新情境非选择题必刷30题-2025年1月“八省联考”生物真题完全解读与考后提升

新情境非选择题必刷30题 1．自闭症儿童，封闭在只有他自己的世界里，就像黑夜的星星，孤独地闪烁着，他们又被称为“星星的孩子”。在治疗自闭症的药物中含有一种激素——催产素，它是一种九肽化合物。如图为催产素的结构简式(图中—S—S—为二硫键，是由两个氨基酸中的—SH失去2个H后形成的)，各氨基酸残基用3个字母缩写表示。请回答下列问题： (1)催产素分子是由 个氨基酸分子失去 分子的水而形成的。这种反应叫做 。 (2)催产素分子共有 个肽键，至少有 个游离的氨基或羧基，在形成过程中相对分子质量减少了 。 (3)已知半胱氨酸的分子式为C3H7NSO2，则该氨基酸的R基可表示为 。 (4)自闭症患者直接口服适量催产素，是否能有效地缓解症状？并说明理由。 ，理由是 。 (5)催产素与胰岛素的结构不同，从氨基酸角度分析可能的原因是 。 2．植物内生菌是指一定阶段或全部阶段生活于健康植物的组织和器官内部的真菌或原核生物（内生细菌、内生放线菌等），普遍存在于高等植物中，已成为生物防治中有潜力的微生物农药、增产菌或作为潜在的生防载体菌而加以利用。 (1)放线菌也是一种常见的内生菌，其能抑制病原菌的生长。研究者利用两种不同类型的放线菌获得新型工程菌，过程如下图： 收集上述两种菌丝体，加入 （填“纤维素酶”或“溶菌酶”）处理，分离原生质体，将两种原生质体悬液等量混合，加入适量促融剂处理一段时间，终止反应并洗涤后，取一定量混合液接种于 （填“固体”或“液体”）培养基中培养，根据菌落特征，选出性状稳定的融合菌株。 (2)某真菌的W基因可编码一种可高效降解纤维素的酶，已知图中W基因转录方向是从左向右。为使放线菌产生该酶，以图中质粒为载体，进行转基因操作。 限制酶 BamHⅠ EcoRⅠ MfeⅠ KpnⅠ HindⅢ 识别序列和切割位点5’→3’ G↓GATTC G↓AATTC C↓AATTG GGTAC↓C A↓AGCTT ①限制酶主要是从 中分离纯化出来的。为获得能正确表达W基因的重组质粒，应使用 限制酶切割图中含W基因的DNA片段，使用 限制酶切割图中质粒。 ②质粒中与启动子结合的酶是 ，终止子作用是 。 ③若通过PCR技术对W基因进行扩增，扩增时子链延伸方向是 ，为了激活耐高温DNA聚合酶活性，PCR反应缓冲液中一般要添加 。 ④研究人员利用W基因的mRNA进行逆转录得到了cDNA，已知mRNA的序列为5'-UGAACGCUA…（中间序列）…GUCGACUCG-3'。利用PCR技术对cDNA进行扩增，为便于将扩增后的基因和载体连接构建重组质粒，请写出PCR扩增时所需引物对的前12个碱基序列5' 。 3．中国名茶普洱茶的主要活性成分——茶褐素，具有降脂减肥、抗氧化和提高免疫力等功能，在功能食品领域具有广阔的应用前景。研究人员在制作普洱熟茶的固体发酵过程中分离得到优势菌塔宾曲霉，其可在绿茶浸提液（富含茶多酚、可溶性糖、氨基酸、蛋白质和咖啡碱等）中生长繁殖，之后分泌胞外氧化酶催化茶多酚生成茶褐素。不同发酵温度下塔宾曲霉生成茶褐素的浓度如图。 回答下列问题： (1)绿茶浸提液中的氨基酸和蛋白质可为塔宾曲霉生长提供的营养物质为 。 (2)塔宾曲霉为好氧微生物，用绿茶浸提液进行液体培养时应采用 （填“静置”或“摇床”）培养。培养过程中茶褐素在发酵前两天均无显著增加的原因是 。 (3)为检测发酵1天时塔宾曲霉的数量，将发酵液稀释1×103倍后，分别取0.1mL稀释液均匀涂布于3个培养基平板上，培养后菌落数量分别为48、45和42个，则每毫升发酵液中活菌数量为 个。 (4)从实际生产角度出发，由图可知在第 天结束发酵即可获得较高浓度的茶褐素。为探索生产茶褐素的最适温度，需设计下一步实验，写出实验思路 。 4．低氧胁迫已经成为影响植物正常生长的重要逆境因子之一，洪水、灌溉不均匀容易使植物根系供氧不足，造成低氧胁迫。同种植物的不同品种对低氧胁迫的耐受力不同，根系细胞中与无氧呼吸有关的酶活性越高，其耐受力越强。研究人员采用无土栽培的方法，研究了低氧胁迫对黄瓜品种A、B根系细胞呼吸的影响，在第6天时，检测根系中丙酮酸和酒精的含量如下表。同时，研究人员利用特定的实验装置，研究温度对黄瓜品种A植物光合作用和呼吸作用的影响（其他实验条件都是理想的），黄瓜品种A植物在不同温度下的光照下释放O2的速率和黑暗中吸收O2的速率如下图中曲线所示。回答下列问题： 植物品种 品种A 品种B 处理条件 正常通气 低氧 正常通气 低氧 丙酮酸含量（μmol/g） 0.18 0.21 0.19 0.34 酒精含量（μmol/g） 2.45 6.00 2.49 4.00 (1)黄瓜根系细胞中产生ATP的场所有 ，酒精产生于无氧呼吸的第 阶段，该阶段 （填“有”或“没有”）ATP的产生。 (2)据表中数据分析，对低氧胁迫耐受力更强的是品种 。长期低氧胁迫下，植物吸收无机盐的能力下降的原因是 。 (3)据图中曲线数据分析，黄瓜品种A植物的光合作用酶的最适温度比呼吸作用酶的最适温度要 （填“高”或“低”）。 (4)据图中曲线数据分析，要使大棚种植黄瓜品种A植物增产，应该要 ，采取这种措施的依据是 。 5．“卵子死亡”是我国科学家新发现的一种人类单基因遗传病，是PANX1基因突变引起的PANXl通道的异常激活，加速了卵子内部ATP的释放，卵子萎缩、退化，最终导致不育，该基因在男性个体中不表达。某女子婚后多年不孕，经检测为该病患者，如下图是该女子（4号）的家庭遗传系谱图，基因检测显示，1、4、6号含有致病基因，2、3、5号不含致病基因。回答下列问题。 (1)PANX1基因通过控制 控制生物的性状。 (2)根据题图分析，“卵子死亡”病的遗传方式是 （选填“常”“X”或“Y”）染色体上的 （选填“显”或“隐”）性遗传病。 (3)“卵子死亡”患者的致病基因来自表型正常的父亲，原因是 。 (4)若A/a为PANX1基因，6号与正常女性结婚，生出患病孩子的概率为 。 (5)科学家在研究初期，构建了PANX1基因突变的鼠模型，试图重现“卵子死亡”，但鼠模型却可以正常怀孕，推测突变后的PANX1基因在人卵中的表达水平显著 （选填“高于”或“低于”）鼠卵。 6．2021年5月22日，“杂交水稻之父”、中国工程院院士、“共和国勋章”获得者袁隆平在湖南长沙逝世，享年91岁。先生从事杂交水稻研究已半个世纪，先后成功研发出“三系法”杂交水稻、超级杂交稻、低镉水稻、海水稻等。先生不畏艰难，甘于奉献，呕心沥血，苦苦追求，为解决中国人的吃饭问题做出了重大贡献。先生的杰出成就不仅属于中国，而且影响世界。请回答下列有关问题： (1)杂交水稻具有杂种优势现象，即杂种子代在产量和品质方面优于纯合双亲。水稻是雌雄同花植物，花小且密集，导致杂交育种工作繁琐复杂。“三系法”杂交水稻是我国研究应用最早的杂交水稻，由雄性不育系、保持系、恢复系三种水稻培育而成，如下图所示。由于杂交种的子代会发生性状分离，种植后不再使用，需每年利用雄性不育系制备杂交种。已知水稻的花粉是否可育受细胞质基因（N、S）和细胞核基因（R、r）共同控制，其中N和R表示可育基因，S和r表示不育基因。只有当细胞质基因为S且细胞核基因型为rr[记为S（rr）]时，水稻才表现为雄性不育，其余基因型均表现为雄性可育。回答下列问题：    ①利用雄性不育系进行育种的优点是 。 ②为了持续获得雄性不育系水稻，应使用雄性不育系与保持系进行杂交，其杂交组合为 。 A．S（rr）×S（rr）    B．S（rr）×N（RR）    C．S（rr）×N（Rr）    D．S（rr）×N（rr） ③恢复系是指与雄性不育系杂交后可使子代恢复雄性可育特征的品系，通过“三系法”培育出的杂交水稻基因型为 。 (2)2017年9月，袁隆平院士在国家水稻新品种与新技术展示现场观摩会上宣布了两项重大研究成果：一是耐盐碱的“海水稻”培育，二是吸镉基因被敲除的“低镉稻”最新研究进展。有关遗传分析见下表。 水稻品种 相关基因 基因所在位置 表型 普通水稻 — — 高镉不耐盐 海水稻 A+ 2号染色体 高镉耐盐 低镉稻 B- 6号染色体 低镉不耐盐 说明：A+表示转人的耐盐基因，A-表示不含耐盐基因，A+对A-完全显性。B+表示含有吸镉基因，B-表示吸镉基因被敲除，B+B+为高镉水稻，B+B-为中镉水稻，B-B-为低镉水稻。纯合海水稻的基因型为。 ①普通水稻不含耐盐基因但含有吸镉基因，则普通水稻基因型是 。 ②与普通水稻相比，海水稻能将进入细胞内的某些盐离子集中储存于液泡，其“耐盐”的机理是 。 ③现有纯合的海水稻和低镉稻，请设计杂交育种程序，培育稳定遗传的耐盐低镉水稻。实验思路： 。 7．噬菌体生物扩增法（PhaB法）是一种快速的间接检测标本中的结核分枝杆菌（MTB）的方法，其原理是噬菌体D29能专一性感染和裂解活的MTB，其可将DNA注入MTB菌体内，进入宿主细菌的噬菌体可以免受杀病毒剂的灭活，在MTB菌体内进行子代噬菌体的合成与增殖，最后裂解MTB释放出的子代噬菌体又感染一种作为指示剂的快速生长分枝杆菌，在24h内形成清晰的噬菌斑。其检测原理如下图所示，回答下列问题： (1)噬菌体D29是一种DNA病毒，侵染MTB后，MTB能为噬菌体D29的增殖过程提供 等原料。 (2)该实验需要设计对照实验，对照实验应将噬菌体D29置于 中，其他操作与实验组相同。若对照组中也发现了少数的噬菌斑，排除操作过程中被杂菌污染的可能，结合图示分析最可能的原因是 。 (3)作为指示剂的细菌应当对噬菌体D29具有较 （填“强”或“弱”）的敏感性，利用PhaB法检测MTB可以用于区别活菌和死菌，原因是 。 (4)利用PhaB法检测MTB可用于快速开展临床抗结核药物的疗效观察，以及时评估疗效。现有某种抗结核药物X和MTB样液，试简述利用PhaB法评估药物X疗效的实验设计思路： 。 8．淋巴水肿的特点是由于淋巴管梗阻或淋巴管发育不全导致间质液体异常积聚，从而造成肿胀、残疾等，可分为原发性和继发性（如后天性）。原发性淋巴水肿是一种罕见的遗传性疾病。 (1)某孕30周孕妇自觉胎动减少，行超声提示宫内死胎。引产儿全身皮肤水肿、双侧胸腔积液、肝大、胎儿右侧肩颈处多房囊性包块，对其染色体核型分析发现未见明显异常，排除病因是 。 (2)取该胎儿相关组织的DNA和父母的DNA进行基因测序。Sanger双脱氧链终止法是DNA测序的基本方法，其原理是：双脱氧指的是双脱氧核苷酸（ddNTP），这种核苷酸在2、3号位C上都脱氧，而脱氧核苷酸（dNTP）只在2号位C上脱氧。DNA子链延伸时需要3号位C上羟基提供氢才能脱水缩合形成磷酸二酯键，双脱氧核苷酸没有这个羟基，所以子链将无法从5’端向3’继续延伸而终止。测序分成四个PCR反应体系，每个反应的缓冲液中加入待测序的核酸模板、1种ddNTP、4种dNTP、 、 。再对PCR的结果进行电泳，就可以读出序列了。 (3)对引产儿及其父母Sanger测序结果比对后，提示该胎儿CELSR1基因异常，对其中一条脱氧核苷酸链测序电泳结果如下图 则该患儿异常CELSR1基因所测单链序列从5′端到3′端为 。 (4)据此推测，CELSR1基因与淋巴管畸形相关，是一种常染色体显性遗传病，某团队对95例（年龄在10～80岁）淋巴水肿患者进行统计，发现不同性别间的差异，所有女性都表现为儿童时期发病，几乎完全外显，而男性出现淋巴水肿要晚得多，不完全外显。该胎儿的父母表型均正常，推测该变异遗传自 （“填父亲或母亲”），与测序结果一致。由基因测序可知此父亲的该基因杂合，若该基因在男性中的发病率为1/4，则这对夫妻再生一个孩子患病的概率为 。 9．2024年对安徽淮南武王墩墓的考古无疑是本年度最重要的考古发掘之一。目前，墓主人的遗骸保存的较好，这对我们利用生物科技，提取墓主人的DNA，研究其遗传信息有重要意义。目前，对楚国王室的研究发现，O-F793基因的比例比较高，而在现代南方人中，GJB2基因的比例较高，所以我们可以对楚王的DNA进行处理，对比两种基因的存在和遗传，结合史料，用于追踪古代南方人的迁徙和融合。 (1)对楚王的遗骸进行处理，应提取相关DNA，通过PCR技术进行扩增，然后检测其O-F793基因，佐证其身份，这说明此基因位于 染色体上。 (2)GJB2基因的突变会引起遗传性耳聋，现对某南方家庭进行遗传病调查，并绘制了如图所示的系谱图。 ①根据系谱信息推断，该基因发生的是 （显性或隐性突变），该病的遗传方式是 。 ②假设Ⅱ-4个体为GJB2突变基因的携带者的概率为1/2，按照以上信息推断，理论上Ⅳ—1患遗传性耳聋的概率是 。若Ⅲ-3的哥哥和Ⅲ-4的妈妈同时被发现是红绿色盲，则Ⅳ-1两病皆患且为女孩的概率是 。 ③假设此时的Ⅲ-4已经怀孕，那么需要对胎儿进行产前诊断，通过 （技术手段）获得胎儿的细胞，检测胎儿是否含有该基因。对于刚出世的新生儿，也可以通过听力筛查得到早期发现。对于患者，除了可以佩戴人工耳蜗等助听设备进行治疗，还可以通过基因治疗（技术手段）从根本上进行治疗，具体方式包括哪两个方面？ 。 10．《中国居民营养与慢性病状况报告（2020年）》显示，我国18岁及以上居民糖尿病患病率为11.9%。II型糖尿病发病早期往往表现为无症状或轻症，探讨影响病情发展的相关因素，有助于病情监测。回答下列问题： (1)糖类物质经消化被小肠上皮细胞吸收进入人体的 ，血糖能够维持稳定是通过 系统的调节实现的。 (2)P2Y12是一种在中枢神经系统和外周组织中均有表达的受体。腹腔交感神经（CG）兴奋后可分泌出ATP，与肝脏组织细胞上的P2Y12受体结合，影响葡萄糖激酶（GK）的功能，进而调节肝细胞的糖类代谢过程。研究人员为探究P2Y12受体在II型糖尿病病情发展过程中的作用，进行如下表所示实验处理，部分实验结果如下图1、2所示。 分组 实验对象 实验处理 P2Y12shRNA质粒 对照质粒 A 正常大鼠 - - B Ⅱ型糖尿病模型大鼠 - - C Ⅱ型糖尿病模型大鼠 + - D Ⅱ型糖尿病模型大鼠 - + 注：“+”表示注射，“-”表示不注射；P2Y12shRNA是一种可干扰P2Y12基因表达的短链RNA。 ①实验中腹腔交感神经分泌出的ATP所起作用是 ，实验设置D组的目的是 。 ②II型糖尿病大鼠CG放电活动 ， 细胞中P2Y12表达量会明显增加。P2Y12shRNA处理可以有效 该大鼠腹腔交感神经兴奋性。 (3)对上述实验继续测定空腹血糖、肝糖原、空腹血浆胰岛素，用公式计算胰岛素抵抗指数，结果如下： 生理指标 A B C D 空腹血糖（mmol·L-1） 4.4 17.3 6.6 16.1 肝糖原（mg·g-1） 10.2 6.4 11.5 5.7 血浆胰岛素（mIU·L-1） 1.7 3.2 2.4 2.9 胰岛素抵抗指数 8.6 36.8 12.9 37.5 根据实验结果分析： ①推测GK的功能为 。 ②Ⅱ型糖尿病 （填“是”或“不是”）胰岛素依赖性糖尿病，是 导致的。 (4)已知替格瑞洛是一种P2Y12拮抗剂，欲验证替格瑞洛能以P2Y12为作用靶点治疗II型糖尿病，设计实验如下： ①将若干Ⅱ型糖尿病模型大鼠平均分为两组； ②实验组：静脉注射适量溶解于5%DMSO溶液的替格瑞洛：对照组：静脉注射 ； ③连续注射7天，检测CG的P2Y12表达量、放电活动情况及血糖浓度。与对照组相比，实验组的预期结果为 。 (5)持续的高血糖会损害支配心脏的自主神经纤维，交感神经张力相对增强，II型糖尿病大鼠还可以观察到血压和心率 （“升高”、“下降”或“不变”）。 11．在刚结束不久的巴黎奥运会上，中国年轻的运动员们顽强拼搏，展现了我国新-代青年的能力与担当。进行体育运动时，人体的多个系统会调动起来，以保证动作的高质量完成。请回答下列问题： (1)运动员在训练中，感到口渴，此时下丘脑分泌的 激素增多，促进水的重吸收，同时肾上腺皮质分泌的醛固酮增加。醛固酮的主要生理功能是 。 (2)运动员进行4×100米游泳比赛时，运动员呼吸消耗的氧气量 （填“大于”、“等于”或“小于”）释放的二氧化碳量（以葡萄糖作为呼吸底物），此过程中运动员呼吸频率会提高，其调节方式有 。 (3)“3-1-4”呼吸法（3秒吸气，1秒屏息，4秒吐气）可以快速调整比赛中的情绪波动。调节呼吸、心跳等基本活动的神经中枢位于 ，它是连接脊髓和脑其他部分的通路。该现象说明神经系统对内脏活动的调节存在 机制，这就使得自主神经系统并不完全自主。 (4)热爱运动的人一般较少生病，这是因为运动能使人体内的免疫细胞数量增多，从而提高免疫系统的免疫防御、 等功能。 12．2024年巴黎奥运会，鞍山籍运动员马龙在乒乓球男子团体赛中夺冠，成为中国奥运史上首位“六金王”。运动员在激烈的比赛过程中机体往往出现心跳加快、呼吸加深、大量出汗、口渴等生理反应，但运动员的机体可通过神经调节和体液调节维持内环境的稳态。请回答下列问题： (1)比赛过程中运动员的反应速度与神经调节密切相关，眼睛接收信号后产生的兴奋以 的形式沿传入神经传到 （反射弧的结构），经过分析和综合后，相关“指令”通过传出神经传至肌肉产生击球动作。运动员快速接球的过程主要依赖于 （填“条件”或“非条件”）反射。 (2)激烈的对抗比赛让运动员大量出汗，失水导致细胞外液渗透压 （填“升高”或“下降”），渗透压感受器产生的兴奋传到 ，产生渴觉。若大量失水使细胞外液量减少以及血钠含量降低时，可引起醛固酮分泌量增加，该激素的主要生理功能是 。从维持机体血浆渗透压稳定的角度，建议运动员运动后饮用 。 (3)运动员赛后进入空调房休息，通过分级调节系统 轴，产生一定量的甲状腺激素以维持体温恒定。在运动结束初期，人的呼吸频率并没有立即恢复到正常水平，主要原因是体液调节与神经调节相比，具有 的特点。 13．“拼死吃河豚”，是由于河豚鱼味美，但其体内含有剧毒的河豚毒素。研究表明河豚毒素会与哺乳动物体内肌肉或神经细胞膜上的钠离子通道蛋白发生特异性结合，对钠离子通道有抑制作用，在医学方面发挥重大作用。回答下列问题： (1)河豚毒素被人体误食后，吸收进入血液到达全身，引起机体产生一系列中毒反应，严重时甚至会使呼吸中枢麻痹而迅速死亡。如骨骼肌肉 （填“松弛”或“僵直”），其原因是 。 (2)为了验证河豚毒素的作用机理，实验小组用适宜浓度的河豚毒素处理蛙的神经纤维，分别用适宜的相同强度微电极刺激处理前后的神经纤维，测得的动作电位变化情况是 （填“上升”、“不变”或“下降”）；根据实验结果，若利用河豚毒素的作用开发药物，可用作 （A．麻醉药    B．兴奋剂    C．降糖药    D．镇痛剂）。 (3)河豚毒素能够麻痹人的肌肉和神经，而对河豚鱼自身没有影响。请根据题干信息和所学的知识，解释可能的原因是 。（请写出2点） (4)血活素是从动物中提取的多肽类活性物质制备而成的注射液，具有强大的增强机体能量代谢作用。欲探究血活素对治疗急性河豚毒素中毒的作用，以中毒症状的改善时间为观察指标进行了实验。根据以下提供的实验材料与用具，设计实验步骤。 材料与用具：健康小鼠若干只，河豚毒素应用液，血活素，生理盐水，注射器等。 （要求与说明：答题时对河豚毒素和血活素的浓度和剂量不作具体要求） 实验步骤： 14．某医院接诊一位昏厥患者。医生诊前问询得知，患者运动会上参加跑步项目，获奖后不久突然呕吐不止并伴有头晕，最终昏厥。患者没有糖尿病、高血压等病史。医生开具常规检查和磁共振成像（MRI）检查。部分检查结果如下（括号内均为正常范围参考值）：血浆Na+浓度113mmol·L-1（137—147）、血浆渗透压238mO·L-1sm（290~310）、血浆葡萄糖10.85 mmol·L-1（3.9~6.1）。请回答相关问题： (1)医生通过MRI检测结果，结合检查单判断患者抗利尿激素分泌异常，判断的依据是 。 (2)医生分析脑水肿一般不会引发高血糖，检查结果中血糖偏高可能是应激性高血糖。请阐述应激性高血糖发生的可能原因是 。 (3)若未得到及时治疗，脑水肿患者极有可能颅内压增高，对脑部造成损伤，其后遗症往往是语言功能障碍，说明损伤了大脑皮层的 区。为快速缓解患者症状可以适量补充 （填“3% NaCl溶液”或“醛固酮”）。 (4)已知临床上常口服托伐普坦治疗抗利尿激素分泌异常综合征。某医药公司提出他们研制的新药物X也具有相似功能。现有如下材料及装置：生理状况相同的脑水肿模型小鼠若干、渗透压监测装置、添加药物X的饲料、添加托伐普坦的饲料、普通饲料等，请设计实验探究该药物的治疗效果，写出实验思路 。 15．2024年3月消息，天津大学生命科学学院吕春婉团队成功研发新型结直肠癌免疫治疗药物，相关成果已发表于国际权威期刊《纳米》。这种新型结直肠癌免疫治疗药物的作用原理如图所示，并且该药物对体内其余正常细胞无显著影响。回答下列有关问题： 说明：TCR即T细胞（抗原）受体，作用是识别抗原。GzmB是细胞毒性T细胞中丰度最高的颗粒酶。 (1)机体识别和清除肿瘤细胞体现了免疫系统的 功能。在结直肠癌发生过程中，原癌基因和抑癌基因都发生突变，其中原癌基因在正常细胞中的作用是 。 (2)IFNBCOL01可有效转染至肿瘤细胞，并在肿瘤微环境中产生干扰素。干扰素激活肿瘤细胞中MHCⅠ并促进细胞毒性T细胞中GzmB的表达。那么该药物治疗结直肠癌的机理是一方面通过 （填“提高”或“降低”）小鼠体内肿瘤细胞引起的免疫应答的性能，另一方面通过 ，从而促进细胞毒性T细胞杀伤肿瘤细胞。 (3)干扰素是一种细胞因子，图中能识别干扰素的细胞有 。结直肠癌免疫治疗药物IFNBCOL01相对于常规化学疗法的优点是 。 (4)由上述分析可知，用药物IFNBCOL01治疗肿瘤和用单克隆抗体治疗肿瘤的相同点是 。 16．2023年10月，习近平总书记在进一步推动长江经济带高质量发展座谈会上强调：“进一步推动长江经济带高质量发展，更好支撑和服务中国式现代化。”坚持生态优先、绿色发展，扎实推进长江生态环境保护修复，积极促进经济社会发展全面绿色转型，“一江碧水向东流”美景重现。研究人员对长江流域某地生态系统的营养关系进行了初步分析，结果如下表所示。 营养级 同化量 （t·km⁻²·y⁻¹） 未利用 （t·km⁻²·y⁻¹） 分解者分解 呼吸量 （t·km⁻²·y⁻¹） I 23804 3252 2877 13850 Ⅱ ? 1987 547 1224 Ⅲ 67 16 12 39 (1)区分水生群落和草原群落的重要特征是 。该生态系统生产者固定太阳能的总量为 1t⋅km⁻²⋅y⁻¹。从第二营养级到第三营养级的能量传递效率大约为 %（保留一位小数）。 (2)据报道，2015年到2019年长江经济带人均生态足迹由0.3212hm²下降至0.2958hm²，5年的下降率为7.91%。人均生态承载力从0.4607hm²下降到 0.4498hm²，5年的下降率为2.37%。结合上述数据分析，长江经济带这5年处于 （填“生态盈余”或“生态赤字”），长江经济带这5年的环境容纳量 （填“上升”“下降”或“不变”）。 17．愈创木烷型内酯具有药用活性，在植物中含量很低，其内酯基团决定其药用价值。在特种细胞色素作用下，细胞内化合物可以形成内酯基团。中国科研人员将这一特种细胞色素基因导入了酵母细胞，结合大根香叶烯A酸合成通路的引入，发现人工构建的酵母工程菌能够合成具有药用价值的内酯化合物。回答下列问题： (1)酵母细胞的转化流程大致如下：低浓度醋酸锂溶液处理酵母细胞；加入重组质粒和35%的聚乙二醇并在30℃水浴1小时；42℃转化5分钟；室温下培养筛选。用低浓度锂离子溶液处理酵母细胞的目的，是使酵母细胞暂时进入 ，有利于重组质粒的导入。聚乙二醇的作用是保护细胞膜和促进 黏附于酵母细胞膜表面。 (2)鉴定转基因酵母细胞时常采用核酸分子杂交法，大致流程如下图。 电泳前需利用 酶处理获取的DNA．变性和转膜的目的是将凝胶中的DNA变成单链并转移至硝酸纤维素膜上，DNA变成单链的目的是便于与 结合。硝酸纤维素膜可通过静电吸附DNA，因为DNA具有 而带负电。检测时应洗去 ，再观察结果。 (3)转基因酵母的工业发酵受很多因素影响。发酵过程中多采用补加氨水的方法来调节发酵液中的 ，同时氨水也可以作为酵母菌的 ，使菌体快速生长。发酵罐中溶解氧回升，表明酵母细胞处于“饥饿”状态，需要及时补充 。 18．随着夏天临近，小龙虾将成为我们餐桌上不可或缺的美味，美中不足的是，小龙虾体内的某些蛋白分子或小分子多肽能使部分人产生过敏反应。已知基因表达时，双链DNA的一条链是编码链，另一条链是模板链，虾过敏基因的编码链如图1。四种限制酶和三种质粒如图2、图3，箭头表示限制酶的切割位点。研究人员拟按照图4操作步骤研发一种虾过敏疫苗。请回答下列问题： (1)过敏基因转录时，RNA聚合酶的结合位点位于图1中的 区段；转录产生的mRNA碱基序列为 （方向为5'→3'）。 (2)据图1、2、3分析，构建基因表达载体时，应选用的限制酶是 ，最适合用作载体的质粒是 。 (3)图4中，筛选含过敏基因的受体细胞时，按照上述选择的载体，培养基中需添加的抗生素是 。 (4)能否用S型肺炎双球菌替代R型菌？ ，理由是 。 19．通过工业和农业生产活动排入环境的多种农药、阻燃剂、塑料包装成分、防腐剂、工业副产物和重金属等化学物质，已对人类健康构成威胁，这是目前全球环境健康领域最令人关切的问题之一。这些干扰生物体内分泌系统正常功能与作用的外源性化合物被称为内分泌干扰物（EDCs），存在内分泌干扰效应。EDCs通过各种途径干扰内分泌系统，其中控制生殖功能的下丘脑-垂体-性腺（HPG轴）神经内分泌轴是EDCs作用的重要靶标，如下图所示。其中GnRH表示促性腺激素释放激素，LH表示黄体生成素，FSH表示卵泡生成素。 (1)垂体是HPG轴上重要的内分泌器官，垂体释放的LH和FSH通过 方式作用于性腺细胞，刺激睾丸产生睾酮，睾酮还可以通过 机制调节下丘脑分泌GnRH，以维持HPG轴激素的稳态。 (2)近些年研究发现，EDCs与啮齿动物和人类与生殖相关的细胞中表观遗传失调有关。推测其原因是EDCs使生物体内DNA发生 修饰，导致生物体在 不变的情况下，发生可遗传的性状改变。 (3)妊娠大鼠口服TCDD（工业副产物）后胎儿垂体促性腺激素基因表达水平下降。PCR结果表明暴露TCDD母鼠的胎儿垂体中组蛋白去乙酰化酶基因的mRNA水平升高，这表明TCDD是通过 （填“增强“或“抑制”）组蛋白去乙酰化酶的活性，进而 （填“增强”或“抑制”）促性腺激素基因的表达。 (4)通过研究EDCs对下丘脑-垂体-性腺（HPG轴）的作用推测，EDCs干扰促性腺激素合成的机制有两种：①EDCs可以 ；②EDCs还可以通过 间接调控LH和FSH的合成。 20．美国研究人员于2013年3月3日报告说，他们通过抗逆转录病毒疗法首次“功能性治愈”了一名艾滋病病毒的女婴感染者。下图甲表示艾滋病病毒(HIV)侵染人体淋巴细胞及其增殖过程示意图。下图乙表示HIV感染人体后，体液中HIV浓度和人体内主要的免疫细胞—T细胞数量的变化过程。请回答：      (1)依据图甲：HIV在宿主细胞内进行遗传信息的传递和表达过程可概括为 (用有关文字和箭头表示)。逆转录需要 作为原料，催化该过程的酶是 逆转录过程与转录过程相比特有的碱基配对方式是 (2)图乙中HIV最初侵入人体的时期出现的变化原因是 。感染后的B阶段，对人体产生的影响是 。 (3)从图中可以看出，HIV对实验药物 敏感。科学家早已认识到，研制疫苗是抗击艾滋病最有效的良方。现已研制的某种疫苗针对的是泰国流行的艾滋病，是否对其他地区流行的艾滋病有效还不清楚。若该疫苗对其他地区流行的艾滋病没有效果，你认为最可能的原因是 。 (4)细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，青霉素通过抑制肽聚糖的合成，从而起到抑制细菌生长的作用，艾滋病人能否通过注射青霉素抑制HIV的增殖？为什么？ 。临床试用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。实验时，首先要从病人身上获取少量样本，为了从样本中获取致病菌菌落，可用 法或 法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。 (5)在紧张、恐惧、焦虑、高强度压力等刺激下，人体可能会因免疫功能过弱，无法及时清除癌细胞而患上癌症。健康的机体离不开免疫调节，其结构与物质基础是 ，APC细胞的功能是 。 (6)在体液免疫中，B细胞活化的条件是 ，调节性T细胞是具有免疫抑制功能的T细胞类群，若调节性T细胞的功能减弱，机体免疫失调，可导致 病。 (7)伤口感染时首先通过 免疫和体液免疫抵御病原体攻击。未被清除的病原体侵入细胞后，T细胞增殖分化形成的 与靶细胞密切接触，使其裂解死亡。 (8)人体接种甲型H1N1流感疫苗后，一段时间内当甲型H1N1流感病毒侵染机体时，不易患病。其主要原因是 。 (9)试绘出HIV感染人体后的第2年到第9年间，T细胞数目随HIV浓度的变化曲线。 21．帕金森病（PD）和阿尔茨海默病（AD）均是神经退行性疾病，但二者的发病机理不同。PD患者大脑中的多巴胺能神经元病变，从而出现肌张力强直和震颤等运动失调症状。AD患者大脑神经元之间存在β-淀粉样蛋白（Aβ）斑块，Aβ聚积后对神经元具有很强的毒性作用，出现组织坏死、神经元减少等情况，主要表现为渐进性记忆力衰退、语言障碍等。 (1)在正常状态下，多巴胺和乙酰胆碱两种递质均能与纹状体神经元表面的受体特异性结合，形成 ，共同参与调节机体的运动机能。研究人员通过研究帕金森病的发病机理，提出了多巴胺能神经．胆碱能神经功能失衡学说，图1和图2分别表示正常人和PD患者的部分神经元作用机理。综上分析，帕金森患者出现震颤的原因是 。    (2)AD患者神经元大量减少，大脑皮层弥漫性萎缩，将直接引起______。 A．缩手反射丧失 B．嗅觉减弱 C．呼吸减缓 D．体温下降 (3)Aβ沉积会诱导脑内小胶质细胞异常活化，可分泌白细胞介素-6等促炎因子，诱导神经炎症，造成神经元死亡。白细胞介素也可以由辅助性T细胞分泌，其作用是 ，损伤或死亡的神经元的清除体现了免疫系统的 功能。 (4)糖尿病患者也会出现记忆力减退的现象。研究发现，胰岛素与其特定受体结合后，可通过一定途径减少Aβ生成，并加速Aβ清除。据此分析胰岛B细胞受损型糖尿病是AD最强风险因素的原因是 。进一步研究显示糖尿病患者记忆力减退还与大脑海马神经元中蛋白Tau过度磷酸化有关，细胞自噬能促进过度磷酸化的蛋白Tau降解，该过程受蛋白激酶cPKCγ的调控。已知高糖条件下，cPKCγ能提高细胞自噬水平；血糖浓度正常时，cPKCγ对自噬水平无明显影响。为验证该作用机理，用①正常小鼠、②TD小鼠、③敲除cPKCγ基因的正常小鼠、④ 小鼠进行了水迷宫实验，检测小鼠的记忆能力。（TD小鼠：糖尿病记忆力减退模型鼠，通过注射药物STZ制备）。综上分析，推测四组小鼠走出迷宫用时最长的是 。 22．研究发现，老年类风湿关节炎患者体内的辅助性T细胞（Th17）、调节性T细胞（Treg）及其免疫应答产物（Foxp3+、CD25+）水平变化在病情评估中具有应用价值。Th17主要分泌IL-17等炎症因子（属于细胞因子），参与炎症反应和自身免疫病的发生和发展；Treg是一种重要的免疫调节细胞，主要通过释放IL-10、转化生长因子-β等抑制性细胞因子，来抑制其他免疫细胞活化，维持免疫平衡和形成免疫耐受，Treg减少或功能缺陷可能导致自身免疫病的发生，Foxp3+、CD25+表达水平能够评估Treg细胞的数量和功能。请回答下列问题： (1)Th17分泌的 可以促进B细胞的活化，B细胞的活化还需要另外两个信号，一是 ，二是 。 (2)下表是健康组和患病组关于外周血中Th17、Treg、Foxp3+、CD25+水平的比较，试分析它们的水平变化对类风湿关节炎的影响： （答出两点）。 组别 Th17/% Treg/% Foxp3+/% CD25+/% 健康对照组 4.35 10.83 14.69 14.45 类风湿关节炎组 15.61 7.19 8.25 8.07 (3)辅助性T细胞（Thl和Th17）在桥本甲状腺炎患者血液中产生了针对甲状腺的特异性抗体——甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）和甲状腺球蛋白抗体（TgAb），造成甲状腺滤泡组织破坏、细胞损伤。类风湿关节炎和桥本甲状腺炎是由于免疫系统的 功能异常所致。某人因较严重的乏力、体温偏低、嗜睡等症状而前往就诊，抽血检查发现其甲状腺激素水平低于正常值。此人出现体温偏低、嗜睡等症状的原因是 。此人的化验单中可同时发现 （填两种激素）的含量显著升高。要想确认此人是否为桥本甲状腺炎患者，还需对血浆中的 进行检测。 23．CRISPR-Cas9基因编辑系统可以实现对相关基因的精准剪切。在该系统中，sgRNA（向导RNA）可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割，原理如图1所示。我国科研人员利用该系统获得与胸腺发育有关基因FOXN1敲除的猪模型，可应用于器官移植等有关领域。该研究的技术路线如图2所示。请回答下列问题： (1)若已知FOXN1基因靶序列为5'-GCATCG…GGTCCC-3'，根据该靶序列设计的sgRNA中的相应序列是5'- -3'。 (2)图2中步骤②代表 ，该过程之所以能够成功依赖于一定的生理学基础，即 （答一点即可）。 (3)据图分析CRISPR-Cas9系统用于降低猪器官移植时免疫排斥反应的发生，推测其原理是 。 (4)基于CRISPR/Cas9系统强大的精确编辑基因组的能力，CRISPR/Cas9基因编辑技术已是农业中的一个强有力的工具，科研人员在CRISPR/Cas9的基础上进行改造，开发出了可以精准实现多种碱基替换和大片段插入和删除的基因编辑工具。请写出CRISPR/Cas9及其改造的产品在农业科学研究中的应用： （答出一点即可）。 24．慢性社交挫败应激（CSDS）模型是建立应激诱发抑郁症模型中最流行的临床前范式之一。在CSDS模型中，将实验小鼠置于一个与更强壮、更具攻击性的同种小鼠对抗的环境中，这个对抗的过程是持续发生的，实验小鼠会在这个过程中不断地被击败。实验小鼠被多次攻击并挫败后会出现CSDS，科学家部分研究成果如图1所示。 图2 回答下列问题： (1)激素a是 ，激素b是 。下丘脑可通过垂体控制肾上腺皮质的活动，肾上腺皮质激素分泌过多又可抑制垂体和下丘脑的活动，这体现了激素分泌的 、 调节。 (2)CSDS会引起小鼠脑部VTA区某些神经元活性显著增强，PVN区与LH区也会产生变化，肾上腺皮质激素水平（表征CSDS程度的指标）会显著升高，抑制T淋巴细胞活化。据此分析，小鼠在CSDS发生的过程中， 、 、 系统会受到影响。 (3)小鼠出现CSDS，激活VTA区某些神经元释放递质，使突触后神经元受抑制，预计突触后膜上的电位变化如图2中的 （填“电位A”或“电位B”）。 (4)研究发现，发生CSDS的小鼠T细胞活性下降，引起抗体的产生和分泌减少，推测主要原因为 。 25．夏季黄昏，雄蚊集群在空中飞舞，吸引雌蚊飞入后求偶交配，这种现象称为“婚飞”。中国科学院的团队研究了“生物钟基固、光照和环境温度对按蚊的性信息素合成、婚飞和交配的调控”，结果如图所示，图中字母代表相关基因。 (1)由题干信息可知，雄性按蚊在吸引雌蚊交配的过程中，依靠的信息属于 。（编号选填） ①物理信息    ②化学信息    ③行为信息 (2)据图分析，下列关于按蚊婚飞的描述正确的是______ A．按蚊婚飞受基因表达的调控 B．当环境温度处于27-34℃之间，按蚊就可以婚飞 C．desat1基因的表达有利于性信息素的合成，从而促进按蚊婚飞 D．desat1基因的表达呈节律性变化，受光信号调控基因CYC和CLY的控制 (3)图中虚线框内所涉及的调节方式属于______。 A．激素调节 B．负反馈调节 C．正反馈调节 D．神经调节 雄性按蚊通常以植物汁液或花蜜为食，植物也可依靠雌性按蚊传粉。按蚊属包括嗜人按蚊、微小按蚊等不同物种，如图所示。 (4)雄性按蚊在生态系统中的属于第______营养级。 A．一 B．二 C．三 D．四 (5)上海地区常见的中华按蚊之间的差异属于______。 A．遗传多样性 B．物种多样性 C．生态系统多样性 D．环境多样性 (6)据题干信息分析，雄蚊与植物之间能量流动的关系为：雄蚊 植物（填→/↔/←），信息传递的关系为：雄蚊 植物（填→/↔/←）。 (7)按蚊还是传播疾病的媒介，上海每年都会开展防蚊灭蚊专项行动。从生态防治的角度分析，以下灭蚊方案合理的是 。（编号选填） ①使用诱捕灯②放养美国特有的美洲食蚊鱼③适当增加天敌数量④种植驱蚊植物⑤清理积水，减少蚊子滋生 26．上海崇明东滩自然保护区是在长江泥沙淤积作用下形成的滩涂滨海湿地。沼生植被繁茂，底栖动物丰富，海三棱藨草是其先锋种，其球茎是珍禽小天鹅和白头鹤等候鸟越冬的主要食物来源。回答下列问题： (1)研究人员调查植物群落优势种，最合适的方法是 。崇明东滩湿地植被呈带状、斑块状分布，这种空间特点是 的体现。 (2)群落中各物种之间通过 相互作用联系在一起形成复杂的营养结构，在食物网中，小天鹅所属的主要环节为 ，决定其单位时间内种群数量变化最重要的依据是 。 (3)研究人员在保护区内设置了9个采样点，分布在北侧（S1-S3）、南侧（S4-S6）、东侧（S7-S9），探究海三棱照草种群特征的动态变化。研究发现，北侧和东侧群落结构比较单一，南侧物种多样性较高。下图是不同生境的海三棱藨草种群高度的部分统计数据，h<20cm为新生幼苗，20<h≤40cm为幼年植株，40<h≤60cmh为成年植株，h>60cm老年植株。 ①对不同生境中海三棱藨草种群年龄结构的推测，合理的是 （单选）。 A．7月中旬，S3为稳定型  B．7月中旬，S9为衰退型 C．8月下旬，S1为增长型  D．8月下旬，S8为稳定型 ②对8月下旬南侧海三棱藨草种群长势分析，不合理的是 （单选）。 A．南侧种群植株高度最低 B．南侧种群植株具有竞争优势 C．南侧种间竞争最激烈 D．环境胁迫对南侧种群增长阻力最大 (4)20世纪90年代，崇明东滩曾引入外来物种互花米草用于固滩护堤。然而，互花米草繁殖能力极强，兼具耐盐性，对当地生态系统造成了一定的破坏。为了修复该湿地生态系统，根据物种在群落中的 差异，适时补种芦苇进行生物替代，以加快群落的 演替速度。请评价上述治理方法的优点 。 27．In-Fusion技术是一项新型的无缝克隆技术。该技术关键是要在目的基因两端构建与线性化质粒末端相同的DNA序列（即同源序列，通常为15-20bp），然后用In-Fusion酶处理即可实现无缝连接。它的操作步骤大致为：①质粒线性化；②PCR扩增出两端含线性化质粒同源序列的目的基因；③目的基因与线性化质粒同源区域在In-Fusion酶作用下形成重组质粒；④将重组质粒导入受体细胞。请回答下列问题： (1)图示过程利用了PCR技术，该技术需要一对特异性引物，引物是指 。PCR扩增出大量两端含线性化质粒同源序列的目的基因后，常采用 来鉴定产物。 (2)过程②经过 轮循环即可初步得到符合要求的目的基因片段。图中的同源序列1、2中的碱基序列一般不同，如果它们的碱基序列相同，则会导致 和 。 (3)若目的基因是氨苄青霉素抗性基因，以大肠杆菌作为受体细胞，则目的基因导入受体细胞前需要用Ca2+处理，其目的是 。为检测已转化大肠杆菌的抗性效果，在含氨苄青霉素的液体培养基中培养一段时间后，分别用 法和稀释涂布平板法进行计数，若计数结果分别是A、B，则致死率= 。 28．传统的泡菜制作工艺是以新鲜蔬菜为原料，经过择菜、洗菜、切分与晾干，加入煮沸冷却的盐水和一些“老泡菜水”发酵制作而成。在泡菜腌制过程中会有亚硝酸盐产生。筛选分离优质乳酸菌，既可以抑制有害菌生长，又可以快速产酸、降解亚硝酸盐，是提升泡菜品质的重要途径。具体筛选流程为：对经多次发酵的泡菜汁进行过滤，然后取滤 液进行梯度稀释，再接种到乳酸菌鉴别培养基上进行筛选分离，不断重复，直至分离纯化出纯菌落。请回答下列问题： (1)传统泡菜制作时加入“老泡菜水”的目的是 ;发酵过程中泡菜罐 要加盖并水封，原因是 。 (2)在筛选分离优质乳酸菌操作过程中，接种工具需要 灭菌，常用的接种方法有 和 。此外，可通过观察菌落的 等特征(至少写出2个),初步鉴别出乳酸菌。 (3)为获得优质乳酸菌，研究人员将从泡菜汁中筛选获得的3株乳酸菌，接种到液体培养基中，在37℃条件下培养72小时，进行产酸、降亚硝酸盐能力测定实验，结果如表所示。在该条件下，最理想的菌株是 ,理由是 。 菌株 培养液pH 亚硝酸钠降解能力(%) A 3.6 72.5 B 3.7 97.8 C 3.6 88.2 29．“人造精子”是一种可替代精子使卵细胞“受精”的单倍体胚胎干细胞。科学家将某种动物单倍体胚胎干细胞注射到卵细胞中成功培育出健康的该种动物。该技术不仅为动物模型的获得提供了新手段，同时也为动物生殖、遗传与发育调控机理研究提供了新思路。右图是科研人员利用胚胎操作技术，通过两种方式获得重组细胞，进而培育出该种动物“人造精子”的流程。请回答下列问题：    (1)方式一成功获得“人造精子”的关键操作是及时去除 的细胞核。 (2)方式二中选择卵母细胞作为受体细胞的原因是卵母细胞具有 （答两点）的优点，操作中注入完整的精子而非精子的细胞核，原因是 。 (3)目前，构建成功的该动物单倍体胚胎干细胞系，均为性染色为X染色体的细胞系，无法获得性染色体为Y的单倍体胚胎干细胞系，这与该生物Y染色体比X染色体短小有关。据此推测可能的原因是 。若将成功构建的“人造精子”与卵细胞结合繁殖正常的二倍体动物，该动物的性别是 。 30．异源器官移植是替代受损或衰竭器官的有效方法。中国科学院研究员通过将红色荧光标记的人多功能干细胞（iPSCs）注射到猪胚胎中，成功借助猪胚胎培育出人源性肾脏，如图1所示。该研究首先通过敲除猪胚胎细胞中与肾脏发育密切相关的基因P和基因M，获得肾脏缺陷型猪胚胎，为后续iPSCs的生长和分化提供了必要的胚胎互补环境；其次，向iPSCs转入促增殖基因和抗凋亡基因，并诱导两者高水平表达，如图2所示，大大增强iPSCs在猪胚胎中的存活率。 回答下列问题： (1)改造人类多功能干细胞：①图2中质粒上有促增殖基因、红色荧光蛋白基因和 基因（答出两种即可）等。②获得转基因iPSCs细胞后，需将其培养在含 的培养液中，从而实现抗凋亡蛋白与促增殖蛋白的过量表达。为检验诱导表达效果，提取培养后细胞的蛋白质，利用蛋白质的带电特性，通过 将不同大小的蛋白质分开，再用带标记的 进行检测。 (2)构建双基因敲除的猪胚胎：①设法获得敲除基因P 的猪胚胎成纤维细胞后，将细胞与去核卵母细胞通过 进行诱导融合和激活，获得重组细胞。②向重组细胞注射碱基编辑器CBE，CBE可将基因M特定序列中的碱基C脱去氨基转变为U，在 DNA 复制后，使碱基对 C-G 被 A-T 替换，编码谷氨酰胺的密码子（CAA）转变为终止密码子（UAA），这将导致 ，从而达到敲除基因D的目的。③双基因敲除后的重组细胞通过胚胎体外培养至 后转移至代孕母体内继续发育，最终获得缺失肾脏的猪胚胎。 (3)嵌合体胚胎的培养与检测：将转基因iPSCs注入双基因敲除的猪早期胚胎中获得嵌合体胚胎，将嵌合胚胎移植至代孕猪体内，在胚胎发育的第28天终止妊娠而不是待其发育为成体猪时再终止生命的原因是 。对胚胎进行解剖观察，观察胚胎中 的分布可知人iPSCs参与形成嵌合体胚胎的哪些组织器官。结果发现，人细胞绝大部分位于肾脏，而胚胎的其余部分则基本由猪细胞组成，形成该结果的机理是 。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 新情境非选择题必刷30题 (解析版) 1．自闭症儿童，封闭在只有他自己的世界里，就像黑夜的星星，孤独地闪烁着，他们又被称为“星星的孩子”。在治疗自闭症的药物中含有一种激素——催产素，它是一种九肽化合物。如图为催产素的结构简式(图中—S—S—为二硫键，是由两个氨基酸中的—SH失去2个H后形成的)，各氨基酸残基用3个字母缩写表示。请回答下列问题： (1)催产素分子是由 个氨基酸分子失去 分子的水而形成的。这种反应叫做 。 (2)催产素分子共有 个肽键，至少有 个游离的氨基或羧基，在形成过程中相对分子质量减少了 。 (3)已知半胱氨酸的分子式为C3H7NSO2，则该氨基酸的R基可表示为 。 (4)自闭症患者直接口服适量催产素，是否能有效地缓解症状？并说明理由。 ，理由是 。 (5)催产素与胰岛素的结构不同，从氨基酸角度分析可能的原因是 。 【答案】(1) 9 8 脱水缩合 (2) 8 1 146 (3)-CH3S (4) 否 口服会在消化道内被水解，失去作用，因此口服催产素不能缓解症状 (5)氨基酸的种类、数目、排列顺序不同 【分析】1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸，其结构通式是 ，即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个R基，氨基酸的不同在于R基的不同。 2、氨基酸通过脱水缩合形成多肽，而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱出一分子水的过程，氨基酸形成多肽过程中的相关计算：肽键数═脱去水分子数═氨基酸数一肽链数。 【详解】（1）根据题意，催产素是九肽，因此是由9个氨基酸分子组成的， 氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链。9个氨基酸形成一条肽链，产生的肽键数为8，则脱去了8个水。 （2）氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链。催产素是一种九肽化合物，因此由9个氨基酸形成一条肽链，产生的肽键数为8，有游离的肽链的末端，因此至少含有1个游离的氨基和羧基，在脱水缩合的过程中，脱去了8个水，同时也形成了一个二硫键，脱去了两个氢，则相对分子质量减少了8×18+2=144+2=146。 （3）氨基酸结构通式的分子式是C2H4O2N-R，根据半胱氨酸的分子式为C3H7NSO2，可推出该氨基酸的R基为-CH3S。 （4） 催产素是多肽，若口服会在消化道内被相应酶水解，失去作用，因此口服催产素不能缓解症状。 （5） 蛋白质的结构不同从氨基酸的角度表现为氨基酸的种类、数目、排列顺序不同。 2．植物内生菌是指一定阶段或全部阶段生活于健康植物的组织和器官内部的真菌或原核生物（内生细菌、内生放线菌等），普遍存在于高等植物中，已成为生物防治中有潜力的微生物农药、增产菌或作为潜在的生防载体菌而加以利用。 (1)放线菌也是一种常见的内生菌，其能抑制病原菌的生长。研究者利用两种不同类型的放线菌获得新型工程菌，过程如下图： 收集上述两种菌丝体，加入 （填“纤维素酶”或“溶菌酶”）处理，分离原生质体，将两种原生质体悬液等量混合，加入适量促融剂处理一段时间，终止反应并洗涤后，取一定量混合液接种于 （填“固体”或“液体”）培养基中培养，根据菌落特征，选出性状稳定的融合菌株。 (2)某真菌的W基因可编码一种可高效降解纤维素的酶，已知图中W基因转录方向是从左向右。为使放线菌产生该酶，以图中质粒为载体，进行转基因操作。 限制酶 BamHⅠ EcoRⅠ MfeⅠ KpnⅠ HindⅢ 识别序列和切割位点5’→3’ G↓GATTC G↓AATTC C↓AATTG GGTAC↓C A↓AGCTT ①限制酶主要是从 中分离纯化出来的。为获得能正确表达W基因的重组质粒，应使用 限制酶切割图中含W基因的DNA片段，使用 限制酶切割图中质粒。 ②质粒中与启动子结合的酶是 ，终止子作用是 。 ③若通过PCR技术对W基因进行扩增，扩增时子链延伸方向是 ，为了激活耐高温DNA聚合酶活性，PCR反应缓冲液中一般要添加 。 ④研究人员利用W基因的mRNA进行逆转录得到了cDNA，已知mRNA的序列为5'-UGAACGCUA…（中间序列）…GUCGACUCG-3'。利用PCR技术对cDNA进行扩增，为便于将扩增后的基因和载体连接构建重组质粒，请写出PCR扩增时所需引物对的前12个碱基序列5' 。 【答案】(1) 溶菌酶 固体 (2) 原核生物 EcoRⅠ、HindⅢ MfeⅠ、HindⅢ RNA聚合酶 使转录在所需要的地方停下来 5'→3' Mg2+ GAATTCTGAACG、AAGCTTCGAGTC 【分析】一个基因表达载体的组成，除目的基因、标记基因外，还必须有启动子、终止子等。启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游紧挨转录的起始位点，它是RNA聚合酶识别和结合的部位。有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终表达出人类需要的蛋白质。有时为了满足应用需要，会在载体中人工构建诱导型启动子，当诱导物存在时，可以激活或抑制目的基因的表达。终止子相当于一盏红色信号灯，使转录在所需要的地方停下来，它位于基因的下游，也是一段有特殊序列结构的DNA片段。在构建基因表达载体时，首先会用一定的限制酶切割载体，使它出现一个切口；然后用同一种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段；再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处，这样就形成了一个重组DNA分子。 【详解】（1）放线菌属于原核生物，细胞壁的成分是肽聚糖，需用溶菌酶处理才能分解其细胞壁，因此收集上述两种菌丝体，加入溶菌酶处理后获得原生质体。 若要形成菌落，通过菌落特征比较不同菌体，需要将混合液接种于固体培养基上培养。 （2）①限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的；根据题图信息“图中W基因转录方向是从左往右”、“放线菌质粒启动子到终止子方向为顺时针”，故重组质粒的启动子应在W基因左侧，终止子应在W基因右侧，W基因右侧只能用HindⅢ切割，W基因左侧有BamHI、KpnI、EcoRI三种酶切位点，质粒中HindⅢ上游含有BamHI、MfeI、EcoRI三种限制酶，由于BamHI位于启动子上，不能用其切割，质粒上含有两个EcoRI酶切位点，因此质粒也不能选EcoRI切割，故W基因的左端只能接在MfeI切割的位点上，结合表格中不同限制酶的识别序列和切割位点可知，应使用限制酶MfeI、HindⅢ切割图中质粒，使用限制酶EcoRI、HindⅢ切割图中含W基因的DNA片段，以获得能正确表达W基因的重组质粒。 ②启动子启动基因的转录，故与质粒中启动子结合的酶是RNA聚合酶；终止子位于基因的下游，是使转录在所需要的地方停下来。 ③利用PCR技术扩增目的基因的原理是DNA(双链)复制，子链延伸方向为5'→3'。为了激活耐高温DNA聚合酶活性，PCR反应缓冲液中一般要添加Mg2+。 ④已知mRNA的序列为5'-UGAACGCUA…(中间序列)…GUCGACUCG-3'，逆转录得到cDNA序列为5'-CGAGTCGAC…（中间序列）…TAGCGTTCA-3'，利用PCR技术对cDNA进行扩增，PCR过程需要两种引物，能分别与目的基因两条链的3'端通过碱基互补配对结合，并加入EcoRI、HindⅢ识别序列，故PCR扩增时所需引物的前12个碱基序列5'-GAATTCTGAACG-3'，5'-AAGCTTCGAGTC-3'。 3．中国名茶普洱茶的主要活性成分——茶褐素，具有降脂减肥、抗氧化和提高免疫力等功能，在功能食品领域具有广阔的应用前景。研究人员在制作普洱熟茶的固体发酵过程中分离得到优势菌塔宾曲霉，其可在绿茶浸提液（富含茶多酚、可溶性糖、氨基酸、蛋白质和咖啡碱等）中生长繁殖，之后分泌胞外氧化酶催化茶多酚生成茶褐素。不同发酵温度下塔宾曲霉生成茶褐素的浓度如图。 回答下列问题： (1)绿茶浸提液中的氨基酸和蛋白质可为塔宾曲霉生长提供的营养物质为 。 (2)塔宾曲霉为好氧微生物，用绿茶浸提液进行液体培养时应采用 （填“静置”或“摇床”）培养。培养过程中茶褐素在发酵前两天均无显著增加的原因是 。 (3)为检测发酵1天时塔宾曲霉的数量，将发酵液稀释1×103倍后，分别取0.1mL稀释液均匀涂布于3个培养基平板上，培养后菌落数量分别为48、45和42个，则每毫升发酵液中活菌数量为 个。 (4)从实际生产角度出发，由图可知在第 天结束发酵即可获得较高浓度的茶褐素。为探索生产茶褐素的最适温度，需设计下一步实验，写出实验思路 。 【答案】(1)碳源和氮源 (2) 摇床 塔宾曲霉先进行生长繁殖，之后才分泌胞外氧化酶催化茶多酚生成茶褐素 (3)4.5×105 (4) 6 在30℃~42℃之间设置一系列温度梯度，用同样的方式培养塔宾曲霉，并检测不同发酵温度下塔宾曲霉生成茶褐素的浓度，找到生成茶褐素的浓度的温度即为生产茶褐素的最适温度 【分析】分析题图，47℃下曲线不增长，可能是温度过高，相关酶已经失活；37℃和42℃的增长几乎同步，最适温度介于两者之间。 【详解】（1）氨基酸和蛋白质是组成元素为C、H、O、N的有机物，可以为为塔宾曲霉生长提供碳源和氮源。 （2）塔宾曲霉为好氧微生物，用绿茶浸提液进行液体培养时应采用摇床培养，可以为培养液增加溶氧量，有利于塔宾曲霉的繁殖。培养过程中前两天塔宾曲霉进行生长繁殖，之后才分泌氧化酶催化茶多酚生成茶褐素。 （3）培养后菌落数量分别为48、45和42个，平均值为（48+45+42）÷3=45，发酵液稀释1×103倍后，取0.1mL，因此每毫升发酵液中活菌数量为45×103×10=4.5×105个。 （4）分析题图可知，发酵效率较高的是37℃和42℃，此时发酵至第6天，结束发酵即可获得较高浓度的茶褐素。生产茶褐素的最适温度在30℃~42℃范围内，进一步探究的思路为：在30℃~42℃之间设置一系列温度梯度，用同样的方式培养塔宾曲霉，并检测不同发酵温度下塔宾曲霉生成茶褐素的浓度，找到生成茶褐素的浓度的温度即为生产茶褐素的最适温度。 4．低氧胁迫已经成为影响植物正常生长的重要逆境因子之一，洪水、灌溉不均匀容易使植物根系供氧不足，造成低氧胁迫。同种植物的不同品种对低氧胁迫的耐受力不同，根系细胞中与无氧呼吸有关的酶活性越高，其耐受力越强。研究人员采用无土栽培的方法，研究了低氧胁迫对黄瓜品种A、B根系细胞呼吸的影响，在第6天时，检测根系中丙酮酸和酒精的含量如下表。同时，研究人员利用特定的实验装置，研究温度对黄瓜品种A植物光合作用和呼吸作用的影响（其他实验条件都是理想的），黄瓜品种A植物在不同温度下的光照下释放O2的速率和黑暗中吸收O2的速率如下图中曲线所示。回答下列问题： 植物品种 品种A 品种B 处理条件 正常通气 低氧 正常通气 低氧 丙酮酸含量（μmol/g） 0.18 0.21 0.19 0.34 酒精含量（μmol/g） 2.45 6.00 2.49 4.00 (1)黄瓜根系细胞中产生ATP的场所有 ，酒精产生于无氧呼吸的第 阶段，该阶段 （填“有”或“没有”）ATP的产生。 (2)据表中数据分析，对低氧胁迫耐受力更强的是品种 。长期低氧胁迫下，植物吸收无机盐的能力下降的原因是 。 (3)据图中曲线数据分析，黄瓜品种A植物的光合作用酶的最适温度比呼吸作用酶的最适温度要 （填“高”或“低”）。 (4)据图中曲线数据分析，要使大棚种植黄瓜品种A植物增产，应该要 ，采取这种措施的依据是 。 【答案】(1) 细胞质基质和线粒体 二 没有 (2) A 长期低氧胁迫下，植物根系细胞呼吸作用减弱，释放的能量减少，从而使植物吸收无机盐的能力下降 (3)低 (4) 保持一定的昼夜温差 白天适当升高温度可以提高净光合速率，晚上适当降低温度可以降低呼吸速率，从而使黄瓜积累更多的有机物而提高其产量 【分析】细胞有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，第二、三阶段在线粒体中进行，无氧呼吸整个过程都是在细胞质基质中进行。 【详解】（1）由表中信息可知，在正常通气的情况下，品种A和品种B都含有一定量的乙醇，则在此条件下，黄瓜根系细胞的呼吸为有氧呼吸和无氧呼吸。有氧呼吸和无氧呼吸过程中都有ATP产生，无氧呼吸的场所是细胞质基质，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，因此黄瓜根系中产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体，因此，ATP产生的场所是线粒体和细胞质基质；酒精产生于无氧呼吸的第二阶段，该阶段“没有”ATP的产生，无氧呼吸过程中产生的ATP只在第一阶段中发生。 （2） 低氧胁迫条件下，若催化丙酮酸转变为乙醇的酶活性更高，则无氧呼吸的产物越多；表中信息显示，在低氧胁迫条件下，品种A的乙醇浓度高于品种B，说明产生的酒精更多，因此对低氧胁迫耐受力更强的是品种A。 长期处于低氧胁迫条件下，根部细胞主要进行无氧呼吸，产生的能量少，植物吸收无机盐的过程是主动运输，需要消耗能量，因此，植物吸收无机盐的能力下降。 （3）光照下释放O2的速率代表了净光合速率，黑暗中吸收O2的速率表示呼吸速率，根据图中曲线数据可以看出，黄瓜品种A光合作用酶的最适温度比呼吸作用酶的最适温度要低，因为净光合速率的高峰首先出现，其对应的温度约为25℃，而此时呼吸速率的峰值还未出现； （4）据图中曲线数据分析，要使大棚种植黄瓜品种A植物增产，需要保持一定的昼夜温差，具体的操作为白天适当升高温度提高净光合速率，进而增加有机物的积累，晚上适当降低温度可以降低呼吸速率进而减少有机物的消耗，从而使黄瓜积累更多的有机物而提高其产量。 5．“卵子死亡”是我国科学家新发现的一种人类单基因遗传病，是PANX1基因突变引起的PANXl通道的异常激活，加速了卵子内部ATP的释放，卵子萎缩、退化，最终导致不育，该基因在男性个体中不表达。某女子婚后多年不孕，经检测为该病患者，如下图是该女子（4号）的家庭遗传系谱图，基因检测显示，1、4、6号含有致病基因，2、3、5号不含致病基因。回答下列问题。 (1)PANX1基因通过控制 控制生物的性状。 (2)根据题图分析，“卵子死亡”病的遗传方式是 （选填“常”“X”或“Y”）染色体上的 （选填“显”或“隐”）性遗传病。 (3)“卵子死亡”患者的致病基因来自表型正常的父亲，原因是 。 (4)若A/a为PANX1基因，6号与正常女性结婚，生出患病孩子的概率为 。 (5)科学家在研究初期，构建了PANX1基因突变的鼠模型，试图重现“卵子死亡”，但鼠模型却可以正常怀孕，推测突变后的PANX1基因在人卵中的表达水平显著 （选填“高于”或“低于”）鼠卵。 【答案】(1)PANXl通道蛋白的结构直接 (2) 常 显 (3)“卵子死亡”属于常染色体显性遗传病，含致病基因的卵子会出现萎缩、退化的现象，最终导致不育，因此患者的致病基因只能来自父方；该基因在男性个体中不表达，因此患者父亲表型正常 (4)1/4 (5)高于 【分析】1、由题干信息知：该遗传病“卵子萎缩、退化，最终导致不育，该基因在男性个体中不表达”，故患者中只有女性，男性可能携带致病基因，但不会患病。 2、若该病为伴X染色体遗传病，则1号的致病基因可以传给5号，则5号含有致病基因，与题意不符；若为常染色体隐性遗传病，则4号的致病基因来自1号和2号，则2号应含有致病基因，与题意不符；1号含致病基因，5号不含致病基因，则该病为常染色体显性遗传病，该基因在男性个体中不表达。 【详解】（1）PANX1基因突变引起的PANX1通道的异常激活，说明PANX1基因通过控制PANXl通道蛋白的结构直接控制生物的性状。 （2）若该病为伴X染色体遗传病，则1号的致病基因可以传给5号，则5号含有致病基因，与题意不符；若为常染色体隐性遗传病，则4号的致病基因来自1号和2号，则2号应含有致病基因，与题意不符；1号含致病基因，5号不含致病基因，则该病为常染色体显性遗传病，该基因在男性个体中不表达。“卵子死亡”病的遗传方式是常染色体上的显性遗传病。 （3）根据题意，该病是常染色体显性遗传病，含致病基因的卵子受精后会退化凋亡而死亡，因此其母亲只能提供不含有致病基因的卵细胞，故患者的致病基因只能来自于父方，由于PANXI基因在男性体内不表达，因此父亲表现正常。 （4）6号含有致病基因，其基因型为Aa，与正常女性（aa）结婚，后代Aa基因型的概率为1/2。若为患病个体，则只能为女性，故生出患病孩子的概率为1/2×1/2=14。 （5）即使发生了PANXI基因突变，但鼠模型却可以正常怀孕，说明突变后的PANX1基因在人卵中的表达水平显著高于鼠卵。 6．2021年5月22日，“杂交水稻之父”、中国工程院院士、“共和国勋章”获得者袁隆平在湖南长沙逝世，享年91岁。先生从事杂交水稻研究已半个世纪，先后成功研发出“三系法”杂交水稻、超级杂交稻、低镉水稻、海水稻等。先生不畏艰难，甘于奉献，呕心沥血，苦苦追求，为解决中国人的吃饭问题做出了重大贡献。先生的杰出成就不仅属于中国，而且影响世界。请回答下列有关问题： (1)杂交水稻具有杂种优势现象，即杂种子代在产量和品质方面优于纯合双亲。水稻是雌雄同花植物，花小且密集，导致杂交育种工作繁琐复杂。“三系法”杂交水稻是我国研究应用最早的杂交水稻，由雄性不育系、保持系、恢复系三种水稻培育而成，如下图所示。由于杂交种的子代会发生性状分离，种植后不再使用，需每年利用雄性不育系制备杂交种。已知水稻的花粉是否可育受细胞质基因（N、S）和细胞核基因（R、r）共同控制，其中N和R表示可育基因，S和r表示不育基因。只有当细胞质基因为S且细胞核基因型为rr[记为S（rr）]时，水稻才表现为雄性不育，其余基因型均表现为雄性可育。回答下列问题：    ①利用雄性不育系进行育种的优点是 。 ②为了持续获得雄性不育系水稻，应使用雄性不育系与保持系进行杂交，其杂交组合为 。 A．S（rr）×S（rr）    B．S（rr）×N（RR）    C．S（rr）×N（Rr）    D．S（rr）×N（rr） ③恢复系是指与雄性不育系杂交后可使子代恢复雄性可育特征的品系，通过“三系法”培育出的杂交水稻基因型为 。 (2)2017年9月，袁隆平院士在国家水稻新品种与新技术展示现场观摩会上宣布了两项重大研究成果：一是耐盐碱的“海水稻”培育，二是吸镉基因被敲除的“低镉稻”最新研究进展。有关遗传分析见下表。 水稻品种 相关基因 基因所在位置 表型 普通水稻 — — 高镉不耐盐 海水稻 A+ 2号染色体 高镉耐盐 低镉稻 B- 6号染色体 低镉不耐盐 说明：A+表示转人的耐盐基因，A-表示不含耐盐基因，A+对A-完全显性。B+表示含有吸镉基因，B-表示吸镉基因被敲除，B+B+为高镉水稻，B+B-为中镉水稻，B-B-为低镉水稻。纯合海水稻的基因型为。 ①普通水稻不含耐盐基因但含有吸镉基因，则普通水稻基因型是 。 ②与普通水稻相比，海水稻能将进入细胞内的某些盐离子集中储存于液泡，其“耐盐”的机理是 。 ③现有纯合的海水稻和低镉稻，请设计杂交育种程序，培育稳定遗传的耐盐低镉水稻。实验思路： 。 【答案】(1) 免去育种过程中人工去雄的繁琐操作 D S (Rr) (2) A-A- B+B+ 将盐离子储存于液泡中，增大了细胞液的浓度，避免细胞渗透失水 先让纯合的海水稻和低镉稻杂交获得 F1，再让F1自交得F2，从F2中选择耐盐低镉品种连续自交，直至不发生性状分离 【分析】分析题干信息可知：雄性的育性由细胞核基因和细胞质基因共同控制，基因型包括：N(RR)、N(Rr)、 N(rr) 、 S (RR) 、S(Rr)、S (rr)，由于“基因R能够抑制基因S的表达，当细胞质中有基因N时，植株都表现为雄性可育”，因此只有S(rr)表现雄性不育，其它均为可育。 【详解】（1）①在杂交育种时，选育雄性不育植株的优点是无需去雄，大大减轻了杂交育种的工作量。 ②根据上述分析可知，雄性不育系基因型为S(rr)，为了持续获得雄性不育系水稻，应使用雄性不育系S(rr)与N(rr)保持系进行杂交，D正确，ABC错误。 故选D。 ③根据上述分析可知，雄性可育的基因型有5种，分别是N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)。N(RR)与雄性不育S(rr)杂交后可使子代恢复雄性可育特征的品系，恢复系水稻的基因型为N(RR)，故通过“三系配套法”培育出的杂交水稻基因型为S(Rr)。 （2）①据题意可知，基因型B+B+为高镉水稻，B+B-为中镉水稻，B+B-为低镉水稻，因此B+对B-为不完全显性，A+表示转入的耐盐基因，A+对A-完全显性，故普通水稻不含耐盐基因但含有吸镉基因的基因型为A-A- B+B+。 ②与普通水稻相比，海水稻能将进入细胞内的某些盐离子集中储存于液泡，其“耐盐”的机理是将盐离子储存于液泡中，增大了细胞液的浓度，避免细胞渗透失水。 ③培育稳定遗传的耐盐低镉水稻可以先让纯合的海水稻和低镉稻杂交获得F1，再让F1自交得 F2，从F2中选择耐盐低镉品种连续自交，直至不发生性状分离。 7．噬菌体生物扩增法（PhaB法）是一种快速的间接检测标本中的结核分枝杆菌（MTB）的方法，其原理是噬菌体D29能专一性感染和裂解活的MTB，其可将DNA注入MTB菌体内，进入宿主细菌的噬菌体可以免受杀病毒剂的灭活，在MTB菌体内进行子代噬菌体的合成与增殖，最后裂解MTB释放出的子代噬菌体又感染一种作为指示剂的快速生长分枝杆菌，在24h内形成清晰的噬菌斑。其检测原理如下图所示，回答下列问题： (1)噬菌体D29是一种DNA病毒，侵染MTB后，MTB能为噬菌体D29的增殖过程提供 等原料。 (2)该实验需要设计对照实验，对照实验应将噬菌体D29置于 中，其他操作与实验组相同。若对照组中也发现了少数的噬菌斑，排除操作过程中被杂菌污染的可能，结合图示分析最可能的原因是 。 (3)作为指示剂的细菌应当对噬菌体D29具有较 （填“强”或“弱”）的敏感性，利用PhaB法检测MTB可以用于区别活菌和死菌，原因是 。 (4)利用PhaB法检测MTB可用于快速开展临床抗结核药物的疗效观察，以及时评估疗效。现有某种抗结核药物X和MTB样液，试简述利用PhaB法评估药物X疗效的实验设计思路： 。 【答案】(1)核苷酸（或脱氧核苷酸和核糖核苷酸）、氨基酸 (2) 不含MTB的培养液 杀病毒剂的剂量过小或处理时间过短，导致部分噬菌体D29未被杀灭 (3) 强 噬菌体D29只能侵染活的结核分枝杆菌 (4)将MTB样液均分为A和B两组，A组用药物X预处理，B组不做处理，再利用PhaB法检测MTB，通过比较两组噬菌斑的数量差异评估药物X的疗效 【分析】病毒是一类没有细胞结构的特殊生物，只有蛋白质外壳和内部的遗传物质构成，不能独立的生活和繁殖，只有寄生在其他生物的活细胞内才能生活和繁殖，一旦离开了活细胞，病毒就无法进行生命活动。 【详解】（1）根据题意分析，噬菌体D29是一种DNA病毒，由DNA和蛋白质组成，其合成DNA所需的原料为脱氧核苷酸，合成蛋白质外壳经过了转录和翻译过程，需要的原料为核糖核苷酸和氨基酸。 （2）噬菌体D29能专一性感染和裂解活的MTB，该实验需要设计空白对照实验，空白对照组应当将噬菌体D29置于不含MTB的培养液中，其他操作与实验组相同。若对照组中也发现了少量的噬菌斑，最可能的原因是杀病毒剂的剂量过小或处理时间过短，导致部分噬菌体D29未被杀灭，从而最终在培养基上形成噬菌斑。 （3）指示剂细菌的作用是被病毒侵染后产生噬菌斑，该细菌具有容易被噬菌体D29侵染产生噬菌斑的特性，因此需要选择的细菌对噬菌体D29具有较强的敏感性。利用PhaB法检测MTB可以用于区别活菌和死菌，原因是噬菌体D29只能侵染活的结核分枝杆菌。 （4）该实验的目的是评估药物X的疗效，即评估药物X对MTB的杀灭效果，该实验自变量为是否含有药物X，药物X对MTB的杀灭效果可用噬菌斑数量表示，即因变量为噬菌斑的数量，因此实验思路为将MTB样液均分为A和B两组，A组用药物X预处理，B组不做处理，再利用PhaB法检测MTB，通过比较两组噬菌斑的数量差异评估药物X的疗效，差异越显著说明药物X的疗效越好。 8．淋巴水肿的特点是由于淋巴管梗阻或淋巴管发育不全导致间质液体异常积聚，从而造成肿胀、残疾等，可分为原发性和继发性（如后天性）。原发性淋巴水肿是一种罕见的遗传性疾病。 (1)某孕30周孕妇自觉胎动减少，行超声提示宫内死胎。引产儿全身皮肤水肿、双侧胸腔积液、肝大、胎儿右侧肩颈处多房囊性包块，对其染色体核型分析发现未见明显异常，排除病因是 。 (2)取该胎儿相关组织的DNA和父母的DNA进行基因测序。Sanger双脱氧链终止法是DNA测序的基本方法，其原理是：双脱氧指的是双脱氧核苷酸（ddNTP），这种核苷酸在2、3号位C上都脱氧，而脱氧核苷酸（dNTP）只在2号位C上脱氧。DNA子链延伸时需要3号位C上羟基提供氢才能脱水缩合形成磷酸二酯键，双脱氧核苷酸没有这个羟基，所以子链将无法从5’端向3’继续延伸而终止。测序分成四个PCR反应体系，每个反应的缓冲液中加入待测序的核酸模板、1种ddNTP、4种dNTP、 、 。再对PCR的结果进行电泳，就可以读出序列了。 (3)对引产儿及其父母Sanger测序结果比对后，提示该胎儿CELSR1基因异常，对其中一条脱氧核苷酸链测序电泳结果如下图 则该患儿异常CELSR1基因所测单链序列从5′端到3′端为 。 (4)据此推测，CELSR1基因与淋巴管畸形相关，是一种常染色体显性遗传病，某团队对95例（年龄在10～80岁）淋巴水肿患者进行统计，发现不同性别间的差异，所有女性都表现为儿童时期发病，几乎完全外显，而男性出现淋巴水肿要晚得多，不完全外显。该胎儿的父母表型均正常，推测该变异遗传自 （“填父亲或母亲”），与测序结果一致。由基因测序可知此父亲的该基因杂合，若该基因在男性中的发病率为1/4，则这对夫妻再生一个孩子患病的概率为 。 【答案】(1)染色体变异 (2) 引物 耐高温的DNA聚合酶 (3)5′-CTCCGTCCCC-3′ (4) 父亲 5/16 【分析】PCR技术：1、概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。 2、原理：DNA复制。 3、前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。 4、过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链，PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开。 【详解】（1）对其染色体核型分析发现未见明显异常，即比较了染色体结构与数目没有变异，因此不属于属于染色体变异。 （2）每个PCR反应中应加入缓冲液、模板、引物、耐高温的DNA聚合酶、4种dNTP、一种ddNTP。 （3）第一个反应体系中加入ddATP，ddATP就会随机的代替dATP加入新合成的DNA子链上，由于其3号C上没有羟基，所以不能继续延伸。所以第一个反应体系中产生的DNA子链都是到A就终止，说明待测母链上该位置为T，子链的延伸方向为5′到3′，因此，由电泳结果读序列可知，子链序列为5′-GGGGACGGAG-3′，那么母链对应的序列为3′-CCCCTGCCTC-5′，而从5′到3′则为5′-CTCCGTCCCC-3′。 （4）由题可知，常染色体显性病，女性为完全外显，而男性为不完全外显，而且父母都表型正常，因此，该患儿的致病基因来自父亲；因此母亲的基因型为aa，父亲的基因型经测序为Aa，这对夫妻再生孩子，1/2的aa都不患病，1/2的Aa中，1/2的女性均患病，1/2的男性中1/4患病，因此患病率为1/2×1/2＋1/2×1/2×1/4=5/16。 9．2024年对安徽淮南武王墩墓的考古无疑是本年度最重要的考古发掘之一。目前，墓主人的遗骸保存的较好，这对我们利用生物科技，提取墓主人的DNA，研究其遗传信息有重要意义。目前，对楚国王室的研究发现，O-F793基因的比例比较高，而在现代南方人中，GJB2基因的比例较高，所以我们可以对楚王的DNA进行处理，对比两种基因的存在和遗传，结合史料，用于追踪古代南方人的迁徙和融合。 (1)对楚王的遗骸进行处理，应提取相关DNA，通过PCR技术进行扩增，然后检测其O-F793基因，佐证其身份，这说明此基因位于 染色体上。 (2)GJB2基因的突变会引起遗传性耳聋，现对某南方家庭进行遗传病调查，并绘制了如图所示的系谱图。 ①根据系谱信息推断，该基因发生的是 （显性或隐性突变），该病的遗传方式是 。 ②假设Ⅱ-4个体为GJB2突变基因的携带者的概率为1/2，按照以上信息推断，理论上Ⅳ—1患遗传性耳聋的概率是 。若Ⅲ-3的哥哥和Ⅲ-4的妈妈同时被发现是红绿色盲，则Ⅳ-1两病皆患且为女孩的概率是 。 ③假设此时的Ⅲ-4已经怀孕，那么需要对胎儿进行产前诊断，通过 （技术手段）获得胎儿的细胞，检测胎儿是否含有该基因。对于刚出世的新生儿，也可以通过听力筛查得到早期发现。对于患者，除了可以佩戴人工耳蜗等助听设备进行治疗，还可以通过基因治疗（技术手段）从根本上进行治疗，具体方式包括哪两个方面？ 。 【答案】(1)常 (2) 隐形突变 常染色体隐性 2/21 0 羊水穿刺 基因替换和基因增补 【分析】分析题图可知Ⅱ-2和Ⅱ-3都变现正常，生出Ⅲ-1患病女孩，符合“无中生有为隐性，女病男正非伴性”，因此该病的遗传方式为常染色体隐性遗传。 【详解】（1）由题意可知，楚国王室的人都含有O-F793基因，这说明此基因位于常染色体上。 （2）①根据Ⅲ-1，无中生有，所以是隐性疾病，说明GJB2基因发生了隐性突变，且其父亲Ⅱ-2不患病，所以不可能是伴X隐性遗传病，所以只能是常染色体隐性疾病； ②Ⅲ-3是杂合子Aa的概率是2/3，Ⅱ-4是AA的概率为1/2，是Aa的概率为1/2，因此产生A配子概率为3/4，a配子为1/4，Ⅱ-5是杂合子Aa，产生A配子概率为1/2，a配子为1/2，因此后代AA=3/8，Aa=4/8，Ⅲ-4不患病为杂合子Aa的概率为4/7，Ⅲ-3与Ⅲ-4结合，生患病aa个体的概率为2/3*4/7*1/4=2/21；Ⅲ-3不携带色盲基因，基因型为X²Y，男正母女正，不可能生患红绿色盲的女孩，所以Ⅳ-1两病皆患且为女孩的概率是0； ③获得胎儿细胞的方法只有通过羊水获得，因此选择羊水穿刺技术，而基因治疗包括基因替换和基因增补两个方面。 10．《中国居民营养与慢性病状况报告（2020年）》显示，我国18岁及以上居民糖尿病患病率为11.9%。II型糖尿病发病早期往往表现为无症状或轻症，探讨影响病情发展的相关因素，有助于病情监测。回答下列问题： (1)糖类物质经消化被小肠上皮细胞吸收进入人体的 ，血糖能够维持稳定是通过 系统的调节实现的。 (2)P2Y12是一种在中枢神经系统和外周组织中均有表达的受体。腹腔交感神经（CG）兴奋后可分泌出ATP，与肝脏组织细胞上的P2Y12受体结合，影响葡萄糖激酶（GK）的功能，进而调节肝细胞的糖类代谢过程。研究人员为探究P2Y12受体在II型糖尿病病情发展过程中的作用，进行如下表所示实验处理，部分实验结果如下图1、2所示。 分组 实验对象 实验处理 P2Y12shRNA质粒 对照质粒 A 正常大鼠 - - B Ⅱ型糖尿病模型大鼠 - - C Ⅱ型糖尿病模型大鼠 + - D Ⅱ型糖尿病模型大鼠 - + 注：“+”表示注射，“-”表示不注射；P2Y12shRNA是一种可干扰P2Y12基因表达的短链RNA。 ①实验中腹腔交感神经分泌出的ATP所起作用是 ，实验设置D组的目的是 。 ②II型糖尿病大鼠CG放电活动 ， 细胞中P2Y12表达量会明显增加。P2Y12shRNA处理可以有效 该大鼠腹腔交感神经兴奋性。 (3)对上述实验继续测定空腹血糖、肝糖原、空腹血浆胰岛素，用公式计算胰岛素抵抗指数，结果如下： 生理指标 A B C D 空腹血糖（mmol·L-1） 4.4 17.3 6.6 16.1 肝糖原（mg·g-1） 10.2 6.4 11.5 5.7 血浆胰岛素（mIU·L-1） 1.7 3.2 2.4 2.9 胰岛素抵抗指数 8.6 36.8 12.9 37.5 根据实验结果分析： ①推测GK的功能为 。 ②Ⅱ型糖尿病 （填“是”或“不是”）胰岛素依赖性糖尿病，是 导致的。 (4)已知替格瑞洛是一种P2Y12拮抗剂，欲验证替格瑞洛能以P2Y12为作用靶点治疗II型糖尿病，设计实验如下： ①将若干Ⅱ型糖尿病模型大鼠平均分为两组； ②实验组：静脉注射适量溶解于5%DMSO溶液的替格瑞洛：对照组：静脉注射 ； ③连续注射7天，检测CG的P2Y12表达量、放电活动情况及血糖浓度。与对照组相比，实验组的预期结果为 。 (5)持续的高血糖会损害支配心脏的自主神经纤维，交感神经张力相对增强，II型糖尿病大鼠还可以观察到血压和心率 （“升高”、“下降”或“不变”）。 【答案】(1) 血液 神经系统和内分泌 (2) 作为信号分子/传递信息/作为神经递质 排除空白质粒对实验结果的影响 增强 CG、肝脏 减弱 (3) 促进肝糖原合成 不是 胰岛素敏感性下降/胰岛素利用障碍/胰岛素抵抗性增强 (4) 等量5%DMSO溶液 CG的P2Y12表达量基本不变，CG放电活动减弱，血糖浓度降低 (5)升高 【分析】在血糖平衡的调节过程中，胰岛素具有促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝、肌肉并合成糖原，进入脂肪细胞和肝细胞转变成甘油三酯等；抑制肝糖原的分解和非糖物质转变葡萄糖。胰岛素是人体内唯一降低血糖的激素；胰高血糖素主要是促进血糖的来路，即促进肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖，提高血糖浓度，二者相抗衡；肾上腺素在血糖平衡的调节过程中，与胰高血糖素具有协同作用，而共同作用使血糖升高。 【详解】（1）糖类物质经消化被小肠上皮细胞吸收进入人体的血液，经血液循环到达全身组织细胞，为其提供葡萄糖氧化分解；血糖调节方式是神经调节和体液调节，血糖能够维持稳定是通过神经和内分泌系统的调节实现的。 （2）题干信息：腹腔交感神经（CG）兴奋后可分泌出ATP，与肝脏组织细胞上的P2Y12受体结合，进而调节肝细胞的糖类代谢过程；可见腹腔交感神经分泌出的ATP所起作用是作为信号分子（或传递信息或作为神经递质）；实验设置D组的作用是排除注射质粒/空载质粒/空白质粒对实验结果的影响； 图1表示细胞中P2Y12和GK蛋白表达水平，由图1可知，2型糖尿病模型大鼠的CG（腹腔交感神经）、肝脏细胞中P2Y12表达量会明显增加。图2表示CG放电活动情况，由图2可知，2型糖尿病大鼠CG放电活动增强。P2Y12shRNA是一种可干扰P2Y12基因表达的短链RNA，由图可知，P2Y12shRNA处理CG放电活动减弱，因此可以有效减弱该大鼠腹腔交感神经兴奋性。 （3）P2Y12是一种在中枢神经系统和外周组织中均有表达的受体。腹腔交感神经（CG）兴奋后可分泌出ATP，与肝脏组织细胞上的P2Y12受体结合，影响葡萄糖激酶（GK）的功能，进而调节肝细胞的糖类代谢过程。由图1和图2分析可知，2型糖尿病肝脏糖代谢紊乱的可能机制为CG、肝脏细胞中P2Y12数量增多，CG放电活动增强，导致肝脏GK减少，C组与B组相比，C组GK、肝糖原明显增加，推测GK的功能为促进肝糖原合成。 Ⅱ型糖尿病患者有正常的甚至高于正常水平的胰岛素，但细胞对胰岛素的敏感性降低（胰岛素利用障碍）（胰岛素抵抗性增强），不是胰岛素依赖性糖尿病。 （4）实验目的为验证替格瑞洛能以P2Y12为作用靶点治疗2型糖尿病，则替格瑞洛的有无为自变量，实验应该遵循对照原则，单一变量原则和控制无关变量原则，可见根据题意：实验组：静脉注射适量溶解于5%DMSO溶液的替格瑞洛；对照组：静脉注射等量5%DMSO溶液；实验结果：检测CG的P2Y12表达量、放电活动情况及血糖浓度。与对照组相比，实验组的预期结果为CG的P2Y12表达量基本不变，CG放电活动减弱，血糖浓度降低。 （5）持续的高血糖会损害支配心脏的自主神经纤维，交感神经张力相对增强。交感神经兴奋，会使得心跳加快，II型糖尿病大鼠还可以观察到血压和心率升高。 11．在刚结束不久的巴黎奥运会上，中国年轻的运动员们顽强拼搏，展现了我国新-代青年的能力与担当。进行体育运动时，人体的多个系统会调动起来，以保证动作的高质量完成。请回答下列问题： (1)运动员在训练中，感到口渴，此时下丘脑分泌的 激素增多，促进水的重吸收，同时肾上腺皮质分泌的醛固酮增加。醛固酮的主要生理功能是 。 (2)运动员进行4×100米游泳比赛时，运动员呼吸消耗的氧气量 （填“大于”、“等于”或“小于”）释放的二氧化碳量（以葡萄糖作为呼吸底物），此过程中运动员呼吸频率会提高，其调节方式有 。 (3)“3-1-4”呼吸法（3秒吸气，1秒屏息，4秒吐气）可以快速调整比赛中的情绪波动。调节呼吸、心跳等基本活动的神经中枢位于 ，它是连接脊髓和脑其他部分的通路。该现象说明神经系统对内脏活动的调节存在 机制，这就使得自主神经系统并不完全自主。 (4)热爱运动的人一般较少生病，这是因为运动能使人体内的免疫细胞数量增多，从而提高免疫系统的免疫防御、 等功能。 【答案】(1) 抗利尿 促进肾小管和集合管对Na+的重吸收 (2) 等于 神经调节和体液调节 (3) 脑干 分级调节 (4)免疫自稳、免疫监视 【分析】神经系统能够及时感知机体内、外环境的变化并作出反应，以调节各器官、系统的活动，实现机体稳态。激素分泌的调节存在着反馈调节和下丘脑—垂体— 靶腺轴的分级调节。体液调节和神经调节紧密联系，密切配合，共同调节机体各种生命活动。 【详解】（1）抗利尿激素具有促进肾小管和集合管对水分的重吸收的作用，运动员在训练过程中感到口渴，说明内环境渗透压升高，升高的渗透压刺激下丘脑分泌抗利尿激素增多，促进水的重吸收。出汗会带走大量的Na+，此时肾上腺皮质分泌醛固酮增加，醛固酮的作用是促进肾小管和集合管对Na+的重吸收。 （2）以葡萄糖作为呼吸底物时，人体细胞有氧呼吸消耗的氧气量等于产生的二氧化碳量、人体细胞进行无氧呼吸不消耗氧气也不产生二氧化碳，因此运动员呼吸消耗的氧气量等于释放的二氧化碳量；运动时，细胞产生的CO2会通过体液运输刺激呼吸中枢，使呼吸频率加快，此过程的调节方式有神经调节和体液调节。 （3）调节呼吸、心跳等基本活动的神经中枢位于脑干，它是连接脊髓和脑其他部分的通路。人可主动的调整呼吸频率，说明大脑高级中枢可以对脑干的呼吸中枢进行调节，即神经系统对内脏活动的调节存在分级调节机制，这就使得自主神经系统并不完全自主。 （4）免疫系统的三大基本功能是免疫防御、免疫自稳、免疫监视。运动能使人体内的免疫细胞数量增多，从而提高免疫系统的免疫防御、免疫自稳、免疫监视等功能。 12．2024年巴黎奥运会，鞍山籍运动员马龙在乒乓球男子团体赛中夺冠，成为中国奥运史上首位“六金王”。运动员在激烈的比赛过程中机体往往出现心跳加快、呼吸加深、大量出汗、口渴等生理反应，但运动员的机体可通过神经调节和体液调节维持内环境的稳态。请回答下列问题： (1)比赛过程中运动员的反应速度与神经调节密切相关，眼睛接收信号后产生的兴奋以 的形式沿传入神经传到 （反射弧的结构），经过分析和综合后，相关“指令”通过传出神经传至肌肉产生击球动作。运动员快速接球的过程主要依赖于 （填“条件”或“非条件”）反射。 (2)激烈的对抗比赛让运动员大量出汗，失水导致细胞外液渗透压 （填“升高”或“下降”），渗透压感受器产生的兴奋传到 ，产生渴觉。若大量失水使细胞外液量减少以及血钠含量降低时，可引起醛固酮分泌量增加，该激素的主要生理功能是 。从维持机体血浆渗透压稳定的角度，建议运动员运动后饮用 。 (3)运动员赛后进入空调房休息，通过分级调节系统 轴，产生一定量的甲状腺激素以维持体温恒定。在运动结束初期，人的呼吸频率并没有立即恢复到正常水平，主要原因是体液调节与神经调节相比，具有 的特点。 【答案】(1) 电信号 大脑皮层 条件 (2) 升高 大脑皮层 促进肾小管和集合管对钠离子的重吸收和钾离子的分泌 生理盐水 (3) 下丘脑—垂体—甲状腺 作用时间比较长 【分析】1、反射的结构基础是反射弧，反射弧的基本结构包括感受器、传入神经元、神经中枢、传出神经元、效应器。 2、感觉的形成在大脑皮层。 【详解】（1）兴奋在神经元上以电信号的形式传导，神经中枢大脑皮层对信号进行分析和综合，相关“指令”通过传出神经传至肌肉产生击球动作。运动员快速接球的过程是长期后天训练的结果，因此主要依赖于条件反射。 （2）激烈的对抗比赛让运动员大量出汗，失水导致细胞外液渗透压升高，渗透压感受器产生的兴奋传到大脑皮层产生渴觉。若大量失水使细胞外液量减少以及血钠含量降低时，可引起醛固酮分泌量增加，该激素的主要生理功能是促进肾小管和集合管对钠离子的重吸收和钾离子的分泌。运动员运动后不仅丢失大量的水分，也丢失了许多无机盐，为了保持机体血浆渗透压稳定，应该饮用生理盐水。 （3）甲状腺激素的分泌受下丘脑—垂体—甲状腺调控轴的调控。与神经调节相比，体液调节具有作用时间比较长的特点，因此在运动结束初期，人的呼吸频率并没有立即恢复到正常水平。 13．“拼死吃河豚”，是由于河豚鱼味美，但其体内含有剧毒的河豚毒素。研究表明河豚毒素会与哺乳动物体内肌肉或神经细胞膜上的钠离子通道蛋白发生特异性结合，对钠离子通道有抑制作用，在医学方面发挥重大作用。回答下列问题： (1)河豚毒素被人体误食后，吸收进入血液到达全身，引起机体产生一系列中毒反应，严重时甚至会使呼吸中枢麻痹而迅速死亡。如骨骼肌肉 （填“松弛”或“僵直”），其原因是 。 (2)为了验证河豚毒素的作用机理，实验小组用适宜浓度的河豚毒素处理蛙的神经纤维，分别用适宜的相同强度微电极刺激处理前后的神经纤维，测得的动作电位变化情况是 （填“上升”、“不变”或“下降”）；根据实验结果，若利用河豚毒素的作用开发药物，可用作 （A．麻醉药    B．兴奋剂    C．降糖药    D．镇痛剂）。 (3)河豚毒素能够麻痹人的肌肉和神经，而对河豚鱼自身没有影响。请根据题干信息和所学的知识，解释可能的原因是 。（请写出2点） (4)血活素是从动物中提取的多肽类活性物质制备而成的注射液，具有强大的增强机体能量代谢作用。欲探究血活素对治疗急性河豚毒素中毒的作用，以中毒症状的改善时间为观察指标进行了实验。根据以下提供的实验材料与用具，设计实验步骤。 材料与用具：健康小鼠若干只，河豚毒素应用液，血活素，生理盐水，注射器等。 （要求与说明：答题时对河豚毒素和血活素的浓度和剂量不作具体要求） 实验步骤： 【答案】(1) 松弛 河豚毒素特异性与钠离子通道蛋白结合，抑制钠离子进入细胞，从而抑制神经、肌肉的兴奋 (2) 下降 AD (3)河豚鱼体内含有降解河豚毒素的酶；河豚鱼的肌肉或神经细胞膜上的钠离子通道蛋白不与河豚毒素发生特异性结合 (4)把健康小鼠随机均分为甲、乙、丙三组，甲组和乙组灌胃等量且适量的河豚毒素应用液，丙组不处理；等甲组和乙组出现中毒症状后，给甲组注射适量的血活素，和乙组和丙组注射等量的生理盐水，并开始计时；在相同且适宜的条件下饲养，每隔一段时间，观察小鼠中毒的症状并记录症状改善时间；对每组所得数据求平均值并进行统计分析 【分析】1、静息时，神经细胞膜对钾离子的通透性大，钾离子大量外流，形成内负外正的静息电位；受到刺激后，神经细胞膜的通透性发生改变，对钠离子的通透性增大，钠离子内流，形成内正外负的动作电位。 【详解】（1）河豚毒素被人体误食后，吸收进入血液到达全身，引起机体产生一系列中毒反应。研究表明河豚毒素会与哺乳动物体内肌肉或神经细胞膜上的钠离子通道蛋白发生特异性结合，对钠离子通道有抑制作用，从而抑制神经、肌肉的兴奋，如肌肉松弛，严重时甚至会使呼吸中枢麻痹而迅速死亡。 （2）为了验证河豚毒素的作用机理，实验小组用适宜浓度的河豚毒素处理蛙的神经纤维，分别用适宜的相同强度微电极刺激处理前后的神经纤维，因为河豚毒素特异性与钠离子通道蛋白结合，抑制钠离子进入细胞，所以测得的动作电位变化情况是下降； 根据实验结果，若利用河豚毒素的作用开发药物，可以抑制神经或肌肉兴奋，可用作麻醉药或镇痛剂等，AD正确，BC错误。 故选AD。 （3）河豚毒素能够麻痹人的肌肉和神经，而对河豚鱼自身没有影响。根据题干信息和所学的知识，解释可能的原因是河豚鱼体内含有降解河豚毒素的酶；河豚鱼的肌肉或神经细胞膜上的钠离子通道蛋白不与河豚毒素发生特异性结合。 （4）血活素是从动物中提取的多肽类活性物质制备而成的注射液，具有强大的增强机体能量代谢作用。欲探究血活素对治疗急性河豚毒素中毒的作用，实验步骤：把健康小鼠随机均分为甲、乙、丙三组，甲组和乙组灌胃等量且适量的河豚毒素应用液，丙组不处理；等甲组和乙组出现中毒症状后，给甲组注射适量的血活素，和乙组和丙组注射等量的生理盐水，并开始计时；在相同且适宜的条件下饲养，每隔一段时间，观察小鼠中毒的症状并记录症状改善时间；对每组所得数据求平均值并进行统计分析。 14．某医院接诊一位昏厥患者。医生诊前问询得知，患者运动会上参加跑步项目，获奖后不久突然呕吐不止并伴有头晕，最终昏厥。患者没有糖尿病、高血压等病史。医生开具常规检查和磁共振成像（MRI）检查。部分检查结果如下（括号内均为正常范围参考值）：血浆Na+浓度113mmol·L-1（137—147）、血浆渗透压238mO·L-1sm（290~310）、血浆葡萄糖10.85 mmol·L-1（3.9~6.1）。请回答相关问题： (1)医生通过MRI检测结果，结合检查单判断患者抗利尿激素分泌异常，判断的依据是 。 (2)医生分析脑水肿一般不会引发高血糖，检查结果中血糖偏高可能是应激性高血糖。请阐述应激性高血糖发生的可能原因是 。 (3)若未得到及时治疗，脑水肿患者极有可能颅内压增高，对脑部造成损伤，其后遗症往往是语言功能障碍，说明损伤了大脑皮层的 区。为快速缓解患者症状可以适量补充 （填“3% NaCl溶液”或“醛固酮”）。 (4)已知临床上常口服托伐普坦治疗抗利尿激素分泌异常综合征。某医药公司提出他们研制的新药物X也具有相似功能。现有如下材料及装置：生理状况相同的脑水肿模型小鼠若干、渗透压监测装置、添加药物X的饲料、添加托伐普坦的饲料、普通饲料等，请设计实验探究该药物的治疗效果，写出实验思路 。 【答案】(1)抗利尿激素可以降低血浆渗透压，该患者血浆渗透压低于正常值 (2)应激条件下，神经系统支配肾上腺髓质，促进肾上腺素的分泌，而肾上腺素可以升高血糖 (3) 言语 3% NaCl溶液 (4)取生理状况相同的脑水肿模型小鼠若干分成三组编号甲、乙、丙，甲组饲喂普通饲料，乙组饲喂等量的添加托伐普坦的饲料，丙组饲喂等量添加药物X的饲料，一段时间后，用渗透压监测装置检测三组小鼠的渗透压 【分析】人体的水平衡调节过程：（1）当人体失水过多、饮水不足或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素增多→肾小管、集合管对水分的重吸收增加→尿量减少。同时大脑皮层产生渴觉（主动饮水）。（2）体内水过多时→细胞外液渗透压降低→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素减少→肾小管、集合管对水分的重吸收减少→尿量增加。 【详解】（1）抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对水的重吸收，从而降低血浆渗透压，从检查结果看出，该患者血浆渗透压低于正常值，说明其抗利尿激素分泌异常。 （2）人在应激条件下，神经系统支配肾上腺髓质，促进肾上腺素的分泌，而肾上腺素可以升高血糖，导致应激性高血糖发生。 （3）大脑皮层控制语言的区域称为言语区，如果语言功能障碍，说明损伤了大脑皮层的言语区。患者出现了颅内压增高，可以适量补充3%NaCl溶液，升高血浆渗透压，促进组织液中的水进入血浆，缓解颅内压增高，如果补充醛固酮，醛固酮可以促进肾小管对Na+的重吸收，但相比3%NaCl溶液发作作用的速度更慢。 （4）实验目的是探究药物X是否像托伐普坦一样具有治疗抗利尿激素分泌异常综合征的特性，实验自变量是添加药物的种类，因变量是脑水肿情况，可以通过渗透压监测装置检测。实验思路如下：取生理状况相同的脑水肿模型小鼠若干分成三组编号甲、乙、丙，甲组饲喂普通饲料，乙组饲喂等量的添加托伐普坦的饲料，丙组饲喂等量添加药物X的饲料，一段时间后，用渗透压监测装置检测三组小鼠的渗透压。 15．2024年3月消息，天津大学生命科学学院吕春婉团队成功研发新型结直肠癌免疫治疗药物，相关成果已发表于国际权威期刊《纳米》。这种新型结直肠癌免疫治疗药物的作用原理如图所示，并且该药物对体内其余正常细胞无显著影响。回答下列有关问题： 说明：TCR即T细胞（抗原）受体，作用是识别抗原。GzmB是细胞毒性T细胞中丰度最高的颗粒酶。 (1)机体识别和清除肿瘤细胞体现了免疫系统的 功能。在结直肠癌发生过程中，原癌基因和抑癌基因都发生突变，其中原癌基因在正常细胞中的作用是 。 (2)IFNBCOL01可有效转染至肿瘤细胞，并在肿瘤微环境中产生干扰素。干扰素激活肿瘤细胞中MHCⅠ并促进细胞毒性T细胞中GzmB的表达。那么该药物治疗结直肠癌的机理是一方面通过 （填“提高”或“降低”）小鼠体内肿瘤细胞引起的免疫应答的性能，另一方面通过 ，从而促进细胞毒性T细胞杀伤肿瘤细胞。 (3)干扰素是一种细胞因子，图中能识别干扰素的细胞有 。结直肠癌免疫治疗药物IFNBCOL01相对于常规化学疗法的优点是 。 (4)由上述分析可知，用药物IFNBCOL01治疗肿瘤和用单克隆抗体治疗肿瘤的相同点是 。 【答案】(1) 免疫监视 原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的 (2) 提高 促进细胞毒性T细胞产生并释放颗粒酶 (3) 肿瘤细胞和细胞毒性T细胞 对体内其余正常细胞无显著影响，副作用较小 (4)都能特异性识别肿瘤细胞，从而提高免疫系统对肿瘤细胞的杀伤力 【分析】人体的三道防线：第一道防线是由皮肤和黏膜构成的，他们不仅能够阻挡病原体侵入人体，而且它们的分泌物也有杀菌的作用；第二道防线是体液中的杀菌物质--溶菌酶和吞噬细胞；第三道防线主要由免疫器官（扁桃体、淋巴结、胸腺、骨髓、和脾脏）等组成的。 【详解】（1）机体识别和清除肿瘤细胞体现了免疫系统的免疫监视功能。在体细胞中存在着原癌基因和抑癌基因，其中原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的，这类基因突变或过量表达而导致蛋白质活性过强，就可能引起癌变。 （2）结合“IFNBCOL01可有效……中GzmB的表达”及题图中肿瘤细胞表面的MHCⅠ可与细胞毒性T细胞上的TCR结合可知，药物IFNBCOL01进入肿瘤细胞后，治疗结直肠癌的机理是一方面能提高小鼠体内肿瘤细胞引起的免疫应答的性能，使肿瘤细胞更容易被T细胞识别，另一方面促进细胞毒性T细胞产生并释放颗粒酶，从而促进细胞毒性T细胞杀伤肿瘤细胞。 （3）图中的肿瘤细胞和细胞毒性T细胞都有干扰素受体，都能识别干扰素。药物IFNBCOL01针对性强，对体内正常细胞无显著影响，副作用小。 （4）药物IFNBCOL01和单克隆抗体均可特异性识别肿瘤细胞，从而提高免疫系统对肿瘤细胞的杀伤力。 16．2023年10月，习近平总书记在进一步推动长江经济带高质量发展座谈会上强调：“进一步推动长江经济带高质量发展，更好支撑和服务中国式现代化。”坚持生态优先、绿色发展，扎实推进长江生态环境保护修复，积极促进经济社会发展全面绿色转型，“一江碧水向东流”美景重现。研究人员对长江流域某地生态系统的营养关系进行了初步分析，结果如下表所示。 营养级 同化量 （t·km⁻²·y⁻¹） 未利用 （t·km⁻²·y⁻¹） 分解者分解 呼吸量 （t·km⁻²·y⁻¹） I 23804 3252 2877 13850 Ⅱ ? 1987 547 1224 Ⅲ 67 16 12 39 (1)区分水生群落和草原群落的重要特征是 。该生态系统生产者固定太阳能的总量为 1t⋅km⁻²⋅y⁻¹。从第二营养级到第三营养级的能量传递效率大约为 %（保留一位小数）。 (2)据报道，2015年到2019年长江经济带人均生态足迹由0.3212hm²下降至0.2958hm²，5年的下降率为7.91%。人均生态承载力从0.4607hm²下降到 0.4498hm²，5年的下降率为2.37%。结合上述数据分析，长江经济带这5年处于 （填“生态盈余”或“生态赤字”），长江经济带这5年的环境容纳量 （填“上升”“下降”或“不变”）。 【答案】(1) 群落的物种组成 23804 1.8 (2) 生态盈余 上升 【分析】能量的输入：能量流动的起点是从生产者经光合作用所固定太阳能开始的。生产者所固定的太阳能的总量=流经这个生态系统的总能量，而流入到各级消费者的总能量是指各级消费者所同化的能量，排出的粪便中的能量不计入排便生物所同化的能量中。 【详解】（1）区分群落主要依据是群落的物种组成，由表格数据可知，该生态系统生产者即第一营养级固定太阳能总能量为23804t·km-2·y-1；第二营养级同化的能量=被下一营养级同化的能量（第三营养级同化的能量）+呼吸散失的能量+分解者分解释放的能量+未被利用部分=67+1224+547+1987=3825t·km-2·y-1，从第二营养级到第三营养级的能量传递效率大约为67/3825×100%≈1.8%。 （2）长江经济带这5年，人均生态承载力从0.4607hm2下降到0.4498hm2，人均生态足迹由0.3212hm2下降至0.2958hm2，人均生态承载力一直大于人均生态足迹，处于生态盈余的状态。这5年内，长江经济带的人均生态足迹和人均生态承载力都下降，但前者下降幅度更大，所以环境容纳量上升。 17．愈创木烷型内酯具有药用活性，在植物中含量很低，其内酯基团决定其药用价值。在特种细胞色素作用下，细胞内化合物可以形成内酯基团。中国科研人员将这一特种细胞色素基因导入了酵母细胞，结合大根香叶烯A酸合成通路的引入，发现人工构建的酵母工程菌能够合成具有药用价值的内酯化合物。回答下列问题： (1)酵母细胞的转化流程大致如下：低浓度醋酸锂溶液处理酵母细胞；加入重组质粒和35%的聚乙二醇并在30℃水浴1小时；42℃转化5分钟；室温下培养筛选。用低浓度锂离子溶液处理酵母细胞的目的，是使酵母细胞暂时进入 ，有利于重组质粒的导入。聚乙二醇的作用是保护细胞膜和促进 黏附于酵母细胞膜表面。 (2)鉴定转基因酵母细胞时常采用核酸分子杂交法，大致流程如下图。 电泳前需利用 酶处理获取的DNA．变性和转膜的目的是将凝胶中的DNA变成单链并转移至硝酸纤维素膜上，DNA变成单链的目的是便于与 结合。硝酸纤维素膜可通过静电吸附DNA，因为DNA具有 而带负电。检测时应洗去 ，再观察结果。 (3)转基因酵母的工业发酵受很多因素影响。发酵过程中多采用补加氨水的方法来调节发酵液中的 ，同时氨水也可以作为酵母菌的 ，使菌体快速生长。发酵罐中溶解氧回升，表明酵母细胞处于“饥饿”状态，需要及时补充 。 【答案】(1) 感受态 重组质粒 (2) 限制性内切核酸 探针 磷酸基团 多余探针 (3) pH 氮源 碳源 【分析】基因工程的四个基本步骤包括：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定‌。‌ 【详解】（1）用低浓度锂离子溶液处理酵母细胞的目的，是使酵母细胞暂时进入感受态，感受态细胞能够更容易吸收外界的DNA，从而有利于重组质粒的导入。聚乙二醇的作用是保护细胞膜和促进重组质粒黏附于酵母细胞膜表面，这样有助于重组质粒进入酵母细胞。 （2）电泳前需利用限制性核酸内切酶处理获取的DNA，这样可以将DNA切割成合适大小的片段以便于电泳分析。-变性和转膜的目的是将凝胶中的DNA变成单链并转移至硝酸纤维素膜上，DNA变成单链的目的是便于与探针结合，核酸探针是一段带有标记（如放射性标记或荧光标记等）的单链核酸序列，它能够与目标DNA单链特异性结合。 硝酸纤维素膜可通过静电吸附DNA，因为DNA具有磷酸基团而带负电。检测时应洗去未结合的多余探针，这样可以减少背景干扰，再观察结果。 （3）发酵过程中多采用补加氨水的方法来调节发酵液中的pH，因为发酵过程中微生物的代谢会改变发酵液的pH值，通过添加氨水可以维持适宜的pH环境。 同时氨水也可以作为酵母菌的氮源，氮元素是微生物生长所必需的营养元素，使菌体快速生长。发酵罐中溶解氧回升，表明酵母细胞处于“饥饿”状态，需要及时补充营养物质（如碳源等），因为酵母细胞在进行有氧呼吸时会消耗氧气和营养物质，当溶解氧回升时说明酵母细胞缺乏营养物质而减少了对氧气的消耗。 18．随着夏天临近，小龙虾将成为我们餐桌上不可或缺的美味，美中不足的是，小龙虾体内的某些蛋白分子或小分子多肽能使部分人产生过敏反应。已知基因表达时，双链DNA的一条链是编码链，另一条链是模板链，虾过敏基因的编码链如图1。四种限制酶和三种质粒如图2、图3，箭头表示限制酶的切割位点。研究人员拟按照图4操作步骤研发一种虾过敏疫苗。请回答下列问题： (1)过敏基因转录时，RNA聚合酶的结合位点位于图1中的 区段；转录产生的mRNA碱基序列为 （方向为5'→3'）。 (2)据图1、2、3分析，构建基因表达载体时，应选用的限制酶是 ，最适合用作载体的质粒是 。 (3)图4中，筛选含过敏基因的受体细胞时，按照上述选择的载体，培养基中需添加的抗生素是 。 (4)能否用S型肺炎双球菌替代R型菌？ ，理由是 。 【答案】(1) 非编码区I 5’CUCGAGAUGCUGCAG……GGAUCCUCUAGA 3’ (2) XhoI、XbaI 质粒Y (3)氯霉素 (4) 不能 S型肺炎双球菌使小鼠死亡，影响疫苗的制备 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取；（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。（4）目的基因的检测与鉴定。 (1) 过敏基因特录时，RNA聚合酶的结合位点启动子位于图1中的编码区上游，即非编码区1；已知基因表达时，双链DNA的一条链是编码链，另一条链是模板链，图示给出的是编码链，碱基序列与模板链互补，因此根据碱基互补配对的原则，转录的mRNA上的顺序是5’CUCGAGAUGCUGCAG……GGAUCCUCUAGA 3’。 (2) 基因表达载体的组成包括启动子、终止子、目的基因和标记基因等，选择的限制酶应在目的基因两端存在识别位点，且不破坏目的基因和标记基因。图3中质粒X上有BamHⅠ的酶切位点位于启动子的上游，PstⅠ和XhoⅠ的酶切位点会破坏抗性基因，若用XbaⅠ酶或BamHⅠ酶单独切割，可能会形成质粒自连、目的基因自连等现象，若用两种酶同时切割，则可能使质粒中的启动子丢失，因此质粒X不太适合做载体。质粒Y上有2个BamHⅠ的酶切位点位于启动子的上游和下游，可能使质粒中的启动子丢失，PstⅠ的酶切位点会破坏抗性基因，XhoⅠ和XbaⅠ酶切后的黏性末端不同，可避免质粒的自身环化和随意连接，故属于适合做载体的质粒，用XhoⅠ和XbaⅠ酶切割。质粒Z上PstⅠ的酶切位点位于启动子的上游和下游，可能使质粒中的启动子丢失，XhoⅠ和XbaⅠ的酶切位点会破坏抗性基因，BamHⅠ酶（单一酶）切后可导致质粒的自身环化和随意连接，故不适合做载体的质粒。因此最适合用作载体的质粒是Y。 (3) 图4中，筛选含过敏基因的受体细胞时，按照上述分析选择的载体是质粒Y，由于XhoI、XbaI两种酶切割后，潮霉素抗性基因会丢失，因此重组质粒上的抗性基因为氯霉素抗性基因，故培养基中需添加的抗生素是氯霉素，以筛选含过敏基因的受体细胞。 (4) S型肺炎双球菌有荚膜且具有毒性，能使小鼠患败血症死亡，影响疫苗的研制，而R型菌无荚膜也无毒性，不会使小鼠致死，因此能使重组质粒在受体细胞内表达，所以不能用S型肺炎双球菌代替R型菌做受体细胞。 【点睛】本题考查基因工程的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系；能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论。 19．通过工业和农业生产活动排入环境的多种农药、阻燃剂、塑料包装成分、防腐剂、工业副产物和重金属等化学物质，已对人类健康构成威胁，这是目前全球环境健康领域最令人关切的问题之一。这些干扰生物体内分泌系统正常功能与作用的外源性化合物被称为内分泌干扰物（EDCs），存在内分泌干扰效应。EDCs通过各种途径干扰内分泌系统，其中控制生殖功能的下丘脑-垂体-性腺（HPG轴）神经内分泌轴是EDCs作用的重要靶标，如下图所示。其中GnRH表示促性腺激素释放激素，LH表示黄体生成素，FSH表示卵泡生成素。 (1)垂体是HPG轴上重要的内分泌器官，垂体释放的LH和FSH通过 方式作用于性腺细胞，刺激睾丸产生睾酮，睾酮还可以通过 机制调节下丘脑分泌GnRH，以维持HPG轴激素的稳态。 (2)近些年研究发现，EDCs与啮齿动物和人类与生殖相关的细胞中表观遗传失调有关。推测其原因是EDCs使生物体内DNA发生 修饰，导致生物体在 不变的情况下，发生可遗传的性状改变。 (3)妊娠大鼠口服TCDD（工业副产物）后胎儿垂体促性腺激素基因表达水平下降。PCR结果表明暴露TCDD母鼠的胎儿垂体中组蛋白去乙酰化酶基因的mRNA水平升高，这表明TCDD是通过 （填“增强“或“抑制”）组蛋白去乙酰化酶的活性，进而 （填“增强”或“抑制”）促性腺激素基因的表达。 (4)通过研究EDCs对下丘脑-垂体-性腺（HPG轴）的作用推测，EDCs干扰促性腺激素合成的机制有两种：①EDCs可以 ；②EDCs还可以通过 间接调控LH和FSH的合成。 【答案】(1) 体液调节/体液运输 负反馈调节/反馈调节 (2) 甲基化 基因的碱基序列 (3) 增强 抑制 (4) 直接作用于垂体促性腺细胞，干扰LH和FSH的合成 干扰GnRH的合成或干扰GnRH与垂体细胞膜上的GnRH受体结合/促进性腺分泌性激素抑制垂体的作用等 【分析】下丘脑-垂体-性腺：下丘脑分泌促性腺激素释放激素作用于垂体，促进垂体分泌促性腺激素，促性腺激素作用于性腺，促进相应性腺分泌性激素；当性激素的含量过高，对下丘脑和垂体的抑制作用加强，使得下丘脑和垂体分泌的相关激素减少，有利于维持激素水平维持在正常的范围内。 【详解】（1）内分泌腺分泌的激素可进入体液，随体液运输至全身作用于特定的靶器官和靶细胞，故垂体是HPG轴上重要的内分泌器官，垂体释放的LH和FSH通过体液调节（体液运输）方式作用于性腺细胞，刺激睾丸产生睾酮，睾酮还可以通过负反馈调节（反馈调节）机制调节（当睾酮含量过高，对下丘脑和垂体的抑制作用增强；睾酮含量减少，对下丘脑和垂体的抑制作用减弱）下丘脑分泌GnRH，以维持HPG轴激素的稳态。 （2）表观遗传是指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。表观遗传主要包括DNA甲基化、组蛋白乙酰化、RNA干扰等。DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下，将甲基基团转移到DNA某些区域的碱基上，从而使生物的性状发生改变。故近些年研究发现，EDCs与啮齿动物和人类与生殖相关的细胞中表观遗传失调有关。推测其原因是EDCs使生物体内DNA发生甲基化修饰，导致生物体在基因的碱基序列不变的情况下，发生可遗传的性状改变。 （3）PCR结果表明暴露TCDD母鼠的胎儿垂体中组蛋白去乙酰化酶基因的mRNA水平升高，这表明TCDD是通过增强组蛋白去乙酰化酶的活性，组蛋白去乙酰化酶的活性升高，属于表观遗传的一种类型，进而抑制促性腺激素基因的表达。 （4）结合题意“EDCs干扰促性腺激素合成”，以及促性腺激素的合成与下丘脑分泌的GnRH、性腺分泌的性激素有关可推测，EDCs干扰促性腺激素合成的机制有两种：①EDCs可以直接作用于垂体促性腺细胞，干扰LH和FSH的合成；②EDCs还可以通过干扰GnRH的合成或干扰GnRH与垂体细胞膜上的GnRH受体结合（促进性腺分泌性激素抑制垂体的作用等）间接调控LH和FSH的合成。 20．美国研究人员于2013年3月3日报告说，他们通过抗逆转录病毒疗法首次“功能性治愈”了一名艾滋病病毒的女婴感染者。下图甲表示艾滋病病毒(HIV)侵染人体淋巴细胞及其增殖过程示意图。下图乙表示HIV感染人体后，体液中HIV浓度和人体内主要的免疫细胞—T细胞数量的变化过程。请回答：      (1)依据图甲：HIV在宿主细胞内进行遗传信息的传递和表达过程可概括为 (用有关文字和箭头表示)。逆转录需要 作为原料，催化该过程的酶是 逆转录过程与转录过程相比特有的碱基配对方式是 (2)图乙中HIV最初侵入人体的时期出现的变化原因是 。感染后的B阶段，对人体产生的影响是 。 (3)从图中可以看出，HIV对实验药物 敏感。科学家早已认识到，研制疫苗是抗击艾滋病最有效的良方。现已研制的某种疫苗针对的是泰国流行的艾滋病，是否对其他地区流行的艾滋病有效还不清楚。若该疫苗对其他地区流行的艾滋病没有效果，你认为最可能的原因是 。 (4)细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，青霉素通过抑制肽聚糖的合成，从而起到抑制细菌生长的作用，艾滋病人能否通过注射青霉素抑制HIV的增殖？为什么？ 。临床试用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。实验时，首先要从病人身上获取少量样本，为了从样本中获取致病菌菌落，可用 法或 法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。 (5)在紧张、恐惧、焦虑、高强度压力等刺激下，人体可能会因免疫功能过弱，无法及时清除癌细胞而患上癌症。健康的机体离不开免疫调节，其结构与物质基础是 ，APC细胞的功能是 。 (6)在体液免疫中，B细胞活化的条件是 ，调节性T细胞是具有免疫抑制功能的T细胞类群，若调节性T细胞的功能减弱，机体免疫失调，可导致 病。 (7)伤口感染时首先通过 免疫和体液免疫抵御病原体攻击。未被清除的病原体侵入细胞后，T细胞增殖分化形成的 与靶细胞密切接触，使其裂解死亡。 (8)人体接种甲型H1N1流感疫苗后，一段时间内当甲型H1N1流感病毒侵染机体时，不易患病。其主要原因是 。 (9)试绘出HIV感染人体后的第2年到第9年间，T细胞数目随HIV浓度的变化曲线。 【答案】(1) 脱氧核苷酸 逆转录酶 U-A和A-T (2) 由于人体免疫系统的作用消灭了绝大多数的HIV，因而HIV数量迅速下降 由于HIV主要侵染的是辅助性T细胞，因而随着HIV浓度的增加，辅助性T细胞的数量下降，引起患者免疫能力下降。 (3) a 由于HIV的遗传物质是RNA，容易发生变异，因此，针对泰国流行的艾滋病的疫苗对其他地区的HIV无效果 (4) 否，因为HIV病毒没有细胞结构，因而谈不上含有细胞壁结构 稀释涂布平板法 平板划线法 (5) 免疫系统和参与组成免疫系统的免疫活性物质 摄取、处理和呈递抗原 (6) 病原体与B细胞直接接触是活化B细胞的第一信号，接受抗原刺激后的辅助性T细胞表面的特定分子发生变化是激活B细胞的第二信号 自身免疫病 (7) 非特异性 细胞毒性T细胞 (8)机体内由于接种而产生了针对甲型H1N1流感病毒的抗体和记忆细胞 (9)   【分析】HIV属于RNA病毒，其遗传物质为RNA，为逆转录病毒，由于RNA结构稳定性差，易发生变异而不易研制相关疫苗。 【详解】（1）依据图甲：HIV在宿主细胞内进行遗传信息的传递和表达过程可概括为  。其中逆转录的产物是DNA，因而需要四种游离的脱氧核苷酸作为原料，催化该过程的酶是逆转录酶，逆转录过程的碱基配对方式为A-T、U-A、G-C、C-G，转录过程的碱基配对为A-U、T-A、G-C、C-G，可见，逆转录过程与转录过程相比特有的碱基配对方式是A-T、U-A。　 （2）图乙中HIV最初侵入人体后HIV的浓度上升后下降的原因是由于机体免疫系统的作用，使得HIV数量急剧下降。感染后的B阶段，随着T细胞数量的减少，机体免疫功能下降，进而表现为HIV浓度逐渐上升，进而导致机体免疫功能缺陷。 （3）从图中可以看出，加入药物a后T细胞数量上升，意味着免疫功能上升，则HIV的数量会下降，因而可以看出，HIV对实验药物a敏感。科学家早已认识到，研制疫苗是抗击艾滋病最有效的良方。现已研制的某种疫苗针对的是泰国流行的艾滋病，是否对其他地区流行的艾滋病有效还不清楚。若该疫苗对其他地区流行的艾滋病没有效果，则可能的原因是由于HIV的遗传物质是RNA，RNA为单链结构，容易发生变异，因而针对泰国HIV的疫苗对当地的HIV几乎没有效果。 （4）细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，青霉素通过抑制肽聚糖的合成，从而起到抑制细菌生长的作用，据此可知，艾滋病不能通过注射青霉素来实现对HIV的增殖的抑制，因为艾滋病病毒没有细胞结构，更谈不上细胞壁的存在。临床试用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。实验时，首先要从病人身上获取少量样本，为了从样本中获取致病菌菌落，可用稀释涂布平板法和平板划线法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得，因为这两种方法均可获得单菌落，用于鉴定。 （5）免疫调节的结构基础是免疫系统，免疫系统包括免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质，免疫活性物质包括抗体、细胞因子和溶菌酶等。APC是抗原呈递细胞，其作用是对进入机体的病原体进行摄取、处理和呈递，包括树突状细胞、巨噬细胞和B细胞。 （6）在体液免疫中，B细胞活化的条件包括两个，一个是抗原与B细胞直接接触，另一是辅助性T细胞接受抗原后细胞膜表面的特定分子发生的变化，调节性T细胞是具有免疫抑制功能的T细胞类群，若调节性T细胞的功能减弱，机体免疫失调，表现为免疫功能过强，可导致自身免疫病。 （7）伤口感染时首先通过皮肤和黏膜支配的非特异性免疫和体液免疫抵御病原体攻击。未被清除的病原体侵入细胞后，T细胞增殖分化形成的细胞毒性T细胞与靶细胞密切接触，使其裂解死亡，抗原暴露，随后通过抗体与抗原发生特异性结合，进而由吞噬细胞或其他细胞处理掉。 （8）人体接种甲型H1N1流感疫苗后，疫苗作为抗原，刺激机体产生特异性免疫反应，产生了相应的抗体和记忆细胞，因此，正是由于抗体和记忆细胞的存在，使得在一段时间内当甲型H1N1流感病毒侵染机体时，不易患病。 （9）试绘出HIV感染人体后的第2年到第9年间，T细胞数目随HIV浓度的变化曲线，结合题图可知在2~9年间随着HIV数量的增加，T细胞的数量逐渐下降，直到患者丧失几乎全部的免疫功能，相关图示可表示如下：   。 21．帕金森病（PD）和阿尔茨海默病（AD）均是神经退行性疾病，但二者的发病机理不同。PD患者大脑中的多巴胺能神经元病变，从而出现肌张力强直和震颤等运动失调症状。AD患者大脑神经元之间存在β-淀粉样蛋白（Aβ）斑块，Aβ聚积后对神经元具有很强的毒性作用，出现组织坏死、神经元减少等情况，主要表现为渐进性记忆力衰退、语言障碍等。 (1)在正常状态下，多巴胺和乙酰胆碱两种递质均能与纹状体神经元表面的受体特异性结合，形成 ，共同参与调节机体的运动机能。研究人员通过研究帕金森病的发病机理，提出了多巴胺能神经．胆碱能神经功能失衡学说，图1和图2分别表示正常人和PD患者的部分神经元作用机理。综上分析，帕金森患者出现震颤的原因是 。    (2)AD患者神经元大量减少，大脑皮层弥漫性萎缩，将直接引起______。 A．缩手反射丧失 B．嗅觉减弱 C．呼吸减缓 D．体温下降 (3)Aβ沉积会诱导脑内小胶质细胞异常活化，可分泌白细胞介素-6等促炎因子，诱导神经炎症，造成神经元死亡。白细胞介素也可以由辅助性T细胞分泌，其作用是 ，损伤或死亡的神经元的清除体现了免疫系统的 功能。 (4)糖尿病患者也会出现记忆力减退的现象。研究发现，胰岛素与其特定受体结合后，可通过一定途径减少Aβ生成，并加速Aβ清除。据此分析胰岛B细胞受损型糖尿病是AD最强风险因素的原因是 。进一步研究显示糖尿病患者记忆力减退还与大脑海马神经元中蛋白Tau过度磷酸化有关，细胞自噬能促进过度磷酸化的蛋白Tau降解，该过程受蛋白激酶cPKCγ的调控。已知高糖条件下，cPKCγ能提高细胞自噬水平；血糖浓度正常时，cPKCγ对自噬水平无明显影响。为验证该作用机理，用①正常小鼠、②TD小鼠、③敲除cPKCγ基因的正常小鼠、④ 小鼠进行了水迷宫实验，检测小鼠的记忆能力。（TD小鼠：糖尿病记忆力减退模型鼠，通过注射药物STZ制备）。综上分析，推测四组小鼠走出迷宫用时最长的是 。 【答案】(1) 突触后膜离子通透性改变，前者产生兴奋抑制，后者会形成动作电位 病变神经元比正常神经元释放的神经递质多巴胺含量减少，导致兴奋传递异常，因而患者表现为运动障碍 (2)AB (3) 促进B淋巴细胞和细胞毒性T细胞增殖、分化，进而增强免疫能力 免疫自稳 (4) 胰岛B细胞受损型糖尿病患者体内胰岛素缺乏， 而题中显示，胰岛素与其特定受体结合后，可通过一定途径减少Aβ生成，并加速Aβ清除，而AD患者的病因是Aβ聚积后对神经元造成损伤引起的 敲除cPKCγ基因的TD小鼠 ④ 【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。 【详解】（1）在正常状态下，多巴胺和乙酰胆碱两种递质均能与纹状体神经元表面的受体特异性结合，引起突触后膜离子通透性改变，前者会引起下一个神经元被抑制，后者会引起下一个神经元产生动作电位，二者共同参与调节机体的运动机能。研究人员通过研究帕金森病的发病机理，提出了多巴胺能神经，胆碱能神经功能失衡学说，结合图示可知，帕金森患者出现震颤的原因是病变神经元比正常神经元释放的神经递质多巴胺含量减少，因而患者表现为运动障碍。 （2）AD患者神经元大量减少，大脑皮层弥漫性萎缩，大脑皮层作为神经中枢，将直接引起缩手反射丧失和 嗅觉减弱等症状，呼吸中枢位于脑干，体温调节中枢位于下丘脑，大脑皮层萎缩不会影响脑干和下丘脑的功能，因此AB符合题意，即AB正确。 故选AB。 （3）白细胞介素也可以由辅助性T细胞分泌，作为细胞因子，其可以促进B淋巴细胞和细胞毒性T细胞增殖、分化，进而增强免疫能力，人体内损伤或死亡的神经元的清除体现了免疫系统的免疫自稳功能，此外免疫系统还具有免疫防御和免疫监视功能。 （4）胰岛B细胞受损型糖尿病患者体内胰岛素缺乏， 而题中显示，胰岛素与其特定受体结合后，可通过一定途径减少Aβ生成，并加速Aβ清除，而AD患者的病因是Aβ聚积后对神经元造成损伤引起的，因此胰岛B细胞受损型糖尿病是AD最强风险因素之一。本实验的目的是验证高糖条件下，cPKCγ能提高细胞自噬水平；血糖浓度正常时，cPKCγ对自噬水平无明显影响。根据目的可知该实验的自变量为是否敲除cPKCγ基因以及小鼠种类，因变量是小鼠记忆力水平变化，本实验的设计思路如下： 用①正常小鼠、②TD小鼠、③敲除cPKCγ基因的正常小鼠、④敲除cPKCγ基因的TD小鼠进行了水迷宫实验，检测小鼠的记忆能力。由于血糖浓度正常时，cPKCγ对自噬水平无明显影响，因此①③小鼠走出迷宫的时间基本无差异，而②TD小鼠走出迷宫时间较长，而④敲除cPKCγ基因的TD小鼠体内由于缺乏cPKCγ，因而细胞自噬水平没有得到提高，因而造成大脑海马神经元中过度磷酸化的蛋白Tau含量过高，因而记忆力更差，因此该组（④）小鼠走出迷宫用时最长。 22．研究发现，老年类风湿关节炎患者体内的辅助性T细胞（Th17）、调节性T细胞（Treg）及其免疫应答产物（Foxp3+、CD25+）水平变化在病情评估中具有应用价值。Th17主要分泌IL-17等炎症因子（属于细胞因子），参与炎症反应和自身免疫病的发生和发展；Treg是一种重要的免疫调节细胞，主要通过释放IL-10、转化生长因子-β等抑制性细胞因子，来抑制其他免疫细胞活化，维持免疫平衡和形成免疫耐受，Treg减少或功能缺陷可能导致自身免疫病的发生，Foxp3+、CD25+表达水平能够评估Treg细胞的数量和功能。请回答下列问题： (1)Th17分泌的 可以促进B细胞的活化，B细胞的活化还需要另外两个信号，一是 ，二是 。 (2)下表是健康组和患病组关于外周血中Th17、Treg、Foxp3+、CD25+水平的比较，试分析它们的水平变化对类风湿关节炎的影响： （答出两点）。 组别 Th17/% Treg/% Foxp3+/% CD25+/% 健康对照组 4.35 10.83 14.69 14.45 类风湿关节炎组 15.61 7.19 8.25 8.07 (3)辅助性T细胞（Thl和Th17）在桥本甲状腺炎患者血液中产生了针对甲状腺的特异性抗体——甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）和甲状腺球蛋白抗体（TgAb），造成甲状腺滤泡组织破坏、细胞损伤。类风湿关节炎和桥本甲状腺炎是由于免疫系统的 功能异常所致。某人因较严重的乏力、体温偏低、嗜睡等症状而前往就诊，抽血检查发现其甲状腺激素水平低于正常值。此人出现体温偏低、嗜睡等症状的原因是 。此人的化验单中可同时发现 （填两种激素）的含量显著升高。要想确认此人是否为桥本甲状腺炎患者，还需对血浆中的 进行检测。 【答案】(1) IL-17 抗原与B细胞表面受体的结合 辅助性T细胞表面的特定分子发生变化与B细胞表面相应受体的结合 (2)Th17水平升高会加重炎症症状，Treg水平降低会导致免疫平衡失调促进疾病发生发展 (3) 自稳 甲状腺激素能促进新陈代谢，提高神经系统兴奋性，甲状腺激素不足导致新陈代谢缓慢产热少、神经系统兴奋性降低 促甲状腺激素释放激素（TRH）和促甲状腺激素（TSH） 甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）和甲状腺球蛋白抗体（TgAb） 【分析】自身免疫病：人体的免疫系统具有分辨"自己"和"非己"成分的能力，一般不会对自身成分发生免疫反应。但是，在某些特殊情况下，免疫系统也会对自身成分发生反应。如果自身免疫反应对组织和器官造成损伤并出现了症状，就称为自身免疫病。 【详解】（1）Th17主要分泌IL-17等炎症因子，IL-17可以促进B细胞的活化，B细胞的活化除了需要Th17分泌的细胞因子外，还需要第一个信号是抗原与B细胞表面受体的结合，第二个信号是辅助性T细胞表面的特定分子发生变化与B细胞表面相应受体的结合。 （2）类风湿关节炎组中Th17的比例（15.61%）高于健康对照组（4.35%），Th17主要分泌炎症因子，其水平升高会促进炎症反应，加重类风湿关节炎的炎症症状，类风湿关节炎组中Treg的比例（7.19%）低于健康对照组（10.83%），Treg是免疫调节细胞，其数量减少会导致免疫平衡失调，无法有效抑制其他免疫细胞活化，从而促进类风湿关节炎的发生发展。 （3）类风湿关节炎和桥本甲状腺炎都是免疫系统攻击自身组织，是免疫系统的自稳功能异常所致，免疫系统错误地将自身组织当作外来病原体进行攻击。甲状腺激素能促进新陈代谢，提高神经系统的兴奋性，此人甲状腺激素水平低于正常值，新陈代谢缓慢，产热减少，所以体温偏低，神经系统兴奋性降低，所以嗜睡。甲状腺激素分泌减少时，下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素（TRH）和垂体分泌的促甲状腺激素（TSH）会增多，以促进甲状腺分泌甲状腺激素。桥本甲状腺炎患者血液中会产生针对甲状腺的特异性抗体，所以要想确认此人是否为桥本甲状腺炎患者，还需对血浆中的甲状腺过氧化物酶抗体（TPOAb）和甲状腺球蛋白抗体（TgAb）进行检测。 23．CRISPR-Cas9基因编辑系统可以实现对相关基因的精准剪切。在该系统中，sgRNA（向导RNA）可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割，原理如图1所示。我国科研人员利用该系统获得与胸腺发育有关基因FOXN1敲除的猪模型，可应用于器官移植等有关领域。该研究的技术路线如图2所示。请回答下列问题： (1)若已知FOXN1基因靶序列为5'-GCATCG…GGTCCC-3'，根据该靶序列设计的sgRNA中的相应序列是5'- -3'。 (2)图2中步骤②代表 ，该过程之所以能够成功依赖于一定的生理学基础，即 （答一点即可）。 (3)据图分析CRISPR-Cas9系统用于降低猪器官移植时免疫排斥反应的发生，推测其原理是 。 (4)基于CRISPR/Cas9系统强大的精确编辑基因组的能力，CRISPR/Cas9基因编辑技术已是农业中的一个强有力的工具，科研人员在CRISPR/Cas9的基础上进行改造，开发出了可以精准实现多种碱基替换和大片段插入和删除的基因编辑工具。请写出CRISPR/Cas9及其改造的产品在农业科学研究中的应用： （答出一点即可）。 【答案】(1)GGGACC…CGAUGC (2) 胚胎移植 早期胚胎不与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态；受体子宫不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥 (3)利用该系统敲除猪胸腺发育相关的FOXN1基因获得胸腺发育不良的模型猪，降低白细胞对移植过来的器官的攻击，从而降低免疫排斥反应 (4)对基因进行定点突变，抑制有害基因或致病基因的表达；利用基因编辑技术对作物的淀粉含量、香味、营养价值和贮藏品质等品质性状进行改良或精确地去除生产上无用或不理想的性状 【分析】基因工程中的操作工具及其作用： ①“分子手术刀”——限制性内切核酸酶（限制酶），能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 ②“分子缝合针”——DNA连接酶，E•coliDNA连接酶，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合黏性末端和平末端。 ③“分子运输车”——载体。 【详解】（1）若已知FOXNI基因靶序列5'-GCATCG...GGTCCC-3'，根据该靶序列设计的SgRNA中的相应序列应与FOXNI基因靶序列碱基互补，故根据该靶序列设计的SgRNA中的相应序列是5'-GGGACC……CGAUGC-3'。 （2）据图可知，图2中步骤②的操作是将一定时期的胚胎移至受体子宫，因此，该步骤代表移植胚胎。胚胎移植入子宫，胚胎相当于一个异物，该过程之所以能够成功是因为早期胚胎不与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，且受体子宫不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥。 （3）抗原能够引发机体免疫反应，利用该系统敲除猪胸腺发育相关的FOXN1基因获得胸腺发育不良的模型猪，降低白细胞对移植过来的器官的攻击，从而降低免疫排斥反应。 （4）依题意，改造后的CRISPR/Cas9系统可以精准实现多种碱基替换和大片段插入和删除的基因编辑工具。据此，CRISPR/Cas9系统对基因进行定点突变，抑制有害基因或致病基因的表达；利用基因编辑技术对作物的淀粉含量、香味、营养价值和贮藏品质等品质性状进行改良或精确地去除生产上无用或不理想的性状。 24．慢性社交挫败应激（CSDS）模型是建立应激诱发抑郁症模型中最流行的临床前范式之一。在CSDS模型中，将实验小鼠置于一个与更强壮、更具攻击性的同种小鼠对抗的环境中，这个对抗的过程是持续发生的，实验小鼠会在这个过程中不断地被击败。实验小鼠被多次攻击并挫败后会出现CSDS，科学家部分研究成果如图1所示。 图2 回答下列问题： (1)激素a是 ，激素b是 。下丘脑可通过垂体控制肾上腺皮质的活动，肾上腺皮质激素分泌过多又可抑制垂体和下丘脑的活动，这体现了激素分泌的 、 调节。 (2)CSDS会引起小鼠脑部VTA区某些神经元活性显著增强，PVN区与LH区也会产生变化，肾上腺皮质激素水平（表征CSDS程度的指标）会显著升高，抑制T淋巴细胞活化。据此分析，小鼠在CSDS发生的过程中， 、 、 系统会受到影响。 (3)小鼠出现CSDS，激活VTA区某些神经元释放递质，使突触后神经元受抑制，预计突触后膜上的电位变化如图2中的 （填“电位A”或“电位B”）。 (4)研究发现，发生CSDS的小鼠T细胞活性下降，引起抗体的产生和分泌减少，推测主要原因为 。 【答案】(1) 促肾上腺皮质激素释放激素 促肾上腺皮质激素 分级 反馈 (2) 神经系统 内分泌系统 免疫 (3)电位B (4)T细胞能分泌细胞因子促进B细胞增殖分化，T细胞活性下降则分泌的细胞因子减少，降低了B细胞的增殖分化能力，导致产生的浆细胞减少，进而引起抗体产生和分泌减少 【分析】肾上腺皮质激素的调节过程：下丘脑→促肾上腺皮质激素释放激素→垂体→促肾上腺皮质激素→肾上腺→肾上腺皮质激素，同时肾上腺皮质激素还能对下丘脑和垂体进行负反馈调节。 【详解】（1）由图可知，激素a由下丘脑产生的，为促肾上腺皮质激素释放激素，激素b由垂体产生的，为促肾上腺皮质激素。下丘脑可通过垂体控制肾上腺皮质的活动，肾上腺皮质激素分泌过多又可抑制垂体和下丘脑的活动，这体现了激素分泌的分级和反馈调节。 （2）CSDS会引起小鼠脑部VTA区某些神经元活性显著增强，PVN区与LH区也会产生变化，肾上腺皮质激素水平（表征CSDS程度的指标）会显著升高，抑制T淋巴细胞活化。据此分析，小鼠在CSDS发生的过程中，神经系统、内分泌系统和免疫系统会受到影响。 （3）小鼠出现CSDS，激活VTA区某些神经元释放递质，使突触后神经元受抑制，说明释放的是抑制性神经递质，突触后膜不会发生Na+内流，突触后膜电位不会反转，突触后膜上的电位变化如图2中的电位B。 （4）研究发现，发生CSDS的小鼠T细胞活性下降，引起抗体的产生和分泌减少，推测主要原因为T细胞能分泌细胞因子促进B细胞增殖分化，T细胞活性下降则分泌的细胞因子减少，降低了B细胞的增殖分化能力，导致产生的浆细胞减少，进而引起抗体产生和分泌减少。 25．夏季黄昏，雄蚊集群在空中飞舞，吸引雌蚊飞入后求偶交配，这种现象称为“婚飞”。中国科学院的团队研究了“生物钟基固、光照和环境温度对按蚊的性信息素合成、婚飞和交配的调控”，结果如图所示，图中字母代表相关基因。 (1)由题干信息可知，雄性按蚊在吸引雌蚊交配的过程中，依靠的信息属于 。（编号选填） ①物理信息    ②化学信息    ③行为信息 (2)据图分析，下列关于按蚊婚飞的描述正确的是______ A．按蚊婚飞受基因表达的调控 B．当环境温度处于27-34℃之间，按蚊就可以婚飞 C．desat1基因的表达有利于性信息素的合成，从而促进按蚊婚飞 D．desat1基因的表达呈节律性变化，受光信号调控基因CYC和CLY的控制 (3)图中虚线框内所涉及的调节方式属于______。 A．激素调节 B．负反馈调节 C．正反馈调节 D．神经调节 雄性按蚊通常以植物汁液或花蜜为食，植物也可依靠雌性按蚊传粉。按蚊属包括嗜人按蚊、微小按蚊等不同物种，如图所示。 (4)雄性按蚊在生态系统中的属于第______营养级。 A．一 B．二 C．三 D．四 (5)上海地区常见的中华按蚊之间的差异属于______。 A．遗传多样性 B．物种多样性 C．生态系统多样性 D．环境多样性 (6)据题干信息分析，雄蚊与植物之间能量流动的关系为：雄蚊 植物（填→/↔/←），信息传递的关系为：雄蚊 植物（填→/↔/←）。 (7)按蚊还是传播疾病的媒介，上海每年都会开展防蚊灭蚊专项行动。从生态防治的角度分析，以下灭蚊方案合理的是 。（编号选填） ①使用诱捕灯②放养美国特有的美洲食蚊鱼③适当增加天敌数量④种植驱蚊植物⑤清理积水，减少蚊子滋生 【答案】(1)②③ (2)ACD (3)B (4)B (5)A (6) ← ↔ (7)①③④⑤ 【分析】1、生态系统中的信息传递类型包括物理信息、化学信息和行为信息。 2、信息传递在生态系统中的作用（1）个体：生命活动的正常进行，离不开信息的作用；（2）种群：生物种群的繁衍，离不开信息传递；（3）群落和生态系统：能调节生物的种间关系，经维持生态系统的稳定。 【详解】（1）由题干信息可知，雄性按蚊在吸引雌蚊交配的过程中，通过集群在空中飞舞的行为吸引雌蚊，结合图示中性信息素也可促进两性求偶与交配，故依靠的信息属于②化学信息和③行为信息。 （2）A、据图可知，生物钟、光照影响按蚊体内相关基因的表达，调控黄昏时婚飞，A正确； B、据图可知，当环境温度处于27-34℃之间，可促进按蚊黄昏时婚飞，但还受生物钟、光照强度等因素的影响，B错误； C、据图可知，desat1基因的表达有利于性信息素的合成，而性信息素可促进两性求偶与交配，从而促进按蚊婚飞，C正确； D、据图可知，desat1基因的表达呈节律性变化，受生物钟、光照（光信号）调控基因CYC和CLY的控制，D正确。 故选ACD。 （3）图中虚线框内所涉及的是相关基因的表达表达调控，不属于激素调节和神经调节，图中CYC/CLY基因的表达促进per和tim基因的表达，其表达产物per/tim蛋白反过来抑制CYC/CLY基因的表达，该过程属于负反馈调节，B正确，ACD错误。 故选B。 （4）据题干信息“雄性按蚊通常以植物汁液或花蜜为食”可知，雄性按蚊在生态系统中的属于第二营养级，B正确，ACD错误。 故选B。 （5）生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，上海地区常见的中华按蚊属于同一个物种，故它们之间的差异属于遗传多样性，A正确，BCD错误。 故选A。 （6）据题干信息“雄性按蚊通常以植物汁液或花蜜为食”可知，雄蚊与植物之间能量流动的关系为：雄蚊←植物；雌蚊帮助植物传粉，传递花粉信息，植物通过花蜜和香气吸引雄蚊，传递吸引信号，故信息传递的关系为：雄蚊↔植物。 （7）从生态防治的角度进行灭蚊，要求灭蚊的同时不能打破生态平衡，所以可以通过降低按蚊的环境容纳量来降低按蚊的种群数量，可从按蚊生存所需的资源、空间和其他生物的制约关系入手，故合理的方案有①使用诱捕灯、③适当增加天敌数量、④种植驱蚊植物、⑤清理积水，减少蚊子滋生等，而②放养美国特有的美洲食蚊鱼可以灭蚊，但会引入新的物种，打破生态平衡，故灭蚊方案合理的是①③④⑤。 26．上海崇明东滩自然保护区是在长江泥沙淤积作用下形成的滩涂滨海湿地。沼生植被繁茂，底栖动物丰富，海三棱藨草是其先锋种，其球茎是珍禽小天鹅和白头鹤等候鸟越冬的主要食物来源。回答下列问题： (1)研究人员调查植物群落优势种，最合适的方法是 。崇明东滩湿地植被呈带状、斑块状分布，这种空间特点是 的体现。 (2)群落中各物种之间通过 相互作用联系在一起形成复杂的营养结构，在食物网中，小天鹅所属的主要环节为 ，决定其单位时间内种群数量变化最重要的依据是 。 (3)研究人员在保护区内设置了9个采样点，分布在北侧（S1-S3）、南侧（S4-S6）、东侧（S7-S9），探究海三棱照草种群特征的动态变化。研究发现，北侧和东侧群落结构比较单一，南侧物种多样性较高。下图是不同生境的海三棱藨草种群高度的部分统计数据，h<20cm为新生幼苗，20<h≤40cm为幼年植株，40<h≤60cmh为成年植株，h>60cm老年植株。 ①对不同生境中海三棱藨草种群年龄结构的推测，合理的是 （单选）。 A．7月中旬，S3为稳定型  B．7月中旬，S9为衰退型 C．8月下旬，S1为增长型  D．8月下旬，S8为稳定型 ②对8月下旬南侧海三棱藨草种群长势分析，不合理的是 （单选）。 A．南侧种群植株高度最低 B．南侧种群植株具有竞争优势 C．南侧种间竞争最激烈 D．环境胁迫对南侧种群增长阻力最大 (4)20世纪90年代，崇明东滩曾引入外来物种互花米草用于固滩护堤。然而，互花米草繁殖能力极强，兼具耐盐性，对当地生态系统造成了一定的破坏。为了修复该湿地生态系统，根据物种在群落中的 差异，适时补种芦苇进行生物替代，以加快群落的 演替速度。请评价上述治理方法的优点 。 【答案】(1) 样方法 水平结构 (2) 种间关系（取食与被取食） 第二营养级 迁入率和迁出率 (3) D B (4) 生态位 次生 减少互花米草的数量，降低优势种群的竞争作用，增加生物多样性 【分析】生态系统包括自然生态系统和人工生态系统，自然生态系统包括陆地生态系统、水域生态系统和湿地生态系统；陆地生态系统包括森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统等；水域生态系统包括淡水生态系统和海洋生态系统；人工生态系统包括农田生态系统和城市生态系统。 【详解】（1）调查植物的群落的优势物种最合适的方法是样方法。崇明东滩湿地植被呈带状、斑块状分布，这体现了群落的水平结构。 （2）群落中各物种之间通过种间关系（取食与被取食）相互作用联系在一起形成复杂的营养结构。在食物网中，海三棱藨草属于 第一营养级，小天鹅捕食海三棱藨草的球茎，小天鹅所属层次为第二营养级。小天鹅在此地是候鸟，决定其单位时间内种群数量变化最重要的依据是迁入率和迁出率。 （3）①A、7月中旬，S3中老年植株较少，新生幼苗和幼年植株较多，为增长型，A错误； B、7月中旬，S9中老年植株较少，新生幼苗和幼年植株较多，为增长型，B错误； C、8月下旬，S1成年植株和老年植株较多，为衰退型，C错误； D、8月下旬，S8各年龄段所占比例基本相当，为稳定型，D正确。 故选D。 ②A、S4、S5和S6代表南侧，这三个样点成年植株较少，植株高度最低，A不符合题意； B、复杂生境中海三棱藨草植株较低，不具有竞争优势，B符合题意； C、南侧生物种类多，种间竞争最激烈，C不符合题意； D、由AB选项推测可知，环境胁迫对南侧种群增长阻力最大，D不符合题意。 故选B。 （4）生态位是指物种在群落中的地位和作用，在长期自然选择的作用下，各物种占据相对稳定的生态位，为了修复该湿地生态系统，根据物种在群落中的生态位差异，适时补种芦苇进行生物替代，以加快群落的次生演替速度。互花米草繁殖能力极强，兼具耐盐性，对当地生态系统造成了一定的破坏，适时补种芦苇进行生物替代，能减少互花米草的数量，降低优势种群的竞争作用，增加生物多样性。 27．In-Fusion技术是一项新型的无缝克隆技术。该技术关键是要在目的基因两端构建与线性化质粒末端相同的DNA序列（即同源序列，通常为15-20bp），然后用In-Fusion酶处理即可实现无缝连接。它的操作步骤大致为：①质粒线性化；②PCR扩增出两端含线性化质粒同源序列的目的基因；③目的基因与线性化质粒同源区域在In-Fusion酶作用下形成重组质粒；④将重组质粒导入受体细胞。请回答下列问题： (1)图示过程利用了PCR技术，该技术需要一对特异性引物，引物是指 。PCR扩增出大量两端含线性化质粒同源序列的目的基因后，常采用 来鉴定产物。 (2)过程②经过 轮循环即可初步得到符合要求的目的基因片段。图中的同源序列1、2中的碱基序列一般不同，如果它们的碱基序列相同，则会导致 和 。 (3)若目的基因是氨苄青霉素抗性基因，以大肠杆菌作为受体细胞，则目的基因导入受体细胞前需要用Ca2+处理，其目的是 。为检测已转化大肠杆菌的抗性效果，在含氨苄青霉素的液体培养基中培养一段时间后，分别用 法和稀释涂布平板法进行计数，若计数结果分别是A、B，则致死率= 。 【答案】(1) 一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸 琼脂糖凝胶电泳法 (2) 三 目的基因或线性化质粒自身环化 目的基因反向连接 (3) 使细胞处于一种能够吸收周围环境中DNA分子的生理状态 显微镜计数 （A-B）/A×100% 【分析】基因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成； （2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等； （3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样； （4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）图示过程利用了PCR技术，该技术需要一对特异性引物，引物是指一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核酸。在PCR扩增出大量两端含线性化质粒同源序列的目的基因后，常采用琼脂糖凝胶电泳法鉴定产物，通过电泳可以根据DNA片段的大小将其分离，从而判断是否得到了预期大小的目的基因产物。 （2）根据DNA的半保留复制的特点，可知PCR前两轮循环产生的4个DNA分子的两条链均不等长，第三轮循环产生的DNA分子存在等长的两条核苷酸链，即仅含引物之间的序列，因此，至少经过3轮循环可得到符合要求的目的基因片段。过程③是基因表达载体的构建过程，该过程中，同源序列1、2中的碱基序列一般不同，这样设计的好处是防止目的基因反向连接，防止线性化质粒或目的基因的自身环化，以保证目的基因能够正确连接并表达，如果它们的碱基序列相同，则会导致目的基因或线性化质粒自身环化和目的基因反向连接。 （3）用Ca2+处理大肠杆菌的目的是使大肠杆菌细胞处于感受态，以便目的基因能够更容易地进入细胞。为检测已转化大肠杆菌的抗性效果，在含氮苄青霉素的液体培养基中培养一段时间后，分别用显微镜直接计数法和稀释涂布平板法进行计数，若计数结果分别是A、B，则致死率=（A-B）/A×100%。 28．传统的泡菜制作工艺是以新鲜蔬菜为原料，经过择菜、洗菜、切分与晾干，加入煮沸冷却的盐水和一些“老泡菜水”发酵制作而成。在泡菜腌制过程中会有亚硝酸盐产生。筛选分离优质乳酸菌，既可以抑制有害菌生长，又可以快速产酸、降解亚硝酸盐，是提升泡菜品质的重要途径。具体筛选流程为：对经多次发酵的泡菜汁进行过滤，然后取滤 液进行梯度稀释，再接种到乳酸菌鉴别培养基上进行筛选分离，不断重复，直至分离纯化出纯菌落。请回答下列问题： (1)传统泡菜制作时加入“老泡菜水”的目的是 ;发酵过程中泡菜罐 要加盖并水封，原因是 。 (2)在筛选分离优质乳酸菌操作过程中，接种工具需要 灭菌，常用的接种方法有 和 。此外，可通过观察菌落的 等特征(至少写出2个),初步鉴别出乳酸菌。 (3)为获得优质乳酸菌，研究人员将从泡菜汁中筛选获得的3株乳酸菌，接种到液体培养基中，在37℃条件下培养72小时，进行产酸、降亚硝酸盐能力测定实验，结果如表所示。在该条件下，最理想的菌株是 ,理由是 。 菌株 培养液pH 亚硝酸钠降解能力(%) A 3.6 72.5 B 3.7 97.8 C 3.6 88.2 【答案】(1) 接种乳酸菌，缩短发酵时间 乳酸菌是厌氧菌，加盖水封能形成无氧环境，有利于乳酸菌的繁殖，同时又能抑制好氧菌的生长 (2) 灼烧灭菌 平板划线法 稀释涂布平板法 形状、大小、颜色 (3) B 在产酸能力差异不大的情况下，B 菌株的亚硝酸钠降解能力最强 【分析】微生物常见的接种的方法：①平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养。在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落；②稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。 【详解】（1）传统泡菜制作时加入“老泡菜水”的目的是提供乳酸菌菌种，缩短发酵时间，因为“老泡菜水”中富含乳酸菌，这些乳酸菌可以促进泡菜的发酵过程；发酵过程中泡菜罐要加盖并水封，原因是乳酸菌是厌氧菌，加盖水封能形成无氧环境，有利于乳酸菌的繁殖，同时又能抑制好氧菌的生长。 （2）在筛选分离优质乳酸菌操作过程中，为了保证无菌操作，接种工具需要进行灼烧灭菌；常用的的接种方法包括平板划线法和稀释涂布平板法，其中后者还可用于计数；不同菌落的特征不同，可以通过观察菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等特征，初步鉴别出乳酸菌。 （3）分析表格数据可知，在产酸能力差异不大的情况（培养液pH差别不大）下，B 菌株的亚硝酸钠降解能力最强（97.8%），故在该条件下，最理想的菌株是B。 29．“人造精子”是一种可替代精子使卵细胞“受精”的单倍体胚胎干细胞。科学家将某种动物单倍体胚胎干细胞注射到卵细胞中成功培育出健康的该种动物。该技术不仅为动物模型的获得提供了新手段，同时也为动物生殖、遗传与发育调控机理研究提供了新思路。右图是科研人员利用胚胎操作技术，通过两种方式获得重组细胞，进而培育出该种动物“人造精子”的流程。请回答下列问题：    (1)方式一成功获得“人造精子”的关键操作是及时去除 的细胞核。 (2)方式二中选择卵母细胞作为受体细胞的原因是卵母细胞具有 （答两点）的优点，操作中注入完整的精子而非精子的细胞核，原因是 。 (3)目前，构建成功的该动物单倍体胚胎干细胞系，均为性染色为X染色体的细胞系，无法获得性染色体为Y的单倍体胚胎干细胞系，这与该生物Y染色体比X染色体短小有关。据此推测可能的原因是 。若将成功构建的“人造精子”与卵细胞结合繁殖正常的二倍体动物，该动物的性别是 。 【答案】(1)卵母细胞 (2) 体积大、易操作、营养物质丰富等 卵母细胞需要借助精子中的物质来完成减数分裂等一系列过程，如果只注入精子的细胞核则无法完成这些过程。 (3) Y染色体比X染色体短小，其携带的基因较少，可能缺乏维持单倍体胚胎干细胞系构建和发育所必需的基因。 雌性 【分析】1、动物细胞培养是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。 2、动物核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎。 3、动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。 【详解】（1）分析题图可知，在方式一中，一般用显微操作法对MⅡ中期卵母细胞去核，方式一成功获得“人造精子”的关键操作是及时去除卵母细胞的细胞核。 （2）从形态结构方面考虑，卵母细胞作为受体细胞具有体积大，易操作、营养物质丰富等优点，故方式二中选择卵母细胞作为受体细胞；操作中注入完整的精子而非精子的细胞核，原因是卵母细胞需要借助精子中的物质来完成减数分裂等一系列过程，如果只注入精子的细胞核则无法完成这些过程。 （3）该实验无法获得含Y染色体的单倍体胚胎干细胞，其最可能原因可能是Y染色体上的基因无法支持单倍体胚胎干细胞的存活（或Y染色体上缺少支持单倍体胚胎干细胞存活的基因）。根据题干信息：构建成功的该动物单倍体胚胎干细胞系，均为性染色为X染色体的细胞系，无法获得性染色体为Y的单倍体胚胎干细胞系，故若将成功构建的“人造精子”与卵细胞结合繁殖正常的二倍体动物，该动物的性别是雌性。 30．异源器官移植是替代受损或衰竭器官的有效方法。中国科学院研究员通过将红色荧光标记的人多功能干细胞（iPSCs）注射到猪胚胎中，成功借助猪胚胎培育出人源性肾脏，如图1所示。该研究首先通过敲除猪胚胎细胞中与肾脏发育密切相关的基因P和基因M，获得肾脏缺陷型猪胚胎，为后续iPSCs的生长和分化提供了必要的胚胎互补环境；其次，向iPSCs转入促增殖基因和抗凋亡基因，并诱导两者高水平表达，如图2所示，大大增强iPSCs在猪胚胎中的存活率。 回答下列问题： (1)改造人类多功能干细胞：①图2中质粒上有促增殖基因、红色荧光蛋白基因和 基因（答出两种即可）等。②获得转基因iPSCs细胞后，需将其培养在含 的培养液中，从而实现抗凋亡蛋白与促增殖蛋白的过量表达。为检验诱导表达效果，提取培养后细胞的蛋白质，利用蛋白质的带电特性，通过 将不同大小的蛋白质分开，再用带标记的 进行检测。 (2)构建双基因敲除的猪胚胎：①设法获得敲除基因P 的猪胚胎成纤维细胞后，将细胞与去核卵母细胞通过 进行诱导融合和激活，获得重组细胞。②向重组细胞注射碱基编辑器CBE，CBE可将基因M特定序列中的碱基C脱去氨基转变为U，在 DNA 复制后，使碱基对 C-G 被 A-T 替换，编码谷氨酰胺的密码子（CAA）转变为终止密码子（UAA），这将导致 ，从而达到敲除基因D的目的。③双基因敲除后的重组细胞通过胚胎体外培养至 后转移至代孕母体内继续发育，最终获得缺失肾脏的猪胚胎。 (3)嵌合体胚胎的培养与检测：将转基因iPSCs注入双基因敲除的猪早期胚胎中获得嵌合体胚胎，将嵌合胚胎移植至代孕猪体内，在胚胎发育的第28天终止妊娠而不是待其发育为成体猪时再终止生命的原因是 。对胚胎进行解剖观察，观察胚胎中 的分布可知人iPSCs参与形成嵌合体胚胎的哪些组织器官。结果发现，人细胞绝大部分位于肾脏，而胚胎的其余部分则基本由猪细胞组成，形成该结果的机理是 。 【答案】(1) 逆转录酶基因、抗凋亡基因、转录激活蛋白 A的基因、与目的基因整合至人类基因组有关的酶的基因、介导病毒侵染人体细胞相关的蛋白的基因等 四环素 电泳 针对目标蛋白（或抗凋亡蛋白与促增殖蛋白）的抗体分子 (2) 电刺激 翻译时序列合成提前终止，表达产物的结构与功能异常 囊胚期或桑葚胚 (3) 避免伦理问题 红色荧光 人细胞的竞争能力弱于猪细胞，因此其它部位人类细胞无法大量介入；猪胚胎缺乏形成肾脏所需的关键基因，无法形成肾脏，形成空缺，此时人细胞进入，发育形成肾脏 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）①结合题干信息可知，需要将敲除基因P和基因M的细胞与质粒结合，最终增强iPSCs在猪胚胎中的存活率，故图2中质粒上有促增殖基因、红色荧光蛋白基因和逆转录酶基因、抗凋亡基因、转录激活蛋白 A的基因、与目的基因整合至人类基因组有关的酶的基因、介导病毒侵染人体细胞相关的蛋白的基因等。 ②结合图2可知，重组质粒上含有四环素（的抗性基因），故获得转基因iPSCs细胞后，需将其培养在含四环素的培养液中培养，从而实现抗凋亡蛋白与促增殖蛋白的过量表达；分离不同大小蛋白质的方法是电泳技术；由于抗原抗体的结合具有特异性，故用带标记的针对目标蛋白（或抗凋亡蛋白与促增殖蛋白）的抗体分子可进一步进行检测，若出现杂交带，则可证明。 （2）①将细胞与去核卵母细胞通过电刺激进行诱导融合和激活，获得重组细胞。 ②密码子是位于mRNA上的三个相邻碱基，能够编码一个氨基酸，其中终止密码子可决定翻译的终止过程，故若编码谷氨酰胺的密码子（CAA）转变为终止密码子（UAA），会导致翻译时序列合成提前终止，表达产物的结构与功能异常。 ③胚胎移植时通常需要将胚胎培养至桑椹胚或囊胚阶段。 （3）为避免出现伦理问题，将嵌合胚胎移植至代孕猪体内，在胚胎发育的第28天终止妊娠而不是待其发育为成体猪时再终止生命；结合（1）可知，该技术中重组胚胎含有红色荧光蛋白基因，故观察胚胎中红色荧光的分布可知人iPSCs参与形成嵌合体胚胎的哪些组织器官；分析题意可知，人细胞绝大部分位于肾脏，而胚胎的其余部分则基本由猪细胞组成，原因可能是：人细胞的竞争能力弱于猪细胞，因此其它部位人类细胞无法大量介入；猪胚胎缺乏形成肾脏所需的关键基因，无法形成肾脏，形成空缺，此时人细胞进入，发育形成肾脏。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$