2021年北京市高考生物试卷

2022年9月16日 by 没有评论

一、本部分共15题,每题2分,共30分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。

2.(2分)如图是马铃薯细胞局部的电镜照片,1~4均为细胞核的结构,对其描述错误的是()

3.(2分)将某种植物置于高温环境(HT)下生长一定时间后,测定HT植株和生长在正常温度(CT)下的植株在不同温度下的光合速率,结果如图。由图不能得出的结论是()

4.(2分)酵母菌的DNA中碱基A约占32%,关于酵母菌核酸的叙述错误的是()

5.(2分)如图为二倍体水稻花粉母细胞减数分裂某一时期的显微图像,关于此细胞的叙述错误的是()

7.(2分)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n=14)的优良性状导入普通小麦(2n=42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉,10天后只发现两个杂种幼胚,将其离体培养,产生愈伤组织,进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是()

8.(2分)为研究毒品的危害,将受孕7天的大鼠按下表随机分组进行实验,结果如下。

9.(2分)在有或无机械助力两种情形下,从事家务劳动和日常运动时人体平均能量消耗如图。对图中结果叙述错误的是()

10.(2分)植物顶芽产生生长素向下运输,使侧芽附近生长素浓度较高,抑制侧芽的生长,形成顶端优势。用细胞分裂素处理侧芽,侧芽生长形成侧枝。关于植物激素作用的叙述不正确的是()

11.(2分)野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点,除用于生态治理外,其中一些可替代木材栽培食用菌,收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述错误的是()

12.(2分)人体皮肤表面存在着多种微生物,某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述操作不正确的是()

13.(2分)关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验,叙述错误的是()

14.(2分)社会上流传着一些与生物有关的说法,有些有一定的科学依据,有些违反生物学原理。以下说法中有科学依据的是()

15.(2分)随着改革实践不断推进,高质量发展已成为对我国所有地区、各个领域的长期要求,生态保护是其中的重要内容。以下所列不属于生态保护措施的是()

16.(12分)新冠病毒(SARS﹣CoV﹣2)引起的疫情仍在一些国家和地区肆虐,接种疫苗是控制全球疫情的最有效手段。新冠病毒疫苗有多种,其中我国科学家已研发出的腺病毒载体重组新冠病毒疫苗(重组疫苗)是一种基因工程疫苗,其基本制备步骤是:将新冠病毒的S基因连接到位于载体上的腺病毒基因组DNA中,重组载体经扩增后转入特定动物细胞,进而获得重组腺病毒并制成疫苗。

(1)新冠病毒是RNA病毒,一般先通过 得到cDNA,经 获取S基因,酶切后再连接到载体。

(3)为保证安全性,制备重组疫苗时删除了腺病毒的某些基因,使其在人体中无法增殖,但重组疫苗仍然可以诱发人体产生针对新冠病毒的特异性免疫应答。该疫苗发挥作用的过程是:接种疫苗→ → →诱发特异性免疫反应。

(4)重组疫苗只需注射一针即可完成接种。数周后,接种者体内仍然能检测到重组腺病毒DNA,但其DNA不会整合到人的基因组中。请由此推测只需注射一针即可起到免疫保护作用的原因。

17.(12分)北大西洋沿岸某水域生活着多种海藻和以藻类为食的一种水虱,以及水虱的天敌隆头鱼。柏桉藻在上世纪末被引入,目前已在该水域广泛分布,数量巨大,表现出明显的优势。为探究柏桉藻成功入侵的原因,研究者进行了系列实验。

(2)用三组水箱模拟该水域的环境。水箱中均放入柏桉藻和甲、乙、丙3种本地藻各0.5克,用纱网分区(见图1):三组水箱中分别放入0、4、8只水虱/箱。10天后对海藻称重,结果如图2,同时记录水虱的分布。

①图2结果说明水虱对本地藻有更强的取食作用,作出判断的依据是:与没有水虱相比,在有水虱的水箱中, 。

②水虱分布情况记录结果显示,在有水虱的两组中,大部分水虱附着在柏桉藻上,说明水虱对所栖息的海藻种类具有 。

(3)为研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响,在盛有等量海水的水箱中分别放入相应的实验材料,一段时间后检测,结果如图3(甲、乙、丙为上述本地藻)。

(4)研究发现,柏桉藻含有一种引起动物不适的化学物质,若隆头鱼吞食水虱时误吞柏桉藻,会将两者吐出。请综合上述研究结果,阐明柏桉藻成功入侵的原因。

18.(12分)胰岛素是调节血糖的重要激素,研究者研制了一种“智能”胰岛素(IA)并对其展开了系列实验,以期用于糖尿病的治疗。

(1)正常情况下,人体血糖浓度升高时, 细胞分泌的胰岛素增多,经 运输到靶细胞,促进其对葡萄糖的摄取和利用,使血糖浓度降低。

(2)GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白,IA(见图1)中的X能够抑制GT的功能。为测试葡萄糖对IA与GT结合的影响,将足量的带荧光标记的IA加入红细胞膜悬液中处理30分钟,使IA与膜上的胰岛素受体、GT充分结合。之后,分别加入葡萄糖至不同的终浓度,10分钟后检测膜上的荧光强度。图2结果显示:随着葡萄糖浓度的升高, 。研究表明葡萄糖浓度越高,IA与GT结合量越低。据上述信息,推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为 。

(3)为评估IA调节血糖水平的效果,研究人员给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量胰岛素和IA,测量血糖浓度的变化,结果如图3。

(4)细胞膜上GT含量呈动态变化,当胰岛素与靶细胞上的受体结合后,细胞膜上的GT增多。若IA作为治疗药物,糖尿病患者用药后进餐,血糖水平会先上升后下降。请从稳态与平衡的角度,完善IA调控血糖的机制图。(任选一个过程,在方框中以文字和箭头的形式作答。)

高等植物体内的维管束负责物质的长距离运输,其中的韧皮部包括韧皮薄壁细胞、筛管及其伴胞等。筛管是光合产物的运输通道。光合产物以燕糖的形式从叶肉细胞的细胞质移动到邻近的小叶脉,进入其中的筛管﹣伴胞复合体(SE﹣CC),再逐步汇入主叶脉运输到植物体其他部位。

蔗糖进入SE﹣CC有甲、乙两种方式。在甲方式中,叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE﹣CC。胞间连丝是相邻细胞间穿过细胞壁的细胞质通道。在乙方式中,蔗糖自叶肉细胞至SE﹣CC的运输(图1)可以分为3个阶段:①叶肉细胞中的蔗糖通过胞间连丝运输到韧皮薄壁细胞;②韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到SE﹣CC附近的细胞外空间(包括细胞壁)中;③蔗糖从细胞外空间进入SE﹣CC中,如图2所示。SE﹣CC的质膜上有“蔗糖﹣H+共运输载体”(SU载体),SU载体与H+泵相伴存在。胞内

H+通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度,SU载体将H+和蔗糖同向转运进SE﹣CC中。采用乙方式的植物,筛管中的蔗糖浓度远高于叶肉细胞。

研究发现,叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响,呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高,叶片中SU载体减少,反之则增加。研究SU载体含量的动态变化及调控机制,对于了解光合产物在植物体内的分配规律,进一步提高作物产量具有重要意义。

(1)在乙方式中,蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外空间的方式属于 。由H+泵形成的 有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE﹣CC中。

(2)与乙方式比,甲方式中蔗糖运输到SE﹣CC的过程都是通过 这一结构完成的。

A.叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现在SE﹣CC附近的细胞外空间中

(4)除了具有为生物合成提供原料、为生命活动供能等作用之外,本文还介绍了蔗糖能调节SU载体的含量,体现了蔗糖的 功能。

20.(12分)玉米是我国重要的农作物,研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。

(1)玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米,其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒,这种异常籽粒约占。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的 定律。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株,自交后,有些植株果穗上有约干瘪籽粒,这些植株所占比例约为 。

(2)为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础,研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中,获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上,请从下表中选择一种实验方案及对应的预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因”。

(3)现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因,序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA(见图1),使A基因功能丧失。甲品系果穗上的正常籽粒发芽后,取其植株叶片,用图1中的引物1、2进行PCR扩增,若出现目标扩增条带则可知相应植株的基因型为 。

(4)为确定A基因在玉米染色体上的位置,借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P与基因型为MM的甲品系杂交得F1,F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物,对F1植株果穗上干瘪籽粒(F2)胚组织的DNA进行PCR扩增,扩增结果有1、2、3三种类型,如图2所示。

统计干瘪籽粒(F2)的数量,发现类型1最多、类型2较少、类型3极少。请解释类型3数量极少的原因。

21.(10分)近年来发现海藻糖﹣6﹣磷酸(T6P)是一种信号分子,在植物生长发育过程中起重要调节作用。研究者以豌豆为材料研究了T6P在种子发育过程中的作用。

(1)豌豆叶肉细胞通过光合作用在 中合成三碳糖,在细胞质基质中转化为蔗糖后运输到发育的种子中转化为淀粉贮存。

将P酶基因与启动子U(启动与之连接的基因仅在种子中表达)连接,获得U﹣P基因,导入野生型豌豆中获得U﹣P纯合转基因植株,预期U﹣P植株种子中T6P含量比野生型植株 ,检测结果证实了预期,同时发现U﹣P植株种子中淀粉含量降低,表现为皱粒。用同样方法获得U﹣S纯合转基因植株,检测发现植株种子中淀粉含量增加。

(3)本实验使用的启动子U可以排除由于目的基因 对种子发育产生的间接影响。

(4)在进一步探讨T6P对种子发育的调控机制时,发现U﹣P植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低,U﹣S植株种子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩,淀粉含量下降。据此提出假说:T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累。请从①~⑤选择合适的基因与豌豆植株,进行转基因实验,为上述假说提供两个新的证据。写出相应组合并预期实验结果。

一、本部分共15题,每题2分,共30分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。

C、细胞内合成ATP的生理过程是光合作用和细胞呼吸,因此需要酶的催化,C正确;

2.解:A、1为核基质,是转录的主要场所,但翻译的场所是核糖体,A错误;

3.解:A、由图可知,CT植株和HT植株的CO2吸收速率最大值基本一致,都接近于3nmolcm﹣2s﹣1,A正确;

B、CO2吸收速率代表净光合速率,而总光合速率=净光合速率+呼吸速率。由图可知35℃时两组植株的净光合速率相等,但呼吸速率未知,故35℃时两组植株的真正(总)光合速率无法比较,B错误;

C、由图可知,50℃时HT植株的净光合速率大于零,说明能积累有机物,而CT植株的净光合速率不大于零,说明不能积累有机物,C正确;

D、由图可知,在较高的温度下HT植株的净光台速率仍大于零,能积累有机物进行生长发育,体现了HT植株对高温环境较适应,D正确。

4.解:A、DNA复制以亲代DNA为模板,遵循碱基互补配对,所以复制后A约占32%,A正确;

B、酵母菌的DNA中碱基A约占32%,则C约占50%﹣32%=18%,B正确;

D、RNA是以DNA分子一条链为模板转录而来,由于无法确定DNA分子一条链中碱基A所占比例,所以不能确定RNA中碱基U的比例,D错误。

B、该病为伴X染色体显性遗传病,Ⅲ﹣1和Ⅲ﹣4都正常,因此不可能携带该致病基因,B错误;

7.解:A、簇毛麦与普通小麦是两个不同物种,它们之间存在生殖隔离,A正确;

B、将杂种幼胚离体培养,产生愈伤组织,进而获得含28条染色体的大量杂种植株,运用了植物组织培养技术,培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化,B正确;

C、杂种植株在减数分裂时染色体不能联会(完全无同源染色体)和联会紊乱(如三倍体),C错误;

D、杂种植株的染色体加倍后,在减数分裂时染色体能正常联会,因而能产生可育植株,D正确。

8.解:A、由表格数据可以看出,低剂量使活胚胎数的比例降低,使脑畸形胚胎数的比例升高,所以低剂量即可严重影响胚胎的正常发育,A错误;

B、Bax是促凋亡蛋白,促进Bax含量提高会导致脑细胞凋亡,B正确;

C、胚胎的发育过程中会出现细胞凋亡,细胞凋亡发生在发育的整个过程中,C错误;

9.解:A、由柱形图对比分析可知,走路上学比手洗衣服在单位时间内耗能更多,A正确;

B、葡萄糖是图中各种活动的重要能量来源,这是因为葡萄糖是细胞的主要能源物质,B正确;

C、爬楼梯时消耗的能量不是全部用于肌肉收缩,一部分能量会转化为热能,C正确;

D、虽然有机械助力时人体消耗的能量较少,但借助机械会增加其他能量的消耗,不能缓解温室效应,D错误。

10.解:A、由题干信息分析可知,顶芽产生的生长素向下运输使得顶芽处生长素浓度降低,侧芽处生长素浓度增加,从而抑制侧芽生长,这能够体现生长素的两重性,故顶端优势体现了生长素既可促进也可抑制生长,A正确;

B、由题干信息可知,顶芽产生的生长素向下运输,使侧芽附近生长素浓度较高,抑制侧芽的生长,故去顶芽或抑制顶芽的生长素运输可促进侧芽生长,B正确;

C、用细胞分裂素处理侧芽,侧芽生长形成侧枝,这说明细胞分裂素能抑制植物的顶端优势,C错误;

11.解:A、此类草本植物根系发达可以固定更多的土壤,故种植此类草本植物可以减少水土流失,A正确;

D、草本植物可栽培食用菌,而菌渣可作肥料或饲料,故实现了物质在植物、真菌和动物间的转移,D正确。

C、用取样后的棉拭子需要进行选择培养→梯度稀释→再将稀释液涂布到选择培养基上,C错误;

D、菌落形态包括菌落的大小、形状、边缘、光泽、质地、颜色和透明程度等,每一种细菌在一定条件下形成固定的菌落特征,故可通过观察菌落的形态和颜色等进行初步判断,D正确。

13.解:A、肝脏细胞中含有过氧化氢酶,因此研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液,A正确;

B、DNA不溶于酒精,而细胞中的某些蛋白质可溶于酒精,因此利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNA,B正确;

C、依据光合色素在层析液中溶解度的差异对光合色素进行纸层析分离,C错误;

D、蛋白质可以与双缩脲试剂发生紫色反应,因此利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质,D正确。

14.解:A、在长时间高温的作用下,会导致食物中的一些维生素遭到破坏,A正确;

B、转基因抗虫是利用的靶向技术,对非靶标生物无毒性,故转基因抗虫棉能杀死害虫,但不一定对人有毒,B错误;

C、消毒液能够杀死物体表面的大部分细菌,但不能用于人体内杀菌,否则会导致人体不适、中毒等问题,C错误;

D、如果孩子的血型和父母都不一样,也可能是亲生的,如:A型血和B型血的父母也可以生出O型血的孩子,D错误。

15.解:A、长江流域十年禁渔计划,能够有效的提高长江流域中鱼类的数量,从而提高了生态系统的稳定型,属于生态保护措施,A正确;

B、出台地方性控制吸烟法规,是针对个人的身体健康考虑,不属于生态保护措施,B错误;

C、试点建立国家公园体制,既能保护生态环境,又能推进生态文明的建设,属于生态保护措施,C正确;

D、三江源生态保护建设工程,能够起到保护生态环境的作用,属于生态保护措施,D正确。

16.解:(1)新冠病毒是RNA病毒,其遗传物质是RNA,若要得到与其对应的cDNA,则要进行逆转录。用cDNA扩增出目的基因—S基因需要利用PCR扩增技术。

(2)重组疫苗作为抗原需要被人体免疫系统识别,而重组疫苗中的S基因是从新冠病毒中提取的,所以重组疫苗中的S基因应编码病毒与细胞都能识别的蛋白,A正确,BCD错误。

(3)重组疫苗对人体来说属于外来异物,即抗原,故人体接种疫苗后,重组腺病毒进入人体细胞,其在人体细胞内表达出抗原,引发机体产生特异性免疫﹣﹣细胞免疫和体液免疫,因此该疫苗发挥作用的过程是:接种疫苗→(重组腺病毒)进入细胞→表达抗原→诱发特异性免疫反应。

(4)接种疫苗后,由于长时间内接种者体内仍能检测到重组腺病毒DNA,而DNA会不断表达出S蛋白,S蛋白作为抗原刺激机体,故机体会反复针对抗原产生特异性免疫应答。

17.解:(1)生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者,柏桉藻属于植物,能进行光合作用,故其为生产者。

(2)①由图2可知,与没有水虱相比,有水虱的本地藻甲、乙重量增加值比柏桉藻重量增加值要低,甚至本地藻丙重量增加值为负值,说明本地藻丙不但没有增加,反而减少了,故与没有水虱相比,在有水虱的水箱中,柏按藻重量增加值明显提高,而本地藻的变化则相反。

②在有水虱的两组中,大部分水虱附着在柏桉藻上,说明水虱更喜爱柏桉藻,体现了水虱对所栖息的海藻种类具有偏好性。

(3)本实验研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响,实验的自变量为海藻的种类,因变量为水虱的生存率,故实验的对照组应不放海藻,直接放入隆头鱼和水虱,观察统计水虱的生存率。

(4)物种成功入侵的原因可大致归为食物、空间资源充足,天敌少,物种之间竞争弱。由于柏桉藻含有一种引起动物不适的化学物质,则隆头鱼对附着在柏桉藻上的水虱捕食少,导致水虱数量增多,又因为水虱更喜欢取食本地藻,导致本地藻的数量减少,从而为柏桉藻获得了竞争优势,最终柏桉藻入侵成功。

(4)因柏桉藻含有令动物不适的化学物质,能为水虱提供庇护场所,有利于水虱种群扩大。水虱偏好取食本地藻,有助于柏桉藻获得竞争优势,因此柏桉藻能够成功入侵

18.解:(1 )胰岛素是由胰岛B/胰岛β分泌的,经体液运输到靶细胞,与靶细胞上的受体结合,促进其对葡萄糖的摄取和利用,使血糖浓度降低。

(2)分析图2,随着悬液中葡萄糖浓度越高,细胞膜上的荧光强度越低。由题干分析,带荧光的IA能与GT和胰岛素受体结合位于红细胞膜上,加入葡萄糖,膜上的荧光强度会下降,意味着IA从膜上脱落下来,加入的葡萄糖浓度越高,膜上的IA越少,由于葡萄糖可以与GT结合而不能与胰岛素受体结合,故推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为葡萄糖与IA竞争结合GT。

(3)分析图3,对比两幅图可知,胰岛素会将血糖降至60mgdL﹣1(低血糖),而IA能将血糖降至100mgdL﹣1左右;IA能将血糖维持在正常水平约10个小时,而胰岛素只能维持2小时左右,故该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势,体现在IA能响应血糖浓度变化发挥作用/IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险。

(4)由题干信息可知,GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白,血糖浓度升高时,GT数量多有利于降血糖,IA可以与GT或胰岛素受体结合,与GT结合会抑制GT的功能。

糖尿病患者用药后进餐,由于食物的消化吸收,血糖浓度会先升高,葡萄糖与IA竞争性结合GT增多,故IA与GT结合减少,与胰岛素受体结合增多,导致膜上的GT增多,进一步有利于葡萄糖与GT结合,最终细胞摄取葡萄糖的速率升高。

血糖下降时,葡萄糖与IA竞争性结合GT减少,IA与GT结合增多,与胰岛素受体结合减少,故膜上的GT减少,能与葡萄糖结合的GT也减少,最终细胞摄取的葡萄糖的速率降低。

(3)IA能响应血糖浓度变化发挥作用/IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险

19.解:(1)结合题意分析,在乙方式中,蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外过程中,运输需要载体蛋白,且由题意“韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运”可知运输方向为顺浓度梯度,故方式为协助扩散/易化扩散;“胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度”,故由H+泵形成的跨膜H+浓度差有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE﹣CC中。

(2)结合题意可知,乙方式的跨膜运输需要浓度差和载体蛋白等协助,与其相比,甲方式“叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE﹣CC”,即甲方式中蔗糖运输到SE﹣CC的过程都是通过胞间连丝这一结构完成的。

(3)A、叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现在SE﹣CC附近的细胞外空间中,说明物质是蔗糖自叶肉细胞至SE﹣CC的运输的,符合乙运输方式,A正确;

B、用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片,蔗糖进入SE﹣CC的速率降低,说明物质运输方式需要载体蛋白协助,符合乙中的②过程,B正确;

C、将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞SE﹣CC中出现荧光,可能是叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝进入SE﹣CC,即可能是甲方式。C错误;

D、与野生型相比,SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉,说明SU是将叶肉细胞中的蔗糖转运进SE﹣CC中的重要载体,符合乙方式中的③过程,D正确。

(4)结合题意“叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响,呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高,叶片中SU载体减少,反之则增加”可知,蔗糖能调节SU载体的含量,即蔗糖可以调节一些生命活动,体现了蔗糖的信息传递功能。

20.解:(1)分析题干信息:“甲品系玉米,其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒,这种异常籽粒约占”,即甲品系籽粒正常,其自交后代出现性状分离,且籽粒正常:干瘪=3:1,可知籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的分离定律。假设籽粒正常和干瘪这一对相对性状由基因A/a控制,则甲品系基因型为Aa。上述果穗上的正常籽粒基因型为AA或Aa,均发育为植株,自交后,有些植株果穗上有约干瘪籽粒,这些植株基因型为Aa,所占比例约为。

(2)分析题意可知,假定A基因突变是导致籽粒干瘪的原因,由于转入的单个A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上,则甲品系玉米基因型为Aa,野生型玉米的基因型为00AA(0表示没有相关基因),转基因甲品系玉米的基因型为A0Aa,且导入的A基因与细胞内原有的A/a基因之间遗传遵循自由组合定律,要证实该假设正确,应可选择方案Ⅲ转基因玉米自交,依据自由组合定律可知,子代为④正常籽粒(9A﹣A﹣、3A﹣aa、300A﹣):干瘪籽粒(100aa)≈15:1;或选择方案Ⅱ转基因玉米A0Aa×甲品系00Aa杂交,子代为③正常籽粒(3A0A﹣、1A0aa、300A﹣):干瘪籽粒(00aa)≈7:1。

(3)已知A基因突变是导致籽粒干瘪的原因,序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA,使A基因功能丧失,甲品系果穗上的正常籽粒发芽后,取其植株叶片,用图1中的引物1、2进行PCR扩增,若出现目标扩增条带则可知相应植株中含有a基因,即其基因型为Aa。

(4)用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P(基因型为AAmm)与基因型为MM的甲品系(基因型为AaMM)杂交得F1,基因型为AAMm、AaMm,F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物,对F1植株果穗上干瘪籽粒F2胚组织的DNA进行PCR扩增,扩增结果有1、2、3三种类型,基因型分别为aaMM、aaMm、aamm。若两对等位基因位于两对同源染色体上,则类型3的数量应该与类型1的数量同样多,而实际上类型3数量极少,原因可能是:由于基因Aa与Mm在一对同源染色体上(且距离近),其中a和M在同一条染色体上;在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换,导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少;类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成,因此,类型3干瘪籽粒数量极少。

(4)由于基因Aa与Mm在一对同源染色体上(且距离近),其中a和M在同一条染色体上;在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换,导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少;类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成,因此,类型3干瘪籽粒数量极少。

21.解:(1)豌豆叶肉细胞通过光合作用形成三碳糖是暗反应过程,该过程发生在叶绿体基质中。

(2)结合题意可知,P酶基因与启动子U结合后则可启动P基因表达,则P基因在种子中表达增高,P酶增多,T6P更多转化为海藻糖,故预期U﹣P植株种子中T6P含量比野生型植株低。

(3)结合题意可知,启动子U启动与之连接的基因仅在种子中表达,该过程可以排除由于目的基因在其他器官(过量)表达对种子发育产生的间接影响。

(4)分析题意可知,本实验的目的是验证T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累,且结合(2)可知,U﹣P植株种子中淀粉含量降低,表现为皱粒。用同样方法获得U﹣S纯合转基因植株,检测发现植株种子中淀粉含量增加,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故可设计实验如下:

②(U﹣S基因,S酶可以较高表达)⑤(R基因功能缺失突变体),与突变体r植株相比,转基因植株种子的淀粉含量不变,仍皱缩;

①(U﹣R基因,R基因表达较高),④(U﹣P植株,P基因表达较高),与U﹣P植株相比,转基因植株种子淀粉含量增加,为圆粒;

②(U﹣S基因,S酶可以较高表达)④(U﹣P植株,P基因表达较高),与U﹣P植株相比,转基因植株种子R基因转录提高,淀粉含量增加,为圆粒。

②④与U﹣P植株相比,转基因植株种子R基因转录提高,淀粉含量增加,为圆粒

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