内容正文:
福州三中2024-2025学年高三第十七次质量检测
生物试卷
满分100分 答题时间75分钟
一、选择题:每小题给出的四个选项中.只有一个选项是最符合题目要求的(本题共15小题,1-10小题,每题2分;11-15每题4分,共40分)。
1. 2024年,科学家在单细胞海藻中发现了一种新的细胞器——硝质体。关于其起源,科学家提出了一种假说:很早以前,海藻吞噬了一种固氮蓝细菌,被吞噬的蓝细菌在海藻细胞中生存下来,并将N2固定为氨供给海藻利用。漫长时间后,该蓝细菌成为一种细胞器——硝质体。下列哪项事实支持这一假说?( )
A. 硝质体在海藻细胞分裂的同时也一分为二
B. 硝质体固氮方式和固氮蓝细菌相似
C. 硝质体从海藻细胞获得代谢所需的蛋白质
D. 该海藻在缺氮环境中也能良好生长
【答案】B
【解析】
【分析】细菌中的多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物。细菌的细胞都有细胞壁、细胞膜和细胞质,都没有以核膜包被的细胞核,也没有染色体,但有环状的DNA分子,位于细胞内特定的区域,这个区域叫作拟核。
【详解】A、硝质体在海藻细胞分裂的同时也一分为二均等分配给子细胞,这与硝质体的起源无关,不能支持上述观点,A错误;
B、硝质体固氮方式和固氮蓝细菌相似,这与硝质体的起源有关,能支持上述观点,B正确;
C、硝质体从海藻细胞获得代谢所需的蛋白质,这不能说明硝质体是由原核生物蓝细菌演化而来的细胞器,不能支持上述观点,C错误;
D、该海藻在缺氮环境中也能良好生长,说明海藻可以利用空气中的N2,这与硝质体的起源有关,但未必能体现该细胞器的起源,D错误。
故选B。
2. 若给人静脉注射一定量的0.9% NaCl溶液,则一段时间内会发生的生理现象是( )
A. 机体血浆渗透压降低,排出相应量的水后恢复到注射前水平
B. 机体血浆量增加,排出相应量的水后渗透压恢复到注射前水平
C. 机体血浆量增加,排出相应量的NaCl和水后恢复到注射前水平
D. 机体血浆渗透压上升,排出相应量的NaCl后恢复到注射前水平
【答案】C
【解析】
【分析】饮水不足,体内失水过多或吃的食物过咸,使细胞外液渗透压升高,刺激下丘脑渗透压感受器,使垂体释放抗利尿激素增多,促进肾小管、集合管重吸收水,使尿量减少,同时刺激大脑皮层产生渴感,主动饮水补充水分。而细胞外液渗透压下降时,对下丘脑渗透压感受器的刺激会减弱。
【详解】A、 0.9%NaCl 溶液的渗透压和血浆渗透压相同,机体血浆渗透压不会降低,A错误;
BCD、0.9%NaCl溶液为生理盐水,与血浆渗透压相等,注入体内后血浆量增加,机体通过调节排出多余的水和NaCl ,血浆量恢复到注射前水平,血浆渗透压保持不变,BD错误,C正确;
故选C。
3. 生物种群栖息地破碎化是出现局域种群的主要原因。局域种群是以很高概率相互作用的同种个体的集合。整个较大区域往往具有多个局域种群,这些局域种群通过较低程度的个体迁移连接形成集合种群。下面有关描述正确的是( )
A. 局域种群的形成是由于生态位重叠导致的生态位分化
B. 局域种群内部易因近亲繁殖导致死亡率升高
C. 各局域种群间由于地理隔离无法进行基因交流
D. 生境斑块隔离程度过大有利于新局域种群的建立
【答案】B
【解析】
【分析】一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位。群落中的每种生物都占据着相对稳定的生态位,有利于不同生物充分利用环境资源,是群落中物种之间及生物与环境之间协同进化的结果。
【详解】A、生态位分化是物种间竞争资源后的适应结果,与破碎化无关,生物种群栖息地破碎化是出现局域种群的主要原因,A错误;
B、局域种群内部易因近亲繁殖会导致隐性遗传病发病率增加等不利因素的几率提高,从而导致死亡率升高,B正确;
C、由题意可知,局域种群通过较低程度的个体迁移连接形成集合种群,说明局域种群之间仍可进行较小程度的基因交流,C错误;
D、生境斑块隔离程度过大会阻碍个体迁移,不利于新局域种群的建立,可能增加局域种群的灭绝风险,D错误。
故选B。
4. 呼吸作用中P酶通过促进氧气与[H]的结合进而提升低氧条件下的运动耐力,乳酸可结合在P酶特定氨基酸位点使其乳酰化。研究者发现小鼠持续运动30分钟后,肌细胞中P酶乳酰化水平升高且相对活性下降。下列说法错误的是( )
A. P酶作用的场所最可能在线粒体内膜
B. 乳酰化修饰前后P酶的结构发生改变
C. P酶乳酰化水平升高有利于提升运动耐力
D. 增加肌细胞氧气供应有利于P酶活性维持
【答案】C
【解析】
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
【详解】A、 P酶在呼吸作用中促进氧气与[H]的结合,这一过程是有氧呼吸的第三阶段,通常发生在线粒体内膜,A正确;
B、蛋白质的结构决定其功能,乳酸结合在P酶的特定氨基酸位点使其乳酰化,这种修饰会导致P酶的结构发生改变,从而影响其活,B正确;
C、根据题干信息可知,呼吸作用中P酶通过促进氧气与[H]的结合进而提升低氧条件下的运动耐力,而P酶乳酰化水平升高后,其相对活性下降,即P酶的功能减弱,不利于提升运动耐力,C错误;
D、P酶通过促进氧气与[H]的结合来提升低氧条件下的运动耐力,因此增加肌细胞氧气供应有助于维持P酶的活性,D正确。
故选C。
5. 为研究黑猩猩在不同环境(从稀树草原到雨林)中对选择压力的适应,研究者通过使用粪便样本对388只黑猩猩的全外显子(蛋白质编码区)测序,分析SNP(单核苷酸多态性,与DNA序列多样性呈正相关),以此寻找相关证据。下列叙述错误的是( )
A. 适应是自然选择的结果,可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件
B. 稀树草原与雨林的黑猩猩拥有相对稳定的形态结构,能更好地适应不断变化的环境
C. SNP的分析为研究黑猩猩在不同环境中对选择压力的适应提供了分子水平上的证据
D. 测序结果显示SNP显著富集于抗疟疾相关基因,表明存在多种疟原虫可感染黑猩猩
【答案】B
【解析】
【分析】现代生物进化理论的基本观点:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变;突变和基因重组产生生物进化的原材料;自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向;隔离是新物种形成的必要条件。
【详解】A、适应是自然选择的结果,可遗传的有利变异为生物进化提供原材料,环境的定向选择决定了生物进化的原材料,是适应形成的必要条件,A正确;
B、在不同环境中,黑猩猩需要适应不同的环境条件,稀树草原与雨林环境差异较大,黑猩猩不可能在两种环境下都能拥有相对稳定的形态结构以适应不断变化的环境,应该是在各自环境中有相适应的特征,B错误;
