专题06 基因的本质与表达（期末真题汇编，北京专用）高三生物上学期

专题06 基因的本质及表达 3大高频考点概览 1 DNA是主要的遗传物质 考点02 DNA分子的结构、复制与基因的本质 考点03 基因的表达 地 城 考点01 DNA是主要的遗传物质 一、选择题 1．（23-24高三上·北京西城·期末）以下关于T2噬菌体和大肠杆菌说法正确的是（　　） A．二者都含磷脂、蛋白质和DNA B．T2噬菌体在大肠杆菌内分裂增殖 C．子代噬菌体的成分全部来自大肠杆菌 D．T2噬菌体不是独立的生命系统 2．（22-23高三上·北京昌平·期末）在对照实验中，实验组中的自变量通常可以用“加法原理”或“减法原理”进行控制。下列实验中，采用“减法原理”的是（    ） A．模拟生物体维持pH的稳定 B．尝试利用乙烯利催熟水果 C．比较过氧化氢在不同条件下的分解 D．艾弗里肺炎链球菌的体外转化实验 二、非选择题 3．（23-24高三上·北京朝阳·期末）KLA是一类在细胞内诱导细胞凋亡的小分子抗癌肽，但其进入细胞的能力很弱。研究者利用噬菌体展示技术筛选靶向胰腺癌细胞的多肽，并利用该多肽对KLA进行改造，以提高其进入细胞的能力，进而增强其抗癌效果。 (1)M13噬菌体是一种________在大肠杆菌体内的DNA病毒。以胰腺癌细胞特异性表达的B蛋白为靶点，设计不同DNA片段，插入M13噬菌体外壳蛋白基因中，并以融合蛋白的形式表达到噬菌体表面，从而获得展示不同多肽的M13噬菌体库。 (2)将M13噬菌体库与胰腺癌细胞共孵育，筛选靶向B蛋白的多肽，过程如图。 第一次洗脱的目的是洗去________的噬菌体，对第二次洗脱获得的噬菌体进行扩增，重复如图过程。多轮淘选后，对筛选出的噬菌体进行DNA测序，并与________比对，获得靶向胰腺癌细胞的HMN多肽及TAP多肽的编码序列。 用荧光素标记HMN及TAP多肽，分别与胰腺癌细胞混合，保温后漂洗，检测荧光强度，发现________，因此选取HMN多肽进行后续实验。利用基因工程技术获得HMN-KLA融合多肽，发现胰腺癌细胞对融合多肽的摄取率显著提高。 (3)评估HMN-KLA融合多肽对胰腺癌细胞的影响，结果如图。 如图结果表明，________。 (4)线粒体损伤可导致膜电位下降，释放细胞色素C蛋白至细胞质基质，进而诱导细胞凋亡的发生。线粒体膜电位正常时，荧光染料M以红色荧光聚集体的形式存在于线粒体中；膜电位下降时，染料M不能在线粒体中聚集，而以绿色荧光单体的形式存在于细胞质基质中。 为验证“融合多肽通过破坏线粒体诱导胰腺癌细胞凋亡”，利用题目给定的材料和设备提出实验思路________。 主要材料和设备：胰腺癌细胞、培养基、HMN-KLA融合多肽、染料M、显微镜 地 城 考点02 DNA分子的结构、复制与基因的本质 一、选择题 1．（24-25高三上·北京东城·期末）层析、离心和电泳都是物质分离的常用方法。下列叙述错误的是（    ） A．电泳可以分离分子量大小不同的DNA分子 B．各种光合色素分子量不同，因此可以用纸层析法分离 C．各种细胞器颗粒大小不同，因此可以用差速离心法分离 D．离心可以分离密度不同的15N/15N-DNA和14N/14N-DNA 2．（24-25高三上·北京东城·期末）果蝇的DNA分子上存在多个复制起始位点，复制起始蛋白能够识别该位点，进而促进解旋酶等相关蛋白结合DNA分子，启动DNA复制。下列说法不正确的是（　　） A．DNA分子的多起点复制能提高复制效率 B．复制起始蛋白有助于解旋酶在特定位置断开氢键 C．DNA分子的两条链都将作为复制的模板链 D．DNA聚合酶可将脱氧核苷酸添加到子链5'端 3．（23-24高三上·北京东城·期末）酵母菌DNA分子中碱基A约占32%，以下关于酵母菌DNA复制的说法正确的是（　　） A．DNA复制过程需消耗能量 B．DNA解旋将断开磷酸二酯键 C．核糖核苷酸作为复制的原料 D．子代DNA分子中G约占32% 4．（23-24高三上·北京大兴·期末）某药物是一种鸟嘌呤类似物，可抑制DNA聚合酶的活性。关于该药物的说法错误的是（　　） A．可在细胞核中发挥作用 B．不宜与嘧啶类药物合用 C．可抑制DNA病毒的繁殖 D．可作为翻译过程的原料 5．（22-23高三上·北京石景山·期末）下列生物工程中所用物质与其发挥的作用，不能正确对应的是（    ） A．灭活病毒——诱导动物细胞融合 B．重组质粒——携带外源基因进入受体细胞 C．琼脂——为微生物生长提供碳源 D．DNA聚合酶——催化合成新的子链 6．（24-25高三上·北京昌平·期末）重叠基因是指共有同一段DNA序列的两个或多个基因。下图是某噬菌体DNA的单链片段，相关叙述正确的是（   ） A．基因D和基因E转录的mRNA 中起始密码子相同 B．基因D和基因E表达的蛋白质中氨基酸序列相同 C．重叠基因使得有限的DNA序列能够编码多种蛋白质 D．基因D和基因E表达的蛋白质具有相同的生物学功能 地 城 考点03 基因的表达 一、选择题 1．（24-25高三上·北京海淀·期末）柳穿鱼的花具有两种类型，植株甲呈两侧对称，植株乙呈辐射对称。研究发现，柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因直接相关，右图为用限制酶PstI切割该基因的结果。下列叙述不能作为支持“柳穿鱼花型变异是一种表观遗传现象”证据的是（　　） A．植株甲和乙Lcyc基因的碱基序列相同 B．植株甲和乙Lcyc基因的转录发生在细胞核中 C．甲×乙→F1(与甲的花相似)F2(绝大多数植株的花与甲相似，少数与乙相似) D．PstI不能识别被甲基化修饰的位点，可能产生如图结果 2．（24-25高三上·北京西城·期末）多数动物体内存在piRNA。piRNA与P蛋白结合形成的复合物能锁定目标mRNA，并对其进行切割，产物小片段RNA可与P蛋白结合进一步促进更多piRNA生成、P蛋白还可进入细胞核，对DNA进行甲基化修饰，抑制基因表达，下列叙述错误的是（    ） A．piRNA可通过碱基互补配对锁定目标mRNA B．piRNA与P蛋白的复合物可导致基因突变 C．piRNA与P蛋白可影响基因的表达 D．piRNA与P蛋白调节基因表达存在反馈调节 3．（24-25高三上·北京顺义·期末）某细菌的逆转录酶RT可催化其体内的一种非编码RNA发生滚环逆转录，即完成一轮逆转录后，RT“跳跃”到起点继续下一轮，每轮产生的cDNA片段不能编码蛋白质，但其不断串联形成的单链cDNA可在噬菌体感染细菌时编码防御蛋白，过程如下图。相关叙述错误的是（    ） A．滚环逆转录以4种脱氧核苷酸为原料 B．单链cDNA中存在多个重复序列 C．上述过程仅体现遗传信息由RNA向DNA流动 D．细菌基因组中原本不存在编码防御蛋白的基因 4．（23-24高三上·北京昌平·期末）同义密码子指共同编码一种氨基酸的密码子，基因对同义密码子的使用存在偏好性，即优先使用其中一些密码子。京海黄鸡G基因转录形成的mRNA上决定丙氨酸的密码子偏好性结果如下表。亲缘关系近的物种倾向于拥有相同的密码子偏好性。相关叙述错误的是（    ） 密码子 GCA GCC GCG GCU 个数 5 26 6 7 A．G基因形成的mRNA决定丙氨酸的密码子偏好为GCC B．密码子中碱基改变不一定会导致氨基酸改变 C．该研究为生物进化提供了分子水平证据 D．共用一套密码子的物种亲缘关系近 5．（23-24高三上·北京朝阳·期末）真核生物转录形成前体RNA，再通过剪接成为成熟的mRNA。下图表示拟南芥F基因的转录及加工过程。当Fβ过多时，拟南芥响应高温开花的时间延后。有关分析正确的是（    ） A．F基因和前体RNA的基本组成单位相同 B．F基因结构改变导致转录出不同的mRNA C．促进F基因表达Fγ拟南芥将提前开花 D．开花时间受环境及RNA剪接形式的影响 6．（22-23高三上·北京石景山·期末）科学家建立了蛋白质体外合成体系，由细胞提取液及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸构成。在四支试管中加入上述合成体系，再分别加入苯丙氨酸、丝氨酸、酪氨酸和半胱氨酸，结果只有加入苯丙氨酸的试管中出现了多肽链。下列叙述不正确的是（    ） A．加入的细胞提取液应除去细胞原有的DNA和mRNA B．加入的细胞提取液含有核糖体、tRNA和相关的酶 C．合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板 D．反密码子为UUU的tRNA可携带苯丙氨酸 7．（22-23高三上·北京丰台·期末）埃博拉病毒能引起人类急性出血性传染病，死亡率高达90%。它是一种包膜病毒，核酸为单链负链RNA（其上信息与mRNA互补）。该病毒还可指导合成与其包膜上GP蛋白类似的sGP蛋白，过程如右图。下列叙述错误的是（    ） A．在①～④中有2个过程存在碱基互补配对 B．该病毒结构中含有以RNA为模板合成RNA的酶 C．sGP可作为诱饵抗原，与埃博拉病毒的抗体结合 D．GP合成过程中所需要的tRNA均来自于宿主细胞 8．（22-23高三上·北京丰台·期末）外泌体是细胞分泌的一种囊泡，大小一般为30～100nm，其结构如下图，它可在细胞间往来穿梭进行信息传递。下列关于外泌体的描述正确的是（    ） A．细胞内的囊泡以胞吞方式分泌到细胞外成为外泌体 B．外泌体功能的实现离不开其膜上各种不同的蛋白质 C．外泌体利用膜的选择透过性与靶细胞融合，释放其内容物 D．microRNA可能与靶细胞内相应的mRNA结合，并影响其转录 9．（22-23高三上·北京东城·期末）生物体中编码tRNA的DNA上某些碱基改变后，可以产生“校正tRNA”，在合成多肽链的过程中发挥作用。某种突变产生了一种携带甘氨酸但是能识别精氨酸密码子的“校正tRNA”。下列叙述错误的是（    ） A．此种突变改变了编码多肽链的基因的碱基序列 B．新合成的多肽链中，原来精氨酸的位置可被替换为甘氨酸 C．组成多肽链的氨基酸序列由mRNA上的密码子直接决定 D．“校正tRNA”的存在可以弥补某些突变引发的遗传缺陷 10．（22-23高三上·北京西城·期末）RAD51基因在肝癌组织中高表达。将重组载体导入肝癌细胞（以抑制RAD51基因的表达），然后将一部分肝癌细胞接种于小鼠皮下，另一部分培养72h后检测有丝分裂相关基因表达情况，结果如图。下列推测不合理的是（    ） A．RAD51促进NEK7基因的表达 B．TACC1和NEK7基因是抑癌基因 C．RAD51可能通过TACC1和NEK7调控细胞的增殖 D．RAD51有望成为肝癌预防或治疗的靶点 二、非选择题 11．（24-25高三上·北京石景山·期末）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 增加作物产量的新探索R酶是光合作用的一种关键酶，催化暗反应过程中C3形成的反应。增强R酶活性是提高作物光合作用效率的重要途径。R酶的活性受叶绿体微环境变化的调节，pH和Mg2+水平都能影响其活性。黑暗条件下，叶绿体基质pH为中性（7.0），R酶因天然抑制剂与催化位点紧密结合而失活。此外，R酶的活性还受一种活化酶Rca的调节。当叶片从暗处转到亮处时，光照激活类囊体膜中的离子转运体，使Mg2+转运到叶绿体基质中，H+泵入类囊体腔内，R酶所受抑制被解除。 科研人员对野生型水稻进行了辐射诱变，得到一个粒大、产量高的突变植株。遗传分析表明，该突变体的HPY1基因表达水平更高。与野生型基因组序列相比，突变体中该基因的启动子和编码区都发生了变异（见下图）。经检验表明引起该基因高表达的原因是编码区第640位碱基T突变为C，与启动子的变异无关。 进一步研究突变植株中蛋白HPY1与编码R酶的基因间的关系，发现突变后的蛋白HPY1与R基因启动子结合更强，使R基因表达水平增高。可见，R酶含量的增加也是提高光合效率的途径之一。 (1)光合作用暗反应过程中形成的C3，接受______释放的能量，并且被______还原，经系列变化转化为糖类。 (2)根据文中信息推测，当叶绿体基质中Mg2+浓度______、pH______时，R酶活性会增强。 (3)在证明突变体性状改变与编码区变异有关的实验中，科研人员构建了图1所示的2种基因表达载体。检测转基因植株的净光合速率，结果如图2。请在图1方框中标出转基因株系2的相关碱基______，并在图2相应位置绘出能支持文中结论的结果______。 (4)进一步分析发现，突变后的蛋白HPY1可结合自身启动子，提高自身的转录水平。请结合文中信息概括HPY1突变植株产量提高的原因______。 12．（24-25高三上·北京西城·期末）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 记忆B细胞再分化方向的调控机制 当病原体突破了机体前两道防线时，初始B淋巴细胞增殖分化为浆细胞（PC）和记忆B细胞（MBC）。再次接触相同病原体时，有些MBC（甲型）迅速分化为PC并产生抗体，而另一些MBC（乙型）则分化为可增殖的生发中心（GC）。MBC分化为GC看似放慢形成PC的脚步，但GC在反复接受细胞因子刺激后，不断增殖的过程中可发生高频的抗体基因突变和重排，再分化为PC后可产生更高亲和力的抗体，识别同种病原体的不同变异株类型也增加。 P1和H2是B细胞分化所需的两个转录因子。以往研究发现，与乙型MBC相比，甲型MBC表现出更低的H2水平和更高的P1水平。近期，我国科研人员用RFP（红色荧光蛋白）基因原位替代H2基因，获得小鼠R，同时获得转入P1-YFP（黄色荧光蛋白）融合基因的小鼠Y。小鼠R与小鼠Y杂交子代免疫接种后，监测14~28天MBC和GC分化为PC过程中的荧光强度，MBC结果如下图，GC分化为PC过程荧光变化趋势与MBC相同。 P1和H2相对表达量是如何被调控的呢?抗原刺激可促进转录因子IRF4表达。研究人员检测了从初始B细胞，到MBC、GC，再到PC的染色质开放程度，发现被IRF4结合的位点（包括P1基因附近的位点）逐步变得松散。这一研究成果，阐明了MBC再分化命运调控的分子机制，为设计针对诸如HIV等高变异率病毒的疫苗提供了重要理论基础。 (1)B细胞活化需要两个信号的刺激，一个是来自抗原，一个是来自_____表面特定分子发生变化并与B细胞结合，此外还需要细胞因子的作用。依赖PC产生抗体的特异性免疫过程称为_____免疫。 (2)基于对文中内容的理解，下列叙述正确的是_____（填字母）。 A．初始表示了细胞间的转化关系 B．RFP、YFP用来监测或追踪H2、P1基因的表达 C．过表达P1基因的乙型MBC将分化为PC D．PC染色质上P1附近的IRF4结合位点开放程度低于GC (3)科研人员认为：MBC分化为PC的调控属于表观遗传，作出此判断的依据是_____。 (4)流感病毒变异率高，导致有些人在接种流感疫苗后依然会患流感。请根据本文信息，提出提高流感疫苗防护效力的思路_____。 13．（23-24高三上·北京丰台·期末）无核葡萄品质优良，但抗寒性差。我国科学家以中国野生葡萄资源中抗寒性最强的山葡萄为材料，对抗寒相关Va基因的功能展开相关研究。 (1)通过前期研究结果，科研人员推测Va基因可能为转录因子。转录因子是一类特定的蛋白，可以调控______与启动子的结合。 (2)为进一步验证Va基因的转录激活功能，科研人员利用pG载体首先构建了重组质粒，导入到敲除GAL4基因的酵母AH109菌株中，如下图所示。GAL4基因可编码酵母中具有转录激活功能的蛋白，AH109菌株为色氨酸、组氨酸缺陷型菌株，只有在添加相应氨基酸的培养基中才能生长。 ①为了能够筛选得到重组酵母，培养基的配方为下列选项中的_____组，此外还需额外添加______，通过显色反应做进一步验证。 A组：加色氨酸和组氨酸         B组：不加色氨酸和组氨酸 C组：加组氨酸，不加色氨酸     D组：加色氨酸，不加组氨酸 ②完善实验过程及对应结果______ (3)利用本地不抗寒葡萄品种“红地球”进一步探究Va基因的功能，科研人员构建了含Va基因和抗除草剂基因的稳定表达载体，用________法进行转染。请选择正确的后续实验操作并进行排序____。 A．72小时室温培养 B．72小时低温诱导培养 C．用PCR方法筛选出Va基因阳性植株 D．检测植株中Va蛋白的含量 E．用不含组氨酸的培养基筛选愈伤组织 F．用含除草剂的培养基筛选愈伤组织 14．（23-24高三上·北京朝阳·期末）水稻条纹病毒（RSV）感染引起的病害严重威胁水稻产量。研究者通过实验探究水稻抗RSV的调控机制。 (1)茉莉酸（JA）参与调节水稻抗RSV，JA作为植物激素的特点包括________ 等（写出两点）。 (2)转录因子Y的表达水平在水稻感染RSV后显著上调。用外源JA处理接种RSV的水稻幼苗，一段时间后检测植株中的病毒蛋白积累量，结果如图。 结果表明JA________ 水稻对RSV的抗性，转录因子Y________ 水稻对RSV的抗性。 (3)S是JA信号通路中的关键转录因子。荧光素酶（LUC）可分为无活性的N端和C端两段蛋白，两者在空间上靠近时可恢复酶活性。研究者将表达N端的基因（nLUC）与S基因融合，将表达C端的基因（cLUC）与Y基因融合，构建表达载体导入烟草叶片，48小时后加入底物检测荧光信号，结果如图。 可利用________ 法将各组表达载体导入烟草叶片的四个区域；图中的①②③依次为________ 。结果说明Y可与S结合，理由是________ 。 (4)JA信号通路中，S通过与M蛋白结合形成复合物，激活病毒抗性基因的表达。研究者推测Y干拢了S与M蛋白的结合。为验证推测，实验方案如下：构建nLUC-S融合基因、cLUC-Y融合基因的表达载体，与M基因表达载体一起导入烟草叶片，48小时后加入底物检测荧光信号。 请对实验方案进行修正：________ 。 研究者通过实验证实了推测，支持推测的结果是________ 。 (5)关于RSV、Y和JA途径之间的关系，请提出一条可进一步探究的问题。________ 。 15．（22-23高三上·北京朝阳·期末）学习以下材料，回答（1）—（5）题。 植物花青素合成的调控机制 花青素是高等植物体内的一种天然色素，能够决定花、果实和块茎等的颜色，其作为重要的抗氧化分子，对植物的生长发育及抵御逆境也有着重要作用。 花青素合成相关基因的表达受MBW转录因子复合体的调控。低温、盐胁迫会诱导植物激素茉莉酸（JA）的产生，进而激活JA信号通路。JAZ蛋白是JA信号途径中的关键调控蛋白，其通过与MBW复合体中一些转录因子的相互作用影响花青素合成。当植物体内的JA含量增加，JA受体coIl可以招募JAZ到SCFCOH复合物上使其泛素化并被蛋白酶体降解，从而解除JAZ对MBW复合体的抑制作用，进而促进花青素的合成。JAZ还介导赤霉素对花青素合成的调控，赤霉素与其受体结合后引起D蛋白降解，而D蛋白可以抑制JAZ的活性。 光可以利用信号转导因子调控基因启动子与MBW复合体结合的强弱，调节花青素合成途径中相关基因的表达，进而影响花青素的合成。强光照能够促进花青素的积累、弱光照或黑暗条件下能够抑制花青素的积累；不同的光质也可以影响花青素的合成，其中紫外光和蓝紫光对花青素合成的促进效果最佳。糖类物质对花青素的合成也至关重要，花青素是在细胞的内质网上以糖为底物在多种酶的催化下合成的。研究表明，多种基因的调控依赖于植物体内可溶性糖的含量，蔗糖可以增强MBW复合体中一些转录因子的表达，从而触发花青素合成相关基因的表达。 花青素的生物合成受到多种因素的影响，不同信号可通过调控JAZ蛋白、MBW复合体 的表达量或活性来实现信号间的交叉互作，进而共同实现对花青素合成的精密调控。 (1)JA和赤霉素均是对植物生长发育起调节作用的_______有机物，二者在花青素合成过 程中的作用_______。 (2)糖在花青素合成过程中的功能是多方面的：糖既是合成花青素的_______又可以为花青素的合成过程提供_______，同时糖还作为_______分子调节花青素合成过程而影响植 物着色。 (3)花青素的生物合成受到多种因素的影响。综合文中信息，完善花青素合成的调控模型____________。 (4)色泽是果实品质的主要指标之一。在生产实践中，果农会采取给果实套不同颜色滤光 袋、在地面铺设反光膜（可提高树冠中下部的光照强度）等做法，请任选一种做法解释其原理____________。 (5)植物与动物都能感受多种信号以调节白身生长发育过程，请写出二者细胞在信号的接收和响应方面的共性____________。 16．（22-23高三上·北京朝阳·期末） 研究发现，精神分裂症患者前额叶皮层GABA能中间神经元中N基因表达水平显著升高。为研究N基因对精神分裂症的作用，研究者进行系列实验。 (1)GABA能中间神经元释放的GABA(γ—氨基丁酸，一种神经递质）可与突触后膜上的 _______结合，激活氯离子通道导致氯离子内流，从而向突触后神经元传递_______ 信号。 (2)研究者利用基因工程构建了GABA能中间神经元中N基因过表达的模型鼠，且外源导 人的N基因的表达可被四环素调控（如图1），检测模型鼠行为，结果如图2。 据图1可知，四环素调控N基因过表达的机理是_______。 图2结果表明，过表达N基因的小鼠出现精神分裂行为，体现在_______。 (3)为验证N基因的作用，进行如下实验：实验组给模型鼠连续两周饲喂含有四环素的蔗糖水，对照组给正常鼠饲喂等量蔗糖水，检测两组小鼠N基因表达情况。 请修正实验方案并预期实验结果______________。 (4)研究发现，模型鼠GABA能中间神经元动作电位产生的频率降低。为探究其原因，研究者检测模型鼠GABA能中间神经元中钠离子通道的mRNA量、钠离子通道蛋白总量以 及细胞膜上的钠离子通道蛋白量，发现与对照组无差异，说明过表达N基因_______。 N基因表达产物是膜定位蛋白，其胞内肽段I可与钠离子通道结合，将肽段I加入到离体 培养的GABA能中间神经元中，检测钠离子通过量发现_______，说明过表达N基因抑 制钠离子通道活性。 (5)综合上述研究，阐明精神分裂症患者的发病机制：前额叶皮层GABA能中间神经元中N 基因高表达，______________，使其下游神经元的动作电位产生频率_______，最终导致行为改变。 17．（24-25高三上·北京东城·期末）A蛋白家族是细胞分裂素应答调节因子，包括A1、A12等。研究者以拟南芥根段为材料，探讨A蛋白在组织培养中参与调节的机制。 (1)植物器官、组织及细胞在离体培养条件下可形成再生植株，体现出植物细胞具有_______。在植物组织培养过程中，需向培养基中添加生长素和细胞分裂素，以启动由愈伤组织形成芽的________过程。 (2)为探究A蛋白对愈伤组织再生芽的影响，研究者比较了野生型和al（A1缺失突变体）、al2（A12缺失突变体）和双突变体在组织培养过程中的芽再生能力，结果如图1.根据结果可知， 当A12存在时A1对芽的再生有________作用，当没有A12存在时A1对芽的再生有_______作用。 (3)CLV是芽尖分生组织中的干细胞调节因子，CLV缺失突变体的再生芽数量明显减少。已有实验证明A1和A12均能与CLV基因启动子相同位点结合，调节下游基因表达。研究者进行了下列4组实验，检测报告基因的表达情况，证明A1与A12竞争结合CLV基因启动子区域促进基因的表达，且A12的促进作用显著大于A1。支持此结论的4组报告基因表达量关系为________。 组别 导入叶肉细胞的基因 1 / 含CLV基因启动子的报告基因 2 A1基因 3 A12基因 4 A1基因和A12基因 (4)综合上述研究结果，分析图1中野生型再生芽数量明显少于a1的原因是_____。 (5)结合上述实验研究，完善A蛋白在植物组织培养过程中的调控机制，请将A1、A12和CLV基因补充在图2中________。 18．（24-25高三上·北京东城·期末）禾谷缢管蚜（简称蚜虫）是一种全球性害虫，研究人员对其取食行为与植物防御反应进行了研究，为科学防治蚜虫提供依据。 (1)蚜虫取食后植物会产生防御反应，这体现了蚜虫种群数量增长除受到非生物因素影响外，还受到_______的影响。监测蚜虫种群数量变化，可定期用________法进行调查。 (2)蚜虫取食时会释放唾液效应因子（C）。在探究C的作用时，研究人员为构建沉默C基因的蚜虫，将人工合成的与C基因mRNA互补配对的小段RNA导入蚜虫，通过影响_______的过程干扰基因的表达。蚜虫接种小麦的实验结果如图1、2，对照组导入的小段RNA的核苷酸序列应满足_______。实验结果显示接种24h后_______，说明C对蚜虫在小麦上的繁殖存在重要作用。 (3)已有研究发现蚜虫在夜晚取食量高，且C在夜晚分泌量达到峰值，推测蚜虫通过改变C的分泌量以应对植物防御反应。将蚜虫接种在小麦上培养或用人工饲料喂养，实验结果（如图3、4）支持了上述推测。请补充人工饲料饲喂条件下C基因沉默组的实验结果。 (4)请基于上述研究内容，概述夜晚蚜虫取食行为、植物防御反应和C之间的动态变化关系。________。 19．（23-24高三上·北京朝阳·期末）蔬菜生产中，农药、化肥、土壤微生物的活动等均可产生NO。为研究NO对植物光合作用的影响，研究者以番茄为材料进行了系列实验。 (1)NO以S-亚硝基谷胱甘肽（GSNO）的形式在植物体内储存和运输。用GSNO处理番茄后，检测叶片光合色素含量与净光合速率，结果如图。 ①光合作用中，位于叶绿体________上的光合色素吸收的光能转化成________中的化学能，进而通过暗反应储存在糖类等有机物中。 ②据图可知NO________，进而减弱番茄光合能力。 (2)检测发现，转录因子HY5基因敲除的番茄光合色素含量下降。NO处理后，番茄叶片中HY5mRNA和蛋白质含量均小于对照组，说明NO________。 (3)PORC基因和PSY2基因分别是叶绿素与类胡萝卜素合成的关键基因。研究者利用尿嘧啶和亮氨酸合成缺陷型酵母菌进行转基因实验，证实HY5可直接结合两基因的启动子调控其转录。请以PORC基因为例，补充完善实验方案（注：AD蛋白与启动子足够靠近时激活转录；金担子抗性基因表达可解除金担子素对酵母菌生存的抑制作用）。 组别 实验组 对照组 先导入的表达载体 ①______ 筛选成功转化的酵母菌 缺乏尿嘧啶的培养基 再导入的表达载体 ②______ 筛选成功转化的酵母菌 缺乏尿嘧啶和亮氨酸的培养基 培养上述酵母菌 ③________的培养基 ④________的培养基 ⑤________的培养基 缺乏亮氨酸且加入金担子素的培养基 实验结果 生长 生长 生长 不生长 (4)综合上述研究和光合作用过程，阐明NO减弱番茄光合能力的机制。________。 20．（23-24高三上·北京大兴·期末）花色素苷使植物呈现不同颜色。研究人员发现，光可以调控拟南芥中花色素苷的合成。 (1)光是植物进行光合作用的________来源。除此之外，光也可以作为一种_____激活光受体，调控植物的生长发育。 (2)拟南芥细胞内的转录过程需转录因子协助。研究人员构建了转录因子M和光受体C的突变体，在光作用下检测花色素苷含量。图1实验结果表明________。 (3)COP1是参与光调控的关键蛋白。为探究COP1和转录因子M是否相互作用，研究人员利用缺陷型酵母菌（不能合成色氨酸、亮氨酸和组氨酸）进行实验。 ①酵母细胞内BD和AD蛋白分开时不能激活相关基因转录。如图2所示，BD和AD充分接近时， _____才能识别并结合启动子，启动报告基因转录。 ②质粒T具有亮氨酸合成基因，质粒K具有色氨酸合成基因。研究人员将转录因子M基因和AD基因融合后连接到质粒T上，将COP1基因和BD基因融合后连接到质粒K上，再将不同质粒转入缺陷型酵母菌进行培养，结果见图3。不同转化处理后，缺陷型酵母菌在TL培养基上均能生长，原因是________。能够证明COP1和转录因子M有相互作用的实验结果是________（填平板序号）。 (4)上述研究说明，植物生命活动受________和________影响。除此之外，植物生命活动还受激素调节，它们是相互作用、协调配合的。 21．（22-23高三上·北京石景山·期末）大白菜是我国重要的蔬菜作物，其结球叶片作为主要营养储存器官，直接关系到大白菜的产量和品质。已知油菜素内酯（BR）可与细胞膜上的BR受体结合，通过信号传导，调节大白菜叶片的弯曲角度，从而影响结球的方式。 (1)BR被认定为一种新型植物激素，是因为其具有___________等特点。（至少答2点） (2)野生型大白菜的叶片自然舒展，表现为舒心结球。科研人员发现一株叶片向内卷曲、表现为合抱结球的突变体ic1，如图1所示。检测两种大白菜的叶片背腹极性基因A的相对表达量，结果如图2。据图判断，野生型大白菜的叶片自然舒展是由于A基因表达被_________。 (3)进一步研究发现，突变体ic1的BR受体基因的一个碱基对发生了替换，导致终止密码子___________，合成了长度明显缩短的受体蛋白，这种受体蛋白不能接受BR的信号。对突变体icl的X蛋白（一种与BR受体有高亲和力的信号蛋白）进行检测，结果如图3： ①内参蛋白在不同细胞中表达量_________，可作为对照观察其他蛋白的表达情况，并排除取样量、检测方法等对结果的干扰。据图可知，本实验所用的内参蛋白定位于_________。 ②根据实验结果可以推出：__________。 (4)进一步研究发现，细胞核中的D蛋白能直接调节A基因的表达。X蛋白可使D蛋白发生磷酸化。请综合上述信息，完成BR信号通路调控叶片结球形式的机制图_____。（任选一种表型，在图中以文字和箭头形式作答） 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 基因的本质及表达 3大高频考点概览 考点01 DNA是主要的遗传物质 考点02 DNA分子的结构、复制与基因的本质 考点03 基因的表达 地 城 考点01 DNA是主要的遗传物质 一、选择题 1．（23-24高三上·北京西城·期末）以下关于T2噬菌体和大肠杆菌说法正确的是（　　） A．二者都含磷脂、蛋白质和DNA B．T2噬菌体在大肠杆菌内分裂增殖 C．子代噬菌体的成分全部来自大肠杆菌 D．T2噬菌体不是独立的生命系统 【答案】D 【分析】T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。 【详解】A、T2噬菌体是病毒，没有细胞结构，因此不含有磷脂，大肠杆菌是原核生物，含有磷脂、蛋白质和DNA，A错误； B、T2噬菌体在大肠杆菌内利用宿主细胞的原料可以合成子代病毒，将宿主细胞裂解后释放出子代病毒，其不分裂，B错误； C、合成子代噬菌体的原料来自大肠杆菌，但是子代噬菌体的遗传物质来自于亲代噬菌体，C错误； D、T2噬菌体是病毒，必须寄生在活细胞才能完成增殖，因此其不是独立的生命系统，D正确。 故选D。 2．（22-23高三上·北京昌平·期末）在对照实验中，实验组中的自变量通常可以用“加法原理”或“减法原理”进行控制。下列实验中，采用“减法原理”的是（    ） A．模拟生物体维持pH的稳定 B．尝试利用乙烯利催熟水果 C．比较过氧化氢在不同条件下的分解 D．艾弗里肺炎链球菌的体外转化实验 【答案】D 【分析】1、加法原理是绐研究对象施加自变量进行干预。也就是说，实验的目的是为了探求某一变量会产生什么结果，即知道自变量，不知道因变量。 2、减法原理是排除自变量对研究对象的干扰，同时尽量保持被研究对象的稳定。具体而言，结果已知，但不知道此结果是由什么原因导致的，实验的目的是为了探求确切的原因变量。 【详解】A、模拟生物体维持pH的稳定的实验用盐酸、氢氧化钠溶液处理缓冲溶液、生物材料和蒸馏水，体现了加法原则，A错误； B、尝试利用乙烯利催熟水果需要用蒸馏水和乙烯利处理未成熟的水果，体现了加法原则，B错误； C、“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，人为增加了滴加肝脏研磨液，故实验组滴加肝脏研磨液体现了“加法原理”，C错误； D、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，用蛋白酶、RNA酶、DNA酶等处理细胞提取物，是人为的去除某种因素的影响，体现了“减法原理”，D正确。 故选D。 二、非选择题 3．（23-24高三上·北京朝阳·期末）KLA是一类在细胞内诱导细胞凋亡的小分子抗癌肽，但其进入细胞的能力很弱。研究者利用噬菌体展示技术筛选靶向胰腺癌细胞的多肽，并利用该多肽对KLA进行改造，以提高其进入细胞的能力，进而增强其抗癌效果。 (1)M13噬菌体是一种________在大肠杆菌体内的DNA病毒。以胰腺癌细胞特异性表达的B蛋白为靶点，设计不同DNA片段，插入M13噬菌体外壳蛋白基因中，并以融合蛋白的形式表达到噬菌体表面，从而获得展示不同多肽的M13噬菌体库。 (2)将M13噬菌体库与胰腺癌细胞共孵育，筛选靶向B蛋白的多肽，过程如图。 第一次洗脱的目的是洗去________的噬菌体，对第二次洗脱获得的噬菌体进行扩增，重复如图过程。多轮淘选后，对筛选出的噬菌体进行DNA测序，并与________比对，获得靶向胰腺癌细胞的HMN多肽及TAP多肽的编码序列。 用荧光素标记HMN及TAP多肽，分别与胰腺癌细胞混合，保温后漂洗，检测荧光强度，发现________，因此选取HMN多肽进行后续实验。利用基因工程技术获得HMN-KLA融合多肽，发现胰腺癌细胞对融合多肽的摄取率显著提高。 (3)评估HMN-KLA融合多肽对胰腺癌细胞的影响，结果如图。 如图结果表明，________。 (4)线粒体损伤可导致膜电位下降，释放细胞色素C蛋白至细胞质基质，进而诱导细胞凋亡的发生。线粒体膜电位正常时，荧光染料M以红色荧光聚集体的形式存在于线粒体中；膜电位下降时，染料M不能在线粒体中聚集，而以绿色荧光单体的形式存在于细胞质基质中。 为验证“融合多肽通过破坏线粒体诱导胰腺癌细胞凋亡”，利用题目给定的材料和设备提出实验思路________。 主要材料和设备：胰腺癌细胞、培养基、HMN-KLA融合多肽、染料M、显微镜 【答案】(1)寄生 (2) 不能特异性结合 设计的DNA片段 用荧光素标记HMN多肽的一组中荧光强度更强 (3)HMN-KLA融合多肽对胰腺癌细胞活性的抑制作用较强，且随着HMN-KLA融合多肽的浓度升高，对胰腺癌细胞的抑制作用增强 (4)将胰腺癌细胞分成A、B两组，A组细胞置于含HMN-KLA融合多肽的培养基中培养，B组置于不含HMN-KLA融合多肽的培养基中培养，其他培养条件相同，并用染料M对两组细胞进行染色，一段时间后用显微镜观察两组细胞中荧光染料M存在的部位。 【分析】噬菌体是一类病毒的统称，它们主要的寄生目标是特定的某些细菌，噬菌体的寄生可以导致细菌的破裂，因此被称为噬菌体。 【详解】（1）噬菌体是一类病毒的统称，它们主要的寄生目标是特定的某些细菌，因此M13噬菌体是一种寄生在大肠杆菌体内的DNA病毒。 （2）多种基因分别转入不同噬菌体DNA上，表达出多种不同的多肽，要检测哪个噬菌体能表达出与B蛋白特异性结合的多肽，需要将胰腺癌细胞与噬菌体混合，第一次洗脱掉的是不能特异性结合的，第二次是将与胰腺癌细胞B蛋白结合的洗脱下来，因此收集第二次洗脱液，提取筛选出的噬菌体DNA进行测序，并与所设计的DNA片段进行对比，获得靶向胰腺癌细胞的HMN多肽及TAP多肽的编码序列；用荧光素标记HMN及TAP多肽，分别与胰腺癌细胞混合，保温后漂洗，检测荧光强度，若发现用荧光素标记HMN多肽的一组中荧光强度更强，说明HMN多肽与乳腺癌细胞的相对结合力更强，因此选取HMN多肽进行后续实验。 （3）如图分析可知，与其他三组相比，不同浓度下的HMN-KLA融合多肽处理下胰腺癌细胞活性均是最低的，且浓度越高，胰腺癌细胞活性越低，表明HMN-KLA融合多肽对胰腺癌细胞活性的抑制作用较强，且随着HMN-KLA融合多肽的浓度升高，对胰腺癌细胞的抑制作用增强。 （4）由题意可知，线粒体膜电位正常时，荧光染料M以红色荧光聚集体的形式存在于线粒体中；膜电位下降时，染料M不能在线粒体中聚集，而以绿色荧光单体的形式存在于细胞质基质中，若要验证“融合多肽通过破坏线粒体诱导胰腺癌细胞凋亡”，可以将胰腺癌细胞分成A、B两组，A组细胞置于含HMN-KLA融合多肽的培养基中培养，B组置于不含HMN-KLA融合多肽的培养基中培养，其他培养条件相同，并用染料M对两组细胞进行染色，一段时间后用显微镜观察两组细胞中荧光染料M存在的部位。 地 城 考点02 DNA分子的结构、复制与基因的本质 一、选择题 1．（24-25高三上·北京东城·期末）层析、离心和电泳都是物质分离的常用方法。下列叙述错误的是（    ） A．电泳可以分离分子量大小不同的DNA分子 B．各种光合色素分子量不同，因此可以用纸层析法分离 C．各种细胞器颗粒大小不同，因此可以用差速离心法分离 D．离心可以分离密度不同的15N/15N-DNA和14N/14N-DNA 【答案】B 【分析】DNA电泳分离原理是基于DNA分子在电场中的迁移速度差异来实现分离的。由于DNA分子的大小和电荷不同，不同的DNA分子会以不同的速度迁移，从而实现分离‌。 【详解】A、由于不同大小的DNA分子在电场的作用下迁移速度不同，分子量小的迁移速度快，因此可以采用电泳的方法分离分子量大小不同的DNA分子，A正确； B、各种光合色素在层析液中的溶解度不同，因此可以用纸层析法分离，B错误； C、在细胞器分离时，由于各种细胞器颗粒大小不同，因此可以用差速离心法分离，C正确； D、由于15N/15N-DNA和14N/14N-DNA质量不同，因此可以采用密度梯度离心的方法分离，D正确。 故选B。 2．（24-25高三上·北京东城·期末）果蝇的DNA分子上存在多个复制起始位点，复制起始蛋白能够识别该位点，进而促进解旋酶等相关蛋白结合DNA分子，启动DNA复制。下列说法不正确的是（　　） A．DNA分子的多起点复制能提高复制效率 B．复制起始蛋白有助于解旋酶在特定位置断开氢键 C．DNA分子的两条链都将作为复制的模板链 D．DNA聚合酶可将脱氧核苷酸添加到子链5'端 【答案】D 【分析】DNA复制时两条链均作为模板，复制的原料是四种游离的脱氧核苷酸，所需的酶是DNA聚合酶和解旋酶，复制的产物是DNA，遵循的原则是碱基互补配对原则。 【详解】A、DNA分子的多起点复制可以提高DNA复制的效率，A正确； B、DNA复制时以DNA的两条链分别作为模板，DNA两条链之间的氢键需要断开暴露其中的碱基，复制起始蛋白能够识别复制起始部位，进而促进解旋酶等相关蛋白结合DNA分子，在特定位置断开氢键，启动DNA复制，D正确； C、DNA复制时，DNA的两条链都将作为复制的模板链，C正确； D、DNA的复制方向是从子链的5'→3'，DNA聚合酶可将脱氧核苷酸添加到子链3'端，D错误。 故选D。 3．（23-24高三上·北京东城·期末）酵母菌DNA分子中碱基A约占32%，以下关于酵母菌DNA复制的说法正确的是（　　） A．DNA复制过程需消耗能量 B．DNA解旋将断开磷酸二酯键 C．核糖核苷酸作为复制的原料 D．子代DNA分子中G约占32% 【答案】A 【分析】酵母菌为真核生物，细胞中含有DNA和RNA两种核酸；其中DNA分子为双链结构，A=T，G=C。 【详解】A、DNA复制的方式为半保留复制，需要模板、原料、能量和酶，A正确； B、DNA解旋将断开氢键，B错误； C、脱氧核苷酸作为DNA复制的原料，C错误； D、酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A=T=32%，G=C=（1-2×32%）÷2=18%，则子代的DNA分子中G约占18%，D错误。 故选A。 4．（23-24高三上·北京大兴·期末）某药物是一种鸟嘌呤类似物，可抑制DNA聚合酶的活性。关于该药物的说法错误的是（　　） A．可在细胞核中发挥作用 B．不宜与嘧啶类药物合用 C．可抑制DNA病毒的繁殖 D．可作为翻译过程的原料 【答案】D 【分析】1、DNA复制是一个边解旋边复制的过程，需要模板、原料、能量和DNA聚合酶，解旋酶等基本条件。 2、游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫作翻译。 【详解】A、DNA聚合酶催化DNA复制过程，细胞核中发生DNA复制过程。依题意，该药物可抑制DNA聚合酶的活性，则推测该药物可在细胞核中发挥作用，A正确； B、该药物是一种鸟嘌呤类似物，若与嘧啶类药物合用，则可能会因为两种药物碱基互补配对而失效，B正确； C、该药物可抑制DNA聚合酶的活性，可抑制DNA病毒的繁殖，C正确； D、翻译的原料是氨基酸，该药物是一种鸟嘌呤类似物，不可作为翻译过程的原料，D错误。 故选D。 5．（22-23高三上·北京石景山·期末）下列生物工程中所用物质与其发挥的作用，不能正确对应的是（    ） A．灭活病毒——诱导动物细胞融合 B．重组质粒——携带外源基因进入受体细胞 C．琼脂——为微生物生长提供碳源 D．DNA聚合酶——催化合成新的子链 【答案】C 【分析】灭活的病毒诱导细胞融合的方式属于生物方法，其原理是：病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞相互凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，使细胞发生融合。 【详解】A、诱导动物细胞融合时，常用的诱导因素有聚乙二醇、电激和灭活的病毒等，A正确； B、重组质粒携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达，B正确； C、琼脂为凝固剂，不能为微生物生长提供碳源，C错误； D、DNA聚合酶催化脱氧核苷酸间的磷酸二酯键的形成，从而形成新的子链，D正确。 故选C。 6．（24-25高三上·北京昌平·期末）重叠基因是指共有同一段DNA序列的两个或多个基因。下图是某噬菌体DNA的单链片段，相关叙述正确的是（   ） A．基因D和基因E转录的mRNA 中起始密码子相同 B．基因D和基因E表达的蛋白质中氨基酸序列相同 C．重叠基因使得有限的DNA序列能够编码多种蛋白质 D．基因D和基因E表达的蛋白质具有相同的生物学功能 【答案】C 【分析】题图分析，基因D的60位是基因E的起始位，即基因D与基因E之间共有一段DNA序列，基因D与基因E为重叠基因。 【详解】A、由题图可知，基因D的起始密码子是UAG，基因E的起始密码子是UAC，A错误； B、题图中基因E和基因D的重复序列较多，但不同基因的起始位置不同，重叠部分的碱基序列最终转录成的mRNA密码子不一样，所以指导合成的蛋白质中氨基酸序列也不相同，因此二者编码的蛋白质的氨基酸序列应该不同，B错误； C、由图示可知，基因D与基因E有重叠的DNA序列，使得生物体能利用有限的DNA序列编码出多种蛋白质，C正确； D、基因D和基因E尽管有重叠序列，但二者是不同的基因，因而表达的蛋白质应该不具有相同的生物学功能，D错误； 故选C。 地 城 考点03 基因的表达 一、选择题 1．（24-25高三上·北京海淀·期末）柳穿鱼的花具有两种类型，植株甲呈两侧对称，植株乙呈辐射对称。研究发现，柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因直接相关，右图为用限制酶PstI切割该基因的结果。下列叙述不能作为支持“柳穿鱼花型变异是一种表观遗传现象”证据的是（　　） A．植株甲和乙Lcyc基因的碱基序列相同 B．植株甲和乙Lcyc基因的转录发生在细胞核中 C．甲×乙→F1(与甲的花相似)F2(绝大多数植株的花与甲相似，少数与乙相似) D．PstI不能识别被甲基化修饰的位点，可能产生如图结果 【答案】B 【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，如DNA的甲基化，甲基化的基因不能正常表达。 【详解】A、表观遗传中基因的碱基序列不变，植株甲和乙Lcyc基因的碱基序列相同支持柳穿鱼花型变异是一种表观遗传现象，A不符合题意； B、发生甲基化的基因不能正常表达，Lcyc基因的转录场所发生在细胞核中是对基因表达过程的一种正常描述，不能作为支持柳穿鱼花型变异是一种表观遗传现象的证据，B符合题意； C、表观遗传是一种可遗传的变异，甲×乙→F1(与甲的花相似)F2(绝大多数植株的花与甲相似，少数与乙相似)，该杂交结果说明该变异是可遗传的变异，支持柳穿鱼花型变异是一种表观遗传现象，C不符合题意； D、根据电泳结果可知，植株甲被PstI酶切后有三条条带，植株乙被PstI酶切后有一条条带，由于表观遗传不改变基因的碱基序列，若PstI不能识别被甲基化修饰的位点，则可能产生如图所示的结果，该结果支持柳穿鱼花型变异是一种表观遗传现象，D不符合题意。 故选B。 2．（24-25高三上·北京西城·期末）多数动物体内存在piRNA。piRNA与P蛋白结合形成的复合物能锁定目标mRNA，并对其进行切割，产物小片段RNA可与P蛋白结合进一步促进更多piRNA生成、P蛋白还可进入细胞核，对DNA进行甲基化修饰，抑制基因表达，下列叙述错误的是（    ） A．piRNA可通过碱基互补配对锁定目标mRNA B．piRNA与P蛋白的复合物可导致基因突变 C．piRNA与P蛋白可影响基因的表达 D．piRNA与P蛋白调节基因表达存在反馈调节 【答案】B 【分析】基因的表达包括转录和翻译两个过程，转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，主要发生在细胞核中， 以核糖核苷酸为原料；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，发生在核糖体上，以氨基酸为原料。 【详解】A、piRNA与P蛋白结合形成的复合物能锁定目标mRNA，说明piRNA可通过碱基互补配对锁定目标mRNA，A正确； B、piRNA与P蛋白的复合物能锁定目标mRNA，并对其进行切割，产物小片段RNA可与P蛋白结合进一步促进更多piRNA生成，P蛋白还可进入细胞核，对DNA进行甲基化修饰，抑制基因表达，不会导致基因突变，B错误；   C、由题意可知，piRNA与P蛋白结合形成的复合物能锁定目标mRNA，并对其进行切割，产物小片段RNA可与P蛋白结合进一步促进更多piRNA生成、P蛋白还可进入细胞核，对DNA进行甲基化修饰，抑制基因表达，因此piRNA与P蛋白可影响基因的表达，C 正确；   D、由题意可知，piRNA与P蛋白结合形成的复合物能锁定目标mRNA，并对其进行切割，产物小片段RNA可与P蛋白结合进一步促进更多piRNA生成，因此piRNA与P蛋白调节基因表达存在正反馈调节，D正确。 故选B。 3．（24-25高三上·北京顺义·期末）某细菌的逆转录酶RT可催化其体内的一种非编码RNA发生滚环逆转录，即完成一轮逆转录后，RT“跳跃”到起点继续下一轮，每轮产生的cDNA片段不能编码蛋白质，但其不断串联形成的单链cDNA可在噬菌体感染细菌时编码防御蛋白，过程如下图。相关叙述错误的是（    ） A．滚环逆转录以4种脱氧核苷酸为原料 B．单链cDNA中存在多个重复序列 C．上述过程仅体现遗传信息由RNA向DNA流动 D．细菌基因组中原本不存在编码防御蛋白的基因 【答案】C 【分析】中心法则：（1）遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；（2）遗传信息可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。 【详解】A、滚环逆转录的产物是DNA，合成DNA的原料是脱氧核糖核苷酸，A正确； B、题干信息“每轮产生的cDNA片段不能编码蛋白质，但其不断串联形成的单链cDNA”可知，单链cDNA中存在多个重复序列，B正确； C、上述过程中单链cDNA转录翻译出防御蛋白，会发生遗传信息由DNA向RNA流动，C错误； D、题干信息“不断串联形成的单链cDNA可在噬菌体感染细菌时编码防御蛋白”可知，细菌基因组中原本不存在编码防御蛋白的基因，D正确。 故选C。 4．（23-24高三上·北京昌平·期末）同义密码子指共同编码一种氨基酸的密码子，基因对同义密码子的使用存在偏好性，即优先使用其中一些密码子。京海黄鸡G基因转录形成的mRNA上决定丙氨酸的密码子偏好性结果如下表。亲缘关系近的物种倾向于拥有相同的密码子偏好性。相关叙述错误的是（    ） 密码子 GCA GCC GCG GCU 个数 5 26 6 7 A．G基因形成的mRNA决定丙氨酸的密码子偏好为GCC B．密码子中碱基改变不一定会导致氨基酸改变 C．该研究为生物进化提供了分子水平证据 D．共用一套密码子的物种亲缘关系近 【答案】D 【分析】1、转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下消耗能量，合成RNA。 2、翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的mRNA为模板，在酶的作用下，消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。 【详解】A、根据表格数据，基因G转录形成的mRNA上决定丙氨酸的密码子中，GCC个数最多，说明偏好GCC，A正确； B、由于同义密码子的存在，密码子碱基改变后，但改变前后的密码子互为同义密码子，那么编码的氨基酸是一样的，B正确； C、根据题意，亲缘关系近的物种倾向于拥有相同的密码子偏好性，所以可以从密码子偏好性这一分子层面研究生物进化，C正确； D、生物界所有生物共用一套密码子，这是密码子的普遍性，D错误。 故选D。 5．（23-24高三上·北京朝阳·期末）真核生物转录形成前体RNA，再通过剪接成为成熟的mRNA。下图表示拟南芥F基因的转录及加工过程。当Fβ过多时，拟南芥响应高温开花的时间延后。有关分析正确的是（    ） A．F基因和前体RNA的基本组成单位相同 B．F基因结构改变导致转录出不同的mRNA C．促进F基因表达Fγ拟南芥将提前开花 D．开花时间受环境及RNA剪接形式的影响 【答案】D 【分析】分析题图可知，F基因通过转录过程可形成前体RNA，前体RNA的剪接方式有两种，通过剪接可形成两种mRNA，Fβ mRNA和Fγ mRNA。 【详解】A、F基因为具有遗传效应的DNA片段，基本组成单位为脱氧核糖核苷酸，前体RNA的基本组成单位为核糖核苷酸，A错误； B、导致转录出不同的mRNA的原因为前体RNA的剪接方式不同，F基因结构未改变，B错误； C、影响拟南芥开花的因素还有温度，因此促进F基因表达Fγ拟南芥不一定会提前开花，C错误； D、由题可知，前体RNA的剪接方式有两种，通过剪接可形成两种mRNA，Fβ mRNA和Fγ mRNA，当Fβ过多时，拟南芥响应高温开花的时间延后，说明开花时间受环境及RNA剪接形式的影响，D正确。 故选D。 6．（22-23高三上·北京石景山·期末）科学家建立了蛋白质体外合成体系，由细胞提取液及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸构成。在四支试管中加入上述合成体系，再分别加入苯丙氨酸、丝氨酸、酪氨酸和半胱氨酸，结果只有加入苯丙氨酸的试管中出现了多肽链。下列叙述不正确的是（    ） A．加入的细胞提取液应除去细胞原有的DNA和mRNA B．加入的细胞提取液含有核糖体、tRNA和相关的酶 C．合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板 D．反密码子为UUU的tRNA可携带苯丙氨酸 【答案】D 【分析】1．转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以 DNA 分子的一条链为模板，在 RNA 聚合醇的作用下消耗能量，合成 RNA 。 2．翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的 mRNA 为模板，在酶的作用下，消耗能量产生多肤链。多肤链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。 【详解】A、加入的细胞提取液应除去细胞原有的DNA和mRNA，防止对实验结果的影响，A正确； B、翻译需要核糖体的参与，加入的细胞提取液应含有核糖体、tRNA和相关的酶，才可以合成多肽，B正确； C、翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的 mRNA 为模板，所以在人工合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板，C正确； D、 该实验不能证明苯丙氨酸的反密码子是 UUU ，题目中并未描述关于密码子与反密码子的信息，且由于投入的模板链为多聚尿嘧啶核苷酸，因此可推测反密码子为AAA的tRNA可携带苯丙氨酸，D错误。 故选D。 7．（22-23高三上·北京丰台·期末）埃博拉病毒能引起人类急性出血性传染病，死亡率高达90%。它是一种包膜病毒，核酸为单链负链RNA（其上信息与mRNA互补）。该病毒还可指导合成与其包膜上GP蛋白类似的sGP蛋白，过程如右图。下列叙述错误的是（    ） A．在①～④中有2个过程存在碱基互补配对 B．该病毒结构中含有以RNA为模板合成RNA的酶 C．sGP可作为诱饵抗原，与埃博拉病毒的抗体结合 D．GP合成过程中所需要的tRNA均来自于宿主细胞 【答案】A 【分析】病毒没有细胞结构，不能独立进行生命活动，必须借助于活细胞才能代谢和繁殖。病毒进入细胞后，利用自己的核酸作为模板，利用宿主细胞的原料、酶、场所、能量合成自己所需的核酸和蛋白质。埃博拉病毒是一种十分罕见的病毒，是RNA病毒遗传物质是RNA，由RNA和蛋白质组成。图示为RNA自我复制过程及蛋白质合成过程。 【详解】A、在①～④中，①为病毒进入细胞过程，不存在碱基互补配对；②为(-)RNA合成(+)RNA的过程，存在碱基互补配对；③为类似翻译过程，也存在碱基互补配对；④为(+)RNA合成(-)RNA的过程，存在(-)RNA合成(+)RNA的过程，所以，共有3个过程存在碱基互补配对，A错误； B、②为(-)RNA合成(+)RNA的过程，④为(+)RNA合成(-)RNA的过程，都需要酶，即都存在以RNA为模板合成RNA的酶，B正确； C、sGP蛋白是该病毒包膜上GP蛋白类似的蛋白，可以被埃博拉病毒的抗体结合，进而帮助该病毒逃逸免疫系统，C正确； D、病毒没有细胞结构，利用宿主细胞的原料、酶、场所、能量合成自己所需的核酸和蛋白质，包括tRNA，D正确。 故选A。 8．（22-23高三上·北京丰台·期末）外泌体是细胞分泌的一种囊泡，大小一般为30～100nm，其结构如下图，它可在细胞间往来穿梭进行信息传递。下列关于外泌体的描述正确的是（    ） A．细胞内的囊泡以胞吞方式分泌到细胞外成为外泌体 B．外泌体功能的实现离不开其膜上各种不同的蛋白质 C．外泌体利用膜的选择透过性与靶细胞融合，释放其内容物 D．microRNA可能与靶细胞内相应的mRNA结合，并影响其转录 【答案】B 【分析】外泌体是指包含了复杂 RNA 和蛋白质的小膜泡 ，现今，其特指直径在40-100nm的盘状囊泡。1983年，外泌体首次于绵羊网织红细胞中被发现，多种细胞在正常及病理状态下均可分泌外泌体。其主要来源于细胞内溶酶体微粒内陷形成的多囊泡体，经多囊泡体外膜与细胞膜融合后释放到胞外基质中 。 【详解】A、细胞内的囊泡以胞吐方式分泌到细胞外成为外泌体，A错误； B、外泌体功能的实现离不开其膜上各种不同的蛋白质，这些蛋白质具有一定的识别功能，才能实现信息传递的功能，B正确； C、外泌体利用膜的流动性与靶细胞融合，释放其内容物，C错误； D、microRNA是单链的小型RNA，可能与靶细胞内相应的mRNA结合，并影响其翻译，D错误。 故选B。 9．（22-23高三上·北京东城·期末）生物体中编码tRNA的DNA上某些碱基改变后，可以产生“校正tRNA”，在合成多肽链的过程中发挥作用。某种突变产生了一种携带甘氨酸但是能识别精氨酸密码子的“校正tRNA”。下列叙述错误的是（    ） A．此种突变改变了编码多肽链的基因的碱基序列 B．新合成的多肽链中，原来精氨酸的位置可被替换为甘氨酸 C．组成多肽链的氨基酸序列由mRNA上的密码子直接决定 D．“校正tRNA”的存在可以弥补某些突变引发的遗传缺陷 【答案】A 【分析】翻译是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。翻译的场所：细胞质的核糖体上。翻译的本质：把DNA上的遗传信息通过mRNA转化成为蛋白质分子上氨基酸的特定排列顺序。 【详解】A、根据题目信息可知，此种突变发生在编码tRNA的DNA序列上，且产生了校正tRNA分子，并没有改变编码蛋白质氨基酸序列中的遗传密码序列，A错误； B、某种突变产生了一种携带甘氨酸但是识别精氨酸遗传密码的tRNA（突变前的该tRNA携带精氨酸），说明tRNA分子上的反密码子并不决定其携带的氨基酸种类，该tRNA的存在可能使新合成的多肽链中，原来精氨酸的位置被替换为甘氨酸，B正确； C、翻译是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。故组成多肽链的氨基酸序列由mRNA上的密码子直接决定，C正确； D、校正tRNA分子的作用是校正发生错误的翻译的过程，故某些突变引发密码子改变，但由于校正tRNA分子的存在使得该位置的氨基酸未发生改变，可以弥补某些突变引发的遗传缺陷，D正确。 故选A。 10．（22-23高三上·北京西城·期末）RAD51基因在肝癌组织中高表达。将重组载体导入肝癌细胞（以抑制RAD51基因的表达），然后将一部分肝癌细胞接种于小鼠皮下，另一部分培养72h后检测有丝分裂相关基因表达情况，结果如图。下列推测不合理的是（    ） A．RAD51促进NEK7基因的表达 B．TACC1和NEK7基因是抑癌基因 C．RAD51可能通过TACC1和NEK7调控细胞的增殖 D．RAD51有望成为肝癌预防或治疗的靶点 【答案】B 【分析】1、据图分析，与对照组相比，抑制RAD51基因的表达后，TACC1和NEK7基因的表达也减弱了，接种于小鼠皮下后肿瘤出现的更晚，且体积更小。 2、原癌基因负责调节细胞周期、控制细胞生长和分裂的过程，抑癌基因负责抑制细胞不正常增殖。 【详解】A、抑制RAD51基因的表达后，NEK7基因的表达也减弱了，可推测RAD51促进NEK7基因的表达，A正确； B、抑制RAD51基因的表达后，TACC1和NEK7基因的表达减弱，接种于小鼠皮下后肿瘤出现的更晚，且体积更小，如果TACC1和NEK7基因是抑癌基因，其表达应该增强，与题意不符，B错误； C、抑制RAD51基因的表达后，TACC1和NEK7基因的表达减弱，说明RAD51可能通过TACC1和NEK7调控细胞的增殖，C正确； D、抑制RAD51基因的表达后，接种于小鼠皮下后肿瘤出现的更晚，且体积更小，肝癌预防或治疗可以RAD51作为靶点，D正确。 故选B。 二、非选择题 11．（24-25高三上·北京石景山·期末）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 增加作物产量的新探索R酶是光合作用的一种关键酶，催化暗反应过程中C3形成的反应。增强R酶活性是提高作物光合作用效率的重要途径。R酶的活性受叶绿体微环境变化的调节，pH和Mg2+水平都能影响其活性。黑暗条件下，叶绿体基质pH为中性（7.0），R酶因天然抑制剂与催化位点紧密结合而失活。此外，R酶的活性还受一种活化酶Rca的调节。当叶片从暗处转到亮处时，光照激活类囊体膜中的离子转运体，使Mg2+转运到叶绿体基质中，H+泵入类囊体腔内，R酶所受抑制被解除。 科研人员对野生型水稻进行了辐射诱变，得到一个粒大、产量高的突变植株。遗传分析表明，该突变体的HPY1基因表达水平更高。与野生型基因组序列相比，突变体中该基因的启动子和编码区都发生了变异（见下图）。经检验表明引起该基因高表达的原因是编码区第640位碱基T突变为C，与启动子的变异无关。 进一步研究突变植株中蛋白HPY1与编码R酶的基因间的关系，发现突变后的蛋白HPY1与R基因启动子结合更强，使R基因表达水平增高。可见，R酶含量的增加也是提高光合效率的途径之一。 (1)光合作用暗反应过程中形成的C3，接受______释放的能量，并且被______还原，经系列变化转化为糖类。 (2)根据文中信息推测，当叶绿体基质中Mg2+浓度______、pH______时，R酶活性会增强。 (3)在证明突变体性状改变与编码区变异有关的实验中，科研人员构建了图1所示的2种基因表达载体。检测转基因植株的净光合速率，结果如图2。请在图1方框中标出转基因株系2的相关碱基______，并在图2相应位置绘出能支持文中结论的结果______。 (4)进一步分析发现，突变后的蛋白HPY1可结合自身启动子，提高自身的转录水平。请结合文中信息概括HPY1突变植株产量提高的原因______。 【答案】(1) ATP和NADPH NADPH (2) 升高 上升 (3) (4)突变后的蛋白HPY1对R基因表达的促进作用增强，还能提高自身表达量，从而进一步增强R基因的表达，R酶含量显著增加，提高了光合效率 【分析】光合作用过程：（1）光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；（2）暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。 【详解】（1）光合作用暗反应过程中形成的C3，可接受来自光反应产生的ATP和NADPH所释放的能量，并且被NADPH还原，经系列变化转化为糖类。 （2）据题干信息“Mg2+转运到叶绿体基质中，H+泵入类囊体腔内，R酶所受抑制被解除”可知，当叶绿体基质中Mg2+浓度升高、pH升高（叶绿体基质中H+浓度降低）时，R酶活性会增强。 （3）据题图可知，野生型与HPY1突变植株的基因序列差异在于启动子区域相应的碱基由A、G、T突变成G、A、A，编码区第640位碱基T突变为C，图1中转基因株系1构建的是野生型启动子与HPY1突变植株编码区，故转基因株系2构建的应是HPY1突变植株启动子与野生型编码区，如图所示：；已知突变后的蛋白HPY1与R基因启动子结合更强，而转基因株系2产生的蛋白质仍为野生型蛋白，故其净光合速率与野生型植株相同，结果如图所示：。 （4）HPY1突变植株产量提高的原因可概括为：突变后的蛋白HPY1对R基因表达的促进作用增强，还能提高自身表达量，从而进一步增强R基因的表达，R酶含量显著增加，提高了光合效率。 12．（24-25高三上·北京西城·期末）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 记忆B细胞再分化方向的调控机制 当病原体突破了机体前两道防线时，初始B淋巴细胞增殖分化为浆细胞（PC）和记忆B细胞（MBC）。再次接触相同病原体时，有些MBC（甲型）迅速分化为PC并产生抗体，而另一些MBC（乙型）则分化为可增殖的生发中心（GC）。MBC分化为GC看似放慢形成PC的脚步，但GC在反复接受细胞因子刺激后，不断增殖的过程中可发生高频的抗体基因突变和重排，再分化为PC后可产生更高亲和力的抗体，识别同种病原体的不同变异株类型也增加。 P1和H2是B细胞分化所需的两个转录因子。以往研究发现，与乙型MBC相比，甲型MBC表现出更低的H2水平和更高的P1水平。近期，我国科研人员用RFP（红色荧光蛋白）基因原位替代H2基因，获得小鼠R，同时获得转入P1-YFP（黄色荧光蛋白）融合基因的小鼠Y。小鼠R与小鼠Y杂交子代免疫接种后，监测14~28天MBC和GC分化为PC过程中的荧光强度，MBC结果如下图，GC分化为PC过程荧光变化趋势与MBC相同。 P1和H2相对表达量是如何被调控的呢?抗原刺激可促进转录因子IRF4表达。研究人员检测了从初始B细胞，到MBC、GC，再到PC的染色质开放程度，发现被IRF4结合的位点（包括P1基因附近的位点）逐步变得松散。这一研究成果，阐明了MBC再分化命运调控的分子机制，为设计针对诸如HIV等高变异率病毒的疫苗提供了重要理论基础。 (1)B细胞活化需要两个信号的刺激，一个是来自抗原，一个是来自_____表面特定分子发生变化并与B细胞结合，此外还需要细胞因子的作用。依赖PC产生抗体的特异性免疫过程称为_____免疫。 (2)基于对文中内容的理解，下列叙述正确的是_____（填字母）。 A．初始表示了细胞间的转化关系 B．RFP、YFP用来监测或追踪H2、P1基因的表达 C．过表达P1基因的乙型MBC将分化为PC D．PC染色质上P1附近的IRF4结合位点开放程度低于GC (3)科研人员认为：MBC分化为PC的调控属于表观遗传，作出此判断的依据是_____。 (4)流感病毒变异率高，导致有些人在接种流感疫苗后依然会患流感。请根据本文信息，提出提高流感疫苗防护效力的思路_____。 【答案】(1) 辅助性T细胞 体液 (2)ABC (3)MBC分化为PC的过程中，P1和H2基因序列并未改变，只是通过影响染色质松散（开放）程度影响其表达，且可以传递给子代细胞 (4)促进MBC形成GC，使GC反复接受刺激而增殖，抑制IRF4/P1表达，促进H2表达 【分析】体液免疫：病原体侵入机体后，一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取，这为激活B细胞提供了第一个信号，抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面，然后传递给辅助性T细胞，辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合，这为激活B细胞提供了第二个信号，辅助性T细胞开始分裂、分化，并分泌细胞因子，B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化，大部分分化为浆细胞，小部分分化为记忆B细胞，细胞因子促进B细胞的分裂、分化过程，浆细胞产生和分泌大量抗体，抗体可以随体液在全身循环并与这种病原体结合，抗体与病原体结合可以抑制病原体增殖或对人体细胞的黏附。 【详解】（1）B细胞活化需要细胞外两个信号的刺激，第一个信号：接受抗原呈递细胞的信号后，辅助性T细胞表面特定分子发生变化并与B细胞结合；第二个信号：抗原直接接触B细胞；B细胞的增殖分化还受辅助性T细胞产生的细胞因子促进。依赖PC产生抗体的特异性免疫过程称为体液免疫。 （2）A、根据题意可知初始B淋巴细胞增殖分化为浆细胞（PC）和记忆B细胞（MBC）。再次接触相同病原体时，有些MBC（甲型）迅速分化为PC并产生抗体，而另一些MBC（乙型）则分化为可增殖的生发中心（GC）。而GC在反复接受细胞因子刺激后，可再分化为PC，A正确； B、RFP、YFP是荧光蛋白，可以用来监测或追踪H2、P1基因的表达，B正确； C、甲型MBC表现出更低的H2水平和更高的P1水平，直接分化为PC，那么推测过表达P1基因的乙型MBC将分化为PC，C正确； D、检测从初始B细胞，到MBC、GC，再到PC的染色质开放程度，发现被IRF4结合的位点（包括P1基因附近的位点）逐步变得松散，可推知PC染色质上P1附近的IRF4结合位点开放程度高于GC，D错误。 故选ABC。 （3）MBC分化为PC的过程中，P1和H2基因序列并未改变，只是通过影响染色质松散（开放）程度影响其表达，且可以传递给子代细胞，所以MBC分化为PC的调控属于表观遗传。 （4）GC在反复接受细胞因子刺激后，不断增殖的过程中可发生高频的抗体基因突变和重排，再分化为PC后可产生更高亲和力的抗体，识别同种病原体的不同变异株类型也增加，根据题文信息，PC染色质上P1附近的IRF4结合位点开放程度高于GC，与乙型MBC相比，甲型MBC表现出更低的H2水平和更高的P1水平。因此抑制IRF4/P1表达，促进H2表达，促进MBC形成GC，使GC反复接受刺激而增殖，可以提高流感疫苗防护效力。 13．（23-24高三上·北京丰台·期末）无核葡萄品质优良，但抗寒性差。我国科学家以中国野生葡萄资源中抗寒性最强的山葡萄为材料，对抗寒相关Va基因的功能展开相关研究。 (1)通过前期研究结果，科研人员推测Va基因可能为转录因子。转录因子是一类特定的蛋白，可以调控______与启动子的结合。 (2)为进一步验证Va基因的转录激活功能，科研人员利用pG载体首先构建了重组质粒，导入到敲除GAL4基因的酵母AH109菌株中，如下图所示。GAL4基因可编码酵母中具有转录激活功能的蛋白，AH109菌株为色氨酸、组氨酸缺陷型菌株，只有在添加相应氨基酸的培养基中才能生长。 ①为了能够筛选得到重组酵母，培养基的配方为下列选项中的_____组，此外还需额外添加______，通过显色反应做进一步验证。 A组：加色氨酸和组氨酸         B组：不加色氨酸和组氨酸 C组：加组氨酸，不加色氨酸     D组：加色氨酸，不加组氨酸 ②完善实验过程及对应结果______ (3)利用本地不抗寒葡萄品种“红地球”进一步探究Va基因的功能，科研人员构建了含Va基因和抗除草剂基因的稳定表达载体，用________法进行转染。请选择正确的后续实验操作并进行排序____。 A．72小时室温培养 B．72小时低温诱导培养 C．用PCR方法筛选出Va基因阳性植株 D．检测植株中Va蛋白的含量 E．用不含组氨酸的培养基筛选愈伤组织 F．用含除草剂的培养基筛选愈伤组织 【答案】(1)RNA聚合酶 (2) B X-a-gal (3) 农杆菌转化 FCBD 【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—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）依据题干信息和转录需要发生的条件，Va基因可能为转录因子，则转录因子调控RNA聚合酶与启动子的结合。 （2）①依据题干信息，AH109菌株为色氨酸、组氨酸缺陷型菌株，为了能够筛选得到重组酵母，重组的载体中含有编码色氨酸合成酶的基因和具有转录激活功能的Va基因，AH109菌株的基因中含有HIS3基因可以编码组氨酸合成酶，所以若重组成功，就可以合成色氨酸和组氨酸，所以培养基配方中无需添加色氨酸和组氨酸；若用显色反应进行验证，依据题干信息，MEL1基因可以编码α-半乳糖苷酶，可分解X-α-gal产生蓝色物质，所以培养基中需额外添加X-α-gal。 ②依据图示信息，实验分为三组：一是只导入载体，二是导入pG-GAL4重组载体，三是导入pG-Va重组载体，其中第一组充当对照，无菌落接种，且不含有MEL1基因，所以不会出现蓝色物质，也无菌落生长；第二组导入pG-GAL4重组载体，含有MEL1基因、HIS3基因及编码色氨酸的基因，所以实验结果出现蓝色，有菌落；第三组pG-Va重组载体，也含有MEL1基因、HIS3基因及编码色氨酸的基因，所以实验结果出现蓝色，有菌落。具体结果如图： （3）构建了含Va基因和抗除草剂基因的稳定表达载体，用农杆菌转化法进行转染。后续的实验操作（即目的基因的检测与鉴定）为：①、F 用含除草剂的培养基筛选愈伤组织；②、C 用PCR方法筛选出Va基因阳性植株；③、B 72小时低温诱导培养；④、D 检测植株中Va蛋白的含量。即FCBD。 14．（23-24高三上·北京朝阳·期末）水稻条纹病毒（RSV）感染引起的病害严重威胁水稻产量。研究者通过实验探究水稻抗RSV的调控机制。 (1)茉莉酸（JA）参与调节水稻抗RSV，JA作为植物激素的特点包括________ 等（写出两点）。 (2)转录因子Y的表达水平在水稻感染RSV后显著上调。用外源JA处理接种RSV的水稻幼苗，一段时间后检测植株中的病毒蛋白积累量，结果如图。 结果表明JA________ 水稻对RSV的抗性，转录因子Y________ 水稻对RSV的抗性。 (3)S是JA信号通路中的关键转录因子。荧光素酶（LUC）可分为无活性的N端和C端两段蛋白，两者在空间上靠近时可恢复酶活性。研究者将表达N端的基因（nLUC）与S基因融合，将表达C端的基因（cLUC）与Y基因融合，构建表达载体导入烟草叶片，48小时后加入底物检测荧光信号，结果如图。 可利用________ 法将各组表达载体导入烟草叶片的四个区域；图中的①②③依次为________ 。结果说明Y可与S结合，理由是________ 。 (4)JA信号通路中，S通过与M蛋白结合形成复合物，激活病毒抗性基因的表达。研究者推测Y干拢了S与M蛋白的结合。为验证推测，实验方案如下：构建nLUC-S融合基因、cLUC-Y融合基因的表达载体，与M基因表达载体一起导入烟草叶片，48小时后加入底物检测荧光信号。 请对实验方案进行修正：________ 。 研究者通过实验证实了推测，支持推测的结果是________ 。 (5)关于RSV、Y和JA途径之间的关系，请提出一条可进一步探究的问题。________ 。 【答案】(1)植物体内产生、从产生部位运输到作用部位、微量高效、与受体结合起调节作用（答出两点即可） (2) 提高 降低 (3) 农杆菌转化 nLUC、cLUC、nLUC-S（后两者可调换） 与其他区域相比，仅乙区域检测到荧光，说明LUC的N端和C端在空间上靠近，恢复了酶活性，两者靠近是由Y与S结合导致的。 (4) 实验组应构建nLUC-S融合基因、cLUC-M融合基因的表达载体，与Y基因表达载体一起导入烟草叶片；应设置对照组，将nLUC-S融合基因、cLUC-M融合基因的表达载体，与空载体一起导入烟草叶片 实验组的荧光强度显著低于对照组 (5)探究RSV引起水稻Y表达上调的机制（Y 与S的结合位点或JA途径抗RSV的机制） 【分析】植物激素是一类由植物体内产生，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。植物激素主要有生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸等五类。激素作为信息分子，通过与受体结合起作用。 【详解】（1）JA作为植物激素的特点包括植物体内产生、从产生部位运输到作用部位、微量高效、与受体结合起调节作用。 （2）转录因子Y的表达水平在水稻感染RSV后显著上调，由图中可以看出，Y过表达植株用外源JA处理后积累更多，表明转录因子Y降低水稻对RSV的抗性，由图1可知，对照植株中添加外源JA组病毒蛋白减少，Y过表达植株病毒蛋白量比对照组植株多，表明JA提高水稻对RSV的抗性，转录因子Y降低水稻对RSV的抗性。 （3）将目的基因导入植物细胞最常用的方法是农杆菌转化法。从图中可以看出只有乙区域出现荧光信号，且结果说明Y可与S结合，说明只有乙区域导入的是nLUC-S融合基因和cLUC-Y融合基因，才能使无活性的N端和C端两段蛋白在空间上靠近从而恢复酶活性，故甲区域导入的是cLUC-Y融合基因和nLUC，丁区域导入的是nLUC-S融合基因和cLUC基因。结果说明Y可与S结合，理由是与其他区域相比，仅乙区域检测到荧光，说明LUC的N端和C端在空间上靠近，恢复了酶活性，两者靠近是由Y与S结合导致的。 （4）该实验的自变量是有无Y，故实验组应构建nLUC-S融合基因、cLUC-M融合基因的表达载体，与Y基因表达载体一起导入烟草叶片；应设置对照组，将nLUC-S融合基因、cLUC-M融合基因的表达载体，与空载体一起导入烟草叶片；若实验组的荧光强度显著低于对照组，说明Y干扰了S与M蛋白的结合，JA信号中断，荧光素素酶不能恢复活性，所以实验组组的荧光强度显著低于对照组。 （5）分析上面的内容发现RSV促进转录因子Y的表达水平，Y与S可结合，故可以探究RSV引起水稻Y表达上调的机制或Y 与S的结合位点或JA途径抗RSV的机制。 15．（22-23高三上·北京朝阳·期末）学习以下材料，回答（1）—（5）题。 植物花青素合成的调控机制 花青素是高等植物体内的一种天然色素，能够决定花、果实和块茎等的颜色，其作为重要的抗氧化分子，对植物的生长发育及抵御逆境也有着重要作用。 花青素合成相关基因的表达受MBW转录因子复合体的调控。低温、盐胁迫会诱导植物激素茉莉酸（JA）的产生，进而激活JA信号通路。JAZ蛋白是JA信号途径中的关键调控蛋白，其通过与MBW复合体中一些转录因子的相互作用影响花青素合成。当植物体内的JA含量增加，JA受体coIl可以招募JAZ到SCFCOH复合物上使其泛素化并被蛋白酶体降解，从而解除JAZ对MBW复合体的抑制作用，进而促进花青素的合成。JAZ还介导赤霉素对花青素合成的调控，赤霉素与其受体结合后引起D蛋白降解，而D蛋白可以抑制JAZ的活性。 光可以利用信号转导因子调控基因启动子与MBW复合体结合的强弱，调节花青素合成途径中相关基因的表达，进而影响花青素的合成。强光照能够促进花青素的积累、弱光照或黑暗条件下能够抑制花青素的积累；不同的光质也可以影响花青素的合成，其中紫外光和蓝紫光对花青素合成的促进效果最佳。糖类物质对花青素的合成也至关重要，花青素是在细胞的内质网上以糖为底物在多种酶的催化下合成的。研究表明，多种基因的调控依赖于植物体内可溶性糖的含量，蔗糖可以增强MBW复合体中一些转录因子的表达，从而触发花青素合成相关基因的表达。 花青素的生物合成受到多种因素的影响，不同信号可通过调控JAZ蛋白、MBW复合体 的表达量或活性来实现信号间的交叉互作，进而共同实现对花青素合成的精密调控。 (1)JA和赤霉素均是对植物生长发育起调节作用的_______有机物，二者在花青素合成过 程中的作用_______。 (2)糖在花青素合成过程中的功能是多方面的：糖既是合成花青素的_______又可以为花青素的合成过程提供_______，同时糖还作为_______分子调节花青素合成过程而影响植 物着色。 (3)花青素的生物合成受到多种因素的影响。综合文中信息，完善花青素合成的调控模型____________。 (4)色泽是果实品质的主要指标之一。在生产实践中，果农会采取给果实套不同颜色滤光 袋、在地面铺设反光膜（可提高树冠中下部的光照强度）等做法，请任选一种做法解释其原理____________。 (5)植物与动物都能感受多种信号以调节白身生长发育过程，请写出二者细胞在信号的接收和响应方面的共性____________。 【答案】(1) 小分子 拮抗 (2) 原料 能量 信息 (3) (4)光可以利用信号转导因子调控基因启动子与MBW复合体结合的强弱，调节花青素合成途径中相关基因的表达，强光照能够促进花青素的积累、弱光照或黑暗条件下能够抑制花青素的积累，因此在地面铺设反光膜（可提高树冠中下部的光照强度），可改变花青素的含量，改变色泽；不同的光质也可以影响花青素的合成，套不同颜色滤光袋影响光的波长，改变花青素的含量，影响色泽。 (5)植物和动物都能接收外界信号，影响体内激素的合成与分泌，调节自身生长发育。 【分析】赤霉素：①合成部位：主要是未成熟的种子、幼根和幼芽；②作用：促进细胞伸长，从而引起植株增高；促进种子萌发和果实发育；③应用：促进矮生性植株茎秆伸长；接触种子休眠，提高用来播种。 【详解】（1）JA和赤霉素均是小分子有机物，对植物生长发育起调节作用；当植物体内的JA含量增加，解除JAZ对MBW复合体的抑制作用，进而促进花青素的合成，赤霉素与其受体结合后引起D蛋白降解，而D蛋白可以抑制JAZ的活性，说明赤霉素会激活JAZ的活性，抑制花青素的合成，说明JA和赤霉素在花青素合成过 程中的作用是拮抗。 （2）花青素是在细胞的内质网上以糖为底物在多种酶的催化下合成的，糖既是合成花青素的原料，也可以为花青素的合成提供能量；多种基因的调控依赖于植物体内可溶性糖的含量，故糖还可以作为信息分子触发花青素合成相关基因的表达。 （3）花青素合成相关基因的表达受MBW转录因子复合体的调控。JA解除JAZ对MBW复合体的抑制作用，进而促进花青素的合成，赤霉素降解D蛋白，激活JAZ，抑制花青素的合成。图示如下。 （4）光可以利用信号转导因子调控基因启动子与MBW复合体结合的强弱，调节花青素合成途径中相关基因的表达，强光照能够促进花青素的积累、弱光照或黑暗条件下能够抑制花青素的积累，因此在地面铺设反光膜（可提高树冠中下部的光照强度），可改变花青素的含量，改变色泽；不同的光质也可以影响花青素的合成，套不同颜色滤光袋影响光的波长，改变花青素的含量，影响色泽。 （5）植物和动物都能接收外界信号，影响体内激素的合成与分泌，调节自身生长发育。 16．（22-23高三上·北京朝阳·期末） 研究发现，精神分裂症患者前额叶皮层GABA能中间神经元中N基因表达水平显著升高。为研究N基因对精神分裂症的作用，研究者进行系列实验。 (1)GABA能中间神经元释放的GABA(γ—氨基丁酸，一种神经递质）可与突触后膜上的 _______结合，激活氯离子通道导致氯离子内流，从而向突触后神经元传递_______ 信号。 (2)研究者利用基因工程构建了GABA能中间神经元中N基因过表达的模型鼠，且外源导 人的N基因的表达可被四环素调控（如图1），检测模型鼠行为，结果如图2。 据图1可知，四环素调控N基因过表达的机理是_______。 图2结果表明，过表达N基因的小鼠出现精神分裂行为，体现在_______。 (3)为验证N基因的作用，进行如下实验：实验组给模型鼠连续两周饲喂含有四环素的蔗糖水，对照组给正常鼠饲喂等量蔗糖水，检测两组小鼠N基因表达情况。 请修正实验方案并预期实验结果______________。 (4)研究发现，模型鼠GABA能中间神经元动作电位产生的频率降低。为探究其原因，研究者检测模型鼠GABA能中间神经元中钠离子通道的mRNA量、钠离子通道蛋白总量以 及细胞膜上的钠离子通道蛋白量，发现与对照组无差异，说明过表达N基因_______。 N基因表达产物是膜定位蛋白，其胞内肽段I可与钠离子通道结合，将肽段I加入到离体 培养的GABA能中间神经元中，检测钠离子通过量发现_______，说明过表达N基因抑 制钠离子通道活性。 (5)综合上述研究，阐明精神分裂症患者的发病机制：前额叶皮层GABA能中间神经元中N 基因高表达，______________，使其下游神经元的动作电位产生频率_______，最终导致行为 改变。 【答案】(1) （特异性）受体 抑制 (2) 四环素与转录激活因子结合，抑制N基因的转录 基础活动量减弱，对声音的惊吓反射程度降低 (3)实验方案修正：对照组给模型鼠饲喂等量蔗糖水，检测两组小鼠精神分裂情况。 实验结果：对照组精神分裂，实验组精神正常。 (4) 不影响钠离子通道蛋白的量 减少 (5) 使钠离子通道活性下降，钠离子内流减少 降低 【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质，所有已知的生命，都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶（RNAP）进行，以DNA为模板，产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动，留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，场所在核糖体。 【详解】（1）神经递质能与突触后膜上的受体结合，使下一个神经元兴奋或抑制；GABA是抑制性神经递质，会使氯离子内流，使下一个神经元膜电位仍为外正内负，且电位差增大。 （2）转录是转录激活因子与启动子结合，形成RNA的过程，四环素与转录激活因子结合，抑制转录的进行，调控N基因过表达；结合图2可知，模型鼠的基础活动量和对声音的惊吓反射程度都减弱，出现精神分裂行为。 （3）实验组给模型鼠连续两周饲喂含有四环素的蔗糖水，对照组给模型鼠饲喂等量蔗糖水，检测两组小鼠精神行为。 实验结果：四环素影响N基因的表达，N基因过表达会使小鼠出现精神分裂，因此，对照组出现精神分裂，而实验组未出现精神分裂。 （4）钠离子内流引起动作电位产生，模型鼠GABA能中间神经元动作电位产生的频率降低，而钠离子通道的mRNA量、钠离子通道蛋白总量以 及细胞膜上的钠离子通道蛋白量，与对照组无差异，说明N基因过表达不影响钠离子通道的形成；N基因表达产物可与钠离子通道结合，抑制钠离子通道活性，使钠离子通过量降低，动作电位产生的频率降低。 （5）N 基因高表达，会抑制钠离子通道活性，钠离子内流减少，使下一神经元的动作电位降低，最终导致行为改变。 17．（24-25高三上·北京东城·期末）A蛋白家族是细胞分裂素应答调节因子，包括A1、A12等。研究者以拟南芥根段为材料，探讨A蛋白在组织培养中参与调节的机制。 (1)植物器官、组织及细胞在离体培养条件下可形成再生植株，体现出植物细胞具有_______。在植物组织培养过程中，需向培养基中添加生长素和细胞分裂素，以启动由愈伤组织形成芽的________过程。 (2)为探究A蛋白对愈伤组织再生芽的影响，研究者比较了野生型和al（A1缺失突变体）、al2（A12缺失突变体）和双突变体在组织培养过程中的芽再生能力，结果如图1.根据结果可知， 当A12存在时A1对芽的再生有________作用，当没有A12存在时A1对芽的再生有_______作用。 (3)CLV是芽尖分生组织中的干细胞调节因子，CLV缺失突变体的再生芽数量明显减少。已有实验证明A1和A12均能与CLV基因启动子相同位点结合，调节下游基因表达。研究者进行了下列4组实验，检测报告基因的表达情况，证明A1与A12竞争结合CLV基因启动子区域促进基因的表达，且A12的促进作用显著大于A1。支持此结论的4组报告基因表达量关系为________。 组别 导入叶肉细胞的基因 1 / 含CLV基因启动子的报告基因 2 A1基因 3 A12基因 4 A1基因和A12基因 (4)综合上述研究结果，分析图1中野生型再生芽数量明显少于a1的原因是_____。 (5)结合上述实验研究，完善A蛋白在植物组织培养过程中的调控机制，请将A1、A12和CLV基因补充在图2中________。 【答案】(1) 全能性 再分化 (2) 抑制 促进 (3)3组＞4组＞2组＞1组 (4)野生型植株中A1和A12基因同时存在，a1植株中A1基因突变，只有A12，A1与A12竞争结合CLV基因启动子，且A12的促进作用显著大于A1；两者同时存在时的促进作用小于只有A12时，CLV促进再生芽数量增多，因此，野生型再生芽数量明显小于a1 (5)①A1、②A12、③A12、④A1、⑤CLV基因 【分析】植物组织培养依据的原理为植物体细胞的全能性，即细胞经分裂、分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。离体的植物组织或细胞，在培养一段时间后，会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植株体。 【详解】（1）植物器官、组织及细胞在离体培养条件下可形成再生植株，即分裂、分化后的植物细胞发育成了完整植株，该过程体现出植物细胞具有全能性。由愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽的过程叫作再分化。 （2）分析图1可知，野生型植株同时含有A1、A12基因，可以表达A1、A12蛋白，al（A1缺失突变体）植株只含有A12基因，不能表达A1蛋白，al2植株属于A12缺失突变体，只含有A1基因，即该植株中不能表达A12蛋白，根据图1中结果可知，al（A1缺失突变体）植株再生芽的数量最多，其次是野生型植株，再次是al2植株，说明当A12存在时A1对芽的再生有抑制作用，当没有A12存在时A1对芽的再生有促进作用。 （3）根据题意，CLV是芽尖分生组织中的干细胞调节因子，CLV缺失突变体的再生芽数量明显减少。A1和A12均能与CLV基因启动子相同位点结合，实验证明A1与A12竞争结合CLV基因启动子区域促进基因的表达，且A12的促进作用显著大于A1。那么表中4组实验中，第3组叶肉细胞中只导入了A12基因，因此该组促进报告基因的表达量最多，其次是第4组叶肉细胞中导入了A1和A12基因，由于A1与A12竞争结合CLV基因启动子区域促进基因的表达，且A12的促进作用显著大于A1，因此该组报告基因的表达量少于第3组，再次是第2组，叶肉细胞中只导入了A1基因，那么第2组报告基因的表达量少于第4组，第1组叶肉细胞中没有导入A1和A12基因，该组报告基因表达量最少，因此4组报告基因表达量关系为3＞4＞2＞1。 （4）综合上述研究结果可知，野生型植株中A1和A12基因均正常，a1植株中A1基因突变，但A12基因正常，由于A1与A12竞争结合CLV基因启动子区域促进基因的表达，且A12的促进作用显著大于A1；a1植株中A1基因突变不能与A12竞争结合CLV基因启动子区域，因此a1植株CLV表达量多于野生型植株，CLV是芽尖分生组织中的干细胞调节因子，CLV缺失突变体的再生芽数量明显减少，因此CLV表达增量多促进再生芽数量增多。 （5） 结合上述实验研究可知，A1竞争结合CLV基因启动子区域促进CLV基因表达量少，而A12竞争结合CLV基因启动子区域促进CLV基因表达量多，有利于促进再生芽数量增多。因此图中①为A1、②为A12、③为A1、④为A12、⑤为CLV基因，故图中A1、A12和CLV基因补充在图2中如下：  。 18．（24-25高三上·北京东城·期末）禾谷缢管蚜（简称蚜虫）是一种全球性害虫，研究人员对其取食行为与植物防御反应进行了研究，为科学防治蚜虫提供依据。 (1)蚜虫取食后植物会产生防御反应，这体现了蚜虫种群数量增长除受到非生物因素影响外，还受到_______的影响。监测蚜虫种群数量变化，可定期用________法进行调查。 (2)蚜虫取食时会释放唾液效应因子（C）。在探究C的作用时，研究人员为构建沉默C基因的蚜虫，将人工合成的与C基因mRNA互补配对的小段RNA导入蚜虫，通过影响_______的过程干扰基因的表达。蚜虫接种小麦的实验结果如图1、2，对照组导入的小段RNA的核苷酸序列应满足_______。实验结果显示接种24h后_______，说明C对蚜虫在小麦上的繁殖存在重要作用。 (3)已有研究发现蚜虫在夜晚取食量高，且C在夜晚分泌量达到峰值，推测蚜虫通过改变C的分泌量以应对植物防御反应。将蚜虫接种在小麦上培养或用人工饲料喂养，实验结果（如图3、4）支持了上述推测。请补充人工饲料饲喂条件下C基因沉默组的实验结果。 (4)请基于上述研究内容，概述夜晚蚜虫取食行为、植物防御反应和C之间的动态变化关系。________。 【答案】(1) 生物因素 样方 (2) 翻译 不与蚜虫基因的mRNA具有碱基互补配对关系 基因沉默组蚜虫的存活率和繁殖力均低于对照组 (3) (4)蚜虫在夜晚取食增加，植物防御反应增强，蚜虫释放C增加，应对植物防御反应，保证了取食量。 【分析】植物和活动范围小和活动能力能力弱的动物，调查种群密度采用样方法；活动能力强和活动范围广的动物采用标记重捕法。 【详解】（1）环境中影响生物生活的各种因素叫环境因素，分为非生物因素和生物因素。非生物因素包括：光、温度、水、空气、土壤等。生物因素是指环境中影响某种生物个体生活的其他所生物。植物的防御反应可以通过植物对蚜虫取食的反应来控制或影响蚜虫的种群数量。这体现了蚜虫种群数量增长除受到非生物因素影响外，还受到生物因素的影响。因为蚜虫属于活动范围小和活动能力能力弱的动物，监测蚜虫种群数量变化，可定期用样方法进行调查。 （2）在探究C的作用时，研究人员为构建沉默C基因的蚜虫，将人工合成的与C基因mRNA互补配对的小段RNA导入蚜虫，mRNA参与基因的翻译过程，所以通过影响翻译的过程干扰基因的表达。基因沉默组的处理是将与C基因mRNA互补配对的RNA导入蚜虫，所以对照组导入的小段RNA的核苷酸序列应满足不与蚜虫基因的mRNA具有碱基互补配对关系。由图1、2可知，接种24h后基因沉默组蚜虫的存活率和繁殖力均低于对照组，说明C对蚜虫在小麦上的繁殖存在重要作用。 （3）已有研究发现蚜虫在夜晚取食量高，且C在夜晚分泌量达到峰值，推测蚜虫通过改变C的分泌量以应对植物防御反应。因为用人工饲料喂养不会出现植物防御反应，蚜虫不需要通过改变C的分泌量应对植物防御反应，与C基因是否沉默无关，所以人工饲料饲喂条件下C基因沉默组的实验结果，应与对照组一致。 （4）已有研究发现蚜虫在夜晚取食量高，而蚜虫取食后植物会产生防御反应，所以蚜虫在夜晚取食增加，植物防御反应增强，C在夜晚分泌量达到峰值，且通过改变C的分泌量以应对植物防御反应，因此，蚜虫释放C增加，应对植物防御反应，保证了取食量。 19．（23-24高三上·北京朝阳·期末）蔬菜生产中，农药、化肥、土壤微生物的活动等均可产生NO。为研究NO对植物光合作用的影响，研究者以番茄为材料进行了系列实验。 (1)NO以S-亚硝基谷胱甘肽（GSNO）的形式在植物体内储存和运输。用GSNO处理番茄后，检测叶片光合色素含量与净光合速率，结果如图。 ①光合作用中，位于叶绿体________上的光合色素吸收的光能转化成________中的化学能，进而通过暗反应储存在糖类等有机物中。 ②据图可知NO________，进而减弱番茄光合能力。 (2)检测发现，转录因子HY5基因敲除的番茄光合色素含量下降。NO处理后，番茄叶片中HY5mRNA和蛋白质含量均小于对照组，说明NO________。 (3)PORC基因和PSY2基因分别是叶绿素与类胡萝卜素合成的关键基因。研究者利用尿嘧啶和亮氨酸合成缺陷型酵母菌进行转基因实验，证实HY5可直接结合两基因的启动子调控其转录。请以PORC基因为例，补充完善实验方案（注：AD蛋白与启动子足够靠近时激活转录；金担子抗性基因表达可解除金担子素对酵母菌生存的抑制作用）。 组别 实验组 对照组 先导入的表达载体 ①______ 筛选成功转化的酵母菌 缺乏尿嘧啶的培养基 再导入的表达载体 ②______ 筛选成功转化的酵母菌 缺乏尿嘧啶和亮氨酸的培养基 培养上述酵母菌 ③________的培养基 ④________的培养基 ⑤________的培养基 缺乏亮氨酸且加入金担子素的培养基 实验结果 生长 生长 生长 不生长 (4)综合上述研究和光合作用过程，阐明NO减弱番茄光合能力的机制。________。 【答案】(1) 类囊体薄膜 ATP、NADPH 降低光合色素含量 (2)抑制HY5基因表达 (3) PORC启动子    金担子素抗性 亮氨酸合成    AD 缺乏亮氨酸 缺乏亮氨酸且加入金担子素 缺乏亮氨酸 (4)NO通过抑制HY5基因的表达，抑制其对PORC基因和PSY2基因的转录促进作用，从而降低番茄光合色素含量，降低光反应速率，进而降低暗反应速率，导致光合能力下降 【分析】光合作用的过程包括 光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段（场所：类囊体薄膜）物质变化：①水的光解，生成氧气和NADPH② 利用光能将ADP和Pi结合形成ATP；能量变化：将光能转化为ATP和NADPH中的化学能。暗反应阶段（场所：叶绿体基质）物质变化：①二氧化碳的固定：二氧化碳与五碳化合物结合形成三碳化合物②C3的还原： 利用光反应所提供的ATP和NADPH，将三碳化合物还原成糖类有机物和五碳化合物；能量变化：将ATP和NADPH中的化学能转化为有机物中稳定的化学能。 【详解】（1）①光合色素位于类囊体薄膜上，能将吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能，进而通过暗反应储存在糖类等有机物中。 ②从题中的图可以看出用GSNO处理番茄后，跟对照组相比，叶绿素的含量、类胡萝卜素的含量和净光合速率都降低，由此可知NO降低光合色素的含量，进而减弱番茄光合能力。 （2）检测发现，转录因子HY5基因敲除的番茄光合色素含量下降，说明HY5基因的表达影响光合色素的合成；NO处理后，番茄叶片中HY5mRNA和蛋白质含量均小于对照组，说明NO处理后HY5基因的转录和翻译都都受到影响，故说明NO抑制HY5基因表达。 （3）①以PORC基因为例，研究者利用尿嘧啶和亮氨酸合成缺陷型酵母菌进行转基因实验，证实HY5可直接结合两基因的启动子调控其转录，先导入的表达载体含尿嘧啶合成基因和PORC基因启动子，金担子抗性基因，因无金担子抗性基因的启动子，故在缺乏尿嘧啶的培养基上进行培养。根据实验结果可知，对照组有一组不能再加入金担子素的培养基，说明金担子抗性基因也是一种标记基因，故要导入金担子抗性基因。 ②实验组表达载体包括启动子+尿嘧啶合成基因+启动子+AD-HY5融合基因，自变量是有无HY5基因，AD蛋白与启动子足够靠近时激活转录，对照都的表达载体包括启动子+尿嘧啶合成基因+启动子+AD基因。在缺乏尿嘧啶和亮氨酸的培养基上筛选成功转化的酵母菌。 ③HY5可直接结合两基因的启动子调控其转录，实验组导入了AD-HY5融合基因和亮氨酸合成基因，故在缺乏亮氨酸的培养基上可以生长。 ④HY5可直接结合两基因的启动子调控其转录，实验组导入了AD-HY5融合基因和亮氨酸合成基因，AD蛋白与启动子足够靠近时激活转录，激活了金担子抗性基因的表达，故在缺乏亮氨酸且加入金担子素的培养基上可以生长。 ⑤对照组导入了亮氨酸基因且经过筛选故可在缺乏亮氨酸的培养基上生长。 ⑥对照组未加入HY5基因，不能结合两基因的启动子，调控金担子抗性基因的表达，故不能在缺乏亮氨酸且加入金担子素的培养基生长。 （4）综合上述研究光合作用过程，NO减弱番茄光合能力的机制为，NO通过抑制HY5基因的表达，抑制其对PORC基因和PSY2基因的转录促进作用，从而降低番茄光合色素含量，降低光反应速率，进而降低暗反应速率，导致光合能力下降 20．（23-24高三上·北京大兴·期末）花色素苷使植物呈现不同颜色。研究人员发现，光可以调控拟南芥中花色素苷的合成。 (1)光是植物进行光合作用的________来源。除此之外，光也可以作为一种_____激活光受体，调控植物的生长发育。 (2)拟南芥细胞内的转录过程需转录因子协助。研究人员构建了转录因子M和光受体C的突变体，在光作用下检测花色素苷含量。图1实验结果表明________。 (3)COP1是参与光调控的关键蛋白。为探究COP1和转录因子M是否相互作用，研究人员利用缺陷型酵母菌（不能合成色氨酸、亮氨酸和组氨酸）进行实验。 ①酵母细胞内BD和AD蛋白分开时不能激活相关基因转录。如图2所示，BD和AD充分接近时， _____才能识别并结合启动子，启动报告基因转录。 ②质粒T具有亮氨酸合成基因，质粒K具有色氨酸合成基因。研究人员将转录因子M基因和AD基因融合后连接到质粒T上，将COP1基因和BD基因融合后连接到质粒K上，再将不同质粒转入缺陷型酵母菌进行培养，结果见图3。不同转化处理后，缺陷型酵母菌在TL培养基上均能生长，原因是________。能够证明COP1和转录因子M有相互作用的实验结果是________（填平板序号）。 (4)上述研究说明，植物生命活动受________和________影响。除此之外，植物生命活动还受激素调节，它们是相互作用、协调配合的。 【答案】(1) 能量 信号 (2)光受体C的激活和转录因子M均能促进花色素苷的合成 (3) RNA聚合酶 不同转化处理均能使缺陷型酵母菌自身合成色氨酸和亮氨酸 ⑥ (4) 基因调控 环境因素 【分析】1、在自然界中，种子萌发，植株生长、开花、衰老，等等，都会受到光的调控。植物的向光性生长，实际上也是植物对光刺激的反应。光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 光敏色素是一类蛋白质（色素—蛋白复合体），分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。 在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。 2、对于多细胞植物体来说，细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调，需要通过激素传递信息。激素作为信息分子，会影响细胞的基因表达，从而起到调节作用。同时，激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受到环境因素的影响。 【详解】（1）光是植物进行光合作用的能量来源，光也可作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 （2）据图1可知，与野生型拟南芥相比，构建的转录因子M过表达突变体花色素苷含量更高，光受体C的突变体花色素苷含量更低，说明光受体C的激活和转录因子M均能促进花色素苷的合成。 （3）①报告基因转录要发生，需要RNA聚合酶起催化作用。 ②由题意可知，缺陷型酵母菌不能合成色氨酸、亮氨酸和组氨酸。由图3可知，TL培养基缺少色氨酸和亮氨酸。而不同转化处理后，缺陷型酵母菌在TL培养基上均能生长，说明不同转化处理后的缺陷型酵母菌能自身合成色氨酸、亮氨酸。由图3可知，TLH培养基缺少色氨酸、亮氨酸和组氨酸，缺陷型酵母菌不能合成色氨酸、亮氨酸和组氨酸，但在⑥号平板中经质粒-M-AD、质粒-COP1-BD转化的缺陷型酵母菌培养结果呈现阳性，经质粒T、质粒K转化的缺陷型酵母菌培养呈现阴性结果，说明COP1和转录因子M有相互作用，才能最终使缺陷型酵母菌合成出组氨酸。 （4）上述研究说明，植物的生命活动受基因调控和环境因素影响。 21．（22-23高三上·北京石景山·期末）大白菜是我国重要的蔬菜作物，其结球叶片作为主要营养储存器官，直接关系到大白菜的产量和品质。已知油菜素内酯（BR）可与细胞膜上的BR受体结合，通过信号传导，调节大白菜叶片的弯曲角度，从而影响结球的方式。 (1)BR被认定为一种新型植物激素，是因为其具有___________等特点。（至少答2点） (2)野生型大白菜的叶片自然舒展，表现为舒心结球。科研人员发现一株叶片向内卷曲、表现为合抱结球的突变体ic1，如图1所示。检测两种大白菜的叶片背腹极性基因A的相对表达量，结果如图2。据图判断，野生型大白菜的叶片自然舒展是由于A基因表达被_________。 (3)进一步研究发现，突变体ic1的BR受体基因的一个碱基对发生了替换，导致终止密码子___________，合成了长度明显缩短的受体蛋白，这种受体蛋白不能接受BR的信号。对突变体icl的X蛋白（一种与BR受体有高亲和力的信号蛋白）进行检测，结果如图3： ①内参蛋白在不同细胞中表达量_________，可作为对照观察其他蛋白的表达情况，并排除取样量、检测方法等对结果的干扰。据图可知，本实验所用的内参蛋白定位于_________。 ②根据实验结果可以推出：__________。 (4)进一步研究发现，细胞核中的D蛋白能直接调节A基因的表达。X蛋白可使D蛋白发生磷酸化。请综合上述信息，完成BR信号通路调控叶片结球形式的机制图_____。（任选一种表型，在图中以文字和箭头形式作答） 【答案】(1)植物体内产生；微量；能从产生部位运输到其它部位起调节作用 (2)抑制 (3) 提前出现 高且相对稳定 细胞质中 BR受体基因突变并未影响X蛋白的合成，但降低了X蛋白与BR受体亲和力，X蛋白转移到细胞核中。 (4) 【分析】植物激素是指在植物体内一定部位产生，并从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。植物激素在植物体内有信息传递的作用。 【详解】（1）由题意可知，油菜素内酯（BR）可与细胞膜上的BR受体结合，通过信号传导，调节大白菜叶片的弯曲角度。由于BR由植物体产生，并且具有微量；能从产生部位运输到其它部位起调节作用的特点，因此被认定为一种新型植物激素。 （2）由题图可知，合抱结球的突变体ic1的A基因相对表达量要远高于野生型大白菜，故推断野生型大白菜的叶片自然舒展是由于A基因表达被抑制。 （3）突变体ic1的BR受体基因的一个碱基对发生了替换，合成了长度明显缩短的受体蛋白，可知该碱基对的替换，导致终止密码子提前出现。 ①由图可知，不同细胞中，内参蛋白的表达量相同，且都比较高，本实验所用的内参蛋白均位于细胞质中。 ②由图可知，突变体icl的X蛋白的总量相同，可推断BR受体基因突变并未影响X蛋白的合成，但降低了X蛋白与BR受体亲和力，X蛋白转移到细胞核中。 （4）由题意知，野生型大白菜的叶片自然舒展是由于A基因表达被抑制，突变体ic1中X蛋白可使D蛋白发生磷酸化，从而解除D蛋白对A基因表达的抑制作用，机制图如图所示： 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $