2024-2025学年北京朝阳区高二(下)期末生物试卷含答案

2024-2025学年北京市朝阳区高二（下）期末生物试卷一、选择题。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。1．（2分）以下高中生物学实验中，符合规范操作要求的是（）A．鉴定DNA时，需沸水浴加热，使溶解的DNA与二苯胺反应出蓝色 B．检测还原糖时，待测液中先加NaOH溶液混合，再加CuSO4溶液 C．检测蛋白质时，需水浴加热使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应 D．鉴定脂肪时，先用50%的乙醇浸泡组织切片，再用苏丹Ⅲ染液染色2．（2分）神经损伤会激活核转录因子AP﹣1，进而诱导小RNA分子Gl﹣SINEs的转录。Gl﹣SINEs能与核糖体相互作用，调控相关蛋白质的合成，最终促进轴突生长。下列相关叙述错误的是（）A．AP﹣1可能与Gl﹣SINEs基因的启动子结合调控转录 B．Gl﹣SINEs是合成轴突生长所需蛋白的直接模板 C．Gl﹣SINEs通过核孔从细胞核进入细胞质 D．上述过程是维持神经细胞稳态的一种调节机制3．（2分）微管结构曾被认为仅存在于真核生物中。研究者在阿斯加德古菌中首次发现了由微管蛋白（AtubA/B）组装而成的微管结构，这些微管具有类似真核生物的动态组装和调控机制。下列相关叙述正确的是（）A．微管的主要功能是参与细胞呼吸和能量代谢 B．该发现否定了原核生物与真核生物的本质区别 C．AtubA/B的合成需要核糖体和线粒体参与 D．该发现表明古菌与真核生物在细胞骨架结构上具有统一性4．（2分）哺乳动物成熟红细胞膜上的钠钾泵（Na+/K+﹣ATP酶）每消耗1分子ATP，可逆浓度梯度将3个Na+泵出细胞，同时将2个K+泵入细胞。此外，细胞膜上存在协助葡萄糖进入红细胞的载体蛋白GLUT1。下列叙述正确的是（）A．GLUT1转运葡萄糖需直接消耗ATP B．Na+出细胞和K+人细胞均属于主动运输 C．葡萄糖进入红细胞的方式与Na+出细胞相同 D．钠钾泵运输Na+和K+时，其空间结构不发生改变5．（2分）酶是活细胞产生的生物催化剂。最新研究发现，深海热泉古菌的耐高温DNA聚合酶（Pfu酶）在pH7.0时活性最佳。下列叙述正确的是（）A．Pfu酶的活性仅由温度决定 B．Pfu酶的分子本质是蛋白质 C．Pfu酶通过提供化学反应所需能量提高反应速率 D．强酸、强碱不会破坏Pfu酶空间结构6．（2分）X蛋白可能参与调控PSⅡ（类囊体膜上的关键蛋白复合体）的活性以应对逆境胁迫。研究者以野生型和X基因敲除突变体植物为材料，实验设计及结果如表：实验条件植物类型PSⅡ活性（相对值）光合作用强度（μmolC正常光照野生型0.820正常光照X基因敲除突变体0.7518模拟逆境胁迫光照野生型0.512模拟逆境胁迫光照X基因敲除突变体0.38根据实验结果，关于X蛋白对PSⅡ活性的作用，合理的解释是（）A．仅维持正常光照条件下的PSⅡ活性 B．仅在逆境胁迫光照条件下保护PSⅡ活性 C．对PSⅡ活性无显著调控作用 D．逆境胁迫光照下，X对PSⅡ活性的作用更明显7．（2分）某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法正确的是（）A．乙曲线代表无氧呼吸产生的CO2量随O2浓度的变化 B．O2浓度为b时，有氧呼吸与无氧呼吸产生CO2速率相等 C．保存该器官时，O2浓度为a时葡萄糖消耗速率一定最低 D．O2浓度由0到b，有氧呼吸强度持续增强，无氧呼吸持续减弱至停止8．（2分）血管内皮细胞凋亡与心血管疾病密切相关。研究者以人脐静脉细胞为模型，探究miR﹣29a﹣3p（一种非编码小RNA分子）对细胞凋亡的调控作用，实验设计及结果如表：组别细胞凋亡比例%Bak1mRNA表达量Bcl﹣2mRNA表达量第1组：对照组8.091.001.0第2组：H2O2处理组17.531.090.80第3组：H2O2+无关miRNA处理组16.051.110.78第4组：H2O2+miR﹣29a﹣3p处理组9.700.672.59下列相关叙述正确的是（）A．miR﹣29a﹣3p由脱氧核糖核苷酸组成的一种小RNA分子 B．设置第3组的目的是排除无关miRNA对实验结果的干扰 C．细胞凋亡是由环境决定的细胞自动结束生命的过程 D．miR﹣29a﹣3p通过促进Bak1基因表达抑制细胞凋亡9．（2分）传统发酵食品的制作需要各种各样的微生物。下列相关叙述错误的是（）A．腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵 B．制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶 C．制作果酒利用了酵母菌在无氧条件下产生酒精 D．制作果醋利用了醋酸菌在无氧条件下产生乙酸10．（2分）观察“接种和分离酵母菌”实验操作图（部分），结合微生物实验规范，下列说法错误的是（）A．操作全程需在酒精灯火焰旁进行 B．培养温度应控制在28～30℃范围内 C．部分步骤操作顺序是：①③②③④ D．步骤④用接种环在培养基表面划无数条线11．（2分）研究者利用植物组织培养技术诱导人参外植体形成不定根。下列相关叙述错误的是（）A．不定根细胞与外植体细胞的基因表达不同 B．接种前需对外植体消毒、对培养基灭菌 C．培养基中添加蔗糖为细胞提供碳源和能量 D．人参外植体形成的不定根不具有全能性12．（2分）动物细胞工程技术在生物制药和物种繁育等领域广泛应用。下列相关叙述错误的是（）A．病人体细胞诱导为iPS细胞后直接植入体内，可用于治疗 B．动物细胞培养中的接触抑制现象可防止细胞过度增殖 C．动物组织经胰蛋白酶处理后，初次培养的细胞即原代细胞 D．B细胞与骨髓瘤细胞融合，筛选获得能增殖并分泌抗体的细胞13．（2分）研究发现，组蛋白去乙酰化酶11（HDAC11）在哺乳动物早期胚胎发育中起关键调控作用。猪胚胎发育过程中，HDAC11抑制剂处理会使组蛋白乙酰化水平升高，胚胎多停滞在4～8细胞期。下列叙述正确的是（）A．HDAC11可通过去除组蛋白的乙酰基抑制早期胚胎发育 B．在桑葚胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔 C．桑葚胚的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化 D．卵裂期，胚胎中细胞数目不断增加，胚胎总体积也相应增加14．（2分）如图表示基因表达载体的构建过程。下列相关叙述正确的是（）A．标记基因的作用是便于筛选含重组DNA的受体细胞 B．DNA连接酶的作用是将目的基因的黏性末端与载体的平末端连接 C．图中目的基因必须包含启动子和终止子才能表达 D．限制酶的作用是将目的基因与载体的切口处直接连接起来15．（2分）大豆种子蛋白中蛋氨酸含量相对缺乏，将巴西坚果富含蛋氨酸的2S白蛋白基因导入大豆后，却引发食用过敏。关于生物技术安全性，下列说法错误的是（）A．转基因大豆上市前，需严格评估其对健康与生态的影响 B．我国转基因方针：研究大胆、推广慎重、管理严格 C．即使目的基因源于自然界已知基因，安全检测仍必要 D．证实转基因大豆安全后，可直接大规模推广种植而无需后续检测二、非选择题。本部分共6题，共70分。16．（12分）甘薯是重要的粮食、饲料、工业原料和新型能源作物。我国研究者将甘薯栽培品种徐薯X18与近缘抗旱野生种K121进行体细胞杂交以获得抗旱甘薯。（1）徐薯X18与野生种K121细胞经酶处理后获得原生质体，再利用聚乙二醇融合法、法等化学法诱导其融合。融合得到的杂种细胞在特定的培养条件下经过、再分化过程，发育形成完整的杂种植株XT1，培养基中是影响该过程中植物细胞发育方向的关键因素。（2）研究者分别测定正常条件和干旱胁迫下双亲及杂种植株XT1的块根产量（图1）。图1结果表明，XT1兼具双亲优良性状，判断依据是。（3）研究者为分析XT1遗传特性，进行以下实验：①对叶绿体、线粒体DNA特异性片段扩增后电泳（图2），XT1的细胞质基因主要来自。②核基因组条带统计如表：类型双亲共有条带K121特有条带X18特有条带新条带条带数37360629141结果说明，XT1的再生过程中较多的保留了。新条带可能是由于在体细胞杂交过程中导致，使XT1产生不同于双亲的新性状。（4）植物体细胞杂交的意义是：。17．（12分）母乳中的2′﹣岩藻糖基乳糖（2′﹣FL）在促进新生儿免疫系统发育等方面具有重要作用。为实现2′﹣FL的高效生物合成，研究者开发了枯草芽孢杆菌工程菌（好氧菌）。（1）研究者构建含有催化途径Ⅰ、Ⅱ等关键酶基因的，导入枯草芽孢杆菌中，获得工程菌甲。图1显示甲能快速转运葡萄糖，并且优化了方向，从而显著提高了2′﹣FL的合成效率。（2）乳糖充足时，其能与特定的响应型阻遏蛋白结合，使该阻遏蛋白无法与启动子P下游序列L结合，基因转录；乳糖缺乏时，其响应型阻遏蛋白与序列L结合，阻止基因转录。为筛选乳糖响应型阻遏蛋白，研究者将图2所示两种表达载体共同导入枯草芽孢杆菌，并在含有5FdU的培养基中培养。①若该菌能在上述培养基中生长，则载体1表达的阻遏蛋白（能/不能）与载体2上的序列L结合。②将上述培养基中存活的菌株转移到的培养基中，选择的菌落，获得乳糖响应型阻遏蛋白基因序列。（3）将乳糖响应型阻遏蛋白基因序列与具有持续表达活性的启动子连接后导入工程菌甲，并将甲的G酶基因启动子替换为启动子P，获得了产量显著提高的工程菌乙。综合上述研究结果，完善模型，以解释乙产量提高的原因。（4）工程菌乙发酵后期常出现2′﹣FL产率下降现象，其原因是枯草芽孢杆菌内存在一种ATP敏感型蛋白酶（DegP），当ATP浓度＜2mM时，DegP会降解途径1关键酶。请提出一种发酵控制策略，在不改造菌株基因的前提下维持2′﹣FL高产，并说明原理。（要求：①策略需利用现有发酵参数；②避免添加外源抑制剂）18．（12分）M14是一种重要的RNA甲基化修饰酶，调节mRNA的稳定性、翻译、定位和剪接，其功能异常与多种疾病密切相关。为研究M14在结肠上皮细胞稳态维持中的调控作用，研究者用Cre﹣loxP系统构建在结肠上皮细胞中特异性敲除M14基因的小鼠，基因敲除原理和部分过程如图1。（1）研究者首先通过同源重组技术在M14基因前后均插入方向（“相同”或“相反”）的loxP序列（插入loxP序列后M14基因仍正常表达），获得纯合小鼠A。（2）将Cre酶基因构建表达载体并导入小鼠的中，获得小鼠B（M14基因和Cre酶基因位于小鼠不同染色体上）。为实现结肠上皮细胞特异性敲除M14基因，启动子P应为（填字母）（a.强启动子；b.组织特异性启动子；c.诱导型启动子；d.组成型启动子）。（3）将小鼠A和小鼠B杂交，获得的F1与小鼠A杂交。研究人员利用PCR检测F2鼠尾细胞基因型，引物及其产物电泳结果如图2。P1～P4中应选择的一对引物是，可实现M14基因结肠上皮细胞特异性敲除的纯合子有。（4）为研究M14敲除纯合小鼠结肠上皮细胞稳态变化情况，检测相关指标，结果如图3。请分析M14纯合突变体结肠上皮细胞稳态变化的原因：。（5）进一步研究发现：M14缺失导致促凋亡基因Bax的mRNA稳定性增加，但Bax启动子活性在M14缺失细胞中降低。据此推测正常肠上皮细胞中Bax蛋白合成的调控存在（正反馈/负反馈）调节机制。19．（12分）全球气候变化导致极端高温天气频发，对粮食作物产量和品质造成严重影响。培育优质高产作物是育种者的目标。（1）水稻体内淀粉等有机物含量决定产量，淀粉的合成场所是。淀粉的合成受到光反应产生的的影响。高温下敏感型水稻胚乳储存物质的稳态被破坏（蛋白质积累减少与淀粉积累增加），胚乳细胞中淀粉粒与蛋白体排列松散，形成垩白（品质劣化指标）。（2）水稻品种分为梗稻和籼稻，高温会降低粳稻和籼稻的稻米品质，对梗稻品质的负面影响更显薯。研究发现QT12、NF﹣YA8和NF﹣YC10是响应高温的相关基因，经过相关处理，研究结果如表。生物材料垩白率粳稻高QT12基因敲除粳稻低NF﹣YA8基因敲除粳稻低NF﹣YC10基因敲除梗稻更高①由表可知，高温下QT12、NF﹣YA8和NF﹣YC10分别是影响水稻优良品质的（填“负”或“正”）调控基因。②为了证明QT12和NF﹣YA8在响应高温通路中的位置关系，构建了NF﹣YA8基因敲除/QT12基因过表达杂交株系，图1证明位于的上游。（3）梗稻和耐热籼稻QT12基因启动子序列存在差异，不同类型QT12基因结构如图2（QT12G：QT12基因启动子内部为G，QT12A时则为A）。为研究高温下NF﹣YA8、NF﹣YC10蛋白与QT12基因的结合情况，研究者依据QT12基因启动子序列，制备了QT12G和QT12A探针，分别与相应蛋白混合，结果如图3。①分析泳道2、4、5、6可得（“NF﹣YA8”/“NF﹣YC10”）与（“QT12G”/“QT12A”）结合能力强。②泳道4、7、8的实验目的是。（4）进一步研究证明高温会减弱NF﹣YA8蛋白和NF﹣YC10蛋白间的相互作用。综合以上信息，选择耐热籼稻或粳稻，完善该水稻响应高温的调节机制模型。（5）该研究对作物育种的启示是。20．（10分）学习以下材料，回答（1）～（5）题。双特异性抗体：激活T细胞双信号通路的新型肿瘤免疫疗法近年来，肿瘤免疫治疗领域取得了突破性进展，双特异性抗体（BsAb）技术因其独特的双靶点识别能力成为研究热点。与传统单克隆抗体相比，BsAb不仅识别肿瘤特异性抗原（TSA），还能直接激活T细胞，具有更强的细胞毒性效应（图1）。T细胞识别、杀伤靶细胞的能力取决于一系列协调的相互作用。其中最重要的是T细胞受体复合体（TCR，包括相关的CD3等结构）对靶细胞的识别和结合（“信号1”），但这种结合通常是低亲和力的。因此，成功触发信号1需要在T细胞与靶细胞界面处聚集许多TCR复合体，这个界面被称为免疫突触。T细胞的激活和增殖还需要通过与共刺激受体（如CD28）的额外相互作用提供“信号2”，两种信号共同促进T细胞的完全活化和功能发挥。免疫突触的形成可通过荧光标记技术动态观测：利用不同波长（如488nm激发绿色荧光蛋白标记“TSA1×CD3”BsAb）的激光共聚焦显微镜，捕捉T细胞与靶细胞接触区域的空间重组过程，生成细胞图像（图2）。在BsAb的研发过程中，研究者首先利用特异性抗原重复刺激小鼠，通过单细胞分离与克隆培养获取浆细胞；随后利用逆转录PCR技术扩增抗体可变区基因；最关键的是通过蛋白质工程对抗体重链进行定向改造，经过细胞表达与纯化，对抗体的功能进行验证。研究者设计了针对高表达特异性抗原MUC16的卵巢癌的BsAb，在体外和体内实验均取得了显著效果，为癌症治疗提供了新的思路和方法。（1）抗体的分子本质是由条多肽构成的。（2）制备“MUC16×CD28”双特异性抗体（BaAb）的过程如下：①将分离的分别注入小鼠体内进行免疫；②取免疫小鼠的与骨髓瘤细胞诱导融合；③筛选能分泌抗MUC16或抗CD28的细胞株；④通过技术对抗体重链进行定向改造，避免重链错误配对。（3）若肿瘤细胞下调MUC16表达，推测其对免疫突触形成和免疫监视效果的影响。（4）研究人员向裸鼠体内植入表达荧光素酶（遇底物D﹣荧光素后可发光）的卵巢癌细胞后，注入不同类型抗体，定量检测发光强度，最终证实“MUC16×CD28通过MUC16×CD3激活T细胞”的结论。请完善实验方案并预期实验结果。（5）从生命信息观分析T细胞双信号调控对维持稳态的意义。21．（12分）甘蓝型油菜是我国重要的油料作物。研究者在育种工作中发现一种闭花突变体，该突变体雌雄蕊均正常发育，但整个花期花瓣始终包裹花蕊，直至凋谢。（1）野生型开花油菜与闭花突变体杂交，F1均表现为闭花，说明闭花为性状。统计发现F2的表型及比例为，说明这对性状的遗传遵循分离定律。F2闭花受粉的植株中自交后代发生性状分离的植株占比为。（2）提取野生型、闭花突变体和若干F2单株的DNA，检测其染色体上的特异性DNA序列（分子标记），结果如表。被测个体1号染色体分子标记3号染色体分子标记野生型AABBMMNN闭花突变体aabbmmnnF2的开花单株AA或Aa或aaBB或Bb或bbMMNN或NnF2的闭花单株AA或Aa或aaBB或Bb或bbMm或mmNn或nn据表可将决定油菜花瓣开闭的基因定位在。在该染色体上开发新的分子标记，最终将基因定位在V区段。（3）研究者进行图1所示杂交实验，筛选获得纯合开花株系甲和纯合闭花株系乙。比较甲乙的V区段，发现内部存在如图2所示现象。图1杂交实验的目的是使甲乙品系。据图2可知，与株系甲相比，株系乙的V区段内发生的变异属于。研究者根据株系乙染色体断点处DNA序列设计引物，对（2）中F2单株进行检测，发现只有闭花单株可获得扩增产物，此检测的目的是验证。（4）进一步研究发现，株系甲在花发育的花瓣打开阶段F基因低表达、E基因高表达，而株系乙则相反。请用以下材料设计两组转基因实验的实验组，并写出支持“闭花性状是F基因表达模式改变引起的而与E基因无关”这一结论的实验结果。①开花株系甲②闭花株系乙③F基因过表达载体④E基因过表达载体⑤F基因表达的干扰载体⑥E基因表达的干扰载体（5）野生型油菜的开花性状使其在田间种植时的异交率在10%～40%之间。闭花性状可在油菜遗传育种发挥重要作用，请简述其优势。

2024-2025学年北京市朝阳区高二（下）期末生物试卷参考答案与试题解析一、选择题。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。1．（2分）以下高中生物学实验中，符合规范操作要求的是（）A．鉴定DNA时，需沸水浴加热，使溶解的DNA与二苯胺反应出蓝色 B．检测还原糖时，待测液中先加NaOH溶液混合，再加CuSO4溶液 C．检测蛋白质时，需水浴加热使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应 D．鉴定脂肪时，先用50%的乙醇浸泡组织切片，再用苏丹Ⅲ染液染色【分析】生物组织中化合物的鉴定：（1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。（3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液（或苏丹Ⅳ染液）鉴定，呈橘黄色（或红色）。【解答】解：A、鉴定DNA时，二苯胺试剂需在沸水浴条件下与DNA反应呈现蓝色，A正确；B、检测还原糖的斐林试剂需甲液（0.1g/mL的NaOH）与乙液（0.05g/mL的CuSO4）等量混合后使用，，B错误；C、检测蛋白质时，双缩脲试剂与蛋白质在常温下即可显紫色，C错误；D、鉴定脂肪时，苏丹Ⅲ染色后需用50%乙醇洗去浮色，D错误。故选：A。【点评】本题考查实验操作的相关内容，要求学生能运用所学的知识正确作答。2．（2分）神经损伤会激活核转录因子AP﹣1，进而诱导小RNA分子Gl﹣SINEs的转录。Gl﹣SINEs能与核糖体相互作用，调控相关蛋白质的合成，最终促进轴突生长。下列相关叙述错误的是（）A．AP﹣1可能与Gl﹣SINEs基因的启动子结合调控转录 B．Gl﹣SINEs是合成轴突生长所需蛋白的直接模板 C．Gl﹣SINEs通过核孔从细胞核进入细胞质 D．上述过程是维持神经细胞稳态的一种调节机制【分析】转录是以DNA的一条链为模板合成DNA的过程，该过程需要RNA聚合酶的催化；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。【解答】解：A、AP﹣1作为核转录因子，可通过与Gl﹣SINEs基因的启动子结合启动转录，符合题干中“诱导Gl﹣SINEs转录”的描述，A正确；B、Gl﹣SINEs是小RNA分子，直接模板应为mRNA，而Gl﹣SINEs通过与核糖体相互作用调控蛋白质合成，可能通过影响翻译过程间接起作用，并非直接模板，B错误；C、核糖体在细胞质中，Gl﹣SINEs是小分子RNA，在细胞核合成。因此，Gl﹣SINEs在细胞核转录后需通过核孔进入细胞质才能与核糖体相互作用，C正确；D、神经损伤后通过AP﹣1激活Gl﹣SINEs促进轴突生长，属于细胞对损伤的修复性调节，属于稳态维持机制，D正确。故选：B。【点评】本题考查神经调节的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。3．（2分）微管结构曾被认为仅存在于真核生物中。研究者在阿斯加德古菌中首次发现了由微管蛋白（AtubA/B）组装而成的微管结构，这些微管具有类似真核生物的动态组装和调控机制。下列相关叙述正确的是（）A．微管的主要功能是参与细胞呼吸和能量代谢 B．该发现否定了原核生物与真核生物的本质区别 C．AtubA/B的合成需要核糖体和线粒体参与 D．该发现表明古菌与真核生物在细胞骨架结构上具有统一性【分析】真核细胞和原核细胞的区别：1、原核生物的细胞核没有核膜，即没有真正的细胞核。真核细胞有细胞核。2、原核细胞没有染色体。染色体主要是由DNA和蛋白质构成的。而原核生物细胞内的DNA上不含蛋白质成分，所以说原核细胞没有染色体。真核细胞含有染色体。3、原核细胞没有像真核细胞那样的细胞器。原核细胞只具有一种细胞器，就是核糖体。真核细胞含有多个细胞器。4、原核生物的细胞都有细胞壁。细胞壁的成分与真核植物的细胞壁的组成成分不同。原核生物为肽聚糖、真核为纤维素和果胶。【解答】解：A．微管属于细胞骨架，主要功能是维持细胞形态、参与物质运输和细胞分裂，而细胞呼吸和能量代谢主要与线粒体及细胞质基质相关，A错误；B．原核生物与真核生物的本质区别在于是否有以核膜为界限的细胞核，微管结构的发现仅表明古菌具有类似真核生物的结构特征，但未否定两者的本质区别，B错误；C．阿斯加德古菌属于原核生物，其蛋白质（AtubA/B）的合成仅需核糖体参与，而线粒体是真核生物的细胞器，古菌中不存在，C错误；D．真核生物的细胞骨架（如微管）曾被认为是其独有结构，而古菌中发现类似微管的结构，表明两者在细胞骨架结构上具有进化上的统一性，D正确；故选：D。【点评】本题考查细胞的结构和功能的相关内容，要求学生能运用所学的知识正确作答。4．（2分）哺乳动物成熟红细胞膜上的钠钾泵（Na+/K+﹣ATP酶）每消耗1分子ATP，可逆浓度梯度将3个Na+泵出细胞，同时将2个K+泵入细胞。此外，细胞膜上存在协助葡萄糖进入红细胞的载体蛋白GLUT1。下列叙述正确的是（）A．GLUT1转运葡萄糖需直接消耗ATP B．Na+出细胞和K+人细胞均属于主动运输 C．葡萄糖进入红细胞的方式与Na+出细胞相同 D．钠钾泵运输Na+和K+时，其空间结构不发生改变【分析】细胞膜内外的离子分布：钠离子在细胞外的浓度高于细胞内，钾离子浓度在细胞内高于细胞外。【解答】解：A、GLUT1转运葡萄糖属于协助扩散，不消耗ATP，A错误；B、Na⁺出细胞和K⁺入细胞均逆浓度梯度，依赖钠钾泵的主动运输，B正确；C、葡萄糖进入红细胞为协助扩散，Na⁺出细胞为主动运输，C错误；D、钠钾泵（载体蛋白）运输离子时需发生构象改变，空间结构会变化，D错误。故选：B。【点评】本题考查物质跨膜运输的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。5．（2分）酶是活细胞产生的生物催化剂。最新研究发现，深海热泉古菌的耐高温DNA聚合酶（Pfu酶）在pH7.0时活性最佳。下列叙述正确的是（）A．Pfu酶的活性仅由温度决定 B．Pfu酶的分子本质是蛋白质 C．Pfu酶通过提供化学反应所需能量提高反应速率 D．强酸、强碱不会破坏Pfu酶空间结构【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。酶的特性有高效性、专一性、作用条件温和，反应的原理为降低化学反应的活化能。【解答】解：A、酶的活性受温度、pH等多种因素的影响，A错误；B、绝大多数酶的化学本质是蛋白质，DNA聚合酶属于酶，其分子本质是蛋白质，B正确；C、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，而不是提供化学反应所需能量，C错误；D、强酸、强碱会破坏酶的空间结构，使酶失活，虽然Pfu酶是耐高温的，但强酸、强碱仍会破坏其空间结构，D错误。故选：B。【点评】本题考查酶的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。6．（2分）X蛋白可能参与调控PSⅡ（类囊体膜上的关键蛋白复合体）的活性以应对逆境胁迫。研究者以野生型和X基因敲除突变体植物为材料，实验设计及结果如表：实验条件植物类型PSⅡ活性（相对值）光合作用强度（μmolC正常光照野生型0.820正常光照X基因敲除突变体0.7518模拟逆境胁迫光照野生型0.512模拟逆境胁迫光照X基因敲除突变体0.38根据实验结果，关于X蛋白对PSⅡ活性的作用，合理的解释是（）A．仅维持正常光照条件下的PSⅡ活性 B．仅在逆境胁迫光照条件下保护PSⅡ活性 C．对PSⅡ活性无显著调控作用 D．逆境胁迫光照下，X对PSⅡ活性的作用更明显【分析】野生型植株PSⅡ活性和光合作用强度比突变体更高，说明蛋白X可以提高PSⅡ活性和光合作用强度。【解答】解：A、在正常光照下，野生型PSⅡ活性（0.8）略高于突变体（0.75），在逆境中野生型PSⅡ活性0.5，突变体为0.3，说明逆境胁迫下X蛋白作用更显著，A错误；B、正常光照下，野生型PSⅡ活性（0.8）略高于突变体（0.75），说明正常条件下X蛋白也有作用，B错误；C、野生型与突变体的PSⅡ活性在两种条件下均存在差异（正常差0.05，逆境差0.2），说明X蛋白对PSⅡ活性有调控作用，C错误；D、逆境胁迫下，野生型与突变体的PSⅡ活性差异（0.2）远大于正常条件（0.05），表明X蛋白在逆境中对PSⅡ活性的保护作用更显著，D正确；故选：D。【点评】本题考查光合作用的相关内容，要求学生能运用所学的知识正确作答。7．（2分）某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法正确的是（）A．乙曲线代表无氧呼吸产生的CO2量随O2浓度的变化 B．O2浓度为b时，有氧呼吸与无氧呼吸产生CO2速率相等 C．保存该器官时，O2浓度为a时葡萄糖消耗速率一定最低 D．O2浓度由0到b，有氧呼吸强度持续增强，无氧呼吸持续减弱至停止【分析】甲曲线为CO2释放量，乙曲线随氧气浓度由0开始增加而随之增加，故乙曲线为O2吸收量。【解答】解：A、乙曲线随氧气浓度由0开始增加而随之增加，故乙曲线为O2吸收量，由于有氧呼吸消耗的氧气量和释放二氧化碳量相等，故乙曲线也可表示有氧呼吸CO2的释放量，A错误；B、O2浓度为b时，O2吸收量等于CO2释放量，该器官只进行有氧呼吸，B错误；C、O2浓度为a时，有氧呼吸释放的CO2量等于无氧呼吸释放的CO2量，故无氧呼吸和有氧呼吸消耗葡萄糖的比例为3：1，葡萄糖消耗速率不是最低，C错误；D、O2浓度由0到b，有氧呼吸强度持续增强，无氧呼吸持续减弱至停止，b点无氧呼吸消失，D正确。故选：D。【点评】本题考查细胞呼吸的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。8．（2分）血管内皮细胞凋亡与心血管疾病密切相关。研究者以人脐静脉细胞为模型，探究miR﹣29a﹣3p（一种非编码小RNA分子）对细胞凋亡的调控作用，实验设计及结果如表：组别细胞凋亡比例%Bak1mRNA表达量Bcl﹣2mRNA表达量第1组：对照组8.091.001.0第2组：H2O2处理组17.531.090.80第3组：H2O2+无关miRNA处理组16.051.110.78第4组：H2O2+miR﹣29a﹣3p处理组9.700.672.59下列相关叙述正确的是（）A．miR﹣29a﹣3p由脱氧核糖核苷酸组成的一种小RNA分子 B．设置第3组的目的是排除无关miRNA对实验结果的干扰 C．细胞凋亡是由环境决定的细胞自动结束生命的过程 D．miR﹣29a﹣3p通过促进Bak1基因表达抑制细胞凋亡【分析】细胞凋亡是由基因调控的细胞自动死亡过程。【解答】解：A、miRNA属于小分子RNA，其基本组成单位是核糖核苷酸，A错误；B、第3组（H2O2+无关miRNA）与第2组（H2O2处理）对比，可排除无关miRNA对实验结果的干扰，验证miR﹣29a﹣3p的特异性作用，B正确；C、细胞凋亡是由基因调控的细胞自动死亡过程，C错误；D、第4组中Bak1mRNA表达量（0.67）低于对照组（1.00），说明miR﹣29a﹣3p抑制Bak1基因表达；同时Bcl﹣2mRNA表达量升高（2.59），进一步抑制凋亡。miRNA通常通过结合靶mRNA抑制其翻译或降解mRNA，D错误。故选：B。【点评】本题考查细胞凋亡的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。9．（2分）传统发酵食品的制作需要各种各样的微生物。下列相关叙述错误的是（）A．腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵 B．制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶 C．制作果酒利用了酵母菌在无氧条件下产生酒精 D．制作果醋利用了醋酸菌在无氧条件下产生乙酸【分析】1、参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。2、参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。3、参与腐乳制作的微生物主要是毛霉，其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理：毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。4、泡菜的制作原理：泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。【解答】解：A、在无氧条件下，乳酸菌能将葡萄糖分解成乳酸，腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵，A正确；B、参与腐乳制作的微生物主要是毛霉，制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶、脂肪酶，B正确；C、酵母菌在无氧条件下，可通过无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，制作果酒利用了酵母菌在无氧条件下产生酒精，C正确；D、醋酸菌是好氧型生物，制作果醋利用了醋酸菌在有氧条件下产生醋酸，D错误。故选：D。【点评】本题考查果酒和果醋的制作、腐乳的制作、泡菜的制作，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。10．（2分）观察“接种和分离酵母菌”实验操作图（部分），结合微生物实验规范，下列说法错误的是（）A．操作全程需在酒精灯火焰旁进行 B．培养温度应控制在28～30℃范围内 C．部分步骤操作顺序是：①③②③④ D．步骤④用接种环在培养基表面划无数条线【分析】平板划线法：把混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞，用接种环在平板表面上作多次由点到线的划线稀释而获得较多独立分布的单个细胞，并让其成长为单菌落的方法。【解答】解：A、微生物实验中，为防止杂菌污染，操作全程需在酒精灯火焰旁进行，A正确；B、酵母菌培养温度一般控制在28﹣30℃范围内，此温度适合酵母菌的生长繁殖，B正确；C、平板划线法接种的部分步骤操作顺序是：①将试管口通过火焰，③将试管口通过火焰并打开棉塞，②在火焰附近用接种环蘸取一环菌液，③将试管口通过火焰并塞上棉塞，④在火焰附近将培养皿打开一条缝隙，用接种环在培养基表面迅速划三至五条平行线，盖上皿盖，C正确；D、步骤④在火焰附近将培养皿打开一条缝隙，用接种环在培养基表面迅速划三至五条平行线，盖上皿盖。灼烧接种环，待其冷却后，从第一次划线的末端开始作第二次划线。重复以上操作，作第三、四、五次划线，D错误。故选：D。【点评】本题考查微生物培养的相关内容，要求学生能运用所学的知识正确作答。11．（2分）研究者利用植物组织培养技术诱导人参外植体形成不定根。下列相关叙述错误的是（）A．不定根细胞与外植体细胞的基因表达不同 B．接种前需对外植体消毒、对培养基灭菌 C．培养基中添加蔗糖为细胞提供碳源和能量 D．人参外植体形成的不定根不具有全能性【分析】植物组织培养的基本原理是细胞的全能性。植物组织培养的流程是：离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织；愈伤组织经再分化形成胚状体，长出芽和根，进而形成完整植株。【解答】解：A、不定根细胞与外植体细胞因细胞分化导致基因选择性表达不同，A正确；B、接种前，外植体需消毒（如酒精和次氯酸钠处理），培养基需灭菌（如高压蒸汽灭菌），以防止微生物污染，B正确；C、蔗糖在培养基中作为碳源，同时可被细胞分解供能，C正确；D．不定根的细胞仍具有全能性，因细胞含完整遗传信息，D错误。故选：D。【点评】本题考查植物组织培养的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。12．（2分）动物细胞工程技术在生物制药和物种繁育等领域广泛应用。下列相关叙述错误的是（）A．病人体细胞诱导为iPS细胞后直接植入体内，可用于治疗 B．动物细胞培养中的接触抑制现象可防止细胞过度增殖 C．动物组织经胰蛋白酶处理后，初次培养的细胞即原代细胞 D．B细胞与骨髓瘤细胞融合，筛选获得能增殖并分泌抗体的细胞【分析】动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养技术是其他动物工程技术的基础。【解答】解：A、iPS细胞（诱导多能干细胞）具有多向分化潜能，但直接植入体内可能因未定向分化而异常增殖形成肿瘤，需先体外诱导分化成特定细胞后再移植，A错误；B、接触抑制是动物细胞贴壁生长时，相邻细胞接触后停止分裂的现象，可防止细胞过度增殖，B正确；C、原代细胞指从动物组织经胰蛋白酶分散后初次培养的细胞，描述符合定义，C正确；D、B细胞与骨髓瘤细胞融合后，需通过两次筛选（杂交瘤细胞筛选和抗体分泌检测）获得能增殖并分泌抗体的杂交瘤细胞，D正确。故选：A。【点评】本题考查细胞工程的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。13．（2分）研究发现，组蛋白去乙酰化酶11（HDAC11）在哺乳动物早期胚胎发育中起关键调控作用。猪胚胎发育过程中，HDAC11抑制剂处理会使组蛋白乙酰化水平升高，胚胎多停滞在4～8细胞期。下列叙述正确的是（）A．HDAC11可通过去除组蛋白的乙酰基抑制早期胚胎发育 B．在桑葚胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔 C．桑葚胚的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化 D．卵裂期，胚胎中细胞数目不断增加，胚胎总体积也相应增加【分析】HDAC11抑制剂导致组蛋白乙酰化水平升高，胚胎停滞在4～8细胞期，说明HDAC11通过去乙酰化促进胚胎发育。【解答】解：A、HDAC11抑制剂处理会使组蛋白乙酰化水平升高，胚胎多停滞在4～8细胞期。因此，HDAC11通过去除组蛋白的乙酰基促进胚胎发育，A错误；B、桑葚胚为实心结构，囊胚阶段才出现含液体的囊胚腔，B错误；C、桑葚胚细胞全能性较高，囊胚细胞开始分化为内细胞团和滋养层，C正确；D、卵裂期细胞数目增加，但胚胎总体积因透明带限制不增加，D错误；故选：C。【点评】本题考查胚胎工程的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。14．（2分）如图表示基因表达载体的构建过程。下列相关叙述正确的是（）A．标记基因的作用是便于筛选含重组DNA的受体细胞 B．DNA连接酶的作用是将目的基因的黏性末端与载体的平末端连接 C．图中目的基因必须包含启动子和终止子才能表达 D．限制酶的作用是将目的基因与载体的切口处直接连接起来【分析】基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。（1）启动子在基因的首端，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始。（2）终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束。（3）标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。【解答】解：A、目的基因导入受体细胞时，并非一定能够导入，因此，受体细胞是否成功导入了目的基因，需要对受体细胞进行筛选，标记基因的作用就是便于筛选携带目的基因的重组DNA的受体细胞，A正确；B、DNA连接酶的作用是将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端连接，或者将目的基因的平末端与载体的平末端连接，B错误；C、构建到基因表达载体的目的基因可以只是基因的编码区，这种目的基因构建到表达载体后，利用表达载体携带的启动子和终止子也能实现表达，C错误；D、限制酶的作用是识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，D错误。故选：A。【点评】本题考查基因工程的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。15．（2分）大豆种子蛋白中蛋氨酸含量相对缺乏，将巴西坚果富含蛋氨酸的2S白蛋白基因导入大豆后，却引发食用过敏。关于生物技术安全性，下列说法错误的是（）A．转基因大豆上市前，需严格评估其对健康与生态的影响 B．我国转基因方针：研究大胆、推广慎重、管理严格 C．即使目的基因源于自然界已知基因，安全检测仍必要 D．证实转基因大豆安全后，可直接大规模推广种植而无需后续检测【分析】转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、生物安全（对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响）．对待转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，不能因噎废食。【解答】解：A、转基因大豆上市前需评估健康与生态影响，符合我国对转基因产品的管理要求，A正确；B、我国转基因方针强调研究大胆、推广慎重、管理严格，符合实际政策，B正确；C、目的基因即使源于自然界，仍需检测其表达产物可能引发的风险（如过敏），C正确；D、即使初步证实安全，仍需长期跟踪监测潜在风险，直接推广且无需后续检测的说法错误，D错误。故选：D。【点评】本题考查转基因技术的安全性，要求学生能运用所学的知识正确作答。二、非选择题。本部分共6题，共70分。16．（12分）甘薯是重要的粮食、饲料、工业原料和新型能源作物。我国研究者将甘薯栽培品种徐薯X18与近缘抗旱野生种K121进行体细胞杂交以获得抗旱甘薯。（1）徐薯X18与野生种K121细胞经纤维素酶、果胶酶处理后获得原生质体，再利用聚乙二醇融合法、高Ca2+﹣高pH融合法等化学法诱导其融合。融合得到的杂种细胞在特定的培养条件下经过脱分化、再分化过程，发育形成完整的杂种植株XT1，培养基中生长素、细胞分裂素的浓度和比例是影响该过程中植物细胞发育方向的关键因素。（2）研究者分别测定正常条件和干旱胁迫下双亲及杂种植株XT1的块根产量（图1）。图1结果表明，XT1兼具双亲优良性状，判断依据是正常条件下，XT1的产量接近X18；干旱胁迫下，XT1的产量高于X18。（3）研究者为分析XT1遗传特性，进行以下实验：①对叶绿体、线粒体DNA特异性片段扩增后电泳（图2），XT1的细胞质基因主要来自X18。②核基因组条带统计如表：类型双亲共有条带K121特有条带X18特有条带新条带条带数37360629141结果说明，XT1的再生过程中较多的保留了X18特有条带及双亲共有遗传物质。新条带可能是由于在体细胞杂交过程中染色体变异导致，使XT1产生不同于双亲的新性状。（4）植物体细胞杂交的意义是：克服远缘杂交障碍，培育兼具亲本优良性状的新品种。【分析】植物体细胞杂交技术将来自两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞（植物体细胞杂交技术），把杂种细胞培育成植株（植物组织培养技术）。其原理是植物细胞具有全能性和细胞膜具有流动性。杂种细胞再生出新的细胞壁是体细胞融合完成的标志，细胞壁的形成与细胞内高尔基体有重要的关系）。植物体细胞杂交技术可以克服远源杂交不亲和的障碍、培育作物新品种方面所取得的重大突破。【解答】解：（1）细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，徐薯X18与野生种K121细胞经纤维素酶、果胶酶处理后获得原生质体，再利用聚乙二醇融合法、高Ca2+﹣高pH融合法等化学法诱导其融合。融合得到的杂种细胞在特定的培养条件下经过脱分化、再分化过程，发育形成完整的杂种植株XT1，培养基中生长素、细胞分裂素的浓度和比例是影响该过程中植物细胞发育方向的关键因素。（2）图1结果为正常条件下，XT1的产量接近X18，而干旱胁迫下，XT1的产量高于X18，表明XT1兼具双亲优良性状。（3）①对叶绿体、线粒体DNA特异性片段扩增后电泳（图2），XT1的叶绿体、线粒体DNA特异性片段的电泳条带与X18相同，故XT1的细胞质基因主要来自X18。②根据表格可知：XT1的再生过程中较多的保留了X18特有条带及双亲共有遗传物质。新条带可能是由于在体细胞杂交过程中染色体变异导致，使XT1产生不同于双亲的新性状。（4）植物体细胞杂交能够克服远缘杂交障碍，培育兼具亲本优良性状的新品种。故答案为：（1）纤维素酶、果胶高Ca2+﹣高pH融合脱分化生长素、细胞分裂素的浓度和比例（2）正常条件下，XT1的产量接近X18；干旱胁迫下，XT1的产量高于X18（3）X18X18特有条带及双亲共有遗传物质染色体变异（4）克服远缘杂交障碍，培育兼具亲本优良性状的新品种【点评】本题考查体细胞杂交技术的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。17．（12分）母乳中的2′﹣岩藻糖基乳糖（2′﹣FL）在促进新生儿免疫系统发育等方面具有重要作用。为实现2′﹣FL的高效生物合成，研究者开发了枯草芽孢杆菌工程菌（好氧菌）。（1）研究者构建含有催化途径Ⅰ、Ⅱ等关键酶基因的表达载体，导入枯草芽孢杆菌中，获得工程菌甲。图1显示甲能快速转运葡萄糖，并且优化了代谢流分配方向，从而显著提高了2′﹣FL的合成效率。（2）乳糖充足时，其能与特定的响应型阻遏蛋白结合，使该阻遏蛋白无法与启动子P下游序列L结合，基因转录；乳糖缺乏时，其响应型阻遏蛋白与序列L结合，阻止基因转录。为筛选乳糖响应型阻遏蛋白，研究者将图2所示两种表达载体共同导入枯草芽孢杆菌，并在含有5FdU的培养基中培养。①若该菌能在上述培养基中生长，则载体1表达的阻遏蛋白能（能/不能）与载体2上的序列L结合。②将上述培养基中存活的菌株转移到乳糖、不含5FdU的培养基中，选择有绿色荧光的菌落，获得乳糖响应型阻遏蛋白基因序列。（3）将乳糖响应型阻遏蛋白基因序列与具有持续表达活性的启动子连接后导入工程菌甲，并将甲的G酶基因启动子替换为启动子P，获得了产量显著提高的工程菌乙。综合上述研究结果，完善模型，以解释乙产量提高的原因。低：突变阻遏蛋白与序列L结合，G酶基因表达受阻，G酶含量少，葡萄糖主要用于菌体生长和能量代谢等基础途径；高：乳糖与突变阻遏蛋白结合，G酶基因的转录抑制被解除，G酶表达量增加，葡萄糖被高效转化为葡萄糖﹣6﹣磷酸及下游中间产物，为2'﹣FL合成提供充足前体（4）工程菌乙发酵后期常出现2′﹣FL产率下降现象，其原因是枯草芽孢杆菌内存在一种ATP敏感型蛋白酶（DegP），当ATP浓度＜2mM时，DegP会降解途径1关键酶。请提出一种发酵控制策略，在不改造菌株基因的前提下维持2′﹣FL高产，并说明原理。分阶段逐步增加葡萄糖的添加量，原理：短时高葡萄糖→糖酵解爆发→ATP显著增加→抑制DegP活性→保护途径I关键酶（要求：①策略需利用现有发酵参数；②避免添加外源抑制剂）【分析】基因工程的基本操作步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建（核心）、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测和鉴定。【解答】解：（1）在基因工程中，要将目的基因（催化途径I、Ⅱ等关键酶基因）导入受体细胞（枯草芽孢杆菌），需要先构建基因表达载体。从图1可以看到，葡萄糖有不同的代谢途径，工程菌甲优化了代谢流分配，使得更多的葡萄糖朝着合成2'﹣FL的方向进行代谢，从而显著提高2'﹣FL的合成效率。（2）已知H基因编码产物可将无毒化合物5FdU转化为致死的细胞毒性化合物，且H基因与绿色荧光蛋白基因共同转录、独立翻译。载体2中启动子P下游序列L与响应型阻遏蛋白结合情况会影响基因转录。若菌能在含有5FdU的培养基中生长，说明H基因没有表达产生将5FdU转化为致死化合物的产物，即载体1表达的阻遏蛋白与载体2上的序列L结合了，阻止了H基因转录。将上述培养基中存活的菌株转移到不含5FdU的培养基中，因为在含有5FdU的培养基中存活的菌株表达的阻遏蛋白能与序列L结合。当转移到不含5FdU的培养基后，对于乳糖响应型阻遏蛋白，在乳糖存在时，它应与乳糖结合而不与序列L结合，从而使H基因和绿色荧光蛋白基因转录表达，所以选择有绿色荧光的菌落，就可以获得乳糖响应型阻遏蛋白基因序列。（3）当乳糖含量低时：突变阻遏蛋白与序列L结合，G酶基因表达受阻，G酶含量少，葡萄糖主要用于菌体生长和能量代谢等基础途径；当乳糖含量高时：乳糖与突变阻遏蛋白结合，G酶基因的转录抑制被解除，G酶表达量增加，葡萄糖被高效转化为葡萄糖﹣6﹣磷酸及下游中间产物，为2'﹣FL合成提供充足前体。（4）在不改造菌株基因的前提下维持2′﹣FL高产，其原理是分阶段逐步增加葡萄糖的添加量，原理：短时高葡萄糖→糖酵解爆发→ATP显著增加→抑制DegP活性→保护途径I关键酶，以维持2′﹣FL高产。故答案为：（1）表达载体代谢流分配（2）①能②乳糖、不含5FdU有绿色荧光（3）低：突变阻遏蛋白与序列L结合，G酶基因表达受阻，G酶含量少，葡萄糖主要用于菌体生长和能量代谢等基础途径；高：乳糖与突变阻遏蛋白结合，G酶基因的转录抑制被解除，G酶表达量增加，葡萄糖被高效转化为葡萄糖﹣6﹣磷酸及下游中间产物，为2'﹣FL合成提供充足前体（4）分阶段逐步增加葡萄糖的添加量，原理：短时高葡萄糖→糖酵解爆发→ATP显著增加→抑制DegP活性→保护途径I关键酶【点评】本题考查基因工程的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。18．（12分）M14是一种重要的RNA甲基化修饰酶，调节mRNA的稳定性、翻译、定位和剪接，其功能异常与多种疾病密切相关。为研究M14在结肠上皮细胞稳态维持中的调控作用，研究者用Cre﹣loxP系统构建在结肠上皮细胞中特异性敲除M14基因的小鼠，基因敲除原理和部分过程如图1。（1）研究者首先通过同源重组技术在M14基因前后均插入方向相同（“相同”或“相反”）的loxP序列（插入loxP序列后M14基因仍正常表达），获得纯合小鼠A。（2）将Cre酶基因构建表达载体并导入小鼠的受精卵中，获得小鼠B（M14基因和Cre酶基因位于小鼠不同染色体上）。为实现结肠上皮细胞特异性敲除M14基因，启动子P应为b（填字母）（a.强启动子；b.组织特异性启动子；c.诱导型启动子；d.组成型启动子）。（3）将小鼠A和小鼠B杂交，获得的F1与小鼠A杂交。研究人员利用PCR检测F2鼠尾细胞基因型，引物及其产物电泳结果如图2。P1～P4中应选择的一对引物是P1和P3，可实现M14基因结肠上皮细胞特异性敲除的纯合子有4和7。（4）为研究M14敲除纯合小鼠结肠上皮细胞稳态变化情况，检测相关指标，结果如图3。请分析M14纯合突变体结肠上皮细胞稳态变化的原因：M14缺失通过促进细胞凋亡而非抑制细胞增殖来破坏结肠上皮细胞稳态。（5）进一步研究发现：M14缺失导致促凋亡基因Bax的mRNA稳定性增加，但Bax启动子活性在M14缺失细胞中降低。据此推测正常肠上皮细胞中Bax蛋白合成的调控存在负反馈（正反馈/负反馈）调节机制。【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。【解答】解：（1）据题图1可知，Cre﹣loxP系统要求两个loxP序列方向相同才能介导重组（删除中间片段）。若方向相反，可能导致基因倒位而非敲除，故研究者首先通过同源重组技术在M14基因前后均插入方向相同的loxP序列（插入loxP序列后M14基因仍正常表达），获得纯合小鼠A。（2）将Cre酶基因构建表达载体并导入小鼠的受精卵中。因为受精卵的全能性最高，能够发育成完整个体，使目的基因在小鼠的各个细胞中稳定遗传和表达，进而获得小鼠B。启动子具有组织特异性，为了构建M14基因敲除小鼠还需要构建Cre转基因小鼠，为了能在结肠上皮细胞中实现条件性敲除，应在Cre基因前选择加入组织特异性启动子，b正确，acd错误。（3）设含loxP序列和M14基因的小鼠用A'表示，只含M14基因不含loxP序列则用A表示，据题图1可知，将小鼠A和小鼠B杂交，获得的F1与小鼠A杂交，即用A'A'鼠和含有Cre酶的AA'鼠杂交，后代鼠的类型有：①含有Cre酶基因的AA'鼠；②AA'鼠；③含Cre酶基因的A'A'鼠；④A'A'鼠，含有基因结肠上皮细胞特异性敲除小鼠为Cre酶基因的A'A'鼠（因为Cre酶可将含LoxP序列的基因敲除）。据题图2可知，利用PCR检测F2鼠尾细胞基因型，即要区分A和A'，一定要找到特异性的引物，用P1和P3为引物，扩增出的序列中含有LoxP则说明是A'基因，若不含有LoxP，则说明是A基因。通过电泳图可以看出，3﹣9分别是Cre酶基因的3AA'鼠、4Cre酶基因的A'A'鼠、5A'A'鼠、6AA'鼠、7Cre酶基因的A'A'鼠、8A'A'鼠、9AA'鼠。因此含A基因的有3、6、9，只含A'基因的有4、5、7、8，可实现A基因胰腺特异性敲除的有4、7，即可实现M14基因结肠上皮细胞特异性敲除的纯合子有4和7。（4）据题图3分析可知，M14纯合突变体与野生型的Ki67阳性细胞数量相同，细胞增殖活性相同，说明M14缺失没有影响细胞增殖，而细胞凋亡/细胞增殖比率，M14纯合突变体大于野生型，由此可推测M14纯合突变体结肠上皮细胞稳态变化的原因是M14缺失通过促进细胞凋亡而非抑制细胞增殖来破坏结肠上皮细胞稳态。（5）正常细胞中，M14可能通过降低Bax的mRNA稳定性抑制凋亡。当M14缺失时，Bax的mRNA稳定性增加，细胞通过降低Bax启动子活性来补偿mRNA稳定性增加的影响，这种反向调节表明存在负反馈机制，防止过度凋亡。故答案为：（1）相同（2）受精卵b（3）P1和P34和7（4）M14缺失通过促进细胞凋亡而非抑制细胞增殖来破坏结肠上皮细胞稳态（5）负反馈【点评】本题考查基因工程的相关内容，19．（12分）全球气候变化导致极端高温天气频发，对粮食作物产量和品质造成严重影响。培育优质高产作物是育种者的目标。（1）水稻体内淀粉等有机物含量决定产量，淀粉的合成场所是叶绿体基质。淀粉的合成受到光反应产生的ATP和NADPH的影响。高温下敏感型水稻胚乳储存物质的稳态被破坏（蛋白质积累减少与淀粉积累增加），胚乳细胞中淀粉粒与蛋白体排列松散，形成垩白（品质劣化指标）。（2）水稻品种分为梗稻和籼稻，高温会降低粳稻和籼稻的稻米品质，对梗稻品质的负面影响更显薯。研究发现QT12、NF﹣YA8和NF﹣YC10是响应高温的相关基因，经过相关处理，研究结果如表。生物材料垩白率粳稻高QT12基因敲除粳稻低NF﹣YA8基因敲除粳稻低NF﹣YC10基因敲除梗稻更高①由表可知，高温下QT12、NF﹣YA8和NF﹣YC10分别是影响水稻优良品质的负、负、正（填“负”或“正”）调控基因。②为了证明QT12和NF﹣YA8在响应高温通路中的位置关系，构建了NF﹣YA8基因敲除/QT12基因过表达杂交株系，图1证明NF﹣YA8位于QT12的上游。（3）梗稻和耐热籼稻QT12基因启动子序列存在差异，不同类型QT12基因结构如图2（QT12G：QT12基因启动子内部为G，QT12A时则为A）。为研究高温下NF﹣YA8、NF﹣YC10蛋白与QT12基因的结合情况，研究者依据QT12基因启动子序列，制备了QT12G和QT12A探针，分别与相应蛋白混合，结果如图3。①分析泳道2、4、5、6可得NF﹣YA8（“NF﹣YA8”/“NF﹣YC10”）与QT12G（“QT12G”/“QT12A”）结合能力强。②泳道4、7、8的实验目的是探究NF﹣YA10对NF﹣YA8与QT12G结合程度的影响。（4）进一步研究证明高温会减弱NF﹣YA8蛋白和NF﹣YC10蛋白间的相互作用。综合以上信息，选择耐热籼稻或粳稻，完善该水稻响应高温的调节机制模型。（5）该研究对作物育种的启示是通过基因编辑技术将粳稻QT12启动子G突变为A。【分析】基因是具有遗传效应的DNA片段，真核生物基因结构较为复杂，主要包括以下部分：（1）编码区：分为外显子和内含子。外显子：能编码蛋白质的序列，在转录后形成的前体mRNA经过加工（剪切内含子、连接外显子）后，外显子对应的序列会保留在成熟mRNA中，参与蛋白质的合成。内含子：不能编码蛋白质的序列，位于外显子之间，在转录后的加工过程中会被剪切掉，不参与蛋白质的合成。（2）非编码区：位于编码区的上游和下游，虽然不直接编码蛋白质，但对基因的表达调控具有重要作用上游非编码区：包含启动子等调控序列，启动子是RNA聚合酶结合的位点，能启动基因的转录。此外，还有一些其他的调控元件，如增强子等，可增强基因的转录效率。下游非编码区：包含终止子，其功能是终止基因的转录。【解答】解：（1）绿色植物通过光合作用在暗反应阶段生成淀粉等有机物，而暗反应阶段在叶绿体基质完成。淀粉合成依赖光反应产生的ATP和NADPH，光反应通过水的光解和电子传递链生成ATP和NADPH，为暗反应中C3的还原。（2）①QT12和NF﹣YA8为负调控基因：敲除这两个基因后，垩白率显著降低，说明它们在高温下促进垩白形成，抑制优质品质的维持。NF﹣YC10为正调控基因：敲除NF﹣YC10后垩白率更高，表明其对优质品质起正向调控作用。②由图1可知NF﹣YA8基因敲除/QT12过表达杂交株的垩白率恢复至野生型水平，而NF﹣YA8基因敲除株垩白率低，表明QT12基因的表达受NF﹣YA8基因的调控，因此NF﹣YA8位于QT12上游。（3）①泳道5（NF﹣YA10+QT12G探针）和泳道6（QT12G探针）形成对照，两泳道均为形成阻滞带，表明NF﹣YA10未与QT12G探针结合，泳道2（NF﹣YA8+QT12A探针）和泳道4（NF﹣YA8+QT12G探针）形成对照，泳道4形成的阻滞带较大，表明NF﹣YA8与QT12G探针结合能力更强。②泳道4（NF﹣YA8+QT12G探针）、泳道7（NF﹣YA8+NF﹣YA10﹣1x+QT12G探针）和泳道8（NF﹣YA8+YA10﹣2x+QT12G探针）形成对照，自变量为NF﹣YA10蛋白的含量，可以探究NF﹣YA10对NF﹣YA8与QT12G结合程度的影响。（4）耐热籼稻的QT12启动子为A（QT12A），在高温条件下与NF﹣YA8结合能力弱，使得QT12处于低表达状态，水稻胚乳储存物质处于稳态，垩白率低。粳稻的QT12启动子为G（QT12G），在高温条件下与NF﹣YA8结合能力强，使得QT12处于高表达状态，水稻胚乳储存物质的稳态被破坏（蛋白质积累减少与淀粉积累增加），胚乳细胞中淀粉粒与蛋白体排列松散，垩白率升高。（5）耐热籼稻的QT12启动子为A（QT12A），在高温条件下与NF﹣YA8结合能力弱，使得QT12处于低表达状态，垩白率低，因此可通过基因编辑技术将粳稻QT12的启动子G突变为A。故答案为：（1）叶绿体基质ATP和NADPH（2）负、负、正NF﹣YA8QT12（3）NF﹣YA8QT12G探究NF﹣YA10对NF﹣YA8与QT12G结合程度的影响（4）（5）通过基因编辑技术将粳稻QT12启动子G突变为A【点评】本题考查基因表达和光合作用的相关内容，要求学生能结合所学知识正确作答。20．（10分）学习以下材料，回答（1）～（5）题。双特异性抗体：激活T细胞双信号通路的新型肿瘤免疫疗法近年来，肿瘤免疫治疗领域取得了突破性进展，双特异性抗体（BsAb）技术因其独特的双靶点识别能力成为研究热点。与传统单克隆抗体相比，BsAb不仅识别肿瘤特异性抗原（TSA），还能直接激活T细胞，具有更强的细胞毒性效应（图1）。T细胞识别、杀伤靶细胞的能力取决于一系列协调的相互作用。其中最重要的是T细胞受体复合体（TCR，包括相关的CD3等结构）对靶细胞的识别和结合（“信号1”），但这种结合通常是低亲和力的。因此，成功触发信号1需要在T细胞与靶细胞界面处聚集许多TCR复合体，这个界面被称为免疫突触。T细胞的激活和增殖还需要通过与共刺激受体（如CD28）的额外相互作用提供“信号2”，两种信号共同促进T细胞的完全活化和功能发挥。免疫突触的形成可通过荧光标记技术动态观测：利用不同波长（如488nm激发绿色荧光蛋白标记“TSA1×CD3”BsAb）的激光共聚焦显微镜，捕捉T细胞与靶细胞接触区域的空间重组过程，生成细胞图像（图2）。在BsAb的研发过程中，研究者首先利用特异性抗原重复刺激小鼠，通过单细胞分离与克隆培养获取浆细胞；随后利用逆转录PCR技术扩增抗体可变区基因；最关键的是通过蛋白质工程对抗体重链进行定向改造，经过细胞表达与纯化，对抗体的功能进行验证。研究者设计了针对高表达特异性抗原MUC16的卵巢癌的BsAb，在体外和体内实验均取得了显著效果，为癌症治疗提供了新的思路和方法。（1）抗体的分子本质是由4条多肽构成的蛋白质。（2）制备“MUC16×CD28”双特异性抗体（BaAb）的过程如下：①将分离的MUC16抗原和CD28抗原分别注入小鼠体内进行免疫；②取免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞诱导融合；③筛选能分泌抗MUC16或抗CD28的杂交瘤细胞株；④通过蛋白质工程技术对抗体重链进行定向改造，避免重链错误配对。（3）若肿瘤细胞下调MUC16表达，推测其对免疫突触形成和免疫监视效果的影响。MUC16减少导致TCR结合位点不足，免疫突触结构松散，双信号无法有效激活T细胞，肿瘤细胞逃避免疫监视（4）研究人员向裸鼠体内植入表达荧光素酶（遇底物D﹣荧光素后可发光）的卵巢癌细胞后，注入不同类型抗体，定量检测发光强度，最终证实“MUC16×CD28通过MUC16×CD3激活T细胞”的结论。请完善实验方案并预期实验结果。实验方案：①制备裸鼠（无胸腺，缺乏内源性T细胞，需外源补充），向其体内植入表达荧光素酶（遇底物D﹣荧光素后可发光）的卵巢癌细胞后，构建卵巢癌模型鼠，随机均分成甲、乙、丙、丁四组；②甲组不补充T细胞，注射适量的无关抗体；乙组补充适量的T细胞，注射等量的MUC16×CD28抗体；丙组补充等量的T细胞，注射等量的MUC16×CD3抗体；丁组补充等量的T细胞，注射等量的MUC16×CD28抗体和MUC16×CD3抗体；③在相同且适宜的条件下培养一段时间，定量检测肿瘤细胞的发光度。预期实验结果：发光度为甲组≈乙组＞丙组＞丁组（5）从生命信息观分析T细胞双信号调控对维持稳态的意义。T细胞同时接受信号1和信号2才能完全活化，确保准确识别抗原，避免免疫监视过度，导致正常细胞受损【分析】机体产生的专门应对抗原的蛋白质，称为抗体。【解答】解：（1）从图中看出抗体是典型的“Y”形抗体，有2条重链和2条轻链组成的4条多肽构成的蛋白质；（2）制备“MUC16×CD28”双特异性抗体（BsAb）和单克隆抗体很相似，不同的是将MUC16和CD28两种抗原分别注入小鼠体内获得免疫鼠，从免疫鼠体内分离出B淋巴细胞和骨髓瘤细胞诱导融合，经过两次筛选，筛选出能分泌抗MUC16或抗CD28的杂交瘤细胞，再通过蛋白质工程定向改造抗体的重链，防止其错误配对。（3）T细胞识别、杀伤靶细胞的能力取决于一系列协调的相互作用。其中最重要的是T细胞受体复合体（TCR，包括相关的CD3等结构）对靶细胞的识别和结合（“信号1”），成功触发信号1需要在T细胞与靶细胞界面处聚集许多TCR复合体，这个界面被称为免疫突触，由题得知MUC16是一种卵巢癌高表达特异性抗原，T细胞能识别并结合特定的抗原，它的表达量减少，T细胞受体复合体TCR结合位点不足，形成的免疫突触结构松散，影响了信号1和信号2的作用，无激活T细胞，免疫监视效果减弱，癌细胞容易逃逸；（4）实验方案①制备裸鼠（无胸腺，缺乏内源性T细胞，需外源补充），向其体内植入表达荧光素酶（遇底物D﹣荧光素后可发光）的卵巢癌细胞后，构建卵巢癌模型鼠，随机均分成甲、乙、丙、丁四组；②甲组不补充T细胞，注射适量的无关抗体；乙组补充适量的T细胞，注射等量的MUC16×CD28抗体；丙组补充等量的T细胞，注射等量的MUC16×CD3抗体；丁组补充等量的T细胞，注射等量的MUC16×