精品解析：上海市理工大学附属中学2025-2026学年高三上学期9月综合测试生物试题

2025学年第一学期高三年级综合测试（生物学科） 2025年9月 本试卷满分100分。考试时间为60分钟。 请将所有答案写在答题纸上，否则不给分。 一、甜瓜品质形成的生理与分子调控机制研究（20分） 1. 甜瓜是上海崇明、浦东等地区广泛种植的重要经济作物，其果实香甜多汁、风味独特，深受市场欢迎。图1为甜瓜叶肉细胞中光合作用光反应的示意图。科研人员发现，在果实成熟期，较强的光照条件会显著影响该膜结构的形成和功能。 （1）研究表明，甜瓜在强光下该膜结构会形成更多的堆叠以增大面积。据此推断，图 1 所示膜结构为________，其基本骨架的主要成分是________。过程④中，H⁺在浓度梯度驱动下通过 ATP 合成酶运输，H⁺在此处的跨膜运输方式为________。 （2）科研人员为探究遮光对甜瓜叶片光合色素的影响，采用________法分离色素，该方法利用不同色素在层析液中________差异实现分离。图 1 中，PSⅡ复合体中的特殊色素分子在吸收光能后发生电子跃迁，该类既能吸收光能又能转化光能的色素是______。 （3）在测定不同遮光条件下甜瓜叶绿素含量时，为确保实验准确性，下列操作正确的是____（单选）。 A. 为避免色素分解，提取时需使用 75%乙醇并迅速操作 B. 使用蒸馏水作为提取液以提取叶绿素 C. 以蒸馏水为对照调零 D. 以 95%乙醇为对照调零 为了探究环境因素与果实品质形成的内在联系，科研人员比较了高蔗糖品系（HS）和低蔗糖品系（LW）的差异。研究发现，当乙烯达到一定浓度时，会诱导控制乙烯反应因子的基因I -2过表达，表达产物蛋白I - 2作为阻遏物，通过结合C基因的启动子，在C基因上游发挥作用，抑制其表达。C蛋白能结合到蔗糖合成途径关键基因S和乙烯积累关键基因A的启动子上，抑制二者表达。研究者检测甜瓜细胞内6个乙烯合成关键基因的表达量，发现HS均显著高于LW。图2显示两个品系果实发育过程中内源乙烯含量的变化。 （4）综合上述信息可知，甜瓜果实成熟的调控是由______、______和环境因素调节共同完成。 （5）请根据题干信息，完善甜瓜果实成熟过程中物质调控的流程图：______。 注：方框内填基因名称，括号内填“+”或“-”。“+”代表促进，“-”代表抑制。 （6）LW果实乙烯产量未出现明显峰值的根本原因是_______，导致对（5）途径的调节______（较弱/较强/基本无影响）。 （7）基于上述研究，为提高LW果实的蔗糖含量，提出一项可行的简易栽培措施是：_______。 二、大熊猫体色研究（18分） 2. 秦岭地区发现了棕色大熊猫。大熊猫毛色与黑色素沉积形成的黑色素体有关。科研团队从遗传学、细胞学和分子生物学等多角度对此展开了深入研究。 （1）研究者研究了三个大熊猫家系，如图1所示（Qizai和Huahua为棕色），B/b基因表达情况直接与黑色素形成有关。据此推测大熊猫棕色的遗传方式最可能是由______（常/X）染色体上的______（显/隐）基因控制。 （2）通过电镜观察黑色与棕色毛发细胞（图2），发现两者黑色素体形态和排列存在显著差异。据此推测，大熊猫毛色差异的直接原因是______（单选）。 A. 黑色素合成途径完全阻断 B. 黑色素体形态结构和分布异常 C. 毛囊细胞数量显著减少 D. 黑色素前体物质供应不足 （3）研究者发现B基因的外显子1部分发生的25个碱基对的缺失可能与毛色变异有关。B基因相应的mRNA序列见图3。据图3分析，这25个碱基对的缺失导致毛色变异的可能原因是_______，无法合成具有特定空间结构的蛋白质，无法执行相应功能。 黑色素主要沉积在淀粉样蛋白上，B蛋白的作用可能与PMEL水解生成淀粉样蛋白有关，图4显示淀粉样蛋白的生成过程。为进一步研究B基因影响熊猫毛色的机理，研究者设计了下列实验： （4）向黑色素瘤细胞中导入一段RNA，干扰 B 基因表达中的________过程，会导致细胞内B蛋白含量仅为正常细胞的25%。 （5）通过蛋白质电泳与抗原一抗体杂交技术检测PMEL切割后的片段，部分结果如图5，B蛋白在PMEL上的作用位点是________（a/b/c/d）。 （6）综合以上研究，概述 B 基因突变影响熊猫毛色的机理：异常的B蛋白________。 研究发现大熊猫体内存在编码 PMEL 的系列基因，在其他哺乳动物体中也普遍存在。已知 pmelx、pmelo、pmelm 在一条染色体上。该染色体上因交换发生基因重组，且基因间的距离越大越易发生交换。现以小鼠为实验材料，用三对基因均杂合的个体进行测交实验，得到下表的结果： 测交子代表型 +++ ++m +o+ +om x++ xo+ x+m xom 数目 73 348 2 96 110 306 2 63 （7）上述测交实验结果中，子代表型及数目差异很大（如++m有348个，+o+只有2个）。此结果最支持的结论是______（单选）。 A. 三种突变性状均由环境因素影响所致 B. 突变型基因（x，o，m）均为隐性基因 C. pmelx、 pmelo、 pmelm 三个基因的遗传不遵循自由组合定律 D. 测交亲本中雌雄个体的基因型不同 （8）基于上述研究，下列措施中可能促进黑色素正常沉积的是______（多选）。 A. 使用CRISPR技术修复B基因突变 B. 添加PMEL水解酶抑制剂 C. 提高黑色素前体物质含量 D. 导入正常B基因表达载体 三、糖尿病及其并发症的机制与治疗研究（21分） 3. 糖尿病是一种以血糖水平持续升高为特征的代谢性疾病，长期可导致神经病变等多种并发症。近年来，糖尿病脑病（Diabetic Encephalopathy， DE） 作为一种中枢神经系统并发症备受关注，主要表现为认知功能障碍。某研究团队围绕糖尿病引发的 DE 开展了系列研究。 （一）糖尿病与免疫失调 研究发现，部分糖尿病患者体内存在多种抗体（如图所示抗体1和抗体2），这些抗体会攻击自身组织细胞。 （1）从免疫学角度分析，抗体1和抗体2攻击自身组织细胞所引发的糖尿病属于_______病。据图可知，抗体_______（选填“1”或“2”）通过竞争性结合胰岛素受体，会导致胰岛素依赖型糖尿病，这会导致组织细胞对葡萄糖的摄取_______（增加/减少）。由于激素有通过_______运输的特点，临床上可通过测定血样胰岛素水平进行辅助诊断。 （2）如图显示，血糖浓度上升时，下丘脑可通过迷走神经促进胰岛B细胞分泌胰岛素，该过程属于______反射，此反射的效应器是_______。若某患者迷走神经受损 其餐后胰岛素分泌量将_______（增加/不变/减少），血糖浓度可能_______（升高/不变/降低）。 （二）糖尿病脑病（DE）的机制探究 研究者发现，DE患者海马区（与学习记忆相关）神经元受损，胰岛素信号通路紊乱。为探究针灸缓解 DE 症状的机制，团队构建了 DE 模型鼠并进行实验，部分结果如下图所示。 注：BDNF 为脑源性神经营养因子 （3）根据图中结果，DE 模型鼠与正常鼠相比，其学习记忆能力______（增强/减弱/无显著差异）；经针灸治疗后，其学习记忆能力________（部分恢复/进一步恶化/无变化）。 （4）研究发现，针灸能刺激皮层神经元分泌更多的 BDNF。BDNF 与海马区神经元膜上的受体结合后，可激活细胞内信号通路。一方面促进葡萄糖转运蛋白（如GLUT3）向细胞膜转移，从而______；另一方面抑制神经元凋亡相关基因表达。请根据以上信息，阐述针灸缓解DE症状的机制：______。 （5）基于上述研究，某患者患有因抗体2所致糖尿病并伴有轻度DE症状，从调节机体免疫和神经保护的角度，请为该患者提出一条合理的治疗建议：_______。 四、原发性干燥综合征（20分） 4. 原发性干燥综合征（pSS）是一种自身免疫病，主要因唾液腺等外分泌腺功能障碍导致患者出现严重的口干、吞咽困难等症状。图1为健康人体唾液分泌调节机制，图2为pSS致病机理示意图。请回答下列问题： （1）结合图1，唾液分泌的调节机制属于______，去甲肾上腺素在该过程中作为______（编号选填）。 ①神经调节②激素调节③免疫活性物质④神经递质⑤激素 （2）唾液腺细胞中，与唾液淀粉酶合成和运输分泌至胞外有关的细胞结构有______（编号选填）。 ①线粒体②核糖体③高尔基体④溶酶体⑤细胞膜⑥细胞骨架 （3）分析图1，交感神经和副交感神经兴奋均可引起唾液分泌，但前者分泌黏稠唾液，后者分泌稀薄唾液。这种现象说明两种神经具有______作用；唾液腺细胞内的______作为第二信使，参与调节分泌活动。（　　） A. 协同、cAMP B. 拮抗、乙酰胆碱 C. 协同、抗体 D. 反馈、干扰素 （4）结合图2和所学知识，pSS发病的原因与______反应过度有关（多选）。 A. 先天性免疫 B. 体液免疫 C. 获得性免疫 D. 细胞免疫 （5）对比图1和图2，下列关于pSS发病机制的分析正确的是______（多选）。 A. 自身抗体竞争性结合M3受体，阻断了乙酰胆碱的信号传递 B. 炎症因子IFN-Y通过正反馈调节加剧了B细胞的异常活化 C. 唾液腺细胞损伤后释放的自身抗原是引发免疫应答的关键起始因素 D. 树突状细胞和辅助性T细胞在体液免疫应答中起重要作用 （6）基于pSS的发病机制，下列治疗思路中目前缺乏充分科学依据的是______（单选）。 A. 使用抗CD20单抗（如利妥替单抗）消除B细胞 B. 应用乙酰胆碱类似物竞争性结合自身抗体 C. 使用JAK抑制剂阻断炎症因子信号通路 D. 进行唾液腺干细胞移植修复受损组织 （7）从预防保健和健康管理的角度，可为pSS患者提出的合理建议是______（多选）。 A. 保持口腔清洁，使用含氟牙膏预防龋齿 B. 避免服用抗胆碱能药物（如某些抗抑郁药） C. 定期进行自身抗体筛查和唾液流率检测 D. 进行基因治疗修复M3受体基因缺陷 五、工程菌治理环境（21分） 5. 水杨酸（SA）是工业废水中的一种污染物。科研人员欲利用基因工程技术制备高效工程菌对其进行治理。 （1）从细胞结构上看，大肠杆菌结构简单，属于生物________（原核/真核），常作为基因工程受体菌。 （2）研究人员构建了如图1所示的表达载体。为将载体成功导入，大肠杆菌需经何种处理?______（单选）。 A. 高压灭菌处理 B. 