新的大肠杆菌菌株，需要利用基因工程等技术去改造。培养基的成分包括碳源、氮源、水和无机盐。【
28、详解】（1）因为大肠杆菌（工程菌）可利用现成的有机物生产乙醇等，所以其同化作用类型为异养型；由图1可知，大肠杆菌可在有氧和无氧环境两种条件下进行代谢，因此属于兼性厌氧菌。（2）分析图1可知，改造后的工程菌合成有机物的碳来自二氧化碳，除了调整大肠杆菌碳源的来源，还对其能量来源进行了改造。改造后的大肠杆菌可利用甲酸盐合成ATP，进而驱动生物量的合成。（3）为获得目的菌，研究人员需对改造后的工程菌进行筛选；由于改造后的工程菌合成有机物的碳应来自CO2，而不是来自于培养基中的糖碳，因此改造后初期工程菌并不符合要求；在343天天左右生物量较多且对外源糖碳的依赖量很低，故此时能得到较多符合要求的工程菌。（
29、4）解答此题可从实验结果及实验条件等方面进行正反两方面的分析作答：不可以。虽然获得的大肠杆菌能利用甲酸盐和二氧化碳获得有机物，但实验中二氧化碳浓度达到 10%，而在自然条件下难以达到，不能存活；大肠杆菌固定二氧化碳的量少于甲酸盐分解产生二氧化碳的量，可能对环境造成影响。（可以。获得的大肠杆菌可以将甲酸盐和二氧化碳转化为乙醇等生物燃料，成本较低。）【点睛】本题主要考查基因工程的应用和微生物分离和培养的相关知识，主要考察考生的识图能力和获取信息，运用综合能力分析并准确答题的能力。17. 色氨酸是大肠杆菌合成蛋白质所必需的一种氨基酸。研究人员发现，在培养基中无论是否添加色氨酸，都不影响大肠杆菌的生长
30、。（1）研究发现，大肠杆菌有5个与色氨酸合成有关的基因。在需要合成色氨酸时，这些基因通过_(过程)合成相关酶。（2）进一步发现，在培养基中增加色氨酸后，大肠杆菌相关酶的合成量大大下降。经过测序，研究者发现了大肠杆菌色氨酸(trp)合成相关基因的结构(图1)。由图1可知，在培养基中有_的条件下，trpR 指导合成的抑制蛋白能够结合在操纵序列，从而阻止_与启动子的结合，从而抑制色氨酸相关酶的合成。随着研究的深入，研究者发现，色氨酸合成相关基因转录后形成的mRNA的5端有一段“无关序列”编码出的多肽不是色氨酸合成酶，但将这段多肽对应基因序列敲除后，发现色氨酸合成酶的合成出现了变化(图2)。由此可知，
31、图1中的抑制蛋白的抑制作用是_ (填 “完全的”或“不完全的”)，推测“无关序列”的作用是_。（3）“无关序列”包含具有一定反向重复特征4个区域，其转录出的mRNA序列，1中富含色氨酸的密码子，2和3可碱基互补配对，3和4也可碱基互补配对形成发卡结构(启动转录终止的信号)。当培养基缺乏色氨酸时，携带_tRNA数量少，进入核糖体时间长，核糖体在mRNA上滑动慢，此时2、3区配对，RNA聚合酶继续转录，最终合成色氨酸。依据信息叙述在色氨酸浓度高时，色氨酸基因终止转录的机制：_。（4）“无关序列”在控制大肠杆菌代谢的过程中起到了一种“RNA开关”功的能，其意义是_。【答案】 (1). 转录和翻译 (
32、2). 色氨酸 (3). RNA聚合酶 (4). 不完全的 (5). 响应色氨酸的浓度变化，进一步抑制色氨酸合成酶相关基因的转录 (6). 色氨酸 (7). 在色氨酸浓度高时，核糖体在“无关序列”mRNA上翻译出带有色氨酸的多肽快，3、4区配对，阻止色氨酸相关基因的完整转录 (8). 能够响应外界代谢物的含量变化，避免了物质和能量的浪费【解析】【分析】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，真核细胞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。
33、原核细胞中转录和翻译同时发生在同一空间内。【详解】（1）如果酶的本质是蛋白质，可通过控制该酶的基因通过转录和翻译最终合成。（2）存在色氨基酸的情况下，激活了抑制蛋白，抑制蛋白能够结合在操纵序列，抑制RNA聚合酶与启动子的识别，抑制色氨酸合成相关酶基因的转录。敲除“无关序列”前色氨酸合成相关酶的合成量大于敲除“无关序列”后的检测量，说明抑制蛋白没有完全抑制色氨酸合成相关酶基因的表达。敲除“无关序列”前，色氨酸合成相关酶的合成量对色氨酸浓度的感受更为敏感，因此说明“无关序列”响应色氨酸的浓度变化，进一步抑制色氨酸合成酶相关基因的转录。核糖体在“无关序列”这一段mRNA上的翻译速度会影响核糖体后续的
34、翻译。“无关序列”中有很多色氨酸的密码子，当色氨酸含量达到一定量，“无关序列”mRNA能够获得更充足的“色氨酸-tRNA”，核糖体滑动更快，导致3、4区配对，阻止色氨酸相关基因的完整转录，从而抑制了核糖体对“无关序列”后真正色氨酸合成酶相关mRNA的翻译。（3）当培养基缺乏色氨酸时，携带色氨酸的tRNA数量少，进入核糖体时间长，核糖体在mRNA上滑动慢，此时2、3区配对，RNA聚合酶继续转录，最终合成色氨酸。依据信息叙述在色氨酸浓度高时，核糖体在“无关序列”mRNA上翻译出带有色氨酸的多肽快，3、4区配对，阻止色氨酸相关基因的完整转录。（4）“无关序列”在控制大肠杆菌代谢的过程中起到了一种“R
35、NA开关”功的能，令其能够响应外界代谢物的含量变化，避免了物质和能量的浪费。【点睛】本题结合图示，考查遗传信息的转录和翻译，意在考查考生的识图能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力。18. 两位女性研究者因为发现了犀利的基因技术“CRISPR/Cas9基因编辑技术获得2020年诺贝尔化学奖。该技术利用了存在于细菌中防御系统。在人工设计的条件下，通过sgRNA与基因组靶序列的特异性结合，引导Cas9蛋白“切割”基因组DNA (如卜图所示)。请联系所学回答下列问题。（1）sgRNA与基因组靶序列可以特异性结合的原因是_，Cas9核酸酶可以在sgRNA的引导下打开目标基因
36、中的_键，使得基因组DNA断裂。在_酶的作用下，断裂的DNA可重新拼接。（2）有研究者利用该技术，敲除了大鼠胰岛素受体底物1 (Irsl)基因，获得了糖尿病模型动物。流程如下：根据己知Irs1基因的_， 设计两种sgRNA；构建含有两种sgRNA基因和_基因的表达载体；利用_法，将上述基因的体外表达产物RNA，导入大鼠的_(细胞)。（3）提取转基因大鼠DNA，用PCR的方法检测Irs1编辑情况，结果如下图。其中WT为野生型大鼠，由图可知2号大鼠比野生型大鼠的PCR产物短95bp，研究者据此确定其为阳性结果，即Irsl 被敲除失活，因为_对应序列在Irsl基因上的位置相距95bp。（4）2号大鼠
37、P与野生型WT大鼠杂交，提取后代DNA，用相同引物进行PCR，结果如上图_属于杂交后代， 说明基因编辑结果可以稳定遗传。【答案】 (1). 二者的碱基互补配对 (2). 磷酸二酯 (3). DNA连接 (4). 碱基序列 (5). Irs1 (6). 显微注射 (7). 受精卵 (8). sgRNA基因 (9). 2、3、7、9【解析】【分析】根据题意分析可知，CRISPR/Cas9系统基因编辑技术是利用该基因表达系统中的引导sgRNA识别并结合特定的DNA序列，从而引导Cas9蛋白结合到相应位置并剪切DNA，最终实现对靶基因序列的编辑。【详解】（1）由于人工设计条件下，使sgRNA与基因组靶
38、序列二者的碱基互补配对，因此sgRNA与基因组靶序列可以特异性结合。Cas9核酸酶可以在sgRNA的引导下打开目标基因中的磷酸二酯键，使得基因组DNA断裂。在DNA连接酶的作用下，断裂的DNA可重新拼接。（2）利用“CRISPR/Cas9基因编辑技术”，敲除大鼠胰岛素受体底物1（Irsl）基因，获得糖尿病模型动物的流程如下：据已知Irs1基因的碱基序列，设计两种sgRNA；构建含有两种sgRNA基因和Irs1基因的表达载体；通过显微注射法，将上述基因的体外表达产物RNA，导入大鼠的受精卵细胞。（3）据图分析可知，2号大鼠比野生型大鼠的PCR产物短95bp，据此确定其为阳性结果，即Irsl被敲除
39、失活，因为sgRNA基因对应序列在Irsl基因上的位置相距95bp。（4）2号大鼠P与野生型WT大鼠杂交，根据图分析，同时含有2 号大鼠P与野生型WT大鼠的两种条带的为杂交后代，因此2、3、7、9属于杂交后代，由此说明基因编辑结果可以稳定遗传。【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。19. 水稻是我国主要的农作物之一，水稻的花为两性花，雄性不育植株不能产生可育花粉，但能产生正常雌配子。（1）在杂交育种时，选育雄性不育植株的优点是_。（2）科研工作者获得了 2种温敏不育系的水稻，其雄性不育的起点温度分别为233和26。在制备高
