精品解析：上海市虹口高级中学2024—2025学年高三下学期第一次月考生物试题

2024学年第二学期高三第一次月考考试 生物试卷 考生注意： 1.本考试设试卷和答题纸两部分，试卷包括试题与答题要求，所有答题必须涂(选择题)或写(非选择题)在答题纸上，做在试卷上一律不得分。 2.答卷前，务必用钢笔或圆珠笔在答题纸正面清楚填写班级、姓名、准考证号。 3.考试时间：60分钟。 沙漠湖泊(20分) 1. 沙漠生态系统是生物多样性较低生态系统之一。在迎来强降雨后，沙漠中会出现大大小小数量很多的湖泊，形成“千湖沙漠”的奇观。红碱淖是我国最大的沙漠湖泊，图1是红碱淖中部分生物的关系图。 （1）据图1分析，下列生物属于生态系统中生产者的是__________；能量流动的终点是__________；营养级最高的生物是____________。(编号选填) ①滤食性鱼类 ②草食性鱼类 ③浮游动物 ④浮游藻类 ⑤沉水植物 （2）根据所学知识和题目信息分析，下列哪些因素会影响沙漠湖泊的形成________。(编号选填) ①降水 ②蒸发 ③径流 ④光合作用 ⑤呼吸作用 藻类大量繁殖导致湖水浑浊，水质变差。为研究放养滤食性鱼类对水质的影响，研究人员调查大型浮游动物(桡足类)和小型浮游动物(轮虫)的相对数量，结果如图2。 （3）结合图1和图2，桡足类和轮虫之间的关系是 A 竞争 B. 寄生 C. 共生 D. 捕食 （4）根据调查结果推测在湖泊中放养滤食性鱼类对水质的影响，并说明理由_______________。 2024年春、夏和秋3个季节对红碱淖进行生态调查与分析评价(以浮游动物为指示生物)。 图3表示红碱淖不同浮游动物的物种数目变化结果。 （5）下列关于红碱淖湖泊浮游动物的相关叙述不正确的有 。 A. 红碱淖湖泊中的生物群落是由湖泊中的全部浮游动物构成的 B. 通过统计湖泊中的全部物种的数量可以了解湖泊中的物种丰富度 C. 若浮游动物的数量大量减少，浮游植物会呈J型增长 D. 由春节到夏季，红碱淖生态系统抵抗力稳定性增高 （6）浮游动物的物种类数呈现图3，调查显示轮虫的平均密度和生物量春季<夏季，其他浮游动物均呈现出夏季>春季，对红碱淖中浮游动物从春季到夏季变化解释合理的是__________。(编号选填) ①轮虫能够对其他浮游动物产生排斥 ②过高的水温对浮游动物生长繁殖产生副作用 ③20℃以上的水温更适合轮虫的生长繁殖 ④水温与浮游动物的生物量呈正相关 ⑤夏季游客增加对浮游动物群落产生影响 人类间充质干细胞(20分) 2. 人类间充质干细胞(hMSC)是机体内部分组织细胞再生的重要来源。新生儿脐带中的hMSC 具有更新快、抗炎、病菌少、易迁移等优点，经移植后可用于受损器官的修复。如图表示hMSC 自我更新和形成不同细胞的过程。 （1）结合已有知识，导致b过程能形成不同类型细胞的外界因素可能是 。 A. 培养温度不同 B. 培养的 pH值不同 C. 培养液中的营养物质比例不同 D. 培养液中的信号分子不同 （2）含有ATP 合成酶基因的细胞是________，能够产生ATP 合成酶的细胞是________。(编号选填) ①间充质干细胞 ②成骨细胞 ③成软骨细胞 ④脂肪细胞 （3）比较过程a和b，细胞内都会发生的行为有 A. DNA复制 B. RNA 合成 C. 染色质变成染色体 D. 物质跨膜运输 科研人员发现，hMSC中CUL2蛋白与衰老现象有关。已知蛋白质T2可通过调节细胞周期相关蛋白P21的含量影响细胞衰老，过程如图所示 （4）据图分析，下列蛋白中能促进细胞衰老的是__________(编号选填)。 ①CUL2 ②T2 ③P21 （5） hMSC中CUL2的作用机制是_____________ (编号选填并排序)。 ①T2 蛋白形成聚合物 ②降解为蛋白碎片 ③抑制细胞的分裂 ④促进细胞的分裂 ⑤提高 P21基因的表达量 ⑥降低 P21基因的表达量 ⑦CUL2与T2蛋白复合物结合 ⑧T2 蛋白脱离蛋白复合物 糖尿病肾病(DKD)是糖尿病导致的肾脏病变。研究人员对正常大鼠和DKD大鼠进行6周培养，测得生理指标如表。hMSC产生的“小细胞外囊泡” (EVs)内含多种活性物质。给 DKD大鼠注射EVs，24周后测定大鼠肾脏组织的抗凋亡蛋白 Bcl-2 和促凋亡蛋白 Bax的相对表达量如图甲和图乙。 组别 空腹血糖(mmol/L) 尿蛋白(mg/24h) 对照组 9.32 9.44 DKD组 30.32 41.41 （6）综合上述信息，糖尿病引发肾脏病变可能的原因有 A. 高血糖加快糖转化为蛋白质，加重肾脏负担 B. 高血糖使抗凋亡蛋白 Bcl-2的表达量升高 C. 高血糖使促凋亡蛋白 Bax 的表达量升高 （7）综合上述信息，能否得出“EVs对DKD大鼠肾脏损伤具有一定的修复作用”。如果能，请结合表图数据进行证明；如果不能，请说明理由。_________________________________。 杜氏肌营养不良症(18分) 3. 杜氏肌营养不良症(DMD)是单基因遗传病。此病会造成患者全身肌肉退化，一般在3~5岁时开始发病，20~30岁因呼吸衰竭而死亡。研究人员对某DMD家系开展相关研究。图1是该家族系谱图。图2表示DMD相关基因的电泳结果，M表示已知分子量的DNA片段。 （1）结合图1和图2，分析DMD 最可能的遗传方式是 A. 常染色体显性遗传 B. 常染色体隐性遗传 C. 伴X 显性遗传 D. 伴X 隐性遗传 （2）DMD的相关基因用H/h表示，则患儿的基因型是_________。患儿致病基因的传递路径，最合理的是_________。 A外祖母→母亲→患儿 B.外祖母→父亲→患儿 C.外祖父→母亲→患儿 D.外祖父→父亲→患儿 为研究DMD致病基因的产生方式，研究人员开展相关研究。如图是DMD 相关基因的构成，其中a-g表示基因片段，F和R可构成一对扩增引物。表是用不同对引物对相关区域PCR 以后的泳结果。 PCR产物大小/bp 组合 野生(正常) 突变 F1+R1 1600 1990 F2+R2 1287 1677 ① 533 923 F4+R2 无 668 （3）表中①处选取引物组合应为_________(编号选填) ①F1 ②F2 ③F3 ④F4 ⑤R2 ⑥R1 （4）分析表2可知，DMD 患者中致病基因的产生属于 A. 基因突变 B. 基因重组 C. 染色体结构变异 D. 染色体数量变异 （5）结合图和表分析，相较于正常基因，DMD 致病基因的错误片段为______(填图中的字母)。 （6）为预防DMD 患者出生，该患儿的姐姐在怀孕时可实施的措施包括_____(编号选填) ①性别鉴定 ②染色体检查 ③基因测序 （7）目前对于已出生的DMD 患儿，仍没有有效的治疗手段。请从生物工程的角度出发，为患儿的姐姐拟定一个方案，使其能有一个健康的孩子。__________。 玉米的生长与种植 (22分) 4. 玉米叶片结构特殊，其叶肉细胞中的叶绿体有基粒，而维管束鞘细胞中的叶绿体则不含基粒。图1是玉米的不同细胞进行光合作用的部分机制图。研究发现叶肉细胞中的 PEP羧化酶比维管束鞘细胞中的 Rubisco 酶对CO₂有更强的亲和力。 （1）据图1判断，玉米在进行光合作用时，光能的吸收和转化在________进行，无机物变成有机物在________进行。(编号选填) ①玉米叶肉细胞 ②玉米维管束鞘细胞 （2）玉米叶肉细胞与维管束鞘细胞中固定CO₂的受体依次为______，_____(编号选填)。 ①磷酸烯醇式丙酮酸②草酰乙酸③苹果酸④C₃⑤C5⑥丙酮酸⑦(CH₂O) （3）综合上述信息并结合已有知识，请说明玉米叶肉细胞中存在 PEP羧化酶的意义________。 光敏色素是一类能接受光信号的分子，主要吸收红光和远红光，具有非活化态(Pr)和活化态(Pfr)两种形式。农田中玉米和大豆间作时，高位作物(玉米)对低位作物 (大豆)具有遮阴作用。遮阴作用严重时会引发“荫蔽胁迫”，诱导低位植物体内的光敏色素及多种激素共同响应“荫蔽胁迫”，响应机制如图2。 注：“+”表示促进，“−”表示抑制 （4）发生荫蔽胁迫时，低位植物体内的光敏色素主要以________(Pr/Pfr)形式存在。 （5）据图2分析可知，能够促进下胚轴、茎秆等伸长的条件有________(编号选填)。 ①红光②远红光③乙烯④赤霉素⑤生长素⑥油菜素内酯 （6）响应机制会促进低位植物茎秆伸长，这对低位植物的产量有何影响，并分析原因。___________。 （7）请用箭头表示荫蔽胁迫下调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系：_________ 。 组织特异性启动子(20分) 5. 研究人员发现，有一种称作XRCC2的启动子 (负责RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA 序列)在正常细胞中表达水平很低，而在癌细胞却高表达。利用该特性，研究人员结合DTA基因(白喉毒素A 基因，其表达产物能够杀死细胞)开展实验，过程如图1。图2为XRCC2启动子 (2000个碱基对)的序列。表为部分限制酶的识别序列和酶切位点。 NheI 5'-GCTAGC-3' KpnI 5'-GGTACC-3' AgeI 5'-ACCGGT-3' EcoRI 5'-GAATTC-3' XbaI 5'-TCTAGA-3' HindIII 5'-AAGCTT-3' 5'-GAGCATTAAAACTGAAGTGA…… .. GACTGGCCGTAGAGTCTGCGCAG-3' 图2 XRCC2 启动子编码链 （1）据图1分析，过程③XRCC2-DTA 的构建需要的工具有___________(编号选填)。 ①NheI ②AgeI ③KpnI ④EcoRI ⑤XbaI ⑥HindIII ⑦DNA 连接酶 ⑧DNA 聚合酶 （2）综合上述信息，为大量获得XRCC2启动子，应设计的引物是 。 A. 5'-GCATTAAAACTGAAGTGAAGTGA-3' B. 5'-GCTAGCGAGCATTAAAACTGAAGT-3' C. 5'-GGTACCCTGCGCAGACTCTACGGCC-3' D. 5'-ACCGGTCTGCGCAGACTCTACGGCC-3' （3）科研人员设置55-65℃间的不同退火温度进行PCR，并将产物进行凝胶电泳，结果如图3。综合题干信息和图3，应选取________℃下的PCR 产物进行胶回收XRCC2启动子。 （4）成功导入重组质粒的大肠杆菌应具备的特性是 。 A. 仅具备卡那霉素抗性 B. 仅具备四环素抗性 C. 同时具备卡那霉素和四环素抗性 D. 均不具备卡那霉素和四环素抗性 （5）结合已有知识，关于图1中培养基I、II、III的叙述正确的是 。 A. 3个培养基均需要经过灭菌处理 B. 培养基Ⅰ和Ⅲ需要加入一定量的抗生素 C. 培养基Ⅰ和Ⅲ的配方是一样的 D. 培养基Ⅱ的作用是实现大肠杆菌的扩增 （6）据图1分析，应选取培养基Ⅱ中的 加入培养基Ⅲ中。 A 白喉毒素A B. XRCC2启动子 C. 大肠杆菌 D. 重组质粒 实验者通过电转化法分别将0、0.05ug、0. lug的培养基Ⅱ产物导入不同肿瘤细胞中，结果如下图。 （7）本实验的对照组处理条件是_____________。 （8）图中实验结果能否说明相较于正常细胞，XRCC2启动子能特异性杀伤肿瘤细胞，并说明理由。_____________________________________。 （9）为了进一步探究基于XRCC2启动子的抗癌作用，科研人员还需在小鼠水平上开展进一步实验。该实验的流程是__________________。(编号选填并排序) ①将一定量的含有pCMV-XRCC2DTA的病毒注射进裸鼠成瘤部位 ②选取生长状况一致的雌性裸鼠若干只，随机分成2组，培养至4周大小 ③选取生长状况一致的雌雄裸鼠若干只，随机分成2组，培养至4周大小 ④培养并收集一定数目的宫颈癌(Hela)细胞，皮下注射裸鼠，饲养若干天 ⑤将pCMV-XRCC2 DTA 及与病毒包装载体一起导入3T3细胞72h后收集病毒 ⑥饲养裸鼠，每隔24h测量肿瘤的大小并统计小鼠存活率 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024学年第二学期高三第一次月考考试 生物试卷 考生注意： 1.本考试设试卷和答题纸两部分，试卷包括试题与答题要求，所有答题必须涂(选择题)或写(非选择题)在答题纸上，做在试卷上一律不得分。 2.答卷前，务必用钢笔或圆珠笔在答题纸正面清楚填写班级、姓名、准考证号。 3.考试时间：60分钟。 沙漠湖泊(20分) 1. 沙漠生态系统是生物多样性较低的生态系统之一。在迎来强降雨后，沙漠中会出现大大小小数量很多的湖泊，形成“千湖沙漠”的奇观。红碱淖是我国最大的沙漠湖泊，图1是红碱淖中部分生物的关系图。 （1）据图1分析，下列生物属于生态系统中生产者的是__________；能量流动的终点是__________；营养级最高的生物是____________。(编号选填) ①滤食性鱼类 ②草食性鱼类 ③浮游动物 ④浮游藻类 ⑤沉水植物 （2）根据所学知识和题目信息分析，下列哪些因素会影响沙漠湖泊的形成________。(编号选填) ①降水 ②蒸发 ③径流 ④光合作用 ⑤呼吸作用 藻类大量繁殖导致湖水浑浊，水质变差。为研究放养滤食性鱼类对水质的影响，研究人员调查大型浮游动物(桡足类)和小型浮游动物(轮虫)的相对数量，结果如图2。 （3）结合图1和图2，桡足类和轮虫之间的关系是 A. 竞争 B. 寄生 C. 共生 D. 捕食 （4）根据调查结果推测在湖泊中放养滤食性鱼类对水质的影响，并说明理由_______________。 2024年春、夏和秋3个季节对红碱淖进行生态调查与分析评价(以浮游动物为指示生物)。 图3表示红碱淖不同浮游动物的物种数目变化结果。 （5）下列关于红碱淖湖泊浮游动物相关叙述不正确的有 。 A. 红碱淖湖泊中的生物群落是由湖泊中的全部浮游动物构成的 B. 通过统计湖泊中的全部物种的数量可以了解湖泊中的物种丰富度 C. 若浮游动物的数量大量减少，浮游植物会呈J型增长 D. 由春节到夏季，红碱淖生态系统抵抗力稳定性增高 （6）浮游动物的物种类数呈现图3，调查显示轮虫的平均密度和生物量春季<夏季，其他浮游动物均呈现出夏季>春季，对红碱淖中浮游动物从春季到夏季变化解释合理的是__________。(编号选填) ①轮虫能够对其他浮游动物产生排斥 ②过高的水温对浮游动物生长繁殖产生副作用 ③20℃以上的水温更适合轮虫的生长繁殖 ④水温与浮游动物的生物量呈正相关 ⑤夏季游客增加对浮游动物群落产生影响 【答案】（1） ①. ④⑤ ②. ①② ③. ① （2）①②③ （3）A （4）可以净化水质。滤食性鱼类以浮游藻类为食物，放养滤食性鱼类，可以有效控制藻类的大量繁殖 （5）ABC （6）③④ 【解析】 【分析】1、生态系统的结构包括生态系统的成分和食物链、食物网两部分。生态系统的成分包括非生物的物质和能量，生产者，消费者和分解者。食物链和食物网是生态系统的营养结构； 2、种间关系包括：种间竞争、捕食、寄生、互利共生等。 【小问1详解】 依据图1所示，属于生产者的是大型浮游藻类、小型浮游藻类和大型沉水植物，即④⑤；能量流动的终点是食物链的终点，即①滤食性鱼类、②草食性鱼类；据图所示，营养级最高的生物是滤食性鱼类，处于第三营养级。 【小问2详解】 千湖沙漠的形成主要与降水、蒸发和地表的径流有关，①②③正确，④⑤错误。 故选①②③。 【小问3详解】 由图2可知，桡足类生物的数量出现波动，而轮虫数量在逐渐减少，桡足类和轮虫的种间关系为竞争，A正确，BCD错误。 故选A。 【小问4详解】 依据题干信息可知，藻类大量繁殖导致湖水浑浊，水质变差，而依据图1可知，滤食性鱼类以浮游藻类喂食物，所以在湖泊中放养滤食性鱼类，可以有效地抑制藻类的大量繁殖，起到净化水质的作用。 【小问5详解】 A、在相同时间内聚集在一定地域中各种生物种群的集合，叫做生物群落，红碱淖湖泊中的生物群落是由湖泊中的动物、植物和微生物所构成，A错误； B、一个群落中的物种数目，称为物种丰富度，所以通过统计湖泊中的物种的数目，可以了解湖泊中的物种丰富度，B错误； C、若浮游动物的数量大量减少，浮游植物的数量会呈现S形增长，因为一定的空间中，养分条件是有限的，C错误； D、据图可知，由春季到夏季，物种数目增加，即生物种类数增加，营养结构会变得复杂，生态系统的抵抗力稳定性会增强，D正确。 故选ABC。 【小问6详解】 依据题干信息可知，无论是轮虫，还是其他浮游动物，其平均密度和生物量均表现出春季小于夏季的情况，而夏季的温度高于春季，据此可知，红碱淖中浮游动物从春季到夏季变化的原因可能是：③20℃以上的水温更适合轮虫的生长繁殖；④水温与浮游动物的生物量呈正相关，③④正确，①②⑤错误。 故选③④。 人类间充质干细胞(20分) 2. 人类间充质干细胞(hMSC)是机体内部分组织细胞再生的重要来源。新生儿脐带中的hMSC 具有更新快、抗炎、病菌少、易迁移等优点，经移植后可用于受损器官的修复。如图表示hMSC 自我更新和形成不同细胞的过程。 （1）结合已有知识，导致b过程能形成不同类型细胞的外界因素可能是 。 A. 培养温度不同 B. 培养的 pH值不同 C. 培养液中的营养物质比例不同 D. 培养液中的信号分子不同 （2）含有ATP 合成酶基因的细胞是________，能够产生ATP 合成酶的细胞是________。(编号选填) ①间充质干细胞 ②成骨细胞 ③成软骨细胞 ④脂肪细胞 （3）比较过程a和b，细胞内都会发生的行为有 A. DNA复制 B. RNA 合成 C. 染色质变成染色体 D. 物质跨膜运输 科研人员发现，hMSC中CUL2蛋白与衰老现象有关。已知蛋白质T2可通过调节细胞周期相关蛋白P21的含量影响细胞衰老，过程如图所示 （4）据图分析，下列蛋白中能促进细胞衰老的是__________(编号选填)。 ①CUL2 ②T2 ③P21 （5） hMSC中CUL2的作用机制是_____________ (编号选填并排序)。 ①T2 蛋白形成聚合物 ②降解为蛋白碎片 ③抑制细胞的分裂 ④促进细胞的分裂 ⑤提高 P21基因的表达量 ⑥降低 P21基因的表达量 ⑦CUL2与T2蛋白复合物结合 ⑧T2 蛋白脱离蛋白复合物 糖尿病肾病(DKD)是糖尿病导致的肾脏病变。研究人员对正常大鼠和DKD大鼠进行6周培养，测得生理指标如表。hMSC产生的“小细胞外囊泡” (EVs)内含多种活性物质。给 DKD大鼠注射EVs，24周后测定大鼠肾脏组织的抗凋亡蛋白 Bcl-2 和促凋亡蛋白 Bax的相对表达量如图甲和图乙。 组别 空腹血糖(mmol/L) 尿蛋白(mg/24h) 对照组 9.32 9.44 DKD组 30.32 41.41 （6）综合上述信息，糖尿病引发肾脏病变可能的原因有 A. 高血糖加快糖转化为蛋白质，加重肾脏负担 B. 高血糖使抗凋亡蛋白 Bcl-2的表达量升高 C. 高血糖使促凋亡蛋白 Bax 的表达量升高 （7）综合上述信息，能否得出“EVs对DKD大鼠肾脏损伤具有一定的修复作用”。如果能，请结合表图数据进行证明；如果不能，请说明理由。_________________________________。 【答案】（1）ABCD （2） ①. ①②③④ ②. ①②③④ （3）BD （4）②③ （5）①⑦⑧②⑥④ （6）AC （7）可以证明，图甲和图乙表明，与DKD组相比，EVs组中抗凋亡蛋白(Bc1-2)表达量增多，促凋亡蛋白(Bax)表达量下降，从而降低了肾脏组织的细胞凋亡水平，可见EVs对DKD大鼠肾脏损伤具有一定的修复作用 【解析】 【分析】当血糖浓度升高到一定程度时，胰岛B细胞的活动增 强，胰岛素的分泌量明显增加。体内胰岛素水平的上升， 一方面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为甘油三酯等； 另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖。 这样既增加了血糖的去向，又减少了血糖的来源，使血糖 浓度恢复到正常水平。当血糖浓度降低时，胰岛A细胞的 活动增强，胰高血糖素的分泌量增加。胰高血糖素主要作 用于肝，促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液，促进非糖物 质转变成糖，使血糖浓度回升到正常水平。 【小问1详解】 题图可知，b过程属于细胞分化，培养温度不同，培养的 pH值不同，培养液中的营养物质比例不同，培养液中的信号分子不同等因素均能导致形成不同类型细胞，ABCD正确。 故选ABCD。 【小问2详解】 ①间充质干细胞，②成骨细胞，③成软骨细胞，④脂肪细胞这些均是由一个受精卵有丝分裂，然后细胞分化而形成的，这些细胞含有的基因相同，即均含有ATP 合成酶基因，而这些细胞能进行细胞呼吸，这些细胞均能合成ATP，这些细胞均能够产生ATP 合成酶。即含有ATP 合成酶基因的细胞是①②③④，能够产生ATP 合成酶的细胞是①②③④。 【小问3详解】 a过程表示有丝分裂，b过程表示细胞分化，细胞内都会发生的行为有RNA合成、物质跨膜运输，BD正确，AC错误。 故选BD。 【小问4详解】 根据题干信息，CUL2蛋白与衰老现象有关，并且蛋白质T2通过调节细胞周期相关蛋白P21的含量影响细胞衰老，结合题图可知，年轻细胞中，CUL2参与了T2的降解，年轻细胞中P21数量少，而衰老细胞中CUL2缺失，T2降解能力弱，细胞衰老中P21数量多，可见能促进细胞衰老的蛋白是T2和P21，即②③。 小问5详解】 根据题干信息，hMSC中CUL2蛋白与衰老现象有关，且T2蛋白通过调节细胞周期相关蛋白P21的含量影响细胞衰老。结合选项分析，CUL2的作用机制可能涉及以下步骤：①T2 蛋白形成聚合物➡⑦CUL2与T2蛋白复合物结合➡⑧T2 蛋白脱离蛋白复合物➡②降解为蛋白碎片➡⑥降低 P21基因的表达量➡④促进细胞的分裂，因此，hMSC中CUL2的作用机制为：①⑦⑧②⑥④。 【小问6详解】 题表可知，与对照组相比，DKD组尿蛋白含量明显升高，血糖含量明显升高；由图甲和图乙可知，与DKD组相比，EVs组中抗凋亡蛋白(Bc1-2)表达量增多，促凋亡蛋白(Bax)表达量下降，从而降低了肾脏组织的细胞凋亡水平，可见糖尿病引发肾脏病变可能的原因有高血糖加快糖转化为蛋白质，加重肾脏负担，高血糖使促凋亡蛋白 Bax 的表达量升高，高血糖使抗凋亡蛋白 Bcl-2的表达量降低，AC正确，B错误。 故选AC。 【小问7详解】 可以证明，图甲和图乙表明，与DKD组相比，EVs组中抗凋亡蛋白(Bc1-2)表达量增多，促凋亡蛋白(Bax)表达量下降，从而降低了肾脏组织的细胞凋亡水平，可见EVs对DKD大鼠肾脏损伤具有一定的修复作用。 杜氏肌营养不良症(18分) 3. 杜氏肌营养不良症(DMD)是单基因遗传病。此病会造成患者全身肌肉退化，一般在3~5岁时开始发病，20~30岁因呼吸衰竭而死亡。研究人员对某DMD家系开展相关研究。图1是该家族系谱图。图2表示DMD相关基因的电泳结果，M表示已知分子量的DNA片段。 （1）结合图1和图2，分析DMD 最可能的遗传方式是 A. 常染色体显性遗传 B. 常染色体隐性遗传 C. 伴X 显性遗传 D. 伴X 隐性遗传 （2）DMD的相关基因用H/h表示，则患儿的基因型是_________。患儿致病基因的传递路径，最合理的是_________。 A.外祖母→母亲→患儿 B.外祖母→父亲→患儿 C.外祖父→母亲→患儿 D.外祖父→父亲→患儿 为研究DMD致病基因的产生方式，研究人员开展相关研究。如图是DMD 相关基因的构成，其中a-g表示基因片段，F和R可构成一对扩增引物。表是用不同对引物对相关区域PCR 以后的泳结果。 PCR产物大小/bp 组合 野生(正常) 突变 F1+R1 1600 1990 F2+R2 1287 1677 ① 533 923 F4+R2 无 668 （3）表中①处选取的引物组合应为_________(编号选填) ①F1 ②F2 ③F3 ④F4 ⑤R2 ⑥R1 （4）分析表2可知，DMD 患者中致病基因的产生属于 A. 基因突变 B. 基因重组 C. 染色体结构变异 D. 染色体数量变异 （5）结合图和表分析，相较于正常基因，DMD 致病基因的错误片段为______(填图中的字母)。 （6）为预防DMD 患者出生，该患儿的姐姐在怀孕时可实施的措施包括_____(编号选填) ①性别鉴定 ②染色体检查 ③基因测序 （7）目前对于已出生的DMD 患儿，仍没有有效的治疗手段。请从生物工程的角度出发，为患儿的姐姐拟定一个方案，使其能有一个健康的孩子。__________。 【答案】（1）D （2） ①. XhY ②. A （3）③⑤ （4）A （5）e （6）①②③ （7）对患儿姐姐进行超数排卵处理获得卵细胞，卵细胞进行基因测序从而筛选含正常基因的卵细胞，筛选出的卵细胞进行体外受精、胚胎体外培养，最后移植到患儿姐姐子宫中继续发育诞生出健康孩子 【解析】 【分析】图1分析，父母均正常所生儿子患病，说明该病为隐性遗传病。图2分析，患儿含有2000bp的条带，说明该条带为致病基因，母亲含有2000bp条带和另一条带，说明母亲为杂合子，父亲只有正常基因条带，没有致病基因条带，说明DMD 最可能的遗传方式是伴X 隐性遗传。 小问1详解】 图1分析，父母均正常所生儿子患病，说明该病为隐性遗传病。图2分析，患儿含有2000bp的条带，说明该条带为致病基因，母亲含有2000bp条带和另一条带，说明母亲为杂合子，父亲只有正常基因条带，没有致病基因条带，若该病为常染色体隐性遗传病，则父母亲均含有正常基因和致病基因，因此DMD 最可能的遗传方式是伴X 隐性遗传，D正确。 故选D。 【小问2详解】 已知该病为伴X隐性遗传，DMD的相关基因用H/h表示，患儿为男性，其基因型是XhY。 父母亲都表型正常，其致病基因来自母亲，图1中外祖父和外祖母都正常，那么该致病基因只能来自于外祖母，因此患儿致病基因的传递路径为外祖母→母亲→患儿，A正确。 故选A。 【小问3详解】 图示DNA中相关基因的长度是已知的，F和R可构成一对扩增引物，野生（正常）、突变PCR扩增产物大小由上到下均逐渐减小，由此判断表中①处选取的引物组合应为③和⑤。 故选③⑤。 【小问4详解】 根据利用不同引物进行PCR扩增，实验结果是野生型和突变型扩增出的产物大小不同，利用F4和R2无法扩增野生个体的DNA片段，但可以扩增突变DNA片段，而引物是和扩增DNA片段复制起始端互补配对的单链DNA，说明正常基因和DMD 致病基因碱基对的排列顺序存在差异，即DMD 患者中致病基因的产生属于基因突变，A正确。 故选A。 【小问5详解】 结合图表可知，利用F3和R2可以扩增野生和突变个体的DNA，而利用F4和R2无法扩增野生型DNA但能扩增突变型DNA，说明F4引物无法和图中野生型DNA对应的e片段互补配对，但能和图中突变型DNA对应的e片段互补配对，因此结合图和表分析，相较于正常基因，DMD 致病基因的错误片段为e片段。 【小问6详解】 假定相关基因用H、h表示，该病为伴X染色体隐性异常，患儿父母基因型分别是XHY、XHXh，患儿姐姐的基因型是XHXH或XHXh，杜氏肌营养不良症(DMD)一般在3~5岁时开始发病，20~30岁因呼吸衰竭而死亡，患儿姐姐的丈夫基因型为XHY，若生女儿，女儿一定正常，儿子可能会患病，该患儿的姐姐在怀孕时可通过染色体检测判断胎儿的性别，若为女儿则正常生育，若为儿子，则需要进一步确定染色体上的基因，因此需要基因测序，综上所述，为预防DMD 患者出生，该患儿的姐姐在怀孕时可实施的措施包括①②③。 【小问7详解】 由于患儿姐姐的基因型是XHXH或XHXh，可以通过超数排卵获得更多数量的卵细胞，然后对卵细胞进行基因检测，正常基因的卵细胞在体外进行受精，获得的受精卵通过胚胎体外培养获得早期胚胎，然后再移植到患儿姐姐的子宫中发育，从而诞生出健康的孩子。 玉米的生长与种植 (22分) 4. 玉米叶片结构特殊，其叶肉细胞中的叶绿体有基粒，而维管束鞘细胞中的叶绿体则不含基粒。图1是玉米的不同细胞进行光合作用的部分机制图。研究发现叶肉细胞中的 PEP羧化酶比维管束鞘细胞中的 Rubisco 酶对CO₂有更强的亲和力。 （1）据图1判断，玉米在进行光合作用时，光能的吸收和转化在________进行，无机物变成有机物在________进行。(编号选填) ①玉米叶肉细胞 ②玉米维管束鞘细胞 （2）玉米叶肉细胞与维管束鞘细胞中固定CO₂的受体依次为______，_____(编号选填)。 ①磷酸烯醇式丙酮酸②草酰乙酸③苹果酸④C₃⑤C5⑥丙酮酸⑦(CH₂O) （3）综合上述信息并结合已有知识，请说明玉米叶肉细胞中存在 PEP羧化酶的意义________。 光敏色素是一类能接受光信号的分子，主要吸收红光和远红光，具有非活化态(Pr)和活化态(Pfr)两种形式。农田中玉米和大豆间作时，高位作物(玉米)对低位作物 (大豆)具有遮阴作用。遮阴作用严重时会引发“荫蔽胁迫”，诱导低位植物体内的光敏色素及多种激素共同响应“荫蔽胁迫”，响应机制如图2。 注：“+”表示促进，“−”表示抑制 （4）发生荫蔽胁迫时，低位植物体内的光敏色素主要以________(Pr/Pfr)形式存在。 （5）据图2分析可知，能够促进下胚轴、茎秆等伸长的条件有________(编号选填)。 ①红光②远红光③乙烯④赤霉素⑤生长素⑥油菜素内酯 （6）响应机制会促进低位植物茎秆伸长，这对低位植物的产量有何影响，并分析原因。___________。 （7）请用箭头表示荫蔽胁迫下调节植物生长发育的环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系：_________ 。 【答案】（1） ①. ① ②. ①② （2） ①. ① ②. ⑤ （3）提高CO₂固定效率，减少光呼吸，适应低CO₂环境 （4）Pr （5）③④⑤⑥ （6）受荫蔽胁迫的大豆下胚轴及茎秆等伸长，消耗了更多的光合作用产物，进而使光合产物向种子内的转移减少，因此玉米一大豆间作时，受荫蔽胁迫的大豆产量明显降低 （7） 【解析】 【分析】1、激素调节只是植物生命活动调节的一部分。 2、在植物个体生长发育和适应环境的过程中，各种植物激素不是孤立地起作用，而是相互协调共同节，植物激素的合成受基因的控制，也对基因的程序性表达具有调节作用。 【小问1详解】 玉米的叶肉细胞有基粒，而维管束鞘细胞没有。根据已有的知识，光反应发生在叶绿体的类囊体膜上，而类囊体膜存在于基粒中。因此，光能的吸收和转化应该在叶肉细胞中进行，即选项①。无机物转化为有机物是暗反应的过程，发生在叶绿体基质中，而维管束鞘细胞含有叶绿体基质，所以答案应该①② 【小问2详解】 CO₂固定的受体：根据图1，玉米的C4途径中，叶肉细胞使用磷酸烯醇式丙酮酸固定CO₂到②草酰乙酸。而维管束鞘细胞则使用C5将CO₂固定为C₃。因此，叶肉细胞固定CO₂的受体是①磷酸烯醇式丙酮酸，维管束鞘细胞固定CO₂的受体是⑤C5。 【小问3详解】 PEP羧化酶对CO₂的亲和力强，即使在低浓度CO₂下也能高效固定，这对于C4植物在高温、高光强或气孔关闭时维持光合作用效率至关重要。因此，意义在于提高CO₂固定效率，减少光呼吸，适应低CO₂环境。 【小问4详解】 据图可知，荫蔽胁迫下，活化态(Pf)转化为非活化态(Pr)增加，因此低位植物体内的光敏色素主要以非活化态(Pr)形式存在 【小问5详解】 据图可知，赤霉素和乙烯促进PIFs的生成，进而促进生长素的生成，生长素促进下胚轴和茎秆伸长，油菜素内酯促进BZR1基因的表达，进而促进下胚轴和茎秆伸长即四种激素均能促进植物幼苗下胚轴伸长，表现为协同作用，所以③乙烯④赤霉素⑤生长素⑥油菜素内酯都可以促进下胚轴、茎秆等伸长。 【小问6详解】 受荫蔽胁迫的大豆下胚轴及茎秆等伸长，消耗了更多的光合作用产物，进而使光合产物向种子内的转移减少，因此玉米一大豆间作时，受荫蔽胁迫的大豆产量明显降低。 【小问7详解】 植物生长发育的调控中，激素作为信息分子会影响基因的表达；激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受环境因素的影响；植物通过光敏色素响应环境变化调控基因表达及激素的产生和分布，因此环境因素、植物激素和基因表达三者之间的关系为： 组织特异性启动子(20分) 5. 研究人员发现，有一种称作XRCC2的启动子 (负责RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA 序列)在正常细胞中表达水平很低，而在癌细胞却高表达。利用该特性，研究人员结合DTA基因(白喉毒素A 基因，其表达产物能够杀死细胞)开展实验，过程如图1。图2为XRCC2启动子 (2000个碱基对)的序列。表为部分限制酶的识别序列和酶切位点。 NheI 5'-GCTAGC-3' KpnI 5'-GGTACC-3' AgeI 5'-ACCGGT-3' EcoRI 5'-GAATTC-3' XbaI 5'-TCTAGA-3' HindIII 5'-AAGCTT-3' 5'-GAGCATTAAAACTGAAGTGA…… .. GACTGGCCGTAGAGTCTGCGCAG-3' 图2 XRCC2 启动子编码链 （1）据图1分析，过程③XRCC2-DTA 的构建需要的工具有___________(编号选填)。 ①NheI ②AgeI ③KpnI ④EcoRI ⑤XbaI ⑥HindIII ⑦DNA 连接酶 ⑧DNA 聚合酶 （2）综合上述信息，为大量获得XRCC2启动子，应设计的引物是 。 A. 5'-GCATTAAAACTGAAGTGAAGTGA-3' B. 5'-GCTAGCGAGCATTAAAACTGAAGT-3' C. 5'-GGTACCCTGCGCAGACTCTACGGCC-3' D. 5'-ACCGGTCTGCGCAGACTCTACGGCC-3' （3）科研人员设置55-65℃间的不同退火温度进行PCR，并将产物进行凝胶电泳，结果如图3。综合题干信息和图3，应选取________℃下的PCR 产物进行胶回收XRCC2启动子。 （4）成功导入重组质粒的大肠杆菌应具备的特性是 。 A. 仅具备卡那霉素抗性 B. 仅具备四环素抗性 C. 同时具备卡那霉素和四环素抗性 D. 均不具备卡那霉素和四环素抗性 （5）结合已有知识，关于图1中培养基I、II、III的叙述正确的是 。 A. 3个培养基均需要经过灭菌处理 B. 培养基Ⅰ和Ⅲ需要加入一定量的抗生素 C. 培养基Ⅰ和Ⅲ的配方是一样的 D. 培养基Ⅱ的作用是实现大肠杆菌的扩增 （6）据图1分析，应选取培养基Ⅱ中的 加入培养基Ⅲ中。 A. 白喉毒素A B. XRCC2启动子 C. 大肠杆菌 D. 重组质粒 实验者通过电转化法分别将0、0.05ug、0. lug的培养基Ⅱ产物导入不同肿瘤细胞中，结果如下图。 （7）本实验的对照组处理条件是_____________。 （8）图中实验结果能否说明相较于正常细胞，XRCC2启动子能特异性杀伤肿瘤细胞，并说明理由。_____________________________________。 （9）为了进一步探究基于XRCC2启动子的抗癌作用，科研人员还需在小鼠水平上开展进一步实验。该实验的流程是__________________。(编号选填并排序) ①将一定量的含有pCMV-XRCC2DTA的病毒注射进裸鼠成瘤部位 ②选取生长状况一致的雌性裸鼠若干只，随机分成2组，培养至4周大小 ③选取生长状况一致的雌雄裸鼠若干只，随机分成2组，培养至4周大小 ④培养并收集一定数目的宫颈癌(Hela)细胞，皮下注射裸鼠，饲养若干天 ⑤将pCMV-XRCC2 DTA 及与病毒包装载体一起导入3T3细胞72h后收集病毒 ⑥饲养裸鼠，每隔24h测量肿瘤的大小并统计小鼠存活率 【答案】（1）①②⑤⑦ （2）BD （3）165 （4）B （5）ABD （6）A （7）0ug的培养基Ⅱ产物 （8）不能。因为实验只展示了XRCC2启动子在肿瘤细胞中的杀伤效果，而没有展示其在正常细胞中的效果。 （9）②④⑤①⑥ 【解析】 【分析】1、基因工程操作需要四个步骤：目的基因的筛 选与获取、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。 2、PCR反应需要在一定的缓冲液中才能进行，需提供 DNA模板，分别与两条模板链结合的2种引物，4种脱 氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶；同时通过控制温度使 DNA复制在体外反复进行。 【小问1详解】 题图可知，获取XRCC2启动子基因需要使用Nhe I和Age I进行酶切，获取DTA基因需要使用Age I和Xba I进行酶切；获取的XRCC2启动子基因和DTA基因需要使用DNA连接酶进行连接才能构成XRCC2-DTA融合基因，综上所述过程③XRCC2-DTA 的构建需要的工具有①Nhe I ，  ②Age I ，⑤Xba I，⑦DNA 连接酶。 【小问2详解】 根据题干信息可知，XRCC2 启动子的模板链序列为3'-CTCGTAATTTTGACTTCACT......CTGACCGGCATCTCAGACGCGTC-5'，引物合成均是5'端➡3'端，而XRCC2 启动子的两端为已知序列，中间为位置序列，且XRCC2 启动子左侧有Nhe I限制酶识别序列，右侧有Age I 限制酶识别序列，故与模板链碱基互补配对的引物为5'-GCTAGCGAGCATTAAAACTGAAGTGA-3'（B），与编码连碱基互补配对的引物为5'-ACCGGTCTGCGCAGACTCTACGGCC-3'（D），即BD正确，AC错误。 故选BD。 【小问3详解】 题干信息可知，XRCC2启动子 序列长度为2000个碱基对，根据电泳图可知，应选取65℃下的PCR 产物进行胶回收XRCC2启动子。 【小问4详解】 根据质粒上的限制酶种类可知，目的基因插入的位点位于卡那霉素抗性基因所在的位置，故成功导入重组质粒的大肠杆菌应具备的特性是仅具备四环素抗性，B正确，ACD错误。 故选B。 【小问5详解】 培养基均需要经过灭菌处理，动物细胞培养过程中需要无菌无毒，故培养基Ⅰ和Ⅲ需要加入一定量的抗生素，而液体培养基主要用于扩大培养，而培养基Ⅰ和Ⅲ的使用目的不同，培养存在差异，ABD正确，C错误。 故选ABD。 【小问6详解】 题干信息可知，白喉毒素A 基因，其表达产物能够杀死细胞，据图1分析，应选取培养基Ⅱ中的白喉毒素A加入培养基Ⅲ中，A正确，BCD错误。 故选A。 【小问7详解】 本实验的对照组处理条件是0ug的培养基Ⅱ产物，即无菌的培养基 Ⅱ 空白培养液。 【小问8详解】 不能。因为实验只展示了XRCC2启动子在肿瘤细胞中的杀伤效果，而没有展示其在正常细胞中的效果。为了说明XRCC2启动子能特异性杀伤肿瘤细胞，还需要进行对照实验，比较其在正常细胞和肿瘤细胞中的表达和杀伤效果。 【小问9详解】 为了进一步探究基于XRCC2启动子抗癌作用，科研人员还需在小鼠水平上开展进一步实验。该实验的流程是：选取生长状况一致的雌性裸鼠若干只，随机分成2组，培养至4周大小（②）；培养并收集一定数目的宫颈癌（Hela）细胞，皮下注射裸鼠，饲养若干天（④）；将pCMV-XRCC2 DTA及与病毒包装载体一起导入3T3细胞72h后收集病毒（⑤）；将一定量的含有pCMV-XRCC2DTA的病毒注射进裸鼠成瘤部位（①）；饲养裸鼠，每隔24h测量肿瘤的大小并统计小鼠存活率（⑥）；实验流程的编号顺序为：②→④→⑤→①→⑥。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $