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2024届山西省太原市高三高三下学期一模理综试卷-高中生物（原卷版+解析版）
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这是一份2024届山西省太原市高三高三下学期一模理综试卷-高中生物（原卷版+解析版），文件包含2024届山西省太原市高三高三下学期一模理综试卷-高中生物原卷版docx、2024届山西省太原市高三高三下学期一模理综试卷-高中生物解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共16页， 欢迎下载使用。
（考试时间：上午9：00—11：30）
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考试编号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Cu 64
一、选择题：本题共13小题，每小题6分，共78分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 研究发现，人成熟红细胞变形时会释放ATP，出胞后的ATP会与内皮细胞P2Y受体结合，使内皮细胞合成并释放NO，NO可作用于毛细血管使血管舒张。下列相关分析，正确的是（ ）
A. 作为信息分子的ATP以自由扩散的方式离开红细胞
B. 红细胞与内皮细胞间信息交流的方式类似于胞间连丝
C. 人成熟红细胞无线粒体，由无氧呼吸第一个阶段产生ATP
D. NO有利于红细胞通过毛细血管，而红细胞不改变细胞骨架
【答案】C
【解析】
【分析】无氧呼吸分为两个阶段：第一阶段：葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，并释放少量能量；第二阶段丙酮酸在不同酶的作用下转化成乳酸或酒精和二氧化碳，不释放能量。整个过程都发生在细胞质基质。
【详解】A、人成熟红细胞变形时会释放ATP，即作为信息分子的ATP以胞吐的方式离开红细胞，A错误；
B、胞间连丝是通道传递，不需要信号分子与受体的结合，而红细胞与内皮细胞间信息交流需要信号分子与受体的结合，B错误；
C、人成熟红细胞没有细胞核和众多的细胞器，因此人成熟红细胞无线粒体，由无氧呼吸第一个阶段产生ATP，C正确；
D、NO可作用于毛细血管使血管舒张，有利于红细胞通过毛细血管，在这个过程中红细胞需要改变细胞骨架，D错误。
故选C。
2. 下列实验中，关于材料选择、技术或方法对应不合理的是（ ）
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【分析】高中生物学实验中运用了多种研究方法，常考的方法有：同位素标记法、差速离心法、染色法、对比实验法、对照实验法、模型建构法、假说-演绎法、类比推理法、梯度密度离心法、荧光标记法、调查法等。
【详解】A、卡尔文循环的发现用的实验材料是小球藻，方法是放射性同位素标记，A错误；
B、获取目的基因的方法有多种。在我国首批具有较高抗虫活性的转基因抗虫棉的培育过程中，科学家人工合成了目的基因。现在，常用PCR特异性地快速扩增目的基因，B正确；
C、摩尔根用果蝇杂交实验，延用假说演绎法，为基因位于染色体上提供了实验证据，C正确；
D、探究培养液中酵母菌种群数量的变化，采用抽样检测法，估算试管中酵母菌的总数，D正确。
故选A。
3. 常染色体上的BRCA1基因发生显性突变，变成致病基因可引发某种恶性肿瘤。医生对某位该病女患者的极体进行了单细胞基因组测序，从而推测出与被测极体同时产生的卵细胞不含致病基因（不考虑互换）。下列分析错误的是（ ）
A. 对极体进行单细胞基因组测序时需要测定23条染色体上的DNA序列
B. 卵细胞与被测极体来自同一个次级卵母细胞，二者的基因组成相同
C. 处于有丝分裂前期的一个造血干细胞中可能含有2个BRCA1基因
D. 致病基因和正常基因是随减数分裂Ⅰ时姐妹染色单体的分离而分开
【答案】D
【解析】
【分析】1、人类基因组计划的目的:测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息。
2、人类基因组计划共要测24条染色体(22条常染色体+X+Y)。
【详解】A、对极体进行单细胞基因组测序时需要测定23条染色体上的DNA序列，包含22条常染色体和1条X染色体，A正确；
B、卵细胞与被测极体来自同一个次级卵母细胞的姐妹染色单体分离形成的，二者的基因组成相同，B正确；
C、造血干细胞属于体细胞，处于有丝分裂前期的一个造血干细胞完成了DNA的复制，细胞中可能含有2个BRCA1基因，C正确；
D、致病基因和正常基因是随减数分裂Ⅰ时同源染色体的分离而分开，D错误。
故选D。
4. 由于基因中一个碱基的替换导致决定某种氨基酸的密码子突变为提前终止密码子（英文缩写为PTC）的现象称为无义突变，大约11%的人类遗传病是因此导致的。研究人员通过将天然tRNA改造成能识别PTC的sup-tRNA，从而获得有功能的蛋白来治疗该类疾病。下列分析正确的是（ ）
A. 无义突变若发生在常染色体上，可引发染色体异常遗传病
B. 发生无义突变的基因，只能表达出原来蛋白质的一段序列
C. 天然tRNA上的密码子通常只能识别并转运一种氨基酸
D. sup-tRNA识别PTC时不遵循碱基互补配对原则
【答案】B
【解析】
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质，所有已知的生命，都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶进行，以DNA为模板，产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动，留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，场所在核糖体。
【详解】A、由于基因中一个碱基的替换导致决定某种氨基酸的密码子突变为提前终止密码子（英文缩写为PTC）的现象称为无义突变，无义突变若发生在常染色体上，也只是基因突变，不会引发染色体异常，A错误；
B、发生无义突变的基因，决定某种氨基酸的密码子突变为提前终止密码子，只能表达出原来蛋白质的一段序列，B正确；
