生物（江苏专用）-2025年高考终极押题猜想

2025年高考生物终极押题猜想 （高分的秘密武器：终极密押+押题预测） 目录 押题猜想一 新型近红外荧光探针揭秘线粒体，精准突破细胞结构功能 1 押题猜想二 新型抗体与肿瘤细胞的生命历程调控，深挖细胞生命历程 4 押题猜想三 高温逆境中的生命密码：RNA编辑与光合作用的调控新发现 6 押题猜想四 基因图谱解锁“超级水稻”新密码，探究遗传多样性与进化证据 13 押题猜想五 中国空间站“上新”三项细胞学实验，细胞培养与疾病治疗新探索 15 押题猜想六 神经-体液-免疫调节网络：从脑膜淋巴系统发育机制看学科融合 17 押题猜想七 基因工程与基因编辑前沿—从农业育种到医学治疗的实践与突破 22 押题猜想八 AI驱动蛋白质工程突破：从模型突破到医疗革新 28 押题猜想九 从湿地保护看生态系统的修复、发展与可持续未来 30 押题猜想十 实验设计与分析 35 押题猜想一 新型近红外荧光探针揭秘线粒体，精准突破细胞结构功能 限时：2min （原创）2025年《先进科学》发表的最新研究揭示，北京大学席鹏教授团队联合河北大学课题组研发的新型近红外荧光探针HBimmCue，可特异性靶向线粒体内膜。研究发现，HBimmCue在低极性、有序的膜环境中荧光寿命较长，在高极性、无序的膜环境中荧光寿命较短。下列相关叙述错误的是（ ） A. 线粒体内膜向内腔折叠形成嵴，为酶提供了更多附着位点，有利于细胞呼吸的高效进行，体现了细胞结构与功能的统一 B. 若细胞呼吸强度增加，线粒体产生的能量增多，内膜的流动性可能增强，HBimmCue在该环境中的荧光寿命可能会变长 C. 利用HBimmCue研究线粒体，发现不同细胞中线粒体内膜的环境存在差异，说明线粒体功能具有多样性 D. 线粒体内膜的功能异常与衰老、神经退行性疾病等密切相关，HBimmCue为这些疾病的研究提供了新工具 押题解读 本部分多以选择题呈现，常以新的科研成果或实验情境为载体，考查学生对细胞结构与功能、细胞代谢等基础知识的理解和应用。本题以2025年《先进科学》发表的最新研究为背景，将前沿科研成果融入试题，体现了高考生物试题注重联系科学研究实际的命题趋势，能考查学生对新知识的接受和应用能力，具有较高的押题价值。高考生物考纲要求学生理解细胞的结构和功能，掌握细胞呼吸等相关知识。本题通过对线粒体内膜结构与功能以及新型荧光探针的考查，涵盖了考纲中的多个要点，符合考纲对学生知识和能力的要求。选取新颖的科研情境，让学生在陌生的环境中运用所学知识解决问题，能有效区分学生的能力层次，符合高考选拔人才的要求。 1．2025年3月，国际顶尖学术期刊“Cell”重磅发布了我国科学家主导的深渊生命科研成果，研究聚焦深渊中的原核微生物、无脊椎动物（钩虾）和脊椎动物（鱼类）。该成果是人类首次系统性地研究深渊生命，揭示了深渊生态系统的生命适应策略与资源潜能，拓展了人类对极端环境下生命过程的认知。下列关于深渊生命的推测，错误的是（　　） A．深渊中的原核微生物、无脊椎动物和脊椎动物的遗传物质都是DNA B．深渊生物生活在黑暗环境中不能进行光合作用，因此细胞内不能合成有机物 C．深渊生物细胞内不饱和脂肪酸的积累有利于低温环境中维持细胞膜流动性 D．深渊生物中蛋白质可通过增加分子结构稳定性以适应高压环境 2．近年，我国人工智能领域综合实力迈上新台阶，这将成为我国赢得全球科技竞争主动权的重要战略抓手。某同学假期预习教材时，想利用我国人工智能大模型检索、学习一些学科问题，下列检索的问题合理的是（    ） A．乳酸菌进行有丝分裂的过程包含几个阶段 B．线粒体外膜上哪些酶参与催化ATP的合成 C．服用哪种抗生素可以有效治疗甲型流感 D．破坏内环境酸碱平衡的最低乳酸量是多少 3．包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料。图示研究人员开发的一种活性蓝细菌水凝胶贴片，其有助于慢性伤口的愈合。下列叙述错误的是（    ）    A．该水凝胶无需为活性蓝细菌提供有机营养物质 B．在接种蓝细菌前须将水凝胶灭菌后再调pH至中性或弱碱性 C．长期口腔溃疡的患者，其伤口不适宜使用该种水凝胶贴片 D．水凝胶贴片开发过程需考虑蓝细菌的储存耐久性等问题 4．研究人员借助特制的纳米级超分辨率显微镜，得以在活细胞中观察到数千个线粒体，揭示了线粒体功能截然不同的两种分裂机制：一种是健康的线粒体从中间断裂，一分为二；另一种是有缺陷的线粒体从端部断裂，一大一小，“减负”去除损坏部分。下列说法正确的是（    ） A．线粒体拥有自己的DNA，其生命活动不受细胞核的影响 B．线粒体内的酶与能进行有氧呼吸的细菌含有的酶完全相同 C．一个线粒体通过“减负”的方式分裂后数量并不会增加 D．高度分化的细胞中不会有线粒体的分裂过程 5．下图是某种植物细胞的电镜照片，1～4均为细胞结构，对其描述错误的是（    ） A．磷脂双分子层构成1的基本支架 B．2是该细胞产生ATP的主要场所 C．3中有由DNA和蛋白质组成的染色质 D．4中基粒和类囊体扩大了受光面积 押题猜想二 新型抗体与肿瘤细胞的生命历程调控，深挖细胞生命历程 限时：2min （原创）2025年《科学报告》发表的最新研究揭示，新型双特异性抗体IMV-M可用于肿瘤治疗，其作用机制是同时靶向肿瘤相关抗原MUC16和死亡受体5（DR5）直接诱导肿瘤细胞凋亡，相关说法错误的是（ ） A. MUC16在正常组织中几乎不表达，体现了细胞分化导致细胞中蛋白质表达的差异 B. IMV-M通过使DR5在细胞表面形成簇状结构，激活凋亡信号通路，该过程属于细胞坏死 C. 实时监测显示IMV-M能在24小时内几乎完全抑制癌细胞增殖，说明其可将癌细胞阻滞在细胞分裂间期 D. IMV-M在体内半衰期约5 - 7天，在此期间其能持续发挥作用，体现了其作用时间较长的特点 押题解读 本部分多以选择题呈现，高考常结合科研成果考查学生知识运用与信息处理能力，细胞生命历程是核心考点，契合高考趋势。本题涵盖细胞分化、凋亡、增殖等关键知识，且以抗体治癌这一科研热点为背景，能多维度考查学生能力。在日常教学中，学生多关注科研前沿，积累热点素材；扎实掌握细胞生命历程基础知识，构建知识体系；通过练习培养学生从复杂情境中提取关键信息并分析推理的能力 ，突破这类题型。 1．2025年《自然》杂志发表的最新研究揭示，SPO11-TOP6BL复合体可催化减数分裂过程中DNA双链断裂引起染色体互换，该复合体在有丝分裂中不表达。下列叙述错误的是（　　） A．SPO11-TOP6BL复合体可作用于磷酸二酯键 B．染色体互换通常发生在减数第二次分裂前期 C．X射线及其他辐射也可导致DNA双链的断裂 D．该复合体的形成是基因选择性表达的结果 2．铜死亡作为一种新兴的程序性细胞死亡，其关键触发因素是细胞内铜离子的积累。癌细胞膜表面的ATP7A（一种铜转运蛋白）能够将过量铜离子运出细胞，从而使细胞质内铜离子浓度维持在较低水平。下列有关癌症与铜死亡的叙述，错误的是（    ） A．癌细胞是正常细胞中原癌基因和抑癌基因发生基因突变导致的 B．免疫系统可以监控、识别癌细胞表面的ATP7A进而清除癌细胞 C．将包被了铜离子的纳米载体靶向作用于癌细胞，可诱导其发生铜死亡 D．用RNA干扰技术抑制癌细胞ATP7A相关基因表达是治疗癌症的一种途径 3．诱导自噬是环鸟苷酸-腺苷酸合成酶（cGAS）-干扰素基因刺激因子（STING）通路的一个古老功能，近日我国科学家发现cGAS-STING通路的一个新的重要功能——诱导溶酶体的产生。下列叙述正确的是（  ） A．只有衰老损伤的细胞器才会激活细胞自噬作用 B．自噬体最终降解需要利用溶酶体合成的水解酶 C．TFEB转录因子发挥作用的场所是细胞质 D．TFEB可以促进高尔基体产生更多的溶酶体 4．我国科研团队将磁性颗粒均匀涂至螺旋藻（颤蓝细菌）表面，使磁性螺旋藻（MSP）能在外部磁场控制下，靶向运动至癌变部位，促进癌细胞的放疗，治疗机制如图所示。已知肿瘤组织内部的缺氧环境可以减少含氧自由基的生成。下列说法正确的是（    ） A．螺旋藻细胞内存在RNA-蛋白质复合物，但不存在DNA-蛋白质复合物 B．外界提供磁场、放射线、激光的条件后，MSP就能充分发挥作用 C．过程①利用MSP叶绿体释放的O2改善肿瘤组织内部的缺氧环境 D．过程②叶绿素产生的自由基可破坏磷脂分子引发雪崩式反应损伤癌细胞膜 5．uPAR是衰老细胞特异性表达的膜蛋白。研究人员基于uPAR的结构设计合成了多肽uPA24，并连接16个谷氨酸(E16)构建了嵌合多肽E16-uPA24，应用于肝纤维化衰老小鼠的治疗。E16-uPA24的抗衰老机制如图。下列分析错误的是（　　） A．E16-uPA24与谷氨酸受体结合后促进衰老细胞的清除 B．E16-uPA24能在纤维化肝组织中精确定位衰老的细胞 C．NK细胞释放的穿孔素进入衰老细胞后会诱导其凋亡 D．E16-uPA24主要通过增强机体免疫自稳功能延缓衰老 押题猜想三 高温逆境中的生命密码：RNA编辑与光合作用的调控新发现 限时：8min （原创）2025年，科研团队发现热胁迫抑制植物光合作用的新机制。请结合信息回答问题： 研究表明，叶绿体中的MORF8蛋白在热胁迫下会形成固态凝聚体，招募PPR等RNA编辑因子进入其中。PPR蛋白能识别并结合靶标RNA，但进入凝聚体后结合能力下降，导致RNA编辑效率降低。这使得光合膜蛋白复合体活性受损，最终降低光合作用效率。此外，水稻、大豆等作物中类似的MORF8蛋白在热胁迫下也有相同表现，机制如下图所示： （1）若叶绿体中RNA编辑异常，导致光合膜蛋白某氨基酸改变，推测是RNA编辑影响了______过程，使mRNA的______发生变化。 （2）补全热胁迫下光合效率降低的过程： MORF8凝聚体→______→RNA编辑效率下降→______→光合效率降低 （3）为验证“MORF8蛋白凝聚体是热胁迫抑制光合作用的关键”，现有野生型拟南芥、MORF8基因缺失突变体、抑制MORF8凝聚的小分子化合物X，请完善实验： ①将野生型分为A、B两组，突变体为C组； ②A组不处理，B组施加______，C组______； ③热胁迫培养后，测定三组植株的______。 预期结果： 。 （4）请基于研究，提出一种培育抗热作物的育种策略及原理： 。 押题解读 光合作用与呼吸作用是高考生物的核心考点，如考查两者的生理过程、影响因素、相互关系等，题型涵盖选择题、填空题、实验设计题和分析论述题，分值占比较高。且随着高考改革对学生综合能力和科学思维的重视，常结合新的科研成果、生产生活实际进行考查。当下全球气候变暖、粮食安全等问题备受关注，与光合作用和呼吸作用相关的研究不断取得新进展，如热胁迫下植物光合作用效率下降机制的研究 。这些热点为高考命题提供了丰富素材，能考查学生获取信息、分析问题和应用知识的能力，符合高考命题的创新性和时代性要求。结合科研成果命题：关注权威科研期刊（如《自然》《科学》《细胞》等）上关于光合作用和呼吸作用的最新研究成果。将研究中的实验背景、研究方法、实验数据以题干形式呈现，设置相关问题，考查学生对新知识的理解和应用能力。从农业生产（合理密植、大棚种植、作物栽培管理等）、粮食储存（控制温度、湿度、氧气含量等条件）、细胞培养（动物细胞培养、植物组织培养中气体环境和营养物质的供应）等实际场景出发，提出问题。 注重图表信息呈现：以坐标曲线、柱状图、流程图、模式图等形式呈现信息，考查学生获取信息、分析图表、运用图表中数据解决问题的能力。 1．当光能过剩时，叶肉细胞内因不足，传递给，从而生成超氧阴离子自由基等一系列光有毒物质，破坏PS II中叶绿素及蛋白，光合速率下降，这种现象称为光抑制。图示叶肉细胞中部分物质代谢过程及植物避免PS II损伤的三重防御机制，其中①~③表示相关生理过程。请回答下列问题： (1)叶绿素主要参与过程①，其主要功能是 ，蛋白主要分布在 （结构）上。 (2)过程①中释放出来后，参与过程②中 的结合生成NADPH，NADPH在卡尔文循环中的作用有 。 (3)强光下可触发植物的光呼吸。过程③中O2和CO2竞争性结合 （底物），直接影响卡尔文循环中 （物质）的生成，最终导致有机物积累减少。但在植物的长期进化历程中，光呼吸依然被保留，据图分析其生理意义是 。 (4)研究发现，油菜素内酯（BR）能缓解强光照射对小麦光合作用的影响。为研究其机理，科研人员进行了相关实验，结果如下表。 检测 指标 净光合速率 （μmolCO2· m-2·s-1） 类胡萝卜素 含量（mg・g-l） 气孔导度 （μmolH2O· m-2·s-1） 胞间CO2浓度 （μmolCO2·m-2·s-1） 蛋白的相 对含量 正常 光照 29.15 0.472 0.186 211.65 100 强光 照射 16.23 0.317 0.131 269.44 39.5 正常光 照+BR 29.12 0.473 0.189 215.94 103.6 强光照 射+BR 19.36 0.316 0.163 171.12 77.9 注：气孔导度表示气孔的张开程度。 ①类胡萝卜素合成受阻，强光下会导致光合速率下降，主要原因是 。 ②强光照射下，引起小麦光合速率下降的是 （从“气孔”或“非气孔”中选填）因素，依据是 。 ③结果表明，油菜素内酯能缓解强光照射对小麦光合作用的影响，机理是 。 2．钩虫贪铜菌是一种细菌，能通过不同的代谢途径合成储能物质PHA．在有机物充足的环境中，该菌株可通过有氧呼吸进行异养代谢，该过程中产生的中间产物乙酰辅酶A可作为原料合成PHA，也可进一步氧化分解，提供能量；在有机物缺乏的环境中，该菌株可通过氧化获得能量进而通过卡尔文循环固定生成有机物，过程如图1所示。请分析回答： (1)图1膜结构为 ，物质X在 （场所）中固定。若膜上氢化酶活性被抑制，则的分解受到抑制，电子传递链被阻断，无法形成 ，导致ATP不能合成，物质X的含量 。 (2)图1中的受体包括 。利用无碳源培养基培养钩虫贪铜菌时，需提供含有 的气体环境。 (3)能利用光能进行光合作用的绿硫细菌固定合成有机物的过程不同于钩虫贪铜菌，为特殊的逆向TCA循环，部分过程如图3所示（图中省略了部分物质）。图2为绿硫细菌的光反应示意图。 ①据图2分析，绿硫细菌参与光反应的菌绿素复合体中菌绿素可能的作用为 ，不同于绿色植物，绿硫细菌的光反应无 的产生。 ②据图3分析，下列叙述合理的有 。 A．逆向TCA循环发生在绿硫细菌的线粒体基质中 B．绿硫细菌的光反应通过提供ATP和NADPH，为逆向TCA循环提供能量 C．TCA循环和逆向TCA循环在反应过程、酶种类和生理意义都存在显著差异 D．在不干扰循环正常进行的情况下，绿硫细菌合成一分子己糖，至少需要消耗5分子ATP和6分子 3．某地区阴生植物三七适宜生活在5%～10%全日照条件下。非光化学淬灭（NPQ）是通过耗散过剩光能实现光保护的第一道防线，主要过程如下：类囊体腔酸化能活化PsbS和VDE，一方面促进LHCⅡ聚集，阻断能量的传递；另一方面VDE催化Vx转化为Zx，促进热量的散失，从而缓解活性氧（由电子传递过快等导致）的产生。请回答下列问题：    (1)LHCⅡ上吸收光能的两类光合色素是 ，暗反应中PGA转化成G3P的反应称为 ，场所是 。 (2)强光下，类囊体腔H增多的原因有 ，H增多一方面加快 （物质）的合成，另一方面活化 促进NPQ。 (3)强光下，若环境中CO2浓度突然增大，短时内VDE的活性 。 (4)光照过强（超过30%全日照）或过弱条件下三七均无法生存，为研究其原因，科学家进行了如下实验：取生长在光强分别为29.8%、7.5%和0.2%全日照条件下的三七植株，先暗处理2min，然后在高光照条件下检测NPQ和电子传递速率，结果如下图。    ①光照过弱三七不能生存的原因是 。 ②超过30%全日照条件下三七不能生存的原因是 。 4．“倒春寒”使紫花苜蓿在返青期发生低温胁迫。为探究低温胁迫后光合作用恢复的限制因素，科研人员选取苜蓿幼苗放入培养箱，低温处理后再进行室温恢复培养，检测指标及结果如图1： (1)称取适量新鲜苜蓿叶片，加少量石英砂、碳酸钙和一定量的 ，研磨过滤制成色素提取液，用于测定叶绿素含量。将叶片切成大小一致的圆片，置于适宜浓度的NaHCO3溶液中，测定叶圆片的 速率（μmol/m2·s），代表净光合速率。 (2)据图1可知，低温会 叶绿素含量。叶绿素含量变化并非影响光合速率的唯一因素，依据是室温恢复培养72h后， 。 (3)紫花苜蓿叶绿体中部分特定叶绿素与蛋白构成大型复合物，即光系统，可分为Ⅰ、Ⅱ两种类型。图2为光系统Ⅱ（PSⅡ）电子传递的过程示意图。 ①图2中特定叶绿素的电子可被 激发跃迁为高能电子，再传递给电子受体。失去电子的叶绿素从电子供体中获得电子，电子供体则夺取水的电子，促进水分解直接生成 ，电子受体的高能电子继续传递，PSⅡ恢复初始状态。 ②若电子传递受阻，叶绿素吸收的光能无法用于光合作用，多余的能量以更强的荧光释放。对暗处理的叶片施以强光照射，快速连续采集荧光信号，照光0.3ms和2ms时的荧光强度分别反映PSⅡ供体侧和受体侧的电子传递情况。正常情况下，供体侧电子传递顺畅，但受体侧传递速度较慢，电子在受体侧堆积，电子传递暂时中断。若将低温处理前和恢复常温后的叶片荧光强度值记为a和b，则0.3ms和2ms时，a与b的大小关系分别为 ，说明低温造成PSⅡ的供体侧功能受损，限制了光合作用的恢复。 5．增加种植密度是提高玉米产量的关键策略。 (1)光是植物光合作用的 来源，密植导致植株的中下部冠层光合作用强度降低的原因 是 。 (2)品系甲的上中下部叶片角度较野生型有不同程度减小，根据图1实验结果，甲更适宜密植体现在 。经鉴定品系甲的Lac1基因发生突变，Lac1是激素BRs合成的关键酶。 (3)已知RAVL1是调控叶角度的关键因子，为检测其是否能结合Lac1基因的启动子序列，构建含有下列基因组件的重组质粒： 酵母菌E自身不能合成色氨酸和亮氨酸这两种必需氨基酸。将重组质粒c和d共同导入E作为实验组，以分别导入a和b，a和d、b和c的E作为对照组。在进行转化操作时，酵母菌应接种于 的培养基中进行筛选与鉴定。  培养后，实验组和对照组的菌落颜色分别为 。经过后续实验，最终证明RAVL1可结合Lac1启动子并激活基因转录。 (4)密植导致玉米植株叶片角度减小。当密植时红光和远红光比率（R/FR）降低，诱导R/FR感受器PhyA含量升高。实验发现PhyA可与RAVL1结合，为探究二者之间的调控关系，将等量标记的RAVL1蛋白与不同处理的植株叶片提取液混合，24分钟后检测标记的RAVL1蛋白含量，结果如图2。 请综合上述结果，完善玉米通过叶片角度动态响应植株密度变化的机制图 （任选一个过程，以未选择的条件为对照，在方框中以文字和箭头的形式作答）。 押题猜想四 基因图谱解锁“超级水稻”新密码，探究遗传多样性与进化证据 限时：2min （原创）2025年4月16日《自然》发表的最新研究揭示，中国科学院韩斌院士团队完成145份亚洲栽培稻及其普通野生稻的高精度基因组组装，绘制出“野生稻-栽培稻泛基因组图谱”。研究发现，野生稻中的抗病基因丰度和多样性均明显高于栽培稻，已精准定位到1184个野生稻中拷贝数高于栽培稻的抗病基因位点，其中包含2个已验证的抗稻瘟病基因。基于高质量的基因组序列分析，进一步证实了亚洲栽培稻单起源假说。下列相关叙述错误的是（ ） A. 该研究为培育抗病耐逆的水稻品种提供了基因资源，体现了生物多样性的直接价值 B. 野生稻抗病基因丰度和多样性高，体现了遗传多样性，其形成与长期自然选择有关 C. 栽培稻起源于野生稻，在进化过程中遗传物质改变，不遵循遗传定律 D. 若将野生稻抗稻瘟病基因导入栽培稻，可提高栽培稻的抗稻瘟病能力，原理是基因重组 押题解读 本部分多以选择题呈现，综合考查遗传与进化中的多个核心知识点，如生物多样性的价值、遗传多样性的形成、进化与遗传定律的关系以及基因工程原理等，符合高考对知识综合性考查的要求。本题紧密结合了最新的科研成果，以“野生稻 - 栽培稻泛基因组图谱”研究为背景，体现了高考命题关注科学前沿、联系实际的趋势。生物多样性是高考的常考点，包括生物多样性的三个层次（遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性）以及其价值，本题中涉及到野生稻抗病基因体现的遗传多样性和研究成果在培育品种中的直接价值。遗传与进化的关系、基因工程也是重要考点，栽培稻由野生稻进化而来，涉及到遗传物质的改变以及进化过程中相关因素的作用，本题对这些内容进行了考查。关注热点科研成果与教材知识的结合点。本题以水稻基因组研究成果为背景，将生物多样性、遗传进化和基因工程等教材知识融入其中，引导学生运用所学知识解释实际问题。 1．2025年我国科学家发现了龙城热河蝎的化石。据化石分析，龙城热河蝎生活在陆地，须肢纤细，毒针较长，具有诸多海洋生物的原始特征。与该生物相关的叙述错误的是（    ） A．祖先起源于海洋 B．化石是研究其进化最直接的证据 C．与现存蝎子基因差异的根本原因是基因重组 D．保留海洋生物的原始特征是自然选择的结果 2．研究发现，讨厌香菜的人11号染色体上的OR6A2嗅觉受体基因中出现了单个核苷酸的变异，当这类人接近香菜时，香菜所散发出来的醛类物质会让他们感受到肥皂味。统计发现，东亚人讨厌香菜的比例最多，占21%，而拉丁裔和中东地区讨厌香菜的比例最低，分别占4%和3%。下列叙述正确的是（    ） A．人口流动可能导致某区域的OR6A2嗅觉受体基因频率发生改变 B．一个地区的饮食习惯可使OR6A2嗅觉受体基因发生定向突变 C．不同香菜栽培品种的遗传特性不完全相同，体现了物种多样性 D．由OR6A2嗅觉受体基因的差异推测不同人群间存在着生殖隔离 3．齿肋赤藓能够在极度干旱、高温以及强辐射的条件下存活，并与土壤微生物、藻类、地衣和苔藓等形成有机复合体。齿肋赤藓个头微小，顶端有水分收集与传输系统的反光“芒尖”。我国研究人员发现齿肋赤藓在火星模拟条件下仍可存活。相关叙述错误的是（　　） A．齿肋赤藓“芒尖”结构有利于其适应干旱、高温以及强辐射条件 B．齿肋赤藓对沙漠的适应是环境对其可遗传变异定向选择的结果 C．齿肋赤藓与土壤微生物、藻类、地衣和苔藓等生物之间互利共生、协同进化 D．齿肋赤藓有望成为人类在火星上建立全新生态系统的先锋物种 4．进化拯救指生物种群面临致死环境胁迫时，能够通过适应性进化摆脱灭绝命运的过程。下图为某种群由温和环境到胁迫环境下种群数量变化曲线，其中字母代表不同阶段，方框内点的不同形状代表不同表型，点越多代表该种群数量越多。下列叙述错误的是（    ） A．种群由A阶段发展到B阶段，不适应环境的个体被淘汰 B．温和环境中，协同进化导致A阶段的物种多样性比较丰富 C．B阶段种群中虽然含有能适应胁迫环境的个体，但仍可能会灭绝 D．种群由C阶段发展到D阶段，可能出现了新的可遗传变异 5．稻米的香味是由8号染色体上的Badh2基因突变导致甜菜碱脱氢酶活性丧失，从而使2-AP大量积累所致。Badh2基因中至少存在17个变异位点。甜菜碱脱氢酶分布在水稻根部以外的各种器官中。相关叙述正确的是（    ） A．Badh2基因中至少存在17个变异位点体现了基因突变具有不定向性 B．Badh2基因通过控制甜菜碱脱氢酶的分子结构从而直接控制稻米香味 C．除了水稻根部细胞外，其它各种组织器官的细胞中均存在Badh2基因 D．选取香味稻和正常野生稻杂交，可能无法判定这对相对性状的显隐性 押题猜想五中国空间站“上新”三项细胞学实验，细胞培养与疾病治疗新探索 限时：2min （原创）中国空间站于2025年4月启动三项细胞学实验，旨在研究细胞在太空的响应规律，为人类对抗多种健康问题提供思路。以下关于这三项实验的叙述，错误的是（ ） A.通过心肌细胞与血管内皮细胞共培养实验，发现微重力使内皮细胞抗凝蛋白表达下降，心肌细胞代谢产物能加剧这一趋势，意味着心肌细胞代谢产物能加剧血栓形成风险 B. 帕金森病患者运动功能失调，可能与脑内相关细胞间通讯异常有关，皮层、丘脑和小脑三种脑区细胞共培养，可为帕金森病等疾病治疗及太空机器人运动控制提供研究方向 C. 中医方剂活性成分调节神经细胞代谢，旨在增强突触可塑性以改善记忆功能，表现为突触数量减少或突触后膜受体敏感性提高，有望为阿尔茨海默病治疗开辟新路径 D. 科研人员先将细胞保持休眠状态运送至太空，再在37℃的细胞培养箱中激活培养 ，37℃培养箱模拟了人体细胞的体温环境，利于维持细胞活性 押题解读 本题以中国空间站2025年4月启动的三项细胞学实验为背景，综合考查了细胞培养与疾病治疗、神经调节等知识，体现了生物学科与前沿科技的紧密联系，符合高考等考试对学生综合运用知识能力的考查要求。本部分知识涵盖细胞培养中细胞间的相互作用、疾病治疗的原理以及神经调节中突触可塑性等重要知识点，全面考查学生对相关知识的掌握程度。通过情境创设：以中国空间站的细胞学实验为情境，使题目具有时代性和新颖性，引导学生运用所学知识解决实际问题。多知识点融合：将细胞培养、疾病治疗和神经调节等多个知识点融合在一道题中，增加题目的综合性和区分度，能有效考查学生的知识体系和综合运用能力。 1．某科研团队通过细胞工程技术成功构建了一种人工微型器官——类器官。类器官是在体外模拟体内微环境，让干细胞或祖细胞自我组织、发育形成的具有一定结构和功能的三维细胞聚集体。下列有关类器官的叙述，错误的是（    ） A．类器官可用于药物筛选和疾病模型的建立 B．类器官的构建过程体现了细胞的全能性 C．类器官的培养需要添加糖类、氨基酸、血清等 D．不同类型的类器官其细胞的基因表达情况存在差异 2．利用微型繁殖技术可以获得大量的百合脱毒苗，进而获得无病毒、健康、高产的百合植株。制备百合脱毒苗的实验操作流程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．实验中使用的培养基和所有器械都要灭菌，而外植体只需要进行酒精消毒即可 B．以上获得大量脱毒苗的过程属于无性繁殖，体现了植物细胞的全能性 C．从分生区取材培养获得的脱毒苗可以解决百合品质变差及产量降低的退化情况 D．植物微型繁殖技术既能实现种苗的大量繁殖，也能保持优良品种的遗传特性 3．异体器官移植是替代器官功能的有效途径。中国科学家综合利用多种现代生物技术，在猪的体内培育出了一个“人—猪嵌合中期肾”，部分流程如下图所示，图中数字表示相关过程。已知胚胎在未分化前相互连接比较松散，可塑性强。下列相关叙述正确的是（    ） A．选择猪的桑葚胚或原肠胚等早期胚胎导入ipsc成功率更高 B．过程②使用蛋白酶合成促进剂激活重构胚发育成早期胚胎 C．利用胚胎分割等有性生殖技术可以增加人源化中肾的数量 D．过程④选择的受体母猪应具有健康的体质和正常繁殖能力 4．中国科学院研究团队利用相关生物学技术，成功培育出世界上首例只有双雌来源的孤雌小鼠和双雄来源的孤雄小鼠，实现了哺乳动物的同性繁殖，实验流程如图所示。下列描述错误的是（    ） A．上述过程培育获得的孤雄小鼠的性染色体组成为XY B．甲囊胚内细胞团均等分割可获得具有相同遗传物质的孤雌小鼠 C．孤雄小鼠的获得利用细胞工程、基因工程、胚胎工程相关技术 D．上述技术为拯救仅存单一性别的濒危哺乳动物提供了可能性 5．Her2 是乳腺癌等肿瘤细胞的表面蛋白，传统鼠源抗 Her2 单克隆抗体可被人体免疫系统识别而产生免 疫反应，导致单抗的治疗效果下降。科研人员将小鼠自身的抗 Her2 抗体基因敲除后，经过一系列改造，制备了人源化的抗 Her2 单抗，过程如下图所示。下列叙述正确的是（　　） A．①过程农杆菌的T-DNA 整合到受精卵染色体 DNA 上的原理是基因重组 B．③是将 Her2 注射到小鼠体内，b 表示从小鼠脾中获得的多种 B 淋巴细胞 C．④过程使用的病毒需要灭活是为了保证细胞膜分子排布不发生改变 D．⑤过程需进行两次筛选，第一次筛选的原理是抗原抗体特异性结合 押题猜想六神经-体液-免疫调节网络：从脑膜淋巴系统发育机制看学科融合 限时：2min （原创）2025年研究发现，神经活动通过slc6a11b+辐射状星形胶质细胞（RA）调控因子Vegfc（血管内皮生长因子），与ccbe1+成纤维细胞协作，控制脑膜淋巴内皮细胞（muLEC）发育。下列叙述错误的是（ ） A. 脑膜淋巴系统异常可能引发神经退行性疾病 B. slc6a11b+RA产生的Vegfc是神经递质，经胞吐作用于muLEC C. 神经活动增强可调节Vegfc基因表达，影响muLEC发育 D. ccbe1+成纤维细胞与slc6a11b+RA协作体现细胞间信息交流 押题解读 本部分多以非选择题呈现，围绕神经体液免疫调节专题的核心概念和知识点，如神经调节的结构基础和调节过程、体液调节中激素的作用及调节机制、免疫调节的类型和过程等，结合新情境，设计多角度、多层次的问题，考查学生对核心知识的深度理解和综合运用能力。参考历年高考真题的命题风格和题型设置，注重对学生科学思维（如分析、推理、判断等）、探究能力（获取信息、设计实验、分析实验结果等）的考查。同时，注意题目难度的梯度设置，既有考查基础知识的简单题，也有考查知识综合运用和拓展迁移的难题，以满足不同层次学生的需求，使题目具有良好的区分度。持续追踪生物学领域的最新研究成果，尤其是与神经体液免疫调节相关的内容。可以通过阅读科学期刊（如Cell、Nature、Science等）、科学新闻报道等途径，筛选出适合作为高考命题素材的研究成果，并将其转化为题目情境。 1．图1为人体内 3 个神经元之间的联系示意图，图2表示某时刻兴奋在神经元B上的部分传导 过程。下列叙述正确的是（　　） A．若先后刺激神经元C和A，则神经元B的膜外电位不会升高 B．若降低神经元A周围环境中的K+浓度，则其兴奋性增强 C．图2中的②处K+外流恢复静息电位，④处Na+内流形成动作电位 D．据图2中的①可判断兴奋以电信号的形式沿神经纤维从右向左传导 2．目前常通过对免疫检查点的抑制措施来治疗癌症，其机理如图。免疫检查点属于免疫抑制分子，是确保免疫反应符合一定条件才被激活的调节机制，可防止免疫细胞杀伤其靶细胞。癌细胞通过免疫检查点的表达而产生免疫逃逸。NK细胞可杀伤癌细胞。MHC-Ⅰ参与内源性（胞内）抗原的呈递过程，65%以上的癌细胞均发现存在MHC-Ⅰ分子丢失的情况。下列说法合理的是（    ）    A．PD1、PDL1、MHC-I都属于免疫检查点 B．NK细胞识别IGSF8会促进其杀伤功能 C．联合应用两种抗体与单独使用PD1抗体效果基本相同 D．使用PD1抗体对杀伤MHC-I丢失的癌细胞基本无效 3．人饮酒后，血液中的炎性标志物C反应蛋白（CRP）的水平会升高，引起交感神经兴奋，从而引起一系列反应，其部分过程如图所示。下列说法正确的是（    ）    A．CRP水平升高能通过下丘脑—垂体—肾上腺轴促进肾上腺素分泌 B．血糖调节过程中，糖皮质激素与胰高血糖素具协同作用 C．某人血浆CRH高于正常值，糖皮质激素低于正常值，则其肾上腺皮质发生病变 D．图中的神经递质（非NO）、激素、细胞因子的作用方式是直接和受体接触 4．胰岛素对调节机体的血糖平衡具有重要作用，其合成、分泌和作用过程受多种因素的影响。请回答下列问题： (1)正常情况下，血糖浓度升高时，胰岛B细胞分泌胰岛素明显增加。胰岛素经 运输到靶细胞，促进其对葡萄糖的摄取、利用及 ，从而使血糖浓度恢复到正常水平。 (2)研究发现，进食可刺激小肠K细胞分泌多肽GIP，其作用机理如图1所示。进食还能刺激小肠L细胞分泌GLP-1，GLP-1也可降低血糖。为探究GLP-1的作用机理，研究者为糖尿病患者注射了一定量的GLP-1，测得的相关指标如图2。 ①图1中，GIP的靶细胞有 。在达到同等血糖浓度的情况下， （从“口服”或“静脉注射”选填）葡萄糖时胰岛素的分泌量更多。 ②分析图2可知，GLP-1可通过 降低血糖。当患者的血糖恢复至正常范围后仍继续注射GLP-1，发现其胰岛素水平不再增加，说明 ，故使用GLP-1治疗糖尿病可避免低血糖的发生。 (3)研究发现，人和小鼠的胰岛B细胞膜上都表达一种促性腺激素（FSH）受体，推测FSH也能调控胰岛素的分泌。研究人员利用野生型（WT）与FSH受体基因敲除小鼠（KO）开展相关实验，部分结果如图3。 ①FSH由 分泌，可作用于卵巢，促进雌激素（E2）的分泌。 ②设置组的目的是 。图3结果表明 。 ③将野生型小鼠的胰腺细胞培养在含不同浓度葡萄糖的培养液中，实验结果如图4。结果显示，FSH刺激并不直接影响胰岛素的分泌，而是对高浓度葡萄糖刺激引起的胰岛素分泌具有协调作用，这种协调作用表现为 。 ④部分老年女性由于雌激素水平的降低导致FSH分泌异常，从而患糖尿病，补充雌激素后治疗效果不佳。请结合上述研究，提出此类糖尿病的治疗思路 。 5．白细胞介素 12（IL-12）是一种细胞因子，能激活免疫细胞，并能诱导肿瘤细胞的 凋亡。临床试验发现低剂量给药，肿瘤微环境内IL-12 浓度较低而效果不佳；若大量给药，机体 又会产生严重的全身免疫毒性。为解决上述矛盾，研究人员获取了肿瘤响应型的 IL-12 前体蛋白 mRNA（Pro-IL12 mRNA），并用脂质纳米粒（LNPs）包载，构建 Pro-IL12LNPs 纳米粒来给药。 请回答下列问题： (1)细胞因子主要由 细胞分泌，其在细胞免疫中的作用是加速 的分裂和分化。 蛋白质类细胞因子 IL-12 的 mRNA 在细胞质中先与 结合，合成一段肽链后转移到粗面内 质网上继续合成，再由囊泡包裹沿着细胞骨架到达 ，经进一步加工后分泌到细胞外。 (2)使用LNPs 包载比直接mRNA 给药的优势有 。肿瘤响应型的IL-12 前体蛋白只在肿 瘤微环境中被酶切割并释放，以达到 的目的。    (3)为评价 Pro-IL12LNPs 以及联合αPD-1（抗 PD-1 的抗体）治疗后的体内抑瘤效果，将 MC38 结肠癌细胞置于 （气体环境）的培养箱培养后，经皮下注射小鼠构建 MC38 结肠癌荷瘤 小鼠模型，并进行相关实验，结果如图所示。 ①活化 T 细胞表面的 PD-1 与正常细胞表面  的 PD-L1 结合时，不会触发免疫反应。多种肿  瘤细胞通过高表达 PD-L1 ，引发免疫逃逸，减弱 了机体的免疫 功能。而αPD-1通过与 PD-1 结合，阻止了其与肿瘤细胞表面的 的结合，抑制肿瘤生长。 ②据图分析，αPD-1 和 Pro-IL12LNPs 的联 合使用，在抗肿瘤效果方面具有 作用。 6．慢性肝病患者往往由于病情持续时间长、病痛以及失眠、焦虑等而引起慢性应激。临床研究表明，较高水平的慢性应激会增加肝部分切除后的死亡率，机制如下图。其中IL-6是一种细胞因子，既能促进肝脏细胞中PCNA基因的表达，也能促进淋巴细胞的增殖和分化，PCNA是DNA聚合酶的辅助蛋白，NE是去甲肾上腺素。请回答下列问题： (1)图中兴奋在B处突触后膜的信号转换形式为 。交感神经兴奋时，胃肠的蠕动 。 (2)巨噬细胞参与人体免疫的第 道防线。除巨噬细胞外，特异性免疫过程中能产生细胞因促进淋巴细胞增殖分化的细胞还有 。 (3)分裂间期分为三个时期，依次为G1期、S期、G2期。推测PCNA在间期中的 期开始合成，在 期发挥作用。 (4)为验证“慢性应激引起PCNA基因表达下降导致肝脏部分切除后死亡率上升”的机制，科研人员设计了如下实验方案，请补全表格。 实验步骤 简要操作流程、预测结果 适应性培养 取生理状况一致的健康雄性大鼠在相同且适宜的条件下培养一周。 实验分组 将大鼠随机均分为A、B、C、D四组。 ① 将B组和D组大鼠进行慢性睡眠剥夺处理21天。 手术处理 将C组和D组大鼠麻醉，切开腹部中线皮肤和肌肉、暴露肝脏并切除90%的肝脏，再进行缝合。A组和B组的处理为② 预测实验结果 一段时间后，③ 组大鼠PCNA的表达量最高， 四组大鼠的存活率由低到高依次为④ 。 (5)请根据本研究分析，为了提高肝脏部分切除患者的存活率，提出临床上可采取的一个措施 。 押题猜想七 基因工程与基因编辑前沿—从农业育种到医学治疗的实践与突破 限时：8min （原创）头颈癌是全球第五大常见的癌症死因，严重威胁人类健康。以色列特拉维夫大学研究人员在一项前沿研究中，运用“基因魔剪”CRISPR技术，成功从头颈部肿瘤的癌细胞中切除特定基因SOX2，该成果发表于最新一期《先进科学》杂志。研究人员开发了一种特殊的脂质体系统，能将CRISPR组件以RNA形式封装，并在颗粒表面附着针对EGF（表皮生长因子）受体的抗体，因为癌细胞高度表达EGF受体，从而实现将药物直接注射到动物模型的肿瘤内，精确切除目标基因。在动物实验中，经过3次间隔一周的注射后，在84天的观察期内，实验组中有50%的肿瘤完全消失，而对照组未见此效果。 （1）CRISPR技术中，Cas9蛋白可对特定DNA序列进行切割，其作用类似于基因工程中的______ 酶。从作用特点上看，二者的相同之处是____________________ 。 （2）在设计用于切割SOX2基因的CRISPR系统时，需要设计特定的向导RNA（gRNA）。gRNA的碱基序列与SOX2基因的特定片段应遵循______ 原则进行互补配对。若某段SOX2基因的碱基序列为5'-ATGCCCTAGCG-3'，则与之互补配对的gRNA的相应序列为____________________ 。 （3）研究人员利用脂质体系统来递送CRISPR组件，脂质体的主要成分是______ 。在脂质体表面附着针对EGF受体的抗体，其目的是____________________ ，这一过程体现了细胞膜的______ 功能。 （4）在进行PCR扩增SOX2基因部分片段时，需要设计引物。引物设计的原则有（至少答出两点）：____________________ 。若要扩增得到n个SOX2基因片段，共需要消耗______ 对引物。 （5）该项研究表明敲除SOX2基因可使部分肿瘤消失，从细胞生命历程角度分析，可能的原因是____________________ 。 这为头颈癌的治疗提供了新的思路和方法，与传统的放疗、化疗相比，基因编辑治疗的优势在于____________________ 。 押题解读 本部分主要以非选择题形式考查，基因工程是现代生物科技的核心内容之一 ，PCR技术作为基因工程及分子生物学研究中的关键技术，是高中生物学选修部分的重要知识点，在高考中频繁考查。本题材料中以色列特拉维夫大学运用CRISPR技术治疗头颈癌，是基因编辑技术在医学领域的前沿应用，体现了科学研究热点与高中生物知识的紧密联系。高考命题常结合科研新成果，考查学生对基础知识的理解和应用能力。该题涵盖基因工程工具（如限制酶与Cas9蛋白对比）、PCR引物设计、细胞膜功能、细胞生命历程等多方面知识，符合高考对学生综合运用知识能力的考查趋势。通过设计引物、分析基因编辑治疗优势等问题，考查学生将生物学知识应用于实际情境的能力，体现高考对学生学科核心素养的考查要求。 1．PD-L1抗体可用于治疗多种癌症。有些患者在接受PD-L1抗体治疗后，胰岛B细胞受损，研究者对其机制进行了研究。 (1)活化的细胞毒性T细胞表面的PD-1与正常细胞表面的PD-L1结合后，细胞毒性T细胞受到抑制。癌细胞可通过 PD-L1的表达量来逃避细胞毒性T细胞的攻击，而PD-L1抗体能抑制癌细胞的免疫逃逸。 (2)细胞内的HLA能够与多种肽段结合，形成复合物后移动到细胞表面，该过程称为抗原提呈。正常情况下，识别自身正常抗原的细胞毒性T细胞会受抑制甚至凋亡.以避免 病的发生。 (3)胰岛B细胞中可能产生错误翻译的胰岛素，这些异常胰岛素水解产生的肽段与HLs形成的复合物称为ID。研究发现，接受PD-L1抗体治疗后，机体免疫增强，血浆中干扰素IFNγ增多，细胞毒性T细胞群体中特异性识别ID的S型细胞毒性T细胞所占比例也从极低水平显著升高。为研究S型细胞毒性T细胞增加的原因，研究者进行了下图所示实验，图1为图2中乙组的处理过程。 ①丙组的处理方式是 。 ②图2结果表明IFNγ处理能 。 (4)细胞中的免疫蛋白酶体可将细胞中异常胰岛素水解为肽段。研究者推测IFNγ通过作用于免疫蛋白酶体实现对胰岛B细胞的作用，并进行下表所示实验，检测各组MIP分泌量，验证了推测。请完善表中实验处理和实验结果。 抑制胰岛B细胞中无关蛋白合成 抑制胰岛B细胞中免疫蛋白酶体特定肽链合成 细胞毒性T细胞与 共培养 + 细胞毒性T细胞与 共培养 注：“+”的数量表示MIP分泌量的多少。 (5)综合上述信息，解释某些肿瘤患者接受PD-L1抗体治疗后，胰岛B细胞受损的原因。 2．水杨酸是常见的水体污染物，科学家利用基因工程构建智能工程菌，通过向大肠杆菌体内导入含特殊DNA序列的重组质粒，制备水杨酸生物传感器（如图1），为环境污染治理提供新方法。请回答下列问题： (1)重组质粒中控制其自身复制的元件是 ，其基本组成单位是 。 (2)RNA聚合酶识别并结合和后，沿基因模板链 （从“”或“”中选填）方向转录出mRNA。分析上图可知，当环境中存在水杨酸时， 可激活Ps，最终使菌体发出红色荧光，据此可判定环境中的水杨酸浓度。 (3)研究人员欲通过改造重组质粒，实现在相同浓度的水杨酸条件下荧光强度增强为原来的2倍，从而提高传感器的灵敏度。方法一是选择激活能力更强的调控蛋白基因nahRI替代nahR，该改造过程需要用到的工具酶有 ；方法二是在mrfp基因前插入 。 (4)水杨酸羟化酶可催化水杨酸转化为龙胆酸，龙胆酸可被细胞利用。若将水杨酸羟化酶基因与mrfp基因连接成融合基因，则工程菌可同时实现对水杨酸的 。现欲通过判定融合基因已准确连接，应选择下图2中的引物组合是 。 (5)工程菌治理环境污染具有成本低、动态治理等优点，但菌株本身会造成水源安全隐患。科学家将ccdA、ccdB两个基因插入原有序列中，使水杨酸被耗尽时菌株即启动“自毁”。已知ccdB基因表达毒蛋白可使工程菌致死，ccdA基因表达抗毒素蛋白导致毒蛋白失效，则ccdA、ccdB分别插入下图3中的 、 （填字母）位点。 3．帕金森病（PD）严重威胁中老年人健康。单唾液酸四己糖神经节苷脂（GM1）是临床用于治疗PD的药物之一。天然猪脑中的GM1含量低，但合成GM1的原料GD1和GT1的含量较多，GD1和GT1可在唾液酸酶的作用下生成GM1。研究人员从某菌中获取唾液酸酶基因M，与质粒P构建成基因表达载体M—P，导入大肠杆菌中，以获得唾液酸酶高产菌株，用以满足工业化生产GM1的需求。目的基因部分序列、质粒P信息、相关限制酶识别序列及切割位点如图1、图2、图3所示。 (1)启动子是 识别和结合的部位。当诱导物存在时，诱导型启动子可 目的基因的表达。图2质粒P中的GD诱导型启动子可诱导M基因以a链为模板链进行转录，据此推测M基因的转录从其 （填“左侧”或“右侧”）开始。 (2)利用PCR技术扩增M基因时，需依据图1中的已知碱基序列等信息设计引物，设计的两引物碱基序列为5′- -3′（写出8个碱基）和5′ 3′（写出8个碱基）。所用的引物越短，引物特异性越 （填“高”或“低”）。 (3)将基因表达载体M—P导入大肠杆菌前，一般先用 （填物质）处理大肠杆菌，其目的是 。 (4)为检测M基因的表达情况，可以采用 的方法对提取的受体大肠杆菌的蛋白质进行检测。 4．血浆外泌体是由活细胞分泌到血液中的囊泡。研究发现，阿尔茨海默病（AD）患者血浆外泌体上蛋白质Aβ1-42含量显著升高，为快速诊断AD，科研人员开发了免疫磁珠外泌体聚合酶链式反应（iMEP）技术。请回答下列问题。 (1)外泌体可参与细胞间的通讯，其上蛋白质的成熟常发生在 （填细胞器）。图1为外泌体与抗体-磁珠偶联物及DNA抗体偶联物的结合示意图，外泌体与DNA抗体偶联物特异性结合的原理是 。选择CD63蛋白制备抗体磁珠的原因是 。 (2)图2为实时荧光定量PCR的过程示意图，除所示组分外，实时荧光定量PCR的反应体系中还需加入 。设计TaqMan探针的序列的依据是模板DNA的中部序列，不选择两端序列的原因是 。若PCR循环中过程①温度设置过高，会导致相同循环次数下总荧光强度 。R基团与Q基团距离近时，R的荧光能量被Q吸收，检测不到荧光信号。过程②中，TaqDNA聚合酶可催化TaqMan探针的磷酸二酯键键断裂，导致位于探针 （填5'或3'）端的R基团远离Q基团，其能量不再被吸收，从而发出荧光信号。 (3)图3为PCR循环次数与实时荧光定量PCR反应体系中荧光强度的关系图，其中Ct值为达到阈荧光强度时的循环次数。PCR的循环次数达到一定次数后，再进行PCR，总荧光强度基本不增加，出现平台期，原因是受 （至少答2点）等的限制。若利用iMEP技术检测时，甲和乙两位待测者的达到Ct值的循环次数分别为10和30，其中 更可能为AD患者，甲、乙体内血浆外泌体中Aβ1-42含量比约为 。利用iMEP技术可快速诊断AD的机制是 。 5．构建可利用纤维素产乙醇的转基因酿酒酵母菌是解决能源危机的手段之一，思路如下。 Ⅰ.目的基因的选择与获取纤维素降解途径如下 纤维素 Ⅰ 酶 Ⅰ→ 寡糖   酶 Ⅱ→ 纤维素二糖   酶Ⅲ→ 葡萄糖 (1)提取总RNA 后需在 催化下，在引物的 端进行DNA 链的延伸得到上图中三 种酶的基因，转入酿酒酵母中，其表达产物在细胞 （填“内”或“外”）发挥作用。 Ⅱ.目的基因的整合方法 同源重组是碱基序列基本相同的 DNA 区段通过配对、链断裂和再连接而产生片段交换的过程。通过同源重组将外源基因整合到染色体的特定位点可获得遗传稳定的工程菌株，如图 1 所示。    注：图 1 中 PCR 产物 3′端在酶的作用下会多一个“A”碱基 (2)以酶Ⅰ基因为例构建基因表达载体的过程如图 1，由图推测，T4DNA 聚合酶的作用是 ，此方法构建基因表达载体的优点是 。 (3)图 1 中空白处“？”应使用限制酶将构建好的基因表达载体进行 处理，转入酵母菌进行整合。 Ⅲ.标记基因的选择 URA3 是尿嘧啶合成关键酶基因，常被用作标记基因。另外，URA3 编码的蛋白可将外源 5-氟乳清 酸转化为有毒物质，导致细胞死亡。 (4)为得到成功插入酶Ⅰ基因的菌株 1，需将酶Ⅰ基因同 URA3 一起插入 URA3 缺陷型酿酒酵母基因 组 rDNA 内部，并利用 的培养基筛选存活菌株。 (5)在后续插入酶Ⅱ基因时，为继续利用 URA3 作为筛选标记，需切除菌株 1 的 URA3 。为此需改 进表达载体，还应向 URA3 两端引入酿酒酵母基因组中不存在的同源区段 loxP（如图2），该序列 由反向重复序列和间隔序列组成（如图2），决定其方向的是 ，该序列以下图方式 排列才能通过同源重组达到上述目的。    (6) 此后，需要将菌株 1 在 的培养基上培养，存活菌株即为 URA3 被成功切除的菌株 1。 押题猜想八 AI驱动蛋白质工程突破：从模型突破到医疗革新 限时：2min （原创）2025年，微软开源了蛋白质生成模型BioEmu-1，该模型基于AI技术高效生成蛋白质结构，并在癌症治疗等领域发挥重要作用。下列关于BioEmu-1的叙述，错误的是（ ） A. BioEmu-1采用去噪扩散模型和Transformer网络，通过自注意力机制分析氨基酸序列，优化蛋白质三维结构设计 B. 该模型能够依据患者的基因突变情况，预测p53等肿瘤抑制蛋白的变体结构，辅助设计靶向性更强的治疗性蛋白质药物 C. 训练过程中，BioEmu-1利用AFDB数据库超2亿条蛋白质序列，结合多结构增强技术构建训练样本，模拟自然界蛋白质进化规律 D. 相比传统分子动力学模拟，BioEmu-1生成的蛋白质结构更易通过定点突变技术引入特定功能基团，符合蛋白质工程“从预期功能到结构设计”的理念 押题解读 本部分多以选择题呈现，蛋白质工程作为基因工程的延伸和拓展，是生物科学领域的前沿技术，在高中生物选修内容中占据重要地位。考纲明确要求学生理解蛋白质工程的原理、操作流程及其应用，体现其在高考生物知识体系中的关键位置。从历年高考真题来看，蛋白质工程常与基因工程、细胞工程等现代生物科技内容综合考查，以检验学生对生物工程技术的整体掌握和应用能力。随着科技的飞速发展，人工智能与生命科学的交叉融合成为趋势。像微软开源的BioEmu-1蛋白质生成模型，代表了AI技术在蛋白质工程领域的重大突破，这类科研成果反映了学科发展的前沿动态。高考命题注重联系实际，紧跟科研热点，旨在考查学生将所学知识与前沿科技相结合的能力，引导学生关注生命科学的最新进展，培养学生的科学思维和创新意识 1．AI可预测蛋白质分子结构。一个血红蛋白分子是由574个氨基酸组成的，含有两条α肽链和两条β肽链。下列分析正确的是（    ） A．血红蛋白的结构通过AI预测不如人工高效 B．血红蛋白的空间结构不受温度的影响 C．血红蛋白分子中与肽键直接相连的原子是H和O D．形成该血红蛋白时，氨基酸之间通过脱水缩合反应至少产生570个水分子 2．人工智能（AI）技术通过大数据分析、机器学习、深度学习等方法，为生物医药研究、药物开发、临床诊断和治疗等带来革命性的变化。下列关于AI技术在生物医药领域的应用，下列叙述错误的是（　　） A．AI技术设计的某种蛋白质的氨基酸序列推导出的对应基因序列不唯一，且基因序列中不包含启动子和终止子 B．AI技术通过智能穿戴设备和移动应用程序可实时监测患者的生理参数，预测健康风险，并提供相应的诊断和治疗建议 C．AI技术对大量的基因组数据进行处理和分析，可以识别疾病相关的基因突变，为精准医疗提供支持 D．AI技术对大量的蛋白质数据进行分析，能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物，该过程属于蛋白质工程技术 3．传统抗蛇毒血清（抗体）生产成本很高，对蛇毒毒素的疗效有限。研究人员利用AI技术从头设计蛋白质以中和蛇毒毒素，成功设计出两种能够有效中和神经毒素的结合蛋白。下列说法正确的是（    ） A．传统抗蛇毒血清的制备依赖于动物免疫反应，产量低、纯度低且特异性差 B．利用AI技术设计的神经毒素结合蛋白与传统抗蛇毒血清的化学本质不同 C．AI技术可以模拟和计算结合蛋白与蛇毒毒素的结合位点，预测蛋白结构 D．AI技术的运用大幅度缩短传统实验设计的周期，减少试错实验的耗材 4．肿瘤是细胞异常增生形成的疾病，对人体健康造成严重危害。请回答下列问题： (1)人体可通过 免疫清除体内的肿瘤细胞，体现了免疫系统具有 功能。但是肿瘤细胞表面可表达PD-L1，与T细胞表面的PD-1结合，从而抑制T细胞活化，进而实现免疫逃逸。故可通过注入 抗体来阻断这一免疫逃逸通路。 (2)科研人员通过蛋白质工程在患者T细胞膜表面表达针对特定抗原的嵌合抗原受体(CAR)，进而对含有该抗原的肿瘤细胞进行治疗，称为CAR-T疗法，具体操作如下。 操作目的 具体操作 从患者的外周血中分离T淋巴细胞 利用白细胞重量不同于其他血液成分的特性，常采用① 法将其与血清、红细胞等成分精细分离，进而进一步纯化提取T淋巴细胞 ② T淋巴细胞 利用人工刺激的抗原呈递细胞(APC)处理T淋巴细胞 将CAR基因导入T淋巴细胞 构建③ 载体，利用载体将CAR基因转移到T细胞中 CAR-T细胞体外扩增 对改造后的CAR-T细胞进行体外传代培养 回输患者体内 临床常用静脉输液的方式将CAR-T细胞输回患者体内 (3)相比于(1)中的阻断免疫逃逸通路方法，CAR-T疗法的优点是 。但CAR-T回输到体内后释放的细胞因子往往会进一步活化免疫细胞，进而释放更多细胞因子导致机体发热，这种调节方式属于 反馈，该综合征在临床上常用 激素加以缓解。 (4)为实现对CAR-T疗法进行时空精准操控，科研人员对靶向hCD19抗原的CAR-T细胞进行了优化设计，获得了对蓝光响应的CAR-T细胞(LiCAR-T)，并进行了相关实验，结果如图所示。结果表明，LiCAR-T细胞能够在 的刺激下，特异且严格的杀伤肿瘤细胞。 押题猜想九 从湿地保护看生态系统的修复、发展与可持续未来 限时：8min （原创）2025年，是中国国家湿地公园创建20周年。20年来，我国高质量推进国家湿地公园建设，共设立国家湿地公园903处，有效保护了全国240万公顷湿地，为黑鹳、中华秋沙鸭等国家重点保护野生动植物栖息繁衍创造了优质生态环境。杭州西溪国家湿地公园作为我国首个国家湿地公园，在湿地生态保护与可持续发展方面成效显著。结合材料回答下列问题： （1）西溪湿地生态系统中，芦苇、睡莲等植物属于________，为湿地生态系统提供________；黑鹳、中华秋沙鸭等鸟类在该生态系统的食物链中处于________营养级，其粪便中的能量属于________（填“上一营养级”或“自身同化量”）。 （2）从生态系统的成分分析，西溪湿地中昆虫、鸟类等消费者对生态系统的作用是_______________；湿地中的微生物作为分解者，通过________作用将有机物分解为无机物，促进生态系统的________循环。 （3）西溪湿地建成20年来，维管束植物、昆虫和鸟类物种数显著增加，体现了生物多样性中的________多样性。这种变化对湿地生态系统稳定性的影响是________________________。 （4）国家湿地公园通过免费开放、发展自然教育等绿色产业实现生态效益与经济效益共赢，这体现了湿地生态系统服务功能中的________价值（填“直接”“间接”或“直接和间接”）。其中，湿地为黑鹳、中华秋沙鸭等濒危物种提供栖息地，属于________价值，该价值对维持生态平衡的意义是________________________。 （5）杭州西溪湿地探索“金镶玉”发展模式，实现湿地与城市一体化发展。请从生态系统整体性的角度，分析该模式如何体现“绿水青山就是金山银山”理念：________________________。 押题解读 本部分多以非选择题呈现，生态系统相关知识与环境保护、生态修复、农业生产等生活实际紧密相连。课程标准强调学生要理解生态系统的结构与功能，认识人类活动对生态系统的影响，形成生态意识和环境保护意识。高考对生态系统的考查正是对课程标准要求的具体落实，旨在考查学生对生态系统相关概念、原理的掌握程度，以及运用这些知识分析和解决问题的能力 。关注生态领域的科研动态和热点新闻，如全球气候变化对生态系统的影响、生物入侵的防治等，将相关研究成果转化为试题素材。结合生物入侵的热点事件，考查学生对生物入侵的危害、防治措施以及对生态系统影响的认识。创设实验探究情境：围绕生态系统相关知识，设计实验探究情境，考查学生的实验设计、分析和评价能力。运用图表信息呈现：利用生态系统的能量流动图、物质循环图、食物网图、生物数量变化曲线等图表，考查学生对图表信息的获取、分析和解读能力。 1．某科研小组根据40个水生群落的能量传递研究结果，总结出两个相邻营养级间能量传递效率的变化范围是2%～24%，平均为10.13%，如图。相关叙述正确的是（    ） A．该结果不符合生态系统能量流动的特点 B．营养级之间能量传递效率越高，说明它们营养级越高 C．捕食者的捕食难度增大，能量传递效率会降低 D．现实生活中人为缩短食物链，可提高能量利用率 2．近年来基于植物根际促生菌（PGPR）的生物修复技术逐渐成为修复严重受损的河湖生态系统的一种重要手段。下图为利用固化载体微生物（将PGPR固定于载体中）修复某重度富营养化小型湖泊的作用示意图。请回答下列问题。 (1)区分不同水体群落的最重要特征是 。滤食性鱼类主要分布在水体上层，草食性鱼类主要分布在水体的中下层和水草多的地方，这种分布的意义是 。 (2)少量的污染物流入湖泊，无需进行治理即可快速恢复，原因是生态系统存在 能力。若污染物持续不断流入，会导致湖泊中鱼虾大量死亡， 稳定性降低。 (3)固定于载体中的PGPR一方面可快速降解污染物，释放 ，为沉水植物和挺水植物提供养分；另一方面可与水体中的有害菌竞争，降低水体中有害菌的比例，减植物病虫害的发生。沉水植物也可为PGPR提供有机养分和 ，二者的种间关系为 。接种PGPR时通常需选择土著微生物，遵循了生态工程的 原理。 (4)某科研团队对采取该生物修复技术修复后的人工鱼塘的能量流动进行定量分析，得出相关数据，如下表所示（部分数据未给出，能量单位为×103J/cm2·a，肉食性动物作为只占据一个营养级研究）。 生物类型 呼吸散失的热能 用于生长发育繁殖的能量 流入分解者的能量 未利用的能量 外来有机物输入的能量 生产者 48 62 6 35 0 植食性动物 13 X 3 5 5 肉食性动物 Y 7 1 6 10 据表分析，Y的数值为 ，流入该人工鱼塘的总能量为 J/cm2·a，植食性动物和肉食性动物间的传递效率为 （保留1位小数）。 3．碳汇渔业是指通过渔业生产促进水生生物吸收二氧化碳，并通过收获海产品把这些碳移出水体，不投饵的渔业生产活动，它可以缓解温室效应。某地碳汇渔业模式为：上层挂绳养殖藻类，中层挂笼养殖滤食性贝类，底层投放人工鱼礁并养殖刺参，其中贝类可以将钙化为请分析回答： (1)据图1和图2分析，该渔业生态系统中贝类属于 ，各生态系统组分及 构成生态系统的结构。其中碳循环是指碳元素在 之间以的形式进行的循环。 (2)该碳汇渔业模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是 。该人工群落相比自然群落的变化说明人类活动可以改变 。 (3)据图1分析，该生态系统从大气中固定的 （填“大于”、“小于”或“等于”）该生态系统中的生物呼吸作用释放的。大气中进入海洋水体后经 过程被利用，从而缓解温室效应。 (4)该生态系统中存在如图2所示的能量关系，贝类用于自身生长、发育、繁殖的能量为 。除图示去向外，贝类同化的能量还包括 。 (5)碳汇渔业不仅提高了海水的固碳能力，并且通过人类收获海产品提高经济效益，这体现了生态工程的 原理。除立体养殖之外，人们还通过多吃低营养级海产品（如藻类）、利用风力为人工渔业提供电力等，从而尽可能缩小 ，实现可持续发展。 4．西方蜜蜂原产于欧洲，已广泛扩散至世界各地。某地科研人员研究了西方蜜蜂对本土生物的影响。 (1)兰科植物花的结构与相应的传粉昆虫高度适应。每种兰花的传粉者往往比较固定，花的内部结构与其传粉者的形态结构或传粉行为在相互影响中不断进化和发展，这个过程叫 。 (2)为探究西方蜜蜂扩散到某地后对双尾兰传粉的影响，研究者设置了两个实验区——西方蜜蜂和本地蜂（双尾兰的原生传粉者）共存区与仅有西方蜜蜂的区域，观测了双尾兰的相关传粉指标，结果如图1. ①研究者据此认为，西方蜜蜂和本地蜂都以双尾兰花粉为食，但 。 ②该实验还应设置的对照组为 。 (3)为探究西方蜜蜂对本地蜂的影响，研究者观测了与西方蜜蜂蜂箱距离不同的本地蜂，得到的结果如图2. 据图推测，西方蜜蜂将会导致本地蜂的种群密度 。请解释原因 。 (4)一些地区的蜂农为提高蜂蜜产量，欲引入采蜜效率高的外来蜂种。针对这种情况，请你为当地政府部门提出一条合理建议 。 5．在长江口某盐沼湿地，科研人员尝试引种互花米草，以达到“种青引鸟”的目的。随着互花米草的快速扩散，与本土植物形成激烈竞争，出现了互花米草群落（互花米草为优势种）、本土芦苇群落（芦苇为优势种）。互花米草和芦苇的生物量都在每年的夏、秋季达到最大。但互花米草冬季枯萎期短，且能保留一定的绿色植株。同时互花米草是典型的盐生植物，春季（4月）后由于体内的活性物质积累从而具有较强的抗虫特性。科研人员研究了两种群落中三类昆虫的物种数、个体数的季节性变化，结果如下图。请回答下列问题： (1)尝试引入互花米草，以实现“种青引鸟”是利用了生物多样性的 价值。 (2)采集的“肉食和寄生性昆虫”“腐食性昆虫”分别属于生态系统中的 （成分）。采集的昆虫麻醉后，置于体积分数为70%的酒精溶液中保存，麻醉的目的是 。 (3)与芦苇群落相比，2~4月互花米草群落中植食性昆虫物种数、个体数变化的特点是 ，这主要与 有关。 (4)2~4月互花米草群落中导致肉食和寄生性昆虫物种数、个体数均上升的主要影响因素有 ，导致腐食性昆虫物种数、个体数均上升的主要影响因素是 。 (5) 根据本实验结果，预测“种青引鸟”的目的能否实现？简要说明理由。 。 押题猜想十 实验设计与分析 限时：2min （原创）下列有关生物学实验的叙述，正确的是（    ） A．观察植物细胞质壁分离时，选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，因其液泡大且含色素，便于观察 B．用纸层析法分离光合色素时，滤纸条上的色素带宽度仅由色素的溶解度决定 C．“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验中，两组实验均需用酸性重铬酸钾溶液检测酒精的产生 D．用血细胞计数板对酵母菌进行计数时，先滴加培养液再盖上盖玻片，可避免计数室中产生气泡 押题解读 本部分既有选择题也有非选择题，紧扣课程标准与高考要求：实验题围绕植物细胞质壁分离、光合色素分离、酵母菌呼吸方式探究、血细胞计数等核心实验展开，这些内容均属于高考生物《考试大纲》中明确要求掌握的实验技能与原理，是考查学生科学探究能力的重要载体。历年高考中，教材经典实验的细节辨析（如材料选择、试剂作用、操作步骤）及迁移应用是命题热点。本题覆盖实验选材逻辑（洋葱外表皮的特性）、操作规范（血细胞计数板使用）、结果分析（色素带宽度影响因素）等高频考查角度，符合高考命题规律。本题通过辨析实验操作正误、分析结果影响因素，要求学生理解实验设计逻辑、评估实验误差，契合“实验与探究能力”的考核目标。 1．酵母菌是一种单细胞真菌，在生物学实验和生产实践中有广泛的应用，其细胞壁的主要成分是几丁质。相关叙述正确的是（    ） A．可通过相关试剂检测是否能产生来判断酵母菌细胞呼吸的方式 B．诱导两种酵母菌融合之前，需用纤维素酶和果胶酶来制备原生质体 C．用血细胞计数板计数酵母菌时，正在出芽生殖的酵母菌均计数两个 D．通过发酵工程获得大量酵母菌菌体生产单细胞蛋白以作为食品添加剂 2．下列有关教材实验的叙述，正确的是（    ） A．撕取菠菜叶下表皮观察叶绿体，原因是下表皮细胞中叶绿体较大且数量多，易观察 B．用层析液分离光合色素，滤纸条上出现的条带数只与色素的种类有关 C．“探究酵母菌细胞呼吸的方式”，两组均需取酵母菌滤液进行酒精检测 D．对酵母菌进行计数时，先将盖玻片放在计数室上，再沿凹槽边缘滴加培养液 3．下图是以铁皮石斛为材料，培养拟原球茎（简称PLBs，类似愈伤组织）生产生物碱的实验流程。下列说法正确的是（    ）    A．生物碱属于次生代谢产物，是铁皮石斛生长所必需的物质 B．图中过程①为脱分化形成PLBs，过程②为再分化生产生物碱 C．培养高产细胞系应选择细胞数量/生物碱产量比值小的PLBs D．过程①②常用葡萄糖做碳源，原因是蔗糖不易被植物细胞吸收 4．研究人员用刚果红培养基从蔗渣堆肥中筛选、分离出4株具有降解纤维素能力的真菌（图示①-④）。下列说法正确的是（    ） A．不宜通过接种蒸馏水检测所配制的固体培养基是否被污染 B．图示结果为采用平板划线法接种后倒置于恒温箱中静置培养的结果 C．④号真菌的红色圈与菌落的直径比值最大，降解纤维素的能力最强 D．采用稀释涂布平板法对①～④菌株分离培养24h后进行计数 5．某地区阴生植物三七适宜生活在5%～10%全日照条件下。非光化学淬灭（NPQ）是通过耗散过剩光能实现光保护的第一道防线，主要过程如下：类囊体腔酸化能活化PsbS和VDE，一方面促进LHCⅡ聚集，阻断能量的传递；另一方面VDE催化Vx转化为Zx，促进热量的散失，从而缓解活性氧（由电子传递过快等导致）的产生。请回答下列问题：    (1)LHCⅡ上吸收光能的两类光合色素是 ，暗反应中PGA转化成G3P的反应称为 ，场所是 。 (2)强光下，类囊体腔H增多的原因有 ，H增多一方面加快 （物质）的合成，另一方面活化 促进NPQ。 (3)强光下，若环境中CO2浓度突然增大，短时内VDE的活性 。 (4)光照过强（超过30%全日照）或过弱条件下三七均无法生存，为研究其原因，科学家进行了如下实验：取生长在光强分别为29.8%、7.5%和0.2%全日照条件下的三七植株，先暗处理2min，然后在高光照条件下检测NPQ和电子传递速率，结果如下图。    ①光照过弱三七不能生存的原因是 。 ②超过30%全日照条件下三七不能生存的原因是 。 6．慢性肝病患者往往由于病情持续时间长、病痛以及失眠、焦虑等而引起慢性应激。临床研究表明，较高水平的慢性应激会增加肝部分切除后的死亡率，机制如下图。其中IL-6是一种细胞因子，既能促进肝脏细胞中PCNA基因的表达，也能促进淋巴细胞的增殖和分化，PCNA是DNA聚合酶的辅助蛋白，NE是去甲肾上腺素。请回答下列问题： (1)图中兴奋在B处突触后膜的信号转换形式为 。交感神经兴奋时，胃肠的蠕动 。 (2)巨噬细胞参与人体免疫的第 道防线。除巨噬细胞外，特异性免疫过程中能产生细胞因促进淋巴细胞增殖分化的细胞还有 。 (3)分裂间期分为三个时期，依次为G1期、S期、G2期。推测PCNA在间期中的 期开始合成，在 期发挥作用。 (4)为验证“慢性应激引起PCNA基因表达下降导致肝脏部分切除后死亡率上升”的机制，科研人员设计了如下实验方案，请补全表格。 实验步骤 简要操作流程、预测结果 适应性培养 取生理状况一致的健康雄性大鼠在相同且适宜的条件下培养一周。 实验分组 将大鼠随机均分为A、B、C、D四组。 ① 将B组和D组大鼠进行慢性睡眠剥夺处理21天。 手术处理 将C组和D组大鼠麻醉，切开腹部中线皮肤和肌肉、暴露肝脏并切除90%的肝脏，再进行缝合。A组和B组的处理为② 预测实验结果 一段时间后，③ 组大鼠PCNA的表达量最高， 四组大鼠的存活率由低到高依次为④ 。 (5)请根据本研究分析，为了提高肝脏部分切除患者的存活率，提出临床上可采取的一个措施 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年高考生物终极押题猜想 （高分的秘密武器：终极密押+押题预测） 目录 押题猜想一 新型近红外荧光探针揭秘线粒体，精准突破细胞结构功能 1 押题猜想二 新型抗体与肿瘤细胞的生命历程调控，深挖细胞生命历程 6 押题猜想三 高温逆境中的生命密码：RNA编辑与光合作用的调控新发现 10 押题猜想四 基因图谱解锁“超级水稻”新密码，探究遗传多样性与进化证据 21 押题猜想五 中国空间站“上新”三项细胞学实验，细胞培养与疾病治疗新探索 25 押题猜想六 神经-体液-免疫调节网络：从脑膜淋巴系统发育机制看学科融合 30 押题猜想七 基因工程与基因编辑前沿—从农业育种到医学治疗的实践与突破 39 押题猜想八 AI驱动蛋白质工程突破：从模型突破到医疗革新 49 押题猜想九 从湿地保护看生态系统的修复、发展与可持续未来 54 押题猜想十 实验设计与分析 62 押题猜想一 新型近红外荧光探针揭秘线粒体，精准突破细胞结构功能 限时：2min （原创）2025年《先进科学》发表的最新研究揭示，北京大学席鹏教授团队联合河北大学课题组研发的新型近红外荧光探针HBimmCue，可特异性靶向线粒体内膜。研究发现，HBimmCue在低极性、有序的膜环境中荧光寿命较长，在高极性、无序的膜环境中荧光寿命较短。下列相关叙述错误的是（ ） A. 线粒体内膜向内腔折叠形成嵴，为酶提供了更多附着位点，有利于细胞呼吸的高效进行，体现了细胞结构与功能的统一 B. 若细胞呼吸强度增加，线粒体产生的能量增多，内膜的流动性可能增强，HBimmCue在该环境中的荧光寿命可能会变长 C. 利用HBimmCue研究线粒体，发现不同细胞中线粒体内膜的环境存在差异，说明线粒体功能具有多样性 D. 线粒体内膜的功能异常与衰老、神经退行性疾病等密切相关，HBimmCue为这些疾病的研究提供了新工具 【答案】B 【分析】本题以新型近红外荧光探针HBimmCue这一科研成果为背景，考查学生对细胞结构（线粒体结构）、细胞能量代谢（细胞呼吸）以及科研技术应用的理解和掌握，培养学生获取信息、分析问题和解决问题的能力，同时引导学生关注科研前沿，体现高考对学生综合素养的考查要求。 【详解】A、线粒体内膜向内折叠形成嵴，大大增加了内膜的表面积。细胞呼吸的第三阶段——有氧呼吸中产生能量最多的阶段，在线粒体内膜上进行，众多与有氧呼吸相关的酶附着在内膜上。内膜表面积的增大，为这些酶提供了更多的附着位点，使得反应能够更高效地进行，充分体现了细胞结构与功能相适应的特点，A正确； B、当细胞呼吸强度增加时，线粒体的代谢活动变得更加旺盛 。线粒体产生能量增多的过程中，内膜的物质交换和生化反应更加频繁，内膜的流动性会增强，此时膜环境趋向于高极性、无序，根据题干中“HBimmCue在高极性、无序的膜环境中荧光寿命较短”这一信息，可知在这种情况下HBimmCue的荧光寿命应该变短，而不是变长，B错误； C、不同细胞由于其功能不同，对能量的需求和利用方式也存在差异。例如，心肌细胞需要持续地收缩来维持心脏的跳动，其线粒体的功能更加活跃，内膜环境也与其他细胞不同；而一些代谢相对缓慢的细胞，线粒体的功能和内膜环境与之有别。利用HBimmCue研究线粒体时，能够发现不同细胞中线粒体内膜的环境存在差异，这也就意味着线粒体在不同细胞中发挥的功能具有多样性，C正确； D、已知线粒体内膜的功能异常与衰老、神经退行性疾病等密切相关 。HBimmCue能够实现对线粒体内膜环境的高分辨率、高亮度动态观测，这为研究这些疾病过程中线粒体内膜的变化提供了有效的手段，从而为这些疾病的研究提供了新工具，D正确。 故选B。 押题解读 本部分多以选择题呈现，常以新的科研成果或实验情境为载体，考查学生对细胞结构与功能、细胞代谢等基础知识的理解和应用。本题以2025年《先进科学》发表的最新研究为背景，将前沿科研成果融入试题，体现了高考生物试题注重联系科学研究实际的命题趋势，能考查学生对新知识的接受和应用能力，具有较高的押题价值。高考生物考纲要求学生理解细胞的结构和功能，掌握细胞呼吸等相关知识。本题通过对线粒体内膜结构与功能以及新型荧光探针的考查，涵盖了考纲中的多个要点，符合考纲对学生知识和能力的要求。选取新颖的科研情境，让学生在陌生的环境中运用所学知识解决问题，能有效区分学生的能力层次，符合高考选拔人才的要求。 1．2025年3月，国际顶尖学术期刊“Cell”重磅发布了我国科学家主导的深渊生命科研成果，研究聚焦深渊中的原核微生物、无脊椎动物（钩虾）和脊椎动物（鱼类）。该成果是人类首次系统性地研究深渊生命，揭示了深渊生态系统的生命适应策略与资源潜能，拓展了人类对极端环境下生命过程的认知。下列关于深渊生命的推测，错误的是（　　） A．深渊中的原核微生物、无脊椎动物和脊椎动物的遗传物质都是DNA B．深渊生物生活在黑暗环境中不能进行光合作用，因此细胞内不能合成有机物 C．深渊生物细胞内不饱和脂肪酸的积累有利于低温环境中维持细胞膜流动性 D．深渊生物中蛋白质可通过增加分子结构稳定性以适应高压环境 【答案】B 【分析】脂质主要包括固醇、脂肪和磷脂，固醇又包括胆固醇、性激素和维生素D。其中维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。 【详解】A、无论是原核生物还是真核生物（包括无脊椎动物和脊椎动物），它们的遗传物质都是DNA，这是生物学中的基本常识，所以深潜中的原核微生物、无脊椎动物和脊椎动物的遗传物质都是DNA，A正确； B、虽然深潜生物生活在黑暗环境中不能进行光合作用，但细胞内可以通过其他途径合成有机物。 比如细胞呼吸的过程中会产生一些中间产物，这些中间产物可以作为合成其他有机物的原料，细胞还可以从周围环境中摄取一些小分子物质来合成自身需要的有机物等，B错误； C、在低温环境下，不饱和脂肪酸的存在有利于维持细胞膜的流动性。 因为不饱和脂肪酸具有双键，会使分子链发生弯曲，不易排列紧密，从而使细胞膜在低温下也能保持一定的流动性，这对于深潜生物适应低温环境是很重要的，C正确； D、深潜环境具有高压的特点，深潜生物中的蛋白质通过增加分子结构稳定性，可以更好地抵抗高压对其结构和功能的影响，以适应高压环境，D正确。 故选B。 2．近年，我国人工智能领域综合实力迈上新台阶，这将成为我国赢得全球科技竞争主动权的重要战略抓手。某同学假期预习教材时，想利用我国人工智能大模型检索、学习一些学科问题，下列检索的问题合理的是（    ） A．乳酸菌进行有丝分裂的过程包含几个阶段 B．线粒体外膜上哪些酶参与催化ATP的合成 C．服用哪种抗生素可以有效治疗甲型流感 D．破坏内环境酸碱平衡的最低乳酸量是多少 【答案】D 【分析】真核细胞的分裂方式：有丝分裂、减数分裂和无丝分裂。原核细胞的分裂方式：二分裂。 【详解】A、乳酸菌属于细菌，细菌进行的是二分裂，有丝分裂是真核细胞的分裂方式，所以该问题不合理，A错误； B、ATP 的合成主要在线粒体内膜上进行，由线粒体内膜上的 ATP 合成酶催化，线粒体外膜一般不参与 ATP 的合成，所以该问题不合理，B错误； C、甲型流感是由病毒引起的，抗生素主要作用于细菌，对病毒无效，所以该问题不合理，C错误； D、内环境具有一定的酸碱平衡调节能力，探究破坏内环境酸碱平衡的最低乳酸量是有意义且合理的问题，D正确。 故选D。 3．包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料。图示研究人员开发的一种活性蓝细菌水凝胶贴片，其有助于慢性伤口的愈合。下列叙述错误的是（    ）    A．该水凝胶无需为活性蓝细菌提供有机营养物质 B．在接种蓝细菌前须将水凝胶灭菌后再调pH至中性或弱碱性 C．长期口腔溃疡的患者，其伤口不适宜使用该种水凝胶贴片 D．水凝胶贴片开发过程需考虑蓝细菌的储存耐久性等问题 【答案】B 【分析】1、蓝细菌细胞中没有真正的细胞核，因而为原核生物，细胞中含有叶绿素和藻蓝素，能吸收光能，因而可进行光合作用产生氧气，图示中创可贴加入蓝细菌的目的就是利用了蓝细菌在光下产生氧气的功能； 2、包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料，可以避免厌氧菌无氧呼吸产生有毒物质。 【详解】A、蓝细菌为自养型生物，可通过光合作用合成有机物，该水凝胶无需为活性蓝细菌提供有机营养物质，A正确； B、在接种蓝细菌前须将水凝胶调pH至中性或弱碱性后再灭菌，B错误； C、口腔中无光照，水凝胶贴片中的蓝细菌不能进行光合作用，因此长期口腔溃疡的患者，其伤口不适宜使用该种水凝胶贴片，C正确； D、水凝胶贴片开发过程需考虑蓝细菌的储存耐久性、避光保存等问题，D正确。 故选B。 4．研究人员借助特制的纳米级超分辨率显微镜，得以在活细胞中观察到数千个线粒体，揭示了线粒体功能截然不同的两种分裂机制：一种是健康的线粒体从中间断裂，一分为二；另一种是有缺陷的线粒体从端部断裂，一大一小，“减负”去除损坏部分。下列说法正确的是（    ） A．线粒体拥有自己的DNA，其生命活动不受细胞核的影响 B．线粒体内的酶与能进行有氧呼吸的细菌含有的酶完全相同 C．一个线粒体通过“减负”的方式分裂后数量并不会增加 D．高度分化的细胞中不会有线粒体的分裂过程 【答案】C 【分析】有氧呼吸指细胞在O2的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。有氧呼吸过程：第一阶段，发生在细胞质基质，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]，释放少量的能量；第二阶段，发生在线粒体基质，丙酮酸和水彻底分解成CO2和[H]，释放少量的能量；第三阶段，发生在线粒体内膜，前两个阶段产生的[H]，经过一系列反应，与O2结合生成水，释放出大量的能量。 【详解】A、线粒体是半自主性细胞器，有自己的DNA但仍会受到细胞核基因的调控，A错误； B、线粒体与有氧呼吸细菌部分酶相同，B错误； C、线粒体通过减负分裂方式会保留完好部分，去除损坏部分，数量不会增加，C正确； D、高度分化的细胞也存在衰老损伤细胞器的更新，D错误。 故选C。 5．下图是某种植物细胞的电镜照片，1～4均为细胞结构，对其描述错误的是（    ） A．磷脂双分子层构成1的基本支架 B．2是该细胞产生ATP的主要场所 C．3中有由DNA和蛋白质组成的染色质 D．4中基粒和类囊体扩大了受光面积 【答案】B 【分析】分析题图：图中1～4结构依次是细胞膜、液泡、细胞核、叶绿体。 【详解】A、结构1是细胞膜，磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，A正确； B、2是液泡，不产生ATP，B错误； C、3是细胞核，细胞核中有由DNA和蛋白质组成的染色质，C正确； D、4是叶绿体，叶绿体中基粒和类囊体扩大了受光面积，利于光合作用，D正确。 故选B。 押题猜想二 新型抗体与肿瘤细胞的生命历程调控，深挖细胞生命历程 限时：2min （原创）2025年《科学报告》发表的最新研究揭示，新型双特异性抗体IMV-M可用于肿瘤治疗，其作用机制是同时靶向肿瘤相关抗原MUC16和死亡受体5（DR5）直接诱导肿瘤细胞凋亡，相关说法错误的是（ ） A. MUC16在正常组织中几乎不表达，体现了细胞分化导致细胞中蛋白质表达的差异 B. IMV-M通过使DR5在细胞表面形成簇状结构，激活凋亡信号通路，该过程属于细胞坏死 C. 实时监测显示IMV-M能在24小时内几乎完全抑制癌细胞增殖，说明其可将癌细胞阻滞在细胞分裂间期 D. IMV-M在体内半衰期约5 - 7天，在此期间其能持续发挥作用，体现了其作用时间较长的特点 【答案】B 【分析】本题以新型双特异性抗体IMV - M用于肿瘤治疗这一前沿科研成果为情境，综合考查学生对细胞生命历程相关知识的理解与运用能力，包括细胞分化、细胞凋亡、细胞增殖等核心知识点。通过新情境的设置，要求学生能够从实际科研信息中提取关键内容，结合所学知识进行分析判断，旨在培养学生获取信息、分析问题和解决问题的能力，同时体现高考对核心素养考查的要求，如生命观念、科学思维等。 【详解】A、细胞分化的实质是基因的选择性表达，会导致不同细胞中蛋白质表达出现差异，MUC16在正常组织和肿瘤组织中表达情况不同，体现了这一点，A正确； B、IMV-M激活凋亡信号通路，促使肿瘤细胞凋亡，细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，而细胞坏死是在种种不利因素影响下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡，该过程属于细胞凋亡，不是细胞坏死，B错误； C、细胞分裂间期进行DNA复制和有关蛋白质合成，为细胞分裂做物质准备，IMV-M能在24小时内几乎完全抑制癌细胞增殖，很可能是将癌细胞阻滞在细胞分裂间期，C正确； D、IMV-M在体内半衰期约5 - 7天，能在血液中保持较长时间活性并持续发挥抗肿瘤作用，体现了其作用时间较长的特点，D正确。 故选B。 押题解读 本部分多以选择题呈现，高考常结合科研成果考查学生知识运用与信息处理能力，细胞生命历程是核心考点，契合高考趋势。本题涵盖细胞分化、凋亡、增殖等关键知识，且以抗体治癌这一科研热点为背景，能多维度考查学生能力。在日常教学中，学生多关注科研前沿，积累热点素材；扎实掌握细胞生命历程基础知识，构建知识体系；通过练习培养学生从复杂情境中提取关键信息并分析推理的能力 ，突破这类题型。 1．2025年《自然》杂志发表的最新研究揭示，SPO11-TOP6BL复合体可催化减数分裂过程中DNA双链断裂引起染色体互换，该复合体在有丝分裂中不表达。下列叙述错误的是（　　） A．SPO11-TOP6BL复合体可作用于磷酸二酯键 B．染色体互换通常发生在减数第二次分裂前期 C．X射线及其他辐射也可导致DNA双链的断裂 D．该复合体的形成是基因选择性表达的结果 【答案】B 【分析】减数第一次分裂前期，同源染色体上的非姐妹染色单体发生交叉互换，实现基因重组，增加遗传多样性。 【详解】A、依据题干信息，PO11-TOP6BL复合体可催化减数分裂过程中DNA双链断裂引起染色体互换，故可推知，SPO11-TOP6BL复合体可作用于连接DNA片段的磷酸二酯键，A正确； B、染色体互换发生在减数第一次分裂前期，B错误； C、X射线及其他辐射作为物理因素，可导致突变的发生，突变包括基因突变和染色体变异，故可推知X射线及其他辐射导致DNA双链的断裂，C正确； D、SPO11-TOP6BL复合体可催化减数分裂过程中DNA双链断裂引起染色体互换，该复合体在有丝分裂中不表达，所以该复合体的形成是基因选择性表达的结果，D正确。 故选B。 2．铜死亡作为一种新兴的程序性细胞死亡，其关键触发因素是细胞内铜离子的积累。癌细胞膜表面的ATP7A（一种铜转运蛋白）能够将过量铜离子运出细胞，从而使细胞质内铜离子浓度维持在较低水平。下列有关癌症与铜死亡的叙述，错误的是（    ） A．癌细胞是正常细胞中原癌基因和抑癌基因发生基因突变导致的 B．免疫系统可以监控、识别癌细胞表面的ATP7A进而清除癌细胞 C．将包被了铜离子的纳米载体靶向作用于癌细胞，可诱导其发生铜死亡 D．用RNA干扰技术抑制癌细胞ATP7A相关基因表达是治疗癌症的一种途径 【答案】B 【分析】细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，而细胞坏死是指在种种不利因素影响下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。 【详解】A、细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变，其中原癌基因负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过程，抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖，A正确； B、ATP7A是细胞正常表达的铜转运蛋白，免疫系统不能通过ATP7A清除癌细胞，B错误； C、将包被了铜离子的纳米载体靶向作用于癌细胞，可增加细胞内铜离子的含量，诱导其发生铜死亡，C正确； D、用RNA干扰技术抑制癌细胞ATP7A相关基因表达，使癌细胞膜表面的ATP7A减少，运出细胞的铜离子减少，可使细胞内铜离子积累，进而诱导癌细胞死亡，是治疗癌症的一种途径，D正确。 故选B。 3．诱导自噬是环鸟苷酸-腺苷酸合成酶（cGAS）-干扰素基因刺激因子（STING）通路的一个古老功能，近日我国科学家发现cGAS-STING通路的一个新的重要功能——诱导溶酶体的产生。下列叙述正确的是（  ） A．只有衰老损伤的细胞器才会激活细胞自噬作用 B．自噬体最终降解需要利用溶酶体合成的水解酶 C．TFEB转录因子发挥作用的场所是细胞质 D．TFEB可以促进高尔基体产生更多的溶酶体 【答案】D 【分析】细胞自噬是真核生物中进化保守的对细胞内物质进行周转的重要过程。该过程中一些损坏的蛋白或细胞器被双层膜结构的自噬小泡包裹后，送入溶酶体（动物）或液泡（酵母和植物）中进行降解并得以循环利用。 【详解】A、据图可知，病原体和DNA也可以激活细胞自噬，A错误； B、水解酶由核糖体合成，B错误； C、TFEB转录因子调控转录，发挥作用的场所主要是在细胞核，C错误； D、ATGs促进自噬体的产生，TFEB促进溶酶体的产生，D正确。 故选D。 4．我国科研团队将磁性颗粒均匀涂至螺旋藻（颤蓝细菌）表面，使磁性螺旋藻（MSP）能在外部磁场控制下，靶向运动至癌变部位，促进癌细胞的放疗，治疗机制如图所示。已知肿瘤组织内部的缺氧环境可以减少含氧自由基的生成。下列说法正确的是（    ） A．螺旋藻细胞内存在RNA-蛋白质复合物，但不存在DNA-蛋白质复合物 B．外界提供磁场、放射线、激光的条件后，MSP就能充分发挥作用 C．过程①利用MSP叶绿体释放的O2改善肿瘤组织内部的缺氧环境 D．过程②叶绿素产生的自由基可破坏磷脂分子引发雪崩式反应损伤癌细胞膜 【答案】D 【分析】癌细胞是正常细胞在致癌因子的作用下，遗传物质发生改变，成为不受机体控制、连续进行分裂的恶性增殖细胞。 【详解】A、螺旋藻细胞内存在RNA-蛋白质复合物（如核糖体），也存在DNA-蛋白质复合物，如转录时RNA聚合酶与DNA结合，A错误； B、放射线、激光等条件会导致磁性螺旋藻解体，B错误； C、螺旋藻是颤蓝细菌，为原核生物，没有叶绿体，C错误； D、过程②叶绿素产生的自由基可破坏磷脂分子引发雪崩式反应损伤癌细胞膜，D正确。 故选D。 5．uPAR是衰老细胞特异性表达的膜蛋白。研究人员基于uPAR的结构设计合成了多肽uPA24，并连接16个谷氨酸(E16)构建了嵌合多肽E16-uPA24，应用于肝纤维化衰老小鼠的治疗。E16-uPA24的抗衰老机制如图。下列分析错误的是（　　） A．E16-uPA24与谷氨酸受体结合后促进衰老细胞的清除 B．E16-uPA24能在纤维化肝组织中精确定位衰老的细胞 C．NK细胞释放的穿孔素进入衰老细胞后会诱导其凋亡 D．E16-uPA24主要通过增强机体免疫自稳功能延缓衰老 【答案】C 【分析】图示分析E16-uPA24的抗衰老机制：谷氨酸受体识别结合E16-uPA24，促进NK细胞释放穿孔素和颗粒酶，穿孔素作用于衰老细胞，在靶细胞膜上形成管道，颗粒酶通过管道进入衰老细胞，从而促进衰老细胞的清除。 【详解】A、结合图示分析，谷氨酸受体识别结合E16-uPA24，促进NK细胞释放穿孔素和颗粒酶，穿孔素和颗粒酶通过作用于衰老细胞，从而促进衰老细胞的清除，A正确； B、由于uPAR是衰老细胞特异性表达的膜蛋白，因此E16-uPA24能在纤维化肝组织中精确定位衰老的细胞，B正确； C、NK细胞释放的穿孔素会在靶细胞膜上形成管道，穿孔素不进入衰老细胞，C错误； D、免疫自稳是指机体清除体内衰老、损伤或变性的细胞，E16-uPA24通过促进衰老细胞的清除，主要是增强了机体免疫自稳功能延缓衰老，D正确。 故选C。 押题猜想三 高温逆境中的生命密码：RNA编辑与光合作用的调控新发现 限时：8min （原创）2025年，科研团队发现热胁迫抑制植物光合作用的新机制。请结合信息回答问题： 研究表明，叶绿体中的MORF8蛋白在热胁迫下会形成固态凝聚体，招募PPR等RNA编辑因子进入其中。PPR蛋白能识别并结合靶标RNA，但进入凝聚体后结合能力下降，导致RNA编辑效率降低。这使得光合膜蛋白复合体活性受损，最终降低光合作用效率。此外，水稻、大豆等作物中类似的MORF8蛋白在热胁迫下也有相同表现，机制如下图所示： （1）若叶绿体中RNA编辑异常，导致光合膜蛋白某氨基酸改变，推测是RNA编辑影响了______过程，使mRNA的______发生变化。 （2）补全热胁迫下光合效率降低的过程： MORF8凝聚体→______→RNA编辑效率下降→______→光合效率降低 （3）为验证“MORF8蛋白凝聚体是热胁迫抑制光合作用的关键”，现有野生型拟南芥、MORF8基因缺失突变体、抑制MORF8凝聚的小分子化合物X，请完善实验： ①将野生型分为A、B两组，突变体为C组； ②A组不处理，B组施加______，C组______； ③热胁迫培养后，测定三组植株的______。 预期结果： 。 （4）请基于研究，提出一种培育抗热作物的育种策略及原理： 。 【答案】（1）转录后加工（或RNA修饰）；密码子 （2）招募PPR蛋白并降低其与靶标RNA结合能力；光合膜蛋白复合体活性受损 （3）②小分子化合物X；施加等量小分子化合物X ③光合效率 预期结果：B组和C组光合效率无显著差异，且均显著高于A组 （4）策略：通过基因工程技术降低作物中MORF8蛋白的表达量；原理：减少热胁迫下MORF8固态凝聚体的形成，维持RNA编辑效率和光合膜蛋白复合体的正常活性，从而提高作物在热胁迫下的光合作用效率和抗热性 【详解】 （1）RNA编辑主要发生在转录后加工阶段，通过对RNA序列的修饰来影响其功能。若RNA编辑异常导致氨基酸改变，说明编辑影响了转录后加工，使mRNA上编码氨基酸的密码子发生变化，从而在翻译时引入不同的氨基酸。 （2）根据题干信息，热胁迫下MORF8形成凝聚体后，招募PPR蛋白并降低其与靶标RNA的结合能力，导致RNA编辑效率下降；RNA编辑效率降低又使得光合膜蛋白复合体活性受损，最终造成光合效率降低 ，这是一个因果相连的过程。 （3）实验设计遵循对照原则，B组施加小分子化合物X可抑制野生型植株中MORF8蛋白凝聚，C组突变体本身缺失MORF8基因，也不会形成凝聚体。若MORF8蛋白凝聚体是热胁迫抑制光合作用的关键，那么B组和C组由于都不存在或抑制了凝聚体的形成，其光合效率应无显著差异，且均显著高于未处理的A组（存在凝聚体抑制光合作用）。 （4）从分子机制出发，既然MORF8蛋白凝聚体是热胁迫抑制光合作用的关键，那么通过基因工程降低MORF8蛋白表达量，就能减少凝聚体的形成，保证RNA编辑正常进行，维持光合膜蛋白复合体活性，最终提升作物的抗热性和光合效率 。 押题解读 光合作用与呼吸作用是高考生物的核心考点，如考查两者的生理过程、影响因素、相互关系等，题型涵盖选择题、填空题、实验设计题和分析论述题，分值占比较高。且随着高考改革对学生综合能力和科学思维的重视，常结合新的科研成果、生产生活实际进行考查。当下全球气候变暖、粮食安全等问题备受关注，与光合作用和呼吸作用相关的研究不断取得新进展，如热胁迫下植物光合作用效率下降机制的研究 。这些热点为高考命题提供了丰富素材，能考查学生获取信息、分析问题和应用知识的能力，符合高考命题的创新性和时代性要求。结合科研成果命题：关注权威科研期刊（如《自然》《科学》《细胞》等）上关于光合作用和呼吸作用的最新研究成果。将研究中的实验背景、研究方法、实验数据以题干形式呈现，设置相关问题，考查学生对新知识的理解和应用能力。从农业生产（合理密植、大棚种植、作物栽培管理等）、粮食储存（控制温度、湿度、氧气含量等条件）、细胞培养（动物细胞培养、植物组织培养中气体环境和营养物质的供应）等实际场景出发，提出问题。 注重图表信息呈现：以坐标曲线、柱状图、流程图、模式图等形式呈现信息，考查学生获取信息、分析图表、运用图表中数据解决问题的能力。 1．当光能过剩时，叶肉细胞内因不足，传递给，从而生成超氧阴离子自由基等一系列光有毒物质，破坏PS II中叶绿素及蛋白，光合速率下降，这种现象称为光抑制。图示叶肉细胞中部分物质代谢过程及植物避免PS II损伤的三重防御机制，其中①~③表示相关生理过程。请回答下列问题： (1)叶绿素主要参与过程①，其主要功能是 ，蛋白主要分布在 （结构）上。 (2)过程①中释放出来后，参与过程②中 的结合生成NADPH，NADPH在卡尔文循环中的作用有 。 (3)强光下可触发植物的光呼吸。过程③中O2和CO2竞争性结合 （底物），直接影响卡尔文循环中 （物质）的生成，最终导致有机物积累减少。但在植物的长期进化历程中，光呼吸依然被保留，据图分析其生理意义是 。 (4)研究发现，油菜素内酯（BR）能缓解强光照射对小麦光合作用的影响。为研究其机理，科研人员进行了相关实验，结果如下表。 检测 指标 净光合速率 （μmolCO2· m-2·s-1） 类胡萝卜素 含量（mg・g-l） 气孔导度 （μmolH2O· m-2·s-1） 胞间CO2浓度 （μmolCO2·m-2·s-1） 蛋白的相 对含量 正常 光照 29.15 0.472 0.186 211.65 100 强光 照射 16.23 0.317 0.131 269.44 39.5 正常光 照+BR 29.12 0.473 0.189 215.94 103.6 强光照 射+BR 19.36 0.316 0.163 171.12 77.9 注：气孔导度表示气孔的张开程度。 ①类胡萝卜素合成受阻，强光下会导致光合速率下降，主要原因是 。 ②强光照射下，引起小麦光合速率下降的是 （从“气孔”或“非气孔”中选填）因素，依据是 。 ③结果表明，油菜素内酯能缓解强光照射对小麦光合作用的影响，机理是 。 【答案】(1) 吸收、传递和转化光能 类囊体薄膜 (2) H+与NADP+ 提供能量、作为还原剂 (3) C5 C3 光呼吸能消耗光反应产生的过量O2，从而减少光有毒物质的积累 (4) 类胡萝卜素减少使得清除光有毒物质能力减弱，光合机构受损，导致光抑制 非气孔 气孔导度下降，但胞间CO2浓度升高 促进D1蛋白的合成，修复PSⅡ，从而缓解强光照射对小麦光合作用的影响 【分析】光合作用:（1）光反应阶段:水光解产生NADPH和氧气，ADP和Pi 结合形成ATP。（2）暗反应阶段:二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物在ATP和NADPH的作用下，还原成五碳化合物，同时ATP水解成ADP和Pi。 【详解】（1）叶绿素在光合作用的光反应过程中具有吸收、传递和转化光能的功能，故叶绿素主要参与过程①，其主要功能是吸收、传递和转化光能。PSII表示光系统II，参与光合作用的光反应，故PSII的D1蛋白分布在叶绿体的类囊体薄膜上。 （2）过程①是光反应，发生水的光解，产生的产物H+、e-参与过程②H+与NADP+的结合生成NADPH，NADPH在卡尔文循环中的作用有提供能量、作为还原剂。 （3）光呼吸是绿色植物在光照较强条件下，氧气产生较多，二氧化碳浓度较低的情况下消耗O2，释放CO2的过程，故过程③（光呼吸）中O2和CO2竞争性结合C5，直接影响卡尔文循环中的C3生成，最终导致有机物积累减少。光呼吸被保留其生理意义是光呼吸能消耗光反应产生的过量O2，从而减少光有毒物质的积累。 （4）①题图信息可知，类胡萝卜素可以清楚光有毒物质，可作为电子供体中和O2-，故类胡萝卜素合成受阻，强光下会导致光合速率下降，主要原因是类胡萝卜素减少使得清除光有毒物质能力减弱，光合机构受损，导致光抑制。 ②强光照射下，小麦气孔导度下降，但胞间CO2浓度升高，表明强光照射下，引起小麦光合速率下降的是非气孔因素。 ③表格中数据分析可知，强光照射+BR组与强光照射相比D1蛋白的相对含量显著增加，由此推测油菜素内酯能缓解强光照射对小麦光合作用的影响，机理是促进D1蛋白的合成，D1蛋白修复PSⅡ，从而缓解强光照射对小麦光合作用的影响。 2．钩虫贪铜菌是一种细菌，能通过不同的代谢途径合成储能物质PHA．在有机物充足的环境中，该菌株可通过有氧呼吸进行异养代谢，该过程中产生的中间产物乙酰辅酶A可作为原料合成PHA，也可进一步氧化分解，提供能量；在有机物缺乏的环境中，该菌株可通过氧化获得能量进而通过卡尔文循环固定生成有机物，过程如图1所示。请分析回答： (1)图1膜结构为 ，物质X在 （场所）中固定。若膜上氢化酶活性被抑制，则的分解受到抑制，电子传递链被阻断，无法形成 ，导致ATP不能合成，物质X的含量 。 (2)图1中的受体包括 。利用无碳源培养基培养钩虫贪铜菌时，需提供含有 的气体环境。 (3)能利用光能进行光合作用的绿硫细菌固定合成有机物的过程不同于钩虫贪铜菌，为特殊的逆向TCA循环，部分过程如图3所示（图中省略了部分物质）。图2为绿硫细菌的光反应示意图。 ①据图2分析，绿硫细菌参与光反应的菌绿素复合体中菌绿素可能的作用为 ，不同于绿色植物，绿硫细菌的光反应无 的产生。 ②据图3分析，下列叙述合理的有 。 A．逆向TCA循环发生在绿硫细菌的线粒体基质中 B．绿硫细菌的光反应通过提供ATP和NADPH，为逆向TCA循环提供能量 C．TCA循环和逆向TCA循环在反应过程、酶种类和生理意义都存在显著差异 D．在不干扰循环正常进行的情况下，绿硫细菌合成一分子己糖，至少需要消耗5分子ATP和6分子 【答案】(1) 细胞膜 细胞质基质 浓度梯度 降低 (2) 、、 、、 (3) 吸收、传递、转化光能 BC 【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）图1结构为细胞膜，因为细菌没有线粒体，可在细胞膜上进行有氧呼吸的第三阶段。 物质X在细胞质基质中固定二氧化碳，细胞质基质是细胞呼吸第一阶段以及一些物质合成等反应的场所。 若膜上氧化磷酸化活性被抑制，那么NADH分解受到抑制，电子传递链阻断，无法形成浓度梯度，该过程与ATP的生成密切相关，由于ATP无法合成，物质X的含量会降低。 （2）图1中e - 的受体包括O₂、NAD⁺、NADP⁺ ，在呼吸作用和光合作用等过程中，这些物质会接受电子参与反应。 利用无碳源培养基培养钩虫贪铜菌时，需提供含有O₂、CO₂、H₂ 的气体环境，因为钩虫贪铜菌在有氧有机环境中可通过有氧呼吸进行异养代谢等过程，需要氧气等物质参与。 （3）①据图2分析，绿硫细菌参与光反应的酶 - 色素复合体中酶可能的作用为吸收、传递、转化光能，这是光反应中相关酶 - 色素复合体的重要功能；不同绿色植物，绿硫细菌的光反应无O₂ 的产生，从图中可以看出其光反应过程与常见绿色植物光反应有所不同。 ②A、细菌没有线粒体，逆向TCA循环发生在绿硫细菌的细胞质基质中，而不是线粒体基质，A错误； B、绿硫细菌的光反应通过提供ATP和NADPH，为逆向TCA循环提供能量，从图中光反应和逆向TCA循环的联系可以得出，B正确； C、TCA循环和逆向TCA循环在反应过程、酶种类和生理意义都存在显著差异，二者是不同的代谢途径，C正确； D、在不干扰循环正常进行的情况下，绿硫细菌合成一分子己糖，至少需要消耗12分子ATP和6分子CO₂ ，D错误。 故选BC。 3．某地区阴生植物三七适宜生活在5%～10%全日照条件下。非光化学淬灭（NPQ）是通过耗散过剩光能实现光保护的第一道防线，主要过程如下：类囊体腔酸化能活化PsbS和VDE，一方面促进LHCⅡ聚集，阻断能量的传递；另一方面VDE催化Vx转化为Zx，促进热量的散失，从而缓解活性氧（由电子传递过快等导致）的产生。请回答下列问题：    (1)LHCⅡ上吸收光能的两类光合色素是 ，暗反应中PGA转化成G3P的反应称为 ，场所是 。 (2)强光下，类囊体腔H增多的原因有 ，H增多一方面加快 （物质）的合成，另一方面活化 促进NPQ。 (3)强光下，若环境中CO2浓度突然增大，短时内VDE的活性 。 (4)光照过强（超过30%全日照）或过弱条件下三七均无法生存，为研究其原因，科学家进行了如下实验：取生长在光强分别为29.8%、7.5%和0.2%全日照条件下的三七植株，先暗处理2min，然后在高光照条件下检测NPQ和电子传递速率，结果如下图。    ①光照过弱三七不能生存的原因是 。 ②超过30%全日照条件下三七不能生存的原因是 。 【答案】(1) 类胡萝卜素、叶绿素 C3的还原 叶绿体基质 (2) 水光解产生H+、电子传递链将H+运进类囊体 ATP PsbS 和VDE (3)降低 (4) 光照过弱，有机物的合成较少 NPQ能力没有明显提升；电子传递速率过快，活性氧积累 【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段： （1）光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。 （2）暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。 【详解】（1）LHCⅡ上吸收光能的两类光合色素是类胡萝卜素、叶绿素，暗反应中PGA（3-磷酸甘油酸）还原为G3P（磷酸丙糖）的过程发生在叶绿体基质，称作C3的还原。 （2）强光时水光解产生H+、电子传递链将H+运进类囊体，使类囊体腔内H⁺浓度升高，不仅驱动ATP合成ATP，同时腔内酸化激活PsbS 和VDE，促使过剩光能以热能形式散失。 （3）CO2浓度上升会加快暗反应对NADPH等还原力的消耗，减少类囊体腔的过度酸化，使VDE活性降低。 （4）①光照过弱时，有机物的合成较少，三七不能生存； ②超过30%全日照条件下NPQ能力没有明显提升；电子传递速率过快，活性氧积累，三七不能存活。 4．“倒春寒”使紫花苜蓿在返青期发生低温胁迫。为探究低温胁迫后光合作用恢复的限制因素，科研人员选取苜蓿幼苗放入培养箱，低温处理后再进行室温恢复培养，检测指标及结果如图1： (1)称取适量新鲜苜蓿叶片，加少量石英砂、碳酸钙和一定量的 ，研磨过滤制成色素提取液，用于测定叶绿素含量。将叶片切成大小一致的圆片，置于适宜浓度的NaHCO3溶液中，测定叶圆片的 速率（μmol/m2·s），代表净光合速率。 (2)据图1可知，低温会 叶绿素含量。叶绿素含量变化并非影响光合速率的唯一因素，依据是室温恢复培养72h后， 。 (3)紫花苜蓿叶绿体中部分特定叶绿素与蛋白构成大型复合物，即光系统，可分为Ⅰ、Ⅱ两种类型。图2为光系统Ⅱ（PSⅡ）电子传递的过程示意图。 ①图2中特定叶绿素的电子可被 激发跃迁为高能电子，再传递给电子受体。失去电子的叶绿素从电子供体中获得电子，电子供体则夺取水的电子，促进水分解直接生成 ，电子受体的高能电子继续传递，PSⅡ恢复初始状态。 ②若电子传递受阻，叶绿素吸收的光能无法用于光合作用，多余的能量以更强的荧光释放。对暗处理的叶片施以强光照射，快速连续采集荧光信号，照光0.3ms和2ms时的荧光强度分别反映PSⅡ供体侧和受体侧的电子传递情况。正常情况下，供体侧电子传递顺畅，但受体侧传递速度较慢，电子在受体侧堆积，电子传递暂时中断。若将低温处理前和恢复常温后的叶片荧光强度值记为a和b，则0.3ms和2ms时，a与b的大小关系分别为 ，说明低温造成PSⅡ的供体侧功能受损，限制了光合作用的恢复。 【答案】(1) 无水乙醇 O2释放 (2) 降低 叶绿素含量超过处理前水平，净光合速率升高但未恢复到处理前水平 (3) 光能 O2和H+ a＜b，a＞b 【分析】光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段是水光解形成氧气和还原氢的过程，该过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP中；暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程，三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的还原氢和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。 【详解】（1）在提取光合色素时，研磨叶片需要加入少量石英砂（有助于研磨充分）、碳酸钙（防止色素被破坏）和一定量的无水乙醇，因为光合色素能溶解在无水乙醇等有机溶剂中。净光合速率可以用单位时间、单位叶面积氧气的释放量或二氧化碳的吸收量等来表示，将叶片切成大小一致的圆片置于适宜浓度的NaHCO3溶液中，NaHCO3溶液可提供二氧化碳，此时测定叶圆片的氧气释放速率（μmol/m2·s），能代表净光合速率。 （2）从图1可以看出，与对照组相比，低温处理组的叶绿素含量降低，所以低温会降低叶绿素含量。室温恢复培养72h后，叶绿素含量恢复超过到对照组水平，但净光合速率并未恢复到对照组水平，这就说明叶绿素含量变化并非影响光合速率的唯一因素。 （3）①图2中特定叶绿素的电子可被光能激发跃迁为高能电子，再传递给电子受体，失去电子的叶绿素从电子供体中获得电子，电子供体夺取水的电子，促使水分解直接生成氧气和H+。 ②若电子传递受阻，叶绿素吸收的光能无法用于光合作用，多余的能量以更强的荧光释放。正常情况下，供体侧电子传递顺畅，低温造成PSⅡ的供体侧功能受损，那么低温处理前（a）的供体侧电子传递情况好于恢复常温后（b），所以0.3ms时a＜b；受体侧传递速度较慢，电子在受体侧堆积，电子传递暂时中断，低温处理后受体侧功能也受影响，但是相对来说恢复常温后受体侧电子传递会有所改善，所以2ms时a ＞b。 5．增加种植密度是提高玉米产量的关键策略。 (1)光是植物光合作用的 来源，密植导致植株的中下部冠层光合作用强度降低的原因 是 。 (2)品系甲的上中下部叶片角度较野生型有不同程度减小，根据图1实验结果，甲更适宜密植体现在 。经鉴定品系甲的Lac1基因发生突变，Lac1是激素BRs合成的关键酶。 (3)已知RAVL1是调控叶角度的关键因子，为检测其是否能结合Lac1基因的启动子序列，构建含有下列基因组件的重组质粒： 酵母菌E自身不能合成色氨酸和亮氨酸这两种必需氨基酸。将重组质粒c和d共同导入E作为实验组，以分别导入a和b，a和d、b和c的E作为对照组。在进行转化操作时，酵母菌应接种于 的培养基中进行筛选与鉴定。  培养后，实验组和对照组的菌落颜色分别为 。经过后续实验，最终证明RAVL1可结合Lac1启动子并激活基因转录。 (4)密植导致玉米植株叶片角度减小。当密植时红光和远红光比率（R/FR）降低，诱导R/FR感受器PhyA含量升高。实验发现PhyA可与RAVL1结合，为探究二者之间的调控关系，将等量标记的RAVL1蛋白与不同处理的植株叶片提取液混合，24分钟后检测标记的RAVL1蛋白含量，结果如图2。 请综合上述结果，完善玉米通过叶片角度动态响应植株密度变化的机制图 （任选一个过程，以未选择的条件为对照，在方框中以文字和箭头的形式作答）。 【答案】(1) 能量 中下部冠层光照强度弱，光反应弱；中下部通风不畅，CO2浓度低，暗反应弱 (2)随种植密度增加，甲的光穿透率和净光合速率始终高于野生型，甲净光合速率未发生显著降低 (3) 缺乏亮氨酸和色氨酸、含X-gal 实验组为蓝色，对照组均为白色 (4) 【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。其主要包括光反应、暗反应两个阶段，涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。 【详解】（1）光合作用的本质是将光能转化为化学能，因此光是植物光合作用的能量来源。中下部冠层光照强度弱，光反应弱（光反应依赖光照，弱光导致ATP和NADPH生成不足）。中下部通风不畅，CO₂浓度低，暗反应弱（暗反应依赖CO₂固定，低CO₂抑制卡尔文循环）。 （2）根据图1实验结果分析，品系甲叶角度减小，相较于乙，中下部叶片能接收更多光照（光穿透率高），维持较高的光合速率。因此甲更适宜密植原因是随种植密度增加，甲的光穿透率和净光合速率始终高于野生型，甲净光合速率未发生显著降低。 （3）酵母菌E自身不能合成色氨酸和亮氨酸这两种必需氨基酸，重组质粒c和d分别携带亮氨酸（Leu）和色氨酸（Trp）合成基因及完整的lacZ基因，因此在进行转化操作时，酵母菌应接种于缺乏亮氨酸和色氨酸的培养基中进行筛选。根据题意，鉴定lacZ基因是否表达则需在培养基添加X-gal，观察菌落颜色。实验组（c+d）中RAVL1结合Lac1启动子激活lacZ表达，分解X-gal生成蓝色产物。对照组中无法激活lacZ，菌落为白色。因此培养后，实验组和对照组的菌落颜色分别为实验组为蓝色，对照组均为白色。 （4）密植时R/FR降低（红光减少，远红光增加），PhyA作为光受体被激活，含量升高。PhyA结合RAVL1蛋白（图2显示PhyA存在时RAVL1蛋白含量下降），RAVL1降解增加，减少其对Lac1基因的激活。Lac1表达下降导致BRs合成减少，叶角度减小，适应密植环境。因此总结答案为： 押题猜想四 基因图谱解锁“超级水稻”新密码，探究遗传多样性与进化证据 限时：2min （原创）2025年4月16日《自然》发表的最新研究揭示，中国科学院韩斌院士团队完成145份亚洲栽培稻及其普通野生稻的高精度基因组组装，绘制出“野生稻-栽培稻泛基因组图谱”。研究发现，野生稻中的抗病基因丰度和多样性均明显高于栽培稻，已精准定位到1184个野生稻中拷贝数高于栽培稻的抗病基因位点，其中包含2个已验证的抗稻瘟病基因。基于高质量的基因组序列分析，进一步证实了亚洲栽培稻单起源假说。下列相关叙述错误的是（ ） A. 该研究为培育抗病耐逆的水稻品种提供了基因资源，体现了生物多样性的直接价值 B. 野生稻抗病基因丰度和多样性高，体现了遗传多样性，其形成与长期自然选择有关 C. 栽培稻起源于野生稻，在进化过程中遗传物质改变，不遵循遗传定律 D. 若将野生稻抗稻瘟病基因导入栽培稻，可提高栽培稻的抗稻瘟病能力，原理是基因重组 【答案】C 【分析】本题主要考查了生物多样性、遗传进化以及基因工程等相关知识。题目以韩斌院士团队的最新研究成果为背景，考查学生对相关知识的理解和运用能力。 【详解】A、研究为培育抗病耐逆水稻品种提供基因资源，直接用于农业生产等实践，体现了生物多样性对人类有实用意义等的直接价值，A正确； B、野生稻抗病基因丰度和多样性高，说明基因种类丰富，体现了遗传多样性。在长期自然选择下，适应环境的抗病基因保留并积累，使得野生稻形成了这样的遗传特性，B正确； C、栽培稻起源于野生稻，在进化过程中遗传物质改变，但仍然遵循遗传定律。遗传定律适用于有性生殖的生物，水稻进行有性生殖，其基因的传递等遵循孟德尔遗传定律等，C错误； D、将野生稻抗稻瘟病基因导入栽培稻，属于基因工程，原理是基因重组。通过导入抗稻瘟病基因，可使栽培稻获得相应基因，从而提高抗稻瘟病能力，D正确。 故选B。 押题解读 本部分多以选择题呈现，综合考查遗传与进化中的多个核心知识点，如生物多样性的价值、遗传多样性的形成、进化与遗传定律的关系以及基因工程原理等，符合高考对知识综合性考查的要求。本题紧密结合了最新的科研成果，以“野生稻 - 栽培稻泛基因组图谱”研究为背景，体现了高考命题关注科学前沿、联系实际的趋势。生物多样性是高考的常考点，包括生物多样性的三个层次（遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性）以及其价值，本题中涉及到野生稻抗病基因体现的遗传多样性和研究成果在培育品种中的直接价值。遗传与进化的关系、基因工程也是重要考点，栽培稻由野生稻进化而来，涉及到遗传物质的改变以及进化过程中相关因素的作用，本题对这些内容进行了考查。关注热点科研成果与教材知识的结合点。本题以水稻基因组研究成果为背景，将生物多样性、遗传进化和基因工程等教材知识融入其中，引导学生运用所学知识解释实际问题。 1．2025年我国科学家发现了龙城热河蝎的化石。据化石分析，龙城热河蝎生活在陆地，须肢纤细，毒针较长，具有诸多海洋生物的原始特征。与该生物相关的叙述错误的是（    ） A．祖先起源于海洋 B．化石是研究其进化最直接的证据 C．与现存蝎子基因差异的根本原因是基因重组 D．保留海洋生物的原始特征是自然选择的结果 【答案】C 【分析】在研究生物进化的过程中，化石是最重要的、比较全面的证据，化石在地层中出现的先后顺序说明了生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的。 【详解】A、龙城热河蝎具有海洋生物的原始特征，表明其祖先可能起源于海洋，逐步适应陆地环境，A正确； B、化石是研究生物进化最直接的证据，可直接反映古生物的形态及演化关系，B正确； C、基因差异的根本原因是基因突变（产生新等位基因），而基因重组仅在有性生殖中导致个体间差异。现存蝎子与龙城热河蝎的基因差异是长期积累的突变、自然选择及隔离的结果，而非基因重组，C错误； D、保留原始特征可能是某些性状未被自然选择淘汰（如无显著劣势），或对适应环境仍有作用，属于自然选择的结果，D正确。 故选C。 2．研究发现，讨厌香菜的人11号染色体上的OR6A2嗅觉受体基因中出现了单个核苷酸的变异，当这类人接近香菜时，香菜所散发出来的醛类物质会让他们感受到肥皂味。统计发现，东亚人讨厌香菜的比例最多，占21%，而拉丁裔和中东地区讨厌香菜的比例最低，分别占4%和3%。下列叙述正确的是（    ） A．人口流动可能导致某区域的OR6A2嗅觉受体基因频率发生改变 B．一个地区的饮食习惯可使OR6A2嗅觉受体基因发生定向突变 C．不同香菜栽培品种的遗传特性不完全相同，体现了物种多样性 D．由OR6A2嗅觉受体基因的差异推测不同人群间存在着生殖隔离 【答案】A 【分析】现代进化理论的基本内容是：①进化是以种群为基本单位，进化的实质是种群的基因频率的改变。②突变和基因重组产生进化的原材料。③自然选择决定生物进化的方向。④隔离导致物种形成。 【详解】A、生物进化的实质是种群基因频率的改变，人口流动可能导致该区域的OR6A2嗅觉受体基因频率改变，种群发生进化，A正确； B、基因突变的特点是不定向的，B错误； C、不同香菜栽培品种依然还是属于同一物种，其遗传特性不完全相同，体现的是基因(遗传)的多样性，C错误； D、生殖隔离指的是不同物种之间一般不能相互交配，即使交配成功，也不能产生可育后代，基因的差异不能说明不同人群间存在生殖隔离，D错误。 故选A。 3．齿肋赤藓能够在极度干旱、高温以及强辐射的条件下存活，并与土壤微生物、藻类、地衣和苔藓等形成有机复合体。齿肋赤藓个头微小，顶端有水分收集与传输系统的反光“芒尖”。我国研究人员发现齿肋赤藓在火星模拟条件下仍可存活。相关叙述错误的是（　　） A．齿肋赤藓“芒尖”结构有利于其适应干旱、高温以及强辐射条件 B．齿肋赤藓对沙漠的适应是环境对其可遗传变异定向选择的结果 C．齿肋赤藓与土壤微生物、藻类、地衣和苔藓等生物之间互利共生、协同进化 D．齿肋赤藓有望成为人类在火星上建立全新生态系统的先锋物种 【答案】C 【分析】不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化。 【详解】A、由于齿肋赤藓“芒尖”结构中顶端有水分收集与传输系统的反光功能，所以能适应干旱、高温以及强辐射条件，A正确； B、齿肋赤藓对沙漠的适应是环境对齿肋赤藓可遗传变异进行定向选择的结果，B正确； C、齿肋赤藓能够在极度干旱、高温以及强辐射的条件下存活，并与土壤微生物、藻类、地衣和苔藓等形成有机复合体，但并不能表明齿肋赤藓与土壤微生物、藻类、地衣和苔藓等生物之间属于互利共生的关系，C错误； D、依据题干信息，齿肋赤藓在火星模拟条件下仍可存活，所以齿肋赤藓有望成为人类在火星上建立全新生态系统的先锋物种，D正确。 故选C。 4．进化拯救指生物种群面临致死环境胁迫时，能够通过适应性进化摆脱灭绝命运的过程。下图为某种群由温和环境到胁迫环境下种群数量变化曲线，其中字母代表不同阶段，方框内点的不同形状代表不同表型，点越多代表该种群数量越多。下列叙述错误的是（    ） A．种群由A阶段发展到B阶段，不适应环境的个体被淘汰 B．温和环境中，协同进化导致A阶段的物种多样性比较丰富 C．B阶段种群中虽然含有能适应胁迫环境的个体，但仍可能会灭绝 D．种群由C阶段发展到D阶段，可能出现了新的可遗传变异 【答案】B 【分析】不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化。通过漫长的协同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，丰富多彩的基因库，而且形成了多种多样的生态。生物多样性主要包括三个层次的内容：遗传多样性（基因多样性）、物种多样性和生态系统多样性。生物多样性的形成经历了漫长的进化历程。 【详解】A、种群由A阶段发展到B阶段的过程中，方框内点的不同形状减少，点的数量减少，是因为环境由温和环境到胁迫环境，环境发生变化，自然选择发挥作用，使多数不能适应胁迫环境的个体死亡，A正确； B、图示表示某种群由温和环境到胁迫环境下种群数量变化曲线，由图可知，温和环境中，A方框内点的形状和点的数量都多，说明基因多样性比较丰富，种群数量较多，不能说明物种多样性增加，B错误； C、在胁迫环境下，B阶段种群含有能适应胁迫环境的个体，但种群仍有可能灭绝，原因是能适应胁迫环境的个体数量可能少于维持种群延续的最小数量，C正确； D、相比C阶段种群，D阶段种群出现了新的表型，该新的表型可能是可遗传变异引起的，D正确。 故选B。 5．稻米的香味是由8号染色体上的Badh2基因突变导致甜菜碱脱氢酶活性丧失，从而使2-AP大量积累所致。Badh2基因中至少存在17个变异位点。甜菜碱脱氢酶分布在水稻根部以外的各种器官中。相关叙述正确的是（    ） A．Badh2基因中至少存在17个变异位点体现了基因突变具有不定向性 B．Badh2基因通过控制甜菜碱脱氢酶的分子结构从而直接控制稻米香味 C．除了水稻根部细胞外，其它各种组织器官的细胞中均存在Badh2基因 D．选取香味稻和正常野生稻杂交，可能无法判定这对相对性状的显隐性 【答案】D 【分析】基因对性状的控制方式：①基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢，进而间接控制生物的性状，如白化病、豌豆的粒形；②基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状，如囊性纤维病。 【详解】A、Badh2基因中至少存在17个变异位点，体现基因突变随机性，A错误； B、Badh2基因通过控制甜菜碱脱氢酶的合成控制代谢过程，从而间接控制水稻香味性状，B错误； C、水稻个体发育起源于一个受精卵的有丝分裂，根部细胞中存在Badh2基因，C错误； D、选取香味稻和正常稻杂交，若其中一方为杂合子，后代出现两种性状，则无法判定这对相对性状的显隐性，D正确。故选D。 押题猜想五中国空间站“上新”三项细胞学实验，细胞培养与疾病治疗新探索 限时：2min （原创）中国空间站于2025年4月启动三项细胞学实验，旨在研究细胞在太空的响应规律，为人类对抗多种健康问题提供思路。以下关于这三项实验的叙述，错误的是（ ） A.通过心肌细胞与血管内皮细胞共培养实验，发现微重力使内皮细胞抗凝蛋白表达下降，心肌细胞代谢产物能加剧这一趋势，意味着心肌细胞代谢产物能加剧血栓形成风险 B. 帕金森病患者运动功能失调，可能与脑内相关细胞间通讯异常有关，皮层、丘脑和小脑三种脑区细胞共培养，可为帕金森病等疾病治疗及太空机器人运动控制提供研究方向 C. 中医方剂活性成分调节神经细胞代谢，旨在增强突触可塑性以改善记忆功能，表现为突触数量减少或突触后膜受体敏感性提高，有望为阿尔茨海默病治疗开辟新路径 D. 科研人员先将细胞保持休眠状态运送至太空，再在37℃的细胞培养箱中激活培养 ，37℃培养箱模拟了人体细胞的体温环境，利于维持细胞活性 【答案】C 【分析】本题以中国空间站的细胞学实验为背景，考查学生对细胞在不同环境下的生命活动、细胞间的相互作用以及相关疾病的细胞基础等知识的理解和运用能力，涉及到细胞代谢、细胞通讯、神经调节等多个高中生物知识点，符合高考对学生综合运用知识能力的考查要求，同时引导学生关注科学前沿，体现生物学科的时代性和实用性。 【详解】A、实验通过共培养心肌与内皮细胞，发现微重力下内皮抗凝蛋白表达下降、心肌代谢产物加剧该趋势，意味着心肌细胞代谢产物能加剧血栓形成风险,A正确； B、帕金森病患者存在运动功能障碍，与脑内神经元通讯、信号传递异常密切相关，符合疾病机制。三脑区细胞共培养，能为疾病治疗及太空机器人运动控制提供研究思路，B正确； C、中医方剂成分调节神经细胞，突触可塑性增强可通过增加突触数量、提高突触后膜受体敏感性等方式实现，利于神经元间信号传递,若能增强太空环境下突触可塑性，确实有望为认知障碍疾病治疗提供新方法，C错误； D、人体细胞的正常体温约为37℃，实验中37℃培养箱模拟了细胞生存的内环境温度，有利于保持细胞活性,D正确。 故选C。 押题解读 本题以中国空间站2025年4月启动的三项细胞学实验为背景，综合考查了细胞培养与疾病治疗、神经调节等知识，体现了生物学科与前沿科技的紧密联系，符合高考等考试对学生综合运用知识能力的考查要求。本部分知识涵盖细胞培养中细胞间的相互作用、疾病治疗的原理以及神经调节中突触可塑性等重要知识点，全面考查学生对相关知识的掌握程度。通过情境创设：以中国空间站的细胞学实验为情境，使题目具有时代性和新颖性，引导学生运用所学知识解决实际问题。多知识点融合：将细胞培养、疾病治疗和神经调节等多个知识点融合在一道题中，增加题目的综合性和区分度，能有效考查学生的知识体系和综合运用能力。 1．某科研团队通过细胞工程技术成功构建了一种人工微型器官——类器官。类器官是在体外模拟体内微环境，让干细胞或祖细胞自我组织、发育形成的具有一定结构和功能的三维细胞聚集体。下列有关类器官的叙述，错误的是（    ） A．类器官可用于药物筛选和疾病模型的建立 B．类器官的构建过程体现了细胞的全能性 C．类器官的培养需要添加糖类、氨基酸、血清等 D．不同类型的类器官其细胞的基因表达情况存在差异 【答案】B 【分析】细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。 【详解】A、类器官可以模拟人体器官的结构和功能，可用于药物筛选，观察药物对类器官的作用效果，也能建立疾病模型，研究疾病的发生发展机制，A正确； B、细胞全能性是指细胞具有发育成完整个体或其他各种细胞的潜能，类器官只是具有一定结构和功能的三维细胞聚集体，其构建过程不能体现细胞的全能性，B错误； C、类器官的培养需要适宜的条件，添加适宜的营养物质和生长因子可以满足细胞生长和发育的需求，如加入糖类、氨基酸、血清等，C正确； D、不同类型的类器官其功能不同，是基因选择性表达的结果，所以细胞的基因表达情况存在差异，D正确。 故选B。 2．利用微型繁殖技术可以获得大量的百合脱毒苗，进而获得无病毒、健康、高产的百合植株。制备百合脱毒苗的实验操作流程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．实验中使用的培养基和所有器械都要灭菌，而外植体只需要进行酒精消毒即可 B．以上获得大量脱毒苗的过程属于无性繁殖，体现了植物细胞的全能性 C．从分生区取材培养获得的脱毒苗可以解决百合品质变差及产量降低的退化情况 D．植物微型繁殖技术既能实现种苗的大量繁殖，也能保持优良品种的遗传特性 【答案】A 【分析】植物组织培养技术是指将离体的植物器官、组织或细胞等，在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。其具体流程为：接种外植体→诱导愈伤组织→诱导生芽→诱导生根→移栽成活。作物脱毒材料：分生区（如茎尖、芽尖）细胞；植物脱毒方法：进行组织培养；结果：形成脱毒苗。 【详解】A、在植物组织培养过程中，为了防止杂菌污染，实验中使用的培养基和所有器械都要进行灭菌处理，外植体需要进行消毒处理，一般先用体积分数为70%的酒精消毒，再用质量分数为0.1%的氯化汞溶液消毒，而不是仅进行酒精消毒，A错误； B、从图中可以看出，利用百合的分生区细胞，通过脱分化形成愈伤组织，再经过再分化形成芽，进而培育成脱毒苗，这个过程没有经过两性生殖细胞的结合，属于无性繁殖。并且该过程由植物细胞发育成完整的植株，体现了植物细胞的全能性，B正确； C、植物的分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒，因此从分生区取材培养获得的脱毒苗可以解决百合因病毒感染导致的品质变差及产量降低的退化情况，C正确； D、植物微型繁殖技术属于无性繁殖，具有能保持优良品种的遗传特性，还能在短时间内实现种苗的大量繁殖等优点，D正确。 故选A。 3．异体器官移植是替代器官功能的有效途径。中国科学家综合利用多种现代生物技术，在猪的体内培育出了一个“人—猪嵌合中期肾”，部分流程如下图所示，图中数字表示相关过程。已知胚胎在未分化前相互连接比较松散，可塑性强。下列相关叙述正确的是（    ） A．选择猪的桑葚胚或原肠胚等早期胚胎导入ipsc成功率更高 B．过程②使用蛋白酶合成促进剂激活重构胚发育成早期胚胎 C．利用胚胎分割等有性生殖技术可以增加人源化中肾的数量 D．过程④选择的受体母猪应具有健康的体质和正常繁殖能力 【答案】D 【分析】胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。 【详解】A、根据题意可知，胚胎在未分化前相互连接比较松散，可塑性强，因此应选择猪的桑葚胚或囊胚等早期胚胎导入ipsc成功率更高，而原肠胚时期的细胞已经发生了分化，A错误； B、可用物理或化学方法（如电刺激、Ca2+载体、蛋白酶合成抑制剂等）激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程，B错误； C、胚胎分割属于无性繁殖，C错误； D、过程④是胚胎移植，应选择有健康体质和正常繁殖能力的母猪作为受体，使其完成繁重而漫长的妊娠和育仔任务，D正确。 故选D。 4．中国科学院研究团队利用相关生物学技术，成功培育出世界上首例只有双雌来源的孤雌小鼠和双雄来源的孤雄小鼠，实现了哺乳动物的同性繁殖，实验流程如图所示。下列描述错误的是（    ） A．上述过程培育获得的孤雄小鼠的性染色体组成为XY B．甲囊胚内细胞团均等分割可获得具有相同遗传物质的孤雌小鼠 C．孤雄小鼠的获得利用细胞工程、基因工程、胚胎工程相关技术 D．上述技术为拯救仅存单一性别的濒危哺乳动物提供了可能性 【答案】A 【分析】1、卵细胞激活转化成phFSC，通过基因编辑技术获得具精子细胞核特点的phESC，获得甲，从而得到孤雌小鼠。2、精子激活转化成ahFSC，通过基因编辑技术获得具卵细胞细胞核特点的ahESC，获得乙，从而得到孤雄小鼠。 【详解】A、不考虑致死，孤雄小鼠的染色体来源于两只雄鼠产生的精子，精子的性染色体为X或Y，所以其性染色体可能是XX、XY或YY，A错误； B、利用胚胎分割的方法对甲进行处理得到了多只孤雌小鼠遗传物质一般相同，注意要将甲囊胚内细胞团均等分割，B正确； C、结合题图孤雄小鼠的获得采用了动物细胞培养技术、核移植技术、基因编辑技术等，总之利用了细胞工程、基因工程、胚胎工程相关技术，C正确； D、结合题干该技术可成功培育出世界上首例只有双雌来源的孤雌小鼠和双雄来源的孤雄小鼠，实现了哺乳动物的同性繁殖，未来为拯救仅存单一性别的濒危哺乳动物提供了可能性，有利于相关科学研究发展，D正确。 故选A。 5．Her2 是乳腺癌等肿瘤细胞的表面蛋白，传统鼠源抗 Her2 单克隆抗体可被人体免疫系统识别而产生免 疫反应，导致单抗的治疗效果下降。科研人员将小鼠自身的抗 Her2 抗体基因敲除后，经过一系列改造，制备了人源化的抗 Her2 单抗，过程如下图所示。下列叙述正确的是（　　） A．①过程农杆菌的T-DNA 整合到受精卵染色体 DNA 上的原理是基因重组 B．③是将 Her2 注射到小鼠体内，b 表示从小鼠脾中获得的多种 B 淋巴细胞 C．④过程使用的病毒需要灭活是为了保证细胞膜分子排布不发生改变 D．⑤过程需进行两次筛选，第一次筛选的原理是抗原抗体特异性结合 【答案】B 【分析】1、单克隆抗体：由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体，具有特异性强、灵敏度高，并可能大量制备的特点。 2、单克隆抗体的制备过程：首先用特定抗原注射小鼠体内，使其发生免疫，小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，单克隆抗体制备过程中的两次筛选。 【详解】A、①过程是将基因敲除后的小鼠受精卵培育成转基因小鼠，该过程一般采用显微注射技术将目的基因导入受精卵，而农杆菌的T - DNA整合到植物细胞染色体DNA上的原理是基因重组，这里并非农杆菌介导的转化，所以①过程不是农杆菌的T - DNA整合到受精卵染色体DNA上，A错误； B、③过程是将Her2注射到小鼠体内，目的是刺激小鼠的免疫系统产生免疫反应，b表示从小鼠脾中获得的多种B淋巴细胞，因为一种抗原可以刺激机体产生多种B淋巴细胞，这些B淋巴细胞能产生不同的抗体，B正确； C、④过程使用的病毒需要灭活，目的是保证病毒失去感染能力，避免对细胞造成伤害，但又要保留其诱导细胞融合的能力，而不是保证细胞膜分子排布不发生改变，C错误； D、⑤过程需进行两次筛选，第一次筛选是利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，原理是在选择培养基上只有杂交瘤细胞能存活；第二次筛选是利用抗原 - 抗体特异性结合的原理，筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞，D错误。 故选B。 押题猜想六神经-体液-免疫调节网络：从脑膜淋巴系统发育机制看学科融合 限时：2min （原创）2025年研究发现，神经活动通过slc6a11b+辐射状星形胶质细胞（RA）调控因子Vegfc（血管内皮生长因子），与ccbe1+成纤维细胞协作，控制脑膜淋巴内皮细胞（muLEC）发育。下列叙述错误的是（ ） A. 脑膜淋巴系统异常可能引发神经退行性疾病 B. slc6a11b+RA产生的Vegfc是神经递质，经胞吐作用于muLEC C. 神经活动增强可调节Vegfc基因表达，影响muLEC发育 D. ccbe1+成纤维细胞与slc6a11b+RA协作体现细胞间信息交流 【答案】B 【详解】A、根据材料内容，随着年龄增长，衰老的大脑会逐渐丧失通过脑膜淋巴系统清除废物的能力，这种情况可能会导致阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病。所以可以推断出脑膜淋巴系统异常可能引发神经退行性疾病。A正确； B、Vegfc是血管内皮生长因子，属于细胞因子（或生长因子），它不是神经递质。神经递质是由神经元释放，在突触传递中担当“信使”的特定化学物质，通常在神经元之间或神经元与效应器细胞之间传递信号。而Vegfc是由slc6a11b+辐射状星形胶质细胞产生，作用是调控脑膜淋巴内皮细胞的发育，其功能和作用方式与神经递质不同，B错误； C、材料中明确提到神经活动通过slc6a11b+RA中Vegfc调控muLEC发育，所以当神经活动增强时，很可能会通过调节Vegfc基因的表达，进而影响muLEC的发育，C正确； D、ccbe1+成纤维细胞与slc6a11b+RA协作，将成熟Vegfc（mVegfc）的分布精确限制在脑膜上，确保了脑膜淋巴内皮细胞（muLEC）仅分布于大脑表面，这一过程体现了细胞间的信息交流与协作，细胞之间通过某种方式相互作用，共同完成对muLEC发育的调控，D正确。 故选B。 押题解读 本部分多以非选择题呈现，围绕神经体液免疫调节专题的核心概念和知识点，如神经调节的结构基础和调节过程、体液调节中激素的作用及调节机制、免疫调节的类型和过程等，结合新情境，设计多角度、多层次的问题，考查学生对核心知识的深度理解和综合运用能力。参考历年高考真题的命题风格和题型设置，注重对学生科学思维（如分析、推理、判断等）、探究能力（获取信息、设计实验、分析实验结果等）的考查。同时，注意题目难度的梯度设置，既有考查基础知识的简单题，也有考查知识综合运用和拓展迁移的难题，以满足不同层次学生的需求，使题目具有良好的区分度。持续追踪生物学领域的最新研究成果，尤其是与神经体液免疫调节相关的内容。可以通过阅读科学期刊（如Cell、Nature、Science等）、科学新闻报道等途径，筛选出适合作为高考命题素材的研究成果，并将其转化为题目情境。 1．图1为人体内 3 个神经元之间的联系示意图，图2表示某时刻兴奋在神经元B上的部分传导 过程。下列叙述正确的是（　　） A．若先后刺激神经元C和A，则神经元B的膜外电位不会升高 B．若降低神经元A周围环境中的K+浓度，则其兴奋性增强 C．图2中的②处K+外流恢复静息电位，④处Na+内流形成动作电位 D．据图2中的①可判断兴奋以电信号的形式沿神经纤维从右向左传导 【答案】C 【分析】兴奋在神经纤维上以电信号形式进行传导，静息电位表现外正内负，主要与钾离子外流有关，动作电位表现为外负内正，主要与钠离子内流有关，由于兴奋部位是外正内负，未兴奋部位是外负内正，在兴奋部位与未兴奋部位存在电位差，形成局部电流，兴奋在神经纤维上以局部电流的形式进行传导。 【详解】A、若C为兴奋性神经元，能释放兴奋性神经递质，A为抑制神经元，能释放抑制性神经递质，若C先兴奋会使A释放更多抑制性神经递质，会导致B神经元更加静息，膜外电位会升高，A错误； B、K+与静息电位的形成有关，Na+与动作电位的形成有关，因此降低神经元A周围环境中的K+浓度，不影响其兴奋性，B错误； C、图2中兴奋传导的方向是从左向右，②处在恢复静息电位K+外流，④即将兴奋Na+内流形成动作电位，C正确； D、由图2可知，横坐标为位置，①处正在恢复静息电位，而④即将兴奋，因此兴奋传导的方向是从左向右，D错误。 故选C。 2．目前常通过对免疫检查点的抑制措施来治疗癌症，其机理如图。免疫检查点属于免疫抑制分子，是确保免疫反应符合一定条件才被激活的调节机制，可防止免疫细胞杀伤其靶细胞。癌细胞通过免疫检查点的表达而产生免疫逃逸。NK细胞可杀伤癌细胞。MHC-Ⅰ参与内源性（胞内）抗原的呈递过程，65%以上的癌细胞均发现存在MHC-Ⅰ分子丢失的情况。下列说法合理的是（    ）    A．PD1、PDL1、MHC-I都属于免疫检查点 B．NK细胞识别IGSF8会促进其杀伤功能 C．联合应用两种抗体与单独使用PD1抗体效果基本相同 D．使用PD1抗体对杀伤MHC-I丢失的癌细胞基本无效 【答案】D 【分析】癌细胞的主要特征：（1）无限增殖；（2）形态结构发生显著改变；（3）细胞表面发生变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，易转移。 【详解】A、免疫检查点属于免疫抑制分子，是确保免疫反应符合一定条件才被激活的调节机制，可防止免疫细胞杀伤其靶细胞。PD1、PDL1、IGSF8属于免疫抑制分子，但MHC-I不属于免疫抑制分子，不属于免疫检查点，A错误； B、据图可知，NK细胞上的受体识别IGSF8，从而使癌细胞免疫逃逸，抑制NK细胞杀伤癌细胞，B错误； C、MHC-I丢失的癌细胞，PD-1抗体失效，此时要靠NK细胞。只有当IGSF8抗体与IGSF8结合，IGSF8不起抑制作用，NK细胞才会杀伤癌细胞。两种抗体联合使用时，PD1抗体解除PD1对细胞毒性T细胞的抑制，IGSF8抗体解除IGSF8对NK细胞的抑制作用；同时避免癌细胞因MHC-I丢失而无法被杀死，从而达到最佳疗效，C错误； D、因为有很多癌细胞会丢失MHC-I，即使使用PD-1抗体，避免了癌细胞的免疫逃逸，据图可知，细胞毒性T细胞因无法识别并杀伤MHC-I丢失的癌细胞，则使用PD-1抗体对杀伤此类癌细胞基本无效，D正确。 故选D。 3．人饮酒后，血液中的炎性标志物C反应蛋白（CRP）的水平会升高，引起交感神经兴奋，从而引起一系列反应，其部分过程如图所示。下列说法正确的是（    ）    A．CRP水平升高能通过下丘脑—垂体—肾上腺轴促进肾上腺素分泌 B．血糖调节过程中，糖皮质激素与胰高血糖素具协同作用 C．某人血浆CRH高于正常值，糖皮质激素低于正常值，则其肾上腺皮质发生病变 D．图中的神经递质（非NO）、激素、细胞因子的作用方式是直接和受体接触 【答案】BD 【分析】糖皮质激素的分泌受下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的分级调节 【详解】A、肾上腺素的分泌直接受神经系统的支配，不经过下丘脑—垂体—肾上腺轴，CRP水平升高不能通过下丘脑—垂体—肾上腺轴促进肾上腺素的分泌，A错误； B、在血糖调节的过程中，糖皮质激素和胰高血糖素都具有升血糖的作用，B正确； C、某人血浆中CRH高于正常值，糖皮质激素低于正常值，可能是垂体或肾上腺皮质发生病变，C错误； D、图中的神经递质、激素（CRH、ACTH、糖皮质激素）和细胞因子都是直接与受体接触来发挥作用的，D正确。 故选BD。 4．胰岛素对调节机体的血糖平衡具有重要作用，其合成、分泌和作用过程受多种因素的影响。请回答下列问题： (1)正常情况下，血糖浓度升高时，胰岛B细胞分泌胰岛素明显增加。胰岛素经 运输到靶细胞，促进其对葡萄糖的摄取、利用及 ，从而使血糖浓度恢复到正常水平。 (2)研究发现，进食可刺激小肠K细胞分泌多肽GIP，其作用机理如图1所示。进食还能刺激小肠L细胞分泌GLP-1，GLP-1也可降低血糖。为探究GLP-1的作用机理，研究者为糖尿病患者注射了一定量的GLP-1，测得的相关指标如图2。 ①图1中，GIP的靶细胞有 。在达到同等血糖浓度的情况下， （从“口服”或“静脉注射”选填）葡萄糖时胰岛素的分泌量更多。 ②分析图2可知，GLP-1可通过 降低血糖。当患者的血糖恢复至正常范围后仍继续注射GLP-1，发现其胰岛素水平不再增加，说明 ，故使用GLP-1治疗糖尿病可避免低血糖的发生。 (3)研究发现，人和小鼠的胰岛B细胞膜上都表达一种促性腺激素（FSH）受体，推测FSH也能调控胰岛素的分泌。研究人员利用野生型（WT）与FSH受体基因敲除小鼠（KO）开展相关实验，部分结果如图3。 ①FSH由 分泌，可作用于卵巢，促进雌激素（E2）的分泌。 ②设置组的目的是 。图3结果表明 。 ③将野生型小鼠的胰腺细胞培养在含不同浓度葡萄糖的培养液中，实验结果如图4。结果显示，FSH刺激并不直接影响胰岛素的分泌，而是对高浓度葡萄糖刺激引起的胰岛素分泌具有协调作用，这种协调作用表现为 。 ④部分老年女性由于雌激素水平的降低导致FSH分泌异常，从而患糖尿病，补充雌激素后治疗效果不佳。请结合上述研究，提出此类糖尿病的治疗思路 。 【答案】(1) 体液 储存（和转化） (2) 胰岛B细胞和脂肪细胞 口服 促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌 GLP-1的降糖作用依赖于血糖浓度 (3) 垂体 排除E2含量减少对实验结果的影响 FSH能通过促进胰岛素的分泌而降血糖 随着FSH浓度的升高，对高浓度葡萄糖引起的胰岛素分泌的促进作用增强；浓度高 于10IU/L后，促进作用减弱，甚至产生抑制作用 开发能够与FSH竞争受体的药物（抑制FSH的分泌等） 【分析】下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素促进垂体分泌促甲状腺激素，促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺激素，进而促进代谢增加产热，这属于分级调节。当甲状腺激素含量过多时，会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动，这叫做负反馈调节。 【详解】（1）正常情况下，血糖浓度升高时，胰岛B细胞分泌胰岛素明显增加。经体液运输到全身各处，作用于靶细胞，促进其对葡萄糖的摄取、利用及储存和转化，进而降低血糖，从而使血糖浓度恢复到正常水平。 （2）①从图1可以看出，GIP可作用于胰岛B细胞和脂肪细胞，所以GIP得靶细胞有胰岛B细胞和脂肪细胞。一般情况下，GIP到达靶细胞途径的内环境依次为GIP是由小肠K细胞分泌（一种组织细胞，生活在组织液中），所以先经过组织液，然后依次为血浆→组织液。由图1知，血糖浓度升高和GIP均能促进胰岛B细胞分泌胰岛素，口服葡萄糖与静脉注射葡萄糖相比，口服后胰岛素水平更高，其原因是口服葡萄糖刺激小肠K细胞分泌的GIP，能促进胰岛素分泌。 ②据图2可知，注射一定量的GLP-1后，0~180min内，血糖浓度逐渐降低，胰岛素浓度逐渐升高，胰高血糖素浓度逐渐下降，所以可推知，GLP-1可通过促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌来降低血糖。当患者的血糖恢复至正常范围后仍继续注射GLP-1，发现其胰岛素水平不再增加，胰岛素的分泌依赖血糖浓度的变化，故可推知，说明了GLP-1的降血糖作用的发挥也依赖于血糖浓度的变化，故使用GLP-1治疗糖尿病可避免低血糖的发生。 （3）①FSH为促性腺激素，是由垂体分泌的。 ②KO是FSH受体基因敲除小鼠，该小鼠无法表达促性腺激素（FSH）受体，FSH无法发挥作用，其雌激素E2的分泌量也会减少，设置KO+E2组，与KO组相比，两者没有明显差异，可以排除E2含量减少对实验结果的影响。图3结果表明，无论是KO组，还是KO+E2组，其血糖的浓度均高于WT组，而胰岛素的浓度却低于WT组，说明FSH能通过促进胰岛素的分泌而降血糖。 ③与葡萄糖浓度为2.8mmol/L相比，当葡萄糖浓度为16.7mmol/L时，一定浓度的FSH会影响胰岛素的分泌活动，随着FSH浓度的升高，对高浓度葡萄糖引起的胰岛素分泌的促进作用增强；浓度高于10 IU/L后，促进作用减弱，甚至产生抑制作用。 ④依据题干信息，胰岛B细胞的表面分布有促性腺激素FSH的受体，所以当因雌激素水平的降低导致FSH分泌异常，从而患糖尿病，进而推测可能这部分女性体内的FSH含量升高，可能表现为对胰岛素分泌的抑制作用，因而极易造成糖尿病。据此可设法减少胰岛B细胞表明的FSH受体（或者减少FSH分泌、开发竞争FSH受体的药物等）或研制抑制FSH活性的药物等。 5．白细胞介素 12（IL-12）是一种细胞因子，能激活免疫细胞，并能诱导肿瘤细胞的 凋亡。临床试验发现低剂量给药，肿瘤微环境内IL-12 浓度较低而效果不佳；若大量给药，机体 又会产生严重的全身免疫毒性。为解决上述矛盾，研究人员获取了肿瘤响应型的 IL-12 前体蛋白 mRNA（Pro-IL12 mRNA），并用脂质纳米粒（LNPs）包载，构建 Pro-IL12LNPs 纳米粒来给药。 请回答下列问题： (1)细胞因子主要由 细胞分泌，其在细胞免疫中的作用是加速 的分裂和分化。 蛋白质类细胞因子 IL-12 的 mRNA 在细胞质中先与 结合，合成一段肽链后转移到粗面内 质网上继续合成，再由囊泡包裹沿着细胞骨架到达 ，经进一步加工后分泌到细胞外。 (2)使用LNPs 包载比直接mRNA 给药的优势有 。肿瘤响应型的IL-12 前体蛋白只在肿 瘤微环境中被酶切割并释放，以达到 的目的。    (3)为评价 Pro-IL12LNPs 以及联合αPD-1（抗 PD-1 的抗体）治疗后的体内抑瘤效果，将 MC38 结肠癌细胞置于 （气体环境）的培养箱培养后，经皮下注射小鼠构建 MC38 结肠癌荷瘤 小鼠模型，并进行相关实验，结果如图所示。 ①活化 T 细胞表面的 PD-1 与正常细胞表面  的 PD-L1 结合时，不会触发免疫反应。多种肿  瘤细胞通过高表达 PD-L1 ，引发免疫逃逸，减弱 了机体的免疫 功能。而αPD-1通过与 PD-1 结合，阻止了其与肿瘤细胞表面的 的结合，抑制肿瘤生长。 ②据图分析，αPD-1 和 Pro-IL12LNPs 的联 合使用，在抗肿瘤效果方面具有 作用。 【答案】(1) 辅助性T 细胞毒性T细胞 游离的核糖体 高尔基体 (2) 防止mRNA在运输过程中被降解，利于mRNA进入细胞 提高肿瘤微环境内IL-12浓度（或特异性释药、提高抗肿瘤效果），降低全身免疫毒性 (3) 95%的空气和5%CO2 监视 PD-L1 协同 【分析】免疫系统的功能有：①免疫防御：机体排除外来抗原性异物的一种免疫防护作用。是免疫系统最基本的功能。②免疫自稳：清除体内衰老或损伤的细胞进行自身调节，维持内环境稳态的功能。③免疫监视：机体识别和清除突变的细胞，防止肿瘤发生的功能。 【详解】（1）细胞因子主要由辅助性T细胞分泌，在细胞免疫中，具有促进细胞毒性T细胞的分裂和分化的作用，从而增强免疫功能。蛋白质类细胞因子IL-12属于分泌蛋白，因此其mRNA先在细胞质中与游离的核糖体结合，合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成，再由囊泡包裹沿着细胞骨架到达高尔基体，经进一步加工后分泌到细胞外。 （2）使用LNPs包载可防止mRNA在运输过程中被降解，利用LNPs与细胞膜相似相容的原理，利于mRNA进入细胞。肿瘤响应型的IL-12前体蛋白只在肿瘤微环境中被酶切割并释放，以达到提高肿瘤微环境内IL-12浓度的目的，避免其作用与其他细胞，导致抗肿瘤效果减弱，同时可避免其他正常细胞受伤害，可降低全身免疫毒性。 （3）动物细胞培养气体环境为95%空气和5%CO2。免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞，防止肿瘤发生的功能，故人体免疫系统杀灭肿瘤细胞体现了免疫系统的免疫监视功能，多种肿瘤细胞通过高表达PD-L1，引发免疫逃逸，减弱了机体的免疫监视功能。活化T细胞表面的PD-1与正常细胞表面的PD-L1结合时，不会触发免疫反应，而αPD-1通过与PD-1结合，阻止了其与肿瘤细胞表面的PD-L1结合，从而引发免疫系统对肿瘤细胞的免疫反应，抑制肿瘤生长。由图可知，αPD-1和Pro-IL12LNPs的联合使用，肿瘤体积最小，说明二者具有协同作用。 6．慢性肝病患者往往由于病情持续时间长、病痛以及失眠、焦虑等而引起慢性应激。临床研究表明，较高水平的慢性应激会增加肝部分切除后的死亡率，机制如下图。其中IL-6是一种细胞因子，既能促进肝脏细胞中PCNA基因的表达，也能促进淋巴细胞的增殖和分化，PCNA是DNA聚合酶的辅助蛋白，NE是去甲肾上腺素。请回答下列问题： (1)图中兴奋在B处突触后膜的信号转换形式为 。交感神经兴奋时，胃肠的蠕动 。 (2)巨噬细胞参与人体免疫的第 道防线。除巨噬细胞外，特异性免疫过程中能产生细胞因促进淋巴细胞增殖分化的细胞还有 。 (3)分裂间期分为三个时期，依次为G1期、S期、G2期。推测PCNA在间期中的 期开始合成，在 期发挥作用。 (4)为验证“慢性应激引起PCNA基因表达下降导致肝脏部分切除后死亡率上升”的机制，科研人员设计了如下实验方案，请补全表格。 实验步骤 简要操作流程、预测结果 适应性培养 取生理状况一致的健康雄性大鼠在相同且适宜的条件下培养一周。 实验分组 将大鼠随机均分为A、B、C、D四组。 ① 将B组和D组大鼠进行慢性睡眠剥夺处理21天。 手术处理 将C组和D组大鼠麻醉，切开腹部中线皮肤和肌肉、暴露肝脏并切除90%的肝脏，再进行缝合。A组和B组的处理为② 预测实验结果 一段时间后，③ 组大鼠PCNA的表达量最高， 四组大鼠的存活率由低到高依次为④ 。 (5)请根据本研究分析，为了提高肝脏部分切除患者的存活率，提出临床上可采取的一个措施 。 【答案】(1) 化学信号→电信号 减弱 (2) 二、三 辅助性T细胞 (3) G1 S (4) 慢性应激处理（构建慢性应激模型鼠）（或应激处理） 将大鼠麻醉，切开腹部中线皮肤和肌肉、暴露肝脏并缝合（或除切肝脏，其他同实验组，或不切除肝脏） C D、C、B、A (5)医生在术前对患者进行心理疏导（或进行适当的药物干预） 【分析】兴奋在神经元之间的传递：（1）神经元之间的兴奋传递就是通过突触实现的，突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜；（2）兴奋的传递方向：由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡内，所以兴奋在神经元之间（即在突触处）的传递是单向的，只能是：突触前膜→突触间隙→突触后膜（上个神经元的轴突→下个神经元的细胞体或树突）；（3）传递形式：电信号→化学信号→电信号。 【详解】（1）①兴奋在突触后膜的传递过程为由突触前膜释放的化学物质—神经递质，与突触后膜上的相关受体结合，引发突触后膜电位变化，因此兴奋在突触后膜的信号转换形式为化学信号→电信号； ②交感神经兴奋时，会抑制消化道活动，胃肠的蠕动会减弱。 （2）①巨噬细胞既能在第二道防线中吞噬入侵机体的病原体，还能将吞噬的病原体进行抗原加工、处理，在特异性免疫中将抗原信息呈递给辅助性T细胞，综上，巨噬细胞可以参与人体免疫的第二、三道防线； ②在特异性免疫过程中，辅助T细胞可分泌多种细胞因子促进其他淋巴细胞增殖分化。 （3）根据题目信息“PCNA是DNA聚合酶的辅助蛋白”可知，PCNA主要在DNA复制(S期)时帮助聚合酶工作，因此其合成通常从G1期开始，为即将到来的S期做准备。 （4）①根据题目信息可知，疼痛、失眠等会因此慢性应激，结合本实验的实验目的可得，“将B组和D组大鼠进行慢性睡眠剥夺处理21天”的实验步骤是慢性应激处理（构建慢性应激模型鼠）（或应激处理）； ②对照试验是核心是控制单一变量，为了排除切除肝脏过程中手术对实验结果的影响，A组和B组也需要相同的手术处理，因此对A组和B组的处理为将大鼠麻醉，切开腹部中线皮肤和肌肉、暴露肝脏并缝合（或除切肝脏，其他同实验组，或不切除肝脏）； ③根据题目信息可推测切除肝脏会诱导PCNA高表达以促进肝脏再生，但慢性应激会降低PCNA表达并提高死亡率；由此可推断C组(无应激+肝切除)PCNA表达量最高； ④存活率最低的是既有慢性应激又大范围肝切除的D组，存活率最高的是A组(无应激也无肝切除)，C组由于手术切除90%肝脏，机体受损而比B组更容易死亡，因此四组大鼠的存活率由低到高依次是D、C、B、A。 （5）结合（4）可得，临床治疗上可通过医生在术前对患者进行心理疏导或进行适当的药物干预来提高肝脏部分切除患者的存活率。 押题猜想七 基因工程与基因编辑前沿—从农业育种到医学治疗的实践与突破 限时：8min （原创）头颈癌是全球第五大常见的癌症死因，严重威胁人类健康。以色列特拉维夫大学研究人员在一项前沿研究中，运用“基因魔剪”CRISPR技术，成功从头颈部肿瘤的癌细胞中切除特定基因SOX2，该成果发表于最新一期《先进科学》杂志。研究人员开发了一种特殊的脂质体系统，能将CRISPR组件以RNA形式封装，并在颗粒表面附着针对EGF（表皮生长因子）受体的抗体，因为癌细胞高度表达EGF受体，从而实现将药物直接注射到动物模型的肿瘤内，精确切除目标基因。在动物实验中，经过3次间隔一周的注射后，在84天的观察期内，实验组中有50%的肿瘤完全消失，而对照组未见此效果。 （1）CRISPR技术中，Cas9蛋白可对特定DNA序列进行切割，其作用类似于基因工程中的______ 酶。从作用特点上看，二者的相同之处是____________________ 。 （2）在设计用于切割SOX2基因的CRISPR系统时，需要设计特定的向导RNA（gRNA）。gRNA的碱基序列与SOX2基因的特定片段应遵循______ 原则进行互补配对。若某段SOX2基因的碱基序列为5'-ATGCCCTAGCG-3'，则与之互补配对的gRNA的相应序列为____________________ 。 （3）研究人员利用脂质体系统来递送CRISPR组件，脂质体的主要成分是______ 。在脂质体表面附着针对EGF受体的抗体，其目的是____________________ ，这一过程体现了细胞膜的______ 功能。 （4）在进行PCR扩增SOX2基因部分片段时，需要设计引物。引物设计的原则有（至少答出两点）：____________________ 。若要扩增得到n个SOX2基因片段，共需要消耗______ 对引物。 （5）该项研究表明敲除SOX2基因可使部分肿瘤消失，从细胞生命历程角度分析，可能的原因是____________________ 。 这为头颈癌的治疗提供了新的思路和方法，与传统的放疗、化疗相比，基因编辑治疗的优势在于____________________ 。 【答案】（1）限制；都能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点进行切割 （2）碱基互补配对；5'-UACGGGATCGC-3' （3）磷脂；使药物能够特异性地识别并结合癌细胞表面的EGF受体，从而将CRISPR组件精准递送至癌细胞；进行细胞间的信息交流 （4）引物长度一般在15 - 30碱基之间；引物GC含量在40% - 60%之间；引物3′端不能有连续3个以上的G或C；引物自身及引物之间不应存在互补序列等（任答两点即可）；n - 1 （5）SOX2基因被敲除后，可能诱导癌细胞发生细胞凋亡；能从基因层面直接作用于癌细胞，对正常细胞的损伤较小，副作用相对较小 【解析】 （1）在基因工程中，限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并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。CRISPR技术中，Cas9蛋白可对特定DNA序列进行切割，其功能与限制酶类似，二者都能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点进行切割 ，从而实现对DNA的精准操作。 （2）RNA与DNA之间的碱基配对遵循碱基互补配对原则（A与U配对，T与A配对，C与G配对，G与C配对）。已知SOX2基因的碱基序列为5'-ATGCCCTAGCG-3' ，根据碱基互补配对原则，转录形成的gRNA相应序列为5'-UACGGGATCGC-3' 。 （3）脂质体是由磷脂组成的类似细胞膜的结构，具有良好的生物相容性和可修饰性。在脂质体表面附着针对EGF受体的抗体，是因为癌细胞高度表达EGF受体，抗体能与受体特异性结合，使药物能够特异性地识别并结合癌细胞表面的EGF受体，从而将CRISPR组件精准递送至癌细胞 。这一过程体现了细胞膜进行细胞间的信息交流功能，通过抗体-受体的特异性结合，实现细胞间的信息传递与识别。 （4）引物设计需遵循多个原则： 长度合适：引物长度一般在15 - 30碱基之间，过短可能导致引物特异性降低，过长则会增加合成成本和退火温度的不确定性。 GC含量合理：引物GC含量在40% - 60%之间，保证引物有适当的退火温度和稳定性。 3′端严谨：引物3′端不能有连续3个以上的G或C，避免引物3′端与模板的非特异性结合。 避免自身或引物间互补：引物自身及引物之间不应存在互补序列，防止引物自身形成发夹结构或引物二聚体，影响PCR扩增效率。 在PCR扩增中，新合成的DNA链需要引物作为起始点。第一次循环产生2个DNA分子，消耗1对引物；第二次循环产生4个DNA分子，相比第一次新增2个DNA分子，又消耗1对引物；以此类推，扩增得到n个DNA分子时，相比最初的1个DNA分子，新增了n - 1个DNA分子，所以共需要消耗n - 1对引物。 （5）从细胞生命历程角度看，SOX2基因被敲除后，可能诱导癌细胞发生细胞凋亡 。细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，敲除SOX2基因可能破坏了癌细胞生存的关键调控机制，触发了细胞凋亡程序。与传统的放疗、化疗相比，基因编辑治疗能从基因层面直接作用于癌细胞，通过精准修饰或敲除与癌症相关的基因，实现对癌细胞的特异性干预。而放疗、化疗在杀死癌细胞的同时，也会对正常细胞造成较大损伤，引发脱发、恶心等副作用。基因编辑治疗对正常细胞的损伤较小，副作用相对较小，具有更高的特异性和安全性 。 押题解读 本部分主要以非选择题形式考查，基因工程是现代生物科技的核心内容之一 ，PCR技术作为基因工程及分子生物学研究中的关键技术，是高中生物学选修部分的重要知识点，在高考中频繁考查。本题材料中以色列特拉维夫大学运用CRISPR技术治疗头颈癌，是基因编辑技术在医学领域的前沿应用，体现了科学研究热点与高中生物知识的紧密联系。高考命题常结合科研新成果，考查学生对基础知识的理解和应用能力。该题涵盖基因工程工具（如限制酶与Cas9蛋白对比）、PCR引物设计、细胞膜功能、细胞生命历程等多方面知识，符合高考对学生综合运用知识能力的考查趋势。通过设计引物、分析基因编辑治疗优势等问题，考查学生将生物学知识应用于实际情境的能力，体现高考对学生学科核心素养的考查要求。 1．PD-L1抗体可用于治疗多种癌症。有些患者在接受PD-L1抗体治疗后，胰岛B细胞受损，研究者对其机制进行了研究。 (1)活化的细胞毒性T细胞表面的PD-1与正常细胞表面的PD-L1结合后，细胞毒性T细胞受到抑制。癌细胞可通过 PD-L1的表达量来逃避细胞毒性T细胞的攻击，而PD-L1抗体能抑制癌细胞的免疫逃逸。 (2)细胞内的HLA能够与多种肽段结合，形成复合物后移动到细胞表面，该过程称为抗原提呈。正常情况下，识别自身正常抗原的细胞毒性T细胞会受抑制甚至凋亡.以避免 病的发生。 (3)胰岛B细胞中可能产生错误翻译的胰岛素，这些异常胰岛素水解产生的肽段与HLs形成的复合物称为ID。研究发现，接受PD-L1抗体治疗后，机体免疫增强，血浆中干扰素IFNγ增多，细胞毒性T细胞群体中特异性识别ID的S型细胞毒性T细胞所占比例也从极低水平显著升高。为研究S型细胞毒性T细胞增加的原因，研究者进行了下图所示实验，图1为图2中乙组的处理过程。 ①丙组的处理方式是 。 ②图2结果表明IFNγ处理能 。 (4)细胞中的免疫蛋白酶体可将细胞中异常胰岛素水解为肽段。研究者推测IFNγ通过作用于免疫蛋白酶体实现对胰岛B细胞的作用，并进行下表所示实验，检测各组MIP分泌量，验证了推测。请完善表中实验处理和实验结果。 抑制胰岛B细胞中无关蛋白合成 抑制胰岛B细胞中免疫蛋白酶体特定肽链合成 细胞毒性T细胞与 共培养 + 细胞毒性T细胞与 共培养 注：“+”的数量表示MIP分泌量的多少。 (5)综合上述信息，解释某些肿瘤患者接受PD-L1抗体治疗后，胰岛B细胞受损的原因。 【答案】(1)增加 (2)自身免疫 (3) 细胞毒性T细胞单独培养 增强胰岛B细胞对S型细胞毒性T细胞的激活作用 (4) 胰岛B细胞 ++ IFNγ处理过的胰岛B细胞 ++++ + (5)PD-L1抗体使机体免疫增强；血浆中IFNγ增多，胰岛B细胞ID提呈增强，对S型细胞毒性T细胞激活作用增强，S型细胞毒性T细胞激活并增殖，且活化S型细胞性T细胞因PD-L1抗体存在，不受胰岛B细胞表面PD-L1抑制，攻击胰岛B细胞。 【分析】细胞免疫过程：抗原经吞噬细胞摄取、处理和呈递给T淋巴细胞，接受抗原刺激后T淋巴细胞会增殖、分化产生记忆细胞和效应T细胞，效应T细胞与相应的靶细胞密切接触，进而导致靶细胞裂解死亡，抗原暴露出来，此时体液中的抗体与抗原发生特异性结合形成细胞集团或沉淀，最后被吞噬细胞吞噬消化。 【详解】（1）活化的细胞毒性T细胞表面的PD-1与正常细胞表面的PD-L1结合后，细胞毒性T细胞受到抑制，癌细胞可通过增加PD-L1的表达量来与PD-1结合抑制T细胞的活性，从而逃避细胞毒性T细胞的攻击。 （2）自身免疫性疾病，是多种因素引起体内病理性自身免疫反应，通过自身免疫反应，破坏和损伤自身组织和细胞成分，导致组织的损害和器官功能障碍所引起的疾病，正常情况下，识别自身正常抗原的细胞毒性T细胞会受抑制甚至凋亡，以避免攻击自身正常细胞或组织而引起自身免疫病的发生。 （3）①为研究S型细胞毒性T细胞增加的原因，设置了甲乙丙三组，甲组为细胞毒性T细胞与胰岛B细胞共培养，乙组为细胞毒性T细胞与IFNγ处理过的胰岛B细胞共培养，因此丙组为细胞毒性T细胞单独培养。②图2 MIP（细胞毒性T细胞激活后释放的细胞因子）含量乙组＞甲组＞丙组，甲、丙结果表明胰岛B细胞可以促进细胞毒性T细胞的增殖，而乙组最高说明IFNγ处理能增强胰岛B细胞对S型细胞毒性T细胞的激活作用。 （4）研究者推测IFNγ通过作用于免疫蛋白酶体实现对胰岛B细胞的作用，因此实验分为四组，一组为细胞毒性T细胞与胰岛B细胞共培养，抑制胰岛B细胞中无关蛋白合成，结果为MIP分泌量较少，用++表示；另一组为细胞毒性T细胞与IFNγ处理过的胰岛B细胞共培养，抑制胰岛B细胞中无关蛋白合成，由于IFNγ通过作用于免疫蛋白酶体实现对胰岛B细胞的作用，而免疫蛋白酶体可将细胞中异常胰岛素水解为肽段，因此该组的MIP分泌量较多，用++++表示；另两组为细胞毒性T细胞与胰岛B细胞共培养+抑制胰岛B细胞中免疫蛋白酶体特定肽链合成、细胞毒性T细胞与IFNγ处理过的胰岛B细胞共培养+抑制胰岛B细胞中免疫蛋白酶体特定肽链合成，由于这两组均抑制胰岛B细胞中免疫蛋白酶体特定肽链合成，而IFNγ通过作用于免疫蛋白酶体实现对胰岛B细胞的作用，因此MIP的分泌量相同，都较少，用+表示。 （5）某些肿瘤患者接受PD-L1抗体治疗后，PD-L1抗体使机体免疫增强；血浆中IFNγ增多，胰岛B细胞ID提呈增强，对S型细胞毒性T细胞激活作用增强，S型细胞毒性T细胞激活并增殖，且活化S型细胞性T细胞因PD-L1抗体存在，不受胰岛B细胞表面PD-L1抑制，攻击胰岛B细胞，导致胰岛B细胞受损。 2．水杨酸是常见的水体污染物，科学家利用基因工程构建智能工程菌，通过向大肠杆菌体内导入含特殊DNA序列的重组质粒，制备水杨酸生物传感器（如图1），为环境污染治理提供新方法。请回答下列问题： (1)重组质粒中控制其自身复制的元件是 ，其基本组成单位是 。 (2)RNA聚合酶识别并结合和后，沿基因模板链 （从“”或“”中选填）方向转录出mRNA。分析上图可知，当环境中存在水杨酸时， 可激活Ps，最终使菌体发出红色荧光，据此可判定环境中的水杨酸浓度。 (3)研究人员欲通过改造重组质粒，实现在相同浓度的水杨酸条件下荧光强度增强为原来的2倍，从而提高传感器的灵敏度。方法一是选择激活能力更强的调控蛋白基因nahRI替代nahR，该改造过程需要用到的工具酶有 ；方法二是在mrfp基因前插入 。 (4)水杨酸羟化酶可催化水杨酸转化为龙胆酸，龙胆酸可被细胞利用。若将水杨酸羟化酶基因与mrfp基因连接成融合基因，则工程菌可同时实现对水杨酸的 。现欲通过判定融合基因已准确连接，应选择下图2中的引物组合是 。 (5)工程菌治理环境污染具有成本低、动态治理等优点，但菌株本身会造成水源安全隐患。科学家将ccdA、ccdB两个基因插入原有序列中，使水杨酸被耗尽时菌株即启动“自毁”。已知ccdB基因表达毒蛋白可使工程菌致死，ccdA基因表达抗毒素蛋白导致毒蛋白失效，则ccdA、ccdB分别插入下图3中的 、 （填字母）位点。 【答案】(1) 复制原点 脱氧核苷酸 (2) 3'→5' 水杨酸-调控蛋白复合物 (3) 限制酶和DNA连接酶 提高表达效率的DNA序列（增强子) (4) 动态检测和清除 引物1和引物3 (5) E(或F) B(或C) 【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。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法；（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）重组质粒中控制其自身复制的元件是复制原点；复制原点是一段DNA序列，故其基本组成单位是脱氧核苷酸。 （2）启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，所以Pc和Ps启动子可被RNA聚合酶识别并结合后驱动基因的模板链沿3'→5' 方向转录出mRNA。从图中可知，当环境中存在水杨酸时，水杨酸-调控蛋白复合物可激活PS启动子，启动基因表达红色荧光蛋白，最终使菌体发出红色荧光，据此可判定环境中的水杨酸浓度。 （3）方法一：基因工程中用到的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶，改造重组质粒，用基因nahRI替代nahR，需要先用限制性核酸内切酶切割质粒和基因，再用 DNA 连接酶将基因连接到质粒上，所以该改造过程需要用到的工具酶是限制性核酸内切酶（限制酶）和 DNA 连接酶。 方法二：选择灵敏度更高的启动子替代PS，在mrfp基因前插入提高表达效率的DNA序列，使启动子能更高效地启动下游基因表达，从而提高红色荧光蛋白的表达量，增强荧光强度。 （4）水杨酸是常见的水体污染物，若将水杨酸羟化酶基因与mrfp基因连接成融合基因，则工程菌可同时实现对水杨酸的动态检测和清除。PCR 技术要求引物与模板链的 3' 端互补配对，且 DNA 聚合酶从引物的 3' 端开始延伸子链。要判定水杨酸羟化酶基因与基因连接成的融合基因已准确连接，需要选择能扩增出融合基因的引物组合。引物1 和引物3可以分别与融合基因中水杨酸羟化酶基因的 3' 端和基因的 3' 端互补配对，从而扩增出融合基因，所以应选择的引物组合是引物1和引物3。 （5）ccdA基因表达抗毒素蛋白导致毒蛋白失效，为了保证在水杨酸存在时工程菌正常生存，ccdA应插入在Ps启动子之后，即图中的E（或F）位点，这样在水杨酸存在时，Ps启动子启动，ccdA基因表达抗毒素蛋白；ccdB基因表达毒蛋白可使工程菌致死，当水杨酸被耗尽时，Ps启动子不再启动，此时要让工程菌启动“自亡”，ccdB应插入在Pc启动子控制的区域，所以应插入Pc启动子之后，即图中的B（或C）位点。 3．帕金森病（PD）严重威胁中老年人健康。单唾液酸四己糖神经节苷脂（GM1）是临床用于治疗PD的药物之一。天然猪脑中的GM1含量低，但合成GM1的原料GD1和GT1的含量较多，GD1和GT1可在唾液酸酶的作用下生成GM1。研究人员从某菌中获取唾液酸酶基因M，与质粒P构建成基因表达载体M—P，导入大肠杆菌中，以获得唾液酸酶高产菌株，用以满足工业化生产GM1的需求。目的基因部分序列、质粒P信息、相关限制酶识别序列及切割位点如图1、图2、图3所示。 (1)启动子是 识别和结合的部位。当诱导物存在时，诱导型启动子可 目的基因的表达。图2质粒P中的GD诱导型启动子可诱导M基因以a链为模板链进行转录，据此推测M基因的转录从其 （填“左侧”或“右侧”）开始。 (2)利用PCR技术扩增M基因时，需依据图1中的已知碱基序列等信息设计引物，设计的两引物碱基序列为5′- -3′（写出8个碱基）和5′ 3′（写出8个碱基）。所用的引物越短，引物特异性越 （填“高”或“低”）。 (3)将基因表达载体M—P导入大肠杆菌前，一般先用 （填物质）处理大肠杆菌，其目的是 。 (4)为检测M基因的表达情况，可以采用 的方法对提取的受体大肠杆菌的蛋白质进行检测。 【答案】(1) RNA聚合酶 启动 右侧 (2) GAATTCCT GGATCCAT 低 (3) Ca2+ 增大大肠杆菌细胞膜的通透性，有利于构建好的重组质粒转入受体细胞大肠杆菌种 (4)抗原—抗体杂交 【分析】DNA连接酶和DNA聚合酶是两种不同的酶，主要的区别就在于它们的底物是不一样的，DNA连接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯键，但是DNA连接酶连接的是DNA片段，DNA聚合酶主要就是将单个脱氧核糖核苷酸按照顺序连接到DNA链上。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞常用显微注射技术；将目的基因导人微生物细胞常用Ca2+处理法。 【详解】（1）启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。当诱导物存在时，诱导型启动子可启动目的基因的表达。M基因以a链为转录模板链，基因转录时从模板链的3'开始，因此据此推测M基因的转录从其右侧开始。 （2）结合质粒中启动子的方向可知，目的基因a链3′端连接启动子，5′端连接终止子，为了能使扩增后的目的基因与质粒正向连接，需要在目的基因的左右两侧分别添加限制酶BamHⅠ和EcoRⅠ的识别序列，所以需要在PCR扩增仪中加入的引物序列为5'-GAATTCCT-3'和5'-GGATCCAT-3'。引物越短，则其与目标序列配对的专一性越“低”。 （3）Ca2+处理大肠杆菌，可以增大细胞膜的通透性，大肠杆菌变为感受态的大肠杆菌，有利于构建好的重组质粒转入受体细胞大肠杆菌。 （4）为检测 M 基因是否成功表达，可对受体菌提取的蛋白质进行抗原—抗体杂交的方法对提取的受体大肠杆菌的蛋白质进行检测。 4．血浆外泌体是由活细胞分泌到血液中的囊泡。研究发现，阿尔茨海默病（AD）患者血浆外泌体上蛋白质Aβ1-42含量显著升高，为快速诊断AD，科研人员开发了免疫磁珠外泌体聚合酶链式反应（iMEP）技术。请回答下列问题。 (1)外泌体可参与细胞间的通讯，其上蛋白质的成熟常发生在 （填细胞器）。图1为外泌体与抗体-磁珠偶联物及DNA抗体偶联物的结合示意图，外泌体与DNA抗体偶联物特异性结合的原理是 。选择CD63蛋白制备抗体磁珠的原因是 。 (2)图2为实时荧光定量PCR的过程示意图，除所示组分外，实时荧光定量PCR的反应体系中还需加入 。设计TaqMan探针的序列的依据是模板DNA的中部序列，不选择两端序列的原因是 。若PCR循环中过程①温度设置过高，会导致相同循环次数下总荧光强度 。R基团与Q基团距离近时，R的荧光能量被Q吸收，检测不到荧光信号。过程②中，TaqDNA聚合酶可催化TaqMan探针的磷酸二酯键键断裂，导致位于探针 （填5'或3'）端的R基团远离Q基团，其能量不再被吸收，从而发出荧光信号。 (3)图3为PCR循环次数与实时荧光定量PCR反应体系中荧光强度的关系图，其中Ct值为达到阈荧光强度时的循环次数。PCR的循环次数达到一定次数后，再进行PCR，总荧光强度基本不增加，出现平台期，原因是受 （至少答2点）等的限制。若利用iMEP技术检测时，甲和乙两位待测者的达到Ct值的循环次数分别为10和30，其中 更可能为AD患者，甲、乙体内血浆外泌体中Aβ1-42含量比约为 。利用iMEP技术可快速诊断AD的机制是 。 【答案】(1) 高尔基体 抗原抗体的特异性结合/抗原抗体杂交 外泌体上存在CD63蛋白，且与CD63抗体特异性结合 (2) dNTP、缓冲液和Mg2+ 影响引物和模板链的结合 降低 5’ (3) 探针数、引物数、dNTP数及TaqDNA聚合酶的活性（至少答2点） 甲 220 利用DNA抗体偶联物可将蛋白质信号转变为核酸信号，并通过实时荧光定量PCR的灵敏性实现定量检测 【分析】PCR是聚合酶链式反应的缩写，它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 【详解】（1）根据题意“血浆外泌体是由活细胞分泌到血液中的囊泡”可知，外泌体上的蛋白质经过内质网和高尔基体的依次加工，故外泌体上蛋白质的成熟常发生在高尔基体中。图1为外泌体与抗体-磁珠偶联物及DNA抗体偶联物的结合示意图，由图1可知，外泌体与DNA抗体偶联物特异性结合依赖于外泌体上的Aβ1-42与DNA抗体偶联物上的抗Aβ1-42抗体的特异性结合。由于外泌体上存在CD63蛋白，CD63蛋白可以与CD63抗体特异性结合，故选择CD63蛋白制备抗体磁珠。 （2）图2为实时荧光定量PCR的过程示意图，图中显示已经加入引物、TaqMan探针和TaqDNA聚合酶，除此之外，实时荧光定量PCR的反应体系中还需加入dNTP（原料）、缓冲液和Mg2+。由于引物要结合在模板链的两端，故设计TaqMan探针的序列的依据是模板DNA的中部序列，以避免影响引物和模板链的结合。图2中过程①为复性，若PCR循环中过程①温度设置过高，会导致探针不能与待测目标有效结合，故相同循环次数下总荧光强度会降低。延伸时，脱氧核苷酸的添加方向为5’到3’，故探针的左侧为5’端。过程②中，TaqDNA聚合酶可催化TaqMan探针的磷酸二酯键键断裂，导致位于探针5'端的R基团远离Q基团，其能量不再被吸收，从而发出荧光信号。 （3）由于探针数、引物数和dNTP的数目有限，以及受TaqDNA聚合酶的活性的影响，PCR的循环次数达到一定次数后，再进行PCR，总荧光强度基本不增加，会出现平台期。荧光信号强度达到设定的阈值时所经历的循环数越少，说明待测样本中含有的Aβ1-42的密度越大，故甲更可能为AD患者。由于甲循环10次就可达到乙循环30次的Ct值，二者相差了20次循环的量，故甲、乙体内初始的Aβ1-42含量比约为220。说明甲结合图2和图3可知，利用DNA抗体偶联物可将蛋白质信号转变为核酸信号（图2显示），并通过实时荧光定量PCR的灵敏性实现定量检测（图3显示），故利用iMEP技术可快速诊断AD。 5．构建可利用纤维素产乙醇的转基因酿酒酵母菌是解决能源危机的手段之一，思路如下。 Ⅰ.目的基因的选择与获取纤维素降解途径如下 纤维素 Ⅰ 酶 Ⅰ→ 寡糖   酶 Ⅱ→ 纤维素二糖   酶Ⅲ→ 葡萄糖 (1)提取总RNA 后需在 催化下，在引物的 端进行DNA 链的延伸得到上图中三 种酶的基因，转入酿酒酵母中，其表达产物在细胞 （填“内”或“外”）发挥作用。 Ⅱ.目的基因的整合方法 同源重组是碱基序列基本相同的 DNA 区段通过配对、链断裂和再连接而产生片段交换的过程。通过同源重组将外源基因整合到染色体的特定位点可获得遗传稳定的工程菌株，如图 1 所示。    注：图 1 中 PCR 产物 3′端在酶的作用下会多一个“A”碱基 (2)以酶Ⅰ基因为例构建基因表达载体的过程如图 1，由图推测，T4DNA 聚合酶的作用是 ，此方法构建基因表达载体的优点是 。 (3)图 1 中空白处“？”应使用限制酶将构建好的基因表达载体进行 处理，转入酵母菌进行整合。 Ⅲ.标记基因的选择 URA3 是尿嘧啶合成关键酶基因，常被用作标记基因。另外，URA3 编码的蛋白可将外源 5-氟乳清 酸转化为有毒物质，导致细胞死亡。 (4)为得到成功插入酶Ⅰ基因的菌株 1，需将酶Ⅰ基因同 URA3 一起插入 URA3 缺陷型酿酒酵母基因 组 rDNA 内部，并利用 的培养基筛选存活菌株。 (5)在后续插入酶Ⅱ基因时，为继续利用 URA3 作为筛选标记，需切除菌株 1 的 URA3 。为此需改 进表达载体，还应向 URA3 两端引入酿酒酵母基因组中不存在的同源区段 loxP（如图2），该序列 由反向重复序列和间隔序列组成（如图2），决定其方向的是 ，该序列以下图方式 排列才能通过同源重组达到上述目的。    (6)此后，需要将菌株 1 在 的培养基上培养，存活菌株即为 URA3 被成功切除的菌株 1。 【答案】(1) 逆转录酶 3' 外 (2) 加入特定的脱氧核苷酸，形成黏性末端 此方法构建基因表达载体的优点是将外源基因整合到染色体的特定位点，不影响被转入细胞的原有基因的表达，并提高外源基因表达的稳定性 (3)线性化 (4)缺乏尿嘧啶 (5) 同源区段loxP与URA3基因的连接方式 二 (6)含有5-氟乳清酸 【分析】基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品．基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 【详解】（1）提取总RNA经逆转录得到cDNA，需要逆转录酶的催化，DNA合成是从5'到3'进行的，因此在引物的3'端进行DNA链的延伸； 由于酵母菌无法吸收纤维素、寡糖和纤维二糖，所以导入分解纤维素的酶发挥作用的场所在细胞外。 （2） 由图推测，T4DNA聚合酶的作用是为合成的目的基因加入特定的脱氧核苷酸，形成黏性末端，此方法构建基因表达载体的优点是将外源基因整合到染色体的特定位点，不影响被转入细胞的原有基因的表达，并提高外源基因表达的稳定性。 （3）根据图示，环状的质粒变为了线性的基因，因此图1中空白处“？”应使用限制酶将构建好的基因表达载体线性化处理，转入酵母菌进行整合。 （4）由于选择了尿嘧啶合成基因（UGA）作标记基因，则应该将酵母菌放在缺乏尿嘧啶的培养基上培养。 （5）同源区段loxP（如图2），该序列由反向重复序列和间隔序列组成（如图2），决定其方向的是同源区段loxP与URA3基因的连接方式，方式一，loxP方向相反，如果切割，则末端在一条链上，不能连接，所以选择方式二，连接方向相同，切割后形成末端，便于连接。 （6）由于尿嘧啶可以使5-氟乳清酸转化为对酵母菌有毒物质，所以应该在含有5-氟乳清酸的培养基上，如果切割成功，则不含尿嘧啶，形成菌落，如果切割不成功，则会产生有毒物质，不能形成菌落。 押题猜想八 AI驱动蛋白质工程突破：从模型突破到医疗革新 限时：2min （原创）2025年，微软开源了蛋白质生成模型BioEmu-1，该模型基于AI技术高效生成蛋白质结构，并在癌症治疗等领域发挥重要作用。下列关于BioEmu-1的叙述，错误的是（ ） A. BioEmu-1采用去噪扩散模型和Transformer网络，通过自注意力机制分析氨基酸序列，优化蛋白质三维结构设计 B. 该模型能够依据患者的基因突变情况，预测p53等肿瘤抑制蛋白的变体结构，辅助设计靶向性更强的治疗性蛋白质药物 C. 训练过程中，BioEmu-1利用AFDB数据库超2亿条蛋白质序列，结合多结构增强技术构建训练样本，模拟自然界蛋白质进化规律 D. 相比传统分子动力学模拟，BioEmu-1生成的蛋白质结构更易通过定点突变技术引入特定功能基团，符合蛋白质工程“从预期功能到结构设计”的理念 【答案】D 【详解】A、BioEmu - 1采用去噪扩散模型和Transformer网络，其中Transformer网络通过自注意力机制能分析氨基酸序列，从序列信息中捕获关键特征，进而优化蛋白质三维结构设计，这是该模型生成蛋白质结构的重要方式，与材料中提到的技术原理相符，所以A选项正确； B、“BioEmu - 1能够依据每位癌症患者独特的基因突变情况，预测蛋白质结构的变化，以p53蛋白为例，帮助找到稳定的结合点，从而设计出更精准的治疗药物”，说明该模型可依据患者基因突变情况，预测p53等肿瘤抑制蛋白变体结构，辅助设计靶向性更强的治疗性蛋白质药物，体现了蛋白质工程在癌症治疗中的应用，B选项正确。 C、BioEmu - 1训练时利用了AFDB数据库超2亿条蛋白质序列，还通过多级过滤和聚类等，并采用多结构增强技术构建训练样本，这种方式可模拟自然界蛋白质进化规律，为模型准确预测蛋白质结构提供了丰富的数据基础，与蛋白质工程改造自然蛋白的思路相呼应，C正确； D、BioEmu - 1的主要功能是基于AI技术预测蛋白质结构，而定点突变技术是在蛋白质工程中对已有的蛋白质进行改造的实验操作方法，BioEmu - 1本身并不直接进行定点突变来引入特定功能基团，它只是为蛋白质工程的后续设计提供结构预测参考，所以该选项说BioEmu - 1生成的蛋白质结构更易通过定点突变技术引入特定功能基团是错误的，不符合其功能特点，D选项错误。 故选D。 押题解读 本部分多以选择题呈现，蛋白质工程作为基因工程的延伸和拓展，是生物科学领域的前沿技术，在高中生物选修内容中占据重要地位。考纲明确要求学生理解蛋白质工程的原理、操作流程及其应用，体现其在高考生物知识体系中的关键位置。从历年高考真题来看，蛋白质工程常与基因工程、细胞工程等现代生物科技内容综合考查，以检验学生对生物工程技术的整体掌握和应用能力。随着科技的飞速发展，人工智能与生命科学的交叉融合成为趋势。像微软开源的BioEmu-1蛋白质生成模型，代表了AI技术在蛋白质工程领域的重大突破，这类科研成果反映了学科发展的前沿动态。高考命题注重联系实际，紧跟科研热点，旨在考查学生将所学知识与前沿科技相结合的能力，引导学生关注生命科学的最新进展，培养学生的科学思维和创新意识 1．AI可预测蛋白质分子结构。一个血红蛋白分子是由574个氨基酸组成的，含有两条α肽链和两条β肽链。下列分析正确的是（    ） A．血红蛋白的结构通过AI预测不如人工高效 B．血红蛋白的空间结构不受温度的影响 C．血红蛋白分子中与肽键直接相连的原子是H和O D．形成该血红蛋白时，氨基酸之间通过脱水缩合反应至少产生570个水分子 【答案】D 【分析】构成蛋白质的基本单位是氨基酸，其结构特点是：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，氨基酸的不同之处是R基的不同。由于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列次序不同，肽链的空间结构千差万别，因此蛋白质分子的结构具有多样性。 【详解】A、血红蛋白的结构通过AI预测比人工高效 ，A错误; B、血红蛋白的空间结构受温度的影响 ，B错误; C、血红蛋白分子中与肽键直接相连的原子是C和N，C错误; D、形成该血红蛋白时，血红蛋白由574个氨基酸组成的，含有两条α肽链和两条β肽链，氨基酸之间通过脱水缩合反应至少产生的水分子个数为氨基酸数目－肽链数目=570个水分子，D正确。 故选D。 2．人工智能（AI）技术通过大数据分析、机器学习、深度学习等方法，为生物医药研究、药物开发、临床诊断和治疗等带来革命性的变化。下列关于AI技术在生物医药领域的应用，下列叙述错误的是（　　） A．AI技术设计的某种蛋白质的氨基酸序列推导出的对应基因序列不唯一，且基因序列中不包含启动子和终止子 B．AI技术通过智能穿戴设备和移动应用程序可实时监测患者的生理参数，预测健康风险，并提供相应的诊断和治疗建议 C．AI技术对大量的基因组数据进行处理和分析，可以识别疾病相关的基因突变，为精准医疗提供支持 D．AI技术对大量的蛋白质数据进行分析，能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物，该过程属于蛋白质工程技术 【答案】D 【分析】蛋白质工程概念及基本原理（1）蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）（2）蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。（3）蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。（4）基本途径：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因），最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。 【详解】A、密码子具有简并性，故AI技术设计的某种蛋白质的氨基酸序列推导出的对应基因序列不唯一，启动子和终止子为非编码区，由氨基酸序列推理的基因序列中不包含启动子和终止子，A正确； B、利用AI技术，通过智能穿戴设备和移动应用程序，能够实时监测患者的生理参数，预测健康风险，并提供相应的诊断和治疗建议，AI技术为临床诊断和治疗等方面带来了革命性的变化，B正确； C、AI技术在基因组数据处理和分析中的应用，通过识别疾病相关的基因突变，为精准医疗的实现提供了强大的技术支持，C正确； D、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，利用AI技术设计新药物，没有对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，不属于蛋白质工程技术，D错误。 故选D。 3．传统抗蛇毒血清（抗体）生产成本很高，对蛇毒毒素的疗效有限。研究人员利用AI技术从头设计蛋白质以中和蛇毒毒素，成功设计出两种能够有效中和神经毒素的结合蛋白。下列说法正确的是（    ） A．传统抗蛇毒血清的制备依赖于动物免疫反应，产量低、纯度低且特异性差 B．利用AI技术设计的神经毒素结合蛋白与传统抗蛇毒血清的化学本质不同 C．AI技术可以模拟和计算结合蛋白与蛇毒毒素的结合位点，预测蛋白结构 D．AI技术的运用大幅度缩短传统实验设计的周期，减少试错实验的耗材 【答案】ACD 【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。 【详解】A、早期人们为了获得抗体，就向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。用这种方法制备的抗体不仅产量低、纯度低，而且特异性差，A正确； B、利用AI技术设计的神经毒素结合蛋白与传统抗蛇毒血清的化学本质相同，都是蛋白质，B错误； C、AI技术能够模拟蛋白质与毒素的相互作用，计算结合位点，并预测蛋白质的三维结构，从而优化蛋白质结构设计，C正确； D、AI技术通过计算机模拟快速筛选有效结构，减少了传统实验中反复试错的时间和资源消耗，显著缩短研发周期并降低耗材成本，D正确。 故选ACD。 4．肿瘤是细胞异常增生形成的疾病，对人体健康造成严重危害。请回答下列问题： (1)人体可通过 免疫清除体内的肿瘤细胞，体现了免疫系统具有 功能。但是肿瘤细胞表面可表达PD-L1，与T细胞表面的PD-1结合，从而抑制T细胞活化，进而实现免疫逃逸。故可通过注入 抗体来阻断这一免疫逃逸通路。 (2)科研人员通过蛋白质工程在患者T细胞膜表面表达针对特定抗原的嵌合抗原受体(CAR)，进而对含有该抗原的肿瘤细胞进行治疗，称为CAR-T疗法，具体操作如下。 操作目的 具体操作 从患者的外周血中分离T淋巴细胞 利用白细胞重量不同于其他血液成分的特性，常采用① 法将其与血清、红细胞等成分精细分离，进而进一步纯化提取T淋巴细胞 ② T淋巴细胞 利用人工刺激的抗原呈递细胞(APC)处理T淋巴细胞 将CAR基因导入T淋巴细胞 构建③ 载体，利用载体将CAR基因转移到T细胞中 CAR-T细胞体外扩增 对改造后的CAR-T细胞进行体外传代培养 回输患者体内 临床常用静脉输液的方式将CAR-T细胞输回患者体内 (3)相比于(1)中的阻断免疫逃逸通路方法，CAR-T疗法的优点是 。但CAR-T回输到体内后释放的细胞因子往往会进一步活化免疫细胞，进而释放更多细胞因子导致机体发热，这种调节方式属于 反馈，该综合征在临床上常用 激素加以缓解。 (4)为实现对CAR-T疗法进行时空精准操控，科研人员对靶向hCD19抗原的CAR-T细胞进行了优化设计，获得了对蓝光响应的CAR-T细胞(LiCAR-T)，并进行了相关实验，结果如图所示。结果表明，LiCAR-T细胞能够在 的刺激下，特异且严格的杀伤肿瘤细胞。 【答案】(1) 细胞 免疫监视 PD-L1或PD-1 (2) 密度梯度离心 活化 基因表达 (3) 治疗更精确（靶向性更强） 正 糖皮质 (4)蓝光照射和hCD19抗原 【分析】1、免疫系统的功能包括免疫监视、免疫自稳和免疫防御。 2、糖皮质激素具有抗炎、抗过敏、抗休克等作用，可以减轻机体的炎症反应，缓解发热等症状 【详解】（1）人体可通过细胞免疫清除体内的肿瘤细胞，细胞免疫还能清除被病原体感染的体细胞、异体细胞。细胞免疫清除体内的肿瘤细胞体现了免疫系统的免疫监视功能。由于肿瘤细胞表面可表达PD-L1，与T细胞表面的PD-1结合，从而抑制T细胞活化，进而实现免疫逃逸，因此可通过注入PD-L1或PD-1抗体，抑制PD-L1和PD-1结合，从而阻断这一免疫逃逸通路。 （2）利用白细胞重量不同于其他血液成分的特性，常采用密度梯度离心法将其与血清、红细胞等成分精细分离，进而进一步纯化提取T淋巴细胞。利用人工刺激的抗原呈递细胞(APC)处理T淋巴细胞，激活T淋巴细胞。构建含CAR的基因表达载体，利用载体将CAR基因转移到T细胞中，从而获得含CAR基因的T淋巴细胞。对改造后的CAR-T细胞进行体外传代培养，常用静脉输液的方式将CAR-T细胞输回患者体内，进而对含有该抗原的肿瘤细胞进行治疗。 （3）相比于(1)中的阻断免疫逃逸通路方法，科研人员通过蛋白质工程在患者T细胞膜表面表达针对特定抗原的嵌合抗原受体(CAR)，进而对含有该抗原的肿瘤细胞进行治疗，CAR-T疗法的优点是CAR-T细胞可以特异性识别肿瘤细胞，具有更强的靶向性，能更精确地杀伤肿瘤细胞。CAR-T回输到体内后释放的细胞因子往往会进一步活化免疫细胞，进而释放更多细胞因子导致机体发热，这种调节方式属于正反馈。糖皮质激素具有抗炎、抗过敏、抗休克等作用，可以减轻机体的炎症反应，缓解发热等症状，因此该综合征在临床上常用糖皮质激素加以缓解。 （4）结合图示可知，LiCAR-T细胞表达hCD19抗体，且照射蓝光，肿瘤细胞杀伤率最大，说明LiCAR-T细胞能够在蓝光和hCD19抗原的刺激下，特异且严格的杀伤肿瘤细胞。 押题猜想九 从湿地保护看生态系统的修复、发展与可持续未来 限时：8min （原创）2025年，是中国国家湿地公园创建20周年。20年来，我国高质量推进国家湿地公园建设，共设立国家湿地公园903处，有效保护了全国240万公顷湿地，为黑鹳、中华秋沙鸭等国家重点保护野生动植物栖息繁衍创造了优质生态环境。杭州西溪国家湿地公园作为我国首个国家湿地公园，在湿地生态保护与可持续发展方面成效显著。结合材料回答下列问题： （1）西溪湿地生态系统中，芦苇、睡莲等植物属于________，为湿地生态系统提供________；黑鹳、中华秋沙鸭等鸟类在该生态系统的食物链中处于________营养级，其粪便中的能量属于________（填“上一营养级”或“自身同化量”）。 （2）从生态系统的成分分析，西溪湿地中昆虫、鸟类等消费者对生态系统的作用是_______________；湿地中的微生物作为分解者，通过________作用将有机物分解为无机物，促进生态系统的________循环。 （3）西溪湿地建成20年来，维管束植物、昆虫和鸟类物种数显著增加，体现了生物多样性中的________多样性。这种变化对湿地生态系统稳定性的影响是________________________。 （4）国家湿地公园通过免费开放、发展自然教育等绿色产业实现生态效益与经济效益共赢，这体现了湿地生态系统服务功能中的________价值（填“直接”“间接”或“直接和间接”）。其中，湿地为黑鹳、中华秋沙鸭等濒危物种提供栖息地，属于________价值，该价值对维持生态平衡的意义是________________________。 （5）杭州西溪湿地探索“金镶玉”发展模式，实现湿地与城市一体化发展。请从生态系统整体性的角度，分析该模式如何体现“绿水青山就是金山银山”理念：________________________。 【答案】（1）生产者；能量和有机物；次级（或更高）；上一营养级 （2）加快生态系统的物质循环，促进植物的传粉和种子传播；呼吸；物质 （3）物种；物种丰富度增加，营养结构更复杂，生态系统的抵抗力稳定性增强 （4）直接和间接；间接；为生物提供栖息地，维持生物多样性，保障生态系统的结构和功能稳定 （5）该模式通过保护湿地生态系统，提升其生态服务功能（如调节气候、净化水质），同时合理利用湿地资源发展绿色产业，实现生态保护与经济发展的协同，体现了生态系统整体性中“生态保护是经济发展的基础，经济发展反哺生态保护”的理念。 【详解】（1）芦苇、睡莲等植物能通过光合作用将无机物合成有机物，属于生态系统中的生产者，为湿地生态系统提供能量和有机物。 黑鹳、中华秋沙鸭等鸟类以植食性动物为食，在食物链中处于次级或更高营养级。它们粪便中的能量是其摄取但未消化吸收的部分，属于上一营养级同化的能量。 （2） 消费者能加快生态系统的物质循环，还能促进植物的传粉和种子传播。分解者通过呼吸作用将有机物分解为无机物，促进生态系统的物质循环。 （3） 维管束植物、昆虫和鸟类物种数显著增加，体现了生物多样性中的物种多样性。物种丰富度增加，营养结构更复杂，生态系统自我调节能力增强，抵抗力稳定性增强。 （4） 免费开放、发展自然教育等绿色产业，既体现了旅游观光、文化体验等直接价值，又体现了生态系统的生态功能等间接价值。湿地为濒危物种提供栖息地，属于间接价值，其意义是为生物提供栖息地，维持生物多样性，保障生态系统的结构和功能稳定。 （5）“金镶玉”模式中，保护湿地生态系统，提升其生态服务功能，如调节气候、净化水质等，体现了生态系统的生态价值。同时合理利用湿地资源发展绿色产业，带来经济效益，实现了生态保护与经济发展的协同。体现了生态系统整体性中“生态保护是经济发展的基础，经济发展反哺生态保护”的理念，践行了“绿水青山就是金山银山”的理念。 押题解读 本部分多以非选择题呈现，生态系统相关知识与环境保护、生态修复、农业生产等生活实际紧密相连。课程标准强调学生要理解生态系统的结构与功能，认识人类活动对生态系统的影响，形成生态意识和环境保护意识。高考对生态系统的考查正是对课程标准要求的具体落实，旨在考查学生对生态系统相关概念、原理的掌握程度，以及运用这些知识分析和解决问题的能力 。关注生态领域的科研动态和热点新闻，如全球气候变化对生态系统的影响、生物入侵的防治等，将相关研究成果转化为试题素材。结合生物入侵的热点事件，考查学生对生物入侵的危害、防治措施以及对生态系统影响的认识。创设实验探究情境：围绕生态系统相关知识，设计实验探究情境，考查学生的实验设计、分析和评价能力。运用图表信息呈现：利用生态系统的能量流动图、物质循环图、食物网图、生物数量变化曲线等图表，考查学生对图表信息的获取、分析和解读能力。 1．某科研小组根据40个水生群落的能量传递研究结果，总结出两个相邻营养级间能量传递效率的变化范围是2%～24%，平均为10.13%，如图。相关叙述正确的是（    ） A．该结果不符合生态系统能量流动的特点 B．营养级之间能量传递效率越高，说明它们营养级越高 C．捕食者的捕食难度增大，能量传递效率会降低 D．现实生活中人为缩短食物链，可提高能量利用率 【答案】CD 【分析】能量流动是指生态系统能量的输入、传递、转化和散失的过程。能量流动的途径是沿着食物链和食物网传递的。能量流动的特点是：单向流动，逐级递减的，相邻两个营养级之间的传递效率通常为10%～20%之间，相邻两个营养级的传递效率=能量传递效率=下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%。 【详解】A、由图可知两个相邻营养级间能量传递效率的变化范围是2%～24%，平均为10.13%，符合能量具有单向流动，逐级递减的特点，A错误； B、营养级高低是由生物所在食物链中的位置决定的，与相邻营养级之间的能量传递效率高低并无必然联系，B错误； C、捕食难度增大意味着捕食者需消耗更多能量用于捕获过程，导致流向下一营养级的能量减少，能量传递效率会降低，C正确； D、现实生活中人为缩短食物链，减少中间能量损失，可提高能量利用率，D正确。 故选CD。 2．近年来基于植物根际促生菌（PGPR）的生物修复技术逐渐成为修复严重受损的河湖生态系统的一种重要手段。下图为利用固化载体微生物（将PGPR固定于载体中）修复某重度富营养化小型湖泊的作用示意图。请回答下列问题。 (1)区分不同水体群落的最重要特征是 。滤食性鱼类主要分布在水体上层，草食性鱼类主要分布在水体的中下层和水草多的地方，这种分布的意义是 。 (2)少量的污染物流入湖泊，无需进行治理即可快速恢复，原因是生态系统存在 能力。若污染物持续不断流入，会导致湖泊中鱼虾大量死亡， 稳定性降低。 (3)固定于载体中的PGPR一方面可快速降解污染物，释放 ，为沉水植物和挺水植物提供养分；另一方面可与水体中的有害菌竞争，降低水体中有害菌的比例，减植物病虫害的发生。沉水植物也可为PGPR提供有机养分和 ，二者的种间关系为 。接种PGPR时通常需选择土著微生物，遵循了生态工程的 原理。 (4)某科研团队对采取该生物修复技术修复后的人工鱼塘的能量流动进行定量分析，得出相关数据，如下表所示（部分数据未给出，能量单位为×103J/cm2·a，肉食性动物作为只占据一个营养级研究）。 生物类型 呼吸散失的热能 用于生长发育繁殖的能量 流入分解者的能量 未利用的能量 外来有机物输入的能量 生产者 48 62 6 35 0 植食性动物 13 X 3 5 5 肉食性动物 Y 7 1 6 10 据表分析，Y的数值为 ，流入该人工鱼塘的总能量为 J/cm2·a，植食性动物和肉食性动物间的传递效率为 （保留1位小数）。 【答案】(1) 物种组成 有利于充分利用环境资源 (2) 自我调节 抵抗力 (3) N和P 氧气/O2 原始合作（互惠） 协调 (4) 8 1.25×105 19.2% 【分析】能量流经某一营养级过程：输入某一营养级的能量，一部分在本营养级的呼吸作用中以热能的形式散失；另一部分用于本营养级的生长、发育和繁殖等生命活动，这部分能量其中一些以遗体残骸的形式被分解者利用。如果本营养级被下一营养级捕食，能量就流入了下一营养级。如果时间较短，本营养级生物大量繁殖后，会有一部分能量留在本营养级内，即未利用的部分。 【详解】（1）区分不同群落的重要特征是物种组成。滤食性鱼类主要分布在水体上层，草食性鱼类主要分布在水体的中下层和水草多的地方，这种垂直分层有利于动物充分利用环境资源。 （2）少量的污染物流入湖泊，无需进行治理即可快速恢复，这主要是由于生态系统具有自我调节能力。若污染物持续不断流入，会导致湖泊中鱼虾大量死亡，说明生态系统的自我调节能力是有一定限度的，生态系统的抵抗力稳定降低。 （3）PGPR属于生态系统的分解者，一方面可快速降解污染物，释放N和P，进而为沉水植物和挺水植物提供养分；另一方面可与水体中的有害菌竞争，降低水体中有害菌的比例，减植物病虫害的发生。沉水植物作为生产者的一部分，也可为PGPR提供有机养分和氧气，二者共同生活在一起时，双方都受益，分开后，二者又都可以独立生活，所以二者的种间关系是原始合作。接种PGPR时通常需选择土著微生物，体现了在进行生态工程建设时，生物与环境、生物与生物的协调与适应，是生态工程协调原理的体现。 （4）生产者的同化量=呼吸作用散失的能量+用于生长发育繁殖的能量=48+62=110×103J/cm2·a，流入该人工鱼塘的总能量=生产者的同化量+外来有机物输入的能量=110+5+10=125×103J/cm2·a=1.25×105J/cm2·a，生产者流向植食性动物的能量=生产者用于生长发育繁殖的能量-流向分解者的能量-未利用的能量=62-6-35=21×103J/cm2·a，植食性动物固定的能量=输出的能量，所以X=21+5-13=13×103J/cm2·a，由植食性动物流向肉食性动物的能量=植食性动物用于生长发育繁殖的能量-流入分解者的能量-未利用的能量=13-3-5=5×103J/cm2·a，肉食性动物固定的能量=输出的能量，所以呼吸作用散失的热能Y=肉食性动物固定的能量-肉食性动物用于生长发育繁殖的能量=5+10-7=8×103J/cm2·a，植食性动物和肉食性动物间的传递效率=植食性动物流向肉食性动物的能量植食性动物固定的能量100%=5（21+5）100%19.2%。 3．碳汇渔业是指通过渔业生产促进水生生物吸收二氧化碳，并通过收获海产品把这些碳移出水体，不投饵的渔业生产活动，它可以缓解温室效应。某地碳汇渔业模式为：上层挂绳养殖藻类，中层挂笼养殖滤食性贝类，底层投放人工鱼礁并养殖刺参，其中贝类可以将钙化为请分析回答： (1)据图1和图2分析，该渔业生态系统中贝类属于 ，各生态系统组分及 构成生态系统的结构。其中碳循环是指碳元素在 之间以的形式进行的循环。 (2)该碳汇渔业模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是 。该人工群落相比自然群落的变化说明人类活动可以改变 。 (3)据图1分析，该生态系统从大气中固定的 （填“大于”、“小于”或“等于”）该生态系统中的生物呼吸作用释放的。大气中进入海洋水体后经 过程被利用，从而缓解温室效应。 (4)该生态系统中存在如图2所示的能量关系，贝类用于自身生长、发育、繁殖的能量为 。除图示去向外，贝类同化的能量还包括 。 (5)碳汇渔业不仅提高了海水的固碳能力，并且通过人类收获海产品提高经济效益，这体现了生态工程的 原理。除立体养殖之外，人们还通过多吃低营养级海产品（如藻类）、利用风力为人工渔业提供电力等，从而尽可能缩小 ，实现可持续发展。 【答案】(1) 消费者和分解者 食物链、食物网（营养结构） 生物群落与非生物环境之间 (2) 充分利用空间及资源 演替的速度和方向 (3) 大于 藻类的光合作用、贝类的钙化作用 (4) 5307-X 未被利用、流向人类 (5) 整体 生态足迹 【分析】1、生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。 2、碳循环是指碳元素在生物与无机环境之间以的形式进行的循环。 【详解】（1）根据题意可知，贝类虑食藻类且能利用有机碎屑，故该渔业生态系统中贝类属于消费者和分解者，各生态系统组分及食物链、食物网构成生态系统的结构。其中碳循环是指碳元素在生物群落与非生物环境之间之间以的形式进行的循环。 （2）该碳汇渔业模式运用了群落的空间结构原理，对不同成分进行了分层，进行海水立体养殖的优点是充分利用空间及资源。该人工群落相比自然群落的变化说明人类活动可以改变演替的速度和方向。 （3）该生态系统从大气中吸收的CO₂用于藻类的光合作用等，而生态系统中的生物呼吸作用释放的CO₂只是其中一部分。由于该碳汇渔业模式能缓解温室效应，说明吸收的CO₂量大于释放的CO₂量，所以该生态系统从大气中吸收的CO₂大于该生态系统中的生物呼吸作用释放的CO₂。 大气中CO₂进入海洋水体后，经藻类的光合作用（将CO₂转化为有机物）、贝类的钙化作用（将CO₂钙化为CaCO₃ ）过程被利用，从而缓解温室效应。 （4）据图2可知，贝类同化的能量为3281+2026=5307kJ，呼吸消耗为X，所以贝类用于自身生长、发育、繁殖的能量为5307-X。图示去向包括呼吸消耗，流向分解者，除图示去向外，贝类同化的能量还包括未被利用、流向人类。 （5）碳汇渔业不仅提高了海水的固碳能力，并且通过人类收获海产品提高经济效益，这体现了生态工程的整体原理。除立体养殖之外，人们还通过多吃低营养级海产品（如藻类）、利用风力为人工渔业提供电力等，从而尽可能缩小生态足迹，实现可持续发展。 4．西方蜜蜂原产于欧洲，已广泛扩散至世界各地。某地科研人员研究了西方蜜蜂对本土生物的影响。 (1)兰科植物花的结构与相应的传粉昆虫高度适应。每种兰花的传粉者往往比较固定，花的内部结构与其传粉者的形态结构或传粉行为在相互影响中不断进化和发展，这个过程叫 。 (2)为探究西方蜜蜂扩散到某地后对双尾兰传粉的影响，研究者设置了两个实验区——西方蜜蜂和本地蜂（双尾兰的原生传粉者）共存区与仅有西方蜜蜂的区域，观测了双尾兰的相关传粉指标，结果如图1. ①研究者据此认为，西方蜜蜂和本地蜂都以双尾兰花粉为食，但 。 ②该实验还应设置的对照组为 。 (3)为探究西方蜜蜂对本地蜂的影响，研究者观测了与西方蜜蜂蜂箱距离不同的本地蜂，得到的结果如图2. 据图推测，西方蜜蜂将会导致本地蜂的种群密度 。请解释原因 。 (4)一些地区的蜂农为提高蜂蜜产量，欲引入采蜜效率高的外来蜂种。针对这种情况，请你为当地政府部门提出一条合理建议 。 【答案】(1)协同进化 (2) 只有本地蜂能给双尾兰成功传粉 仅有本地蜂的区域 (3) 下降 本地蜂食物来源减少，导致死亡率上升；雌蜂数量下降，降低种群出生率 (4)加强对外来蜂引入的管理，制定准入和养殖范围等规则 【分析】由图1可知，共存区花粉移除率高于仅西方密封区，但二者都能移除花粉，说明西方蜜蜂和本地蜂都以双尾兰花粉为食，共存区成功授粉率达30%左右，仅西方密封区，几乎不能授粉，说明只有本地蜂能给双尾兰成功传粉。 由图2可知，本地蜂与欧洲蜜蜂蜂箱越近，雌蜂数量越少，出生率降低，从而导致本地蜂数量下降。 【详解】（1）生物与生物、生物与环境直接相互影响、不断进化和发展的过程叫协同进化。 （2）①由图1可知，共存区花粉移除率高于仅西方蜜蜂区，但二者都能移除花粉，说明西方蜜蜂和本地蜂都以双尾兰花粉为食，共存区成功授粉率达30%左右，仅西方蜜蜂区，几乎不能授粉，说明只有本地蜂能给双尾兰成功传粉。 ②该实验的自变量是蜜蜂的品种，所以还以设置只有本地蜂的区域作为对照组。 （3）由图2可知，本地蜂与欧洲蜜蜂蜂箱越近，雌蜂数量越少，出生率降低，从而导致本地蜂数量下降，同时，可能二者存在竞争关系，欧洲蜂的加入，导致本地蜂食物来源减少，死亡率上升。 （4）结合（3）可知，外来蜂可能会对本地蜂的生存造成一定的影响，所以应加强对外来蜂引入的管理，制定准入和养殖范围等规则，避免造成物种入侵，对当地经济和生态造成不良影响。 5．在长江口某盐沼湿地，科研人员尝试引种互花米草，以达到“种青引鸟”的目的。随着互花米草的快速扩散，与本土植物形成激烈竞争，出现了互花米草群落（互花米草为优势种）、本土芦苇群落（芦苇为优势种）。互花米草和芦苇的生物量都在每年的夏、秋季达到最大。但互花米草冬季枯萎期短，且能保留一定的绿色植株。同时互花米草是典型的盐生植物，春季（4月）后由于体内的活性物质积累从而具有较强的抗虫特性。科研人员研究了两种群落中三类昆虫的物种数、个体数的季节性变化，结果如下图。请回答下列问题： (1)尝试引入互花米草，以实现“种青引鸟”是利用了生物多样性的 价值。 (2)采集的“肉食和寄生性昆虫”“腐食性昆虫”分别属于生态系统中的 （成分）。采集的昆虫麻醉后，置于体积分数为70%的酒精溶液中保存，麻醉的目的是 。 (3)与芦苇群落相比，2~4月互花米草群落中植食性昆虫物种数、个体数变化的特点是 ，这主要与 有关。 (4)2~4月互花米草群落中导致肉食和寄生性昆虫物种数、个体数均上升的主要影响因素有 ，导致腐食性昆虫物种数、个体数均上升的主要影响因素是 。 (5)根据本实验结果，预测“种青引鸟”的目的能否实现？简要说明理由。 。 【答案】(1)间接 (2) 消费者、分解者 避免昆虫受伤、保持形态、结构完整，便于物种鉴定和个体计数 (3) 上升速度更快（或增长更迅速等） 互花米草在冬季枯萎期短，且能保留一定的绿色植株（或互花米草在冬季枯萎期短，或互花米草能保留一定的绿色植株） (4) 食物(宿主）增加，气温升高 气温升高 (5)难以实现，因为昆虫是鸟的重要食物来源，互花米草入侵导致昆虫的物种数和个体数下降 【分析】生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构，其中组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物成分，营养结构包括食物链和食物网。 【详解】（1）生物多样性的间接价值主要体现在调节生态系统的功能等方面，引入互花米草的“种青引鸟”生态工程，改善了生态环 境，这体现了生物多样性的间接价值。 （2）生态系统的成分包括生产者、消费者和分解者。“肉食和寄生性昆虫”以其他生物为食，属于消费者；“腐食性昆虫”以动植物遗体等有机物为食，属于分解者。采集的昆虫麻醉后，置于体积分数为70%的酒精溶液中保存，麻醉的目的是避免昆虫受伤、保持形态、结构完整，便于物种鉴定和个体计数。 （3）从图中可以看出，与芦苇群落相比，2 - 4月互花米草群落中植食性昆虫物种数、个体数上升速度更快（或增长更迅速等），这是因为互花米草在冬季枯萎期短，且能保留一定的绿色植株（或互花米草在冬季枯萎期短，或互花米草能保留一定的绿色植株）。 （4）因为食物(宿主）增加，气温升高，更适合生长，所以2~4月互花米草群落中导致肉食和寄生性昆虫物种数、个体数均上升，导致腐食性昆虫物种数、个体数均上升的主要影响因素是气温升高，使腐烂速度加快，有利于腐食性昆虫的生长。 （5）昆虫是鸟的重要食物来源，互花米草入侵导致昆虫的物种数和个体数下降，所以“种青引鸟”的目的很难实现。 押题猜想十 实验设计与分析 限时：2min （原创）下列有关生物学实验的叙述，正确的是（    ） A．观察植物细胞质壁分离时，选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，因其液泡大且含色素，便于观察 B．用纸层析法分离光合色素时，滤纸条上的色素带宽度仅由色素的溶解度决定 C．“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验中，两组实验均需用酸性重铬酸钾溶液检测酒精的产生 D．用血细胞计数板对酵母菌进行计数时，先滴加培养液再盖上盖玻片，可避免计数室中产生气泡 【答案】A 【详解】A、紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡呈紫色，便于观察质壁分离现象，A正确； B、滤纸条上色素带的宽度不仅与溶解度有关，还与色素含量有关，B错误； C、只有无氧呼吸组会产生酒精，需用酸性重铬酸钾检测；有氧呼吸组无需检测，C错误； D、正确操作应为先盖盖玻片，再滴加培养液，避免气泡影响计数，D错误。 故选B。 押题解读 本部分既有选择题也有非选择题，紧扣课程标准与高考要求：实验题围绕植物细胞质壁分离、光合色素分离、酵母菌呼吸方式探究、血细胞计数等核心实验展开，这些内容均属于高考生物《考试大纲》中明确要求掌握的实验技能与原理，是考查学生科学探究能力的重要载体。历年高考中，教材经典实验的细节辨析（如材料选择、试剂作用、操作步骤）及迁移应用是命题热点。本题覆盖实验选材逻辑（洋葱外表皮的特性）、操作规范（血细胞计数板使用）、结果分析（色素带宽度影响因素）等高频考查角度，符合高考命题规律。本题通过辨析实验操作正误、分析结果影响因素，要求学生理解实验设计逻辑、评估实验误差，契合“实验与探究能力”的考核目标。 1．酵母菌是一种单细胞真菌，在生物学实验和生产实践中有广泛的应用，其细胞壁的主要成分是几丁质。相关叙述正确的是（    ） A．可通过相关试剂检测是否能产生来判断酵母菌细胞呼吸的方式 B．诱导两种酵母菌融合之前，需用纤维素酶和果胶酶来制备原生质体 C．用血细胞计数板计数酵母菌时，正在出芽生殖的酵母菌均计数两个 D．通过发酵工程获得大量酵母菌菌体生产单细胞蛋白以作为食品添加剂 【答案】D 【分析】酵母菌具有核膜包被的细胞核，属于真核生物，酵母菌是兼性厌氧微生物，在缺氧条件下进行无氧呼吸，在氧气充足的条件下进行有氧呼吸，酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，有氧条件下产生水和二氧化碳。 【详解】A、不可以通过检测是否能够产生CO2来判断酵母菌细胞呼吸的方式，因为二氧化碳是酵母菌无氧呼吸和有氧呼吸共有的产物，A错误； B、酵母菌的细胞壁主要成分是几丁质，需要用几丁质酶处理，B错误； C、酵母菌的生殖方式为出芽生殖，正在出芽生殖的酵母菌应该计数为1个，C错误； D、通过发酵工程获得大量酵母菌菌体生产单细胞蛋白可以作为食品添加剂，即单细胞蛋白是微生物菌体，D正确。 故选D。 2．下列有关教材实验的叙述，正确的是（    ） A．撕取菠菜叶下表皮观察叶绿体，原因是下表皮细胞中叶绿体较大且数量多，易观察 B．用层析液分离光合色素，滤纸条上出现的条带数只与色素的种类有关 C．“探究酵母菌细胞呼吸的方式”，两组均需取酵母菌滤液进行酒精检测 D．对酵母菌进行计数时，先将盖玻片放在计数室上，再沿凹槽边缘滴加培养液 【答案】C 【分析】光合色素提取的原理：色素可以溶解在有机溶剂中。 分离的原理：不同色素在有机溶剂中的溶解度不同。 因为不同色素在有机溶剂中的溶解度不同，所以在层析液中溶解度大的，随层析液上升快，所以四种色素会分开。 【详解】A、撕取菠菜叶下表皮观察叶绿体，原因是下表皮叶肉细胞中叶绿体较大且数量多，易观察，下表皮细胞中无叶绿体，A错误； B、用层析液分离光合色素，滤纸条上出现的条带数是扩散速率不同所致，与色素的种类、色素的分子大小、层析液的种类、滤纸的扩散速率等都有关，B错误； C、“探究酵母菌细胞呼吸的方式”，了解酵母菌在有氧和无氧条件下的呼吸方式，两组均需取酵母菌滤液进行酒精检测，C正确； D、对酵母菌进行计数时，先将盖玻片放在计数室上，再在盖玻片边缘滴加培养液，D错误。 故选C。 3．下图是以铁皮石斛为材料，培养拟原球茎（简称PLBs，类似愈伤组织）生产生物碱的实验流程。下列说法正确的是（    ）    A．生物碱属于次生代谢产物，是铁皮石斛生长所必需的物质 B．图中过程①为脱分化形成PLBs，过程②为再分化生产生物碱 C．培养高产细胞系应选择细胞数量/生物碱产量比值小的PLBs D．过程①②常用葡萄糖做碳源，原因是蔗糖不易被植物细胞吸收 【答案】C 【分析】在一定的激素和营养等条件的诱导下，外植体可脱分化形成愈伤组织。在脱分化过程中，植物细胞的分化程度逐渐降低，全能性逐渐升高。脱分化形成的愈伤组织由一些排列疏松而无规则，高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞组成。 【详解】A、生物碱是铁皮石斛的次生代谢物，不是细胞进行正常生命活动必需的物质，A错误； B、题意显示PLBs类似愈伤组织，因此，图中过程①为脱分化形成PLBs，过程②为植物细胞培养过程，不属于再分化，B错误； C、该实验目的是要生产生物碱，故需要选择生物碱产量/细胞数量的值大的PLBs作为高产细胞系，或者说细胞数量/生物碱产量比值小的PLBs，C正确； D、过程①②常用蔗糖做碳源，因为蔗糖更有利于渗透压调节，D错误。 故选C。 4．研究人员用刚果红培养基从蔗渣堆肥中筛选、分离出4株具有降解纤维素能力的真菌（图示①-④）。下列说法正确的是（    ） A．不宜通过接种蒸馏水检测所配制的固体培养基是否被污染 B．图示结果为采用平板划线法接种后倒置于恒温箱中静置培养的结果 C．④号真菌的红色圈与菌落的直径比值最大，降解纤维素的能力最强 D．采用稀释涂布平板法对①～④菌株分离培养24h后进行计数 【答案】A 【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】A、检测所配制的固体培养基是否被污染，应接种无菌水，而不是蒸馏水，A正确； B、图示结果中菌落分布均匀，应为采用稀释涂布平板法接种后倒置于恒温箱中静置培养的结果，而平板划线法接种后，菌落会沿着划线的路径分布，不会如此均匀，B错误； C、刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，在菌落周围会出现透明圈（即红色圈消失），透明圈与菌落的直径比值越大，说明该菌降解纤维素的能力越强，而不是红色圈与菌落的直径比值，C错误； D、一般采用稀释涂布平板法对微生物进行分离培养后，需要培养较长时间（如48h），等菌落充分生长后再进行计数，24h可能时间过短，菌落生长不充分，导致计数不准确，D错误。 故选A。 5．某地区阴生植物三七适宜生活在5%～10%全日照条件下。非光化学淬灭（NPQ）是通过耗散过剩光能实现光保护的第一道防线，主要过程如下：类囊体腔酸化能活化PsbS和VDE，一方面促进LHCⅡ聚集，阻断能量的传递；另一方面VDE催化Vx转化为Zx，促进热量的散失，从而缓解活性氧（由电子传递过快等导致）的产生。请回答下列问题：    (1)LHCⅡ上吸收光能的两类光合色素是 ，暗反应中PGA转化成G3P的反应称为 ，场所是 。 (2)强光下，类囊体腔H增多的原因有 ，H增多一方面加快 （物质）的合成，另一方面活化 促进NPQ。 (3)强光下，若环境中CO2浓度突然增大，短时内VDE的活性 。 (4)光照过强（超过30%全日照）或过弱条件下三七均无法生存，为研究其原因，科学家进行了如下实验：取生长在光强分别为29.8%、7.5%和0.2%全日照条件下的三七植株，先暗处理2min，然后在高光照条件下检测NPQ和电子传递速率，结果如下图。    ①光照过弱三七不能生存的原因是 。 ②超过30%全日照条件下三七不能生存的原因是 。 【答案】(1) 类胡萝卜素、叶绿素 C3的还原 叶绿体基质 (2) 水光解产生H+、电子传递链将H+运进类囊体 ATP PsbS 和VDE (3)降低 (4) 光照过弱，有机物的合成较少 NPQ能力没有明显提升；电子传递速率过快，活性氧积累 【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段： （1）光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。 （2）暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。 【详解】（1）LHCⅡ上吸收光能的两类光合色素是类胡萝卜素、叶绿素，暗反应中PGA（3-磷酸甘油酸）还原为G3P（磷酸丙糖）的过程发生在叶绿体基质，称作C3的还原。 （2）强光时水光解产生H+、电子传递链将H+运进类囊体，使类囊体腔内H⁺浓度升高，不仅驱动ATP合成ATP，同时腔内酸化激活PsbS 和VDE，促使过剩光能以热能形式散失。 （3）CO2浓度上升会加快暗反应对NADPH等还原力的消耗，减少类囊体腔的过度酸化，使VDE活性降低。 （4）①光照过弱时，有机物的合成较少，三七不能生存； ②超过30%全日照条件下NPQ能力没有明显提升；电子传递速率过快，活性氧积累，三七不能存活。 6．慢性肝病患者往往由于病情持续时间长、病痛以及失眠、焦虑等而引起慢性应激。临床研究表明，较高水平的慢性应激会增加肝部分切除后的死亡率，机制如下图。其中IL-6是一种细胞因子，既能促进肝脏细胞中PCNA基因的表达，也能促进淋巴细胞的增殖和分化，PCNA是DNA聚合酶的辅助蛋白，NE是去甲肾上腺素。请回答下列问题： (1)图中兴奋在B处突触后膜的信号转换形式为 。交感神经兴奋时，胃肠的蠕动 。 (2)巨噬细胞参与人体免疫的第 道防线。除巨噬细胞外，特异性免疫过程中能产生细胞因促进淋巴细胞增殖分化的细胞还有 。 (3)分裂间期分为三个时期，依次为G1期、S期、G2期。推测PCNA在间期中的 期开始合成，在 期发挥作用。 (4)为验证“慢性应激引起PCNA基因表达下降导致肝脏部分切除后死亡率上升”的机制，科研人员设计了如下实验方案，请补全表格。 实验步骤 简要操作流程、预测结果 适应性培养 取生理状况一致的健康雄性大鼠在相同且适宜的条件下培养一周。 实验分组 将大鼠随机均分为A、B、C、D四组。 ① 将B组和D组大鼠进行慢性睡眠剥夺处理21天。 手术处理 将C组和D组大鼠麻醉，切开腹部中线皮肤和肌肉、暴露肝脏并切除90%的肝脏，再进行缝合。A组和B组的处理为② 预测实验结果 一段时间后，③ 组大鼠PCNA的表达量最高， 四组大鼠的存活率由低到高依次为④ 。 (5)请根据本研究分析，为了提高肝脏部分切除患者的存活率，提出临床上可采取的一个措施 。 【答案】(1) 化学信号→电信号 减弱 (2) 二、三 辅助性T细胞 (3) G1 S (4) 慢性应激处理（构建慢性应激模型鼠）（或应激处理） 将大鼠麻醉，切开腹部中线皮肤和肌肉、暴露肝脏并缝合（或除切肝脏，其他同实验组，或不切除肝脏） C D、C、B、A (5)医生在术前对患者进行心理疏导（或进行适当的药物干预） 【分析】兴奋在神经元之间的传递：（1）神经元之间的兴奋传递就是通过突触实现的，突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜；（2）兴奋的传递方向：由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡内，所以兴奋在神经元之间（即在突触处）的传递是单向的，只能是：突触前膜→突触间隙→突触后膜（上个神经元的轴突→下个神经元的细胞体或树突）；（3）传递形式：电信号→化学信号→电信号。 【详解】（1）①兴奋在突触后膜的传递过程为由突触前膜释放的化学物质—神经递质，与突触后膜上的相关受体结合，引发突触后膜电位变化，因此兴奋在突触后膜的信号转换形式为化学信号→电信号； ②交感神经兴奋时，会抑制消化道活动，胃肠的蠕动会减弱。 （2）①巨噬细胞既能在第二道防线中吞噬入侵机体的病原体，还能将吞噬的病原体进行抗原加工、处理，在特异性免疫中将抗原信息呈递给辅助性T细胞，综上，巨噬细胞可以参与人体免疫的第二、三道防线； ②在特异性免疫过程中，辅助T细胞可分泌多种细胞因子促进其他淋巴细胞增殖分化。 （3）根据题目信息“PCNA是DNA聚合酶的辅助蛋白”可知，PCNA主要在DNA复制(S期)时帮助聚合酶工作，因此其合成通常从G1期开始，为即将到来的S期做准备。 （4）①根据题目信息可知，疼痛、失眠等会因此慢性应激，结合本实验的实验目的可得，“将B组和D组大鼠进行慢性睡眠剥夺处理21天”的实验步骤是慢性应激处理（构建慢性应激模型鼠）（或应激处理）； ②对照试验是核心是控制单一变量，为了排除切除肝脏过程中手术对实验结果的影响，A组和B组也需要相同的手术处理，因此对A组和B组的处理为将大鼠麻醉，切开腹部中线皮肤和肌肉、暴露肝脏并缝合（或除切肝脏，其他同实验组，或不切除肝脏）； ③根据题目信息可推测切除肝脏会诱导PCNA高表达以促进肝脏再生，但慢性应激会降低PCNA表达并提高死亡率；由此可推断C组(无应激+肝切除)PCNA表达量最高； ④存活率最低的是既有慢性应激又大范围肝切除的D组，存活率最高的是A组(无应激也无肝切除)，C组由于手术切除90%肝脏，机体受损而比B组更容易死亡，因此四组大鼠的存活率由低到高依次是D、C、B、A。 （5）结合（4）可得，临床治疗上可通过医生在术前对患者进行心理疏导或进行适当的药物干预来提高肝脏部分切除患者的存活率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$