第43讲 科技文献解读（培优专练）（26年高考真题+强化训练+限时模拟）（全国通用）2027年高考生物一轮复习高效培优系列

### 基本信息 以高考真题为引领，通过“真题感知-强化演练-限时模拟”三阶训练，构建科技文献解读的“情境识别-考点定位-方法匹配”解题体系，融合生命观念与科学思维。 ### 专项设计 |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |真题·命题感知|3题（碳循环/转基因/核移植）|模式图拆解法、排除法、基础直判法|从生态系统物质循环→基因工程操作→细胞工程应用，构建“原理-技术-应用”逻辑链| |进阶·强化演练|3类22题（情景/图表/实验）|流程图信息分析法、数据比较法、实验变量控制法|以CRISPR技术、免疫调节等为核心，整合分子生物学与生态学知识，形成跨模块应用能力| |拔高·限时模拟|15选择+5综合|信息转化技巧、综合题型拆解策略|聚焦前沿科技情境，强化“题干信息-教材知识-答题规范”的转化能力|

第43讲 科技文献解读（一轮培优练） 目 录 真题·命题感知（含2026高考真题） 1 进阶·强化演练（含情景探究、图表分析、实验探究类） 4 拔高·限时模拟（75分钟 100分） 54 真题·命题感知 1．（2026·浙江·高考真题）“碳达峰”是指某区域内的排放量达到历史最大值。为提前实现“碳达峰”的目标，从如图所示的碳循环路径进行分析，下列策略中最佳的是（　　） A．减少路径①的释放量，增加路径②的吸收量 B．减少路径⑤的释放量，增加路径②的吸收量 C．减少路径③的释放量，增加路径④的吸收量 D．减少路径⑥的采掘量，增加路径④的吸收量 命题情境 本题以我国 “碳达峰” 国家生态战略为社会热点命题背景，依托生态系统碳循环模式图创设情境，结合碳循环各条途径，分析助力实现碳达峰的生态策略。立足 “双碳” 社会现实问题，考查生态物质循环，契合高考关注国家发展战略的命题趋势，结合模式图考查科学思维的命题趋势。 考点解读 核心考点：生态系统的碳循环过程；人类活动对碳平衡的影响；碳达峰的生态学原理；模式图信息识别。 图中⑥代表矿物燃料采掘与燃烧，是人为向大气释放 CO₂的最主要来源；②为陆生植物光合作用固定 CO₂，④为水生植物光合作用固定 CO₂；①生产生活排放、③陆生动物呼吸、⑤水生动物呼吸属于生物正常代谢释放 CO₂，难以大规模削减。降低矿物燃料开采使用，同时增大生产者对 CO₂的固定，有利于实现碳达峰。 解题方法 模式图拆解分析法：逐一识别图中数字对应的碳循环途径，区分生物呼吸排放与化石燃料人为碳排放。 现实逻辑分析法：明确化石燃料燃烧是人为碳排放核心来源，减少矿物燃料采掘，增加水生植物固碳，对应 D 选项。 排除法：生物呼吸作用（①③⑤）属于生命正常代谢，难以大量减少，因此排除 A、B、C 选项。 答案：A 2.（2026·甘肃·高考真题）科研人员将水母、珊瑚等生物的荧光蛋白基因导入普通斑马鱼，使其在特定光照下呈现鲜艳荧光，开发出了全球首例商业化转基因观赏鱼GloFish。为了获得亮度更高、颜色更丰富的新型荧光斑马鱼，科学家们进行了相关操作，流程如图。下列叙述正确的是（     ） A．步骤①：推测氨基酸序列以及对应的转运RNA类型 B．处理②：通过显微操作法将改造后的基因导入受精卵 C．步骤③：将转基因受精卵移植到斑马鱼体内发育成熟 D．新型荧光斑马鱼在上市之前不再需要进行安全性评价 命题情境 本题以商业化转基因观赏荧光斑马鱼 GloFish 为科技应用情境，围绕蛋白质工程培育新型荧光斑马鱼的实验流程命题。立足基因工程、蛋白质工程在观赏生物育种上的实际应用，依托流程图，考查生物技术操作要点，贴合高考联系生物技术实际应用的命题风格。 考点解读 核心考点：蛋白质工程基本流程；将目的基因导入动物细胞的方法；胚胎发育；转基因生物的安全性评价。 蛋白质工程中，由蛋白质结构设计推测氨基酸序列，进一步推测对应的mRNA密码子，进而改造基因，不推测 tRNA；将目的基因导入动物受精卵常用显微注射法（显微操作法）；斑马鱼属于体外受精、体外发育，受精卵不需要移植入母体；转基因生物上市前必须开展严格的安全性评价。 解题方法 流程图信息分析法：顺着蛋白质工程流程，识别①②③步骤对应的操作，逐项比对选项。 基础直判法：动物受精卵导入目的基因采用显微操作（显微注射），直接判定 B 正确。 概念辨析法：区分蛋白质工程中氨基酸序列推导对象；分清鱼类体外发育与哺乳动物胚胎移植的差异；牢记转基因产品必须进行安全性评价，排除 A、C、D。 答案：B 3．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）将人类免疫球蛋白(Ig)基因导入小鼠胚胎干细胞后，经核移植技术获得的转基因小鼠可用于制备单克隆抗体。下列叙述正确的是（　　） A．核移植受体卵母细胞培养成熟的标志是排出第二极体 B．人Ig基因在小鼠胚胎干细胞不表达是因为未接受抗原刺激 C．免疫的B淋巴细胞无需克隆化培养即可与小鼠骨髓瘤细胞融合 D．将选择培养基上存活的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔培养获得单克隆抗体 命题情境 本题以转基因小鼠结合核移植技术制备人源单克隆抗体的科研前沿为命题素材，综合核移植、基因工程、单克隆抗体制备技术设置选项。立足生物医药研发真实场景，综合多项现代生物技术，考查科学探究相关知识，体现高考结合生物医药前沿综合命题的特点。 考点解读 核心考点：体细胞核移植；卵母细胞的成熟；基因表达调控；单克隆抗体制备流程。 核移植的受体细胞是 MⅡ 期卵母细胞，培养成熟标志为排出第二极体；人 Ig 基因不表达是基因选择性表达，与抗原刺激无关；B 淋巴细胞要先经过克隆化培养、免疫处理，再与骨髓瘤细胞融合；选择培养基得到的杂交瘤细胞还需要进行抗体检测筛选，之后才可注入小鼠腹腔生产单克隆抗体。 解题方法 基础直判法：识记核移植受体卵母细胞 MⅡ 期成熟标志为排出第二极体，直接确定 A 正确。 概念辨析法：区分基因选择性表达和抗原刺激的关系；理清单克隆抗体制备中 “免疫 B 细胞‑细胞融合‑选择培养‑抗体检测‑腹腔接种” 完整流程。 易错点突破法：注意选择培养基仅筛选出杂交瘤细胞，不能筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，排除 B、C、D。 答案：C 进阶·强化演练 情境探究类 1．【生态生产情境】碳汇是指吸收大气中CO2的过程或活动，碳储量指的是某个时间点生态系统中碳元素的储备量。研究者以某流动沙丘上的樟子松（针叶）人工林和某天然榆树（阔叶）林为研究对象，测定其生态系统碳储量，生态系统碳储量主要包括植被碳储量和土壤碳储量，不同成熟林的碳储量分配如下表。下列叙述正确的是（     ） 碳储量林型 植被碳储量（t·hm-2） 土壤碳储量（t·hm-2） 樟子松成熟林 148.53 49.65 天然榆树林 25.86 38.36 A．单一种植碳储量更高的樟子松人工林，遵循协调原理 B．在流动沙丘上种植人工林能防风固沙、增加碳汇，这体现了生物多样性的潜在价值 C．阔叶凋落物更易被分解为可溶性有机碳和微小植物残片，并传输到土壤中稳定储存 D．樟子松人工林的碳汇等于植被碳储量与土壤碳储量之和 【答案】C 【详解】A、协调原理是指处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量，单一种植碳储量更高的樟子松人工林，不遵循协调原理，此外，单一树种的人工林容易暴发病虫害，因此人工林不应单一种植樟子松，A错误； B、在流动沙丘上种植人工林能防风固沙，增加碳汇，这体现了生物多样性的间接价值，B错误； C、樟子松成熟林与天然榆树林相比，植被碳储量差异巨大，但土壤碳储量相差不大，说明天然榆树林有更多的植被碳储量转化为土壤碳储量，则阔叶凋落物更易被分解为可溶性有机碳和微小植物残片，并传输到土壤中稳定储存，C正确； D、碳汇是指吸收大气中CO2的过程或活动，生态系统碳储量主要包括植被碳储量和土壤碳储量，樟子松人工林的碳储量等于植被碳储量与土壤碳储量之和，D错误。 2．【公共卫生】新冠病毒核酸检测时常用实时荧光RT-PCR技术。TaqMan探针为一小段可与目标序列互补的脱氧核苷酸单链，且5′端含一个荧光基团，3′端含一个淬灭基团，PCR复性的过程中，TaqMan探针和目标序列结合，新链延伸时，在DNA聚合酶的作用下，荧光基团与淬灭基团分离而发出荧光。下列叙述错误的是（　　） A．RNA不能作为PCR的模板，需先将样本中的RNA逆转录为DNA B．RT-PCR之前，需要先根据cDNA的核苷酸序列合成引物和TaqMan探针 C．若PCR循环次数相同，检测结果荧光强度越强，可能被检测者体内初始病毒含量越低 D．RT-PCR的产物在电泳时，其迁移速率随凝胶浓度的增大而减小 【答案】C 【详解】A、RNA为单链，因此，RNA不能作为PCR的模板，需先将样本中的RNA逆转录为DNA，而后再进行PCR扩增，A正确； B、RT-PCR之前，需要先根据cDNA的核苷酸序列合成引物和TaqMan探针，引物用于引导DNA合成，TaqMan探针用于检测特定的目标序列，从而保证PCR技术的顺利进行以及探针的正常使用，B正确； C、若PCR循环次数相同，检测结果荧光强度越强，应该是探针与目标DNA结合越多，因而能说明cDNA片段中相应的片段越多，据此可推测，被检测者体内初始病毒含量越高，C错误； D、RT - PCR的产物在电泳时，其迁移速率会受到凝胶浓度、DNA分子大小等因素影响，迁移速率随凝胶浓度的增大而减小，D正确。 3．【科技前沿】夏季雄蚊集群在空中飞舞，吸引雌蚊飞入后求偶交配，这种现象称为“婚飞”。中国科学院的团队研究了“生物钟基因、光照和环境温度对按蚊的性信息素合成、婚飞和交配的调控”，结果如图所示，图中字母代表相关基因。据图和材料分析，下列相关叙述错误的是（　　） A．图中虚线框内所涉及的调节方式属于负反馈调节 B．雄蚊婚飞最可能出现的时间为夏季中午 C．desat1基因的表达可能呈节律性变化，受光信号调控基因CYC和CLY的控制 D．雄性按蚊在吸引雌蚊交配的过程中，依靠的信息有化学信息和行为信息 【答案】B 【详解】A、虚线框中，CYC/CLY蛋白促进per、tim基因表达产生per/tim蛋白，per/tim蛋白反过来抑制CYC/CLY的作用，这种调节属于负反馈调节，A正确； B、由图可知，强光会抑制per/tim蛋白的功能，还能直接抑制婚飞；夏季中午光照强度大，强光会抑制婚飞发生，因此雄蚊婚飞不可能出现在夏季中午，B错误； C、desat1基因受CYC/CLY蛋白调控，而CYC/CLY是受光信号调控的生物钟相关基因，因此desat1的表达会呈节律性变化，受CYC、CLY控制，C正确； D、该过程中，性信息素属于化学信息，雄蚊集群飞舞的婚飞行为属于行为信息，因此吸引雌蚊交配过程依靠了化学信息和行为信息，D正确。 4．【生物医药】浆细胞异常会引起多发性骨髓瘤(MM)，异常浆细胞分泌大量抗体导致自身组织受损。临床研究发现，MM细胞会特异性高表达BCMA 蛋白，正常组织细胞表面也有低表达的BCMA。已知L蛋白对BCMA 亲和力低，需较高浓度的 BCMA 蛋白与L蛋白结合才能引起相应变化，CAR 蛋白对BCMA 亲和力高。研究者利用L蛋白为CAR蛋白安装一个分子开关，开发了针对MM的CAR-T细胞，如图所示。下列有关叙述正确的是（　　） A．引发多发性骨髓瘤的原因是细胞免疫异常，属于自身免疫病 B．应选择辅助性T细胞来开发专门针对MM 的CAR-T细胞 C．激活后的 CAR-T细胞分泌大量肿瘤坏死因子直接杀灭MM肿瘤细胞 D．CAR-T细胞安装分子开关的目的是避免正常组织细胞被攻击 【答案】D 【详解】A、多发性骨髓瘤是异常浆细胞（浆细胞参与体液免疫）分泌大量抗体损伤自身组织，与细胞免疫异常无关，A错误； B、杀灭肿瘤细胞需要细胞毒性T细胞发挥作用，因此应选择细胞毒性T细胞开发CAR-T细胞，B错误； C、CAR-T细胞杀伤肿瘤细胞主要通过特异性识别结合肿瘤细胞后，诱导靶细胞裂解凋亡，C错误； D、正常组织细胞仅低表达BCMA，低浓度BCMA无法结合L蛋白激活CAR-T；只有MM肿瘤细胞高表达BCMA，高浓度BCMA才能激活分子开关，使CAR-T发挥作用，因此安装分子开关的目的是避免正常组织细胞被CAR-T攻击，D正确。 5．【科技前沿】复旦大学研究团队从根本层面上解释了“适度饥饿更健康”的机制，首次揭示乙酰辅酶A作为“代谢信使”的非经典功能，其调控线粒体自噬的机制如下图所示，下列分析错误的是（　　） A．乙酰辅酶A需通过经典营养感知通路传递信号才能调控线粒体自噬 B．营养充足时，乙酰辅酶A与NLRX1结合，会抑制线粒体自噬，造成功能失调的线粒体积累 C．若敲除细胞中的NLRX1基因，营养匮乏条件下线粒体自噬可能无法正常启动 D．研究“适度饥饿”如何触发身体的积极反应将为未来对抗代谢性疾病、延缓衰老开辟全新研究疆域 【答案】A 【详解】A、题干明确指出，该研究首次揭示乙酰辅酶A作为“代谢信使”的非经典功能，说明其调控线粒体自噬的机制是非经典通路，A错误； B、从图中可知：营养充足时，高浓度乙酰辅酶A结合NLRX1的LRR结构域，使NLRX1处于休眠状态，掩盖LIR基序，抑制线粒体自噬。线粒体自噬被抑制后，功能失调的线粒体无法被清除，会发生积累 ，B正确； C、从图中可知：营养匮乏时，乙酰辅酶A浓度下降，与NLRX1的LRR结构域解离，使LIR基序暴露、NLRX1寡聚化，进而招募自噬蛋白LC3，激活线粒体自噬。若敲除NLRX1基因，该信号通路的关键环节缺失，线粒体自噬可能无法正常启动，C正确； D、“适度饥饿”会使乙酰辅酶A浓度下降，激活线粒体自噬，清除功能失调的线粒体，这对维持细胞稳态、延缓衰老、对抗代谢疾病具有积极意义，D正确。 6．【医药科研】机体长时间接触肿瘤抗原时，会导致（一种细胞毒性T细胞）分化为丧失免疫活性的耗竭状态。肿瘤细胞通过高表达表面蛋白PD-L1，与表面的PD-1蛋白结合，可促进耗竭；交感神经细胞接受肿瘤抗原信号刺激后能释放去甲肾上腺素，后者与表面的R受体结合，也可促进耗竭，如图为部分过程。下列叙述错误的是（　　） A．正常状态下，可增殖分化为新的细胞毒性T细胞，进而发挥免疫效应 B．肿瘤细胞通过促进耗竭，从而逃避免疫系统的“追杀” C．R受体表达量偏低的个体，分化为耗竭的比例降低 D．使用抗PD-L1抗体或R受体激活剂可成为治疗癌症的新思路 【答案】D 【详解】A、正常状态下，可增殖分化为新的细胞毒性T细胞，进而识别、接触、裂解靶细胞，发挥免疫效应，A正确； B、肿瘤细胞通过高表达表面蛋白PD-L1，与表面的PD-1蛋白结合，可促进耗竭，从而逃避免疫系统的“追杀”，B正确； C、交感神经细胞接受肿瘤抗原信号刺激后能释放去甲肾上腺素，后者与表面的R受体结合，促进耗竭，R受体表达量偏低的个体，分化为耗竭的比例降低，C正确； D、R受体激活剂会使R受体活性增强，会促进耗竭，不能有效杀伤肿瘤细胞，D错误。 故选D。 7．【医药健康】叶酸是细胞内合成核苷酸的前体物质。人可以利用食物中叶酸，而细菌不能利用外源叶酸，缺乏叶酸，会导致细菌死亡。磺胺类药物和青霉素均是临床上常使用的杀菌药物，磺胺类药物分子结构与合成叶酸的原料——对氨基苯甲酸相似，青霉素可抑制细菌细胞壁合成相关酶的活性。下列分析错误的是（　　） A．磺胺类药物通过与催化细菌合成叶酸的酶结合，从而抑制细菌细胞内叶酸的合成 B．用药者血液中磺胺的浓度超过对氨基苯甲酸时，能达到较好的抗菌效果 C．在青霉素作用下细菌由于不能合成纤维素和果胶，不能形成细胞壁，从而达到抑菌效果 D．由于新冠肺炎的病原体是冠状病毒，使用青霉素或磺胺对患者治疗效果有限 【答案】C 【详解】A、磺胺类药物结构与对氨基苯甲酸相似，通过竞争性抑制与细菌合成叶酸的酶结合，阻断叶酸合成，A正确； B、磺胺浓度高于对氨基苯甲酸时，能更有效竞争酶的活性位点，增强抑菌效果，B正确； C、细菌细胞壁成分为肽聚糖，青霉素抑制其合成相关酶（如转肽酶），而纤维素和果胶是植物细胞壁成分，C错误； D、新冠肺炎病原体为冠状病毒（无细胞结构），青霉素和磺胺针对细菌代谢及细胞壁，对病毒无效，D正确。 故选C。 8．【科技前沿】自然杀伤（NK）细胞是发挥细胞毒性作用的淋巴细胞，其质膜上的NKG2D受体与肿瘤细胞上的NKG2DL结合是NK细胞识别并杀伤肿瘤细胞的关键。缺氧条件会抑制免疫系统对肿瘤细胞的清除而导致肿瘤逃逸，具体过程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．NK细胞属于免疫细胞，其来源于骨髓中的造血干细胞 B．缺氧条件下HIF-1α和内环境中ADAM10的含量均增加 C．促进NKG2DL从肿瘤细胞表面脱落有利于杀伤肿瘤细胞 D．通过上调NKG2D的表达量可能会提高NK细胞的杀伤力 【答案】C 【详解】A、NK细胞属于免疫细胞，由骨髓中的造血干细胞分化而来，A正确； B、缺氧条件下，HIF-1α（缺氧诱导因子）含量增加；ADAM10（金属蛋白酶）促使NKG2DL从肿瘤细胞表面脱落，说明其含量也增加，B正确； C、促进NKG2DL从肿瘤细胞表面脱落，会形成可溶性NKG2DL，与NK细胞NKG2D受体结合，阻碍NK细胞识别杀伤肿瘤细胞，不利于杀伤肿瘤细胞，C错误； D、上调NK细胞表面NKG2D的表达量，可增强其与肿瘤细胞NKG2DL的结合，可能提高杀伤肿瘤细胞的能力，D正确。 故选C。 9．【科技前沿】科研人员构建了一种可将C-G碱基对转变为T-A碱基对的单碱基编辑工具（简称CBE系统）。该系统由三个元件构成，其中“dCas9蛋白+胞苷脱氨酶”在sgRNA的引导下，对结合区域目标位点的碱基C进行编辑，最终实现C→T的不可逆编辑，不需要DNA链断裂，如图所示。下列叙述错误的是 A．图中CBE系统与靶DNA结合区域可能存在的碱基配对方式有A-T、U-A、C-G、G-C B．CBE系统与靶DNA的识别和结合过程发生了氢键的断裂和形成 C．过程②模板链至少经过1次复制得到碱基编辑DNA D．与PCR技术相比，该技术操作更简便，不需断裂DNA双链且可实现胞内编辑 【答案】C 【详解】A、图中CBE系统（主要是sgRNA与DNA碱基配对）与靶DNA（含有碱基A、T、G、C）结合区域可能存在的碱基互补配对有A—T、U—A、C—G、G—C，A正确； B、CBE系统与靶DNA的识别和结合过程中，首先基因组DNA双链先解开，其中的一条链与sgRNA结合，发生了氢键的断裂和形成，B正确； C、过程②模板链至少经过2次复制得到碱基编辑DNA，即C—G碱基对转变为T—A碱基对，C错误； D、PCR技术获得点突变基因时，需要设计4个引物，经过多次步骤，所获得目的基因仍需要导入细胞内验证突变效果，过程繁琐。单碱基编辑技术不断裂DNA双链，可以通过编辑系统实现胞内编辑，D正确。 故选C。 10．【医学疾病】某人因出现肌无力、呼吸困难的症状而去医院就诊，医生通过相关生化检测来判断该患者的患病原因。已知FGF21为调节线粒体自噬的物质，检测结果如表所示。下列叙述错误的是（　　） 项目 乳酸/（mmol·L-1） 丙酮酸/（mmol·L-1） FGF21/（pg·mL-1） 正常人 1.10 0.09 82.50 患者 1.50 0.10 617.40 A．该患者细胞内的线粒体数量低于正常人细胞 B．丙酮酸在细胞质基质中产生后可进入线粒体进一步分解 C．消耗等量葡萄糖时，该患者用于无氧呼吸的葡萄糖的量大于健康人的 D．推测患者肌无力的原因是有机物氧化分解释放的能量只有少部分储存在ATP中 【答案】D 【详解】A、FGF21促进线粒体自噬，患者FGF21水平高，线粒体被过度清除，数量减少，A正确； B、丙酮酸在细胞质基质中由葡萄糖分解产生，随后进入线粒体参与有氧呼吸，B正确； C、患者线粒体功能受损，有氧呼吸受阻，需通过无氧呼吸补充能量，消耗等量葡萄糖时，用于无氧呼吸的比例更大，C正确； D、有机物氧化分解释放的能量大部分以热能散失是正常现象，患者肌无力的根本原因是线粒体减少导致ATP总产量不足，而非能量储存比例问题，D错误。 故选D。 11．【生命调节科研情境】当细胞缺氧时，缺氧诱导因子（HIF-1α）与芳香烃受体核转位蛋白（ARNT）结合，调节基因的表达生成促红细胞生成素（EPO）。EPO 是一种糖蛋白质激素，可作用于骨髓造血组织，促进红细胞生成，改善缺氧。当氧气充足时，HIF-1α羟基化后被蛋白酶降解，调节过程如图所示。下列说法正确的是（    ） A．缺氧时，HIF-1α结合到DNA上，催化EPO基因转录 B．氧气充足时，HIF-1α被解体以减少EPO的合成，这属于负反馈调节 C．与EPO合成和分泌有关的具膜细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 D．EPO作用的靶细胞是红细胞，红细胞生活的液体环境是血浆 【答案】B 【分析】分析题图：当细胞缺氧时，缺氧诱导因子（HIF-lα）与芳香烃受体核转位蛋白（ARNT）结合，调节基因的表达生成促红细胞生成素（EPO）。EPO是一种糖蛋白质激素，可作用于骨髓造血组织，促进红细胞生成，改善缺氧。当氧气充足时，HIF-lα羟基化后被蛋白酶降解。 【详解】A、缺氧时，HIF-lα与芳香烃受体核转位蛋白（ARNT）结合，调节基因表达生成EPO，而不是催化EPO基因转录，A错误； B、氧气充足时，HIF-lα被解体以减少EPO的合成，这属于负反馈调节，B正确； C、EPO是一种糖蛋白质激素，与其合成和分泌有关的具膜细胞器有内质网、高尔基体、线粒体，核糖体无膜，C错误； D、EPO作用于骨髓造血组织，促进红细胞生成，因此其靶细胞不是红细胞，D错误。 故选B。 12．【农业生产】土壤盐渍化严重影响农业生产和生态安全。盐碱胁迫造成粮食产量降低，制约农业可持续发展。有研究团队采用CRISPR/Cas9基因编辑技术对富源4号水稻GS3基因进行编辑，成功获得了基因编辑植株。回答下列问题： (1)CRISPR/Cas9基因编辑技术由两个核心成分组成：一是与靶基因匹配的单引导RNA（sgRNA），另一个是使双链DNA断裂的核酸内切酶Cas9.sgRNA与Cas9结合形成sgRNA/Cas9复合体（如图1），并通过____________与靶基因序列碱基互补配对，再由Cas9断裂____________化学键，使DNA双链断裂。最终研究者可以在断裂处进行修饰或插入DNA序列等基因编辑操作。 (2)为了探究富源4号水稻GS3基因对水稻种子产量的影响，研究人员选了两种GS3基因编辑植株，包括GS3-10（小片段缺失突变体）和GS3-13（大片段缺失突变体），对它们的每穗籽粒数和每穗籽粒重进行统计分析。相关结果如下表所示： 植株/指数 野生型 GS3-10（小片段缺失突变体） GS3-13（大片段缺失突变体） 每穗籽粒数 基准值（a） ≈a 1.22a 每穗籽粒重 基准值（b） ≈b 1.214b 进一步分析发现，大片段缺失突变体缺失了从ATG开始的第35-101位的核苷酸序列，共缺失67bp；而小片段缺失突变体仅发生个别碱基的替换、插入或缺失。由表推断，GS3基因对水稻每穗籽粒数、籽粒重起____________（填“正”或“负”）调控作用。从蛋白质水平推测原因：小片段碱基变异编码的蛋白质结构基本不变，仍能正常发挥原有调控功能；大片段缺失导致____________，蛋白质空间结构大幅改变、功能丧失，从而解除对籽粒发育的抑制，提升产量。 (3)为了探究IPA1基因对水稻耐盐性的作用，研究人员选取IPA1-1和IPA1-2两种基因缺失突变体，进行高盐处理，检测地上和地下部分的Na+含量，由图2结果显示____________，由此推测IPA1基因可能调控Na+向上转运效率，当IPA1基因突变，导致____________，从而减轻地上部分的离子毒害，提高耐盐性。 (4)研究发现水稻IPA1基因负调控植株耐盐性，若希望提高水稻的耐盐性，培育海水稻，请借助CRISPR/Cas9基因编辑技术提出研究思路：_____________________________________________________。 【答案】(1) sgRNA 磷酸二酯键 (2) 负 肽链缩短 (3) 高盐处理下突变体地上部分Na+含量比野生型低，地下部分Na+含量比野生型高 Na+从地下部分向地上部分（叶片等）的运输减少 (4)采用CRISPR/Cas9基因编辑技术，设计sgRNA精准连接IPA1基因，利用Cas9将IPA1基因切除。 【详解】（1）说明sgRNA是与靶基因匹配的单引导RNA，依靠sgRNA与靶基因的碱基互补配对定位目标序列，Cas9是核酸内切酶，断裂DNA双链的磷酸二酯键。 （2）GS3基因大片段缺失、功能丧失后，水稻每穗籽粒数、籽粒重都显著升高，说明正常功能的GS3会抑制产量，因此对性状起负调控；67bp的大片段缺失，可能会导致终止密码子提前出现，蛋白质空间结构大幅改变、功能丧失，从而解除对籽粒发育的抑制，提升产量。 （3）分析柱状图结果可得：高盐处理下突变体地上部分Na+含量比野生型低，地下部分Na+含量比野生型高；结合题干推测：正常IPA1促进Na⁺向地上转运，IPA1突变后，导致Na+从地下部分向地上部分（叶片等）的运输减少，从而减轻地上部分的离子毒害，提高耐盐性。 （4）已知IPA1负调控耐盐性，IPA1功能存在会降低耐盐性，因此采用CRISPR/Cas9基因编辑技术，设计sgRNA精准连接IPA1基因，利用Cas9将IPA1基因切除，即可培育得到耐盐性提升的水稻品种。 13．【科技前沿】CRISPR/Cas9基因编辑方法的建立在生命科学领域掀起了一场技术革命，最近科学家又进一步设计了新的Cas9融合蛋白，可作为“单碱基编辑器”。这种融合蛋白包含dCas9蛋白（无切割DNA功能）和大鼠胞苷脱氨酶APOBEC1两部分。如图1，dCas9可以结合一段sgRNA，这段sgRNA可以引导dCas9蛋白部分与特定的DNA序列结合。该融合蛋白的另一部分胞苷脱氨酶APOBEC1具有将识别部位特定位置的胞嘧啶转化为尿嘧啶（步骤①）的能力。之后，通过DNA复制或修复，尿嘧啶被转化成胸腺嘧啶（步骤②）。最终实现定点单个碱基的编辑替换。 (1)在上述“单碱基编辑器”中，sgRNA能特异识别某段特定的DNA序列的原理是________，被编辑的靶基因发生了________。为了检测步骤①的编辑效率，科学家用USER酶（能识别DNA中尿嘧啶并将其切割成短片段）处理编辑后的DNA（染料标记），电泳后如图2，泳道________代表DNA中的胞嘧啶转化为了尿嘧啶。 (2)科学家将以上方法用于斑马鱼体内基因组DNA的定点单碱基编辑。首先构建含特定sgRNA基因和________基因的表达载体；将体外________的RNA导入斑马鱼的受精卵中，在受体细胞中表达形成dCas9和APOBEC1的融合蛋白质实现靶基因的编辑。 (3)tyr基因的点突变会导致人体眼白化疾病，患者无法正常合成色素。图3为正常人体部分tyr基因序列和对应的氨基酸序列。其中第301位的脯氨酸（P）突变为亮氨酸（L）就会导致眼白化。 ①为验证该位点脯氨酸（P）的作用。科学家找到斑马鱼tyr基因对应的位点和序列（图3）。用上述方法单碱基编辑图3所示的C碱基，对应脯氨酸位点变为丝氨酸，据图1和图3分析丝氨酸的密码子为________，结果斑马鱼出现了如图4所示症状（箭头处），该实验说明________，这为治疗疾病提供了有效的动物模型。 ②请辩证分析基因编辑技术的应用________________________________________。 【答案】(1) 碱基互补配对 基因突变 A (2) 编码dCas9与APOBEC1融合蛋白的融合（或dCas9-APOBEC1融合蛋白） 转录 (3) UCC 脯氨酸是眼部合成色素所必需的 基因编辑技术可用于治疗单基因遗传病、改良动植物品种、研究基因功能等；但可能存在脱靶效应、引发伦理争议、改变生殖细胞基因带来不可控的遗传影响等 【详解】（1）在“单碱基编辑器”中，sgRNA能特异识别某段特定DNA序列的原理是碱基互补配对，可用来治疗由基因突变引起的遗传病，所以被编辑的基因发生了基因突变。由图可知，泳道A跑得更快，说明泳道A中的物质分子量更小，而USER酶能识别DNA中尿嘧啶并将其切割成短片段，所以泳道A代表DNA中的胞嘧啶转化为尿嘧啶。 （2）由图1可知，DNA的定点单碱基编辑，首先要构建含特定sgRNA基因和编码dCas9与APOBEC1融合蛋白的融合基因的表达载体；利用显微注射法将体外转录的RNA导入斑马鱼的受精卵中。在细胞中通过翻译形成dCas9和APOBEC1的融合蛋白质实现靶基因的编辑。 （3）①已知脯氨酸（P)突变为亮氨酸（L）会导致眼白化，将斑马鱼tyr基因对应脯氨酸位点突变为丝氨酸后斑马鱼出现类似症状，说明脯氨酸是眼部合成色素所必需的，缺少脯氨酸就会导致眼白化。根据图1中碱基编辑过程和图3基因序列，可推出丝氨酸的密码子为UCC。正常个体中编码脯氨酸的密码子在人体和斑马鱼中不同却都能编码脯氨酸，体现了密码子的简并性。 ②基因编辑技术可用于治疗单基因遗传病、改良动植物品种、研究基因功能等；但可能存在脱靶效应、引发伦理争议、改变生殖细胞基因带来不可控的遗传影响等。 14．【生态修复】红树林、海草床等生态系统能通过光合作用吸收大气CO2并实现长期碳封存（指碳的长期稳定储存），是实现“双碳”目标的重要支撑。我国粤港澳大湾区依托沿海地理优势，聚焦红树林、海草床的保护与修复，大力推进相关生态工程建设，助力区域绿色低碳发展。回答下列问题： (1)红树植物将大气中的CO2转化为有机物，该过程中能量的转化形式为________。 (2)海草床中，海草与浮游藻类存在生态位重叠。若因水体富营养化导致藻类大量繁殖，海草床的碳汇功能会显著下降。 ①从碳固定和碳储存两个角度，分析藻类大量繁殖导致海草床碳汇功能下降的机制：________。 ②有观点为“清除藻类即可恢复海草床的碳汇功能”。依据生态系统的稳定性原理，说明不同意理由： ________。 (3)蓝碳生态系统退化后难以自行恢复。 ①结合生态系统稳定性的原理，从结构和功能角度分析其原因：________。 ②某修复团队提出两种方案： 方案甲：直接种植红树幼苗，自然恢复。 方案乙：先清淤去除富营养化沉积物，再种植红树幼苗，并引入适量乡土红树物种。 从提高生态系统抵抗力稳定性的角度，你会选择哪种方案？________。说明理由：________。 (4)从碳固定或碳储存中任选一个维度，列举1项可用于监测蓝碳生态系统碳汇效果的指标：_______。 【答案】(1)光能→化学能（或“光能转化为有机物中的化学能”） (2) 碳固定角度：藻类大量繁殖遮蔽阳光/争夺营养，抑制海草光合作用，导致碳固定量下降。碳储存角度：藻类死亡后迅速分解，释放CO2，减少碳储存；同时海草生物量下降，沉积物固碳能力减弱 藻类大量繁殖的根本原因是水体富营养化（N、P过量输入），只清除藻类而不控制营养盐输入，藻类很快就会再次爆发，碳汇功能无法持续恢复 (3) 结构上：生物多样性降低，食物网简化，营养结构趋于单一；功能上：自我调节能力减弱，生态系统无法通过自身负反馈机制恢复 方案乙/乙 清淤可去除富营养化沉积物，改善红树幼苗生长的底质环境；引入适量乡土红树物种可增加物种多样性，提高生态系统的抵抗力稳定性 (4)海草光合速率/海草覆盖度/年生物量增长量/沉积物有机碳含量/沉积物碳储量、植物枯落物碳含量 【详解】（1）红树植物将大气中的CO2转化为有机物，是光合作用过程，该过程中能量的转化形式为光能→化学能（或“光能转化为有机物中的化学能”）。 （2）①碳固定指生物通过光合作用将大气无机碳转化为有机碳的过程，碳储存指将碳长期稳定封存的过程，分角度分析：碳固定角度：海草与浮游藻类生态位重叠，藻类大量繁殖后会遮挡水面光照，同时争夺水体中的N、P等营养物质，抑制海草的光合作用，导致海草固定的CO₂减少，碳固定量下降。碳储存角度：藻类寿命短，大量繁殖后很快死亡，死亡藻类被分解者快速分解，有机碳被重新分解为CO₂释放回大气，无法长期储存；同时海草受抑制后生物量下降，海草床沉积物依赖海草输入有机碳固碳，海草生物量减少后沉积物固碳能力减弱，碳储存量下降。 ②藻类大量繁殖的根本诱因是水体富营养化（N、P等营养盐过量输入），仅清除现有藻类，没有解决水体营养盐过量的根本问题，环境条件未改变，短期内藻类会再次大量爆发；同时生态系统稳定性依赖于环境条件稳定，根本干扰不消除，海草床的生存环境无法持续改善，碳汇功能无法稳定恢复。 （3）①生态系统稳定性的基础是生态系统具有一定的自我调节能力，自我调节能力的大小取决于生态系统营养结构的复杂程度，从结构和功能角度分析其原因：结构上：退化后生物多样性降低，食物网简化，营养结构趋于单一；功能上：自我调节能力减弱，无法依靠自身负反馈机制恢复到原有稳定状态 ②一般而言，物种丰富度越高，营养结构越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高。对比两个方案：方案甲仅直接种植幼苗，没有解决原有富营养化的问题，也没有提升物种多样性，抵抗力稳定性难以提升。方案乙先清淤去除富营养化沉积物，解决了导致生态系统退化的根本诱因，改善了红树幼苗生长的底质环境；额外引入适量乡土红树物种，既提升了物种多样性，乡土物种更适应当地环境，使生态系统营养结构更复杂，自我调节能力更强，能有效提高生态系统的抵抗力稳定性。故选择方案乙。 （4）若选碳固定维度：反映碳固定能力，可列举：单位面积植被净光合速率、海草覆盖度、植被年生物量增长量等；若选碳储存维度：反映碳封存的量，可列举：沉积物有机碳含量、沉积物总碳储量、植物枯落物有机碳含量等。 15．【生物医药】2025年5月，科学家首次通过基因编辑技术（CRISPR/Cas9技术）救治了一名新生儿，该新生儿患有常染色体隐性遗传病—CPS1缺乏症，即缺少氨甲酰磷酸合成酶1，该酶催化氨与二氧化碳生成氨甲酰磷酸，该酶功能障碍会导致血氨蓄积及高氨血症。该病在人群中的发病率为1/1000000。 (1)该遗传病可以说明基因通过_______。 (2)CRISPR/Cas9技术操作原理如下，引导RNA与靶标基因之间存在碱基配对类型有______，当引导RNA与靶标基因之间氢键数目少时，脱靶概率会提高，可通过______减少脱靶概率。Cas9核酸酶作用于______键。 (3)为明确该患者患病的原因，科学家对其双亲进行了基因检测，发现其双亲均不携带致病基因，则该患者患病的最可能原因是双亲______分裂前的间期发生了______。科学家将“碱基编辑器”通过脂质纳米颗粒导入肝脏细胞对基因进行了修复，患者完全恢复正常，这个孩子长大后，若与一个正常的个体婚配，后代患这种病的概率是______。 【答案】(1)控制酶的合成来控制代谢过程，间接控制生物性状 (2) A-T、U-A、C-G 延长引导RNA 磷酸二酯 (3) 减数 基因突变 1/1001 【分析】由题图分析可知CRISPR/Cas9主要包含引导RNA和Cas9蛋白两个部分，能特异性识别并结合特定的DNA序列，从而引导到相应位置并剪切DNA，最终实现对靶基因序列的编辑，结合CRISPR/Cas9系统作用示意图可知，该系统的工作原理是系统的引导RNA能特异识别相关基因并结合后通过Cas9蛋白定点切割。 【详解】（1）该病因缺少氨甲酰磷酸合成酶1（酶），导致代谢障碍（氨与二氧化碳生成氨甲酰磷酸的过程异常），最终引发疾病。这体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状（基因控制性状的间接途径）。 （2）引导RNA（RNA）与靶标基因（DNA）的碱基配对类型：RNA含碱基A、U、C、G，DNA含碱基A、T、C、G，因此配对类型为A-T（RNA的A与DNA的T）、U-A（RNA的U与DNA的A）、C-G、G-C；引导RNA与靶标基因氢键数目少会导致脱靶率高，通过增加引导RNA的长度可提高碱基配对数量（增加氢键数目），增强结合稳定性，减少脱靶；Cas9核酸酶切割DNA双链，破坏的是DNA的磷酸二酯键（连接相邻脱氧核苷酸的化学键）。 （3）双亲均不携带致病基因，说明患者的致病基因是基因突变产生的。生殖细胞（配子）由减数分裂产生，DNA复制发生在减数分裂前的间期，因此突变最可能发生在双亲减数分裂前的间期，DNA复制时发生基因突变，产生含致病基因的配子。该病在人群中的发病率为1/1000000。即aa=1/1000000，a=1/1000，A=999/1000，AA=A2=998001/1000000，Aa=2×A×a=1998/1000000，该患者的基因型为aa，正常人群中Aa的概率为1998/1998+998001=2/1001，两人婚配后后代患这种病的概率是2/1001×1/2=1/1001。 16．【科技前沿】囊性纤维化是由CFTR基因突变引起的常染色体隐性遗传病。科学家利用反转座子系统开发出一种全新的基因编辑技术——STITCHR，能将完整的CFTR基因精准插入患者基因组并替代突变基因，为囊性纤维化患者的治疗开辟了全新路径。 (1)转座子是染色体上一段能够自主复制和移位的DNA序列，其中反转座子的转座机制如图1所示。据图1回答，转座过程中可能引起的变异类型有_________。 (2)STITCHR技术如图2所示，Cas9酶-转座酶融合蛋白在_________的引导下精确定位到靶标基因位点，通过Cas9酶切割DNA，RNA中间体与切口处暴露的DNA单链互补结合，并以待插入序列为模板，从切口处开始合成并修复DNA。据此推测转座酶应有_________酶的活性；待插入基因上、下游应具备_________关键结构以实现功能的表达。 (3)囊性纤维化约70%患者发生的是CFTR蛋白508位苯丙氨酸（Phe508）缺失。研究者设计了两种杂交探针（能和特异的核酸序列杂交的DNA片段）：探针1和2分别能与Phe508正常和Phe508缺失的CFTR基因结合。利用两种探针对三个家系各成员的基因组进行分子杂交，结果如下图。下列叙述正确的是_________。 A．利用这两种探针能对甲、丙家系Ⅱ-2的CFTR基因进行产前诊断 B．乙家系成员CFTR蛋白的Phe508没有缺失 C．丙家系Ⅱ-1携带两个DNA序列相同的CFTR基因 D．甲家系Ⅱ-1利用STITCHR技术修复肺部细胞恢复正常后与丙家系Ⅱ-1婚配，产生患病后代的概率是1 E．如果丙家系Ⅱ-2表型正常，用这两种探针检测出两条带的概率为1/3 【答案】(1)基因突变、染色体（结构）变异 (2) 向导RNA 逆转录酶、DNA连接酶 启动子、终止子 (3)BDE 【分析】分析图3，探针1和2分别能与Phe508正常和Phe508缺失的CFTR基因结合，也就是说与探针1结合的基因是正常的，与探针2结合的基因是异常的。该病为常染色体隐性遗传病，正常基因用A表示，Phe508缺失的CFTR基因用a来表示。分析甲：Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型为Aa、Aa，Ⅱ-1的基因型为aa，表现为患病，则与探针2结合的为a基因，分析乙：Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因只与探针1结合，说明Phe508苯丙氨酸并没有缺失，但仍生下患病的孩子，说明乙家系成员CFTR蛋白的Phe508没有缺失，该家系属于其他类型的变异。 【详解】（1）从图1可以看到，反转座子转座过程中，存在DNA序列的插入，如果插入发生在基因内部，可能会导致基因结构改变，引起基因突变，若插入位置涉及染色体片段的变化，可能会导致染色体结构变异，所以转座过程中可能引起的变异类型有基因突变、染色体（结构）变异。 （2）在基因编辑技术中，通常是在向导RNA的引导下，Cas9酶-转座酶融合蛋白才能精确定位到靶标基因位点，由“RNA中间体与切口处暴露的DNA单链互补结合，并以待插入序列为模板，从切口处开始合成并修复DNA”可知，该过程需要以RNA为模板合成DNA，这是逆转录过程，还需要DNA连接酶连接DNA片段，所以转座酶应有逆转录酶、DNA连接酶的活性；待插入基因要实现功能表达，其上游应具备启动子，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录，下游应具备终止子，能终止转录过程。 （3）A、已知约70%患者发生的是CFTR蛋白508位苯丙氨酸（Phe508）缺失，还存在其他基因变异导致得病，根据甲中亲本和患病个体的探针检测结果，可知与探针2结合的是致病基因，即Phe508缺失的CFTR基因，则与探针1结合的基因为Phe508正常的CFTR基因，据此得出丙的Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型为Aa、AA，但仍生下患病的孩子，说明丙中存在其他类型的变异，故丙家系中不能用这两种探针进行诊断，A错误； B、从乙家系成员的分子杂交结果可知，各个体内都只含能与探针1结合的Phe508正常的CFTR基因，而没有与探针2互补的基因，所以乙家系成员CFTR蛋白的Phe508没有缺失，B正确； C、丙家系的Ⅱ-1体内所含基因能与探针1和2结合，说明携带两个DNA序列不同的CFTR基因，一个是Phe508正常的CFTR基因，另一个是Phe508缺失的CFTR基因，C错误； D、甲家系Ⅱ-1利用STITCHR技术修复肺部细胞，但生殖细胞基因未改变，仍为隐性纯合子，丙家系Ⅱ-1为杂合子，二者婚配产生患病后代的概率是1，D正确； E、丙的Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型为Aa、AA，但仍生下患病的孩子Ⅱ-2，说明患病原因不仅是因为CFTR蛋白508位苯丙氨酸（Phe508）缺失，还存在另一种致病基因，且为隐性遗传，设为b，则亲本基因型为AaBb和AABb，假设两种异常基因位于同一对染色体上，根据Ⅱ-1基因型为Aabb，可知Ⅰ-1中A和B连锁，a和b连锁，则Ⅱ-2不患病，其可能的基因型为AABb：AABB：AaBb=1：1：1，故用这两种探针检测出两条带（基因型为Aa）的概率为1/3。假设丙家系的两种异常基因位于两对同源染色体上，父亲基因型为AaBb，母亲基因型为AABb，已知Ⅱ-2不患病，Ⅱ-2可能的基因型为AAB-：AaB-=1：1，用这两种探针检测出两条带（基因型为AaB-）的概率为1/2，E正确。 故选BDE。 图表分析类 1．【RNA 靶向基因编辑，sgRNA 特异性识别】Cas13是一种能结合活细胞内RNA并对其进行切割的核酸酶。科研人员改造Cas13获得失去切割能力的dCas13，将dCas13与sgRNA(向导RNA)、绿色荧光RNA适体（能结合并激活荧光染料)结合形成结构a，以实现对目标RNA的靶向结合、可视化检测和成像（如下图)。下列叙述正确的是（    ）    A．dCas13失去的是断裂磷酸二酯键和氢键的能力 B．用不同的sgRNA制备结构a可同时检测不同RNA C．sgRNA序列越长，与目标RNA的结合越精准 D．细胞成像情况只可评估目标RNA的含量 【答案】C 【详解】A、Cas13是一种能结合活细胞内RNA并对其进行切割的核酸酶，失去切割能力的dCas13失去的是断裂核糖核苷酸之间磷酸二酯键的能力，A错误； B、对RNA的位置和含量的检测是通过绿色荧光呈现的，因此用不同的sgRNA制备结构a不能同时检测不同RNA，应分别检测，B错误； C、sgRNA序列越长，特异性越强，脱靶率越低，即与目标RNA的结合越精准，C正确； D、细胞成像情况可评估目标RNA的位置和含量，D错误。 故选C。 2．【生态碳循环，碳中和情境分析】为实现“碳达峰”、“碳中和”目标（“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO₂排放总量，实现相对“零排放”），我国科研人员采取了“碳减排”、“碳捕集”、“碳封存”和“碳利用”等多种措施。图为某生态系统碳元素流动模型，图中数字表示生理过程或化学反应过程。下列叙述错误的是（　　） A．图中B的作用是促进生态系统的物质循环 B．若图中⑧=①+②+③+④，则可达成“碳中和” C．图中碳元素以含碳有机物形式流动的过程有⑤⑥⑦⑨ D．植树造林、使用清洁能源等都是达成碳减排的重要措施 【答案】D 【详解】A、由图可知，ABC都有箭头指向D，故D是大气中的CO2库。D有箭头指向A，故A是生产者，是生态系统的基石；遗体残骸能被C利用，故C为分解者，B是消费者，在生态系统的物质循环中具有重要作用，A正确； B、“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2排放总量，实现相对“零排放”，用图中数字构建数学模型即为⑧=①+②+③+④，B正确； C、碳元素在生物群落间以含碳有机物形式流动，在图中的序号是⑤⑥⑦⑨，C正确； D、植树造林是“碳捕集”的重要措施，D错误。 故选D。 3．【肿瘤免疫，免疫细胞体外扩增实验分析】TILs是体内产生的一类对癌细胞具有高度特异性的免疫细胞。TILs培养常常需要特定癌细胞的刺激。研究人员用肺癌细胞系（H1975），以GelMA水凝胶材料为支撑构建3D肿瘤细胞球（3D-H1975），并与2D肿瘤细胞系（2D-H1975）进行比较，以研究3D肿瘤细胞球对TILs激活及扩增的影响，结果如图1和图2。下列分析错误的是（    ） A．TILs具有特异性攻击和清除肿瘤细胞的功能 B．3D-H1975刺激后TILs扩增能力有明显增加 C．3D-H1975刺激后TILs扩增能力约是2D-H1975刺激的9倍 D．图2结果说明GelMA对TILs培养没有影响 【答案】C 【详解】A、通过与肿瘤细胞共培养的方式制备TILs，TILs是体内产生的一类对癌细胞具有高度特异性的免疫细胞，故TILs具有特异性攻击和清除肿瘤细胞的功能，A正确； B、本实验是研究2D肿瘤细胞系和3D肿瘤细胞球对TILs的影响，3D肿瘤细胞球是用GelMA水凝胶材料为支撑进行构建的，所以图2是为了排除GelMA水凝胶材料对TILs培养的影响而得到的实验结果，从图1可知，3天后与3D肿瘤细胞球共培养的TILs数量显著高于其他两组，B正确； C、从数据上可以读出，3天后3D肿瘤细胞球刺激是起始相对数量的9倍多，是2D肿瘤细胞系刺激的2倍，C错误； D、图2结果说明GelMA对TILs培养没有影响，D正确。 故选C。 4．【蛋白质工程，光控 CRISPR 基因编辑】Cas9是一种来自细菌的核酸酶，可以切割DNA，从而实现基因编辑。研究人员利用光敏蛋白（Coh2和DocS）在远红光照射下结合的特性，将Cas9蛋白分成两个具有高亲和力结合域[Ca₅9（N）和Cas9（C）]，并分别与光敏蛋白结合，开发出了远红光激活的Split-Cas9（FAST）系统，如下图所示。下列分析正确的是（　　） A．将Cas9蛋白进行直接操作获得Cas9（N）和Cas9（C） B．Cas9（N）和Cas9（C）的结合促进Coh2和DocS的相互作用 C．光敏蛋白与Cas9融合会导致Cas9无法切割DNA D．与化学诱导相比，FAST系统在时间和空间上更灵活 【答案】D 【分析】1、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过改造或合成基因来改造现有蛋白质，或者制造一种新的蛋白质，以满足人类生产生活的需求，它是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程。 2、分析图可知Coh2和DocS在远红光的作用下相互结合，促进Cas9（N）和Cas9（C）的结合，形成远红光激活的Split-Cas9（FAST）系统。 【详解】A、对蛋白质进行分割，需要在基因上进行操作，无法直接对蛋白质进行操作，A错误； B、Coh2和DocS在远红光的作用下相互结合，促进Cas9（N）和Cas9（C）的结合，B错误； C、光敏蛋白与Cas9融合，对Cas9进行光控化改造后应该不影响Cas9的功能，否则这种改造就没有意义，从而使Cas9对基因的编辑更加灵活和准确，C错误； D、时间灵活性：远红光可即时开启/关闭，化学诱导剂需扩散或清除；空间灵活性：光照可精准靶向特定组织或细胞，化学诱导剂全身分布。D正确。 故选D。 5．【RT‑PCR 技术，病毒核酸检测机理】实时荧光RT-PCR可用于新型冠状病毒的核酸检测，RT-PCR是将RNA逆转录（RT）和cDNA聚合酶链式扩增反应相结合的技术，其原理是：在PCR复性过程中探针和引物一起与模板结合，探针两侧分别带有荧光基团和抑制荧光发出的淬灭基团，新链延伸过程中，DNA聚合酶会破坏探针，导致荧光基团与淬灭基团分离而发出荧光。利用RT-PCR进行核酸检测的相关过程如下图所示。下列说法错误的是（    ）    A．做RT-PCR之前，需要先根据新冠病毒的cDNA核苷酸序列合成引物和探针 B．如果检测结果有强烈荧光信号发出，说明被检测者没有感染新型冠状病毒 C．RNA不能作为PCR扩增的模板，需将样本中的RNA反转录为DNA后再扩增 D．还可以检测病毒的外壳或病毒引发产生的抗体，其原理都是抗原—抗体杂交 【答案】B 【分析】根据题意，通过病毒的RNA进行逆转录产生cDNA，cDNA在PCR过程中解旋后可以和引物一起与模板结合，探针两侧有荧光基团和抑制荧光发出的淬灭基团，延伸过程DNA聚合酶破坏了探针使淬灭基团分离后发出荧光而检测到是否有cDNA来判断是否有病毒。 【详解】A、PCR 需要根据cDNA的核苷酸序列合成引物，同时RT-PCR还需要探针与待测样本DNA混合，故需要根据cDNA的核苷酸序列合成探针，A正确； B、若检测结果有强烈荧光信号发出，说明被检测者极有可能感染了病毒，B错误； C、PCR扩增必须以 DNA为模板，RNA 不能作为 PCR 扩增的模板，所以需要将样本中的 RNA 反转录为 DNA后再进行扩增，C正确； D、RNA病毒的检测方法有：①RNA 检测，即检测病毒的遗传物质 RNA；②特异性抗原蛋白检测，即检测病毒表面的一种糖蛋白；③特异性抗体检测，即检测感染者体内通过免疫反应所产生的某种抗体。后两种方法的原理是抗原-抗体杂交，D正确。 故选B。 6．【CRISPR‑Cas9 定点编辑，等位基因判断】基因组编辑技术是研究基因生物功能的重要手段，下图是对某生物B基因进行定点编辑的过程，该过程中用sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的切割位点，相关说法不正确的是 A．靶基因部分序列与sgRNA通过碱基互补配对原则进行配对 B．核酸内切酶Cas9可断裂脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键 C．被编辑后的B基因与编辑前的B基因互称为非等位基因 D．通过破坏B基因后生物体的功能变化可推测B基因的功能 【答案】C 【分析】分析题图：用sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的切割位点并进行切割，进而将基因Ⅱ切除，连接基因Ⅰ和Ⅲ，形成新的B基因。 【详解】A、sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的切割位点，因此基因定点编辑前需要设计与被切割基因两端碱基序列配对的sgRNA，A正确； B、核酸内切酶Cas9可断裂脱氧核糖核苷酸之间的化学键，即磷酸二酯键，B正确； C、被编辑后的B基因与编辑前的B基因由于位于同源染色体的相同位置，所以它们互称为等位基因，C错误； D、通过破坏B基因后生物体的功能变化可推测B基因原有的功能，D正确。 故选C。 7．【神经生理，缺氧影响神经细胞兴奋性】兴奋性是指细胞接受刺激产生兴奋的能力．为探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响，研究人员先将体外培养的大鼠海马神经细胞置于含氧培养液中，测定单细胞的静息电位和阈强度（引发神经冲动的最小电刺激强度），之后再将其置于无氧培养液中，于不同时间点重复上述测定，结果如图所示．下列分析正确的是（ ） A．本实验的自变量是是否缺氧 B．由图甲可知，神经细胞缺氧处理10分钟比缺氧处理20分钟时的兴奋性要低 C．由图乙可知，随着缺氧时间的延长，神经细胞的阈强度逐渐减小 D．在无氧条件下，细胞内ATP含量逐渐减少，影响了离子的跨膜转运，这是缺氧引起神经细胞兴奋性改变的可能原因之一 【答案】D 【分析】据题意可知，实验目的为探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响，故自变量为缺氧时间． 缺氧处理20min，阈强度为30pA以上，所以给予25pA 强度的刺激低于阈强度，不能记录到神经冲动。静息时，K离子外流，膜外电位高于膜内，表现为外正内负；兴奋时，Na离子通道开放，Na离子内流，膜内电位高于膜外，表现为外负内正。 【详解】A、该实验目的为探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响，自变量为缺氧时间，A错误； B、由图乙可知，神经细胞缺氧处理10分钟比缺氧处理20分钟时的兴奋性要低，B错误； C、由图乙可知，随着缺氧时间的延长，神经细胞的阈强度先增大后减小，C错误； D、在无氧条件下，细胞内ATP含量逐渐减少，影响了离子的跨膜转运，这是缺氧引起神经细胞兴奋性改变的可能原因之一，D正确。 故选D。 8．【合成生物学，工程菌合成天然产物】我国科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得诺贝尔奖。青蒿细胞中青蒿素的合成途径如下图实线方框内所示，酵母细胞也能够产生合成青蒿酸的中间产物FPP（如虚线方框内所示）。科学家向酵母菌导入相关基因培育产青蒿素酵母菌。下列叙述正确的是（    ） A．过程①需要逆转录酶催化 B．培育产青蒿素酵母菌，必须导入FPP合成酶基因和ADS酶基因 C．由于ERG9酶等的影响，培育的产青蒿素酵母合成的青蒿素仍可能很少 D．在野生植物中提取青蒿素治疗疟疾，体现了生物多样性的间接价值 【答案】C 【分析】分析题图：图中实线方框中表示青蒿细胞中青蒿素的合成途径，青蒿素的合成需要FPP合成酶和ADS酶等。虚线方框表示酵母细胞合成FPP合成酶及固醇的过程，酵母细胞只能合成FPP合成酶，不能合成ADS酶，因此其不能合成青蒿素。 【详解】A、过程①是FPP合成酶基因转录形成mRNA，需要RNA聚合酶，A错误； B、由图可知，酵母细胞能合成FPP合成酶，但不能合成ADS酶和CYP71AV1酶，即酵母细胞缺乏ADS酶基因和CYP71AV1酶基因．因此，要培育能产生青蒿素的酵母细胞，需要向酵母细胞中导入ADS酶基因、CYP71AV1酶基因，B错误； C、图示可知，FPP转化成固醇需要ERG9酶催化，故由于ERG9酶等的影响，培育的产青蒿素酵母合成的青蒿素仍可能很少，C正确； D、在野生植物中提取青蒿素治疗疟疾，体现了生物多样性的直接价值，D错误。 故选C。 9．【CRISPR‑Cas9 分子识别与碱基配对】2018年11月世界首例抗艾滋病基因编辑双胞胎婴儿在我国出生，这对婴儿通过CRISPR/Cas9基因定点编辑技术修改了CCR5基因而免疫HIV病毒。CRISPR/Cas9系统是由Cas9蛋白和向导RNA(tracrRNA/erRNA)组成的复合体。在基因编辑过程中，向导RNA引导Cas9到外源DNA的特定位点进行切割，过程如下图所示。相关叙述错误的是(    ) A．Cas9蛋白可能是一种特殊的限制性核酸内切酶 B．复合体的形成需要经过转录和翻译过程 C．向导RNA通过碱基互补配原则识别DNA分子中特定的序列 D．基因定点编辑过程中，涉及的碱基互补配对方式为A-T，G—C 【答案】D 【分析】1、基因工程的工具： （1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。 （2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 （3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。 2、紧扣题干信息“CRISPR/Cas9系统是由Cas9蛋白和向导RNA(tracrRNA/erRNA)组成的复合体”“在基因编辑过程中，向导RNA引导Cas9到外源DNA的特定位点进行切割”准确答题。 【详解】A.根据“在基因编辑过程中，向导RNA引导Cas9到外源DNA的特定位点进行切割” ，说明Cas9蛋白可能是一种特殊的限制性核酸内切酶，A正确； B.复合体是由Cas9蛋白和向导RNA(tracrRNA/erRNA)组成的，RNA是通过转录形成的，而蛋白质的合成需要经过转录和翻译，所以复合体的形成需要经过转录和翻译过程，B正确； C.向导RNA通过碱基互补配原则识别DNA分子中特定的序列，C正确； D.向导RNA与DNA的一条链互补配对，碱基配对方式为U-A、A-T、C-G，G-C，故基因定点编辑过程中，涉及的碱基互补配对方式为U-A、A-T、C-G，G-C，D错误。 故选D。 【点睛】本题通过“基因编辑”考查基因的结构，基因的表达和基因工程的内容，答题关键是理解题干所考信息，运用所学知识解答问题。 10．【信号调控，氧感知相关基因表达调控】诺贝尔奖获得者发现了H蛋白在细胞感知和适应氧气供应中的作用：当体内氧含量正常时，细胞中几乎不含H蛋白；当氧含量减少时，H蛋白的含量增多，通过低氧调节基因，使300种基因被激活，或者加快红细胞生成，或者促进血管增生，从而加快氧气输送。图表示正常氧和低氧条件下，部分基因表达调控的机理。据图分析，正确的是（    ） A．H蛋白含量极低是H蛋白在氧气作用下直接分解的结果 B．V蛋白、A蛋白、H蛋白对氧敏感程度相同 C．细胞中氧气含量变化会引起基因选择性表达，导致H蛋白含量发生变化 D．癌细胞迅速增殖会造成肿瘤附近局部供氧不足，导致附近正常细胞降低H蛋白的表达 【答案】C 【分析】根据题干信息，当氧含量减少时，，H蛋白的含量增多，，H蛋白能加快红细胞生成，或者促进血管增生，从而加快氧气输送，缓解缺氧症状。从图中看出，在正常氧的条件下，H蛋白与V蛋白结合，最终被降解，在低氧的条件下，H蛋白与A蛋白结合，在细胞核中，促使低氧调节基因表达,从而刺激骨髓生成新的红细胞。 【详解】A、从图中看出，在正常氧的条件下，H蛋白的降解需要与V蛋白结合，而不是在氧气下直接分解，A错误； B、根据题意，当体内氧含量正常时，细胞中几乎不含H蛋白和A蛋白；当氧含量减少时，H蛋白和A蛋白的含量增多，由图可知氧气含量正常时，V蛋白含量表达增加，因此V蛋白、A蛋白、H蛋白对氧敏感程度不相同，B错误； C、根据题干信息“当体内氧含量正常时，细胞中几乎不含H蛋白；当氧含量减少时，H蛋白的含量增多” 说明体内氧含量的变化是影响H蛋白；表达的关键因素，C正确； D、根据题干信息可知当体内氧含量减少时，H蛋白的含量增多，癌细胞迅速增殖会造成肿瘤附近局部供氧不足，导致附近正常细胞增加H蛋白的表达，D错误。 故选C。 11．【转录翻译、基因组测序、CRISPR 脱靶效应分析】巴马猪（2n=38）是中国特有猪种，具有遗传稳定性高、器官结构与人相似、抗病性强等特点，在人器官培育领域备受关注。 (1)巴马猪细胞内基因控制肽链的合成过程，基因中的一条单链是指导mRNA合成的模板链，模板链指导mRNA合成时需要____酶的催化。模板链的互补链是编码链，若编码链的一段序列为5'——ATG——3'，则该序列所对应的密码子是____。 (2)部分氨基酸密码子如下表。若某短肽对应mRNA的编码序列为5'—UACGAACAUUGG——3'，则该短肽的氨基酸序列是____。若该短肽对应的DNA 序列有3处碱基发生了替换，但短肽的氨基酸序列不变，则此时编码短肽的mRNA 序列为____。 氨基酸 色氨酸 谷氨酸 酪氨酸 组氨酸 密码子 UGG GAAGAG UACUAU CAUCAC (3)对巴马猪基因组测序，需测定____条染色体上的DNA碱基序列。 (4)目前利用巴马猪生产的人心脏、肾脏等器官在移植中的免疫排斥严重。科研人员尝试利用CRISPR/Cas9（基因组编辑系统）敲除猪的某些基因，减少猪器官表面抗原，转入人基因，降低免疫排斥风险。 ① 如图基因编辑过程中，向导RNA通过____原则识别结合特定的核苷酸序列以确定切割位置。 ② CRISPR/Cas9 基因编辑技术有时存在编辑对象出错而造成“脱靶”，向导RNA 的识别序列较长，基因编辑的脱靶率则较低，原因是____。 【答案】(1) RNA 聚合 AUG (2) 酪氨酸 - 谷氨酸 - 组氨酸 - 色氨酸 5'—UAUGAGCACUGG——3' (3)20 (4) 碱基互补配对 识别序列越长，能与之碱基互补配对的特定核苷酸序列在基因组中出现的概率越低，就越不容易与其他非目标序列结合 。 【分析】基因工程中的操作工具及其作用：①“分子手术刀”——限制酶，能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。②“分子缝合针”——DNA连接酶，E·coliDNA连接酶，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合黏性末端和平末端。③“分子运输车”——载体。移植的器官会被人的免疫系统视作抗原加以攻击，使用免疫抑制剂可以减轻免疫排斥反应。 【详解】（1）基因中的模板链指导 mRNA 合成的过程是转录，转录过程需要 RNA 聚合酶的催化。 已知编码链的一段序列为 5'——ATG——3'，编码链与模板链互补，mRNA 与模板链也互补，所以 mRNA 上对应的序列为 5'——AUG——3'，即密码子是 AUG。 （2）已知 mRNA 的编码序列为 5'—UACGAACAUUGG——3'，根据密码子表，UAC 对应酪氨酸，GAA 对应谷氨酸，CAU 对应组氨酸，UGG 对应色氨酸，所以该短肽的氨基酸序列是酪氨酸 - 谷氨酸 - 组氨酸 - 色氨酸。 若该短肽对应的 DNA 序列有 3 处碱基发生了替换，但短肽的氨基酸序列不变，这是因为密码子的简并性。根据密码子表，酪氨酸的密码子有 UAC、UAU，谷氨酸的密码子有 GAA、GAG，组氨酸的密码子有 CAU、CAC，色氨酸的密码子只有 UGG ，所以此时编码短肽的 mRNA 序列为 5'—UAUGAGCACUGG——3'。 （3）巴马猪(2n=38)，即有 18 对常染色体和 1 对性染色体（XX 或 XY），对基因组测序时，需要测定 18 条常染色体和 X、Y 两条性染色体上的 DNA 碱基序列，共18+2=20条。 （4）①在基因编辑过程中，向导 RNA 通过碱基互补配对原则识别结合特定的核苷酸序列以确定切割位置。 ②向导 RNA 的识别序列较长，基因编辑的脱靶率则较低，原因是识别序列越长，能与之碱基互补配对的特定核苷酸序列在基因组中出现的概率越低，就越不容易与其他非目标序列结合，从而减少脱靶的可能性。 12．【单克隆抗体，抗原‑抗体杂交试纸实验】新冠病毒的S蛋白是其特征性抗原蛋白，含有多个不同的抗原决定簇，可分别刺激机体产生抗体A、抗体B等多种抗体。