2024屆山西省晉城市高三下學期第三次模擬考試

考生注意：

1.本試卷分第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分，共300分。考試時間150分

鐘。

2.請將各題I答案』填寫在答題卡上。

第I卷（選擇題共126分）

一、選擇題：本題共13小題，每小題6分，共78分。在每小題給出的四個選項中，只有

一項是符合題目要求的。

1.經典的生物學說和生物科學史推動了生物學的發展。下列對生物學說和生物學經典實驗

的意義的闡述，恰當的一項是（）

A.施萊登和施旺提出的細胞學說揭示了細胞的多樣性和統一性

B.班廷及其助手提取了胰島素，首次發現動物存在激素調節的途徑

C.薩頓的基因在染色體上的假說為孟德爾發現遺傳規律奠定了基礎

D.艾弗里通過肺炎鏈球菌轉化實驗，發現DNA能使R型細菌產生穩定遺傳變化

（答案』D

K祥解X艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗利用控制自變量的“減法原理”，將制成的s型

細菌的細胞提取物與分別用蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶處理后的S型細菌的細胞提

取物，分別加入到有R型活細菌的培養基中，從而證明了DNA是遺傳物質。

【詳析】A、細胞學說揭示了細胞的統一性，A錯誤；

B、人們首次發現的動物激素是促胰液素，B錯誤；

C、孟德爾在1866年發表了遺傳規律的論文，薩頓在20世紀提出了基因在染色體上的假

說，C錯誤；

D、艾弗里通過肺炎鏈球菌轉化實驗，發現DNA能使R型細菌產生穩定遺傳變化，證明

了DNA是遺傳物質，D正確。

故選D。

2.GPIIb/GPIIIa是血小板細胞膜上的受體蛋白，血漿中的纖維蛋白與GPIIb/GPIIIa結合后

啟動凝血功能。血小板無力癥患者的ITGA2B基因突變使其控制合成的GPIIb的肽鏈縮

短，從而使GPIIb不能與GPIIIa形成完整的復合物，導致血小板聚集功能缺乏。下列有關

分析正確的是（）

A.血小板無力癥患者ITGA2B基因出現了堿基缺失

B.ITGA2B基因突變可能會導致終止密碼子提前出現

C.ITGA2B基因突變后改變了遺傳信息，會遺傳給子代

D.ITGA2B基因最可能是在有絲分裂的中期發生突變的

（答案』B

（祥解力基因對性狀的控制方式：①基因通過控制酶的合成來影響細胞代謝，進而間接控

制生物的性狀，如白化病、豌豆的粒形；②基因通過控制蛋白質分子結構來直接控制性

狀，如鐮刀形細胞貧血癥、囊性纖維病。

【詳析】A、基因突變后其控制合成的多肽鏈縮短，可能是發生了堿基的替換、增添或缺

失，因為這三種變化均可導致mRNA上的終止密碼子提前出現，A錯誤；

B、ITGA2B基因突變可能會導致終止密碼子提前出現，進而導致其控制合成的GPlIb的

肽鏈縮短，B正確；

C、若基因突變出現在體細胞中或突變個體為雜合子，則突變基因不一定能遺傳給子代，C

錯誤；

D、基因突變常發生在細胞分裂前的間期，D錯誤。

故選B。

3.一氧化氮（NO）是一種特殊的神經遞質，能提高靶細胞的環磷酸鳥昔（cGMP）水平，

從而使機體產生痛覺。阿片類毒品依賴小鼠急性戒斷后，其下丘腦的NO合成酶活性異常

增強。下列分析錯誤的是（）

A.NO導致機體產生痛覺的過程不屬于非條件反射

B.NO與受體結合發揮作用后，大腦皮層會產生痛覺

C.阿片類毒品急性戒斷會導致靶細胞cGMP水平升高

D.NO釋放后在突觸間隙的移動需要載體蛋白的協助

k答案』D

［祥解X在神經調節中，大腦皮層是最高級的神經中樞，由它可以產生相應的餓覺、渴

覺、痛覺等感覺。反射的發生依賴于完整的反射弧，完整的反射弧包括感受器、傳入神

經、神經中樞、傳出神經、效應器，在神經纖維上興奮的傳導可以是雙向的，但是在兩個

神經元之間興奮的傳導只能是單向的。

【詳析】A、機體接受刺激后產生痛覺，沒有經過完整的反射弧，不屬于反射，A正確；

BC、由題干信息可知，阿片類毒品急性戒斷后，其下丘腦的NO合成酶活性異常增強，會

使NO合成增多，靶細胞cGMP水平升高，導致機體產生痛覺，痛覺產生部位在大腦皮

層，BC正確；

D、NO在突觸間隙的移動屬于自由擴散，不需要載體蛋白協助，D錯誤。

故選D。

4.某市圍繞中度沙化區和綠洲外圍過渡帶，采用工程措施和生物措施相結合的方式，利用

喬灌草開展固沙壓沙和建造人工林，完成精準治沙造林2000畝。以創建國家園林城市為載

體，推進城市公園、城郊森林公園、城郊綠道、環城綠帶建設，立體植綠完成綠化美化

4500畝。下列分析錯誤的是（）

A.壓沙和喬灌草固沙可緩解土壤侵蝕，也有利于涵養水源

B.選種喬灌草需考慮植物與植物、植物與環境的協調適應

C.建造人工林、城郊森林公園和綠道會減慢生態系統的碳循環

D.立體植綠能增大流入生態系統的總能量和提高群落的穩定性

K答案』C

"羊解』一、生物多樣性的間接價值主要體現在調節生態系統的功能等分泌。例如，森林

和草地具有防風固沙、水土保持作用，濕地可以蓄洪防旱、凈化水質、調節氣候。

二、一般來說，生態系統中的組分越多，食物網越復雜，其自我調節能力就越強，抵抗力

穩定性就越高。

三、在群落中，由于各個生物種群分別占據了不同的空間，從而使群落形成了一定的空間

結構，群落的空間結構包括垂直結構和水平結構兩個方面。

【詳析】A、壓沙和固沙既可以抵擋風力侵蝕土壤，也有利于涵養水源，體現了生物多樣

性的間接價值，A正確；

B、選種綠化植物時需考慮植物與植物、植物與環境的協調適應，從而維持生態系統的相

對穩定，B正確；

C、建造人工林、城郊森林公園和綠道能增加CO2的吸收速率，會加快生態系統的碳循

環，C錯誤；

D、立體植綠增加了生產者的數量，可增大流入生態系統的總能量，并提高該生態系統的

穩定性，D正確。

故選Co

5.在傳統白酒釀造的過程中，酵母菌是最主要的功能性微生物，不同種類的酵母菌代謝產

生的風味物質含量存在較大差異。實驗小組對釀酒酵母菌進行平板劃線的純培養操作，下

列有關敘述正確的是（）

A.將配制好的馬鈴薯瓊脂培養基放入干熱滅菌箱內滅菌

B.在酒精燈火焰附近，將培養皿蓋完全打開后倒入培養基

C.從第一次劃線的末端開始到第二次劃線結束，即完成接種

D.將接種后的平板和未接種的平板倒置，放入恒溫培養箱中培養

（答案』D

［祥解》一、平板劃線法是通過接種環在瓊脂固體培養基表面連續劃線的操作，將聚集的

菌種逐步稀釋分散到培養基表面，其操作步驟是：（1）將接種環在酒精燈火焰上灼燒直至

燒紅；（2）在酒精燈火焰旁冷卻接種環，并打開大腸桿菌的菌種試管的棉塞；（3）將菌種

試管口通過火焰達到消滅試管口雜菌的目的；（4）將冷卻的接種環伸入到菌液中取出一環

菌種；（5）將菌種試管口再次通過火焰后塞上棉塞；（6）將皿蓋打開一條縫隙，把接種環

伸入平板內劃3~5條平行線，蓋上皿蓋，不要劃破培養基。（7）灼燒接種環，冷卻后從第

一區劃線末端開始向第二區域內劃線。重復上述過程，完成三、四、五區域內劃線，注意

不要將第五區的劃線與第一區劃線相連；（8）將平板倒置放在培養箱中培養。

二、用平板劃線法接種后，可在固體培養基上獲得菌落。

【詳析】A、將培養基放入高壓蒸汽滅菌鍋內進行滅菌，A錯誤；

B、在酒精燈火焰附近，將培養皿蓋打開一條稍大于瓶口的縫隙，將培養基倒入培養皿，B

錯誤；

C、從第一次劃線的末端開始第二次劃線，重復該操作，一般做第三、四、五次劃線，以

便于得到單菌落，C錯誤；

D、將接種后的平板和一個未接種的平板倒置，放入恒溫培養箱中進行培養，其中設置空

平板的目的是檢驗培養基滅菌是否合格，D正確。

故選D。

6.某家系中關于甲（相關基因為A/a）、乙（相關基因為B/b）遺傳病的系譜圖如圖1所

示，這兩對基因獨立遺傳。基因A/a用同一種限制酶切割后會形成堿基對數目（kb）不同

的片段，檢測家系中的部分成員是否攜帶甲病致病基因，電泳結果如圖2所示。下列分析

錯誤的是（）

i-ii-2ii-in-2

1

工□TQ口。正常男女[="11----11---11670kb

11■?患甲病男女

1---------11------11403kb

4七34口。患乙病男女1-----11---1207kb

?未知性別及性狀

1

圖1圖2

A.II-4的乙病基因b來自1-3和1-4

B.1670kb的DNA片段是甲病的致病基因

C.若ni-1不含有1670kb片段，則其為女性

D.基因a突變為基因A發生了堿基的增添

K答案XC

K祥解工圖1中乙病，正常夫婦I-3和I-4生了患病的女兒，則乙病為隱性病，若乙病

為伴X染色體上的隱性遺傳病，則其父親1-3一定患病，這與題圖不符，故乙病是常染

色體上的隱性遺傳病。圖1中甲病，第一代和第二代均有患者，可能屬于顯性遺傳病，若

常染色體上的顯性遺傳病，則ii-i和ii-2基因型相同，分析圖2可知，n-i和n-2的電泳

結果不同，則n-i和n-2基因型不同，則甲病不可能是常染色顯性遺傳病；且i-i不患甲

病含有甲病的正常基因，1-2、n-i、n-2均患甲病而電泳結果不同，通過電泳圖比較可

知，II-2屬于雜合子，既含有正常基因又含有致病基因，可知甲病屬于伴X染色體顯性遺

傳病。

【詳析】A、圖1中，正常夫婦1-3和1-4生了患病的女兒，則乙病為隱性病，若乙病為

伴X染色體上的隱性遺傳病，則其父親1-3一定患病，這與題圖不符，故乙病是常染色

體上的隱性遺傳病，乙病屬于常染色體隱性遺傳病，II-4的基因型為bb,其基因b來自1-

3和1-4,A正確；

B、圖2中，1-2、11-1、II-2均患甲病，且都含有1670kb的條帶，1-1不患甲病，不含

1670kb的條帶，故1670kb的條帶為甲病的致病基因酶切后的產物，B正確；

C、III-1的基因型可能為XAXa、XaX\XAY>XaY,若不含有1670kb片段（基因A）,則

為男性或女性，C錯誤；

D、根據甲病的遺傳情況，可排除隱性遺傳。II-1和H-2的基因A/a經酶切后形成的DNA

片段不同，則II-1和H-2的基因型不同，因此甲病不屬于常染色體顯性遺傳病，而屬于伴

X染色體顯性遺傳病。H-2為雜合子，含有正常基因（a）和致病基因（A）。1-1不患甲

病但含有甲病相關的正常基因(a),則基因a的條帶是1403kb和207kb(長1610kb),基

因A的條帶是1670kb,說明基因a發生了堿基的增添而突變為致病基因A,D正確。

故選C。

7.油菜生長過程中存在明顯的光合器官演替的過程，終花期后葉片大量凋落，角果皮成為

主要的光合器官。研究人員在田間進行單因素實驗，設置了0、60、120kg(K2O).hm-2三

組鉀肥梯度，研究施鉀量對冬油菜角果皮光合作用的影響。回答下列問題：

(1)從組成細胞的元素含量的角度分析，鉀屬于一元素。Rubisc。是卡爾文循環中催化

CO2固定的關鍵酶，鉀能提高Rubisco的活性，在該酶的作用下，加快，使光合速率

提高，增加植株的—，從而提高產量。

(2)研究人員測定油菜角果的解剖結構參數和角果皮的光合指標，得到下表所示結果:

凈光合速率/氣孔導度/胞間CO2濃度/

施鉀單株角角果長度鉀含

()imolm'2-s'(jimol-mol'

處理果數和寬度/mm量/%

1)2sD1)

K0278.9250.94;4.191.186.180.08254.20

K60332.6651.51;4.221.387.680.11272.42

K120393.4056.43;4.471.989.810.12250.81

根據實驗結果可推測，施鉀能促進角果生長，提高油菜籽產量，判斷依據是一。與K60

組相比，K120組角果皮的胞間CO2濃度較低，原因是=

(3)進一步研究發現，高鉀處理后角果皮細胞的葉綠體與細胞壁的距離減小，這種變化有

利于一，從而提高光合速率。

(4)在農業生產上，通常對土壤施用固體鉀肥。為促進鉀肥的吸收，提出一項措施：

R答案》(1)①.大量②.CO2與C5結合生成C3③.有機物的積累量

(2)①.施鉀組單株角果數量多、角果長度和寬度大;凈光合速率大，積累的有機物多②.

K120組的氣孔導度增大不明顯而凈光合速率大，消耗的CO2多

(3)葉綠體吸收光能和CO2

(4)土壤施肥后進行灌溉

K祥解X一、細胞中常見的化學元素中，含量較多的有C、H、O、N、P、S、K、Ca、

Mg等元素，稱為大量元素；有些元素含量很少，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，稱為

微量元素。

二、綠葉通過氣孔從外界吸收的CO2,在特定酶的作用下，與C5（一種五碳化合物）結

合，這個過程稱作CO2的固定。一分子的CO2被固定后，很快形成兩個C3分子。在有關

酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH釋放的能量，并且被NADPH還原。隨后，一

些接受能量并被還原的C3,在酶的作用下經過一系列的反應轉化為糖類；另一些接受能

量并被還原的C3,經過一系列變化，又形成C5。這些C5又可以參與CO2的固定。這

樣，暗反應階段就形成從C5到C3再到C5的循環，可以源源不斷地進行下去，因此暗反

應過程也稱作卡爾文循環。

【小問1詳析】細胞中常見的化學元素中，含量較多的有c、H、O、N、P、S、K、Ca、

Mg等元素，稱為大量元素。從組成細胞的元素含量的角度分析，鉀屬于大量元素。

Rubisc。是卡爾文循環中催化CO2固定的關鍵酶，能催化CO2與C,結合生成C3。鉀能提

高Rubisc。的活性，在該酶的作用下，CO2與C5結合生成C3加快，使光合速率提高，增加

植株的有機物的積累量，從而提高產量。

【小問2詳析】題表可知，施鉀組單株角果數量多、角果長度和寬度大；凈光合速率大，

積累的有機物多，可見施鉀能促進角果生長，提高油菜籽產量。與K60組相比，K120組

角果皮的氣孔導度增加較小，使進入葉肉細胞的CO2增加有限而凈光合速率較大，消耗的

CO2多，引起胞間CO2濃度較低。

【小問3詳析】高鉀處理后角果皮細胞的葉綠體與細胞壁的距離減小，這種變化有利于葉

綠體吸收光能和CO2,從而提高光合速率。

【小問4詳析】為促進鉀肥的吸收，施鉀肥后可進行灌溉，鉀肥溶解在水中，有利于鉀肥

的吸收、運輸和利用。

8.加拿大一枝黃花是一種入侵植物，嚴重影響入侵地的農林生產以及荒地植被的自然恢

復，對生物多樣性造成嚴重危害。研究人員在加拿大一枝黃花不同程度的入侵地，研究土

壤的理化性質和動植物群落的變化，結果如表所示。回答下列問題：

輕度入侵區中度入侵區重度入侵區

采樣區

對照實驗樣對照樣實驗樣對照樣

實驗樣地

樣地地地地地

土壤含水量/%30.2532.6530.6531.0629.7832.65

土壤pH5.535.695.135.525.045.48

有機質/(g-kg4)44.0140.5438.9142.8834.3642.25

植物類群數383628351833

動物類群數1111912710

動物個體數207818791670176112011692

（1）在加拿大一枝黃花的入侵地，影響其種群數量增長的非生物因素主要有土壤的.

（答出2點）、光照強度和等。

（2）分別在每個樣地就近相同的生境取樣作為對照樣地，這樣做的目的是—o若樣本植

物的數量少，為保證調查的可靠性，則取樣時可采取的措施是一o

（3）結合研究結果分析，與對照樣地相比，輕度入侵區土壤動物的生物量（有機干物質

量）增加，原因可能是—o隨著入侵程度的加劇，生態系統的營養結構變簡單，原因是

（4）加拿大一枝黃花會釋放化感物質，抑制其他植物的生長，其花粉能吸引昆蟲前來覓

食，說明生態系統具有—的功能。加拿大一枝黃花的秸稈可用于飼喂牛羊、投入沼氣池

生產沼氣、培養蘑菇等，家禽家畜的糞便處理后可做成飼料喂魚，體現了生態工程的一

原理。

k答案》（1）①.含水量、pH和礦質元素含量②.溫度

（2）①.減少不同區域土壤理化性質的差異，提高實驗數據的準確性②.擴大樣方面積、

增加樣方數量

（3）①.植物凋落物增多使土壤有機質含量增加，為土壤動物提供更多的食物來源②.

加拿大一枝黃花占據了太多的資源和空間，使植物類群數和動物類群數均降低，食物網變簡

單

（4）①.信息傳遞②.循環

［祥解》生物入侵是指生物由原生存地經自然的或人為的途徑侵入到另一個新的環境，對

入侵地的生物多樣件，農林牧漁業生產以及人類健康造成經濟損失或生態災難的過程。"一

枝黃花”屬于外來物種，進入我國后對本地物種造成威脅，可能破壞生物多樣性；“一枝黃

花”的成災最可能的原因是本地缺其天敵，為控制“一枝黃花”應進行監督和控制。

【小問1詳析】影響加拿大一枝黃花種群數量增長的非生物因素有土壤的含水量、pH和

礦質元素含量，以及光照強度和溫度等。

【小問2詳析】分析題意，就近相同生境取樣可減少不同區域土壤理化性質的差異，提高

實驗數據的準確性。若樣本植物的數量少，為保證調查的可靠性，則取樣時可采取的措施

是擴大樣方面積、增加樣方數量。

【小問3詳析】結合表中數據分析，輕度入侵區植物類群數增多，其凋落物增多使土壤有

機質含量增加，為土壤動物提供更多的食物來源，導致土壤動物的生物量（有機干物質

量）增加。隨著入侵程度的加劇，植物類群數和動物類群數均降低，食物網變簡單，導致

生態系統的營養結構變簡單。

【小問4詳析】加拿大一枝黃花會釋放化感物質，抑制其他植物的生長，其花粉能吸引昆

蟲前來覓食，說明生態系統具有信息傳遞的功能。加拿大一枝黃花的秸稈可用于飼喂牛

羊、投入沼氣池生產沼氣、培養蘑菇等，家禽家畜的糞便處理后可做成飼料喂魚，體現了

生態工程的循環原理。

9.甲型流感病毒感染引起的急性呼吸道傳染病主要表現為發熱、咽痛、咳嗽、肌肉酸痛、

乏力等。非幽體類（NSAIDs）抗炎藥可解熱、鎮痛而減輕癥狀，其作用是通過抑制環氧化

酶（COX）實現的。研究人員對不同成分的抗炎藥抑制COX的效果進行了實驗，結果如

表所示。回答下列問題：

藥物成分IC50(COX-1)IC50(COX-2)IC50(COX-2/COX-1)

阿司匹林1.60277.00173.00

口引口朵美辛0.0362.3573.43

布洛芬3.9870.1615.16

注：COX（包括C0X-1和C0X-2）能催化前列腺素的生成，C0X-1能維持細胞正常的生

理功能，COX-2能引發炎癥反應。IC50表示抑制50%酶活性所需要的藥物濃度。COX-

2/COX-1的值低說明藥物抗炎效果好，胃腸道和腎臟的不良反應輕。

（1）病原體侵染常引起機體發熱。甲型流感病毒感染后，會影響下丘腦中的一中樞的功

能，使一等器官的產熱量增大，導致機體—，進而出現發熱癥狀。

（2）機體通過特異性免疫反應產生____（答出2點）等細胞和免疫活性物質，最終由其他

免疫細胞將甲型流感病毒清除，體現了免疫系統具有一的功能。

（3）結合實驗結果分析，這三種藥物成分中應該選用的是一，依據是—o

（4）正常情況下，體溫調定點可控制機體的溫度接近37℃。病毒感染會引起前列腺素增

多，使體溫調定點上移，引起機體發熱。結合以上信息分析，服用NSAIDs抗炎藥退熱的

機理是一o

k答案》（1）①.體溫調節②.肝、腦（或肝、腦和骨骼肌）③.產熱量大于散熱

量

（2）①.漿細胞、細胞毒性T細胞、抗體、細胞因子②.免疫防御

（3）①.布洛芬②.IC50（C0X-2）較低，用藥量較少；IC50（C0X-2/C0X-1）低，抗

炎效果好，不良反應輕

（4）抑制COX的活性，減少前列腺素的生成，使體溫調定點下移，從而使體溫恢復正常

1祥解】一、體液免疫的過程為，當病原體侵入機體時，一些病原體可以和B細胞接

觸，這為激活B細胞提供了第一個信號。一些病原體被樹突狀細胞、B細胞等抗原呈遞細

胞攝取。抗原呈遞細胞將抗原處理后呈遞在細胞表面，然后傳遞給輔助性T細胞。輔助性

T細胞表面的特定分子發生變化并與B細胞結合，這是激活B細胞的第二個信號；B細胞

受到兩個信號的刺激后開始分裂、分化，大部分分化為漿細胞，小部分分化為記憶細胞，

細胞因子能促進B細胞的分裂、分化過程；漿細胞產生和分泌大量抗體，抗體可以隨體液

在全身循環并與這種病原體結合。在多數情況下，抗體與病原體結合后會發生進一步的變

化，如形成沉淀等，進而被其他免疫細胞吞噬消化。記憶細胞可以在抗原消失后存活，當

再接觸這種抗原時，能迅速增殖分化，分化后快速產生大量抗體。

二、細胞免疫的過程：被病毒感染的靶細胞膜表面的某些分子發生變化，細胞毒性T細胞

識別變化的信號，開始分裂并分化，形成新的細胞毒性T細胞和記憶T細胞。同時輔助性

T細胞分泌細胞因子加速細胞毒性T細胞的分裂、分化。新形成的細胞毒性T細胞在體液

中循環，識別并接觸、裂解被同樣病原體感染的靶細胞，靶細胞裂解、死亡后，病原體暴

露出來，抗體可以與之結合，或被其他細胞吞噬掉。

【小問1詳析】下丘腦是體溫調節中樞，甲型流感病毒感染后，會影響下丘腦中的體溫調

節中樞的功能，使肝、腦和骨骼肌等器官（安靜狀態下，人體主要通過肝、腦等器官的活

動提供熱量；運動時，骨骼肌成為主要的產熱器官）的產熱量增大，導致機體產熱量大于

散熱量，從而導致體溫上升。

【小問2詳析】特異性免疫包括體液免疫和細胞免疫，體液免疫主要依靠漿細胞起作用，

細胞免疫主要依靠細胞毒性T細胞起作用，抗體、細胞因子是特異性免疫反應中的免疫活

性物質，因此機體通過特異性免疫反應產生漿細胞、細胞毒性T細胞、抗體、細胞因子等

細胞和免疫活性物質，最終由其他免疫細胞將甲型流感病毒清除。免疫防御是指機體排除

外來抗原性異物的一種免疫防護作用，免疫細胞將甲型流感病毒清除，體現了免疫系統具

有免疫防御的功能。

【小問3詳析】根據實驗數據可知，布洛芬的IC50（COX-2）低于阿司匹林的，用藥量

少，IC50（C0X-2/C0X-1）最低，說明抗炎效果好，不良反應輕，因此布洛芬的療效好于

其他兩種藥物。

【小問4詳析】由題意“非笛體類（NSAIDs）抗炎藥可解熱、鎮痛而減輕癥狀，其作用是

通過抑制環氧化酶（COX）實現的”可知，非笛體類（NSAIDs）抗炎藥能抑制COX（COX

能催化前列腺素的生成）的活性，減少前列腺素的生成，使體溫調定點下移，從而使體溫

恢復正常。

10.啟動子是合成生物學、代謝工程中控制和調控基因表達的重要工具，其作用強度會影

響基因表達產物的產量和細胞代謝水平。為尋找合適的啟動子，研究人員獲得了POLI?

POL5、CBF1共6種啟動子，將其分別與熒光蛋白基因EGFP構建成重組型啟動子并導入

畢赤酵母細胞，以研究啟動子的作用強度。含CBF1-EGFP重組型啟動子質粒的結構如圖

所示，用于擴增CBF1和EGFP的引物的堿基序列如表1所示。回答下列問題：

引物名稱序列（5，-3，）

CBF1弓|物1CCGGAATTCCGTTAGGACTTCTT

CBF1弓|物2TCCTCGCCCTTGCTCACCATT

EGFP引物1ATGGTGAGCAAGGGCGAGGA

EGFP引物2ACGCGTCGACTTACTTGTACAG

注：引物序列之外、CBF1和EGFP無表中相關限制酶識別和切割

(1)在PCR擴增啟動子CBF1時，CBF1引物1與模板鏈結合后，在___酶的作用下將脫

氧核甘酸連接到引物的(填“3"'或"5”')端，以延伸子鏈。

(2)限制酶及識別序列如表2所示。構建CBF1-EGFP重組型啟動子質粒時，要選擇限制

酶分別—對圖中a、b兩處進行切割，EGFP的下游需要添加—序列，使轉錄終止。

限制酶BamHIEcoRISalISmaI

識別和切割序列G；GATTCG；AATTCGJTCGACGGGJCCC

表2

(3)檢測含CBFI-EGFP重組型啟動子質粒是否構建成功時，將重組質粒導入大腸桿菌。

培養后將大腸桿菌涂布到含有—的培養基上，挑選單菌落并提取DNA,經酶切后利用表

1中所示的一兩種引物進行PCR擴增和鑒定。

(4)EGFP基因能表達熒光蛋白，蛋白質含量與熒光強度呈正相關。為比較POL1?

P0L5、CBFI這6種啟動子的作用強度，應分別檢測一。若P0L3的作用強度最強，則

預期結果是一。

K答案X(1)①.耐高溫的DNA聚合(或TaqDNA聚合)②.3'

(2)①,EcoRI、SalI②.終止子

(3)①.氨葦青霉素(2).CBF1引物1和EGFP引物2

(4)①.導入不同重組型啟動子質粒的畢赤酵母細胞的熒光強度②.轉入含POL3-

EGFP重組型啟動子質粒的畢赤酵母細胞的熒光強度最高

［祥解》基因工程的工具：

(1)限制酶：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核甘酸序列，并且使每一條鏈中特定部

位的兩個核昔酸之間的磷酸二酯鍵斷裂。

(2)DNA連接酶：連接的是兩個核甘酸之間的磷酸二酯鍵。

(3)運載體：常用的運載體：質粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒。

【小問1詳析】在PCR擴增啟動子CBF1時，CBF1引物1與模板鏈結合后，DNA聚合

酶只能將游離的脫氧核昔酸連接到引物的3,端，所以在耐高溫的DNA聚合酶的作用下將

脫氧核甘酸連接到引物的3,端，以延伸子鏈。

【小問2詳析】分析表2中4種限制酶的識別序列可知，CBF1引物1中有限制酶氏oR

I的識別和切割序列；EGFP的起始端使用引物1,則b點對應的引物是EGFP引物2,

EGFP引物2的堿基序列中有限制酶Sall的識別和切割序列。因此選擇限制酶EcoRI、

Sall分別切割a、b處。EGFP的下游需要添加終止子序列，使轉錄終止。

【小問3詳析】重組質粒的標記基因為氨茉青霉素抗性基因，篩選培養基中需要加入氨素

青霉素。若CBF1-EGFP重組型啟動子質粒構建成功，則CBF1-EGFP是一個整體，可用

CBF1引物1和EGFP引物2進行PCR擴增，會有相應的產物。

【小問4詳析】EGFP基因能表達熒光蛋白，蛋白質含量與熒光強度呈正相關。為比較

POL1?POL5、CBFI這6種啟動子的作用強度，應分別檢測導入不同重組型啟動子質粒的

畢赤酵母細胞的熒光強度。若POL3的作用強度最強，則預期結果是轉入含POL3-EGFP

重組型啟動子質粒的畢赤酵母細胞的熒光強度最高。

11.摩爾根選育出果蠅M-5品系并創立了基于該品系的突變檢測技術，可通過觀察Fi和F2

的性狀及比例，檢測出未知基因突變的類型。已知果蠅的棒眼(B)對圓眼(b)為顯性、

紅眼(R)對杏紅眼(r)為顯性，這兩對基因均位于X染色體上。基于M-5品系檢測技術

的應用如圖1所示，回答下列問題:

輻射誘發的未知基因突變

Y.Br.

…一$

XY—■

Br

M-5野生型

BrBr

Fix

b-v-RM-5

F2

圖1

注：不考慮圖中染色體間互換和已知性狀相關基因的突變。

(1)選擇Fi的雌蠅與M-5雄蠅交配，F2中無野生型雄蠅且雌蠅：雄蠅=2:1。若XB/、

XbRY均為純合子，則說明輻射誘變導致產生了—現象，F2雄蠅的表型為—oF2果蠅

中，攜帶該突變基因果蠅的比例為—o

(2)若Fi的雌蠅在減數分裂過程中發生了染色體互換，與M-5雄蠅交配后，則子代的雌

蠅：雄蠅=—,原因是—O

(3)嘗試設計雜交方案，使得X染色體上的該突變能長期保留在雌蠅中：—。

(4)研究發現，野生型果蠅幼蟲基因lint發生甲基化會影響另一基因inr的表達，導致果

蠅體型異常，相關數據如圖2所示。

與突變引起的變異相比，基因甲基化的特點是一=基因lint的表達對基因in