《2026年理想树试题攻略高中生物》

17. (12分)水稻是我国重要的粮食作物，水和无机盐等因素对水稻生长能产生重要影响，科学家为探究其影响机制进行了一系列实验。
Ⅰ. 为探究Mg²⁺对水稻光合作用的影响，科研人员分别模拟环境中Mg²⁺正常供给(+Mg²⁺)、缺乏(-Mg²⁺)条件，测定了水稻光合作用中叶绿体中Mg²⁺的相对含量、最大CO₂固定速率等指标。
(1)该实验中+Mg²⁺组为对照组(填“实验组”或“对照组”)。
(2)根据测定结果，叶肉细胞叶绿体中的Mg²⁺相对含量和CO₂固定速率都存在“光照下高、黑暗下低”的节律性波动；进一步测定上述过程中酶R的活性(RuBP羧化酶，催化C₅与CO₂的反应)，发现在Mg²⁺正常供给(+Mg²⁺)时活性远高于缺乏(-Mg²⁺)条件，请你结合测定结果及已学知识，阐明Mg²⁺对水稻光合作用影响的机理：Mg²⁺参与叶绿素的合成，促进光反应；Mg²⁺可通过提高酶R的活性，从而提高CO₂的固定速率，促进暗反应(答出两点)。
Ⅱ. 水资源短缺限制水稻的生长发育，严重影响水稻的产量。科研人员利用激光照射水稻种子，获得了水稻突变体。将野生型水稻和突变体水稻种植在同样干旱、温度相同且适宜的条件下，检测二者叶肉细胞的各项指标，所得结果如图1、图2、图3所示。回答下列问题：
(3)图1中，当光照强度为100 μmol·m⁻²·s⁻¹时，野生型水稻植株的干重变化是减小(填“增加”或“减小”)，理由是光照强度为100μmol·m⁻²·s⁻¹时，叶肉细胞的光合作用速率等于呼吸作用速率，但由于存在只进行呼吸作用的细胞，野生型水稻植株的光合作用速率小于呼吸作用速率。
(4)根据图2、图3分析，在干旱条件下，突变型叶肉细胞的光合作用速率大于(填“大于”或“小于”)野生型叶肉细胞的光合作用速率，判断理由是与野生型叶肉细胞相比，突变型叶肉细胞的叶绿素含量高，光反应速率快；RuBP羧化酶含量高，气孔导度大，胞间CO₂浓度低，说明CO₂固定的多，暗反应速率快(答出两点)。

答案：
(1)对照组
(2)Mg²⁺参与叶绿素的合成，促进光反应 Mg²⁺可通过提高酶R的活性，从而提高CO₂的固定速率，促进暗反应(可以互换)
(3)减小(1分，若判断错误，则下一空不计分)光照强度为100μmol·m⁻²·s⁻¹时，叶肉细胞的光合作用速率等于呼吸作用速率，但由于存在只进行呼吸作用的细胞，野生型水稻植株的光合作用速率小于呼吸作用速率
(4)大于(1分，若判断错误，则下一空不计分)与野生型叶肉细胞相比，突变型叶肉细胞的叶绿素含量高，光反应速率快；RuBP羧化酶含量高，气孔导度大，胞间CO₂浓度低，说明CO₂固定的多，暗反应速率快

18. (14分)正常成年人的血红蛋白(HbA)是主要由两条α肽链、两条β肽链组成的四聚体。控制合成α肽链的α基因位于人类第16号染色体上，每条16号染色体上有两个α基因，α基因缺失或者突变使得α肽链合成量下降，会导致α-地中海贫血。如图1是α-地中海贫血有关的类型。控制合成β肽链的β基因位于人类第11号染色体上，每条染色体仅1个β基因。β肽链减少会导致β-地中海贫血症，若两个β基因均缺陷，则发展为重型β-地中海贫血，需终生输血或骨髓移植，若仅1个β基因缺陷，则为轻微型β-地中海贫血携带者。回答下列问题。
(1)只考虑α基因，一对双方都患图1所示的轻微型α-地中海贫血的夫妇的后代儿童中出现正常女儿的概率是1/6。另一对夫妇，丈夫是图1所示HbH患者，也是轻微型β-地中海贫血携带者，妻子是图1所示轻微型α-地中海贫血也是轻微型β-地中海贫血携带者，后代儿童中出现静止型且β基因正常的儿子的概率为1/24。
(2)人类γ基因如果正常表达能减轻某种地中海贫血症症状。某患者γ基因经测序检测为正常，科研人员怀疑其γ基因启动子活性受到抑制，于是扩增了γ基因上游的启动子片段，将此片段分别插入表达载体中进行转化和荧光检测。相关信息如图2所示。
将扩增后的启动子定向插入载体指导荧光蛋白基因表达，需在引物末端添加限制酶识别序列。据图可知，在F末端和R末端添加的序列所对应的限制酶分别是SalⅠ和EcoRⅠ，对载体处理时需要用到的限制酶是MunⅠ和XhoⅠ。成功转化后，检测到受体大肠杆菌细胞有荧光，说明启动子活性未受抑制。
(3)进一步研究发现该患者体内有B蛋白能抑制γ基因表达。科研人员将少量B蛋白注入上述受体大肠杆菌，还是检测出有荧光，且并未衰减。科研人员继续研究证实，B蛋白抑制位置位于启动子上游的调控序列(M序列)，请利用图2所示载体，通过检测大肠杆菌荧光变化，简要写出实验思路，验证此结论。
PCR扩增M序列及启动子；插入载体中；导入感受态的大肠杆菌受体细胞，经培养获得转基因受体细胞，注射少量B蛋白到受体大肠杆菌内，进行细胞荧光检测
(4)通过上述实验请简要写出治疗此种地中海贫血症的两条思路：降低B蛋白的表达及含量，或敲除/改变M序列与B蛋白的结合位点。

答案：
(1)1/6 1/24
(2)SalⅠ和EcoRⅠ(不可互换) MunⅠ和XhoⅠ(可以互换)
(3)PCR扩增M序列及启动子(1分)；插入载体中(1分)；导入感受态的大肠杆菌受体细胞(1分)，经培养获得转基因受体细胞，注射少量B蛋白到受体大肠杆菌内，进行细胞荧光检测(1分)(共4分)
(4)降低B蛋白的表达及含量，或敲除/改变M序列与B蛋白的结合位点(可以从两个角度作答，合理即可)