【生物】北京市朝阳区2024-2025学年高二下学期期末试卷（解析版）

这是一份【生物】北京市朝阳区2024-2025学年高二下学期期末试卷（解析版），共27页。试卷主要包含了 酶是活细胞产生的生物催化剂等内容，欢迎下载使用。
本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 以下高中生物学实验中，符合规范操作要求的是（ ）
A. 鉴定DNA时，需沸水浴加热，使溶解的DNA与二苯胺反应出蓝色
B. 检测还原糖时，待测液中先加NaOH溶液混合，再加CuSO4溶液
C. 检测蛋白质时，需水浴加热使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应
D. 鉴定脂肪时，先用50%的乙醇浸泡组织切片，再用苏丹Ⅲ染液染色
【答案】A
【详解】生物组织中化合物的鉴定：（1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。（3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液（或苏丹Ⅳ染液）鉴定，呈橘黄色（或红色）。
【分析】A、鉴定DNA时，二苯胺试剂需在沸水浴条件下与DNA反应呈现蓝色。该步骤正确，A正确；
B、检测还原糖应使用斐林试剂（需沸水浴）或班氏试剂，而斐林试剂需甲液与乙液等量混合后使用，并非先加NaOH再加CuSO₄（此为双缩脲试剂用法），B错误；
C、检测蛋白质时，双缩脲试剂与蛋白质在常温下即可显紫色，无需水浴加热，C错误；
D、鉴定脂肪时，苏丹Ⅲ染色后需用50%乙醇洗去浮色，而非染色前浸泡，顺序颠倒，D错误。
故选A。
2. 神经损伤会激活核转录因子AP-1，进而诱导小RNA分子Gl-SINEs的转录。Gl-SINEs能与核糖体相互作用，调控相关蛋白质的合成，最终促进轴突生长。下列相关叙述错误的是（ ）
A. AP-1可能与Gl-SINEs基因的启动子结合调控转录
B. Gl-SINEs是合成轴突生长所需蛋白的直接模板
C. Gl-SINEs通过核孔从细胞核进入细胞质
D. 上述过程是维持神经细胞稳态的一种调节机制
【答案】B
【详解】转录是以DNA的一条链为模板合成DNA的过程，该过程需要RNA聚合酶的催化；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。
【分析】A、AP-1作为核转录因子，可通过与Gl-SINEs基因的启动子结合启动转录，符合题干中“诱导Gl-SINEs转录”的描述，A正确；
B、Gl-SINEs是小RNA分子，直接模板应为mRNA，而Gl-SINEs通过与核糖体相互作用调控蛋白质合成，可能通过影响翻译过程间接起作用，并非直接模板，B错误；
C、核糖体在细胞质中，Gl-SINEs是小分子RNA，在细胞核合成。因此，Gl-SINEs在细胞核转录后需通过核孔进入细胞质才能与核糖体相互作用，C正确；
D、神经损伤后通过AP-1激活Gl-SINEs促进轴突生长，属于细胞对损伤的修复性调节，属于稳态维持机制，D正确。
故选B。
3. 微管结构曾被认为仅存在于真核生物中。研究者在阿斯加德古菌中首次发现了由微管蛋白（AtubA/B）组装而成的微管结构，这些微管具有类似真核生物的动态组装和调控机制。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 微管的主要功能是参与细胞呼吸和能量代谢
B. 该发现否定了原核生物与真核生物的本质区别
C. AtubA/B的合成需要核糖体和线粒体参与
D. 该发现表明古菌与真核生物在细胞骨架结构上具有统一性
【答案】D
【分析】真核细胞和原核细胞的区别：
（1）原核生物的细胞核没有核膜，即没有真正的细胞核。真核细胞有细胞核。
（2）原核细胞没有染色体。染色体是由DNA和蛋白质构成的。而原核生物细胞内的DNA上不含蛋白质成分，所以说原核细胞没有染色体。真核细胞含有染色体。
（3）原核细胞没有像真核细胞那样的细胞器。原核细胞只具有一种细胞器，就是核糖体。真核细胞含有多个细胞器。
（4）原核生物的细胞都有细胞壁。细胞壁的成分与真核植物的细胞壁的组成成分不同。原核生物为肽聚糖、真核为纤维素和果胶。
【详解】A．微管属于细胞骨架，主要功能是维持细胞形态、参与物质运输和细胞分裂，而细胞呼吸和能量代谢主要与线粒体及细胞质基质相关，A错误；
B．原核生物与真核生物的本质区别在于是否有以核膜为界限的细胞核，微管结构的发现仅表明古菌具有类似真核生物的结构特征，但未否定两者的本质区别，B错误；
C．阿斯加德古菌属于原核生物，其蛋白质（AtubA/B）的合成仅需核糖体参与，而线粒体是真核生物的细胞器，古菌中不存在，C错误；
D．真核生物的细胞骨架（如微管）曾被认为是其独有结构，而古菌中发现类似微管的结构，表明两者在细胞骨架结构上具有进化上的统一性，D正确；
故选D。
4. 哺乳动物成熟红细胞膜上的钠钾泵（Na+/K+-ATP酶）每消耗1分子ATP，可逆浓度梯度将3个Na+泵出细胞，同时将2个K+泵入细胞。此外，细胞膜上存在协助葡萄糖进入红细胞的载体蛋白GLUT1。下列叙述正确的是（ ）
A. GLUT1转运葡萄糖需直接消耗ATP
B. Na+出细胞和K+入细胞均属于主动运输
C. 葡萄糖进入红细胞的方式与Na+出细胞相同
D. 钠钾泵运输Na+和K+时，其空间结构不发生改变
【答案】B
【分析】细胞膜内外的离子分布：钠离子在细胞外的浓度高于细胞内，钾离子浓度在细胞内高于细胞外。
【详解】A、GLUT1转运葡萄糖属于协助扩散，不消耗ATP，A错误；
B、Na⁺出细胞和K⁺入细胞均逆浓度梯度，依赖钠钾泵的主动运输，B正确；
C、葡萄糖进入红细胞为协助扩散，Na⁺出细胞为主动运输，方式不同，C错误；
D、钠钾泵（载体蛋白）运输离子时需发生构象改变，空间结构会变化，D错误。
故选B。
5. 酶是活细胞产生的生物催化剂。最新研究发现，深海热泉古菌的耐高温DNA聚合酶（Pfu酶）在pH7.0时活性最佳。下列叙述正确的是（ ）
A. Pfu酶的活性仅由温度决定
B. Pfu酶的分子本质是蛋白质
C. Pfu酶通过提供化学反应所需能量提高反应速率
D. 强酸、强碱不会破坏Pfu酶空间结构
【答案】B
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。酶的特性有高效性、专一性、作用条件温和，反应的原理为降低化学反应的活化能。
【详解】A、酶的活性受温度、pH等多种因素的影响，而不是仅由温度决定，A错误；
B、绝大多数酶的化学本质是蛋白质，DNA聚合酶属于酶，其分子本质是蛋白质，B正确；
C、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，而不是提供化学反应所需能量，C错误；
D、强酸、强碱会破坏酶的空间结构，使酶失活，虽然Pfu酶是耐高温的，但强酸、强碱仍会破坏其空间结构，D错误。
故选B。
6. X蛋白可能参与调控PSII（类囊体膜上的关键蛋白复合体）的活性以应对逆境胁迫。研究者以野生型和X基因敲除突变体植物为材料，实验设计及结果如下表：
根据实验结果,关于X蛋白对PSII活性的作用,合理的解释是（ ）
A. 仅维持正常光照条件下的PSII活性
B. 仅在逆境胁迫光照条件下保护PSII活性
C. 对PSII活性无显著调控作用
D. 逆境胁迫光照下，X对PSII活性的作用更明显
【答案】D
【分析】表格数据显示，野生型植株PSⅡ活性和光合作用强度比突变体更高，说明蛋白X可以提高PSⅡ活性和光合作用强度。
【详解】A、在正常光照下，野生型PSII活性（0.8）略高于突变体（0.75），在逆境中野生型PSII活性0.5，突变体为0.3，说明逆境胁迫下X蛋白作用更显著，A错误；
B、在逆境胁迫光照下，野生型PSII活性（0.5）显著高于突变体（0.3），说明X蛋白在逆境中保护PSII活性，但正常条件下X蛋白也有作用，B错误；
C、野生型与突变体的PSII活性在两种条件下均存在差异（正常差0.05，逆境差0.2），说明X蛋白对PSII活性有调控作用，C错误；
D、逆境胁迫下，野生型与突变体的PSII活性差异（0.2）远大于正常条件（0.05），表明X蛋白在逆境中对PSII活性的保护作用更显著，D正确；
故选D。
7. 某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法正确的是（ ）

A. 乙曲线代表无氧呼吸产生的CO2量随O2浓度的变化
B. O2浓度为b时，有氧呼吸与无氧呼吸产生CO2速率相等
C. 保存该器官时，O2浓度为a时葡萄糖消耗速率一定最低
D. O2浓度由0到b，有氧呼吸强度持续增强，无氧呼吸持续减弱至停止
【答案】D
【分析】据图分析可知：甲曲线为CO2释放量，乙曲线随氧气浓度由0开始增加而随之增加，故乙曲线为O2吸收量。
【详解】A、乙曲线随氧气浓度由0开始增加而随之增加，故乙曲线为O2吸收量，由于有氧呼吸消耗的氧气量和释放二氧化碳量相等，故乙曲线也可表示有氧呼吸CO2的释放量，A错误；
B、O2浓度为b时，O2吸收量等于CO2释放量，该器官只进行有氧呼吸，B错误；
C、O2浓度为a时，有氧呼吸释放的CO2量等于无氧呼吸释放的CO2量，故无氧呼吸和有氧呼吸消耗葡萄糖的比例为3:1，葡萄糖消耗速率不是最低，C错误；
D、O2浓度由0到b，有氧呼吸强度持续增强，无氧呼吸持续减弱至停止，b点无氧呼吸消失，D正确。
故选D。
8. 血管内皮细胞凋亡与心血管疾病密切相关。研究者以人脐静脉细胞为模型，探究miR-29a-3p（一种非编码小RNA分子）对细胞凋亡的调控作用，实验设计及结果如下表：
下列相关叙述正确的是（ ）
A. miR-29a-3p由脱氧核糖核苷酸组成的一种小RNA分子
B. 设置第3组的目的是排除无关miRNA对实验结果的干扰
C. 细胞凋亡是由环境决定的细胞自动结束生命的过程
D. miR-29a-3p通过促进Bak1基因表达抑制细胞凋亡
【答案】B
【详解】细胞凋亡是由基因调控的细胞自动死亡过程。
【分析】A、miRNA属于小分子RNA，其基本组成单位核糖核苷酸，而非脱氧核糖核苷酸，A错误；
B、第3组（H₂O₂+无关miRNA）与第2组（H₂O₂处理）对比，可排除无关miRNA对实验结果的干扰，验证miR-29a-3p的特异性作用，B正确；
C、细胞凋亡是由基因调控的细胞自动死亡过程，而非仅由环境决定，C错误；
D、第4组中Bak1 mRNA表达量（0.67）低于对照组（1.00），说明miR-29a-3p抑制Bak1基因表达；同时Bcl-2 mRNA表达量升高（2.59），进一步抑制凋亡。miRNA通常通过结合靶mRNA抑制其翻译或降解mRNA，D错误。
故选B
9. 传统发酵食品的制作需要各种各样的微生物。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 腌制泡菜利用了乳酸菌的乳酸发酵
B. 制作腐乳利用了毛霉等产生的蛋白酶
C. 制作果醋利用了醋酸菌在无氧条件下产生乙酸
D. 制作果酒利用了酵母菌在无氧条件下产生酒精
【答案】C
【分析】（1）参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。
（2）参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
（3）参与腐乳制作的微生物主要是毛霉，其新陈代谢类型是异养需氧型。腐乳制作的原理：毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可将脂肪分解成甘油和脂肪酸。
（4）泡菜的制作原理：泡菜的制作离不开乳酸菌。在无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。
【详解】A、乳酸菌在无氧条件下进行乳酸发酵，产生乳酸用于腌制泡菜，A正确；
B、腐乳制作中，毛霉等微生物分泌的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解为小分子物质，B正确；
C、醋酸菌为需氧型细菌，果醋制作需在有氧条件下进行，而非无氧条件，C错误；
D、酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸，将葡萄糖转化为酒精，用于果酒制作，D正确。
故选C。
10. 观察“接种和分离酵母菌”实验操作图（部分），结合微生物实验规范，下列说法错误是（ ）

A. 操作全程需在酒精灯火焰旁进行
B. 培养温度应控制在28～30℃范围内
C. 部分步骤操作顺序是：①③②③④
D. 步骤④用接种环在培养基表面划无数条线
【答案】D
【分析】平板划线法：把混杂在一起的微生物或同一微生物群体中的不同细胞，用接种环在平板表面上作多次由点到线的划线稀释而获得较多独立分布的单个细胞，并让其成长为单菌落的方法。
【详解】A、微生物实验中，为防止杂菌污染，操作全程需在酒精灯火焰旁进行，A正确；
B、酵母菌培养温度一般控制在28-30℃范围内，此温度适合酵母菌的生长繁殖，B正确；
C、结合微生物实验规范，平板划线法接种的部分步骤操作顺序是：①将试管口通过火焰，③将试管口通过火焰并打开棉塞，②在火焰附近用接种环蘸取一环菌液，③将试管口通过火焰并塞上棉塞，④在火焰附近将培养皿打开一条缝隙，用接种环在培养基表面迅速划三至五条平行线，盖上皿盖 ，C正确；
D、步骤④在火焰附近将培养皿打开一条缝隙，用接种环在培养基表面迅速划三至五条平行线，盖上皿盖。灼烧接种环，待其冷却后，从第一次划线的末端开始作第二次划线。重复以上操作，作第三、四、五次划线，D错误。
故选D。
11. 研究者利用植物组织培养技术诱导人参外植体形成不定根。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 不定根细胞与外植体细胞的基因表达不同
B. 接种前需对外植体消毒、对培养基灭菌
C. 培养基中添加蔗糖为细胞提供碳源和能量
D. 人参外植体形成的不定根不具有全能性
【答案】D
【分析】植物组织培养的基本原理是细胞的全能性。植物组织培养的流程是：离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织；愈伤组织经再分化形成胚状体，长出芽和根，进而形成完整植株。
【详解】A、不定根细胞与外植体细胞因细胞分化导致基因选择性表达不同，A正确；
B、接种前，外植体需消毒（如酒精和次氯酸钠处理），培养基需灭菌（如高压蒸汽灭菌），以防止微生物污染，B正确；
C、蔗糖在培养基中作为碳源，同时可被细胞分解供能，C正确；
D．不定根的细胞仍具有全能性，因细胞含完整遗传信息，D错误。
故选D。
12. 动物细胞工程技术在生物制药和物种繁育等领域广泛应用。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 病人体细胞诱导为iPS细胞后直接植入体内，可用于治疗
B. 动物细胞培养中的接触抑制现象可防止细胞过度增殖
C. 动物组织经胰蛋白酶处理后，初次培养的细胞即原代细胞
D. B细胞与骨髓瘤细胞融合，筛选获得能增殖并分泌抗体的细胞
【答案】A
【分析】动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养技术是其他动物工程技术的基础。
【详解】A、iPS细胞（诱导多能干细胞）具有多向分化潜能，但直接植入体内可能因未定向分化而异常增殖形成肿瘤，需先体外诱导分化成特定细胞后再移植，A错误；
B、接触抑制是动物细胞贴壁生长时，相邻细胞接触后停止分裂的现象，可防止细胞过度增殖，B正确；
C、原代细胞指从动物组织经胰蛋白酶分散后初次培养的细胞，描述符合定义，C正确；
D、B细胞与骨髓瘤细胞融合后，需通过两次筛选（杂交瘤细胞筛选和抗体分泌检测）获得能增殖并分泌抗体的杂交瘤细胞，D正确。
故选A。
13. 研究发现，组蛋白去乙酰化酶11（HDAC11）在哺乳动物早期胚胎发育中起关键调控作用。猪胚胎发育过程中，HDAC11抑制剂处理会使组蛋白乙酰化水平升高，胚胎多停滞在4~8细胞期。下列叙述正确的是（ ）
A. HDAC11可通过去除组蛋白的乙酰基抑制早期胚胎发育
B. 在桑葚胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔
C. 桑葚胚的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化
D. 卵裂期，胚胎中细胞数目不断增加，胚胎总体积也相应增加
【答案】C
【分析】根据题干，HDAC11抑制剂导致组蛋白乙酰化水平升高，胚胎停滞在4~8细胞期，说明HDAC11通过去乙酰化促进胚胎发育。
【详解】A、HDAC11抑制剂处理会使组蛋白乙酰化水平升高，胚胎多停滞在4~8细胞期。因此，HDAC11通过去除组蛋白的乙酰基促进胚胎发育，A错误；
B、桑葚胚为实心结构，囊胚阶段才出现含液体的囊胚腔，B错误；
C、桑葚胚细胞全能性较高，囊胚细胞开始分化为内细胞团和滋养层，C正确；
D、卵裂期细胞数目增加，但胚胎总体积因透明带限制不增加，D错误；
故选C。
14. 如图表示基因表达载体的构建过程。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 标记基因的作用是便于筛选含重组DNA的受体细胞
B. DNA连接酶的作用是将目的基因的黏性末端与载体的平末端连接
C. 图中目的基因必须包含启动子和终止子才能表达
D. 限制酶的作用是将目的基因与载体的切口处直接连接起来
【答案】A
【分析】基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。
（1）启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始。
（2）终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束。
（3）标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。
【详解】A、目的基因导入受体细胞时，并非一定能够导入，因此，受体细胞是否成功导入了目的基因，需要对受体细胞进行筛选，标记基因的作用就是便于筛选携带目的基因的重组DNA的受体细胞，A正确；
B、DNA连接酶的作用是将目的基因的黏性末端与载体的黏性末端连接，或者将目的基因的平末端与载体的平末端连接，B错误；
C、构建到基因表达载体的目的基因可以只是基因的编码区，这种目的基因构建到表达载体后，利用表达载体携带的启动子和终止子也能实现表达，C错误；
D、限制酶的作用是识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，D错误。
故选A。
15. 大豆种子蛋白中蛋氨酸含量相对缺乏，将巴西坚果富含蛋氨酸的2S白蛋白基因导入大豆后，却引发食用过敏。关于生物技术安全性，下列说法错误的是（ ）
A. 转基因大豆上市前，需严格评估其对健康与生态的影响
B. 我国转基因方针：研究大胆、推广慎重、管理严格
C. 即使目的基因源于自然界已知基因，安全检测仍必要
D. 证实转基因大豆安全后，可直接大规模推广种植而无需后续检测
【答案】D
【分析】转基因生物的安全性问题：食物安全（滞后效应、过敏源、营养成分改变）、生物安全（对生物多样性的影响）、环境安全（对生态系统稳定性的影响）．对待转基因技术的利弊，正确的做法应该是趋利避害，不能因噎废食。
【详解】A、转基因大豆上市前需评估健康与生态影响，符合我国对转基因产品的管理要求，A正确；
B、我国转基因方针强调研究大胆、推广慎重、管理严格，符合实际政策，B正确；
C、目的基因即使源于自然界，仍需检测其表达产物可能引发的风险（如过敏），C正确；
D、即使初步证实安全，仍需长期跟踪监测潜在风险，直接推广且无需后续检测的说法错误，D错误。
故选D。
第二部分
本部分共6题，共70分。
16. 甘薯是重要的粮食、饲料、工业原料和新型能源作物。我国研究者将甘薯栽培品种徐薯X18与近缘抗旱野生种K121进行体细胞杂交以获得抗旱甘薯。
（1）徐薯X18与野生种K121细胞经________酶处理后获得原生质体，再利用聚乙二醇融合法、_________法等化学法诱导其融合。融合得到的杂种细胞在特定的培养条件下经过_______、再分化过程，发育形成完整的杂种植株XT1，培养基中________是影响该过程中植物细胞发育方向的关键因素。
（2）研究者分别测定正常条件和干旱胁迫下双亲及杂种植株XT1的块根产量（图1）。
图1结果表明，XT1兼具双亲优良性状，判断依据是_______。
（3）研究者分析XT1遗传特性，进行以下实验：
①对叶绿体、线粒体DNA特异性片段扩增后电泳（图2），XT1的细胞质基因主要来自_______。
②核基因组条带统计如下表：
结果说明，XT1的再生过程中较多的保留了__________。新条带可能是由于在体细胞杂交过程中__________导致，使XT1产生不同于双亲的新性状。
（4）植物体细胞杂交的意义是：__________。
【答案】（1）①. 纤维素酶、果胶 ②. 高Ca2+-高pH融合 ③. 脱分化 ④. 生长素、细胞分裂素的浓度和比例
（2）正常条件下，XT1的产量接近X18；干旱胁迫下，XT1的产量高于X18
（3）①. X18 ②. X18特有条带及双亲共有遗传物质 ③. 染色体变异
（4）克服远缘杂交障碍,培育兼具亲本优良性状的新品种
【分析】植物体细胞杂交技术将来自两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞（植物体细胞杂交技术），把杂种细胞培育成植株（植物组织培养技术）。其原理是植物细胞具有全能性和细胞膜具有流动性。杂种细胞再生出新的细胞壁是体细胞融合完成的标志，细胞壁的形成与细胞内高尔基体有重要的关系）。植物体细胞杂交技术可以克服远源杂交不亲和的障碍、培育作物新品种方面所取得的重大突破。
【解析】（1）细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，徐薯X18与野生种K121细胞经纤维素酶、果胶酶处理后获得原生质体，再利用聚乙二醇融合法、高Ca2+-高pH融合法等化学法诱导其融合。融合得到的杂种细胞在特定的培养条件下经过脱分化、再分化过程，发育形成完整的杂种植株XT1，培养基中生长素、细胞分裂素的浓度和比例是影响该过程中植物细胞发育方向的关键因素。
（2）图1结果为正常条件下，XT1的产量接近X18，而干旱胁迫下，XT1的产量高于X18，表明XT1兼具双亲优良性状。
（3）①对叶绿体、线粒体DNA特异性片段扩增后电泳（图2），XT1的叶绿体、线粒体DNA特异性片段的电泳条带与X18相同，故XT1的细胞质基因主要来自X18。
②根据表格可知：XT1的再生过程中较多的保留了X18特有条带及双亲共有遗传物质。新条带可能是由于在体细胞杂交过程中染色体变异导致，使XT1产生不同于双亲的新性状。
（4）植物体细胞杂交能够克服远缘杂交障碍，培育兼具亲本优良性状的新品种。
17. 母乳中的2'-岩藻糖基乳糖（2'-FL）在促进新生儿免疫系统发育等方面具有重要作用。为实现2'-FL的高效生物合成，研究者开发了枯草芽孢杆菌工程菌（好氧菌）。
（1）研究者构建含有催化途径I、Ⅱ等关键酶基因的_______，导入枯草芽孢杆菌中，获得工程菌甲。图1显示甲能快速转运葡萄糖，并且优化了______方向，从而显著提高了2'-FL的合成效率。
（2）乳糖充足时，其能与特定的响应型阻遏蛋白结合，使该阻遏蛋白无法与启动子P下游序列L结合，基因转录；乳糖缺乏时，其响应型阻遏蛋白与序列L结合，阻止基因转录。为筛选乳糖响应型阻遏蛋白，研究者将图2所示两种表达载体共同导入枯草芽孢杆菌，并在含有5FdU的培养基中培养。
①若该菌能在上述培养基中生长，则载体1表达的阻遏蛋白________（能/不能）与载体2上的序列L结合。
②将上述培养基中存活的菌株转移到________的培养基中，选择________的菌落，获得乳糖响应型阻遏蛋白基因序列。
（3）将乳糖响应型阻遏蛋白基因序列与具有持续表达活性的启动子连接后导入工程菌甲，并将甲的G酶基因启动子替换为启动子P，获得了产量显著提高的工程菌乙。综合上述研究结果，完善图3模型，以解释乙产量提高的原因________。
（4）工程菌乙发酵后期常出现2'-FL产率下降现象，其原因是枯草芽孢杆菌内存在一种ATP敏感型蛋白酶（DegP），当ATP浓度丙组>丁组
（5）T细胞同时接受信号1和信号2才能完全活化，确保准确识别抗原,避免免疫监视过度，导致正常细胞受损
【分析】（1）双特异性抗体（BsAb）能同时识别肿瘤特异性抗原和 T 细胞，通过聚集 TCR 形成免疫突触触发 T 细胞激活的 “信号 1”，还可能提供 “信号 2”，相比传统单克隆抗体，可更直接高效地激活 T 细胞，增强对肿瘤细胞的杀伤效果。
（2）用紫色标记细胞核、绿色标记 “TSA1×CD3”BsAb，再用激光共聚焦显微镜观察，紫色染料能紧紧抓住细胞核1、DNA，在显微镜下显紫色，能帮研究者快速找到细胞位置，确定T细胞和靶细胞接触的方位；BsAb 聚集于免疫突触界面，绿色荧光能实时显示其在接触区域的簇集过程，双荧光（紫色 + 绿色）在图像中形成鲜明对比，使细胞核的结构定位与免疫突触功能分子的动态分布得以清晰区分。
（3）在 BsAb 研发中，研究者先用特异性抗原刺激小鼠，经单细胞分离克隆获浆细胞，再用逆转录 PCR 扩抗体可变区基因，通过蛋白质工程改造抗体重链，经细胞表达纯化后验证功能。针对高表达 MUC16 的卵巢癌设计的 BsAb，在体外和体内实验效果显著，为癌症治疗提供新思路。
【解析】（1）从图中看出抗体是典型的“Y”形抗体，有2条重链和2条轻链组成的4条多肽构成的蛋白质；
（2）制备“MUC16×CD28”双特异性抗体（BsAb）和单克隆抗体很相似，不同的是将MUC16和CD28两种抗原分别注入小鼠体内获得免疫鼠，从免疫鼠体内分离出B淋巴细胞和骨髓瘤细胞诱导融合，经过两次筛选，筛选出能分泌抗MUC16或抗CD28的杂交瘤细胞，再通过蛋白质工程定向改造抗体的重链，防止其错误配对；
（3）T细胞识别、杀伤靶细胞的能力取决于一系列协调的相互作用。其中最重要的是T细胞受体复合体（TCR，包括相关的CD3等结构）对靶细胞的识别和结合（“信号1”），成功触发信号1需要在T细胞与靶细胞界面处聚集许多TCR复合体，这个界面被称为免疫突触，由题得知MUC16是一种卵巢癌高表达特异性抗原，T细胞能识别并结合特定的抗原，它的表达量减少，T细胞受体复合体TCR结合位点不足，形成的免疫突触结构松散，影响了信号1和信号2的作用，无激活T细胞，免疫监视效果减弱，癌细胞容易逃逸；
（4）实验方案①制备裸鼠（无胸腺，缺乏内源性T细胞，需外源补充），向其体内植入表达荧光素酶（遇底物D-荧光素后可发光）的卵巢癌细胞后,构建卵巢癌模型鼠，随机均分成甲、乙、丙、丁四组；②甲组不补充T细胞，注射适量的无关抗体；乙组补充适量的T细胞，注射等量的MUC16×CD28抗体；丙组补充等量的T细胞，注射等量的MUC16×CD3抗体；丁组补充等量的T细胞，注射等量的MUC16×CD28抗体和MUC16×CD3抗体；③在相同且适宜的条件下培养一段时间，定量检测肿瘤细胞的发光度。
实验结果发光强度与存活的肿瘤细胞数量呈正相关 —— 细胞越多，发光越强；细胞被 T 细胞杀伤越多，发光越弱。甲组肿瘤发光最强，无 T 细胞攻击，肿瘤自然生长；乙组发光强度≈对照组→仅MUC16×CD28抗体无法激活 T 细胞；丙组荧光强度中等，（CD3）激活部分 T 细胞，杀伤力较弱；丁组发光强度最弱，“MUC16×CD28通过MUC16×CD3激活T细胞”，双抗体同时作用，癌细胞大量杀死，荧光强度最弱。所以发光度为：甲组≈乙组>丙组>丁组。
（5）由题意可知，T细胞双信号调控对维持稳态的意义为：T细胞同时接受信号1和信号2才能完全活化，确保准确识别抗原,避免免疫监视过度，导致正常细胞受损。
21. 甘蓝型油菜是我国重要的油料作物。研究者在育种工作中发现一种闭花突变体，该突变体雌雄蕊均正常发育，但整个花期花瓣始终包裹花蕊，直至凋谢。
（1）野生型开花油菜与闭花突变体杂交，F1均表现为闭花，说明闭花为_______性状。统计发现F2的表型及比例为________，说明这对性状的遗传遵循分离定律。F2闭花受粉的植株中自交后代发生性状分离的植株占比为________。
（2）提取野生型、闭花突变体和若干F2单株的DNA，检测其染色体上的特异性DNA序列（分子标记），结果如下表。
据表可将决定油菜花瓣开闭的基因定位在__________。在该染色体上开发新的分子标记，最终将基因定位在V区段。
（3）研究者进行图1所示杂交实验，筛选获得纯合开花株系甲和纯合闭花株系乙。比较甲乙的V区段，发现内部存在如图2所示现象。
图1杂交实验的目的是使甲乙品系_________。据图2可知，与株系甲相比，株系乙的V区段内发生的变异属于________。研究者根据株系乙染色体断点处DNA序列设计引物，对（2）中F2单株进行检测，发现只有闭花单株可获得扩增产物，此检测的目的是验证________。
（4）进一步研究发现，株系甲在花发育的花瓣打开阶段F基因低表达、E基因高表达，而株系乙则相反。请用以下材料设计两组转基因实验的实验组，并写出支持“闭花性状是F基因表达模式改变引起的而与E基因无关”这一结论的实验结果________。
①开花株系甲
②闭花株系乙
③F基因过表达载体
④E基因过表达载体
⑤F基因表达的干扰载体
⑥E基因表达的干扰载体
（5）野生型油菜的开花性状使其在田间种植时的异交率在10%～40%之间。闭花性状可在油菜遗传育种发挥重要作用，请简述其优势________。
【答案】（1）①. 显性 ②. 闭花：开花≈3：1 ③. 2/3
（2）3号染色体接近分子标记Mm的位置
（3）①. 除了V区段（决定花瓣开闭的基因）以外，其余染色体DNA几乎均与野生型相同 ②. 染色体结构变异 ③. 闭花性状是否由V区段染色体倒位导致
（4）①植株为开花，③将 F基因过表达载体导入开花株系甲植株出现闭花性状，⑥将E基因表达的干扰载体导入开花株系甲，植株仍表现为开花性状
（5）促进自交保种
【分析】分离定律：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。 实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
【解析】（1）野生型开花油菜与闭花突变体杂交，子一代均表现为闭花，根据显性性状和隐性性状的定义，具有相对性状的纯合亲本杂交，子一代表现出来的性状为显性性状，所以闭花为显性性状。若这对性状的遗传遵循分离定律，子一代（杂合子）自交，子二代的表型及比例应为闭花：开花 = 3:1。设控制该性状的基因为A、a，F2闭花植株的基因型为AA:Aa=1:2。闭花受粉即自交，AA自交后代不发生性状分离，Aa自交后代发生性状分离，F2闭花受粉的植株中自交后代发生性状分离的植株占比为2/3。
（2）分析表格：野生型 3 号染色体分子标记为 MM，闭花突变体为 mm；F₂开花单株 3 号染色体为 MM，闭花单株为 Mm 或 mm。说明花瓣开闭基因与 3 号染色体分子标记连锁，故决定油菜花瓣开闭的基因定位在 3 号染色体。
（3）基因重组：杂交实验可使甲乙品系基因重新组合，通过后代筛选获得目标性状。除了V区段（决定花瓣开闭的基因）以外，其余染色体DNA几乎均与野生型相同。株系乙的V区段内片段颠倒，属于染色体结构变异中的倒位。闭花性状与乙品系染色体断裂点处DNA序列的关联性（或闭花性状由乙的染色体倒位导致）：通过检测验证闭花性状是否由乙的特定染色体结构变异（断裂点DNA序列）决定。
（4）对照组为①：开花，实验组一：将 F基因过表达载体 导入开花株系甲（使F基因高表达）；实验组二：将E基因表达的干扰载体导入开花株系甲（改变E基因表达，验证其无关性）。 实验结果：实验组一植株出现闭花性状；实验组二植株仍表现为开花性状。 此结果表明闭花性状由F基因表达模式改变引起，而与E基因无关。
（5）闭花性状优势：闭花状态下自花授粉，避免异交干扰，保证子代基因纯合，稳定遗传优良性状，减少育种过程中因异交导致的性状分离，提高育种效率，利于保持品种纯度，促进自交保种。
实验条件
植物类型
PSⅡ活性（相对值）
光合作用强度（μmlCO2/m2·s）
正常光照
野生型
0.8
20
正常光照
X基因敲除突变体
0.75
18
模拟逆境胁迫光照
野生型
0.5
12
模拟逆境胁迫光照
X基因敲除突变体
0.3
8
组别
细胞凋亡比例%
Bak1mRNA表达量
Bcl-2mRNA表达量
第1组：对照组
8.09
1.00
1.00
第2组：H2O2处理组
17.53
1.09
0.80
第3组：H2O2+无关miRNA处理组
16.05
1.11
0.78
第4组：H2O2+miR-29a-3p处理组
9.70
0.67
2.59
类型
双亲共有条带
K121特有条带
X18特有条带
新条带
条带数
373
60
629
141
生物材料
垩白率
粳稻
高
QT12基因敲除粳稻
低
NF-YA8基因敲除粳稻
低
NF-YC10基因敲除粳稻
更高
被测个体
1号染色体分子标记
3号染色体分子标记
野生型
AA
BB
MM
NN
闭花突变体
aa
bb
mm
nn
F2的开花单株
AA或Aa或aa
BB或Bb或bb
MM
NN或Nn
F2的闭花单株
AA或Aa或aa
BB或Bb或bb
Mm或mm
Nn或nn