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期末必刷非选择题30道（原卷版+解析版）-高二生物下学期期末考点大串讲（人教版2019）
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（1）在以淀粉为底物测定A3酶活性时，既可检测淀粉的减少，检测应采用的试剂是 ，也可采用斐林试剂检测 的增加。
（2）在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度，通常会在凝胶中添加SDS，SDS的作用是 和 。
（3）本实验中，研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统，结果如图所示。某同学据图判断，缓冲系统的组分对酶活性有影响，其判断依据是 。
（4）在制备A3的固定化酶时，一般不宜采用包埋法，原因是 （答出1 点即可）。
1．（1）碘液 还原糖（或答：葡萄糖）
（2）消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响 使蛋白质发生变性
（3）在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同
（4）酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出
【分析】SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳原理：在离子强度低时，主要以单体形式存在的SDS可以与蛋白质结合，生成蛋白质-SDS复合物。由于SDS带有大量负电荷，复合物所带的负电荷远远超过蛋白质原有的负电荷，这使得不同蛋白质间电荷的差异被掩盖。而SDS-蛋白质复合物形状都呈椭圆棒形，棒的长度与蛋白质亚基分子量有关，所以在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳中蛋白只存在分子大小的差别，利用这一点可将不同的蛋白质分开 （分子筛效应），因此SDS-PAGE常用于检测蛋白质亚基的分子量及鉴定纯度。
【详解】（1）测定酶活性时，可以通过检测单位时间内反应物的减少或生成物的增加来反映酶活性，所以可以用碘液检测淀粉的减少，也可用斐林试剂检测还原糖（或葡萄糖）的增加。
（2）鉴定蛋白质纯度常用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法，凝胶中加入SDS可以消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响，并使蛋白质发生变性。
（3）分析题中曲线可知，在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同，可推测缓冲系统的组分对酶活性有影响。
（4）由于酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出，所以固定化酶时，一般不采用包埋法。
2．种子中储藏着大量淀粉、脂质和蛋白质，不同植物的种子中，这些有机物的含量差异很大。通常根据有机物的含量将种子分为淀粉种子、油料种子和豆类种子。下图是油料种子成熟和萌发过程中营养物质的含量变化示意图。回答下列问题：
(1)油料种子成熟与萌发过程中，糖类和脂肪是相互转化的，图中给出的依据是 。
(2)相同质量时豆类种子在萌发时吸水量比油料种子 ，理由是 。
(3)谷类种子和油料种子分别以淀粉和脂肪为主要营养物质，种子萌发时这两种物质都氧化分解为CO2和H2O。现有谷类种子和油料种子各一组，请根据种子在适宜条件下萌发时O2消耗量与CO2释放量的关系，设计实验以确定种子的类型：
实验思路：
分别检测这两组种子萌发时O2消耗量和CO2释放量的比值（或CO2释放量和O2消耗量的比值），并比较两组比值的大小。
预期实验结果及结论：萌发时O2消耗量和CO2释放量的比值 的一组为油料种子。请解释：
2．(1)糖类和脂肪二者的含量变化相反
(2)多 植物可利用蛋白质等亲水性物质进行吸胀吸水，而脂肪不吸水
(3)大 谷类种子含有较多的淀粉，油料种子含有较多的脂肪。脂肪对于同质量的淀粉来说，脂肪含有更多的H，而含较少，所以以脂肪为有氧呼吸的主要原料时，氧气消耗量和二氧化碳释放量的比值要大于以淀粉为原料时的比值
【分析】1、分析曲线图1：该图是油料种子成熟过程中部分有机物的含量变化图，分析可知可溶性糖在40天中都存在，第30天后淀粉不存在，脂肪从第10天开始增加。可见种子成熟时，糖类（可溶性糖和淀粉）含量减少，脂肪含量增多。
2、分析曲线图2：该图是油料种子萌发过程中有机物的变化，分析可知油料种子萌发10天内，脂肪含量下降，糖类含量增加。
【详解】（1）分析图1可知，油料种子在成熟过程中，糖类（可溶性糖和淀粉）含量减少，脂肪含量增多；油料种子萌发过程中，脂肪含量下降，糖类含量增加，两者的含量变化相反，故糖类和脂肪是相互转化的。
（2）植物可利用蛋白质等亲水性物质进行吸胀吸水，而脂肪不吸水，因此，相同质量时豆类种子在萌发时吸水量比油料种子多。
（3）谷类种子含有较多的淀粉，油料种子含有较多的脂肪。脂肪对于同质量的淀粉来说，脂肪含有更多的H，而含较少，所以以脂肪为有氧呼吸的主要原料时，氧气消耗量和二氧化碳释放量的比值要大于以淀粉为原料时的比值。因此，萌发时氧气消耗量和二氧化碳释放量的比值低的一组为谷类种子；萌发时氧气消耗量和二氧化碳释放量的比值高的一组为油料种子。
3．为了给科学调控小麦种子萌发提供理论依据，有学者研究了小麦种子萌发过程中还原糖和总糖含量的变化。
实验过程：将新鲜的、经过筛选的小麦种子放入培养箱。小麦种子吸水4小时后开始萌芽并进入幼苗生长阶段。研究人员在小麦种子吸水4小时后，每隔4小时对种子各种糖含量进行测定，结果见下图。
回答问题：
(1)糖类是细胞中主要的 。在小麦种子萌发的过程中，除蔗糖外，另一种含量丰富的二糖是 。
(2)小麦种子萌发12小时后，还原糖的含量 。发生这一变化与种子萌发12小时后 消耗迅速增加密切相关。
(3)种子萌发20小时后，蔗糖含量下降最可能的原因是 。
(4)某同学查阅资料得知，大豆种子在萌发过程中蛋白质含量会升高，于是设计实验验证该结论。请你完善以下实验思路和预期结果：
实验思路：取萌发前、萌发中和萌发后的种子磨成匀浆，分别置于A、B、C三支试管中，用 鉴定，观察并比较各试管的颜色及深度。
预期结果： ，则结论正确。
3．(1)能源物质 麦芽糖
(2)增加 淀粉
(3)蔗糖水解（产生葡萄糖与果糖）
(4)双缩脲试剂 若试管中产生紫色物质，且颜色深度C>B>A
【分析】糖类是多羟基醛、多羟基酮以及能水解而生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物，可分为单糖、二糖和多糖等。糖类是自然界中广泛分布的一类重要的有机化合物。日常食用的蔗糖、粮食中的淀粉、植物体中的纤维素、人体血液中的葡萄糖等均属糖类。
【详解】（1）糖类的主要功能是提供能量，是细胞中主要的能源物质；蔗糖、麦芽糖都是植物细胞内的二糖，在小麦种子萌发的过程中，淀粉水解产生麦芽糖。
（2）结合曲线可知，小麦种子萌发12小时后，还原糖的含量上升；淀粉水解产生麦芽糖，麦芽糖是还原糖。
（3）蔗糖水解产生葡萄糖和果糖，导致蔗糖含量下降。
（4）双缩脲试剂与蛋白质反应呈紫色，可以用来检测蛋白质；若试管中产生紫色物质，且颜色深度C>B>A，说明大豆种子在萌发过程中蛋白质含量会升高。
4．脲酶能够将尿素分解成二氧化碳和氨（氨溶于水后形成铵根离子）。某研究人员利用一定浓度的尿溶液进行了铜离子对脲酶活性的影响实验，得到下图所示结果。请回答下列问题：
(1)1917年，美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取到脲酶的结晶，并用多种方法证明了脲酶的化学本质是 。
(2)图示实验的自变量为 ；实验结果表明，随着铜离子浓度的升高，脲酶的活性 。图中显示，脲酶作用的最适温度范围是 ℃。为了进一步探究脲酶作用的最适温度，请写出实验设计的基本思路： 。
(3)幽门螺杆菌是导致胃炎的罪魁祸首，该微生物也可以产生脲酶，并分泌到细胞外发挥作用，该微生物合成脲酶的过程中参与的细胞器是 。13C呼气试验检测系统是国际上公认的幽门螺杆菌检查的“金标准”，被测者先口服用13C标记的尿素，然后向专用的呼气卡中吹气留取样本，即可以准确地检测出被测者是否被幽门螺杆菌感染。请简要说明呼气试验检测的原理： 。
4．(1)蛋白质
(2)温度和铜离子浓度 降低 40~60 在不加入铜离子（或铜离子浓度一定）的情况下，在温度为40~60℃范围内设置更小的温度梯度进行实验，测定尿素分解速率
(3)核糖体 （幽门螺杆菌会产生脲酶，）脲酶能将尿素分解成NH3和13CO2，如果检测到被测者呼出的气体中含有13CO2，则说明被测者被幽门螺杆菌感染
【分析】1、美国的萨姆纳提取出脲酶结晶，并用多种方法证明其化学本质为蛋白质。
2、酶的特性：
（1）高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。
（2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
（3）作用条件较温和：高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性降低，但不会失活。
3、酶的作用机理：
（1）活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
（2）作用机理：降低化学反应所需要的活化能。
【详解】（1）萨姆纳从刀豆种子中提出脲酶结晶，并用多种方法证明脲酶是蛋白质。
（2）图中温度和铜离子浓度是实验中人为改变的量是自变量，实验结果表明，随着铜离子浓度的升高，产生的铵根离子减少，说明脲酶的活性降低。图中显示，脲酶在50℃时活性最高，所以作用的最适温度范围是40~60℃。为了进一步探究脲酶作用的最适温度，在不加入铜离子（或铜离子浓度一定）的情况下，在温度为40~60℃范围内设置更小的温度梯度进行实验，测定尿素分解速率，尿素分解速率最高时的温度为脲酶作用的最适温度。
（3）脲酶是蛋白质，其合成场所是核糖体。被测者口服用13C标记的尿素，尿素中的碳原子是13C，分子式为13CO（NH2）2，如果胃部存在幽门螺杆菌，幽门螺杆菌会产生脲酶，则尿素会被水解，NH3和13CO2，若检测患者呼出的气体中含有13CO2，则代表胃部存在幽门螺杆菌。
5．线粒体是真核细胞的重要细胞器。当线粒体受损时，细胞通过清理受损的线粒体来维持细胞内的稳态。我国科研人员对此开展研究。
(1)线粒体中进行的代谢反应会生成大量ATP，这些ATP被用于细胞内多种 （选填“吸能”或“放能”）反应。
(2)科研人员推测受损线粒体可通过进入迁移体（细胞在迁移中形成的一种囊泡结构）而被释放到细胞外，即“线粒体胞吐”。为此，科研人员利用绿色荧光标记迁移体，红色荧光标记线粒体，用药物C处理细胞使线粒体受损，若观察到 ，则可初步验证上述推测。
(3)为研究受损线粒体进入迁移体的机制，科研人员进一步实验。
①真核细胞内的 锚定并支撑着细胞器，与细胞器在细胞内的运输有关。
②为研究D蛋白和K蛋白在线粒体胞吐中的作用，对红色荧光标记了线粒体的细胞进行相应操作，检测迁移体中的红色荧光，操作及结果如图1和2．
图1结果表明，K蛋白 。图2结果表明， 。
(4)研究表明，正常线粒体内膜两侧离子分布不均，形成线粒体膜电位，而受损线粒体的膜电位丧失或降低。科研人员构建了D蛋白基因敲除的细胞系，测定并计算经药物C处理的正常细胞和D蛋白基因敲除细胞系的线粒体膜电位平均值，结果如下表。
D蛋白基因敲除细胞系线粒体膜电位的平均值升高的原因是 。
5．(1)吸能
(2)红绿荧光（在迁移体中）重叠
(3)细胞骨架 在线粒体受损时促进线粒体胞吐 有K蛋白时D蛋白才能发挥抑制线粒体胞吐的作用
(4)D蛋白基因敲除细胞系的线粒体胞吐强于正常细胞，清除膜电位丧失或降低的受损线粒体，使线粒体膜电位平均值升高
【分析】据题图可知，未敲除K基因并用药物C处理时，荧光相对值大，而敲除该基因并用药物C处理时，相对值小，说明K蛋白的作用是在线粒体受损时促进线粒体胞吐；敲除D基因，即D 蛋白缺失时会导致与药物 C 处理相同情况，故D蛋白的作用是：有K蛋白时，D蛋白才能发挥抑制线粒体胞吐的作用。
【详解】（1）线粒体中进行的代谢反应会生成大量ATP， ATP 能够为反应提供能量，需要 ATP 提供能量的反应为吸能反应。
（2）用绿色荧光标记迁移体，红色荧光标记线粒体，若绿色荧光和红色荧光重叠，可以说明线粒体进入迁移体内，可初步验证推测。
（3）真核细胞内的细胞骨架的作用是锚定并支撑着细胞器，与细胞器在细胞内的运输有关。分析题图可知，未敲除K基因并用药物C处理时，荧光相对值大，而敲除该基因并处理时，相对值小，说明K蛋白的作用是在线粒体受损时促进线粒体胞吐；敲除D基因，即D 蛋白缺失时会导致与药物 C 处理相同情况，故D蛋白的作用是：有K蛋白时，D蛋白才能发挥抑制线粒体胞吐的作用。
（4）D蛋白基因敲除细胞系细胞中全部线粒体膜电位的平均值升高，说明D蛋白基因敲除细胞系的线粒体胞吐强于正常细胞，清除膜电位丧失或降低的受损线粒体，使线粒体膜电位平均值升高。
6．血浆中胆固醇含量过高是导致动脉粥样硬化和冠状动脉疾病的一种重要原因。胆固醇主要在肝细胞中合成，在血液中是通过与磷脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白（LDL）颗粒形式运输到其他组织细胞（靶细胞）中，以满足这些细胞对胆固醇的需要，同时减低血浆中胆固醇含量。
(1)下图是LDL通过受体介导的胞吞作用进入细胞的途径。
①胆固醇参与人体血液中脂质的运输，还参与构成 。
②LDL受体的化学本质是蛋白质，其合成后由囊泡运输至细胞膜，据此推测，与LDL受体合成、加工、修饰有关的细胞器有 。
③胞内体膜上有ATP驱动的质子泵，将H+泵进胞内体腔中，使腔内pH降低，从而引起LDL与受体分离，此过程中H+的运输方式是 。
(2)人体血液中高水平的LDL会诱发高胆固醇血脂症。PCSK9蛋白是能与LDL受体结合的蛋白质，研究人员发现，当利用PCSK9基因的某种突变体，使PCSK9蛋白活性增强时，会增加LDL受体在溶酶体中的降解，导致细胞表面LDL受体减少，根据这个实验现象，请设计一种治疗高胆固醇血脂症的思路。 。
(3)他汀类药物是常规的降脂药物，但长期使用他汀类药物，患者血液中LDL含量反而会升高，出现胆固醇逃逸现象。研究人员随机选取了167例心肌梗死患者作为研究对象，比较分析单用他汀类药物处理后，患者体内PSCK9蛋白的含量变化，得到下列结果。
请根据（1）（2）推测，长时间使用他汀类药物导致胆固醇逃逸的原因。 。
6．(1)动物细胞膜 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 主动运输
(2)开发一种PCSK9蛋白活性抑制剂类药物（或“利用PCSK9蛋白作为抗原制备单克隆抗体，利用该抗体制成靶向药物”；或“开发一种特异性水解PCSK9蛋白的药物”；或“利用基因编辑手段敲除PCSK9基因”；或“利用基因工程使PCSK9基因不表达或沉默”，言之有理即可）
(3)长时间使用他汀类药物会促进PCSK9蛋白的合成，增加LDL受体在溶酶体中的降解，导致细胞表面LDL受体减少，LDL进入细胞的途径受阻，从而使血液中LDL含量升高，出现胆固醇逃逸现象。
【分析】结合题意分析图解：细胞外的胆固醇与磷脂、蛋白质结合形成LDL，与细胞膜上的LDL受体识别并结合，形成受体-LDL复合物；通过胞吞作用进入细胞，形成网格蛋白包被的囊泡，并转运至胞内体；在胞内体中，LDL与其受体分离，受体随囊泡膜运到质膜，与质膜融合，受体重新分布在质膜上被利用；而分离后的LDL进入溶酶体内被水解酶水解，释放出游离的胆固醇被细胞利用。
【详解】（1）①胆固醇参与人体血液中脂质的运输，还参与构成动物细胞膜成分。
②LDL受体是蛋白质，其合成后由囊泡运输至细胞膜，类似于分泌蛋白，据此推测，LDL受体在核糖体合成，在内质网和高尔基体中加工、修饰，整个过程需要线粒体提供能量。
③胞内体膜上有ATP驱动的质子泵，将H+泵进胞内体腔中，使腔内pH降低，说明此过程中H+是逆浓度梯度运输，运输方式是主动运输。
（2）由题干信息可知，当利用PCSK9基因的某种突变体，使PCSK9蛋白活性增强时，会增加LDL受体在溶酶体中的降解，导致细胞表面LDL受体减少，导致血液中LDL增加，从而诱发高胆固醇血脂症。如果要治疗高胆固醇血脂症，可以开发一种PCSK9蛋白活性抑制剂类药物（或“利用PCSK9蛋白作为抗原制备单克隆抗体，利用该抗体制成靶向药物”；或“开发一种特异性水解PCSK9蛋白的药物”；或“利用基因编辑手段敲除PCSK9基因”；或“利用基因工程使PCSK9基因不表达或沉默”。
（3）由表中结果可知，长时间使用他汀类药物会促进PCSK9蛋白的合成，增加LDL受体在溶酶体中的降解，导致细胞表面LDL受体减少，LDL进入细胞的途径受阻，从而使血液中LDL含量升高，出现胆固醇逃逸现象。
7．人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。
（1）该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是 ，模块3中的甲可与CO2结合，甲为 。
（2）若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将 （填：增加或减少）。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是 。
（3）在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量 （填：高于、低于或等于）植物，原因是 。
（4）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是 。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。
7．（1）模块1和模块2 五碳化合物（或：C5）
（2）减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足
（3）高于 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或：植物呼吸作用消耗糖类)
（4）叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少
【分析】1、光合作用中光反应和暗反应的比较：
2、分析题图，模块1将光能转化为电能，模块2将电能转化为活跃的化学能，模块3将活跃的化学能转化为糖类（稳定的化学能），结合光合作用的过程可知，模块1和模块2相当于光反应阶段，模块3相当于暗反应阶段。在模块3中，CO2和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中CO2的固定，因此甲为C5，乙为C3。
【详解】（1）叶绿体中光反应阶段是将光能转化成电能，再转化成ATP中活跃的化学能，题图中模块1将光能转化为电能，模块2将电能转化为活跃的化学能，两个模块加起来相当于叶绿体中光反应的功能。在模块3中，CO2和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中CO2的固定，因此甲为五碳化合物（或C5）。
（2）据分析可知乙为C3，气泵突然停转，大气中CO2无法进入模块3，相当于暗反应中CO2浓度降低，短时间内CO2浓度降低，C3的合成减少，而C3仍在正常还原，因此C3的量会减少。若气泵停转时间较长，模块3中CO2的量严重不足，导致暗反应的产物ADP、Pi和NADP+不足，无法正常供给光反应的需要，因此模块2中的能量转换效率也会发生改变。
（3）糖类的积累量=产生量-消耗量，在植物中光合作用产生糖类，呼吸作用消耗糖类，而在人工光合作用系统中没有呼吸作用进行消耗，因此在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量要高于植物。
（4）在干旱条件下，植物为了保住水分会将叶片气孔开放程度降低，导致二氧化碳的吸收量减少，因此光合作用速率降低。
8．早期地球大气中的O2浓度很低，到了大约3．5亿年前，大气中O2浓度显著增加，CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约390μml·ml-1，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisc）是一种催化CO2固定的酶，在低浓度CO2条件下，催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制，极大地提高了Rubisc所在局部空间位置的CO2浓度，促进了CO2的固定。回答下列问题：
(1)真核细胞叶绿体中，在Rubisc的催化下，CO2被固定形成 ，进而被还原生成糖类，此过程发生在 中。
(2)海水中的无机碳主要以CO2和HCO3-两种形式存在，水体中CO2浓度低、扩散速度慢，有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程，图中HCO3-浓度最高的场所是 （填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”），可为图示过程提供ATP的生理过程有 。
(3)某些植物还有另一种CO2浓缩机制，部分过程见图2。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可将HCO3-转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2，提高了Rubisc附近的CO2浓度。
①由这种CO2浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力 （填“高于”或“低于”或“等于”）Rubisc。
②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是 。图中由Pyr转变为PEP的过程属于 （填“吸能反应”或“放能反应”）。
③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用 技术。
(4)通过转基因技术或蛋白质工程技术，可能进一步提高植物光合作用的效率，以下研究思路合理的有 。
A．改造植物的HCO3-转运蛋白基因，增强HCO3-的运输能力
B．改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成
C．改造植物的Rubisc基因，增强CO2固定能力
D．将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物
8．(1)三碳化合物 叶绿体基质
(2)叶绿体 呼吸作用和光合作用
(3)高于 NADPH和ATP 吸能 同位素示踪
(4)ACD
【分析】光合作用过程包括光反应和暗反应：（1）光反应：场所在叶绿体类囊体薄膜，完成水的光解产生[H]和氧气，以及ATP的合成；
（2）暗反应：场所在叶绿体基质中，包括二氧化碳的固定和C3的还原两个阶段。光反应为暗反应C3的还原阶段提供[H]和ATP。
【详解】（1）光合作用的暗反应中，CO2被固定形成三碳化合物，进而被还原生成糖类，此过程发生在叶绿体基质中。
（2）图示可知，HCO3-运输需要消耗ATP，说明HCO3-离子是通过主动运输的，主动运输一般是逆浓度运输，由此推断图中HCO3-浓度最高的场所是叶绿体。该过程中细胞质中需要的ATP由呼吸作用提供，叶绿体中的ATP由光合作用提供。
（3）①PEPC参与催化HCO3-+PEP过程，说明PEPC与无机碳的亲和力高于Rubisc。
②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是ATP和NADPH，图中由Pyr转变为PEP的过程需要消耗ATP，说明图中由Pyr转变为PEP的过程属于吸能反应。
③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用同位素示踪技术。
（4）A、改造植物的HCO3-转运蛋白基因，增强HCO3-的运输能力，可以提高植物光合作用的效率，A符合题意；
B、改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成，不利于最终二氧化碳的生成，不能提高植物光合作用的效率，B不符合题意；
C、改造植物的Rubisc基因，增强CO2固定能力，可以提高植物光合作用的效率，C符合题意；
D、将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物，可能进一步提高植物光合作用的效率，D符合题意。
故选ACD。
9．下列图示中，图甲表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种植物光合作用强度与光照强度之间的关系；图乙表示某绿色植物某些代谢过程中物质的变化，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示不同的代谢过程；图丙表示在种植植物的密闭玻璃温室中，CO2浓度随光照强度变化而变化的情况；图丁表示在最适温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖浓度之间的关系。请据图回答：
(1)图甲三种植物中最适合间作的两种是 ；叶肉细胞在a、b点时都可以产生ATP的细胞器是 。
(2)图乙中Ⅰ中产生的O2参与Ⅲ的第 阶段；Ⅱ进行的场所是 。
(3)从图丙曲线变化分析，图中代表光合速率与呼吸速率相等的点为 。
(4)图丁中，如果温度上升5 ℃，b点将向 (填“左上”“右下”“左下”或“右上”)方移动。
(5)植物光合作用光饱和点可通过测定不同 下的光合速率来确定。在一定条件下，某植物在温度由25 ℃降为5 ℃的过程中光饱和点逐渐减小，推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度 (选填：＜、≤、＝、≥、＞)25 ℃。
(6)请用化学反应式来概括光合作用的过程： 。
9．(1)Ⅰ和Ⅲ 线粒体
(2)三 叶绿体基质
(3)b、c
(4)左下
(5)光强度 ≥
(6)CO2＋H2O (CH2O)＋O2
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程；呼吸作用是指生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的总过程；在光照条件下，植物既能光合作用又能呼吸作用，光合作用为呼吸作用提供氧气和有机物，呼吸作用为光合作用提供水和二氧化碳，二者是相互影响，相互作用的；在黑暗条件下，植物只能进行呼吸作用，由此分析。
【详解】（1）由图甲可知，I需要强光条件，Ⅲ需要弱光条件，Ⅱ介于二者之间，因此I和Ⅲ最适合间作，图甲中a点光合作用等于细胞呼吸强度，产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体，b点无光，只进行细胞呼吸，产生ATP的细胞器是线粒体，因此在a、b点时都可以产生ATP的细胞器是线粒体。
（2）图乙中Ⅰ是光反应阶段，Ⅱ是暗反应阶段，Ⅲ是有氧呼吸，O2参与有氧呼吸的第三阶段，暗反应进行的场所是叶绿体基质。
（3）从图丙曲线变化分析，图中代表光合速率与呼吸速率相等的点为b、c，光照弱时，呼吸作用速率高于光合作用速率，密封玻璃温室中的二氧化碳浓度持续升高，随着光照强度的增加，光合速率增加，直到b点两者速率相等；bc段光合作用速率开始大于呼吸作用速率，随着二氧化碳浓度逐渐减少，光合作用速率降低，直至c点与呼吸作用速率相等。
（4）图丁表示在最适温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖浓度的关系，因此如果温度上升5℃，麦芽糖酶的活性将下降，催化速率降低，b点将向左下方移动。
（5）光饱和点是植物光合速率达到最大值时的最低光照强度，可以通过测定不同的光照强度下的光合速率来确定，温度由25℃降为5℃的过程中光饱和点逐渐减小，推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度应该大于或等于25℃。
（6）光合作用的过程可表示为：CO2＋H2O (CH2O)＋O2。
10．图1所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系（①～⑦表示代谢途径）。Rubisc是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化则产生乙醇酸（C2），C2在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。请都图回各下列问题：
(1)图1中，类囊体膜直接参与的代谢途径有 （从①～⑦中选填），在红光照射条件下，参与这些途径的主要色素是 。
(2)在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的 在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。
(3)将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO2浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO2浓度的变化，获得曲线a、b（图Ⅱ）。
①曲线a，0～t1时（没有光照，只进行呼吸作用）段释放的CO2源于呼吸作用；t1～t2时段，CO2的释放速度有所增加，此阶段的CO2源于 。
②曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是 。
(4)光呼吸可使光合效率下降20%-50%，科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶，形成了图Ⅲ代谢途径，通过降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的 价值。
10．(1) ①⑥ 叶绿素a和叶绿素b
(2)过氧化氢
(3)光呼吸和呼吸作用 光合作用消耗的CO2等于呼吸作用和光呼吸产生的CO2之和
(4)直接价值
【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成有机物。
【详解】（1）类囊体薄膜发生的反应有水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成，即①⑥。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿素主要有叶绿素a和叶绿素b两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用红光照射参与反映的主要是叶绿素啊和叶绿素b。
（2）过氧化氢酶能将过氧化氢分解为O2和H2O，所以在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的过氧化氢在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。
（3）a曲线t1～t2时段，有光照，所以CO2是由细胞呼吸和光呼吸共同产生。b曲线有光照后t1～t2时段CO2下降最后达到平衡，说明光呼吸、细胞呼吸和光合作用达到了平衡。
（4）图Ⅲ代谢途径，通过降低了光呼吸，提高了植株生物量，直接提升了流入生态系统的能量，是直接价值。
11．研究人员发现，在鱼饲料中添加一定浓度的肉碱，肉碱进入鱼体后可提高鱼类对脂肪的利用率，有效减少养殖鱼类的脂肪过度沉积，使鱼类健康生长。回答下列问题。
(1)脂肪的水解产物如甘油、长链脂肪酸等都能作为细胞呼吸的底物。下图为相关的代谢过程。
①有氧呼吸的过程中，丙酮酸和长链脂酰CA转化为乙酰CA，再进入柠檬酸循环。柠檬酸循环发生的场所是 。过多的柠檬酸被运到其他场所后可用于合成脂质或氨基酸等，这说明细胞呼吸除能为鱼体提供能量外，还是 的枢纽。
②图示过程中，长链脂酰CA需通过肉碱实现转运，该过程主要受酶1活性的制约。胰高血糖素能激活某种蛋白激酶而提高酶1的活性。据此分析，当鱼体内的血糖浓度下降时，会因为 ，使体内的长链脂肪酸的利用率有所 （填“提高”或“下降”）。
(2)为探究外源性肉碱浓度与酶1活性的相关性，研究人员利用幼鱼进行实验。完成下表并回答问题。
③若实验结果显示 ，则说明外源性肉碱浓度与酶1的活性呈正相关。
11．(1)线粒体基质 有机物相互转化（"物质转化"、"物质合成","物质代谢"） 胰高血糖素升高激活某种蛋白激酶活性，提高酶1的活性 提高
(2)注射适量、等量不同浓度的肉碱溶液到相应实验组的幼鱼体内 控制无关变量 肉碱浓度越高，酶1活性越高
【分析】1、 有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。
2、胰岛A细胞分泌胰高血糖素，能升高血糖，只有促进效果没有抑制作用，即促进肝糖原的分解和非糖类物质转化；胰岛B细胞分泌胰岛素是唯一能降低血糖的激素，其作用分为两个方面：促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质；抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。
【详解】（1）①分析题意可知，有氧呼吸的过程中，丙酮酸和长链脂酰CA转化为乙酰CA，再进入柠檬酸循环，丙酮酸的进一步分解发生在有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质；过多的柠檬酸被运到其他场所后可用于合成脂质或氨基酸等，这说明细胞呼吸除能为鱼体提供能量外，还是有机物相互转化的枢纽。
②胰高血糖素是能够升高血糖的激素，而酶1的活性能够制约长链脂酰CA需通过肉碱的转运，胰高血糖素能激活某种蛋白激酶而提高酶1的活性，则当鱼体内的血糖浓度下降时，会因胰高血糖素含量升高，激活某种蛋白激酶活性，提高酶1的活性，从而使体内的长链脂肪酸的利用率有所提高。
（2）分析题意，本实验目的是探究外源性肉碱浓度与酶1活性的相关性，则实验的自变量是外源性肉碱有无及浓度，因变量是酶1活性，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故设计实验如下：
分组前使用高脂肪饲料喂养幼鱼7天，以提高幼鱼体内的脂肪含量→注射适量、等量不同浓度的肉碱溶液到相应实验组的幼鱼体内，设置多个实验组（单一变量及重复实验）→注射等量的溶剂到对照组的幼鱼体内设置对照组（空白对照）→将各组置于相同且适宜条件下饲养，控制无关变量（无关变量应等量且适宜）→检测肌肉和肝脏等组织细胞中酶1的活性。
若外源性肉碱浓度与酶1的活性呈正相关，则肉碱浓度越高，酶1活性越高。
12．物质M能降低高温等环境因素对类囊体膜造成的伤害。下图是叶肉细胞中合成物质M的有关过程，其中A、B代表相关细胞器。请回答下列问题：
(1)A、B代表的细胞器分别是 ，A中合成NADPH的场所是 ，B中[H]代表的物质主要是 。光合作用为物质M的合成提供 （填物质）。
(2)高温下叶肉细胞中B内的反应受抑制，物质M的合成量增加，据图分析主要原因是高温下B内的反应受抑制，使 （填物质）向叶绿体输送的数量增加，从而增加了物质M的合成。
(3)为验证高温使B内的反应受抑制，导致物质M合成增多，科研人员用B内反应抑制剂进行了如下实验，完成下表（在答题纸上①~④处填写）。
预期实验结果：④ 。
12．(1)叶绿体、线粒体 类囊体薄膜 还原型辅酶I（NADH） ATP、NADPH、3－磷酸甘油醛
(2)3－磷酸甘油醛、PEP
(3)常温 高温 物质M的含量 第1、2组物质M的含量高于第3组
【分析】由图可知，A中发生二氧化碳和固定的三碳化合物的还原，说明其是叶绿体；B中进行了丙酮酸的彻底氧化分解，是有氧呼吸的第二三阶段，说明其是线粒体。
【详解】（1）A中发生二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，说明其是叶绿体；B中进行了丙酮酸的彻底氧化分解，是有氧呼吸的第二三阶段，说明其是线粒体；线粒体中的[H]为还原型辅酶I（NADH）。由图可知，光合作用为物质M的合成提供ATP、NADPH、3－磷酸甘油醛。
（2）高温下叶片呼吸作用降低，丙酮酸消耗降低，使3－磷酸甘油醛、PEP向叶绿体输送的数量减少，增加了物质M的合成。
（3）该实验的自变量是温度和是否添加反应抑制剂，因变量是物质M的含量，其他为无关变量，无关变量为保持适量且一致。
设计思路如下：配制缓冲液，均分为3组，第1组加适量的反应抑制剂，第2、3组不加。切取生长健壮的长势一致的叶片，分为3组。将叶片的叶柄浸入相应的缓冲液中，第1、2组分别置于常温、高温条件下，第3组置于常温下。一段时间后，测定3组叶片的物质M的含量。
由于高温使叶绿体内的反应受抑制，导致物质M合成增多，故预测实验结果应为第1、2组物质M含量几乎相等，高于第3组。
13．学习以下材料，回答（1）~（4）题。
S6蛋白参与调控细胞周期
S6蛋白可以调控蛋白的乙酰化水平。在肝癌、乳腺癌等癌症中S6的表达量明显升高。
为研究S6过表达的影响，将S6-GFP融合基因（GFP为绿色荧光蛋白基因）转入HeLa细胞系，挑选单个细胞培养两周，筛选出S6过表达细胞系。观察发现，部分S6过表达细胞的染色体数目发生了变化。
在过表达S6的细胞中，检测到CDH1水平明显降低。为研究S6的作用机制，将野生型HeLa细胞破碎，加入结合了抗S6抗体（对照组为无关抗体）的凝胶珠一起孵育，获得吸附在凝胶珠上的蛋白，电泳检测，结果如图1。在S6基因敲除细胞中，CDH1第135位赖氨酸乙酰化水平升高。构建CDH1第135位赖氨酸突变为谷氨酰胺的细胞株（K135Q），向K135Q细胞和野生型细胞转入S6过表达载体，检测外源性S6（外源S6表达产物）和CDH1蛋白含量，结果如图2。
CDH1是APC/C的一个亚基。APC/C是调控细胞周期的重要因子之一、APC/C是一种泛素连接酶，能够将泛素连接到底物上，从而使底物被识别并降解。
在S6过表达细胞中，五种APC/C重要底物的水平均明显上调。这五种底物都是对细胞有丝分裂的调控起关键作用的蛋白，其中某些蛋白水平上升，会引起细胞中心体复制异常，细胞的染色体稳定性遭到破坏。染色体数目异常是很多癌症的诱因，这为S6在多种癌症中表达量升高提供了一种解释，可能正是S6的表达量升高导致了某些种类癌症的发生和发展。
(1)人体细胞分裂时，中心粒在间期倍增。进入分裂期后，两组中心粒之间的星射线形成了 。
(2)在构建S6过表达细胞系时，可根据 来挑选细胞进行培养。
(3)根据图1、图2，推测S6使CDH1蛋白含量下降的机制。
(4)根据文中信息，推测S6过表达导致细胞中染色体数目变异的机制。
13．(1)纺锤体
(2)绿色荧光的强弱
(3)S6蛋白与CDH1蛋白结合，使CDH1蛋白第135位赖氨酸乙酰化水平降低，促进了CDH1的降解
(4)S6过表达→CDH1蛋白含量下降→APC/C底物泛素化水平下降→某些蛋白水平上升→中心体复制异常→染色体数目变异
【分析】根据题意分析：在过表达S6的细胞中，检测到CDH1水平明显降低，在S6基因敲除细胞中，CDH1第135位赖氨酸乙酰化水平升高，结合图1、2分析，野生型细胞转入S6过表达载体，CDH1蛋白含量减少，根据以上推测S6蛋白与CDH1蛋白结合，使CDH1蛋白第135位赖氨酸乙酰化水平降低，促进了CDH1的降解。
【详解】（1）人体细胞分裂时，进入分裂期后，两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体。
（2）为研究S6过表达的影响，将S6-GFP融合基因（GFP为绿色荧光蛋白基因）转入HeLa细胞系，挑选单个细胞培养两周，筛选出S6过表达细胞系，因此在构建S6过表达细胞系时，可根据绿色荧光的强弱来挑选细胞进行培养。
（3）根据题意可知，在过表达S6的细胞中，检测到CDH1水平明显降低，在S6基因敲除细胞中，CDH1第135位赖氨酸乙酰化水平升高，结合图1、2分析，野生型细胞转入S6过表达载体，CDH1蛋白含量少于对照组，K135Q细胞对照组和过表达组无明显差异，推测S6蛋白通过与CDH1蛋白结合，使CDH1蛋白第135位赖氨酸乙酰化水平降低，促进了CDH1的降解。
（4）S6过表达，促进CDH1的降解，CDH1蛋白含量下降，CDH1是APC/C的一个亚基，APC/C是一种泛素连接酶，能够将泛素连接到底物上，从而使底物被识别并降解，在S6过表达细胞中，五种APC/C重要底物的水平均明显上调。这五种底物都是对细胞有丝分裂的调控起关键作用的蛋白，其中某些蛋白水平上升，会引起细胞中心体复制异常，细胞的染色体稳定性遭到破坏，引起染色体数目异常。
14．关于细胞衰老机制，科学家提出了许多假说，目前大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。
(1)老年人的皮肤出现“老年斑”的原因是 。
(2)细胞代谢产生的活性氧（ROS）基团或分子会通过多条途径对线粒体造成损伤（如图），从而引发细胞衰老甚至死亡。据图可知，ROS对细胞造成的影响有 （答出两点即可），从而引发线粒体功能失常、细胞凋亡或坏死等。结合所学知识，提出解决细胞内衰老、损伤细胞损伤的线粒体的途径： （答出一点即可）。
(3)动物细胞随着培养代数增多，端粒平均长度mtDNA/ROS:燃、缩短，更多细胞趋向于衰老和死亡。为了探究端粒产生的机制，科学家把加入四膜虫端粒的一条人工突变和毛失染色体转入酵母菌中，通过实验发现复制后的染色体上带有的是酵母菌的端粒。这说明端粒的化学本质是 ，据此推测，在端粒形成过程中发挥催化作用的物质有 （答出两点即可）等。
(4)研究还发现，端粒酶能以自身成分为模板合成端粒DNA使端粒延长，从而延缓细胞衰老，不同细胞的端粒酶活性是不同的，据此分析引起细胞衰老的原因可能是 。
14．(1)衰老细胞中色素积累
(2)使脂质过氧化；攻击蛋白质的结构，造成线粒体膜氧化损伤；mtDNA突变和耗失 启动细胞自噬，分解衰老、损伤的线粒体；引发细胞凋亡
(3) DNA和蛋白质 解旋酶、DNA聚合酶等
(4)端粒酶的活性下降（或端粒酶的活性受到抑制）
【分析】1、细胞衰老是正常环境条件下发生的功能减退，逐渐趋向死亡的现象。衰老是生界的普遍规律，细胞作为生物有机体的基本单位，也在不断地新生和衰老死亡。生物体内的绝大多数细胞，都要经过增殖、分化、衰老、死亡等几个阶段。可见细胞的衰老和死亡也是一种正常生命现象。
2、端粒是染色体末端的一种特殊结构，其DNA由简单的重复序列组成。在细胞分裂过程中，端粒由于不能为DNA聚合酶完全复制而逐渐变短。
【详解】（1）老年人的皮肤出现“老年斑”的原因是，衰老细胞中色素积累。
（2）据图可知，ROS对细胞造成的影响有使脂质过氧化；攻击蛋白质的结构，造成线粒体膜氧化损伤；mtDNA突变和耗失。可通过启动细胞自噬，分解衰老、损伤的线粒体，引发细胞凋亡解决细胞内衰老、损伤细胞损伤的线粒体。
（3）通过实验发现复制后的染色体上带有的是酵母菌的端粒，这说明端粒的化学本质是DNA和蛋白质，据此推测，在端粒形成过程中发挥催化作用的物质有与DNA合成有关的物质，如解旋酶、DNA聚合酶等。
（4）端粒酶能以自身成分为模板合成端粒DNA使端粒延长，从而延缓细胞衰老，不同细胞的端粒酶活性是不同的，据此分析引起细胞衰老的原因可能是，端粒酶的活性下降（或端粒酶的活性受到抑制）。
15．某种植物根尖分生区细胞（简称g细胞）的细胞周期中，G1、S、G2、M经历时间依次为8h、6h、5h、1h。HU（羟基脲）是一种可逆的DNA合成抑制剂，对S期以外的细胞无影响，但可以阻止细胞进入S期而停留在G1/S交界（看作G1期细胞）。某科学小组为实现细胞周期同步化，设计了如下的实验步骤，每组设置多个重复样品。
步骤一：A组：培养液＋g细胞＋HU B组：培养液＋g细胞
步骤二：培养14h后，检测A、B两组各时期细胞数所占百分比。
步骤三：将A组中的HU全部洗脱，A、B均更换新鲜培养液培养10h。
步骤四：向A组中加入HU，继续培养14h后，检测A、B两组各时期细胞数所占百分比。
(1)本实验中设置B组的作用是 ，实验中每组设置多个重复样品的作用是 。
(2)在显微镜下观察前，使用解离液处理根尖细胞的作用是 ，在动物细胞培养时，与本实验中解离液起相似作用的物质是 。在显微镜下观察时，根尖分生区细胞的形态特点是 。
(3)本实验中洗脱HU后培养10h的目的是 。将本实验的预期实验结果填入下表中。
15．(1)排除细胞液对细胞周期的干扰 避免偶然性，提高实验的准确性
(2)将细胞相互分离开 胰蛋白酶（或胶原蛋白酶） 细胞呈正方形，排列紧密
(3)让第一次处理后停留在G1/S交界以及S期的细胞均不再处于S期 70% 30% 40% 30%
【分析】用DNA合成抑制剂使细胞周期同步化需要两次用抑制剂，两次洗脱。抑制剂作用后，S期的细胞依然处于S期，其它时期的细胞不能进入S期而停留在交界处。第一次使用抑制剂的目的是使S期外其它时期细胞都在交界，处理时间大于等于G2、M、G1的和。洗脱后细胞继续分裂，洗脱时间大于S期，小于G2、M、G1的和。第二次抑制剂处理的目的是使所有细胞处于交界处，达到细胞周期同步化
【详解】（1）B组没有加入HU，作用是排除培养液对细胞周期的干扰。实验中每组设置多个重复样品是遵循了平行重复的实验原则，目的是为了避免偶然性，提高实验的准确性。
（2）解离液由盐酸和酒精配制，使用解离液的目的是将细胞相互分离开。动物细胞中可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使组织细胞相互分散。根尖分生区的特点是细胞呈正方形，排列紧密。
（3）洗脱HU后培养10h的目的是让第一次处理后停留在G1/S交界以及S期的细胞均不再处于S期，以达到细胞周期同步化的目的。A组培养液中加入了HU，HU能抑制DNA的合成，阻滞细胞进入S期而停留在G1/S交界，该交界细胞看做G1期，此时细胞都处于S和G1，S期时长为6h，细胞周期共20h，S期细胞占细胞周期的比例为30%.其余细胞均处于G1期,占70%。B组细胞正常分裂，S期细胞占30%，G1期细胞占40%。
16．I．植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。
（1）将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是 ，甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率 （大于0/等于0/小于0）。
II．图是某湖泊营养化程度以及部分藻类生长状况（鱼鳞藻、脆杆藻为鱼的饵料，微囊藻会产生有毒物质污染水体）的曲线图。
（2）民间有“养鱼先养水”的说法，由上图分析可知，当水体营养化程度处于 时，更有利于能量流向对人类最有益的部分。
（3）适宜条件下培养微囊藻（一种蓝藻），数量可呈指数增长，若在培养液中加入粉绿狐尾藻（一种高等水生植物），微囊藻的生长会受到明显抑制，其主要原因是这两种生物在利用 （答两点）等资源时存在显著竞争的关系。现代生物工程可以利用蓝藻来制作生物柴油，由此推测蓝藻体内含有较多的哪一类有机物？ 。
（4）现要对这一富营养化水体进行生态修复，根据以上内容，采取的措施可以包括 等。
16．（1）植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低 大于0
（2）中营养化
（3）光照、二氧化碳 脂质
（4）减少N、P的排放(培养粉绿狐尾藻等与微囊藻竞争的水生植物)(提取湖泊中的微囊藻制作生物柴油)
【详解】本题考查了光合作用和细胞呼吸影响因素、种间关系、水体富营养化等相关知识，解题要点是识记相关基础知识，并能分析图形解答问题。
（1）适宜条件的光照下植物进行光合作用吸收CO2，由于适宜条件下光合作用强度较大，即光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低。由于甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物，所以当甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率大于0；
（2）由图分析可知，当水体营养化程度处于中营养化时，微囊藻数量较少，而鱼鳞藻、脆杆藻数量最多，有利于鱼的生长和繁殖，有利于能量流向对人类最有益的部分。
（3）微囊藻是蓝藻，粉绿狐尾藻是水生植物，两者都可进行光合作用，所以两者在光照、无机营养、二氧化碳等资源上存在竞争关系；柴油是液态的脂肪，储存大量能量，现代生物工程可以利用蓝藻来制作生物柴油，说明蓝藻体内含有较多的脂质类有机物。
（4）水体富营养化指的是水体中N、P等营养盐含量过多而引起的水质污染现象，对富营养化水体进行生态修复，首先是减少N、P的排放，其次是培养粉绿狐尾藻等与微囊藻竞争的水生植物，或提取湖泊中的微囊藻制作生物柴油等相应措施。
17．生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用，如图表示3种生物膜结构及其所发生的部分生理过程的示意图。请回答下列问题：
（1）构成生物膜的基本支架是 ，图中生物膜的功能不同，从生物膜的组成成分分析，其主要原因是 。
（2）图1表示的生理过程是 ，图3表示的生理过程是 ，请用化学反应式写出该图所在的细胞器上完成的生理过程 。
（3）若图2为哺乳动物成熟红细胞的细胞膜，图中葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点是都需要 ，其中葡萄糖的运输特点是 。
（4）图1-图3说明生物膜具有的功能有 。（至少答出两点）
17．（1）磷脂双分子层 蛋白质的种类和数量不同
（2）有氧呼吸第三阶段 光反应 CO2+H2O （CH2O）+O2
（3）载体蛋白 顺浓度梯度、不消耗能量，需要载体
（4）物质运输、能量转换、为化学反应提供场所
【分析】生物中除某些病毒外，都具有生物膜。真核细胞除质膜（又称细胞膜）外，还有分隔各生物膜生物膜种细胞器的膜系统，包括核膜、线粒体膜、内质网膜、溶酶体膜、高尔基体膜、叶绿体膜、液泡、过氧化酶体膜等。
【详解】（1）生物膜主要是由磷脂和蛋白质组成，脂双层是生物膜的基本骨架。图中生物膜的功能不同，从生物膜的组成成分分析，其主要原因是蛋白质的种类和数量不同。
（2）图1表示的是有氧呼吸第三阶段，氧气和[H]生成水并放出大量能量的过程。图3表示的是水产生氧气的过程，代表光反应。叶绿体进行光合作用是水和CO2产生有机物并释放氧气的过程，反应式为CO2+H2O （CH2O）+O2。
（3）乳酸逆浓度运输为主动运输，若图2为哺乳动物成熟红细胞的细胞膜，图中葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点是都需要载体蛋白，其中葡萄糖的运输特点是顺浓度梯度、不消耗能量，需要载体。
（4）图1-图3说明生物膜具有的功能有物质运输（载体蛋白）、能量转换（光合作用、呼吸作用）、为化学反应提供场所。
18．生物体内每一个细胞都是一个生产和输出分子（如胰岛素、抗体、酶等） 的工厂。这些分子在细胞内都是以“细胞囊泡”的形式传递的。James•E•Rthman，Randy•W•Schekman Thmas•C•Südhf 等三位科学家因发现了这些“细胞囊泡”是如何被在正确的时间输运至正确地点的分子机制之谜而获得2013 年诺贝尔生理学或医学奖。依据下图及相关信息回答问题：
(1)图甲中应通过 才能观察，构成②的基本骨架是 ；②功能的复杂程度与其上的 有关。
(2)图甲属于 模型，在参与分泌蛋白形成过程的细胞器中，含核酸的细胞器 （写细胞器名称）。
(3)下面列举了图甲和图乙中部分结构和其对应的主要成分，对应有误的是（ ）
A．结构②：脂质、蛋白质、糖类B．结构⑧：脱氧核糖核酸、蛋白质
C．结构a：核糖核酸、蛋白质D．结构c：双层膜结构
(4)James E。Rthman 发现了让囊泡实现与其目标细胞膜的对接和融合的蛋白质机制：只有当囊泡上的蛋白质（图丙中黑色部分）和细胞膜上的蛋白质配对合适时才会发生融合，随后结合部位打开并释放出相关分子。Thmas•C•Südhf 则发现这一过程与钙离子对相关蛋白质的影响有关（如图丙所示）。该融合过程体现了细胞膜的 的功能。 图中所示物质出细胞的方式为 。如果分泌物为神经递质，则会引起突触后神经元的
18．(1)电子显微镜 磷脂双分子层 蛋白质的种类和数量
(2)物理 核糖体、线粒体
(3)D
(4)信息交流 胞吐 兴奋或抑制
【分析】分析题图：图甲中①是核糖体，②是细胞膜，③是中心体，④是内质网，⑤ 是细胞质基质，⑥是线粒体，⑦是高尔基体，⑧是染色质。图乙中X是氨基酸，a表示核糖体，b表示内质网，c表示高尔基体。图丙表示胞吐过程。
(1)图甲是动物细胞的亚显微结构模式图，应通过电子显微镜才能观察，构成②细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，细胞膜主要由蛋白质和磷脂分子组成，其功能的复杂程度与其上蛋白质的种类和数量有关。
(2)图甲属于物理模型，参与分泌蛋白形成过程的细胞器有①核糖体、④内质网、⑦高尔基体和⑥线粒体。其中含核酸的细胞器是核糖体、线粒体。
(3)A、结构②是细胞膜，主要成分是脂质和蛋白质，还含有少量糖类，A正确；B、结构⑧是染色质，由脱氧核糖核酸（DNA）和蛋白质组成，B正确；C、结构a是核糖体，由RNA和蛋白质组成，C正确；D、结构c是高尔基体，具有单层膜结构，D错误。故选D。
(4)图丙中，当囊泡上的蛋白质和细胞膜上的蛋白质合适时发生融合，随后结合部位打开并释放出相关分子，该融合过程体现了生物膜的信息交流功能，据图可知，图中所示物质出细胞的方式为胞吐。如果分泌物为神经递质（包括兴奋性神经递质和抑制性神经递质），则会引起突触后神经元的兴奋或抑制。
19．图1表示人体造血干细胞有丝分裂过程的部分图像，图2表示该细胞有丝分裂不同时期染色体数与核DNA数比例的变化关系，回答下列问题。
(1)造血干细胞形成各种血细胞，各类血细胞的功能各不相同，根本原因是 。成熟红细胞失去全能性的原因是 。
(2)图1中①〜④在一个细胞周期中的正确排序为 （填序号），染色单体数和核DNA数目相等的细胞是中的 （填序号），植物细胞有丝分裂过程中处在细胞①所示时期时与细胞①的不同是 。细胞④含有 条染色体（已知人体细胞有23对染色体）。
(3)图2中BC段形成的原因是 ，EF段形成的原因是 。
(4)研究发现，细胞能严格有序的增殖与细胞周期中存在保证核DNA复制和染色体分配质量的多个检验点有关。只有相应的过程检验合格，细胞才能顺利进入下一个时期。图2表示细胞周期简图及相应检验点位置，细胞中存在一种有丝分裂促进因子（MPF），可使A时期细胞顺利通过检验点4进入B时期，MPF在细胞周期中的活性变化是：在B时期先增大后减小，在A、C、D时期无活性。请推测若将A期细胞与去除核物质的B时期细胞融合，可引起的结果是 。
19．(1)基因的选择性表达 无细胞核
(2)②③④① ②③ 赤道板位置出现细胞板，细胞板扩展形成新的细胞壁 92
(3)DNA复制 着丝粒分裂
(4)使G2期细胞进入M期的时间提前
【分析】细胞周期是指连续分裂细胞，从一次分裂完成时开始到下次分裂完成时为止。细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂期有分为前期、中期、后期、末期。有丝分裂特点：⑴分裂间期：DNA的复制和有关蛋白质的合成。⑵分裂期（以高等植物细胞为例）：①前期：染色质丝螺旋化形成染色体，核仁解体，核膜消失，细胞两极发出纺缍丝，形成纺缍体。②中期：染色体的着丝点排列在赤道板（赤道板只是一个位置，不是真实的结构，因此赤道板在显微镜下看不到）上。染色体的形态稳定，数目清晰，便于观察。这个时期是观察染色体的最佳时期。③后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，分别移向细胞两极，分向两极的两套染色体形态和数目完全相同。④末期：染色体变成染色质，纺缍体消失，出现新的核膜和核仁，出现细胞板，扩展形成细胞壁，将一个细胞分成两个子细胞。
【详解】（1）细胞分化的原因：基因选择性表达不同。哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，没有生物生长发育所需要的基因，失去全能性。
（2）细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂期有分为前期、中期、后期、末期。图中①形成新的核膜核仁是末期，②形成染色体是前期，③着丝点排列在赤道板是中期，④着丝点分裂向两极移动是后期，故排序是②③④①。染色单体数和核DNA数目相等的时期是前期、中期。植物细胞末期出现细胞板，扩展成细胞壁。人体细胞有23对染色体，即46条，后期着丝点断裂，加倍为92条。
（3）图2中BC段染色体与核DNA数之比由1变为1/2，即完成了DNA复制，染色体数目不变，DNA数目加倍。EF段染色体与核DNA数之比由1/2变为1，即完成了着丝点分裂，染色体数目加倍，DNA数目不变。
（4）去除核物质的B时期细胞含有MPF，与A期细胞融合，增大了细胞中MPF的含量，使使G2期细胞进入M期的时间提前。
20．某种物质S（一种含有C、H、N的有机物）难以降解，会对环境造成污染，只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基，甲的组分为无机盐、水和S，乙的组分为无机盐、水、S和Y。
回答下列问题：
（1）实验时，盛有水或培养基的摇瓶通常采用 的方法进行灭菌。乙培养基中的Y物质是 。甲、乙培养基均属于 培养基。
（2）实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107 个/mL，若要在每个平板上涂布100μL稀释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个，则至少应将摇瓶M中的菌液稀释 倍。
（3）在步骤⑤的筛选过程中，发现当培养基中的S超过某一浓度时，某菌株对S的降解量反而下降，其原因可能是 （答出1点即可）。
（4）若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数，请写出主要实验步骤 。
（5）上述实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌的生长提供4类营养物质，即 。
20．（1）高压蒸汽灭菌 琼脂 选择
（2）104
（3）S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长
（4）取淤泥加入无菌水，涂布（或稀释涂布）到乙培养基上，培养后计数
（5）水、碳源、氮源和无机盐
【分析】培养基一般含有水、碳源、氮源、无机盐等。
常用的接种方法：平板划线法和稀释涂布平板法。
常用的灭菌方法：干热灭菌法、灼烧灭菌法、高压蒸汽灭菌法。
【详解】（1）常用高压蒸汽灭菌法处理盛有水或培养基的摇瓶，乙为固体培养基，故需要加入Y琼脂；甲和乙培养基可以用于筛选能降解S的菌株，故均属于选择培养基。
（2）若要在每个平板上涂布100μL稀释液后的菌液，且每个平板上长出的菌落数不超过200个，则摇瓶M中的菌液稀释的倍数至少为2×107÷1000×100÷200=1×104倍。
（3）当培养基中的S超过某一浓度后，可能会抑制菌株的生长，从而造成其对S的降解量下降。
（4）要测定淤泥中能降解S的细菌的细胞数，可以取淤泥加无菌水制成菌悬液，稀释涂布到乙培养基上，培养后进行计数。
（5）甲和乙培养基均含有水、无机盐、碳源、氮源。
21．物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌（目标菌）。回答下列问题。
（1）要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该是 。
（2）在从土壤中分离目标菌的过程中，发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落（如图所示）。如果要得到目标菌，应该选择 菌落进一步纯化，选择的依据是 。
（3）土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路、预期结果和结论，即 。
（4）该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W的酶（酶E）。为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异，该小组拟进行如下实验，请完善相关内容。
①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加含有酶E的缓冲液，B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液，C处滴加 ，三处滴加量相同。
②一段时间后，测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈，说明 ；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明 。
21．（1）W
（2）乙 乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W
（3）将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源
（4）缓冲液 缓冲液不能降解W 酶E与天然酶降解W的能力相近
【分析】筛选培养基是指根据某种微生物的特殊营养要求或对某些化学、物理因素的抗性而设计的，能选择性地区分这种微生物的培养基。利用选择培养基，可使混合菌群中的目标菌种变成优势种群，从而提高该种微生物的筛选效率。
【详解】（1）该研究小组的目标菌是能够降解物质W的细菌，而物质W是一种含氮有机物，故可作筛选培养基中的氮源。
（2）研究小组的目标菌，是能够降解物质W的细菌，培养基中乙菌落的周围出现透明圈，说明乙菌落能够降解物质W，故乙菌落为该小组的目标细菌。
（3）目标菌能够利用空气中的氮气作为氮源，故选用的筛选培养基不添加氮源，能够在无氮源的培养基上生存的细菌便是目的细菌，故实验操作为：将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。
（4）①C处作为空白对照，要排除作为溶剂的缓冲液对实验可能造成的影响，故需要在C处滴加缓冲液，且保持滴加量相同；②培养基中的透明圈表示物质W被降解的情况，若C处不出现透明圈，则说明缓冲液不能降解物质W；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明物质W被降解的程度相近，即酶E与天然酶降解物质W的能力相近。
22．酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半，可作为饲料蛋白的来源。有些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行培养，这样既可减少污染又可降低生产成本。研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母，并进行大量培养。下图所示为操作流程，请回答下列问题：
(1)配制培养基时，按照培养基配方准确称量各组分，将其溶解、定容后，及时对培养基进行分装，并进行 灭菌。
(2)取步骤②中不同梯度的稀释液加入在培养皿的 上做好标记的无菌培养皿中，在步骤③中将温度约为 的培养基倒入培养皿混匀，冷凝后 培养。
(3)挑取分离平板中长出的单菌落，按步骤④所示进行划线。操作时，在第二次及以后的划线，总是从上一次划线的末端开始划线。这样做的目的是 。下列关于相关操作叙述合理的有 。
a.为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须灭菌
b.划线时应避免划破培养基表面，以免不能形成正常菌落
c.挑取菌落时，应挑取多个菌落，分别测定酵母细胞中甲醇的含量
d.可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度，获得甲醇高耐受株供应。
(4)步骤⑤中，为使酵母数量迅速增加，培养过程中需保证充足的营养和 供应。为监测酵母的活细胞密度，将发酵液稀释1000倍后，经等体积台盼蓝染液染色，用25×16型血细胞的计数板计数5个中格中的细胞数，理论上 色细胞的个数应不少于 才能达到每毫升5×109个活细胞的预期密度。
22．(1)高压蒸汽灭菌/湿热灭菌法
(2)皿底 50℃ 倒置
(3)随着划线次数的增加使细菌的数量逐渐减少，最终能得到由单个细菌繁殖形成的菌落 a、b、d
(4)氧气 无 50
【分析】配置培养基的基本操作步骤为：称量、溶化、调pH、灭菌、倒平板。获得纯净的微生物培养物是发酵工程的基础。 因此，无菌技术是发酵工程的重要技术之一，是指在操作过程中，保持物品与操作区域的无菌状态并不被微生物污染的技术，其核心是灭菌。常见的灭菌方法有干热灭菌法、湿热灭菌法（高压蒸汽灭菌）。
【详解】（1）对于培养基进行灭菌常采用高压蒸汽灭菌法（湿热灭菌法）。所以配制培养基时，按照培养基配方准确称量各组分，将其溶解、定容后，及时对培养基进行分装，并进行高压蒸汽灭菌。
（2）对培养皿进行标记时要标记在培养皿的皿底上，步骤③是倒平板，倒平板时温度控制50℃左右，在步骤③中将温度约为50℃的培养基倒入培养皿混匀，冷凝后倒置培养，倒置培养主要为了防止皿盖上的冷凝水落入培养基。
（3）操作时，在第二次及以后的划线，总是从上一次划线的末端开始划线。这样做的目的是随着划线次数的增加使细菌的数量逐渐减少，最终能得到由单个细菌繁殖形成的菌落。相关操作合理的有：a、b、d。a.为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须灭菌，以防杂菌污染，a正确；b.划线时应避免划破培养基表面，以免不能形成正常菌落，若培养基表面划破会导致菌落聚集，b正确；c.挑取菌落时，应挑取单个菌落，分别测定酵母细胞中甲醇的含量，c错误；d.培养基中甲醇浓度越高，能够生存下来的酵母菌利用甲醇的能力越强，所以可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度，获得甲醇高耐受株供应，d正确。
（4）步骤⑤中，为使酵母数量迅速增加，培养过程中需保证充足的营养和氧气供应，在有氧条件下酵母菌能大量的繁殖。台盼蓝染液染的死细胞，正常活细胞都是无色的，已知血细胞的计数板25×16型：每毫升菌液中待测样本总数=80个小方格内总数/80×400×104×稀释倍数。发酵液稀释1000倍后，台盼蓝等体积加入，所以实际稀释倍数是2000倍。带入可得：5×109=80个小方格内总数/80×400×104×2000，理论上无色细胞的个数应不少50个。
23．研究者拟构建高效筛选系统，将改进的苯丙氨酸合成关键酶基因P1导入谷氨酸棒杆菌，以提高苯丙氨酸产量。
(1)如图是该高效筛选系统载体的构建过程。载体1中含有KanR（卡那霉素抗性基因）和SacB两个标记基因，为去除筛选效率较低的SacB，应选择引物 和 ，并在引物的 （5＇∕3＇）端引入XhⅠ酶识别序列，进行PCR扩增，产物经酶切、连接后环化成载体2。
(2)PCR扩增载体3中筛选效率较高的标记基因RpsL（链霉素敏感基因）时，引物应包含 （EcRⅠ∕HindⅢ∕XhⅠ）酶识别序列，产物经单酶切后连接到载体2构建高效筛选载体4。
(3)将改进的P1基因整合到载体4构建载体5。将载体5导入链霉素不敏感（由RpsL突变造成）、卡那霉素敏感的受体菌。为获得成功导入载体5的菌株，应采用含有 的平板进行初步筛选。
(4)用一定的方法筛选出如下菌株：P1基因脱离载体5并整合到受体菌拟核DNA，且载体5上其他DNA片段全部丢失。该菌的表型为__________。
A．卡那霉素不敏感、链霉素敏感
B．卡那霉素敏感、链霉素不敏感
C．卡那霉素和链霉素都敏感
D．卡那霉素和链霉素都不敏感
(5)可采用 技术鉴定成功整合P1基因的菌株。之后以发酵法检测苯丙氨酸产量。
23．(1)1 4 5＇
(2)XhⅠ
(3)卡那霉素
(4)B
(5)PCR
【分析】PCR反应过程:变性→复性→延伸。变性：当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链，复性：温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，延伸：72℃左右时，Taq酶有最大活性，可使DNA新链由5'端向3'端延伸。
【详解】（1）据图可知，根据引物箭头方向可知，要想复制KanR（卡那霉素抗性基因），需要引物1和4，因此为去除筛选效率较低的SacB，应选择引物1和4。PCR时，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端向3'端延伸的，因此在引物的5'端引入XhⅠ酶识别序列。
（2）据图可知，载体4中RpsL（链霉素敏感基因）的两侧具有XhⅠ酶识别序列，载体3中不含XhⅠ酶识别序列，如果将载体2和载体3连接形成高效筛选载体4时，需要的引物应该含有XhⅠ酶识别序列。
（3）基因表达载体中的标记基因，有利于目的基因的初步检测，据题意可知，载体5中含有RpsL（链霉素敏感基因）和KanR（卡那霉素抗性基因），将载体5导入链霉素不敏感（由RpsL突变造成）、卡那霉素敏感的受体菌。为获得成功导入载体5的菌株，应采用含有卡那霉素的平板进行初步筛选。
（4）据题意可知，载体5导入的是链霉素不敏感（由RpsL突变造成）、卡那霉素敏感的受体菌，受体菌中P1基因脱离载体5并整合到受体菌拟核DNA，且载体5上其他DNA片段全部丢失，因此该菌的表型为卡那霉素敏感、链霉素不敏感，B正确，ACD错误。
故选B。
（5）通过PCR技术可以检测目的基因是否插入受体细胞的染色体DNA中或目的基因是否转录出了mRNA，因此可采用PCR技术鉴定成功整合P1基因的菌株。
24．为研究干旱胁迫基因LEA和VOC对甘蓝型油菜油脂的积累机制，科研人员构建了两个基因表达载体。其中基因LEA与荧光素酶基因（Luc） 构建成基因表达载体甲，基因VOC和标记基因构建成基因表达载体乙，相关序列及酶切位点如图所示。箭头表示转录方向。
(1)利用PCR扩增LEA基因时，需要在引物的 （填“3’端”或“5’端”）添加限制酶识别序列，添加序列对应的限制酶是 ， 选择上述酶的依据是 。
(2)为了构建基因表达载体甲，依据图中已知碱基序列，在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为 ，扩增 代后会得到等长的8条DNA片段。
(3)乙酰-CA羧化酶基因（AC）是油脂合成过程的关键酶基因，甘油三酯酯酶基因（ ATGL）是油脂分解过程的关键酶基因。将基因表达载体甲、乙分别导入植物细胞培养成转基因植物A、B，在干旱胁迫的环境下培养两种转基因植物和正常植物，分别检测植物体内AC和ATGL基因的表达水平，结果如下图。
①在分子水平上，用 方法检测AC酶和ATGL酶的含量可得到上述结果。
②基于以上研究，干旱胁迫基因LEA和VOC在甘蓝型油菜油脂积累中的机制是 。
24．(1) 5'端 EcRV和Xbal Luc中存在BamHI识别序列，BamHI会将Luc切断；一种酶切会导致载体、LEA自身环化及LEA反向连接
(2)5'-GATATCATGGGC-3'和5'-TCTAGACTAGTG-3' 4
(3)抗原-抗体杂交 在干旱胁迫的环境下，LEA通过促进AC的表达使植物油脂增加；VOC通过抑制ATGL的表达减弱油脂的降低
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：④目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。工具：限制酶、DNA连接酶和运载体。
【详解】（1）耐高温的DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从引物的3'端延伸DNA链，因此PCR扩增需要引物。引物与目的基因所在DNA分子遵循碱基互补配对原则，所以扩增LEA基因时，需要在引物的5'端添加限制酶的识别序列。由于Luc中存在BamHI识别序列，BamHI会将Luc切断；一种酶切会导致载体、LEA自身环化及LEA反向连接，因此选择的限制酶是EcRV和Xbal。
（2）根据已知序列，由于引物只能引导子链从5'→3'延伸，根据碱基互补配对原则，用PCR扩增时的两个引物对应的序列为：5'-GATATCATGGGC-3'和5'-TCTAGACTAGTG-3'。扩增次数与得到等长DNA片段数之间的关系为2n-2n，得到等长的8条DNA片段，2n-2n=8，应该扩增4次。
（3）①检测酶（蛋白质）分子水平上采用抗原-抗体杂交技术进行检测。
②根据检测结果，转基因A植株的AC酶变高了，B的ATGL酶变低了，可以推测在干旱胁迫的环境下，LEA通过促进AC的表达使植物油脂增加；VOC通过抑制ATGL的表达减弱油脂的降低。
25．双特异性抗体（BsAb）是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合，双特异性抗体在自然状态下并不存在，可以通过重组 DNA 或细胞融合技术人工制备实现。长春花所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。图 1 是科研人员通过免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术生产双特异性抗体的部分过程。图2 是某双特异性抗体作用图示。回答下列问题。
(1)图1中①步骤注射癌胚抗原的目的是 。过程③所用的HAT培养基从用途上看属于选择培养基，在该培养基上， 细胞不能生长。
(2)过程④中将杂交瘤细胞进行多倍稀释，接种在多孔的细胞培养板上，使每孔细胞不超过1个，通过培养让其增殖，然后利用 原理检测各孔上清液中细胞分泌的抗体，筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。与传统血清抗体相比，单克隆抗体的优点有 。
(3)图1注射长春碱后，要获取单克隆杂交—杂交瘤细胞，方框内至少需要经过 次筛选。体外培养到一定时期的单克隆杂交—杂交瘤细胞因为 （答 2 点）等因素而分裂受阻，需进行传代培养。
(4)与直接使用长春碱相比，将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药，对人体的副作用更小，原因是 。
25．(1)刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞 未融合的和同种融合的
(2)抗原—抗体特异性结合 能准确识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并可大量制备
(3)2/二/两 细胞密度过大、有害代谢物的积累
(4)双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞
【分析】单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】（1）注射癌胚抗原是为了刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞；HAT选择性培养基是根据次黄嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸生物合成途径设计的，未融合的（B细胞或骨髓瘤细胞）和同种融合的细胞（B细胞+B细胞，骨髓瘤细胞+骨髓瘤细胞）不能在该培养基上生长；能生长的为杂交瘤细胞（B细胞+骨髓瘤细胞）既能大量增殖，又能产生抗体。
（2）抗原—抗体特异性结合，可以检测是否产生相应的抗体；单克隆抗体能准确识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并可大量制备。
（3）单克隆抗体制备过程中至少涉及两次筛选，第一次是利用选择性培养基进行初步筛选出杂交瘤细胞，第二次是利用克隆化培养和抗体检测的方法筛选出既能大量增殖，又能产生所需抗体的杂交瘤细胞。细胞密度过大、有害代谢物的积累，都会导致动物细胞培养受阻，需更换培养液，进行传代培养。
（4）双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞，对人体的副作用更小。
26．红景天中的HMA3基因能编码Cd转运蛋白，科研人员将红景天中的HMA3基因转入栾树，以实现栾树的定向改良，使其增强对Cd的富集能力，从而更有效治理Cd污染。实验的主要流程如下，其中Hygr为潮霉素抗性基因，Kanr为卡拉霉素抗性基因，请回答：
(1)重组质粒的构建、扩增、保存
① 从红景天细胞中提取总RNA为模板，进行RTPCR。其中PCR的反应条件：98 ℃10 s，55 ℃30 s，72 ℃1 min，35个循环，其中55 ℃30 s过程称为 。若模板双链cDNA的数量为a个，经过35个循环需要消耗引物的数量是 。
② 为构建Cd转运蛋白与绿色荧光蛋白(GFP)的融合蛋白，需确保目的基因与质粒正确连接。构建重组质粒时用 酶切PCR纯化产物(已添加相应酶切位点)及Ti质粒，然后通过DNA连接酶进行连接制备重组质粒，并依次转入大肠杆菌和农杆菌。
(2)栾树愈伤组织的诱导：切割无菌苗将其茎段插入愈伤组织培养基，培养基应添加 (填植物激素的名称)，放入培养箱，经过21 d的黑暗诱导，茎段经 形成愈伤组织。
(3)农杆菌介导转化体系的建立：将农杆菌单克隆菌株对栾树愈伤组织进行侵染转化，并用添加 的培养基筛选出转化成功的愈伤组织，将愈伤组织继续培养成完整植株。待幼苗长出较为发达的根系后进行移栽炼苗，炼苗的目的是 。
(4)原生质体制备及目的基因的检测和鉴定
①取4 g筛选后愈伤组织，用镊子轻轻捣碎，冲洗。用滤网过滤溶液，将愈伤组织转移至含 的酶解液中处理一段时间获得原生质体。
②在激光共聚焦下观测到细胞膜发出绿色荧光。在本研究中选择GFP与Cd转运蛋白构建融合蛋白的目的是 。若要从个体生物学水平上进行目的基因的检测与鉴定，则可以检测比较转基因栾树与野生型栾树 。
26．(1)复性/退火 2a(235-1) BglⅡ和SpeⅠ
(2)细胞分裂素和生长素(等) 脱分化
(3)潮霉素 让其适应野外环境
(4)纤维素酶和果胶酶 通过观察绿色荧光来确定Cd转运蛋白是否表达以及分布场所 Cd的富集能力
【分析】1、PCR全称为聚合酶链式反应，是在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。其原理是DNA的复制。
2、PCR的条件有模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）。
3、PCR共包括三步：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。
【详解】（1） ①55℃30 s过程称为退火（复性）处理的目的是 使引物与模板DNA单链的互补序列结合，模板双链cDNA的数量为a个，则经过35个循环DNA分子共有235个，但是模板cDNA不需要引物，所以需要引物的个数为2a(235-1)个。
②限制酶不能破坏了质粒的启动子、终止子及抗性基因，同时为了确保目的基因与质粒正确连接，所以可以用BglⅡ和SpeⅠ对目的基因与质粒进行酶切。
（2）栾树愈伤组织的诱导过程所需培养基需要加入一定比例的生长素与细胞分裂素，脱分化是指在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞经脱分化形成愈伤组织的过程。
（3）由于BglⅡ已经将卡拉霉素抗性基因破坏，所以只能用潮霉素进行筛选转化成功的愈伤组织。为了让幼苗能适应野外环境，需要将幼苗长出较为发达的根系后进行移栽炼苗。
（4）①植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以可以用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织获得原生质体。
②通过观察绿色荧光来确定Cd转运蛋白是否表达以及分布场所，所以本研究中选择GFP与Cd转运蛋白构建融合蛋白。可以检测比较转基因栾树与野生型栾树Cd的富集能力，这是个体生物学水平上进行目的基因的检测与鉴定。
27．猕猴桃因貌似猕猴而得名，是一种品质鲜嫩、营养丰富的美味水果。我国研究人员利用“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”两个不同种培育出了更加优良的品种，其过程如下图所示。请分析并回答下列问题：
(1)因“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”之间存在 ，所以用有性杂交方法很难得到可育后代，上述①～⑥培育优良品种H的过程所应用的技术是 技术。
(2)图中B、D是 ；G是 ；②过程需使用 酶进行处理，该过程受处理时间、 、 等条件的影响。
(3)过程③使用的化学法包括：聚乙二醇（PEG）融合法和 等。
(4)过程③得到的两两融合的细胞有 种，因此需要进行筛选。已知用X射线处理会使染色体受影响而导致细胞失去分裂能力；用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长。为了能筛选到杂种细胞F，若在①过程对“中华猕猴桃”用X射线处理，需对“美味猕猴桃”用 处理，以便最终能获得优良杂种植株H。
27．(1)生殖隔离 植物体细胞杂交
(2)原生质体 愈伤组织 纤维素酶和果胶酶 温度 pH
(3)高Ca2+—高pH融合法
(4) 3 碘乙酰胺
【分析】分析题图：图示表示植物体细胞杂交的具体过程，其中E为融合的原生质体，F表示杂种细胞，H表示杂种植株。
（1）“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”是两个不同种，它们之间存在生殖隔离，通过①～⑥培育优良品种H杂种植株的过程所应的技术是植物体细胞杂交技术。
（2）图中B、D是去除细胞壁的原生质体，G为愈伤组织；②过程去除了植物细胞壁需使用纤维素酶和果胶酶，酶受到处理时间、温度、pH等因素的影响。
（3）过程③为让两个不同种的原生质体进行融合，其中化学方法除了聚乙二醇（PEG）融合法，还有高Ca2+—高pH融合法等。
（4）过程③将两个不同种的原生质体进行融合，其中包括“中华猕猴桃”自身融合和“美味猕猴桃”自身融合以及“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”融合的细胞共3种。X射线处理会使胞失去分裂能力，碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长，已经对“中华猕猴桃”用X射线处理，需对“美味猕猴桃”用碘乙酰胺处理，它们自身融合的细胞无法生长，只有当两个不同种的原生质体融合才能生长，筛选到杂种细胞F，以便最终能获得优良杂种植株H。
28．人血清白蛋白（HSA）具有重要的医用价值，现可以用基因工程技术获取重组HSA（rHSA）。 下图甲为获取的含有目的基因（HSA基因）的DNA片段， Sau3A Ⅰ、EcRⅠ、BamH Ⅰ为三种限制酶，图中箭头所指为三种限制酶的切点；图乙是三种限制酶的识别序列与酶切位点示意图；图丙是土壤农杆菌中用于携带目的基因的Ti质粒结构示意图。请回答下列问题：
(1)三种限制酶中能产生相同黏性末端的是 ；为了使目的基因与质粒定向连接，切割图甲所示DNA片段的最佳方案是选用 酶，所得重组质粒 （填“能””、“不能”或“不一定能”）被BamH Ⅰ切割。
(2)获取HSA基因还可以通过下列方式：首先采集人的血液，从中提取 合成总cDNA，然后以cDNA为模板用PCR扩增HSA基因。与基因组文库获取的目的基因相比，利用cDNA作为导入大肠杆菌的目的基因，其特点是不含 。
(3)生物技术的发展和应用使利用动物生产人的血清蛋白成为可能，下图是上海某研究所培育生产出血清蛋白奶牛的流程。请据图回答。
①此操作流程涉及的现代生物技术有基因工程、动物细胞培养、 、 等。
②在进行性别鉴定时，需要取囊胚的 细胞做DNA分析。据图分析，小牛1、2、3的性别是 性。
28．(1)BamHⅠ和Sau3AⅠ BamHⅠ和EcRⅠ 不一定能
(2) mRNA 启动子、终止子、内含子
(3)核移植 胚胎分割 滋养层 雌
【分析】基因工程技术的基本步骤：
1、目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
2、基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
3、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
4、目的基因的检测与鉴定：
（1）分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。
（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】（1）根据图乙分析可知，Sau3AⅠ、EcRⅠ、BamHⅠ三种限制酶，产生相同黏性末端的是BamHⅠ和Sau3AⅠ，其黏性末端为(-GATC-)；为了防止目的基因和质粒的自我环化、目的基因在质粒上的连接方向不确定等情况，应该选择不同的限制酶切割目的基因的两侧以及质粒，结合图1和图3分析，Sau3AⅠ会破坏目的基因，应该选择EcRⅠ和BamHⅠ切割图1所示DNA片段。结合以上分析以及Sau3AⅠ与BamHⅠ酶的识别序列可知，形成的重组质粒上肯定含有EcRⅠ、Sau3AⅠ的识别位点，不一定含有BamHⅠ的识别位点，所以所得重组质粒不一定能被BamHⅠ切割。
（2）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。首先采集人的血液，从中提取mRNA合成总cDNA，然后以cDNA为模板用PCR扩增HSA基因。利用cDNA作为导入大肠杆菌的目的基因，其特点是不含启动子（和终止子）、内含子等。
（3）①重组细胞1通过基因工程技术而来了，重组细胞2是通过核移植技术而来的，重组细胞2培育成早期胚胎之后，再通经过胚胎分割技术分成的若干胚胎细胞，通过胚胎移植到不同受体母牛子宫内。
②进行性别鉴定需要取囊胚的滋养层细胞做DNA分析。早期胚胎分离成的若干胚胎细胞发育成的小牛基因型是相同的，因为这些胚胎干细胞都是同一个重组细胞2经过有丝分裂得到的。重组细胞2的核来自于重组细胞1，因此为雌性动物，性状大致相同。
29．顺铂是一种抗肿瘤药，普遍用于肺癌等癌症的治疗，但长期使用会使癌细胞产生耐药性。科研人员研究了miRNA、糖酵解与乳腺癌细胞（MCF7）耐药性之间的关系。
(1)在氧气充足条件下，正常细胞主要通过有氧呼吸第 阶段产生ATP。但某些肿瘤细胞即使在有氧条件下，也主要通过糖酵解产生ATP，被称为有氧糖酵解。
(2)为获得耐药性较强的MCF7细胞，可在MCF7培养液中加入顺铂，当存活的细胞达到一定数量后，用 处理并传代培养。每次传代时，增加培养液中顺铂的剂量。
(3)检测MCF7耐药株与非耐药株在顺铂处理后的乳酸产量，结果如下图1。由图1可知，耐药株的有氧糖酵解强度 非耐药株。
(4)耐药株中miR-485-5p（一种miRNA，可与靶基因的mRNA结合）的表达量明显低于非耐药株。为研究miR-485-5p与M基因的关系，在MCF7细胞中过表达或敲低miR-485-5p后，电泳分离细胞裂解物，用抗M蛋白抗体检测，结果如下图2。
图2结果表明miR-485-5p ，得出此结论的依据是 。
(5)在MCF7细胞中过表达或敲低M基因，检测乳酸产量，结果如下图3。过表达M基因时非耐药株对顺铂的抗性增强，敲低M基因时耐药株对顺铂的抗性减弱。
综合上述研究，说明MCF7产生耐药性的机制 。
29．(1)三
(2)胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）
(3)高于
(4)抑制M基因表达 非耐药株中敲低组M蛋白含量明显高于对照组，耐药株中过表达组M蛋白含量明显低于对照组
(5)MCF7耐药株中miR-485-5p下调，使细胞中M蛋白含量增加，促进了有氧糖酵解，提高了对顺铂的抵抗
【分析】在氧气充足条件下，正常细胞能够进行有氧呼吸，在有氧呼吸的第一、二阶段可以产生少量的ATP，第三阶段可以产生大量的ATP。
【详解】（1）在氧气充足条件下，正常细胞能够进行有氧呼吸，在有氧呼吸的第一、二阶段可以产生少量的ATP，第三阶段可以产生大量的ATP。故在氧气充足条件下，正常细胞主要通过有氧呼吸第三阶段产生ATP。
（2）为获得耐药性较强的MCF7细胞，可在MCF7培养液中加入顺铂，当存活的细胞达到一定数量后，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞，继续进行传代培养。
（3）分析题图可知，耐药株的乳酸产量远高于非耐药株，说明耐药株的有氧糖酵解强度高于非耐药株。
（4）分析题图可知，非耐药株中敲低组M蛋白含量明显高于对照组，耐药株中过表达组M蛋白含量明显低于对照组，说明miR-485-5p抑制M基因表达。
（5）分析题图知，过表达M基因时非耐药株对顺铂的抗性增强，敲低M基因时耐药株对顺铂的抗性减弱，说明MCF7产生耐药性的机制，MCF7耐药株中miR-485-5p下调，使细胞中M蛋白含量增加，促进了有氧糖酵解，提高了对顺铂的抵抗。
30．最新医讯，美国某医学中心，一位中年男子成功接受了基因编辑猪的心脏移植手术。基因编辑的异种器官移植成功给人类器官移植带来光。基因编辑技术(CRISPR/Cas9)可以按照人们的意愿精准剪切、改变任意靶基因的遗传信息(如下图)。
(1)Cas9蛋白能准确切割并断开目标DNA，因此Cas9蛋白相当于 。
(2)为了获得目标DNA，需要设计 与Ca9蛋白结合，进行精准剪切。设计该物质需要依据 原则。
(3) 和免疫排斥是器官移植过程中存在的两大世界性难题。科学家看好用猪的器官来为人体进行器官移植的原因可能是 。
(4)研究发现猪体内的GGTA1基因会引发人体发生急性排斥反应。为了获得无免疫排斥的克隆猪心脏，科学家需要依次用到以下哪些技术或操作？ 。①早期胚胎培养技术 ②动物细胞核移植技术 ③胚胎移植技术 ④利用基因编辑技术敲除体细胞中GGTA1基因 ⑤测定GGTA1基因的碱基序列 ⑥手术获取无免疫排斥的克隆猪心脏
(5)2018年11月，贺建奎团队对外宣布，一对名为露露和娜娜的基因编辑试管婴儿在中国健康诞生。他们将体外受精的受精卵进行基因编辑，将CCR5基因的32个碱基敲除，个体长大后能够天然抵御HIV。事发后，中国的122名科学家联名谴责贺建奎团队。贺建奎团队因共同非法实施以生殖为目的的人类遗传基因编辑和生殖医疗活动，构成非法行医罪，分别被依法追究刑事责任。
①该项目被我国科技部叫停，并追究刑事责任的理由是 。
A．没有经过严格的医学伦理审查
B．此项技术还不成熟，有可能被滥用而威胁人类安全
C．我国明令禁止以生殖为目的的人类胚胎基因编辑活动
D．艾滋病已经有其他更安全有效的治愈方法
②你如何看待科学技术的进步与人类社会发展的关系？请简要说明。 。
30．(1)限制性核酸内切酶（限制酶）
(2)向导RNA 碱基互补配对
(3)器官短缺 由于猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似，而且猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要远远少于灵长类动物
(4)⑤测定GGTA1基因的碱基序列、④利用基因编辑技术敲除体细胞中GGTA1基因、②动物细胞核移植技术、①早期胚胎培养技术、③胚胎移植技术、⑥手术获取无免疫排斥的克隆猪心脏
(5)C 科学技术的发展为人类社会带来了生产力、生存环境、精神文明等多方面的变革，其推动着人类社会的发展与进步。但是另一方面，科学技术的发展给人类带来巨大进步和利益的同时也不可避免的带来了一些负面影响（答案合理即可）
【分析】识图分析可知，CRISPR/Cas9基因编辑系统主要包含向导 RNA和Cas9蛋白两部分，向导RNA能特异性识别特定的DNA序列，依据的原理是向导RNA与目标DNA的一条链发生碱基互补配对，从而引导Cas9蛋白催化特定部位磷酸二酯键水解，完成对特定DNA片段的剪切，最终实现对靶基因序列定点编辑。
【详解】（1）根据以上分析可知，Cas9蛋白催化特定部位磷酸二酯键水解，完成对特定DNA片段的剪切，因此Cas9蛋白相当于限制性核酸内切酶。
（2）根据以上分析可知，通过向导RNA与目标DNA的一条链发生碱基互补配对，从而引导Cas9蛋白催化特定部位磷酸二酯键水解，完成对特定DNA片段的剪切，获得目标DNA。因此为了获得目标DNA，需要设计向导RNA与Ca9蛋白结合，进行精准剪切。设计该物质需要依据碱基互补配对原则。
（3）目前，人体移植器官短缺是一个世界性难题。为此，人们不得不把目光移向寻求可替代的移植器官。由于猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似，而且猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要远远少于灵长类动物，因此科学家看好用猪的器官来解决人类器官的来源问题。
（4）根据题意，猪体内的GGTA1基因会引发人体发生急性排斥反应。为了获得无免疫排斥的克隆猪心脏，科学家试图利用基因工程方法对猪的器官进行改造，采用的方法是将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去除GGTA1基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。因此获得无免疫排斥的克隆猪心脏，科学家需要依次用到⑤测定GTA1基因的碱基序列、④利用基因编辑技术敲除体细胞中GTA1基因、②动物细胞核移植技术、①早期胚胎培养技术、③胚胎移植技术、⑥手术获取无免疫排斥的克隆猪心脏。
（5）①我国政府对克隆技术在伦理、法律等方面可能造成的影响非常重视，有关部门多次组织各方面专家召开研讨会，就有关问题达成共识。2002年2月和9月，在联合国总部召开的制定《禁止生殖性克隆人国际公约》特委会和工作组会议上，我国代表团指出，中国政府积极支持制定该公约，坚决反对克隆人，不允许进行任何生殖性克隆人实验。我国政府一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。根据以上分析可知，该项目被我国科技部叫停，并追究刑事责任的理由我国明令禁止以生殖为目的的人类胚胎基因编辑活动，故选C。
②科学技术的发展为人类社会带来了生产力、生存环境、精神文明等多方面的变革，其推动着人类社会的发展与进步。但是另一方面，科学技术的发展给人类带来巨大进步和利益的同时也不可避免的带来了一些负面影响。
细胞类型
正常细胞
D蛋白基因敲除细胞系
细胞中全部线粒体膜电位的平均值（荧光强度相对值）
4．1
5．8
处理时间（周）
PCSK9蛋白含量（ng/ml)
对照组
实验组
0
17．1
36．2
1
17．1
18．8
4
17．1
25．1
比较项目
光反应
暗反应
场所
类囊体薄膜
叶绿体基质
条件
色素、光、酶、水、ADP、Pi
多种酶、CO2、ATP、[H]
反应产物
[H]、O2、ATP
有机物、ADP、Pi、NADP+、水
物质变化
水的光解：2H2O4[H]+O2
ATP的生成：ADP+Pi+光能ATP
CO2的固定：CO2+C52C3
C3的还原：2C3（CH2O）+C5
能量变化
光能→电能→ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能
实质
光能转变为化学能，水光解产生O2和[H]
同化CO2形成（CH2O）
联系
①光反应为暗反应提供[H]和ATP；
②暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+；
③ 光反应与暗反应相互偶联，离开了彼此均会受阻，即无光反应，暗反应无法进行。若无暗反应，有机物无法合成，同样光反应也会停止。
简要操作过程
操作目的
分组前使用高脂肪饲料喂养幼鱼7天
提高幼鱼体内的脂肪含量
①
设置多个实验组
注射等量的溶剂到对照组的幼鱼体内
设置对照组
将各组置于相同且适宜条件下饲养
②
检测肌肉和肝脏等组织细胞中酶1的活性
实验步骤
实验步骤要点
配制溶液
配制缓冲液，均分为3组，第1组加适量B内反应抑制剂，第2、3组不加。
材料选择
切取生长状况一致的叶片，分为3组。
进行实验处理
将叶片的叶柄浸入相应的缓冲液中，第1组置于① 下，第2组置于② 下，第3组置于常温下。
测定数值
一段时间后，测定3组叶片的③ 。
A组
B组
G1期
S期
G2期
M期
G1期
S期
G2期
M期
第一次检测
0％
0％
25％
5％
第二次检测
100％
0％
0％
0％
（1）在以淀粉为底物测定A3酶活性时，既可检测淀粉的减少，检测应采用的试剂是 ，也可采用斐林试剂检测 的增加。
（2）在A3的分离过程中可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测其纯度，通常会在凝胶中添加SDS，SDS的作用是 和 。
（3）本实验中，研究人员在确定A3的最适pH时使用了三种组分不同的缓冲系统，结果如图所示。某同学据图判断，缓冲系统的组分对酶活性有影响，其判断依据是 。
（4）在制备A3的固定化酶时，一般不宜采用包埋法，原因是 （答出1 点即可）。
1．（1）碘液 还原糖（或答：葡萄糖）
（2）消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响 使蛋白质发生变性
（3）在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同
（4）酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出
【分析】SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳原理：在离子强度低时，主要以单体形式存在的SDS可以与蛋白质结合，生成蛋白质-SDS复合物。由于SDS带有大量负电荷，复合物所带的负电荷远远超过蛋白质原有的负电荷，这使得不同蛋白质间电荷的差异被掩盖。而SDS-蛋白质复合物形状都呈椭圆棒形，棒的长度与蛋白质亚基分子量有关，所以在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳中蛋白只存在分子大小的差别，利用这一点可将不同的蛋白质分开 （分子筛效应），因此SDS-PAGE常用于检测蛋白质亚基的分子量及鉴定纯度。
【详解】（1）测定酶活性时，可以通过检测单位时间内反应物的减少或生成物的增加来反映酶活性，所以可以用碘液检测淀粉的减少，也可用斐林试剂检测还原糖（或葡萄糖）的增加。
（2）鉴定蛋白质纯度常用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法，凝胶中加入SDS可以消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响，并使蛋白质发生变性。
（3）分析题中曲线可知，在pH相同时，不同缓冲系统条件下所测得的相对酶活性不同，可推测缓冲系统的组分对酶活性有影响。
（4）由于酶分子体积小，容易从包埋材料中漏出，所以固定化酶时，一般不采用包埋法。
2．种子中储藏着大量淀粉、脂质和蛋白质，不同植物的种子中，这些有机物的含量差异很大。通常根据有机物的含量将种子分为淀粉种子、油料种子和豆类种子。下图是油料种子成熟和萌发过程中营养物质的含量变化示意图。回答下列问题：
(1)油料种子成熟与萌发过程中，糖类和脂肪是相互转化的，图中给出的依据是 。
(2)相同质量时豆类种子在萌发时吸水量比油料种子 ，理由是 。
(3)谷类种子和油料种子分别以淀粉和脂肪为主要营养物质，种子萌发时这两种物质都氧化分解为CO2和H2O。现有谷类种子和油料种子各一组，请根据种子在适宜条件下萌发时O2消耗量与CO2释放量的关系，设计实验以确定种子的类型：
实验思路：
分别检测这两组种子萌发时O2消耗量和CO2释放量的比值（或CO2释放量和O2消耗量的比值），并比较两组比值的大小。
预期实验结果及结论：萌发时O2消耗量和CO2释放量的比值 的一组为油料种子。请解释：
2．(1)糖类和脂肪二者的含量变化相反
(2)多 植物可利用蛋白质等亲水性物质进行吸胀吸水，而脂肪不吸水
(3)大 谷类种子含有较多的淀粉，油料种子含有较多的脂肪。脂肪对于同质量的淀粉来说，脂肪含有更多的H，而含较少，所以以脂肪为有氧呼吸的主要原料时，氧气消耗量和二氧化碳释放量的比值要大于以淀粉为原料时的比值
【分析】1、分析曲线图1：该图是油料种子成熟过程中部分有机物的含量变化图，分析可知可溶性糖在40天中都存在，第30天后淀粉不存在，脂肪从第10天开始增加。可见种子成熟时，糖类（可溶性糖和淀粉）含量减少，脂肪含量增多。
2、分析曲线图2：该图是油料种子萌发过程中有机物的变化，分析可知油料种子萌发10天内，脂肪含量下降，糖类含量增加。
【详解】（1）分析图1可知，油料种子在成熟过程中，糖类（可溶性糖和淀粉）含量减少，脂肪含量增多；油料种子萌发过程中，脂肪含量下降，糖类含量增加，两者的含量变化相反，故糖类和脂肪是相互转化的。
（2）植物可利用蛋白质等亲水性物质进行吸胀吸水，而脂肪不吸水，因此，相同质量时豆类种子在萌发时吸水量比油料种子多。
（3）谷类种子含有较多的淀粉，油料种子含有较多的脂肪。脂肪对于同质量的淀粉来说，脂肪含有更多的H，而含较少，所以以脂肪为有氧呼吸的主要原料时，氧气消耗量和二氧化碳释放量的比值要大于以淀粉为原料时的比值。因此，萌发时氧气消耗量和二氧化碳释放量的比值低的一组为谷类种子；萌发时氧气消耗量和二氧化碳释放量的比值高的一组为油料种子。
3．为了给科学调控小麦种子萌发提供理论依据，有学者研究了小麦种子萌发过程中还原糖和总糖含量的变化。
实验过程：将新鲜的、经过筛选的小麦种子放入培养箱。小麦种子吸水4小时后开始萌芽并进入幼苗生长阶段。研究人员在小麦种子吸水4小时后，每隔4小时对种子各种糖含量进行测定，结果见下图。
回答问题：
(1)糖类是细胞中主要的 。在小麦种子萌发的过程中，除蔗糖外，另一种含量丰富的二糖是 。
(2)小麦种子萌发12小时后，还原糖的含量 。发生这一变化与种子萌发12小时后 消耗迅速增加密切相关。
(3)种子萌发20小时后，蔗糖含量下降最可能的原因是 。
(4)某同学查阅资料得知，大豆种子在萌发过程中蛋白质含量会升高，于是设计实验验证该结论。请你完善以下实验思路和预期结果：
实验思路：取萌发前、萌发中和萌发后的种子磨成匀浆，分别置于A、B、C三支试管中，用 鉴定，观察并比较各试管的颜色及深度。
预期结果： ，则结论正确。
3．(1)能源物质 麦芽糖
(2)增加 淀粉
(3)蔗糖水解（产生葡萄糖与果糖）
(4)双缩脲试剂 若试管中产生紫色物质，且颜色深度C>B>A
【分析】糖类是多羟基醛、多羟基酮以及能水解而生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物，可分为单糖、二糖和多糖等。糖类是自然界中广泛分布的一类重要的有机化合物。日常食用的蔗糖、粮食中的淀粉、植物体中的纤维素、人体血液中的葡萄糖等均属糖类。
【详解】（1）糖类的主要功能是提供能量，是细胞中主要的能源物质；蔗糖、麦芽糖都是植物细胞内的二糖，在小麦种子萌发的过程中，淀粉水解产生麦芽糖。
（2）结合曲线可知，小麦种子萌发12小时后，还原糖的含量上升；淀粉水解产生麦芽糖，麦芽糖是还原糖。
（3）蔗糖水解产生葡萄糖和果糖，导致蔗糖含量下降。
（4）双缩脲试剂与蛋白质反应呈紫色，可以用来检测蛋白质；若试管中产生紫色物质，且颜色深度C>B>A，说明大豆种子在萌发过程中蛋白质含量会升高。
4．脲酶能够将尿素分解成二氧化碳和氨（氨溶于水后形成铵根离子）。某研究人员利用一定浓度的尿溶液进行了铜离子对脲酶活性的影响实验，得到下图所示结果。请回答下列问题：
(1)1917年，美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取到脲酶的结晶，并用多种方法证明了脲酶的化学本质是 。
(2)图示实验的自变量为 ；实验结果表明，随着铜离子浓度的升高，脲酶的活性 。图中显示，脲酶作用的最适温度范围是 ℃。为了进一步探究脲酶作用的最适温度，请写出实验设计的基本思路： 。
(3)幽门螺杆菌是导致胃炎的罪魁祸首，该微生物也可以产生脲酶，并分泌到细胞外发挥作用，该微生物合成脲酶的过程中参与的细胞器是 。13C呼气试验检测系统是国际上公认的幽门螺杆菌检查的“金标准”，被测者先口服用13C标记的尿素，然后向专用的呼气卡中吹气留取样本，即可以准确地检测出被测者是否被幽门螺杆菌感染。请简要说明呼气试验检测的原理： 。
4．(1)蛋白质
(2)温度和铜离子浓度 降低 40~60 在不加入铜离子（或铜离子浓度一定）的情况下，在温度为40~60℃范围内设置更小的温度梯度进行实验，测定尿素分解速率
(3)核糖体 （幽门螺杆菌会产生脲酶，）脲酶能将尿素分解成NH3和13CO2，如果检测到被测者呼出的气体中含有13CO2，则说明被测者被幽门螺杆菌感染
【分析】1、美国的萨姆纳提取出脲酶结晶，并用多种方法证明其化学本质为蛋白质。
2、酶的特性：
（1）高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。
（2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
（3）作用条件较温和：高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性降低，但不会失活。
3、酶的作用机理：
（1）活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
（2）作用机理：降低化学反应所需要的活化能。
【详解】（1）萨姆纳从刀豆种子中提出脲酶结晶，并用多种方法证明脲酶是蛋白质。
（2）图中温度和铜离子浓度是实验中人为改变的量是自变量，实验结果表明，随着铜离子浓度的升高，产生的铵根离子减少，说明脲酶的活性降低。图中显示，脲酶在50℃时活性最高，所以作用的最适温度范围是40~60℃。为了进一步探究脲酶作用的最适温度，在不加入铜离子（或铜离子浓度一定）的情况下，在温度为40~60℃范围内设置更小的温度梯度进行实验，测定尿素分解速率，尿素分解速率最高时的温度为脲酶作用的最适温度。
（3）脲酶是蛋白质，其合成场所是核糖体。被测者口服用13C标记的尿素，尿素中的碳原子是13C，分子式为13CO（NH2）2，如果胃部存在幽门螺杆菌，幽门螺杆菌会产生脲酶，则尿素会被水解，NH3和13CO2，若检测患者呼出的气体中含有13CO2，则代表胃部存在幽门螺杆菌。
5．线粒体是真核细胞的重要细胞器。当线粒体受损时，细胞通过清理受损的线粒体来维持细胞内的稳态。我国科研人员对此开展研究。
(1)线粒体中进行的代谢反应会生成大量ATP，这些ATP被用于细胞内多种 （选填“吸能”或“放能”）反应。
(2)科研人员推测受损线粒体可通过进入迁移体（细胞在迁移中形成的一种囊泡结构）而被释放到细胞外，即“线粒体胞吐”。为此，科研人员利用绿色荧光标记迁移体，红色荧光标记线粒体，用药物C处理细胞使线粒体受损，若观察到 ，则可初步验证上述推测。
(3)为研究受损线粒体进入迁移体的机制，科研人员进一步实验。
①真核细胞内的 锚定并支撑着细胞器，与细胞器在细胞内的运输有关。
②为研究D蛋白和K蛋白在线粒体胞吐中的作用，对红色荧光标记了线粒体的细胞进行相应操作，检测迁移体中的红色荧光，操作及结果如图1和2．
图1结果表明，K蛋白 。图2结果表明， 。
(4)研究表明，正常线粒体内膜两侧离子分布不均，形成线粒体膜电位，而受损线粒体的膜电位丧失或降低。科研人员构建了D蛋白基因敲除的细胞系，测定并计算经药物C处理的正常细胞和D蛋白基因敲除细胞系的线粒体膜电位平均值，结果如下表。
D蛋白基因敲除细胞系线粒体膜电位的平均值升高的原因是 。
5．(1)吸能
(2)红绿荧光（在迁移体中）重叠
(3)细胞骨架 在线粒体受损时促进线粒体胞吐 有K蛋白时D蛋白才能发挥抑制线粒体胞吐的作用
(4)D蛋白基因敲除细胞系的线粒体胞吐强于正常细胞，清除膜电位丧失或降低的受损线粒体，使线粒体膜电位平均值升高
【分析】据题图可知，未敲除K基因并用药物C处理时，荧光相对值大，而敲除该基因并用药物C处理时，相对值小，说明K蛋白的作用是在线粒体受损时促进线粒体胞吐；敲除D基因，即D 蛋白缺失时会导致与药物 C 处理相同情况，故D蛋白的作用是：有K蛋白时，D蛋白才能发挥抑制线粒体胞吐的作用。
【详解】（1）线粒体中进行的代谢反应会生成大量ATP， ATP 能够为反应提供能量，需要 ATP 提供能量的反应为吸能反应。
（2）用绿色荧光标记迁移体，红色荧光标记线粒体，若绿色荧光和红色荧光重叠，可以说明线粒体进入迁移体内，可初步验证推测。
（3）真核细胞内的细胞骨架的作用是锚定并支撑着细胞器，与细胞器在细胞内的运输有关。分析题图可知，未敲除K基因并用药物C处理时，荧光相对值大，而敲除该基因并处理时，相对值小，说明K蛋白的作用是在线粒体受损时促进线粒体胞吐；敲除D基因，即D 蛋白缺失时会导致与药物 C 处理相同情况，故D蛋白的作用是：有K蛋白时，D蛋白才能发挥抑制线粒体胞吐的作用。
（4）D蛋白基因敲除细胞系细胞中全部线粒体膜电位的平均值升高，说明D蛋白基因敲除细胞系的线粒体胞吐强于正常细胞，清除膜电位丧失或降低的受损线粒体，使线粒体膜电位平均值升高。
6．血浆中胆固醇含量过高是导致动脉粥样硬化和冠状动脉疾病的一种重要原因。胆固醇主要在肝细胞中合成，在血液中是通过与磷脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白（LDL）颗粒形式运输到其他组织细胞（靶细胞）中，以满足这些细胞对胆固醇的需要，同时减低血浆中胆固醇含量。
(1)下图是LDL通过受体介导的胞吞作用进入细胞的途径。
①胆固醇参与人体血液中脂质的运输，还参与构成 。
②LDL受体的化学本质是蛋白质，其合成后由囊泡运输至细胞膜，据此推测，与LDL受体合成、加工、修饰有关的细胞器有 。
③胞内体膜上有ATP驱动的质子泵，将H+泵进胞内体腔中，使腔内pH降低，从而引起LDL与受体分离，此过程中H+的运输方式是 。
(2)人体血液中高水平的LDL会诱发高胆固醇血脂症。PCSK9蛋白是能与LDL受体结合的蛋白质，研究人员发现，当利用PCSK9基因的某种突变体，使PCSK9蛋白活性增强时，会增加LDL受体在溶酶体中的降解，导致细胞表面LDL受体减少，根据这个实验现象，请设计一种治疗高胆固醇血脂症的思路。 。
(3)他汀类药物是常规的降脂药物，但长期使用他汀类药物，患者血液中LDL含量反而会升高，出现胆固醇逃逸现象。研究人员随机选取了167例心肌梗死患者作为研究对象，比较分析单用他汀类药物处理后，患者体内PSCK9蛋白的含量变化，得到下列结果。
请根据（1）（2）推测，长时间使用他汀类药物导致胆固醇逃逸的原因。 。
6．(1)动物细胞膜 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 主动运输
(2)开发一种PCSK9蛋白活性抑制剂类药物（或“利用PCSK9蛋白作为抗原制备单克隆抗体，利用该抗体制成靶向药物”；或“开发一种特异性水解PCSK9蛋白的药物”；或“利用基因编辑手段敲除PCSK9基因”；或“利用基因工程使PCSK9基因不表达或沉默”，言之有理即可）
(3)长时间使用他汀类药物会促进PCSK9蛋白的合成，增加LDL受体在溶酶体中的降解，导致细胞表面LDL受体减少，LDL进入细胞的途径受阻，从而使血液中LDL含量升高，出现胆固醇逃逸现象。
【分析】结合题意分析图解：细胞外的胆固醇与磷脂、蛋白质结合形成LDL，与细胞膜上的LDL受体识别并结合，形成受体-LDL复合物；通过胞吞作用进入细胞，形成网格蛋白包被的囊泡，并转运至胞内体；在胞内体中，LDL与其受体分离，受体随囊泡膜运到质膜，与质膜融合，受体重新分布在质膜上被利用；而分离后的LDL进入溶酶体内被水解酶水解，释放出游离的胆固醇被细胞利用。
【详解】（1）①胆固醇参与人体血液中脂质的运输，还参与构成动物细胞膜成分。
②LDL受体是蛋白质，其合成后由囊泡运输至细胞膜，类似于分泌蛋白，据此推测，LDL受体在核糖体合成，在内质网和高尔基体中加工、修饰，整个过程需要线粒体提供能量。
③胞内体膜上有ATP驱动的质子泵，将H+泵进胞内体腔中，使腔内pH降低，说明此过程中H+是逆浓度梯度运输，运输方式是主动运输。
（2）由题干信息可知，当利用PCSK9基因的某种突变体，使PCSK9蛋白活性增强时，会增加LDL受体在溶酶体中的降解，导致细胞表面LDL受体减少，导致血液中LDL增加，从而诱发高胆固醇血脂症。如果要治疗高胆固醇血脂症，可以开发一种PCSK9蛋白活性抑制剂类药物（或“利用PCSK9蛋白作为抗原制备单克隆抗体，利用该抗体制成靶向药物”；或“开发一种特异性水解PCSK9蛋白的药物”；或“利用基因编辑手段敲除PCSK9基因”；或“利用基因工程使PCSK9基因不表达或沉默”。
（3）由表中结果可知，长时间使用他汀类药物会促进PCSK9蛋白的合成，增加LDL受体在溶酶体中的降解，导致细胞表面LDL受体减少，LDL进入细胞的途径受阻，从而使血液中LDL含量升高，出现胆固醇逃逸现象。
7．人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。
（1）该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是 ，模块3中的甲可与CO2结合，甲为 。
（2）若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将 （填：增加或减少）。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是 。
（3）在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量 （填：高于、低于或等于）植物，原因是 。
（4）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是 。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。
7．（1）模块1和模块2 五碳化合物（或：C5）
（2）减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足
（3）高于 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或：植物呼吸作用消耗糖类)
（4）叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少
【分析】1、光合作用中光反应和暗反应的比较：
2、分析题图，模块1将光能转化为电能，模块2将电能转化为活跃的化学能，模块3将活跃的化学能转化为糖类（稳定的化学能），结合光合作用的过程可知，模块1和模块2相当于光反应阶段，模块3相当于暗反应阶段。在模块3中，CO2和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中CO2的固定，因此甲为C5，乙为C3。
【详解】（1）叶绿体中光反应阶段是将光能转化成电能，再转化成ATP中活跃的化学能，题图中模块1将光能转化为电能，模块2将电能转化为活跃的化学能，两个模块加起来相当于叶绿体中光反应的功能。在模块3中，CO2和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中CO2的固定，因此甲为五碳化合物（或C5）。
（2）据分析可知乙为C3，气泵突然停转，大气中CO2无法进入模块3，相当于暗反应中CO2浓度降低，短时间内CO2浓度降低，C3的合成减少，而C3仍在正常还原，因此C3的量会减少。若气泵停转时间较长，模块3中CO2的量严重不足，导致暗反应的产物ADP、Pi和NADP+不足，无法正常供给光反应的需要，因此模块2中的能量转换效率也会发生改变。
（3）糖类的积累量=产生量-消耗量，在植物中光合作用产生糖类，呼吸作用消耗糖类，而在人工光合作用系统中没有呼吸作用进行消耗，因此在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量要高于植物。
（4）在干旱条件下，植物为了保住水分会将叶片气孔开放程度降低，导致二氧化碳的吸收量减少，因此光合作用速率降低。
8．早期地球大气中的O2浓度很低，到了大约3．5亿年前，大气中O2浓度显著增加，CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约390μml·ml-1，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisc）是一种催化CO2固定的酶，在低浓度CO2条件下，催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制，极大地提高了Rubisc所在局部空间位置的CO2浓度，促进了CO2的固定。回答下列问题：
(1)真核细胞叶绿体中，在Rubisc的催化下，CO2被固定形成 ，进而被还原生成糖类，此过程发生在 中。
(2)海水中的无机碳主要以CO2和HCO3-两种形式存在，水体中CO2浓度低、扩散速度慢，有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程，图中HCO3-浓度最高的场所是 （填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”），可为图示过程提供ATP的生理过程有 。
(3)某些植物还有另一种CO2浓缩机制，部分过程见图2。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可将HCO3-转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2，提高了Rubisc附近的CO2浓度。
①由这种CO2浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力 （填“高于”或“低于”或“等于”）Rubisc。
②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是 。图中由Pyr转变为PEP的过程属于 （填“吸能反应”或“放能反应”）。
③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用 技术。
(4)通过转基因技术或蛋白质工程技术，可能进一步提高植物光合作用的效率，以下研究思路合理的有 。
A．改造植物的HCO3-转运蛋白基因，增强HCO3-的运输能力
B．改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成
C．改造植物的Rubisc基因，增强CO2固定能力
D．将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物
8．(1)三碳化合物 叶绿体基质
(2)叶绿体 呼吸作用和光合作用
(3)高于 NADPH和ATP 吸能 同位素示踪
(4)ACD
【分析】光合作用过程包括光反应和暗反应：（1）光反应：场所在叶绿体类囊体薄膜，完成水的光解产生[H]和氧气，以及ATP的合成；
（2）暗反应：场所在叶绿体基质中，包括二氧化碳的固定和C3的还原两个阶段。光反应为暗反应C3的还原阶段提供[H]和ATP。
【详解】（1）光合作用的暗反应中，CO2被固定形成三碳化合物，进而被还原生成糖类，此过程发生在叶绿体基质中。
（2）图示可知，HCO3-运输需要消耗ATP，说明HCO3-离子是通过主动运输的，主动运输一般是逆浓度运输，由此推断图中HCO3-浓度最高的场所是叶绿体。该过程中细胞质中需要的ATP由呼吸作用提供，叶绿体中的ATP由光合作用提供。
（3）①PEPC参与催化HCO3-+PEP过程，说明PEPC与无机碳的亲和力高于Rubisc。
②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是ATP和NADPH，图中由Pyr转变为PEP的过程需要消耗ATP，说明图中由Pyr转变为PEP的过程属于吸能反应。
③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用同位素示踪技术。
（4）A、改造植物的HCO3-转运蛋白基因，增强HCO3-的运输能力，可以提高植物光合作用的效率，A符合题意；
B、改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成，不利于最终二氧化碳的生成，不能提高植物光合作用的效率，B不符合题意；
C、改造植物的Rubisc基因，增强CO2固定能力，可以提高植物光合作用的效率，C符合题意；
D、将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物，可能进一步提高植物光合作用的效率，D符合题意。
故选ACD。
9．下列图示中，图甲表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种植物光合作用强度与光照强度之间的关系；图乙表示某绿色植物某些代谢过程中物质的变化，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示不同的代谢过程；图丙表示在种植植物的密闭玻璃温室中，CO2浓度随光照强度变化而变化的情况；图丁表示在最适温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖浓度之间的关系。请据图回答：
(1)图甲三种植物中最适合间作的两种是 ；叶肉细胞在a、b点时都可以产生ATP的细胞器是 。
(2)图乙中Ⅰ中产生的O2参与Ⅲ的第 阶段；Ⅱ进行的场所是 。
(3)从图丙曲线变化分析，图中代表光合速率与呼吸速率相等的点为 。
(4)图丁中，如果温度上升5 ℃，b点将向 (填“左上”“右下”“左下”或“右上”)方移动。
(5)植物光合作用光饱和点可通过测定不同 下的光合速率来确定。在一定条件下，某植物在温度由25 ℃降为5 ℃的过程中光饱和点逐渐减小，推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度 (选填：＜、≤、＝、≥、＞)25 ℃。
(6)请用化学反应式来概括光合作用的过程： 。
9．(1)Ⅰ和Ⅲ 线粒体
(2)三 叶绿体基质
(3)b、c
(4)左下
(5)光强度 ≥
(6)CO2＋H2O (CH2O)＋O2
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程；呼吸作用是指生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的总过程；在光照条件下，植物既能光合作用又能呼吸作用，光合作用为呼吸作用提供氧气和有机物，呼吸作用为光合作用提供水和二氧化碳，二者是相互影响，相互作用的；在黑暗条件下，植物只能进行呼吸作用，由此分析。
【详解】（1）由图甲可知，I需要强光条件，Ⅲ需要弱光条件，Ⅱ介于二者之间，因此I和Ⅲ最适合间作，图甲中a点光合作用等于细胞呼吸强度，产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体，b点无光，只进行细胞呼吸，产生ATP的细胞器是线粒体，因此在a、b点时都可以产生ATP的细胞器是线粒体。
（2）图乙中Ⅰ是光反应阶段，Ⅱ是暗反应阶段，Ⅲ是有氧呼吸，O2参与有氧呼吸的第三阶段，暗反应进行的场所是叶绿体基质。
（3）从图丙曲线变化分析，图中代表光合速率与呼吸速率相等的点为b、c，光照弱时，呼吸作用速率高于光合作用速率，密封玻璃温室中的二氧化碳浓度持续升高，随着光照强度的增加，光合速率增加，直到b点两者速率相等；bc段光合作用速率开始大于呼吸作用速率，随着二氧化碳浓度逐渐减少，光合作用速率降低，直至c点与呼吸作用速率相等。
（4）图丁表示在最适温度下，麦芽糖酶的催化速率与麦芽糖浓度的关系，因此如果温度上升5℃，麦芽糖酶的活性将下降，催化速率降低，b点将向左下方移动。
（5）光饱和点是植物光合速率达到最大值时的最低光照强度，可以通过测定不同的光照强度下的光合速率来确定，温度由25℃降为5℃的过程中光饱和点逐渐减小，推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度应该大于或等于25℃。
（6）光合作用的过程可表示为：CO2＋H2O (CH2O)＋O2。
10．图1所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系（①～⑦表示代谢途径）。Rubisc是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化则产生乙醇酸（C2），C2在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。请都图回各下列问题：
(1)图1中，类囊体膜直接参与的代谢途径有 （从①～⑦中选填），在红光照射条件下，参与这些途径的主要色素是 。
(2)在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的 在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。
(3)将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO2浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO2浓度的变化，获得曲线a、b（图Ⅱ）。
①曲线a，0～t1时（没有光照，只进行呼吸作用）段释放的CO2源于呼吸作用；t1～t2时段，CO2的释放速度有所增加，此阶段的CO2源于 。
②曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是 。
(4)光呼吸可使光合效率下降20%-50%，科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶，形成了图Ⅲ代谢途径，通过降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的 价值。
10．(1) ①⑥ 叶绿素a和叶绿素b
(2)过氧化氢
(3)光呼吸和呼吸作用 光合作用消耗的CO2等于呼吸作用和光呼吸产生的CO2之和
(4)直接价值
【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成有机物。
【详解】（1）类囊体薄膜发生的反应有水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成，即①⑥。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿素主要有叶绿素a和叶绿素b两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用红光照射参与反映的主要是叶绿素啊和叶绿素b。
（2）过氧化氢酶能将过氧化氢分解为O2和H2O，所以在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的过氧化氢在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。
（3）a曲线t1～t2时段，有光照，所以CO2是由细胞呼吸和光呼吸共同产生。b曲线有光照后t1～t2时段CO2下降最后达到平衡，说明光呼吸、细胞呼吸和光合作用达到了平衡。
（4）图Ⅲ代谢途径，通过降低了光呼吸，提高了植株生物量，直接提升了流入生态系统的能量，是直接价值。
11．研究人员发现，在鱼饲料中添加一定浓度的肉碱，肉碱进入鱼体后可提高鱼类对脂肪的利用率，有效减少养殖鱼类的脂肪过度沉积，使鱼类健康生长。回答下列问题。
(1)脂肪的水解产物如甘油、长链脂肪酸等都能作为细胞呼吸的底物。下图为相关的代谢过程。
①有氧呼吸的过程中，丙酮酸和长链脂酰CA转化为乙酰CA，再进入柠檬酸循环。柠檬酸循环发生的场所是 。过多的柠檬酸被运到其他场所后可用于合成脂质或氨基酸等，这说明细胞呼吸除能为鱼体提供能量外，还是 的枢纽。
②图示过程中，长链脂酰CA需通过肉碱实现转运，该过程主要受酶1活性的制约。胰高血糖素能激活某种蛋白激酶而提高酶1的活性。据此分析，当鱼体内的血糖浓度下降时，会因为 ，使体内的长链脂肪酸的利用率有所 （填“提高”或“下降”）。
(2)为探究外源性肉碱浓度与酶1活性的相关性，研究人员利用幼鱼进行实验。完成下表并回答问题。
③若实验结果显示 ，则说明外源性肉碱浓度与酶1的活性呈正相关。
11．(1)线粒体基质 有机物相互转化（"物质转化"、"物质合成","物质代谢"） 胰高血糖素升高激活某种蛋白激酶活性，提高酶1的活性 提高
(2)注射适量、等量不同浓度的肉碱溶液到相应实验组的幼鱼体内 控制无关变量 肉碱浓度越高，酶1活性越高
【分析】1、 有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。
2、胰岛A细胞分泌胰高血糖素，能升高血糖，只有促进效果没有抑制作用，即促进肝糖原的分解和非糖类物质转化；胰岛B细胞分泌胰岛素是唯一能降低血糖的激素，其作用分为两个方面：促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质；抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。
【详解】（1）①分析题意可知，有氧呼吸的过程中，丙酮酸和长链脂酰CA转化为乙酰CA，再进入柠檬酸循环，丙酮酸的进一步分解发生在有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质；过多的柠檬酸被运到其他场所后可用于合成脂质或氨基酸等，这说明细胞呼吸除能为鱼体提供能量外，还是有机物相互转化的枢纽。
②胰高血糖素是能够升高血糖的激素，而酶1的活性能够制约长链脂酰CA需通过肉碱的转运，胰高血糖素能激活某种蛋白激酶而提高酶1的活性，则当鱼体内的血糖浓度下降时，会因胰高血糖素含量升高，激活某种蛋白激酶活性，提高酶1的活性，从而使体内的长链脂肪酸的利用率有所提高。
（2）分析题意，本实验目的是探究外源性肉碱浓度与酶1活性的相关性，则实验的自变量是外源性肉碱有无及浓度，因变量是酶1活性，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故设计实验如下：
分组前使用高脂肪饲料喂养幼鱼7天，以提高幼鱼体内的脂肪含量→注射适量、等量不同浓度的肉碱溶液到相应实验组的幼鱼体内，设置多个实验组（单一变量及重复实验）→注射等量的溶剂到对照组的幼鱼体内设置对照组（空白对照）→将各组置于相同且适宜条件下饲养，控制无关变量（无关变量应等量且适宜）→检测肌肉和肝脏等组织细胞中酶1的活性。
若外源性肉碱浓度与酶1的活性呈正相关，则肉碱浓度越高，酶1活性越高。
12．物质M能降低高温等环境因素对类囊体膜造成的伤害。下图是叶肉细胞中合成物质M的有关过程，其中A、B代表相关细胞器。请回答下列问题：
(1)A、B代表的细胞器分别是 ，A中合成NADPH的场所是 ，B中[H]代表的物质主要是 。光合作用为物质M的合成提供 （填物质）。
(2)高温下叶肉细胞中B内的反应受抑制，物质M的合成量增加，据图分析主要原因是高温下B内的反应受抑制，使 （填物质）向叶绿体输送的数量增加，从而增加了物质M的合成。
(3)为验证高温使B内的反应受抑制，导致物质M合成增多，科研人员用B内反应抑制剂进行了如下实验，完成下表（在答题纸上①~④处填写）。
预期实验结果：④ 。
12．(1)叶绿体、线粒体 类囊体薄膜 还原型辅酶I（NADH） ATP、NADPH、3－磷酸甘油醛
(2)3－磷酸甘油醛、PEP
(3)常温 高温 物质M的含量 第1、2组物质M的含量高于第3组
【分析】由图可知，A中发生二氧化碳和固定的三碳化合物的还原，说明其是叶绿体；B中进行了丙酮酸的彻底氧化分解，是有氧呼吸的第二三阶段，说明其是线粒体。
【详解】（1）A中发生二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，说明其是叶绿体；B中进行了丙酮酸的彻底氧化分解，是有氧呼吸的第二三阶段，说明其是线粒体；线粒体中的[H]为还原型辅酶I（NADH）。由图可知，光合作用为物质M的合成提供ATP、NADPH、3－磷酸甘油醛。
（2）高温下叶片呼吸作用降低，丙酮酸消耗降低，使3－磷酸甘油醛、PEP向叶绿体输送的数量减少，增加了物质M的合成。
（3）该实验的自变量是温度和是否添加反应抑制剂，因变量是物质M的含量，其他为无关变量，无关变量为保持适量且一致。
设计思路如下：配制缓冲液，均分为3组，第1组加适量的反应抑制剂，第2、3组不加。切取生长健壮的长势一致的叶片，分为3组。将叶片的叶柄浸入相应的缓冲液中，第1、2组分别置于常温、高温条件下，第3组置于常温下。一段时间后，测定3组叶片的物质M的含量。
由于高温使叶绿体内的反应受抑制，导致物质M合成增多，故预测实验结果应为第1、2组物质M含量几乎相等，高于第3组。
13．学习以下材料，回答（1）~（4）题。
S6蛋白参与调控细胞周期
S6蛋白可以调控蛋白的乙酰化水平。在肝癌、乳腺癌等癌症中S6的表达量明显升高。
为研究S6过表达的影响，将S6-GFP融合基因（GFP为绿色荧光蛋白基因）转入HeLa细胞系，挑选单个细胞培养两周，筛选出S6过表达细胞系。观察发现，部分S6过表达细胞的染色体数目发生了变化。
在过表达S6的细胞中，检测到CDH1水平明显降低。为研究S6的作用机制，将野生型HeLa细胞破碎，加入结合了抗S6抗体（对照组为无关抗体）的凝胶珠一起孵育，获得吸附在凝胶珠上的蛋白，电泳检测，结果如图1。在S6基因敲除细胞中，CDH1第135位赖氨酸乙酰化水平升高。构建CDH1第135位赖氨酸突变为谷氨酰胺的细胞株（K135Q），向K135Q细胞和野生型细胞转入S6过表达载体，检测外源性S6（外源S6表达产物）和CDH1蛋白含量，结果如图2。
CDH1是APC/C的一个亚基。APC/C是调控细胞周期的重要因子之一、APC/C是一种泛素连接酶，能够将泛素连接到底物上，从而使底物被识别并降解。
在S6过表达细胞中，五种APC/C重要底物的水平均明显上调。这五种底物都是对细胞有丝分裂的调控起关键作用的蛋白，其中某些蛋白水平上升，会引起细胞中心体复制异常，细胞的染色体稳定性遭到破坏。染色体数目异常是很多癌症的诱因，这为S6在多种癌症中表达量升高提供了一种解释，可能正是S6的表达量升高导致了某些种类癌症的发生和发展。
(1)人体细胞分裂时，中心粒在间期倍增。进入分裂期后，两组中心粒之间的星射线形成了 。
(2)在构建S6过表达细胞系时，可根据 来挑选细胞进行培养。
(3)根据图1、图2，推测S6使CDH1蛋白含量下降的机制。
(4)根据文中信息，推测S6过表达导致细胞中染色体数目变异的机制。
13．(1)纺锤体
(2)绿色荧光的强弱
(3)S6蛋白与CDH1蛋白结合，使CDH1蛋白第135位赖氨酸乙酰化水平降低，促进了CDH1的降解
(4)S6过表达→CDH1蛋白含量下降→APC/C底物泛素化水平下降→某些蛋白水平上升→中心体复制异常→染色体数目变异
【分析】根据题意分析：在过表达S6的细胞中，检测到CDH1水平明显降低，在S6基因敲除细胞中，CDH1第135位赖氨酸乙酰化水平升高，结合图1、2分析，野生型细胞转入S6过表达载体，CDH1蛋白含量减少，根据以上推测S6蛋白与CDH1蛋白结合，使CDH1蛋白第135位赖氨酸乙酰化水平降低，促进了CDH1的降解。
【详解】（1）人体细胞分裂时，进入分裂期后，两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体。
（2）为研究S6过表达的影响，将S6-GFP融合基因（GFP为绿色荧光蛋白基因）转入HeLa细胞系，挑选单个细胞培养两周，筛选出S6过表达细胞系，因此在构建S6过表达细胞系时，可根据绿色荧光的强弱来挑选细胞进行培养。
（3）根据题意可知，在过表达S6的细胞中，检测到CDH1水平明显降低，在S6基因敲除细胞中，CDH1第135位赖氨酸乙酰化水平升高，结合图1、2分析，野生型细胞转入S6过表达载体，CDH1蛋白含量少于对照组，K135Q细胞对照组和过表达组无明显差异，推测S6蛋白通过与CDH1蛋白结合，使CDH1蛋白第135位赖氨酸乙酰化水平降低，促进了CDH1的降解。
（4）S6过表达，促进CDH1的降解，CDH1蛋白含量下降，CDH1是APC/C的一个亚基，APC/C是一种泛素连接酶，能够将泛素连接到底物上，从而使底物被识别并降解，在S6过表达细胞中，五种APC/C重要底物的水平均明显上调。这五种底物都是对细胞有丝分裂的调控起关键作用的蛋白，其中某些蛋白水平上升，会引起细胞中心体复制异常，细胞的染色体稳定性遭到破坏，引起染色体数目异常。
14．关于细胞衰老机制，科学家提出了许多假说，目前大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。
(1)老年人的皮肤出现“老年斑”的原因是 。
(2)细胞代谢产生的活性氧（ROS）基团或分子会通过多条途径对线粒体造成损伤（如图），从而引发细胞衰老甚至死亡。据图可知，ROS对细胞造成的影响有 （答出两点即可），从而引发线粒体功能失常、细胞凋亡或坏死等。结合所学知识，提出解决细胞内衰老、损伤细胞损伤的线粒体的途径： （答出一点即可）。
(3)动物细胞随着培养代数增多，端粒平均长度mtDNA/ROS:燃、缩短，更多细胞趋向于衰老和死亡。为了探究端粒产生的机制，科学家把加入四膜虫端粒的一条人工突变和毛失染色体转入酵母菌中，通过实验发现复制后的染色体上带有的是酵母菌的端粒。这说明端粒的化学本质是 ，据此推测，在端粒形成过程中发挥催化作用的物质有 （答出两点即可）等。
(4)研究还发现，端粒酶能以自身成分为模板合成端粒DNA使端粒延长，从而延缓细胞衰老，不同细胞的端粒酶活性是不同的，据此分析引起细胞衰老的原因可能是 。
14．(1)衰老细胞中色素积累
(2)使脂质过氧化；攻击蛋白质的结构，造成线粒体膜氧化损伤；mtDNA突变和耗失 启动细胞自噬，分解衰老、损伤的线粒体；引发细胞凋亡
(3) DNA和蛋白质 解旋酶、DNA聚合酶等
(4)端粒酶的活性下降（或端粒酶的活性受到抑制）
【分析】1、细胞衰老是正常环境条件下发生的功能减退，逐渐趋向死亡的现象。衰老是生界的普遍规律，细胞作为生物有机体的基本单位，也在不断地新生和衰老死亡。生物体内的绝大多数细胞，都要经过增殖、分化、衰老、死亡等几个阶段。可见细胞的衰老和死亡也是一种正常生命现象。
2、端粒是染色体末端的一种特殊结构，其DNA由简单的重复序列组成。在细胞分裂过程中，端粒由于不能为DNA聚合酶完全复制而逐渐变短。
【详解】（1）老年人的皮肤出现“老年斑”的原因是，衰老细胞中色素积累。
（2）据图可知，ROS对细胞造成的影响有使脂质过氧化；攻击蛋白质的结构，造成线粒体膜氧化损伤；mtDNA突变和耗失。可通过启动细胞自噬，分解衰老、损伤的线粒体，引发细胞凋亡解决细胞内衰老、损伤细胞损伤的线粒体。
（3）通过实验发现复制后的染色体上带有的是酵母菌的端粒，这说明端粒的化学本质是DNA和蛋白质，据此推测，在端粒形成过程中发挥催化作用的物质有与DNA合成有关的物质，如解旋酶、DNA聚合酶等。
（4）端粒酶能以自身成分为模板合成端粒DNA使端粒延长，从而延缓细胞衰老，不同细胞的端粒酶活性是不同的，据此分析引起细胞衰老的原因可能是，端粒酶的活性下降（或端粒酶的活性受到抑制）。
15．某种植物根尖分生区细胞（简称g细胞）的细胞周期中，G1、S、G2、M经历时间依次为8h、6h、5h、1h。HU（羟基脲）是一种可逆的DNA合成抑制剂，对S期以外的细胞无影响，但可以阻止细胞进入S期而停留在G1/S交界（看作G1期细胞）。某科学小组为实现细胞周期同步化，设计了如下的实验步骤，每组设置多个重复样品。
步骤一：A组：培养液＋g细胞＋HU B组：培养液＋g细胞
步骤二：培养14h后，检测A、B两组各时期细胞数所占百分比。
步骤三：将A组中的HU全部洗脱，A、B均更换新鲜培养液培养10h。
步骤四：向A组中加入HU，继续培养14h后，检测A、B两组各时期细胞数所占百分比。
(1)本实验中设置B组的作用是 ，实验中每组设置多个重复样品的作用是 。
(2)在显微镜下观察前，使用解离液处理根尖细胞的作用是 ，在动物细胞培养时，与本实验中解离液起相似作用的物质是 。在显微镜下观察时，根尖分生区细胞的形态特点是 。
(3)本实验中洗脱HU后培养10h的目的是 。将本实验的预期实验结果填入下表中。
15．(1)排除细胞液对细胞周期的干扰 避免偶然性，提高实验的准确性
(2)将细胞相互分离开 胰蛋白酶（或胶原蛋白酶） 细胞呈正方形，排列紧密
(3)让第一次处理后停留在G1/S交界以及S期的细胞均不再处于S期 70% 30% 40% 30%
【分析】用DNA合成抑制剂使细胞周期同步化需要两次用抑制剂，两次洗脱。抑制剂作用后，S期的细胞依然处于S期，其它时期的细胞不能进入S期而停留在交界处。第一次使用抑制剂的目的是使S期外其它时期细胞都在交界，处理时间大于等于G2、M、G1的和。洗脱后细胞继续分裂，洗脱时间大于S期，小于G2、M、G1的和。第二次抑制剂处理的目的是使所有细胞处于交界处，达到细胞周期同步化
【详解】（1）B组没有加入HU，作用是排除培养液对细胞周期的干扰。实验中每组设置多个重复样品是遵循了平行重复的实验原则，目的是为了避免偶然性，提高实验的准确性。
（2）解离液由盐酸和酒精配制，使用解离液的目的是将细胞相互分离开。动物细胞中可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使组织细胞相互分散。根尖分生区的特点是细胞呈正方形，排列紧密。
（3）洗脱HU后培养10h的目的是让第一次处理后停留在G1/S交界以及S期的细胞均不再处于S期，以达到细胞周期同步化的目的。A组培养液中加入了HU，HU能抑制DNA的合成，阻滞细胞进入S期而停留在G1/S交界，该交界细胞看做G1期，此时细胞都处于S和G1，S期时长为6h，细胞周期共20h，S期细胞占细胞周期的比例为30%.其余细胞均处于G1期,占70%。B组细胞正常分裂，S期细胞占30%，G1期细胞占40%。
16．I．植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。
（1）将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是 ，甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率 （大于0/等于0/小于0）。
II．图是某湖泊营养化程度以及部分藻类生长状况（鱼鳞藻、脆杆藻为鱼的饵料，微囊藻会产生有毒物质污染水体）的曲线图。
（2）民间有“养鱼先养水”的说法，由上图分析可知，当水体营养化程度处于 时，更有利于能量流向对人类最有益的部分。
（3）适宜条件下培养微囊藻（一种蓝藻），数量可呈指数增长，若在培养液中加入粉绿狐尾藻（一种高等水生植物），微囊藻的生长会受到明显抑制，其主要原因是这两种生物在利用 （答两点）等资源时存在显著竞争的关系。现代生物工程可以利用蓝藻来制作生物柴油，由此推测蓝藻体内含有较多的哪一类有机物？ 。
（4）现要对这一富营养化水体进行生态修复，根据以上内容，采取的措施可以包括 等。
16．（1）植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低 大于0
（2）中营养化
（3）光照、二氧化碳 脂质
（4）减少N、P的排放(培养粉绿狐尾藻等与微囊藻竞争的水生植物)(提取湖泊中的微囊藻制作生物柴油)
【详解】本题考查了光合作用和细胞呼吸影响因素、种间关系、水体富营养化等相关知识，解题要点是识记相关基础知识，并能分析图形解答问题。
（1）适宜条件的光照下植物进行光合作用吸收CO2，由于适宜条件下光合作用强度较大，即光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低。由于甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物，所以当甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率大于0；
（2）由图分析可知，当水体营养化程度处于中营养化时，微囊藻数量较少，而鱼鳞藻、脆杆藻数量最多，有利于鱼的生长和繁殖，有利于能量流向对人类最有益的部分。
（3）微囊藻是蓝藻，粉绿狐尾藻是水生植物，两者都可进行光合作用，所以两者在光照、无机营养、二氧化碳等资源上存在竞争关系；柴油是液态的脂肪，储存大量能量，现代生物工程可以利用蓝藻来制作生物柴油，说明蓝藻体内含有较多的脂质类有机物。
（4）水体富营养化指的是水体中N、P等营养盐含量过多而引起的水质污染现象，对富营养化水体进行生态修复，首先是减少N、P的排放，其次是培养粉绿狐尾藻等与微囊藻竞争的水生植物，或提取湖泊中的微囊藻制作生物柴油等相应措施。
17．生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用，如图表示3种生物膜结构及其所发生的部分生理过程的示意图。请回答下列问题：
（1）构成生物膜的基本支架是 ，图中生物膜的功能不同，从生物膜的组成成分分析，其主要原因是 。
（2）图1表示的生理过程是 ，图3表示的生理过程是 ，请用化学反应式写出该图所在的细胞器上完成的生理过程 。
（3）若图2为哺乳动物成熟红细胞的细胞膜，图中葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点是都需要 ，其中葡萄糖的运输特点是 。
（4）图1-图3说明生物膜具有的功能有 。（至少答出两点）
17．（1）磷脂双分子层 蛋白质的种类和数量不同
（2）有氧呼吸第三阶段 光反应 CO2+H2O （CH2O）+O2
（3）载体蛋白 顺浓度梯度、不消耗能量，需要载体
（4）物质运输、能量转换、为化学反应提供场所
【分析】生物中除某些病毒外，都具有生物膜。真核细胞除质膜（又称细胞膜）外，还有分隔各生物膜生物膜种细胞器的膜系统，包括核膜、线粒体膜、内质网膜、溶酶体膜、高尔基体膜、叶绿体膜、液泡、过氧化酶体膜等。
【详解】（1）生物膜主要是由磷脂和蛋白质组成，脂双层是生物膜的基本骨架。图中生物膜的功能不同，从生物膜的组成成分分析，其主要原因是蛋白质的种类和数量不同。
（2）图1表示的是有氧呼吸第三阶段，氧气和[H]生成水并放出大量能量的过程。图3表示的是水产生氧气的过程，代表光反应。叶绿体进行光合作用是水和CO2产生有机物并释放氧气的过程，反应式为CO2+H2O （CH2O）+O2。
（3）乳酸逆浓度运输为主动运输，若图2为哺乳动物成熟红细胞的细胞膜，图中葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点是都需要载体蛋白，其中葡萄糖的运输特点是顺浓度梯度、不消耗能量，需要载体。
（4）图1-图3说明生物膜具有的功能有物质运输（载体蛋白）、能量转换（光合作用、呼吸作用）、为化学反应提供场所。
18．生物体内每一个细胞都是一个生产和输出分子（如胰岛素、抗体、酶等） 的工厂。这些分子在细胞内都是以“细胞囊泡”的形式传递的。James•E•Rthman，Randy•W•Schekman Thmas•C•Südhf 等三位科学家因发现了这些“细胞囊泡”是如何被在正确的时间输运至正确地点的分子机制之谜而获得2013 年诺贝尔生理学或医学奖。依据下图及相关信息回答问题：
(1)图甲中应通过 才能观察，构成②的基本骨架是 ；②功能的复杂程度与其上的 有关。
(2)图甲属于 模型，在参与分泌蛋白形成过程的细胞器中，含核酸的细胞器 （写细胞器名称）。
(3)下面列举了图甲和图乙中部分结构和其对应的主要成分，对应有误的是（ ）
A．结构②：脂质、蛋白质、糖类B．结构⑧：脱氧核糖核酸、蛋白质
C．结构a：核糖核酸、蛋白质D．结构c：双层膜结构
(4)James E。Rthman 发现了让囊泡实现与其目标细胞膜的对接和融合的蛋白质机制：只有当囊泡上的蛋白质（图丙中黑色部分）和细胞膜上的蛋白质配对合适时才会发生融合，随后结合部位打开并释放出相关分子。Thmas•C•Südhf 则发现这一过程与钙离子对相关蛋白质的影响有关（如图丙所示）。该融合过程体现了细胞膜的 的功能。 图中所示物质出细胞的方式为 。如果分泌物为神经递质，则会引起突触后神经元的
18．(1)电子显微镜 磷脂双分子层 蛋白质的种类和数量
(2)物理 核糖体、线粒体
(3)D
(4)信息交流 胞吐 兴奋或抑制
【分析】分析题图：图甲中①是核糖体，②是细胞膜，③是中心体，④是内质网，⑤ 是细胞质基质，⑥是线粒体，⑦是高尔基体，⑧是染色质。图乙中X是氨基酸，a表示核糖体，b表示内质网，c表示高尔基体。图丙表示胞吐过程。
(1)图甲是动物细胞的亚显微结构模式图，应通过电子显微镜才能观察，构成②细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，细胞膜主要由蛋白质和磷脂分子组成，其功能的复杂程度与其上蛋白质的种类和数量有关。
(2)图甲属于物理模型，参与分泌蛋白形成过程的细胞器有①核糖体、④内质网、⑦高尔基体和⑥线粒体。其中含核酸的细胞器是核糖体、线粒体。
(3)A、结构②是细胞膜，主要成分是脂质和蛋白质，还含有少量糖类，A正确；B、结构⑧是染色质，由脱氧核糖核酸（DNA）和蛋白质组成，B正确；C、结构a是核糖体，由RNA和蛋白质组成，C正确；D、结构c是高尔基体，具有单层膜结构，D错误。故选D。
(4)图丙中，当囊泡上的蛋白质和细胞膜上的蛋白质合适时发生融合，随后结合部位打开并释放出相关分子，该融合过程体现了生物膜的信息交流功能，据图可知，图中所示物质出细胞的方式为胞吐。如果分泌物为神经递质（包括兴奋性神经递质和抑制性神经递质），则会引起突触后神经元的兴奋或抑制。
19．图1表示人体造血干细胞有丝分裂过程的部分图像，图2表示该细胞有丝分裂不同时期染色体数与核DNA数比例的变化关系，回答下列问题。
(1)造血干细胞形成各种血细胞，各类血细胞的功能各不相同，根本原因是 。成熟红细胞失去全能性的原因是 。
(2)图1中①〜④在一个细胞周期中的正确排序为 （填序号），染色单体数和核DNA数目相等的细胞是中的 （填序号），植物细胞有丝分裂过程中处在细胞①所示时期时与细胞①的不同是 。细胞④含有 条染色体（已知人体细胞有23对染色体）。
(3)图2中BC段形成的原因是 ，EF段形成的原因是 。
(4)研究发现，细胞能严格有序的增殖与细胞周期中存在保证核DNA复制和染色体分配质量的多个检验点有关。只有相应的过程检验合格，细胞才能顺利进入下一个时期。图2表示细胞周期简图及相应检验点位置，细胞中存在一种有丝分裂促进因子（MPF），可使A时期细胞顺利通过检验点4进入B时期，MPF在细胞周期中的活性变化是：在B时期先增大后减小，在A、C、D时期无活性。请推测若将A期细胞与去除核物质的B时期细胞融合，可引起的结果是 。
19．(1)基因的选择性表达 无细胞核
(2)②③④① ②③ 赤道板位置出现细胞板，细胞板扩展形成新的细胞壁 92
(3)DNA复制 着丝粒分裂
(4)使G2期细胞进入M期的时间提前
【分析】细胞周期是指连续分裂细胞，从一次分裂完成时开始到下次分裂完成时为止。细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂期有分为前期、中期、后期、末期。有丝分裂特点：⑴分裂间期：DNA的复制和有关蛋白质的合成。⑵分裂期（以高等植物细胞为例）：①前期：染色质丝螺旋化形成染色体，核仁解体，核膜消失，细胞两极发出纺缍丝，形成纺缍体。②中期：染色体的着丝点排列在赤道板（赤道板只是一个位置，不是真实的结构，因此赤道板在显微镜下看不到）上。染色体的形态稳定，数目清晰，便于观察。这个时期是观察染色体的最佳时期。③后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，分别移向细胞两极，分向两极的两套染色体形态和数目完全相同。④末期：染色体变成染色质，纺缍体消失，出现新的核膜和核仁，出现细胞板，扩展形成细胞壁，将一个细胞分成两个子细胞。
【详解】（1）细胞分化的原因：基因选择性表达不同。哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，没有生物生长发育所需要的基因，失去全能性。
（2）细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂期有分为前期、中期、后期、末期。图中①形成新的核膜核仁是末期，②形成染色体是前期，③着丝点排列在赤道板是中期，④着丝点分裂向两极移动是后期，故排序是②③④①。染色单体数和核DNA数目相等的时期是前期、中期。植物细胞末期出现细胞板，扩展成细胞壁。人体细胞有23对染色体，即46条，后期着丝点断裂，加倍为92条。
（3）图2中BC段染色体与核DNA数之比由1变为1/2，即完成了DNA复制，染色体数目不变，DNA数目加倍。EF段染色体与核DNA数之比由1/2变为1，即完成了着丝点分裂，染色体数目加倍，DNA数目不变。
（4）去除核物质的B时期细胞含有MPF，与A期细胞融合，增大了细胞中MPF的含量，使使G2期细胞进入M期的时间提前。
20．某种物质S（一种含有C、H、N的有机物）难以降解，会对环境造成污染，只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基，甲的组分为无机盐、水和S，乙的组分为无机盐、水、S和Y。
回答下列问题：
（1）实验时，盛有水或培养基的摇瓶通常采用 的方法进行灭菌。乙培养基中的Y物质是 。甲、乙培养基均属于 培养基。
（2）实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107 个/mL，若要在每个平板上涂布100μL稀释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个，则至少应将摇瓶M中的菌液稀释 倍。
（3）在步骤⑤的筛选过程中，发现当培养基中的S超过某一浓度时，某菌株对S的降解量反而下降，其原因可能是 （答出1点即可）。
（4）若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数，请写出主要实验步骤 。
（5）上述实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌的生长提供4类营养物质，即 。
20．（1）高压蒸汽灭菌 琼脂 选择
（2）104
（3）S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长
（4）取淤泥加入无菌水，涂布（或稀释涂布）到乙培养基上，培养后计数
（5）水、碳源、氮源和无机盐
【分析】培养基一般含有水、碳源、氮源、无机盐等。
常用的接种方法：平板划线法和稀释涂布平板法。
常用的灭菌方法：干热灭菌法、灼烧灭菌法、高压蒸汽灭菌法。
【详解】（1）常用高压蒸汽灭菌法处理盛有水或培养基的摇瓶，乙为固体培养基，故需要加入Y琼脂；甲和乙培养基可以用于筛选能降解S的菌株，故均属于选择培养基。
（2）若要在每个平板上涂布100μL稀释液后的菌液，且每个平板上长出的菌落数不超过200个，则摇瓶M中的菌液稀释的倍数至少为2×107÷1000×100÷200=1×104倍。
（3）当培养基中的S超过某一浓度后，可能会抑制菌株的生长，从而造成其对S的降解量下降。
（4）要测定淤泥中能降解S的细菌的细胞数，可以取淤泥加无菌水制成菌悬液，稀释涂布到乙培养基上，培养后进行计数。
（5）甲和乙培养基均含有水、无机盐、碳源、氮源。
21．物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌（目标菌）。回答下列问题。
（1）要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该是 。
（2）在从土壤中分离目标菌的过程中，发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落（如图所示）。如果要得到目标菌，应该选择 菌落进一步纯化，选择的依据是 。
（3）土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路、预期结果和结论，即 。
（4）该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W的酶（酶E）。为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异，该小组拟进行如下实验，请完善相关内容。
①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加含有酶E的缓冲液，B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液，C处滴加 ，三处滴加量相同。
②一段时间后，测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈，说明 ；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明 。
21．（1）W
（2）乙 乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W
（3）将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源
（4）缓冲液 缓冲液不能降解W 酶E与天然酶降解W的能力相近
【分析】筛选培养基是指根据某种微生物的特殊营养要求或对某些化学、物理因素的抗性而设计的，能选择性地区分这种微生物的培养基。利用选择培养基，可使混合菌群中的目标菌种变成优势种群，从而提高该种微生物的筛选效率。
【详解】（1）该研究小组的目标菌是能够降解物质W的细菌，而物质W是一种含氮有机物，故可作筛选培养基中的氮源。
（2）研究小组的目标菌，是能够降解物质W的细菌，培养基中乙菌落的周围出现透明圈，说明乙菌落能够降解物质W，故乙菌落为该小组的目标细菌。
（3）目标菌能够利用空气中的氮气作为氮源，故选用的筛选培养基不添加氮源，能够在无氮源的培养基上生存的细菌便是目的细菌，故实验操作为：将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。
（4）①C处作为空白对照，要排除作为溶剂的缓冲液对实验可能造成的影响，故需要在C处滴加缓冲液，且保持滴加量相同；②培养基中的透明圈表示物质W被降解的情况，若C处不出现透明圈，则说明缓冲液不能降解物质W；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明物质W被降解的程度相近，即酶E与天然酶降解物质W的能力相近。
22．酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半，可作为饲料蛋白的来源。有些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行培养，这样既可减少污染又可降低生产成本。研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母，并进行大量培养。下图所示为操作流程，请回答下列问题：
(1)配制培养基时，按照培养基配方准确称量各组分，将其溶解、定容后，及时对培养基进行分装，并进行 灭菌。
(2)取步骤②中不同梯度的稀释液加入在培养皿的 上做好标记的无菌培养皿中，在步骤③中将温度约为 的培养基倒入培养皿混匀，冷凝后 培养。
(3)挑取分离平板中长出的单菌落，按步骤④所示进行划线。操作时，在第二次及以后的划线，总是从上一次划线的末端开始划线。这样做的目的是 。下列关于相关操作叙述合理的有 。
a.为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须灭菌
b.划线时应避免划破培养基表面，以免不能形成正常菌落
c.挑取菌落时，应挑取多个菌落，分别测定酵母细胞中甲醇的含量
d.可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度，获得甲醇高耐受株供应。
(4)步骤⑤中，为使酵母数量迅速增加，培养过程中需保证充足的营养和 供应。为监测酵母的活细胞密度，将发酵液稀释1000倍后，经等体积台盼蓝染液染色，用25×16型血细胞的计数板计数5个中格中的细胞数，理论上 色细胞的个数应不少于 才能达到每毫升5×109个活细胞的预期密度。
22．(1)高压蒸汽灭菌/湿热灭菌法
(2)皿底 50℃ 倒置
(3)随着划线次数的增加使细菌的数量逐渐减少，最终能得到由单个细菌繁殖形成的菌落 a、b、d
(4)氧气 无 50
【分析】配置培养基的基本操作步骤为：称量、溶化、调pH、灭菌、倒平板。获得纯净的微生物培养物是发酵工程的基础。 因此，无菌技术是发酵工程的重要技术之一，是指在操作过程中，保持物品与操作区域的无菌状态并不被微生物污染的技术，其核心是灭菌。常见的灭菌方法有干热灭菌法、湿热灭菌法（高压蒸汽灭菌）。
【详解】（1）对于培养基进行灭菌常采用高压蒸汽灭菌法（湿热灭菌法）。所以配制培养基时，按照培养基配方准确称量各组分，将其溶解、定容后，及时对培养基进行分装，并进行高压蒸汽灭菌。
（2）对培养皿进行标记时要标记在培养皿的皿底上，步骤③是倒平板，倒平板时温度控制50℃左右，在步骤③中将温度约为50℃的培养基倒入培养皿混匀，冷凝后倒置培养，倒置培养主要为了防止皿盖上的冷凝水落入培养基。
（3）操作时，在第二次及以后的划线，总是从上一次划线的末端开始划线。这样做的目的是随着划线次数的增加使细菌的数量逐渐减少，最终能得到由单个细菌繁殖形成的菌落。相关操作合理的有：a、b、d。a.为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须灭菌，以防杂菌污染，a正确；b.划线时应避免划破培养基表面，以免不能形成正常菌落，若培养基表面划破会导致菌落聚集，b正确；c.挑取菌落时，应挑取单个菌落，分别测定酵母细胞中甲醇的含量，c错误；d.培养基中甲醇浓度越高，能够生存下来的酵母菌利用甲醇的能力越强，所以可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度，获得甲醇高耐受株供应，d正确。
（4）步骤⑤中，为使酵母数量迅速增加，培养过程中需保证充足的营养和氧气供应，在有氧条件下酵母菌能大量的繁殖。台盼蓝染液染的死细胞，正常活细胞都是无色的，已知血细胞的计数板25×16型：每毫升菌液中待测样本总数=80个小方格内总数/80×400×104×稀释倍数。发酵液稀释1000倍后，台盼蓝等体积加入，所以实际稀释倍数是2000倍。带入可得：5×109=80个小方格内总数/80×400×104×2000，理论上无色细胞的个数应不少50个。
23．研究者拟构建高效筛选系统，将改进的苯丙氨酸合成关键酶基因P1导入谷氨酸棒杆菌，以提高苯丙氨酸产量。
(1)如图是该高效筛选系统载体的构建过程。载体1中含有KanR（卡那霉素抗性基因）和SacB两个标记基因，为去除筛选效率较低的SacB，应选择引物 和 ，并在引物的 （5＇∕3＇）端引入XhⅠ酶识别序列，进行PCR扩增，产物经酶切、连接后环化成载体2。
(2)PCR扩增载体3中筛选效率较高的标记基因RpsL（链霉素敏感基因）时，引物应包含 （EcRⅠ∕HindⅢ∕XhⅠ）酶识别序列，产物经单酶切后连接到载体2构建高效筛选载体4。
(3)将改进的P1基因整合到载体4构建载体5。将载体5导入链霉素不敏感（由RpsL突变造成）、卡那霉素敏感的受体菌。为获得成功导入载体5的菌株，应采用含有 的平板进行初步筛选。
(4)用一定的方法筛选出如下菌株：P1基因脱离载体5并整合到受体菌拟核DNA，且载体5上其他DNA片段全部丢失。该菌的表型为__________。
A．卡那霉素不敏感、链霉素敏感
B．卡那霉素敏感、链霉素不敏感
C．卡那霉素和链霉素都敏感
D．卡那霉素和链霉素都不敏感
(5)可采用 技术鉴定成功整合P1基因的菌株。之后以发酵法检测苯丙氨酸产量。
23．(1)1 4 5＇
(2)XhⅠ
(3)卡那霉素
(4)B
(5)PCR
【分析】PCR反应过程:变性→复性→延伸。变性：当温度上升到90℃以上时，双链DNA解聚为单链，复性：温度下降到50℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合，延伸：72℃左右时，Taq酶有最大活性，可使DNA新链由5'端向3'端延伸。
【详解】（1）据图可知，根据引物箭头方向可知，要想复制KanR（卡那霉素抗性基因），需要引物1和4，因此为去除筛选效率较低的SacB，应选择引物1和4。PCR时，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，即DNA的合成方向是从子链的5'端向3'端延伸的，因此在引物的5'端引入XhⅠ酶识别序列。
（2）据图可知，载体4中RpsL（链霉素敏感基因）的两侧具有XhⅠ酶识别序列，载体3中不含XhⅠ酶识别序列，如果将载体2和载体3连接形成高效筛选载体4时，需要的引物应该含有XhⅠ酶识别序列。
（3）基因表达载体中的标记基因，有利于目的基因的初步检测，据题意可知，载体5中含有RpsL（链霉素敏感基因）和KanR（卡那霉素抗性基因），将载体5导入链霉素不敏感（由RpsL突变造成）、卡那霉素敏感的受体菌。为获得成功导入载体5的菌株，应采用含有卡那霉素的平板进行初步筛选。
（4）据题意可知，载体5导入的是链霉素不敏感（由RpsL突变造成）、卡那霉素敏感的受体菌，受体菌中P1基因脱离载体5并整合到受体菌拟核DNA，且载体5上其他DNA片段全部丢失，因此该菌的表型为卡那霉素敏感、链霉素不敏感，B正确，ACD错误。
故选B。
（5）通过PCR技术可以检测目的基因是否插入受体细胞的染色体DNA中或目的基因是否转录出了mRNA，因此可采用PCR技术鉴定成功整合P1基因的菌株。
24．为研究干旱胁迫基因LEA和VOC对甘蓝型油菜油脂的积累机制，科研人员构建了两个基因表达载体。其中基因LEA与荧光素酶基因（Luc） 构建成基因表达载体甲，基因VOC和标记基因构建成基因表达载体乙，相关序列及酶切位点如图所示。箭头表示转录方向。
(1)利用PCR扩增LEA基因时，需要在引物的 （填“3’端”或“5’端”）添加限制酶识别序列，添加序列对应的限制酶是 ， 选择上述酶的依据是 。
(2)为了构建基因表达载体甲，依据图中已知碱基序列，在PCR扩增仪中加入的引物的碱基序列为 ，扩增 代后会得到等长的8条DNA片段。
(3)乙酰-CA羧化酶基因（AC）是油脂合成过程的关键酶基因，甘油三酯酯酶基因（ ATGL）是油脂分解过程的关键酶基因。将基因表达载体甲、乙分别导入植物细胞培养成转基因植物A、B，在干旱胁迫的环境下培养两种转基因植物和正常植物，分别检测植物体内AC和ATGL基因的表达水平，结果如下图。
①在分子水平上，用 方法检测AC酶和ATGL酶的含量可得到上述结果。
②基于以上研究，干旱胁迫基因LEA和VOC在甘蓝型油菜油脂积累中的机制是 。
24．(1) 5'端 EcRV和Xbal Luc中存在BamHI识别序列，BamHI会将Luc切断；一种酶切会导致载体、LEA自身环化及LEA反向连接
(2)5'-GATATCATGGGC-3'和5'-TCTAGACTAGTG-3' 4
(3)抗原-抗体杂交 在干旱胁迫的环境下，LEA通过促进AC的表达使植物油脂增加；VOC通过抑制ATGL的表达减弱油脂的降低
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：④目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。工具：限制酶、DNA连接酶和运载体。
【详解】（1）耐高温的DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从引物的3'端延伸DNA链，因此PCR扩增需要引物。引物与目的基因所在DNA分子遵循碱基互补配对原则，所以扩增LEA基因时，需要在引物的5'端添加限制酶的识别序列。由于Luc中存在BamHI识别序列，BamHI会将Luc切断；一种酶切会导致载体、LEA自身环化及LEA反向连接，因此选择的限制酶是EcRV和Xbal。
（2）根据已知序列，由于引物只能引导子链从5'→3'延伸，根据碱基互补配对原则，用PCR扩增时的两个引物对应的序列为：5'-GATATCATGGGC-3'和5'-TCTAGACTAGTG-3'。扩增次数与得到等长DNA片段数之间的关系为2n-2n，得到等长的8条DNA片段，2n-2n=8，应该扩增4次。
（3）①检测酶（蛋白质）分子水平上采用抗原-抗体杂交技术进行检测。
②根据检测结果，转基因A植株的AC酶变高了，B的ATGL酶变低了，可以推测在干旱胁迫的环境下，LEA通过促进AC的表达使植物油脂增加；VOC通过抑制ATGL的表达减弱油脂的降低。
25．双特异性抗体（BsAb）是指一个抗体分子可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合，双特异性抗体在自然状态下并不存在，可以通过重组 DNA 或细胞融合技术人工制备实现。长春花所含的长春碱具有良好的抗肿瘤作用。图 1 是科研人员通过免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术生产双特异性抗体的部分过程。图2 是某双特异性抗体作用图示。回答下列问题。
(1)图1中①步骤注射癌胚抗原的目的是 。过程③所用的HAT培养基从用途上看属于选择培养基，在该培养基上， 细胞不能生长。
(2)过程④中将杂交瘤细胞进行多倍稀释，接种在多孔的细胞培养板上，使每孔细胞不超过1个，通过培养让其增殖，然后利用 原理检测各孔上清液中细胞分泌的抗体，筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。与传统血清抗体相比，单克隆抗体的优点有 。
(3)图1注射长春碱后，要获取单克隆杂交—杂交瘤细胞，方框内至少需要经过 次筛选。体外培养到一定时期的单克隆杂交—杂交瘤细胞因为 （答 2 点）等因素而分裂受阻，需进行传代培养。
(4)与直接使用长春碱相比，将长春碱与双特异性单克隆抗体结合后给药，对人体的副作用更小，原因是 。
25．(1)刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞 未融合的和同种融合的
(2)抗原—抗体特异性结合 能准确识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并可大量制备
(3)2/二/两 细胞密度过大、有害代谢物的积累
(4)双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞
【分析】单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞；诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【详解】（1）注射癌胚抗原是为了刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞；HAT选择性培养基是根据次黄嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸生物合成途径设计的，未融合的（B细胞或骨髓瘤细胞）和同种融合的细胞（B细胞+B细胞，骨髓瘤细胞+骨髓瘤细胞）不能在该培养基上生长；能生长的为杂交瘤细胞（B细胞+骨髓瘤细胞）既能大量增殖，又能产生抗体。
（2）抗原—抗体特异性结合，可以检测是否产生相应的抗体；单克隆抗体能准确识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并可大量制备。
（3）单克隆抗体制备过程中至少涉及两次筛选，第一次是利用选择性培养基进行初步筛选出杂交瘤细胞，第二次是利用克隆化培养和抗体检测的方法筛选出既能大量增殖，又能产生所需抗体的杂交瘤细胞。细胞密度过大、有害代谢物的积累，都会导致动物细胞培养受阻，需更换培养液，进行传代培养。
（4）双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞，对人体的副作用更小。
26．红景天中的HMA3基因能编码Cd转运蛋白，科研人员将红景天中的HMA3基因转入栾树，以实现栾树的定向改良，使其增强对Cd的富集能力，从而更有效治理Cd污染。实验的主要流程如下，其中Hygr为潮霉素抗性基因，Kanr为卡拉霉素抗性基因，请回答：
(1)重组质粒的构建、扩增、保存
① 从红景天细胞中提取总RNA为模板，进行RTPCR。其中PCR的反应条件：98 ℃10 s，55 ℃30 s，72 ℃1 min，35个循环，其中55 ℃30 s过程称为 。若模板双链cDNA的数量为a个，经过35个循环需要消耗引物的数量是 。
② 为构建Cd转运蛋白与绿色荧光蛋白(GFP)的融合蛋白，需确保目的基因与质粒正确连接。构建重组质粒时用 酶切PCR纯化产物(已添加相应酶切位点)及Ti质粒，然后通过DNA连接酶进行连接制备重组质粒，并依次转入大肠杆菌和农杆菌。
(2)栾树愈伤组织的诱导：切割无菌苗将其茎段插入愈伤组织培养基，培养基应添加 (填植物激素的名称)，放入培养箱，经过21 d的黑暗诱导，茎段经 形成愈伤组织。
(3)农杆菌介导转化体系的建立：将农杆菌单克隆菌株对栾树愈伤组织进行侵染转化，并用添加 的培养基筛选出转化成功的愈伤组织，将愈伤组织继续培养成完整植株。待幼苗长出较为发达的根系后进行移栽炼苗，炼苗的目的是 。
(4)原生质体制备及目的基因的检测和鉴定
①取4 g筛选后愈伤组织，用镊子轻轻捣碎，冲洗。用滤网过滤溶液，将愈伤组织转移至含 的酶解液中处理一段时间获得原生质体。
②在激光共聚焦下观测到细胞膜发出绿色荧光。在本研究中选择GFP与Cd转运蛋白构建融合蛋白的目的是 。若要从个体生物学水平上进行目的基因的检测与鉴定，则可以检测比较转基因栾树与野生型栾树 。
26．(1)复性/退火 2a(235-1) BglⅡ和SpeⅠ
(2)细胞分裂素和生长素(等) 脱分化
(3)潮霉素 让其适应野外环境
(4)纤维素酶和果胶酶 通过观察绿色荧光来确定Cd转运蛋白是否表达以及分布场所 Cd的富集能力
【分析】1、PCR全称为聚合酶链式反应，是在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。其原理是DNA的复制。
2、PCR的条件有模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）。
3、PCR共包括三步：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。
【详解】（1） ①55℃30 s过程称为退火（复性）处理的目的是 使引物与模板DNA单链的互补序列结合，模板双链cDNA的数量为a个，则经过35个循环DNA分子共有235个，但是模板cDNA不需要引物，所以需要引物的个数为2a(235-1)个。
②限制酶不能破坏了质粒的启动子、终止子及抗性基因，同时为了确保目的基因与质粒正确连接，所以可以用BglⅡ和SpeⅠ对目的基因与质粒进行酶切。
（2）栾树愈伤组织的诱导过程所需培养基需要加入一定比例的生长素与细胞分裂素，脱分化是指在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞经脱分化形成愈伤组织的过程。
（3）由于BglⅡ已经将卡拉霉素抗性基因破坏，所以只能用潮霉素进行筛选转化成功的愈伤组织。为了让幼苗能适应野外环境，需要将幼苗长出较为发达的根系后进行移栽炼苗。
（4）①植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以可以用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织获得原生质体。
②通过观察绿色荧光来确定Cd转运蛋白是否表达以及分布场所，所以本研究中选择GFP与Cd转运蛋白构建融合蛋白。可以检测比较转基因栾树与野生型栾树Cd的富集能力，这是个体生物学水平上进行目的基因的检测与鉴定。
27．猕猴桃因貌似猕猴而得名，是一种品质鲜嫩、营养丰富的美味水果。我国研究人员利用“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”两个不同种培育出了更加优良的品种，其过程如下图所示。请分析并回答下列问题：
(1)因“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”之间存在 ，所以用有性杂交方法很难得到可育后代，上述①～⑥培育优良品种H的过程所应用的技术是 技术。
(2)图中B、D是 ；G是 ；②过程需使用 酶进行处理，该过程受处理时间、 、 等条件的影响。
(3)过程③使用的化学法包括：聚乙二醇（PEG）融合法和 等。
(4)过程③得到的两两融合的细胞有 种，因此需要进行筛选。已知用X射线处理会使染色体受影响而导致细胞失去分裂能力；用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长。为了能筛选到杂种细胞F，若在①过程对“中华猕猴桃”用X射线处理，需对“美味猕猴桃”用 处理，以便最终能获得优良杂种植株H。
27．(1)生殖隔离 植物体细胞杂交
(2)原生质体 愈伤组织 纤维素酶和果胶酶 温度 pH
(3)高Ca2+—高pH融合法
(4) 3 碘乙酰胺
【分析】分析题图：图示表示植物体细胞杂交的具体过程，其中E为融合的原生质体，F表示杂种细胞，H表示杂种植株。
（1）“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”是两个不同种，它们之间存在生殖隔离，通过①～⑥培育优良品种H杂种植株的过程所应的技术是植物体细胞杂交技术。
（2）图中B、D是去除细胞壁的原生质体，G为愈伤组织；②过程去除了植物细胞壁需使用纤维素酶和果胶酶，酶受到处理时间、温度、pH等因素的影响。
（3）过程③为让两个不同种的原生质体进行融合，其中化学方法除了聚乙二醇（PEG）融合法，还有高Ca2+—高pH融合法等。
（4）过程③将两个不同种的原生质体进行融合，其中包括“中华猕猴桃”自身融合和“美味猕猴桃”自身融合以及“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”融合的细胞共3种。X射线处理会使胞失去分裂能力，碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长，已经对“中华猕猴桃”用X射线处理，需对“美味猕猴桃”用碘乙酰胺处理，它们自身融合的细胞无法生长，只有当两个不同种的原生质体融合才能生长，筛选到杂种细胞F，以便最终能获得优良杂种植株H。
28．人血清白蛋白（HSA）具有重要的医用价值，现可以用基因工程技术获取重组HSA（rHSA）。 下图甲为获取的含有目的基因（HSA基因）的DNA片段， Sau3A Ⅰ、EcRⅠ、BamH Ⅰ为三种限制酶，图中箭头所指为三种限制酶的切点；图乙是三种限制酶的识别序列与酶切位点示意图；图丙是土壤农杆菌中用于携带目的基因的Ti质粒结构示意图。请回答下列问题：
(1)三种限制酶中能产生相同黏性末端的是 ；为了使目的基因与质粒定向连接，切割图甲所示DNA片段的最佳方案是选用 酶，所得重组质粒 （填“能””、“不能”或“不一定能”）被BamH Ⅰ切割。
(2)获取HSA基因还可以通过下列方式：首先采集人的血液，从中提取 合成总cDNA，然后以cDNA为模板用PCR扩增HSA基因。与基因组文库获取的目的基因相比，利用cDNA作为导入大肠杆菌的目的基因，其特点是不含 。
(3)生物技术的发展和应用使利用动物生产人的血清蛋白成为可能，下图是上海某研究所培育生产出血清蛋白奶牛的流程。请据图回答。
①此操作流程涉及的现代生物技术有基因工程、动物细胞培养、 、 等。
②在进行性别鉴定时，需要取囊胚的 细胞做DNA分析。据图分析，小牛1、2、3的性别是 性。
28．(1)BamHⅠ和Sau3AⅠ BamHⅠ和EcRⅠ 不一定能
(2) mRNA 启动子、终止子、内含子
(3)核移植 胚胎分割 滋养层 雌
【分析】基因工程技术的基本步骤：
1、目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
2、基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
3、将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
4、目的基因的检测与鉴定：
（1）分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。
（2）个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】（1）根据图乙分析可知，Sau3AⅠ、EcRⅠ、BamHⅠ三种限制酶，产生相同黏性末端的是BamHⅠ和Sau3AⅠ，其黏性末端为(-GATC-)；为了防止目的基因和质粒的自我环化、目的基因在质粒上的连接方向不确定等情况，应该选择不同的限制酶切割目的基因的两侧以及质粒，结合图1和图3分析，Sau3AⅠ会破坏目的基因，应该选择EcRⅠ和BamHⅠ切割图1所示DNA片段。结合以上分析以及Sau3AⅠ与BamHⅠ酶的识别序列可知，形成的重组质粒上肯定含有EcRⅠ、Sau3AⅠ的识别位点，不一定含有BamHⅠ的识别位点，所以所得重组质粒不一定能被BamHⅠ切割。
（2）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。首先采集人的血液，从中提取mRNA合成总cDNA，然后以cDNA为模板用PCR扩增HSA基因。利用cDNA作为导入大肠杆菌的目的基因，其特点是不含启动子（和终止子）、内含子等。
（3）①重组细胞1通过基因工程技术而来了，重组细胞2是通过核移植技术而来的，重组细胞2培育成早期胚胎之后，再通经过胚胎分割技术分成的若干胚胎细胞，通过胚胎移植到不同受体母牛子宫内。
②进行性别鉴定需要取囊胚的滋养层细胞做DNA分析。早期胚胎分离成的若干胚胎细胞发育成的小牛基因型是相同的，因为这些胚胎干细胞都是同一个重组细胞2经过有丝分裂得到的。重组细胞2的核来自于重组细胞1，因此为雌性动物，性状大致相同。
29．顺铂是一种抗肿瘤药，普遍用于肺癌等癌症的治疗，但长期使用会使癌细胞产生耐药性。科研人员研究了miRNA、糖酵解与乳腺癌细胞（MCF7）耐药性之间的关系。
(1)在氧气充足条件下，正常细胞主要通过有氧呼吸第 阶段产生ATP。但某些肿瘤细胞即使在有氧条件下，也主要通过糖酵解产生ATP，被称为有氧糖酵解。
(2)为获得耐药性较强的MCF7细胞，可在MCF7培养液中加入顺铂，当存活的细胞达到一定数量后，用 处理并传代培养。每次传代时，增加培养液中顺铂的剂量。
(3)检测MCF7耐药株与非耐药株在顺铂处理后的乳酸产量，结果如下图1。由图1可知，耐药株的有氧糖酵解强度 非耐药株。
(4)耐药株中miR-485-5p（一种miRNA，可与靶基因的mRNA结合）的表达量明显低于非耐药株。为研究miR-485-5p与M基因的关系，在MCF7细胞中过表达或敲低miR-485-5p后，电泳分离细胞裂解物，用抗M蛋白抗体检测，结果如下图2。
图2结果表明miR-485-5p ，得出此结论的依据是 。
(5)在MCF7细胞中过表达或敲低M基因，检测乳酸产量，结果如下图3。过表达M基因时非耐药株对顺铂的抗性增强，敲低M基因时耐药株对顺铂的抗性减弱。
综合上述研究，说明MCF7产生耐药性的机制 。
29．(1)三
(2)胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）
(3)高于
(4)抑制M基因表达 非耐药株中敲低组M蛋白含量明显高于对照组，耐药株中过表达组M蛋白含量明显低于对照组
(5)MCF7耐药株中miR-485-5p下调，使细胞中M蛋白含量增加，促进了有氧糖酵解，提高了对顺铂的抵抗
【分析】在氧气充足条件下，正常细胞能够进行有氧呼吸，在有氧呼吸的第一、二阶段可以产生少量的ATP，第三阶段可以产生大量的ATP。
【详解】（1）在氧气充足条件下，正常细胞能够进行有氧呼吸，在有氧呼吸的第一、二阶段可以产生少量的ATP，第三阶段可以产生大量的ATP。故在氧气充足条件下，正常细胞主要通过有氧呼吸第三阶段产生ATP。
（2）为获得耐药性较强的MCF7细胞，可在MCF7培养液中加入顺铂，当存活的细胞达到一定数量后，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞，继续进行传代培养。
（3）分析题图可知，耐药株的乳酸产量远高于非耐药株，说明耐药株的有氧糖酵解强度高于非耐药株。
（4）分析题图可知，非耐药株中敲低组M蛋白含量明显高于对照组，耐药株中过表达组M蛋白含量明显低于对照组，说明miR-485-5p抑制M基因表达。
（5）分析题图知，过表达M基因时非耐药株对顺铂的抗性增强，敲低M基因时耐药株对顺铂的抗性减弱，说明MCF7产生耐药性的机制，MCF7耐药株中miR-485-5p下调，使细胞中M蛋白含量增加，促进了有氧糖酵解，提高了对顺铂的抵抗。
30．最新医讯，美国某医学中心，一位中年男子成功接受了基因编辑猪的心脏移植手术。基因编辑的异种器官移植成功给人类器官移植带来光。基因编辑技术(CRISPR/Cas9)可以按照人们的意愿精准剪切、改变任意靶基因的遗传信息(如下图)。
(1)Cas9蛋白能准确切割并断开目标DNA，因此Cas9蛋白相当于 。
(2)为了获得目标DNA，需要设计 与Ca9蛋白结合，进行精准剪切。设计该物质需要依据 原则。
(3) 和免疫排斥是器官移植过程中存在的两大世界性难题。科学家看好用猪的器官来为人体进行器官移植的原因可能是 。
(4)研究发现猪体内的GGTA1基因会引发人体发生急性排斥反应。为了获得无免疫排斥的克隆猪心脏，科学家需要依次用到以下哪些技术或操作？ 。①早期胚胎培养技术 ②动物细胞核移植技术 ③胚胎移植技术 ④利用基因编辑技术敲除体细胞中GGTA1基因 ⑤测定GGTA1基因的碱基序列 ⑥手术获取无免疫排斥的克隆猪心脏
(5)2018年11月，贺建奎团队对外宣布，一对名为露露和娜娜的基因编辑试管婴儿在中国健康诞生。他们将体外受精的受精卵进行基因编辑，将CCR5基因的32个碱基敲除，个体长大后能够天然抵御HIV。事发后，中国的122名科学家联名谴责贺建奎团队。贺建奎团队因共同非法实施以生殖为目的的人类遗传基因编辑和生殖医疗活动，构成非法行医罪，分别被依法追究刑事责任。
①该项目被我国科技部叫停，并追究刑事责任的理由是 。
A．没有经过严格的医学伦理审查
B．此项技术还不成熟，有可能被滥用而威胁人类安全
C．我国明令禁止以生殖为目的的人类胚胎基因编辑活动
D．艾滋病已经有其他更安全有效的治愈方法
②你如何看待科学技术的进步与人类社会发展的关系？请简要说明。 。
30．(1)限制性核酸内切酶（限制酶）
(2)向导RNA 碱基互补配对
(3)器官短缺 由于猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似，而且猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要远远少于灵长类动物
(4)⑤测定GGTA1基因的碱基序列、④利用基因编辑技术敲除体细胞中GGTA1基因、②动物细胞核移植技术、①早期胚胎培养技术、③胚胎移植技术、⑥手术获取无免疫排斥的克隆猪心脏
(5)C 科学技术的发展为人类社会带来了生产力、生存环境、精神文明等多方面的变革，其推动着人类社会的发展与进步。但是另一方面，科学技术的发展给人类带来巨大进步和利益的同时也不可避免的带来了一些负面影响（答案合理即可）
【分析】识图分析可知，CRISPR/Cas9基因编辑系统主要包含向导 RNA和Cas9蛋白两部分，向导RNA能特异性识别特定的DNA序列，依据的原理是向导RNA与目标DNA的一条链发生碱基互补配对，从而引导Cas9蛋白催化特定部位磷酸二酯键水解，完成对特定DNA片段的剪切，最终实现对靶基因序列定点编辑。
【详解】（1）根据以上分析可知，Cas9蛋白催化特定部位磷酸二酯键水解，完成对特定DNA片段的剪切，因此Cas9蛋白相当于限制性核酸内切酶。
（2）根据以上分析可知，通过向导RNA与目标DNA的一条链发生碱基互补配对，从而引导Cas9蛋白催化特定部位磷酸二酯键水解，完成对特定DNA片段的剪切，获得目标DNA。因此为了获得目标DNA，需要设计向导RNA与Ca9蛋白结合，进行精准剪切。设计该物质需要依据碱基互补配对原则。
（3）目前，人体移植器官短缺是一个世界性难题。为此，人们不得不把目光移向寻求可替代的移植器官。由于猪的内脏构造、大小、血管分布与人极为相似，而且猪体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒要远远少于灵长类动物，因此科学家看好用猪的器官来解决人类器官的来源问题。
（4）根据题意，猪体内的GGTA1基因会引发人体发生急性排斥反应。为了获得无免疫排斥的克隆猪心脏，科学家试图利用基因工程方法对猪的器官进行改造，采用的方法是将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去除GGTA1基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。因此获得无免疫排斥的克隆猪心脏，科学家需要依次用到⑤测定GTA1基因的碱基序列、④利用基因编辑技术敲除体细胞中GTA1基因、②动物细胞核移植技术、①早期胚胎培养技术、③胚胎移植技术、⑥手术获取无免疫排斥的克隆猪心脏。
（5）①我国政府对克隆技术在伦理、法律等方面可能造成的影响非常重视，有关部门多次组织各方面专家召开研讨会，就有关问题达成共识。2002年2月和9月，在联合国总部召开的制定《禁止生殖性克隆人国际公约》特委会和工作组会议上，我国代表团指出，中国政府积极支持制定该公约，坚决反对克隆人，不允许进行任何生殖性克隆人实验。我国政府一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。根据以上分析可知，该项目被我国科技部叫停，并追究刑事责任的理由我国明令禁止以生殖为目的的人类胚胎基因编辑活动，故选C。
②科学技术的发展为人类社会带来了生产力、生存环境、精神文明等多方面的变革，其推动着人类社会的发展与进步。但是另一方面，科学技术的发展给人类带来巨大进步和利益的同时也不可避免的带来了一些负面影响。
细胞类型
正常细胞
D蛋白基因敲除细胞系
细胞中全部线粒体膜电位的平均值（荧光强度相对值）
4．1
5．8
处理时间（周）
PCSK9蛋白含量（ng/ml)
对照组
实验组
0
17．1
36．2
1
17．1
18．8
4
17．1
25．1
比较项目
光反应
暗反应
场所
类囊体薄膜
叶绿体基质
条件
色素、光、酶、水、ADP、Pi
多种酶、CO2、ATP、[H]
反应产物
[H]、O2、ATP
有机物、ADP、Pi、NADP+、水
物质变化
水的光解：2H2O4[H]+O2
ATP的生成：ADP+Pi+光能ATP
CO2的固定：CO2+C52C3
C3的还原：2C3（CH2O）+C5
能量变化
光能→电能→ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能
实质
光能转变为化学能，水光解产生O2和[H]
同化CO2形成（CH2O）
联系
①光反应为暗反应提供[H]和ATP；
②暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+；
③ 光反应与暗反应相互偶联，离开了彼此均会受阻，即无光反应，暗反应无法进行。若无暗反应，有机物无法合成，同样光反应也会停止。
简要操作过程
操作目的
分组前使用高脂肪饲料喂养幼鱼7天
提高幼鱼体内的脂肪含量
①
设置多个实验组
注射等量的溶剂到对照组的幼鱼体内
设置对照组
将各组置于相同且适宜条件下饲养
②
检测肌肉和肝脏等组织细胞中酶1的活性
实验步骤
实验步骤要点
配制溶液
配制缓冲液，均分为3组，第1组加适量B内反应抑制剂，第2、3组不加。
材料选择
切取生长状况一致的叶片，分为3组。
进行实验处理
将叶片的叶柄浸入相应的缓冲液中，第1组置于① 下，第2组置于② 下，第3组置于常温下。
测定数值
一段时间后，测定3组叶片的③ 。
A组
B组
G1期
S期
G2期
M期
G1期
S期
G2期
M期
第一次检测
0％
0％
25％
5％
第二次检测
100％
0％
0％
0％
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