信息必刷卷04（安徽专用）-2025年高考生物考前信息必刷卷

绝密★启用前 2025年高考考前信息必刷卷04（安徽专用） 生 物 考情速递 高考·新动向：根据去年安徽高考试题分析以及高考趋势分析，今年高考难度可能保持稳定，但区分度会进一步优化，确保不同层次的学生都能得到合理评价；命题可能更注重学生对生物学核心概念，教材中细节知识点的考查，及相关知识的实际应用。故师生更应注重教材知识的相应迁移，提高学生的应用能力 高考·新考法：教材中涉及到很多的科学史，科学史的发现过程及该过程中涉及的相关实验过程及应用的科学思维比如假说-演绎法，对比实验，自变量的处理中加法原理和减法原理等，因此备考过程.熟记科学史关键人物及其实验及结论（如孟德尔、摩尔根、赫尔希、蔡斯等）；理解归纳法，对比实验等科学方法的应用。 命题·大预测：2025年安徽高考生物命题可能更加注重实验探究、跨学科融合和实际应用。可能出现更多探究性、图表解析类的题目，考查探究思维、分析图形的能力，建议考生在备考中注重理解与应用，关注图表类问题，提升推理和归纳的能力。  考试时间：75分钟 试卷满分：100分 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．乳腺干细胞分裂时线粒体不均等分配，形成的两个子细胞，一个继续保持“干细胞”特征，另一个分化成乳腺组织细胞。与乳腺干细胞相比，乳腺组织细胞代谢需要更多的能量。下列说法正确的是（    ） A．乳腺组织细胞代谢需要的能量全部来自于线粒体 B．细胞分裂产生的两个子细胞的DNA数目相同 C．获得较少线粒体的子细胞将继续保持“干细胞”特征 D．乳腺干细胞分化为乳腺组织细胞的过程体现了细胞的全能性 2．如图是老陈醋的生产流程，下列相关叙述正确的是（　　） A．蒸熟的高粱米应先加入大曲再冷却 B．“糖化”是将高粱中的淀粉等大分子氧化分解为小分子，为酒精发酵提供原料 C．“醋醅”中含有的醋酸菌，是一种异养的单细胞真核生物 D．“醋酸发酵”步骤中每天翻料两次，可为醋酸菌提供更多氧气 3．人类一个基因组中约含有31.6亿个碱基对，约有2～3万个基因。人体B细胞的种类在以上，至少可以产生种独特抗体。下列相关叙述正确的是（    ） A．人体中每个基因平均约有10.5～15.8万个碱基对 B．同一个体不同种类的B细胞遗传信息完全相同 C．病原体侵入机体后都能被B细胞和T细胞直接识别 D．一种病原体会刺激多种B细胞进而产生多种抗体 4．通过碱基修饰的新冠RNA疫苗可以降低炎症反应和增加刺突蛋白合成。某新冠疫苗中常用N1—甲基假尿苷修饰，但在少数情况下会导致RNA翻译过程中的“+1核糖体移码”（如图），合成“脱靶蛋白”。下列叙述正确的是（    ） A．N1—甲基假尿苷修饰后新冠RNA碱基序列会发生改变 B．翻译的实质是将mRNA中脱氧核苷酸序列翻译为蛋白质的氨基酸序列 C．翻译过程中rRNA上的反密码子和新冠mRNA密码子之间的进行碱基互补配对 D．可推测“脱靶蛋白”密码子发生改变可能不会引发预期的免疫反应 5．一到冬季，不少“南方小土豆”纷纷涌向哈尔滨，体验了一把“冰雪大世界”。游客在滑冰、滑雪过程中发生的一系列生理变化，正确的是（    ） A．冰雪环境中小土豆们的产热量大于散热量，以维持体温恒定 B．游玩过程中交感神经兴奋，胃肠运动增强，消化液分泌增多 C．游玩中体内肾上腺素分泌增加，促进肝糖原水解以维持血糖平衡 D．滑冰、滑雪过程中下丘脑呼吸中枢产生兴奋，呼吸频率加快 6．科研团队发现，在缺氮环境下，蓝细菌能以黄化休眠体长期存活。若敲除蓝细菌D酶某亚基，其丧失弱红光下的休眠复苏能力。下列推论错误的是（　　） A．缺氮会导致蓝细菌叶绿素降解进而休眠 B．休眠体中结合水与自由水的比例会下降 C．弱红光通过影响D酶来促进叶绿素的合成 D．蓝细菌可能在氮循环中发挥重要作用 7．辅助性T细胞（Th）和抑制性T细胞（Ts）属于不同种类的T细胞，其中Ts能抑制Th的活性。研究发现长期在密闭空调环境中工作会降低Th/Ts的值，从而导致机体（　　） A．罹患自身免疫性疾病的概率显著提高 B．B细胞活化受阻，不能产生记忆细胞 C．免疫系统对癌变细胞的清除能力下降 D．对抗原的摄取和处理能力减弱 8．下列活动没有细胞骨架参与的是（　　） A．同源染色体的联会配对 B．内质网分泌的囊泡移向高尔基体 C．染色体的着丝粒分裂 D．叶绿体在细胞质基质中的运动 9．根据下图所示的实验过程及结果，相关叙述正确的是（　　） A．支持“DNA是遗传物质”的实验结果是图1中的①③ B．支持“DNA是遗传物质”的实验结果是图1中的①④ C．支持DNA半保留复制模型的实验结果是图2中的试管①② D．支持DNA半保留复制模型的实验结果是图2中的试管②③ 10．研究发现细胞内线粒体可分化为2种类型，一种线粒体内有完整的嵴和ATP合成酶，通过氧化分解产生能量；另一种线粒体缺乏嵴和ATP合成酶，通过还原途径生产细胞所需的原料，相关代谢部分过程如图所示。下列叙述错误的是（　　）    A．线粒体的两种类型满足了细胞对物质和能量代谢的需要 B．线粒体中产生ATP的主要部位是内膜和嵴 C．线粒体内部分蛋白质由线粒体中的核糖体合成 D．脯氨酸的还原合成途径在线粒体内膜上进行 11．为了研究细胞器的功能，某同学将正常叶片置于适量的溶液X中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器。下列叙述错误的是（    ） A．采用逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器 B．溶液X的渗透压应与细胞内相同，pH应与细胞质基质相同 C．沉淀出细胞核的上清液在适宜条件下能将葡萄糖彻底氧化分解 D．在适宜溶液中将叶绿体的双层膜破裂后再照光，没有氧气释放 12．黑曲霉多不耐高温，发酵获得柠檬酸的过程需大量冷却水控制温度，生产成本高。现利用原生质体融合技术获得耐高温高产黑曲霉，过程如图所示。下列叙述正确的是（    ）    A．处理①培养基中黄色圈大的菌落不一定为高产菌株 B．处理②、③用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 C．处理④升高温度即可筛选出耐高温高产黑曲霉 D．发酵结束后通过适当的过滤、沉淀等方法获得柠檬酸 13．人体血液和脑组织之间存在一种高度特化、通透性很低的“血脑屏障”，主要由血管内皮细胞及其之间的紧密连接构成，能够有效阻止有害物质或脂溶性药物进入脑部。如图为血脑屏障中物质运输和信号传递的部分机制示意图，其中P-糖蛋白是一种脂溶性物质外排泵。下列有关推测最合理的是（　　）    A．酒精和氨基酸等物质主要通过自由扩散进入脑组织 B．某些信号分子经受体介导进入大脑依赖细胞膜的流动性 C．葡萄糖借助GLUT1通道蛋白进入脑组织为细胞供应能量 D．某些药物联合P-糖蛋白抑制剂会减弱脑组织肿瘤治疗的效果 14．改变植物花期可以给人们带来视觉享受。目前常见的人工调控花期的主要途径有光照处理、温度处理、生长调节剂处理及栽培措施处理。下列说法错误的是（　　） A．光敏色素感受光信号刺激后，直接引起调控花期的特定基因表达 B．利用温度调控花芽的发育，可提早或延缓花期使鲜花在不同季节上市 C．植物生长调节剂在植物体内缺乏分解酶，因此调控花期的效果更稳定 D．适当采用修剪、摘心等措施可调节生长素的含量，从而调控花的发育 15．在一磷限制型水库设3组实验围隔，进行不同处理：①营养盐加富组：添加磷酸二氢钾，使其浓度达到先前总磷浓度的2倍，此后不再添加；②加鱼组：投放一定量的罗非鱼；③对照组：不作任何处理。定期采样，测定水体中的浮游植物的丰度和生物量。下图为不同处理后水体中浮游植物丰度和生物量变化曲线图。下列分析不合理的是（　　）    A．营养盐加富组在采样期间优势种发生变化，说明该组发生了演替 B．图中浮游植物的丰度增加，说明水体群落中浮游植物种类增多 C．加鱼组中初始阶段生物量明显增多可能是罗非鱼捕食其他浮游动物 D．本实验中，磷是影响某些浮游植物种群数量变化的密度制约因素 第Ⅱ卷 2、 非选择题：本题共5小题，共55分。 16．为研究高氮、高磷的某湿地对温室效应的缓解作用，科研人员开展了如下实验。图1为该湿地中小球藻（一种单细胞绿藻）、动物、硝化细菌三类生物CO2消耗速率曲线，图2是在高氮、高磷的培养液中，每天通入等量含较高CO2浓度的空气（其他条件适宜），CO2去除率与小球藻相对密度的变化曲线。回答下列问题。 (1)图1中可能与缓解温室效应有关的生物对应曲线为 ，小球藻在12时产生ATP的场所有 ，与小球藻相比，该湿地中硝化细菌固定CO2所需的能量来自于 。 (2)在高氮、高磷的培养液中通入较高浓度CO2，有助于小球藻的生长，原因是 。 (3)据图2分析，将小球藻相对密度维持在 的范围，可最大限度地发挥该湿地对温室效应的缓解作用。第8天后CO2去除率明显下降，从代谢角度分析，最可能的原因是 。 17．凋落物分解是森林碳循环和全球碳平衡的一个关键环节，其分解特性影响着森林生态系统的能量流动和物质循环。回答下列问题： (1)凋落物分解主要依靠生态系统组成成分中的 ，此过程中碳元素的形式变化为 。 (2)大量研究表明，氮元素是调控森林凋落物分解速率的关键因素。我国科学家对东北温带森林的62种树木凋落物进行了分解实验。首先测定各树种凋落物的初始含量，将N含量高于1.39%的归为高N组（29种），低于1.39%的归为低N组（33种）。每个树种的凋落物单独装入尼龙网中，连续监测10年，得到图示结果。    由图可知，凋落物分解速率与初始氨含量的关系是 。 (3)研究团队对低N组的五角槭的叶片喷施氨肥，使其氮含量增加，收集其落物，与未加氨肥的五角械凋落物一起放置野外进行上述实验。 ①该实验相比（2）的实验，可以排除 的影响。 ②该实验所得结果仍然支持（2）中的规律。 (4)进一步研究发现：与低N组相比，高N组中发现了更多的微生物残体，请解释原因 。 (5)为解释（2）中的规律，科学家提出“凋落物分解过程中积累的微生物残体会抑制凋落物分解，微生物残体越多抑制效果越明显”的观点。请设计实验方案验证此观点 。（要求：写出对照组、实验组、观测指标和预期结果。可供选择的材料有：某一树种落物、低N组分高得到的微生物残体、高N组分离得到的微生物残体） 18．为研究睡眠缺失致死机制，研究人员以小鼠为研究对象，通过睡眠剥夺处理，进行了一系列实验，回答下列问题： (1)长时间睡眠剥夺后，小鼠会出现多器官衰竭。临床上，多器官衰竭往往伴随着免疫系统功能异常，研究人员对睡眠剥夺小鼠的血清细胞因子进行检测，结果如图。据图推测的结论是：由免疫细胞分泌的细胞因子会随着 ，细胞因子具有 的作用，并且这种作用会表现出正反馈调节，导致免疫系统 ，引发多器官衰竭。    (2)PGD2是一种主要存在于中枢神经系统的内源性促睡眠因子，研究人员对循环系统中PGD2进行检测，得到如图结果。根据图并给合前述研究，推测睡眠缺失与致死之间最有可能的联系是 。ABCC转运蛋白是将PGD2转运到循环系统的关键载体蛋白，为验证上述联系，研究人员设计的实验思路是 。    (3)研究发现DP1与DP2部是PGD2作用的受体，为了确定引起免疫反应的信号通路，进行下表4组实验。若实验结果为 ，表明可支持PGD2-DP1是免疫反应信号的通路。 组别 处理 1 睡眠剥夺小鼠 2 睡眠剥夺小鼠+DP1激动剂 3 睡眠剥夺小鼠+DP2激动剂 4 睡眠剥夺小鼠+DP1激动剂+DP2激动剂 注：DP1激动剂只与DP1结合，DP2激动剂只与DP2结合，两种激动剂与PGD2的作用效果类似 (4)根据以上信息，为了减少睡眠缺失导致的小鼠死亡，试提出一个潜在的干预思路 （答出1点即可）。 19．地中海贫血（简称“地贫”）是血红蛋白合成障碍导致的遗传病，主要分为α-地贫和β-地贫两大类。血红蛋白由2条α肽链和2条β或γ肽链组成，β和γ肽链基因（分别用B、D表示）都位于11号染色体。成人的血红蛋白（HbA）包含两条α链和两条β链，胎儿的血红蛋白（HbF）则包含两条α链和两条γ链。正常人出生后D基因关闭表达而B基因开始表达，红细胞中的珠蛋白表达从γ珠蛋白转变为β珠蛋白，促使胎儿血红蛋白逐渐被成人血红蛋白取代，DNA甲基转移酶（DNMT）在此过程发挥关键作用。请回答下列问题： (1)β地贫是由于B基因突变致使a/β肽链比例失衡引起的，这体现了基因对性状的控制方式是 。由图1可知，正常人出生后D基因关闭表达的原因是 。 (2)由图3可知，甲的DNMT基因发生了碱基对的 。结合图示分析，甲的症状明显较轻的具体原因是 。 (3)研究表明，BCL11A是伴随胎儿到成人血红蛋白生成转变的重要调节器。为探究其调节机制，科学家设计了相关实验，实验结果如图4所示，根据实验结果可推测BCL11A的作用是 ，请结合上述信息提出缓解β珠蛋白基因疾病的新策略 （答出一点即可）。 20．乳糖操纵子是大肠杆菌中一个经典的基因表达调控系统，该系统在生物工程和分子生物学中有广泛应用。如图表示乳糖操纵子调控结构基因表达的过程，回答下列问题： (1)大肠杆菌会优先利用葡萄糖，同时添加葡萄糖和乳糖的培养基培养大肠杆菌，早期大肠杆菌主要是利用 （填“①”或“②”）途径调控结构基因。当培养基中的葡萄糖消耗完，大肠杆菌开始利用乳糖进行自身代谢，此时乳糖作为 为大肠杆菌提供营养，阻遏蛋白主要与 结合，从而调控结构基因表达。 (2)研究人员对传统乳糖操纵子的阻遏蛋白进行分子内的光控化改造，利用蓝光可以改变阻遏蛋白的结构，如图1。用蓝光照射时，GFP基因的表达情况是 。根据该原理，研究人员构建了如图2基因表达载体，除未标出终止子外，该表达载体缺少的结构是 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 (3)为验证阻遏蛋白光控化改造后的调控效果，研究人员用野生型大肠杆菌、IPTG（诱导物）、光控化改造后的大肠杆菌进行验证实验，请完成以下表格中4组实验的设置情况，表格里填“－”和“+”分别表示不处理和处理。 处理 组别 1 2 3 4 野生型大肠杆菌 光控化改造后的大肠杆菌 IPTG 蓝光 (4)为验证阻遏蛋白光控化改造后的空间控制效果，将光控化改造后的大肠杆菌涂布在培养基上，蓝光环境下用三角形遮光板遮挡培养基（如图），适宜温度下培养一段时间后，描述紫外灯下培养基的实验现象 。若用成功转化后的大肠杆菌构建其他形状的荧光图案，需要进行的调控是 。 培养基遮光示意图（黑色区域为退光区） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年高考考前信息必刷卷04（安徽专用） 生 物·参考答案 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D D D C B C C C D 题号 11 12 13 14 15 答案 D A B A B 二、非选择题（共5题，共55分）。 16(1) a 和 b 细胞质基质、线粒体、叶绿体 无机物氧化释放的化学能 (2)高氮、高磷可以合成更多 ATP、NADPH（或光合作用有关的酶、色素）等物质，高浓度 CO2提供更多暗反应的原料，从而提高光合作用速率 (3) 30-40 随着小球藻密度的增加，净光合作用速率下降 17．(1) 分解者 有机物→CO2等无机物 (2)初期（0-5年）凋落物分解速率与初始氨含量呈正相关，后期（5-10年）凋落物分解速率与初始氨含量呈负相关 (3)不同树种凋落物中其他物质 (4)高N组为微生物提供更多的N元素作为营养物质，微生物繁殖速度加快，产生微生物残体更多 (5)对照组：某一物种的凋落物 实验组1：同一物种的等量凋落物+低N组分离得到的微生物残体 实验组2：同一物种的等量凋落物+高N组分离得到的微生物残体 观测指标：不同时间地点凋落物剩余质量的比例 预期结果：实验2＞实验1＞对照组 18．(1) 睡眠剥夺时间的增加而增加 促进免疫反应 攻击自身的组织和细胞 (2) 睡眠缺失会引发中枢神经系统PGD2的增加，从而导致血浆中的PGD2增加进而引发免疫反应异常，攻击自身细胞导致死亡 用ABCC转运蛋白抑制剂处理睡眠剥夺小鼠，检测细胞因子的含量，与未用ABCC转运蛋白抑制剂的睡眠剥夺小鼠比较（或者用敲除ABCC基因的方法也可以） (3)DP1激动剂处理组与DP1和DP2激动剂混合处理组的细胞因子含量明显增加 (4)抑制PGD2的合成、抑制PGD2转运到循环系统、抑制PGD2与DP1的结合、抑制免疫反应 19(1) 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状 DNMT基因表达出DNMT，DNMT 催化 D基因的启动子甲基化导致D基因无法转录而关闭表达 (2) 替换 甲的 DNMT基因突变，导致 DNMT结构异常无法催化D基因的启动子甲基化，D基因表达出γ肽链，γ肽链和α肽链结合形成正常的血红蛋白 (3) 抑制γ基因的表达 研发可激活γ珠蛋白的药物、敲除BCL11A基因或降低BCL11A基因的表达、导入正常的β珠蛋白基因等 20．(1) ① 碳源 诱导物（乳糖、别乳糖） (2) GFP基因不表达 光控化改造后的调节基因（表达光控化改造后的阻遏蛋白的基因） (3) 处理 组别 1 2 3 4 野生型大肠杆菌 光控化改造后的大肠杆菌 IPTG － + － － 蓝光 － － + － (4) 显示三角形的荧光区域 用相应图案的遮光板遮盖培养基并用蓝光照射 试卷第2页，共22页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 绝密★启用前 2025年高考考前信息必刷卷04（安徽专用） 生 物 考情速递 高考·新动向：根据去年安徽高考试题分析以及高考趋势分析，今年高考难度可能保持稳定，但区分度会进一步优化，确保不同层次的学生都能得到合理评价；命题可能更注重学生对生物学核心概念，教材中细节知识点的考查，及相关知识的实际应用。故师生更应注重教材知识的相应迁移，提高学生的应用能力 高考·新考法：教材中涉及到很多的科学史，科学史的发现过程及该过程中涉及的相关实验过程及应用的科学思维比如假说-演绎法，对比实验，自变量的处理中加法原理和减法原理等，因此备考过程.熟记科学史关键人物及其实验及结论（如孟德尔、摩尔根、赫尔希、蔡斯等）；理解归纳法，对比实验等科学方法的应用。 命题·大预测：2025年安徽高考生物命题可能更加注重实验探究、跨学科融合和实际应用。可能出现更多探究性、图表解析类的题目，考查探究思维、分析图形的能力，建议考生在备考中注重理解与应用，关注图表类问题，提升推理和归纳的能力。  考试时间：75分钟 试卷满分：100分 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．乳腺干细胞分裂时线粒体不均等分配，形成的两个子细胞，一个继续保持“干细胞”特征，另一个分化成乳腺组织细胞。与乳腺干细胞相比，乳腺组织细胞代谢需要更多的能量。下列说法正确的是（    ） A．乳腺组织细胞代谢需要的能量全部来自于线粒体 B．细胞分裂产生的两个子细胞的DNA数目相同 C．获得较少线粒体的子细胞将继续保持“干细胞”特征 D．乳腺干细胞分化为乳腺组织细胞的过程体现了细胞的全能性 【答案】C 【分析】线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，生命活动所需要的能量，大约95%来自线粒体，是细胞的“动力车间”。 【详解】A、乳腺组织细胞代谢需要的能量大部分由线粒体提供，还可以来自于细胞质基质，A错误； B、乳腺干细胞分裂时线粒体不均等分配，而线粒体中也含有DNA，所以细胞分裂产生的两个子细胞的DNA数目不同，B错误； C、与乳腺干细胞相比，乳腺组织细胞代谢需要更多的能量，说明乳腺组织细胞中线粒体比乳腺干细胞更多，所以获得较少线粒体的子细胞将继续保持“干细胞”特征 ，C正确； D、乳腺干细胞分化为乳腺组织细胞的过程没有形成完成个体，所以不能体现了细胞的全能性，D错误。 故选C。 2．如图是老陈醋的生产流程，下列相关叙述正确的是（　　） A．蒸熟的高粱米应先加入大曲再冷却 B．“糖化”是将高粱中的淀粉等大分子氧化分解为小分子，为酒精发酵提供原料 C．“醋醅”中含有的醋酸菌，是一种异养的单细胞真核生物 D．“醋酸发酵”步骤中每天翻料两次，可为醋酸菌提供更多氧气 【答案】D 【分析】参与陈醋制作的微生物是醋酸菌，是细菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。陈醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将高粱中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。 【详解】A、高粱蒸熟后温度较高，不冷却直接投入发酵菌种会造成菌种大量死亡，影响发酵效率，应先冷却再加入大曲，A错误； B、糖化是将淀粉等大分子物质通过水解酶的作用转化为可发酵的小分子糖（如葡萄糖），而不是氧化分解，B错误； C、醋酸菌是细菌，是一种异养的单细胞原核生物，C错误； D、醋酸发酵需要氧气，所以每天翻料两次，可为醋酸菌提供更多氧气，D正确。 故选D。 3．人类一个基因组中约含有31.6亿个碱基对，约有2～3万个基因。人体B细胞的种类在以上，至少可以产生种独特抗体。下列相关叙述正确的是（    ） A．人体中每个基因平均约有10.5～15.8万个碱基对 B．同一个体不同种类的B细胞遗传信息完全相同 C．病原体侵入机体后都能被B细胞和T细胞直接识别 D．一种病原体会刺激多种B细胞进而产生多种抗体 【答案】D 【分析】病原体侵入机体后，−些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取，这为激活B细胞提供了第一个信号，抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面，然后传递给辅助性T细胞，辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合，这为激活B细胞提供了第二个信号，辅助性T细胞开始分裂、分化，并分泌细胞因子，B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化，大部分分化为浆细胞，小部分分化为记忆B细胞，细胞因子促进B细胞的分裂、分化过程，浆细胞产生和分泌大量抗体，抗体可以随体液在全身循环并与这种病原体结合，抗体与病原体结合可以抑制病原体增殖或对人体细胞的黏附。 【详解】A、人类一个基因组中约含有31.6亿个碱基对，约有2～3万个基因，但由于基因在DNA上是不连续的，所以人体中每个基因平均要小于10.5～15.8万个碱基对，A错误； B、同一个体不同种类的细胞核内遗传信息相同，但是细胞质中的遗传信息不一定完全相同，B错误； C、病原体侵入机体后，−些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取，这为激活B细胞提供了第一个信号，抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面，然后传递给辅助性T细胞，辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合，这为激活B细胞提供了第二个信号，可见病原体侵入机体后并不是能被B细胞和T细胞直接识别，C错误； D、一种病原体可以有多种抗原，常常可引起人体产生多种浆细胞而产生多种抗体，D正确。 故选D。 4．通过碱基修饰的新冠RNA疫苗可以降低炎症反应和增加刺突蛋白合成。某新冠疫苗中常用N1—甲基假尿苷修饰，但在少数情况下会导致RNA翻译过程中的“+1核糖体移码”（如图），合成“脱靶蛋白”。下列叙述正确的是（    ） A．N1—甲基假尿苷修饰后新冠RNA碱基序列会发生改变 B．翻译的实质是将mRNA中脱氧核苷酸序列翻译为蛋白质的氨基酸序列 C．翻译过程中rRNA上的反密码子和新冠mRNA密码子之间的进行碱基互补配对 D．可推测“脱靶蛋白”密码子发生改变可能不会引发预期的免疫反应 【答案】D 【分析】mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子。游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫作翻译。 【详解】A、根据图示信息，N1—甲基假尿苷修饰后新冠RNA碱基序列未发生改变，A错误； B、翻译的实质是将mRNA的核苷酸序列而不是脱氧核苷酸序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，B错误； C、该过程由tRNA携带氨基酸，通过其反密码子和新冠mRNA密码子之间的碱基互补配对，进而合成肽链，C错误； D、N1—甲基假尿苷修饰，但在少数情况下会导致RNA翻译过程中的“+1核糖体移码”，结合图可知，密码子发生了改变，合成“脱靶蛋白”和新冠的抗原蛋白不同，因此脱靶蛋白不能引发预期的免疫反应，D正确。 故选D。 5．一到冬季，不少“南方小土豆”纷纷涌向哈尔滨，体验了一把“冰雪大世界”。游客在滑冰、滑雪过程中发生的一系列生理变化，正确的是（    ） A．冰雪环境中小土豆们的产热量大于散热量，以维持体温恒定 B．游玩过程中交感神经兴奋，胃肠运动增强，消化液分泌增多 C．游玩中体内肾上腺素分泌增加，促进肝糖原水解以维持血糖平衡 D．滑冰、滑雪过程中下丘脑呼吸中枢产生兴奋，呼吸频率加快 【答案】C 【分析】1、内环境稳态是在神经、体液和免疫调节的共同作用下，通过机体的各器官，系统的分工合作，协调统一而实现的；内环境中血糖含量、温度、pH等保持在适宜的范围内，是机体进行正常生命活动的必要条件。 2、体温的相对恒定是机体产热和散热动态平衡的结果，产的热多，散的热也多。 【详解】A、冰雪环境中小土豆们的产热量等于散热量以维持体温的恒定，A错误； B、交感神经兴奋时，胃肠运动jianm，消化液分泌减少，B错误； C、肾上腺分泌增多会促进肝糖原的分解，以维持血糖平衡，C正确； D、人的呼吸中枢位于脑干，滑冰、滑雪过程中脑干的呼吸中枢兴奋，呼吸频率加快，D错误。 故选C。 6．科研团队发现，在缺氮环境下，蓝细菌能以黄化休眠体长期存活。若敲除蓝细菌D酶某亚基，其丧失弱红光下的休眠复苏能力。下列推论错误的是（　　） A．缺氮会导致蓝细菌叶绿素降解进而休眠 B．休眠体中结合水与自由水的比例会下降 C．弱红光通过影响D酶来促进叶绿素的合成 D．蓝细菌可能在氮循环中发挥重要作用 【答案】B 【分析】休眠的种子中结合水的含量升高，自由水的含量降低，休眠体中结合水与自由水的比例会上升。 【详解】A、叶绿素的合成需要N元素，所以缺氮会导致蓝细菌叶绿素降解进而休眠，A正确； B、休眠体中结合水与自由水的比例会上升，B错误； C、在缺氮环境下，蓝细菌能以黄化休眠体长期存活，敲除蓝细菌D酶某亚基，其丧失弱红光下的休眠复苏能力，所以弱红光通过影响D酶来促进叶绿素的合成，C正确； D、蓝细菌是生产者，在氮循环中发挥重要作用，D正确。 故选B。 7．辅助性T细胞（Th）和抑制性T细胞（Ts）属于不同种类的T细胞，其中Ts能抑制Th的活性。研究发现长期在密闭空调环境中工作会降低Th/Ts的值，从而导致机体（　　） A．罹患自身免疫性疾病的概率显著提高 B．B细胞活化受阻，不能产生记忆细胞 C．免疫系统对癌变细胞的清除能力下降 D．对抗原的摄取和处理能力减弱 【答案】C 【分析】辅助性T细胞会促进B细胞和细胞毒性T细胞的活化，长期在密闭空调环境中，会降低Th/Ts的值，Th的活性被抑制，导致免疫力降低。 【详解】A、自身免疫性疾病是免疫力过强造成的，长期在密闭空调环境中，免疫力会降低，A错误； B、长期在密闭空调环境中，免疫力降低，B细胞活化减少，但可以产生记忆细胞，B错误； C、长期在密闭空调环境中，免疫力降低，免疫系统对癌细胞的清除能力下降，容易患癌症，C正确； D、T细胞不参与抗原的摄取和处理，所以长期在密闭空调环境中，不影响对抗原的摄取和处理，D错误。 故选C。 8．下列活动没有细胞骨架参与的是（　　） A．同源染色体的联会配对 B．内质网分泌的囊泡移向高尔基体 C．染色体的着丝粒分裂 D．叶绿体在细胞质基质中的运动 【答案】C 【分析】细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系。细胞骨架包括微丝、微管和中间纤维。细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输、细胞壁合成等等许多生命活动中都具有非常重要的作用。 【详解】A、同源染色体的联会配对需要细胞骨架的迁移，A不符合题意； B、内质网分泌的囊泡向高尔基体定向移动是沿着细胞骨架进行，B不符合题意； C、染色体的着丝粒分裂与细胞骨架无关，而着丝粒分裂后，染色体移向两极与细胞骨架有关，C符合题意； D、细胞器的运动与细胞骨架有关，D不符合题意。 故选C。 9．根据下图所示的实验过程及结果，相关叙述正确的是（　　） A．支持“DNA是遗传物质”的实验结果是图1中的①③ B．支持“DNA是遗传物质”的实验结果是图1中的①④ C．支持DNA半保留复制模型的实验结果是图2中的试管①② D．支持DNA半保留复制模型的实验结果是图2中的试管②③ 【答案】C 【分析】DNA分子复制通常发生于细胞分裂间期，通过b实验可知，DNA分子复制不可能是全保留复制，可能是半保留复制或弥散复制。 【详解】AB、支持“DNA是遗传物质”的实验结果是图1中的①②③④，两个实验组相互对照，用32P标记组子代噬菌体能检测到放射性，因此子代噬菌体在亲子代之间具有连续性的物质是DNA，能证明“DNA是遗传物质”，AB错误； CD、试管①中只有一条条带，即模板链是重带，试管②中转移到14NH4Cl中复制一次的结果，全是中带，是半保留复制一次的结果，试管③是轻带和中带两个条带，中带中的DNA一条链是14N，一条链是15N，而轻带两条链是14N，是以第一次合成的DNA作为模板复制的结果，也可能是全保留复制的结果，因此支持DNA半保留复制模型的实验结果是图2中的试管①②，C正确，D错误。 故选C。 10．研究发现细胞内线粒体可分化为2种类型，一种线粒体内有完整的嵴和ATP合成酶，通过氧化分解产生能量；另一种线粒体缺乏嵴和ATP合成酶，通过还原途径生产细胞所需的原料，相关代谢部分过程如图所示。下列叙述错误的是（　　）    A．线粒体的两种类型满足了细胞对物质和能量代谢的需要 B．线粒体中产生ATP的主要部位是内膜和嵴 C．线粒体内部分蛋白质由线粒体中的核糖体合成 D．脯氨酸的还原合成途径在线粒体内膜上进行 【答案】D 【分析】线粒体是进行有氧呼吸主要场所，是细胞生命活动的“动力车间”。 【详解】A、题干信息可知，线粒体有两种类型，一种可以通过氧化分解产生能量，一种通过还原途径生产细胞所需的原料，因此这两种类型满足了细胞对物质和能量代谢的需要，A正确； B、线粒体产生ATP的主要部位在线粒体内膜和嵴上，B正确； C、线粒体内含有核糖体，可合成自身一部分蛋白质，C正确； D、由图可知，脯氨酸的还原合成途径是在三羧酸循环的过程中衍生出来的，由于没有嵴和ATP合成酶，不能进入电子呼吸传递链产生能量，而通过还原途径产生脯氨酸等原料，因此脯氨酸的还原合成途径在线粒体基质中进行，D错误。 故选D。 11．为了研究细胞器的功能，某同学将正常叶片置于适量的溶液X中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器。下列叙述错误的是（    ） A．采用逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器 B．溶液X的渗透压应与细胞内相同，pH应与细胞质基质相同 C．沉淀出细胞核的上清液在适宜条件下能将葡萄糖彻底氧化分解 D．在适宜溶液中将叶绿体的双层膜破裂后再照光，没有氧气释放 【答案】D 【分析】分离各种细胞器的常用的方法是差速离心法。将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆；将匀浆放入离心管中，用高速离心机在不同的转速下进行离心处理，就能将各种细胞器分离开。 【详解】A、差速离心法就是采用逐渐提高离心速率的方法，利用不同大小的细胞器在离心力作用下沉降速度不同，从而分离不同大小的细胞器，A正确； B、为了在实验操作过程中保持各种细胞器正常的形态结构，该实验所用溶液X的pH和渗透压应与细胞内的相同，B正确； C、如果所使用的离心速度，离心沉淀出细胞核，则上清液中含有完整细胞质基质和线粒体，在适宜条件下能将葡萄糖彻底分解，C正确； D、叶绿体中进行光反应产生氧气的场所是类囊体薄膜，叶绿体的双层膜破坏后，置于适宜的溶液中仍可以进行光反应产生氧气，D错误。 故选D。 12．黑曲霉多不耐高温，发酵获得柠檬酸的过程需大量冷却水控制温度，生产成本高。现利用原生质体融合技术获得耐高温高产黑曲霉，过程如图所示。下列叙述正确的是（    ）    A．处理①培养基中黄色圈大的菌落不一定为高产菌株 B．处理②、③用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 C．处理④升高温度即可筛选出耐高温高产黑曲霉 D．发酵结束后通过适当的过滤、沉淀等方法获得柠檬酸 【答案】A 【分析】发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。具体包括：菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等环节。 【详解】A、诱变的原理是基因突变，而基因突变具有不定向性，故处理①培养基中黄色圈大的菌落不一定为高产菌株，A正确； B、黑曲霉的细胞壁成分不是纤维素和果胶，故处理②、③不可以用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，B错误； C、处理④升高温度后海需要进一步验证才能筛选出耐高温高产黑曲霉，C错误； D、发酵工程生产的产品有两类：一类是代谢产物，另一类是菌体本身。如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取，可见题图发酵结束后不能通过适当的过滤、沉淀等方法获得柠檬酸，D错误。 故选A。 13．人体血液和脑组织之间存在一种高度特化、通透性很低的“血脑屏障”，主要由血管内皮细胞及其之间的紧密连接构成，能够有效阻止有害物质或脂溶性药物进入脑部。如图为血脑屏障中物质运输和信号传递的部分机制示意图，其中P-糖蛋白是一种脂溶性物质外排泵。下列有关推测最合理的是（　　）    A．酒精和氨基酸等物质主要通过自由扩散进入脑组织 B．某些信号分子经受体介导进入大脑依赖细胞膜的流动性 C．葡萄糖借助GLUT1通道蛋白进入脑组织为细胞供应能量 D．某些药物联合P-糖蛋白抑制剂会减弱脑组织肿瘤治疗的效果 【答案】B 【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从低浓度到高浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。 【详解】A、酒精进入细胞的方式是自由扩散，氨基酸通常通过主动运输进入细胞，A错误； B、某些信号分子经受体介导进入大脑依赖细胞膜的流动性，该过程体现了其结构特点，B正确； C、据图可知，GLUT1转运葡萄糖时需要与之结合，属于载体蛋白而非通道蛋白，C错误； D、P-糖蛋白是一种脂溶性物质外排泵，某些药物联合P-糖蛋白抑制剂会增强脑组织肿瘤治疗的效果，D错误。 故选B。 14．改变植物花期可以给人们带来视觉享受。目前常见的人工调控花期的主要途径有光照处理、温度处理、生长调节剂处理及栽培措施处理。下列说法错误的是（　　） A．光敏色素感受光信号刺激后，直接引起调控花期的特定基因表达 B．利用温度调控花芽的发育，可提早或延缓花期使鲜花在不同季节上市 C．植物生长调节剂在植物体内缺乏分解酶，因此调控花期的效果更稳定 D．适当采用修剪、摘心等措施可调节生长素的含量，从而调控花的发育 【答案】A 【分析】植物生长调节剂是由人工合成的，对植物的生长、发育有调节作用的化学物质，其具有容易合成、原料广泛、效果稳定等优点。 【详解】A、光敏色素是一类蛋白质（色素-蛋白复合体），在受到光照射时，光作为一种信号能被种子中的光敏色素捕捉，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到 细胞核内，影响特定基因的表达，不是直接调控基因表达，A错误； B、植物的生长发育受温度影响较大，利用温度调控花芽发育，可起到提早或延迟花期的作用，B正确； C、植物生长调节剂是由人工合成的，对植物的生长、发育有调节作用的化学物质，在植物体内缺乏分解酶，因此调控花期的效果更稳定，C正确； D、生长素具有低浓度促进、高浓度抑制的特点，故适当采用修剪、摘心等措施可调节生长素的含量，从而调控花的发育，D正确。 故选A。 15．在一磷限制型水库设3组实验围隔，进行不同处理：①营养盐加富组：添加磷酸二氢钾，使其浓度达到先前总磷浓度的2倍，此后不再添加；②加鱼组：投放一定量的罗非鱼；③对照组：不作任何处理。定期采样，测定水体中的浮游植物的丰度和生物量。下图为不同处理后水体中浮游植物丰度和生物量变化曲线图。下列分析不合理的是（　　）    A．营养盐加富组在采样期间优势种发生变化，说明该组发生了演替 B．图中浮游植物的丰度增加，说明水体群落中浮游植物种类增多 C．加鱼组中初始阶段生物量明显增多可能是罗非鱼捕食其他浮游动物 D．本实验中，磷是影响某些浮游植物种群数量变化的密度制约因素 【答案】B 【分析】初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替，如在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。 次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体(如能发芽的地下茎)的地方发生的演替，如在火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。 【详解】A、营养盐加富组在采样期间优势种发生变化，群落的优势种发生改变是群落演替的一个重要特征，所以该组发生了演替，A正确； B、丰度是指单位体积中的生物个体数量，浮游植物的丰度增加，只能说明浮游植物个体数量增多，不能说明水体群落中浮游植物种类增多，B错误； C、加鱼组中初始阶段生物量明显增多，可能是因为罗非鱼捕食了其他浮游动物，使得浮游植物被捕食的压力减小，从而生物量增多，C正确； D、本实验中，营养盐加富组添加了磷后浮游植物的丰度和生物量发生了变化，说明磷是影响某些浮游植物种群数量变化的密度制约因素，D正确。 故选B。 第Ⅱ卷 2、 非选择题：本题共5小题，共55分。 16．为研究高氮、高磷的某湿地对温室效应的缓解作用，科研人员开展了如下实验。图1为该湿地中小球藻（一种单细胞绿藻）、动物、硝化细菌三类生物CO2消耗速率曲线，图2是在高氮、高磷的培养液中，每天通入等量含较高CO2浓度的空气（其他条件适宜），CO2去除率与小球藻相对密度的变化曲线。回答下列问题。 (1)图1中可能与缓解温室效应有关的生物对应曲线为 ，小球藻在12时产生ATP的场所有 ，与小球藻相比，该湿地中硝化细菌固定CO2所需的能量来自于 。 (2)在高氮、高磷的培养液中通入较高浓度CO2，有助于小球藻的生长，原因是 。 (3)据图2分析，将小球藻相对密度维持在 的范围，可最大限度地发挥该湿地对温室效应的缓解作用。第8天后CO2去除率明显下降，从代谢角度分析，最可能的原因是 。 【答案】(1) a 和 b 细胞质基质、线粒体、叶绿体 无机物氧化释放的化学能 (2)高氮、高磷可以合成更多 ATP、NADPH（或光合作用有关的酶、色素）等物质，高浓度 CO2提供更多暗反应的原料，从而提高光合作用速率 (3) 30-40 随着小球藻密度的增加，净光合作用速率下降 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。 【详解】（1）根据图1分析，小球藻属于光能自养型生物，白天能够进行光合作用二氧化碳消耗速率增加，且受光照强度以功能性，为b曲线，硝化细菌为化能自养型生物，一直有二氧化碳的吸收，对应曲线a，动物为异养型生物，只有呼吸作用，释放二氧化碳，故消耗速率是负值，对应曲线c，图1中可能与缓解温室效应有关的生物对应曲线为a 和 b；小球藻在12时既进行光合作用也进行呼吸作用，故产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体；与小球藻相比，该湿地中硝化细菌属于化能自养型生物，其固定CO2所需的能量来自无机物氧化释放的化学能。 （2）在高氮、高磷的培养液中通入较高浓度CO2，有助于小球藻的生长，原因是高氮、高磷可以合成更多 ATP、NADPH（或光合作用有关的酶、色素）等物质，高浓度 CO2提供更多暗反应的原料，从而提高光合作用速率。 （3）结合图2分析可知，据图2分析，将小球藻相对密度30-40范围内小球藻的二氧化碳去除率最高，故将小球藻相对密度维持在该范围可最大限度地发挥该湿地对温室效应的缓解作用；据图可知，随着小球藻密度的增加，净光合作用速率下降，故第8天后CO2去除率明显下降。 17．凋落物分解是森林碳循环和全球碳平衡的一个关键环节，其分解特性影响着森林生态系统的能量流动和物质循环。回答下列问题： (1)凋落物分解主要依靠生态系统组成成分中的 ，此过程中碳元素的形式变化为 。 (2)大量研究表明，氮元素是调控森林凋落物分解速率的关键因素。我国科学家对东北温带森林的62种树木凋落物进行了分解实验。首先测定各树种凋落物的初始含量，将N含量高于1.39%的归为高N组（29种），低于1.39%的归为低N组（33种）。每个树种的凋落物单独装入尼龙网中，连续监测10年，得到图示结果。    由图可知，凋落物分解速率与初始氨含量的关系是 。 (3)研究团队对低N组的五角槭的叶片喷施氨肥，使其氮含量增加，收集其落物，与未加氨肥的五角械凋落物一起放置野外进行上述实验。 ①该实验相比（2）的实验，可以排除 的影响。 ②该实验所得结果仍然支持（2）中的规律。 (4)进一步研究发现：与低N组相比，高N组中发现了更多的微生物残体，请解释原因 。 (5)为解释（2）中的规律，科学家提出“凋落物分解过程中积累的微生物残体会抑制凋落物分解，微生物残体越多抑制效果越明显”的观点。请设计实验方案验证此观点 。（要求：写出对照组、实验组、观测指标和预期结果。可供选择的材料有：某一树种落物、低N组分高得到的微生物残体、高N组分离得到的微生物残体） 【答案】(1) 分解者 有机物→CO2等无机物 (2)初期（0-5年）凋落物分解速率与初始氨含量呈正相关，后期（5-10年）凋落物分解速率与初始氨含量呈负相关 (3)不同树种凋落物中其他物质 (4)高N组为微生物提供更多的N元素作为营养物质，微生物繁殖速度加快，产生微生物残体更多 (5)对照组：某一物种的凋落物 实验组1：同一物种的等量凋落物+低N组分离得到的微生物残体 实验组2：同一物种的等量凋落物+高N组分离得到的微生物残体 观测指标：不同时间地点凋落物剩余质量的比例 预期结果：实验2＞实验1＞对照组 【分析】生态系统组成成分中的生产者、消费者、非生物的物质和能量、分解者，分解者可将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。 【详解】（1）凋落物分解主要依靠生态系统组成成分中的分解者，分解者可将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。此过程中碳元素的形式变化为有机物→二氧化碳等无机物。 （2）由图可知，初期（0-5年）凋落物分解速率与初始氨含量呈正相关，后期（5-10年）凋落物分解速率与初始氨含量呈负相关。 （3）（2）的实验对东北温带森林的62种树木凋落物进行了分解实验。而该实验只对五角槭凋落物进行研究，该实验相比（2）的实验，可以排除不同树种凋落物中其他物质的影响。 （4）高N组为微生物提供更多的N元素作为营养物质，微生物繁殖速度加快，产生微生物残体更多。 （5）分析题意可知，该实验的自变量为N含量的多少，因变量为不同时间地点凋落物剩余质量的比例。 实验方案：对照组：某一物种的凋落物 实验组1：同一物种的等量凋落物+低N组分离得到的微生物残体 实验组2：同一物种的等量凋落物+高N组分离得到的微生物残体 观测指标：不同时间地点凋落物剩余质量的比例 预期结果：实验2＞实验1＞对照组 18．为研究睡眠缺失致死机制，研究人员以小鼠为研究对象，通过睡眠剥夺处理，进行了一系列实验，回答下列问题： (1)长时间睡眠剥夺后，小鼠会出现多器官衰竭。临床上，多器官衰竭往往伴随着免疫系统功能异常，研究人员对睡眠剥夺小鼠的血清细胞因子进行检测，结果如图。据图推测的结论是：由免疫细胞分泌的细胞因子会随着 ，细胞因子具有 的作用，并且这种作用会表现出正反馈调节，导致免疫系统 ，引发多器官衰竭。    (2)PGD2是一种主要存在于中枢神经系统的内源性促睡眠因子，研究人员对循环系统中PGD2进行检测，得到如图结果。根据图并给合前述研究，推测睡眠缺失与致死之间最有可能的联系是 。ABCC转运蛋白是将PGD2转运到循环系统的关键载体蛋白，为验证上述联系，研究人员设计的实验思路是 。    (3)研究发现DP1与DP2部是PGD2作用的受体，为了确定引起免疫反应的信号通路，进行下表4组实验。若实验结果为 ，表明可支持PGD2-DP1是免疫反应信号的通路。 组别 处理 1 睡眠剥夺小鼠 2 睡眠剥夺小鼠+DP1激动剂 3 睡眠剥夺小鼠+DP2激动剂 4 睡眠剥夺小鼠+DP1激动剂+DP2激动剂 注：DP1激动剂只与DP1结合，DP2激动剂只与DP2结合，两种激动剂与PGD2的作用效果类似 (4)根据以上信息，为了减少睡眠缺失导致的小鼠死亡，试提出一个潜在的干预思路 （答出1点即可）。 【答案】(1) 睡眠剥夺时间的增加而增加 促进免疫反应 攻击自身的组织和细胞 (2) 睡眠缺失会引发中枢神经系统PGD2的增加，从而导致血浆中的PGD2增加进而引发免疫反应异常，攻击自身细胞导致死亡 用ABCC转运蛋白抑制剂处理睡眠剥夺小鼠，检测细胞因子的含量，与未用ABCC转运蛋白抑制剂的睡眠剥夺小鼠比较（或者用敲除ABCC基因的方法也可以） (3)DP1激动剂处理组与DP1和DP2激动剂混合处理组的细胞因子含量明显增加 (4)抑制PGD2的合成、抑制PGD2转运到循环系统、抑制PGD2与DP1的结合、抑制免疫反应 【分析】细胞因子是由免疫细胞分泌的能够发挥免疫作用的物质。 【详解】（1）据图可知，随着睡眠剥夺时间的延长，血清细胞因子的分泌量逐渐增加，细胞因子具有促进免疫反应的作用，并且这种作用会表现出正反馈调节。在此过程中，引发的器官衰竭，是由于在正反馈过程中，免疫系统攻击自身的组织和细胞。 （2）据图可知，睡眠剥夺24h，血清中PGD2的含量增加，结合小问1，可推知，睡眠缺失与致死之间的关系可能是睡眠缺失会引发中枢神经系统P分泌的GD2增加，从而导致血浆中的PGD2增加，进而引发免疫反应异常，攻击自身细胞导致死亡。ABCC转运蛋白是将PGD2转运到循环系统的关键载体蛋白，为了验证上述联系，可以ABCC转运蛋白是否正常作为自变量，细胞因子的含量作为因变量，实验组可用ABCC抑制剂处理模型小鼠（睡眠剥夺小鼠），检测细胞因子的含量；对照组可用未用ABCC转运蛋白抑制剂的睡眠剥夺小鼠，检测细胞因子的含量。 （3）若PGD1-DP1是免疫反应信号的通路，则2组DP1激动剂处理组和4组DP1和DP2激动剂混合处理组的细胞因子含量明显增加，而1组睡眠剥夺小鼠和3组DP2激动剂处理组的细胞因子含量无明显变化。 （4）结合1、2、3问可知，睡眠剥夺和死亡的关系为，睡眠缺失会引发中枢神经系统PGD2的增加，从而导致血浆中的PGD2增加进而引发免疫反应异常，攻击自身细胞导致死亡，PGD2的作用，需要与DP1结合，所以为了减少睡眠缺失导致的小鼠死亡，可以从以下方面入手，进行干预：①抑制PGD2的合成；②抑制PGD2转运到循环系统；③抑制PGD2与DP1的结合；④抑制免疫反应。 19．地中海贫血（简称“地贫”）是血红蛋白合成障碍导致的遗传病，主要分为α-地贫和β-地贫两大类。血红蛋白由2条α肽链和2条β或γ肽链组成，β和γ肽链基因（分别用B、D表示）都位于11号染色体。成人的血红蛋白（HbA）包含两条α链和两条β链，胎儿的血红蛋白（HbF）则包含两条α链和两条γ链。正常人出生后D基因关闭表达而B基因开始表达，红细胞中的珠蛋白表达从γ珠蛋白转变为β珠蛋白，促使胎儿血红蛋白逐渐被成人血红蛋白取代，DNA甲基转移酶（DNMT）在此过程发挥关键作用。请回答下列问题： (1)β地贫是由于B基因突变致使a/β肽链比例失衡引起的，这体现了基因对性状的控制方式是 。由图1可知，正常人出生后D基因关闭表达的原因是 。 (2)由图3可知，甲的DNMT基因发生了碱基对的 。结合图示分析，甲的症状明显较轻的具体原因是 。 (3)研究表明，BCL11A是伴随胎儿到成人血红蛋白生成转变的重要调节器。为探究其调节机制，科学家设计了相关实验，实验结果如图4所示，根据实验结果可推测BCL11A的作用是 ，请结合上述信息提出缓解β珠蛋白基因疾病的新策略 （答出一点即可）。 【答案】(1) 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状 DNMT基因表达出DNMT，DNMT 催化 D基因的启动子甲基化导致D基因无法转录而关闭表达 (2) 替换 甲的 DNMT基因突变，导致 DNMT结构异常无法催化D基因的启动子甲基化，D基因表达出γ肽链，γ肽链和α肽链结合形成正常的血红蛋白 (3) 抑制γ基因的表达 研发可激活γ珠蛋白的药物、敲除BCL11A基因或降低BCL11A基因的表达、导入正常的β珠蛋白基因等 【分析】1、基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换。基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期。基因突变的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。 2、基因控制生物形状的途径：（1）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，如白化病等；（2）基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如镰状细胞贫血等。 【详解】（1）分析题意，B基因突变致使 α/β肽链比例失衡引起，体现了基因控制蛋白质的结构直接控制生物性状；分析图1，DNMT基因表达处DNMT，催化胎儿D基因的启动子发生甲基化过程，导致启动子甲基化，从而阻止D基因表达，所以出生后D基因关闭表达。 （2）由图3可知，普通患者和甲的区别是在878位氨基酸由丝氨酸变为苯丙氨酸，所以发生了碱基对的替换；结合图2可知，甲个体DNMT基因发生突变后，导致 DNMT结构异常无法催化D基因的启动子甲基化，D基因表达量增加，可以表达处γ肽链，而α肽链可以和γ肽链结合形成正常的血红蛋白，因此甲的症状明显较轻。 （3）分析图3可知，BCL11A基因突变细胞中γ基因的相对表达量高于正常细胞，说明BCL11A的作用是抑制γ基因的表达；可通过研发可激活γ珠蛋白的药物、敲除BCL11A基因或降低BCL11A基因的表达、导入正常的β珠蛋白基因等方法缓解β珠蛋白基因疾病。 20．乳糖操纵子是大肠杆菌中一个经典的基因表达调控系统，该系统在生物工程和分子生物学中有广泛应用。如图表示乳糖操纵子调控结构基因表达的过程，回答下列问题： (1)大肠杆菌会优先利用葡萄糖，同时添加葡萄糖和乳糖的培养基培养大肠杆菌，早期大肠杆菌主要是利用 （填“①”或“②”）途径调控结构基因。当培养基中的葡萄糖消耗完，大肠杆菌开始利用乳糖进行自身代谢，此时乳糖作为 为大肠杆菌提供营养，阻遏蛋白主要与 结合，从而调控结构基因表达。 (2)研究人员对传统乳糖操纵子的阻遏蛋白进行分子内的光控化改造，利用蓝光可以改变阻遏蛋白的结构，如图1。用蓝光照射时，GFP基因的表达情况是 。根据该原理，研究人员构建了如图2基因表达载体，除未标出终止子外，该表达载体缺少的结构是 。 (3)为验证阻遏蛋白光控化改造后的调控效果，研究人员用野生型大肠杆菌、IPTG（诱导物）、光控化改造后的大肠杆菌进行验证实验，请完成以下表格中4组实验的设置情况，表格里填“－”和“+”分别表示不处理和处理。 处理 组别 1 2 3 4 野生型大肠杆菌 光控化改造后的大肠杆菌 IPTG 蓝光 (4)为验证阻遏蛋白光控化改造后的空间控制效果，将光控化改造后的大肠杆菌涂布在培养基上，蓝光环境下用三角形遮光板遮挡培养基（如图），适宜温度下培养一段时间后，描述紫外灯下培养基的实验现象 。若用成功转化后的大肠杆菌构建其他形状的荧光图案，需要进行的调控是 。 培养基遮光示意图（黑色区域为退光区） 【答案】 (1) ① 碳源 诱导物（乳糖、别乳糖） (2) GFP基因不表达 光控化改造后的调节基因（表达光控化改造后的阻遏蛋白的基因） (3) 处理 组别 1 2 3 4 野生型大肠杆菌 光控化改造后的大肠杆菌 IPTG － + － － 蓝光 － － + － (4) 显示三角形的荧光区域 用相应图案的遮光板遮盖培养基并用蓝光照射 【分析】转录过程中，需要以DNA的一条链为模板合成mRNA；翻译过程中，需要以mRNA为模板，tRNA运送氨基酸，从而合成多肽链，多肽链经盘曲折叠变成具有一定空间结构的蛋白质。 【详解】（1）根据图示，①途径中调节基因表达的阻遏蛋白阻断了乳糖代谢相关基因的表达。大肠杆菌会优先利用葡萄糖，在同时添加葡萄糖和乳糖的培养基中，早期由于有葡萄糖存在，大肠杆菌主要利用①途径调控结构基因，从而抑制结构基因的表达，优先利用葡萄糖。而利用乳糖需要阻遏蛋白失活等一系列过程（即②途径），在葡萄糖存在时会受到一定抑制。所以早期主要是利用①途径调控结构基因。 当葡萄糖消耗完后，乳糖作为碳源为大肠杆菌提供营养。 阻遏蛋白主要与操纵序列（O序列）结合，当阻遏蛋白结合在O序列上时，会阻碍RNA聚合酶与启动子（P序列）结合，从而抑制结构基因的转录。当有乳糖存在时，乳糖的代谢产物别乳糖作为诱导物与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白构象改变，从O序列上解离下来，结构基因得以表达。 （2）由图1可知，用蓝光照射时，表达受阻，使GFP基因不表达，一个完整的基因表达载体应包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等。图中除未标出终止子外，还缺少光控化改造后的调节基因（表达光控化改造后的阻遏蛋白的基因）。 （3）对于野生型大肠杆菌，只有在有IPTG诱导时才会大量表达相关基因（因为野生型乳糖操纵子需要IPTG等诱导物解除阻遏蛋白对结构基因的抑制），所以在野生型大肠杆菌对应的IPTG列填“+”，蓝光列填“ - ”。 对于光控化改造后的大肠杆菌，在有蓝光照射时，阻遏蛋白构象改变，结构基因可表达，所以蓝光列填“+”；IPTG对其不是必需的，这里可以不处理，即IPTG列填“ - ”。整理如下：用蓝光照射光控化改造后的大肠杆菌，在蓝光环境下用三角形遮光板遮挡培养基，那么被遮光的部分（三角形内部）没有蓝光照射，阻遏蛋白正常结合操纵序列，结构基因不表达；未被遮光的部分有蓝光照射，阻遏蛋白构象改变，结构基因表达产生荧光蛋白。所以在紫外灯下培养基上会出现三角形亮斑（未遮光处有荧光），周围无荧光的实验现象。 若用成功转化后的大肠杆菌构建其他形状的荧光图案，需要进行的调控是根据所需图案设计相应的遮光装置，通过控制蓝光的照射区域来实现对不同部位大肠杆菌基因表达的调控，从而使大肠杆菌在不同区域按预期表达荧光蛋白形成特定形状。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$