高考冲刺小卷7-生物的变异（解析版）

高考冲刺小卷7——生物的变异知识点专项练习(解析版)

一、单选题

1.育种工作者将异源多倍体小麦的抗叶锈病基因转移到普通小麦，流程如图。图中A、B、C、D表示4个

不同的染色体组，每组有7条染色体，C染色体组中含携带抗病基因的染色体。

异源多倍体下杂交后代③网

(AABBCC)盛々AABBDD+含抗弋救

杂交后代①选择年病基因的染色体飞

X—«＞

普通小麦X―＞杂交后代②诱变后授粉:普通小麦选建含抗性基

(A\BBDD)普通小麦(AABBDD+几条的花粉(AABBDCK-＞因的小麦

(AABBDD)C组的柔色体

下列分析不正确的是()

A.异源多倍体AABBCC的培育一定要用秋水仙素加倍处理

B.杂交后代①的染色体组成为AABBCD,含有42条染色体

C.通过病菌接种实验处理杂交后代②可以筛选出杂交后代③

D.射线照射利于含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上

【答案】A

【分析】杂交后代①由异源多倍体AABBCC与普通小麦AABBDD杂交获得，染色体组为AABBCD,杂交

后代①AABBCD与普通小麦AABBDD杂交得到杂交后代②，杂交后代②通过筛选获得杂交后代③。

【详解】A、异源多倍体AABBCC的培育也可以采用两种植物AABB与CC通过植物体细胞杂交的方法获

得，A错误；

B、杂交后代①由异源多倍体AABBCC与普通小麦AABBDD杂交获得，染色体组为AABBCD,含有6个

染色体组，每组有7条染色体，含有42条染色体，B正确；

C、杂交后代②通过筛选获得杂交后代③，杂交后代③含有抗病基因的染色体，有抗病性状，因此通过病菌

接种实验处理杂交后代②可以筛选出杂交后代③，C正确；

D、射线照射可以提高突变率，有利于染色体发生结构变异，含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上，

D正确；

故选Ao

2.除草剂敏感与抗性是一对相对性状，除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体。下列叙述正确的是()

A.突变体若为一条染色体片段缺失所致，则抗性基因是显性基因

B.突变体若为基因突变所致，如果再经诱变有可能恢复为敏感型

C.突变体若为一对同源染色体相同位置片段缺失所致，则再经诱变可恢复为敏感型

D.抗性基因若为敏感型基因中的单个碱基对替换所致，抗性基因一定不能编码肽链

【答案】B

【分析】基因突变

1、基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换。

2、基因突变的类型：自发突变和人工诱变。

3、基因突变的特点：基因突变具有普遍性、低频性（个体的基因突变率低，但种群中个体数，其突变率较

高）、随机性、不定向性、多害少利性。

4、基因突变的意义：基因突变是新基因产生的途径；基因突变能为生物进化提供原材料；基因突变是生物

变异的根本来源。

【详解】A、突变体若为一条染色体的片段缺失所致，则该抗性基因可能为隐性基因，A错误；

B、突变体若为基因突变所致，由于基因突变具有不定向性，则再经诱变可能恢复为敏感型，B正确；

C、突变体若为一对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则相应位置的基因都已经缺失，再经诱变不可恢

复为敏感型，C错误；

D、抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，根据密码子的简并性，则该抗性基因不一定能编码肽

链，D错误。

故选B。

3.控制番茄叶型的基因位于6号染色体上。野外发现一株“三体”番茄含有三条6号染色体，其叶型正常。

利用该“三体”正常叶番茄与马铃薯叶型的二倍体番茄杂交，B均为正常叶型。选择R中的“三体”番茄与二

倍体马铃薯叶番茄杂交，后代马铃薯叶植株占1/6.下列相关分析，不正确的是（）

A.“三体”番茄存在染色体数H变异

B.马铃薯叶型对正常叶型是隐性性状

C.马铃薯叶型番茄的配子含一个染色体组

D.B中“三体”番茄的配子含三条6号染色体

【答案】D

【分析】染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、但位、易位四

种类型。染色体数目变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体

数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。

【详解】A、“三体”番茄含有三条6号染色体，即6号染色体多了一条，属于染色体数目变异，A正确；

B、分析题意，用该“三体”正常叶番茄与马铃薯叶型的二倍体番茄杂交，日均为正常叶型，说明马铃薯叶型

对正常叶型是隐性性状，B正确；

C、马铃薯叶型是二倍体生物，体细胞中含有2个染色体组，形成配子时染色体组减半，配子含•个染色体

组，C正确；

D、B中“三体”蕃茄与二倍体马铃薯叶番茄杂交，后代马铃薯叶植株占1/6,且正常叶番茄是显性性状，设

相美基因是D/d,则三体的基因型是DDd,马铃薯叶型基因型是dd,三体番茄（DDd）产生的配子为D：

DD：Dd：d=2：1：2：1,故与马铃薯叶的d组合，产生dd的马铃薯叶占1/6,“三体”蕃茄的配子1条或2

条6号染色体，D错误。

故选D。

4.大白菜体细胞中有20条染色体，染色体组为AA；芥菜型油菜体细胞中有36条染色体,染色体组为AABB,

其中A来源于大白菜，B来源于黑芥。科研人员将大白菜和芥菜型油菜杂交，发现大部分B的精原细胞减

数第一次分裂后期染色体数目大于28条。下列相关推测合理的是（）

A.口体细胞中无同源染色体

B.Fi体细胞中含有四个染色体组

C.大部分Fi减数分裂I后期部分姐妹染色单体提前分离

D.大白菜和黑芥可培育出芥菜型油菜，不存在生殖隔离

【答案】C

【分析】染色体组：细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生

物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组；每个奥色体组含有控制该

生物性状的全套基因。

【详解】AB、大白菜的染色体组为AA,芥菜型油菜体细胞的染色体组为AABB,二者杂交麻产生的B染

色体组为AAB,体细胞中含有同源染色体，含有三个染色体组，AB错误；

C、大白菜体细胞中有20条染色体；芥菜型油菜体细胞中有36条染色体，大白菜和芥菜型油菜杂交，R

中含有的染色体数为28,而依据题干信息，发现大部分B的精原细胞减数第一次分裂后期染色体数目大于

28条，说明大部分B减数分裂I后期部分姐妹染色单体提前分离，C正确；

D、大白菜和黑芥可培育出芥菜型油菜，利用的是植物体细胞杂交技术，大白菜和黑芥存在生殖隔离，D错

误。

故选C。

5.为探究高盐胁迫对油菜根细胞分裂的影响，科研人员以高浓度盐溶液处理的油菜根为材料•，制作根尖临

时装片并进行显微观察，结果如图。下列相关叙述错误的是（）

A.制作装片时需使用盐酸和酒精

B.如图所示细胞位于根尖分生区

C.如图所示细胞出现染色体结构变异

D.如图所示细胞处于有丝分裂末期

【答案】D

【分析】观察细胞有丝分裂实验的步骤：解离（解离液由盐酸和酒精组成，目的是使细胞分散开来）、漂洗

（洗去解离液，便于染色）、染色（用醋酸洋红等碱性染料）、制片（该过程中压片是为了将根尖细胞压成

薄层，使之不相互重叠影响观察）和观察（先低倍镜观察，后高倍镜观察）。

【详解】A、制作装片时使用盐酸与酒精的作用是解离，使细胞分离开，A正确；

BD、图中为姐妹染色单体分离移向细胞两极，为有丝分裂后期，该处细胞位于根尖分生区，原因是根尖分

生区分裂旺盛，能进行有丝分裂，B正确，D错误；

C、由图可以看出，在细胞的一极可以看到一段断裂的染色体片段，该变异类型为染色体结构变异，C正确。

故选D.

6.我国科学家利用红鲫鱼（2n=100,RR,字母代表染色体组）与团头鲂（2n=48,BB）进行育种,首次实

现在脊椎动物中将不同染色体数目的亲本杂交形成多倍体（如图）。下列说法错误的是（）

红鲫鱼早团头鲂8

（2n=100,RR）（2n=48,BB）

杂交种1杂交种2团头鲂

（3n=124,RRB）（4n=148,RRBB）（2n=48,BB）

3

杂交种3

（5n=172,RRBBB）

A.形成杂交多倍体过程中发生了染色体数目变异

B.杂交种1不育，因此对自然环境中的鱼类资源干扰较小

C.推测杂交种2可能产生了与体细胞染色体数相同的配子

D.杂交种3的获得说明杂交种2与团头鲂不存在生殖隔离

【答案】D

【分析】1、染色体变异包括染色体数目的变异和染色体结构的变异。

2、物种是指能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。

3、隔离包括地理隔离和生殖隔离；地理隔离是指同种生物由于地理障碍而分成不同种群，使得种群间不能

发生基因交流的现象；生殖隔离是指不同物种之间一般是不能相互交配，即使交配成功，也不能产生可育

的后代的现象。

【详解】A、形成多倍体过程中染色体发生了成倍的增加，属于染色体数目变异，A正确；

B、由题图可知杂交种1是三倍体含有红鲫鱼的2个染色体组和组头鲂的1个染色体组，减数分裂时出现联

会紊乱而不育，因此对自然环境中的鱼类资源干扰较小，B正确。

C、题图中杂种3(5n=172,RRBBB)是由杂种2(4n=148,RRBB)和团头鲂(2n=48,BB)杂交产生的，

由此推测杂交种2可能产生J'与体细胞染色体数相同的配子(4n=l48,RRBB),并与团头鲂产生正常的配

子(n=24,B)相结合而产生杂种3(5n=172,RRBBB),C正确；

D、生殖隔离是指不同物种之间一股是不能相互交配，即使交配成功，也不能产生可育的后代的现象，而杂

种3(5n=172,RRBBB)含有红鲫鱼的2个染色体组和团头鲂的3个染色体组，减数分裂时出现联会紊乱

而不育，所以杂交种3的获得说明杂交种2与团头鲂存在生殖隔离，D错误。

故选D

7.人类8号染色体在进化过程中的变化如下图所示，下列相关叙述错误的是()

A.旧世界猴和新世界猴可能存在生殖隔离

B.从祖先进化到人的过程中发生了染色体变异

C.8号染色体上的特异性序列可作为人类起源与进化研究的参考

D.不同生长环境诱导产生的不同变异导致祖先进化方向不同

【答案】D

【分析】1、生物的变异分为可遗传变异和不遗传变异，可遗传变异的来源有基因突变、基因重组和染色体

畸变，其中染色体畸变，在显微镜下可见。可遗传变异是进化的原材料，进化的实质是基因频率的改变，

变异具有不定向性，自然选择决定净化的方向；

2、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；

3、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。

【详解】A、由图可知，旧世界猴和新世界猴染色体组成不同，可能存在生殖隔离，A正确；

B、由图可知，人类的8号染色体是由原始祖先的两条染色体拼接形成的，即在共同原始祖先进化成人类的

过程中发生了染色体变异，B正确；

C、8号染色体上的特异性序列能哆为人类起源和进化研究提供参考，C正确；

D、变异是不定向的，自然选择决定生物进化的方向，D错误。

故选D。

8.下列生物技术操作不含达成预期目标的是（）

A.将胰岛素基因表达质粒转入酵母菌，筛选获得产胰岛素工程菌

B.将肠乳糖酶基因导入奶牛乳腺细胞，培育产低乳糖牛乳的奶牛

C.将体外改造后能识别特定癌细胞的T细胞回输患者，进行癌症治疗

D.将花青素代谢相关基因导入植物体细胞，获得具有特定花色的植株

【答案】B

【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】A、将含胰岛素基因表达载体的重组质粒转入酵母菌，经过筛选可以获得能生产胰岛素的工程菌,

A正确；

B、将肠乳糖的基因导入奶牛受精卵，可以培育出产低乳糖牛乳的奶牛，如果导入奶牛乳腺细胞则不能达成

预期目标，B错误；

C、将体外改造后能识别特定癌细胞的T细胞回输患者，可以识别特定的癌细胞，从而进行癌症治疗，C正

确；

D、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具有特定花色的植株，D正确,

故选B。

9.a）Co辐射可使部分花粉活力降低，通过受精过程可诱导卵组胞发育成单倍体幼胚。科研人员利用此原

理，通过下图所示操作培养西葫芦优良品种。

wCo辐射

意桃j花粉

雄花雄拄

|人「•授粉观察表型秋水

龄技介给雌拄雁抬吞曲生长4-5周取出种子尚体培养幼苗筛选单倍体他纥西葫芦

雌花套袋一►柱头一»雌花套袋°）,中的幼胚—⑤幼山飞一^幼苗飞^优良品种

下列相关叙述不正确的是（）

A.雌花套袋的目的是防止外来花粉的干扰

B.经②得到的部分幼苗体细胞染色体数目可能与④获得的品种相同

C.④处理可在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成

D.③应挑选幼苗中叶片大、茎秆粗壮的个体即为单倍体

【答案】D

【分析】结合图解和题意分析，将采集的雄蕊进行“C。辐射处理，目的是诱导花药母细胞内发生基因突变

或染色体变异，使其产生活力极低的花粉而无法完成正常受精，用这样的花粉涂抹在雌蕊柱头，诱导其受

精过程（事实因花粉活力低而无法真正完成受精），目的是促进雌蕊中卵细胞（染色体数目只有体细胞的一

半：20条）发育为幼胚，取出幼胚离体培养即可得到单倍体植株。由于突变的花粉可能只是一部分，所以

在离体培养的幼胚发育得到的植株中有些并不是卵细胞发育而来的单倍体植株，所以最后还需要进行对培

育植株进行形态上的筛选，•般是根据单倍体植株长得弱小且高度不育的特点进行选择。

【详解】A、雌花套袋的目的是防止外来花粉落在雌蕊的柱状上完成受精而影响实验的结果，A正确：

B、②是体细胞发育成幼苗，幼苗体细胞染色体数目与体细胞相司，④是用秋水仙素来处理单倍体幼苗，使

染色体数目加倍，与体细胞相同，B正确：

C、④是用秋水仙素来处理单倍体幼苗，在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，C正确;

D、由「突变的花粉可能只是一部分，所以在离体培养的幼胚发育得到的植株中有些并不是卵细胞发育而来

的单倍体植株，所以最后还需要进行对培育植株进行形态上的筛选，一般是根据单倍体植株长得弱小且高

度不育的特点进行选择，D错误。

故选D。

10.C品系果蝇仅在X染色体.匕存在D基因，使其具有棒眼性状，果蝇中D基因纯合会致死。用X射

线照射大量雄果蝇，为检测照射后的这批雄果蝇X染色体是否发生突变，使它们与C品系雌蝇交配。选

择B中若干棒眼雌蝇与正常雄蝇杂交，统计发现F?中雌蝇与雄蝇之比约为3：L下列有关杂交实验的分析，

不正确的是()

A.雄果蝇均不携带D基因

B.在X射线这种物理因素作用下可损伤果蝇细胞内的DNA

C.上述杂交实验的&中棒眼果蝇占1/2

D.X射线可能引发部分雄果蝇X染色体上出现隐性纯合致死基因

【答案】C

【分析】根据题意可知，C品系果蝇仅在X染色体上存在D基因，使其具有棒眼性状，果蝇中D基因纯合

会致死，用X射线照射大量雄果蝇，为检测照射后的这批雄果蝇X染色体是否发生突变，使它们与C品系

雌蝇交配。选择Fi中若干棒眼雌蝇常雄蝇杂交，统计发现F2中雌蝇与雄蝇之比约为3:1。

【详解】A、雄果蝇的基因型为X1)Y,是纯合子，因此会致死，在雄果蝇中没有X1)Y基因型，A正确；

B、X射线会导致基因突变，其原理是细胞内的DNA损伤，B正确；

C、上述杂交实验中，亲本雌果蝇的基因型是XDXT雄果蝇的基因型是XdY,因此杂交后代中基因型为XDX人

XdXd和XdY,比例为1:1:1,棒眼果蝇的比例占1/3,C错误；

D、正常情况下，Fi棒眼雌果蝇与雄果蝇杂交后代中雌雄比例如上为2:1,若子代中出现雌雄比例为3:1,则

可能是X射线引起部分雄果蝇X染色体上的基因突变为致死基因，传递给R雌果蝇，Fi雌果蝇再与正常雄

果蝇杂交后代中XDY基因型致死外还有其他基因型的致死，导致雌雄比例为3:1,D正确。

故选Co

二、非选择题

II.学习下面材料，回答(I)~(5)题。

细菌CRISPR-Cas系统

CR【SPR-Cas系统是广泛存在于细菌和古细菌中的一种获得性免疫系统。细菌中转入有益基因时，CRISPR

基因功能会缺失，当外源基因对细菌生存造成威胁时，CR1SPR的表达会发生上调，启动细菌的适应性免疫。

其防御机制分为适应阶段、基因表达阶段和干扰阶段。

有害的外源核酸中部分短序列会被细菌整合并插入到其CRISPR序列中(图1)、随后相关基因表达出Cas

蛋白、tracrRNA,以及CRISPR序列会表达出一条前体crRNA(Pre-crRNA),Pre-crRNA的某些序列被剪切，

形成多个crRNA。

■

图1细菌CRISPR~Cas系统的适应阶段

每条crRNA、IracrRNA与Cas蛋白形成稳定的效应复合物（图2）。在干扰阶段中，复合物中Cns蛋白使外

源DNA解旋，RNA①与之互补配对形成特殊结构，随后Cas蛋白构象发生变化并切割该段DNA的特定序

列。在此过程中，Cas蛋白有两个主要的功能位点。切割与RNA①互补配对的DNA单链的H位点，以及

切割非互补配对链的R位点。

外源DNA短序列

图2细菌CRISPRYas系统的干扰阶段

经改造的细菌CRISPR-Cas系统已被广泛应用到基因定点编辑、基因组筛选、基因转录调控等领域、但仍存

在许多问题有待深入解决与探索。

⑴细菌将外源DNA整合到CRISPR序列中，是对"可遗传变异类型中的的扩展。

（2）结合图1分析，有害的外源DNA被细菌整合并插入到CRISPR序列中，成为序列，CRISPR序

列中序列的转录产物存在核酸酶的识别位点，因此Pre-crRNA被剪切形成crRNA。结合图2分析，

IracrRNA和crRNA有（选填“相同”“互补”）序列，可相互结合，进而与Cas蛋白形成效应复合物。

（3）结合文章分析图2中RNA①是（选填“crRNA"打acrRNA”），起到对外源DNA的识别作用，进而

将复合物精准定位。

(4)下列说法正确的有_。

A.细菌体内的Cas是具有类似解旋酶和限制酶作用的双功能蛋白

B.Cas剪切外源DNA片段的精准性与RNA①的长度呈正相关

C.可通过CRISPR-Cas技术靶向治疗21-三体综合征患者

D.细菌CRISPR序列中重复序列的种间差异小于间隔序列

(5)从进化观分析，转入有益基因时，细菌CRISPR基因功能缺失的积极意义是。

【答案】(1)基因重组

⑵间隔重更互补

(3)crRNA

(4)ABD

(5)获取有益基因，获得新性状，更好的适应环境

【分析】切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，乂称限制诲。这类酶主要是从原核生物中分离纯化出

来的。限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苜酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。

DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式一黏性末端和平末端。

【详解】(1)将外源DNA整合到CRISPR序列中，属于广义上的基因重组。

(2)有害的外源DNA被细菌整合并插入到CRISPR序列中，使得DNA中序列被隔开，成为间隔序列；

核酸酶可以对RNA进行剪切，CRISPR序列中重复序列的转录产物，因此可以被核酸酶识别并切割；结合

图2可知，tracrRNA和crRNA有互补的序列，根据碱基互补配对原则，可以相互结合形成双链，进而与

Cas蛋白形成效应复合物。

(3)结合题干信息和图2可知，CRISPR序列会表达出一条前体crRNA(Pre-crRNA),Pre-crRNA的某些

序列被剪切，形成多个crRNA,RNA①是crRNA。

(4)A、Cas蛋白有两个主要的功能位点。切割与RNA①互补配对的DNA单链的H位点，以及切割非互

补配对链的R位点。因此Cas是具有类似解旋酶(解开DNA的双螺旋)和限制酹(对DNA进行切割)作

用的双功能蛋白Cas是具有类似解旋能和限制酶作用的双功能蛋白，A正确；

B、RNA①与之互补配对形成特殊结构，随后Cas蛋白构象发生变化并切割该段DNA的特定序列，因此Cas

剪切外源DNA片段的精准性与RNA①的长度呈正相关，即越长越精准，B正确；

C、21-三体综合征是多了一条染色体，对DNA进行切割，不能靶向治疗该病，C错误；

D、CRISPR是一段规律间隔成簇短回文重复序列，由众多短而保守的重爱序列区和间隔区组成，重复序列用于

稳定RNA的整体二级结构，间隔区是被细菌俘获的外源DNA序列，因此细菌CRISPR序列中重复序列的种间

差异小于间隔序列，D正确。

故选ABDo

(5)CRISPR基因会对外源基因进行切割，因此转入有益基因时，细菌CRISPR基因功能缺失有利于细菌

获取有益基因，获得新性状，更好的适应环境。

12.种子成熟过程受脱落酸(ABA)等植物激素调控。为研究种子成熟的调控机制，研究者以拟南芥为材

料进行了实验。

(DABA是对植物生长发育起_______作用的微量有机物，在种子成熟过程中起重要作用。

(2)研究发现，种子成熟阶段S蛋白和J蛋白均有表达。研究者检测了不同拟南芥种子的成熟程度，结果如

图I.根据图分析，S蛋白和J蛋白对种子成熟的调控作用分别是。

缺失突变体过表达植株

图I

(3)S蛋白可与J蛋白结合。为探究两蛋白在植物体中的作用关系，研究者在纯化的J蛋白溶液中分别加入野

生型及S蛋白缺失突变体的种子细胞裂解液，使用药剂M进行用关处理，检测结果如图2.结果说明：S蛋

白可使J蛋白。

+药剂Y-药剂M

时间(min)。12。

J蛋白—

内参

时间(min)0120

J蛋白■■

内参

注：药剂M抑制蛋白前体降解蛋白质。

图2

(4)检测发现，S蛋白缺失突变体比野生型体内的ABA含量低。编码S蛋白基因的启动子区有转录调控因子

T的结合序列，T可被ABA激活。J蛋白也为一种转录调控因子。为研究T、J蛋白对S蛋白基因表达的调

控，研究者构建了图3所示质粒并转化烟草叶肉原生质体，实验结果如图4.

