《2026年直击高考高考真题汇编精选卷生物》

24. (12分)3 - 磷酸甘油脱氢酶(GPD)是酵母细胞中甘油合成的关键酶。利用某假丝酵母菌株为材料,克隆具有高效催化效率的3 - 磷酸甘油脱氢酶的基因($Gpd$)。采用的方案是:先通过第1次PCR扩增出该基因的中间部分,再通过第2次PCR分别扩增出该基因的两侧,经拼接获得完整的基因序列,如图所示,回答下列问题:

(1) 分析不同物种的GPD蛋白序列,确定蛋白质上相同的氨基酸区段,依据这些氨基酸所对应的密码子,确定DNA序列,进而设计一对引物。以该菌株基因组DNA为模板进行第1次PCR,利用琼脂糖凝胶电泳分离并纯化DNA片段,进一步测定PCR产物的序列。在制备PCR反应体系时,每次用微量移液器吸取不同试剂前,需要确认或调整刻度和量程,还需要更换微量移液器的枪头(2分)。
(2) 若在上述PCR扩增结果中,除获得一条阳性条带外,还出现了另外一条条带,不可能的原因是C(2分)。
A. DNA模板被其他酵母细胞的基因组DNA污染
B. 每个引物与DNA模板存在2个配对结合位点
C. 在基因组中$Gpd$基因有2个拷贝
D. 在基因组中存在1个与$Gpd$基因序列高度相似的其他基因
(3) 为获得完整的$Gpd$基因,分别用限制性核酸内切酶$Pst$Ⅰ和$Sal$Ⅰ单酶切基因组DNA,各自用DNA连接酶连接形成环形DNA,再用苯酚—氯仿抽提除去杂质,最后加入预冷的体积分数为95%的乙醇沉淀环形DNA。根据第一次PCR产物测定获得的序列,重新设计一对引物,以环形DNA为模板进行第二次PCR,最后进行测序。用于第二次PCR的一对引物,其序列应是DNA链上的D(2分)(A. P1和P2 B. P3和P4 C. P1和P4 D. P2和P3)。根据测序结果拼接获得完整的$Gpd$基因序列,其中的启动子和终止子具有调控基因表达功能。
(4) 为确定克隆获得的$Gpd$基因的准确性,可将获得的基因序列与已建立的基因数据库进行比对。将$Gpd$基因的编码区与表达载体连接,构建重组质粒,再将重组质粒导入酿酒酵母细胞中,实现利用酿酒酵母高效合成甘油的目的。

答案：
24.(除标明外，每空1分)
(1)密码子 琼脂糖 更换微量移液器的枪头(2分)
(2)C(2分)
(3)预冷的体积分数为95%的乙醇 D(2分)
(4)基因数据库 表达载体
PCR、凝胶电泳、重组载体的构建
(1)可根据(中心法则推测出)题述相同氨基酸区段序列推出所对应的mRNA序列，再推测出DNA序列，进而设计引物。可利用琼脂糖凝胶电泳对DNA进行分离纯化。在使用移液器时，每吸取一种试剂后都要更换枪头，避免污染(教材链接:人教版选必3 P85)。
(2)PCR扩增产物经琼脂糖凝胶电泳分离纯化后出现了一条除阳性条带以外的条带，说明有其他DNA片段被扩增或电泳条带被污染，不可能的原因是基因组中Gpd基因有2个拷贝(名师点睛:在紫外灯下观察DNA条带荧光，Gpd基因具有2个拷贝，阳性条带的亮度会增加)。
(3)DNA不溶于酒精，可用预冷的体积分数为95%的乙醇沉淀DNA。引物P1~P4序列与Gpd基因的结合情况可用下图表示(箭头表示引物扩增方向)，第二次PCR的目的是扩增出基因的两侧序列，因此第二次PCR选用的一对引物为P2和P3。

启动子是RNA聚合酶的结合位点，调控基因转录的启动，而终止子则调控基因转录的结束，二者具有调控基因表达的功能。
(4)经PCR扩增获得的序列经过测序后，需要和基因数据库中已知的基因序列进行比对，才能确保扩增获得的是准确的Gpd基因。克隆获得的Gpd基因不含启动子和终止子，为了实现Gpd基因在酵母菌细胞中高效表达，需将其与含有启动子和终止子的表达载体连接，构建重组质粒并导入酵母菌细胞。

25. (13分)为研究药物D对机体生理功能的影响和药物Z对细胞增殖的影响,某同学进行以下实验并提出一个实验方案。回答下列问题:
(1) 给一组大鼠隔日注射药物D,每隔一定时间,测定该组大鼠的血糖浓度和尿糖浓度。
实验结果:血糖浓度增加,出现尿糖且其浓度增加。
① 由上述实验结果推测,药物D损伤了大鼠的细胞,大鼠肾小管中葡萄糖含量增加,会使其尿量。同时大鼠的进食量增加,体重下降,原因是。
② 检测尿中是否有葡萄糖,可选用的试剂是。
(2) 为验证药物Z对肝癌细胞增殖有抑制作用,但对肝细胞增殖无抑制作用,根据以下材料和用具,完善实验思路,预测实验结果。
材料和用具:若干份细胞数为$N$的大鼠肝癌细胞悬液和肝细胞悬液、细胞培养液、药物Z、细胞培养瓶、${CO_{2}}$培养箱、显微镜等。
(说明与要求:细胞的具体计数方法不作要求,不考虑加入药物Z对培养液体积的影响,实验条件适宜。)
① 完善实验思路。
ⅰ. 取细胞培养瓶,分为A、B、C、D四组,分别加入细胞培养液。
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.
② 预测实验结果(设计一个坐标,用柱形图表示最后一次检测结果)。

答案：
25.(除标明外，每空1分)
(1)胰岛B 增加 大量的葡萄糖随尿排出，为补充能量，需增加食物的摄取，同时加速脂肪等非糖物质的转化与分解(2分)
(2)A、B组加入肝癌细胞悬液，C、D组加入肝细胞悬液。 A、C组不加药，B、D组加药物Z。 将上述细胞培养瓶置于$\mathrm{CO_2}$培养箱，培养一段时间后，(1分)在显微镜下观察并对细胞进行计数，(1分)记录并处理所得数据。(1分)(共3分) 如图所示(3分)

药物Z对肝癌细胞和肝细胞增殖的影响
体液调节、实验设计
(1)注射药物D使大鼠血糖浓度增加，出现糖尿且其浓度增加，说明大鼠体内胰岛素含量下降，药物D损伤了大鼠的胰岛B细胞；肾小管中葡萄糖含量增加，肾小管内液体渗透压升高，阻碍了水分的重吸收，使更多的水随尿液排出体外，导致大鼠尿量增加；由于大量的葡萄糖随尿液排出，细胞利用的葡萄糖量减少，为补充能量，可以通过增加食物的摄取和加速脂肪等非糖物质的转化与分解等方式来缓解，故大鼠的进食量会增加，体重会下降。检测尿液中是否含有葡萄糖，可用斐林试剂进行检测。
(2)为验证药物Z对肝癌细胞增殖有抑制作用，但对肝细胞增殖无抑制作用，设置该实验的自变量为细胞的种类及是否使用药物Z，实验分4组，分别为A肝癌细胞、B肝癌细胞+药物Z、C肝细胞、D肝细胞+药物Z。将上述组别细胞置于$\mathrm{CO_2}$培养箱，培养一段时间后，在显微镜下观察并对细胞进行计数，且对所得数据进行记录。一段时间后细胞数量最多的是A组，B组的最少，C、D组数量差不多。画柱形图时横轴为组别，纵轴为细胞数目(注：一定要标注起始细胞数N)，注意图例和图名。