精品解析：上海市虹口区2024-2025学年高三上学期12月测试生物试题

高三生物学试卷 2024.12 考生注意： 1.本试卷满分100分，考试时间60分钟。 2.本考试分设试卷和答题纸两部分。所有答案必须涂（选择题）或写（简答题）在答题纸上；做在试卷上一律不得分。 3.答题前，务必在答题纸正面用钢笔或圆珠笔正确、清楚地填写姓名、学校、班级，并将核对后的条形码贴在规定位置上。 一、雨水花园（17分） 1. 雨水花园 上海辰山植物园建造的“雨水花园”具有有效收集和净化雨水等功能。“雨水花园”的部分结构及岩石上部分微生物种群的数量变化如图1所示。 （1）“雨水花园”建造前，中心湖曾出现水体浑浊、蓝细菌大量繁殖并伴有异味等现象。结合已学知识推测，最可能代表上述时期中心湖水质情况的是监测点______。（编号选填） （2）据图1及已学知识判断，能体现雨水花园“净化”功能的设计有______。（编号选填） ①植被层吸收土壤中的重金属离子 ②腐殖土层中的微生物分解污染物 ③透水层有助于促进雨水快速下渗 ④溢流管会将多余的雨水就近排出 （3）若要培养图1中的微生物种群A，所需培养基的主要成分有______。（编号选填） ①琼脂 ②NH4NO3 ③水 ④葡萄糖 ⑤无机盐 ⑥抗生素 （4）据图1推测，第0~28天，“雨水花园”沿岸岩石上发生群落演替类型为______。 （5）图1中种群A可为种群B提供有机碳.据此推测，在第0~28天内，种群A和B可能发生的事件有______。（多选） A. 有机碳可在种群A、B间循环利用 B. 种群B可能从多个种群中获取能量 C. 种群B大量繁殖挤占种群A的生存空间 D. 种群B分泌有害物质抑制种群A的生长 （6）“雨水花园”净化水体离不开植物群落。有人曾尝试将苦草、金鱼藻和黑藻分别种植于“雨水花园”中心湖来净化水环境，部分数据如表和图2所示。据此，有人提出将上述3种植物混合种植于中心湖以增强净水效果。据相关信息及已学知识，说明上述“混合种植”治理方法的生物学原理____。（当光照强度大于光饱和点时，上述3种植物的净光合速率均下降） 植物名称 植入中心湖第0天 植入中心湖第35天 水体氮含量 （mg·L-1） 水体磷含量 （mg·L-1） 水体氮含量 （mg·L-1） 水体磷含量 （mg·L-1） 苦草 1.81 0.46 0.33a 0.02b 金鱼藻 0.05c 0.08a 黑藻 0.11b 0.03b 注：数字后小写字母不同表示植入中心湖第35天各组间的数据差异显著 □光饱和点（植物净光合速率达到最大且不随光照强度增加而提高时所对应的光照强度） □光补偿点（植物净光合速率为0时所对应的光照强度） 二、植物抗旱（17分） 2. 植物抗旱 脱落酸在植物抗旱过程中具有重要作用。为探究干旱条件下脱落酸对甘薯生命活动的影响，研究人员选取生长状况相同的甘薯开展实验，组1与组2在正常条件（含水量60~70%）下种植，组3与组4在干旱条件（含水量30~40%）下种植。其中，组2与组4额外喷施等量且适宜浓度的脱落酸，一段时间后测定相关指标，如表所示。其中，丙二醛会破坏生物膜结构；脯氨酸的结构特殊，其在水中的溶解度显著高于其他氨基酸。 组别 胞间CO2浓度 （μmol·mol-1） 丙二醛 （μmol·g-1） 气孔导度 mmol·m-2·s-1 叶绿素a含量 （mg·g-1） 净光合速率 （μmol·m-2·s-1） 脯氨酸含量 （μg·g-1） 组1 22c 12c 0.48a 14a 16.83a 398c 组2 23c 13c 0.47a 15a 1630a 405c 组3 26b 23a 0.28b 11c 11.10c 450b 组4 30a 20b 0.25c 13b 12.54b 510a 注：数字后小写字母不同表示各组间的数据差异显著 （1）据题干及已学知识判断，甘薯细胞中可能被丙二醛破坏的结构有______。（多选） A. 类囊体 B. 核糖体 C. 液泡 D. 中心体 （2）据表及已学知识判断，干旱条件下，植物净光合速率下降的原因可能有______。（编号选填） ①C3还原的速率加快 ②吸收与固定CO2量减小 ③电子传递过程受阻 ④光能的捕获与转换变慢 ⑤细胞吸收Mg2+受阻 ⑥类囊体腔内H+浓度增大 （3）干旱条件下，脱落酸等植物激素的调节过程如图1所示。据表、图1及已学知识推测，脱落酸参与抗旱的作用有______。（多选）（“→”表示促进；“——”表示抑制） A. 抑制乙烯合成，促进主根生长 B. 抑制生长素合成，抑制根生长 C. 促进叶片脱落，降低蒸腾作用 D. 促进气孔关闭，降低水分散失 （4）据图2及相关信息推测，脯氨酸参与植物抗旱调节的机理是______。（编号选填） ①ProDH抑制脯氨酸分解，增加植物细胞内氨基酸的种类 ②ProDH催化脯氨酸分解，降低植物细胞内、外溶液的浓度差 ③P5CS促进谷氨酸转化为脯氨酸，提高了植物细胞内的渗透压 ④P5CS抑制谷氨酸转化为脯氨酸，改变植物体内蛋白质的功能 上海的城市高架桥宛如一道道空中纽带，上下层叠，交汇纵横。为选择适合在城市高架桥下种植的植物品种，研究人员对4种苔草的抗旱能力开展研究，植物体内相关指标的变化趋势如图5所示。其中，SOD为清除氧自由基等有害物质的一种酶。 （5）为节约人工浇灌的成本，将原浇灌周期延长45天.据图3及相关信息，请从上述4种苔草中选择1种最适合种植在城市高架桥下的品种，并阐述理由______。 