专题11 基因工程-【好题汇编】2024年高考生物二模试题分类汇编（北京专用）

专题11 基因工程 （基础题+验证题+提升题 三位一体） 第一部分 夯实基础 一、单选题 1．（2024·北京海淀·二模）乙醇梭菌可利用氧化H2释放的能量，以CO和氨水等为主要原料合成乙醇、蛋白质等有机物。我国科学家利用乙醇梭菌发酵，收集发酵产物和菌体，作为燃料和饲料。以下有关叙述不正确的是（　　） A．乙醇梭菌属于生态系统组成成分中的生产者 B．利用乙醇梭菌生产燃料和饲料体现了生物多样性的间接价值 C．以乙醇梭菌菌体蛋白作为饲料有助于提高能量利用率 D．使用乙醇梭菌发酵产物作为燃料有助于减少化石燃料导致的污染 2．（2024·北京西城·二模）为加速绿色荧光蛋白基因（GFP）进化，快速获得荧光强度更高的GFP蛋白，科研人员将DNA1（编码易错DNA聚合酶）和DNA2共同导入大肠杆菌（如图）。下列说法错误的是（    ）    A．用卡那霉素筛选含DNA1的大肠杆菌 B．易错DNA聚合酶催化GFP基因复制 C．GFP基因在此复制过程中突变率升高 D．连续传代并筛选强荧光菌落加速GFP进化 3．（2024·北京昌平·二模）下图示利用重叠延伸PCR技术改造目的基因的原理。相关叙述错误的是（    ）    A．图示操作中至少需要用2种限制酶对目的基因进行处理 B．操作中引物2和引物3序列应含有拟突变位点，且可以互补 C．应选用引物1和引物4进行PCR3，以获得大量目的基因序列 D．此过程实现的基因序列改变属于基因突变，未发生基因重组 4．（2024·北京丰台·二模）CAR-T细胞免疫疗法是将从患者体内提取的T细胞通过基因工程改造，使其表达肿瘤嵌合抗原受体（CAR），大量扩增后输回患者体内以清除癌细胞。下列有关说法错误的是（　　） A．CAR-T疗法的T细胞来源于细胞毒性T细胞 B．该疗法利用了细胞免疫和基因重组的基本原理 C．CAR-T细胞清除癌细胞的过程属于细胞坏死 D．CAR-T细胞上的CAR能够精准识别癌细胞 5．（2024·北京昌平·二模）下列关于物质鉴定的实验设计，合理的是（    ） A．在水浴条件下用斐林试剂检测西瓜汁的含糖量 B．脂肪组织经过染色后，需用酒精溶液洗去浮色 C．用澄清的石灰水检验酵母菌是否进行无氧呼吸 D．粗提取DNA后，加入二苯胺在显微镜下观察 6．（2024·北京东城·二模）以下实验过程中不需要加热处理的是（    ） A．使用斐林试剂鉴定还原糖 B．使用双缩脲试剂鉴定蛋白质 C．使用二苯胺试剂鉴定DNA D．使用PCR技术获取目的基因 ．第二部分 效果验证 7.（2024·北京东城·二模）为更有效地处理含重金属的废水，研究人员将植物的金属结合蛋白基因导入大肠杆菌构建工程菌。由于PCR扩增出的目的基因末端为平末端，且无合适的限制酶识别序列，需借助中间载体P将目的基因接入载体E。下图为两种载体的结构和相关限制酶的识别序列。下列叙述正确的是（    ） A．不直接选择P构建表达载体是因为它不含起始密码了和终止密码子 B．将目的基因插入载体P时，应选择SmaI进行酶切，再用DNA连接酶连接 C．构建表达载体时，应选择XhoI和PstI酶切载体E和含目的基因的载体P D．基因表达载体构建完成后，需利用农杆菌转化法导入受体细胞 8．（2024·北京朝阳·二模）乙醇是高中生物学实验的常用试剂。相关叙述错误的是（    ） A．用无水乙醇分离光合色素 B．用预冷的95%的乙醇析出DNA C．用70%的乙醇对外植体进行消毒 D．用50%的乙醇洗去苏丹Ⅲ染液浮色 9．（2024·北京丰台·二模）颜色反应可以用来检测生物分子。下列说法不正确的是（　　） A．向豆浆中先加入双缩脲试剂A液，后加入B液，混匀后即可检测氨基酸 B．将斐林试剂甲液、乙液混合后，加入梨汁中，水浴加热可检测还原糖 C．将火腿肠研磨后加入碘液，可用于检测火腿肠是否含有淀粉 D．从菜花研磨液中提取的DNA，可用二苯胺试剂沸水浴加热鉴定 10．（2024·北京丰台·二模）为研究玉米的抗逆机制，科研人员利用图中的双分子荧光互补技术分析玉米M5与B72蛋白的相互作用。下列说法正确的是（　　） A．直接将YFP剪切为N端和C端后，分别与M5和B72蛋白连接 B．设计特异性引物以玉米cDNA为模板扩增M5和B72基因 C．将M5和B72基因融合后连接到质粒上的YFP基因中 D．将含有M5和B72的基因表达载体分别导入不同细胞中 二、非选择题 第三部分 强化提升 11．（2024·北京东城·二模）水稻是人类重要的粮食作物之一，种子的胚乳由外向内分别为糊粉层和淀粉胚乳，通常糊粉层为单层活细胞，主要累积蛋白质、维生素等营养物质；淀粉胚乳为死细胞，主要储存淀粉。选育糊粉层加厚的品种可显著提高水稻的营养。 (1)用诱变剂处理水稻幼苗，结穗后按图1处理种子。埃文斯蓝染色剂无法使活细胞着色。用显微镜观察到胚乳中未染色细胞层数 的即为糊粉层加厚的种子，将其对应的含胚部分用培养基培养，筛选获得不同程度的糊粉层加厚突变体tal、ta2等，这说明基因突变具有 的特点。 (2)突变体tal与野生型杂交，继续自交得到F2种子，观察到野生型：突变型=3∶1，说明该性状的遗传遵循基因 定律。利用DNA的高度保守序列作为分子标记对F2植株进行分析后，将突变基因定位于5号染色体上。根据图2推测突变基因最可能位于 附近，对目标区域进行测序比对，发现了突变基因。 (3)由tal建立稳定品系t，检测发现籽粒中总蛋白、维生素等含量均高于野生型，但结实率较低。紫米品系N具有高产等优良性状。通过图3育种方案将糊粉层加厚性状引入品系N中，培育稳定遗传的高营养新品种。 ①补充完成图3育种方案 。 ②运用KASP技术对植物进行检测，在幼苗期提取每株植物的DNA分子进行PCR，加入野生型序列和突变型序列的相应引物，两种引物分别携带红色、蓝色荧光信号特异性识别位点，完成扩增后检测产物的荧光信号（红色、蓝色同时存在时表现为绿色荧光）。图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测，请选择其中一个阶段，预期检测结果并从中选出应保留的植株。 ③将KASP技术应用于图3育种过程，优点是 。 12．（2024·北京西城·二模）裸鼹鼠几乎不得癌症，其寿命可超过30年，同样大小的家鼠最长寿命为4年。为探究其原因，科研人员做了以下研究。 (1)将裸鼹鼠皮肤成纤维细胞置于 培养箱进行体外培养，经检测发现其分泌大量粘稠的高分子量透明质酸（HA），可抑制细胞过度增殖。 (2)研究者检测不同来源成纤维细胞中HA合成酶（HAS）的含量，结果如图1。另外，发现裸鼹鼠组织的HA降解酶（HAase）的活性远低于人和小鼠。结合图文信息，分析裸鼹鼠皮肤成纤维细胞分泌大量高分子量HA的原因是 。 结果显示，裸鼹鼠胚胎期HA合成酶低表达，推测其意义是 。 (3)为进一步研究高分子量HA能否提高小鼠的寿命，研究人员进行了下列实验（图2）。 NeoR：新霉素抗性基因；nmrHas2：裸鼹鼠 HA 合成酶 2 基因；CE：cre 重组酶-雌激素受体融合基因      注：启动子仅启动相邻基因的表达 ①通过转基因技术获得转基因小鼠A：为了将目的基因插入小鼠6号染色体的特定位点，需在其两端设计与6号染色体同源序列，实现同源序列之间的重组。由此获得的转基因小鼠A暂时无法表达HA合成酶2，原因是 。 ②B鼠为导入表达CE的纯合子，CE也插入6号染色体的相同位点。外源雌激素可诱导cre重组酶活化，活化的cre重组酶能识别并切除loxP位点间的序列。A、B鼠交配获得C、D鼠，请画出C鼠的基因组成情况 。 ③利用C、D鼠进行实验，测得实验组小鼠HA含量升高，癌症概率降低、炎症反应减少，寿命也得到了延长。请写出对照组的选材 （“C”或“D”）及实验处理。 (4)请简述本研究的应用前景 。 13．（2024·北京海淀·二模）雄性不育植株可简化育种流程，是杂交育种的重要材料。研究发现利用油菜纯合的雄性不育植株甲做母本与野生型杂交，后代均可育，但总会出现部分白化幼苗长到成体死亡。为研究相关机制，提高育种效率，科研人员进行了相关实验。 (1)植株甲中存在雄性不育基因A'，导致雄蕊不能发育。实验发现甲与油菜品系丙杂交，后代均可育，且不出现白化现象。科研人员将甲与野生型杂交所得存活的F1与甲、丙杂交得到的F1杂交，发现子代中雄性可育幼苗占比为 ，进而推测丙产生了新的显性突变基因（记作B），使雄性不育基因A'导致的不育性状得以恢复，且两基因位于非同源染色体上。 (2)为研究A'、B基因与白化性状的关系，科研人员进行如下实验。 ①从油菜中分离A'、B基因，将A'基因导入拟南芥（拟南芥不含与A'、B同源的基因），筛选得到至少插入一个外源基因的转基因植株TA群体。将B基因转入拟南芥，经筛选获得纯合子TB．设计杂交实验，检测存活F1的基因组成，杂交组合及结果如下表。 组号 杂交组合 存活的F1 成体总数 含A'成体数 不含A'成体数 一 ♀TA群体×♂野生型 630 95 535 二 ♀TA群体×♂TB 607 415 192 据实验结果推测，A'基因引起部分子代死亡，B基因可抑制A'基因的作用，依据是 。二组F1中含有A'的植株比例超过1/2的原因 。 ②植物中核蛋白N与叶绿体发育有关。新的研究发现，基因A'的表达产物可与核蛋白N形成复合体。科研人员推测，基因B通过抑制A'基因的表达而解除A'对N的影响。为证明该推测，请完成下列实验设计。 实验材料 操作 观察指标 野生型拟南芥 导入A'基因 叶绿体发育情况 I II Ⅲ IV a、导入A'基因  b、导入B基因  c、导入A'、B基因d、野生型拟南芥  e、N缺失突变拟南芥 I~IV应依次填写 （填写选项前字母） (3)现有两个具有某优良性状的品系1和2.科研人员利用甲和丙进行杂交实验，获得兼具品系1、2优良性状的杂种株，同时避免后代白化。请完善下列育种流程。 步骤一： 。 步骤二：品系2×丙→所得子代经PCR鉴定，选择有B基因的F1×品系2→…→获得B基因纯合兼具品系2遗传背景的植株。 步骤三： 。 14．（2024·北京丰台·二模）中性粒细胞是白细胞的一种，具有吞噬病原体的能力。分化过程中涉及到多种转录因子的调控，如P蛋白和M蛋白。研究者以斑马鱼（幼体透明）为材料研究二者的关系。 (1)中性粒细胞既参与免疫的第二道防线，也可作为 发挥摄取、加工、处理和呈递抗原的功能，参与第三道防线。 (2)为了探究P蛋白对M基因的调控作用，研究者用P基因低表达斑马鱼突变体作为实验材料，利用带有标记的核酸分子探针，通过 技术，在发育3天的胚胎中检测M基因的转录情况，结果如图1所示。实验结果表明P蛋白 M基因的表达。 产生以上结果的原因可能有二： ①P基因减少， ； ②已知M基因是原癌基因，其产生的蛋白质是 所必需的，过表达导致细胞过度增殖，引起阳性细胞数量增加。 请从下列选项中选出实验组材料及结果，为上述结论提供新证据 。 A．野生型 B．P基因低表达突变体 C．导入P基因     D．导入M基因 E.敲低M基因                             F.M基因阳性信号及阳性细胞数量增加 G.M基因阳性信号及阳性细胞数量减少 H.M基因阳性信号及阳性细胞数量不变 (3)为进一步探究P基因调控M基因表达的具体方式，研究者对P蛋白与M基因结合位点进行预测，找出10个可能的位点如图2. 研究者将M基因启动子10个位点分成3个部分，构建3种启动子突变质粒，分别与GFP（绿色荧光蛋白）基因相连接：含有①~⑤多位点突变的A、⑥~⑨多位点突变的B以及⑩号位点突变的C．将三种质粒和无突变的质粒D分别注射到野生型和P基因低表达突变体中，结果发现 ，说明P蛋白通过结合⑩位点，调控M基因的表达，而与其他位点无关。 15．（2024·北京海淀·二模）葡萄糖二酸（GA）可作为原料应用于食品、能源和医药等领域，科研人员通过改造工程菌以实现GA的大量生产。 (1)M酶和U酶是GA合成途径中的两个关键酶，科研人员将图1所示质粒1导入 处理的大肠杆菌，改造后的大肠杆菌可合成GA．    (2)为实现对工程菌合成GA的实时监测，科研人员设计了质粒2.并进行下表所示两种检测方案。 方案一 质粒1和2共同导入大肠杆菌菌株E中 在液体培养基中培养一段时间 菌液分为5组 每组上清液加入适量GA，检测荧光强度。 方案二 质粒1和2分别导入大肠杆菌菌株E和菌株S中 将E菌液与S菌液混合，混合菌液培养一段时间后分为5组 ①据图1分析检测方案的原理为 。 ②检测结果如图2，据图对比两种方案，并结合两种质粒适用范围，选择其中一种更优方案并说明理由： 。    (3)进一步发现由于产物GA呈酸性影响了大肠杆菌合成GA的能力，因而科研人员尝试以酵母菌为受体细胞导入质粒1，改造后的酵母菌以葡萄糖为原料合成并分泌GA的途径如图3.但M酶的活性远小于U酶，限制了GA产量。为改进M酶的催化效率，将含不同突变的M酶基因分别导入酵母菌，利用上述所选方案菌株监测不同酵母菌的GA产量，操作为 ，取等量培养液，测定其荧光值和吸光度（反应菌体浑浊程度），挑选 高的菌株即为GA高产菌株。    (4)据图3分析还可以通过 等方法改造酵母菌以提高GA的产量。 16．（2024·北京东城·二模）乳酸是一种需求量较大的工业原料，科研人员欲对酿酒酵母进行改造以进行乳酸生产。 (1)培养基中的葡萄糖可作为 为酿酒酵母提供营养。如图1，酿酒酵母导入乳酸脱氢酶基因后，无氧条件下发酵产物为 ，通过敲除丙酮酸脱羧酶基因获取高产乳酸的工程菌。该菌在有氧和无氧条件下均可产乳酸。 (2)为实现对菌体代谢的动态调控，研究人员设计了光感应系统，并导入绿色荧光蛋白（GFP）基因以检测光感应系统的调控能力。 ①如图2，系统1在酵母中表达由V、L和H组成的融合蛋白。光照下，融合蛋白空间结构改变， 后启动下游基因表达；在黑暗状态下，融合蛋白自发恢复到失活状态。 ②分别检测黑暗和光照下系统1的荧光强度，结果如图3。对照组能持续激活GFP表达。实验结果显示 ，可知系统1实现了光调控基因表达，但表达量较低。推测可能由于菌体密度高导致透光性差，不利于V-L-H对光照的响应。进一步优化设计出系统2（如图2），同等光照强度下，系统2荧光强度显著高于系统1，分析原因是 。    ③实验中发现黑暗条件下系统2的GFP基因有明显表达，为解决此问题，对系统2增加如图4所示组分，i、ii、iii依次为 （填字母序号）。    A．持续表达型启动子         B．Pc120             C．PGAL D．G80基因（G80蛋白可结合并抑制GAL4） E．GAL4基因（GAL4蛋白可结合并激活PGAL） F．PSD基因（含有PSD的融合蛋白在光下降解） (3)将优化后的系统2中GFP基因替换为乳酸脱氢酶基因，应用于酵母菌合成乳酸的发酵生产。发现在“先黑暗-后光照”的模式下乳酸产量显著高于全程光照的模式，请推测“先黑暗-后光照”模式下乳酸产量高的原因 。 17．（2024·北京海淀·二模）种子成熟过程受脱落酸（ABA）等植物激素调控。为研究种子成熟的调控机制，研究者以拟南芥为材料进行了实验。 (1)ABA是对植物生长发育起 作用的微量有机物，在种子成熟过程中起重要作用。 (2)研究发现，种子成熟阶段S蛋白和J蛋白均有表达。研究者检测了不同拟南芥种子的成熟程度，结果如图1.根据图分析，S蛋白和J蛋白对种子成熟的调控作用分别是 。 (3)S蛋白可与J蛋白结合。为探究两蛋白在植物体中的作用关系，研究者在纯化的J蛋白溶液中分别加入野生型及S蛋白缺失突变体的种子细胞裂解液，使用药剂M进行相关处理，检测结果如图2.结果说明：S蛋白可使J蛋白 。 (4)检测发现，S蛋白缺失突变体比野生型体内的ABA含量低。编码S蛋白基因的启动子区有转录调控因子T的结合序列，T可被ABA激活。J蛋白也为一种转录调控因子。为研究T、J蛋白对S蛋白基因表达的调控，研究者构建了图3所示质粒并转化烟草叶肉原生质体，实验结果如图4. 图4结果说明： 。 (5)种子成熟对于种子提高萌发活力等具有重要作用。综合上述研究，分析ABA对种子成熟的调控机制 。 18．（2024·北京昌平·二模）花烟草是一种花色丰富、花期长的园林景观植物，花冠颜色受叶绿素和花青素共同影响（如下图）。G基因使叶绿素在花冠中积累，g基因则叶绿素无法在花冠中积累。R基因使花青素呈红色，r基因使花青素呈紫色。I基因使花青素正常积累，i基因阻止花青素积累。G/g、R/r、I/i基因均独立遗传。 (1)研究者获得4株不同花色的花烟草植株，开展如下杂交实验。 组别 亲本组合（A区颜色） F1株数 F1花色及株数 红色（A区） 绿色（B区） 白色（A区） 1 绿色×白色 45 0 21 24 2 绿色×红色 45 45 33 0 3 绿色×紫色 44 26 22 10 ①第2组F1绿色与非绿色植株之比接近 ，说明两个亲本均有G基因。 ②第3组F1有少量紫花植株出现，受环境因素（酸性）影响，另有一部分紫花变成红色。根据实验结果推测，第3组亲本绿色植株和紫色植株的基因型分别为 。 (2)为培育花色鲜艳的个体，掩盖花冠A区的绿色性状，可转入花青素合成酶基因进行改良。 ①用剪切结果产生两种不同黏性末端的限制酶，同时处理含有目的基因的DNA和质粒，这种双酶切的优势在于避免 ，确保目的基因与载体在DNA连接酶的作用下可以正确重组。 ②提取转基因花烟草花冠细胞中的蛋白质，运用 技术，以确定目的基因是否正常表达。 (3)种植环境会影响花青素的积累量，积累量少时花冠A区会被绿色掩盖。某公园需要大面积使用花青素积累量少的浅红色花烟草布置景观，以（1）中4个亲本为材料，你的解决方案是 。 19．（2024·北京朝阳·二模）贾第虫是寄生于人畜肠道内的单细胞动物，能依靠端粒酶维持端粒长度，反复传代呈现“永生化”。 (1)端粒是 两端的DNA—蛋白质复合体，正常情况下会随细胞分裂次数增加而逐渐截短，最终损伤端粒内侧正常基因，使细胞活动趋于异常。贾第虫端粒酶由RNA和逆转录酶组成，能以RNA为 催化合成新的端粒DNA序列，T区是逆转录酶的RNA结合功能域。 (2)研究者筛选出多种能与T区结合的蛋白，其中蛋白Z为贾第虫特有。通过图1所示实验进行验证（Myc和HA是已知短肽）。 ①为验证各组动物细胞均表达了相应的融合基因，可对 进行电泳后，做抗原—抗体杂交检测。 ②通过比较 两组的 抗体的检测结果证实T区与蛋白Z能够结合。 (3)研究者根据蛋白Z的基因序列设计核酶基因表达载体转染贾第虫，核酶可特异性结合并剪切Z基因的mRNA。检测贾第虫体内端粒酶活性，结果如图2。    ①端粒酶活性检测的原理是：端粒酶可将重复序列—（TTAGGG）连续加到寡核苷酸序列二（AATCCGTCGAGAGTT）的3'末端合成端粒DNA序列；根据 设计引物对端粒DNA序列进行PCR扩增，电泳检测产物；端粒酶活性越大，电泳条带 。 ②检测还发现：随着培养时间的延长，转基因贾第虫的端粒缩短而对照组无明显变化，对照组贾第虫数量显著增加而转基因贾第虫数量无明显变化。结合图2结果，解释贾第虫“永生化”的原因 。 (4)基于上述实验，提出一个研发贾第虫病特异性药物的方向 。 20．（2024·北京西城·二模）科研人员获得了携带两种抗稻瘟病的抗性基因Pib和Pikm的水稻品系——川抗30，以及携带螟虫抗性基因CrylC的水稻品系——昌恢。为获得同时携带抗螟虫基因和两种抗稻瘟病基因的改良株系，开展了相关研究。 (1)水稻的稻瘟病抗性与敏感为一对 。利用川抗30品系与野生型稻瘟病敏感水稻杂交，F1表现为稻瘟病抗性，F1与野生型杂交，子代性状及分离比为 ，证明Pib和Pikm位于非同源染色体上。 (2)吕恢品系水稻在品质和产量上明显优于川抗30，科研人员结合分子标记技术筛选目标基因进行杂交育种，以获得改良优质水稻。请写出制备优质、高产的纯合双抗（抗螟虫和抗稻瘟病）水稻的杂交育种技术路线（总体思路） 。 (3)研究者利用PCR技术检测改良优质水稻中是否含有Pib基因。 ①下表为利用PCR进行检测的反应体系的配方，请将表格补充完整。 PCR反应体系 组分 总体积/10μL 10倍浓缩的扩增缓冲液 1μL i 1.5μL 4种脱氧核苷酸等量混合液（2.5mmol·L-1） 0.5μL 引物I/II（5.0μmol·L-1） 1/1μL Taq DNA聚合酶 0．20μL H2O ii ②图为Pib基因的部分序列。 5'—…AATGCCC…ATGTGGA…—3' 3'—…TTACGGG…TACACCT…—5' 根据图，选择 作为引物对Pib基因进行扩增。 A．5'—…AATGCCC…—3'    B．5'—…TCCACAT…—3' C．5'—…TTACGGG…—3'    D．5'—…ATGTGGA…—3' 研究者最终确定改良优质水稻具备了相关抗性基因，成功培育出优质、高产的双抗水稻。 (4)检测发现本研究获得的优质双抗水稻的部分性状与昌恢品系相比出现株高上升、千粒重下降的现象，但是利用基因定点编辑技术获得的纯合抗性突变株系，其他性状未发生改变，原因可能是 。请从育种的角度对这两种技术进行评价。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题11 基因工程 （基础题+验证题+提升题 三位一体） 第一部分 夯实基础 一、单选题 1．（2024·北京海淀·二模）乙醇梭菌可利用氧化H2释放的能量，以CO和氨水等为主要原料合成乙醇、蛋白质等有机物。我国科学家利用乙醇梭菌发酵，收集发酵产物和菌体，作为燃料和饲料。以下有关叙述不正确的是（　　） A．乙醇梭菌属于生态系统组成成分中的生产者 B．利用乙醇梭菌生产燃料和饲料体现了生物多样性的间接价值 C．以乙醇梭菌菌体蛋白作为饲料有助于提高能量利用率 D．使用乙醇梭菌发酵产物作为燃料有助于减少化石燃料导致的污染 【答案】B 【分析】生物多样性通常有三个主要的内涵，即生物种类的多样性、基因（遗传）的多样性和生态系统的多样性。其价值主要体现在三个方面： 直接价值：指对人类的社会生活有直接影响和作用的价值，如：药用价值、观赏价值、食用价值和生产使用价值（野外收获进入贸易市场）等。 间接价值：一般表现为涵养水源、净化水质、巩固堤岸、防止土壤侵蚀、降低洪峰、改善地方气候、吸收污染物，调节碳氧平衡，在调节全球气候变化的作用，主要指维持生态系统的平衡的作用等等。 潜在价值：今天还未被利用的哪些物种在将来会有利用的价值，栽培植物的野生亲缘种究竟能提供多少对农林业发展有用的遗传材料，是不可估量的。 【详解】A、乙醇梭菌能以无机物为原料，合成有机物，属于生态系统组成成分中的生产者，A正确； B、利用乙醇梭菌生产燃料和饲料体现了生物多样性的直接价值，B错误； C、乙醇梭菌可利用氧化H2释放的能量，利用乙醇梭菌发酵，收集发酵产物和菌体，作为燃料和饲料，有助于提高能量利用率，C正确； D、化石燃料燃烧会形成污染，乙醇梭菌可利用氧化H2释放的能量，以CO和氨水等为主要原料合成乙醇、蛋白质等有机物，使用乙醇梭菌发酵产物作为燃料有助于减少化石燃料导致的污染，D正确。 故选B。 2．（2024·北京西城·二模）为加速绿色荧光蛋白基因（GFP）进化，快速获得荧光强度更高的GFP蛋白，科研人员将DNA1（编码易错DNA聚合酶）和DNA2共同导入大肠杆菌（如图）。下列说法错误的是（    ）    A．用卡那霉素筛选含DNA1的大肠杆菌 B．易错DNA聚合酶催化GFP基因复制 C．GFP基因在此复制过程中突变率升高 D．连续传代并筛选强荧光菌落加速GFP进化 【答案】A 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取；（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等；（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法；（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】A、由图可知，卡那霉素抗性基因与GFP基因融合到DNA2上后导入大肠杆菌，因此用用卡那霉素筛选含DNA2的大肠杆菌，A错误； B、易错DNA聚合酶能催化DNA的复制，即能催化GFP基因复制，B正确； C、GFP基因在此复制时双螺旋被破坏，容易受内外因素的影响而发生突变，使其突变的频率升高，C正确； D、连续传代并筛选，逐代淘汰，就会筛选出荧光菌落，从而加速GFP进化，D正确。 故选A。 3．（2024·北京昌平·二模）下图示利用重叠延伸PCR技术改造目的基因的原理。相关叙述错误的是（    ）    A．图示操作中至少需要用2种限制酶对目的基因进行处理 B．操作中引物2和引物3序列应含有拟突变位点，且可以互补 C．应选用引物1和引物4进行PCR3，以获得大量目的基因序列 D．此过程实现的基因序列改变属于基因突变，未发生基因重组 【答案】C 【分析】PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。每次循环可以分为变性、复性和延伸三步。其过程如下: ①高温变性：当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链。 ②低温复性：温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 ③中温延伸：温度上升到72℃左右，溶液中的四种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。 【详解】A、由图可知：借助引物1、2进行PCR1，借助引物3、4进行PCR2，而引物1、3结合在同一模板链的不同部位，引物2、4也结合在同一模板链的不同部位，所以图示操作中至少需要用2种限制酶对目的基因进行处理，A正确； B、实现基因的定点诱变时，需要根据目的基因序列设计两种常规引物，以及根据拟突变位点处碱基序列的位置设计两种突变引物，图中属于突变引物的是引物2、3；与常规引物相比，图中的2、3两种引物必须要有一段互补的序列，可以进行碱基互补配对，而且应含有拟突变位点，否则无法实现进行PCR3筛选的突变产物的形成，B正确； C、进行重叠延伸时，上链和下链在突变位点处的碱基序列互补，能起到引物2、3的作用，因此不需要另加引物，即可得到进行PCR3筛选的突变产物，C错误； D、利用重叠延伸PCR技术实现了基因的定点诱变。可见，此过程实现的基因序列改变属于基因突变，未发生基因重组，D正确。 故选C。 4．（2024·北京丰台·二模）CAR-T细胞免疫疗法是将从患者体内提取的T细胞通过基因工程改造，使其表达肿瘤嵌合抗原受体（CAR），大量扩增后输回患者体内以清除癌细胞。下列有关说法错误的是（　　） A．CAR-T疗法的T细胞来源于细胞毒性T细胞 B．该疗法利用了细胞免疫和基因重组的基本原理 C．CAR-T细胞清除癌细胞的过程属于细胞坏死 D．CAR-T细胞上的CAR能够精准识别癌细胞 【答案】C 【分析】细胞免疫的过程：被病毒感染的靶细胞膜表面的某些分子发生变化，细胞毒性T细胞识别变化的信号，开始分裂并分化，形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。同时辅助性T细胞分泌细胞因子加速细胞毒性T细胞的分裂、分化。新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环，识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞，靶细胞裂解、死亡后，病原体暴露出来，抗体可以与之结合，或被其他细胞吞噬掉。 【详解】A、细胞毒性T细胞能够识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞，CAR-T疗法的T细胞来源于细胞毒性T细胞，A正确； B、CAR-T细胞免疫疗法是将从患者体内提取的T细胞（细胞毒性T细胞）通过基因工程改造，利用了细胞免疫和基因重组的基本原理，B正确； C、CAR-T细胞清除癌细胞的过程属于细胞凋亡，C错误； D、CAR-T细胞表面有肿瘤嵌合抗原受体（CAR），故可以通过CAR能够精准识别癌细胞，D正确。 故选C。 5．（2024·北京昌平·二模）下列关于物质鉴定的实验设计，合理的是（    ） A．在水浴条件下用斐林试剂检测西瓜汁的含糖量 B．脂肪组织经过染色后，需用酒精溶液洗去浮色 C．用澄清的石灰水检验酵母菌是否进行无氧呼吸 D．粗提取DNA后，加入二苯胺在显微镜下观察 【答案】B 【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，产生砖红色沉淀。（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染液鉴定，呈橘黄色。（4）淀粉遇碘液变蓝。 【详解】A、用斐林试剂检测还原糖需要水浴加热，但西瓜汁本身呈红色，会对实验结果造成干扰，A错误； B、脂肪组织经过苏丹III染色后，需用酒精溶液洗去浮色，B正确； C、酵母菌无论有氧呼吸还是无氧呼吸均可产生二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊，故不能用澄清的石灰水检验酵母菌是否进行无氧呼吸，C错误； D、粗提取DNA后，加入二苯胺需要用沸水浴加热后进行鉴定，D错误。 故选B。 6．（2024·北京东城·二模）以下实验过程中不需要加热处理的是（    ） A．使用斐林试剂鉴定还原糖 B．使用双缩脲试剂鉴定蛋白质 C．使用二苯胺试剂鉴定DNA D．使用PCR技术获取目的基因 【答案】B 【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染液鉴定，呈橘黄色。 【详解】A、使用斐林试剂鉴定还原糖需要水浴加热，A错误； B、使用双缩脲试剂鉴定蛋白质不需要加热，B正确； C、使用二苯胺试剂鉴定DNA需要水浴加热，C错误； D、使用PCR技术获取目的基因需要加热使DNA发生热变性从而解开双链结构，D错误。 故选B。 第二部分 效果验证 7．（2024·北京东城·二模）为更有效地处理含重金属的废水，研究人员将植物的金属结合蛋白基因导入大肠杆菌构建工程菌。由于PCR扩增出的目的基因末端为平末端，且无合适的限制酶识别序列，需借助中间载体P将目的基因接入载体E。下图为两种载体的结构和相关限制酶的识别序列。下列叙述正确的是（    ） A．不直接选择P构建表达载体是因为它不含起始密码了和终止密码子 B．将目的基因插入载体P时，应选择SmaI进行酶切，再用DNA连接酶连接 C．构建表达载体时，应选择XhoI和PstI酶切载体E和含目的基因的载体P D．基因表达载体构建完成后，需利用农杆菌转化法导入受体细胞 【答案】C 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：可利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是钙离子处理法。（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测；①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因；②检测目的基因是否转录出了mRNA；③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】A、由图可知，不直接选择P构建表达载体是因为它不含启动子与终止子，A错误； BC、由于载体E只有产生黏性末端的酶切位点，要使中间载体P接入载体E，同时防止载体E自身环化，需要用两种限制酶分别切割载体E和中间载体P，据图可知，中间载体P和载体E均含有XhoI和PstI酶识别序列，故可选用XhoI和PstI酶进行酶切，载体P的这两种酶识别序列中含有EcoRV识别位点，并且其切割的为平末端，可以用于连接目的基因，SmaI酶虽然也能切割得到平末端，但是其识别位点没有位于XhoI和PstI酶识别位点之间，故不能选择其对中间载体P进行切割，B错误，C正确； D、由于将目的基因导入大肠杆菌，因此用钙离子处理法最有效，D错误。 故选C。 8．（2024·北京朝阳·二模）乙醇是高中生物学实验的常用试剂。相关叙述错误的是（    ） A．用无水乙醇分离光合色素 B．用预冷的95%的乙醇析出DNA C．用70%的乙醇对外植体进行消毒 D．用50%的乙醇洗去苏丹Ⅲ染液浮色 【答案】A 【分析】酒精是生物实验常用试剂之一，如检测脂肪实验中需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色；观察植物细胞有丝分裂实验和低温诱导染色体数目加倍实验中都需用体积分数为95%的酒精对材料进行解离；绿叶中色素的提取和分离实验中需用无水酒精来提取色素；果酒和果醋制作实验中可用体积分数为70%的酒精进行消毒；DNA的粗提取和鉴定中可以体积分数为95%的冷酒精进一步纯化DNA等。 【详解】A、光合色素易溶于有机溶剂，因此可用无水乙醇提取色素，分离色素需要使用层析液，A错误； B、DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精，用预冷的95%的乙醇析出DNA，B正确； C、植物组织培养时，可用70%的酒精溶液对外植体消毒，C正确； D、鉴定脂肪时，需用体积分数为50%的酒精溶液洗去苏丹Ⅲ染液浮色，D正确。 故选A。 9．（2024·北京丰台·二模）颜色反应可以用来检测生物分子。下列说法不正确的是（　　） A．向豆浆中先加入双缩脲试剂A液，后加入B液，混匀后即可检测氨基酸 B．将斐林试剂甲液、乙液混合后，加入梨汁中，水浴加热可检测还原糖 C．将火腿肠研磨后加入碘液，可用于检测火腿肠是否含有淀粉 D．从菜花研磨液中提取的DNA，可用二苯胺试剂沸水浴加热鉴定 【答案】A 【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，产生砖红色沉淀。（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染液鉴定，呈橘黄色。（4）淀粉遇碘液变蓝。 【详解】A、双缩脲试剂可用于检测蛋白质而非氨基酸，使用时向豆浆中先加入双缩脲试剂A液，摇匀后加入B液，A错误； B、斐林试剂可用于检测还原糖，将斐林试剂甲液、乙液混合后，加入梨汁中，水浴加热可检测还原糖，B正确； C、碘液与淀粉反应呈蓝色，将火腿肠研磨后加入碘液，可用于检测火腿肠是否含有淀粉，C正确； D、从菜花研磨液中提取的DNA，可用二苯胺试剂沸水浴加热鉴定，两者反应呈蓝色，D正确。 故选A。 10．（2024·北京丰台·二模）为研究玉米的抗逆机制，科研人员利用图中的双分子荧光互补技术分析玉米M5与B72蛋白的相互作用。下列说法正确的是（　　） A．直接将YFP剪切为N端和C端后，分别与M5和B72蛋白连接 B．设计特异性引物以玉米cDNA为模板扩增M5和B72基因 C．将M5和B72基因融合后连接到质粒上的YFP基因中 D．将含有M5和B72的基因表达载体分别导入不同细胞中 【答案】B 【分析】结合题意分析可知，该操作应该是将M5和B72基因分别连接在YEP蛋白对应的基因的5'端和3'端，随后将基因表达载体导入同一细胞中。 【详解】AC、结合题意分析可知，该操作应该是将M5和B72基因分别连接在YEP蛋白对应的基因的5'端和3'端，AC错误； B、设计特异性引物以玉米cDNA为模板扩增M5和B72基因，为构建基因表达载体作准备，B正确； D、将含有M5和B72的基因表达载体导入同一细胞中，D错误。 故选B。 二、非选择题 第三部分 强化提升 11．（2024·北京东城·二模）水稻是人类重要的粮食作物之一，种子的胚乳由外向内分别为糊粉层和淀粉胚乳，通常糊粉层为单层活细胞，主要累积蛋白质、维生素等营养物质；淀粉胚乳为死细胞，主要储存淀粉。选育糊粉层加厚的品种可显著提高水稻的营养。 (1)用诱变剂处理水稻幼苗，结穗后按图1处理种子。埃文斯蓝染色剂无法使活细胞着色。用显微镜观察到胚乳中未染色细胞层数 的即为糊粉层加厚的种子，将其对应的含胚部分用培养基培养，筛选获得不同程度的糊粉层加厚突变体tal、ta2等，这说明基因突变具有 的特点。 (2)突变体tal与野生型杂交，继续自交得到F2种子，观察到野生型：突变型=3∶1，说明该性状的遗传遵循基因 定律。利用DNA的高度保守序列作为分子标记对F2植株进行分析后，将突变基因定位于5号染色体上。根据图2推测突变基因最可能位于 附近，对目标区域进行测序比对，发现了突变基因。 (3)由tal建立稳定品系t，检测发现籽粒中总蛋白、维生素等含量均高于野生型，但结实率较低。紫米品系N具有高产等优良性状。通过图3育种方案将糊粉层加厚性状引入品系N中，培育稳定遗传的高营养新品种。 ①补充完成图3育种方案 。 ②运用KASP技术对植物进行检测，在幼苗期提取每株植物的DNA分子进行PCR，加入野生型序列和突变型序列的相应引物，两种引物分别携带红色、蓝色荧光信号特异性识别位点，完成扩增后检测产物的荧光信号（红色、蓝色同时存在时表现为绿色荧光）。图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测，请选择其中一个阶段，预期检测结果并从中选出应保留的植株。 ③将KASP技术应用于图3育种过程，优点是 。 【答案】(1) 增多 不定向性 (2) 分离 M83 (3) 阶段1：检测结果出现红色和绿色荧光，保留出现绿色荧光信号的植株。阶段2：检测结果出现红色、绿色和蓝色荧光，保留出现蓝色荧光信号的植株 在幼苗期即可测定基因型，准确保留目标植株，加快育种进程 【分析】基因突变： ⑴概念：是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变叫基因突变； ⑵特点： ①普遍性：生物界中普遍存在； ②随机性：生物个体发育的任何时期和任何部位都有可能发生； ③低频性：突变频率很低； ④有害性：一般是有害的，少数是有利的； ⑤不定向性：可以产生一个以上的等位基因。 【详解】（1）由题意可知，通常糊粉层为单层活细胞，选育糊粉层加厚的品种是活细胞且细胞层数增多了，因此要选择的糊粉层加厚的种子应为显微镜观察到胚乳中未染色细胞层数增多的种子；将其对应的含胚部分用培养基培养，筛选获得不同程度的糊粉层加厚突变体tal、ta2等，这说明基因突变具有不定向性的特点； （2）突变体tal与野生型杂交，继续自交得到F2种子，观察到野生型：突变型=3：1，说明该性状的遗传遵循基因分离定律；根据图2推测突变基因最可能位于发生重组个体数较少的区域附近，即M83附近，对目标区域进行测序比对，发现了突变基因； （3）①要通过图3的育种方案（杂交育种），首先是选择亲本杂交获得F1，让F1代与品系N回交获得F2，让F2代自交得到植株2，对植株2进行品质检测，最终挑选出稳定遗传的高营养新品种，育种方案如图所示： ； ②图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测，阶段1：检测结果出现红色和绿色荧光，保留出现绿色荧光信号的植株；阶段2：检测结果出现红色、绿色和蓝色荧光，保留出现蓝色荧光信号的植株； ③将KASP技术应用于图3育种过程，优点是在幼苗期即可测定基因型，准确保留目标植株，加快育种进程。 12．（2024·北京西城·二模）裸鼹鼠几乎不得癌症，其寿命可超过30年，同样大小的家鼠最长寿命为4年。为探究其原因，科研人员做了以下研究。 (1)将裸鼹鼠皮肤成纤维细胞置于 培养箱进行体外培养，经检测发现其分泌大量粘稠的高分子量透明质酸（HA），可抑制细胞过度增殖。 (2)研究者检测不同来源成纤维细胞中HA合成酶（HAS）的含量，结果如图1。另外，发现裸鼹鼠组织的HA降解酶（HAase）的活性远低于人和小鼠。结合图文信息，分析裸鼹鼠皮肤成纤维细胞分泌大量高分子量HA的原因是 。 结果显示，裸鼹鼠胚胎期HA合成酶低表达，推测其意义是 。 (3)为进一步研究高分子量HA能否提高小鼠的寿命，研究人员进行了下列实验（图2）。 NeoR：新霉素抗性基因；nmrHas2：裸鼹鼠 HA 合成酶 2 基因；CE：cre 重组酶-雌激素受体融合基因      注：启动子仅启动相邻基因的表达 ①通过转基因技术获得转基因小鼠A：为了将目的基因插入小鼠6号染色体的特定位点，需在其两端设计与6号染色体同源序列，实现同源序列之间的重组。由此获得的转基因小鼠A暂时无法表达HA合成酶2，原因是 。 ②B鼠为导入表达CE的纯合子，CE也插入6号染色体的相同位点。外源雌激素可诱导cre重组酶活化，活化的cre重组酶能识别并切除loxP位点间的序列。A、B鼠交配获得C、D鼠，请画出C鼠的基因组成情况 。 ③利用C、D鼠进行实验，测得实验组小鼠HA含量升高，癌症概率降低、炎症反应减少，寿命也得到了延长。请写出对照组的选材 （“C”或“D”）及实验处理。 (4)请简述本研究的应用前景 。 【答案】(1)CO2 (2) 裸鼹鼠体内HA合成酶2表达量（含量）高，促进HA合成；而HA降解酶活性低，减少分解 避免对胚胎期细胞分裂的抑制作用，保障正常生长发育 (3) 启动子未直接与HA合成酶2的基因相连 选材：D鼠，处理：注射外源雌激素 (4)高分子透明质酸未来可以应用于改善人类健康状况，治疗癌症和提升人类寿命等。 【分析】1、动物细胞培养所需气体主要有氧气和二氧化碳，氧气是细胞代谢所必需的，二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH值。进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将他们置于含有95%空气和5%二氧化碳混合气体的二氧化碳培养箱中进行培养 【详解】（1）动物细胞培养所需气体主要有氧气和二氧化碳，氧气是细胞代谢所必需的，二氧化碳的主要作用是维持培养液的pH值。进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将他们置于含有95%空气和5%二氧化碳混合气体的二氧化碳培养箱中进行培养。将裸鼹鼠皮肤成纤维细胞置于CO2培养箱进行体外培养。 （2）根据图文信息可知，裸鼹鼠体内HA合成酶2表达量（含量）高，能够促进HA合成；而且HA降解酶活性低，减少分解，因此裸鼹鼠皮肤成纤维细胞分泌大量高分子量HA。根据题干信息可知，高分子量透明质酸（HA）可抑制细胞过度增殖。由此推测，裸鼹鼠胚胎期HA合成酶低表达，是为了避免对胚胎期细胞分裂的抑制作用，保障正常生长发育。 （3）通过将目的基因插入小鼠6号染色体的特定位点，需在其两端设计与6号染色体同源序列，实现同源序列之间的重组，由此获得的转基因小鼠A，由于启动子未直接与HA合成酶2的基因相连，因此转基因小鼠A暂时无法表达HA合成酶2。根据图示可知小鼠A、B的基因组成，将A、B鼠交配获得C、D鼠，C鼠基因组成如图所示： 根据题意信息可知，外源雌激素可诱导cre重组酶活化，活化的cre重组酶能识别并切除loxP位点间的序列。利用C、D鼠进行实验，测得实验组小鼠HA含量升高，癌症概率降低、炎症反应减少，寿命也得到了延长。因为D鼠没有loxP位点，因此C鼠为实验组，D鼠则是作为对照组，通过注射外源雌激素能够诱导cre重组酶活化，活化的cre重组酶能识别并切除loxP位点间的序列。 （4）根据题意可知，高分子量透明质酸可抑制细胞过度增殖，由此推测高分子透明质酸未来可以应用于改善人类健康状况，治疗癌症和提升人类寿命等。 13．（2024·北京海淀·二模）雄性不育植株可简化育种流程，是杂交育种的重要材料。研究发现利用油菜纯合的雄性不育植株甲做母本与野生型杂交，后代均可育，但总会出现部分白化幼苗长到成体死亡。为研究相关机制，提高育种效率，科研人员进行了相关实验。 (1)植株甲中存在雄性不育基因A'，导致雄蕊不能发育。实验发现甲与油菜品系丙杂交，后代均可育，且不出现白化现象。科研人员将甲与野生型杂交所得存活的F1与甲、丙杂交得到的F1杂交，发现子代中雄性可育幼苗占比为 ，进而推测丙产生了新的显性突变基因（记作B），使雄性不育基因A'导致的不育性状得以恢复，且两基因位于非同源染色体上。 (2)为研究A'、B基因与白化性状的关系，科研人员进行如下实验。 ①从油菜中分离A'、B基因，将A'基因导入拟南芥（拟南芥不含与A'、B同源的基因），筛选得到至少插入一个外源基因的转基因植株TA群体。将B基因转入拟南芥，经筛选获得纯合子TB．设计杂交实验，检测存活F1的基因组成，杂交组合及结果如下表。 组号 杂交组合 存活的F1 成体总数 含A'成体数 不含A'成体数 一 ♀TA群体×♂野生型 630 95 535 二 ♀TA群体×♂TB 607 415 192 据实验结果推测，A'基因引起部分子代死亡，B基因可抑制A'基因的作用，依据是 。二组F1中含有A'的植株比例超过1/2的原因 。 ②植物中核蛋白N与叶绿体发育有关。新的研究发现，基因A'的表达产物可与核蛋白N形成复合体。科研人员推测，基因B通过抑制A'基因的表达而解除A'对N的影响。为证明该推测，请完成下列实验设计。 实验材料 操作 观察指标 野生型拟南芥 导入A'基因 叶绿体发育情况 I II Ⅲ IV a、导入A'基因  b、导入B基因  c、导入A'、B基因d、野生型拟南芥  e、N缺失突变拟南芥 I~IV应依次填写 （填写选项前字母） (3)现有两个具有某优良性状的品系1和2.科研人员利用甲和丙进行杂交实验，获得兼具品系1、2优良性状的杂种株，同时避免后代白化。请完善下列育种流程。 步骤一： 。 步骤二：品系2×丙→所得子代经PCR鉴定，选择有B基因的F1×品系2→…→获得B基因纯合兼具品系2遗传背景的植株。 步骤三： 。 【答案】(1)7/8 (2) 第一组F1含有A’的成体数小于不含A’基因的成体数，第二组中含有A’的成体数比例高于第一组 TA群体中存在插入多个A’基因的个体，产生含有A’的配子比例大于1/2 c、e、a、c (3) 品系I（♂）×甲（♀）→所得F1自交，选择F2中雄性不育个体作母本与品系I→…→获得具有品系Ⅰ优良性状的雄性不育株 将步骤一所得植株作母本和步骤二所得植株作父本杂交获得子代。 【分析】自由组合定律: 控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的; 在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。 【详解】（1）植株甲中存在雄性不育基因A'，甲的基因型可表示为A'A'bb。实验发现甲与油菜品系丙（AABB）杂交，后代均可育，且不出现白化现象。科研人员将甲与野生型杂交所得存活的F1(A'Abb)与甲、丙杂交得到的F1(A'ABb)杂交，发现子代中雄性不育且白化幼苗所占的比例为1/4×1/2=1/8，则雄性可育幼苗占比7/8，进而推测丙产生了新的显性突变基因（记作B），使雄性不育基因A'导致的不育性状得以恢复，且两基因位于非同源染色体上。 （2）①实验结果显示，杂交组合一产生的F1中，含有A'基因的个体只有95个个体存活，而不含A'基因的个体有535个个体存活，此时含A'基因的成活率约为1/6，说明A'基因的存在导致成活率下降，同时杂交组合二中，含有A'基因同时含有基因B的个体数目为415，而含有A'基因不含B基因的个体数目为192，说明B基因可抑制A'基因的作用。二组F1中含有A'的植株比例超过1/2的原因可能是TA群体中存在插入多个A’基因的个体，产生含有A’的配子比例大于1/2。 ②植物中核蛋白N与叶绿体发育有关。新的研究发现，基因A'的表达产物可与核蛋白N形成复合体。本实验的目的是验证基因B通过抑制A'基因的表达而解除A'对N的影响，因此实验的自变量为导入基因的种类，因变量是叶绿体的发育情况，因此实验表格中依次导入的基因应该为Ⅰ、c导入A'、B基因；Ⅱ中的材料为N缺失突变拟南芥；Ⅲ、a导入A'基因；Ⅳ、 c、导入A'、B基因。 （3）现有两个具有某优良性状的品系1和2.科研人员利用甲和丙进行杂交实验，获得兼具品系1、2优良性状的杂种株，同时避免后代白化，由于需要将两个品种的优良性状集中到一个个体上，因而需要通过杂交育种实现。则相关的育种流程如下。 步骤一：甲表现为雄性不育，因而在杂交育种的过程中只能作为母本，因此选择品系I（♂）×甲（♀）→所得F1自交，选择F2中雄性不育个体作母本与品系I进行连续回交，进而获得具有品系Ⅰ优良性状的雄性不育株。 步骤二：品系2×丙→所得子代经PCR鉴定，选择有B基因的F1×品系2进行多次回交，获得B基因纯合兼具品系2遗传背景的植株。 步骤三：将步骤一所得植株（雄性不育）作母本和步骤二所得植株作父本杂交获得子代，即为目标类型。 14．（2024·北京丰台·二模）中性粒细胞是白细胞的一种，具有吞噬病原体的能力。分化过程中涉及到多种转录因子的调控，如P蛋白和M蛋白。研究者以斑马鱼（幼体透明）为材料研究二者的关系。 (1)中性粒细胞既参与免疫的第二道防线，也可作为 发挥摄取、加工、处理和呈递抗原的功能，参与第三道防线。 (2)为了探究P蛋白对M基因的调控作用，研究者用P基因低表达斑马鱼突变体作为实验材料，利用带有标记的核酸分子探针，通过 技术，在发育3天的胚胎中检测M基因的转录情况，结果如图1所示。实验结果表明P蛋白 M基因的表达。 产生以上结果的原因可能有二： ①P基因减少， ； ②已知M基因是原癌基因，其产生的蛋白质是 所必需的，过表达导致细胞过度增殖，引起阳性细胞数量增加。 请从下列选项中选出实验组材料及结果，为上述结论提供新证据 。 A．野生型 B．P基因低表达突变体 C．导入P基因     D．导入M基因 E.敲低M基因                             F.M基因阳性信号及阳性细胞数量增加 G.M基因阳性信号及阳性细胞数量减少 H.M基因阳性信号及阳性细胞数量不变 (3)为进一步探究P基因调控M基因表达的具体方式，研究者对P蛋白与M基因结合位点进行预测，找出10个可能的位点如图2. 研究者将M基因启动子10个位点分成3个部分，构建3种启动子突变质粒，分别与GFP（绿色荧光蛋白）基因相连接：含有①~⑤多位点突变的A、⑥~⑨多位点突变的B以及⑩号位点突变的C．将三种质粒和无突变的质粒D分别注射到野生型和P基因低表达突变体中，结果发现 ，说明P蛋白通过结合⑩位点，调控M基因的表达，而与其他位点无关。 【答案】(1)抗原呈递细胞 (2) 核酸分子杂交 抑制 P蛋白减少，对M基因的抑制作用下降，从而导致M基因过表达 细胞正常生长和增殖 BCG (3)注射A、B、D质粒的野生型细胞中荧光强度小于突变体，注射C质粒的野生型与突变体荧光强度相差不大，且亮度较高。 【分析】据题意可知，中性粒细胞是白细胞的一种，具有吞噬病原体的能力，说明其既参与免疫的第二道防线，也可作为抗原呈递细胞发挥摄取、加工、处理和呈递抗原的功能。据图1可知，突变体（P基因低表达）M基因阳性较强，说明P蛋白抑制M基因的表达。 【详解】（1）据题意可知，中性粒细胞是白细胞的一种，具有吞噬病原体的能力，说明其既参与免疫的第二道防线，也可作为抗原呈递细胞发挥摄取、加工、处理和呈递抗原的功能，参与第三道防线。 （2）利用带有标记的核酸分子探针，检测特定基因的转录情况，该技术为核酸分子杂交，其原理是碱基互补配对原则。据图1可知，突变体（P基因低表达）M基因阳性较强，说明P蛋白抑制M基因的表达。 ①P基因低表达，可能导致P蛋白减少，对M基因的抑制作用下降，从而导致M基因过表达。 ②原癌基因是调控细胞正常生长和增殖的必要基因，说明其产生的蛋白质是调控细胞正常生长和增殖必需蛋白。 为了验证上述结论，可将P基因导入P基因低表达突变体，导入P基因前后进行对比，若较导入P基因前，M基因阳性信号及阳性细胞数量减少，即可得到验证，BCG正确。 故选BCG。 （3）由（2）可知，P蛋白抑制M基因的表达，若注射A、B、D质粒（⑩号位点正常）的野生型细胞中荧光强度小于突变体，注射C质粒（⑩号位点突变）的野生型与突变体荧光强度相差不大，且亮度较高，则可说明P蛋白通过结合⑩位点，调控M基因的表达，而与其他位点无关。 15．（2024·北京海淀·二模）葡萄糖二酸（GA）可作为原料应用于食品、能源和医药等领域，科研人员通过改造工程菌以实现GA的大量生产。 (1)M酶和U酶是GA合成途径中的两个关键酶，科研人员将图1所示质粒1导入 处理的大肠杆菌，改造后的大肠杆菌可合成GA．    (2)为实现对工程菌合成GA的实时监测，科研人员设计了质粒2.并进行下表所示两种检测方案。 方案一 质粒1和2共同导入大肠杆菌菌株E中 在液体培养基中培养一段时间 菌液分为5组 每组上清液加入适量GA，检测荧光强度。 方案二 质粒1和2分别导入大肠杆菌菌株E和菌株S中 将E菌液与S菌液混合，混合菌液培养一段时间后分为5组 ①据图1分析检测方案的原理为 。 ②检测结果如图2，据图对比两种方案，并结合两种质粒适用范围，选择其中一种更优方案并说明理由： 。    (3)进一步发现由于产物GA呈酸性影响了大肠杆菌合成GA的能力，因而科研人员尝试以酵母菌为受体细胞导入质粒1，改造后的酵母菌以葡萄糖为原料合成并分泌GA的途径如图3.但M酶的活性远小于U酶，限制了GA产量。为改进M酶的催化效率，将含不同突变的M酶基因分别导入酵母菌，利用上述所选方案菌株监测不同酵母菌的GA产量，操作为 ，取等量培养液，测定其荧光值和吸光度（反应菌体浑浊程度），挑选 高的菌株即为GA高产菌株。    (4)据图3分析还可以通过 等方法改造酵母菌以提高GA的产量。 【答案】(1)Ca2+ (2) 菌株E可产生 GA，GA 与C蛋白结合激活 GFP 基因转录，通过荧光强度反映 GA 含量 方案二更优。理由:与方案一相比，方案二单位菌体密度的荧光强度更高，检测 GA 更灵敏，且还可检测真核生物合成GA的量 (3) 将不同酵母菌培养液上清分别与S菌液混合并培养 荧光值与吸光度比值 (4)提高I酶和N酶的表达量(合理即可) 【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。 【详解】（1）为了增大细胞膜的通透性，通常用CaCl2处理大肠杆菌，以增大转化的成功率。 （2）①结合图1可知，菌株E可产生 GA，GA 与C蛋白结合激活 GFP 基因转录，通过荧光强度反映 GA 含量，因此不管是方案1将质粒1和2共同导入大肠杆菌菌株E中，还是方案2将质粒1和2分别导入大肠杆菌菌株E和菌株S中，都可以通过荧光强度反映 GA 含量。 ②与方案一相比，方案二单位菌体密度的荧光强度更高，检测 GA 更灵敏，且还可检测真核生物合成GA的量 荧光值与吸光度比值，因此方案二更优。 （3）参考方案2，应将不同酵母菌培养液上清分别与A菌液混合并培养，取等量培养液，测定其荧光值和吸光度；挑选荧光值（反映GA的合成）与吸光度（反映菌体密度）比值高的菌株即为GA高产菌株。 （4）结合图3可知，I酶可促进葡萄糖-6-P转化为肌醇-3-P，M酶可促进肌醇转化为葡萄糖醛酸，因此提高I酶和N酶的表达量可以提高GA的产量。 16．（2024·北京东城·二模）乳酸是一种需求量较大的工业原料，科研人员欲对酿酒酵母进行改造以进行乳酸生产。 (1)培养基中的葡萄糖可作为 为酿酒酵母提供营养。如图1，酿酒酵母导入乳酸脱氢酶基因后，无氧条件下发酵产物为 ，通过敲除丙酮酸脱羧酶基因获取高产乳酸的工程菌。该菌在有氧和无氧条件下均可产乳酸。 (2)为实现对菌体代谢的动态调控，研究人员设计了光感应系统，并导入绿色荧光蛋白（GFP）基因以检测光感应系统的调控能力。 ①如图2，系统1在酵母中表达由V、L和H组成的融合蛋白。光照下，融合蛋白空间结构改变， 后启动下游基因表达；在黑暗状态下，融合蛋白自发恢复到失活状态。 ②分别检测黑暗和光照下系统1的荧光强度，结果如图3。对照组能持续激活GFP表达。实验结果显示 ，可知系统1实现了光调控基因表达，但表达量较低。推测可能由于菌体密度高导致透光性差，不利于V-L-H对光照的响应。进一步优化设计出系统2（如图2），同等光照强度下，系统2荧光强度显著高于系统1，分析原因是 。    ③实验中发现黑暗条件下系统2的GFP基因有明显表达，为解决此问题，对系统2增加如图4所示组分，i、ii、iii依次为 （填字母序号）。    A．持续表达型启动子         B．Pc120             C．PGAL D．G80基因（G80蛋白可结合并抑制GAL4） E．GAL4基因（GAL4蛋白可结合并激活PGAL） F．PSD基因（含有PSD的融合蛋白在光下降解） (3)将优化后的系统2中GFP基因替换为乳酸脱氢酶基因，应用于酵母菌合成乳酸的发酵生产。发现在“先黑暗-后光照”的模式下乳酸产量显著高于全程光照的模式，请推测“先黑暗-后光照”模式下乳酸产量高的原因 。 【答案】(1) 碳源 乳酸、乙醇 (2) ①结合启动子PC120 系统1在黑暗中荧光强度极低，光照后荧光强度升高但显著低于对照组 系统2中光直接调节GAL4的表达，GAL4进一步调控GFP表达，分级调节具有放大效应 ADF（或AFD） (3)发酵早期处于黑暗中，酵母菌不合成乳酸，物质和能量主要用于菌体生长繁殖，当菌体达到一定数量后，照光启动乳酸合成，因此乳酸总产量高。全程光照时，持续合成乳酸，消耗物质和能量较多，影响酵母菌生长繁殖，乳酸总产量低。 【分析】基因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成； （2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等； （3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法； （4）目的基因的检测与鉴定： 分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术； 个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】（1）培养基中的葡萄糖可作为碳源为酿酒酵母提供营养；由图1可知，酿酒酵母导入乳酸脱氢酶基因后表达出乳酸脱氢酶，在无氧条件下将丙酮酸转化为乳酸，同时丙酮酸在丙酮酸脱羧酶催化作用下转化为乙醛，进而转化为乙醇，所以酿酒酵母无氧条件下发酵产物为乳酸、乙醇； （2）①由图2可以看出，光照下融合蛋白空间结构改变，融合蛋白与PC120启动子结合后启动下游基因表达； ②由图3可以看出，系统1在黑暗中荧光强度极低，光照后荧光强度升高但显著低于对照组，可知系统1实现了光调控基因表达，但表达量较低；由图2可知系统2在同等光照强度下，系统2中光直接调节GAL4的表达，GAL4进一步调控GFP表达，分级调节具有放大效应，所以系统2荧光强度显著高于系统1； ③实验中发现黑暗条件下系统2的GFP基因有明显表达，为解决此问题，对系统2增加如图4所示组分，i、ii、ii依次为持续表达型启动子、G80基因（G80蛋白可结合并抑制GAL4）、PSD基因（含有PSD的融合蛋白在光下降解）或持续表达型启动子、PSD基因（含有PSD的融合蛋白在光下降解）、G80基因（G80蛋白可结合并抑制GAL4），即选ADF或AFD； （3）在“先黑暗-后光照”的模式下乳酸产量显著高于全程光照的模式，可能的原因是发酵早期处于黑暗中，酵母菌不合成乳酸，物质和能量主要用于菌体生长繁殖，当菌体达到一定数量后，照光启动乳酸合成，因此乳酸总产量高。全程光照时，持续合成乳酸，消耗物质和能量较多，影响酵母菌生长繁殖，乳酸总产量低。 17．（2024·北京海淀·二模）种子成熟过程受脱落酸（ABA）等植物激素调控。为研究种子成熟的调控机制，研究者以拟南芥为材料进行了实验。 (1)ABA是对植物生长发育起 作用的微量有机物，在种子成熟过程中起重要作用。 (2)研究发现，种子成熟阶段S蛋白和J蛋白均有表达。研究者检测了不同拟南芥种子的成熟程度，结果如图1.根据图分析，S蛋白和J蛋白对种子成熟的调控作用分别是 。 (3)S蛋白可与J蛋白结合。为探究两蛋白在植物体中的作用关系，研究者在纯化的J蛋白溶液中分别加入野生型及S蛋白缺失突变体的种子细胞裂解液，使用药剂M进行相关处理，检测结果如图2.结果说明：S蛋白可使J蛋白 。 (4)检测发现，S蛋白缺失突变体比野生型体内的ABA含量低。编码S蛋白基因的启动子区有转录调控因子T的结合序列，T可被ABA激活。J蛋白也为一种转录调控因子。为研究T、J蛋白对S蛋白基因表达的调控，研究者构建了图3所示质粒并转化烟草叶肉原生质体，实验结果如图4. 图4结果说明： 。 (5)种子成熟对于种子提高萌发活力等具有重要作用。综合上述研究，分析ABA对种子成熟的调控机制 。 【答案】(1)调节 (2)促进、抑制 (3)降解 (4)T蛋白与S蛋白基因的启动子结合，促进S基因的表达，而J基因抑制T蛋白与S蛋白基因启动子的结合 (5)ABA激活T蛋白，T蛋白促进S蛋白合成，S蛋白可使抑制种子成熟的J蛋白降解，从而促进种子成熟 【分析】1、植物的生长发育过程，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温度等环境因子的变化，会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调节。2、脱落酸的作用：抑制细胞分裂，抑制植物的生长，也能抑制种子的萌发；促进叶和果实的衰老和脱落。 【详解】（1）ABA是植物激素，在植物生长发育过程中起调节作用。 （2）S蛋白缺失，种子成熟程度低，因此S蛋白促进种子成熟，而J蛋白过表达植株种子成熟度低，因此J蛋白抑制种子成熟。 （3）药剂M抑制蛋白质的降解，结合图示可知，S蛋白缺失的裂解液与J蛋白融合，J蛋白的含量多于与野生型的融合，说明J蛋白会被S蛋白降解。 （4）质粒1+2组作为对照，与1+2组相比，1+3组中T基因表达T蛋白，使得LUC/REN荧光强度比值明显增大，且REN、LUC不受T蛋白的影响，说明T蛋白能与S蛋白基因启动子结合，从而使得LUC增多，而1+4组与1+3+4组均与1+2组相同，说明第四组表达的J蛋白会抑制T蛋白与S蛋白基因启动子的结合，抑制LUC的合成。 （5）ABA激活T蛋白，T蛋白可与S蛋白的启动部位结合，启动S基因的表达，S蛋白增多，S蛋白可使J蛋白降解，而J蛋白抑制种子成熟，因此S蛋白可促进种子成熟，即ABA促进种子成熟。 18．（2024·北京昌平·二模）花烟草是一种花色丰富、花期长的园林景观植物，花冠颜色受叶绿素和花青素共同影响（如下图）。G基因使叶绿素在花冠中积累，g基因则叶绿素无法在花冠中积累。R基因使花青素呈红色，r基因使花青素呈紫色。I基因使花青素正常积累，i基因阻止花青素积累。G/g、R/r、I/i基因均独立遗传。 (1)研究者获得4株不同花色的花烟草植株，开展如下杂交实验。 组别 亲本组合（A区颜色） F1株数 F1花色及株数 红色（A区） 绿色（B区） 白色（A区） 1 绿色×白色 45 0 21 24 2 绿色×红色 45 45 33 0 3 绿色×紫色 44 26 22 10 ①第2组F1绿色与非绿色植株之比接近 ，说明两个亲本均有G基因。 ②第3组F1有少量紫花植株出现，受环境因素（酸性）影响，另有一部分紫花变成红色。根据实验结果推测，第3组亲本绿色植株和紫色植株的基因型分别为 。 (2)为培育花色鲜艳的个体，掩盖花冠A区的绿色性状，可转入花青素合成酶基因进行改良。 ①用剪切结果产生两种不同黏性末端的限制酶，同时处理含有目的基因的DNA和质粒，这种双酶切的优势在于避免 ，确保目的基因与载体在DNA连接酶的作用下可以正确重组。 ②提取转基因花烟草花冠细胞中的蛋白质，运用 技术，以确定目的基因是否正常表达。 (3)种植环境会影响花青素的积累量，积累量少时花冠A区会被绿色掩盖。某公园需要大面积使用花青素积累量少的浅红色花烟草布置景观，以（1）中4个亲本为材料，你的解决方案是 。 【答案】(1) 3∶1 iiRrGg、lirrgg (2) 目的基因50%反接或质粒自身连接 抗原一抗体杂交 (3)方案1：将红色植株连续自交多代，每一代淘汰花冠B区绿色个体，种 植于适合的环境中 方案2：将紫色植株连续自交多代，每一代淘汰花冠A区白色个体，种植于适合的环境中 【分析】分析题文描述可知：G/g、R/r、I/i基因均独立遗传，说明它们的遗传遵循基因的自由组合定律。 【详解】（1）①已知：G基因使叶绿素在花冠中积累，g基因则叶绿素无法在花冠中积累。R基因使花青素呈红色，r基因使花青素呈紫色。I基因使花青素正常积累，i基因阻止花青素积累，A区花青素含量多时绿色会被掩盖。在第2组中，A区绿色与红色的亲本杂交，F1中红色（A区）∶绿色（B区）≈4∶3，说明A区绿色与红色的亲本的基因型分别为iiRRGg、IIRRGg，进而推知绿色与非绿色植株之比接近3∶1，说明两个亲本均有G基因。 ②在第3组中，绿色（A区：ii_ _G_）与紫色（A区：I_rrgg）的亲本杂交，F1中红色（A区：I_R_ _ _）∶绿色（B区：ii_ rGg）∶白色（A区: ii_ _gg）≈2∶2∶1，据此可推测，第3组亲本绿色植株和紫色植株的基因型分别为iiRrGg、Iirrgg。 （2）①限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。在构建基因表达载体时，用剪切结果产生两种不同黏性末端的两种限制酶同时处理含有目的基因的DNA和质粒，其优势在于：避免目的基因50%反接或质粒自身连接，使目的基因定向连接到质粒上，确保目的基因与载体在DNA连接酶的作用下可以正确重组。 ②提取转基因花烟草花冠细胞中的蛋白质，以确定目的基因是否正常表达，即检测目的基因是否翻译成蛋白质，可以运用抗原一抗体杂交技术。 （3）由题意可知：种植环境会影响花青素的积累量，积累量少时花冠A区会被绿色掩盖，而A区为紫色与红色的个体可能含有G基因，因此欲培育花青素积累量少的浅红色花烟草，可以将红色植株连续自交多代，每一代淘汰花冠B区绿色个体，种植于适合的环境中；也可以将紫色植株连续自交多代，每一代淘汰花冠A区白色个体，种植于适合的环境中。 19．（2024·北京朝阳·二模）贾第虫是寄生于人畜肠道内的单细胞动物，能依靠端粒酶维持端粒长度，反复传代呈现“永生化”。 (1)端粒是 两端的DNA—蛋白质复合体，正常情况下会随细胞分裂次数增加而逐渐截短，最终损伤端粒内侧正常基因，使细胞活动趋于异常。贾第虫端粒酶由RNA和逆转录酶组成，能以RNA为 催化合成新的端粒DNA序列，T区是逆转录酶的RNA结合功能域。 (2)研究者筛选出多种能与T区结合的蛋白，其中蛋白Z为贾第虫特有。通过图1所示实验进行验证（Myc和HA是已知短肽）。 ①为验证各组动物细胞均表达了相应的融合基因，可对 进行电泳后，做抗原—抗体杂交检测。 ②通过比较 两组的 抗体的检测结果证实T区与蛋白Z能够结合。 (3)研究者根据蛋白Z的基因序列设计核酶基因表达载体转染贾第虫，核酶可特异性结合并剪切Z基因的mRNA。检测贾第虫体内端粒酶活性，结果如图2。    ①端粒酶活性检测的原理是：端粒酶可将重复序列—（TTAGGG）连续加到寡核苷酸序列二（AATCCGTCGAGAGTT）的3'末端合成端粒DNA序列；根据 设计引物对端粒DNA序列进行PCR扩增，电泳检测产物；端粒酶活性越大，电泳条带 。 ②检测还发现：随着培养时间的延长，转基因贾第虫的端粒缩短而对照组无明显变化，对照组贾第虫数量显著增加而转基因贾第虫数量无明显变化。结合图2结果，解释贾第虫“永生化”的原因 。 (4)基于上述实验，提出一个研发贾第虫病特异性药物的方向 。 【答案】(1) 染色体 模板 (2) 总蛋白 乙、丙 抗Myc (3) 序列一、二（重复序列和寡核苷酸） 数目越多 Z蛋白可通过结合T区提高端粒酶活性，从而维持染色体端粒的长度，促进贾第虫反复传代 (4)研发抑制Z蛋白或T区活性的药物；研发抑制Z蛋白与T区结合的药物 【分析】由题意可知，端粒酶具活性，端粒DNA的相对长度就不会减少，说明端粒长度的保持、修复都与端粒酶有关；端粒是染色体两端DNA和蛋白质的复合体，贾第虫端粒酶由RNA和逆转录酶组成，能以RNA为模板修复端粒DNA。 【详解】（1）端粒是染色体两端的DNA—蛋白质复合体，正常情况下会随细胞分裂次数增加而逐渐截短，最终损伤端粒内侧正常基因，使细胞活动趋于异常。贾第虫端粒酶由RNA和逆转录酶组成，能以RNA为模板催化合成新的端粒DNA序列，T区是逆转录酶的RNA结合功能域； （2）①由题意可知，各组动物细胞均表达了相应的融合基因，就会得到相应的蛋白质，可以对总蛋白质进行电泳，并做抗原—抗体杂交检测相应的蛋白质； ②由图可知，甲、乙、丙三组抗体检测的结果是，甲组缺乏抗HA抗体，乙组有抗HA抗体和抗MYC抗体，丙组含有抗HA抗体，因此通过比较乙组和丙组的抗Myc抗体的检测结果证实T区与蛋白Z能够结合； （3）①根据序列—和序列二来设计引物对端粒DNA序列进行PCR扩增，电泳检测产物；端粒酶活性越大，电泳条带数目越多； ②结合图2结果，解释贾第虫“永生化”的原因Z蛋白可通过结合T区提高端粒酶活性，从而维持染色体端粒的长度，促进贾第虫反复传代； （4）由题意及电泳结果说明，可研发抑制Z蛋白或T区活性的药物或研发抑制Z蛋白与T区结合的药物来研发贾第虫病特异性药物。 20．（2024·北京西城·二模）科研人员获得了携带两种抗稻瘟病的抗性基因Pib和Pikm的水稻品系——川抗30，以及携带螟虫抗性基因CrylC的水稻品系——昌恢。为获得同时携带抗螟虫基因和两种抗稻瘟病基因的改良株系，开展了相关研究。 (1)水稻的稻瘟病抗性与敏感为一对 。利用川抗30品系与野生型稻瘟病敏感水稻杂交，F1表现为稻瘟病抗性，F1与野生型杂交，子代性状及分离比为 ，证明Pib和Pikm位于非同源染色体上。 (2)吕恢品系水稻在品质和产量上明显优于川抗30，科研人员结合分子标记技术筛选目标基因进行杂交育种，以获得改良优质水稻。请写出制备优质、高产的纯合双抗（抗螟虫和抗稻瘟病）水稻的杂交育种技术路线（总体思路） 。 (3)研究者利用PCR技术检测改良优质水稻中是否含有Pib基因。 ①下表为利用PCR进行检测的反应体系的配方，请将表格补充完整。 PCR反应体系 组分 总体积/10μL 10倍浓缩的扩增缓冲液 1μL i 1.5μL 4种脱氧核苷酸等量混合液（2.5mmol·L-1） 0.5μL 引物I/II（5.0μmol·L-1） 1/1μL Taq DNA聚合酶 0．20μL H2O ii ②图为Pib基因的部分序列。 5'—…AATGCCC…ATGTGGA…—3' 3'—…TTACGGG…TACACCT…—5' 根据图，选择 作为引物对Pib基因进行扩增。 A．5'—…AATGCCC…—3'    B．5'—…TCCACAT…—3' C．5'—…TTACGGG…—3'    D．5'—…ATGTGGA…—3' 研究者最终确定改良优质水稻具备了相关抗性基因，成功培育出优质、高产的双抗水稻。 (4)检测发现本研究获得的优质双抗水稻的部分性状与昌恢品系相比出现株高上升、千粒重下降的现象，但是利用基因定点编辑技术获得的纯合抗性突变株系，其他性状未发生改变，原因可能是 。请从育种的角度对这两种技术进行评价。 【答案】(1) 相对性状 稻瘟病抗性：敏感=3：1 (2)川抗30与昌恢杂交获得F1，F1与昌恢回交获得F2，利用分子标记技术筛选含有Pib和Pikm2基因的植株继续回交昌恢，重复筛选和回交步骤，将Fn所得植株自交，筛选Pib和Pikm2纯合的植株。 (3) 改良优质水稻的DNA 4.8μL A和B (4)与稻瘟病抗性基因在同一条染色体上的基因也被保留下来 杂交育种技术简单，但育种周期长；基因编辑技术育种周期短，可定向改变生物的性状，但是技术难度高，存在“脱靶”等潜在风险 【分析】基因工程的基本操作程序： 第一步：目的基因的获取； 第二步：基因表达载体的构建（核心） 1、目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。2、组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。 第三步：将目的基因导入受体细胞 1、转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。2、常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术，方法的受体细胞多是受精卵。 第四步：目的基因的检测和表达将目的基因导入细菌：感受态细胞法：用Ca2+处理细胞使其成为感受态细胞，再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。1、首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因。2、其次还要检测目的基因是否转录出mRNA。3、最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是采用抗原—抗体杂交技术。 【详解】（1）水稻的稻瘟病抗性与敏感为一对相对性状，同一性状的不同表现形式。假设两种抗性基因Pib和Pikm，分别用A，a和B、b表示，位于非同源染色体上，符合自由组合定律。利用川抗30品系与野生型稻瘟病敏感水稻杂交，F1表现为稻瘟病抗性，说明抗性基因是由显性基因控制A、B控制的，F1的基因型为AaBb，与野生型的基因型为aabb杂交，后代的基因型为AaBb，aaBb，Aabb，aabb，性状及分离比为稻瘟病抗性：敏感=3：1。 （2）制备优质、高产的纯合双抗（抗螟虫和抗稻瘟病），杂交育种的总体思路为：川抗30与昌恢杂交获得F1，F1与昌恢回交获得F2，利用分子标记技术筛选含有Pib和Pikm2基因的植株继续回交昌恢，重复筛选和回交步骤，将Fn所得植株自交，筛选Pib和Pikm2纯合的植株。 （3）①PCR进行检测的反应体系的配方缺少目的基因，因此i改良优质水稻的DNA，反应体系总体积10μL-1-1.5-0.5-1-1-0.2=4.8μL，因此水ii为4.84.8μL。 ②根据已知Pib基因的部分序列以及双链DNA分子的结构特点（反向平行），再结合DNA复制（PCR中）的特点，即子链合成的方向是从5′到3′，应选择引A和B物进行PCR扩增，故选A和B。 （4）基因定点编辑技术获得的纯合抗性突变株系与稻瘟病抗性基因在同一条染色体上的基因也被保留下来,因此其他性状未发生改变。杂交育种和基因编辑技术育种都有优缺点，杂交育种技术简单，但育种周期长；基因编辑技术育种周期短，可定向改变生物的性状，但是技术难度高，存在“脱靶”等潜在风险。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$