专题15 基因工程（7年汇编）（北京专用）2020-2026年高考生物真题分类汇编

**基本信息** 北京高考基因工程专题7年真题与模拟题汇编，聚焦工具酶应用、PCR技术及综合实践，以生产实践和科研前沿为情境，覆盖核心素养与考纲要求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题|基因工程工具、PCR技术、安全性|以抗虫作物、DNA指纹等情境考查基础判断| |非选择题|38题|载体构建、表达调控、综合应用|结合疫苗研发、合成生物学等前沿，设计多问探究（如2026北京卷合成生物学尿酸调控题）|

专题15 基因工程 7年汇编1年模拟 考点分类 北京考情 命题规律 考点1 基因工程的基本工具 2026北京(1题)、2025北京(1题)、2024北京(1题)、2023北京(2题)、2021北京(1题)、2020北京(1题) · 情境设置：多以生产实践、疾病机制、作物育种等真实科研情境为载体，题干信息密度大。 · 考查重点：聚焦限制酶、DNA连接酶、载体选择及目的基因获取，结合基因表达调控考查工具酶应用。 · 命题趋势：从纯工具识别转向结合具体操作流程和结果分析，强调工具酶在复杂背景下的选择与评价。 考点2 基因工程的基本操作程序（PCR技术及其应用） 2021北京(1题)、2020北京(1题) · 情境设置：以疫苗研发、环境修复等应用为背景，题干提供目的基因扩增与检测信息。 · 考查重点：PCR原理、引物设计、反应条件优化及电泳鉴定，常与基因表达载体构建关联。 · 命题趋势：考查PCR技术细节与误差分析，趋向于结合具体基因工程步骤判断操作正误。 考点3 基因工程综合 2026北京(1题)、2024北京(1题)、2022北京(1题)、2020北京(2题) · 情境设置：以合成生物学、组织特异表达筛选、环境污染治理、抗体开发等前沿应用为材料。 · 考查重点：综合考查目的基因获取、载体构建、导入受体、检测表达等全流程，注重材料信息提取与方案设计。 · 命题趋势：跨章节融合强化，强调基于新情境解决实际问题的能力，开放性设问增加。 考点1 基因工程的基本工具 1.（2026·北京·高考真题）有机磷农药（OP）可抑制昆虫乙酰胆碱酯酶（AChE）的活性。上世纪在全球广泛使用后，发现昆虫很快对OP产生了抗性。某地区的研究发现，实蝇AChE基因单个碱基替换产生抗性基因，导致OP对AChE的抑制作用显著降低；2009年前，种群中抗性基因频率很高，之后OP被禁用；2022年发现种群中抗性基因频率很低。可以作出的判断是（        ） A. OP诱导AChE基因发生突变 B. 单个碱基替换没有引起AChE氨基酸序列的改变 C. 不使用OP的情况下，表现抗性的个体比无抗性个体适应能力低 D. 继续禁用20年后，再使用OP，实蝇不会再产生抗性 【答案】C 【解析】A、基因突变具有不定向、随机发生的特点，OP仅起到定向选择抗药性变异的作用，不会诱导AChE基因发生定向突变，A错误；B、该突变导致OP对AChE的抑制作用显著降低，说明AChE的结构和功能发生了改变，因此单个碱基替换引起了AChE氨基酸序列的改变，B错误；C、OP禁用后，种群抗性基因频率大幅下降，说明在无OP的环境中，抗性个体的生存、繁殖能力弱于无抗性个体，即抗性个体适应能力更低，C正确；D、种群中可能仍保留极低频率的抗性基因，且基因突变可自发发生，若再次使用OP，仍会定向筛选出抗性个体，实蝇仍可能产生抗性，D错误。 2.（2023·北京·高考真题）抗虫作物对害虫的生存产生压力，会使害虫种群抗性基因频率迅速提高，导致作物的抗虫效果逐渐减弱。为使转基因抗虫棉保持抗虫效果，农业生产上会采取一系列措施。以下措施不能实现上述目标（　　） A. 在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子 B. 大面积种植转基因抗虫棉，并施用杀虫剂 C. 转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植 D. 转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带 【答案】B 【解析】现代生物进化理论的主要内容：种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组产生生物进化的原材料；自然选择决定生物进化的方向；隔离是新物种形成的必要条件。达尔文认为生物变异在前，选择在后，适者生存，优胜劣汰。A 、在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子，则常规种子长成的普通植株能敏感性（不抗虫）个体提供生存空间，增加与抗虫个体的竞争，避免抗性基因频率升高过快，提高了抗虫棉的抗虫持久性，A不符合题意；B 、大面积种植转基因抗虫棉、施用杀虫剂，都会进一步选择并保存抗性强的个体，导致敏感性个体死亡，从而加快害虫种群抗性基因频率提高，不利于抗虫棉的抗虫持久性，B符合题意；CD 、将转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植以及转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带，作用机理相似：可以使敏感型个体存活，敏感性个体能与抗性强的棉铃虫进行竞争，不会导致抗性基因频率升高过快，提高了抗虫棉的抗虫持久性， CD 正确。故选B。 3.（2025·北京·高考真题）植物的光合作用效率与叶绿体的发育（形态结构建成）密切相关。叶绿体发育受基因的精细调控，以适应环境。科学家对光响应基因BG在此过程中的作用进行了研究。 （1）实验中发现一株叶绿素含量升高的拟南芥突变体。经鉴定，其BG基因功能缺失，命名为bg。 图1是使用　　　　　　　　　观察到的叶绿体亚显微结构。与野生型相比，可见突变体基粒（“[”所示）中的　　　　　　　　　增多。    （2）已知GK蛋白促进叶绿体发育相关基因的转录，BG蛋白可以与GK蛋白结合。研究者构建了GK功能缺失突变体gk（叶绿素含量降低）及双突变体bggk。对三种突变体进行观察，发现双突变体的表型与突变体　　　　　　　　　　相同，由此推测BG通过抑制GK的功能影响叶绿体发育。 （3）为进一步证明BG对GK的抑制作用并探索其作用机制，将一定浓度的GK蛋白与系列浓度BG蛋白混合后，再加入GK蛋白靶基因CAO的启动子DNA片段，反应一段时间后，经电泳检测DNA所在位置，结果如图2。分析实验结果可得出BG抑制GK功能的机制是　　　　　　　　　　　。    （4）基于突变体bg的表型，从进化与适应的角度推测光响应基因BG存在的意义　　　　　　　。 【答案】（1）① 电子显微镜    ② 类囊体     （2）gk     （3）BG 通过与 CAO 启动子 DNA 片段竞争结合 GK 蛋白，从而抑制 GK 与 CAO 启动子 DNA 片段的结合     （4）BG响应光照强度变化，调控植物叶绿体发育（叶绿素含量），以实现不同光照条 件下光合效率最大化      【解析】叶绿体是进行光合作用的场所，叶绿体是双层膜结构，其内部含有基粒，基粒是类囊体堆叠而成，类囊体膜上含有光合作用有关的色素和酶。(1) 观察叶绿体亚显微结构需要使用电子显微镜。因为光学显微镜的分辨率有限，无法观察到叶绿体内部的精细结构，而电子显微镜能够提供更高的分辨率，从而清晰地看到叶绿体的亚显微结构。基粒是由类囊体堆叠而成的结构。与野生型相比，突变体叶绿素含量升高，且 BG 基因功能缺失，观察可知突变体基粒中的类囊体（片层）增多。因为叶绿素主要分布在类囊体薄膜上，类囊体增多可能是导致叶绿素含量升高的原因之一。(2) 已知 GK 蛋白促进叶绿体发育相关基因的转录，BG 蛋白可以与 GK 蛋白结合。GK 功能缺失突变体 gk 叶绿素含量降低，若 BG 通过抑制 GK 的功能影响叶绿体发育，那么双突变体 bggk 中，由于 GK 本身功能缺失，BG 也无法发挥抑制 GK 的作用，此时双突变体的表型应该与 gk 突变体相同。(3) 观察图 2 可知，随着 BG 蛋白与 GK 蛋白浓度比的增大，与 GK 蛋白结合的 DNA 片段逐渐减少，游离 DNA 片段逐渐增多。 这表明 BG 蛋白的存在阻碍了 GK 蛋白与 CAO 启动子 DNA 片段的结合 。因为 GK 蛋白要发挥功能，需要与靶基因 CAO 的启动子 DNA 片段结合来调控基因表达，而 BG 蛋白浓度越高，这种结合就越少。所以，BG 抑制 GK 功能的机制是 BG 通过与 CAO 启动子 DNA 片段竞争结合 GK 蛋白，从而抑制 GK 与 CAO 启动子 DNA 片段的结合。(4) 从进化与适应的角度来看，生物体内的基因存在必然是对生物的生存和繁衍有积极意义的。突变体 bg 由于缺乏光响应基因 BG，其表型可能在某些环境条件下不利于生存。而正常存在光响应基因 BG 时，植物可以通过 BG 对光信号做出响应，从而更好地调节自身的生理过程，例如，在光照过强时，BG 基因表达产物可能通过抑制 GK 功能，调节相关基因表达，避免植物因光照过强而受到伤害；在光照较弱时，可能通过调节使植物更好地利用有限的光能进行光合作用等。这使得植物在不同的光照环境中能够更有效地进行光合作用，获取能量，提高自身的生存和繁殖能力，以适应复杂多变的环境。 4.（2024·北京·高考真题）灵敏的嗅觉对多数哺乳动物的生存非常重要，能识别多种气味分子的嗅觉神经元位于哺乳动物的鼻腔上皮。科学家以大鼠为材料，对气味分子的识别机制进行了研究。 （1）嗅觉神经元的树突末梢作为感受器，在气味分子的刺激下产生　　　　　　　　　　　，经嗅觉神经元轴突末端与下一个神经元形成的　　　　　　　　　　　将信息传递到嗅觉中枢，产生嗅觉。 （2）初步研究表明，气味受体基因属于一个大的基因家族。大鼠中该家族的各个基因含有一些共同序列（保守序列），也含有一些有差异的序列（非保守序列）。不同气味受体能特异识别相应气味分子的关键在于　　　　　　　　　　　序列所编码的蛋白区段。 （3）为了分离鉴定嗅觉神经元中的气味受体基因，科学家依据上述保守序列设计了若干对引物（图甲），利用PCR技术从大鼠鼻腔上皮组织mRNA的逆转录产物中分别扩增基因片段，再用限制酶HinfⅠ对扩增产物进行充分酶切。图乙显示用某对引物扩增得到的PCR产物（A）及其酶切片段（B）的电泳结果。结果表明酶切片段长度之和大于PCR产物长度，推断PCR产物由　　　　　　　　　　　组成。 （4）在上述实验基础上，科学家们鉴定出多种气味受体，并解析了嗅觉神经元细胞膜上信号转导的部分过程（图丙）。 如果钠离子通道由气味分子直接开启，会使嗅觉敏感度大大降低。根据图丙所示机制，解释少量的气味分子即可被动物感知的原因　　　　　　。 【答案】（1）① 兴奋 动作电位 神经冲动    ② 突触     （2）非保守     （3）长度相同但非保守序列不同的DNA片段     （4）少量的气体分子通过活化的G蛋白、活化的C酶，在C酶的催化下合成大量的cAMP使Na+通道打开，Na+内流，神经元细胞膜上产生动作电位，气味分子被动物感知      【解析】(1) 气味分子刺激感受器产生兴奋。嗅觉神经元轴突末端、神经元间隙与下一个神经元组成突触，包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。(2) 不同气味受体能特异性识别相应气味分子的关键在于蛋白质中结构不同的部分，由非保守序列编码。(3) 由图可知，PCR产物含保守序列和非保守序列，若非保守序列不同，酶切产物的长度可能不同，导致酶切片段长度之和大于PCR产物长度，因此PCR产物由长度相同但非保守序列不同的DNA片段组成。(4) 由图丙可知，少量的气体分子通过活化G蛋白使得C酶活化，在C酶的催化下，由ATP合成大量的cAMP ，促使Na+通道打开，Na+内流，导致神经元细胞膜上产生动作电位，气味分子被动物感知。 5.（2023·北京·高考真题）变胖过程中，胰岛B细胞会增加。增加的B细胞可能源于自身分裂（途径I），也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化（途径Ⅱ）。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的方法，研究了L基因缺失导致肥胖的模型小鼠IK中新增B细胞的来源。 （1）EdU和BrdU都是胸腺嘧啶类似物，能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中，掺入DNA的EdU和BrdU均能与　　　　　　　　　　　互补配对，并可以被分别检测。未掺入的EdU和BrdU短时间内即被降解。 （2）将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中，各孔同时加入EdU，随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU，再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞，检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分比（如图）。图中反映DNA复制所需时长的是从　　　　　　　　　　　点到　　　　　　　　　　　点。 （3）为研究变胖过程中B细胞的增殖，需使用一批同时变胖的小鼠。为此，本实验使用诱导型基因敲除小鼠，即饲喂诱导物后小鼠的L基因才会被敲除，形成小鼠IK。科学家利用以下实验材料制备小鼠IK： ①纯合小鼠Lx：小鼠L基因两侧已插入特异DNA序列（x），但L的功能正常； ②Ce酶基因：源自噬菌体，其编码的酶进入细胞核后作用于x，导致两个x间的DNA片段丢失； ③Er基因：编码的Er蛋白位于细胞质，与Er蛋白相连的物质的定位由Er蛋白决定； ④口服药T：小分子化合物，可诱导Er蛋白进入细胞核。 请完善制备小鼠IK的技术路线：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　→连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠→　　　　　　　　　　　　→获得小鼠IK。 （4）各种细胞DNA复制所需时间基本相同，但途径I的细胞周期时长（t1）是途径Ⅱ细胞周期时长（t2）的三倍以上。据此，科学家先用EdU饲喂小鼠IK，t2时间后换用BrdU饲喂，再过t2时间后检测B细胞被标记的情况。研究表明，变胖过程中增加的B细胞大多数来源于自身分裂，与之相应的检测结果应是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）A腺嘌呤     （2）① N（Q）    ② P(R）     （3）① Ce和Er基因融合    ② 饲喂T     （4）带标记的细胞大部分是单标记      【解析】DNA分子的复制时间：有丝分裂和减数分裂间期；条件：模板（DNA的双链）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游离的脱氧核苷酸）；过程：边解旋边复制；结果：一条DNA复制出两条DNA；特点：半保留复制。(1) 分析题意可知，EdU和BrdU都是胸腺嘧啶（T）类似物，根据碱基互补配对的原则可知，掺入DNA的EdU和BrdU均能与A（腺嘌呤）互补配对，并可以被分别检测。(2) DNA分子复制时会发生模板链与子链的碱基互补配对，据题可知，将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中，各孔同时加入EdU，则EdU会与A结合，导致子链出现标记，随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU，则BrdU也会与A结合，出现双标记，据图可知，加入EdU后再加入BrdU时间隔的时间越长，双标记细胞占EdU标记细胞的百分比越低，若在DNA复制开始时加入BrdU，双标记细胞可达到100%，当DNA复制结束时加入BrdU，双标记细胞占比为0，DNA复制所需时长的是从N（Q）点到P（R）点。　(3) 分析题意，要制备IK小鼠，需要用诱导型基因敲除小鼠，而饲喂诱导物后小鼠的L基因才会被敲除，结合所给实验材料及药物可知，制备小鼠IK的技术路线为：将Ce酶基因和Er基因连接（Ce酶可作用于x，导致两个x间的DNA片段丢失）→连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠→饲喂口服药T（诱导Er蛋白进入细胞核）→获得小鼠IK。(4) 据题可知，变胖过程中增加的B细胞可能源于自身分裂（途径I），也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化（途径Ⅱ），由于途径I的细胞周期时长（t1）是途径Ⅱ细胞周期时长（t2）的三倍以上，若先用EdU饲喂小鼠IK，各种细胞DNA复制所需时间基本相同，t2时间已经经过一个细胞周期，所有的细胞应都含有EdU标记，实验假设是变胖过程中增加的B细胞大多数来源于自身分裂，即来源于途径I，该过程细胞周期长，DNA复制一次，2t2时间后不会进行DNA复制，故t2时间后用BrdU饲喂则不起作用，即带标记的细胞大部分是单标记。 6.（2023·北京·高考真题）二十大报告提出“种业振兴行动”。油菜是重要的油料作物，筛选具有优良性状的育种材料并探究相应遗传机制，对创制高产优质新品种意义重大。 （1）我国科学家用诱变剂处理野生型油菜（绿叶），获得了新生叶黄化突变体（黄化叶）。突变体与野生型杂交，结果如图甲，其中隐性性状是　　　　　　　　　　　。     （2）科学家克隆出导致新生叶黄化的基因，与野生型相比，它在DNA序列上有一个碱基对改变，导致突变基因上出现了一个限制酶B的酶切位点（如图乙）。据此，检测F2基因型的实验步骤为：提取基因组DNA→PCR→回收扩增产物→　　　　　　　　　　　→电泳。F2中杂合子电泳条带数目应为　　　　　　　　　　　条。     （3）油菜雄性不育品系A作为母本与可育品系R杂交，获得杂交油菜种子S（杂合子），使杂交油菜的大规模种植成为可能。品系A1育性正常，其他性状与A相同，A与A1杂交，子一代仍为品系A，由此可大量繁殖A。在大量繁殖A的过程中，会因其他品系花粉的污染而导致A不纯，进而影响种子S的纯度，导致油菜籽减产。油菜新生叶黄化表型易辨识，且对产量没有显著影响。科学家设想利用新生叶黄化性状来提高种子S的纯度。育种过程中首先通过一系列操作，获得了新生叶黄化的A1，利用黄化A1生产种子S的育种流程见图丙。     ①图丙中，A植株的绿叶雄性不育子代与黄化A1杂交，筛选出的黄化A植株占子一代总数的比例约为　　　　　　　　　　　　　　　。 ②为减少因花粉污染导致的种子S纯度下降，简单易行的田间操作用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）新生叶黄化（黄化叶）     （2）① 用限制酶B处理    ② 3     （3）① 1/2    ② 在大田生产种子阶段二，将混在黄化A植株中的新生叶绿色幼苗拔除      【解析】基因突变是DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变。碱基对的增添、缺失或替换如果发生在基因的非编码区，则控制合成的蛋白质的氨基酸序列不会发生改变；如果发生在编码区，则可能因此基因控制合成的蛋白质的氨基酸序列改变。(1) 野生型油菜进行自交，后代中既有野生型又有叶黄化，由此可以推测黄化叶是隐性性状。(2) 检测F2基因型的实验步骤为：：提取基因组DNA→PCR→回收扩增产物→用限制酶B处理→电泳。野生型基因电泳结果有一条带，叶黄化的基因电泳结果有两条带，则F2中杂合子电泳条带数目应为3条。(3) ①品系A1育性正常，其他性状与A相同，A与A1杂交，子一代仍为品系A，推测不育基因位于细胞质中，A植株的绿叶雄性不育子代仍为雄性不育，且为绿叶杂合子，与黄化A1（aabb）杂交，后代中一半黄化，一半绿叶，筛选出的黄化A植株（Aabb）占子一代总数的比例约为1/2。②大田生产种子存在花粉污染，为减少因花粉污染导致的种子S纯度下降，可在大田生产种子阶段二，将混在黄化A植株中的新生叶绿色幼苗拔除。 7.（2021·北京·高考真题）近年来发现海藻糖-6-磷酸（T6P）是一种信号分子，在植物生长发育过程中起重要调节作用。研究者以豌豆为材料研究了T6P在种子发育过程中的作用。 （1）豌豆叶肉细胞通过光合作用在　　　　　　　　　　中合成三碳糖，在细胞质基质中转化为蔗糖后运输到发育的种子中转化为淀粉贮存。 （2）细胞内T6P的合成与转化途径如下：底物T6P海藻糖将P酶基因与启动子U（启动与之连接的基因仅在种子中表达）连接，获得U-P基因，导入野生型豌豆中获得U-P纯合转基因植株，预期U-P植株种子中T6P含量比野生型植株　　　　　　　　　　，检测结果证实了预期，同时发现U-P植株种子中淀粉含量降低，表现为皱粒。用同样方法获得U-S纯合转基因植株，检测发现植株种子中淀粉含量增加。 （3）本实验使用的启动子U可以排除由于目的基因　　　　　　　　　　对种子发育产生的间接影响。 （4）在进一步探讨T6P对种子发育的调控机制时，发现U-P植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低，U-S植株种子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩，淀粉含量下降。 据此提出假说：T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累。请从①~⑤选择合适的基因与豌豆植株，进行转基因实验，为上述假说提供两个新的证据。写出相应组合并预期实验结果　　　　　　　　。 ①U-R基因       ②U-S基因       ③野生型植株 ④U-P植株       ⑤突变体r植株 【答案】（1）叶绿体基质     （2）低     （3）在其他器官（过量）表达     （4）② ⑤     与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，仍皱缩① ④     与U-P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒② ④     与U-P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒      【解析】1、光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，其中光合作用的光反应阶段，在叶绿体类囊体薄膜上进行；暗反应阶段，在叶绿体基质上进行。2、启动子是位于基因的首端，是一段特殊的DNA序列，用于驱动基因的转录。(1) 豌豆叶肉细胞通过光合作用形成三碳糖是暗反应过程，该过程发生在叶绿体基质中。(2) 结合题意可知，P酶基因与启动子U结合后则可启动U基因表达，则P基因在种子中表达增高，P酶增多，T6P更多转化为海藻糖，故预期U-P植株种子中T6P含量比野生型植株低。(3) 结合题意可知，启动子U启动与之连接的基因仅在种子中表达，该过程可以排除由于目的基因在其他器官（过量）表达对种子发育产生的间接影响。(4) 分析题意可知，本实验的目的是验证T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累，且结合（2）可知，U-P植株种子中淀粉含量降低，表现为皱粒。用同样方法获得U-S纯合转基因植株，检测发现植株种子中淀粉含量增加，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：② （U-S基因，S酶可以较高表达）⑤ （R基因功能缺失突变体），与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，仍皱缩；① （U-R基因，R基因表达较高）④ （U-P植株，P基因表达较高），与U-P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒；② （U-S基因，S酶可以较高表达）④ （U-P植株，P基因表达较高），与U-P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒。【点睛】本题主要考查光合作用和基因的表达等知识点，要求学生掌握光合作用的过程以及物质变化和发生的场所，理解基因表达的过程和意义，能够正确获取有效信息是突破该题的关键。 8.（2020·北京·高考真题）阅读以下材料，回答（1）~（4）题。 创建D1合成新途径，提高植物光合效率植物细胞中叶绿体是进行光合作用的场所，高温或强光常抑制光合作用过程，导致作物严重减产。光合复合体PSII是光反应中吸收、传递并转化光能的一个重要场所，D1是PSII的核心蛋白。高温或强光会造成叶绿体内活性氧（ROS）的大量累积。相对于组成PSII的其他蛋白，D1对ROS尤为敏感，极易受到破坏。损伤的D1可不断被新合成的D1取代，使PSII得以修复。因此，D1在叶绿体中的合成效率直接影响PSII的修复，进而影响光合效率。 叶绿体为半自主性的细胞器，具有自身的基因组和遗传信息表达系统。叶绿体中的蛋白一部分由叶绿体基因编码，一部分由核基因编码。核基因编码的叶绿体蛋白在N端的转运肽引导下进入叶绿体。编码D1的基因psbA 位于叶绿体基因组，叶绿体中积累的ROS也会显著抑制psbA mRNA的翻译过程，导致PSII修复效率降低。如何提高高温或强光下PSII的修复效率，进而提高作物的光合效率和产量，是长期困扰这一领域科学家的问题。 近期我国科学家克隆了拟南芥叶绿体中的基因psbA，并将psbA与编码转运肽的DNA片段连接，构建融合基因，再与高温响应的启动子连接，导入拟南芥和水稻细胞的核基因组中。检测表明，与野生型相比，转基因植物中D1的mRNA和蛋白在常温下有所增加，高温下大幅增加；在高温下，PSII的光能利用能力也显著提高。在南方育种基地进行的田间实验结果表明，与野生型相比，转基因水稻的二氧化碳同化速率、地上部分生物量（干重）均有大幅提高，增产幅度在8．1%~21．0%之间。 该研究通过基因工程手段，在拟南芥和水稻中补充了一条由高温响应启动子驱动的D1合成途径，从而建立了植物细胞D1合成的“双途径”机制，具有重要的理论意义与应用价值。随着温室效应的加剧，全球气候变暖造成的高温胁迫日益成为许多地区粮食生产的严重威胁，该研究为这一问题提供了解决方案。 （1）光合作用的　　　　　　　　　　反应在叶绿体类囊体膜上进行，类囊体膜上的蛋白与　　　　　　　　　　形成的复合体吸收、传递并转化光能。 （2）运用文中信息解释高温导致D1不足的原因　　　　　　　　　　　。 （3）若从物质和能量的角度分析，选用高温响应的启动子驱动psbA基因表达的优点是： 　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）对文中转基因植物细胞D1合成“双途径”的理解，正确的叙述包括　　　　　　　　　　。 A．细胞原有的和补充的psbA基因位于细胞不同的部位 B．细胞原有的和补充的D1的mRNA转录场所不同 C．细胞原有的和补充的D1在不同部位的核糖体上翻译 D．细胞原有的和补充的D1发挥作用的场所不同 E．细胞原有的和补充的D1发挥的作用不同 【答案】① 光反应    ② 叶绿体的色素    ③ ① 高温导致ROS积累，使D1受到破坏；②ROS积累抑制了psbA mRNA的翻译，影响了D1的合成    ④ 提高了光能利用率和植物的净光合作用速率，使植物增产    ⑤ ABC 【解析】叶绿体呈扁平的椭球形或球形，具有双层膜，主要存在绿色植物叶肉细胞里，叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”，含有叶绿素和类胡萝卜素，还有少量DNA和RNA，叶绿素分布在基粒片层的膜上．在片层结构的膜上和叶绿体内的基质中，含有光合作用需要的酶；叶绿体是半自主细胞器。（1）光合作用的光反应过程在叶绿体类囊体膜上进行，类囊体膜上的蛋白与叶绿体的色素形成复合体。（2）根据文中信息“高温或强光会造成叶绿体内活性氧（ROS）的大量累积。相对于组成PSII的其他蛋白，D1对ROS尤为敏感，极易受到破坏，编码D1的基因psbA 位于叶绿体基因组，叶绿体中积累的ROS也会显著抑制psbA mRNA的翻译过程”，所以高温导致D1不足的原因有：① 高温导致ROS积累，使D1受到破坏；②ROS积累抑制了psbA mRNA的翻译，影响了D1的合成。（3）根据题干信息“与野生型相比，转基因植物中D1的mRNA和蛋白在常温下有所增加高温下大幅增加；在高温下，PSII的光能利用能力也显著，提高转基因水稻的二氧化碳同化速率、地上部分生物量（干重）均有大幅提高”，所以选择高温相应启动子psbA基因表达的优点是提高了光能利用率和植物的净光合作用速率，使植物增产。（4）D1合成双途径只① 编码D1的基因psbA 位于叶绿体基因组，所以D1在叶绿体中编码合成；② 将psbA与编码转运肽的DNA片段连接，构建融合基因，再与高温响应的启动子连接，导入拟南芥和水稻细胞的核基因组中，所以D1也可以通过细胞核基因编码控制合成。A、根据以上分析，细胞原有的基因位于叶绿体中，而补充的psbA基因位于细胞核中，A正确；B、细胞原有的转录场所在叶绿体，而补充的D1的mRNA转录场所在细胞核中，B正确；C、细胞原有的翻译场所在位于叶绿体的核糖体上进行，而补充的D1在位于细胞质中的核糖体进行翻译过程，C正确； D、细胞原有的和补充的D1发挥作用的场所都是在叶绿体中合成PSII，D错误；E根据D项分析，二者作用都是去合成PSII，E错误。故选ABC。【点睛】本题需要考生仔细阅读文章，从文章中找到有用的信息同时结合光合作用的过程进行分析作答。 考点2 基因工程的基本操作程序（PCR技术及其应用） 1.（2020·北京·高考真题）为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中（如图）。 为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是（       ） A. ①+③ B. ①+② C. ③+② D. ③+④ 【答案】B 【解析】根据图示中引物的位置可知，引物①扩增的片段含有启动子和HMA3基因，引物③扩增的片段不含启动子，引物②扩增的片段既含有启动子，又含有HMA3基因序列。图示中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中，若要检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因和高效启动子，需要检测是否含有高效启动子序列和HMA3基因序列，应选择的引物组合是① +②，即B正确，ACD错误。故选B。 2.（2021·北京·高考真题）新冠病毒（SARS-CoV-2）引起的疫情仍在一些国家和地区肆虐，接种疫苗是控制全球疫情的最有效手段。新冠病毒疫苗有多种，其中我国科学家已研发出的腺病毒载体重组新冠病毒疫苗（重组疫苗）是一种基因工程疫苗，其基本制备步骤是：将新冠病毒的S基因连接到位于载体上的腺病毒基因组DNA中，重组载体经扩增后转入特定动物细胞，进而获得重组腺病毒并制成疫苗。 （1）新冠病毒是RNA病毒，一般先通过　　　　　　　得到cDNA，经　　　　　　　获取S基因，酶切后再连接到载体。 （2）重组疫苗中的S基因应编码________。 A. 病毒与细胞识别的蛋白 B. 与病毒核酸结合的蛋白 C. 催化病毒核酸复制的酶 D. 帮助病毒组装的蛋白 （3）为保证安全性，制备重组疫苗时删除了腺病毒的某些基因，使其在人体中无法增殖，但重组疫苗仍然可以诱发人体产生针对新冠病毒的特异性免疫应答。该疫苗发挥作用的过程是：接种疫苗→　　　　　　　　→　　　　　　　　　→诱发特异性免疫反应。 （4）重组疫苗只需注射一针即可完成接种。数周后，接种者体内仍然能检测到重组腺病毒DNA，但其DNA不会整合到人的基因组中。请由此推测只需注射一针即可起到免疫保护作用的原因　　　　　　　　。 【答案】（1）① 逆转录/反转录    ② PCR扩增     （2）A     （3）① （重组腺病毒）进入细胞    ② 表达抗原     （4）重组腺病毒DNA在人体细胞中持续表达抗原，反复刺激机体免疫系统。      【解析】重组腺病毒疫苗必须具备的条件：能够将新冠病毒抗原基因（目的基因）带入到受体细胞；在受体细胞中表达出抗原蛋白；不会导致疾病发生。(1) 新冠病毒是RNA病毒，其遗传物质是RNA，若要得到与其对应的cDNA，则要进行逆转录。用cDNA扩增出目的基因——S基因，需要利用PCR扩增技术。(2) 重组疫苗作为抗原需要被人体免疫系统识别，而重组疫苗中的S基因是从新冠病毒中提取的，所以重组疫苗中的S基因应编码病毒与细胞都能识别的蛋白，A正确，BCD错误。故选A。(3) 重组疫苗对人体来说属于外来异物，即抗原，故人体接种疫苗后，重组腺病毒进入人体细胞，其在人体细胞内表达出抗原，引发机体产生特异性免疫——细胞免疫和体液免疫，因此该疫苗发挥作用的过程是：接种疫苗→（重组腺病毒）进入细胞→表达抗原→诱发特异性免疫反应。(4) 接种疫苗后，由于长时间内接种者体内仍能检测到重组腺病毒DNA，而DNA会不断表达出S蛋白，S蛋白作为抗原刺激机体，故机体会反复针对抗原产生特异性免疫应答。【点睛】本题以新冠肺炎为问题情境，考查重组腺病毒疫苗和免疫的相关知识，考查考生运用所学知识解决实际问题的能力。 考点3 基因工程综合 1.（2020·北京·高考真题）人体感染新冠病毒后，机体会产生多种特异性抗体。我国科学家从康复者的浆细胞中克隆出针对病毒表面抗原的抗体基因相关序列，构建表达载体并在相应系统中表达，可制备出全人源单克隆抗体。以下表述错误的是（       ） A. 该单抗可直接用于新冠病毒的核酸检测 B. 在该单抗制备过程中利用了基因工程技术 C. 该单抗可与新冠病毒相应蛋白特异性结合 D. 可用抗原-抗体反应检测抗体基因表达产物 【答案】A 【解析】1、单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。2、两次筛选：① 筛选得到杂交瘤细胞（去掉未杂交的细胞以及自身融合的细胞）；② 筛选出能够产生特异性抗体的细胞群。杂交瘤细胞的特点：既能大量增殖，又能产生特异性抗体。A、单抗检测病毒是否存在的原理是抗原―抗体杂交，检测病毒蛋白；直接检测新冠病毒核酸是分子杂交，检测是否含有病毒的核酸，所以抗体不能直接检测核酸，A错误；B、题意显示，我国科学家从康复者的浆细胞中克隆出针对病毒表面抗原的抗体基因相关序列，构建表达载体并在相应系统中表达，制备出全人源单克隆抗体。据此可推测，在该单抗制备过程中利用了基因工程技术，B正确；C、针对新冠病毒表面抗原制备出的单抗，可与新冠病毒相应蛋白特异性结合，C正确；D、抗体基因表达产物检测的方法是采用抗原―抗体杂交反应，若呈阳性，则说明已翻译出相应的蛋白质，D正确。故选A。 2.（2026·北京·高考真题）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 合成生物学助力尿酸代谢平衡尿酸是细胞中嘌呤分解代谢的产物。大多数哺乳动物可以依靠细胞内的酶分解尿酸，但人类缺少酶，导致血液中的尿酸浓度比大多数哺乳动物高几十倍。尿酸有多种生物学功能，如可以作为还原剂减少细胞中的自由基。若尿酸代谢异常，浓度超过时，尿酸可能沉积于关节囊中，引发痛风。为探索痛风的新疗法，研究者利用合成生物学的方法建立了一个尿酸响应体系。他们首先构建了两种表达载体（见下图），右侧是报告基因SEAP表达载体，启动子和SEAP之间插入了cH序列；左侧是表达载体，是来自细菌的一种蛋白，既能与尿酸可逆结合，也能与可逆结合。当尿酸浓度较低时，与结合的多，从而减少SEAP的转录；当尿酸浓度较高时，更多的与尿酸结合，导致结合于的减少，SEAP的转录增加（如下图）。将两种载体同时导入体外培养的细胞，发现SEAP的表达随培养液中尿酸浓度的变化而变化；在相同尿酸浓度下，SEAP的表达量随插入cH数目的增加而减少。 随后，研究者将酶基因改造为基因，用基因替换图中的SEAP，构建sU表达载体，其中串联的cH数目为8个。将R表达载体和sU表达载体导入细胞，再将细胞植入U酶缺失的小鼠体内，7天后小鼠血液中尿酸水平由降为，与饲喂痛风常用药的效果相似。可见上述研究为痛风的治疗提供了新思路。 （1）表达载体中　　　　　　　　　　的功能是驱动目的基因的转录。 （2）由文中信息可知尿酸与序列之间的关系：二者　　　　　　　　　　结合蛋白。 （3）为降解血液中而不是细胞内的尿酸，研究者将U酶基因改造为基因，基因应编码　　　　　　　　　　的U酶。 （4）对文中的表达载体稍加改造，可进一步降低U酶缺失小鼠的血液尿酸浓度。为此，利用文中现有的DNA序列，可以在sU表达载体中进行的改造是　　　　　　　　　　。 （5）利用合成生物学构建类似的稳态调控系统，也有希望用于其他代谢相关疾病的治疗。如果采用文中设计思路助力血糖稳态的维持，关键是寻找　　　　　　　　　　。 【答案】（1）启动子     （2）竞争     （3）分泌到细胞外     （4）减少串联的cH数日      （5）一种能与葡萄糖特异性结合的蛋白(类似R蛋白的功能)      【解析】(1) 启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，功能就是驱动下游目的基因的转录，表达载体中启动子的功能是驱动目的基因的转录。(2) R蛋白既可以和尿酸可逆结合，也可以和cH序列可逆结合，尿酸浓度低时R更多结合cH，尿酸浓度高时R更多结合尿酸、从cH上脱离，说明尿酸和cH序列会竞争结合R蛋白。(3) 实验目的是降解血液中的尿酸而非细胞内的尿酸，因此改造后的sU基因编码的U酶需要被分泌到细胞外，才能进入血液发挥降解尿酸的作用。(4) “相同尿酸浓度下，SEAP的表达量随插入cH数目的增加而减少”，现在要进一步降低小鼠血液尿酸浓度，就需要让sU（U酶）的表达量更高，因此可以减少sU表达载体上串联的cH序列的数量，降低R蛋白对sU转录的抑制作用，提升U酶的合成量，增强尿酸降解效果。(5) 该尿酸调控系统的核心是“能响应目标代谢物（尿酸）、同时可结合对应调控DNA序列的双功能R蛋白+R蛋白的结合靶序列cH”，要助力血糖稳态的维持，关键是寻找一种能与葡萄糖特异性结合的蛋白(类似R蛋白的功能)。 3.（2024·北京·高考真题）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 筛选组织特异表达的基因筛选组织特异表达的基因，对研究细胞分化和组织、器官的形成机制非常重要。“增强子捕获”是筛选组织特异表达基因的一种有效方法。真核生物的基本启动子位于基因5'端附近，没有组织特异性，本身不足以启动基因表达。增强子位于基因上游或下游，与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子，实际上包含增强子和基本启动子。很多增强子具有组织特异的活性，它们与特定蛋白结合后激活基本启动子，驱动相应基因在特定组织中表达（图A）。基于上述调控机理，研究者构建了由基本启动子和报告基因组成的“增强子捕获载体”（图B），并转入受精卵。捕获载体会随机插入基因组中，如果插入位点附近存在有活性的增强子，则会激活报告基因的表达（图C）。 获得了一系列分别在不同组织中特异表达报告基因的个体后，研究者提取每个个体的基因组DNA，通过PCR扩增含有捕获载体序列的DNA片段。对PCR产物进行测序后，与相应的基因组序列比对，即可确定载体的插入位点，进而鉴定出相应的基因。研究者利用各种遗传学手段，对筛选得到的基因进行突变、干扰或过表达，检测个体表型的改变，研究其在细胞分化和个体发育中的作用，从而揭示组织和器官形成的机理。 （1）在个体发育中，来源相同的细胞在形态、结构和功能上发生　　　　　　　　　　　的过程称为细胞分化，分化是基因　　　　　　　　　　　的结果。 （2）对文中“增强子”的理解，错误的是________。 A. 增强子是含有特定碱基序列的DNA片段 B. 增强子、基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体上 C. 一个增强子只能作用于一个基本启动子 D. 很多增强子在不同组织中的活性不同 （3）研究者将增强子捕获技术应用于斑马鱼，观察到报告基因在某幼体的心脏中特异表达。鉴定出捕获载体的插入位点后，发现位点附近有两个基因G和H，为了确定这两个基因是否为心脏特异表达的基因，应检测　　　　　　　　　　　。 （4）真核生物编码蛋白的序列只占基因组的很少部分，因而在绝大多数表达报告基因的个体中，增强子捕获载体的插入位点位于基因外部，不会造成基因突变。研究者对图B所示载体进行了改造，期望改造后的载体随机插入基因组后，在“捕获”增强子的同时，也造成该增强子所调控的基因发生突变，以研究基因功能。请画图表示改造后的载体，并标出各部分名称　　　　　。 【答案】（1）① 稳定性差异    ② 选择性表达      （2）C     （3）各组织器官中G和H的mRNA     （4）      【解析】(1) 细胞分化是指在个体发育中，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。分化是基因选择性表达的结果。(2) AB、依据题干“增强子位于基因上游或下游，与基本启动子共同组成基因 表达的调控序列”可知,增强子是含有特定碱基序列的DNA片 段，增强子、基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体 上，AB正确；C、由图C可知，一个增强子可作用于多个基本启动子，C错误；C、依据题干“很多增强子具有组织特异的活性”可知，很多增强子在不同组织中的活性不同，D正确。故选C。(3) 若要确定这两个基因是否为心脏特异表达的基因，可通过PCR等技术检测其他器官细胞中G和H两个基因是否转录出相应的 mRNA。(4) 增强子位于基因上游或下游，与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子，实际上包含增强子和基本启动子。增强子捕获载体的插入位点位于基因外部，不会造成基因突变。而当增强子捕获载体的插入位点位于基因内部，会引起造成该增强子所调控的基因发生突变，为研究某目的基因的功能，可将图B所示载体去掉基本启动子，则该载体插入基因内部后才会发挥作用，图如下：。 4.（2022·北京·高考真题）生态文明建设已成为我国的基本国策。水中雌激素类物质（E物质）污染会导致鱼类雌性化等异常，并通过食物链影响人体健康和生态安全。原产南亚的斑马鱼，其肌细胞、生殖细胞等存在E物质受体，且幼体透明。科学家将绿色荧光蛋白（GFP）等基因转入斑马鱼，建立了一种经济且快速的水体E物质监测方法。 （1）将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是　　　　　　　。 （2）为监测E物质，研究者设计了下图所示的两种方案制备转基因斑马鱼，其中ERE和酵母来源的UAS是两种诱导型启动子，分别被E物质-受体复合物和酵母来源的Gal4蛋白特异性激活，启动下游基因表达。与方案1相比，方案2的主要优势是　　　　　　　，因而被用于制备监测鱼（MO）。 （3）现拟制备一种不育的监测鱼SM，用于实际监测。SM需经MO和另一亲本（X）杂交获得。欲获得X，需从以下选项中选择启动子和基因，构建表达载体并转入野生型斑马鱼受精卵，经培育后进行筛选。请将选项的序号填入相应的方框中。Ⅰ.启动子：　　　　。 ①ERE ②UAS ③使基因仅在生殖细胞表达的启动子（P生） ④使基因仅在肌细胞表达的启动子（P肌） Ⅱ.基因：　　　　　　 A．GFP       B.Gal4       C.雌激素受体基因（ER）    D.仅导致生殖细胞凋亡的基因（dg） （4）SM不育的原因是：成体SM自身产生雌激素，与受体结合后　　　　　　　造成不育。 （5）使拟用于实际监测的SM不育的目的是　　　　　　　。 【答案】（1）显微注射     （2）监测灵敏度更高     （3）① ②    ② D     （4）激活ERE诱导Gal4表达，Gal4结合UAS诱导dg表达，生殖细胞凋亡     （5）避免转基因斑马鱼逃逸带来生物安全问题      【解析】将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(1) 将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法，所以将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是显微注射法。(2) 由图可知，方案1E物质-受体复合物激活ERE，使GFP基因表达，方案2 E物质-受体复合物先激活ERE获得Gal4蛋白，然后Gal4蛋白激活UAS启动子，使GFP基因表达，方案2GFP蛋白表达量大，更灵敏。(3) MO和另一亲本（X）杂交获得SM，MO是方案2获得，所以亲本X启动子选择UAS。要获得SM是不育个体，MO是可育的所以X必须有仅导致生殖细胞凋亡的基因（dg）。(4) 成体SM自身产生雌激素，与受体结合后形成复合物，激活ERE诱导Gal4表达，Gal4与UAS启动子结合诱导dg表达，使生殖细胞凋亡。(5) 监测鱼属于转基因生物，目前安全性不确定，为了避免转基因斑马鱼逃逸带来生物安全问题，需要SM不育。 5.（2020·北京·高考真题）枯草芽孢杆菌可分泌纤维素酶。研究者筛选到一株降解纤维素能力较强的枯草芽孢杆菌菌株（B菌），从中克隆得到了一种纤维素酶（C1酶）基因。将获得的C1酶基因与高效表达载体（HT质粒）连接，再导入B菌，以期获得降解纤维素能力更强的工程菌。 （1）纤维素属于　　　　　　　　　　糖，因此经过一系列酶催化最终可降解成单糖，该单糖是　　　　　　　　　　。 （2）对克隆到的C1酶基因测序，与数据库中的C1酶基因编码序列相比有两个碱基对不同，但两者编码出的蛋白的氨基酸序列相同，这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）C1酶基因以B链为转录模板链，转录时mRNA自身的延伸方向为5'→3'。为了使C1酶基因按照正确的方向与已被酶切的HT质粒连接，克隆C1酶基因时在其两端添加了Sma I和BamH I的酶切位点。该基因内部没有这两种酶切位点。图1中酶切位点1和2所对应的酶分别是　　　　　　　　　　。 （4）将纤维素含量为20%的培养基分为三组，一组接种工程菌，对照组1不进行处理，对照组2进行相应处理。在相同条件下培养96小时，检测培养基中纤维素的含量。结果（图2）说明工程菌降解纤维素的能力最强。对照组2的处理应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （5）预期该工程菌在处理废弃物以保护环境方面可能的应用　　　　　　　　　　。（举一例） 【答案】① 多    ② 葡萄糖    ③ 密码子具有简并性，发生碱基的改变仍然编码同一种氨基酸    ④ BamHI、SmaI（顺序不能调换）    ⑤ 向培养基中接种降解纤维素能力较强的枯草芽孢杆菌B菌    ⑥ 降解秸秆，减少秸秆燃烧带来的空气污染 【解析】基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因（1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质；（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端；（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。图2中对照组2也可以将纤维素进行分解，但其分解能力较弱。（1）纤维素是葡萄糖聚合形成的多糖，所以经过酶的催化作用，最终降解为葡萄糖。（2）由于密码子具有简并性，所以即使克隆到的C1酶基因测序，与数据库中的C1酶基因编码序列相比有两个碱基对不同，仍然可以编码相同的氨基酸。（3）根据题干信息“以B链为转录模板链，转录时mRNA自身的延伸方向为5'→3'”，所以B链的方向是从3'→5'，根据质粒上启动子的方向，所以B链3'应该用BamH I进行切割，而其5'端应该用SmaI进行切割。（4）本实验的目的是证明工程菌降解纤维素的能力最强，所以对照组1不作处理，组3是添加工程菌，组2的处理是向培养基中接种降解纤维素能力较强的枯草芽孢杆菌B菌。（5）该工程菌可以高效降解纤维素，所以可以降解秸秆，减少秸秆燃烧带来的空气污染。 1.（2026·北京西城·二模）转基因生物或产品的潜在风险不包括（       ） A. 利用转基因技术改造的致病菌可能具有极强的传染性和致病性 B. 转基因生物释放到环境中可能会危害其他生物的生存 C. 转基因生物合成的某些蛋白质可能导致某些人过敏 D. 食用转基因食品后，转入的基因会转移到人的基因组中 【答案】D 【解析】A、若恶意利用转基因技术改造致病菌，可使其获得极强的传染性和致病性，存在生物安全层面的潜在风险，A不符合题意；B、转基因生物释放到环境中，可能会造成基因污染、破坏生物多样性，危害其他生物的生存，属于潜在风险，B不符合题意；C、转基因生物合成的新型蛋白质可能成为过敏原，引发部分人群的过敏反应，属于食用安全层面的潜在风险，C不符合题意；D、转入的基因本质是DNA，食用后进入消化道会被消化酶分解为脱氧核苷酸小分子，无法以完整基因的形式进入人体细胞，更不会整合到人的基因组中，该情况不可能发生，不属于潜在风险，D符合题意。 2.（2026·北京顺义·二模）DNA指纹技术可用于死者遗骸鉴定。用多种限制酶处理待测样品DNA，再利用琼脂糖凝胶电泳分离DNA片段，可获得DNA指纹图。DNA 指纹技术用于鉴定死者遗骸的原理是（       ） A. 一个染色体组的各染色体形态不同 B. 每条染色体上的DNA长度不同 C. 不同基因编码的蛋白质具有差异性 D. 每个人的DNA碱基序列具有独特性 【答案】D 【解析】每个人的DNA碱基序列具有独特性（DNA的特异性），经限制酶切割后得到的DNA片段存在个体差异，电泳后形成的特异性条带（指纹图）可用于身份鉴定，D正确。 3.（2026·北京丰台·二模）下列有关生物技术安全性和伦理问题的叙述，正确的是（       ） A. 只要转入的基因是自然界已经存在的，转基因植物就是安全的 B. 干细胞的研究可用于治疗多种疾病，有不涉及安全与伦理问题等优点 C. 克隆技术存在社会伦理问题，治疗性克隆技术的应用应被禁止 D. 生物武器具有传染性强、作用范围广等特点，应严格禁止生产和使用 【答案】D 【解析】A、即使转入的是自然界已存在的基因，转基因植物仍可能存在食品安全、生物安全、环境安全等潜在风险，无法判定其绝对安全，A错误；B、干细胞研究虽可用于治疗多种疾病，但涉及胚胎来源、临床应用风险等安全与伦理问题，并非完全不涉及相关问题，B错误；C、生殖性克隆存在严重社会伦理问题，应被禁止，但治疗性克隆可用于疾病的临床治疗，我国不反对治疗性克隆的合理应用，无需全面禁止治疗性克隆，C错误；D、生物武器由致病菌、病毒、生化毒剂等组成，具有传染性强、作用范围广、危害时间长等特点，国际公约严格禁止生物武器的生产和使用，D正确。 4.（2026·北京东城·二模）将口蹄疫病毒衣壳蛋白P1的基因导入水稻愈伤组织，筛选后获得表达P1蛋白的转基因水稻。给小鼠饲喂该转基因水稻能激活针对口蹄疫病毒的肠道黏膜免疫反应。下列叙述错误的是（　　） A. 将P1基因导入愈伤组织的常用方法是显微注射法 B. 导入P1基因的愈伤组织经再分化获得转基因植株 C. 可利用抗原-抗体杂交检测P1蛋白来筛选转基因植株 D. 该种转基因水稻有望作为口蹄疫疫苗直接饲喂动物 【答案】A 【解析】A、将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法、花粉管通道法，显微注射法是将目的基因导入动物细胞的常用方法，不适用植物细胞，A错误；B、导入目的基因的愈伤组织可经再分化过程发育为完整转基因植株，B正确；C、抗原-抗体杂交技术可检测目的基因是否翻译出对应蛋白质，因此可通过该技术检测P1蛋白筛选转基因植株，C正确；D、由题意可知，饲喂该转基因水稻可激活小鼠针对口蹄疫病毒的免疫反应，因此其有望作为口蹄疫疫苗直接饲喂动物，D正确。 5.（2026·北京昌平·一模）NDRG2基因表达量在阿尔茨海默病（AD）患者脑内异常升高，研究人员构建能表达NDRG2反义RNA（与NDRG2 mRNA互补的RNA分子）的基因表达载体，导入AD模型小鼠海马神经元以抑制该基因表达。相关叙述正确的是（       ） A. 需用同种限制性内切核酸酶获取目的基因、切割表达载体 B. NDRG2反义RNA通过与NDRG2的mRNA结合抑制其转录 C. 用DNA聚合酶将相关片段与载体连接形成重组DNA分子 D. 将重组质粒导入农杆菌，再利用农杆菌感染小鼠海马神经元 【答案】A 【解析】A、构建基因表达载体时，用同种限制性内切核酸酶获取目的基因、切割表达载体，可使二者产生相同的末端，便于后续连接形成重组DNA分子，A正确；B、NDRG2反义RNA与NDRG2的mRNA结合后，会阻止核糖体与mRNA结合，抑制其翻译，B错误；C、将目的基因片段与载体连接形成重组DNA分子需要使用DNA连接酶，C错误；D、农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的常用方法，将重组质粒导入动物细胞常用显微注射法，农杆菌无法感染动物细胞，D错误。故选A。 6.（2026·北京东城·一模）新采摘的玉米籽粒可溶性糖含量较高，具甜味。采摘一天后玉米籽粒中50%的游离蔗糖被转化成淀粉，之后玉米籽粒逐渐失去甜味。采摘后立即冷冻可以保持甜味。下列叙述正确的是（       ） A. 利用斐林试剂可检测玉米籽粒中的蔗糖含量 B. 玉米籽粒中的蔗糖是籽粒通过光合作用合成的 C. 冷冻处理抑制相关酶的活性减少了淀粉的生成 D. 加热处理玉米籽粒后再储存不利于甜味的保持 【答案】C 【解析】A、蔗糖属于非还原糖，斐林试剂仅能检测还原糖，无法检测蔗糖的含量，A错误；B、玉米籽粒为储存器官，不含叶绿体不能进行光合作用，其所含蔗糖是叶片光合作用合成后运输到籽粒中的，B错误；C、蔗糖转化为淀粉的过程需要相关酶催化，冷冻的低温环境会抑制酶的活性，减少淀粉的生成，保留了蔗糖因此可以保持甜味，C正确；D、加热处理会使催化蔗糖转化为淀粉的酶变性失活，蔗糖无法转化为淀粉，反而有利于甜味的保持，D错误。 7.（2026·北京顺义·一模）pmi基因编码的酶使水稻细胞获得利用甘露糖的能力。为培育富含β-胡萝卜素的“黄金大米”，科学家将八氢番茄红素合酶基因(crtI)和胡萝卜素脱饱和酶基因(psy)导入含pmi基因的质粒中，利用农杆菌转染水稻愈伤组织。下列叙述合理的是（　　） A. 该研究的目的基因是crtI、psy和pmi基因 B. 用限制酶和DNA聚合酶构建基因表达载体 C. 应以甘露糖为唯一碳源的选择培养基筛选 D. 目的基因不会整合到水稻的基因组DNA上 【答案】C 【解析】A、该研究的目的是培育富含β-胡萝卜素的“黄金大米”，因此目的基因为八氢番茄红素合酶基因（crtI）和胡萝卜素脱饱和酶基因（psy），pmi基因是用于筛选阳性细胞的标记基因，不属于目的基因，A错误；B、构建基因表达载体时，需要用限制酶切割目的基因和载体，再用DNA连接酶将二者连接，不需要DNA聚合酶，B错误；C、成功导入重组质粒的水稻细胞含有pmi基因，可编码利用甘露糖的酶，能在以甘露糖为唯一碳源的选择培养基上存活，未导入重组质粒的细胞无法利用甘露糖，不能在该培养基上存活，因此可通过该培养基筛选成功导入目的基因的细胞，C正确；D、农杆菌转化法的原理是农杆菌Ti质粒上的T-DNA可将携带的目的基因整合到植物细胞的染色体基因组DNA上，因此目的基因会整合到水稻的基因组DNA上，D错误。 8.（2026·北京顺义·二模）某实验小组通过 PCR 扩增目的基因, 电泳结果显示除目标条带外还出现非特异性条带。出现上述现象可能的原因是（       ） A. 反应体系中模板量少 B. 引物的特异性差 C. 扩增设置的循环数少 D. Taq   DNA 聚合酶活性不足 【答案】B 【解析】A、反应体系中模板量少会导致扩增产物总含量低，目标条带亮度弱，不会产生非特异性条带，A错误；B、引物特异性差时，引物可与模板的非目的区段互补结合，启动非目的基因片段的扩增，进而出现非特异性条带，B正确；C、扩增设置的循环数少会导致扩增产物合成量不足，目标条带不清晰，不会出现非特异性条带，C错误；D、Taq DNA聚合酶活性不足会降低扩增效率，导致产物量少、条带亮度低，不会引发非特异性扩增出现额外条带，D错误。 9.（2026·北京丰台·二模）PCR时会添加四种脱氧核糖核苷三磷酸，下列叙述错误的是（       ） A. 脱氧核糖腺苷三磷酸与ATP的结构相差一个氧原子 B. 脱氧核糖核苷三磷酸的高能磷酸键水解时释放能量 C. 四种脱氧核糖核苷三磷酸可作为DNA复制的原料 D. PCR时模板DNA解螺旋所需要的能量来自ATP 【答案】D 【解析】A、脱氧核糖腺苷三磷酸（dATP）的五碳糖为脱氧核糖，ATP的五碳糖为核糖，二者结构仅相差一个氧原子，A正确；B、脱氧核糖核苷三磷酸和ATP结构类似，都含有高能磷酸键，高能磷酸键水解时可释放大量能量，B正确；C、四种脱氧核糖核苷三磷酸水解掉两个磷酸基团后即为脱氧核糖核苷酸，是DNA复制的基本单位，因此可作为DNA复制的原料，C正确；D、PCR过程中模板DNA解螺旋依赖90~95℃的高温断裂氢键，不需要ATP提供能量，D错误。 10.（2026·北京东城·一模）从红豆杉树皮中提取出的紫杉醇是治疗某些癌症的特效药。研究人员构建了转紫杉醇合成关键酶（Bapt）基因的红豆杉细胞，通过悬浮培养获得了高纯度的紫杉醇，主要流程如下图。下列叙述错误的是（       ） A. 利用PCR技术获取Bapt基因时，应选用引物2和引物3 B. 构建基因表达载体时，宜选用EcoR Ⅰ和Sac Ⅰ酶切 C. 需先用Ca2+处理农杆菌细胞，再将基因表达载体导入 D. 利用添加氨苄青霉素的培养基可初步筛选导入质粒的农杆菌 【答案】B 【解析】A、PCR扩增目的基因时，DNA聚合酶只能从引物的3' 端延伸子链，故利用PCR技术获取Bapt基因时，应选用引物2和引物3，A正确；B、构建基因表达载体时，若选用EcoR I和Sac I酶切，会导致GFP基因被切除，无法作为后续筛选标记，因此不宜选用这两种酶，B错误；C、将重组质粒导入农杆菌时，需先用Ca2+处理农杆菌使其处于感受态，再将基因表达载体导入，C正确；D、Ti质粒上含氨苄青霉素抗性基因，该基因可作为标记基因，能初步筛选出导入了质粒（含重组质粒与空质粒）的农杆菌，未导入质粒的农杆菌无法存活，因此可完成初步筛选，D正确。 11.（2026·北京海淀·二模）将目的基因导入空载体（载体中含启动子和终止子），构建重组表达载体并导入受体细胞，载体中的插入序列随机整合至植物基因组。利用PCR技术进行检测时，可以采用不同的引物设计策略，如下图。下列叙述错误的是（       ） A. 引物对中的两个引物分别与不同的模板链结合 B. 引物对a可区分目的基因插入位置不同的转基因植株 C. 引物对b可用于检测插入序列是否成功导入植物细胞 D. 引物对c可用于检测植物细胞中是否含有空载体 【答案】D 【解析】A、引物对中的两个引物分别与不同的模板链结合，为DNA聚合酶提供3'端起点，从而沿5'→3'方向分别延伸，A正确；B、 引物对a的一条引物位于植物基因组，另一条位于插入序列的启动子区。不同植株中插入序列的位置不同，扩增出的片段长度也会不同，因此可以区分插入位置，B正确；C、引物对b位于插入序列内部（启动子和目的基因之间），只要插入序列成功导入，就能扩增出对应的片段，因此可以检测导入是否成功，C正确；D、引物对c位于目的基因内部，空载体不含目的基因，因此无法用引物对c扩增出片段，不能检测空载体，D错误。 12.（2026·北京东城·二模）在某植物中发现一种隐性（aa）突变体，根据野生型（AA）的DNA序列设计如下图所示引物，从植株提取DNA进行PCR，结果如下表。下列分析错误的是（　　） 引物 ①④ ②④ ②③ 个体 野生型 突变体 野生型 突变体 野生型 突变体 PCR条带 A. 四种引物均能与突变体的DNA进行碱基互补配对 B. 突变体中引物②③间的染色体片段发生了位置颠倒 C. 若选用引物①③进行PCR，仅野生型出现扩增条带 D. 若选用引物①②进行PCR，都不能出现扩增条带 【答案】D 【解析】A、PCR的原理是DNA半保留复制。选用引物① ④ 或② ③ 进行PCR，野生型和突变体均出现相同的扩增条带，说明四种引物均能与突变体的DNA进行碱基互补配对，A正确；BC、选用引物② ③ 进行PCR，野生型和突变体均出现相同的扩增条带，但选用引物② ④ 进行PCR，仅野生型出现扩增条带，且该条带位置与选用引物② ③ 进行PCR得到的条带位置不同，说明突变体中引物② ③ 间的染色体片段发生了位置颠倒，进而推知：若选用引物① ③ 进行PCR，仅野生型出现扩增条带，BC正确；D、由图知，引物① ② 为同向，野生型扩增不出条带；突变型② ③ 间片段颠倒，导致② 与① 异向，可扩增出条带，D错误。 13.（2026·北京门头沟·一模）枯草芽孢杆菌在营养不足、环境恶劣等条件下会形成抗逆性强的芽孢，环境适宜时，芽孢恢复活性。我国科学家通过将芽孢包埋在可降解塑料PCL中，制备出能在特定条件下加速降解的“活塑料”（制备原理如图1），以期用于食品、日用品等包装。 （1）为获得用于制备“活塑料”的芽孢，需先在培养基中培养枯草芽孢杆菌。培养基中应提供　　　　　　　　　　　　（答出两种）以及水和无机盐等营养物质，全程保证　　　　　　　　　　　　操作。 （2）研究者构建图2所示的基因表达载体转入枯草芽孢杆菌，获得只有在木糖存在时才能大量表达并分泌脂肪酶（塑料降解酶）的工程菌。请从以下选项中选择合适的启动子和基因，将所选序号填入相应位置　　　　　　　　　　　　。 启动子：①芽孢杆菌内源启动子②T7启动子（只被T7RNA聚合酶识别）③木糖诱导型启动子基因： A．脂肪酶基因                                                             B．脂肪酶基因+分泌信号肽基因 C．T7RNA聚合酶基因                                                D．木糖合成酶基因 （注：分泌信号肽能引导蛋白质分泌到细胞外） （3）研究者将上述表达载体转入用　　　　　　　　　　　　处理过的枯草芽孢杆菌中，筛选得到转化成功的工程菌。再利用重金属刺激工程菌形成工程芽孢，进一步制备出活塑料。 （4）活塑料能实现“在日常使用时不降解、需要回收时启动降解”的目标。活塑料使用完回收后快速降解所需的条件是　　　　　　　　　　　　。 （5）为保证该技术在实际应用中的安全性，在选取工程菌株时，还需要考虑的是____________。 A. 对人体和动植物无致病性 B. 在完成降解任务后种群会自然衰退 C. 在自然环境中具备较强的生存和扩散能力 D. 所携带的外源基因不易转移至自然环境 【答案】（1）① 碳源、氮源    ② 无菌     （2）启动子 Ⅰ：③ （木糖诱导型启动子），基因Ⅱ：C（T7RNA 聚合酶基因）；启动子Ⅲ：② （T7启动子），基因Ⅳ：B（脂肪酶基因+分泌信号肽基因）     （3）CaCl2（或Ca²⁺）     （4）添加木糖；提供适宜环境条件     （5）ABD      【解析】(1) 微生物的培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。为获得用于制备“活塑料”的芽孢，需先在培养基中培养枯草芽孢杆菌，所以培养基中应提供碳源、氮源以及水和无机盐等营养物质。在微生物培养过程中，为防止杂菌污染，全程要保证无菌操作。(2) 要实现 “木糖存在才大量表达”，必须用木糖诱导型启动子（③ ） 来控制脂肪酶的表达。同时，脂肪酶需要分泌到胞外，因此对应的基因必须是脂肪酶基因+分泌信号肽基因（B）。T7启动子（② ）只能被 T7 RNA 聚合酶识别，因此需要一个 “开关” 来控制 T7 RNA 聚合酶的表达。用木糖诱导型启动子（③ ）控制T7 RNA 聚合酶基因（C）：木糖存在时，启动子③ 激活，表达 T7 RNA 聚合酶；用T7启动子（② ）控制脂肪酶 + 分泌信号肽基因（B）：T7RNA聚合酶大量表达后，会特异性识别T7启动子，启动下游脂肪酶基因的高强度转录，实现 “大量表达” 的效果。因此启动子Ⅰ（③ 木糖诱导型启动子）→基因Ⅱ（C T7 RNA聚合酶基因）、启动子Ⅲ（② T7启动子）→基因Ⅳ（B脂肪酶基因+分泌信号肽基因）。(3) 将基因表达载体导入微生物细胞时，常用CaCl2（Ca²⁺）处理枯草芽孢杆菌，使其成为感受态细胞，便于吸收外源DNA。(4) 由于该“活塑料”是将芽孢包埋在可降解塑料PCL中，制备出能在特定条件下加速降解的塑料，所以该塑料使用后回收后快速降解所需的条件是：添加木糖（作为诱导剂，激活木糖诱导型启动子，启动脂肪酶基因表达）；提供适宜环境条件（包括水分、温度、pH、营养物质等，促使芽孢萌发为活性工程菌，进而分泌脂肪酶降解PCL）。(5) A、为保证技术在实际应用中的安全性，工程菌株需对人体和动植物无致病性，这样可以避免对生物造成危害，A正确；B、工程菌株在完成降解任务后种群会自然衰退，能防止其在环境中过度繁殖带来不良影响，保障安全性，B正确；C、工程菌株在自然环境中不应具备较强的生存和扩散能力，否则可能会扩散到不该去的环境中造成生态问题，C错误；D、所携带的外源基因不易转移至自然环境，可防止基因污染等安全隐患，D正确。      14.（2026·北京石景山·一模）甘氨酸广泛应用于工业和医疗中，可通过大肠杆菌（MG）发酵生产，但高浓度甘氨酸会影响MG膜的通透性，抑制其生长。研究者利用Tn5转座酶系统激活与甘氨酸耐受性相关基因的表达，以获得可用于生产的工程菌。 （1）培养实验所用MG时，培养基的成分应包含水、蛋白胨、酵母提取物和无机盐，其中蛋白胨为MG提供　　　　　　　　和维生素等。将工程菌用于生产前，需通过　　　　　　　培养基进行扩大培养。 （2）Tn5转座酶可特异性识别两端含有ME序列的DNA片段（转座DNA），形成Tn5转座体，该转座体可随机插入靶DNA，见图1．基于此原理，研究者构建了Tn5介导的基因激活系统。 ①首先，研究者构建以氯霉素抗性基因（cat）为标记基因的质粒1（图2a）。由于缺乏　　　　　　　，导致cat无法表达。 ②随后，将质粒1与Tn5系统（图2b）共同孵育，再转至MG中。先利用含氨苄青霉素与卡那霉素的培养基筛选，以确认　　　　　　　，再经筛选获得工程菌P-01，见图2c。 ③为验证Tn5系统可激活基因表达，将MG和P-01在不同条件下培养，请完善表中的实验方案及预期结果。（注：用“+/–”表示“有/无”菌落生长） 氯霉素 　　　　　　　 MG — 　　　　　　　 P-01 　　　　　　　 　　　　　　　 （3）写出利用图2b所示Tn5系统制备具有甘氨酸高耐受性工程菌的机理　　　　　　　。 【答案】（1）① 碳源、氮源    ② 液体     （2）① 启动子    ② 质粒1和Tn5系统已成功转入MG    ③ 氯霉素+aTC    ④ –    ⑤ –    ⑥ +     （3）利用Tn5转座酶系统，将携带报告基因（如cat）或调控元件的转座DNA随机插入大肠杆菌MG基因组中。当转座事件发生在甘氨酸耐受相关基因的启动子区域或上游时，可激活该基因表达，增强菌株对高浓度甘氨酸的耐受能力。通过在含高甘氨酸培养基中筛选存活菌株，即可获得高耐受性工程菌株（如P-01）      【解析】(1) 蛋白胨是天然氮源，同时可提供碳源、维生素等营养物质，满足微生物生长需求。 液体培养基能为微生物提供充足的营养和氧气，适合工程菌的扩大培养，固体培养基多用于分离、计数和保藏。(2) ① 从图2a可见，cat基因前无启动子，因此即使有抗性基因也无法转录表达。② 使用含氨苄青霉素（amp）和卡那霉素（kan）的培养基，可筛选出成功转入Tn5系统（含kan抗性）和质粒1（含amp抗性）的菌株，只有成功转入的细胞才能在这类培养基上生长。③ 根据题干图2c，P-01中cat基因被插入某个启动子下游（由Tn5随机插入激活），且其表达受阻遏蛋白调控，而该阻遏蛋白可被aTC解除抑制。为了验证“Tn5激活了cat表达”，应在含氯霉素+aTC条件下观察P-01能否生长。若P-01中cat因Tn5插入而被启动子驱动，且aTC解除阻遏，则可在氯霉素存在下生长；而野生型MG无cat或其未被激活，故无论是否加aTC，在氯霉素下均不生长。(3) Tn5转座酶可识别两端含ME序列的转座DNA，将其随机插入宿主基因组（靶DNA）中。当转座DNA插入甘氨酸耐受相关基因的上游（或附近）并携带启动子（如图2c中ME-cat插入后可能使下游基因被启动子驱动），即可激活该基因的表达，从而提高细胞对高浓度甘氨酸的耐受性。随后通过含高浓度甘氨酸的选择压力，筛选出因基因被激活而具有高耐受性的突变株（如P-01），最终获得可用于生产的工程菌。 15.（2026·北京顺义·一模）强光会导致光合速率降低影响水稻产量，我国科学家利用基因工程在叶绿体中表达特定酶，优化代谢途径，成功实现增产。 （1）光合作用暗反应中，CO2在R酶的作用下与C5结合，该过程称作　　　　　。生成的C3接受ATP和NADPH释放的能量，并被　　　　　　还原，随后，一部分C3经一系列反应转化为糖类。 （2）R酶对CO2和O2均具有亲和力，R酶催化的反应方向取决于细胞中CO2/O2比值。如图1所示，当比值高时，主要进行暗反应；比值降低时，R酶催化C5与O2结合加强，在叶绿体、过氧化物酶体、线粒体中发生一系列反应，即光呼吸。 ①请分析图1，选填以下字母，解释夏季强光导致水稻减产的原因　　　　　　　　；　　　　　　　　；　　　　　　　　；　　　　　　　　。 A.CO2/O2比值下降       B.暗反应减弱             C.碳原子流失             D.光呼吸加剧 ②此外，氮原子流失也是造成水稻减产的原因之一。图1中的S酶位于叶绿体基质。光呼吸途径产生的NH3可能经气孔散失，或　　　　　　　　，导致氮同化效率低。 （3）科学家将编码G酶、C酶、B酶、T酶的外源基因转入水稻叶绿体基因组，构建了光呼吸支路，如图2。请结合图1、图2，判断光呼吸支路能否减少碳、氮的流失，说明理由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① CO2的固定    ② NADPH     （2）① B    ② A    ③ D    ④ C    ⑤ 运至叶绿体才能被同化     （3）能，因为该支路使光呼吸生成的C2在叶绿体中转化成糖，不产生CO2，减少碳流失；同时在叶绿体中产生NH3可迅速被同化，减少氮流失。      【解析】(1) 光合作用暗反应过程：CO2与C5结合生成C3的过程称为CO2的固定；固定生成的C3接受ATP和NADPH的能量后，被NADPH还原，再进一步转化为糖类和再生C5。(2) ① 夏季强光高温下，为降低蒸腾作用，水稻部分气孔关闭，两条路径导致减产：路径1：气孔关闭→CO2供应不足→暗反应减弱（Ⅰ对应B）→光合速率下降→减产；路径2：气孔关闭→细胞内CO2减少、O2积累→CO2/O2比值下降（Ⅱ对应A）→R酶催化光呼吸加剧（Ⅲ对应D）→光呼吸导致碳原子以CO2形式流失（Ⅳ对应C）→光合原料减少，减产。② 根据“图1中的S酶位于叶绿体基质”可知，光呼吸产生的NH3除了经气孔散失，或者运至叶绿体才能被S酶同化，导致氮同化效率降低。(3) 对比原光呼吸（碳、氮最终排出细胞散失），人工构建的光呼吸支路全程在叶绿体内完成：使光呼吸生成的C2转化为C3，进而转化为糖，减少碳流失；产生的NH3留在叶绿体内，可被S酶迅速同化利用，减少氮流失，因此可以减少碳、氮的流失。 16.（2026·北京朝阳·一模）秋菊在长日照下进行茎叶营养生长，在短日照下则花芽分化进入生殖生长。研究者发现一种短肽（G）在秋菊开花调控中起重要作用。 （1）植物开花调控往往是由环境信号和内部信号协同调控完成的，环境信号主要包括光照、　　　　　　　等，内部信号主要包括　　　　　　等。 （2）从长日照转入短日照后，G的表达量显著增加，且在花芽中积累。 ①将野生型植株和G基因敲除株先经长日照培养，再转入短日照后，发现敲除株开花时间晚于野生型，表明G能够　　　　　　　秋菊开花。 ②转录因子SPL9促进开花基因表达。BD基因编码的BD蛋白与特定DNA序列结合，与BD蛋白构成融合蛋白的转录因子就可以足够靠近启动子进而调控下游基因表达。研究者以烟草叶片为材料，通过图1所示实验证明了“G增强SPL9的转录激活活性”。图1甲、乙组导入的表达载体分别是　　　　　　　　。 （3）短日照会诱导茎尖在花期转变阶段Ca2+积累。CAM7是Ca2+信号转导途径中的关键因子。将G基因启动子与LUC基因连接并转入植物细胞中，同时导入其他基因，并施加Ca2+处理，检测LUC相对表达量，结果如图2。 图2结果表明　　　　　　　　。 （4）GAI是赤霉素信号通路中的重要调控蛋白，可与CAM7形成复合体，增强CAM7对G基因表达的调控作用。赤霉素促进GAI降解，推测短日照条件下，相比单独施加Ca2+或赤霉素处理，二者共同施加时，秋菊开花时间　　　　　　　。 （5）园艺工作者需要进行花期调控，以满足特定节日或特殊场合的用花需求。根据以上研究，请为园艺工作者调控秋菊开花提供一条可行性措施　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 温度    ② 激素     （2）① 促进     ② bc、bce     （3）Ca2+可解除CAM7对G基因表达的抑制作用      （4）提前     （5）改变光照时间      【解析】(1) 植物开花调控往往是由环境信号和内部信号协同调控完成的，环境信号主要包括光照、温度等，内部信号主要是激素。(2) ① 题意显示，从长日照转入短日照后，G的表达量显著增加，且在花芽中积累。据此推测将野生型植株和G基因敲除株先经长日照培养，再转入短日照后，发现敲除株开花时间晚于野生型，表明G能够促进秋菊开花。② 本实验的目的是验证G增强SPL9的转录激活活性，自变量为G的有无；根据题干原理，所有组都需要携带报告基因c（BD识别序列+荧光素酶基因，用于检测转录活性）和BD-SPL9融合基因b，因此甲组（无G）导入bc，乙组（有G）导入bce（e为G基因表达载体）。(3) 根据图2结果：有CAM7且有G基因启动子时，报告基因LUC的相对表达量较低；加CAM7和G基因启动子，同时添加钙离子后，LUC表达量显著增加，因此可得出结论：Ca2+可解除CAM7对G基因表达的抑制作用 。 (4) 题意显示，GAI是赤霉素信号通路中的重要调控蛋白，GAI与CAM7形成复合体，增强CAM7对G基因表达的调控作用，说明GAI能增强CAM7对G基因表达的抑制作用，G蛋白能促进开花，而赤霉素促进GAI降解。因此：单独Ca2+处理→G表达量高→开花早；单独赤霉素处理→GAI降解，GAI能增强CAM7对G基因表达的抑制作用，G表达量高→开花早；二者共同处理→G表达量更高，因此，秋菊开花时间提前。 (5) 根据上述研究结论，园艺工作者调控可通过改变光照时间调控秋菊开花提前或推迟，秋菊是短日照植物，若要提前开花，则需要对秋菊进行短日照处理，若需推迟开花则可进行长日照处理。 17.（2026·北京昌平·二模）线粒体DNA（mtDNA）突变可导致多种遗传性疾病。 （1）传统CRISPR-Cas9系统能有效编辑核DNA，其核心组件包括Cas9蛋白和单链向导RNA（sgRNA）。sgRNA的一段向导序列通过　　　　　　靶向识别并结合解旋后的目标DNA序列，引导Cas9蛋白酶切该序列，CRISPR-Cas9系统的功能与基因工程的　　　　　　（工具）功能类似。由于sgRNA无法高效识别线粒体膜蛋白，传统CRISPR-Cas9系统无法进入线粒体改造mtDNA。 （2）为高效编辑mtDNA，研究人员利用差速离心等方法获得　　　　　　，并对其中的RNA进行测序，选择由　　　　　　转录形成的RNA长链RP11，对传统CRISPR-Cas9系统进行改造。 （3）获得RP11中4个功能区（R1-R4）的　　　　　　，与标记基因连接后，分别构建表达载体并导入受体细胞，一段时间后提取总RNA，统计线粒体中目标RNA的含量（M）占细胞内该RNA总含量（T）的比例，结果如下图。 注：G、A、N、X和★均为受体细胞内源RNA，G存在于细胞质基质中，A存在于线粒体中，N和X存在于细胞核中，★代表RP11，E代表只有标记基因的载体；虚线以下表示线粒体中该RNA含量不显著结果表明　　　　　　。进一步研究发现，该功能区中ST2区段能高效识别线粒体膜蛋白。 （4）用ST2改造传统CRISPR-Cas9系统的sgRNA，合成了ST2-RMTS序列。用绿色荧光分别标记ST2-RMTS和sgRNA并导入受体细胞，用红色荧光标记受体细胞线粒体膜蛋白，培养一段时间后观察荧光分布情况。实验结果为　　　　　　，说明用ST2改造后的CRISPR-Cas9系统可用于mtDNA突变导致的遗传性疾病。 【答案】（1）① 碱基互补配对    ② 限制酶     （2）① 线粒体    ② 核DNA     （3）① cDNA    ② R2是RP11向线粒体转移的核心功能区(     （4）仅实验组红绿荧光共定位      【解析】(1) sgRNA 的一段向导序列通过碱基互补配对靶向识别并结合解旋后的目标 DNA 序列，引导 Cas9 蛋白酶切该序列。RNA 与 DNA 之间遵循碱基互补配对原则，这是 sgRNA 精准定位靶 DNA 的分子基础。限制酶的核心功能是识别特定 DNA 序列并切割 DNA，而 Cas9 蛋白在 sgRNA 引导下也能精准切割靶 DNA，二者功能高度相似。(2) 差速离心是分离细胞器的常用方法，可将线粒体从细胞中分离出来，从而获取线粒体中的 RNA 进行后续分析。sgRNA 无法高效识别线粒体膜蛋白，传统系统无法进入线粒体；而 RP11 是由核基因转录的 RNA，后续研究发现其部分功能区可帮助系统进入线粒体。(3) cDNA 是由 RNA 反转录得到的 DNA，不含内含子，可直接用于构建表达载体，在细胞中表达出对应的 RNA 序列。注中说明：G（细胞质）、A（线粒体）、N/X（细胞核）；虚线以下表示线粒体中 RNA 含量不显著。 第 3 组（R2 组）中，代表线粒体 RNA（A）的黑色柱和代表 RP11 的★柱，在 A（线粒体）中的 M/T 比例显著高于其他组，且远高于虚线，说明 R2 能高效引导 RNA 进入线粒体。 其他组（R1、R3、R4）的线粒体中 RNA 含量均较低，因此 R2 是核心功能区。(4) 红色荧光标记线粒体膜蛋白，代表线粒体的位置； 绿色荧光标记改造后的 sgRNA（ST2-RMTS）； 若绿色荧光与红色荧光重叠（共定位），说明 sgRNA 成功进入线粒体，改造后的 CRISPR-Cas9 系统可靶向线粒体 DNA，为治疗 mtDNA 突变疾病提供了可能。 18.（2026·北京石景山·二模）心脏的供血突然减少或中断，可能发生心肌梗死，导致心肌细胞大量死亡。梗死的心肌组织被纤维化瘢痕组织所取代，会削弱剩余心肌的收缩力，导致心力衰竭。 （1）哺乳动物成熟心肌细胞的分化程度　　　　　　　　　　，正常情况下增殖能力极低。促进内源性心肌细胞增殖是受损心脏修复的潜在策略。 （2）一个细胞周期包括　　　　　　　　　　两个阶段，每个阶段又可分为多个时期。真核细胞具有一套分裂调控系统——调控细胞进入不同时期的周期蛋白均需与蛋白激酶C结合，形成的复合物使底物磷酸化，诱导细胞进入细胞周期的下一时期。 （3）已知蛋白F1和F2也能调控细胞周期进程，推测两者可作为心脏损伤治疗靶点。 ①图1为小鼠心肌细胞中F1和F2表达情况。结果显示，在发育进程中，心肌细胞中的F1和F2表达水平　　　　　　　　　　　　　。 ②心肌细胞主要有图2所示的3种类型，其中1×2N表示单核二倍体细胞（具有增殖能力），而成熟心脏中的心肌细胞多数为另两类（无增殖潜能）。1×4N型细胞的成因可能为：染色体正常复制，但　　　　　　　　　　。 ③诱导成年小鼠心肌梗死后，注射分别携带基因F1和F2的病毒载体，56天后观察、统计。发现实验组1×2N型细胞比例增加，表明F1和F2能　　　　　　　　　　。同时发现实验组小鼠心脏纤维化瘢痕组织面积减小、心脏功能改善。 （4）筛选F1和F2在心肌细胞中的靶基因，发现两者分别能结合Cn1（一种细胞周期蛋白）基因和蛋白激酶C基因的启动子区域。探究F1作用机制的实验结果如图3，探究F2作用机制的实验（敲低蛋白激酶C基因）出现相似结果。 请综合上述研究，阐述F1和F2能促进心脏修复的机理　　　　　　。 【答案】（1）高     （2）分裂间期和分裂期     （3）① 逐渐降低    ② 纺锤体无法牵引染色体移向两极    ③ 促进 1×2N 型心肌细胞的增殖     （4）F1和F2分别与Cnl基因和蛋白激酶C基因的启动子区域结合，上调二者的表达，产生的Cnl与蛋白激酶C形成复合物，促进底物磷酸化，进而促进1×2N型心肌细胞增殖，补充受损的心肌细胞，从而促进心脏修复      【解析】(1) 细胞分化程度越高，增殖能力越低，成熟心肌细胞为高度分化的细胞，因此分化程度高，正常增殖能力极低。(2) 真核细胞的一个完整细胞周期分为物质准备的分裂间期和进行细胞分裂的分裂期两个阶段。(3) ① 根据图1，颜色越深代表基因表达水平越高，从胚胎期到出生后56天，F1、F2的颜色逐渐变浅，说明二者表达水平随发育进程逐渐降低。 ② 1×4N为单核四倍体，染色体已完成复制，但纺锤体不能牵引染色体均分至两极，细胞无法完成分裂，最终形成染色体加倍的单核细胞。③ 1×2N 型心肌细胞具有增殖能力，注射 F1、F2 病毒载体后，该类细胞比例上升，说明 F1、F2 可促进 1×2N 型心肌细胞增殖。(4) F1、F2 分别结合Cnl基因、蛋白激酶C基因的启动子，上调两种基因表达；Cnl（周期蛋白）与蛋白激酶C结合形成复合物，使底物磷酸化；激活细胞周期，促进1×2N型心肌细胞增殖；增殖的心肌细胞补充梗死受损的细胞，减小瘢痕面积、改善心脏功能，实现心脏修复。 19.（2026·北京顺义·一模）特定条件下，拟南芥发育过程中的叶片细胞能发育成类似胚的结构(体细胞胚)，科研人员对其机制展开研究。 （1）拟南芥气孔发育过程中的细胞变化如图1，该过程会发生细胞的　　　　　　　　。 （2）L基因在植物胚发育过程中发挥重要作用，正常情况下只在胚发育特定时期高表达。为获得在培养基中添加雌激素后，外源L基因即可表达的拟南芥，科研人员将L基因上游连接　　　　　　　　构建基因表达载体，导入拟南芥获得品系A。 （3）雌激素处理品系A后，叶片上长出体细胞胚，科研人员用电子显微镜解析出体细胞胚来源于单个细胞M(图2)。 ①为探究L基因诱导体细胞胚的机制，科研人员推测，雌激素处理后，L基因表达产物诱导细胞M合成生长素，从而改变分化方向。为验证上述推测，科研人员检测了品系A叶片中的生长素浓度，结果如图3。请判断该实验能否完全证实上述推测，并说明理由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②进一步研究发现，细胞M中S基因高表达。科研人员将不同基因的表达载体导入细胞，检测生长素合成关键基因Y的转录水平，结果如图4。据此推断L蛋白、S蛋白与Y基因三者的关系为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）细胞M属于气孔发育过程中的拟分生母细胞，细胞M生长素的积累促进了体细胞胚的形成。该过程不同于“胡萝卜韧皮部的组织发育成完整植株”，请填表概括二者的区别　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）分裂和分化     （2）雌激素诱导型启动子     （3）① 不能，只证明叶片中的生长素积累，未证明细胞M合成生长素；未证明生长素积累改变分化方向    ② L蛋白和S蛋白均促进Y基因的转录，且二者具有协同作用     （4）       【解析】(1) 图1展示了拟南芥气孔的发育路径：原生表皮细胞 → 拟分生母细胞 → 气孔世系基细胞 → 拟分生组织细胞 → 气孔。该过程会发生细胞的分裂和分化，细胞分裂使细胞数量增加，是发育的基础； 细胞分化使细胞形态、结构、功能发生稳定性差异，最终形成特化的气孔结构。(2) 启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，能调控基因的特异性表达。 要实现 “雌激素诱导表达”，需要在L基因上游连接可被雌激素诱导的启动子（雌激素诱导型启动子），只有添加雌激素时，启动子才会激活L基因的转录。(3) ① 实验目的是验证 “雌激素处理后，L基因表达产物诱导细胞 M 合成生长素，从而改变分化方向”。从图3可知，实验仅检测到雌激素处理后品系A叶片中生长素积累，但是没有对“L基因表达产物是否能诱导细胞M合成生长素”这一关键环节进行直接验证，也未证明生长素积累会改变分化的方向，所以仅依据现有实验不能完全证实推测。② 分析图4，对照组Y基因转录水平低，只导入L基因时Y基因转录水平有所提高，只导入S基因时Y基因转录水平也有所提高，同时导入L基因和S基因时Y基因转录水平显著提高。由此可以推断出L蛋白和S蛋白都能促进Y基因转录，并且S蛋白能增强L蛋白促进Y基因转录的作用，即L蛋白和S蛋白都能促进Y基因转录，且二者具有协同作用。(4) 拟南芥拟分生母细胞（细胞 M）在生长素积累下，发育成类似胚的结构（体细胞胚）；胡萝卜韧皮部组织发育成完整植株（植物组织培养的全能性体现），二者的主要区别为： 。 20.（2026·北京顺义·一模）高温条件下，水稻通过对特定蛋白质精氨酸的甲基化修饰，调节蛋白质功能，进而协调生长发育和逆境防御。 （1）水稻的生长发育调控，是由　　　　　　、激素调节和环境因素调节共同完成的。 （2）P酶可催化特定蛋白质的精氨酸甲基化。科研人员获得P酶功能缺失突变体，表现为小穗发育异常。研究发现P酶能与Z蛋白结合，由此推测Z蛋白是P酶催化的底物。将Z基因转入野生型获得植株1，转入P酶功能缺失突变体获得植株2，分别提取、分离蛋白后，用相应抗体检测，结果如图1。实验结果支持推测，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）高温处理植株1和2，同时加入蛋白合成抑制剂，固定时间间隔取样，检测Z蛋白含量，结果如图2。实验结果表明：高温条件下，发生甲基化的Z蛋白　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）进一步研究发现Z蛋白能与Os结合，阻止Os与P基因启动子结合进而调控基因表达。为揭示Os对P基因转录的影响，科研人员将携带Os基因的载体1和载体2导入烟草叶片细胞并成功表达。测定萤火虫荧光素酶(LUC)和海肾荧光素酶(REN)的活性比值，结果如图3。请选填字母完善载体2的设计　　　　　；　　　　　；　　　　　；　　　　　。 已知海肾荧光素酶可稳定表达，用于校正转化效率等变量。 A.P基因启动子       B.组成型启动子 C.萤火虫荧光素酶基因(LUC)       D.海肾荧光素酶基因(REN) （5）水稻小穗发育期遇高温环境，P酶减少，通过甲基化修饰精细调控生长发育和逆境防御之间的平衡。请综合以上信息，完善水稻在高温环境下通过负反馈调节维持小穗正常发育的调控机制　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）基因表达调控     （2）植株1和2的Z蛋白含量无明显差异，而植株2的Z蛋白精氨酸甲基化程度显著低于植株1     （3）随时间推移，更容易被降解     （4）① B/ A    ② D/ C    ③ A/ B    ④ C/ D     （5）      【解析】(1) 植物的生长发育是由基因表达调控、激素调节、环境因素调节共同作用完成的。(2) 结合图1，植株1和2的Z蛋白含量无明显差异，而植株2的Z蛋白精氨酸甲基化程度显著低于植株1，直接证明P酶催化Z的甲基化，符合推测。(3) 实验加入蛋白合成抑制剂，没有新蛋白合成，结合图2：随时间延长，有P酶（能使Z甲基化）的植株1中Z蛋白含量下降更快，说明高温下甲基化的Z蛋白更易降解。(4) 已知海肾荧光素酶（REN）（D）用于校正转化效率，所以它需要在组成型启动子（B）（持续稳定表达）的驱动下表达；要检测Os对P基因转录的影响，需要将P基因启动子（A）连接报告基因萤火虫荧光素酶基因LUC（C），LUC活性反映P基因启动子的转录活性；因此顺序为A-C-B-D或B-D-A-C。(5) 高温使P酶减少后，Z蛋白甲基化水平降低→Z蛋白降解减慢，含量升高→Z结合更多Os，使结合到P基因启动子的Os减少→Os对P基因转录的抑制作用减弱→P酶合成增加，维持P酶含量相对稳定，协调生长发育和逆境防御，维持小穗正常发育，调控机制如图： 21.（2026·北京石景山·二模）溶细胞素A（ClyA）与细胞膜接触时可形成跨膜孔道，直接导致靶细胞裂解。研究者拟利用该原理使结肠癌细胞裂解死亡，为结肠癌的治疗提供新策略。 （1）由于　　　　　　　　　　发生突变，正常结肠黏膜上皮细胞的分裂和生长失去控制，形成结肠癌细胞。研究发现，癌细胞主要通过　　　　　　　　　　呼吸，消耗大量葡萄糖并释放乳酸。 （2）大肠杆菌（EcN）能适应肿瘤组织低氧、酸性微环境，并在肿瘤组织内定植。研究者尝试利用大肠杆菌实现ClyA的靶向递送。 ①设计如图1所示的乳酸感应模块（gfp为绿色荧光蛋白基因），导入大肠杆菌，获得可合成ClyA的工程菌E1。当乳酸存在时，　　　　　　　　　　，E1发出绿色荧光。 ②将E1置于含不同浓度乳酸的培养液中（10mM为模拟肿瘤环境），一段时间后测定其荧光强度，结果如图2。该实验的目的是　　　　　　　　　　。 ③对E1进行升级改造，通过导入信号转导模块使其可吸收近红外光并转化为热能，快速升高局部温度。在此基础上，研究者又构建一个基因表达载体，与图1所示载体共同导入，以实现ClyA蛋白仅在近红外光照射的肿瘤部位释放。请根据示例，选择合适的启动子和基因构建该基因表达载体　　　　　　。 备选启动子：启动子J、启动子R、启动子 P备选基因：TcI基因、Mel裂解肽基因、LldR基因 提示：温度升高可使TcI蛋白失去抑制启动子P的能力；Mel裂解肽可使细菌裂解示例： （3）采用升级改造后的工程菌治疗结肠癌的优势为：可精准调控ClyA在结肠癌细胞处释放，　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 原癌基因和抑癌基因    ② 无氧     （2）① LldR二聚体分解，解除对启动子R的抑制，gfp-ClyA基因表达    ② 探究工程菌中的乳酸感应模块对乳酸浓度的响应情况    ③      （3）减少对正常细胞的损伤      【解析】(1) 细胞癌变的根本原因是原癌基因（调控细胞周期、促进分裂）和抑癌基因（抑制细胞异常增殖）发生突变，导致细胞分裂和生长失去控制；癌细胞具有 “瓦氏效应”，即使在有氧条件下也优先通过无氧呼吸 供能，消耗大量葡萄糖并产生乳酸，形成肿瘤微环境的酸性特征。(2) ① 分析图1调控逻辑：无乳酸时，LldR形成二聚体，抑制启动子R，下游gfp-ClyA基因不表达；当乳酸存在时，乳酸结合LldR二聚体使其解聚，解除对启动子R的抑制，gfp-ClyA基因表达，工程菌发出绿色荧光。② 据题图2可知，该实验自变量为乳酸浓度，因变量为荧光强度，据此推测该实验目的是探究工程菌中的乳酸感应模块对乳酸浓度的响应情况。③   根据题意，要实现仅在近红外照射（升温）的肿瘤部位释放ClyA：需要常温下持续表达TcI，抑制启动子P，Mel不表达，细菌不裂解；升温后TcI失活，解除对启动子P的抑制，Mel表达使细菌裂解，释放ClyA。因此选择持续表达的启动子J驱动TcI基因，温度响应的启动子P驱动Mel裂解肽基因即可，可用下图表示：。(3) 该改造策略仅在肿瘤部位、经照射诱导后才释放溶细胞素，因此可以避免ClyA对正常组织细胞的损伤，降低副作用，提高治疗的安全性和特异性。 22.（2026·北京朝阳·二模）色氨酸是人体必需氨基酸之一，在食品、医药等领域应用广泛。研究者为开发遗传稳定、高产、安全的工程菌进行了研究。 （1）葡萄糖通过大肠杆菌细胞膜上的PTS进入细胞（如图），生成6-磷酸葡萄糖（G6P），这一过程消耗合成色氨酸的前体之一——磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）。为减少PEP消耗，增加色氨酸产量，敲除大肠杆菌W菌株PTS中的ptsI基因，随后将其接种在　　　　　　　　　　　　的培养基中进行适应性实验室进化，筛选出葡萄糖摄取能力最强的菌株，命名为W1。 （2）图中，大肠杆菌代谢途径Ⅰ相关的酶主要有三种。为进一步提高色氨酸产量，在W1中敲除上述相关酶基因，分别构建单基因缺失（W6）、双基因缺失（W7）和三基因缺失（W10）的突变菌株，检测相关指标，结果见表。 菌株 菌体密度相对值 丙氨酸（g/L） 色氨酸（g/L） 葡萄糖消耗量（g/L） 转化率（%） W1 10.00 2.13 6.78 47.41 14.3 W6 9.89 1.36 7.47 47.58 15.7 W7 7.47 0.24 3.17 20.58 15.4 W10 4.62 0.07 2.73 16.75 16.3 注：转化率=（色氨酸产量/葡萄糖消耗量）×100%研究者选择菌株　　　　　　　　　　　　用于继续优化。从权衡生长与生产矛盾的角度解释未选择转化率更高的W10菌株的原因　　　　　　　　　　。 （3）胞内色氨酸积累导致菌体渗透压升高、反馈抑制等不利效应。构建含有色氨酸外排转运蛋白基因的重组质粒，并将该基因整合至工程菌拟核DNA中，最终获得一株高产、无重组质粒的工程菌W14。分析无重组质粒工程菌的特点及在生产中的优势　　　　　　　　（写出一条）。 （4）工程菌通过图1中代谢途径Ⅱ为合成色氨酸大量供能。将W14投入发酵罐进行发酵，同时监测温度、pH、溶氧量等指标，可将　　　　　　　　作为自动补充葡萄糖的指标。 【答案】（1）以葡萄糖为唯一碳源     （2）① W6    ② W10虽然转化率更高，但三基因缺失严重抑制菌体生长，菌体密度和葡萄糖总消耗量都很低，最终色氨酸总产量远低于W6     （3）目的基因整合到拟核DNA中，不会发生质粒丢失导致目的基因丢失的问题，因而可稳定遗传     （4）溶解氧      【解析】(1) 葡萄糖通过大肠杆菌细胞膜上的PTS进入细胞，生成6-磷酸葡萄糖（G6P），这一过程消耗合成色氨酸的前体之一——磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）。为减少PEP消耗，增加色氨酸产量，敲除大肠杆菌W菌株PTS中的ptsI基因，随后将其接种在以葡萄糖为唯一碳源的培养基中进行适应性实验室进化，筛选出葡萄糖摄取能力最强的菌株，命名为W1。(2) 根据表中数据可知，W10虽然转化率更高，但三基因缺失严重抑制菌体生长，菌体密度和葡萄糖总消耗量都很低，最终色氨酸总产量远低于W6，无法兼顾生长和色氨酸生产的需求，因此不选择W10。(3) 胞内色氨酸积累导致菌体渗透压升高、反馈抑制等不利效应。构建含有色氨酸外排转运蛋白基因的重组质粒，并将该基因整合至工程菌拟核DNA中，最终获得一株高产、无重组质粒的工程菌W14。根据题意可知，W14的优势表现在遗传稳定性高，因为目的基因整合到拟核DNA中，不会发生质粒丢失导致目的基因丢失的问题，因而可稳定遗传。(4) 途径Ⅱ是大肠杆菌的有氧呼吸，葡萄糖作为呼吸底物，其含量变化会影响耗氧量：葡萄糖含量降低时，有氧呼吸强度下降，耗氧量减少，培养基溶氧量升高，因此可将溶氧量作为指标判断葡萄糖剩余量，自动补充葡萄糖。 23.（2026·北京通州·一模）黄瓜是单性花、雌雄同株，研究者解析了生长素调节黄瓜性别决定的机制。 （1）黄瓜花芽的生长素从形态学　　　　　　　的运输方式称为极性运输。 （2）添加外源生长素可以促进黄瓜产生雌花，推测生长素响应基因Arf3促进该过程。分别检测野生型、Arf3突变体中雌花的比例，若实验结果为　　　　　　　，可验证上述推测。 （3）分析Arf3的作用机制，发现Arf3突变体中Cw1基因表达提高3倍，而Cw1蛋白会抑制雌花分化。①生物信息学分析发现，Cw1基因的启动子序列中具有Arf3蛋白的结合序列P4，因此推测Arf3蛋白能够直接调控Cw1的　　　　　　　　过程。 ②研究者通过凝胶阻滞实验（EMSA）进一步验证上述推测。EMSA原理为：DNA与蛋白质结合形成的复合物与游离DNA在凝胶电泳中的迁移速度存在差异，生物素经过实验处理后可以显示出有色条带。按照图1实验设计，结果中会出现滞后条带和　　　　　　　条带。若上述推测正确，请补充图1中滞后条带的实验结果　　　　　　　。 （4）Arf3突变体中Cs基因表达量显著降低，Cs是雌花分生组织形成和维持的重要基因。请结合上述信息，在图2中完善生长素通过Arf3蛋白参与黄瓜性别决定的机制　　　　　　　。（方框中填写基因，括号中填写+或者-，+代表促进、-代表抑制） 【答案】（1）上端到下端     （2）与野生型相比，Arf3突变体中雌花比例显著降低     （3）① 转录    ② 游离DNA    ③      （4）      【解析】(1) 生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，也就是只能单方向地运输，称为极性运输。(2) 推测为Arf3促进雌花产生，野生型含有功能正常的Arf3，Arf3突变体中Arf3功能丧失，若推测正确，与野生型相比，Arf3突变体中雌花比例显著降低。(3) ① 启动子是基因转录过程中调控蛋白结合的位点，Arf3结合Cw1的启动子，直接调控Cw1的转录过程。 ② EMSA 实验中，DNA与蛋白质结合形成的复合物迁移慢，形成滞后条带；未结合蛋白的游离DNA迁移快，形成游离DNA条带。若推测正确（Arf3 与 P4 序列结合），结果为：泳道 1（无 Arf3 蛋白）：只有游离条带；泳道 2（有Arf3蛋白）：同时出现滞后条带和游离条带；随着未标记 P4 浓度升高（泳道 3-5），未标记P4竞争性结合Arf3蛋白，滞后条带逐渐减弱，游离条带逐渐增强。因此，“？” 处为游离DNA条带；补充的滞后条带结果为：泳道2出现滞后条带，泳道3-5的滞后条带逐渐减弱（游离条带逐渐增强），图解为：。(4) 结合上述信息，生长素促进Arf3蛋白合成；Arf3蛋白抑制Cw1基因表达（突变体中 Cw1 表达量升高），而Cw1抑制雌花分化，因此Arf3对Cw1为抑制（-）；Arf3蛋白促进Cs 基因表达（突变体中 Cs 表达量显著降低），Cs促进雌花分生组织形成，因此Arf3对Cs为促进（+）；Cs促进雌花增殖，Cw1抑制雌花分化，两者共同促进雌花形成。即：。 24.（2026·北京东城·一模）RPW能显著增强植物对白粉病病菌（一种真菌）的抗性。研究人员对乙烯和RPW在防御白粉病病菌过程中的关系进行研究。 （1）乙烯主要对果实有　　　　　　作用，还能够参与病菌的防御。ACC氧化酶（ACO）可催化ACC转化成乙烯。 （2）研究人员构建拟南芥突变体并接种白粉病病菌，10天后统计叶片上孢子数量，图1结果说明乙烯能　　　　　　RPW抗白粉病的作用。用台盼蓝染液对叶片染色，结果如图2。结合两图，推测RPW抗白粉病是通过　　　　　　　　　　　　。 组1：对照组                                 组2：RPW过表达突变体 组3：ACO缺失突变体              组4：RPW过表达+ACO缺失双突变体 （3）为进一步研究RPW与乙烯之间的关系，研究人员将构建的RPW-HA融合基因、ACO-Flag融合基因的表达载体导入植物叶片，36小时后，将叶片研磨，取上清液分成两份，一份对总蛋白进行检测，另一份用Flag抗体偶联的琼脂糖珠处理，收集琼脂糖珠上的蛋白进行检测/图3结果支持RPW通过与ACO结合增加ACO的稳定性，减少ACO降解，从而增加乙烯含量。请在答题卡的图中补充相应的实验结果　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）综合上述研究，完善植株抵抗病菌反应的机制图，请在答题卡方框中选填“RPW”“ACO”“乙烯”，用箭头连接，并标注它们之间的关系（“+”表示正调控，“-”表示负调控）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）促进成熟      （2）① 抑制    ② 诱导被感染的细胞死亡，抑制白粉病病菌在植株叶片上的增殖 （3） （4）      【解析】(1) 乙烯是一种植物激素，在植物体各个部位均有合成，能通过在细胞之间传递信息进而实现对植物生长发育的调节作用，主要功能是促进果实的成熟。(2) 分析图1：孢子数量越少，说明抗病性越强；组2为RPW过表达，孢子数低于对照组；组4为RPW过表达+ACO缺失（ACO是乙烯合成关键酶，缺失后乙烯含量降低），孢子数比组2更少，抗病性更强，说明乙烯会抑制RPW的抗白粉病作用。结合图2，黑点代表被染色的死细胞，抗病性越强黑点越多，说明RPW通过诱导被感染的细胞死亡，抑制白粉病病菌在植株叶片上的增殖，从而限制病菌扩散，发挥抗病作用。(3) 根据题干结论：RPW可与ACO结合，增加ACO稳定性减少降解。因此：只有同时转入ACO-Flag和RPW-HA，Flag抗体偶联琼脂糖珠拉取ACO时，才能共沉淀得到RPW，因此只有第三组能检测到HA（RPW）条带；同时因为RPW减少ACO降解，总蛋白中ACO含量在第三组（有RPW）显著高于第一组（无RPW），因此Flag检测总蛋白时第三组条带更粗：(4) 根据上述结论梳理调控关系：RPW结合ACO增加ACO稳定性，为正调控；ACO催化乙烯合成，ACO正调控乙烯；乙烯抑制RPW的抗病作用，为负调控，因此调控路径为：。 25.（2026·北京石景山·二模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 一种基于单倍体胚的小麦育种新策略小麦是全球重要的粮食作物，由于其基因组复杂，若以小麦幼胚为受体材料进行转基因或基因编辑操作，成功率低、后代需要多代自交才能稳定遗传，严重制约小麦育种的效率。单倍体育种是快速获得纯合品系的有效途径，但以小麦花粉为外植体诱导出单倍体植株的成功率极低。MTL基因在花粉中特异性表达出一种磷脂酶，当该基因功能丧失时，受精后来自父本的染色体被消除，最终产生仅含有母本染色体的单倍体植株。我国科研人员将胚特异性启动子和花青素基因（表达产物呈紫色）融合，导入MTL基因敲除的小麦，培育出了一个纯合的单倍体诱导系（H品系），该品系染色体数目正常，但与普通小麦品种杂交后，可得到一定比例的单倍体胚，且可通过胚的颜色快速筛选。为检测单倍体胚用于基因编辑的效果，科研人员以其为实验材料培育糯性小麦新品种。小麦的淀粉合成途径如图1所示，支链淀粉比例达到95%以上时，可称作糯性小麦。 利用CRISPR/Cas9系统对单倍体胚进行基因编辑。已知该系统中的sgRNA与Cas9蛋白形成复合体，该复合体中的sgRNA可识别并与靶基因部分序列特异性结合，Cas9蛋白可对靶基因进行切割，进而导致靶基因的功能丧失或改变。研究者构建如图2所示的DNA片段（其中NLS序列编码核定位短肽），并采用农杆菌转化法导入单倍体胚，当年就培育出了符合要求的小麦植株。 （1）小麦单倍体胚的细胞中染色体数目与普通小麦　　　　　　中的染色体数目相同。 （2）研究者使用H品系作为　　　　　　（填“父本”或“母本”）与普通小麦（胚为白色）杂交，所结种子中，胚为　　　　　　色的即为单倍体胚。 （3）根据文中信息，分析图2中NLS序列与Cas9序列连接，不与sgRNA序列连接的原因　　　　　　。（4）请结合基因工程等内容，完善本文培育纯合糯性小麦的流程　　　　　　。 【答案】（1）配子     （2）① 父本    ② 白色     （3）Cas9是需要切割核内靶基因的蛋白质，因此需要连接NLS，sgRNA是RNA可结合Cas9后可随Cas9入核     （4）      【解析】(1) 单倍体是由配子直接发育而来的个体，其体细胞染色体数目等于本物种配子（生殖细胞）的染色体数目，因此小麦单倍体胚的染色体数目与普通小麦配子的染色体数目相同。(2) 根据材料，MTL基因在父本的花粉中特异性表达，当该基因功能丧失时，父本染色体受精后会被消除，最终得到仅含母本染色体的单倍体，因此H品系（MTL敲除、携带花青素基因）需要作为父本与普通小麦（胚为白色）杂交，单倍体胚仅含普通小麦（母本，胚为白色）的染色体，不携带父本H的花青素基因，因此白色的胚即为单倍体胚。(3) 细胞质中翻译形成的Cas9蛋白需核定位短肽引导入核，而sgRNA序列只需在细胞核中转录形成sgRNA，与入核的Cas9蛋白形成复合体发挥作用，因此，NLS序列与Cas9序列连接，不与sgRNA序列连接。(4) 图1显示G基因表达的G酶催化直链淀粉合成，要获得高比例支链淀粉的糯性小麦，需要敲除G基因，因此针对G基因设计sgRNA；而后构建重组基因表达载体，再通过农杆菌转化导入受体细胞；单倍体需要经过染色体加倍才能获得可育的纯合二倍体，常用秋水仙素（或低温）处理诱导染色体数目加倍，最终筛选得到纯合糯性小麦，因此相应的构建流程为： 26.（2026·北京朝阳·一模）骨骼肌损伤后，肌肉干细胞（MSC）由静息态变为激活态是再生修复的关键。衰老会使静息态MSC激活能力显著下降，导致老年个体骨骼肌损伤后修复能力降低。 （1）衰老的MSC可表现出　　　　　　　　（答1点）的特征。 （2）老年鼠MSC中N基因表达量显著升高，研究者推测N基因可能参与MSC的激活过程，构建图1中转基因小鼠。 ①Cr基因表达的Cr酶可识别序列Lx，导致两个方向相同的Lx间的DNA片段丢失；药物T可使ER蛋白进入细胞核。为获取仅MSC中N基因被敲除的老年NKO鼠，则启动子1应为　　　　　　　　，且需对老年鼠饲喂　　　　　　　　。 ②转入黄色荧光蛋白基因的作用是　　　　　　　　。 （3）以野生型老年鼠（WT鼠）为对照做单次肌肉损伤实验，检测激活态MSC占比和骨骼肌损伤后修复速度，发现NKO鼠均高于WT鼠。单次损伤21天后MSC恢复静息态，检测各组静息态MSC凋亡率及总MSC数量，结果如图2。随后，对小鼠实施第二次损伤，发现NKO组激活态MSC占比和骨骼肌损伤后修复速度均低于WT组。据此，研究者提出N基因的功能存在“权衡效应”。综上，从细胞存活和骨骼肌再生修复的角度对此效应加以概括说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）M蛋白可促进细胞增殖与分化，NKO组M蛋白表达量显著高于WT组。用M蛋白抑制剂和溶剂分别处理来自WT、NKO组老年鼠的MSC，检测各组激活态MSC细胞比例。若实验结果证明N基因部分依赖M基因调控MSC激活，则M蛋白抑制剂处理NKO组的结果应为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）细胞核体积增大（或细胞膜通透性改变、物质运输功能降低）     （2）① MSC细胞特异性启动子    ② 药物T    ③ 指示N基因是否被敲除     （3）N基因抑制MSC过度激活，降低静息态MSC凋亡率，维持干细胞池数量，保障骨骼肌多次损伤后的持续再生能力     （4）低于溶剂处理的NKO组，高于M蛋白抑制剂处理的WT组      【解析】(1) 衰老细胞具有多种特征，如细胞核体积增大、细胞膜通透性改变、物质运输功能降低等。(2) ① 要获取仅MSC中N基因被敲除的老年NKO鼠，启动子1应具有组织特异性，能使Cr-ER融合基因只在MSC中表达，所以启动子1应为MSC细胞特异性启动子。药物T可使ER蛋白进入细胞核，从而使Cr酶发挥作用识别序列Lx，导致两个方向相同的Lx间的N基因丢失，所以需对老年鼠饲喂药物T。② 转入黄色荧光蛋白基因作为标记基因，若Cr-ER融合基因在MSC中表达，使Cr酶发挥作用，导致两个方向相同的Lx间的N基因和终止子丢失，使得黄色荧光蛋白基因表达，发出荧光，即转入黄色荧光蛋白基因的作用是反映N基因是否被敲除。(3) 单次损伤时，N基因被敲除的NKO鼠，激活态MSC占比和骨骼肌损伤后修复速度均高于WT鼠，结合图2，NKO鼠在单次损伤后静息态MSC凋亡率高于WT鼠（野生型老年鼠），总MSC数量低于WT鼠，第二次损伤后，NKO组激活态MSC占比和骨骼肌损伤后修复速度均低于WT，这说明N基因缺失可提高MSC早期激活能力，但导致静息态MSC凋亡增加、干细胞池耗竭，二次损伤后再生能力下降，即N基因抑制MSC过度激活，降低静息态MSC凋亡率，维持干细胞池数量，保障骨骼肌多次损伤后的持续再生能力，在抑制激活与维持干细胞储备之间起权衡作用。(4) 已知M蛋白可促进细胞增殖与分化，NKO组M蛋白表达量显著高于WT组，所以M蛋白抑制剂处理NKO组激活态MSC细胞比例应该高于M蛋白抑制剂处理的WT组，若N基因部分依赖M基因调控MSC激活，用M蛋白抑制剂处理NKO组后，M蛋白的促进作用被抑制，激活态MSC细胞比例会低于溶剂处理的NKO组。 27.（2026·北京丰台·二模）研究者以拟南芥为材料，探究植物响应高温胁迫的调控机制。 （1）植物生长发育的调控，是由　　　　　　　　调控、　　　　　　　　调节和环境因素调节共同完成的。温度是环境因素之一，参与调节植物响应高温胁迫的过程。 （2）F蛋白是定位于细胞膜上的受体蛋白。为探究F蛋白的作用，在不同温度下分别处理野生型和F蛋白缺陷型突变体的拟南芥幼苗，图1表明，F蛋白的作用是　　　　　　　　。 （3）将F蛋白（约100kDa）位于细胞内侧的肽段F-1（约54kDa）与GFP（绿色荧光蛋白，约27kDa）融合，在不同温度下提取细胞中的F蛋白进行电泳，用GFP的抗体检测。结果表明高温下仅有部分F蛋白被酶切割，释放细胞内侧的肽段F-1。请在图2中相应位置绘出能证明上述结论的结果　　　　　　　　。 （4）切割下来的F-1进入核内与IAA29结合，使IAA29磷酸化。ARF19是促进下胚轴伸长的转录因子。为进一步探究IAA29对ARF19的作用，研究者利用荧光素酶（LUC）设计了相关实验。LUC-N端和LUC-C端两段短肽没有活性，二者在空间上靠近时可恢复酶活性，催化荧光素发出荧光。研究者构建了多种表达载体（目标基因分别为LUC-N端基因nLUC、LUC-C端基因cLUC、融合基因nLUC-ARF19、融合基因cLUC-IAA29），导入拟南芥叶片。结果表明IAA29能与ARF19结合，并且高温下磷酸化的IAA29与ARF19的结合减弱。按照表格形式，将所有实验组的设计及结果补充完整　　　　　　　　。 组别 表达载体的类型 结果 低温 高温 1 nLUC cLUC － － …… …… …… …… 注：“－”表示无荧光，“＋”表示有荧光，“＋”的数量越多表示荧光强度越大 （5）综合上述研究，高温条件时下胚轴伸长程度较大的作用机制是：高温条件下，　　　　　　　　，拟南芥下胚轴伸长程度较大。 【答案】（1）① 基因表达    ② 激素     （2）促进高温条件下拟南芥下胚轴伸长     （3）     （4） 组别 表达载体的类型 结果 低温 高温 2 nLUC cLUC-IAA29 － － 3 ARF19-nLUC cLUC － － 4 ARF19-nLUC cLUC-IAA29 ＋＋ ＋ 【解析】     （5）有部分F蛋白被酶切割，释放F-1，F-1进入核内与IAA29结合，使IAA29磷酸化，磷酸化的IAA29与ARF19的结合减弱，ARF19促进下胚轴伸长的作用比在低温下增强     (1) 植物生长发育的调控，是由基因表达调控、激素（植物激素）调节和环境因素调节共同完成的。(2) 据图分析：野生型拟南芥高温下下胚轴长度显著变长，说明高温促进了下胚轴伸长， F 蛋白缺陷型突变体无论低温还是高温，下胚轴长度都很短，且高温下伸长不明显；   所以F 蛋白能够促进高温条件下拟南芥下胚轴的伸长。(3) F蛋白分子量约 100kDa，F-1（细胞内侧肽段）+GFP 融合蛋白约 54kDa+27kDa=81kDa；高温下，部分F蛋白被酶切割，释放 F-1-GFP；低温下不切割。所以高温三小时高温，有两条带，一条在 130kDa 处（未被切割的 F 蛋白），一条在约 81kDa 处（切割后释放的 F-1-GFP），(4) 根据题干信息可知LUC-N（nLUC）和 LUC-C（cLUC）靠近时恢复酶活性，发出荧光，以此验证蛋白间的相互作用，已知实验结论已知结论：IAA29 与 ARF19 结合；高温下磷酸化的 IAA29 与 ARF19 结合减弱，设计实验如下 (5)高温条件下，F蛋白被酶切割，释放胞内肽段 F-1；F-1进入细胞核，使 IAA29 磷酸化；磷酸化的 IAA29 与转录因子 ARF19 的结合减弱，解除了对 ARF19 的抑制作用；ARF19 发挥作用，促进下胚轴伸长相关基因的表达，拟南芥下胚轴伸长程度较大。 组别 表达载体的类型 结果 低温 高温 1 nLUC cLUC － － 2 nLUC cLUC-IAA29 － － 3 ARF19-nLUC cLUC － － 4 ARF19-nLUC cLUC-IAA29 ＋＋ ＋ 28.（2026·北京海淀·二模）研究者以幼嫩的豌豆果实及与果实相连的枝条为材料（如下图），研究生长素（IAA）在果实发育中的作用。 （1）IAA的作用因　　　　　　　　　　　　、器官种类和植物细胞的成熟情况不同而有较大的差异。实验所用豌豆转入了DR5-GUS基因，DR5是IAA　　　　　　　　　　　　启动子，能驱动下游GUS酶基因表达，使细胞内GUS酶活性可以灵敏地反映IAA的活性。 （2）研究者对实验材料进行了四组不同处理，处理及结果如下表。 组别 处理 IAA含量（ng/g） GUS酶活性相对值 1 仅羊毛脂处理 12.5 100 2 用含NPA的羊毛脂处理 16.2 210 3 打开果皮、保留种子，用羊毛脂处理 13.1 105 4 打开果皮、去除种子，用羊毛脂处理 1.5 48 注：NPA为IAA运输阻断剂。 ①结果显示，与1组相比，2组　　　　　　　　　　　　。 ②通过分析1～4组实验结果，可以初步判断发育中的种子　　　　　　　　　　　　。 ③在上述实验的基础上，研究者打开果皮、去除种子，用含NPA的羊毛脂处理，发现检测点IAA含量和GUS酶活性与第4组无明显差异，且经过48h后也没有明显变化，推测　　　　　　　　　　　　。 （3）进一步研究发现，与第3组相比，第4组果皮中合成乙烯的前体物质含量更低，乙烯释放量更高。请提出一个假设，解释IAA促进果实发育的机制　　　　　　　　。 【答案】（1）① 浓度    ② 诱导型（或响应型）     （2）① IAA含量升高，GUS酶活性显著增强    ② 能合成IAA并运输至果实而促进其发育    ③ 果皮中的IAA主要来自种子的极性运输     （3）IAA通过抑制乙烯的合成，解除乙烯对果实发育的抑制作用，促进果实发育      【解析】(1) 分析生长素的作用特性可知，生长素的作用因浓度、器官种类和植物细胞的成熟情况不同而有较大差异。根据题干中“能驱动下游GUS酶基因表达，使细胞内GUS酶活性可以灵敏地反映IAA的活性”可知，DR5是IAA诱导型（响应型）启动子。(2) ① 根据表格中1组和2组的数据对比，1组IAA含量为12.5ng/g，GUS酶活性相对值为100，2组IAA含量为16.2ng/g，GUS酶活性相对值为210，因此可以得出与1组相比，2组IAA含量升高，GUS酶活性显著增强。② 对比1组、3组和4组的结果，保留种子的3组IAA含量和GUS酶活性都和1组接近，而去除种子的4组IAA含量和GUS酶活性都大幅下降，再结合NPA阻断IAA运输后IAA含量升高的结果，可以推断出发育中的种子能合成IAA并运输至果实而促进其发育。③NPA是IAA运输阻断剂，去除种子后，即便用NPA处理，IAA含量和GUS酶活性也和去除种子的第4组没有明显差异，说明阻断运输后也没有额外IAA积累，由此可以推测果皮中的IAA主要来自种子的极性运输。(3) 题干中提到，与保留种子的第3组相比，去除种子的第4组果皮中合成乙烯的前体物质含量更低，乙烯释放量更高，而去除种子后果实IAA含量低，说明IAA含量和乙烯释放负相关，因此可以提出假设：IAA通过抑制乙烯的合成，解除乙烯对果实发育的抑制作用，促进果实发育。 29.（2026·北京丰台·二模）溶瘤病毒（OV）能促进肿瘤细胞裂解，科学家开展实验探究其抗肿瘤效果。 （1）在小鼠背部接种肿瘤细胞，待肿瘤体积长到一定大小后，每隔3天对小鼠注射一次OV。OV进入小鼠体内后，会被小鼠的　　　　　　　　免疫过程清除，因此需要多次注射。 （2）研究发现，该肿瘤小鼠用OV治疗后，肿瘤组织微环境中IL-6水平异常升高。为探究IL-6对治疗效果的影响，使用IL-6抗体联合OV治疗肿瘤小鼠后，统计生存率结果如图1，结果说明IL-6的作用是：　　　　　　　　。 （3）为解决IL-6水平异常升高导致的问题，科学家构建了如图2所示的基因表达载体，导入OV基因组中，获得新型OV。新型OV侵染肿瘤细胞后，肿瘤细胞会释放出F蛋白和C蛋白（由C-L亚基和C-H亚基聚合而成），二者可共同刺激树突状细胞成熟。试分析图2中间隔序列的功能是：　　　　　　　　。 （4）后续实验结果表明新型OV抗肿瘤效果优于普通OV，请用文字将图3补充完整　　　　　　　　。 【答案】（1）特异性（细胞免疫和体液免疫）     （2）IL-6会减弱溶瘤病毒的抗肿瘤效果     （3）可分割不同编码基因，避免转录翻译干扰，保障各基因独立表达，形成单独的肽段     （4）      【解析】(1) 溶瘤病毒（OV）作为抗原进入小鼠体内后，引起小鼠机体产生特异性免疫（细胞免疫和体液免疫），而被清除。但溶瘤病毒（OV）能促进肿瘤细胞裂解，因此需要多次注射。(2) 从图1看，和普通OV治疗相比，联合IL-6抗体治疗后小鼠生存率更高，说明IL-6会抑制OV的抗肿瘤作用，降低治疗后小鼠的生存率（削弱溶瘤病毒的治疗效果）。(3) 因为F基因、C-L基因、C-H基因在同一个启动子下，需要分别合成独立的F蛋白、C-L亚基、C-H亚基，才能后续聚合形成有功能的C蛋白，因此间隔序列的功能是：分隔不同基因，使三个基因分别翻译出独立的蛋白质产物，保证各蛋白质能正确折叠形成正常空间结构，发挥功能，避免形成融合蛋白（或可分割不同编码基因，避免转录翻译干扰，保障各基因独立表达，形成单独的肽段）。(4)  普通OV→促进肿瘤细胞裂解→裂解释放损伤相关分子→促进IL-6增多→IL-6抑制树突状细胞成熟；同时新型OV促进肿瘤裂解F蛋白和C蛋白，抵消IL-6的抑制作用，共同促进树突状细胞成熟，成熟的树突状细胞激活细胞毒性T细胞，细胞毒性T细胞促进肿瘤细胞裂解，因此抗肿瘤效果优于普通OV。结果如图所示： 30.（2026·北京顺义·一模）小胶质细胞与脑发育和神经退行性疾病有重要关联，科研人员对小胶质细胞的起源和功能转化机制展开研究。 （1）新生小鼠大脑白质中存在的小胶质细胞(P细胞)通过高表达C基因实现吞噬功能，维持神经系统稳态。为证明P细胞与其他脑区的小胶质细胞均来源于早期胚胎的Y细胞，科研人员利用基因工程改造小鼠并进行杂交，其体细胞内相关基因及调控元件如下图。 注：①R基因在Y细胞中特异性高表达 ②I序列：使相邻基因表达的蛋白不融合 ③Cre-Er：Cre酶进入细胞核后切除X之间的DNA序列；Er蛋白位于细胞质中 ④Stop：阻止下游基因转录 药物T可诱导Er入核，据图可知，药物T可使子代小鼠的小胶质细胞表达红色荧光蛋白。应在　　　　　　(胚胎发育早期/胚胎发育晚期)施加药物T，标记小鼠脑区的小胶质细胞。出生后7天，用绿色荧光蛋白标记的C蛋白抗体处理小鼠脑区，支持P细胞起源于Y细胞的检测结果是　　　　　　　　。 （2）通过设计只让P细胞表达红色荧光蛋白，小鼠出生后30天，用绿色荧光蛋白标记的C蛋白抗体处理小鼠脑区并检测，结果显示红色荧光分布于各脑区，但未检测到绿色荧光，说明P细胞　　　　　　　，称为稳态小胶质细胞(eP细胞)。 （3）组蛋白乙酰化使染色质结构变得松散，为相关蛋白与基因调控序列结合并调控基因的转录提供空间。衰老或患神经退行性疾病时，eP细胞恢复至出生后7天的状态。推测P细胞功能状态的转变与组蛋白乙酰化和基因差异化表达有关。支持的证据有_______(多选) A. 小鼠出生7-30天内P细胞的C基因转录量和组蛋白乙酰化水平逐渐降低 B. 小鼠出生30天后eP细胞所有基因的组蛋白乙酰化水平均升高 C. 衰老小鼠eP细胞C基因转录量和组蛋白乙酰化水平与P细胞相似 D. 与正常鼠相比，阿尔茨海默病模型鼠eP细胞C基因转录量和组蛋白乙酰化水平高 （4）A蛋白能特异性结合C基因的调控序列。为验证A蛋白参与调控C基因的转录，在出生后30天的脑组织中分离eP细胞，特异性敲除A基因，检测敲除后eP细胞的吞噬能力。请评价实验设计并完善　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 胚胎发育早期    ② 大脑白质的细胞红、绿荧光重合，其他脑区的小胶质细胞显红色标记     （2）不再表达C基因，失去吞噬功能，部分转移到各脑区     （3）ACD     （4）选材不合理，应选取出生后7天的小胶质细胞开展实验；缺乏对照，应补充未敲除A基因组，检测C基因表达量和吞噬能力；检测指标不完整，应补充检测C基因的转录量      【解析】表观遗传学则研究不涉及 DNA 序列改变的基因表达变化，主要通过 DNA 甲基化、组蛋白修饰等机制实现。这些表观遗传修饰可以稳定地遗传给后代，影响基因的表达和功能，从而导致生物体的表型变化。(1) 小鼠脑区小胶质细胞来源于胚胎发育早期的Y细胞，即由Y细胞分化而来，所以要标记小鼠脑区的小胶质细胞，所以应在胚胎发育早期对Y细胞施加药物T，使子代小鼠的小胶质细胞表达红色荧光蛋白，从而得到被标记的小胶质细胞。所有小胶质细胞（包括P细胞）均表达红色荧光，表明来源于Y细胞；出生后7天，用绿色荧光蛋白标记的C蛋白抗体处理小鼠脑区，由于P细胞高度表达C基因，P细胞含有大量C蛋白， P细胞同时被绿色荧光标记，所以支持P细胞起源于Y细胞的检测结果是大脑白质的细胞红、绿荧光重合，其他脑区的小胶质细胞显红色标记。(2) 出生30天时，P细胞已迁移至各脑区并表达红色荧光，但未检测到绿色荧光，说明P细胞不再高表达C基因； 功能上从“稳态前体”（P细胞）转变为“稳态”（eP细胞），失去吞噬功能，部分转移到各脑区。(3) A、出生7–30天内，P细胞逐渐转变为eP细胞，吞噬功能消失，C基因转录量降低，而组蛋白乙酰化促进转录，因此组蛋白乙酰化水平也逐渐降低，支持功能转变与表观遗传调控相关，A正确；B、“所有基因组蛋白乙酰化水平均升高”不符合“基因差异化表达”的题干前提，只有相关功能基因的乙酰化水平变化，并非全部，B错误；C、衰老小鼠eP细胞中C基因转录量和组蛋白乙酰化水平与P细胞相似 ，可以表明衰老时eP细胞“去分化”回P细胞状态，C正确；D、阿尔茨海默病模型鼠eP细胞中C基因转录量和组蛋白乙酰化水平升高，表明疾病状态下eP细胞也恢复P细胞特征，D正确。故选ACD。(4) 选材不合理，应选取出生后7天的小胶质细胞开展实验；缺乏对照，应补充未敲除A基因组，检测C基因表达量和吞噬能力；检测指标不完整，应补充检测C基因的转录量。 31.（2026·北京通州·一模）学习以下材料，回答问题。 基于操纵子设计遗传逆变器操纵子是原核生物中的一种基因表达调控单位，在诱导物的作用下，通过调控蛋白与操纵序列的结合或解离，影响下游基因的表达。常见的操纵子有四环素操纵子、乳糖操纵子和色氨酸操纵子。近年来，研究者将1个或多个操纵子应用于发酵工程，设计可以精确调控基因表达的遗传元件，称之为遗传逆变器。以具有抗病毒活性的紫色杆菌素合成为例，科研人员设置了图1中的两种遗传逆变器。方案一：将四环素操纵子与紫色杆菌素导入大肠杆菌，R1会持续表达并结合O1序列，抑制下游基因的表达；当诱导物四环素存在时，其可以结合R1，导致其与O1分离并促进基因表达。方案二：在上述基础上，还导入了色氨酸操纵子，在诱导物色氨酸存在的情况下，R2与之结合形成复合物后，结合O2序列，并抑制下游基因RT的表达，减轻了R1与O1序列的结合，导致遗传逆变器的激活输出。在无色氨酸的情况下，由于R2无法实现抑制功能，R1会持续表达并结合O1序列，遗传逆变器没有激活输出。 目前，这种基于操纵子的遗传逆变器已经广泛应用于工程菌的培养，通过与其他技术结合，也可以逐步实现对哺乳动物基因表达的时空精准调控。 （1）培育转基因工程菌的过程中，构建含有操纵子或紫色杆菌素的表达载体需要使用的工具酶有　　　　　　　　。 （2）文中提及的两种遗传逆变器，与方案一相比，方案二的主要优势是　　　　　　　　。 （3）为了实现大肠杆菌的可控凝集与产物分离，研究者将启动子CYC与絮凝蛋白基因Flo构建表达载体并导入工程菌，但是发现在非蓝光条件下，仍存在Flo基因的表达。请你结合文中的遗传逆变器技术，帮助研究者在图2中构建蓝光触发的大肠杆菌调控系统。 该系统中，质粒2中EL2基因的作用是　　　　　　　　。结合上述目标，在①、②、③处应选用的启动子分别是　　　　　　　　　、　　　　　　　　　、　　　　　　　　　。 启动子：a．ACT   b．CYC 质粒上的序列Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是　　　　　　　　　、　　　　　　　　　、　　　　　　　　　。 序列：A．R1   B．R2   C．O1   D．O2 （4）综合上述研究，请完善下表中利用该工程菌产生紫色杆菌素的环境条件。 培养阶段 光照条件 色氨酸添加情况 生产紫色杆菌素阶段 　　　　　　　 　　　　　　　 分离紫色杆菌素阶段 　　　　　　　 　　　　　　　 【答案】（1）限制酶和DNA连接酶     （2）更加灵敏，分级调节，放大调节效应     （3）① 保持EL2的低表达，使细胞始终含有少量EL2，能够快速响应蓝光    ② b    ③ b    ④ a    ⑤ B    ⑥ A    ⑦ C     （4）① 黑暗    ② 不添加    ③ 蓝光    ④ 添加      【解析】(1) 构建基因表达载体时，需要先用限制酶切割目的基因和载体，再用DNA连接酶连接目的基因与载体，因此需要这两种工具酶。(2) 方案一仅依赖四环素单一诱导物调控基因表达，仅能实现 “四环素存在 / 不存在” 的二元调控。方案二引入了色氨酸操纵子，增加了色氨酸这一调控变量：只有同时存在四环素和色氨酸时，才能激活遗传逆变器，使紫色杆菌素基因表达；缺少任意一种诱导物，基因都无法有效表达。这种双诱导物的调控方式，实现了更复杂、更精准的逻辑控制，通过分级调节，放大调节效应，提升了调控的特异性和可控性。(3) 质粒2中ACT为组成型弱启动子，可以使EL2基因处于低表达状态，使细胞始终产生少量EL2蛋白，这样就能够快速响应蓝光，从而激活CYC启动子。EL2需要持续表达，才能在蓝光出现后激活CYC，因此① 处驱动EL2的启动子选用组成型CYC启动子；R2需要仅在蓝光条件下表达，因此② 处驱动R2的启动子选用蓝光可激活的CYC（b）； R1需要在非蓝光条件下持续表达，结合Flo上游的O1抑制Flo，避免泄漏表达，因此③ 驱动R1的启动子选用组成型ACT（a）； 序列上，O2上游是调控蛋白R2，O2下游是R1，Flo上游需要放置O1（被R1结合抑制Flo），因此Ⅰ为R2（B）、Ⅱ为R1    （A）、Ⅲ为O1（C）。   (4) 光照条件（黑暗）：此时启动子 CYC 不被激活，Flo（絮凝蛋白）基因不表达，工程菌不会发生凝集，保持悬浮状态，利于菌体生长和产物合成；色氨酸的情况下，会减轻了R1与O1序列的结合，导致生产紫色杆菌素生成减少，所以应该不添加色氨酸，从而解除抑制；分离阶段需要触发细菌凝集（蓝光触发Flo表达），不需要继续生产紫色杆菌素，因此条件为蓝光、添加色氨酸。 32.（2026·北京朝阳·二模）水稻起源于热带和亚热带，在其分布范围向北扩展的过程中，耐寒性逐渐形成。研究者对这一机制进行探究。 （1）在减数分裂过程中，水稻花粉母细胞中的染色体经历　　　　　　　　　　　　（写出两项）等行为，最终使成熟生殖细胞中的染色体数目减半。低温可影响上述行为，导致减数分裂异常，进而降低水稻产量。（2）在减数分裂期对冷敏感粳稻品系K进行冷胁迫处理，选择子代中结实率最高的单株留种、播种，再次进行减数分裂期冷胁迫处理。三代处理后，获得耐寒（表现为高结实率）株系C。 ①C连续自交五代，其耐寒性状稳定遗传。将C与K杂交，F1在冷胁迫下表现为高结实率，说明耐寒性状为　　　　　　　　　　　　性状。 ②DNA测序结果显示，K和C中与耐寒性有关的基因序列无差异。比较在冷胁迫处理下K、C及F1中差异表达的基因，选择　　　　　　　　　　　　的基因，进一步检测DNA甲基化情况，鉴定出基因ACT1，C中该基因启动子区域的DNA甲基化水平显著降低。 ③利用基因编辑技术对K中ACT1基因启动子的高甲基化区域进行去甲基化，检测ACT1基因表达量（图1），并统计植株结实率，发现低温下二者呈正相关。 利用C继续进行实验，进一步证明了ACT1基因启动子甲基化水平的改变与其耐寒性相关。请在图2中补充相应实验处理和结果　　　　　　　　　　　　。 （3）低温诱导转录因子Dof1表达，Dof1可识别ACT1基因启动子中的特定序列。依据ACT1基因启动子序列制备DNA探针，进行图3实验。 图3结果表明　　　　　　　　　　　　。 （4）进一步研究发现，多代低温环境的持续刺激，通过下调DNA甲基转移酶的表达，导致ACT1基因启动子区域产生稳定可遗传的低甲基化修饰。因此，在我国北方地区，绝大部分水稻品种的ACT1基因启动子呈现低甲基化状态，而南方地区则相反。拉马克认为：“适应的形成都是由于用进废退和获得性遗传。”请结合本研究，辩证地评价该观点　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）联会；同源染色体分离     （2）① 显性    ② C和F1表达情况相同，而与K表达情况不同    ③      （3）Dofl仅与识别位点未发生甲基化的ACT1基因启动子结合     （4）合理性：冷胁迫诱导的甲基化修饰可稳定遗传多代，为“获得性遗传” 提供了证据；局限性：表观遗传变异未改变DNA序列，多数后天获得性性状不可遗传，拉马克的观点具有片面性。      【解析】(1) 水稻花粉母细胞在减数分裂过程中，减数第一次分裂前期，染色体两两配对形成四分体（联会），四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生片段互换；减数第一次分裂中期，同源染色体成对的排布在赤道板两侧；减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，减数第一次分裂末期形成两个细胞，染色体数目减半，减数第二次分裂后期着丝粒分裂导致染色体数目暂时增倍，减数第二次分裂末期细胞质分裂形成四个子细胞，最终使成熟生殖细胞中的染色体数目减半。(2) ① 纯种耐寒品系C与冷敏感品系K杂交，F₁在冷胁迫下表现为耐寒（高结实率），说明耐寒性状是显性性状。②已知K和C耐寒相关基因序列无差异，C中ACT1启动子甲基化水平显著更低，甲基化会抑制基因表达，因此应选择C和F1表达情况相同，而与K表达情况不同的基因进行后续研究。③已有实验证明K去甲基化后ACT1表达量和结实率正相关，本实验需要反向验证：对原本低甲基化耐寒的C，将ACT1启动子甲基化，预期低温下甲基化会降低结实率，从而证明甲基化水平改变决定耐寒性。实验处理和结果如下图：(3) 图3的右侧结果显示，P1 Dof1识别位点及识别位点外序列均没有甲基化，P2只有Dof1识别位点外甲基化，P3和P4 Dof1识别位点及识别位点外均甲基化；图3的左侧结果显示P1、P2都有结合的复合物（有条带在上边），P3、P4没有；也就是当ACT1启动子Dof1识别位点发生甲基化后，Dof1不能结合，不甲基化就能结合，即图3结果表明Dofl仅与识别位点未发生甲基化的ACT1基因启动子结合。(4) 本研究中，多代低温环境的持续刺激产生的耐寒性状可通过可遗传的DNA甲基化修饰传递给后代，说明冷胁迫诱导的甲基化修饰可稳定遗传多代，为“获得性遗传” 提供了证据；但拉马克认为所有适应的形成都是用进废退和获得性遗传，拉马克的观点具有片面性，因为多数后天获得性性状不可遗传。 33.（2026·北京房山·二模）许多爬行动物的性别由孵化温度决定，红耳龟卵在温度低于26℃时全部发育为雄性，温度高于31℃时全部发育为雌性，研究者对温度决定性别机制进行研究。 （1）温度能作为　　　　　调控爬行类动物的性别。 （2）D1基因是雄性性别决定基因，在一定条件下表达促进睾丸发育。K酶是一种去甲基化酶，据图1分析可知，K酶可通过促进D1基因的表达影响性别，理由是　　　　　。 （3）为进一步确定K酶上游转录因子S3蛋白对K基因启动子的作用机理，进行图2、图3实验。 ①据图2所示，31℃　　　　　（填“促进”或“抑制”）S3蛋白磷酸化过程。 ②用染色质免疫共沉淀技术检测S3蛋白、磷酸化S3蛋白与K基因启动子结合情况，结果如图3所示。 图3实验结果说明　　　　　蛋白与RNA聚合酶　　　　　结合K基因启动子，从而抑制K基因转录。（4）结合上述研究成果，写出温度调控性别分化的机制　　　　　。（从雌性和雄性两种性别决定机制任选其一，以未选择的条件为对照，在方框中以文字和箭头的形式作答）。 【答案】（1）环境信号     （2）在各发育阶段中，与对照组相比，RNAi处理组中D1基因表达量明显降低，说明K酶被抑制会导致D1基因表达下降，表明K酶对D1基因的表达具有促进作用     （3）① 促进    ② 磷酸化S3    ③ 竞争     （4）26℃（雄性）条件下的调控路径为：26°C→S3磷酸化减弱→磷酸化S3结合K基因启动子减弱→竞争性抑制(或阻碍)RNA聚合酶识别/结合能力弱→K基因转录上升→K酶表达上升→D1基因甲基化被去除→D1表达增多→雄性发育。（或31℃（雌性）条件下的调控路径：31°C(高温)→S3磷酸化增多→磷酸化S3结合K基因启动子增强→竞争性抑制(或阻碍)RNA聚合酶识别/结合→K基因转录下降→K酶表达减少→D1基因甲基化未被去除→D1表达减少→雌性发育。）      【解析】(1) 温度可以作为外界环境信号调控爬行类动物的性别，因为红耳龟的性别由孵化温度决定，温度属于外界的环境信号。(2) 从图1可以看出，在各发育阶段中，与对照组相比，RNAi处理组中D1基因表达量明显降低，说明K酶被抑制会导致D1基因表达下降，表明K酶对D1基因的表达具有促进作用。(3) ① 图2中，31℃（雌性温度）下磷酸化S3蛋白的条带比26℃（雄性温度）更亮，说明31℃促进S3蛋白磷酸化过程。② 由图3的染色质免疫共沉淀结果可知，31℃下，与K基因启动子结合的S3蛋白（或磷酸化S3蛋白）的量远高于26℃；磷酸化的S3蛋白与K基因启动子结合后，会阻碍RNA聚合酶与启动子的结合，从而抑制K基因的转录。 因此，实验结果说明磷酸化S3蛋白与RNA聚合酶竞争结合K基因启动子，从而抑制K基因转录。(4) 26℃（雄性）条件下的调控路径为：26°C→S3磷酸化减弱→磷酸化S3结合K基因启动子减弱→竞争性抑制(或阻碍)RNA聚合酶识别/结合能力弱→K基因转录上升→K酶表达上升→D1基因甲基化被去除→D1表达增多→雄性发育。（或31℃（雌性）条件下的调控路径：31°C(高温)→S3磷酸化增多→磷酸化S3结合K基因启动子增强→竞争性抑制(或阻碍)RNA聚合酶识别/结合→K基因转录下降→K酶表达减少→D1基因甲基化未被去除→D1表达减少→雌性发育。） 34.（2026·北京房山·一模）光呼吸是植物在光照下消耗O2并释放CO2的代谢过程（图1），其代谢产物2-磷酸乙醇酸（2-PG）对光合作用相关酶有毒害作用且易造成碳丢失。 （1）R酶是一种双功能酶，据图1分析R酶的功能是　　　　　　　　，其作用场所是　　　　　　　　　　。（2）PGLP是催化2-PG降解的光呼吸关键酶。 ①PGLP突变体在正常浓度CO2中发黄死亡（图2）。研究发现，叶绿体内的无机磷酸库是有限的，磷酸被2-PG大量“占用”，会导致光反应产物　　　　　　　　　　　　　　合成受阻，同时2-PG抑制C5再生，2-PG积累对光合作用代谢产生毒害作用。 ②依据R酶的特性，推测高浓度CO2环境中PGLP突变体的CO2吸收速率，在答题卡中画出　　　　　　。（3）RNA剪接是将前体RNA中的内含子转录序列剪切，将外显子转录序列连接形成成熟mRNA的过程（图3）。为探究突变体前体RNA剪接情况，科研人员进行如下操作：提取　　　　　　　　　　　　的RNA→　　　　　　　　　　　→DNA→　　　　　　　　　　　→电泳，依据图4结果做出判断并说明理由　　　　　　　　　　　　。 （4）为降低光呼吸造成的能量与物质损耗，研究者通过转基因技术在植物叶绿体中引入代谢旁路，使2-PG在叶绿体内直接被降解并释放CO2。与原光呼吸途径相比，该策略能提高光合产量的机制是　　　　　　　　。 【答案】（1）① 催化C5与CO2或与O2的结合    ② 叶绿体基质     （2）① ATP、NADPH    ②      （3）① 野生型和不同突变体    ② 逆转录    ③ PCR    ④ 判断：突变导致前体mRNA剪接异常，理由：野生型电泳结果只有一条带，而突变体有多条带，说明突变体产生多种长度异常的mRNA     （4）在叶绿体基质中直接释放CO2，提高了R酶周围的CO2浓度，减少2-PG积累，减轻对植物的毒害，促进了光合作用      【解析】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。(1) R 酶全称核酮糖二磷酸羧化酶 / 加氧酶（Rubisco），是光合作用暗反应的核心酶，也是光呼吸的关键酶，具有双重催化活性： 当 CO₂浓度高时，催化C₅（RuBP）与 CO₂结合，启动卡尔文循环（暗反应），固定 CO₂合成有机物； 当 O₂浓度高、CO₂浓度低时，催化C₅与 O₂结合，启动光呼吸，最终生成 2 - 磷酸乙醇酸（2-PG）。 从图 1 可以直接看出：R 酶一侧连接暗反应（CO₂参与），一侧连接光呼吸（O₂参与），因此功能是催化 C₅与 CO₂/O₂的结合。 作用场所：暗反应和光呼吸的第一步都发生在叶绿体基质中，因此 R 酶的作用场所是叶绿体基质。(2) ① PGLP 是催化 2-PG 降解的关键酶，突变体无法降解 2-PG，导致 2-PG 大量积累，占用了叶绿体中有限的无机磷酸（Pi），使 ADP 无法获得 Pi 合成 ATP、NADP⁺无法顺利再生 NADPH，因此光反应产物 ATP、NADPH 的合成受阻。② 野生型：CO₂吸收速率高，曲线平缓（黑色实心点，与原图一致）； 突变体：高 CO₂浓度下，R 酶优先结合 CO₂，光呼吸被抑制，2-PG 生成减少，因此 CO₂吸收速率高于正常 CO₂下的突变体，低于野生型，曲线呈缓慢下降趋势（空心点，斜率远小于正常 CO₂下的突变体），最终稳定在较高水平。如图：(3) 实验流程：提取RNA：要对比野生型和突变体的 RNA 剪接情况，必须同时提取野生型和不同 PGLP 突变体（t1-t4）的总 RNA，作为实验材料。 RNA→DNA：RNA 无法直接扩增，需要通过逆转录（反转录），以 RNA 为模板合成 cDNA（互补 DNA）。 DNA→电泳：对 cDNA 进行PCR（聚合酶链式反应）扩增，获得足够量的 DNA 片段，再通过琼脂糖凝胶电泳分离不同长度的 DNA 片段，通过条带位置判断 mRNA 长度。野生型：只有 1 条清晰的条带，说明野生型的前体 mRNA 能正常剪接，只产生 1 种长度正常的成熟 mRNA； 突变体（t1-t4）：出现多条不同位置的条带，说明突变体的前体 mRNA 剪接异常，产生了多种长度不同的异常 mRNA，最终会翻译出异常蛋白，导致 PGLP 功能丧失。(4) 原光呼吸的弊端：光呼吸会消耗 O₂、释放 CO₂，同时产生有毒的 2-PG，造成能量和物质的浪费，还会抑制光合作用； 转基因策略的优势：在叶绿体中引入代谢旁路，让 2-PG直接在叶绿体基质中被降解并释放 CO₂，带来两个核心好处： 提高局部 CO₂浓度：R 酶周围 CO₂浓度升高，竞争性抑制 R 酶与 O₂的结合，减少光呼吸的启动，降低能量损耗； 消除 2-PG 的毒害：2-PG 被直接降解，避免其积累占用无机磷酸、抑制 C5再生，解除对光合作用的抑制； 回收 CO₂：释放的 CO₂可直接被 R 酶固定，重新进入卡尔文循环，提高碳利用率，最终提升光合产量。 35.（2026·北京房山·一模）视网膜色素变性是由于视网膜光感受器细胞异常和视网膜色素上皮功能受损引起的遗传性夜盲症。为探究其发病机制展开研究。 （1）图1为该病家系图，Ⅰ-1不携带此病致病基因，据图1判断，该病的遗传方式是　　　　　　　　　　　（填“常染色体显性遗传”或“伴X显性遗传”），Ⅲ-1患病的概率为　　　　　　　　　　。 （2）该病由N23基因突变导致（图2），患者N23基因的突变是由于　　　　　　　　　　　　，导致翻译出的氨基酸种类发生　　　　　　　　　　的改变。 （3）为研究N23基因突变对视杆细胞功能的影响，利用基因工程技术，将健康志愿者和患者的N23基因分别导入视网膜母细胞瘤（Y79）细胞中，构建模型细胞。视网膜母细胞瘤与视杆细胞有共同的发育起源，能够模拟视杆细胞内的重要信号通路。 ①已知N23基因、突变基因均无EcoR Ⅴ和Hind Ⅲ酶切位点，研究者采用特异性引物P1和P2对基因N23和突变基因进行扩增，构建表达载体（图3）依据转录方向请在质粒处标出引物EcoR Ⅴ和Hind Ⅲ酶切位点的位置　　　　　　　　　　　。 ②利用脂质体转染或　　　　　　　　　　　　法将重组质粒导入Y79细胞，检测相关物质表达水平（图4、图5）。 （4）RHO为视杆细胞特异性表达的感受弱光的光敏色素蛋白，是产生夜视力的分子基础。正常N23蛋白为二聚体结构，可与RHO启动子结合。结合图2、4、5阐明遗传性夜盲症发病机制（在方框中以文字和箭头的形式作答）　　　　　　　。 【答案】（1）① 常染色体显性遗传    ② 1/2     （2）① 碱基对发生替换    ② 由甘氨酸变为精氨酸     （3）①     ② 显微注射     （4）N23基因突变→导致翻译出的氨基酸由甘氨酸变为了精氨酸→突变型N23蛋白结构异常无法形成正常二聚体→无法有效激活RHO的转录，RHO的表达量减少→视杆细胞感光功能障碍→夜盲症状      【解析】(1) Ⅰ-1不携带致病基因，Ⅰ-2患病，他们的女儿Ⅱ-2患病；同时Ⅰ-3患病、Ⅰ-4正常，他们的后代无患病个体。若为伴X显性遗传，Ⅰ-3（患病男性）的女儿应全部患病，但家系中Ⅰ-3的女儿Ⅱ-5正常，因此排除伴X显性遗传。结合“有中生无”（Ⅰ-1正常、Ⅰ-2患病，后代有正常个体）的特点，判断该病为常染色体显性遗传。控制该病基因设为A、a，Ⅱ-1正常（基因型为aa），Ⅱ-2患病（基因型为Aa，因为Ⅰ-1为aa、Ⅰ-2为Aa）。二者后代Ⅲ-1的患病概率为1/2。(2) 由图2可知，患者N23基因的突变是由于一个碱基对（C-G）被替换成另一个碱基对（T-A），即患者N23基因的突变是由于碱基对发生替换。健康志愿者相应位置模板链碱基为CCC，转录出的密码子为GGG，对应的氨基酸为甘氨酸；患者相应位置模板链的碱基为TCC，转录出的密码子为AGG，对应的氨基酸为精氨酸，故患者N23基因突变后导致翻译出的氨基酸种类发生的改变是由甘氨酸变为精氨酸。(3) ① 已知N23基因、突变基因均无EcoRⅤ和HindⅢ酶切位点，研究者用特异性引物P1和P2对基因N23和突变基因扩增构建表达载体。因为转录方向是从启动子到终止子，所以在质粒上，EcoRⅤ酶切位点应在P1引物一侧，HindⅢ酶切位点应在P2引物一侧，标注如下：。② 将重组质粒导入动物细胞（Y79细胞），常用的方法有脂质体转染法和显微注射法。(4) 由题意可知，正常N23蛋白为二聚体结构，可与RHO启动子结合。结合图2、4、5，遗传性夜盲症发病机制为：N23基因突变→导致翻译出的氨基酸由甘氨酸变为了精氨酸→突变型N23蛋白结构异常无法形成正常二聚体→无法有效激活RHO的转录，RHO的表达量减少→视杆细胞感光功能障碍→遗传性夜盲症。 36.（2026·北京丰台·一模）野生型黄瓜为雌雄同株。黄瓜花在早期发育阶段是两性花。随着心皮发育（决定雌蕊）停滞或雄蕊发育停滞，形成了单性花。外施生长素可提高黄瓜雌花比例，我国研究者对其机制进行了研究。 （1）生长素作为　　　　　　　　分子，对植物的生长发育起　　　　　　　　作用。 （2）生长素响应因子ARF蛋白在雌蕊中表达量显著高于雄蕊。ARF基因突变体仅开雄花，部分雄花因心皮发育停滞而形成花柱样组织，其比例与野生型中的　　　　　　　　比例相似，表明ARF基因突变导致雌花向雄花转化。 （3）为了研究ARF蛋白与STM基因（促进雌蕊发育）的关系。研究者将STM的启动子中P1~P5区段分别与LacZ（β-半乳糖苷酶）基因融合，导入酵母细胞。再分别将空载体、ARF基因表达载体转入上述酵母细胞。在含有X-gal（可被β-半乳糖苷酶催化产生深色物质）的培养基上培养酵母菌，观察菌落颜色，结果如图1，表明　　　　　　　　。 （4）研究者还推测ARF蛋白能与WIP基因（抑制雌蕊发育）结合。为检验该推测，将ARF蛋白与WIP基因片段混合后进行电泳分析如图2，实验结果验证了以上推测。实验中未标记的DNA片段与已标记的DNA片段序列　　　　　　　　（相同/不同），其作用是　　　　　　　　。请完善表格中的处理　　　　。 组别 1 2 3 4 5 生物素标记的DNA片段 + 未标记的DNA片段 - ARF蛋白 - + + + + 注：“+”代表含有；“-”代表不含有；不同数量的“+”代表浓度的变化；生物素标记可用于显示电泳中的DNA片段 （5）乙烯在花发育早期激活生长素以促进心皮形成。乙烯合成基因ACS1和ACS2分别促进雌蕊的形成、抑制雄蕊的形成。研究发现，ARF与WIP结合后会解除WIP对ACS2基因转录的抑制。综合上述信息，请在答题卡上用适当的文字与箭头完善生长素和乙烯协同调控黄瓜雌花发育的机制。 【答案】（1）① 信息    ② 调节     （2）雌花     （3）ARF蛋白可作用于P2区段促进STM基因表达     （4）① 相同    ② 竞争性结合ARF蛋白或减少已标记DNA片段与ARF蛋白结合    ③       （5）       【解析】(1) 生长素是植物激素，对植物生长发育起调节作用。(2) 在野生型黄瓜中，植株同时产生雌花和雄花，生长素响应因子ARF蛋白在雌蕊中表达量显著高于雄蕊。ARF基因突变体仅开雄花，部分雄花因心皮发育停滞而形成花柱样组织，这些“转化而来”的雄花数量大致等于野生型中本应出现的雌花数量，因此，该比例对应的是野生型中的雌花比例。(3) 将空载体和ARF基因表达载体分别导入酵母细胞后，比较图1中出现的差异，P2启动子出现了明显的区别，而其他启动子没有区别，说明ARF蛋白可作用于P2区段促进STM基因表达。(4) 为了证明ARF蛋白是特异性地结合在WIP基因片段上的，需要引入一种“竞争者”。未标记的DNA片段必须与已标记的DNA片段序列相同，这样它们才能争夺同一个蛋白质（ARF蛋白）的结合位点。如果序列不同，就无法构成有效的竞争。所以作用是竞争性结合ARF蛋白或减少已标记DNA片段与ARF蛋白结合。组别3、4、5的变量：观察电泳图，从第3组到第5组，上方的复合物条带逐渐消失，下方的游离DNA条带逐渐恢复并加深。这说明第3、4、5组中加入了不同浓度的未标记DNA片段，且浓度依次递增。生物素标记的DNA片段：为了能在电泳中显影，必须始终存在且量一致，所以2、3、4、5组都应填“+”。ARF蛋白：为了观察竞争效果，蛋白必须存在且量一致，所以2、3、4、5组都应填“+”。未标记的DNA片段：这是自变量。第2组最多，没有加，第3组开始竞争（复合物减少），第4组竞争更强，第5组几乎完全竞争。根据题干提示“不同数量的‘+’代表浓度的变化”，这里应该填入递增的“+”表格如下：(5) “乙烯在花发育早期激活生长素”。生长素被激活后，其响应因子ARF发挥作用。ARF与WIP结合。已知WIP抑制雌蕊发育（且WIP抑制ACS2），ARF结合WIP后，解除了WIP的抑制作用，从而促进雌蕊（心皮）发育，同时也解除了对ACS2的抑制。 解除抑制后，ACS2基因开始表达。题目指出ACS2“抑制雄蕊的形成”。ACS2是乙烯合成基因，它的表达会产生更多的乙烯，进一步维持这一过程，ARF结合STM促进雌蕊发育。所以结果如图：。 37.（2026·北京朝阳·二模）学习以下材料，回答（1）~（5）题。 关闭豆荚“自爆开关”的机制大豆豆荚内木质素的不对称分布可使豆荚壁产生扭转力，引发炸裂；豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚（图1），能增强结构稳定性，抑制豆荚炸裂。 以野生大豆与栽培大豆为亲本构建杂交后代群体，利用分子标记SSR，在16号染色体上锁定两个调控豆荚炸裂的关键基因：Sh与Pd。野生大豆与栽培大豆这两个基因部分序列如图2。Sh基因编码转录因子SH，调控靶基因表达；Pd基因参与调控木质素的不对称分布。在栽培大豆中分别过表达Sh或Pd基因，均可显著提高豆荚炸裂率。A蛋白可促使豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚，推测转录因子SH可调控A基因表达。AD基因表达转录激活蛋白，将编码转录因子的基因与AD基因融合表达。当转录因子识别并结合靶基因启动子时，AD便发挥转录激活活性，启动基因表达。研究者制备表达载体（如表），将不同组合的载体共转化酵母菌，分1-5区涂布于添加显色底物的平板（图3）。若Lac基因表达，菌落呈蓝色。 载体编号 转入基因片段 a A基因启动子-Lac基因编码序列 b 组成型启动子-Sh-AD融合基因编码序列 c 组成型启动子-AD基因编码序列 d Lac基因编码序列 注：组成型启动子具有持续激活基因表达的活性 大豆群体遗传学分析显示：Sh与Pd基因调控通路相互独立，在人工驯化中被共同选择；栽培大豆中，两基因位点两侧均出现500~700 kb的“选择性清除”区域，即该区域核苷酸多样性显著降低。本研究阐明了人工驯化形成的栽培大豆抗炸裂性状的分子机制与进化规律，为豆科作物高产育种、种质资源保护与粮食安全保障提供理论支撑。 （1）图2中Sh基因突变的类型是碱基的　　　　　　　　　　　　。 （2）若SSR标记与抗炸裂基因　　　　　　　　　　　　，则该SSR在抗炸裂大豆植株群体中被高频检出。 （3）图3平板区域1转入的载体含有Lac基因且可表达，培养平板上不同区域菌落呈现颜色为　　　　　　　　　　　　，说明转录因子SH可结合A基因启动子。 （4）依据材料信息选择合适的选项，完善栽培大豆群体获得抗炸裂性状的机制。 A．Sh、Pd基因突变 B．sh和pd基因频率升高 C．Pd基因突变，使豆荚木质素不对称分布程度下降 D．sh无法抑制A基因启动子活性，A基因表达，豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚 ①　　　　　　　　　　 ②　　　　　　　　　　 ③　　　　　　　　　　 （5）结合“选择性清除”现象，从利弊两方面分析人工驯化对大豆种质资源的影响　　　　　　　　　　。 【答案】（1）缺失、替换     （2）紧密连锁     （3）平板1和3区域呈现蓝色，2、4、5区域呈现白色     （4）① A    ② C、D    ③ B     （5）人工选择能快速获得抗炸裂、高产的优良品种，但会导致特定区域基因多样性下降，降低种质资源的遗传丰富度，可能丢失潜在优良变异      【解析】(1) 据题图2分析可知，对比野生大豆Sh基因和栽培大豆基因的序列：Sh基因中间缺失了3个ACT片段，属于碱基的缺失；最后三个碱基由GCA变为ACA，发生了碱基替换，因此突变类型为碱基的缺失和替换。(2) SSR是分子标记，分子标记SSR若与目标性状(抗炸裂)基因紧密连锁，会随目标基因共同遗传，因此会在抗炸裂大豆群体中高频检出。(3) 据题干信息可知，若SH可结合A基因启动子，则只有向时含有“A基因启动子+Lac”“Sh.AD融合基因”的组合(即3区a+b)能激活L.ac表达，菌落显蓝色；题干说明1区本身La可表达，为蓝色；其余组合：2区(c+)无A基因启动子，4区(a+)无Sh基因不能结合启动子，区(6+d)无A基因启动子，都无法激活Lac表达，菌落为白色，因此结果平板1和3区域呈现蓝色，2、4、5区域呈现白色。(4) 题意显示，栽培大豆抗炸裂性状的形成过程为：首先野生大豆中Sh、Pd基因发生突变（A），产生突变型sh和pd；随后两个突变基因分别发挥作用：Pd基因突变，使豆荚木质素不对称分布程度下降（C），sh无法抑制A基因表达，A表达使豆荚腹侧细胞壁增厚，抑制炸裂（D），获得炸裂程度降低的性状；经人工筛选后，抗炸裂的sh和pd基因频率在群体中升高（B），最终获得抗炸裂的栽培大豆。因此相应的环节中依次填入A、CD、B。(5) 人工驯化能快速获得抗炸裂、高产的优良品种，减少了大豆收获前的种子损失，提高了产量，符合人类种植需求，保障粮食安全，这是人工选择的优势；同时还存在一定的弊端，如“选择性清除”使目标区域核苷酸多样性降低，降低了大豆种质的遗传（基因）多样性，降低种质资源的遗传丰富度，可能丢失潜在优良变异，不利于大豆后续育种，也降低了大豆适应多变环境的潜力，不利于种质资源的可持续保护和利用。 38.（2026·北京西城·二模）编码血红蛋白β链的H基因突变成h1、h2等基因会引起β-地中海贫血。患者β链含量低，无法与α链以等比例结合形成足量的血红蛋白（HbA）。研究人员在患者中发现一个D基因的突变（D′），该类患者γ链基因表达增强，γ链与α链结合成胎儿血红蛋白（HbF），能一定程度上弥补HbA含量不足。图1为某患者家系图。 （1）由图可知，D基因位于　　　　　　　　　染色体上。H、h基因和D、D′基因独立遗传，若Ⅰ-1和Ⅰ-2再生育，孩子患病程度与家系中症状最严重者一致的概率为　　　　　　　　　。 （2）D基因编码一种DNA甲基化酶（D酶）。D酶由1616个氨基酸组成，突变导致D酶第878位的丝氨酸被苯丙氨酸取代，推测D基因发生了碱基对的　　　　　　　　　。 （3）为明确突变的D酶特异性地使得γ链基因表达增强的原因，用超声波破碎造血干细胞DNA（与蛋白质结合区不易被超声波破碎），分别加入相应抗体，进行免疫沉淀。以沉淀下来的DNA为模板，根据相应启动子序列设计引物进行PCR，结果如图2。该实验中①②③处的抗体分别是　　　　　　　　　。 （4）综合上述研究，解释Ⅱ-3和Ⅱ-4症状存在差异的原因　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 常    ② 1/8     （2）替换     （3）抗D酶抗体、抗P蛋白抗体、抗D酶抗体     （4）Ⅱ-3存在D′基因，突变的D蛋白与γ链基因启动子结合变弱，γ链基因启动子甲基化程度变低，对γ链基因表达的抑制作用减弱，γ链增多，HbF蛋白增加，弥补了HbA的不足，相对于Ⅱ-4一定程度减轻了贫血症状。      【解析】(1) 染色体判断与概率计算： Ⅰ-1的D'基因既可以传递给女儿也可以传递给儿子，排除性染色体的可能，因此D基因位于常染色体。 基因型分析：Ⅰ-1基因型为Hh1DD'，Ⅰ-2基因型为Hh2DD，两对基因独立遗传。症状最严重的个体为β链完全缺陷、且无缓解症状的D′基因，即基因型为h1h2DD。若Ⅰ-1和Ⅰ-2再生育，孩子患病程度与家系中症状最严重者一致的概率=1/4（h1h2）×1/2（DD）= 1/8。(2) 基因突变类型判断： 突变仅导致第878位的氨基酸改变，后续氨基酸序列没有变化，说明基因仅发生了碱基对的替换，若为碱基对增添/缺失会导致突变位点后所有氨基酸序列都改变，因此符合替换的特点。   (3) 实验抗体分析： 本实验目的是验证突变D酶特异性结合γ链基因启动子：① γ链基因组使用抗D酶抗体，检测D酶是否结合γ启动子；② GAPDH是实验对照，已知P蛋白结合GAPDH启动子，因此② 为抗P蛋白抗体，验证实验体系可靠；③ β链基因组仍用抗D酶抗体，检测D酶是否结合β启动子，结果无明显产物，说明D酶不结合β启动子，符合实验结论。   (4) Ⅱ-3和Ⅱ-4的β链基因型都是h1h2，都存在β链合成不足、HbA不足的问题，二者的差异是Ⅱ-3携带缓解症状的D'基因，Ⅱ-4不携带。Ⅱ-3存在D′基因，突变的D蛋白与γ链基因启动子结合变弱，γ链基因启动子甲基化程度变低，对γ链基因表达的抑制作用减弱，γ链增多，HbF蛋白增加，弥补了HbA的不足，相对于Ⅱ-4一定程度减轻了贫血症状。 39.（2026·北京房山·二模）有色稻米的花青素主要集中在外层组织，日常食用的精米在加工时会去掉这些外层结构，主要保留胚乳。野生型水稻的胚乳通常不含花青素，研究者欲培育在胚乳中积累花青素的“紫胚乳水稻”，进行如下操作（表1）。 表1 环节 信息 原因分析 野生型水稻胚乳中花青素调控及合成相关基因缺陷，多数花青素合成相关基因在胚乳中沉默或低表达。 改造策略 研究者选取调控基因和花青素合成相关基因，分别与_____①特异性启动子（P1）相连后导入水稻。 （1）研究过程中①处的结构是　　　　　，将含目的基因的受体细胞培养成完整植株，该过程利用了植物细胞的　　　　　。 （2）对黑稻、野生型和转基因水稻相关指标进行检测（图1、图2）。 ①写出已获得“紫胚乳水稻”器官水平的证据，　　　　　。 ②图2支持“紫胚乳”性状的形成，请说明理由，　　　　　。 （3）潮霉素抗性基因（HPT）可用于筛选转基因植株，为避免标记基因的影响，科研人员设计了“无标记基因”自动获得策略，T2代可获得无HPT植株，请在图3中标出相关表达载体元件（P1、P2、x）　　　　　。 ①Cre酶基因：源自噬菌体，其编码的酶进入细胞核后作用于x，导致两个x间的DNA片段丢失； ②花粉特异性启动子P2 【答案】（1）① 胚乳    ② 全能性     （2）① 转基因水稻经精加工（去除种皮）后，胚乳仍呈深紫色或黑色，而野生型和黑稻精加工后胚乳为白色    ② 与标准曲线对照，转基因水稻在15min和20min处分别出现C3G（紫红色）和P3G（蓝紫色）的特征吸收峰，而野生型无峰、黑稻精加工无峰；说明转基因水稻胚乳中合成了这两种主要花青素，从分子层面佐证了“紫胚乳”是由内源性色素积累所致，而非种皮色素导致     （3）      【解析】(1) 要使目的基因只在胚乳中表达，需要将目的基因与胚乳特异性启动子连接；植物组织培养将转基因受体细胞培育为完整植株，原理是植物细胞具有全能性。(2) 器官水平直接观察表型即可证明：黑稻和野生型水稻去掉外层种皮后，胚乳都为白色，只有转基因水稻去掉种皮后胚乳仍为紫色，直接获得紫胚乳表型证据。与标准曲线对照，有4条吸光度坐标曲线，发现转基因水稻在15min和20min处分别出现C3G（紫红色）和P3G（蓝紫色）的特征吸收峰，而野生型无峰、黑稻精加工无峰；说明转基因水稻胚乳中合成了这两种主要花青素，与种皮无关，从分子层面佐证了“紫胚乳”是由内源性色素积累所致，而非种皮色素导致。(3) 该设计的逻辑是：需要保留目的基因，切除标记基因，因此： 1. 无启动子的目的基因需要胚乳特异性启动子P1驱动，因此P1放在目的基因上游； 2. 无启动子的Cre酶需要花粉特异性启动子P2驱动，仅在花粉中表达切除功能，因此P2放在Cre酶基因上游； 3. Cre酶会切除两个x之间的片段，因此将不需要的标记基因（HPT）放在两个x之间，目的基因和P1放在x外侧，Cre表达后即可切除标记，T2代可获得无HPT的紫胚乳水稻。 40.（2026·北京顺义·二模） 肠道环境的动态变化与多种疾病相关, 但缺乏持续、无创监测的工具。多形拟杆菌是人类肠道菌群的核心成员，可在肠道中长期定植。科研人员改造多形拟杆菌，构建生物传感器，通过粪便样本实时监测肠道状态。 （1）科研人员筛选并统计了拟杆菌在不同应激条件下(渗透压、温度、 、pH)表达特异性上调的基因数量, 结果如图 1 。当肠道吸收不良时, 肠腔内渗透压会升高。为长期监测肠道渗透压变化，避免其他应激条件干扰，据图分析，需要从　　　　　个基因中筛选符合要求的目的基因, 找到对应的内源启动子作为候选启动子。 （2）为监测肠道渗透压，研究者设计了图 2 所示的方案一制备转基因拟杆菌。但由于候选启动子的转录活性低，无法驱动 GFP 基因表达至可检测水平。于是，研究者设计了方案二，微量的阻遏蛋白即可与 启动子结合，并明显降低其转录活性。将转基因拟杆菌分别在等渗透压培养基和高渗透压培养基中培养, 检测红色荧光蛋白 (RFP) 和绿色荧光蛋白(GFP)的荧光强度, 部分结果如图 3 。结果表明方案二的工程菌具备肠道渗透压传感器的功能。 ① 方案二的对照组菌株设计方案应去除　　　　　启动子。 ② 请在图 3 中补充支持以上结论的实验结果　　　　　。 ③ 解释方案二能提高检测灵敏度的原因　　　　　。 ④方案二中“”的作用　　　　　。 【答案】（1）155     （2）① 候选    ②     ③ 微量的阻遏蛋白即可与X启动子结合，明显抑制GFP基因表达，绿色荧光强度显著降低，从而放大了候选启动子的转录效果    ④ 排除因拟杆菌的数量或代谢差异导致的GFP表达差异      【解析】(1) 要筛选仅在渗透压升高时特异性上调、不受其他应激（温度、过氧化氢、pH）干扰的目的基因，对应图1中仅属于渗透压、不与其他条件重叠的区域，该区域的基因数量为155。(2) ① 本实验的自变量是候选启动子（响应渗透压的启动子）的有无，对照组需要去除自变量，因此去除候选启动子。   ② 补充结果：实验组GFP中，高渗透压组的荧光强度显著低于等渗透压组；实验组RFP中，高渗透压组比等渗透压组的荧光强度略高。渗透压升高时，渗透压响应的候选启动子活性上调，表达更多阻遏蛋白，阻遏蛋白会抑制X启动子驱动的GFP表达；而RFP由组成型启动子驱动，表达几乎不受渗透压影响，因此得到上述结果。   ③ 方案二实现了信号放大：候选启动子即使转录活性低，产生的微量阻遏蛋白就可以显著改变X启动子的转录活性，明显抑制GFP基因表达，绿色荧光强度显著降低，从而放大了候选启动子的转录效果，因此提高了检测灵敏度。       ④ RFP由组成型启动子驱动，表达量稳定且不受渗透压影响，作为内参对照，排除因拟杆菌的数量或代谢差异导致的GFP表达差异，校正检测结果，保证结果可靠。 41.（2026·北京丰台·二模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 细胞内NADH/NAD+的平衡及利用细胞内代谢反应的稳定进行，离不开氧化还原平衡。NAD+作为细胞中重要的氢载体，可接受反应中脱下的氢原子转为NADH，二者的比例决定了细胞的氧化还原状态。大肠杆菌以葡萄糖为碳源，在有氧时利用细胞膜上的呼吸链，将产生的NADH经Q的传递，氧化生成水并实现NAD+再生，如图1a。无氧时无法用氧气消耗NADH，而以丙酮酸消耗NADH生成乳酸，这也是工业生产乳酸的原理，如图1b。 工业生产希望利用来自废弃油脂水解产生的廉价甘油取代葡萄糖合成乳酸。然而甘油氢元素比例高于糖类，为生产带来了困难。若处于有氧环境，产生的NADH会优先进入呼吸链被氧气消耗，丙酮酸无法转化为乳酸；若处于无氧环境，反应因NADH/NAD+失衡也无法持续生成乳酸，如图2a。 为解决上述问题，研究者对大肠杆菌进行了两步关键改造，获得菌株N。第一步，敲除所有编码使NADH进入呼吸链的脱氢酶基因，导致即使在有氧条件下，细菌代谢也被“强制”进入发酵模式，即用氧气以外途径消耗NADH。第二步，利用基因工程使大肠杆菌能表达3-磷酸甘油脱氢酶（glpD）。该酶用Q代替NAD+接收甘油脱下的氢形成QH2后，氢被传递至呼吸链，实现持续发酵，如图2b。这一研究结果也打破了传统观念中“有氧只能彻底氧化分解、无氧只能进行发酵”的固有观念。菌株N可实现在有氧条件下的发酵，用不同质粒向菌株N中导入不同代谢体系的酶基因，还可以实现更多高价值物质的工业化生产。 （1）真核生物有氧呼吸场所是　　　　　　　　，大肠杆菌有氧呼吸场所是　　　　　　　　。 （2）文中第二段提到：“若处于无氧环境，反应因NADH/NAD+失衡也无法持续生成乳酸”，从反应过程分析，失衡是由于1分子甘油生成1分子丙酮酸的过程中产生　　　　　　　　分子NADH，而每分子丙酮酸接收　　　　　　　　分子NADH。菌株N通过glpD减少　　　　　　　　的产生实现平衡，乳酸发酵能持续进行。 （3）科学家敲除菌株N乳酸代谢酶的基因，导入下列四条代谢路径的酶基因，以生产其他物质。若各酶均能正常表达并发挥作用，中间产物和终产物均不影响细胞的正常生长。下列代谢路径中，可顺利获得预期终产物的是________。 A.  B.  C.  D.  （4）丙酮酸转化为琥珀酸的总反应为：丙酮酸+CO2+ATP+2NADH琥珀酸+ADP+Pi+2NAD+有人提出在大肠杆菌中敲除所有NADH进入呼吸链的脱氢酶基因后，可不转入glpD，而转入酶系A基因来实现用甘油生产琥珀酸。实践后发现产量极低，请你从能量的角度分析原因　　　　　　　　。 【答案】（1）① 线粒体、细胞质基质    ② 细胞膜、细胞质基质     （2）① 2    ② 1    ③ 1分子NADH     （3）ABD     （4）敲除所有NADH进入呼吸链的脱氢酶基因，且不转入glpD基因，会导致细胞无法通过呼吸链获得能量；而生产琥珀酸的反应需要消耗能量，导致细胞能量供应不足，细胞的增殖受到显著抑制，产量低      【解析】(1) 真核生物：有氧呼吸三个阶段分别在细胞质基质（第一阶段）、线粒体基质（第二阶段）、线粒体内膜（第三阶段），因此总场所是细胞质基质和线粒体。大肠杆菌是原核生物，没有线粒体，它的呼吸链位于细胞膜上（图1a也标注了“大肠杆菌细胞膜”），因此有氧呼吸场所是细胞质基质和细胞膜。(2) 结合图2a可知，甘油生成丙酮酸的过程中，甘油脱氢和中间产物脱氢共产生2分子NADH；而1分子丙酮酸转化为乳酸只消耗1分子NADH，因此多余NADH导致NADH/NAD⁺失衡。菌株N的glpD用Q代替NAD⁺接收甘油脱下的氢，减少了NADH的生成，使NADH的生成量和消耗量平衡，发酵可以持续进行。(3) 菌株N为改造后的工程菌，每生成1分子丙酮酸就会产生1分子NADH，需要导入的代谢路径消耗等量NADH，生成NAD⁺才能维持平衡，持续生产：A、1分子丙酮酸消耗1分子NADH，生成1分子NAD⁺，平衡，可获得产物；B、1分子丙酮酸消耗1分子NADH，生成1分子NAD⁺，平衡，可获得产物；C、2分子丙酮酸对应产生2分子NADH，该路径仅消耗1分子NADH，NADH积累，无法持续，不能获得产物；D、2分子丙酮酸对应产生2分子NADH，该路径共消耗2分子NADH，生成2分子NAD⁺，平衡，可获得产物。(4) 从能量角度分析，题干给出的总反应显示，生成琥珀酸需要消耗ATP；若不转入glpD，甘油脱下的氢全部生成NADH，而NADH无法进入呼吸链氧化磷酸化产生ATP，仅甘油发酵产生的ATP远不能满足反应的需求，因此琥珀酸产量极低。总结原因为敲除所有NADH进入呼吸链的脱氢酶基因，且不转入glpD基因，会导致细胞无法通过呼吸链获得能量；而生产琥珀酸的反应需要消耗能量，导致细胞能量供应不足，细胞的增殖受到显著抑制，产量低。 42.（2026·北京石景山·一模）野生型黄瓜为雌雄同株异花植物，植株上存在单性雄花（只有雄蕊）和单性雌花（只有雌蕊），雌花直接影响果实产量。乙烯和生长素在调控雄花和雌花发育中起重要作用，某科研团队对此开展了系列实验。 （1）黄瓜开花是由激素调节、　　　　　　　和环境因素调节共同构成的网络调控的。黄瓜花芽最初都存在雌蕊原基和雄蕊原基。在发育特定阶段，雌蕊或雄蕊原基选择性败育分别产生雄花或雌花。 （2）施加适宜浓度的外源生长素，可诱导野生型黄瓜开雌花   检测生长素响应因子ARF3在雌、雄花中的表达量，结果如图1．图1结果显示　　　　　　　。 （3）已知STM与WIP1是影响雌蕊发育的关键因子。在研究中，有以下相关发现：第一，花发育早期，雌蕊原基中特异性表达的STM基因缺失会导致雌蕊原基完全败育。研究显示ARF3能直接结合STM基因启动子中的P4元件，调控基因表达。为验证这种相互作用，将不同组分混合保温后，电泳检测荧光素标记条带，结果见图2，请补充3～5组的电泳条带结果　　　　　　　。 第二，ARF3还可结合WIP1基因启动子元件。wip1突变体的表型与arf3突变体不同。 （4）在花发育极早期，雌蕊原基中的S1酶（一种乙烯合成酶）催化乙烯大量合成，乙烯通过生长素调控雌蕊发育。研究揭示，雌蕊发育时，生长素调控S2酶（另一种乙烯合成酶）合成，该酶还可激活雄蕊抑制因子。请推测，施加生长素可诱导S1酶合成缺失突变体开　　　　　　　花。可见，乙烯与生长素在调控黄瓜雌花发育中存在　　　　　　　关系。 （5）请根据上述研究，完善黄瓜雌花发育的调控模型　　　　　　　。 【答案】（1）基因表达调控      （2）花发育早期ARF3在雌花中表达量高，雄花中几乎不表达，且这种差异在阶段1更明显     （3）     （4）① 雌    ② 协同作用     （5）      【解析】(1) 植物的生长发育是由激素调节、基因表达调控和环境因素调节共同构成的网络调控的，黄瓜花芽的性别分化也遵循这一规律。(2) 由图1可知，阶段1（花早期发育关键阶段）雌花的ARF3相对表达量远高于雄花，雄花中几乎不表达；阶段2（花发育后期阶段）雌花中ARF3表达量也高于雄花，但差异不显著，因此核心结论为花发育早期ARF3在雌花中表达量高，雄花中几乎不表达，且这种差异在阶段1更明显。(3) 该实验原理是ARF3与荧光标记P4结合后，电泳迁移速率减慢，出现滞后条带；加入未标记P4会竞争性结合ARF3，导致标记P4的结合量减少，滞后条带亮度降低，游离P4条带亮度升高。1组仅加标记P4，仅出现游离P4条带；2组加标记P4+ARF3，出现滞后条带；3~5组加入不同浓度未标记P4，竞争性抑制作用随浓度升高增强，因此滞后条带逐渐变暗，游离条带逐渐变亮。(4) S1酶是乙烯合成酶，其合成缺失突变体无法合成大量乙烯，但施加生长素可诱导开雌花，说明生长素可独立于S1酶调控雌花发育；乙烯通过生长素调控雌蕊发育，生长素又调控S2酶合成，二者共同促进雌花发育，因此乙烯与生长素在调控黄瓜雌花发育中存在协同作用关系，施加生长素可诱导S1酶缺失突变体开雌花。(5) 花发育极早期，雌蕊原基中的S1 酶催化乙烯大量合成使乙烯含量增多，乙烯激活生长素信号通路，生长素一方面促进ARF3 基因表达，ARF3通过直接结合STM基因启动子激活STM 基因表达以启动和促进雌蕊发育，同时抑制WIP1基因表达以解除其对雌蕊发育的抑制，另一方面调控S2酶合成增多，S2酶激活雄蕊抑制因子以抑制雄蕊发育，最终通过促进雌蕊发育、抑制雄蕊发育的双重调控，使花芽选择性败育雄蕊原基，形成雌花，具体调控模型见答案。 43.（2026·北京海淀·二模）人工构建“基因振荡器”，可以在微生物细胞内精准控制基因周期性地表达。 （1）研究者合成了如图1所示的PB-A、PC-B、PA-C、PB-GFP（GFP为绿色荧光蛋白基因）四种目的基因，将这些基因插入质粒，构建了表达载体。 构建表达载体的过程中，需要用到的工具酶有限制酶和　　　　　　　　。切割目的基因时常用两种不同的限制酶。除了切割产生不同的黏性末端外，限制酶还应满足的条件是在目的基因和其他基因内部　　　　　　　　。 （2）检测发现，与稳定表达的红色荧光蛋白相比，GFP的表达量出现明显的周期性波动，反映出细胞内基因表达的“振荡”。具体机制可以解释为：在一个波动周期内，当基因B表达量增加时，　　　　　　　　，基因B表达量减少；相似的机制又会使基因B表达量重新增加。 （3）研究者设计了一段人工合成的DNA序列（海绵序列），该序列中有多个重复单元，每个单元不表达任何蛋白，但能够被B蛋白特异性识别并结合。在图1表达载体中插入海绵序列，可以通过　　　　　　　　，使振荡周期延长。 （4）野生型酵母菌有相互抑制的两个衰老基因Sir和Hap，Sir或Hap基因高表达会导致酵母菌以不同途径衰老（如图2）。请在图3虚线框内绘制重构思路，建立基因Sir和Hap之间的振荡关系，以延缓酵母菌衰老　　　　　　　　。 【答案】（1）① DNA连接酶    ② 不含有相应的识别序列     （2）蛋白B积累抑制PB启动子而阻碍基因A表达，蛋白A减少解除其对PA启动子的抑制而 使基因C得以表达，蛋白C结合并抑制Pc启动子     （3）竞争性结合B蛋白，抑制其与PB启动子的结合     （4）      【解析】(1) DNA连接酶构建基因表达载体，限制酶切割目的基因和质粒，DNA连接酶将二者连接形成重组质粒。除了切割产生不同的黏性末端外，限制酶可能对目的基因切割，破坏目的基因，因此在目的基因、其他基因内部不含有相应的识别序列、切割位点。(2) 在一个波动周期内，当基因B表达量增加时，蛋白B积累抑制PB启动子而阻碍基因A表达，蛋白A减少解除其对PA启动子的抑制而使基因C得以表达，蛋白C结合并抑制Pc启动子，使基因B表达量降低，形成周期振荡。(3) 根据题意，DNA序列（海绵序列），该序列中有多个重复单元，每个单元不表达任何蛋白，但能够被B蛋白特异性识别并结合，因此，海绵序列可竞争性结合B蛋白，抑制其与PB启动子的结合，负反馈抑制变慢，完成一次振荡的时间变长，振荡周期延长。(4) 野生型酵母菌有相互抑制的两个衰老基因Sir和Hap，Sir或Hap基因高表达会导致酵母菌以不同途径衰老，降低两个衰老基因的表达量，可以延缓衰老，重构思路如图所示：，Sir抑制Hap的表达，使途径2减弱，Hap的低表达使Sir表达减弱，使途径1减弱。 44.（2026·北京石景山·一模）安格曼综合征（AS）是一种罕见的神经发育疾病，病症包括严重的智力、运动、语言障碍以及癫痫发作等，大多数患者婴儿期即出现明显症状。 （1）15号染色体上的母源UBE3A基因缺失或突变是AS常见致病原因。该基因在大脑成熟神经元中仅母源基因表达，父源基因沉默，其编码的酶对神经元功能非常重要。下图是一个AS家族系谱图，Ⅱ～IV代基因测序显示Ⅱ-1、Ⅱ-3、Ⅲ-2及4位患者均为携带突变基因的杂合子。 Ⅱ-1和IV-1均携带致病基因但表型不同，是由于其致病基因分别来自　　　　　　　。Ⅲ-1和Ⅲ-2再生育一个孩子，子代患病概率为　　　　　　　。 （2）研究者对父源UBE3A基因在成熟神经元中特异性沉默的机制进行探索。 ①研究发现，UBE3A基因的表达受其上游区域调控，原理见图2．在成熟神经元中，SNHG14基因转录产物延伸覆盖UBE3A基因，与UBE3A基因的转录发生碰撞，使　　　　　　　酶均从模板上停滞并解离，导致父源UBE3A基因无法产生全长成熟mRNA进而沉默。而母源的UBE3A基因能够正常表达的原因是　　　　　　　。 ②下列相关说法正确的是　　　　　　　。 a．父源UBE3A基因特异性沉默属于表观遗传现象 b．构建含正常UBE3A基因的表达载体可用于治疗AS c．UBE3A基因通过控制酶的合成直接控制性状 d．控制AS的基因遗传时不遵循基因分离定律 （3）约3～5%的AS是由两条15号染色体来自于同一亲本所致（单亲源二倍体）。现有一名上述类型的患者，其双亲均不携带致病基因，请从细胞学水平解释该患者患AS的原因　　　　　　　。 【答案】（1）① 父亲、母亲    ② 1/2     （2）① RNA聚合    ② 母源SNHG14基因启动子区域高甲基化，SNHG14不转录，不干扰UBE3A转录 ，UBE3A可正常表达。    ③ ab     （3）该患者两条15号染色体均来自父亲（父源单亲二倍体）。在减数分裂或受精后早期发育过程中，因染色体不分离或丢失等原因，导致胚胎仅保留父源15号染色体且复制形成二倍体。由于在成熟神经元中父源UBE3A基因被表观遗传沉默，无任何功能性蛋白表达，从而引发安格曼综合征。      【解析】(1) II-1为杂合子但表型正常，其致病基因来自父亲，父源基因本身沉默，因此不发病；IV-1为杂合子且患病，其致病基因来自母亲，母源基因缺失或突变导致发病。III-1和III-2再生育一个孩子，III-1为正常男性，因父源沉默不表达，对后代患病无影响，III-2为杂合子携带者，产生含致病基因的卵细胞概率为1/2，子代若继承母亲的致病基因，母源 UBE3A基因不能正常表达，会发病，则后代患病概率为1/2。(2) ① 转录过程由RNA聚合酶催化，SNHG14转录产物延伸与UBE3A转录碰撞，导致RNA聚合酶从模板上解离，父源UBE3A无法完成转录。由图2可知，母源SNHG14基因启动子区域高甲基化，SNHG14不转录，不干扰UBE3A转录 ，UBE3A可正常表达。②a、表观遗传是DNA序列不变，仅基因表达发生可遗传的改变，基因印记（父源沉默）属于典型的表观遗传，a正确； b、AS的病因是母源UBE3A功能缺失，向神经元导入可表达的正常UBE3A，可恢复酶的功能，缓解病症，b正确； c、题干说“其编码的酶对神经元功能非常重要”，说明是间接控制（酶参与代谢/信号通路→影响性状），不是“直接控制蛋白质结构”，c错误；d、UBE3A为核基因，位于15号染色体上，减数分裂时遵循基因分离定律，仅存在表达的印记调控，遗传规律仍符合分离定律，d错误。(3) 其双亲均不携带致病基因，是因为该变异源于减数分裂异常，父亲减数分裂时15号染色体未正常分离，产生了含两条15号染色体的精子，与正常卵细胞结合后，卵细胞的15号染色体丢失，最终子代两条15号染色体均来自父亲。 45.（2026·北京东城·一模）学习以下材料，回答（1）～（5）题。 病毒与细菌“携手”靶向治疗癌症细菌疗法与溶瘤病毒法都利用了微生物特性实现精准抗癌，鼠伤寒沙门氏菌（S菌）是细菌疗法的常用菌，这种胞内寄生的兼性厌氧菌能选择性定植到肿瘤组织中并诱导癌细胞死亡。肿瘤组织内独特的免疫抑制特性为它提供了“庇护所”，但它通常只定植于缺氧的肿瘤组织内部，对周围和远处癌细胞的杀伤能力有限。塞内卡病毒A（SVA）是一种具有天然肿瘤选择性的溶瘤病毒，其生命周期如图1，蛋白酶P可特异性识别并切割多聚蛋白，形成病毒衣壳蛋白、RNA复制酶等多种蛋白。癌症患者注射SVA后，增殖出的子代SVA能裂解癌细胞并在体内继续传播，但体液免疫会将其清除，这限制了溶瘤病毒的疗效。 科研人员改造S菌获得了工程菌，改造系统如图2。启动子PJ和PA均只在工程菌进入癌细胞后启动，表达出的裂解蛋白E1和E2可分别破坏细菌细胞膜和囊泡膜。启动子PT7被T7RNA聚合酶特异性识别，转录出的RNA可以穿过被破坏的细菌细胞膜和囊泡膜释放至癌细胞的细胞质，并完成子代SVA的合成、组装与释放。红色荧光蛋白基因的插入不影响RNA聚合酶的功能，绿色荧光蛋白基因的插入不影响SVA病毒多聚蛋白的形成和切割。工程菌与癌细胞共培养的体外实验和工程菌注射到肿瘤模型鼠的体内实验的结果，均表明了工程菌向癌细胞递送了具有复制活性的SVA，能引发癌细胞裂解并继续传播病毒。 本研究开发了一种用细菌递送溶瘤病毒治疗癌症的方法，为癌症的靶向治疗提供了新思路。 （1）工程菌进入癌细胞的方式是　　　　　　。 （2）请根据学习材料，对下列选项进行排序，说明使用工程菌实现癌症靶向治疗的过程：工程菌进入癌细胞→　　　　　　→子代SVA侵染癌细胞。 a．SVA的RNA释放至癌细胞的细胞质 b．形成病毒衣壳蛋白、RNA复制酶等 c．合成SVA的RNA d．合成SVA的多聚蛋白 e．子代SVA组装并释放 f．表达E1、E2蛋白和T7RNA聚合酶等 （3）将少量工程菌与癌细胞共培养，工程菌进入癌细胞后，释放的SVA能继续增殖，扩大传播，随时间推移可观察到荧光的变化是　　　　　　。 （4）为证明工程菌可以避免血液中SVA抗体的影响，进而发挥抗肿瘤作用，应选择免疫功能　　　　　　（填“正常”或“缺陷”）的小鼠进行实验。实验组在第0天、第7天和第14天的处理应依次为　　　　　　，一段时间后，检测肿瘤体积和小鼠生存率。 A．注射肿瘤细胞              B．注射工程菌              C．注射SVA              D．注射S菌 （5）对工程菌进行改进，增添下图中元件4，并将图2元件3中蛋白酶P的识别位点相应编码序列替换为蛋白酶T的。请解释与原工程菌相比，改进后工程菌的优点　　　　　　。 【答案】（1）胞吞     （2）fcadb(c)e     （3）（红色荧光强度不变），绿色荧光强度增加，范围扩大     （4）① 正常    ② C → A → B     （5）改进后只被子代SVA感染的癌细胞不含蛋白酶T，不能产生下一代SVA，SVA的传播受到一定限制，避免了全身性病毒扩散，提高了工程菌的安全性      【解析】(1) 工程菌作为外源颗粒，通常通过细胞膜的内陷形成囊泡，将自身包裹进入细胞内部，这一过程称为胞吞。(2) 由材料“启动子PJ和PA均只在工程菌进入癌细胞后启动，表达出的裂解蛋白E1和E2可分别破坏细菌细胞膜和囊泡膜。启动子PT7被T7RNA聚合酶特异性识别，转录出的RNA可以穿过被破坏的细菌细胞膜和囊泡膜释放至癌细胞的细胞质，并完成子代SVA的合成、组装与释放。”可以知道，应是先表达E1、E2蛋白和T7RNA聚合酶等，即f，然后合成SVA的RNA，RNA再进入细胞质，完成病毒增殖，顺序应为fcadb(c)e。(3) 启动子PJ和PA均只在工程菌进入癌细胞后启动，将少量工程菌与癌细胞共培养，工程菌进入癌细胞后，释放的SVA能继续增殖，扩大传播，所以红色荧光强度不变，绿色荧光强度增加，范围扩大。(4) 为了证明工程菌可以避免血液中SVA抗体的影响，进而发挥抗肿瘤作用，应选择免疫功能正常的个体。这是因为免疫功能正常的个体会产生针对SVA的抗体，这些抗体会中和或清除SVA，从而影响其抗肿瘤效果。实验组处理顺序为：第0天：注射SVA   ，刺激机体产生抗体。第7天：注射肿瘤细胞，使其产生肿瘤。第14天：注射工程菌，观察其抗肿瘤效果。对照组注射S菌，以对比两者差异。实验组处理顺序为：C → A → B。 (5) 改进后工程菌的优点主要体现在蛋白酶识别位点的替换上。原工程菌中蛋白酶P的识别位点被替换为蛋白酶T的识别位点，这一改动使得只被子代SVA感染的癌细胞不含蛋白酶T，不能产生下一代SVA，SVA的传播受到一定限制，避免了全身性病毒扩散，提高了工程菌的安全性。 46.（2026·北京顺义·二模）慢性压力是长期持续的压力状态，易引发肠道功能异常。我国科学家对慢性压力下自主神经系统影响肠道健康的机制展开研究。 （1）支配　　　　　(选填“内脏”“血管”“骨骼肌”“腺体”)的传出神经，它们的活动不受意识支配，称为自主神经系统。 （2）科学家利用重复电击(ES)、社会挫败(SD)、慢性不可预测刺激(CUS)模拟慢性压力、构建模型鼠、发现模型鼠体重均下降。进一步检测相关指标，结果如图 1 。据图推测模型鼠体重下降的原因是　　　　　。 （3）科学家在慢性压力模型鼠体内检测到 D 脑区(见图 2)神经元大量激活。为研究 D 脑区和小肠之间的神经传导途径，科学家选择迷走神经元和肠神经元特异性启动子P 按照图 3 所示方案制备转基因鼠。 ① A 病毒通过感染神经元胞体递送目的基因。科学家向上述转基因鼠 D 脑区注射改造的 A 病毒, 使含有 cre 酶的神经元可表达绿色荧光蛋白, 并将绿色荧光蛋白沿轴突向末梢运输。科学家在肠壁中观察到红、绿双荧光轴突末梢与红色胞体在空间上紧密相邻，由此判断 D 脑区通过迷走神经控制肠神经。请仿照图 3 示例画出 A 病毒载体的设计方案　　　　　。 ② 为进一步验证 D 脑区通过迷走神经控制肠神经，切除转基因鼠迷走神经，向 D 脑区注射 A 病毒，检测小鼠肠壁中的荧光强度和肠道干细胞数量。请预期实验结果，完善表格. 慢性压力 迷走神经 红、绿双荧光细胞 肠道干细胞 无 有 + + ++ 有 有 + + 有 无 I.　　　　　 II.　　　　　 注:“+”表示存在，“-”表示不存在，“+”的数量表示多少 （4）为证明肠神经元通过分泌乙酰胆碱，与肠道干细胞表面的 受体结合，抑制肠道干细胞增殖、科学家敲除小鼠 M 受体，激活 D 脑区，检测到肠道干细胞数量显著多于野生型。该实验结果不足以证明上述结论, 理由是　　　　　。 【答案】（1）内脏、血管和腺体     （2）慢性压力下小鼠肠道干细胞数下降，导致小肠绒毛长度降低，影响吸收，体重下降     （3）①     ② -    ③ ++     （4）缺乏肠神经元产生乙酰胆碱与M3受体结合发挥作用的证据      【解析】(1) 自主神经系统是指支配内脏、血管和腺体的传出神经，它们的活动不受意识支配。(2) 从图1可以看出，与对照组相比，三种慢性压力模型鼠的小肠绒毛长度降低、肠道干细胞数量减少。 而肠道干细胞是肠绒毛的唯一来源，慢性压力下小鼠肠道干细胞数下降，导致小肠绒毛长度降低，影响吸收，体重下降。(3) ① 已知cre酶能特异性识别并切除loxp间的序列，启动下游基因表达。 要让含有cre酶的神经元表达绿色荧光蛋白，A病毒载体的设计方案应包含： 启动子P → cre酶基因（同时连接绿色荧光蛋白基因，或设计为cre酶表达后启动绿色荧光蛋白表达），参考图3的格式，可表示为：② 慢性压力有、迷走神经无的情况下：Ⅰ因为迷走神经被切断，D脑区到肠神经的神经通路被阻断，轴突无法运输绿色荧光蛋白到肠壁，红、绿荧光无法共定位，故为-（数量显著减少）。 Ⅱ因为迷走神经通路被切断，慢性压力下D脑区的激活信号无法传递到肠道，对肠道干细胞的抑制作用解除，数量恢复，故为++（或数量恢复）。(4) 该实验只敲除了小鼠M受体，检测到肠道干细胞数量多于野生型，但缺乏直接证明肠神经元分泌的乙酰胆碱与M受体结合的实验证据，无法直接证明“肠神经元通过分泌乙酰胆碱，与肠道干细胞表面的M受体结合，抑制肠道干细胞增殖”的结论。 47.（2026·北京丰台·一模）水稻His基因控制合成的酶参与除草剂的代谢解毒过程。科研人员利用基因编辑工具Cre-LoxP系统和CRISPR/Cas9系统提高His基因表达水平。 （1）Cre-LoxP系统包含三种载体，载体1、载体2携带Lox序列，载体3携带Cre酶基因。三种载体通过　　　　　　　　法导入水稻细胞后，载体1、2的Lox序列会分别插入目的基因左侧、右侧，载体3表达的Cre酶可特异性识别Lox序列，催化如图1所示的剪切过程，实现一对lox序列间的基因敲除。 （2）His基因所在的染色体部分片段如图2，其附近的RPL基因带有强启动子。RPL基因表达水平变化不会对水稻植株的生命活动造成影响。 科研人员优化了Cre-LoxP系统，使其能引起315kb片段位置颠倒，导致　　　　　　　　，提高His基因的表达。请根据图3中Cre酶切割位点，在下表中选出可行的Lox序列组合　　　　　　　　，使该系统在Cre酶切割及细胞内DNA连接酶修复后，能实现上述实验目的。 组合 左侧Lox5'——3' 右侧Lox5'——3' 一 AGCATA TATGCT 二 AGCATA AGCATA 三 TATGCT TATGCT 四 TATGCT AGCATA （3）科研人员利用CRISPR/Cas9基因编辑技术去除Cre-LoxP操作后残留的Lox序列（“痕迹”）。为了检验CRISPR/Cas9去除痕迹的情况，建立荧光报告系统：将载体A、载体B和CRISPR/Cas9共同导入水稻原生质体中。若Lox序列被去除，则原生质体可检测到绿色荧光。 无绿色荧光 无绿色荧光 注：GFP-1、GFP-2和GFP-3片段可以通过同源重组的方式拼接成完整的GFP（绿色荧光蛋白基因） 有绿色荧光 请根据表中信息解释此系统的检验原理：　　　　　　　　。 （4）通过上述技术的优化，科研人员成功制备出抗除草剂的水稻。请分析此工程的优势。 【答案】（1）农杆菌转化     （2）① RPL基因的强启动子与His基因的弱启动子交换    ② 一、四     （3）若成功删除Lox序列，则载体A与载体B发生同源重组，GFP基因能拼接 完整并表达，可检测到绿色荧光:若未成功删除，GFP基因无法拼接完整，检测 不到绿色荧光。     （4）能提高His基因表达水平:同时，因强启动子来自水稻自身基因且去除残 留Lox，避免引入外源基因的干扰，提高了产品安全性。      【解析】(1) 植物基因工程常用的导入法是农杆菌转化法，因此三种载体通过农杆菌转化法导入水稻细胞。(2) RPL基因带有强启动子，启动子是RNA聚合酶结合位点，驱动基因转录。原本His基因远离强启动子，表达水平低。315kb片段颠倒后，His基因所带的弱启动子与RPL强启动子互换，His基因受RPL强启动子驱动，转录大幅增强，His基因的表达提高。Cre酶切割后要实现片段颠倒，必须两侧 Lox 方向相反；若两侧 Lox同向 → Cre 酶切割后会删除片段；若两侧 Lox反向 → Cre 酶切割后片段会颠倒（倒位），因此必须让左侧 Lox 与右侧 Lox方向相反。结合图 3 中 Cre 酶切割位点的方向与基因排列（RPL 强启动子位置），组合一和组合四在切割重接后，能让His基因正好被颠倒到强启动子下游，实现表达增强，因此选组合一和四。(3) 根据图示，若成功删除Lox序列，则载体A与载体B发生同源重组，形成完整绿色荧光蛋白基因，GFP基因能拼接完整并表达，可检测到绿色荧光；若未成功删除，GFP-1与GFP-2被隔开，GFP基因无法拼接完整，检测 不到绿色荧光。(4) 根据题意，能提高His基因表达水平；同时，因强启动子来自水稻自身基因且去除残留Lox，避免引入外源基因的干扰，提高了产品安全性。 48.（2026·北京西城·二模）为获得可控定植的受体菌，对肠道原有拟杆菌进行了改造。 （1）肠道中拟杆菌的常驻菌株会排斥类似的入侵菌株，该现象被称为“优先效应”。将紫菜聚糖代谢基因簇PUL（含紧密排列的21个不同基因）导入拟杆菌细胞，获得工程菌N1。用表达红色荧光蛋白的野生型拟杆菌定植无菌小鼠，七天后用表达绿色荧光蛋白的工程菌N1进行挑战，饮食中添加或不添加紫菜聚糖。测定两种荧光强度，结果为　　　　　　　　　，说明工程菌N1在添加紫菜聚糖后能够克服优先效应而成功定植。 （2）为使受体菌安全可控，研究者选择工程菌N1中的基因S，将其启动子进行替换，获得工程菌N2。基因S的类型及其替换后的启动子为　　　　　　　　　。请说明此改造的合理性。 （3）将人肠道微生物群植入无菌小鼠肠道，再以工程菌N2给小鼠灌胃，同时在饮食中添加紫菜聚糖，4周后停止供给紫菜聚糖。检测小鼠粪便中工程菌N2含量，结果如图。 符合预期的菌株是　　　　　　　　　。对不符合预期的菌株进行DNA序列分析，发现基因S的启动子发生突变，这一突变可能导致基因S　　　　　　　　　，使菌株定植不可控。 （4）临床试验发现，患者肠道内出现水平基因转移，使部分肠道菌获得基因簇PUL，导致工程菌定植效率下降。综合本研究，提出提高N2定植效率和可控性的思路　　　　　　　　　。 【答案】（1）添加组红色荧光弱于不添加组，绿色荧光明显强于不添加组     （2）生存必需基因，紫菜聚糖诱导型启动子改造后，可以以紫菜聚糖为诱导物，调控必需基因表达实现可控定植     （3）① c    ② 不需要诱导即表达（组成型表达）     （4）分散PUL基因簇中基因，降低PUL基因簇中基因一起水平转移的概率；构建多个必需基因的诱导型表达，降低突变导致的工程菌逃逸。      【解析】组成型基因表达和诱导型基因表达之间的主要区别在于：组成型基因在细胞内可以维持稳定表达。而诱导型基因则是在只有在一定条件下才开启的一种诱导型基因表达。相对而言，组成型基因一般保持开启状态，而诱导型基因则仅仅在需要时开启。 (1) 野生型拟杆菌缺乏紫菜聚糖代谢基因簇PUL，无法利用紫菜聚糖作为碳源；工程菌N1导入了PUL，可代谢紫菜聚糖获取营养。不添加紫菜聚糖时，野生型拟杆菌作为常驻菌株通过优先效应排斥工程菌N1，因此红色荧光强度高、绿色荧光强度弱；添加紫菜聚糖后，工程菌N1能利用该碳源大量增殖，而野生型拟杆菌因无法利用紫菜聚糖在竞争中处于劣势，数量减少，故添加组红色荧光弱于不添加组，绿色荧光明显强于不添加组，这表明工程菌N1在添加紫菜聚糖的条件下成功克服优先效应实现定植。(2) 选择生存必需基因S是因为该基因的表达是工程菌存活的必要条件，将其启动子替换为紫菜聚糖诱导型启动子后，只有在饮食中添加紫菜聚糖时，启动子才会驱动基因S表达，工程菌N2才能正常生长繁殖；若停止添加紫菜聚糖，基因S无法表达，工程菌N2因缺乏生存必需的功能而死亡，从而实现对受体菌定植的安全可控，避免其在体内不受控地长期存在。(3) 工程菌N2的基因S启动子为紫菜聚糖诱导型，添加紫菜聚糖时，该启动子可驱动生存必需基因S表达，使菌株正常定植；停止供给紫菜聚糖后，正常情况下启动子无法启动基因S表达，菌株因缺乏生存必需功能而数量减少。符合预期的菌株c应表现为添加紫菜聚糖期间粪便中工程菌N2含量较高，停止供给后含量显著下降。对不符合预期的菌株，其基因S的启动子发生突变，导致启动子失去对紫菜聚糖的诱导依赖，无需诱导即可持续驱动基因S表达（组成型表达），即使停止供给紫菜聚糖，菌株仍能存活定植，造成定植不可控。(4) 针对部分肠道菌获得基因簇PUL，导致工程菌定植效率下降，可采用分散PUL基因簇中基因，降低PUL基因簇中基因一起水平转移的概率；构建多个必需基因的诱导型表达，降低突变导致的工程菌逃逸等方法，提高N2定植效率和可控性。 49.（2026·北京门头沟·一模）普通水稻（单粒稻）每个小穗只结一粒种子，复粒稻（CL）通常三粒种子簇生在一起，每穗籽粒数量明显增多，有重要的育种价值。我国科学家揭示了复粒稻籽粒簇生的遗传与分子机制。 （1）将单粒稻品种A与复粒稻CL杂交，F₁均表现为部分簇生（部分小穗呈现簇生，其余仍为单粒）。F₁自交，子代性状分离比为　　　　　　　　　　　　。由此推测，水稻籽粒的单粒与复粒性状由一对等位基因控制，且复粒性状属于　　　　　　　　　　　　（填“完全”或“不完全”）显性。 （2）研究人员采用如图所示育种方案，获得了与CL遗传背景高度一致但籽粒簇生性状不同的单粒稻品系NCL。 ①选择育种材料补充下图所示育种方案　　　　　　　。 ②通过比较CL与NCL，发现除籽粒数量外，二者在籽粒大小、重量及品质等性状上均无显著差异，从而明确了复粒性状在增产育种中的应用潜力。研究者未选择A与CL比较的原因是A与CL的　　　　　　　　　　　　。 （3）研究者进一步确定了控制复粒性状的基因B。B基因编码一种可催化油菜素甾醇（BR，一种植物激素）降解的酶。研究者通过系列实验得出结论：在复粒稻的稻穗分生组织中，B基因表达并导致BR降解，从而导致稻穗籽粒簇生。 ①为得出上述结论，研究人员必须开展的实验有_　　　　　　　。 A．检测CL与NCL的稻穗分生组织中的B基因表达量 B．检测CL与NCL的稻穗分生组织中的BR含量 C．敲除CL中的B基因，检测其稻穗籽粒数 D．在NCL稻穗发育过程中施加BR，检测其稻穗籽粒数②基因组测序发现，所有单、复粒稻的B基因启动子及编码区序列完全一致。进一步分析显示，所有复粒稻的B基因启动子上游均存在染色体插入、倒位或缺失，而在所有单粒稻中均未发现此类变异。综合上述研究，复粒稻的稻穗分生组织中BR降解的原因是　　　　　　　。 （4）研究表明，BR合成或信号传导缺陷的植株常表现为矮化、小籽粒。但CL植株高度和籽粒大小均正常，仅在穗部表现籽粒簇生。综合上述信息，尝试对此现象进行解释。 【答案】（1）① 单粒∶部分簇生∶复粒=1∶2∶1    ② 不完全     （2）① 甲：复粒稻CL     乙：部分簇生    ② 遗传背景差异较大     （3）① ABC    ② B基因启动子上游的染色体变异促进了复粒稻中B基因的表达     （4）控制簇生性状的B基因仅在复粒稻的稻穗分生组织中特异性表达，导致该部位BR降解，从而引起籽粒簇生；而其他组织中B基因表达量低，BR水平正常，因此不会出现矮化和小籽粒等全身性表型      【解析】(1) 将单粒稻品种A与复粒稻CL杂交，F₁均表现为部分簇生（部分小穗呈现簇生，其余仍为单粒），即不完全显性，且只受一对等位基因控制，F₁自交，假设F1用Aa表示，等位基因分离，进入不同的配子，子代为1AA、2Aa、1aa，子代性状分离比为单粒∶部分簇生∶复粒=1∶2∶1；复粒性状属于不完全显性，即杂合子的表型介于单粒和复粒之间。(2) ①要想得到单粒稻品系NCL，可不断与复粒稻CL杂交，最终得到与CL遗传背景高度一致的品种，因此甲为复粒稻CL；根据最终的单粒稻品系NCL，筛选的表型为部分簇生的单粒水稻，乙为部分簇生。② A为单粒稻，A（单粒稻）与CL的遗传背景差异较大，选择A与CL比较的意义不大。(3) ① A、检测CL与NCL的稻穗分生组织中的B基因表达量，可明确是由于B基因表达导致复粒性状的产生，A正确；B、检测CL与NCL的稻穗分生组织中的BR含量，可比较B基因表达的结果是使BR减少，即降解BR的作用，B正确；C、敲除CL中的B基因，检测其稻穗籽粒数，不会出现复粒，从而证明控制复粒性状的基因为基因B，C正确；D、BR是一种植物激素，由植物产生，本实验的目的为证明B基因表达并导致BR降解，无需添加BR，D错误。② 启动子是RNA聚合酶识别并结合的部位，开启基因的转录，B基因启动子上游的染色体变异促进了复粒稻中B基因的表达，导致BR降解。(4) CL植株高度和籽粒大小均正常，是因为控制簇生性状的B基因仅在复粒稻的稻穗分生组织中特异性表达，导致该部位BR降解，从而引起穗部表现籽粒簇生；而其他组织中B基因表达量低，BR水平正常，因此不会出现矮化和小籽粒等全身性表型。 50.（2026·北京昌平·一模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 BA蛋白：调控B细胞功能的“分子指挥官”2型糖尿病是一种高发的慢性病，患者胰岛微环境伴随慢性炎症，胰岛B细胞的葡萄糖刺激胰岛素分泌功能（GSIS）受损。临床上多用胰高血糖素样肽-1受体（GLP-1R）激动剂等进行治疗，但患者对药物反应存在显著个体差异，疗效不理想。染色质重塑可改变染色质可接近性，可接近性是指DNA与组蛋白结合的松紧程度，不改变基因碱基序列，结合紧密时可接近性低，不利于转录。BA蛋白作为染色质重塑复合体的核心亚基，已被证实是维持B细胞功能的关键因子，其功能异常与2型糖尿病密切相关。特异性敲除B细胞的BA蛋白会直接导致GSIS障碍和高血糖，并且胰岛素分泌相关基因的染色质可接近性显著降低。 BirA是可使其10nm左右范围内的蛋白标记上生物素的酶，链霉亲和素偶联琼脂糖微球可特异性结合带有生物素标记的蛋白，Flag标签为一段能被专门的Flag抗体精准识别并结合的蛋白序列，Flag抗体偶联琼脂糖微球可特异性结合带Flag标签的蛋白。为筛选BA蛋白调控胰岛素分泌相关基因染色质可接近性的关键因子（X），科研人员将BA-BirA融合蛋白表达载体导入胰岛B细胞并分成两组，其中一组加入生物素，一组不加生物素。分别培养一段时间后裂解细胞获得总蛋白，每组平均分成两份，一份直接电泳，另一份用链霉亲和素偶联琼脂糖微球提取后电泳，结果如图1-a。用Flag-BA融合蛋白表达载体重复上述实验，不加入生物素，改用Flag抗体偶联琼脂糖微球调取后电泳，结果如图1-b。 炎症等应激环境可使BA蛋白功能受损。此外，东亚人群中存在罕见的BA蛋白结构，其第278位缬氨酸被甲硫氨酸替换，该变化显著降低胰岛素分泌能力。BA蛋白缺失不仅损害内源性胰岛素分泌，还显著削弱了GLP-1R激动剂的促胰岛素分泌效应。该发现为深入理解2型糖尿病的遗传调控机制提供了新视角，也为未来治疗2型糖尿病新策略奠定了理论基础。 （1）BA蛋白对胰岛B细胞功能调控的过程中，染色质可接近性改变属于　　　　　　　　遗传。东亚人群中BA蛋白结构改变的根本原因是BA基因发生了　　　　　　　。 （2）推测BA蛋白调控胰岛B细胞功能的作用机制为　　　　　　　　　，维持胰岛B细胞正常功能。 （3）请在图2中补充实验处理及结果，验证炎症等应激环境可使BA蛋白功能受损　　　　　　　　　　。 （4）结合材料，下列2型糖尿病治疗改进思路中可行的是________。 A. 基因编辑技术对东亚人群中BA基因突变位点进行定点修复 B. 恢复BA蛋白功能与使用GLP-1R激动剂的联合治疗方案 C. 研发可增强内源性BA蛋白活性的小分子药物 D. 研发可促进BA蛋白调控的胰岛素分泌相关基因转录的药物 【答案】（1）① 表观    ② 碱基对的替换     （2）BA蛋白与Nkx6.1结合，胰岛素分泌相关基因的染色质可接近性升高，利于转录     （3）     （4）ABCD      【解析】(1) 染色质重塑可改变染色质可接近性，不改变基因碱基序列，这种不改变DNA序列、仅影响基因表达的遗传属于表观遗传。东亚人群中BA蛋白的第278位缬氨酸被甲硫氨酸替换，属于蛋白质中氨基酸的改变，其根本原因是BA基因发生了基因突变（碱基对的替换），即基因中碱基对的替换导致密码子改变，最终氨基酸改变。(2) BA蛋白是染色质重塑复合体的核心亚基，维持B细胞功能；特异性敲除B细胞的BA蛋白，会导致胰岛素分泌相关基因的染色质可接近性显著降低；BA蛋白与Nkx6.1结合，胰岛素分泌相关基因的染色质可接近性升高，利于转录，进而维持胰岛B细胞正常功能。(3) 生物素为 “-” 的 1、2 组：无论是否有炎症环境，关键因子 X 均无条带（验证实验体系的特异性）。生物素为 “+”、无炎症的第 3 组：关键因子 X 条带清晰且较粗（BA 蛋白功能正常，可结合关键因子 X）。生物素为 “+”、有炎症的第 4 组：关键因子 X 条带显著变细（炎症环境使 BA 蛋白功能受损，与关键因子 X 的结合能力下降）。(4) A、东亚人群中BA蛋白第278位氨基酸突变，用基因编辑技术定点修复突变位点，可恢复BA蛋白正常功能，改善胰岛素分泌，A符合题意；B、BA蛋白缺失不仅损害内源性胰岛素分泌，还显著削弱了GLP-1R激动剂的促胰岛素分泌效应，因此恢复BA蛋白功能+GLP-1R激动剂联合治疗，可恢复药物效应、提升疗效，B符合题意；C、BA蛋白功能异常与2型糖尿病密切相关，研发增强内源性BA蛋白活性的小分子药物，可改善BA蛋白功能，维持胰岛B细胞正常功能，C符合题意；D、BA蛋白通过提高胰岛素分泌相关基因的染色质可接近性、促进其转录来维持B细胞功能，研发促进该类基因转录的药物，可直接提升胰岛素分泌能力，D符合题意。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题15 基因工程 考点1 基因工程的基本工具 1.【答案】C 2.【答案】B 3.【答案】（1）① 电子显微镜    ② 类囊体     （2）gk     （3）BG 通过与 CAO 启动子 DNA 片段竞争结合 GK 蛋白，从而抑制 GK 与 CAO 启动子 DNA 片段的结合     （4）BG响应光照强度变化，调控植物叶绿体发育（叶绿素含量），以实现不同光照条 件下光合效率最大化      4.【答案】（1）① 兴奋 动作电位 神经冲动    ② 突触     （2）非保守     （3）长度相同但非保守序列不同的DNA片段     （4）少量的气体分子通过活化的G蛋白、活化的C酶，在C酶的催化下合成大量的cAMP使Na+通道打开，Na+内流，神经元细胞膜上产生动作电位，气味分子被动物感知      5.【答案】（1）A腺嘌呤     （2）① N（Q）    ② P(R）     （3）① Ce和Er基因融合    ② 饲喂T     （4）带标记的细胞大部分是单标记      6.【答案】（1）新生叶黄化（黄化叶）     （2）① 用限制酶B处理    ② 3     （3）① 1/2    ② 在大田生产种子阶段二，将混在黄化A植株中的新生叶绿色幼苗拔除      7.【答案】（1）叶绿体基质     （2）低     （3）在其他器官（过量）表达     （4）② ⑤     与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，仍皱缩① ④     与U-P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒② ④     与U-P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒      8.【答案】① 光反应    ② 叶绿体的色素    ③ ① 高温导致ROS积累，使D1受到破坏；②ROS积累抑制了psbA mRNA的翻译，影响了D1的合成    ④ 提高了光能利用率和植物的净光合作用速率，使植物增产    ⑤ ABC 考点2 基因工程的基本操作程序（PCR技术及其应用） 1.【答案】B 2.【答案】（1）① 逆转录/反转录    ② PCR扩增     （2）A     （3）① （重组腺病毒）进入细胞    ② 表达抗原     （4）重组腺病毒DNA在人体细胞中持续表达抗原，反复刺激机体免疫系统。      考点3 基因工程综合 1.【答案】A 2.【答案】（1）启动子     （2）竞争     （3）分泌到细胞外     （4）减少串联的cH数日      （5）一种能与葡萄糖特异性结合的蛋白(类似R蛋白的功能)      3.【答案】（1）① 稳定性差异    ② 选择性表达      （2）C     （3）各组织器官中G和H的mRNA     （4）      4.【答案】（1）显微注射     （2）监测灵敏度更高     （3）① ②    ② D     （4）激活ERE诱导Gal4表达，Gal4结合UAS诱导dg表达，生殖细胞凋亡     （5）避免转基因斑马鱼逃逸带来生物安全问题      5.【答案】① 多    ② 葡萄糖    ③ 密码子具有简并性，发生碱基的改变仍然编码同一种氨基酸    ④ BamHI、SmaI（顺序不能调换）    ⑤ 向培养基中接种降解纤维素能力较强的枯草芽孢杆菌B菌    ⑥ 降解秸秆，减少秸秆燃烧带来的空气污染 1.【答案】D 2.【答案】D 3.【答案】D 4.【答案】A 5.【答案】A 6.【答案】C 7.【答案】C 8.【答案】B 9.【答案】D 10.【答案】B 11.【答案】D 12.【答案】D 13.【答案】（1）① 碳源、氮源    ② 无菌     （2）启动子 Ⅰ：③ （木糖诱导型启动子），基因Ⅱ：C（T7RNA 聚合酶基因）；启动子Ⅲ：② （T7启动子），基因Ⅳ：B（脂肪酶基因+分泌信号肽基因）     （3）CaCl2（或Ca²⁺）     （4）添加木糖；提供适宜环境条件     （5）ABD      14.【答案】（1）① 碳源、氮源    ② 液体     （2）① 启动子    ② 质粒1和Tn5系统已成功转入MG    ③ 氯霉素+aTC    ④ –    ⑤ –    ⑥ +     （3）利用Tn5转座酶系统，将携带报告基因（如cat）或调控元件的转座DNA随机插入大肠杆菌MG基因组中。当转座事件发生在甘氨酸耐受相关基因的启动子区域或上游时，可激活该基因表达，增强菌株对高浓度甘氨酸的耐受能力。通过在含高甘氨酸培养基中筛选存活菌株，即可获得高耐受性工程菌株（如P-01）      15.【答案】（1）① CO2的固定    ② NADPH     （2）① B    ② A    ③ D    ④ C    ⑤ 运至叶绿体才能被同化     （3）能，因为该支路使光呼吸生成的C2在叶绿体中转化成糖，不产生CO2，减少碳流失；同时在叶绿体中产生NH3可迅速被同化，减少氮流失。      16.【答案】（1）① 温度    ② 激素     （2）① 促进     ② bc、bce     （3）Ca2+可解除CAM7对G基因表达的抑制作用      （4）提前     （5）改变光照时间      17.【答案】（1）① 碱基互补配对    ② 限制酶     （2）① 线粒体    ② 核DNA     （3）① cDNA    ② R2是RP11向线粒体转移的核心功能区(     （4）仅实验组红绿荧光共定位      18.【答案】（1）高     （2）分裂间期和分裂期     （3）① 逐渐降低    ② 纺锤体无法牵引染色体移向两极    ③ 促进 1×2N 型心肌细胞的增殖     （4）F1和F2分别与Cnl基因和蛋白激酶C基因的启动子区域结合，上调二者的表达，产生的Cnl与蛋白激酶C形成复合物，促进底物磷酸化，进而促进1×2N型心肌细胞增殖，补充受损的心肌细胞，从而促进心脏修复      19.【答案】（1）分裂和分化     （2）雌激素诱导型启动子     （3）① 不能，只证明叶片中的生长素积累，未证明细胞M合成生长素；未证明生长素积累改变分化方向    ② L蛋白和S蛋白均促进Y基因的转录，且二者具有协同作用     （4）      20.【答案】（1）基因表达调控     （2）植株1和2的Z蛋白含量无明显差异，而植株2的Z蛋白精氨酸甲基化程度显著低于植株1     （3）随时间推移，更容易被降解     （4）① B/ A    ② D/ C    ③ A/ B    ④ C/ D     （5）      21.【答案】（1）① 原癌基因和抑癌基因    ② 无氧     （2）① LldR二聚体分解，解除对启动子R的抑制，gfp-ClyA基因表达    ② 探究工程菌中的乳酸感应模块对乳酸浓度的响应情况    ③      （3）减少对正常细胞的损伤      22.【答案】（1）以葡萄糖为唯一碳源     （2）① W6    ② W10虽然转化率更高，但三基因缺失严重抑制菌体生长，菌体密度和葡萄糖总消耗量都很低，最终色氨酸总产量远低于W6     （3）目的基因整合到拟核DNA中，不会发生质粒丢失导致目的基因丢失的问题，因而可稳定遗传     （4）溶解氧      23.【答案】（1）上端到下端     （2）与野生型相比，Arf3突变体中雌花比例显著降低     （3）① 转录    ② 游离DNA    ③      （4）      24.【答案】（1）促进成熟      （2）① 抑制    ② 诱导被感染的细胞死亡，抑制白粉病病菌在植株叶片上的增殖     （3）     （4）      25.【答案】（1）配子     （2）① 父本    ② 白色     （3）Cas9是需要切割核内靶基因的蛋白质，因此需要连接NLS，sgRNA是RNA可结合Cas9后可随Cas9入核     （4）      26.【答案】（1）细胞核体积增大（或细胞膜通透性改变、物质运输功能降低）     （2）① MSC细胞特异性启动子    ② 药物T    ③ 指示N基因是否被敲除     （3）N基因抑制MSC过度激活，降低静息态MSC凋亡率，维持干细胞池数量，保障骨骼肌多次损伤后的持续再生能力     （4）低于溶剂处理的NKO组，高于M蛋白抑制剂处理的WT组      27.【答案】（1）① 基因表达    ② 激素     （2）促进高温条件下拟南芥下胚轴伸长     （3）     （4） 组别 表达载体的类型 结果 低温 高温 2 nLUC cLUC-IAA29 － － 3 ARF19-nLUC cLUC － － 4 ARF19-nLUC cLUC-IAA29 ＋＋ ＋ 28.【答案】（1）① 浓度    ② 诱导型（或响应型）     （2）① IAA含量升高，GUS酶活性显著增强    ② 能合成IAA并运输至果实而促进其发育    ③ 果皮中的IAA主要来自种子的极性运输     （3）IAA通过抑制乙烯的合成，解除乙烯对果实发育的抑制作用，促进果实发育      29.【答案】（1）特异性（细胞免疫和体液免疫）     （2）IL-6会减弱溶瘤病毒的抗肿瘤效果     （3）可分割不同编码基因，避免转录翻译干扰，保障各基因独立表达，形成单独的肽段     （4）      30.【答案】（1）① 胚胎发育早期    ② 大脑白质的细胞红、绿荧光重合，其他脑区的小胶质细胞显红色标记     （2）不再表达C基因，失去吞噬功能，部分转移到各脑区     （3）ACD     （4）选材不合理，应选取出生后7天的小胶质细胞开展实验；缺乏对照，应补充未敲除A基因组，检测C基因表达量和吞噬能力；检测指标不完整，应补充检测C基因的转录量      31.【答案】（1）限制酶和DNA连接酶     （2）更加灵敏，分级调节，放大调节效应     （3）① 保持EL2的低表达，使细胞始终含有少量EL2，能够快速响应蓝光    ② b    ③ b    ④ a    ⑤ B    ⑥ A    ⑦ C     （4）① 黑暗    ② 不添加    ③ 蓝光    ④ 添加      32.【答案】（1）联会；同源染色体分离     （2）① 显性    ② C和F1表达情况相同，而与K表达情况不同    ③      （3）Dofl仅与识别位点未发生甲基化的ACT1基因启动子结合     （4）合理性：冷胁迫诱导的甲基化修饰可稳定遗传多代，为“获得性遗传” 提供了证据；局限性：表观遗传变异未改变DNA序列，多数后天获得性性状不可遗传，拉马克的观点具有片面性。      33.【答案】（1）环境信号     （2）在各发育阶段中，与对照组相比，RNAi处理组中D1基因表达量明显降低，说明K酶被抑制会导致D1基因表达下降，表明K酶对D1基因的表达具有促进作用     （3）① 促进    ② 磷酸化S3    ③ 竞争     （4）26℃（雄性）条件下的调控路径为：26°C→S3磷酸化减弱→磷酸化S3结合K基因启动子减弱→竞争性抑制(或阻碍)RNA聚合酶识别/结合能力弱→K基因转录上升→K酶表达上升→D1基因甲基化被去除→D1表达增多→雄性发育。（或31℃（雌性）条件下的调控路径：31°C(高温)→S3磷酸化增多→磷酸化S3结合K基因启动子增强→竞争性抑制(或阻碍)RNA聚合酶识别/结合→K基因转录下降→K酶表达减少→D1基因甲基化未被去除→D1表达减少→雌性发育。）      34.【答案】（1）① 催化C5与CO2或与O2的结合    ② 叶绿体基质     （2）① ATP、NADPH    ②      （3）① 野生型和不同突变体    ② 逆转录    ③ PCR    ④ 判断：突变导致前体mRNA剪接异常，理由：野生型电泳结果只有一条带，而突变体有多条带，说明突变体产生多种长度异常的mRNA     （4）在叶绿体基质中直接释放CO2，提高了R酶周围的CO2浓度，减少2-PG积累，减轻对植物的毒害，促进了光合作用      35.【答案】（1）① 常染色体显性遗传    ② 1/2     （2）① 碱基对发生替换    ② 由甘氨酸变为精氨酸     （3）①     ② 显微注射     （4）N23基因突变→导致翻译出的氨基酸由甘氨酸变为了精氨酸→突变型N23蛋白结构异常无法形成正常二聚体→无法有效激活RHO的转录，RHO的表达量减少→视杆细胞感光功能障碍→夜盲症状      36.【答案】（1）① 信息    ② 调节     （2）雌花     （3）ARF蛋白可作用于P2区段促进STM基因表达     （4）① 相同    ② 竞争性结合ARF蛋白或减少已标记DNA片段与ARF蛋白结合    ③      （5）      37.【答案】（1）缺失、替换     （2）紧密连锁     （3）平板1和3区域呈现蓝色，2、4、5区域呈现白色     （4）① A    ② C、D    ③ B     （5）人工选择能快速获得抗炸裂、高产的优良品种，但会导致特定区域基因多样性下降，降低种质资源的遗传丰富度，可能丢失潜在优良变异      38.【答案】（1）① 常    ② 1/8     （2）替换     （3）抗D酶抗体、抗P蛋白抗体、抗D酶抗体     （4）Ⅱ-3存在D′基因，突变的D蛋白与γ链基因启动子结合变弱，γ链基因启动子甲基化程度变低，对γ链基因表达的抑制作用减弱，γ链增多，HbF蛋白增加，弥补了HbA的不足，相对于Ⅱ-4一定程度减轻了贫血症状。      39.【答案】（1）① 胚乳    ② 全能性     （2）① 转基因水稻经精加工（去除种皮）后，胚乳仍呈深紫色或黑色，而野生型和黑稻精加工后胚乳为白色    ② 与标准曲线对照，转基因水稻在15min和20min处分别出现C3G（紫红色）和P3G（蓝紫色）的特征吸收峰，而野生型无峰、黑稻精加工无峰；说明转基因水稻胚乳中合成了这两种主要花青素，从分子层面佐证了“紫胚乳”是由内源性色素积累所致，而非种皮色素导致     （3）      40.【答案】（1）155     （2）① 候选    ②     ③ 微量的阻遏蛋白即可与X启动子结合，明显抑制GFP基因表达，绿色荧光强度显著降低，从而放大了候选启动子的转录效果    ④ 排除因拟杆菌的数量或代谢差异导致的GFP表达差异      41.【答案】（1）① 线粒体、细胞质基质    ② 细胞膜、细胞质基质     （2）① 2    ② 1    ③ 1分子NADH     （3）ABD     （4）敲除所有NADH进入呼吸链的脱氢酶基因，且不转入glpD基因，会导致细胞无法通过呼吸链获得能量；而生产琥珀酸的反应需要消耗能量，导致细胞能量供应不足，细胞的增殖受到显著抑制，产量低      42.【答案】（1）基因表达调控      （2）花发育早期ARF3在雌花中表达量高，雄花中几乎不表达，且这种差异在阶段1更明显     （3）     （4）① 雌    ② 协同作用     （5）      43.【答案】（1）① DNA连接酶    ② 不含有相应的识别序列     （2）蛋白B积累抑制PB启动子而阻碍基因A表达，蛋白A减少解除其对PA启动子的抑制而 使基因C得以表达，蛋白C结合并抑制Pc启动子     （3）竞争性结合B蛋白，抑制其与PB启动子的结合     （4）      44.【答案】（1）① 父亲、母亲    ② 1/2     （2）① RNA聚合    ② 母源SNHG14基因启动子区域高甲基化，SNHG14不转录，不干扰UBE3A转录 ，UBE3A可正常表达。    ③ ab     （3）该患者两条15号染色体均来自父亲（父源单亲二倍体）。在减数分裂或受精后早期发育过程中，因染色体不分离或丢失等原因，导致胚胎仅保留父源15号染色体且复制形成二倍体。由于在成熟神经元中父源UBE3A基因被表观遗传沉默，无任何功能性蛋白表达，从而引发安格曼综合征。      45.【答案】（1）胞吞     （2）fcadb(c)e     （3）（红色荧光强度不变），绿色荧光强度增加，范围扩大     （4）① 正常    ② C → A → B     （5）改进后只被子代SVA感染的癌细胞不含蛋白酶T，不能产生下一代SVA，SVA的传播受到一定限制，避免了全身性病毒扩散，提高了工程菌的安全性      46.【答案】（1）内脏、血管和腺体     （2）慢性压力下小鼠肠道干细胞数下降，导致小肠绒毛长度降低，影响吸收，体重下降     （3）①     ② -    ③ ++     （4）缺乏肠神经元产生乙酰胆碱与M3受体结合发挥作用的证据      47.【答案】（1）农杆菌转化     （2）① RPL基因的强启动子与His基因的弱启动子交换    ② 一、四     （3）若成功删除Lox序列，则载体A与载体B发生同源重组，GFP基因能拼接 完整并表达，可检测到绿色荧光:若未成功删除，GFP基因无法拼接完整，检测 不到绿色荧光。     （4）能提高His基因表达水平:同时，因强启动子来自水稻自身基因且去除残 留Lox，避免引入外源基因的干扰，提高了产品安全性。      48.【答案】（1）添加组红色荧光弱于不添加组，绿色荧光明显强于不添加组     （2）生存必需基因，紫菜聚糖诱导型启动子改造后，可以以紫菜聚糖为诱导物，调控必需基因表达实现可控定植     （3）① c    ② 不需要诱导即表达（组成型表达）     （4）分散PUL基因簇中基因，降低PUL基因簇中基因一起水平转移的概率；构建多个必需基因的诱导型表达，降低突变导致的工程菌逃逸。      49.【答案】（1）① 单粒∶部分簇生∶复粒=1∶2∶1    ② 不完全     （2）① 甲：复粒稻CL     乙：部分簇生    ② 遗传背景差异较大     （3）① ABC    ② B基因启动子上游的染色体变异促进了复粒稻中B基因的表达     （4）控制簇生性状的B基因仅在复粒稻的稻穗分生组织中特异性表达，导致该部位BR降解，从而引起籽粒簇生；而其他组织中B基因表达量低，BR水平正常，因此不会出现矮化和小籽粒等全身性表型      50.【答案】（1）① 表观    ② 碱基对的替换     （2）BA蛋白与Nkx6.1结合，胰岛素分泌相关基因的染色质可接近性升高，利于转录     （3）     （4）ABCD      试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题15 基因工程 7年汇编1年模拟 考点分类 北京考情 命题规律 考点1 基因工程的基本工具 2026北京(1题)、2025北京(1题)、2024北京(1题)、2023北京(2题)、2021北京(1题)、2020北京(1题) · 情境设置：多以生产实践、疾病机制、作物育种等真实科研情境为载体，题干信息密度大。 · 考查重点：聚焦限制酶、DNA连接酶、载体选择及目的基因获取，结合基因表达调控考查工具酶应用。 · 命题趋势：从纯工具识别转向结合具体操作流程和结果分析，强调工具酶在复杂背景下的选择与评价。 考点2 基因工程的基本操作程序（PCR技术及其应用） 2021北京(1题)、2020北京(1题) · 情境设置：以疫苗研发、环境修复等应用为背景，题干提供目的基因扩增与检测信息。 · 考查重点：PCR原理、引物设计、反应条件优化及电泳鉴定，常与基因表达载体构建关联。 · 命题趋势：考查PCR技术细节与误差分析，趋向于结合具体基因工程步骤判断操作正误。 考点3 基因工程综合 2026北京(1题)、2024北京(1题)、2022北京(1题)、2020北京(2题) · 情境设置：以合成生物学、组织特异表达筛选、环境污染治理、抗体开发等前沿应用为材料。 · 考查重点：综合考查目的基因获取、载体构建、导入受体、检测表达等全流程，注重材料信息提取与方案设计。 · 命题趋势：跨章节融合强化，强调基于新情境解决实际问题的能力，开放性设问增加。 考点1 基因工程的基本工具 1.（2026·北京·高考真题）有机磷农药（OP）可抑制昆虫乙酰胆碱酯酶（AChE）的活性。上世纪在全球广泛使用后，发现昆虫很快对OP产生了抗性。某地区的研究发现，实蝇AChE基因单个碱基替换产生抗性基因，导致OP对AChE的抑制作用显著降低；2009年前，种群中抗性基因频率很高，之后OP被禁用；2022年发现种群中抗性基因频率很低。可以作出的判断是（        ） A. OP诱导AChE基因发生突变 B. 单个碱基替换没有引起AChE氨基酸序列的改变 C. 不使用OP的情况下，表现抗性的个体比无抗性个体适应能力低 D. 继续禁用20年后，再使用OP，实蝇不会再产生抗性 2.（2023·北京·高考真题）抗虫作物对害虫的生存产生压力，会使害虫种群抗性基因频率迅速提高，导致作物的抗虫效果逐渐减弱。为使转基因抗虫棉保持抗虫效果，农业生产上会采取一系列措施。以下措施不能实现上述目标（　　） A. 在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子 B. 大面积种植转基因抗虫棉，并施用杀虫剂 C. 转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植 D. 转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带 3.（2025·北京·高考真题）植物的光合作用效率与叶绿体的发育（形态结构建成）密切相关。叶绿体发育受基因的精细调控，以适应环境。科学家对光响应基因BG在此过程中的作用进行了研究。 （1）实验中发现一株叶绿素含量升高的拟南芥突变体。经鉴定，其BG基因功能缺失，命名为bg。图1是使用　　　　　　　　　观察到的叶绿体亚显微结构。与野生型相比，可见突变体基粒（“[”所示）中的　　　　　　　　　增多。    （2）已知GK蛋白促进叶绿体发育相关基因的转录，BG蛋白可以与GK蛋白结合。研究者构建了GK功能缺失突变体gk（叶绿素含量降低）及双突变体bggk。对三种突变体进行观察，发现双突变体的表型与突变体　　　　　　　　　　相同，由此推测BG通过抑制GK的功能影响叶绿体发育。 （3）为进一步证明BG对GK的抑制作用并探索其作用机制，将一定浓度的GK蛋白与系列浓度BG蛋白混合后，再加入GK蛋白靶基因CAO的启动子DNA片段，反应一段时间后，经电泳检测DNA所在位置，结果如图2。分析实验结果可得出BG抑制GK功能的机制是　　　　　　　　　　　。    （4）基于突变体bg的表型，从进化与适应的角度推测光响应基因BG存在的意义　　　　　　　。 4.（2024·北京·高考真题）灵敏的嗅觉对多数哺乳动物的生存非常重要，能识别多种气味分子的嗅觉神经元位于哺乳动物的鼻腔上皮。科学家以大鼠为材料，对气味分子的识别机制进行了研究。 （1）嗅觉神经元的树突末梢作为感受器，在气味分子的刺激下产生　　　　　　　　　　　，经嗅觉神经元轴突末端与下一个神经元形成的　　　　　　　　　　　将信息传递到嗅觉中枢，产生嗅觉。 （2）初步研究表明，气味受体基因属于一个大的基因家族。大鼠中该家族的各个基因含有一些共同序列（保守序列），也含有一些有差异的序列（非保守序列）。不同气味受体能特异识别相应气味分子的关键在于　　　　　　　　　　　序列所编码的蛋白区段。 （3）为了分离鉴定嗅觉神经元中的气味受体基因，科学家依据上述保守序列设计了若干对引物（图甲），利用PCR技术从大鼠鼻腔上皮组织mRNA的逆转录产物中分别扩增基因片段，再用限制酶HinfⅠ对扩增产物进行充分酶切。图乙显示用某对引物扩增得到的PCR产物（A）及其酶切片段（B）的电泳结果。结果表明酶切片段长度之和大于PCR产物长度，推断PCR产物由　　　　　　　　　　　组成。 （4）在上述实验基础上，科学家们鉴定出多种气味受体，并解析了嗅觉神经元细胞膜上信号转导的部分过程（图丙）。 如果钠离子通道由气味分子直接开启，会使嗅觉敏感度大大降低。根据图丙所示机制，解释少量的气味分子即可被动物感知的原因　　　　　　。 5.（2023·北京·高考真题）变胖过程中，胰岛B细胞会增加。增加的B细胞可能源于自身分裂（途径I），也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化（途径Ⅱ）。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的方法，研究了L基因缺失导致肥胖的模型小鼠IK中新增B细胞的来源。 （1）EdU和BrdU都是胸腺嘧啶类似物，能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中，掺入DNA的EdU和BrdU均能与　　　　　　　　　　　互补配对，并可以被分别检测。未掺入的EdU和BrdU短时间内即被降解。 （2）将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中，各孔同时加入EdU，随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU，再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞，检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分比（如图）。图中反映DNA复制所需时长的是从　　　　　　　　　　　点到　　　　　　　　　　　点。 （3）为研究变胖过程中B细胞的增殖，需使用一批同时变胖的小鼠。为此，本实验使用诱导型基因敲除小鼠，即饲喂诱导物后小鼠的L基因才会被敲除，形成小鼠IK。科学家利用以下实验材料制备小鼠IK： ①纯合小鼠Lx：小鼠L基因两侧已插入特异DNA序列（x），但L的功能正常； ②Ce酶基因：源自噬菌体，其编码的酶进入细胞核后作用于x，导致两个x间的DNA片段丢失； ③Er基因：编码的Er蛋白位于细胞质，与Er蛋白相连的物质的定位由Er蛋白决定； ④口服药T：小分子化合物，可诱导Er蛋白进入细胞核。 请完善制备小鼠IK的技术路线：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　→连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠→　　　　　　　　　　　　→获得小鼠IK。 （4）各种细胞DNA复制所需时间基本相同，但途径I的细胞周期时长（t1）是途径Ⅱ细胞周期时长（t2）的三倍以上。据此，科学家先用EdU饲喂小鼠IK，t2时间后换用BrdU饲喂，再过t2时间后检测B细胞被标记的情况。研究表明，变胖过程中增加的B细胞大多数来源于自身分裂，与之相应的检测结果应是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 6.（2023·北京·高考真题）二十大报告提出“种业振兴行动”。油菜是重要的油料作物，筛选具有优良性状的育种材料并探究相应遗传机制，对创制高产优质新品种意义重大。 （1）我国科学家用诱变剂处理野生型油菜（绿叶），获得了新生叶黄化突变体（黄化叶）。突变体与野生型杂交，结果如图甲，其中隐性性状是　　　　　　　　　　　。     （2）科学家克隆出导致新生叶黄化的基因，与野生型相比，它在DNA序列上有一个碱基对改变，导致突变基因上出现了一个限制酶B的酶切位点（如图乙）。据此，检测F2基因型的实验步骤为：提取基因组DNA→PCR→回收扩增产物→　　　　　　　　　　　→电泳。F2中杂合子电泳条带数目应为　　　　　　　　　　　条。     （3）油菜雄性不育品系A作为母本与可育品系R杂交，获得杂交油菜种子S（杂合子），使杂交油菜的大规模种植成为可能。品系A1育性正常，其他性状与A相同，A与A1杂交，子一代仍为品系A，由此可大量繁殖A。在大量繁殖A的过程中，会因其他品系花粉的污染而导致A不纯，进而影响种子S的纯度，导致油菜籽减产。油菜新生叶黄化表型易辨识，且对产量没有显著影响。科学家设想利用新生叶黄化性状来提高种子S的纯度。育种过程中首先通过一系列操作，获得了新生叶黄化的A1，利用黄化A1生产种子S的育种流程见图丙。     ①图丙中，A植株的绿叶雄性不育子代与黄化A1杂交，筛选出的黄化A植株占子一代总数的比例约为　　　　　　　　　　　　　　　。 ②为减少因花粉污染导致的种子S纯度下降，简单易行的田间操作用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 7.（2021·北京·高考真题）近年来发现海藻糖-6-磷酸（T6P）是一种信号分子，在植物生长发育过程中起重要调节作用。研究者以豌豆为材料研究了T6P在种子发育过程中的作用。 （1）豌豆叶肉细胞通过光合作用在　　　　　　　　　　中合成三碳糖，在细胞质基质中转化为蔗糖后运输到发育的种子中转化为淀粉贮存。 （2）细胞内T6P的合成与转化途径如下：底物T6P海藻糖将P酶基因与启动子U（启动与之连接的基因仅在种子中表达）连接，获得U-P基因，导入野生型豌豆中获得U-P纯合转基因植株，预期U-P植株种子中T6P含量比野生型植株　　　　　　　　　　，检测结果证实了预期，同时发现U-P植株种子中淀粉含量降低，表现为皱粒。用同样方法获得U-S纯合转基因植株，检测发现植株种子中淀粉含量增加。 （3）本实验使用的启动子U可以排除由于目的基因　　　　　　　　　　对种子发育产生的间接影响。 （4）在进一步探讨T6P对种子发育的调控机制时，发现U-P植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低，U-S植株种子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩，淀粉含量下降。据此提出假说：T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累。请从①~⑤选择合适的基因与豌豆植株，进行转基因实验，为上述假说提供两个新的证据。写出相应组合并预期实验结果　　　　　　　　。 ①U-R基因       ②U-S基因       ③野生型植株④U-P植株       ⑤突变体r植株 8.（2020·北京·高考真题）阅读以下材料，回答（1）~（4）题。 创建D1合成新途径，提高植物光合效率植物细胞中叶绿体是进行光合作用的场所，高温或强光常抑制光合作用过程，导致作物严重减产。光合复合体PSII是光反应中吸收、传递并转化光能的一个重要场所，D1是PSII的核心蛋白。高温或强光会造成叶绿体内活性氧（ROS）的大量累积。相对于组成PSII的其他蛋白，D1对ROS尤为敏感，极易受到破坏。损伤的D1可不断被新合成的D1取代，使PSII得以修复。因此，D1在叶绿体中的合成效率直接影响PSII的修复，进而影响光合效率。 叶绿体为半自主性的细胞器，具有自身的基因组和遗传信息表达系统。叶绿体中的蛋白一部分由叶绿体基因编码，一部分由核基因编码。核基因编码的叶绿体蛋白在N端的转运肽引导下进入叶绿体。编码D1的基因psbA 位于叶绿体基因组，叶绿体中积累的ROS也会显著抑制psbA mRNA的翻译过程，导致PSII修复效率降低。如何提高高温或强光下PSII的修复效率，进而提高作物的光合效率和产量，是长期困扰这一领域科学家的问题。 近期我国科学家克隆了拟南芥叶绿体中的基因psbA，并将psbA与编码转运肽的DNA片段连接，构建融合基因，再与高温响应的启动子连接，导入拟南芥和水稻细胞的核基因组中。检测表明，与野生型相比，转基因植物中D1的mRNA和蛋白在常温下有所增加，高温下大幅增加；在高温下，PSII的光能利用能力也显著提高。在南方育种基地进行的田间实验结果表明，与野生型相比，转基因水稻的二氧化碳同化速率、地上部分生物量（干重）均有大幅提高，增产幅度在8．1%~21．0%之间。 该研究通过基因工程手段，在拟南芥和水稻中补充了一条由高温响应启动子驱动的D1合成途径，从而建立了植物细胞D1合成的“双途径”机制，具有重要的理论意义与应用价值。随着温室效应的加剧，全球气候变暖造成的高温胁迫日益成为许多地区粮食生产的严重威胁，该研究为这一问题提供了解决方案。 （1）光合作用的　　　　　　　　　　反应在叶绿体类囊体膜上进行，类囊体膜上的蛋白与　　　　　　　　　　形成的复合体吸收、传递并转化光能。 （2）运用文中信息解释高温导致D1不足的原因　　　　　　　　　　　。 （3）若从物质和能量的角度分析，选用高温响应的启动子驱动psbA基因表达的优点是： 　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）对文中转基因植物细胞D1合成“双途径”的理解，正确的叙述包括　　　　　　　　　　。 A．细胞原有的和补充的psbA基因位于细胞不同的部位 B．细胞原有的和补充的D1的mRNA转录场所不同 C．细胞原有的和补充的D1在不同部位的核糖体上翻译 D．细胞原有的和补充的D1发挥作用的场所不同E．细胞原有的和补充的D1发挥的作用不同 考点2 基因工程的基本操作程序（PCR技术及其应用） 1.（2020·北京·高考真题）为了对重金属污染的土壤进行生物修复，研究者将从杨树中克隆的重金属转运蛋白（HMA3）基因与外源高效启动子连接，导入杨树基因组中（如图）。 为检测获得的转基因杨树苗中是否含有导入的HMA3基因，同时避免内源HMA3基因的干扰，在进行PCR扩增时，应选择的引物组合是（       ） A. ①+③ B. ①+② C. ③+② D. ③+④ 2.（2021·北京·高考真题）新冠病毒（SARS-CoV-2）引起的疫情仍在一些国家和地区肆虐，接种疫苗是控制全球疫情的最有效手段。新冠病毒疫苗有多种，其中我国科学家已研发出的腺病毒载体重组新冠病毒疫苗（重组疫苗）是一种基因工程疫苗，其基本制备步骤是：将新冠病毒的S基因连接到位于载体上的腺病毒基因组DNA中，重组载体经扩增后转入特定动物细胞，进而获得重组腺病毒并制成疫苗。 （1）新冠病毒是RNA病毒，一般先通过　　　　　　　得到cDNA，经　　　　　　　获取S基因，酶切后再连接到载体。 （2）重组疫苗中的S基因应编码________。 A. 病毒与细胞识别的蛋白 B. 与病毒核酸结合的蛋白 C. 催化病毒核酸复制的酶 D. 帮助病毒组装的蛋白 （3）为保证安全性，制备重组疫苗时删除了腺病毒的某些基因，使其在人体中无法增殖，但重组疫苗仍然可以诱发人体产生针对新冠病毒的特异性免疫应答。该疫苗发挥作用的过程是：接种疫苗→　　　　　　　　→　　　　　　　　　→诱发特异性免疫反应。 （4）重组疫苗只需注射一针即可完成接种。数周后，接种者体内仍然能检测到重组腺病毒DNA，但其DNA不会整合到人的基因组中。请由此推测只需注射一针即可起到免疫保护作用的原因　　　　　　　　。 考点3 基因工程综合 1.（2020·北京·高考真题）人体感染新冠病毒后，机体会产生多种特异性抗体。我国科学家从康复者的浆细胞中克隆出针对病毒表面抗原的抗体基因相关序列，构建表达载体并在相应系统中表达，可制备出全人源单克隆抗体。以下表述错误的是（       ） A. 该单抗可直接用于新冠病毒的核酸检测 B. 在该单抗制备过程中利用了基因工程技术 C. 该单抗可与新冠病毒相应蛋白特异性结合 D. 可用抗原-抗体反应检测抗体基因表达产物 2.（2026·北京·高考真题）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 合成生物学助力尿酸代谢平衡尿酸是细胞中嘌呤分解代谢的产物。大多数哺乳动物可以依靠细胞内的酶分解尿酸，但人类缺少酶，导致血液中的尿酸浓度比大多数哺乳动物高几十倍。尿酸有多种生物学功能，如可以作为还原剂减少细胞中的自由基。若尿酸代谢异常，浓度超过时，尿酸可能沉积于关节囊中，引发痛风。为探索痛风的新疗法，研究者利用合成生物学的方法建立了一个尿酸响应体系。他们首先构建了两种表达载体（见下图），右侧是报告基因SEAP表达载体，启动子和SEAP之间插入了cH序列；左侧是表达载体，是来自细菌的一种蛋白，既能与尿酸可逆结合，也能与可逆结合。当尿酸浓度较低时，与结合的多，从而减少SEAP的转录；当尿酸浓度较高时，更多的与尿酸结合，导致结合于的减少，SEAP的转录增加（如下图）。将两种载体同时导入体外培养的细胞，发现SEAP的表达随培养液中尿酸浓度的变化而变化；在相同尿酸浓度下，SEAP的表达量随插入cH数目的增加而减少。 随后，研究者将酶基因改造为基因，用基因替换图中的SEAP，构建sU表达载体，其中串联的cH数目为8个。将R表达载体和sU表达载体导入细胞，再将细胞植入U酶缺失的小鼠体内，7天后小鼠血液中尿酸水平由降为，与饲喂痛风常用药的效果相似。可见上述研究为痛风的治疗提供了新思路。 （1）表达载体中　　　　　　　　　　的功能是驱动目的基因的转录。 （2）由文中信息可知尿酸与序列之间的关系：二者　　　　　　　　　　结合蛋白。 （3）为降解血液中而不是细胞内的尿酸，研究者将U酶基因改造为基因，基因应编码　　　　　　　　　　的U酶。 （4）对文中的表达载体稍加改造，可进一步降低U酶缺失小鼠的血液尿酸浓度。为此，利用文中现有的DNA序列，可以在sU表达载体中进行的改造是　　　　　　　　　　。 （5）利用合成生物学构建类似的稳态调控系统，也有希望用于其他代谢相关疾病的治疗。如果采用文中设计思路助力血糖稳态的维持，关键是寻找　　　　　　　　　　。 3.（2024·北京·高考真题）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 筛选组织特异表达的基因筛选组织特异表达的基因，对研究细胞分化和组织、器官的形成机制非常重要。“增强子捕获”是筛选组织特异表达基因的一种有效方法。真核生物的基本启动子位于基因5'端附近，没有组织特异性，本身不足以启动基因表达。增强子位于基因上游或下游，与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子，实际上包含增强子和基本启动子。很多增强子具有组织特异的活性，它们与特定蛋白结合后激活基本启动子，驱动相应基因在特定组织中表达（图A）。基于上述调控机理，研究者构建了由基本启动子和报告基因组成的“增强子捕获载体”（图B），并转入受精卵。捕获载体会随机插入基因组中，如果插入位点附近存在有活性的增强子，则会激活报告基因的表达（图C）。 获得了一系列分别在不同组织中特异表达报告基因的个体后，研究者提取每个个体的基因组DNA，通过PCR扩增含有捕获载体序列的DNA片段。对PCR产物进行测序后，与相应的基因组序列比对，即可确定载体的插入位点，进而鉴定出相应的基因。研究者利用各种遗传学手段，对筛选得到的基因进行突变、干扰或过表达，检测个体表型的改变，研究其在细胞分化和个体发育中的作用，从而揭示组织和器官形成的机理。 （1）在个体发育中，来源相同的细胞在形态、结构和功能上发生　　　　　　　　　　　的过程称为细胞分化，分化是基因　　　　　　　　　　　的结果。 （2）对文中“增强子”的理解，错误的是________。 A. 增强子是含有特定碱基序列的DNA片段 B. 增强子、基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体上 C. 一个增强子只能作用于一个基本启动子 D. 很多增强子在不同组织中的活性不同 （3）研究者将增强子捕获技术应用于斑马鱼，观察到报告基因在某幼体的心脏中特异表达。鉴定出捕获载体的插入位点后，发现位点附近有两个基因G和H，为了确定这两个基因是否为心脏特异表达的基因，应检测　　　　　　　　　　　。 （4）真核生物编码蛋白的序列只占基因组的很少部分，因而在绝大多数表达报告基因的个体中，增强子捕获载体的插入位点位于基因外部，不会造成基因突变。研究者对图B所示载体进行了改造，期望改造后的载体随机插入基因组后，在“捕获”增强子的同时，也造成该增强子所调控的基因发生突变，以研究基因功能。请画图表示改造后的载体，并标出各部分名称　　　　　（略）。 4.（2022·北京·高考真题）生态文明建设已成为我国的基本国策。水中雌激素类物质（E物质）污染会导致鱼类雌性化等异常，并通过食物链影响人体健康和生态安全。原产南亚的斑马鱼，其肌细胞、生殖细胞等存在E物质受体，且幼体透明。科学家将绿色荧光蛋白（GFP）等基因转入斑马鱼，建立了一种经济且快速的水体E物质监测方法。 （1）将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是　　　　　　　。 （2）为监测E物质，研究者设计了下图所示的两种方案制备转基因斑马鱼，其中ERE和酵母来源的UAS是两种诱导型启动子，分别被E物质-受体复合物和酵母来源的Gal4蛋白特异性激活，启动下游基因表达。与方案1相比，方案2的主要优势是　　　　　　　，因而被用于制备监测鱼（MO）。 （3）现拟制备一种不育的监测鱼SM，用于实际监测。SM需经MO和另一亲本（X）杂交获得。欲获得X，需从以下选项中选择启动子和基因，构建表达载体并转入野生型斑马鱼受精卵，经培育后进行筛选。请将选项的序号填入相应的方框中。Ⅰ.启动子：　　　　。 ①ERE ②UAS ③使基因仅在生殖细胞表达的启动子（P生） ④使基因仅在肌细胞表达的启动子（P肌） Ⅱ.基因：　　　　　　 A．GFP       B.Gal4       C.雌激素受体基因（ER）    D.仅导致生殖细胞凋亡的基因（dg） （4）SM不育的原因是：成体SM自身产生雌激素，与受体结合后　　　　　　　造成不育。 （5）使拟用于实际监测的SM不育的目的是　　　　　　　。 5.（2020·北京·高考真题）枯草芽孢杆菌可分泌纤维素酶。研究者筛选到一株降解纤维素能力较强的枯草芽孢杆菌菌株（B菌），从中克隆得到了一种纤维素酶（C1酶）基因。将获得的C1酶基因与高效表达载体（HT质粒）连接，再导入B菌，以期获得降解纤维素能力更强的工程菌。 （1）纤维素属于　　　　　　　　　　糖，因此经过一系列酶催化最终可降解成单糖，该单糖是　　　　　　　　　　。 （2）对克隆到的C1酶基因测序，与数据库中的C1酶基因编码序列相比有两个碱基对不同，但两者编码出的蛋白的氨基酸序列相同，这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）C1酶基因以B链为转录模板链，转录时mRNA自身的延伸方向为5'→3'。为了使C1酶基因按照正确的方向与已被酶切的HT质粒连接，克隆C1酶基因时在其两端添加了Sma I和BamH I的酶切位点。该基因内部没有这两种酶切位点。图1中酶切位点1和2所对应的酶分别是　　　　　　　　　　。 （4）将纤维素含量为20%的培养基分为三组，一组接种工程菌，对照组1不进行处理，对照组2进行相应处理。在相同条件下培养96小时，检测培养基中纤维素的含量。结果（图2）说明工程菌降解纤维素的能力最强。对照组2的处理应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （5）预期该工程菌在处理废弃物以保护环境方面可能的应用　　　　　　　　　　。（举一例） 1.（2026·北京西城·二模）转基因生物或产品的潜在风险不包括（       ） A. 利用转基因技术改造的致病菌可能具有极强的传染性和致病性 B. 转基因生物释放到环境中可能会危害其他生物的生存 C. 转基因生物合成的某些蛋白质可能导致某些人过敏 D. 食用转基因食品后，转入的基因会转移到人的基因组中 2.（2026·北京顺义·二模）DNA指纹技术可用于死者遗骸鉴定。用多种限制酶处理待测样品DNA，再利用琼脂糖凝胶电泳分离DNA片段，可获得DNA指纹图。DNA 指纹技术用于鉴定死者遗骸的原理是（       ） A. 一个染色体组的各染色体形态不同 B. 每条染色体上的DNA长度不同 C. 不同基因编码的蛋白质具有差异性 D. 每个人的DNA碱基序列具有独特性 3.（2026·北京丰台·二模）下列有关生物技术安全性和伦理问题的叙述，正确的是（       ） A. 只要转入的基因是自然界已经存在的，转基因植物就是安全的 B. 干细胞的研究可用于治疗多种疾病，有不涉及安全与伦理问题等优点 C. 克隆技术存在社会伦理问题，治疗性克隆技术的应用应被禁止 D. 生物武器具有传染性强、作用范围广等特点，应严格禁止生产和使用 4.（2026·北京东城·二模）将口蹄疫病毒衣壳蛋白P1的基因导入水稻愈伤组织，筛选后获得表达P1蛋白的转基因水稻。给小鼠饲喂该转基因水稻能激活针对口蹄疫病毒的肠道黏膜免疫反应。下列叙述错误的是（　　） A. 将P1基因导入愈伤组织的常用方法是显微注射法 B. 导入P1基因的愈伤组织经再分化获得转基因植株 C. 可利用抗原-抗体杂交检测P1蛋白来筛选转基因植株 D. 该种转基因水稻有望作为口蹄疫疫苗直接饲喂动物 5.（2026·北京昌平·一模）NDRG2基因表达量在阿尔茨海默病（AD）患者脑内异常升高，研究人员构建能表达NDRG2反义RNA（与NDRG2 mRNA互补的RNA分子）的基因表达载体，导入AD模型小鼠海马神经元以抑制该基因表达。相关叙述正确的是（       ） A. 需用同种限制性内切核酸酶获取目的基因、切割表达载体 B. NDRG2反义RNA通过与NDRG2的mRNA结合抑制其转录 C. 用DNA聚合酶将相关片段与载体连接形成重组DNA分子 D. 将重组质粒导入农杆菌，再利用农杆菌感染小鼠海马神经元 6.（2026·北京东城·一模）新采摘的玉米籽粒可溶性糖含量较高，具甜味。采摘一天后玉米籽粒中50%的游离蔗糖被转化成淀粉，之后玉米籽粒逐渐失去甜味。采摘后立即冷冻可以保持甜味。下列叙述正确的是（       ） A. 利用斐林试剂可检测玉米籽粒中的蔗糖含量 B. 玉米籽粒中的蔗糖是籽粒通过光合作用合成的 C. 冷冻处理抑制相关酶的活性减少了淀粉的生成 D. 加热处理玉米籽粒后再储存不利于甜味的保持 7.（2026·北京顺义·一模）pmi基因编码的酶使水稻细胞获得利用甘露糖的能力。为培育富含β-胡萝卜素的“黄金大米”，科学家将八氢番茄红素合酶基因(crtI)和胡萝卜素脱饱和酶基因(psy)导入含pmi基因的质粒中，利用农杆菌转染水稻愈伤组织。下列叙述合理的是（　　） A. 该研究的目的基因是crtI、psy和pmi基因 B. 用限制酶和DNA聚合酶构建基因表达载体 C. 应以甘露糖为唯一碳源的选择培养基筛选 D. 目的基因不会整合到水稻的基因组DNA上 8.（2026·北京顺义·二模）某实验小组通过 PCR 扩增目的基因, 电泳结果显示除目标条带外还出现非特异性条带。出现上述现象可能的原因是（       ） A. 反应体系中模板量少 B. 引物的特异性差 C. 扩增设置的循环数少 D. Taq   DNA 聚合酶活性不足 9.（2026·北京丰台·二模）PCR时会添加四种脱氧核糖核苷三磷酸，下列叙述错误的是（       ） A. 脱氧核糖腺苷三磷酸与ATP的结构相差一个氧原子 B. 脱氧核糖核苷三磷酸的高能磷酸键水解时释放能量 C. 四种脱氧核糖核苷三磷酸可作为DNA复制的原料 D. PCR时模板DNA解螺旋所需要的能量来自ATP 10.（2026·北京东城·一模）从红豆杉树皮中提取出的紫杉醇是治疗某些癌症的特效药。研究人员构建了转紫杉醇合成关键酶（Bapt）基因的红豆杉细胞，通过悬浮培养获得了高纯度的紫杉醇，主要流程如下图。下列叙述错误的是（       ） A. 利用PCR技术获取Bapt基因时，应选用引物2和引物3 B. 构建基因表达载体时，宜选用EcoR Ⅰ和Sac Ⅰ酶切 C. 需先用Ca2+处理农杆菌细胞，再将基因表达载体导入 D. 利用添加氨苄青霉素的培养基可初步筛选导入质粒的农杆菌 11.（2026·北京海淀·二模）将目的基因导入空载体（载体中含启动子和终止子），构建重组表达载体并导入受体细胞，载体中的插入序列随机整合至植物基因组。利用PCR技术进行检测时，可以采用不同的引物设计策略，如下图。下列叙述错误的是（       ） A. 引物对中的两个引物分别与不同的模板链结合 B. 引物对a可区分目的基因插入位置不同的转基因植株 C. 引物对b可用于检测插入序列是否成功导入植物细胞 D. 引物对c可用于检测植物细胞中是否含有空载体 12.（2026·北京东城·二模）在某植物中发现一种隐性（aa）突变体，根据野生型（AA）的DNA序列设计如下图所示引物，从植株提取DNA进行PCR，结果如下表。下列分析错误的是（　　） 引物 ①④ ②④ ②③ 个体 野生型 突变体 野生型 突变体 野生型 突变体 PCR条带 A. 四种引物均能与突变体的DNA进行碱基互补配对 B. 突变体中引物②③间的染色体片段发生了位置颠倒 C. 若选用引物①③进行PCR，仅野生型出现扩增条带 D. 若选用引物①②进行PCR，都不能出现扩增条带 13.（2026·北京门头沟·一模）枯草芽孢杆菌在营养不足、环境恶劣等条件下会形成抗逆性强的芽孢，环境适宜时，芽孢恢复活性。我国科学家通过将芽孢包埋在可降解塑料PCL中，制备出能在特定条件下加速降解的“活塑料”（制备原理如图1），以期用于食品、日用品等包装。 （1）为获得用于制备“活塑料”的芽孢，需先在培养基中培养枯草芽孢杆菌。培养基中应提供　　　　　　　　　　　　（答出两种）以及水和无机盐等营养物质，全程保证　　　　　　　　　　　　操作。 （2）研究者构建图2所示的基因表达载体转入枯草芽孢杆菌，获得只有在木糖存在时才能大量表达并分泌脂肪酶（塑料降解酶）的工程菌。请从以下选项中选择合适的启动子和基因，将所选序号填入相应位置　　　　　　　　　　　　。 启动子：①芽孢杆菌内源启动子②T7启动子（只被T7RNA聚合酶识别）③木糖诱导型启动子基因： A．脂肪酶基因                                                            B．脂肪酶基因+分泌信号肽基因 C．T7RNA聚合酶基因                                               D．木糖合成酶基因 （注：分泌信号肽能引导蛋白质分泌到细胞外） （3）研究者将上述表达载体转入用　　　　　　　　　　　　处理过的枯草芽孢杆菌中，筛选得到转化成功的工程菌。再利用重金属刺激工程菌形成工程芽孢，进一步制备出活塑料。 （4）活塑料能实现“在日常使用时不降解、需要回收时启动降解”的目标。活塑料使用完回收后快速降解所需的条件是　　　　　　　　　　　　。 （5）为保证该技术在实际应用中的安全性，在选取工程菌株时，还需要考虑的是____________。 A. 对人体和动植物无致病性 B. 在完成降解任务后种群会自然衰退 C. 在自然环境中具备较强的生存和扩散能力 D. 所携带的外源基因不易转移至自然环境 14.（2026·北京石景山·一模）甘氨酸广泛应用于工业和医疗中，可通过大肠杆菌（MG）发酵生产，但高浓度甘氨酸会影响MG膜的通透性，抑制其生长。研究者利用Tn5转座酶系统激活与甘氨酸耐受性相关基因的表达，以获得可用于生产的工程菌。 （1）培养实验所用MG时，培养基的成分应包含水、蛋白胨、酵母提取物和无机盐，其中蛋白胨为MG提供　　　　　　　　和维生素等。将工程菌用于生产前，需通过　　　　　　　培养基进行扩大培养。 （2）Tn5转座酶可特异性识别两端含有ME序列的DNA片段（转座DNA），形成Tn5转座体，该转座体可随机插入靶DNA，见图1．基于此原理，研究者构建了Tn5介导的基因激活系统。 ①首先，研究者构建以氯霉素抗性基因（cat）为标记基因的质粒1（图2a）。由于缺乏　　　　　　　，导致cat无法表达。 ②随后，将质粒1与Tn5系统（图2b）共同孵育，再转至MG中。先利用含氨苄青霉素与卡那霉素的培养基筛选，以确认　　　　　　　，再经筛选获得工程菌P-01，见图2c。 ③为验证Tn5系统可激活基因表达，将MG和P-01在不同条件下培养，请完善表中的实验方案及预期结果。（注：用“+/–”表示“有/无”菌落生长） 氯霉素 　　　　　　　 MG — 　　　　　　　 P-01 　　　　　　　 　　　　　　　 （3）写出利用图2b所示Tn5系统制备具有甘氨酸高耐受性工程菌的机理　　　　　　　。 15.（2026·北京顺义·一模）强光会导致光合速率降低影响水稻产量，我国科学家利用基因工程在叶绿体中表达特定酶，优化代谢途径，成功实现增产。 （1）光合作用暗反应中，CO2在R酶的作用下与C5结合，该过程称作　　　　　。生成的C3接受ATP和NADPH释放的能量，并被　　　　　　还原，随后，一部分C3经一系列反应转化为糖类。 （2）R酶对CO2和O2均具有亲和力，R酶催化的反应方向取决于细胞中CO2/O2比值。如图1所示，当比值高时，主要进行暗反应；比值降低时，R酶催化C5与O2结合加强，在叶绿体、过氧化物酶体、线粒体中发生一系列反应，即光呼吸。 ①请分析图1，选填以下字母，解释夏季强光导致水稻减产的原因　　　　　　　　；　　　　　　　　；　　　　　　　　；　　　　　　　　。 A.CO2/O2比值下降       B.暗反应减弱             C.碳原子流失             D.光呼吸加剧 ②此外，氮原子流失也是造成水稻减产的原因之一。图1中的S酶位于叶绿体基质。光呼吸途径产生的NH3可能经气孔散失，或　　　　　　　　，导致氮同化效率低。 （3）科学家将编码G酶、C酶、B酶、T酶的外源基因转入水稻叶绿体基因组，构建了光呼吸支路，如图2。请结合图1、图2，判断光呼吸支路能否减少碳、氮的流失，说明理由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 16.（2026·北京朝阳·一模）秋菊在长日照下进行茎叶营养生长，在短日照下则花芽分化进入生殖生长。研究者发现一种短肽（G）在秋菊开花调控中起重要作用。 （1）植物开花调控往往是由环境信号和内部信号协同调控完成的，环境信号主要包括光照、　　　　　　　等，内部信号主要包括　　　　　　等。 （2）从长日照转入短日照后，G的表达量显著增加，且在花芽中积累。 ①将野生型植株和G基因敲除株先经长日照培养，再转入短日照后，发现敲除株开花时间晚于野生型，表明G能够　　　　　　　秋菊开花。 ②转录因子SPL9促进开花基因表达。BD基因编码的BD蛋白与特定DNA序列结合，与BD蛋白构成融合蛋白的转录因子就可以足够靠近启动子进而调控下游基因表达。研究者以烟草叶片为材料，通过图1所示实验证明了“G增强SPL9的转录激活活性”。图1甲、乙组导入的表达载体分别是　　　　　　　　。 （3）短日照会诱导茎尖在花期转变阶段Ca2+积累。CAM7是Ca2+信号转导途径中的关键因子。将G基因启动子与LUC基因连接并转入植物细胞中，同时导入其他基因，并施加Ca2+处理，检测LUC相对表达量，结果如图2。 图2结果表明　　　　　　　　。 （4）GAI是赤霉素信号通路中的重要调控蛋白，可与CAM7形成复合体，增强CAM7对G基因表达的调控作用。赤霉素促进GAI降解，推测短日照条件下，相比单独施加Ca2+或赤霉素处理，二者共同施加时，秋菊开花时间　　　　　　　。 （5）园艺工作者需要进行花期调控，以满足特定节日或特殊场合的用花需求。根据以上研究，请为园艺工作者调控秋菊开花提供一条可行性措施　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 17.（2026·北京昌平·二模）线粒体DNA（mtDNA）突变可导致多种遗传性疾病。 （1）传统CRISPR-Cas9系统能有效编辑核DNA，其核心组件包括Cas9蛋白和单链向导RNA（sgRNA）。sgRNA的一段向导序列通过　　　　　　靶向识别并结合解旋后的目标DNA序列，引导Cas9蛋白酶切该序列，CRISPR-Cas9系统的功能与基因工程的　　　　　　（工具）功能类似。由于sgRNA无法高效识别线粒体膜蛋白，传统CRISPR-Cas9系统无法进入线粒体改造mtDNA。 （2）为高效编辑mtDNA，研究人员利用差速离心等方法获得　　　　　　，并对其中的RNA进行测序，选择由　　　　　　转录形成的RNA长链RP11，对传统CRISPR-Cas9系统进行改造。 （3）获得RP11中4个功能区（R1-R4）的　　　　　　，与标记基因连接后，分别构建表达载体并导入受体细胞，一段时间后提取总RNA，统计线粒体中目标RNA的含量（M）占细胞内该RNA总含量（T）的比例，结果如下图。 注：G、A、N、X和★均为受体细胞内源RNA，G存在于细胞质基质中，A存在于线粒体中，N和X存在于细胞核中，★代表RP11，E代表只有标记基因的载体；虚线以下表示线粒体中该RNA含量不显著结果表明　　　　　　。进一步研究发现，该功能区中ST2区段能高效识别线粒体膜蛋白。 （4）用ST2改造传统CRISPR-Cas9系统的sgRNA，合成了ST2-RMTS序列。用绿色荧光分别标记ST2-RMTS和sgRNA并导入受体细胞，用红色荧光标记受体细胞线粒体膜蛋白，培养一段时间后观察荧光分布情况。实验结果为　　　　　　，说明用ST2改造后的CRISPR-Cas9系统可用于mtDNA突变导致的遗传性疾病。 18.（2026·北京石景山·二模）心脏的供血突然减少或中断，可能发生心肌梗死，导致心肌细胞大量死亡。梗死的心肌组织被纤维化瘢痕组织所取代，会削弱剩余心肌的收缩力，导致心力衰竭。 （1）哺乳动物成熟心肌细胞的分化程度　　　　　　　　　　，正常情况下增殖能力极低。促进内源性心肌细胞增殖是受损心脏修复的潜在策略。 （2）一个细胞周期包括　　　　　　　　　　两个阶段，每个阶段又可分为多个时期。真核细胞具有一套分裂调控系统——调控细胞进入不同时期的周期蛋白均需与蛋白激酶C结合，形成的复合物使底物磷酸化，诱导细胞进入细胞周期的下一时期。 （3）已知蛋白F1和F2也能调控细胞周期进程，推测两者可作为心脏损伤治疗靶点。 ①图1为小鼠心肌细胞中F1和F2表达情况。结果显示，在发育进程中，心肌细胞中的F1和F2表达水平　　　　　　　　　　　　　。 ②心肌细胞主要有图2所示的3种类型，其中1×2N表示单核二倍体细胞（具有增殖能力），而成熟心脏中的心肌细胞多数为另两类（无增殖潜能）。1×4N型细胞的成因可能为：染色体正常复制，但　　　　　　　　　　。 ③诱导成年小鼠心肌梗死后，注射分别携带基因F1和F2的病毒载体，56天后观察、统计。发现实验组1×2N型细胞比例增加，表明F1和F2能　　　　　　　　　　。同时发现实验组小鼠心脏纤维化瘢痕组织面积减小、心脏功能改善。 （4）筛选F1和F2在心肌细胞中的靶基因，发现两者分别能结合Cn1（一种细胞周期蛋白）基因和蛋白激酶C基因的启动子区域。探究F1作用机制的实验结果如图3，探究F2作用机制的实验（敲低蛋白激酶C基因）出现相似结果。 请综合上述研究，阐述F1和F2能促进心脏修复的机理　　　　　　。 19.（2026·北京顺义·一模）特定条件下，拟南芥发育过程中的叶片细胞能发育成类似胚的结构(体细胞胚)，科研人员对其机制展开研究。 （1）拟南芥气孔发育过程中的细胞变化如图1，该过程会发生细胞的　　　　　　　　。 （2）L基因在植物胚发育过程中发挥重要作用，正常情况下只在胚发育特定时期高表达。为获得在培养基中添加雌激素后，外源L基因即可表达的拟南芥，科研人员将L基因上游连接　　　　　　　　构建基因表达载体，导入拟南芥获得品系A。 （3）雌激素处理品系A后，叶片上长出体细胞胚，科研人员用电子显微镜解析出体细胞胚来源于单个细胞M(图2)。 ①为探究L基因诱导体细胞胚的机制，科研人员推测，雌激素处理后，L基因表达产物诱导细胞M合成生长素，从而改变分化方向。为验证上述推测，科研人员检测了品系A叶片中的生长素浓度，结果如图3。请判断该实验能否完全证实上述推测，并说明理由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②进一步研究发现，细胞M中S基因高表达。科研人员将不同基因的表达载体导入细胞，检测生长素合成关键基因Y的转录水平，结果如图4。据此推断L蛋白、S蛋白与Y基因三者的关系为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）细胞M属于气孔发育过程中的拟分生母细胞，细胞M生长素的积累促进了体细胞胚的形成。该过程不同于“胡萝卜韧皮部的组织发育成完整植株”，请填表概括二者的区别　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 20.（2026·北京顺义·一模）高温条件下，水稻通过对特定蛋白质精氨酸的甲基化修饰，调节蛋白质功能，进而协调生长发育和逆境防御。 （1）水稻的生长发育调控，是由　　　　　　、激素调节和环境因素调节共同完成的。 （2）P酶可催化特定蛋白质的精氨酸甲基化。科研人员获得P酶功能缺失突变体，表现为小穗发育异常。研究发现P酶能与Z蛋白结合，由此推测Z蛋白是P酶催化的底物。将Z基因转入野生型获得植株1，转入P酶功能缺失突变体获得植株2，分别提取、分离蛋白后，用相应抗体检测，结果如图1。实验结果支持推测，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）高温处理植株1和2，同时加入蛋白合成抑制剂，固定时间间隔取样，检测Z蛋白含量，结果如图2。实验结果表明：高温条件下，发生甲基化的Z蛋白　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）进一步研究发现Z蛋白能与Os结合，阻止Os与P基因启动子结合进而调控基因表达。为揭示Os对P基因转录的影响，科研人员将携带Os基因的载体1和载体2导入烟草叶片细胞并成功表达。测定萤火虫荧光素酶(LUC)和海肾荧光素酶(REN)的活性比值，结果如图3。请选填字母完善载体2的设计　　　　　；　　　　　；　　　　　；　　　　　。已知海肾荧光素酶可稳定表达，用于校正转化效率等变量。 A.P基因启动子        B.组成型启动子 C.萤火虫荧光素酶基因(LUC)        D.海肾荧光素酶基因(REN) （5）水稻小穗发育期遇高温环境，P酶减少，通过甲基化修饰精细调控生长发育和逆境防御之间的平衡。请综合以上信息，完善水稻在高温环境下通过负反馈调节维持小穗正常发育的调控机制　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 21.（2026·北京石景山·二模）溶细胞素A（ClyA）与细胞膜接触时可形成跨膜孔道，直接导致靶细胞裂解。研究者拟利用该原理使结肠癌细胞裂解死亡，为结肠癌的治疗提供新策略。 （1）由于　　　　　　　　　　发生突变，正常结肠黏膜上皮细胞的分裂和生长失去控制，形成结肠癌细胞。研究发现，癌细胞主要通过　　　　　　　　　　呼吸，消耗大量葡萄糖并释放乳酸。 （2）大肠杆菌（EcN）能适应肿瘤组织低氧、酸性微环境，并在肿瘤组织内定植。研究者尝试利用大肠杆菌实现ClyA的靶向递送。 ①设计如图1所示的乳酸感应模块（gfp为绿色荧光蛋白基因），导入大肠杆菌，获得可合成ClyA的工程菌E1。当乳酸存在时，　　　　　　　　　　，E1发出绿色荧光。 ②将E1置于含不同浓度乳酸的培养液中（10mM为模拟肿瘤环境），一段时间后测定其荧光强度，结果如图2。该实验的目的是　　　　　　　　　　。 ③对E1进行升级改造，通过导入信号转导模块使其可吸收近红外光并转化为热能，快速升高局部温度。在此基础上，研究者又构建一个基因表达载体，与图1所示载体共同导入，以实现ClyA蛋白仅在近红外光照射的肿瘤部位释放。请根据示例，选择合适的启动子和基因构建该基因表达载体　　　　　　。备选启动子：启动子J、启动子R、启动子P备选基因：TcI基因、Mel裂解肽基因、LldR基因提示：温度升高可使TcI蛋白失去抑制启动子P的能力；Mel裂解肽可使细菌裂解示例： （3）采用升级改造后的工程菌治疗结肠癌的优势为：可精准调控ClyA在结肠癌细胞处释放，　　　　　　　　　　。 22.（2026·北京朝阳·二模）色氨酸是人体必需氨基酸之一，在食品、医药等领域应用广泛。研究者为开发遗传稳定、高产、安全的工程菌进行了研究。 （1）葡萄糖通过大肠杆菌细胞膜上的PTS进入细胞（如图），生成6-磷酸葡萄糖（G6P），这一过程消耗合成色氨酸的前体之一——磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）。为减少PEP消耗，增加色氨酸产量，敲除大肠杆菌W菌株PTS中的ptsI基因，随后将其接种在　　　　　　　　　　　　的培养基中进行适应性实验室进化，筛选出葡萄糖摄取能力最强的菌株，命名为W1。 （2）图中，大肠杆菌代谢途径Ⅰ相关的酶主要有三种。为进一步提高色氨酸产量，在W1中敲除上述相关酶基因，分别构建单基因缺失（W6）、双基因缺失（W7）和三基因缺失（W10）的突变菌株，检测相关指标，结果见表。 菌株 菌体密度相对值 丙氨酸（g/L） 色氨酸（g/L） 葡萄糖消耗量（g/L） 转化率（%） W1 10.00 2.13 6.78 47.41 14.3 W6 9.89 1.36 7.47 47.58 15.7 W7 7.47 0.24 3.17 20.58 15.4 W10 4.62 0.07 2.73 16.75 16.3 注：转化率=（色氨酸产量/葡萄糖消耗量）×100%研究者选择菌株　　　　　　　　　　　　用于继续优化。从权衡生长与生产矛盾的角度解释未选择转化率更高的W10菌株的原因　　　　　　　　　　。 （3）胞内色氨酸积累导致菌体渗透压升高、反馈抑制等不利效应。构建含有色氨酸外排转运蛋白基因的重组质粒，并将该基因整合至工程菌拟核DNA中，最终获得一株高产、无重组质粒的工程菌W14。分析无重组质粒工程菌的特点及在生产中的优势　　　　　　　　（写出一条）。 （4）工程菌通过图1中代谢途径Ⅱ为合成色氨酸大量供能。将W14投入发酵罐进行发酵，同时监测温度、pH、溶氧量等指标，可将　　　　　　　　作为自动补充葡萄糖的指标。 23.（2026·北京通州·一模）黄瓜是单性花、雌雄同株，研究者解析了生长素调节黄瓜性别决定的机制。 （1）黄瓜花芽的生长素从形态学　　　　　　　的运输方式称为极性运输。 （2）添加外源生长素可以促进黄瓜产生雌花，推测生长素响应基因Arf3促进该过程。分别检测野生型、Arf3突变体中雌花的比例，若实验结果为　　　　　　　，可验证上述推测。 （3）分析Arf3的作用机制，发现Arf3突变体中Cw1基因表达提高3倍，而Cw1蛋白会抑制雌花分化。①生物信息学分析发现，Cw1基因的启动子序列中具有Arf3蛋白的结合序列P4，因此推测Arf3蛋白能够直接调控Cw1的　　　　　　　　过程。 ②研究者通过凝胶阻滞实验（EMSA）进一步验证上述推测。 EMSA原理为：DNA与蛋白质结合形成的复合物与游离DNA在凝胶电泳中的迁移速度存在差异，生物素经过实验处理后可以显示出有色条带。按照图1实验设计，结果中会出现滞后条带和　　　　　　　条带。若上述推测正确，请补充图1中滞后条带的实验结果　　　　　　　。 （4）Arf3突变体中Cs基因表达量显著降低，Cs是雌花分生组织形成和维持的重要基因。请结合上述信息，在图2中完善生长素通过Arf3蛋白参与黄瓜性别决定的机制　　　　　　　。（方框中填写基因，括号中填写+或者-，+代表促进、-代表抑制） 24.（2026·北京东城·一模）RPW能显著增强植物对白粉病病菌（一种真菌）的抗性。研究人员对乙烯和RPW在防御白粉病病菌过程中的关系进行研究。 （1）乙烯主要对果实有　　　　　　作用，还能够参与病菌的防御。ACC氧化酶（ACO）可催化ACC转化成乙烯。 （2）研究人员构建拟南芥突变体并接种白粉病病菌，10天后统计叶片上孢子数量，图1结果说明乙烯能　　　　　　RPW抗白粉病的作用。用台盼蓝染液对叶片染色，结果如图2。结合两图，推测RPW抗白粉病是通过　　　　　　　　　　　　。 组1：对照组                                 组2：RPW过表达突变体 组3：ACO缺失突变体              组4：RPW过表达+ACO缺失双突变体 （3）为进一步研究RPW与乙烯之间的关系，研究人员将构建的RPW-HA融合基因、ACO-Flag融合基因的表达载体导入植物叶片，36小时后，将叶片研磨，取上清液分成两份，一份对总蛋白进行检测，另一份用Flag抗体偶联的琼脂糖珠处理，收集琼脂糖珠上的蛋白进行检测/图3结果支持RPW通过与ACO结合增加ACO的稳定性，减少ACO降解，从而增加乙烯含量。请在答题卡的图中补充相应的实验结果　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）综合上述研究，完善植株抵抗病菌反应的机制图，请在答题卡方框中选填“RPW”“ACO”“乙烯”，用箭头连接，并标注它们之间的关系（“+”表示正调控，“-”表示负调控）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 25.（2026·北京石景山·二模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 一种基于单倍体胚的小麦育种新策略小麦是全球重要的粮食作物，由于其基因组复杂，若以小麦幼胚为受体材料进行转基因或基因编辑操作，成功率低、后代需要多代自交才能稳定遗传，严重制约小麦育种的效率。单倍体育种是快速获得纯合品系的有效途径，但以小麦花粉为外植体诱导出单倍体植株的成功率极低。MTL基因在花粉中特异性表达出一种磷脂酶，当该基因功能丧失时，受精后来自父本的染色体被消除，最终产生仅含有母本染色体的单倍体植株。我国科研人员将胚特异性启动子和花青素基因（表达产物呈紫色）融合，导入MTL基因敲除的小麦，培育出了一个纯合的单倍体诱导系（H品系），该品系染色体数目正常，但与普通小麦品种杂交后，可得到一定比例的单倍体胚，且可通过胚的颜色快速筛选。为检测单倍体胚用于基因编辑的效果，科研人员以其为实验材料培育糯性小麦新品种。小麦的淀粉合成途径如图1所示，支链淀粉比例达到95%以上时，可称作糯性小麦。 利用CRISPR/Cas9系统对单倍体胚进行基因编辑。已知该系统中的sgRNA与Cas9蛋白形成复合体，该复合体中的sgRNA可识别并与靶基因部分序列特异性结合，Cas9蛋白可对靶基因进行切割，进而导致靶基因的功能丧失或改变。研究者构建如图2所示的DNA片段（其中NLS序列编码核定位短肽），并采用农杆菌转化法导入单倍体胚，当年就培育出了符合要求的小麦植株。 （1）小麦单倍体胚的细胞中染色体数目与普通小麦　　　　　　中的染色体数目相同。 （2）研究者使用H品系作为　　　　　　（填“父本”或“母本”）与普通小麦（胚为白色）杂交，所结种子中，胚为　　　　　　色的即为单倍体胚。 （3）根据文中信息，分析图2中NLS序列与Cas9序列连接，不与sgRNA序列连接的原因　　　　　　。 （4）请结合基因工程等内容，完善本文培育纯合糯性小麦的流程　　　　　　。 26.（2026·北京朝阳·一模）骨骼肌损伤后，肌肉干细胞（MSC）由静息态变为激活态是再生修复的关键。衰老会使静息态MSC激活能力显著下降，导致老年个体骨骼肌损伤后修复能力降低。 （1）衰老的MSC可表现出　　　　　　　　（答1点）的特征。 （2）老年鼠MSC中N基因表达量显著升高，研究者推测N基因可能参与MSC的激活过程，构建图1中转基因小鼠。 ①Cr基因表达的Cr酶可识别序列Lx，导致两个方向相同的Lx间的DNA片段丢失；药物T可使ER蛋白进入细胞核。为获取仅MSC中N基因被敲除的老年NKO鼠，则启动子1应为　　　　　　　　，且需对老年鼠饲喂　　　　　　　　。 ②转入黄色荧光蛋白基因的作用是　　　　　　　　。 （3）以野生型老年鼠（WT鼠）为对照做单次肌肉损伤实验，检测激活态MSC占比和骨骼肌损伤后修复速度，发现NKO鼠均高于WT鼠。单次损伤21天后MSC恢复静息态，检测各组静息态MSC凋亡率及总MSC数量，结果如图2。随后，对小鼠实施第二次损伤，发现NKO组激活态MSC占比和骨骼肌损伤后修复速度均低于WT组。据此，研究者提出N基因的功能存在“权衡效应”。综上，从细胞存活和骨骼肌再生修复的角度对此效应加以概括说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）M蛋白可促进细胞增殖与分化，NKO组M蛋白表达量显著高于WT组。用M蛋白抑制剂和溶剂分别处理来自WT、NKO组老年鼠的MSC，检测各组激活态MSC细胞比例。若实验结果证明N基因部分依赖M基因调控MSC激活，则M蛋白抑制剂处理NKO组的结果应为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 27.（2026·北京丰台·二模）研究者以拟南芥为材料，探究植物响应高温胁迫的调控机制。 （1）植物生长发育的调控，是由　　　　　　　　调控、　　　　　　　　调节和环境因素调节共同完成的。温度是环境因素之一，参与调节植物响应高温胁迫的过程。 （2）F蛋白是定位于细胞膜上的受体蛋白。为探究F蛋白的作用，在不同温度下分别处理野生型和F蛋白缺陷型突变体的拟南芥幼苗，图1表明，F蛋白的作用是　　　　　　　　。 （3）将F蛋白（约100kDa）位于细胞内侧的肽段F-1（约54kDa）与GFP（绿色荧光蛋白，约27kDa）融合，在不同温度下提取细胞中的F蛋白进行电泳，用GFP的抗体检测。结果表明高温下仅有部分F蛋白被酶切割，释放细胞内侧的肽段F-1。请在图2中相应位置绘出能证明上述结论的结果　　　　　　　　。 （4）切割下来的F-1进入核内与IAA29结合，使IAA29磷酸化。ARF19是促进下胚轴伸长的转录因子。为进一步探究IAA29对ARF19的作用，研究者利用荧光素酶（LUC）设计了相关实验。LUC-N端和LUC-C端两段短肽没有活性，二者在空间上靠近时可恢复酶活性，催化荧光素发出荧光。研究者构建了多种表达载体（目标基因分别为LUC-N端基因nLUC、LUC-C端基因cLUC、融合基因nLUC-ARF19、融合基因cLUC-IAA29），导入拟南芥叶片。结果表明IAA29能与ARF19结合，并且高温下磷酸化的IAA29与ARF19的结合减弱。按照表格形式，将所有实验组的设计及结果补充完整　　　　　　　　。 组别 表达载体的类型 结果 低温 高温 1 nLUC cLUC － － …… …… …… …… 注：“－”表示无荧光，“＋”表示有荧光，“＋”的数量越多表示荧光强度越大 （5）综合上述研究，高温条件时下胚轴伸长程度较大的作用机制是：高温条件下，　　　　　　　　，拟南芥下胚轴伸长程度较大。 组别 表达载体的类型 结果 低温 高温 2 nLUC cLUC-IAA29 － － 3 ARF19-nLUC cLUC － － 28.（2026·北京海淀·二模）研究者以幼嫩的豌豆果实及与果实相连的枝条为材料（如下图），研究生长素（IAA）在果实发育中的作用。 （1）IAA的作用因　　　　　　　　　　　　、器官种类和植物细胞的成熟情况不同而有较大的差异。实验所用豌豆转入了DR5-GUS基因，DR5是IAA　　　　　　　　　　　　启动子，能驱动下游GUS酶基因表达，使细胞内GUS酶活性可以灵敏地反映IAA的活性。 （2）研究者对实验材料进行了四组不同处理，处理及结果如下表。 组别 处理 IAA含量（ng/g） GUS酶活性相对值 1 仅羊毛脂处理 12.5 100 2 用含NPA的羊毛脂处理 16.2 210 3 打开果皮、保留种子，用羊毛脂处理 13.1 105 4 打开果皮、去除种子，用羊毛脂处理 1.5 48 注：NPA为IAA运输阻断剂。 ①结果显示，与1组相比，2组　　　　　　　　　　　　。 ②通过分析1～4组实验结果，可以初步判断发育中的种子　　　　　　　　　　　　。 ③在上述实验的基础上，研究者打开果皮、去除种子，用含NPA的羊毛脂处理，发现检测点IAA含量和GUS酶活性与第4组无明显差异，且经过48h后也没有明显变化，推测　　　　　　　　　　　　。 （3）进一步研究发现，与第3组相比，第4组果皮中合成乙烯的前体物质含量更低，乙烯释放量更高。请提出一个假设，解释IAA促进果实发育的机制　　　　　　　　。 29.（2026·北京丰台·二模）溶瘤病毒（OV）能促进肿瘤细胞裂解，科学家开展实验探究其抗肿瘤效果。 （1）在小鼠背部接种肿瘤细胞，待肿瘤体积长到一定大小后，每隔3天对小鼠注射一次OV。OV进入小鼠体内后，会被小鼠的　　　　　　　　免疫过程清除，因此需要多次注射。 （2）研究发现，该肿瘤小鼠用OV治疗后，肿瘤组织微环境中IL-6水平异常升高。为探究IL-6对治疗效果的影响，使用IL-6抗体联合OV治疗肿瘤小鼠后，统计生存率结果如图1，结果说明IL-6的作用是：　　　　　　　　。 （3）为解决IL-6水平异常升高导致的问题，科学家构建了如图2所示的基因表达载体，导入OV基因组中，获得新型OV。新型OV侵染肿瘤细胞后，肿瘤细胞会释放出F蛋白和C蛋白（由C-L亚基和C-H亚基聚合而成），二者可共同刺激树突状细胞成熟。试分析图2中间隔序列的功能是：　　　　　　　　。 （4）后续实验结果表明新型OV抗肿瘤效果优于普通OV，请用文字将图3补充完整　　　　　　　　。 30.（2026·北京顺义·一模）小胶质细胞与脑发育和神经退行性疾病有重要关联，科研人员对小胶质细胞的起源和功能转化机制展开研究。 （1）新生小鼠大脑白质中存在的小胶质细胞(P细胞)通过高表达C基因实现吞噬功能，维持神经系统稳态。为证明P细胞与其他脑区的小胶质细胞均来源于早期胚胎的Y细胞，科研人员利用基因工程改造小鼠并进行杂交，其体细胞内相关基因及调控元件如下图。 注：①R基因在Y细胞中特异性高表达 ②I序列：使相邻基因表达的蛋白不融合 ③Cre-Er：Cre酶进入细胞核后切除X之间的DNA序列；Er蛋白位于细胞质中 ④Stop：阻止下游基因转录 药物T可诱导Er入核，据图可知，药物T可使子代小鼠的小胶质细胞表达红色荧光蛋白。应在　　　　　　(胚胎发育早期/胚胎发育晚期)施加药物T，标记小鼠脑区的小胶质细胞。出生后7天，用绿色荧光蛋白标记的C蛋白抗体处理小鼠脑区，支持P细胞起源于Y细胞的检测结果是　　　　　　　　。 （2）通过设计只让P细胞表达红色荧光蛋白，小鼠出生后30天，用绿色荧光蛋白标记的C蛋白抗体处理小鼠脑区并检测，结果显示红色荧光分布于各脑区，但未检测到绿色荧光，说明P细胞　　　　　　　，称为稳态小胶质细胞(eP细胞)。 （3）组蛋白乙酰化使染色质结构变得松散，为相关蛋白与基因调控序列结合并调控基因的转录提供空间。衰老或患神经退行性疾病时，eP细胞恢复至出生后7天的状态。推测P细胞功能状态的转变与组蛋白乙酰化和基因差异化表达有关。支持的证据有_______(多选) A. 小鼠出生7-30天内P细胞的C基因转录量和组蛋白乙酰化水平逐渐降低 B. 小鼠出生30天后eP细胞所有基因的组蛋白乙酰化水平均升高 C. 衰老小鼠eP细胞C基因转录量和组蛋白乙酰化水平与P细胞相似 D. 与正常鼠相比，阿尔茨海默病模型鼠eP细胞C基因转录量和组蛋白乙酰化水平高 （4）A蛋白能特异性结合C基因的调控序列。为验证A蛋白参与调控C基因的转录，在出生后30天的脑组织中分离eP细胞，特异性敲除A基因，检测敲除后eP细胞的吞噬能力。请评价实验设计并完善　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 31.（2026·北京通州·一模）学习以下材料，回答问题。 基于操纵子设计遗传逆变器操纵子是原核生物中的一种基因表达调控单位，在诱导物的作用下，通过调控蛋白与操纵序列的结合或解离，影响下游基因的表达。常见的操纵子有四环素操纵子、乳糖操纵子和色氨酸操纵子。近年来，研究者将1个或多个操纵子应用于发酵工程，设计可以精确调控基因表达的遗传元件，称之为遗传逆变器。以具有抗病毒活性的紫色杆菌素合成为例，科研人员设置了图1中的两种遗传逆变器。方案一：将四环素操纵子与紫色杆菌素导入大肠杆菌，R1会持续表达并结合O1序列，抑制下游基因的表达；当诱导物四环素存在时，其可以结合R1，导致其与O1分离并促进基因表达。方案二：在上述基础上，还导入了色氨酸操纵子，在诱导物色氨酸存在的情况下，R2与之结合形成复合物后，结合O2序列，并抑制下游基因RT的表达，减轻了R1与O1序列的结合，导致遗传逆变器的激活输出。在无色氨酸的情况下，由于R2无法实现抑制功能，R1会持续表达并结合O1序列，遗传逆变器没有激活输出。 目前，这种基于操纵子的遗传逆变器已经广泛应用于工程菌的培养，通过与其他技术结合，也可以逐步实现对哺乳动物基因表达的时空精准调控。 （1）培育转基因工程菌的过程中，构建含有操纵子或紫色杆菌素的表达载体需要使用的工具酶有　　　　　　　　。 （2）文中提及的两种遗传逆变器，与方案一相比，方案二的主要优势是　　　　　　　　。 （3）为了实现大肠杆菌的可控凝集与产物分离，研究者将启动子CYC与絮凝蛋白基因Flo构建表达载体并导入工程菌，但是发现在非蓝光条件下，仍存在Flo基因的表达。请你结合文中的遗传逆变器技术，帮助研究者在图2中构建蓝光触发的大肠杆菌调控系统。 该系统中，质粒2中EL2基因的作用是　　　　　　　　。结合上述目标，在①、②、③处应选用的启动子分别是　　　　　　　　　、　　　　　　　　　、　　　　　　　　　。 启动子：a．ACT   b．CYC 质粒上的序列Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是　　　　　　　　　、　　　　　　　　　、　　　　　　　　　。 序列：A．R1   B．R2   C．O1   D．O2 （4）综合上述研究，请完善下表中利用该工程菌产生紫色杆菌素的环境条件。 培养阶段 光照条件 色氨酸添加情况 生产紫色杆菌素阶段 　　　　　　　 　　　　　　　 分离紫色杆菌素阶段 　　　　　　　 　　　　　　　 32.（2026·北京朝阳·二模）水稻起源于热带和亚热带，在其分布范围向北扩展的过程中，耐寒性逐渐形成。研究者对这一机制进行探究。 （1）在减数分裂过程中，水稻花粉母细胞中的染色体经历　　　　　　　　　　　　（写出两项）等行为，最终使成熟生殖细胞中的染色体数目减半。低温可影响上述行为，导致减数分裂异常，进而降低水稻产量。（2）在减数分裂期对冷敏感粳稻品系K进行冷胁迫处理，选择子代中结实率最高的单株留种、播种，再次进行减数分裂期冷胁迫处理。三代处理后，获得耐寒（表现为高结实率）株系C。 ①C连续自交五代，其耐寒性状稳定遗传。将C与K杂交，F1在冷胁迫下表现为高结实率，说明耐寒性状为　　　　　　　　　　　　性状。 ②DNA测序结果显示，K和C中与耐寒性有关的基因序列无差异。比较在冷胁迫处理下K、C及F1中差异表达的基因，选择　　　　　　　　　　　　的基因，进一步检测DNA甲基化情况，鉴定出基因ACT1，C中该基因启动子区域的DNA甲基化水平显著降低。 ③利用基因编辑技术对K中ACT1基因启动子的高甲基化区域进行去甲基化，检测ACT1基因表达量（图1），并统计植株结实率，发现低温下二者呈正相关。 利用C继续进行实验，进一步证明了ACT1基因启动子甲基化水平的改变与其耐寒性相关。请在图2中补充相应实验处理和结果　　　　　　　　　　　　。 （3）低温诱导转录因子Dof1表达，Dof1可识别ACT1基因启动子中的特定序列。依据ACT1基因启动子序列制备DNA探针，进行图3实验。 图3结果表明　　　　　　　　　　　　。 （4）进一步研究发现，多代低温环境的持续刺激，通过下调DNA甲基转移酶的表达，导致ACT1基因启动子区域产生稳定可遗传的低甲基化修饰。因此，在我国北方地区，绝大部分水稻品种的ACT1基因启动子呈现低甲基化状态，而南方地区则相反。拉马克认为：“适应的形成都是由于用进废退和获得性遗传。”请结合本研究，辩证地评价该观点　　　　　　　　　　　　。 33.（2026·北京房山·二模）许多爬行动物的性别由孵化温度决定，红耳龟卵在温度低于26℃时全部发育为雄性，温度高于31℃时全部发育为雌性，研究者对温度决定性别机制进行研究。 （1）温度能作为　　　　　调控爬行类动物的性别。 （2）D1基因是雄性性别决定基因，在一定条件下表达促进睾丸发育。K酶是一种去甲基化酶，据图1分析可知，K酶可通过促进D1基因的表达影响性别，理由是　　　　　。 （3）为进一步确定K酶上游转录因子S3蛋白对K基因启动子的作用机理，进行图2、图3实验。①据图2所示，31℃　　　　　（填“促进”或“抑制”）S3蛋白磷酸化过程。②用染色质免疫共沉淀技术检测S3蛋白、磷酸化S3蛋白与K基因启动子结合情况，结果如图3所示。 图3实验结果说明　　　　　蛋白与RNA聚合酶　　　　　结合K基因启动子，从而抑制K基因转录。（4）结合上述研究成果，写出温度调控性别分化的机制　　　　　。（从雌性和雄性两种性别决定机制任选其一，以未选择的条件为对照，在方框中以文字和箭头的形式作答）。 34.（2026·北京房山·一模）光呼吸是植物在光照下消耗O2并释放CO2的代谢过程（图1），其代谢产物2-磷酸乙醇酸（2-PG）对光合作用相关酶有毒害作用且易造成碳丢失。 （1）R酶是一种双功能酶，据图1分析R酶的功能是　　　　　　　　，其作用场所是　　　　　　　　　　。（2）PGLP是催化2-PG降解的光呼吸关键酶。 ①PGLP突变体在正常浓度CO2中发黄死亡（图2）。研究发现，叶绿体内的无机磷酸库是有限的，磷酸被2-PG大量“占用”，会导致光反应产物　　　　　　　　　　　　　　合成受阻，同时2-PG抑制C5再生，2-PG积累对光合作用代谢产生毒害作用。 ②依据R酶的特性，推测高浓度CO2环境中PGLP突变体的CO2吸收速率，在答题卡中画出　　　　　　。（3）RNA剪接是将前体RNA中的内含子转录序列剪切，将外显子转录序列连接形成成熟mRNA的过程（图3）。为探究突变体前体RNA剪接情况，科研人员进行如下操作：提取　　　　　　　　　　　　的RNA→　　　　　　　　　　　→DNA→　　　　　　　　　　　→电泳，依据图4结果做出判断并说明理由　　　　　　　　　　　　。 （4）为降低光呼吸造成的能量与物质损耗，研究者通过转基因技术在植物叶绿体中引入代谢旁路，使2-PG在叶绿体内直接被降解并释放CO2。与原光呼吸途径相比，该策略能提高光合产量的机制是　　　　　　　　。 35.（2026·北京房山·一模）视网膜色素变性是由于视网膜光感受器细胞异常和视网膜色素上皮功能受损引起的遗传性夜盲症。为探究其发病机制展开研究。 （1）图1为该病家系图，Ⅰ-1不携带此病致病基因，据图1判断，该病的遗传方式是　　　　　　　　　　　（填“常染色体显性遗传”或“伴X显性遗传”），Ⅲ-1患病的概率为　　　　　　　　　　。 （2）该病由N23基因突变导致（图2），患者N23基因的突变是由于　　　　　　　　　　　　，导致翻译出的氨基酸种类发生　　　　　　　　　　的改变。 （3）为研究N23基因突变对视杆细胞功能的影响，利用基因工程技术，将健康志愿者和患者的N23基因分别导入视网膜母细胞瘤（Y79）细胞中，构建模型细胞。视网膜母细胞瘤与视杆细胞有共同的发育起源，能够模拟视杆细胞内的重要信号通路。 ①已知N23基因、突变基因均无EcoR Ⅴ和Hind Ⅲ酶切位点，研究者采用特异性引物P1和P2对基因N23和突变基因进行扩增，构建表达载体（图3）依据转录方向请在质粒处标出引物EcoR Ⅴ和Hind Ⅲ酶切位点的位置　　　　　　　　　　　。 ②利用脂质体转染或　　　　　　　　　　　　法将重组质粒导入Y79细胞，检测相关物质表达水平（图4、图5）。 （4）RHO为视杆细胞特异性表达的感受弱光的光敏色素蛋白，是产生夜视力的分子基础。正常N23蛋白为二聚体结构，可与RHO启动子结合。结合图2、4、5阐明遗传性夜盲症发病机制（在方框中以文字和箭头的形式作答）　　　　　　　。 36.（2026·北京丰台·一模）野生型黄瓜为雌雄同株。黄瓜花在早期发育阶段是两性花。随着心皮发育（决定雌蕊）停滞或雄蕊发育停滞，形成了单性花。外施生长素可提高黄瓜雌花比例，我国研究者对其机制进行了研究。 （1）生长素作为　　　　　　　　分子，对植物的生长发育起　　　　　　　　作用。 （2）生长素响应因子ARF蛋白在雌蕊中表达量显著高于雄蕊。ARF基因突变体仅开雄花，部分雄花因心皮发育停滞而形成花柱样组织，其比例与野生型中的　　　　　　　　比例相似，表明ARF基因突变导致雌花向雄花转化。 （3）为了研究ARF蛋白与STM基因（促进雌蕊发育）的关系。研究者将STM的启动子中P1~P5区段分别与LacZ（β-半乳糖苷酶）基因融合，导入酵母细胞。再分别将空载体、ARF基因表达载体转入上述酵母细胞。在含有X-gal（可被β-半乳糖苷酶催化产生深色物质）的培养基上培养酵母菌，观察菌落颜色，结果如图1，表明　　　　　　　　。 （4）研究者还推测ARF蛋白能与WIP基因（抑制雌蕊发育）结合。为检验该推测，将ARF蛋白与WIP基因片段混合后进行电泳分析如图2，实验结果验证了以上推测。实验中未标记的DNA片段与已标记的DNA片段序列　　　　　　　　（相同/不同），其作用是　　　　　　　　。请完善表格中的处理　　　　。 组别 1 2 3 4 5 生物素标记的DNA片段 + 未标记的DNA片段 - ARF蛋白 - + + + + 注：“+”代表含有；“-”代表不含有；不同数量的“+”代表浓度的变化；生物素标记可用于显示电泳中的DNA片段 （5）乙烯在花发育早期激活生长素以促进心皮形成。乙烯合成基因ACS1和ACS2分别促进雌蕊的形成、抑制雄蕊的形成。研究发现，ARF与WIP结合后会解除WIP对ACS2基因转录的抑制。综合上述信息，请在答题卡上用适当的文字与箭头完善生长素和乙烯协同调控黄瓜雌花发育的机制。 37.（2026·北京朝阳·二模）学习以下材料，回答（1）~（5）题。 关闭豆荚“自爆开关”的机制大豆豆荚内木质素的不对称分布可使豆荚壁产生扭转力，引发炸裂；豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚（图1），能增强结构稳定性，抑制豆荚炸裂。 以野生大豆与栽培大豆为亲本构建杂交后代群体，利用分子标记SSR，在16号染色体上锁定两个调控豆荚炸裂的关键基因：Sh与Pd。野生大豆与栽培大豆这两个基因部分序列如图2。Sh基因编码转录因子SH，调控靶基因表达；Pd基因参与调控木质素的不对称分布。在栽培大豆中分别过表达Sh或Pd基因，均可显著提高豆荚炸裂率。A蛋白可促使豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚，推测转录因子SH可调控A基因表达。AD基因表达转录激活蛋白，将编码转录因子的基因与AD基因融合表达。当转录因子识别并结合靶基因启动子时，AD便发挥转录激活活性，启动基因表达。研究者制备表达载体（如表），将不同组合的载体共转化酵母菌，分1-5区涂布于添加显色底物的平板（图3）。若Lac基因表达，菌落呈蓝色。 载体编号 转入基因片段 a A基因启动子-Lac基因编码序列 b 组成型启动子-Sh-AD融合基因编码序列 c 组成型启动子-AD基因编码序列 d Lac基因编码序列 注：组成型启动子具有持续激活基因表达的活性 大豆群体遗传学分析显示：Sh与Pd基因调控通路相互独立，在人工驯化中被共同选择；栽培大豆中，两基因位点两侧均出现500~700 kb的“选择性清除”区域，即该区域核苷酸多样性显著降低。本研究阐明了人工驯化形成的栽培大豆抗炸裂性状的分子机制与进化规律，为豆科作物高产育种、种质资源保护与粮食安全保障提供理论支撑。 （1）图2中Sh基因突变的类型是碱基的　　　　　　　　　　　　。 （2）若SSR标记与抗炸裂基因　　　　　　　　　　　　，则该SSR在抗炸裂大豆植株群体中被高频检出。 （3）图3平板区域1转入的载体含有Lac基因且可表达，培养平板上不同区域菌落呈现颜色为　　　　　　　　　　　　，说明转录因子SH可结合A基因启动子。 （4）依据材料信息选择合适的选项，完善栽培大豆群体获得抗炸裂性状的机制。 A．Sh、Pd基因突变 B．sh和pd基因频率升高 C．Pd基因突变，使豆荚木质素不对称分布程度下降 D．sh无法抑制A基因启动子活性，A基因表达，豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚 ①　　　　　　　　　　②　　　　　　　　　　③　　　　　　　　　　 （5）结合“选择性清除”现象，从利弊两方面分析人工驯化对大豆种质资源的影响　　　　　　　　　　。 38.（2026·北京西城·二模）编码血红蛋白β链的H基因突变成h1、h2等基因会引起β-地中海贫血。患者β链含量低，无法与α链以等比例结合形成足量的血红蛋白（HbA）。研究人员在患者中发现一个D基因的突变（D′），该类患者γ链基因表达增强，γ链与α链结合成胎儿血红蛋白（HbF），能一定程度上弥补HbA含量不足。图1为某患者家系图。 （1）由图可知，D基因位于　　　　　　　　　染色体上。H、h基因和D、D′基因独立遗传，若Ⅰ-1和Ⅰ-2再生育，孩子患病程度与家系中症状最严重者一致的概率为　　　　　　　　　。 （2）D基因编码一种DNA甲基化酶（D酶）。D酶由1616个氨基酸组成，突变导致D酶第878位的丝氨酸被苯丙氨酸取代，推测D基因发生了碱基对的　　　　　　　　　。 （3）为明确突变的D酶特异性地使得γ链基因表达增强的原因，用超声波破碎造血干细胞DNA（与蛋白质结合区不易被超声波破碎），分别加入相应抗体，进行免疫沉淀。以沉淀下来的DNA为模板，根据相应启动子序列设计引物进行PCR，结果如图2。该实验中①②③处的抗体分别是　　　　　　　　　。 （4）综合上述研究，解释Ⅱ-3和Ⅱ-4症状存在差异的原因　　　　　　　　　。 39.（2026·北京房山·二模）有色稻米的花青素主要集中在外层组织，日常食用的精米在加工时会去掉这些外层结构，主要保留胚乳。野生型水稻的胚乳通常不含花青素，研究者欲培育在胚乳中积累花青素的“紫胚乳水稻”，进行如下操作（表1）。 表1 环节 信息 原因分析 野生型水稻胚乳中花青素调控及合成相关基因缺陷，多数花青素合成相关基因在胚乳中沉默或低表达。 改造策略 研究者选取调控基因和花青素合成相关基因，分别与_____①特异性启动子（P1）相连后导入水稻。 （1）研究过程中①处的结构是　　　　　，将含目的基因的受体细胞培养成完整植株，该过程利用了植物细胞的　　　　　。 （2）对黑稻、野生型和转基因水稻相关指标进行检测（图1、图2）。 ①写出已获得“紫胚乳水稻”器官水平的证据，　　　　　。 ②图2支持“紫胚乳”性状的形成，请说明理由，　　　　　。 （3）潮霉素抗性基因（HPT）可用于筛选转基因植株，为避免标记基因的影响，科研人员设计了“无标记基因”自动获得策略，T2代可获得无HPT植株，请在图3中标出相关表达载体元件（P1、P2、x）　　　　　。 ①Cre酶基因：源自噬菌体，其编码的酶进入细胞核后作用于x，导致两个x间的DNA片段丢失； ②花粉特异性启动子P2 40.（2026·北京顺义·二模） 肠道环境的动态变化与多种疾病相关, 但缺乏持续、无创监测的工具。多形拟杆菌是人类肠道菌群的核心成员，可在肠道中长期定植。科研人员改造多形拟杆菌，构建生物传感器，通过粪便样本实时监测肠道状态。 （1）科研人员筛选并统计了拟杆菌在不同应激条件下(渗透压、温度、 、pH)表达特异性上调的基因数量, 结果如图 1 。当肠道吸收不良时, 肠腔内渗透压会升高。为长期监测肠道渗透压变化，避免其他应激条件干扰，据图分析，需要从　　　　　个基因中筛选符合要求的目的基因, 找到对应的内源启动子作为候选启动子。 （2）为监测肠道渗透压，研究者设计了图 2 所示的方案一制备转基因拟杆菌。但由于候选启动子的转录活性低，无法驱动 GFP 基因表达至可检测水平。于是，研究者设计了方案二，微量的阻遏蛋白即可与 启动子结合，并明显降低其转录活性。将转基因拟杆菌分别在等渗透压培养基和高渗透压培养基中培养, 检测红色荧光蛋白 (RFP) 和绿色荧光蛋白(GFP)的荧光强度, 部分结果如图 3 。结果表明方案二的工程菌具备肠道渗透压传感器的功能。 ① 方案二的对照组菌株设计方案应去除　　　　　启动子。 ② 请在图 3 中补充支持以上结论的实验结果　　　　　。 ③ 解释方案二能提高检测灵敏度的原因　　　　　。④方案二中“”的作用　　　　　。 41.（2026·北京丰台·二模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 细胞内NADH/NAD+的平衡及利用细胞内代谢反应的稳定进行，离不开氧化还原平衡。NAD+作为细胞中重要的氢载体，可接受反应中脱下的氢原子转为NADH，二者的比例决定了细胞的氧化还原状态。大肠杆菌以葡萄糖为碳源，在有氧时利用细胞膜上的呼吸链，将产生的NADH经Q的传递，氧化生成水并实现NAD+再生，如图1a。无氧时无法用氧气消耗NADH，而以丙酮酸消耗NADH生成乳酸，这也是工业生产乳酸的原理，如图1b。 工业生产希望利用来自废弃油脂水解产生的廉价甘油取代葡萄糖合成乳酸。然而甘油氢元素比例高于糖类，为生产带来了困难。若处于有氧环境，产生的NADH会优先进入呼吸链被氧气消耗，丙酮酸无法转化为乳酸；若处于无氧环境，反应因NADH/NAD+失衡也无法持续生成乳酸，如图2a。 为解决上述问题，研究者对大肠杆菌进行了两步关键改造，获得菌株N。第一步，敲除所有编码使NADH进入呼吸链的脱氢酶基因，导致即使在有氧条件下，细菌代谢也被“强制”进入发酵模式，即用氧气以外途径消耗NADH。第二步，利用基因工程使大肠杆菌能表达3-磷酸甘油脱氢酶（glpD）。该酶用Q代替NAD+接收甘油脱下的氢形成QH2后，氢被传递至呼吸链，实现持续发酵，如图2b。这一研究结果也打破了传统观念中“有氧只能彻底氧化分解、无氧只能进行发酵”的固有观念。菌株N可实现在有氧条件下的发酵，用不同质粒向菌株N中导入不同代谢体系的酶基因，还可以实现更多高价值物质的工业化生产。 （1）真核生物有氧呼吸场所是　　　　　　　　，大肠杆菌有氧呼吸场所是　　　　　　　　。 （2）文中第二段提到：“若处于无氧环境，反应因NADH/NAD+失衡也无法持续生成乳酸”，从反应过程分析，失衡是由于1分子甘油生成1分子丙酮酸的过程中产生　　　　　　　　分子NADH，而每分子丙酮酸接收　　　　　　　　分子NADH。菌株N通过glpD减少　　　　　　　　的产生实现平衡，乳酸发酵能持续进行。 （3）科学家敲除菌株N乳酸代谢酶的基因，导入下列四条代谢路径的酶基因，以生产其他物质。若各酶均能正常表达并发挥作用，中间产物和终产物均不影响细胞的正常生长。下列代谢路径中，可顺利获得预期终产物的是________。 A.  B.  C.  D.  （4）丙酮酸转化为琥珀酸的总反应为：丙酮酸+CO2+ATP+2NADH琥珀酸+ADP+Pi+2NAD+有人提出在大肠杆菌中敲除所有NADH进入呼吸链的脱氢酶基因后，可不转入glpD，而转入酶系A基因来实现用甘油生产琥珀酸。实践后发现产量极低，请你从能量的角度分析原因　　　　　　　　。 42.（2026·北京石景山·一模）野生型黄瓜为雌雄同株异花植物，植株上存在单性雄花（只有雄蕊）和单性雌花（只有雌蕊），雌花直接影响果实产量。乙烯和生长素在调控雄花和雌花发育中起重要作用，某科研团队对此开展了系列实验。 （1）黄瓜开花是由激素调节、　　　　　　　和环境因素调节共同构成的网络调控的。黄瓜花芽最初都存在雌蕊原基和雄蕊原基。在发育特定阶段，雌蕊或雄蕊原基选择性败育分别产生雄花或雌花。 （2）施加适宜浓度的外源生长素，可诱导野生型黄瓜开雌花   检测生长素响应因子ARF3在雌、雄花中的表达量，结果如图1．图1结果显示　　　　　　　。 （3）已知STM与WIP1是影响雌蕊发育的关键因子。在研究中，有以下相关发现：第一，花发育早期，雌蕊原基中特异性表达的STM基因缺失会导致雌蕊原基完全败育。研究显示ARF3能直接结合STM基因启动子中的P4元件，调控基因表达。为验证这种相互作用，将不同组分混合保温后，电泳检测荧光素标记条带，结果见图2，请补充3～5组的电泳条带结果　　　　　　　。 第二，ARF3还可结合WIP1基因启动子元件。wip1突变体的表型与arf3突变体不同。 （4）在花发育极早期，雌蕊原基中的S1酶（一种乙烯合成酶）催化乙烯大量合成，乙烯通过生长素调控雌蕊发育。研究揭示，雌蕊发育时，生长素调控S2酶（另一种乙烯合成酶）合成，该酶还可激活雄蕊抑制因子。请推测，施加生长素可诱导S1酶合成缺失突变体开　　　　　　　花。可见，乙烯与生长素在调控黄瓜雌花发育中存在　　　　　　　关系。 （5）请根据上述研究，完善黄瓜雌花发育的调控模型　　　　　　　。 43.（2026·北京海淀·二模）人工构建“基因振荡器”，可以在微生物细胞内精准控制基因周期性地表达。 （1）研究者合成了如图1所示的PB-A、PC-B、PA-C、PB-GFP（GFP为绿色荧光蛋白基因）四种目的基因，将这些基因插入质粒，构建了表达载体。 构建表达载体的过程中，需要用到的工具酶有限制酶和　　　　　　　　。切割目的基因时常用两种不同的限制酶。除了切割产生不同的黏性末端外，限制酶还应满足的条件是在目的基因和其他基因内部　　　　　　　　。 （2）检测发现，与稳定表达的红色荧光蛋白相比，GFP的表达量出现明显的周期性波动，反映出细胞内基因表达的“振荡”。具体机制可以解释为：在一个波动周期内，当基因B表达量增加时，　　　　　　　　，基因B表达量减少；相似的机制又会使基因B表达量重新增加。 （3）研究者设计了一段人工合成的DNA序列（海绵序列），该序列中有多个重复单元，每个单元不表达任何蛋白，但能够被B蛋白特异性识别并结合。在图1表达载体中插入海绵序列，可以通过　　　　　　　　，使振荡周期延长。 （4）野生型酵母菌有相互抑制的两个衰老基因Sir和Hap，Sir或Hap基因高表达会导致酵母菌以不同途径衰老（如图2）。请在图3虚线框内绘制重构思路，建立基因Sir和Hap之间的振荡关系，以延缓酵母菌衰老　　　　　　　　。 44.（2026·北京石景山·一模）安格曼综合征（AS）是一种罕见的神经发育疾病，病症包括严重的智力、运动、语言障碍以及癫痫发作等，大多数患者婴儿期即出现明显症状。 （1）15号染色体上的母源UBE3A基因缺失或突变是AS常见致病原因。该基因在大脑成熟神经元中仅母源基因表达，父源基因沉默，其编码的酶对神经元功能非常重要。下图是一个AS家族系谱图，Ⅱ～IV代基因测序显示Ⅱ-1、Ⅱ-3、Ⅲ-2及4位患者均为携带突变基因的杂合子。 Ⅱ-1和IV-1均携带致病基因但表型不同，是由于其致病基因分别来自　　　　　　　。Ⅲ-1和Ⅲ-2再生育一个孩子，子代患病概率为　　　　　　　。 （2）研究者对父源UBE3A基因在成熟神经元中特异性沉默的机制进行探索。 ①研究发现，UBE3A基因的表达受其上游区域调控，原理见图2．在成熟神经元中，SNHG14基因转录产物延伸覆盖UBE3A基因，与UBE3A基因的转录发生碰撞，使　　　　　　　酶均从模板上停滞并解离，导致父源UBE3A基因无法产生全长成熟mRNA进而沉默。而母源的UBE3A基因能够正常表达的原因是　　　　　　　。 ②下列相关说法正确的是　　　　　　　。 a．父源UBE3A基因特异性沉默属于表观遗传现象 b．构建含正常UBE3A基因的表达载体可用于治疗AS c．UBE3A基因通过控制酶的合成直接控制性状 d．控制AS的基因遗传时不遵循基因分离定律 （3）约3～5%的AS是由两条15号染色体来自于同一亲本所致（单亲源二倍体）。现有一名上述类型的患者，其双亲均不携带致病基因，请从细胞学水平解释该患者患AS的原因　　　　　　　。 45.（2026·北京东城·一模）学习以下材料，回答（1）～（5）题。 病毒与细菌“携手”靶向治疗癌症细菌疗法与溶瘤病毒法都利用了微生物特性实现精准抗癌，鼠伤寒沙门氏菌（S菌）是细菌疗法的常用菌，这种胞内寄生的兼性厌氧菌能选择性定植到肿瘤组织中并诱导癌细胞死亡。肿瘤组织内独特的免疫抑制特性为它提供了“庇护所”，但它通常只定植于缺氧的肿瘤组织内部，对周围和远处癌细胞的杀伤能力有限。塞内卡病毒A（SVA）是一种具有天然肿瘤选择性的溶瘤病毒，其生命周期如图1，蛋白酶P可特异性识别并切割多聚蛋白，形成病毒衣壳蛋白、RNA复制酶等多种蛋白。癌症患者注射SVA后，增殖出的子代SVA能裂解癌细胞并在体内继续传播，但体液免疫会将其清除，这限制了溶瘤病毒的疗效。 科研人员改造S菌获得了工程菌，改造系统如图2。启动子PJ和PA均只在工程菌进入癌细胞后启动，表达出的裂解蛋白E1和E2可分别破坏细菌细胞膜和囊泡膜。启动子PT7被T7RNA聚合酶特异性识别，转录出的RNA可以穿过被破坏的细菌细胞膜和囊泡膜释放至癌细胞的细胞质，并完成子代SVA的合成、组装与释放。红色荧光蛋白基因的插入不影响RNA聚合酶的功能，绿色荧光蛋白基因的插入不影响SVA病毒多聚蛋白的形成和切割。工程菌与癌细胞共培养的体外实验和工程菌注射到肿瘤模型鼠的体内实验的结果，均表明了工程菌向癌细胞递送了具有复制活性的SVA，能引发癌细胞裂解并继续传播病毒。 本研究开发了一种用细菌递送溶瘤病毒治疗癌症的方法，为癌症的靶向治疗提供了新思路。 （1）工程菌进入癌细胞的方式是　　　　　　。 （2）请根据学习材料，对下列选项进行排序，说明使用工程菌实现癌症靶向治疗的过程：工程菌进入癌细胞→　　　　　　→子代SVA侵染癌细胞。 a．SVA的RNA释放至癌细胞的细胞质 b．形成病毒衣壳蛋白、RNA复制酶等 c．合成SVA的RNA d．合成SVA的多聚蛋白 e．子代SVA组装并释放 f．表达E1、E2蛋白和T7RNA聚合酶等 （3）将少量工程菌与癌细胞共培养，工程菌进入癌细胞后，释放的SVA能继续增殖，扩大传播，随时间推移可观察到荧光的变化是　　　　　　。 （4）为证明工程菌可以避免血液中SVA抗体的影响，进而发挥抗肿瘤作用，应选择免疫功能　　　　　　（填“正常”或“缺陷”）的小鼠进行实验。实验组在第0天、第7天和第14天的处理应依次为　　　　　　，一段时间后，检测肿瘤体积和小鼠生存率。 A．注射肿瘤细胞              B．注射工程菌              C．注射SVA              D．注射S菌 （5）对工程菌进行改进，增添下图中元件4，并将图2元件3中蛋白酶P的识别位点相应编码序列替换为蛋白酶T的。请解释与原工程菌相比，改进后工程菌的优点　　　　　　。 46.（2026·北京顺义·二模）慢性压力是长期持续的压力状态，易引发肠道功能异常。我国科学家对慢性压力下自主神经系统影响肠道健康的机制展开研究。 （1）支配　　　　　(选填“内脏”“血管”“骨骼肌”“腺体”)的传出神经，它们的活动不受意识支配，称为自主神经系统。 （2）科学家利用重复电击(ES)、社会挫败(SD)、慢性不可预测刺激(CUS)模拟慢性压力、构建模型鼠、发现模型鼠体重均下降。进一步检测相关指标，结果如图 1 。据图推测模型鼠体重下降的原因是　　　　　。 （3）科学家在慢性压力模型鼠体内检测到 D 脑区(见图 2)神经元大量激活。为研究 D 脑区和小肠之间的神经传导途径，科学家选择迷走神经元和肠神经元特异性启动子P 按照图 3 所示方案制备转基因鼠。 ① A 病毒通过感染神经元胞体递送目的基因。科学家向上述转基因鼠 D 脑区注射改造的 A 病毒, 使含有 cre 酶的神经元可表达绿色荧光蛋白, 并将绿色荧光蛋白沿轴突向末梢运输。科学家在肠壁中观察到红、绿双荧光轴突末梢与红色胞体在空间上紧密相邻，由此判断 D 脑区通过迷走神经控制肠神经。请仿照图 3 示例画出 A 病毒载体的设计方案　　　　　。 ② 为进一步验证 D 脑区通过迷走神经控制肠神经，切除转基因鼠迷走神经，向 D 脑区注射 A 病毒，检测小鼠肠壁中的荧光强度和肠道干细胞数量。请预期实验结果，完善表格. 慢性压力 迷走神经 红、绿双荧光细胞 肠道干细胞 无 有 + + ++ 有 有 + + 有 无 I.　　　　　 II.　　　　　 注:“+”表示存在，“-”表示不存在，“+”的数量表示多少 （4）为证明肠神经元通过分泌乙酰胆碱，与肠道干细胞表面的 受体结合，抑制肠道干细胞增殖、科学家敲除小鼠 M 受体，激活 D 脑区，检测到肠道干细胞数量显著多于野生型。该实验结果不足以证明上述结论, 理由是　　　　　。 47.（2026·北京丰台·一模）水稻His基因控制合成的酶参与除草剂的代谢解毒过程。科研人员利用基因编辑工具Cre-LoxP系统和CRISPR/Cas9系统提高His基因表达水平。 （1）Cre-LoxP系统包含三种载体，载体1、载体2携带Lox序列，载体3携带Cre酶基因。三种载体通过　　　　　　　　法导入水稻细胞后，载体1、2的Lox序列会分别插入目的基因左侧、右侧，载体3表达的Cre酶可特异性识别Lox序列，催化如图1所示的剪切过程，实现一对lox序列间的基因敲除。 （2）His基因所在的染色体部分片段如图2，其附近的RPL基因带有强启动子。RPL基因表达水平变化不会对水稻植株的生命活动造成影响。 科研人员优化了Cre-LoxP系统，使其能引起315kb片段位置颠倒，导致　　　　　　　　，提高His基因的表达。请根据图3中Cre酶切割位点，在下表中选出可行的Lox序列组合　　　　　　　　，使该系统在Cre酶切割及细胞内DNA连接酶修复后，能实现上述实验目的。 组合 左侧Lox5'——3' 右侧Lox5'——3' 一 AGCATA TATGCT 二 AGCATA AGCATA 三 TATGCT TATGCT 四 TATGCT AGCATA （3）科研人员利用CRISPR/Cas9基因编辑技术去除Cre-LoxP操作后残留的Lox序列（“痕迹”）。为了检验CRISPR/Cas9去除痕迹的情况，建立荧光报告系统：将载体A、载体B和CRISPR/Cas9共同导入水稻原生质体中。若Lox序列被去除，则原生质体可检测到绿色荧光。 无绿色荧光 无绿色荧光 注：GFP-1、GFP-2和GFP-3片段可以通过同源重组的方式拼接成完整的GFP（绿色荧光蛋白基因） 有绿色荧光 请根据表中信息解释此系统的检验原理：　　　　　　　　。 （4）通过上述技术的优化，科研人员成功制备出抗除草剂的水稻。请分析此工程的优势。 48.（2026·北京西城·二模）为获得可控定植的受体菌，对肠道原有拟杆菌进行了改造。 （1）肠道中拟杆菌的常驻菌株会排斥类似的入侵菌株，该现象被称为“优先效应”。将紫菜聚糖代谢基因簇PUL（含紧密排列的21个不同基因）导入拟杆菌细胞，获得工程菌N1。用表达红色荧光蛋白的野生型拟杆菌定植无菌小鼠，七天后用表达绿色荧光蛋白的工程菌N1进行挑战，饮食中添加或不添加紫菜聚糖。测定两种荧光强度，结果为　　　　　　　　　，说明工程菌N1在添加紫菜聚糖后能够克服优先效应而成功定植。 （2）为使受体菌安全可控，研究者选择工程菌N1中的基因S，将其启动子进行替换，获得工程菌N2。基因S的类型及其替换后的启动子为　　　　　　　　　。请说明此改造的合理性。 （3）将人肠道微生物群植入无菌小鼠肠道，再以工程菌N2给小鼠灌胃，同时在饮食中添加紫菜聚糖，4周后停止供给紫菜聚糖。检测小鼠粪便中工程菌N2含量，结果如图。 符合预期的菌株是　　　　　　　　　。对不符合预期的菌株进行DNA序列分析，发现基因S的启动子发生突变，这一突变可能导致基因S　　　　　　　　　，使菌株定植不可控。 （4）临床试验发现，患者肠道内出现水平基因转移，使部分肠道菌获得基因簇PUL，导致工程菌定植效率下降。综合本研究，提出提高N2定植效率和可控性的思路　　　　　　　　　。 49.（2026·北京门头沟·一模）普通水稻（单粒稻）每个小穗只结一粒种子，复粒稻（CL）通常三粒种子簇生在一起，每穗籽粒数量明显增多，有重要的育种价值。我国科学家揭示了复粒稻籽粒簇生的遗传与分子机制。 （1）将单粒稻品种A与复粒稻CL杂交，F₁均表现为部分簇生（部分小穗呈现簇生，其余仍为单粒）。F₁自交，子代性状分离比为　　　　　　　　　　　　。由此推测，水稻籽粒的单粒与复粒性状由一对等位基因控制，且复粒性状属于　　　　　　　　　　　　（填“完全”或“不完全”）显性。 （2）研究人员采用如图所示育种方案，获得了与CL遗传背景高度一致但籽粒簇生性状不同的单粒稻品系NCL。 ①选择育种材料补充下图所示育种方案　　　　　　　。 ②通过比较CL与NCL，发现除籽粒数量外，二者在籽粒大小、重量及品质等性状上均无显著差异，从而明确了复粒性状在增产育种中的应用潜力。研究者未选择A与CL比较的原因是A与CL的　　　　　　　　　　　　。 （3）研究者进一步确定了控制复粒性状的基因B。B基因编码一种可催化油菜素甾醇（BR，一种植物激素）降解的酶。研究者通过系列实验得出结论：在复粒稻的稻穗分生组织中，B基因表达并导致BR降解，从而导致稻穗籽粒簇生。 ①为得出上述结论，研究人员必须开展的实验有_　　　　　　　。 A．检测CL与NCL的稻穗分生组织中的B基因表达量 B．检测CL与NCL的稻穗分生组织中的BR含量 C．敲除CL中的B基因，检测其稻穗籽粒数 D．在NCL稻穗发育过程中施加BR，检测其稻穗籽粒数 ②基因组测序发现，所有单、复粒稻的B基因启动子及编码区序列完全一致。进一步分析显示，所有复粒稻的B基因启动子上游均存在染色体插入、倒位或缺失，而在所有单粒稻中均未发现此类变异。综合上述研究，复粒稻的稻穗分生组织中BR降解的原因是　　　　　　　。 （4）研究表明，BR合成或信号传导缺陷的植株常表现为矮化、小籽粒。但CL植株高度和籽粒大小均正常，仅在穗部表现籽粒簇生。综合上述信息，尝试对此现象进行解释。 50.（2026·北京昌平·一模）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 BA蛋白：调控B细胞功能的“分子指挥官”2型糖尿病是一种高发的慢性病，患者胰岛微环境伴随慢性炎症，胰岛B细胞的葡萄糖刺激胰岛素分泌功能（GSIS）受损。临床上多用胰高血糖素样肽-1受体（GLP-1R）激动剂等进行治疗，但患者对药物反应存在显著个体差异，疗效不理想。染色质重塑可改变染色质可接近性，可接近性是指DNA与组蛋白结合的松紧程度，不改变基因碱基序列，结合紧密时可接近性低，不利于转录。BA蛋白作为染色质重塑复合体的核心亚基，已被证实是维持B细胞功能的关键因子，其功能异常与2型糖尿病密切相关。特异性敲除B细胞的BA蛋白会直接导致GSIS障碍和高血糖，并且胰岛素分泌相关基因的染色质可接近性显著降低。 BirA是可使其10nm左右范围内的蛋白标记上生物素的酶，链霉亲和素偶联琼脂糖微球可特异性结合带有生物素标记的蛋白，Flag标签为一段能被专门的Flag抗体精准识别并结合的蛋白序列，Flag抗体偶联琼脂糖微球可特异性结合带Flag标签的蛋白。为筛选BA蛋白调控胰岛素分泌相关基因染色质可接近性的关键因子（X），科研人员将BA-BirA融合蛋白表达载体导入胰岛B细胞并分成两组，其中一组加入生物素，一组不加生物素。分别培养一段时间后裂解细胞获得总蛋白，每组平均分成两份，一份直接电泳，另一份用链霉亲和素偶联琼脂糖微球提取后电泳，结果如图1-a。用Flag-BA融合蛋白表达载体重复上述实验，不加入生物素，改用Flag抗体偶联琼脂糖微球调取后电泳，结果如图1-b。 炎症等应激环境可使BA蛋白功能受损。此外，东亚人群中存在罕见的BA蛋白结构，其第278位缬氨酸被甲硫氨酸替换，该变化显著降低胰岛素分泌能力。BA蛋白缺失不仅损害内源性胰岛素分泌，还显著削弱了GLP-1R激动剂的促胰岛素分泌效应。该发现为深入理解2型糖尿病的遗传调控机制提供了新视角，也为未来治疗2型糖尿病新策略奠定了理论基础。 （1）BA蛋白对胰岛B细胞功能调控的过程中，染色质可接近性改变属于　　　　　　　　遗传。东亚人群中BA蛋白结构改变的根本原因是BA基因发生了　　　　　　　。 （2）推测BA蛋白调控胰岛B细胞功能的作用机制为　　　　　　　　　，维持胰岛B细胞正常功能。 （3）请在图2中补充实验处理及结果，验证炎症等应激环境可使BA蛋白功能受损　　　　　　　　　　。 （4）结合材料，下列2型糖尿病治疗改进思路中可行的是________。 A. 基因编辑技术对东亚人群中BA基因突变位点进行定点修复 B. 恢复BA蛋白功能与使用GLP-1R激动剂的联合治疗方案 C. 研发可增强内源性BA蛋白活性的小分子药物 D. 研发可促进BA蛋白调控的胰岛素分泌相关基因转录的药物 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $