猜押08 科普文阅读相关问题（北京专用）-2025年高考生物冲刺抢押秘籍

猜押08科普文阅读相关问题 猜押考点 3年真题 考情分析 押题依据 细胞的结构及功能 2024年北京卷第20、21题 2023年北京卷第20、21题 2025年新高考生物新结构体系下，科技文阅读类题目以综合性的考查学生的思维能力和推理能力为主；以问题为抓手，创新设问方式，搭建思维平台，引导考生思考。 题目更加注重综合性、应用性、创新性，且是综合性比较强，均以非选择题呈现，对学科核心素养的考查比较深入。 科技文阅读类的题型要求考生在阅读理解的基础上，依据题目提供的信息，联系所学的知识和方法，实现信息的迁移，达到灵活解题的目的；对这部分内容的考查，多以综合性的知识的考查为主。 难度适中，可以预测2025年新高考大题命题方向将会进行比较综合的考查。 1．学习以下材料，回答（1）~（4）题。 受水分影响的激素运输决定侧根形成 土壤中水分分布会影响侧根形成，在土壤水含量高的区域，侧根会优先分化出来，称为“水生根”。水分充足时，水分主要由根系外侧细胞通过胞间连丝往内侧细胞流动，生长素也随之向内侧运输，调控中柱鞘细胞启动侧根形成（如图A组）。 干旱刺激时，侧根形成就会被抑制，称为“干分支”（如图B组）。科研人员观测到干旱刺激12小时后，根组织中的脱落酸水平开始升高，当根尖再次接触水分时，脱落酸水平迅速下降。对脱落酸合成缺陷的玉米、番茄突变体给予干旱处理，干分支现象消失。 研究发现，脱落酸主要在韧皮部细胞中合成。受到干旱刺激后，水分从内侧细胞通过胞间连丝向外侧细胞流动以维持根的生长，此时韧皮部细胞产生的脱落酸也随着水分向外侧细胞运输（如图B组i）。随着时间的推移，根的细胞还会出现B组和ü的不同状态。 脱落酸合成缺陷突变体的D蛋白会显著下调，胞间连丝的关闭受到D蛋白的调控，敲除D基因的突变体干分支现象消失。干旱刺激后胞间连丝关闭，脱落酸和生长素均无法通过胞间连丝运输。干旱刺激后，通过在根尖内、外细胞中过表达生长素载体，可恢复侧根分支（如图C组）。 植物感知水的变化动态调节侧根分支形成，对植物生命活动有着重要意义。 (1)植物生长发育的调控，是由激素调节、环境因素调节和 共同完成的。水能影响植物生根，又作为良好的 协助激素运输。 (2)依据本文内容，下列叙述正确的是 （选填下列字母）。 a．对侧根形成来说，脱落酸和生长素的作用是相反的 b．野生型植株的韧皮部细胞表面大量表达生长素载体 c．干旱刺激时，敲除D基因的植株胞间连丝无法关闭 d．胞间连丝在实现细胞间信息交流等方面具有重要作用 (3)综合本文信息，阐明“干分支”的机理 。 (4)植物感知水的变化，动态调节侧根分支的意义是 。 2．学习下列材料，回答（1）-（4）题 大灰蓝蝶的绝迹与重生 大灰蓝蝶曾经存在于英国南部，但数量较少，是蝴蝶爱好者的采集对象，因大灰蓝蝶在野生植物百里香花蕾中产卵，政府专门设立保护区，禁止牛羊啃食植被、并使用病毒控制野兔种群，但是，大灰蓝蜾的数量依热不断下降，并在1970年代末绝迹。 研究发现，大灰蓝蝶的生活不仅依赖百里香，还和红蚁相关，红蚁巢常筑在向阳的山坡，附近草的高度一般在2-3厘米，草过高会降低地表温度，而蚁巢温度过低不利于红蚁幼虫发育，大灰蓝蝶成虫把卵产在红蚁穴附近的百里香花蕾中，孵化出的幼虫以百里香花为食，体色变为与百里香花相同的紫红色。两周后，幼虫落至地面，用蜜腺分泌的蜜露吸引红蚁，同时膨胀身体形似幼蚁，诱骗红蚁将它运至蚁巢，进入蚁巢后的大灰蓝蝶幼虫以红蚁卵和幼虫为食，经10个月发育后化蛹成蝶、飞翔而去，若没有红蚁的收养，大灰蓝蝶的幼虫无法发育为成虫。 大灰蓝蝶在红蚁巢中如何避免被发现？科研人员比较了大灰蓝蝶幼虫和几种红蚁的体表化学物质，发现其种类与所入侵红蚁体表物质接近。科研人员又比较了大灰蓝蝶和红蚁发出的声音，结果如下图。若蚁后发现巢中还有一个“将要发育成蚁后的幼虫”，她会发出化学信号让工蚁把它杀死，如果蚁巢规模太小，大友蓝蝶幼虫会因食物不足而死。实际上，并非所有红蚁都坐以待毙，有的种类的红蚁会直接把大灰蓝蝶幼虫杀死。    大灰蓝蝶的生活史被揭示后，英国从瑞典重新引进大灰蓝蝶，并采取了适当措施，大灰蓝蝶的种群数量终于得到恢复。 (1)大灰蓝蝶属于生态系统成分中的 。 (2)关于大灰蓝蝶被红蚁成功收养的策略，下列说法正确的有_______。 A．大灰蓝蝶幼虫体色为紫红色，与百里香花色相同 B．大灰蓝蝶能够分泌蜜露，且身体膨胀形似幼蚊 C．大灰蓝蝶幼虫体表的化学物质与所有红蚁相同 D．大灰蓝蝶幼虫发出类似蚊后的声音获得特别照顾 (3)综合文中信息，解释1970年代英国保护大灰蓝蝶行动失败的原因是： 。 (4)从进化与适应观的角度分析，红蚁并未因收养大灰蓝蝶而灭绝的原因是红蚁通过 来应对大灰蓝蝶寄生，实现二者协同进化，该进化实例也说明，生态系统的信息传递能够 ，进而维持生态系统的平衡与稳定。 (5)“大灰蓝蝶的绝迹与重生”实例为人类的生物多样性保护工作提供的启示是： （写一点即可） 3．学习以下材料，完成（1）~（5）题。 细胞周期阻滞，细胞是否会走向衰老 细胞的生命历程都要经过生长、增殖、衰老和死亡几个阶段。衰老死亡的细胞被机体的免疫系统清除，同时新生的细胞也不断从相应的组织器官生成，以弥补衰老死亡的细胞。细胞周期阻滞是细胞衰老最基本和最显著的特征，因此一些科学家将细胞衰老定义为DNA损伤和其他应激引起的不可逆的细胞周期阻滞。然而， 这一定义并不完善，例如，在年轻的有机体中，神经元和心肌细胞虽然处在不可逆的停滞状态，但它们并不衰老，经有丝分裂产生的子细胞可以是年轻的，也可以是衰老的。 科学家假设：细胞周期阻滞而不抑制细胞的生长将会导致细胞衰老，即抑制细胞生长可以阻止细胞衰老。为验证该假设，科研人员利用动物血清（含有生长因子）和HT-p21细胞系（细胞合成的p21蛋白具有细胞周期阻滞的作用）进行了如下实验。 将HT-p 21细胞分为四组，实验处理分别为：（A）10%血清（serum），（B）10%血清+IPTG（可诱导p 21蛋白合成），（C）无血清+IPTG，（D）无血清（血清饥饿）。培养一段时间后，实验结果如图1。    结果表明，在有无血清的情况下，IPTG均可通过诱导p21蛋白合成，导致细胞周期阻滞。 利用显微镜观察四组细胞形态时发现，B组的细胞肥大而扁平（细胞肥大是细胞衰老的标志），有明显的核仁，而其余三组细胞形态正常。将B组细胞放入不含IPTG，添加10%血清的培养基中继续培养，结果大多数细胞保持衰老状态；然而在去除IPTG后，C 组细胞能够恢复正常表型。由此得出结论：在IPTG存在下，血清中生长因子是引起细胞衰老的必要条件。 后续研究发现，D组的HT-p21细胞和人体正常细胞如成纤维细胞，经血清饥饿处理后都会处于静止状态（细胞不生长也不分裂），这与细胞周期蛋白D1水平低、TOR（生长因子可通过激活TOR通路促进细胞生长） 活性低等有关。在培养基中添加血清和低浓度阿霉素（DOX，一种抗肿瘤抗生素，可抑制RNA和DNA的合成） 后，细胞中TOR活性升高，开始走向衰老。 总之，当TOR通路被激活，p21蛋白阻断细胞周期时，细胞就会发生衰老。（见图2） 细胞衰老和个体衰老都是生物体的正常生命现象。TOR通路失活可能会延长生物体的寿命。事实上，胰岛素/TOR通路失活增加了从酵母到小鼠不同物种的寿命。TOR通路与许多年龄相关疾病有关，如动脉粥样硬化、高血压、心脏肥大、骨质疏松症、Ⅱ型糖尿病、肥胖、阿尔茨海默氏症和帕金森氏症、听力损失、良性和恶性肿瘤等。因此，药物抑制这一通路可以延缓甚至预防这些疾病。 (1)细胞衰老死亡与 的动态平衡是维持机体正常生命活动的基础。与正常细胞相比，衰老细胞的形态结构发生了变化，这些变化包括本文提到的 及教材中的 （各写出两点）。 (2)往动物细胞培养基中添加动物血清的目的是 。动物细胞还需要放入 培养箱中进行培养。 (3)有人认为细胞衰老就是细胞生长停滞。你是否支持这一观点，请说明理由 。 (4)请结合文中科学家的研究结果，修改“细胞衰老”的定义 。 (5)结合所学知识和文中的信息，解释“TOR通路失活可导致生物体寿命延长”的原因 。 4．学习以下材料，回答（1）~（4）题。 花蜜微生物与传粉者的相互作用 90%的开花植物依赖动物传粉，富含糖类和氨基酸等营养成分的花蜜是植物为传粉者提供的最常见报酬，然而传粉者并不是从花蜜中受益的唯一生物类群，大量研究发现，以真菌和细菌为主的微生物在花蜜中广泛存在。一般认为开花植物的原始花蜜是无菌的，由外界生物（主要是传粉者）或非生物载体（空气、雨水等）将微生物传播接种到花蜜中，并在其中形成微生物群落。 微生物和传粉者在花蜜微环境中相互作用。作为重要的传播载体，传粉者的种类和活动在不同程度上影响花蜜微生物的发生率和丰度，传粉者采集花蜜时会带走微生物代谢累积的有害物质，并促进植物蜜腺分泌新鲜花蜜，利于微生物的生长。“花气味”由植物自身释放的挥发物及花蜜微生物代谢产生的挥发物两部分组成。研究者进行假花（模拟植物A花朵）诱导实验，设置对照组和实验组，实验组添加含有四种主要挥发性物质的人工花蜜，结果如图。进一步研究发现，植物A花朵中的优势菌群均具有代谢产生上述挥发物质的能力。微生物的代谢活动可提高花蜜温度，促进花气味分子挥发的同时又为传粉昆虫在早春等寒冷季节提供了一份额外的热量报酬；也可以通过改变花蜜中糖和氨基酸的组成及浓度进而调节花蜜的味道；微生物还可以作为传粉者肠道菌群的成分影响传粉者的健康，并最终影响传粉者的访花行为。 传粉是植物繁殖的关键环节，探究花蜜微生物与传粉者之间的相互作用规律，有助于理解生态系统稳定性的维持机制，为生物多样性保护提供科学依据。 (1)花蜜中的糖类、氨基酸为微生物的生长繁殖提供 的同时，其形成的高渗、低氧环境也对微生物起到了 作用，这是造成花蜜微生物种类简单的主要原因之一。 (2)花气味物质与传粉昆虫触角上的特定蛋白结合形成复合体，刺激嗅觉感受神经元产生 ，并将信号传递到嗅觉中枢影响昆虫的访花行为。假花诱导实验中，对照组应添加 ，据图可知， 。 (3)对于花蜜微生物与传粉者的相互作用关系，理解正确的选项有 。 a.不同花蜜微生物均促进传粉者的访花行为，不同传粉者均促进花蜜微生物的生长 b.花蜜微生物在吸引传粉者的同时，也需要借助传粉者的访问来实现其种群扩散 c.传粉者的活动可能改变花蜜微生物群落中的优势物种，进而影响其群落演替 d.传粉者与花蜜微生物之间存在竞争、捕食等种间关系，这不利于各自种群的发展 (4)从生态系统信息传递的角度，概述花蜜微生物发出的信息如何通过传粉者促进植物种群的繁衍 。 5．学习以下材料，回答（1）～（4）题。 光合产物的两个去向 蔗糖和淀粉是绿色植物光合作用的两个主要终产物。在光照下，蔗糖被持续地从叶肉细胞中运出，进入筛管，再通过韧皮部运输至茎、根等非光合器官。未能及时输出的光合产物会以淀粉的形式暂时储存在叶绿体中。黑暗情况下,叶绿体中的淀粉开始分解，以维持蔗糖的持续外运。(见下图) 卡尔文循环中生成的丙糖磷酸可转化为蔗糖或淀粉。丙糖磷酸进入细胞质基质需借助丙糖磷酸转运体（TPT），TPT是叶绿体内膜的主要蛋白质，其运输严格遵循1∶1反向交换的原则，即一分子物质运入，另一分子物质向相反的方向运出。TPT把丙糖磷酸从叶绿体运出的同时，将细胞质基质中的Pi运回叶绿体中。 叶片光合产物输出流畅时，蔗糖持续合成，该过程中释放的Pi不断进入叶绿体，通过TPT交换输出丙糖磷酸。叶片光合产物输出受阻时，蔗糖在叶肉细胞中积累，通过抑制相关酶的活性，使细胞质基质中可利用的Pi减少，不利于丙糖磷酸的输出，而有利于其在叶绿体内合成淀粉。TPT等转运蛋白的存在，控制着叶肉细胞内物质运输流量和代谢平衡。    (1)暗反应中生成的丙糖磷酸由C3被 还原形成。除此之外，C3还能形成C5，C5继续与CO2结合形成2个C3分子，这个过程叫CO2的 。 (2)光合旺盛时，若植物合成的糖类以蔗糖等可溶性糖的形式储存在叶绿体中，可能导致叶绿体基质的浓度升高，引起叶绿体 （选填“吸水”或“失水”）。 (3)据图分析，下列描述正确的是 a．丙糖磷酸既可以用于合成蔗糖，也可以用于合成淀粉 b．若TPT的转运活性受抑制，则经此转运体转运进叶绿体的Pi会减少 c．若合成丙糖磷酸的速率超过Pi转运进叶绿体的速率，则不利于淀粉的合成 (4)研究发现，TPT转运活性被抑制的转基因烟草叶绿体内淀粉合成量大大增加，但光合速率基本不变，并未表现出显著的生长差异。请根据文中信息推测原因 。 6．学习以下材料，回答（1）-（5）问题。 中心法则中的RNA通常指的是能够编码蛋白质的mRNA，但细胞中有许多不编码蛋白质的RNA-非编码RNA，但对细胞生命活动有调控作用。微小RNA（miRNA）是一种真核细胞中广泛存在的短链非编码RNA，长度为17~25个核苷酸。miRNA通常与mRNA的3'端非编码区结合，抑制依赖该mRNA的蛋白质翻译或促进靶标mRNA的降解，从而在转录后水平上调控基因的表达。当人体内某些miRNA功能失调时，疾病就可能发生。 前列腺癌是男性常见的恶性肿瘤。已发现去乙酰化酶（SIRT）在前列腺癌的发生发展过程中有重要作用。研究推测在前列腺癌细胞CW中miRNA对SIRT基因有转录后调控作用。研究者利用数据库对SIRT基因3'端非编码区进行分析，发现19个可能的miRNA作用的靶标位点（如图1A），依据这些靶标位点的分布构建了4个截断片段（如图1B）。分别将这4个截断片段连接到P载体-荧光素酶基因F下游处，构建重组载体，并分别转入到CW细胞中，检测F的蛋白表达水平。结果如图2。 免疫原性是指能够刺激机体，使免疫细胞活化、增殖、分化而产生特异性抗体。由于miRNA分子无免疫原性，被认为是具有临床治疗应用前景的分子，但miRNA分子递送效率低，限制了其疗效。结合新型靶向基因递送系统可为前列腺癌的基因靶向治疗提供新型手段和药物来源。为研发靶向治疗肿瘤的RNA疫苗提供广阔的应用前景。 (1)miRNA与mRNA的3'端非编码区通过 原则互补结合，从而在转录后水平上调控基因的表达。 (2)P载体上有荧光素酶基因F，将SIRT基因3'端非编码区域片段连接到P载体的F下游，获得重组载体P-F-SIRT，转入CW细胞中，检测荧光素酶F的mRNA水平及蛋白质水平，如图3所示。实验发现：SIRT3'端非编码区域存在转录后调控区域，依据是 。 (3)结合图1和图2分析，SIRT基因3'端非编码 片段可能是miRNA靶位点，原因是 。 (4)结合全文的信息，下列说法正确的有____。 A．miRNA结构稳定性差，易降解 B．miRNA编码蛋白引起细胞免疫排斥 C．可调控miR-34a或miR124靶向治疗前列腺癌 D．miRNA可用脂质载体递送到细胞内 (5)你认为本文介绍的miRNA调控转录是否属于表观遗传学？请陈述原因 。 7．学习以下材料，回答（1）～（4）题。 植物对传粉者的回应 绝大多数开花植物依靠传粉者进行繁殖，有些植物通过花的颜色、气味、形状吸引昆虫，有些植物通过提供花蜜、花粉等食物吸引昆虫，高品质、高浓度的食物会延长传粉者的访问时间、提高传粉者的访问频率，从而增加授粉几率促进种群繁衍，月见草就是其中之一。 月见草的花朵艳丽且能分泌大量花蜜，其主要传粉者是鹰蛾（夜晚和清晨行动）和蜜蜂（黄昏和清晨行动）。花蜜对月见草而言是一项重要的能源投资，低浓度花蜜不易吸引传粉者，高浓度花蜜吸引传粉者的同时，将面临若长时间不出现传粉者花蜜被微生物降解、被盗蜜者（只获取花蜜不传粉）盗走等风险。因此，月见草需要平衡花蜜浓度和吸引传粉者。 为探究月见草是否能对传粉者做出回应，科学家用扬声器在月见草上方重复播放不同声音——对照组（不做声音处理）、高频组（158-160kHz，高于自然传粉者翅膀振动频率）、中频组（34-35kHz，介于低频和高频之间的振动频率）、低频组（0.5-1kHz，覆盖自然传粉者翅膀振动频率），检测花蜜产量，结果如图。    花朵产生同频振动（与蜜蜂翅膀振动频率相近）、花蜜增加会吸引更多传粉者，当有传粉者出现时，植物附近出现其他传粉者概率增加9倍。 很多植物都能像月见草一样感知到环境的声音，并做出具有生态意义和适应性价值的反应。 (1)月见草属于生态系统成分中的 ，鹰蛾和蜜蜂通过 方式减小竞争。 (2)实验结果表明，仅在 条件下花朵才会产生同频振动。 (3)结合文中信息，以下说法正确的有 A．植物和传粉者之间存在着反馈调节 B．植物体内缺少接收声音的相关受体 C．植物通过物理、化学信息与传粉者传递信息 D．植物和传粉者生存策略的形成是协同进化的结果 (4)只有当正确的传粉者出现，月见草的花朵才会产生大量花蜜，请从物质和能量的角度阐述该机制的意义 。 8．学习下面材料，回答（1）~（5）题。 细菌CRISPR-Cas系统 CRISPR-Cas系统是广泛存在于细菌和古细菌中的一种获得性免疫系统。细菌中转入有益基因时，CRISPR基因功能会缺失，当外源基因对细菌生存造成威胁时，CRISPR的表达会发生上调，启动细菌的适应性免疫。其防御机制分为适应阶段、基因表达阶段和干扰阶段。 有害的外源核酸中部分短序列会被细菌整合并插入到其CRISPR序列中（图1）、随后相关基因表达出Cas蛋白、tracrRNA，以及CRISPR序列会表达出一条前体crRNA（Pre-crRNA），Pre-crRNA的某些序列被剪切，形成多个crRNA。 每条crRNA、tracrRNA与Cas蛋白形成稳定的效应复合物（图2）。在干扰阶段中，复合物中Cns蛋白使外源DNA解旋，RNA①与之互补配对形成特殊结构，随后Cas蛋白构象发生变化并切割该段DNA的特定序列。在此过程中，Cas蛋白有两个主要的功能位点。切割与RNA①互补配对的DNA单链的H位点，以及切割非互补配对链的R位点。 经改造的细菌CRISPR-Cas系统已被广泛应用到基因定点编辑、基因组筛选、基因转录调控等领域、但仍存在许多问题有待深入解决与探索。 (1)细菌将外源DNA整合到CRISPR序列中，是对可遗传变异类型中的 的扩展。 (2)结合图1分析，有害的外源DNA被细菌整合并插入到CRISP R序列中，成为 序列，CRISPR序列中 序列的转录产物存在核酸酶的识别位点，因此Pre-crRNA被剪切形成crRNA。结合图2分析，tracrRNA和crRNA有 （选填“相同”“互补”）序列，可相互结合，进而与Cas蛋白形成效应复合物。 (3)结合文章分析图2中RNA①是 （选填“crRNA”“tracrRNA”），起到对外源DNA的识别作用，进而将复合物精准定位。 (4)下列说法正确的有 。 A．细菌体内的Cas是具有类似解旋酶和限制酶作用的双功能蛋白 B．Cas剪切外源DNA片段的精准性与RNA①的长度呈正相关 C．可通过CRISPR-Cas技术靶向治疗21-三体综合征患者 D．细菌CRISPR序列中重复序列的种间差异小于间隔序列 (5)从进化观分析，转入有益基因时，细菌CRISPR基因功能缺失的积极意义是 。 9．（2024·北京海淀·二模）学习以下材料，回答问题。 植物的共生固氮调控：氮（N）元素在自然界中存在多种形式，包括NH4+、N2、NO2-和NO3-。植物氮同化是指植物吸收环境里的NO3-或NH4+，合成氨基酸等含氮有机物的过程。大气中的N2是地球上最大的氨库，但植物无法直接利用它，需要依赖固氮微生物将其转化为离子形式才能吸收。而共生固氮根瘤菌可以侵染某些植物的根系，进行共生固氮。 固氮菌同化N2，形成NH4+并最终转化为有机物，是一个高耗能的还原反应过程。这个过程需要植物与固氮菌的协同作用才能完成。以豆科植物和中华根瘤菌为例，光合产物是促进根瘤菌侵染植物所必需的，光信号是促进地下根瘤发育的关键因子。当根瘤菌侵染植物时，会释放化学物质诱导植物根瘤形成基因的表达，植物细胞分裂并形成根瘤原基，最终形成包含类菌体的共生细胞（即根瘤细胞，如下图）。 根瘤菌是一类好氧细菌，它们在侵入植物后形成的类菌体进行呼吸作用时需要O2来维持。然而，O2会抑制固氮酶的活性。根瘤外侧形成皮质层，一定程度上阻碍O2进入根瘤。同时，豆科植物合成豆血红蛋白（Lb）与游离的O2结合，形成LbO2储存，再通过LbO2将O2传递给类菌体和根细胞的线粒体（如图）。这样，两个相互矛盾的反应在共生系统中均得以正常进行。 注：…→表示运输；→表示化学反应 根瘤的固氮能力与豆科植物提供碳源和能量水平相协调，以平衡共生固氮和其它生命过程的碳消耗，保证植物在不同环境下正常生长。最近，我国科学家发现大豆根瘤中的能量感受器蛋白S和P可通过调控根瘤碳源的重新分配来调整根瘤的固氮能力。当根瘤细胞处于碳源供应上升的高能状态，AMP含量降低，使得蛋白S和P从与AMP结合形成的S-P异源二聚体状态，转变为S-S和P-P的同源二聚体。同源二聚体与转录因子Y（Y可促进上图中PK酶基因的转录）结合，并将Y锚定到线粒体上，使其不能入核，减少了植物细胞有氧呼吸对碳源的消耗，进而增强类菌体的碳源供应和根瘤固氮能力。 利用固氮生物提高土壤肥力可减少施用工业氮肥带来的土壤、水体等污染，对发展绿色农业具有重要意义。 (1)植物利用吸收的N元素可合成的两类生物大分子是 。 (2)据上述文字及图中信息分析，下列叙述不合理的是______。 A．光合作用和呼吸作用均可为N同化过程提供还原剂 B．根通过主动运输从土壤中吸收NH4+、N2、O2、NO3- C．叶片合成的有机物主要以蔗糖的形式运输到根部 D．植物根细胞有氧呼吸释放的能量为固氮酶催化的反应供能 E．光合作用所固定的太阳能是生物固氮作用能量的根本来源 (3)结合文中图示信息，解释植物-类菌体共生系统保障固氮酶活性的原因： 。 (4)据文中信息，从光合产物与光信号两方面，概括植物调控生物固氮的机制： 。 (5)据文中信息结合图中植物根共生细胞代谢过程，从稳态与平衡的角度，分析植物调控高耗能生物固氮过程的分子机制：植物通过能量感受器蛋白S和P感知自身能量状态， ，使PEP更多转化为苹果酸供应给类菌体，从而更高效利用植物光合作用合成的有机物作为碳源，实现碳-氮平衡。 (6)一些禾本科植物是重要的粮食作物，种植过程需要施加无机氮肥。有人尝试将固氮酶基因导入这些作物以提升产量，但效果不佳。请结合上述研究，提出利用共生固氮菌进行改造以提高禾本科植物粮食产量的思路 。 10．学习以下材料，回答（1）～（4）题。 神经干细胞的“内卷”之战 “本是同根生，相煎何太急”——小小细胞也会“内卷”，这是真的吗？人体在胚胎发育期，为了争夺有限的空间、能量以及营养因子，高速分裂的细胞很可能会发生激烈的“内卷之战”。高等级细胞会剥夺大量的资源，甚至剥夺底层细胞的生存权利。对于生命体来说，大脑是最复杂、最重要的器官，而且在大脑发有期间，往往会产生过量的细胞。因此研究人员推测大脑的神经干细胞之间也存在激烈的竞争。 研究人员在小鼠中利用不同荧光嵌合标记的原理，开发了新的标记和追踪系统，这样就可以在这种基因嵌合体胚胎小鼠的大脑中，使不同基因型的神经干细胞分别表达不同的荧光蛋白。特别是在同一母细胞分裂形成的相邻“姐妹干细胞”中实现了不同基因嵌合诱导表达并评价其生理效应。 经过短期和长期的追踪，研究人员发现那些携带不同基因型、散发不同荧光色的神经干细胞，展示出不同的命运。有的干细胞发生明显的克隆性扩增，有的干细胞则走向凋亡甚至被临近的细胞吞噬。研究人员进一步鉴定出两个驱动神经干细胞竞争的因子——Axin2和p53（如图），并证明二者之间至少存在上下游因果调控关系。 进一步研究发现Axin2和p53的同时缺失在削弱神经干细胞之间的竞争之后，小鼠大脑皮层的面积和厚度均显著增加，且神经元数目也明显增多。这表明Axin2和p53可能在神经发育过程中协调测量细胞适应性，调节自然细胞竞争，优化大脑大小。这也是首次在哺乳动物中证明细胞竞争对于组织器官大小存在着调控作用。有趣的是，研究人员并未在p53缺失的小鼠中观察到大脑的明显变化，说明削弱干细胞竞争所导致脑器官变大还需进一步深入探究。 (1)在胚胎发育早期，动物和人的神经干细胞经过增殖分化发育形成 细胞，组成了神经系统。 (2)研究人员首次揭示干细胞竞争在大脑发育中发挥的潜在作用，为脑发育尤其是大脑皮层发育带来了全新概念，在此过程中失败者干细胞会被清除掉，而优胜者干细胞则会发生显著的扩增，决定神经干细胞生存的正负调控因子分别是 。 (3)关于调控因子的表达对干细胞竞争以及大脑发有的调控机制，研究人员提出了以下4种模型： 注：→表示促进，表示抑制。 请根据上述研究判断哪个模型是最合理的，并阐述理由： 。 (4)一些科学家认为：干细胞竞争仅是在基因嵌合体小鼠相邻神经干细胞中由人工诱导出的基因型差异所导致的。请提出在自然发育的胚胎小鼠中也存在通过上述机制调控干细胞竞争的简要实验思路 。 11．（2025·北京朝阳·一模）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 生态系统的磷循环 自然界中通常没有气态磷。在陆地上，磷的主要贮存库是岩石和沉积物。磷只能在酸性溶液和还原情况下才能溶解，岩石和沉积物中的磷酸盐可经侵蚀、淋洗和人类开采等释放出来。土壤中的可溶性磷酸盐被植物吸收后可用于合成有机磷，再经食物链进入动物体内。动、植物体内的有机磷通过排泄物和尸体再回到土壤中。回到土壤中的有机磷被细菌还原为无机磷，其中某些再次被植物所吸收，某些则与钙或铁结合，变成植物不能利用的化合物。 陆地生态系统中的一部分磷会随着水循环进入湖泊和海洋，但是，磷从海洋返回陆地则是比较困难的，因此磷在陆地与海洋之间的循环是不完全的循环。 在海洋和淡水生态系统中，浮游植物吸收无机磷，合成有机磷。浮游植物被动物吞食。动物排出的磷中，有一半以上是无机磷，能被浮游植物直接利用，有机磷则可以被细菌所利用。生物体内的磷会随尸体沉积到水底，水底沉积的磷中有一小部分会通过上涌流回到有光的水层，再为浮游植物所利用。 贻贝是一种海洋软体动物，以滤食水中浮游植物和有机碎屑为生。下图描述了某海区中的贻贝种群在当地能量流动和磷循环中的作用。 贻贝在当地能量流动中的作用并不重要，但在磷循环中地位非常重要。可见，一个物种在生态系统中的作用要从多方面进行评价。 (1)生态系统的磷循环是指磷元素在 之间不断进行的循环过程，该过程具有全球性。磷循环等物质循环与能量流动同时进行，二者之间的关系是彼此 。 (2)模仿生态系统的碳循环过程示意图，将陆地生态系统的磷循环过程示意图补充完整 。 (3)对文中贻贝种群在当地生态系统中作用的理解正确的叙述包括 。 A．贻贝是当地生态系统中的消费者和分解者 B．贻贝同化的能量占该生态系统总能量的0.75%，但磷的流通量占总磷的14% C．贻贝种群能加快生态系统的磷循环 D．贻贝在磷循环中的重要作用，体现了生物多样性的间接价值 E．有机磷农药不易分解，可养殖贻贝做禽畜饲料以治理被污染海区 (4)贻贝是重要的海产养殖对象。某地养殖户为实现贻贝增产，向养殖海区中投放富含磷的饵料。请从生态系统稳态与平衡的角度，对此做法进行评价。 。 12．（2025·北京门头沟·一模）学习以下材料，回答下列小题。 植物对光信号的感知与转导 光作为关键环境因子调控植物的生长发育。在土壤的黑暗环境中萌发的种子会启动暗形态建成模式，表现为下胚轴伸长、子叶维持闭合等特征。幼苗出土见光后，光形态建成程序激活，引发下胚轴生长抑制和子叶快速展开等显著表型变化。 植物进化出多种光受体系统感知光信号，其中光敏色素B（phyB）是响应红光/远红光的受体。该蛋白存在两种互变构型：红光吸收型（Pr）和远红光吸收型（Pfr）。种子萌发过程中的光信号感知与转导途径如图所示。黑暗条件下，phyB以非活性Pr形式分布于细胞质中，幼苗出土接触红光后，Pr迅速转化为活性Pfr构型，同时触发胞质钙离子浓度瞬时激增，进而激活钙依赖性蛋白激酶（CPKs），引发级联反应：活化的CPKs特异性识别Pfr并催化其磷酸化，促使Pfr快速转入细胞核，进入核内的Pfr与转录因子PIFs结合并促使其降解，解除PIFs对光响应基因的抑制作用，最终激活光形态建成相关基因的表达。 研究发现，除了光照，盐胁迫和干旱等不同环境刺激都会通过各自的环境信号受体诱发胞质钙离子浓度升高并激活CPKs，但植物却能对这些信号进行特异性解码，产生与环境刺激相对应的生理响应。该研究不仅系统揭示了光信号转导通路的核心机制，更从分子层面阐明了钙信号特异性解码的原理，为深入解析其他环境信号的转导过程提供了重要的参考。    (1)光除了作为信号参与调控外，还能被叶绿体 上的光合色素吸收用于光合作用，在此过程中的能量变化为：光能→ →糖类等有机物中的化学能。 (2)某实验室获得的拟南芥突变体无法合成CPKs，若将种子置于红光下培养一段时间，其表型为 。 (3)基于对文中内容的理解，下列相关叙述错误的是（    ） A．用钙离子抑制剂处理植物时，红光诱导的phyB入核会被抑制 B．phyB被红光激活或CPKs被钙离子激活都会直接促进phyB磷酸化 C．phyB既能接受光信号，也能作用于转录因子PIFs从而调节基因表达 D．光形态建成相关基因的表达利于植物适应出土后的环境进行光合作用 (4)结合文中内容，比较植物对盐胁迫和红光这两种信号响应和转导途径的异同点 。 13．（2025·北京顺义·一模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 基因编辑技术的变革 CRISPR/Cas9系统是基因编辑技术的常用工具.由Cas9蛋白和人工设计的gRNA构成。gRNA嵌入Cas9的RNA结合区，形成稳定的RNA-蛋白复合体。gRNA可识别目标序列，引导Cas9切断DNA双链。这种情况下，细胞内原有的负责修复DNA切口的酶将“行动”起来，修复断裂的DNA（如图示）。 肝脏合成的蛋白T若发生错误折叠后，会聚集在心脏、神经等组织引发疾病。科学家研发了基于CRISPR/Cas9技术的基因治疗产品，命名为N-2001。该产品包含靶向T基因的gRNA和编码Cas9的mRNA，并由亲肝性脂质体包裹，注射到患者体内，取得一定治疗效果。但gRNA识别的序列短小，可能结合基因组中与目标序列相似的非目标序列，造成脱靶。 Cas9的两个结构域分别负责切割DNA双链中的一条，其中一个结构域失活得到nCas9，只能切割DNA中与gRNA结合的那条链。利用nCas9在目标序列的两条链上产生邻近切口，造成双链断裂，能有效减少脱靶效应。但Cas9和nCas9均是对DNA序列的直接改变，一旦发生错误难以纠正。 若使Cas9的两个结构域同时失活，则获得dCas9，dCas9虽然失去了切割DNA的能力，但仍可在gRNA的引导下定位到特定DNA序列上。以此为基础，我国科研人员通过改造获得“dCas9-Tet1”融合蛋白，将Tet1（去甲基化因子）精确地定位到抑癌基因的启动子区域，激活抑癌基因表达。研究表明，该疗法治疗的肺癌模型小鼠，抑癌基因的表达量显著升高，癌细胞增殖迁移能力均明显降低。dCas9基因编辑技术通过改变特定位点的DNA甲基化修饰，调控基因表达，为相关疾病的治疗提供了新思路。 (1)以含Cas9基因的重组质粒为模板，通过 技术扩增得到含Cas9基因的线性DNA片段，在体外转录出Cas9mRNA。 (2)由文中信息可知，N-2001输入到患者体内后，在无外源模板的情况下，其发挥作用的过程是:脂质体进入肝细胞后降解并释放Cas9mRNA→ → →T基因被Cas9剪切发生 →T蛋白含量降低。 (3)切割DNA双链时，nCas9比Cas9脱靶概率低的原因是 。 (4)DNMT是一种作用于基因启动子区域的DNA甲基化酶，通过研究确定了编码DNMT催化结构域的基因序列。请在N-2001基础上，设计一种基因编辑疗法的产品，实现对肝细胞内T基因表达的抑制 。    14．（2025·北京·一模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 线粒体基因编码蛋白质双重翻译模式的新发现 真核细胞生命活动所需能量约95%来自线粒体。线粒体正常运转需要上千种蛋白质，但线粒体基因组DNA（mtDNA）只编码13种蛋白，其中包括线粒体内膜上的细胞色素b（Cytb）。Cytb由380个氨基酸组成，是电子传递链复合体Ⅲ的一个亚基，参与电子传递，驱动ATP合成。 线粒体遗传密码与核遗传密码（标准密码子）相似但不完全相同。如标准异亮氨酸密码子AUA在线粒体中编码甲硫氨酸，精氨酸密码子AGA和AGG在线粒体中则为终止密码子，而终止密码子UGA在线粒体中编码色氨酸。以往认为，线粒体中的CYTB基因只编码Cytb。近期，我国科研人员发现CYTB基因还能编码由187个氨基酸组成的蛋白质C-187，且C-187是在细胞质基质中的核糖体上按照标准密码子翻译出来的。有意思的是，C-187合成后，再由特定的序列引导其返回线粒体基质中。 研究发现，C-187能与线粒体内膜上的SL蛋白结合。SL蛋白由核基因编码，可跨膜转运磷酸盐。若C-187合成障碍则会导致细胞内ATP含量下降，而SL基因过表达则能够恢复细胞内ATP水平，二者在能量代谢中共同发挥作用。 该研究不仅改写了“线粒体基因组编码13个蛋白”的论断，提出的线粒体双重翻译模式也为研究能量代谢调控提供了新视角。 (1)线粒体是真核细胞进行 的主要场所，前两阶段产生的[H]通过电子传递链最终传递给O2生成 。 (2)下列能为“C-187来源于mtDNA”提供证据支持的实验有_____。 A．用抑制线粒体基因转录的药物处理细胞，检测Cytb和C-187含量 B．用抑制细胞质基质核糖体翻译的药物处理细胞，检测Cytb和C-187含量 C．用C-187特异性抗体检测正常细胞和mtDNA缺失细胞中C-187的含量 (3)在下图中补充文字、箭头、Cytb（用 表示）和C-187（用●表示），完善线粒体基因编码蛋白质的双重翻译模型 。 (4)阐述C-187和Cytb在合成ATP过程中的协调配合 。 15．（2025·北京丰台·二模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 利用基因工程酵母菌发酵获得高产柚皮素 柚皮素是一种脂溶性物质，广泛存在于柑橘类水果中，具有抗炎、抗氧化和抗肿瘤等药理作用，传统方法主要是从橙皮中提取，效率低、成本高。某科研团队将柚皮素合成关键基因导入酿酒酵母中，获得了能利用葡萄糖生产柚皮素的酵母菌株E32，但产量较低。 ARO8基因和ARO9基因与柚皮素合成代谢过程相关。科研团队分别构建了酵母菌株H4（ARO8过表达）和H5（ARO9敲除），经扩大培养后，测得二者柚皮素浓度分别为160.4mg/L和196.3mg/L，均显著高于E32。团队不断探索，最终获得了将多个基因过表达并敲除ARO9的菌株H36，产生的柚皮素浓度为452．8mg/L。 后续该团队对另一种工程菌解脂耶氏酵母的柚皮素合成关键酶CHS进行改造，将其132位苏氨酸变为半胱氨酸，196位缬氨酸变为丙氨酸，发现改造后的菌株产柚皮素的量显著提高。分子模拟实验显示，改造后的酶CHS-2与底物结合更紧密，催化效率显著增加。随后团队利用相关技术，将CHS-2基因拷贝数增加至4个，采用补料分批发酵方式，最终柚皮素产量高达8.65g/L，刷新了在酵母菌中合成柚皮素的最高记录。 (1)基因工程酵母菌发酵过程中，扩大培养的目的是 。 (2)科研团队尝试使用新型基因编辑工具TIGR优化菌株E32的柚皮素合成代谢途径。TIGR是酶与向导RNA结合形成的复合体，能识别并切割目标DNA。与CRISPR-Cas9系统相比，TIGR的识别序列更长。以下叙述合理的有_______。 A．向导RNA通过碱基互补配对原则准确定位目标序列 B．TIGR的较长靶序列有利于降低脱靶风险 C．利用TIGR将ARO8基因插入E32基因组后即可表达 D．TIGR可精准敲除ARO9基因以提高柚皮素产量 E．TIGR编辑后的酵母菌株，新性状能稳定遗传给子代 (3)该团队改造柚皮素合成关键酶CHS为CHS-2的具体操作包括：获取CHS酶的基因→ →构建基因表达载体→ →CHS-2酶的检测与鉴定。 (4)利用人工合成的脂质体包裹柚皮素治疗肝肿瘤靶向性低。在此基础上，通过制备单克隆抗体来提高柚皮素的靶向性，技术路线如下图。 实验前给小鼠注射 ，从脾脏分离B淋巴细胞。图中筛选2含多次筛选，筛选依据的基本原理是 。制备的单克隆抗体需 ，制成抗体—药物偶联物，以提高治疗肝肿瘤的靶向性。 16．（2025·北京西城·二模）学习以下材料，回答（1）～（5）题。 同倍体杂交物种的形成 物种形成丰富了生物的多样性。传统观念认为物种形成是渐变的，但有人提出跳跃式物种形成理论，同倍体杂交物种形成（HHS）为该理论提供研究模型。 我国特有植物虎榛子属仅虎榛子、滇虎榛子和居中虎榛子三个物种，均为二倍体（2n=16），对它们调查的部分结果如表。 物种 虎榛子 滇虎榛子 居中虎榛子 分布区域 北方 西南 西南 生境土壤含铁量 低 高 高 叶表面被毛 几乎没有 较多 数量中等 科研人员将虎榛子移栽至西南地区虎榛子属的生境中，第2年虎榛子出现铁中毒症状，第5年约50%死亡。三个物种叶片含铁量、花期重叠情况如图所示。 比对基因组发现，居中虎榛子是虎榛子与滇虎榛子杂交产生的，属于同倍体杂交物种。同倍体杂交能快速形成新物种的关键是什么?居中虎榛子铁耐受相关基因（FR）及花期相关基因（LHY）分别来自不同亲本，这种分别固定不同亲本不同性状等位基因的机制导致杂种与亲本间无法进行基因交流。HHS分子遗传学模型揭示了快速形成新物种的机制。 (1)生物多样性包括 和生态系统多样性，新物种形成的标志是存在 。 (2)下列可作为“居中虎榛子是新物种”的证据有______（多选）。 A．居中虎榛子和虎榛子分布在不同区域 B．居中虎榛子叶片被毛介于虎榛子和滇虎榛子之间 C．居中虎榛子与滇虎榛子花期几乎不重叠 D．三者种间杂交的坐果率远低于种内杂交 (3)研究人员对三个物种分别进行全基因组测序并比较数据，找到 的基因，与模式生物—拟南芥已知功能的基因比对，确定候选基因并获取它们的等位基因，将其分别导入 的拟南芥，检测转基因植物的开花时间，证明LHY是与花期分化有关的关键成种基因。 (4)请以居中虎榛子为例，完善答题卡中HHS分子遗传学模型 。 (5)HHS方式比现代生物进化理论所提出的渐进式物种形成方式更易发生，尤其是在人类活动频繁的当下，请阐述原因 。 17．学习以下材料，回答以下问题。 无氧呼吸产生的弱酸对光合作用的影响 光合自养型生物依赖光合作用将光能转化为化学能，通过呼吸作用将有机物中的能量释放出来供给代谢活动。有研究发现，在早晚弱光环境及夜晚条件下，无氧呼吸方式对于衣藻的生存很重要。在衣藻中，无氧呼吸过程中产生的丙酮酸具有多条代谢途径，较为特别的是丙酮酸能够进一步代谢产生甲酸、乙酸等各种弱酸（HA）。研究表明，缺氧条件下衣藻无氧呼吸产生的弱酸导致了类囊体腔的酸化。弱酸在衣藻细胞中有未解离的弱酸分子和解离后的离子两种存在形式。其中弱酸分子可以穿过生物膜进入细胞的各区室中，研究人员根据多项研究提出了“离子陷阱”模型（如图1）。研究还发现，类囊体腔的缓冲能力不足细胞质基质和叶绿体基质的二十分之一。有数据表明，无氧呼吸产生的弱酸可以抑制光反应中的光捕获和电子传递。为了模拟黎明时分的光照情况，研究人员将衣藻进行黑暗密闭处理3小时后给予弱光光照，另一组进行相同处理并额外添加氢氧化钾（实验结果如图2所示）。在有氧情况下，相同实验处理发现氢氧化钾对氧气释放情况无影响。在自然环境中，衣藻经历黑暗和弱光条件的交替，黄昏时光合作用减弱，氧气通过有氧呼吸迅速耗尽，衣藻通过活跃无氧呼吸以维持细胞的能量供给。黎明时分无氧呼吸产生的弱酸在一定程度上有利于衣藻释放氧气。该研究为探索光合作用和呼吸作用的关系提供了新思路。 (1)在光合作用的光反应阶段，类囊体薄膜上的 吸收光能，并将光能转化为 中活跃的化学能参与到暗反应阶段。 (2)下列选项中，可作为证据支持无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化的有_____。 A．类囊体腔内的酸化程度与无氧呼吸产生弱酸的总积累量呈正相关 B．外源添加甲酸、乙酸等弱酸后衣藻均出现类囊体腔酸化的现象 C．无氧呼吸过程中不产生弱酸的突变体在黑暗条件下未发现类囊体腔酸化 (3)结合图1及文中信息分析，弱酸导致类囊体腔酸化的机制是 。 (4)图2结果显示 。因此可以认为弱光条件下，无氧呼吸产生的弱酸在一定程度上有利于衣藻释放氧气。为解释此现象，请提出一个需要进一步研究的问题。 18．学习以下材料，回答（1）~（4）题。 强光下植物光合电子传递的机制 光合作用是地球上最大规模的物质和能量转换过程。光反应过程中光合电子传递链主要由几大光合复合体组成，包括光系统Ⅱ（PSⅡ）、细胞色素复合体（Cb6/f）、光系统Ⅰ（PSⅠ）等。光合电子传递包括线性电子传递和环式电子传递。线性电子传递中，电子经PSⅡ、Cb6/f和PSⅠ最终产生NADPH和ATP。环式电子传递中，电子在PSⅠ和Cb6/f间循环，仅产生ATP不产生NADPH。 拟南芥中亲环素蛋白C37可以调控植物光合电子传递效率，提高植物对强光的适应性（如图）。研究发现，在强光胁迫下，C37缺失导致从Cb6/f到PSⅠ的电子传递受阻，传递效率显著下降，从而产生大量活性氧（ROS），ROS的积累导致突变体光损伤加剧、叶绿素降解增加。ROS超过一定水平后会引发细胞凋亡。    注：→线性电子传递，环式电子传递，箭头粗细代表电子传递强弱，●电子 上述研究揭示出，植物通过调节光合链上的电子流动速率以适应强光胁迫。对C37等蛋白的进一步研究，为探究植物在不同环境胁迫下生长的调控机制提供新的思路。 (1)在叶绿体类囊体上的光合色素吸收光能后，将水分解为 和H⁺，同时产生电子，经过电子传递链，最终与H⁺和NADP⁺结合形成 同时在酶的参与下利用H⁺跨膜产生的势能生成ATP (2)环式电子传递与线性电子传递相比，能够 （填“提高”或“降低”）ATP/NADPH比例，提高暗反应的效率。 (3)对文中强光胁迫下植物光合电子传递链调控机制的理解，正确的叙述包括___ A．强光下，C37仅调控光合电子传递链中的线性电子传递过程 B．强光下，C37通过与Cb6/f结合,提高Cb6/f到PSⅠ的电子传递效率 C．C37可减少ROS积累，保证了强光下光反应的顺利进行 D．C37突变体转入高表达的C37基因，可降低强光下的细胞凋亡率 (4)研究发现，类囊体腔内H⁺浓度适当增加，可以保护PSⅡ免受强光破坏，综合上述所有信息，从适应的角度阐释环式电子传递对于植物应对光胁迫的意义 。 19．学习以下资料，回答(1)~(4)题 溶酶体损伤通过PITT途径修复 溶酶体是单层膜围绕、内含有多种酸性水解酶的细胞器，溶酶体膜上嵌有质子泵，能借助水解ATP将H+泵入，并具有多种载体蛋白和高度糖基化的膜蛋白。研究表明，溶酶体损伤参与了衰老和疾病的发生。因此，维持溶酶体的完整性及水解能力有助于延缓衰老并推迟疾病发生。然而，研究者对细胞监测和修复溶酶体损伤的途径仍不清楚。 最近，研究发现受损溶酶体膜表面特异性地富集PI4P脂质信号的相关蛋白，包括生产PI4P的激酶PI4K2，以及多个PI4P的效应蛋白 (ORP9/10/11) ，表明受损溶酶体表面可能激发了新的PI4P信号通路。 进一步研究发现，PI4P直接推动了ORP家族效应蛋白的招募，这些ORP蛋白一端结合溶酶体上面的 PI4P，另一端结合在内质网上，从而介导了内质网和受损溶酶体之间的膜互作。在内质网-溶酶体互作位点，ORP蛋白还介导内质网和溶酶体之间的脂质交换，进而把溶酶体上的PI4P转换成胆固醇和磷脂酰丝氨酸的脂质(PS)。胆固醇可以显著提高细胞膜的稳定性以及强度。但在没有胆固醇的情况下，溶酶体上PS的富集也可以极大地促进溶酶体的修复。研究者认为，PS的转运本身不足以修复溶酶体漏洞，因为转运一个PS到溶酶体的同时，溶酶体上就会丢失一个PI4P分子。因此，PS的富集并不能增加溶酶体上的脂质数量。因此推测PS可能激活了另外的大规模脂质转运蛋白来填补溶酶体漏洞。 深入研究发现，脂质转运蛋白ATG2可以被溶酶体上的PS激活，在溶酶体修复中起着关键作用。 研究者将这一全新溶酶体修复机制命名为PITT途径。PITT途径可以被多种疾病相关的溶酶体损伤所激活，表明它是一种通用的溶酶体质量控制机制。PITT途径的发现是理解和治疗与溶酶体功能障碍相关的衰老和疾病的重要一步。 (1)溶酶体膜的主要成分是 。 ORP蛋白介导了内质网和受损溶酶体之间的膜互作体现了生物体膜具有 性。 (2)依据资料信息，举例说明溶酶体膜的功能 。 (3)研究发现，激酶PI4K2被激活后能特异性修复溶酶体，为验证这一结论，用野生型细胞株WT构建了PI4K2敲除细胞株P-KO，加入L药物诱导溶酶体膜损伤后，检测溶酶体损伤率结果如图。实验结果证实了结论，请P-KO的结果将补充在答题卡 。    (4)综合以上信息，以文字和箭头的方式，阐述PITT途径修复溶酶体的机制 。    20．学习以下资料，回答（1）-（4）问题。 细胞感知氧气的分子机制 人类和大多数动物主要进行有氧呼吸，其体内细胞感知、适应不同氧气环境的基本原理2019年被科学家揭示、即人体缺氧时，会有超过300种基因被激活，或者加快红细胞生成、或者促进血管增生，从而加快氧气输送—这就是细胞的缺氧保护机制。 科学家在研究地中海贫血症的过程中发现了“缺氧诱导因子”（HIF）。HIF由两种不同的DNA结合蛋白（HIF-1α和ARNT） 组成。其中对氧气敏感的是HIF-1α，而ARNT稳定表达且不受氧调节，即HIF-1α是机体感受氧气含量变化的关键。当细胞处于正常氧条件时，在脯氨酰羟化酶的参与下，氧原子与HIF-1α脯氨酸中的氢原子结合形成羟基。羟基化的HIF-1α能与VHL蛋白结合，致使HIF-1α被蛋白酶体降解。在缺氧的情况下，HIF-1α羟基化不能发生，导致HIF-1α无法被VHL蛋白识别。从而不被降解而在细胞内积聚，并进入细胞核与ARNT形成转录因子，激活缺氧调控基因。这一基因能进一步激活300多种基因的表达。促进氧气的供给与传输。上述过程如下图所示。 HIF控制着人体和大多数动物细胞对氧气变化的复杂又精确的反应，生物体细胞氧气感知通路的揭示，不仅在基础科学上有其价值，还有望为某些疾病的治疗带来创新性的疗法。如干扰HIF-1α的降解能促进红细胞的生成治疗贫血，同时还可能促进新血管生成，治疗循环不良等。 (1)下列人体细胞生命活动中，受氧气含量直接影响的是___（多选）。 A．细胞吸水 B．细胞分裂 C．葡萄糖分解成丙酮酸 D．兴奋的传导 (2)HIF的基本组成单位是 。人体剧烈运动时，骨骼肌细胞中 HIF的含量上升，这是因为 。 (3)图中A、C分别代表的是 。 (4)VHL基因突变的患者常伴有多发性肿瘤，并发现肿瘤内有异常增生的血管。由此推测，多发性肿瘤患者体内HIF-1α的含量比正常人 。抑制VHL基因突变患者的肿瘤生长，可以采取的治疗思路有 。 21．学习以下材料，回答（1）～（4）题。 LAZY蛋白“唤醒”植物对重力的感应 根的向地性是一个复杂的生理过程，包括重力信号的感应、信号传导、生长素的不对称分布和根的弯曲生长。经典的“淀粉-平衡石”假说认为，位于根冠柱细胞的淀粉体在重力感应中起“平衡石”的作用。植物垂直生长时，淀粉体沉降在柱细胞的底部；水平培养一段时间后，淀粉体沿重力方向沉降，导致根的两侧生长素分布不均，表现出根向地生长。该假说尚未解释淀粉体沉降导致生长素不均匀分布的分子机制。 科学家发现一种LAZY基因缺失的拟南芥突变体，其表现为根失去明显的向地性。水平培养后，观察到突变体中淀粉体的沉降情况与野生型类似。以LAZY-GFP转基因拟南芥为材料，发现淀粉体和细胞膜上都有LAZY蛋白。水平放置时，LAZY蛋白可以重新定位（见图）。另有研究发现，淀粉体表面的TOC蛋白与LAZY蛋白的定位有密切的联系。将拟南芥幼苗水平放置后，其细胞中蛋白磷酸激酶M的水平迅速升高，导致LAZY蛋白迅速磷酸化（磷酸化的LAZY蛋白用pLAZY表示）。 另有研究表明，拟南芥LAZY蛋白能够促进生长素转运体PIN3的再定位，从而调节生长素运输。上述研究揭示了“淀粉-平衡石”假说的分子机制，是植物重力感应领域具有里程碑意义的工作。    (1)水平放置植物时，重力可导致根向地侧生长素含量 背地侧，向地侧生长速度 背地侧，进而造成根向地生长。 (2)请结合文中图示，描述水平放置幼苗时，LAZY蛋白分布发生的变化 。 (3)研究者对pLAZY与TOC之间的关系开展研究，所应用技术的原理见下图（其中AD与BD只有充分接近时才可激活LacZ转录）。分别构建AD-pLAZY和BD-TOC的融合基因表达载体，导入酵母菌中，将上述酵母菌接种到特定的培养基上，观察到蓝色菌落，说明 。 (4)综合上述信息，解释水平放置植物一段时间后，根向地生长的机制 。 22．学习以下材料，回答（1）~（4）题。 植物的免疫 植物在与病原物长期的斗争中，逐渐形成了自己的免疫防御机制，通过识别“自我”和“非我”，将信号传递到细胞核内，调控相应基因表达，启动防卫反应抵抗外来入侵。 病原物侵染植物需要通过植物表面的物理屏障。叶片表面的角质层、蜡质层以及植物细胞的细胞壁，均可有效阻止病原物入侵。一旦突破第一层屏障，植物体内的水杨酸和茉莉酸将激活相关基因表达，进行基础性的广谱抗病。茉莉酸可诱导生物碱和酚酸的产生，抑制病原物的生长繁殖；水杨酸可抑制病原物分泌的植物细胞壁降解酶活性，降低其致病力，同时可以诱导几丁质酶和葡聚糖酶的表达，水解真菌细胞壁等。 此外，植物还会启动模式触发免疫（PTI）。PTI是植物通过细胞膜表面的模式识别受体（PR）识别病原物相关分子（PA）所引发的免疫过程。PA是广泛存在于微生物中的保守分子，如细菌的脂多糖、真菌的几丁质等。PR会特异性识别PA并引发相应的免疫应答抑制病原物。PR和PA都具有种间差异，二者虽然相对保守，但在选择压力下都不断进化。 尽管PTI成功抵抗了大多数病原物，但少数病原物进化出效应子抑制植物的PTI，从而继续侵染植物。效应子类型多样，蛋白质、RNA和代谢产物都可作为效应子发挥作用。为应对效应子对PTI的抑制，植物又进化出识别效应子的抗病R蛋白，启动效应子触发免疫反应（ETI），最终导致侵染位点宿主细胞死亡，抑制病原物扩散。 在自然选择的作用下，病原物可通过已有效应子的进化或获取新的效应子来避开植物的ETI，而植物又进化出新的R蛋白来再次触发ETI。植物与病原物之间的互作呈现Z字形的“拉锯战”局面。植物和病原物长期互相选择，形成了病原物致病性和植物抗病性的多样性。 (1)PR在细胞中的加工需要 （细胞器）的参与。 (2)植物与病原物在长期的互相选择中不断演化，这称为 。根据本文信息将选项前字母排序，概述植物与病原物的互作过程：C→ →D。 A．R蛋白识别效应子触发植物ETI免疫反应 B．病原物分泌效应子抑制植物PTI免疫反应 C．PR识别PA触发植物PTI免疫反应 D．植物进化出新的R蛋白 E．病原物获取新的效应子 (3)植物免疫和人体免疫存在相似之处，请从文中找出两点进行类比。 (4)本文从一定程度上体现了“生物界具有统一性”。请依据高中所学从细胞和分子水平，各提供一个支持该观点的新证据。 23．学习以下材料， 回答（1） ~（4）题。 铝对植物的毒害及植物的抗铝机制 铝是地壳中含量最丰富的金属元素， 地球上多达50%的可耕地为酸性土壤， 酸性条件下地壳中的铝以可溶性三价离子的形式被释放出来， 抑制植物根的生长发育。植物也通过一些机制减轻铝的毒害作用。    植物根尖的T区（介于分生区和伸长区之间的过渡区， 如图） 与根生长密切相关， 是响应铝毒害的主要部位。M区是细胞分裂的重要区域。对双子叶植物拟南芥的研究发现， 铝毒害可诱导大量乙烯产生， 引起生长素合成的关键基因在T区特异性表达， 同时多种参与生长素极性运输载体的表达也受到调控， 引起T区生长素含量升高。此过程中， 参与拟南芥生长素极性运输的主要有输出载体1、2和输入载体， 其分布和运输生长素的方向如图。铝毒害时， 三种载体的表达量均升高。输入载体的缺失突变体及输出载体2缺失突变体均表现出耐铝表型，但输出载体1功能缺失突变体却表现为对铝超敏感。单子叶植物（如玉米）在铝毒害下根伸长也受抑制， 但其根尖生长素含量下降， 输出载体2的表达量升高。铝毒害下输出载体2功能缺失突变体的根伸长快于野生型。这表明铝对单、双子叶植物产生毒害的机制可能存在差异。 同时， 很多植物在进化过程中还形成了多种抗铝机制。小麦、拟南芥、大豆等植物根尖细胞存在苹果酸转运蛋白（ALMT）， 铝离子可引发ALMT空间结构变化， 使其孔道打开， 细胞向外分泌苹果酸等有机酸可螯合根际土壤中的铝离子。再有， 铝毒害还可引起ALMT基因的表达量上升或转运蛋白在根中的重新分布。 有关植物对铝毒害的信号感知与调控机制的研究不断深入， 这些为未来开展作物分子育种设计和可持续农业发展提供了理论支撑。 (1)生长素 运输， 称为极性运输。 (2)研究显示乙烯位于生长素调控上游， 下列支持该论点的证据有 。 A．乙烯处理后， 生长素输出载体2和输入载体的表达增加 B．外源施加生长素极性运输阻断剂使植株呈明显的耐铝表型 C．加入乙烯合成抑制剂， 可减弱铝毒害下T区生长素合成相关基因的表达 D．铝毒害时， 乙烯受体突变体T区的生长素合成基因表达量低于野生型 (3)据文中信息， 分别阐释铝毒害对双子叶、单子叶植物根生长抑制的作用机制。 ①双子叶植物（如拟南芥）： ， 导致T区中生长素浓度较高， 根生长受抑制。 ②单子叶植物（如玉米）： ， 从而造成根生长受抑制。 (4)结合文中信息， 选择单子叶或双子叶作物之一， 提出培育耐铝作物的思路 。 24．学习以下材料，回答下面题。病毒的“逃逸”，植物病毒主要侵染植物细胞，它们的生物学特性和分子机制通常是为了适应植物细胞内的生活环境而特化的。然而，这并不意味着植物病毒完全不能侵染动物细胞。在某些特定情况下，植物病毒或其组分可在动物细胞中表达或进行某些功能。 自然界中近70%的植物病毒需要依靠介体昆虫传播，这些介体昆虫对植物病毒的持久性传播是导致植物病害的关键。介体昆虫可以通过自噬途径降解病毒颗粒起到一定的防御作用，过程如图1。病毒也可以劫持或破坏自噬途径，在介体昆虫体内持续增殖。南方水稻黑条矮缩病毒（SDV）进入白背飞虱（介体昆虫）的肠道上皮细胞，通过血液循环到达其唾液腺，白背飞虱进食植物时将病毒传播。中国农业科学院某研究团队发现SDV侵染介体昆虫后“逃逸”的新机制，如图2。 SDV侵染白背飞虱后，促进Atgs基因的表达激活了自噬，其中Atg8Ⅱ蛋白与早期自噬体膜结合，参与早期自噬体的延伸和闭合。进一步研究发现在自噬体膜上有很多正在组装和成熟的病毒颗粒，且病毒外壳蛋白P10可以与溶酶体膜上的LAMP1互作，操纵白背飞虱自噬，使SDV逃过防御，促进其持久传播。 这解释了为什么病毒可以在特定的介体昆虫中存活并高效持久传播，同时为阻断病毒的持久传播提供了新策略。 (1)自噬体具有双层膜结构，白背飞虱中具有双层膜的结构还有 。自噬体与溶酶体融合的过程体现了细胞膜具有 的结构特点。 (2)写出SDV在白背飞虱细胞内遗传信息的传递过程 （用文字和箭头表示）。 (3)依据文中信息，下列叙述正确的是（  ）（多选） A．SDV与ITGB3结合后以胞吐的方式进入细胞 B．自噬体膜为病毒蛋白P10的大量聚集提供了场所 C．Atg8Ⅱ基因表达有助于SDV病毒量的下降 D．介体昆虫细胞自噬有利于SDV的增殖和传播 (4)综合文中信息，概括病毒在特定的介体昆虫中存活并高效持久传播的适应性对策 。 25．细胞体积的调节 有些细胞的体积可自身进行调节。这些细胞的吸水和失水不仅仅涉及水分的流入和流出，还主要涉及到细胞内外的Na+、K+、H+、Cl-、HCO3-五种无机盐离子流入流出的调节过程（溶液中HCO3-增加会升高溶液pH，而H+反之）。 细胞急性膨胀后，通过调节使细胞体积收缩称为调节性体积减小（RVD）。将细胞置于低渗溶液中，加入酪氨酸激酶抑制剂后细胞体积的变化如图1。研究发现酪氨酸激酶活性提高后可激活Cl-、K+通道，RVD过程中Cl-、K+流出均增加，Cl-流出量是K+的两倍多，但此时细胞膜电位没有发生改变。 细胞急性收缩后，通过调节使细胞体积膨胀称为调节性体积增加（RVI），RVI期间细胞有离子出入，细胞膜电位没有发生变化。NKCC是将Na+、K+、Cl-以1：1：2的比例共转运进细胞的转运蛋白。将细胞置于高渗溶液中，并用NKCC抑制剂处理，细胞体积的变化如图2。RVI期间激活Cl-/HCO3-交换转运蛋白（两种离子1：1反向运输，HCO3-运出细胞），测定在不同蛋处理条件下，胞外pH的变化（图3），DIDS是Cl-/HCO3-交换转运蛋白的抑制剂。RVI期间引发离子出入的原因涉及细胞中多种酶活性的改变及细胞骨架的更新。 细胞通过调节，维持体积的相对稳定。细胞增殖、细胞凋亡、细胞运动等也与细胞调节性的体积改变有关，如分裂间期细胞体积的增加。    (1)图1实验开始时细胞吸水体积增加的原因是 。 (2)图1结果说明RVD过程中有 的参与。依据材料中划线部分推测：在此过程中有其他 （填“阳”或“阴”）离子的流出，导致膜电位不发生变化。 (3)RVI期间，存在运出细胞的阳离子、此阳离子与Na+利用其他膜蛋白反向共转运。根据图3结果可推知此离子是 ，理由是 。 (4)综合以上信息，请在答题卡的图中标出参与RVI过程的转运蛋白（用僵表示）及其运输的物质，并用箭头标明运输方向 。 (5)请概括当外界溶液浓度改变后，细胞体积维持基本稳定的机制 。 26．学习以下材料，回答（1）~（5）题。 黑色素干细胞的动态变化 毛发的生长周期包括生长期、退化期和休止期（毛发脱落），毛发的生长和更新由毛囊的变化所驱动，毛囊的结构如图。毛发呈现出黑色是由于黑色素干细胞（McSC）分化的成熟黑色素细胞产生真黑色素将毛发“染”成了黑色。在人类和大多数动物毛囊中，McSC的耗尽会导致毛发变白。 研究人员构建McSC带有红色荧光标记的模型小鼠，对毛囊持续观察，研究McSC的生命历程。发现在毛发的生长期初期，McSC在毛囊的毛基质区增殖后全部分化为TA细胞（一种中间状态的细胞，可快速增殖，然后分化为成熟的黑色素细胞）；生长期中后期，在毛基质区全部为成熟黑色素细胞，这些细胞会在生长期结束时死亡；在生长期中后期，隆起区出现McSC，并表现出增殖能力；退化期后期，McSC出现在隆起区下部，到休止期大多数McSC则定位到毛基质区并保持未分化状态。研究人员据此提出大胆假设，毛基质区的大部分TA细胞会随着毛囊的生长而分化，McSC数量的维持依赖于TA细胞的分化、这有别于以往对成体干细胞的认知。 进一步研究发现，WNT蛋白是McSC分化不可或缺的信号分子，缺乏WNT蛋白将使得成熟黑色素细胞生成不足。McSC和TA细胞在隆起区和毛基质区的移动，使它们能够处于不同的WNT信号水平，从而可逆地走向分化或去分化。 对黑毛小鼠进行反复拔毛以加速毛囊老化的实验中，检测到在第七个休止期的毛基质区有显著的McSC丢失，这些小鼠表现出毛发变灰。值得注意的是，老化的毛囊中许多McSC已经改变了位置，分散到隆起区，而不在毛基质区紧密聚集。隆起区的McSC数量从拔毛前的10%增加到了50%。 小鼠毛发变白机制可能同样存在于人类，对此进行深入研究有望为实现白发变青丝提供依据。 (1)干细胞是动物或人体内保留的少数具有 能力的细胞。成熟黑色素细胞由McSC转变而来，请从分子或细胞水平提出可以区分这两种细胞的检测思路 （答出2条）。 (2)文中提到对McSC的认知“有别于以往对成体干细胞的认知”，是指McSC可来源于 。 (3)综合文中内容，完善McSC在毛发生长周期中的生命历程 。（在实线框中以文字和箭头的形式做答） (4)根据文中信息，下列与WNT有关的推测合理的是____（多选）。 A．毛基质区WNT基因表达量在生长期高于休止期 B．隆起区WNT基因表达在生长期中后期被上调 C．持续激活隆起区WNT信号，会促进McSC分化 (5)根据文中研究成果提出有望使反复拔毛小鼠毛色扭转的思路 。 27．（2025·北京通州·模拟预测）学习下面材料，回答以下问题。 丙酮酸激酶调控拟南芥开花 开花是植物繁殖的重要过程，植物必须准确地将内部信号和环境信号相结合，以启动开它过程。环境因素如光照、温度等可通过影响表观遗传来调控植物开花的时间。尽管已知细胞的代谢状态可以影响染色质中组蛋白的修饰，但代谢酶是否直接参与该过程仍不太清楚。 研究人员近来发现丙酮酸激酶（PK酶）在调节拟南芥开花中具有重要作用。葡萄糖是生物体重要的能量来源和信号分子。植物通过光合作用合成郁机糖，通过细胞呼吸分解葡萄糖，PK酶是催化葡萄糖代谢的关键酶，也能够催化组蛋白磷酸化。抗原抗体杂交结果表明；PK酶在细胞中的定位依赖于葡萄糖，且受光诱导，如下图所示。    注：Tubulin为微管蛋白，在各细胞中表达量高且稳定 进一步发现，PK酶靶向FLC等基因部位的组蛋白磷酸化，提高转录水平。FLC是开花抑制因子，在PK基因缺失突变体中检测到FLC基因转录水平降低，且出现早花现象。SWC4蛋白是PK酶靶向作用的关键，二者在细胞核中相互作用，且SWC4蛋白直接结合到靶基因上，这对PK酶在靶基因上的占位是必需的。这一发现揭示代谢酶直接参与组蛋白修饰和植物发育的过程，丰富了表观遗传调控植物生命活动的内容。 (1)拟南芥开花的调控，是由基因表达调控、激素调节和 调节共同完成的。其中，基因表达调控包括碱基序列不改变，但基因表达和表型发生可遗传变化的 调控。 (2)研究人员利用转基因技术构建了含PK基因启动子驱动的GUS基因的拟南芥。GUS基因的表达产物可催化特定底物水解生成蓝色产物，便于检测。结果显示，在葡萄糖缺乏和补充的情况下，蓝色产物量没有显著差异，表明葡萄糖 PK基因转录。 (3)由上文图可知，在葡萄糖充足或正常光照下，PK酶主要位于 ；在葡萄糖缺乏或避光时，PK酶主要位于 ，且在重新光照后恢复，表明葡萄糖影响了PK酶的定位。请就葡萄糖充足和正常光照、葡萄糖缺乏和避光两种情况下PK酶定位表现出的高度一致性提出合理的推测 。 (4)科研人员获得拟南芥PK基因缺失突变体（pk）、SWC4基因敲除株（swc4）、及上述双处理植株（pkswc4），测定FLC基因的转录水平，结果如下表，请根据原文将swc4结果补充完善（+数量越多，转录水平越高）。 　 野生型 pk pkswc4 swc4 FLCmRNA相对水平 +++ + + (5)“万树江边杏，新开一夜风”描述了在栽有万棵杏树的江边园林，一夜春风催花开的景象。请从进化与适应角度阐述种群精准调控开花时间的意义 。 28．（2025·北京丰台·一模）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 蜘蛛的捕食策略 传统认为结网蜘蛛的捕食策略仅仅是“守网待虫”。深入研究发现结网蜘蛛不仅可以利用身体和蛛丝的颜色吸引猎物，还会在蛛网上做各种装饰物吸引猎物，更有一些结网蜘蛛能利用生活在其网上的体色鲜艳的“盗寄生”蜘蛛来吸引猎物。 我国科学家发现大腹圆蛛的蛛网上的边褐端黑萤多是雄性。边褐端黑萤是一种萤火虫，雄虫有两节发光器，雌虫只有一节。进一步观察发现，大腹圆蛛在捕到猎物后通常会用丝将猎物整个裹住，直接取食。但捕到边褐端黑萤后，并不急于享用美食，而是裹住此萤大部分身体，仅露出腹部的发光器。大腹圆蛛通过多种操控策略，使雄萤只有一节发光器能发光。检测三种情况萤火虫的闪光信号，结果如下图。 分析3种闪光信号，研究者认为这可能是一种新的捕食策略：蜘蛛通过操控触网的雄萤，使其闪光信号改变，从而获得更多猎物。 (1)结网蜘蛛和“盗寄生”蜘蛛的种间关系是 。这是利用物理信息调节生物的种间关系，进而维持 的平衡与稳定。 (2)研究者认为大腹圆蛛能捕获更多雄萤的策略是用萤火虫“钓”萤火虫，依据是 。 (3)为验证这种新的捕食策略，请完善下表中的实验设计（填写字母）。 组别 实验材料 预期结果 对照组 a、e g、i 实验组1 ① ② 实验组2 ③ ④ a．正常发光的雄性边褐端黑萤 b．正常发光的雌性边褐端黑萤 c．发光器涂黑的雄性边褐端黑萤 d．发光器涂黑的雌性边褐端黑萤 e．有大腹圆蛛的蜘蛛网 f．无大腹圆蛛的蜘蛛网 g．不直接取食，出现操控行为 h．直接取食，不出现操控行为 i．更多雄萤触网 j．很少或者几乎没有吸引到雄萤触网 为进一步确定影响雄萤闪光信号的是大腹圆蛛的毒液还是其咬击行为，实验组的操作是 ，检测闪光信号并与对照组对比。 (4)从物质与能量或进化与适应的角度，分析大腹圆蛛新捕食策略的优势 。 29．（2025·北京朝阳·二模）学习以下材料，回答（1）～（5）题。 小环大威力：ecDNA在癌症发生和进展中的作用 细胞中可能由于染色体断裂和重新连接，形成游离于染色体外的环状DNA分子，称为ecDNA。细胞周期中，ecDNA复制后随机分配给两个子细胞。 含原癌基因的ecDNA的产生概率极低，但临床调查发现约17.1%的癌症患者癌细胞中存在携带原癌基因的ecDNA。为构建与癌细胞中类似的ecDNA，研究者将两段含loxP位点和标记基因的外源DNA插入12号染色体，再用Cre酶处理．使染色体中的一个片段脱落并环化，形成含原癌基因MDM2的ecDNA（图1）。 处理后同时发出绿色和红色荧光的细胞即为含有/ecDNA的细胞，称为ec细胞。研究者对ec细胞进行传代培养，发现其后代中丢失绿色荧光的细胞比例逐渐增加。推测由于细胞分裂中ecDNA随机分配，产生不含ecDNA的子细胞，且这些子细胞在适宜环境中继续增殖；如果培养环境改变为ecDNA能为细胞带来更强适应能力的环境，则子代中ec细胞比例会增加，ec细胞中ecDNA的拷贝数也会增加。为检验假设，研究者将上述ec细胞分别放在含不同浓度潮霉素的培养基中培养，结果表明，潮霉素处理能够增加子代中ec细胞占比和ec细胞中ecDNA拷贝数。 为进一步研究ecDNA在体内的作用，研究者在小鼠肝细胞中诱导生成含有MDM2基因的ecDNA。小鼠肝脏中迅速出现癌细胞，形成肿瘤。 ecDNA的工程化构建为研究其致癌机制提供了新工具，未来有可能成为癌症精准治疗的靶点。 (1)eeDNA缺少着丝粒，因此复制后的ecDNA不能在 的作用下均分给两个子细胞。 (2)ecDNA的染色质状态更开放，其上的MDM2基因表达量 ，能促进细胞癌变和已癌变细胞的增殖。 (3)研究者进行外源DNA插入操作后，用含 的培养液筛选出成功插入的细胞。 (4)Cre酶可以将DNA上两个相同loxP位点之间的片段切割后环化（图2）。用Cre酶处理已插入片段1和片段2的12号染色体（图3），产生图1所示ecDNA。请写出片段2上各字母代表的表达元件。 (5)请根据潮霉素培养实验和小鼠肝细胞诱导实验推测携带原癌基因的ecDNA在癌细胞中广泛存在的原因 。 30．（2025·北京东城·二模）学习以下材料，回答（1）~（3）题。 塔克拉玛干沙漠治理：从困境到希望的生态征程 塔克拉玛干沙漠是世界第二大流动沙漠。大规模垦荒导致植被破坏、土壤保水能力下降、盐碱化，形成“过度开发—土地沙化—继续垦荒”的恶性循环，严重时沙漠边界每年推进超百米。 在早期治理过程中，种植高耗水杨树的失败经验促使人们改进治理方法。柽柳成为重要的治沙植物之一。柽柳的根系（图1）水平分布半径最大可达27m，是冠幅半径的5.7倍。在研究植物根系时，常用TI（拓扑指数）反映植物根系的分支模式，TI=lgA/lgM。如图2，A为内部连接数，即最长根系节点之间连接数；M为外部连接数，即植物根系所有与外部土壤连接的小根总数。图2所示根系的A=4，M=8，TI约为0.67.TI可以反映根系空间分布及水、肥吸收能力。 《尔雅翼》中提及柽柳：“天之将雨，柽先知，起气以应，又负霜雪不凋，乃木之圣者也。故字从圣。”柽柳可感知空气湿度，在下雨前会奋力喷发种子，形成红色的烟雾。柽柳的叶片退化为鳞片状，叶面积小（图4）。此外，叶片具有“泌盐腺”排出盐分。 2024年11月28日，塔克拉玛干绿色阻沙防护带工程实现全面锁边“合龙”，这是世界上最长的环沙漠绿色生态屏障。这是我国生态治理的伟大胜利，也为全球生态治理贡献了中国力量。 (1)大规模垦荒改变了群落演替的 。早期治理时，种植杨树失败，其原因是违背了生态工程中的 原理。 (2)图3所示根系的TI指数为 。根据图1~3分析，TI值越 ，根系在土层中的横向扩展能力越强，有助于植物获取营养。 (3)研究发现，在沙漠种植桎柳3年后，此地可以栽种其他树种。与地衣类比，怪柳可作为沙漠的“先锋植物”。请根据文中叙述，从适应环境和影响环境的角度各举一例说明其适宜作为“先锋植物”的原因。 。 31．学习以下材料，回答（1）~（5）题 新型抗生素有望战胜超级耐药菌 耐碳青霉烯鲍曼不动杆菌（R菌）外膜上的脂多糖（LPS）外衣使其能抵抗多种抗生素，导致抗生素耐药。R菌能引发严重的肺炎和血液感染等，死亡率可达60%。 为解决抗生素耐药问题，研究人员从多种环肽中筛选出对R菌有杀菌活性的环肽X。经过改造，得到杀菌活性更高、特异性更强且对小鼠更安全的环肽Z。 继续研究Z的作用靶点，不断提升培养基中Z的浓度，让R菌进化出对Z的耐药性，然后通过基因测序分析突变位点，发现突变发生在编码Lpt复合物（包括LptA~LptG7种蛋白）的基因中，该复合物参与R菌细胞中LPS转运的机理如图1，箭头代表转运方向。 为确定Z是否影响LPS与LptA结合，制备含LplB2FGC复合物和LPS的脂质体（如图2），分别加入不同浓度的Z和无关环肽，再加入ATP和LptA-His融合蛋白（His是一种短肽标签，可利用His抗体检测带标签的蛋白），进行抗原-抗体杂交，结果如图3。    最后，研究者测试了Z对分离自患者不同感染部位的R菌的体外活性，发现Z对这些菌株均有极强的杀菌活性。将上述菌株接种到模式小鼠体内后，Z仍有强大的杀菌活性。目前，Z已经进入临床测试，如果试验顺利，R菌给医生带来的噩梦有望终结。 (1)细菌对抗生素产生耐药性的过程：细菌发生抗药的基因突变， 对其进行选择，抗药基因频率升高。 (2)请完善筛选环肽X的技术路线：将 溶于等量无菌水→浸润无菌圆形滤纸片→将滤纸片放在涂布R菌的培养基上→恒温箱培养→筛选周围出现 的环肽。 (3)若环肽Z对传统抗生素敏感型和对传统抗生素耐药型的两种R菌的杀菌作用 ，则其可能作用于一个未知新靶点。 (4)分析图1，下列关于R菌转运LPS的说法正确的是___ A．Lpt复合物在核糖体中合成 B．LptB、LptG、LptF、LptC分布在内膜上 C．Lpt复合物具有ATP水解酶活性 D．Lpt复合物将LPS从外膜转移到内膜 E．R菌的外膜和人体细胞膜结构一致 (5)分析图3，结果显示与无关环肽相比 。综合以上研究，环肽Z的杀菌机理是 ，导致LPS在细胞中积累，使R菌死亡。 32．学习以下材料，回答（1）~（4）题。 构建“动态调控”的工程酵母菌 酿酒酵母作为极具潜力的细胞工厂，经遗传改造后被广泛的应用于生物燃料、化工产品、医药保健品等的合成，但代谢途径改变常造成细胞生长受损即存在“生长”与“生产”之间的矛盾。为解决这一矛盾，我国研究者在酿酒酵母中构建了群体密度调控的蛋白降解系统。 在酿酒酵母中表达拟南芥的细胞分裂素合成酶和细胞分裂素受体．并使细胞分裂素响应途径与酵母菌内源的Ypd1-Skn7信号转导途径结合，构建出群体密度感应系统，如图。当菌体密度增至足够高时，扩散到胞外的细胞分裂素浓度达到一定阈值，会进入细胞与受体结合，引起Skn7与特定启动子中一段重复序列（SD）结合，导致下游基因从低表达状态显著上调表达水平，通过选择适当的下游基因，实现了细胞分裂素信号的正反馈激活。研究者利用绿色荧光蛋白基因（GFP）作为报告基因进行检测，发现当酵母菌菌体数量达到一定值时，荧光强度开始随菌体数量增加而显著增强。 生长素受体与生长素（IAA）结合后，可进一步结合特定蛋白并导致特定蛋白的降解。这些特定蛋白中共同的氨基酸序列称为IAA蛋白降解决定子。研究者在酵母菌中表达生长素受体，并将IAA蛋白降解决定子与目标蛋白融合表达，构建了IAA诱导的蛋白降解系统。 法尼烯是喷气燃料的替代品。酿酒酵母可利用F酶将法尼基焦磷酸（FPP）合成为法尼烯，E酶会与F酶竞争FPP催化合成麦角固醇，麦角固醇过少时严重影响菌体数量增加。研究者将群体密度感应系统和IAA诱导的蛋白降解系统整合，使工程酵母菌生长到一定密度后，才启动E酶的降解，实现对其代谢的动态调控，提高了生产效率。 (1)研究者从拟南芥中 目的基因，构建 后再导入酿酒酵母，经检测鉴定后获得工程菌。 (2)如何通过提高细胞分裂素浓度实现其信号的正反馈激活，请选择适宜的基因和启动子填在图中。① ② ③ 基因A： 基因B： a．持续表达下游基因的启动子 b．能结合细胞分裂素的启动子 c．含有SD的启动子 d．细胞分裂素合成酶基因 e．细胞分裂素受体基因 (3)为将群体密度感应系统和IAA诱导的蛋白降解系统整合入酿酒酵母，从而解决法尼烯生产中的问题，一方面需要将群体密度感应系统中的 基因替换为IAA合成酶基因，一方面还需导入 基因替换酵母菌内源的E酶基因。 (4)综合所学知识和文中信息，以下说法正确的是____。 A．利用酿酒酵母工业生产法尼烯涉及发酵工程和基因工程技术 B．文中的两个系统均属于转录水平的代谢调控手段 C．工程菌大量增殖后，细胞分裂素合成多，IAA合成少，利于F酶催化FPP合成法尼烯 D．通过引入两个系统，实现了工程菌生长和生产的平衡，有利于提高法尼烯生产效率 E．该策略也可推广至酿酒酵母多种代谢途径的调控，应用前景广阔 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 猜押08 科普文阅读相关问题 猜押考点 3年真题 考情分析 押题依据 细胞的结构及功能 2024年北京卷第20、21题 2023年北京卷第20、21题 2025年新高考生物新结构体系下，科技文阅读类题目以综合性的考查学生的思维能力和推理能力为主；以问题为抓手，创新设问方式，搭建思维平台，引导考生思考。 题目更加注重综合性、应用性、创新性，且是综合性比较强，均以非选择题呈现，对学科核心素养的考查比较深入。 科技文阅读类的题型要求考生在阅读理解的基础上，依据题目提供的信息，联系所学的知识和方法，实现信息的迁移，达到灵活解题的目的；对这部分内容的考查，多以综合性的知识的考查为主。 难度适中，可以预测2025年新高考大题命题方向将会进行比较综合的考查。 1．学习以下材料，回答（1）~（4）题。 受水分影响的激素运输决定侧根形成 土壤中水分分布会影响侧根形成，在土壤水含量高的区域，侧根会优先分化出来，称为“水生根”。水分充足时，水分主要由根系外侧细胞通过胞间连丝往内侧细胞流动，生长素也随之向内侧运输，调控中柱鞘细胞启动侧根形成（如图A组）。 干旱刺激时，侧根形成就会被抑制，称为“干分支”（如图B组）。科研人员观测到干旱刺激12小时后，根组织中的脱落酸水平开始升高，当根尖再次接触水分时，脱落酸水平迅速下降。对脱落酸合成缺陷的玉米、番茄突变体给予干旱处理，干分支现象消失。 研究发现，脱落酸主要在韧皮部细胞中合成。受到干旱刺激后，水分从内侧细胞通过胞间连丝向外侧细胞流动以维持根的生长，此时韧皮部细胞产生的脱落酸也随着水分向外侧细胞运输（如图B组i）。随着时间的推移，根的细胞还会出现B组和ü的不同状态。 脱落酸合成缺陷突变体的D蛋白会显著下调，胞间连丝的关闭受到D蛋白的调控，敲除D基因的突变体干分支现象消失。干旱刺激后胞间连丝关闭，脱落酸和生长素均无法通过胞间连丝运输。干旱刺激后，通过在根尖内、外细胞中过表达生长素载体，可恢复侧根分支（如图C组）。 植物感知水的变化动态调节侧根分支形成，对植物生命活动有着重要意义。 (1)植物生长发育的调控，是由激素调节、环境因素调节和 共同完成的。水能影响植物生根，又作为良好的 协助激素运输。 (2)依据本文内容，下列叙述正确的是 （选填下列字母）。 a．对侧根形成来说，脱落酸和生长素的作用是相反的 b．野生型植株的韧皮部细胞表面大量表达生长素载体 c．干旱刺激时，敲除D基因的植株胞间连丝无法关闭 d．胞间连丝在实现细胞间信息交流等方面具有重要作用 (3)综合本文信息，阐明“干分支”的机理 。 (4)植物感知水的变化，动态调节侧根分支的意义是 。 【答案】(1) 基因表达调控 溶剂 (2)a、c、d (3)干旱刺激时，韧皮部细胞合成脱落酸增加，脱落酸随着水分向外侧细胞转移，引起相关细胞的D蛋白基因表达量上调，胞间连丝关闭，使生长素无法从外侧细胞向内侧中柱鞘细胞运输，侧根无法产生 (4)有效利用根系周围分布不均的水资源，减少物质和能量的浪费，增强对水环境变化的适应 【分析】细胞内的水以自由水和结合水的形式存在，结合水是细胞结构的主要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还是许多化学反应的反应物或生成物，自由水能自由移动，对于运输营养物质和代谢废物具有重要作用；自由水与结合水的比值越高，细胞新陈代谢越旺盛，抗逆性越差，反之亦然。 【详解】（1）植物生长发育的调控，是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的，它们相互作用、协调配合；水是极性分子，其中的自由水是细胞内良好的溶剂。 （2）a、水分充足时，水分主要由根系外侧细胞通过胞间连丝往内侧细胞流动，生长素也随之向内侧运输，调控中柱鞘细胞启动侧根形成（如图A组），受到干旱刺激后，水分从内侧细胞通过胞间连丝向外侧细胞流动以维持根的生长，此时韧皮部细胞产生的脱落酸也随着水分向外侧细胞运输（如图B组i），侧根形成就会被抑制，所以对侧根形成来说，脱落酸和生长素的作用是相反的，a正确； b、干旱刺激后，通过在根尖内、外细胞中过表达生长素载体，可恢复侧根分支（如图C组），韧皮部细胞表面若能大量表达生长素载体，侧根形成就不会被抑制，b错误； c、脱落酸合成缺陷突变体的D蛋白会显著下调，胞间连丝的关闭受到D蛋白的调控，敲除D基因的突变体干分支现象消失，c正确； d、水分充足时，水分主要由根系外侧细胞通过胞间连丝往内侧细胞流动，生长素也随之向内侧运输，受到干旱刺激后，水分从内侧细胞通过胞间连丝向外侧细胞流动以维持根的生长，此时韧皮部细胞产生的脱落酸也随着水分向外侧细胞运输，说明胞间连丝在实现细胞间信息交流等方面具有重要作用，d正确。 故选acd。 （3）受到干旱刺激后，水分从内侧细胞通过胞间连丝向外侧细胞流动以维持根的生长，此时韧皮部细胞产生的脱落酸也随着水分向外侧细胞运输（如图B组i），胞间连丝关闭，脱落酸和生长素均无法通过胞间连丝运输，使生长素无法从外侧细胞向内侧中柱鞘细胞运输，侧根无法产生，而胞间连丝的关闭受到D蛋白的调控。 （4）根系是植物从土壤中获取水分和矿质元素的最重要器官。然而这些植物所必需的物质在土壤中并非均匀分布，因此，植物根型会做出相应的改变以尽可能汲取其所需，植物的根系能够感知器其周围环境极其微观的水分可利用率，从而引起根系构型的改变：仅在与主根有水分接触的一侧产生新的侧根，有效利用根系周围分布不均的水资源，减少物质和能量的浪费，增强对水环境变化的适应 2．学习下列材料，回答（1）-（4）题 大灰蓝蝶的绝迹与重生 大灰蓝蝶曾经存在于英国南部，但数量较少，是蝴蝶爱好者的采集对象，因大灰蓝蝶在野生植物百里香花蕾中产卵，政府专门设立保护区，禁止牛羊啃食植被、并使用病毒控制野兔种群，但是，大灰蓝蜾的数量依热不断下降，并在1970年代末绝迹。 研究发现，大灰蓝蝶的生活不仅依赖百里香，还和红蚁相关，红蚁巢常筑在向阳的山坡，附近草的高度一般在2-3厘米，草过高会降低地表温度，而蚁巢温度过低不利于红蚁幼虫发育，大灰蓝蝶成虫把卵产在红蚁穴附近的百里香花蕾中，孵化出的幼虫以百里香花为食，体色变为与百里香花相同的紫红色。两周后，幼虫落至地面，用蜜腺分泌的蜜露吸引红蚁，同时膨胀身体形似幼蚁，诱骗红蚁将它运至蚁巢，进入蚁巢后的大灰蓝蝶幼虫以红蚁卵和幼虫为食，经10个月发育后化蛹成蝶、飞翔而去，若没有红蚁的收养，大灰蓝蝶的幼虫无法发育为成虫。 大灰蓝蝶在红蚁巢中如何避免被发现？科研人员比较了大灰蓝蝶幼虫和几种红蚁的体表化学物质，发现其种类与所入侵红蚁体表物质接近。科研人员又比较了大灰蓝蝶和红蚁发出的声音，结果如下图。若蚁后发现巢中还有一个“将要发育成蚁后的幼虫”，她会发出化学信号让工蚁把它杀死，如果蚁巢规模太小，大友蓝蝶幼虫会因食物不足而死。实际上，并非所有红蚁都坐以待毙，有的种类的红蚁会直接把大灰蓝蝶幼虫杀死。    大灰蓝蝶的生活史被揭示后，英国从瑞典重新引进大灰蓝蝶，并采取了适当措施，大灰蓝蝶的种群数量终于得到恢复。 (1)大灰蓝蝶属于生态系统成分中的 。 (2)关于大灰蓝蝶被红蚁成功收养的策略，下列说法正确的有_______。 A．大灰蓝蝶幼虫体色为紫红色，与百里香花色相同 B．大灰蓝蝶能够分泌蜜露，且身体膨胀形似幼蚊 C．大灰蓝蝶幼虫体表的化学物质与所有红蚁相同 D．大灰蓝蝶幼虫发出类似蚊后的声音获得特别照顾 (3)综合文中信息，解释1970年代英国保护大灰蓝蝶行动失败的原因是： 。 (4)从进化与适应观的角度分析，红蚁并未因收养大灰蓝蝶而灭绝的原因是红蚁通过 来应对大灰蓝蝶寄生，实现二者协同进化，该进化实例也说明，生态系统的信息传递能够 ，进而维持生态系统的平衡与稳定。 (5)“大灰蓝蝶的绝迹与重生”实例为人类的生物多样性保护工作提供的启示是： （写一点即可） 【答案】(1)消费者 (2)ABC (3)未充分考虑到大灰蓝蝶与红蚁和百里香的关系 (4) 种间竞争 调节生物的种间关系 (5)充分尊重自然界现存的种间关系，不能随意捕杀某类生物 【分析】生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构，组成成分又包括非生物的物质和能量，生产者、消费者和分解者，营养结构就是指食物链和食物网。生产者主要指绿色植物和化能合成作用的生物，消费者主要指动物，分解者指营腐生生活的微生物和动物。 【详解】（1）分析题意可知，大灰蓝蝶以百里香和红蚁卵等为食，属于消费者。 （2）A、体色变为与百里香花相同的紫红色可在红蚁穴附近存在而不被发现，是被红蚁成功收养的策略之一，A正确； B、两周后，幼虫落至地面，用蜜腺分泌的蜜露吸引红蚁，同时膨胀身体形似幼蚁，诱骗红蚁将它运至蚁巢，是被红蚁成功收养的策略之一，B正确； C、结合题干信息“大灰蓝蝶种类与所入侵红蚁体表物质接近”可知，该特点不易被发现，是被红蚁成功收养的策略之一，C正确； D、据图可知，与被收养前相比，收养后的大灰蓝蝶幼虫发出类似蚊后的声音，但改声音可能导致被杀死，不利于生存，D错误。 故选ABC。 （3）分析题意可知，大灰蓝蝶的生存与百里香、红蚁等密切相关，若只是专门设立保护区，禁止牛羊啃食植被、并使用病毒控制野兔种群，而未考虑到红蚁和百里香的关系，也会导致保护行动失败。 （4）协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，分析题意可知，并非所有红蚁都坐以待毙，有的种类的红蚁会直接把大灰蓝蝶幼虫杀死，红蚁并未因收养大灰蓝蝶而灭绝的原因是红蚁通过种间竞争来应对大灰蓝蝶寄生，实现二者协同进化；该进化实例也说明，生态系统的信息传递能够调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。 （5）“大灰蓝蝶的绝迹与重生”实例为人类的生物多样性保护工作提供的启示是：充分尊重自然界现存的种间关系，不能随意捕杀某类生物。 3．学习以下材料，完成（1）~（5）题。 细胞周期阻滞，细胞是否会走向衰老 细胞的生命历程都要经过生长、增殖、衰老和死亡几个阶段。衰老死亡的细胞被机体的免疫系统清除，同时新生的细胞也不断从相应的组织器官生成，以弥补衰老死亡的细胞。细胞周期阻滞是细胞衰老最基本和最显著的特征，因此一些科学家将细胞衰老定义为DNA损伤和其他应激引起的不可逆的细胞周期阻滞。然而， 这一定义并不完善，例如，在年轻的有机体中，神经元和心肌细胞虽然处在不可逆的停滞状态，但它们并不衰老，经有丝分裂产生的子细胞可以是年轻的，也可以是衰老的。 科学家假设：细胞周期阻滞而不抑制细胞的生长将会导致细胞衰老，即抑制细胞生长可以阻止细胞衰老。为验证该假设，科研人员利用动物血清（含有生长因子）和HT-p21细胞系（细胞合成的p21蛋白具有细胞周期阻滞的作用）进行了如下实验。 将HT-p 21细胞分为四组，实验处理分别为：（A）10%血清（serum），（B）10%血清+IPTG（可诱导p 21蛋白合成），（C）无血清+IPTG，（D）无血清（血清饥饿）。培养一段时间后，实验结果如图1。    结果表明，在有无血清的情况下，IPTG均可通过诱导p21蛋白合成，导致细胞周期阻滞。 利用显微镜观察四组细胞形态时发现，B组的细胞肥大而扁平（细胞肥大是细胞衰老的标志），有明显的核仁，而其余三组细胞形态正常。将B组细胞放入不含IPTG，添加10%血清的培养基中继续培养，结果大多数细胞保持衰老状态；然而在去除IPTG后，C 组细胞能够恢复正常表型。由此得出结论：在IPTG存在下，血清中生长因子是引起细胞衰老的必要条件。 后续研究发现，D组的HT-p21细胞和人体正常细胞如成纤维细胞，经血清饥饿处理后都会处于静止状态（细胞不生长也不分裂），这与细胞周期蛋白D1水平低、TOR（生长因子可通过激活TOR通路促进细胞生长） 活性低等有关。在培养基中添加血清和低浓度阿霉素（DOX，一种抗肿瘤抗生素，可抑制RNA和DNA的合成） 后，细胞中TOR活性升高，开始走向衰老。 总之，当TOR通路被激活，p21蛋白阻断细胞周期时，细胞就会发生衰老。（见图2） 细胞衰老和个体衰老都是生物体的正常生命现象。TOR通路失活可能会延长生物体的寿命。事实上，胰岛素/TOR通路失活增加了从酵母到小鼠不同物种的寿命。TOR通路与许多年龄相关疾病有关，如动脉粥样硬化、高血压、心脏肥大、骨质疏松症、Ⅱ型糖尿病、肥胖、阿尔茨海默氏症和帕金森氏症、听力损失、良性和恶性肿瘤等。因此，药物抑制这一通路可以延缓甚至预防这些疾病。 (1)细胞衰老死亡与 的动态平衡是维持机体正常生命活动的基础。与正常细胞相比，衰老细胞的形态结构发生了变化，这些变化包括本文提到的 及教材中的 （各写出两点）。 (2)往动物细胞培养基中添加动物血清的目的是 。动物细胞还需要放入 培养箱中进行培养。 (3)有人认为细胞衰老就是细胞生长停滞。你是否支持这一观点，请说明理由 。 (4)请结合文中科学家的研究结果，修改“细胞衰老”的定义 。 (5)结合所学知识和文中的信息，解释“TOR通路失活可导致生物体寿命延长”的原因 。 【答案】(1) 细胞生长增殖（新生细胞生长） 细胞肥大而扁平，有明显的核仁 细胞核体积增大、染色质收缩，染色加深、细胞膜通透性改变 (2) 提供一个类似生物体内的环境，动物血清中含有一些动物激素和多种生长因子，可以促进细胞的生长和分裂 CO2恒温 (3)不支持，因为抑制细胞生长（处于静止状态）可以阻止细胞衰老。细胞衰老需要生长刺激， 当TOR通路被激活， p21阻断细胞周期时， 细胞才会发生衰老。 (4)细胞衰老定义为在不影响细胞生长或存在生长刺激的条件下， DNA损伤和其它应激引起的细胞周期停滞。 (5)个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。抑制TOR通路的活性， 既可阻止或延缓细胞衰老，还可以延缓甚至预防许多与年龄相关的疾病，从而导致生物个体的寿命延长。 【分析】衰老细胞的特征：（1）细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，但细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深；（2）细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低；（3）细胞色素随着细胞衰老逐渐累积；（4）有些酶的活性降低；（5）呼吸速度减慢，新陈代谢减慢。 【详解】（1）细胞衰老死亡与细胞生长增殖的动态平衡过程保证了机体正常的结构，因而是维持机体正常生命活动的基础。与正常细胞相比，衰老细胞的形态结构发生了变化，这些变化包括本文提到的细胞肥大而扁平，有明显的核仁及教材中的细胞核体积增大、染色质收缩，染色加深、细胞膜通透性改变等衰老细胞的特征。 （2）由于对动物细胞培养过程所需要的营养物质尚未研究清楚，因此在进行细胞培养时，通常往动物细胞培养基中添加动物血清用于提供一个类似生物体内的环境，通式动物血清中含有一些动物激素和多种生长因子，也可以促进细胞的生长和分裂。动物细胞还需要放入CO2恒温培养箱中进行培养，用以提供细胞生长所需要的气体环境。 （3）细胞衰老并不意味着细胞生长停滞，因为抑制细胞生长（处于静止状态）可以阻止细胞衰老。细胞衰老需要生长刺激， 当TOR通路被激活， p21阻断细胞周期时， 细胞才会发生衰老。 （4）科学家假设，细胞周期阻滞而不抑制细胞的生长将会导致细胞衰老，并对该假设进行了验证，因而可推知，细胞衰老可描述为在不影响细胞生长或存在生长刺激的条件下，DNA损伤和其它应激引起的细胞周期停滞。 （5）题中信息显示，个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。抑制TOR通路的活性， 既可阻止或延缓细胞衰老，还可以延缓甚至预防许多与年龄相关的疾病，从而导致生物个体的寿命延长，因此，可知，TOR通路失活可导致生物体寿命延长。 4．学习以下材料，回答（1）~（4）题。 花蜜微生物与传粉者的相互作用 90%的开花植物依赖动物传粉，富含糖类和氨基酸等营养成分的花蜜是植物为传粉者提供的最常见报酬，然而传粉者并不是从花蜜中受益的唯一生物类群，大量研究发现，以真菌和细菌为主的微生物在花蜜中广泛存在。一般认为开花植物的原始花蜜是无菌的，由外界生物（主要是传粉者）或非生物载体（空气、雨水等）将微生物传播接种到花蜜中，并在其中形成微生物群落。 微生物和传粉者在花蜜微环境中相互作用。作为重要的传播载体，传粉者的种类和活动在不同程度上影响花蜜微生物的发生率和丰度，传粉者采集花蜜时会带走微生物代谢累积的有害物质，并促进植物蜜腺分泌新鲜花蜜，利于微生物的生长。“花气味”由植物自身释放的挥发物及花蜜微生物代谢产生的挥发物两部分组成。研究者进行假花（模拟植物A花朵）诱导实验，设置对照组和实验组，实验组添加含有四种主要挥发性物质的人工花蜜，结果如图。进一步研究发现，植物A花朵中的优势菌群均具有代谢产生上述挥发物质的能力。微生物的代谢活动可提高花蜜温度，促进花气味分子挥发的同时又为传粉昆虫在早春等寒冷季节提供了一份额外的热量报酬；也可以通过改变花蜜中糖和氨基酸的组成及浓度进而调节花蜜的味道；微生物还可以作为传粉者肠道菌群的成分影响传粉者的健康，并最终影响传粉者的访花行为。 传粉是植物繁殖的关键环节，探究花蜜微生物与传粉者之间的相互作用规律，有助于理解生态系统稳定性的维持机制，为生物多样性保护提供科学依据。 (1)花蜜中的糖类、氨基酸为微生物的生长繁殖提供 的同时，其形成的高渗、低氧环境也对微生物起到了 作用，这是造成花蜜微生物种类简单的主要原因之一。 (2)花气味物质与传粉昆虫触角上的特定蛋白结合形成复合体，刺激嗅觉感受神经元产生 ，并将信号传递到嗅觉中枢影响昆虫的访花行为。假花诱导实验中，对照组应添加 ，据图可知， 。 (3)对于花蜜微生物与传粉者的相互作用关系，理解正确的选项有 。 a.不同花蜜微生物均促进传粉者的访花行为，不同传粉者均促进花蜜微生物的生长 b.花蜜微生物在吸引传粉者的同时，也需要借助传粉者的访问来实现其种群扩散 c.传粉者的活动可能改变花蜜微生物群落中的优势物种，进而影响其群落演替 d.传粉者与花蜜微生物之间存在竞争、捕食等种间关系，这不利于各自种群的发展 (4)从生态系统信息传递的角度，概述花蜜微生物发出的信息如何通过传粉者促进植物种群的繁衍 。 【答案】(1) 碳源、氮源 选择 (2) 兴奋 等量人工花蜜 混合的四种挥发性物质促进花朵吸引传粉者 (3)bc (4)花蜜微生物通过改变气味、温度等花蜜特征，向传粉者传递化学信息和物理信息，从 而提高传粉者访花行为，利于植物传粉受精，进而利于植物种群的繁衍 【分析】信息传递在生态系统中的作用：（1）个体：生命活动的正常进行，离不开信息的作用。（2）种群：生物种群的繁衍，离不开信息传递。（3）群落和生态系统：能调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。 【详解】（1）糖类的元素组成通常是C、H、O，氨基酸的元素组成是C、H、O、N等，故花蜜中的糖类、氨基酸为微生物的生长繁殖提供碳源、氮源；高渗、低氧环境也对微生物起到了选择作用：渗透压较小的微生物不能在该环境中生存。 （2）花气味物质与传粉昆虫触角上的特定蛋白结合形成复合体，刺激嗅觉感受神经元产生兴奋；分析题意，本实验目的是探究花蜜微生物与传粉者之间的相互作用规律，根据题意可知假花诱导实验中，实验组应该是真花，对照组应添加等量人工花蜜；据图可知，混合的四种挥发性物质促进花朵吸引传粉者。 （3）a、花蜜微生物可能存在优势种群和非优势种群等多种类型，不一定均促进传粉者的访花行为，a错误； bd、花蜜微生物在吸引传粉者的同时，也需要借助传粉者的访问来实现其种群扩散，两者在相互作用中可实现协同进化，利于各自种群的发展，b正确，d错误； c、群落演替的实质是优势取代，分析题意可知，传粉者采集花蜜时会带走微生物代谢累积的有害物质，并促进植物蜜腺分泌新鲜花蜜，利于微生物的生长，故传粉者的活动可能改变花蜜微生物群落中的优势物种，进而影响其群落演替，c正确。 故选bc。 （4）生态系统中信息传递的类型有物理信息、化学信息和行为信息等，对于花蜜微生物而言，可以通过改变气味、温度等花蜜特征，向传粉者传递化学信息和物理信息，从 而提高传粉者访花行为，利于植物传粉受精，进而利于植物种群的繁衍。 5．学习以下材料，回答（1）～（4）题。 光合产物的两个去向 蔗糖和淀粉是绿色植物光合作用的两个主要终产物。在光照下，蔗糖被持续地从叶肉细胞中运出，进入筛管，再通过韧皮部运输至茎、根等非光合器官。未能及时输出的光合产物会以淀粉的形式暂时储存在叶绿体中。黑暗情况下,叶绿体中的淀粉开始分解，以维持蔗糖的持续外运。(见下图) 卡尔文循环中生成的丙糖磷酸可转化为蔗糖或淀粉。丙糖磷酸进入细胞质基质需借助丙糖磷酸转运体（TPT），TPT是叶绿体内膜的主要蛋白质，其运输严格遵循1∶1反向交换的原则，即一分子物质运入，另一分子物质向相反的方向运出。TPT把丙糖磷酸从叶绿体运出的同时，将细胞质基质中的Pi运回叶绿体中。 叶片光合产物输出流畅时，蔗糖持续合成，该过程中释放的Pi不断进入叶绿体，通过TPT交换输出丙糖磷酸。叶片光合产物输出受阻时，蔗糖在叶肉细胞中积累，通过抑制相关酶的活性，使细胞质基质中可利用的Pi减少，不利于丙糖磷酸的输出，而有利于其在叶绿体内合成淀粉。TPT等转运蛋白的存在，控制着叶肉细胞内物质运输流量和代谢平衡。    (1)暗反应中生成的丙糖磷酸由C3被 还原形成。除此之外，C3还能形成C5，C5继续与CO2结合形成2个C3分子，这个过程叫CO2的 。 (2)光合旺盛时，若植物合成的糖类以蔗糖等可溶性糖的形式储存在叶绿体中，可能导致叶绿体基质的浓度升高，引起叶绿体 （选填“吸水”或“失水”）。 (3)据图分析，下列描述正确的是 a．丙糖磷酸既可以用于合成蔗糖，也可以用于合成淀粉 b．若TPT的转运活性受抑制，则经此转运体转运进叶绿体的Pi会减少 c．若合成丙糖磷酸的速率超过Pi转运进叶绿体的速率，则不利于淀粉的合成 (4)研究发现，TPT转运活性被抑制的转基因烟草叶绿体内淀粉合成量大大增加，但光合速率基本不变，并未表现出显著的生长差异。请根据文中信息推测原因 。 【答案】(1) NADPH 固定 (2)吸水 (3)ab (4)TPT被抑制时，丙糖磷酸从叶绿体输出受阻，在叶绿体基质中大量合成淀粉，丙糖磷酸不会积累，未影响暗反应速率，光合速率不变。同时，淀粉分解形成为麦芽糖和葡萄糖，进入细胞质基质合成蔗糖，运至其他部位，用于生长 【分析】光合作用由光反应和暗反应两部分组成，光反应主要发生水的光解，生成NADPH和ATP，释放氧气，暗反应C5与CO2结合形成2个C3分子，C3在ATP和NADPH提供能量的前提下，被NADPH还原。 【详解】（1）分析图可知：暗反应中生成的丙糖磷酸由C3被NADPH还原形成。除此之外，C3还能形成C5，C5继续与CO2结合形成2个C3分子，这个过程叫CO2的固定。 （2）光合旺盛时，植物合成的糖类以蔗糖等可溶性糖的形式储存在叶绿体中，导致叶绿体基质的浓度升高，渗透压上升，引起叶绿体吸水。 （3）分析图可知： a、丙糖磷酸可以通过ADP-葡萄糖进一步合成淀粉，也可以进入叶绿体基质，通过己糖磷酸进一步合成蔗糖，a正确； b、叶片光合产物输出流畅时，蔗糖持续合成，该过程中释放的Pi不断进入叶绿体，通过TPT交换输出丙糖磷酸，若TPT的转运活性受抑制，则经此转运体转运进叶绿体的Pi会减少，b正确； c、叶片光合产物输出受阻时，蔗糖在叶肉细胞中积累，通过抑制相关酶的活性，使细胞质基质中可利用的Pi减少，不利于丙糖磷酸的输出，而有利于其在叶绿体内合成淀粉。所以合成丙糖磷酸的速率超过Pi转运进叶绿体的速率，蔗糖持续合成，无法及时输出使蔗糖在叶肉细胞中积累，则有利于淀粉的合成，c错误。 故选ab。 （4）当TPT转运活性被抑制时，丙糖磷酸从叶绿体输出受阻，有利于其在叶绿体内合成淀粉，在叶绿体基质中大量合成淀粉，丙糖磷酸不会积累，不会影响光合作用暗反应，所以光合速率不变。同时，黑暗情况下,叶绿体中的淀粉开始分解，淀粉分解形成为麦芽糖和葡萄糖，进入细胞质基质合成蔗糖，运至其他部位，用于生长。 6．学习以下材料，回答（1）-（5）问题。 中心法则中的RNA通常指的是能够编码蛋白质的mRNA，但细胞中有许多不编码蛋白质的RNA-非编码RNA，但对细胞生命活动有调控作用。微小RNA（miRNA）是一种真核细胞中广泛存在的短链非编码RNA，长度为17~25个核苷酸。miRNA通常与mRNA的3'端非编码区结合，抑制依赖该mRNA的蛋白质翻译或促进靶标mRNA的降解，从而在转录后水平上调控基因的表达。当人体内某些miRNA功能失调时，疾病就可能发生。 前列腺癌是男性常见的恶性肿瘤。已发现去乙酰化酶（SIRT）在前列腺癌的发生发展过程中有重要作用。研究推测在前列腺癌细胞CW中miRNA对SIRT基因有转录后调控作用。研究者利用数据库对SIRT基因3'端非编码区进行分析，发现19个可能的miRNA作用的靶标位点（如图1A），依据这些靶标位点的分布构建了4个截断片段（如图1B）。分别将这4个截断片段连接到P载体-荧光素酶基因F下游处，构建重组载体，并分别转入到CW细胞中，检测F的蛋白表达水平。结果如图2。 免疫原性是指能够刺激机体，使免疫细胞活化、增殖、分化而产生特异性抗体。由于miRNA分子无免疫原性，被认为是具有临床治疗应用前景的分子，但miRNA分子递送效率低，限制了其疗效。结合新型靶向基因递送系统可为前列腺癌的基因靶向治疗提供新型手段和药物来源。为研发靶向治疗肿瘤的RNA疫苗提供广阔的应用前景。 (1)miRNA与mRNA的3'端非编码区通过 原则互补结合，从而在转录后水平上调控基因的表达。 (2)P载体上有荧光素酶基因F，将SIRT基因3'端非编码区域片段连接到P载体的F下游，获得重组载体P-F-SIRT，转入CW细胞中，检测荧光素酶F的mRNA水平及蛋白质水平，如图3所示。实验发现：SIRT3'端非编码区域存在转录后调控区域，依据是 。 (3)结合图1和图2分析，SIRT基因3'端非编码 片段可能是miRNA靶位点，原因是 。 (4)结合全文的信息，下列说法正确的有____。 A．miRNA结构稳定性差，易降解 B．miRNA编码蛋白引起细胞免疫排斥 C．可调控miR-34a或miR124靶向治疗前列腺癌 D．miRNA可用脂质载体递送到细胞内 (5)你认为本文介绍的miRNA调控转录是否属于表观遗传学？请陈述原因 。 【答案】(1)碱基互补配对 (2)与对照组相比，实验组的FmRNA水平没有显著变化，而F蛋白水平降低 (3) 901-1300 CW细胞中miRNA与901-1300核苷酸片段结合，抑制了表达载体中F与SIRT基因mRNA的翻译或促进降解 (4)ACD (5)属于表观遗传学，基因的碱基序列保持不变，基因的表达和表型发生可以遗传变化 【分析】1、生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。表观遗传能 够使生物体在基因的碱基序列不变的情况下发生可遗传的 性状改变。 2、中心 法则：遗传信息可以从DNA流向DNA， 即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白 质，即遗传信息的转录和翻译。 【详解】（1）在DNA分子中，A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对；G（鸟嘌呤） 一定与C（胞嘧啶）配对，碱基之间的这种一一对应的关 系，叫作碱基互补配对原则；miRNA与mRNA的3'端非编码区通过碱基互补配对原则互补结合，从而在转录后水平上调控基因的表达。 （2）题干信息：RNA通常指的是能够编码蛋白质的mRNA，但细胞中有许多不编码蛋白质的RNA-非编码RNA，但对细胞生命活动有调控作用；由图3可知，与对照组相比，实验组的FmRNA水平没有显著变化，而F蛋白水平显著降低，说明SIRT3'端非编码区域存在转录后调控区域。 （3）图2可知，SIRT 901-1300核苷酸对应的F蛋白表达水平最低，可推测CW细胞中miRNA与901-1300核苷酸片段结合，抑制了表达载体中F与SIRT基因mRNA的翻译或促进降解，故SIRT基因3'端非编码901-1300核苷酸可能是miRNA靶位点。 （4）A、miRNA是单链，其miRNA分子递送效率低，可见其结构稳定性差，易降解，A正确； B、题干信息可知，miRNA分子无免疫原性，被认为是具有临床治疗应用前景的分子，可见miRNA编码蛋白不会引起细胞免疫排斥，B错误； C、题干信息：新型靶向基因递送系统可为前列腺癌的基因靶向治疗提供新型手段和药物来源，可知可调控miR-34a或miR124靶向治疗前列腺癌，C正确； D、miRNA分子递送效率低，miRNA可用脂质载体递送到细胞内，D正确。 故选ACD。 （5）生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。可见本文介绍的miRNA调控转录属于表观遗传学。 7．学习以下材料，回答（1）～（4）题。 植物对传粉者的回应 绝大多数开花植物依靠传粉者进行繁殖，有些植物通过花的颜色、气味、形状吸引昆虫，有些植物通过提供花蜜、花粉等食物吸引昆虫，高品质、高浓度的食物会延长传粉者的访问时间、提高传粉者的访问频率，从而增加授粉几率促进种群繁衍，月见草就是其中之一。 月见草的花朵艳丽且能分泌大量花蜜，其主要传粉者是鹰蛾（夜晚和清晨行动）和蜜蜂（黄昏和清晨行动）。花蜜对月见草而言是一项重要的能源投资，低浓度花蜜不易吸引传粉者，高浓度花蜜吸引传粉者的同时，将面临若长时间不出现传粉者花蜜被微生物降解、被盗蜜者（只获取花蜜不传粉）盗走等风险。因此，月见草需要平衡花蜜浓度和吸引传粉者。 为探究月见草是否能对传粉者做出回应，科学家用扬声器在月见草上方重复播放不同声音——对照组（不做声音处理）、高频组（158-160kHz，高于自然传粉者翅膀振动频率）、中频组（34-35kHz，介于低频和高频之间的振动频率）、低频组（0.5-1kHz，覆盖自然传粉者翅膀振动频率），检测花蜜产量，结果如图。    花朵产生同频振动（与蜜蜂翅膀振动频率相近）、花蜜增加会吸引更多传粉者，当有传粉者出现时，植物附近出现其他传粉者概率增加9倍。 很多植物都能像月见草一样感知到环境的声音，并做出具有生态意义和适应性价值的反应。 (1)月见草属于生态系统成分中的 ，鹰蛾和蜜蜂通过 方式减小竞争。 (2)实验结果表明，仅在 条件下花朵才会产生同频振动。 (3)结合文中信息，以下说法正确的有 A．植物和传粉者之间存在着反馈调节 B．植物体内缺少接收声音的相关受体 C．植物通过物理、化学信息与传粉者传递信息 D．植物和传粉者生存策略的形成是协同进化的结果 (4)只有当正确的传粉者出现，月见草的花朵才会产生大量花蜜，请从物质和能量的角度阐述该机制的意义 。 【答案】(1) 生产者 在不同时间段到访花朵 (2)低频 (3)ACD (4)传粉者来访时快速响应，分泌更高浓度的花蜜，吸引更多传粉者，提高传粉效率，促进种群繁衍；在没有传粉者时，降低花蜜浓度，既满足繁衍的需要又减少物质和能量的浪费。 【分析】信息传递在生态系统中的作用： （1）个体：生命活动的正常进行，离不开信息的作用； （2）种群：生物种群的繁衍，离不开信息传递； （3）群落和生态系统：能调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。 【详解】（1）月见草是绿色植物，能进行光合作用合成有机物，同时将光能转化为化学能储存在有机物中，为生态系统异养生物提供所需的物质和能量，属于生产者；由题意“鹰蛾（夜晚和清晨行动）和蜜蜂（黄昏和清晨行动）”可以看出，鹰蛾和蜜蜂通过在不同时间段到访花朵的方式减小竞争； （2）由图可知，随着传粉者翅膀振动频率的降低，花蜜浓度逐渐升高，由此可见，仅在低频条件下花朵才会产生同频振动； （3）A、由题意“花蜜对月见草而言是一项重要的能源投资，低浓度花蜜不易吸引传粉者，高浓度花蜜吸引传粉者的同时，将面临若长时间不出现传粉者花蜜被微生物降解、被盗蜜者（只获取花蜜不传粉）盗走等风险”可知，植物和传粉者之间存在着反馈调节，A正确； B、由题意可知，改变频率会影响花蜜的产量，但不能判断出植物体内缺少接收声音的相关受体，B错误； C、植物通过物理、化学信息与传粉者传递信息，从而影响花蜜浓度及吸引传粉者，C正确； D、植物和传粉者生存策略的形成是长期自然选择的结果，是植物和传粉者协同进化的结果，D正确。 故选ACD。 （4）只有当正确的传粉者出现，月见草的花朵才会产生大量花蜜，传粉者来访时快速响应，分泌更高浓度的花蜜，吸引更多传粉者，提高传粉效率，促进种群繁衍；在没有传粉者时，降低花蜜浓度，既满足繁衍的需要又减少物质和能量的浪费。 8．学习下面材料，回答（1）~（5）题。 细菌CRISPR-Cas系统 CRISPR-Cas系统是广泛存在于细菌和古细菌中的一种获得性免疫系统。细菌中转入有益基因时，CRISPR基因功能会缺失，当外源基因对细菌生存造成威胁时，CRISPR的表达会发生上调，启动细菌的适应性免疫。其防御机制分为适应阶段、基因表达阶段和干扰阶段。 有害的外源核酸中部分短序列会被细菌整合并插入到其CRISPR序列中（图1）、随后相关基因表达出Cas蛋白、tracrRNA，以及CRISPR序列会表达出一条前体crRNA（Pre-crRNA），Pre-crRNA的某些序列被剪切，形成多个crRNA。 每条crRNA、tracrRNA与Cas蛋白形成稳定的效应复合物（图2）。在干扰阶段中，复合物中Cns蛋白使外源DNA解旋，RNA①与之互补配对形成特殊结构，随后Cas蛋白构象发生变化并切割该段DNA的特定序列。在此过程中，Cas蛋白有两个主要的功能位点。切割与RNA①互补配对的DNA单链的H位点，以及切割非互补配对链的R位点。 经改造的细菌CRISPR-Cas系统已被广泛应用到基因定点编辑、基因组筛选、基因转录调控等领域、但仍存在许多问题有待深入解决与探索。 (1)细菌将外源DNA整合到CRISPR序列中，是对可遗传变异类型中的 的扩展。 (2)结合图1分析，有害的外源DNA被细菌整合并插入到CRISP R序列中，成为 序列，CRISPR序列中 序列的转录产物存在核酸酶的识别位点，因此Pre-crRNA被剪切形成crRNA。结合图2分析，tracrRNA和crRNA有 （选填“相同”“互补”）序列，可相互结合，进而与Cas蛋白形成效应复合物。 (3)结合文章分析图2中RNA①是 （选填“crRNA”“tracrRNA”），起到对外源DNA的识别作用，进而将复合物精准定位。 (4)下列说法正确的有 。 A．细菌体内的Cas是具有类似解旋酶和限制酶作用的双功能蛋白 B．Cas剪切外源DNA片段的精准性与RNA①的长度呈正相关 C．可通过CRISPR-Cas技术靶向治疗21-三体综合征患者 D．细菌CRISPR序列中重复序列的种间差异小于间隔序列 (5)从进化观分析，转入有益基因时，细菌CRISPR基因功能缺失的积极意义是 。 【答案】(1)基因重组 (2) 间隔 重复 互补 (3)crRNA (4)ABD (5)获取有益基因，获得新性状，更好的适应环境 【分析】切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，又称限制酶。这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。限制酶能够识别双链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。DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式一黏性末端和平末端。 【详解】（1）将外源DNA整合到CRISPR序列中，属于广义上的基因重组。 （2）有害的外源DNA被细菌整合并插入到CRISP R序列中，使得DNA中序列被隔开，成为间隔序列；核酸酶可以对RNA进行剪切，CRISPR序列中重复序列的转录产物，因此可以被核酸酶识别并切割；结合图2可知，tracrRNA和crRNA有互补的序列，根据碱基互补配对原则，可以相互结合形成双链，进而与Cas蛋白形成效应复合物。 （3）结合题干信息和图2可知，CRISPR序列会表达出一条前体crRNA（Pre-crRNA），Pre-crRNA的某些序列被剪切，形成多个crRNA，RNA①是crRNA。 （4）A、Cas蛋白有两个主要的功能位点。切割与RNA①互补配对的DNA单链的H位点，以及切割非互补配对链的R位点。因此Cas是具有类似解旋酶（解开DNA的双螺旋）和限制酶（对DNA进行切割）作用的双功能蛋白Cas是具有类似解旋酶和限制酶作用的双功能蛋白，A正确； B、RNA①与之互补配对形成特殊结构，随后Cas蛋白构象发生变化并切割该段DNA的特定序列，因此Cas剪切外源DNA片段的精准性与RNA①的长度呈正相关，即越长越精准，B正确； C、21-三体综合征是多了一条染色体，对DNA进行切割，不能靶向治疗该病，C错误； D、CRISPR是一段规律间隔成簇短回文重复序列，由众多短而保守的重复序列区和间隔区组成， 重复序列用于稳定RNA的整体二级结构，间隔区是被细菌俘获的外源DNA序列，因此细菌CRISPR序列中重复序列的种间差异小于间隔序列，D正确。 故选ABD。 （5）CRISPR基因会对外源基因进行切割，因此转入有益基因时，细菌CRISPR基因功能缺失有利于细菌获取有益基因，获得新性状，更好的适应环境。 9．（2024·北京海淀·二模）学习以下材料，回答问题。 植物的共生固氮调控：氮（N）元素在自然界中存在多种形式，包括NH4+、N2、NO2-和NO3-。植物氮同化是指植物吸收环境里的NO3-或NH4+，合成氨基酸等含氮有机物的过程。大气中的N2是地球上最大的氨库，但植物无法直接利用它，需要依赖固氮微生物将其转化为离子形式才能吸收。而共生固氮根瘤菌可以侵染某些植物的根系，进行共生固氮。 固氮菌同化N2，形成NH4+并最终转化为有机物，是一个高耗能的还原反应过程。这个过程需要植物与固氮菌的协同作用才能完成。以豆科植物和中华根瘤菌为例，光合产物是促进根瘤菌侵染植物所必需的，光信号是促进地下根瘤发育的关键因子。当根瘤菌侵染植物时，会释放化学物质诱导植物根瘤形成基因的表达，植物细胞分裂并形成根瘤原基，最终形成包含类菌体的共生细胞（即根瘤细胞，如下图）。 根瘤菌是一类好氧细菌，它们在侵入植物后形成的类菌体进行呼吸作用时需要O2来维持。然而，O2会抑制固氮酶的活性。根瘤外侧形成皮质层，一定程度上阻碍O2进入根瘤。同时，豆科植物合成豆血红蛋白（Lb）与游离的O2结合，形成LbO2储存，再通过LbO2将O2传递给类菌体和根细胞的线粒体（如图）。这样，两个相互矛盾的反应在共生系统中均得以正常进行。 注：…→表示运输；→表示化学反应 根瘤的固氮能力与豆科植物提供碳源和能量水平相协调，以平衡共生固氮和其它生命过程的碳消耗，保证植物在不同环境下正常生长。最近，我国科学家发现大豆根瘤中的能量感受器蛋白S和P可通过调控根瘤碳源的重新分配来调整根瘤的固氮能力。当根瘤细胞处于碳源供应上升的高能状态，AMP含量降低，使得蛋白S和P从与AMP结合形成的S-P异源二聚体状态，转变为S-S和P-P的同源二聚体。同源二聚体与转录因子Y（Y可促进上图中PK酶基因的转录）结合，并将Y锚定到线粒体上，使其不能入核，减少了植物细胞有氧呼吸对碳源的消耗，进而增强类菌体的碳源供应和根瘤固氮能力。 利用固氮生物提高土壤肥力可减少施用工业氮肥带来的土壤、水体等污染，对发展绿色农业具有重要意义。 (1)植物利用吸收的N元素可合成的两类生物大分子是 。 (2)据上述文字及图中信息分析，下列叙述不合理的是______。 A．光合作用和呼吸作用均可为N同化过程提供还原剂 B．根通过主动运输从土壤中吸收NH4+、N2、O2、NO3- C．叶片合成的有机物主要以蔗糖的形式运输到根部 D．植物根细胞有氧呼吸释放的能量为固氮酶催化的反应供能 E．光合作用所固定的太阳能是生物固氮作用能量的根本来源 (3)结合文中图示信息，解释植物-类菌体共生系统保障固氮酶活性的原因： 。 (4)据文中信息，从光合产物与光信号两方面，概括植物调控生物固氮的机制： 。 (5)据文中信息结合图中植物根共生细胞代谢过程，从稳态与平衡的角度，分析植物调控高耗能生物固氮过程的分子机制：植物通过能量感受器蛋白S和P感知自身能量状态， ，使PEP更多转化为苹果酸供应给类菌体，从而更高效利用植物光合作用合成的有机物作为碳源，实现碳-氮平衡。 (6)一些禾本科植物是重要的粮食作物，种植过程需要施加无机氮肥。有人尝试将固氮酶基因导入这些作物以提升产量，但效果不佳。请结合上述研究，提出利用共生固氮菌进行改造以提高禾本科植物粮食产量的思路 。 【答案】(1)蛋白质和核酸 (2)BD (3)阻碍O2进入；游离的O2与Lb结合形成LbO2储存；O2被呼吸作用消耗 (4)光合产物为固氮菌提供能量与碳源；光信号促进根瘤的发育 (5)当能量较高时，两者形成同源二聚体使转录因子Y不能进入细胞核，不能结合 PK 酶基因的启动子，不促进PK基因转录，进而减少了PEP向丙酮酸的转化 (6)筛选、培育、施用与禾本科植物共生的固氮菌/改进禾本科植物与固氮菌之间的相互识别(合理即可) 【分析】根瘤菌从根瘤细胞中摄取它们生活所需要的水分和养料，根瘤菌则将空气中的N2转变成含氮物质供植物利用，根瘤菌与豆科植物是互利共生的关系。 【详解】（1）生物大分子包括蛋白质、核酸和多糖。蛋白质的组成元素为C、H、O、N，有的含有S，核酸的组成元素为C、H、O、N、P，多糖的组成元素是C、H、O，因此植物利用吸收的N元素可合成的两类生物大分子是蛋白质和核酸。 （2）A、图中，光合作用为N同化过程提供NADPH，呼吸作用为N同化过程提供[H]，A正确；B、根从土壤中吸收O2与N2的方式是自由扩散，B错误；C、图中，叶片合成的有机物主要以蔗糖的形式运输到根部，C正确；D、图中，为固氮酶催化的反应供能是内菌体内进行有氧呼吸释放的能量，D错误；E、生物固氮作用能量来源于蔗糖分解，蔗糖由光合作用产生，因此，光合作用所固定的太阳能是生物固氮作用能量的根本来源，E正确，故选BD。 （3）O2会抑制固氮酶的活性，植物-类菌体共生系统保障固氮酶活性的机制是：根瘤外侧形成皮质层，一定程度上阻碍O2进入根瘤。同时，豆科植物合成豆血红蛋白（Lb）与游离的O2结合，形成LbO2储存，再通过LbO2将O2传递给类菌体和根细胞的线粒体被呼吸作用消耗。 （4）固氮菌同化N2，形成NH4+并最终转化为有机物，是一个高耗能的还原反应过程。光合产物可以为根瘤菌提供能量与碳源，促进根瘤菌侵染植物，光信号是促进地下根瘤发育的关键因子。 （5）当根瘤细胞处于碳源供应上升的高能状态，AMP含量降低，使得蛋白S和P从与AMP结合形成的S-P异源二聚体状态，转变为S-S和P-P的同源二聚体。同源二聚体与转录因子Y（Y可促进上图中PK酶基因的转录）结合，并将Y锚定到线粒体上，使其不能入核，减少了植物细胞有氧呼吸对碳源的消耗，即当能量较高时，两者形成同源二聚体使转录因子Y不能进入细胞核，不能结合 PK 酶基因的启动子，不促进PK基因转录，进而减少了PEP向丙酮酸的转化。 （6）有人尝试将固氮酶基因导入这些作物以提升产量，但效果不佳，可以筛选、培育、施用与禾本科植物共生的固氮菌，并从中筛选出符合要求的固氮酶基因导入农作物，也可以改进禾本科植物与固氮菌之间的相互识别，来调整根瘤的固氮能力。 10．学习以下材料，回答（1）～（4）题。 神经干细胞的“内卷”之战 “本是同根生，相煎何太急”——小小细胞也会“内卷”，这是真的吗？人体在胚胎发育期，为了争夺有限的空间、能量以及营养因子，高速分裂的细胞很可能会发生激烈的“内卷之战”。高等级细胞会剥夺大量的资源，甚至剥夺底层细胞的生存权利。对于生命体来说，大脑是最复杂、最重要的器官，而且在大脑发有期间，往往会产生过量的细胞。因此研究人员推测大脑的神经干细胞之间也存在激烈的竞争。 研究人员在小鼠中利用不同荧光嵌合标记的原理，开发了新的标记和追踪系统，这样就可以在这种基因嵌合体胚胎小鼠的大脑中，使不同基因型的神经干细胞分别表达不同的荧光蛋白。特别是在同一母细胞分裂形成的相邻“姐妹干细胞”中实现了不同基因嵌合诱导表达并评价其生理效应。 经过短期和长期的追踪，研究人员发现那些携带不同基因型、散发不同荧光色的神经干细胞，展示出不同的命运。有的干细胞发生明显的克隆性扩增，有的干细胞则走向凋亡甚至被临近的细胞吞噬。研究人员进一步鉴定出两个驱动神经干细胞竞争的因子——Axin2和p53（如图），并证明二者之间至少存在上下游因果调控关系。 进一步研究发现Axin2和p53的同时缺失在削弱神经干细胞之间的竞争之后，小鼠大脑皮层的面积和厚度均显著增加，且神经元数目也明显增多。这表明Axin2和p53可能在神经发育过程中协调测量细胞适应性，调节自然细胞竞争，优化大脑大小。这也是首次在哺乳动物中证明细胞竞争对于组织器官大小存在着调控作用。有趣的是，研究人员并未在p53缺失的小鼠中观察到大脑的明显变化，说明削弱干细胞竞争所导致脑器官变大还需进一步深入探究。 (1)在胚胎发育早期，动物和人的神经干细胞经过增殖分化发育形成 细胞，组成了神经系统。 (2)研究人员首次揭示干细胞竞争在大脑发育中发挥的潜在作用，为脑发育尤其是大脑皮层发育带来了全新概念，在此过程中失败者干细胞会被清除掉，而优胜者干细胞则会发生显著的扩增，决定神经干细胞生存的正负调控因子分别是 。 (3)关于调控因子的表达对干细胞竞争以及大脑发有的调控机制，研究人员提出了以下4种模型： 注：→表示促进，表示抑制。 请根据上述研究判断哪个模型是最合理的，并阐述理由： 。 (4)一些科学家认为：干细胞竞争仅是在基因嵌合体小鼠相邻神经干细胞中由人工诱导出的基因型差异所导致的。请提出在自然发育的胚胎小鼠中也存在通过上述机制调控干细胞竞争的简要实验思路 。 【答案】(1)神经元、神经胶质/神经胶质细胞、神经元 (2)Axin2，p53 (3)模型4。理由：双缺失神经干细胞能够存活并增殖，与p53缺失细胞相似，说明p53位于Axin2下游；Axin2和Trp53同时缺失的小鼠大脑皮层的面积和厚度显著增加，但p53缺失小鼠中没有观察到大脑的明显变化，说明Axin2存在对大脑发育的单独调控机制 (4)分析野生型小鼠神经干细胞的细胞竞争情况与Axin2、p53基因的表达情况 【分析】1、组成神经系统的细胞主要包括神经元和神经胶质细胞两大类。 2、分析图可知，Axin2缺失会导致神经干细胞凋亡，p53缺失会导致神经干细胞发生明显的克隆性扩增，说明在神经干细胞的生存中，Axin2是作为正调控因子起作用的，p53是作为负调控因子起作用。 【详解】（1）神经干细胞经过增殖分化发育形成神经元和神经胶质细胞，组成了神经系统。 （2）Axin2缺失会导致神经干细胞凋亡，成为失败者干细胞；p53缺失会导致神经干细胞发生成为优胜者干细胞，说明决定神经干细胞生存的正负调控因子分别是Axin2、p53。 （3）根据题干和图分析可知，双缺失神经干细胞能够存活并增殖，且与p53缺失细胞相似，说明p53位于Axin2下游；Axin2和p53同时缺失的小鼠大脑皮层的面积和厚度显著增加，但p53缺失小鼠中没有观察到大脑的明显变化，说明Axin2存在对大脑发育的单独调控机制。因此最合理的模型为模型4。 （4）若要验证自然发育的胚胎小鼠中也存在通过上述机制调控干细胞竞争，可分析野生型小鼠神经干细胞的细胞竞争情况与Axin2、p53基因的表达情况 11．（2025·北京朝阳·一模）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 生态系统的磷循环 自然界中通常没有气态磷。在陆地上，磷的主要贮存库是岩石和沉积物。磷只能在酸性溶液和还原情况下才能溶解，岩石和沉积物中的磷酸盐可经侵蚀、淋洗和人类开采等释放出来。土壤中的可溶性磷酸盐被植物吸收后可用于合成有机磷，再经食物链进入动物体内。动、植物体内的有机磷通过排泄物和尸体再回到土壤中。回到土壤中的有机磷被细菌还原为无机磷，其中某些再次被植物所吸收，某些则与钙或铁结合，变成植物不能利用的化合物。 陆地生态系统中的一部分磷会随着水循环进入湖泊和海洋，但是，磷从海洋返回陆地则是比较困难的，因此磷在陆地与海洋之间的循环是不完全的循环。 在海洋和淡水生态系统中，浮游植物吸收无机磷，合成有机磷。浮游植物被动物吞食。动物排出的磷中，有一半以上是无机磷，能被浮游植物直接利用，有机磷则可以被细菌所利用。生物体内的磷会随尸体沉积到水底，水底沉积的磷中有一小部分会通过上涌流回到有光的水层，再为浮游植物所利用。 贻贝是一种海洋软体动物，以滤食水中浮游植物和有机碎屑为生。下图描述了某海区中的贻贝种群在当地能量流动和磷循环中的作用。 贻贝在当地能量流动中的作用并不重要，但在磷循环中地位非常重要。可见，一个物种在生态系统中的作用要从多方面进行评价。 (1)生态系统的磷循环是指磷元素在 之间不断进行的循环过程，该过程具有全球性。磷循环等物质循环与能量流动同时进行，二者之间的关系是彼此 。 (2)模仿生态系统的碳循环过程示意图，将陆地生态系统的磷循环过程示意图补充完整 。 (3)对文中贻贝种群在当地生态系统中作用的理解正确的叙述包括 。 A．贻贝是当地生态系统中的消费者和分解者 B．贻贝同化的能量占该生态系统总能量的0.75%，但磷的流通量占总磷的14% C．贻贝种群能加快生态系统的磷循环 D．贻贝在磷循环中的重要作用，体现了生物多样性的间接价值 E．有机磷农药不易分解，可养殖贻贝做禽畜饲料以治理被污染海区 (4)贻贝是重要的海产养殖对象。某地养殖户为实现贻贝增产，向养殖海区中投放富含磷的饵料。请从生态系统稳态与平衡的角度，对此做法进行评价。 。 【答案】(1) 非生物环境与生物群落 相互依存 (2) (3)ACD (4)投放富含磷的饵料有利于补充水体中因捕捞贻贝造成的磷损失，但易造成富营养化和有机物污染，需根据调查结果判定是否投放和投放量 【分析】物质循环是指组成生物体的化学元素从无机环境开始，经生产者、消费者、分解者又回到无机环境的过程。 【详解】（1）磷循环属于物质循环，物质循环主要在非生物环境与生物群落之间的循环。生态系统物质循环与能量流动彼此依存,不可分割，且同时进行。 （2） 碳元素的循环过程，生产者通过光合作用固定大气中的CO2，然后以有机物的形式传递给消费者，然后生产者和消费者的残骸又将C元素传递给分解者，生产者、消费者、分解者以呼吸作用形式返还到大气中。所以以此类推，磷元素传递过程： （3）A、由图可知，贻贝可以利用有机碎屑，是分解者，同时贻贝以生产者为食，所以也是消费者，A正确； B、贻贝同化的能量占该生态系统总能量的百分比=贻贝同化的能量/该生态系统生产者固定的能量，贻贝同化的能量＝0.1+0.05=0.15，生产者固定的能量大于20，故该比例小于0.75%，B错误； C、贻贝作为消费者能加快生态系统的磷循环，C正确； D、间接使用价值通常指的是生态功能，如空气净化、水土保持等，贻贝吸收水中无机磷，可以降低水体富营养化，体现间接价值，D正确； E、有机磷农药不易分解，细菌可以分解为无机磷，贻贝不能吸收有机磷，所以不能养殖贻贝治理被污染海区，E错误。 故选ACD。 （4）贻贝可以吸收无机磷，捕捞会造成磷的损失，投放富含磷的饵料有利于补充水体中因捕捞贻贝造成的磷损失，但易造成富营养化和有机物污染，需根据调查结果判定是否投放和投放量。 12．（2025·北京门头沟·一模）学习以下材料，回答下列小题。 植物对光信号的感知与转导 光作为关键环境因子调控植物的生长发育。在土壤的黑暗环境中萌发的种子会启动暗形态建成模式，表现为下胚轴伸长、子叶维持闭合等特征。幼苗出土见光后，光形态建成程序激活，引发下胚轴生长抑制和子叶快速展开等显著表型变化。 植物进化出多种光受体系统感知光信号，其中光敏色素B（phyB）是响应红光/远红光的受体。该蛋白存在两种互变构型：红光吸收型（Pr）和远红光吸收型（Pfr）。种子萌发过程中的光信号感知与转导途径如图所示。黑暗条件下，phyB以非活性Pr形式分布于细胞质中，幼苗出土接触红光后，Pr迅速转化为活性Pfr构型，同时触发胞质钙离子浓度瞬时激增，进而激活钙依赖性蛋白激酶（CPKs），引发级联反应：活化的CPKs特异性识别Pfr并催化其磷酸化，促使Pfr快速转入细胞核，进入核内的Pfr与转录因子PIFs结合并促使其降解，解除PIFs对光响应基因的抑制作用，最终激活光形态建成相关基因的表达。 研究发现，除了光照，盐胁迫和干旱等不同环境刺激都会通过各自的环境信号受体诱发胞质钙离子浓度升高并激活CPKs，但植物却能对这些信号进行特异性解码，产生与环境刺激相对应的生理响应。该研究不仅系统揭示了光信号转导通路的核心机制，更从分子层面阐明了钙信号特异性解码的原理，为深入解析其他环境信号的转导过程提供了重要的参考。    (1)光除了作为信号参与调控外，还能被叶绿体 上的光合色素吸收用于光合作用，在此过程中的能量变化为：光能→ →糖类等有机物中的化学能。 (2)某实验室获得的拟南芥突变体无法合成CPKs，若将种子置于红光下培养一段时间，其表型为 。 (3)基于对文中内容的理解，下列相关叙述错误的是（    ） A．用钙离子抑制剂处理植物时，红光诱导的phyB入核会被抑制 B．phyB被红光激活或CPKs被钙离子激活都会直接促进phyB磷酸化 C．phyB既能接受光信号，也能作用于转录因子PIFs从而调节基因表达 D．光形态建成相关基因的表达利于植物适应出土后的环境进行光合作用 (4)结合文中内容，比较植物对盐胁迫和红光这两种信号响应和转导途径的异同点 。 【答案】(1) 类囊体薄膜 ATP和NADPH中的化学能 (2)下胚轴较长，子叶维持闭合 (3)B (4)相同点：都通过受体接受环境信号；引发胞质钙浓度升高并激活CPKs     不同点：环境信号受体不同；响应的基因不同 【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并释出氧气的过程。 【详解】（1）光合作用的光反应中，光能被分布于叶绿体的类囊体薄膜上的光合色素吸收，并且转变为ATP中的活跃的化学能，经过暗反应，能量最终被储存在糖类等有机物中。光合作用过程中的能量转变是：光能经过光反应被固定在ATP和NADPH中，称为ATP和NADPH中的活跃的化学能，在经过暗反应，ATP和NADPH中活跃的化学能转化至有机物中，成为稳定的化学能，所以转变过程是光能→ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。 （2）某实验室获得的拟南芥突变体无法合成CPKs，则该植株光受体系统受损，若将种子置于红光下培养一段时间，相当于置于暗环境，表型为下胚轴较长，子叶维持闭合。 （3）A、由题干信息可知，用钙离子抑制剂处理植物时，CPKs不能被激活，红光诱导的phyB入核会被抑制，A正确； B、phyB被红光激活不能直接促进phyB磷酸化，B错误； C、phyB可以接受光信号，同时由题“进入核内的Pfr与转录因子PIFs结合并促使其降解，解除PIFs对光响应基因的抑制作用，最终激活光形态建成相关基因的表达”可知，phyB起到调节基因表达作用，C正确； D、由题干信息可知，光形态建成相关基因的表达是幼苗出土接触红光后，所以利于植物适应出土后的环境进行光合作用，D正确。 故选B。 （4）由题中信息“除了光照，盐胁迫和干旱等不同环境刺激都会通过各自的环境信号受体诱发胞质钙离子浓度升高并激活CPKs，但植物却能对这些信号进行特异性解码，产生与环境刺激相对应的生理响应”可知，不同的胁迫植物相同点：都通过受体接受环境信号；引发胞质钙浓度升高并激活CPKs 。不同点：环境信号受体不同；响应的基因不同。 13．（2025·北京顺义·一模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 基因编辑技术的变革 CRISPR/Cas9系统是基因编辑技术的常用工具.由Cas9蛋白和人工设计的gRNA构成。gRNA嵌入Cas9的RNA结合区，形成稳定的RNA-蛋白复合体。gRNA可识别目标序列，引导Cas9切断DNA双链。这种情况下，细胞内原有的负责修复DNA切口的酶将“行动”起来，修复断裂的DNA（如图示）。 肝脏合成的蛋白T若发生错误折叠后，会聚集在心脏、神经等组织引发疾病。科学家研发了基于CRISPR/Cas9技术的基因治疗产品，命名为N-2001。该产品包含靶向T基因的gRNA和编码Cas9的mRNA，并由亲肝性脂质体包裹，注射到患者体内，取得一定治疗效果。但gRNA识别的序列短小，可能结合基因组中与目标序列相似的非目标序列，造成脱靶。 Cas9的两个结构域分别负责切割DNA双链中的一条，其中一个结构域失活得到nCas9，只能切割DNA中与gRNA结合的那条链。利用nCas9在目标序列的两条链上产生邻近切口，造成双链断裂，能有效减少脱靶效应。但Cas9和nCas9均是对DNA序列的直接改变，一旦发生错误难以纠正。 若使Cas9的两个结构域同时失活，则获得dCas9，dCas9虽然失去了切割DNA的能力，但仍可在gRNA的引导下定位到特定DNA序列上。以此为基础，我国科研人员通过改造获得“dCas9-Tet1”融合蛋白，将Tet1（去甲基化因子）精确地定位到抑癌基因的启动子区域，激活抑癌基因表达。研究表明，该疗法治疗的肺癌模型小鼠，抑癌基因的表达量显著升高，癌细胞增殖迁移能力均明显降低。dCas9基因编辑技术通过改变特定位点的DNA甲基化修饰，调控基因表达，为相关疾病的治疗提供了新思路。 (1)以含Cas9基因的重组质粒为模板，通过 技术扩增得到含Cas9基因的线性DNA片段，在体外转录出Cas9mRNA。 (2)由文中信息可知，N-2001输入到患者体内后，在无外源模板的情况下，其发挥作用的过程是:脂质体进入肝细胞后降解并释放Cas9mRNA→ → →T基因被Cas9剪切发生 →T蛋白含量降低。 (3)切割DNA双链时，nCas9比Cas9脱靶概率低的原因是 。 (4)DNMT是一种作用于基因启动子区域的DNA甲基化酶，通过研究确定了编码DNMT催化结构域的基因序列。请在N-2001基础上，设计一种基因编辑疗法的产品，实现对肝细胞内T基因表达的抑制 。    【答案】(1)PCR (2) 合成Cas9蛋白 gRNA引导Cas9定位到T基因 突变 (3)nCas9切割双链产生邻近切口，需两种gRNA分别识别目标基因两条链的两段序列 (4)靶向T基因启动子的gRNA+编码dCas9-DNMT融合蛋白的mRNA+亲肝性脂质体 【分析】CRISPR/Cas9系统由Cas9蛋白和人工设计的gRNA构成。在gRNA引导下，gRNA通过碱基互补配对原则特异性结合目的基因序列，然后Cas9与靶序列结合并将DNA双链切断，对真核细胞的基因组进行特异编辑。 【详解】（1）以含Cas9基因的重组质粒为模板，通过PCR技术扩增得到含Cas9基因的线性DNA片段，而后在体外转录出Cas9mRNA，为定向切割DNA做准备。 （2）由文中信息可知，N-2001输入到患者体内后，在无外源模板的情况下，其发挥作用的过程是：脂质体进入肝细胞后降解并释放Cas9mRNA→合成Cas9蛋白→gRNA引导Cas9蛋白定位到T基因→T基因被Cas9剪切发生突变→T蛋白含量降低，进而发生性状改变。 （3）切割DNA双链时，nCas9切割双链产生邻近切口，需两种gRNA分别识别目标基因两条链的两段序列，因此nCas9特异性更强，因而比Cas9脱靶概率低。 （4）DNMT是一种作用于基因启动子区域的DNA甲基化酶，启动子的甲基化会导致基因表达受阻，进而引起T基因编码蛋白质减少，根据该思路设计使T基因的启动子发生甲基化，因此，通过研究确定了编码DNMT催化结构域的基因序列，在N-2001基础上，设计靶向T基因启动子的gRNA+编码dCas9-DNMT融合蛋白的mRNA+亲肝性脂质体，进而实现T基因启动子甲基化。 14．（2025·北京·一模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 线粒体基因编码蛋白质双重翻译模式的新发现 真核细胞生命活动所需能量约95%来自线粒体。线粒体正常运转需要上千种蛋白质，但线粒体基因组DNA（mtDNA）只编码13种蛋白，其中包括线粒体内膜上的细胞色素b（Cytb）。Cytb由380个氨基酸组成，是电子传递链复合体Ⅲ的一个亚基，参与电子传递，驱动ATP合成。 线粒体遗传密码与核遗传密码（标准密码子）相似但不完全相同。如标准异亮氨酸密码子AUA在线粒体中编码甲硫氨酸，精氨酸密码子AGA和AGG在线粒体中则为终止密码子，而终止密码子UGA在线粒体中编码色氨酸。以往认为，线粒体中的CYTB基因只编码Cytb。近期，我国科研人员发现CYTB基因还能编码由187个氨基酸组成的蛋白质C-187，且C-187是在细胞质基质中的核糖体上按照标准密码子翻译出来的。有意思的是，C-187合成后，再由特定的序列引导其返回线粒体基质中。 研究发现，C-187能与线粒体内膜上的SL蛋白结合。SL蛋白由核基因编码，可跨膜转运磷酸盐。若C-187合成障碍则会导致细胞内ATP含量下降，而SL基因过表达则能够恢复细胞内ATP水平，二者在能量代谢中共同发挥作用。 该研究不仅改写了“线粒体基因组编码13个蛋白”的论断，提出的线粒体双重翻译模式也为研究能量代谢调控提供了新视角。 (1)线粒体是真核细胞进行 的主要场所，前两阶段产生的[H]通过电子传递链最终传递给O2生成 。 (2)下列能为“C-187来源于mtDNA”提供证据支持的实验有_____。 A．用抑制线粒体基因转录的药物处理细胞，检测Cytb和C-187含量 B．用抑制细胞质基质核糖体翻译的药物处理细胞，检测Cytb和C-187含量 C．用C-187特异性抗体检测正常细胞和mtDNA缺失细胞中C-187的含量 (3)在下图中补充文字、箭头、Cytb（用 表示）和C-187（用●表示），完善线粒体基因编码蛋白质的双重翻译模型 。 (4)阐述C-187和Cytb在合成ATP过程中的协调配合 。 【答案】(1) 有氧呼吸 H2O (2)AC (3) (4)C-187与SL互作，促进磷酸盐运进线粒体，为ATP合成提供原料，Cytb参与生成大量ATP的阶段，CYTB基因指导的两种蛋白协同调控ATP的合成 【分析】有氧呼吸：细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放出大量的能量的过程。 【详解】（1）线粒体是真核细胞进行有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸前两阶段产生的[H]通过电子传递链最终传递给O2生成H2O （2）A、用抑制线粒体基因转录的药物处理细胞，若C-187来源于mtDNA，那么抑制线粒体基因转录，Cytb和C-187的含量都应该下降，能为“C-187来源于mtDNA”提供证据支持，A正确； B、用抑制细胞质基质核糖体翻译的药物处理细胞，只能说明C-187的合成与细胞质基质核糖体有关，但不能直接说明其来源于mtDNA，B错误； C、用C-187特异性抗体检测正常细胞和mtDNA缺失细胞中C-187的含量，若mtDNA缺失细胞中C-187含量明显降低或没有，能为“C-187来源于mtDNA”提供证据支持，C正确。 故选AC。 （3）在图中，mtDNA转录形成CYTB-mRNA，一部分在线粒体核糖体上翻译形成Cytb（用■表示），进入复合体Ⅲ，另一部分CYTB-mRNA进入细胞质基质，在细胞质基质核糖体上翻译形成C-187（用●表示），然后C-187进入线粒体基质，与SL结合，SL将磷酸盐转运进入线粒体，参与ATP合成相关过程 ，模型如图所示。 （4）Cytb是电子传递链复合体Ⅲ的一个亚基，参与电子传递，驱动ATP合成，C-187能与线粒体内膜上的SL蛋白结合，SL蛋白可跨膜转运磷酸盐，磷酸盐是合成ATP的原料之一，所以C-187和Cytb在合成ATP过程中的协调配合过程是：C-187与SL互作，促进磷酸盐运进线粒体，为ATP合成提供原料，Cytb参与生成大量ATP的阶段，CYTB基因指导的两种蛋白协同调控ATP的合成。 15．（2025·北京丰台·二模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 利用基因工程酵母菌发酵获得高产柚皮素 柚皮素是一种脂溶性物质，广泛存在于柑橘类水果中，具有抗炎、抗氧化和抗肿瘤等药理作用，传统方法主要是从橙皮中提取，效率低、成本高。某科研团队将柚皮素合成关键基因导入酿酒酵母中，获得了能利用葡萄糖生产柚皮素的酵母菌株E32，但产量较低。 ARO8基因和ARO9基因与柚皮素合成代谢过程相关。科研团队分别构建了酵母菌株H4（ARO8过表达）和H5（ARO9敲除），经扩大培养后，测得二者柚皮素浓度分别为160.4mg/L和196.3mg/L，均显著高于E32。团队不断探索，最终获得了将多个基因过表达并敲除ARO9的菌株H36，产生的柚皮素浓度为452．8mg/L。 后续该团队对另一种工程菌解脂耶氏酵母的柚皮素合成关键酶CHS进行改造，将其132位苏氨酸变为半胱氨酸，196位缬氨酸变为丙氨酸，发现改造后的菌株产柚皮素的量显著提高。分子模拟实验显示，改造后的酶CHS-2与底物结合更紧密，催化效率显著增加。随后团队利用相关技术，将CHS-2基因拷贝数增加至4个，采用补料分批发酵方式，最终柚皮素产量高达8.65g/L，刷新了在酵母菌中合成柚皮素的最高记录。 (1)基因工程酵母菌发酵过程中，扩大培养的目的是 。 (2)科研团队尝试使用新型基因编辑工具TIGR优化菌株E32的柚皮素合成代谢途径。TIGR是酶与向导RNA结合形成的复合体，能识别并切割目标DNA。与CRISPR-Cas9系统相比，TIGR的识别序列更长。以下叙述合理的有_______。 A．向导RNA通过碱基互补配对原则准确定位目标序列 B．TIGR的较长靶序列有利于降低脱靶风险 C．利用TIGR将ARO8基因插入E32基因组后即可表达 D．TIGR可精准敲除ARO9基因以提高柚皮素产量 E．TIGR编辑后的酵母菌株，新性状能稳定遗传给子代 (3)该团队改造柚皮素合成关键酶CHS为CHS-2的具体操作包括：获取CHS酶的基因→ →构建基因表达载体→ →CHS-2酶的检测与鉴定。 (4)利用人工合成的脂质体包裹柚皮素治疗肝肿瘤靶向性低。在此基础上，通过制备单克隆抗体来提高柚皮素的靶向性，技术路线如下图。 实验前给小鼠注射 ，从脾脏分离B淋巴细胞。图中筛选2含多次筛选，筛选依据的基本原理是 。制备的单克隆抗体需 ，制成抗体—药物偶联物，以提高治疗肝肿瘤的靶向性。 【答案】(1)获得大量菌种，以提取更多产物 (2)ABD (3) 将 132 位和 196 位氨基酸对应的碱基进行定点突变 导入解脂耶氏酵母细胞 (4) 肝肿瘤细胞 抗原与抗体的反应具有特异性 偶联在包裹着柚皮素的脂质体表面/连接柚皮素 【分析】基因工程：目的基因的筛选与获取、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）在基因工程酵母菌发酵过程中，扩大培养的主要目的是获得大量菌种，以提取更多产物 。这是因为酵母菌是发酵过程中的关键微生物，其数量直接影响到发酵效率和产物的产量。通过扩大培养，可以获得足够数量的酵母菌，以满足后续发酵过程的需求。 （2）A、据题干信息分析可知，TIGR是酶与向导RNA结合形成的复合体，能识别并切割目标DNA，故TIGR相当于限制酶，其中向导RNA通过与目标DNA序列进行碱基互补配对，从而引导编辑工具准确找到并切割目标DNA，A正确； B、脱靶是指基因编辑工具错误地切割了非目标DNA序列。与CRISPR-Cas9系统相比，TIGR的识别序列更长，这意味着它与目标DNA的匹配度更高，从而降低了脱靶的风险，B正确； C、仅仅将基因插入基因组并不足以保证该基因能够表达。基因的表达还受到许多其他因素的影响，如启动子的存在、转录因子的调控等。因此，不能简单地认为利用TIGR将ARO8基因插入E32基因组后该基因就能表达，C错误； D、由于TIGR能够准确识别并切割目标DNA序列，因此它可以用来精准地敲除与柚皮素合成代谢途径相关的基因（如ARO9基因），从而优化该途径并提高柚皮素的产量，D正确； E、通过TIGR编辑后的酵母菌株只含有一个该基因，故其为杂合子，杂合子的子代会出现性状分离，故新性状不能稳定遗传给子代，E错误。 故选ABD。 （3）据题干信息分析可知，该团队改造柚皮素合成关键酶CHS为CHS−2的具体操作包括：首先获取CHS酶的基因，这是基因工程的基础步骤；然后对CHS基因进行定点突变，即将CHS酶的132位苏氨酸变为半胱氨酸，196位缬氨酸变为丙氨酸；接着构建基因表达载体，将突变后的CHS基因导入到解脂耶氏酵母细胞中；再进行CHS−2酶的检测与鉴定，以确保改造后的酶具有预期的催化效率和底物结合能力。 （4）在实验前，需要给小鼠注射特定的抗原（如肝肿瘤细胞或相关抗原），以刺激小鼠产生针对该抗原的特异性免疫反应，从而从脾脏中分离出能够识别并结合该抗原的B淋巴细胞。图中筛选2含多次筛选，筛选依据的基本原理是抗原-抗体杂交，即利用抗原与抗体之间的特异性结合来筛选出能够产生特异性抗体的B淋巴细胞克隆。制备的单克隆抗体需要与偶联在包裹着柚皮素的脂质体表面（连接柚皮素），制成抗体-药物偶联物，以提高治疗肝肿瘤的靶向性。这样，抗体能够特异性地识别并结合到肝肿瘤细胞上，而柚皮素则能够发挥其药理作用，从而实现对肝肿瘤的有效治疗。 16．（2025·北京西城·二模）学习以下材料，回答（1）～（5）题。 同倍体杂交物种的形成 物种形成丰富了生物的多样性。传统观念认为物种形成是渐变的，但有人提出跳跃式物种形成理论，同倍体杂交物种形成（HHS）为该理论提供研究模型。 我国特有植物虎榛子属仅虎榛子、滇虎榛子和居中虎榛子三个物种，均为二倍体（2n=16），对它们调查的部分结果如表。 物种 虎榛子 滇虎榛子 居中虎榛子 分布区域 北方 西南 西南 生境土壤含铁量 低 高 高 叶表面被毛 几乎没有 较多 数量中等 科研人员将虎榛子移栽至西南地区虎榛子属的生境中，第2年虎榛子出现铁中毒症状，第5年约50%死亡。三个物种叶片含铁量、花期重叠情况如图所示。 比对基因组发现，居中虎榛子是虎榛子与滇虎榛子杂交产生的，属于同倍体杂交物种。同倍体杂交能快速形成新物种的关键是什么?居中虎榛子铁耐受相关基因（FR）及花期相关基因（LHY）分别来自不同亲本，这种分别固定不同亲本不同性状等位基因的机制导致杂种与亲本间无法进行基因交流。HHS分子遗传学模型揭示了快速形成新物种的机制。 (1)生物多样性包括 和生态系统多样性，新物种形成的标志是存在 。 (2)下列可作为“居中虎榛子是新物种”的证据有______（多选）。 A．居中虎榛子和虎榛子分布在不同区域 B．居中虎榛子叶片被毛介于虎榛子和滇虎榛子之间 C．居中虎榛子与滇虎榛子花期几乎不重叠 D．三者种间杂交的坐果率远低于种内杂交 (3)研究人员对三个物种分别进行全基因组测序并比较数据，找到 的基因，与模式生物—拟南芥已知功能的基因比对，确定候选基因并获取它们的等位基因，将其分别导入 的拟南芥，检测转基因植物的开花时间，证明LHY是与花期分化有关的关键成种基因。 (4)请以居中虎榛子为例，完善答题卡中HHS分子遗传学模型 。 (5)HHS方式比现代生物进化理论所提出的渐进式物种形成方式更易发生，尤其是在人类活动频繁的当下，请阐述原因 。 【答案】(1) 遗传（基因）多样性、物种多样性 生殖隔离 (2)CD (3) 差异较大 敲除相应基因 (4) (5)同倍体杂交物种形成最少涉及两对基因重组，概率远高于因长期自然选择导致基因库积累多种差异而出现的生殖隔离，且人类活动的引入导致不同物种间的地理隔离消失，种间杂交概率增加 【分析】种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组，自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种形成。在这个过程中，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。 【详解】（1）生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。新物种形成的标志是存在生殖隔离； （2）物种是指在自然状态下能够相互交配并产生可育后代的一群生物。 A、居中虎榛子和虎榛子分布在不同区域，不能直接说明居中虎榛子是新物种，因为地理隔离不一定导致生殖隔离，A不符合题意； B、居中虎榛子叶片被毛介于虎榛子和滇虎榛子之间，这只是形态上的特征，不能作为新物种的有力证据，B不符合题意； C、居中虎榛子与滇虎榛子花期几乎不重合，说明二者在自然状态下很难进行交配，可能存在生殖隔离，可以作为新物种的证据，C符合题意； D、三者种间杂交结实率远低于种内杂交，说明种间存在生殖隔离，可以作为新物种的证据，D符合题意。 故选CD； （3）研究人员对三个物种分别进行全基因组测序并比较数据，找到差异较大的基因，与模式生物一些已知功能的基因比对，确定候选基因并获取它们的等位基因，将其分别导入敲除相应基因，检测转基因植物的开花时间，证明LHY是与花期分化有关的关键物种基因； （4）同倍体杂交物种形成（HHS）的研究模型可能是： ； （5）HHS方式（同倍体杂交物种形成）比现代生物进化理论所提出的渐进式物种形成方式更易发生，尤其是在人类活动频繁的当下。原因是：同倍体杂交物种形成最少涉及两对基因重组，概率远高于因长期自然选择导致基因库积累多种差异而出现的生殖隔离，且人类活动（如动植物的引种、栽培等）的引入导致不同物种间的地理隔离消失，种间杂交概率增加。 17．学习以下材料，回答以下问题。 无氧呼吸产生的弱酸对光合作用的影响 光合自养型生物依赖光合作用将光能转化为化学能，通过呼吸作用将有机物中的能量释放出来供给代谢活动。有研究发现，在早晚弱光环境及夜晚条件下，无氧呼吸方式对于衣藻的生存很重要。在衣藻中，无氧呼吸过程中产生的丙酮酸具有多条代谢途径，较为特别的是丙酮酸能够进一步代谢产生甲酸、乙酸等各种弱酸（HA）。研究表明，缺氧条件下衣藻无氧呼吸产生的弱酸导致了类囊体腔的酸化。弱酸在衣藻细胞中有未解离的弱酸分子和解离后的离子两种存在形式。其中弱酸分子可以穿过生物膜进入细胞的各区室中，研究人员根据多项研究提出了“离子陷阱”模型（如图1）。研究还发现，类囊体腔的缓冲能力不足细胞质基质和叶绿体基质的二十分之一。有数据表明，无氧呼吸产生的弱酸可以抑制光反应中的光捕获和电子传递。为了模拟黎明时分的光照情况，研究人员将衣藻进行黑暗密闭处理3小时后给予弱光光照，另一组进行相同处理并额外添加氢氧化钾（实验结果如图2所示）。在有氧情况下，相同实验处理发现氢氧化钾对氧气释放情况无影响。在自然环境中，衣藻经历黑暗和弱光条件的交替，黄昏时光合作用减弱，氧气通过有氧呼吸迅速耗尽，衣藻通过活跃无氧呼吸以维持细胞的能量供给。黎明时分无氧呼吸产生的弱酸在一定程度上有利于衣藻释放氧气。该研究为探索光合作用和呼吸作用的关系提供了新思路。 (1)在光合作用的光反应阶段，类囊体薄膜上的 吸收光能，并将光能转化为 中活跃的化学能参与到暗反应阶段。 (2)下列选项中，可作为证据支持无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化的有_____。 A．类囊体腔内的酸化程度与无氧呼吸产生弱酸的总积累量呈正相关 B．外源添加甲酸、乙酸等弱酸后衣藻均出现类囊体腔酸化的现象 C．无氧呼吸过程中不产生弱酸的突变体在黑暗条件下未发现类囊体腔酸化 (3)结合图1及文中信息分析，弱酸导致类囊体腔酸化的机制是 。 (4)图2结果显示 。因此可以认为弱光条件下，无氧呼吸产生的弱酸在一定程度上有利于衣藻释放氧气。为解释此现象，请提出一个需要进一步研究的问题。 【答案】(1) 光合色素 ATP、NADPH (2)ABC (3)弱酸分子可进入类囊体腔，并解离出氢离子，由于氢离子无法直接穿过类囊体膜，且类囊体腔内的缓冲能力有限，导致腔内氢离子不断积累，出现酸化 (4) 弱光组释放氧气的时间早于KOH+弱光组，且更快达到最大氧气释放量 无氧呼吸产生的弱酸可以抑制有氧呼吸吗？无氧呼吸产生的弱酸抑制有氧呼吸的程度比抑制光合作用的程度高吗？ 【详解】（1）光合色素位于类囊体薄膜上，光合有关的酶位于叶绿体类囊体薄膜和叶绿体基质中。光反应阶段，类囊体薄膜上的光合色素吸收光能，并将光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能。 （2）A、类囊体腔内的酸化程度与无氧呼吸产生弱酸的总积累量呈正相关，即无氧呼吸产生弱酸的总积累量多，进而类囊体腔内的酸化程度高，可说明无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化，A正确； B、甲酸、乙酸都是弱酸，外源添加弱酸后衣藻均出现类囊体腔酸化的现象，可说明无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化，B正确； C、无氧呼吸过程中不产生弱酸的突变体在黑暗条件下未发现类囊体腔酸化，产生弱酸的突变体在黑暗条件下发现类囊体腔酸化,可说明无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化，C正确； 故选ABC。 （3）由图1可知，弱酸分子可进入类囊体腔，并解离出氢离子，由于氢离子无法直接穿过类囊体膜，且类囊体腔内的缓冲能力有限，导致腔内氢离子不断积累，出现酸化。 （4）衣藻暗处理3小时后一组给予弱光光照，另一组进行相同处理并额外添加氢氧化钾，由图2可知，弱光组释放氧气的时间早于KOH+弱光组，且更快达到最大氧气释放量。弱光条件下，无氧呼吸产生的弱酸在一定程度上有利于衣藻释放氧气。为解释此现象，需要进一步研究无氧呼吸产生的弱酸对有氧呼吸的影响，如无氧呼吸产生的弱酸可以抑制有氧呼吸吗？无氧呼吸产生的弱酸抑制有氧呼吸的程度比抑制光合作用的程度高吗？ 18．学习以下材料，回答（1）~（4）题。 强光下植物光合电子传递的机制 光合作用是地球上最大规模的物质和能量转换过程。光反应过程中光合电子传递链主要由几大光合复合体组成，包括光系统Ⅱ（PSⅡ）、细胞色素复合体（Cb6/f）、光系统Ⅰ（PSⅠ）等。光合电子传递包括线性电子传递和环式电子传递。线性电子传递中，电子经PSⅡ、Cb6/f和PSⅠ最终产生NADPH和ATP。环式电子传递中，电子在PSⅠ和Cb6/f间循环，仅产生ATP不产生NADPH。 拟南芥中亲环素蛋白C37可以调控植物光合电子传递效率，提高植物对强光的适应性（如图）。研究发现，在强光胁迫下，C37缺失导致从Cb6/f到PSⅠ的电子传递受阻，传递效率显著下降，从而产生大量活性氧（ROS），ROS的积累导致突变体光损伤加剧、叶绿素降解增加。ROS超过一定水平后会引发细胞凋亡。    注：→线性电子传递，环式电子传递，箭头粗细代表电子传递强弱，●电子 上述研究揭示出，植物通过调节光合链上的电子流动速率以适应强光胁迫。对C37等蛋白的进一步研究，为探究植物在不同环境胁迫下生长的调控机制提供新的思路。 (1)在叶绿体类囊体上的光合色素吸收光能后，将水分解为 和H⁺，同时产生电子，经过电子传递链，最终与H⁺和NADP⁺结合形成 同时在酶的参与下利用H⁺跨膜产生的势能生成ATP (2)环式电子传递与线性电子传递相比，能够 （填“提高”或“降低”）ATP/NADPH比例，提高暗反应的效率。 (3)对文中强光胁迫下植物光合电子传递链调控机制的理解，正确的叙述包括___ A．强光下，C37仅调控光合电子传递链中的线性电子传递过程 B．强光下，C37通过与Cb6/f结合,提高Cb6/f到PSⅠ的电子传递效率 C．C37可减少ROS积累，保证了强光下光反应的顺利进行 D．C37突变体转入高表达的C37基因，可降低强光下的细胞凋亡率 (4)研究发现，类囊体腔内H⁺浓度适当增加，可以保护PSⅡ免受强光破坏，综合上述所有信息，从适应的角度阐释环式电子传递对于植物应对光胁迫的意义 。 【答案】(1) 氧气 NADPH (2)提高 (3)BCD (4)可以适当增加H⁺浓度，同时，环式电子传递，可以降低强光下的细胞凋亡率，可以保护PSⅡ免受强光破坏 【分析】光合作用的光反应是一个非常复杂的物质与能量转变过程，它需要类囊体上多种蛋白复合体和电子传递体的参与才能将光能转变成电能，进而转变电势能和化学能。PSI和PSII指光合色素与各种蛋白质结合形成的大型复合物，叶绿素a（P680和P700）与蛋白质结合构成PSI和PSII。转化时处于特殊状态的叶绿素a在光的照射下﹐可以得失电子，从而将光能转换成电能。叶绿素a被激发而失去电子（e-），最终传递给NADP+。失去电子的叶绿素a变成一种强氧化剂，能够从水分子中夺取电子，使水分子氧化生成氧分子和氢离子（H+），叶绿素a由于获得电子而恢复稳态。 【详解】（1）在叶绿体类囊体上的光合色素吸收光能后，一方面将水分解为氧气和H+，同时产生的电子经传递，可用于NADP+和H+结合形成 NADPH。另一方面，在ATP合成酶的作用下，顺浓度梯度提供分子势能，促使ADP与Pi反应形成ATP。 （2）线性电子传递中，电子经PSⅡ、Cb6/f和PSⅠ最终产生NADPH和ATP。环式电子传递中，电子在PSⅠ和Cb6/f间循环，仅产生ATP不产生NADPH。因此环式电子传递与线性电子传递相比，能够提高ATP/NADPH比例。 （3）A 、强光下，C37还可以调控光合电子传递链中的环式电子传递过程，A错误； B、研究发现，在强光胁迫下，C37缺失导致从Cb6/f到PSⅠ的电子传递受阻，传递效率显著下降，因此C37通过与Cb6/f结合,提高Cb6/f到PSⅠ的电子传递效率，B正确； C、C37可减少ROS积累，保证了强光下光反应的顺利进行，C正确； D、ROS超过一定水平后会引发细胞凋亡，C37突变体转入高表达的C37基因，可降低强光下的细胞凋亡率，D正确。 故选BCD。 （4）环式电子传递中，电子在PSⅠ和Cb6/f间循环，仅产生ATP不产生NADPH，因此可以适当增加H⁺浓度，同时，环式电子传递，可以降低强光下的细胞凋亡率，可以保护PSⅡ免受强光破坏。 19．学习以下资料，回答(1)~(4)题 溶酶体损伤通过PITT途径修复 溶酶体是单层膜围绕、内含有多种酸性水解酶的细胞器，溶酶体膜上嵌有质子泵，能借助水解ATP将H+泵入，并具有多种载体蛋白和高度糖基化的膜蛋白。研究表明，溶酶体损伤参与了衰老和疾病的发生。因此，维持溶酶体的完整性及水解能力有助于延缓衰老并推迟疾病发生。然而，研究者对细胞监测和修复溶酶体损伤的途径仍不清楚。 最近，研究发现受损溶酶体膜表面特异性地富集PI4P脂质信号的相关蛋白，包括生产PI4P的激酶PI4K2，以及多个PI4P的效应蛋白 (ORP9/10/11) ，表明受损溶酶体表面可能激发了新的PI4P信号通路。 进一步研究发现，PI4P直接推动了ORP家族效应蛋白的招募，这些ORP蛋白一端结合溶酶体上面的 PI4P，另一端结合在内质网上，从而介导了内质网和受损溶酶体之间的膜互作。在内质网-溶酶体互作位点，ORP蛋白还介导内质网和溶酶体之间的脂质交换，进而把溶酶体上的PI4P转换成胆固醇和磷脂酰丝氨酸的脂质(PS)。胆固醇可以显著提高细胞膜的稳定性以及强度。但在没有胆固醇的情况下，溶酶体上PS的富集也可以极大地促进溶酶体的修复。研究者认为，PS的转运本身不足以修复溶酶体漏洞，因为转运一个PS到溶酶体的同时，溶酶体上就会丢失一个PI4P分子。因此，PS的富集并不能增加溶酶体上的脂质数量。因此推测PS可能激活了另外的大规模脂质转运蛋白来填补溶酶体漏洞。 深入研究发现，脂质转运蛋白ATG2可以被溶酶体上的PS激活，在溶酶体修复中起着关键作用。 研究者将这一全新溶酶体修复机制命名为PITT途径。PITT途径可以被多种疾病相关的溶酶体损伤所激活，表明它是一种通用的溶酶体质量控制机制。PITT途径的发现是理解和治疗与溶酶体功能障碍相关的衰老和疾病的重要一步。 (1)溶酶体膜的主要成分是 。 ORP蛋白介导了内质网和受损溶酶体之间的膜互作体现了生物体膜具有 性。 (2)依据资料信息，举例说明溶酶体膜的功能 。 (3)研究发现，激酶PI4K2被激活后能特异性修复溶酶体，为验证这一结论，用野生型细胞株WT构建了PI4K2敲除细胞株P-KO，加入L药物诱导溶酶体膜损伤后，检测溶酶体损伤率结果如图。实验结果证实了结论，请P-KO的结果将补充在答题卡 。    (4)综合以上信息，以文字和箭头的方式，阐述PITT途径修复溶酶体的机制 。    【答案】(1) 磷脂/脂质、蛋白质、糖类 流动 (2)有质子泵，能借助水解ATP能量将H+泵入，—控制物质进出、能量转换 多种载体蛋白，把水解产物运出细胞—控制物质进出 有脂质转运蛋白，促进脂质转运修复溶酶体—控制物质进出 高度糖基化的膜蛋白可以保护膜不被自身水解酶水解—保护 维持溶酶体内高浓度的酸性环境，利于酸性水解酶催化—边界 受损溶酶体膜表面特异性地富集PI4P脂质信号的相关蛋白—信息传递 (3)   (4)   【分析】溶酶体：1、内含有多种水解酶。 2、作用：通过自噬作用能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。 3、溶酶体的内部为酸性环境，与细胞质基质(pH≈7.2)显著不同。 【详解】（1）溶酶体膜的主要成分是磷脂/脂质、蛋白质、糖类，ORP蛋白介导了内质网和受损溶酶体之间的膜互作体现了生物体膜具有一定的流动性。 （2）依据资料信息，“有质子泵，能借助水解ATP能量将H+泵入”体现了溶酶体膜控制物质进出溶酶体以及能量转换的功能，“多种载体蛋白，把水解产物运出细胞”、“有脂质转运蛋白，促进脂质转运修复溶酶体”说明溶酶体膜能控制物质进出溶酶体，“维持溶酶体内高浓度的酸性环境，利于酸性水解酶催化”说明溶酶体膜能作为边界将溶酶体内环境与细胞质基质分隔开来，“高度糖基化的膜蛋白可以保护膜不被自身水解酶水解”说明溶酶体膜有保护作用，“受损溶酶体膜表面特异性地富集PI4P脂质信号的相关蛋白”说明溶酶体膜具有信息传递的功能。 （3）  细胞株P-KO中激酶PI4K2被敲除，加入L药物诱导溶酶体膜损伤后，细胞株P-KO因体内缺乏激酶PI4K2而无法特异性修复溶酶体，导致细胞中溶酶体的损伤率相对于野生型一直较高，结果如图所示   （4）由题意：一方面受损溶酶体膜表面特异性地富集PI4P脂质信号的相关蛋白，包括生产PI4P的激酶PI4K2，以及多个PI4P的效应蛋白 (ORP9/10/11)，另一方面PI4P直接推动了ORP家族效应蛋白的招募，介导内质网和溶酶体之间的脂质交换，进而把溶酶体上的PI4P转换成胆固醇和磷脂酰丝氨酸的脂质(PS)，胆固醇可以显著提高细胞膜的稳定性以及强度，脂质转运蛋白ATG2可以被溶酶体上的PS激活，在溶酶体修复中起着关键作用。综合以上信息，可以文字和箭头的方式，阐述PITT途径修复溶酶体的机制。   20．学习以下资料，回答（1）-（4）问题。 细胞感知氧气的分子机制 人类和大多数动物主要进行有氧呼吸，其体内细胞感知、适应不同氧气环境的基本原理2019年被科学家揭示、即人体缺氧时，会有超过300种基因被激活，或者加快红细胞生成、或者促进血管增生，从而加快氧气输送—这就是细胞的缺氧保护机制。 科学家在研究地中海贫血症的过程中发现了“缺氧诱导因子”（HIF）。HIF由两种不同的DNA结合蛋白（HIF-1α和ARNT） 组成。其中对氧气敏感的是HIF-1α，而ARNT稳定表达且不受氧调节，即HIF-1α是机体感受氧气含量变化的关键。当细胞处于正常氧条件时，在脯氨酰羟化酶的参与下，氧原子与HIF-1α脯氨酸中的氢原子结合形成羟基。羟基化的HIF-1α能与VHL蛋白结合，致使HIF-1α被蛋白酶体降解。在缺氧的情况下，HIF-1α羟基化不能发生，导致HIF-1α无法被VHL蛋白识别。从而不被降解而在细胞内积聚，并进入细胞核与ARNT形成转录因子，激活缺氧调控基因。这一基因能进一步激活300多种基因的表达。促进氧气的供给与传输。上述过程如下图所示。 HIF控制着人体和大多数动物细胞对氧气变化的复杂又精确的反应，生物体细胞氧气感知通路的揭示，不仅在基础科学上有其价值，还有望为某些疾病的治疗带来创新性的疗法。如干扰HIF-1α的降解能促进红细胞的生成治疗贫血，同时还可能促进新血管生成，治疗循环不良等。 (1)下列人体细胞生命活动中，受氧气含量直接影响的是___（多选）。 A．细胞吸水 B．细胞分裂 C．葡萄糖分解成丙酮酸 D．兴奋的传导 (2)HIF的基本组成单位是 。人体剧烈运动时，骨骼肌细胞中 HIF的含量上升，这是因为 。 (3)图中A、C分别代表的是 。 (4)VHL基因突变的患者常伴有多发性肿瘤，并发现肿瘤内有异常增生的血管。由此推测，多发性肿瘤患者体内HIF-1α的含量比正常人 。抑制VHL基因突变患者的肿瘤生长，可以采取的治疗思路有 。 【答案】(1)BD (2) 氨基酸 人体剧烈运动时，骨骼肌细胞内缺氧，HIF-1a羟基化不能发生，导致HIF-1a无法被VHL蛋白识别。HIF不被降解而在细胞内积聚 (3)HIF-1a和VHL 蛋白分子 (4) 高 加速HIF-1a降解； 阻断 HIF-1a进细胞核； 抑制 HIF-1a与ARNT 结合等 【分析】1、人体缺氧时，会有超过300种基因被激活，或者加快红细胞生成、或者促进血管增生，从而加快氧气输送--这就是细胞的缺氧保护机制。 2、缺氧诱导因子HIF由两种不同的DNA结合蛋白（HIF-1ɑ和ARNT）组成，其中对氧气敏感的部分是HIF-1ɑ；而蛋白ARNT稳定表达且不受氧调节。所以，HIF-1α是机体感受氧气含量变化的关键。 【详解】（1）A、细胞吸水是被动运输，不消耗能量，与氧气含量无关，A错误； B、细胞分裂，消耗能量，受氧气含量的影响，B正确； C、葡萄糖分解成丙酮酸不受氧气含量的影响，C错误； D、兴奋的传导，消耗能量，受氧气含量的影响，D正确。 故选BD。 （2）据题干信息可知，HIF是蛋白质，其基本组成单位是氨基酸。人体剧烈运动时，骨骼肌细胞内缺氧，HIF-1ɑ羟基化不能发生，导致HIF-1ɑ无法被VHL蛋白识别，HIF不被降解而在细胞内积聚，导致骨骼肌细胞中HIF的含量上升。 （3）根据题干信息和图示氧气感知机制的分子通路，正常氧时，在脯氨酰羟化酶的参与下，氧原子与HIF-1α脯氨酸中的氢原子结合形成羟基。羟基化的HIF-1ɑ能与VHL蛋白结合，最终被蛋白酶体降解；缺氧时，HIF-1ɑ羟基化不能发生，导致HIF-1ɑ无法被VHL蛋白识别，从而不被降解而在细胞内积聚，并进入细胞核与ARNT形成转录因子，激活缺氧调控基因，故图示中的A是HIF-1ɑ，B是O2，C是VHL蛋白，D是ARNT。 （4）VHL蛋白是氧气感知机制的分子通路中一个重要分子，VHL基因突变的患者常伴有多发性肿瘤，并发现肿瘤内有异常增生的血管，可推测与正常人相比，患者体内HIF-1ɑ的含量高，因为肿瘤细胞代谢旺盛，耗氧较多，因此对氧气敏感的部分的HIF-1ɑ就高。 要抑制此类患者的肿瘤生长，可以采取的治疗思路有：加速HIF-1ɑ降解、阻断HIF-1ɑ进核、抑制HIF-1ɑ作为转录因子的活性等。 21．学习以下材料，回答（1）～（4）题。 LAZY蛋白“唤醒”植物对重力的感应 根的向地性是一个复杂的生理过程，包括重力信号的感应、信号传导、生长素的不对称分布和根的弯曲生长。经典的“淀粉-平衡石”假说认为，位于根冠柱细胞的淀粉体在重力感应中起“平衡石”的作用。植物垂直生长时，淀粉体沉降在柱细胞的底部；水平培养一段时间后，淀粉体沿重力方向沉降，导致根的两侧生长素分布不均，表现出根向地生长。该假说尚未解释淀粉体沉降导致生长素不均匀分布的分子机制。 科学家发现一种LAZY基因缺失的拟南芥突变体，其表现为根失去明显的向地性。水平培养后，观察到突变体中淀粉体的沉降情况与野生型类似。以LAZY-GFP转基因拟南芥为材料，发现淀粉体和细胞膜上都有LAZY蛋白。水平放置时，LAZY蛋白可以重新定位（见图）。另有研究发现，淀粉体表面的TOC蛋白与LAZY蛋白的定位有密切的联系。将拟南芥幼苗水平放置后，其细胞中蛋白磷酸激酶M的水平迅速升高，导致LAZY蛋白迅速磷酸化（磷酸化的LAZY蛋白用pLAZY表示）。 另有研究表明，拟南芥LAZY蛋白能够促进生长素转运体PIN3的再定位，从而调节生长素运输。上述研究揭示了“淀粉-平衡石”假说的分子机制，是植物重力感应领域具有里程碑意义的工作。    (1)水平放置植物时，重力可导致根向地侧生长素含量 背地侧，向地侧生长速度 背地侧，进而造成根向地生长。 (2)请结合文中图示，描述水平放置幼苗时，LAZY蛋白分布发生的变化 。 (3)研究者对pLAZY与TOC之间的关系开展研究，所应用技术的原理见下图（其中AD与BD只有充分接近时才可激活LacZ转录）。分别构建AD-pLAZY和BD-TOC的融合基因表达载体，导入酵母菌中，将上述酵母菌接种到特定的培养基上，观察到蓝色菌落，说明 。 (4)综合上述信息，解释水平放置植物一段时间后，根向地生长的机制 。 【答案】(1) 多于 慢于 (2)大部分LAZY蛋白从柱细胞原底部一侧的细胞膜转移至重力方向一侧的细胞膜 (3)pLAZY与TOC可发生结合 (4)LAZY磷酸化后与淀粉体上的TOC结合  pLAZY随淀粉体沉降重新分布促进PIN3再定位 【分析】1、生长素的产生部位主要是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。主要集中分布于生长旺盛的部位，如胚芽鞘、芽、和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子等处。其运输方向有：极性运输：生长素只能由形态学上端运向形态学下端；在成熟组织中可以通过韧皮部进行非极性运输。生长素还会由于单一方向刺激发生横向运输； 2、生长素的作用具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长； 3、生长素的两重性与浓度和器官有关，如根比芽敏感，芽比茎敏感。 【详解】（1）水平放置植物时，重力可导致根向地侧生长素含量多于背地侧，由于根对生长素敏感，高浓度的生长素会抑制根的生长，因此向地侧生长速度比背地侧慢，进而造成根向地生长； （2）由题意和题图可知，水平放置幼苗时，淀粉体沿重力方向沉降，使得大部分LAZY蛋白从柱细胞原底部一侧的细胞膜转移至重力方向一侧的细胞膜； （3）由题意可知，表达LacZ的酵母菌在特定培养基上菌落呈蓝色，构建AD-pLAZY和BD-TOC的融合基因表达载体，导入酵母菌中，将上述酵母菌接种到特定的培养基上，观察到蓝色菌落，说明pLAZY和TOC可以融合并且在酵母菌细胞进行了表达； （4）由题意可知，水平放置植物一段时间后，根向地生长的机制是LAZY磷酸化后与淀粉体上的TOC结合 pLAZY随淀粉体沉降重新分布促进PIN3再定位。 22．学习以下材料，回答（1）~（4）题。 植物的免疫 植物在与病原物长期的斗争中，逐渐形成了自己的免疫防御机制，通过识别“自我”和“非我”，将信号传递到细胞核内，调控相应基因表达，启动防卫反应抵抗外来入侵。 病原物侵染植物需要通过植物表面的物理屏障。叶片表面的角质层、蜡质层以及植物细胞的细胞壁，均可有效阻止病原物入侵。一旦突破第一层屏障，植物体内的水杨酸和茉莉酸将激活相关基因表达，进行基础性的广谱抗病。茉莉酸可诱导生物碱和酚酸的产生，抑制病原物的生长繁殖；水杨酸可抑制病原物分泌的植物细胞壁降解酶活性，降低其致病力，同时可以诱导几丁质酶和葡聚糖酶的表达，水解真菌细胞壁等。 此外，植物还会启动模式触发免疫（PTI）。PTI是植物通过细胞膜表面的模式识别受体（PR）识别病原物相关分子（PA）所引发的免疫过程。PA是广泛存在于微生物中的保守分子，如细菌的脂多糖、真菌的几丁质等。PR会特异性识别PA并引发相应的免疫应答抑制病原物。PR和PA都具有种间差异，二者虽然相对保守，但在选择压力下都不断进化。 尽管PTI成功抵抗了大多数病原物，但少数病原物进化出效应子抑制植物的PTI，从而继续侵染植物。效应子类型多样，蛋白质、RNA和代谢产物都可作为效应子发挥作用。为应对效应子对PTI的抑制，植物又进化出识别效应子的抗病R蛋白，启动效应子触发免疫反应（ETI），最终导致侵染位点宿主细胞死亡，抑制病原物扩散。 在自然选择的作用下，病原物可通过已有效应子的进化或获取新的效应子来避开植物的ETI，而植物又进化出新的R蛋白来再次触发ETI。植物与病原物之间的互作呈现Z字形的“拉锯战”局面。植物和病原物长期互相选择，形成了病原物致病性和植物抗病性的多样性。 (1)PR在细胞中的加工需要 （细胞器）的参与。 (2)植物与病原物在长期的互相选择中不断演化，这称为 。根据本文信息将选项前字母排序，概述植物与病原物的互作过程：C→ →D。 A．R蛋白识别效应子触发植物ETI免疫反应 B．病原物分泌效应子抑制植物PTI免疫反应 C．PR识别PA触发植物PTI免疫反应 D．植物进化出新的R蛋白 E．病原物获取新的效应子 (3)植物免疫和人体免疫存在相似之处，请从文中找出两点进行类比。 (4)本文从一定程度上体现了“生物界具有统一性”。请依据高中所学从细胞和分子水平，各提供一个支持该观点的新证据。 【答案】(1)内质网、高尔基体 (2) 协同进化 B→A→E (3)植物表面的物理屏障与人体免疫第一道防线（皮肤、黏膜）类似；茉莉酸和水杨酸引起的基础抗病类似于人体第二道防线；PTI、ETI的免疫过程类似人体特异性免疫 (4)细胞水平：细胞结构的统一性（膜、质、核拟核），都由核糖体合成蛋白质；分子水平：遗传物质都是核酸、生物共用一套遗传密码、都具有核酸和蛋白质 【分析】1、植物在与病原体长期协同进化过程中，逐渐形成了先天免疫系统，识别“非我”成分，调控相应基因的表达，启动防卫反应来抵抗外来入侵者。 2、植物的先天免疫系统包括基础免疫和特异性防御免疫。 3、植物的抗病性与病原体的致病性都不是一成不变的，二者之间的动态变化规律可用“Z”模型表示，即植物与病原体之间的互作呈现Z字形的“拉锯战局面”，是一场循环往复的进化军备竞赛，实现植物与病原体之间的动态平衡与长期共存。 【详解】（1）PR是细胞膜上的蛋白质，需要内质网和高尔基体的加工。 （2）物种进化过程中，两个或多个物种通过相互影响和适应的现象叫协同进化。协同进化可以发生在不同的生物之间，也可以发生在生物和无机环境之间，所以植物与病原物在长期的互相选择中不断演化，这称为协同进化。植物与病原物的互作过程为C：PR识别PA触发植物PTI免疫反应→B：病原物分泌效应子抑制植物PTI免疫反应→A：R蛋白识别效应子触发植物ETI免疫反应→E．病原物获取新的效应子→D：植物进化出新的R蛋白。 （3）植物表面的物理屏障与人体免疫第一道防线（皮肤、黏膜）类似直接阻止病原体的入侵；茉莉酸和水杨酸引起的基础抗病类似于人体第二道防线，在体内进行的非特异性的免疫过程；PTI、ETI的免疫过程类似人体特异性免疫，都具有特异性。 （4）细胞水平：细胞结构的统一性（膜、质、核拟核），都由核糖体合成蛋白质；分子水平：遗传物质都是核酸、生物共用一套遗传密码、都具有核酸和蛋白质，都在一定程度上体现了“生物界具有统一性”。 23．学习以下材料， 回答（1） ~（4）题。 铝对植物的毒害及植物的抗铝机制 铝是地壳中含量最丰富的金属元素， 地球上多达50%的可耕地为酸性土壤， 酸性条件下地壳中的铝以可溶性三价离子的形式被释放出来， 抑制植物根的生长发育。植物也通过一些机制减轻铝的毒害作用。    植物根尖的T区（介于分生区和伸长区之间的过渡区， 如图） 与根生长密切相关， 是响应铝毒害的主要部位。M区是细胞分裂的重要区域。对双子叶植物拟南芥的研究发现， 铝毒害可诱导大量乙烯产生， 引起生长素合成的关键基因在T区特异性表达， 同时多种参与生长素极性运输载体的表达也受到调控， 引起T区生长素含量升高。此过程中， 参与拟南芥生长素极性运输的主要有输出载体1、2和输入载体， 其分布和运输生长素的方向如图。铝毒害时， 三种载体的表达量均升高。输入载体的缺失突变体及输出载体2缺失突变体均表现出耐铝表型，但输出载体1功能缺失突变体却表现为对铝超敏感。单子叶植物（如玉米）在铝毒害下根伸长也受抑制， 但其根尖生长素含量下降， 输出载体2的表达量升高。铝毒害下输出载体2功能缺失突变体的根伸长快于野生型。这表明铝对单、双子叶植物产生毒害的机制可能存在差异。 同时， 很多植物在进化过程中还形成了多种抗铝机制。小麦、拟南芥、大豆等植物根尖细胞存在苹果酸转运蛋白（ALMT）， 铝离子可引发ALMT空间结构变化， 使其孔道打开， 细胞向外分泌苹果酸等有机酸可螯合根际土壤中的铝离子。再有， 铝毒害还可引起ALMT基因的表达量上升或转运蛋白在根中的重新分布。 有关植物对铝毒害的信号感知与调控机制的研究不断深入， 这些为未来开展作物分子育种设计和可持续农业发展提供了理论支撑。 (1)生长素 运输， 称为极性运输。 (2)研究显示乙烯位于生长素调控上游， 下列支持该论点的证据有 。 A．乙烯处理后， 生长素输出载体2和输入载体的表达增加 B．外源施加生长素极性运输阻断剂使植株呈明显的耐铝表型 C．加入乙烯合成抑制剂， 可减弱铝毒害下T区生长素合成相关基因的表达 D．铝毒害时， 乙烯受体突变体T区的生长素合成基因表达量低于野生型 (3)据文中信息， 分别阐释铝毒害对双子叶、单子叶植物根生长抑制的作用机制。 ①双子叶植物（如拟南芥）： ， 导致T区中生长素浓度较高， 根生长受抑制。 ②单子叶植物（如玉米）： ， 从而造成根生长受抑制。 (4)结合文中信息， 选择单子叶或双子叶作物之一， 提出培育耐铝作物的思路 。 【答案】(1)从形态学上端运输到形态学下端 (2)ACD (3) 乙烯升高，T区生长素合成基因表达升高，生长素合成增加；输出载体2和输入载体将生长素从M区运输至T区细胞 在生长素输出载体2的作用下，导致根尖生长素浓度过低 (4)单子叶：减弱或敲除输出载体2功能；转入增强ALMT功能的基因或ALMT基因。 双子叶：减弱或敲除输出载体2、输入载体功能；增强输出载体1功能；转入增强ALMT功能的基因或ALMT基因。 【分析】植物激素是由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。植物激素作为信息分子，几乎参与调解植物生长发育过程的所有生命活动。 【详解】（1）生长素从形态学上端运输到形态学下端运输的特点 称为极性运输，是一种消耗能量的主动运输。 （2）A、乙烯处理后，生长素输出载体2和输入载体的表达增加，可支持乙烯位于生长素调控上游，A正确； B、外源施加生长素极性运输阻断剂使植株呈明显的耐铝表型，没有体现乙烯的作用，不能支持乙烯位于生长素调控上游，B错误； C、加入乙烯合成抑制剂， 可减弱铝毒害下T区生长素合成相关基因的表达，可支持乙烯位于生长素调控上游，C正确； D、铝毒害时，乙烯受体突变体T区的生长素合成基因表达量低于野生型，可支持乙烯位于生长素调控上游，D正确。 故选ACD。 （3）据文中信息可知，铝毒害对双子叶、单子叶植物根生长抑制的作用机制如下： ①双子叶植物（如拟南芥）：乙烯升高，T区生长素合成基因表达升高，生长素合成增加；输出载体2和输入载体将生长素从M区运输至T区细胞，导致T区中生长素浓度较高，根生长受抑制。 ②单子叶植物（如玉米）：在生长素输出载体2的作用下，导致根尖生长素浓度过低，从而造成根生长受抑制。 （4）根据文中信息可知，单子叶：可通过减弱或敲除输出载体2功能；或转入增强ALMT功能的基因或ALMT基因的方法培育耐铝单子叶作物。 双子叶：可通过减弱或敲除输出载体2、输入载体功能；或增强输出载体1功能；或转入增强ALMT功能的基因或ALMT基因的方法培育耐铝双子叶作物。 24．学习以下材料，回答下面题。病毒的“逃逸”，植物病毒主要侵染植物细胞，它们的生物学特性和分子机制通常是为了适应植物细胞内的生活环境而特化的。然而，这并不意味着植物病毒完全不能侵染动物细胞。在某些特定情况下，植物病毒或其组分可在动物细胞中表达或进行某些功能。 自然界中近70%的植物病毒需要依靠介体昆虫传播，这些介体昆虫对植物病毒的持久性传播是导致植物病害的关键。介体昆虫可以通过自噬途径降解病毒颗粒起到一定的防御作用，过程如图1。病毒也可以劫持或破坏自噬途径，在介体昆虫体内持续增殖。南方水稻黑条矮缩病毒（SDV）进入白背飞虱（介体昆虫）的肠道上皮细胞，通过血液循环到达其唾液腺，白背飞虱进食植物时将病毒传播。中国农业科学院某研究团队发现SDV侵染介体昆虫后“逃逸”的新机制，如图2。 SDV侵染白背飞虱后，促进Atgs基因的表达激活了自噬，其中Atg8Ⅱ蛋白与早期自噬体膜结合，参与早期自噬体的延伸和闭合。进一步研究发现在自噬体膜上有很多正在组装和成熟的病毒颗粒，且病毒外壳蛋白P10可以与溶酶体膜上的LAMP1互作，操纵白背飞虱自噬，使SDV逃过防御，促进其持久传播。 这解释了为什么病毒可以在特定的介体昆虫中存活并高效持久传播，同时为阻断病毒的持久传播提供了新策略。 (1)自噬体具有双层膜结构，白背飞虱中具有双层膜的结构还有 。自噬体与溶酶体融合的过程体现了细胞膜具有 的结构特点。 (2)写出SDV在白背飞虱细胞内遗传信息的传递过程 （用文字和箭头表示）。 (3)依据文中信息，下列叙述正确的是（  ）（多选） A．SDV与ITGB3结合后以胞吐的方式进入细胞 B．自噬体膜为病毒蛋白P10的大量聚集提供了场所 C．Atg8Ⅱ基因表达有助于SDV病毒量的下降 D．介体昆虫细胞自噬有利于SDV的增殖和传播 (4)综合文中信息，概括病毒在特定的介体昆虫中存活并高效持久传播的适应性对策 。 【答案】(1) 线粒体、细胞核 流动性 (2) (3)BD (4)病毒利用未与溶酶体融合的自噬体进行组装和大量积累；病毒通过阻断自噬体与溶酶体融合，使病毒避免被介体昆虫自噬降解 【分析】1、真核细胞最典型的特征是具有双层生物膜构成的核膜为界限的细胞核。真核细胞细胞质中有众多复杂的细胞器，其中叶绿体和线粒体是双层膜的细胞器，内质网、高尔基体、溶酶体以及液泡是单层膜的细胞器，中心体和核糖体为无膜的细胞器。 2、病毒无细胞结构，只能在宿主细胞中完成病毒的增殖，病毒的生活史：吸附、注入、合成、组装、释放。 【详解】（1）白背飞虱属于真核生物，真核动物细胞中具有双层膜的结构有线粒体和细胞核；自噬体与溶酶体融合的过程依赖于生物膜的结构特点，具有一定的流动性。 （2）由图2可知，SDV属于RNA病毒，侵入白背飞虱的肠道上皮细胞后，在细胞中进行RNA复制合成子代RNA，并且以病毒的RNA为翻译模板合成蛋白质，即SDV在白背飞虱细胞内遗传信息的传递过程为。 （3）A、由图2可知，SDV与ITGB3结合后以胞吞的方式进入细胞，A错误； B、由图2可知，病毒的P10蛋白合成中主要集中与自噬体膜上，即自噬体膜为P10蛋白提供了聚集场所，B正确； C、自噬体膜上有很多正在组装和成熟的病毒颗粒，Atg8Ⅱ蛋白参与早期自噬体的延伸，即Atg8Ⅱ蛋白能增大自噬体的膜面积，病毒颗粒提供更多的附着位点，有助于SDV病毒量的上升，C错误； D、根据题意，介体昆虫细胞自噬，使SDV逃过防御，有利于SDV的增殖和传播，D正确。 故选BD。 （4）由图2可知，SDV在介质细胞中进行RNA复制和相关蛋白质合成后，附着于介体细胞中未成形的自噬体上，进行组装和病毒的大量积累，同时阻断自噬体与溶酶体的融合，避免病毒被介体昆虫自噬降解，细胞同时通过指导合成的病毒外壳蛋白P10与溶酶体膜上的LAMP1互作，操纵白背飞虱自噬，使SDV逃过防御，促进其持久传播。 25．细胞体积的调节 有些细胞的体积可自身进行调节。这些细胞的吸水和失水不仅仅涉及水分的流入和流出，还主要涉及到细胞内外的Na+、K+、H+、Cl-、HCO3-五种无机盐离子流入流出的调节过程（溶液中HCO3-增加会升高溶液pH，而H+反之）。 细胞急性膨胀后，通过调节使细胞体积收缩称为调节性体积减小（RVD）。将细胞置于低渗溶液中，加入酪氨酸激酶抑制剂后细胞体积的变化如图1。研究发现酪氨酸激酶活性提高后可激活Cl-、K+通道，RVD过程中Cl-、K+流出均增加，Cl-流出量是K+的两倍多，但此时细胞膜电位没有发生改变。 细胞急性收缩后，通过调节使细胞体积膨胀称为调节性体积增加（RVI），RVI期间细胞有离子出入，细胞膜电位没有发生变化。NKCC是将Na+、K+、Cl-以1：1：2的比例共转运进细胞的转运蛋白。将细胞置于高渗溶液中，并用NKCC抑制剂处理，细胞体积的变化如图2。RVI期间激活Cl-/HCO3-交换转运蛋白（两种离子1：1反向运输，HCO3-运出细胞），测定在不同蛋处理条件下，胞外pH的变化（图3），DIDS是Cl-/HCO3-交换转运蛋白的抑制剂。RVI期间引发离子出入的原因涉及细胞中多种酶活性的改变及细胞骨架的更新。 细胞通过调节，维持体积的相对稳定。细胞增殖、细胞凋亡、细胞运动等也与细胞调节性的体积改变有关，如分裂间期细胞体积的增加。    (1)图1实验开始时细胞吸水体积增加的原因是 。 (2)图1结果说明RVD过程中有 的参与。依据材料中划线部分推测：在此过程中有其他 （填“阳”或“阴”）离子的流出，导致膜电位不发生变化。 (3)RVI期间，存在运出细胞的阳离子、此阳离子与Na+利用其他膜蛋白反向共转运。根据图3结果可推知此离子是 ，理由是 。 (4)综合以上信息，请在答题卡的图中标出参与RVI过程的转运蛋白（用僵表示）及其运输的物质，并用箭头标明运输方向 。 (5)请概括当外界溶液浓度改变后，细胞体积维持基本稳定的机制 。 【答案】(1)细胞内渗透压高于细胞外渗透压 (2) 酪氨酸激酶 阳 (3) H+ 与高渗溶液处理相比，高渗溶液+DIDS处理，抑制HCO3-运出细胞，胞外pH降低，可知胞外H+浓度提高，表明与Na+反向共转运的离子是H+ (4)   (5)外界渗透压改变后，细胞通过体积改变诱发细胞代谢改变，进而诱发离子出入细胞，细胞吸水或失水，进而使细胞体积趋近于原体积 【分析】细胞的吸水和失水的原因与细胞内外的渗透压有关。 【详解】（1）细胞吸水体积增加的原因是细胞内的渗透压大于（高于）细胞外渗透压。 （2）依据图1所示，在低渗环境下，加入酪氨酸激酶抑制剂后，细胞体积的相对明显增大，说明RVD过程中有酪氨酸激酶的参与。依据划线信息，RVD过程中Cl-、K+流出均增加，但Cl-流出量是K+的两倍多，细胞膜电位没有发生改变，可以推测出，在此过程中，还有其他阳离子的流出，才能保证膜电位不发生变化。 （3）依据图3可知，与高渗溶液处理相比，高渗溶液+DIDS处理，由于DIDS是Cl-/HCO3-交换转运蛋白的抑制剂，所以DIDS抑制HCO3-运出细胞，胞外pH降低，可知胞外H+浓度提高，而依据题干，RVI期间，存在运出细胞的阳离子，与Na+利用其他膜蛋白反向共转运，表明与Na+反向共转运的阳离子是H+。 （4）依据题干信息的已知条件，可知判断出参与RVI过程的转运蛋白及其运输的物质，具体如图：   （5）根据题干信息，RVI期间引发离子出入的原因除了与渗透压有关外，还涉及细胞中多种酶活性的改变及细胞骨架的更新，说明当外界溶液浓度改变后，细胞体积维持基本稳定的机制为：外界渗透压改变后，细胞通过体积改变诱发细胞代谢改变，进而诱发离子出入细胞，细胞吸水或失水，进而使细胞体积趋近于原体积。 26．学习以下材料，回答（1）~（5）题。 黑色素干细胞的动态变化 毛发的生长周期包括生长期、退化期和休止期（毛发脱落），毛发的生长和更新由毛囊的变化所驱动，毛囊的结构如图。毛发呈现出黑色是由于黑色素干细胞（McSC）分化的成熟黑色素细胞产生真黑色素将毛发“染”成了黑色。在人类和大多数动物毛囊中，McSC的耗尽会导致毛发变白。 研究人员构建McSC带有红色荧光标记的模型小鼠，对毛囊持续观察，研究McSC的生命历程。发现在毛发的生长期初期，McSC在毛囊的毛基质区增殖后全部分化为TA细胞（一种中间状态的细胞，可快速增殖，然后分化为成熟的黑色素细胞）；生长期中后期，在毛基质区全部为成熟黑色素细胞，这些细胞会在生长期结束时死亡；在生长期中后期，隆起区出现McSC，并表现出增殖能力；退化期后期，McSC出现在隆起区下部，到休止期大多数McSC则定位到毛基质区并保持未分化状态。研究人员据此提出大胆假设，毛基质区的大部分TA细胞会随着毛囊的生长而分化，McSC数量的维持依赖于TA细胞的分化、这有别于以往对成体干细胞的认知。 进一步研究发现，WNT蛋白是McSC分化不可或缺的信号分子，缺乏WNT蛋白将使得成熟黑色素细胞生成不足。McSC和TA细胞在隆起区和毛基质区的移动，使它们能够处于不同的WNT信号水平，从而可逆地走向分化或去分化。 对黑毛小鼠进行反复拔毛以加速毛囊老化的实验中，检测到在第七个休止期的毛基质区有显著的McSC丢失，这些小鼠表现出毛发变灰。值得注意的是，老化的毛囊中许多McSC已经改变了位置，分散到隆起区，而不在毛基质区紧密聚集。隆起区的McSC数量从拔毛前的10%增加到了50%。 小鼠毛发变白机制可能同样存在于人类，对此进行深入研究有望为实现白发变青丝提供依据。 (1)干细胞是动物或人体内保留的少数具有 能力的细胞。成熟黑色素细胞由McSC转变而来，请从分子或细胞水平提出可以区分这两种细胞的检测思路 （答出2条）。 (2)文中提到对McSC的认知“有别于以往对成体干细胞的认知”，是指McSC可来源于 。 (3)综合文中内容，完善McSC在毛发生长周期中的生命历程 。（在实线框中以文字和箭头的形式做答） (4)根据文中信息，下列与WNT有关的推测合理的是____（多选）。 A．毛基质区WNT基因表达量在生长期高于休止期 B．隆起区WNT基因表达在生长期中后期被上调 C．持续激活隆起区WNT信号，会促进McSC分化 (5)根据文中研究成果提出有望使反复拔毛小鼠毛色扭转的思路 。 【答案】(1) 分裂和分化 观察细胞的形态结构；检测某些特定基因表达的情况；检测细胞中黑色素的含量等 (2)TA细胞的去分化 (3) (4)AC (5)促使隆起区的McSC重新恢复移动能力，回到毛基质区，分化为成熟的黑色素细胞 【分析】1、在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在 形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫作细胞分化。细胞分化是一种持久性的变化，一 般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。 2、成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞，包括骨 髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。一般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能 分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。 【详解】（1）干细胞是动物或人体内保留的少数具有分裂和分化能力的细胞。题干信息：成熟黑色素细胞由McSC转变而来，可见这两种细胞形态、结构、功能不同，存在基因的选择性表达，故可以通过观察细胞的形态结构；检测某些特定基因表达的情况；检测细胞中黑色素的含量等区分成熟黑色素细胞和McSC细胞。 （2）成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞，包括骨 髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。文中提到对McSC的认知“有别于以往对成体干细胞的认知”，是指McSC可来源于TA细胞的去分化。 （3）McSC的生命历程：在毛发的生长期初期，McSC在毛囊的毛基质区增殖后全部分化为TA细胞（一种中间状态的细胞，可快速增殖，然后分化为成熟的黑色素细胞）；生长期中后期，在毛基质区全部为成熟黑色素细胞，这些细胞会在生长期结束时死亡；在生长期中后期，隆起区出现McSC，并表现出增殖能力；退化期后期，McSC出现在隆起区下部，到休止期大多数McSC则定位到毛基质区并保持未分化状态。如下图： （4）A、生长期中后期，在毛基质区全部为成熟黑色素细胞，又缺乏WNT蛋白将使得成熟黑色素细胞生成不足，可见毛基质区WNT基因表达量在生长期高于休止期，A正确； B、隆起区生长期中后期，TA细胞去分化为McSC，可见隆起区WNT基因表达在生长期中后期被下调，B错误； C、WNT蛋白是McSC分化不可或缺的信号分子，可见持续激活隆起区WNT信号，会促进McSC分化，C正确。 故选AC。 （5）根据文中研究成果：对黑毛小鼠进行反复拔毛以加速毛囊老化的实验中，老化的毛囊中许多McSC已经改变了位置，分散到隆起区，而不在毛基质区紧密聚集。隆起区的MeSC数量从拔毛前的10%增加到了50%；可知使反复拔毛小鼠毛色扭转的思路为促使隆起区的McSC重新恢复移动能力，回到毛基质区，分化为成熟的黑色素细胞。 27．（2025·北京通州·模拟预测）学习下面材料，回答以下问题。 丙酮酸激酶调控拟南芥开花 开花是植物繁殖的重要过程，植物必须准确地将内部信号和环境信号相结合，以启动开它过程。环境因素如光照、温度等可通过影响表观遗传来调控植物开花的时间。尽管已知细胞的代谢状态可以影响染色质中组蛋白的修饰，但代谢酶是否直接参与该过程仍不太清楚。 研究人员近来发现丙酮酸激酶（PK酶）在调节拟南芥开花中具有重要作用。葡萄糖是生物体重要的能量来源和信号分子。植物通过光合作用合成郁机糖，通过细胞呼吸分解葡萄糖，PK酶是催化葡萄糖代谢的关键酶，也能够催化组蛋白磷酸化。抗原抗体杂交结果表明；PK酶在细胞中的定位依赖于葡萄糖，且受光诱导，如下图所示。    注：Tubulin为微管蛋白，在各细胞中表达量高且稳定 进一步发现，PK酶靶向FLC等基因部位的组蛋白磷酸化，提高转录水平。FLC是开花抑制因子，在PK基因缺失突变体中检测到FLC基因转录水平降低，且出现早花现象。SWC4蛋白是PK酶靶向作用的关键，二者在细胞核中相互作用，且SWC4蛋白直接结合到靶基因上，这对PK酶在靶基因上的占位是必需的。这一发现揭示代谢酶直接参与组蛋白修饰和植物发育的过程，丰富了表观遗传调控植物生命活动的内容。 (1)拟南芥开花的调控，是由基因表达调控、激素调节和 调节共同完成的。其中，基因表达调控包括碱基序列不改变，但基因表达和表型发生可遗传变化的 调控。 (2)研究人员利用转基因技术构建了含PK基因启动子驱动的GUS基因的拟南芥。GUS基因的表达产物可催化特定底物水解生成蓝色产物，便于检测。结果显示，在葡萄糖缺乏和补充的情况下，蓝色产物量没有显著差异，表明葡萄糖 PK基因转录。 (3)由上文图可知，在葡萄糖充足或正常光照下，PK酶主要位于 ；在葡萄糖缺乏或避光时，PK酶主要位于 ，且在重新光照后恢复，表明葡萄糖影响了PK酶的定位。请就葡萄糖充足和正常光照、葡萄糖缺乏和避光两种情况下PK酶定位表现出的高度一致性提出合理的推测 。 (4)科研人员获得拟南芥PK基因缺失突变体（pk）、SWC4基因敲除株（swc4）、及上述双处理植株（pkswc4），测定FLC基因的转录水平，结果如下表，请根据原文将swc4结果补充完善（+数量越多，转录水平越高）。 　 野生型 pk pkswc4 swc4 FLCmRNA相对水平 +++ + + (5)“万树江边杏，新开一夜风”描述了在栽有万棵杏树的江边园林，一夜春风催花开的景象。请从进化与适应角度阐述种群精准调控开花时间的意义 。 【答案】(1) 环境因素 表观遗传 (2)不影响 (3) 细胞核 细胞质 光照下拟南芥通过光合作用积累葡萄糖；黑暗中葡萄糖的积累减少 (4)+ + (5)保证在合适的时间种群内同步开花，提高授粉率，增加后代数量，这是长期自然选择的结果 【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，植物春化作用的调控未改变基因的碱基序列，而是通过调整组蛋白的修饰等，使基因的表达发生了变化，属于表观遗传。植物春化作用的整体调控既受到植物激素的作用，也受到光照等环境的影响，此外基因决定性状。 【详解】（1）环境因素如光照、温度等可通过影响表观遗传来调控植物开花的时间。拟南芥开花的调控，是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。其中，基因表达调控包括碱基序列不改变，但基因表达和表型发生可遗传变化的表观遗传调控。 （2）研究人员利用转基因技术构建了含PK基因启动子驱动的GUS基因的拟南芥。GUS基因的表达产物可催化特定底物水解生成蓝色产物，便于检测。结果显示，在葡萄糖缺乏和补充的情况下，蓝色产物量没有显著差异，说明葡萄糖不影响PK基因转录。 （3）分析图可知，PK酶在细胞中的定位依赖于葡萄糖，且受光诱导，在添加葡萄糖或正常光照下，丙酮酸激酶（PK酶）在细胞核中出现杂交带，在没有添加葡萄糖或黑暗下，丙酮酸激酶（PK酶）在细胞质中出现杂交带，在葡萄糖充足或正常光照下，PK酶主要位于细胞核，在葡萄糖缺乏或避光时，PK酶主要位于细胞质，且在重新光照后恢复，表明葡萄糖影响了PK酶的定位。光照下拟南芥通过光合作用积累葡萄糖；黑暗中葡萄糖的积累减少导致葡萄糖充足和正常光照、葡萄糖缺乏和避光两种情况下PK酶定位表现出的高度一致性。 （4）根据题意可知，PK酶靶向FLC等基因部位的组蛋白磷酸化，提高转录水平。FLC是开花抑制因子，在PK基因缺失突变体中检测到FLC基因转录水平降低，且出现早花现象。SWC4蛋白是PK酶靶向作用的关键，二者在细胞核中相互作用，且SWC4蛋白直接结合到靶基因上，因此SWC4基因敲低株中FLCmRNA相对水平较野生型降低，但高于PK基因缺失突变体，FLCmRNA相对水平++。 （5）“万树江边杏，新开一夜风”描述了在栽有万棵杏树的江边园林，一夜春风催花开的景象。种群精准调控开花时间保证在合适的时间种群内同步开花，提高授粉率，增加后代数量，这是长期自然选择的结果。 28．（2025·北京丰台·一模）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 蜘蛛的捕食策略 传统认为结网蜘蛛的捕食策略仅仅是“守网待虫”。深入研究发现结网蜘蛛不仅可以利用身体和蛛丝的颜色吸引猎物，还会在蛛网上做各种装饰物吸引猎物，更有一些结网蜘蛛能利用生活在其网上的体色鲜艳的“盗寄生”蜘蛛来吸引猎物。 我国科学家发现大腹圆蛛的蛛网上的边褐端黑萤多是雄性。边褐端黑萤是一种萤火虫，雄虫有两节发光器，雌虫只有一节。进一步观察发现，大腹圆蛛在捕到猎物后通常会用丝将猎物整个裹住，直接取食。但捕到边褐端黑萤后，并不急于享用美食，而是裹住此萤大部分身体，仅露出腹部的发光器。大腹圆蛛通过多种操控策略，使雄萤只有一节发光器能发光。检测三种情况萤火虫的闪光信号，结果如下图。 分析3种闪光信号，研究者认为这可能是一种新的捕食策略：蜘蛛通过操控触网的雄萤，使其闪光信号改变，从而获得更多猎物。 (1)结网蜘蛛和“盗寄生”蜘蛛的种间关系是 。这是利用物理信息调节生物的种间关系，进而维持 的平衡与稳定。 (2)研究者认为大腹圆蛛能捕获更多雄萤的策略是用萤火虫“钓”萤火虫，依据是 。 (3)为验证这种新的捕食策略，请完善下表中的实验设计（填写字母）。 组别 实验材料 预期结果 对照组 a、e g、i 实验组1 ① ② 实验组2 ③ ④ a．正常发光的雄性边褐端黑萤 b．正常发光的雌性边褐端黑萤 c．发光器涂黑的雄性边褐端黑萤 d．发光器涂黑的雌性边褐端黑萤 e．有大腹圆蛛的蜘蛛网 f．无大腹圆蛛的蜘蛛网 g．不直接取食，出现操控行为 h．直接取食，不出现操控行为 i．更多雄萤触网 j．很少或者几乎没有吸引到雄萤触网 为进一步确定影响雄萤闪光信号的是大腹圆蛛的毒液还是其咬击行为，实验组的操作是 ，检测闪光信号并与对照组对比。 (4)从物质与能量或进化与适应的角度，分析大腹圆蛛新捕食策略的优势 。 【答案】(1) 原始合作 生态系统 (2)雄萤被捕获操控后的闪光信号比飞翔时减弱，接近雌萤的信号 (3) ce hj af j 将大腹圆蛛的毒液注射到雄萤体内/模拟大腹圆蛛咬击雄萤 (4)物质与能量：该捕食策略使大腹圆蛛消耗更少能量，获得更多的食物（物质与能量）。进化与适应：该捕食策略是大腹圆蛛进化的结果，利于提高其生存和繁殖能力，更好地适应环境。 【分析】种间关系： 原始合作：两种生物共同生活在一起时.双方都受益，但分开后，各自也能独立生活。例如，海葵固着于寄居蟹的螺壳上。寄居蟹的活动，可以使海葵更有效地捕食:海葵则用有毒的刺细胞为寄居蟹提供保护。 互利共生：两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利。例如，豆科值物和根瘤菌之间，豆科植物向根瘤菌提供有机养料，根瘤菌则将空气中的氮气转变为含氮的养料，供植物利用。 捕食关系：一种生物以另一种生物为食的种间关系。前者谓之捕食者，后者谓被捕食者。例如，兔和草类、狼和兔等都是捕食关系。 种间竞争：两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象。例如，同一草原上生活的非洲狮和斑鬣狗。 寄生：一种生物从另一种生物（宿主)的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象。例如，马蛔虫与马。 【详解】（1）原始合作是指两种生物共同生活在一起时.双方都受益，但分开后，各自也能独立生活。结网蜘蛛利用 “盗寄生” 蜘蛛体色鲜艳来吸引猎物， “盗寄生” 蜘蛛在结网蜘蛛的蛛网上生活，二者的种间关系是原始合作。物理信息（如颜色等）调节生物种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。 （2）从图中可以看出，触网并被操控的雄萤的闪光信号比飞翔时减弱，接近雌萤的信号，这就使得雄萤有可能被这种信号吸引而触网，因此研究者认为大腹圆蛛能捕获更多雄萤的策略是用萤火虫 “钓” 萤火虫。 （3）对照组是正常发光的雄性边褐端黑萤（a）和有大腹圆蛛的蜘蛛网（e），预期结果是不直接取食，出现操控行为（g）且更多雄萤触网（i）。 实验组 1 要探究发光对吸引雄萤的影响，所以实验材料应是发光器涂黑的雄性边褐端黑萤（c）和有大腹圆蛛的蜘蛛网（e），预期结果是直接取食，不出现操控行为很少（h）且几乎没有吸引到雄萤触网（j）。 实验组 2 要排除大腹圆蛛的影响，实验材料是正常发光的雄性边褐端黑萤（a）和无大腹圆蛛的蜘蛛网（f），预期结果是很少或者几乎没有吸引到雄萤触网（j）。 为进一步确定影响雄萤闪光信号的是大腹圆蛛的毒液还是其咬击行为，实验组的操作是将大腹圆蛛的毒液注射到雄萤体内或模拟大腹圆蛛咬击雄萤，检测闪光信号并与对照组对比。 （4）从物质与能量角度：大腹圆蛛通过这种新捕食策略，利用雄萤的闪光信号吸引更多雄萤，增加了获取食物（物质和能量）的机会，该捕食策略使大腹圆蛛消耗更少能量，获得更多的食物。从进化与适应角度：这种新策略是大腹圆蛛在长期进化过程中形成的对环境的一种适应，利于提高其生存和繁殖能力，更好地适应环境。 29．（2025·北京朝阳·二模）学习以下材料，回答（1）～（5）题。 小环大威力：ecDNA在癌症发生和进展中的作用 细胞中可能由于染色体断裂和重新连接，形成游离于染色体外的环状DNA分子，称为ecDNA。细胞周期中，ecDNA复制后随机分配给两个子细胞。 含原癌基因的ecDNA的产生概率极低，但临床调查发现约17.1%的癌症患者癌细胞中存在携带原癌基因的ecDNA。为构建与癌细胞中类似的ecDNA，研究者将两段含loxP位点和标记基因的外源DNA插入12号染色体，再用Cre酶处理．使染色体中的一个片段脱落并环化，形成含原癌基因MDM2的ecDNA（图1）。 处理后同时发出绿色和红色荧光的细胞即为含有/ecDNA的细胞，称为ec细胞。研究者对ec细胞进行传代培养，发现其后代中丢失绿色荧光的细胞比例逐渐增加。推测由于细胞分裂中ecDNA随机分配，产生不含ecDNA的子细胞，且这些子细胞在适宜环境中继续增殖；如果培养环境改变为ecDNA能为细胞带来更强适应能力的环境，则子代中ec细胞比例会增加，ec细胞中ecDNA的拷贝数也会增加。为检验假设，研究者将上述ec细胞分别放在含不同浓度潮霉素的培养基中培养，结果表明，潮霉素处理能够增加子代中ec细胞占比和ec细胞中ecDNA拷贝数。 为进一步研究ecDNA在体内的作用，研究者在小鼠肝细胞中诱导生成含有MDM2基因的ecDNA。小鼠肝脏中迅速出现癌细胞，形成肿瘤。 ecDNA的工程化构建为研究其致癌机制提供了新工具，未来有可能成为癌症精准治疗的靶点。 (1)eeDNA缺少着丝粒，因此复制后的ecDNA不能在 的作用下均分给两个子细胞。 (2)ecDNA的染色质状态更开放，其上的MDM2基因表达量 ，能促进细胞癌变和已癌变细胞的增殖。 (3)研究者进行外源DNA插入操作后，用含 的培养液筛选出成功插入的细胞。 (4)Cre酶可以将DNA上两个相同loxP位点之间的片段切割后环化（图2）。用Cre酶处理已插入片段1和片段2的12号染色体（图3），产生图1所示ecDNA。请写出片段2上各字母代表的表达元件。 (5)请根据潮霉素培养实验和小鼠肝细胞诱导实验推测携带原癌基因的ecDNA在癌细胞中广泛存在的原因 。 【答案】(1)纺锤体 (2)较高 (3)潮霉素和嘌呤霉素 (4)a．潮霉素抗性基因、b．GFP基因上游序列、c．红色荧光蛋白基因 (5)若含原癌基因的ecDNA产生于正常细胞中，会促进细胞癌变，是部分癌症的发生原因；若含原癌基因的ecDNA产生于已癌变细胞中，会促进细胞增殖，使这些细胞占据竞争优势。 【分析】1、基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。 2、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。 【详解】（1）染色体的着丝粒两侧都有纺锤丝附着在上面，纺锤丝牵引着染色体的运动，eeDNA缺少着丝粒，因此复制后的ecDNA不能在纺锤体的作用下均分给两个子细胞。 （2）ecDNA的染色质状态更开放，有利于基因的表达，其上的MDM2基因表达量较高，能促进细胞癌变和已癌变细胞的增殖。 （3）分析题图1可知，插入外源DNA片段后，12号染色体上含有嘌呤霉素抗性基因和潮霉素抗性基因，可以用含有嘌呤霉素和潮霉素的培养液筛选出成功插入的细胞。 （4）结合题图1、2、3可知，图3的位点1已含有嘌呤霉素抗性基因和GFP抗性基因，则位点2的a应为潮霉素抗性基因，b为GFP基因上游序列，c为红色荧光蛋白基因。 （5）结合题干信息可知：潮霉素处理能够增加子代中ec细胞占比和ec细胞中ecDNA拷贝数；研究者在小鼠肝细胞中诱导生成含有MDM2基因的ecDNA。小鼠肝脏中迅速出现癌细胞，形成肿瘤，由此推测：若含原癌基因的ecDNA产生于正常细胞中，会促进细胞癌变，是部分癌症的发生原因；若含原癌基因的ecDNA产生于已癌变细胞中，会促进细胞增殖，使这些细胞占据竞争优势。 30．（2025·北京东城·二模）学习以下材料，回答（1）~（3）题。 塔克拉玛干沙漠治理：从困境到希望的生态征程 塔克拉玛干沙漠是世界第二大流动沙漠。大规模垦荒导致植被破坏、土壤保水能力下降、盐碱化，形成“过度开发—土地沙化—继续垦荒”的恶性循环，严重时沙漠边界每年推进超百米。 在早期治理过程中，种植高耗水杨树的失败经验促使人们改进治理方法。柽柳成为重要的治沙植物之一。柽柳的根系（图1）水平分布半径最大可达27m，是冠幅半径的5.7倍。在研究植物根系时，常用TI（拓扑指数）反映植物根系的分支模式，TI=lgA/lgM。如图2，A为内部连接数，即最长根系节点之间连接数；M为外部连接数，即植物根系所有与外部土壤连接的小根总数。图2所示根系的A=4，M=8，TI约为0.67.TI可以反映根系空间分布及水、肥吸收能力。 《尔雅翼》中提及柽柳：“天之将雨，柽先知，起气以应，又负霜雪不凋，乃木之圣者也。故字从圣。”柽柳可感知空气湿度，在下雨前会奋力喷发种子，形成红色的烟雾。柽柳的叶片退化为鳞片状，叶面积小（图4）。此外，叶片具有“泌盐腺”排出盐分。 2024年11月28日，塔克拉玛干绿色阻沙防护带工程实现全面锁边“合龙”，这是世界上最长的环沙漠绿色生态屏障。这是我国生态治理的伟大胜利，也为全球生态治理贡献了中国力量。 (1)大规模垦荒改变了群落演替的 。早期治理时，种植杨树失败，其原因是违背了生态工程中的 原理。 (2)图3所示根系的TI指数为 。根据图1~3分析，TI值越 ，根系在土层中的横向扩展能力越强，有助于植物获取营养。 (3)研究发现，在沙漠种植桎柳3年后，此地可以栽种其他树种。与地衣类比，怪柳可作为沙漠的“先锋植物”。请根据文中叙述，从适应环境和影响环境的角度各举一例说明其适宜作为“先锋植物”的原因。 。 【答案】(1) 方向和速度 协调与平衡 (2) 1 小 (3)适应环境：柽柳叶片退化为鳞片状，叶面积小，且具有“泌盐腺”排出盐分，能适应沙漠干旱、高盐碱的环境 ；影响环境：柽柳根系水平分布半径大，TI值小，根系横向扩展能力强，能固定土壤，改善土壤条件，为其他树种生长创造条件 【分析】生态工程的基本原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理和系统学和工程学原理，建立该人工生态系统的目的是实现对能量的多级利用，提高能量的利用率，减少环境污染。 【详解】（1）大规模垦荒改变了群落演替的方向和速度，杨树耗水量大，不能适应沙漠缺水环境，所以早期在沙漠中种植杨树失败违背了协调和平衡的原理。 （2）TI（拓扑指数）=lgA/lgM,A为内部连接数，即最长根系节点之间连接数；M为外部连接数，即植物根系所有与外部土壤连接的小根总数，从图3可以看出A=5，M=5，所以TI为1，比较图2和图3，可以发现TI值越小，即内部连接数小，外部连接数越大，根系在土层中的横向扩展能力越强，有助于植物获取营养。 （3）怪柳柽柳的叶片退化为鳞片状，叶面积小且具有“泌盐腺”排出盐分，能适应沙漠干旱、高盐碱的环境 ； 从图1看出，柽柳的根系水平分布半径最大可达27m，是冠幅半径的5.7倍，TI值较小，根系横向扩展能力强，能固定土壤，改善土壤条件，为其他树种生长创造条件。所以怪柳可作为沙漠的“先锋植物”。 31．学习以下材料，回答（1）~（5）题 新型抗生素有望战胜超级耐药菌 耐碳青霉烯鲍曼不动杆菌（R菌）外膜上的脂多糖（LPS）外衣使其能抵抗多种抗生素，导致抗生素耐药。R菌能引发严重的肺炎和血液感染等，死亡率可达60%。 为解决抗生素耐药问题，研究人员从多种环肽中筛选出对R菌有杀菌活性的环肽X。经过改造，得到杀菌活性更高、特异性更强且对小鼠更安全的环肽Z。 继续研究Z的作用靶点，不断提升培养基中Z的浓度，让R菌进化出对Z的耐药性，然后通过基因测序分析突变位点，发现突变发生在编码Lpt复合物（包括LptA~LptG7种蛋白）的基因中，该复合物参与R菌细胞中LPS转运的机理如图1，箭头代表转运方向。 为确定Z是否影响LPS与LptA结合，制备含LplB2FGC复合物和LPS的脂质体（如图2），分别加入不同浓度的Z和无关环肽，再加入ATP和LptA-His融合蛋白（His是一种短肽标签，可利用His抗体检测带标签的蛋白），进行抗原-抗体杂交，结果如图3。    最后，研究者测试了Z对分离自患者不同感染部位的R菌的体外活性，发现Z对这些菌株均有极强的杀菌活性。将上述菌株接种到模式小鼠体内后，Z仍有强大的杀菌活性。目前，Z已经进入临床测试，如果试验顺利，R菌给医生带来的噩梦有望终结。 (1)细菌对抗生素产生耐药性的过程：细菌发生抗药的基因突变， 对其进行选择，抗药基因频率升高。 (2)请完善筛选环肽X的技术路线：将 溶于等量无菌水→浸润无菌圆形滤纸片→将滤纸片放在涂布R菌的培养基上→恒温箱培养→筛选周围出现 的环肽。 (3)若环肽Z对传统抗生素敏感型和对传统抗生素耐药型的两种R菌的杀菌作用 ，则其可能作用于一个未知新靶点。 (4)分析图1，下列关于R菌转运LPS的说法正确的是___ A．Lpt复合物在核糖体中合成 B．LptB、LptG、LptF、LptC分布在内膜上 C．Lpt复合物具有ATP水解酶活性 D．Lpt复合物将LPS从外膜转移到内膜 E．R菌的外膜和人体细胞膜结构一致 (5)分析图3，结果显示与无关环肽相比 。综合以上研究，环肽Z的杀菌机理是 ，导致LPS在细胞中积累，使R菌死亡。 【答案】(1)抗生素 (2) 等量不同种类的环肽 抑菌圈 (3)相似 (4)ABC (5) 随Z浓度增加，LPS-LptA复合物含量越来越低 环肽Z抑制了LPS与LptA的结合，阻断了LPS的转运 【分析】现代生物进化理论的基本观点：①种群是生物进化的基本单位；②生物进化的实质在于种群基因频率的改变；③突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。其中突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。 【详解】（1）细菌对抗生素产生耐药性的过程：细菌发生抗药的基因突变，抗生素对其进行选择，抗药基因频率升高。 （2）由题意可知，要从多种环肽中筛选出对R需要菌有杀菌活性的环肽，将等量不同种类的环肽溶于等量无菌水→浸润无菌圆形滤纸片→将滤纸片放在涂布R菌的培养基上→恒温箱培养→筛选周围出现抑菌圈的环肽； （3）如果环肽Z对传统抗生素敏感型和对传统抗生素耐药型的两种R菌的杀菌作用相似，则其可能作用于一个未知新靶点； （4）A、由题意可知，Lpt复合物是一种蛋白质，蛋白质在核糖体中合成的，A正确； B、由图1 可以看出，LptB、LptG、LptF、LptC是将LPS转运至细胞外膜，因此LptB、LptG、LptF、LptC分布在内膜上，B正确； C、Lpt复合物在转运LPS的同时促进ATP的水解，为LPS转运提供能量，因此Lpt复合物具有ATP水解酶活性，C正确； D、由图可知Lpt复合物将LPS从内膜转移到细胞外膜，D错误； E、R菌的外膜和人体细胞膜结构不一致，E错误。 故选ABC。 （5）由图3可知，结果显示与无关环肽相比随Z浓度增加，LPS-LptA复合物含量越来越低，由此可知环肽Z的杀菌机理是环肽Z抑制了LPS与LptA的结合，阻断了LPS的转运，导致LPS在细胞中积累，使R菌死亡。 32．学习以下材料，回答（1）~（4）题。 构建“动态调控”的工程酵母菌 酿酒酵母作为极具潜力的细胞工厂，经遗传改造后被广泛的应用于生物燃料、化工产品、医药保健品等的合成，但代谢途径改变常造成细胞生长受损即存在“生长”与“生产”之间的矛盾。为解决这一矛盾，我国研究者在酿酒酵母中构建了群体密度调控的蛋白降解系统。 在酿酒酵母中表达拟南芥的细胞分裂素合成酶和细胞分裂素受体．并使细胞分裂素响应途径与酵母菌内源的Ypd1-Skn7信号转导途径结合，构建出群体密度感应系统，如图。当菌体密度增至足够高时，扩散到胞外的细胞分裂素浓度达到一定阈值，会进入细胞与受体结合，引起Skn7与特定启动子中一段重复序列（SD）结合，导致下游基因从低表达状态显著上调表达水平，通过选择适当的下游基因，实现了细胞分裂素信号的正反馈激活。研究者利用绿色荧光蛋白基因（GFP）作为报告基因进行检测，发现当酵母菌菌体数量达到一定值时，荧光强度开始随菌体数量增加而显著增强。 生长素受体与生长素（IAA）结合后，可进一步结合特定蛋白并导致特定蛋白的降解。这些特定蛋白中共同的氨基酸序列称为IAA蛋白降解决定子。研究者在酵母菌中表达生长素受体，并将IAA蛋白降解决定子与目标蛋白融合表达，构建了IAA诱导的蛋白降解系统。 法尼烯是喷气燃料的替代品。酿酒酵母可利用F酶将法尼基焦磷酸（FPP）合成为法尼烯，E酶会与F酶竞争FPP催化合成麦角固醇，麦角固醇过少时严重影响菌体数量增加。研究者将群体密度感应系统和IAA诱导的蛋白降解系统整合，使工程酵母菌生长到一定密度后，才启动E酶的降解，实现对其代谢的动态调控，提高了生产效率。 (1)研究者从拟南芥中 目的基因，构建 后再导入酿酒酵母，经检测鉴定后获得工程菌。 (2)如何通过提高细胞分裂素浓度实现其信号的正反馈激活，请选择适宜的基因和启动子填在图中。① ② ③ 基因A： 基因B： a．持续表达下游基因的启动子 b．能结合细胞分裂素的启动子 c．含有SD的启动子 d．细胞分裂素合成酶基因 e．细胞分裂素受体基因 (3)为将群体密度感应系统和IAA诱导的蛋白降解系统整合入酿酒酵母，从而解决法尼烯生产中的问题，一方面需要将群体密度感应系统中的 基因替换为IAA合成酶基因，一方面还需导入 基因替换酵母菌内源的E酶基因。 (4)综合所学知识和文中信息，以下说法正确的是____。 A．利用酿酒酵母工业生产法尼烯涉及发酵工程和基因工程技术 B．文中的两个系统均属于转录水平的代谢调控手段 C．工程菌大量增殖后，细胞分裂素合成多，IAA合成少，利于F酶催化FPP合成法尼烯 D．通过引入两个系统，实现了工程菌生长和生产的平衡，有利于提高法尼烯生产效率 E．该策略也可推广至酿酒酵母多种代谢途径的调控，应用前景广阔 【答案】(1) 筛选和获取 基因表达载体 (2) a c c e d (3) 荧光蛋白 IAA蛋白降解决定子对应的DNA序列与E酶基因的融合 (4)ADE 【分析】基因工程的基本操作程序四个步骤：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细 胞、目的基因的检测与鉴定。在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或 获得预期表达产物等的基因就是目的基因。获取目的基因的方法有多种。在我国首批具有较高抗 虫活性的转基因抗虫棉的培育过程中，科学家人工合成了 目的基因。现在，常用PCR特异性地快速扩增目的基因。构建基因表达载体，是基因工程的核心工作。构建好的基因表达载体需要通过一定的方式才能进入受体细胞。目的基因进入受体细胞后，是否稳定维持和表达其遗 传特性，只有通过检测与鉴定才能知道，包括分子水平检测和个体水平检测。 【详解】（1）题干信息：在酿酒酵母中表达拟南芥的细胞分裂素合成酶和细胞分裂素受体．并使细胞分裂素响应途径与酵母菌内源的Ypd1-Skn7信号转导途径结合，构建出群体密度感应系统；可见目的基因从拟南芥中筛选与获取，然后构建基因表达载体，接着导入酿酒酵母，经检测鉴定后获得工程菌。 （2）题干信息：当菌体密度增至足够高时，扩散到胞外的细胞分裂素浓度达到一定阈值，会进入细胞与受体结合，可知基因A应该为细胞分裂素受体基因，①应该为持续表达下游基因的启动子，启动细胞分裂素受体基因转录；Skn7与特定启动子中一段重复序列（SD）结合，导致下游基因从低表达状态显著上调表达水平，通过选择适当的下游基因，实现了细胞分裂素信号的正反馈激活，可知基因B为细胞分裂素合成酶基因，②和③是含有SD的启动子。 （3）分析题图酵母菌群体密度感应系统可知，只有荧光蛋白基因可以被替换，故为将群体密度感应系统和IAA诱导的蛋白降解系统整合入酿酒酵母，需要将群体密度感应系统中的荧光蛋白基因替换为IAA合成酶基因；题干信息IAA诱导的蛋白降解系统，需要IAA蛋白降解决定子与目标蛋白融合基因，故还需导入IAA蛋白降解决定子对应的DNA序列与E酶基因的融合基因替换酵母菌内源的E酶基因。 （4）A、利用酿酒酵母工业生产法尼烯涉及酵母菌培养和群体密度感应系统和IAA诱导的蛋白降解系统，而前者属于发酵工程，后者属于基因工程技术，A正确； B、转录是由DNA到RNA的过程，由mRNA到蛋白质的过程是翻译；文中的两个系统均属于翻译水平的代谢调控手段，B错误； C、依据题意可知，工程菌大量增殖后，细胞分裂素合成多，IAA合成多，利于F酶催化FPP合成法尼烯，C错误； D、题干信息可知，酿酒酵母可利用F酶将法尼基焦磷酸（FPP）合成为法尼烯，E酶会与F酶竞争FPP催化合成麦角固醇，麦角固醇过少时严重影响菌体数量增加；通过引入两个系统促进E酶降解有利于法尼烯的合成，由此可知，通过引入两个系统，实现了工程菌生长和生产的平衡，有利于提高法尼烯生产效率，D正确； E、题干信息：酿酒酵母作为极具潜力的细胞工厂，经遗传改造后被广泛的应用于生物燃料、化工产品、医药保健品等的合成；综合上述研究者的工作，可推测该策略也可推广至酿酒酵母多种代谢途径的调控，应用前景广阔，E正确。 故选ADE。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$