帝王蝶是世界上唯一能长距离迁徙的蝴蝶，其幼虫只摄食一种叫乳草的植物，乳草会分泌 一种名为强...

帝王蝶是世界上唯一能长距离迁徙的蝴蝶，其幼虫只摄食一种叫乳草的植物，乳草会分泌 一种名为强心甾的毒素，有资料研究显示，过量摄入强心甾对除帝王蝶幼虫以外其他的动物来说都是有 毒的，会导致死亡。

（1）钠钾泵在许多动物细胞膜上均有存在，它能通过主动转运控制细胞内外的钠、钾离子浓度， 因此从膜蛋白功能的角度看，钠钾泵还具有_____的活性。强心甾能与细胞膜表面的纳钾 泵结合，抑制其主动转运功能，从而导致细胞内外________________失衡，使细胞破裂。

（2）科学家猜测：帝王蝶的钠钾泵基因可能发生了突变，使其获得了对强心甾的抗性。为研究帝 王蝶钠钾泵基因的碱基排列顺序并获得相应的蛋白产物，科学家尝试从帝王蝶基因组中获取该基因，并 通过________ 实现了对其的扩增；科学家选用合适的__________、DNA 连接酶和载体构建重组 DNA 分子，并将其导入大肠杆菌以获得大量的目的基因，再将其导入_______________ 中（A．农杆菌 B．酵母细胞 C．昆虫细胞　 D．海拉细胞）获得相应的蛋白产物。

（3）为提高重组 DNA 分子导入的成功率，除了需要确保重组 DNA 分子有足够的物质的量外，还必 须采用各种方法提高大肠杆菌的_________。为了筛选成功导入重组 DNA　 分子的大肠杆菌，宜用__________法将转化混合物转移至含有________的平板上。通过基因测序，发现帝王蝶钠 钾泵基因中的突变会导致其蛋白产物中有 3 处氨基酸种类与其他昆虫不同，分别是第 111、119 和 122 位氨基酸，这体现了基因突变的普遍性。

（4）为了从受体细胞中分离目的基因的蛋白产物（目的蛋白），科学家在目的蛋白的肽链末端添加 一个含有 6-10 个组氨酸的“标签”，该标签在适宜条件下可以与含有金属离子的固定化介质结合。因此， 可以提取受体细胞的______中的全部蛋白质，通过_____法将其中的目的蛋白固定在层析 柱上，再洗去不需要的杂蛋白，最后将目的蛋白从层析柱上______下来，从而获得纯度较高的 目的蛋白。通过对目的蛋白的研究发现：上述 3 个位点的突变使得帝王蝶膜结构上钠钾泵的____发生了改变，强心甾无法与其结合，由此验证了之前的猜测。

（5）为进一步研究上述突变位点的作用，科学家使用 CRISPR/Cas9 技术在果蝇中开展了相关研究。

通过该技术，研究人员可以在 DNA 分子中特定的序列处剪切 DNA 分子并进行编辑。研究人员将基因 编辑所需的各种元件同时导入果蝇____细胞中，对钠钾泵基因上的相应位点进行编辑，实验 结果如下：

注：“+”表示神经系统功能正常或有强心甾抗性“-”表示神经系统功能不正常或没有强心甾抗性

根据上表分析，可以推断出：_____突变对果蝇正常生存影响最小，__________突变则可能是在帝王蝶进化过程中最后出现的，3 个位置先后出现的突变使得帝王蝶在保证神经系统正常功能的 前提下，还进一步获得了对强心甾的抗性，这体现了进化论中________的思想。

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帝王蝶是世界上唯一能进行长距离迁徙的蝴蝶。“适千里者，三月聚粮”，可帝王蝶的幼 虫竟然仅吃一种叫作“乳草”的有毒植物（乳草产生的毒素“强心甾”有能够结合并破坏动物细胞钠钾泵的功能），而且帝王蝶幼虫还能将强心甾储存在体内以防御捕食者。研究人员发现帝王蝶钠钾泵的119和122位氨基酸与其他昆虫不同。利用基因编辑技术修改果蝇钠钾泵基因，发现122位氨基酸改变使果蝇获得抗强心甾能力的同时导致果蝇“瘫痪”，119位氨基酸改变无表型效应，但能消除因122位氨基酸改变导致的“瘫痪”作用。根据以上信息可做出的判断是（　　 ）

