北京市第一六一中学2025-2026学年高二上学期9月开学测试生物试题（含答案解析）

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这是一份北京市第一六一中学2025-2026学年高二上学期9月开学测试生物试题（含答案解析），共23页。
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一、选择题:本大题共16小题，每小题3分，共48分。
1.DNA条形码技术可利用细胞内一段特定的DNA序列鉴定物种。下列有关叙述正确的是
A．不同物种的DNA均含有元素C、H、O、N、S
B．DNA条形码序列不同是因为其碱基排列顺序不同
C．DNA条形码序列由核糖核苷酸连接而成
D．DNA条形码序列仅存在于细胞核中
2.达托霉素是一种抗生素,由亲水性环状肽和亲脂性脂肪酸侧链组成,可以插入细菌细胞膜中,造成细胞膜通透性的改变。达托霉素处理后的细菌耗氧率显著下降。下列关于达托霉素的推测不合理的是
A．插入到磷脂双分子层内部的是环状肽部分
B．可以影响细菌细胞膜控制物质进出的功能
C．使细菌有氧呼吸过程减弱造成耗氧率下降
D．使用达托霉素治疗前需要有细菌感染指征
3.检测细菌的转氨酶在不同pH和温度下的酶活性,实验一、二分别于35℃和pH10的条件下进行,结果如图。下列分析正确的是
A．转氨酶只能催化一类氨基转移反应,反映了酶具有高效性
B．10℃和60℃时酶活性极低,原因都是酶的空间结构被破坏
C．在pH5条件下重复实验二,所得曲线与上图相似
D．将实验一pH10的反应体系温度降低10℃,酶活性降低
4.体外培养小鼠的成纤维细胞(2n=20),对同一个细胞的分裂过程进行连续观察,得到的部分图像如下。下列说法正确的是
A．制作装片的过程为解离、染色、漂洗、制片
B．DNA复制和中心粒倍增发生在间期
C．图 ①细胞中同源染色体彼此分离
D．图 ②细胞中含40条姐妹染色单体
5.基因型为AaBb的精原细胞在产生正常配子的过程中,下列情况不会出现的是
A．
B．
C．
D．
6.黑腹果蝇的常染色体上有一对等位基因：正常眼(E)对无眼(e)为显性。基因型为Ee的父本与基因型为ee的母本果蝇杂交,子代中出现了一只基因型为EEe的个体。在不考虑交叉互换的前提下,基因未发生正常分离的细胞是
A．初级精母细胞
B．初级卵母细胞
C．次级精母细胞
D．次级卵母细胞
7.油菜籽粒黄色和黑色为一对相对性状,其中黄籽出油量高、油质更优良。研究人员利用三个油菜品系H(黑籽)、品系J(黑籽)和品系S(黄籽)进行如下杂交实验。下列推测错误的是
A．籽粒黄色和黑色至少受2对等位基因控制
B．组合1中籽粒颜色的分离比是自由组合的结果
C．品系H与J控制籽粒颜色的基因型可能相同也可能不同
D．品系S与组合2的F1杂交,子代中黑籽：黄籽约为2：1
8.赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质, 下列关于该实验的叙述正确的是
A．实验需分别用含 32P 和 35 S 的培养基培养噬菌体
B．搅拌目的是使大肠杆菌破裂，释放出子代噬菌体
C．35 S 标记噬菌体的组别，搅拌不充分可致沉淀物的放射性增强
D．32P 标记噬菌体的组别，放射性同位素主要分布在上清液中
9.果蝇的DNA分子上存在多个复制起始位点,复制起始蛋白能够识别该位点,进而促进解旋酶等相关蛋白结合DNA分子,启动DNA复制。下列说法不正确的是
A．DNA分子的多起点复制能提高复制效率
B．复制起始蛋白有助于解旋酶在特定位置断开氢键
C．DNA分子的两条链都将作为复制的模板链
D．DNA聚合酶可将脱氧核苷酸添加到子链5'端
10.饲喂高脂食物的线虫表现出脂肪积累表型,其子代即使饲喂正常食物也表现为脂肪积累。染色体组蛋白H3K4位点甲基化可激活daf-16等脂代谢相关基因表达。检测各组线虫组蛋白H3K4位点甲基化情况,结果如图。下列分析不正确的是
A．高脂饮食可以提高组蛋白H3K4位点甲基化程度
B．造成F ①和F ②表型不同的原因在于亲代的饮食情况
C．daf-16等相关基因表达增加可以抑制脂肪的积累
D．组蛋白甲基化导致子代表型变化属于表观遗传现象
11.家蚕是ZW型性别决定生物。油蚕幼虫的皮肤透明,称为皮肤油性。研究者用油蚕品系与普通皮肤品系杂交,结果如表。下列判断错误的是
A．家蚕皮肤油性和普通由1对基因控制
B．家蚕皮肤油性性状由Z染色体上隐性基因控制
C．用“普通蚕×油蚕”可在子代幼虫期据皮肤性状筛选雄蚕
D．F2中普通皮肤的雌雄蚕相互交配,子代中油蚕均为雄性
12.某种二倍体高等植物的性别决定类型为XY型。该植物有宽叶和窄叶两种叶形,宽叶对窄叶为显性。控制这对相对性状的基因(B/b)位于X染色体上,含有基因b的花粉不育。下列叙述错误的是
A．窄叶性状只能出现在雄株中,不可能出现在雌株中
B．宽叶雌株与宽叶雄株杂交,子代中可能出现窄叶雄株
C．宽叶雌株与窄叶雄株杂交,子代中既有雌株又有雄株
D．若亲本杂交后子代雄株均为宽叶,则亲本雌株是纯合子
13.无丙种球蛋白血症是一种单基因遗传病,下图表示某家族部分系谱图,其中Ⅱ1、Ⅱ5均无致病基因。下列分析不正确的是
A．无丙种球蛋白血症是伴Ⅹ染色体隐性遗传病
B．Ⅲ1获得致病基因的路径最可能是Ⅰ1→Ⅱ2→Ⅲ1
C．Ⅱ3与正常男子婚配,所生女儿患病几率为1/2
D．Ⅲ3和Ⅲ4均不携带无丙种球蛋白血症致病基因
14.加拉帕戈斯群岛由13个主要岛屿组成,居住着13种地雀。达尔文发现,它们在体型、喙等形态上存在巨大差异,不同种之间存在生殖隔离。这13种地雀是在150万年间由同一个祖先演化而来的,被称为“达尔文雀”。以下说法不正确的是
A．不同种地雀形态特征差异体现了对不同地理环境的适应
B．突变和基因重组使“达尔文雀”出现了丰富的表型
C．各岛屿上的地雀种群之间由于地理隔离逐渐形成生殖隔离
D．自然选择导致种群基因频率的改变,标志着新物种的形成
15.多囊肾病(PKD)是一种单基因显性遗传病,致病基因位于常染色体上。对某患者相关基因进行检测,得到2种序列(如下图)。图中限制酶E的识别序列为GATATC。下列判断正确的是
A．致病基因碱基序列的改变导致密码子由GAT变为AAT
B．用限制酶E切割该患者的基因,得到2种不同长度的片段
C．对患病家系进行调查,统计获得该病在人群中的发病率
D．若该患者与正常人婚配,生育患PKD男孩的概率为1/4
16.缺氧是多种危重症的起因,与多种疾病的发生、发展密切相关。某研究小组用人工培养的心肌细胞为材料,研究缺氧条件对细胞线粒体结构和功能的影响。请回答问题：
(1)线粒体是进行_________的主要场所。
(2)利用显微镜观察缺氧4h后心肌细胞线粒体形态、数量变化,并进一步对细胞呼吸指标进行测定,结果如图1所示(图中灰色不规则线段或颗粒均为线粒体)。发现缺氧导致________,即线粒体出现碎片化,结构损伤明显；缺氧后心肌细胞ATP 产生量比正常组降低约50%。由于有氧呼吸第三阶段产生的ATP最多,据此推测,线粒体的_______₍写结构名称)损伤严重,导致无法正常生成大量ATP。
(3)研究人员推测缺氧信号会导致Drp1蛋白的修饰水平改变,从而改变其与线粒体膜上LRRK2蛋白的结合力,导致ATP生成大幅减少。图2结果说明：缺氧使_________,进而_________；而突变的Drp1由于其空间结构改变,与相关蛋白的结合力相对较弱,最终会减轻缺氧导致的不良影响。
(4)研究表明Drp1是与线粒体裂变(线粒体分裂)有关的重要蛋白,多个Drp1分子围绕线粒体形成指环结构并通过改变分子间的距离或角度,逐渐压缩直至线粒体断裂,产生两个独立的线粒体(如图3所示)。请结合(2)、(3)、(4)结果对缺氧导致心肌细胞ATP生成减少的机理作出合理推测________。
二、非选择题:本大题共5小题，第17-20小题每小题10分，第21小题12分，共52分。
17.miRNA是在真核细胞内发现的一类内源性的具有调控功能的非编码小RNA,其具体调控机理如图。 (1)图中①为__________过程,形成的miRNA分子前体通过_________₍结构)从细胞核运出,进入细胞质进一步加工为成熟miRNA。 (2)成熟miRNA与__________蛋白结合形成RNA诱导物(RISC)。RISC与靶基因mRNA特异结合而引起__________,并抑制翻译过程,导致靶基因沉默。这种不改变靶基因序列而对其表达进行调控的现象属于__________遗传。 (3)miRNA-1在心脏组织中表达水平较高,但过表达的miRNA-1会引起心力衰竭(HF)。为研究黄芪甲苷(ASV)对miRNA-1过表达诱导大鼠(HF模型大鼠)的保护作用机制,研究者对32只大鼠随机分组,处理及结果见下表。
注：左心室射血分数越大,心脏的收缩和舒张功能越强由结果可知,miRNA-1过表达使大鼠__________,ASⅣ可以__________miRNA-1过表达对大鼠心脏造成的损伤。 (4)基于以上研究,请提出一个进一步研究的方向__________。
18.学习以下材料,回答(1)～(5)题。
精原干细胞的命运
在雄性哺乳动物精子发生中,精原干细胞(SSC)的命运分两种,一种是通过有丝分裂进行自我更新；另一种是在维甲酸(RA)的刺激下启动减数分裂产生精子。SSC有丝分裂与减数分裂之间的平衡与转换的有序进行是精子发生的关键。
SSC在睾丸内各种胞外生长因子和激素作用下,结合SSC胞内关键基因的表达,形成了一个对SSC命运精细而复杂的调控网络(图1)。研究者发现,gdnf基因表达的GDNF蛋白是维持SSC数量的重要因子,该基因广泛表达于睾丸内多种细胞。缺失一个gdnf等位基因的小鼠出现SSC耗竭的现象,gdnf基因过表达的小鼠SSC的数量多于野生型,并且无法响应RA的刺激进入减数分裂。表明GDNF能维持SSC的有丝分裂,并拮抗其进入减数分裂。
雄性哺乳动物性成熟前,睾丸内的支持细胞可以表达RA降解酶来降低睾丸内的RA水平,使减数分裂无法启动。性成熟后,促性腺激素(FSH、LH等)水平上升,作用于支持细胞,促进GDNF、FGF、CSF等因子的分泌,同时还可以促进RA的合成与释放,提高睾丸内RA的水平。RA能诱导多种减数分裂相关基因的表达,合成减数分裂所需蛋白质,如：黏连蛋白复合体REC8和RAD21L,REC8有利于姐妹染色单体的黏连,RAD21L介导同源染色体的非姐妹染色单体之间的黏连,作用效果如图2。