三、“闻”香降糖（25分） 3. “闻”香降糖 FGF21是一种类似激素的分泌蛋白，相关基因可在肝脏细胞中表达，其受体FGFR需与βKlotho蛋白共同起作用。为探究FGF21的功能，研究人员分别选取健康小鼠与肥胖小鼠开展实验，部分结果如图1所示。 注：*表示组间数据有显著差异；ns表示组间数据无显著差异 （1）据图1推测，与FGF21功能类似的激素有______。（编号选填） ①胰岛素 ②胰高血糖素 ③肾上腺素 ④抗利尿激素 （2）肥胖小鼠注射适量FGF21后，血糖浓度无显著变化。据图1及相关信息判断，下列推测合理的是______。（编号选填） ①FGFR基因的表达量较少 ②βKlotho基因甲基化程度高 ③葡萄糖转运蛋白数量较少 （3）检测发现，图1组3小鼠血清中FGF21的含量较组1高，疑似出现“FGF21抵抗”。为证实上述推测，后续研究可能会检测的指标有______。（编号选填） ①FGFR蛋白的结构 ②胰岛素受体的含量 ③FGF21蛋白的结构 ④βKlotho的mRNA含量 （4）FGF21第140～142位氨基酸为“组氨酸—甘氨酸—亮氨酸”。若将第141位甘氨酸突变为苯丙氨酸可将该基因的表达量提高50%。该过程所需突变引物的部分序列为______。（多选）（密码子：组氨酸5′-CAU-3′；甘氨酸：5′-GGC-3′；亮氨酸：5′-CUG-3′；苯丙氨酸：5′-UUC-3′） A. 5′-……GTAAAGGAC……-3′ B. 5′-……CATTTCCTG……-3′ C. 5′-……CAGGAAATG……-3′ D. 5′-……GTCCTTTAC……-3′ 研究表明，大剂量FGF21能有效降低肥胖鼠的血糖。麝香酮是中药麝香的主要活性物质，研究人员利用转基因技术，将气味分子受体基因MOR215-1、FGF21基因及G蛋白相关基因导入肥胖小鼠肝脏细胞中，最终实现“闻麝香”促进FGF21基因大量表达，从而达到降低肥胖小鼠血糖的目的，部分机理如图2所示.其中，G蛋白由α、β和γ3个亚基组成，AC为腺苷酸环化酶；cAMP为一种信使分子；PKA为一种参与信号转导的复合物，其中的催化亚基具有酶的功能；CREB1为调控基因转录的蛋白质；PCRE为启动子。 （5）据题干信息判断，PCRE与CREB1在元素组成上的差异体现在______。（单选） A. C元素 B. N元素 C. P元素 D. O元素 （6）据图2及相关信息推测，G蛋白在肝脏细胞中参与______。（编号选填） ①外源信号转换 ②激活AC的功能 ③降低细胞内液的渗透压 （7）据图2判断，ATP的功能有______。（编号选填） ①促进G蛋白释放α亚基 ②为PKA供能 ③磷酸基团转移至CREB1 ④为Na+内流供能 （8）据图2及相关信息，简述上述转基因小鼠“闻麝香降血糖”的机理_____。 四、转运蛋白FLVCR（22分） 4. 胆碱是乙酰胆碱（一种兴奋性神经递质）的前体物质，可由多种类型的转运蛋白FLVCR运输进入细胞。其中，FLVCR1位于神经元质膜上，FLVCR2仅位于血管内皮细胞质膜上，两者间有55%的氨基酸序列相同。 （1）据题干及已学知识推测，增加FLVCR1的数量可能影响的生命活动是______。（单选） A. 抑制突触前膜兴奋 B. 促进突触前膜兴奋 C. 促进突触后膜兴奋 D. 抑制突触后膜兴奋 （2）据题干及已学知识判断，FLVCR1基因与FLVCR2基因一定不同的是______。（编号选填） ①脱氧核苷酸的数量 ②脱氧核苷酸序列 ③mRNA密码子数量 ④翻译产物的结构 研究发现，FLVCR2基因异常可能引发遗传性血管相关疾病“福勒综合征”。某家族中患该病的遗传系谱图如图1所示。对I-3的FLVCR2基因测序发现，其体内存在该基因的2种序列。 （3）据图1判断，Ⅲ-2体内一定带有致病基因的细胞有______。（多选） A. 精原细胞 B. 血管内皮细胞 C. 初级精母细胞 D. 次级精母细胞 （4）若Ⅱ-1和Ⅱ-2再生一胎与Ⅲ-1基因型相同的女孩的概率为______。 为研究FLVCR2基因的功能，研究人员采用Cre-Loxp技术对该基因进行敲除。然而，胚胎时期敲除该基因，容易导致小鼠死亡。为解决上述问题，研究人员拟利用天然雌激素的作用原理及生物工程手段，来实现对FLVCR2基因的“定时”敲除，部分过程如图2所示。其中，HSP90可与雌激素受体（ER）结合，将其锚定在细胞质中。当雌激素与ER结合，能使ER脱离HSP90锚定，进入细胞核促进相关基因的表达；Cre为一种能特异性识别和切割LoxP的酶；LoxP为一段具有方向的DNA片段。 （5）据题干信息判断，利用Cre-Loxp技术能用于完全切除FLVCR2基因的是方案______。（编号选填） （6）据图2及相关信息推测，定点突变小鼠ER基因目的是使ER蛋白______。（多选） A. 进入细胞核 B. 与他莫昔芬结合 C. 与HSP90结合 D. 无法与天然雌激素结合 （7）据图2及已学知识判断，发生了基因重组的过程有______。（编号选填） ①I ②Ⅱ ③Ⅲ ④Ⅳ （8）为获得转基因小鼠A、B，所涉及的生物工程手段有______。（多选） A. 转基因技术 B. 显微注射技术 C. 细胞融合技术 D. 胚胎移植技术 （9）据图2及相关信息，注射他莫昔芬后的杂交小鼠C的基因组中存在______。（编号选填） ①Cre酶的基因 ②Loxp序列 ③HSP90基因 ④天然雌激素基因 ⑤FLVCR2基因 ⑥突变的ER基因 五、CAR-T细胞疗法（19分） 5. CAR-T细胞疗法 肿瘤严重危害人类健康。为提高T淋巴细胞对肿瘤细胞的杀伤力，研究人员利用转基因技术在T淋巴细胞表面嵌合抗原受体（CAR），成功获得CAR-T细胞，部分相关过程如图所示。其中，图（b）中“⊕”表示促进作用，“⊖”表示抑制作用；BCR为B淋巴细胞表面的抗原受体，TCR为T淋巴细胞表面的抗原受体。 （1）据图及已学知识判断，能发挥细胞免疫功能的是______。（多选） A. 巨噬细胞 B. B淋巴细胞 C. CAR-T细胞 D. T淋巴细胞 （2）CAR-T细胞表面的CAR主要由跨膜区、胞外区等部分组成，据图推测，与天然的T淋巴细胞相比，CAR-T细胞能高效杀灭肿瘤细胞的原因是它______。（多选） A. 无需抗原呈递细胞激活 B. 能释放免疫活性物质 C. 能大量分泌特异性抗体 D. 能直接识别肿瘤抗原 （3）肿瘤细胞会通过“免疫逃逸”机制，避开免疫系统的“监视”，据图及已学知识推测，该机制可能包括肿瘤细胞的______。（多选） A. MHC表达量下降 B. PD-1的数量增加 C. 肿瘤抗原数量增加 D. PD-L1的数量增加 临床研究发现，快速增殖的肿瘤细胞会导致肾上腺素异常增多，抑制CAR-T细胞的功能。2024年，研究人员利用RNA干扰（RNAi）技术影响CAR-T细胞表面肾上腺素受体相关基因的表达，获得改造后的CAR-T细胞.检测相关细胞的指标，如表所示。 组别 每个细胞表面CFSE荧光强度 分泌颗粒酶的细胞占比 葡萄糖转运蛋白的相对表达量 含PD-1的细胞占比 Day0 Day8 天然的T淋巴细胞组 1.00a 0.015a 0.21c 1.10c 0.12c 未改造CAR-T细胞组 0.98a 0.016a 0.43b 1.55b 0.50a 改造后CAR-T细胞组 0.97a 0.018a 0.72a 211a 0.18b 注：上述实验仅在Day0加入等量CFSE；CFSE为活细胞荧光染料，可与质膜表面蛋白结合，是判断细胞分裂能力的指标之一；数字后小写字母不同表示各组间的数据差异显著。 （4）据题干信息推测，肿瘤细胞快速增殖可能对人体造成的影响有______。（多选） A. 心律失常 B. 体温降低 C. 血糖偏高 D. 体重增加 （5）据表、图推测，与未改造的CAR-T细胞相比，改造后的CAR-T细胞具有的优势可能有______。（编号选填） ①细胞分裂速率慢 ②NF-κB的功能强 ③细胞凋亡水平低 ④PI3K磷酸化水平低 （6）据表及相关信息，对CAR-T细胞治疗肿瘤的效果进行估测，阐述分析过程____。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三生物学试卷 2024.12 考生注意： 1.本试卷满分100分，考试时间60分钟。 2.本考试分设试卷和答题纸两部分。所有答案必须涂（选择题）或写（简答题）在答题纸上；做在试卷上一律不得分。 3.答题前，务必在答题纸正面用钢笔或圆珠笔正确、清楚地填写姓名、学校、班级，并将核对后的条形码贴在规定位置上。 一、雨水花园（17分） 1. 雨水花园 上海辰山植物园建造的“雨水花园”具有有效收集和净化雨水等功能。“雨水花园”的部分结构及岩石上部分微生物种群的数量变化如图1所示。 （1）“雨水花园”建造前，中心湖曾出现水体浑浊、蓝细菌大量繁殖并伴有异味等现象。结合已学知识推测，最可能代表上述时期中心湖水质情况的是监测点______。（编号选填） （2）据图1及已学知识判断，能体现雨水花园“净化”功能的设计有______。（编号选填） ①植被层吸收土壤中的重金属离子 ②腐殖土层中的微生物分解污染物 ③透水层有助于促进雨水快速下渗 ④溢流管会将多余的雨水就近排出 （3）若要培养图1中的微生物种群A，所需培养基的主要成分有______。（编号选填） ①琼脂 ②NH4NO3 ③水 ④葡萄糖 ⑤无机盐 ⑥抗生素 （4）据图1推测，第0~28天，“雨水花园”沿岸岩石上发生的群落演替类型为______。 （5）图1中种群A可为种群B提供有机碳.据此推测，在第0~28天内，种群A和B可能发生的事件有______。（多选） A. 有机碳可在种群A、B间循环利用 B. 种群B可能从多个种群中获取能量 C. 种群B大量繁殖挤占种群A的生存空间 D. 种群B分泌有害物质抑制种群A的生长 （6）“雨水花园”净化水体离不开植物群落。有人曾尝试将苦草、金鱼藻和黑藻分别种植于“雨水花园”中心湖来净化水环境，部分数据如表和图2所示。据此，有人提出将上述3种植物混合种植于中心湖以增强净水效果。据相关信息及已学知识，说明上述“混合种植”治理方法的生物学原理____。（当光照强度大于光饱和点时，上述3种植物的净光合速率均下降） 植物名称 植入中心湖第0天 植入中心湖第35天 水体氮含量 （mg·L-1） 水体磷含量 （mg·L-1） 水体氮含量 （mg·L-1） 水体磷含量 （mg·L-1） 苦草 1.81 0.46 0.33a 0.02b 金鱼藻 0.05c 0.08a 黑藻 0.11b 0.03b 注：数字后小写字母不同表示植入中心湖第35天各组间的数据差异显著 □光饱和点（植物净光合速率达到最大且不随光照强度增加而提高时所对应的光照强度） □光补偿点（植物净光合速率为0时所对应的光照强度） 【答案】（1）② （2）①② （3）②③⑤ （4）次生演替 （5）BCD （6）苦草、金鱼藻和黑藻均可以降低水体中的氮、磷含量，且三者的光补偿点、光饱和点均有较大差别，可以充分利用光能，提高光合速率。 【解析】 【分析】群落演替的类型有初生演替和次生演替，二者的起点不同、经过的阶段不同、时间不同等。 【小问1详解】 中心湖中出现水体蓝细菌大量繁殖，说明此时蓝细菌叶绿素a含量较高，结合水体浑浊、伴有异味可知，腐生生物较多，需要消耗大量的氧气，故氧气含量应该偏低，对应②。 【小问2详解】 ①植被层吸收土壤中的重金属离子，可以降低土壤中重金属离子的含量，体现了雨水花园的净化功能，①符合题意； ②腐殖土层中的微生物分解污染物，可以降低污染，体现了雨水花园的净化功能，②符合题意； ③透水层有助于促进雨水快速下渗，方便收集雨水，未体现雨水花园的净化功能，③不符合题意； ④溢流管会将多余的雨水就近排入污水管，未体现了雨水花园的净化功能，④不符合题意。 故选①②。 【小问3详解】 种群A属于自养型生物，可以自己制造有机物，所以不需要提供碳源，但需要提供水、无机盐和氮源。故培养基所需要的主要成分是②NH4NO3、③水和⑤无机盐。 【小问4详解】 据图可知，开始有种群A存在，故“雨水花园”沿岸岩石上发生的群落演替类型为次生演替。 【小问5详解】 A、碳在生物群落和无机环境之间循环，A错误； B、种群B为异养生物，需要从种群A获得物质和能量，岩石上还有其他微生物，种群B可能从多个种群中获取能量，B正确； C、由图可知，第0~28天，种群A变小，B变大，可能种群B大量繁殖挤占种群A的生存空间，导致A的数量减小，C正确； D、种群A的减小，可能是由于B分泌有害物质抑制其生长所致，D正确。 故选BCD。 【小问6详解】 根据表格信息可知，苦草、金鱼藻和黑藻均可以降低水体中的氮、磷含量，其中苦草和黑藻降低磷含量的效果更显著，金鱼藻降低氮含量的效果更显著，且三者的光补偿点、光饱和点均有较大差别，可以充分利用光能，提高光合速率。 二、植物抗旱（17分） 2. 植物抗旱 脱落酸在植物抗旱过程中具有重要作用。为探究干旱条件下脱落酸对甘薯生命活动的影响，研究人员选取生长状况相同的甘薯开展实验，组1与组2在正常条件（含水量60~70%）下种植，组3与组4在干旱条件（含水量30~40%）下种植。其中，组2与组4额外喷施等量且适宜浓度的脱落酸，一段时间后测定相关指标，如表所示。其中，丙二醛会破坏生物膜结构；脯氨酸的结构特殊，其在水中的溶解度显著高于其他氨基酸。 组别 胞间CO2浓度 （μmol·mol-1） 丙二醛 （μmol·g-1） 气孔导度 mmol·m-2·s-1 叶绿素a含量 （mg·g-1） 净光合速率 （μmol·m-2·s-1） 脯氨酸含量 （μg·g-1） 组1 22c 12c 0.48a 14a 16.83a 398c 组2 23c 13c 0.47a 15a 16.30a 405c 组3 26b 23a 0.28b 11c 11.10c 450b 组4 30a 20b 0.25c 13b 12.54b 510a 注：数字后小写字母不同表示各组间的数据差异显著 （1）据题干及已学知识判断，甘薯细胞中可能被丙二醛破坏的结构有______。（多选） A. 类囊体 B. 核糖体 C. 液泡 D. 中心体 （2）据表及已学知识判断，干旱条件下，植物净光合速率下降的原因可能有______。（编号选填） ①C3还原的速率加快 ②吸收与固定CO2量减小 ③电子传递过程受阻 ④光能的捕获与转换变慢 ⑤细胞吸收Mg2+受阻 ⑥类囊体腔内H+浓度增大 （3）干旱条件下，脱落酸等植物激素的调节过程如图1所示。据表、图1及已学知识推测，脱落酸参与抗旱的作用有______。（多选）（“→”表示促进；“——”表示抑制） A. 抑制乙烯合成，促进主根生长 B. 抑制生长素合成，抑制根生长 C. 促进叶片脱落，降低蒸腾作用 D. 促进气孔关闭，降低水分散失 （4）据图2及相关信息推测，脯氨酸参与植物抗旱调节的机理是______。（编号选填） ①ProDH抑制脯氨酸分解，增加植物细胞内氨基酸的种类 ②ProDH催化脯氨酸分解，降低植物细胞内、外溶液的浓度差 ③P5CS促进谷氨酸转化为脯氨酸，提高了植物细胞内的渗透压 ④P5CS抑制谷氨酸转化为脯氨酸，改变植物体内蛋白质的功能 上海的城市高架桥宛如一道道空中纽带，上下层叠，交汇纵横。为选择适合在城市高架桥下种植的植物品种，研究人员对4种苔草的抗旱能力开展研究，植物体内相关指标的变化趋势如图5所示。其中，SOD为清除氧自由基等有害物质的一种酶。 （5）为节约人工浇灌的成本，将原浇灌周期延长45天.据图3及相关信息，请从上述4种苔草中选择1种最适合种植在城市高架桥下的品种，并阐述理由______。 【答案】（1）AC （2）②③④⑤ （3）ACD （4）③ （5）选择栗褐苔草。随干旱天数增加,栗褐苔草SOD的活性较其他三种苔草好,说明清除因干旱产生的氧自由基等有害物质的能力最佳,说明抵抗干旱的能力最好，在干旱初期,栗褐苔草体内游离脯氨酸的含量基本无变化,对干旱环境最不敏感，进一步证明其抵抗干旱环境的能力最强,且干旱30天后上升趋势明显,推测在长期不浇水的环境下最适合生存。 【解析】 【分析】核糖体和中心体无膜；脱落酸可以促进气孔关闭，减少水分的散失。 【小问1详解】 丙二醛破坏生物膜，题中只有类囊体和液泡具有膜结构，核糖体和中心体无膜。CD错误，AB正确。 故选AB。 【小问2详解】 干旱条件下，气孔部分关闭，吸收的二氧化碳减少，暗反应减慢，电子传递过程受阻，类囊体腔内H+浓度减小，导致合成ATP所需能量来源缺乏；有机物减少，呼吸速率减慢，为植物细胞吸收镁离子提供的能量减少，都会导致净光合速率减慢。 ①错误，②③④⑤正确。 【小问3详解】 脱落酸促进根的生长有利于植物吸收水分，抗旱能力增强，脱落酸增多，会使气孔关闭，减少水分散失，促进叶片脱落，降低蒸腾作用，都可以提高植物的抗旱能力。B错误，ACD正确。故选ACD。 【小问4详解】 据图判断，抑制脯氨酸分解，细胞中的氨基酸种类会减少，①错误； ProDH催化脯氨酸分解分解成其他氨基酸后，在水中的溶解度降低，降低植物细胞内、外溶液的浓度差，抗旱能力减弱，②错误； P5CS促进谷氨酸转化为脯氨酸，提高了溶解度，植物细胞内的渗透压升高，有利于植物细胞吸水，抗旱能力增强，③正确； P5CS抑制谷氨酸转化为脯氨酸，不改变植物体内蛋白质的功能，④错误。 故选③。 【小问5详解】 选择栗褐苔草。随干旱天数增加,栗褐苔草SOD的活性较其他三种苔草好,说明清除因干旱产生的氧自由基等有害物质的能力最佳,说明抵抗干旱的能力最好︰在干旱初期,栗褐苔草体内游离脯氨酸的含量基本无变化,对干旱环境最不敏感，进一步证明其抵抗干旱环境的能力最强,且干旱30天后上升趋势明显,推测在长期不浇水的环境下最适合生存。 三、“闻”香降糖（25分） 3. “闻”香降糖 FGF21是一种类似激素的分泌蛋白，相关基因可在肝脏细胞中表达，其受体FGFR需与βKlotho蛋白共同起作用。为探究FGF21的功能，研究人员分别选取健康小鼠与肥胖小鼠开展实验，部分结果如图1所示。 注：*表示组间数据有显著差异；ns表示组间数据无显著差异 （1）据图1推测，与FGF21功能类似的激素有______。（编号选填） ①胰岛素 ②胰高血糖素 ③肾上腺素 ④抗利尿激素 （2）肥胖小鼠注射适量FGF21后，血糖浓度无显著变化。据图1及相关信息判断，下列推测合理的是______。（编号选填） ①FGFR基因的表达量较少 ②βKlotho基因甲基化程度高 ③葡萄糖转运蛋白数量较少 （3）检测发现，图1组3小鼠血清中FGF21的含量较组1高，疑似出现“FGF21抵抗”。为证实上述推测，后续研究可能会检测的指标有______。（编号选填） ①FGFR蛋白的结构 ②胰岛素受体的含量 ③FGF21蛋白的结构 ④βKlotho的mRNA含量 （4）FGF21第140～142位氨基酸为“组氨酸—甘氨酸—亮氨酸”。若将第141位甘氨酸突变为苯丙氨酸可将该基因表达量提高50%。该过程所需突变引物的部分序列为______。（多选）（密码子：组氨酸5′-CAU-3′；甘氨酸：5′-GGC-3′；亮氨酸：5′-CUG-3′；苯丙氨酸：5′-UUC-3′） A. 5′-……GTAAAGGAC……-3′ B. 5′-……CATTTCCTG……-3′ C. 5′-……CAGGAAATG……-3′ D. 5′-……GTCCTTTAC……-3′ 研究表明，大剂量FGF21能有效降低肥胖鼠的血糖。麝香酮是中药麝香的主要活性物质，研究人员利用转基因技术，将气味分子受体基因MOR215-1、FGF21基因及G蛋白相关基因导入肥胖小鼠肝脏细胞中，最终实现“闻麝香”促进FGF21基因大量表达，从而达到降低肥胖小鼠血糖的目的，部分机理如图2所示.其中，G蛋白由α、β和γ3个亚基组成，AC为腺苷酸环化酶；cAMP为一种信使分子；PKA为一种参与信号转导的复合物，其中的催化亚基具有酶的功能；CREB1为调控基因转录的蛋白质；PCRE为启动子。 （5）据题干信息判断，PCRE与CREB1在元素组成上的差异体现在______。（单选） A. C元素 B. N元素 C. P元素 D. O元素 （6）据图2及相关信息推测，G蛋白在肝脏细胞中参与______。（编号选填） ①外源信号转换 ②激活AC的功能 ③降低细胞内液的渗透压 （7）据图2判断，ATP的功能有______。（编号选填） ①促进G蛋白释放α亚基 ②为PKA供能 ③磷酸基团转移至CREB1 ④为Na+内流供能 （8）据图2及相关信息，简述上述转基因小鼠“闻麝香降血糖”的机理_____。 【答案】（1）① （2）①②③ （3）①④ （4）BC （5）C （6）①② （7）③ （8）麝香酮与MOR215-1结合，被激活的G蛋白释放α亚基，激活AC（腺苷酸环化酶），经过细胞内一系列的信号转导，促进FGF21基因表达，从而降低血糖浓度。 【解析】 【分析】①胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素。②基因的表达过程包括转录和翻译。基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，会抑制基因的表达，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。像这样，生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传。③启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA。 【小问1详解】 图1显示：用FGF21处理的健康小鼠与肥胖小鼠的血糖浓度都低于用生理盐水处理的健康小鼠与肥胖小鼠的血糖浓度，但用FGF21处理的健康小鼠的血糖浓度更低，说明FGF21具有降血糖的作用，其功能与①胰岛素类似。 【小问2详解】 已知FGF21是一种类似激素的分泌蛋白，其受体FGFR需与βKlotho蛋白共同起作用。据图1推测FGF21具有降血糖的作用，但肥胖小鼠注射适量FGF21后，血糖浓度略有下降。若①FGFR基因的表达量较少，则肥胖小鼠体内合成的受体FGFR较少，减弱了FGF21的作用，最终可导致注射适量FGF21的肥胖小鼠的血糖浓度无显著变化；若②βKlotho基因甲基化程度高，则会抑制βKlotho基因的表达，使肥胖小鼠体内缺乏βKlotho蛋白，进而引起注射适量FGF21的肥胖小鼠的血糖浓度无显著变化；若③葡萄糖转运蛋白数量较少，则细胞对葡萄糖的摄取利用减少，也会使注射适量FGF21的肥胖小鼠的血糖浓度无显著变化。 【小问3详解】 FGF21的受体FGFR需与βKlotho蛋白共同起作用。“FGF21抵抗”是指机体对FGF21敏感性下降。为证实图1组3小鼠血清中FGF21的含量较组1高，是出现“FGF21抵抗”导致的，则后续研究可能会检测的指标有：①FGFR蛋白的结构和④βKlotho的mRNA含量。 【小问4详解】 由题意可知：FGF21第140～142位氨基酸为“组氨酸—甘氨酸—亮氨酸”，相应的mRNA的碱基序列为5′-…… CAUGGCCUG ……-3′。若将第141位甘氨酸突变为苯丙氨酸，则相应的mRNA的碱基序列为5′-…… CAUUUCCUG ……-3′，FGF21基因模板链的碱基序列为3′-……GTAAAGGAC……-5′，与模板链结合的所需突变引物的部分序列为5′-……CATTTCCTG……-3′，FGF21基因非模板链的碱基序列为5′-……CATTTCCTG……-3′，与非模板链结合的所需突变引物的部分序列为5′-……CAGGAAATG……-3′，BC正确，AD错误。 故选BC。 【小问5详解】 PCRE为启动子，是一段有特殊序列结构的DNA片段，由C、H、O、N、P五种元素组成。CREB1为调控基因转录的蛋白质，蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N四种，有的蛋白质还含有S等元素。可见，PCRE与CREB1在元素组成上的差异体现在P元素，C正确，ABD错误。 故选C。 【小问6详解】 分析图2可知：麝香酮与MOR215-1结合，激活状态的G蛋白释放α亚基，进而激活AC（腺苷酸环化酶），经过细胞内一系列的信号转导，最终促进FGF21基因表达。可见，G蛋白在肝脏细胞中参与①外源信号转换和②激活AC的功能。 【小问7详解】 由图2呈现的信息无法判断ATP能够促进促进G蛋白释放α亚基与为PKA供能。图2显示：在PKA中的催化亚基（具有酶的功能）的催化作用下，ATP水解，脱离下来的末端磷酸基团转移至CREB1分子上，进而促进FGF21基因表达。由图2可知，Na+内流是在通道蛋白的协助下完成的，不需要ATP供能。综上分析，ATP的功能有③磷酸基团转移至CREB1。 【小问8详解】 据图2及相关信息可知：麝香酮与MOR215-1结合，被激活的G蛋白释放α亚基，激活AC（腺苷酸环化酶），经过细胞内一系列的信号转导，促进FGF21基因表达，从而降低血糖浓度。 四、转运蛋白FLVCR（22分） 4. 胆碱是乙酰胆碱（一种兴奋性神经递质）的前体物质，可由多种类型的转运蛋白FLVCR运输进入细胞。其中，FLVCR1位于神经元质膜上，FLVCR2仅位于血管内皮细胞质膜上，两者间有55%的氨基酸序列相同。 （1）据题干及已学知识推测，增加FLVCR1的数量可能影响的生命活动是______。（单选） A. 抑制突触前膜兴奋 B. 促进突触前膜兴奋 C. 促进突触后膜兴奋 D. 抑制突触后膜兴奋 （2）据题干及已学知识判断，FLVCR1基因与FLVCR2基因一定不同的是______。（编号选填） ①脱氧核苷酸的数量 ②脱氧核苷酸序列 ③mRNA密码子数量 ④翻译产物的结构 研究发现，FLVCR2基因异常可能引发遗传性血管相关疾病“福勒综合征”。某家族中患该病的遗传系谱图如图1所示。对I-3的FLVCR2基因测序发现，其体内存在该基因的2种序列。 （3）据图1判断，Ⅲ-2体内一定带有致病基因的细胞有______。（多选） A. 精原细胞 B. 血管内皮细胞 C. 初级精母细胞 D. 次级精母细胞 （4）若Ⅱ-1和Ⅱ-2再生一胎与Ⅲ-1基因型相同的女孩的概率为______。 为研究FLVCR2基因功能，研究人员采用Cre-Loxp技术对该基因进行敲除。然而，胚胎时期敲除该基因，容易导致小鼠死亡。为解决上述问题，研究人员拟利用天然雌激素的作用原理及生物工程手段，来实现对FLVCR2基因的“定时”敲除，部分过程如图2所示。其中，HSP90可与雌激素受体（ER）结合，将其锚定在细胞质中。当雌激素与ER结合，能使ER脱离HSP90锚定，进入细胞核促进相关基因的表达；Cre为一种能特异性识别和切割LoxP的酶；LoxP为一段具有方向的DNA片段。 （5）据题干信息判断，利用Cre-Loxp技术能用于完全切除FLVCR2基因的是方案______。（编号选填） （6）据图2及相关信息推测，定点突变小鼠ER基因的目的是使ER蛋白______。（多选） A. 进入细胞核 B. 与他莫昔芬结合 C. 与HSP90结合 D. 无法与天然雌激素结合 （7）据图2及已学知识判断，发生了基因重组过程有______。（编号选填） ①I ②Ⅱ ③Ⅲ ④Ⅳ （8）为获得转基因小鼠A、B，所涉及的生物工程手段有______。（多选） A. 转基因技术 B. 显微注射技术 C. 细胞融合技术 D. 胚胎移植技术 （9）据图2及相关信息，注射他莫昔芬后的杂交小鼠C的基因组中存在______。（编号选填） ①Cre酶的基因 ②Loxp序列 ③HSP90基因 ④天然雌激素基因 ⑤FLVCR2基因 ⑥突变的ER基因 【答案】（1）C （2）④ （3）ABC （4）1/4 （5）① （6）BD （7）①②③ （8）ABD （9）①②③④⑥ 【解析】 【分析】乙酰胆碱为兴奋性神经递质，作用于突触后膜，会引起突触后膜的兴奋。 【小问1详解】 乙酰胆碱为兴奋性递质，运输胆碱的转运蛋白FLVCR1位于神经元质膜上，若增加FLVCR1的数量，可能会引起乙酰胆碱的合成和释放量增加，促进突触后膜的兴奋。 综上所述，ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【小问2详解】 根据FLVCR1与FLVCR2有55%的氨基酸序列相同可知，FLVCR1基因与FLVCR2基因翻译产物的结构一定不同，二者脱氧核苷酸的数量、脱氧核苷酸的序列、mRNA密码子的数量均无法判断。 综上所述，①②③不符合题意，④符合题意。 故选④。 【小问3详解】 根据第一代的3和4均正常，第二代的2号患病可知，该病为隐性遗传病，又因为I-3的体内存在该基因的2种序列，说明该病为常染色体隐性遗传病。则Ⅱ-2为隐性纯合子，则Ⅲ-2为杂合子，其精原细胞、初级精母细胞、血管内皮细胞一定含有致病基因，而次级精母细胞中可能不含致病基因。 综上所述，ABC符合题意，D不符合题意。 故选ABC。 【小问4详解】 设控制该病的基因为A/a，则Ⅲ-1和Ⅱ-2均为aa，Ⅱ-1为Aa，若Ⅱ-1Aa和Ⅱ-2aa再生一胎与Ⅲ-1基因型相同的女孩即aaXX的概率为1/2×1/2=1/4。 小问5详解】 方案①中，在目的基因的两侧分别加上Loxp序列，在Cre的作用下，目的基因序列会被完全切除。方案②中，在Cre的作用下，目的基因又被反向连接到2个Loxp序列之间，未被切除；方案③中，在Cre的作用下，实现了基因的重组，并未把目的基因切除。利用Cre-Loxp技术能用于完全切除FLVCR2基因的是方案①。 【小问6详解】 A、无论ER基因是否突变，与雌激素结合后，都可以进入细胞核中，A不符合题意； B、由图可知，定点突变后的ER可以与他莫昔芬结合，从而导致ER脱离HSP90锚定，进入细胞核促进相关基因的表达，B符合题意； C、无论ER基因是否突变，HSP90都可以与其结合，将其锚定在细胞质中，C不符合题意； D、由图可知，定点突变后的ER可以与他莫昔芬结合，而不能与天然雌激素结合，D符合题意。 故选BD。 【小问7详解】 由图可知，过程Ⅰ、Ⅱ为获得转基因动物的过程，该过程利用了基因重组的原理。过程Ⅲ中，亲本A和B产生配子的过程中会发生基因重组，经过雌雄配子的结合会产生杂交小鼠C。过程Ⅳ未发生基因重组。 综上所述，①②③符合题意，④不符合题意。 故选①②③。 【小问8详解】 A、获得转基因小鼠的过程运用了转基因技术，原理是基因重组，A符合题意； B、获得转基因小鼠的过程中，通过采用显微注射法将目的基因导入小鼠的受精卵中，B符合题意； C、获得转基因小鼠的过程中，未采用细胞融合技术，C不符合题意； D、将目的基因导入受精卵后，经过胚胎发育，需要经过胚胎移植，将胚胎移植到小鼠母体内发育，D符合题意。 故选ABD。 【小问9详解】 由图可知，杂交小鼠C的基因组中一定含有FLVCR2基因、天然雌激素基因，另外还应该含有一段具有方向性的DNA片段即LoxP；含有Cre酶对应的基因序列，突变的ER对应的基因序列，表达后的突变的ER与Cre复合物与他莫昔芬结合后，可以进入细胞核中，促进相关基因的表达。C的基因组中也含有HSP90基因，其表达产物可以把ER锚定在细胞质中。注射他莫昔芬后的杂交小鼠C的FLVCR2基因会被切除，故注射他莫昔芬后的杂交小鼠C的基因组中存在①②③④⑥。 五、CAR-T细胞疗法（19分） 5. CAR-T细胞疗法 肿瘤严重危害人类健康。为提高T淋巴细胞对肿瘤细胞的杀伤力，研究人员利用转基因技术在T淋巴细胞表面嵌合抗原受体（CAR），成功获得CAR-T细胞，部分相关过程如图所示。其中，图（b）中“⊕”表示促进作用，“⊖”表示抑制作用；BCR为B淋巴细胞表面的抗原受体，TCR为T淋巴细胞表面的抗原受体。 （1）据图及已学知识判断，能发挥细胞免疫功能的是______。（多选） A 巨噬细胞 B. B淋巴细胞 C. CAR-T细胞 D. T淋巴细胞 （2）CAR-T细胞表面的CAR主要由跨膜区、胞外区等部分组成，据图推测，与天然的T淋巴细胞相比，CAR-T细胞能高效杀灭肿瘤细胞的原因是它______。（多选） A. 无需抗原呈递细胞激活 B. 能释放免疫活性物质 C. 能大量分泌特异性抗体 D. 能直接识别肿瘤抗原 （3）肿瘤细胞会通过“免疫逃逸”机制，避开免疫系统的“监视”，据图及已学知识推测，该机制可能包括肿瘤细胞的______。（多选） A. MHC表达量下降 B. PD-1的数量增加 C. 肿瘤抗原数量增加 D. PD-L1的数量增加 临床研究发现，快速增殖的肿瘤细胞会导致肾上腺素异常增多，抑制CAR-T细胞的功能。2024年，研究人员利用RNA干扰（RNAi）技术影响CAR-T细胞表面肾上腺素受体相关基因的表达，获得改造后的CAR-T细胞.检测相关细胞的指标，如表所示。 组别 每个细胞表面CFSE荧光强度 分泌颗粒酶的细胞占比 葡萄糖转运蛋白的相对表达量 含PD-1的细胞占比 Day0 Day8 天然的T淋巴细胞组 1.00a 0.015a 0.21c 1.10c 0.12c 未改造CAR-T细胞组 0.98a 0.016a 0.43b 1.55b 0.50a 改造后的CAR-T细胞组 0.97a 0.018a 0.72a 2.11a 0.18b 注：上述实验仅在Day0加入等量CFSE；CFSE为活细胞荧光染料，可与质膜表面蛋白结合，是判断细胞分裂能力的指标之一；数字后小写字母不同表示各组间的数据差异显著。 （4）据题干信息推测，肿瘤细胞快速增殖可能对人体造成的影响有______。（多选） A. 心律失常 B. 体温降低 C. 血糖偏高 D. 体重增加 （5）据表、图推测，与未改造的CAR-T细胞相比，改造后的CAR-T细胞具有的优势可能有______。（编号选填） ①细胞分裂速率慢 ②NF-κB的功能强 ③细胞凋亡水平低 ④PI3K磷酸化水平低 （6）据表及相关信息，对CAR-T细胞治疗肿瘤的效果进行估测，阐述分析过程____。 【答案】（1）ACD （2）AD （3）AD （4）AC （5）②③ （6）无论是未改造，还是改造的CAR-T，与天然T细胞相比，细胞分裂不受影响，分泌颗粒酶细胞占比多，加大攻击肿瘤细胞的力度;葡萄糖转运蛋白的数量增加，能为T淋巴提供更多能量来杀伤肿瘤细胞，且改造后的CAR-T细胞的上述优势不仅均比未改造的CAR-T细胞强。虽然，两种 CAR-T细胞均提高了含 PD-1的细胞占比，均提高肿瘤逃逸的风险，但改造后的CAR-T细胞肿瘤逃逸的风险降低 【解析】 【分析】细胞免疫：病原体侵入靶细胞后，被感染的宿主细胞（靶细胞）膜表面某些分子发生变化，细胞毒性T细胞识别这一变化信号，之后开始分裂并分化，形成新的细胞毒性T细胞和记忆细胞，细胞因子能加速这一过程，新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环，他们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞，靶细胞裂解死亡后，病原体暴露出来，抗体可以与之结合，或被其他细胞吞噬掉。 【小问1详解】 细胞免疫主要由 T 淋巴细胞介导；CAR- T细胞是经过基因工程改造的T淋巴细胞，因此具有细胞免疫功能；巨噬细胞具有抗原呈递等作用，可参与细胞免疫；B 淋巴细胞主要参与体液免疫，通过产生抗体来发挥作用。 故选ACD。 【小问2详解】 A、从图中可以看出，CAR-T细胞可以直接识别肿瘤抗原，而天然T淋巴细胞需要抗原呈递细胞激活后才能识别抗原，因此CAR-T细胞无需抗原呈递细胞激活，能更直接地识别和攻击肿瘤细胞，A符合题意； B、辅助性T细胞也能释放免疫活性物质，B不符合题意； C、分泌特异性抗体是 B 淋巴细胞的功能，T 淋巴细胞包括CAR- T细胞一般不分泌抗体，C不符合题意； D、CAR-T细胞表面的CAR胞外区能够直接结合肿瘤细胞表面的抗原，这种直接识别肿瘤抗原的能力使得CAR-T细胞能够精准地定位肿瘤细胞，并且快速启动免疫反应，相比之下，天然T淋巴细胞的识别过程依赖抗原呈递细胞，CAR-T细胞的这种直接识别机制是其高效杀灭肿瘤细胞的重要原因之一，D符合题意。 故选AD。 【小问3详解】 A、MHC（主要组织相容性复合体）表达量下降会使肿瘤细胞难以被免疫系统识别，有利于肿瘤细胞免疫逃逸，A符合题意； B、PD- 1主要表达在T细胞表面，不是肿瘤细胞用于免疫逃逸的机制，B不符合题意； C、瘤抗原数量增加理论上应更容易被免疫系统识别，不利于肿瘤细胞免疫逃逸，C不符合题意； D、肿瘤细胞表面的PD-L1可以与T细胞表面的PD-1结合，抑制T细胞的活性，使肿瘤细胞能够逃逸免疫系统的攻击，D符合题意。 故选AD。 【小问4详解】 由题干可知， “快速增殖的肿瘤细胞会导致肾上腺素异常，抑制CAR-T细胞的功能”，而肾上腺素能使心跳加快，也可升高血糖，因此据题干信息推测，肿瘤细胞快速增殖可能对人体造成的影响有心律失常、血糖偏高。 故选AC。 【小问5详解】 ①在细胞分裂（每个细胞表面CFSE强度）方面，与未改造的CAR-T细胞相比，改造后的CAR-T细胞表面CFSE荧光强度相近，说明细胞分裂不受影响，①不符合题意； ②由图可知，NF- κB可促进颗粒酶的形成，再结合表中数据可推知，与未改造的CAR-T细胞相比，改造后的CAR-T细胞具有的优势可能有NF-κB的功能强，②符合题意； ③④由图可知，PI3K磷酸化可促进葡萄糖转运蛋白转运葡萄糖，再结合表中数据可推知，与未改造的CAR-T细胞相比，改造后的CAR-T细胞具有的优势可能有PI3K磷酸化水平高；由图可知，PI3K磷酸化可抑制细胞凋亡，故与未改造的CAR-T细胞相比，改造后的CAR-T细胞具有的优势可能有细胞凋亡水平低，③符合题意，④不符合题意。 故选②③。 【小问6详解】 首先对比天然 T 淋巴细胞组、未改造CAR-T细胞组和改造后CAR-T细胞组的数据。在细胞分裂（每个细胞表面CFSE强度）方面，未改造和改造的CAR-T细胞与天然T细胞相近，说明细胞分裂不受影响。在 “分泌颗粒酶的细胞占比” 上，未改造和改造的CAR-T细胞都比天然T细胞高，且改造后的更高，这表明它们在攻击肿瘤细胞的能力上更强，改造后的更强。在 “葡萄糖转运蛋白的相对表达量” 上，未改造和改造的CAR-T细胞都比天然T细胞高，且改造后的更高，意味着能为T淋巴细胞提供更多能量来杀伤肿瘤细胞，改造后的CAR-T细胞在这方面更具优势。在 “含PD-1的细胞占比” 上，未改造和改造的CAR-T细胞都比天然 T 细胞高，虽然这会增加肿瘤细胞逃逸的风险，但文中提到改造后的CAR- T细胞降低肿瘤逃逸的风险，说明改造后的CAR-T细胞在综合治疗效果上有优势。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $