内容正文:
泉州市 2026 届高中毕业班质量监测(一)高三生物
(考试时间:75 分钟;满分:100 分)
★祝考试顺利★
温馨提示:
1.本试卷共 8 页,包括单项选择题和非选择题两部分。
2.请将试题答案统一填写在答题卡上。
一、单项选择题(本题共 15 小题,其中,1~10 小题,每题 2 分;11~15 小题,每题 4 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的)
1. 天宫尼尔菌是在天宫空间站内首次发现的一种好氧杆状细菌,具有极强的适应太空高辐射环境的能力。关于天宫尼尔菌,下列推测不合理的是( )
A. 主要依赖线粒体产生 ATP
B. 可遗传变异来源主要为基因突变
C. 具有较强修复 DNA 辐射损伤的能力
D. 将其抗辐射基因用于农业育种研究体现了生物多样性的直接价值
2. 脂滴是真核细胞中一种特殊的膜性细胞器,由磷脂单分子层包裹脂肪形成,起源于内质网。下列叙述正确的是( )
A. 脂滴表面的磷脂分子头部朝内,尾部朝外
B. 脂滴是细胞内合成脂肪酶等蛋白质的场所
C. 脂滴中的脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应形成
D. 脂滴与高尔基体融合后,脂肪进入高尔基体氧化分解
3. 炎热的夏季,西瓜果切(预先切好的水果)因其便利性广受欢迎。西瓜切割后,果肉细胞发生了一系列复杂的变化。西瓜果切变化导致的结果不合理的是( )
A. 果肉细胞结构被破坏,导致维生素 C 等物质更易被氧化
B. 失去果皮保护,导致切口处更易滋生细菌
C. 果肉细胞壁中的果胶被果胶酶降解,导致口感变脆
D. 果肉细胞呼吸速率急剧增强,导致甜味下降
4. 在高中生物学实验中,酒精因浓度不同而承担多种角色。下列实验中关于酒精作用的叙述,错误的是( )
A. 脂肪鉴定实验中,体积分数为 50%的酒精用于洗去浮色,避免干扰观察
B. 观察根尖分生区细胞有丝分裂实验中,体积分数为 95%的酒精用于漂洗解离后的根尖
C. DNA 粗提取实验中,预冷的体积分数为 95%的酒精用于沉淀 DNA,去除蛋白质等杂质
D. 微生物培养实验中,体积分数为 70%的酒精擦拭双手或工作台面,用于消毒
5. 利用酵母菌进行啤酒工业化生产,其流程包含制麦、糖化、蒸煮、发酵等工序。下列相关叙述错误的是( )
A. 制麦:用赤霉素处理大麦种子可使种子无需发芽就产生淀粉酶
B. 糖化:经焙烤、碾磨的麦芽在糖化罐中将淀粉分解形成糖浆
C. 蒸煮:通过蒸煮终止淀粉酶的进一步作用并对糖浆进行灭菌
D. 发酵:主发酵阶段要控制温度并通氧,后发酵阶段要密闭储存
6. 四倍体鲫(4n = 100),包含两套二倍体基因组(AABB),每套二倍体基因组源自不同祖先。六倍体银鲫(6n = 150),包含两套三倍体基因组(AAABBB),每套三倍体基因组源自不同祖先。六倍体银鲫卵母细胞减数第一次分裂被抑制,产生了染色体数与体细胞一致的卵子,该卵子直接发育为后代,即雌核生殖。下列相关叙述错误的是( )
A. 四倍体鲫的初级卵母细胞中含有50个四分体
B. 四倍体鲫的体细胞有丝分裂后期含200条染色体
C. 六倍体银鲫产生的卵细胞基因型为AAAAAA或BBBBBB或AAABBB
D. 理论上四倍体鲫的遗传多样性高于六倍体银鲫
7. 遗传信息传递过程中,核苷酸链的延伸都是通过在其3’末端添加核苷酸残基来实现的。下列叙述正确的是( )
A. DNA复制时,两条子链的延伸方向均为3’→5’
B. 转录时,RNA聚合酶沿着模板链5’→3’方向移动
C. 翻译时,核糖体沿着mRNA的3’→5’方向移动
D. 逆转录时,逆转录酶沿模板链3’→5’方向移动
8. 儿童的精力往往比成人更旺盛,表现为肌肉抗疲劳能力强、运动后心率恢复速度快。研究发现,儿童肌肉中慢肌纤维(依赖有氧代谢)比例高,快肌纤维(依赖无氧代谢)比例较低。下列相关叙述错误的是( )
A. 慢肌纤维中线粒体的数量多于快肌纤维
B. 儿童运动后肌肉乳酸产生量较少,不易疲劳
C. 儿童运动后交感神经更活跃,以促进心率恢复
D. 慢肌纤维比例高有利于儿童持续进行探索活动
9. 鸟儿保卫领地时常用叫声作为攻击性信号,若该信息交流的渠道受到干扰,它们会增加攻击性行为。研究发现,长期暴露在车辆噪音中的加拉帕戈斯黄莺展现出类似“路怒症”的特征,即提高了鸣叫的音调,避免和低频交通噪音重叠,同时攻击性行为显著增强。下列叙述错误的是( )
A. 黄莺提高鸣叫音调有助于进行信息交流
B. 噪音诱导基因突变,促使鸟类进化出攻击性
C. 黄莺提高鸣叫音调的行为特征是自然选择的结果
D. 保护生物多样性,关键是处理好人与自然的相互关系
10. 研究人员发现母鼠缺铁可导致 XY 小鼠胚胎发生由雄性向雌性的性别逆转。进一步研究其发生机制发现:
①Fe²⁺是激活组蛋白去甲基化酶(KDM3A)活性所必需的因子;
②KDM3A 能特异性去除与 Sry 基因(Y 染色体性别决定基因)启动子区域结合的组蛋白特定位点甲基化修饰;
③缺铁使 KDM3A 活性降低,导致 Sry 基因的组蛋白甲基化修饰积累,抑制其表达,阻断睾丸发育路径。
结合上述信息及高中生物学知识,下列叙述正确的是( )
A. 组蛋白甲基化修饰积累会改变 Sry 基因的碱基序列,使其无法转录
B. Fe²⁺通过激活 KDM3A 基因的表达来间接调控 Sry 基因的转录
C. KDM3A 催化组蛋白去甲基化时,Fe²⁺作为反应底物被消耗
D. 该实验支持环境因素可通过影响表观遗传修饰改变生物性状
11. 脑机接口技术通过直接采集大脑神经电信号实现“意念控制”。科研团队将微电极阵列植入其大脑皮层运动区,实时采集神经元动作电位;信号经计算机处理后驱动机械臂抓取食物。下列叙述正确的是( )
A. 微电极通过识别神经递质,实现兴奋信号的采集
B. 电信号通过传入神经传至计算机进行处理
C. 通过计算机的处理实现电信号转换为化学信号
D. 机械臂获取信号抓取食物相当于效应器作出应答
12. 青海塔拉滩原本是荒漠,引入光伏产业园区一段时间后,杂草过度生长遮挡光伏板,影响发电效率。园区引入“光伏羊”模式,牧民在光伏板下放牧藏羊,羊群啃食杂草减少火灾隐患,羊粪滋养土壤;羊群数量翻倍,年收入增加。下列叙述错误的是( )
A. 产业园区草地生物群落取代荒漠生物群落属于次生演替
B. 光伏板下土壤湿度增加促进杂草生长,体现了物理信息调节群落演替方向
C. 羊群作为初级消费者,其摄入杂草的能量约有 10%~20%可流入次级消费者
D. 该模式遵循生态工程的整体性原理,统筹了生态修复、能源生产与民生发展
13. 果蝇红眼(A)对白眼(a)为显性,基因位于 X 染色体上。研究人员将红眼雄蝇与白眼雌蝇杂交,子代中出现一例白眼雌蝇(记为 M)。关于 M 出现的原因,提出两种假说:
假说 1:亲代红眼雄蝇减数分裂时发生基因突变,产生含 a 基因的精子;
假说 2:亲代白眼雌蝇产生含两条 X 染色体的卵细胞,导致 M 的性染色体组成为 XXY(可育)
已知几种性染色体异常果蝇的性别如表所示
染色体组成
XXY
XO、XYY
YY、YO、XXX
性别
雌性
雄性
死亡
下列实验方案及结果分析中,能区分上述两种假说的是( )
A. 将 M 与正常红眼雄蝇杂交,统计子代表型及比例
B. 将 M 与正常白眼雄蝇杂交,观察子代的雌雄比例
C. 显微镜观察 M 的染色体形态
D. 提取 M 的 DNA 进行 PCR 扩增,检测是否含 a 基因
14. 活性氧(ROS)是中性粒细胞(一种吞噬细胞)重要的杀菌物质。hmgb1a是一种感染响应基因,其表达量上调可刺激NADPH氧化酶(NOX)的活化,促进ROS的产生。研究发现斑马鱼在白天中性粒细胞杀菌活性较夜晚更强。为探究免疫反应的昼夜节律机制,科研人员进行了相关实验,结果如下图所示。
下列推测不合理的是( )
A. 光照可下调per2基因的表达
B. 在中性粒细胞中per2与cry1a发挥相反的作用
C. 向中性粒细胞注入per2 mRNA可提高杀菌活性
D. 在cry1a突变体中,per2基因几乎不起作用
15. 研究人员通过实验研究臭氧(O₃)浓度对美丽箬竹叶片光合特性的影响,部分实验结果如下表所示。下列推测不合理的是( )
组别
叶绿素含
量相对值
净光合速
率相对值
气孔导度
相对值
胞间CO₂浓
度相对值
对照组
新叶
36
6.0
0.060
200
老叶
34
4.0
0.040
210
低浓度O₃处理组
新叶
35
4.5
0.045
200
老叶
30
2.5
0.030
220
高浓度O₃处理组
新叶
39
4.5
0.045
200
老叶
32
1.5
0.025
240
A. 与新叶相比,老叶对O₃更敏感
B. O₃促进老叶叶绿素降解或抑制叶绿素合成
C. 气孔导度降低是高浓度O₃处理组老叶光合速率降低的主要原因
D. 不同叶龄叶片对O₃的差异化响应有利于减小O₃对植株的不利影响
二、非选择题(本题共 5 小题,共 60 分)
16. 棕树蛇是著名的入侵物种,它在 20 世纪五十年代被意外引入太平洋小岛后,导致了小岛本地大多数鸟类几乎灭绝。回答下列问题:
(1)入侵物种在初期经常出现______形增长,原因是______。
(2)棕树蛇捕食鸟类导致鸟类大量灭绝后,其种群数量并未明显减少,从营养结构的角度分析,其原因可能是______。
(3)棕树蛇为夜行性动物,还能以小型爬行动物为食。其入侵后导致了小岛上两种常见蜥蜴的组成比例发生变化,如下图。
①据图推测石龙子为______(填“昼行性”或“夜行性”),依据是______。
②理论上,小岛上石龙子的进化速度______(填“大于”、“小于”或“等于”)壁虎,理由是______。
17. 鸭的喙色有黑喙和黄喙等,受两对位于常染色体上的等位基因(E/e、N/n)控制。其中 E/e 控制黑色素合成,N/n 控制黑色素沉积。科研人员进行了如下的杂交实验。
回答下列问题:
(1)促进黑色素合成的基因是______(填“E”或“e”),促进黑色素沉积的基因是______(填“N”或“n”)。
(2)基因 E/e、N/n 位于______(填“同一对”或“不同对”)常染色体上。F₂黄喙个体的基因型有______。
(3)从上述材料中选择合适对象设计杂交实验方案,快速选育出纯合的花喙品种。写出实验思路和预期结果:______。
18. 高脂高胆固醇饮食可诱导大鼠肝脏细胞死亡,使大鼠产生非酒精性脂肪性肝炎(NASH)。为探究间歇性禁食对大鼠非酒精性脂肪性肝炎的影响,研究人员以正常大鼠为实验材料,进行喂食实验,饲喂 16 周后,检测相关指标,结果如下表。回答下列问题:
组别
实验处理
检测指标
体重
(g)
血浆 ALT 浓
度(U·L⁻¹)
肝脏总胆固醇含
量(mmol·gprot⁻¹)
肝脏甘油三酯含
量(mmol·gprot⁻¹)
A 组
正常饲料
充足饮食
420
17.41
0.0547
0.0549
B 组
正常饲料
间歇性禁食
260
16.42
0.0562
0.0575
C 组
高脂高胆固
醇饲料充足饮食
470
45.58
0.1462
0.1302
D 组
高脂高胆固
醇饲料间歇性禁食
280
25.56
0.0647
0.0771
注:①ALT 是一种主要存在于肝脏细胞中的丙氨酸氨基转移酶;
②充足饮食为提供充足食物,自由进食;
③间歇性禁食为喂食 12h、禁食 36h,以此循环喂食。
(1)胆固醇在大鼠细胞中的作用是______。
(2)本实验中血浆中 ALT 可作为检测 NASH 的指标,从内环境稳态的角度分析,原因是______。根据实验结果,间歇性禁食能通过______,从而降低大鼠血浆 ALT 浓度,延缓大鼠产生 NASH。
(3)已知 Caspase - 1 蛋白可激活 GSDMD 蛋白,引发细胞死亡。研究人员进一步检测各组肝脏细胞中相关蛋白质表达量,实验结果如下图所示。根据实验结果,间歇性禁食改善大鼠 NASH 的原因是______。
(4)为确定间歇性禁食对已经患有 NASH 大鼠是否有治疗效果,应对 NASH 大鼠进行的实验处理与上述______(填“A”“B”“C”或“D”)组相同。
19. 研究人员利用小分子有机物 FA、Cro 及无机纳米材料 UCNP 开发出纳米颗粒系统 UCNP-Cro/FA,通过利用肿瘤细胞溶酶体内的 Fe³⁺,诱导细胞死亡,从而实现抗肿瘤治疗。其中,FA 可与肿瘤细胞表面的受体 FR 结合,促进 UCNP-Cro/FA 进入肿瘤细胞并在溶酶体内富集;Cro 可与溶酶体内的 Fe³⁺结合;UCNP 可将近红外线(NIR)转换为紫外线(UV),UV 可将溶酶体内的 Fe³⁺转化为 Fe²⁺。CNP-Cro/FA 的部分工作原理如图所示。
回答下列问题:
(1)FA 与 FR 特异性结合后,UCNP-Cro/FA 进入肿瘤细胞的方式是______,该过程______(填“需要”或“不需要”)消耗细胞代谢产生的能量。
(2)向肿瘤模型鼠注射 UCNP-Cro/FA 后,照射近红外线,使细胞内 Fe²⁺超载,诱发自由基产生,以进行抗肿瘤治疗。
①自由基产生后,会攻击和破坏溶酶体的______,导致溶酶体破裂,引发细胞死亡。
②已知近红外线与紫外线的穿透性存在明显差异。结合上述信息推测,不直接使用紫外线进行治疗的原因是______(答出 2 点)。
③治疗后,肿瘤模型鼠体内抗肿瘤免疫反应显著增强,肿瘤生长被显著抑制。推测其机制是:肿瘤细胞死亡后释放肿瘤抗原→______摄取、加工和呈递肿瘤抗原→激活______,进而识别并裂解肿瘤细胞→肿瘤生长受到显著抑制。
(3)与传统化疗相比,结合 UCNP-Cro/FA 的作用原理,该疗法的优势是______(答出 1 点)。
20. 多氯联苯(PCBs)是难降解且容易吸附于土壤的有机污染物。野生型紫花苜蓿可通过根系吸收PCBs,但会在植物体内积累并抑制其生长。已知bphC基因表达有助于PCBs在苜蓿体内降解。被重组质粒A转化的苜蓿株系(株系甲)对PCBs耐受性提高14.9%,土壤PCBs去除率提高21.5%。研究人员利用重组质粒A构建重组质粒B,转化获得另一个转基因苜蓿株系(株系乙),以进一步提高土壤PCBs去除率,部分过程如下图。
回答下列问题:
(1)为有利于构建重组质粒B,应在对SPI+alnA+RFP进行PCR扩增时将______限制酶识别序列添加在相应引物的______(填“3'”或“5'”)端。
(2)为确认SPI+alnA+RFP是否导入农杆菌,应在培养基中添加______和______进行选择培养,一段时间后选择______(填“蓝色”或“白色”)菌落。
(3)转化获得苜蓿株系乙时,在培养苜蓿细胞的培养基中应添加______进行筛选。转基因株系乙中bphC和alnA基因是否表达可通过观察植物细胞是否出现______(填“红色”“绿色”或“红色和绿色”)荧光。
(4)若要将转基因苜蓿株系乙投入实际应用,还需进行______等安全性评估。
A. 通过多代遗传实验验证外源基因bphC和alnA基因在宿主基因组中的稳定性
B. 检测bphC和alnA基因是否转移到根际土壤微生物中
C. 长期监测植物体内BphC酶活性,确保其持续表达且不产生毒性中间产物
D. 评估转基因苜蓿株系乙对土壤生物的影响
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(考试时间:75 分钟;满分:100 分)
★祝考试顺利★
温馨提示:
1.本试卷共 8 页,包括单项选择题和非选择题两部分。
2.请将试题答案统一填写在答题卡上。
一、单项选择题(本题共 15 小题,其中,1~10 小题,每题 2 分;11~15 小题,每题 4 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的)
1. 天宫尼尔菌是在天宫空间站内首次发现的一种好氧杆状细菌,具有极强的适应太空高辐射环境的能力。关于天宫尼尔菌,下列推测不合理的是( )
A. 主要依赖线粒体产生 ATP
B. 可遗传变异来源主要为基因突变
C. 具有较强修复 DNA 辐射损伤的能力
D. 将其抗辐射基因用于农业育种研究体现了生物多样性的直接价值
【答案】A
【解析】
【详解】A、天宫尼尔菌是细菌,属于原核生物,没有线粒体,A错误;
B、天宫尼尔菌是原核生物,没有染色体,所以可遗传变异为基因突变,B正确;
C、天宫尼尔菌具有极强的适应太空高辐射环境的能力,所以推测其具有较强修复 DNA 辐射损伤的能力,C正确;
D、将其抗辐射基因用于农业育种研究是其在科研方面的应用,体现了生物多样性的直接价值,D正确。
故选A。
2. 脂滴是真核细胞中一种特殊的膜性细胞器,由磷脂单分子层包裹脂肪形成,起源于内质网。下列叙述正确的是( )
A. 脂滴表面的磷脂分子头部朝内,尾部朝外
B. 脂滴是细胞内合成脂肪酶等蛋白质的场所
C. 脂滴中的脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应形成
D. 脂滴与高尔基体融合后,脂肪进入高尔基体氧化分解
【答案】C
【解析】
【详解】A、磷脂分子头部亲水、尾部疏水,脂滴表面的磷脂分子头部朝外,尾部朝内,A错误;
B、核糖体是合成蛋白质的场所,B错误;
C、脂肪的基本单位是甘油和脂肪酸,脂滴中的脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应形成,C正确;
D、脂肪的氧化分解主要发生在线粒体中,不是高尔基体,D错误。
故选C。
3. 炎热的夏季,西瓜果切(预先切好的水果)因其便利性广受欢迎。西瓜切割后,果肉细胞发生了一系列复杂的变化。西瓜果切变化导致的结果不合理的是( )
A. 果肉细胞结构被破坏,导致维生素 C 等物质更易被氧化
B. 失去果皮保护,导致切口处更易滋生细菌
C. 果肉细胞壁中的果胶被果胶酶降解,导致口感变脆
D. 果肉细胞呼吸速率急剧增强,导致甜味下降
【答案】C
【解析】
【详解】A、切割会破坏细胞结构,导致细胞内容物暴露于空气中,维生素C易被氧化分解,这是常见的氧化反应,A正确;
B、果皮是天然保护屏障,切割后切口暴露,细菌更易侵入和繁殖,B正确;
C、果肉细胞壁中的果胶被果胶酶降解,但降解果胶会使细胞壁结构松散,导致果肉变软而非变脆,C错误;
D、切割损伤刺激果肉细胞,呼吸速率可能增强,加速糖分消耗,导致甜味下降,D正确。
故选C。
4. 在高中生物学实验中,酒精因浓度不同而承担多种角色。下列实验中关于酒精作用的叙述,错误的是( )
A. 脂肪鉴定实验中,体积分数为 50%的酒精用于洗去浮色,避免干扰观察
B. 观察根尖分生区细胞有丝分裂实验中,体积分数为 95%的酒精用于漂洗解离后的根尖
C. DNA 粗提取实验中,预冷的体积分数为 95%的酒精用于沉淀 DNA,去除蛋白质等杂质
D. 微生物培养实验中,体积分数为 70%的酒精擦拭双手或工作台面,用于消毒
【答案】B
【解析】
【详解】A、脂肪鉴定实验中,体积分数为50%的酒精用于洗去浮色(洗去苏丹 Ⅲ 或苏丹 Ⅳ 染液的浮色),避免干扰观察,A正确;
B、观察根尖分生区细胞有丝分裂实验中,体积分数为95%的酒精与质量分数为15%的盐酸按1:1混合配制成解离液,用于解离根尖,使组织细胞相互分离开,而不是漂洗解离后的根尖(漂洗用的是清水),B错误;
C、DNA粗提取实验中,预冷的体积分数为95%的酒精用于沉淀DNA,因为DNA不溶于酒精,而蛋白质等杂质能溶于酒精,从而去除蛋白质等杂质,C正确;
D、微生物培养实验中,体积分数为70%的酒精擦拭双手或工作台面,用于消毒,D正确。
故选B。
5. 利用酵母菌进行啤酒工业化生产,其流程包含制麦、糖化、蒸煮、发酵等工序。下列相关叙述错误的是( )
A. 制麦:用赤霉素处理大麦种子可使种子无需发芽就产生淀粉酶
B. 糖化:经焙烤、碾磨的麦芽在糖化罐中将淀粉分解形成糖浆
C. 蒸煮:通过蒸煮终止淀粉酶的进一步作用并对糖浆进行灭菌
D. 发酵:主发酵阶段要控制温度并通氧,后发酵阶段要密闭储存
【答案】D
【解析】
【详解】A、赤霉素能促进种子的萌发,使用赤霉素处理大麦种子,可诱导α-淀粉酶相关基因的表达,促进α-淀粉酶的合成,使大麦种子无需发芽就能产生α-淀粉酶,A正确;
B、焙烤可以杀死大麦种子胚,但没有使淀粉酶失活,所以经焙烤、碾磨的麦芽在糖化罐中将淀粉分解形成糖浆,B正确;
C、通过蒸煮可以使淀粉酶失活,并可以对糖浆进行灭菌,C正确;
D、制作啤酒过程中,需要控制温度,保证酵母菌的最适温度,前期通入空气,使酵母菌大量增殖,后期要密闭,使酵母菌进行无氧呼吸产生酒精,这都属于主发酵过程,D错误。
故选D。
6. 四倍体鲫(4n = 100),包含两套二倍体基因组(AABB),每套二倍体基因组源自不同祖先。六倍体银鲫(6n = 150),包含两套三倍体基因组(AAABBB),每套三倍体基因组源自不同祖先。六倍体银鲫卵母细胞减数第一次分裂被抑制,产生了染色体数与体细胞一致的卵子,该卵子直接发育为后代,即雌核生殖。下列相关叙述错误的是( )
A. 四倍体鲫的初级卵母细胞中含有50个四分体
B. 四倍体鲫的体细胞有丝分裂后期含200条染色体
C. 六倍体银鲫产生的卵细胞基因型为AAAAAA或BBBBBB或AAABBB
D. 理论上四倍体鲫的遗传多样性高于六倍体银鲫
【答案】C
【解析】
【详解】A、四倍体鲫的初级卵母细胞在减数分裂中,由于是异源四倍体,同源染色体配对形成四分体。由于四倍体鲫鱼的染色体组为AABB,n=25,每套二倍体基因组源自不同祖先,因此每对同源染色体可以配对形成一个四分体,共25×2=50个四分体,A正确;
B、四倍体鲫体细胞染色体数为100条,有丝分裂后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色体数暂时加倍为200条,B正确;
C、六倍体银鲫卵母细胞减数第一次分裂被抑制,同源染色体并没有分离,产生的卵子染色体数与体细胞一致(150条),基因型与体细胞相同,均为AAABBB,C错误;
D、四倍体鲫进行正常的减数分裂,染色体可以自由组合,产生多种配子类型,因此具有较高的遗传多样性。而六倍体银鲫由于减数第一次分裂被抑制,卵子直接发育为后代,遗传物质未发生重组,因此遗传多样性较低,D正确。
故选C。
7. 遗传信息传递过程中,核苷酸链的延伸都是通过在其3’末端添加核苷酸残基来实现的。下列叙述正确的是( )
A. DNA复制时,两条子链的延伸方向均为3’→5’
B. 转录时,RNA聚合酶沿着模板链5’→3’方向移动
C. 翻译时,核糖体沿着mRNA的3’→5’方向移动
D. 逆转录时,逆转录酶沿模板链3’→5’方向移动
【答案】D
【解析】
【详解】A、DNA复制时,两条子链的延伸方向均为5’→3’,A错误;
B、转录时,RNA聚合酶沿着模板链3’→5’方向(子链5'3'方向)移动,B错误;
C、翻译时,核糖体沿着mRNA的5’→3’方向移动,C错误;
D、逆转录时,逆转录酶沿模板链3’→5’方向移动,D正确。
故选D。
8. 儿童的精力往往比成人更旺盛,表现为肌肉抗疲劳能力强、运动后心率恢复速度快。研究发现,儿童肌肉中慢肌纤维(依赖有氧代谢)比例高,快肌纤维(依赖无氧代谢)比例较低。下列相关叙述错误的是( )
A. 慢肌纤维中线粒体的数量多于快肌纤维
B. 儿童运动后肌肉乳酸产生量较少,不易疲劳
C. 儿童运动后交感神经更活跃,以促进心率恢复
D. 慢肌纤维比例高有利于儿童持续进行探索活动
【答案】C
【解析】
【详解】A、慢肌纤维依赖有氧代谢,线粒体是有氧呼吸的主要场所,所以慢肌纤维中线粒体的数量多于快肌纤维,A正确;
B、儿童肌肉中快肌纤维比例低,快肌纤维依赖无氧代谢,无氧代谢会产生乳酸,所以儿童运动后肌肉乳酸产生量较少,不易疲劳,B正确;
C、运动后心率恢复主要是副交感神经发挥作用,而不是交感神经更活跃,C错误;
D、慢肌纤维依赖有氧代谢,能更持久地提供能量,所以慢肌纤维比例高有利于儿童持续进行探索活动,D正确。
故选C。
9. 鸟儿保卫领地时常用叫声作为攻击性信号,若该信息交流的渠道受到干扰,它们会增加攻击性行为。研究发现,长期暴露在车辆噪音中的加拉帕戈斯黄莺展现出类似“路怒症”的特征,即提高了鸣叫的音调,避免和低频交通噪音重叠,同时攻击性行为显著增强。下列叙述错误的是( )
A. 黄莺提高鸣叫音调有助于进行信息交流
B. 噪音诱导基因突变,促使鸟类进化出攻击性
C. 黄莺提高鸣叫音调的行为特征是自然选择的结果
D. 保护生物多样性,关键是处理好人与自然的相互关系
【答案】B
【解析】
【详解】A、黄莺提高鸣叫音调,是为了避免和低频交通噪音重叠,从而有助于进行信息交流,A正确;
B、噪音属于环境因素,它对鸟类的性状进行选择,而不是诱导基因突变促使鸟类进化出攻击性。生物进化的实质是种群基因频率的改变,是自然选择的结果,并非噪音直接诱导基因突变产生攻击性,B错误;
C、长期暴露在车辆噪音中,提高鸣叫音调且攻击性增强的黄莺更易生存和繁衍,所以黄莺提高鸣叫音调的行为特征是自然选择的结果,C正确;
D、保护生物多样性,关键是处理好人与自然的相互关系,实现人与自然和谐共生,D正确。
故选B。
10. 研究人员发现母鼠缺铁可导致 XY 小鼠胚胎发生由雄性向雌性的性别逆转。进一步研究其发生机制发现:
①Fe²⁺是激活组蛋白去甲基化酶(KDM3A)活性所必需的因子;
②KDM3A 能特异性去除与 Sry 基因(Y 染色体性别决定基因)启动子区域结合的组蛋白特定位点甲基化修饰;
③缺铁使 KDM3A 活性降低,导致 Sry 基因的组蛋白甲基化修饰积累,抑制其表达,阻断睾丸发育路径。
结合上述信息及高中生物学知识,下列叙述正确的是( )
A. 组蛋白甲基化修饰积累会改变 Sry 基因的碱基序列,使其无法转录
B. Fe²⁺通过激活 KDM3A 基因的表达来间接调控 Sry 基因的转录
C. KDM3A 催化组蛋白去甲基化时,Fe²⁺作为反应底物被消耗
D. 该实验支持环境因素可通过影响表观遗传修饰改变生物性状
【答案】D
【解析】
【详解】A、根据题意分析,Sry基因的组蛋白甲基化修饰积累,抑制其表达,属于表观遗传,不会改变基因的碱基序列,A错误;
B、根据题意分析,Fe²⁺是激活组蛋白去甲基化酶(KDM3A)活性所必需的因子,并非激活KDM3A基因的表达,B错误;
C、Fe²⁺是激活组蛋白去甲基化酶(KDM3A)活性所必需的因子,Fe²⁺并非是KDM3A 催化组蛋白去甲基化时的反应底物,C错误;
D、由题干可知,性别发育受Sry基因等遗传因素影响,且Sry基因的组蛋白甲基化修饰会导致其表达被抑制,同时Fe2+(环境相关因素,属于环境因子范畴)缺乏会导致性逆转,这说明环境因素可通过影响表观遗传修饰改变生物性状,D正确。
故选D。
11. 脑机接口技术通过直接采集大脑神经电信号实现“意念控制”。科研团队将微电极阵列植入其大脑皮层运动区,实时采集神经元动作电位;信号经计算机处理后驱动机械臂抓取食物。下列叙述正确的是( )
A. 微电极通过识别神经递质,实现兴奋信号的采集
B. 电信号通过传入神经传至计算机进行处理
C. 通过计算机的处理实现电信号转换为化学信号
D. 机械臂获取信号抓取食物相当于效应器作出应答
【答案】D
【解析】
【详解】A、微电极通过识别膜电位的变化,实现兴奋信号的采集,A错误;
B、脑机接口技术指人或动物大脑与外部设备之间创建直接连接,将大脑的意图转化为机器可以理解的指令。脑机接口获取的是大脑发出的信号,绕过外周神经,直接在大脑与外部设备之间建立全新的通信与控制通道,因此不需要通过神经传至计算机进行处理,B错误;
C、科研团队将微电极阵列植入其大脑皮层运动区,实时采集神经元动作电位,信号经计算机处理后驱动机械臂抓取食物,这个过程中,计算机获取的是电信号,而抓取食物也是电信号,故计算机的处理没有实现信号转换,C错误;
D、效应器是传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体,机械臂获取信号抓取食物相当于效应器作出应答,D正确。
故选D。
12. 青海塔拉滩原本是荒漠,引入光伏产业园区一段时间后,杂草过度生长遮挡光伏板,影响发电效率。园区引入“光伏羊”模式,牧民在光伏板下放牧藏羊,羊群啃食杂草减少火灾隐患,羊粪滋养土壤;羊群数量翻倍,年收入增加。下列叙述错误的是( )
A. 产业园区草地生物群落取代荒漠生物群落属于次生演替
B. 光伏板下土壤湿度增加促进杂草生长,体现了物理信息调节群落演替方向
C. 羊群作为初级消费者,其摄入杂草的能量约有 10%~20%可流入次级消费者
D. 该模式遵循生态工程的整体性原理,统筹了生态修复、能源生产与民生发展
【答案】C
【解析】
【详解】A 、荒漠环境本来已有一定的土壤和生物基础,从荒漠到草地的群落演替属于次生演替,A 正确;
B、湿度属于物理信息,光伏板下土壤湿度增加促进杂草生长,体现了物理信息调节群落演替方向,B 正确;
C 、羊群作为初级消费者,其同化的能量(同化量=摄入量-粪便量)约有 10%~20%可流入次级消费者,C 错误;
D 、“光伏羊”模式既减少杂草与火灾风险,又兼顾生态修复、能源生产与牧民增收,符合生态工程的整体性原理,D 正确。
故选C。
13. 果蝇红眼(A)对白眼(a)为显性,基因位于 X 染色体上。研究人员将红眼雄蝇与白眼雌蝇杂交,子代中出现一例白眼雌蝇(记为 M)。关于 M 出现的原因,提出两种假说:
假说 1:亲代红眼雄蝇减数分裂时发生基因突变,产生含 a 基因的精子;
假说 2:亲代白眼雌蝇产生含两条 X 染色体的卵细胞,导致 M 的性染色体组成为 XXY(可育)
已知几种性染色体异常果蝇的性别如表所示
染色体组成
XXY
XO、XYY
YY、YO、XXX
性别
雌性
雄性
死亡
下列实验方案及结果分析中,能区分上述两种假说的是( )
A. 将 M 与正常红眼雄蝇杂交,统计子代表型及比例
B. 将 M 与正常白眼雄蝇杂交,观察子代的雌雄比例
C. 显微镜观察 M 的染色体形态
D. 提取 M 的 DNA 进行 PCR 扩增,检测是否含 a 基因
【答案】A
【解析】
【详解】A、若为假说1,M的基因型为XaXa,与正常红眼雄蝇(XAY)杂交,子代基因型及比例为XAXa:XaY=1:1,子代表型及比例为红眼雌蝇:白眼雄蝇=1:1;若为假说2,M的基因型为XaXaY,产生的配子类型及比例为Xa:XaY:XaXa:Y=2:2:1:1,与正常红眼雄蝇(XAY)杂交,子代中,2XAXa(红眼雌蝇)、2XAXaY(红眼雌蝇)、1XAXaXa(死亡)、1XAY(红眼雄蝇)、2XaY(白眼雄蝇)、2XaYY(白眼雄蝇)、1XaXaY(白眼雌蝇)、1YY(死亡)等,子代表型及比例与假说1不同,可区分,A正确;
B、若为假说1,M(XaXa)与正常白眼雄蝇(XaY)杂交,子代基因型为XaXa(白眼雌蝇)、XaY(白眼雄蝇),子代表型及比例为白眼雌蝇:白眼雄蝇=1:1;若为假说2,M(XaXaY)与正常白眼雌蝇(XaY)杂交,XaXaY产生的配子类型及比例为Xa:XaY:XaXa:Y=2:2:1:1,故子代中会出现2XaXa(白眼雌蝇)、3XaXaY(白眼雌蝇)、1XaXaXa(死亡)、3XaY(白眼雄蝇)、2XaYY(白眼雄蝇)、1YY(死亡),子代表型及比例为白眼雌蝇:白眼雄蝇=1:1,两种假说的子代雌雄表型相同,无法区分,B错误;
C、显微镜只观察染色体形态,无法区分是基因突变XaY还是染色体数目变异(XaXaY)导致的,C错误;
D、两种假说下M都含a基因,提取DNA进行PCR扩增检测是否含a基因,无法区分,D错误。
故选A。
14. 活性氧(ROS)是中性粒细胞(一种吞噬细胞)重要的杀菌物质。hmgb1a是一种感染响应基因,其表达量上调可刺激NADPH氧化酶(NOX)的活化,促进ROS的产生。研究发现斑马鱼在白天中性粒细胞杀菌活性较夜晚更强。为探究免疫反应的昼夜节律机制,科研人员进行了相关实验,结果如下图所示。
下列推测不合理的是( )
A. 光照可下调per2基因的表达
B. 在中性粒细胞中per2与cry1a发挥相反的作用
C. 向中性粒细胞注入per2 mRNA可提高杀菌活性
D. 在cry1a突变体中,per2基因几乎不起作用
【答案】A
【解析】
【详解】A、白天有光照,对比WT(野生型,有正常 per2 基因)和 per2 缺失突变体的 hmgb1a 相对表达量,per2 缺失突变体的 hmgb1a 表达量极低,而WT中per2正常,说明光照下per2基因表达被上调,A错误;
B、Per2缺失突变体中hmgb1a表达量低于WT,说明Per2促进hmgb1a表达;cry1a缺失突变体中hmgb1a表达量高于WT,说明cry1a抑制hmgb1a表达,说明在中性粒细胞中per2与cry1a发挥相反的作用,B正确;
C、由per2缺失突变体的hmgb1a表达量极低,可知per2促进hmgb1a表达(而hmgb1a促进ROS产生,进而提高杀菌活性)。若向中性粒细胞注入per2 mRNA,会增加per2表达,进一步促进hmgb1a表达,导致ROS产生增加,提高杀菌活性,C正确;
D、双缺失突变体中hmgb1a表达量与cry1a缺失突变体相近,说明缺失Per2对hmgb1a表达几乎无额外影响,即Per2基因几乎不起作用,D正确。
故选A。
15. 研究人员通过实验研究臭氧(O₃)浓度对美丽箬竹叶片光合特性的影响,部分实验结果如下表所示。下列推测不合理的是( )
组别
叶绿素含
量相对值
净光合速
率相对值
气孔导度
相对值
胞间CO₂浓
度相对值
对照组
新叶
36
6.0
0.060
200
老叶
34
4.0
0.040
210
低浓度O₃处理组
新叶
35
4.5
0.045
200
老叶
30
2.5
0.030
220
高浓度O₃处理组
新叶
39
4.5
0.045
200
老叶
32
1.5
0.025
240
A. 与新叶相比,老叶对O₃更敏感
B. O₃促进老叶叶绿素降解或抑制叶绿素合成
C. 气孔导度降低是高浓度O₃处理组老叶光合速率降低的主要原因
D. 不同叶龄叶片对O₃的差异化响应有利于减小O₃对植株的不利影响
【答案】C
【解析】
【详解】A、老叶的净光合速率下降幅度(对照组老叶净光合速率相对值为4.0,低浓度O3处理组为2.5,高浓度O3处理组为1.5)比新叶(对照组新叶净光合速率相对值为6.0,低浓度O3处理组为4.5,高浓度O3处理组为4.5)大,说明老叶对O3更敏感,A正确;
B、从表格看,随着O3浓度升高,老叶的叶绿素含量相对值降低(对照组老叶为34,低浓度O3处理组为30,高浓度O3处理组为32),由此可推测O3可能促进老叶叶绿素降解或抑制叶绿素合成,B正确;
C、高浓度O3处理组老叶的气孔导度相对值降低,但胞间CO2浓度相对值升高(对照组老叶为210,高浓度O3处理组为240)。通常,若气孔导度是限制光合速率的主要因素,胞间CO2浓度应降低,而此处胞间CO2浓度升高,说明气孔导度降低不是高浓度O3处理组老叶光合速率降低的主要原因,C错误;
D、不同叶龄叶片对O3的响应有差异,新叶相对老叶受O3影响小,这种差异化响应有利于植株整体应对O3,减小O3对植株的不利影响,D正确。
故选C。
二、非选择题(本题共 5 小题,共 60 分)
16. 棕树蛇是著名的入侵物种,它在 20 世纪五十年代被意外引入太平洋小岛后,导致了小岛本地大多数鸟类几乎灭绝。回答下列问题:
(1)入侵物种在初期经常出现______形增长,原因是______。
(2)棕树蛇捕食鸟类导致鸟类大量灭绝后,其种群数量并未明显减少,从营养结构的角度分析,其原因可能是______。
(3)棕树蛇为夜行性动物,还能以小型爬行动物为食。其入侵后导致了小岛上两种常见蜥蜴的组成比例发生变化,如下图。
①据图推测石龙子为______(填“昼行性”或“夜行性”),依据是______。
②理论上,小岛上石龙子的进化速度______(填“大于”、“小于”或“等于”)壁虎,理由是______。
【答案】(1) ①. J ②. 食物和空间条件充裕,气候适宜,没有天敌和其他竞争物种等
(2)鸟类灭绝后,其在食物链(网)上的位置被其他物种取代,棕树蛇可捕食其他生物获取能量
(3) ①. 昼行性 ②. 棕树蛇入侵后,石龙子在爬行动物中的比例持续升高 ③. 小于 ④. 石龙子面临的生存斗争较壁虎不激烈,进化动力较小;壁虎种群减小,发生遗传漂变的可能性大
【解析】
【分析】进化:在自然选择的作用下,具有有利变异的个体有更多机会产生后代,种群中相应的基因频率会不断提高,相反,具有不利变异的个体留下后代的机会少,种群中相应的基因频率会不断降低。
【小问1详解】
入侵物种入侵初期,食物和空间条件较为充裕,气候适宜,没有天敌和其他竞争物种等,所以经常出现J形增长。
【小问2详解】
生态系统的营养结构是指食物链和食物网,当棕树蛇的捕食对象鸟类大量灭绝后,其在食物链(网)上的位置被其他物种取代,棕树蛇可捕食其他生物获取能量,所以棕树蛇的种群数量不会明显减少。
【小问3详解】
①据图可知,棕树蛇入侵后,石龙子在爬行动物中的比例持续升高,而棕树蛇为夜行性动物,以小型爬行动物为食,若棕树蛇捕食石龙子,则石龙子数量下降。
②生存斗争是进化的动力,结合题图信息可知,小岛上石龙子面临的生存斗争较壁虎而言,并不激烈,进化阻力较小;壁虎种群减小,发生遗传漂变的可能性更大,故小岛上石龙子的进化速度小于壁虎。
17. 鸭的喙色有黑喙和黄喙等,受两对位于常染色体上的等位基因(E/e、N/n)控制。其中 E/e 控制黑色素合成,N/n 控制黑色素沉积。科研人员进行了如下的杂交实验。
回答下列问题:
(1)促进黑色素合成的基因是______(填“E”或“e”),促进黑色素沉积的基因是______(填“N”或“n”)。
(2)基因 E/e、N/n 位于______(填“同一对”或“不同对”)常染色体上。F₂黄喙个体的基因型有______。
(3)从上述材料中选择合适对象设计杂交实验方案,快速选育出纯合的花喙品种。写出实验思路和预期结果:______。
【答案】(1) ①. E ②. N
(2) ①. 不同对 ②. eenn、eeNn、eeNN
(3)实验思路:选择F2的花喙个体(EEnn,Eenn)与亲本纯合黄喙(eenn)进行杂交,观察后代表型
预期结果:如果子代全部是花喙,说明F2的花喙个体为纯合子;如果子代中花喙:黄喙=1:1,说明F2的花喙个体为杂合子。通过选择子代全部为花喙的杂交组合,即可获得纯合的花喙品种
【解析】
【分析】根据杂交实验可知,F1中黑喙与黑喙杂交,后代黑喙:花喙:黄喙=9:3:4,是9:3:3:1的变形,说明该性状受两对等位基因控制的,遵循基因的自由组合定律,F1黑喙都是双杂合子EeNn,且黑色的基因型为E_N_,花喙的基因型为E_nn,黄喙的基因型为ee__。
【小问1详解】
根据杂交实验可知,F1中黑喙与黑喙杂交,后代黑喙:花喙:黄喙=9:3:4,是9:3:3:1的变形,说明该性状受两对等位基因控制的,遵循基因的自由组合定律。E/e 控制黑色素合成,N/n 控制黑色素沉积,F1黑喙都是双杂合子EeNn,说明促进黑色素合成的基因是E,促进黑色素沉积的基因是N。
【小问2详解】
根据杂交实验可知,F1中黑喙与黑喙杂交,后代黑喙:花喙:黄喙=9:3:4,是9:3:3:1的变形,说明该性状受两对等位基因控制的,F1黑喙都是双杂合子EeNn,黄喙的基因型为ee__,有eenn、eeNn、eeNN。
【小问3详解】
根据(1)分析可知,同时存在E、N基因,表型为黑喙;存在E、无N基因,表型为花喙;无E基因则为黄喙。因此纯合花喙的基因型为EEnn。F1黑喙都是双杂合子EeNn,亲本纯合黑喙基因型为EENN;亲本纯合黄喙基因型为eenn,F2的花喙基因型有EEnn,Eenn,想要快速选育出纯合的花喙品种,从上述材料中选择F2的花喙个体(EEnn,Eenn)与亲本纯合黄喙(eenn)进行杂交,观察后代表型。预期结果:如果子代全部是花喙,说明F2的花喙个体为纯合子;如果子代中花喙:黄喙=1:1,说明F2的花喙个体为杂合子。通过选择子代全部为花喙的杂交组合,即可获得纯合的花喙品种。
18. 高脂高胆固醇饮食可诱导大鼠肝脏细胞死亡,使大鼠产生非酒精性脂肪性肝炎(NASH)。为探究间歇性禁食对大鼠非酒精性脂肪性肝炎的影响,研究人员以正常大鼠为实验材料,进行喂食实验,饲喂 16 周后,检测相关指标,结果如下表。回答下列问题:
组别
实验处理
检测指标
体重
(g)
血浆 ALT 浓
度(U·L⁻¹)
肝脏总胆固醇含
量(mmol·gprot⁻¹)
肝脏甘油三酯含
量(mmol·gprot⁻¹)
A 组
正常饲料
充足饮食
420
17.41
0.0547
0.0549
B 组
正常饲料
间歇性禁食
260
16.42
0.0562
0.0575
C 组
高脂高胆固
醇饲料充足饮食
470
45.58
0.1462
0.1302
D 组
高脂高胆固
醇饲料间歇性禁食
280
25.56
0.0647
0.0771
注:①ALT 是一种主要存在于肝脏细胞中的丙氨酸氨基转移酶;
②充足饮食为提供充足食物,自由进食;
③间歇性禁食为喂食 12h、禁食 36h,以此循环喂食。
(1)胆固醇在大鼠细胞中的作用是______。
(2)本实验中血浆中 ALT 可作为检测 NASH 的指标,从内环境稳态的角度分析,原因是______。根据实验结果,间歇性禁食能通过______,从而降低大鼠血浆 ALT 浓度,延缓大鼠产生 NASH。
(3)已知 Caspase - 1 蛋白可激活 GSDMD 蛋白,引发细胞死亡。研究人员进一步检测各组肝脏细胞中相关蛋白质表达量,实验结果如下图所示。根据实验结果,间歇性禁食改善大鼠 NASH 的原因是______。
(4)为确定间歇性禁食对已经患有 NASH 大鼠是否有治疗效果,应对 NASH 大鼠进行的实验处理与上述______(填“A”“B”“C”或“D”)组相同。
【答案】(1)构成细胞膜的重要成分
(2) ①. 肝细胞受损时,ALT会释放到血液中,血浆ALT浓度可反映肝细胞受损程度 ②. 降低肝脏总胆固醇和甘油三酯含量,减少肝细胞损伤
(3)间歇性禁食可降低肝脏细胞中Caspase-1和GSDMD蛋白的表达量,减少肝脏细胞死亡 (4)B
【解析】
【分析】以 “高脂高胆固醇饮食诱导大鼠 NASH” 为背景,通过设置不同饮食处理组(正常饮食充足 / 间歇性禁食、高脂高胆固醇饮食充足 / 间歇性禁食),检测体重、血浆 ALT 浓度、肝脏脂质含量等指标,结合蛋白表达量,探究间歇性禁食对 NASH 的作用及机制。
【小问1详解】
胆固醇在大鼠细胞中的作用是构成细胞膜的重要成分,对维持细胞膜的稳定性等有重要作用。
【小问2详解】
正常情况下,ALT主要存在于肝细胞中,当肝细胞受损(如发生NASH时),细胞膜的选择透过性被破坏,ALT会释放到血液中,使血浆ALT浓度升高。所以从内环境稳态角度,血浆ALT可反映肝细胞的受损程度,作为检测NASH的指标。 对比C组(高脂高胆固醇饲料充足饮食)和D组(高脂高胆固醇饲料间歇性禁食),D组血浆ALT浓度低于C组,且肝脏总胆固醇含量、肝脏甘油三酯含量也低于C 组。所以间歇性禁食能通过降低肝脏总胆固醇和甘油三酯含量,减少肝细胞损伤,从而降低大鼠血浆ALT浓度,延缓大鼠产生NASH。
【小问3详解】
已知Caspase-1蛋白可激活GSDMD蛋白,引发细胞死亡。从蛋白表达量图看,与C组(高脂高胆固醇饲料充足饮食,NASH模型组)相比,D组(高脂高胆固醇饲料间歇性禁食)的Caspase-1和GSDMD 蛋白表达量降低。所以间歇性禁食改善大鼠NASH的原因是间歇性禁食可降低肝脏细胞中Caspase-1 和GSDM 蛋白的表达量,减少肝细胞死亡。
【小问4详解】
为确定间歇性禁食对已经患有NASH大鼠是否有治疗效果,应选取已经患有NASH的大鼠,对其进行与B组相同的处理(间歇性禁食),观察相关指标变化。所以应选B组。
19. 研究人员利用小分子有机物 FA、Cro 及无机纳米材料 UCNP 开发出纳米颗粒系统 UCNP-Cro/FA,通过利用肿瘤细胞溶酶体内的 Fe³⁺,诱导细胞死亡,从而实现抗肿瘤治疗。其中,FA 可与肿瘤细胞表面的受体 FR 结合,促进 UCNP-Cro/FA 进入肿瘤细胞并在溶酶体内富集;Cro 可与溶酶体内的 Fe³⁺结合;UCNP 可将近红外线(NIR)转换为紫外线(UV),UV 可将溶酶体内的 Fe³⁺转化为 Fe²⁺。CNP-Cro/FA 的部分工作原理如图所示。
回答下列问题:
(1)FA 与 FR 特异性结合后,UCNP-Cro/FA 进入肿瘤细胞的方式是______,该过程______(填“需要”或“不需要”)消耗细胞代谢产生的能量。
(2)向肿瘤模型鼠注射 UCNP-Cro/FA 后,照射近红外线,使细胞内 Fe²⁺超载,诱发自由基产生,以进行抗肿瘤治疗。
①自由基产生后,会攻击和破坏溶酶体的______,导致溶酶体破裂,引发细胞死亡。
②已知近红外线与紫外线的穿透性存在明显差异。结合上述信息推测,不直接使用紫外线进行治疗的原因是______(答出 2 点)。
③治疗后,肿瘤模型鼠体内抗肿瘤免疫反应显著增强,肿瘤生长被显著抑制。推测其机制是:肿瘤细胞死亡后释放肿瘤抗原→______摄取、加工和呈递肿瘤抗原→激活______,进而识别并裂解肿瘤细胞→肿瘤生长受到显著抑制。
(3)与传统化疗相比,结合 UCNP-Cro/FA 的作用原理,该疗法的优势是______(答出 1 点)。
【答案】(1) ①. 胞吞 ②. 需要
(2) ①. 膜结构 ②. 紫外线穿透能力较弱,难以到达肿瘤部位; 紫外线对正常组织损伤较大,副作用更明显 ③. 抗原呈递细胞 ④. 辅助性T细胞和细胞毒性T细胞
(3)靶向性强,对正常细胞损伤小,从而副作用更低
【解析】
【分析】细胞免疫:病原体侵入靶细胞后,被感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面某些分子发生变化,细胞毒性T细胞识别这一变化信号,之后开始分裂并分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆细胞,细胞因子能加速这一过程,新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环,他们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞,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】
UCNP‐Cro/FA 属于纳米颗粒系统,其以胞吞的方式进入肿瘤细胞,此过程需要消耗细胞代谢所产生的能量。
【小问2详解】
①自由基具有强氧化性,会破坏溶酶体的膜,导致溶酶体破裂并引发细胞死亡。
②由题意可知,近红外线与紫外线的穿透性存在明显差异,不直接使用紫外线进行治疗的主要原因有两点: 紫外线穿透能力较弱,难以到达肿瘤部位; 紫外线对正常组织损伤较大,副作用更明显。
③肿瘤细胞死亡后释放的肿瘤抗原属于抗原,其先被抗原呈递细胞摄取、加工并呈递,随后激活辅助性T细胞和细胞毒性T细胞,使其定向杀伤肿瘤细胞,抑制肿瘤生长。
【小问3详解】
与传统化疗(无差别杀伤正常细胞和癌细胞)相比,此疗法的主要优势之一是靶向性强,对正常细胞损伤小,从而副作用更低。
20. 多氯联苯(PCBs)是难降解且容易吸附于土壤的有机污染物。野生型紫花苜蓿可通过根系吸收PCBs,但会在植物体内积累并抑制其生长。已知bphC基因表达有助于PCBs在苜蓿体内降解。被重组质粒A转化的苜蓿株系(株系甲)对PCBs耐受性提高14.9%,土壤PCBs去除率提高21.5%。研究人员利用重组质粒A构建重组质粒B,转化获得另一个转基因苜蓿株系(株系乙),以进一步提高土壤PCBs去除率,部分过程如下图。
回答下列问题:
(1)为有利于构建重组质粒B,应在对SPI+alnA+RFP进行PCR扩增时将______限制酶识别序列添加在相应引物的______(填“3'”或“5'”)端。
(2)为确认SPI+alnA+RFP是否导入农杆菌,应在培养基中添加______和______进行选择培养,一段时间后选择______(填“蓝色”或“白色”)菌落。
(3)转化获得苜蓿株系乙时,在培养苜蓿细胞的培养基中应添加______进行筛选。转基因株系乙中bphC和alnA基因是否表达可通过观察植物细胞是否出现______(填“红色”“绿色”或“红色和绿色”)荧光。
(4)若要将转基因苜蓿株系乙投入实际应用,还需进行______等安全性评估。
A. 通过多代遗传实验验证外源基因bphC和alnA基因在宿主基因组中的稳定性
B. 检测bphC和alnA基因是否转移到根际土壤微生物中
C. 长期监测植物体内BphC酶活性,确保其持续表达且不产生毒性中间产物
D. 评估转基因苜蓿株系乙对土壤生物的影响
【答案】(1) ①. BamH Ⅰ和Xba Ⅰ ②. 5'
(2) ①. 卡那霉素 ②. X-Gluc ③. 白色
(3) ①. 草铵膦 ②. 红色和绿色 (4)BCD
【解析】
【分析】PCR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。PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行,需提供DNA模板,分别与两条模板链结合的2种引物,4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶,同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。
【小问1详解】
构建重组质粒时,需用相同限制酶切割目的基因和质粒,使二者产生互补黏性末端。因此,对SPI+alnA+RFP进行PCR扩增时,应在引物的5'端添加与质粒A中对应位置的限制酶识别序列,对比重组质粒A和重组质粒B可知,选择的限制酶为BamH Ⅰ和Xba Ⅰ。
【小问2详解】
重组质粒A中含GUS基因(编码β-葡萄糖醛酸酶,催化X-Gluc产生蓝色沉淀)和Kan基因(卡那霉素抗性基因),重组质粒B替换了GUS基因,导入重组质粒B的农杆菌中GUS基因被破坏,无法催化X-Gluc产生蓝色沉淀。因此,筛选时需添加卡那霉素(用于筛选含重组质粒的农杆菌)和X-Gluc,由于GUS基因被破坏,菌落表现为白色。
【小问3详解】
重组质粒B中含Bar基因(草铵膦抗性基因),因此筛选转基因苜蓿时,培养基需添加草铵膦。 质粒A中bphC基因与EGFP(绿色荧光蛋白基因)共表达,质粒B中SPI+alnA+RFP(红色荧光蛋白基因)替代了GUS基因,因此bphC和alnA基因表达时,可通过观察植物细胞是否出现红色和绿色荧光来判断。
【小问4详解】
A、通过多代遗传实验验证外源基因在宿主基因组中的稳定性,不属于安全性评估,A错误;
B、检测外源基因是否转移到根际土壤微生物中,防止基因污染,属于安全性评估,B正确;
C、长期监测BphC酶活性及是否产生毒性中间产物,确保生态安全,属于安全性评估,C正确;
D、评估对土壤生物的影响,防止破坏生态平衡,属于安全性评估,D正确。
故选BCD。
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