氯化钙处理使其处于感受态 C. 低温冷冻处理 D. 酶解法去除细胞壁 （3）当水中存在 SA 时，关于其作用机制，下列说法正确的是______（多选）。 A. SA 作为信号分子与调控蛋白特异性结合 B. SA 与 RNA 聚合酶直接结合，启动转录 C. SA - 调控蛋白复合物促进 RNA 聚合酶识别 Ps 启动子 D. SA 作为底物被红色荧光蛋白直接降解 （4）通过检测红色荧光强度可间接反映什么?______（单选）。 A. 大肠杆菌的繁殖速度 B. 水中的溶解氧含量 C. SA 污染程度 D. 水体的 pH 值变化 （5）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，为获得能同时降解 SA 的工程菌，研究人员采用重叠延伸 PCR 技术（图2）将水杨酸羟化酶基因（nahG）与 mrfp 基因连接成融合基因。关于该技术，下列说法错误的是______（单选）。 A. 需要设计含有重叠序列的引物 B. 第一轮 PCR 产生有重叠末端的 DNA 片段 C. 第二轮 PCR 通过重叠序列进行延伸连接 D. 该技术不需要 DNA 连接酶参与 （6）将融合基因与 Ps 启动子连接后导入大肠杆菌，获得工程菌乙。与之前的大肠杆菌相比，乙的优势主要体现在______（多选）。 A. 能产生更强的红色荧光信号 B. 能将 SA 转化为可被细胞利用的物质 C. 具有更强的环境适应能力 D. 实现检测与降解功能的一体化 （7）学习图2中所示原理，为图3选择合适的引物扩增融合基因 nahG-mrfp______。 （8）已知 cB 基因表达毒蛋白可使工程菌致死，抗毒蛋白基因的表达可与毒蛋白结合导致毒蛋白失效，欲构建新的表达载体并转入工程菌乙，筛选获得能“自毁”的工程菌。 ①设计工程菌在特定条件下启动“自毁”，该条件是______。 ②请从 A~C 中选择启动子填在图4的 i 和 ii 处，从 D~F 中选择基因填在 ii 处，设计一种可实现①目的的工程菌“自毁”基因表达载体，ii、iii 处分别为______。 A.启动子Ps B.启动子Pc C.固定期启动子（菌体达到一定数量方可被激活） D.毒蛋白基因 E.抗毒蛋白基因 F.毒蛋白功能激活基因 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025学年第一学期高三年级综合测试（生物学科） 2025年9月 本试卷满分100分。考试时间为60分钟。 请将所有答案写在答题纸上，否则不给分。 一、甜瓜品质形成的生理与分子调控机制研究（20分） 1. 甜瓜是上海崇明、浦东等地区广泛种植的重要经济作物，其果实香甜多汁、风味独特，深受市场欢迎。图1为甜瓜叶肉细胞中光合作用光反应的示意图。科研人员发现，在果实成熟期，较强的光照条件会显著影响该膜结构的形成和功能。 （1）研究表明，甜瓜在强光下该膜结构会形成更多的堆叠以增大面积。据此推断，图 1 所示膜结构为________，其基本骨架的主要成分是________。过程④中，H⁺在浓度梯度驱动下通过 ATP 合成酶运输，H⁺在此处的跨膜运输方式为________。 （2）科研人员为探究遮光对甜瓜叶片光合色素的影响，采用________法分离色素，该方法利用不同色素在层析液中________差异实现分离。图 1 中，PSⅡ复合体中的特殊色素分子在吸收光能后发生电子跃迁，该类既能吸收光能又能转化光能的色素是______。 （3）在测定不同遮光条件下甜瓜叶绿素含量时，为确保实验准确性，下列操作正确的是____（单选）。 A. 为避免色素分解，提取时需使用 75%乙醇并迅速操作 B. 使用蒸馏水作为提取液以提取叶绿素 C. 以蒸馏水为对照调零 D. 以 95%乙醇为对照调零 为了探究环境因素与果实品质形成的内在联系，科研人员比较了高蔗糖品系（HS）和低蔗糖品系（LW）的差异。研究发现，当乙烯达到一定浓度时，会诱导控制乙烯反应因子的基因I -2过表达，表达产物蛋白I - 2作为阻遏物，通过结合C基因的启动子，在C基因上游发挥作用，抑制其表达。C蛋白能结合到蔗糖合成途径关键基因S和乙烯积累关键基因A的启动子上，抑制二者表达。研究者检测甜瓜细胞内6个乙烯合成关键基因的表达量，发现HS均显著高于LW。图2显示两个品系果实发育过程中内源乙烯含量的变化。 （4）综合上述信息可知，甜瓜果实成熟的调控是由______、______和环境因素调节共同完成。 （5）请根据题干信息，完善甜瓜果实成熟过程中物质调控的流程图：______。 注：方框内填基因名称，括号内填“+”或“-”。“+”代表促进，“-”代表抑制。 （6）LW果实乙烯产量未出现明显峰值的根本原因是_______，导致对（5）途径的调节______（较弱/较强/基本无影响）。 （7）基于上述研究，为提高LW果实的蔗糖含量，提出一项可行的简易栽培措施是：_______。 【答案】（1） ①. 类囊体薄膜 ②. 磷脂双分子层 ③. 协助扩散 （2） ①. 纸层析 ②. 溶解度 ③. 叶绿素a （3）D （4） ①. 基因表达调控    ②. 激素调节 （5） （6） ①. 乙烯合成关键基因的表达量低 ②. 较弱 （7）施加适宜浓度的乙烯 【解析】 【分析】1、光合作用的光反应是依赖光能的阶段，在叶绿体的类囊体薄膜上进行，‌该结构富含光合色素和酶系统，可高效捕获光能，核心过程包括水的光解、ATP合成和NADPH形成，释放氧气并将光能转化为化学能‌，为暗反应提供能量和还原力。‌‌ 2、光合色素的提取和分离基于其脂溶性特性，通过有机溶剂溶解提取，并利用纸层析法依据溶解度差异实现分离。 3、植物生命活动的调节有基因控制、激素调节和环境因素影响三个方面， 它们是相互作用、协调配合的。 【小问1详解】 图1展示的是光合作用光反应的结构，光反应发生在类囊体薄膜上，所以图1所示膜结构为类囊体薄膜，生物膜的基本骨架主要成分是磷脂双分子层。过程④中，H+在浓度梯度下通过ATP合成酶运输，这种顺浓度梯度、需要载体蛋白（ATP合成酶可作为载体）但不消耗能量的跨膜运输方式为协助扩散。 【小问2详解】 分离光合色素常用的方法是纸层析法， 该方法利用不同色素在层析液中溶解度的差异来分离色素，溶解度高的色素随层析液在滤纸条上扩散得快，反之则慢。PSⅡ复合体中的特殊色素分子，能吸收光能又能转化光能的色素是叶绿素a。 【小问3详解】 A、75%乙醇含水量较高，会降低对色素的溶解度，导致提取量减少，影响实验效果，通常用无水乙醇（95%乙醇）提取色素，A错误； B、叶绿素不溶于水，使用蒸馏水无法提取色素，B错误； C、以蒸馏水为对照调零，但叶绿素提取液的溶剂为乙醇，蒸馏水与乙醇的吸光度差异较大，会导致实验结果不准确，C错误； D、以 95%乙醇为对照调零，符合实验要求，因为叶绿素提取液的溶剂为95%乙醇，以95%乙醇为对照调零可以消除溶剂对吸光度的影响，确保实验准确性，D正确。 故选D。 【小问4详解】 植物生命活动的调节有基因控制、激素调节和环境因素影响三个方面， 它们是相互作用、协调配合的。因此，甜瓜果实成熟的调控是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成。 【小问5详解】 “乙烯含量达到一定浓度时，诱导控制乙烯反应因子的基因Ⅰ-2过表达，表达产物蛋白Ⅰ-2作为阻遏物，通过结合C基因的启动子，在C基因上游发挥作用，抑制其表达。C蛋白能结合到蔗糖合成途径关键基因S和乙烯积累关键基因A的启动子上，抑制二者表达。”，故东方甜瓜果实成熟调控的流程图为： 【小问6详解】 依题意，“研究者检测甜瓜细胞内6个乙烯合成关键基因的表达量，发现HS均显著高于LW”，结合图示，LW果实的乙烯产量未出现明显峰值，说明乙烯合成关键基因的表达量低，乙烯合成量始终低，导致对（5）途径的调节较弱。 【小问7详解】 基于上述研究，要提高LW果实蔗糖积累量，可提高果实中乙烯的浓度，则最简易的方法就是人工施加适宜浓度的乙烯。 二、大熊猫体色研究（18分） 2. 秦岭地区发现了棕色大熊猫。大熊猫毛色与黑色素沉积形成的黑色素体有关。科研团队从遗传学、细胞学和分子生物学等多角度对此展开了深入研究。 （1）研究者研究了三个大熊猫家系，如图1所示（Qizai和Huahua为棕色），B/b基因表达情况直接与黑色素形成有关。据此推测大熊猫棕色的遗传方式最可能是由______（常/X）染色体上的______（显/隐）基因控制。 （2）通过电镜观察黑色与棕色毛发细胞（图2），发现两者黑色素体形态和排列存在显著差异。据此推测，大熊猫毛色差异的直接原因是______（单选）。 A. 黑色素合成途径完全阻断 B. 黑色素体形态结构和分布异常 C. 毛囊细胞数量显著减少 D. 黑色素前体物质供应不足 （3）研究者发现B基因的外显子1部分发生的25个碱基对的缺失可能与毛色变异有关。B基因相应的mRNA序列见图3。据图3分析，这25个碱基对的缺失导致毛色变异的可能原因是_______，无法合成具有特定空间结构的蛋白质，无法执行相应功能。 黑色素主要沉积在淀粉样蛋白上，B蛋白的作用可能与PMEL水解生成淀粉样蛋白有关，图4显示淀粉样蛋白的生成过程。为进一步研究B基因影响熊猫毛色的机理，研究者设计了下列实验： （4）向黑色素瘤细胞中导入一段RNA，干扰 B 基因表达中的________过程，会导致细胞内B蛋白含量仅为正常细胞的25%。 （5）通过蛋白质电泳与抗原一抗体杂交技术检测PMEL切割后的片段，部分结果如图5，B蛋白在PMEL上的作用位点是________（a/b/c/d）。 （6）综合以上研究，概述 B 基因突变影响熊猫毛色的机理：异常的B蛋白________。 研究发现大熊猫体内存在编码 PMEL 的系列基因，在其他哺乳动物体中也普遍存在。已知 pmelx、pmelo、pmelm 在一条染色体上。该染色体上因交换发生基因重组，且基因间的距离越大越易发生交换。现以小鼠为实验材料，用三对基因均杂合的个体进行测交实验，得到下表的结果： 测交子代表型 +++ ++m +o+ +om x++ xo+ x+m xom 数目 73 348 2 96 110 306 2 63 （7）上述测交实验结果中，子代表型及数目差异很大（如++m有348个，+o+只有2个）。此结果最支持的结论是______（单选）。 A. 三种突变性状均由环境因素影响所致 B. 突变型基因（x，o，m）均为隐性基因 C. pmelx、 pmelo、 pmelm 三个基因的遗传不遵循自由组合定律 D. 测交亲本中雌雄个体的基因型不同 （8）基于上述研究，下列措施中可能促进黑色素正常沉积的是______（多选）。 A. 使用CRISPR技术修复B基因突变 B. 添加PMEL水解酶抑制剂 C. 提高黑色素前体物质含量 D. 导入正常B基因表达载体 【答案】（1） ①. 常 ②. 隐 （2）D （3）转录出的mRNA中终止密码子提前出现，无法合成具有特定空间结构的蛋白质，进而无法执行相应功能 （4）翻译 （5）d （6）B基因突变无法合成具有活性的B蛋白，无法对PMEL 进行剪切，使得淀粉样蛋白含量下降，影响黑色素的沉积，减少了黑色素体的形成，进而影响了毛色 （7）C （8）ACD 【解析】 【分析】1、系谱图中遗传方式的判断方法：若雄性个体均患病，则是伴Y遗传。排除了伴Y遗传，再判断致病基因的显隐性，“无中生有”（父母没该病，孩子患了该病）为隐性，隐性就看女患者，若其父亲和儿子皆病，则可能是伴X隐性遗传，若其父亲或儿子无病，则一定是常染色体隐性遗传；“有中生无”（父母都有该病，孩子没有该病）为显性，显性就看男患者，其母亲和女儿皆病，可能是伴X显性遗传病，若其母亲或女儿无病，一定为常染色体显性遗传病。推断可能性时，若连续遗传，可能是显性遗传病。看遗传方式，假设患者男女比例相当，可能是常染色体遗传，假设患者男多于女或女多于男，可能是伴性遗传。 2、电泳法利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现各种分子的分离。 【小问1详解】 研究者研究了三个大熊猫家系，图中Qizai和Huahua为棕色，而与相对性状的个体杂交后代没有出现棕色，因此可判断棕色为隐性，棕色Huahua生出的雄性个体表现为黑色，因而可判断大熊猫棕色的遗传方式最可能是由常染色体上的隐性基因控制。 【小问2详解】 A、为进一步研究熊猫毛色的差异，对黑色和棕色毛发进行了显微观察，结合图2结果可以看出，大熊猫毛色差异的原因是细胞中黑色素体的数量和大小不同，黑色素合成途径并没有完全阻断，A错误； B、对于黑色素体形态结构和分布图2中无法得出，B错误； C、毛囊细胞数量从图2中无法得出，C错误； D、表现为棕色是由于其细胞中黑色素体的大小和数量偏小导致的，即黑色素前体物质供应不足，D正确。 故选D。 【小问3详解】 研究者发现B基因的外显子1发生了25个碱基对的缺失因而导致B基因相应的mRNA序列发生改变，由于缺失的25个碱基对不是3的整数倍，因而对B基因控制合成的蛋白质影响较大，进而表现为mRNA中终止密码子提前出现，无法合成具有特定空间结构的蛋白质，进而无法执行相应功能。 【小问4详解】 向黑色素瘤细胞中导入一小段RNA，会由于碱基互补配对干扰B基因的翻译过程，进而使得细胞内B蛋白含量仅为正常细胞的25%。 【小问5详解】 通过蛋白质电泳与抗原-抗体杂交技术检测PMEL切割后的片段，部分结果如图5，结果显示，B基因表达下降导致Mβ含量明显上升，而CTF含量明显下降，据此结果可说明B蛋白在PMEL上的作用位点是d。 【小问6详解】 综合以上研究，概述B基因突变影响熊猫毛色的机理为：B基因突变无法合成具有活性的B蛋白，无法对PMEL 进行剪切，使得淀粉样蛋白含量下降，影响黑色素的沉积，减少了黑色素体的形成，进而影响了毛色。 【小问7详解】 A、题意显示，基因之间的距离越大越易发生交换，且测交子代表现型代表的是配子的种类和比例，故原因可能是pmelx、 pmelo、 pmelm 三个基因在一条染色体上，其遗传不遵循自由组合定律，ABD错误；C正确。 故选C。 【小问8详解】 A、B基因突变无法合成具有活性的B蛋白，无法对PMEL 进行剪切，使得淀粉样蛋白含量下降，影响黑色素的沉积减少了黑色素体的形成，进而影响了毛色，故使用CRISPR技术修复B基因突变，可能促进黑色素正常沉积，A正确； B、添加PMEL水解酶抑制剂，会导致无法对PMEL 进行剪切，使得淀粉样蛋白含量下降，使黑色素的沉积减少，B错误； C、表现为棕色是由于其细胞中黑色素体的大小和数量偏小导致的，即黑色素前体物质供应不足，故提高黑色素前体物质含量可能促进黑色素正常沉积，C正确； D、B基因突变无法合成具有活性的B蛋白，使黑色素的沉积减少，故导入正常B基因表达载体，可使形成具有活性的B蛋白，D正确。 故选ACD。 三、糖尿病及其并发症的机制与治疗研究（21分） 3. 糖尿病是一种以血糖水平持续升高为特征的代谢性疾病，长期可导致神经病变等多种并发症。近年来，糖尿病脑病（Diabetic Encephalopathy， DE） 作为一种中枢神经系统并发症备受关注，主要表现为认知功能障碍。某研究团队围绕糖尿病引发的 DE 开展了系列研究。 （一）糖尿病与免疫失调 研究发现，部分糖尿病患者体内存在多种抗体（如图所示抗体1和抗体2），这些抗体会攻击自身组织细胞。 （1）从免疫学角度分析，抗体1和抗体2攻击自身组织细胞所引发的糖尿病属于_______病。据图可知，抗体_______（选填“1”或“2”）通过竞争性结合胰岛素受体，会导致胰岛素依赖型糖尿病，这会导致组织细胞对葡萄糖的摄取_______（增加/减少）。由于激素有通过_______运输的特点，临床上可通过测定血样胰岛素水平进行辅助诊断。 （2）如图显示，血糖浓度上升时，下丘脑可通过迷走神经促进胰岛B细胞分泌胰岛素，该过程属于______反射，此反射的效应器是_______。若某患者迷走神经受损 其餐后胰岛素分泌量将_______（增加/不变/减少），血糖浓度可能_______（升高/不变/降低）。 （二）糖尿病脑病（DE）的机制探究 研究者发现，DE患者海马区（与学习记忆相关）神经元受损，胰岛素信号通路紊乱。为探究针灸缓解 DE 症状的机制，团队构建了 DE 模型鼠并进行实验，部分结果如下图所示。 注：BDNF 为脑源性神经营养因子 （3）根据图中结果，DE 模型鼠与正常鼠相比，其学习记忆能力______（增强/减弱/无显著差异）；经针灸治疗后，其学习记忆能力________（部分恢复/进一步恶化/无变化）。 （4）研究发现，针灸能刺激皮层神经元分泌更多的 BDNF。BDNF 与海马区神经元膜上的受体结合后，可激活细胞内信号通路。一方面促进葡萄糖转运蛋白（如GLUT3）向细胞膜转移，从而______；另一方面抑制神经元凋亡相关基因表达。请根据以上信息，阐述针灸缓解DE症状的机制：______。 （5）基于上述研究，某患者患有因抗体2所致糖尿病并伴有轻度DE症状，从调节机体免疫和神经保护的角度，请为该患者提出一条合理的治疗建议：_______。 【答案】（1） ①. 自身免疫 ②. 2 ③. 减少 ④. 体液 （2） ①. 非条件 ②. 传出神经末梢及其支配的胰岛B细胞 ③. 减少 ④. 升高 （3） ①. 减弱 ②. 部分恢复 （4） ①. 提高细胞对葡萄糖的摄取和利用 ②. 针灸能促进BDNF的合成，修复海马区神经元，进而降低海马区神经元的凋亡率 （5）进行针灸治疗，同时可考虑使用能调节免疫、减少抗体对机体损伤，且能促进BDNF分泌或发挥类似BDNF神经保护作用的药物 【解析】 【分析】胰岛A细胞分泌胰高血糖素，能升高血糖，只有促进效果没有抑制作用，即促进肝糖原的分解和非糖类物质转化；胰岛B细胞分泌胰岛素是唯一能降低血糖的激素，其作用分为两个方面：促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质；抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。 【小问1详解】 从免疫学角度来看，抗体1和抗体2攻击自身组织细胞引发的糖尿病，是自身抗体攻击自身组织细胞导致的，属于自身免疫病。 据图可知，抗体2通过竞争性结合胰岛素受体，会使胰岛素无法正常与受体结合发挥作用，导致胰岛素依赖型糖尿病，这会使得组织细胞对葡萄糖的摄取减少。由于激素具有通过体液运输的特点，所以临床上可通过测定血样胰岛素水平进行辅助诊断。 【小问2详解】 血糖浓度上升时，下丘脑通过迷走神经促进胰岛B细胞分泌胰岛素，该过程是生来就有的，属于非条件反射。此反射中，传出神经末梢及其支配的胰岛B细胞是效应器。若某患者迷走神经受损，那么下丘脑通过迷走神经促进胰岛B细胞分泌胰岛素的途径受阻，其餐后胰岛素分泌量将减少，血糖浓度可能升高。 【小问3详解】 因为DE患者海马区（与学习记忆相关）神经元受损，所以DE模型鼠与正常鼠相比，其学习记忆能力减弱；从图中可知，经针灸治疗后，BDNF的mRNA相对值升高，海马区神经元凋亡率降低，所以其学习记忆能力部分恢复。 【小问4详解】 BDNF与海马区神经元膜上的受体结合后，一方面促进葡萄糖转运蛋白（如GLUT3）向细胞膜转移，从而提高细胞对葡萄糖的摄取和利用；另一方面抑制神经元凋亡相关基因表达。据图分析，针灸与模型鼠相比，针灸组小鼠BDNF的mRNA相对值增加，敲除BDNF基因后针灸模型鼠，海马区神经元凋亡率增加，说明针灸能促进BDNF的合成，修复海马区神经元，进而降低海马区神经元的凋亡率，缓解DE症状。 【小问5详解】 基于上述研究，某患者患有因抗体2所致糖尿病并伴有轻度DE症状，从调节机体免疫和神经保护的角度，可提出的治疗建议为：进行针灸治疗，同时可考虑使用能调节免疫、减少抗体对机体损伤，且能促进BDNF分泌或发挥类似BDNF神经保护作用的药物。 四、原发性干燥综合征（20分） 4. 原发性干燥综合征（pSS）是一种自身免疫病，主要因唾液腺等外分泌腺功能障碍导致患者出现严重的口干、吞咽困难等症状。图1为健康人体唾液分泌调节机制，图2为pSS致病机理示意图。请回答下列问题： （1）结合图1，唾液分泌的调节机制属于______，去甲肾上腺素在该过程中作为______（编号选填）。 ①神经调节②激素调节③免疫活性物质④神经递质⑤激素 （2）唾液腺细胞中，与唾液淀粉酶合成和运输分泌至胞外有关的细胞结构有______（编号选填）。 ①线粒体②核糖体③高尔基体④溶酶体⑤细胞膜⑥细胞骨架 （3）分析图1，交感神经和副交感神经兴奋均可引起唾液分泌，但前者分泌黏稠唾液，后者分泌稀薄唾液。这种现象说明两种神经具有______作用；唾液腺细胞内的______作为第二信使，参与调节分泌活动。（　　） A. 协同、cAMP B. 拮抗、乙酰胆碱 C. 协同、抗体 D. 反馈、干扰素 （4）结合图2和所学知识，pSS发病的原因与______反应过度有关（多选）。 A. 先天性免疫 B. 体液免疫 C. 获得性免疫 D. 细胞免疫 （5）对比图1和图2，下列关于pSS发病机制的分析正确的是______（多选）。 A. 自身抗体竞争性结合M3受体，阻断了乙酰胆碱的信号传递 B. 炎症因子IFN-Y通过正反馈调节加剧了B细胞的异常活化 C. 唾液腺细胞损伤后释放的自身抗原是引发免疫应答的关键起始因素 D. 树突状细胞和辅助性T细胞在体液免疫应答中起重要作用 （6）基于pSS的发病机制，下列治疗思路中目前缺乏充分科学依据的是______（单选）。 A. 使用抗CD20单抗（如利妥替单抗）消除B细胞 B. 应用乙酰胆碱类似物竞争性结合自身抗体 C. 使用JAK抑制剂阻断炎症因子信号通路 D. 进行唾液腺干细胞移植修复受损组织 （7）从预防保健和健康管理的角度，可为pSS患者提出的合理建议是______（多选）。 A. 保持口腔清洁，使用含氟牙膏预防龋齿 B. 避免服用抗胆碱能药物（如某些抗抑郁药） C. 定期进行自身抗体筛查和唾液流率检测 D. 进行基因治疗修复M3受体基因缺陷 【答案】（1） ①. ① ②. ④ （2）①②③⑤⑥ （3）A （4）BCD （5）ABD （6）D （7）ABC 【解析】 【分析】神经递质是神经元之间或神经元与效应器细胞如肌肉细胞、腺体细胞等之间传递信息的化学物质。神经调节通过神经递质传递信息，体液调节通过体液运输信号分子。交感神经促进唾液腺分泌粘稠型唾液富含消化酶利于食物消化，副交感神经促进唾液腺分泌稀薄型唾液水多利于吞咽，二者结合有利于进食的顺利进行。 【小问1详解】 由图1可知，在交感神经和副交感神经释放的神经递质的作用下，唾液腺细胞可分泌不同类型的唾液，该过程属于①神经调节。图示去甲肾上腺素是由交感神经释放的，属于④神经递质。 【小问2详解】 唾液淀粉酶属于分泌蛋白，其在核糖体合成、还需要通过内质网、高尔基体的加工和运输，高尔基体脱落的囊泡与细胞质膜融合，将唾液淀粉酶分泌到细胞外，由于该过程需要的能量主要由线粒体提供，其细胞器的定向运动与细胞骨架有关，因此与唾液淀粉酶合成和运输分泌至胞外有关的细胞结构有①线粒体、②核糖体、③高尔基体、⑤细胞质膜、⑥细胞骨架。 【小问3详解】 据图和题干材料可知，交感神经促进唾液腺分泌粘稠型唾液富含消化酶利于食物消化，副交感神经促进唾液腺分泌稀薄型唾液水多利于吞咽，二者结合有利于进食的顺利进行，所以二者为协同关系。据图1可知，唾液腺细胞内的cAMP可作为信使使唾液量少，可作为第二信使参与调节分泌活动，故A符合题意。 【小问4详解】 由图可知，抗原-抗体复合物会促进树突状细胞分泌干扰素，干扰素会促进B细胞增殖分化形成更多的浆细胞产生更多的抗体，抗体还可攻击正常的细胞，同时细胞毒性T细胞也可攻击正常细胞，受损的细胞释放的自身抗原可激活B细胞增殖分化，过度的体液免疫和细胞免疫引发相应疾病，该种疾病的形成与病毒的感染有关，因此与获得性免疫反应过度有关，先天性免疫（非特异性免疫）未直接参与，故BCD符合题意。 【小问5详解】 A、自身抗体竞争性结合M3受体，会阻断乙酰胆碱的信号传递，导致唾液分泌异常，A正确； B、炎症因子 IFN-γ促进B细胞活化，B细胞活化后又可能进一步促进IFN-γ释放，形成正反馈，加剧异常活化，B正确； C、图2显示 “受病毒侵染” 是唾液腺细胞损伤的起始因素，而非自身抗原，C错误； D、树突状细胞呈递抗原，辅助性T细胞激活B细胞，在体液免疫中起重要作用，D正确。 故选ABD。 【小问6详解】 A、消除B细胞可减少自身抗体产生，有科学依据； B、乙酰胆碱类似物可竞争性结合自身抗体，恢复乙酰胆碱的信号传递，有科学依据； C、阻断炎症因子信号通路可抑制免疫过度活化，有科学依据； D、目前唾液腺干细胞移植修复受损组织的技术尚不成熟，缺乏充分科学依据。 故选D。 【小问7详解】 A、保持口腔清洁、用含氟牙膏可预防口干导致的龋齿，A正确； B、抗胆碱能药物会进一步抑制唾液分泌，应避免服用，B正确； C、定期筛查自身抗体和检测唾液流率，利于监测病情，C正确； D、pSS是自身免疫病，并非M3受体基因缺陷导致，基因治疗缺乏依据，D错误。 故选ABC。 五、工程菌治理环境（21分） 5. 水杨酸（SA）是工业废水中的一种污染物。科研人员欲利用基因工程技术制备高效工程菌对其进行治理。 （1）从细胞结构上看，大肠杆菌结构简单，属于生物________（原核/真核），常作为基因工程受体菌。 （2）研究人员构建了如图1所示的表达载体。为将载体成功导入，大肠杆菌需经何种处理?______（单选）。 A. 高压灭菌处理 B. 氯化钙处理使其处于感受态 C. 低温冷冻处理 D. 酶解法去除细胞壁 （3）当水中存在 SA 时，关于其作用机制，下列说法正确的是______（多选）。 A. SA 作为信号分子与调控蛋白特异性结合 B. SA 与 RNA 聚合酶直接结合，启动转录 C. SA - 调控蛋白复合物促进 RNA 聚合酶识别 Ps 启动子 D. SA 作为底物被红色荧光蛋白直接降解 （4）通过检测红色荧光强度可间接反映什么?______（单选）。 A. 大肠杆菌的繁殖速度 B. 水中的溶解氧含量 C. SA 污染程度 D. 水体的 pH 值变化 （5）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，为获得能同时降解 SA 的工程菌，研究人员采用重叠延伸 PCR 技术（图2）将水杨酸羟化酶基因（nahG）与 mrfp 基因连接成融合基因。关于该技术，下列说法错误的是______（单选）。 A. 需要设计含有重叠序列的引物 B. 第一轮 PCR 产生有重叠末端的 DNA 片段 C. 第二轮 PCR 通过重叠序列进行延伸连接 D. 该技术不需要 DNA 连接酶参与 （6）将融合基因与 Ps 启动子连接后导入大肠杆菌，获得工程菌乙。与之前的大肠杆菌相比，乙的优势主要体现在______（多选）。 A. 能产生更强的红色荧光信号 B. 能将 SA 转化为可被细胞利用的物质 C. 具有更强的环境适应能力 D. 实现检测与降解功能的一体化 （7）学习图2中所示原理，为图3选择合适的引物扩增融合基因 nahG-mrfp______。 （8）已知 cB 基因表达毒蛋白可使工程菌致死，抗毒蛋白基因的表达可与毒蛋白结合导致毒蛋白失效，欲构建新的表达载体并转入工程菌乙，筛选获得能“自毁”的工程菌。 ①设计工程菌在特定条件下启动“自毁”，该条件是______。 ②请从 A~C 中选择启动子填在图4的 i 和 ii 处，从 D~F 中选择基因填在 ii 处，设计一种可实现①目的的工程菌“自毁”基因表达载体，ii、iii 处分别为______。 A.启动子Ps B.启动子Pc C.固定期启动子（菌体达到一定数量方可被激活） D.毒蛋白基因 E.抗毒蛋白基因 F.毒蛋白功能激活基因 【答案】（1）原核 （2）B （3）AC （4）C （5）D （6）BD （7）引物 1、引物 3 （8） ①. 工程菌达到一定数量 ②. E、F 【解析】 【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。 【小问1详解】 大肠杆菌无核膜包被的细胞核，属于原核生物，常作基因工程受体菌。 【小问2详解】 将载体导入大肠杆菌（原核生物）时，需用氯化钙处理使其处于感受态，增加细胞膜通透性，便于载体进入；高压灭菌会杀死细菌，低温冷冻无此作用，酶解法去除细胞壁一般用于植物细胞等，B正确，ACD错误。 故选B。 【小问3详解】 A、从图中可知，SA作为信号分子与调控蛋白特异性结合，A正确； B、SA不会直接与RNA聚合酶结合，B错误； C、SA-调控蛋白复合物能促进RNA聚合酶识别Ps启动子，启动转录，C正确； D、SA是被工程菌降解，不是被红色荧光蛋白直接降解，D错误。 故选AC。 【小问4详解】 红色荧光蛋白基因的表达受SA诱导（SA存在时才启动转录翻译出荧光蛋白），因此荧光强度越强，说明SA含量越高，可间接反映SA污染程度，C正确，ABD错误。 故选C。 【小问5详解】 A、该技术需要设计含重叠序列的引物，才能让不同片段的末端互补，A正确； B、第一轮PCR会扩增出带有重叠末端的DNA片段（如图中片段①②），B正确； C、第二轮PCR利用片段的重叠序列互补配对，再进行延伸，从而将两个片段连接，C正确； D、虽然重叠延伸PCR可通过PCR过程拼接片段，但最终构建表达载体时，仍需要DNA连接酶将融合基因连接到载体上，D错误。 故选D。 【小问6详解】 A、红色荧光信号强度主要与启动子调控、基因表达量相关，融合基因并没有增强荧光信号的设计，A错误； B、水杨酸羟化酶可催化SA转化为龙胆酸（能被细胞利用），所以工程菌乙能将SA转化为可利用物质，B正确； C、题干未提及工程菌乙的环境适应能力增强的相关信息，无法得出该结论，C错误； D、mrfp基因表达红色荧光蛋白可检测SA（通过荧光强度反映污染程度），nahG基因表达的酶可降解SA，因此实现了检测与降解功能的一体化，D正确。 故选BD。 【小问7详解】 两个基因融合后，应使其模板链在同一条DNA单链上，则引物1、3对应序列位于融合基因两端，扩增nahG-mrfp融合基因，因此应选择引物1和引物3。 【小问8详解】 ①结合 “固定期启动子（菌体达到一定数量方可被激活 ）”，设定该条件使工程菌数量达标后启动 “自毁” 程序，这样可以利用细菌生长周期中稳定期的启动子特性，结合毒素-抗毒素系统，实现工程菌在完成任务（如增殖到一定数量、发挥功能后 ）的 “自毁”，避免基因扩散等风险 ，即设计工程菌达到一定数量条件下启动“自毁”。 ②i 选固定期启动子（C），保证菌体数量达标才启动；ii 填抗毒蛋白基因（E），iii 填毒蛋白功能激活基因（F）。工程菌增殖到一定数量，固定期启动子激活，抗毒蛋白先表达维持存活；后续毒蛋白功能激活基因启动，毒蛋白生效使工程菌 “自毁”，实现特定条件下自毁。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $