北京市东城区2024_2025学年高二生物下学期期末考试试题含解析

这是一份北京市东城区2024_2025学年高二生物下学期期末考试试题含解析，共26页。
作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分
本部分共 15 题，每题 2 分，共 30 分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一
项。
1. 在生态系统中，生产者固定的能量可以沿着食物链传递，食物链彼此交错连接成食物网。下列相关叙述
正确的是（ ）
A. 食物链和食物网构成了生态系统的营养结构
B. 作为次级消费者的肉食性动物属于第二营养级
C. 每种动物在生态系统中只能处于一个营养级
D. 食物网越复杂生态系统的恢复力稳定性越强
【答案】A
【解析】
【分析】生态系统的能量流动是单向的、逐级递减的，沿着食物链和食物网流动；生产者为第一营养级，
初级消费者为第二营养级，次级消费者为第三营养级。
【详解】A、食物链和食物网是生态系统中物质循环和能量流动的渠道，共同构成生态系统的营养结构，A
正确；
B、次级消费者以初级消费者为食，属于第三营养级，而非第二营养级，B 错误；
C、杂食性动物可能处于多个营养级（如既吃植物又吃其他动物），因此并非只能处于一个营养级，C 错误；
D、食物网越复杂，生态系统的抵抗力稳定性越强，但恢复力稳定性通常较弱（如热带雨林破坏后难以恢复），
D 错误。
故选 A。
2. 某稻田生态系统中存在食物链“水稻→福寿螺→中华鳖”，下图表示该生态系统中部分营养级的能量流
动过程，图中字母代表能量值。下列叙述正确的是（ ）
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A. 在该生态系统中，信息沿食物链从福寿螺向中华鳖单向传递
B. 图中 a 表示福寿螺用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量
C. 由福寿螺流入分解者的能量值可以用图中的 c+d+e 表示
D. 福寿螺的同化量不能 100%流入中华鳖与图中 d、e、f 对应途径有关
【答案】D
【解析】
【分析】能量流动的相关计算为：摄入的能量有两个去向：同化量+粪便量（粪便量属于上一个营养级流向
分解者的能量）。同化的能量有两个去向：呼吸作用散失的能量+用于生长发育和繁殖的能量。用于生长发
育和繁殖的能量有两个去向：传递给下一个营养级+流向分解者。
【详解】A、生态系统中的信息传递往往是双向的，而不是沿食物链单向传递，在该生态系统中福 寿螺和
中华鳖之间的信息传递是相互的，A 错误；
B、据图分析，a 表示福寿螺的同化量，b 表示福寿螺用于生长、发育和 繁殖等生命活动的能量，B 错误；
C、由福寿螺流入分解者的能量值应是 d+e， c 属于水稻同化的能量，C 错误；
D、图中显示福寿螺一部分能量通过呼吸作用散失（f），用 于生长、发育、繁殖等生命活动的能量中，一
部分被中华鳖摄入后以粪便的形式流入分解者（e）， 一部分以遗体、残骸等形式流入分解者（d），福寿螺
的同化量不能 100%流入中华鳖与图中 d、e、f 对应途径有关，D 正确。
故选 D。
3. 对某松林生态系统中各部分的碳储量进行调查，绘制碳转移途径如下图。下列叙述错误的是（ ）
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A. 碳在非生物环境与生物群落之间循环，具有全球性
B. 大气中 CO2 主要通过光合作用固定进入生物群落中
C. 植被与植食性动物之间碳元素以 CO2 形式进行传递
D. 图中“？”为 23.17 时，该系统处于碳收支平衡的状态
【答案】C
【解析】
【分析】1、生态系统中的组成成分越多，营养结构就越复杂，生态系统的自动调节能力就越强，其抵抗力
稳定性就越强，相反的其恢复力稳定性就越弱。
2、生态系统具有一定的自我调节能力，但这种自我调节能力有一定限度，如果外界干扰超过了这个限度，
生态系统就会遭到破坏。
【详解】A、碳在非生物环境与生物群落之间循环，具有全球性，A 正确；
B、在生态系统中，大气中的 CO2 主要通过生产者（主要是绿色植物）的光合作用被固定，将 CO2 和水转
化为有机物，并释放出氧气，从而使碳元素进入生物群落。这是碳进入生物群落的主要途径，B 正确；
C、植被与植食性动物之间存在着捕食关系，植被通过光合作用将 CO2 转化为含碳有机物，植食性动物摄取
植被中的含碳有机物，从而获得碳元素。因此，植被与植食性动物之间碳元素是以含碳有机物的形式进行
传递的，而不是以 CO2 形式传递，C 错误；
D、由图可知，植物从大气中获取了 35.9 吨/（公顷·年）的 CO2，要保证该系统碳收支平衡，则图中“？”应
为 35.9-12.1-0.6-0.03=23.17，D 正确。
故选 C。
4. 下列不属于对国家一级保护动物丹顶鹤的保护措施的是（ ）
A. 建立人工巢穴 B. 在其栖息地修建公路
C. 增加觅食的湿地面积 D. 建立自然保护区
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【答案】B
【解析】
【分析】丹顶鹤作为国家一级保护动物，其保护措施应围绕保护栖息地、减少人为干扰等方面展开。
【详解】A、建立人工巢穴可帮助丹顶鹤繁殖，属于辅助性保护措施，A 不符合题意；
B、在栖息地修建公路会破坏其生存环境，增加干扰和生态碎片化，B 符合题意；
C、增加觅食湿地面积能改善栖息环境，保障食物资源，C 不符合题意；
D、建立自然保护区是就地保护的核心措施，D 不符合题意。
故选 B。
5. 黄河流域某盐碱地建立了“上粮下藕、藕鱼套养、鸭鹅混养”立体种养模式。在盐碱地开挖鱼塘，挖出
泥土在塘边堆成台田种植农作物；塘中养殖咸水鱼并种藕，田间可以放养鸭、鹅。下列说法不正确的是（
）
A. 台田经雨水冲刷后土壤中无机盐含量降低，适于种植农作物
B. “上粮下藕”有利于生物充分利用资源，提高经济效益
C. 田间害虫为鸭、鹅提供食物使能量能够循环利用
D. 这种立体种养模式体现了生态工程的整体原理
【答案】C
【解析】
【分析】生态农业：是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统
农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。
【详解】A、台田由盐碱地泥土堆成，雨水冲刷可淋失部分盐分，降低无机盐含量，改善作物生长条件，A
正确；
B、“上粮下藕”通过分层利用空间和资源（如光能、土壤养分），提高资源利用率，增加经济效益，B 正确；
C、田间害虫被鸭、鹅摄食，能量以有机物形式传递至鸭、鹅体内，但能量流动是单向的，无法循环，C 错
误；
D、该模式统筹协调生产、环境、经济等因素，体现生态工程“整体原理”（系统各组分协调统一），D 正确。
故选 C。
6. 家庭制作果酒与工业化啤酒生产共同的特点是（ ）
A. 都利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理
B. 发酵前都需要对原料灭菌创设无菌环境
C. 都能够严格控制发酵温度、氧气等条件
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D. 发酵结束后都必须进行消毒以延长保存期
【答案】A
【解析】
【分析】果酒的制作离不开酵母菌，酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大
量繁殖，把糖分解成二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。
【详解】A、家庭制作果酒是利用酵母菌在无氧条件下将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，工业化啤酒生产同
样是依靠酵母菌无氧呼吸产生酒精，二者都利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理，A 正确；
B、家庭制作果酒时，一般不对原料进行灭菌，利用的是原料表面及环境中的天然酵母菌等微生物，工业化
啤酒生产会对原料等进行严格灭菌创设无菌环境，二者不同，B 错误；
C、家庭制作果酒很难严格控制发酵温度、氧气等条件，工业化啤酒生产能够严格控制这些发酵条件，二者
有差异，C 错误；
D、家庭制作果酒发酵结束后，一般不进行消毒，工业化啤酒生产发酵结束后可能会进行消毒等处理以延长
保存期，二者不同，D 错误。
故选 A。
7. 某同学研究植物提取物 W 的抑菌效果。如下图，在实验菌平板中央处打孔后加入提取物 W，测量相关指
标。据图分析下列说法不正确的是（ ）
A. 将菌液与温度适宜的灭菌培养基混匀，倾倒平板可得到实验菌平板
B. 在平板上打孔的工具钢管需要灼烧灭菌，目的是防止微生物污染平板
C. 抑菌圈直径大小与菌体浓度、提取物 W 的浓度和扩散时间密切相关
D. 提取物 W 在培养基中扩散，加入提取物 W2 小时即可获得最佳抑菌效果
【答案】D
【解析】
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【分析】培养基一般含有水、碳源、氮源、无机盐等，牛肉膏蛋白胨培养基属于细菌培养基，麦芽汁琼脂
培养基适合培养真菌。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】A、菌液中含有实验菌，将一定量菌液与温度适宜的灭菌培养基混匀并倒平板可得到试验菌平板，
A 正确；
B、在试验平板上打孔的钢管需要灼烧灭菌，灼烧时钢管上的微生物死亡，进行打孔操作时可防止微生物对
平板造成污染，B 正确；
C、抑菌圈直径的大小与菌体浓度、提取物 W 的浓度和预扩散时间有很大关系，C 正确；
D、提取物 W 在培养基中扩散，加入提取物 W 后的 2 小时获得抑菌圈最大平均增幅速率，说明提取物在
2 小时内扩散得较快，但不能确定为最佳抑菌效果，上述实验结果显示，24 小时抑菌圈的直径最大，抑菌
效果更佳，D 错误。
故选 D。
8. 百岁兰是一种裸子植物，被誉为植物界的“活化石”。为研发高效的百岁兰叶片愈伤组织诱导体系，探
究避光与昼夜节律（每天 16h 光照和 8h 黑暗）条件对诱导百岁兰叶片愈伤组织的影响，结果见下图。相关
叙述错误的是（ ）
A. 培养基中需要加入适宜比例的生长素和细胞分裂素
B. 愈伤组织形成经过已分化细胞变成未分化细胞过程
C. 百岁兰叶片经诱导形成的愈伤组织不具有全能性
D. 与避光相比，昼夜节律下百岁兰愈伤组织生长得更好
【答案】C
【解析】
【分析】植物组织培养时，生长素与细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，二者的浓
度、比例等都会影响植物细胞的发育方向：生长素与细胞分裂素比例适中时，有利于愈伤组织的形成；生
长素与细胞分裂素比例升高，利于根的分化、抑制芽的形成；生长素与细胞分裂素比例降低，利于芽的分
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化、抑制根的形成。
【详解】A、实验所用的培养基通常为固体培养基，生长素与细胞分裂素比例适中时，有利于愈伤组织的形
成，A 正确；
B、外植体经脱分化形成愈伤组织，愈伤组织形成经过已分化细胞变成未分化细胞过程，B 正确；
C、百岁兰叶片经诱导形成的愈伤组织能发育成完整植株，具有全能性，C 错误；
D、分析曲线图可知：昼夜节律处理下比避光条件下百岁兰脱分化的速率更快，愈伤组织生长更好，D 正确。
故选 C。
9. 白叶枯病是水稻最严重的病害之一，疣粒野生稻具有高度抗病性。利用疣粒野生稻与栽培稻进行体细胞
杂交培育抗病植株（如下图）。对获得的 72 株杂种植株鉴定，发现 24 株染色体数目在 27~38 条之间，40
株表现抗病。下列叙述不正确的是（ ）
A. ①用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体
B. ②可用聚乙二醇、灭活病毒等方法处理，获得融合细胞
C. 杂种植株形成说明两种细胞融合后分裂能力恢复
D. 杂种植株细胞中染色体的丢失可能与 X 射线照射有关
【答案】B
【解析】
【分析】植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培
育成新植株的技术。植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展
现出独特的优势。原理：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】A、①为获得原生质体，可纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得，A 正确；
B、②获得融合细胞，灭活病毒诱导法用于动物细胞融合，B 错误；
C、由题可知，X 射线处理及碘乙酰胺处理后的原生质体均不能进行细胞分裂，故杂种植株形成说明两种细
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胞融合后分裂能力恢复，C 正确；
D、X 射线照射可能会导致疣粒野原生质体中染色体丢失，从而导致融合细胞形成的杂种植株细胞中染色体
的丢失，D 正确。
故选 B。
10. 细胞悬浮培养是将细胞接种于液体培养基中并保持良好分散状态的培养方式，广泛应用于生物制药、细
胞生物学研究等领域。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 悬浮培养可增加细胞与培养液的接触，促进营养物质吸收
B. 若培养密度过大，会出现有害代谢产物积累使分裂受阻
C. 对动物细胞进行悬浮培养时通常不会发生接触抑制现象
D. 对动物细胞进行悬浮培养不需传代，适合规模化培养
【答案】D
【解析】
【分析】动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶
或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用
胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
【详解】A、悬浮培养使细胞分散于培养液中，充分接触培养基，利于吸收营养，A 正确；
B、高密度培养时，代谢废物（如乳酸、氨等）积累会抑制细胞分裂，B 正确；
C、接触抑制发生于贴壁生长的细胞，悬浮培养的细胞因分散而不受此限制，C 正确；
D、悬浮培养的细胞增殖后仍需分瓶传代（如更换新鲜培养基），否则会因密度过大导致死亡，D 错误。
故选 D。
11. 将四种关键基因导入小鼠的成纤维细胞，可获得诱导多能干细胞（iPS 细胞）。iPS 细胞具有和胚胎干细
胞类似的功能，可分化成神经细胞、心血管细胞和原始生殖细胞等。下列叙述不正确的是（ ）
A. 应使用显微注射法将四种基因直接注入成纤维细胞
B. 导入的四种基因具有促使体细胞恢复分裂能力的作用
C. iPS 细胞能分化成多种细胞，是基因选择性表达的结果
D. iPS 细胞可在一定程度上避免胚胎干细胞涉及的伦理问题
【答案】A
【解析】
【分析】胚胎干细胞简称 ES 或 EK 细胞，是由早期胚胎或原始性腺分离出来的一类细胞，iPS 与 ES 细胞一
样，可通过定向诱导分化修补某些功能异常的细胞来治疗疾病。
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【详解】A、显微注射法通常用于将含有目的基因的载体（如质粒）导入动物细胞，而非直接注入游离的基
因片段。直接注入的基因难以整合到宿主基因组中，A 错误；
B、导入的四种关键基因（如 Oct4、Sx2 等）可重新编程体细胞，使其恢复分裂能力并转化为 iPS 细胞，B
正确；
C、iPS 细胞分化为不同细胞是基因选择性表达的结果，符合细胞分化的本质，C 正确；
D、iPS 细胞来源于体细胞，无需破坏胚胎，避免了胚胎干细胞涉及的伦理争议，D 正确；
故选 A。
12. 利用新鲜菜花作为实验材料提取 DNA 时，下列做法正确的是（ ）
A. 可将菜花置于清水中，细胞吸水破裂后将 DNA 释放出来
B. 离心后上清液中加入 95%冷酒精，出现的白色丝状物就是纯净的 DNA
C. 将晾干的白色丝状物置于 2ml/L 的 NaCl 溶液中，会发生溶解现象
D. 向 DNA 溶液中加入二苯胺试剂混匀，溶液会呈现蓝色
【答案】C
【解析】
【分析】DNA 粗提取和鉴定的原理：
1、DNA 溶解性：（1）DNA 和蛋白质等其他成分在不同浓度的 NaCl 溶液中溶解度不同（0.14ml/L 溶解
度最低），利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使 DNA 充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分
离目的。（2）DNA 不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将 DNA
与蛋白质进一步的分离。
2、DNA 对酶、高温和洗涤剂的耐受性：蛋白酶能水解蛋白质，但是对 DNA 没有影响。大多数蛋白质不能
忍受 60-80℃的高温，而 DNA 在 80℃以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对 DNA 没有影响。
3、DNA 的鉴定：在沸水浴条件下，DNA 遇二苯胺会被染成蓝色，因此二苯胺可以作为鉴定 DNA 的试剂。
【详解】A、菜花是植物细胞，其细胞壁有保护和支撑的作用，不会吸水涨破，需要用洗涤剂瓦解细胞膜，
A 错误；
B、在上清液中加入等体积的 95%的冷酒精，白色丝状物是粗提取的 DNA，B 错误；
C、DNA 在 2ml/L 的氯化钠溶液中溶解度较大，所以将晾干的白色丝状物置于 2ml/L 的 NaCl 溶液中，会
发生溶解现象，C 正确；
D、DNA 在沸水浴条件下遇到二苯胺试剂呈现蓝色反应，D 错误。
故选 C。
13. 大肠杆菌中的 Z 酶可催化 X-gal 水解产生蓝色物质。pUC18 质粒（如图甲）中 lacZ'编码 Z 酶的一个片
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段（α肽）。已知α肽、缺失α肽的 Z 酶片段单独存在时均无 Z 酶活性，同时存在时表现出 Z 酶活性。将图乙
目的基因插入 pUC18 质粒后导入大肠杆菌，可根据菌落颜色筛选含有重组质粒的受体细胞。下列相关分析
不正确的是（ ）
A. 选用 SalⅠ限制酶切割目的基因与 pUC18 质粒
B. 利用 DNA 连接酶连接目的基因与 pUC18 质粒获得重组质粒
C. 作为受体细胞的大肠杆菌需满足 Z 酶基因中仅编码α肽的 DNA 序列缺失
D. 在含有 X-gal 培养基中培养时，含有重组质粒大肠杆菌的菌落颜色为蓝色
【答案】D
【解析】
【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。
【详解】A、根据乙图可知，HindIII 会破坏目的基因，故选用 Sa1I 限制酶切割目的基因和 pUC18 质粒，A
正确；
B、利用 DNA 连接酶连接目的基因与 pUC18 质粒获得重组质粒，B 正确；
C、已知α肽、缺失α肽的 Z 酶片段单独存在时均无 Z 酶活性，同时存在时表现出 Z 酶活性，故要想根据菌
落颜色筛选含有重组质粒的受体细胞，作为受体细胞的大肠杆菌需满足 Z 酶基因中仅编码α肽的 DNA 序列
缺失，C 正确；
D、由图可知，SalⅠ限制酶会破坏 pUC18 质粒中 lacZ'基因，不能合成 Z 酶，菌落没有颜色，因此，在含有
X-gal 的培养基中培养时，含有重组质粒大肠杆菌的菌落颜色为无色，D 错误。
故选 D。
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14. 凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶。科学家采用蛋白质工程技术对凝乳酶进行改造，将其第 20 位和第 24
位氨基酸改变为半胱氨酸，催化能力提高了 2 倍。下列叙述不正确的是（ ）
A. 该技术需要先预期蛋白质的功能
B. 该技术直接操作对象是凝乳酶基因
C. 该技术可直接在体外合成凝乳酶
D. 改造后的凝乳酶需进行生物功能检测
【答案】C
【解析】
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因
合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。也就是说，蛋
白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是包含多学科的综合科技工程领域。
【详解】A、采用蛋白质工程技术对凝乳酶进行改造之前需要先预期蛋白质的功能，A 正确；
B、蛋白质工程以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成改造蛋
白质，故对凝乳酶进行改造技术中直接操作对象是凝乳酶基因，B 正确；
C、该技术不能直接在体外合成凝乳酶，而是对凝乳酶基因进行改造，实现对凝乳酶的改造，C 错误；
D、改造后的凝乳酶需进行生物功能检测，以确保获得预期的凝乳酶，D 正确。
故选 C。
15. 下述实验操作需在无菌环境条件下进行的是（ ）
A. 对分解尿素细菌进行显微计数
B. 将外植体接种到培养基上
C. 从新鲜洋葱中粗提取 DNA
D. 用 PCR 仪对 DNA 片段进行扩增
【答案】B
【解析】
【分析】植物组织培养要求非常严格的无菌环境，如果灭菌不彻底，培养过程中存在污染，会造成培养的
幼苗生长缓慢甚至培育失败。
【详解】A、对分解尿素细菌进行显微计数，通常是在已经培养好的菌液中进行操作，不需要在严格的无菌
环境下，因为此时主要是对已有的细菌进行计数，A 错误；
B、将外植体接种到培养基上，植物组织培养过程中，外植体容易受到杂菌污染，一旦污染，杂菌会与外植
体争夺营养，影响外植体的生长和分化，所以必须在无菌环境下进行，B 正确；
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C、从新鲜洋葱中粗提取 DNA，该实验主要是利用物理和化学方法将 DNA 从细胞中分离出来，不需要严格
的无菌环境，C 错误；
D、用 PCR 仪对 DNA 片段进行扩增，PCR 反应体系中有耐高温的 DNA 聚合酶等物质，并且反应在高温条
件下进行，一般杂菌难以生存，不需要在无菌环境下操作，D 错误。
故选 B。
第二部分
本部分共 6 题，共 70 分。
16. 博斯腾湖是我国最大的内陆淡水湖泊，但因污水排入导致水质恶化。研究者在博斯腾湖西岸建立了人工
湿地接纳污水，并对人工湿地的作用效果进行定量评估。
（1）人工湿地建设者因地制宜，以当地具有过滤和吸附能力的黏性土壤为基质，引种本地芦苇和菖蒲等，
体现了生态工程的__________________原理。
（2）在人工湿地的进、出水口设置采样点对水质进行检测，结果如图 1，表明人工湿地可以有效净化流入
污水的水质。图中去除率的计算方法是__________________，其中人工湿地对 N、P 的去除率最大值在 7 月，
可能的原因是__________________。
（3）进一步研究人工湿地对土壤养分的影响。在湿地内、外分别布设 5 个采样点，在采样点的 0~60cm 土
壤深度范围内，每隔 10cm 采集一份样品，测定土壤有机质含量如图 2。共采集和统计了_________份土壤
样品，结果说明__________________。
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（4）目前人工湿地仍面临一些问题，如水分蒸发量大导致的盐分积累，外来物种入侵，经济效益低下等，
要解决这些问题，可采取的措施包括_______。
A. 引入当地经济型盐生植物，并定期收割
B. 建立鱼—植物共生系统，养殖耐盐鱼类
C. 建立入侵物种预警系统，及时清除入侵物种
D. 去除非优势植物，大量种植当地优势植物
【答案】（1）协调、自生
（2） ①. （进水的 N 或 P 浓度-出水的 N 或 P 浓度）/进水的 N 或 P 浓度×100% ②. 7 月湿地内植
物生长旺盛，发达的根系增强了对 N、P 的吸收；微生物的繁殖和活性也有所提高，分解有机污染物速率提
升
（3） ①. 60 ②. 在不同土壤深度，人工湿地均可以显著提高土壤养分 （4）ABC
【解析】
【分析】生态工程所遵循的基本原理：整体，协调、循环、自生等。 1、自生：由生物组分而产生的自组
织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。遵循自生原理，需要在生态工程中有效选择
生物组分并合理布设。 2、循环：循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，既保证各个环节的
物质迁移顺畅，也保证主要物质或元表的转化效率较高。 3、协调：处理好生物与环境、 生物与生物的协
调与平衡，需要考虑环境容纳量。 4、整体：遵循整体原理，首先要遵从自然生态系统的规律，各组分之
间要有适当的比例，不同组分之间应构成有序的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。
【小问 1 详解】
自生：由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生，“因地制宜，
以当地具有过滤和吸附能力的黏性土壤为基质”，体现了生态工程的自生原理，协调：处理好生物与环境、
生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量，“人工湿地建设者因地制宜，引种本地芦苇和菖蒲等”，
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体现了生态工程的协调原理。
【小问 2 详解】
图中去除率的计算方法是（进水的 N 或 P 浓度-出水的 N 或 P 浓度）/进水的 N 或 P 浓度×100%；7 月湿地
内植物生长旺盛，发达的根系增强了对 N、P 的吸收；微生物的繁殖和活性也有所提高，分解有机污染物速
率提升，因此人工湿地对 N、P 的去除率最大。
【小问 3 详解】
在人工湿地内、外分别布设 5 个采样点，在采样点的 0~60cm 土壤深度范围内，每隔 10cm 采集一份样品，
因此共有 6 处可以采集样品，5 个采样点一共有 5×6=30 个点，湿地内、外共有 60 份土壤样品；结合图示可
知，不同深度下，人工湿地内的有机质均多于人工湿地外，说明在不同土壤深度，人工湿地均可以显著提
高土壤养分。
【小问 4 详解】
A、引入当地经济型盐生植物，可吸收大量盐分，定期收割，减少盐分积累，A 正确；
B、建立鱼—植物共生系统，养殖耐盐鱼类，可以减少盐分积累，B 正确；
C、建立入侵物种预警系统，及时清除入侵物种，改善营养结构，避免生态入侵，C 正确；
D、去除非优势植物，大量种植当地优势植物，会使营养结构变简单，不利于生态系统的自我调节，D 错误。
故选 ABC。
17. 中国科学家从盐碱地沉积物中筛选出一株嗜盐菌，能够以葡萄糖为原料合成新型可降解的生物塑料—聚
羟基脂肪酸酯（PHA）。
（1）研究人员从盐碱地沉积物中取样进行富集培养，培养基中需添加葡萄糖，为微生物生长提供_________
。将培养的菌液_________后分别涂布于不同的平板培养基上，分离、培养并鉴定出该菌株。
（2）该菌株合成 PHA 的主要途径如图 1。为提高 PHA 产量，研究人员敲除菌株中编码 P 酶的基因，目的
是_________。在敲除 P 酶基因的菌株中过表达 M 基因，显微镜下观察菌株形态，结果如图 2。结果显示，
与对照组细胞相比，实验组细胞_________。实验组菌株能够在液体培养基中自动沉降。
（3）利用如图 3 所示的“非灭菌连续开放发酵系统”培养实验组菌株并生产 PHA。在发酵过程中，可以通
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过调节马达转速控制_________。根据图中培养条件分析，该系统不需要灭菌的理由是_________。
（4）综合上述信息，分析利用（3）所示系统生产 PHA 的两点优势___________。
【答案】（1） ①. 碳源 ②. 梯度稀释
（2） ①. 减少丙酰辅酶 A 向 2-甲基柠檬酸转化 ②. 出现纤长化现象
（3） ①. 培养液的溶解氧浓度 ②. 盐浓度为 6%，其他杂菌因失水过多死亡；pH 为 9，其他杂菌的
酶变性失活，生长繁殖受到抑制
（4）利用餐厨废料及海水发酵，降低成本；细菌可发生自沉降，实现简单快速分离菌体；培养液上清循环
使用，实现了无废水连续发酵和废盐回收利用
【解析】
【分析】在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，
称为选择培养基。虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。
【小问 1 详解】
葡萄糖是含碳的有机物，在培养基中能为微生物生长提供碳源。为了获得单个菌落，将培养的菌液进行梯
度稀释后分别涂布于不同的平板培养基上，这样可以使菌液中的微生物分散开来，便于后续的分离、培养
和鉴定。
【小问 2 详解】
从图 1 可以看出，P 酶催化丙酰辅酶 A 生成 2-甲基柠檬酸，而丙酰辅酶 A 是合成 PHA 的原料之一，敲除菌
株中编码 P 酶的基因，目的是减少丙酰辅酶 A 向 2-甲基柠檬酸转化，从而使更多的丙酰辅酶 A 用于合成 PHA，
提高 PHA 产量。观察图 2，与对照组细胞相比，实验组细胞出现纤长化现象，且实验组菌株能够在液体培
养基中自动沉降。
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【小问 3 详解】
在“非灭菌连续开放发酵系统”中，通过调节马达转速可以控制培养液的溶解氧浓度，进而影响菌株的生长和
PHA 的合成。从图中可知，盐浓度为 6%，其他杂菌因失水过多死亡；pH 为 9，其他杂菌的酶变性失活，
生长繁殖受到抑制，而该嗜盐菌能够在这样的环境中生长，所以该系统不需要灭菌。
【小问 4 详解】
利用（3）所示系统生产 PHA 优势有利用餐厨废料及海水发酵，降低成本；细菌可发生自沉降，实现简单
快速分离菌体；培养液上清循环使用，实现了无废水连续发酵和废盐回收利用。
18. 乳铁蛋白（LF）是猪初乳中富含的一种免疫活性蛋白，具有抗菌、抗病毒功能，但 LF 含量会随泌乳时
间延长而显著下降。研究发现 CS 基因编码的酪蛋白在乳汁中持续高表达。研究人员利用 CRISPR/Cas9 技
术将 LF 基因敲入 CS 基因获得基因编辑猪。
（1）如图 1 所示，CRISPR/Cas9 系统中 gRNA 能与 DNA 特定碱基序列（靶点）结合，引导 Cas9（核酸酶）
定点切割，并通过同源重组修复，实现基因敲入。
①修复时，DNA 断裂处两侧与供体 DNA 的同源区段会发生_____________，实现供体 DNA 片段的插入。
②本研究中未将 gRNA 靶点设计在 CS 基因中间序列，而设计在接近 CS 基因末端，紧邻终止密码子对应序
列上游，实现在 LF 基因和 CS 基因共用同一启动子的同时，__________________。
（2）将构建好的 gRNA、Cas9、LF 基因表达载体共同转入猪胎儿成纤维细胞。转入前需利用 PCR 扩增 Y
染色体特异区域（SRY）进行性别鉴定，应选择______________（填“有”或“无”）SRY 条带的细胞。
（3）图 2 为 LF 基因敲入后 CS 基因部分结构。据图分析，要筛选正确转入 LF 基因的细胞，同时避免内源
LF 基因干扰，PCR 时应选择的两对最佳引物组合为__________________。
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（4）将成纤维细胞注入培养到______________时期且去核的卵母细胞中，使两细胞融合，培养至重构胚后，
移植入代孕母猪中。移植前应对供体和受体进行同期发情处理，目的是______________。最终获得在乳汁
中持续高表达 LF 基因的基因编辑猪。
（5）本研究中所用载体不含抗性基因等筛选标记，从生物安全的角度分析，可以减少_______________。
【答案】（1） ①. 交换 ②. 最大限度地减少对 CS 基因的破坏
（2）无 （3）引物 1 和引物 4，引物 3 和 6
（4） ①. MⅡ ②. 使供体和受体的生理条件达到同步或一致 （5）引入外源基因
【解析】
【分析】基因工程的具体步骤为：目的基因的获取，基因表达载体的构建，将目的基因导入受体细胞和目
的基因的检测和鉴定。
小问 1 详解】
①在同源重组修复过程中，DNA 断裂处两侧与供体 DNA 的同源区段会发生交换 ，通过一系列的酶促反应
实现供体 DNA 片段的插入。
②本研究中未将 gRNA 靶点设计在 CS 基因中间序列，而设计在接近 CS 基因末端，紧邻终止密码子对应序
列上游，这样实现在 LF 基因和 CS 基因共用同一启动子的同时，最大限度地减少对 CS 基因的破坏。
【小问 2 详解】
因为要获得雌性猪的乳汁来获取 LF 蛋白（雄性猪一般不泌乳），Y 染色体是雄性特有的，SRY 是 Y 染色体
上的性别决定基因，所以应选择无 SRY 条带的细胞（即雌性细胞）。
【小问 3 详解】
要筛选正确转入 LF 基因的细胞，同时避免内源 LF 基因干扰，需要选择能特异性扩增 LF 基因与 CS 基因连
接区域的引物组合。观察图 2 可知，引物 1 和引物 4、以及引物 3 和 6 均能够特异性扩增 LF 基因与 CS 基
因连接区域，所以 PCR 时应选择的两对最佳引物组合为引物 1 和引物 4，引物 3 和 6 。
【小问 4 详解】
在核移植技术中，用于接受细胞核的卵母细胞应培养到 MⅡ中期（减数第二次分裂中期），此时卵母细胞的
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细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质，有利于重构胚的发育。 在胚胎移植前，对供体和受体进行同
期发情处理，目的是使供体和受体的生理条件达到同步或一致。
【小问 5 详解】
本研究中所用载体不含抗性基因等筛选标记，从生物安全的角度分析，可以减少引入外源基因。
19. 表皮生长因子受体（EGFR）结构如图 1，可与配体表皮生长因子（EGF）结合促进细胞增殖，其突变
或过表达可驱动肿瘤发生。研究人员通过制备 EGFR 单抗治疗癌症。
（1）研究人员将 EGFR 全长蛋白注射到小鼠体内，分离出 B 淋巴细胞后诱导其与小鼠的_________细胞融
合，经筛选及克隆化培养，最终获得 EGFR 单抗。利用 EGFR 单抗治疗癌症的机理是_________。
（2）将 EGFR 单抗与癌细胞混合后发现，其阻断癌细胞增殖的效率低下。研究人员进而将全长 EGFR 改成
EGFR 的_________重新制备，获得的单抗抑制癌细胞增殖效果明显提升。
（3）利用新制备的 EGFR 单抗治疗癌症，病人会出现耐药性。检测发现耐药病人癌细胞中的 Met 基因（编
码另一种生长因子的受体）拷贝数增多。推测耐药性的产生可能是该基因扩增导致的，理由是_________。
（4）研究人员进一步构建了 EGFR-Met 双特异性抗体（如图 2）。不同类型抗体的 Fc 段都可与杀伤细胞（如
NK 细胞）表面的 Fc 受体结合，介导杀伤细胞直接杀伤靶细胞，称为抗体依赖—细胞介导的细胞毒性作用
（ADCC）。检 测 EGFR-Met 双特异性抗体的作用效果。其中实验组应选用的实验材料是_________（填字母）。
a.EGFR 单抗 b.EGFR-Met 双特异性抗体 c.无关抗体 d.NK 细胞 e.癌细胞 f.B 细胞
结果表明双特异性抗体的 ADCC 活性相比 EGFR 单抗更高。请在图 3 中补充实验组和空白对照组的结果
__________。
（5）将该双特异性抗体开发成药物用于 EGFR 靶点耐药患者的治疗，请提出需进一步研究的问题________
。
【答案】（1） ①. 骨髓瘤 ②. EGFR 单抗可与 EGF 竞争结合 EGFR，降低 EGF 对细胞增殖的促进作
用
（2）胞外区域 （3）Met 基因扩增，表达出的 Met 蛋白增加，Met 途径的作用增强，使癌细胞产生耐药
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性
（4） ①. bde ②.
（5）药物对耐药肿瘤的抑制效果如何；药物对人体是否有副作用等
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备过程：首先用特定抗原注射小鼠体内，使其发生免疫，小鼠体内产生具有免疫
能力的 B 淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将 B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，单克隆抗体制备过程中的两
次筛选：第一次筛选：利用特定选择培养基筛选，获得杂交瘤细胞，即 AB 型细胞（A 为 B 淋巴细胞，B
为骨髓瘤细胞），不需要 A、B、AA、BB 型细胞。第二次筛选：利用多孔板法和抗原-抗体杂交法筛选，获
得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
【小问 1 详解】
制备 EGFR 单抗需将 EGFR 全长蛋白免疫小鼠，取 B 淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合，经筛选培养获得。
抗癌机理是 EGFR 单抗与 EGF 竞争结合 EGFR，阻止受体与配体结合，降低 EGF 对细胞增殖的促进作用。
【小问 2 详解】
因 EGFR 单抗阻断癌细胞增殖效率低，将全长 EGFR 改为胞外区域重新制备单抗，抑制效果提升，说明胞
外区域是与配体结合关键区域。
【小问 3 详解】
耐药病人癌细胞中 Met 基因拷贝数增多，因基因扩增会使表达出的 Met 蛋白增加，使 Met 受体增多，Met
途径的作用增强，癌细胞可能通过该受体接收生长信号，摆脱 EGFR 单抗抑制，从而产生耐药性。
【小问 4 详解】
实验组选 EGFR - Met 双特异性抗体（b）、NK 细胞（d）、癌细胞（e），通过 ADCC 活性检测效果。 空
白对照组用无关抗体（c），实验组 ADCC 活性更高，图 3 中实验组曲线应高于 EGFR 单抗组，空白对照组
曲线接近 0（因无关抗体无特异性结合，ADCC 活性低）。图示为：
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。
【小问 5 详解】
将该双特异性抗体开发成药物用于 EGFR 靶点耐药患者的治疗，需进一步研究的问题有药物对耐药肿瘤的
抑制效果如何、药物对人体是否有副作用、双特异性抗体药物的安全性（对正常细胞影响）等
20. 学习以下材料，回答（1）~（5）题。
细胞中隐藏的生命调节信息—微 RNA
两位科学家 Ambrs 和 Ruvkun 因发现微 RNA（miRNA）在基因表达调控中的作用及分子机制获得 2024 年
诺贝尔生理学或医学奖。他们的研究始于秀丽隐杆线虫中的两种基因：lin-4 和 lin-14。
lin-4 功能缺失突变体线虫存在明显的发育缺陷，会一直停留在发育早期。研究者通过实验将 lin-4 基因定位
到一个经限制酶 SalI 切割后含有 693 个碱基对的 DNA 片段上。用带放射性的探针检测 lin-4 基因的 RNA 产
物，结果如图 1。分析 lin-4RNA 的碱基序列发现 lin-4RNA 是一种非编码 RNA。
在线虫发育早期，lin-14 基因编码的核蛋白表达量较高，随着发育蛋白水平会逐步下降。lin-14 功能缺失突
变体线虫会跳过发育早期，呈现出发育后期的特征。比较 lin-4 和 lin-14RNA 序列，发现 lin-14RNA 的 3'非
翻译区（3'UTR）与 lin-4RNA 存在长度为 22 个核苷酸的互补片段。在一种 lin-14 功能获得突变体中，上述
片段缺失导致 lin-14 蛋白水平提高了 4~7 倍，而 RNA 含量没有变化。由此推测，lin-4RNA 能够调控 lin-14
基因的表达。由于 lin-4RNA 分子很小，研究者将其称为 miRNA。
大量证据表明 miRNA 是重要的调控分子，几乎参与细胞每个生命过程，包括细胞的生长、增殖、分化和信
号转导等。目前已在人类基因组中鉴定出超过一千种 miRNA 基因。细胞内成熟 miRNA 产生的经典途径及
作用如图 2 所示。
miRNA 的发现将基因表达调控领域的研究扩展到了全新维度：蛋白质在细胞核中调控 RNA 的转录和剪接，
而 miRNA 则在细胞质中控制 mRNA 的翻译和降解。
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（1）文中 lin-4 基因定位中，需要从野生型线虫细胞中提取 DNA，用_________进行处理，分离得到多种产
物片段，将它们分别导入适宜阶段的 lin-4 功能缺失突变体中，若突变体发育正常，则说明_________。
（2）lin-4 基因 RNA 产物检测时，设置 U6RNA 的目的是排除上样量、点样操作等对实验结果的影响，说
明 U6 作为内参基因应具备的特点是_________。
（3）下列关于 lin-4miRNA 的叙述中，从文中信息不能推断出_________。
A. 原 miRNA 在细胞质中被加工为前 miRNA
B. 与 lin-14 基因终止子下游的区域互补结合
C. 在转录后水平调控 lin-14 基因表达
D. 抑制 lin-14mRNA 翻译和促进 lin-14mRNA 降解
（4）综合文中信息，解释图 1 中第 3 组出现两条 lin-4 杂交带的原因________。
（5）依据文中信息，分析 lin-4 功能缺失突变体停留在发育早期的原因是_________。
【答案】（1） ①. Sal Ⅰ ②. 该产物片段中含有 lin-4 基因 （2）表达量稳定且较高 （3）ABD
（4）第 3 组中导人了外源的正常 lin-4 基因，转录产物依次被加工成长度为 61 个核苷酸的前 miRNA，及长
度为 22 个核苷酸的成熟 miRNA。由于外源基因表达量高，前 miRNA 有部分尚未被进一步加工，因此第 3
组同时含有上述两种 RNA 且均能与探针结合
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（5）lin-4 功能缺失，无法抑制 lin-14RNA 的翻译，lin-14 基因编码的核蛋白含量始终较高
【解析】
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①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。其中，基因表达载体的构建是基因工程的核心。
【小问 1 详解】
文中提到“研究者通过实验将 lin-4 基因定位到一个经限制酶 Sal I 切割后含有 693 个碱基对的 DNA 片段上”，
所以从野生型线虫细胞中提取 DNA 后，要用限制酶 Sal I 进行处理，从而分离得到多种产物片段，将这些
产物片段分别导入适宜阶段的lin-4 功能缺失突变体中，若突变体发育正常，说明导入的产物片段中含有lin-4
基因，因为只有含有 lin-4 基因才能使功能缺失突变体恢复正常发育。
【小问 2 详解】
因为设置 U6RNA 的目的是排除上样量、点样操作等对实验结果的影响，所以 U6 作为内参基因应具备在不
同细胞和发育阶段表达量稳定且较高的特点，这样才能以其为参照，消除因上样量等操作因素带来的误差，
保证实验结果的可靠性。
【小问 3 详解】
A、从图 2 中可以看到原 miRNA 在细胞核中被加工为前 miRNA，而不是在细胞质中，所以从文中信息不能
推断出原 miRNA 在细胞质中被加工为前 miRNA，A 错误；
B、文中仅表明 lin-14RNA 的 3'非翻译区（3'UTR）与 lin-4RNA 存在互补片段，未提及与 lin-14 基因终止子
下游的区域互补结合，从文中信息不能得出该结论，B 错误；
C、由“lin-4RNA 能够调控 lin-14 基因的表达”以及“miRNA 则在细胞质中控制 mRNA 的翻译和降解”可知，
lin-4miRNA 在转录后水平调控 lin-14 基因表达，C 正确；
D、据文中信息可知，比较 lin-4 和 lin-14RNA 序列，发现 lin-14RNA 的 3'非翻译区（3'UTR）与 lin-4RNA
存在长度为 22 个核苷酸的互补片段，可推断出 lin-4 基因的转录产物经加工后形成的 lin-4miRNA，与
lin-14mRNA 部分配对，抑制其翻译过程，但不能推断出 lin-4miRNA 能促进 lin-14mRNA 降解，D 错误。
故选 ABD。
【小问 4 详解】
综合文中信息，图 1 中第 3 组出现两条 lin-4 杂交带的原因第 3 组中导人了外源的正常 lin-4 基因，转录产物
依次被加工成长度为 61 个核苷酸的前 miRNA，及长度为 22 个核苷酸的成熟 miRNA。由于外源基因表达量
高，前 miRNA 有部分尚未被进一步加工，因此第 3 组同时含有上述两种 RNA 且均能与探针结合。
【小问 5 详解】
lin-4 功能缺失突变体中 lin-4 基因不能正常表达 lin-4RNA，而 lin-14RNA 的 3'非翻译区（3'UTR）与 lin-4RNA
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存在互补片段，由于 lin-4 功能缺失，无法抑制 lin-14RNA 的翻译，lin-14 基因编码的核蛋白含量始终较高，
使得线虫停留在发育早期。
21. 青蒿素是治疗疟疾的天然产物，在青蒿分泌型腺毛（GSTs）中合成并储存。茉莉酸（JA）能够促进 GSTs
发育和青蒿素合成，转录因子 M3 在此过程中起重要作用。
（1）在构建 M3 基因过表达的青蒿植株中，需将 M3 与图 1 所示质粒连接，利用农杆菌转化法导入细胞，
使用__________筛选 T-DNA 成功转入的青蒿细胞。
（2）同时构建了 M3 基因敲低的青蒿植株，图 2 结果说明 M3 在 GSTs 发育和青蒿素合成中发挥正调控作
用，依据是_______________。为进一步得出“JA 通过诱导 M3 基因表达调节 GSTs 发育和青蒿素合成”这
一结论，还需要补充的证据是_________。
（3）研究人员推测“M3 通过直接结合 D1 启动子来增强 D1 的转录，促进 GSTs 发育”。若要证明该推测，
将图 3 所示质粒 1 和质粒 2 同时导入同一细胞，用______________反映转录因子对该启动子的作用效果。
请在图 3 的①、②、③处填写相应的组成元件。
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①__________②__________③__________
（4）进一步研究发现“M3 蛋白通过与 H1 蛋白相互作用，激活青蒿素合成相关基因的转录”。可利用 LUC
蛋白的 N 端（LUCn）和 C 端（LUCc）两个非活性片段研究蛋白质间的相互作用关系，将 LUC 蛋白分成
LUCn 和 LUCc，与待测蛋白基因构建融合基因，当 LUCn 和 LUCc 组合成有活性的 LUC 能产生荧光。依据
上述原理设计实验验证，需要构建__________两种融合基因导入同一种细胞，再进行后续研究。
（5）综合以上信息，请在答题卡上完善 JA 促进 GSTs 发育和青蒿素合成的机制模型_________。
【答案】（1）潮霉素 （2） ①. 和野生型相比，M3 过表达组 GSTs 密度和青蒿素含量均增加，而
M3 敲低组均降低 ②. 和野生型相比，JA 处理野生型青蒿植株后 M3 基因的表达水平显著上升
（3） ①. 萤火虫荧光素酶催化产生荧光亮度与海肾荧光素酶催化产生荧光亮度的比值 ②. M3 基因
③. D1 启动子 ④. p35S 启动子
（4）LUCn-M3 融合基因和 H1-LUCc 融合基因（或 LUCn-H1 融合基因和 M3-LUCc 融合基因）
（5）
【解析】
【分析】基因工程的基本操作程序：
1、目的基因的获取：获取目的基因的方法包括从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增目的基因和人工合成
目的基因。
2、基因表达载体的构建：基因表达载体是为了使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，
以及使目的基因能够表达和发挥作用而构建的。它通常包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等组件
3、将目的基因导入受体细胞：转化是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
导入方法取决于受体细胞的类型，例如，将目的基因导入植物细胞、动物细胞和微生物细胞等。
4、目的基因的检测与鉴定：目的基因的检测与鉴定是确认目的基因是否已经成功导入受体细胞，并且是否
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能够正常表达的关键步骤。这通常包括分子水平的检测（如 DNA 分子杂交、分子杂交和抗原—抗体杂交技
术）以及个体生物学水平的鉴定（如生物抗虫或抗病的鉴定等）。
【小问 1 详解】
农杆菌转化法中，Ti 质粒的 T-DNA 可携带目的基因转移并整合到受体细胞染色体 DNA 上。由图 1 可知，
该质粒的 T-DNA 中含有潮霉素抗性基因，所以使用潮霉素筛选 T-DNA 成功转入的青蒿细胞。因为只有成
功转入含潮霉素抗性基因 T-DNA 的细胞才能在含潮霉素的培养基上存活。
【小问 2 详解】
从图 2 可以看出，与野生型相比，M3 敲低组的 GSTs 密度和青蒿素含量均低于野生型，而 M3 过表达组的
GSTs 密度和青蒿素含量均高于野生型。这表明 M3 基因表达量降低时，GSTs 发育和青蒿素合成受到抑制；
M3 基因表达量升高时，GSTs 发育和青蒿素合成增强，所以说明 M3 在 GSTs 发育和青蒿素合成中发挥正调
控作用。要得出“JA 通过诱导 M3 基因表达调节 GSTs 发育和青蒿素合成”这一结论，需要补充的证据是
检测不同浓度 JA 处理下野生型青蒿中 M3 基因的表达量，并且要检测在敲低 M3 基因的青蒿植株中添加 JA
后，GSTs 发育和青蒿素合成是否仍然受影响。若和野生型相比，JA 处理野生型青蒿植株后 M3 基因的表达
水平显著上升，则可进一步支持该结论。
【小问 3 详解】
要证明“M3 通过直接结合 D1 启动子来增强 D1 转录，促进 GSTs 发育”这一推测，将质粒 1 和质粒 2 同
时导入同一细胞，因为 LUC 基因表达萤火虫荧光素酶，其表达产物可催化底物发出荧光，所以萤火虫荧光
素酶催化产生荧光亮度与海肾荧光素酶催化产生荧光亮度的比值反映转录因子对该启动子的作用效果。①
对于质粒 1，由于要研究 M3 对 D1 启动子的作用，所以①处应填 M3 基因。这样当 M3 存在时，可以作用
于 D1 启动子，进而影响后续相关过程。对于质粒 2，②处应填 D1 启动子，目的是让 LUC 基因在 D1 启动
子的调控下表达，通过 LUC 基因表达情况来反映 D1 启动子的转录情况；③处应填 p35S 启动子，作为内参
启动子，保证实验体系稳定，驱动 REN 基因表达，排除实验干扰。
【小问 4 详解】
要验证“M3 与 H1 相互作用激活转录”，利用 LUC 蛋白片段互补实验：需构建 M3−LUCn、H1−LUCc 两
种融合基因。导入细胞后，若 M3 与 H1 互作，LUCn 和 LUCc 会靠近形成有活性的 LUC，产生荧光，以此
证明两者相互作用 。
【小问 5 详解】
JA 促进 GSTs 发育和青蒿素合成的机制模型为：JA 可能通过某种信号途径诱导 M3 蛋白表达，M3 蛋白一
方面直接结合 D1 启动子，增强 D1 的转录，促进 GSTs 发育；另一方面 M3 蛋白与 H1 蛋白相互作用，激
活青蒿素合成相关基因的转录，进而促进青蒿素合成。模型如图所示：
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。