SSC的分裂是人和动物繁衍的重要一环。随着科技的发展,已相继发现了众多与SSC分裂相关的调控基因和功能蛋白,这些基因的作用机制及途径还需进一步探索,以完善其调控网络。
(1)与有丝分裂相比,减数分裂中染色体特有的行为有同源染色体__________,以及非同源染色体__________。
(2)根据REC8和RAD21L两种黏连蛋白的功能推测,Rec8和Rad21L两种基因在减数分裂过程中表达的时期和两蛋白质降解的时期可能的是__________。
选项 Rec8基因表达 REC8蛋白降解 Rad21L基因表达 RAD21L蛋白降解
A MⅠ中期 MⅡ后期之前 MⅡ前期之后 MⅡ后期之后
B 间期 MⅡ后期之前 MⅠ前期之前 MⅠ后期之前
C 间期 MⅠ后期之前 MⅡ前期之后 MⅡ后期之后
D MⅠ中期 MⅠ后期之前 MⅠ前期之前 MⅠ后期之前
注：MⅠ为减数分裂Ⅰ；MⅡ为减数分裂Ⅱ
(3)SSC有丝分裂的进行对GDNF存在剂量依赖性,原文中的依据是：___________。
(4)哺乳动物性成熟之后在促性腺激素的作用下SSC启动减数分裂产生成熟的精子。随着该过程持续进行,并不会出现SSC耗竭的现象。请从稳态平衡的角度利用文中信息分析原因________________。
(5)你认为对哺乳动物SSC有丝分裂与减数分裂调控机制的研究在生产生活中有哪些重要意义__________？(答出一点)
19.为探究水稻光合效率与结实率之间的内在联系,科研人员展开如下研究。
(1)水稻叶片利用发生在_______的光反应产生的______,在叶绿体______中将________还原,进而形成蔗糖和淀粉。
(2)科研人员对水稻的光合作用途径进行改造,获得植株G,在抽穗期和成熟期(影响水稻结实率和产量的关键期)分别检测其茎节韧皮部中有机物含量,结果如下表。
实验结果显示,与WT相比,___________________。
(3)种植后发现,植株G的结实率低于预期。为探究其原因,科研人员将WT与植株G进行正反交,结果如图1；观察WT与植株G花粉内部情况,结果如图2。
依据图1、图2结果推测,植株G结实率低的原因是______________。
(4)花粉的营养物质来源于叶片制造的有机物。已知蔗糖通过韧皮部运输至花粉后转化为淀粉,进而形成淀粉粒。科研人员发现,植株G韧皮部中积累大量淀粉,推测淀粉“阻塞”蔗糖运输。为验证上述推测,检测了植株G花粉中的有机物含量,结果如图3。图3结果是否支持科研人员的推测,请说明理由______________。
20.自然界中,一些植物由于受到不同因素的影响会出现花粉(雄配子)败育的现象,称为雄性不育。科学家已经在水稻、玉米等作物中选育出雄性不育株用于杂交育种。
(1)雄性不育株在杂交育种中的优势是不需进行__________操作。将某品种的水稻雄性不育株做__________与正常育性植株杂交,F1恢复育性,F1自交后代中育性正常植株占__________,表明雄性不育由一对隐性基因控制。用常规育种方法始终未能获得理想的雄性不育保持系(使雄性不育性状能遗传下去的品系)。
(2)研究者在水稻中选育了一种受温度影响(温敏)的雄性不育纯合S品系,环境温度高于26℃时表现为雄性不育、低于该温度恢复育性。S品系在育种中的优势为：高温时雄性不育用于杂交育种,低温时__________。研究发现,高温导致S品系减数分裂__________期异常,无法形成四分体,最终导致雄配子败育。
(3)环境温度的剧变常导致温敏雄性不育性状不稳定。科学家通过基因编辑技术获得了雄性不育突变体(mm),又将育性恢复基因M转入另一染色体上,同时转入的还有P基因,称为MGM保持系(图1)。MGM保持系自交过程如图2。
据图2可知,P基因的作用是__________,请简述MGM保持系在培育雄性不育植株中的优势__________。
21.结肠癌是发病率高的癌症之一,血管生成与肿瘤的发生发展密切相关,研究人员针对结肠癌的血管生成机制做了如下研究。
(1)研究表明,M蛋白可以诱导细胞凋亡,通过抑制异常的血管平滑肌细胞增殖和迁移影响血管生成。M蛋白在核糖体合成,经______加工后分泌至细胞外。研究人员发现结肠癌患者血清中的M蛋白含量显著降低。据此推测,M基因可能是一种_______基因。
(2)研究人员利用数据库筛选到一种可促进M基因转录的E蛋白。推测E蛋白通过与M基因启动子区域结合,促进M基因的表达。将相应质粒分别转入两组相同的细胞中,一段时间后收集细胞裂解液,检测荧光强度。结果显示甲组荧光强度明显高于乙组,从而证实推测。请从下列选项中选择转入甲组细胞的表达载体有_______,转入乙组细胞的表达载体有_______。
(3)EMSA实验可在体外验证DNA和蛋白质的相互作用,其原理是将蛋白质和用放射性同位素标记的DNA探针一同保温,电泳时探针和蛋白质相互作用形成的复合物比游离的探针移动的慢,处理后标记可显色。为了证实(2)中的结论,按下图所示的加样顺序进行实验,则探针P的碱基序列应与_________相同。实验中设置组3和组4的作用是为了说明_________的结合具有特异性,而组5的作用则是为了说明______。
(4)将血管内皮细胞接种于某基底上,一段时间后在显微镜下观察小管的形成数量即可判断血管形成能力。接种数量相同的血管内皮细胞后,经E蛋白处理的细胞形成小管的数量低于未经E蛋白处理的。此实验结果能否证实“E蛋白通过M蛋白抑制血管生成”？理由是_______。
北京市第一六一中学2025-2026学年高二上学期9月开学测试生物试题答案与解析
1. B
解析：【分析】细胞中的核酸根据所含五碳糖的不同分为DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)两种,构成DNA与RNA的基本单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸,它们含有C、H、O、N、P五种元素。
【详解】A、DNA的基本组成元素是C、H、O、N、P,并不含S元素,A错误；
B、不同的DNA条形码序列,其碱基排列顺序不同,这是DNA多样性的原因之一,所以DNA条形码序列不同是因为碱基排列顺序不同,B正确；
C、DNA条形码序列由脱氧核糖核苷酸连接而成,而核糖核苷酸是构成RNA的基本单位,C错误；
D、DNA主要存在于细胞核中,线粒体和叶绿体中也含有少量DNA,所以DNA条形码序列并非仅存在于细胞核中,D错误。
故选B。
2. A
解析：【分析】细胞膜的主要成分是磷脂分子和蛋白质,基本骨架是磷脂双分子层。细胞膜具有控制物质出入细胞的能力。
【详解】A、磷脂双分子层内部是脂肪酸,脂肪酸为亲脂性,达托霉素的环状肽为亲水性,脂肪酸侧链为亲脂性,因此插入到磷脂双分子层内部的是脂肪酸侧链部分,A错误；
B、达托霉素可以插入细菌细胞膜中,造成细胞膜通透性的改变,因此达托霉素可以影响细菌细胞膜控制物质进出的功能,B正确；
C、有氧呼吸过程需要消耗氧气,达托霉素处理后的细菌耗氧率显著下降,说明达托霉素使细菌有氧呼吸过程减弱造成耗氧率下降,C正确；
D、达托霉素可以使细菌耗氧率显著下降,在使用达托霉素治疗前需要确定个体是否感染了细菌(细菌感染指征),D正确。
故选A。
3. D
解析：【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物,大多数是蛋白质,少数是RNA；酶的催化具有高效性(酶的催化效率远远高于无机催化剂)、专一性(一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行)、需要适宜的温度和pH值(在最适条件下,酶的催化活性是最高的,低温可以抑制酶的活性,随着温度升高,酶的活性可以逐渐恢复,高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变,使酶永久性的失活)。
【详解】A、转氨酶只能催化一类氨基转移反应,反映了酶具有专一性,A错误；
B、10℃和60℃时酶活性极低,原因是低温降低了酶的活性,但是酶的空间结构没有被破坏,高温导致酶的空间结构被破坏,B错误；
C、据实验1可知,在pH5条件下,酶的活性为0,即已经失活,则在pH5条件下重复实验二,所得曲线与上图不同,C错误；
D、据实验2可知,25℃条件下的相对酶活性小于35℃条件下的相对酶活性,实验一是在35℃条件下进行的,所以将实验一pH10的反应体系温度降低10℃,酶活性降低,D正确。
故选D。
4. B
解析：A、制作装片的过程为→解离→漂洗→染色→制片,漂洗在染色之前,防止解离过度,A错误；
B、细胞的分裂间期发生DNA复制和中心粒倍增,B正确；
C、图①细胞是小鼠的成纤维细胞,不会发生减数分裂,因此不会发生同源染色体的分离,C错误；
D、图2细胞属于分裂后期,着丝点分裂,姐妹染色单体分离,因此细胞中没有姐妹染色单体存在,D错误。
故选B。
5. D
解析：【分析】减数分裂过程中,基因重组包括减数第一次分裂后期发生的交叉互换和非同源染色体自由组合。
【详解】A、该细胞属于AaBb正常减数分裂过程中产生的次级精母细胞,A正确；
B、该细胞属于AaBb正常减数分裂过程中在减数第一分裂后期发生交叉互换后产生的次级精母细胞,B正确；
C、该细胞属于AaBb正常减数分裂过程中产生的精细胞,C正确；
D、该细胞是AaBb在减数第二次分裂时着丝粒未正常分离产生的细胞,D错误。
故选D。
6. C
解析：基因型为Eee的个体可能是基因型为Ee的精子和基因型为e的卵细胞结合形成的,则形成该个体的原因是初级精母细胞中含有基因E和e的一对同源染色体没有分离移向同一极所致,A正确；基因型为Eee的个体可能是基因型为E的精子和基因型为ee的卵细胞结合形成的,则形成该个体的原因可能是初级卵母细胞中含有基因e和e的一对同源染色体没有分离移向同一极所致,B正确；若次级精母细胞中的基因未发生正常分离,则会形成基因型为EEe或eee的后代,而不会形成基因型为Eee的后代,C错误；基因型为Eee的个体可能是基因型为E的精子和基因型为ee的卵细胞结合形成的,则形成该个体的原因可能是次级卵母细胞中含有基因e和e的两条子染色体没有分离移向同一极所致,D正确.
7. D
解析：A.F2中黑籽:黄籽≈15:1,符合(9+3+3):1的比例,说明相关性状至少受两对等位基因控制,且符合基因自由组合定律,A正确；
B.组合1的F2分离比为15:1,是两对等位基因自由组合的结果(如AaBb自交),根据相关比例可知,黄籽个体为双隐性纯合,B正确；
C、H和J均为黑籽,与S(黄籽)杂交后F1均为黑籽且F2比例相同,说明H和J可能同为显性纯合(如AABB),由于相关性状至少受两对等位基因控制,因此二者的基因型也可能不同,C正确；
D、组合2的F1基因型为AaBb,与S(aabb)测交,子代基因型为AaBb(黑)、Aabb(黑)、aaBb(黑)、aabb(黄),比例为3:1,D错误。
故选D。
8. C
解析：【分析】 T2 噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用 35 S 或 32P 标记噬菌体噬菌体与大肠杆菌混合培养 → 噬菌体侵染未被标记的细菌在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能再培养基上独立生存，因此要标记噬菌体需用含 35 S 和 32P标记的大肠杆菌分别培养，A 错误；
B、搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体外壳与细菌分离，B 错误；
C、用 35 S 标记噬菌体的侵染实验中，蛋白质外壳吸附在细菌表面，如果搅拌不充分，则沉淀物的放射性增强，C 正确；
D、由于 32P 标记的 DNA 分子进入了细菌，所以 32P 标记的 T2 噬菌体侵染大肠杆菌，放射性同位素主要分布于试管的沉淀物中，D 错误。
故选 C。
9. D
解析：【分析】DNA复制时两条链均作为模板,复制的原料是四种游离的脱氧核苷酸,所需的酶是DNA聚合酶和解旋酶,复制的产物是DNA,遵循的原则是碱基互补配对原则。
【详解】A、DNA分子的多起点复制可以提高DNA复制的效率,A正确；
B、DNA复制时以DNA的两条链分别作为模板,DNA两条链之间的氢键需要断开暴露其中的碱基,复制起始蛋白能够识别复制起始部位,进而促进解旋酶等相关蛋白结合DNA分子,在特定位置断开氢键,启动DNA复制,D正确；
C、DNA复制时,DNA的两条链都将作为复制的模板链,C正确；
D、DNA的复制方向是从子链的5"→3",DNA聚合酶可将脱氧核苷酸添加到子链3'端,D错误。
故选D。
10. C
解析：【分析】DNA甲基化是表观遗传的一种类型,表观遗传是指生物体的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
【详解】A、依据题干信息,饲喂高脂食物会使线虫表现出脂肪积累表型,此时组蛋白H3K4位点甲基化的程度提高,当饲喂正常食物时,组蛋白H3K4位点甲基化的程度较低,说明高脂饮食可以提高组蛋白H3K4位点甲基化程度,A正确；
B、当亲本饲喂高脂食物时,即使子代饲喂正常食物,也表现为脂肪积累,当亲本饲喂正常食物时,子代饲喂正常食物,子代表型正常,说明造成F①和F②表型不同的原因在于亲代的饮食情况,B正确；
C、结合A项和题干信息,染色体组蛋白H3K4位点甲基化可激活daf-16等脂代谢相关基因表达,高脂饮食可以提高组蛋白H3K4位点甲基化程度,说明daf-16等相关基因表达增加可以促进脂肪的积累,C错误；
D、组蛋白甲基化会影响基因的表达,导致子代表型发生改变,属于表观遗传现象,D正确。
故选C。
11. D
解析：【分析】家蚕的性别决定方式为ZW型,则雌性基因组成为ZW型,雄性基因组成为ZZ型。因多只普通蚕(ZW)与多只油蚕(ZZ)进行多组杂交实验,每组杂交产生的F1中均有普通雄蚕和油性雌蚕,则可推知亲代基因型分别为(雌)ZBW、(雄)ZbZb。
【详解】A、题意显示,普通蚕×油蚕杂交产生的子代中普通雄蚕和油性雌蚕的比例约为1:1,表现为性状表现与性别相关联,因而亲本的基因型可表示为ZBW、ZbZb,即家蚕皮肤油性和普通由1对基因控制,且相关基因位于Z染色体上,A正确；
B、普通蚕×油蚕杂交产生的子代中普通雄蚕和油性雌蚕的比例约为1:1,说明亲本的基因型为ZBW、ZbZb,说明家蚕皮肤油性性状由Z染色体上隐性基因控制,B正确；
C、用“普通蚕(ZBW)×油蚕(ZbZb)”产生的子代的基因型和表现型为油蚕雄(ZbW)、普通蚕(ZBZb),显然在子代幼虫期据皮肤性状筛选雄蚕,C正确；
D、结合C 项可知,F1中的基因型为ZbW、ZBZb,F2中普通皮肤的雌雄蚕的基因型为ZBZb、ZBW,则二者杂交产生的子代中油蚕均为雌性(ZbW),D错误。
故选D。
12. C
解析：【分析】XY型性别决定的生物中,基因型XX代表雌性个体,基因型XY代表雄性个体,含有基因b的花粉不育即表示雄配子Xb不育,而雌配子Xb可育。
【详解】由于父本无法提供正常的Xb配子,故雌性后代中无基因型为XbXb的个体,故窄叶性状只能出现在雄性植株中,A正确；宽叶雌株的基因型为XBX−,宽叶雄株的基因型为XBY,若宽叶雌株与宽叶雄株杂交,当雌株基因型为XBXb时,子代中可能会出现窄叶雄株XbY,B正确；宽叶雌株与窄叶雄株,宽叶雌株的基因型为XBX−,窄叶雄株的基因型为XbY,由于雄株提供的配子中Xb不可育,只有Y配子可育,故后代中只有雄株,不会出现雌株,C错误；若杂交后代中雄株均为宽叶,且母本的Xb是可育的,说明母本只提供了XB配子,故该母本为宽叶纯合子,D正确。故选C。
13. C
解析：【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(如并指)、常染色体隐性遗传病(如白化病)、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21三体综合征)。
【详解】A、据图分析,图中的Ⅱ1与Ⅱ2正常,生有患病的儿子,说明该病是隐性遗传病,又因为Ⅱ1无致病基因,说明该病致病基因位于X染色体,即该病是伴Ⅹ染色体隐性遗传病,A正确；
B、Ⅲ1患病,其母亲和父亲都正常,由于该病致病基因位于X染色体,其致病基因来自母亲,故致病基因的路径最可能是Ⅰ1→Ⅱ2→Ⅲ1,B正确；
C、设该病相关基因是B/b,Ⅰ1患病,基因型是XbY,Ⅱ3基因型是XBXb,与正常男子XBY婚配,所生女儿基因型是XBXB、XBXb,患病几率为0,C错误；
D、Ⅱ5无致病基因,基因型是XBXB,Ⅱ4正常,基因型是XBY,其子代Ⅲ3和Ⅲ4均不携带无丙种球蛋白血症致病基因,D正确。
故选C。
14. D
解析：【分析】1、物种：分布在一定的自然区域内,具有一定的形态结构和生理功能,而且在自然状态下能够相互交配和繁殖,并能够产生可育后代的一群生物个体。
2、隔离：不同种群间的个体,在自然条件下基因不能发生自由交流的现象,常见的有地理隔离和生殖隔离。
3、地理隔离在物种形成中起促进性状分离的作用,是生殖隔离必要的先决条件,一般形成亚种。
【详解】A、不同的地理环境会对生物进行选择,使得生物向着适应环境的方向进化,不同种地雀形态特征差异体现了对不同地理环境的适应,A正确；
B、突变和基因重组为生物进化提供原材料,使“达尔文雀”出现了丰富的表型,B正确；
C、各岛屿上的地雀种群之间由于地理隔离,不能进行基因交流,逐渐形成生殖隔离,C正确；
D、自然选择导致种群基因频率的改变,标志着生物发生了进化,生殖隔离的形成标志着新物种的形成,D错误。
故选D。
15. D
解析：【分析】几种常见的单基因遗传病及其特点：
(1)伴X染色体隐性遗传病：如红绿色盲、血友病等,其发病特点：男患者多于女患者；隔代交叉遗传,即男患者将致病基因通过女儿传给他的外孙。
(2)伴X染色体显性遗传病：如抗维生素D性佝偻病,其发病特点：女患者多于男患者；世代相传。
(3)常染色体显性遗传病：如多指、并指、软骨发育不全等,其发病特点：患者多,多代连续得病。
(4)常染色体隐性遗传病：如白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症等,其发病特点：患者少,个别代有患者,一般不连续。
【详解】A、密码子是mRNA上的三个相邻碱基,而题干中给出的是DNA序列,所以不能直接得出致病基因碱基序列的改变导致密码子由GAT变为AAT,A错误；
B、多囊肾病(PKD)是一种单基因显性遗传病,由图可知,正常基因有2个限制酶E的识别序列,致病基因有1个限制酶E的识别序列,用限制酶E切割该患者的基因(杂合子,含正常基因和致病基因),会得到3种不同长度的片段,B错误；
C、对患病家系进行调查,可统计该病的遗传方式,而要统计获得该病在人群中的发病率,应该在人群中随机调查,C错误；
D、设致病基因为A,正常基因为a,患者基因型为Aa,正常人基因型为aa,他们婚配后生育患病孩子(Aa)的概率为1/2,生育男孩的概率为1/2,所以生育患PKD男孩的概率为1/2×1/2 = 1/4,D正确。
故选D。
16. ①. 有氧呼吸
②. 线粒体平均长度(体积)变小,数量变多
③. 内膜
④. Drp1的磷酸化水平升高
⑤. 增强了Drp1与LRRK2的结合力
⑥. 缺氧导致心肌细胞Drp1分子磷酸化增强,使线粒体的分裂异常,导致线粒体碎片化(线粒体内膜结构损伤),减弱了细胞有氧呼吸的功能
解析：【分析】分析图1：自变量为是否缺氧,因变量为4h后心肌细胞线粒体形态、数量变化。可知缺氧组线粒体平均长度变小,数量增多,说明缺氧导致线粒体出现碎片化,结构损伤明显,从而导致ATP产生量降低。
分析图2：自变量为是否缺氧,因变量为Drp1的磷酸化水平和Drp1与LRRK2的结合力,由图示可知,心肌细胞缺氧组的Drp1的磷酸化水平更高,Drp1正常缺氧组的Drp1与LRRK2的结合力比Drp1突变缺氧组和正常组更高,说明缺氧使Drp1的磷酸化水平升高,进而增强了Drp1与LRRK2的结合力,而突变的Drp1由于其空间结构改变,与相关蛋白的结合力相对较弱,最终会减轻缺氧导致的不良影响。
【详解】(1)线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,有氧呼吸第一阶段在细胞质基质进行,第二和第三阶段在线粒体内进行。
(2)通过图示发现缺氧导致线粒体平均长度(体积)变小,数量变多,即线粒体出现碎片化,结构损伤明显；缺氧后心肌细胞ATP 产生量比正常组降低约50%。由于有氧呼吸第三阶段产生的ATP最多,第三阶段在线粒体内膜上进行,据此推测,线粒体的内膜损伤严重,导致无法正常生成大量ATP。
(3)由图 2分析可知：缺氧使Drp1的磷酸化水平升高,进而增强了Drp1与LRRK2的结合力。
(4)Drp1是与线粒体裂变(线粒体分裂)有关的重要蛋白,多个Drp1分子围绕线粒体形成指环结构并通过改变分子间的距离或角度,逐渐压缩直至线粒体断裂,产生两个独立的线粒体,又因缺氧导致心肌细胞Drp1分子磷酸化增强,使线粒体的分裂异常,导致线粒体碎片化(线粒体内膜结构损伤),减弱了细胞有氧呼吸的功能。
17. (1) ①. 转录
②. 核孔
(2) ①. Ag
②. 靶基因mRNA降解
③. 表观
(3) ①. 心脏的收缩和舒张功能减弱、引起心肌细胞死亡
②. 缓解
(4)ASⅣ对miRNA-1异常高表达大鼠心脏保护的作用机理；(ASⅣ时miRNA-1异常高表达大鼠心脏保护的最适浓度；miRNA-1高表达引起心肌细胞损伤的具体机制)。(合理即可)
解析：【分析】基因表达包括转录和翻译。转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成。每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。tRNA结合氨基酸的部位是其羟基末端(-OH)。
【小问1详解】
①是由miRNA基因产生miRNA分子前体,是转录过程。miRNA是大分子,需要从核孔运出。
【小问2详解】
据图,成熟miRNA与Ag蛋白结合形成RNA诱导物。RISC与靶基因mRNA特异结合而引起靶基因mRNA水解,并抑制翻译过程。该过程不改变靶基因序列,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,属于表观遗传。
【小问3详解】
第2组和第1组相比,miRNA-1过表达,左心室射血分数减小,心肌细胞存活率减小。第3组和第2组相比,miRNA-1过表达水平降低,左心室射血分数增大,心肌细胞存活率增大。
【小问4详解】
通过以上研究,已经知道黄芪甲苷(ASV)对miRNA-1过表达诱导大鼠(HF模型大鼠)的保护作用,可进一步研究：ASⅣ对miRNA-1异常高表达大鼠心脏保护的作用机理；ASⅣ时miRNA-1异常高表达大鼠心脏保护的最适浓度；miRNA-1高表达引起心肌细胞损伤的具体机制等。
18. (1) ①. 分离
②. 自由组合
(2)B (3)缺失一个gdnf等位基因,小鼠出现SSC耗竭的现象；gdnf基因过表达,小鼠SSC的数量较野生型过量
(4)促性腺激素不仅促进SSC减数分裂产生成熟的精子,还可以作用于睾丸的支持细胞,促进GDNF等因子的分泌,促进SSC细胞进行有丝分裂,使SSC的含量保持稳定
(5)解决男性不育症患者的治疗；优良畜禽品种的开发；濒危动物的种质资源保存等实际问题有重大意义
解析：【分析】减数分裂过程：
(1)减数分裂前的间期:染色体的复制；
(2)减数分裂Ⅰ：
①前期：联会,同源染色体上的非姐妹染色单体互换；
②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；
③后期：同源染色体分离,非同源染色体自由组合；
④末期：细胞质分裂。
【小问1详解】
与有丝分裂相比,减数分裂中染色体特有的行为有同源染色体分离,以及非同源染色体自由组合；
【小问2详解】
据题意可知,REC8有利于姐妹染色单体的黏连,而姐妹染色单体形成于减数分裂Ⅰ前的间期,因此Rec8基因表达于此时期,而姐妹染色单体的分离发生于减数分裂Ⅱ后期,因此REC8蛋白降解于MⅡ后期之前；RAD21L介导同源染色体的非姐妹染色单体之间的黏连,此时同源染色体的非姐妹染色单体之间会发生片段的交换,只发生于减数第一次分裂前期,交换完成即降解该蛋白,因此Rad21L基因表达MⅠ前期之前,RAD21L蛋白降解亦发生于此时期,B正确、ACD错误。
故选B。
【小问3详解】
据题意可知,SSC在睾丸内各种胞外生长因子和激素作用下,结合SSC胞内关键基因的表达,形成了一个对SSC命运精细而复杂的调控网络。研究者发现,gdnf基因表达的GDNF蛋白是维持SSC数量的重要因子,该基因广泛表达于睾丸内多种细胞。缺失一个gdnf等位基因的小鼠出现SSC耗竭的现象,gdnf基因过表达的小鼠SSC的数量多于野生型,并且无法响应RA的刺激进入减数分裂,因此SSC有丝分裂的进行对GDNF存在剂量依赖性。
【小问4详解】
雄性哺乳动物性成熟后,促性腺激素(FSH、LH等)水平上升,作用于支持细胞,促进GDNF、FGF、CSF等因子的分泌,同时还可以促进RA的合成与释放,提高睾丸内RA的水平。RA能诱导多种减数分裂相关基因的表达,合成减数分裂所需蛋白质,随着减数分裂的发生,而GDNF、FGF、CSF等因子的分泌促进SSC有丝分裂的进行,同时抑制RA对减数分裂的促进,因此随着减数分裂的持续进行,并不会出现SSC耗竭的现象；
【小问5详解】
在哺乳动物的精子发生中,精原干细胞的命运分为两种,一是通过有丝分裂进行自我更新,二是通过减数分裂分化为精子,SSC有丝分裂与减数分裂之间的平衡与转换的有序进行是雄性动物精子发生的关键,该题将对精子发生中SSC有丝分裂、减数分裂关键调控因子与影响因素展开综述,重点关注从有丝分裂到减数分裂的转换过程中维甲酸mRNA甲基化修饰,激素类物质的调控作用,加深我们对于雄性哺乳动物生殖机理的了解,解决男性不育症的防治、提高优良种公畜的繁育率和濒危动物的种质资源保存等实际问题有重大意义提供参考。
19. (1) ①. 类囊体膜ATP和NADPH
②. 基质
③. C3
(2)植株G在抽穗期和成熟期茎节韧皮部中蔗糖和淀粉的含量均明显增加
(3)花粉中淀粉粒减少,柱头上花粉的萌发受抑制(萌发率下降、萌发数量减少)
(4)不支持。植株G花粉中蔗糖含量明显高于WT,说明不是蔗糖运输障碍导致的。
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。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光,而只是依赖于NADPH和ATP的提供,故称为暗反应阶段。
【小问1详解】
光合作用包括光反应和暗反应阶段,光反应发生在类囊体薄膜上,光反应产生的ATP 和 NADPH([H]),会参与暗反应,暗反应发生在叶绿体的基质中,在叶绿体基质中,利用光反应产生的物质将三碳化合物(C3)还原,进而形成蔗糖和淀粉等有机物。
【小问2详解】
实验结果显示,与WT相比,植株G在抽穗期和成熟期茎节韧皮部中蔗糖和淀粉的含量均明显增加。
【小问3详解】
依据图1、图2结果推测,花粉中淀粉粒减少,柱头上花粉的萌发受抑制(萌发率下降、萌发数量减少),因此植株G结实率低。
【小问4详解】
已知蔗糖通过韧皮部运输至花粉后转化为淀粉,进而形成淀粉粒,据图可知,植株G花粉中蔗糖含量明显高于WT,说明不是蔗糖运输障碍导致的。因此图3结果不支持科研人员的推测。
20. (1) ①. 去雄
②. 母本
③. 3/4
(2) ①. 恢复育性用于雄性不育保持系
②. M1
(3) ①. 使含有P基因的雄配子败育
②. MGM保持系自交可同时生产GMS不育系与MGM保持系自身
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形成配子时,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。
【小问1详解】
雄性不育株不能产生正常雄配子,在杂交育种中的优势是不需进行去雄操作。水稻雄性不育株只能作母本,与正常育性植株杂交。若雄性不育由一对隐性基因控制,F1恢复育性,则F1属于杂合子,自交后代中育性正常植株占3/4。
【小问2详解】
S品系可恢复育性,因此可以做保持系：即高温时雄性不育用于杂交育种,低温时恢复育性用于雄性不育保持系。高温导致S品系减数分裂异常,无法形成四分体,四分体的形成在MⅠ前期。
【小问3详解】
据图2可知,基因型为PM/m的雄配子败育,推知P基因的作用是使含有P基因的雄配子败育。MGM保持系在培育雄性不育植株中的优势为MGM保持系自交时可同时生产GMS不育系(mm)与MGM保持系自身(PM/mm)。
21. (1) ①. 内质网、高尔基体
②. 抑癌
(2) ①. AC
②. AF
(3) ①. M基因的启动子序列
②. E蛋白与探针P
③. 与探针P结合的确实是E蛋白
(4)不能,此实验只能证明E蛋白抑制血管的生成,而不能证明是通过蛋白M抑制血管生成
解析：【分析】胰岛素是唯一能降低血糖的激素,其作用分为两个方面：促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质；抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。当胰岛素和其受体结合后,一方面促进葡萄糖的氧化分解、合成糖原和转化形成非糖类物质,另一方面使细胞膜上的葡萄糖转运蛋白增加,促进葡萄糖进入细胞,从而使血糖浓度降低。
【小问1详解】
M蛋白属于分泌蛋白,因此M蛋白在核糖体合成,经内质网和高尔基体加工后分泌至细胞外；根据题意,研究人员发现结肠癌患者血清中的M蛋白含量显著降低,说明癌细胞增殖与M蛋白含量降低有关,因此,M蛋白的作用可能是抑制细胞分裂,因此M基因可能是一种抑癌基因。
【小问2详解】
验证E蛋白通过与M基因启动子区域结合,促进M基因的表达,是通过荧光强度体现的,所以实验中组成型启动子与E基因结合,M基因启动子和突变的M基因启动子是与荧光素酶基因结合,因此转入甲组细胞的表达载体有AC,而转入乙组细胞的表达载体有AF。
【小问3详解】
根据题意,EMSA实验可在体外验证DNA和蛋白质的相互作用,其原理是将蛋白质和用放射性同位素标记的DNA探针一同保温,电泳时探针和蛋白质相互作用形成的复合物比游离的探针移动的慢,处理后标记可显色,(2)中的结论,是E蛋白通过与M基因启动子区域结合,促进M基因的表达,因此探针P的碱基序列应与M基因的启动子序列相同,实验3与2组相比加了无标记的探针P,实验4组中加入了无标记的突变探针P,无标记的突变探针P不会与E蛋白结合,因此实验3、4组无标记的探针不会出现显色条带,组4分子量较大的条带是E蛋白与有标记的探针P特异性结合出现的,而5组加入了E蛋白的抗体,E蛋白、E蛋白抗体与探针结合物分子量最大,因此5组的作用在于说明与探针P结合的确实是E蛋白。
【小问4详解】
根据题意,接种数量相同的血管内皮细胞于某基底上后,一段时间后在显微镜下观察,经E蛋白处理的细胞形成小管的数量低于未经E蛋白处理的,该实验不能证实“E蛋白通过M蛋白抑制血管生成”,因为E蛋白的抑制作用是否通过蛋白M无法证明。项目
P
F₁表型
F₂表型及数量
组合1
H× S
均为黑籽
黑籽151、黄籽10
组合2
J× S
均为黑籽
黑籽300、黄籽20
杂交组合
F₁
F₁
F₁
F₁
F₂
F₂
F₂
F₂
普通,♀
普通,♂
油性,♀
油性,♂
普通,♀
普通,♂
油性,♀
油性,♂
普通蚕♀ × 油蚕♂
0
142
135
0
295
300
275
281
组别
实验处理
miRNA-1表达水平
左心室射血分数(%)
心肌细胞存活率(%)
1
正常大鼠灌胃0.9%生理盐水
1.00
92.50
100
2
HF模型大鼠灌胃0.9%生理盐水
82.51
71.52
49
3
HF模型大鼠灌胃80mg/kgASⅣ
20.38
84.36
76