C、SNP(单核苷酸多态性,与DNA序列多样性呈正相关), SNP的分析可以从分子水平揭示黑猩猩的差异,为研究黑猩猩在不同环境中对选择压力的适应提供了分子水平上的证据,C正确;
D、测序结果显示SNP显著富集于抗疟疾相关基因,说明黑猩猩在进化过程中这些基因发生了较多变异,表明存在多种疟原虫可感染黑猩猩,使黑猩猩在与疟原虫的相互作用中基因发生变化,D正确。
故选B。
6. 下图表示大肠杆菌遗传信息的表达过程。下列叙述正确的是( )
A. DNA转录形成c的过程发生在细胞核中
B. 翻译时核糖体在c上的移动方向是②→①
C. 在DNA解旋酶的作用下以b链为模板合成c链
D. 图中tRNA携带的天冬氨酸对应的密码子是5′-UAG-3′
【答案】B
【解析】
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程主要在细胞核中进行,需要RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA。
【详解】A、大肠杆菌是原核生物,没有成形的细胞核,在真核生物体内,DNA转录形成c的过程才主要发生在细胞核中,A错误;
B、翻译的方向是mRNA的5'→3',tRNA的3'端是结合氨基酸的部位,tRNA能与mRNA碱基互补配对,推测c(mRNA)的②是5'端,因此翻译时核糖体在c上的移动方向是②→①,B正确;
C、在RNA聚合酶的作用下以b链为模板合成c链,RNA聚合酶同时具有解旋作用,C错误;
D、图中tRNA携带的天冬氨酸的反密码子为3′-CUA-5′,因此对应的密码子是5′-GAU-3′,D错误。
故选B。
7. 某些病原微生物的感染会引起机体产生急性炎症反应(造成机体组织损伤)。为研究化合物Y的抗炎效果,研究人员以细菌脂多糖(LPS)诱导的急性炎症小鼠为空白对照,以中药复方制剂H为阳性对照,用相关淋巴细胞的增殖率表示炎症反应程度,进行相关实验,结果如图。下列说法错误的是( )
A. LPS诱导的急性炎症是一种特异性免疫失调所引起的机体反应
B. 中药复方制剂H可以缓解LPS诱导的小鼠急性炎症
C. 化合物Y可以增强急性炎症小鼠的特异性免疫反应
D. 中药复方制剂H比化合物Y具有更好的抗炎效果
【答案】C
【解析】
【分析】据图所示,使用中药复方制剂H和化合物Y均能降低淋巴细胞的增殖率,且中药复方制剂H抗炎效果更好。
【详解】A、以细菌脂多糖(LPS)诱导的急性炎症是一种特异性免疫失调所引起的机体反应,A正确;
B、据图所示,使用中药复方制剂H,淋巴细胞的增殖率明显降低,淋巴细胞的增殖率越高说明炎症反应程度越大,因此表明中药复方制剂H可以缓解LPS诱导的小鼠急性炎症,B正确;
C、使用化合物Y后,淋巴细胞的增殖率降低,特异性免疫反应需要淋巴细胞的参与,因此化合物Y会减弱急性炎症小鼠的特异性免疫反应,C错误;
D、使用中药复方制剂H淋巴细胞增殖率小于使用化合物Y,而淋巴细胞的增殖率越高说明炎症反应程度越大,因此说明中药复方制剂H比化合物Y具有更好的抗炎效果,D正确。
故选C。
8. 以淀粉或纤维素的水解液为原料,通过发酵获得了大量的微生物菌体,即单细胞蛋白。酵母菌生产的单细胞蛋白可以作为食品添加剂。下列分析错误的是( )
A. 纤维素水解液为微生物提供碳源
B. 单细胞蛋白还含有糖类、脂质和维生素
C. 酵母菌生产单细胞蛋白通常是在厌氧条件下进行
D. 大规模生产单细胞蛋白的中心环节是发酵罐内发酵
【答案】C
【解析】
【分析】单细胞蛋白是微生物菌体,不仅含有丰富的蛋白质,还含有糖类、脂质和维生素等物质,应采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,即可得到产品,如果产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。
【详解】A、纤维素中含碳,纤维素水解液为微生物提供碳源,A正确;
B、单细胞蛋白是以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料,通过发酵获得的大量的微生物菌体。其仅含有丰富的蛋白质,还含有糖类、脂质和维生素等物质,B正确;
C、厌氧条件下,酵母菌无法繁殖,需要在有氧条件下,才能获得大量的酵母菌,酵母菌生产单细胞蛋白通常是在有氧条件下进行,C错误;
D、发酵罐内的发酵是发酵工程的中心环节,故大规模生产单细胞蛋白的中心环节是发酵罐内发酵,D正确。
故选C。
9. 江西广昌是“中国白莲之乡”。为了促进养殖结构的科学化,当地部分养殖户摸索出“莲鳖种养”的模式:莲田里套养甲鱼,甲鱼喜阴,可以吃掉危害白莲的斜纹夜蛾和福寿螺等,甲鱼的粪便又成了白莲生长的优质有机肥。下列叙述正确的是( )
A. 莲田中的白莲和甲鱼等生物和阳光等非生物的物质与能量构成莲田生态系统的结构
B. 白莲的数量受到温度、降水和福寿螺的捕食等非密度制约因素的影响
C. 甲鱼粪便中的能量属于福寿螺等的同化量,流向白莲后有利于其增产
D. “莲鳖种养”模式利用了群落的空间结构,使白莲的能量更多地流向人类
【答案】D
【解析】
【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,组成成分又包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量,营养结构包括食物链和食物网。生态农业是一个农业生态经济复合系统,将农业生态系统同农业经济系统综合统一起来,以取得最大的生态经济整体效益。建立该人工生态系统的目的是实现对能量的多级利用,提高能量的利用率,减少环境污染。
【详解】A、田中的白莲和甲鱼等生物和阳光等非生物的物质与能量,属于生态系统的组成成分,生态系统的结构除了组成成分外,还包括营养结构,A错误;
B、福寿螺对白莲的捕食属于密度制约因素,B错误;
C、甲鱼粪便会被分解者分解,甲鱼粪便中的能量不会流向白莲,C错误;
D、“莲鳖种养”模式属于立体农业,利用了群落的空间结构,能使白莲的能量更多地流向人类,D正确。
故选D。
10. 胞质雄性不育(CMS)是线粒体基因引起的胞质功能混乱现象,表现为花粉不育。经γ射线处理的芜菁细胞(AA,A表示染色体组)和甘蓝细胞(BB,B表示染色体组)融合,可获得CMS甘蓝植株(BB)。下列分析错误的是( )
A. 芜菁细胞和甘蓝细胞融合前需要去除两者的细胞壁
B. γ射线照射的作用是促进芜菁细胞与甘蓝细胞融合
C. 融合后的CMS甘蓝获得了芜菁细胞的细胞质基因
D. 植物体细胞杂交技术为培育CMS甘蓝提供一种路径
【答案】B
【解析】
【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】A、植物细胞由于有细胞壁的存在不能直接融合,需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,A正确;
B、γ射线照射的作用是破坏芜菁细胞的染色质,B错误;
C、两种细胞融合产生的CMS甘蓝植株(BB)只含有甘蓝的染色体组,并且获得了芜菁细胞的细胞质基因,C正确;
D、由题干信息可知,培育CMS甘蓝采用了植物体细胞杂交技术,即植物体细胞杂交技术为培育CMS甘蓝提供一种路径,D正确。
故选B。
11. 磷酸化是指在蛋白质或其他分子上加入一个磷酸(()基团,磷酸基团的添加或除去(去磷酸化)对许多反应起着生物“开/关”作用,能使某些蛋白质活化或失活。下列叙述正确的是( )
A. 丙酮酸反应生成乳酸的过程中可发生ADP的磷酸化
B. ATP中最靠近腺苷的磷酸基团具有较高的转移势能
C. 蛋白质等分子被磷酸化后空间结构不会发生改变
D. 主动运输时,载体蛋白磷酸化的过程中会发生能量的转移
【答案】D
【解析】
【分析】细胞内的化学反应有些是需要吸收能量的,有些是释放能量的。吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量;放能反应一般与ATP合成相联系,释放的能量储存在ATP中。
【详解】A、丙酮酸反应生成乳酸的过程并没有释放能量,因此没有发生ADP的磷酸化,也没有生成ATP,A错误;
B、ATP中最末端的磷酸基团才具有较高的转移势能,B错误;
C、蛋白质等分子被磷酸化后空间结构会发生改变,活性也会发生改变,C错误;
D、主动运输时,载体蛋白磷酸化的过程中会发生能量的转移,D正确。
故选D。
12. 基因型为Aa的某个精原细胞在分裂过程中,含有A基因的染色体发生如图所示的着丝粒异常横裂(正常为纵裂)而形成“等臂染色体”,不考虑其他变异。下列叙述正确的是( )
A. 经图示过程产生的精细胞都会发生染色体结构和数目变异
B. “等臂染色体”可形成于减数分裂Ⅰ,至少有1/2的精细胞正常
C. 若该精原细胞发生有丝分裂,产生子细胞的基因型有3种
D. 减数分裂和有丝分裂均可以产生基因型为a的子细胞
【答案】D
【解析】
【分析】减数分裂过程:(1)减数第一次分裂间期:染色体的复制。(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂过程:①前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点(粒)分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、分析题意可知,着丝粒异常横裂会导致染色体结构变异,该异常只出现在含 A 基因的那条同源染色体上,若此异常发生在减数分裂Ⅰ中,则该对同源染色体中,一条仍是正常的 a 染色体,另一条变成了“等臂染色体”(带 A),在减Ⅰ后期分离时,至少有一半的子细胞会得到正常的 a 染色体,表现为正常,A错误;
B、“等臂染色体”发生在着丝粒异常分裂时,等臂染色体的形成通常发生在减数分裂Ⅱ或有丝分裂后期,而不是减数分裂I,B错误;
C、若该精原细胞发生有丝分裂,则产生的子细胞的基因型有2种,一种为AAa,另一种只含有a,C错误;
D、有丝分裂可产生基因型为a的子细胞,减数分裂在减数第一次分裂后期存在同源染色体分离,则其中一个次级精母细胞的基因型为aa,可产生a的精细胞,D正确。
故选D。
13. 为探究乙烯在番茄幼苗生长过程中的作用,研究人员在玻璃箱中对若干番茄幼苗分组进行处理,一定时间后观测成熟叶叶柄与茎的夹角变化,然后切取枝条,检测各部位乙烯的量。题图,为其处理方式和结果的示意图(切枝上各部位颜色越深表示乙烯量越多)。据此分析,下列叙述错误的是( )
A. 由切口处乙烯的积累,可推测机械伤害加速乙烯合成
B. 由幼叶发育成熟过程中乙烯量减少,可推测IAA抑制乙烯合成
C. 乙烯处理使成熟叶向下弯曲,可能是由于叶柄上侧细胞生长快于下侧细胞
D. 去除乙烯后成熟叶角度恢复,可能是因为叶柄上、下侧细胞中IAA比值持续增大
【答案】B
【解析】
【分析】 植物激素指的是在植物体内一定部位合成,从产生部位运输到作用部位,并且对植物体的生命活动产生显著调节作用的微量有机物。植物生长调节剂:人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
【详解】A、与处理3h后相比,处理32h后的颜色加深,这说明处理32h后切口处乙烯的积累加剧,由此可推测机械伤害加速乙烯合成,A正确;
B、幼叶是生长素合成的主要部位之一,幼叶发育成熟过程中生长素合成减少,乙烯增加,推测IAA促进乙烯合成,B错误;
C、乙烯处理后,可能是由于叶柄上侧细胞生长快于下侧细胞,导致叶柄上侧重量多于下侧,从而导致成熟叶向下弯曲,C正确;
D、去除乙烯后,可能是因为叶柄上、下侧细胞中IAA比值持续增大,由于生长素具有低浓度促进,高浓度抑制的特点,导致叶柄上侧细胞的生长减慢,重量减轻,从而使成熟叶角度恢复,D正确。
故选B。
14. 阿利效应是指群聚有利于种群的增长和存活,但过分稀疏或过分拥挤都会阻止生长,并对繁殖发生负作用,每种生物都有自己的最适密度。许多小种群不稳定,一旦种群密度低于某一水平,种群的相互作用就会消减。某种鱼类的种群具有阿利效应,该鱼类的种群初始密度与种群增长速率之间的对应关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 将该鱼类种群密度维持在c时,最有利于持续获得较大产量
B. 题图可体现种群过分稀疏或过分拥挤都会阻碍种群数量增长
C. 初始密度为c的种群,随时间的推移其种群数量变化曲线呈“J”形
D. 该鱼类种群初始数量小于b时,种群数量会持续下降并最终导致灭绝
【答案】C
【解析】
【分析】分析曲线图可知,初始密度处于b之前时,增长速率<0,种群数量会下降;初始密度超过b点时,增长速率>0,种群数量会增加;在初始密度c所对应的种群数量时,增长速率最大。
【详解】A、据图可知,初始密度为c的种群增长速率最大,最有利于持续获得较大产量,A正确;
B、种群初始密度小于b时,种群数量下降,种群初始密度过大时,不利于种群数量增长,体现种群过分稀疏或过分拥挤都会阻碍种群数量增长,B正确;
C、图中初始密度为c的种群增长速率最大,随时间的推移种群增长速率逐渐减小,该过程中种群数量变化曲线不呈“J”形,C错误;
D、据图可知,当该鱼类种群初始密度小于b时,种群数量将会持续下降并最终下降到0,D正确。
故选C。
15. 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插入染色体的特定位点可获得遗传稳定的工程菌株,如甲图所示。酿酒酵母基因组有多个AB短序列。为了通过同源重组将外源基因插入AB之间,在设计表达载体时,可采用PCR技术在外源基因两端分别引入A和B,获得乙图所示长片段。下列有关分析正确的是( )
A. PCR时需加入大量外源目的基因作模板
B. PCR时需加入足量且等量的引物P2和P5
C. 构建表达载体时会用到DNA酶和Taq酶
D. 要实现定点插入还需要导入基因编辑工具
【答案】D
【解析】
【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】A、PCR扩增时,只需要少量的外源目的基因作模板,因为PCR技术可以在短时间内大量扩增目的基因,A错误;
B、同源重组需要在外源基因两端分别引入序列A和B, 该过程可通过PCR实现,引物对P3/P4只能扩增外源基因,引物对中含P2或P5则不能有效扩增外源基因,而引物P1/P6同时包含A(B)和外源基因部分序列,为保证外源基因两侧的小段序列与基因表达载体上某序列相同,所以PCR时需加入足量且等量的引物P1和P6,B错误;
C、构建表达载体时会用到限制酶(切割载体和目的基因)和DNA连接酶(连接载体和目的基因),Taq酶是用于PCR技术中催化DNA链的延伸,DNA酶是催化DNA水解的酶,构建表达载体不需要DNA酶和Taq酶,C错误;
D、要实现外源基因在受体菌DNA特定的AB之间定点插入,仅仅有两端引入A和B的外源基因片段是不够的,还需要导入基因编辑工具(如CRISPR-Cas9系统等),来精准地识别和切割特定的DNA位点,以便外源基因插入,D正确。
故选D。
二、非选择题:本大题共5小题,共60分。
16. 心脏肥大会增加心力衰竭风险,线粒体功能障碍是心脏肥大的关键因素之一,E蛋白在线粒体功能中发挥关键作用,为探究蛋白对心脏肥大的作用及机制,科研人员开展相关研究。
(1)线粒体是细胞进行_____的主要场所,丙酮酸在此彻底氧化分解,产生_____,释放能量,生成大量ATP,为细胞生命活动供能。
(2)E蛋白主要位于成年小鼠心脏线粒体中,在心脏肥大诱导的小鼠心脏中表达量降低。为研究E蛋白对心脏肥大的作用,科研人员对小鼠进行不同处理并测量各组小鼠心脏体积,结果如下图。结果表明_____。
(3)科研人员对线粒体中的蛋白进行分析,发现E蛋白可能与S蛋白相互作用,科研人员利用红色荧光蛋白和绿色荧光蛋白分别标记小鼠的E蛋白和S蛋白,显微镜下观察该小鼠心肌细胞,发现_____,支持上述推测。
(4)进一步实验发现E蛋白通过S蛋白提高ATP含量并抑制线粒体活性氧的增加进而调节线粒体功能,请在下表中完善实验处理(填字母),并写出相应的结果(“+”越多代表含量越多)。
A.过表达E蛋白 B.E蛋白抑制剂 C.过表达S蛋白 D.S蛋白抑制剂
组别
材料
处理
ATP含量
线粒体活性氧水平
①
心肌细胞
缓冲液处理
++++
+
②
心肌肥大诱导
+
++++
③
心肌肥大诱导,Ⅰ____
Ⅲ____
Ⅳ____
④
心肌肥大诱导,Ⅱ____
+
++++
(5)结合上述研究成果,提出一条在心脏肥大诊断或治疗方面的应用前景_________ 。
【答案】(1) ①. 有氧呼吸 ②. CO2和水
(2)E蛋白能缓解心脏肥大
(3)红色荧光和绿色荧光在心肌细胞线粒体中重叠
(4) ①. A ②. AD ③. +++ ④. ++
(5)诊断:检测蛋白的表达水平,治疗:开发增强蛋白活性或促进蛋白表达的药物
【解析】
【分析】线粒体是有氧呼吸的主要场所,其内部可以进行有氧呼吸的第二、三阶段,在第二阶段中,可以在线粒体基质将丙酮酸分解为二氧化碳和NADH,释放少量的能量,而在第三阶段可以由前两个阶段的NADH与氧气结合生成水,释放大量的能量,因此线粒体与细胞中能量的供应有很大关系。
【小问1详解】
线粒体是有氧呼吸的主要场所,其内部可以进行有氧呼吸的第二、三阶段,在第二阶段中,可以在线粒体基质将丙酮酸分解为二氧化碳和NADH,释放少量的能量,而在第三阶段可以由前两个阶段的NADH与氧气结合生成水,释放大量的能量;
【小问2详解】
结果如图所示,1组是正常形态,2组只进行心脏肥大诱导,心脏明显变大,3组只进行过表达E蛋白处理,心脏体积小于1组,4组既进行心脏肥大诱导,又进行过表达E蛋白处理,心脏体积小于2组,得出结论E蛋白能缓解心脏肥大;
【小问3详解】
科研人员对线粒体中的蛋白进行分析,发现E蛋白可能与S蛋白相互作用,科研人员利用红色荧光蛋白和绿色荧光蛋白分别标记小鼠的E蛋白和S蛋白,显微镜下观察该小鼠心肌细胞,如果发现红色荧光和绿色荧光在心肌细胞线粒体中出现重叠现象,说明E蛋白与S蛋白相互作用,互相影响;
【小问4详解】
实验要遵循等量原则和对照原则,处理组①和②都是对照组,结合题意E蛋白通过S蛋白提高ATP含量并抑制线粒体活性氧的增加进而调节线粒体功能,所以处理组③心肌肥大诱导,填空①填写A.过表达E蛋白,与处理组④心肌肥大诱导,填空④填写A.过表达E蛋白和 D.S蛋白抑制剂,二者形成相互对照,处理组③中过表达E蛋白正常发挥作用,ATP含量比处理组②高,同时抑制线粒体活性氧的增加,所以线粒体活性氧水平应该低于处理组④;
【小问5详解】
结合上述研究成果,提出一条在心脏肥大诊断或治疗方面的应用前景,E蛋白在线粒体功能中发挥关键作用,结合第2问,E蛋白可以缓解心脏肥大,结合第4问E蛋白通过S蛋白提高ATP含量并抑制线粒体活性氧的增加进而调节线粒体功能,因此可以诊断检测 E / S 蛋白的表达水平,在治疗方面开发增强 E / S 蛋白活性或促进 E / S 蛋白表达的注射剂类等药物。
17. 免疫检查点阻断疗法已应用于癌症治疗,机理如图1所示。为增强疗效,我国科学家用软件计算筛到Taltirelin(简称Tal),开展实验研究Tal与免疫检查分子抗体的联合疗效及其作用机制。请回答下列问题:
(1)肿瘤细胞表达能与免疫检查分子特异结合的配体,抑制T细胞的识别,实现免疫逃逸。据图1可知,以________为抗原制备的免疫检查分子抗体可阻断肿瘤细胞与________细胞的结合,解除肿瘤细胞的抑制。
(2)为评估Tal与免疫检查分子抗体的联合抗肿瘤效应,设置4组肿瘤小鼠,分别用4种溶液处理后检测肿瘤体积,结果如图2。设置缓冲液组的作用是________。据图2可得出结论:________。
(3)Tal是促甲状腺激素释放激素(TRH)类似物。人体内TRH促进________分泌促甲状腺激素(TSH),TSH促进甲状腺分泌甲状腺激素。这些激素可通过________运输,与靶细胞的受体特异结合,发挥调控作用。
(4)根据(3)的信息,检测发现T细胞表达TRH受体,树突状细胞(DC)表达TSH受体。综上所述,关于Tal抗肿瘤的作用机制,提出假设:
①Tal与________结合,促进T细胞增殖及分化;
②Tal能促进________,增强DC的吞噬及递呈能力,激活更多的T细胞。
(5)为验证上述假设,进行下列实验:①培养T细胞,分3组,分别添加缓冲液、Tal溶液和TRH溶液,检测________;②培养DC,分3组,分别添加________,检测DC的吞噬能力及递呈分子的表达量。
【答案】(1) ①. 免疫检查分子 ②. T
(2) ①. 排除缓冲液对实验结果的影响 ②. 单独使用Tal或免 疫检查分子抗体能抑制肿瘤生长,联合使用Tal与免疫 检查分子抗体抗肿瘤生长效果更好
(3) ①. 垂体 ②. 体液
(4) ①. T细胞表面的TRH受体 ②. 垂体产生TSH,TSH与 DC 上的受体结合
(5) ①. T细胞的数量和毒素的释放量 ②.
缓冲液、Tal溶液、 TSH溶液
【解析】
【分析】细胞免疫过程:①被病原体(如病毒)感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面的某些分子发生变化,细胞毒性T细胞识别变化的信号。②细胞毒性T细胞分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。细胞因子能加速这一过程。③新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环,它们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞。④靶细胞裂解、死亡后,病原体暴露出来,抗体可以与之结合;或被其他细胞吞噬掉。
【小问1详解】
肿瘤细胞表达能与免疫检查分子特异结合的配体,抑制了T细胞的识别,从而实现免疫逃逸。免疫检查分子抗体的作用是阻断肿瘤细胞与免疫细胞的结合。以免疫检查分子为抗原制备的免疫检查分子抗体,可阻断肿瘤细胞与 T 细胞的结合,解除肿瘤细胞对T细胞的抑制。
【小问2详解】
设置缓冲液组的作用是作为对照组,用于排除其他无关因素对实验结果的干扰,从而更准确地评估Tal与免疫检查分子抗体的联合抗肿瘤效应。据图2可知,与缓冲液组相比,免疫检查分子抗体组、Tal组和Tal +免疫检查分子抗体组的肿瘤体积都有所减小,其中Tal +免疫检查分子抗体组的肿瘤体积减小最为明显。故得出结论:Tal 与免疫检查分子抗体都有抗肿瘤效果,二者联合使用可明显增强抗肿瘤效果。
【小问3详解】
人体内TRH促进垂体分泌促甲状腺激素(TSH),TSH促进甲状腺分泌甲状腺激素。这些激素可通过体液运输,与靶细胞的受体特异结合,发挥调控作用。
【小问4详解】
① Tal与T细胞表面的TRH受体结合,促进T细胞增殖及分化。因为受体与相应配体结合才能发挥作用,而题目中已知T细胞表达TRH受体,所以推测Tal可能与该受体结合。
②Tal是促甲状腺激素释放激素(TRH)类似物,Tal能促进垂体产生TSH,TSH与 DC 上的受体结合,增强DC的吞噬及递呈能力,激活更多的T细胞。已知DC表达TSH受体,所以推测TSH作用于DC细胞上的受体。
【小问5详解】
① 培养T细胞,分3组,分别添加缓冲液、Tal溶液和TRH溶液,检测T细胞的增殖及作用情况,即T细胞的数量和毒素的释放量。通过对比添加不同物质后T细胞的数量和毒素的释放量,来验证Tal与TRH受体结合促进T细胞增殖及分化的假设。
② 培养 DC,分3组,分别添加缓冲液、Tal 溶液和 TSH 溶液, 检测DC的吞噬能力及递呈分子的表达量。通过对比添加不同物质后 DC 的相关指标,来验证 Tal 促进垂体产生TSH,TSH与 DC 上的受体结合。 第一组:添加缓冲液的组作为对照组。 第二组:添加 Tal 溶液的组,观察其对 DC 功能的影响。 第三组:添加 TSH 溶液的组,用于与添加 Tal 溶液的组对比,以确定Tal是否促进垂体产生TSH,TSH与 DC 上的受体结合。
18. 棉长管蚜寄生于棉花幼芽、幼叶上,危害棉花生长,其主要天敌有多异瓢虫等。对于棉田蚜害防治,研究者提出了“在棉田边缘种植能涵养棉长管蚜天敌及驱逐棉长管蚜的功能植物”的生态调控思路,并展开了相关实验:在4块棉田样地边缘分别种植蛇床草、薄荷、罗勒和普通杂草(对照组),定期调查各棉田中棉长管蚜和多异瓢虫的种群密度,结果如图1、2所示。
回答下列问题:
(1)调查蚜虫种群密度时,取样的关键是______。
(2)某些植物能分泌化学物质驱逐害虫,体现了信息传递具有______功能。
(3)由图中数据可知,棉田边缘种植______对棉长管蚜的生态防控效果最好;蛇床草发挥的功能可能是涵养棉长管蚜天敌,依据是______;罗勒发挥的功能最可能是驱逐棉长管蚜,依据是______。
(4)为证明蛇床草发挥的功能是涵养棉长管蚜天敌,科研人员又展开了以下实验:将一定浓度的氯化铷(RbC1)溶液喷洒到棉田周围的蛇床草叶片上,7天后在距离蛇床草不同距离的棉花上采集多异瓢虫,检测其体内Rb含量(自然状态下多异瓢虫体内的Rb含量极低),请在下图中以柱形图的形式绘出支持上述结论的预期结果______(具体数值不做要求)。该项研究还有助于人们了解蛇床草控制蚜害的______。
【答案】(1)随机取样
(2)调节种间关系以维持生态系统的平衡与稳定
(3) ①. 蛇床草 ②. 蛇床草组棉田中多异瓢虫的种群密度远高于对照组 ③. 罗勒组棉田中多异瓢虫的种群密度与对照组接近,而棉长管蚜的种群密度低于对照组
(4) ①. ②. 有效距离
【解析】
【分析】1.样方法:在被调查种群的分布范围内,随即选取若干个样方,通过计数每个样方内的个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。多用于植物、某些昆虫卵、作物植株上的蚜虫、跳蝻等种群。
2.信息传递的作用:生命活动的正常进行,离不开信息的作用;生物种群的繁衍,也离不开信息的传递;信息还能够调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
【小问1详解】
采用样方法调查蚜虫的种群密度时,取样的关键是随机取样。
【小问2详解】
植物和害虫之间的关系属于种间关系——捕食,某些植物能分泌化学物质驱逐害虫,体现了信息传递具有能够调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定的作用。
【小问3详解】
依据图1可知,种植蛇床草,棉长管蚜的数量最少,说明棉田边缘种植蛇床草,对对棉长管蚜的生态防控效果最好;多异瓢虫捕食棉长管蚜,依据图2,蛇床草组棉田中多异瓢虫的种群密度远高于对照组,说明蛇床草发挥的功能可能是涵养棉长管蚜天敌多异瓢虫;依据图2、图1,罗勒组的棉田中多异瓢虫的种群密度接近于对照组,而罗勒组的棉长管蚜的种群密度低于对照组,所以可推知,罗勒发挥的功能最可能是驱逐棉长管蚜。
【小问4详解】
由于自然状态下多异瓢虫体内的Rb含量极低,若检测到Rb含量增加,说明多异瓢虫摄食了含有Rb的蛇床草,从而证明蛇床草涵养了多异瓢虫,则支持上述结论的预期结果应为:距离蛇床草越近的棉花上采集的多异瓢虫体内Rb含量越高,距离越远则Rb含量越低。因此,柱形图应呈现随着距离增加,Rb含量逐渐下降的趋势,具体图示如下:。此项研究有助于人们了解蛇床草控制蚜害的有效距离。
19. 水稻的花非常小,人工去雄难,但其杂交种优势明显。在生产中,科研人员偶然发现了雄性不育水稻,已知雄性育性由等位基因F/f控制,ff为雄性不育。为了保留该雄性不育水稻,科研人员构建含育性基因F、花粉致死基因P和红色荧光标记基因M的融合基因,并将其转入雄性不育植株的与基因f不同的染色体上,不仅使育性恢复,还能结合花粉致死基因与荧光标记基因精准控制杂交过程,过程如图所示。请回答下列问题:
(1)构建该融合基因时,使用的工具酶有______。其中红色荧光标记基因M的作用是______。
(2)将该融合基因转入雄性不育水稻细胞时,需要先______才能使其稳定存在并表达后发挥作用。
(3)该转基因植株产生的雌配子种类及比例为______。
(4)已知该水稻的高茎(D)对矮茎(d)为显性,且D/d基因与F/f基因、FPM基因位于非同源染色体上。欲在杂交过程中保留ddff的雄性不育植株,甲同学设计了如图1所示实验方案,乙同学评价该方案不可行,请说明理由______。
(5)若将融合基因(FPM)导入基因型为Ddff的水稻细胞中(如图2),培育成转基因植株。让该植株自交,后代出现矮茎雄性不育植株的概率为______。
【答案】(1) ①. 限制性内切核酸酶和DNA连接酶 ②. 筛选出含有育性基因F的种子
(2)构建基因表达载体
(3)FPMf:f=1:1
(4)亲本DDFPMff只能作父本,无法产生可育配子DFPMf
(5)1/8
【解析】
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达。其中,基因表达载体的构建是基因工程的核心。
【小问1详解】
构建该融合基因时,使用的工具酶有限制性内切核酸酶(切割质粒和目的基因)和DNA连接酶(连接质粒和目的基因);红色荧光标记基因M可以筛选出含有育性基因F的种子。
【小问2详解】
单个的基因容易丢失,将该融合基因转入雄性不育水稻细胞时,需要先构建基因表达载体才能使其稳定存在并表达后发挥作用。
【小问3详解】
将含育性基因F、花粉致死基因P和红色荧光标记基因M的融合基因,并将其转入雄性不育植株(ff)的与基因f不同的染色体上,获得育性恢复的转基因植株,一对同源染色体的两条染色体上基因均为f,另一对同源染色体的一条上为FPM,另一条上无相应基因,减数分裂产生配子时同源染色体会分离,非同源染色体自由组合,其上的基因也会随着分离和组合而进入不同的配子中,因此该转基因植株产生的雌配子种类及比例为FPMf:f=1:1。
【小问4详解】
亲本中ddff雄性不育作母本,DDFPMff只能作父本,P为花粉致死基因,因此无法产生可育雄配子DFPMf,导致杂交失败,因此该方案不可行。
【小问5详解】
结合图示可知,该植株产生的雌配子为1/4DFPMf、1/4df、1/4Df、1/4dFPMf,P基因使花粉致死,因此该植株产生的雄配子为1/2df、1/2dFPMf,后代出现矮茎雄性不育植株(ddff)的概率为1/4×1/2=1/8。
20. 随着单克隆抗体(单抗)理论不断丰富,生产工艺不断成熟,单抗类药物将为患者带来更多康复的曙光。下图显示单克隆抗体制备过程及部分应用场景,回答下列问题。
(1)培养骨髓瘤细胞的基本条件除细胞所需要的各种营养物质外,还需要______(答出1点即可)等条件。B细胞不能通过体外培养获得,主要原因是在体外培养条件下,B细胞______。
(2)第一次选择得到杂交瘤细胞,对杂交瘤细胞进行传代培养,结果不是单克隆,原因是______。第二次选择时,使用多孔培养板进行单克隆培养,用特定试剂检测后,选择______的单克隆进行大规模培养,并从培养液中获取单克隆抗体,与血清抗体相比,其优点是______(答出2点即可)。
(3)抗体-药物偶联物(ADC)是通过靶向递送细胞毒素类药物,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,在制备ADC单抗时利用的抗原是_______。
(4)图示过程生产的单克隆抗体是鼠源性的,用于人类疾病的预防和治疗时属于异种蛋白,表现为与人体免疫细胞和免疫活性物质亲和力弱,易被清除,且易引起宿主过敏反应,大大限制了其临床应用价值。可利用现代生物技术手段对鼠源性抗体进行人源化改造,请设计一条改造的技术路径:______。
【答案】(1) ①. 无菌无毒;适宜的温度、pH、渗透压;适宜的气体条件 ②. 不能无限增殖
(2) ①. 传代培养是多种细胞分裂的结果(不是一个细胞分裂得到的细胞群体;增殖形成的新细胞群体来源于多个细胞) ②. 抗原抗体特异性结合呈阳性 ③. 能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,并且可以大量制备
(3)肿瘤细胞特有的抗原
(4)将鼠源性抗体基因中的可变区基因与人抗体基因的恒定区基因拼接,然后导入受体细胞中进行表达,从而获得人源化抗体;利用蛋白质工程技术改造鼠的抗体基因,使其表达的抗体尽量与人抗体相似;直接改造抗体分子结构;人B细胞与鼠骨骼瘤细胞杂交等
【解析】
【分析】单克隆抗体的制备过程:用特定抗原对小鼠进行注射,使小鼠产生免疫反应,从产生免疫反应小鼠的脾脏细胞中,得到了抗特定抗原的抗体,这说明在小鼠的脾细胞中形成了相应的B淋巴细胞。将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中产生的B淋巴细胞融合,再用特定的选择性培养基进行筛选。在该培养基上,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂种细胞才能生长。这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖,又能产生专一的抗体。对上述经选择性培养的杂交瘤细胞,还需进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。最后,将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养,或注射到小鼠腹腔内增殖,这样,从细胞培养液或小鼠腹水中,就可以提取出大量的单克隆抗体了。
【小问1详解】
培养动物细胞的基本条件除了营养物质外,还需要无菌、无毒的环境(防止杂菌污染和有害代谢产物积累对细胞的伤害)、适宜的温度和 pH(温度一般为 36.5±0.5℃,pH 一般为 7.2 - 7.4 ,以维持细胞内酶的活性)、气体环境(95%空气和 5%CO₂ ,氧气是细胞代谢所必需的,二氧化碳可维持培养液的 pH )等;在体外培养条件下,B 细胞不能无限增殖,所以 B 细胞不能通过体外培养获得;
【小问2详解】
第一次选择得到的杂交瘤细胞是多种杂交瘤细胞的混合物,传代培养是多种细胞分裂的结果(不是一个细胞分裂得到的细胞群体;增殖形成的新细胞群体来源于多个细胞)因此,结果不是单克隆;第二次选择时,使用多孔培养板进行单克隆培养,用特定试剂检测后,选择能产生所需抗体(抗原抗体特异性结合呈阳性)的单克隆进行大规模培养;与血清抗体相比,单克隆抗体具有单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异,与特定抗原发生特异性结合,并且可以大量制备等优点;
【小问3详解】
抗体 - 药物偶联物(ADC)要实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,在制备 ADC 单抗时利用的抗原是肿瘤细胞特有的抗原(这样制备出的单克隆抗体才能特异性地识别肿瘤细胞,从而将细胞毒素类药物靶向递送到肿瘤细胞);
【小问4详解】
对鼠源性抗体进行人源化改造的技术路径可以是:将鼠源性抗体基因中的可变区基因与人抗体基因的恒定区基因拼接,然后导入受体细胞中进行表达,从而获得人源化抗体(利用基因工程技术,保留鼠源性抗体特异性结合抗原的可变区部分,替换与人免疫不相容的恒定区部分)。也可以利用蛋白质工程技术改造鼠的抗体基因,使其表达的抗体尽量与人抗体相似;直接改造抗体分子结构;人B细胞与鼠骨骼瘤细胞杂交等。
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福州三中2024-2025学年高三第十七次质量检测
生物试卷
满分100分 答题时间75分钟
一、选择题:每小题给出的四个选项中.只有一个选项是最符合题目要求的(本题共15小题,1-10小题,每题2分;11-15每题4分,共40分)。
1. 2024年,科学家在单细胞海藻中发现了一种新的细胞器——硝质体。关于其起源,科学家提出了一种假说:很早以前,海藻吞噬了一种固氮蓝细菌,被吞噬的蓝细菌在海藻细胞中生存下来,并将N2固定为氨供给海藻利用。漫长时间后,该蓝细菌成为一种细胞器——硝质体。下列哪项事实支持这一假说?( )
A. 硝质体在海藻细胞分裂的同时也一分为二
B. 硝质体固氮方式和固氮蓝细菌相似
C. 硝质体从海藻细胞获得代谢所需的蛋白质
D. 该海藻在缺氮环境中也能良好生长
2. 若给人静脉注射一定量的0.9% NaCl溶液,则一段时间内会发生的生理现象是( )
A. 机体血浆渗透压降低,排出相应量的水后恢复到注射前水平
B. 机体血浆量增加,排出相应量的水后渗透压恢复到注射前水平
C. 机体血浆量增加,排出相应量的NaCl和水后恢复到注射前水平
D. 机体血浆渗透压上升,排出相应量的NaCl后恢复到注射前水平
3. 生物种群栖息地破碎化是出现局域种群的主要原因。局域种群是以很高概率相互作用的同种个体的集合。整个较大区域往往具有多个局域种群,这些局域种群通过较低程度的个体迁移连接形成集合种群。下面有关描述正确的是( )
A. 局域种群的形成是由于生态位重叠导致的生态位分化
B. 局域种群内部易因近亲繁殖导致死亡率升高
C. 各局域种群间由于地理隔离无法进行基因交流
D. 生境斑块隔离程度过大有利于新局域种群的建立
4. 呼吸作用中P酶通过促进氧气与[H]的结合进而提升低氧条件下的运动耐力,乳酸可结合在P酶特定氨基酸位点使其乳酰化。研究者发现小鼠持续运动30分钟后,肌细胞中P酶乳酰化水平升高且相对活性下降。下列说法错误的是( )
A. P酶作用的场所最可能在线粒体内膜
B. 乳酰化修饰前后P酶的结构发生改变
C. P酶乳酰化水平升高有利于提升运动耐力
D. 增加肌细胞氧气供应有利于P酶活性维持
5. 为研究黑猩猩在不同环境(从稀树草原到雨林)中对选择压力的适应,研究者通过使用粪便样本对388只黑猩猩的全外显子(蛋白质编码区)测序,分析SNP(单核苷酸多态性,与DNA序列多样性呈正相关),以此寻找相关证据。下列叙述错误的是( )
A. 适应是自然选择的结果,可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件
B. 稀树草原与雨林的黑猩猩拥有相对稳定的形态结构,能更好地适应不断变化的环境
C. SNP的分析为研究黑猩猩在不同环境中对选择压力的适应提供了分子水平上的证据
D. 测序结果显示SNP显著富集于抗疟疾相关基因,表明存在多种疟原虫可感染黑猩猩
6. 下图表示大肠杆菌遗传信息的表达过程。下列叙述正确的是( )
A. DNA转录形成c的过程发生在细胞核中
B. 翻译时核糖体在c上的移动方向是②→①
C. 在DNA解旋酶的作用下以b链为模板合成c链
D. 图中tRNA携带的天冬氨酸对应的密码子是5′-UAG-3′
7. 某些病原微生物的感染会引起机体产生急性炎症反应(造成机体组织损伤)。为研究化合物Y的抗炎效果,研究人员以细菌脂多糖(LPS)诱导的急性炎症小鼠为空白对照,以中药复方制剂H为阳性对照,用相关淋巴细胞的增殖率表示炎症反应程度,进行相关实验,结果如图。下列说法错误的是( )
A. LPS诱导的急性炎症是一种特异性免疫失调所引起的机体反应
B. 中药复方制剂H可以缓解LPS诱导的小鼠急性炎症
C. 化合物Y可以增强急性炎症小鼠的特异性免疫反应
D. 中药复方制剂H比化合物Y具有更好的抗炎效果
8. 以淀粉或纤维素的水解液为原料,通过发酵获得了大量的微生物菌体,即单细胞蛋白。酵母菌生产的单细胞蛋白可以作为食品添加剂。下列分析错误的是( )
A. 纤维素水解液为微生物提供碳源
B. 单细胞蛋白还含有糖类、脂质和维生素
C. 酵母菌生产单细胞蛋白通常是在厌氧条件下进行
D. 大规模生产单细胞蛋白的中心环节是发酵罐内发酵
9. 江西广昌是“中国白莲之乡”。为了促进养殖结构的科学化,当地部分养殖户摸索出“莲鳖种养”的模式:莲田里套养甲鱼,甲鱼喜阴,可以吃掉危害白莲的斜纹夜蛾和福寿螺等,甲鱼的粪便又成了白莲生长的优质有机肥。下列叙述正确的是( )
A. 莲田中的白莲和甲鱼等生物和阳光等非生物的物质与能量构成莲田生态系统的结构
B. 白莲的数量受到温度、降水和福寿螺的捕食等非密度制约因素的影响
C. 甲鱼粪便中的能量属于福寿螺等的同化量,流向白莲后有利于其增产
D. “莲鳖种养”模式利用了群落的空间结构,使白莲的能量更多地流向人类
10. 胞质雄性不育(CMS)是线粒体基因引起的胞质功能混乱现象,表现为花粉不育。经γ射线处理的芜菁细胞(AA,A表示染色体组)和甘蓝细胞(BB,B表示染色体组)融合,可获得CMS甘蓝植株(BB)。下列分析错误的是( )
A. 芜菁细胞和甘蓝细胞融合前需要去除两者的细胞壁
B. γ射线照射的作用是促进芜菁细胞与甘蓝细胞融合
C. 融合后的CMS甘蓝获得了芜菁细胞的细胞质基因
D. 植物体细胞杂交技术为培育CMS甘蓝提供一种路径
11. 磷酸化是指在蛋白质或其他分子上加入一个磷酸(()基团,磷酸基团的添加或除去(去磷酸化)对许多反应起着生物“开/关”作用,能使某些蛋白质活化或失活。下列叙述正确的是( )
A. 丙酮酸反应生成乳酸的过程中可发生ADP的磷酸化
B. ATP中最靠近腺苷的磷酸基团具有较高的转移势能
C. 蛋白质等分子被磷酸化后空间结构不会发生改变
D. 主动运输时,载体蛋白磷酸化的过程中会发生能量的转移
12. 基因型为Aa的某个精原细胞在分裂过程中,含有A基因的染色体发生如图所示的着丝粒异常横裂(正常为纵裂)而形成“等臂染色体”,不考虑其他变异。下列叙述正确的是( )
A. 经图示过程产生的精细胞都会发生染色体结构和数目变异
B. “等臂染色体”可形成于减数分裂Ⅰ,至少有1/2的精细胞正常
C. 若该精原细胞发生有丝分裂,产生子细胞的基因型有3种
D. 减数分裂和有丝分裂均可以产生基因型为a的子细胞
13. 为探究乙烯在番茄幼苗生长过程中的作用,研究人员在玻璃箱中对若干番茄幼苗分组进行处理,一定时间后观测成熟叶叶柄与茎的夹角变化,然后切取枝条,检测各部位乙烯的量。题图,为其处理方式和结果的示意图(切枝上各部位颜色越深表示乙烯量越多)。据此分析,下列叙述错误的是( )
A. 由切口处乙烯的积累,可推测机械伤害加速乙烯合成
B. 由幼叶发育成熟过程中乙烯量减少,可推测IAA抑制乙烯合成
C. 乙烯处理使成熟叶向下弯曲,可能是由于叶柄上侧细胞生长快于下侧细胞
D. 去除乙烯后成熟叶角度恢复,可能是因为叶柄上、下侧细胞中IAA比值持续增大
14. 阿利效应是指群聚有利于种群的增长和存活,但过分稀疏或过分拥挤都会阻止生长,并对繁殖发生负作用,每种生物都有自己的最适密度。许多小种群不稳定,一旦种群密度低于某一水平,种群的相互作用就会消减。某种鱼类的种群具有阿利效应,该鱼类的种群初始密度与种群增长速率之间的对应关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 将该鱼类种群密度维持在c时,最有利于持续获得较大产量
B. 题图可体现种群过分稀疏或过分拥挤都会阻碍种群数量增长
C. 初始密度为c的种群,随时间的推移其种群数量变化曲线呈“J”形
D. 该鱼类种群初始数量小于b时,种群数量会持续下降并最终导致灭绝
15. 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插入染色体的特定位点可获得遗传稳定的工程菌株,如甲图所示。酿酒酵母基因组有多个AB短序列。为了通过同源重组将外源基因插入AB之间,在设计表达载体时,可采用PCR技术在外源基因两端分别引入A和B,获得乙图所示长片段。下列有关分析正确的是( )
A. PCR时需加入大量外源目的基因作模板
B. PCR时需加入足量且等量的引物P2和P5
C. 构建表达载体时会用到DNA酶和Taq酶
D. 要实现定点插入还需要导入基因编辑工具
二、非选择题:本大题共5小题,共60分。
16. 心脏肥大会增加心力衰竭风险,线粒体功能障碍是心脏肥大的关键因素之一,E蛋白在线粒体功能中发挥关键作用,为探究蛋白对心脏肥大的作用及机制,科研人员开展相关研究。
(1)线粒体是细胞进行_____的主要场所,丙酮酸在此彻底氧化分解,产生_____,释放能量,生成大量ATP,为细胞生命活动供能。
(2)E蛋白主要位于成年小鼠心脏线粒体中,在心脏肥大诱导的小鼠心脏中表达量降低。为研究E蛋白对心脏肥大的作用,科研人员对小鼠进行不同处理并测量各组小鼠心脏体积,结果如下图。结果表明_____。
(3)科研人员对线粒体中的蛋白进行分析,发现E蛋白可能与S蛋白相互作用,科研人员利用红色荧光蛋白和绿色荧光蛋白分别标记小鼠的E蛋白和S蛋白,显微镜下观察该小鼠心肌细胞,发现_____,支持上述推测。
(4)进一步实验发现E蛋白通过S蛋白提高ATP含量并抑制线粒体活性氧的增加进而调节线粒体功能,请在下表中完善实验处理(填字母),并写出相应的结果(“+”越多代表含量越多)。
A.过表达E蛋白 B.E蛋白抑制剂 C.过表达S蛋白 D.S蛋白抑制剂
组别
材料
处理
ATP含量
线粒体活性氧水平
①
心肌细胞
缓冲液处理
++++
+
②
心肌肥大诱导
+
++++
③
心肌肥大诱导,Ⅰ____
Ⅲ____
Ⅳ____
④
心肌肥大诱导,Ⅱ____
+
++++
(5)结合上述研究成果,提出一条在心脏肥大诊断或治疗方面的应用前景_________ 。
17. 免疫检查点阻断疗法已应用于癌症治疗,机理如图1所示。为增强疗效,我国科学家用软件计算筛到Taltirelin(简称Tal),开展实验研究Tal与免疫检查分子抗体的联合疗效及其作用机制。请回答下列问题:
(1)肿瘤细胞表达能与免疫检查分子特异结合的配体,抑制T细胞的识别,实现免疫逃逸。据图1可知,以________为抗原制备的免疫检查分子抗体可阻断肿瘤细胞与________细胞的结合,解除肿瘤细胞的抑制。
(2)为评估Tal与免疫检查分子抗体的联合抗肿瘤效应,设置4组肿瘤小鼠,分别用4种溶液处理后检测肿瘤体积,结果如图2。设置缓冲液组的作用是________。据图2可得出结论:________。
(3)Tal是促甲状腺激素释放激素(TRH)类似物。人体内TRH促进________分泌促甲状腺激素(TSH),TSH促进甲状腺分泌甲状腺激素。这些激素可通过________运输,与靶细胞的受体特异结合,发挥调控作用。
(4)根据(3)的信息,检测发现T细胞表达TRH受体,树突状细胞(DC)表达TSH受体。综上所述,关于Tal抗肿瘤的作用机制,提出假设:
①Tal与________结合,促进T细胞增殖及分化;
②Tal能促进________,增强DC的吞噬及递呈能力,激活更多的T细胞。
(5)为验证上述假设,进行下列实验:①培养T细胞,分3组,分别添加缓冲液、Tal溶液和TRH溶液,检测________;②培养DC,分3组,分别添加________,检测DC的吞噬能力及递呈分子的表达量。
18. 棉长管蚜寄生于棉花幼芽、幼叶上,危害棉花生长,其主要天敌有多异瓢虫等。对于棉田蚜害防治,研究者提出了“在棉田边缘种植能涵养棉长管蚜天敌及驱逐棉长管蚜的功能植物”的生态调控思路,并展开了相关实验:在4块棉田样地边缘分别种植蛇床草、薄荷、罗勒和普通杂草(对照组),定期调查各棉田中棉长管蚜和多异瓢虫的种群密度,结果如图1、2所示。
回答下列问题:
(1)调查蚜虫种群密度时,取样的关键是______。
(2)某些植物能分泌化学物质驱逐害虫,体现了信息传递具有______功能。
(3)由图中数据可知,棉田边缘种植______对棉长管蚜的生态防控效果最好;蛇床草发挥的功能可能是涵养棉长管蚜天敌,依据是______;罗勒发挥的功能最可能是驱逐棉长管蚜,依据是______。
(4)为证明蛇床草发挥的功能是涵养棉长管蚜天敌,科研人员又展开了以下实验:将一定浓度的氯化铷(RbC1)溶液喷洒到棉田周围的蛇床草叶片上,7天后在距离蛇床草不同距离的棉花上采集多异瓢虫,检测其体内Rb含量(自然状态下多异瓢虫体内的Rb含量极低),请在下图中以柱形图的形式绘出支持上述结论的预期结果______(具体数值不做要求)。该项研究还有助于人们了解蛇床草控制蚜害的______。
19. 水稻的花非常小,人工去雄难,但其杂交种优势明显。在生产中,科研人员偶然发现了雄性不育水稻,已知雄性育性由等位基因F/f控制,ff为雄性不育。为了保留该雄性不育水稻,科研人员构建含育性基因F、花粉致死基因P和红色荧光标记基因M的融合基因,并将其转入雄性不育植株的与基因f不同的染色体上,不仅使育性恢复,还能结合花粉致死基因与荧光标记基因精准控制杂交过程,过程如图所示。请回答下列问题:
(1)构建该融合基因时,使用的工具酶有______。其中红色荧光标记基因M的作用是______。
(2)将该融合基因转入雄性不育水稻细胞时,需要先______才能使其稳定存在并表达后发挥作用。
(3)该转基因植株产生的雌配子种类及比例为______。
(4)已知该水稻的高茎(D)对矮茎(d)为显性,且D/d基因与F/f基因、FPM基因位于非同源染色体上。欲在杂交过程中保留ddff的雄性不育植株,甲同学设计了如图1所示实验方案,乙同学评价该方案不可行,请说明理由______。
(5)若将融合基因(FPM)导入基因型为Ddff的水稻细胞中(如图2),培育成转基因植株。让该植株自交,后代出现矮茎雄性不育植株的概率为______。
20. 随着单克隆抗体(单抗)理论不断丰富,生产工艺不断成熟,单抗类药物将为患者带来更多康复的曙光。下图显示单克隆抗体制备过程及部分应用场景,回答下列问题。
(1)培养骨髓瘤细胞的基本条件除细胞所需要的各种营养物质外,还需要______(答出1点即可)等条件。B细胞不能通过体外培养获得,主要原因是在体外培养条件下,B细胞______。
(2)第一次选择得到杂交瘤细胞,对杂交瘤细胞进行传代培养,结果不是单克隆,原因是______。第二次选择时,使用多孔培养板进行单克隆培养,用特定试剂检测后,选择______的单克隆进行大规模培养,并从培养液中获取单克隆抗体,与血清抗体相比,其优点是______(答出2点即可)。
(3)抗体-药物偶联物(ADC)是通过靶向递送细胞毒素类药物,实现对肿瘤细胞的选择性杀伤,在制备ADC单抗时利用的抗原是_______。
(4)图示过程生产的单克隆抗体是鼠源性的,用于人类疾病的预防和治疗时属于异种蛋白,表现为与人体免疫细胞和免疫活性物质亲和力弱,易被清除,且易引起宿主过敏反应,大大限制了其临床应用价值。可利用现代生物技术手段对鼠源性抗体进行人源化改造,请设计一条改造的技术路径:______。
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