2025届上海市普通高中学业水平等级性考试模拟生物试卷（解析版）

这是一份2025届上海市普通高中学业水平等级性考试模拟生物试卷（解析版），共28页。试卷主要包含了生态护坡与青草沙湿地，21-三体综合征，尿素循环，乳糖操纵子及其应用，白细胞表面抗原的研究，维生素A与11-顺式黄醛等内容，欢迎下载使用。
一、生态护坡与青草沙湿地
1. 生态护坡是一种综合了工程力学、土壤学、生态学和植物学等学科基本知识，对斜坡或边坡进行支护的护坡技术。通过种植沉水植物等植物，利用植物与岩、土体的相互作用（如根系锚固作用）对边坡表层进行防护和加固，使之既能满足对边坡表层稳定的要求，又能恢复被破坏的自然生态环境。
（1）浮游植物属于湖泊、水库等生态系统中的_______（编号选填）。
①生产者②消费者③分解者④无机环境
（2）对以下关于生态护坡的说法进行正误判断（正误判断）。
①生态护坡属于人工生态系统______。
②生态护坡具有防洪排涝功能______。
③生态护坡提高水域生态系统抵抗力稳定性______。
④生态护坡中的沉水植物作为分解者分解污染物______。
2017年上海青草沙水库建立了生态护坡，为探究其对水体浮游植物群落结构的影响，某研究小组于2018年逐月对该水库生态护坡区和库内对照区的浮游植物群落进行调查。如图1所示，根据水库地形，在靠近护坡的近岸水域布设生态护坡区采样点（S6~S10），在与护坡同侧的库区设置库内对照点采样去（S1~S5）（注：图中黑色加粗线为生态护坡区域）。
（3）据材料和所学知识，青草沙湿地生态系统中，沉水植物和浮游植物的种间关系为________（编号选填）。
①种间竞争②种间互助③共生④寄生⑤牧食
（4）根据所学知识，推测生态护坡中的沉水植物主要通过________和________（填生态循环名称）减少水库水体的污染物。本实验中S1~S10采样点的设置体现了生物学实验的________（填写生物实验设计的相关原则）。
实验结果表明，生态护坡的建设与水体浮游植物的种类组成及优势种关系如图2和表1所示。
表1 不同季节生态护坡区和库内对照区优势种及相对优势度
（5）根据材料及所学知识，生态护坡的建设是否对水体浮游植物的种类和优势种产生显著影响？请给出判断、说明理由并推测原因______。
研究人员进一步探究了生态护坡对青草沙湿地水体污染物的影响，其结果如表2所示。已知表2中生态护坡区和库内对照区的数据均无显著性差异，综合实验结果，表明2018年该水库生态护坡对水体浮游植物群落结构基本未造成影响。
表2 生态护坡区与库内对照区水环境因子年均值及范围
（6）根据材料信息及所学知识，关于本实验结论的可能成因，以下说法中错误的是（ ）（多选）。
A. 沉水植物植株体全部没于水下，水库所在长江口海水倒灌影响沉水植物生长
B. 水库进水闸门全年打开，水体流动性强，沉水植物难以获得足够生长所需物质
C. 长江口风浪较大，不利于沉水植物的定植，易随浪飘走使实际情况覆盖率低
D. 浮游藻类适应长江口恶劣环境，护坡区沉水植物因引种不适应，竞争优势降低
（7）根据材料信息及所学知识，为青草沙湿地的生态修复提出可行的修复措施______（至少写出3条措施，其中1条为基于材料措施的改进方案）。
【答案】（1）① （2）①. 正确 ②. 正确 ③. 正确 ④. 错误
（3）① （4）①. 物质循环 ②. 能量流动 ③. 对照原则和平行重复原则
（5）根据图2和表1可知，生态护坡区与库内对照区的浮游植物种类组成和优势种相似，说明生态护坡的建设没有对水体浮游植物的种类和优势种产生显著影响，其原因是沉水植物覆盖率低或浮游植物适应性强导致的。 （6）BD
（7）①改进沉水植物种植；②设置消浪设施；③控制污染物输入
【分析】水平结构影响因素：地形变化，土壤湿度和盐碱度，光照强度。生物自身生长特点及人与动物的影响。特点：镶嵌分布。例如山脚．山腰．山顶不同海拔地区的生物分布情况属于水平结构。
【解析】（1）浮游植物能进行光合作用，将无机物转变成有机物，为自养生物，因而属于湖泊、水库等生态系统中的①生产者。
（2）①生态护坡是一种综合了工程力学、土壤学、生态学和植物学等学科基本知识，对斜坡或边坡进行支护的护坡技术，即生态护坡是人类干预设计的系统，结合了自然与人工要素，因而属于人工生态系统，正确；
②生态护坡中的植物根系能对边坡表层进行防护和加固，因而可以减少水土流失，且植被层可减缓水流，从而辅助防洪排涝，正确；
③生态护坡通过增加生物多样性（如沉水植物）和结构复杂性，提升系统抗干扰能力，因而能提高水域生态系统抵抗力稳定性，正确；
④生态护坡中的沉水植物能进行光合作用，将无机物合成储存能量的有机物，因而属于生态系统中的生产者，正确。
（3）青草沙湿地生态系统中，沉水植物和浮游植物会因为争夺光照、矿质营养等资源而表现为①种间竞争关系。
（4）生态护坡中的沉水植物主要通过根系对水体中的N、P等元素的吸收以及根系对污染物的吸附实现了对水体的净化（物质循环），同时还可通过与藻类竞争阳光（能量流动），进而能减少水库水体的污染物。本实验中S1~S10采样点的设置体现了生物学实验的对照原则和平行重复原则。
（5）根据图2和表1，生态护坡区与库内对照区的浮游植物种类组成和优势种相似（如优势种均为硅藻、绿藻），说明生态护坡的建设没有对水体浮游植物的种类和优势种产生显著影响，出现该现象的原因是沉水植物覆盖率低或生长受限因而不能对浮游植物造成显著抑制，也可能是浮游植物已适应长江口环境，竞争力强。
（6）A、沉水植物植株体全部没于水下，水库所在长江口海水倒灌引起水体渗透压上升，进而影响沉水植物生长，A正确；
B、水库进水闸门不会全年打卡，B错误；
C、长江口风浪较大，不利于沉水植物的定植，易随浪飘走使实际情况覆盖率低，同时也会影响沉水植物的生长，C正确；
D、浮游藻类适应长江口恶劣环境，竞争能力强，护坡区引种的沉水植物应该是经过调查的，不应该出现不适应的情况，D错误。
故选BD。
（7）根据题目信息可知，题中的设计效果是不明显的，因此为了起到生态修复的效果应该进行改进，对于青草沙湿地的生态修复措施应该做以下改进：
①改进沉水植物种植，换用多种植物进行种植；②设置消浪设施，避免海浪过大对植物的生长造成影响；③控制污染物输入，减少污染物排放，有利于修复工程的进行，还可以提高污水排放标准，降低污染。
二、21-三体综合征
2. 21-三体综合征，又称先天愚型或Dwn综合征，是由染色体异常而引发的一种疾病。60%患儿在胎内早期即流产，存活者有明显的智能落后、特殊面容、生长发育障碍和多发畸形。
（1）现有一21-三体综合征患儿，其父母染色体检测均提示正常，对以下患儿患病可能原因进行正误判断（正误判断）。
①患儿体细胞21号染色体发生染色体非整倍化变异______。
②患儿母方初级卵母细胞减数分裂I后期着丝粒未正常分裂______。
③患儿父方次级精母细胞减数分裂时21号染色体未正常分离______
④患儿父母超龄生育，提高了后代患21-三体综合征的概率______。
（2）若该家庭欲再生育一不患21-三体综合征的孩子，以下措施中，可行的是（ ）（多选）。
A. 系谱图分析B. 遗传咨询C. B超检查
D. 适龄生育E. 试管婴儿
21号染色体与14号染色体间可以发生易位，称为14-21型罗伯逊易位，这种易位与一部分21-三体综合征有关。14-21型罗伯逊易位携带者形成配子时，染色体发生联会，配对的任意两条染色体分离，另一条染色体随机移向细胞任一极。14-21型罗伯逊易位携带者通常表现正常。
（3）据材料和所学知识，关于14-21型罗伯逊易位型21-三体综合征，以下说法正确的是_______（编号选填）。
①14-21型罗伯逊易位型21-三体综合征属于一种染色体病，患者染色体总数为46条
②该病患者的14号染色体和21号染色体上的异常可以通过光学显微镜观察到
③若一位14-21型罗伯逊易位携带者与一正常异性结婚生子，则其后代一定患有该病
④罗伯逊易位发病原因与减数分裂II中期可能发生的交叉互换类型不同，原理相似
（4）在如图方框中补全材料中14-21型罗伯逊易位型21-三体综合征患者的核型图_______。
在受精卵的早期卵裂过程中，21号染色体可能未发生分离，令部分细胞核型为47+XX/XY，+21，部分为46+XX/XY。此类21-三体综合征被称为嵌合型21-三体综合征。
（5）某医院于2021年对该院21173例产前及流产标本中21-三体综合征及嵌合三体案例进行统计，结果如表所示（【注】NIPT：无创产前检测）。
21-三体综合征样本诊断统计
#15535例产前诊断样本（绒毛：756例，羊水：14211例，脐血：568例）中因无创产前筛查21-三体高风险而穿刺例数；总异常数：指样本中检测到的包括21号染色体异常在内的所有染色体异常。
能够根据上表信息做出的推断有______（编号选填）。
①嵌合型21-三体综合征发病率远低于普通型综合征
②嵌合型21-三体综合征极难通过产检测出是否患病
③无创产前检测仅适用于检测普通型21-三体综合征
④羊水检测是目前诊断21-三体综合征的最有效方法
⑤21-三体综合征患者一般会伴生其它染色体异常病
（6）由材料信息及所学知识可知，嵌合型21-三体三体综合征与前两种21-三体综合征存在本质不同。以下关于这种不同的说法正确的是（ ）（多选）。
A. 普通型和14-21型罗伯逊易位型患者必发病，嵌合型患者不一定发病
B. 普通型和14-21型罗伯逊易位型患者核型异常均来自双亲，嵌合型患者核型异常来自自身
C. 普通型和14-21型罗伯逊易位型患者体细胞无法正常执行生理功能，嵌合型患者正常细胞系细胞能正常执行生理功能
D. 普通型和14-21型罗伯逊易位型21-三体综合征可通过胎盘细胞诊断，嵌合型用此种方法可能无法正常诊断
【答案】（1）①. 正确 ②. 错误 ③. 正确 ④. 正确 （2）BDE （3）②
（4）在图中 14 号和 21 号染色体处，将 14 号染色体和 21 号染色体连接成一条易位染色体，同时 21 号染色体处额外再画一条正常 21 号染色体（具体绘图需根据所给图片在对应位置规范绘制染色体形态） 。 （5）①②④⑤ （6）ABCD
【分析】染色体变异指染色体数目或结构发生改变，分为染色体数目变异和染色体结构变异。 染色体数目变异： 整倍体变异：细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。比如单倍体，是体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体；多倍体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。 非整倍体变异：细胞内个别染色体数目增加或减少。像 21 - 三体综合征，患者体细胞中 21 号染色体比正常人多一条 。 染色体结构变异： 缺失：染色体某一片段缺失，导致染色体上基因数目减少，例如果蝇缺刻翅。 重复：染色体增加某一片段，基因数目增多，如棒状眼果蝇。 倒位：染色体某一片段位置颠倒 180°，基因排列顺序改变，但基因数目不变。 易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上，例如人慢性粒细胞白血病 。。
【解析】（1）①21 - 三体综合征患者体细胞中 21 号染色体比正常人多一条，属于染色体非整倍化变异，①正确；
②母方初级卵母细胞减数分裂 I 后期是同源染色体分离，着丝粒在减数分裂 II 后期分裂，②错误；
③父方次级精母细胞减数分裂时 21 号染色体未正常分离，会导致精子中 21 号染色体多一条，从而可能使后代患 21 - 三体综合征，③正确；
④随着父母年龄的增长，生殖细胞发生染色体变异的概率增加，会提高后代患 21 - 三体综合征的概率，④正确。
综上①③④正确，②错误。
（2）A、系谱图分析主要用于分析单基因遗传病的遗传方式等，对于染色体异常引起的 21 - 三体综合征，系谱图分析意义不大，A 错误；
B、遗传咨询可以为该家庭提供关于 21 - 三体综合征的相关知识，评估再生育患病孩子的风险等，是可行的措施，B 正确；
C、B 超检查一般在孕期主要检查胎儿的形态结构等方面，对于染色体异常的检测准确性有限，不能有效预防 21 - 三体综合征，C 错误；
D、适龄生育可以降低生殖细胞发生染色体变异的概率，减少后代患 21 - 三体综合征的风险，是可行的措施，D 正确；
E、试管婴儿技术可以在胚胎移植前对胚胎进行遗传学检测，筛选出染色体正常的胚胎进行移植，从而避免 21 - 三体综合征患儿的出生，是可行的措施，E 正确。
故选BDE。
（3）①14 - 21 型罗伯逊易位型 21 - 三体综合征是染色体病。正常人体染色体总数为 46 条，该患者的 21 号染色体的一条与 14 号染色体发生罗伯逊易位，染色体总数为 45 条（少了一条正常 14 号和一条正常 21 号，多了一条易位染色体），①错误；
②染色体的结构变异（如易位）和数目变异都可以在光学显微镜下观察到，该病患者的 14 号和 21 号染色体发生易位这种结构异常，能通过光学显微镜观察到，②正确；
③14 - 21 型罗伯逊易位携带者产生的配子有正常的，也有异常的，与正常异性结婚生子，后代不一定患有该病，③错误；
④罗伯逊易位属于染色体结构变异，减数分裂 II 中期可能发生的互换属于基因重组，二者原理不同，发病原因也不同，④错误。
故选②。
（4）在图中 14 号和 21 号染色体处，将 14 号染色体和 21 号染色体连接成一条易位染色体，同时 21 号染色体处额外再画一条正常 21 号染色体（具体绘图需根据所给图片在对应位置规范绘制染色体形态）。
（5）① 由表格可知，嵌合型21-三体综合征发病率远低于普通型综合征，①正确；
②嵌合型21-三体部分细胞染色体组成正常，极难通过产检测出是否患病，②正确；
③无创产前检测可筛查出嵌合型三体，③错误；
④在给出的产前诊断样本中，羊水样本数量最多（14211 例），这在一定程度上说明羊水检测在产前诊断中应用广泛，可推断出羊水检测是目前诊断 21 - 三体综合征的最有效方法之一，④正确；
⑤21 - 三体综合征患者例数低于包括 21 号染色体异常在内的所有染色体异常，推测 21 - 三体综合征患者一般会伴生其他染色体异常病的结论，⑤正确。
故选①②④⑤。
（6）A、普通型 21 - 三体综合征是由于 21 号染色体多了一条，14 - 21 型罗伯逊易位型会导致染色体结构和数目异常，这两种类型患者体内细胞的染色体异常情况较为普遍，所以通常必发病。 嵌合型 21 - 三体综合征患者体内存在两种或两种以上细胞系，一部分细胞染色体正常，一部分细胞染色体异常。如果正常细胞系所占比例较大，能够维持机体正常生理功能，患者可能就不发病或者症状较轻 。所以普通型和 14 - 21 型罗伯逊易位型患者必发病，嵌合型患者不一定发病，A 正确；
B、普通型 21 - 三体综合征是减数分裂过程中 21 号染色体不分离，一般核型异常来自双亲之一在减数分裂产生配子时的异常；14 - 21 型罗伯逊易位型患者核型异常也多与双亲染色体异常有关。 嵌合型患者是受精卵在早期分裂过程中发生染色体不分离等异常导致的，其核型异常来自自身早期胚胎发育过程，并非双亲，B 正确；
C、普通型和 14 - 21 型罗伯逊易位型患者体内细胞染色体异常，会影响基因的表达和细胞正常功能，导致体细胞无法正常执行生理功能。 嵌合型患者存在正常细胞系，这些正常细胞系细胞的染色体组成正常，能正常执行生理功能，C 正确；
D、普通型和 14 - 21 型罗伯逊易位型 21 - 三体综合征患者所有或大部分体细胞都存在染色体异常，通过胎盘细胞诊断（如羊水穿刺获取胎盘细胞进行染色体分析）可以检测到染色体异常。 嵌合型患者如果胎盘细胞刚好取到的是正常细胞系部分，可能检测不到染色体异常，所以用此种方法可能无法正常诊断，D 正确。
故选ABCD 。
三、尿素循环
3. CPS-1是尿素循环中的一种限速酶，受NAG调控（NAG受精氨酸调控，NAG未在图中标出），负责将NH3与碳酸氢盐转化为氨甲酰磷酸。图为尿素循环的示意图，横线上下分割了2种不同的细胞结构。尿素循环一般出现在动物界机体中。
（1）已知氨甲酰磷酸的合成需要大量ATP，由此推断尿素循环的场所位于________（编号选填）。
①叶绿体②细胞质基质③内质网④液泡⑤高尔基体⑥线粒体⑦核糖体
（2）据材料和所学知识，以下关于尿素循环及涉及物质的说法中错误的是（ ）（多选）。
A. 尿素循环中涉及多种氨基酸，这些氨基酸可作为蛋白质的组成部分参与生命活动
B. 尿素循环中涉及脱氨基作用，脱氨基后产物可离开尿素循环为生命活动提供能量
C. 患肝细胞功能障碍相关疾病的患者，机体仍旧可以进行正常尿素代谢
D. 尿素循环中存在负反馈调节机制，CPS-1作为限速酶，在尿素循环中消耗最多能量
（3）尝试概述NAG调控CPS-1活性的2条可能路径，并阐释CPS-1是如何作为限速酶发挥调节尿素循环作用的_______。
研究发现，一种生活在北极圈森林中的林蛙（Rana sylvatica）通过体内积累的尿素，似乎有助于其免受冬季冻结。这提示我们尿素可能有人们意想不到的功能。
（4）无论是动物界还是植物界，物种学名的命名总遵循着林奈双名法，如林蛙的学名为Rana sylvatica。对以下关于林奈双名法的说法进行正误判断（正误判断）。
①根据林奈双名法规则，Rana sylvatica亦可简写为R.sylvatica______。
②根据林奈双名法规则，Rana sylvatica中的Rana表示林蛙种，sylvatica表示林蛙属______。
③根据林奈双名法规则，第一名发现某物种的人有权为物种定学名，并在其后加上自己的名字______。
④根据林奈双名法规则，可推断Rana为拉丁文名词，sylvatica为形容词或名词所有格______。
（5）将氨转变为尿素是人类和其他胎盘类哺乳动物解除氨毒的形式，不过有时软骨鱼和两栖动物也可以这么做。但为什么林蛙倾向于在冬季时积累尿素？以下可能的原因中合理的是（ ）（多选）。
A. 尿素易溶于水，毒性低于氨，积累尿素可调节血浆渗透压，保障红细胞形态
B. 尿素易溶于水赋予了其冬季不易结晶的特性，相较于其他物质来说更安全
C. 尿素循环大量消耗能量，氨转变为尿素保障机体热量供给，从而活过冬天
D. 尿素在血浆中浓度随外界水分动态变化，作为信息分子动态调控防冻策略
研究发现，硅藻等部分藻类植物中存在功能性尿素循环。不过，与哺乳动物不同的是，硅藻体内为氮循环提供铵离子除了来自氨基酸的分解代谢以外，还来自体内的光呼吸。此外，硅藻体内的尿素循环中的中间物的量很低，原因是它们很容易被循环外的多种反应利用掉，一大典型例子是脯氨酸和多胺，它们是精氨酸在循环外某一反应的终产物。
（6）综合所学知识及相关信息，利用RNA干扰技术，对CPS-1进行处理，设计实验验证材料中“硅藻体内的尿素循环中的中间物的量很低，原因是它们很容易被循环外的多种反应利用掉”的论断_______。
（7）综合所学知识及相关信息，从进化的角度看，在光合有机体获得进化以前，硅藻可能与_______（动物/植物）的祖先更密切相关。说明理由_______。
【答案】（1）②⑥ （2）CD
（3）NAG通过两条路径调控CPS-1的活性：一是NAG通过结合CPS-1的变构位点，使CPS-1的空间构象发生改变，从而增强其活性；二是NAG通过调节代谢途径间接影响CPS-1的活性，NAG受精氨酸调控。CPS-1作为限速酶，通过变构激活和限速作用，调节尿素循环的速率，从而维持氨的解毒平衡。
（4）①. 正确 ②. 错误 ③. 错误 ④. 正确 （5）AB
（6）首先构建CPS-1的RNAi表达载体，然后采用基因枪法或农杆菌介导转化，将RNAi载体导入硅藻细胞，之后在含筛选剂（如卡那霉素）的培养基中培养，筛选成功转化的细胞株，转化空载体作为对照组，然后提取RNA，检测CPS-1 mRNA水平，确认RNAi效率，最后测定中间物浓度，并将实验组与对照组进行对比。
（7）①. 动物 ②. 硅藻与动物在代谢途径上的相似性，存在与动物类似的尿素循环；硅藻的氮来源与动物祖先的关联。
【分析】（1）动物细胞内产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体。
（2）林奈双名法是一种用于命名生物物种的标准化方法，通过拉丁文来命名物种，以避免因语言差异导致的命名混乱。其核心是每个物种的学名由两部分组成：
①属名：通常是一个名词，首字母大写，表示该物种所属的属。
②种加词：通常是一个形容词或名词，首字母小写，用于描述该物种的具体特征或产地。
③书写格式：学名通常用斜体表示，在完整表达时，学名后还需加上命名者的姓氏或缩写以及命名时间。
【解析】（1）氨甲酰磷酸的合成需要大量ATP，而尿素循环一般出现在动物界机体中，由此推断尿素循环的场所位于②细胞质基质和⑥线粒体。
（2）A、尿素循环中涉及多种氨基酸，如鸟氨酸、瓜氨酸、精氨酸等。这些氨基酸是构成蛋白质的基本单位，在蛋白质合成过程中，它们按照特定的顺序连接形成多肽链，进而折叠成具有特定功能的蛋白质，参与生命活动，A正确；
B、在尿素循环中，氨基酸脱氨基作用产生的氨会进入尿素循环进行代谢。脱氨基后产生的含碳部分（如α - 酮酸）可以离开尿素循环，进入三羧酸循环等代谢途径，通过氧化磷酸化等过程为生命活动提供能量，B正确；
C、肝细胞是尿素循环的主要场所，尿素循环中的一系列酶主要存在于肝细胞中，当患者患有肝细胞功能障碍相关疾病时，肝细胞内的酶活性会受到影响，导致尿素循环不能正常进行，机体无法有效地将氨转化为尿素排出体外，从而引起血氨升高，出现氨中毒等症状，C错误；
D、尿素循环中存在负反馈调节机制，当体内氨浓度升高时，会促进尿素循环的进行；当氨浓度降低时，尿素循环的速率会减慢，但在尿素循环中，消耗最多能量的步骤并不是由CPS - 1催化的反应。实际上，精氨酸代琥珀酸合成酶催化的反应是尿素循环中消耗ATP最多的步骤，该反应需要消耗2分子ATP，D错误。
故选CD。
（3）NAG通过两条路径调控CPS-1的活性：一是NAG通过结合CPS-1的变构位点，使CPS-1的空间构象发生改变，从而增强其活性；二是NAG通过调节代谢途径间接影响CPS-1的活性，NAG受精氨酸调控。CPS-1作为限速酶，通过变构激活和限速作用，调节尿素循环的速率，从而维持氨的解毒平衡。
（4）①林奈双名法规定，学名由属名和种加词组成，属名首字母大写，种加词小写，两者通常用斜体表示。在非首次提及或非正式场合，属名可以缩写为第一个字母加句点，例如 Rana sylvatica 可简写为 R. sylvatica，①正确；
②在林奈双名法中，第一个词是属名（例如 Rana 表示林蛙属），第二个词是种加词（例如 sylvatica 表示该物种的种名特征，如“森林的”）。因此，Rana 是属名，而非种名；sylvatica 是种加词，而非属名，②错误；
③林奈双名法中，学名由属名和种加词组成，命名者通常在学名后加上姓氏缩写（如 Linnaeus）。然而，发现者并不一定有权命名，命名权需遵循国际命名法规，且命名者需确保学名符合规则。此外，命名者不会直接将名字嵌入学名中，而是以正体书写在学名后，③错误；
④林奈双名法规定，学名中的属名和种加词均为拉丁文，属名通常为名词，种加词可以是形容词、分词或名词所有格。例如，Rana 是拉丁名词，意为“蛙”；sylvatica 是形容词，意为“森林的”，④正确。
（5）A、尿素在水中溶解度高，且毒性远低于氨。在冬季，林蛙的新陈代谢减缓，氨的积累可能对细胞造成毒性威胁。尿素作为氨的代谢产物，可以通过降低氨浓度来保护细胞。此外，尿素的积累还能调节血浆渗透压，防止细胞因渗透压失衡而变形，从而保障红细胞等细胞结构的完整性，A正确；
B、在低温环境下，水会结冰，但尿素因其高溶解性和低结晶性，不会像其他物质那样容易形成冰晶。这对林蛙来说非常重要，因为冰晶的形成可能破坏细胞结构。因此，尿素的这一特性有助于林蛙在冬季保持细胞功能的稳定，B正确；
C、尿素循环确实需要消耗能量，但其主要功能是解毒，而非直接提供热量。林蛙在冬季处于极低代谢状态，能量供给主要依靠储存的脂肪和糖原，而非尿素循环。因此，尿素循环不太可能通过能量消耗来保障热量供给，C错误；
D、尿素的浓度变化确实可能参与调节林蛙的生理状态，但其主要作用仍是调节渗透压和解毒，而非作为信息分子调控防冻策略。林蛙的防冻机制更多依赖于葡萄糖和结合水的调节，而非尿素，D错误。
故选AB。
（6）实验设计：首先构建CPS-1的RNAi表达载体，然后采用基因枪法或农杆菌介导转化，将RNAi载体导入硅藻细胞，之后在含筛选剂（如卡那霉素）的培养基中培养，筛选成功转化的细胞株，转化空载体作为对照组，然后提取RNA，检测CPS-1 mRNA水平，确认RNAi效率，最后测定中间物浓度，并将实验组与对照组进行对比。
（7）研究发现，硅藻体内存在与动物类似的尿素循环，说明硅藻与动物在代谢途径上的相似性，这种代谢途径的相似性表明，硅藻和动物可能在进化早期共享一个共同的祖先，这个祖先可能已经具备了尿素循环的能力。此外，硅藻的氮来源与动物祖先的关联，硅藻的氮来源不仅包括氨基酸的分解代谢，还涉及光呼吸过程。光呼吸是光合作用伴随的一种代谢途径，在氧气浓度较高时发生，将光合作用产生的副产物（如过氧化氢）分解并释放氨。这一特性使硅藻能够在高氧环境中生存，这与动物祖先的生存环境有一定相似性。
四、乳糖操纵子及其应用
4. 乳糖操纵子（lac pern）只存在于原核生物中，是参与乳糖分解的一个基因群，由乳糖系统的阻遏物和操纵序列组成，使得一组与乳糖代谢相关的基因受到同步的调控。乳糖操纵子由调节基因（I）、启动子（P）、操纵基因（O）、结构基因（Z、Y、A）组成（如图）。其中，Z、Y、A基因的表达产物分别为lacZ、lacY与lacA。
（1）乳糖操纵子的表达需多种物质共同协作完成。以下物质中，在转录阶段需要的是______，在翻译阶段需要的是______（编号选填）。
①核糖核苷三磷酸②脱氧核苷三磷酸③DNA聚合酶④RNA聚合酶⑤DNA连接酶⑥tRNA⑦rRNA⑧氨基酸
（2）据图和所学知识，关于乳糖操纵子的表达机制，以下说法正确的是（ ）（单选）。
A. 乳糖操纵子经转录后，经RNA可变剪接切除操纵基因mRNA后，在核糖体上进行后续翻译
B. 诱导物与阻遏蛋白的活性中心结合，后者无法与O结合，促进基因表达
C. 当诱导物与阻遏蛋白结合时，后续乳糖代谢基因仍可能表达
D. Z、Y、A经翻译后产生的物质需经内质网进一步加工后才可发挥作用
（3）同一段乳糖操纵子基因经中心法则过程可得到不同的蛋白质，其可能的原因是________（编号选填）。
①mRNA上有不同启动子
②密码子具有简并性
③三种蛋白具有同源性
④基因的表达具有选择性
⑤RNA聚合酶具有专一性
⑥乳糖代谢有分级调节
玉米-豆粕饲料是畜牧养殖中重要的蛋白质饲料，但饲料中含有半乳糖苷（抗营养因子）等物质，由于畜禽动物胃肠道内缺乏半乳糖苷酶，导致半乳糖苷在肠道内积聚，进而影响营养物质的吸收。半乳糖苷经肠道微生物发酵产生的NH3等气体还使动物产生胀气，甚至腹泻。因此生产能在动物肠道内表达半乳糖苷酶的转基因动物，可提高饲料中营养物质的利用率，但外源半乳糖苷酶基因在转基因动物中出现过表达的现象，严重影响转基因动物的健康。
（4）研究人员尝试构建能在动物肠道内表达半乳糖苷酶的转基因动物模型，对以下说法进行正误判断（正误判断）。
①可选用质粒DNA或病毒DNA与半乳糖苷酶基因重连构成表达载体_______。
②表达载体中无标记基因也可筛选出重组表达载体_______。
③通过将重组载体通过显微注射法导入动物受精卵中构建动物模型_______。
④若无法在动物肠道中检出半乳糖苷，则证明该动物模型构建成功_______。
（5）外源半乳糖苷酶在转基因动物中出现过量表达的机制可能是（ ）（多选）。
A. 表达载体上的启动子在小肠上皮细胞中过表达。
B. 半乳糖苷代谢途径中存在正反馈调节机制。
C. 只有半乳糖苷酶基因被导入到表达载体中。
D. 半乳糖苷酶发挥作用后无法随饲料排出体外。
（6）分析材料信息并综合所学知识，从肠道微生物、代谢负担、免疫排斥等角度，概述外源半乳糖苷酶严重影响转基因动物的健康的可能原因_______。
（7）研究人员欲利用乳糖操纵子原理解决半乳糖苷酶的过量表达问题。以下研究思路和对应原理中，正确及可能可行的是（ ）（多选）。
A. 构建诱导型表达系统：将半乳糖苷酶基因置于乳糖操纵子的调控元件（P、O）下，并引入调节基因I
B. 动态反馈调节：通过改造操纵子，使半乳糖苷酶的表达水平与底物浓度动态匹配
C. 组织特异性调控：结合肠道特异性启动子，确保半乳糖苷酶仅在肠道局部表达，减少对其他组织的潜在影响
D. 阻遏蛋白稳定性优化：设计对半乳糖苷敏感的阻遏蛋白变体，使其在底物存在时快速降解，而在底物缺乏时稳定结合操纵基因，增强系统的响应灵敏度和节能性
E. 双保险表达控制：引入第二层调控（如温度敏感型阻遏蛋白或小分子诱导系统），在紧急情况下（如酶过量积累）强制关闭基因表达，保障动物健康
【答案】（1）①. ①④ ②. ⑥⑦⑧
（2）B （3）①④
（4）①. 正确 ②. 错误 ③. 正确 ④. 错误
（5）AB （6）从肠道微生物角度：外源半乳糖苷酶可能改变肠道微生物的种类和数量，破坏肠道微生物的平衡，影响动物健康。 从代谢负担角度：过量表达的外源半乳糖苷酶可能消耗过多的细胞内物质和能量，增加动物的代谢负担，影响动物正常的生长发育。从免疫排斥角度：动物机体可能将外源半乳糖苷酶识别为抗原，引发免疫排斥反应，影响动物健康。
（7）ABCDE
【分析】在转录过程中，RNA聚合酶首先与启动区结合，通过操纵区向右转录。转录从O区中间开始，按Z→Y→A方向进行，每次转录出来的一条mRNA上都带有这3个基因。转录的调控主要在启动区和操纵区进行。P序列、O序列和CAP结合位点共同构成乳糖操纵子的调控区，三个酶的编码基因由同一调控区调节，实现基因产物的协调表达。乳糖操纵子通过这种方式，精确地调控乳糖代谢相关基因的表达，确保细胞在乳糖存在时能够高效地分解和吸收乳糖。
【解析】（1）转录是以DNA为模板合成RNA的过程。该过程需要原料核糖核苷三磷酸（①），在RNA聚合酶（④）的催化作用下进行。所以在转录阶段需要的是①④。 翻译阶段：翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。该过程需要原料氨基酸（⑧），tRNA（⑥）作为转运氨基酸的工具，rRNA（⑦）是核糖体的组成成分，核糖体是翻译的场所。所以在翻译阶段需要的是⑥⑦⑧。
（2）A、原核生物基因转录后没有RNA可变剪接的过程，A错误；
B、由图可知，诱导物与阻遏蛋白的活性中心结合，使阻遏蛋白无法与操纵基因O结合，RNA聚合酶可以正常结合启动子进行转录，从而促进基因表达，B正确；
C、当诱导物与阻遏蛋白结合时，若没有引起阻遏蛋白构象改变，阻止了结合在启动子P上的RNA聚合酶向前移动，使转录不能进行，则后续乳糖代谢基因不能表达，C错误；
D、原核生物没有内质网，Z、Y、A经翻译后产生的物质不需要内质网加工，D错误。故选B。
（3）①、启动子在基因上，mRNA上不含启动子，①错误；
②、密码子具有简并性是指一种氨基酸可以由一种或几种密码子决定，不会导致同一段基因得到不同的蛋白质，②错误；
③、三种蛋白具有同源性与同一段基因经中心法则得到不同蛋白质无关，③错误；
④、基因的表达具有选择性，在不同时间、不同条件下，同一段基因可能以不同方式表达，从而得到不同的蛋白质，④正确；
⑤、RNA聚合酶具有专一性是指其只能催化RNA的合成，与得到不同蛋白质无关，⑤错误；
⑥、乳糖代谢有分级调节与同一段基因经中心法则得到不同蛋白质无关，⑥错误；
故选：④。
（4）①用质粒DNA或病毒DNA作为载体与半乳糖苷酶基因重连构成表达载体，因为质粒和病毒DNA都具有能够携带外源基因进入受体细胞并使其表达的特性，①正确。
②表达载体中的标记基因主要用于筛选含有重组表达载体的受体细胞，如果没有标记基因，很难筛选出重组表达载体，②错误。
③由于动物受精卵具有全能性，通过显微注射法将重组载体导入动物受精卵中，能够使重组载体中的基因在发育成的动物个体中表达，从而构建动物模型，③正确。
④若无法在动物肠道中检出半乳糖苷酶，说明半乳糖苷酶基因可能没有在动物肠道中表达，不能证明该动物模型构建成功，④错误。
（5）A、表达载体上的启动子在小肠上皮细胞中过表达，会导致半乳糖苷酶基因转录增强，从而使外源半乳糖苷酶过量表达，A正确；
B、半乳糖苷代谢途径中存在正反馈调节机制，会使得随着半乳糖苷酶的作用，代谢产物增加，进一步促进半乳糖苷酶的表达，导致过量表达，B正确；
C、只有半乳糖苷酶基因被导入到表达载体中，不会直接导致半乳糖苷酶过量表达，C错误；
D、半乳糖苷酶发挥作用后无法随饲料排出体外，不会直接引起半乳糖苷酶过量表达，D错误。
故选：AB。
（6）从肠道微生物角度：外源半乳糖苷酶可能改变肠道微生物的种类和数量，破坏肠道微生物的平衡，影响动物健康。 从代谢负担角度：过量表达的外源半乳糖苷酶可能消耗过多的细胞内物质和能量，增加动物的代谢负担，影响动物正常的生长发育。从免疫排斥角度：动物机体可能将外源半乳糖苷酶识别为抗原，引发免疫排斥反应，影响动物健康。
（7）A、构建诱导型表达系统，将半乳糖苷酶基因置于乳糖操纵子的调控元件（P、O）下，并引入调节基因I ，可以通过调节诱导物的存在与否来控制半乳糖苷酶基因的表达，从而解决过量表达问题，A正确；
B、动态反馈调节，通过改造操纵子，使半乳糖苷酶的表达水平与底物浓度动态匹配，能够避免半乳糖苷酶的过量表达，B正确；
C、组织特异性调控，结合肠道特异性启动子，确保半乳糖苷酶仅在肠道局部表达，减少对其他组织的潜在影响，同时也有助于控制其表达量，C正确；
D、阻遏蛋白稳定性优化，设计对半乳糖苷敏感阻遏蛋白变体，使其在底物存在时快速降解，而在底物缺乏时稳定结合操纵基因，增强系统的响应灵敏度和节能性，能够合理调控半乳糖苷酶基因表达，D正确；
E、双保险表达控制，引入第二层调控（如温度敏感型阻遏蛋白或小分子诱导系统），在紧急情况下（如酶过量积累）强制关闭基因表达，保障动物健康，E正确。
故选：ABCDE。
五、白细胞表面抗原的研究
5. 白细胞表面抗原2（SLA-2）在抗原呈递、机体器官移植以及免疫应答方面有着重要作用。为进一步研究SLA-2的结构与功能，科研人员以能稳定传代的猪肾上皮细胞为材料，构建了稳定高表达SLA-2基因的细胞株，过程如下图1，其中，Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Purr为嘌呤霉素抗性基因，BclI、NtI、XbaI、San3AI为限制酶酶切位点，括号内数值表示距复制原点的长度。
可能用到的部分限制酶识别序列及酶切位点
（1）过程①中使用了RT-PCR技术。这是一种特殊的PCR技术，它利用了中心法则的原理，将细胞总RNA通过___________得到所需的cDNA，进而与质粒1重组形成重组质粒。为什么能从细胞总RNA中获取SLA-2的cDNA？___________。
（2）已知SLA-2基因上无表中限制酶的识别序列和酶切位点。过程②中可能用到的引物的碱基序列为（ ）（多选）。
A. 5’-GCTCTAGAATGCGGGTCAGGGGCCCTCAAGCCATCC-3’
B. 5’-GTTGCGGCCGCTCACACTCTAGGATCCTTGGTAAGGC-3’
C. 5’-GCGATCATGCGGGTCAGGGGCCCTCAAGCCATC-3’
D. 5’-GTTTGATCACTCACACTCTAGGATCCTTGGTAAGGGAC-3’
（3）通过过程②获得的大肠杆菌需要进行筛选，以获得成功重组的质粒。用于此种目的的培养基一般为___________，其中需加入的至少有___________（编号选填）。利用影印培养法筛选含重组质粒的大肠杆菌，培养结果如图2所示。其中，___________是含有重组质粒的克隆。
①选择培养基②鉴别培养基③葡萄糖④氨基酸⑤蛋白质⑥血清⑦琼脂⑧无机盐⑨氨苄青霉素⑩嘌呤霉素
（4）一般通过琼脂糖凝胶电泳的方式筛选重组质粒3。关于琼脂糖凝胶电泳技术，以下说法错误的是（ ）（单选）。
A. 在进行电泳前，需对待检测物进行PCR
B. 电泳时，DNA从电泳槽正极向负极移动
C. 电泳完成，电泳条带应在紫外灯下观看
D. 电泳条带有“拖影”，可能因为加样过浓
（5）为鉴定与验证重组质粒3，研究人员用NtI和Sau3AI完全酶切质粒2和重组质粒3后电泳并比较。电泳结果如图3所示。其中，表示重组质粒3的条带是______（单选）。
图3
研究中，一般利用最小致死浓度（使某种细胞全部死亡的最小浓度）的嘌呤霉素溶液浸染细胞以筛选出转化的猪肾上皮细胞。
图4
（6）转化的猪肾上皮细胞需在_________（填仪器名称）中培养。
（7）实验室先用没有抗性的细胞进行预实验实验，实验结果如图4，根据实验结果最佳的嘌呤霉素筛选浓度为_________，说明理由_________。
（8）本实验中“筛选”步骤中常用抗原-抗体特异性结合法，在96孔板中进行筛选。对以下关于“筛选”步骤的说法进行正误判断（正误判断）。
①在抗原-抗体特异性结合法中，SLA-2是抗体，外源加入的物质是抗原______。
②在抗原-抗体特异性结合法中，当外源物质与SLA-2结合后，可以发出荧光______。
③在抗原-抗体特异性结合法中，若某孔中无特殊现象提示，则细胞转化不成功______。
④在筛选出导入成功的细胞后，进行扩大培养，并在发酵罐中获取SLA-2蛋白______。
【答案】（1）①. 逆转录酶 ②. 猪肾上皮细胞中SLA - 2基因会转录形成相应mRNA
（2）AB （3）①. ① ②. ③④⑦⑧⑨ ③. 1、2、3、5
（4）BD （5）C （6）二氧化碳培养箱
（7）①. 4.0μg/mL ②. 该浓度下未发生转化的细胞全部死亡，能存活生长的即为已转化的细胞
（8）①. 错误 ②. 正确 ③. 正确 ④. 正确
【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。（4）目的基因的检测与鉴定。
【解析】（1）对于RT - PCR技术，它先利用逆转录酶将细胞总RNA逆转录得到cDNA，这利用了中心法则中从RNA到DNA的逆转录过程。 能从细胞总RNA中获取SLA - 2的cDNA，是因为猪肾上皮细胞中SLA - 2基因会转录形成相应的mRNA，通过逆转录就可以获得其cDNA 。
（2） 要使目的基因与质粒定向连接，引物设计时要考虑质粒上的酶切位点。观察质粒1上的酶切位点有BclⅠ、NtⅠ、XbaⅠ、San3AⅠ 。引物设计需要在5'端引入合适的酶切位点序列。分析各个引物： - A选项5'-GCTCTAGAATGCGGGTCAGGGGCCCTCAAGCCATCC - 3，5'端含有XbaⅠ（TCTAGA）的识别序列。 - B选项5'-GTTGCGGCCGCTCACACTCTAGGATCCTTGGTAAGGC - 3，5'端含有NtⅠ（GCGGCCGC）的识别序列。 - C选项5'-GCGATCATGCGGGTCAGGGGCCCTCAAGCCATC - 3，5'端无合适的酶切位点序列。 - D选项5'-GTTTGATCACTCACACTCTAGGATCCTTGGTAAGGGAC - 3，5'端无合适的酶切位点序列。 为了实现定向连接，需要一对引物分别引入不同的酶切位点，所以过程②中可能用到的引物的碱基序列为A和B。
（3）筛选成功重组的质粒，用于筛选的培养基一般为选择培养基。因为质粒1中含有氨苄青霉素抗性基因Ampr，所以培养基中需加入氨苄青霉素，只有含有重组质粒（含有Ampr）的大肠杆菌才能在该培养基上生长。重组质粒上一般含有标记基因，为了筛选出含有重组质粒的大肠杆菌，培养基中需要加入相应的抗生素。筛选含有重组质粒的大肠杆菌，培养基中需加入③葡萄糖④氨基酸⑦琼脂⑧无机盐⑨氨苄青霉素。 观察图2中培养基上的菌落，在完全培养基A上能生长，在含有青霉素的培养基B上也能生长的菌落是含有重组质粒的克隆，即菌落1、2、3、5是含有重组质粒的克隆。
（4）A、在进行电泳前，对待检测物进行PCR可以扩增目的DNA片段，便于后续电泳检测，A正确； B、DNA带负电荷，在电泳时应从电泳槽负极向正极移动，而不是从正极向负极移动，B错误。C、电泳完成后，电泳条带需要在紫外灯下观看，因为通常使用的核酸染料（如溴化乙锭等）在紫外光激发下会发出荧光，从而显示DNA条带，C正确； D、电泳条带有“拖影”，可能因为样品纯度问题，样品浓度不会导致“拖影”，D错误。所以答案为BD。
（5）基因位于启动子与终止子之间才能正常表达，所以过程⑤需将SLA-2基因插入启动子与终止子之间，选用的限制酶为NtI、XbaI。重组质粒3大小为4445-（2310-2273）+1100=5508，根据酶的识别序列可知，Sau3AⅠ也能切割BclⅠ所识别的序列，用NtⅠ和Sau3AⅠ完全酶切重组质粒3获得的序列应为：963（2273-1310），1240（1100+2450-2310），3305（5508-963-1240）。表示重组质粒3的条带是C。
（6）动物细胞培养需要在二氧化碳培养箱中进行，二氧化碳培养箱可以为细胞培养提供稳定的温度、湿度以及适宜的气体环境（主要是维持培养液的pH）。所以转化的猪肾上皮细胞需在二氧化碳培养箱中培养。
（7）最低致死浓度既可以让大部分没有抗性的细胞死亡又不会让具有抗性的细胞死亡；在该浓度下未发生转化的细胞全部死亡，能存活生长的即为已转化的细胞，根据实验结果分析，最佳的嘌霉素筛选浓度为4.0μg·mL-1。
（8） ①在抗原 - 抗体特异性结合法中，SLA - 2是我们想要表达的产物，在这里作为抗原，外源加入的与SLA - 2特异性结合的物质是抗体，所以①错误。 ②在抗原 - 抗体特异性结合法中，通常会对抗体进行荧光标记，当外源加入的标记抗体与SLA - 2结合后，可以发出荧光，从而实现对SLA - 2的检测，所以②正确。 ③在抗原 - 抗体特异性结合法中，若某孔中无特殊现象提示，说明没有检测到SLA - 2抗原，很可能是细胞转化不成功，没有表达出SLA - 2，所以③正确。 ④在筛选出导入成功的细胞后，进行扩大培养，并在发酵罐中获取SLA-2蛋白，所以④正确。
六、维生素A与11-顺式黄醛
6. 维生素A在体内转化为11-顺视黄醛后，与视网膜特定细胞中的视蛋白结合成视紫红质。视紫红质接受光信号后，11-顺视黄醛转变为全反式视黄醛，视紫红质构象变化，激活细胞内的信号通路，最终产生视觉。全反式视黄醛与视蛋白脱离，经复杂的转运和酶促反应，再度转变为11-顺视黄醛重复利用。
RPE65在这个过程中起了重要作用。最新研究表明，一种G蛋白耦连受体RGR可能参与了全反式视黄醛转变为11-顺视黄醛的反应，于是研究者从基因组文库中分离出小鼠RGR基因，构建了如图1所示的打靶载体，经过一系列操作，获得打靶后的基因。病毒胸腺核苷激酶基因（TK）是一种酶，负责将胸苷转化为胸苷三磷酸。
（1）打靶载体中TK的目的是（ ）（单选）。
A. 提高同源重组的效率
B. 协助DNA复制和细胞分裂
C. 提高细胞抗病毒感染的能力
D. 提高打靶成功的细胞克隆所占比例
（2）构建打靶载体时，ne基因和TK基因的插入位置应该是（ ）（单选）。
A. ne应该插在载体中间，而 TK 要插在载体 3’端
B. ne要插在外显子内部，TK 插在载体任意一端即可
C. 两个基因一个插在外显子内部，另一个要插在载体3’端
D. 图中所示是唯一正确构建打靶载体的方法
（3）为验证是否获得了打靶成功的胚胎干细胞，应该采用的方式是（ ）（单选）。
A. 分别在外显子1和ne上设计引物，进行PCR扩增，检测有没有阳性条带
B. 分别在外显子1和外显子3上设计引物，进行PCR扩增，检测条带的大小
C. 用BamHI酶切后，以外显子4附近的序列为探针进行DNA杂交序列检测
D. 用SalI酶切后，以ne附近的序列为探针进行DNA杂交序列检测
得到打靶成功的基因修饰小鼠后，研究者将正常小鼠（+/+）和基因修饰的杂合子（+/-）与纯合子（-/-）小鼠分别分为两组，一组在黑暗中饲养12h，另一组在光照下饲养8h；随后测定眼睛中视黄醛和视紫红质的含量，结果如图2所示。
cAMP是最常见和普遍的第二信使之一，其形成由腺苷酸酸化酶（AC）在配体如激素、神经递质和其他信号分子结合G蛋白偶联受体（GPCRs）后的激活促进。cAMP调节关键的生理过程，包括代谢、分泌、钙平衡、肌肉收缩、细胞命运和基因转录。
（4）综合材料信息及所学知识，在该实验条件下，对野生型小鼠而言，（ ）（单选）。
A. 光照条件下，眼睛会损失一小部分视黄醛
B. 大部分视紫红质对光信号没有反应
C. 视黄醛中全反式视黄醛约占1/2
D. 全反式视黄醛在视网膜中转变为顺视黄醛
（5）由上述结果，对光照条件下RGR功能的推测最合理的是（ ）（单选）。
A. 通过cAMP调控视蛋白的表达
B. 影响顺视黄醛与视蛋白的结合
C. 影响全反式视黄醛向顺视黄醛的转变
D. 影响视紫红质在光照下的稳定性
在黑暗中饲养的野生型小鼠和纯合基因修饰小鼠经过不同时间的光照后，再度置于黑暗中，测定视紫红质随时间变化的情况，结果如图3所示。
（6）结合前述的实验结果，下列叙述合理的有（ ）（多选）。
A. 此次光照强度比前述实验更强
B. 全反视黄醛向顺视黄醛的转变主要在黑暗中进行
C. RGR主要影响光照时全反视黄醛向顺视黄醛的转变
D. RGR在黑暗中活性更高
（7）RGR的发现可以解释的现象是（ ）（单选）。
A. 人体需要补充维生素A
B. 在白天，RPE65的催化效率低于全反视黄醛的转化效率
C. 视网膜色素细胞变性导致夜盲
D. 有些夜盲症患者白天也视物不清
【答案】（1）D （2）B （3）A （4）A （5）C （6）BC （7）A
【分析】基因打靶是根据DNA同源重组的原理而设计的一项技术。在这一技术中，体内细胞基因组的某一段DNA序列被视为“靶子”，经精巧构建的欲导入的外源基因DNA序列被视为“弹头”，这样导入的外源基因进入受体细胞后就不再是随机整合而是“弹头”锚准“靶子”进行准确的定点整合。根据DNA同源重组的原理，导入的外源基因必须和靶基因有一定的同源序列。因此，外源基因导入前必须经过精巧的构建，经构建的外源基因称为打靶载体。题中构建了RGR基因的打靶载体。视紫红质的分解与合成是一种动态平衡，这种动态平衡的水平决定于光照的强度。在暗处，视紫红质的合成大于分解，使视网膜对弱光较敏感，这是人在暗处仍能不断视物的基础；而在明处，视紫红质的分解大于合成，使视杆细胞几乎失去感受光刺激的能力。此时视觉主要依靠视锥系统来完成。在视紫红质分解和再合成的过程中，总有一部分视黄醛被消耗，需依赖于食物中的维生素A来补充。
【解析】（1）由于同源重组的频率很低，因而筛选并富集真正发生了同源重组的细胞是至关重要的。筛选可采用正负选择法，实现基因打靶的ES细胞能抵抗G418 而不能利用GANC。在构建打靶载体时，打靶载体含有一段与靶基因同源的序列，将新霉素抗性基因（ne）插入到该同源序列的第一个外显子中作为正选择标（或者是靶基因最关键的外显子中）； ne可以抵抗G418。在同源序列之外的末端接上病毒胸腺嘧啶激酶（TK）基因序列作为负选择标志。TK可以利用GANC而导致细胞死亡。如果导入的外源基因与靶基因发生同源重组，外源基因以及ne基因将整合于靶细胞基因组的同源序列位点上，而位于同源序列末端外的TK基因则在重组后丢失，此种情况下标志基因只有ne基因表达，则靶细胞同时具有G418和GANC双重抗性可在选择性培养基中存活下来。如果导入的外源基因与细胞基因组随机整合，打靶载体将从头至尾全部整合入靶细胞基因组中，这种情况下，标志基因ne、TK同时表达。ne基因的产物使细胞具有G418抗性，而TK基因的产物使细胞能利用GANC而死亡。这样存活下来的细胞必定是发生了同源重组的细胞。 则连接病毒胸腺核苷激酶基因（TK）的目的是进行负选择，将外源基因与细胞基因组随机整合的细胞淘汰，提高打靶成功的细胞克隆所占比例，D正确，ABC错误。
故选D。
（2）基因打靶是根据DNA同源重组的原理而设计，构建打靶载体时，ne基因需插在外显子内部，使RGR基因失去功能。如果导入的RGR基因基因与靶基因发生同源重组，RGR基因基因以及ne基因将整合于靶细胞基因组的同源序列位点上，而位于同源序列末端外的TK基因则在重组后丢失；如果导入的外游基因与细胞基因组随机整合，打靶载体将从头至尾全部整合入靶细胞基因组中，这种情况下，标志基因ne、TK同时表达，此时TK基因插在载体任意一端都能表达，B正确，ACD错误。
故选B。
（3）A、外显子1和ne上设计引物，PCR扩增后，所得的基因如果检测到ne基因的阳性条带，说明已经发生同源重组，打靶成功，A正确；
B、分别在外显子1和外显子3上设计引物，进行PCR扩增，检测条带的大小，不能直接证明是否导入了ne基因，B错误；
C、用BamH I酶切后，以外显子4附近的序列为探针进行DNA杂交序列检测，不能检测出是否插入ne基因，C错误；
D、用Sal Ⅰ酶切后，以ne附近的序列为探针进行DNA杂交序列检测：Sal Ⅰ酶存在多个酶切位点，操作麻烦，可能存在误差，D错误。
故选A。
（4）A、据左图，（＋/＋）组黑暗中饲养的视黄醛总量比光照下饲养的要高，故光照条件下，眼睛会损失一小部分视黄醛，A正确；
B、视紫红质在光照下不断被分解，B错误；
C、“视紫红质接受光信号后，11-顺视黄醛转变为全反式视黄醛”，即视紫红质接受光信号后，其所含的视黄醛是全反式视黄醛，据左图，光照下野生型小鼠的视黄醛总量约550pml，而右图中视紫红质的含量约是450pml，C错误；
D、全反式视黄醛从视杆细胞释放，由色素上皮细胞摄取，通过异构生成11-顺视黄醛，D错误。
故选A。
（5）“全反式视黄醛与视蛋白脱离，经复杂的转运和酶促反应，再度转变为11-顺视黄醛重复利用”，“RPE65在这个过程中起了重要作用”，对光照条件下RGR功能的推测最合理的是影响全反式视黄醛向顺视黄醛的转变，C正确，ABD错误。
故选C。
（6）A、黑暗中饲养的纯合基因修饰小鼠经过不同时间的光照后，左图和右图的0时刻的视紫红质含量约是250pml和150pml，和第4题右图中的数值相近，说明此时光照强度接近第4题光照强度，A错误；
B、随着黑暗时间的延长，图中视紫红质的含量在上升，说明全反视黄醛向顺视黄醛的转变主要在黑暗中进行，B正确 ；
C、第4题右图中光照下饲养，纯合基因修饰小鼠的视紫红质的含量约是200pml，而野生型小鼠的视紫红质的含量约是400pml，RGR主要影响光照时全反视黄醛向顺视黄醛的转变，C正确；
D、第4题右图中野生型小鼠在黑暗中饲养和光照下饲养的视紫红质的含量都约是450pml左右，RGR在光下和黑暗中活性相近，D错误。
故选BC。
（7）第4题黑暗中饲养或光照下饲养，正常小鼠左图的视黄醛含量比右图的视紫红质的总量都要高。视紫红质的分解与合成过程中要消耗一部分视黄醛，需血液循环中的维生素A补充，缺乏维生素A→夜盲症，A正确，BCD错误。
故选A。异常类型
产前诊断例数
产检测例数
绒毛
羊水
脐血
NIPT
（绒毛/组织）
21-三体
29
474
15
243
140
嵌合型21-三体
2
11
2
7
0
总异常数
82
1015
56
252
2612
总检测样本数
756
14211
568
291#
5638
限制酶
BclⅠ
NtⅠ
XbaⅠ
San3AⅠ
识别序列及切割位点
T↓GATCA
GC↓GGCCGC
T↓CTAGA
↓GATC