热点03 社会热点关联考点-2025年高考生物【热点·重点·难点】专练(上海专用)
2025-03-26
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内容正文:
热点03 社会热点关联考点
目录
1.热点解读:热点命题方向解读、核心考点明晰
2.关联教材:链接教材掌知识、基础打牢应万变
3.命题趋势:明考情知方向、巧预测押热点
3.创新演练:知情境、练突破(30min限时练)
热点解读
1.公共卫生议题
公共卫生议题如病毒结构与宿主免疫应答机制(例:新冠病毒变异株与疫苗研发原理),可能涉及抗原呈递、细胞免疫应答过程描述。
2.生态系统与环保相结合
转基因作物安全性辩论或生态入侵案例,可能要求考生撰写辩证性论述,结合生态金字塔、物种多样性价值进行论证。
关联教材
AI热点
教材章节
核心知识点
人体的免疫调节
选必一《稳态与调节》第四章
细胞免疫、体液免疫、免疫引发的疾病
生态系统的保护
选必二《生物与环境》第四章
生物多样性、生物的保护
命题趋势 明考情知方向
1.新冠病毒变异株与疫苗研发的免疫学机制:
病毒变异关键位点:刺突蛋白(S蛋白)影响ACE2受体结合力非结构蛋白(如RNA聚合酶)变异导致病毒复制效率改变。抗原呈递核心过程:树突细胞通过MHC-II分子呈递外源抗原(体液免疫)、感染细胞通过MHC-I分子呈递内源抗原(细胞免疫)。mRNA疫苗:保留保守区序列(如S蛋白融合肽)
应用案例:免疫逃逸与加强针原理中和抗体滴度衰减的半衰期(约3-6个月),记忆B细胞的体细胞高频突变,广谱疫苗研发中的嵌合抗原技术。
2.转基因作物安全性辨析:
以互花米草入侵为例:能量流动失衡初级生产力提高200%,但能流通道单一化底栖动物多样性指数下降。生态位替代现象,竞争排斥系数(α)达0.79,(本地种秋茄)潮间带鸟类栖息地丧失率42%。生物防治引入(如象甲)的次生入侵风险。
示例:生物多样性降低,单一化种植导致传粉昆虫种群下降
创新演练(建议用时:60分钟)
1.HT1是一种因FAH酶缺陷引起的酪氨酸代谢异常产生有毒物质引发肝损的疾病。研究团队试图基于益生大肠杆菌(EcN)设计一种能高效代谢酪氨酸的肠道工程益生菌(EcN﹣HT)用于治疗HTI模型小鼠,如图1所示。其中,酪氨酸转运蛋白TyrP的基因TyrP和酪氨酸高效代谢重要酶HpaBC的基因HpaBC均为目的基因。
(1)EcN的H1型鞭毛通过单个菌之间的相互作用在肠道上皮形成紧密的网络结构,像一层防护网,可以抑制病原菌对肠道上皮细胞的侵袭,这种防御属于机体的 。(编号选填)
①第一道防线
②第二道防线
③第三道防线
④特异性免疫
⑤非特异性免疫
(2)图1中,TyrP需要表达在EcN﹣HT的质膜上,以促进对酪氨酸的吸收。则EcN﹣HT中参与TyrP的合成到定位的结构有 。(编号选填)
①内质网
②核糖体
③质膜
④高尔基体
⑤线粒体
研究人员以质粒pUC57﹣pfnr为载体,构建pUC57﹣pfnr﹣T和pUC57﹣pfnr﹣H两种重组质粒。图2表示了质粒pUC57﹣pfnr及相关限制性内切核酸酶的识别序列和切割位点。
(3)采用“2种重组质粒分别构建→pUC57﹣pfnr﹣T导入EcN并筛选得EcN﹣T→pUC57﹣pfnr﹣H导入EeN﹣T并筛选得EcN﹣HT”的方法时,为实现高效构建和筛选,从①﹣⑩中合理选择编号填入表。
①BamHⅠ
②HindⅢ
③BglⅡ
④EcoRⅠ
⑤MboⅠ
⑥SmaⅠ
⑦卡那霉素
⑧氯霉素
⑨X﹣gal
⑩琼脂
目的基因
选择限制性内切核酸酶
构建的重组质粒
重组质粒导入情况
筛选时培养基应加物质
筛选得受体细胞
TyrP
④⑥
pUC57﹣pfnr﹣T
导入EeN
Ⅰ
EeN﹣T
HpaBC
Ⅱ
pUC57﹣pfnr﹣H
导入EeN﹣T
Ⅲ
EcN﹣HT
(4)目的基因TyrP存在于E.coliK12菌株中。根据表1方案,需在该目的基因两侧添加相应的限制性内切核酸酶识别序列后才能与质粒成功连接。图3显示了该目的基因两端的序列,PCR时设计的引物应是 。(单选)
A.5′﹣GAATTCAAGGCA﹣3′和5′﹣CCCGGGCATTGT﹣3′
B.5′﹣AAGGCACCCGGG﹣3′和5′﹣CATTGTGAATTC﹣3′
C.5′﹣AAGGCACCCGGG﹣3′和5′﹣TGTTACGAATTC﹣3′
D.5′﹣CCCGGGAAGGCA﹣3′和5′﹣GAATTCTGTTAC﹣3′
(5)下列属于分子水平检测EcN﹣HT是否构建成功的有 。(编号选填)
①PCR后利用凝胶电泳鉴定HpaBC和TyrP是否存在于EcN﹣HT工程菌中
②检测EcN﹣HT工程菌中是否存在HpaBC和TyrP转录出的mRNA
③检测EcN﹣HT工程菌中是否存在HpaBC和TyrP蛋白
④检测EcN﹣HT工程菌是否同时具有抗氨苄青霉素和氯霉素的能力
⑤检测EcN﹣HT工程菌是否有更强的代谢酪氨酸的能力
(6)经体外和HT1模型小鼠的体内检测实验,EcN﹣HT均表现出优异的酪氨酸代谢能力。若要将该菌用于临床治疗人类HT1,应考虑哪些因素?(答1方面即可)
2.新冠肺炎由新型冠状病毒感染所致。新型冠状病毒衣壳外面包裹着脂质包膜,其上排列较宽的刺突蛋白(S蛋白)。根据新冠病毒致病机制及人体免疫反应特征研制新冠疫苗,广泛接种疫苗可以快速建立免疫屏障,阻击病毒扩大。图1为新冠病毒入侵细胞后的增殖示意图,图2为人体免疫应答产生抗体的一般规律示意图。
(1)图1中,过程①③分别表示的是 、 。(编号选填)
①DNA复制
②RNA复制
③转录
④逆转录
⑤翻译
(2)灭活病毒疫苗的研发工艺主要是通过对病毒进行培养,然后用物理或化学方法将具有感染性的病毒杀死但同时保持其抗原的完整性。制备病毒灭活疫苗时,先要大量培养能够表达 的细胞。
(3)新冠病毒含有多种蛋白,S蛋白是制备新冠疫苗的重要靶标,下列关于S蛋白说法正确的是 。(多选)
A.S蛋白在宿主细胞内由游离的核糖体合成
B.S蛋白在病毒包膜外侧更容易被抗体结合
C.S蛋白被抗体结合后病毒会失去侵入细胞的能力
D.S蛋白在病毒包膜外侧能够被T淋巴细胞直接识别
(4)第一次接种疫苗后,人体内识别到S蛋白的B细胞,会发生 。(编号选填)
①细胞分裂
②细胞分化
③形成记忆细胞
④直接分泌抗体
(5)IgM和IgG是体内常见的两种抗体,据图2分析,下列说法正确的是 。(多选)
A.IgM抗体在感染的早期出现
B.IgG抗体在感染的中晚期出现
C.IgG持续发挥作用时间长于IgM
D.二次免疫时IgM和IgG分泌量均比初次免疫多
2023年诺贝尔生理学或医学奖授予科学家卡塔琳•考里科和德鲁•韦斯曼,以表彰他们在核苷碱基修饰方面的发现,这些发现促使科学家们开发出有效的mRNA疫苗来对抗COV1D﹣19(新型冠状病毒肺炎)。新冠疫苗有多种,其中灭活病毒疫苗防护力大约在70~80%,而mRNA疫苗产生的防护力会更高,可以使有效率达到95%以上。如图3是mRNA疫苗作用模式图。
(6)制备S蛋白的mRNA疫苗时,体外制备的mRNA常用脂质分子包裹后才用于接种,原因是 。(多选)
A.mRNA会在内环境中表达出抗原
B.外源mRNA分子不易进入人体细胞
C.mRNA会被B淋巴细胞识别为抗原引发免疫应答
D.人体血液和组织中广泛存在核酸酶,极易将裸露的mRNA水解
(7)据图3和已有知识,与灭活病毒疫苗相比,RNA疫苗的优点有 。(多选)
A.能引起细胞免疫
B.能一定时间内不断地表达出抗原
C.在生产上更安全
D.能产生更多的记忆细胞和抗体
3.炎症是一种正常的保护性生理防御过程,但过度的炎症反应会造成组织损伤和功能障碍。炎症反应时,炎症信号通过传入迷走神经传至神经中枢,再经传出迷走神经,引起脾神经释放去甲肾上腺素(NE)。NE激活脾脏中特殊的T细胞,使其释放乙酰胆碱(ACh)作用于巨噬细胞表面的受体α7nAChR,激活免疫细胞内的信号通路,减少炎症因子释放,发挥抗炎作用,部分作用机理如图1。
(1)巨噬细胞属于免疫细胞中的 ,其能在机体免疫的 中发挥重要作用。(编号选填)
①淋巴细胞
②吞噬细胞
③第一道防线
④第二道防线
⑤第三道防线
(2)下列物质中,属于内环境成分的有 (编号选填)。
①NE
②ACh
③α7nAChR
④NE受体
⑤炎症因子
(3)传出迷走神经释放的神经递质与脾神经上的受体结合后,使突触后膜发生 (阳离子/阴离子)内流,此时膜内电位的变化是 。
(4)在炎症反应中,炎症信号促进NE释放的过程为 ;炎症物质通过一系列过程激活免疫细胞发挥抗炎作用的过程为 。(编号选填)
①神经调节
②体液调节
③神经—体液调节
④神经—体液—免疫调节
某研究团队发现,尼古丁(Nic.)也能激活α7nAChR受体,显著影响LPS诱导的巨噬细胞中炎症因子IL﹣6和TNF﹣α的表达,如图2所示。
(5)结合图2信息,分析尼古丁(Nic.)对炎症因子IL﹣6和TNF﹣α表达的影响及其机制。
4.新冠病毒(Covid﹣19)会感染人类并引起呼吸综合征。科研人员通过对多个患者体内分离的新型冠状病毒的基因组序列研究,分析新型冠状病毒的进化来源、致病病理。图甲是新冠病毒的结构示意图,其中a是刺突蛋白S,其致病机理是S蛋白与人细胞膜上的ACE2互作的分子机制。最新的疫苗开发技术是核酸疫苗(包括DNA疫苗和RNA疫苗),其制作流程如图乙所示。请据图分析回答问题:
(1)戴口罩可预防该病毒感染,原因是能增强人体免疫的第 道防线。
(2)新冠病毒标出的四种结构中,b的组成成分是 。
(3)病毒感染后,免疫系统功能过强对肺细胞攻击引发肺炎,此时可通过适度使用 对病人进行治疗,以避免肺部严重受损。新冠肺炎重症患者体内会发生“细胞因子风暴”,即白细胞介素、干扰素等多种细胞因子会迅速产生,过度免疫应答使大量免疫细胞在肺中被激活,造成呼吸窘迫和肺衰竭。下列表述中正确的是 。
A.给重症新冠肺炎患者注射新冠病毒灭活疫苗是一种有效的治疗手段
B.多次注射新冠病毒疫苗可增强人体对新型冠状病毒的特异性免疫反应
C.人感染新冠病毒后,会出现发热,体温维持在37.8℃左右,此时机体的产热量大于散热量
D.ACE2受体、抗体、白细胞介素、干扰素均属于免疫活性物质
(4)DNA或RNA疫苗接种到人体后,其表达产物均会刺激机体产生免疫反应。据图乙和所学知识,描述两者在人体内表达过程的差异 。
如图丙为新冠病毒初次侵入人呼吸道上皮细胞后,发生的增殖过程及部分免疫反应示意图。①~④代表相关过程,APC为抗原呈递细胞,a~g代表免疫细胞,请回答下列问题。
(5)图中的免疫细胞a、b、c的共同点有 。
A.它们都来自骨髓的造血干细胞,并在骨髓中成熟
B.它们的细胞表面都有受体,可以识别相应的抗原
C.受刺激后,都可以活化、增殖并产生细胞因子
D.它们都能分泌抗体等免疫活性物质
2022年3月11日,国家卫健委印发《新冠病毒抗原检测应用方案(试行)》,增加抗原检测作为核酸检测的补充手段。抗原检测采用双抗体夹心法,其原理如图丁。结合垫处含有足量的、可移动的、与胶体金结合的抗体1,T处固定有抗体2,抗体1和抗体2与新冠病毒表面同一抗原N蛋白的不同位点发生特异性结合,呈红色。C处固定有抗体Ⅰ的抗体,与抗体1结合也呈红色。
(6)检测过程中反复进行了抗原—抗体的特异性结合,若检测结果为阳性,则过程中此特异性结合共发生 次。
(7)若待测样本中不含新冠病毒,显色结果为 ,结果为阴性。若显色结果为 ,说明检测无效。
5.原产北美的少花蒺藜草是一种入侵杂草,目前已严重危害内蒙古草原等半干旱农牧交错区域的生物多样性。某研究小组调查了内蒙古科尔沁沙地的植物多样性的情况,得到如表。如图为少花蒺藜草在不同生境中表型特征。
采集地编号
主要伴生物种
1
针茅、糙隐子草、狗尾草、少花蒺藜草
2
锦鸡儿、冷蒿、狗尾草、少花蒺藜草
3
蒙古冰草、沙生冰草、狗尾草、少花蒺藜草
4
狗尾草、茵陈蒿、白草、少花蒺藜草
5
针茅、羊草、狗尾草、少花蒺藜草
6
榆树、黄柳、狗尾草、少花蒺藜草
(1)表和图分别体现的是 。(单选)
A.遗传多样性和遗传多样性
B.遗传多样性和物种多样性
C.物种多样性和物种多样性
D.物种多样性和遗传多样性
(2)如表常采用样方法获得,若想测算科尔沁沙地各物种种群密度,表中缺少的数据是 。在做样方调查时,以下做法正确的是 。(多选)
A.选择该地区物种密度较大的区域确定采集地1至6
B.在各采集地中随机选取多个样方
C.在各采集地中选取样方的面积大小一致
D.统计各样方物种数量,以数量最多的样方数据作为最终呈现数据
(3)表中少花蒺藜草与狗尾草在生态系统成分中属于 (生产者/消费者/分解者)。它们的生态习性相似,相互之间属于 关系。
(4)在少花蒺藜草入侵草原生态系统的初始阶段,其种群数量变化呈现 (J/S)形增长模型,随后该地区部分伴生植物数量逐渐减少,这种群落演替为 (初生/次生)演替。
为探究少花蒺藜草适应入侵环境的机制,分别比较了不同程度的干旱胁迫条件下的少花蒺藜草和狗尾草的过氧化物酶活性(POD)、过氧化氢酶活性(CAT)、叶绿素含量(Chl)的差异,如图所示。“**”表示不同植物同一处理具有差异显著性,小写字母表示同一植物不同处理具有差异显著性。
(5)如图的c图中叶绿素含量的变化可直接影响少花蒺藜草光合作用的 阶段,该阶段的能量变化是 。
(6)研究发现一定程度的干旱等自然因素干扰后,被少花蒺藜草入侵的草原生态系统自我调节能力较之入侵前有一定程度的下降,原因可能是少花蒺藜草入侵导致该地区的 。(多选)
A.物种丰富度下降
B.营养结构复杂程度上升
C.其他伴生物种的数量下降
D.种间关系复杂程度上升
(7)据图分析,少花蒺藜草与狗尾草适应干旱的主要机制分别是 、 。(编号选填)
①通过提高POD活性抵御干旱胁迫造成的损伤
②提高CAT活性加速H2O2分解来维持干旱胁迫下植物正常生长
③延缓光合色素的降解抵御干旱胁迫造成的损伤
3 / 12
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热点03 社会热点关联考点
目录
1.热点解读:热点命题方向解读、核心考点明晰
2.关联教材:链接教材掌知识、基础打牢应万变
3.命题趋势:明考情知方向、巧预测押热点
3.创新演练:知情境、练突破(30min限时练)
热点解读
1.公共卫生议题
公共卫生议题如病毒结构与宿主免疫应答机制(例:新冠病毒变异株与疫苗研发原理),可能涉及抗原呈递、细胞免疫应答过程描述。
2.生态系统与环保相结合
转基因作物安全性辩论或生态入侵案例,可能要求考生撰写辩证性论述,结合生态金字塔、物种多样性价值进行论证。
关联教材
AI热点
教材章节
核心知识点
人体的免疫调节
选必一《稳态与调节》第四章
细胞免疫、体液免疫、免疫引发的疾病
生态系统的保护
选必二《生物与环境》第四章
生物多样性、生物的保护
命题趋势 明考情知方向
1.新冠病毒变异株与疫苗研发的免疫学机制:
病毒变异关键位点:刺突蛋白(S蛋白)影响ACE2受体结合力非结构蛋白(如RNA聚合酶)变异导致病毒复制效率改变。抗原呈递核心过程:树突细胞通过MHC-II分子呈递外源抗原(体液免疫)、感染细胞通过MHC-I分子呈递内源抗原(细胞免疫)。mRNA疫苗:保留保守区序列(如S蛋白融合肽)
应用案例:免疫逃逸与加强针原理中和抗体滴度衰减的半衰期(约3-6个月),记忆B细胞的体细胞高频突变,广谱疫苗研发中的嵌合抗原技术。
2.转基因作物安全性辨析:
以互花米草入侵为例:能量流动失衡初级生产力提高200%,但能流通道单一化底栖动物多样性指数下降。生态位替代现象,竞争排斥系数(α)达0.79,(本地种秋茄)潮间带鸟类栖息地丧失率42%。生物防治引入(如象甲)的次生入侵风险。
示例:生物多样性降低,单一化种植导致传粉昆虫种群下降
创新演练(建议用时:60分钟)
1.HT1是一种因FAH酶缺陷引起的酪氨酸代谢异常产生有毒物质引发肝损的疾病。研究团队试图基于益生大肠杆菌(EcN)设计一种能高效代谢酪氨酸的肠道工程益生菌(EcN﹣HT)用于治疗HTI模型小鼠,如图1所示。其中,酪氨酸转运蛋白TyrP的基因TyrP和酪氨酸高效代谢重要酶HpaBC的基因HpaBC均为目的基因。
(1)EcN的H1型鞭毛通过单个菌之间的相互作用在肠道上皮形成紧密的网络结构,像一层防护网,可以抑制病原菌对肠道上皮细胞的侵袭,这种防御属于机体的 。(编号选填)
①第一道防线
②第二道防线
③第三道防线
④特异性免疫
⑤非特异性免疫
(2)图1中,TyrP需要表达在EcN﹣HT的质膜上,以促进对酪氨酸的吸收。则EcN﹣HT中参与TyrP的合成到定位的结构有 。(编号选填)
①内质网
②核糖体
③质膜
④高尔基体
⑤线粒体
研究人员以质粒pUC57﹣pfnr为载体,构建pUC57﹣pfnr﹣T和pUC57﹣pfnr﹣H两种重组质粒。图2表示了质粒pUC57﹣pfnr及相关限制性内切核酸酶的识别序列和切割位点。
(3)采用“2种重组质粒分别构建→pUC57﹣pfnr﹣T导入EcN并筛选得EcN﹣T→pUC57﹣pfnr﹣H导入EeN﹣T并筛选得EcN﹣HT”的方法时,为实现高效构建和筛选,从①﹣⑩中合理选择编号填入表。
①BamHⅠ
②HindⅢ
③BglⅡ
④EcoRⅠ
⑤MboⅠ
⑥SmaⅠ
⑦卡那霉素
⑧氯霉素
⑨X﹣gal
⑩琼脂
目的基因
选择限制性内切核酸酶
构建的重组质粒
重组质粒导入情况
筛选时培养基应加物质
筛选得受体细胞
TyrP
④⑥
pUC57﹣pfnr﹣T
导入EeN
Ⅰ
EeN﹣T
HpaBC
Ⅱ
pUC57﹣pfnr﹣H
导入EeN﹣T
Ⅲ
EcN﹣HT
(4)目的基因TyrP存在于E.coliK12菌株中。根据表1方案,需在该目的基因两侧添加相应的限制性内切核酸酶识别序列后才能与质粒成功连接。图3显示了该目的基因两端的序列,PCR时设计的引物应是 。(单选)
A.5′﹣GAATTCAAGGCA﹣3′和5′﹣CCCGGGCATTGT﹣3′
B.5′﹣AAGGCACCCGGG﹣3′和5′﹣CATTGTGAATTC﹣3′
C.5′﹣AAGGCACCCGGG﹣3′和5′﹣TGTTACGAATTC﹣3′
D.5′﹣CCCGGGAAGGCA﹣3′和5′﹣GAATTCTGTTAC﹣3′
(5)下列属于分子水平检测EcN﹣HT是否构建成功的有 。(编号选填)
①PCR后利用凝胶电泳鉴定HpaBC和TyrP是否存在于EcN﹣HT工程菌中
②检测EcN﹣HT工程菌中是否存在HpaBC和TyrP转录出的mRNA
③检测EcN﹣HT工程菌中是否存在HpaBC和TyrP蛋白
④检测EcN﹣HT工程菌是否同时具有抗氨苄青霉素和氯霉素的能力
⑤检测EcN﹣HT工程菌是否有更强的代谢酪氨酸的能力
(6)经体外和HT1模型小鼠的体内检测实验,EcN﹣HT均表现出优异的酪氨酸代谢能力。若要将该菌用于临床治疗人类HT1,应考虑哪些因素?(答1方面即可)
【解答】解:(1)EcN的H1型鞭毛通过单个菌之间的相互作用在肠道上皮形成紧密的网络结构,像一层防护网,可以抑制病原菌对肠道上皮细胞的侵袭,这种防御不具有特异性,可以防止各种病原体进入人体内环境,属于机体的第一道防线(①)和非特异性免疫(⑤)。
故选:①⑤。
(2)大肠杆菌为原核生物,因此其质膜上膜蛋白的合成和定位与核糖体(②)、质膜(③)有关,而与内质网、高尔基体、线粒体无关。
故选:②③。
(3)在将pUC57﹣pfnr﹣T导入EcN并筛选获得EcN﹣T的过程中,由于选择了限制酶④EcoRⅠ、⑥SmaⅠ,会使pUC57﹣pfnr﹣T上LacZ′和Cmr这两个标记基因被破坏,只有Kanr这个标记基因,因此筛选获得EcN﹣T的过程中培养基中应加入⑦卡那霉素、⑨X﹣gal⑩琼脂,选择具有卡那霉素抗性而菌落不呈蓝色的菌株。在接下来将pUC57﹣pfnr﹣H导入EeN﹣T并筛选获得EcN﹣HT时,应保留除Kanr之外的另一个标记基因,且由于BglⅡ和EcoRⅠ属于同尾酶,切割后会产生相同的黏性末端,不利于目的基因的正确连接,因此不能同时选用BglⅡ和EcoRⅠ,再结合载体上限制酶的位置关系分析,应选用③BglⅡ、④EcoRⅠ,从而保留Cmr这个标记基因,筛选时培养基中应加入⑧氯霉素、⑨X﹣gal、⑩琼脂,选择具有卡那霉素抗性和氯霉素抗性而菌落不呈蓝色的菌株。
故Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三处分别应选择:⑦⑨⑩、③④、⑧⑨⑩。
(4)引物的5′端需要加上相应的限制酶序列,根据(3)中分析可知,构建pUC57﹣pfnr﹣T时选择限制酶EcoRⅠ、SmaⅠ,因此两种引物需分别加上这两种酶的识别序列。结合图中转录方向可知,启动子应位于图中基因序列的左侧,终止子位于其右侧,且引物应与相应的链互补配对且方向相反,故此图中基因左侧对应的引物序列为5′﹣GAATTCAAGGCA﹣3′,右侧对应的引物序列为5′﹣CCCGGGCATTGT﹣3′,A正确。
故选:A。
(5)①②③、基因工程中可以通过PCR检测等技术在分子水平检测目的菌株是否构建成功,例如通过PCR技术检测细胞中是否含有目的基因,或用分子杂交技术检测目的基因是否转录出RNA,或用抗原—抗体杂交技术检测是否表达出相应的蛋白质,因此检测EcN﹣HT是否构建成功,可以提取细胞中的DNA并在PCR后利用凝胶电泳鉴定HpaBC和TyrP是否存在于EcN﹣HT工程菌中,或检测EcN﹣HT工程菌中是否存在HpaBC和TyrP转录出的mRNA、③检测EcN﹣HT工程菌中是否存在HpaBC和TyrP蛋白,①②③正确;
④⑤、④检测EcN﹣HT工程菌是否同时具有抗氨苄青霉素和氯霉素的能力、⑤检测EcN﹣HT工程菌是否有更强的代谢酪氨酸的能力均是在个体层次进行的检测,④⑤错误。
故选:①②③。
(6)若要将该菌用于临床治疗人类HT1,还应考虑该菌是否会破坏肠道菌群的稳定,是否会在人群中传播从而导致健康人酪氨酸缺乏,是否会转移到其他器官导致其他器官致病,不能将实验室HT1模型鼠的研究成果直接用于人类患者的治疗,而需要经过多个复杂过程,以确保药物的安全性和有效性。
故答案为:
(1)①⑤
(2)②③
(3)Ⅰ、⑦⑨⑩;Ⅱ、③④;Ⅲ、⑧⑨⑩
(4)A
(5)①②③
(6)是否会破坏肠道菌群的稳定,是否会在人群中传播从而导致健康人酪氨酸缺乏,是否会转移到其他器官导致其他器官致病,不能将实验室HT1模型鼠的研究成果直接用于人类患者的治疗,而需要经过多个复杂过程,以确保药物的安全性和有效性
2.新冠肺炎由新型冠状病毒感染所致。新型冠状病毒衣壳外面包裹着脂质包膜,其上排列较宽的刺突蛋白(S蛋白)。根据新冠病毒致病机制及人体免疫反应特征研制新冠疫苗,广泛接种疫苗可以快速建立免疫屏障,阻击病毒扩大。图1为新冠病毒入侵细胞后的增殖示意图,图2为人体免疫应答产生抗体的一般规律示意图。
(1)图1中,过程①③分别表示的是 、 。(编号选填)
①DNA复制
②RNA复制
③转录
④逆转录
⑤翻译
(2)灭活病毒疫苗的研发工艺主要是通过对病毒进行培养,然后用物理或化学方法将具有感染性的病毒杀死但同时保持其抗原的完整性。制备病毒灭活疫苗时,先要大量培养能够表达 的细胞。
(3)新冠病毒含有多种蛋白,S蛋白是制备新冠疫苗的重要靶标,下列关于S蛋白说法正确的是 。(多选)
A.S蛋白在宿主细胞内由游离的核糖体合成
B.S蛋白在病毒包膜外侧更容易被抗体结合
C.S蛋白被抗体结合后病毒会失去侵入细胞的能力
D.S蛋白在病毒包膜外侧能够被T淋巴细胞直接识别
(4)第一次接种疫苗后,人体内识别到S蛋白的B细胞,会发生 。(编号选填)
①细胞分裂
②细胞分化
③形成记忆细胞
④直接分泌抗体
(5)IgM和IgG是体内常见的两种抗体,据图2分析,下列说法正确的是 。(多选)
A.IgM抗体在感染的早期出现
B.IgG抗体在感染的中晚期出现
C.IgG持续发挥作用时间长于IgM
D.二次免疫时IgM和IgG分泌量均比初次免疫多
2023年诺贝尔生理学或医学奖授予科学家卡塔琳•考里科和德鲁•韦斯曼,以表彰他们在核苷碱基修饰方面的发现,这些发现促使科学家们开发出有效的mRNA疫苗来对抗COV1D﹣19(新型冠状病毒肺炎)。新冠疫苗有多种,其中灭活病毒疫苗防护力大约在70~80%,而mRNA疫苗产生的防护力会更高,可以使有效率达到95%以上。如图3是mRNA疫苗作用模式图。
(6)制备S蛋白的mRNA疫苗时,体外制备的mRNA常用脂质分子包裹后才用于接种,原因是 。(多选)
A.mRNA会在内环境中表达出抗原
B.外源mRNA分子不易进入人体细胞
C.mRNA会被B淋巴细胞识别为抗原引发免疫应答
D.人体血液和组织中广泛存在核酸酶,极易将裸露的mRNA水解
(7)据图3和已有知识,与灭活病毒疫苗相比,RNA疫苗的优点有 。(多选)
A.能引起细胞免疫
B.能一定时间内不断地表达出抗原
C.在生产上更安全
D.能产生更多的记忆细胞和抗体
【解答】解:(1)图1中,新冠病毒通过S蛋白与细胞表面的ACE2受体结合,侵入细胞释放出病毒的(+)RNA,在宿主细胞中经翻译合成病毒的RNA聚合酶。因为新冠病毒的遗传物质为RNA,以RNA为模板合成蛋白质的过程为翻译。由(+)RNA得到(—)RNA再到(+)RNA的过程,需要通过碱基互补配对原则,进行RNA的复制。
(2)病毒无细胞结构,需要寄生在宿主细胞中进行增殖。新冠病毒通过S蛋白与细胞表面的ACE2受体结合,侵染宿主细胞。所以,制备病毒灭活疫苗时,需要先培养含有ACE2受体的细胞,这样接入新冠病毒后才能实现S蛋白与细胞表面的ACE2受体结合,实现侵染扩增。
(3)A、病毒是一类没有细胞结构的特殊生物,由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成,所以S蛋白的合成需要在宿主细胞内由游离的核糖体上完成,A正确;
B、新冠病毒通过S蛋白与宿主细胞膜表面受体结合,进而将RNA注入宿主细胞,S蛋白在病毒包膜外侧更容易与受体结合,B正确;
C、新冠病毒通过S蛋白与细胞膜表面受体结合,一旦病毒的S蛋白被抗体结合,就无法侵入细胞了,C正确;
D、T淋巴细胞直接识别留在靶细胞膜外侧的S蛋白,而侵入细胞的病毒包膜外侧的S蛋白不能被识别,D错误。
故选:ABC。
(4)疫苗属于抗原。第一次接种新冠疫苗后,人体内的B细胞识别到S蛋白被激活,经过增殖和分化形成浆细胞和记忆细胞,而浆细胞合成并分泌特异性识别新冠病毒S蛋白的抗体。因此会发生①细胞分裂、②细胞分化、③形成记忆细胞。
(5)A、第一次和第二次抗原刺激后,经过潜伏期,首先达到峰值的是IgM类抗体,A正确;B、第一次和第二次抗原刺激后,随着IgM抗体达到峰值,IgG抗体开始大量产生,B正确;
C、结合图示可以看出,IgG抗体的产生晚于IgM抗体,但在体内的持续存在时间长于IgM抗体,C正确;
D、二次免疫应答时,记忆B细胞受抗原刺激后会迅速增殖分化为浆细胞产生抗体,但是IgM与初次免疫的量差不多,而IgG分泌量均比初次免疫多,D错误。
故选:ABC。
(6)由于人体血液和组织中广泛存在RNA酶极易将裸露的mRNA水解,另外外源mRNA分子不易进入人体细胞产生抗原,因此,制备S蛋白的mRNA疫苗时,体外制备的mRNA常用脂质分子包裹后才用于接种。故选:BD。
(7)与DNA疫苗相比,mRNA不需要进入细胞核,不存在整合到宿主细胞染色体基因组中的风险。且与灭活病毒疫苗相比,能引起细胞免疫;能不断地表达出抗原;能产生更多的记忆细胞和抗体。故选:ABD。
3.炎症是一种正常的保护性生理防御过程,但过度的炎症反应会造成组织损伤和功能障碍。炎症反应时,炎症信号通过传入迷走神经传至神经中枢,再经传出迷走神经,引起脾神经释放去甲肾上腺素(NE)。NE激活脾脏中特殊的T细胞,使其释放乙酰胆碱(ACh)作用于巨噬细胞表面的受体α7nAChR,激活免疫细胞内的信号通路,减少炎症因子释放,发挥抗炎作用,部分作用机理如图1。
(1)巨噬细胞属于免疫细胞中的 ,其能在机体免疫的 中发挥重要作用。(编号选填)
①淋巴细胞
②吞噬细胞
③第一道防线
④第二道防线
⑤第三道防线
(2)下列物质中,属于内环境成分的有 (编号选填)。
①NE
②ACh
③α7nAChR
④NE受体
⑤炎症因子
(3)传出迷走神经释放的神经递质与脾神经上的受体结合后,使突触后膜发生 (阳离子/阴离子)内流,此时膜内电位的变化是 。
(4)在炎症反应中,炎症信号促进NE释放的过程为 ;炎症物质通过一系列过程激活免疫细胞发挥抗炎作用的过程为 。(编号选填)
①神经调节
②体液调节
③神经—体液调节
④神经—体液—免疫调节
某研究团队发现,尼古丁(Nic.)也能激活α7nAChR受体,显著影响LPS诱导的巨噬细胞中炎症因子IL﹣6和TNF﹣α的表达,如图2所示。
(5)结合图2信息,分析尼古丁(Nic.)对炎症因子IL﹣6和TNF﹣α表达的影响及其机制。
【解答】解:(1)巨噬细胞属于免疫细胞中吞噬细胞,其作用是摄取、处理、呈递抗原,在人体免疫第二道防线以及第三道防线特异性免疫中发挥作用。
故选:②;④⑤
(2)凡是可以存在于血浆、组织液或淋巴中的物质都可以看做内环境的物质,内环境成分的有NE(激素)、ACh(神经递质)、炎症因子(巨噬细胞释放),α7nAChR和NE受体属于细胞膜上的受体,不存在于内环境。
故选:①②⑤。
(3)传出迷走神经释放的神经递质与脾神经上的受体结合后,使突触后膜发生阳离子(钠离子)内流,此时膜内电位的变化是负电位变成正电位(动作电位形成)。
(4)炎症信号促进NE释放的过程属于①神经调节,脾神经属于效应器,炎症物质通过一系列过程激活免疫细胞发挥抗炎作用的过程为④神经—体液—免疫调节。
(5)根据图2(a)(b)可知,在LPS诱导条件下,尼古丁处理组的IL﹣6和TNF﹣α蛋白水平均显著低于未添加尼古丁组。故尼古丁(Nic.)抑制了炎症因子IL﹣6和TNF﹣α的表达。据图2(c)可知,在LPS诱导条件下,尼古丁处理组的IL﹣6蛋白相关的mRNA相对水平显著低于未添加尼古丁组,说明尼古丁抑制了IL﹣6相应基因的转录过程。而尼古丁处理组的TNF﹣α蛋白相关的mRNA相对水平与未添加尼古丁组无显著性差异,说明尼古丁处理不能抑制TNF﹣α相应基因的转录过程,因此可能是抑制了翻译过程。
故答案为:
(1)②;④⑤
(2)①②⑤
(3)阳离子 负电位变成正电位
(4)①;④
(5)根据图2(a)(b)可知,在LPS诱导条件下,尼古丁处理组的IL﹣6和TNF﹣α蛋白水平均显著低于未添加尼古丁组。故尼古丁(Nic.)抑制了炎症因子IL﹣6和TNF﹣α的表达。据图2(c)可知,在LPS诱导条件下,尼古丁处理组的IL﹣6蛋白相关的mRNA相对水平显著低于未添加尼古丁组,说明尼古丁抑制了IL﹣6相应基因的转录过程。而尼古丁处理组的TNF﹣α蛋白相关的mRNA相对水平与未添加尼古丁组无显著性差异,说明尼古丁处理不能抑制TNF﹣α相应基因的转录过程,因此可能是抑制了翻译过程。
4.新冠病毒(Covid﹣19)会感染人类并引起呼吸综合征。科研人员通过对多个患者体内分离的新型冠状病毒的基因组序列研究,分析新型冠状病毒的进化来源、致病病理。图甲是新冠病毒的结构示意图,其中a是刺突蛋白S,其致病机理是S蛋白与人细胞膜上的ACE2互作的分子机制。最新的疫苗开发技术是核酸疫苗(包括DNA疫苗和RNA疫苗),其制作流程如图乙所示。请据图分析回答问题:
(1)戴口罩可预防该病毒感染,原因是能增强人体免疫的第 道防线。
(2)新冠病毒标出的四种结构中,b的组成成分是 。
(3)病毒感染后,免疫系统功能过强对肺细胞攻击引发肺炎,此时可通过适度使用 对病人进行治疗,以避免肺部严重受损。新冠肺炎重症患者体内会发生“细胞因子风暴”,即白细胞介素、干扰素等多种细胞因子会迅速产生,过度免疫应答使大量免疫细胞在肺中被激活,造成呼吸窘迫和肺衰竭。下列表述中正确的是 。
A.给重症新冠肺炎患者注射新冠病毒灭活疫苗是一种有效的治疗手段
B.多次注射新冠病毒疫苗可增强人体对新型冠状病毒的特异性免疫反应
C.人感染新冠病毒后,会出现发热,体温维持在37.8℃左右,此时机体的产热量大于散热量
D.ACE2受体、抗体、白细胞介素、干扰素均属于免疫活性物质
(4)DNA或RNA疫苗接种到人体后,其表达产物均会刺激机体产生免疫反应。据图乙和所学知识,描述两者在人体内表达过程的差异 。
如图丙为新冠病毒初次侵入人呼吸道上皮细胞后,发生的增殖过程及部分免疫反应示意图。①~④代表相关过程,APC为抗原呈递细胞,a~g代表免疫细胞,请回答下列问题。
(5)图中的免疫细胞a、b、c的共同点有 。
A.它们都来自骨髓的造血干细胞,并在骨髓中成熟
B.它们的细胞表面都有受体,可以识别相应的抗原
C.受刺激后,都可以活化、增殖并产生细胞因子
D.它们都能分泌抗体等免疫活性物质
2022年3月11日,国家卫健委印发《新冠病毒抗原检测应用方案(试行)》,增加抗原检测作为核酸检测的补充手段。抗原检测采用双抗体夹心法,其原理如图丁。结合垫处含有足量的、可移动的、与胶体金结合的抗体1,T处固定有抗体2,抗体1和抗体2与新冠病毒表面同一抗原N蛋白的不同位点发生特异性结合,呈红色。C处固定有抗体Ⅰ的抗体,与抗体1结合也呈红色。
(6)检测过程中反复进行了抗原—抗体的特异性结合,若检测结果为阳性,则过程中此特异性结合共发生 次。
(7)若待测样本中不含新冠病毒,显色结果为 ,结果为阴性。若显色结果为 ,说明检测无效。
【解答】解:(1)皮肤、黏膜是保卫人体的第一道防线,戴口罩可预防该病毒通过呼吸系统感染,能增强人体免疫的第一道防线。
(2)新冠病毒标出的四种结构中,b表示的是一层包膜,组成成分是磷脂。
(3)免疫抑制剂可以治疗人体免疫功能过强导致的免疫失调,避免免疫系统功能过强对肺细胞攻击引发肺炎;
A、疫苗是免疫预防作用,而此时患者已经患病,注射新冠病毒灭活疫苗无法治疗,A错误;
B、多次注射新冠病毒疫苗可引起二次免疫,增强人体对新型冠状病毒的特异性免疫反应,B正确;
C、体温维持在37.8℃左右,此时产热量等于散热量,C错误;
D、ACE2受体不属于免疫活性物质,D错误。
故选:B。
(4)DNA 或RNA疫苗接种到人体后,其表达产物均会刺激机体产生免疫反应,据图乙,DNA疫苗接种到人体后,经历转录和翻译表达出病毒的抗原结构,而RNA疫苗接种到人体后,直接翻译出病毒的抗原结构。
(5)图中的免疫细胞a、b、c分别是辅助性T细胞、B细胞、记忆B细胞
A、辅助性T细胞是在胸腺中成熟的,A错误;
B、辅助性T细胞、B细胞、记忆B细胞细胞表面都有受体,可以识别相应的抗原,B正确;
C、只有辅助性T细胞会产生细胞因子,C错误;
D、浆细胞可以分泌抗体,D错误。
故选:B。
(6)分析题干,结合垫处抗体1,T处固定有抗体2,C处固定有抗体Ⅰ的抗体,若检测结果为阳性,则过程中此特异性结合共发生3次。
(7)若待测样本中不含新冠病毒,T处固定有抗体2无色,C处固定有抗体Ⅰ的抗体,会和结合垫处抗体1结合,呈红色,因此C处红色T处无色结果为阴性。如果C处无色,则说明检测无效,因为,正常情况下,样品会在吸水垫的吸引下通过结合垫到达C处,则C处固定有抗体Ⅰ的抗体会和结合垫处的抗体1结合显红色。
故答案为:
(1)一
(2)磷脂
(3)免疫抑制剂 B
(4)DNA疫苗接种到人体后,经历转录和翻译表达出病毒的抗原结构,而RNA疫苗接种到人体后,直接翻译出病毒的抗原结构
(5)B
(6)3
(7)C处红色T处无色 C处无色T处红色或CT处均无色
5.原产北美的少花蒺藜草是一种入侵杂草,目前已严重危害内蒙古草原等半干旱农牧交错区域的生物多样性。某研究小组调查了内蒙古科尔沁沙地的植物多样性的情况,得到如表。如图为少花蒺藜草在不同生境中表型特征。
采集地编号
主要伴生物种
1
针茅、糙隐子草、狗尾草、少花蒺藜草
2
锦鸡儿、冷蒿、狗尾草、少花蒺藜草
3
蒙古冰草、沙生冰草、狗尾草、少花蒺藜草
4
狗尾草、茵陈蒿、白草、少花蒺藜草
5
针茅、羊草、狗尾草、少花蒺藜草
6
榆树、黄柳、狗尾草、少花蒺藜草
(1)表和图分别体现的是 。(单选)
A.遗传多样性和遗传多样性
B.遗传多样性和物种多样性
C.物种多样性和物种多样性
D.物种多样性和遗传多样性
(2)如表常采用样方法获得,若想测算科尔沁沙地各物种种群密度,表中缺少的数据是 。在做样方调查时,以下做法正确的是 。(多选)
A.选择该地区物种密度较大的区域确定采集地1至6
B.在各采集地中随机选取多个样方
C.在各采集地中选取样方的面积大小一致
D.统计各样方物种数量,以数量最多的样方数据作为最终呈现数据
(3)表中少花蒺藜草与狗尾草在生态系统成分中属于 (生产者/消费者/分解者)。它们的生态习性相似,相互之间属于 关系。
(4)在少花蒺藜草入侵草原生态系统的初始阶段,其种群数量变化呈现 (J/S)形增长模型,随后该地区部分伴生植物数量逐渐减少,这种群落演替为 (初生/次生)演替。
为探究少花蒺藜草适应入侵环境的机制,分别比较了不同程度的干旱胁迫条件下的少花蒺藜草和狗尾草的过氧化物酶活性(POD)、过氧化氢酶活性(CAT)、叶绿素含量(Chl)的差异,如图所示。“**”表示不同植物同一处理具有差异显著性,小写字母表示同一植物不同处理具有差异显著性。
(5)如图的c图中叶绿素含量的变化可直接影响少花蒺藜草光合作用的 阶段,该阶段的能量变化是 。
(6)研究发现一定程度的干旱等自然因素干扰后,被少花蒺藜草入侵的草原生态系统自我调节能力较之入侵前有一定程度的下降,原因可能是少花蒺藜草入侵导致该地区的 。(多选)
A.物种丰富度下降
B.营养结构复杂程度上升
C.其他伴生物种的数量下降
D.种间关系复杂程度上升
(7)据图分析,少花蒺藜草与狗尾草适应干旱的主要机制分别是 、 。(编号选填)
①通过提高POD活性抵御干旱胁迫造成的损伤
②提高CAT活性加速H2O2分解来维持干旱胁迫下植物正常生长
③延缓光合色素的降解抵御干旱胁迫造成的损伤
【解答】解:(1)据图可知,表中有针茅、糙隐子草、狗尾草、少花蒺藜草、锦鸡儿、冷蒿、狗尾草、少花蒺藜草等多种生物,属于物种多样性,而图1是少花蒺藜草在不同生境中表型特征,属于遗传多样性。
故选:D。
(2)种群密度是指单位面积或体积中的个体数量,是种群最基本的数量特征,故若想测算科尔沁沙地各物种种群密度,表中缺少的数据是各物种个体数量;在做样方调查时,应注意随机取样,在各采集地中选取样方的面积大小一致,并最终取平均值。
故选:BC。
(3)表中少花蒺藜草与狗尾草都能进行光合作用,将无机物转化为有机物,属于生产者;它们的生态习性相似,竞争光照和资源等,相互之间属于种间竞争关系。
(4)在少花蒺藜草入侵草原生态系统的初始阶段,由于没有天敌,食物资源等丰富,故其种群数量变化呈现J形增长模型;由于演替过程中具有土壤和一定的植被条件,故演替类型是次生演替。
(5)叶绿素属于光合色素,光合色素参与光反应过程,故图2的c图中叶绿素含量的变化可直接影响少花蒺藜草光合作用的光反应阶段;光反应阶段的能量变化是光能→活跃化学能。
(6)被少花蒺藜草入侵的草原生态系统自我调节能力较之入侵前有一定程度的下降,原因可能是少花蒺藜草入侵导致该地区的其他伴生物种的数量下降、物种丰富度下降、营养结构复杂程度降低,种间关系复杂程度下降。
故选:AC。
(7)据图可知,与对照组相比,少花蒺藜草的POD含量在不同程度下均升高,而CAT含量先升高后降低,叶绿素含量在轻度干旱胁迫下有所升高,此后下降,说明少花蒺藜草可能是通过提高POD活性抵御干旱胁迫造成的损伤和延缓光合色素的降解抵御干旱胁迫造成的损伤,故选①③;与对照组相比,狗尾草的POD含量在不同程度下先升高后降低,而CAT含量在一定范围内随着干旱程度增加而增加,叶绿素含量在轻度干旱胁迫下有所升高,此后下降,说明其是通过提高CAT活性加速H2O2分解来维持干旱胁迫下植物正常生长。
故选:②。
故答案为:
(1)D
(2)各物种个体数量 BC
(3)生产者 种间竞争
(4)J 次生
(5)光反应 光能→活跃化学能
(6)AC
(7)①③②
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