精品解析：上海市闵行区2024-2025学年高三上学期学业质量调研生物试题

2024学年第一学期高三年级学业质量调研生物学学科 （考试时间60分钟，满分100分） 考生注意： 1.本考试设试卷和答题纸。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 2.“单选”指每题只有一个选项为正确答案；“多选”指每题有两个或两个以上选项为正确答案；“编号选填”指每空有一个或多个选项为正确答案。 海洋酸化和变暖对海洋生物的影响 全球气候变化背景下，海洋环境正在发生酸化、升温等现象，对海洋生物的繁殖、生长与代谢，以及海洋生态系统的平衡等产生影响。下图显示了海洋中的部分生物，其中紫石房蛤以硅藻（如威氏海链藻）为主要食物，是重要的海洋经济生物，广泛分布于沿海的浅海区域。 1. 结合图1分析，紫石房蛤应该属于_______。（编号选填） ①生产者②初级消费者③次级消费者④分解者⑤第一营养级⑥第二营养级 2. 紫石房蛤所在的营养级所同化的能量，去向有_______。（编号选填） ①上一营养级②呼吸作用散失③分解者④该营养级的粪便⑤被下一营养级所同化⑥未被利用 3. 海洋上层的生物受到光照和温度等环境因素的影响，会出现明显的季节性变化。有关说法错误的是_______。（单选） A. 海洋上层的生物群落随季节发生变化的过程属于次生演替 B. 食物匮乏时，海洋上层食性相近的浮游动物可能会发生生态位变化 C. 从某个时间点上看，浮游动物的生物量可能高于浮游植物 D. 深海生物群落不受海洋上层季节性变化直接影响 4. 海洋酸化和升温可能影响海洋生态系统的_______。（多选） A. 营养结构 B. 信息传递途径 C. 能量单向流动特点 D. 物质循环速度 为探究海洋酸化和升温对“藻-贝”食物链的效应（包括物质组成与含量等影响），研究人员设计了图1所示四组实验，图2为威氏海链藻的碳利用效率（CUE）的结果。 5. 结合图1信息和探究目的，研究人员收集了不同组的威氏海链藻、紫石房蛤的代谢物组成和含量的数据后，需要进行的处理有_______。（编号选填） ①比较不同组威氏海链藻的相同代谢物的含量，找到差异代谢物 ②比较不同组紫石房蛤的相同代谢物的含量，找到差异代谢物 ③分析相同培养条件下“藻-贝”间的差异代谢物含量变化的关系 ④分析相同培养条件下“藻-贝”间的差异代谢物种类变化的关系 6. 根据图2分析，海洋酸化_______（加剧/缓解/不改变）海洋升温带来的对威氏海链藻的_______（正面/负面）影响。 7. 结合已学推测，海洋酸化和升温可能通过威氏海链藻影响了海洋生态系统的_______。（多选） A. 水循环 B. 碳循环 C. 氮循环 D. 硅循环 TRPC5缺失导致肥胖与自闭症 TRPC5是一种瞬时受体电位通道，在下丘脑的催产素（OXT）神经元中高水平表达，参与进食、社交互动等本能行为的调控被破坏后会引起肥胖和自闭症。TRPC5的结构与定位如图所示。 8. TRPC5的元素组成是_______，Ca2+通过TRPC5的方式是_______（自由扩散/协助扩散/主动运输）。 9. Ca2+进入OXT神经元后会引起_______，从而激活OXT神经元产生催产素。（编号选填） ①膜电位变为内负外正②Na+通道打开③K+通道打开④动作电位产生⑤静息电位产生 10. 催产素与抗利尿激素的合成与分泌机制相同，以下说法错误的是_______。（单选） A. 催产素由垂体合成和分泌 B. 催产素可以由血液运输到靶细胞 C. 催产素的产生不属于分级调节 D. 催产素的产生存在反馈调节 研究人员构建了TRPC5缺失的小鼠用于研究TRPC5与肥胖发生的机制，部分研究结果如图。 11. 结合图及所学知识，以下结构或物质中有利于脂肪消耗的是_______。（编号选填） ①TRPC5②催产素③胰高血糖素④肾上腺素 ⑤胰岛素 12. 对图中肥胖发生机制的理解正确的是_______。（编号选填） ①TRPC5缺失小鼠组摄食量高且运动量少导致肥胖 ②OXT神经元激活后能促进小鼠运动 ③催产素可能提升小鼠的食欲 研究发现下丘脑OXT神经元在社交行为中发挥重要作用，TRPC5缺失小鼠社交减少。为研究TRPC5在OXT神经元调节小鼠间社交行为中的作用，研究人员设计了“三箱社交行为”实验（图），评估小鼠对社交刺激（陌生小鼠）与非社交刺激（新颖物体）的偏好。 13. 根据研究目的，编号选填完成以下实验操作： （1）选取年龄、体重相近的野生型小鼠和_______的小鼠若干，分别作对照组和实验组。 （2）将受试小鼠放入中间箱，自由活动5分钟以适应箱体环境。 （3）将受试小鼠放入中间箱，左侧玻璃杯放入_______物品，右侧玻璃杯放入_______小鼠。受试小鼠自由活动10分钟，记录每只受试小鼠与左右玻璃杯接触的时间，并进行统计分析。①TRPC5敲除②OXT神经元中TRPC5特异性敲除③新颖物品④熟悉物品⑤陌生小鼠⑥熟悉小鼠 14. 结合已学和本题信息，预测实验结果及相应的结论_______。（多选） A. 实验组小鼠与右侧玻璃杯接触的时间显著高于对照组 B. 实验组小鼠与左侧玻璃杯接触的时间显著高于对照组 C. TRPC5激活OXT神经元，促进小鼠进行社交 D. TRPC5激活OXT神经元，抑制小鼠进行社交 β-地中海贫血 15. β-地中海贫血（β-地贫）是由于正常基因（β）突变为β°（导致正常的β-珠蛋白链缺失）或β+（导致正常的β-珠蛋白链合成不足），而引起血红蛋白异常造成红细胞异形的溶血性贫血，为常染色体遗传病。下图为该病某家族系谱图，先证者是一个8岁男孩，临床诊断患中间型β-地贫。 通过采集血样诊断β-地贫，下列方法不合适的是_______。（单选） A 血红蛋白分析 B. 红细胞形态观察 C. 染色体分析 D. 基因诊断 科研人员对该家系进行基因型分析，与24种中国人群常见β-珠蛋白基因突变对比，仅发现一种常见突变——CDs41-42（TCTT）即该基因中对应第41至42位密码子的编码序列中相比正常基因缺失了四个核苷酸（TCTT），为先证者和其父亲所携带。 16. CDs41-42（TCTT）突变会导致_______分子的内部序列发生改变，最终影响蛋白质的功能。（多选） A. mRNA B. tRNA C. rRNA D. 肽链 17. 已知正常β-珠蛋白链包含146个氨基酸。根据题意，该突变基因可以用_______（β/β°/β+）表示，而β、β°、β+的差异体现了_______（遗传/物种/生态系统）多样性。研究者把先证者的β-珠蛋白基因序列与正常基因比对，发现了一个24种常见突变之外的新突变，位于启动子区，且证实其母亲和两个舅舅也存在该突变，为母源突变。为了评价该突变对β-珠蛋白表达的影响，研究人员利用RT-PCR技术定量分析mRNA水平，得到下图结果。 18. RT-PCR技术是利用RNA为模板，首先经过_______过程得到相对稳定的cDNA，然后以该cDNA为PCR模板，以_______为原料，经过扩增得到目的片段。 19. 综合先证者的相关信息，判断其基因型为_______，其哥哥的基因型是_______。 20. 研究人员对我国西部地区的血红蛋白类型进行普查，发现异常血红蛋白主要有以下几种：Hboshatta、HbPunjab、HbTiaPei、HbaTshikuergan、HbDunhuang。异常血红蛋白基因会逐渐沉淀，且代代相传。下列分析错误的是_______。（单选） A. 比较不同地域人群的血红蛋白基因碱基序列可以作为生物进化的微观证据 B. 异常血红蛋白基因对人类的进化一定是不利的 C. 多种异常血红蛋白基因的产生体现了基因突变的多方向性 D. 在不同地域环境的自然选择之下，血红蛋白基因的频率会定向改变 植物激素与非生物胁迫 在农业生产中广泛使用的农药吡虫啉（IMD）的残留可对植物造成胁迫。研究人员观察了CK（蒸馏水）处理和IMD处理的黄瓜植株叶肉细胞叶绿体的超微结构（下图），其中基粒片层解体时嗜锇颗粒（OG）体积会变大。 21. 结合图分析，IMD处理后，叶肉细胞的_______（叶绿体外膜/叶绿体内膜/类囊体膜）结构受损，直接影响到_______（光反应/碳反应）过程，最终导致净光合速率_______（上升/下降/不变/无法确定）。 22. 研究表明，IMD处理可导致ROS（如H2O2和O2）的过度积累，引发脂质过氧化，进而引起_______。（编号选填） ①细胞膜的流动性改变②细胞膜的通透性改变③细胞间信息交流改变④膜结构稳定性提高⑤细胞壁的通透性改变⑥细胞代谢紊乱 褪黑素（Mel）在植物抵御非生物胁迫中起重要作用。为探明外源Mel在植物IMD胁迫中的作用，研究团队选用黄瓜幼苗进行了如图2所示处理，并在处理后的第0、3、6、9和12天检测叶中IMD残留量，得到结果如图3. 23. 根据图3结果分析，IMD吸收后可能_______。（多选） A. Mel促进了IMD的降解 B. Mel抑制了IMD的降解 C. Mel促进了IMD的排出 D. Mel阻止了IMD的排出 24. 结合图1和图3推测，外源Mel处理后_______。（多选） A. 嗜锇颗粒（OG）数量下降 B. ROS含量下降 C. 淀粉粒（S）数量下降 D 修复叶绿体结构损伤 25. 进一步研究发现，外源Mel对IMD胁迫下黄瓜幼苗的缓解作用与图所示的机理相关。请尝试分析Mel缓解IMD胁迫的具体过程________。 肠道工程益生菌的构建 HT1是一种因FAH酶缺陷引起的酪氨酸代谢异常产生有毒物质引发肝损的疾病。研究团队试图基于益生大肠杆菌（EcN）设计一种能高效代谢酪氨酸的肠道工程益生菌（EcN-HT）用于治疗HTl模型小鼠，如图所示。其中，酪氨酸转运蛋白TyrP的基因TyrP和酪氨酸高效代谢重要酶HpaBC的基因HpaBC均为目的基因。 26. EcN的H1型鞭毛通过单个菌之间的相互作用在肠道上皮形成紧密的网络结构，像一层防护网，可以抑制病原菌对肠道上皮细胞的侵袭，这种防御属于机体的_______。（编号选填） ①第一道防线 ②第二道防线 ③第三道防线 ④特异性免疫 ⑤非特异性免疫 27. 图中，TyrP需要表达在EcN-HT的质膜上，以促进对酪氨酸的吸收。则EcN-HT中参与TyrP的合成到定位的结构有_______。（编号选填） ①内质网 ②核糖体 ③质膜 ④高尔基体 ⑤线粒体 研究人员以质粒pUC57-pfnr为载体，构建pUC57-pfnr-T和pUC57-pfnr-H两种重组质粒。下图表示了质粒pUC57-pfnr及相关限制性内切核酸酶的识别序列和切割位点。 28. 采用“2种重组质粒分别构建→pUC57-pfnr-T导入EcN并筛选得EcN-T→pUC57-pfnr-H导入EcN-T并筛选得EcN-HT”的方法时，为实现高效构建和筛选，从①-⑩中合理选择编号填入表1. ①BamHⅠ②HindⅢ③Bgl Ⅱ④EcoRⅠ⑤MboⅠ⑥SmaⅠ⑦卡那霉素⑧氯霉素⑨X-gal⑩琼脂 目的基因 选择限制性内切核酸酶 构建的重组质粒 重组质粒导入情况 筛选时培养基应加物质 筛选得受体细胞 TyrP ④⑥ pUC57-pfnr-T 导入EcN （1）_______ EcN-T HpaBC （2）_______ pUC57-pfnr-H 导入EcN-T （3）_______ EcN-HT 29. 目基因TyrP存在于E.coliK12菌株中。根据表1方案，需在该目的基因两侧添加相应的限制性内切核酸酶识别序列后才能与质粒成功连接。下图显示了该目的基因两端的序列，PCR时设计的引物应是_______。（单选） A 5'-GAATTC AAGGCA-3'和5'-CCCGGG CATTGT-3' B. 5'-AAGGCA CCCGGG-3'和5'-CATTGT GAATTC-3' C. 5'-AAGGCA CCCGGG-3'和5'-TGTTAC GAATTC-3' D. 5'-CCCGGG AAGGCA-3'和5'-GAATTC TGTTAC-3' 30. 下列属于分子水平检测EcN-HT是否构建成功的有_______。（编号选填） ①PCR后利用凝胶电泳鉴定HpaBC和TyrP是否存在于EcN-HT工程菌中 ②检测EcN-HT工程菌中是否存在HpaBC和TyrP转录出的mRNA ③检测EcN-HT工程菌中是否存在HpaBC和TyrP蛋白 ④检测EcN-HT工程菌是否同时具有抗氨苄青霉素和氯霉素的能力 ⑤检测EcN-HT工程菌是否有更强的代谢酪氨酸的能力 31. 经体外和HTl模型小鼠的体内检测实验，EcN-HT均表现出优异的酪氨酸代谢能力。若要将该菌用于临床治疗人类HT1，应考虑哪些因素_______？（答1方面即可） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024学年第一学期高三年级学业质量调研生物学学科 （考试时间60分钟，满分100分） 考生注意： 1.本考试设试卷和答题纸。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 2.“单选”指每题只有一个选项为正确答案；“多选”指每题有两个或两个以上选项为正确答案；“编号选填”指每空有一个或多个选项为正确答案。 海洋酸化和变暖对海洋生物的影响 全球气候变化背景下，海洋环境正在发生酸化、升温等现象，对海洋生物的繁殖、生长与代谢，以及海洋生态系统的平衡等产生影响。下图显示了海洋中的部分生物，其中紫石房蛤以硅藻（如威氏海链藻）为主要食物，是重要的海洋经济生物，广泛分布于沿海的浅海区域。 1. 结合图1分析，紫石房蛤应该属于_______。（编号选填） ①生产者②初级消费者③次级消费者④分解者⑤第一营养级⑥第二营养级 2. 紫石房蛤所在的营养级所同化的能量，去向有_______。（编号选填） ①上一营养级②呼吸作用散失③分解者④该营养级粪便⑤被下一营养级所同化⑥未被利用 3. 海洋上层的生物受到光照和温度等环境因素的影响，会出现明显的季节性变化。有关说法错误的是_______。（单选） A. 海洋上层的生物群落随季节发生变化的过程属于次生演替 B. 食物匮乏时，海洋上层食性相近的浮游动物可能会发生生态位变化 C. 从某个时间点上看，浮游动物的生物量可能高于浮游植物 D. 深海生物群落不受海洋上层季节性变化的直接影响 4. 海洋酸化和升温可能影响海洋生态系统的_______。（多选） A. 营养结构 B. 信息传递途径 C. 能量单向流动特点 D. 物质循环速度 【答案】1. ②⑥ 2. ②③⑤⑥ 3. A 4. ABD 【解析】 【分析】由题意可知，紫石房蛤以硅藻（如威氏海链藻）为主要食物，说明其为初级消费者，是第二营养级。阳光、温度、水分的季节性变化是引起群落季节性变化的非生物因素；群落的季节性变化表现在外貌和结构随季节变化而发生规律性变化；某些地区在不同季节环境变化较大，导致群落物种丰富度变化较大，而某些地区在不同季节环境变化较小，导致群落物种丰富度变化较小；群落的季节性变化可表现在草原上动物的迁徙、海洋中鱼类的洄游等方面。 【1题详解】 由题意可知，紫石房蛤以硅藻（如威氏海链藻）为主要食物，说明其为初级消费者，是第二营养级。 【2题详解】 紫石房蛤所在营养级为第二营养级，其同化的能量去向是呼吸作用散失和用于自身生长、繁育、繁殖，后者包括流入分解者、流入下一营养级和未利用，②③⑤⑥正确。 故选②③⑤⑥。 【3题详解】 A、海洋上层的生物群落随季节发生变化的过程是群落的季节性变化，没有发生演替，A错误； B、海洋上层食性相近的浮游动物可能会因食物匮乏而发生生态位分化，B正确； C、某时刻调查该海域的各营养级生物量，在某些时候浮游动物可能高于浮游植物，C正确； D、由于深海几乎不受光照和光照的影响，所以深海生物群落几乎不受海洋上层季节性变化的直接影响，D错误。 故选A。 【4题详解】 海洋酸化和升温可能影响海洋生态系统的物种变化，引起群落发生演替，从而影响其营养结构，信息传递的途径和物质循环的速度，但能量传递均具有单向传递、逐级递减的特点，ABD正确，C错误。 故选ABD。 为探究海洋酸化和升温对“藻-贝”食物链的效应（包括物质组成与含量等影响），研究人员设计了图1所示四组实验，图2为威氏海链藻的碳利用效率（CUE）的结果。 5. 结合图1信息和探究目的，研究人员收集了不同组的威氏海链藻、紫石房蛤的代谢物组成和含量的数据后，需要进行的处理有_______。（编号选填） ①比较不同组威氏海链藻的相同代谢物的含量，找到差异代谢物 ②比较不同组紫石房蛤的相同代谢物的含量，找到差异代谢物 ③分析相同培养条件下“藻-贝”间的差异代谢物含量变化的关系 ④分析相同培养条件下“藻-贝”间的差异代谢物种类变化的关系 6. 根据图2分析，海洋酸化_______（加剧/缓解/不改变）海洋升温带来的对威氏海链藻的_______（正面/负面）影响。 7. 结合已学推测，海洋酸化和升温可能通过威氏海链藻影响了海洋生态系统的_______。（多选） A. 水循环 B. 碳循环 C. 氮循环 D. 硅循环 【答案】5. ①②③④ 6. ①. 缓解 ②. 负面 7. BCD 【解析】 【分析】组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。这里所说的生态系统指的是地球上最大的生态系统—生物圈，物质循环具有全球性，因此又叫生物地球化学循环。 【5题详解】 根据本实验目的可知，该实验因变量主要检测食物链中的物质组成和含量，结合图1可知，在图示流程中，横向上需要检测并比较不同组威氏海链藻的相同代谢物的含量，找到差异代谢物，分析不同环境对威氏海链藻代谢的影响，同时还需要检测并比较不同组紫石房蛤的相同代谢物的含量，找到差异代谢物，分析不同环境对紫石房蛤代谢的影响。本实验还需要探究不同海洋环境对“藻-贝”食物链的效应，即对食物链中物质传递的影响，故需要分析相同培养条件下“藻-贝”间的差异代谢物含量变化的关系和相同培养条件下“藻-贝”间的差异代谢物种类变化的关系，故选①②③④。 【6题详解】 图2所示结果中，升温组和对照组相比，升温组碳利用效率下降，说明海洋升温对威氏海链藻具有负面影响，但酸化升温组相较于升温组，酸化升温组碳利用效率上升，说明海洋酸化可缓解升温带来的对威氏海链藻的负面影响。 【7题详解】 本实验检测的对象为物质组成和含量可知，本实验本质是探究海洋酸化和升温对生态系统中的物质循环带来的影响，根据实验结果可知，海洋酸化和升温会影响生态系统的物质循环。生态系统的物质循环这一概念中“物质”指组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，水是化合物，故选BCD。 TRPC5缺失导致肥胖与自闭症 TRPC5是一种瞬时受体电位通道，在下丘脑的催产素（OXT）神经元中高水平表达，参与进食、社交互动等本能行为的调控被破坏后会引起肥胖和自闭症。TRPC5的结构与定位如图所示。 8. TRPC5的元素组成是_______，Ca2+通过TRPC5的方式是_______（自由扩散/协助扩散/主动运输）。 9. Ca2+进入OXT神经元后会引起_______，从而激活OXT神经元产生催产素。（编号选填） ①膜电位变为内负外正②Na+通道打开③K+通道打开④动作电位产生⑤静息电位产生 10. 催产素与抗利尿激素的合成与分泌机制相同，以下说法错误的是_______。（单选） A. 催产素由垂体合成和分泌 B. 催产素可以由血液运输到靶细胞 C. 催产素的产生不属于分级调节 D. 催产素的产生存在反馈调节 【答案】8. ①. CHON（S）/CHONS ②. 协助扩散 9. ②④（或④） 10. A 【解析】 【分析】下丘脑产生的抗利尿激素储存在垂体，细胞外液渗透压升高，下丘脑渗透压感受器感受到兴奋，通过神经作用于垂体，垂体释放抗利尿激素促进肾小管集合管对水的重吸收。 【8题详解】 由图可以看出，TRPC5是由多肽链构成的，所以组成元素为CHON（S）,TRPC5是一种瞬时受体电位通道,为通道蛋白，所以Ca2+通过TRPC5的方式是协助扩散。 【9题详解】 Ca2+进入OXT神经元后会引起②Na+通道打开，从而引起④动作电位产生，从而激活OXT神经元产生催产素。 【10题详解】 A、催产素与抗利尿激素的合成与分泌机制相同，但抗利尿激素是在下丘脑的神经内分泌细胞内合成，由垂体后叶释放的一种激素，所以催产素不是由垂体合成和分泌，A错误； B、抗利尿激素可以由血液运输到靶细胞，发挥作用，所以催产素也可以，B正确； C、抗利尿激素的产生不属于分级调节，所以催产素的产生不属于分级调节，C正确； D、抗利尿激素产生存在反馈调节，所以催产素的产生存在反馈调节，D正确。 故选A。 研究人员构建了TRPC5缺失的小鼠用于研究TRPC5与肥胖发生的机制，部分研究结果如图。 11. 结合图及所学知识，以下结构或物质中有利于脂肪消耗的是_______。（编号选填） ①TRPC5②催产素③胰高血糖素④肾上腺素 ⑤胰岛素 12. 对图中肥胖发生机制的理解正确的是_______。（编号选填） ①TRPC5缺失小鼠组摄食量高且运动量少导致肥胖 ②OXT神经元激活后能促进小鼠运动 ③催产素可能提升小鼠的食欲 【答案】11. ①②③④ 12. ①② 【解析】 【分析】据图甲可知，小鼠肥胖机理可能是TRPC5缺失小鼠组摄食量高且运动量少导致肥胖，据图乙可知，使用催产素后24小时，小鼠的体重下降。 【11题详解】 据图甲可知，TRPC5缺失组小鼠的摄食量增加，运动次数减少，脂肪消耗减少，容易肥胖，说明TRPC5有利于脂肪消耗；据图乙可知，使用催产素后24小时，小鼠的体重下降，推测可能是催产素有利于脂肪消耗，导致体重下降；胰高血糖素和肾上腺素都能促进非糖物质（比如脂肪）转化葡萄糖，进而升高血糖浓度，推测胰高血糖素和肾上腺素有利于脂肪消耗；胰岛素是能促进葡萄糖转化为非糖物质（比如脂肪），从而降低血糖浓度，推测胰岛素有利于脂肪合成，综上所述，有利于脂肪消耗的是①②③④。 【12题详解】 ①据图甲可知，TRPC5缺失组小鼠的摄食量增加，运动次数减少，可能导致脂肪消耗减少，导致肥胖，①正确； ②据图乙可知，使用催产素（OXT）后24小时，小鼠的体重下降，推测OXT神经元激活后，催产素（OXT）合成增多，能促进小鼠运动，②正确； ③催产素使用后，小鼠体重下降，推测应该是降低了小鼠食欲，③错误。 故选①②。 研究发现下丘脑OXT神经元在社交行为中发挥重要作用，TRPC5缺失小鼠社交减少。为研究TRPC5在OXT神经元调节小鼠间社交行为中的作用，研究人员设计了“三箱社交行为”实验（图），评估小鼠对社交刺激（陌生小鼠）与非社交刺激（新颖物体）的偏好。 13. 根据研究目的，编号选填完成以下实验操作： （1）选取年龄、体重相近的野生型小鼠和_______的小鼠若干，分别作对照组和实验组。 （2）将受试小鼠放入中间箱，自由活动5分钟以适应箱体环境。 （3）将受试小鼠放入中间箱，左侧玻璃杯放入_______物品，右侧玻璃杯放入_______小鼠。受试小鼠自由活动10分钟，记录每只受试小鼠与左右玻璃杯接触的时间，并进行统计分析。①TRPC5敲除②OXT神经元中TRPC5特异性敲除③新颖物品④熟悉物品⑤陌生小鼠⑥熟悉小鼠 14. 结合已学和本题信息，预测实验结果及相应的结论_______。（多选） A. 实验组小鼠与右侧玻璃杯接触的时间显著高于对照组 B. 实验组小鼠与左侧玻璃杯接触的时间显著高于对照组 C. TRPC5激活OXT神经元，促进小鼠进行社交 D. TRPC5激活OXT神经元，抑制小鼠进行社交 【答案】13. ①. ② ②. ③ ③. ⑤ 14. BC 【解析】 【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递，突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜，其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时，突触小泡释放递质（化学信号)，递质作用于突触后膜，引起突触后膜产生膜电位（电信号)，从而将兴奋传递到下一个神经元。 【13题详解】 分析题意，本实验目的是设计实验研究研究TRPC5在OXT神经元调节小鼠间社交行为中的作用，需要评估对社交刺激（陌生小鼠）与非社交刺激（新颖物体）的偏好，由题意可知，实验的自变量是小鼠类型，因变量是对社交刺激的反应，实验设计应遵循对照与单一变量原则，据此设计实验步骤可知： （1）选取年龄、体重相近的野生型小鼠和②OXT神经元中TRPC5特异性敲除的小鼠若干，分别作对照组和实验组。（单一变量原则） （2）将受试小鼠放入中间箱，自由活动5分钟以适应箱体环境。 （3）将受试小鼠放入中间箱，左侧玻璃杯放入③新颖物品，右侧玻璃杯放入⑤陌生小鼠。受试小鼠自由活动10分钟，记录每只受试小鼠与左右玻璃杯接触的时间，并进行统计分析。 【14题详解】 由于实验假设是下丘脑OXT神经元在社交行为中发挥重要作用，TRPC5缺失小鼠社交减少，据此推测，且左侧杯中是新颖物品，预测实验组小鼠与左侧玻璃杯接触的时间显著高于对照组；据此可得出实验结论是TRPC5激活OXT神经元，促进小鼠进行社交。 故选BC。 β-地中海贫血 15. β-地中海贫血（β-地贫）是由于正常基因（β）突变为β°（导致正常的β-珠蛋白链缺失）或β+（导致正常的β-珠蛋白链合成不足），而引起血红蛋白异常造成红细胞异形的溶血性贫血，为常染色体遗传病。下图为该病某家族系谱图，先证者是一个8岁男孩，临床诊断患中间型β-地贫。 通过采集血样诊断β-地贫，下列方法不合适的是_______。（单选） A. 血红蛋白分析 B. 红细胞形态观察 C. 染色体分析 D. 基因诊断 【答案】C 【解析】 【分析】人类遗传病包括单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病，其中基因突变导致的遗传病无法通过染色体分析诊断，染色体异常遗传并可通过染色体分析诊断。 【详解】A、β-地贫具有血红蛋白异常的特点，可以通过血红蛋白分析诊断该疾病，A不符合题意； B、β-地贫患者体内红细胞形态异常，可通过红细胞形态观察诊断该疾病，B不符合题意； C、β-地贫属于基因突变导致的疾病，通过染色体分析无法诊断该疾病，C符合题意； D、β-地贫是由于正常基因突变导致，可通过基因诊断判断该疾病，D不符合题意。 故选C。 科研人员对该家系进行基因型分析，与24种中国人群常见β-珠蛋白基因突变对比，仅发现一种常见突变——CDs41-42（TCTT）即该基因中对应第41至42位密码子的编码序列中相比正常基因缺失了四个核苷酸（TCTT），为先证者和其父亲所携带。 16. CDs41-42（TCTT）突变会导致_______分子的内部序列发生改变，最终影响蛋白质的功能。（多选） A. mRNA B. tRNA C. rRNA D. 肽链 17. 已知正常β-珠蛋白链包含146个氨基酸。根据题意，该突变基因可以用_______（β/β°/β+）表示，而β、β°、β+的差异体现了_______（遗传/物种/生态系统）多样性。研究者把先证者的β-珠蛋白基因序列与正常基因比对，发现了一个24种常见突变之外的新突变，位于启动子区，且证实其母亲和两个舅舅也存在该突变，为母源突变。为了评价该突变对β-珠蛋白表达的影响，研究人员利用RT-PCR技术定量分析mRNA水平，得到下图结果。 18. RT-PCR技术是利用RNA为模板，首先经过_______过程得到相对稳定的cDNA，然后以该cDNA为PCR模板，以_______为原料，经过扩增得到目的片段。 19. 综合先证者的相关信息，判断其基因型为_______，其哥哥的基因型是_______。 20. 研究人员对我国西部地区的血红蛋白类型进行普查，发现异常血红蛋白主要有以下几种：Hboshatta、HbPunjab、HbTiaPei、HbaTshikuergan、HbDunhuang。异常血红蛋白基因会逐渐沉淀，且代代相传。下列分析错误的是_______。（单选） A. 比较不同地域人群的血红蛋白基因碱基序列可以作为生物进化的微观证据 B. 异常血红蛋白基因对人类的进化一定是不利的 C. 多种异常血红蛋白基因的产生体现了基因突变的多方向性 D. 在不同地域环境的自然选择之下，血红蛋白基因的频率会定向改变 【答案】16. AD 17. ①. β° ②. 遗传 18. ①. 逆转录 ②. 脱氧核苷三磷酸/dNTP/dATP、dTTP、dGTP、dCTP 19. ①. β°β+（或β+β°） ②. ββ 20. B 【解析】 【分析】1、基因的表达包括转录和翻译的过程，基因突变引起转录产生的mRNA序列发生改变，通过翻译导致形成的蛋白质的结构发生改变，进而影响蛋白质的功能。 2、生物多样性包括了遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。 【16题详解】 CDs41-42（TCTT）突变引起转录出的mRNA碱基序列发生改变，进而导致翻译出的多肽链氨基酸序列的改变，最终影响蛋白质的功能，AD正确。 故选AD。 【17题详解】 已知突变基因CDs41-42中对应第41至42位密码子的编码序列中相比正常基因缺失了四个核苷酸（TCTT），这种突变导致基因功能完全丧失，因此该突变基因可以用β°表示。β、β°、β+之间的关系是等位基因的关系，体现的是基因多样性，即遗传多样性。 【18题详解】 以RNA为模板，通过逆转录过程可以形成互补配对的相对稳定的cDNA。PCR扩增时原料是脱氧核苷三磷酸（dNTP/dATP、dTTP、dGTP、dCTP），同时需要引物、TaqDNA聚合酶等参与，最终经过扩增得到目的片段。 【19题详解】 根据题干信息可知，该先证者含有CDs41-42（TCTT）基因，即β°。研究者把先证者的β-珠蛋白基因序列与正常基因比对，发现了一个24种常见突变之外的新突变，位于启动子区，该先证者的母亲和两个舅舅也存在该突变，为母源突变，因此先证者含有该新突变基因β+，综上分析，先证者的基因为β°β+（或β+β°）。先证者的母亲和爸爸都是携带者，母亲的基因型为β+β，父亲的基因型为β°β，先证者的哥哥不含这两种突变基因，因此基因型为ββ。 【20题详解】 A、生物进化的标志是基因频率的改变，基因的不同取决于基因的碱基序列，因此比较不同地域人群的血红蛋白基因碱基序列可以作为生物进化的微观证据，A正确； B、基因突变多数是有害的，但基因的利或害取决于环境，因此异常血红蛋白基因对人类的进化可能是不利的，也可能是有利的，B错误； C、基因突变的结果是产生新基因（新的等位基因），多种异常血红蛋白基因的产生体现了基因突变的多方向性，C正确； D、自然选择可以使有利变异积累，不利变异淘汰，在不同地域环境的自然选择之下，血红蛋白基因的频率会定向改变，D正确。 故选B。 植物激素与非生物胁迫 在农业生产中广泛使用的农药吡虫啉（IMD）的残留可对植物造成胁迫。研究人员观察了CK（蒸馏水）处理和IMD处理的黄瓜植株叶肉细胞叶绿体的超微结构（下图），其中基粒片层解体时嗜锇颗粒（OG）体积会变大。 21. 结合图分析，IMD处理后，叶肉细胞的_______（叶绿体外膜/叶绿体内膜/类囊体膜）结构受损，直接影响到_______（光反应/碳反应）过程，最终导致净光合速率_______（上升/下降/不变/无法确定）。 22. 研究表明，IMD处理可导致ROS（如H2O2和O2）的过度积累，引发脂质过氧化，进而引起_______。（编号选填） ①细胞膜的流动性改变②细胞膜的通透性改变③细胞间信息交流改变④膜结构稳定性提高⑤细胞壁的通透性改变⑥细胞代谢紊乱 【答案】21. ①. 类囊体膜 ②. 光反应 ③. 下降 22. ①②③⑥ 【解析】 【分析】与CK组相比，IMD处理组的叶肉细胞内，类囊体缩小甚至消失，淀粉粒减小。 【21题详解】 由图可知，与CK组相比，IMD处理后，叶肉细胞的类囊体膜结构受损，由于类囊体是光反应的场所，因此会直接影响光反应，使光反应产生的ATP和NADPH减少，暗反应过程中C3的还原减弱，导致光合速率降低，该变化对呼吸速率没有影响，因此净光合速率会降低。 【22题详解】 研究表明，IMD处理可导致ROS（如H2O2和O2）过度积累，引发脂质过氧化，由于脂质是构成膜的主要成分，因此含有生物膜的结构和其功能均会受到影响，如①细胞膜的流动性改变、②细胞膜的通透性改变、③细胞间信息交流改变（依赖细胞膜的结构完成）、⑥细胞代谢紊乱（有些代谢过程在含有膜的细胞器中完成），而细胞壁不含脂质，因此其通透性不受影响，另外脂质过氧化不会导致膜结构稳定性提高，因此①②③⑥符合题意。 褪黑素（Mel）在植物抵御非生物胁迫中起重要作用。为探明外源Mel在植物IMD胁迫中的作用，研究团队选用黄瓜幼苗进行了如图2所示处理，并在处理后的第0、3、6、9和12天检测叶中IMD残留量，得到结果如图3. 23. 根据图3结果分析，IMD吸收后可能_______。（多选） A. Mel促进了IMD的降解 B. Mel抑制了IMD降解 C. Mel促进了IMD的排出 D. Mel阻止了IMD的排出 24. 结合图1和图3推测，外源Mel处理后_______。（多选） A. 嗜锇颗粒（OG）数量下降 B. ROS含量下降 C. 淀粉粒（S）数量下降 D. 修复叶绿体结构损伤 25. 进一步研究发现，外源Mel对IMD胁迫下黄瓜幼苗的缓解作用与图所示的机理相关。请尝试分析Mel缓解IMD胁迫的具体过程________。 【答案】23. AC 24. ABD 25. IMD可造成ROS含量上升，引起植物氧化损伤。Mel可提高解毒酶的活性，催化GSH与IMD结合，形成的轭合物转化成低毒物质并降解，降低IMD含量；同时，Mel还可促进GSH-AsA系统对ROS的清除，从而缓解IMD胁迫。 【解析】 【分析】光合作用通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。光合作用 分为光反应阶段和暗反应阶段。呼吸作用一般指机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子(如糖类、脂 类、蛋白质等)，通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物(如二氧化碳、乳酸、乙醇等)的过程。 【23题详解】 AB、根据图3结果分析可知，IMD+Mel组的IMD含量低于IMD组，说明Mel可能促进了IMD的降解，导致IMD含量降低，A正确，B错误； CD、根据图3结果分析可知，IMD+Mel组的IMD含量低于IMD组，说明Mel可能促进了IMD的排出，导致IMD含量降低，C正确，D错误。 故选AC。 【24题详解】 A、结合图1和图3，IMD处理嗜锇颗粒增加，Mel组IMD含量降低，则说明Mel处理后嗜饿颗粒（OG）数量下降，A正确； B、IMD处理可导致ROS的过度积累，Mel组IMD含量降低，则外源Mel处理后，ROS含量下降，B正确； C、据图1可知，IMD处理淀粉粒减少，Mel组IMD含量降低，则外源Mel处理后，淀粉粒（S）数量上升，C错误； D、据图1可知，IMD处理可导致类囊体减少，Mel组IMD含量降低，则外源Mel处理后，可能修复叶绿体结构损伤，D正确。 故选ABD。 【25题详解】 据图可知，外源Mel对IMD胁迫下黄瓜幼苗的缓解作用，其过程为IMD可造成ROS含量上升，引起植物氧化损伤。Mel可提高解毒酶的活性，催化GSH与IMD结合，形成IMD-GSH轭合物转化成低毒物质并降解，降低IMD含量；同时，Mel还可促进GSH-AsA系统对ROS的清除，从而缓解IMD胁迫。 肠道工程益生菌的构建 HT1是一种因FAH酶缺陷引起的酪氨酸代谢异常产生有毒物质引发肝损的疾病。研究团队试图基于益生大肠杆菌（EcN）设计一种能高效代谢酪氨酸的肠道工程益生菌（EcN-HT）用于治疗HTl模型小鼠，如图所示。其中，酪氨酸转运蛋白TyrP的基因TyrP和酪氨酸高效代谢重要酶HpaBC的基因HpaBC均为目的基因。 26. EcN的H1型鞭毛通过单个菌之间的相互作用在肠道上皮形成紧密的网络结构，像一层防护网，可以抑制病原菌对肠道上皮细胞的侵袭，这种防御属于机体的_______。（编号选填） ①第一道防线 ②第二道防线 ③第三道防线 ④特异性免疫 ⑤非特异性免疫 27. 图中，TyrP需要表达在EcN-HT的质膜上，以促进对酪氨酸的吸收。则EcN-HT中参与TyrP的合成到定位的结构有_______。（编号选填） ①内质网 ②核糖体 ③质膜 ④高尔基体 ⑤线粒体 【答案】26. ①⑤ 27. ②③ 【解析】 【分析】人体有三道防线来抵御病原体的攻击。皮肤、黏膜是保卫人体的第一道防线；体液中的杀菌物质（如溶菌酶)和吞噬细胞（如巨噬细胞和树突状细胞）是保卫人体的第二道防线。这两道防线人人生来就有，是机体在长期进化过程中遗传下来的，不针对某一类特定的病原体，而是对多种病原体都有防御作用，因此叫作非特异性免疫。第三道防线是机体在个体发育过程中与病原体接触后获得的，主要针对特定的抗原起作用，因而具有特异性，叫作特异性免疫。 【26题详解】 皮肤、黏膜是保卫人体的第一道防线。EcN的H1型鞭毛通过单个菌之间的相互作用在肠道上皮形成紧密的网络结构，可以抑制病原菌对肠道上皮细胞的侵袭，这属于保卫机体的①第一道防线，该防御对多种病原菌都有防御作用，不具有特异性，属于⑤非特异性免疫。 【27题详解】 图中，EcN-HT是基于益生大肠杆菌（EcN）设计而成的一种能高效代谢酪氨酸的肠道工程益生菌，属于原核生物，其细胞中没有①内质网、④高尔基体和⑤线粒体。 酪氨酸转运蛋白TyrP是一种蛋白质，在核糖体中合成后被转运至EcN-HT的质膜上，因此EcN-HT中参与TyrP的合成到定位的结构有②核糖体和③质膜。 研究人员以质粒pUC57-pfnr为载体，构建pUC57-pfnr-T和pUC57-pfnr-H两种重组质粒。下图表示了质粒pUC57-pfnr及相关限制性内切核酸酶的识别序列和切割位点。 28. 采用“2种重组质粒分别构建→pUC57-pfnr-T导入EcN并筛选得EcN-T→pUC57-pfnr-H导入EcN-T并筛选得EcN-HT”的方法时，为实现高效构建和筛选，从①-⑩中合理选择编号填入表1. ①BamHⅠ②HindⅢ③Bgl Ⅱ④EcoRⅠ⑤MboⅠ⑥SmaⅠ⑦卡那霉素⑧氯霉素⑨X-gal⑩琼脂 目的基因 选择限制性内切核酸酶 构建的重组质粒 重组质粒导入情况 筛选时培养基应加物质 筛选得受体细胞 TyrP ④⑥ pUC57-pfnr-T 导入EcN （1）_______ EcN-T HpaBC （2）_______ pUC57-pfnr-H 导入EcN-T （3）_______ EcN-HT 29. 目的基因TyrP存在于E.coliK12菌株中。根据表1方案，需在该目的基因两侧添加相应的限制性内切核酸酶识别序列后才能与质粒成功连接。下图显示了该目的基因两端的序列，PCR时设计的引物应是_______。（单选） A. 5'-GAATTC AAGGCA-3'和5'-CCCGGG CATTGT-3' B. 5'-AAGGCA CCCGGG-3'和5'-CATTGT GAATTC-3' C. 5'-AAGGCA CCCGGG-3'和5'-TGTTAC GAATTC-3' D. 5'-CCCGGG AAGGCA-3'和5'-GAATTC TGTTAC-3' 30. 下列属于分子水平检测EcN-HT是否构建成功的有_______。（编号选填） ①PCR后利用凝胶电泳鉴定HpaBC和TyrP是否存在于EcN-HT工程菌中 ②检测EcN-HT工程菌中是否存在HpaBC和TyrP转录出的mRNA ③检测EcN-HT工程菌中是否存在HpaBC和TyrP蛋白 ④检测EcN-HT工程菌是否同时具有抗氨苄青霉素和氯霉素的能力 ⑤检测EcN-HT工程菌是否有更强的代谢酪氨酸的能力 31. 经体外和HTl模型小鼠的体内检测实验，EcN-HT均表现出优异的酪氨酸代谢能力。若要将该菌用于临床治疗人类HT1，应考虑哪些因素_______？（答1方面即可） 【答案】28. ①. ⑦⑨⑩ ②. ③④ ③. ⑦⑧⑨⑩ 29. A 30. ①②③ 31. 是否会破坏肠道菌群的稳定/是否会在人群中传播从而导致健康人酪氨酸缺乏/是否会转移到其他器官导致其他器官致病/不能将实验室HTI模型鼠的研究成果直接用于人类患者的治疗，而需要经过多个复杂过程，以确保药物的安全性和有效性。 【解析】 【分析】基因工程的基本程序：⑴目的基因的获取：这涉及到从基因文库中获取、利用PCR技术扩增或人工合成目的基因；⑵基因表达载体的构建：这是基因工程中的核心步骤，涉及将目的基因与运载体（如质粒）重组，通常使用同种限制酶切割运载体和目的基因，产生互补的黏性末端，然后用DNA连接酶连接；⑶将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞（如微生物、植物或动物细胞）的不同，导入方法也会有所不同，例如，微生物细胞常用感受态细胞法，植物细胞可使用农杆菌转化法或基因枪法，而动物细胞则常用显微注射法；⑷目的基因的检测与表达：这包括在分子水平上检测转基因生物染色体DNA中是否插入目的基因，以及目的基因是否转录和翻译成蛋白质；在个体水平上进行抗虫、抗病或活性鉴定等。 【28题详解】 据题意可知，构建构建的重组质粒pUC57-pfnr-T时，使用了限制酶④EcoRⅠ和⑥SmaⅠ，这两种酶破坏了标记基因Cmr(氯霉素抗性基因)和LacZ'，LacZ'表达的酶蛋白可将无色的X-gal水解成蓝色产物，该重组质粒中含有Kanr标记基因（卡那霉素抗性基因），筛选受体细胞需要用固体培养基，因此筛选得受体细胞EcN-T应该在培养基中加入⑦卡那霉素、⑨X-gal、⑩琼脂。目的基因应该插入到启动子和终止子之间，可选的限制酶只有BglⅡ、EcoRⅠ、MboⅠ、SmaⅠ，由于Bgl Ⅱ的识别序列中含有MboⅠ识别序列，如果使用MboⅠ，Bgl Ⅱ的识别序列也会被切割，且由于重组质粒pUC57-pfnr-T破坏了标记基因Cmr(氯霉素抗性基因)，为了区分两者不同，那么重组质粒pUC57-pfnr-H不能破坏该标记基因，因此构建重组质粒pUC57-pfnr-H需用限制酶③Bgl Ⅱ、④EcoRⅠ，筛选时培养基应加物质⑦卡那霉素、⑧氯霉素、⑨X-gal、⑩琼脂。 【29题详解】 由于构建重组质粒时，切割质粒使用了限制酶④EcoRⅠ、⑥SmaⅠ，那么也要用这两种酶切割目的基因，根据该基因的转录方向和质粒中启动子和终止子的位置，该基因的左端应该加上EcoRⅠ识别序列，右端应该加上SmaⅠ识别序列，由于DNA聚合酶只能从引物的3'端延伸子链，因此左端的引物应该是5'-GAATTC AAGGCA-3'，同理，右端的引物是5'-CCCGGG CATTGT-3'。 【30题详解】 目的基因在分子水平上检测包括检测转基因生物染色体DNA中是否插入目的基因，以及目的基因是否转录和翻译成蛋白质。 ①基因HpaBC和TyrP属于生物大分子，PCR后利用凝胶电泳鉴定HpaBC和TyrP是否存在于EcN-HT工程菌中属于分子水平的检测，①正确， ②mRNA也属于生物大分子，检测EcN-HT工程菌中是否存在HpaBC和TyrP转录出的mRNA也属于分子水平的检测，②正确； ③HpaBC和TyrP蛋白属于生物大分子，检测EcN-HT工程菌中是否存在HpaBC和TyrP蛋白也属于分子水平的检测，③错误； ④检测EcN-HT工程菌是否同时具有抗氨苄青霉素和氯霉素的能力，是检测工程菌是否含有相应抗性基因的方法。然而，这种方法并不能直接证明HpaBC和TyrP基因是否已经成功整合到工程菌中并表达，④错误； ⑤检测EcN-HT工程菌是否有更强的代谢酪氨酸的能力，检测工程菌功能的一种方法，然而，这种方法属于个体生物学水平或细胞生物学水平的检测，而不是分子水平的检测，⑤错误。 故选①②③。 【31题详解】 若要将该菌用于临床治疗人类HT1，我们需要考虑以下因素： 是否会破坏肠道菌群的稳定，是否会在人群中传播从而导致健康人酪氨酸缺乏，是否会转移到其他器官导致其他器官致病，不能将实验室HTI模型鼠的研究成果直接用于人类患者的治疗，而需要经过多个复杂过程，以确保药物的安全性和有效性。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$