C、密码子在mRNA上，tRNA上存在反密码子，C错误；
D、sup-tRNA识别PTC时为反密码子与密码子的识别，遵循碱基互补配对原则，D错误。
故选B。
5. 植物生长发育的调控是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。下列叙述错误的是（ ）
A 脱落酸可促进气孔关闭也可促进叶片衰老
B. 有些植物的种子需要经历春化作用后才能萌发
C. 重力可通过影响生长素的分布来调节植物的形态建成
D. 促进细胞中乙烯合成酶基因的表达有利于果实的成熟
【答案】B
【解析】
【分析】生长素：促进细胞伸长生长、诱导根的分化、影响花和果实的发育等；赤霉素：促进细胞伸长、促进细胞分裂与分化、促进种子萌发、开花和果实发育等；细胞分裂素：促进细胞分裂，促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成等；乙烯：促进果实成熟，促进开花，促进叶、花、果实的脱落等；脱落酸：抑制细胞分裂，促进气孔关闭，促进叶和果实的衰老和脱落，维持种子休眠等。
【详解】A、脱落酸是一种逆境激素，可促进气孔关闭也可促进叶片衰老，A正确；
B、某些植物必须经历一段时间低温诱导的春化作用后才能开花结果，称为低温春化，说明温度在植物的发育中具有重要作用，B错误；
C、重力可通过影响生长素的分布来调节植物的形态建成，主要是通过淀粉石等结构实现的，C正确；
D、乙烯能够促进果实成熟，促进细胞中乙烯合成酶基因的表达有利于果实的成熟，D正确。
故选B。
6. 世界珍稀濒危物种华北豹是我国独有的金钱豹亚种，山西是拥有野生华北豹数量最多的省份，目前华北豹已成为见证山西良好生态的一张名片。下列叙述正确的是（ ）
A. 若精确调查山西境内华北豹的种群数量，可采用标记重捕法
B. 将华北豹迁入野生动物园是对华北豹最有效的保护措施
C. 华北豹作为顶级消费者具有加快物质循环、维护生态平衡等作用
D. 当发生“华北豹捕食耕牛”现象时，为保护人民财产将华北豹猎杀
【答案】C
【解析】
【分析】生物多样性的保护：
（1）就地保护（自然保护区）：就地保护是保护物种多样性最为有效的措施。
（2）易地保护:动物园、植物园
（3）利用生物技术对生物进行濒危物种的基因进行保护，如建立精子库、种子库等。
（4）利用生物技术对生物进行濒危物种进行保护，如人工授精、组织培养和胚胎移植等。
【详解】A、由于华北豹数量较少，个体较大，故精确调查山西境内华北豹的种群数量，可采用逐个计数法，A错误；
B、将华北豹迁入野生动物园属于易地保护，就地保护才是对华北豹最有效的保护措施，B错误；
C、华北豹作为顶级消费者具有加快物质循环、维护生态平衡等作用，C正确；
D、当发生“华北豹捕食耕牛”现象时，为保护人民财产将华北豹猎杀，会破坏生态平衡，D错误。
故选C。
三、非选择题：共174分。
7. 为研究光调控下CO2浓度对藻类的影响，科研人员以三角褐指藻（单细胞真核藻类）为实验材料进行模拟实验，结果如图所示（注：LC、MC、HC为不同的CO2浓度；Rubisc为固定CO2的酶）。请据图分析作答：
（1）该实验的自变量有______________。
（2）据图可知，CO2浓度对三角褐指藻影响是____________________________。
（3）在LC和MC两种条件下，三角褐指藻的净光合速率在低光照强度与高光照强度时相比并无显著差异，分析原因可能是_____________________。
（4）科研人员推测，高光照强度下三角褐指藻的Rubisc活性高于低光照强度的原因可能是ATP促进了Rubisc的活化。请设计实验验证这一推测，简要写出实验思路和预期实验结果_____________________。
【答案】（1）光照强度和CO2浓度
（2）相同光照强度下，随着CO2浓度升高，三角褐指藻的叶绿素含量减少，Rubisc活性提高，净光合速率升高
（3）低光照强度和较低CO2浓度下，该藻类的叶绿素含量提高，能充分捕获、传递和转化光能，光反应速率加快，为暗反应提供更充足的ATP和NADPH，从而提高光合速率
（4）实验思路：提取HC浓度下低光照强度和高光照强度下三角褐指藻细胞中的Rubisc，前者均分为甲乙两组，后者作丙组，且三组的酶量相等。分别向三组中添加等量的ATP溶液、蒸馏水、蒸馏水，一段时间后，检测三组的Rubisc活性。
预期结果：甲组和丙组Rubisc活性相近，且显著高于乙组，证明高光照强度下产生较多ATP促进了Rubisc的活化。
【解析】
【分析】本实验是探究光调控下CO2浓度对藻类的影响，因此自变量是光照强度和CO2浓度。分析图可知，随着CO2浓度升高，三角褐指藻的叶绿素含量减少，Rubisc活性提高，净光合速率升高。
【小问1详解】
本实验是探究光调控下CO2浓度对藻类的影响，因此自变量是光照强度和CO2浓度。
【小问2详解】
分析图可知，研究CO2浓度对三角褐指藻的影响，应该把光照强度保持相同，在相同光照强度下，随着CO2浓度升高，三角褐指藻的叶绿素含量减少，Rubisc活性提高，净光合速率升高。
【小问3详解】
LC、MC为不同的CO2浓度，LC低CO2浓度，MC较高CO2浓度，低光照强度和较低CO2浓度下，该藻类的叶绿素含量提高，能充分捕获、传递和转化光能，光反应速率加快，为暗反应提供更充足的ATP和NADPH，从而提高光合速率，因此在LC和MC两种条件下，三角褐指藻的净光合速率在低光照强度与高光照强度时相比并无显著差异。
【小问4详解】
实验的目的是验证高光照强度下三角褐指藻的Rubisc活性高于低光照强度的原因可能是ATP促进了Rubisc的活化，自变量有光照强度，是否添加ATP，实验思路：提取HC浓度下低光照强度和高光照强度下三角褐指藻细胞中的Rubisc，前者均分为甲乙两组，后者作丙组，且三组的酶量相等。分别向三组中添加等量的ATP溶液、蒸馏水、蒸馏水，一段时间后，检测三组的Rubisc活性。预期结果：甲组和丙组Rubisc活性相近，且显著高于乙组，证明高光照强度下产生较多ATP促进了Rubisc的活化。
8. 生物界中广泛存在表现为连续变异的数量性状遗传现象，如含有红色素的小麦籽粒呈现出深红色、红色、浅红色等连续变异的性状。科学家对小麦籽粒颜色的遗传进行了研究，下表呈现了其中几组杂交组合情况。（用字母A/a、B/b等表示不同的等位基因）
请分析作答：
（1）小麦籽粒颜色至少是由_______对基因控制的，判断理由是____________________________。
