上海市徐汇区2025学年度第二学期学习能力诊断卷高三生物学试卷（含解析）高考模拟

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（考试时间60分钟 满分100分）
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苍耳的生长与控制
1. 瘤突苍耳和北美苍耳是原产北美的外来植物，本地苍耳是我国传统药用植物。原野菟丝子这种植物无叶无根，但可通过吸器侵入苍耳植物的维管束中获取营养物质，维持存活。
（1）据题中信息，原野菟丝子与宿主苍耳的种间关系属于______。（编号选填）
①寄生②共生③捕食④种间竞争⑤正相互作用 ⑥负相互作用
（2）据题中信息，原野菟丝子属于____________。（编号选填）
①生产者 ②消费者 ③分解者 ④第一营养级 ⑤第二营养级
（3）某森林边的一片区域内分布有上述三种苍耳，现引入原野菟丝子，则短期内该区域 。
A. 能量金字塔倒置B. 信息传递途径增加
C. 物质循环停止D. 物种丰富度不变
（4）若要对该区域内本土苍耳的数量进行调查，最合理的方法是 。
A. 样方法B. 样线法C. 标记重捕法D. 逐个计数法
（5）该区域内的全部瘤突苍耳、北美苍耳与本地苍耳等生物构成了 。
A. 种群B. 群落C. 生态系统D. 分解者
（6）苍耳子为本地苍耳的干燥刺果，可用于治疗风寒头痛，鼻塞流涕等，入药历史悠久，它体现了生物多样性的 。
A. 生态价值B. 间接价值C. 直接价值D. 潜在价值
（7）瘤突苍耳、北美苍耳和本地苍耳皆为菊科苍耳属，果实具有倒钩，会随着人类、动物的活动扩散到其他区域，据题中信息与所学知识分析，以下描述合理的是 。
A. 通过测定DNA序列鉴定出三者均为菊科植物，属于分子生物学证据
B. 三种苍耳具有相同的果实结构，说明它们可能起源于共同的祖先
C. 瘤突苍耳、北美苍耳的环境适应力较强，会长期保持J型的生长曲线
D. 本地苍耳由于长期药用采收，导致其种群竞争力下降
丛枝菌根真菌（AMF）是广泛存在于土壤中的微生物，它能在苍耳根部形成共生结构。AMF的菌丝在土壤中连接不同植物根系，形成公共菌根网络（CMN），可在植物间传递养分和信号。
为研究AMF和原野菟丝子对三种苍耳的联合影响，研究人员在一片实验农田进行了全光照和高氮素水平下的实验，实验结果如图1、图2所示。
（8）该研究用的实验地属于____________。（编号选填）
①人工生态系统 ②自然生态系统 ③陆地生态系统 ④农田生态系统
（9）根据图1、图2分析，下列相关叙述正确的是 。
A. 原野菟丝子对北美苍耳的生长有促进作用
B. AMF加剧了原野菟丝子对瘤突苍耳的作用
C. AMF提高了本地苍耳的种间竞争力
D. AMF对本地苍耳的促进作用不受原野菟丝子影响
（10）若上述实验地区域瘤突苍耳与北美苍耳成大片分布，作为外来入侵植物，可能造成危害。为保护我国产本地苍耳，可采取的措施有_________（编号选填）。
①综合评估风险后引入原野菟丝子②引入寄生性昆虫苍耳螟取食苍耳③进行人工物理清除④抑制丛枝菌根的形成
【答案】（1）①⑥ （2）②⑤
（3）B （4）A
（5）B （6）C （7）ABD （8）①③④
（9）B （10）①②③④
【解析】
【小问1详解】
原野菟丝子从苍耳体内获取营养，对菟丝子有利、对苍耳有害，符合寄生的特征；寄生是对一方有害的种间关系，属于负相互作用。
【小问2详解】
原野菟丝子无叶不能进行光合作用，依赖宿主苍耳（生产者，第一营养级）获取有机物，属于异养消费者，对应第二营养级。
【小问3详解】
引入新物种原野菟丝子后，区域内物种增加、种间关系变复杂，信息传递途径增加；能量流动沿食物链逐级递减，能量金字塔不会倒置；物质循环不会停止，原有生物仍然存在，物质循环仍在进行；引入新物种后物种数目增加，物种丰富度升高，B正确，ACD错误。
【小问4详解】
高中生物学中，调查植物种群密度最常用的方法是样方法；标记重捕法适用于活动能力强的动物，逐个计数仅适用于数量少、个体大的生物，A正确，BCD错误。
【小问5详解】
A、种群是同一区域同种生物的全部个体，三者是三个不同物种，A错误；
B、同一时间、同一区域内，所有生物种群的集合构成群落，B正确；
C、生态系统包含生物群落和无机环境，C错误；
D、三者都是生产者，不是分解者，D错误。
【小问6详解】
生物多样性的直接价值是对人类有药用、食用、工业利用等直接利用价值，苍耳入药体现直接价值；间接价值是生态功能，潜在价值是未发现的价值，C正确，ABD错误。
【小问7详解】
A、测定DNA序列从分子水平鉴定物种亲缘关系，属于分子生物学证据，A正确；
B、三种苍耳具有相同的果实结构，说明存在同源性，可能起源于共同祖先，B正确；
C、环境资源和空间有限，外来入侵物种也不可能长期保持J型增长，C错误；
D、长期药用采收会降低本地苍耳种群数量，导致其种间竞争力下降，D正确。
【小问8详解】
实验农田是人工开发、受人工作用的生态系统，属于人工生态系统、农田生态系统，同时农田属于陆地生态系统，因此选①③④。
【小问9详解】
A、无原野菟丝子时北美苍耳生物量约15g，有原野菟丝子时仅约8g，说明原野菟丝子抑制北美苍耳生长，A错误；
B、原野菟丝子本身会抑制瘤突苍耳生长，有AMF时瘤突苍耳生物量比无AMF更低，说明AMF加剧了原野菟丝子对瘤突苍耳的抑制作用，B正确；
C、有原野菟丝子时，AMF会降低本地苍耳生物量，降低本地苍耳竞争力，C错误；
D、无原野菟丝子时AMF促进本地苍耳生长，有原野菟丝子时AMF抑制本地苍耳生长，说明作用受原野菟丝子影响，D错误。
【小问10详解】
①评估风险后引入原野菟丝子，可以抑制入侵苍耳生长，属于合理生物防治；②引入苍耳螟取食入侵苍耳，是合理的生物防治措施；③人工物理清除入侵苍耳，是直接有效的保护措施；④AMF会促进入侵苍耳生长、抑制有菟丝子时本地苍耳生长，抑制丛枝菌根形成有利于保护本地苍耳，因此四项都合理。
破解光合“吸碳密码”
2. 低CO₂环境下，水稻等作物光合效率较低，然而，光合藻类则可通过CO₂浓缩机制（CCM）主动富集无机碳（见图1）提高光合效率。科学家近期解析了CCM关键蛋白LciA的结构，并改造了细菌的NirC蛋白，使其获得HCO₃⁻转运功能，为利用CCM改造水稻等作物（见图2）增加产量提供了新策略。
注：Rubis：催化CO2固定的酶 CA：碳酸酐酶（催化与CO2之间转化）：代表多步反应
（1）据图1分析，蓝藻固定的场所是____________。（编号选填）
①类囊体②羧酶体③细胞质基质④叶绿体基质
（2）对比图1的蓝藻与图2改造的植物细胞浓缩机制，下列叙述正确的是 。
A. 两者的碳酸酐酶（CA）合成场所可能相同
B. 两者糖类的合成均在羧酶体内完成
C. 两者均依赖类囊体膜上的光合色素捕获光能
D. 两者转运所需的ATP来源相同
莱茵衣藻CCM中的LciA蛋白是目前已知的转运通道。为揭示CCM的高效机制，研究团队解析了LciA蛋白的三维结构，推测第220位赖氨酸（Lys220）是识别的关键位点。
（3）研究团队构建了含不同处理方式的LciA蛋白的人工膜泡（一种模拟细胞膜的球形结构），用于验证上述推测。那么，设计的实验方案中，对照组应选择的是：____________；实验组选择的是：____________。（编号选填）
①嵌入野生型LciA蛋白的膜泡
②嵌入第220位赖氨酸突变为丙氨酸的LciA蛋白的膜泡
③嵌入加热变性野生型LciA蛋白的膜泡
④等量溶液
⑤检测膜泡内部浓度的变化
⑥检测膜泡内部被转化为的速率
为进一步探究LciA蛋白中不同氨基酸位点对转运活性的影响，研究人员构建了多种LciA蛋白突变体，并测定细菌NirC蛋白及其改造后细菌NirC蛋白的转运活性，其结果如表所示（“K220A”和“K136A”分别表示第220位和第136位赖氨酸突变为丙氨酸）。
注：“+++++”表示活性最强，“-”表示无活性；
（4）据表数据分析，下列推断合理的有 。
A. 第220位赖氨酸（K220）是LciA识别的关键位点
B. 第136位赖氨酸（K136）突变后活性增强，说明该位点可能抑制蛋白功能
C. 细菌NirC无. 转运活性，是因为其结构不适合通过
D. 若将突变体LciA（K136）导入莱茵衣藻，其光合速率必然高于野生型LciA的莱茵衣藻
（5）叶绿体外膜含有孔蛋白，通透性较高，内膜对离子具有严格的选择透过性。科学家计划将改造后的NirC蛋白定向整合到植物细胞叶绿体内膜，构建简化版CCM。下列对该设计解释最合理的是 。
A. 改造后的NirC定位整合到内膜上，能提高催化与的相互转化
B. 可自由通过叶绿体外膜到达膜间隙，但需借助内膜上NirC才能进入叶绿体基质
C. 只有将NirC定位在内膜上，才能避免其被叶绿体基质中的蛋白酶降解
D. 改造后的NirC定位整合到内膜上可将基质中的泵出细胞，以提高胞间浓度
（6）若改造的植物细胞中NirC蛋白定位和功能正常，其他条件适宜，短期内叶绿体基质中变化正确的是 。
A. 含量增加B. 含量增加
C. ATP含量减少D. NADPH含量减少
（7）进一步研究发现，尽管转运效率大幅提高，但净光合速率并未显著增加，据图推测可能的原因是：________________。
【答案】（1）② （2）A
（3） ①. ①⑤ ②. ②⑤ （4）ABC
（5）B （6）BCD
（7）Rubisc（羧化酶）的数量/活性有限，限制了CO₂的固定速率（或碳酸酐酶CA数量有限，无法将更多HCO₃⁻转化为CO₂，或光反应提供的ATP和NADPH有限，限制了暗反应，合理即可）
【解析】
【小问1详解】
蓝藻是原核生物，无叶绿体结构，根据图1可知，CO₂在羧酶体中被固定，因此选②。
【小问2详解】
A、碳酸酐酶本质是蛋白质，蓝藻和植物细胞的蛋白质合成都在核糖体，合成场所相同，A正确；
B、改造后的植物细胞糖类合成在叶绿体基质，不在羧酶体，B错误；
C、蓝藻是原核生物，没有叶绿体的类囊体结构，C错误；
D、蓝藻和植物细胞产生ATP的场所不完全相同，ATP来源不同，D错误。
【小问3详解】
实验目的是验证第220位赖氨酸是LciA识别转运HCO₃⁻的关键位点：自变量是LciA第220位是否为赖氨酸，对照组用正常野生型LciA，实验组用220位突变的LciA；因变量是转运能力，需要检测膜泡内HCO₃⁻浓度变化，因此对照组为①⑤，实验组为②⑤。
【小问4详解】
A、K220突变后转运活性大幅下降，可证明该位点是识别HCO₃⁻的关键位点，A正确；
B、K136突变后活性高于野生型，说明野生型的该位点会抑制蛋白功能，突变后抑制解除活性升高，B正确；
C、天然NirC无转运活性，改造后获得活性，说明天然NirC的结构不适合HCO₃⁻通过，C正确；
D、光合速率受多种因素共同影响，转运活性升高不代表光合速率必然升高，D错误。
【小问5详解】
A、NirC是HCO₃⁻转运蛋白，不催化HCO₃⁻与CO₂的转化，催化该过程的是碳酸酐酶，A错误；
B、题干明确叶绿体外膜通透性高、内膜选择透过性，因此HCO₃⁻可自由通过外膜，需要内膜上的NirC转运进入基质，B正确；
C、整合到内膜不能避免被蛋白酶降解，该解释不合理，C错误；
D、该设计目的是富集CO₂到叶绿体基质，不是泵出CO₂，D错误。
【小问6详解】
NirC功能正常后，更多HCO₃⁻进入基质，转化得到更多CO₂，CO₂固定加快：C₅消耗增加，含量减少；C₃生成增加，含量升高；C₃还原加快，消耗更多ATP和NADPH，因此ATP和NADPH含量减少，故BCD正确。
【小问7详解】
光合速率受多个步骤限制，HCO₃⁻转运效率提高后，暗反应的酶（Rubisc或碳酸酐酶）数量/活性有限，或光反应提供的ATP、NADPH有限，都会限制整体光合速率，因此净光合速率不会显著提升。
肿瘤劫持痛觉神经实现免疫逃逸
3. 科学家揭示了一种癌细胞在M1型巨噬细胞的“免疫压力”下实现免疫逃逸，部分机制如图所示。图中的CGRP会影响淋巴结内的免疫细胞分泌CCL5的能力，而CCL5含量的高低又会影响巨噬细胞的类型分化。M1型巨噬细胞可杀伤肿瘤，M2型巨噬细胞反而会促进肿瘤生长。
（1）如图所示的下列物质中，存在于内环境中的是____________。（编号选填）
①ATF4 ②SLIT2 ③CGRP ④CCL5
（2）M1与M2型巨噬细胞在功能上存在差异的最根本原因是 。
A. 识别抗原的受体不同B. 细胞内染色体上基因不同
C. mRNA不同D. 细胞内表达的基因不同
（3）图中M1型巨噬细胞对癌细胞的“免疫压力”可能包括 。
A. M1型巨噬细胞直接识别、吞噬并清除癌细胞
B. M1型巨噬细胞会竞争性消耗葡萄糖等营养物质，间接抑制癌细胞生长
C. M1型巨噬细胞分泌一系列细胞因子作用于癌细胞
D. M1型巨噬细胞吞噬癌细胞的碎片，引发特异性免疫攻击癌细胞
（4）从图中可以看出，CGRP是由痛觉神经细胞释放的，它是由37个氨基酸组成的多肽，有调节免疫细胞的作用。下列叙述中，错误的是 。
A. CGRP的释放依赖于质膜的流动性
B. 释放过程是神经细胞与免疫细胞进行信息交流的方式之一
C. CGRP可以通过膜上载体蛋白扩散至细胞外
D. 囊泡膜与质膜的融合是CGRP释放的关键步骤
（5）癌细胞产生的SLIT2能作用于痛觉神经末梢，产生的神经冲动不仅能传向神经中枢，还可通过痛觉神经元的分支传导至另一分支，从而引发轴突反射。那么，轴突反射的作用意义主要在于 。
A. 将局部刺激信息快速传递至神经中枢
B. 放大并传递痛觉信号至大脑皮层
C. 不依赖中枢神经，快速调节局部组织的生理状态
D. 促进神经元的生长与靶组织的修复
（6）下列生理过程中，与CGRP影响淋巴结中细胞的方式最为相似的是 。
A. 胰岛素促进组织细胞摄取葡萄糖
B. γ-氨基丁酸从突触前膜胞吐释放作用于突触后膜
C. 抗原呈递细胞将抗原肽-MHC分子复合体传递给T淋巴细胞
D. 运动神经元释放乙酰胆碱作用于肌细胞
为了进一步明确CGRP对CCL5分泌的影响，通过提高或抑制痛觉神经元活性，来观察CCL5水平的变化，获得的实验结果如表所示（表中不同的小写字母代表具有显著性差异）。
注：WT：对照组；NI：抑制相关痛觉神经元活性；NA：提高相关痛觉神经元活性；CKO：敲除CGRP基因；
（7）在NI小鼠的基础上，通过补充外源CGRP，能不能逆转CCL5分泌的增加，其原因是_______________。
（8）研究人员发现，某种镇痛药物R同时也是CGRP受体的拮抗剂。结合题干中的信息，评估药物R用于肿瘤治疗的潜力____________。
【答案】（1）②③④ （2）D （3）ABCD
（4）C （5）C
（6）A （7）能；NI抑制痛觉神经元活性，导致内源性CGRP释放减少，才会使CCL5分泌增加，补充外源CGRP后，可恢复CGRP对CCL5分泌的抑制作用，逆转CCL5的增加
（8）药物R具有肿瘤治疗潜力：R可以阻断CGRP的作用，使淋巴结CCL5分泌增加，减少促肿瘤生长的M2型巨噬细胞，增强抗肿瘤免疫；同时R本身是镇痛药物，可缓解癌症带来的疼痛，适合用于肿瘤治疗
【解析】
【小问1详解】
内环境是细胞外液构成的体内环境，①ATF4是癌细胞内的转录因子，存在于细胞内，不属于内环境；②SLIT2是癌细胞分泌到细胞外的信号分子、③CGRP是神经细胞释放到内环境的信号分子、④CCL5是免疫细胞分泌到内环境的细胞因子，三者都存在于内环境。
【小问2详解】
M1和M2型巨噬细胞来自同一个体的干细胞，基因完全相同，功能差异是细胞分化的结果，其最根本原因是细胞内基因的选择性表达（不同基因选择表达）；受体不同、mRNA不同是直接原因，D正确，ABC错误。
【小问3详解】
A、M1型巨噬细胞属于免疫细胞，可通过多种方式对癌细胞产生免疫压力：可以直接识别吞噬清除癌细胞，A正确；
B、也可以通过消耗葡萄糖等营养物质抑制癌细胞增殖，B正确；
C、还可以分泌细胞因子发挥对癌细胞的抑制作用，C正确；
D、同时巨噬细胞吞噬癌细胞碎片后，可作为抗原呈递细胞激活特异性免疫，引发特异性免疫攻击癌细胞，D正确。
【小问4详解】
AD、CGRP是多肽类物质，通过胞吐释放到细胞外：胞吐依赖细胞膜的流动性，本质是囊泡膜与细胞膜融合释放，AD正确；
B、神经细胞释放CGRP调节免疫细胞功能，是细胞间信息交流的方式之一，B正确；
C、胞吐不需要膜上载体蛋白协助，C错误。
【小问5详解】
根据题意，轴突反射是兴奋沿同一神经元的轴突分支传导，不经过中枢神经元的参与，因此其意义是不需要中枢神经参与，可快速调节局部组织的生理状态，C正确，ABD错误。
【小问6详解】
CGRP由神经细胞释放后，经内环境（淋巴/组织液）运输，作用于淋巴结内远处的靶细胞（免疫细胞），调节靶细胞的分泌功能，这种作用方式和胰岛素（激素经体液运输作用于全身靶细胞）最为相似；B、D是神经递质作用于相邻突触后膜（相邻靶细胞），C是细胞通过直接接触传递信息，A正确，BCD错误。
【小问7详解】
根据表格结果：痛觉神经元活性越高（CGRP释放越多），CCL5含量越低，说明CGRP抑制CCL5分泌。NI组抑制痛觉神经元活性，内源性CGRP减少，CCL5升高，因此补充外源CGRP后，可重新发挥抑制作用，逆转CCL5的增加。
【小问8详解】
根据题干机制：CGRP抑制CCL5分泌，CCL5低会促进M2型巨噬细胞分化，M2促进肿瘤生长，因此阻断CGRP作用后，CCL5升高，M2比例降低，可抑制肿瘤生长，同时药物本身可以镇痛，因此有治疗潜力。
智力障碍与RENU综合征
4. RENU综合征，表现为智力障碍，由RNU4-2基因突变引起的。健康人体内RNU4-2基因在大脑中高表达，其编码产生的U4 snRNA，能与U6 snRNA等结构组装成剪接体（部分过程如图1），该剪接体参与前体mRNA的剪接。异常的U4 snRNA形成的剪接体无法剪接前体mRNA；图2是RENU综合征患者的一个家系。
（1）据图1和题中信息，推测人体中U4/U6复合体的形成过程中，包含有____________。（编号选填）
①转录 ②翻译③碱基A-T配对④碱基A-U配对⑤碱基C-G配对
（2）从功能上看，上述的剪接体的作用最接近 。
A. 酶B. 载体蛋白C. 激素D. 抗原
研究发现，RNU4-2基因杂合体中正常与突变的RNU4-2基因都会表达，与正常的U4 snRNA相比，异常的U4 snRNA与U6 snRNA结合能力更强，且这两者结合后难以释放，而U6 snRNA在人体内的数量是有限的。
（3）据题干信息推测，RNU4-2基因杂合体的表型为____________（编号选填：①“患病”或“②不患病”）。RENU综合征____________（编号选填：①“符合”或“②不符合”）孟德尔遗传定律的遗传特点。
（4）根据以上信息和所学知识判断，RENU综合征的遗传方式可能为____________。（编号选填）
①常染色体显性遗传 ②常染色体隐性遗传③伴X染色体显性遗传④伴X染色体隐性遗传⑤以上都不是
（5）图2家系中，Ⅱ-1的致病基因可能来自 。
A. Ⅱ-1胚胎细胞基因突变B. Ⅰ-1胚胎细胞基因突变
C. Ⅱ-1减数分裂发生基因突变D. Ⅰ-2减数分裂发生基因突变
（6）调查发现，人群中极少发现RNU4-2突变基因的纯合体，其原因可能是 。
A. 纯合突变会导致胚胎早期致死
B. 纯合突变体严重影响个体生存与繁殖能力
C. 该基因突变频率极低，人群中出现纯合体的概率更低
D. 该基因在所有细胞中高表达，纯合突变无法维持基本生命过程
（7）智力障碍的成因很复杂，有些智力障碍患者的RNU4-2基因检测结果正常却仍患病，请推测，这些患者的发病原因有可能是_________。（编号选填）
①表观遗传异常②环境因素影响③染色体变异④神经相关蛋白的基因发生突变
【答案】（1）①④⑤ （2）A
（3） ①. ① ②. ①
（4）① （5）AD （6）ABC （7）①②③④
【解析】
【小问1详解】
U4 snRNA和U6 snRNA都是基因转录的产物，因此过程包含①；U4与U6 snRNA结合时，两条RNA链之间发生碱基互补配对，RNA中不存在T，配对方式为A-U配对、C-G配对，不存在A-T配对，也不需要翻译（翻译合成蛋白质，U4/U6是RNA），因此选①④⑤。
【小问2详解】
剪接体能够催化前体mRNA的剪接，起到催化作用，功能最接近酶，A正确，BCD错误。
【小问3详解】
异常U4 snRNA与U6结合能力更强且难以释放，而U6数量有限，杂合体中即使有正常U4 snRNA，也因没有游离U6无法形成正常剪接体，因此杂合体表现为患病（①）；该病由核基因上的一对等位基因控制，符合孟德尔分离定律，因此符合（①）孟德尔遗传特点。
【小问4详解】
杂合体即可患病，属于显性遗传；若为伴X显性遗传，女性患者的致病基因一定来自父亲，父亲一定患病，与系谱图中父亲正常矛盾，因此排除伴X显性，为常染色体显性遗传（①）。
【小问5详解】
该病为显性遗传，父母表现正常说明父母不携带致病基因，II-1的致病基因来源：
AB、①II-1自身胚胎发育过程中发生基因突变，A正确；
B、若I-1胚胎突变，I-1会患病，B错误；
C、II-1自身减数分裂和自身患病无关，C错误；
D、②亲代减数分裂形成配子时发生基因突变，突变的配子传递给II-1，D正确。
【小问6详解】
人群极少出现纯合体的原因：该突变频率本身极低，人群中同时获得两个突变基因的概率极低；纯合突变的效应更强，可能导致胚胎早期致死，或纯合突变体生存繁殖能力严重下降；题干明确说明该基因仅在大脑中高表达，并非所有细胞，ABC正确，D错误。
【小问7详解】
RNU4-2基因序列正常仍可能患病：①表观遗传不改变基因碱基序列，也可改变基因表达，导致性状异常（①对）；②性状受基因和环境共同影响，环境因素可导致智力障碍（②对）；③染色体变异会影响基因的数量和排列，可导致智力异常（③对）；④其他与神经功能相关的基因发生突变，也可导致智力障碍（④对），因此全选。
咖啡酸生产
5. 咖啡酸是一种具有消炎、抗癌作用的天然化合物，在酵母菌中，因为缺少HpaB和HpaC两种酶而无法合成。科研团队通过PCR等技术获得了目标序列A与HpaC基因的融合片段（见图1），将该片段插入图2所示的结构中得到同时含有HpaB和HpaC基因的重组质粒。利用大肠杆菌扩增重组质粒后，将其导入酵母菌从而高效生产咖啡酸。
（1）据图1、2推测，目标序列A最有可能是
A. 复制起点B. HpaB基因
C. 真核生物启动子D. 原核生物启动子
（2）据图1分析，“混合”后的PCR过程中，形成融合片段用到的DNA单链为
A. 单链①B. 单链②C. 单链③D. 单链④
（3）将重组质粒导入大肠杆菌后，为了便于筛选目标大肠杆菌，融合片段应该插入图2中的（选填图2中的编号）；所筛选出的目标大肠杆菌具有的特点为_______（编号选填）
①具有氨苄青霉素抗性
②不具有氨苄青霉素抗性
③在含X-gal培养基上无法生长
④在含X-gal培养基上为蓝色菌落
⑤在含X-gal培养基上为白色菌落
（4）为确定扩增后的重组质粒上同时含有HpaB和HpaC基因，可以采用的方法有____
A. 对重组质粒进行基因测序
B. 对重组质粒上的特定片段进行PCR
C. 酶切重组质粒后检测DNA片段长度
D. 检测大肠杆菌中这两种基因的表达量
将构建的重组质粒导入酵母菌后，相关合成咖啡酸的代谢过程如图3所示。
（5）图3中“■”代表的物质是____
A. 丙酮酸B. C. D. ADP
（6）据图3和所学知识判断，下列关于培养该酵母菌的说法，合理的是____
A. 使用液体YPD培养基进行培养
B. 培养基中葡萄糖需经过滤除菌后加入
C. 使用平板划线法对酵母菌进行计数
D. 培养结束测定咖啡酸含量时需无菌操作
（7）据图3和所学知识判断，下列措施中，能够提高咖啡酸产量的有____（编号选填）
①促进色氨酸的合成②抑制ARO酶基因的表达③提高FjT酶活性④降低多糖合成酶活性⑤增加葡萄糖转运蛋白数量⑥及时移出产物咖啡酸
（8）导入重组质粒的酵母菌经一段时间的培养后，发现咖啡酸产量明显低于预期，并在细胞内检测到大量的对香豆酸。请针对这一现象，提出一个基于蛋白质工程的优化方案，包含但不限于采取策略，操作对象，使用方法，改造方向等___________。
【答案】（1）B （2）B
（3）插入位点⑥；特点①⑤ （4）ABC
（5）A （6）AB （7）③④⑤⑥
（8）积累大量对香豆酸说明HpaB酶催化对香豆酸转化为咖啡酸的效率偏低，基于蛋白质工程的优化方案： 操作对象为HpaB基因，从预期提高HpaB酶对底物对香豆酸的催化活性出发，设计改造HpaB酶的空间结构，推导改造后所需的氨基酸序列，进一步得到改造对应的核苷酸序列，再通过定点突变技术改造原HpaB基因，将改造后的基因导入酵母菌，筛选得到能表达高活性HpaB酶的工程酵母，即可提高咖啡酸产量。（合理即可，符合蛋白质工程的基本思路即可）
【解析】
【小问1详解】
题干说明酵母菌原本缺少HpaB、HpaC两种酶，构建重组质粒需要同时含两种基因，本次PCR获得的是目标序列A与HpaC的融合片段，因此A为HpaB基因；质粒本身已经带有复制起点、启动子，B正确，ACD。
【小问2详解】
重叠PCR融合基因时，扩增得到的DNA单链中，只有A的单链②（3′→5′，右端为5′）可与HpaC的单链③的左端序列反向互补配对，作为延伸的模板，融合过程中核心用到的搭桥单链为单链②，B正确，ACD错误。
【小问3详解】
融合片段需要插入标记基因中便于筛选，图中lacZ是筛选标记，插入位点⑥（lacZ基因内部）后：Ampr（氨苄抗性基因）未被破坏，因此重组菌保留氨苄抗性；lacZ被插入失活，无法表达水解X-gal的酶，因此在含X-gal的培养基上菌落为白色。
【小问4详解】
A、基因测序可直接确认序列存在，A正确；
B、用特异性引物PCR可扩增出目标片段说明存在，B正确；
C、酶切后电泳检测片段长度符合预期说明存在，均正确，C正确；
D、检测表达量是检测基因是否表达，大肠杆菌仅用于扩增质粒，不需要基因表达，因此不能通过检测表达确认质粒上是否含基因，D错误。
【小问5详解】
结合高中知识，葡萄糖分解产生丙酮酸，丙酮酸可进入三羧酸循环，图中■既来自葡萄糖分解分支，又来自三羧酸循环流出，因此最可能是丙酮酸，A正确，BCD错误。
【小问6详解】
A、大规模培养微生物生产代谢产物，使用液体培养基，A正确；
B、葡萄糖高温灭菌会发生碳化变性，因此需要过滤除菌后再加入培养基，B正确；
C、平板划线法只能分离纯化微生物，不能用于计数，计数需要用稀释涂布平板法，C错误；
D、培养结束后测定咖啡酸含量，不需要无菌操作，D错误。
【小问7详解】
根据代谢路径分析：
①促进色氨酸合成会分流预苯酸，减少酪氨酸生成，降低咖啡酸产量，①错误；
②抑制ARO酶基因表达会减少预苯酸生成，降低产量，②错误；
③提高FjT酶活性，可促进酪氨酸生成更多对香豆酸，提高产量，③正确；
④降低多糖合成酶活性，可让更多葡萄糖流入产酪氨酸的途径，提高产量，④正确；
⑤增加葡萄糖转运蛋白数量，可增加细胞摄入的葡萄糖，原料增加提高产量，⑤正确；
⑥及时移出产物咖啡酸，可解除产物反馈抑制，提高产量，⑥正确。
【小问8详解】
积累大量对香豆酸说明HpaB酶催化对香豆酸转化为咖啡酸的效率偏低，基于蛋白质工程的优化方案： 操作对象为HpaB基因，从预期提高HpaB酶对底物对香豆酸的催化活性出发，设计改造HpaB酶的空间结构，推导改造后所需的氨基酸序列，进一步得到改造对应的核苷酸序列，再通过定点突变技术改造原HpaB基因，将改造后的基因导入酵母菌，筛选得到能表达高活性HpaB酶的工程酵母，即可提高咖啡酸产量。蛋白类型
相对转运活性
野生型LciA
+++
LciA（K220A）突变体
+
LciA（K136A）突变体
++++
细菌NirC（天然）
-
改造后细菌NirC
+++++
小鼠组别
淋巴结中CCL5含量（pg/mg）
小鼠肿瘤组织中M2型巨噬细胞的比例
WT
116.3±9.8 a
27.6% a
NI
160.8±10.3 b
18.8% b
NA
80.7±12.1 c
36.4% c
CKO
163.8±11.6 b
18.2% b