2024北京海淀區(qū)高三（上）期末生物試題及答案

海淀區(qū)2023—2024學(xué)年第一學(xué)期期末練習(xí)

高三生物學(xué)2024.01

本試卷共10頁，100分?？荚嚂r長90分鐘。考生務(wù)必將答案答在答題紙匕在試卷上作答無

效?？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷和答題紙一并交回。

第一部分

本部分共15題，每題2分，共30分。在每題列出的四個選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。

1.在Mg?+存在的條件下，己糖激酶可催化ATP分子的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到葡萄糖分子上，生成

6-磷酸葡萄糖。下列關(guān)于己糖激酶的敘述正確的是

A.基本單位是葡萄糖B.組成元素僅含C、H、0、P

C.可提供化學(xué)反應(yīng)所需的活化能D.催化活性受Mg?+影響

2.哺乳動物斷奶后，乳腺中的某些死亡細(xì)胞會被周圍的吞噬細(xì)胞消化清除，據(jù)此推測吞噬細(xì)胞中

比較發(fā)達(dá)的細(xì)胞器是

A.中心體B.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)C.核糖體D.溶酶體

3.圖1和圖2分別為電鏡下觀察到的正常細(xì)胞和癌細(xì)胞的線粒體結(jié)構(gòu)，據(jù)此分析癌細(xì)胞不具有

的是

A.線粒體缺少凸起的崎

B.線粒體基質(zhì)中產(chǎn)生大量丙酮酸

C.無氧呼吸強(qiáng)，產(chǎn)生大量乳酸

D.葡萄糖的消耗量大

高三年級（生物學(xué)）第1頁（共10頁）

4.下圖是甲、乙兩種單基因遺傳病系譜圖，4號不攜帶甲病致病基因，其雙親均攜帶一個單堿基

替換導(dǎo)致的乙病基因，且突變位點(diǎn)不同。對家庭部分成員一對同源染色體上控制乙病的基因

進(jìn)行測序，非模板鏈測序結(jié)果見下表。不考慮X、丫染色體的同源區(qū)段，以下分析不正硼的是

家庭成員124.一5

ss口。正常男女

........G........A..................G.........A.................G........A..........

■唧甲病男女

?而n-BO5測序結(jié)果9

昌魯乙病男女........A........A..........GG........G........A..........

第412位第420位第412位第420位第412位第420位

6

A.無法判斷甲病的顯隱性

B.乙病基因位于X染色體

......G......G......

C.4號控制乙病的基因測序結(jié)果為.…A….A……

第412位第420位

D.1號和2號生一個不患乙病孩子的概率是3/4

5.用擬南芥C株系與野生型雜交，可使受精卵發(fā)育過程中

一方親本染色體消失，子代可獲得單倍體。受精后不同溫

度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)計雜交子代染色體組成，結(jié)果如右圖

下列敘述不正確的是

A.該方除后城得單倍體的傳統(tǒng)途徑原理不同

B.此方法獲得的子代絕大部分為單倍體

C,單倍體細(xì)胞內(nèi)的染色體為非同源染色體

D.25七比22七更利于獲得單倍體

6.聯(lián)會復(fù)合體是減數(shù)分裂中配對的兩條同源染色體之間形成的野生型D蛋門映失突變體

一種蛋白復(fù)合結(jié)構(gòu)。D蛋白可促進(jìn)聯(lián)會復(fù)合體中蛋白質(zhì)的降

解，其功能可被蛋白酶體抑制劑抑制：熒光標(biāo)記聯(lián)會復(fù)合體

的骨架蛋白，顯微鏡下觀察野生型水稻和D蛋白缺失突變體

處于減數(shù)分裂同一時期的花粉母細(xì)胞，結(jié)果如右圖。下列敘

述合理的是

A.圖中所示的細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂的后期

B.D蛋白缺失突變體的染色體正常發(fā)生基因重組

C.用蛋白酶體抑制劑處理野生型細(xì)胞可能產(chǎn)生類似突變體的結(jié)果

D.圖中野生型存在同源染色體，不存在姐妹染色單體

7.小鼠受到社交挫敗刺激后，通過下圖所示的調(diào)節(jié)過程改變睡眠時間及激素分泌，從而在一定程

度上緩解焦慮。下列分析不無頓的是

(-)

社交焦慮行為

敗

挫心+）

激

刺'腎上腺

皮質(zhì)激素

分泌

注：（-）表示抑制；（+）表示促進(jìn)

A.若LH區(qū)神經(jīng)元異常興奮，會導(dǎo)致睡眠時間縮短

B.人為抑制VTA區(qū)神經(jīng)元活性，可能導(dǎo)致小鼠焦慮行為無法得到緩解

C.VTA區(qū)神經(jīng)元通過垂體分泌的促腎上腺激素使腎上腺皮質(zhì)激素分泌增加

D.應(yīng)對社交挫敗刺激的調(diào)節(jié)過程中，下丘腦存在效應(yīng)器

高三年級（生物學(xué)）第2頁（共10頁）

8.B7是細(xì)胞表面一種黏附分干,腫瘤細(xì)胞表面缺乏B7分子科研人員將B7基因?qū)肽[瘤細(xì)胞,

發(fā)現(xiàn)細(xì)胞毒性T細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的殺傷力顯著增強(qiáng)下列相關(guān)敘述，正確的是

A.機(jī)體主要通過非特異性免疫清除體內(nèi)的腫瘤細(xì)胞

B.腫瘤細(xì)胞表面缺乏B7分子是其逃逸免疫監(jiān)視的一種途徑

C.細(xì)胞毒性T細(xì)胞以別并裂解靶細(xì)胞的過程與B7分子無關(guān)

D.過去達(dá)移植器官的B7分子布利于減弱排異反應(yīng)

9.一氧化氮（NO）引發(fā)IAA17蛋門的亞硝基化修飾.修飾后的IAA17蛋白與生長素受體結(jié)介受

到抑制,而不易被降解，阻礙生艮素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)下列敘述不匹項(xiàng)的是

A.生長素是植物體內(nèi)產(chǎn)生的一種微量有機(jī)物

B.亞硝基化修飾導(dǎo)致1AA17蛋白的氨基酸序列改變

C.NO可能抑制植物細(xì)胞的伸長生長

D.亞硝基化修飾可能改變了1AA17蛋白的空間結(jié)構(gòu)

10.冰堿層是冰川融化后形成的裸地，冰碳層上的群落演替要經(jīng)歷上百年的時間。下表為冰債層

演替過程中優(yōu)勢植物的替代情況及部分階段土壤的pH下列敘述不頌的是

苔群一赤楊云杉、鐵杉

冰川退去

演替過程草本植物一

后的裸地

柳樹第9年第18年第35?50年第80?100年

土壤的pH7.9?8.07.5?7.87.26.554.8

A.冰碳層上的群落演替屬于初生演替

B.演替過程中土壤pH的變化主要與卓本植物有關(guān)

C,公杉和鐵杉成為優(yōu)勢種可能與土壤的酸化有關(guān)

D.群落的發(fā)展變化是生物與環(huán)境間相互作用的結(jié)果

11.我國長江口水域生態(tài)系統(tǒng)能量流動筒圖如下，圖中數(shù)字為能量數(shù)值，單位t/（km：a）,據(jù)圖

判斷以下分析正確的是

圖注:

AAAA

0.()4■0.04，0.01'0.002，。捕獲址

營養(yǎng)級

同化此

A.此生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者固定的總能量為911.61/（km2-a）

B.第三營養(yǎng)級輸出的60.77t/（km2-a）能量中包含有第三營養(yǎng)級生物糞便中的能量

C.第三營養(yǎng)級到第四營養(yǎng)級的能量傳遞效率約為9.6%

D.長江口水域生態(tài)系統(tǒng)已達(dá)到相對穩(wěn)定狀態(tài)

高三年級（生物學(xué)）第3頁（共10頁）

12.嗜鹽單胞菌可利用海水合成聚羥基脂肪酸酯（PHA,一種新型生物塑料），在細(xì)胞內(nèi)形成由

膜包裹的不溶性顆粒?？蒲腥藛T從海水中分離得到一株嗜鹽單胞菌，在非滅菌、高鹽、高pH

的發(fā)酵液中連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)PHA,其流程如下圖所示。下列相關(guān)敘述不正確的是

非滅菌連續(xù)開放發(fā)醉

A.利用含PHA的選擇培養(yǎng)基篩選嗜鹽單胞菌

B.高鹽、高pH的發(fā)酵液抑制了雜菌生長

C.培養(yǎng)液上清循環(huán)利用，有利于節(jié)約物質(zhì)和能量

D.發(fā)酵完成后收集沉淀的菌體以得到PHA

13.研究人員將PCR擴(kuò)增得到的毒物誘導(dǎo)型啟動子S（箭頭表示轉(zhuǎn)錄方向）插入圖中載體P區(qū),

構(gòu)建表達(dá)載體，轉(zhuǎn)入大腸桿菌，獲得能夠檢測水中毒物的大腸桿菌。下列敘述不正確的是

A.PCR擴(kuò)增啟動子S時，圖中引物I、II分別加入BamHI、Mol識別序列

B.用Ca"處理大腸桿菌以便于轉(zhuǎn)入構(gòu)建好的表達(dá)載體

C.使用添加氨羊青霉素的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)入載體的菌株

D.可通過轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的熒光情況判斷水中是否含毒物

14.紫花苜蓿營養(yǎng)價值高，百脈根耐酸性強(qiáng)。研究者欲通過植物體細(xì)胞雜交的方法培育兼具二者

優(yōu)良性狀的雜交種，相關(guān)分析正確的是

A.加入胰蛋白酶酶解以制備原生質(zhì)體B.用滅活病毒誘導(dǎo)法可促進(jìn)細(xì)胞融合

C.融合的細(xì)胞即為雜交細(xì)胞D.雜交細(xì)胞不一定具備雙親的優(yōu)良性狀

15.下列與動物細(xì)胞培養(yǎng)有關(guān)的敘述，不正確的是

A.動物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是細(xì)胞的金能性

B.CO,的作用是維持細(xì)胞培養(yǎng)液pH的相對穩(wěn)定

C.動物細(xì)胞培養(yǎng)需要添加一定量的動物血清

D.可以用體外培養(yǎng)的人體細(xì)胞培養(yǎng)病毒

高三年級（生物學(xué)）第4頁（共10頁）

第二部分

本部分共6題，共70分。

16.（11分）

土壤中存在細(xì)菌、真菌和線蟲等生物，它們的關(guān)系十分復(fù)雜。

(1)細(xì)菌、真菌和線蟲等生活環(huán)境中的全部生物共同構(gòu)成了o線蟲可以細(xì)菌為食,

真菌可產(chǎn)生菌絲陷阱包裹并殺死線蟲。

(2)富含尿素的土壤中能檢測出較多的菌絲陷阱，研究者推

測尿素可誘導(dǎo)菌絲陷阱的形成。為研究尿素誘導(dǎo)菌絲陷

阱形成的機(jī)制，研究者利用尿素及其分解產(chǎn)物氨分別

處理野生型真菌和尿素分解酶基因功能喪失的真菌突變

體，檢測菌絲陷阱的數(shù)量，結(jié)果如右圖所示。結(jié)合上述

野生型突變體野生.型突變體

信息，推測,從而誘導(dǎo)菌絲陷阱的產(chǎn)生。尿素氨

(3)線蟲產(chǎn)生蛔或作為信號以調(diào)節(jié)自身生長發(fā)育和行為。真菌可感應(yīng)該信號，從而

形成菌絲陷阱，由此可見，信息可以,進(jìn)而維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。

(4)土壤中細(xì)菌的精氨酸酶(可催化尿素產(chǎn)生的酶)表達(dá)量與線蟲取食頻率成正比。綜合上

述信息，通過分析細(xì)菌、真菌和線蟲之間的關(guān)系，解釋線蟲數(shù)量相對穩(wěn)定的機(jī)制：。

(5)自然界中不乏類似于上述土壤微生物與線蟲間的關(guān)系。下列事例與上述機(jī)制最相似的

是□

a.食草昆蟲啃食植物葉片后，植物產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)吸引肉食性昆蟲

b.白蟻在巢穴中通過排出糞便供養(yǎng)細(xì)菌，從而抑制寄生真菌的生存和傳播

c.蟲媒傳粉的植物，花朵中蜜腺分泌含糖量較高的蜜露吸引昆蟲來進(jìn)行傳粉

17.(11分)

科研人員獲得一株小麥突變體，其籽粒灌漿期葉片綠色時間延長、籽粒重量大。為研究相關(guān)

機(jī)理進(jìn)行了系列實(shí)驗(yàn)。

(1)光合作用的光反應(yīng)在葉綠體的上進(jìn)行，其上的P蛋白

等與形成光合復(fù)合體(PS)吸收、傳遞并轉(zhuǎn)化光能。

(2)P蛋白對PS具有保護(hù)作用，缺失P蛋白的PS為［PS］0科研人員

檢測灌漿期野生型和突變體葉片中PS、［PS］含量，結(jié)果如圖1,

5o

結(jié)果顯示O灌漿期檢測兩種小麥的葉綠素含量，結(jié)果4o

如圖2。據(jù)圖1及圖2結(jié)果結(jié)合所學(xué)知識分析，突變體在灌漿3o

期,因而葉片向籽粒運(yùn)輸有機(jī)物總量高，籽粒增重。2o

1o

(3)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)突變體中編碼A蛋白的A基因突變，產(chǎn)生了突變

O

的A蛋白。A蛋白是葉綠體中的一種蛋白酶。野生型突變體

圖2

高三年級(生物學(xué))第5頁(共1()頁)

①為研究A蛋白的功能，科研人員提取野生型小麥葉片蛋門，加入圖3所示試劑，處理不

同時間后檢測P蛋白含量，結(jié)果如圖3所示，推測在小麥體內(nèi)A蛋白的作用是

②制備圖4所示的三種與His（一種短肽，常作為蛋白檢測標(biāo)簽）融合的蛋門，分別結(jié)

合于特定介質(zhì)上，加入等量的突變體小麥葉片蛋白提取液孵育一段時間，除去未結(jié)

合在介質(zhì)上的蛋白，分離出介質(zhì)上結(jié)合的蛋白進(jìn)行電泳，使用抗原-抗體雜交檢測,

結(jié)果如圖4。結(jié)合圖3、怪14結(jié)果推測，突變體中A蛋臼突變導(dǎo)致功能喪失，突變的

A蛋白與P蛋白,因而產(chǎn)生相關(guān)表型.

A蛋白

溶劑

活性抑制劑

H

S-突His-

關(guān)

都

Hi勺

無His

A蛋

門

P蛋白結(jié)合在介質(zhì)上的蛋白蛋AI

抗體檢測

His抗體—

P蛋白抗體

圖4

（4）研究發(fā)現(xiàn)P蛋白減少導(dǎo)致缺少保護(hù)的PS在吸收光能后釋放活性氧，誘發(fā)細(xì)胞死亡，從

而抑制小麥條銹菌生長。結(jié)合上述研究，說明A蛋白對小麥生存的意義.

18.（12分）

F因子是一種主要由肝細(xì)胞分泌的蛋白質(zhì)，在脂肪等多種組織中表達(dá)，對調(diào)節(jié)血糖有重要作

用，科研人員對相關(guān)機(jī)制進(jìn)行了研究。

（1）與標(biāo)準(zhǔn)飲食相比，高脂飲食使機(jī)體攝入更多能量，引起血糖升高肝和可將葡

萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)榉翘俏镔|(zhì)，引發(fā)肥胖，導(dǎo)致細(xì)胞X寸胰島素敏感性降低：

（2）科研人員以野生型小鼠（WT）和F因子合成基因敲除小鼠（K0）為材料，給予不同飲

食，一段時間內(nèi)檢測F因子及皮下脂肪含量，結(jié)果如圖1和圖2

)…?！璚T-標(biāo)準(zhǔn)飲食

2-

9-?-K0-標(biāo)準(zhǔn)飲食

--O-WT-高帽飲食

6

-—K0-高脂飲食

31

O2

16

飼喂時間（周）

圖2

①據(jù)圖1可知，高脂飲食可，

②結(jié)合圖1和圖2結(jié)果推測F因子

高三年級（生物學(xué)）第6頁（共1（）頁）

（3）為研究高脂飲食條件下F因子通過皮下脂肪影響胰島素敏感性從而調(diào)節(jié)血糖的機(jī)制，科

研人員對給予高脂飲食飼喂一段時間后的不同小鼠進(jìn)行了皮下脂肪移植手術(shù)，一段時間

后檢測相關(guān)指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計及檢測結(jié)果如下表所示。

注射胰島素后

葡萄糖輸注速率皮下脂肪

供體小鼠受體小鼠皮下脂肪

（mgkg_1min-1）AKT蛋白含量

pAKT含量

組1WTKOI++++

組2KOKOn+++無

組3WT假手術(shù)m+++++

組4KO假手術(shù)IV+++無

注：“+”越多代表含量越高；AKT蛋白是胰島素信號通路關(guān)鍵蛋白；pAKT是磷酸化的AKT蛋白。

①將上述受體及假手術(shù)小鼠禁食后，輸注等

6h胰島素--葡萄為X

量葡萄糖，之后同時輸注等量胰島素和不等量

胰島素

的葡萄糖，以維持正常血糖水平。計算一段時葡萄糖

受體

間內(nèi)葡萄糖輸注速率，以反映細(xì)胞對胰島素的

敏感性。據(jù)表中結(jié)果可知F因子增加了胰島素

敏感性，則表中I?IV處的數(shù)據(jù)應(yīng)為

（選填“4”、"4”、"8”、“9.5”）。

②AKT蛋白在胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中的作用如圖3所示，據(jù)表中結(jié)果結(jié)合圖3推測F

因子對血糖調(diào)節(jié)的機(jī)制：o

（4）脂聯(lián)素是一種主要由脂肪細(xì)胞分泌的蛋白質(zhì)，可增加胰島素敏感性。為證明F因子通過

生調(diào)控脂肪細(xì)胞分泌脂聯(lián)素增加胰島素敏感性，還需進(jìn)一步檢測并比較WT和K0小鼠的

19.（12分）學(xué)習(xí)以下材料，回答（1）?（5）題。

水稻抗褐飛虱研究

----蟲高一尺稻高一丈

水稻是我國重要的糧食作物。褐飛虱是專食水稻的害蟲，它將針管狀的口器刺入水稻，可直

達(dá)韌皮部的篩管吸食汁液（圖1）。取食過程中褐飛虱分泌唾液，唾液中降解細(xì)胞壁的酶類使得口

針更容易穿刺，此外，唾液中的a-淀粉酶和麥芽糖酶可以促進(jìn)淀粉水解。

B蛋白是褐飛虱唾液中的一種蛋白質(zhì)，隨褐飛虱取食進(jìn)入水稻體內(nèi)，可抑制易感水稻的基礎(chǔ)

防御反應(yīng)。水稻也有相應(yīng)機(jī)制來抵抗褐飛虱。抗蟲水稻中存在N基因，其編碼免疫應(yīng)答受體N蛋

白。N蛋白可識別并能與B蛋白結(jié)合形成復(fù)合體進(jìn)入細(xì)胞核，從而調(diào)控下游基因的表達(dá)，引發(fā)防

御反應(yīng)。例如，通過調(diào)節(jié)脫股質(zhì)合成酶基因與篩管中斷胭質(zhì)水解酶基因的表達(dá)，控制篩板上篩孔

（圖2）邊緣臍脆質(zhì)的合成，從而抵御褐飛虱吸食篩管中的汁液。

高三年級（生物學(xué)）第7頁（共10頁）

篩管

細(xì)胞

篩板篩孔

圖1圖2

研究發(fā)現(xiàn)利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)在抗蟲水稻中持續(xù)高表達(dá)B蛋白可提高轉(zhuǎn)基因水稻的抗蟲性，但植

株矮小，產(chǎn)量低。自然界中，抗蟲水稻可及時清除B蛋白以避免過度的抗蟲反應(yīng)。B蛋白進(jìn)入水

稻細(xì)胞被N蛋白識別后，除激活抗蟲信號通路■之外，也激活了細(xì)胞自噬。細(xì)胞自噬是一種依賴溶

酶體和液泡的蛋白質(zhì)降解途徑。B蛋白可與細(xì)胞自噬受體結(jié)合，且N蛋白促進(jìn)二者的結(jié)合，自噬

受體可與自噬體結(jié)合，最終將B蛋白拖入液泡并將其降解。由于B蛋白-N蛋白-自噬受體三者

互作激活細(xì)胞自噬，降解B蛋白，水稻細(xì)胞內(nèi)B蛋白的量被嚴(yán)格控制在適當(dāng)?shù)乃?。?dāng)褐飛虱取

食終止時，水稻細(xì)胞中已無殘留的B蛋白，故可快速恢復(fù)正常生長發(fā)育。

目前水稻育種中已獲得應(yīng)用的抗褐飛虱基因非常少，因此發(fā)掘和利用水稻中多種不同抗性機(jī)

制的基因，將它們聚合利用，是形成抗褐飛虱的長效機(jī)制。

(1)褐飛虱唾液中的酶可以水解植物細(xì)胞壁，便于口針穿刺植物組織，同時分泌的

a-淀粉酶和麥芽糖酶將淀粉分解為進(jìn)而吸收。

(2)水稻N蛋白調(diào)節(jié)肺月氐質(zhì)合成酶與臍胭質(zhì)水解酶的表達(dá)(如下圖),是對抗褐飛虱的有效

策略。

肺股質(zhì)合成酶、

〉駢服質(zhì)含量：m—篩管運(yùn)輸iv

(臟脫質(zhì)水解酶/

褐飛虱取食水稻汁液時I?IV應(yīng)分別為(選填選項(xiàng)前字母)=

a.促進(jìn)b.抑制c.上升d.下降e.阻塞f.暢通

(3)根據(jù)文中信息，下列關(guān)于B蛋白在植物體內(nèi)作用的敘述，正確的是0

a.將B基因轉(zhuǎn)入抗蟲水稻并持續(xù)表達(dá)，可提高轉(zhuǎn)基因水稻抗蟲性

b.水稻細(xì)胞中長期存在B蛋白可激發(fā)防御反應(yīng)，利于植株生長

c.B蛋白在易感與抗蟲水稻中引發(fā)的效應(yīng)相同

d.抗褐飛虱水稻通過細(xì)胞自噬途徑來清除B蛋白

(4)從穩(wěn)態(tài)與平衡的角度，分析抗蟲水稻精細(xì)調(diào)控進(jìn)入體內(nèi)的B蛋白以實(shí)現(xiàn)抗蟲反應(yīng)與生長發(fā)

育之間平衡的機(jī)制=

(5)雖然水稻通過N蛋白可以對抗褐飛虱的侵害，但在水稻育種中單一應(yīng)用此機(jī)制可能有失

效的風(fēng)險。請結(jié)合文中信息，推測存在這種風(fēng)險的原因O

高三年級(生物學(xué))第8頁(共10頁)

20.(12分)

為提高基因編輯的精準(zhǔn)性，減少脫靶，科研人員嘗試對基因編輯系統(tǒng)進(jìn)行改造。

(1)CRISPR-Cas9是被普遍應(yīng)用的基因編輯系統(tǒng)，由人工設(shè)計的sgRNA靶向目標(biāo)基因，

Cas9蛋白在sgRNA引導(dǎo)下切割目標(biāo)基因的雙鏈DNA,使其斷裂，促使細(xì)胞啟動自然的

DNA修復(fù)過程，斷口處可能產(chǎn)生堿基錯配，從而使目標(biāo)基因產(chǎn)生突變或缺失等。Cas9

蛋白與sgRNA所形成的復(fù)合物的功能與基因操作工具中的功能類似，但長期存

在于細(xì)胞核中的Cas9蛋片也可能產(chǎn)生對非目標(biāo)DNA的切割，從而造成脫靶。

(2)熱纖梭菌中C。和D。蛋白能以高親和力相互作用，形成復(fù)合物。科研人員將Cas9蛋白

的N端和C端兩個片段分別與Co和Do蛋白融合，構(gòu)建Cas9(N)-Co復(fù)合物和Cas9

(C)-Do復(fù)合物，這兩個復(fù)合物在細(xì)胞中相遇時，Cas9可恢復(fù)全酶活性。

科研人員構(gòu)建圖1所示的表達(dá)載體，導(dǎo)人受體細(xì)胞。

表達(dá)載體I:啟動子1|核定位序列|Cas9(N)蛋白基因|Co蛋白基因H終止子6

表達(dá)載體2：啟動子2Do蛋白基因|Cas9(C)蛋白基因|核外運(yùn)序列H終止子1

表達(dá)載體3：=1啟動子3sgRNA基囪T終止子卜一

注：核定位序列和核外運(yùn)序列分別引導(dǎo)蛋白質(zhì)定位于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)。

圖1

啟動子I為遠(yuǎn)紅光誘導(dǎo)型啟動子，啟動子2為持續(xù)表達(dá)啟動子。據(jù)此分析，在沒

有遠(yuǎn)紅光照射時，受體細(xì)胞中Cas9(N)、Cas9(C)和Cas9蛋白的存在狀態(tài)及位置

是。與持續(xù)表達(dá)Cas9全酶相比，上述方法的優(yōu)勢是,

(3)為檢測上述基因編輯系統(tǒng)治療腫瘤的效果，科研人員在小鼠標(biāo)準(zhǔn)DNA片段

生(bp)

皮下移植腫瘤制作荷瘤小鼠。將構(gòu)建好的上述載體注射到荷2000—

瘤小鼠的腫瘤部位，實(shí)驗(yàn)組一段時間內(nèi)定期用遠(yuǎn)紅光照射荷1000

750

瘤小鼠，500

①檢測本系統(tǒng)對目標(biāo)基因PLK(一種腫瘤標(biāo)志基因，可促進(jìn)

細(xì)胞分裂)的編輯效果。實(shí)驗(yàn)過程如下：提取不同組別小鼠

黑暗遠(yuǎn)紅光

腫瘤細(xì)胞的DNA,PCR擴(kuò)增PLK基因片段，所得PCR產(chǎn)

圖2

物熱變性后降溫復(fù)性。用T酶(可識別含錯配堿基的DNA

并在錯配處切割)酶切復(fù)性后的PCR產(chǎn)物，電泳檢測結(jié)果如圖2所示。

據(jù)圖2核酸電泳分離的DNA分子大小可知此系統(tǒng)對目標(biāo)基因進(jìn)行了編輯，理由

是。

②實(shí)驗(yàn)組小鼠的腫瘤明顯小于對照組，分析原因是O

(4)科研人員希望利用本編輯系統(tǒng)對多個基因在不同時間進(jìn)行可控編輯，思路是

高三年級(生物學(xué))第9頁(共10頁)

21.（12分）

粳稻和釉稻的雜交種具有產(chǎn)量高的優(yōu)勢，但雜交種的部分花粉不育?？蒲腥藛T對花粉不育的

遺傳機(jī)理展開研究。

（1）將純合粳稻和純合釉稻雜交，獲得F一耳自交獲得F?。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，氏僅有粳-釉雜交種和釉

稻，且二者比例接近1」。顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)兩個親本花粉均正常，但巳產(chǎn)生的花粉中近一

半的花粉粒形態(tài)異常（敗育），可判斷含有（選填“粳稻”或“釉稻”）染色體的花

粉粒敗育，使其基因無法傳遞給后代。

（2）經(jīng)過精細(xì)定位，科研人員將導(dǎo)致花粉敗育的基因定位于12號染色體上的R區(qū)（區(qū)域內(nèi)的基

因不發(fā)生交換）0粳稻和釉稻R區(qū)DNA片段上的基因如下圖。

H--------RK--------H

植稻12號染色體的R區(qū)一.----------------1—

AE

軸稻12號染色體的R區(qū)一.----.-----1-.—

ABCDE

注：粳稻12號染色體上無B、C.D的等位基因，

①科研人員將E雜種植株中A?E基因分別單獨(dú)敲除，得到A、B、C、E的單基因敲除植

株，在顯微鏡下觀察這些敲除植株的花粉粒形態(tài)?？蒲腥藛T推測其中的C基因?qū)е乱?/p>

半花粉敗育，其他基因不影響花粉育性，支持這一推測的顯微鏡觀察證據(jù)是。

②巳雜種植株單獨(dú)敲除D基因，其花粉均不育，C.D基因雙敲除植株花粉均可育。推

測C基因編碼的蛋白具有毒害作用，D基因編碼的蛋白可c

③為驗(yàn)證以上推測，科研人員將D基因轉(zhuǎn)入F”獲得轉(zhuǎn)入了單拷貝D基因的轉(zhuǎn)基因植

株（T。）。檢測發(fā)現(xiàn)T。中轉(zhuǎn)入的D基因并未在12號染色體上。若T。自交，僅檢測12

號染色體的R區(qū)，統(tǒng)計子代中分別與粳稻、粳-釉雜交種和釉稻R區(qū)相同的個體比例

為,則支持上述推測。

（3）研究發(fā)現(xiàn)，C基因編碼的毒素靶向線粒體中的一種細(xì)胞