（2）组合二F1的基因型为____________________。组合三F2含有红色素的籽粒由深到浅的表型共有_______种，其中与组合一F1表型相同的比例为_______。
（3）将组合一F1和组合三F1杂交，其后代白粒小麦所占比例为_______。
（4）研究发现，基因Tamyb10能够通过激活类黄酮与脱落酸合成相关基因来调控籽粒颜色和穗发芽抗性等。经长期驯化的大多数白粒小麦品种的种皮红色素不能正常积累，与该基因突变有关。例如基因Tamyb10-A1因其有2.2kb大片段T-DNA插入而失活，该突变属于_______（填“显性”或“隐性”）突变。
（5）综上分析推知，基因与性状并不是简单的一一对应关系，表现在______________（答出两点即可）。
【答案】（1） ①. 3（三） ②. 组合三的F2中有1/64白粒，为(1/4)3
（2） ①. AaBbcc或AabbCc或aaBbCc ②. 6 ③. 6/63（2/21）
（3）1/16 （4）隐性
（5）一个性状可以受到多个基因的影响；一个基因可以影响多个性状；基因和基因之间存在复杂的相互作用，精细地调控着生物的性状等
【解析】
【分析】自由组合的实质：当具有两对（或更多对）相对性状的亲本进行杂交，在子一代产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的基因表现为自由组合。其实质是非等位基因自由组合，即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的，各自独立地分配到配子中去。因此也称为独立分配定律。
【小问1详解】
根据题意和图示分析可知：亲本有红粒和白粒，而F1都是红粒，说明控制红粒性状的基因为显性基因，组合三中，F2的红粒：白粒=63：1，假设小麦的籽粒颜色由n对等位基因控制（隐性纯合体为白粒，其余都为红粒），F1自交得到F2，则F2中白粒个体所占的比例为（1/4）n=1/64，计算可得n=3，因此小麦和燕麦的籽粒颜色由三对能独立遗传的基因控制。
【小问2详解】
组合二的F2为红粒∶白粒=15∶1，其中两对基因杂合，因此F1的基因型为AaBbcc或aaBbCc或AabbCc；组合三F2含有红色素的籽粒由深到浅的表型共有AABBCC（6个显性基因）~Aabbcc（1个显性基因）6种，分别为含6个、5个、4个、3个、2个、1个显性基因；组合三的F1为AaBbCc，其中与组合一F1（Aabbcc或aaBbcc或aabbCc）表型相同的为Aabbc、aaBbcc、aabbCc,比例为2/4×1/4×1/4+1/4×2/4×1/4+1/4×1/4×2/4=6/64，组合三的红色占63/64，因此红色中与组合一F1表型相同的比例为6/64÷63/64=6/63=2/21。
【小问3详解】
将组合一F1（Aabbcc或aaBbcc或aabbCc）和组合三F1（AaBbCc）杂交，其后代白粒小麦（aabbcc）所占比例为1/4×1/2×1/2=1/16。
【小问4详解】
经长期驯化的大多数白粒小麦品种的种皮红色素不能正常积累，与该基因突变有关，白色后代仍为白色，因此该突变为隐性突变，即白色为隐性基因控制。
【小问5详解】
结合红粒和白粒受三对基因的影响可知，一个性状可以受到多个基因的影响；一个基因可以影响多个性状；基因和基因之间存在复杂的相互作用，精细地调控着生物的性状等，因此基因与性状并不是简单的一一对应关系。
9. 我国糖尿病患者已达1.41亿，其中90%以上为2型糖尿病（T2DM）。随着医学的进步，越来越多的降糖药被批准上市，在降低患者并发症风险及提高生活质量方面发挥了重要作用。请回答下列问题：
（1）人体内调节血糖平衡的激素有很多，除胰岛分泌的激素外，参与血糖调节的激素还有_______（答出一种即可）。
（2）在人体小肠中存在α-葡萄糖苷酶，能催化寡糖和二糖等水解为葡萄糖等。与寡糖结构相似的α-葡萄糖苷酶抑制剂，可与-葡萄糖苷酶发生可逆性结合。作为药物的α-葡萄糖苷酶抑制剂宜采用_______（填“口服”或“注射”）方式，其降糖机理是____________________________。
（3）转运蛋白SGLT2主要在肾小管近端表达，负责重吸收葡萄糖。当血糖浓度达到肾糖阈（肾小管重吸收葡萄糖的上限）时，SGLT2重吸收能力达到饱和，多余的葡萄糖通过尿液排出体外。研究发现，一些T2DM患者的肾糖阈比健康人群高。SGLT2抑制剂是一类新型口服降糖药物，分析其降糖机理可能是____________________________。
（4）人体血糖平衡还会受到自主神经系统的调节，试从神经调节的角度提出一种降低血糖的治疗思路：___________________________________。
【答案】（1）肾上腺素（或甲状腺激素或糖皮质激素）
（2） ①. 口服 ②. 与α-葡萄糖苷酶结合，抑制肠道中葡萄糖的生成（和吸收）
（3）SGLT2抑制剂抑制转运蛋白SGLT2的活性，使肾小管对葡萄糖的重吸收减少，增加了葡萄糖随尿液的排出量，以降低血糖浓度
（4）用微电极以一定频率刺激副交感神经来降低血糖浓度
【解析】
【分析】血糖平衡调节：①当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存，从而使血糖下降。②当血糖下降时，血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放，同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升，并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动，使肾上腺素分泌增强，肾上腺素也能促进血糖上升。
【小问1详解】
肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素都能升高血糖，因此除胰岛分泌的激素外，参与血糖调节的激素还有肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素。
【小问2详解】
α-葡萄糖苷酶抑制剂与寡糖结构相似，α-葡萄糖苷酶存在于小肠中，因此作为药物的α-葡萄糖苷酶抑制剂宜采用口服的方式。由题意“与寡糖结构相似的α-葡萄糖苷酶抑制剂，可与 α -葡萄糖苷酶发生可逆性结合”可知，α-葡萄糖苷酶抑制剂与α-葡萄糖苷酶结合，抑制肠道中葡萄糖的生成和吸收，从而降低血糖。