质粒1而］Us蛋白基丽五三LUC|-

质粒2―怡动守>-----------

质粒3―归动T基因卜

质粒4f^>Tj蛋白基因卜

注:启动子I为可持续表达启动子；|代表终止子。REN、LUC分别

编码重组酯筋和荧光素酶，且解活性不受T、S、J蛋白影响。

图3图4

图4结果说明：—o

(5)种子成熟对于种子提高萌发活力等具有重要作用。综合上述研究，分析ABA对种子成熟的调控机制o

【答案】(1)调节

(2)促进、抑制

(3)降解

(4)T蛋白与S蛋白基因的启动子结合，促进S基因的表达，而J基因抑制T蛋白与S蛋白基因启动子的结

合

(5)ABA激活T蛋白，T蛋白促进S蛋白合成，S蛋白可使抑制种子成熟的J蛋白降解，从而促进种子成熟

【分析】1、植物的生长发育过程，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温度

等环境因子的变化，会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调

节。2、脱落酸的作用：抑制细胞分裂，抑制植物的生长，也能抑制种子的萌发；促进叶和果实的衰老和脱

落。

【详解】(1)ABA是植物激素，在植物生长发育过程中起调节作用。

(2)S蛋白缺失，种子成熟程度低，因此S蛋白促进种子成熟，而J蛋白过表达植株种子成熟度低，因此

J蛋白抑制种子成熟。

(3)药剂M抑制蛋白质的降解，结合图示可知，S蛋白缺失的裂解液与J蛋白融合，J蛋白的含量多于与

野生型的融合，说明J蛋白会被S蛋白降解。

(4)质粒1+2组作为对照，与1-2组相比，1+3组中T基因表达T蛋白，使得LUC/REN荧光强度比值明

显增大，且REN、LUC不受T蛋白的影响，说明T蛋白能与S蛋白基因启动子结合，从而使得LUC增多，

而|+4组与1+3+4组均与1+2组相同，说明第四组表达的J蛋白会抑制T蛋白与S蛋白基因启动子的结合，

抑制LUC的合成。

(5)ABA激活T蛋白，T蛋白可与S蛋白的启动部位结合，启动S基因的表达，S蛋白增多，S蛋白可使

J蛋白降解，而J蛋白抑制种子成熟，因此S蛋白可促进种子成熟，即ABA促进种子成熟。

13.免疫细胞能识别肿瘤，并浸润其中发挥重要作用。科学家利用免疫细胞这种“归巢性”，实现巨噬细胞”搭

便车”的设计，将药物输入到肿瘤内部。

(1)机体识别并清除肿瘤细胞，体现了免疫系统的功能。TAM是存在于肿瘤中的巨噬细胞，具有极强

的“归巢”肿瘤的能力。

(2)金纳米棒(AuNR)是一种光热材料，常用于局部肿瘤治疗，在808nm的激光照射下，产生光热效应，

使肿瘤细胞快速死亡。科研人员将AuNR与肿瘤细胞进行孵育，再用紫外光照射，获得J'装载AuNR的肿

瘤细胞凋亡小体(AuNR/ABs)。

①研究者对AuNR/ABs的光热性能进行考察，结果如图1.该实验的对照组为。

②荧光标记AuNR和AuNR/ABs,分别与TAM进行孵育，检测TAM细胞内的荧光强度，结果如图2。结

合图1和图2实验结果，分析凋亡小体作为AuNR载体的优点是。

激光照射时间/分

图1图2

(3)为研究利用AuNR/ABs搭乘TAM靶向到肿瘤部位进行治疗的效果。科研人员在小鼠的右下肢皮下接种

第一个肿瘤(R),一段时间后在左下肢皮下接种第二个肿瘤(L)模拟肿瘤转移。尾静脉注射相应药物。对

右侧肿瘤R进行三次光疗，最后记录两个肿瘤的重量(图3)。结合免疫学原理阐释左侧肿瘤L第4组重最

显著减小的主要原因o

ii1u234l5ll1M2345

组别组别

图3

注：CpG是可激活特异性免疫的佐剂

1组：缓冲液+照光

2组：AuNR-CpG+照光

3组：AuNR/ABs+照光

4组：AuNR-CpG/ABs+照光

5组：AuNR-CpG/ABs

(4)利用上述实验材料研窕本免疫疗法对肿瘤复发的抑制效果，请完善实验组设计思路o

【答案】(1)免疫监视

(2)缓冲液和AuNR与AuNR相比，ABs包裹的AuNR光热性能未发生改变，但增强了吞噬细胞

对其的吞噬作用

⑶TAM能将AuNR/ABs靶向带到R瘤中，光疗导致R瘤温度上升使肿瘤细胞裂解；在CpG的参与下，肿

瘤细胞裂解释放的抗原有效激活机体细胞免疫，产生的活化细胞毒性T细胞经循环系统到达L瘤，对其杀

伤。

(4)进行三次光疗一相同部位接种第二个肿瘤一记录第二个肿瘤的体积/重量

【分析】1、机体排除外来抗原性异物属于免疫防御功能：机体清除衰老或损伤的细胞，进行自身调节，维

持内环境稳态属于免疫自检功能；机体识别和清除突变的细胞，防止肿痛发生属于免疫监视功能。

2、机体特异性免疫分为体液免疫和细胞免疫。B细胞激活后可以产生抗体，由于抗体存在于体液中，所以

这种主要靠抗体“作战”的方式称为体液免疫；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。

【洋解】(1)机体识别和清除突变细胞，防止肿瘤发生属于免疫系统的免疫监视功能。

(2)①本实验目的为研究AuNR/ABs的光热性能，因此需要缓冲液组做空白对照，用己知的光热材料AuNR

做条件对照。

②由图I可知，AuNR/ABs组的溶液温度与AuNR组相同，说明凋亡小体作为AuNR的载体并不会影响其

光热性能；由图2可知，AuNR/ABs组细胞内荧光强度明显高于AuNR组，说明凋亡小体能促进吞噬细胞

对AuNR/ABs的吞噬作用。

（3）结合小问（2）,ABs能促进吞噬细胞对AuNR/ABs的吞噬作用，使吞噬细胞能利用其极强的“归巢”能

力携带更多的AuNR/ABs靶向运输至R瘤，利用光热效应使肿瘤细胞裂解，同时该组添加了CPG,在CPG

的参与下，肿瘤细胞裂解释放的抗原能有效激活机体细胞免疫，使机体产生更多活化的细胞毒性T细胞，

活化的细胞毒性T细胞经循环系统运输至全身，在L瘤处因为肿瘤细胞携带相同抗原而被细胞毒性T细胞

杀伤裂解。

（4）欲研究三次光疗对肿瘤复发的抑制效果，即研究通过三次光疗使肿瘤重量明显减小的前提下，当肿瘤

组织再次生长后的重量变化，即思路为：进行三次光疗一相同部位接种第二个肿瘤t记录第二个肿瘤的体

积/重量。

14.科研人员获得了携带两种抗稻瘟病的抗性基因Pib和Pikm的水稻品系一川抗30,以及携带螟虫抗性

基因CrylC的水稻品系一昌恢。为获得同时携带抗螟虫基因和两种抗稻瘟病基因的改良株系，开展了相

关研究。

（1）水稻的稻瘟病抗性与敏感为一对。利用川抗30品系与野生型稻瘟病敏感水稻杂交，B表现为稻瘟

病抗性，B与野生型杂交，子代性状及分离比为,证明Pib和Pikm位于非同源染色体上。

⑵昌恢品系水稻在品质和产量上明显优于川抗30,科研人员结合分子标记技术筛选目标基因进行杂交育种，

以获得改良优质水稻。请写出制备优质、高产的纯合双抗（抗螟虫和抗稻瘟病）水稻的杂交育种技术路线

（总体思路）o

（3）研究者利用PCR技术检测改良优质水稻中是否含有Pib基因c

①下表为利用PCR进行检测的反应体系的配方，请将表格补充完整。

PCR反应体系

组分总体积/10/L

10倍浓缩的犷增缓冲液IgL

i_____l.5|.iL

4和脱氧核甘酸等量混合液（2.5mmol-L-'）0.5pL

引物VIIG.OvmolL」）1/IpL

TaqDNA聚合酶0.20HL

H2Oii____

②图为Pib基因的部分序列。

5—.AATGCCCATGTGGA31

3,—...TTACGGG...TACACCT...—5'

根据图，选择作为引物对Pib基因进行扩增。

A.5'—...AATGCCC...—3'B.5'—...TCCACAT...—3'

C.5'—...TTACGGG...—3'D.5'—...ATGTGGA...—3*

研究者最终确定改良优质水稻具备了相关抗性基因，成功培育出优质、高产的双抗水稻。

(4)检测发现本研汽获得的优质双抗水稻的部分性状与昌恢品系相比出现株高上升、千粒重下降的现象，但

是利用基因定点编辑技术获得的纯合抗性突变株系，其他性状未发生改变，原因可能是。请从育种的

角度对这两种技术进行评价。

【答案】(1)相对性状稻瘟病抗性：敏感=3：1

(2)川抗30与昌恢杂交获得Fi,B与昌恢回交获得F2,利用分子标记技术筛选含有Pib和Pikm2基因的植

株继续回交昌恢，重复筛选和回交步骤，将Fn所得植株自交，筛选Pib和Pikm2纯合的植株。

(3)改良优质水稻的DNA4.即LA和B

(4)与稻瘟病抗性基因在同一条染色体上的基因也被保留下来

杂交育种技术简单，但育种周期长；基因编辑技术育种周期短，可定向改变生物的性状，但是技术难度高，

存在“脱靶”等潜在风险

【分析】基因工程的基本操作程序：

第一步：目的基因的获取；

第二步：基因表达载体的构建(核心)

1、FI的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。

2、组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。

第三步：将目的基因导入受体细胞

1、转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。2、常用的转化

方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。

将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术，方法的受体细胞多是受精卵。

第四步：目的基因的检测和表达将目的基因导入细菌：感受态细胞法：用Ca2+处理细胞使其成为感受态细

胞，再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收

DNA分子，完成转化过程。1、首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因。2、其次还

要检测目的基因是否转录出mRNA。3、最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是采用抗原一抗体杂交

技术。

【详解】（1）水稻的稻瘟病抗性与敏感为一对相对性状，同一性状的不同表现形式。假设两种抗性基因Pib

和Pikm,分别用A,a和B、b表示，位于非同源染色体上，符合自由组合定律。利用川抗30品系与野生

型稻瘟病敏感水稻杂交，B表现为稻瘟病抗性，说明抗性基因是由显性基因控制A、B控制的，B的基因

型为AaBb,与野生型的基因型为aabb杂交，后代的基因型为AaBb,aaBb,Aabb,aabb,性状及分离比为

稻瘟病抗性：敏感=3：1。

（2）制备优质、高产的纯合双抗（抗螟虫和抗稻瘟病），杂交育种的总体思路为：川抗30与昌恢杂交获得

R,R与昌恢|可交获得F2,利用分子标记技术筛选含有Pib和Pikm2基因的植株继续回交昌恢，重复筛选

和回交步骤，将R所得植株自交，筛选Pib和Pikm2纯合的植株。

（3）①PCR进行检测的反应体系的配方缺少目的基因，因此i改良优质水稻的DNA,反应体系总体积

1OpL-1-1.5-0.5-1-1-0.2=4.8HL,因此水ii为4.84.8业。

②根据己知Pib基因的部分序列以及双链DNA分子的结构特点（反向平行），再结合DNA复制（PCR中）

的特点，即子链合成的方向是从5,到夕，应选择引A和B物进行PCR扩增，故选A和B。

（4）基因定点编辑技术获得的纯合抗性突变株系与稻瘟病抗性基因在同一条染色体上的基因也被保留下来,

因此其他性状未发生改变。杂交育种和基因编辑技术育种都有优缺点，杂交育种技术简单，但育种周期长；

基因编辑技术育种周期短，可定向改变生物的性状，但是技术难度高，存在''脱靶"等潜在风险。

15.油胞是柑橘叶片、果实等器官的分泌结构，可产生和储存精油。我国科学家以和橘油胞为模式系统揭

示植物分泌结构起始和发育的机制。

（1）有性生殖的柑橘具有单胚性。大多数柑橘品种无性生殖，由胚珠的体细胞发育为多个胚，即多胚性。柑

橘的多胚性使后代不发生

（2）HP是金柑变异品种，因无油胞II感更甜，具有多胚性、3~6年才能结实。为破解无油胞突变的秘密，研

究者利用单胚性且结实所需时间短的HK作为与HP杂交，得到B群体，繁育F2群体。F?中有油胞与

无油胞植株的比例接近3：1。同时发现，F2中有油胞植株叶缘均有锯齿.无油胞植株叶缘均光滑，推测相关

基因与性状的关系。

推测一：两对相对性状由i对等位基因控制。

推测二：两对相对性状分别由位于—