北京西城外国语学校2024--2025学年高三上学期开学考试生物试题（解析版）

这是一份北京西城外国语学校2024--2025学年高三上学期开学考试生物试题（解析版），共25页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
高三年级 生物
本试卷共10页，分第一部分和第二部分，其中第一部分30分、第二部分70分，全卷共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案写在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。
第一部分
一、选择题：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. 支原体是原核生物。关于支原体的叙述错误的是（ ）
A. 细胞膜以磷脂双分子层为基本支架B. 分裂方式为有丝分裂
C. 在核糖体合成蛋白质D. 遗传物质为DNA
【答案】B
【解析】
【分析】支原体是原核生物，无成形的细胞核，有细胞膜、细胞质、核糖体、遗传物质是DNA。
【详解】A、支原体的细胞膜以磷脂双分子层为基本支架，A正确；
B、支原体的分裂方式是二分裂，B错误；
C、支原体有核糖体，是蛋白质的合成场所，C正确；
D、支原体是细胞生物，遗传物质是DNA，D正确。
故选B。
2. 某学校兴趣小组在对晓月湖水样取样调查时，发现其中存在大量绿色丝状物，显微观察结果如图。据图推测，下列对其描述不正确的是（ ）
A. 具有核糖体，是转录和翻译的场所
B. 具有叶绿体，能进行光合作用产氧
C. 具有细胞核，控制细胞代谢和遗传
D. 具有细胞膜，能控制物质进出细胞
【答案】A
【解析】
【分析】植物细胞的结构有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、叶绿体、液泡;叶绿体可将光能转变成化学能，线粒体则可使细胞中的一些有机物，通过复杂的变化，将其中储存的化学能释放出来;细胞核含有DNA，是细胞的遗传信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心。
【详解】A、转录的主要场所在细胞核，翻译的场所是核糖体，A错误；
B、据图分析，该丝状物含有叶绿体，能进行光合作用，产生氧气，B正确；
C、该丝状物为真核生物，含有细胞核，作用是代谢和遗传的控制中心，C正确；
D、该丝状物具有细胞膜，细胞膜具有控制物质进出的功能，D正确。
故选A。
3. 为探究骨骼肌增龄性退变降低中老年人活动能力的原因，将中年期大鼠随机分为安静对照组（C组）和运动训练组（H组），给予相应处理后检测骨骼肌细胞线粒体数目和ATP浓度，结果如表所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 大鼠骨骼肌细胞中的ATP主要产生于线粒体基质
B. 增龄过程中活动能力下降可能与线粒体数目减少有关
C. 运动训练有助于改善骨骼肌的能量供应
D. 运动训练可提高大鼠的有氧运动能力
【答案】A
【解析】
【分析】有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质，第二阶段发生在线粒体基质中，第三阶段发生在线粒体内膜上，第三阶段产生的ATP最多。
【详解】A、大鼠骨骼肌细胞中ATP主要在有氧呼吸第三阶段产生，即线粒体内膜，A错误；
B、线粒体是有氧呼吸主要场所，为细胞提供能量，增龄过程中活动能力下降可能与线粒体数目减少有关，B正确；
C、运动训练提高了线粒体数目和ATP含量，有助于改善骨骼肌的能量供应，C正确；
D、运动训练可提高大鼠的线粒体数目，线粒体是有氧呼吸主要场所，故能提高有氧运动能力，D正确。
故选A。
4. 某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植物生理特性理解错误的是（ ）

A. 呼吸作用的最适温度比光合作用的高
B. 净光合作用的最适温度约为25℃
C. 在0-25℃范围内，温度变化对光合速率的影响比呼吸速率的大
D. 适合该植物生长的温度范围是10-50℃
【答案】D
【解析】
【分析】题图分析：上图横坐标是温度，纵坐标是净光合作用强度，由图可知植物体在25℃时，净光合速率（净光合速率=总光合速率-呼吸速率）最高，说明该温度为净光合作用的最适温度。下图横坐标是温度，左侧纵坐标是总光合作用强度，右侧纵坐标是呼吸作用强度。由图可知，植物体总光合作用的最适温度为30℃，呼吸作用的最适温度为50℃。
【详解】A、由下图可知，呼吸作用的最适温度为50℃，总光合作用的最适温度为30℃，因此，呼吸作用的最适温度比光合作用的高，A正确；
B、由上图可知，植物体在25℃时，净光合速率最高，说明该温度为净光合作用的最适温度，B正确；
C、由下图可知在0～25℃范围内，光合作用的增长速率大于呼吸作用增长速率，说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大，C正确；
D、由上图可知，超过45℃，净光合速率为负值，没有有机物的积累，不适合生长，D错误。
故选D。
5. 玉米根尖纵切片经碱性染料染色，用普通光学显微镜观察到的分生区图像如下。对此图像的观察与分析，错误的是
A. 先用低倍镜再换高倍镜观察符合操作规范
B. 可观察到箭头所指细胞的细胞核和细胞壁
C. 在图像中可观察到处于分裂期前期的细胞
D. 细胞不同结构成分与该染料结合能力不同
【答案】B
【解析】
【分析】1、在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。由于各个细胞的分裂是独立进行的，因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。通过高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体（或染色质）的存在状态，就可以判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期，进而认识有丝分裂的完整过程。染色体容易被碱性染料（如龙胆紫溶液）着色。
2、把制成的装片先放在低倍镜下观察，扫视整个装片，找到分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密。再换成高倍镜仔细观察，首先找出分裂中期的细胞，然后再找前期、后期、末期的细胞。注意观察各时期细胞内染色体形态和分布的特点。最后观察分裂间期的细胞。
【详解】用普通光学显微镜观察根尖分生区的装片，要先用低倍镜观察，再用高倍镜观察，A正确；图中箭头所指的细胞处于有丝分裂后期，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，此时观察不到细胞核，因为，细胞核在有丝分裂前期逐渐消失，B错误；有丝分裂前期染色质缩短变粗，成为染色体，核仁逐渐解体，核膜逐渐消失，从细胞的两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体，染色体散乱地分布在纺锤体中央，据以上特点，可以在图像中观察到处于分裂期前期的细胞，C正确；碱性染料易于与染色体结合，而不易与其他结构成分结合，D正确；因此，本题答案选B。
【点睛】解答本题的关键是：明确观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂的实验原理，以及有丝分裂各时期的特点，再根据题意作答。
6. 大肠杆菌拟核 DNA 是环状 DNA 分子。将无放射性标记的大肠杆菌，置于含 3 H 标记的 dTTP 的培养液中培养，使新合成的 DNA 链中的脱氧胸苷均被 3 H 标记。在第二次复制未完成时将 DNA 复制阻断，结果如下图所示。下列选项中对此实验的理解错误的是（ ）
A. DNA 复制过程中，双链会局部解旋
B. Ⅰ所示的 DNA 链被 3 H 标记
C. 双链 DNA 复制仅以一条链作为模板
D. DNA 复制方式是半保留复制
【答案】C
【解析】
【分析】DNA复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。DNA复制条件：模板（DNA的双链）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和聚合酶等）、原料（游离的脱氧核苷酸）；DNA复制过程：边解旋边复制；DNA复制特点：半保留复制。
识图分析可知，大肠杆菌拟核中的DNA两条链都做模板，进行半保留复制。
【详解】A、根据以上分析可知，DNA 复制过程中，会边解旋边复制，因此双链会局部解旋，A正确；
B、识图分析可知，Ⅰ所示的 DNA 链是新合成的子链的一部分，由于原料是被3H标记的，因此Ⅰ所示的 DNA 链有3H标记，B正确；
C、根据图示可知，双链 DNA 复制时两条链都作为模板，C错误；
D、由于合成的子代DNA中保留了一条模板链，因此DNA 复制方式是半保留复制，D正确。
故选C
7. 埃博拉病毒能引起人类急性出血性传染病，死亡率高达90%。它是一种包膜病毒，核酸为单链负链RNA（其上信息与mRNA互补）。该病毒还可指导合成与其包膜上GP蛋白类似的sGP蛋白，过程如右图。下列叙述错误的是（ ）
A. 在①～④中有2个过程存在碱基互补配对
B. 该病毒结构中含有以RNA为模板合成RNA的酶
C. sGP可作为诱饵抗原，与埃博拉病毒的抗体结合
D. GP合成过程中所需要的tRNA均来自于宿主细胞
【答案】A
【解析】
【分析】病毒没有细胞结构，不能独立进行生命活动，必须借助于活细胞才能代谢和繁殖。病毒进入细胞后，利用自己的核酸作为模板，利用宿主细胞的原料、酶、场所、能量合成自己所需的核酸和蛋白质。埃博拉病毒是一种十分罕见的病毒，是RNA病毒遗传物质是RNA，由RNA和蛋白质组成。图示为RNA自我复制过程及蛋白质合成过程。
【详解】A、在①～④中，①为病毒进入细胞过程，不存在碱基互补配对；②为(-)RNA合成(+)RNA的过程，存在碱基互补配对；③为类似翻译过程，也存在碱基互补配对；④为(+)RNA合成(-)RNA的过程，存在(-)RNA合成(+)RNA的过程，所以，共有3个过程存在碱基互补配对，A错误；
B、②为(-)RNA合成(+)RNA的过程，④为(+)RNA合成(-)RNA的过程，都需要酶，即都存在以RNA为模板合成RNA的酶，B正确；
C、sGP蛋白是该病毒包膜上GP蛋白类似的蛋白，可以被埃博拉病毒的抗体结合，进而帮助该病毒逃逸免疫系统，C正确；
D、病毒没有细胞结构，利用宿主细胞的原料、酶、场所、能量合成自己所需的核酸和蛋白质，包括tRNA，D正确。
故选A。
8. 决定小鼠毛色为黑（B）褐（b）色、有（s）/无（S）白斑的两对等位基因分别位于两对同源染色体上。基因型为BbSs的小鼠间相互交配，后代中出现黑色有白斑小鼠的比例是（ ）
A. 1/16B. 3/16C. 7/16D. 9/16
【答案】B
【解析】
【详解】两对性状分开计算，均为杂合子自交，所以黑色表现型为3/4，有白斑的表现型概率为1/4，所以同时出现的概率为3/16。故选B。
9. 抗原与抗体形成的复合物可激活血清中的C蛋白，从而形成C蛋白复合物。后者可在被抗体结合的细胞膜上形成亲水性穿膜孔道，使细胞发生破裂。用绵羊红细胞免疫小鼠后，小鼠脾脏中产生能分泌特异性抗体的浆细胞。将免疫小鼠的脾脏细胞、绵羊红细胞、C蛋白混合后，观察绵羊红细胞裂解的相对量，用以评估产生抗体的浆细胞的功能。对此实验原理及结论的分析，错误的是
A. 绵羊红细胞膜上有刺激小鼠产生抗体的抗原
B. 小鼠体内浆细胞的产生过程中有T细胞参与
C. C蛋白复合体参与了绵羊红细胞的裂解过程
D. 裂解的绵羊红细胞数量与抗体的数量成反比
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A、用绵羊红细胞免疫小鼠后，小鼠脾脏中产生能分泌特异性抗体的浆细胞，说明绵羊红细胞膜上有刺激小鼠产生抗体的抗原，A正确；
B、小鼠体内浆细胞的产生过程属于体液免疫，此过程中需要有 T 细胞呈递抗原并分泌淋巴因子，B正确；
C、C 蛋白复合物可在被抗体结合的细胞膜上形成亲水性穿膜孔道，使细胞发生破裂，而在绵羊红细胞膜上有刺激小鼠产生抗体的抗原，所以C 蛋白复合体参与了绵羊红细胞的裂解过程，C正确；
D、抗体数量越多，可结合的抗原越多，形成的C蛋白复合体越多，进而裂解的绵羊红细胞越多，所以裂解的绵羊红细胞数量与抗体的数量成正比，D错误。
故选D。
【点睛】本题结合信息题考查免疫调节的相关知识，在学习过程中要求考生能够熟记免疫调节的概念、分类和功能，理解体液免疫和细胞免疫的具体过程，以及免疫异常与免疫应用的相关内容。
10. 咖啡因是从茶叶、咖啡果中提炼出来的一种生物碱，通过同GABA争夺受体，发挥中枢兴奋作用，从而影响脑的高级功能。研究者研究了咖啡因对小鼠记忆能力及体重的影响，实验分组及结果如下。下列关于咖啡因的说法错误的是（ ）
注：穿越水平台的错误次数体现学习记忆能力，错误次数越少，学习记忆能力越强。
A. 与GABA受体结合的GABA可能是一种抑制性神经递质
B. 一定剂量的咖啡因具有促进大鼠学习记忆的能力
C. 咖啡因降低体重可能与其提高代谢速率有关
D. 咖啡提神又提高记忆力，可以大量摄入
【答案】D
【解析】
【分析】咖啡因是一种植物生物碱，在许多植物中都能够被发现。作为自然杀虫剂，它能使吞食含咖啡因植物的昆虫麻痹。人类最常使用的含咖啡因的植物包括咖啡、茶及一些可可。咖啡因有刺激中枢神经的功能，具有成瘾性。
【详解】A、咖啡因通过同GABA争夺受体，发挥中枢兴奋作用，说明GABA可能是一种抑制性神经递质，A正确；
B、一定剂量的咖啡因导致穿越水平台的错误次数越少，说明具有促进大鼠学习记忆的能力，B正确；
C、咖啡因可提高兴奋性，降低体重可能与其提高代谢速率有关，C正确；
D、咖啡提神又提高记忆力，但不可以大量摄入，会引起人体的依赖作用，且大量摄入对心脏等有不良影响，D错误。
故选D。
11. 2020年9月我国首次向全世界提出“碳达峰”和“碳中和”的双碳目标。为实现双碳目标而采取的措施中，不可取的是（ ）
A. 实施退耕还林、还草、还湖工程B. 培育并栽种光合效率高的树种
C. 在干旱半干旱荒漠大规模植树造林D. 利用人畜粪便、作物秸秆生产沼气
【答案】C
【解析】
【分析】一方面采取积极措施减少二氧化碳排放，另一方面大力植树种草，提高森林覆盖率，这在吸收和固定二氧化碳方面发挥了重要作用。
【详解】A、实施退耕还林、还草、还湖工程，提高森林覆盖率，有利于吸收和固定二氧化碳，A正确；
B、培育并栽种光合效率高的树种，有利于吸收和固定二氧化碳，B正确；
C、在干旱半干旱荒漠大规模植树造林，沙漠严重缺水，不适合大规模植树造林，C错误；
D、利用人畜粪便、作物秸秆生产沼气，减少秸秆的燃烧，减少二氧化碳的排放，D正确。
故选C。
12. 通过连续8年的野外氮肥（尿素）添加，研究了施肥对草地群落的影响，结果如图。下列分析错误的是（ ）

注：优势度指数越大，表明群落内不同种类生物数量分布越不均匀，优势生物的生态功能越突出。
A. 施肥改变了草地群落的物种组成
B. 封育和施肥均降低了优势种的地位
C. 封育草地的物种丰富度与氮肥使用量呈负相关
D. 适度放牧有利于提高草地群落的物种丰富度
【答案】B
【解析】
【分析】题图分析：随着尿素使用量的增加，物种丰富度减小，优势度指数增加，并且放牧草地物种丰富度高于封育草地，优势度指数低于封育草地。
【详解】A、由柱形图可知，随着尿素使用量的增加，物种丰富度减小，说明施肥改变了草地群落的物种组成，A正确；
B、由柱形图可知，随着尿素使用量增加，优势度指数增加，封育草地优势度指数低于放牧草地，B错误；
C、封育草地处理，随着尿素使用量的增加，物种丰富度减小，说明封育草地的物种丰富度与氮肥使用量呈负相关，C正确；
D、据柱形图可知，放牧草地物种丰富度高于封育草地，即适度放牧有利于提高草地群落的物种丰富度，D正确。
故选B。
13. 用XhⅠ和SalⅠ两种限制性内切核酸酶分别处理同一 DNA片段，酶切位点及酶切产物分离结果如图。以下叙述不正确的是（ ）
A. 图1中两种酶识别的核苷酸序列不同
B. 图2 中酶切产物可用于构建重组 DNA
C. 泳道①中是用 SalⅠ处理得到的酶切产物
D. 图中被酶切的DNA 片段是单链DNA
【答案】D
【解析】
【分析】限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，形成黏性末端或平末端。
【详解】A、酶具有专一性，不同的限制酶识别并切割不同的核苷酸序列，故图1中两种酶识别的核苷酸序列不同，A正确；
B、重组DNA通常是连接两个不同的DNA片段，故图2中酶切产物可用于构建重组DNA，B正确；
C、分析图1，限制酶SalⅠ有三处切割位点，切割后产生4个DNA片段，泳道①中是用SalⅠ处理得到的酶切产物，C正确；
D、图限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，图中被酶切的DNA片段是双链DNA，D错误。
故选D。
14. 甲、乙是严重危害某二倍体观赏植物的病害。研究者先分别获得抗甲、乙的转基因植株，再将二者杂交后得到F1，结合单倍体育种技术，培育出同时抗甲、乙的植物新品种，以下对相关操作及结果的叙述，错误的是
A. 将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞
B. 通过接种病原体对转基因的植株进行抗病性鉴定
C. 调整培养基中植物激素比例获得F1花粉再生植株
D. 经花粉离体培养获得的若干再生植株均为二倍体
【答案】D
【解析】
【分析】由题意可知，同时抗甲、乙的植物新品种的培养过程为：把含抗甲的目的基因的重组质粒导入植物细胞，获得抗甲植株，同时把含抗乙的目的基因的重组质粒导入植物细胞，获得抗乙植株，通过杂交获得F1（二倍体植株），取F1的花粉经花药离体培养获得单倍体植株，用秋水仙素处理单倍体植株获得纯合的同时抗甲、乙的植物新品种（二倍体）。
【详解】要获得转基因的抗甲或抗乙植株，需要构建基因表达载体（含目的基因、标记基因、启动子、终止子、复制原点），再把基因表达载体导入受体细胞中，A正确；对转基因植株进行检测时，可以通过抗病接种实验进行个体水平的检测，B正确；对F1的花粉进行组织培养时，需要经过脱分化和再分化过程，其中生长素/细胞分裂素比例高时利于根的分化，比例低时利于芽的分化，C正确；经花粉离体培养获得的植株是单倍体，D错误。因此，本题答案选D。
15. 以下高中生物学实验中，操作不正确的是（ ）
A. 在制作果酒的实验中，将葡萄汁液装满整个发酵装置
B. 鉴定DNA时，将粗提产物与二苯胺混合后进行沸水浴
C. 用苏丹Ⅲ染液染色，观察花生子叶细胞中的脂肪滴（颗粒）
D. 用龙胆紫染液染色，观察洋葱根尖分生区细胞中的染色体
【答案】A
【解析】
【详解】【分析】该题考查高中几个主要实验的材料选择、试剂选择、操作步骤等
【详解】在制作果酒的实验中，葡萄汁液不能装满发酵装置，要留出1/3的空间，A错误；在DNA鉴定实验中，DNA遇二苯胺(沸水浴)会染成蓝色，B正确；用苏丹Ⅲ染液可以把花生子叶细胞中的脂肪颗粒染成橘黄色，C正确；用龙胆紫染液能将细胞中的染色体染成深紫色，在洋葱根尖分生区细胞中能清晰地观察到，D正确，所以选A。
【点睛】注意题目中的“果酒”、“装满”
第二部分
二、非选择题：本部分共6题，共70分。
16. 乌柏是一种生长迅速的亚热带树木，跳甲和卷象是以乌柏为食的昆虫。为探究这三种生物的种内和种间互作的调控关系，研究者进行了相关实验。
（1）从生态系统的组成成分划分，跳甲和卷象都属于____________，二者与乌柏均存在____________关系。
（2）跳甲成虫和卷象成虫以乌柏树叶为食，跳甲幼虫以乌柏树根为食，这样可以降低由于____________重叠导致的种内或种间竞争。
（3）科研人员在实验网笼（如图1）中放入昆虫的成虫，一段时间后测定乌柏根部淀粉和单宁（一种植物防御昆虫的物质）的含量，结果如图2。据图可知，此实验中引起乌柏根部物质含量发生变化的因素有____________。
（4）为研究乌柏被跳甲或卷象成虫损害后对跳甲幼虫影响，研究者利用（3）处理过的装置，移除所有成虫，将10只跳甲幼虫转移到乌柏根部土壤中，测定其存活率，结果如图3。该实验中对照组的处理是____________。请结合图2解释图3跳甲组结果的原因：_____________。
（5）已有研究发现，跳甲幼虫对乌柏根的取食也可诱导叶产生挥发物质，能够吸引跳甲成虫取食，但对卷象成虫有排斥作用。综合上述信息分析，乌柏与跳甲﹑卷象间关系的调控体现出生态系统的____________功能，对维持生态系统的稳定和平衡起重要作用。
【答案】（1） ①. 消费者 ②. 捕食
（2）生态位 （3）昆虫成虫的种类和数量
（4） ①. 将10只跳甲幼虫转移到未被昆虫成虫取食的乌桕根部的土壤中 ②. 当跳甲成虫数量较少时,取食叶片会诱导乌柏根部淀粉含量增加，营养物质含量增多，同时降低根部单宁的含量,使植物对昆虫防御减弱，从而提高跳甲幼虫的存活率；当跳甲成虫数量较多时,取食叶片会引起根部淀粉含量的减少以及单宁含量的增加，进而使幼虫存活率降低
（5）信息传递
【解析】
【分析】生态位是指一个物种在生物群落中的地位和作用，表征了物种对各种资源（食物、空间等）的利用以及不同物种之间的关系。研究某种动物的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位，通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等。
【小问1详解】
跳甲和卷象是以乌柏为食的昆虫，从生态系统的组成成分划分，两者都属于消费者；跳甲和卷象是以乌柏为食，故二者与乌柏均存在捕食关系。
【小问2详解】
生态位是指一个物种在生物群落中的地位和作用，跳甲成虫和卷象成虫以乌柏树叶为食，跳甲幼虫以乌柏树根为食，这样可以降低由于重叠导致的种内或种间竞争。
【小问3详解】
分析题意，本实验的自变量是昆虫成虫的数量和种类，因变量是乌柏根部淀粉和单宁的含量，据图分析可知，昆虫成虫的种类和数量均可引起乌柏根部物质含量发生变化。
【小问4详解】
本实验目的是研究乌柏被跳甲或卷象成虫损害后对跳甲幼虫的影响，则实验的自变量是乌桕是否被跳甲或卷象成虫损害，因变量是跳甲幼虫的状况，实验设计应遵循对照与单一变量原则，据此推知，由于实验组是将10只跳甲幼虫转移到乌柏根部土壤中，根据单一变量原则可知，对照组的处理是将10只跳甲幼虫转移到未被昆虫成虫取食的乌桕根部的土壤中；结合图2分析可知，当跳甲成虫数量较少时,取食叶片会诱导乌柏根部淀粉含量增加，营养物质含量增多，同时降低根部单宁的含量，使植物对昆虫防御减弱，从而提高跳甲幼虫的存活率；当跳甲成虫数量较多时,取食叶片会引起根部淀粉含量的减少以及单宁含量的增加，进而使幼虫存活率降低。
【小问5详解】
结合题干信息“跳甲幼虫对乌柏根的取食也可诱导叶产生挥发物质，能够吸引跳甲成虫取食，但对卷象成虫有排斥作用”可知，乌柏与跳甲﹑卷象间关系的调控体现出生态系统的信息传递功能，对维持生态系统的稳定和平衡起重要作用。
17. 为提高粮食产量，科研工作者以作物甲为材料，探索采用生物工程技术提高光合作用效率的途径。
（1）图 1 是叶肉细胞中部分碳代谢过程 ______________的模式图。其中环形代谢途径表示的是光合作用中的反应。
（2）如图 1 所示，在光合作用中 R 酶催化 C5 与 CO2 形成 2 分子 3-磷酸甘油酸。在某些条件下，R 酶还可以催化 C5 和 O2 反应生成 1 分子 C3 和 1 分子 2-磷酸乙醇酸，后者在酶的催化作用下转换为______后通过膜上的载体（T）离开叶绿体。再经过代谢途径Ⅰ最终将 2 分子乙醇酸转换为 1 分子甘油酸，并释放 1 分子 CO2。
（3）为了减少叶绿体内碳的丢失，研究人员利用转基因技术将编码某种藻类 C 酶（乙醇酸脱氢酶）的基因和某种植物的 M 酶（苹果酸合成酶）基因转入作物甲，与原有的代谢途径Ⅲ相连，人为地在叶绿体中建立一个新的乙醇酸代谢途径（图 2 中的途径Ⅱ）。
①将 C 酶和 M 酶的编码基因转入作物甲，能够实现的目的是：利用途径Ⅱ，通过 _______ ，降低叶绿体基质中该物质的含量，减少其对叶绿体的毒害作用。
②转基因操作后，途径Ⅲ能够提高光合作用效率的原因是_______。
（4）在图 2 所述研究成果的基础上，有人提出“通过敲除 T 蛋白基因来进一步提高光合作用效率”的设想。你认为该设想是否可行并阐述理由___________。
【答案】 ①. 碳（暗） ②. 乙醇酸 ③. 将乙醇酸转换为苹果酸 ④. 由于途径Ⅱ提高了苹果酸的含量，使叶绿体基质内CO2的浓度增加，直接增加了碳（暗）反应的反应（底）物 ⑤. 该设想可行。理由是：叶绿体膜上的载体 T 仍有可能输出部分乙醇酸，造成叶绿体中碳的丢失。找到并敲除载体 T 的基因，即可减少这一部分碳的丢失，进一步提高光合作用效率。
【解析】
【分析】1.叶绿体是进行光合作用的场所，光合作用分为光反应和暗反应，联系见下表：
2.根据题意和图示可知，如图1叶绿体中所示的环形反应的生理过程为卡尔文循环，该循环过程中发生的反应为：在光合作用中R酶催化C5与CO2 形成2分子3-磷酸甘油酸，3-磷酸甘油酸转化成C3，然后C3接受来自光反应产生的NADPH的还原剂氢以及酶的催化作用下形成有机物和C5。除外在某些条件下，R酶还可以催化C5和O2反应生成1分子C3和1分子 2-磷酸乙醇酸，后者在酶的催化作用下转换为乙醇酸后通过膜上的载体（T）离开叶绿体。再经过代谢途径Ⅰ最终将2分子乙醇酸转换为1分子甘油酸，并释放1分子 CO2。
结合题意分析图2可知，通过转基因技术人为地在叶绿体中建立一个新的乙醇酸代谢途径，即将乙醇酸通过C酶和M酶的催化作用转化为苹果酸的途径Ⅱ，由于途径Ⅱ提高了苹果酸的含量，苹果酸通过代谢途径Ⅲ，使叶绿体基质内CO2的浓度增加，有利于提高光合速率。
【详解】（1）根据以上分析可知，图1是叶肉细胞中部分碳代谢过程表示暗反应的过程图。
（2）根据以上分析可知，图1中在某些条件下，R酶还可以催化C5和O2反应生成1分子 C3和1分子2-磷酸乙醇酸，后者在酶的催化作用下转换为乙醇酸后通过膜上的载体（T）离开叶绿体。
（3）①根据以上对图2的分析可知，通过转基因技术将C酶和M酶的编码基因转入作物甲，增加了途径Ⅱ，通过该途径将乙醇酸转换为苹果酸，降低叶绿体基质中乙醇酸的含量，减少其对叶绿体的毒害作用。
②转基因操作后，通过途径Ⅱ提高了叶绿体中苹果酸的含量，然后苹果酸经过途径Ⅲ代谢产生了CO2，从而使叶绿体基质内CO2的浓度增加，提高暗反应所需的底物浓度，有利于提高光合速率。
（4）根据题意和识图分析可知，T蛋白是膜上的将乙醇酸运出叶绿体的载体，乙醇酸运出叶绿体造成叶绿体中碳的丢失。因此找到并敲除载体 T 的基因，即可减少这一部分碳的丢失，进一步提高光合作用效率。所以“通过敲除 T 蛋白基因来进一步提高光合作用效率”的设想是可行的。
【点睛】本题考查光合作用的知识点，要求学生掌握光合作用的过程，特别是掌握光合作用中暗反应的过程以及物质变化。能够正确识图分析图1和图2中的代谢途径以及与光合作用之间的关系，结合图示获取有效信息，结合光合作用的知识点解决问题，这是该题考查的重点。
18. 枯草芽孢杆菌可分泌纤维素酶。研究者筛选到一株降解纤维素能力较强的枯草芽孢杆菌菌株（B菌），从中克隆得到了一种纤维素酶（C1酶）基因。将获得的C1酶基因与高效表达载体（HT质粒）连接，再导入B菌，以期获得降解纤维素能力更强的工程菌。
（1）纤维素属于__________糖，因此经过一系列酶催化最终可降解成单糖，该单糖是__________。
（2）对克隆到的C1酶基因测序，与数据库中的C1酶基因编码序列相比有两个碱基对不同，但两者编码出的蛋白的氨基酸序列相同，这是因为____________________。
（3）C1酶基因以B链为转录模板链，转录时mRNA自身的延伸方向为5'→3'。为了使C1酶基因按照正确的方向与已被酶切的HT质粒连接，克隆C1酶基因时在其两端添加了Sma I和BamH I的酶切位点。该基因内部没有这两种酶切位点。图1中酶切位点1和2所对应的酶分别是__________。
（4）将纤维素含量为20%的培养基分为三组，一组接种工程菌，对照组1不进行处理，对照组2进行相应处理。在相同条件下培养96小时，检测培养基中纤维素的含量。结果（图2）说明工程菌降解纤维素的能力最强。对照组2的处理应为____________________。
（5）预期该工程菌在处理废弃物以保护环境方面可能的应用__________。（举一例）
【答案】 ①. 多 ②. 葡萄糖 ③. 密码子具有简并性，发生碱基的改变仍然编码同一种氨基酸 ④. BamHI、SmaI（顺序不能调换） ⑤. 向培养基中接种纤维素酶（C1酶） ⑥. 降解秸秆，减少秸秆燃烧带来的空气污染
【解析】
【分析】基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因
（1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质；
（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端；
（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
图2中对照组2也可以将纤维素进行分解，但其分解能力较弱。
【详解】（1）纤维素是葡萄糖聚合形成的多糖，所以经过酶的催化作用，最终降解为葡萄糖。
（2）由于密码子具有简并性，所以即使克隆到的C1酶基因测序，与数据库中的C1酶基因编码序列相比有两个碱基对不同，仍然可以编码相同的氨基酸。
（3）根据题干信息“以B链为转录模板链，转录时mRNA自身的延伸方向为5'→3'”，所以B链的方向是从3'→5'，根据质粒上启动子的方向，所以B链3'应该用BamH I进行切割，而其5'端应该用SmaI进行切割。
（4）本实验的目的是证明工程菌降解纤维素的能力最强，所以对照组1不作处理，组3是添加工程菌，组2的处理是用直接用纤维素酶进行分解纤维素，即向培养基中接种纤维素酶（C1酶）。
（5）该工程菌可以高效降解纤维素，所以可以降解秸秆，减少秸秆燃烧带来的空气污染。
【点睛】本题以基因工程为核心，考查表达载体的构建、工程菌的实验的知识，难点是分析基因表达时DNA的方向，mRNA与DNA的模板链互补；（4）中结合实验目的找到自变量。
19. 近年来发现，S蛋白与肺癌发生的mTOR信号途径密切相关，科研人员对S蛋白的功能展开研究。
（1）与正常细胞相比，癌细胞的典型特征是能够________，这可能是由于细胞中的DNA上与癌变有关的________基因突变或过量表达，也可能是________基因突变而造成相应蛋白质活性减弱或失去活性，导致细胞分裂失去调控所致。
（2）mTOR信号途径激活后，调控的代谢过程可能包括________（多选），以保证癌细胞的物质和能量供应，适应其分散和转移。
A. 癌细胞营养供应不足，物质合成速率减慢
B 癌细胞呼吸强度增加，局部组织大量积累酒精
C. 癌组织周围的毛细血管增多，利于癌细胞扩散
D. 胰岛素分泌增加，利于癌细胞摄入葡萄糖
（3）为研究S蛋白与mTOR信号途径在肺癌发生过程中的上下游关系，科研人员进行如下实验。
实验一：将皮下移植肿瘤的小鼠随机分为四组，定期测定肿瘤体积变化，各组处理及结果如下图（雷帕霉素是mTOR信号途径的抑制剂）。
①本实验中对照组为________组。据实验结果分析，在小鼠肿瘤发生的信号途径中，处于上游的是________。
②依据实验结果，请用“+”（代表促进）、“-”（代表抑制）及文字信息，绘制出S蛋白、mTOR信号途径在肿瘤发生过程中的调控关系图。________
实验二：科研人员向小鼠的肺部移植肿瘤，对四组小鼠的其他处理与实验一相同。通过细胞学水平上定期检测肺部的________，为上述调控关系图成立提供证据。
（4）依据S蛋白、mTOR信号途径在肿瘤发生过程中的调控关系，请列举1项该研究在肿瘤药物开发方面的应用价值：________。
【答案】（1） ①. 无限增殖 ②. 原癌 ③. 抑癌 （2）CD
（3） ①. 1 ②. S蛋白 ③. S蛋白mTOR ④. 癌细胞数量
（4）研发提高S蛋白基因表达的药物 / 研发抑制mTOR信号通路激活的药物
【解析】
【分析】癌细胞形成的根本原因,即是原癌基因被激活或抑癌基因失去作用。
【小问1详解】
与正常细胞相比，癌细胞的典型特征是能够无限增殖，这可能是由于细胞中的DNA上原癌基因突变或过量表达引起，也可能是抑癌基因突变而造成相应蛋白质活性减弱或失去活性，导致细胞分裂失去调控所致。
【小问2详解】
mTOR信号途径激活后，为保证癌细胞的物质和能量供应，适应其分散和转移，癌细胞营养供应应充足，物质合成速率增强，癌细胞呼吸强度增加，局部组织大量积累有机物，癌组织周围的毛细血管增多，利于癌细胞扩散，胰岛素分泌增加，利于癌细胞摄入葡萄糖。
【小问3详解】
实验一：①本实验的目的是为研究S蛋白与mTOR信号途径在肺癌发生过程中的上下游关系，所以对照组为1组。据实验题图中的结果分析，在小鼠肿瘤发生的信号途径中，处于上游的是S蛋白。②依据实验结果，S蛋白、mTOR信号途径在肿瘤发生过程中的调控关系图为：S蛋白 mTOR 肿瘤。
实验二：科研人员向小鼠的肺部移植肿瘤，对四组小鼠的其他处理与实验一相同。通过定期检测肺部的癌细胞数量，为上述调控关系图成立提供证据。
【小问4详解】
依据S蛋白、mTOR信号途径在肿瘤发生过程中的调控关系，研发提高S蛋白基因表达的药物 或者研发抑制mTOR信号通路激活的药物，对肿瘤药物开发方面有应用价值。
【点睛】本题通过S蛋白与mTOR信号途径在肺癌发生过程中的关系为材料，考查细胞癌变的根本原因以及相关实验分析能力。
20. 学习以下材料，回答（1）～（5）题。
对糖和脂肪的偏爱，竟源于肠道对大脑的驱动
在进化过程中，人类和动物进化出了多条营养感知通路，这些通路能激发人类对糖、脂的偏好，探究其中的机制将为相关代谢疾病的治疗提供新策略。
糖和人造甜味剂进入口腔，都会激活味蕾上的甜味受体。人造甜味剂虽然能产生貌似糖的甜味，但效果却不能真正地代替“真糖”，在减少糖摄入、偏好方面的作用非常小。这背后的机制是什么呢？研究者进行如右图所示的实验，让野生型小鼠在甜度相当的人造甜味剂和葡萄糖之间进行选择。小鼠最初会以同样的速度从两个瓶子里喝水，接触两种选择24小时后，小鼠从含糖瓶子中喝水的次数多于人造甜味剂，到48小时，小鼠几乎只从含糖的瓶子里喝水。甜味受体缺乏型小鼠进行此实验的结果与野生型小鼠大致相同依然可对糖产生强烈的行为偏好。深入研究发现，葡萄糖除了在舌头上产生甜味刺激外，还能直接作用于肠道，肠上皮的肠内分泌细胞（EEC）通过其细胞表面的SGLT1受体来接收糖信号，经迷走神经激活大脑中的cNST区域，导致不依赖味觉的糖摄入偏好产生。
沿着这个思路，研究者探究对高脂食品的“执迷不悟”是否也跟肠道有关。实验中观察到，相比于掺有脂肪的水，小鼠刚开始时更爱喝掺有人造甜味剂的水。然而品尝了几天后，小鼠对富含脂肪的水产生了强烈的偏好。通过监测小鼠的大脑活动，研究者锁定到了熟悉的区域——cNST。实验表明摄入脂肪后，肠道也是经迷走神经来激活cNST引起奖赏效应。
研究者发现敲除SGLT1受体不影响小鼠对脂肪的偏好，而敲除了EEC表面的特定GPR受体能阻断小鼠对脂肪的偏好。分别用脂肪和糖灌注小鼠的肠，检测迷走神经激活情况，发现迷走神经元中，一部分对糖、脂肪都有响应，另一部分只对脂肪有响应。前一类神经元被沉默后，小鼠对糖和脂肪的偏好均显著下降。而后一类神经元被沉默后，小鼠脂肪偏好性显著下降，而糖偏好性不受影响。
这些研究让我们对驱使人类和动物渴望糖、脂的分子和细胞机制有了更深入的了解，或将为基于食欲调控的代谢病疗法提供新策略。
（1）糖或人造甜味剂进入小鼠的口腔，刺激甜味__________产生兴奋，经传入神经传到__________相关中枢，产生甜味觉。
（2）研究者还进行了如下的一系列实验，其中可以作为支持“糖通过肠道经迷走神经激活cNST引起糖的行为偏好”的实验证据有__________。
A. 味蕾上的甜味受体缺乏型小鼠在口服葡萄糖后cNST神经元被激活
B. 食用人造甜味剂的野生型小鼠cNST未观察到明显的激活效应
C. 野生型小鼠的肠道直接注入葡萄糖和口服葡萄糖均能强烈地激活cNST
D. 抑制野生型小鼠cNST神经元的激活会使小鼠失去对糖的行为偏好
（3）研究者在小鼠cNST区域注射阻断神经递质释放的药物，同时向小鼠提供人造甜味剂和脂肪，小鼠更多地取食__________。
（4）综合文中信息，概括脂肪引起奖赏效应的途径。_______
（5）请根据本文的研究结果，为饮食失调导致的肥胖、暴食症等人群提供一条治疗的思路。_______
【答案】（1） ①. 感受器 ②. 大脑皮层 （2）ACD
（3）人造甜味剂 （4）EEC通过GPR受体来接收脂肪信号，通过对糖和脂肪都能响应的迷走神经通路和仅响应脂肪的迷走神经通路激活cNST引起奖赏效应
（5）阻止糖或脂肪与相应的肠道受体结合；阻止激活的肠道细胞向迷走神经细胞发送信号；沉默糖或脂肪激活的迷走神经元，并阻止其信号传递到大脑
【解析】
【分析】1.神经调节的基本方式是反射，反射活动的结构基础称为反射弧，包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。反射弧的五部分要完整，缺少任何一个环节反射活动都不能完成。
2.人体的神经中枢：下丘脑：体温调节中枢、水平衡调节中枢、血糖调节中枢。小脑：维持身体平衡的作用，使运动准确而协调。脑干：呼吸、心跳、血压调节中枢。大脑：调节机体运动的最高级中枢。脊髓：调节机体运动的低级中枢。高级神经中枢对低级神经中枢的活动具有调控作用：如控制排尿的低级中枢在脊髓，成人的大脑可以有意识的控制，在适宜的环境下才排尿。
【小问1详解】
糖或人造甜味剂刺激口腔中相关甜味感受器产生兴奋，通过传入神经传到大脑皮层相关的感觉中枢，产生甜味觉。
【小问2详解】
A、味蕾上的甜味受体缺乏型小鼠不能感受葡萄糖的味觉刺激，说明在口服葡萄糖后能直接作用于肠道，使cNST神经元被激活 ，A符合题意；
B、食用人造甜味剂的野生型小鼠cNST未观察到明显的激活效应 ，是由于人造甜味剂不能作用于肠上皮的肠内分泌细胞（EEC）细胞表面的SGLT1受体，B不符合题意；
C、野生型小鼠的肠道直接注入葡萄糖，说明糖通过肠道经迷走神经激活cNST引起糖的行为偏好，C符合题意；
D、抑制野生型小鼠cNST神经元的激活会使小鼠失去对糖的行为偏好 ，说明cNST被抑制，糖通过肠道经迷走神经激活cNST引起糖的行为偏好被阻断，D符合题意。
故选ACD。
【小问3详解】
用脂肪和糖灌注小鼠的肠，检测迷走神经激活情况，发现迷走神经元中，一部分对糖、脂肪都有响应，另一部分只对脂肪有响应。前一类神经元被沉默后，小鼠对糖和脂肪的偏好均显著下降。而后一类神经元被沉默后，小鼠脂肪偏好性显著下降，而糖偏好性不受影响。在小鼠cNST区域注射阻断神经递质释放的药物，同时向小鼠提供人造甜味剂和脂肪，小鼠更多的取食人造甜味剂。
【小问4详解】
葡萄糖除了在舌头上产生甜味刺激外，还能直接作用于肠道，肠上皮的肠内分泌细胞（EEC）通过其细胞表面的SGLT1受体来接收糖信号，经迷走神经激活大脑中的cNST区域，导致不依赖味觉的糖摄入偏好产生，敲除SGLT1受体不影响小鼠对脂肪的偏好，而敲除了EEC表面的特定GPR受体能阻断小鼠对脂肪的偏好，迷走神经元中，一部分对糖、脂肪都有响应，另一部分只对脂肪有响应。前一类神经元被沉默后，小鼠对糖和脂肪的偏好均显著下降。而后一类神经元被沉默后，小鼠脂肪偏好性显著下降，而糖偏好性不受影响，综合这些信息，可知：脂肪引起奖赏效应的途径是EC通过GPR受体来接收脂肪信号，通过对糖和脂肪都能响应的迷走神经通路和仅响应脂肪的迷走神经通路激活cNST引起奖赏效应。
【小问5详解】
根据本文的研究结果，阻止糖或脂肪与相应的肠道受体结合；阻止激活的肠道细胞向迷走神经细胞发送信号；沉默糖或脂肪激活的迷走神经元，并阻止其信号传递到大脑等措施，都可治疗饮食失调导致的肥胖、暴食症等。
21. 为提高基因编辑的精准性，减少脱靶，科研人员尝试对基因编辑系统进行改造。
（1）CRISPR-Cas9是被普遍应用的基因编辑系统，由人工设计的sgRNA靶向目标基因，Cas9蛋白在sgRNA引导下切割目标基因的双链DNA，使其断裂，促使细胞启动自然的DNA修复过程，断口处可能产生碱基错配，从而使目标基因产生突变或缺失等。Cas9蛋白与sgRNA所形成的复合物的功能与基因操作工具中__________的功能类似，但长期存在于细胞核中的Cas9蛋白也可能产生对非目标DNA的切割，从而造成脱靶。
（2）热纤梭菌中C和D蛋白能以高亲和力相互作用，形成复合物。科研人员将Cas9蛋白的N端和C端两个片段分别与C和D蛋白融合，构建Cas9（N）-C复合物和Cas9（C）-D复合物，这两个复合物在细胞中相遇时，Cas9可恢复全酶活性。科研人员构建图1所示的表达载体，导入受体细胞。
启动子1为远红光诱导型启动子，启动子2为持续表达启动子。据此分析，在没有远红光照射时，受体细胞中Cas9（N）、Cas9（C）和Cas9蛋白的存在状态及位置是___________。与持续表达Cas9全酶相比，上述方法的优势是___________。
（3）为检测上述基因编辑系统治疗肿瘤的效果，科研人员在小鼠皮下移植肿瘤制作荷瘤小鼠。将构建好的上述载体注射到荷瘤小鼠的肿瘤部位，实验组一段时间内定期用远红光照射荷瘤小鼠。
①检测本系统对目标基因PLK（一种肿瘤标志基因，可促进细胞分裂）的编辑效果。实验过程如下：提取不同组别小鼠肿瘤细胞的DNA，PCR扩增PLK基因片段，所得PCR产物热变性后降温复性。用T酶（可识别含错配碱基的DNA并在错配处切割）酶切复性后的PCR产物，电泳检测结果如图2所示。
据图2核酸电泳分离DNA分子大小可知此系统对目标基因进行了编辑，理由是_________。
②实验组小鼠的肿瘤明显小于对照组，分析原因是_________。
（4）科研人员希望利用本编辑系统对多个基因在不同时间进行可控编辑，思路是______。
【答案】（1）限制酶
（2） ①. 无 Cas9（N）、Cas9（C）存在于细胞质、无 Cas9 ②. 仅在远红光诱导时才有全酶进入细胞核，减少Cas9全酶长时间在细胞核中对非目标DNA的切割
（3） ①. 与黑暗组相比，远红光组增加了两条更小的条带，说明PCR产物被酶切 ②. 远红光诱导使Cas9恢复全酶活性，PLK基因产生突变，抑制肿瘤细胞的增殖
（4）构建多个不同表达载体3导入细胞，不同的表达载体3含不同的sgRNA基因与不同的诱导型启动子
【解析】
【分析】1、CRISPR-Cas9基因编辑系统是由sgRNA通过碱基互补配对原则准确地识别并结合到DNA的特定位点，从而引导切割Cas9蛋白到达准确位置进行DNA的切割，在随后DNA自我修复过程中，容易随机引起一些碱基对的插入和缺失，导致基因功能改变。
2、基因工程的工具：①限制性内切核酸酶，又称限制酶。这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并在特定部位将磷酸二酯键切开。②DNA连接酶，连接两个核苷酸之间的磷酸二酯键。③基因进入受体细胞的载体，质粒是最常用的载体，除此之外，还有噬菌体、动植物病毒等。
【小问1详解】
根据题干信息“人工设计的sgRNA靶向目标基因，Cas9蛋白在sgRNA引导下切割目标基因的双链DNA，使其断裂”可知Cas9蛋白与sgRNA所形成的复合物的功能与基因操作工具中限制酶的功能类似，作用于磷酸二酯键将DNA在特定位点切开。
【小问2详解】
表达载体1中的启动子1为远红光诱导型启动子，在没有远红光照射时则Cas9（N）蛋白基因不能发生转录，受体细胞中也就不能合成Cas9（N）蛋白。表达载体2中的启动子2为持续表达启动子，即使没有受到远红光照射，Cas9（C）蛋白基因也能正常转录，并翻译合成Cas9（C）蛋白，然后由表达载体2中的核外运序列引导蛋白质定位于细胞质，因此受体细胞中有Cas9（C）蛋白并且存在于细胞质。由于没有远红光照射，受体细胞没有合成Cas9（N）-C复合物，Cas9（C）-D复合物不能和Cas9（N）-C复合物相遇，受体细胞中也就不会有Cas9蛋白存在；根据题干中“长期存在于细胞核中的Cas9蛋白也可能产生对非目标DNA的切割，从而造成脱靶”这一弊端，则上述方法通过“构建Cas9（N）-C复合物和Cas9（C）-D复合物，这两个复合物在细胞中相遇时，Cas9可恢复全酶活性”，其优势在于仅在远红光诱导时才有全酶进入细胞核，减少Cas9全酶长时间在细胞核中对非目标DNA的切割。
【小问3详解】
定期用远红光照射荷瘤小鼠后，Cas9（N）-C和Cas9（C）-D两个复合物在细胞中结合，使Cas9恢复全酶活性，Cas9蛋白在sgRNA引导下对目标基因PLK进行切割，与黑暗组相比，远红光组增加了两条更小的条带，说明PCR产物被酶切；因为远红光诱导使Cas9恢复全酶活性，PLK基因产生突变，从而抑制了肿瘤细胞的增殖，实验组小鼠的肿瘤明显小于对照组。
【小问4详解】
可以构建多个不同表达载体3导入细胞，不同的表达载体3含不同的sgRNA基因与不同的诱导型启动子，这样就可以利用本编辑系统对多个基因在不同时间进行可控编辑。时间
线粒体个数
ATP含量（nml·ul-1）
C组
H组
C组
H组
第0周
48．17
44．83
0．72
0．65
第8周
44．17
61．00
0．87
1．30
第16周
36．00
60．33
0．68
1．52
组别
体重比
对照组
1.22
5mg/kg
1.12
10mg/kg
1.15
15mg/kg
1.15
项目
光反应
碳反应（暗反应）
实质
光能→化学能，释放O2
同化CO2形成（CH2O）（酶促反应）
时间
短促，以微秒计
较缓慢
条件
需色素、光、ADP、和酶
不需色素和光，需多种酶
场所
叶绿体内囊状结构薄膜上进行
在叶绿体基质中进行
物质转化
2H2O→4[H]+O2↑（在光和叶绿体中的色素的催化下） ADP+Pi+能量→ATP（在酶的催化下）
CO2+C5→2C3（在酶的催化下）C3+【H】→（CH2O）+C5（在ATP供能和酶的催化下）
能量转化
叶绿素把光能先转化为电能再转化为活跃的化学能并储存在ATP中
ATP中活跃的化学能转化变为糖类等有机物中稳定的化学能