各种抗体和抗原的结合特性如图1所示，胶体金（红色）可用来作标记物。新冠病毒抗原检测试纸条的构成如图2所示，当待测样品流经硝酸纤维素膜时，胶体金在膜上大量聚集会出现肉眼可见的红色。 (1)新冠病毒抗原检测利用的免疫学原理是_________。制备抗原检测试纸条要以S蛋白作为抗原制备多种单克隆抗体，还需以_________为抗原制备单克隆抗体C．在单克隆抗体制备过程中，将已免疫的小鼠B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后，先用选择培养基筛选，再通过_________，筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞，扩大培养后制备单克隆抗体。 (2)将某待测者的样本提取液滴加在样品垫上，若_________线为红色，则被检测者没有感染病毒：若_________线为红色，说明被检测者感染病毒。 (3)若要制备新冠病毒抗体A检测试纸条，则应在连接垫上放置被胶体金标记的S蛋白，质检线上固定的抗体是_________，检测线上固定的抗体是_________。 【答案】(1) 抗原与抗体的特异性结合 抗体A 克隆化培养和抗体检测 (2) 质检 检测线和质检 (3) 抗体B 抗体C 【分析】新冠病毒抗原检测利用的免疫学原理是抗原与抗体的特异性结合。 【详解】（1）在新冠病毒的多种检测方法中利用的都是核酸或蛋白质，这是因为它们在结构上都具有物种的特异性，新冠病毒抗原检测利用的免疫学原理是抗原与抗体的特异性结合。分析题图可知，制备抗原检测试纸条要以S蛋白作为抗原制备多种单克隆抗体，还需以抗体A为抗原制备单克隆抗体C。在单克隆抗体制备过程中，将从免疫（注射一种纯化的抗原蛋白）小鼠的脾脏中获取的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，将获得的细胞与骨髓瘤细胞融合，再经过选择培养基筛选、克隆化培养和专一抗体检测，获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。 （2）将某待测者的样本提取液滴加在样品垫上，结果检测线处不出现红色，质检线处出现红色，则特异性结合共发生了1处，该结果说明被检测者没有感染新冠病毒。若检测线和质检线为红色，说明被检测者感染病毒。 （3）根据免疫学原理即抗原与抗体的特异性结合，故若要制备新冠病毒抗体A检测试纸条，则应在连接垫上放置被胶体金标记的S蛋白，检测线上固定的抗体是抗体C，质检线上固定的抗体是抗体B。 13．【细胞器互作，细胞自噬相关疾病机理】细胞器既精细分工又相互协作和密切接触，形成细胞器互作网络。内质网与线粒体、质膜等细胞结构之间通过膜连接点连接实现直接相互作用，其中最具代表性的连接点是内质网—质膜连接点（EPCS），利用透射电镜发现其典型特征为内质网膜与质膜间距小于10nm且不互相融合。细胞器互作网络的功能紊乱与多种疾病的发生发展密切相关。如图为人体细胞内线粒体细胞器互作部分网络关系，已知非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）的发病机理与肝细胞中线粒体功能障碍、脂滴异常增多密切相关。根据图片，回答下列相关问题： (1)图中含有双层膜的细胞结构有_____。分泌蛋白合成后通过上述部分细胞器的加工和处理，整个过程中内质网膜面积会_____（填“增大”，“减小”或“基本不变”），图中内质网除参与蛋白质加工外，还与_____的合成有关。 (2)脂滴是细胞内主要储存脂肪的囊状结构，结合磷脂分子的结构特点推测，脂滴的膜由_____层磷脂分子组成。由图可知，肝细胞中线粒体与其他细胞器间通过_____（填“膜连接点”或“膜相互融合”）实现互作。 (3)肝脏中，脂滴与_____（填细胞器名称）相互作用形成自噬小体，自噬小体内脂肪酶能催化脂肪分解，在植物细胞中具有类似功能的细胞器是_____。自噬小体分解后的产物可以转移至线粒体中参与能量代谢，该过程异常往往会诱发NAFLD。 (4)研究表明非酒精性脂肪肝炎患者肝脏细胞内线粒体——内质网接触位点的结构是不完整的，可从_____（填“促进”或“抑制”）形成自噬小体的方向，研发治疗NAFLD药物。 【答案】(1) 线粒体 减小 脂质 (2) 1 膜连接点 (3) 溶酶体 液泡 (4)促进 【分析】细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。 【详解】（1）图示中，内质网、高尔基体、溶酶体具有单层膜，线粒体具有双层膜，所以具有双层膜的细胞结构是线粒体。在分泌蛋白的形成过程中，内质网的膜面积减小，高尔基体的膜面积基本不变，细胞膜的膜面积增大，图中内质网除了可以参与蛋白质的加工外，还与脂质的合成有关。 （2）脂滴生成过程会出现膜桥结构（由连续的内质网膜与脂滴膜共同组成），根据磷脂分子的特性与脂滴的组成，推测脂滴的膜是由磷脂单分子层组成。依据题图信息可知，内质网与线粒体、质膜等都有着直接的相互作用，并通过膜连接点连接，即肝细胞中线粒体与其他细胞器间通过膜连接点实现连接。 （3）肝脏中，脂滴与溶酶体相互作用形成自噬小体，其内脂肪酶能催化中性脂肪分解，其产物参与能量代谢。在植物细胞中具有类似功能的细胞器是液泡。 （4）研究发现非酒精性脂肪肝炎患者肝脏细胞内线粒体——内质网接触位点的结构是不完整的，据图，可从促进形成自噬小体的方向，研发治疗NAFLD药物。 14．【光合作用，光呼吸与 CO₂浓缩机制研究】近年来，我国在采煤沉陷区的生态修复方面取得了显著进展。2024年8月，在全国首次试验的淮南采煤沉陷区水面种植浮床水稻获得成功，亩产约560斤，让塌陷区变粮田，为立体式生态修复模式提供了新的思路。据此回答以下问题： (1)浮床上的水稻根系可吸收水中的无机盐，如果缺Mg2+会导致叶绿体中_____合成受阻，从而影响光合作用。研究发现，叶肉细胞光合能力及叶绿体中的Mg2+浓度均呈昼夜节律波动。科研人员研究还发现，Mg2+是Rubisco酶（催化C5与CO2反应）的激活剂，Rubisco酶活性随叶绿体内Mg2+浓度增大而增强，据此推测光合能力的周期性波动的原因是_____。推测植物在缺Mg2+的条件下，光合速率下降的原因有_____（写出2点）。 (2)进一步研究发现，水稻叶肉细胞在强光、高浓度O2条件下，存在吸收O2、释放CO2的现象，该过程与光合作用同时发生，称为光呼吸，具体过程见下图。请分析回答： Rubisco酶分布在叶绿体内的_____中，它催化CO2与C5反应生成C3的过程称为_____，C3转化为（CH2O）和C5需要光反应提供的物质有_____。科学家利用基因工程技术将水稻催化光呼吸的多种酶基因转移到叶绿体内并成功表达，在叶绿体内构建了光呼吸支路（GOC支路），大大提高水稻产量，其原理是_____。 (3)沉陷区可能因为裂缝而导致CO2逸散，减少了CO2的利用效率。科学研究发现在一些蓝细菌中存在CO2浓缩机制：某些蓝细菌中产生一种特殊的蛋白质微室，能将CO2浓缩在Rubisco酶周围。从光合作用角度分析，该机制在进化上的意义是_____，某研究团队将这种CO2浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是_____（答出2点即可）。 【答案】(1) 叶绿素 Mg2+含量的昼夜节律波动导致其激活的酶数量及酶的活性昼夜节律波动 缺Mg2+导致光合色素含量降低、酶Rubisco活性下降 (2) 基质 CO2的固定/二氧化碳的固定 NADPH和ATP 乙醇酸可在叶绿体内分解为CO2，提高了叶绿体中CO2的浓度：一方面使CO2在与O2竞争Rubisco酶中有优势，使光呼吸减弱；另一方面光合作用原料增多，促进光合作用。 (3) 可以减少光呼吸，增加光合作用有机物的产量 酶的活性达到最大，对CO2的利用率不再提高，受到ATP以及NADPH等物质含量的限制；原核生物和真核生物光合作用机制有所不同 【分析】植物的光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，产物有氧气、ATP和NADPH；暗反应的场所为叶绿体基质，包括二氧化碳的固定和C3的还原。 【详解】（1）Mg2+是叶绿素合成的必需元素，也是Rubisco酶（催化五碳糖与CO2反应的酶）的激活剂，Rubisco酶活性随叶绿体内Mg2+浓度增大而增强，据此推测光合能力之所以周期性波动，其原因是Mg2+含量的昼夜节律波动导致其激活的酶数量及酶的活性昼夜节律波动。推测植物在缺Mg2+的条件下，导致光合色素含量降低、酶Rubisco活性下降，所以光合速率下降。 （2）结合题干“该酶催化C5（RuBP）与CO2反应完成光合作用”为光合作用的暗反应阶段，暗反应发生在叶绿体基质，故Rubisco酶分布在叶绿体内的基质中；它催化CO2与C5反应生成C3的过程称为CO2的固定；C3转化为（CH2O）和C5需要光反应提供的物质有ATP和NADPH。在叶绿体内构建了光呼吸支路（GOC支路），结合题图：光呼吸的产物乙醇酸可在叶绿体内分解为CO2，从而提高了叶绿体中CO2的浓度，CO2的浓度升高，一方面使CO2在与O2竞争Rubisco酶中有优势，使光呼吸能力减弱；另一方面光合作用的原料增多，推动了光合作用的进行，故利用基因工程技术将水稻催化光呼吸的多种酶基因转移到叶绿体内并成功表达，能够大大提高水稻产量。 （3）蓝细菌中的一种特殊蛋白质微室，能将CO2浓缩在Rubisco酶周围，从而提高局部CO2浓度（或CO2浓度与O2浓度的比值升高），就可以减少光呼吸，增强光合作用，有利于有机物的积累。将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻叶肉细胞，只是提高了叶肉细胞内的CO2浓度，而植物的光合作用强度受到很多因素的影响；在光饱和条件下如果光合作用强度没有明显提高，可能是水稻的酶活性达到最大，对CO2的利用率不再提高，也可能是受到ATP和NADPH等物质含量的限制，也可能是因为蓝细菌是原核生物，水稻是真核生物，二者的光合作用机制有所不同。 15．【生态综合，碳循环、能量流动、信息传递】秦淮河作为南京的“母亲河”，近年来通过生态修复使植被繁茂、鸟类回归。图1为秦淮河流域参与碳循环的部分示意图，甲～丁为生态系统的组成成分。图2为秦淮河某段生态系统能量流动图（单位：J·cm-2·a-1），Ⅰ～Ⅳ代表各个营养级。请回答下列问题： (1)图1中碳元素以CO2形式传递的过程有______（填序号），指向丁的途径还有______。“碳中和”是指植树造林、节能减排等途径，抵消CO2排放总量，达到相对“零排放”。达到“碳中和”时，图1中生产者吸收CO2总量______（填“大于”“等于”或“小于”）所有生物呼吸释放的CO2总量。 (2)图2中X的数值应为______，第三营养级向第四营养级的能量传递效率约为______（保留一位小数）。Ⅱ营养级中生物在生态系统成分中可能属于图1中______（选填“甲～丁”）。 (3)通过生态修复后的秦淮河植被繁茂、鸟类回归，河面上的雄鸟通过不断鸣叫和独特的求偶仪式博得雌水鸟的青睐，该过程中的信息种类有______，说明信息传递在生态系统中的作用是______。近年来秦淮河在旅游观光以及涵养水源调节生态环境等方面发挥着巨大的作用，这体现了生物多样性的______价值。 (4)在修复过程中，工作人员在考虑社会经济效益的同时还须引入对污水净化能力较强的植物（如金鱼藻、睡莲）等，这主要遵循生态工程的______原理。某研究小组从清理的河滩淤泥中分离到一种单细胞真菌，配制了5mL样液，对样液进行100倍稀释后，用血细胞计数板对其进行计数，结果如下图。样液中真菌的个数约为______个。 【答案】(1) ①②⑤⑥ 化石燃料的燃烧 大于 (2) 606.7 16.0% 丙、乙 (3) 物理信息、行为信息 生物种群的繁衍离不开信息的传递 直接和间接 (4) 整体、自生 3×109 【分析】图1为碳循环示意，由于生产者和大气二氧化碳之间为双箭头，并且所有生物均进行呼吸作用产生二氧化碳，因此图1中丁是大气二氧化碳库，甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者。 【详解】（1）图1为碳循环示意图，由于生产者和大气二氧化碳之间为双箭头，并且所有生物均进行呼吸作用产生二氧化碳，因此图中丁是大气二氧化碳库，甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者，碳元素在生物群落内部是以含碳有机物的形式进行传递的，在生物群落与无机环境之间是以CO2形式传递，因此图1中碳元素以CO2形式传递的过程有①②⑤⑥；指向丁二氧化碳库的途径还有化石燃料的燃烧。达到“碳中和”时，生产者吸收CO2总量=所有生物呼吸释放的CO2总量+化石等燃料的燃烧释放CO2总量，故生产者吸收CO2总量大于所有生物呼吸释放的CO2总量。 （2）根据能量输入=能量输出，可构建以下等式：554.1+342.2+26.9=Y+217+X，Y+6.5=Z+57.8+31.2，Z+1.7=13.9+4.8，得出X值为 606.7J·cm-2·a-1，Y值为 99.5J·cm-2·a-1，Z值为 17J·cm-2·a-1，第三营养级同化的能量为Y+6.5=106J·cm-2·a-1，第四营养级从第三营养级同化的能量为Z=17J·cm-2·a-1，能量传递效率约为=17/106×100%=16.0%；Ⅱ营养级中生物可以生产者为食，属于消费者，可能属于图1中的乙、丙。 （3） 雄鸟的鸣叫属于物理信息，独特的求偶仪式属于行为信息；该过程的信息传递是在同一种群内雌雄鸟之间，用于繁衍后代，故信息传递在生态系统中的作用是有利于生物种群的繁衍；旅游观光属于直接价值，涵养水源、调节生态环境属于间接价值，因此体现了生物多样性的直接和间接价值。 （4）引入对污水净化能力较强的植物，主要遵循自生原理，同时考虑社会经济效益，主要遵循生态工程的整体性原理；统计视野中的酵母菌数目，一个中格中细胞数量为24个，该血细胞计数板的规格为2516型，溶液稀释了100倍，则5mL样液中真菌的个数为24×25×1041003×109个。 16．【免疫逃逸，NK 细胞抗肿瘤机制实验】NK细胞（自然杀伤细胞）能够识别并杀死某些类型的癌细胞和被病毒感染的细胞。NK细胞表面有PD-1，可用于识别癌细胞，但某些癌细胞表面有PD-L1，可与NK细胞表面的PD-1结合，导致NK细胞停止攻击癌细胞，此现象被称为免疫逃逸，如图1所示。回答下列问题： (1)NK细胞对癌细胞的攻击体现了免疫系统的_______功能。 (2)正常细胞表面会表达MHC-I分子（主要组织相容性抗原），MHC-I分子能够与NK细胞表面的抑制性受体结合，传递抑制信号，防止NK细胞对正常细胞的攻击。某患者出现NK细胞攻击正常细胞的情况，根据上述信息推测，出现该免疫失调的原因可能是_______（答出1点）。 (3)为解决免疫逃逸的问题，研究人员研发了相关药物，结合图1、2分析该药物的功能为________。 (4)DC细胞（树突状细胞）不直接杀伤癌细胞，但在抗癌方面具有重要作用。为研究DC细胞和NK细胞在杀伤癌细胞方面的关系，研究人员进行了如表所示的实验。 组别 实验处理 癌细胞裂解率/% 甲 NK细胞+癌细胞 25.3 乙 NK细胞+DC细胞+癌细胞 52.7 ①DC细胞属于抗原呈递细胞的一种，其功能是______，再列举两种抗原呈递细胞：______。 ②表中结果说明了_________。 【答案】(1)免疫监视 (2)NK细胞表面的抑制性受体不能有效识别MHC-I分子；正常细胞表面缺乏MHC-I分子；MHC-I分子结构改变，影响其与抑制性受体的结合 (3)能阻断癌细胞表面的PD-L1与NK细胞的PD-1结合 (4) 摄取和加工处理抗原，将抗原信息暴露在细胞表面，并呈递给其他免疫细胞 B细胞、巨噬细胞 DC细胞可以促进NK细胞对癌细胞的杀伤作用 【分析】癌细胞的主要特征：（1）无限增殖；（2）形态结构发生显著改变；（3）细胞表面发生变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，易转移。 【详解】（1）免疫系统有三大功能：防御（抵抗病原体感染）、自稳（清除自身衰老 / 异常细胞）、免疫监视（识别并清除癌细胞等异常细胞）。NK细胞攻击癌细胞，是识别和清除体内异常增殖的癌细胞，符合免疫监视的定义。 （2）正常细胞表面会表达MHC-Ⅰ分子（主要组织相容性抗原），MHC-Ⅰ分子能够与NK细胞表面的抑制性受体结合，传递抑制信号，防止NK细胞对正常细胞的攻击。某患者出现NK细胞攻击正常细胞的情况，导致正常细胞功能异常而患病，这属于免疫失调中的自身免疫病，根据上述信息推测，出现该免疫失调的原因可能是正常细胞表面表达的MHC-Ⅰ分子异常，进而无法被NK细胞表面的抑制性受体结合，因而导致NK细胞对该正常细胞发起攻击，也可能是NK细胞表面的抑制性受体发生异常，无法识别正常细胞表面的MHC-Ⅰ，进而患病。 （3）题意显示，某些癌细胞表面有PD-L1，可与NK细胞表面的PD-1结合，导致NK细胞停止攻击癌细胞，表现为免疫逃逸为解决免疫逃逸的问题，研究人员研发了相关药物，则相关药物的作用机理是抑制NK细胞表面的PD-1和癌细胞表面的PD-L1结合，进而避免免疫逃逸，药物的具体作用为PD-1抑制剂类药物或PD-L1抑制剂类药物。 （4）①DC细胞属于抗原呈递细胞的一种，其功能是识别抗原、处理和呈递抗原，此外巨噬细胞和B淋巴细胞也具有抗原呈递功能。 ②表中结果显示在NK细胞+DC细胞共同作用下能提高癌细胞裂解率，说明通过DC细胞的呈递功能，能提高NK细胞对癌细胞的攻击效率，提高癌细胞裂解率。 17．【基因表达调控，CRISPR 治疗遗传病】镰状细胞贫血病因是由基因突变而导致的一种遗传病，构成患者的β珠蛋白分子中缬氨酸代替了谷氨酸，致使去氧血红蛋白溶解度降低并聚集形成纤维结构，压迫细胞膜致红细胞弯曲成镰刀状。临床表现为慢性溶血性贫血、堵塞毛细血管而引起慢性局部缺血，从而导致器官组织损害。近年来人类首款基于CRISPR技术的Casgevy疗法获准用于治疗镰状细胞贫血等疾病。图1为人体血红蛋白在不同生长发育时期的α、β、γ珠蛋白组成变化，图2为利用CRISPR技术作用BCL11A基因的增强子作用图解。请根据所学知识据图回答下列问题： (1)胎儿血红蛋白主要以α2γ2形式存在，成人主要以α2β2形式存在，造成二者在不同生长发育时期血红蛋白的组成方式不同的根本原因是________。 (2)γ珠蛋白基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点，BCL11A蛋白是一种转录因子，可抑制γ珠蛋白的合成。出生前半年，BCL11A蛋白的表达量________，γ珠蛋白基因的表达水平________。镰状细胞贫血患者一般在出生半年后出现明显症状，而婴儿早期通常无症状，请尝试解释原因：________。 (3)据图2判断，Cas9是一种特异性切割DNA的酶，但首先需要依赖________识别基因组DNA上的靶点序列，识别的原理是________，结合后才能使DNA分子在特定序列附近被切断。 (4)Casgevy疗法大致过程：从患者体内提取合适的造血干细胞，通过电穿孔导入特异性靶向BCL11A增强子的CRISPR-Cas9基因编辑系统，获得________细胞，恢复胎儿期γ珠蛋白的合成。利用此技术还可以通过________达到治疗镰状细胞贫血的目的。 【答案】(1)基因的选择性表达 (2) 较低 较高 婴儿体内由γ珠蛋白参与的血红蛋白正常，半年后，γ珠蛋白逐渐被异常β珠蛋白所取代导致血红蛋白不正常 (3) 向导RNA DNA和RNA之间的碱基互补配对（DNA和RNA分子杂交） (4) BCL11A蛋白合成减少的造血干（或BCL11A增强子被破坏的造血干）（或BCL11A表达减弱的造血干） 特异性切割并修复β珠蛋白基因 【分析】观察图1可得，婴儿γ珠蛋白含量在出生前3月开始逐渐下降，在出生后6月完全消失，β珠蛋白在出生前6月开始，含量逐渐升高，出生后3月左右基本完全代替γ珠蛋白。 【详解】（1）胎儿血红蛋白主要以α2γ2形式存在，成人主要以α2β2形式存在，同一个个体不同时期构成血红蛋白的肽链有差别，其根本原因是基因的选择性表达。 （2）BCL11A蛋白是一种转录因子，可抑制γ珠蛋白的合成。通过图1可知，出生前半年γ珠蛋白含量较高，说明出生前半年，BCL11A蛋白的表达量较低；γ珠蛋白基因的表达水平较高。婴儿体内由γ珠蛋白参与的血红蛋白正常，半年后，γ珠蛋白逐渐被异常β珠蛋白所取代导致血红蛋白不正常出现镰状细胞贫血症状，说明婴儿体内γ珠蛋白参与的血红蛋白正常，半年后，由β珠蛋白参与的血红蛋白不正常。 （3）据图2可判断，Cas9是一种需要依赖向导RNA才能识别DNA上碱基序列的限制性核酸内切酶，向导RNA识别DNA的原理是碱基互补配对。 （4）结合（2）可知，BCL11A蛋白会导致镰状细胞产生，因此，需要通过基因改造，获得BCL11A蛋白合成减少的造血干（或BCL11A增强子被破坏的造血干）（或BCL11A表达减弱的造血干），从而恢复胎儿正常血红蛋白的合成；利用CRISPR技术还可以通过特异性切割并修复β珠蛋白基因达到治疗镰状细胞贫血的目的。 实验探究类 1．【CRISPR 变体，DNA 甲基化调控基因编辑活性】肺癌是全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一，利用CRISPR-Cas9基因编辑技术治疗肺癌的研究已取得进展。CRISPR-Cas9的原理是利用一段向导RNA（gRNA）将Cas9蛋白（一种内切核酸酶）引导到特定的DNA序列上，进而对其进行切割。然而，这项技术在应用中存在“脱靶效应”，即gRNA可能与非目标DNA错配。回答下列问题： (1)利用CRISPR-Cas9治疗肺癌时，为了更好的治疗效果，应选择对________（答两种）细胞进行基因编辑。 (2)ThermoCas9是CRISPR-Cas9基因编辑系统的新变体。为探究DNA甲基化对ThermoCas9切割活性的影响，研究人员进行了下表实验，实验材料及实验结果见下图1、图2. 组别 实验材料及处理方式 实验过程 质粒DNA 短链DNA A 未甲基化 无 用ThermoCas9系统对目的基因进行切割，并对质粒DNA的切割产物进行电泳检测 B 甲基化 无 C 未甲基化 过量、未甲基化 D 未甲基化 ？ D组的“？”应为________。由实验结果可知DNA甲基化________（填“促进”、“抑制”或“不影响”）ThermoCas9的切割活性，其原因可能是________。 (3)与CRISPR-Cas9技术相比，ThermoCas9能更加精准地敲除过量表达的________（填“原癌基因”或“抑癌基因”），同时降低切割正常基因的风险，原因是________。 【答案】(1)肺癌细胞、T细胞 (2) 过量、甲基化 抑制 DNA甲基化抑制了gRNA对目的基因的结合 (3) 原癌基因 ThermoCas9不仅依赖gRNA识别目的基因，还需目标位点未甲基化才切割，过量表达的原癌基因甲基化程度低，而正常细胞多数DNA区域甲基化，因而可抑制其非特异性切割 【详解】（1）利用CRISPR-Cas9治疗肺癌时，一方面可直接编辑肺癌（癌）细胞，使癌细胞内的致癌基因失活，抑制癌细胞增殖；另一方面可改造T淋巴细胞（免疫细胞），增强免疫细胞对肺癌细胞的识别杀伤能力，因此选择这两种细胞进行基因编辑。 （2）实验目的是探究DNA甲基化对ThermoCas9切割活性的影响，需遵循单一变量原则。C组为“未甲基化质粒DNA + 过量、未甲基化短链DNA”，D组需设置为 “未甲基化质粒DNA + 过量、甲基化短链DNA”，形成对照。因此，D组的“？”应为过量、甲基化。由图2电泳结果可知：A（未甲基化质粒 DNA，无短链）：仅出现环状质粒条带，说明切割活性低；B（甲基化质粒 DNA，无短链）：仅出现环状条带，切割活性低；C（未甲基化质粒 DNA + 过量未甲基化短链）：出现线性条带，切割活性高；D（未甲基化质粒 DNA + 过量甲基化短链）：仅出现环状条带，切割活性低。由此可推测DNA甲基化抑制ThermoCas9 的切割活性。其原因可能是DNA甲基化抑制了gRNA 对目的基因的识别与结合，导致ThermoCas9无法精准定位并切割DNA，从而抑制其切割活性。 （3）原癌基因的功能是调节细胞周期，控制细胞生长和分裂，过量表达会引发细胞异常增殖癌变，因此需要敲除过量表达的原癌基因。 ThermoCas9更精准的原因是ThermoCas9的切割不仅依赖gRNA识别目的基因，还需要目标位点未被甲基化才能切割，过量表达的原癌基因通常甲基化程度低，能被 ThermoCas9 识别并切割，而正常细胞的大多数DNA区域甲基化程度高，无法被ThermoCas9切割，从而降低了对正常基因的非特异性切割风险。 2．【反义基因、基因敲除，作物性状分子调控】番茄是世界上重要的栽培作物之一，其果实产量受花蕊结构的影响，而果实的成熟、腐烂都与乙烯的合成相关。科研人员对番茄培育选择开展了以下研究。 (1)研究人员将合成乙烯的关键酶X基因反向连接在DNA启动子部位之后，构成反义酶X基因。将反义酶X基因和抗冻基因插入并整合到番茄细胞的染色体上，获得了转基因番茄，取其中一株转基因番茄M进行杂交实验。 ①将反义酶X基因导入番茄植株后可以__________（填“减少”或“增加”）乙烯的合成，原因是________________。 ②在室温条件下M完成自交得F1，F1中耐贮存抗冻∶耐贮存不抗冻∶不耐贮存抗冻＝99∶7∶7。若控制耐贮存基因和抗冻基因分别用A、B分别表示，由实验结果可知，该植株M的基因型为____________，并在下图染色体中标出基因A/a、B/b的位置关系_________。植物M产生的配子中，同时含有反义酶X基因和抗冻基因的配子所占比例是_________。 (2)番茄花的雄蕊花药合生，包裹住雌蕊。根据花药长度与雌蕊长度比值（AL/PL）的不同，将雌蕊的柱头分为3种类型：柱头外露（AL/PL＜1）、柱头齐平（AL/PL＝1）、柱头内陷（AL/PL＞1）。野生番茄一般为柱头外露型，在种植驯化为栽培番茄时，逐步往柱头内陷型演化。研究发现基因E、F参与了柱头的发育，为了探究E、F基因在番茄柱头发育过程中作用特点，研究人员以柱头外露的番茄品系T-19（具有功能正常的基因E、F）为材料，利用基因敲除技术分别创建三种突变株，分别检测T-19植株及各突变株的AL/PL值，结果如图所示。 ①综上实验结果可知，在柱头类型演化过程中，可使柱头外露型演化为柱头齐平型的原因是__________，而柱头齐平型可向柱头内陷型演化的原因是___________。 ②野生番茄被驯化为栽培番茄时，其授粉方式的变化是___________，该变化提高了授粉率，有助于结出更多、更大的番茄。 【答案】(1) 减少 反义酶X基因的mRNA与酶X基因的mRNA互补配对形成了双链RNA，导致酶X基因转录后不能翻译产生相应的蛋白质，从而减少了乙烯的合成 AAaaBBbb 1/2 (2) F基因缺陷 E、F基因同时缺陷 由异花授粉变为自花授粉 【详解】（1）①合成乙烯的关键酶X基因反向连接在DNA启动子部位之后，构成反义酶X基因，因此反义酶X基因转录形成的mRNA与酶X基因的mRNA碱基互补配对形成了双链RNA，导致酶X基因转录后不能翻译产生相应的蛋白质，从而抑制细胞内乙烯的合成，故将反义酶X基因导入番茄植株后可以减少乙烯的合成。 ②植株M自交产生的F1中，耐贮存：不耐贮存≈15：1，说明M中有2个A基因，且位于两条非同源染色体上。同理，F1中抗冻：不抗冻≈15：1，说明M中有2个B基因，且位于两条非同源染色体上。F1中表型及比例为耐贮存抗冻：耐贮存不抗冻：不耐贮存抗冻≈14：1：1，由此推测出M中A和B基因所在位置如下图。所以该植株M的基因型为AAaaBBbb。植株M产生配子的种类有3种，具体分析如下：假设下图中从左到右四条染色体依次为①②③④，若①③组合，②④组合，则产生的配子为AAbb和aaBB；若①④组合，②③组合，则产生的配子均为AaBb，所以M产生的配子及比例为AaBb：AAbb：aaBB=2：1：1，即同时含有反义酶X基因和抗冻基因的配子AaBb，所占比例是1/2。 （2）①根据图中AL/PL值的变化关系（D＞C＞B≈A），结合柱头类型演化方向（柱头外露→柱头齐平→柱头内陷），柱头外露型演化为柱头齐平型的原因是F基因缺陷，使AL/PL值升高至接近1；而柱头齐平型向柱头内陷型演化的原因是E、F 基因同时缺陷，使AL/PL值进一步升高并大于1。 ②番茄花为两性花，雄蕊花药合生并形成花药筒包裹雌蕊。野生番茄柱头外露时，雌蕊长度大于花药长度，柱头伸出花药筒之外，导致同一朵花的花药难以将花粉传递到自身柱头上，自花授粉难以完成；而外露的柱头更易接触到风媒或虫媒带来的其他植株花粉，因此主要进行异花授粉。随着番茄被驯化，柱头逐渐内陷，雌蕊长度短于花药长度，柱头被花药筒包裹，同一朵花的花粉可直接落在柱头上，授粉方式逐渐转变为自花授粉，提高了授粉率，有利于结出更多、更大的番茄。 3．【肿瘤免疫治疗，神经‑免疫互作实验分析】PD-1/PD-L1是人体免疫系统中的“检查点”，肿瘤细胞表面的PD-L1与T细胞表面的PD-1结合能抑制T细胞的活性，导致肿瘤发生免疫逃逸。利用PD-1或PD-L1抗体可以恢复T细胞活性，进行肿瘤免疫治疗。肿瘤微环境中存在大量神经纤维，肿瘤细胞与其周围的神经细胞之间会发生相互作用，导致对抗PD-1的治疗耐受。为研究神经细胞与PD-1/PD-L1信号通路之间的作用机制，研究人员进行了系列实验。 回答下列问题： (1)癌症的免疫疗法是人体依靠自身免疫系统的______功能识别和清除肿瘤细胞，是目前癌症治疗的研究热点。这种疗法也有一定的局限性，比如过度阻断PD-1/PD-L1信号通路，可能会引发免疫系统的______功能异常，导致发生自身免疫病。 (2)为验证神经损伤与抗PD-1治疗耐药性之间的关系，研究人员以黑色小鼠为材料设置下表4组实验，其中①和②的手术操作是______本实验以肿瘤生长为观测指标，若预期结果为______组肿瘤生长最快，______组肿瘤生长最慢，其余两组在两者之间，可初步说明神经损伤会产生抗PD-1治疗的抵抗。 组别 操作时间 0天 第7天 第14天 ① ？ 接种皮肤癌细胞 注射抗PD-1的抗体 ② 注射普通抗体 ③ 假手术 注射抗PD-1的抗体 ④ 注射普通抗体 (3)进一步研究发现，肿瘤细胞诱导的神经损伤与整个肿瘤微环境中抑制性免疫细胞增加以及杀伤性CD8+T细胞减少有关。ATF3为神经受损时表达的一种标志物蛋白，研究人员构建了ATF3基因敲除的小鼠，并将黑色素瘤细胞注射到小鼠体内，结果如图1、2所示。图1结果显示注射肿瘤的ATF3敲除组和未敲除组的______，但是ATF3敲除组无法产生ATF3蛋白，无法将______传导给免疫细胞，导致______，从而使肿瘤体积明显小于未敲除组。 (4)综合上述研究，在抗PD-1治疗肿瘤方面，提出你的治疗策略：______。 【答案】(1) 免疫监视 免疫自稳 (2) 切断神经与肿瘤部位皮肤之间的联系（损伤与皮肤之间联系的神经） ② ③ (3) 神经都发生了损伤 神经损伤信号 CD8+T细胞增加 (4)可以用神经损伤信号传导的抑制剂与抗PD-1进行联合治疗 【详解】（1）免疫系统的免疫监视功能可以识别和清除体内突变的肿瘤细胞。过度阻断 PD-1/PD-L1 信号通路，会导致免疫细胞过度活化，攻击自身正常细胞，破坏免疫自稳，从而引发自身免疫病。 （2）实验目的是验证神经损伤会导致抗 PD-1 治疗耐药。实验设置了假手术组（仅做切口不损伤神经）和神经损伤组作为对照，所以①和②组的手术操作是神经损伤手术，即切断神经与肿瘤部位皮肤之间的联系（损伤与皮肤之间联系的神经），③和④组是假手术。 ①组：神经损伤 + 抗 PD-1 抗体（因耐药，治疗效果差）； ②组：神经损伤 + 普通抗体（无治疗效果）；③组：假手术 + 抗 PD-1 抗体（治疗效果好）；④组：假手术 + 普通抗体（无治疗效果）。因此 ②组肿瘤生长速度会最快，③组肿瘤生长最慢。 （3）从图 1 看，注射肿瘤后，ATF3 敲除组和未敲除组与未注射肿瘤相比较，都发生了神经损伤，且神经损伤程度相近。ATF3 是神经受损时的标志物蛋白，它会向免疫细胞传递神经损伤的信号，结合图 2，ATF3 敲除组的 CD8⁺T 细胞含量更高，说明免疫抑制作用减弱，杀伤性 T 细胞增多。 （4）一方面，抗 PD-1 可以解除肿瘤细胞对免疫细胞的抑制；另一方面，抑制 ATF3 表达可以减少神经损伤相关的免疫抑制信号，增强杀伤性 CD8⁺T 细胞的抗肿瘤作用，从而提升治疗效果，因此可采取用神经损伤信号传导的抑制剂与抗PD-1进行联合治疗。 4．【细胞自噬，高糖介导神经损伤动物实验】长期血糖持续升高是糖尿病的核心特征。研究显示，糖尿病患者由于大脑海马神经元中蛋白Tau过度磷酸化，导致记忆力减退。细胞自噬能促进过度磷酸化的蛋白Tau降解，该过程受蛋白激酶cPKCγ的调控。为探究相关机理，以小鼠等为材料进行了以下实验。 实验Ⅰ：探究高糖环境和蛋白激酶cPKCγ对离体小鼠海马神经元自噬的影响。配制含有5mmol/L葡萄糖的培养液模拟正常小鼠的体液环境。将各组细胞分别置于等量培养液中，A组培养液不处理，B组培养液中加入75mmol/L的X试剂1mL，C组培养液中加入75mmol/L葡萄糖溶液1mL。实验结果见图甲。 实验Ⅱ：通过水迷宫实验检测小鼠的记忆能力，连续5天测量4组小鼠的逃避潜伏期，结果见图乙。逃避潜伏期与记忆能力呈负相关，实验中的糖尿病记忆力减退模型小鼠（TD小鼠）通过注射药物STZ制备。 (1)实验Ⅰ的自变量有______。胰岛素能通过_______，同时抑制肝糖原的分解和非糖物质形成葡萄糖，使血糖降低。 (2)C组在加入75mmol/L葡萄糖溶液后，细胞培养液渗透压降低，据此推测设置B组的主要目的是_______。在高糖环境下，C组中正常小鼠与敲除cPKCγ基因小鼠海马神经元的实验结果说明_______。 (3)图乙中a、b两条曲线所对应的实验动物分别是______（填标号）。 ①正常小鼠  ②TD小鼠  ③敲除cPKCγ基因的小鼠  ④敲除cPKCγ基因的TD小鼠 (4)对TD小鼠进行干预后，小鼠的记忆能力得到显著提高。基于本研究，简要写出2种可能的干预思路：_______。 【答案】(1) 试剂的种类、小鼠海马神经元的类型（蛋白激酶cPKCγ有无）、葡萄糖浓度 促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝、肌肉细胞并合成糖原，进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯 (2) 排除渗透压的变化对实验结果的干扰 在高浓度葡萄糖条件下，蛋白激酶cPKCγ能提高细胞自噬水平 (3)④② (4)抑制Tau磷酸化；提高蛋白激酶cPKCγ的活性；降低血糖（注射胰岛素）；提高自噬水平 【分析】由图乙可知，a曲线变化平缓，应对应正常小鼠，b曲线变化相对快些，应对应TD小鼠，但cPKCγ基因正常，所以缓于cd两曲线。 【详解】（1）实验Ⅰ的目的是探究高糖环境和蛋白激酶cPKCγ对离体小鼠海马神经元自噬的影响，实验的自变量应为小鼠海马神经元的类型（蛋白激酶cPKCγ有无）、葡萄糖的浓度，由题图可知自变量还有试剂的种类。某种细胞破坏而导致血糖升高，说明胰岛素分泌不足，推测这种细胞为胰岛B细胞。其分泌的激素为胰岛素，胰岛素降血糖的机制：一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝、肌肉细胞并合成糖原，进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯；另一方面抑制肝糖原的分解和非糖物质形成葡萄糖。 （2）在含5mmol/L葡萄糖的培养液中加入75mmol/L葡萄糖溶液后，细胞吸水、体积变大，说明加入该浓度葡萄糖溶液后培养液的渗透压降低。设置B组是为了排除渗透压对实验结果的影响。通过B组实验结果可说明渗透压的变化对C组结果没有干扰。根据甲图的C组结果可知：在高浓度葡萄糖条件下，蛋白激酶cPKCγ能提高细胞自噬水平。 （3）逃避潜伏期与记忆能力呈负相关，图乙中a、b两条曲线逃避潜伏期较长，说明记忆力较差。蛋白Tau过度磷酸化，导致记忆力减退，细胞自噬能促进过度磷酸化的蛋白Tau降解。由题干可知，蛋白激酶cPKCγ促进海马神经元自噬，所以敲除cPKCγ基因后，细胞自噬过程受阻，记忆力减退。图中a曲线逃避潜伏期最长，说明记忆力最差，对应敲除cPKCγ基因的TD小鼠，b曲线对应TD小鼠，其cPKCγ基因正常，逃避潜伏期低于敲除cPKCγ基因的TD小鼠。d对应正常小鼠，c对应敲除cPKCγ基因的小鼠。 （4）由题意可知，由于糖尿病导致小鼠记忆力减退，所以可通过降低血糖使小鼠记忆力得到提高，即通过注射胰岛素或使cPKCγ基因过量表达，使血糖降低从而达到提升记忆力的作用，或抑制Tau磷酸化，提高细胞自噬水平等。 5．【脂质自噬，非酒精性脂肪肝炎药理探究】高糖高脂食物过量摄入易导致非酒精性脂肪肝炎（NASH）、肥胖等疾病高发。NASH的特点是过多的脂质以脂滴的形式存在于肝细胞中。研究发现，肝细胞内存在的脂质自噬过程可以有效降解脂滴从而减少脂质的堆积，脂质自噬的方式及过程如下图。 (1)内含有的酸性脂解酶具有降解脂滴的作用。酸性脂解酶的合成首先在核糖体上形成肽链，然后进入内质网加工，并借助囊泡移向_________进行加工修饰，最后转移至溶酶体中。脂滴最可能由____层磷脂分子所组成，其中的脂肪在自噬溶酶体中会被水解为_________，其水解产物的去向是________________。 (2)图中方式C中脂滴膜蛋白PLIN2经分子伴侣Hsc70识别后才可与溶酶体膜上的相应受体结合进入溶酶体发生降解，推测该自噬方式具有一定的_________性。根据方式C提出一种预防NASH的思路_____________________。 (3)NASH患者血液中谷丙转氨酶（存在于肝细胞内的蛋白质）含量会明显上升。研究表明，这是由于糖脂摄入过量，糖脂代谢异常产生的自由基攻击肝细胞的磷脂分子，导致肝细胞膜受损，细胞膜的________________功能丧失所致。 (4)研究表明陈皮具有调节肝脏脂肪代谢的作用。科研人员通过高脂饮食建立非酒精性脂肪肝炎大鼠模型，分别灌胃不同剂量的川陈皮素（陈皮的有效成分之一），一段时间后检测大鼠血清中谷丙转氨酶及肝组织中自噬相关蛋白LC-3Ⅰ/LC-3Ⅱ的含量。实验结果如下： 组别 谷丙转氨酶（IU/L） LC-3Ⅱ/LC-3Ⅰ比值 正常饮食组 44.13 3.15 高脂饮食组 112.26 0.42 高脂饮食＋低剂量川陈皮素组 97.37 0.66 高脂饮食＋中剂量川陈皮素组 72.34 1.93 高脂饮食＋高剂量川陈皮素组 55.2 2.96 由实验结果可知川陈皮素对非酒精性脂肪肝病的作用效果表现为_________（填“促进”或“抑制”）。在脂质自噬过程中，细胞质中的LC-3Ⅰ蛋白会转变为膜上的LC-3Ⅱ蛋白参与自噬，据此推测川陈皮素的作用机理可能是____________。 【答案】(1) 高尔基体 单 甘油和脂肪酸 有的被细胞利用（氧化分解供能或转化为其他物质），有的被排出细胞外 (2) 专一/特异 通过增强分子伴侣Hsc70 的表达或功能，促进PLIN2 的识别和降解，从而减少脂滴的堆积，预防NASH（非酒精性脂肪肝炎） (3)控制物质进出细胞 (4) 抑制 促进LC-3Ⅰ蛋白转变为LC-3Ⅱ蛋白 【分析】1、分泌蛋白是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质，分泌蛋白的合成、加工和运输过程：最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质由囊泡包裹着到达高尔基体，高尔基体对其进行进一步加工，然后形成囊泡经细胞膜分泌到细胞外，该过程消耗的能量由线粒体提供。 2、溶酶体中含有多种水解酶（水解酶的本质是蛋白质），能够分解很多物质以及衰老、损伤的细胞器，清除侵入细胞的病毒或病菌，被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化车间”。 【详解】（1）酸性脂解酶属于溶酶体酶，其合成与加工遵循 “核糖体→内质网→高尔基体→溶酶体” 的路径：核糖体合成肽链后进入内质网初步加工，再借助囊泡转移至高尔基体进行进一步加工修饰，最终形成成熟的酶并转移至溶酶体。脂滴是储存脂肪的细胞器，脂肪分子呈疏水状态。磷脂分子头部亲水、尾部疏水，为使脂滴内部的疏水脂肪与细胞质基质（亲水环境）隔离，脂滴膜只需单层磷脂分子。脂肪的化学本质是甘油三酯，在自噬溶酶体中被酸性脂解酶水解为甘油和脂肪酸。水解产物有的被细胞利用（氧化分解供能或转化为其他物质），有的被排出细胞外。 （2）方式C中，脂滴需通过膜蛋白PLIN2被分子伴侣Hsc70特异性识别，再与溶酶体膜上的相应受体结合才能进入溶酶体降解。这一过程依赖 “特定蛋白 - 分子伴侣 - 特定受体” 的精准结合，说明该自噬方式具有一定的特异（专一）性（仅针对含 PLIN2 的脂滴）。预防NASH的核心是促进脂质自噬、减少肝细胞脂滴堆积。基于方式C的机制，可通过增强该路径的关键环节实现：增强分子伴侣Hsc70的表达或功能，促进PLIN2的识别和降解，从而减少脂滴的堆积，预防NASH（非酒精性脂肪肝炎）。 （3）谷丙转氨酶是肝细胞内的蛋白质，正常情况下不会释放到血液中。当自由基攻击肝细胞膜的磷脂分子时，细胞膜的控制物质进出细胞功能丧失（细胞膜通透性改变），导致细胞内的谷丙转氨酶泄漏到血液中，使血液中该酶含量明显上升。 （4）肝损伤可引起血清中谷丙转氨酶含量升高，与高脂饮食组进行对比，随着川陈皮素用量的提高，大鼠体内谷丙转氨酶（IU/L）的含量逐步降低，说明川陈皮素能抑制非酒精性脂肪肝病的形成。由图表内容可知，随着川陈皮素用量的提高，LC-3Ⅱ/LC-3Ⅰ比值提高，说明川陈皮素可促进LC-3Ⅰ蛋白转变为LC-3Ⅱ蛋白，LC-3Ⅱ蛋白能参与脂质自噬，可以有效降解脂滴从而减少脂质的堆积。 6．【表观遗传，条件性基因敲除与性别决定】铁代谢在哺乳动物性别决定中起关键作用。母体孕期铁元素缺乏可导致雄性小鼠性别逆转（性染色体组成为XY个体的性腺发育为卵巢而非睾丸，表现为雌性表型），具体机制如下： Ⅰ.Y染色体上的Sry基因是雄性发育的关键开关，需在胚胎发育特定时期激活； Ⅱ.KDM3A蛋白（Fe2+依赖型组蛋白去甲基化酶）通过去除Sry基因启动子的抑制性标记，激活其表达； Ⅲ.性腺细胞通过上调Tfrc基因（编码铁转运蛋白TFR1）表达，主动富集Fe2+。 请回答以下问题： (1)据图，从分子机制角度分析，母体缺铁导致XY型胚胎性别逆转的过程是：孕鼠缺铁→_______→Sry基因无法激活→性腺向卵巢方向发育。 (2)为模拟孕期缺铁，研究人员构建了小鼠模型，技术路线如下表： 第一步：构建loxP品系 第二步：构建Cre品系 第三步：获得特异性条件敲除小鼠 在野生型小鼠Tfrc基因两端插入两个loxP序列，获得转基因小鼠品系甲（记作Tfrcflox/flox，Cre⁻Cre⁻） CreERT2是Cre重组酶与ERT2的融合蛋白（由CreERT2融合基因表达生成），获得表达CreERT2蛋白的转基因小鼠品系乙（记作Tfrc-/-，Cre+Cre+） 甲、乙品系杂交得F1（记作Tfrcflox/-，Cre+Cre-），F1自由交配后筛选F2中符合要求的目标小鼠 ①第一步中，使用基因组编辑技术实现目的序列的插入（如图所示）。首先根据目标序列设计向导DNA（转录出gRNA）序列；接着将向导DNA与核酸酶基因一起克隆到载体中以制备重组分子；与此同时，人工合成ssODN；最后，将重组分子及ssODN同时导入_______中，表达出核酸酶和gRNA，对目标序列进行切割及修复。 为得到符合要求的小鼠，在对切割位点A修复时，应使用以下哪种ssODN为模板？_______（填字母）。 a. 5'-ATGCAT……ACGCATATAACT……AGTTATCGTTAG……CGAATC-3' b. 5'-ATGCGT……ATGCATATAACT……AGTTATGATTCG……CTAACG-3' c. 5'-ATGCGT……ATGCATATAACT……AGTTAT……ATAACT……AGTTATGATTCG……CTAACG-3' d. 5'-ATGCAT……ACGCATATAACT……AGTTATCGTTAG……CGAATC-3' 3'-TACGTA……TGCGTATATTGA……TCAATAGCAATC……GCTTAG-5' ②Cre重组酶可切除两同向loxP间序列；ERT2与他莫昔芬（4-OHT）结合后使CreERT2入核，否则滞留细胞质。胚胎中所有细胞内均敲除Tfrc基因会致死，现需对目标小鼠进行组织特异性敲除。转基因鼠乙的融合基因应插入到_______启动子后表达。通过在胚胎发育特定时期注射4-OHT诱导CreERT2进入细胞核的意义是_______。 ③第三步中，目标小鼠的基因型为_______。为验证Tfrc基因敲除是否成功，可检测Tfrc基因的mRNA水平；还可从_______中提取总蛋白，检测TFR1蛋白的表达量。 【答案】(1)胚胎性腺细胞内Fe2+富集不足，导致KDM3A蛋白活性降低，无法去除Sry基因启动子的抑制性标记 (2) 受精卵 a 性腺细胞（组织）特异性 可以确保在胚胎发育的关键时期敲除Tfrc基因 Tfrcflox/flox，Cre⁺Cre⁺和Tfrcflox/flox，Cre⁺Cre⁻ 性腺组织 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的筛选与获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）母体缺铁会导致胚胎性腺细胞中Fe2+供应不足；由于KDM3A蛋白是Fe2+依赖型酶，胚胎性腺细胞内Fe2+富集不足，会使KDM3A蛋白活性降低，无法去除Sry基因启动子的抑制性标记，导致Sry基因无法激活，最终性腺向卵巢方向发育。 （2）①构建转基因小鼠（动物）时，目的基因需导入受精卵中，因受精卵具有全能性，可发育为完整个体。本步骤的目标是在Tfrc基因两侧各插入一个loxP序列。对于图上的左侧插入来说，ssODN需包含Tfrc基因断裂处两端的同源序列及中间插入的一个loxP序列。选项a符合要求。 ②为实现性腺细胞特异性敲除Tfrc基因，CreERT2融合基因应插入性腺细胞（组织）特异性表达基因的启动子后，确保仅性腺细胞表达CreERT2。未加4-OHT时，CreERT2滞留于细胞质，避免非特异性敲除；注射4-OHT后，CreERT2入核，仅在特定时期激活Cre重组酶活性，实现时空特异性敲除（避免胚胎早期敲除导致死亡，可以确保在胚胎发育的关键时期敲除Tfrc基因）。 ③F2中需同时携带Tfrc基因两端的loxP序列和CreERT2基因，即目标小鼠的基因型为Tfrcflox/flox，Cre⁺Cre⁺和Tfrcflox/flox，Cre⁺Cre⁻。TFR1由Tfrc基因编码，主要在性腺细胞中表达，故应从性腺组织中提取总蛋白检测。 7．【基因编辑改造减数分裂，水稻无融合生殖育种】无融合生殖是指不经过正常减数分裂和精卵细胞融合而产生胚或种子的特殊生殖方式，后代基因型与母本保持一致。我国科研人员对杂交稻的无融合生殖进行了研究，回答下列问题。 (1)杂交后代在生活力、抗逆性、适应性和产量等方面优于双亲的现象称为___________。由于杂种水稻的后代会发生_________，无法保持亲本性状，农民必须每年购买新的种子。 (2)spoll-1、rec8和osd1是调控水稻减数分裂过程的三个重要基因，科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得了相关基因的纯合突变子，并观察突变体的减数分裂过程，可用下图表示： ①CRISPR/Cas9系统通过________识别需要编辑的“目标”DNA分子，核酸酶Cas9的作用是________。 ②由图可知，osd1和spoll-1基因发生突变分别导致出现异常现象的具体时期是________和________。 ③参考上图，在方框中画出spoll-1、rec8和osd1三基因纯合突变子减数分裂后形成的配子染色体组成___________。 (3)水稻细胞中M基因编码的M蛋白在受精卵发育成胚的启动过程中有重要作用，基因型为mm突变体因缺少M蛋白，胚在早期发育过程会停滞。用基因型为Mm和MM的水稻进行正反交，结果发现Mm作母本时所结种子均能萌发，MM作母本时后代有50%种子不能萌发。据此推测，不能萌发种子的基因型为________，受精卵中来自________（填“精子”、“卵细胞”或“精子和卵细胞”）的M基因表达从而促进受精卵发育成胚，M蛋白在_________（填“受精之前”或“受精之后”）合成。 (4)水稻1号染色体上的突变基因mtl会引起花粉发育过程雄配子中染色体碎片化，从而会导致精卵融合后来自父本的染色体组消除。根据（2）、（3）、（4）提供的信息，写出通过无融合生殖的研究获得具有优良性状的杂合水稻种子的思路：_________。 【答案】(1) 杂种优势 性状分离 (2) 向导RNA（sgRNA） 切割与向导RNA（sgRNA）结合的DNA，使DNA双链断裂 减数第二次分裂后期 减数第一次分裂前期 (3) Mm 精子 受精之后 (4)利用CRISPR/Cas9基因编辑技术使具备优良性状杂合水稻的osdl、spoll—1、rec8和mtl四个基因突变为纯合子，并诱导来自卵细胞中特异性表达M基因，这样的水稻自交可获得所需种子。 【分析】杂种优势是指两个或两个以上具有不同优良性状的纯合亲本杂交获得的杂种一代（杂交种），在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、适应性以及产量和品质等方面优于其双亲的现象。如玉米、水稻为二倍体雌雄同株异花植物，存在杂种优势现象，生产上常种植杂交种提高产量。 【详解】（1）杂种优势是指杂交后代在生活力、抗逆性、适应性和产量等方面优于双亲的现象。但是由于杂种的后代会发生性状分离，无法保持杂种优势，农民必须每年购买新的种子。 （2）①CRISPR/Cas9系统能精准识别相关基因，依据的原理是向导RNA与目标DNA发生碱基互补配对。核酸酶Cas9可切割与向导RNA（sgRNA）结合的DNA，催化核苷酸之间的磷酸二酯键水解，使DNA双链断裂。 ②由图可知，osd1突变导致了减数第二次分裂后期细胞质无法分裂，形成的子细胞内染色体数与体细胞相同。spol1-1突变导致减数第一次分裂前期时同源染色体无法联会（或联会异常），形成的配子中一半多一条染色体，一半少一条染色体，rec8突变导致减数第一次分裂时着丝粒一分为二，染色单体分开，形成的配子中一半多一条染色体，一半少一条染色体，因此若osd1、spo11-1、rec8三个基因同时突变的纯合子进行减数分裂，形成的子细胞中染色体组成与体细胞相同，即形成的配子染色体组成为。   （3）根据题意，Mm作母本时所结种子均能萌发，说明M和m的卵细胞与MM产生的花粉（精子）形成的MM、Mm受精卵均能产生M蛋白，能启动胚的早期发育。而MM作母本时后代有50%种子不能萌发，说明Mm产生的一半花粉（精子）参与形成的受精卵不能产生M蛋白，不能启动胚的早期发育，因此可推测不能萌发种子的基因型为Mm，且受精卵中来自精子的M基因表达从而促进受精卵发育成胚，若M蛋白在受精前产生，则m精子与M卵细胞形成的Mm应该能产生M蛋白，可启动胚在早期发育，根据MM作母本、Mm做父本时后代有50%种子不能萌发，可知M蛋白在受精之后合成。 （4）根据（2）分析可知，spoll-1、rec8和osd1三基因纯合突变后减数分裂产生染色体数与体细胞相同的配子，又知水稻1号染色体上的突变基因mtl会引起花粉发育过程雄配子中染色体碎片化，从而会导致精卵融合后来自父本的染色体组消除，且M基因编码的M蛋白在受精卵发育成胚的启动过程中有重要作用，故可利用CRISPR/Cas9基因编辑技术使具备优良性状杂合水稻的osdl、spoll—1、rec8和mtl四个基因突变为纯合子，并诱导来自卵细胞中特异性表达M基因，这样的水稻自交可获得所需种子。 拔高·限时模拟 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。 1．阿尔茨海默病（AD）患者脑内的小胶质细胞由于线粒体功能障碍导致线粒体DNA释放，激活信号通路，产生大量炎症因子，加剧神经炎症，调控过程如图。下列叙述错误的是（     ） A．过程①需要解旋酶参与以解开DNA双链 B．过程①与②的碱基互补配对方式不完全相同 C．过程②中核糖体的移动方向是从b到a D．抑制该信号通路可为AD的治疗提供方向 【答案】A 【详解】A、转录过程中，RNA聚合酶本身就具有解旋活性，可解开DNA双链，不需要额外的解旋酶参与，A错误； B、转录的碱基配对方式为A-U、T-A、G-C、C-G；翻译的碱基配对方式为A-U、U-A、G-C、C-G，二者配对方式不完全相同，B正确； C、翻译过程中，核糖体合成的肽链越长，说明翻译时间越久，核糖体移动距离越远。图中靠近a端的核糖体肽链更长，靠近b端的肽链更短，说明核糖体移动方向是从b到a，C正确； D、该信号通路激活后会产生大量炎症因子，加剧阿尔茨海默病的神经炎症，因此抑制该通路可减少炎症因子产生，可为AD的治疗提供方向，D正确。 2．肿瘤细胞表面高表达的PD-L1分子，可与CD8+T细胞毒性T细胞表面的PD-1受体结合，促使其分化为失去免疫活性的耗竭状态，从而实现免疫逃逸。研究表明，交感神经能释放去甲肾上腺素，且CD8+T细胞膜上存在其特异性受体R。科研人员分别向正常CD8+T细胞和受体R过量表达的CD8+T细胞中加入相应肿瘤抗原，培养一段时间后检测结果如图。下列叙述正确的是（　　） A．正常CD8+T细胞来源于造血干细胞，在骨髓中成熟，分布于各免疫器官中 B．使用抗PD-L1的单克隆抗体，可以缓解CD8+T细胞耗竭，增强免疫监视功能 C．通过药物促进交感神经释放去甲肾上腺素，耗竭状态CD8+T细胞的比例下降 D．若将CD8+T细胞的R受体基因敲除，则不易分化为耗竭状态，不利于癌症治疗 【答案】B 【详解】A、正常CD8+T细胞来源于造血干细胞，在骨髓中发育，在胸腺中成熟，A错误； B、依据题干信息，PD-L1与PD-1 结合会加速CD8+T细胞耗竭，抗PD-L1抗体能与肿瘤细胞表面高表达的PD-L1结合，阻断PD-L1分子与PD-1受体结合，进而缓解CD8⁺T细胞耗竭，恢复T细胞对肿瘤细胞的杀伤能力，增强机体的免疫监视功能，B正确； C、据图可知，去甲肾上腺素会降低CD8⁺T细胞的活性，因此，促进去甲肾上腺素释放反而会加剧耗竭，C错误； D、据图可知，R受体过表达会加剧去甲肾上腺素对CD8⁺T细胞活性的抑制，因此，敲除R受体基因使CD8⁺T细胞对去甲肾上腺素不敏感，从而不易耗竭，有利于癌症免疫治疗，D错误。 3．中性粒细胞（一种巨噬细胞）含有的hmgb1a基因是一种感染响应基因，其表达量上调可刺激NADPH氧化酶活化，促进其释放杀菌物质ROS。斑马鱼在白天中性粒细胞免疫反应较夜晚更强。为探究该免疫反应的昼夜节律机制，科研人员进行实验，结果如图所示。下列推测不合理的是（    ） A．光照会抑制per2基因的表达 B．在cry1a突变体中，per2基因几乎不起作用 C．在中性粒细胞中per2与cry1a二者作用相反 D．中性粒细胞既参与特异性免疫又参与非特异性免疫 【答案】A 【详解】A、题意显示，斑马鱼白天（光照条件下）免疫反应更强，即光照下hmgb1a表达更高。已知per2促进hmgb1a表达，说明光照会促进per2表达，A错误； B、在cry1a突变体中，有无per2不改变hmgb1a的表达量，说明per2几乎不起作用，B正确； C、根据实验结果可推测，per2促进hmgb1a表达，cry1a抑制hmgb1a表达，二者作用相反，C正确； D、中性粒细胞属于巨噬细胞，其既能参与非特异性免疫，也可以通过抗原呈递参与特异性免疫，D正确。 4．T细胞表面的PD-1与正常细胞表面的PD-L1一旦结合，T细胞即可“认清”对方，不触发免疫反应。肿瘤细胞可通过过量表达PD-L1来逃避免疫系统的“追杀”。分选连接蛋白-9（SNX9）能加快T细胞的耗竭。为了解SNX9信号通路与PD-1的关系，研究人员利用肿瘤模型鼠进行了相关实验，部分结果如图所示，下列叙述错误的是（　　） A．因变量的检测指标还可以是模型鼠体内肿瘤的体积 B．SNX9信号通路的激活会抑制T细胞分泌细胞因子 C．过度阻断SNX9或PD-1信号通路，可能引发过强的免疫反应 D．结果表明，SNX9信号通路能影响PD-1与PD-L1的结合 【答案】D 【详解】A、实验是研究SNX9信号通路与PD-1的关系，通过检测T细胞分泌细胞因子含量来反映T细胞的活性，而T细胞活性增强会抑制肿瘤生长，因此肿瘤体积也可作为因变量的检测指标。A正确； B、根据图分析可知，同时阻断SNX9信号通路和PD-1信号通路组T细胞分泌的细胞因子含量最多，而单独阻断PD-1信号通路（只保留SNX9信号通路）组T细胞分泌的细胞因子含量少于同时阻断SNX9信号通路组和PD-1信号通路组T细胞分泌的细胞因子含量，说明SNX9信号通路的激活会抑制T细胞分泌细胞因子。B正确； C、根据图分析可知，相较于其他组别，同时阻断SNX9信号通路和PD-1信号通路组T细胞分泌的细胞因子含量最多，T细胞活性增强，导致细胞过度激活，可能引发过强的免疫反应。C正确； D、分析可知，阻断SNX9信号通路和PD-1信号通路均会导致T细胞分泌的细胞因子含量增加，增强T细胞的活性，说明SNX9信号通路和PD-1信号通路均能抑制T细胞活性，但无法说明SNX9信号通路能影响PD-1与PD-L1的结合，D错误。 故选D。 5．水稻（2N=24）花为两性花，科学家通过基因编辑技术获得了能进行无融合生殖的水稻品系，原理见图。下列叙述正确的是（　　） A．此技术与传统杂交育种相比，可保持亲本杂种优势 B．被敲除的基因最可能与姐妹染色单体分离有关 C．不考虑其他变异，受精产生的合子中染色体组合方式有224种 D．该无融合生殖方式有助于提升后代对不同环境的适应能力 【答案】A 【详解】A、图中无融合生殖的过程雌配子染色体组特异性失活，杂种自交子代保留雄配子中全部染色体，因此属于特殊的无性繁殖过程，避免传统杂交育种中杂种优势的自交分离，故能保持亲本杂种优势，A正确； B、 图中产生的雌雄配子均含有同源染色体，说明被敲除的基因与减数分裂中染色体减半相关，即与同源染色体的分离有关，B错误； C、该无融合生殖中雌配子染色体组失活，合子染色体组均来自雄配子（与亲本染色体组成一致），只有一种，C错误； D、无融合生殖后代基因型与亲本一致，遗传多样性低，不利于适应不同环境，D错误。 故选A。 6．目前癌症治疗的热点是如何使人体依靠自身的免疫系统消灭癌细胞或抑制其进一步发展。研究发现，活化的T细胞表面的PD-1（程序性死亡受体1）与正常细胞表面的PD-L1（程序性死亡配体1）一旦结合（如图所示），T细胞即可“认清对方”，不触发免疫反应。肿瘤细胞可通过过量表达PD-L1来逃避该系统的“追杀”。基于此，科学家使用PD-1或PD-L1抗体来阻断这一信号通路，从而使T细胞能有效对付癌细胞。下列相关说法正确的是（　　） A．可通过研发药物促进癌细胞中PD-L1基因的表达来治疗癌症 B．在进行器官移植时，若使膜表面的PD-L1增加，免疫排斥反应也会加强 C．过度阻断PD-1/PD-L1信号通路，可能会引起过强的免疫反应 D．细胞毒性T细胞也可以通过产生细胞因子、抗体等来有效“对付”癌细胞 【答案】C 【详解】A、促进癌细胞中PD-L1基因的表达会使癌细胞更易逃避免疫系统的追杀，不利于癌症治疗，A错误； B、在器官移植时，增加膜表面的PD-L1会抑制免疫排斥反应，而不是加强，B错误； C、过度阻断PD-1/PD-L1信号通路可能导致T细胞过度激活，引发过强的免疫反应，甚至可能攻击正常组织，C正确； D、细胞毒性T细胞主要通过直接杀伤靶细胞来对付癌细胞，而不是通过产生抗体，D错误。 故选C。 7．细胞核骨架蛋白 LMNA 的基因单一碱基点突变可引发心肌疾病。某研究团队利用CRISPR/dCas9 系统的单碱基编辑技术(不断裂DNA 双链，只改变单个碱基)，通过胞嘧啶碱基编辑器 (C编辑)和腺嘌呤碱基编辑器 (A编辑)分别纠正L35P、R249Q点突变，在对患者心肌细胞及模型小鼠的实验中均获成功。下列叙述错误的是（    ） 注: gRNA 为向导 RNA L35P 点突变修复：LMNA 的35号位由脯氨酸替换亮氨酸的突变 R249Q 点突变修复：LMNA 的249号位由谷氨酰胺替换精氨酸的突变 A．图示中的 dCas9 蛋白不催化磷酸二酯键的断裂 B．经过A 编辑后，LMNA 基因表达的肽链长度发生改变 C．CRISPR/dCas9单碱基编辑技术可应用于治疗基因异常引起的遗传病 D．通过C 编辑修复L35P 点突变,由 G/C 替换成A/T 至少需经过两次 DNA复制 【答案】B 【详解】A、dCas9是失去切割DNA的能力，不催化磷酸二酯键断裂。这是单碱基编辑技术的关键前提——不造成DNA双链断裂，只改变单个碱基，A正确； B、A编辑器作用于腺嘌呤（A→G），R249Q点突变修复是第249位谷氨酰胺（Gln）替换为精氨酸（Arg），并未提前出现终止密码子，因此肽链长度不变，B错误； C、CRISPR/dCas9 系统的单碱基编辑技术(不断裂DNA 双链，只改变单个碱基)，题干已明确说明该技术在患者心肌细胞和小鼠模型中成功修复突变，具有治疗潜力，C正确； D、C编辑器将胞嘧啶（C）脱氨成尿嘧啶（U），U在DNA复制时被识别为T，因此第一次复制后形成U-A配对，第二次复制后才稳定为T-A（即A-T配对），D正确。 故选B。 8．天冬酰胺内肽酶（AEP）是一种在阿尔茨海默病（AD）中发挥核心作用的蛋白酶。它通过双重剪切APP和Tau蛋白，分别驱动Aβ斑块沉积及神经原纤维缠结形成。另一方面，AEP可激活β-分泌酶并触发级联放大效应，显著提高Aβ的生成效率。同时，该酶通过剪切SRPK2激酶，调控Tau蛋白异常磷酸化与RNA剪接修饰，参与Tau病理进程。转录因子C/EBPβ促卵泡激素（FSH）通过激活AEP信号轴，协同驱动AD的病理级联反应，进而通过介导蛋白异常聚集、调控神经炎症及破坏蛋白质稳态失衡直接导致神经元退行性变化及认知-运动功能障碍。研究人员依次选取幼龄、中龄和老龄AD模型小鼠若干，并分别将同一年龄段的小鼠随机均分为甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸十组，进行了如下实验：‍治疗及康复实验记录 年龄 组别 幼龄 中龄 老龄 + + + 甲 ++++ ++ - - - ++++ ++++ - - - ++++ ++ - - - 乙 ++ ++ - - - ++ ++ - - - ++ ++ - - - 丙 ++++ - ++ - - ++++ ++++ ++ - - ++++ - ++ - - 丁 ++ - - ++ - ++ ++ - ++ - ++ - - ++ - 戊 ++ - - ++ - ++ ++ - ++ - ++ - - ++ - 己 ++++ - - ++ ++ ++++ ++++ - ++ - ++++ - - ++ - 庚 ++++ - - - ++ ++++ ++++ - - ++ ++++ - - - - 辛 ++ - - - ++ ++ ++ - - ++ ++ - - - ++++ 壬 ++ - - ++ ++ ++ ++ - - ++ ++ - - ++ ++ 癸 ++ - - - - ++ ++ - - - ++ - - - - 迷宫实验记录 年龄 组别 幼龄 中龄 老龄 入口→出口 入口→出口 入口→出口 甲 8 10 7 乙 11 13 10 丙 4 7 3 丁 6 8 5 戊 7 9 3 己 8 12 8 庚 10 11 5 辛 7 9 10 壬 16 18 14 癸 4 6 2 注∶（1）①○：生理盐水；②★：AEP抑制剂；③●：FSH抑制剂；④□：运动； （2）“+”表示使用该药物的浓度或运动的强度，“-”表示不使用该药物或不进行运动； （3）①本实验以不同年龄组小鼠成功完成迷宫实验的次数为衡量小鼠认知-运动功能障碍严重程度的检测指标[省略表中数据有关单位（次）]；②不同年龄组小鼠的迷宫实验次数均为30次；③小鼠年龄组划分：（ⅰ）幼龄：2~5月龄；（ⅱ）中龄：13~16月龄；（ⅲ）老龄：22~25月龄（“月龄”以每个月为时间参考单位）。 下列分析合理的是（    ） A．AD的发生存在多条驱动通路，该病主要表现为部分人脑高级功能受损。其中，AEP是以年龄患病风险为基础推动Tau病理进程发展和损坏参与反射弧的部分结构来引发AD的决定性因素 B．本实验中AD模型小鼠的年龄、治疗及康复措施和使用药物的种类的自变量设置不遵循单一变量原则，但对不同年龄组小鼠的药物治疗实验操作利用了自变量控制中的“加法原理” C．兼用AEP抑制剂和FSH抑制剂对AD的治疗效果更显著。在治疗期内，合理调整药物使用量并定期进行中等强度运动可加快AD患者的缓解和康复，并且该治疗及康复措施对老年AD人群的疗效更明显 D．根据本实验，AD的致病机理可简述为：神经细胞内肽链的折叠错误造成蛋白质的异常聚集破坏了细胞在分子水平上的酶活性稳态、蛋白质稳态和基因表达稳态，进而启动了决定细胞自动结束生命的基因的表达，使脑部神经组织受到损伤，从而导致AD的发生 【答案】C 【详解】A、题目明确AEP是AD中的 “核心作用蛋白酶”，但 “决定性因素” 表述绝对。AD主要表现为认知 - 运动功能障碍（脑高级功能受损），文中未提及 “AEP 损坏反射弧结构”，仅提到神经元退行性变化，A错误； B、实验自变量包括年龄、药物种类（AEP 抑制剂、FSH 抑制剂）、运动与否，属于多因素实验设计，可通过分组控制变量，仍遵循单一变量原则（每组仅改变特定自变量组合）。“加法原理” 指添加自变量（如使用药物），本实验药物处理符合此原理，B错误； C、迷宫实验中，成功次数越多（或数值越小，提示认知功能越好）。对比各组数据，兼用AEP抑制剂和 FSH 抑制剂的组效果优于单一药物组；结合运动的组在各年龄组中表现更优。老龄组中，优化治疗方案（药物 + 运动）效果最显著，说明对老年AD人群疗效更明显，C正确； D、AD致病机理是AEP介导的蛋白剪切异常（而非肽链折叠错误）导致聚集，以及神经炎症、蛋白质稳态失衡，文中未提及 “启动细胞凋亡基因表达”，D错误。 故选C。 9．双抗体来心法检测新冠病毒抗原原理如下图，试纸上有两种抗原抗体存在，胶体金标记的抗体位于试纸的结合垫上，聚集后会呈红色；在检测线（T）上，有另一种针对抗原的抗体，这两种抗体识别抗原表位是不一样的，所以同一个抗原能够同时被这两种抗体所识别。抗－金标抗体位于质控线（C）上，结合多余的金标抗体。咽拭子、鼻拭子样本滴上加样孔之后，由样品垫向吸水垫方向流动。下列说法错误的是（    ） A．图2显示待测者为新冠病毒阳性 B．质控线结果相当于阳性对照 C．胶体金试纸条检测一般要求在14~30°C常温条件下，避免过冷、过热或过度潮湿 D．抗原检测成本低，操作简单，但灵敏度低，可以判断有无传染性 【答案】A 【分析】分析并解读双抗体来心法检测新冠病毒抗原原理：抗原抗体特异性结合，假如样本里有特异性的病毒抗原，此时会被第一关卡的金标抗体所识别，形成抗原抗体复合物，样液在毛细作用下继续流动，到达检测线后被T线抗体捕获，形成“金标抗体-2019-nCoV抗原- T线抗体”复合物，由于胶体金在T线处大量聚集，出现一条红色条带，结果判为阳性，当然，金标抗体的量肯定是富余的，所以不会只在检测线处被截留，多余的会继续流向C线，在C线处被C线抗体捕获，形成“金标抗体-C线抗体”复合物，同样由于胶体金标记的抗体在此处大量聚集，再次形成红色条带，质控线就出现了，质控线的形成被用于判定结果是否有效。 【详解】A、若待测样本中不含新冠病毒，则不会与结合垫上胶体金标记的抗体和检测线T的抗体结合，因此T处不变色，未与抗原结合的金标抗体则继续向前到达质量控制区（C处），与此处固定的抗－金标抗体结合，由于胶体金标记的抗体在此处大量聚集，形成红色条带从而使C处变红，故只有C处变红，检测结果则为阴性，A错误； B、结合A选项的分析，检测线与质控线检测呈红色，则检测结果阳性；质控线结果呈红色，检测线呈不出现红色，则检测结果阴性；质控线结果不出现红色，则检测无效，即质控线结果相当于阳性对照，B正确； C、胶体金试纸条中核心物质为抗体，抗体本质是蛋白质，其活性易受温度等各种影响，故胶体金试纸条检测一般要求在14~30°C常温条件下，避免过冷、过热或过度潮湿，C正确； D、抗原检测优点：成本低，操作简单，缺点：灵敏度低，当显示为阳性时可以判断检测者是否感染新冠病毒具有传染性，D正确。 故选A。 10．氧气是高等动物生命活动的保障。常氧下，细胞内的低氧诱导因子（HIF-la）会被蛋白酶体降解；低氧下HIF-1a能促进相关基因（如EPO基因）的表达，从而使细胞适应低氧环境（如图）下列有关叙述，错误的是（    ） A．常氧下，EPO基因的表达产物可能促进红细胞的形成 B．与正常细胞相比，肿瘤细胞群内部HIF-1a蛋白含量比较高 C．低氧时，HIF-1a通过核孔进入细胞核需要ATP水解提供能量 D．HIF-1a-VhL复合物被蛋白酶体降解的产物能被细胞重新利用 【答案】A 【分析】根据题意和识图分析可知，在正常氧条件下，HIF-1α在脯氨酸羟化酶、蛋白酶体和VHL的作用下被降解；而在缺氧条件下，HIF-1α通过核孔进入细胞核内，促进EPO 基因 的表达，而使促红细胞生成素（EPO）增加，使得细胞适应低氧环境。 【详解】A、结合题图分析可知，在缺氧条件下，HIF-1α通过核孔进入细胞核内，促进EPO 基因 的表达，而使促红细胞生成素（EPO）增加，使得细胞适应低氧环境，A错误； B、与正常细胞相比，肿瘤细胞代谢旺盛，消耗氧气多，因此肿瘤细胞会通过无氧呼吸供能，据此可推测肿瘤细胞与正常细胞相比，处于低氧环境中，结合之前的分析可推测其细胞内部HIF-1a蛋白含量较高，B正确； C、核孔是一种选择透过性结构，低氧时，HIF-1a通过核孔进入细胞核需要ATP水解提供能量，C正确； D、据图分析，常氧下，HIF-1a和氧气结合，在脯氨酰羟基化酶的催化下，HIF-1a发生了羟基化并和VHL蛋白结合，形成HIF-1α-VHL复合物，最终被蛋白酶体降解为若干碎片，该碎片中含有氨基酸，故可能被细胞重新利用，D正确。 故选A。 11．水稻胚乳含直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻，实现了对直链淀粉合成酶基因（Wx基因）启动子序列的定点编辑，从而获得了三个突变品系。各品系WxmRNA量的检测结果如下图所示。下列分析不合理的是（    ） A．构建基因编辑系统的DNA重组载体所需的酶是限制酶和DNA连接酶 B．Wx基因启动子序列的改变可能影响RNA聚合酶与启动子的识别和结合 C．根据各品系WxmRNA量的检测结果，可推测品系3的糯性最强 D．与野生型相比，3个突变品系中直链淀粉合成酶的氨基酸序列发生改变 【答案】D 【分析】根据题干信息“将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻，实现了对直链淀粉合成酶基因（Wx基因）启动子序列的定点编辑，从而获得了三个突变品系”，说明突变品系的获得是由于启动子发生改变，启动子位于编码区是RNA聚合酶结合的位点。 根据图中信息，品系3的WxmRNA含量最低，说明其直链淀粉合成酶基因表达量最少。 【详解】A、将目的基因与Ti质粒构建基因表达载体时，需要限制酶的切割，将目的基因插入载体时需要DNA连接酶的连接，A正确； B、启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点，如果启动子序列改变将会影响RNA聚合酶与之结合和识别，进而影响基因的转录水平，B正确； C、图中品系3的Wx基因的mRNA的含量最少，那么合成的直链淀粉酶最少，直链淀粉合成量最少，因此该水稻胚乳中含的直链淀粉比例最小，糯性最强，C正确； D、在真核生物中，编码蛋白质的序列是基因中编码区，编码区中不包括启动子序列，因此直链淀粉合成酶的基因碱基序列中不含有启动子，因此3个突变品系中Wx基因中控制合成直链淀粉酶的氨基酸序列不发生改变，D错误。 故选D。 12．我国科学家在国际上率先阐明了抑制剂精确靶向主蛋白酶的作用机制。新冠病毒入侵细胞后，立即合成两条超长复制酶多肽，复制酶多肽被剪切成多个零件，进一步组装成庞大的复制转录机器，然后病毒才能启动自身遗传物质的大量复制。两条复制酶多肽的剪切要求异常精确，因此病毒自身编码了一把神奇的“魔剪”——主蛋白酶，主蛋白酶就成为一个抗新冠病毒的关键药靶。下列相关分析错误的是（    ） A．两条超长复制酶肽是病毒侵入人体后，利用人体细胞内的物质合成的 B．主蛋白酶在复制酶多肽上存在多个切割位点，人体中也可能含有该蛋白酶 C．该病毒遗传物质的复制所需要的RNA聚合酶源于两条超长复制酶多肽 D．主蛋白酶与复制酶多肽结合时，主蛋白酶活性中心的空间结构会发生改变 【答案】B 【解析】病毒是一类没有细胞结构的特殊生物，只有蛋白质外壳和内部的遗传物质构成，不能独立的生活和繁殖，只有寄生在其他生物的活细胞内才能生活和繁殖，一旦离开了活细胞，病毒就无法进行生命活动。新冠病毒为RNA病毒，RNA复制需要RNA依赖的RNA聚合酶。 【详解】A、新冠病毒为RNA病毒，没有细胞结构，需要利用宿主细胞的原料和工具合成自身所需要的物质，所以两条超长复制酶肽是病毒侵入人体后，利用人体细胞内的物质合成的，A正确； B、由于“主蛋白酶”这把“魔剪”在该RNA病毒的复制过程中起至关重要的作用，且人体内没有类似的蛋白质，所以主蛋白酶就成为一个抗新冠病毒的关键药靶，B错误； C、由题意可知，新冠病毒入侵细胞后，立即合成两条超长复制酶多肽，复制酶多肽被剪切成多个零件（如RNA依赖的RNA聚合酶、解旋酶等等），这些零件进一步组装成庞大的复制转录机器，然后病毒才能启动自身遗传物质的大量复制，C正确； D、主蛋白酶与复制酶多肽结合时，将复制酶多肽剪切成多个，其空间结构会发生改变，D正确。 故选B。 13．乳草产生的毒素“强心甾”能够结合并破坏动物细胞钠钾泵的功能，然而帝王蝶幼虫不仅以乳草为食，还能将强心甾储存在体内以防御捕食者。研究人员发现帝王蝶钠钾泵的119和122位氨基酸与其他昆虫不同。利用基因编辑技术修改果蝇钠钾泵基因，发现122位氨基酸改变使果蝇获得抗强心甾能力的同时导致果蝇“瘫痪”，119位氨基酸改变无表型效应，但能消除因122位氨基酸改变导致的“瘫痪”作用。根据以上信息叙述错误的是（    ） A．题目信息不能判断强心甾与钠钾泵结合后诱发钠钾泵基因突变 B．帝王蝶钠钾泵突变基因的基因频率不断升高是乳草选择作用的结果 C．通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时设置了两个实验组 D．强心甾与钠钾泵结合的普通动物细胞，一般会因渗透压失衡而死亡 【答案】C 【分析】1、基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，导致基因结构改变。 2、自然选择能使种群基因频率发生定向改变。 【详解】A、强心甾与钠钾泵结合后破坏动物细胞钠钾泵的功能，但不会诱发钠钾泵基因突变，A正确； B、乳草产生的毒素“强心甾”能够结合并破坏动物细胞钠钾泵，而帝王蝶中存在毒素的抗性个体，所以基因频率不断升高，是乳草选择作用的结果，B正确； C、通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时设置了改变122位氨基酸、改变119位氨基酸、同时改变122位和119位氨基酸三个实验组，C错误； D、强心甾能够结合并破坏动物细胞钠钾泵，导致细胞不能将钠离子运出细胞，钾离子运入细胞，会导致细胞渗透压失衡而死亡，D正确。 故选C。 14．CRISPR/Cas9基因编辑技术是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行准确切割的技术，通过设计向导RNA中的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进步切割（如图）。下列相关叙述的正确的是（    ） A．Cas9蛋白通过破坏氢键实现对特定基因的准确切割 B．向导RNA中的双链区遵循碱基配对方式为A﹣T，C﹣G C．向导RNA可在逆转录酶催化下合成 D．若α链剪切点附近序列为…TCCAGAATC…则相应的识别序列为…UCCAGAAUC… 【答案】D 【详解】依题意可知：Cas9蛋白是一种核酸内切酶，通过破坏磷酸二酯键实现对特定基因的准确切割，A错误；向导RNA中的双链区遵循碱基配对方式为A﹣U、C﹣G，B错误；向导RNA通过转录形成，逆转录酶催化以RNA为模板合成DNA的过程，C错误；于目标DNA中的α链可与向导RNA中的识别序列的互补链进行碱基互补配对，因此若α链剪切点附近序列为…TCCAGAATC…，则相应的识别序列为…UCCAGAAUC…，D正确。 【点睛】本题以“CRISPR/Cas9基因编辑技术的原理示意图”为情境，考查学生对基因的表达等知识的理解能力。解答此题的关键是抓住题意和图示中的有效信息：“由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行准确切割、α链为目标DNA中的另一条链等”，将这些信息与所学“基因的表达、核酸的化学组成、逆转录”等知识有效地联系起来，进行知识的整合和迁移。 15．研究发现，阿尔茨海默病(AD)是由大脑内某些特定区域的神经元大量死亡造成的，脑内神经元外的β-淀粉样蛋白(Aβ)逐渐沉积是主要的病理特征(如图)。下列分析错误的是（　　） A．患者记忆力减退，可能与Aβ沉积阻碍脑区①神经元之间的信息交流有关 B．患者出现失语症，可能与大脑皮层左侧半球区域②神经元大量死亡有关 C．抑制Aβ蛋白的分泌或清除沉积的Aβ蛋白，可缓解阿尔茨海默病病程 D．科学家们正尝试用iPS细胞治疗 AD，依据的原理是 iPS细胞具有全能性 【答案】D 【详解】A、阿尔茨海默病患者的海马体存在Aβ沉积，海马体与记忆相关，Aβ沉积会阻碍该区神经元之间的信息交流，进而导致记忆力减退，A正确； B、大脑皮层左侧半球的言语区与语言功能相关，若该区域神经元大量死亡，会导致患者出现失语症，B正确； C、Aβ蛋白沉积是阿尔茨海默病的重要特征，抑制其分泌或清除沉积的Aβ蛋白，能够减少神经元的损伤，从而缓解病程，C正确； D、iPS细胞治疗AD的依据是iPS细胞具有多能性（可分化为多种组织细胞），能分化形成神经元补充死亡的神经元；而细胞全能性是指细胞发育成完整个体的潜能，iPS细胞治疗AD并未体现全能性，D错误。 故选D。 二、非选择题：本题共5题，共55分。 16．（除标注外，每空1分，共11分）CRISPR/Cas9系统可对基因组进行定点编辑，其工作原理如图1所示。该系统主要包含sgRNA和Cas9蛋白两部分，sgRNA能特异性识别并结合特定的DNA序列，从而引导Cas9蛋白到相应位置剪切DNA，最终实现对靶基因序列的编辑。经研究发现，人类细胞发生癌变与LMNA基因表达异常有关，且癌细胞的细胞核形态会发生明显改变。科研人员利用CRISPR/Cas9技术对体外培养的HepG2（人源肺癌细胞）细胞株进行基因编辑，获得了LMNA基因敲除的稳定细胞系，为治疗癌症提供了广阔前景。请回答下列问题： (1)据图1分析，利用CRISPR/Cas9技术对HepG2中的基因组进行编辑，需依据_____基因的序列获得sgRNA基因片段；为避免因sgRNA与基因组中的其他非目标位点结合而造成“脱靶”现象，应适当_____（填“增加”或“减少”）sgRNA碱基序列的长度。 (2)Cas9蛋白类似基因工程中的_____酶，但二者的作用特性存在差异，体现在_____。 (3)用图2中的质粒和含Cas9-sgRNA拼接基因的DNA片段构建表达载体时，最好选用限制酶_____进行切割。将构建好的表达载体与细菌置于适宜反应体系中培养，一段时间后将培养的细菌涂布于含_____的选择培养基上筛选，24h后挑取菌落，提取菌落中的质粒作为模板，选择图3中的引物组合_____，通过PCR和琼脂糖凝胶电泳技术鉴定是否扩增出现条带来判断是否重组成功。 (4)从鉴定重组成功的工程菌中提取纯化出大量的基因表达载体，再导入HepG2。培养三天后收集HepG2，从细胞水平检测实验是否成功的方法为_____（写出1种）。 【答案】(1) LMNA 增加 (2) 限制（或限制性内切核酸） 限制酶能识别特定的脱氧核苷酸序列并切割特定切点，而Cas9蛋白不具有特异性（或限制酶具有特异性，Cas9蛋白不具有特异性）（2分） (3) EcoR Ⅰ和Spe Ⅰ（2分） 嘌呤霉素 Ⅰ和Ⅲ（2分） (4)检测HepG2细胞核的形态（或检测HepG2细胞数目的增长量） 【详解】（1）因为该技术是对LMNA基因进行编辑，所以需依据LMNA基因的序列获得sgRNA基因片段；为避免“脱靶”，要让sgRNA更特异性结合，适当增加sgRNA碱基序列的长度可增强特异性。 （2）Cas9蛋白能剪切DNA，类似基因工程中的限制酶；二者作用特性差异体现在限制酶能识别特定的脱氧核苷酸序列并切割特定切点，而Cas9蛋白不具有特异性。 （3）用图2中的质粒以及含Cas9-sgRNA拼接基因的DNA片段构建表达载体时，应选用EcoR I和Spe I进行酶切，因为在质粒和目的基因的两端均含有该酶的切割位点，而BamHⅠ的酶切位点正好在标记基因内，因此该酶不能选择。质粒上有嘌呤霉素抗性基因，所以将构建好的表达载体与细菌置于适宜反应体系中培养，涂布于含嘌呤霉素的选择培养基上筛选，凡是能正常生长的菌落即为带有目的基因的细菌，37℃培养，24h 后挑取菌落，提取质粒作为模板，根据图中目的基因两侧的碱基序列以及引物的碱基顺序，结合碱基互补配对原则可选择图3中引物组合I和III进行体外DNA复制，通过PCR和电泳技术鉴定是否重组成功。 （4）由于癌细胞细胞核形态会明显改变，所以从细胞水平检测实验是否成功的方法为检测HepG2细胞核的形态。 17．（每空2分，共10分）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 脑癌细胞变身免疫细胞 胶质母细胞瘤（GBM）是中枢神经系统最常见的原发性恶性脑癌，以其高侵袭性、高复发率和低生存率著称。一方面是由于GBM处于一个免疫抑制的“冷”肿瘤微环境，如下图左侧所示；另一方面，血脑屏障使免疫细胞很难到达GBM使“冷”肿瘤“热”起来。 树突状细胞可以通过激活机体抗肿瘤免疫应答来有效对抗胶质母细胞瘤，但其难以穿过血脑屏障并进入肿瘤。针对这种情况，科学家尝试将GBM细胞改造成具有树突状细胞功能的细胞，从而使胶质母细胞瘤的微环境转变为“热”肿瘤微环境（如图）。 科学家利用AI技术锁定了关键的细胞命运决定因子，并将其导入GBM细胞并命名为APC-GBM细胞。体外培养发现，APC-GBM变成了具有树突状突起的圆形细胞，其特异性标记物基因与抗原处理和呈递相关基因的表达均增强。从功能上看，APC-GBM具备吞噬能力，能够呈递抗原并激活细胞毒性T细胞。 科学家将GBM细胞和APC-GBM细胞原位植入两组免疫缺陷型小鼠颅脑内，发现肿瘤生长速率和生存期均没有显著差异。但是，当把免疫缺陷型鼠换成正常鼠时，发现APC-GBM组小鼠肿瘤生长受到抑制，生存期明显延长。 以上研究为癌症的免疫治疗开辟了新途径，但是想要成功应用到人类治疗GBM上，还需进一步研究。 (1)正常情况下，机体能够通过免疫系统的__________功能识别并清除GBM细胞。据图分析“冷”肿瘤微环境具有免疫抑制特点的原因是__________，导致免疫应答难以启动。 (2)基于文中信息，研究者可通过检测APC-GBM组的__________（指标），推测其激活了机体抗肿瘤免疫应答。 (3)在免疫功能正常的小鼠中，APC-GBM组的肿瘤生长受到抑制，生存期明显延长，而在免疫缺陷型小鼠中却不能，说明__________。 (4)若要应用于临床治疗，进一步研究的方向是__________。 【答案】(1) 监视 肿瘤微环境中缺乏能激活抗肿瘤免疫应答的细胞（如树突状细胞难以穿过血脑屏障进入肿瘤，无法有效呈递抗原、激活免疫细胞），导致免疫细胞无法发挥抗肿瘤作用 (2)细胞毒性T细胞的活性（或数量）；肿瘤生长速率；小鼠生存期等 (3)APC-GBM细胞对肿瘤生长的抑制作用依赖于正常的免疫系统（或APC-GBM细胞是通过激活机体自身的抗肿瘤免疫应答来抑制肿瘤生长、延长生存期，免疫缺陷时该作用无法实现） (4)优化关键细胞命运决定因子的导入效率，确保GBM细胞高效转化为具有树突状细胞功能的APC-GBM细胞； 或研究APC-GBM细胞在人类GBM微环境中的存活、增殖及功能发挥情况，验证其对人类肿瘤的抑制效果； 或评估APC-GBM细胞应用于人体的安全性，如是否会引发过度免疫反应或其他毒副作用 【分析】B细胞、树突状细胞和巨噬细胞都能摄取和加工处理抗原，并且可以将抗原信息暴露在细胞表面，以便呈递给其他免疫细胞，这些细胞统称为抗原呈递细胞（APC）。 【详解】（1）免疫系统具有三大功能：免疫防御、免疫自稳、免疫监视。GBM 细胞是机体自身突变产生的恶性肿瘤细胞，正常情况下需通过“免疫监视”功能被识别和清除。材料明确两点关键信息：①树突状细胞能激活抗肿瘤免疫应答，但难以穿过血脑屏障并进入肿瘤；②“冷” 肿瘤微环境的核心问题是免疫应答难以启动。树突状细胞是重要的抗原呈递细胞，其无法进入肿瘤微环境，会导致肿瘤抗原无法被有效呈递，进而无法激活后续的细胞毒性 T 细胞（抗肿瘤的核心细胞），结合题干信息，最直接的原因是“树突状细胞难以穿过血脑屏障进入肿瘤，无法有效呈递抗原、激活免疫细胞”。 （2）材料明确APC-GBM细胞的功能的是：①具备吞噬能力和抗原呈递能力；②能激活细胞毒性T细胞；③在正常小鼠中可“抑制肿瘤生长、延长生存期”。 若要推测其是否激活抗肿瘤免疫应答，可从直接功能指标 和最终效应指标两方面设计检测内容；直接功能指标：细胞毒性 T 细胞的活性（或数量）。 最终效应指标：肿瘤生长速率（若免疫应答激活，肿瘤生长会受抑制，速率下降）；小鼠生存期（免疫应答有效时，生存期会延长）。 （3）实验设计中，两组小鼠的唯一区别是免疫功能，结果差异是APC-GBM细胞是否抑制肿瘤生长： 正常小鼠APC-GBM组肿瘤受抑、生存期延长——说明APC-GBM细胞能发挥作用； 免疫缺陷型小鼠：APC-GBM 组与GBM组无差异——说明APC-GBM细胞的作用依赖免疫功能。 由此可推出结论：APC-GBM细胞对肿瘤的抑制作用并非直接杀伤肿瘤，而是通过激活机体自身的抗肿瘤免疫应答实现的，免疫缺陷时该应答无法启动，故作用消失。 （4）优化关键细胞命运决定因子的导入效率，确保GBM细胞高效转化为具有树突状细胞功能的APC-GBM细胞； 或研究APC-GBM细胞在人类GBM微环境中的存活、增殖及功能发挥情况，验证其对人类肿瘤的抑制效果； 或评估APC-GBM细胞应用于人体的安全性，如是否会引发过度免疫反应或其他毒副作用。 18．（除标注外，每空2分，共10分）细胞可维持正确折叠蛋白质的稳定性，同时降解错误折叠蛋白质，从而实现蛋白质稳态。我国科学家发明一种小分子绑定化合物ATTEC，这种“小分子胶水”（ATTEC）能将自噬标记物LC3和错误折叠的异常蛋白黏在一起，形成黏附物，进而将黏附物包裹形成自噬体进行降解，从而达到治疗疾病的目的。其过程如图1所示。 (1)分泌蛋白等蛋白质最初在核糖体内合成，后依次经过______（细胞结构）折叠、修饰后转运至相应部位发挥功能。溶酶体膜和自噬体膜能相互转化的原因是_______。 (2)研究发现，在亨廷顿舞蹈症（HD）患者的大脑中，突变后的mHTT蛋白会使得纹状体神经退行，造成神经元的大量死亡，最终表现为运动障碍、认知障碍等症状。研究表明，ATTEC可有效治疗HD，试分析其作用机制：_______。 (3)若某些血红蛋白出现错误折叠形成不正常的空间结构，它们会被一种特殊的途径所降解。科研人员检测了不同条件下错误折叠蛋白质降解率，结果如图2。据图分析，ATP能够_______（填“促进”或“抑制”）蛋白质的降解；你认为参与该错误折叠蛋白质降解的酶_______（填“是”或“不是”）溶酶体中的酸性水解酶，请说明理由：_______。 【答案】(1) 内质网、高尔基体 两种膜的组成成分和结构相似 (2)ATTEC将大脑神经元细胞中突变后的mHTT蛋白与LC3黏在一起，形成黏附物后被包裹形成自噬体最终被降解 (3) 促进 （1分） 不是（1分） pH为8.0（呈碱性）时的降解反应速率明显高于酸性条件 【分析】分泌蛋白的合成、加工和运输过程：最初是在核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质，再到高尔基体，高尔基体对其进行进一步加工，然后形成囊泡分泌到细胞外。该过程消耗的能量由线粒体提供。 【详解】（1）分泌蛋白是一类在细胞内合成、细胞外发挥作用的蛋白质，该类蛋白质最初在核糖体内合成，后依次经过内质网和高尔基体折叠、修饰后转运至相应部位发挥功能；溶酶体膜和自噬体膜都属于生物膜，两者的组成成分和结构相似，故这两种膜能够相互转化。 （2） 突变后的mHTT蛋白为异常蛋白，ATTEC能将大脑神经元细胞中突变后的mHTT蛋白与LC3黏在一起，形成黏附物后被包裹形成自噬体最终被降解，因此ATTEC可有效治疗HD。 （3）图2中加入ATP后蛋白质降解速率提高，说明ATP能够促进蛋白质的降解；据图可知，pH为8.0时，蛋白质降解速率最高，呈碱性，而反应中的酶如果是溶酶体中的酸性水解酶，则会失活，所以该酶不是溶酶体中的酸性水解酶。 19．（除标注外，每1分，共14分）某科研团队声称成功研发以新型冠状病毒 S 蛋白为靶点的口服疫苗（以下简称：疫苗（V），现假定选取哺乳动物奶牛验证疫苗 V 的效果（判断该科研团队的说法是否为谣言）： 实验材料与药品：实验用奶牛若干只，医用注射器若干，磷酸盐缓冲液，白细胞介素-2 溶液（用磷酸盐缓冲液配制），新型冠状病毒制剂，疫苗 V。（要求与说明：磷酸盐缓冲液的配置方法不作要求；奶牛乳汁中病毒含量、血清中新型冠状病毒抗体含量的具体测量方法不作要求。） (1)实验思路： ①选取______________的健康奶牛若干头，检测每组奶牛乳汁中新型冠状病毒的含量与血清中抗新冠病毒抗体，淘汰阳性个体并确保每组剩余个体数相同。 ②___________________________。 ③各组奶牛处理情况 甲组：饲喂含适量疫苗V 的饲料，并注射不含白细胞介素-2 的磷酸盐缓冲液； 乙组：饲喂含适量疫苗V 的饲料，并注射含白细胞介素-2 的磷酸盐缓冲液； 丙组：________________________________； 丁组：______________________________________； 戊组：饲喂普通饲料，并注射不含白细胞介素-2 的磷酸缓冲液。 按照上述处理方式对各组奶牛饲喂饲料并注射相关药品。14 天后，对甲、乙、丙、丁共四组奶牛作____________处理，戊组不做此项处理。 ④将各组奶牛置于相同且适宜的环境下隔离培养，每天分别检测每组奶牛乳汁中新冠病毒含量与血清中新冠病毒抗体含量，并计算平均值。 ⑤对所得的数据进行相关分析统计，并得出结论。 (2)分析与讨论： ①该团队称疫苗V 可口服，那么疫苗 V 的化学本质通常不是哪类物质_____。 A．脂质    B．多肽    C．蛋白质    D．核酸 ②若疫苗安全有效，则第 15 天时甲、乙、丙、丁、戊五组产生相应抗体和记忆细胞数量多少关系最可能为____________________，根据所学知识尝试解释甲组奶牛和乙组奶牛抗体水平平均值差异的原因可能是_________________________。 ③若某地出现了新冠病毒感染疫情，请用相应的生物学知识提出两种可行的快速检测此新冠病毒的方法（仅书写检测方法，具体操作不作要求）_________；________________。 【答案】(1) 生理状况相同 平均分为5组，编号为甲、乙、丙、丁、戊 饲喂普通饲料，注射等量不含白细胞介素-2的磷酸盐缓冲液 （2分） 饲喂普通饲料，注射等量含白细胞介素2的磷酸盐缓冲液（丙、丁组可互换）（2分） 接种新型冠状病毒制剂 (2) BCD 乙>甲>丁>丙>戊 乙组奶牛同时注射了白细胞介素，可以在体液免疫过程中促进B细胞增殖分化，促进致敏B细胞克隆分化为效应细胞群和记忆细胞群，从而更快更多地分泌相关抗体。或由于这些奶牛有正常的免疫系统，自己也会分泌白细胞介素-2，故额外注射的白细胞介素-2影响不大 （2分） 检测新冠病毒相关的特征性抗原（蛋白质） 检测人体中抗新冠病毒相关的抗体或检测新冠病毒相关的核酸片段（RNA） 【分析】注射疫苗V后，奶牛会启动特异性免疫产生相关抗体和记忆细胞，从而使机体对新冠病毒产生免疫效力。 【详解】（1）为保证单一变量的原则，故实验动物选择过程中要选取生理状况相同的健康的奶牛，以排除其他生理因素对实验结果的影响。为避免实验动物本身感染新冠病毒或之前已被新冠病毒免疫过，需要对每组奶牛乳汁中病毒含量与血清中新冠病毒抗体进行检测。对实验中每组奶牛作相关处理后，须接种新冠病毒制剂，定期检测奶牛乳汁中病毒含量与血清中新冠病毒抗体量，以确定疫苗ⅴ的保护效力。 ①应选取生理状况相同的健康奶牛若干头，检测每组奶牛乳汁中新型冠状病毒的含量与血清中抗新冠病毒抗体，淘汰阳性个体并确保每组剩余个体数相同。 ②平均分为5组，编号为甲、乙、丙、丁、戊； ③各组奶牛处理情况为：甲组：饲喂含适量疫苗 V的饲料，并注射不含白细胞介素-2的磷酸盐缓冲液；乙组：饲喂含适量疫苗 V的饲料，并注射含白细胞介素-2的磷酸盐缓冲液；丙组饲喂普通饲料，注射等量不含白细胞介素-2的磷酸盐缓冲液；丁组：饲喂普通饲料，注射等量含白细胞介素2的磷酸盐缓冲液（丙、丁组可互换）；戊组：饲喂普通饲料，并注射不含白细胞介素-2的磷酸缓冲液。按照上述处理方式对各组奶牛饲喂饲料并注射相关药品。14天后，对甲、乙、丙、丁共四组奶牛作接种新型冠状病毒制剂处理，戊组不做此项处理。 ④将各组奶牛置于相同且适宜的环境下隔离培养，每天分别检测每组奶牛乳汁中新冠病毒含量与血清中新冠病毒抗体含量，并计算平均值。 ⑤对所得的数据进行相关分析统计，并得出结论。 （2）①若疫苗V可以口服，而不被消化酶消化分解，应不属于多肽、蛋白质类和核酸。故选BCD。 ②甲、乙两组的差异为是否含有白细胞介素-2，丙、丁、戊三组均没有注射疫苗V，体内没有记忆细胞，由于二次免疫可快速产生大量浆细胞和记忆细胞，浆细胞可合成大量的抗体，所以乙产生的抗体和记忆细胞最多。即第15天时甲、乙、丙、丁、戊五组产生相应抗体和记忆细胞数量多少关系最可能为乙>甲>丁>丙>戊。 ③由于乙组奶牛同时注射了白细胞介素，可以在体液免疫过程中促进 B细胞增殖分化，促进致敏B细胞克隆分化为效应细胞群和记忆细胞群，从而更快更多地分泌相关抗体。所以甲组奶牛和乙组奶牛抗体水平平均值存在差异。 ④⑤检测病毒需要从其特异性入手，从免疫角度考虑，抗原和抗体均具有特异性。因此可以考虑检测病毒的特异性抗原（病毒的特征性蛋白质）与病毒感染后机体产生的特异性抗体（参考教材中肝炎与艾滋病病毒的检测）。新冠病毒的核酸也具有特异性，亦可进行特异性核酸（RNA）检测以确定是否感染。 【点睛】本题考查免疫过程，意在考查考生应用所学知识设计实验和分析实验的能力。 20．（每空1分，共10分）遗传性骨骼发育不良（SD）的致病原因多样。某研究小组发现了一个新的SD患病家系，对其致病机理展开研究。 （1）由图1推测，若该病的遗传方式为常染色体隐性遗传，则家系中Ⅱ-2的致病基因遗传自_________（填图1中序号）。 （2）已有研究表明，常染色体上M140基因的突变与SD的发生有关。为确定图1家系SD的遗传方式，科研人员对其成员M140基因进行了测序，部分结果如图2所示。由图2可知，致病的M140基因在箭头所指位点的碱基对为_________。结合图1、图2可知，该家系SD的遗传方式为______；产生致病基因的可能原因是在_________（填图1中序号）的早期胚胎细胞中发生了M140基因的突变。 （3）科研人员对M140基因在SD中的作用机制进行了深入研究。 ①通过基因工程获得M140基因敲除（KO）小鼠，然后检测野生型小鼠和KO小鼠软骨组织中基因D（与骨发育密切相关）的转录情况，发现野生型小鼠基因D的mRNA含量低于KO小鼠。已知M140基因只转录不翻译，结合上述结果可提出两种推测： 推测一：M140基因的RNA促进基因D的mRNA降解。 推测二：_______________________________________。 ②科研人员体外培养野生型小鼠软骨细胞，先在培养液中加入转录抑制剂，然后向实验组细胞中导入足量M140基因的RNA，对照组导入与M140基因的RNA _____________不同的无关RNA。然后在第0.5h、1h、2h、4h分别检测细胞中基因D的mRNA含量。结果为对照组和实验组基因D的mRNA含量都随时间延长而下降，且__________________________，支持推测一。进一步研究发现，M140基因的RNA通过与基因D的mRNA互补结合，进而促进其降解。 ③科研人员利用基因编辑技术使野生型小鼠M140基因发生与患者致病基因相同的变化，并得到纯合突变小鼠。这些突变小鼠表现出骨骼发育不良。研究人员对小鼠软骨细胞基因D表达情况进行检测，统计纯合突变体与野生型小鼠基因D的mRNA比值（如图3）。结果显示，与野生型小鼠相比，纯合突变小鼠基因D的mRNA含量_______。综合上述研究分析，出现该结果的原因是_____________。     【答案】 （1） Ⅰ-1、Ⅰ-2 （2） G-C 常染色体显性遗传 Ⅱ-2 （3） M140基因的RNA抑制基因D的转录 序列 实验组比对照组下降速率更快 多 纯合突变小鼠细胞内的M140基因的碱基序列改变，转录的RNA与基因D的mRNA互补结合减弱（不能结合），对其降解的促进作用减弱（不能促进其降解），使得基因D的mRNA含量提高 【分析】1.由遗传图1可知：无中生有为隐性，该病的遗传方式为常染色体隐性遗传病，患病者为隐性。 2.基因突变包括基因中碱基对的增添、缺失和替换，在图2 中，正常基因的碱基对为A-T，被替换为G-C。 3.分析图3：以无关基因作为对照，探究纯合突变体与野生型相比，基因D的变化，由图可知，纯合突变体体内的基因D含量大于野生型，约是野生型的1.4倍。 【详解】（1）该病的遗传方式为常染色体隐性遗传，家系中Ⅱ-2患病，则基因型为隐性aa，说明家系中Ⅱ-2的致病基因遗传自来自父母双方，Ⅰ-1、Ⅰ-2。 （2）比较三个正常人和两个患者的常染色体上M140基因的序列发现，正常的M140基因在箭头所指位点的碱基对为A-T，致病的M140基因在箭头所指位点的碱基对为G-C。由图1可知，若该病是来自第一代的遗传，则该病的遗传方式为常染色体隐性遗传病，Ⅰ-1、Ⅰ-2应该是携带致病基因，但测序结果显示没有，说明Ⅰ-1、Ⅰ-2不含致病基因，根据图2分析可知，该家系出现SD病是由于Ⅱ-2的早期胚胎细胞中发生了M140基因的突变，而不是来自第一代的遗传，且III-2也有致病基因，SD的遗传方式为常染色体显性遗传。 （3）探究M140基因在SD中的作用机制： ①基因D与骨发育密切相关，野生型小鼠基因D的mRNA含量低于M140基因敲除的（KO）小鼠。可能的原因有一：M140基因的RNA促进基因D的mRNA降解。二：M140基因的RNA抑制基因D的转录。 ②如果M140基因的RNA可以促进基因D的mRNA降解，先在培养液中加入转录抑制剂，可以排除自身转录对实验结果的影响，然后向实验组细胞中导入足量M140基因的RNA，对照组是空白对照，导入与M140基因的RNA 序列不同的无关RNA，以排除其他因素的影响。然后在第0.5h、1h、2h、4h分别检测细胞中基因D的mRNA含量。因为M140基因的RNA可以促进基因D的mRNA降解，则随时间延长，基因D的mRNA含量下降，且实验组比对照组下降速率更快。 ③由图3可知，纯合突变体与野生型小鼠基因D的mRNA比值大于1，说明纯合突变小鼠基因D的mRNA含量大于野生型。根据上题的叙述M140基因的RNA通过与基因D的mRNA互补结合，进而促进其降解，出现纯合突变小鼠基因D的mRNA含量大于野生型的原因是纯合突变小鼠细胞内的M140基因的碱基序列改变，转录的RNA与基因D的mRNA互补结合减弱（不能结合），对其降解的促进作用减弱（不能促进其降解），使得基因D的mRNA含量提高。 【点睛】本题以探究遗传性骨骼发育不良的发病机理（SD）的实验与推测过程为载体，考察遗传图谱、基因突变、探究遗传性骨骼发育不良的发病机理，其中涉及了实验设计、实验推理、论证。对应此类实验评价与修订的试题，需要考生拥有扎实的基础知识和基本技能，可以从实验结果分析等方面着手分析，对实验原理、机理进行推测。 第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第43讲 科技文献解读（一轮培优练） 目 录 真题·命题感知（含2026高考真题） 1 进阶·强化演练（含情景探究、图表分析、实验探究类） 4 拔高·限时模拟（75分钟 100分） 33 真题·命题感知 1．（2026·浙江·高考真题）“碳达峰”是指某区域内的排放量达到历史最大值。为提前实现“碳达峰”的目标，从如图所示的碳循环路径进行分析，下列策略中最佳的是（　　） A．减少路径①的释放量，增加路径②的吸收量 B．减少路径⑤的释放量，增加路径②的吸收量 C．减少路径③的释放量，增加路径④的吸收量 D．减少路径⑥的采掘量，增加路径④的吸收量 命题情境 本题以我国 “碳达峰” 国家生态战略为社会热点命题背景，依托生态系统碳循环模式图创设情境，结合碳循环各条途径，分析助力实现碳达峰的生态策略。立足 “双碳” 社会现实问题，考查生态物质循环，契合高考关注国家发展战略，结合模式图考查科学思维的命题趋势。 考点解读 核心考点：生态系统的碳循环过程；人类活动对碳平衡的影响；碳达峰的生态学原理；模式图信息识别。 图中⑥代表矿物燃料采掘与燃烧，是人为向大气释放 CO₂的最主要来源；②为陆生植物光合作用固定 CO₂，④为水生植物光合作用固定 CO₂；①生产生活排放、③陆生动物呼吸、⑤水生动物呼吸属于生物正常代谢释放 CO₂，难以大规模削减。降低矿物燃料开采使用，同时增大生产者对 CO₂的固定，利于实现碳达峰。 解题方法 模式图拆解分析法：逐一识别图中数字对应的碳循环途径，区分生物呼吸排放与化石燃料人为碳排放。 现实逻辑分析法：明确化石燃料燃烧是人为碳排放核心来源，减少矿物燃料采掘，增加水生植物固碳，对应 D 选项。 排除法：生物呼吸作用（①③⑤）属于生命正常代谢，难以大量减少，因此排除 A、B、C 选项。 答案：A 2.（2026·甘肃·高考真题）科研人员将水母、珊瑚等生物的荧光蛋白基因导入普通斑马鱼，使其在特定光照下呈现鲜艳荧光，开发出了全球首例商业化转基因观赏鱼GloFish。为了获得亮度更高、颜色更丰富的新型荧光斑马鱼，科学家们进行了相关操作，流程如图。下列叙述正确的是（     ） A．步骤①：推测氨基酸序列以及对应的转运RNA类型 B．处理②：通过显微操作法将改造后的基因导入受精卵 C．步骤③：将转基因受精卵移植到斑马鱼体内发育成熟 D．新型荧光斑马鱼在上市之前不再需要进行安全性评价 命题情境 本题以商业化转基因观赏荧光斑马鱼 GloFish 为科技应用情境，围绕蛋白质工程培育新型荧光斑马鱼的实验流程命题。立足基因工程、蛋白质工程在观赏生物育种上的实际应用，依托流程图，考查生物技术操作要点，贴合高考联系生物技术实际应用的命题风格。 考点解读 核心考点：蛋白质工程基本流程；将目的基因导入动物细胞的方法；胚胎发育；转基因生物的安全性评价。 蛋白质工程中，由蛋白质结构设计推测氨基酸序列，进一步推测对应的**mRNA 密码子**，进而改造基因，不推测 tRNA；将目的基因导入动物受精卵常用显微注射法（显微操作法）；斑马鱼属于体外受精、体外发育，受精卵不需要移植入母体；转基因生物上市前必须开展严格的安全性评价。 解题方法 流程图信息分析法：顺着蛋白质工程流程，识别①②③步骤对应的操作，逐项比对选项。 基础直判法：动物受精卵导入目的基因采用显微操作（显微注射），直接判定 B 正确。 概念辨析法：区分蛋白质工程中氨基酸序列推导对象；分清鱼类体外发育与哺乳动物胚胎移植的差异；牢记转基因产品必须进行安全性评价，排除 A、C、D。 答案：B 3．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）将人类免疫球蛋白(Ig)基因导入小鼠胚胎干细胞后，经核移植技术获得的转基因小鼠可用于制备单克隆抗体。下列叙述正确的是（　　） A．核移植受体卵母细胞培养成熟的标志是排出第二极体 B．人Ig基因在小鼠胚胎干细胞不表达是因为未接受抗原刺激 C．免疫的B淋巴细胞无需克隆化培养即可与小鼠骨髓瘤细胞融合 D．将选择培养基上存活的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔培养获得单克隆抗体 命题情境 本题以转基因小鼠结合核移植技术制备人源单克隆抗体的科研前沿为命题素材，综合核移植、基因工程、单克隆抗体制备技术设置选项。立足生物医药研发真实场景，综合多项现代生物技术，考查科学探究相关知识，体现高考结合生物医药前沿综合命题的特点。 考点解读 核心考点：体细胞核移植；卵母细胞的成熟；基因表达调控；单克隆抗体制备流程。 核移植的受体细胞是 MⅡ 期卵母细胞，培养成熟标志为排出第二极体；人 Ig 基因不表达是基因选择性表达，与抗原刺激无关；B 淋巴细胞要先经过克隆化培养、免疫处理，再与骨髓瘤细胞融合；选择培养基得到的杂交瘤细胞还需要进行抗体检测筛选，之后才可注入小鼠腹腔生产单克隆抗体。 解题方法 基础直判法：识记核移植受体卵母细胞 MⅡ 期成熟标志为排出第二极体，直接确定 A 正确。 概念辨析法：区分基因选择性表达和抗原刺激的关系；理清单克隆抗体制备中 “免疫 B 细胞‑细胞融合‑选择培养‑抗体检测‑腹腔接种” 完整流程。 易错点突破法：注意选择培养基仅筛选出杂交瘤细胞，不能筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，排除 B、C、D。 答案：A 进阶·强化演练 情境探究类 1．【生态生产情境】碳汇是指吸收大气中CO2的过程或活动，碳储量指的是某个时间点生态系统中碳元素的储备量。研究者以某流动沙丘上的樟子松（针叶）人工林和某天然榆树（阔叶）林为研究对象，测定其生态系统碳储量，生态系统碳储量主要包括植被碳储量和土壤碳储量，不同成熟林的碳储量分配如下表。下列叙述正确的是（     ） 碳储量林型 植被碳储量（t·hm-2） 土壤碳储量（t·hm-2） 樟子松成熟林 148.53 49.65 天然榆树林 25.86 38.36 A．单一种植碳储量更高的樟子松人工林，遵循协调原理 B．在流动沙丘上种植人工林能防风固沙、增加碳汇，这体现了生物多样性的潜在价值 C．阔叶凋落物更易被分解为可溶性有机碳和微小植物残片，并传输到土壤中稳定储存 D．樟子松人工林的碳汇等于植被碳储量与土壤碳储量之和 2．【公共卫生】新冠病毒核酸检测时常用实时荧光RT-PCR技术。TaqMan探针为一小段可与目标序列互补的脱氧核苷酸单链，且5′端含一个荧光基团，3′端含一个淬灭基团，PCR复性的过程中，TaqMan探针和目标序列结合，新链延伸时，在DNA聚合酶的作用下，荧光基团与淬灭基团分离而发出荧光。下列叙述错误的是（　　） A．RNA不能作为PCR的模板，需先将样本中的RNA逆转录为DNA B．RT-PCR之前，需要先根据cDNA的核苷酸序列合成引物和TaqMan探针 C．若PCR循环次数相同，检测结果荧光强度越强，可能被检测者体内初始病毒含量越低 D．RT-PCR的产物在电泳时，其迁移速率随凝胶浓度的增大而减小 3．【科技前沿】夏季雄蚊集群在空中飞舞，吸引雌蚊飞入后求偶交配，这种现象称为“婚飞”。中国科学院的团队研究了“生物钟基因、光照和环境温度对按蚊的性信息素合成、婚飞和交配的调控”，结果如图所示，图中字母代表相关基因。据图和材料分析，下列相关叙述错误的是（　　） A．图中虚线框内所涉及的调节方式属于负反馈调节 B．雄蚊婚飞最可能出现的时间为夏季中午 C．desat1基因的表达可能呈节律性变化，受光信号调控基因CYC和CLY的控制 D．雄性按蚊在吸引雌蚊交配的过程中，依靠的信息有化学信息和行为信息 4．【生物医药】浆细胞异常会引起多发性骨髓瘤(MM)，异常浆细胞分泌大量抗体导致自身组织受损。临床研究发现，MM细胞会特异性高表达BCMA 蛋白，正常组织细胞表面也有低表达的BCMA。已知L蛋白对BCMA 亲和力低，需较高浓度的 BCMA 蛋白与L蛋白结合才能引起相应变化，CAR 蛋白对BCMA 亲和力高。研究者利用L蛋白为CAR蛋白安装一个分子开关，开发了针对MM的CAR-T细胞，如图所示。下列有关叙述正确的是（　　） A．引发多发性骨髓瘤的原因是细胞免疫异常，属于自身免疫病 B．应选择辅助性T细胞来开发专门针对MM 的CAR-T细胞 C．激活后的 CAR-T细胞分泌大量肿瘤坏死因子直接杀灭MM肿瘤细胞 D．CAR-T细胞安装分子开关的目的是避免正常组织细胞被攻击 5．【科技前沿】复旦大学研究团队从根本层面上解释了“适度饥饿更健康”的机制，首次揭示乙酰辅酶A作为“代谢信使”的非经典功能，其调控线粒体自噬的机制如下图所示，下列分析错误的是（　　） A．乙酰辅酶A需通过经典营养感知通路传递信号才能调控线粒体自噬 B．营养充足时，乙酰辅酶A与NLRX1结合，会抑制线粒体自噬，造成功能失调的线粒体积累 C．若敲除细胞中的NLRX1基因，营养匮乏条件下线粒体自噬可能无法正常启动 D．研究“适度饥饿”如何触发身体的积极反应将为未来对抗代谢性疾病、延缓衰老开辟全新研究疆域 6．【医药科研】机体长时间接触肿瘤抗原时，会导致（一种细胞毒性T细胞）分化为丧失免疫活性的耗竭状态。肿瘤细胞通过高表达表面蛋白PD-L1，与表面的PD-1蛋白结合，可促进耗竭；交感神经细胞接受肿瘤抗原信号刺激后能释放去甲肾上腺素，后者与表面的R受体结合，也可促进耗竭，如图为部分过程。下列叙述错误的是（　　） A．正常状态下，可增殖分化为新的细胞毒性T细胞，进而发挥免疫效应 B．肿瘤细胞通过促进耗竭，从而逃避免疫系统的“追杀” C．R受体表达量偏低的个体，分化为耗竭的比例降低 D．使用抗PD-L1抗体或R受体激活剂可成为治疗癌症的新思路 7．【医药健康】叶酸是细胞内合成核苷酸的前体物质。人可以利用食物中叶酸，而细菌不能利用外源叶酸，缺乏叶酸，会导致细菌死亡。磺胺类药物和青霉素均是临床上常使用的杀菌药物，磺胺类药物分子结构与合成叶酸的原料——对氨基苯甲酸相似，青霉素可抑制细菌细胞壁合成相关酶的活性。下列分析错误的是（　　） A．磺胺类药物通过与催化细菌合成叶酸的酶结合，从而抑制细菌细胞内叶酸的合成 B．用药者血液中磺胺的浓度超过对氨基苯甲酸时，能达到较好的抗菌效果 C．在青霉素作用下细菌由于不能合成纤维素和果胶，不能形成细胞壁，从而达到抑菌效果 D．由于新冠肺炎的病原体是冠状病毒，使用青霉素或磺胺对患者治疗效果有限 8．【科技前沿】自然杀伤（NK）细胞是发挥细胞毒性作用的淋巴细胞，其质膜上的NKG2D受体与肿瘤细胞上的NKG2DL结合是NK细胞识别并杀伤肿瘤细胞的关键。缺氧条件会抑制免疫系统对肿瘤细胞的清除而导致肿瘤逃逸，具体过程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．NK细胞属于免疫细胞，其来源于骨髓中的造血干细胞 B．缺氧条件下HIF-1α和内环境中ADAM10的含量均增加 C．促进NKG2DL从肿瘤细胞表面脱落有利于杀伤肿瘤细胞 D．通过上调NKG2D的表达量可能会提高NK细胞的杀伤力 9．【科技前沿】科研人员构建了一种可将C-G碱基对转变为T-A碱基对的单碱基编辑工具（简称CBE系统）。该系统由三个元件构成，其中“dCas9蛋白+胞苷脱氨酶”在sgRNA的引导下，对结合区域目标位点的碱基C进行编辑，最终实现C→T的不可逆编辑，不需要DNA链断裂，如图所示。下列叙述错误的是 A．图中CBE系统与靶DNA结合区域可能存在的碱基配对方式有A-T、U-A、C-G、G-C B．CBE系统与靶DNA的识别和结合过程发生了氢键的断裂和形成 C．过程②模板链至少经过1次复制得到碱基编辑DNA D．与PCR技术相比，该技术操作更简便，不需断裂DNA双链且可实现胞内编辑 10．【医学疾病】某人因出现肌无力、呼吸困难的症状而去医院就诊，医生通过相关生化检测来判断该患者的患病原因。已知FGF21为调节线粒体自噬的物质，检测结果如表所示。下列叙述错误的是（　　） 项目 乳酸/（mmol·L-1） 丙酮酸/（mmol·L-1） FGF21/（pg·mL-1） 正常人 1.10 0.09 82.50 患者 1.50 0.10 617.40 A．该患者细胞内的线粒体数量低于正常人细胞 B．丙酮酸在细胞质基质中产生后可进入线粒体进一步分解 C．消耗等量葡萄糖时，该患者用于无氧呼吸的葡萄糖的量大于健康人的 D．推测患者肌无力的原因是有机物氧化分解释放的能量只有少部分储存在ATP中 11．【生命调节科研情境】当细胞缺氧时，缺氧诱导因子（HIF-1α）与芳香烃受体核转位蛋白（ARNT）结合，调节基因的表达生成促红细胞生成素（EPO）。EPO 是一种糖蛋白质激素，可作用于骨髓造血组织，促进红细胞生成，改善缺氧。当氧气充足时，HIF-1α羟基化后被蛋白酶降解，调节过程如图所示。下列说法正确的是（    ） A．缺氧时，HIF-1α结合到DNA上，催化EPO基因转录 B．氧气充足时，HIF-1α被解体以减少EPO的合成，这属于负反馈调节 C．与EPO合成和分泌有关的具膜细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 D．EPO作用的靶细胞是红细胞，红细胞生活的液体环境是血浆 12．【农业生产】土壤盐渍化严重影响农业生产和生态安全。盐碱胁迫造成粮食产量降低，制约农业可持续发展。有研究团队采用CRISPR/Cas9基因编辑技术对富源4号水稻GS3基因进行编辑，成功获得了基因编辑植株。回答下列问题： (1)CRISPR/Cas9基因编辑技术由两个核心成分组成：一是与靶基因匹配的单引导RNA（sgRNA），另一个是使双链DNA断裂的核酸内切酶Cas9.sgRNA与Cas9结合形成sgRNA/Cas9复合体（如图1），并通过____________与靶基因序列碱基互补配对，再由Cas9断裂____________化学键，使DNA双链断裂。最终研究者可以在断裂处进行修饰或插入DNA序列等基因编辑操作。 (2)为了探究富源4号水稻GS3基因对水稻种子产量的影响，研究人员选了两种GS3基因编辑植株，包括GS3-10（小片段缺失突变体）和GS3-13（大片段缺失突变体），对它们的每穗籽粒数和每穗籽粒重进行统计分析。相关结果如下表所示： 植株/指数 野生型 GS3-10（小片段缺失突变体） GS3-13（大片段缺失突变体） 每穗籽粒数 基准值（a） ≈a 1.22a 每穗籽粒重 基准值（b） ≈b 1.214b 进一步分析发现，大片段缺失突变体缺失了从ATG开始的第35-101位的核苷酸序列，共缺失67bp；而小片段缺失突变体仅发生个别碱基的替换、插入或缺失。由表推断，GS3基因对水稻每穗籽粒数、籽粒重起____________（填“正”或“负”）调控作用。从蛋白质水平推测原因：小片段碱基变异编码的蛋白质结构基本不变，仍能正常发挥原有调控功能；大片段缺失导致____________，蛋白质空间结构大幅改变、功能丧失，从而解除对籽粒发育的抑制，提升产量。 (3)为了探究IPA1基因对水稻耐盐性的作用，研究人员选取IPA1-1和IPA1-2两种基因缺失突变体，进行高盐处理，检测地上和地下部分的Na+含量，由图2结果显示____________，由此推测IPA1基因可能调控Na+向上转运效率，当IPA1基因突变，导致____________，从而减轻地上部分的离子毒害，提高耐盐性。 (4)研究发现水稻IPA1基因负调控植株耐盐性，若希望提高水稻的耐盐性，培育海水稻，请借助CRISPR/Cas9基因编辑技术提出研究思路：_____________________________________________________。 13．【科技前沿】CRISPR/Cas9基因编辑方法的建立在生命科学领域掀起了一场技术革命，最近科学家又进一步设计了新的Cas9融合蛋白，可作为“单碱基编辑器”。这种融合蛋白包含dCas9蛋白（无切割DNA功能）和大鼠胞苷脱氨酶APOBEC1两部分。如图1，dCas9可以结合一段sgRNA，这段sgRNA可以引导dCas9蛋白部分与特定的DNA序列结合。该融合蛋白的另一部分胞苷脱氨酶APOBEC1具有将识别部位特定位置的胞嘧啶转化为尿嘧啶（步骤①）的能力。之后，通过DNA复制或修复，尿嘧啶被转化成胸腺嘧啶（步骤②）。最终实现定点单个碱基的编辑替换。 (1)在上述“单碱基编辑器”中，sgRNA能特异识别某段特定的DNA序列的原理是________，被编辑的靶基因发生了________。为了检测步骤①的编辑效率，科学家用USER酶（能识别DNA中尿嘧啶并将其切割成短片段）处理编辑后的DNA（染料标记），电泳后如图2，泳道________代表DNA中的胞嘧啶转化为了尿嘧啶。 (2)科学家将以上方法用于斑马鱼体内基因组DNA的定点单碱基编辑。首先构建含特定sgRNA基因和________基因的表达载体；将体外________的RNA导入斑马鱼的受精卵中，在受体细胞中表达形成dCas9和APOBEC1的融合蛋白质实现靶基因的编辑。 (3)tyr基因的点突变会导致人体眼白化疾病，患者无法正常合成色素。图3为正常人体部分tyr基因序列和对应的氨基酸序列。其中第301位的脯氨酸（P）突变为亮氨酸（L）就会导致眼白化。 ①为验证该位点脯氨酸（P）的作用。科学家找到斑马鱼tyr基因对应的位点和序列（图3）。用上述方法单碱基编辑图3所示的C碱基，对应脯氨酸位点变为丝氨酸，据图1和图3分析丝氨酸的密码子为________，结果斑马鱼出现了如图4所示症状（箭头处），该实验说明________，这为治疗疾病提供了有效的动物模型。 ②请辩证分析基因编辑技术的应用________________________________________。 14．【生态修复】红树林、海草床等生态系统能通过光合作用吸收大气CO2并实现长期碳封存（指碳的长期稳定储存），是实现“双碳”目标的重要支撑。我国粤港澳大湾区依托沿海地理优势，聚焦红树林、海草床的保护与修复，大力推进相关生态工程建设，助力区域绿色低碳发展。回答下列问题： (1)红树植物将大气中的CO2转化为有机物，该过程中能量的转化形式为________。 (2)海草床中，海草与浮游藻类存在生态位重叠。若因水体富营养化导致藻类大量繁殖，海草床的碳汇功能会显著下降。 ①从碳固定和碳储存两个角度，分析藻类大量繁殖导致海草床碳汇功能下降的机制：________。 ②有观点为“清除藻类即可恢复海草床的碳汇功能”。依据生态系统的稳定性原理，说明不同意理由： ________。 (3)蓝碳生态系统退化后难以自行恢复。 ①结合生态系统稳定性的原理，从结构和功能角度分析其原因：________。 ②某修复团队提出两种方案： 方案甲：直接种植红树幼苗，自然恢复。 方案乙：先清淤去除富营养化沉积物，再种植红树幼苗，并引入适量乡土红树物种。 从提高生态系统抵抗力稳定性的角度，你会选择哪种方案？________。说明理由：________。 (4)从碳固定或碳储存中任选一个维度，列举1项可用于监测蓝碳生态系统碳汇效果的指标：_______。 15．【生物医药】2025年5月，科学家首次通过基因编辑技术（CRISPR/Cas9技术）救治了一名新生儿，该新生儿患有常染色体隐性遗传病—CPS1缺乏症，即缺少氨甲酰磷酸合成酶1，该酶催化氨与二氧化碳生成氨甲酰磷酸，该酶功能障碍会导致血氨蓄积及高氨血症。该病在人群中的发病率为1/1000000。 (1)该遗传病可以说明基因通过_______。 (2)CRISPR/Cas9技术操作原理如下，引导RNA与靶标基因之间存在碱基配对类型有______，当引导RNA与靶标基因之间氢键数目少时，脱靶概率会提高，可通过______减少脱靶概率。Cas9核酸酶作用于______键。 (3)为明确该患者患病的原因，科学家对其双亲进行了基因检测，发现其双亲均不携带致病基因，则该患者患病的最可能原因是双亲______分裂前的间期发生了______。科学家将“碱基编辑器”通过脂质纳米颗粒导入肝脏细胞对基因进行了修复，患者完全恢复正常，这个孩子长大后，若与一个正常的个体婚配，后代患这种病的概率是______。 16．【科技前沿】囊性纤维化是由CFTR基因突变引起的常染色体隐性遗传病。科学家利用反转座子系统开发出一种全新的基因编辑技术——STITCHR，能将完整的CFTR基因精准插入患者基因组并替代突变基因，为囊性纤维化患者的治疗开辟了全新路径。 (1)转座子是染色体上一段能够自主复制和移位的DNA序列，其中反转座子的转座机制如图1所示。据图1回答，转座过程中可能引起的变异类型有_________。 (2)STITCHR技术如图2所示，Cas9酶-转座酶融合蛋白在_________的引导下精确定位到靶标基因位点，通过Cas9酶切割DNA，RNA中间体与切口处暴露的DNA单链互补结合，并以待插入序列为模板，从切口处开始合成并修复DNA。据此推测转座酶应有_________酶的活性；待插入基因上、下游应具备_________关键结构以实现功能的表达。 (3)囊性纤维化约70%患者发生的是CFTR蛋白508位苯丙氨酸（Phe508）缺失。研究者设计了两种杂交探针（能和特异的核酸序列杂交的DNA片段）：探针1和2分别能与Phe508正常和Phe508缺失的CFTR基因结合。利用两种探针对三个家系各成员的基因组进行分子杂交，结果如下图。下列叙述正确的是_________。 A．利用这两种探针能对甲、丙家系Ⅱ-2的CFTR基因进行产前诊断 B．乙家系成员CFTR蛋白的Phe508没有缺失 C．丙家系Ⅱ-1携带两个DNA序列相同的CFTR基因 D．甲家系Ⅱ-1利用STITCHR技术修复肺部细胞恢复正常后与丙家系Ⅱ-1婚配，产生患病后代的概率是1 E．如果丙家系Ⅱ-2表型正常，用这两种探针检测出两条带的概率为1/3 图表分析类 1．【RNA 靶向基因编辑，sgRNA 特异性识别】Cas13是一种能结合活细胞内RNA并对其进行切割的核酸酶。科研人员改造Cas13获得失去切割能力的dCas13，将dCas13与sgRNA(向导RNA)、绿色荧光RNA适体（能结合并激活荧光染料)结合形成结构a，以实现对目标RNA的靶向结合、可视化检测和成像（如下图)。下列叙述正确的是（    ）    A．dCas13失去的是断裂磷酸二酯键和氢键的能力 B．用不同的sgRNA制备结构a可同时检测不同RNA C．sgRNA序列越长，与目标RNA的结合越精准 D．细胞成像情况只可评估目标RNA的含量 2．【生态碳循环，碳中和情境分析】为实现“碳达峰”、“碳中和”目标（“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消 CO2排放总量，实现相对“零排放”），我国科研人员采取了“碳减排”、“碳捕集”、“碳封存”和“碳利用”等多种措施。图为某生态系统碳元素流动模型，图中数字表示生理过程或化学反应过程。下列叙述错误的是（　　） A．图中B的作用是促进生态系统的物质循环 B．若图中⑧=①+②+③+④，则可达成“碳中和” C．图中碳元素以含碳有机物形式流动的过程有⑤⑥⑦⑨ D．植树造林、使用清洁能源等都是达成碳减排的重要措施 3．【肿瘤免疫，免疫细胞体外扩增实验分析】TILs是体内产生的一类对癌细胞具有高度特异性的免疫细胞。TILs培养常常需要特定癌细胞的刺激。研究人员用肺癌细胞系（H1975），以GelMA水凝胶材料为支撑构建3D肿瘤细胞球（3D-H1975），并与2D肿瘤细胞系（2D-H1975）进行比较，以研究3D肿瘤细胞球对TILs激活及扩增的影响，结果如图1和图2。下列分析错误的是（    ） A．TILs具有特异性攻击和清除肿瘤细胞的功能 B．3D-H1975刺激后TILs扩增能力有明显增加 C．3D-H1975刺激后TILs扩增能力约是2D-H1975刺激的9倍 D．图2结果说明GelMA对TILs培养没有影响 4．【蛋白质工程，光控 CRISPR 基因编辑】Cas9是一种来自细菌的核酸酶，可以切割DNA，从而实现基因编辑。研究人员利用光敏蛋白（Coh2和DocS）在远红光照射下结合的特性，将Cas9蛋白分成两个具有高亲和力结合域[Ca₅9（N）和Cas9（C）]，并分别与光敏蛋白结合，开发出了远红光激活的Split-Cas9（FAST）系统，如下图所示。下列分析正确的是（　　） A．将Cas9蛋白进行直接操作获得Cas9（N）和Cas9（C） B．Cas9（N）和Cas9（C）的结合促进Coh2和DocS的相互作用 C．光敏蛋白与Cas9融合会导致Cas9无法切割DNA D．与化学诱导相比，FAST系统在时间和空间上更灵活 5．【RT‑PCR 技术，病毒核酸检测机理】实时荧光RT-PCR可用于新型冠状病毒的核酸检测，RT-PCR是将RNA逆转录（RT）和cDNA聚合酶链式扩增反应相结合的技术，其原理是：在PCR复性过程中探针和引物一起与模板结合，探针两侧分别带有荧光基团和抑制荧光发出的淬灭基团，新链延伸过程中，DNA聚合酶会破坏探针，导致荧光基团与淬灭基团分离而发出荧光。利用RT-PCR进行核酸检测的相关过程如下图所示。下列说法错误的是（    ）    A．做RT-PCR之前，需要先根据新冠病毒的cDNA核苷酸序列合成引物和探针 B．如果检测结果有强烈荧光信号发出，说明被检测者没有感染新型冠状病毒 C．RNA不能作为PCR扩增的模板，需将样本中的RNA反转录为DNA后再扩增 D．还可以检测病毒的外壳或病毒引发产生的抗体，其原理都是抗原—抗体杂交 6．【CRISPR‑Cas9 定点编辑，等位基因判断】基因组编辑技术是研究基因生物功能的重要手段，下图是对某生物B基因进行定点编辑的过程，该过程中用sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的切割位点，相关说法不正确的是 A．靶基因部分序列与sgRNA通过碱基互补配对原则进行配对 B．核酸内切酶Cas9可断裂脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键 C．被编辑后的B基因与编辑前的B基因互称为非等位基因 D．通过破坏B基因后生物体的功能变化可推测B基因的功能 7．【神经生理，缺氧影响神经细胞兴奋性】兴奋性是指细胞接受刺激产生兴奋的能力．为探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响，研究人员先将体外培养的大鼠海马神经细胞置于含氧培养液中，测定单细胞的静息电位和阈强度（引发神经冲动的最小电刺激强度），之后再将其置于无氧培养液中，于不同时间点重复上述测定，结果如图所示．下列分析正确的是（ ） A．本实验的自变量是是否缺氧 B．由图甲可知，神经细胞缺氧处理10分钟比缺氧处理20分钟时的兴奋性要低 C．由图乙可知，随着缺氧时间的延长，神经细胞的阈强度逐渐减小 D．在无氧条件下，细胞内ATP含量逐渐减少，影响了离子的跨膜转运，这是缺氧引起神经细胞兴奋性改变的可能原因之一 8．【合成生物学，工程菌合成天然产物】我国科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得诺贝尔奖。青蒿细胞中青蒿素的合成途径如下图实线方框内所示，酵母细胞也能够产生合成青蒿酸的中间产物FPP（如虚线方框内所示）。科学家向酵母菌导入相关基因培育产青蒿素酵母菌。下列叙述正确的是（    ） A．过程①需要逆转录酶催化 B．培育产青蒿素酵母菌，必须导入FPP合成酶基因和ADS酶基因 C．由于ERG9酶等的影响，培育的产青蒿素酵母合成的青蒿素仍可能很少 D．在野生植物中提取青蒿素治疗疟疾，体现了生物多样性的间接价值 9．【CRISPR‑Cas9 分子识别与碱基配对】2018年11月世界首例抗艾滋病基因编辑双胞胎婴儿在我国出生，这对婴儿通过CRISPR/Cas9基因定点编辑技术修改了CCR5基因而免疫HIV病毒。CRISPR/Cas9系统是由Cas9蛋白和向导RNA(tracrRNA/erRNA)组成的复合体。在基因编辑过程中，向导RNA引导Cas9到外源DNA的特定位点进行切割，过程如下图所示。相关叙述错误的是(    ) A．Cas9蛋白可能是一种特殊的限制性核酸内切酶 B．复合体的形成需要经过转录和翻译过程 C．向导RNA通过碱基互补配原则识别DNA分子中特定的序列 D．基因定点编辑过程中，涉及的碱基互补配对方式为A-T，G—C 10．【信号调控，氧感知相关基因表达调控】诺贝尔奖获得者发现了H蛋白在细胞感知和适应氧气供应中的作用：当体内氧含量正常时，细胞中几乎不含H蛋白；当氧含量减少时，H蛋白的含量增多，通过低氧调节基因，使300种基因被激活，或者加快红细胞生成、或者促进血管增生，从而加快氧气输送。图表示正常氧和低氧条件下，部分基因表达调控的机理。据图分析，正确的是（    ） A．H蛋白含量极低是H蛋白在氧气作用下直接分解的结果 B．V蛋白、A蛋白、H蛋白对氧敏感程度相同 C．细胞中氧气含量变化会引起基因选择性表达，导致H蛋白含量发生变化 D．癌细胞迅速增殖会造成肿瘤附近局部供氧不足，导致附近正常细胞降低H蛋白的表达 11．【转录翻译、基因组测序、CRISPR 脱靶效应分析】巴马猪（2n=38）是中国特有猪种，具有遗传稳定性高、器官结构与人相似、抗病性强等特点，在人器官培育领域备受关注。 (1)巴马猪细胞内基因控制肽链的合成过程，基因中的一条单链是指导mRNA合成的模板链，模板链指导mRNA合成时需要____酶的催化。模板链的互补链是编码链，若编码链的一段序列为5'——ATG——3'，则该序列所对应的密码子是____。 (2)部分氨基酸密码子如下表。若某短肽对应mRNA的编码序列为5'—UACGAACAUUGG——3'，则该短肽的氨基酸序列是____。若该短肽对应的DNA 序列有3处碱基发生了替换，但短肽的氨基酸序列不变，则此时编码短肽的mRNA 序列为____。 氨基酸 色氨酸 谷氨酸 酪氨酸 组氨酸 密码子 UGG GAAGAG UACUAU CAUCAC (3)对巴马猪基因组测序，需测定____条染色体上的DNA碱基序列。 (4)目前利用巴马猪生产的人心脏、肾脏等器官在移植中的免疫排斥严重。科研人员尝试利用CRISPR/Cas9（基因组编辑系统）敲除猪的某些基因，减少猪器官表面抗原，转入人基因，降低免疫排斥风险。 ① 如图基因编辑过程中，向导RNA通过____原则识别结合特定的核苷酸序列以确定切割位置。 ② CRISPR/Cas9 基因编辑技术有时存在编辑对象出错而造成“脱靶”，向导RNA 的识别序列较长，基因编辑的脱靶率则较低，原因是____。 12．【单克隆抗体，抗原‑抗体杂交试纸实验】新冠病毒的S蛋白是其特征性抗原蛋白，含有多个不同的抗原决定簇，可分别刺激机体产生抗体A、抗体B等多种抗体。各种抗体和抗原的结合特性如图1所示，胶体金（红色）可用来作标记物。新冠病毒抗原检测试纸条的构成如图2所示，当待测样品流经硝酸纤维素膜时，胶体金在膜上大量聚集会出现肉眼可见的红色。 (1)新冠病毒抗原检测利用的免疫学原理是_________。制备抗原检测试纸条要以S蛋白作为抗原制备多种单克隆抗体，还需以_________为抗原制备单克隆抗体C．在单克隆抗体制备过程中，将已免疫的小鼠B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后，先用选择培养基筛选，再通过_________，筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞，扩大培养后制备单克隆抗体。 (2)将某待测者的样本提取液滴加在样品垫上，若_________线为红色，则被检测者没有感染病毒：若_________线为红色，说明被检测者感染病毒。 (3)若要制备新冠病毒抗体A检测试纸条，则应在连接垫上放置被胶体金标记的S蛋白，质检线上固定的抗体是_________，检测线上固定的抗体是_________。 13．【细胞器互作，细胞自噬相关疾病机理】细胞器既精细分工又相互协作和密切接触，形成细胞器互作网络。内质网与线粒体、质膜等细胞结构之间通过膜连接点连接实现直接相互作用，其中最具代表性的连接点是内质网—质膜连接点（EPCS），利用透射电镜发现其典型特征为内质网膜与质膜间距小于10nm不互相融合。细胞器互作网络的功能紊乱与多种疾病的发生发展密切相关。如图为人体细胞内线粒体细胞器互作部分网络关系，已知非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）的发病机理与肝细胞中线粒体功能障碍、脂滴异常增多密切相关。根据图片，回答下列相关问题： (1)图中含有双层膜的细胞结构有_____。分泌蛋白合成后通过上述部分细胞器的加工和处理，整个过程中内质网膜面积会_____（填“增大”，“减小”或“基本不变”），图中内质网除参与蛋白质加工外，还与_____的合成有关。 (2)脂滴是细胞内主要储存脂肪的囊状结构，结合磷脂分子的结构特点推测，脂滴的膜由_____层磷脂分子组成。由图可知，肝细胞中线粒体与其他细胞器间通过_____（填“膜连接点”或“膜相互融合”）实现互作。 (3)肝脏中，脂滴与_____（填细胞器名称）相互作用形成自噬小体，自噬小体内脂肪酶能催化脂肪分解，在植物细胞中具有类似功能的细胞器是_____。自噬小体分解后的产物可以转移至线粒体中参与能量代谢，该过程异常往往会诱发NAFLD。 (4)研究表明非酒精性脂肪肝炎患者肝脏细胞内线粒体——内质网接触位点的结构是不完整的，可从_____（填“促进”或“抑制”）形成自噬小体的方向，研发治疗NAFLD药物。 14．【光合作用，光呼吸与 CO₂浓缩机制研究】近年来，我国在采煤沉陷区的生态修复方面取得了显著进展。2024年8月，在全国首次试验的淮南采煤沉陷区水面种植浮床水稻获得成功，亩产约560斤，让塌陷区变粮田，为立体式生态修复模式提供了新的思路。据此回答以下问题： (1)浮床上的水稻根系可吸收水中的无机盐，如果缺Mg2+会导致叶绿体中_____合成受阻，从而影响光合作用。研究发现，叶肉细胞光合能力及叶绿体中的Mg2+浓度均呈昼夜节律波动。科研人员研究还发现，Mg2+是Rubisco酶（催化C5与CO2反应）的激活剂，Rubisco酶活性随叶绿体内Mg2+浓度增大而增强，据此推测光合能力的周期性波动的原因是_____。推测植物在缺Mg2+的条件下，光合速率下降的原因有_____（写出2点）。 (2)进一步研究发现，水稻叶肉细胞在强光、高浓度O2条件下，存在吸收O2、释放CO2的现象，该过程与光合作用同时发生，称为光呼吸，具体过程见下图。请分析回答： Rubisco酶分布在叶绿体内的_____中，它催化CO2与C5反应生成C3的过程称为_____，C3转化为（CH2O）和C5需要光反应提供的物质有_____。科学家利用基因工程技术将水稻催化光呼吸的多种酶基因转移到叶绿体内并成功表达，在叶绿体内构建了光呼吸支路（GOC支路），大大提高水稻产量，其原理是_____。 (3)沉陷区可能因为裂缝而导致CO2逸散，降低了CO2的利用效率。科学研究发现在一些蓝细菌中存在CO2浓缩机制：某些蓝细菌中产生一种特殊的蛋白质微室，能将CO2浓缩在Rubisco酶周围。从光合作用角度分析，该机制在进化上的意义是_____，某研究团队将这种CO2浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是_____（答出2点即可）。 15．【生态综合，碳循环、能量流动、信息传递】秦淮河作为南京的“母亲河”，近年来通过生态修复使植被繁茂、鸟类回归。图1为秦淮河流域参与碳循环的部分示意图，甲～丁为生态系统的组成成分。图2为秦淮河某段生态系统能量流动图（单位：J·cm-2·a-1），Ⅰ～Ⅳ代表各个营养级。请回答下列问题： (1)图1中碳元素以CO2形式传递的过程有______（填序号），指向丁的途径还有______。“碳中和”是指植树造林、节能减排等途径，抵消CO2排放总量，达到相对“零排放”。达到“碳中和”时，图1中生产者吸收CO2总量______（填“大于”“等于”或“小于”）所有生物呼吸释放的CO2总量。 (2)图2中X的数值应为______，第三营养级向第四营养级的能量传递效率约为______（保留一位小数）。Ⅱ营养级中生物在生态系统成分中可能属于图1中______（选填“甲～丁”）。 (3)通过生态修复后的秦淮河植被繁茂、鸟类回归，河面上的雄鸟通过不断鸣叫和独特的求偶仪式博得雌水鸟的青睐，该过程中的信息种类有______，说明信息传递在生态系统中的作用是______。近年来秦淮河在旅游观光以及涵养水源调节生态环境等方面发挥着巨大的作用，这体现了生物多样性的______价值。 (4)在修复过程中，工作人员在考虑社会经济效益的同时还需引入对污水净化能力较强的植物（如金鱼藻、睡莲）等，这主要遵循生态工程的______原理。某研究小组从清理的河滩淤泥中分离到一种单细胞真菌，配制了5mL样液，对样液进行100倍稀释后，用血细胞计数板对其进行计数，结果如下图。样液中真菌的个数约为______个。 16．【免疫逃逸，NK 细胞抗肿瘤机制实验】NK细胞（自然杀伤细胞）能够识别并杀死某些类型的癌细胞和被病毒感染的细胞。NK细胞表面有PD-1，可用于识别癌细胞，但某些癌细胞表面有PD-L1，可与NK细胞表面的PD-1结合，导致NK细胞停止攻击癌细胞，此现象被称为免疫逃逸，如图1所示。回答下列问题： (1)NK细胞对癌细胞的攻击体现了免疫系统的_______功能。 (2)正常细胞表面会表达MHC-I分子（主要组织相容性抗原），MHC-I分子能够与NK细胞表面的抑制性受体结合，传递抑制信号，防止NK细胞对正常细胞的攻击。某患者出现NK细胞攻击正常细胞的情况，根据上述信息推测，出现该免疫失调的原因可能是_______（答出1点）。 (3)为解决免疫逃逸的问题，研究人员研发了相关药物，结合图1、2分析该药物的功能为________。 (4)DC细胞（树突状细胞）不直接杀伤癌细胞，但在抗癌方面具有重要作用。为研究DC细胞和NK细胞在杀伤癌细胞方面的关系，研究人员进行了如表所示的实验。 组别 实验处理 癌细胞裂解率/% 甲 NK细胞+癌细胞 25.3 乙 NK细胞+DC细胞+癌细胞 52.7 ①DC细胞属于抗原呈递细胞的一种，其功能是______，再列举两种抗原呈递细胞：______。 ②表中结果说明了_________。 17．【基因表达调控，CRISPR 治疗遗传病】镰状细胞贫血是由基因突变导致的一种遗传病，构成患者的β珠蛋白分子中缬氨酸代替了谷氨酸，致使去氧血红蛋白溶解度降低并聚集形成纤维结构，压迫细胞膜致红细胞弯曲成镰刀状。临床表现为慢性溶血性贫血、堵塞毛细血管而引起慢性局部缺血，从而导致器官组织损害。近年来人类首款基于CRISPR技术的Casgevy疗法获准用于治疗镰状细胞贫血等疾病。图1为人体血红蛋白在不同生长发育时期的α、β、γ珠蛋白组成变化，图2为利用CRISPR技术作用BCL11A基因的增强子作用图解。请根据所学知识据图回答下列问题： (1)胎儿血红蛋白主要以α2γ2形式存在，成人主要以α2β2形式存在，造成二者在不同生长发育时期血红蛋白的组成方式不同的根本原因是________。 (2)γ珠蛋白基因启动子上游的调控序列中含有BCL11A蛋白结合位点，BCL11A蛋白是一种转录因子，可抑制γ珠蛋白的合成。出生前半年，BCL11A蛋白的表达量________，γ珠蛋白基因的表达水平________。镰状细胞贫血患者一般在出生半年后出现明显症状，而婴儿早期通常无症状，请尝试解释原因：________。 (3)据图2判断，Cas9是一种特异性切割DNA的酶，但首先需要依赖________识别基因组DNA上的靶点序列，识别的原理是________，结合后才能使DNA分子在特定序列附近被切断。 (4)Casgevy疗法大致过程：从患者体内提取合适的造血干细胞，通过电穿孔导入特异性靶向BCL11A增强子的CRISPR-Cas9基因编辑系统，获得________细胞，恢复胎儿期γ珠蛋白的合成。利用此技术还可以通过________达到治疗镰状细胞贫血的目的。 实验探究类 1．【CRISPR 变体，DNA 甲基化调控基因编辑活性】肺癌是全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一，利用CRISPR-Cas9基因编辑技术治疗肺癌的研究已取得进展。CRISPR-Cas9的原理是利用一段向导RNA（gRNA）将Cas9蛋白（一种内切核酸酶）引导到特定的DNA序列上，进而对其进行切割。然而，这项技术在应用中存在“脱靶效应”，即gRNA可能与非目标DNA错配。回答下列问题： (1)利用CRISPR-Cas9治疗肺癌时，为了更好的治疗效果，应选择对________（答两种）细胞进行基因编辑。 (2)ThermoCas9是CRISPR-Cas9基因编辑系统的新变体。为探究DNA甲基化对ThermoCas9切割活性的影响，研究人员进行了下表实验，实验材料及实验结果见下图1、图2. 组别 实验材料及处理方式 实验过程 质粒DNA 短链DNA A 未甲基化 无 用ThermoCas9系统对目的基因进行切割，并对质粒DNA的切割产物进行电泳检测 B 甲基化 无 C 未甲基化 过量、未甲基化 D 未甲基化 ？ D组的“？”应为________。由实验结果可知DNA甲基化________（填“促进”、“抑制”或“不影响”）ThermoCas9的切割活性，其原因可能是________。 (3)与CRISPR-Cas9技术相比，ThermoCas9能更加精准地敲除过量表达的________（填“原癌基因”或“抑癌基因”），同时降低切割正常基因的风险，原因是________。 2．【反义基因、基因敲除，作物性状分子调控】番茄是世界上重要的栽培作物之一，其果实产量受花蕊结构的影响，而果实的成熟、腐烂都与乙烯的合成相关。科研人员对番茄培育选择开展了以下研究。 (1)研究人员将合成乙烯的关键酶X基因反向连接在DNA启动子部位之后，构成反义酶X基因。将反义酶X基因和抗冻基因插入并整合到番茄细胞的染色体上，获得了转基因番茄，取其中一株转基因番茄M进行杂交实验。 ①将反义酶X基因导入番茄植株后可以__________（填“减少”或“增加”）乙烯的合成，原因是________________。 ②在室温条件下M完成自交得F1，F1中耐贮存抗冻∶耐贮存不抗冻∶不耐贮存抗冻＝99∶7∶7。若控制耐贮存基因和抗冻基因分别用A、B分别表示，由实验结果可知，该植株M的基因型为____________，并在下图染色体中标出基因A/a、B/b的位置关系_________。植物M产生的配子中，同时含有反义酶X基因和抗冻基因的配子所占比例是_________。 (2)番茄花的雄蕊花药合生，包裹住雌蕊。根据花药长度与雌蕊长度比值（AL/PL）的不同，将雌蕊的柱头分为3种类型：柱头外露（AL/PL＜1）、柱头齐平（AL/PL＝1）、柱头内陷（AL/PL＞1）。野生番茄一般为柱头外露型，在种植驯化为栽培番茄时，逐步往柱头内陷型演化。研究发现基因E、F参与了柱头的发育，为了探究E、F基因在番茄柱头发育过程中作用特点，研究人员以柱头外露的番茄品系T-19（具有功能正常的基因E、F）为材料，利用基因敲除技术分别创建三种突变株，分别检测T-19植株及各突变株的AL/PL值，结果如图所示。 ①综上实验结果可知，在柱头类型演化过程中，可使柱头外露型演化为柱头齐平型的原因是__________，而柱头齐平型可向柱头内陷型演化的原因是___________。 ②野生番茄被驯化为栽培番茄时，其授粉方式的变化是___________，该变化提高了授粉率，有助于结出更多、更大的番茄。 3．【肿瘤免疫治疗，神经‑免疫互作实验分析】PD-1/PD-L1是人体免疫系统中的“检查点”，肿瘤细胞表面的PD-L1与T细胞表面的PD-1结合能抑制T细胞的活性，导致肿瘤发生免疫逃逸。利用PD-1或PD-L1抗体可以恢复T细胞活性，进行肿瘤免疫治疗。肿瘤微环境中存在大量神经纤维，肿瘤细胞与其周围的神经细胞之间会发生相互作用，导致对抗PD-1的治疗耐受。为研究神经细胞与PD-1/PD-L1信号通路之间的作用机制，研究人员进行了系列实验。 回答下列问题： (1)癌症的免疫疗法是人体依靠自身免疫系统的______功能识别和清除肿瘤细胞，是目前癌症治疗的研究热点。这种疗法也有一定的局限性，比如过度阻断PD-1/PD-L1信号通路，可能会引发免疫系统的______功能异常，导致发生自身免疫病。 (2)为验证神经损伤与抗PD-1治疗耐药性之间的关系，研究人员以黑色小鼠为材料设置下表4组实验，其中①和②的手术操作是______本实验以肿瘤生长为观测指标，若预期结果为______组肿瘤生长最快，______组肿瘤生长最慢，其余两组在两者之间，可初步说明神经损伤会产生抗PD-1治疗的抵抗。 组别 操作时间 0天 第7天 第14天 ① ？ 接种皮肤癌细胞 注射抗PD-1的抗体 ② 注射普通抗体 ③ 假手术 注射抗PD-1的抗体 ④ 注射普通抗体 (3)进一步研究发现，肿瘤细胞诱导的神经损伤与整个肿瘤微环境中抑制性免疫细胞增加以及杀伤性CD8+T细胞减少有关。ATF3为神经受损时表达的一种标志物蛋白，研究人员构建了ATF3基因敲除的小鼠，并将黑色素瘤细胞注射到小鼠体内，结果如图1、2所示。图1结果显示注射肿瘤的ATF3敲除组和未敲除组的______，但是ATF3敲除组无法产生ATF3蛋白，无法将______传导给免疫细胞，导致______，从而使肿瘤体积明显小于未敲除组。 (4)综合上述研究，在抗PD-1治疗肿瘤方面，提出你的治疗策略：______。 4．【细胞自噬，高糖介导神经损伤动物实验】长期血糖持续升高是糖尿病的核心特征。研究显示，糖尿病患者由于大脑海马神经元中蛋白Tau过度磷酸化，导致记忆力减退。细胞自噬能促进过度磷酸化的蛋白Tau降解，该过程受蛋白激酶cPKCγ的调控。为探究相关机理，以小鼠等为材料进行了以下实验。 实验Ⅰ：探究高糖环境和蛋白激酶cPKCγ对离体小鼠海马神经元自噬的影响。配制含有5mmol/L葡萄糖的培养液模拟正常小鼠的体液环境。将各组细胞分别置于等量培养液中，A组培养液不处理，B组培养液中加入75mmol/L的X试剂1mL，C组培养液中加入75mmol/L葡萄糖溶液1mL。实验结果见图甲。 实验Ⅱ：通过水迷宫实验检测小鼠的记忆能力，连续5天测量4组小鼠的逃避潜伏期，结果见图乙。逃避潜伏期与记忆能力呈负相关，实验中的糖尿病记忆力减退模型小鼠（TD小鼠）通过注射药物STZ制备。 (1)实验Ⅰ的自变量有______。胰岛素能通过_______，同时抑制肝糖原的分解和非糖物质形成葡萄糖，使血糖降低。 (2)C组在加入75mmol/L葡萄糖溶液后，细胞培养液渗透压降低，据此推测设置B组的主要目的是_______。在高糖环境下，C组中正常小鼠与敲除cPKCγ基因小鼠海马神经元的实验结果说明_______。 (3)图乙中a、b两条曲线所对应的实验动物分别是______（填标号）。 ①正常小鼠  ②TD小鼠  ③敲除cPKCγ基因的小鼠  ④敲除cPKCγ基因的TD小鼠 (4)对TD小鼠进行干预后，小鼠的记忆能力得到显著提高。基于本研究，简要写出2种可能的干预思路：_______。 5．【脂质自噬，非酒精性脂肪肝炎药理探究】高糖高脂食物过量摄入易导致非酒精性脂肪肝炎（NASH）、肥胖等疾病高发。NASH的特点是过多的脂质以脂滴的形式存在于肝细胞中。研究发现，肝细胞内存在的脂质自噬过程可以有效降解脂滴从而减少脂质的堆积，脂质自噬的方式及过程如下图。 (1)内含有的酸性脂解酶具有降解脂滴的作用。酸性脂解酶的合成首先在核糖体上形成肽链，然后进入内质网加工，并借助囊泡移向_________进行加工修饰，最后转移至溶酶体中。脂滴最可能由____层磷脂分子所组成，其中的脂肪在自噬溶酶体中会被水解为_________，其水解产物的去向是________________。 (2)图中方式C中脂滴膜蛋白PLIN2经分子伴侣Hsc70识别后才可与溶酶体膜上的相应受体结合进入溶酶体发生降解，推测该自噬方式具有一定的_________性。根据方式C提出一种预防NASH的思路_____________________。 (3)NASH患者血液中谷丙转氨酶（存在于肝细胞内的蛋白质）含量会明显上升。研究表明，这是由于是糖脂摄入过量，糖脂代谢异常产生的自由基攻击肝细胞的磷脂分子，导致肝细胞膜受损，细胞膜的________________功能丧失所致。 (4)研究表明陈皮具有调节肝脏脂肪代谢的作用。科研人员通过高脂饮食建立非酒精性脂肪肝炎大鼠模型，分别灌胃不同剂量的川陈皮素（陈皮的有效成分之一），一段时间后检测大鼠血清中谷丙转氨酶及肝组织中自噬相关蛋白LC-3Ⅰ/LC-3Ⅱ的含量。实验结果如下： 组别 谷丙转氨酶（IU/L） LC-3Ⅱ/LC-3Ⅰ比值 正常饮食组 44.13 3.15 高脂饮食组 112.26 0.42 高脂饮食＋低剂量川陈皮素组 97.37 0.66 高脂饮食＋中剂量川陈皮素组 72.34 1.93 高脂饮食＋高剂量川陈皮素组 55.2 2.96 由实验结果可知川陈皮素对非酒精性脂肪肝病的作用效果表现为_________（填“促进”或“抑制”）。在脂质自噬过程中，细胞质中的LC-3Ⅰ蛋白会转变为膜上的LC-3Ⅱ蛋白参与自噬，据此推测川陈皮素的作用机理可能是____________。 6．【表观遗传，条件性基因敲除与性别决定】铁代谢在哺乳动物性别决定中起关键作用。母体孕期铁元素缺乏可导致雄性小鼠性别逆转（性染色体组成为XY个体的性腺发育为卵巢而非睾丸，表现为雌性表型），具体机制如下： Ⅰ.Y染色体上的Sry基因是雄性发育的关键开关，需在胚胎发育特定时期激活； Ⅱ.KDM3A蛋白（Fe2+依赖型组蛋白去甲基化酶）通过去除Sry基因启动子的抑制性标记，激活其表达； Ⅲ.性腺细胞通过上调Tfrc基因（编码铁转运蛋白TFR1）表达，主动富集Fe2+。 请回答以下问题： (1)据图，从分子机制角度分析，母体缺铁导致XY型胚胎性别逆转的过程是：孕鼠缺铁→_______→Sry基因无法激活→性腺向卵巢方向发育。 (2)为模拟孕期缺铁，研究人员构建了小鼠模型，技术路线如下表： 第一步：构建loxP品系 第二步：构建Cre品系 第三步：获得特异性条件敲除小鼠 在野生型小鼠Tfrc基因两端插入两个loxP序列，获得转基因小鼠品系甲（记作Tfrcflox/flox，Cre⁻Cre⁻） CreERT2是Cre重组酶与ERT2的融合蛋白（由CreERT2融合基因表达生成），获得表达CreERT2蛋白的转基因小鼠品系乙（记作Tfrc-/-，Cre+Cre+） 甲、乙品系杂交得F1（记作Tfrcflox/-，Cre+Cre-），F1自由交配后筛选F2中符合要求的目标小鼠 ①第一步中，使用基因组编辑技术实现目的序列的插入（如图所示）。首先根据目标序列设计向导DNA（转录出gRNA）序列；接着将向导DNA与核酸酶基因一起克隆到载体中以制备重组分子；与此同时，人工合成ssODN；最后，将重组分子及ssODN同时导入_______中，表达出核酸酶和gRNA，对目标序列进行切割及修复。 为得到符合要求的小鼠，在对切割位点A修复时，应使用以下哪种ssODN为模板？_______（填字母）。 a. 5'-ATGCAT……ACGCATATAACT……AGTTATCGTTAG……CGAATC-3' b. 5'-ATGCGT……ATGCATATAACT……AGTTATGATTCG……CTAACG-3' c. 5'-ATGCGT……ATGCATATAACT……AGTTAT……ATAACT……AGTTATGATTCG……CTAACG-3' d. 5'-ATGCAT……ACGCATATAACT……AGTTATCGTTAG……CGAATC-3' 3'-TACGTA……TGCGTATATTGA……TCAATAGCAATC……GCTTAG-5' ②Cre重组酶可切除两同向loxP间序列；ERT2与他莫昔芬（4-OHT）结合后使CreERT2入核，否则滞留细胞质。胚胎中所有细胞内均敲除Tfrc基因会致死，现需对目标小鼠进行组织特异性敲除。转基因鼠乙的融合基因应插入到_______启动子后表达。通过在胚胎发育特定时期注射4-OHT诱导CreERT2进入细胞核的意义是_______。 ③第三步中，目标小鼠的基因型为_______。为验证Tfrc基因敲除是否成功，可检测Tfrc基因的mRNA水平；还可从_______中提取总蛋白，检测TFR1蛋白的表达量。 7．【基因编辑改造减数分裂，水稻无融合生殖育种】无融合生殖是指不经过正常减数分裂和精卵细胞融合而产生胚或种子的特殊生殖方式，后代基因型与母本保持一致。我国科研人员对杂交稻的无融合生殖进行了研究，回答下列问题。 (1)杂交后代在生活力、抗逆性、适应性和产量等方面优于双亲的现象称为___________。由于杂种水稻的后代会发生_________，无法保持亲本性状，农民必须每年购买新的种子。 (2)spoll-1、rec8和osd1是调控水稻减数分裂过程的三个重要基因，科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得了相关基因的纯合突变子，并观察突变体的减数分裂过程，可用下图表示： ①CRISPR/Cas9系统通过________识别需要编辑的“目标”DNA分子，核酸酶Cas9的作用是________。 ②由图可知，osd1和spoll-1基因发生突变分别导致出现异常现象的具体时期是________和________。 ③参考上图，在方框中画出spoll-1、rec8和osd1三基因纯合突变子减数分裂后形成的配子染色体组成___________。 (3)水稻细胞中M基因编码的M蛋白在受精卵发育成胚的启动过程中有重要作用，基因型为mm突变体因缺少M蛋白，胚在早期发育过程会停滞。用基因型为Mm和MM的水稻进行正反交，结果发现Mm作母本时所结种子均能萌发，MM作母本时后代有50%种子不能萌发。据此推测，不能萌发种子的基因型为________，受精卵中来自________（填“精子”、“卵细胞”或“精子和卵细胞”）的M基因表达从而促进受精卵发育成胚，M蛋白在_________（填“受精之前”或“受精之后”）合成。 (4)水稻1号染色体上的突变基因mtl会引起花粉发育过程中雄配子的染色体碎片化，从而导致精卵融合后来自父本的染色体组被消除。根据（2）、（3）（4）提供的信息，写出通过无融合生殖的研究获得具有优良性状的杂合水稻种子的思路：_________。 拔高·限时模拟 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。 1．阿尔茨海默病（AD）患者脑内的小胶质细胞由于线粒体功能障碍导致线粒体DNA释放，激活信号通路，产生大量炎症因子，加剧神经炎症，调控过程如图。下列叙述错误的是（     ） A．过程①需要解旋酶参与以解开DNA双链 B．过程①与②的碱基互补配对方式不完全相同 C．过程②中核糖体的移动方向是从b到a D．抑制该信号通路可为AD的治疗提供方向 2．肿瘤细胞表面高表达的PD-L1分子，可与CD8+T细胞毒性T细胞表面的PD-1受体结合，促使其分化为失去免疫活性的耗竭状态，从而实现免疫逃逸。研究表明，交感神经能释放去甲肾上腺素，且CD8+T细胞膜上存在其特异性受体R。科研人员分别向正常CD8+T细胞和受体R过量表达的CD8+T细胞中加入相应肿瘤抗原，培养一段时间后检测结果如图。下列叙述正确的是（　　） A．正常CD8+T细胞来源于造血干细胞，在骨髓中成熟，分布于各免疫器官中 B．使用抗PD-L1的单克隆抗体，可以缓解CD8+T细胞耗竭，增强免疫监视功能 C．通过药物促进交感神经释放去甲肾上腺素，耗竭状态CD8+T细胞的比例下降 D．若将CD8+T细胞的R受体基因敲除，则不易分化为耗竭状态，不利于癌症治疗 3．中性粒细胞（一种巨噬细胞）含有的hmgb1a基因是一种感染响应基因，其表达量上调可刺激NADPH氧化酶活化，促进其释放杀菌物质ROS。斑马鱼在白天中性粒细胞免疫反应较夜晚更强。为探究该免疫反应的昼夜节律机制，科研人员进行实验，结果如图所示。下列推测不合理的是（    ） A．光照会抑制per2基因的表达 B．在cry1a突变体中，per2基因几乎不起作用 C．在中性粒细胞中per2与cry1a二者作用相反 D．中性粒细胞既参与特异性免疫又参与非特异性免疫 4．T细胞表面的PD-1与正常细胞表面的PD-L1一旦结合，T细胞即可“认清”对方，不触发免疫反应。肿瘤细胞可通过过量表达PD-L1来逃避免疫系统的“追杀”。分选连接蛋白-9（SNX9）能加快T细胞的耗竭。为了解SNX9信号通路与PD-1的关系，研究人员利用肿瘤模型鼠进行了相关实验，部分结果如图所示，下列叙述错误的是（　　） A．因变量的检测指标还可以是模型鼠体内肿瘤的体积 B．SNX9信号通路的激活会抑制T细胞分泌细胞因子 C．过度阻断SNX9或PD-1信号通路，可能引发过强的免疫反应 D．结果表明，SNX9信号通路能影响PD-1与PD-L1的结合 5．水稻（2N=24）花为两性花，科学家通过基因编辑技术获得了能进行无融合生殖的水稻品系，原理见图。下列叙述正确的是（　　） A．此技术与传统杂交育种相比，可保持亲本杂种优势 B．被敲除的基因最可能与姐妹染色单体分离有关 C．不考虑其他变异，受精产生的合子中染色体组合方式有224种 D．该无融合生殖方式有助于提升后代对不同环境的适应能力 6．目前癌症治疗的热点是如何使人体依靠自身的免疫系统消灭癌细胞或抑制其进一步发展。研究发现，活化的T细胞表面的PD-1（程序性死亡受体1）与正常细胞表面的PD-L1（程序性死亡配体1）一旦结合（如图所示），T细胞即可“认清”对方，不触发免疫反应。肿瘤细胞可通过过量表达PD-L1来逃避该系统的“追杀”。基于此，科学家使用PD-1或PD-L1抗体来阻断这一信号通路，从而使T细胞能有效对付癌细胞。下列相关说法正确的是（　　） A．可通过研发药物促进癌细胞中PD-L1基因的表达来治疗癌症 B．在进行器官移植时，若使膜表面的PD-L1增加，免疫排斥反应也会加强 C．过度阻断PD-1/PD-L1信号通路，可能会引起过强的免疫反应 D．细胞毒性T细胞也可以通过产生细胞因子、抗体等来有效“对付”癌细胞 7．细胞核骨架蛋白 LMNA 的基因单一碱基点突变可引发心肌疾病。某研究团队利用CRISPR/dCas9 系统的单碱基编辑技术(不断裂DNA 双链，只改变单个碱基)，通过胞嘧啶碱基编辑器 (C编辑)和腺嘌呤碱基编辑器 (A编辑)分别纠正L35P、R249Q点突变，在对患者心肌细胞及模型小鼠的实验中均获成功。下列叙述错误的是（    ） 注: gRNA 为向导 RNA L35P 点突变修复：LMNA 的35号位由脯氨酸替换亮氨酸的突变 R249Q 点突变修复：LMNA 的249号位由谷氨酰胺替换精氨酸的突变 A．图示中的 dCas9 蛋白不催化磷酸二酯键的断裂 B．经过A 编辑后，LMNA 基因表达的肽链长度发生改变 C．CRISPR/dCas9单碱基编辑技术可应用于治疗基因异常引起的遗传病 D．通过C 编辑修复L35P 点突变,由 G/C 替换成A/T 至少需经过两次 DNA复制 8．天冬酰胺内肽酶（AEP）是一种在阿尔茨海默病（AD）中发挥核心作用的蛋白酶。它通过双重剪切APP和Tau蛋白，分别驱动Aβ斑块沉积及神经原纤维缠结形成。另一方面，AEP可激活β-分泌酶并触发级联放大效应，显著提高Aβ的生成效率。同时，该酶通过剪切SRPK2激酶，调控Tau蛋白异常磷酸化与RNA剪接修饰，参与Tau病理进程。转录因子C/EBPβ促卵泡激素（FSH）通过激活AEP信号轴，协同驱动AD的病理级联反应，进而通过介导蛋白异常聚集、调控神经炎症及破坏蛋白质稳态，直接导致神经元退行性变化及认知-运动功能障碍。研究人员依次选取幼龄、中龄和老龄AD模型小鼠若干，并分别将同一年龄段的小鼠随机均分为甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸十组，进行了如下实验：‍治疗及康复实验记录 年龄 组别 幼龄 中龄 老龄 + + + 甲 ++++ ++ - - - ++++ ++++ - - - ++++ ++ - - - 乙 ++ ++ - - - ++ ++ - - - ++ ++ - - - 丙 ++++ - ++ - - ++++ ++++ ++ - - ++++ - ++ - - 丁 ++ - - ++ - ++ ++ - ++ - ++ - - ++ - 戊 ++ - - ++ - ++ ++ - ++ - ++ - - ++ - 己 ++++ - - ++ ++ ++++ ++++ - ++ - ++++ - - ++ - 庚 ++++ - - - ++ ++++ ++++ - - ++ ++++ - - - - 辛 ++ - - - ++ ++ ++ - - ++ ++ - - - ++++ 壬 ++ - - ++ ++ ++ ++ - - ++ ++ - - ++ ++ 癸 ++ - - - - ++ ++ - - - ++ - - - - 迷宫实验记录 年龄 组别 幼龄 中龄 老龄 入口→出口 入口→出口 入口→出口 甲 8 10 7 乙 11 13 10 丙 4 7 3 丁 6 8 5 戊 7 9 3 己 8 12 8 庚 10 11 5 辛 7 9 10 壬 16 18 14 癸 4 6 2 注∶（1）①○：生理盐水；②★：AEP抑制剂；③●：FSH抑制剂；④□：运动； （2）“+”表示使用该药物的浓度或运动的强度，“-”表示不使用该药物或不进行运动； （3）①本实验以不同年龄组小鼠成功完成迷宫实验的次数为衡量小鼠认知-运动功能障碍严重程度的检测指标[省略表中数据有关单位（次）]；②不同年龄组小鼠的迷宫实验次数均为30次；③小鼠年龄组划分：（ⅰ）幼龄：2~5月龄；（ⅱ）中龄：13~16月龄；（ⅲ）老龄：22~25月龄（“月龄”以每个月为时间参考单位）。 下列分析合理的是（    ） A．AD的发生存在多条驱动通路，该病主要表现为部分人脑高级功能受损。其中，AEP是以年龄患病风险为基础，推动Tau病理进程发展，损坏参与反射弧的部分结构，来引发AD的决定性因素 B．本实验中AD模型小鼠的年龄、治疗及康复措施和使用药物的种类的自变量设置不遵循单一变量原则，但对不同年龄组小鼠的药物治疗实验操作利用了自变量控制中的“加法原理” C．兼用AEP抑制剂和FSH抑制剂对AD的治疗效果更显著。在治疗期内，合理调整药物使用量并定期进行中等强度运动可加快AD患者的康复进程，并且该治疗及康复措施对老年AD人群的疗效更明显 D．根据本实验，AD的致病机理可简述为：神经细胞内肽链的折叠错误造成蛋白质的异常聚集破坏了细胞在分子水平上的酶活性稳态、蛋白质稳态和基因表达稳态，进而启动了决定细胞自动结束生命的基因的表达，使脑部神经组织受到损伤，从而导致AD的发生 9．双抗体来心法检测新冠病毒抗原原理如下图，试纸上有两种抗原抗体存在，胶体金标记的抗体位于试纸的结合垫上，聚集后会呈红色；在检测线（T）上，有另一种针对抗原的抗体，这两种抗体识别抗原表位是不一样的，所以同一个抗原能够同时被这两种抗体所识别。抗－金标抗体位于质控线（C）上，结合多余的金标抗体。咽拭子、鼻拭子样本滴上加样孔之后，由样品垫向吸水垫方向流动。下列说法错误的是（    ） A．图2显示待测者为新冠病毒阳性 B．质控线结果相当于阳性对照 C．胶体金试纸条检测一般要求在14~30°C常温条件下，避免过冷、过热或过度潮湿 D．抗原检测成本低，操作简单，但灵敏度低，可以判断有无传染性 10．氧气是高等动物生命活动的保障。常氧下，细胞内的低氧诱导因子（HIF-la）会被蛋白酶体降解；低氧下HIF-1a能促进相关基因（如EPO基因）的表达，从而使细胞适应低氧环境（如图）下列有关叙述，错误的是（    ） A．常氧下，EPO基因的表达产物可能促进红细胞的形成 B．与正常细胞相比，肿瘤细胞群内部HIF-1a蛋白含量比较高 C．低氧时，HIF-1a通过核孔进入细胞核需要ATP水解提供能量 D．HIF-1a-VhL复合物被蛋白酶体降解的产物能被细胞重新利用 11．水稻胚乳含直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻，实现了对直链淀粉合成酶基因（Wx基因）启动子序列的定点编辑，从而获得了三个突变品系。各品系WxmRNA量的检测结果如下图所示。下列分析不合理的是（    ） A．构建基因编辑系统的DNA重组载体所需的酶是限制酶和DNA连接酶 B．Wx基因启动子序列的改变可能影响RNA聚合酶与启动子的识别和结合 C．根据各品系WxmRNA量的检测结果，可推测品系3的糯性最强 D．与野生型相比，3个突变品系中直链淀粉合成酶的氨基酸序列发生改变 12．我国科学家在国际上率先阐明了抑制剂精确靶向主蛋白酶的作用机制。新冠病毒入侵细胞后，立即合成两条超长复制酶多肽，复制酶多肽被剪切成多个零件，进一步组装成庞大的复制转录机器，然后病毒才能启动自身遗传物质的大量复制。两条复制酶多肽的剪切要求异常精确，因此病毒自身编码了一把神奇的“魔剪”——主蛋白酶，主蛋白酶就成为一个抗新冠病毒的关键药靶。下列相关分析错误的是（    ） A．两条超长复制酶肽是病毒侵入人体后，利用人体细胞内的物质合成的 B．主蛋白酶在复制酶多肽上存在多个切割位点，人体中也可能含有该蛋白酶 C．该病毒遗传物质的复制所需要的RNA聚合酶源于两条超长复制酶多肽 D．主蛋白酶与复制酶多肽结合时，主蛋白酶活性中心的空间结构会发生改变 13．乳草产生的毒素“强心甾”能够结合并破坏动物细胞钠钾泵的功能，然而帝王蝶幼虫不仅以乳草为食，还能将强心甾储存在体内以防御捕食者。研究人员发现帝王蝶钠钾泵的119和122位氨基酸与其他昆虫不同。利用基因编辑技术修改果蝇钠钾泵基因，发现122位氨基酸改变使果蝇获得抗强心甾能力的同时导致果蝇“瘫痪”，119位氨基酸改变无表型效应，但能消除因122位氨基酸改变导致的“瘫痪”作用。根据以上信息叙述错误的是（    ） A．题目信息不能判断强心甾与钠钾泵结合后诱发钠钾泵基因突变 B．帝王蝶钠钾泵突变基因的基因频率不断升高是乳草选择作用的结果 C．通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时设置了两个实验组 D．强心甾与钠钾泵结合的普通动物细胞，一般会因渗透压失衡而死亡 14．CRISPR/Cas9基因编辑技术是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行准确切割的技术，通过设计向导RNA中的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进一步切割（如图）。下列相关叙述正确的是（    ） A．Cas9蛋白通过破坏氢键实现对特定基因的准确切割 B．向导RNA中的双链区遵循碱基配对方式为A﹣T，C﹣G C．向导RNA可在逆转录酶催化下合成 D．若α链剪切点附近序列为…TCCAGAATC…则相应的识别序列为…UCCAGAAUC… 15．研究发现，阿尔茨海默病(AD)是由大脑内某些特定区域的神经元大量死亡造成的，脑内神经元外的β-淀粉样蛋白(Aβ)逐渐沉积是主要的病理特征(如图)。下列分析错误的是（　　） A．患者记忆力减退，可能与Aβ沉积阻碍脑区①神经元之间的信息交流有关 B．患者出现失语症，可能与大脑皮层左侧半球区域②神经元大量死亡有关 C．抑制Aβ蛋白的分泌或清除沉积的Aβ蛋白，可缓解阿尔茨海默病病程 D．科学家们正尝试用iPS细胞治疗 AD，依据的原理是 iPS细胞具有全能性 二、非选择题：本题共5题，共55分。 16．（除标注外，每空1分，共11分）CRISPR/Cas9系统可对基因组进行定点编辑，其工作原理如图1所示。该系统主要包含sgRNA和Cas9蛋白两部分，sgRNA能特异性识别并结合特定的DNA序列，从而引导Cas9蛋白到相应位置剪切DNA，最终实现对靶基因序列的编辑。经研究发现，人类细胞发生癌变与LMNA基因表达异常有关，且癌细胞的细胞核形态会发生明显改变。科研人员利用CRISPR/Cas9技术对体外培养的HepG2（人源肺癌细胞）细胞株进行基因编辑，获得了LMNA基因敲除的稳定细胞系，为治疗癌症提供了广阔前景。请回答下列问题： (1)据图1分析，利用CRISPR/Cas9技术对HepG2中的基因组进行编辑，需依据_____基因的序列获得sgRNA基因片段；为避免因sgRNA与基因组中的其他非目标位点结合而造成“脱靶”现象，应适当_____（填“增加”或“减少”）sgRNA碱基序列的长度。 (2)Cas9蛋白类似基因工程中的_____酶，但二者的作用特性存在差异，体现在_____。 (3)用图2中的质粒和含Cas9-sgRNA拼接基因的DNA片段构建表达载体时，最好选用限制酶_____进行切割。将构建好的表达载体与细菌置于适宜反应体系中培养，一段时间后将培养的细菌涂布于含_____的选择培养基上筛选，24h后挑取菌落，提取菌落中的质粒作为模板，选择图3中的引物组合_____，通过PCR和琼脂糖凝胶电泳技术鉴定是否扩增出现条带来判断是否重组成功。 (4)从鉴定重组成功的工程菌中提取纯化出大量的基因表达载体，再导入HepG2。培养三天后收集HepG2，从细胞水平检测实验是否成功的方法为_____（写出1种）。 17．（每空2分，共10分）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 脑癌细胞变身免疫细胞 胶质母细胞瘤（GBM）是中枢神经系统最常见的原发性恶性脑癌，以其高侵袭性、高复发率和低生存率著称。一方面是由于GBM处于一个免疫抑制的“冷”肿瘤微环境，如下图左侧所示；另一方面，血脑屏障使免疫细胞很难到达GBM，使“冷”肿瘤“热”起来。 树突状细胞可以通过激活机体抗肿瘤免疫应答来有效对抗胶质母细胞瘤，但其难以穿过血脑屏障并进入肿瘤。针对这种情况，科学家尝试将GBM细胞改造成具有树突状细胞功能的细胞，从而使胶质母细胞瘤的微环境转变为“热”肿瘤微环境（如图）。 科学家利用AI技术锁定了关键的细胞命运决定因子，并将其导入GBM细胞并命名为APC-GBM细胞。体外培养发现，APC-GBM变成了具有树突状突起的圆形细胞，其特异性标记物基因与抗原处理和呈递相关基因的表达均增强。从功能上看，APC-GBM具备吞噬能力，能够呈递抗原并激活细胞毒性T细胞。 科学家将GBM细胞和APC-GBM细胞原位植入两组免疫缺陷型小鼠颅脑内，发现肿瘤生长速率和生存期均没有显著差异。但是，当把免疫缺陷型鼠换成正常鼠时，发现APC-GBM组小鼠肿瘤生长受到抑制，生存期明显延长。 以上研究为癌症的免疫治疗开辟了新途径，但是想要成功应用到人类治疗GBM上，还需进一步研究。 (1)正常情况下，机体能够通过免疫系统的__________功能识别并清除GBM细胞。据图分析“冷”肿瘤微环境具有免疫抑制特点的原因是__________，导致免疫应答难以启动。 (2)基于文中信息，研究者可通过检测APC-GBM组的__________（指标），推测其激活了机体抗肿瘤免疫应答。 (3)在免疫功能正常的小鼠中，APC-GBM组的肿瘤生长受到抑制，生存期明显延长，而在免疫缺陷型小鼠中却不能，说明__________。 (4)若要应用于临床治疗，进一步研究的方向是__________。 18．（除标注外，每空2分，共10分）细胞可维持正确折叠蛋白质的稳定性，同时降解错误折叠蛋白质，从而实现蛋白质稳态。我国科学家发明了一种小分子绑定化合物ATTEC，这种“小分子胶水”（ATTEC）能将自噬标记物LC3和错误折叠的异常蛋白黏在一起，形成黏附物，进而将黏附物包裹形成自噬体进行降解，从而达到治疗疾病的目的。其过程如图1所示。 (1)分泌蛋白等蛋白质最初在核糖体内合成，后依次经过______（细胞结构）折叠、修饰后转运至相应部位发挥功能。溶酶体膜和自噬体膜能相互转化的原因是_______。 (2)研究发现，在亨廷顿舞蹈症（HD）患者的大脑中，突变后的mHTT蛋白会使得纹状体神经退行，造成神经元的大量死亡，最终表现为运动障碍、认知障碍等症状。研究表明，ATTEC可有效治疗HD，试分析其作用机制：_______。 (3)若某些血红蛋白出现错误折叠形成不正常的空间结构，它们会被一种特殊的途径所降解。科研人员检测了不同条件下错误折叠蛋白质降解率，结果如图2。据图分析，ATP能够_______（填“促进”或“抑制”）蛋白质的降解；你认为参与该错误折叠蛋白质降解的酶_______（填“是”或“不是”）溶酶体中的酸性水解酶，请说明理由：_______。 19．（除标注外，每1分，共14分）某科研团队声称成功研发以新型冠状病毒 S 蛋白为靶点的口服疫苗（以下简称：疫苗（V），现假定选取哺乳动物奶牛验证疫苗 V 的效果（判断该科研团队的说法是否为谣言）： 实验材料与药品：实验用奶牛若干只，医用注射器若干，磷酸盐缓冲液，白细胞介素-2 溶液（用磷酸盐缓冲液配制），新型冠状病毒制剂，疫苗 V。（要求与说明：磷酸盐缓冲液的配置方法不作要求；奶牛乳汁中病毒含量、血清中新型冠状病毒抗体含量的具体测量方法不作要求。） (1)实验思路： ①选取______________的健康奶牛若干头，检测每组奶牛乳汁中新型冠状病毒的含量与血清中抗新冠病毒抗体，淘汰阳性个体并确保每组剩余个体数相同。 ②___________________________。 ③各组奶牛处理情况 甲组：饲喂含适量疫苗V 的饲料，并注射不含白细胞介素-2 的磷酸盐缓冲液； 乙组：饲喂含适量疫苗V 的饲料，并注射含白细胞介素-2 的磷酸盐缓冲液； 丙组：________________________________； 丁组：______________________________________； 戊组：饲喂普通饲料，并注射不含白细胞介素-2 的磷酸缓冲液。 按照上述处理方式对各组奶牛饲喂饲料并注射相关药品。14 天后，对甲、乙、丙、丁共四组奶牛作____________处理，戊组不做此项处理。 ④将各组奶牛置于相同且适宜的环境下隔离培养，每天分别检测每组奶牛乳汁中新冠病毒含量与血清中新冠病毒抗体含量，并计算平均值。 ⑤对所得的数据进行相关分析统计，并得出结论。 (2)分析与讨论： ①该团队称疫苗V 可口服，那么疫苗 V 的化学本质通常不是哪类物质_____。 A．脂质    B．多肽    C．蛋白质    D．核酸 ②若疫苗安全有效，则第 15 天时甲、乙、丙、丁、戊五组产生相应抗体和记忆细胞数量多少关系最可能为____________________，根据所学知识尝试解释甲组奶牛和乙组奶牛抗体水平平均值差异的原因可能是_________________________。 ③若某地出现了新冠病毒感染疫情，请用相应的生物学知识提出两种可行的快速检测此新冠病毒的方法（仅书写检测方法，具体操作不作要求）_________；________________。 20．（每空1分，共10分）遗传性骨骼发育不良（SD）的致病原因多样。某研究小组发现了一个新的SD患病家系，对其致病机理展开研究。 （1）由图1推测，若该病的遗传方式为常染色体隐性遗传，则家系中Ⅱ-2的致病基因遗传自_________（填图1中序号）。 （2）已有研究表明，常染色体上M140基因的突变与SD的发生有关。为确定图1家系SD的遗传方式，科研人员对其成员M140基因进行了测序，部分结果如图2所示。由图2可知，致病的M140基因在箭头所指位点的碱基对为_________。结合图1、图2可知，该家系SD的遗传方式为______；产生致病基因的可能原因是在_________（填图1中序号）的早期胚胎细胞中发生了M140基因的突变。 （3）科研人员对M140基因在SD中的作用机制进行了深入研究。 ①通过基因工程获得M140基因敲除（KO）小鼠，然后检测野生型小鼠和KO小鼠软骨组织中基因D（与骨发育密切相关）的转录情况，发现野生型小鼠基因D的mRNA含量低于KO小鼠。已知M140基因只转录不翻译，结合上述结果可提出两种推测： 推测一：M140基因的RNA促进基因D的mRNA降解。 推测二：_______________________________________。 ②科研人员体外培养野生型小鼠软骨细胞，先在培养液中加入转录抑制剂，然后向实验组细胞中导入足量M140基因的RNA，对照组导入与M140基因的RNA _____________不同的无关RNA。然后在第0.5h、1h、2h、4h分别检测细胞中基因D的mRNA含量。结果为对照组和实验组基因D的mRNA含量都随时间延长而下降，且__________________________，支持推测一。进一步研究发现，M140基因的RNA通过与基因D的mRNA互补结合，进而促进其降解。 ③科研人员利用基因编辑技术使野生型小鼠M140基因发生与患者致病基因相同的变化，并得到纯合突变小鼠。这些突变小鼠表现出骨骼发育不良。研究人员对小鼠软骨细胞基因D表达情况进行检测，统计纯合突变体与野生型小鼠基因D的mRNA比值（如图3）。结果显示，与野生型小鼠相比，纯合突变小鼠基因D的mRNA含量_______。综合上述研究分析，出现该结果的原因是_____________。     第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第43讲 科技文献解读（一轮培优练）参考答案 真题·命题感知 题号 1 2 3 答案 A B C 进阶·强化演练 情境探究类 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C B D A D C C C D 题号 11 答案 B 12. (1) sgRNA 磷酸二酯键 (2) 负 肽链缩短 (3) 高盐处理下突变体地上部分Na+含量比野生型低，地下部分Na+含量比野生型高 Na+从地下部分向地上部分（叶片等）的运输减少 (4)采用CRISPR/Cas9基因编辑技术，设计sgRNA精准连接IPA1基因，利用Cas9将IPA1基因切除。 13.(1) 碱基互补配对 基因突变 A (2) 编码dCas9与APOBEC1融合蛋白的融合（或dCas9-APOBEC1融合蛋白） 转录 (3) UCC 脯氨酸是眼部合成色素所必需的 基因编辑技术可用于治疗单基因遗传病、改良动植物品种、研究基因功能等；但可能存在脱靶效应、引发伦理争议、改变生殖细胞基因带来不可控的遗传影响等 14.(1)光能→化学能（或“光能转化为有机物中的化学能”） (2) 碳固定角度：藻类大量繁殖遮蔽阳光/争夺营养，抑制海草光合作用，导致碳固定量下降。碳储存角度：藻类死亡后迅速分解，释放CO2，减少碳储存；同时海草生物量下降，沉积物固碳能力减弱 藻类大量繁殖的根本原因是水体富营养化（N、P过量输入），只清除藻类而不控制营养盐输入，藻类很快就会再次爆发，碳汇功能无法持续恢复 (3) 结构上：生物多样性降低，食物网简化，营养结构趋于单一；功能上：自我调节能力减弱，生态系统无法通过自身负反馈机制恢复 方案乙/乙 清淤可去除富营养化沉积物，改善红树幼苗生长的底质环境；引入适量乡土红树物种可增加物种多样性，提高生态系统的抵抗力稳定性 (4)海草光合速率/海草覆盖度/年生物量增长量/沉积物有机碳含量/沉积物碳储量、植物枯落物碳含量 15(1)控制酶的合成来控制代谢过程，间接控制生物性状 (2) A-T、U-A、C-G 延长引导RNA 磷酸二酯 (3) 减数 基因突变 1/1001 16.(1)基因突变、染色体（结构）变异 (2) 向导RNA 逆转录酶、DNA连接酶 启动子、终止子 (3)BDE 图表分析类 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D C D B C D C D C 11.(1) RNA 聚合 AUG (2) 酪氨酸 - 谷氨酸 - 组氨酸 - 色氨酸 5'—UAUGAGCACUGG——3' (3)20 (4) 碱基互补配对 识别序列越长，能与之碱基互补配对的特定核苷酸序列在基因组中出现的概率越低，就越不容易与其他非目标序列结合 。 12.(1) 抗原与抗体的特异性结合 抗体A 克隆化培养和抗体检测 (2) 质检 检测线和质检 (3) 抗体B 抗体C 13.(1) 线粒体 减小 脂质 (2) 1 膜连接点 (3) 溶酶体 液泡 (4)促进 14．(1) 叶绿素 Mg2+含量的昼夜节律波动导致其激活的酶数量及酶的活性昼夜节律波动 缺Mg2+导致光合色素含量降低、酶Rubisco活性下降 (2) 基质 CO2的固定/二氧化碳的固定 NADPH和ATP 乙醇酸可在叶绿体内分解为CO2，提高了叶绿体中CO2的浓度：一方面使CO2在与O2竞争Rubisco酶中有优势，使光呼吸减弱；另一方面光合作用原料增多，促进光合作用。 (3) 可以减少光呼吸，增加光合作用有机物的产量 酶的活性达到最大，对CO2的利用率不再提高，受到ATP以及NADPH等物质含量的限制；原核生物和真核生物光合作用机制有所不同 15.(1) ①②⑤⑥ 化石燃料的燃烧 大于 (2) 606.7 16.0% 丙、乙 (3) 物理信息、行为信息 生物种群的繁衍离不开信息的传递 直接和间接 (4) 整体、自生 3×109 16(1)免疫监视 (2)NK细胞表面的抑制性受体不能有效识别MHC-I分子；正常细胞表面缺乏MHC-I分子；MHC-I分子结构改变，影响其与抑制性受体的结合 (3)能阻断癌细胞表面的PD-L1与NK细胞的PD-1结合 (4) 摄取和加工处理抗原，将抗原信息暴露在细胞表面，并呈递给其他免疫细胞 B细胞、巨噬细胞 DC细胞可以促进NK细胞对癌细胞的杀伤作用 17(1)基因的选择性表达 (2) 较低 较高 婴儿体内由γ珠蛋白参与的血红蛋白正常，半年后，γ珠蛋白逐渐被异常β珠蛋白所取代导致血红蛋白不正常 (3) 向导RNA DNA和RNA之间的碱基互补配对（DNA和RNA分子杂交） (4) BCL11A蛋白合成减少的造血干（或BCL11A增强子被破坏的造血干）（或BCL11A表达减弱的造血干） 特异性切割并修复β珠蛋白基因 实验探究类 1(1)肺癌细胞、T细胞 (2) 过量、甲基化 抑制 DNA甲基化抑制了gRNA对目的基因的结合 (3) 原癌基因 ThermoCas9不仅依赖gRNA识别目的基因，还需目标位点未甲基化才切割，过量表达的原癌基因甲基化程度低，而正常细胞多数DNA区域甲基化，因而可抑制其非特异性切割 2.(1) 减少 反义酶X基因的mRNA与酶X基因的mRNA互补配对形成了双链RNA，导致酶X基因转录后不能翻译产生相应的蛋白质，从而减少了乙烯的合成 AAaaBBbb 1/2 (2) F基因缺陷 E、F基因同时缺陷 由异花授粉变为自花授粉 3. (1) 免疫监视 免疫自稳 (2) 切断神经与肿瘤部位皮肤之间的联系（损伤与皮肤之间联系的神经） ② ③ (3) 神经都发生了损伤 神经损伤信号 CD8+T细胞增加 (4)可以用神经损伤信号传导的抑制剂与抗PD-1进行联合治疗 4. (1) 试剂的种类、小鼠海马神经元的类型（蛋白激酶cPKCγ有无）、葡萄糖浓度 促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝、肌肉细胞并合成糖原，进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯 (2) 排除渗透压的变化对实验结果的干扰 在高浓度葡萄糖条件下，蛋白激酶cPKCγ能提高细胞自噬水平 (3)④② (4)抑制Tau磷酸化；提高蛋白激酶cPKCγ的活性；降低血糖（注射胰岛素）；提高自噬水平 5.(1) 高尔基体 单 甘油和脂肪酸 有的被细胞利用（氧化分解供能或转化为其他物质），有的被排出细胞外 (2) 专一/特异 通过增强分子伴侣Hsc70 的表达或功能，促进PLIN2 的识别和降解，从而减少脂滴的堆积，预防NASH（非酒精性脂肪肝炎） (3)控制物质进出细胞 (4) 抑制 促进LC-3Ⅰ蛋白转变为LC-3Ⅱ蛋白 6.(1)胚胎性腺细胞内Fe2+富集不足，导致KDM3A蛋白活性降低，无法去除Sry基因启动子的抑制性标记 (2) 受精卵 a 性腺细胞（组织）特异性 可以确保在胚胎发育的关键时期敲除Tfrc基因 Tfrcflox/flox，Cre⁺Cre⁺和Tfrcflox/flox，Cre⁺Cre⁻ 性腺组织 7.(1) 杂种优势 性状分离 (2) 向导RNA（sgRNA） 切割与向导RNA（sgRNA）结合的DNA，使DNA双链断裂 减数第二次分裂后期 减数第一次分裂前期 (3) Mm 精子 受精之后 (4)利用CRISPR/Cas9基因编辑技术使具备优良性状杂合水稻的osdl、spoll—1、rec8和mtl四个基因突变为纯合子，并诱导来自卵细胞中特异性表达M基因，这样的水稻自交可获得所需种子。 拔高·限时模拟 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B A D A C B C A A 题号 11 12 13 14 15 答案 D B C D D 16．（除标注外，每空1分，共11分） (1) LMNA 增加 (2) 限制（或限制性内切核酸） 限制酶能识别特定的脱氧核苷酸序列并切割特定切点，而Cas9蛋白不具有特异性（或限制酶具有特异性，Cas9蛋白不具有特异性）（2分） (3) EcoR Ⅰ和Spe Ⅰ（2分） 嘌呤霉素 Ⅰ和Ⅲ（2分） (4)检测HepG2细胞核的形态（或检测HepG2细胞数目的增长量） 17．（每空2分，共10分） (1) 监视 肿瘤微环境中缺乏能激活抗肿瘤免疫应答的细胞（如树突状细胞难以穿过血脑屏障进入肿瘤，无法有效呈递抗原、激活免疫细胞），导致免疫细胞无法发挥抗肿瘤作用 (2)细胞毒性T细胞的活性（或数量）；肿瘤生长速率；小鼠生存期等 (3)APC-GBM细胞对肿瘤生长的抑制作用依赖于正常的免疫系统（或APC-GBM细胞是通过激活机体自身的抗肿瘤免疫应答来抑制肿瘤生长、延长生存期，免疫缺陷时该作用无法实现） (4)优化关键细胞命运决定因子的导入效率，确保GBM细胞高效转化为具有树突状细胞功能的APC-GBM细胞； 或研究APC-GBM细胞在人类GBM微环境中的存活、增殖及功能发挥情况，验证其对人类肿瘤的抑制效果； 或评估APC-GBM细胞应用于人体的安全性，如是否会引发过度免疫反应或其他毒副作用 18．（除标注外，每空2分，共10分） (1) 内质网、高尔基体 两种膜的组成成分和结构相似 (2)ATTEC将大脑神经元细胞中突变后的mHTT蛋白与LC3黏在一起，形成黏附物后被包裹形成自噬体最终被降解 (3) 促进 （1分） 不是（1分） pH为8.0（呈碱性）时的降解反应速率明显高于酸性条件 19．（除标注外，每1分，共14分） (1) 生理状况相同 平均分为5组，编号为甲、乙、丙、丁、戊 饲喂普通饲料，注射等量不含白细胞介素-2的磷酸盐缓冲液 （2分） 饲喂普通饲料，注射等量含白细胞介素2的磷酸盐缓冲液（丙、丁组可互换）（2分） 接种新型冠状病毒制剂 (2) BCD 乙>甲>丁>丙>戊 乙组奶牛同时注射了白细胞介素，可以在体液免疫过程中促进B细胞增殖分化，促进致敏B细胞克隆分化为效应细胞群和记忆细胞群，从而更快更多地分泌相关抗体。或由于这些奶牛有正常的免疫系统，自己也会分泌白细胞介素-2，故额外注射的白细胞介素-2影响不大 （2分） 检测新冠病毒相关的特征性抗原（蛋白质） 检测人体中抗新冠病毒相关的抗体或检测新冠病毒相关的核酸片段（RNA） 20．（每空1分，共10分） （1） Ⅰ-1、Ⅰ-2 （2） G-C 常染色体显性遗传 Ⅱ-2 （3） M140基因的RNA抑制基因D的转录 序列 实验组比对照组下降速率更快 多 纯合突变小鼠细胞内的M140基因的碱基序列改变，转录的RNA与基因D的mRNA互补结合减弱（不能结合），对其降解的促进作用减弱（不能促进其降解），使得基因D的mRNA含量提高 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $