高中生物综合题

科学家在果蝇遗传学研究中得到一些突变体。为了研究其遗传特点，进行了一系列杂交实验。请回答下列问题：

（1）下列实验中控制果蝇体色和刚毛长度的基因位于常染色体上，杂交实验及结果如图1。

据此分析， $F_1$雄果蝇产生＿＿＿＿＿＿种配子，这两对等位基因在染色体上的位置关系为＿＿＿＿＿＿。

（2）果蝇 $A1、A2、A3$为 $3$种不同眼色隐性突变体品系（突变基因位于Ⅱ号染色体上）。为了研究突变基因相对位置关系，进行两两杂交实验，结果如图2。

据此分析 $A1、A2、A3$和突变型 $F_1$四种突变体的基因型，在相应的图中标注它们的突变型基因与野生型基因之间的相对位置（ $A1、A2、A3$隐性突变基因分别用 $al、a2、a3$表示，野生型基因用“ $+$”表示）。

（3）果蝇的正常刚毛（ $B$）对截刚毛（ $b$）为显性，这一对等位基因位于性染色体上；常染色体上的隐性基因 $t$纯合时，会使性染色体组成为 $XX$的个体成为不育的雄性个体。杂交实验及结果如图3。

据此分析，亲本的基因型分别为＿＿＿＿＿＿， $F_1$中雄性个体的基因型有＿＿＿＿＿＿种；若自由交配产生 $F_2$，其中截刚毛雄性个体所占比例为＿＿＿＿＿＿， $F_2$雌性个体中纯合子的比例为＿＿＿＿＿＿。

某些植物根际促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用。回答下列问题：

（1）若从植物根际土壤中筛选分解淀粉的固氮细菌，培养基的主要营养物质包括水和 　＿＿＿＿＿＿。

（2）现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌 $H$，其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推测该抗菌肽对＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的抑制效果较好，若要确定其有抑菌效果的最低浓度，需在＿＿＿＿＿＿ $\mu g•m{L}^{﹣1}$浓度区间进一步实验。

测试菌	抗菌肽浓度/（μg•mL^﹣^1）
	55.20	27.60	13.80	6.90	3.45	1.73	0.86
金黄色葡萄球菌	﹣	﹣	﹣	﹣	﹣	+	+
枯草芽孢杆菌	﹣	﹣	﹣	﹣	﹣	+	+
禾谷镰孢菌	﹣	+	+	+	+	+	+
假丝酵母	﹣	+	+	+	+	+	+

注：“+”表示长菌，“﹣”表示未长菌。

（3）研究人员利用解淀粉芽孢杆菌H的淀粉酶编码基因 $M$构建高效表达质粒载体，转入大肠杆菌成功构建基因工程菌 $A$。在利用 $A$菌株发酵生产淀粉酶M过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株不再产生淀粉酶 $M$。分析可能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出两点即可）。

（4）研究人员通过肺上皮干细胞诱导生成肺类器官，可自组装或与成熟细胞组装成肺类装配体，如图所示。肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、 $pH$以及＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出两点）等基本条件。肺类装配体形成过程中是否运用了动物细胞融合技术？＿＿＿＿＿＿（填“是”或“否”）。

（5）耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（ $MRSA$）是一种耐药菌，严重危害人类健康。科研人员拟用 $MRSA$感染肺类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽是否对 $MRSA$引起的肺炎有治疗潜力。以下实验材料中必备的是＿＿＿＿＿＿。

①金黄色葡萄球菌感染的肺类装配体

② $MRSA$感染的肺类装配体

③解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽

④生理盐水

⑤青霉素（抗金黄色葡萄球菌的药物）

⑥万古霉素（抗 $MRSA$的药物）

濒危植物云南红豆杉（以下称红豆杉）是喜阳喜湿高大乔木，郁闭度对其生长有重要影响。研究人员对某区域无人为干扰生境和人为干扰生境的红豆杉野生种群开展了调查研究。选择性采伐和放牧等人为干扰使部分上层乔木遭破坏，但尚余主要上层乔木，保持原有生境特点。无人为干扰生境下红豆杉野生种群年龄结构的调查结果如图所示。回答下列问题：

（1）调查红豆杉野生种群密度时，样方面积最合适的是＿＿＿＿＿＿（填“ $1$”“ $20$”或“ $400$”） $m^2$，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。由图可知，无人为干扰生境中红豆杉种群年龄结构类型为＿＿＿＿＿＿。

（2）调查发现人为干扰生境中，树龄 $\le 5$年幼苗的比例低于无人为干扰生境，可能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。分析表明，人为干扰生境中 $6～25$年树龄红豆杉的比例比无人为干扰生境高 $11\%$，可能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。选择性采伐与红豆杉生态位重叠度＿＿＿＿＿＿（填“高”或“低”）的部分植物，有利于红豆杉野生种群的自然更新。

（3）关于红豆杉种群动态变化及保护的说法，下列叙述正确的是＿＿＿＿＿＿。

①选择性采伐和放牧等会改变红豆杉林的群落结构和群落演替速度

②在无人为干扰生境中播撒红豆杉种子将提高 $6～25$年树龄植株的比例

③气温、干旱和火灾是影响红豆杉种群密度的非密度制约因素

④气候变湿润后可改变红豆杉的种群结构并增加种群数量

⑤保护红豆杉野生种群最有效的措施是人工繁育

基因检测是诊断和预防遗传病的有效手段。研究人员采集到一遗传病家系样本，测序后发现此家系甲和乙两个基因存在突变：甲突变可致先天性耳聋；乙基因位于常染色体上，编码产物可将叶酸转化为 $N^5﹣$甲基四氢叶酸，乙突变与胎儿神经管缺陷（ $NTDs$）相关；甲和乙位于非同源染色体上。家系患病情况及基因检测结果如图所示。不考虑染色体互换，回答下列问题：

（1）此家系先天性耳聋的遗传方式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 $Ⅰ﹣1$和 $Ⅰ﹣2$生育一个甲和乙突变基因双纯合体女儿的概率是＿＿＿＿＿＿。

（2）此家系中甲基因突变如图所示：

研究人员拟用 $PCR$扩增目的基因片段，再用某限制酶（识别序列及切割位点为）酶切检测甲基因突变情况，设计了一条引物为 $5\prime ﹣GGCATG﹣3\prime$，另一条引物为＿＿＿＿＿＿（写出 $6$个碱基即可）。用上述引物扩增出家系成员 $Ⅱ﹣1$的目的基因片段后，其酶切产物长度应＿＿＿＿＿＿ $bp$（注：该酶切位点在目的基因片段中唯一）。

（3）女性的乙基因纯合突变会增加胎儿 $NTDs$风险。叶酸在人体内不能合成，孕妇服用叶酸补充剂可降低 $NTDs$的发生风险。建议从可能妊娠或孕前至少 $1$个月开始补充叶酸，一般人群补充有效且安全剂量为 $0.4～1.0mg•d^{﹣1}$， $NTDs$生育史女性补充 $4mg•d^{﹣1}$。经基因检测胎儿（ $Ⅲ﹣2$）的乙基因型为﹣/﹣，据此推荐该孕妇（ $Ⅱ﹣1$）叶酸补充剂量为＿＿＿＿＿＿ $mg•d^{﹣1}$。

长时程增强（ $LTP$）是突触前纤维受到高频刺激后，突触传递强度增强且能持续数小时至几天的电现象，与人的长时记忆有关。如图是海马区某侧支 $LTP$产生机制示意图，回答下列问题：

（1）依据以上机制示意图， $LTP$的发生属于＿＿＿＿＿＿（填“正”或“负”）反馈调节。

（2）若阻断 $NMDA$受体作用，再高频刺激突触前膜，未诱发 $LTP$，但出现了突触后膜电现象。据图推断，该电现象与＿＿＿＿＿＿内流有关。

（3）为了探讨 $L$蛋白的自身磷酸化位点（图中 $\alpha$位和 $\beta$位）对 $L$蛋白自我激活的影响，研究人员构建了四种突变小鼠甲、乙、丙和丁，并开展了相关实验，结果如表所示：

组别 结果 项目	正常小鼠	甲	乙	丙	丁
		α位突变为缬氨酸，该位点不发生自身磷酸化	α位突变为天冬氨酸，阻断Ca^2+/钙调蛋白复合体与L蛋白结合	β位突变为丙氨酸，该位点不发生自身磷酸化	L蛋白编码基因缺失
L蛋白活性	+	+++	++++	+	﹣
高频刺激	有LTP	有LTP	？	无LTP	无LTP

注：“+”多少表示活性强弱，“﹣”表示无活性。据此分析：

①小鼠乙在高频刺激后＿＿＿＿＿＿（填“有”或“无”） $LTP$现象，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

② $\alpha$位的自身磷酸化可能对 $L$蛋白活性具有＿＿＿＿＿＿作用。

③在甲、乙和丁实验组中，无 $L$蛋白 $\beta$位自身磷酸化的组是＿＿＿＿＿＿。

接种疫苗是预防传染病的一项重要措施，乙肝疫苗的使用可有效阻止乙肝病毒的传播，降低乙型肝炎发病率。乙肝病毒是一种DNA病毒。重组乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技术获得的乙肝病毒表面抗原（一种病毒蛋白）。回答下列问题。

（1）接种上述重组乙肝疫苗不会在人体中产生乙肝病毒，原因是 　 　。

（2）制备重组乙肝疫苗时，需要利用重组表达载体将乙肝病毒表面抗原基因（目的基因）导入酵母细胞中表达。重组表达载体中通常含有抗生素抗性基因，抗生素抗性基因的作用是 　 　。能识别载体中的启动子并驱动目的基因转录的酶是 　 　。

（3）目的基因导入酵母细胞后，若要检测目的基因是否插入染色体中，需要从酵母细胞中提取　 进行DNA分子杂交，DNA分子杂交时应使用的探针是 　 　。

（4）若要通过实验检测目的基因在酵母细胞中是否表达出目的蛋白，请简要写出实验思路。

　 　 。

为了研究蛋白质的结构与功能，常需要从生物材料中分离纯化蛋白质。某同学用凝胶色谱法从某种生物材料中分离纯化得到了甲、乙、丙3种蛋白质，并对纯化得到的3种蛋白质进行SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶电泳，结果如图所示（“+”“﹣“分别代表电泳槽的阳极和阴极）。已知甲的相对分子质量是乙的2倍，且甲、乙均由一条肽链组成。回答下列问题。

（1）图中甲、乙、丙在进行SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶电泳时，迁移的方向是 　 　（填“从上向下”或“从下向上”）。

（2）图中丙在凝胶电泳时出现2个条带，其原因是 　 　。

（3）凝胶色谱法可以根据蛋白质 　 　的差异来分离蛋白质。据图判断，甲、乙、丙3种蛋白质中最先从凝胶色谱柱中洗脱出来的蛋白质是 　 　，最后从凝胶色谱柱中洗脱出来的蛋白质是 　 　。

（4）假设甲、乙、丙为3种酶，为了减少保存过程中酶活性的损失，应在 　 （答出1点即可）条件下保存。

某旅游城市加强生态保护和环境治理后，城市环境发生了很大变化，水体鱼明显增多，甚至曾经消失的一些水鸟（如水鸟甲）又重新出现。回答下列问题。

（1）调查水鸟甲的种群密度通常使用标志重捕法，原因是 　 　。

（2）从生态系统组成成分的角度来看，水体中的鱼，水鸟属于 　 　。

（3）若要了解该城市某个季节水鸟甲种群的环境容纳量，请围绕除食物外的调查内容有 　 　（答出3点即可）。

基因递送是植物遗传改良的重要技术之一，我国多个实验室合作开发了一种新型基因递送系统（切—浸—生芽Cut﹣Dip﹣Budding，简称CDB法）。图1与图2分别是利用常规转化法和CDB法在某植物中递送基因的示意图。

回答下列问题。

（1）图1中，从外植体转变成愈伤组织的过程属于＿＿＿＿＿；从愈伤组织到幼苗的培养过程需要的激素有生长素和＿＿＿＿＿，该过程还需要光照，其作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）图1中的愈伤组织，若不经过共培养环节，直接诱导培养得到的植株可以保持植株A的＿＿＿＿＿。图1中，含有外源基因的转化植株A若用于生产种子，其包装需标注＿＿＿＿＿。

（3）图1与图2中，农杆菌侵染植物细胞时，可将外源基因递送到植物细胞中的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）已知某酶（ $PDS$）缺失会导致植株白化。某团队构建了用于敲除 $PDS$基因的 $CRISPR/Cas9$基因编辑载体（含有绿色荧光蛋白标记基因），利用图2中的CDB法将该重组载体导入植株B，长出毛状根，成功获得转化植株B。据此分析，从毛状根中获得阳性毛状根段的方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，图2中，鉴定导入幼苗中的基因编辑载体是否成功发挥作用的方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（5）与常规转化法相比，采用CDB法进行基因递送的优点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出2点即可）。

海洋牧场是一种海洋人工生态系统，通过在特定海域投放人工鱼礁等措施，构建或修复海洋生物生长、繁殖、索饵或避敌所需的场所，以实现海洋生态保护和渔业资源持续高效产出，是海洋低碳经济的典型代表。回答下列问题。

（1）海洋牧场改善了海洋生物的生存环境，可使某些经济鱼类种群的环境容纳量＿＿＿＿＿；海洋牧场实现了渔业资源持续高效产出，这体现了生物多样性的＿＿＿＿＿价值。

（2）人工鱼礁投放海底一段时间后，礁体表面会附着大量的藻类等生物。藻类在生态系统组成成分中属于＿＿＿＿＿，能有效降低大气中 $C{O}_2$含量，其主要原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）在同一片海域中，投放人工鱼礁的区域和未投放人工鱼礁的区域出现环境差异，从而引起海洋生物呈现镶嵌分布，这体现出海洋生物群落的＿＿＿＿＿结构。

（4）三亚蜈支洲岛海洋牧场是海南省首个国家级海洋牧场示范区。该牧场某年度重要经济鱼类（A鱼和B鱼）资源量的三次调查结果如图。据图分析，12月没有调查到A鱼的原因可能与其＿＿＿＿＿的生活习性有关，4月、8月和12月B鱼的平均资源量密度呈＿＿＿＿＿趋势。

（5）三亚蜈支洲岛海洋牧场与邻近海域主要消费者的群落结构指标见表。与邻近海域相比，该牧场的生态系统稳定性较高，据表分析其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

群落结构指标 不同区域	营养级长度（NR）	摄食来源多样性水平（CR）	平均营养级多样性（CD）
三亚蜈支洲岛	7.60	6.36	1.92
南海中西部	4.91	3.49	1.20
陵水湾	4.66	4.45	1.49
南沙群岛西南部	4.30	3.40	1.00

家鸡（ $2n＝78$）的性别决定方式为 $ZW$型。慢羽和快羽是家鸡的一对相对性状，且慢羽（ $D$）对快羽（ $d$）为显性。正常情况下，快羽公鸡与慢羽母鸡杂交，子一代的公鸡均为慢羽，母鸡均为快羽；子二代的公鸡和母鸡中，慢羽与快羽的比例均为 $1：1$。回答下列问题。

（1）正常情况下，公鸡体细胞中含有＿＿＿＿＿个染色体组，精子中含有＿＿＿＿＿条W染色体。

（2）等位基因 $D/d$位于＿＿＿＿＿染色体上，判断依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）子二代随机交配得到的子三代中，慢羽公鸡所占的比例是＿＿＿＿＿。

（4）家鸡羽毛的有色（ $A$）对白色（ $a$）为显性，这对等位基因位于常染色体上。正常情况下， $1$只有色快羽公鸡和若干只白色慢羽母鸡杂交，产生的子一代公鸡存在＿＿＿＿＿种表型。

（5）母鸡具有发育正常的卵巢和退化的精巢，产蛋后由于某种原因导致卵巢退化，精巢重新发育，出现公鸡性征并且产生正常精子。某鸡群中有 $1$只白色慢羽公鸡和若干只杂合有色快羽母鸡，设计杂交实验探究这只白色慢羽公鸡的基因型。简要写出实验思路、预期结果及结论（已知 $WW$基因型致死）。＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

甲状腺分泌的甲状腺激素（ $TH$）可调节人体多种生命活动。双酚 $A$（ $BPA$）是一种有机化合物，若进入人体可导致甲状腺等内分泌腺功能紊乱。下丘脑—垂体—甲状腺（ $HPT$）轴及 $BPA$作用位点如图。回答下列问题。

（1）据图可知，在 $TH$分泌的过程中，过程①②③属于＿＿＿＿＿调节，过程④⑤⑥属于＿＿＿＿＿调节。

（2） $TH$是亲脂性激素，可穿过特定细胞的质膜并进入细胞核内，与核内的 $TH$受体特异性结合。这一过程体现激素调节的特点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）垂体分泌的生长激素可促进胸腺分泌胸腺素。胸腺素刺激 $B$细胞增殖分化形成浆细胞，产生抗体。这说明垂体除参与体液调节外，还参与＿＿＿＿＿。

（4）甲状腺过氧化物酶（ $TPO$）是合成TH所必需的酶，且能促进甲状腺上促甲状腺激素（ $TSH$）受体基因的表达。研究发现，进入人体的 $BPA$能抑制 $TPO$活性，可导致血液中 $TH$含量＿＿＿＿＿，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（5）有研究表明， $BPA$也能促进皮质醇分泌，抑制睾酮分泌，说明 $BPA$除影响 $HPT$轴外，还可直接或间接影响人体其他内分泌轴的功能。这些内分泌轴包括＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

[生物——选修3：现代生物科技专题]

几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题：

（1）在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是__________________________。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是__________________________。

（2）以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是__________________________。

（3）若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是__________________________（答出两点即可）。

（4）当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是__________________________。

（5）若获得的转基因植株（几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中）抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是__________________________。

人血友病是伴X隐性遗传病。现有一对非血友病的夫妇生出了两个非双胞胎女儿。大女儿与一个非血友病的男子结婚并生出了一个患血友病的男孩。小女儿与一个非血友病的男子结婚，并已怀孕。回答下列问题：

（1）用" "表示尚未出生的孩子，请画出该家系的系谱图，以表示该家系成员血友病的患病情况。

（2）小女儿生出患血友病男孩的概率为_________；假如这两个女儿基因型相同，小女儿生出血友病基因携带者女孩的概率为______。

（3）已知一个群体中，血友病的基因频率和基因型频率保持不变，且男性群体和女性群体的该致病基因频率相等。假设男性群体中血友病患者的比例为1%，则该男性群体中血友病致病基因频率为________；在女性群体中携带者的比例为______。

通常，对于鼠害较为严重的林场，仅在林场的局部区域（苗圃）进行药物灭鼠，对鼠害的控制很难持久有效。回答下列问题：

（1）在资源不受限制的理想条件下，山鼠种群的增长曲线呈___________型。

（2）在苗圃进行了药物灭鼠后，如果出现种群数量下降，除了考虑药物引起的死亡率升高这一因素外，还应考虑的因素是___________。

（3）理论上，除药物灭鼠外还可以采用生物防治的方法控制鼠害，如引入天地。天敌和山鼠之间的种间关系是_________。

（4）通常，种群具有个体所没有的特征，如种群密度、年龄结构等。那么种群的年龄结构是指_________。