第1頁(yè)/共1頁(yè)2025北京高三一模生物匯編生物技術(shù)與工程（非選擇題）一、非選擇題1．（2025北京東城高三一模）學(xué)習(xí)以下材料，回答（1）?（5）題。蛋白質(zhì)質(zhì)量檢測(cè)傳感器的設(shè)計(jì)在利用基因工程表達(dá)外源蛋白的過(guò)程中，大腸桿菌是一種應(yīng)用最為廣泛的受體細(xì)胞。然而，在大腸桿菌中表達(dá)的外源蛋白會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤折疊。因此常需要通過(guò)修改目的基因編碼區(qū)（DNA中能夠編碼蛋白質(zhì)的區(qū)域）序列，以促進(jìn)蛋白質(zhì)的正確折疊。解決上述問(wèn)題的思路是：構(gòu)建目的基因編碼區(qū)序列隨機(jī)突變文庫(kù)，從中篩選蛋白質(zhì)正確折疊的突變體?；蚓幋a區(qū)的突變會(huì)造成翻譯不能正常進(jìn)行。正常翻譯指組成蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目不變，且只有個(gè)別氨基酸發(fā)生替換。這就需要有相應(yīng)的傳感器進(jìn)行檢測(cè)。大腸桿菌中的蛋白D與蛋白R(shí)結(jié)合。處于熱應(yīng)激狀態(tài)時(shí)，蛋白D轉(zhuǎn)而與錯(cuò)誤折疊蛋白結(jié)合，從而釋放蛋白R(shí)，促進(jìn)熱休克蛋白基因的轉(zhuǎn)錄。根據(jù)上述原理，研究人員設(shè)計(jì)了兩種傳感器（部分結(jié)構(gòu)如圖1），將重組質(zhì)粒1、2共同導(dǎo)入大腸桿菌，檢測(cè)熒光情況，從而可進(jìn)一步篩選出理想的蛋白突變體。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，由于RFP結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，有時(shí)會(huì)影響到待測(cè)蛋白的折疊，造成檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。原核生物的mRNA常常以多順?lè)醋拥男问酱嬖?，多順?lè)醋邮侵敢粋€(gè)mRNA分子的不同區(qū)域編碼不同的多肽鏈。這些多肽鏈對(duì)應(yīng)的DNA片段串聯(lián)排列，擁有同一個(gè)啟動(dòng)子和終止子，但對(duì)應(yīng)的mRNA區(qū)域的起始密碼子上游都各自擁有一個(gè)核糖體結(jié)合位點(diǎn)——RBS序列。核糖體與RBS結(jié)合，以起始翻譯。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)，有些多順?lè)醋咏Y(jié)構(gòu)中，mRNA由于局部的堿基配對(duì)形成發(fā)卡結(jié)構(gòu)（圖2），因此只有順?lè)醋?完成翻譯后，核糖體才能移動(dòng)并破壞發(fā)卡結(jié)構(gòu)，順?lè)醋?開(kāi)始翻譯。由此，研究人員開(kāi)發(fā)出了更為高效的蛋白質(zhì)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)。(1)基因工程操作過(guò)程中，以大腸桿菌作為受體細(xì)胞時(shí)，需用處理，使細(xì)胞易于吸收周圍環(huán)境中的DNA。(2)文中提到基因編碼區(qū)的突變會(huì)造成翻譯不能正常進(jìn)行，請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)推測(cè)原因。(3)圖1中重組質(zhì)粒1、2分別用于檢測(cè)待測(cè)蛋白能否。若大腸桿菌中存在理想的蛋白突變體，在熱應(yīng)激條件下的熒光情況是。(4)下列關(guān)于多順?lè)醋拥臄⑹稣_的是________。A．多順?lè)醋觤RNA上一般只存在一個(gè)RBS序列B．圖1重組質(zhì)粒1中融合基因的mRNA是多順?lè)醋覥．圖2所示的多順?lè)醋又邪l(fā)卡結(jié)構(gòu)的形成依賴于氫鍵D．圖2中兩個(gè)順?lè)醋拥姆g過(guò)程互相不干擾(5)為避免RFP對(duì)待測(cè)蛋白折疊的影響，對(duì)重組質(zhì)粒1進(jìn)行了如圖3的改進(jìn)，再與重組質(zhì)粒2共同導(dǎo)入受體細(xì)胞。請(qǐng)根據(jù)本文信息對(duì)圖3所示方案進(jìn)行修正，畫(huà)圖表示修正后的DNA和轉(zhuǎn)錄形成的mRNA結(jié)構(gòu)，并標(biāo)出各部分名稱。2．（2025北京東城高三一模）增加種植密度是提高玉米產(chǎn)量的關(guān)鍵策略。(1)光是植物光合作用的來(lái)源，密植導(dǎo)致植株的中下部冠層光合作用強(qiáng)度降低的原因是。(2)品系甲的上中下部葉片角度較野生型有不同程度減小，根據(jù)圖1實(shí)驗(yàn)結(jié)果，甲更適宜密植體現(xiàn)在。經(jīng)鑒定品系甲的Lac1基因發(fā)生突變，Lac1是激素BRs合成的關(guān)鍵酶。(3)已知RAVL1是調(diào)控葉角度的關(guān)鍵因子，為檢測(cè)其是否能結(jié)合Lac1基因的啟動(dòng)子序列，構(gòu)建含有下列基因組件的重組質(zhì)粒：酵母菌E自身不能合成色氨酸和亮氨酸這兩種必需氨基酸。將重組質(zhì)粒c和d共同導(dǎo)入E作為實(shí)驗(yàn)組，以分別導(dǎo)入a和b，a和d、b和c的E作為對(duì)照組。在進(jìn)行轉(zhuǎn)化操作時(shí)，酵母菌應(yīng)接種于的培養(yǎng)基中進(jìn)行篩選與鑒定。

培養(yǎng)后，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的菌落顏色分別為。經(jīng)過(guò)后續(xù)實(shí)驗(yàn)，最終證明RAVL1可結(jié)合Lac1啟動(dòng)子并激活基因轉(zhuǎn)錄。(4)密植導(dǎo)致玉米植株葉片角度減小。當(dāng)密植時(shí)紅光和遠(yuǎn)紅光比率（R/FR）降低，誘導(dǎo)R/FR感受器PhyA含量升高。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)PhyA可與RAVL1結(jié)合，為探究二者之間的調(diào)控關(guān)系，將等量標(biāo)記的RAVL1蛋白與不同處理的植株葉片提取液混合，24分鐘后檢測(cè)標(biāo)記的RAVL1蛋白含量，結(jié)果如圖2。請(qǐng)綜合上述結(jié)果，完善玉米通過(guò)葉片角度動(dòng)態(tài)響應(yīng)植株密度變化的機(jī)制圖（任選一個(gè)過(guò)程，以未選擇的條件為對(duì)照，在方框中以文字和箭頭的形式作答）。3．（2025北京房山高三一模）腫瘤細(xì)胞表面的PD-L1蛋白與T細(xì)胞表面的受體蛋白PD-1結(jié)合，抑制T細(xì)胞的活化和增殖，使得腫瘤細(xì)胞開(kāi)啟免疫逃逸。為了達(dá)到更好的癌癥治療效果，科研人員對(duì)此開(kāi)展系列研究。(1)機(jī)體能通過(guò)免疫殺傷癌細(xì)胞，該過(guò)程體現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的功能。(2)科研人員欲通過(guò)基因編輯技術(shù)（CRISPR-Cas9）敲除T細(xì)胞表面的受體蛋白PD-1基因，以達(dá)到治療癌癥的目的。①基因編輯CRISPR-Cas9技術(shù)系統(tǒng)主要由人工設(shè)計(jì)的gRNA和Cas9蛋白組成，gRNA可與靶序列特異性結(jié)合，Cas9蛋白對(duì)靶序列所在DNA進(jìn)行剪切，gRNA和Cas9蛋白復(fù)合體的功能類似于酶。②科研人員設(shè)計(jì)的gRNA能靶向識(shí)別PD-1蛋白基因，與攜帶Cas9基因的PX330質(zhì)粒構(gòu)建gRNA重組質(zhì)粒。其中PX330質(zhì)粒部分堿基序列及Bbs1限制酶識(shí)別序列如圖1所示。據(jù)圖1分析，限制酶Bhs1切割后質(zhì)粒b處黏性末端序列（5’→3’）為。(3)研究人員以不同的方式處理黑色素腫瘤小鼠（如圖2）。其中注射物Ⅰ為，組6的作用為。圖2結(jié)果說(shuō)明。(4)CRISPR-Cas9編輯T細(xì)胞為腫瘤治療提供了新思路，有人說(shuō)“科學(xué)技術(shù)是一把雙刃劍，應(yīng)當(dāng)審慎地使用基因編輯技術(shù)?！闭?qǐng)你辯證分析基因編輯技術(shù)可能帶來(lái)的影響。4．（2025北京東城高三一模）水稻是自花傳粉的農(nóng)作物，對(duì)秈稻和粳稻的雜交后代育性展開(kāi)研究。(1)水稻6號(hào)染色體上有ORF3、ORF4和ORF5三個(gè)緊密連鎖的基因，可簡(jiǎn)寫(xiě)為3、4、5，秈稻的基因型表示為3+3+4-4-5+5+，粳稻表示為3-3-4+4+5-5-（“+”代表有功能，“-”代表無(wú)功能）。如下圖進(jìn)行雜交，F(xiàn)1的基因型為，這三對(duì)基因的遺傳（填“遵循”或“不遵循”）基因自由組合定律。(2)研究發(fā)現(xiàn)ORF3、ORF4、ORF5是調(diào)控水稻雌配子育性的關(guān)鍵基因，對(duì)雄配子無(wú)影響。秈、粳稻雜交，F(xiàn)2性狀分離比明顯偏離理論值，推測(cè)原因是F1產(chǎn)生了不等量的兩種雌配子，其中基因組成為的雌配子數(shù)量較少。(3)為研究ORF3、ORF4和ORF5的關(guān)系，將不同ORF基因分別導(dǎo)入秈稻或粳稻，進(jìn)一步鑒定出只在非6號(hào)染色體上插入一個(gè)外源ORF基因的個(gè)體，作為實(shí)驗(yàn)材料按照下表進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，F(xiàn)1雌配子的育性通過(guò)自交檢測(cè)，以各個(gè)單株Sf的平均值表示，Sf=×100%，植株雌配子不育時(shí)會(huì)導(dǎo)致空殼形成。組別雜交組合F1植株類型及育性1秈稻×粳稻秈粳雜交型：Sf≈50%2轉(zhuǎn)入4+的秈稻自交含外源4+的植株：Sf≈100%非轉(zhuǎn)基因植株：Sf≈100%3粳稻×轉(zhuǎn)入5+的粳稻含外源5+的植株：Sf≈0非轉(zhuǎn)基因植株：Sf≈100%4秈稻×轉(zhuǎn)入3+的粳稻含外源3+的植株：Sf≈75%非轉(zhuǎn)基因植株：Sf≈50%5______×______？①在雌配子形成過(guò)程中，ORF3、ORF4和ORF5三種基因構(gòu)成了“殺手系統(tǒng)”和“保護(hù)系統(tǒng)”，兩個(gè)系統(tǒng)共同調(diào)控雌配子育性。已知ORF4屬于“殺手系統(tǒng)”。綜合上述信息，可知屬于“殺手系統(tǒng)”，屬于“保護(hù)系統(tǒng)”?！皻⑹窒到y(tǒng)”和“保護(hù)系統(tǒng)”的作用機(jī)制分別為（填選項(xiàng)）。A．該系統(tǒng)只要在原始生殖細(xì)胞存在過(guò)就對(duì)所有配子發(fā)揮作用B．該系統(tǒng)只對(duì)存在這一系統(tǒng)的配子發(fā)揮作用②利用上表雜交組合中已有的水稻材料設(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)5，驗(yàn)證“殺手系統(tǒng)”和“保護(hù)系統(tǒng)”的基因組成及作用機(jī)制，并預(yù)期F1植株類型及育性。5．（2025北京海淀高三一模）蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。科研人員利用細(xì)胞內(nèi)已有蛋白質(zhì)L創(chuàng)建出一種能被更精準(zhǔn)調(diào)控的蛋白模塊，為疾病治療提供新的方向。(1)正常細(xì)胞內(nèi)，L蛋白的功能在不同條件下會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)的變化。L蛋白與連接的X（可變蛋白質(zhì)組分）構(gòu)成蛋白模塊。在25℃下，L蛋白的發(fā)生改變，定位到細(xì)胞膜上，進(jìn)而活化Ⅹ蛋白，激活下游信號(hào)通路，如圖1。(2)科研人員構(gòu)建編碼L-X蛋白模塊的基因表達(dá)載體，導(dǎo)入到動(dòng)物細(xì)胞中。利用PCR技術(shù)篩選成功構(gòu)建的基因表達(dá)載體，最佳引物組合是圖2中的。(3)誘導(dǎo)上述細(xì)胞表達(dá)L-X蛋白模塊，進(jìn)行25℃/37℃溫度轉(zhuǎn)換，檢測(cè)蛋白模塊與細(xì)胞膜的結(jié)合情況。結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)多次溫度轉(zhuǎn)換，L-X蛋白模塊響應(yīng)模式始終相似，表明該蛋白模塊的優(yōu)點(diǎn)是具有。(4)活化的C蛋白可啟動(dòng)細(xì)胞凋亡通路，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。X選用C蛋白，組成L-C蛋白模塊。向小鼠左側(cè)后腿注射腫瘤細(xì)胞，右側(cè)注射表達(dá)L-C蛋白模塊的同種腫瘤細(xì)胞，并對(duì)右側(cè)后腿進(jìn)行局部冷卻處理。與對(duì)照組相比，一周后左側(cè)腫瘤體積顯著減小。請(qǐng)結(jié)合免疫學(xué)原理，補(bǔ)充左側(cè)腫瘤被抑制的途徑：右側(cè)后腿局部冷卻處理→①→釋放腫瘤抗原→②→左側(cè)后腿腫瘤被抑制。(5)目前，主要采用光激活蛋白G組成G-C蛋白模塊治療癌癥，但是治療深層組織癌癥的效果不佳。L-C蛋白模塊比G-C蛋白模塊更具有臨床應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，利用下列材料和設(shè)備驗(yàn)證該推測(cè)，請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。主要實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備：瓊脂（模擬人體組織）、L細(xì)胞（表達(dá)L-TEV蛋白模塊和熒光蛋白的細(xì)胞）、G細(xì)胞（表達(dá)G-TEV蛋白模塊和熒光蛋白的細(xì)胞）、光源、冷卻裝置、熒光檢測(cè)系統(tǒng)。注：活化的TEV蛋白可誘導(dǎo)熒光蛋白發(fā)出熒光，熒光不會(huì)激活L或G蛋白。二、解答題6．（2025北京豐臺(tái)高三一模）高粱是重要的糧食和經(jīng)濟(jì)作物。為加速其遺傳改良進(jìn)程，科研人員對(duì)載體系統(tǒng)的構(gòu)建進(jìn)行了系列研究。(1)目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞，并在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和的過(guò)程稱為轉(zhuǎn)化。已有研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)表達(dá)植物發(fā)育調(diào)節(jié)因子（WUS、BBM、GRF、GIF等）可有效提高轉(zhuǎn)化效率。(2)科研人員欲利用上述四種調(diào)節(jié)因子加速高粱的遺傳改良，構(gòu)建了圖1所示的三種載體，其中LB和RB分別是T-DNA的左右邊界，DsRed和NPTⅡ作為用于篩選轉(zhuǎn)化成功的受體細(xì)胞，每個(gè)插入單位均需含有。GIF是GRF的輔助因子，從蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能角度推測(cè)GRF-GIF以融合基因的形式插入的原因是。

將三種載體分別導(dǎo)入高粱胚中，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下表。組別載體胚愈傷組織存活率（%）帶芽的愈傷組織再生率（%）轉(zhuǎn)化效率（%）1對(duì)照載體1215646.28814.296.612WUS+BBM985556.122138.1821.433GRF-GIF964647.922554.3526.04①轉(zhuǎn)化效率的計(jì)算公式為。②結(jié)果顯示W(wǎng)US+BBM的存活率高而轉(zhuǎn)化效率低，GRF-GIF則相反。對(duì)此合理的解釋是。③觀察3月齡植物生長(zhǎng)狀況，發(fā)現(xiàn)WUS+BBM會(huì)造成葉片扭曲、生育能力降低等生長(zhǎng)缺陷，而GRF-GIF與對(duì)照組相比沒(méi)有明顯差異，說(shuō)明。(3)科研人員欲將CRISPR-Cas9引入上述載體系統(tǒng)，建立一個(gè)高效的基因編輯工具。請(qǐng)?jiān)趫D2中補(bǔ)充相關(guān)元件。（CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)是通過(guò)人工設(shè)計(jì)的sgRNA來(lái)識(shí)別目的基因序列，并引導(dǎo)Cas9蛋白有效切割DNA雙鏈，切割后DNA修復(fù)會(huì)造成基因敲除或敲入等，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)基因的編輯。）7．（2025北京豐臺(tái)高三一模）甘藍(lán)型油菜是我國(guó)重要的油料作物之一。黑籽油菜具有耐寒、耐旱、耐鹽堿等多種優(yōu)良性狀，黃籽油菜種子含油量（SOC）更高，木質(zhì)纖維素含量（SLC）更低，二者均可用于甘藍(lán)型油菜的育種。(1)甘藍(lán)型油菜是油菜（AA，）和甘藍(lán)（CC，）雜交得到的異源四倍體，可通過(guò)形成含有兩個(gè)的配子。(2)目前已克隆的黃籽基因多為隱性基因，限制了甘藍(lán)型油菜黃籽品種的培育?？蒲腥藛T新發(fā)現(xiàn)一株種皮顏色（SCC）為黃色的甘藍(lán)型油菜N，通過(guò)雜交實(shí)驗(yàn)確認(rèn)其黃色SCC基因?yàn)轱@性基因，極大加快了甘藍(lán)型油菜黃籽品種的培育進(jìn)程。①?gòu)闹仓闚中克隆出基因D。推測(cè)D對(duì)SCC、SOC和SLC三種性狀都有改善作用，為驗(yàn)證此推測(cè)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)組1：構(gòu)建D基因表達(dá)載體，導(dǎo)入黑籽油菜中；實(shí)驗(yàn)組2：構(gòu)建能敲除D基因的表達(dá)載體，導(dǎo)入中；對(duì)照組：。②與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組2的預(yù)期結(jié)果為。a．SCC變黃

b．SOC升高

c．SLC升高

d．SCC變黑

e．SOC降低

f．SLC降低(3)甘藍(lán)型油菜種子含油量的部分調(diào)控機(jī)制如圖，D基因在種皮中特異性表達(dá)，苯丙烷、類黃酮生物合成途徑，原花青素和木質(zhì)纖維素含量，使種皮發(fā)生相應(yīng)變化。

(4)為培育出油量高、且能保持黑籽油菜品系（K）多種優(yōu)良性狀的油菜新品種，請(qǐng)寫(xiě)出雜交育種流程。8．（2025北京順義高三一模）學(xué)習(xí)以下材料，回答（1）～（4）題。基因編輯技術(shù)的變革CRISPR/Cas9系統(tǒng)是基因編輯技術(shù)的常用工具.由Cas9蛋白和人工設(shè)計(jì)的gRNA構(gòu)成。gRNA嵌入Cas9的RNA結(jié)合區(qū)，形成穩(wěn)定的RNA-蛋白復(fù)合體。gRNA可識(shí)別目標(biāo)序列，引導(dǎo)Cas9切斷DNA雙鏈。這種情況下，細(xì)胞內(nèi)原有的負(fù)責(zé)修復(fù)DNA切口的酶將“行動(dòng)”起來(lái)，修復(fù)斷裂的DNA（如圖示）。肝臟合成的蛋白T若發(fā)生錯(cuò)誤折疊后，會(huì)聚集在心臟、神經(jīng)等組織引發(fā)疾病?？茖W(xué)家研發(fā)了基于CRISPR/Cas9技術(shù)的基因治療產(chǎn)品，命名為N-2001。該產(chǎn)品包含靶向T基因的gRNA和編碼Cas9的mRNA，并由親肝性脂質(zhì)體包裹，注射到患者體內(nèi)，取得一定治療效果。但gRNA識(shí)別的序列短小，可能結(jié)合基因組中與目標(biāo)序列相似的非目標(biāo)序列，造成脫靶。Cas9的兩個(gè)結(jié)構(gòu)域分別負(fù)責(zé)切割DNA雙鏈中的一條，其中一個(gè)結(jié)構(gòu)域失活得到nCas9，只能切割DNA中與gRNA結(jié)合的那條鏈。利用nCas9在目標(biāo)序列的兩條鏈上產(chǎn)生鄰近切口，造成雙鏈斷裂，能有效減少脫靶效應(yīng)。但Cas9和nCas9均是對(duì)DNA序列的直接改變，一旦發(fā)生錯(cuò)誤難以糾正。若使Cas9的兩個(gè)結(jié)構(gòu)域同時(shí)失活，則獲得dCas9，dCas9雖然失去了切割DNA的能力，但仍可在gRNA的引導(dǎo)下定位到特定DNA序列上。以此為基礎(chǔ)，我國(guó)科研人員通過(guò)改造獲得“dCas9-Tet1”融合蛋白，將Tet1（去甲基化因子）精確地定位到抑癌基因的啟動(dòng)子區(qū)域，激活抑癌基因表達(dá)。研究表明，該療法治療的肺癌模型小鼠，抑癌基因的表達(dá)量顯著升高，癌細(xì)胞增殖遷移能力均明顯降低。dCas9基因編輯技術(shù)通過(guò)改變特定位點(diǎn)的DNA甲基化修飾，調(diào)控基因表達(dá)，為相關(guān)疾病的治療提供了新思路。(1)以含Cas9基因的重組質(zhì)粒為模板，通過(guò)技術(shù)擴(kuò)增得到含Cas9基因的線性DNA片段，在體外轉(zhuǎn)錄出Cas9mRNA。(2)由文中信息可知，N-2001輸入到患者體內(nèi)后，在無(wú)外源模板的情況下，其發(fā)揮作用的過(guò)程是:脂質(zhì)體進(jìn)入肝細(xì)胞后降解并釋放Cas9mRNA→→→T基因被Cas9剪切發(fā)生→T蛋白含量降低。(3)切割DNA雙鏈時(shí)，nCas9比Cas9脫靶概率低的原因是。(4)DNMT是一種作用于基因啟動(dòng)子區(qū)域的DNA甲基化酶，通過(guò)研究確定了編碼DNMT催化結(jié)構(gòu)域的基因序列。請(qǐng)?jiān)贜-2001基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種基因編輯療法的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)對(duì)肝細(xì)胞內(nèi)T基因表達(dá)的抑制。

9．（2025北京豐臺(tái)高三一模）光周期現(xiàn)象是生物對(duì)晝夜交替中光照和黑暗長(zhǎng)短變化引起的適應(yīng)性反應(yīng)。藍(lán)細(xì)菌等原核生物生長(zhǎng)和繁殖迅速，為探究藍(lán)細(xì)菌是否也具有光周期現(xiàn)象，科研人員展開(kāi)相關(guān)研究。(1)光作為一種信號(hào)，能夠多種生物生長(zhǎng)、發(fā)育。(2)研究者比較了三種光周期下野生型和晝夜節(jié)律基因突變株K轉(zhuǎn)入冰浴環(huán)境中的存活率（圖1）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明藍(lán)細(xì)菌有光周期現(xiàn)象，理由是。(3)比較不同光周期數(shù)對(duì)野生型藍(lán)細(xì)菌存活率的影響，發(fā)現(xiàn)光周期現(xiàn)象隨時(shí)間逐步建立和增強(qiáng)（圖2）。已知藍(lán)細(xì)菌繁殖一代時(shí)間約6小時(shí)，據(jù)圖分析在代后光周期現(xiàn)象相對(duì)穩(wěn)定。

(4)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，野生型藍(lán)細(xì)菌感知光周期后，膜脂去飽和化程度提高，推測(cè)這種變化可能提高了細(xì)胞膜的流動(dòng)性，這一特點(diǎn)對(duì)于藍(lán)細(xì)菌在低溫環(huán)境下完成等功能有重要意義。(5)結(jié)合以上研究，下列說(shuō)法正確的有______。A．藍(lán)細(xì)菌的藻藍(lán)素分布在葉綠體類囊體薄膜上B．突變株K中導(dǎo)入晝夜節(jié)律基因，可恢復(fù)光周期現(xiàn)象C．突變株K的膜脂去飽和化程度與野生型無(wú)顯著差異D．光周期現(xiàn)象可能在真核生物演化之前已經(jīng)出現(xiàn)E．生物的性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果(6)請(qǐng)基于本研究提出一項(xiàng)提高農(nóng)作物抗寒性的措施，并分析潛在限制因素。10．（2025北京朝陽(yáng)高三一模）番茄的花是兩性花，雜交育種時(shí)需進(jìn)行去雄操作，耗時(shí)費(fèi)力且難以避免自交污染。我國(guó)研究者利用基因工程技術(shù)開(kāi)發(fā)了雄性不育番茄品系，提高了番茄雜交育種的效率。(1)研究者選擇性狀優(yōu)良的WT品系番茄，對(duì)在雄蕊中特異性表達(dá)的S基因進(jìn)行編輯，獲得S基因中增加一個(gè)堿基對(duì)的純合突變體甲。甲花粉不成活。甲與WT雜交，F(xiàn)1育性正常。F1自交，F(xiàn)2中216株育性正常，68株雄性不育。這表明甲的雄性不育性狀屬于性狀，該性狀的遺傳遵循分離定律。(2)為了確認(rèn)雄性不育是由S基因編輯導(dǎo)致的，研究者使用了一種競(jìng)爭(zhēng)性等位基因特異性PCR，該P(yáng)CR體系同時(shí)含3種引物和4種探針（如圖）。探針的熒光基團(tuán)與淬滅基團(tuán)分離時(shí)顯現(xiàn)熒光。①引物3'末端與模板的嚴(yán)格配對(duì)對(duì)于子鏈的延伸至關(guān)重要。引物I和引物II的3'末端堿基分別是。該P(yáng)CR體系從第個(gè)循環(huán)開(kāi)始，復(fù)性環(huán)節(jié)中帶有熒光基團(tuán)的探針與模板鏈結(jié)合，作為引物在延伸環(huán)節(jié)中摻入子鏈，使產(chǎn)物顯現(xiàn)熒光。②用該體系對(duì)F2的基因組DNA進(jìn)行PCR檢測(cè)，育性不同植株的檢測(cè)結(jié)果為，證實(shí)雄性不育性狀是由S基因編輯導(dǎo)致的。(3)甲無(wú)法自交保種。研究者將控制子葉為紫色的顯性基因與WT型的S基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA中，兩基因緊密相鄰。用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入甲，獲得育性恢復(fù)的純合品系乙。請(qǐng)寫(xiě)出用甲和乙為材料，連續(xù)生產(chǎn)甲的最簡(jiǎn)雜交方案。(4)研究者在野生番茄中發(fā)現(xiàn)一個(gè)抗病基因，擬用雜交方法將此基因引入到甲、乙品系中。從操作的簡(jiǎn)便性出發(fā)，應(yīng)將抗病基因先引入甲還是乙？請(qǐng)說(shuō)明理由。。11．（2025北京石景山高三一模）銅綠假單胞菌（P菌）易對(duì)抗生素產(chǎn)生耐藥性，導(dǎo)致現(xiàn)有治療P菌感染的效果不佳。P菌有兩類，其中Pa菌能產(chǎn)生膿毒素S蛋白，殺死不能產(chǎn)生S蛋白的Pb菌。研究者嘗試改造S蛋白用于靶向治療P菌感染，并利用近紅外光控制工程菌精準(zhǔn)放藥。(1)將Pa菌接種于固體培養(yǎng)基中獲得，再利用液體培養(yǎng)基進(jìn)行，收集發(fā)酵液分離得到S蛋白并分析其結(jié)構(gòu)與功能。(2)如圖1所示，S蛋白的R、U、T功能區(qū)可協(xié)同將S蛋白特異性轉(zhuǎn)入Pb菌，N能降解Pb菌中DNA。Pa菌能表達(dá)Is蛋白與S蛋白形成復(fù)合物，保護(hù)自身免受S蛋白的毒害。大腸桿菌分泌的抗生素E的功能區(qū)C會(huì)使核糖體失活，IE可與E形成保護(hù)自身的復(fù)合物。用（填酶的名稱）構(gòu)建重組質(zhì)粒，導(dǎo)入Pa菌中獲得工程菌，生產(chǎn)嵌合膿毒素S′蛋白。

用S和S′蛋白分別對(duì)Pa菌、Pb菌和大腸桿菌進(jìn)行抑菌試驗(yàn)，觀察抑菌圈出現(xiàn)情況，證實(shí)S′蛋白可作為靶向治療P菌感染的藥物。請(qǐng)寫(xiě)出抑菌試驗(yàn)的結(jié)果。(3)為使工程菌在特定的部位釋放S′蛋白，研究者構(gòu)建圖2所示的表達(dá)載體。其工作原理為：黑暗條件下，菌體中c-di-GMP濃度低，不能產(chǎn)生裂解蛋白L。近紅外光照射激活啟動(dòng)子R，，進(jìn)而激活啟動(dòng)子P，合成的Q蛋白。裂解蛋白L積累到一定量時(shí)，工程菌裂解，從而釋放S′蛋白。

(4)若要將構(gòu)建的工程菌用于治療傷口的P菌感染，在臨床應(yīng)用前，還需要。12．（2025北京門頭溝高三一模）水稻是我國(guó)主要的糧食作物，獲得具有雜種優(yōu)勢(shì)的雜交種子是提高水稻產(chǎn)量的重要途徑。雄性不育水稻因其不需要人工去雄，成為重要的育種材料。(1)雄性不育性狀由隱性基因控制。為培育自交后代中穩(wěn)定出現(xiàn)雄性不育植株的品系，研究人員利用限制酶和酶構(gòu)建含以下元件的基因表達(dá)載體（圖1），通過(guò)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入雄性不育水稻細(xì)胞，用添加了的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)化成功的細(xì)胞，經(jīng)技術(shù)獲得育性恢復(fù)植株（品系甲，僅一條染色體整合了基因表達(dá)載體）。(2)甲產(chǎn)生的花粉中不含上述表達(dá)載體。據(jù)此分析，在甲減數(shù)分裂形成花粉的過(guò)程中，啟動(dòng)子A應(yīng)在期啟動(dòng)F基因表達(dá)。將品系甲自交，后代的表型及比例為。(3)胚乳是成熟水稻種子中體積最大的部分，淀粉是其中最主要的貯藏物質(zhì)。科研人員對(duì)圖1基因表達(dá)載體進(jìn)行改造（圖2）。改造的目的是。使用胚乳特異性啟動(dòng)子的目的是避免。三、實(shí)驗(yàn)題13．（2025北京朝陽(yáng)高三一模）蘇氨酸是常用工業(yè)原料，目前主要通過(guò)大腸桿菌發(fā)酵生產(chǎn)。我國(guó)研究者嘗試?yán)没蚬こ碳夹g(shù)提高菌株生產(chǎn)能力。(1)大腸桿菌蘇氨酸合成酶基因的啟動(dòng)子是RNA聚合酶的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。細(xì)胞中氨基酸以該mRNA為合成蘇氨酸合成酶。(2)當(dāng)細(xì)胞中蘇氨酸含量較高時(shí)，會(huì)抑制蘇氨酸合成酶基因的轉(zhuǎn)錄。A基因編碼的A蛋白位于大腸桿菌細(xì)胞膜上，可將蘇氨酸運(yùn)出細(xì)胞。分別利用三種具有持續(xù)表達(dá)活性的啟動(dòng)子和A基因、紅色熒光蛋白（RFP）基因構(gòu)建表達(dá)載體并導(dǎo)入大腸桿菌菌株W中，獲得三種工程菌，相關(guān)處理及結(jié)果如圖。

①該實(shí)驗(yàn)的目的是。②工程菌W-01蘇氨酸產(chǎn)量顯著高于W的原因是。(3)W-01菌株具有更高的蘇氨酸產(chǎn)量，但其生長(zhǎng)明顯弱于菌株W和其他工程菌，從物質(zhì)與能量的角度，推測(cè)原因是。(4)大腸桿菌擬核中有一個(gè)環(huán)狀DNA分子，其上的F基因是調(diào)控細(xì)胞分裂的主要基因，當(dāng)其表達(dá)水平較低時(shí).可產(chǎn)生含有多個(gè)擬核DNA的多倍體菌株，這種菌株細(xì)胞體積和細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)產(chǎn)物增加。綜合利用上述信息，設(shè)計(jì)一個(gè)插入W-01菌株F基因啟動(dòng)子與編碼區(qū)之間的表達(dá)元件（如圖），制備高產(chǎn)蘇氨酸的多倍體工程菌，且該工程菌能夠在含氯霉素的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)。

14．（2025北京高三一模）琥珀酸是一種天然有機(jī)酸，廣泛應(yīng)用于制藥、食品等行業(yè)。產(chǎn)琥珀酸放線桿菌（SW）生長(zhǎng)的最適pH為7.0，能利用糖類發(fā)酵生產(chǎn)琥珀酸，但耐酸能力較弱。(1)培養(yǎng)SW的培養(yǎng)基包含水、NaCl、K2HPO4、葡萄糖、蛋白胨等成分，其中葡萄糖為SW提供。(2)有些微生物進(jìn)化出由GadC和GadB組成的Gad系統(tǒng)以抵抗酸脅迫。研究人員將編碼Gad系統(tǒng)的基因?qū)隨W中，擬獲得耐酸性強(qiáng)的重組菌株GSW（如圖1）。當(dāng)外界環(huán)境pH降低時(shí)，啟動(dòng)Gad系統(tǒng)，運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)的谷氨酸（Glu）轉(zhuǎn)化為γ-氨基丁酸（GABA）運(yùn)出細(xì)胞，此過(guò)程，同時(shí)運(yùn)出細(xì)胞的H+也減少，從而緩解酸脅迫。(3)研究人員對(duì)SW、GSW進(jìn)行耐酸性實(shí)驗(yàn)測(cè)定。①首先將等量菌液分為兩組，分別接種到含或不含且pH為4.6的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)1.5h。②將上述菌液進(jìn)行后，依次分別涂布于pH為7的固體培養(yǎng)基上，37℃培養(yǎng)24h，圖2所示結(jié)果說(shuō)明GSW菌株耐酸能力明顯提高。此步驟配制的固體培養(yǎng)基pH為7而非4.6，目的是。(4)若要確定GSW菌株是否適用于工業(yè)生產(chǎn)，還需檢測(cè)。15．（2025北京順義高三一模）生長(zhǎng)因子可結(jié)合并激活癌細(xì)胞表面的EGFR受體，通過(guò)一系列信號(hào)傳導(dǎo)最終促進(jìn)ERK磷酸化，p-ERK進(jìn)入細(xì)胞核調(diào)控促增殖基因的轉(zhuǎn)錄。用于結(jié)腸癌治療的單抗X能與生長(zhǎng)因子競(jìng)爭(zhēng)受體，從上阻斷胞內(nèi)信號(hào)通路，但長(zhǎng)期使用會(huì)產(chǎn)生耐藥。(1)獲得單抗X需先通過(guò)注射特定抗原對(duì)小鼠進(jìn)行，再?gòu)钠⒅蝎@取B細(xì)胞，與骨髓瘤細(xì)胞融合，并用特定培養(yǎng)基篩選得到細(xì)胞。(2)M基因編碼甲基轉(zhuǎn)移酶M，酶M可使靶基因的mRNA發(fā)生甲基化，影響靶基因表達(dá)。研究表明耐藥結(jié)腸癌細(xì)胞中M基因表達(dá)下調(diào)?？蒲腥藛T給小鼠接種對(duì)單抗X敏感的兩種結(jié)腸癌細(xì)胞，并進(jìn)行單抗X治療，實(shí)驗(yàn)處理及結(jié)果如下圖。①上圖結(jié)果顯示，驗(yàn)證M基因表達(dá)下調(diào)導(dǎo)致結(jié)腸癌對(duì)單抗X產(chǎn)生耐藥性。②科研人員用單抗X處理敏感癌細(xì)胞獲得耐藥癌細(xì)胞，從耐藥組中挑選靶基因的候選基因，相比對(duì)照組，這些基因表達(dá)的程度、其對(duì)應(yīng)mRNA的甲基化程度分別表現(xiàn)為。(3)進(jìn)一步研究將靶基因鎖定為F基因?？蒲腥藛T完成以下實(shí)驗(yàn)，證明酶M通過(guò)甲基化修飾降低FmRNA的穩(wěn)定性，請(qǐng)補(bǔ)充表中實(shí)驗(yàn)結(jié)果。組別實(shí)驗(yàn)處理檢測(cè)指標(biāo)及數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果1組:對(duì)照癌細(xì)胞在培養(yǎng)基中加入轉(zhuǎn)錄抑制劑處理0h、2h、4h、6h、8h后檢測(cè)FmRNA剩余量，推算FmRNA半衰期。三組細(xì)胞FmRNA的半衰期由大到小的順序?yàn)椤?組:M基因敲低癌細(xì)胞3組:M基因過(guò)表達(dá)癌細(xì)胞注:半衰期指某物質(zhì)含量降低到初始濃度一半時(shí)所需的時(shí)間(4)研究表明F蛋白含量與ERK磷酸化水平呈正相關(guān)?；趩慰筙的作用機(jī)理，綜合上述研究成果，概括結(jié)腸癌細(xì)胞對(duì)單抗X產(chǎn)生耐藥性的本質(zhì)。16．（2025北京朝陽(yáng)高三一模）PD-L1抗體可用于治療多種癌癥。有些患者在接受PD-L1抗體治療后，胰島B細(xì)胞受損，研究者對(duì)其機(jī)制進(jìn)行了研究。(1)活化的細(xì)胞毒性T細(xì)胞表面的PD-1與正常細(xì)胞表面的PD-L1結(jié)合后，細(xì)胞毒性T細(xì)胞受到抑制。癌細(xì)胞可通過(guò)PD-L1的表達(dá)量來(lái)逃避細(xì)胞毒性T細(xì)胞的攻擊，而PD-L1抗體能抑制癌細(xì)胞的免疫逃逸。(2)細(xì)胞內(nèi)的HLA能夠與多種肽段結(jié)合，形成復(fù)合物后移動(dòng)到細(xì)胞表面，該過(guò)程稱為抗原提呈。正常情況下，識(shí)別自身正?？乖募?xì)胞毒性T細(xì)胞會(huì)受抑制甚至凋亡.以避免病的發(fā)生。(3)胰島B細(xì)胞中可能產(chǎn)生錯(cuò)誤翻譯的胰島素，這些異常胰島素水解產(chǎn)生的肽段與HLs形成的復(fù)合物稱為ID。研究發(fā)現(xiàn)，接受PD-L1抗體治療后，機(jī)體免疫增強(qiáng)，血漿中干擾素IFNγ增多，細(xì)胞毒性T細(xì)胞群體中特異性識(shí)別ID的S型細(xì)胞毒性T細(xì)胞所占比例也從極低水平顯著升高。為研究S型細(xì)胞毒性T細(xì)胞增加的原因，研究者進(jìn)行了下圖所示實(shí)驗(yàn)，圖1為圖2中乙組的處理過(guò)程。①丙組的處理方式是。②圖2結(jié)果表明IFNγ處理能。(4)細(xì)胞中的免疫蛋白酶體可將細(xì)胞中異常胰島素水解為肽段。研究者推測(cè)IFNγ通過(guò)作用于免疫蛋白酶體實(shí)現(xiàn)對(duì)胰島B細(xì)胞的作用，并進(jìn)行下表所示實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)各組MIP分泌量，驗(yàn)證了推測(cè)。請(qǐng)完善表中實(shí)驗(yàn)處理和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。抑制胰島B細(xì)胞中無(wú)關(guān)蛋白合成抑制胰島B細(xì)胞中免疫蛋白酶體特定肽鏈合成細(xì)胞毒性T細(xì)胞與共培養(yǎng)+細(xì)胞毒性T細(xì)胞與共培養(yǎng)注：“+”的數(shù)量表示MIP分泌量的多少。(5)綜合上述信息，解釋某些腫瘤患者接受PD-L1抗體治療后，胰島B細(xì)胞受損的原因。

參考答案1．(1)Ca2+(2)編碼區(qū)堿基序列的替換、增添或缺失導(dǎo)致mRNA中終止密碼子位置改變，翻譯提前或延后終止(3)正常翻譯、正確折疊有紅色熒光，無(wú)綠色熒光(4)C(5)【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟：1、目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸?kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是鈣離子處理法。4、目的基因的檢測(cè)與鑒定：（1）分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因——PCR檢測(cè)等技術(shù)；②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA——PCR檢測(cè)等技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)——抗原-抗體雜交技術(shù)。（2）個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等?！驹斀狻浚?）當(dāng)以大腸桿菌作為受體細(xì)胞時(shí)，常用Ca2+（或CaCl2）處理。因?yàn)镃a2+處理能使大腸桿菌細(xì)胞處于一種容易吸收周圍環(huán)境中DNA的生理狀態(tài)，即感受態(tài)，便于重組質(zhì)粒等外源DNA的導(dǎo)入。（2）基因編碼區(qū)的突變可能會(huì)導(dǎo)致翻譯不能正常進(jìn)行，原因是突變可能使基因編碼區(qū)的堿基序列改變，進(jìn)而使轉(zhuǎn)錄形成的mRNA上的密碼子發(fā)生改變。如果突變后的密碼子變?yōu)榻K止密碼子，就會(huì)導(dǎo)致翻譯提前終止；或者突變影響了mRNA與核糖體的結(jié)合等，從而使翻譯無(wú)法正常進(jìn)行。（3）①圖1中重組質(zhì)粒1含有待測(cè)蛋白-紅色熒光蛋白（RFP）融合基因，若待測(cè)蛋白能正常翻譯，則會(huì)出現(xiàn)紅色熒光；重組質(zhì)粒2含有綠色熒光蛋白（GFP）基因，由題干信息“處于熱應(yīng)激狀態(tài)時(shí)，蛋白D轉(zhuǎn)而與錯(cuò)誤折疊蛋白結(jié)合，從而釋放蛋白R(shí)，促進(jìn)熱休克蛋白基因的轉(zhuǎn)錄”可知，在熱應(yīng)激條件下，若待測(cè)蛋白錯(cuò)誤折疊，則會(huì)出現(xiàn)綠色熒光，若待測(cè)蛋白正確折疊，則不會(huì)出現(xiàn)綠色熒光，因此圖1中重組質(zhì)粒1、2分別用于檢測(cè)待測(cè)蛋白能否正常翻譯、正確折疊。若大腸桿菌中存在理想的蛋白突變體，在熱應(yīng)激條件下的熒光情況是有紅色熒光，無(wú)綠色熒光。（4）A、多順?lè)醋又袑?duì)應(yīng)的mRNA區(qū)域的起始密碼子各自擁有一個(gè)核糖體結(jié)合位點(diǎn)——RBS序列，所以多順?lè)醋觤RNA上一般存在多個(gè)RBS序列，A錯(cuò)誤；B、圖1重組質(zhì)粒1中融合基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA編碼的是一種融合蛋白，不是多順?lè)醋?，B錯(cuò)誤；C、圖2所示的多順?lè)醋又邪l(fā)卡結(jié)構(gòu)是由于局部的堿基配對(duì)形成的，堿基對(duì)之間通過(guò)氫鍵連接，所以發(fā)卡結(jié)構(gòu)的形成依賴于氫鍵，C正確；D、由文中“有些多順?lè)醋咏Y(jié)構(gòu)中，mRNA由于局部的堿基配對(duì)形成發(fā)卡結(jié)構(gòu)，因此只有順?lè)醋?完成翻譯后，核糖體才能移動(dòng)并破壞發(fā)卡結(jié)構(gòu)，順?lè)醋?開(kāi)始翻譯”可知，兩個(gè)順?lè)醋拥姆g過(guò)程是相互干擾的，D錯(cuò)誤。故選C。（5）為避免RFP對(duì)待測(cè)蛋白折疊的影響，可利用多順?lè)醋拥脑磉M(jìn)行修正。修正后的DNA結(jié)構(gòu)應(yīng)是：。2．(1)能量中下部冠層光照強(qiáng)度弱，光反應(yīng)弱；中下部通風(fēng)不暢，CO2濃度低，暗反應(yīng)弱(2)隨種植密度增加，甲的光穿透率和凈光合速率始終高于野生型，甲凈光合速率未發(fā)生顯著降低(3)缺乏亮氨酸和色氨酸、含X-gal實(shí)驗(yàn)組為藍(lán)色，對(duì)照組均為白色(4)【分析】光合作用，通常是指綠色植物（包括藻類）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有機(jī)物，同時(shí)釋放氧氣的過(guò)程。其主要包括光反應(yīng)、暗反應(yīng)兩個(gè)階段，涉及光吸收、電子傳遞、光合磷酸化、碳同化等重要反應(yīng)步驟，對(duì)實(shí)現(xiàn)自然界的能量轉(zhuǎn)換、維持大氣的碳-氧平衡具有重要意義?！驹斀狻浚?）光合作用的本質(zhì)是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，因此光是植物光合作用的能量來(lái)源。中下部冠層光照強(qiáng)度弱，光反應(yīng)弱（光反應(yīng)依賴光照，弱光導(dǎo)致ATP和NADPH生成不足）。中下部通風(fēng)不暢，CO?濃度低，暗反應(yīng)弱（暗反應(yīng)依賴CO?固定，低CO?抑制卡爾文循環(huán)）。（2）根據(jù)圖1實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，品系甲葉角度減小，相較于乙，中下部葉片能接收更多光照（光穿透率高），維持較高的光合速率。因此甲更適宜密植原因是隨種植密度增加，甲的光穿透率和凈光合速率始終高于野生型，甲凈光合速率未發(fā)生顯著降低。（3）酵母菌E自身不能合成色氨酸和亮氨酸這兩種必需氨基酸，重組質(zhì)粒c和d分別攜帶亮氨酸（Leu）和色氨酸（Trp）合成基因及完整的lacZ基因，因此在進(jìn)行轉(zhuǎn)化操作時(shí)，酵母菌應(yīng)接種于缺乏亮氨酸和色氨酸的培養(yǎng)基中進(jìn)行篩選。根據(jù)題意，鑒定lacZ基因是否表達(dá)則需在培養(yǎng)基添加X(jué)-gal，觀察菌落顏色。實(shí)驗(yàn)組（c+d）中RAVL1結(jié)合Lac1啟動(dòng)子激活lacZ表達(dá)，分解X-gal生成藍(lán)色產(chǎn)物。對(duì)照組中無(wú)法激活lacZ，菌落為白色。因此培養(yǎng)后，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的菌落顏色分別為實(shí)驗(yàn)組為藍(lán)色，對(duì)照組均為白色。（4）密植時(shí)R/FR降低（紅光減少，遠(yuǎn)紅光增加），PhyA作為光受體被激活，含量升高。PhyA結(jié)合RAVL1蛋白（圖2顯示PhyA存在時(shí)RAVL1蛋白含量下降），RAVL1降解增加，減少其對(duì)Lac1基因的激活。Lac1表達(dá)下降導(dǎo)致BRs合成減少，葉角度減小，適應(yīng)密植環(huán)境。因此總結(jié)答案為：3．(1)細(xì)胞免疫監(jiān)視(2)限制酶/限制性核酸內(nèi)切酶G-T-T-T-(3)PX330或空質(zhì)粒作為對(duì)照，檢測(cè)基因編輯治療癌癥的效果淋巴結(jié)注射gRNA重組質(zhì)?？娠@著治療癌癥，效果好于肌肉注射和抗體治療(4)有利方面：疾病治療、作物改良、酶的結(jié)構(gòu)改造等…潛在風(fēng)險(xiǎn)：脫靶（誤切割）帶來(lái)的新的未知基因突變或癌變；安全和倫理問(wèn)題【分析】基因治療是把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的。大部分基因治療的臨床試驗(yàn)，都是先從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞，進(jìn)行培養(yǎng)。然后在體外完成基因轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)，稱為體外基因治療。直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治病方法叫體內(nèi)基因治療?！驹斀狻浚?）機(jī)體殺傷癌細(xì)胞依靠細(xì)胞免疫過(guò)程；免疫系統(tǒng)有三大功能，即免疫防御、免疫自穩(wěn)和免疫監(jiān)視，其中監(jiān)視并清除體內(nèi)出現(xiàn)的衰老、破損細(xì)胞以及癌細(xì)胞等異常細(xì)胞屬于免疫監(jiān)視功能。（2）基因編輯CRISPR-Cas9技術(shù)中，gRNA與靶序列特異性結(jié)合，Cas9蛋白對(duì)靶序列所在DNA進(jìn)行剪切，其功能類似限制酶（限制性核酸內(nèi)切酶）。由圖1可知，限制酶Bbs1的識(shí)別序列是G-G-A-C-T，且切割位點(diǎn)在識(shí)別序列的下游，根據(jù)DNA單鏈的5'-3'方向，切割后質(zhì)粒5'黏性末端的序列為G-T-T-T-。（3）該實(shí)驗(yàn)設(shè)置了不同處理組，要探究基因編輯治療癌癥的效果，需要有空白對(duì)照組，即注射不含gRNA重組質(zhì)粒的PX330空質(zhì)粒。圖2中注射物2沒(méi)有經(jīng)過(guò)基因編輯處理，其作用是作為對(duì)照，檢測(cè)基因編輯治療癌癥的效果。從圖2結(jié)果看，淋巴結(jié)注射gRNA重組質(zhì)粒組的腫瘤相對(duì)體積明顯小于其他組，說(shuō)明淋巴結(jié)注射gRNA重組質(zhì)?？娠@著治療癌癥，效果好于肌肉注射和抗體治療。（4）從有利方面考慮，基因編輯技術(shù)可以用于疾病治療，例如對(duì)一些遺傳疾病進(jìn)行基因修正；在作物改良上，通過(guò)編輯相關(guān)基因可以使作物具有更好的抗逆性、更高的產(chǎn)量等；還可以用于酶的結(jié)構(gòu)改造，提高酶的性能等。從潛在風(fēng)險(xiǎn)方面看，基因編輯過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)脫靶（誤切割）現(xiàn)象，從而帶來(lái)新的未知基因突變甚至可能引發(fā)癌變；同時(shí)也會(huì)引發(fā)一系列安全和倫理問(wèn)題，比如對(duì)人類生殖細(xì)胞進(jìn)行基因編輯可能改變?nèi)祟惖幕驇?kù)等。4．(1)3+3-4+4-5+5-不遵循(2)3-4+5-(3)ORF4和ORF5ORF3A、B轉(zhuǎn)入3+的粳稻×轉(zhuǎn)入5+的粳稻非轉(zhuǎn)基因植株和含外源3+的植株：Sf≈100%含外源3+和5+的植株：Sf≈50%含外源5+的植株：Sf≈0【分析】自由組合的實(shí)質(zhì)：當(dāng)具有兩對(duì)（或更多對(duì)）相對(duì)性狀的親本進(jìn)行雜交，在子一代產(chǎn)生配子時(shí)，在等位基因分離的同時(shí)，非同源染色體上的基因表現(xiàn)為自由組合。其實(shí)質(zhì)是非等位基因自由組合，即一對(duì)染色體上的等位基因與另一對(duì)染色體上的等位基因的分離或組合是彼此間互不干擾的，各自獨(dú)立地分配到配子中去。因此也稱為獨(dú)立分配定律。【詳解】（1）秈稻的基因型表示為3+3+4-4-5+5+，粳稻表示為3-3-4+4+5-5-，F(xiàn)1的基因型為3+3-4+4-5+5-；ORF3、ORF4和ORF5三個(gè)緊密連鎖的基因，均位于6號(hào)染色體上，這三對(duì)基因的遺傳不遵循基因自由組合定律。（2）F1產(chǎn)生的配子為3+4-5+、3-4+5-，若雌雄配子中兩種基因型的配子相等，則產(chǎn)生的子代為1∶2∶1，現(xiàn)遠(yuǎn)偏于分離比，粳稻（3-3-4+4+5-5-）只占1/20，說(shuō)明基因組成為3-4+5-的雌配子數(shù)量較少。（3）①3-4+5-的雌配子數(shù)量較少，ORF4為“殺手系統(tǒng)”，組3粳稻×轉(zhuǎn)入5+的粳稻，含外源5+的植株：Sf≈0，說(shuō)明ORF5為“殺手系統(tǒng)”，因此ORF4和ORF5屬于“殺手系統(tǒng)”；秈稻×轉(zhuǎn)入3+的粳稻，結(jié)果為含外源3+的植株：Sf≈75%、非轉(zhuǎn)基因植株：Sf≈50%，說(shuō)明ORF3屬于“保護(hù)系統(tǒng)”；“殺手系統(tǒng)”只要在原始生殖細(xì)胞存在過(guò)就對(duì)所有配子發(fā)揮作用，故選A；“保護(hù)系統(tǒng)”只對(duì)存在這一系統(tǒng)的配子發(fā)揮作用，對(duì)另外的配子沒(méi)有作用，故選B。②驗(yàn)證“殺手系統(tǒng)”和“保護(hù)系統(tǒng)”的基因組成及作用機(jī)制，將轉(zhuǎn)入3+的粳稻與轉(zhuǎn)入5+的粳稻雜交，檢測(cè)F1植株類型及育性，由于“殺手系統(tǒng)”只要在原始生殖細(xì)胞存在過(guò)就對(duì)所有配子發(fā)揮作用，“保護(hù)系統(tǒng)”只對(duì)存在這一系統(tǒng)的配子發(fā)揮作用，因此非轉(zhuǎn)基因植株和含外源3+的植株：Sf≈100%，含外源3+

和5+的植株：Sf≈50%，含外源5+的植株：Sf≈0。5．(1)空間結(jié)構(gòu)（或構(gòu)象）(2)引物2和引物4(3)可逆性/穩(wěn)定性(4)①L-C蛋白模塊定位到細(xì)胞膜上→啟動(dòng)細(xì)胞凋亡通路，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡；②：APC攝取、加工和呈遞腫瘤抗原→活化的細(xì)胞毒性T細(xì)胞識(shí)別并裂解腫瘤細(xì)胞(5)①將L細(xì)胞和G細(xì)胞包埋于不同厚度的瓊脂塊中，用以模擬人體不同組織深度②利用冷卻裝置控制溫度在25°C/37°C之間轉(zhuǎn)換處理L細(xì)胞，利用光源控制光照處G細(xì)胞③利用熒光檢測(cè)系統(tǒng)，分別檢測(cè)L細(xì)胞和G細(xì)胞的熒光強(qiáng)度【分析】1、根據(jù)圖2，引物1和引物2位于啟動(dòng)子之后，可能用于擴(kuò)增L基因和X基因的連接區(qū)域。正確的引物組合應(yīng)確保擴(kuò)增出完整的L-X融合基因。2、右側(cè)注射L-C蛋白模塊的腫瘤細(xì)胞，并局部冷卻可能激活L-C，釋放腫瘤抗原，引發(fā)免疫應(yīng)答。左側(cè)腫瘤體積減小可能因?yàn)槊庖呦到y(tǒng)識(shí)別抗原后，產(chǎn)生特異性T細(xì)胞攻擊左側(cè)腫瘤。需要補(bǔ)充步驟：①L-C蛋白模塊激活，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡；②抗原呈遞細(xì)胞處理抗原并激活T細(xì)胞，后者遷移至左側(cè)腫瘤處發(fā)揮作用。3、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)比較L-C和G-C在深層組織的效果。需使用瓊脂模擬組織，L細(xì)胞和G細(xì)胞分別置于不同深度，使用冷卻裝置激活L-C，光源激活G-C，檢測(cè)熒光強(qiáng)度。預(yù)期L-C在深層組織熒光更強(qiáng)，顯示其優(yōu)勢(shì)?！驹斀狻浚?）L蛋白在25℃下通過(guò)空間結(jié)構(gòu)改變（如暴露疏水區(qū)域或膜定位信號(hào)），使其錨定到細(xì)胞膜，進(jìn)而活化X蛋白。溫度變化誘導(dǎo)的構(gòu)象變化是蛋白質(zhì)定位調(diào)控的常見(jiàn)機(jī)制。（2）基因表達(dá)載體的篩選需擴(kuò)增完整的L-X融合基因。引物2位于啟動(dòng)子下游，引物4位于X基因下游（圖2），兩者組合可擴(kuò)增包含L基因和X基因的連接區(qū)域，驗(yàn)證載體是否成功構(gòu)建。因此最佳引物組合是圖2中的引物2和引物4。（3）多次溫度轉(zhuǎn)換后響應(yīng)模式相似，表明L-X蛋白模塊在溫度變化中能穩(wěn)定結(jié)合細(xì)胞膜并恢復(fù)初始狀態(tài)，具一定的穩(wěn)定性。（4）局部冷卻激活L-C模塊，導(dǎo)致右側(cè)腫瘤凋亡并釋放抗原，激活系統(tǒng)性免疫應(yīng)答，T細(xì)胞對(duì)左側(cè)腫瘤產(chǎn)生特異性殺傷。分析題意：整個(gè)途徑應(yīng)該為右側(cè)后腿局部冷卻處理→L-C蛋白模塊定位到細(xì)胞膜上→啟動(dòng)細(xì)胞凋亡通路，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡誘→釋放腫瘤抗原→APC攝取、加工和呈遞腫瘤抗原→活化的細(xì)胞毒性T細(xì)胞識(shí)別并裂解腫瘤細(xì)胞→左側(cè)后腿腫瘤被抑制。（5）L-C優(yōu)勢(shì)：冷卻可通過(guò)熱傳導(dǎo)作用于深層組織，而光在深層組織衰減嚴(yán)重，L-C模塊激活效率更高。實(shí)驗(yàn)思路：①將L細(xì)胞和G細(xì)胞包埋于不同厚度的瓊脂塊中，用以模擬人體不同組織深度。②利用冷卻裝置控制溫度在25°C/37°C之間轉(zhuǎn)換處理L細(xì)胞，利用光源控制光照處G細(xì)胞。③利用熒光檢測(cè)系統(tǒng)，分別檢測(cè)L細(xì)胞和G細(xì)胞的熒光強(qiáng)度。6．(1)表達(dá)(2)標(biāo)記基因啟動(dòng)子、終止子GIF表達(dá)產(chǎn)物能改變GRF蛋白的空間結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)其提高轉(zhuǎn)化效率的作用轉(zhuǎn)化效率=（帶芽的愈傷組織數(shù)量/胚的數(shù)量）×100%外源基因的轉(zhuǎn)化和表達(dá)可能會(huì)對(duì)原有基因的功能造成不同程度的影響GRF-GIF嵌合蛋白在提高轉(zhuǎn)化效率的同時(shí)，不會(huì)對(duì)植株的正常生長(zhǎng)和發(fā)育產(chǎn)生明顯的負(fù)面影響，而WUS+BBM的表達(dá)則可能導(dǎo)致植株生長(zhǎng)異常(3)

【分析】基因工程的基本操作步驟主要包括：（1）目的基因的獲取；（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建（核心）；（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定?！驹斀狻浚?）目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞，并在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程稱為轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化不僅僅是目的基因的進(jìn)入和穩(wěn)定存在，還包括其在受體細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)，這樣才能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的生物學(xué)功能。（2）據(jù)題干信息“DsRed是紅色熒光基因，NPTⅡ是新霉素抗性基因”可知，DsRed和NPTⅡ作為標(biāo)記基因用于篩選轉(zhuǎn)化成功的受體細(xì)胞；插入單位需要包含啟動(dòng)子、目的基因（如WUS、BBM、GRF-GIF等）和終止子，以確?；蛟谑荏w細(xì)胞中的正確表達(dá)；已知GIF是GRF的輔助因子，GRF-GIF以融合基因形式插入可以確保GIF表達(dá)產(chǎn)物能作用于GRF的表達(dá)產(chǎn)物（GRF蛋白），改變GRF蛋白的空間結(jié)構(gòu)，從而提高轉(zhuǎn)化效率；①據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，轉(zhuǎn)化效率的計(jì)算公式為（帶芽的愈傷組織數(shù)量/胚的數(shù)量）×100%；②結(jié)果顯示W(wǎng)US+BBM的存活率高而轉(zhuǎn)化效率低，GRF-GIF則相反，說(shuō)明外源基因的轉(zhuǎn)化和表達(dá)可能會(huì)對(duì)原有基因的功能造成不同程度的影響；③觀察3月齡植物生長(zhǎng)狀況，發(fā)現(xiàn)WUS+BBM會(huì)造成葉片扭曲、生育能力降低等生長(zhǎng)缺陷，而GRF-GIF與對(duì)照組相比沒(méi)有明顯差異，說(shuō)明GRF-GIF嵌合蛋白在提高轉(zhuǎn)化效率的同時(shí)，不會(huì)對(duì)植株的正常生長(zhǎng)和發(fā)育產(chǎn)生明顯的負(fù)面影響，而WUS+BBM的表達(dá)則可能導(dǎo)致植株生長(zhǎng)異常。（3）據(jù)題干信息可知，基因編輯工具需要特異性的sgRNA序列，Cas9蛋白質(zhì)基因組成，由（2）中可知，GRF-GIF融合基因能提高轉(zhuǎn)化率，且對(duì)植物的生長(zhǎng)狀況無(wú)影響，故可選擇該載體系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建CRISPR-Cas9基因編輯工具，相關(guān)元件如圖所示：

。7．(1)減數(shù)分裂染色體組(2)N將空質(zhì)粒分別導(dǎo)入黑籽油菜和N中cde(3)抑制減少(4)第一步：將黃籽油菜N與黑籽油菜品系K進(jìn)行雜交，獲得F1第二步：將F1與黑籽油菜品系K回交，從子代中篩選黃籽、含油量高的個(gè)體F2第三步：重復(fù)第二步的操作，從子代中篩選黃籽、含油量高的個(gè)體F3第四步：F3自交，從子代中選擇穩(wěn)定遺傳的黃籽、高含油量且具有黑籽油菜品系K多種優(yōu)良性狀的油菜新品種【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟:(1)目的基因的獲取:方法有從基因文庫(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成;(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建:是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等,(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞:根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣;(4)目的基因的檢測(cè)與鑒定?！驹斀狻浚?）甘藍(lán)型油菜是異源四倍體（AACC，2n=40），可通過(guò)減數(shù)分裂形成含有兩個(gè)染色體組的配子。因?yàn)樵跍p數(shù)分裂過(guò)程中，同源染色體分離，使得染色體數(shù)目減半，形成配子時(shí)就會(huì)含有兩個(gè)染色體組。（2）驗(yàn)證D對(duì)SCC、SOC和SLC三種性狀都有改善作用，實(shí)驗(yàn)組1：構(gòu)建能敲除D基因的表達(dá)載體，導(dǎo)入黑籽油菜中。實(shí)驗(yàn)組2構(gòu)建能敲除D基因的表達(dá)載體，應(yīng)該導(dǎo)入種皮顏色（SCC）為黃色的甘藍(lán)型油菜N。?對(duì)照組：將空質(zhì)粒分別導(dǎo)入黑籽油菜和N中。設(shè)置對(duì)照組的目的是為了排除空質(zhì)粒對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，以單純研究D基因?qū)τ筒诵誀畹挠绊?。已知D基因?qū)CC、SOC和SLC三種性狀都有改善作用，即D基因能使SCC變黃、SOC升高、SLC降低。實(shí)驗(yàn)組2是敲除D基因，那么會(huì)出現(xiàn)與D基因作用相反的結(jié)果，即SCC變黑、SOC降低、SLC升高。所以答案選cde。（3）根據(jù)圖中的信息，D基因在種皮中特異性表達(dá)，抑制苯丙烷、類黃酮生物合成途徑，降低原花青素和木質(zhì)纖維素含量，從而使種皮發(fā)生相應(yīng)變化，最終導(dǎo)致種皮顏色變?yōu)辄S色，并提高油菜的含油量。（4）為培育出油量高、且能保持黑籽油菜品系（K）多種優(yōu)良性狀的油菜新品種，雜交育種流程如下：

第一步：將黃籽油菜N與黑籽油菜品系K進(jìn)行雜交，獲得F1；第二步：將F1與黑籽油菜品系K回交，從子代中篩選黃籽、含油量高的個(gè)體F2；第三步：重復(fù)第二步的操作，從子代中篩選黃籽、含油量高的個(gè)體F3；第四步：F3自交，從子代中選擇穩(wěn)定遺傳的黃籽、高含油量且具有黑籽油菜品系K多種優(yōu)良性狀的油菜新品種。8．(1)PCR(2)合成Cas9蛋白gRNA引導(dǎo)Cas9定位到T基因突變(3)nCas9切割雙鏈產(chǎn)生鄰近切口，需兩種gRNA分別識(shí)別目標(biāo)基因兩條鏈的兩段序列(4)靶向T基因啟動(dòng)子的gRNA+編碼dCas9-DNMT融合蛋白的mRNA+親肝性脂質(zhì)體【分析】CRISPR/Cas9系統(tǒng)由Cas9蛋白和人工設(shè)計(jì)的gRNA構(gòu)成。在gRNA引導(dǎo)下，gRNA通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則特異性結(jié)合目的基因序列，然后Cas9與靶序列結(jié)合并將DNA雙鏈切斷，對(duì)真核細(xì)胞的基因組進(jìn)行特異編輯?！驹斀狻浚?）以含Cas9基因的重組質(zhì)粒為模板，通過(guò)PCR技術(shù)擴(kuò)增得到含Cas9基因的線性DNA片段，而后在體外轉(zhuǎn)錄出Cas9mRNA，為定向切割DNA做準(zhǔn)備。（2）由文中信息可知，N-2001輸入到患者體內(nèi)后，在無(wú)外源模板的情況下，其發(fā)揮作用的過(guò)程是：脂質(zhì)體進(jìn)入肝細(xì)胞后降解并釋放Cas9mRNA→合成Cas9蛋白→gRNA引導(dǎo)Cas9蛋白定位到T基因→T基因被Cas9剪切發(fā)生突變→T蛋白含量降低，進(jìn)而發(fā)生性狀改變。（3）切割DNA雙鏈時(shí)，nCas9切割雙鏈產(chǎn)生鄰近切口，需兩種gRNA分別識(shí)別目標(biāo)基因兩條鏈的兩段序列，因此nCas9特異性更強(qiáng)，因而比Cas9脫靶概率低。（4）DNMT是一種作用于基因啟動(dòng)子區(qū)域的DNA甲基化酶，啟動(dòng)子的甲基化會(huì)導(dǎo)致基因表達(dá)受阻，進(jìn)而引起T基因編碼蛋白質(zhì)減少，根據(jù)該思路設(shè)計(jì)使T基因的啟動(dòng)子發(fā)生甲基化，因此，通過(guò)研究確定了編碼DNMT催化結(jié)構(gòu)域的基因序列，在N-2001基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)靶向T基因啟動(dòng)子的gRNA+編碼dCas9-DNMT融合蛋白的mRNA+親肝性脂質(zhì)體，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)T基因啟動(dòng)子甲基化。9．(1)調(diào)控(2)野生型在不同光周期下轉(zhuǎn)入冰浴環(huán)境中的存活率不同，而突變株K在不同光周期下存活率無(wú)顯著差異(3)16(4)物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞間信息交流(5)BDE(6)措施：通過(guò)基因工程手段將藍(lán)細(xì)菌中與感知光周期及提高膜脂去飽和化程度相關(guān)的基因?qū)朕r(nóng)作物中，提高農(nóng)作物對(duì)光周期的感知能力，增加膜脂去飽和化程度，從而提高農(nóng)作物抗寒性。潛在限制因素：基因工程技術(shù)方面，可能存在基因?qū)胄实汀⒒蛘衔稽c(diǎn)不確定等問(wèn)題，影響相關(guān)基因在農(nóng)作物中的正常表達(dá)；農(nóng)作物自身生理特性方面，導(dǎo)入的基因可能與農(nóng)作物自身的代謝途徑產(chǎn)生沖突，影響農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育；生態(tài)安全方面，轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物可能會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生潛在影響，如基因漂移到野生近緣種中，改變野生生物的遺傳特性等。【分析】1、光合作用是綠色植物、藻類和某些細(xì)菌利用光能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物（如葡萄糖）并釋放氧氣的過(guò)程。（1）光反應(yīng)階段：光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的類囊體膜上，需要光能作為驅(qū)動(dòng)力。其主要步驟包括：

?①水的光解?：色素吸收光能，將水分子分解為氧氣（O2）、質(zhì)子（H+）和電子（e-），氧氣釋放到大氣中；②ATP和NADPH的生成?：質(zhì)子梯度驅(qū)動(dòng)ATP合酶合成ATP，同時(shí)光系統(tǒng)I將電子傳遞給NADP+，生成NADPH。ATP和NADPH為暗反應(yīng)提供能量和還原力；（2）暗反應(yīng)階段（卡爾文循環(huán)）：暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，不需要光能，但依賴光反應(yīng)生成的ATP和NADPH。其主要步驟包括：

?①二氧化碳的固定?：二氧化碳與五碳化合物（C5）結(jié)合，生成兩分子三碳化合物（C3）；②三碳化合物的還原?：C3在ATP和NADPH的作用下被還原為有機(jī)物和C5；2、藍(lán)細(xì)菌是含葉綠素和藻藍(lán)素，但不含葉綠體(區(qū)別于真核生物的藻類)、能進(jìn)行光合作用的單細(xì)胞原核生物。【詳解】（1）光作為一種信號(hào)，能夠調(diào)控多種生物生長(zhǎng)、發(fā)育。在自然界中，光對(duì)于生物的生命活動(dòng)有著極其重要的作用，比如植物的向光性生長(zhǎng)、動(dòng)物的季節(jié)性繁殖等，都是光對(duì)生物生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)行調(diào)控的表現(xiàn)；（2）分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在不同光周期下，野生型藍(lán)細(xì)菌在轉(zhuǎn)入冰浴環(huán)境中的存活率存在差異，而晝夜節(jié)律基因突變株K的存活率變化情況與野生型不同。具體來(lái)說(shuō)，野生型在不同光周期下存活率不同，說(shuō)明其對(duì)光周期的變化產(chǎn)生了不同的反應(yīng)，即藍(lán)細(xì)菌的存活情況受光周期影響，這就表明藍(lán)細(xì)菌具有光周期現(xiàn)象；而晝夜節(jié)律基因突變株K由于相關(guān)基因發(fā)生突變，其對(duì)光周期變化的反應(yīng)與野生型不同，進(jìn)一步從反面說(shuō)明了野生型正常的光周期反應(yīng)是依賴于晝夜節(jié)律相關(guān)基因的，也就更加支持了藍(lán)細(xì)菌具有光周期現(xiàn)象這一結(jié)論；（3）藍(lán)細(xì)菌繁殖一代時(shí)間約6小時(shí)，24小時(shí)為一個(gè)光周期，從圖2可以看出，在光周期數(shù)為4之后，野生型藍(lán)細(xì)菌存活率不再有明顯變化，即光周期現(xiàn)象相對(duì)穩(wěn)定，此時(shí)經(jīng)過(guò)的代數(shù)為4×24÷6=16代，在16代后光周期現(xiàn)象相對(duì)穩(wěn)定；（4）細(xì)胞膜具有流動(dòng)性，對(duì)于細(xì)胞完成物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞間信息交流等功能有重要意義。藍(lán)細(xì)菌在低溫環(huán)境下，細(xì)胞膜流動(dòng)性下降可能會(huì)影響這些功能，而膜脂去飽和化程度提高增加了細(xì)胞膜流動(dòng)性，有利于藍(lán)細(xì)菌在低溫環(huán)境下完成物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞間信息交流等功能；（5）A、藍(lán)細(xì)菌是原核生物，沒(méi)有葉綠體，藻藍(lán)素分布在細(xì)胞質(zhì)中，A錯(cuò)誤；B、突變株K是晝夜節(jié)律基因突變株，導(dǎo)入晝夜節(jié)律基因，有可能恢復(fù)其光周期現(xiàn)象，B正確；C、由前面分析可知突變株K與野生型對(duì)光周期響應(yīng)不同，推測(cè)突變株K的膜脂去飽和化程度與野生型有顯著差異，C錯(cuò)誤；D、藍(lán)細(xì)菌是原核生物，光周期現(xiàn)象在藍(lán)細(xì)菌中存在，說(shuō)明光周期現(xiàn)象可能在真核生物演化之前已經(jīng)出現(xiàn)，D正確；E、藍(lán)細(xì)菌的光周期現(xiàn)象體現(xiàn)了生物對(duì)晝夜交替環(huán)境的適應(yīng)性反應(yīng)，說(shuō)明生物的性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果，E正確。故選BDE。（6）措施：通過(guò)基因工程手段將藍(lán)細(xì)菌中與感知光周期及提高膜脂去飽和化程度相關(guān)的基因?qū)朕r(nóng)作物中，提高農(nóng)作物對(duì)光周期的感知能力，增加膜脂去飽和化程度，從而提高農(nóng)作物抗寒性；潛在限制因素：基因工程技術(shù)方面，可能存在基因?qū)胄实汀⒒蛘衔稽c(diǎn)不確定等問(wèn)題，影響相關(guān)基因在農(nóng)作物中的正常表達(dá)；農(nóng)作物自身生理特性方面，導(dǎo)入的基因可能與農(nóng)作物自身的代謝途徑產(chǎn)生沖突，影響農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育；生態(tài)安全方面，轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物可能會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生潛在影響，如基因漂移到野生近緣種中，改變野生生物的遺傳特性等。10．(1)隱性(2)G、A3雄性不育株P(guān)CR產(chǎn)物發(fā)綠色熒光.育性正常株1/3發(fā)紅色熒光，2/3發(fā)紅、綠熒光(3)甲與乙雜交獲得F1，F(xiàn)1與甲雜交，選出子代中綠色子葉幼苗即為甲。子代中紫色子葉幼苗繼續(xù)種植以備連續(xù)生產(chǎn)甲。(4)應(yīng)先引入甲。與甲進(jìn)行雜交和多代回交不用去雄。【分析】基因工程四步驟包括：目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與表達(dá)。分析題圖可知，過(guò)程①為逆轉(zhuǎn)錄，過(guò)程②為限制性核酸內(nèi)切酶切割，過(guò)程③為目的基因擴(kuò)增，過(guò)程④為將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，過(guò)程⑤為目的基因的檢測(cè)鑒定?！驹斀狻浚?）甲花粉不成活。甲與WT雜交，F(xiàn)1育性正常，說(shuō)明不育為隱性性狀。（2）①引物I和引物II分別與野生型和突變型S型基因結(jié)合，相對(duì)于野生型的S基因，突變型的S基因中增加一個(gè)堿基對(duì)A-T，引物與模板鏈互補(bǔ)配對(duì)，且從子鏈（引物）的3'端開(kāi)始延伸，為了更好地區(qū)分突變型和野生型的S基因，因此在引物I和引物II的3'末端堿基分別是G、A；該P(yáng)CR體系同時(shí)含3種引物和4種探針，是一種競(jìng)爭(zhēng)性等位基因特異性PCR，第1次循環(huán)以基因?yàn)槟０?，引物I、引物Ⅲ或引物II、引物Ⅲ擴(kuò)增S基因，第一輪PCR結(jié)束后加入的引物I或II在子鏈中，第二次PCR引物I、引物Ⅲ或引物II、引物Ⅲ擴(kuò)增第一次復(fù)制得到的S基因，第二輪PCR結(jié)束后可以得到引物I、引物Ⅲ或引物II、引物Ⅲ的子鏈，第三輪PCR開(kāi)始，探針1或探針3（不是引物I或引物II）會(huì)特異性地與含有引物I或引物II互補(bǔ)序列的模板鏈結(jié)合，而帶有熒光基團(tuán)的探針是引物的一部分，因此該P(yáng)CR體系從第3個(gè)循環(huán)開(kāi)始，復(fù)性環(huán)節(jié)中帶有熒光基團(tuán)的探針與模板鏈結(jié)合，探針1與探針2分離，去與互補(bǔ)序列結(jié)合，熒光基團(tuán)脫離淬滅基團(tuán)，所以才發(fā)熒光。②F1自交（假設(shè)用A表示野生型S基因，a表示突變型S基因），F(xiàn)2中216株育性正常（1/3AA、2/3Aa），68株雄性不育（1/3aa），若雄性不育性狀是由S基因編輯導(dǎo)致的，則用該體系對(duì)F2的基因組DNA進(jìn)行PCR檢測(cè)，雄性不育株（僅含突變型S基因，只能與探針3結(jié)合）PCR產(chǎn)物發(fā)綠色熒光，育性正常株（均為野生型S基因，只與探針1結(jié)合）1/3發(fā)紅色熒光，2/3發(fā)紅、綠熒光（含有野生型S基因和突變型S基因，既可以與紅色探針結(jié)合，也可以與綠色探針結(jié)合）。（3）研究者將控制子葉為紫色的顯性基因與WT型的S基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA中，兩基因連鎖，用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入甲，獲得育性恢復(fù)的純合品系乙，甲與乙雜交獲得F1，F(xiàn)1與甲雜交，選出子代中綠色子葉幼苗即為甲。子代中紫色子葉幼苗繼續(xù)種植以備連續(xù)生產(chǎn)甲。（4）甲花粉不成活，應(yīng)先引入甲，與甲進(jìn)行雜交和多代回交不用去雄。11．(1)單菌落擴(kuò)大培養(yǎng)(2)限制性內(nèi)切核酸酶和DNA連接酶膿毒素類型培養(yǎng)基接種的菌類型PaPb大腸桿菌S–+–S′++–(3)合成的B酶催化c-di-GMP合成，使其濃度升高解除裂解基因L前的終止子對(duì)轉(zhuǎn)錄的抑制作用，進(jìn)而啟動(dòng)裂解基因L表達(dá)(4)確定工程菌的使用劑量、評(píng)估療效等【分析】基因工程的基本工具：（1）限制酶；（2）DNA連接酶；（3）載體?；蚬こ痰幕静僮鞒绦颍海?）目的基因的篩選與獲取；（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建；（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定。【詳解】（1）將Pa菌接種于固體培養(yǎng)基中獲得單菌落，再利用液體培養(yǎng)基進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，收集發(fā)酵液分離得到S蛋白并分析其結(jié)構(gòu)與功能。（2）重組DNA技術(shù)用到的工具有限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、載體，在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需要用到限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶。結(jié)合題干信息合可知，Pa菌能產(chǎn)生膿毒素S蛋白，殺死不能產(chǎn)生S蛋白的Pb菌。S蛋白的R、U、T功能區(qū)可協(xié)同將S蛋白特異性轉(zhuǎn)入Pb菌，N能降解Pb菌中DNA。Pa菌能表達(dá)Is蛋白與S蛋白形成復(fù)合物，保護(hù)自身免受S蛋白的毒害。所以S蛋白處理Pb菌落時(shí)會(huì)出現(xiàn)抑菌圈，為+，但處理Pa菌落時(shí)不會(huì)出現(xiàn)抑菌圈，為-。S′蛋白中含有S蛋白的R、U、T功能區(qū)，所以S′蛋白可以特異性轉(zhuǎn)入Pb菌落，S′蛋白的功能區(qū)C可以使核糖體失活從而引起細(xì)胞死亡，因此Pa和Pb都會(huì)被抑制生長(zhǎng)出現(xiàn)抑菌圈，這兩者均為+。大腸桿菌分泌的抗生素E的功能區(qū)C會(huì)使核糖體失活，但I(xiàn)E可與E形成保護(hù)自身的復(fù)合物，所以大腸桿菌由于含有E蛋白可以保護(hù)自己，所以不會(huì)產(chǎn)生抑菌圈，兩種蛋白處理結(jié)果均為-。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示：

。（3）分析題圖可知，黑暗條件下，菌體中c-di-GMP濃度低，不能產(chǎn)生裂解蛋白L。近紅外光照射激活啟動(dòng)子R，啟動(dòng)子R能驅(qū)動(dòng)基因B表達(dá)成B酶，合成的B酶催化GTP合成c-di-GMP，使其濃度升高，進(jìn)而激活啟動(dòng)子P，合成的Q蛋白解除裂解基因L前的終止子對(duì)轉(zhuǎn)錄的抑制作用，進(jìn)而啟動(dòng)裂解基因L表達(dá)。裂解蛋白L積累到一定量時(shí)，工程菌裂解，從而釋放S′蛋白。（4）若要將構(gòu)建的工程菌用于治療傷口的P菌感染，在臨床應(yīng)用前，還需要確定工程菌的使用劑量、評(píng)估療效等。12．(1)DNA連接酶潮霉素植物組織培養(yǎng)(2)MII末雄性可育：雄性不育=1：1(3)讓甲自交產(chǎn)生的不同類型種子在重量上出現(xiàn)差異，從而易于區(qū)分miRNA在其他器官中表達(dá)，干擾非胚乳組織的淀粉合成，影響植物生長(zhǎng)發(fā)育【分析】植物的組織培養(yǎng)是根據(jù)植物細(xì)胞具有全能性這個(gè)理論，近幾十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)無(wú)性繁殖的新技術(shù)。植物的組織培養(yǎng)廣義又叫離體培養(yǎng)，指從植物體分離出符合需要的組織、器官或細(xì)胞，原生質(zhì)體等，通過(guò)無(wú)菌操作，在無(wú)菌條件下接種在含有各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及植物激素的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)以獲得再生的完整植株或生產(chǎn)具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的其他產(chǎn)品的技術(shù)。狹義是指用植物各部分組織，如形成層、薄壁組織、葉肉組織、胚乳等進(jìn)行培養(yǎng)獲得再生植株，也指在培養(yǎng)過(guò)程中從各器官上產(chǎn)生愈傷組織的培養(yǎng)，愈傷組織再經(jīng)過(guò)再分化形成再生植物?！驹斀狻浚?）構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，使用限制酶對(duì)目的基因和載體進(jìn)行切割，以形成相同的黏性末端，再用DNA連接酶進(jìn)行連接，形成重組DNA分子；由于卡那霉素抗性基因在農(nóng)桿菌中表達(dá)，因此用添加了卡那霉素的培養(yǎng)基來(lái)篩選含有目的基因的農(nóng)桿菌，由于潮霉素抗性基因在T-DNA中且在植物細(xì)胞中表達(dá)，因此用添加了潮霉素的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)化成功的植物細(xì)胞；植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以將植物細(xì)胞培育成完整的植株。（2）啟動(dòng)子A應(yīng)在MII末啟動(dòng)F基因表達(dá)，F(xiàn)基因?yàn)榛ǚ壑滤阑?，F(xiàn)基因表達(dá)使含有該表達(dá)載體的花粉死亡，品系甲僅一條染色體整合了基因表達(dá)載體，因此品系甲產(chǎn)生的另一花粉不含上述表達(dá)載體；將品系甲自交，產(chǎn)生的雌配子為一種含上述表達(dá)載體（可使育性恢復(fù)）、一種不含上述表達(dá)載體，雄配子均不含上述表達(dá)載體，后代的表型及比例為雄性可育：雄性不育=1：1。（3）將上述表達(dá)載體與啟動(dòng)子B和miRNA連鎖，miRNA是一種可抑制淀粉合成關(guān)鍵基因表達(dá)的小RNA，即不含上述表達(dá)載體的種子可以合成淀粉而質(zhì)量大，含有上述表達(dá)載體的種子不能合成淀粉而質(zhì)量小，這樣甲自交產(chǎn)生的不同類型種子在重量上出現(xiàn)差異，從而易于區(qū)分；胚乳是成熟水稻種子中體積最大的部分，淀粉是植物積累的有機(jī)物之一，使用胚乳特異性啟動(dòng)子可以避免miRNA在其他器官中表達(dá)，干擾非胚乳組織的淀粉合成，影響植物生長(zhǎng)發(fā)育。13．(1)識(shí)別和結(jié)合模板(2)探究外源A基因表達(dá)水平對(duì)工程菌蘇氨酸產(chǎn)量的影響A蛋白表達(dá)量高，蘇氨酸運(yùn)出速率高，菌體中蘇氨酸濃度低，對(duì)蘇氨酸合成酶基因轉(zhuǎn)錄的抑制弱(3)外源基因表達(dá)及蘇氨酸大量合成消耗菌體中的物質(zhì)和能量(4)①氯霉素抗性基因

②終止子

③活性低的啟動(dòng)子【分析】基因工程的基本步驟包括篩選目的基因、基因表達(dá)載體構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與鑒定。其中目的基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心步驟?！驹斀狻浚?）RNA聚合酶可以識(shí)別并結(jié)合大腸桿菌蘇氨酸合成酶基因的啟動(dòng)子，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。翻譯的模板是mRNA，原料是氨基酸，因此細(xì)胞中氨基酸以該mRNA為模板合成蘇氨酸合成酶。（2）①圖示的處理是構(gòu)建了三種不同的A基因表達(dá)載體，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示不同的A基因表達(dá)載體會(huì)影響大腸桿菌菌株蘇氨酸的產(chǎn)量，因此分析可知，該實(shí)驗(yàn)的目的是探究外源A基因表達(dá)水平對(duì)工程菌蘇氨酸產(chǎn)量的影響。②與菌株W相比，工程菌W-01的不同點(diǎn)是導(dǎo)入了A基因，且已知A基因編碼的A蛋白位于大腸桿菌細(xì)胞膜上，可將蘇氨酸運(yùn)出細(xì)胞，因此推測(cè)工程菌W-01蘇氨酸產(chǎn)量顯著高于W的原因是A蛋白表達(dá)量高，蘇氨酸運(yùn)出速率高，菌體中蘇氨酸濃度低，對(duì)蘇氨酸合成酶基因轉(zhuǎn)錄的抑制弱。（3）各種菌株細(xì)胞代謝產(chǎn)生的總能量基本相同，但W-01菌株中更多的能量用于外源基因表達(dá)及蘇氨酸大量合成，而用于生長(zhǎng)的能量較少，因此W-01菌株生長(zhǎng)明顯弱于菌株W和其他工程菌。（4）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^(guò)基因工程的手段制備高產(chǎn)蘇氨酸的多倍體工程