精品解析:福建省福州市2025-2026学年高三上学期第一次质量检测生物试卷
2025-08-31
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 福建省 |
| 地区(市) | 福州市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.03 MB |
| 发布时间 | 2025-08-31 |
| 更新时间 | 2026-01-22 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-08-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53695679.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025-2026学年福州市高三年级第一次质量检测
生物试题
(完卷时间75分钟;满分100分)
友情提示:请将所有答案填写到答题卡上!请不要错位、越界答题!
一、单项选择题(1-10题每题2分,11-15每题4分,共40分。仅有一项答案最符合题意)
1. 下列关于原核细胞与真核细胞生理过程的比较,正确的是( )
A. 都通过RNA的复制来传递遗传信息 B. 都通过有丝分裂实现细胞增殖和分化
C. 都通过生物膜系统完成胞内物质运输 D. 都通过ATP与ADP的转化利用能量
2. 下列过程不涉及酶催化作用的是( )
A. 细胞线粒体内有氧呼吸的第三阶段 B. 植物体细胞杂交前原生质体的制备
C. PCR反应中引物与模板间形成氢键 D. 葡萄醋的发酵过程中糖分解成乙酸
3. 信息分子在维持机体稳态中起重要作用,下列叙述正确的是( )
A. 胰高血糖素促进肝糖原的合成,升高血糖浓度
B. 醛固酮和抗利尿激素的受体不能位于同一细胞
C. 副交感神经末梢释放神经递质,能使心跳加快
D. 肾上腺素既是神经递质又是激素,参与应激反应
4. 科学家观察到部分细胞中水的扩散速度尤其快,最终通过一系列实验发现了一种存在于细胞膜上的蛋白质,将其命名为水通道蛋白。下列叙述错误的是( )
A. 水分子通过人工膜的速率可能小于细胞膜
B. 水通道蛋白上存在水分子的特异性结合位点
C. 肾小管细胞通过水通道蛋白吸收原尿中的水
D. 不同细胞中水通道蛋白种类、数量有所不同
5. 生物学实验常使用化学试剂来鉴定化合物或细胞结构,下列叙述错误的是( )
A. 淀粉酶与蔗糖溶液混合后可与斐林试剂反应
B 观察根尖细胞有丝分裂可用甲紫溶液染色
C. 酸性的重铬酸钾溶液与酒精反应呈灰绿色
D. DNA遇二苯胺溶液沸水中加热呈蓝色
6. 利用大葱花药为材料观察减数分裂过程,图为处于减数第二次分裂过程的某些细胞。下列叙述正确的是( )
A. 图a细胞中染色体正在复制 B. 图b细胞正在发生基因重组
C. 图c细胞中染色体移向两极 D. 图d细胞中染色质螺旋加粗
7. 人的红细胞死亡时会发生破裂并释放血红蛋白,经代谢转化为胆红素,随粪便和尿液排出体外。胆红素代谢障碍可导致血清胆红素浓度升高,临床上表现为巩膜、黏膜、皮肤等组织被染成黄色,称为黄疸。下列有关判断错误的是( )
A. 成熟红细胞无细胞核和线粒体,其正常死亡不属于细胞凋亡
B. 红细胞发生衰老或损伤后,会被机体的免疫系统识别和清除
C. 红细胞短时间内大量死亡会造成溶血性贫血,容易引发黄疸
D. 高胡萝卜素饮食引起的假性黄疸,可筛查血清胆红素加以排除
8. 科研人员通过拍摄、观察进行个体识别,调查云南西双版纳野象保护区内的野生亚洲象种群数量特征。调查发现,2002到2023年种群数量从36头增长到112头,种群大部分个体为未成年。以下叙述错误的是( )
A. 上述调查方法属于逐个计数法 B. 该种群的年龄结构属于增长型
C. 该种群的年平均增长率为211% D. 该地区的亚洲象得到有效保护
9. 桃的叶型有狭叶和宽叶,为一对相对性状。科研人员以狭叶(甲)、宽叶(乙)、宽叶(丙)三个品种为实验材料,进行两组杂交实验,结果如下表。下列叙述错误的是( )
组别
亲本
F1表型
F2表型及比例
实验一
狭叶(甲)×宽叶(乙)
宽叶
宽叶:狭叶=15:1
实验二
狭叶(甲)×宽叶(丙)
宽叶
宽叶:狭叶=3:1
A. 桃的叶型至少受两对等位基因控制
B. 实验一的F1测交后代宽叶占比为1/2
C. 实验二的F2宽叶中纯合子占比为1/3
D. 实验一和实验二的F1基因型不同
10. 如图所示,核糖体是由大、小两个亚基组成的巨型RNA蛋白复合物。大、小亚基在细胞核内形成,翻译时再结合成完整的核糖体。下列说法正确的是( )
A. 核糖体上有两个氨基酸的结合位点
B. 亚基蛋白是以rRNA为模板翻译而来
C. 两个亚基经核孔离开细胞核进入细胞质
D. 大小亚基上各有一个mRNA、tRNA的结合位点
11. 为优化传统发酵食品藠头的发酵工艺,研究人员用MRS培养基从发酵液中筛选并鉴定出优良乳酸菌。初步筛选过程如下图,以下叙述正确的是( )
①将发酵液稀释后接种到MRS培养基
↓
②挑取疑似乳酸菌的单菌落接种到含碳酸钙的MRS培养基
↓
③筛选目标菌落后进行产酸、产气、产香味等检测
A. 培养后培养基的pH值会升高 B. 步骤①用平板划线法进行接种
C. 步骤②挑选溶钙圈较大的菌株 D. 步骤③需要保持恒温和通气
12. 碳酸酐酶能够催化CO2转化为碳酸盐,实现固碳和碳减排。科研人员利用转基因技术获得能分别表达碳酸酐酶E和P的大肠杆菌菌株,进而研究不同金属离子对碳酸酐酶活性的影响,结果如图所示。另有实验表明,经50℃处理30min后,酶E活性提高8%,酶P活性降低10%。下列叙述正确的是( )
A. 实验结果表明Fe3+对酶P活性抑制作用小于酶E
B. 利用这两种酶固定CO2时,反应体系中应加入Zn2+
C. 筛选转基因的大肠杆菌时,应以碳酸盐为唯一碳源
D. 酶P比酶E更适合应用于工业废气中的CO2的固定
13. 研究人员探究了不同放牧强度对草原植物群落(主要由羊草和杂类草组成)地上生物量分布的影响,结果如图所示。下列分析错误的是( )
A. 群落地上生物量、羊草地上生物量随放牧强度增加而减少
B. 羊草作为该区域的优势牧草,在放牧过程中被优先采食
C. 随着放牧强度增大,动物对杂类草的取食占比逐渐减少
D. 重度放牧区域应实行禁牧、休牧或轮牧,以减少草地退化
14. 真核细胞转录得到的前体RNA含有内含子和外显子两种序列,“剪接体”识别前体RNA中的信息,切除内含子序列,并将相邻的外显子序列连接为成熟mRNA。研究者以人类结肠癌细胞为材料,通过基因编辑改造BUB1B基因的一个碱基对,结果如图(AGG、AGA都是编码精氨酸的密码子),以下推断正确的是( )
A. BUB1B基因是抑癌基因,能抑制癌细胞分裂
B. 剪接体具有限制酶效应,不具有连接酶效应
C. 突变型mRNA中,剪接体切断AGA后的内含子
D. 核糖体沿着突变型mRNA移动时,会提前脱落
15. 高等植物和红藻的叶绿体膜上都含有ADP/ATP转运蛋白(NTT),但转运方向不同。蓝细菌细胞膜上不含NTT,分别用上述两种NTT改造蓝细菌,获得图中甲、乙工程菌。甲、乙分别与缺乏线粒体的酵母细胞融合得到两种共生体,这两种共生体在缺乏有机碳源条件下存活状况不同。相关分析错误的是( )
A. 在光下,含甲的共生体能产生NADPH和ATP
B. 在光下,乙无法为共生体的酵母菌提供ATP
C. 在光下,含甲的共生体缺乏有机碳源不能存活
D. 该实验能为真核细胞叶绿体的起源提供解释
二、非选择题(共60分)
16. 氮沉降指大气中的氮降落到陆地和水体的过程。科研人员对某森林生态系统土壤添加不同氮量,模拟氮沉降对生态系统的影响。低氮组氮添加50kg/(hm2·a),高氮组氮添加150 kg/(hm2·a),结果如表。回答下列问题:
参数
对照组
低氮组
高氮组
植物氮含量(%)
1.8
2.5
3.1
土壤蛋白酶活性(μmol/h)
35
28
15
凋落物分解率(%/年)
50
40
25
甜槠-木荷生态位重叠指数
0.75
0.62
0.41
注:生态位重叠指数范围0-1,值越大表示两物种资源利用相似度越高
(1)甜槠和木荷属于生态系统组成成分中的________,氮元素可在________与________之间循环。
(2)由表中数据可知,随着土壤含氮量的增加,甜槠与木荷种间竞争________(加剧/减小)。研究发现,木荷根系可以高效捕获浅层氮,甜槠根系可以锁定深度氮库,这种差异体现了________分化。
(3)“氮饱和学说”认为过量氮输入会抑制分解者的作用,本实验结果是否支持该学说?________,依据是________。
(4)高氮沉降可影响植物群落结构与功能。根据上述研究结果,提出一项修复高氮沉降区生态功能的措施________。
17. 科研人员开发微生物细胞作为全细胞生物传感器,可以高效检测环境中的重金属污染程度。
(1)为构建全细胞生物传感器,需先构建基因表达载体,需要用到的酶有________。图1为基因表达载体的部分结构,除启动子和目的基因外,表达载体还需具备的元件有________、终止子和标记基因。
(2)要判断Gfp基因是否正确连接到质粒上,应对待测质粒进行PCR扩增及电泳鉴定,选择的引物是________。据图判断,Gfp基因的转录模板链是________链。
(3)图2为重金属全细胞微生物传感器的生物识别与信号传输过程。据图分析重金属全细胞微生物传感器检测的原理是:________结合重金属后与启动子上游序列结合,并促进________与启动子结合,最后检测________以衡量环境中的重金属含量。
18. 荔枝开花量大,但雌雄花交替开花,易出现花期营养消耗大、自然座果率低现象。某科研团队拟利用不同植物生长调节剂,提高荔枝的雌花率和座果率,实验设置及部分结果如图、表所示:
处理组
雌花初始开放时间(天)
雌花累计开放天数
雌花率(%)
座果量(个/穗)
T1:乙烯利+多效唑
19
5
43.08
9
T2:乙烯利+烯效唑
16
6
49.58
5.67
CK(对照组)
19.5
4.5
22.01
0.75
(1)乙烯利是一种________(植物激素/植物生长调节剂),施加乙烯对植物生长发育的调节作用有________(写出两点)。
(2)图为CK组花穗开花节奏图,已知雌花20-30个小时之内,接受花粉能力最强,有效授粉时间为3天左右,这些植物生长调节剂对雄花开花时间影响不大。T2组的雌花率高于T1组,但是座果率却降低的原因________。
(3)研究发现赤霉素抑制乙烯的形成,施用多效唑、烯效唑后植物中赤霉素的含量降低,可知乙烯________(促进/抑制)雌花分化。进一步探究烯效唑是否通过抑制赤霉素的合成影响雌雄花比例。某同学提出研究思路:用清水处理荔枝作为对照组,用烯效唑处理作为实验组,检测荔枝中的赤霉素含量和雌雄花比例。该实验还需检测的指标是________。
19. 人表皮生长因子受体-2(HER2)在乳腺癌等多种癌细胞表面高表达,是肿瘤靶向治疗的重要靶点。为提升HER2靶向治疗的效果,研究者设计了能够靶向三种抗原的三特异性抗体(图1),其中CD3和CD28是普遍存在于T细胞表面的标志物,抗体中的抗CD3和抗CD28区域与相应的标志物结合能够促进T细胞的活化。
(1)肿瘤的发生与免疫系统的______功能低下有关。该三特异性抗体的作用机制:识别CD3和CD28,激活辅助性T细胞和______,将活化的T细胞与表达______的肿瘤细胞连接起来,使靶细胞裂解。
(2)应用______工程获得该抗体的思路:通过合成或改造获得抗体基因,将抗体基因导入受体细胞表达。为提高该抗体的产量和纯度,可选择______(填序号)作为受体细胞(①B细胞②骨髓瘤细胞③B细胞与骨髓瘤细胞的杂交瘤细胞)。为检测受体细胞是否成功表达三特异性抗体,需要用______(物质)进行检测。
(3)为检测不同浓度该抗体通过HER2靶向治疗肿瘤的效果,以健康小鼠为材料开展实验,结果如图2。实验组所需的材料和试剂有______。
A. HER2阴性的癌细胞
B. HER2阳性的癌细胞
C. 三特异性抗体
D. 紫杉醇(抗肿瘤药物)
E. 抗CD3抗体
F. HER2蛋白
20. 甲状腺激素包括T4和T3,以T4为主,但T3与受体的亲和力比T4高10倍。二型脱碘酶(D2)主要存在于骨骼肌等组织,可将T4转化为T3。瘦素是一种由脂肪细胞产生的肽类激素,可调节D2表达。
(1)血液中甲状腺激素的含量受到下丘脑分泌的______调节,甲状腺激素含量变化又影响下丘脑的分泌,这种调节方式称为______。
(2)检测不同肥胖程度个体的腹部肌肉组织中的D2、瘦素受体和瘦素的表达水平,结果如图。
①个体从超重发展为肥胖的进程中,对瘦素的敏感度______。
②食物摄入过量或运动不足容易导致个体的体重由正常发展到超重,此时肌肉组织中D2含量升高有助于缓解体重的增加,机制是______。
③推测瘦素能够促进肌肉细胞中D2表达,为验证这个假设,给小鼠注射瘦素后,检测发现肌肉细胞中D2mRNA含量升高。还需以敲除________(瘦素基因/瘦素受体基因/D2基因)的小鼠为材料进行对照实验。
(3)为进一步探究瘦素对肌肉细胞糖代谢的影响,以一种贴壁生长的肌肉母细胞系C2C12为材料开展相关实验。
①培养一段时间后C2C12细胞会相互接触而停止增殖,这种现象称为______。
②GLUT-4是细胞膜上的葡萄糖载体,用瘦素处理后C2C12细胞中GLUT-4表达量升高,这种效应在敲除甲状腺激素受体基因后消失。综合上述研究,推测肥胖个体得糖尿病的风险大于正常个体,原因如以下概念模型所示,请补齐概念模型。
a.肥胖个体______→D2表达量下降→b.______→c.肌肉细胞膜上______→血糖升高。
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2025-2026学年福州市高三年级第一次质量检测
生物试题
(完卷时间75分钟;满分100分)
友情提示:请将所有答案填写到答题卡上!请不要错位、越界答题!
一、单项选择题(1-10题每题2分,11-15每题4分,共40分。仅有一项答案最符合题意)
1. 下列关于原核细胞与真核细胞生理过程的比较,正确的是( )
A. 都通过RNA的复制来传递遗传信息 B. 都通过有丝分裂实现细胞增殖和分化
C. 都通过生物膜系统完成胞内物质运输 D. 都通过ATP与ADP的转化利用能量
【答案】D
【解析】
【详解】A、RNA的复制仅存在于某些RNA病毒(如流感病毒)的增殖过程中,原核细胞和真核细胞的遗传信息传递均通过DNA复制、转录和翻译完成,不会进行RNA复制,A错误;
B、有丝分裂是真核细胞增殖的主要方式,此外还有无丝分裂等过程,而原核细胞通过二分裂增殖,B错误;
C、生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜等构成,原核细胞仅有细胞膜,无生物膜系统,C错误;
D、ATP与ADP的相互转化是细胞能量代谢的核心机制,原核细胞和真核细胞均通过此过程实现能量的储存与利用,D正确。
故选D。
2. 下列过程不涉及酶催化作用是( )
A. 细胞线粒体内有氧呼吸的第三阶段 B. 植物体细胞杂交前原生质体的制备
C. PCR反应中引物与模板间形成氢键 D. 葡萄醋的发酵过程中糖分解成乙酸
【答案】C
【解析】
【详解】A、有氧呼吸第三阶段(电子传递链)在线粒体内膜上进行,需多种酶(如ATP合成酶)催化,A错误;
B、制备原生质体需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,B错误;
C、PCR反应中,引物与模板结合通过碱基互补配对形成氢键,不涉及酶催化,C正确;
D、葡萄醋的发酵过程中,糖分解成乙酸需要醋酸菌产生的相应酶的催化,D错误。
故选C。
3. 信息分子在维持机体稳态中起重要作用,下列叙述正确的是( )
A. 胰高血糖素促进肝糖原的合成,升高血糖浓度
B. 醛固酮和抗利尿激素的受体不能位于同一细胞
C. 副交感神经末梢释放神经递质,能使心跳加快
D. 肾上腺素既是神经递质又是激素,参与应激反应
【答案】D
【解析】
【详解】A、胰高血糖素通过促进肝糖原分解和非糖物质转化来升高血糖,A错误;
B、醛固酮和抗利尿激素(促进水重吸收)均可作用于肾小管和集合管细胞,其受体可能位于同一细胞,B错误;
C、副交感神经末梢释放的神经递质会抑制心脏活动,使心跳减慢,交感神经才使心跳加快,C错误;
D、肾上腺素可由肾上腺髓质分泌(激素)或交感神经末梢释放(神经递质),在应激反应中协同调节血糖和心率,D正确。
故选D。
4. 科学家观察到部分细胞中水的扩散速度尤其快,最终通过一系列实验发现了一种存在于细胞膜上的蛋白质,将其命名为水通道蛋白。下列叙述错误的是( )
A. 水分子通过人工膜的速率可能小于细胞膜
B. 水通道蛋白上存在水分子的特异性结合位点
C. 肾小管细胞通过水通道蛋白吸收原尿中水
D. 不同细胞中水通道蛋白种类、数量有所不同
【答案】B
【解析】
【详解】A、人工膜不含蛋白质,水分子仅通过自由扩散通过磷脂双层,而细胞膜存在水通道蛋白可加速水的运输,因此,水分子通过人工膜的速率可能小于细胞膜,A正确;
B、水通道蛋白不需要与水分子特异性结合,不存在结合位点,B错误;
C、肾小管细胞重吸收水时,水可通过水通道蛋白以协助扩散方式进入细胞,C正确;
D、不同细胞的功能差异会导致膜蛋白种类和数量不同,水通道蛋白的分布也存在差异,D正确。
故选B。
5. 生物学实验常使用化学试剂来鉴定化合物或细胞结构,下列叙述错误的是( )
A 淀粉酶与蔗糖溶液混合后可与斐林试剂反应
B. 观察根尖细胞有丝分裂可用甲紫溶液染色
C. 酸性的重铬酸钾溶液与酒精反应呈灰绿色
D. DNA遇二苯胺溶液沸水中加热呈蓝色
【答案】A
【解析】
【详解】A、斐林试剂与还原糖可在水浴条件下生成砖红色沉淀,由于淀粉酶只能催化淀粉水解,不能分解蔗糖,因此混合液中无还原糖生成,不能与斐林试剂反应,A错误;
B、甲紫溶液为碱性染料,可对染色体(质)进行染色,用于观察根尖细胞有丝分裂,B正确;
C、在酸性条件下,重铬酸钾与酒精反应后由橙色变为灰绿色,C正确;
D、DNA在沸水浴条件下与二苯胺试剂反应呈蓝色,D正确。
故选A。
6. 利用大葱花药为材料观察减数分裂过程,图为处于减数第二次分裂过程的某些细胞。下列叙述正确的是( )
A. 图a细胞中染色体正在复制 B. 图b细胞正在发生基因重组
C. 图c细胞中染色体移向两极 D. 图d细胞中染色质螺旋加粗
【答案】C
【解析】
【详解】A、染色体复制发生在减数第一次分裂前的间期,而图a细胞处于减数第二次分裂,不会发生染色体复制,A错误;
B、基因重组发生在减数第一次分裂前期(互换)和减数第一次分裂后期(非同源染色体自由组合),图b细胞处于减数第二次分裂,不会发生基因重组,B错误;
C、图c细胞中染色体向细胞两极移动,符合减数第二次分裂后期的特征,此时着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体并移向两极,C正确;
D、图d细胞中染色体解螺旋形成染色质,而不是染色质螺旋加粗,D错误。
故选C。
7. 人的红细胞死亡时会发生破裂并释放血红蛋白,经代谢转化为胆红素,随粪便和尿液排出体外。胆红素代谢障碍可导致血清胆红素浓度升高,临床上表现为巩膜、黏膜、皮肤等组织被染成黄色,称为黄疸。下列有关判断错误的是( )
A. 成熟红细胞无细胞核和线粒体,其正常死亡不属于细胞凋亡
B. 红细胞发生衰老或损伤后,会被机体的免疫系统识别和清除
C. 红细胞短时间内大量死亡会造成溶血性贫血,容易引发黄疸
D. 高胡萝卜素饮食引起的假性黄疸,可筛查血清胆红素加以排除
【答案】A
【解析】
【详解】A、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,成熟红细胞的正常死亡是受基因调控的程序性死亡,属于细胞凋亡,A错误;
B、红细胞发生衰老或损伤后,会被巨噬细胞等免疫细胞识别并吞噬清除,这是机体维持内环境稳定的重要机制,B正确;
C、红细胞大量破裂(溶血)导致血红蛋白分解为胆红素,超过肝脏代谢能力,引发黄疸,同时红细胞减少导致贫血,C正确;
D、假性黄疸(如高胡萝卜素血症)血清胆红素水平正常,可通过检测血清胆红素排除真性黄疸,D正确。
故选A。
8. 科研人员通过拍摄、观察进行个体识别,调查云南西双版纳野象保护区内的野生亚洲象种群数量特征。调查发现,2002到2023年种群数量从36头增长到112头,种群大部分个体为未成年。以下叙述错误的是( )
A. 上述调查方法属于逐个计数法 B. 该种群的年龄结构属于增长型
C. 该种群的年平均增长率为211% D. 该地区的亚洲象得到有效保护
【答案】C
【解析】
【详解】A、逐个计数法适用于个体较大、易于追踪的种群,题干中通过拍摄和个体识别进行调查,属于逐个计数法,A正确;
B、年龄结构为增长型的种群中幼年个体占比较高,由题意可知,野生亚洲象种群大部分个体为未成年,说明年龄结构属于增长型,B正确;
C、分析题意可知,2002到2023年种群数量从36头增长到112头,该种群的总增长率为(112-36)/36≈211%,但该增长率是21年的总增长率而非年平均增长率,C错误;
D、种群数量从36增长到112,说明保护措施有效,即该地区的亚洲象得到有效保护,D正确。
故选C。
9. 桃的叶型有狭叶和宽叶,为一对相对性状。科研人员以狭叶(甲)、宽叶(乙)、宽叶(丙)三个品种为实验材料,进行两组杂交实验,结果如下表。下列叙述错误的是( )
组别
亲本
F1表型
F2表型及比例
实验一
狭叶(甲)×宽叶(乙)
宽叶
宽叶:狭叶=15:1
实验二
狭叶(甲)×宽叶(丙)
宽叶
宽叶:狭叶=3:1
A. 桃的叶型至少受两对等位基因控制
B. 实验一的F1测交后代宽叶占比为1/2
C. 实验二的F2宽叶中纯合子占比为1/3
D. 实验一和实验二的F1基因型不同
【答案】B
【解析】
【详解】A、实验一F2的表型比为15:1,是9:3:3:1变式。符合两对隐性基因纯合时表现隐性性状的规律,说明至少受两对等位基因控制,A正确;
B、若用A/a、B/b表示控制叶形的基因,实验一F2的表型比为15:1,可知实验一F1基因型为AaBb,测交后代基因型为AaBb、Aabb、aaBb、aabb,宽叶占3/4,B错误;
C、若狭叶(甲)基因型为aabb,宽叶(丙)基因型为AAbb,实验二F1基因型为Aabb,F2宽叶基因型为AAbb和Aabb,纯合子(AAbb)占1/3,C正确;
D、实验一F1为AaBb,实验二F1为Aabb,基因型不同,D正确。
故选B。
10. 如图所示,核糖体是由大、小两个亚基组成的巨型RNA蛋白复合物。大、小亚基在细胞核内形成,翻译时再结合成完整的核糖体。下列说法正确的是( )
A. 核糖体上有两个氨基酸的结合位点
B. 亚基蛋白是以rRNA为模板翻译而来
C. 两个亚基经核孔离开细胞核进入细胞质
D. 大小亚基上各有一个mRNA、tRNA的结合位点
【答案】C
【解析】
【详解】A、核糖体上有两个tRNA的结合位点,而不是两个氨基酸的结合位点,A错误;
B、亚基蛋白是以mRNA为模板翻译而来,而不是rRNA,rRNA是核糖体的组成成分,B错误;
C、大、小亚基在细胞核内形成,细胞核与细胞质之间通过核孔进行物质交换,所以两个亚基经核孔离开细胞核进入细胞质,C正确;
D、核糖体上有两个tRNA的结合位点,mRNA的结合位点在小亚基上,并不是大小亚基上各有一个mRNA、tRNA的结合位点,D错误。
故选C。
11. 为优化传统发酵食品藠头的发酵工艺,研究人员用MRS培养基从发酵液中筛选并鉴定出优良乳酸菌。初步筛选过程如下图,以下叙述正确的是( )
①将发酵液稀释后接种到MRS培养基
↓
②挑取疑似乳酸菌的单菌落接种到含碳酸钙的MRS培养基
↓
③筛选目标菌落后进行产酸、产气、产香味等检测
A. 培养后培养基的pH值会升高 B. 步骤①用平板划线法进行接种
C. 步骤②挑选溶钙圈较大的菌株 D. 步骤③需要保持恒温和通气
【答案】C
【解析】
【详解】A、乳酸菌通过无氧呼吸产生乳酸,导致培养基pH下降,而非升高,A错误;
B、步骤①将发酵液稀释后接种到MRS培养基,该过程需通过稀释涂布平板法接种以获得单菌落,而非平板划线法(无需稀释),B错误;
C、含碳酸钙的培养基中,乳酸菌产酸会溶解碳酸钙形成透明圈(溶钙圈),溶钙圈越大说明产酸能力越强,故需挑选溶钙圈较大的菌株,C正确;
D、乳酸菌为厌氧菌,步骤③的检测应在无氧条件下进行,无需通气,D错误。
故选C。
12. 碳酸酐酶能够催化CO2转化为碳酸盐,实现固碳和碳减排。科研人员利用转基因技术获得能分别表达碳酸酐酶E和P的大肠杆菌菌株,进而研究不同金属离子对碳酸酐酶活性的影响,结果如图所示。另有实验表明,经50℃处理30min后,酶E活性提高8%,酶P活性降低10%。下列叙述正确的是( )
A. 实验结果表明Fe3+对酶P活性的抑制作用小于酶E
B. 利用这两种酶固定CO2时,反应体系中应加入Zn2+
C. 筛选转基因的大肠杆菌时,应以碳酸盐为唯一碳源
D. 酶P比酶E更适合应用于工业废气中的CO2的固定
【答案】A
【解析】
【详解】A、观察可知,加入Fe3+后,酶P的相对活性高于酶E的相对活性,说明Fe3+对酶P活性的抑制作用小于对酶E活性的抑制作用,A正确;
B、从图中看到,加入Zn2+后,酶E和酶P的活性均降低,所以利用这两种酶固定CO2时,反应体系中不应加入Zn2+,B错误;
C、大肠杆菌是异养型的微生物,需要利用有机碳源,用碳酸盐不能存活,C错误;
D、由于经50℃处理30min后,酶E活性提高8%,酶P活性降低10%,说明酶E更耐高温,更适合应用于工业废气(工业生产环境温度可能较高)中的CO2的固定,D错误。
故选A。
13. 研究人员探究了不同放牧强度对草原植物群落(主要由羊草和杂类草组成)地上生物量分布的影响,结果如图所示。下列分析错误的是( )
A. 群落地上生物量、羊草地上生物量随放牧强度增加而减少
B. 羊草作为该区域的优势牧草,在放牧过程中被优先采食
C. 随着放牧强度增大,动物对杂类草的取食占比逐渐减少
D. 重度放牧区域应实行禁牧、休牧或轮牧,以减少草地退化
【答案】C
【解析】
【详解】A、从图中看出,随着放牧强度增加,群落地上生物量、羊草地上生物量逐渐减少,A正确;
B、比较第二幅图和第三幅图,随着放牧强度的增加,羊草数量大幅减少,而杂草数量先增加后减少,且变化幅度不大,因此可以推测,羊草作为该区域的优势牧草,在放牧过程中被优先采食,B正确;
C、随着放牧强度的增大,动物对羊草的取食比例是增加,对杂草取食占比则是先降低后增加,C错误;
D、重度放牧区域应实行禁牧、休牧或轮牧,以减少草地退化,D正确。
故选C。
14. 真核细胞转录得到的前体RNA含有内含子和外显子两种序列,“剪接体”识别前体RNA中的信息,切除内含子序列,并将相邻的外显子序列连接为成熟mRNA。研究者以人类结肠癌细胞为材料,通过基因编辑改造BUB1B基因的一个碱基对,结果如图(AGG、AGA都是编码精氨酸的密码子),以下推断正确的是( )
A. BUB1B基因是抑癌基因,能抑制癌细胞的分裂
B. 剪接体具有限制酶效应,不具有连接酶效应
C. 突变型mRNA中,剪接体切断AGA后的内含子
D. 核糖体沿着突变型mRNA移动时,会提前脱落
【答案】D
【解析】
【详解】A、抑癌基因抑制细胞不正常的分裂,BUB1B基因被改造后,细胞停止分裂,所以BUB1B基因维持细胞正常分裂,而不是抑制细胞分裂,A错误;
B、“剪接体”识别前体RNA中的信息,切除内含子序列,并将相邻的外显子序列连接为成熟mRNA,所以剪接体具有限制酶和连接酶的效应,B错误;
C、比较野生型mRNA和突变型mRNA,突变型mRNA更长,包含了内含子序列,说明剪接体没有将内含子切除,C错误;
D、由于最终合成的BUB1B蛋白截短,说明翻译提前终止,说明核糖体沿着突变型mRNA移动时,会提前脱落,D正确。
故选D。
15. 高等植物和红藻的叶绿体膜上都含有ADP/ATP转运蛋白(NTT),但转运方向不同。蓝细菌细胞膜上不含NTT,分别用上述两种NTT改造蓝细菌,获得图中甲、乙工程菌。甲、乙分别与缺乏线粒体的酵母细胞融合得到两种共生体,这两种共生体在缺乏有机碳源条件下存活状况不同。相关分析错误的是( )
A. 在光下,含甲的共生体能产生NADPH和ATP
B. 在光下,乙无法为共生体的酵母菌提供ATP
C. 在光下,含甲的共生体缺乏有机碳源不能存活
D. 该实验能为真核细胞叶绿体的起源提供解释
【答案】C
【解析】
【详解】A、蓝细菌含有光合色素等可进行光合作用的物质,在光下可进行光反应产生NADPH和ATP,含甲的共生体含有改造后的蓝细菌部分,所以在光下含甲的共生体能产生NADPH和ATP,A正确;
B、从图中可知,乙工程菌的NTT转运方向是将ATP转运到细胞内,在光下乙工程菌产生的ATP不能转运到细胞外为共生体的酵母菌提供ATP,B正确;
C、在光下,含甲的共生体中的蓝细菌能进行光合作用,虽然缺乏有机碳源,但可以通过光合作用合成有机物,是能够存活的,C错误;
D、该实验中蓝细菌与缺乏线粒体的酵母细胞融合形成共生体,且不同改造的蓝细菌形成的共生体存活状况不同,从一定程度上可以为真核细胞叶绿体(具有与蓝细菌类似的一些功能和结构特点)的起源提供解释,D正确。
故选C。
二、非选择题(共60分)
16. 氮沉降指大气中的氮降落到陆地和水体的过程。科研人员对某森林生态系统土壤添加不同氮量,模拟氮沉降对生态系统的影响。低氮组氮添加50kg/(hm2·a),高氮组氮添加150 kg/(hm2·a),结果如表。回答下列问题:
参数
对照组
低氮组
高氮组
植物氮含量(%)
1.8
2.5
3.1
土壤蛋白酶活性(μmol/h)
35
28
15
凋落物分解率(%/年)
50
40
25
甜槠-木荷生态位重叠指数
0.75
0.62
0.41
注:生态位重叠指数范围0-1,值越大表示两物种资源利用相似度越高
(1)甜槠和木荷属于生态系统组成成分中的________,氮元素可在________与________之间循环。
(2)由表中数据可知,随着土壤含氮量的增加,甜槠与木荷种间竞争________(加剧/减小)。研究发现,木荷根系可以高效捕获浅层氮,甜槠根系可以锁定深度氮库,这种差异体现了________分化。
(3)“氮饱和学说”认为过量氮输入会抑制分解者的作用,本实验结果是否支持该学说?________,依据是________。
(4)高氮沉降可影响植物群落的结构与功能。根据上述研究结果,提出一项修复高氮沉降区生态功能的措施________。
【答案】(1) ①. 生产者 ②. 生物群落 ③. 非生物环境
(2) ①. 减小 ②. 生态位
(3) ①. 是 ②. 在三组实验中,高氮组土壤蛋白酶活性、凋落物分解率最低。/与对照组相比,土壤氮添加越高,土壤蛋白酶活性、凋落物分解率降低幅度越大
(4)构建甜槠与木荷的混交林,优化种植比例/种植N吸收效率高的植物
【解析】
【分析】碳元素从无机环境进入生物群落的途径有生产者的光合作用或某些微生物的化能合成作用,从生物群落返回到无机环境的途径主要有生产者、消费者的呼吸作用、分解者的分解作用以及化石燃料的燃烧。
【小问1详解】
甜槠和木荷是绿色植物,能够通过光合作用将无机物转化为有机物,属于生态系统的生产者;氮元素在自然界中的循环涉及生物群落(如植物、动物、微生物)和无机环境(如土壤、大气、水体),因此氮可在生物群落与无机环境之间循环。
【小问2详解】
表中数据显示,随着氮添加量增加,甜槠-木荷的生态位重叠指数降低(0.75→0.62→0.41),说明它们的资源利用相似度下降,竞争减小;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,研究发现,木荷主要吸收浅层氮,而甜槠吸收深层氮,这种资源利用方式的差异体现了生态位分化,从而减少竞争,提高共存能力。
【小问3详解】
据表分析,高氮组的土壤蛋白酶活性(15 μmol/h)显著低于对照组(35 μmol/h),说明分解者的酶活性受抑制,凋落物分解率(25%/年)也远低于对照组(50%/年),表明分解作用减弱,即在三组实验中,高氮组土壤蛋白酶活性、凋落物分解率最低,而“氮饱和学说”认为过量氮输入会抑制分解者的作用,故实验数据支持该学说。
【小问4详解】
根据上述研究结果,提出一项修复高氮沉降区生态功能的措施为:构建甜槠与木荷的混交林,优化种植比例/种植N吸收效率高的植物。
17. 科研人员开发微生物细胞作为全细胞生物传感器,可以高效检测环境中重金属污染程度。
(1)为构建全细胞生物传感器,需先构建基因表达载体,需要用到的酶有________。图1为基因表达载体的部分结构,除启动子和目的基因外,表达载体还需具备的元件有________、终止子和标记基因。
(2)要判断Gfp基因是否正确连接到质粒上,应对待测质粒进行PCR扩增及电泳鉴定,选择的引物是________。据图判断,Gfp基因的转录模板链是________链。
(3)图2为重金属全细胞微生物传感器的生物识别与信号传输过程。据图分析重金属全细胞微生物传感器检测的原理是:________结合重金属后与启动子上游序列结合,并促进________与启动子结合,最后检测________以衡量环境中的重金属含量。
【答案】(1) ①. 限制酶和DNA连接酶 ②. 复制原点
(2) ①. 引物1和引物3 ②. b
(3) ①. 转录因子 ②. RNA聚合酶 ③. 绿色荧光蛋白的荧光强度
【解析】
【分析】PCR技术:(1)概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。(2)原理:DNA复制。(3)前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。(5)过程:高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);低温复性:引物结合到互补链DNA上;中温延伸:合成子链。
【小问1详解】
构建基因表达载体时,首先要用限制酶切割目的基因和载体,使它们产生相同的黏性末端或平末端,然后再用DNA连接酶将目的基因和载体连接起来,所以需要用到的酶有限制酶和DNA连接酶。 基因表达载体的组成包括启动子、目的基因、复制原点、终止子和标记基因等。复制原点是 DNA复制的起始位点,能保证载体在宿主细胞中进行复制。
【小问2详解】
要判断Gfp基因是否正确连接到质粒上,进行PCR扩增时,引物应分别结合在目的基因(Gfp基因)的两侧。从图1可以看出,引物1和引物3分别位于Gfp基因的两侧,所以选择的引物是引物1和引物3。转录时,RNA聚合酶沿着DNA模板链的3′→5′方向移动,合成的mRNA是5′→3′方向。图1中,启动子的方向以及引物的方向等提示,Gfp基因的转录模板链是b链。
【小问3详解】
从图2可以看出,重金属全细胞微生物传感器检测的原理是:转录因子结合重金属后,会与启动子上游序列结合,进而促进RNA聚合酶与启动子结合,启动Gfp基因的转录和翻译,产生绿色荧光蛋白。最后通过检测绿色荧光蛋白的荧光强度来衡量环境中的重金属含量,因为重金属含量不同,会影响调节蛋白与重金属的结合,进而影响绿色荧光蛋白的合成量,荧光强度也就不同。
18. 荔枝开花量大,但雌雄花交替开花,易出现花期营养消耗大、自然座果率低现象。某科研团队拟利用不同植物生长调节剂,提高荔枝的雌花率和座果率,实验设置及部分结果如图、表所示:
处理组
雌花初始开放时间(天)
雌花累计开放天数
雌花率(%)
座果量(个/穗)
T1:乙烯利+多效唑
19
5
43.08
9
T2:乙烯利+烯效唑
16
6
49.58
5.67
CK(对照组)
19.5
4.5
22.01
0.75
(1)乙烯利是一种________(植物激素/植物生长调节剂),施加乙烯对植物生长发育的调节作用有________(写出两点)。
(2)图为CK组花穗开花节奏图,已知雌花20-30个小时之内,接受花粉的能力最强,有效授粉时间为3天左右,这些植物生长调节剂对雄花开花时间影响不大。T2组的雌花率高于T1组,但是座果率却降低的原因________。
(3)研究发现赤霉素抑制乙烯的形成,施用多效唑、烯效唑后植物中赤霉素的含量降低,可知乙烯________(促进/抑制)雌花分化。进一步探究烯效唑是否通过抑制赤霉素的合成影响雌雄花比例。某同学提出研究思路:用清水处理荔枝作为对照组,用烯效唑处理作为实验组,检测荔枝中的赤霉素含量和雌雄花比例。该实验还需检测的指标是________。
【答案】(1) ①. 植物生长调节剂; ②. 促进果实成熟、促进开花(或促进叶、花、果实脱落等);
(2)T2组(乙烯利+烯效唑)虽然显著提高了雌花率,但雌花初始开放时间提前(16天 vs T1的19天)且累计开放天数延长(6天 vs T1的5天),而生长调节剂对雄花花期影响不大,可能导致雌雄花花期不同步(雌花有效授粉期与雄花散粉期不匹配),授粉成功率下降,因此座果量较低。
(3) ①. 促进; ②. 乙烯含量(或乙烯合成相关基因表达量)。
【解析】
【分析】分析表格数据可知:与对照组CK相比,T1和T2两个处理组的雌花率和座果量均远高于CK组,其中T2组的雌花率最高,T1组的座果量最高,说明T1和T2均能提高雌花率和座果量,而T2处理在提高雌花比例方面效果更好,T1处理在提高最终座果量方面更有效。此外,T2组(乙烯利+烯效唑)的雌花初始开放时间最早,比CK组提前了3.5天,说明T2处理能显著促进雌花提前开放。
【小问1详解】
乙烯利是一种人工合成的、能释放乙烯的化合物,属于植物生长调节剂; 乙烯对植物生长发育的调节作用包括:促进果实成熟(如催熟香蕉、番茄)、促进开花(尤其在瓜类作物中可促进雌花分化)、促进器官脱落(如叶片、果实脱落)、促进细胞衰老等。
【小问2详解】
T2组的雌花开放更早(16天)且持续时间更长(6天),但雄花花期未受调节剂影响,可能仍在较晚时间开放。雌花接受花粉的能力最强时间仅20-30小时,有效授粉期约3天。如果雌花开放时雄花尚未散粉,或雌花开放末期雄花才散粉,会导致授粉失败。尽管T2组雌花数量多(雌花率高),但因花期不匹配,许多雌花未能成功授粉,最终座果量较低(5.67个/穗),而T1组花期与雄花更同步,授粉成功率高,座果量更高(9个/穗)。
【小问3详解】
赤霉素抑制乙烯形成,而多效唑/烯效唑抑制赤霉素合成 → 赤霉素减少 → 对乙烯的抑制减弱 → 乙烯含量增加 → 雌花分化提高,可知乙烯能促进雌花分化。验证烯效唑是否通过“抑制赤霉素合成→增加乙烯→影响花比例”起作用,需检测赤霉素含量、雌雄花比例以及乙烯含量(或乙烯合成关键酶活性/基因表达量),以直接证明乙烯在此通路中的作用。
19. 人表皮生长因子受体-2(HER2)在乳腺癌等多种癌细胞表面高表达,是肿瘤靶向治疗的重要靶点。为提升HER2靶向治疗的效果,研究者设计了能够靶向三种抗原的三特异性抗体(图1),其中CD3和CD28是普遍存在于T细胞表面的标志物,抗体中的抗CD3和抗CD28区域与相应的标志物结合能够促进T细胞的活化。
(1)肿瘤的发生与免疫系统的______功能低下有关。该三特异性抗体的作用机制:识别CD3和CD28,激活辅助性T细胞和______,将活化的T细胞与表达______的肿瘤细胞连接起来,使靶细胞裂解。
(2)应用______工程获得该抗体的思路:通过合成或改造获得抗体基因,将抗体基因导入受体细胞表达。为提高该抗体的产量和纯度,可选择______(填序号)作为受体细胞(①B细胞②骨髓瘤细胞③B细胞与骨髓瘤细胞的杂交瘤细胞)。为检测受体细胞是否成功表达三特异性抗体,需要用______(物质)进行检测。
(3)为检测不同浓度该抗体通过HER2靶向治疗肿瘤的效果,以健康小鼠为材料开展实验,结果如图2。实验组所需的材料和试剂有______。
A. HER2阴性的癌细胞
B. HER2阳性的癌细胞
C. 三特异性抗体
D. 紫杉醇(抗肿瘤药物)
E. 抗CD3抗体
F. HER2蛋白
【答案】(1) ①. 免疫监视 ②. 细胞毒性T细胞 ③. HER2(人表皮生长因子受体-2)
(2) ①. 蛋白质 ②. ② ③. HER2、CD3及CD28 (3)BC
【解析】
【分析】单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
【小问1详解】
免疫系统的免疫监视功能能够识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生,故肿瘤的发生与免疫系统的免疫监视功能低下有关;由题意可知,人表皮生长因子受体-2(HER2)在乳腺癌等多种癌细胞表面高表达,是肿瘤靶向治疗的重要靶点,且能够使靶细胞裂解的是细胞毒性T细胞,据细胞免疫的过程推测该三特异性抗体的作用机制:识别CD3和CD28,激活辅助性T细胞和细胞毒性T细胞,将活化的T细胞与表达HER2(人表皮生长因子受体-2)的肿瘤细胞连接起来,使靶细胞裂解。
【小问2详解】
蛋白质工程是通过修改基因或创造合成新基因来改变生物的遗传和表达性状,合成新的蛋白质,而抗体的本质是蛋白质,故可利用蛋白质工程获得该抗体,具体思路为:通过合成或改造获得抗体基因,将抗体基因导入受体细胞表达;②骨髓瘤细胞是常用的抗体生产细胞,具有高增殖能力和高效分泌抗体的特性,而杂交瘤细胞通常用于单抗制备,但题目中未涉及杂交步骤,故为提高该抗体的产量和纯度,可选择②骨髓瘤细胞作为受体细胞;抗原与抗体的结合具有特异性,为检测受体细胞是否成功表达三特异性抗体,需要用相应的抗原物质进行检测,即HER2、CD3及CD28。
【小问3详解】
分析题意,为检测不同浓度该抗体通过HER2靶向治疗肿瘤的效果,则实验的自变量处理时间和抗体浓度,因变量是肿瘤体积,实验组所需的材料和试剂有HER2阳性的癌细胞(靶向治疗需要HER2阳性靶细胞),三特异性抗体(实验组的核心治疗试剂)。
故选BC。
20. 甲状腺激素包括T4和T3,以T4为主,但T3与受体的亲和力比T4高10倍。二型脱碘酶(D2)主要存在于骨骼肌等组织,可将T4转化为T3。瘦素是一种由脂肪细胞产生的肽类激素,可调节D2表达。
(1)血液中甲状腺激素的含量受到下丘脑分泌的______调节,甲状腺激素含量变化又影响下丘脑的分泌,这种调节方式称为______。
(2)检测不同肥胖程度个体的腹部肌肉组织中的D2、瘦素受体和瘦素的表达水平,结果如图。
①个体从超重发展为肥胖的进程中,对瘦素的敏感度______。
②食物摄入过量或运动不足容易导致个体的体重由正常发展到超重,此时肌肉组织中D2含量升高有助于缓解体重的增加,机制是______。
③推测瘦素能够促进肌肉细胞中D2表达,为验证这个假设,给小鼠注射瘦素后,检测发现肌肉细胞中D2mRNA含量升高。还需以敲除________(瘦素基因/瘦素受体基因/D2基因)的小鼠为材料进行对照实验。
(3)为进一步探究瘦素对肌肉细胞糖代谢的影响,以一种贴壁生长的肌肉母细胞系C2C12为材料开展相关实验。
①培养一段时间后C2C12细胞会相互接触而停止增殖,这种现象称为______。
②GLUT-4是细胞膜上的葡萄糖载体,用瘦素处理后C2C12细胞中GLUT-4表达量升高,这种效应在敲除甲状腺激素受体基因后消失。综合上述研究,推测肥胖个体得糖尿病的风险大于正常个体,原因如以下概念模型所示,请补齐概念模型。
a.肥胖个体______→D2表达量下降→b.______→c.肌肉细胞膜上______→血糖升高。
【答案】(1) ①. 促甲状腺激素释放激素(或TRH) ②. 负反馈调节##反馈调节
(2) ①. 降低 ②. 肌肉组织中D2含量升高,可促进T4转化为T3,使更多的T3与受体结合,加快体内的物质分解,有助于缓解体重的增加 ③. 瘦素受体基因
(3) ①. 接触抑制 ②. 瘦素受体减少,对瘦素的敏感度降低 ③. T4转化为T3的量减少,导致与受体结合的T3减少 ④. GLUT-4减少,葡萄糖进入细胞内的运输速率减弱
【解析】
【分析】甲状腺激素分泌的调节示意图如下(图中的TRH为促甲状腺激素释放激素,TSH为促甲状腺激素):
【小问1详解】
下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素(TRH)通过调节垂体分泌的促甲状腺激素(TSH)来调节甲状腺合成和分泌甲状腺激素。当血液中的甲状腺激素含量增加到一定程度时,又会抑制下丘脑和垂体分泌相关激素,进而使甲状腺激素的分泌减少而不至于浓度过高,这种调节方式称为负反馈调节。
【小问2详解】
①与超重相比,随肥胖程度的增大,瘦素受体mRNA含量下降,瘦素mRNA含量升高,表明个体从超重发展为肥胖的进程中,瘦素受体的合成量减少,瘦素的合成量增多,而瘦素与瘦素受体识别并结合后才能发挥作用,进而推知个体从超重发展为肥胖的进程中,对瘦素的敏感度降低。
②甲状腺激素包括T4和T3,以T4为主,但T3与受体的亲和力比T4高10倍。二型脱碘酶(D2)主要存在于骨骼肌等组织,可将T4转化为T3。个体超重时,体内的D2mRNA含量明显高于正常体重,说明超重时肌肉组织中D2含量升高有助于缓解体重的增加,其机制是:肌肉组织中D2含量升高,可促进T4转化为T3,使更多的T3与受体结合,加快体内的物质分解,有助于缓解体重的增加。
③为验证“瘦素能够促进肌肉细胞中D2表达”这个假设,需要进行对照实验,所以还需以敲除瘦素基因的小鼠为材料进行的实验。
【小问3详解】
为进一步探究瘦素对肌肉细胞糖代谢影响,以一种贴壁生长的肌肉母细胞系C2C12为材料开展相关实验。
①动物细胞培养的过程中会发生接触抑制现象,即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖。
②GLUT-4是细胞膜上的葡萄糖载体,用瘦素处理后C2C12细胞中GLUT-4表达量升高,这种效应在敲除甲状腺激素受体基因后消失,说明甲状腺激素参与了GLUT-4的表达过程。结合题意和对(2)的分析可知:肥胖可导致机体对瘦素的敏感度降低,瘦素能够促进肌肉细胞中D2表达,D2可将T4转化为T3,进而推测肥胖个体得糖尿病的风险大于正常个体的原因为:a.瘦素受体减少,肥胖个体对瘦素的敏感度降低→D2表达量下降→b. T4转化为T3的量减少,导致与受体结合的T3减少→c.肌肉细胞膜上GLUT-4减少,葡萄糖进入细胞内的运输速率减弱→血糖升高。
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