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江苏省扬州中学2025-2026学年高三上学期9月月考生物试题
1．（2025高三上·扬州月考）下列关于细胞中各种有机化合物的叙述，正确的是（　　）
A．酶都是由氨基酸通过肽键连接而成的
B．蛋白质和核酸在细胞内合成时都需要模板、能量和酶
C．在人体心肌细胞中由A、G、T、U四种碱基参与构成的核苷酸最多有7种
D．细胞中运输各种离子和氨基酸的物质都是蛋白质
2．（2025高三上·扬州月考）图表示某高等植物细胞部分结构。下列叙述错误的是（　　）
A．结构③与⑥相连，有利于细胞中的能量供应与利用
B．结构①③⑤⑥的膜参与构成该细胞的生物膜系统
C．分裂旺盛的细胞中，若破坏结构⑤，会导致双核细胞的出现
D．结构②⑦均有物质运输、信息交流的功能，但只有⑦依赖受体
3．（2025高三上·扬州月考）如图为磷脂分子的结构通式，脂肪酸组成磷脂分子的尾。下列叙述正确的是（　　）
A．若磷脂含有N元素，则N存在于R1或R2中
B．真核细胞和原核细胞都含有磷脂分子
C．磷脂分子在水中会自发形成单层分子，头部朝向空气
D．磷脂分子可以运动，这是生物膜具有选择透过性的基础
4．（2025高三上·扬州月考）下图中的I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、AOX、UQ表示在真核细胞中需氧呼吸的第三阶段参与电子传递的蛋白质复合体或脂溶性物质复合体。其中H通过I、Ⅲ、Ⅳ逆浓度梯度运输，建立膜质子（H+）势差，驱动ATP合成酶和UCP发挥作用使膜两侧的质子（H+）势差转变成其他形式的能量。下列叙述错误的是（　　）
A．图示中的有机物可以是葡萄糖
B．H+通过UCP的跨膜运输是一种易化扩散
C．若膜上的UCP含量增多，则ATP的合成速率将下降
D．图示蛋白复合体所在结构为线粒体内膜，上侧是膜间隙
5．（2025高三上·扬州月考）下列与实验操作相关叙述合理的是（　　）
A．提取绿叶中色素时，先将剪碎的叶片迅速、充分研磨，再加入碳酸钙保护色素
B．DNA粗提取时，称取30g洋葱放入研钵中进行充分研磨后，在研钵中加入预冷的酒精溶液，静置2~3分钟，用玻璃棒卷起丝状物
C．鉴定酵母菌无氧呼吸产物时，先将酵母菌培养一段时间，再连接澄清石灰水
D．观察叶绿体时，先用镊子取一片藓类小叶放在载玻片上，再滴一滴清水，盖上盖玻片
6．（2025高三上·扬州月考）线粒体基因突变是遗传性糖尿病的一种最常见的形式，下列说法错误的是（　　）
A．线粒体能产生[H]，也能消耗[H]，能产生ATP也能消耗ATP
B．线粒体是真核细胞进行有氧呼吸的主要场所
C．人吸入18O2后，在线粒体中可以产生C18O2和H218O
D．基因突变可能导致线粒体膜上葡萄糖转运载体结构异常，从而引发糖尿病
7．（2025高三上·扬州月考）端粒是染色体两端一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体，端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短，当短到一定程度时，端粒内侧的正常基因会受到损伤。端粒酶以其携带的RNA为模板（含短重复序列5'-UAACCC-3'）使端粒DNA序列延伸，作用机理如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．端粒酶向右移动完成G链的延伸为逆转录过程
B．以延伸的G链为模板形成C链需要DNA聚合酶的催化
C．端粒酶延伸端粒DNA的短重复序列为3'-GGGTTA-5'
D．与正常细胞相比肿瘤细胞中端粒酶的活性比较高
8．（2025高三上·扬州月考）研究表明，miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见图。下列说法错误的是（　　）
A．细胞凋亡是由基因决定的程序性死亡
B．miRNA表达量升高会抑制细胞凋亡
C．circRNA可能通过核孔运出细胞核
D．circRNA含量升高会抑制细胞凋亡
9．（2025高三上·扬州月考）某细胞中的部分生理过程如图所示，①和②代表不同的化学反应。下列叙述正确的是（　　）
A．能量Ⅰ只能来自化学反应释放的能量
B．反应①只能发生在细胞质基质和线粒体中
C．能量Ⅱ可用于肾小管细胞对水分的重吸收
D．反应②往往伴随着生物体内的吸能反应
10．（2025高三上·扬州月考）在光照恒定、光合作用温度最适条件下，某研究小组用图1的实验装置测量一小时内密闭容器的变化量，绘成曲线如图2所示。下列说法正确的是（　　）
A．若第10min时突然黑暗，叶绿体基质中C3的含量在短时间内将下降
B．该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为64ppmCO2/min
C．适当提高温度进行实验，该植物光合作用的光饱和点将增大
D．a-b段，叶绿体中ATP从基质向类囊体膜运输
11．（2025高三上·扬州月考）现有性别决定方式为XY型的某纯合动物（2N=12）。将其一个正常精原细胞（细胞中所有染色体的P元素都为32P）放在不含32P 的培养液中先进行一次有丝分裂后再进行减数分裂，减数分裂某时期的细胞如图所示。图中仅显示部分染色体，①和②代表染色体。下列叙述正确的是（　　）
A．若此为减数第一次分裂的图像，染色体①的姐妹染色单体上出现基因A 和a，原因可能是基因突变或交叉互换的结果
B．若此为减数第一次分裂的图像，该图细胞中含有 4 套遗传信息和 6条含32P标记的染色体
C．若此为减数第二次分裂的图像，该细胞继续分裂形成的一个精细胞中含32P标记的染色体数最大为6条
D．使用32P标记该动物口腔上皮细胞溶酶体中的脱氧核苷酸，最终可能在该细胞染色体中检测到放射性
12．（2025高三上·扬州月考）某昆虫（ZW型性别决定）的眼色有红、白、紫三种，由A/a、B/b两对等位基因控制，已知A/a基因位于常染色体上，无A基因则表现为白眼。某人选取两纯合亲本进行下表所示杂交实验。不考虑互换，下列说法错误的是（　　）
p F1 （F1雌雄昆虫相互交配获得的）F2
红眼♀×白眼♂ 紫眼♀、红眼♂ 紫眼：红眼：白眼=3：3：2
A．A/a、B/b基因的遗传遵循自由组合定律
B．F2红眼个体既有纯合子又有杂合子，F2红眼个体中双杂合子占1/3
C．F2白眼个体与亲本白眼雄性个体基因型相同的概率为1/4
D．若F2中的紫眼雌性个体与白眼雄性个体杂交，则子代雌性个体中红眼个体占1/8
13．（2025高三上·扬州月考）人类某单基因遗传病，人群中存在该基因的三个复等位基因A1、A2和A3.图1为该遗传病的家系图谱，用限制酶M处理家系部分成员的该基因片段后进行电泳的结果如图2所示。下列说法错误的是（　　）
A．该遗传病致病基因位于X染色体上
B．致病基因上存在1个限制酶M的酶切位点
C．三个复等位基因的产生可能是由于碱基的替换
D．Ⅱ2和Ⅱ3生出患该遗传病男孩的概率为1/4
14．（2025高三上·扬州月考）肺炎链球菌转化实验中，R型细菌会释放多种酶：一些酶将S型细菌的DNA降解为片段；另一些酶使S型细菌DNA片段的双链打开，一条链被降解，另一条链进入细胞与R型细菌DNA上的同源区段配对，切除并替换相应的单链片段，形成一个杂种DNA区段。下列有关叙述不合理的是（　　）
A．推测该过程中需要限制酶、解旋酶、DNA酶等共同参与
B．加热杀死的S型细菌仍可保持转化活性的原因是DNA未发生变性
C．R型细菌转化为S型细菌时摄入的片段包含荚膜基因，该变异属于基因重组
D．含杂种DNA区段的细菌增殖后会出现R型和S型两种细菌
15．（2025高三上·扬州月考）我国新疆捷蜥蜴（2n=38）的性别决定方式为ZW型，其体色受Z染色体上的一对等位基因B（灰色）和b（绿色）控制。相关叙述正确的是（　　）
A．对捷蜥蜴的基因组测序需测20条染色体上的脱氧核苷酸序列
B．可根据体色来判断绿色雄性捷蜥蜴与灰色雌性捷蜥蜴杂交后代的性别
C．B、b的分离发生在初级精母细胞中，不会发生在次级精母细胞中
D．在新疆戈壁滩上灰色捷蜥蜴不易被天敌捕食，故B基因频率会升高
16．（2025高三上·扬州月考）为验证玉米籽粒发芽过程中产生了淀粉酶（化学本质为蛋白质，可催化淀粉水解），某学习小组设计了如下实验；在1~4号试管中分别加入相应的溶液（均无色），40℃温育30min后，再分别加入斐林试剂并60℃水浴加热，观察试管内颜色变化。下列叙述正确的是（　　）
A．试管1的作用是排除淀粉溶液中含非还原糖
B．试管2中加入的X应是发芽前玉米的提取液
C．试管3和4中的颜色变化都是蓝色→砖红色
D．配制斐林试剂与双缩脲试剂时使用的NaOH浓度不同
17．（2025高三上·扬州月考）雌蝗虫的性染色体组成为XX，雄蝗虫的性染色体组成为XO。雄蝗虫体细胞中有23条染色体，下列说法正确的是（　　）
A．初级精母细胞的四分体时期会出现11个四分体
B．有丝分裂后期，雌蝗虫体细胞中的染色体数目比雄蝗虫多2条
C．雌蝗虫体内细胞的染色体数目共有48、24、12这三种可能情况
D．雄蝗虫体内细胞的染色体数目只有46、23、12、11这四种可能情况
18．（2025高三上·扬州月考）水蛭素是一种蛋白质，可用于预防和治疗血栓。研究人员发现，用赖氨酸替换水蛭素第47位的天冬酰胺可以提高它的抗凝血活性。下列关于这项替换研究工作的叙述，错误的是（　　）
A．可行的直接操作对象是水蛭素基因
B．该过程与中心法则的信息流动方向一致，即DNA→mRNA→蛋白质
C．该蛋白质工程进行中难度最大的操作是改造水蛭素基因
D．改造的水蛭素基因导入微生物后可利用发酵工程生产水蛭素
19．（2025高三上·扬州月考）荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA片段为探针，与染色体上对应的DNA片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。下列叙述错误的是（　　）
A．图1中的DNA酶I是一种随机性的外切核酸酶
B．DNA酶I随机切割后产生的缺口由DNA聚合酶I从5’不断延伸补齐
C．图2中的两条姐妹染色单体最多会有2条荧光标记的DNA片段
D．该技术可用于21三体综合征和猫叫综合征的诊断
20．（2025高三上·扬州月考）图1是在温度和CO2等其他因素均适宜的条件下测定的玉米叶和小麦叶的总光合速率与呼吸速率的比值（P/R）与光照强度的关系，同时测定了小麦和玉米叶肉细胞的D1蛋白、F蛋白及氧气释放速率的相对量，结果如下表所示（+多表示量多）。已知叶绿素a通常与D1蛋白等物质结合，构成光合复合体PSⅡ（可使水发生光解）。
光照强度 a b c d e f
小麦 D1蛋白含量 ++++ ++++ ++++++ ++++ ++ +
F蛋白含量 ++++ ++++ ++++++ ++++ ++ +
氧气释放速率 ++ ++++ ++++++ ++++ ++ +
玉米 D1蛋白含量 ++++ ++++ +++++ +++++ ++++ +++
F蛋白含量 ++++ ++++ +++++ +++++ ++++ +++
氧气释放速率 + ++ +++++ +++++ ++++ ++++
（1）用纸层析法分离光合色素，可以根据滤纸条上色素带的位置判断4种色素在层析液中　 　的大小。PSⅡ中的叶绿素a在转化光能中起到关键作用，PSⅡ接受光能激发释放的e-的最初供体是　 　。e-经过一系列的传递体形成电子流，并由电子流驱动生成　 　。据此分析，在光反应过程中，能量类型的转换过程是　 　。在有氧呼吸过程中产生的H+和e-最终受体是　 　。
（2）结合表中信息分析，在图1中的d光强下，玉米叶的总光合速率　 　（填“大于”、“等于”或“小于”）小麦叶的总光合速率。
（3）玉米称为C4植物，其光合作用的暗反应过程如图2所示，酶1为PEP羧化酶，可以固定低浓度的CO2形成C4，酶2为RuBP羧化酶，可以固定高浓度的CO2形成C3，对低浓度的CO2没有固定能力。则酶1固定CO2的能力比酶2　 　（填“强”或“弱”）。小麦叶肉细胞没有酶1催化生成C4的过程，称为C3植物，其光合作用均在叶肉细胞完成。据上述信息分析，与小麦相比，玉米更适应高温、干旱环境的原因是：　 　造成叶片内CO2浓度低，但是玉米和小麦相比　 　。
（4）在一定浓度的CO2和30 ℃条件下(假设细胞呼吸最适温度为30 ℃，光合作用最适温度为25℃)，测定马铃薯和红薯的相关生理指标，结果如下表。
光补偿点/klx 光饱和点/klx 光饱和时，CO2吸收量/ (mg·100 cm-2叶·h-1) 黑暗条件下，CO2释放量/ (mg·100 cm-2叶·h-1)
红　薯 1 3 11 6
马铃薯 3 9 30 15
①25 ℃条件下，测得红薯光补偿点会　 　(选填“小于”“大于”或“等于)1 klx。
②实验条件下，光照强度为3 klx时，红薯的真正光合速率　 　(选填“小于”“大于”或“等于”)马铃薯的真正光合速率。
③据表中数据分析，红薯与马铃薯两种植物，较适合生活在弱光环境中的是　 　。
21．（2025高三上·扬州月考）成人早衰综合征（WS）是由WRN基因突变引起的罕见遗传病。患者表现为特征性“早老面容”，并易患癌症等疾病。图1为某家族患WS的遗传系谱图，用红色/绿色荧光探针分别标记WRN基因有/无突变的核酸序列，利用实时荧光定量PCR技术检测单碱基突变，随着PCR循环数增多，相应的荧光信号逐渐增强。图1家系中部分成员检测结果如图2所示。
（1）结合图1、2判断，WS的遗传方式为　 　。
（2）图1所示家系中，可能存在的WRN致病基因传递途径有　 　。（编号选填）
①I-2第一极体→Ⅱ-2体细胞 ②I-1精原细胞→II-1体细胞 ③II-3卵原细胞→Ⅲ-2次级卵母细胞 ④Ⅱ-2次级精母细胞→Ⅲ-1体细胞
（3）WRN蛋白是一种解旋酶，该酶广泛参与DNA复制、修复等多种核酸代谢过程，能维持细胞基因组的稳定，抑制早衰和肿瘤的发生，WRN的作用主要是　 　，在细胞分裂的　 　期较为活跃。
（4）与正常人相比，WS患者的体细胞寿命缩短，细胞衰老速度加快。衰老细胞的细胞膜　 　改变，使物质运输能力下降，细胞体积　 　，细胞核体积　 　，染色质　 　。
对健康个体和患者的WRN基因进行测序，如下图为基因编码链序列的第361-380位碱基。
（5）由图可知，患者体内WRN蛋白功能丧失的原因是：WRN蛋白中第　 　位氨基酸由　 　变为　 　，造成WRN蛋白结构发生变化。（密码子：AAU-天冬酰胺、UUA-亮氨酸、AAG-赖氨酸、UUC-苯丙氨酸）
（6）人为干预可以延缓WS的病程进展，降低并发症的产生。下列治疗方案可行的是　 　 （编号选填）
①使用药物延缓细胞的衰老
②使用RNA干扰技术减少突变WRN蛋白的合成
③植入改造后人的间充质干细胞（一种多能干细胞）
22．（2025高三上·扬州月考）（15）某二倍体（2m=24）高等雄性动物个体的基因型为AaBb，如图1所示，图2为细胞中的染色体数和核DNA分子数的关系，图3为该动物细胞内同源染色体对数的变化曲线图，回答下列问题：
（1）图1所示细胞名称是　 　，对应的是图2中的　 　段，基因A与基因a分离发生在　 　时期。
（2）分析图2，该动物精巢中的细胞正在进行有丝分裂和减数分裂，其中可表示有丝分裂的是　 　，精原细胞形成精子的过程可表示为　 　（用字母和箭头表示）。次级精母细胞中含有　 　条Y染色体。
（3）图3中能体现基因自由组合定律实质的时期的是　 　段，其中1个精原细胞进行图3过程后，可产生　 　个精细胞。下图中，甲细胞是该动物产生的一个生殖细胞，根据染色体的类型和数目，判断图乙中可能与其一起产生的生殖细胞有　 　。
（4）若一个基因型为AaXcY的精原细胞，其减数分裂产生了AY和AXcXc的精子，与其来自同一个初级精母细胞的其他精子的基因型为　 　，导致这种现象产生的原因是　 　。
（5）已知该动物还存在另外两对等位基因Y、y和R、r，经基因检测该动物产生的配子类型共有YR、Yr、yR和yr四种，且数量比例接近1：14：14：1．若所有类型配子均可正常发育，则由此可推断出这两对等位基因在染色体上最可能的分布情况，请将其画在下图的方框中　 　（四条竖线代表四条染色体）。
23．（2025高三上·扬州月考）某二倍体植物的花色受三对完全显性的等位基因控制，其花色色素合成途径如图1所示。现以三个白花纯合品系进行杂交实验，结果如图2所示。请回答下列问题：
（1）植物的花色遗传遵循基因的　 　定律。由图可知，基因可通过控制　 　，进而控制生物体的性状。
（2）正常情况下，红花植株的基因型有　 　种，实验一中，品系1的基因型是　 　，实验二中F2白花植株中能稳定遗传的占　 　。
（3）研究发现，在实验二F1中偶然发现一株白花，为探究其变异来源，科研人员进行了如下研究：
①制作该白花植株体细胞临时装片，镜检观察，选择处于有丝分裂　 　期且　 　（选填“极面观”或“侧面观”）染色体排列分散良好的细胞进行核型分析，初步判断变异来源。
②经初步判断该白花植株的产生是亲本产生配子时发生基因突变所致，为此科研人员选用该白花植株与　 　杂交，观察并统计后代表现型及比例：若杂交后代中，　 　，则该白花亲本在产生配子时，可能基因i发生显性突变；
（4）若这种植物性别决定类型为XY型，在X染色体上发生基因突变产生隐性致死基因e，导致合子致死。基因型为iiAaBbX+Y和iiAaBbX+Xe的红花植株杂交，子一代中雌雄植株的表型及比例为　 　；子一代中红色花植株随机传粉，后代中红色花雌株比例为　 　。
24．（2025高三上·扬州月考）虾青素可由β-胡萝卜素在β-胡萝卜素酮化酶（BKT）和β-胡萝卜素羟化酶（CRTR-B）的作用下转化而来，具有抗衰老、增强免疫等功能。杜氏盐藻是单细胞浮游植物，生长快，易培养，能大量合成β-胡萝卜素。科研人员利用“无缝克隆技术”（如图1）构建含BKT基因和CRTR-B基因的表达载体（如图2，3），导入杜氏盐藻，以实现虾青素的工厂化生产，回答下列问题。
（1）获取目的基因：红球藻是天然虾青素的重要来源，提取红球藻的总DNA为　 　，设计特异性引物扩增BKT基因和CRTR-B基因，此过程需要　 　等物质（至少写两种）。
（2）构建转化载体：
①PCR获取抗除草剂基因过程中，为确保基因两端具有所需同源序列，需在引物的一端添加对应的同源序列。若将来需要将抗除草剂基因能够从重组质粒中切除，还需要在基因两侧加入限制酶识别序列，则扩增抗除草剂基因时，设计的引物序列（5’→3’）为　 　。
A．抗除草剂基因部分序列＋限制酶识别序列＋同源序列
B．同源序列＋抗除草剂基因部分序列＋限制酶识别序列
C．同源序列＋限制酶识别序列＋抗除草剂基因部分序列
②科研人员利用“无缝克隆技术”同时将BKT基因和CRTR-B基因插入质粒，形成的重组质粒对应部位如图2所示，推测此过程扩增CRTR-B基因所用的引物为　 　。
③最终形成的重组质粒如图3所示，其中atpA启动子和psbA启动子应为　 　启动子，从而确保目的基因正常表达。
（3）准备受体细胞：选取初始杜氏盐藻涂布到杜氏盐藻固体培养基进行第一次培养，一段时间后，挑取生长良好的单藻落到杜氏盐藻液体培养基中继续培养。期间可取藻液滴入血细胞计数板，在显微镜下进行计数，第二次培养的目的是　 　。
（4）目的基因导入及相关检测：采用基因枪法将重组质粒导入杜氏盐藻叶绿体，一段时间后，先用含　 　的培养基初筛已转化的杜氏盐藻，然后采用　 　技术检测是否成功转录出β-胡萝卜素酮化酶和β-胡萝卜素羟化酶的mRNA。
（5）叶绿体转化是植物基因工程的新热点，叶绿体的诸多特点为叶绿体转化提供优势，如叶绿体基因组小，功能清晰，使基因操作方便；叶绿体具有自我复制功能，一个植物细胞可含有多个叶绿体，每个叶绿体中含有多个基因组，可大大提高　 　；另外，叶绿体基因位于细胞质中，可有效避免　 　。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】核酸的基本组成单位；酶的本质及其探索历程；遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、酶的化学本质有两类：绝大多数酶是蛋白质（由氨基酸通过肽键连接而成），少数酶是RNA（由核糖核苷酸通过磷酸二酯键连接而成）。因此“酶都是由氨基酸通过肽键连接而成”的表述错误，忽略了RNA类酶的存在，A不符合题意；
B、蛋白质合成通过翻译过程进行：以mRNA为模板，需要ATP提供能量，还需核糖体（含rRNA，作为酶）、tRNA等参与，符合“需要模板、能量和酶”；核酸合成：DNA通过复制合成（以DNA为模板，需ATP供能、解旋酶和DNA聚合酶等），RNA通过转录合成（以DNA为模板，需ATP供能、RNA聚合酶等），同样需要模板、能量和酶，B符合题意；
C、人体心肌细胞含DNA和RNA两种核酸，核苷酸分为脱氧核苷酸（DNA的基本单位）和核糖核苷酸（RNA的基本单位）：A、G可参与两种核苷酸（脱氧核苷酸和核糖核苷酸），共2×2=4种； T仅参与脱氧核苷酸（1种），U仅参与核糖核苷酸（1种）； 总共有4+1+1=6种，而非7种，C不符合题意；
D、运输离子的物质不都是蛋白质：如植物细胞中，钾离子可通过离子通道蛋白运输，也可通过载体蛋白运输，但某些情况下（如协同运输）虽依赖蛋白质。运输氨基酸的物质不都是蛋白质：如翻译过程中，氨基酸由tRNA（核酸）运输，而非蛋白质，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】酶的本质有蛋白质和RNA两类；蛋白质与核酸的合成都需模板、能量和酶；核酸的核苷酸组成需结合DNA和RNA的碱基差异分析；物质运输中，离子可通过蛋白质运输，氨基酸可通过tRNA（核酸）运输。
2．【答案】D
【知识点】其它细胞器及分离方法；细胞的生物膜系统
【解析】【解答】A、图中③为内质网、⑥为线粒体，二者的膜直接相连。线粒体是细胞的“动力车间”，可产生ATP供细胞利用，内质网参与蛋白质加工、脂质合成等需能过程，二者直接相连能缩短ATP的运输距离，有利于能量的供应与利用，A不符合题意；
B、生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜共同构成。图中①为核膜、③为内质网（具膜细胞器）、⑤为高尔基体（具膜细胞器）、⑥为线粒体（具膜细胞器），它们的膜均属于生物膜系统的组成部分，B不符合题意；
C、结构⑤是高尔基体，在植物细胞中，高尔基体与细胞分裂末期细胞壁的形成密切相关。若分裂旺盛的细胞中高尔基体被破坏，细胞壁无法正常合成，细胞不能分裂为两个子细胞，会导致一个细胞内出现两个细胞核（双核细胞），C不符合题意；
D、结构②为核孔，可运输RNA、蛋白质等物质，也能传递细胞核与细胞质间的信息；结构⑦为胞间连丝，是植物细胞间直接连通的通道，可运输物质并传递信息，二者均不依赖受体发挥功能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】内质网与线粒体直接相连可优化能量利用；生物膜系统包含核膜和具膜细胞器膜；植物高尔基体与细胞壁形成相关；核孔和胞间连丝均能运输物质、传递信息且不依赖受体。
3．【答案】B
【知识点】细胞膜的结构特点；原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；细胞膜的流动镶嵌模型
【解析】【解答】A、从磷脂分子结构通式可知，其基本组成包括脂肪酸（R1、R2为脂肪酸链，仅含C、H、O）、甘油、磷酸和X基团。若磷脂含N元素，N只能存在于X基团中（如X为胆碱时含N），而非R1或R2，A不符合题意；
B、真核细胞和原核细胞都具有细胞膜，而细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，因此两者都含有磷脂分子。即使原核细胞结构简单，也需磷脂构成细胞膜以分隔细胞内外环境，B符合题意；
C、磷脂分子头部亲水、尾部疏水。在水中，磷脂分子会自发形成双层结构（磷脂双分子层），头部朝向水（外侧），尾部朝向双层内部（避免接触水）；若形成单层（如在水面），头部应朝向水，尾部朝向空气，而非“头部朝向空气”，该表述颠倒了亲水部位的朝向，C不符合题意；
D、磷脂分子的流动性是生物膜具有一定流动性的基础；而生物膜的选择透过性主要与膜上载体蛋白的种类、数量及功能有关，并非依赖磷脂分子的运动，该表述混淆了生物膜流动性与选择透过性的基础，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】磷脂的N元素存在于X基团，而非脂肪酸链；所有细胞（真核、原核）均含磷脂以构成细胞膜；磷脂在水中的排列由其亲水/疏水特性决定；磷脂流动性与生物膜流动性相关，选择透过性与载体蛋白相关。
4．【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；被动运输
【解析】【解答】A、有氧呼吸第三阶段的场所是线粒体内膜，而葡萄糖不能直接进入线粒体，需先在细胞质基质中分解为丙酮酸，丙酮酸再进入线粒体进一步代谢。因此，图示中参与电子传递的有机物不可能是葡萄糖，A符合题意；
B、H+通过UCP跨膜运输时，顺浓度梯度进行（依赖膜间隙与基质的H+势差），且需要UCP蛋白协助，符合易化扩散（协助扩散）的特点，B不符合题意；
C、UCP与ATP合成酶竞争利用H+势差：UCP含量增多时，更多H+通过UCP顺浓度梯度运输，导致驱动ATP合成的H+势差减弱，ATP合成速率下降，C不符合题意；
D、图示为有氧呼吸第三阶段的电子传递链，其所在结构为线粒体内膜。H+被泵到的一侧（上侧）为线粒体膜间隙，下侧为线粒体基质，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】图示过程为真核细胞有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上。该阶段的核心是电子传递与质子（H+）泵送，通过蛋白复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ将H+逆浓度梯度泵到膜间隙，建立H+势差，进而驱动ATP合成酶合成ATP，或通过UCP将势差转化为其他能量（如热能）。
5．【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；探究酵母菌的呼吸方式；DNA的粗提取和鉴定；观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、提取绿叶中色素时，碳酸钙需在研磨前加入，目的是中和研磨过程中产生的有机酸，防止叶绿素被破坏。若先研磨再加入碳酸钙，色素已在研磨时被有机酸破坏，无法起到保护作用，A不符合题意；
B、DNA粗提取时，洋葱研磨后需先过滤去除细胞壁、细胞膜等杂质，取滤液后再加入预冷酒精（使DNA析出，蛋白质溶解）。直接在研钵中加酒精，会导致杂质与DNA混合，无法用玻璃棒卷起纯净的DNA丝状物，步骤缺失过滤环节，B不符合题意；
C、鉴定酵母菌无氧呼吸产物（CO2）时，酵母菌初始培养时装置内有氧气，会先进行有氧呼吸。先培养一段时间耗尽氧气，再连接澄清石灰水，此时检测到的CO2才能确定来自无氧呼吸，避免有氧呼吸产物干扰实验结果，C符合题意；
D、观察叶绿体时，正确操作是先在载玻片中央滴一滴清水，再用镊子取藓类小叶放在清水中（保持细胞活性和叶绿体形态），最后盖上盖玻片。先放叶片再滴清水，叶片可能因缺水皱缩，影响观察效果，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】绿叶中色素提取需先加碳酸钙护色；DNA粗提取需过滤后加酒精析DNA；酵母菌无氧呼吸鉴定需先耗尽氧气；观察叶绿体需先滴清水再放叶片，实验操作的顺序和细节直接影响实验结果准确性。
6．【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、线粒体中，有氧呼吸第二阶段（基质中）分解丙酮酸产生[H]和少量ATP；第三阶段（内膜上）[H]与O2结合生成水，消耗[H]并产生大量ATP。同时，线粒体内的DNA复制、蛋白质合成等生命活动需消耗ATP，因此线粒体既能产生也能消耗[H]和ATP，A不符合题意；
B、真核细胞有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段在细胞质基质进行，第二、三阶段在线粒体中进行（第二阶段在线粒体基质，第三阶段在线粒体内膜），且第三阶段产生大量ATP，因此线粒体是有氧呼吸的主要场所，B不符合题意；
C、人吸入的18O2参与有氧呼吸第三阶段，与[H]结合生成H218O；生成的H218O又可参与第二阶段，与丙酮酸反应生成C18O2和[H]，因此在线粒体中可产生C18O2和H218O，C不符合题意；
D、葡萄糖不能直接进入线粒体，需在细胞质基质中先分解为丙酮酸，再进入线粒体进一步代谢，因此线粒体膜上不存在葡萄糖转运载体。即使发生基因突变，也不会导致线粒体膜上该载体异常，该表述违背了葡萄糖的代谢路径，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】线粒体参与有氧呼吸第二、三阶段，能产生和消耗[H]、ATP；有氧呼吸的主要场所是线粒体；18O2可通过有氧呼吸转移到H2O和CO2中；葡萄糖需先在细胞质基质分解为丙酮酸，再进入线粒体，线粒体膜无葡萄糖转运载体。
7．【答案】C
【知识点】细胞衰老的原因探究；中心法则及其发展；DNA分子的复制
【解析】【解答】A、为修复端粒近端DNA损伤，端粒酶沿模板移位，以其内源RNA组分（5'-UAACCC-3'）为模板催化G链延伸，该过程属典型逆转录反应，A正确；
B、 G链延伸产物作为模板链，在DNA聚合酶介导下通过碱基互补配对原则合成互补C链，B正确；
C、模板序列含尿嘧啶（U）证明其为RNA，依据碱基互补原则（A-T/U， G-C），其催化合成的DNA重复单元应为5'-GGGTTA-3'（非选项所述序列），C错误；
D、肿瘤细胞呈现异常高增殖潜能，其端粒酶活性显著上调，可有效维持端粒长度稳态以抵抗复制性缩短，D正确。
故答案为：C。
【分析】细胞持续分裂能力的分子基础分析：染色体末端存在特异性核苷酸重复单元（端粒），其长度随有丝分裂次数的增加呈进行性缩短。当端粒缩减至临界长度阈值时，将诱发端粒近侧区功能性基因损伤，进而激活细胞衰老程序。端粒酶通过其RNA组分中保守的5'-UAACCC-3'模板序列，催化端粒DNA的从头合成以实现长度补偿。该机制表明，端粒酶活性维持是细胞突破分裂极限的核心分子保障。
8．【答案】B
【知识点】细胞的凋亡
【解析】【解答】A、细胞凋亡是由基因（如P基因等）决定的细胞自动结束生命的过程，受严格的程序性调控，属于程序性死亡，这是细胞凋亡的基本定义，A不符合题意；
B、根据调控机制：miRNA可与P基因的mRNA靶向结合并使其降解，导致P基因表达受抑制、P蛋白减少。而P蛋白能抑制细胞凋亡（后续选项D逻辑可印证），若miRNA表达量升高，P蛋白会进一步减少，对细胞凋亡的抑制作用减弱，细胞凋亡会增强，B符合题意；
C、circRNA是RNA分子，细胞核内合成的RNA需通过核孔运出细胞核才能发挥作用（如图中circRNA在细胞质中与miRNA结合），因此circRNA可能通过核孔运出细胞核，C不符合题意；
D、circRNA可与miRNA结合（竞争性结合），若circRNA含量升高，会“抢走”miRNA，使miRNA无法与P基因的mRNA结合，P基因能正常表达、P蛋白含量增加。而P蛋白能抑制细胞凋亡，因此circRNA含量升高会抑制细胞凋亡，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】细胞凋亡是基因决定的程序性死亡；调控链为“circRNA↑→结合miRNA↑→miRNA抑制P基因↓→P蛋白↑→抑制细胞凋亡↑”，反之“miRNA↑→P蛋白↓→细胞凋亡↑”，需明确各分子间的竞争结合与上下游调控关系。
9．【答案】D
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程；ATP的作用与意义
【解析】【解答】A、能量Ⅰ是用于合成ATP的能量，其来源不止化学反应释放的能量，如细胞呼吸分解有机物释放的化学能），还可来自光能，如光合作用光反应阶段，光能直接转化为ATP中活跃的化学能，A不符合题意；
B、反应①是ATP合成反应。真核细胞中，ATP合成场所除了细胞质基质（细胞呼吸第一阶段）和线粒体（有氧呼吸第二、三阶段），还包括叶绿体类囊体薄膜（光合作用光反应）；原核细胞无细胞器，ATP合成可在细胞质基质进行，B不符合题意；
C、能量Ⅱ是ATP水解释放的能量，主要用于主动运输、物质合成等需能过程。肾小管细胞对水分的重吸收方式是自由扩散或协助扩散（被动运输），不需要消耗能量，因此能量Ⅱ不能用于该过程，C不符合题意；
D、反应②是ATP水解反应，会释放能量。生物体内的吸能反应（如蛋白质合成、DNA复制）需要消耗能量，通常由ATP水解供能，即ATP水解往往伴随着吸能反应，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】ATP合成的能量来源包括化学能和光能，场所因细胞类型（真核/原核）和生理过程（呼吸/光合）而异；ATP水解的能量用于需能过程，与吸能反应相伴随，被动运输不消耗ATP。
10．【答案】B
【知识点】影响光合作用的环境因素；光合作用综合；环境变化对光合作用中物质含量的影响
【解析】【解答】A、若第10min突然黑暗，光反应停止，ATP和[H]无法合成，导致暗反应中C3的还原受阻；但此时CO2固定仍在进行（C5继续与CO2结合生成C3），C3生成量不变、消耗量减少，因此叶绿体基质中C3含量在短时间内会上升，而非下降，A不符合题意；
B、真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。前30min（a-b段）为光照条件，容器CO2从1680ppm降至180ppm，净光合速率=（1680-180）ppm÷30min=50ppm CO2/min；30min后（b-c段）无光照，仅进行呼吸作用，CO2从180ppm升至600ppm，呼吸速率=（600-180）ppm÷30min=14ppm CO2/min；真正光合速率=50+14=64ppm CO2/min，B符合题意；
C、题干明确实验在“光合作用温度最适条件”下进行，适当提高温度会偏离最适温度，导致光合酶活性下降，光合作用强度减弱，光饱和点（光合速率不再随光照增强而增加的光照强度）会减小，C不符合题意；
D、a-b段CO2含量下降，说明光合作用大于呼吸作用。叶绿体中，光反应在类囊体膜产生ATP，暗反应在基质消耗ATP（用于C3还原），因此ATP应从类囊体膜向基质运输，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】突然黑暗会导致C3积累；真正光合速率需结合净光合（光照下CO2减少量）与呼吸速率（黑暗下CO2增加量）计算；最适温度外的温度变化会降低光合酶活性；ATP在叶绿体中的运输方向与光反应、暗反应场所一致。
11．【答案】C
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；细胞自噬
【解析】【解答】A、该动物为纯合子，正常情况下同源染色体及姐妹染色单体上的基因相同。若染色体①的姐妹染色单体出现A和a，因纯合子无等位基因，交叉互换无法产生新基因，只能是DNA复制时发生基因突变，A不符合题意；
B、若为减数第一次分裂图像，细胞含同源染色体，DNA已复制（每条染色体含2条姐妹染色单体），遗传信息套数为4套（2N→4N），这一点正确；但放射性分析有误：精原细胞先经1次有丝分裂（DNA半保留复制，子细胞每条染色体的DNA均为1条链含32P、1条不含），再进行减数分裂（DNA再次半保留复制，每条染色体的2条姐妹染色单体中，1条的DNA含32P、1条不含），细胞共12条染色体，均含32P标记（至少1条染色单体含），B不符合题意；
C、若为减数第二次分裂图像，减数第一次分裂已完成同源染色体分离，细胞含6条染色体（每条含2条姐妹染色单体），每条染色体仍有1条姐妹染色单体含32P；后续分裂中，着丝粒分裂后形成12条染色体（6条含32P、6条不含），若含32P的染色体均进入同一精细胞，则该精细胞中含32P标记的染色体数最大为6条，C符合题意；
D、口腔上皮细胞高度分化，不再进行DNA复制，无需脱氧核苷酸；溶酶体分解物质产生的脱氧核苷酸，因细胞不分裂无法用于染色体合成，因此最终无法在染色体中检测到放射性，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】纯合子姐妹染色单体出现等位基因仅源于基因突变；DNA半保留复制决定放射性染色体数量随分裂次数的变化规律；高度分化细胞不进行DNA复制，无法利用脱氧核苷酸更新染色体。
12．【答案】D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；伴性遗传
【解析】【解答】A、由F1表型可知，眼色性状与性别相关联（F1紫眼全为雌性、红眼全为雄性），且 A/a 位于常染色体，故 B/b 必位于性染色体（ZW 染色体）。两对等位基因分别位于常染色体和性染色体上，遗传时遵循自由组合定律，A不符合题意；
B、无 A 基因（aa）为白眼；结合亲本纯合（红眼♀AAZW× 白眼♂aaZZ）及 F1表型（紫眼♀AaZBW、红眼♂AaZZ）。如果亲本的基因型为AAZbW红眼♀×aaZBZB白眼♂→F1的基因型为AaZBW♀、AaZBZb♂（不是红眼），可见与实际不符，故亲本的基因型为AAZBW红眼♀、aaZbZb白眼♂，F1的基因型为AaZbW紫眼♀、AaZBZb红眼♂，则说明没有A基因为白眼，有A和B基因为红眼，有A无B为紫眼。Aa×Aa→1/4AA、2/4Aa、1/4aa；ZbW×ZBZb→ZBW♀、ZbW♀、ZBZb♂、ZbZb♂。可见F2中的红眼基因型有1/16AAZBW、2/16AaZBW、1/16AAZBZb、2/16AaZBZb，即F2 个体既有纯合子又有杂合子，F2眼个体中双杂合子AaZBZb占2/16÷（1/16+2/16+1/16+2/16）=1/3，B不符合题意；
C、亲本的基因型为AAZBW红眼♀、aaZbZb白眼♂，F2中的白眼个体为1/16aaZBW♀、1/16aaZbW♀、1/16aaZBZb♂、1/16aaZbZb♂。因此F2白眼个体aaZbZb与亲本白眼雄性个体aaZbZb基因型相同的概率为1/16÷（1/16+1/16+1/16+1/16）=1/4，C不符合题意；
D、F2中的紫眼雌性个体为1AAZbW、2AaZbW，产生的卵细胞中A的概率是2/3，a的概率是1/3，Zb的概率是1/2，W的概率是1/2；白眼雄性个体为1aaZBZb、1aaZbZb，产生的精子中的A的概率是0，a的概率是1，Zb的概率是3/4，ZB的概率是1/4。子代Aa的概率为2/3×1=2/3；子代ZBW的概率为1/2×1/4=1/8，ZbW的概率为1/2×3/4=3/8，故子代雌性个体（ZW）中红眼（A-ZBW）个体占2/3×1/8÷1/2=1/6，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】ZW型性别决定中，性染色体基因遗传与性别关联；先通过杂交结果推导基因型-表型对应关系，再结合自由组合定律计算各基因型比例，注意性染色体在雌雄个体中的差异（雌性ZW、雄性ZZ）。
13．【答案】D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；伴性遗传；基因突变的类型；遗传系谱图；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】A、由家系图谱可知该病为隐性遗传病（Ⅰ1、Ⅰ2正常，子代Ⅱ1患病）。若为常染色体隐性遗传，Ⅱ1（患病）的致病基因应来自父母，Ⅰ1、Ⅰ2电泳条带中需含致病基因对应的酶切片段，但电泳结果显示Ⅰ1只有5kb条带，与常染色体遗传假设矛盾；若为伴X隐性遗传，Ⅱ1（男性患者）的致病基因仅来自母亲Ⅰ2，Ⅰ1（男性正常）无致病基因，电泳结果可匹配，故致病基因位于X染色体上，A不符合题意；
B、结合电泳结果推测：A2基因为全长10kb片段（无酶切位点），A1基因有1个限制酶M酶切位点（切为2个5kb片段），A3（致病基因）有1个限制酶M酶切位点（切为6kb+4kb片段）。如Ⅰ2基因型为X X 3（含A1和A3），酶切后出现5kb、6kb、4kb条带，与电泳结果一致；致病基因A3上确实存在1个酶切位点，B不符合题意；
C、复等位基因的产生源于基因突变，碱基替换可导致基因序列改变，进而形成不同等位基因（A1、A2、A3），且碱基替换不会改变基因长度（仅序列变化），与题干中酶切后片段长度差异（源于酶切位点有无/位置）相符，C不符合题意；
D、由电泳结果和遗传方式可知：Ⅰ1（X Y，正常）、Ⅰ2（X X 3，携带者），Ⅱ2的基因型为X X （正常，概率1/2）或X X 3（携带者，概率1/2）；Ⅱ3为正常男性，基因型为X Y。
若Ⅱ2为携带者（X X 3，概率1/2），与Ⅱ3（X Y）结婚，生出患病男孩（X 3Y）的概率为1/2（Ⅱ2为携带者）×1/4（子代X 3Y的概率）=1/8，而非1/4，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】先通过家系图谱判断隐性遗传，结合电泳结果排除常染色体遗传，确定伴X隐性遗传；再根据酶切片段推测各复等位基因的酶切位点；计算概率时需先明确亲本基因型的概率，再结合伴性遗传的子代比例推导。
14．【答案】B
【知识点】肺炎链球菌转化实验；基因重组及其意义
【解析】【解答】A、根据题意，S型细菌DNA被降解为片段需要限制酶（切割DNA），双链打开需要解旋酶，一条链被降解需要DNA酶，因此推测该过程需要这三种酶共同参与，A不符合题意；
B、加热杀死S型细菌时，DNA会因高温暂时变性（双链解开），但冷却后会复性（恢复双链结构），并非DNA未发生变性。正是这种变性后复性的特性，让DNA仍保持转化活性，B符合题意；
C、R型细菌无荚膜，S型细菌有荚膜，转化的关键是S型细菌的荚膜基因片段进入R型细菌。该过程是S型细菌DNA与R型细菌DNA的同源区段重组，属于基因重组，C不符合题意；
D、含杂种DNA区段的细菌增殖时，DNA复制可能产生两种子代DNA：一种是重组后的含荚膜基因的DNA（表达为S型），另一种是未重组的原始R型细菌DNA（表达为R型），因此会出现两种细菌，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】肺炎链球菌转化的核心是S型细菌的DNA片段进入R型细菌，与R型细菌DNA同源区段重组，实现基因改造。该过程涉及多种酶的协同作用，且转化后的细菌增殖会产生两种表型。
15．【答案】A,B,D
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；伴性遗传；人类基因组计划及其意义；基因频率的概念与变化
【解析】【解答】A、捷蜥蜴体细胞染色体组成为2n=38，包括18对常染色体和1对性染色体（ZW，雌性）或ZZ（雄性）。基因组测序需覆盖所有非同源染色体，即18条常染色体（每对取1条）+Z染色体+W染色体，共20条，因此需测20条染色体的脱氧核苷酸序列，A符合题意；
B、绿色雄性捷蜥蜴基因型为Z Z ，灰色雌性为Z W。二者杂交后代中，雄性基因型为Z Z （体色灰色），雌性基因型为Z W（体色绿色），子代体色与性别完全关联（灰色全为雄性，绿色全为雌性），因此可根据体色判断后代性别，B符合题意；
C、B、b基因位于Z染色体上，雄性捷蜥蜴基因型为Z Z 时：正常情况下，B、b的分离发生在初级精母细胞（减数第一次分裂，同源染色体分离）； 若初级精母细胞减数分裂Ⅰ前期发生交叉互换，B、b会分别位于同一条染色体的两条姐妹染色单体上，此时分离可发生在次级精母细胞（减数第二次分裂，姐妹染色单体分离，C不符合题意；
D、灰色捷蜥蜴（含B基因）不易被天敌捕食，存活概率更高，能产生更多后代传递B基因；而绿色个体（含b基因）存活概率低，b基因传递机会减少。长期自然选择下，B基因在种群中的频率会逐渐升高，D符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】ZW型生物基因组测序需包含常染色体+Z+W；性染色体上的基因杂交可通过后代表型判断性别；基因分离时期需考虑交叉互换的可能性；自然选择会影响基因频率变化。
16．【答案】B,C
【知识点】检测还原糖的实验；酶促反应的原理；酶的特性；探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、试管1通常加入缓冲液和淀粉溶液，其作用是排除“淀粉溶液本身含还原糖”或“缓冲液与斐林试剂反应”对实验结果的干扰，并非仅排除淀粉中含非还原糖（非还原糖本身不与斐林试剂反应，无需排除），A不符合题意；
B、实验需遵循单一变量原则，核心变量是“玉米提取液是否来自发芽籽粒”（是否含淀粉酶）。试管3加发芽玉米提取液（实验组），则试管2应加发芽前玉米提取液（对照组，不含淀粉酶），通过对比二者与斐林试剂的反应，可验证发芽过程是否产生淀粉酶，因此X为发芽前玉米提取液，B符合题意；
C、试管3中，发芽玉米提取液含淀粉酶，可将淀粉水解为还原糖；试管4中，直接加入淀粉酶，同样能水解淀粉产生还原糖。斐林试剂本身呈蓝色，与还原糖在60℃水浴加热下会生成砖红色沉淀，因此两试管均会出现“蓝色→砖红色”的颜色变化，C符合题意；
D、斐林试剂和双缩脲试剂中，NaOH的浓度相同，均为0.1g/mL（作用是提供碱性环境）；二者的差异在于CuSO4的浓度（斐林试剂中为0.05g/mL，双缩脲试剂中为0.01g/mL）和使用方法，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】验证酶的产生需设置对照（发芽前vs发芽后提取液）；斐林试剂与还原糖反应需水浴加热，颜色从蓝色变为砖红色；斐林试剂与双缩脲试剂的NaOH浓度一致，差异在CuSO4浓度。
17．【答案】A,B,C
【知识点】减数分裂与有丝分裂的比较
【解析】【解答】A、雄蝗虫体细胞有23条染色体，性染色体为XO（无Y染色体），因此常染色体共22条（11对同源染色体）。初级精母细胞四分体时期，一对同源染色体联会形成一个四分体，常染色体可形成11个四分体，性染色体（仅1条X）无同源染色体，无法形成四分体，故共出现11个四分体，A符合题意；
B、雌蝗虫体细胞染色体数为24条（XX，22条常染色体+2条X），有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体数目加倍为48条；雄蝗虫体细胞染色体数为23条（XO，22条常染色体+1条X），有丝分裂后期染色体数目加倍为46条。二者相差48-46=2条，B符合题意；
C、雌蝗虫体细胞染色体数为24条：有丝分裂后期，染色体加倍为48条；正常体细胞（未分裂或有丝分裂间期、前期、中期）为24条；减数第二次分裂前期、中期，或配子（卵细胞）中，染色体数减半为12条（22条常染色体减半为11条+X染色体1条，共12条）。因此体内细胞染色体数目只有48、24、12三种可能，C符合题意；
D、雄蝗虫体细胞染色体数为23条，除了有丝分裂后期（46条）、正常体细胞（23条）、减数第二次分裂前期/中期及配子（11或12条）外，减数第二次分裂后期，着丝粒分裂会使染色体数目暂时加倍。含X染色体的次级精母细胞，减二后期染色体数为24条（11对常染色体+2条X）；不含X染色体的次级精母细胞，减二后期染色体数为22条（11对常染色体）。因此雄蝗虫体内细胞染色体数目还存在22、24两种情况，并非仅46、23、12、11四种 ，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】XO型性别决定中，雄性体细胞染色体数比雌性少1条（少1条性染色体）；细胞分裂时，有丝分裂后期染色体加倍，减数分裂后染色体减半，需结合性染色体差异分析不同性别、不同分裂时期的染色体数目。
18．【答案】B,C
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】A、题干中的改造属于蛋白质工程范畴，蛋白质工程的直接操作对象是基因（而非蛋白质）。要实现“赖氨酸替换天冬酰胺”，需先修改水蛭素基因中对应密码子的碱基序列，因此直接操作对象是水蛭素基因，A不符合题意；
B、中心法则的信息流动方向是“DNA→mRNA→蛋白质”（从基因到蛋白质的正向过程）；而蛋白质工程是先明确所需蛋白质的氨基酸序列（如第47位为赖氨酸），再反向推导对应的基因序列并进行改造，信息流动方向与中心法则相反，B符合题意；
C、蛋白质工程的关键步骤包括“设计蛋白质结构→推导氨基酸序列→改造基因”，其中难度最大的操作是根据蛋白质功能设计其空间结构（蛋白质结构复杂，需精准匹配功能需求）；改造水蛭素基因是后续可通过分子生物学技术实现的步骤，并非最难，C符合题意；
D、微生物（如大肠杆菌、酵母菌）具有繁殖快、易培养的特点，将改造后的水蛭素基因导入微生物后，可利用发酵工程（大规模培养微生物）让其高效表达水蛭素，实现工业化生产，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】蛋白质工程直接操作对象是基因，信息流动为反向（蛋白质→基因），难点在蛋白质结构设计，改造后的基因可通过微生物发酵生产目标蛋白。
19．【答案】A,B,C
【知识点】DNA分子的复制；基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】A、DNA酶Ⅰ的作用是随机切割DNA分子内部的磷酸二酯键，属于内切核酸酶；而外切核酸酶是从核酸链的末端（5’端或3’端）逐个水解核苷酸，无法随机切割内部序列。该选项混淆了内切核酸酶与外切核酸酶的功能，A符合题意；
B、DNA聚合酶Ⅰ的催化特性是“只能从引物的3’端延伸子链”，无法从5’端延伸。图1中DNA酶Ⅰ切割产生缺口后，DNA聚合酶Ⅰ需从缺口的3’端开始补齐核苷酸，而非5’端，B符合题意；
C、两条姐妹染色单体对应2个DNA分子，每个DNA分子含2条链（双链DNA），共4条链。若荧光探针与每条链都成功结合，最多可形成4条荧光标记的DNA片段，而非2条，C符合题意；
D、荧光原位杂交可定位特定基因在染色体上的位置：21三体综合征患者的21号染色体多一条，特定基因的荧光信号会比正常个体多一个；猫叫综合征患者的5号染色体部分缺失，特定基因的荧光信号会缺失。因此该技术可用于这两种染色体变异疾病的诊断，D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】DNA酶Ⅰ是内切核酸酶，DNA聚合酶Ⅰ从3’端延伸；姐妹染色单体的DNA链数决定荧光标记上限；荧光原位杂交可通过基因定位诊断染色体变异疾病。
20．【答案】（1）溶解度；H2O；NADPH和ATP；光能→电能→化学能；O2
（2）大于
（3）强；高温、干旱条件下，气孔部分关闭；含有酶1，可以固定低浓度的CO2，正常进行暗反应（光合作用）
（4）小于；大于；红薯
【知识点】影响光合作用的环境因素；光合作用和呼吸作用的区别与联系；光合作用综合
【解析】【解答】（1）纸层析法分离光合色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液扩散快，因此可根据滤纸条上色素带的位置判断4种色素在层析液中溶解度的大小。PSⅡ（光合复合体）可使水发生光解，叶绿素a在光能激发下释放e-，其最初供体需从水中获取，因此e-的最初供体是H2O。e-经过一系列传递体形成电子流，该电子流可驱动ADP与Pi合成ATP，同时促使NADP+与H+、e-结合生成NADPH，因此会生成NADPH和ATP。光反应中，能量先从光能转化为叶绿素a释放e-的电能，再转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，因此能量类型的转换过程是光能→电能→化学能。有氧呼吸中，产生的H+和e-会与O2结合生成水，O2是最终受体。
（2）总光合速率=净光合速率+呼吸速率，且图1中d光强下玉米和小麦的P/R（总光合/呼吸）比值相等，可推导出（玉米净光合+玉米呼吸）/玉米呼吸=（小麦净光合+小麦呼吸）/小麦呼吸，进一步简化为玉米净光合/玉米呼吸=小麦净光合/小麦呼吸。结合表格数据，d光强下玉米的氧气释放速率（代表净光合速率）大于小麦，由此可推断玉米的呼吸速率也大于小麦。代入总光合速率公式，玉米总光合速率=更大的净光合速率+更大的呼吸速率，小麦总光合速率=更小的净光合速率+更小的呼吸速率，因此玉米叶的总光合速率大于小麦叶的总光合速率。
（3）酶1（PEP羧化酶）能固定低浓度的CO2，而酶2（RuBP羧化酶）对低浓度CO2无固定能力，说明酶1固定CO2的能力比酶2强。高温、干旱条件下，植物为减少水分蒸发会使气孔部分关闭，导致叶片内CO2浓度降低。与小麦相比，玉米含有酶1，能利用低浓度的CO2合成C4，C4再释放CO2供暗反应使用，保证光合作用正常进行。
（4）①实验初始温度为30℃（红薯呼吸最适温度、光合非最适温度），当温度降至25℃（光合最适温度）时，红薯光合速率增强、呼吸速率下降，此时只需更低光照就能使光合速率等于呼吸速率，光补偿点变小，因此25℃条件下红薯光补偿点会小于1 klx。
②真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。光照强度为3 klx时，红薯光饱和，净光合速率为11 mg·100 cm-2叶·h- ，呼吸速率为6 mg·100 cm-2叶·h- ，真正光合速率=11+6=17；马铃薯处于光补偿点，净光合速率为0，真正光合速率=呼吸速率=15，因此红薯的真正光合速率大于马铃薯的真正光合速率。
③红薯的光补偿点（1 klx）和光饱和点（3 klx）均低于马铃薯，说明其在弱光下即可达到光合与呼吸平衡，且更早达到光合饱和，因此较适合生活在弱光环境中的是红薯。
【分析】光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。在光反应中，叶绿体通过类囊体膜上的色素系统从太阳光中捕获能量，裂解水，生成高能化合物ATP和NADPH，同时释放氧气；NADPH和ATP携带能量参与叶绿体基质中的碳反应（卡尔文循环），最终将二氧化碳合成为糖分子，并将能量储存到糖分子中。
（1）在叶绿体中的不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散的慢，故可以根据滤纸条上色素带的位置判断4种色素在层析液中溶解度的大小。叶绿素a在光能激发下会失去电子，并从水中获取电子使水分解产生氧气。电子在类囊体膜上形成电子流，并由电子流驱动生成NADPH和ATP，据此可知在光反应过程中，能量类型的转换过程是光能→电能→ATP和NADPH中的活跃的化学能。 在有氧呼吸过程中产生的H+和e-，与NAD+生成NADH，NADH与氧气反应生成水。
（2）结合表中信息分析，在图1中的d光强下，玉米的氧气释放速率大于小麦的氧气释放速率，说明玉米的净光合速率大于小麦叶的净光合速率，在d光照强度下，玉米的总光合速率与呼吸速率的比值=小麦的总光合速率与呼吸速率的比值，已知总光合速率=净光合速率+呼吸速率，可得方程式（玉米的净光合速率+玉米的呼吸速率）/玉米的呼吸速率=（小麦的净光合速率+小麦的呼吸速率）/小麦的呼吸速率，可转化为玉米的净光合速率/玉米的呼吸速率=小麦的净光合速率/小麦的呼吸速率，已知玉米的净光合速率大于小麦叶的净光合速率，说明玉米的呼吸速率也大于小麦的呼吸速率，故玉米叶的总光合速率大于小麦叶的总光合速率。
（3）酶1可以固定低浓度的CO2形成C4，酶2对低浓度的CO2没有固定能力，因此酶1固定CO2的能力比酶2强。小麦叶肉细胞没有酶1催化生成C4的过程，高温、干旱条件下，气孔部分关闭，叶片内CO2浓度低，玉米和小麦相比含有酶1，可以固定低浓度的CO2，正常进行暗反应（光合作用），因此与小麦相比，玉米更适应高温、干旱环境。
（4）①25℃条件下，光合作用因为温度变得适宜而增强，同时红薯的呼吸速率下降，故测得红薯光补偿点变小，即会“小于”1klx。
②实验条件下，光照强度为3klx时，红薯的真正光合速率为11+6=17，而马铃薯在该条件下的总光合速率为15（此时净光合速率为0），可见红薯的真光合速率大于马铃薯的真正光合速率。
③据表中数据分析，红薯与马铃薯两种植物，红薯较适合生活在弱光环境中，因为红薯光补偿点和饱和点均低于马铃薯，因而更适合在弱光下生存。
21．【答案】（1）常染色体隐性遗传
（2）③④
（3）催化氢键的断裂；间
（4）通透性；变小；变大；收缩
（5）125；赖氨酸；天冬酰胺
（6）①③
【知识点】衰老细胞的主要特征；DNA分子的复制；遗传信息的翻译；遗传系谱图；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】（1）从图1系谱图看，Ⅰ-1和Ⅰ-2均正常，却生出患病的Ⅱ-2，符合“无中生有”，说明该病为隐性遗传。再结合图2，Ⅰ-1（男性）的检测结果同时出现红色（突变基因）和绿色（正常基因）荧光，表明其为杂合子（Aa）。若为X染色体隐性遗传，男性仅含一条X染色体，无法同时携带正常和突变基因（只能是X Y或X Y），因此排除伴X遗传，确定为常染色体隐性遗传。
（2）先根据遗传方式推导基因型：Ⅰ-1（Aa）、Ⅰ-2（Aa），Ⅱ-1（AA，图2仅绿色荧光，无致病基因）、Ⅱ-2（aa，患病，图2仅红色荧光），Ⅱ-3（Aa，因Ⅲ-2患病为aa，需从父母各获1个a基因）。
①Ⅰ-2的第一极体最终会退化，无法传递给Ⅱ-2的体细胞，①错误；
②Ⅱ-1基因型为AA，不含致病基因，不可能从Ⅰ-1精原细胞获得致病基因，②错误；
③Ⅱ-3（Aa）的卵原细胞含致病基因a，减数分裂时a可进入Ⅲ-2的次级卵母细胞，最终传给Ⅲ-2（aa），③正确；
④Ⅱ-2（aa）的次级精母细胞必含a基因，Ⅲ-1可能为Aa（携带致病基因），a可通过次级精母细胞传递，④正确。
（3）WRN蛋白是解旋酶，而解旋酶的核心功能是破坏DNA双链间的氢键，使DNA解旋为单链，为DNA复制、修复提供模板。细胞分裂间期会进行DNA复制，此时需要解旋酶解开双链，因此WRN蛋白在间期较为活跃。
（4）衰老细胞的细胞膜通透性改变，导致物质运输能力下降；细胞内水分减少，细胞体积变小；细胞核体积增大，核膜内折；染色质固缩、收缩，染色加深，这些都是细胞衰老的典型特征。
（5）基因编码链的碱基按“3个一组”对应mRNA的密码子，进而决定1个氨基酸。患者基因突变发生在编码链第375位碱基，前372个碱基对应372÷3=124个氨基酸，第373-375位碱基对应第125个氨基酸。正常人该位置碱基为AAG，转录为密码子AAG，对应氨基酸“赖氨酸”；患者突变为AAT，转录为密码子AAU，对应氨基酸“天冬酰胺”。氨基酸改变导致WRN蛋白结构异常，功能丧失。
（6）①WS患者的核心问题是细胞衰老加速，使用药物延缓细胞衰老，可直接缓解“早老”症状，降低并发症，①可行；
②RNA干扰技术仅能减少突变WRN蛋白的合成，无法产生正常WRN蛋白，不能修复细胞功能，②不可行；
③植入改造后的间充质干细胞，其可分化为含正常WRN基因的细胞，替代衰老或异常细胞，维持基因组稳定，③可行。
【分析】（1）进行有性生殖的生物，在由原始生殖细胞形成成熟生殖细胞的过程中，染色体只复制一次，而细胞经减数分裂连续分裂两次，最终使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。在减数分裂过程中，同源染色体发生分离，非同源染色体自由组合，使分配到子细胞中的染色体组合类型出现多样性。不仅如此，在减数分裂过程中同源染色体联会时，非姐妹染色单体间还常常发生互换，进一步增加了生殖细胞遗传的多样性。
（2）细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终反映在细胞的形态、结构和功能上发生了变化。个体衰老与细胞衰老有密切关系。
（3）DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。
（1）由图1可知，亲本正常，生出患病儿子，该病为隐性遗传病，由图2可知，Ⅰ-1绿色荧光和红色荧光均上升，说明其为杂合子，可同时含有正常基因和突变基因，若为伴X遗传，男性个体不能同时含有两种基因，即该病为常染色体隐性遗传病。
（2）结合图1、图2可知，以及（1）分析可知，假设用a来表示致病基因，则Ⅰ-1、Ⅰ-2基因型为Aa，II-1为AA，II-2为aa。
①第一极体的子细胞是第二极体，不可能传递子代的体细胞，①错误；
②由图2可知，II-1为AA，不含致病基因，②错误；
③④由于Ⅲ-2患病，为aa，说明II-3为Aa，其致病基因可从II-3卵原细胞传到Ⅲ-2次级卵母细胞，Ⅱ-2次级精母细胞也可传到Ⅲ-1体细胞（其可能是Aa），③④正确。
故选③④。
（3）WRN蛋白是一种DNA解旋酶，作用主要是催化氢键的断裂，在细胞分裂间期需进行DNA复制，该酶较为活跃，因为DNA复制时需要解旋酶。
（4）细胞衰老特征细胞膜的通透性改变，使物质运输能力下降，细胞体积变小，细胞核体积变大，染色质收缩。
（5）由图可知，患者的WRN基因第375个碱基G发生替换，变成T，导致相应蛋白功能丧失，由其指导合成的mRNA上3个相邻碱基编码一个氨基酸，故对应的氨基酸序列372/3=124位氨基酸不变，序列373-375位即第125位氨基酸发生变化，具体应是AAG变为AAU，即赖氨酸变为天冬酰胺。
（6）①③成人早衰综合征（WS）是由WRN基因突变引起的罕见遗传病。患者表现为特征性“早老面容”，并易患癌症等疾病，可通过使用药物延缓细胞的衰老，植入改造后人的间充质干细胞（一种多能干细胞），分化出正常细胞得以缓解，①③正确；
②使用RNA干扰技术减少突变WRN蛋白的合成，但不能合成正常WRN蛋白，该病不能得到缓解，②错误。
故选①③。
22．【答案】（1）初级精母细胞；b；减数第一次分裂后期（减数分裂Ⅰ后期、后期Ⅰ）和减数第二次分裂后期（减数分裂Ⅱ后期、后期Ⅱ）
（2）a、b、c；c→b→d→c→e；0或1或2
（3）FG；8；①④
（4）a、aY；减数分裂Ⅰ前期，同源染色体中非姐妹染色单体互换；减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，两条染色体移向了细胞同一极
（5）或
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；减数分裂与有丝分裂的比较；基因连锁和互换定律；减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】（1）图1细胞含四分体（同源染色体联会），且该动物为雄性，故细胞名称为初级精母细胞，处于减数第一次分裂前期。图2中，b段染色体数=体细胞数（24），且染色体数：核DNA数=1：2（含染色单体），对应减数第一次分裂全程及有丝分裂前、中期，与初级精母细胞时期匹配，故对应b段。图1显示同源染色体联会时发生交叉互换，导致姐妹染色单体上也出现A/a基因：减数第一次分裂后期，同源染色体分离，A/a随同源染色体分开；减数第二次分裂后期，姐妹染色单体分离，交叉互换产生的A/a也会分离，因此基因A与a分离发生在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期。（2）图2中：a段染色体数=48（体细胞2倍，含染色单体），为有丝分裂后期；b段（24条染色体，1：2 DNA）为有丝分裂前、中期；c段（24条染色体，1：1 DNA）为有丝分裂末期，故可表示有丝分裂的是a、b、c。精原细胞形成精子的过程：先经有丝分裂维持数量（c→b→a→c，此处简化为初始精原细胞处于c段），再进入减数分裂（c→b：减数第一次分裂，含染色单体；b→d：减数第一次分裂结束，染色体数减半为12，含染色单体；d→c：减数第二次分裂后期，着丝粒分裂，染色体数恢复24，无染色单体；c→e：减数第二次分裂末期，染色体数减半为12），故过程为c→b→d→c→e。次级精母细胞的Y染色体数：减数第一次分裂后，X、Y分离，含X的次级精母细胞Y染色体数为0；含Y的次级精母细胞，减数第二次分裂前期、中期Y染色体数为1，后期着丝粒分裂为2。
（3）基因自由组合定律发生在减数第一次分裂后期（非同源染色体自由组合），图3中FG段为减数第一次分裂，同源染色体对数从12降至0，故对应FG段。1个精原细胞先经有丝分裂产生2个精原细胞，每个精原细胞经减数分裂产生4个精细胞，共8个。甲细胞为生殖细胞（染色体数12），来自同一初级精母细胞的生殖细胞，染色体类型应互补（或因交叉互换部分相同）：甲细胞染色体“黑多白少”，①“白多黑少”（同源染色体对应），④“黑多白少”（姐妹染色单体分离产物），故可能一起产生的是①④。
（4）精原细胞基因型为AaX Y，DNA复制后为AAaaX X YY。产生AY和AX X 的精子，说明减数第一次分裂时，Aa与X Y未正常分离，形成次级精母细胞为AaYY（产生AY、aY）和AaX X （产生AX X 、a），故其他精子基因型为a、aY。原因：减数第一次分裂前期，A/a所在同源染色体发生交叉互换，导致次级精母细胞含Aa；减数第二次分裂后期，X X 的着丝粒分裂后未分离，移向同一极，形成AX X 的异常精子。
（5）该动物产生YR：Yr：yR：yr=1：14：14：1，说明两对等位基因不遵循自由组合定律，存在连锁现象（多数配子为亲本型Yr、yR，少数为重组型YR、yr）。故Y与r连锁（位于一条染色体），y与R连锁（位于同源染色体的另一条），染色体分布为：一条染色体标“Y r”，同源染色体标“y R”，或反之（两种画法均可）。
或
【分析】 （1）有丝分裂可以分为前期、中期、后期和末期。有丝分裂最重要的变化是，在纺锤体作用下将亲代细胞复制的染色体平均分配到两个子细胞中，从而保持了细胞在遗传上的稳定性。
（2）进行有性生殖的生物，在由原始生殖细胞形成成熟生殖细胞的过程中，染色体只复制一次，而细胞经减数分裂连续分裂两次，最终使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。在减数分裂过程中，同源染色体发生分离，非同源染色体自由组合，使分配到子细胞中的染色体组合类型出现多样性。不仅如此，在减数分裂过程中同源染色体联会时，非姐妹染色单体间还常常发生互换，进一步增加了生殖细胞遗传的多样性。
（1）据图1所示细胞含有四分体结构，此时细胞名称是初级精母细胞，处于减数第一次分裂前期，对应的是图2中的b段，由于图1显示联会时发生了互换，所以基因A与基因a分离发生在减数第一次分裂后期（减数分裂Ⅰ后期、后期Ⅰ）和减数第二次分裂后期（减数分裂Ⅱ后期、后期Ⅱ）。
（2）a时期的染色体数和DNA分子数数目相等，且染色体数目加倍，表示有丝分裂后期，b时期染色体数与体细胞相同，且染色体数：DNA数=1：2，表示有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂；c时期的染色体数、染色单体数和DNA分子数的比例为1：0：1，且染色体数与体细胞相同，表示有丝分裂末期、减数第二次分裂后期；d时期的染色体数和DNA分子数的比例为1：2：2，且染色体数是体细胞的一半，表示减数第二次分裂前、中期；e时期的染色体数、染色单体数和DNA分子数的比例为1：0：1，且染色体数是体细胞的一半，表示减数第二次分裂末期。综上述可表示有丝分裂的是a、b、c，精原细胞形成精子的过程可表示为c→b→d→c→e。初级精母细胞完成减数第一分裂X和Y这一对同源染色体会分开，含有X的次级精母细胞没有Y染色体，含有Y的次级精母细胞可能含有1条或2条（着丝粒分裂）Y染色体，所以次级精母细胞中含有0或1或2条Y染色体。
（3）基因自由组合定律发生在减数分裂Ⅰ后期，能体现基因自由组合定律实质的时期的是FG段，1个精原细胞经过有丝分裂形成2个精原细胞，这两个精原细胞经减数分裂可产生8个精细胞。来自同一个次级精母细胞的两个精细胞所含染色体应该相同（若发生染色体互换，则只有少部分不同），因此与图甲细胞来自同一个初级精母细胞的是图乙中的④，①的两条染色体绝大部分都是黑色的，是其同源染色体，所以也是来自同一个初级精母细胞，因此图乙中可与图甲细胞来自同一个减数分裂过程的是①④。
（4）若该精原细胞的基因型为AaXcY，进行DNA的复制之后就是AAaaXcXcYY，减数分裂产生了AY与AXcXc的精子，可推测在减数第一次分裂结束的时形成的次级精母细胞的基因型是AaYY、AaXcXc，因此与其来自同一个初级精母细胞的其他精子的基因型为aY、a，导致这种现象产生的原因是减数分裂Ⅰ前期，同源染色体中非姐妹染色单体互换，且减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，两条Xc染色体移向了细胞同一极。
（5）已知该动物还存在另外两对等位基因Y、y和R、r，经基因检测该动物产生的配子类型共有YR、Yr、yR和yr四种，且数量比例接近1：14：14：1，说明两对基因不遵循自由组合定律，有连锁现象，且Y和r连锁，y和R连锁，即Y、y、R、r在一对同源染色体上，Y和r在一条染色体上，y和R在另一条上，如下图：或。
23．【答案】（1）自由组合；酶的合成
（2）4；IIAABB；100%
（3）中；极面观；纯合红花植株；全为白花或红花：白花=1：1
（4）红色♀：白色♀：红色♂：白色♂=18：14：9：7；256/567
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；基因、蛋白质、环境与性状的关系；伴性遗传；基因突变的特点及意义；9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】（1）实验一、二的F2表型比分别为13：3、9：7，均为9：3：3：1的变式，说明控制花色的基因位于非同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。图1显示，基因通过控制酶1、酶2的合成（酶1由A控制，酶2由B控制），调控色素合成过程，因此基因通过控制酶的合成间接控制生物体的性状。
（2）由图1可知，基因I抑制A的表达，仅当基因型为iiA_B_时表现为红花：具体基因型为iiAABB、iiAaBB、iiAABb、iiAaBb，共4种。实验一F2红花（iiA_BB）占3/16，结合自由组合定律，F1基因型应为IiAaBB（白花）。因亲本为白花纯合品系，品系2需提供a基因（与F1的A配对），故品系2为iiaaBB，品系1为IIAABB（纯合白花，提供I和A基因）。实验二F2红花为iiA_B_（9/16），白花基因型为iiA_bb、iiaaB_、iiaabb（共7/16）。三者均含一对或两对隐性纯合基因（如A_bb、aaB_、aabb），自交后代不会出现性状分离，均能稳定遗传，故F2白花植株中能稳定遗传的占100%。
（3）①有丝分裂中期染色体形态稳定、数目清晰，且极面观（染色体呈平面分布）时染色体排列分散，便于核型分析，因此选择该时期细胞。
②若白花植株由基因i显性突变（i→I）导致，需与纯合红花植株（iiAABB）杂交：若突变基因型为II（i→I，纯合突变），杂交后代全为IiAABB（白花）；若突变基因型为Ii（i→I，杂合突变），杂交后代为IiAABB（白花）：iiAABB（红花）=1：1。因此，若后代全为白花或红花：白花=1：1，则支持“i基因显性突变”的假设。
（4）①先拆分三对基因（ii固定，仅需分析A/a、B/b和X染色体）：花色：iiAaBb×iiAaBb→红花（iiA_B_）：白花=9：7；伴性遗传：X+Y×X+X →后代基因型为X+X+、X+X 、X+Y、X Y（致死），存活个体中雌性：雄性=2：1。
组合表型比例：红色♀（9×2）：白色♀（7×2）：红色♂（9×1）：白色♂（7×1）=18：14：9：7。
②花色基因：iiA_B_产生的配子中AB：Ab：aB：ab=4：2：2：1，后代红花（iiA_B_）占(4×4+4×2×2+2×2×2)/81=64/81；伴性基因：红色雌性（X+X+：X+X =1：1）与红色雄性（X+Y）交配，后代X Y致死，存活个体中雌株占4/7（X+X+：X+X ：X+Y=3：1：3）。红色花雌株比例=64/81×4/7=256/567。
【分析】（1）位于性染色体上的基因控制的性状在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫作伴性遗传。
（2）基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
（1）实验一实验二的F2均符合9：3：3：1的变式，说明花色是由两对位于非同源染色体上的等位基因控制的，即植物的花色遗传遵循基因的自由组合定律；基因通过控制酶1、酶2进而控制花的颜色，说明基因可通过控制酶的合成，进而控制生物体的性状。
（2） 由图1可知，红花植株的基因型有iiAABB、iiAaBB、iiAABb和iiAaBb共4种；可以采用逆推法，假设实验一中F2中红花iA_BB=1/4×3/4×1=3/16，则F1白花基因型为IiAaBB，则品系1的基因型为IIAABB、品系2为iiaaBB；结合实验二，F2中红花为9/16，则实验二F2中红花的基因型只能为iiA_B_=1×3/4×3/4=9/16，则实验二中F1的基因型为iiAaBb，因为品系2为基因型为iiaaBB，则品系3的基因型为iiAAbb才能符合题意，实验二中F1的基因型为iiAaBb，则后代中白花植株基因型及比例为3iiA_bb、3iiaaB_、1iiaabb，由于均含有隐性纯合子，故均可稳定遗传，即比例是100%。
（3） ①有丝分裂中期染色体形态稳定，数目清晰，便于观察，故制作该白花植株体细胞临时装片，镜检观察处于有丝分裂中期且染色体分散较好的细胞，可初步判断变异来源。
②若由于亲本在产生配子时，可能基因i发生显性突变而产生了白花植株，则可用该白花植株与纯合红花植株ii AABB杂交，若后代全为白花，说明是由ii突变为了II，若后代红花：白花=1：1，说明是有ii突变为了Ii，这两种情况都能说明该白花植株的产生是亲本产生配子时发生基因突变所致，且是基因i发生了显性突变。
（4）若这种植物性别决定类型为XY型，在X染色体上发生基因突变产生隐性致死基因e，导致合子致死。基因型为iiAaBbX+Y和iiAaBbX+Xe的植株杂交，逐对考虑，F1中关于花色的基因型及比例为iiA_B_：iiA_bb：iiaaB_：iiaabb=9：3：3：1，所以F1中关于花色的基因型及比例为红色：白色=9：7，X+Y和X+Xe的植株杂交，F1关于性别的基因型为X+X+：X+Xe：X+Y：XeY （致死），即F1中雌性：雄性=2：1，所以F1中雌雄植株的表型及比例为红色♀：白色♀：红色♂：白色♂=18：14：9：7。子一代中红色雌性基因型有iiA_B_X+X+、iiA_B_X+Xe，红色花雄性基因型是iiA_B_X+Y，其中iiA_B_的比例为1iiAABB、2iiAaBB、2iiAABb、4iiAaBb，产生的雌雄配子配子类型及比例均是AB∶Ab∶aB∶ab=4∶2∶2∶1，子一代中红色植株随机交配后红色个体（iiA_B_） 占4/9×1+2/9×2/9×2+4/9×5/9=64/81，考虑性染色相关基因，子一代中红色植株随机交配后子代是3X+X+、1X+Xe、3X+Y、1XeY （致死），即雌株：雄株=4：3，故后代中红色花雌株比例64/81×4/7=256/567。
24．【答案】（1）模板；dNTP、耐高温的DNA聚合酶、缓冲液等
（2）C；⑥⑧；杜氏盐藻叶绿体
（3）扩大培养杜氏盐藻
（4）除草剂；PCR
（5）目的基因的表达量；基因污染
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）扩增BKT基因和CRTRB基因时，需以含目的基因的红球藻总DNA作为模板，才能特异性复制目标序列。
PCR技术的核心反应体系包括：模板DNA、特异性引物、dNTP（合成DNA的原料）、耐高温的DNA聚合酶（如Taq酶，催化子链合成）、缓冲液（维持反应环境pH）等，因此需这些物质。
（2）①引物设计需满足“5’→3’方向”：首先添加同源序列（用于无缝克隆的同源重组），再加入限制酶识别序列（便于后续切除抗除草剂基因），最后是抗除草剂基因部分序列（确保扩增目标基因），对应选项C。
②无缝克隆需目的基因与质粒同源序列匹配：图2中，CRTRB基因需与相邻序列（如BKT基因末端、质粒片段）存在同源区，推测扩增时所用引物为⑥⑧（可使CRTRB基因两端带上所需同源序列，实现与质粒和BKT基因的连接）。
③重组质粒导入杜氏盐藻叶绿体，需启动子能被叶绿体中的转录系统识别，因此atpA启动子和psbA启动子应为杜氏盐藻叶绿体启动子，确保目的基因在叶绿体中正常表达。
（3）第一次固体培养基培养是为了筛选单藻落（纯化杜氏盐藻）；第二次液体培养基培养可提供更充足的营养和空间，实现杜氏盐藻的大量繁殖（扩大培养），为后续基因导入提供足够受体细胞。
（4）重组质粒含抗除草剂基因（标记基因），因此用含除草剂的培养基初筛时，未导入质粒的盐藻会死亡，仅已转化的盐藻能存活。
检测是否转录出目标mRNA，可采用RTPCR技术（先逆转录合成cDNA，再通过PCR扩增检测cDNA，间接证明mRNA存在），或直接用PCR（若特异性检测mRNA，需先逆转录，核心技术仍基于PCR）。
（5）一个植物细胞含多个叶绿体，每个叶绿体含多个基因组，导入的目的基因可随叶绿体复制而大量扩增，从而提高目的基因的表达量（更多基因转录翻译出目标酶）。叶绿体基因位于细胞质中，而植物花粉几乎不含细胞质，因此目的基因不会随花粉传播到其他植物，可有效避免基因污染（目的基因扩散到自然环境中的其他物种）。
【分析】（1）基因工程是一种DNA操作技术，需要借助限制酶、DNA连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
（2）PCR反应需要在一定的缓冲液中才能进行，需提供DNA模板，分别与两条模板链结合的2种引物，4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶；同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。
（1）因红球藻是天然虾青素的重要来源，是目的基因的来源，故可提取红球藻的总 DNA为模板，设计特异性引物扩增其 DNA中的 BKT基因和CRTR-B 基因进行PCR扩增，此过程需要 Taq DNA聚合酶（耐高温DNA聚合酶）的催化，同时还需要dNTP、缓冲液等。
（2） ①根据 PCR扩增的原理，在 PCR过程中，为确保基因两端具有所需同源序列，需在5’ 端添加对应的同源序列；根据题意，若要确保抗除草剂基因能够从重组质粒中切除，则所需引物（5’一 3’）的序列应为“同源序列十限制酶识别序列十特异性扩增引物序列（抗除草剂基因部分序列）”，C正确。
故选C。
②根据图2所示，要通过“无缝克隆法”同时将 BKT基因和CRTR-B 基因插入质粒，则要保证BKT基因一侧有一致同源序列，另一侧能带上CRTR-B 基因，因此扩增 BKT基因所用的引物为①③ ； 同理，扩增CRTR-B基因所用的引物为⑥⑧。
③最终形成的重组质粒如图3所示，其中atpA启动子和psbA启动子均为杜氏盐藻叶绿体启动子，选用内源性启动子的目的是确保目的基因正常表达。
（3）选取初始杜氏盐藻涂布到杜氏盐藻固体培养基进行培养的目的是纯化杜氏盐藻，挑取生长状态良好的单藻落到杜氏盐藻液体培养基中继续培养的目的是扩大培养杜氏盐藻。
（4）采用基因枪法将重组质粒导入杜氏盐藻叶绿体，一段时间后，用含除草剂的选择培养基筛选已转化的杜氏盐藻；而后再通过抗原—抗体杂交实验检测是否成功表达 β-胡萝卜素酮化酶和 β-胡萝卜素羟化酶。
（5）因每个叶绿体中含有多个基因组，可大大提高目的基因的表达量；且叶绿体基因位于细胞质中，一般不能稳定遗传，因此可避免基因污染。
1 / 1江苏省扬州中学2025-2026学年高三上学期9月月考生物试题
1．（2025高三上·扬州月考）下列关于细胞中各种有机化合物的叙述，正确的是（　　）
A．酶都是由氨基酸通过肽键连接而成的
B．蛋白质和核酸在细胞内合成时都需要模板、能量和酶
C．在人体心肌细胞中由A、G、T、U四种碱基参与构成的核苷酸最多有7种
D．细胞中运输各种离子和氨基酸的物质都是蛋白质
【答案】B
【知识点】核酸的基本组成单位；酶的本质及其探索历程；遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、酶的化学本质有两类：绝大多数酶是蛋白质（由氨基酸通过肽键连接而成），少数酶是RNA（由核糖核苷酸通过磷酸二酯键连接而成）。因此“酶都是由氨基酸通过肽键连接而成”的表述错误，忽略了RNA类酶的存在，A不符合题意；
B、蛋白质合成通过翻译过程进行：以mRNA为模板，需要ATP提供能量，还需核糖体（含rRNA，作为酶）、tRNA等参与，符合“需要模板、能量和酶”；核酸合成：DNA通过复制合成（以DNA为模板，需ATP供能、解旋酶和DNA聚合酶等），RNA通过转录合成（以DNA为模板，需ATP供能、RNA聚合酶等），同样需要模板、能量和酶，B符合题意；
C、人体心肌细胞含DNA和RNA两种核酸，核苷酸分为脱氧核苷酸（DNA的基本单位）和核糖核苷酸（RNA的基本单位）：A、G可参与两种核苷酸（脱氧核苷酸和核糖核苷酸），共2×2=4种； T仅参与脱氧核苷酸（1种），U仅参与核糖核苷酸（1种）； 总共有4+1+1=6种，而非7种，C不符合题意；
D、运输离子的物质不都是蛋白质：如植物细胞中，钾离子可通过离子通道蛋白运输，也可通过载体蛋白运输，但某些情况下（如协同运输）虽依赖蛋白质。运输氨基酸的物质不都是蛋白质：如翻译过程中，氨基酸由tRNA（核酸）运输，而非蛋白质，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】酶的本质有蛋白质和RNA两类；蛋白质与核酸的合成都需模板、能量和酶；核酸的核苷酸组成需结合DNA和RNA的碱基差异分析；物质运输中，离子可通过蛋白质运输，氨基酸可通过tRNA（核酸）运输。
2．（2025高三上·扬州月考）图表示某高等植物细胞部分结构。下列叙述错误的是（　　）
A．结构③与⑥相连，有利于细胞中的能量供应与利用
B．结构①③⑤⑥的膜参与构成该细胞的生物膜系统
C．分裂旺盛的细胞中，若破坏结构⑤，会导致双核细胞的出现
D．结构②⑦均有物质运输、信息交流的功能，但只有⑦依赖受体
【答案】D
【知识点】其它细胞器及分离方法；细胞的生物膜系统
【解析】【解答】A、图中③为内质网、⑥为线粒体，二者的膜直接相连。线粒体是细胞的“动力车间”，可产生ATP供细胞利用，内质网参与蛋白质加工、脂质合成等需能过程，二者直接相连能缩短ATP的运输距离，有利于能量的供应与利用，A不符合题意；
B、生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜共同构成。图中①为核膜、③为内质网（具膜细胞器）、⑤为高尔基体（具膜细胞器）、⑥为线粒体（具膜细胞器），它们的膜均属于生物膜系统的组成部分，B不符合题意；
C、结构⑤是高尔基体，在植物细胞中，高尔基体与细胞分裂末期细胞壁的形成密切相关。若分裂旺盛的细胞中高尔基体被破坏，细胞壁无法正常合成，细胞不能分裂为两个子细胞，会导致一个细胞内出现两个细胞核（双核细胞），C不符合题意；
D、结构②为核孔，可运输RNA、蛋白质等物质，也能传递细胞核与细胞质间的信息；结构⑦为胞间连丝，是植物细胞间直接连通的通道，可运输物质并传递信息，二者均不依赖受体发挥功能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】内质网与线粒体直接相连可优化能量利用；生物膜系统包含核膜和具膜细胞器膜；植物高尔基体与细胞壁形成相关；核孔和胞间连丝均能运输物质、传递信息且不依赖受体。
3．（2025高三上·扬州月考）如图为磷脂分子的结构通式，脂肪酸组成磷脂分子的尾。下列叙述正确的是（　　）
A．若磷脂含有N元素，则N存在于R1或R2中
B．真核细胞和原核细胞都含有磷脂分子
C．磷脂分子在水中会自发形成单层分子，头部朝向空气
D．磷脂分子可以运动，这是生物膜具有选择透过性的基础
【答案】B
【知识点】细胞膜的结构特点；原核细胞和真核细胞的形态和结构的异同；细胞膜的流动镶嵌模型
【解析】【解答】A、从磷脂分子结构通式可知，其基本组成包括脂肪酸（R1、R2为脂肪酸链，仅含C、H、O）、甘油、磷酸和X基团。若磷脂含N元素，N只能存在于X基团中（如X为胆碱时含N），而非R1或R2，A不符合题意；
B、真核细胞和原核细胞都具有细胞膜，而细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，因此两者都含有磷脂分子。即使原核细胞结构简单，也需磷脂构成细胞膜以分隔细胞内外环境，B符合题意；
C、磷脂分子头部亲水、尾部疏水。在水中，磷脂分子会自发形成双层结构（磷脂双分子层），头部朝向水（外侧），尾部朝向双层内部（避免接触水）；若形成单层（如在水面），头部应朝向水，尾部朝向空气，而非“头部朝向空气”，该表述颠倒了亲水部位的朝向，C不符合题意；
D、磷脂分子的流动性是生物膜具有一定流动性的基础；而生物膜的选择透过性主要与膜上载体蛋白的种类、数量及功能有关，并非依赖磷脂分子的运动，该表述混淆了生物膜流动性与选择透过性的基础，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】磷脂的N元素存在于X基团，而非脂肪酸链；所有细胞（真核、原核）均含磷脂以构成细胞膜；磷脂在水中的排列由其亲水/疏水特性决定；磷脂流动性与生物膜流动性相关，选择透过性与载体蛋白相关。
4．（2025高三上·扬州月考）下图中的I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、AOX、UQ表示在真核细胞中需氧呼吸的第三阶段参与电子传递的蛋白质复合体或脂溶性物质复合体。其中H通过I、Ⅲ、Ⅳ逆浓度梯度运输，建立膜质子（H+）势差，驱动ATP合成酶和UCP发挥作用使膜两侧的质子（H+）势差转变成其他形式的能量。下列叙述错误的是（　　）
A．图示中的有机物可以是葡萄糖
B．H+通过UCP的跨膜运输是一种易化扩散
C．若膜上的UCP含量增多，则ATP的合成速率将下降
D．图示蛋白复合体所在结构为线粒体内膜，上侧是膜间隙
【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；被动运输
【解析】【解答】A、有氧呼吸第三阶段的场所是线粒体内膜，而葡萄糖不能直接进入线粒体，需先在细胞质基质中分解为丙酮酸，丙酮酸再进入线粒体进一步代谢。因此，图示中参与电子传递的有机物不可能是葡萄糖，A符合题意；
B、H+通过UCP跨膜运输时，顺浓度梯度进行（依赖膜间隙与基质的H+势差），且需要UCP蛋白协助，符合易化扩散（协助扩散）的特点，B不符合题意；
C、UCP与ATP合成酶竞争利用H+势差：UCP含量增多时，更多H+通过UCP顺浓度梯度运输，导致驱动ATP合成的H+势差减弱，ATP合成速率下降，C不符合题意；
D、图示为有氧呼吸第三阶段的电子传递链，其所在结构为线粒体内膜。H+被泵到的一侧（上侧）为线粒体膜间隙，下侧为线粒体基质，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】图示过程为真核细胞有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上。该阶段的核心是电子传递与质子（H+）泵送，通过蛋白复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ将H+逆浓度梯度泵到膜间隙，建立H+势差，进而驱动ATP合成酶合成ATP，或通过UCP将势差转化为其他能量（如热能）。
5．（2025高三上·扬州月考）下列与实验操作相关叙述合理的是（　　）
A．提取绿叶中色素时，先将剪碎的叶片迅速、充分研磨，再加入碳酸钙保护色素
B．DNA粗提取时，称取30g洋葱放入研钵中进行充分研磨后，在研钵中加入预冷的酒精溶液，静置2~3分钟，用玻璃棒卷起丝状物
C．鉴定酵母菌无氧呼吸产物时，先将酵母菌培养一段时间，再连接澄清石灰水
D．观察叶绿体时，先用镊子取一片藓类小叶放在载玻片上，再滴一滴清水，盖上盖玻片
【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；探究酵母菌的呼吸方式；DNA的粗提取和鉴定；观察叶绿体、线粒体、细胞质流动实验
【解析】【解答】A、提取绿叶中色素时，碳酸钙需在研磨前加入，目的是中和研磨过程中产生的有机酸，防止叶绿素被破坏。若先研磨再加入碳酸钙，色素已在研磨时被有机酸破坏，无法起到保护作用，A不符合题意；
B、DNA粗提取时，洋葱研磨后需先过滤去除细胞壁、细胞膜等杂质，取滤液后再加入预冷酒精（使DNA析出，蛋白质溶解）。直接在研钵中加酒精，会导致杂质与DNA混合，无法用玻璃棒卷起纯净的DNA丝状物，步骤缺失过滤环节，B不符合题意；
C、鉴定酵母菌无氧呼吸产物（CO2）时，酵母菌初始培养时装置内有氧气，会先进行有氧呼吸。先培养一段时间耗尽氧气，再连接澄清石灰水，此时检测到的CO2才能确定来自无氧呼吸，避免有氧呼吸产物干扰实验结果，C符合题意；
D、观察叶绿体时，正确操作是先在载玻片中央滴一滴清水，再用镊子取藓类小叶放在清水中（保持细胞活性和叶绿体形态），最后盖上盖玻片。先放叶片再滴清水，叶片可能因缺水皱缩，影响观察效果，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】绿叶中色素提取需先加碳酸钙护色；DNA粗提取需过滤后加酒精析DNA；酵母菌无氧呼吸鉴定需先耗尽氧气；观察叶绿体需先滴清水再放叶片，实验操作的顺序和细节直接影响实验结果准确性。
6．（2025高三上·扬州月考）线粒体基因突变是遗传性糖尿病的一种最常见的形式，下列说法错误的是（　　）
A．线粒体能产生[H]，也能消耗[H]，能产生ATP也能消耗ATP
B．线粒体是真核细胞进行有氧呼吸的主要场所
C．人吸入18O2后，在线粒体中可以产生C18O2和H218O
D．基因突变可能导致线粒体膜上葡萄糖转运载体结构异常，从而引发糖尿病
【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、线粒体中，有氧呼吸第二阶段（基质中）分解丙酮酸产生[H]和少量ATP；第三阶段（内膜上）[H]与O2结合生成水，消耗[H]并产生大量ATP。同时，线粒体内的DNA复制、蛋白质合成等生命活动需消耗ATP，因此线粒体既能产生也能消耗[H]和ATP，A不符合题意；
B、真核细胞有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段在细胞质基质进行，第二、三阶段在线粒体中进行（第二阶段在线粒体基质，第三阶段在线粒体内膜），且第三阶段产生大量ATP，因此线粒体是有氧呼吸的主要场所，B不符合题意；
C、人吸入的18O2参与有氧呼吸第三阶段，与[H]结合生成H218O；生成的H218O又可参与第二阶段，与丙酮酸反应生成C18O2和[H]，因此在线粒体中可产生C18O2和H218O，C不符合题意；
D、葡萄糖不能直接进入线粒体，需在细胞质基质中先分解为丙酮酸，再进入线粒体进一步代谢，因此线粒体膜上不存在葡萄糖转运载体。即使发生基因突变，也不会导致线粒体膜上该载体异常，该表述违背了葡萄糖的代谢路径，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】线粒体参与有氧呼吸第二、三阶段，能产生和消耗[H]、ATP；有氧呼吸的主要场所是线粒体；18O2可通过有氧呼吸转移到H2O和CO2中；葡萄糖需先在细胞质基质分解为丙酮酸，再进入线粒体，线粒体膜无葡萄糖转运载体。
7．（2025高三上·扬州月考）端粒是染色体两端一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体，端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短，当短到一定程度时，端粒内侧的正常基因会受到损伤。端粒酶以其携带的RNA为模板（含短重复序列5'-UAACCC-3'）使端粒DNA序列延伸，作用机理如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．端粒酶向右移动完成G链的延伸为逆转录过程
B．以延伸的G链为模板形成C链需要DNA聚合酶的催化
C．端粒酶延伸端粒DNA的短重复序列为3'-GGGTTA-5'
D．与正常细胞相比肿瘤细胞中端粒酶的活性比较高
【答案】C
【知识点】细胞衰老的原因探究；中心法则及其发展；DNA分子的复制
【解析】【解答】A、为修复端粒近端DNA损伤，端粒酶沿模板移位，以其内源RNA组分（5'-UAACCC-3'）为模板催化G链延伸，该过程属典型逆转录反应，A正确；
B、 G链延伸产物作为模板链，在DNA聚合酶介导下通过碱基互补配对原则合成互补C链，B正确；
C、模板序列含尿嘧啶（U）证明其为RNA，依据碱基互补原则（A-T/U， G-C），其催化合成的DNA重复单元应为5'-GGGTTA-3'（非选项所述序列），C错误；
D、肿瘤细胞呈现异常高增殖潜能，其端粒酶活性显著上调，可有效维持端粒长度稳态以抵抗复制性缩短，D正确。
故答案为：C。
【分析】细胞持续分裂能力的分子基础分析：染色体末端存在特异性核苷酸重复单元（端粒），其长度随有丝分裂次数的增加呈进行性缩短。当端粒缩减至临界长度阈值时，将诱发端粒近侧区功能性基因损伤，进而激活细胞衰老程序。端粒酶通过其RNA组分中保守的5'-UAACCC-3'模板序列，催化端粒DNA的从头合成以实现长度补偿。该机制表明，端粒酶活性维持是细胞突破分裂极限的核心分子保障。
8．（2025高三上·扬州月考）研究表明，miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见图。下列说法错误的是（　　）
A．细胞凋亡是由基因决定的程序性死亡
B．miRNA表达量升高会抑制细胞凋亡
C．circRNA可能通过核孔运出细胞核
D．circRNA含量升高会抑制细胞凋亡
【答案】B
【知识点】细胞的凋亡
【解析】【解答】A、细胞凋亡是由基因（如P基因等）决定的细胞自动结束生命的过程，受严格的程序性调控，属于程序性死亡，这是细胞凋亡的基本定义，A不符合题意；
B、根据调控机制：miRNA可与P基因的mRNA靶向结合并使其降解，导致P基因表达受抑制、P蛋白减少。而P蛋白能抑制细胞凋亡（后续选项D逻辑可印证），若miRNA表达量升高，P蛋白会进一步减少，对细胞凋亡的抑制作用减弱，细胞凋亡会增强，B符合题意；
C、circRNA是RNA分子，细胞核内合成的RNA需通过核孔运出细胞核才能发挥作用（如图中circRNA在细胞质中与miRNA结合），因此circRNA可能通过核孔运出细胞核，C不符合题意；
D、circRNA可与miRNA结合（竞争性结合），若circRNA含量升高，会“抢走”miRNA，使miRNA无法与P基因的mRNA结合，P基因能正常表达、P蛋白含量增加。而P蛋白能抑制细胞凋亡，因此circRNA含量升高会抑制细胞凋亡，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】细胞凋亡是基因决定的程序性死亡；调控链为“circRNA↑→结合miRNA↑→miRNA抑制P基因↓→P蛋白↑→抑制细胞凋亡↑”，反之“miRNA↑→P蛋白↓→细胞凋亡↑”，需明确各分子间的竞争结合与上下游调控关系。
9．（2025高三上·扬州月考）某细胞中的部分生理过程如图所示，①和②代表不同的化学反应。下列叙述正确的是（　　）
A．能量Ⅰ只能来自化学反应释放的能量
B．反应①只能发生在细胞质基质和线粒体中
C．能量Ⅱ可用于肾小管细胞对水分的重吸收
D．反应②往往伴随着生物体内的吸能反应
【答案】D
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程；ATP的作用与意义
【解析】【解答】A、能量Ⅰ是用于合成ATP的能量，其来源不止化学反应释放的能量，如细胞呼吸分解有机物释放的化学能），还可来自光能，如光合作用光反应阶段，光能直接转化为ATP中活跃的化学能，A不符合题意；
B、反应①是ATP合成反应。真核细胞中，ATP合成场所除了细胞质基质（细胞呼吸第一阶段）和线粒体（有氧呼吸第二、三阶段），还包括叶绿体类囊体薄膜（光合作用光反应）；原核细胞无细胞器，ATP合成可在细胞质基质进行，B不符合题意；
C、能量Ⅱ是ATP水解释放的能量，主要用于主动运输、物质合成等需能过程。肾小管细胞对水分的重吸收方式是自由扩散或协助扩散（被动运输），不需要消耗能量，因此能量Ⅱ不能用于该过程，C不符合题意；
D、反应②是ATP水解反应，会释放能量。生物体内的吸能反应（如蛋白质合成、DNA复制）需要消耗能量，通常由ATP水解供能，即ATP水解往往伴随着吸能反应，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】ATP合成的能量来源包括化学能和光能，场所因细胞类型（真核/原核）和生理过程（呼吸/光合）而异；ATP水解的能量用于需能过程，与吸能反应相伴随，被动运输不消耗ATP。
10．（2025高三上·扬州月考）在光照恒定、光合作用温度最适条件下，某研究小组用图1的实验装置测量一小时内密闭容器的变化量，绘成曲线如图2所示。下列说法正确的是（　　）
A．若第10min时突然黑暗，叶绿体基质中C3的含量在短时间内将下降
B．该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为64ppmCO2/min
C．适当提高温度进行实验，该植物光合作用的光饱和点将增大
D．a-b段，叶绿体中ATP从基质向类囊体膜运输
【答案】B
【知识点】影响光合作用的环境因素；光合作用综合；环境变化对光合作用中物质含量的影响
【解析】【解答】A、若第10min突然黑暗，光反应停止，ATP和[H]无法合成，导致暗反应中C3的还原受阻；但此时CO2固定仍在进行（C5继续与CO2结合生成C3），C3生成量不变、消耗量减少，因此叶绿体基质中C3含量在短时间内会上升，而非下降，A不符合题意；
B、真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。前30min（a-b段）为光照条件，容器CO2从1680ppm降至180ppm，净光合速率=（1680-180）ppm÷30min=50ppm CO2/min；30min后（b-c段）无光照，仅进行呼吸作用，CO2从180ppm升至600ppm，呼吸速率=（600-180）ppm÷30min=14ppm CO2/min；真正光合速率=50+14=64ppm CO2/min，B符合题意；
C、题干明确实验在“光合作用温度最适条件”下进行，适当提高温度会偏离最适温度，导致光合酶活性下降，光合作用强度减弱，光饱和点（光合速率不再随光照增强而增加的光照强度）会减小，C不符合题意；
D、a-b段CO2含量下降，说明光合作用大于呼吸作用。叶绿体中，光反应在类囊体膜产生ATP，暗反应在基质消耗ATP（用于C3还原），因此ATP应从类囊体膜向基质运输，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】突然黑暗会导致C3积累；真正光合速率需结合净光合（光照下CO2减少量）与呼吸速率（黑暗下CO2增加量）计算；最适温度外的温度变化会降低光合酶活性；ATP在叶绿体中的运输方向与光反应、暗反应场所一致。
11．（2025高三上·扬州月考）现有性别决定方式为XY型的某纯合动物（2N=12）。将其一个正常精原细胞（细胞中所有染色体的P元素都为32P）放在不含32P 的培养液中先进行一次有丝分裂后再进行减数分裂，减数分裂某时期的细胞如图所示。图中仅显示部分染色体，①和②代表染色体。下列叙述正确的是（　　）
A．若此为减数第一次分裂的图像，染色体①的姐妹染色单体上出现基因A 和a，原因可能是基因突变或交叉互换的结果
B．若此为减数第一次分裂的图像，该图细胞中含有 4 套遗传信息和 6条含32P标记的染色体
C．若此为减数第二次分裂的图像，该细胞继续分裂形成的一个精细胞中含32P标记的染色体数最大为6条
D．使用32P标记该动物口腔上皮细胞溶酶体中的脱氧核苷酸，最终可能在该细胞染色体中检测到放射性
【答案】C
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；细胞自噬
【解析】【解答】A、该动物为纯合子，正常情况下同源染色体及姐妹染色单体上的基因相同。若染色体①的姐妹染色单体出现A和a，因纯合子无等位基因，交叉互换无法产生新基因，只能是DNA复制时发生基因突变，A不符合题意；
B、若为减数第一次分裂图像，细胞含同源染色体，DNA已复制（每条染色体含2条姐妹染色单体），遗传信息套数为4套（2N→4N），这一点正确；但放射性分析有误：精原细胞先经1次有丝分裂（DNA半保留复制，子细胞每条染色体的DNA均为1条链含32P、1条不含），再进行减数分裂（DNA再次半保留复制，每条染色体的2条姐妹染色单体中，1条的DNA含32P、1条不含），细胞共12条染色体，均含32P标记（至少1条染色单体含），B不符合题意；
C、若为减数第二次分裂图像，减数第一次分裂已完成同源染色体分离，细胞含6条染色体（每条含2条姐妹染色单体），每条染色体仍有1条姐妹染色单体含32P；后续分裂中，着丝粒分裂后形成12条染色体（6条含32P、6条不含），若含32P的染色体均进入同一精细胞，则该精细胞中含32P标记的染色体数最大为6条，C符合题意；
D、口腔上皮细胞高度分化，不再进行DNA复制，无需脱氧核苷酸；溶酶体分解物质产生的脱氧核苷酸，因细胞不分裂无法用于染色体合成，因此最终无法在染色体中检测到放射性，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】纯合子姐妹染色单体出现等位基因仅源于基因突变；DNA半保留复制决定放射性染色体数量随分裂次数的变化规律；高度分化细胞不进行DNA复制，无法利用脱氧核苷酸更新染色体。
12．（2025高三上·扬州月考）某昆虫（ZW型性别决定）的眼色有红、白、紫三种，由A/a、B/b两对等位基因控制，已知A/a基因位于常染色体上，无A基因则表现为白眼。某人选取两纯合亲本进行下表所示杂交实验。不考虑互换，下列说法错误的是（　　）
p F1 （F1雌雄昆虫相互交配获得的）F2
红眼♀×白眼♂ 紫眼♀、红眼♂ 紫眼：红眼：白眼=3：3：2
A．A/a、B/b基因的遗传遵循自由组合定律
B．F2红眼个体既有纯合子又有杂合子，F2红眼个体中双杂合子占1/3
C．F2白眼个体与亲本白眼雄性个体基因型相同的概率为1/4
D．若F2中的紫眼雌性个体与白眼雄性个体杂交，则子代雌性个体中红眼个体占1/8
【答案】D
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；伴性遗传
【解析】【解答】A、由F1表型可知，眼色性状与性别相关联（F1紫眼全为雌性、红眼全为雄性），且 A/a 位于常染色体，故 B/b 必位于性染色体（ZW 染色体）。两对等位基因分别位于常染色体和性染色体上，遗传时遵循自由组合定律，A不符合题意；
B、无 A 基因（aa）为白眼；结合亲本纯合（红眼♀AAZW× 白眼♂aaZZ）及 F1表型（紫眼♀AaZBW、红眼♂AaZZ）。如果亲本的基因型为AAZbW红眼♀×aaZBZB白眼♂→F1的基因型为AaZBW♀、AaZBZb♂（不是红眼），可见与实际不符，故亲本的基因型为AAZBW红眼♀、aaZbZb白眼♂，F1的基因型为AaZbW紫眼♀、AaZBZb红眼♂，则说明没有A基因为白眼，有A和B基因为红眼，有A无B为紫眼。Aa×Aa→1/4AA、2/4Aa、1/4aa；ZbW×ZBZb→ZBW♀、ZbW♀、ZBZb♂、ZbZb♂。可见F2中的红眼基因型有1/16AAZBW、2/16AaZBW、1/16AAZBZb、2/16AaZBZb，即F2 个体既有纯合子又有杂合子，F2眼个体中双杂合子AaZBZb占2/16÷（1/16+2/16+1/16+2/16）=1/3，B不符合题意；
C、亲本的基因型为AAZBW红眼♀、aaZbZb白眼♂，F2中的白眼个体为1/16aaZBW♀、1/16aaZbW♀、1/16aaZBZb♂、1/16aaZbZb♂。因此F2白眼个体aaZbZb与亲本白眼雄性个体aaZbZb基因型相同的概率为1/16÷（1/16+1/16+1/16+1/16）=1/4，C不符合题意；
D、F2中的紫眼雌性个体为1AAZbW、2AaZbW，产生的卵细胞中A的概率是2/3，a的概率是1/3，Zb的概率是1/2，W的概率是1/2；白眼雄性个体为1aaZBZb、1aaZbZb，产生的精子中的A的概率是0，a的概率是1，Zb的概率是3/4，ZB的概率是1/4。子代Aa的概率为2/3×1=2/3；子代ZBW的概率为1/2×1/4=1/8，ZbW的概率为1/2×3/4=3/8，故子代雌性个体（ZW）中红眼（A-ZBW）个体占2/3×1/8÷1/2=1/6，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】ZW型性别决定中，性染色体基因遗传与性别关联；先通过杂交结果推导基因型-表型对应关系，再结合自由组合定律计算各基因型比例，注意性染色体在雌雄个体中的差异（雌性ZW、雄性ZZ）。
13．（2025高三上·扬州月考）人类某单基因遗传病，人群中存在该基因的三个复等位基因A1、A2和A3.图1为该遗传病的家系图谱，用限制酶M处理家系部分成员的该基因片段后进行电泳的结果如图2所示。下列说法错误的是（　　）
A．该遗传病致病基因位于X染色体上
B．致病基因上存在1个限制酶M的酶切位点
C．三个复等位基因的产生可能是由于碱基的替换
D．Ⅱ2和Ⅱ3生出患该遗传病男孩的概率为1/4
【答案】D
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；伴性遗传；基因突变的类型；遗传系谱图；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】A、由家系图谱可知该病为隐性遗传病（Ⅰ1、Ⅰ2正常，子代Ⅱ1患病）。若为常染色体隐性遗传，Ⅱ1（患病）的致病基因应来自父母，Ⅰ1、Ⅰ2电泳条带中需含致病基因对应的酶切片段，但电泳结果显示Ⅰ1只有5kb条带，与常染色体遗传假设矛盾；若为伴X隐性遗传，Ⅱ1（男性患者）的致病基因仅来自母亲Ⅰ2，Ⅰ1（男性正常）无致病基因，电泳结果可匹配，故致病基因位于X染色体上，A不符合题意；
B、结合电泳结果推测：A2基因为全长10kb片段（无酶切位点），A1基因有1个限制酶M酶切位点（切为2个5kb片段），A3（致病基因）有1个限制酶M酶切位点（切为6kb+4kb片段）。如Ⅰ2基因型为X X 3（含A1和A3），酶切后出现5kb、6kb、4kb条带，与电泳结果一致；致病基因A3上确实存在1个酶切位点，B不符合题意；
C、复等位基因的产生源于基因突变，碱基替换可导致基因序列改变，进而形成不同等位基因（A1、A2、A3），且碱基替换不会改变基因长度（仅序列变化），与题干中酶切后片段长度差异（源于酶切位点有无/位置）相符，C不符合题意；
D、由电泳结果和遗传方式可知：Ⅰ1（X Y，正常）、Ⅰ2（X X 3，携带者），Ⅱ2的基因型为X X （正常，概率1/2）或X X 3（携带者，概率1/2）；Ⅱ3为正常男性，基因型为X Y。
若Ⅱ2为携带者（X X 3，概率1/2），与Ⅱ3（X Y）结婚，生出患病男孩（X 3Y）的概率为1/2（Ⅱ2为携带者）×1/4（子代X 3Y的概率）=1/8，而非1/4，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】先通过家系图谱判断隐性遗传，结合电泳结果排除常染色体遗传，确定伴X隐性遗传；再根据酶切片段推测各复等位基因的酶切位点；计算概率时需先明确亲本基因型的概率，再结合伴性遗传的子代比例推导。
14．（2025高三上·扬州月考）肺炎链球菌转化实验中，R型细菌会释放多种酶：一些酶将S型细菌的DNA降解为片段；另一些酶使S型细菌DNA片段的双链打开，一条链被降解，另一条链进入细胞与R型细菌DNA上的同源区段配对，切除并替换相应的单链片段，形成一个杂种DNA区段。下列有关叙述不合理的是（　　）
A．推测该过程中需要限制酶、解旋酶、DNA酶等共同参与
B．加热杀死的S型细菌仍可保持转化活性的原因是DNA未发生变性
C．R型细菌转化为S型细菌时摄入的片段包含荚膜基因，该变异属于基因重组
D．含杂种DNA区段的细菌增殖后会出现R型和S型两种细菌
【答案】B
【知识点】肺炎链球菌转化实验；基因重组及其意义
【解析】【解答】A、根据题意，S型细菌DNA被降解为片段需要限制酶（切割DNA），双链打开需要解旋酶，一条链被降解需要DNA酶，因此推测该过程需要这三种酶共同参与，A不符合题意；
B、加热杀死S型细菌时，DNA会因高温暂时变性（双链解开），但冷却后会复性（恢复双链结构），并非DNA未发生变性。正是这种变性后复性的特性，让DNA仍保持转化活性，B符合题意；
C、R型细菌无荚膜，S型细菌有荚膜，转化的关键是S型细菌的荚膜基因片段进入R型细菌。该过程是S型细菌DNA与R型细菌DNA的同源区段重组，属于基因重组，C不符合题意；
D、含杂种DNA区段的细菌增殖时，DNA复制可能产生两种子代DNA：一种是重组后的含荚膜基因的DNA（表达为S型），另一种是未重组的原始R型细菌DNA（表达为R型），因此会出现两种细菌，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】肺炎链球菌转化的核心是S型细菌的DNA片段进入R型细菌，与R型细菌DNA同源区段重组，实现基因改造。该过程涉及多种酶的协同作用，且转化后的细菌增殖会产生两种表型。
15．（2025高三上·扬州月考）我国新疆捷蜥蜴（2n=38）的性别决定方式为ZW型，其体色受Z染色体上的一对等位基因B（灰色）和b（绿色）控制。相关叙述正确的是（　　）
A．对捷蜥蜴的基因组测序需测20条染色体上的脱氧核苷酸序列
B．可根据体色来判断绿色雄性捷蜥蜴与灰色雌性捷蜥蜴杂交后代的性别
C．B、b的分离发生在初级精母细胞中，不会发生在次级精母细胞中
D．在新疆戈壁滩上灰色捷蜥蜴不易被天敌捕食，故B基因频率会升高
【答案】A,B,D
【知识点】减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化；伴性遗传；人类基因组计划及其意义；基因频率的概念与变化
【解析】【解答】A、捷蜥蜴体细胞染色体组成为2n=38，包括18对常染色体和1对性染色体（ZW，雌性）或ZZ（雄性）。基因组测序需覆盖所有非同源染色体，即18条常染色体（每对取1条）+Z染色体+W染色体，共20条，因此需测20条染色体的脱氧核苷酸序列，A符合题意；
B、绿色雄性捷蜥蜴基因型为Z Z ，灰色雌性为Z W。二者杂交后代中，雄性基因型为Z Z （体色灰色），雌性基因型为Z W（体色绿色），子代体色与性别完全关联（灰色全为雄性，绿色全为雌性），因此可根据体色判断后代性别，B符合题意；
C、B、b基因位于Z染色体上，雄性捷蜥蜴基因型为Z Z 时：正常情况下，B、b的分离发生在初级精母细胞（减数第一次分裂，同源染色体分离）； 若初级精母细胞减数分裂Ⅰ前期发生交叉互换，B、b会分别位于同一条染色体的两条姐妹染色单体上，此时分离可发生在次级精母细胞（减数第二次分裂，姐妹染色单体分离，C不符合题意；
D、灰色捷蜥蜴（含B基因）不易被天敌捕食，存活概率更高，能产生更多后代传递B基因；而绿色个体（含b基因）存活概率低，b基因传递机会减少。长期自然选择下，B基因在种群中的频率会逐渐升高，D符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】ZW型生物基因组测序需包含常染色体+Z+W；性染色体上的基因杂交可通过后代表型判断性别；基因分离时期需考虑交叉互换的可能性；自然选择会影响基因频率变化。
16．（2025高三上·扬州月考）为验证玉米籽粒发芽过程中产生了淀粉酶（化学本质为蛋白质，可催化淀粉水解），某学习小组设计了如下实验；在1~4号试管中分别加入相应的溶液（均无色），40℃温育30min后，再分别加入斐林试剂并60℃水浴加热，观察试管内颜色变化。下列叙述正确的是（　　）
A．试管1的作用是排除淀粉溶液中含非还原糖
B．试管2中加入的X应是发芽前玉米的提取液
C．试管3和4中的颜色变化都是蓝色→砖红色
D．配制斐林试剂与双缩脲试剂时使用的NaOH浓度不同
【答案】B,C
【知识点】检测还原糖的实验；酶促反应的原理；酶的特性；探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】A、试管1通常加入缓冲液和淀粉溶液，其作用是排除“淀粉溶液本身含还原糖”或“缓冲液与斐林试剂反应”对实验结果的干扰，并非仅排除淀粉中含非还原糖（非还原糖本身不与斐林试剂反应，无需排除），A不符合题意；
B、实验需遵循单一变量原则，核心变量是“玉米提取液是否来自发芽籽粒”（是否含淀粉酶）。试管3加发芽玉米提取液（实验组），则试管2应加发芽前玉米提取液（对照组，不含淀粉酶），通过对比二者与斐林试剂的反应，可验证发芽过程是否产生淀粉酶，因此X为发芽前玉米提取液，B符合题意；
C、试管3中，发芽玉米提取液含淀粉酶，可将淀粉水解为还原糖；试管4中，直接加入淀粉酶，同样能水解淀粉产生还原糖。斐林试剂本身呈蓝色，与还原糖在60℃水浴加热下会生成砖红色沉淀，因此两试管均会出现“蓝色→砖红色”的颜色变化，C符合题意；
D、斐林试剂和双缩脲试剂中，NaOH的浓度相同，均为0.1g/mL（作用是提供碱性环境）；二者的差异在于CuSO4的浓度（斐林试剂中为0.05g/mL，双缩脲试剂中为0.01g/mL）和使用方法，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】验证酶的产生需设置对照（发芽前vs发芽后提取液）；斐林试剂与还原糖反应需水浴加热，颜色从蓝色变为砖红色；斐林试剂与双缩脲试剂的NaOH浓度一致，差异在CuSO4浓度。
17．（2025高三上·扬州月考）雌蝗虫的性染色体组成为XX，雄蝗虫的性染色体组成为XO。雄蝗虫体细胞中有23条染色体，下列说法正确的是（　　）
A．初级精母细胞的四分体时期会出现11个四分体
B．有丝分裂后期，雌蝗虫体细胞中的染色体数目比雄蝗虫多2条
C．雌蝗虫体内细胞的染色体数目共有48、24、12这三种可能情况
D．雄蝗虫体内细胞的染色体数目只有46、23、12、11这四种可能情况
【答案】A,B,C
【知识点】减数分裂与有丝分裂的比较
【解析】【解答】A、雄蝗虫体细胞有23条染色体，性染色体为XO（无Y染色体），因此常染色体共22条（11对同源染色体）。初级精母细胞四分体时期，一对同源染色体联会形成一个四分体，常染色体可形成11个四分体，性染色体（仅1条X）无同源染色体，无法形成四分体，故共出现11个四分体，A符合题意；
B、雌蝗虫体细胞染色体数为24条（XX，22条常染色体+2条X），有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体数目加倍为48条；雄蝗虫体细胞染色体数为23条（XO，22条常染色体+1条X），有丝分裂后期染色体数目加倍为46条。二者相差48-46=2条，B符合题意；
C、雌蝗虫体细胞染色体数为24条：有丝分裂后期，染色体加倍为48条；正常体细胞（未分裂或有丝分裂间期、前期、中期）为24条；减数第二次分裂前期、中期，或配子（卵细胞）中，染色体数减半为12条（22条常染色体减半为11条+X染色体1条，共12条）。因此体内细胞染色体数目只有48、24、12三种可能，C符合题意；
D、雄蝗虫体细胞染色体数为23条，除了有丝分裂后期（46条）、正常体细胞（23条）、减数第二次分裂前期/中期及配子（11或12条）外，减数第二次分裂后期，着丝粒分裂会使染色体数目暂时加倍。含X染色体的次级精母细胞，减二后期染色体数为24条（11对常染色体+2条X）；不含X染色体的次级精母细胞，减二后期染色体数为22条（11对常染色体）。因此雄蝗虫体内细胞染色体数目还存在22、24两种情况，并非仅46、23、12、11四种 ，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】XO型性别决定中，雄性体细胞染色体数比雌性少1条（少1条性染色体）；细胞分裂时，有丝分裂后期染色体加倍，减数分裂后染色体减半，需结合性染色体差异分析不同性别、不同分裂时期的染色体数目。
18．（2025高三上·扬州月考）水蛭素是一种蛋白质，可用于预防和治疗血栓。研究人员发现，用赖氨酸替换水蛭素第47位的天冬酰胺可以提高它的抗凝血活性。下列关于这项替换研究工作的叙述，错误的是（　　）
A．可行的直接操作对象是水蛭素基因
B．该过程与中心法则的信息流动方向一致，即DNA→mRNA→蛋白质
C．该蛋白质工程进行中难度最大的操作是改造水蛭素基因
D．改造的水蛭素基因导入微生物后可利用发酵工程生产水蛭素
【答案】B,C
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】A、题干中的改造属于蛋白质工程范畴，蛋白质工程的直接操作对象是基因（而非蛋白质）。要实现“赖氨酸替换天冬酰胺”，需先修改水蛭素基因中对应密码子的碱基序列，因此直接操作对象是水蛭素基因，A不符合题意；
B、中心法则的信息流动方向是“DNA→mRNA→蛋白质”（从基因到蛋白质的正向过程）；而蛋白质工程是先明确所需蛋白质的氨基酸序列（如第47位为赖氨酸），再反向推导对应的基因序列并进行改造，信息流动方向与中心法则相反，B符合题意；
C、蛋白质工程的关键步骤包括“设计蛋白质结构→推导氨基酸序列→改造基因”，其中难度最大的操作是根据蛋白质功能设计其空间结构（蛋白质结构复杂，需精准匹配功能需求）；改造水蛭素基因是后续可通过分子生物学技术实现的步骤，并非最难，C符合题意；
D、微生物（如大肠杆菌、酵母菌）具有繁殖快、易培养的特点，将改造后的水蛭素基因导入微生物后，可利用发酵工程（大规模培养微生物）让其高效表达水蛭素，实现工业化生产，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】蛋白质工程直接操作对象是基因，信息流动为反向（蛋白质→基因），难点在蛋白质结构设计，改造后的基因可通过微生物发酵生产目标蛋白。
19．（2025高三上·扬州月考）荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA片段为探针，与染色体上对应的DNA片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。下列叙述错误的是（　　）
A．图1中的DNA酶I是一种随机性的外切核酸酶
B．DNA酶I随机切割后产生的缺口由DNA聚合酶I从5’不断延伸补齐
C．图2中的两条姐妹染色单体最多会有2条荧光标记的DNA片段
D．该技术可用于21三体综合征和猫叫综合征的诊断
【答案】A,B,C
【知识点】DNA分子的复制；基因工程的基本工具（详细）
【解析】【解答】A、DNA酶Ⅰ的作用是随机切割DNA分子内部的磷酸二酯键，属于内切核酸酶；而外切核酸酶是从核酸链的末端（5’端或3’端）逐个水解核苷酸，无法随机切割内部序列。该选项混淆了内切核酸酶与外切核酸酶的功能，A符合题意；
B、DNA聚合酶Ⅰ的催化特性是“只能从引物的3’端延伸子链”，无法从5’端延伸。图1中DNA酶Ⅰ切割产生缺口后，DNA聚合酶Ⅰ需从缺口的3’端开始补齐核苷酸，而非5’端，B符合题意；
C、两条姐妹染色单体对应2个DNA分子，每个DNA分子含2条链（双链DNA），共4条链。若荧光探针与每条链都成功结合，最多可形成4条荧光标记的DNA片段，而非2条，C符合题意；
D、荧光原位杂交可定位特定基因在染色体上的位置：21三体综合征患者的21号染色体多一条，特定基因的荧光信号会比正常个体多一个；猫叫综合征患者的5号染色体部分缺失，特定基因的荧光信号会缺失。因此该技术可用于这两种染色体变异疾病的诊断，D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】DNA酶Ⅰ是内切核酸酶，DNA聚合酶Ⅰ从3’端延伸；姐妹染色单体的DNA链数决定荧光标记上限；荧光原位杂交可通过基因定位诊断染色体变异疾病。
20．（2025高三上·扬州月考）图1是在温度和CO2等其他因素均适宜的条件下测定的玉米叶和小麦叶的总光合速率与呼吸速率的比值（P/R）与光照强度的关系，同时测定了小麦和玉米叶肉细胞的D1蛋白、F蛋白及氧气释放速率的相对量，结果如下表所示（+多表示量多）。已知叶绿素a通常与D1蛋白等物质结合，构成光合复合体PSⅡ（可使水发生光解）。
光照强度 a b c d e f
小麦 D1蛋白含量 ++++ ++++ ++++++ ++++ ++ +
F蛋白含量 ++++ ++++ ++++++ ++++ ++ +
氧气释放速率 ++ ++++ ++++++ ++++ ++ +
玉米 D1蛋白含量 ++++ ++++ +++++ +++++ ++++ +++
F蛋白含量 ++++ ++++ +++++ +++++ ++++ +++
氧气释放速率 + ++ +++++ +++++ ++++ ++++
（1）用纸层析法分离光合色素，可以根据滤纸条上色素带的位置判断4种色素在层析液中　 　的大小。PSⅡ中的叶绿素a在转化光能中起到关键作用，PSⅡ接受光能激发释放的e-的最初供体是　 　。e-经过一系列的传递体形成电子流，并由电子流驱动生成　 　。据此分析，在光反应过程中，能量类型的转换过程是　 　。在有氧呼吸过程中产生的H+和e-最终受体是　 　。
（2）结合表中信息分析，在图1中的d光强下，玉米叶的总光合速率　 　（填“大于”、“等于”或“小于”）小麦叶的总光合速率。
（3）玉米称为C4植物，其光合作用的暗反应过程如图2所示，酶1为PEP羧化酶，可以固定低浓度的CO2形成C4，酶2为RuBP羧化酶，可以固定高浓度的CO2形成C3，对低浓度的CO2没有固定能力。则酶1固定CO2的能力比酶2　 　（填“强”或“弱”）。小麦叶肉细胞没有酶1催化生成C4的过程，称为C3植物，其光合作用均在叶肉细胞完成。据上述信息分析，与小麦相比，玉米更适应高温、干旱环境的原因是：　 　造成叶片内CO2浓度低，但是玉米和小麦相比　 　。
（4）在一定浓度的CO2和30 ℃条件下(假设细胞呼吸最适温度为30 ℃，光合作用最适温度为25℃)，测定马铃薯和红薯的相关生理指标，结果如下表。
光补偿点/klx 光饱和点/klx 光饱和时，CO2吸收量/ (mg·100 cm-2叶·h-1) 黑暗条件下，CO2释放量/ (mg·100 cm-2叶·h-1)
红　薯 1 3 11 6
马铃薯 3 9 30 15
①25 ℃条件下，测得红薯光补偿点会　 　(选填“小于”“大于”或“等于)1 klx。
②实验条件下，光照强度为3 klx时，红薯的真正光合速率　 　(选填“小于”“大于”或“等于”)马铃薯的真正光合速率。
③据表中数据分析，红薯与马铃薯两种植物，较适合生活在弱光环境中的是　 　。
【答案】（1）溶解度；H2O；NADPH和ATP；光能→电能→化学能；O2
（2）大于
（3）强；高温、干旱条件下，气孔部分关闭；含有酶1，可以固定低浓度的CO2，正常进行暗反应（光合作用）
（4）小于；大于；红薯
【知识点】影响光合作用的环境因素；光合作用和呼吸作用的区别与联系；光合作用综合
【解析】【解答】（1）纸层析法分离光合色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液扩散快，因此可根据滤纸条上色素带的位置判断4种色素在层析液中溶解度的大小。PSⅡ（光合复合体）可使水发生光解，叶绿素a在光能激发下释放e-，其最初供体需从水中获取，因此e-的最初供体是H2O。e-经过一系列传递体形成电子流，该电子流可驱动ADP与Pi合成ATP，同时促使NADP+与H+、e-结合生成NADPH，因此会生成NADPH和ATP。光反应中，能量先从光能转化为叶绿素a释放e-的电能，再转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，因此能量类型的转换过程是光能→电能→化学能。有氧呼吸中，产生的H+和e-会与O2结合生成水，O2是最终受体。
（2）总光合速率=净光合速率+呼吸速率，且图1中d光强下玉米和小麦的P/R（总光合/呼吸）比值相等，可推导出（玉米净光合+玉米呼吸）/玉米呼吸=（小麦净光合+小麦呼吸）/小麦呼吸，进一步简化为玉米净光合/玉米呼吸=小麦净光合/小麦呼吸。结合表格数据，d光强下玉米的氧气释放速率（代表净光合速率）大于小麦，由此可推断玉米的呼吸速率也大于小麦。代入总光合速率公式，玉米总光合速率=更大的净光合速率+更大的呼吸速率，小麦总光合速率=更小的净光合速率+更小的呼吸速率，因此玉米叶的总光合速率大于小麦叶的总光合速率。
（3）酶1（PEP羧化酶）能固定低浓度的CO2，而酶2（RuBP羧化酶）对低浓度CO2无固定能力，说明酶1固定CO2的能力比酶2强。高温、干旱条件下，植物为减少水分蒸发会使气孔部分关闭，导致叶片内CO2浓度降低。与小麦相比，玉米含有酶1，能利用低浓度的CO2合成C4，C4再释放CO2供暗反应使用，保证光合作用正常进行。
（4）①实验初始温度为30℃（红薯呼吸最适温度、光合非最适温度），当温度降至25℃（光合最适温度）时，红薯光合速率增强、呼吸速率下降，此时只需更低光照就能使光合速率等于呼吸速率，光补偿点变小，因此25℃条件下红薯光补偿点会小于1 klx。
②真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。光照强度为3 klx时，红薯光饱和，净光合速率为11 mg·100 cm-2叶·h- ，呼吸速率为6 mg·100 cm-2叶·h- ，真正光合速率=11+6=17；马铃薯处于光补偿点，净光合速率为0，真正光合速率=呼吸速率=15，因此红薯的真正光合速率大于马铃薯的真正光合速率。
③红薯的光补偿点（1 klx）和光饱和点（3 klx）均低于马铃薯，说明其在弱光下即可达到光合与呼吸平衡，且更早达到光合饱和，因此较适合生活在弱光环境中的是红薯。
【分析】光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。在光反应中，叶绿体通过类囊体膜上的色素系统从太阳光中捕获能量，裂解水，生成高能化合物ATP和NADPH，同时释放氧气；NADPH和ATP携带能量参与叶绿体基质中的碳反应（卡尔文循环），最终将二氧化碳合成为糖分子，并将能量储存到糖分子中。
（1）在叶绿体中的不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散的慢，故可以根据滤纸条上色素带的位置判断4种色素在层析液中溶解度的大小。叶绿素a在光能激发下会失去电子，并从水中获取电子使水分解产生氧气。电子在类囊体膜上形成电子流，并由电子流驱动生成NADPH和ATP，据此可知在光反应过程中，能量类型的转换过程是光能→电能→ATP和NADPH中的活跃的化学能。 在有氧呼吸过程中产生的H+和e-，与NAD+生成NADH，NADH与氧气反应生成水。
（2）结合表中信息分析，在图1中的d光强下，玉米的氧气释放速率大于小麦的氧气释放速率，说明玉米的净光合速率大于小麦叶的净光合速率，在d光照强度下，玉米的总光合速率与呼吸速率的比值=小麦的总光合速率与呼吸速率的比值，已知总光合速率=净光合速率+呼吸速率，可得方程式（玉米的净光合速率+玉米的呼吸速率）/玉米的呼吸速率=（小麦的净光合速率+小麦的呼吸速率）/小麦的呼吸速率，可转化为玉米的净光合速率/玉米的呼吸速率=小麦的净光合速率/小麦的呼吸速率，已知玉米的净光合速率大于小麦叶的净光合速率，说明玉米的呼吸速率也大于小麦的呼吸速率，故玉米叶的总光合速率大于小麦叶的总光合速率。
（3）酶1可以固定低浓度的CO2形成C4，酶2对低浓度的CO2没有固定能力，因此酶1固定CO2的能力比酶2强。小麦叶肉细胞没有酶1催化生成C4的过程，高温、干旱条件下，气孔部分关闭，叶片内CO2浓度低，玉米和小麦相比含有酶1，可以固定低浓度的CO2，正常进行暗反应（光合作用），因此与小麦相比，玉米更适应高温、干旱环境。
（4）①25℃条件下，光合作用因为温度变得适宜而增强，同时红薯的呼吸速率下降，故测得红薯光补偿点变小，即会“小于”1klx。
②实验条件下，光照强度为3klx时，红薯的真正光合速率为11+6=17，而马铃薯在该条件下的总光合速率为15（此时净光合速率为0），可见红薯的真光合速率大于马铃薯的真正光合速率。
③据表中数据分析，红薯与马铃薯两种植物，红薯较适合生活在弱光环境中，因为红薯光补偿点和饱和点均低于马铃薯，因而更适合在弱光下生存。
21．（2025高三上·扬州月考）成人早衰综合征（WS）是由WRN基因突变引起的罕见遗传病。患者表现为特征性“早老面容”，并易患癌症等疾病。图1为某家族患WS的遗传系谱图，用红色/绿色荧光探针分别标记WRN基因有/无突变的核酸序列，利用实时荧光定量PCR技术检测单碱基突变，随着PCR循环数增多，相应的荧光信号逐渐增强。图1家系中部分成员检测结果如图2所示。
（1）结合图1、2判断，WS的遗传方式为　 　。
（2）图1所示家系中，可能存在的WRN致病基因传递途径有　 　。（编号选填）
①I-2第一极体→Ⅱ-2体细胞 ②I-1精原细胞→II-1体细胞 ③II-3卵原细胞→Ⅲ-2次级卵母细胞 ④Ⅱ-2次级精母细胞→Ⅲ-1体细胞
（3）WRN蛋白是一种解旋酶，该酶广泛参与DNA复制、修复等多种核酸代谢过程，能维持细胞基因组的稳定，抑制早衰和肿瘤的发生，WRN的作用主要是　 　，在细胞分裂的　 　期较为活跃。
（4）与正常人相比，WS患者的体细胞寿命缩短，细胞衰老速度加快。衰老细胞的细胞膜　 　改变，使物质运输能力下降，细胞体积　 　，细胞核体积　 　，染色质　 　。
对健康个体和患者的WRN基因进行测序，如下图为基因编码链序列的第361-380位碱基。
（5）由图可知，患者体内WRN蛋白功能丧失的原因是：WRN蛋白中第　 　位氨基酸由　 　变为　 　，造成WRN蛋白结构发生变化。（密码子：AAU-天冬酰胺、UUA-亮氨酸、AAG-赖氨酸、UUC-苯丙氨酸）
（6）人为干预可以延缓WS的病程进展，降低并发症的产生。下列治疗方案可行的是　 　 （编号选填）
①使用药物延缓细胞的衰老
②使用RNA干扰技术减少突变WRN蛋白的合成
③植入改造后人的间充质干细胞（一种多能干细胞）
【答案】（1）常染色体隐性遗传
（2）③④
（3）催化氢键的断裂；间
（4）通透性；变小；变大；收缩
（5）125；赖氨酸；天冬酰胺
（6）①③
【知识点】衰老细胞的主要特征；DNA分子的复制；遗传信息的翻译；遗传系谱图；基因在染色体上位置的判定方法
【解析】【解答】（1）从图1系谱图看，Ⅰ-1和Ⅰ-2均正常，却生出患病的Ⅱ-2，符合“无中生有”，说明该病为隐性遗传。再结合图2，Ⅰ-1（男性）的检测结果同时出现红色（突变基因）和绿色（正常基因）荧光，表明其为杂合子（Aa）。若为X染色体隐性遗传，男性仅含一条X染色体，无法同时携带正常和突变基因（只能是X Y或X Y），因此排除伴X遗传，确定为常染色体隐性遗传。
（2）先根据遗传方式推导基因型：Ⅰ-1（Aa）、Ⅰ-2（Aa），Ⅱ-1（AA，图2仅绿色荧光，无致病基因）、Ⅱ-2（aa，患病，图2仅红色荧光），Ⅱ-3（Aa，因Ⅲ-2患病为aa，需从父母各获1个a基因）。
①Ⅰ-2的第一极体最终会退化，无法传递给Ⅱ-2的体细胞，①错误；
②Ⅱ-1基因型为AA，不含致病基因，不可能从Ⅰ-1精原细胞获得致病基因，②错误；
③Ⅱ-3（Aa）的卵原细胞含致病基因a，减数分裂时a可进入Ⅲ-2的次级卵母细胞，最终传给Ⅲ-2（aa），③正确；
④Ⅱ-2（aa）的次级精母细胞必含a基因，Ⅲ-1可能为Aa（携带致病基因），a可通过次级精母细胞传递，④正确。
（3）WRN蛋白是解旋酶，而解旋酶的核心功能是破坏DNA双链间的氢键，使DNA解旋为单链，为DNA复制、修复提供模板。细胞分裂间期会进行DNA复制，此时需要解旋酶解开双链，因此WRN蛋白在间期较为活跃。
（4）衰老细胞的细胞膜通透性改变，导致物质运输能力下降；细胞内水分减少，细胞体积变小；细胞核体积增大，核膜内折；染色质固缩、收缩，染色加深，这些都是细胞衰老的典型特征。
（5）基因编码链的碱基按“3个一组”对应mRNA的密码子，进而决定1个氨基酸。患者基因突变发生在编码链第375位碱基，前372个碱基对应372÷3=124个氨基酸，第373-375位碱基对应第125个氨基酸。正常人该位置碱基为AAG，转录为密码子AAG，对应氨基酸“赖氨酸”；患者突变为AAT，转录为密码子AAU，对应氨基酸“天冬酰胺”。氨基酸改变导致WRN蛋白结构异常，功能丧失。
（6）①WS患者的核心问题是细胞衰老加速，使用药物延缓细胞衰老，可直接缓解“早老”症状，降低并发症，①可行；
②RNA干扰技术仅能减少突变WRN蛋白的合成，无法产生正常WRN蛋白，不能修复细胞功能，②不可行；
③植入改造后的间充质干细胞，其可分化为含正常WRN基因的细胞，替代衰老或异常细胞，维持基因组稳定，③可行。
【分析】（1）进行有性生殖的生物，在由原始生殖细胞形成成熟生殖细胞的过程中，染色体只复制一次，而细胞经减数分裂连续分裂两次，最终使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。在减数分裂过程中，同源染色体发生分离，非同源染色体自由组合，使分配到子细胞中的染色体组合类型出现多样性。不仅如此，在减数分裂过程中同源染色体联会时，非姐妹染色单体间还常常发生互换，进一步增加了生殖细胞遗传的多样性。
（2）细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终反映在细胞的形态、结构和功能上发生了变化。个体衰老与细胞衰老有密切关系。
（3）DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。
（1）由图1可知，亲本正常，生出患病儿子，该病为隐性遗传病，由图2可知，Ⅰ-1绿色荧光和红色荧光均上升，说明其为杂合子，可同时含有正常基因和突变基因，若为伴X遗传，男性个体不能同时含有两种基因，即该病为常染色体隐性遗传病。
（2）结合图1、图2可知，以及（1）分析可知，假设用a来表示致病基因，则Ⅰ-1、Ⅰ-2基因型为Aa，II-1为AA，II-2为aa。
①第一极体的子细胞是第二极体，不可能传递子代的体细胞，①错误；
②由图2可知，II-1为AA，不含致病基因，②错误；
③④由于Ⅲ-2患病，为aa，说明II-3为Aa，其致病基因可从II-3卵原细胞传到Ⅲ-2次级卵母细胞，Ⅱ-2次级精母细胞也可传到Ⅲ-1体细胞（其可能是Aa），③④正确。
故选③④。
（3）WRN蛋白是一种DNA解旋酶，作用主要是催化氢键的断裂，在细胞分裂间期需进行DNA复制，该酶较为活跃，因为DNA复制时需要解旋酶。
（4）细胞衰老特征细胞膜的通透性改变，使物质运输能力下降，细胞体积变小，细胞核体积变大，染色质收缩。
（5）由图可知，患者的WRN基因第375个碱基G发生替换，变成T，导致相应蛋白功能丧失，由其指导合成的mRNA上3个相邻碱基编码一个氨基酸，故对应的氨基酸序列372/3=124位氨基酸不变，序列373-375位即第125位氨基酸发生变化，具体应是AAG变为AAU，即赖氨酸变为天冬酰胺。
（6）①③成人早衰综合征（WS）是由WRN基因突变引起的罕见遗传病。患者表现为特征性“早老面容”，并易患癌症等疾病，可通过使用药物延缓细胞的衰老，植入改造后人的间充质干细胞（一种多能干细胞），分化出正常细胞得以缓解，①③正确；
②使用RNA干扰技术减少突变WRN蛋白的合成，但不能合成正常WRN蛋白，该病不能得到缓解，②错误。
故选①③。
22．（2025高三上·扬州月考）（15）某二倍体（2m=24）高等雄性动物个体的基因型为AaBb，如图1所示，图2为细胞中的染色体数和核DNA分子数的关系，图3为该动物细胞内同源染色体对数的变化曲线图，回答下列问题：
（1）图1所示细胞名称是　 　，对应的是图2中的　 　段，基因A与基因a分离发生在　 　时期。
（2）分析图2，该动物精巢中的细胞正在进行有丝分裂和减数分裂，其中可表示有丝分裂的是　 　，精原细胞形成精子的过程可表示为　 　（用字母和箭头表示）。次级精母细胞中含有　 　条Y染色体。
（3）图3中能体现基因自由组合定律实质的时期的是　 　段，其中1个精原细胞进行图3过程后，可产生　 　个精细胞。下图中，甲细胞是该动物产生的一个生殖细胞，根据染色体的类型和数目，判断图乙中可能与其一起产生的生殖细胞有　 　。
（4）若一个基因型为AaXcY的精原细胞，其减数分裂产生了AY和AXcXc的精子，与其来自同一个初级精母细胞的其他精子的基因型为　 　，导致这种现象产生的原因是　 　。
（5）已知该动物还存在另外两对等位基因Y、y和R、r，经基因检测该动物产生的配子类型共有YR、Yr、yR和yr四种，且数量比例接近1：14：14：1．若所有类型配子均可正常发育，则由此可推断出这两对等位基因在染色体上最可能的分布情况，请将其画在下图的方框中　 　（四条竖线代表四条染色体）。
【答案】（1）初级精母细胞；b；减数第一次分裂后期（减数分裂Ⅰ后期、后期Ⅰ）和减数第二次分裂后期（减数分裂Ⅱ后期、后期Ⅱ）
（2）a、b、c；c→b→d→c→e；0或1或2
（3）FG；8；①④
（4）a、aY；减数分裂Ⅰ前期，同源染色体中非姐妹染色单体互换；减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，两条染色体移向了细胞同一极
（5）或
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；减数分裂与有丝分裂的比较；基因连锁和互换定律；减数分裂异常情况分析
【解析】【解答】（1）图1细胞含四分体（同源染色体联会），且该动物为雄性，故细胞名称为初级精母细胞，处于减数第一次分裂前期。图2中，b段染色体数=体细胞数（24），且染色体数：核DNA数=1：2（含染色单体），对应减数第一次分裂全程及有丝分裂前、中期，与初级精母细胞时期匹配，故对应b段。图1显示同源染色体联会时发生交叉互换，导致姐妹染色单体上也出现A/a基因：减数第一次分裂后期，同源染色体分离，A/a随同源染色体分开；减数第二次分裂后期，姐妹染色单体分离，交叉互换产生的A/a也会分离，因此基因A与a分离发生在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期。（2）图2中：a段染色体数=48（体细胞2倍，含染色单体），为有丝分裂后期；b段（24条染色体，1：2 DNA）为有丝分裂前、中期；c段（24条染色体，1：1 DNA）为有丝分裂末期，故可表示有丝分裂的是a、b、c。精原细胞形成精子的过程：先经有丝分裂维持数量（c→b→a→c，此处简化为初始精原细胞处于c段），再进入减数分裂（c→b：减数第一次分裂，含染色单体；b→d：减数第一次分裂结束，染色体数减半为12，含染色单体；d→c：减数第二次分裂后期，着丝粒分裂，染色体数恢复24，无染色单体；c→e：减数第二次分裂末期，染色体数减半为12），故过程为c→b→d→c→e。次级精母细胞的Y染色体数：减数第一次分裂后，X、Y分离，含X的次级精母细胞Y染色体数为0；含Y的次级精母细胞，减数第二次分裂前期、中期Y染色体数为1，后期着丝粒分裂为2。
（3）基因自由组合定律发生在减数第一次分裂后期（非同源染色体自由组合），图3中FG段为减数第一次分裂，同源染色体对数从12降至0，故对应FG段。1个精原细胞先经有丝分裂产生2个精原细胞，每个精原细胞经减数分裂产生4个精细胞，共8个。甲细胞为生殖细胞（染色体数12），来自同一初级精母细胞的生殖细胞，染色体类型应互补（或因交叉互换部分相同）：甲细胞染色体“黑多白少”，①“白多黑少”（同源染色体对应），④“黑多白少”（姐妹染色单体分离产物），故可能一起产生的是①④。
（4）精原细胞基因型为AaX Y，DNA复制后为AAaaX X YY。产生AY和AX X 的精子，说明减数第一次分裂时，Aa与X Y未正常分离，形成次级精母细胞为AaYY（产生AY、aY）和AaX X （产生AX X 、a），故其他精子基因型为a、aY。原因：减数第一次分裂前期，A/a所在同源染色体发生交叉互换，导致次级精母细胞含Aa；减数第二次分裂后期，X X 的着丝粒分裂后未分离，移向同一极，形成AX X 的异常精子。
（5）该动物产生YR：Yr：yR：yr=1：14：14：1，说明两对等位基因不遵循自由组合定律，存在连锁现象（多数配子为亲本型Yr、yR，少数为重组型YR、yr）。故Y与r连锁（位于一条染色体），y与R连锁（位于同源染色体的另一条），染色体分布为：一条染色体标“Y r”，同源染色体标“y R”，或反之（两种画法均可）。
或
【分析】 （1）有丝分裂可以分为前期、中期、后期和末期。有丝分裂最重要的变化是，在纺锤体作用下将亲代细胞复制的染色体平均分配到两个子细胞中，从而保持了细胞在遗传上的稳定性。
（2）进行有性生殖的生物，在由原始生殖细胞形成成熟生殖细胞的过程中，染色体只复制一次，而细胞经减数分裂连续分裂两次，最终使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。在减数分裂过程中，同源染色体发生分离，非同源染色体自由组合，使分配到子细胞中的染色体组合类型出现多样性。不仅如此，在减数分裂过程中同源染色体联会时，非姐妹染色单体间还常常发生互换，进一步增加了生殖细胞遗传的多样性。
（1）据图1所示细胞含有四分体结构，此时细胞名称是初级精母细胞，处于减数第一次分裂前期，对应的是图2中的b段，由于图1显示联会时发生了互换，所以基因A与基因a分离发生在减数第一次分裂后期（减数分裂Ⅰ后期、后期Ⅰ）和减数第二次分裂后期（减数分裂Ⅱ后期、后期Ⅱ）。
（2）a时期的染色体数和DNA分子数数目相等，且染色体数目加倍，表示有丝分裂后期，b时期染色体数与体细胞相同，且染色体数：DNA数=1：2，表示有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂；c时期的染色体数、染色单体数和DNA分子数的比例为1：0：1，且染色体数与体细胞相同，表示有丝分裂末期、减数第二次分裂后期；d时期的染色体数和DNA分子数的比例为1：2：2，且染色体数是体细胞的一半，表示减数第二次分裂前、中期；e时期的染色体数、染色单体数和DNA分子数的比例为1：0：1，且染色体数是体细胞的一半，表示减数第二次分裂末期。综上述可表示有丝分裂的是a、b、c，精原细胞形成精子的过程可表示为c→b→d→c→e。初级精母细胞完成减数第一分裂X和Y这一对同源染色体会分开，含有X的次级精母细胞没有Y染色体，含有Y的次级精母细胞可能含有1条或2条（着丝粒分裂）Y染色体，所以次级精母细胞中含有0或1或2条Y染色体。
（3）基因自由组合定律发生在减数分裂Ⅰ后期，能体现基因自由组合定律实质的时期的是FG段，1个精原细胞经过有丝分裂形成2个精原细胞，这两个精原细胞经减数分裂可产生8个精细胞。来自同一个次级精母细胞的两个精细胞所含染色体应该相同（若发生染色体互换，则只有少部分不同），因此与图甲细胞来自同一个初级精母细胞的是图乙中的④，①的两条染色体绝大部分都是黑色的，是其同源染色体，所以也是来自同一个初级精母细胞，因此图乙中可与图甲细胞来自同一个减数分裂过程的是①④。
（4）若该精原细胞的基因型为AaXcY，进行DNA的复制之后就是AAaaXcXcYY，减数分裂产生了AY与AXcXc的精子，可推测在减数第一次分裂结束的时形成的次级精母细胞的基因型是AaYY、AaXcXc，因此与其来自同一个初级精母细胞的其他精子的基因型为aY、a，导致这种现象产生的原因是减数分裂Ⅰ前期，同源染色体中非姐妹染色单体互换，且减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂，两条Xc染色体移向了细胞同一极。
（5）已知该动物还存在另外两对等位基因Y、y和R、r，经基因检测该动物产生的配子类型共有YR、Yr、yR和yr四种，且数量比例接近1：14：14：1，说明两对基因不遵循自由组合定律，有连锁现象，且Y和r连锁，y和R连锁，即Y、y、R、r在一对同源染色体上，Y和r在一条染色体上，y和R在另一条上，如下图：或。
23．（2025高三上·扬州月考）某二倍体植物的花色受三对完全显性的等位基因控制，其花色色素合成途径如图1所示。现以三个白花纯合品系进行杂交实验，结果如图2所示。请回答下列问题：
（1）植物的花色遗传遵循基因的　 　定律。由图可知，基因可通过控制　 　，进而控制生物体的性状。
（2）正常情况下，红花植株的基因型有　 　种，实验一中，品系1的基因型是　 　，实验二中F2白花植株中能稳定遗传的占　 　。
（3）研究发现，在实验二F1中偶然发现一株白花，为探究其变异来源，科研人员进行了如下研究：
①制作该白花植株体细胞临时装片，镜检观察，选择处于有丝分裂　 　期且　 　（选填“极面观”或“侧面观”）染色体排列分散良好的细胞进行核型分析，初步判断变异来源。
②经初步判断该白花植株的产生是亲本产生配子时发生基因突变所致，为此科研人员选用该白花植株与　 　杂交，观察并统计后代表现型及比例：若杂交后代中，　 　，则该白花亲本在产生配子时，可能基因i发生显性突变；
（4）若这种植物性别决定类型为XY型，在X染色体上发生基因突变产生隐性致死基因e，导致合子致死。基因型为iiAaBbX+Y和iiAaBbX+Xe的红花植株杂交，子一代中雌雄植株的表型及比例为　 　；子一代中红色花植株随机传粉，后代中红色花雌株比例为　 　。
【答案】（1）自由组合；酶的合成
（2）4；IIAABB；100%
（3）中；极面观；纯合红花植株；全为白花或红花：白花=1：1
（4）红色♀：白色♀：红色♂：白色♂=18：14：9：7；256/567
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；基因、蛋白质、环境与性状的关系；伴性遗传；基因突变的特点及意义；9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】（1）实验一、二的F2表型比分别为13：3、9：7，均为9：3：3：1的变式，说明控制花色的基因位于非同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。图1显示，基因通过控制酶1、酶2的合成（酶1由A控制，酶2由B控制），调控色素合成过程，因此基因通过控制酶的合成间接控制生物体的性状。
（2）由图1可知，基因I抑制A的表达，仅当基因型为iiA_B_时表现为红花：具体基因型为iiAABB、iiAaBB、iiAABb、iiAaBb，共4种。实验一F2红花（iiA_BB）占3/16，结合自由组合定律，F1基因型应为IiAaBB（白花）。因亲本为白花纯合品系，品系2需提供a基因（与F1的A配对），故品系2为iiaaBB，品系1为IIAABB（纯合白花，提供I和A基因）。实验二F2红花为iiA_B_（9/16），白花基因型为iiA_bb、iiaaB_、iiaabb（共7/16）。三者均含一对或两对隐性纯合基因（如A_bb、aaB_、aabb），自交后代不会出现性状分离，均能稳定遗传，故F2白花植株中能稳定遗传的占100%。
（3）①有丝分裂中期染色体形态稳定、数目清晰，且极面观（染色体呈平面分布）时染色体排列分散，便于核型分析，因此选择该时期细胞。
②若白花植株由基因i显性突变（i→I）导致，需与纯合红花植株（iiAABB）杂交：若突变基因型为II（i→I，纯合突变），杂交后代全为IiAABB（白花）；若突变基因型为Ii（i→I，杂合突变），杂交后代为IiAABB（白花）：iiAABB（红花）=1：1。因此，若后代全为白花或红花：白花=1：1，则支持“i基因显性突变”的假设。
（4）①先拆分三对基因（ii固定，仅需分析A/a、B/b和X染色体）：花色：iiAaBb×iiAaBb→红花（iiA_B_）：白花=9：7；伴性遗传：X+Y×X+X →后代基因型为X+X+、X+X 、X+Y、X Y（致死），存活个体中雌性：雄性=2：1。
组合表型比例：红色♀（9×2）：白色♀（7×2）：红色♂（9×1）：白色♂（7×1）=18：14：9：7。
②花色基因：iiA_B_产生的配子中AB：Ab：aB：ab=4：2：2：1，后代红花（iiA_B_）占(4×4+4×2×2+2×2×2)/81=64/81；伴性基因：红色雌性（X+X+：X+X =1：1）与红色雄性（X+Y）交配，后代X Y致死，存活个体中雌株占4/7（X+X+：X+X ：X+Y=3：1：3）。红色花雌株比例=64/81×4/7=256/567。
【分析】（1）位于性染色体上的基因控制的性状在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫作伴性遗传。
（2）基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
（1）实验一实验二的F2均符合9：3：3：1的变式，说明花色是由两对位于非同源染色体上的等位基因控制的，即植物的花色遗传遵循基因的自由组合定律；基因通过控制酶1、酶2进而控制花的颜色，说明基因可通过控制酶的合成，进而控制生物体的性状。
（2） 由图1可知，红花植株的基因型有iiAABB、iiAaBB、iiAABb和iiAaBb共4种；可以采用逆推法，假设实验一中F2中红花iA_BB=1/4×3/4×1=3/16，则F1白花基因型为IiAaBB，则品系1的基因型为IIAABB、品系2为iiaaBB；结合实验二，F2中红花为9/16，则实验二F2中红花的基因型只能为iiA_B_=1×3/4×3/4=9/16，则实验二中F1的基因型为iiAaBb，因为品系2为基因型为iiaaBB，则品系3的基因型为iiAAbb才能符合题意，实验二中F1的基因型为iiAaBb，则后代中白花植株基因型及比例为3iiA_bb、3iiaaB_、1iiaabb，由于均含有隐性纯合子，故均可稳定遗传，即比例是100%。
（3） ①有丝分裂中期染色体形态稳定，数目清晰，便于观察，故制作该白花植株体细胞临时装片，镜检观察处于有丝分裂中期且染色体分散较好的细胞，可初步判断变异来源。
②若由于亲本在产生配子时，可能基因i发生显性突变而产生了白花植株，则可用该白花植株与纯合红花植株ii AABB杂交，若后代全为白花，说明是由ii突变为了II，若后代红花：白花=1：1，说明是有ii突变为了Ii，这两种情况都能说明该白花植株的产生是亲本产生配子时发生基因突变所致，且是基因i发生了显性突变。
（4）若这种植物性别决定类型为XY型，在X染色体上发生基因突变产生隐性致死基因e，导致合子致死。基因型为iiAaBbX+Y和iiAaBbX+Xe的植株杂交，逐对考虑，F1中关于花色的基因型及比例为iiA_B_：iiA_bb：iiaaB_：iiaabb=9：3：3：1，所以F1中关于花色的基因型及比例为红色：白色=9：7，X+Y和X+Xe的植株杂交，F1关于性别的基因型为X+X+：X+Xe：X+Y：XeY （致死），即F1中雌性：雄性=2：1，所以F1中雌雄植株的表型及比例为红色♀：白色♀：红色♂：白色♂=18：14：9：7。子一代中红色雌性基因型有iiA_B_X+X+、iiA_B_X+Xe，红色花雄性基因型是iiA_B_X+Y，其中iiA_B_的比例为1iiAABB、2iiAaBB、2iiAABb、4iiAaBb，产生的雌雄配子配子类型及比例均是AB∶Ab∶aB∶ab=4∶2∶2∶1，子一代中红色植株随机交配后红色个体（iiA_B_） 占4/9×1+2/9×2/9×2+4/9×5/9=64/81，考虑性染色相关基因，子一代中红色植株随机交配后子代是3X+X+、1X+Xe、3X+Y、1XeY （致死），即雌株：雄株=4：3，故后代中红色花雌株比例64/81×4/7=256/567。
24．（2025高三上·扬州月考）虾青素可由β-胡萝卜素在β-胡萝卜素酮化酶（BKT）和β-胡萝卜素羟化酶（CRTR-B）的作用下转化而来，具有抗衰老、增强免疫等功能。杜氏盐藻是单细胞浮游植物，生长快，易培养，能大量合成β-胡萝卜素。科研人员利用“无缝克隆技术”（如图1）构建含BKT基因和CRTR-B基因的表达载体（如图2，3），导入杜氏盐藻，以实现虾青素的工厂化生产，回答下列问题。
（1）获取目的基因：红球藻是天然虾青素的重要来源，提取红球藻的总DNA为　 　，设计特异性引物扩增BKT基因和CRTR-B基因，此过程需要　 　等物质（至少写两种）。
（2）构建转化载体：
①PCR获取抗除草剂基因过程中，为确保基因两端具有所需同源序列，需在引物的一端添加对应的同源序列。若将来需要将抗除草剂基因能够从重组质粒中切除，还需要在基因两侧加入限制酶识别序列，则扩增抗除草剂基因时，设计的引物序列（5’→3’）为　 　。
A．抗除草剂基因部分序列＋限制酶识别序列＋同源序列
B．同源序列＋抗除草剂基因部分序列＋限制酶识别序列
C．同源序列＋限制酶识别序列＋抗除草剂基因部分序列
②科研人员利用“无缝克隆技术”同时将BKT基因和CRTR-B基因插入质粒，形成的重组质粒对应部位如图2所示，推测此过程扩增CRTR-B基因所用的引物为　 　。
③最终形成的重组质粒如图3所示，其中atpA启动子和psbA启动子应为　 　启动子，从而确保目的基因正常表达。
（3）准备受体细胞：选取初始杜氏盐藻涂布到杜氏盐藻固体培养基进行第一次培养，一段时间后，挑取生长良好的单藻落到杜氏盐藻液体培养基中继续培养。期间可取藻液滴入血细胞计数板，在显微镜下进行计数，第二次培养的目的是　 　。
（4）目的基因导入及相关检测：采用基因枪法将重组质粒导入杜氏盐藻叶绿体，一段时间后，先用含　 　的培养基初筛已转化的杜氏盐藻，然后采用　 　技术检测是否成功转录出β-胡萝卜素酮化酶和β-胡萝卜素羟化酶的mRNA。
（5）叶绿体转化是植物基因工程的新热点，叶绿体的诸多特点为叶绿体转化提供优势，如叶绿体基因组小，功能清晰，使基因操作方便；叶绿体具有自我复制功能，一个植物细胞可含有多个叶绿体，每个叶绿体中含有多个基因组，可大大提高　 　；另外，叶绿体基因位于细胞质中，可有效避免　 　。
【答案】（1）模板；dNTP、耐高温的DNA聚合酶、缓冲液等
（2）C；⑥⑧；杜氏盐藻叶绿体
（3）扩大培养杜氏盐藻
（4）除草剂；PCR
（5）目的基因的表达量；基因污染
【知识点】PCR技术的基本操作和应用；基因工程的应用；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）扩增BKT基因和CRTRB基因时，需以含目的基因的红球藻总DNA作为模板，才能特异性复制目标序列。
PCR技术的核心反应体系包括：模板DNA、特异性引物、dNTP（合成DNA的原料）、耐高温的DNA聚合酶（如Taq酶，催化子链合成）、缓冲液（维持反应环境pH）等，因此需这些物质。
（2）①引物设计需满足“5’→3’方向”：首先添加同源序列（用于无缝克隆的同源重组），再加入限制酶识别序列（便于后续切除抗除草剂基因），最后是抗除草剂基因部分序列（确保扩增目标基因），对应选项C。
②无缝克隆需目的基因与质粒同源序列匹配：图2中，CRTRB基因需与相邻序列（如BKT基因末端、质粒片段）存在同源区，推测扩增时所用引物为⑥⑧（可使CRTRB基因两端带上所需同源序列，实现与质粒和BKT基因的连接）。
③重组质粒导入杜氏盐藻叶绿体，需启动子能被叶绿体中的转录系统识别，因此atpA启动子和psbA启动子应为杜氏盐藻叶绿体启动子，确保目的基因在叶绿体中正常表达。
（3）第一次固体培养基培养是为了筛选单藻落（纯化杜氏盐藻）；第二次液体培养基培养可提供更充足的营养和空间，实现杜氏盐藻的大量繁殖（扩大培养），为后续基因导入提供足够受体细胞。
（4）重组质粒含抗除草剂基因（标记基因），因此用含除草剂的培养基初筛时，未导入质粒的盐藻会死亡，仅已转化的盐藻能存活。
检测是否转录出目标mRNA，可采用RTPCR技术（先逆转录合成cDNA，再通过PCR扩增检测cDNA，间接证明mRNA存在），或直接用PCR（若特异性检测mRNA，需先逆转录，核心技术仍基于PCR）。
（5）一个植物细胞含多个叶绿体，每个叶绿体含多个基因组，导入的目的基因可随叶绿体复制而大量扩增，从而提高目的基因的表达量（更多基因转录翻译出目标酶）。叶绿体基因位于细胞质中，而植物花粉几乎不含细胞质，因此目的基因不会随花粉传播到其他植物，可有效避免基因污染（目的基因扩散到自然环境中的其他物种）。
【分析】（1）基因工程是一种DNA操作技术，需要借助限制酶、DNA连接酶和载体等工具才能进行。它的基本操作程序包括：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
（2）PCR反应需要在一定的缓冲液中才能进行，需提供DNA模板，分别与两条模板链结合的2种引物，4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶；同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。
（1）因红球藻是天然虾青素的重要来源，是目的基因的来源，故可提取红球藻的总 DNA为模板，设计特异性引物扩增其 DNA中的 BKT基因和CRTR-B 基因进行PCR扩增，此过程需要 Taq DNA聚合酶（耐高温DNA聚合酶）的催化，同时还需要dNTP、缓冲液等。
（2） ①根据 PCR扩增的原理，在 PCR过程中，为确保基因两端具有所需同源序列，需在5’ 端添加对应的同源序列；根据题意，若要确保抗除草剂基因能够从重组质粒中切除，则所需引物（5’一 3’）的序列应为“同源序列十限制酶识别序列十特异性扩增引物序列（抗除草剂基因部分序列）”，C正确。
故选C。
②根据图2所示，要通过“无缝克隆法”同时将 BKT基因和CRTR-B 基因插入质粒，则要保证BKT基因一侧有一致同源序列，另一侧能带上CRTR-B 基因，因此扩增 BKT基因所用的引物为①③ ； 同理，扩增CRTR-B基因所用的引物为⑥⑧。
③最终形成的重组质粒如图3所示，其中atpA启动子和psbA启动子均为杜氏盐藻叶绿体启动子，选用内源性启动子的目的是确保目的基因正常表达。
（3）选取初始杜氏盐藻涂布到杜氏盐藻固体培养基进行培养的目的是纯化杜氏盐藻，挑取生长状态良好的单藻落到杜氏盐藻液体培养基中继续培养的目的是扩大培养杜氏盐藻。
（4）采用基因枪法将重组质粒导入杜氏盐藻叶绿体，一段时间后，用含除草剂的选择培养基筛选已转化的杜氏盐藻；而后再通过抗原—抗体杂交实验检测是否成功表达 β-胡萝卜素酮化酶和 β-胡萝卜素羟化酶。
（5）因每个叶绿体中含有多个基因组，可大大提高目的基因的表达量；且叶绿体基因位于细胞质中，一般不能稳定遗传，因此可避免基因污染。
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