A.通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时设置了两个实验组

B.帝王蝶钠钾泵突变基因的基因频率不断升高是乳草选择作用的结果

C.帝王蝶在进化历程中119、122位氨基酸的改变一定是同时发生的

D.强心甾与钠钾泵结合的普通动物细胞，一般会因渗透压失衡而破裂

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帝王蝶的幼虫吃一种叫作“乳草”的有毒植物（乳草产生的毒素“强心甾”有能够结合并破坏动物细胞钠钾泵的功能），而且还能将强心甾储存在体内以防御捕食者。研究人员发现帝王蝶的钠钾泵的119和122位氨基酸与其他昆虫不同。利用基因编辑技术修改果蝇钠钾泵基因，发现122位氨基酸改变使果蝇获得抗强心甾能力的同时导致果蝇“瘫痪”，119位氨基酸改变无表型效应，但能消除因122位氨基酸改变导致的“瘫痪”作用。根据以上信息可做出的判断是（　　 ）

A.帝王蝶在进化历程中119、122位氨基酸的改变一定是同时发生的

B.帝王蝶钠钾泵突变基因是由于强心甾与钠钾泵结合后诱发突变形成的

C.通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时设置了三个实验组

D.强心甾与钠钾泵结合的普通动物细胞，一般会因渗透压失衡而破裂

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阅读下面的材料，完成（1）～（4）题。

在果蝇体内重现帝王蝶毒素抗性的演化路径

帝王蝶是少数具有毒性的蝴蝶，它的毒性来自于食物马利筋。马利筋会分泌“强心甾”，专门和动物体内的钠钾泵结合，量大可致命。但是帝王蝶的钠钾泵发生了突变，所以能将马利筋的毒素储存在自己的身体里。

研究者利用基因测序技术发现能够抵抗强心甾的昆虫的钠钾泵均有突变，且为多次独立演化。所有突变中，111、119和122 这三个位点上的突变频率最高。通过 CRISPR-Cas9 基因编辑技术，研究者构建了含有这三个位点突变的转基因果蝇。检测发现，当单独引入111突变时抗性略有增加，单独引入119突变基本不变，111+119 双突变比111单突变的抗性要强，122单突变使抗毒性大幅增强，但还是111+119+122这三个突变同时存在抗毒能力最强，增加了几乎1000倍，和帝王蝶的抗毒水平持平，俨然成了“帝王蝇”。

研究者还对转基因果蝇进行了 “癫痫-瘫痪” 测试，将果蝇置于瓶内剧烈晃动，并记录其恢复站立所需时间，用以反映神经系统应对突发机械刺激的能力。野生型果蝇会在震动后立即重新站起，但122突变的果蝇90秒后才能重新站立，111突变的果蝇花费约50秒，而119突变的果蝇和野生型并无二致。111+119双突变和111+119+122三突变的果蝇组内差异较大，但平均值接近正常野生型果蝇。

研究者同时检测了纯合果蝇与杂合果蝇，结果显示在杂合果蝇中，突变钠钾泵和正常钠钾泵在表达量上并无差异；突变钠钾泵的抗性显著增加，纯合的抗性高于杂合；“癫痫-瘫痪” 测试中纯合却比杂合需要更漫长的恢复时间。

在此之前，演化学家通常将目光集中在现存的生物当中，但这项“真的重现了演化历史”的研究使人们知道可以通过基因编辑对突变之间的相互作用进行研究，一步一步复原最有可能的演化轨迹。

（1）帝王蝶通过突变产生________，从而获得抗毒性状。其他种类的昆虫也存在通过相同的突变获得抗毒能力的现象，这从_______水平揭示了趋同演化的遗传基础。

（2）基因与性状并不都是简单的一一对应的关系，请从文中选择材料填写下表。

（3）结合实验结果并联系生物的演化历程，研究者推测这三个基因突变的顺序可能是______。

A．111—119—122　　　　　　 B. 122—119—111

C.　　　　　　　　　　 D.　

（4）基因编辑可以使研究者用人工选择代替自然选择在实验室中用较短的时间重现几亿年的演化过程，但技术是把双刃剑，有人担心滥用基因编辑技术改造人类自身的遗传信息会使人类加速毁灭。请谈一下对基因编辑技术应用的看法，打消这些人的顾虑________________________。(字数在150字以内)

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乳草产生的毒素“强心甾”能够结合并破坏动物细胞钠钾泵的功能，然而帝王蝶幼虫不仅以乳草为食，还能将强心甾储存在体内以防御捕食者。研究人员发现帝王蝶钠钾泵的119和122位氨基酸与其他昆虫不同。利用基因编辑技术修改果蝇钠钾泵基因，发现122位氨基酸改变使果蝇获得抗强心甾能力的同时导致果蝇“瘫痪”，119位氨基酸改变无表型效应，但能消除因122位氨基酸改变导致的“瘫痪”作用。根据以上信息可做出的判断是

A.强心甾与钠钾泵结合后诱发钠钾泵基因突变

B.帝王蝶在进化历程中119、122位氨基酸的改变是同时发生的

C.帝王蝶钠钾泵突变基因的基因频率不断升高是乳草选择作用的结果

D.通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时设置了两个实验组

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乳草产生的毒素“强心甾”能够结合并破坏动物细胞钠钾泵的功能，然而帝王蝶幼虫不仅以乳草为食，还能将强心甾储存在体内以防御捕食者。研究人员发现帝王蝶钠钾泵的119和122位氨基酸与其他昆虫不同。利用基因编辑技术修改果蝇钠钾泵基因，发现122位氨基酸改变使果蝇获得抗强心甾能力的同时导致果蝇“瘫痪”，119位氨基酸改变无表型效应，但能消除因122位氨基酸改变导致的“瘫痪”作用。根据以上信息可判断不正确是（　　 ）

A.强心甾与钠钾泵结合后诱发钠钾泵基因突变

B.帝王蝶在进化历程中119、122位氨基酸的改变是同时发生的

C.帝王蝶钠钾泵突变基因的基因频率不断升高是乳草选择作用的结果

D.通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时设置了两个实验组

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乳草产生的毒素“强心甾”能够结合并破坏动物细胞钠钾泵的功能，然而帝王蝶幼虫不仅以乳草为食，还能将强心甾储存在体内以防御捕食者。研究人员发现帝王蝶钠钾泵的119和122位氨基酸与其他昆虫不同。利用基因编辑技术修改果蝇钠钾泵基因，发现122位氨基酸改变使果蝇获得抗强心甾能力的同时导致果蝇“瘫痪”，119位氨基酸改变无表型效应，但能消除因122位氨基酸改变导致的“瘫痪”作用。根据以上信息叙述错误的是（　　 ）

A.题目信息不能判断强心甾与钠钾泵结合后诱发钠钾泵基因突变

B.帝王蝶钠钾泵突变基因的基因频率不断升高是乳草选择作用的结果

C.通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时设置了两个实验组

D.强心甾与钠钾泵结合的普通动物细胞，一般会因渗透压失衡而死亡

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草本植物马利筋含有强心苷，家畜等动物取食后会引起呕吐甚至死亡，但斑蝶幼虫可以取食马利筋。取食马利筋的斑蝶幼虫形成的成虫，被鸟类捕食后会引起鸟类呕吐，进而不再捕食斑蝶。据此推测不正确的是

A.马利筋含有强心苷是植物在进化过程中形成的一种防御性机制

B.斑蝶具有某种机制使其能积累强心苷并免于受到该物质的影响

C.生活在同一地区的与斑蝶体色、体型相似的其他蝶类会因此受害

D.用普通植物饲喂斑蝶的幼虫后再被鸟类取食不会引起鸟类呕吐

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不同植物混种在一起时，有些会分泌化学亲和物质，使生长相互促进；有些植物分泌毒素或防御素对邻近植物产生毒害。为了研究洋葱和甜菜之间能否混种，下列相关设计思路不正确的是

A．应该将洋葱、甜菜单独种植与混合种植进行对照

B．各组植物生长的温度、光照、土壤条件应该相同

C．通过重复实验可以减少实验结果的偶然性

D．用洋葱与甜菜的株高差作为实验结果的观察指标

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资料（一）：下丘脑是人体的摄食中枢，它通过抑制食欲的阿黑皮素原（POMC）神经元和促进食欲的神经肽相关蛋白（AgRP）神经元调节摄食、胃运动及能量代谢。

资料（二）：瘦素是脂肪细胞分泌的一种肽类激素，最重要的功能是降低食欲、增加能量消耗从而减轻体重，低水平瘦素可作为“饥饿"信号传入下丘脑摄食中枢。

资料（三）：Fox01是瘦素信号通路中重要的调节蛋白。瘦素可使Fox01失去活性，从而抑制食欲。

根据上述资料回答下列问题：

（1）Fox01的生理作用是___________（选填“促进”或“抑制”）下丘脑细胞中AgRP基因表达，_______________POMC基因表达（选填“促进"或“抑制"）

（2）电刺激下丘脑摄食中枢引起胃运动亢进____________（选填"是"或“否"）是反射，与摄食反射有关的传入神经元产生动作电位时的离子变化是______________，瘦素除了具有微量、高效和通过血液运输外还有__________________的特点。

（3）请你根据资料给想要减肥瘦身的人提出合理化建议，并解释原因___________________。

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