【小问3详解】
转运蛋白SGLT2负责重吸收葡萄糖，SGLT2抑制剂抑制转运蛋白SGLT2的活性，使肾小管对葡萄糖的重吸收减少，当SGLT2重吸收能力达到饱和，多余的葡萄糖通过尿液排出体外，SGLT2抑制剂增加了葡萄糖随尿液的排出量，以降低血糖浓度。
【小问4详解】
当血糖浓度升高时，血糖的相对稳定是神经-体液调节的结果，此时，副交感神经兴奋，下丘脑发出指令使胰岛B细胞分泌胰岛素增加以降低血糖浓度，从神经调节的角度来说，可以用微电极以一定频率刺激副交感神经，使胰岛B细胞分泌胰岛素，来降低血糖浓度。
10. 太原市西山地区通过多年的生态修复工程，实现了从满目疮痍到“郁郁苍苍三十里”的华丽转身，并于2023年被命名为国家级“绿水青山就是金山银山”实践创新基地，是新时代“两山”理念的生动实践。请回答下列问题：
（1）西山地区的生态恢复，不仅改善了生态环境，还提高了社会和经济效益，这主要体现了生态工程的_______原理。
（2）为加快修复西山地区生态环境，人们在植被恢复方面采用了草本、灌木、乔木等混种模式，提高了植物对_______等环境资源的利用能力，同时还需要考虑_______，不能让植物数量超过环境承载力的限度。
（3）近年来，山西省省鸟褐马鸡在西山地区的数量明显增加，说明逐步恢复的生态环境为褐马鸡的回归提供了______________。下图是能量流经该褐马鸡种群的示意图，图中C表示______________；被分解者利用的能量可用图中_______（填字母）表示。
【答案】（1）整体 （2） ①. 光 ②. 环境容纳量（或K值）
（3） ①. 栖息空间和食物条件 ②. 用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量 ③. E
【解析】
【分析】1、生态学原理：循环原理：通过系统设计实现不断循环，使前一个环节产生的废物尽可能地被后一个环节利用，减少整个生产环节“废物”的产生。自生原理：把很多单个生产系统通过优化组合，有机地整合在一起，成为一个新的高效生态系统。整体原理：充分考虑生态、经济和社会问题。
2、某营养级同化量=呼吸散失的能量+生长发育和繁殖的能量。
【小问1详解】
西山地区的生态恢复，充分考虑生态、经济和社会问题，主要体现了生态工程的整体原理。
【小问2详解】
为加快修复西山地区生态环境，人们在植被恢复方面采用了草本、灌木、乔木等混种模式，提高了植物对光等环境资源的利用能力，同时还需要考虑环境容纳量，不能让植物数量超过环境承载力的限度。
【小问3详解】
近年来，山西省省鸟褐马鸡在西山地区的数量明显增加，说明逐步恢复的生态环境为褐马鸡的回归提供了栖息空间和食物条件。由图可知，A代表摄入量，B代表同化量，C代表用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量，E代表流向分解者的能量。
11. 巴斯德毕赤酵母（以下简称毕赤酵母）是目前仅次于大肠杆菌的常用蛋白表达系统。该酵母以甲醇为唯一碳源，胞内无天然质粒，所表达的外源基因需整合到酵母染色体上，因其具有强启动子PAOX，故能高效表达外源基因。请回答下列问题：
（1）构建毕赤酵母表达载体往往需借助大肠杆菌质粒，目的基因一般插入到强启动子PAOX的_______（填“上游”或“下游”）和终止子的_______（填“上游”或“下游”），启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，其作用是____________________________。
（2）通过转化可将表达载体导入毕赤酵母细胞。转化时一般先用Ca²⁺处理，使毕赤酵母细胞处于一种_______的生理状态；同时需将表达载体处理成线性DNA，分析原因可能是____________________________。转化后的毕赤酵母进行发酵培养，培养基中除加入甲醇外，还需要提供的营养物质有_______。
（3）毕赤酵母蛋白表达系统与大肠杆菌蛋白表达系统相比，优势体现在_____________________（答出一点即可）；与哺乳动物蛋白表达系统相比，其优势又体现在____________________________（答出两点即可）。
【答案】（1） ①. 下游 ②. 上游 ③. RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA。
（2） ①. 能吸收周围环境中DNA分子 ②. 将环状质粒酶切成线性，便于整合在酵母染色体上且稳定存在 ③. 氮源、无机盐、水
（3） ①. 可进行蛋白质加工、蛋白质折叠、翻译后修饰等 ②. 操作简单、成本低廉、繁殖周期短、可大规模进行发酵等
【解析】
【分析】基因工程操作的基本步骤：获取目的基因、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
目的基因需要插入到启动子和终止子之间，所以目的基因一般插入到强启动子PAOX的下游和终止子的上游，启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，其作用是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA。
小问2详解】
转化时一般先用Ca²⁺处理，使毕赤酵母细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态；染色体上的DNA为链状DNA即线性DNA。同时需将表达载体处理成线性DNA，其原因可能是将环状质粒酶切成线性，便于整合在酵母染色体上且稳定存在。培养基一般需要碳源、氮源、水和无机盐，甲醇可以提供碳源，所以转化后的毕赤酵母进行发酵培养，培养基中除加入甲醇外，还需要提供的营养物质有氮源、无机盐、水。
【小问3详解】
毕赤酵母属于真核细胞，与大肠杆菌相比，含有众多细胞器，所以毕赤酵母蛋白表达系统与大肠杆菌蛋白表达系统相比，优势体现在可进行蛋白质加工、蛋白质折叠、翻译后修饰等；与哺乳动物蛋白表达系统相比，其优势又体现在操作简单、成本低廉、繁殖周期短、可大规模进行发酵等。选项
实验
实验材料
技术或方法
A
卡尔文循环的发现
黑藻
荧光标记法
B
基因工程中目的基因的检测
抗虫棉
PCR
C
基因位于染色体上的实验证据
果蝇
假说—演绎法
D
培养液中微生物种群数量的变化
酵母菌
抽样检测法
杂交组合
亲本表型
F1表型
F2表型及比例
组合一
红粒×白粒
籽粒全部含有红色素
含有红色素籽粒∶白粒=3∶1
组合二
红粒×白粒
籽粒全部含有红色素
含有红色素籽粒∶白粒=15∶1
组合三
红粒×白粒
籽粒全部含有红色素
含有红色素籽粒∶白粒=63∶1
（考试时间：上午9：00—11：30）
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考试编号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Cu 64
一、选择题：本题共13小题，每小题6分，共78分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 研究发现，人成熟红细胞变形时会释放ATP，出胞后的ATP会与内皮细胞P2Y受体结合，使内皮细胞合成并释放NO，NO可作用于毛细血管使血管舒张。下列相关分析，正确的是（ ）
A. 作为信息分子的ATP以自由扩散的方式离开红细胞
B. 红细胞与内皮细胞间信息交流的方式类似于胞间连丝
C. 人成熟红细胞无线粒体，由无氧呼吸第一个阶段产生ATP
D. NO有利于红细胞通过毛细血管，而红细胞不改变细胞骨架
【答案】C
【解析】
【分析】无氧呼吸分为两个阶段：第一阶段：葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，并释放少量能量；第二阶段丙酮酸在不同酶的作用下转化成乳酸或酒精和二氧化碳，不释放能量。整个过程都发生在细胞质基质。
【详解】A、人成熟红细胞变形时会释放ATP，即作为信息分子的ATP以胞吐的方式离开红细胞，A错误；
B、胞间连丝是通道传递，不需要信号分子与受体的结合，而红细胞与内皮细胞间信息交流需要信号分子与受体的结合，B错误；
C、人成熟红细胞没有细胞核和众多的细胞器，因此人成熟红细胞无线粒体，由无氧呼吸第一个阶段产生ATP，C正确；
D、NO可作用于毛细血管使血管舒张，有利于红细胞通过毛细血管，在这个过程中红细胞需要改变细胞骨架，D错误。
故选C。
2. 下列实验中，关于材料选择、技术或方法对应不合理的是（ ）
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【分析】高中生物学实验中运用了多种研究方法，常考的方法有：同位素标记法、差速离心法、染色法、对比实验法、对照实验法、模型建构法、假说-演绎法、类比推理法、梯度密度离心法、荧光标记法、调查法等。
【详解】A、卡尔文循环的发现用的实验材料是小球藻，方法是放射性同位素标记，A错误；
B、获取目的基因的方法有多种。在我国首批具有较高抗虫活性的转基因抗虫棉的培育过程中，科学家人工合成了目的基因。现在，常用PCR特异性地快速扩增目的基因，B正确；
C、摩尔根用果蝇杂交实验，延用假说演绎法，为基因位于染色体上提供了实验证据，C正确；
D、探究培养液中酵母菌种群数量的变化，采用抽样检测法，估算试管中酵母菌的总数，D正确。
故选A。
3. 常染色体上的BRCA1基因发生显性突变，变成致病基因可引发某种恶性肿瘤。医生对某位该病女患者的极体进行了单细胞基因组测序，从而推测出与被测极体同时产生的卵细胞不含致病基因（不考虑互换）。下列分析错误的是（ ）
A. 对极体进行单细胞基因组测序时需要测定23条染色体上的DNA序列
B. 卵细胞与被测极体来自同一个次级卵母细胞，二者的基因组成相同
C. 处于有丝分裂前期的一个造血干细胞中可能含有2个BRCA1基因
D. 致病基因和正常基因是随减数分裂Ⅰ时姐妹染色单体的分离而分开
【答案】D
【解析】
【分析】1、人类基因组计划的目的:测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息。
2、人类基因组计划共要测24条染色体(22条常染色体+X+Y)。
【详解】A、对极体进行单细胞基因组测序时需要测定23条染色体上的DNA序列，包含22条常染色体和1条X染色体，A正确；
B、卵细胞与被测极体来自同一个次级卵母细胞的姐妹染色单体分离形成的，二者的基因组成相同，B正确；
C、造血干细胞属于体细胞，处于有丝分裂前期的一个造血干细胞完成了DNA的复制，细胞中可能含有2个BRCA1基因，C正确；
D、致病基因和正常基因是随减数分裂Ⅰ时同源染色体的分离而分开，D错误。
故选D。
4. 由于基因中一个碱基的替换导致决定某种氨基酸的密码子突变为提前终止密码子（英文缩写为PTC）的现象称为无义突变，大约11%的人类遗传病是因此导致的。研究人员通过将天然tRNA改造成能识别PTC的sup-tRNA，从而获得有功能的蛋白来治疗该类疾病。下列分析正确的是（ ）
A. 无义突变若发生在常染色体上，可引发染色体异常遗传病
B. 发生无义突变的基因，只能表达出原来蛋白质的一段序列
C. 天然tRNA上的密码子通常只能识别并转运一种氨基酸
D. sup-tRNA识别PTC时不遵循碱基互补配对原则
【答案】B
【解析】
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质，所有已知的生命，都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶进行，以DNA为模板，产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动，留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，场所在核糖体。
【详解】A、由于基因中一个碱基的替换导致决定某种氨基酸的密码子突变为提前终止密码子（英文缩写为PTC）的现象称为无义突变，无义突变若发生在常染色体上，也只是基因突变，不会引发染色体异常，A错误；
B、发生无义突变的基因，决定某种氨基酸的密码子突变为提前终止密码子，只能表达出原来蛋白质的一段序列，B正确；
C、密码子在mRNA上，tRNA上存在反密码子，C错误；
D、sup-tRNA识别PTC时为反密码子与密码子的识别，遵循碱基互补配对原则，D错误。
故选B。
5. 植物生长发育的调控是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。下列叙述错误的是（ ）
A 脱落酸可促进气孔关闭也可促进叶片衰老
B. 有些植物的种子需要经历春化作用后才能萌发
C. 重力可通过影响生长素的分布来调节植物的形态建成
D. 促进细胞中乙烯合成酶基因的表达有利于果实的成熟
【答案】B
【解析】
【分析】生长素：促进细胞伸长生长、诱导根的分化、影响花和果实的发育等；赤霉素：促进细胞伸长、促进细胞分裂与分化、促进种子萌发、开花和果实发育等；细胞分裂素：促进细胞分裂，促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成等；乙烯：促进果实成熟，促进开花，促进叶、花、果实的脱落等；脱落酸：抑制细胞分裂，促进气孔关闭，促进叶和果实的衰老和脱落，维持种子休眠等。
【详解】A、脱落酸是一种逆境激素，可促进气孔关闭也可促进叶片衰老，A正确；
B、某些植物必须经历一段时间低温诱导的春化作用后才能开花结果，称为低温春化，说明温度在植物的发育中具有重要作用，B错误；
C、重力可通过影响生长素的分布来调节植物的形态建成，主要是通过淀粉石等结构实现的，C正确；
D、乙烯能够促进果实成熟，促进细胞中乙烯合成酶基因的表达有利于果实的成熟，D正确。
故选B。
6. 世界珍稀濒危物种华北豹是我国独有的金钱豹亚种，山西是拥有野生华北豹数量最多的省份，目前华北豹已成为见证山西良好生态的一张名片。下列叙述正确的是（ ）
A. 若精确调查山西境内华北豹的种群数量，可采用标记重捕法
B. 将华北豹迁入野生动物园是对华北豹最有效的保护措施
C. 华北豹作为顶级消费者具有加快物质循环、维护生态平衡等作用
D. 当发生“华北豹捕食耕牛”现象时，为保护人民财产将华北豹猎杀
【答案】C
【解析】
【分析】生物多样性的保护：
（1）就地保护（自然保护区）：就地保护是保护物种多样性最为有效的措施。
（2）易地保护:动物园、植物园
（3）利用生物技术对生物进行濒危物种的基因进行保护，如建立精子库、种子库等。
（4）利用生物技术对生物进行濒危物种进行保护，如人工授精、组织培养和胚胎移植等。
【详解】A、由于华北豹数量较少，个体较大，故精确调查山西境内华北豹的种群数量，可采用逐个计数法，A错误；
B、将华北豹迁入野生动物园属于易地保护，就地保护才是对华北豹最有效的保护措施，B错误；
C、华北豹作为顶级消费者具有加快物质循环、维护生态平衡等作用，C正确；
D、当发生“华北豹捕食耕牛”现象时，为保护人民财产将华北豹猎杀，会破坏生态平衡，D错误。
故选C。
三、非选择题：共174分。
7. 为研究光调控下CO2浓度对藻类的影响，科研人员以三角褐指藻（单细胞真核藻类）为实验材料进行模拟实验，结果如图所示（注：LC、MC、HC为不同的CO2浓度；Rubisc为固定CO2的酶）。请据图分析作答：
（1）该实验的自变量有______________。
（2）据图可知，CO2浓度对三角褐指藻影响是____________________________。
（3）在LC和MC两种条件下，三角褐指藻的净光合速率在低光照强度与高光照强度时相比并无显著差异，分析原因可能是_____________________。
（4）科研人员推测，高光照强度下三角褐指藻的Rubisc活性高于低光照强度的原因可能是ATP促进了Rubisc的活化。请设计实验验证这一推测，简要写出实验思路和预期实验结果_____________________。
【答案】（1）光照强度和CO2浓度
（2）相同光照强度下，随着CO2浓度升高，三角褐指藻的叶绿素含量减少，Rubisc活性提高，净光合速率升高
（3）低光照强度和较低CO2浓度下，该藻类的叶绿素含量提高，能充分捕获、传递和转化光能，光反应速率加快，为暗反应提供更充足的ATP和NADPH，从而提高光合速率
（4）实验思路：提取HC浓度下低光照强度和高光照强度下三角褐指藻细胞中的Rubisc，前者均分为甲乙两组，后者作丙组，且三组的酶量相等。分别向三组中添加等量的ATP溶液、蒸馏水、蒸馏水，一段时间后，检测三组的Rubisc活性。
预期结果：甲组和丙组Rubisc活性相近，且显著高于乙组，证明高光照强度下产生较多ATP促进了Rubisc的活化。
【解析】
【分析】本实验是探究光调控下CO2浓度对藻类的影响，因此自变量是光照强度和CO2浓度。分析图可知，随着CO2浓度升高，三角褐指藻的叶绿素含量减少，Rubisc活性提高，净光合速率升高。
【小问1详解】
本实验是探究光调控下CO2浓度对藻类的影响，因此自变量是光照强度和CO2浓度。
【小问2详解】
分析图可知，研究CO2浓度对三角褐指藻的影响，应该把光照强度保持相同，在相同光照强度下，随着CO2浓度升高，三角褐指藻的叶绿素含量减少，Rubisc活性提高，净光合速率升高。
【小问3详解】
LC、MC为不同的CO2浓度，LC低CO2浓度，MC较高CO2浓度，低光照强度和较低CO2浓度下，该藻类的叶绿素含量提高，能充分捕获、传递和转化光能，光反应速率加快，为暗反应提供更充足的ATP和NADPH，从而提高光合速率，因此在LC和MC两种条件下，三角褐指藻的净光合速率在低光照强度与高光照强度时相比并无显著差异。
【小问4详解】
实验的目的是验证高光照强度下三角褐指藻的Rubisc活性高于低光照强度的原因可能是ATP促进了Rubisc的活化，自变量有光照强度，是否添加ATP，实验思路：提取HC浓度下低光照强度和高光照强度下三角褐指藻细胞中的Rubisc，前者均分为甲乙两组，后者作丙组，且三组的酶量相等。分别向三组中添加等量的ATP溶液、蒸馏水、蒸馏水，一段时间后，检测三组的Rubisc活性。预期结果：甲组和丙组Rubisc活性相近，且显著高于乙组，证明高光照强度下产生较多ATP促进了Rubisc的活化。
8. 生物界中广泛存在表现为连续变异的数量性状遗传现象，如含有红色素的小麦籽粒呈现出深红色、红色、浅红色等连续变异的性状。科学家对小麦籽粒颜色的遗传进行了研究，下表呈现了其中几组杂交组合情况。（用字母A/a、B/b等表示不同的等位基因）
请分析作答：
（1）小麦籽粒颜色至少是由_______对基因控制的，判断理由是____________________________。
（2）组合二F1的基因型为____________________。组合三F2含有红色素的籽粒由深到浅的表型共有_______种，其中与组合一F1表型相同的比例为_______。
（3）将组合一F1和组合三F1杂交，其后代白粒小麦所占比例为_______。
（4）研究发现，基因Tamyb10能够通过激活类黄酮与脱落酸合成相关基因来调控籽粒颜色和穗发芽抗性等。经长期驯化的大多数白粒小麦品种的种皮红色素不能正常积累，与该基因突变有关。例如基因Tamyb10-A1因其有2.2kb大片段T-DNA插入而失活，该突变属于_______（填“显性”或“隐性”）突变。
（5）综上分析推知，基因与性状并不是简单的一一对应关系，表现在______________（答出两点即可）。
【答案】（1） ①. 3（三） ②. 组合三的F2中有1/64白粒，为(1/4)3
（2） ①. AaBbcc或AabbCc或aaBbCc ②. 6 ③. 6/63（2/21）
（3）1/16 （4）隐性
（5）一个性状可以受到多个基因的影响；一个基因可以影响多个性状；基因和基因之间存在复杂的相互作用，精细地调控着生物的性状等
【解析】
【分析】自由组合的实质：当具有两对（或更多对）相对性状的亲本进行杂交，在子一代产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的基因表现为自由组合。其实质是非等位基因自由组合，即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的，各自独立地分配到配子中去。因此也称为独立分配定律。
【小问1详解】
根据题意和图示分析可知：亲本有红粒和白粒，而F1都是红粒，说明控制红粒性状的基因为显性基因，组合三中，F2的红粒：白粒=63：1，假设小麦的籽粒颜色由n对等位基因控制（隐性纯合体为白粒，其余都为红粒），F1自交得到F2，则F2中白粒个体所占的比例为（1/4）n=1/64，计算可得n=3，因此小麦和燕麦的籽粒颜色由三对能独立遗传的基因控制。
【小问2详解】
组合二的F2为红粒∶白粒=15∶1，其中两对基因杂合，因此F1的基因型为AaBbcc或aaBbCc或AabbCc；组合三F2含有红色素的籽粒由深到浅的表型共有AABBCC（6个显性基因）~Aabbcc（1个显性基因）6种，分别为含6个、5个、4个、3个、2个、1个显性基因；组合三的F1为AaBbCc，其中与组合一F1（Aabbcc或aaBbcc或aabbCc）表型相同的为Aabbc、aaBbcc、aabbCc,比例为2/4×1/4×1/4+1/4×2/4×1/4+1/4×1/4×2/4=6/64，组合三的红色占63/64，因此红色中与组合一F1表型相同的比例为6/64÷63/64=6/63=2/21。
【小问3详解】
将组合一F1（Aabbcc或aaBbcc或aabbCc）和组合三F1（AaBbCc）杂交，其后代白粒小麦（aabbcc）所占比例为1/4×1/2×1/2=1/16。
【小问4详解】
经长期驯化的大多数白粒小麦品种的种皮红色素不能正常积累，与该基因突变有关，白色后代仍为白色，因此该突变为隐性突变，即白色为隐性基因控制。
【小问5详解】
结合红粒和白粒受三对基因的影响可知，一个性状可以受到多个基因的影响；一个基因可以影响多个性状；基因和基因之间存在复杂的相互作用，精细地调控着生物的性状等，因此基因与性状并不是简单的一一对应关系。
9. 我国糖尿病患者已达1.41亿，其中90%以上为2型糖尿病（T2DM）。随着医学的进步，越来越多的降糖药被批准上市，在降低患者并发症风险及提高生活质量方面发挥了重要作用。请回答下列问题：
（1）人体内调节血糖平衡的激素有很多，除胰岛分泌的激素外，参与血糖调节的激素还有_______（答出一种即可）。
（2）在人体小肠中存在α-葡萄糖苷酶，能催化寡糖和二糖等水解为葡萄糖等。与寡糖结构相似的α-葡萄糖苷酶抑制剂，可与-葡萄糖苷酶发生可逆性结合。作为药物的α-葡萄糖苷酶抑制剂宜采用_______（填“口服”或“注射”）方式，其降糖机理是____________________________。
（3）转运蛋白SGLT2主要在肾小管近端表达，负责重吸收葡萄糖。当血糖浓度达到肾糖阈（肾小管重吸收葡萄糖的上限）时，SGLT2重吸收能力达到饱和，多余的葡萄糖通过尿液排出体外。研究发现，一些T2DM患者的肾糖阈比健康人群高。SGLT2抑制剂是一类新型口服降糖药物，分析其降糖机理可能是____________________________。
（4）人体血糖平衡还会受到自主神经系统的调节，试从神经调节的角度提出一种降低血糖的治疗思路：___________________________________。
【答案】（1）肾上腺素（或甲状腺激素或糖皮质激素）
（2） ①. 口服 ②. 与α-葡萄糖苷酶结合，抑制肠道中葡萄糖的生成（和吸收）
（3）SGLT2抑制剂抑制转运蛋白SGLT2的活性，使肾小管对葡萄糖的重吸收减少，增加了葡萄糖随尿液的排出量，以降低血糖浓度
（4）用微电极以一定频率刺激副交感神经来降低血糖浓度
【解析】
【分析】血糖平衡调节：①当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存，从而使血糖下降。②当血糖下降时，血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放，同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升，并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动，使肾上腺素分泌增强，肾上腺素也能促进血糖上升。
【小问1详解】
肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素都能升高血糖，因此除胰岛分泌的激素外，参与血糖调节的激素还有肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素。
【小问2详解】
α-葡萄糖苷酶抑制剂与寡糖结构相似，α-葡萄糖苷酶存在于小肠中，因此作为药物的α-葡萄糖苷酶抑制剂宜采用口服的方式。由题意“与寡糖结构相似的α-葡萄糖苷酶抑制剂，可与 α -葡萄糖苷酶发生可逆性结合”可知，α-葡萄糖苷酶抑制剂与α-葡萄糖苷酶结合，抑制肠道中葡萄糖的生成和吸收，从而降低血糖。
【小问3详解】
转运蛋白SGLT2负责重吸收葡萄糖，SGLT2抑制剂抑制转运蛋白SGLT2的活性，使肾小管对葡萄糖的重吸收减少，当SGLT2重吸收能力达到饱和，多余的葡萄糖通过尿液排出体外，SGLT2抑制剂增加了葡萄糖随尿液的排出量，以降低血糖浓度。
【小问4详解】
当血糖浓度升高时，血糖的相对稳定是神经-体液调节的结果，此时，副交感神经兴奋，下丘脑发出指令使胰岛B细胞分泌胰岛素增加以降低血糖浓度，从神经调节的角度来说，可以用微电极以一定频率刺激副交感神经，使胰岛B细胞分泌胰岛素，来降低血糖浓度。
10. 太原市西山地区通过多年的生态修复工程，实现了从满目疮痍到“郁郁苍苍三十里”的华丽转身，并于2023年被命名为国家级“绿水青山就是金山银山”实践创新基地，是新时代“两山”理念的生动实践。请回答下列问题：
（1）西山地区的生态恢复，不仅改善了生态环境，还提高了社会和经济效益，这主要体现了生态工程的_______原理。
（2）为加快修复西山地区生态环境，人们在植被恢复方面采用了草本、灌木、乔木等混种模式，提高了植物对_______等环境资源的利用能力，同时还需要考虑_______，不能让植物数量超过环境承载力的限度。
（3）近年来，山西省省鸟褐马鸡在西山地区的数量明显增加，说明逐步恢复的生态环境为褐马鸡的回归提供了______________。下图是能量流经该褐马鸡种群的示意图，图中C表示______________；被分解者利用的能量可用图中_______（填字母）表示。
【答案】（1）整体 （2） ①. 光 ②. 环境容纳量（或K值）
（3） ①. 栖息空间和食物条件 ②. 用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量 ③. E
【解析】
【分析】1、生态学原理：循环原理：通过系统设计实现不断循环，使前一个环节产生的废物尽可能地被后一个环节利用，减少整个生产环节“废物”的产生。自生原理：把很多单个生产系统通过优化组合，有机地整合在一起，成为一个新的高效生态系统。整体原理：充分考虑生态、经济和社会问题。
2、某营养级同化量=呼吸散失的能量+生长发育和繁殖的能量。
【小问1详解】
西山地区的生态恢复，充分考虑生态、经济和社会问题，主要体现了生态工程的整体原理。
【小问2详解】
为加快修复西山地区生态环境，人们在植被恢复方面采用了草本、灌木、乔木等混种模式，提高了植物对光等环境资源的利用能力，同时还需要考虑环境容纳量，不能让植物数量超过环境承载力的限度。
【小问3详解】
近年来，山西省省鸟褐马鸡在西山地区的数量明显增加，说明逐步恢复的生态环境为褐马鸡的回归提供了栖息空间和食物条件。由图可知，A代表摄入量，B代表同化量，C代表用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量，E代表流向分解者的能量。
11. 巴斯德毕赤酵母（以下简称毕赤酵母）是目前仅次于大肠杆菌的常用蛋白表达系统。该酵母以甲醇为唯一碳源，胞内无天然质粒，所表达的外源基因需整合到酵母染色体上，因其具有强启动子PAOX，故能高效表达外源基因。请回答下列问题：
（1）构建毕赤酵母表达载体往往需借助大肠杆菌质粒，目的基因一般插入到强启动子PAOX的_______（填“上游”或“下游”）和终止子的_______（填“上游”或“下游”），启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，其作用是____________________________。
（2）通过转化可将表达载体导入毕赤酵母细胞。转化时一般先用Ca²⁺处理，使毕赤酵母细胞处于一种_______的生理状态；同时需将表达载体处理成线性DNA，分析原因可能是____________________________。转化后的毕赤酵母进行发酵培养，培养基中除加入甲醇外，还需要提供的营养物质有_______。
（3）毕赤酵母蛋白表达系统与大肠杆菌蛋白表达系统相比，优势体现在_____________________（答出一点即可）；与哺乳动物蛋白表达系统相比，其优势又体现在____________________________（答出两点即可）。
【答案】（1） ①. 下游 ②. 上游 ③. RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA。
（2） ①. 能吸收周围环境中DNA分子 ②. 将环状质粒酶切成线性，便于整合在酵母染色体上且稳定存在 ③. 氮源、无机盐、水
（3） ①. 可进行蛋白质加工、蛋白质折叠、翻译后修饰等 ②. 操作简单、成本低廉、繁殖周期短、可大规模进行发酵等
【解析】
【分析】基因工程操作的基本步骤：获取目的基因、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
目的基因需要插入到启动子和终止子之间，所以目的基因一般插入到强启动子PAOX的下游和终止子的上游，启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，其作用是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA。
小问2详解】
转化时一般先用Ca²⁺处理，使毕赤酵母细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态；染色体上的DNA为链状DNA即线性DNA。同时需将表达载体处理成线性DNA，其原因可能是将环状质粒酶切成线性，便于整合在酵母染色体上且稳定存在。培养基一般需要碳源、氮源、水和无机盐，甲醇可以提供碳源，所以转化后的毕赤酵母进行发酵培养，培养基中除加入甲醇外，还需要提供的营养物质有氮源、无机盐、水。
【小问3详解】
毕赤酵母属于真核细胞，与大肠杆菌相比，含有众多细胞器，所以毕赤酵母蛋白表达系统与大肠杆菌蛋白表达系统相比，优势体现在可进行蛋白质加工、蛋白质折叠、翻译后修饰等；与哺乳动物蛋白表达系统相比，其优势又体现在操作简单、成本低廉、繁殖周期短、可大规模进行发酵等。选项
实验
实验材料
技术或方法
A
卡尔文循环的发现
黑藻
荧光标记法
B
基因工程中目的基因的检测
抗虫棉
PCR
C
基因位于染色体上的实验证据
果蝇
假说—演绎法
D
培养液中微生物种群数量的变化
酵母菌
抽样检测法
杂交组合
亲本表型
F1表型
F2表型及比例
组合一
红粒×白粒
籽粒全部含有红色素
含有红色素籽粒∶白粒=3∶1
组合二
红粒×白粒
籽粒全部含有红色素
含有红色素籽粒∶白粒=15∶1
组合三
红粒×白粒
籽粒全部含有红色素
含有红色素籽粒∶白粒=63∶1
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