【文档说明】北京海淀区2023-2024学年高三上学期期末生物试题 Word版含解析.docx，共(26)页，4.241 MB，由小赞的店铺上传

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海淀区2023—2024学年第一学期期末练习高三生物学2024.01本试卷共10页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。第一部分本部

分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1.在Mg2+存在的条件下，己糖激酶可催化ATP分子的磷酸基团转移到葡萄糖分子上，生成6-磷酸葡萄糖。下列关于己糖激酶的叙述正确的是（）A.基本单位是葡萄糖B.组成元素仅含C、H、O、PC.可提供化学反应所需

的活化能D.催化活性受Mg2+影响【答案】D【解析】【分析】酶：（1）定义：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。（2）本质：大多数是蛋白质，少数是RNA。（3）特性：高效性、专一性、作用条件较温和。【详解】A、己糖激酶的化学本质是蛋白质

，基本单位是氨基酸，A错误；B、己糖激酶的化学本质是蛋白质，组成元素主要有C、H、O、N，B错误；C、己糖激酶具有催化作用，其机理为能降低化学反应所需的活化能，C错误；D、在Mg2+存在的条件下，己糖激酶可催化ATP分子的磷酸基团转移到葡萄糖分子上，

生成6-磷酸葡萄糖，故己糖激酶的催化活性受Mg2+影响，D正确。故选D。2.哺乳动物断奶后，乳腺中的某些死亡细胞会被周围的吞噬细胞消化清除，据此推测吞噬细胞中比较发达的细胞器是（）A.中心体B.内质网C.核糖体D.溶酶体【答案】D【解析】【分析】溶酶体是由高尔

基体断裂产生，单层膜包裹的小泡，溶酶体为细胞内由单层脂蛋白膜包绕的内含一系列酸性水解酶的小体。是细胞内具有单层膜囊状结构的细胞器，溶酶体内含有许多种水解酶类，能够分解很多种物质，溶酶体被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统”。【

详解】哺乳动物断奶后，乳腺中的某些死亡细胞会被周围的吞噬细胞消化清除，溶酶体内含有许多种水解酶类，能够分解很多种物质，溶酶体被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统”，吞噬细胞中比较发达的细胞器是溶酶体，D符合题意。故选D。3.图1和图2分别为电镜下观察到的正常细胞和癌细胞的线粒体结构，据此

分析癌细胞不具有．．．的是（）A.线粒体缺少凸起的嵴B.线粒体基质中产生大量丙酮酸C.无氧呼吸强，产生大量乳酸D.葡萄糖的消耗量大【答案】B【解析】【分析】线粒体为有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质：葡萄糖分解为丙酮酸和NADH；第二阶段发生在线粒体基质：丙酮酸与水

反应生成二氧化碳和NADH；第三阶段发生在线粒体内膜：NADH与氧气反应生成水。【详解】A、分析题图可知，癌细胞线粒体缺少向内凸起的嵴，A正确；B、细胞质基质中产生大量丙酮酸，B错误；C、癌细胞线粒体缺少向内凸起的嵴，

无氧呼吸强，产生大量乳酸，C正确；D、癌细胞无氧呼吸强，代谢旺盛，对能量需求量大，而无氧呼吸释放的能量少，故葡萄糖的消耗量大，D正确。故选B。4.下图是甲、乙两种单基因遗传病系谱图，4号不携带甲病致病基因，其双亲均携带一个单碱基替

换导致的乙病基因，且突变位点不同。对家庭部分成员一对同源染色体上控制乙病的基因进行测序，非模板链测序结果见下表。不考虑X、Y染色体的同源区段，以下分析不正确．．．的是（）家庭成员1245测序结果……G……A…………A……A……第412位第420位……G……A…………G……G……第412位第420

位？……G……A…………G……A……第412位第420位A.无法判断甲病的显隐性B.乙病基因位于X染色体C.4号控制乙病的基因测序结果为D.1号和2号生一个不患乙病孩子的概率是3/4【答案】B【解析】【分析】基因分离定律的实质：在

杂合子的细胞中，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。【详解】A、由于4号不携带甲病致病基因，不患甲病的4号与3号甲病患者的儿子6号患甲病，则甲病可能为常染色体显性遗传病、伴

X染色体隐性遗传病或伴X染色体显性遗传病，即无法确定甲病的显隐性，A正确；B、根据图可知，乙病为隐性遗传病，双亲均携带一个单碱基替换导致的乙病基因，分析非模板链的测序结果可知，1号男性个体存在乙病基因的等位基因，不考虑X、Y染色体的同源区段，乙病基因不位于X染色体，B错误；C、分析题图可知，4号为

乙病患者，其控制乙病的基因测序结果应为，C正确；D、1号和2号均携带一个单碱基替换导致的乙病基因，二人生一个不患乙病孩子的概率=1/4+1/2=3/4，D正确。故选B。5.用拟南芥C株系与野生型杂交，可

使受精卵发育过程中一方亲本染色体消失，子代可获得单倍体。受精后不同温度下进行实验，统计杂交子代染色体组成，结果如图。下列叙述不正确．．．是（）A.该方法与获得单倍体的传统途径原理不同B.此方法获得的子代绝大部分为单倍体C.单倍体细胞内的染色体为非同源染色体D.25℃比22℃更利于获得单倍体【答

案】B【解析】【分析】由图可知，温度会影响单倍体形成的比例，25℃比22℃获得的单倍体的比例更高，故25℃比22℃更利于获得单倍体。【详解】A、传统获得单倍体是由配子直接发育而来的个体，该方法用拟南芥C株系与野生型杂交，可使受精卵发育过程中一方亲本染色体消失，子代可获得单倍体，A正确；B、由图可知

，此方法获得的子代少部分为单倍体，B错误；C、单倍体细胞内的染色体是一组非同源染色体，C正确；D、由图可知，25℃比22℃获得的单倍体的比例更高，故25℃比22℃更利于获得单倍体，D正确。故选B。6.联会

复合体是减数分裂中配对的两条同源染色体之间形成的一种蛋白复合结构。D蛋白可促进联会复合体中蛋白质的降解，其功能可被蛋白酶体抑制剂抑制。荧光标记联会复合体的骨架蛋白，显微镜下观察野生型水稻和D蛋白缺失突变体处于减数分裂同一时期的花粉母细胞，结

果如图。下列叙述合理的是（）的A.图中所示的细胞处于减数第一次分裂的后期B.D蛋白缺失突变体的染色体正常发生基因重组C.用蛋白酶体抑制剂处理野生型细胞可能产生类似突变体的结果D.图中野生型存在同源染色体，不存在姐妹染色单体【答案】C【解析】【分析】减数分裂：（1）范围：进行有性生殖的生

物。（2）时期：产生成熟生殖细胞时。（3）特点：染色体复制一次，细胞连续分裂两次。（4）结果：成熟生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的一半。【详解】A、分析题图可知，图中细胞含有荧光标记的联会复合体的骨架蛋白，即细胞中含有四分体，故图中所示的细胞处于减数分裂Ⅰ前期或中

期，A错误；B、D蛋白可促进联会复合体中蛋白质的降解，D蛋白缺失突变体在减数分裂Ⅱ后期，无法正常进行同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，即无法正常发生基因重组，B错误；C、蛋白酶体抑制剂可抑制D蛋白的功能，抑制用蛋白酶体抑制剂处理野生型细胞可能产生类

似突变体的结果，C正确；D、图中野生型细胞处于减数分裂Ⅰ，存在同源染色体，也存在姐妹染色单体，D错误。故选C。7.小鼠受到社交挫败刺激后，通过下图所示的调节过程改变睡眠时间及激素分泌，从而在一定程度上缓解焦虑。下列分析不正确．．．的是（）A.若LH区神经元异常兴奋

，会导致睡眠时间缩短B.人为抑制VTA区神经元活性，可能导致小鼠焦虑行为无法得到缓解C.VTA区神经元通过垂体分泌的促肾上腺激素使肾上腺皮质激素分泌增加D.应对社交挫败刺激的调节过程中，下丘脑存在效应器【答

案】C【解析】【分析】由图可知，VTA区神经元抑制PVH区神经元和LH区兴奋，LH区神经元兴奋，会抑制睡眠，导致睡眠时间缩短，PVH区神经元通过垂体分泌的促肾上腺激素使肾上腺皮质激素分泌增加，但VTA区神经元会抑制该神经元。【详解】A、据图分析，若LH区神经元异常兴奋，会抑制睡眠，导致睡眠时间

缩短，A正确；B、人为抑制VTA区神经元活性，PVH区神经元和LH区神经元兴奋，会使肾上腺皮质激素分泌增加以及睡眠时间缩短，可能导致小鼠焦虑行为无法得到缓解，B正确；C、由图可知，PVH区神经元通过垂体分泌的促肾上腺激素使肾上腺皮质激素分泌增加，但VTA区神经元会

抑制该神经元，C错误；D、应对社交挫败刺激的调节过程中，VTA区神经元抑制下丘脑PVH区神经元合成促肾上腺激素释放激素，该神经调节过程中下丘脑存在效应器，D正确。故选C。8.B7是细胞表面一种黏附分子，肿瘤细胞表面缺乏B7分子。科研人员将B7基因导入肿瘤细胞，发现细胞毒

性T细胞对肿瘤细胞的杀伤力显著增强。下列相关叙述，正确的是（）A.机体主要通过非特异性免疫清除体内的肿瘤细胞B.肿瘤细胞表面缺乏B7分子是其逃逸免疫监视的一种途径C.细胞毒性T细胞识别并裂解靶细胞的过程与B7分子无关D.过量表达移植器

官的B7分子有利于减弱排异反应【答案】B【解析】【分析】当病原体进入细胞内部，就要靠T细胞直接接触靶细胞来“作战”，这种方式称为细胞免疫。细胞免疫的基本过程：（1）被病原体(如病毒)感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面的某些分子发生变化，细胞毒性T细胞识别

变化的信号。（2）细胞毒性T细胞分裂并分化，形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。细胞因子能加速这一过程。（3）新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环，它们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞。（4）靶细胞裂解、死亡后，病原体暴露巨噬细胞出来，抗体

可以与之结合;或被其他细胞吞噬掉。【详解】A、机体主要通过细胞免疫清除体内的肿瘤细胞，细胞免疫属于特异性免疫，A错误；BC、由“将B7基因导入肿瘤细胞，发现细胞毒性T细胞对肿瘤细胞的杀伤力显著增强”可知，细胞毒性T细胞识别并裂解靶

细胞的过程与B7分子有关，肿瘤细胞表面缺乏B7分子是其逃逸免疫监视的一种途径，B正确，C错误；D、由于细胞毒性T细胞识别并裂解靶细胞的过程与B7分子有关，移植器官的B7分子过量表达，会增强免疫排斥反应，

D错误。故选B。9.一氧化氮（NO）引发IAA17蛋白的亚硝基化修饰，修饰后的IAA17蛋白与生长素受体结合受到抑制，而不易被降解，阻碍生长素信号转导。下列叙述不正确．．．的是（）A.生长素是植物体内产生的一种微量有机物B.亚硝基化修饰导致IAA17蛋白的氨基酸序列改变C.

NO可能抑制植物细胞的伸长生长D.亚硝基化修饰可能改变了IAA17蛋白的空间结构【答案】B【解析】【分析】1、生长素作用特点：低浓度促进生长，高浓度抑制生长。2、在植物体内，生长素在细胞水平上起着促进细胞伸长生

长、诱导细胞分化等作用；在器官水平上则影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。3、生长素首先与生长素受体特异性结合，引发细胞内发生一系列信号转导过程，进而诱导特定基因的表达，从而产生效应。【详解】A、生长素是植物体内产生的一种微量有机物，起到调节作用，A正确；

B、一氧化氮（NO）引发IAA17蛋白的亚硝基化修饰，未改变基因的碱基序列，故亚硝基化修饰导致IAA17蛋白的氨基酸序列未改变，B错误；C、生长素能促进植物细胞的伸长生长，一氧化氮（NO）引发IAA17蛋白的亚硝基化修饰，修饰后的

IAA17蛋白与生长素受体结合受到抑制，而不易被降解，阻碍生长素信号转导，故NO可能抑制植物细胞的伸长生长，C正确；D、结构决定功能，由于修饰后的IAA17蛋白与生长素受体结合受到抑制，推测亚硝基化修饰可能改变了IAA17蛋白的

空间结构，D正确。故选B。10.冰碛层是冰川融化后形成的裸地，冰碛层上的群落演替要经历上百年的时间。下表为冰碛层演替过程中优势植物的替代情况及部分阶段土壤的pH。下列叙述不正确．．．的是（）演替过程冰川退去后的裸地苔藓→草本植物→柳树赤杨云杉、铁杉第9年第18年第35~50年第80~100年

土壤的pH7.9~8.07.5~7.87.26.554.8A.冰碛层上的群落演替属于初生演替B.演替过程中土壤pH的变化主要与草本植物有关C.云杉和铁杉成为优势种可能与土壤的酸化有关D.群落的发展变化是生物与环境间相互作用的结果【答案】B【解析】【分析】1、初生演

替：是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替；次生演替：原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。2、群落演替的原因：生物群落的演替是群落内部因素（包括种内关系、种

间关系等）与外界环境因素综合作用的结果。【详解】A、因为冰川退化后的裸地没有生物，所以该演替为初生演替，A正确；B、由表格可知，草本植物阶段土壤的PH变化不大，在乔木阶段土壤的pH变化幅度大，演替过程中土壤pH的变化主要与乔木有关，B错误；C、乔木阶段土壤逐步酸化，

云杉和铁杉成为优势种，C正确；D、环境决定生物能否在这里生存，生物也能影响环境，即群落的发展变化是生物与环境间相互作用的结果，D正确。故选B。11.我国长江口水域生态系统能量流动简图如下，图中数字为能量数值，单位t/（km2·a），据图判断以

下分析正确的是（）A.此生态系统中生产者固定的总能量为911.6t/（km2·a）B.第三营养级输出的60.77t/（km2·a）能量中包含有第三营养级生物粪便中的能量C.第三营养级到第四营养级的能量传递效率约为9.6%D.长江口水域生态系统已达到相

对稳定状态【答案】C【解析】【分析】生态系统中的能量流动：（1）概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。（2）过程：某一营养级的同化量=呼吸作用中以热能形式散失的能量+用于自身生长、发育、繁殖的能量=摄入量-粪便量。（3）特

点：单向流动、逐级递减。【详解】A、生产者固定的总能量包括呼吸作用中以热能形式散失的能量、流向分解者的能量和流向下一营养级的能量，911.6t/（km2·a）指生产者流向下一营养级的能量，而非生产者固定的总能量，A错误；B、第三营养级生物粪便中的

能量属于第二营养级生物的同化量，而不属于第三营养级输出的60.77t/（km2·a）能量，B错误；C、第三营养级到第四营养级的能量传递效率=18.76/195.07×100%≈9.6%，C正确；D、由于该生态系统的总生产量与总呼吸量的比值大于1，说明该生态系统能量的输入

大于散失，长江口水域生态系统向资源积累的方向发展，生态系统尚未发育成熟，未达到相对稳定状态，D错误。故选C。12.嗜盐单胞菌可利用海水合成聚羟基脂肪酸酯（PHA，一种新型生物塑料），在细胞内形成由膜包裹的不

溶性颗粒。科研人员从海水中分离得到一株嗜盐单胞菌，在非灭菌、高盐、高pH的发酵液中连续发酵生产PHA，其流程如下图所示。下列相关叙述不正确．．．的是（）A.利用含PHA的选择培养基筛选嗜盐单胞菌B.高盐、高pH

的发酵液抑制了杂菌生长C.培养液上清循环利用，有利于节约物质和能量D.发酵完成后收集沉淀的菌体以得到PHA【答案】A【解析】【分析】发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。发酵工程的内容包括

菌种选育、培养基的配制、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯（生物分离工程）等方面。【详解】A、嗜盐单胞菌可利用海水合成PHA，不能用含PHA的选择培养基筛选嗜盐单胞菌，A错误；B、高盐、高pH的发酵液使杂菌因失水过多或蛋白质变性而死亡，故可抑制杂菌生长，B正确；C、

培养液上清可以循环利用，可避免物质和能量的浪费，有利于节约物质和能量，C正确；D、嗜盐单胞菌可利用海水合成PHA，在细胞内形成由膜包裹的不溶性颗粒，因此发酵完成后收集沉淀的菌体以得到PHA，D正确。故选A。13.研究人员将PCR扩增得到毒物诱导型启动子S（箭头表示转录方向）插入图中载

体P区，构建表达载体，转入大肠杆菌，获得能够检测水中毒物的大肠杆菌。下列叙述不正确．．．的是（）的A.PCR扩增启动子S时，图中引物I、Ⅱ分别加入BamHI、XhoI识别序列B.用Ca2+处理大肠杆菌以便于转入构建好的表达载体C.使用添加氨苄青霉素的培养基筛选转入载体的菌株D.可通过转基因大肠杆菌

的荧光情况判断水中是否含毒物【答案】A【解析】【分析】基因工程技术的基本步骤：目的基因的获取；基因表达载体的构建；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定。【详解】A、根据启动子的方向，以及终止子的位置，PCR扩增启动子S时，图中

引物I、Ⅱ分别加入XhoI、BamHI识别序列，A错误；B、用Ca2+处理大肠杆菌，使大肠杆菌处于感受态，便于转入构建好的表达载体，B正确；C、氨苄青霉素抗性基因为标记基因，可使用添加氨苄青霉素的培养基筛选转入载体的菌株，C正确；D、PCR扩增得到的毒物诱导型启动子S（箭头表示转录方向

）插入图中载体P区，若水中有毒物，绿色荧光蛋白能表达，可通过转基因大肠杆菌的荧光情况判断水中是否含毒物，D正确。故选A。14.紫花苜蓿营养价值高，百脉根耐酸性强。研究者欲通过植物体细胞杂交的方法培育兼具二者优良性状的杂交种，相关分析正

确的是（）A.加入胰蛋白酶酶解以制备原生质体B.用灭活病毒诱导法可促进细胞融合C.融合的细胞即为杂交细胞D.杂交细胞不一定具备双亲的优良性状【答案】D【解析】【分析】植物体细胞杂交技术的基本流程：去除细胞壁制备原生质体

→诱导原生质体的融合→杂种细胞→愈伤组织→杂种植株。【详解】A、紫花苜蓿培育过程中不需要使用胰蛋白酶，需要使用生长素和细胞分裂素等植物激素，需要纤维素酶除去细胞壁，A错误；B、诱导植物细胞原生质融合的方法有物理诱导和化学诱导两种，没有生物诱导，B错误；C、融合的细胞不一定为杂交

细胞，也可能为同种细胞，需要进一步筛选，C错误；D、基因的表达可能存在相互干扰，杂交细胞不一定具备双亲的优良性状，D正确。故选D。15.下列与动物细胞培养有关的叙述，不正确的是（）A.动物细胞培养的原理是细胞的全能性B.CO₂的作用是维持细胞培养液pH的相对稳定C.动物细

胞培养需要添加一定量的动物血清D.可以用体外培养的人体细胞培养病毒【答案】A【解析】【分析】动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。【详解】A、动物细

胞培养的原理是细胞增殖，A错误；B、进行动物细胞培养时，需要提供95％的空气和5％CO2，CO₂的作用是维持细胞培养液pH的相对稳定，B正确；C、由于人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，动物细胞培养需要添加一定量的动物血清，C正确；D、病毒需要寄生在活细胞中，可以

用体外培养的人体细胞培养病毒，D正确。故选A。第二部分本部分共6题，共70分。16.土壤中存在细菌、真菌和线虫等生物，它们的关系十分复杂。（1）细菌、真菌和线虫等生活环境中的全部生物共同构成了_________。线虫可以细菌为食，真菌可产生菌丝陷阱包裹

并杀死线虫。（2）富含尿素的土壤中能检测出较多的菌丝陷阱，研究者推测尿素可诱导菌丝陷阱的形成。为研究尿素诱导菌丝陷阱形成的机制，研究者利用尿素及其分解产物氨分别处理野生型真菌和尿素分解酶基因功能丧失的真菌突变体，检测菌丝陷阱的数量，结果如图所示。结合上述

信息，推测_________，从而诱导菌丝陷阱的产生。（3）线虫产生蛔甙作为_________信号以调节自身生长发育和行为。真菌可感应该信号，从而形成菌丝陷阱，由此可见，信息可以__________，进而维持生态系统的平衡与稳

定。（4）土壤中细菌的精氨酸酶（可催化尿素产生的酶）表达量与线虫取食频率成正比。综合上述信息，通过分析细菌、真菌和线虫之间的关系，解释线虫数量相对稳定的机制：_________。（5）自然界中不乏类似于上述土壤微生物与线虫间的关系。下列事例与上

述机制最相似的是_________。a．食草昆虫啃食植物叶片后，植物产生挥发性物质吸引肉食性昆虫b．白蚁在巢穴中通过排出粪便供养细菌，从而抑制寄生真菌的生存和传播c．虫媒传粉的植物，花朵中蜜腺分泌含糖量较高的蜜露吸引昆虫来进行传粉【答案】（1）生

物群落（2）真菌利用尿素分解酶将尿素分解氨（3）①.化学②.调节种间关系（4）线虫对细菌的捕食增加时，细菌合成更多的尿素，被真菌分解为氨，线虫分泌蛔甙增加，诱导真菌形成更多菌丝陷阱，反馈调节线虫数量。（5）a【解析】【分析】1、生态系统的结构包括组成成分和营养结构，组

成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量；营养结构包括食物链和食物网。2、生态系统的信息传递：（1）生态系统中信息的种类：物理信息、行为信息、化学信息；（2）信息传递在生态系统中的作用：①个体方面：生命活动的正常进行离不开信息的作用。②种群方面：生物种

群的繁衍离不开信息的传递。③群落与生态系统方面：信息传递能够调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。3、群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，其研究内容包括群落的边界和范围、群落为的物种组成、种间关系、群落演替、生态位、空间结构、群落演替等。【小

问1详解】细菌、真菌和线虫等生活环境中的全部生物共同构成了生物群落。【小问2详解】分析题图可知，利用尿素处理尿素分解酶基因功能丧失的真菌突变体，无菌丝陷阱的产生，用氨处理尿素分解酶基因功能丧失的真菌突变体，有菌丝陷阱产生，说明真菌利用尿素

分解酶将尿素分解为氨，从而诱导菌丝陷阱的产生。【小问3详解】线虫产生的蛔甙是化学信号，真菌可感应该信号，从而形成菌丝陷阱，由此可见，信息可以调节种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。【小问4详解】土壤中细菌的精氨酸酶（可催化尿素产生

的酶）表达量与线虫取食频率成正比，线虫对细菌的捕食增加时，细菌合成更多的尿素，被真菌分解为氨，线虫分泌蛔甙增加，诱导真菌形成更多菌丝陷阱，反馈调节线虫数量，故线虫数量能维持相对稳定。【小问5详解】线虫对土壤中细菌的捕食增加时，细菌合成更多的尿素，被真菌分解为

氨，线虫分泌蛔甙增加，诱导真菌形成更多菌丝陷阱，反馈调节线虫数量。而自然界中食草昆虫啃食植物叶片后，植物产生挥发性物质吸引肉食性昆虫，从而调节食草昆虫的数量，二者机制最为相似，a符合题意，bc不符合题意，故选a。17.科研人员获

得一株小麦突变体，其籽粒灌浆期叶片绿色时间延长、籽粒重量大。为研究相关机理进行了系列实验。（1）光合作用的光反应在叶绿体的__________上进行，其上的P蛋白等与__________形成光合复合体（PS）吸收、传递并转化光能。（2）P蛋白对PS具有保护作用，缺失P蛋白的PS为[

PS]。科研人员检测灌浆期野生型和突变体叶片中PS、[PS]含量，结果如图1，结果显示___________。灌浆期检测两种小麦的叶绿素含量，结果如图2。据图1及图2结果结合所学知识分析，突变体在灌浆期________，因而叶片向籽粒运输有机物总量高，籽

粒增重。（3）进一步发现突变体中编码A蛋白的A基因突变，产生了突变的A蛋白。A蛋白是叶绿体中的一种蛋白酶。①为研究A蛋白的功能，科研人员提取野生型小麦叶片蛋白，加入图3所示试剂，处理不同时间后检测P蛋白含量，结果如图3所示，推测在小麦体内A蛋白的作用是___________。②制备图4所示的三种与

His（一种短肽，常作为蛋白检测标签）融合的蛋白，分别结合于特定介质上，加入等量的突变体小麦叶片蛋白提取液。孵育一段时间，除去未结合在介质上的蛋白，分离出介质上结合的蛋白进行电泳，使用抗原-抗体杂交检测，结果如图4。结合图3、图4结果推测，突

变体中A蛋白突变导致功能丧失，突变的A蛋白与P蛋白__________，因而产生相关表型。（4）研究发现P蛋白减少导致缺少保护的PS在吸收光能后释放活性氧，诱发细胞死亡，从而抑制小麦条锈菌生长。结合上述研究，说明A蛋白对小麦生存的意义___________。【答案】（1）①.类囊体薄膜②.光

合色素（2）①.与野生型相比，突变体叶片中PS的含量增加，[PS]含量减少②.叶片中PS和叶绿素的含量均增加，有利于吸收、传递并转化光能，提高了光能利用率，促进了光合作用的进行，合成的有机物增加（3）①.催化P蛋白降解②.都对PS具有

保护作用（4）A蛋白的存在催化P蛋白降解，使得P蛋白减少，P蛋白减少导致缺少保护的PS在吸收光能后释放活性氧，诱发细胞死亡，从而抑制小麦条锈菌生长，有利于小麦的生存【解析】【分析】1、叶绿体是光合作用的场所，

在叶绿体的类囊体薄膜上分布有光合色素和与光反应有关的酶，光合色素能够吸收、传递和转化光能，因此光反应发生在类囊体薄膜上，在叶绿体基质中分布有多种与暗反应有关的酶、C5以及少量的DNA和RNA，暗反应发生在叶绿体基质中。

2、结合题意和图示1、2分析可知，图1中科研人员检测灌浆期野生型和突变体叶片中PS、[PS]含量，根据结果可知，与野生型相比，突变体叶片中PS的含量增加，[PS]含量减少，说明突变体中P蛋白含量的增加，有利于保护PS，因此使得PS的含量增加。图2为灌浆期

检测两种小麦的叶绿素含量，由图可知，与野生型相比，突变体叶片中叶绿素的含量明显增多，叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，叶绿素的含量增多有利于对光能的吸收和利用，促进叶片光合作用的进行，使有机物增多。【小问1详解】光合作用的光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，类囊体上的P蛋白等与光合色素形

成光合复合体（PS）吸收、传递并转化光能。【小问2详解】根据题意，P蛋白对PS具有保护作用，缺失P蛋白的PS为[PS]。分析图1可知，与野生型相比，突变体叶片中PS的含量增加，[PS]含量减少，说明突变体中P蛋白含量的增加，

有利于保护PS，因此使得PS的含量增加。分析图2可知，与野生型相比，突变体叶片中叶绿素的含量明显增多，结合图1、2结果和所学知识可知，突变体在灌浆期叶片中PS和叶绿素的含量均增加，有利于吸收、传递并转化光能，提高了光能利

用率，促进了光合作用的进行，使得合成的有机物增加，因而叶片向籽粒运输有机物总量高，籽粒增重。【小问3详解】①根据题意，为研究A蛋白的功能，科研人员提取野生型小麦叶片蛋白，加入图3所示试剂，处理不同时间后检测P蛋白含量，结果如图3所示，加入溶剂的一组为对照组，加

入A蛋白活性抑制剂的一组为实验组，根据图3结果可知，对照组中检测不到P蛋白的存在，实验组中可以检测到P蛋白的存在，说明在小麦体内A基因编码的A蛋白酶能够催化P蛋白的降解，加入A蛋白活性抑制剂的实验组中A蛋白酶的活性被抑

制，因此P蛋白不被降解，能够检测到P蛋白的存在。②制备图4所示的三种与His（一种短肽，常作为蛋白检测标签）融合的蛋白，分别结合于特定介质上，加入等量的突变体小麦叶片蛋白提取液。孵育一段时间，除去未结合在介质上的蛋白，分离出介质上结合的蛋白进行电泳，使用抗原-抗体杂交检测，结果如图4。根据图

4可知，His无关蛋白和HisA蛋白两组用P蛋白抗体检测，没有检测到P蛋白的存在，而His突变的A蛋白一组用P蛋白抗体检测，能够检测到P蛋白的存在，结合图3和图4的结果推测突变体中A蛋白突变导致功能丧失，突变的A蛋白与P蛋白都对PS具有保护作用，提高了PS的含量，因而产

生相关表型。【小问4详解】根据题意，研究发现P蛋白减少导致缺少保护的PS在吸收光能后释放活性氧，诱发细胞死亡，从而抑制小麦条锈菌生长。由此说明说明A蛋白的存在催化P蛋白降解，使得P蛋白减少，P蛋白减少导致缺少保护的PS在吸收光能后释放活性氧，诱发细胞死亡，

从而抑制小麦条锈菌生长，使得小麦不易被条锈菌感染发病，从而有利于小麦的生存。18.F因子是一种主要由肝细胞分泌的蛋白质，在脂肪等多种组织中表达，对调节血糖有重要作用，科研人员对相关机制进行了研究。（1）与标准饮食

相比，高脂饮食使机体摄入更多能量，引起血糖升高。肝和____________可将葡萄糖转变为非糖物质，引发肥胖，导致细胞对胰岛素敏感性降低。（2）科研人员以野生型小鼠（WT）和F因子合成基因敲除小鼠（KO）为

材料，给予不同饮食，一段时间内检测F因子及皮下脂肪含量，结果如图1和图2。①据图1可知，高脂饮食可___________。②结合图1和图2结果推测F因子____________。（3）为研究高脂饮食条件下F因子通过皮下脂肪影响胰岛素敏感性从而调节血糖的机制，科研人员对给予高脂饮食饲喂一段时间

后的不同小鼠进行了皮下脂肪移植手术，一段时间后检测相关指标，实验设计及检测结果如下表所示。供体小鼠受体小鼠葡萄糖输注速率（mg·kg-1·min-1）皮下脂肪AKT蛋白含量注射胰岛素后皮下脂肪pAKT含量组1WTKOⅠ++++组2KOKOⅡ+++无组3WT假手

术Ⅲ+++++组4KO假手术Ⅳ+++无注：“+”越多代表含量越高；AKT蛋白是胰岛素信号通路关键蛋白；pAKT是磷酸化的AKT蛋白。①将上述受体及假手术小鼠禁食6h后，输注等量葡萄糖，之后同时输注等量胰岛素和不等量

的葡萄糖，以维持正常血糖水平。计算一段时间内葡萄糖输注速率，以反映细胞对胰岛素的敏感性。据表中结果可知F因子增加了胰岛素敏感性，则表中I~ⅣI处的数据应为________（选填“4”、“4”、“8”、“9.5”）。②AKT蛋白在胰岛素信号转导过程中的作用如图3所示，据表中结果结

合图3推测F因子对血糖调节的机制：_________。（4）脂联素是一种主要由脂肪细胞分泌的蛋白质，可增加胰岛素敏感性。为证明F因子通过调控脂肪细胞分泌脂联素增加胰岛素敏感性，还需进一步检测并比较WT和KO小鼠的________。【答案】（1）脂肪细胞（2）①.提高血

浆中F因子含量②.促进高脂饮食诱发的皮下脂肪积累（3）①.8、4、9.5、4②.高脂饮食下，F因子促进皮下脂肪组织中AKT磷酸化，进而促进囊泡中葡萄糖载体转运至细胞膜上，增加细胞对葡萄糖的摄取，维持血糖稳态（4）皮下脂肪组织中脂联素的含量【解析】【分析】血糖平衡的调节存在神经调节和体

液调节。血糖偏高时，能直接刺激胰岛B细胞分泌更多胰岛素，胰岛素能促进组织细胞加速摄取、利用、储存葡萄糖，使血糖降低；同时，高血糖也能刺激下丘脑的某区域，通过神经控制促进胰岛B细胞的分泌。血糖偏低时，能直接刺激胰岛A细胞分泌更

多胰高血糖素，胰高血糖素能促进肝糖原分解，促进一些非糖物质转化为葡萄糖，使血糖水平升高；同时，低血糖也能刺激下丘脑的另外的区域，通过神经控制促进胰岛A细胞的分泌。糖尿病存在Ⅰ型糖尿病，病因是胰岛素分泌不足；也存在Ⅱ型糖尿病，病因是胰岛素靶细胞上的受体不足。【小问1

详解】高血糖下，能直接刺激胰岛B细胞分泌更多胰岛素，胰岛素能促进组织细胞加速摄取、利用、储存葡萄糖，肝和脂肪细胞可以将葡萄糖吸收之后转变为非糖物质。【小问2详解】①分析图1，高脂饮食相较于标准饮食血浆中的F因子的含量明显升高，因此推测高脂饮食可提高血浆中F因子含量。②分析图2可知高脂饮食下皮下脂

肪含量升高，结合图1和图2推测F因子在高脂饮食条件下促进高脂饮食诱发的皮下脂肪积累。【小问3详解】①据表中结果可知F因子增加了胰岛素敏感性，AKT蛋白是胰岛素信号通路关键蛋白；pAKT是磷酸化的AKT蛋白，皮下脂肪中pAKT含量越多，说明对胰岛素越敏感，组2与组4的比较，组4进行了

假手术，且两者都是F因子合成基因敲除小鼠（KO），不能合成F因子，注射胰岛素后皮下脂肪pAKT含量都为0，两者注射葡萄糖的速率应该一致的，故Ⅱ和Ⅳ的数据为4；而组1和组3相比，组3进行了假手术，且小鼠为野生型，注射胰岛素后皮下脂肪pAKT含量比组1高，对胰岛素

敏感程度高，故Ⅲ的数据为9.5，组1的数据为8。②分析图3可知，高脂饮食下，F因子通过促进皮下脂肪组织中AKT磷酸化，进而促进囊泡中葡萄糖载体转运至细胞膜上，增加细胞对葡萄糖的摄取，维持血糖稳态【小问4

详解】F因子可增加胰岛素的敏感性，为证明F因子通过调控脂肪细胞分泌脂联素增加胰岛素敏感性，还需进一步检测并比较WT和KO小鼠的皮下脂肪组织中脂联素的含量，若WT小鼠皮下脂肪组织中脂联素的含量对于KO小鼠，则可初步证明F因子通过调控脂肪细胞分泌脂联素增加胰岛素敏感性。19.学习以下材料，回答（1

）~（5）题。水稻抗褐飞虱研究——虫高一尺稻高一丈水稻是我国重要的粮食作物。褐飞虱是专食水稻的害虫，它将针管状的口器刺入水稻，可直达韧皮部的筛管吸食汁液（图1）。取食过程中褐飞虱分泌唾液，唾液中降解细

胞壁的酶类使得口针更容易穿刺，此外，唾液中的α-淀粉酶和麦芽糖酶可以促进淀粉水解。B蛋白是褐飞虱唾液中的一种蛋白质，随褐飞虱取食进入水稻体内，可抑制易感水稻的基础防御反应。水稻也有相应机制来抵抗褐飞虱。抗虫水稻中存在N基因，其编码免疫应答受体N蛋白。N蛋白可

识别并能与B蛋白结合形成复合体进入细胞核，从而调控下游基因的表达，引发防御反应。例如，通过调节胼胝质合成酶基因与筛管中胼胝质水解酶基因的表达，控制筛板上筛孔（图2）边缘胼胝质的合成，从而抵御褐飞虱吸食筛管中的汁液。研究发现利用转基因技术在抗虫水稻中持续高表达B蛋白

可提高转基因水稻的抗虫性，但植株矮小，产量低。自然界中，抗虫水稻可及时清除B蛋白以避免过度的抗虫反应。B蛋白进入水稻细胞被N蛋白识别后，除激活抗虫信号通路之外，也激活了细胞自噬。细胞自噬是一种依赖溶酶体和液泡的蛋白质降解途径。B蛋白可与细胞

自噬受体结合，且N蛋白促进二者的结合，自噬受体可与自噬体结合，最终将B蛋白拖入液泡并将其降解。由于B蛋白-N蛋白-自噬受体三者互作激活细胞自噬，降解B蛋白，水稻细胞内B蛋白的量被严格控制在适当的水平。当褐飞虱取食终止时，水稻细胞中已无残留的B蛋白

，故可快速恢复正常生长发育。目前水稻育种中已获得应用的抗褐飞虱基因非常少，因此发掘和利用水稻中多种不同抗性机制的基因，将它们聚合利用，是形成抗褐飞虱的长效机制。（1）褐飞虱唾液中的__________酶可以水解植物细胞壁，便于口针穿刺植物组织，同时分泌的α-淀粉酶和麦芽糖酶将淀粉

分解为________进而吸收。（2）水稻N蛋白调节胼胝质合成酶与胼胝质水解酶的表达（如下图），是对抗褐飞虱的有效策略。褐飞虱取食水稻汁液时I~IV应分别为__________（选填选项前字母）。a．促进b．抑制c．上升d．下降e．阻塞f．畅通（3）根据文中信息，下列关于B蛋白在植物体内作

用的叙述，正确的是_________。a．将B基因转入抗虫水稻并持续表达，可提高转基因水稻抗虫性b．水稻细胞中长期存在B蛋白可激发防御反应，利于植株生长c．B蛋白在易感与抗虫水稻中引发的效应相同d．抗褐飞虱水稻通过细胞自噬途径来清除B蛋白（4）从稳态

与平衡的角度，分析抗虫水稻精细调控进入体内的B蛋白以实现抗虫反应与生长发育之间平衡的机制________。（5）虽然水稻通过N蛋白可以对抗褐飞虱的侵害，但在水稻育种中单一应用此机制可能有失效的风险。请结合文中信息，推测存在这种风险的原因

________。【答案】19.①.纤维素酶和果胶②.葡萄糖20.abce21.ad22.褐飞虱取食水稻时，B蛋白与N蛋白结合，调控胼胝质合成酶与水解酶等下游基因表达，引发防御反应；过量B蛋白引发细胞自噬

，及时清除B蛋白，水稻恢复正常生长发育23.褐飞虱群体中部分个体B基因突变，产生对水稻防御机制的抗性，经抗虫水稻的选择后，突变B基因频率上升，使水稻对褐飞虱的防御失效【解析】【分析】植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，需用

纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁。淀粉彻底水解的产物为葡萄糖，葡萄糖为单糖，可被细胞直接吸收利用。【小问1详解】植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，褐飞虱唾液中的纤维素酶和果胶酶可以水解植物细胞壁，便于口针

穿刺植物组织，同时分泌的α-淀粉酶和麦芽糖酶将淀粉分解为葡萄糖这一单糖进而吸收。【小问2详解】筛板上筛孔（图2）边缘胼胝质的合成有利于抵御褐飞虱吸食筛管中的汁液，而水稻N蛋白调节胼胝质合成酶与胼胝质水解

酶的表达，是对抗褐飞虱的有效策略，分析题图可知，褐飞虱取食水稻汁液时I~IV应分别为促进（胼胝质合成酶合成增多）、抑制（胼胝质水解酶合成减少）均有利于胼胝质含量上升，筛管运输受阻，从而达到对抗褐飞虱，减少其对筛

管中汁液的吸食，故褐飞虱取食水稻汁液时I~IV应分别为abce。【小问3详解】a、根据题文信息可知：将B基因转入抗虫水稻并持续表达，可提高转基因水稻抗虫性，a正确；b、水稻细胞中长期存在B蛋白可激发防御反应，但是B蛋白

持续存在会导致植株矮小，产量低，不利于植株生长，b错误；c、B蛋白在易感与抗虫水稻中引发的效应不相同，前者可抑制易感水稻的基础防御反应，后者引发防御反应，c错误；d、抗褐飞虱水稻通过细胞自噬途径来清除B蛋白，水稻细胞内B蛋白的量被严格控制

在适当的水平，d正确。故选ad。【小问4详解】综合题文信息可知，褐飞虱取食水稻时，B蛋白与N蛋白结合，调控胼胝质合成酶与水解酶等下游基因表达，引发防御反应；过量B蛋白引发细胞自噬，及时清除B蛋白，水稻恢复正常生长发育，从而使得抗虫水稻精细调控进入体内的B蛋白以实现抗虫反应与生长发育之间的平衡。【小

问5详解】虽然水稻通过N蛋白可以对抗褐飞虱的侵害，但是褐飞虱群体中部分个体B基因突变，产生对水稻防御机制的抗性，经抗虫水稻的选择后，突变B基因频率上升，使水稻对褐飞虱的防御失效。20.为提高基因编辑的精准性，减少脱靶，科研人员尝试对基因编辑系统进行改造。（1）

CRISPR-Cas9是被普遍应用的基因编辑系统，由人工设计的sgRNA靶向目标基因，Cas9蛋白在sgRNA引导下切割目标基因的双链DNA，使其断裂，促使细胞启动自然的DNA修复过程，断口处可能产生碱基错配，从而使目标基因产生突变或缺失等。Cas9蛋白与sgRNA所形成的复合物的

功能与基因操作工具中__________的功能类似，但长期存在于细胞核中的Cas9蛋白也可能产生对非目标DNA的切割，从而造成脱靶。（2）热纤梭菌中Co和Do蛋白能以高亲和力相互作用，形成复合物。科研人员将Cas9蛋白的N端和C端两个

片段分别与Co和Do蛋白融合，构建Cas9（N）-Co复合物和Cas9（C）-Do复合物，这两个复合物在细胞中相遇时，Cas9可恢复全酶活性。科研人员构建图1所示的表达载体，导入受体细胞。启动子1为远红光诱导型启动子，启动子2为持续

表达启动子。据此分析，在没有远红光照射时，受体细胞中Cas9（N）、Cas9（C）和Cas9蛋白的存在状态及位置是___________。与持续表达Cas9全酶相比，上述方法的优势是___________。（3）为检测上述基因编辑系统治疗肿瘤的效果，科研人员在小鼠

皮下移植肿瘤制作荷瘤小鼠。将构建好的上述载体注射到荷瘤小鼠的肿瘤部位，实验组一段时间内定期用远红光照射荷瘤小鼠。①检测本系统对目标基因PLK（一种肿瘤标志基因，可促进细胞分裂）的编辑效果。实验过程如下：提取不同组别小鼠肿瘤细胞的DNA

，PCR扩增PLK基因片段，所得PCR产物热变性后降温复性。用T酶（可识别含错配碱基的DNA并在错配处切割）酶切复性后的PCR产物，电泳检测结果如图2所示。据图2核酸电泳分离的DNA分子大小可知此系统对目标基因进行了编辑，理由是_________。②实验组小鼠的肿瘤明显小

于对照组，分析原因是_________。（4）科研人员希望利用本编辑系统对多个基因在不同时间进行可控编辑，思路是______。【答案】（1）限制酶（2）①.无Cas9（N）、Cas9（C）存在于细胞质、无Cas9②.仅在

远红光诱导时才有全酶进入细胞核，减少Cas9全酶长时间在细胞核中对非目标DNA的切割（3）①.与黑暗组相比，远红光组增加了两条更小的条带，说明PCR产物被酶切②.远红光诱导使Cas9恢复全酶活性，PLK基因产生

突变，抑制肿瘤细胞的增殖（4）构建多个不同表达载体3导入细胞，不同的表达载体3含不同的sgRNA基因与不同的诱导型启动子【解析】【分析】1、CRISPR-Cas9基因编辑系统是由sgRNA通过碱基互补配对原则准确地识别并结合到DNA的特定位点，从而引导切割Cas9蛋白到达准确位置进行DNA的切

割，在随后DNA自我修复过程中，容易随机引起一些碱基对的插入和缺失，导致基因功能改变。2、基因工程的工具：①限制性内切核酸酶，又称限制酶。这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并在特定部位将磷酸二酯键切开。②DNA连接酶，

连接两个核苷酸之间的磷酸二酯键。③基因进入受体细胞的载体，质粒是最常用的载体，除此之外，还有噬菌体、动植物病毒等。小问1详解】【根据题干信息“人工设计的sgRNA靶向目标基因，Cas9蛋白在sgRNA引导下切割目标基因的双链DNA，使其断裂”可知Cas9蛋白与sgRN

A所形成的复合物的功能与基因操作工具中限制酶的功能类似，作用于磷酸二酯键将DNA在特定位点切开。【小问2详解】表达载体1中的启动子1为远红光诱导型启动子，在没有远红光照射时则Cas9（N）蛋白基因不能发生转录，受体细胞中也就不能合成Cas9（N）蛋白。表达载体2中的启动子

2为持续表达启动子，即使没有受到远红光照射，Cas9（C）蛋白基因也能正常转录，并翻译合成Cas9（C）蛋白，然后由表达载体2中的核外运序列引导蛋白质定位于细胞质，因此受体细胞中有Cas9（C）蛋白并且存在于细胞质。由于没有远红光照射，受体细胞没有合成Cas9（N）-Co复合物，Cas9（C）-D

o复合物不能和Cas9（N）-Co复合物相遇，受体细胞中也就不会有Cas9蛋白存在；根据题干中“长期存在于细胞核中的Cas9蛋白也可能产生对非目标DNA的切割，从而造成脱靶”这一弊端，则上述方法通过“构建Cas9（N）-Co复合物和Cas9（C）-Do复合物，这两个复合物在细胞中相遇时，Cas9可

恢复全酶活性”，其优势在于仅在远红光诱导时才有全酶进入细胞核，减少Cas9全酶长时间在细胞核中对非目标DNA的切割。【小问3详解】定期用远红光照射荷瘤小鼠后，Cas9（N）-Co和Cas9（C）-Do两个

复合物在细胞中结合，使Cas9恢复全酶活性，Cas9蛋白在sgRNA引导下对目标基因PLK进行切割，与黑暗组相比，远红光组增加了两条更小的条带，说明PCR产物被酶切；因为远红光诱导使Cas9恢复全酶活性，PLK基因产生突变，从而抑制了肿瘤细胞的增殖，实验组小鼠的肿瘤明显小于对

照组。【小问4详解】可以构建多个不同表达载体3导入细胞，不同的表达载体3含不同的sgRNA基因与不同的诱导型启动子，利这样就可以用本编辑系统对多个基因在不同时间进行可控编辑。21.粳稻和籼稻的杂交种具有产量高的优势，但杂交种的部分花粉不育。科研人员对花粉不育的遗传机理展开研究

。（1）将纯合粳稻和纯合籼稻杂交，获得F1，F1自交获得F2。统计发现，F2仅有粳-籼杂交种和籼稻，且二者比例接近1：1。显微镜下观察发现两个亲本花粉均正常，但F1产生的花粉中近一半的花粉粒形态异常（败育），可判断含有_______

___（选填“粳稻”或“籼稻”）染色体的花粉粒败育，使其基因无法传递给后代。（2）经过精细定位，科研人员将导致花粉败育的基因定位于12号染色体上的R区（区域内的基因不发生交换）。粳稻和籼稻R区DNA片段上的基因如下图。①科研人员将F1杂种植株中A~E基因分

别单独敲除，得到A、B、C、E的单基因敲除植株，在显微镜下观察这些敲除植株的花粉粒形态。科研人员推测其中的C基因导致一半花粉败育，其他基因不影响花粉育性，支持这一推测的显微镜观察证据是__________。②F1杂种植株单独敲除D基因，其花粉均不育，C、D基因双敲除植株花粉均可育。推测C基因编

码的蛋白具有毒害作用，D基因编码的蛋白可_________。③为验证以上推测，科研人员将D基因转入F1，获得转入了单拷贝D基因的转基因植株（T0）。检测发现T0中转入的D基因并未在12号染色体上。若T0自交，仅检测1

2号染色体的R区，统计子代中分别与粳稻、粳-籼杂交种和籼稻R区相同的个体比例为_________，则支持上述推测。（3）研究发现，C基因编码的毒素靶向线粒体中的一种细胞色素氧化酶，导致毒害作用，这导致C、D基因的基因频率易于升高，

形成基因驱动效应。请结合上述机制，解释基因驱动效应的形成原因_________。【答案】21.粳稻22.①.敲除C基因时花粉形态正常，敲除其他基因时花粉粒形态异常②.中和或抑制C基因编码的蛋白的毒害作用③.1∶3∶223.C基因编码的毒素靶向线粒体中的一种细胞色素氧

化酶，导致毒害作用，使花粉不育；D基因编码的蛋白可中和或抑制C基因编码的蛋白的毒害作用。因此，在含有C基因但不含D基因的个体中，花粉不育，导致这些个体的基因无法传递给后代，从而使C、D基因的基因频率易于升高

，形成基因驱动效应。【解析】【分析】基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，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。【小问1详解】据题意推断，设纯合粳稻基因型为AA，纯合籼稻基因型为aa，则F1为Aa，正常情况下，F1自交子代AA:Aa:aa=1:2:1，而F2中粳-籼杂交种:籼稻=1:1，推测杂合子花粉不育，即含粳稻A染色体的花粉败育。【小问2详解】①将F

1杂种植株中A~E基因分别单独敲除，得到A、B、C、E单基因敲除植株，在显微镜下观察这些敲除植株的花粉粒形态，若敲除C基因时花粉形态正常，敲除其他基因时花粉粒形态异常，则其中的C基因导致一半花粉败育，其他基因不影响花粉育性。的②敲除D基因，保留C基因时，花粉不育，而C也敲除花粉

就可育，故真正令花粉不育的是C基因，而D基因可中和或抑制C基因编码的蛋白的毒害作用。③F1植株的基因型为Aa，导入D基因后进行自交，即使D未在12号染色体上，仍可发挥作用。不含D的A配子败育，则花粉中A∶a=2∶1，与粳稻R区相同的个体AA

比例为1/6,与籼稻R区相同的个体aa比例为1/6，与粳籼杂交种R区相同的个体比例为3/6。故子代中分别与粳稻、粳-籼杂交种和籼稻R区相同的个体比例为为1:3:2。【小问3详解】花粉粒中线粒体中的细胞色素氧化酶被

破坏，导致花粉不育。C基因编码的毒素靶向线粒体中的一种细胞色素氧化酶，导致毒害作用，使花粉不育；D基因编码的蛋白可中和或抑制C基因编码的蛋白的毒害作用。因此，在含有C基因但不含D基因的个体中，花粉不育，导致

这些个体的基因无法传递给后代，从而使C、D基因的基因频率易于升高，形成基因驱动效应。