40、产水稻杂交种子时，由于大田中环境温度会有波动，应选用雄性不育起点温度为_ 的品系，原因是_。在雄性不育系大田中偶然发现一株黄叶突变体x，将突变体X与正常水稻H杂交得F1均为绿叶，F1自交得F2群体中绿叶、黄叶之比为3：1。由以上可以推测，X的黄叶性状由_性基因控制。为确定控制黄叶基因位置，选用某条染色体上的两种分子标记(RM411和WY146)，分别对F2的绿色叶群体的10个单株(10G)和黄色叶群体10个单株(10Y)进行PCR，之后对所获得的DNA进行电泳，电泳结果可反映个体的基因型。M为标准样品，结果如下图所示。从上图可以看出，每图的10G个体中的基因型为_种，其中_(填写“图1”或“图
41、2”)的比例与理论比值明显不同，出现不同的最可能原因是_。每图中10Y的表现均一致，说明两个遗传标记与黄叶基因在染色体上的位置关系是_。与普通雄性不育系相比，利用此自然黄叶突变体培育出的不育系在实际生产中应用的优势是_。（3）我国科研人员发现非温敏雄性不育系mm品系，其优点不受环境变化影响。科研人员将连锁的三个基因M、P和R (P是与花粉代谢有关的基因，R为红色荧光蛋白基因)与Ti质粒连接，构建_，转入雄性不育水稻植株细胞中，获得转基因植株，如图所示。将转基因植株自交，结果如下图：用遗传图解解释转基因植株自交后的性状分离比：_。推测M、P、R基因的在育种过程中的功能：_。【答案】 (1). 无
42、需进行去雄 (2). 23.3 (3). 不育起点温度越低，授粉时出现雄性可育的情况越少，不易出现自交和杂交种混杂的现象 (4). 隐 (5). 2 (6). 图1 (7). 待测样本少 (8). 位于一条染色体上 (9). 在苗期可筛选出杂交种中混有的自交种 (10). 基因表达载体（或重组DNA） (11). 用MPR表示导入的基因，用O表示MPR的等位基因，遗传图解如下： (12). M基因可使非温敏雄性不育植株可育，P基因使花粉不育，含有R基因的植株可发荧光，起筛选作用。【解析】【分析】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
43、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。【详解】（1）在杂交育种时，选育雄性不育植株的优点是无需进行去雄。（2）因不育起点温度越低，授粉时出现雄性可育的情况越少，不易出现自交和杂交种混杂的现象，故应选择雄性不育的起点较低的温度23.3。根据题意，F1均为绿叶，F1自交的F2群体中绿叶、黄叶之比为3:1，发生性状分离，且性状分离比为3:1，可知黄叶是隐性性状，由隐性基因控制。从图中条带分布可知，每图中10G个体中条带分布类型有2种，故对应的基因型为2种；据上述分析可知，10G个体为绿色植株，其中的基因型为应为杂合子：纯合子=2：1，据图可知图1的比例与理论比值略有不同；出现
44、不同的最可能原因为待测样本数少（10个单株）所致；据图可知每图中10Y的表现均一致，说明两个遗传标记与黄叶基因位于同一条染色体上。因黄色植株性状较为明显，故与普通两用核不育系相比，利用此自然黄叶突变体培育出的黄叶两用核不育系在实际生产中应用的优势是在苗期即可筛选出杂交种中混有的自交种。（3）将连锁的三个基因M、P和R与Ti质粒连接，构建基因表达载体，导入雄性不育水稻植株细胞中，获得转基因植株。用MPR表示导入的基因，用O表示MPR的等位基因，遗传图解如下：M基因可使非温敏雄性不育植株可育，P基因使花粉败育，含有R基因的植株可发荧光，起筛选作用。在育种中，带有M基因的非温敏雄性不育系植株可育，产
45、生的花粉中，含有R基因的花粉不育，转基因植株自交后，子代中含有R的植株发荧光，是可育植株；不含R的植株不发荧光，是不育植株。获得以转基因植株自交产生的雄性不育植株（不发荧光个体）为母本，以其它水稻品种为父本进行杂交，获得杂交稻。因雄性不育植株不含M、P、R基因，且转基因植株中含M、P、R基因的花粉不育，所以M、P、R基因不会随着花粉扩散，防止了基因污染。【点睛】本题是对基因工程、杂交育种、遗传的基本定律的综合考查，意在考查学生的识记能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力。需要学生从材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题。能正确
46、分析题图，从图中提取信息准确答题。20. 针对肿瘤细胞可设计和研制靶向药物，特异性杀伤肿瘤细胞。（1）如下图所示，细胞通过转铁蛋白(Tf)与转铁蛋白受体(TfR)特异性结合来摄取铁元素。肿瘤细胞由于增殖快速，需要更多的铁元素：其细胞表面TfR的表达量_(“上升”或“下降”)。利用单克隆抗体技术，可研制抗TfR的抗体，它们通过_从而可以抑制肿瘤细胞增殖。（2）请写出用小鼠制备TfR的单克隆抗体的流程。_。（3）由于在本实验中单独使用鼠源抗体效果不佳，考虑利用抗体介导杀伤细胞来裂解癌细胞，该过程如图2所示。若无论何种抗体，杀伤细胞都可与之结合，最终使靶细胞裂解死亡，则说明抗体Fc段在不同种类的抗体
47、中_(“相同”或“不同”)。（4）人的杀伤细胞无法识别鼠源单克隆抗体的Fc段，科学家用基因工程的方法获得了人(Fc)-鼠(Fab)嵌合抗体，请补充该基因工程的基本步骤。从分泌鼠源单克隆抗体的杂交瘤细胞中提取总RNA，_；构建含_的表达载体；将其导入真核细胞中进行表达；_。【答案】 (1). 上升 (2). 与TfR特异性结合，阻止Tf与TfR结合，抑制铁元素的摄取 (3). 将免疫接种过TfR的小鼠的B细胞与骨髓瘤细胞融合，继而筛选出既能无限增殖又能分泌抗体的杂交瘤细胞，大量培养获得相应抗体 (4). 相同 (5). 逆转录获得Fab基因编码区 (6). 人-鼠嵌合抗体基因 (7). 对基因的
48、表达产物进行鉴定【解析】【分析】1、单克隆抗体的制备过程是：对小动物注射抗原，从该动物的脾脏中获取效应B细胞，将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合，筛选出能产生单一抗体的杂交瘤细胞，克隆化培养杂交瘤细胞（体内培养和体外培养），最后获取单克隆抗体。2、基因工程的基本步骤：目的基因的获取；基因表达载体的构建；目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定。3、人工合成基因的方法主要有两条途径，一条途径是以目的基因转录成的mRNA为模版，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需要的基因。另一条途径是根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对的原则，
49、推测出它的基因的核苷酸序列，再通过化学方法，以脱氧核苷酸为原料合成目的基因。【详解】（1）肿瘤细胞表面TfR表达量增多，能够与Tf结合，运输更多的铁元素，适应肿瘤细胞的快速增长。抗TfR抗体与TfR特异性结合，阻断了与Tf的结合途径，铁元素运输受阻，肿瘤的生长受到抑制。（2）若要获得抗TfR的单克隆抗体，可将接种过TfR的免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，继而筛选出既能无限增殖又能分泌抗TfR抗体的杂交瘤细胞，大量培养获得该抗体。（3）由图可知，杀伤细胞与抗体的Fc段结合，若无论何种抗体，杀伤细胞都可与之结合，说明抗体Fc段在不同种类的抗体中相同。（4）获得了人(Fc)-鼠(Fab)嵌合抗体的的基本步骤是：从分泌鼠源单克隆抗体的杂交瘤细胞中提取总RNA，逆转录获得Fab基因编码区，将Fab段的基因编码区与人的Fc段基因进行拼接，构建含人-鼠嵌合抗体基因的表达载体，导入真核细胞中进行表达，对基因的表达产物进行鉴定。【点睛】本题主要考查单克隆抗体、基因工程的相关知识，意在考查对知识的理解和分析图的能力。
