本刊編輯部

1.(云南省麗江市古城區(qū)第一中學(xué) 和四梅)(不定項(xiàng))為探究C4植物中的PEPC酶和PPDK酶能否提高C3植物光合作用的效率,研究者將玉米的PEPC酶基因和PPDK酶基因?qū)胨竞?在灌漿期一定的CO2濃度條件下,分別測(cè)定了雙轉(zhuǎn)基因水稻和原種水稻的葉綠素含量及凈光合速率,結(jié)果如圖1所示,下列有關(guān)分析正確的是

( )

甲

乙

A.該實(shí)驗(yàn)的自變量為是否導(dǎo)入PEPC酶基因和PPDK酶基因

B.由圖甲可知,雙轉(zhuǎn)基因水稻對(duì)紅光和藍(lán)紫光的吸收率比原種水稻高

C.PEPC酶基因和PPDK酶基因通過(guò)降低細(xì)胞呼吸作用來(lái)提高凈光合速率

D.若在適宜光照條件下提高實(shí)驗(yàn)時(shí)CO2的濃度,可增加雙轉(zhuǎn)基因水稻的產(chǎn)量

2.(廣東省陸豐市玉燕中學(xué) 童惜慧)我國(guó)鹽堿地總面積約為9 913萬(wàn)公頃,農(nóng)作物難以生長(zhǎng)?！半s交水稻之父”袁隆平科研團(tuán)隊(duì)培育出的“海水稻”(耐鹽堿水稻),可以用一定濃度的海水直接灌溉。這一成果可以提高鹽堿地農(nóng)作物的產(chǎn)量,實(shí)現(xiàn)“億畝荒灘變良田”。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)海水稻葉肉細(xì)胞吸收的光能用于________________。

(2)與普通水稻相比,海水稻能在鹽堿地生長(zhǎng)的根本原因是________________。

(3)圖2表示在適宜的條件下,兩種海水稻甲、乙的光合速率隨光照強(qiáng)度的變化情況:據(jù)圖可知,更適合在鹽堿灘涂地(光照充足)生長(zhǎng)的是________(填“甲”或“乙”),某科研小組推測(cè)可能是因?yàn)樵摲N海水稻的葉綠素含量更高,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該推測(cè)。實(shí)驗(yàn)思路:________________。

圖2

(4)氧化物歧化酶簡(jiǎn)稱SOD,該酶可清除細(xì)胞內(nèi)自由基,過(guò)多的自由基會(huì)影響細(xì)胞代謝?？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn):若用一定濃度的NaCl溶液模擬鹽堿環(huán)境處理海水稻和普通水稻,兩者細(xì)胞中SOD會(huì)發(fā)生如圖3所示變化。請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,比較普通水稻和海水稻處理前后細(xì)胞中SOD含量的變化:____________________________,此變化的意義是________________。

圖3

3.(廣西南寧市武鳴區(qū)武鳴高級(jí)中學(xué) 李秋蘭)阿爾茨海默病(AD)主要是由患者大腦內(nèi)某些特定區(qū)域的神經(jīng)元大量死亡造成的。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),線粒體功能障礙與AD發(fā)病存在一定的聯(lián)系。

(1)線粒體的________層磷脂分子具有流動(dòng)性,神經(jīng)元中的線粒體主要作用是________________。

(2)AD患者在晚期會(huì)出現(xiàn)尿失禁現(xiàn)象,此時(shí)該患者_(dá)_______(填“具有”或“不具有”)排尿反射。AD患者出現(xiàn)尿失禁的原因是________________________。

(3)線粒體自噬是細(xì)胞清除損傷線粒體的方式,需要借助________這一細(xì)胞器來(lái)完成自噬過(guò)程。線粒體自噬的強(qiáng)弱與LC3蛋白成正比,與p62蛋白成反比。研究人員探究了細(xì)葉遠(yuǎn)志皂苷(TEN)對(duì)(AD)模型小鼠腦組織線粒體自噬的影響,結(jié)果如下表所示。

組別LC3蛋白p62蛋白正常對(duì)照組0.892±0.0360.954±0.017(AD)模型組1.182±0.0931.260±0.013TEN中劑量組1.240±0.1180.758±0.035

據(jù)表分析,TEN可________(填“增加”或“減少”)腦細(xì)胞中損傷線粒體的數(shù)量,判斷的依據(jù)是________________________。

4.(太原市第十八中學(xué)校 郭靜)蠶絲業(yè)是我國(guó)傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)家蠶(2n=56)的體色多樣,剛孵化的蟻蠶體色有黑色和赤色之分,黑色(B)對(duì)赤色(b)為顯性,且基因位于性染色體上(不考慮同源區(qū)段)?；卮鹨韵聠?wèn)題。

(1)我國(guó)科學(xué)家率先完成了家蠶基因組測(cè)序及解析,研究過(guò)程需對(duì)________條染色體上DNA進(jìn)行核苷酸序列測(cè)定。

(2)為研究家蠶的性別決定方式,研究人員選擇兩條黑色雄性與赤色雌性個(gè)體交配,若結(jié)果是______________________________,則家蠶的性別決定方式為ZW型,而不是XY型。

(3)已確定家蠶的性別決定方式為ZW型,幼蟲(chóng)時(shí)期的另一性狀普通斑和虎斑由等位基因Y、y控制。現(xiàn)有兩條家蠶雜交,得到F1中雄性個(gè)體的表型及比例為普通斑黑色∶虎斑黑色=3∶1,F1中雌性個(gè)體的表型及比例為普通斑黑色∶虎斑黑色∶普通斑赤色∶虎斑赤色=3∶1∶3∶1,由此判斷基因Y、y與基因B、b________(填“遵循”或“不遵循”)自由組合定律,理由是________________。親本雌家蠶的基因型是________。

(4)研究發(fā)現(xiàn),在家蠶胚胎發(fā)育晚期,若將培養(yǎng)溫度由正常的25℃升高至35℃,會(huì)使孵化的幼蟲(chóng)外骨骼硬度降低,但在25℃條件下其產(chǎn)生的子代仍是正常的。某同學(xué)提出這種變化是表觀遺傳現(xiàn)象,你是否認(rèn)同?請(qǐng)說(shuō)明理由:________________________________________________。

(5)雄蠶食桑量少、出絲率高、蠶絲質(zhì)量也較高,實(shí)現(xiàn)飼養(yǎng)雄蠶化,可顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。研究發(fā)現(xiàn),赤色體色同時(shí)還決定了胚胎期的熱敏致死性,即在高溫干燥條件下胚胎致死,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)以達(dá)到只孵化雄蠶的目的(用遺傳圖解和必要的文字表述)。

答案解析·命題過(guò)程闡述·專家點(diǎn)評(píng)

1.ABD 本題以雙轉(zhuǎn)基因水稻為載體,創(chuàng)設(shè)轉(zhuǎn)基因后光合作用效率顯著提高的情境,考查考生的實(shí)驗(yàn)探究能力。在本實(shí)驗(yàn)中,對(duì)照組為未進(jìn)行處理的原種水稻,實(shí)驗(yàn)組為導(dǎo)入PEPC酶基因和PPDK酶基因的雙轉(zhuǎn)基因水稻,因此該實(shí)驗(yàn)的自變量為是否導(dǎo)入PEPC酶基因和PPDK酶基因,A正確;綜合分析兩個(gè)圖,雙轉(zhuǎn)基因水稻的葉綠素含量升高且凈光合速率顯著提高,可推斷雙轉(zhuǎn)基因水稻通過(guò)促進(jìn)葉綠素的合成來(lái)提高光合作用效率。由于葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,因此雙轉(zhuǎn)基因水稻對(duì)紅光和藍(lán)紫光的吸收率比原種水稻高,B正確;由題目信息可知,雙轉(zhuǎn)基因水稻通過(guò)促進(jìn)葉綠素的合成來(lái)提高總光合速率,進(jìn)而提高凈光合速率,而細(xì)胞呼吸速率的變化由題中信息無(wú)法推測(cè)出來(lái),C錯(cuò)誤;在適宜光照條件下,雙轉(zhuǎn)基因水稻葉綠素含量高,光反應(yīng)速率快,若在此基礎(chǔ)上提高實(shí)驗(yàn)時(shí)CO2的濃度,暗反應(yīng)產(chǎn)物增加,可達(dá)到增產(chǎn)的效果,D正確。

專家點(diǎn)評(píng)：試題有正確的價(jià)值觀和科學(xué)性。題干及問(wèn)題設(shè)計(jì)、術(shù)語(yǔ)描述表述清晰科學(xué),指向性明確。試題從探究入手,注重圖形分析,較好考查思維能力。

2.(1)水的光解、ATP的合成 (2)海水稻具有抗(耐)鹽堿基因 (3)甲 取等量的、生長(zhǎng)發(fā)育良好且狀況基本相同的甲、乙兩種植株的葉片,分別提取、分離兩種植株葉片中的色素,比較最下面 2條色素帶的寬窄(含量) (4)兩種水稻細(xì)胞中SOD含量都有上升,但海水稻細(xì)胞中上升較為顯著 SOD增多,利于清除過(guò)多的自由基,保護(hù)細(xì)胞以抵抗鹽堿環(huán)境(或SOD增多,利于清除過(guò)多的自由基,從而有利于細(xì)胞抵抗鹽堿環(huán)境)

本題以“雜交水稻之父”袁隆平科研團(tuán)隊(duì)培育出了“海水稻”為情境材料,結(jié)合科研情境設(shè)置了四個(gè)問(wèn)題環(huán)節(jié),考查光合作用相關(guān)的知識(shí),設(shè)問(wèn)難度層層遞進(jìn),能力要求逐步提高。旨在培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖能力,考查分析與綜合的科學(xué)思維,同時(shí)滲透科學(xué)探究的精神。(1)分析略。(2)從遺傳的角度分析生物與環(huán)境相適應(yīng)的原因,與普通水稻相比,海水稻能在鹽堿地生長(zhǎng)的根本原因是海水稻具有抗(耐)鹽堿基因,才能表達(dá)出相應(yīng)的抗性性狀。(3)結(jié)合圖2曲線變化,海水稻乙的光合速率在較低光照強(qiáng)度下已經(jīng)達(dá)到飽和,而海水稻甲的光飽和點(diǎn)遠(yuǎn)高于海水稻乙,所以海水稻甲更適合在鹽堿灘涂地(光照充足)的地方生長(zhǎng)。(4)分析略。

專家點(diǎn)評(píng)：試題有正確的價(jià)值觀和科學(xué)性。題干及問(wèn)題設(shè)計(jì)、術(shù)語(yǔ)描述表述清晰科學(xué),指向性明確,情境較新穎,知識(shí)考點(diǎn)綜合,注重圖形分析與思維能力考查,指向明確,邏輯清晰,情境關(guān)聯(lián),設(shè)問(wèn)有一定的思維深度。

3.(1)4 有氧呼吸的主要場(chǎng)所,為細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量 (2)具有 AD患者大腦內(nèi)神經(jīng)元大量死亡,使得大腦皮層失去了對(duì)脊髓的控制 (3)溶酶體 減少 線粒體自噬的強(qiáng)弱與LC3成正比,與p62成反比,TEN中劑量組的LC3含量高于模型組,p62含量低于模型組,說(shuō)明TEN增強(qiáng)了AD小鼠的線粒體自噬功能,從而減少了腦組織損傷線粒體的數(shù)量

本題以論文為背景考查線粒體的結(jié)構(gòu)與功能、神經(jīng)中樞的調(diào)控等相關(guān)知識(shí)以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析能力。(1)分析略。(2)AD患者能排尿,說(shuō)明具有排尿反射。尿失禁主要是不能有意識(shí)地控制排尿行為,結(jié)合題干信息得知患者大腦內(nèi)某些特定區(qū)域的神經(jīng)元大量死亡,說(shuō)明大腦皮層受損后失去了對(duì)脊髓的控制。(3)溶酶體內(nèi)部含有多種水解酶,能分解衰老、損傷的細(xì)胞器,因此線粒體自噬過(guò)程需要借助溶酶體來(lái)完成。根據(jù)表格信息得知TEN中劑量組的LC3水平高于模型組,而p62水平低于模型組,由題干信息“線粒體自噬的強(qiáng)弱與LC3蛋白成正比,與p62蛋白成反比”可知,TEN可以增強(qiáng)線粒體的自噬水平,從而減少了腦組織損傷線粒體的數(shù)量。

命題素材：《基于PINK1/Parkin信號(hào)通路研究細(xì)葉遠(yuǎn)志皂苷對(duì)AD模型小鼠腦組織線粒體自噬的影響》

專家點(diǎn)評(píng)：試題有正確的價(jià)值觀和科學(xué)性。題干及問(wèn)題設(shè)計(jì)、術(shù)語(yǔ)描述表述清晰科學(xué),指向性明確。試題立足真實(shí)情境,注重思維能力考查,綜合性較強(qiáng)。

4.(1)29 (2)F1全為黑色或雌雄個(gè)體均為黑色∶赤色=1∶1 (3)遵循 F1不同性別的個(gè)體中普通斑∶虎斑比例相同,均為3∶1,說(shuō)明基因Y、y位于常染色體上,與位于性染色體上的B、b遵循自由組合定律 YyZBW (4)不認(rèn)同,因?yàn)楸碛^遺傳是可遺傳的,該現(xiàn)象并未發(fā)生遺傳 (5)選用赤色雄蠶與黑色雌蠶為親本,在F1胚胎期時(shí)對(duì)卵進(jìn)行高溫干燥處理,使雌蠶卵致死,雄蠶卵正常孵化(遺傳圖解如圖4)。

圖4

本題基于家蠶伴性遺傳的現(xiàn)象,考查學(xué)生對(duì)伴性遺傳和自由組合定律的理解和應(yīng)用。(1)家蠶由性染色體決定性別,所以在基因組測(cè)序時(shí)要對(duì) 27條常染色體加兩條異型的性染色體進(jìn)行測(cè)序。(2)親本為黑色雄性與赤色雌性,若性別決定方式為ZW型,親本基因型為ZBZB/ZBZb和ZbW,則F1全為黑色或雌雄個(gè)體均為黑色∶赤色=1∶1。若性別決定方式為XY型,親本基因型為XBY和XbXb,F1雌性個(gè)體均為黑色,雄性個(gè)體均為赤色。(3)已知B、b位于Z染色體上,統(tǒng)計(jì)F1雌性和雄性中普通斑∶虎斑比例均為3∶1,說(shuō)明基因Y、y位于常染色體上,兩對(duì)基因位于非同源染色體上,遵循自由組合定律;F1中雄性全是黑色,雌性中黑色∶赤色=1∶1,且普通斑∶虎斑=3∶1,由此推知親本基因型為YyZBW(♀)×YyZBZb(♂)。(4)環(huán)境因素可能會(huì)通過(guò)基因或染色體上的某些成分的修飾,調(diào)控基因表達(dá),進(jìn)而影響性狀,但本題中基因表達(dá)和表型的變化是不可遺傳的,因此不是表觀遺傳現(xiàn)象。(5)分析略。

命題素材：新聞《家蠶超級(jí)泛基因組圖譜繪就——?jiǎng)?chuàng)建“數(shù)字家蠶”,賦能設(shè)計(jì)育種》

賈曉虎,楊忠生,雷芳,李應(yīng)菊,劉萬(wàn)巧.利用伴性赤蟻基因sch創(chuàng)新育種素材.四川蠶業(yè).2017

周夢(mèng)婷,劉春.家蠶伴性赤蟻(sch)高溫致死機(jī)理研究.西南大學(xué).2014

郭東東,何石寶,唐文超,辛佳,朱勇.家蠶的性別決定分子機(jī)制研究進(jìn)展.蠶業(yè)科學(xué).2015

專家點(diǎn)評(píng)：試題有正確的價(jià)值觀和科學(xué)性。題干及問(wèn)題設(shè)計(jì)、術(shù)語(yǔ)描述表述清晰科學(xué),指向性明確,基于真實(shí)情境,立足遺傳規(guī)律的應(yīng)用與分析,關(guān)注并考查學(xué)生建模能力,試題科學(xué)較嚴(yán)謹(jǐn);具有一定思維性,指向明確,邏輯清晰,情境關(guān)聯(lián),設(shè)問(wèn)有一定的思考性。