内容正文:
北京师大二附中2025—2026学年高二年级第一学期
生物期中测试题
一、单项选择题(共30分,每小题2分,将答案填涂在答题卡上)
1. 马拉松比赛中运动员出现不同程度的出汗、脱水和呼吸加深、加快。下列关于运动员在比赛过程中生理状况的叙述,正确的是( )
A. 血浆中二氧化碳浓度持续升高 B. 血浆渗透压增高,尿量生成减少
C. 血浆中乳酸堆积,pH持续下降 D. 血糖持续降低,肝糖原合成增多
2. 某种突变体果蝇在持续受刺激一段时间后,会从运动陷入“瘫痪”状态。电镜观察该突变体果蝇的突触结构,发现与野生型果蝇相比,其突触小体内囊泡数量明显减少,且突触前膜上存在大量半融合的泡状结构(如图所示)。据此对该果蝇突变导致的突触功能缺陷作出的推测,不合理的是( )
A. 突触后膜Na+通道持续开放,Na+持续外流
B. 突触小体中胞吐障碍,导致递质无法释放
C. 突触小体中线粒体功能缺陷,细胞供能不足
D. 突触间隙中的递质降解产物,通过胞吞回收受阻
3. 阿尔兹海默症(简称AD)属于神经退行性疾病,因β-淀粉样蛋白在神经元外堆积而造成神经元渐进性死亡。早期症状是记忆丧失,之后逻辑和语言等其他认知功能丧失,最终出现尿失禁等现象,丧失生活自理能力。下列相关叙述错误的是( )
A. 记忆丧失与大脑皮层和海马体等多个脑区受损有关
B. 患者听觉正常但听不懂别人和自己说话是H区病变
C. 尿失禁的原因是脑对脊髓低级中枢的抑制作用增强
D. 促进脑内神经间新突触的建立可缓解该病症状
4. 如图曲线表示某人从早餐开始到12时血糖浓度的变化情况。正常血糖浓度为3.9~6.1mmol·L-1。关于曲线变化原因的叙述错误的是( )
A. 小肠吸收糖类是9时前血糖浓度变化的主要原因
B. 9~11时血糖浓度变化的主要原因是胰岛素分泌增加
C. 11~12时胰岛A细胞没有合成分泌胰高血糖素
D. 胰岛素和胰高血糖素共同维持人体血糖的相对稳定
5. 某患者因多食易饥、心慌急躁、怕热多汗等不适就医,检测血浆中甲状腺激素(FT3、FT4)与促甲状腺激素(TSH)水平,结果如下表。目前可以排除掉的一组发病原因是( )
FT3(ng/L)
FT4(ng/L)
TSH(mU/L)
患者
9.14
3.64
15.14
正常参考值
2.0~4.1
0.80~2.0
0.55~4.87
①甲状腺腺泡细胞的细胞膜上TSH受体缺陷
②垂体分泌TSH细胞的细胞膜上甲状腺激素受体缺陷
③下丘脑分泌TRH细胞的细胞膜上甲状腺激素受体缺陷
④交感神经元和心肌细胞上的甲状腺激素受体缺陷
A. ①② B. ③④ C. ②③ D. ①④
6. 醛固酮是肾上腺皮质分泌的一种固醇类激素,在人体水和无机盐的平衡中发挥重要作用。醛固酮的作用机理如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 醛固酮促进靶细胞中编码钠通道和钠钾泵的基因表达,有利于重吸收 Na+
B. 促肾上腺皮质激素释放激素能够直接作用于肾上腺,促进醛固酮的分泌
C. 醛固酮通过血液到达靶细胞,与靶细胞内受体结合后能长期持续发挥作用
D. 长期高盐饮食使醛固酮分泌增加,导致内环境 Na+和水增加,易发生高血压
7. 关于神经调节和体液调节的说法,错误的是( )
A. 神经调节和体液调节均有分级调节特点
B. 体液调节只有内分泌系统分泌的激素参与
C. 体温调节是神经—体液共同调节的结果
D. 内环境渗透压是水盐平衡调节的主要刺激因素
8. 巨噬细胞表面的Dectin-1受体与真菌细胞壁的β-1,3-葡聚糖结合后,会引发巨噬细胞的细胞骨架重排,将真菌细胞吞噬。此过程属于( )
A. 非特异性免疫 B. 细胞免疫 C. 体液免疫 D. 免疫监视
9. 树突状细胞具有强大的吞噬、处理和呈递各种抗原的功能,成熟时具有多个突起(如图),不同突起上分布有与其功能相关的分子。下列关于树突状细胞的叙述错误的是( )
A. 由骨髓中的B淋巴细胞增殖、分化而来的
B. 突起上可能分布有与不同抗原结合的多种受体
C. 既参与细胞免疫过程也参与体液免疫过程
D. 对抗原处理后可将抗原信息呈递在细胞表面
10. 疱疹病毒(如EBV)主要侵入B淋巴细胞。在EBV感染潜伏期,EBV会抑制宿主细胞凋亡;在裂解期却会主动诱导宿主细胞凋亡,并被包裹在凋亡小体中,然后进入邻近细胞。据上述信息可以推断得出( )
A. EBV侵入人体后,不能引起机体发生体液免疫反应产生抗体
B. 通过辅助性T细胞识别并裂解被EBV侵染的B淋巴细胞
C. 在EBV感染潜伏期,EBV抑制宿主细胞凋亡不利于自身增殖
D. 子代EBV包裹在凋亡小体中可逃避宿主免疫系统的攻击
11. 2023年10月,诺贝尔生理学或医学奖被授予了两位在mRNA疫苗研发上作出突出贡献的科学家。他们发现进行核苷酸碱基修饰能减轻外源mRNA引发的炎症反应,提高mRNA疫苗稳定性。mRNA可以通过无细胞转录体系获得,借助脂质载体进入人体细胞,在细胞中翻译出抗原蛋白并能分泌至细胞外。下列相关叙述正确的是( )
A. 注射mRNA疫苗只能引发细胞免疫不能引发体液免疫
B. 注射mRNA疫苗所引发的特异性免疫不产生记忆细胞
C. 被碱基修饰的外源mRNA能更容易被免疫防御机制清除
D. 生产mRNA疫苗的无细胞转录体系中有RNA聚合酶
12. 下图表示人体内某种免疫失调病的致病机理。据图分析,叙述正确的组合是( )
①a细胞表示的是浆细胞 ②红细胞膜上有抗原物质
③吞噬细胞属于淋巴细胞 ④该病属于免疫缺陷病
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ①④
13. 肾上腺皮质分泌的糖皮质激素(GC)分泌和调节示意图如下,其中a为促肾上腺皮质激素释放激素,b为促肾上腺皮质激素。GC能提高心肌细胞肾上腺素受体的表达水平。作为药物服用时,血浆中高浓度的GC能抑制淋巴细胞的增殖、分化。下列推断错误的是( )
A. 血浆中高浓度的GC不利于提高机体的应激能力
B. 长期服用GC,会导致肾上腺皮质萎缩
C. 图示过程存在分级调节,可放大激素的调节效应
D. GC可以用于治疗过敏和自身免疫病
14. 取4cm南瓜茎段若干,置于清水中浸泡一段时间后进行分组实验,结果如图所示。下列说法错误的是( )
A. 用清水浸泡茎段目的是去除内源生长素 B. 对照组茎段的处理应不加外源生长素
C. 生长素浓度小于a时,促进茎段生长 D. 生长素浓度为b~c时,茎段不再生长
15. 下列有关植物生长素以及应用的叙述,不正确的是( )
A. 单侧光能够刺激茎尖产生生长素,并引起其分布不均匀
B. 植物不同器官如根、茎等对生长素的敏感程度不同
C. 利用顶端优势原理,适时修剪景观树木以促进侧枝产生
D. 可利用一定浓度的生长素类调节剂去除田间的杂草
二、非选择题(共70分)
16. 细胞膜的选择透过性与细胞膜的静息电位密切相关。科学家以哺乳动物骨骼肌细胞为材料,研究了静息电位形成的机制。
(1)骨骼肌细胞膜的主要成分是___________,膜的基本支架是___________。
(2)假设初始状态下,膜两侧正负电荷均相等,且膜内K+浓度高于膜外。在静息电位形成过程中,当膜仅对K+具有通透性时,K+顺浓度梯度向膜外流动,膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加,对K+进一步外流起阻碍作用,最终K+跨膜流动达到平衡,形成稳定的跨膜静电场,此时膜两侧的电位表现是___________。K+静电场强度只能通过公式“K+静电场强度(mV)”计算得出。
(3)骨骼肌细胞处于静息状态时,实验测得膜的静息电位为-90mV,膜内、外K+浓度依次为155mmoL/L和4mmoL/L(),此时没有K+跨膜净流动。
①静息状态下,K+静电场强度为___________mV,与静息电位实测值接近,推测K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
②为证明①中的推测,研究者梯度增加细胞外K+浓度并测量静息电位。如果所测静息电位的值___________,则可验证此假设。
17. 某同学因颈前部疼痛,伴有发热、心慌、多汗而就医。医生发现其甲状腺有触痛,血液中甲状腺激素T4水平升高,诊断为亚急性甲状腺炎。该同学查阅有关资料,了解到甲状腺由许多滤泡构成,每个滤泡由一层滤泡上皮细胞围成(图1),T4在滤泡腔中合成并储存;发病之初,甲状腺滤泡上皮细胞受损;多数患者发病后,甲状腺摄碘率和血液中相关激素水平的变化如图2。
(1)在人体各系统中,甲状腺属于_______系统。
(2)在滤泡上皮细胞内的碘浓度远高于组织液的情况下,细胞依然能摄取碘,这种吸收方式是_______。
(3)发病后的2个月内,血液中T4水平高于正常的原因是:甲状腺滤泡上皮细胞受损导致_______。
(4)发病7个月时,该同学复查结果显示:T4水平恢复正常,但摄碘率高于正常。家长担心摄碘率会居高不下。请根据T4分泌的调节过程向家长做出解释以打消其顾虑_______。
(5)发病8个月后,T4会在正常范围内上下波动,表明甲状腺功能恢复正常。由此推测,甲状腺中的_______结构已恢复完整。
18. 长期肥胖易诱发胰岛素抵抗(即靶细胞对胰岛素不敏感,而无法有效降血糖),进而增加2型糖尿病的发病风险。胰岛素抵抗产生的分子机制已成为当前的研究热点。
(1)人体内有多种激素参与血糖调节。胰岛素是能够降低血糖浓度的激素,而能够提高血糖浓度的相关激素有______等。
(2)图1显示,当胰岛素与靶细胞膜上的受体特异性结合后,受体胞内部分的相关位点发生磷酸化水平的改变,进而激活胞内信号通路,实现降血糖效应。据图1分析,下列哪些情况可能会引起胰岛素抵抗______(填选项)。
A. 胰岛素分泌不足 B. 胰岛素受体异常
C. GLUT4合成受阻 D. 含GLUT4的囊泡与膜融合受阻
(3)内质网上的酶D催化甘油二酯合成甘油三酯(脂肪)。研究表明其与肥胖产生的胰岛素抵抗有关。研究者利用酶D含量降低50%的突变小鼠A进行实验一,结果见表1。
表1 正常饮食条件下,两组小鼠的相关指标
实验一
实验小鼠
Y位点磷酸化相对水平
T位点磷酸化相对水平
高胰岛素环境肝细胞吸糖率
对照组
正常小鼠
a
b
78%
实验组
突变小鼠A
0.4a
1.7b
30%
结果表明,内质网中的甘油二酯积累可导致______,进而使胰岛素受体活性降低,诱发胰岛素抵抗。
(4)资料显示,细胞膜上的酶P可改变胰岛素受体胞内部分的磷酸化水平,进而改变其活性。研究者利用酶P含量降低70%的突变小鼠B进行实验二,结果见表2。
表2 高脂饮食条件下,检测两组小鼠的相关指标
实验二
实验小鼠
Y位点磷酸化相对水平
T位点磷酸化相对水平
高胰岛素环境肝细胞吸糖率
对照组
正常小鼠
c
d
18%
实验组
突变小鼠B
3.2c
0.1d
60%
①与对照组相比,突变鼠B胰岛素抵抗症状不明显的原因可能是______。
②结合(3)推测,a与c,b与d的大小关系为______。
(5)研究者进一步探究了甘油二酯与酶P诱发胰岛素抵抗的关系。
①利用酶D和酶P含量都降低的双突变鼠C进行实验。正常饮食条件下,检测其高胰岛素环境肝细胞吸糖率与实验二中______组接近,说明甘油二酯通过酶P诱发胰岛素抵抗。
②分别提取实验一两组小鼠肝细胞,通过蛋白质电泳检测细胞不同部位酶P的含量(电泳条带颜色越深,蛋白质含量越高),结果如图2。
根据电泳结果推测,甘油二酯可以______。
(6)综合以上研究得出,长期肥胖会使甘油二酯积累,______,最终诱发胰岛素抵抗。
19. 癌症是当前严重危害人类健康的重大疾病。研究人员利用与癌细胞在某些方面具有相似性的诱导多能干细胞(iPSC)进行了抗肿瘤的免疫学研究。
(1)癌细胞具有无限___________的特点。当体内出现癌细胞时,可激发机体的_________系统发挥清除作用。
(2)研究人员进行的系列实验如下:
免疫组小鼠:每周注射1次含失去增殖活性的iPSC悬液,连续4周;
空白组小鼠:每周注射1次不含失去增殖活性的iPSC的缓冲液,连续4周。
实验一:取免疫组和空白组小鼠的血清分别与iPSC、DB7(一种癌细胞)和MEF(一种正常体细胞)混合,检测三种细胞与血清中抗体的结合率,结果见下表。
细胞与抗体的结合率(%)
细胞
iPSC
DB7
MEF
血清
免疫组
77
82
8
空白组
10
8
9
①比较表中iPSC与两组小鼠血清作用的结果可知,免疫组的数值明显________空白组的数值,说明iPSC刺激小鼠产生了特异性抗体。
②表中DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异,说明DB7有____________。
③综合表中全部数据,实验结果表明_____________________。
实验二:给免疫组和空白组小鼠皮下注射DB7,一周后皮下形成肿瘤。随后空白组小鼠肿瘤体积逐渐增大,免疫组小鼠肿瘤体积逐渐缩小。由此推测:iPSC还能刺激机体产生特异性抗肿瘤的___________免疫。
(3)研究人员另取小鼠进行实验,验证了上述推测。下图为实验组的实验过程及结果示意图。请在下图中选择A或B填入④处,从C~F中选择字母填入①~③处。
(4)该系列研究潜在的应用前景是iPSC可以用于___________________________。
20. 学习以下材料,回答(1)~(4)题。
记忆B细胞再分化方向的调控机制
当病原体突破了机体前两道防线时,初始B淋巴细胞增殖分化为浆细胞(PC)和记忆B细胞(MBC)。再次接触相同病原体时,有些MBC(甲型)迅速分化为PC并产生抗体,而另一些MBC(乙型)则分化为可增殖的生发中心(GC)。MBC分化为GC看似放慢形成PC的脚步,但GC在反复接受细胞因子刺激后,不断增殖的过程中可发生高频的抗体基因突变和重排,再分化为PC后可产生更高亲和力的抗体,识别同种病原体的不同变异株类型也增加。
P1和H2是B细胞分化所需的两个转录因子。以往研究发现,与乙型MBC相比,甲型MBC表现出更低的H2水平和更高的P1水平。近期,我国科研人员用RFP(红色荧光蛋白)基因原位替代H2基因,获得小鼠R,同时获得转入P1-YFP(黄色荧光蛋白)融合基因的小鼠Y。小鼠R与小鼠Y杂交子代免疫接种后,监测14~28大MBC和GC分化为PC过程中的荧光强度,MBC结果如下图,GC分化为PC过程荧光变化趋势与MBC相同。
P1和H2相对表达量是如何被调控的呢?抗原刺激可促进转录因子IRF4表达。研究人员检测了从初始B细胞,到MBC、GC,再到PC的染色质开放程度,发现被IRF4结合的位点(包括P1基因附近的位点)逐步变得松散。这一研究成果,阐明了MBC再分化命运调控的分子机制,为设计针对诸如HIV等高变异率病毒的疫苗提供了重要理论基础。
(1)B细胞活化需要两个信号的刺激,一个是来自抗原,一个是来自______表面特定分子发生变化并与B细胞结合,此外还需要细胞因子的作用。依赖PC产生抗体的特异性免疫过程称为______免疫。
(2)基于对文中内容的理解,下列叙述正确的是______(多选,填字母)。
A. 初始表示了细胞间的转化关系
B. RFP、YFP用来监测或追踪H2、P1基因的表达情况
C. 过表达P1基因的乙型MBC分化为PC的速度加快
D. PC染色质上P1附近的IRF4结合位点开放程度低于GC
(3)科研人员认为:MBC分化为PC的调控属于表观遗传,作出此判断的依据是______。
(4)流感病毒变异率高,导致有些人在接种流感疫苗后依然会患流感。请根据本文信息,提出提高流感疫苗防护效力的思路。
21. 植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应(应对不良环境的系列反应)的关系,研究者对其分子机制进行了探索。
(1)生长素(IAA)具有促进生长的作用,脱落酸(ABA)可提高抗逆性并抑制茎叶生长,两种激素均作为___________分子,调节植物生长及逆境响应。
(2)TS基因编码的蛋白(TS)促进IAA的合成。研究发现,拟南芥受到干旱胁迫时,TS基因表达下降,生长减缓。研究者用野生型(WT)和TS基因功能缺失突变株(ts)进行实验,结果如图甲。
图甲结果显示,TS基因功能缺失导致______________。
(3)为了探究TS影响抗旱性的机制,研究者通过实验,鉴定出一种可与TS结合的酶BG。已知BG催化ABA-葡萄糖苷水解为ABA。提取纯化TS和BG,进行体外酶活性测定,结果如图乙。由实验结果可知TS具有抑制BG活性的作用,判断依据是:_______。
(4)为了证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平,可检测野生型和三种突变株中的ABA含量。请在图丙“(______)”处补充第三种突变株的类型,并在图中相应位置绘出能证明上述结论的结果_______。
(5)综合上述信息可知,TS能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,使植物适应复杂多变的环境。请完善TS调节机制模型(从正常和干旱两种条件任选其一,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)_____(略)。
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北京师大二附中2025—2026学年高二年级第一学期
生物期中测试题
一、单项选择题(共30分,每小题2分,将答案填涂在答题卡上)
1. 马拉松比赛中运动员出现不同程度的出汗、脱水和呼吸加深、加快。下列关于运动员在比赛过程中生理状况的叙述,正确的是( )
A. 血浆中二氧化碳浓度持续升高 B. 血浆渗透压增高,尿量生成减少
C. 血浆中乳酸堆积,pH持续下降 D. 血糖持续降低,肝糖原合成增多
【答案】B
【解析】
【详解】A、运动员呼吸加深加快会及时排出CO₂,血浆中CO₂浓度不会持续升高,而是通过调节维持相对稳定,A错误;
B、大量出汗导致水分丢失,血浆渗透压升高,刺激下丘脑渗透压感受器,促使抗利尿激素分泌增加,肾小管重吸收水增多,尿量减少,B正确;
C、血浆中存在缓冲物质(如NaHCO₃),可中和无氧呼吸产生的乳酸,维持pH相对稳定,不会持续下降,C错误;
D、运动中血糖消耗增加,此时肝糖原分解补充血糖,而非合成增多,D错误。
故选B。
2. 某种突变体果蝇在持续受刺激一段时间后,会从运动陷入“瘫痪”状态。电镜观察该突变体果蝇的突触结构,发现与野生型果蝇相比,其突触小体内囊泡数量明显减少,且突触前膜上存在大量半融合的泡状结构(如图所示)。据此对该果蝇突变导致的突触功能缺陷作出的推测,不合理的是( )
A. 突触后膜Na+通道持续开放,Na+持续外流
B. 突触小体中胞吐障碍,导致递质无法释放
C. 突触小体中线粒体功能缺陷,细胞供能不足
D. 突触间隙中的递质降解产物,通过胞吞回收受阻
【答案】A
【解析】
【详解】A、突触后膜Na+通道持续开放,Na+持续内流,而不是Na+持续外流,A错误;
B、突变体果蝇突触小体内囊泡数量明显减少,且突触前膜上存在大量半融合的泡状结构,说明突触小体中胞吐障碍,导致递质无法释放,B正确;
C、突触小体中线粒体功能缺陷,会使细胞供能不足,影响囊泡的运输等过程,进而导致突触功能缺陷,C正确;
D、突触间隙中的递质降解产物通过胞吞回收受阻,可能影响突触小体对相关物质的再利用,进而影响突触功能,D正确。
故选A。
3. 阿尔兹海默症(简称AD)属于神经退行性疾病,因β-淀粉样蛋白在神经元外堆积而造成神经元渐进性死亡。早期症状是记忆丧失,之后逻辑和语言等其他认知功能丧失,最终出现尿失禁等现象,丧失生活自理能力。下列相关叙述错误的是( )
A. 记忆丧失与大脑皮层和海马体等多个脑区受损有关
B. 患者听觉正常但听不懂别人和自己说话是H区病变
C. 尿失禁的原因是脑对脊髓低级中枢的抑制作用增强
D. 促进脑内神经间新突触的建立可缓解该病症状
【答案】C
【解析】
【详解】A、记忆的形成与大脑皮层和海马体密切相关,长期记忆依赖海马体的加工和存储,AD患者记忆丧失与这些脑区受损有关,A正确;
B、听觉性语言中枢(H区):此处受损,患者能讲话,但混乱而割裂;能听到别人讲话,但不能理解讲话的意思(听觉上的失认),对别人的问话常答非所问,临床上称为感觉性失语症,听觉正常但听不懂语言属于听觉性语言中枢(H区)受损的表现,B正确;
C、尿失禁的原因是大脑皮层对脊髓低级中枢的调控发生障碍,大脑皮层对脊髓排尿反射低级中枢的抑制作用减弱,导致脊髓自主控制排尿,C错误;
D、AD患者神经元死亡导致突触减少,促进新突触建立可改善神经信号传递,缓解症状,D正确。
故选C。
4. 如图曲线表示某人从早餐开始到12时血糖浓度的变化情况。正常血糖浓度为3.9~6.1mmol·L-1。关于曲线变化原因的叙述错误的是( )
A. 小肠吸收糖类是9时前血糖浓度变化的主要原因
B. 9~11时血糖浓度变化的主要原因是胰岛素分泌增加
C. 11~12时胰岛A细胞没有合成分泌胰高血糖素
D. 胰岛素和胰高血糖素共同维持人体血糖的相对稳定
【答案】C
【解析】
【分析】1、血糖的来源:食物中的糖类消化吸收、肝糖原的分解、脂肪等非糖物质转化;去向:糖类的氧化分解、合成糖原、糖类转化为非糖物质。
2、血糖平衡调节:由胰岛A细胞分泌胰高血糖素提高血糖浓度,促进血糖来源;由胰岛B细胞分泌胰岛素降低血糖浓度,促进血糖去路,减少血糖来源。
【详解】A、分析题图可知,血糖的来源之一是通过食物中的糖类的消化吸收,某人吃的早餐食物中存在糖类,故9时前血糖浓度上升主要是因为食物中的糖类被小肠消化和吸收,A正确;
B、分析题图可知,当血糖升高到一定程度,会刺激胰岛B细胞分泌胰岛素,胰岛素会抑制血糖的来源,促进血糖的去路,以达到降低血糖的目的,用以维持血糖的平衡,B正确;
C、分析题图可知,胰高血糖素具有升高血糖的作用,不到11时血糖就上升,说明胰高血糖素的分泌早于11时,C错误;
D、血糖的调节需要胰岛素和胰高血糖素共同调节,而且两种激素对血糖浓度的调节作用是相反的,所以两种激素共同维持人体血糖的稳定,D正确。
故选C。
5. 某患者因多食易饥、心慌急躁、怕热多汗等不适就医,检测血浆中甲状腺激素(FT3、FT4)与促甲状腺激素(TSH)水平,结果如下表。目前可以排除掉的一组发病原因是( )
FT3(ng/L)
FT4(ng/L)
TSH(mU/L)
患者
9.14
3.64
15.14
正常参考值
2.0~4.1
0.80~2.0
0.55~4.87
①甲状腺腺泡细胞的细胞膜上TSH受体缺陷
②垂体分泌TSH细胞的细胞膜上甲状腺激素受体缺陷
③下丘脑分泌TRH细胞的细胞膜上甲状腺激素受体缺陷
④交感神经元和心肌细胞上的甲状腺激素受体缺陷
A. ①② B. ③④ C. ②③ D. ①④
【答案】D
【解析】
【详解】①激素需要与受体结合后发挥作用,若甲状腺腺泡细胞TSH受体缺陷,TSH无法刺激甲状腺分泌激素,应表现为FT3/FT4降低而TSH升高(原发性甲减),与当前结果不符,可排除,①符合题意;
②垂体TSH细胞甲状腺激素受体缺陷会导致负反馈失效,垂体持续分泌TSH(TSH升高),同时TSH过度刺激甲状腺导致FT3/FT4升高,符合当前结果,②不符合题意;
③下丘脑TRH细胞甲状腺激素受体缺陷,则甲状腺激素无法抑制TRH分泌,导致TSH升高,符合当前结果,③不符合题意;
④若交感神经元和心肌细胞受体缺陷,仅影响激素作用,不影响激素水平,可排除发病原因,④符合题意。
故选D。
6. 醛固酮是肾上腺皮质分泌的一种固醇类激素,在人体水和无机盐的平衡中发挥重要作用。醛固酮的作用机理如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 醛固酮促进靶细胞中编码钠通道和钠钾泵的基因表达,有利于重吸收 Na+
B. 促肾上腺皮质激素释放激素能够直接作用于肾上腺,促进醛固酮的分泌
C. 醛固酮通过血液到达靶细胞,与靶细胞内受体结合后能长期持续发挥作用
D. 长期高盐饮食使醛固酮分泌增加,导致内环境 Na+和水增加,易发生高血压
【答案】A
【解析】
【分析】醛固酮的主要作用是促进肾小管和集合管对钠离子的吸收和钾离子的排出(保钠排钾),并使肾脏重吸收水的量增加,使血容量增加。
【详解】A、醛固酮是一种激素,激素是信息分子,结合题图可知,醛固酮促进靶细胞中编码钠通道和钠钾泵的基因表达,有利于重吸收 Na+,A正确;
B、促肾上腺皮质激素释放激素是由下丘脑分泌的,通过作用于垂体,垂体释放促肾上腺皮质激素后作用于肾上腺起作用,B错误;
C、激素一经与靶细胞结合并起作用后就会被灭活,不能长期发挥作用,C错误;
D、长期高盐饮食使内环境的钠离子浓度升高,醛固酮分泌减少,D错误。
故选A。
7. 关于神经调节和体液调节的说法,错误的是( )
A. 神经调节和体液调节均有分级调节特点
B. 体液调节只有内分泌系统分泌的激素参与
C. 体温调节是神经—体液共同调节的结果
D. 内环境渗透压是水盐平衡调节的主要刺激因素
【答案】B
【解析】
【分析】在动物体的各项生命活动中,神经调节与体液调节之间的关系可以概括为以下两个方面。一方面,体内大多数内分泌腺活动都受中枢神经系统的控制;另一方面,内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的功能,如甲状腺分泌的甲状腺激素,如果缺乏这种激素,就会影响幼年动物大脑的发育。
【详解】A、神经调节和体液调节都存在分级调节现象,A正确;
B、体液调节主要有内分泌系统分泌的激素参与,但还有组织胺、CO2等,B错误;
C、如寒冷环境中甲状腺激素的分泌既有下丘脑参与的神经调节,也有甲状腺激素参与的体液调节,故体温的稳定是神经和体液共同调节的结果,C正确;
D、下丘脑是水盐调节的中枢,主要刺激因素是内环境渗透压,D正确。
故选B。
8. 巨噬细胞表面的Dectin-1受体与真菌细胞壁的β-1,3-葡聚糖结合后,会引发巨噬细胞的细胞骨架重排,将真菌细胞吞噬。此过程属于( )
A. 非特异性免疫 B. 细胞免疫 C. 体液免疫 D. 免疫监视
【答案】A
【解析】
【详解】A、非特异性免疫是机体先天具有的、不针对特定病原体的免疫机制。巨噬细胞通过表面受体识别病原体并吞噬,属于第二道防线中的非特异性免疫,A正确;
BC、细胞免疫属于特异性免疫,由T细胞介导,主要针对细胞内病原体,而体液免疫属于特异性免疫,由B细胞产生抗体发挥作用,与题意不符,BC错误;
D、免疫监视是免疫系统识别并清除异常细胞的功能,与吞噬病原体无关,D错误。
故选A。
9. 树突状细胞具有强大的吞噬、处理和呈递各种抗原的功能,成熟时具有多个突起(如图),不同突起上分布有与其功能相关的分子。下列关于树突状细胞的叙述错误的是( )
A. 由骨髓中的B淋巴细胞增殖、分化而来的
B. 突起上可能分布有与不同抗原结合的多种受体
C. 既参与细胞免疫过程也参与体液免疫过程
D. 对抗原处理后可将抗原信息呈递在细胞表面
【答案】A
【解析】
【分析】免疫细胞包括吞噬细胞、树突状细胞和淋巴细胞,它们来自骨髓的造血干细胞,其中B细胞、树突状细胞和巨噬细胞能摄取和加工处理抗原,并且可以将抗原信息暴露在细胞表面,以便呈递给其他免疫细胞,这些细胞统称为抗原呈递细胞。
【详解】A、树突状细胞是由骨髓中的造血干细胞增殖、分化而来的,A错误;
B、树突状细胞具有非特异性识别抗原的能力,说明突起上可能分布有与不同抗原结合的多种受体,B正确;
C、树突状细胞具有呈递抗原的能力,既参与细胞免疫过程也参与体液免疫过程,C正确;
D、树突状细胞对抗原处理后形成抗原肽-MHC复合体,并将抗原信息呈递在细胞表面,D正确。
故选A。
10. 疱疹病毒(如EBV)主要侵入B淋巴细胞。在EBV感染潜伏期,EBV会抑制宿主细胞凋亡;在裂解期却会主动诱导宿主细胞凋亡,并被包裹在凋亡小体中,然后进入邻近细胞。据上述信息可以推断得出( )
A. EBV侵入人体后,不能引起机体发生体液免疫反应产生抗体
B. 通过辅助性T细胞识别并裂解被EBV侵染的B淋巴细胞
C. 在EBV感染潜伏期,EBV抑制宿主细胞凋亡不利于自身增殖
D. 子代EBV包裹在凋亡小体中可逃避宿主免疫系统的攻击
【答案】D
【解析】
【分析】体液免疫过程:抗原被吞噬细胞处理呈递给辅助性T淋巴细胞,辅助性T细胞产生细胞因子作用于B细胞,B细胞再接受细胞因子的刺激和抗原的刺激后,增殖分化成浆细胞和记忆B细胞,浆细胞产生抗体作用于抗原。
【详解】A、疱疹病毒(如EBV)虽然主要侵入B淋巴细胞,但机体能够发生特异性免疫反应产生抗体,A错误;
B、机体可以通过细胞毒性T细胞识别并裂解被EBV侵染的B淋巴细胞,B错误;
C、在EBV感染潜伏期,EBV抑制宿主细胞凋亡有利于自身增殖,C错误;
D、子代EBV会选择包裹在凋亡小体中,目的是避免与抗体接触,从而逃避宿主免疫系统的攻击,D正确。
故选D。
11. 2023年10月,诺贝尔生理学或医学奖被授予了两位在mRNA疫苗研发上作出突出贡献的科学家。他们发现进行核苷酸碱基修饰能减轻外源mRNA引发的炎症反应,提高mRNA疫苗稳定性。mRNA可以通过无细胞转录体系获得,借助脂质载体进入人体细胞,在细胞中翻译出抗原蛋白并能分泌至细胞外。下列相关叙述正确的是( )
A. 注射mRNA疫苗只能引发细胞免疫不能引发体液免疫
B. 注射mRNA疫苗所引发的特异性免疫不产生记忆细胞
C. 被碱基修饰的外源mRNA能更容易被免疫防御机制清除
D. 生产mRNA疫苗的无细胞转录体系中有RNA聚合酶
【答案】D
【解析】
【详解】A、mRNA疫苗进入细胞后翻译出的抗原蛋白可分泌至细胞外,作为体液中的抗原会引发体液免疫,同时细胞内的抗原也会引发细胞免疫,A错误;
B、特异性免疫应答(包括体液免疫和细胞免疫)均会产生记忆细胞,以增强二次免疫应答,B错误;
C、碱基修饰的目的是降低外源mRNA的免疫原性,使其不易被免疫系统识别和清除,从而提高稳定性,C错误;
D、无细胞转录体系需通过RNA聚合酶催化,以DNA为模板合成mRNA,D正确。
故选D。
12. 下图表示人体内某种免疫失调病的致病机理。据图分析,叙述正确的组合是( )
①a细胞表示的是浆细胞 ②红细胞膜上有抗原物质
③吞噬细胞属于淋巴细胞 ④该病属于免疫缺陷病
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ①④
【答案】A
【解析】
【详解】①只有浆细胞能产生抗体,因此图中a细胞表示的是浆细胞,①正确;
②抗体具有特异性,一定的抗体只能与一定的抗原特异性结合,图中抗红细胞抗体能与红细胞结合,说明红细胞膜上有抗原物质,②正确;
③吞噬细胞属于免疫细胞,但是不属于淋巴细胞,③错误;
④题图中的该种免疫失调病是由于人体免疫系统异常敏感,反应过度,“敌我不分”地将自身物质当作外来异物进行攻击而引起的,这类疾病属于自身免疫病,④错误。
故选A。
13. 肾上腺皮质分泌的糖皮质激素(GC)分泌和调节示意图如下,其中a为促肾上腺皮质激素释放激素,b为促肾上腺皮质激素。GC能提高心肌细胞肾上腺素受体的表达水平。作为药物服用时,血浆中高浓度的GC能抑制淋巴细胞的增殖、分化。下列推断错误的是( )
A. 血浆中高浓度的GC不利于提高机体的应激能力
B. 长期服用GC,会导致肾上腺皮质萎缩
C. 图示过程存在分级调节,可放大激素的调节效应
D. GC可以用于治疗过敏和自身免疫病
【答案】A
【解析】
【详解】A、GC是重要的应激激素,能通过提高心肌细胞肾上腺素受体的表达水平,增强心脏对肾上腺素的反应,从而提升机体的应激能力。因此,血浆中高浓度的GC有利于提高机体的应激能力,A错误;
B、促肾上腺皮质激素能促进肾上腺皮质的生长发育,长期外源性服用GC会通过负反馈抑制下丘脑和垂体,促肾上腺皮质激素释放激素(a)和促肾上腺皮质激素(b)的分泌都会减少,会导致肾上腺皮质萎缩,B正确;
C、图示显示下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的分级调节,这种分级调节能逐级放大激素效应,C正确;
D、GC能抑制淋巴细胞的增殖和分化,具有免疫抑制作用,过敏和自身免疫病都属于免疫过强,因此GC可以用于治疗过敏和自身免疫病,D正确。
故选A。
14. 取4cm南瓜茎段若干,置于清水中浸泡一段时间后进行分组实验,结果如图所示。下列说法错误的是( )
A. 用清水浸泡茎段目的是去除内源生长素 B. 对照组茎段的处理应不加外源生长素
C. 生长素浓度小于a时,促进茎段生长 D. 生长素浓度为b~c时,茎段不再生长
【答案】D
【解析】
【详解】A、用清水浸泡茎段目的是去除内源生长素,保证因变量都是因为外源生长素浓度变化导致的,A正确;
B、对照组作为空白对照,茎段的处理应不加外源生长素,B正确;
C、从图中可以看出,生长素浓度小于a时,曲线在促进生长的区域,说明此浓度范围的生长素能促进茎段生长,C正确;
D、生长素浓度为b~c时,曲线仍在促进生长的区域,只是促进生长的作用逐渐减弱,但茎段仍在生长,并非不再生长,D错误。
故选D。
15. 下列有关植物生长素以及应用的叙述,不正确的是( )
A. 单侧光能够刺激茎尖产生生长素,并引起其分布不均匀
B. 植物不同器官如根、茎等对生长素的敏感程度不同
C. 利用顶端优势原理,适时修剪景观树木以促进侧枝产生
D. 可利用一定浓度的生长素类调节剂去除田间的杂草
【答案】A
【解析】
【分析】顶端优势:顶芽优先生长,而侧芽受到抑制的现象。原因:顶芽产生的生长素向下运输,导致侧芽部位生长素浓度较高,因而使侧芽的发育受到抑制;解除方法:摘除顶芽。
【详解】A、生长素的产生不需要单侧光的刺激,单侧光的作用是使生长素不均匀分布,A错误;
B、植物不同器官如根、茎等对生长素的敏感程度不同,根的敏感性高于茎的敏感性,B正确;
C、顶端优势指的是顶芽产生的生长素运输并积累在侧芽处,导致侧芽生的生长受到抑制,适时修剪景观树木可以减少侧芽处的生长素浓度,从而可以促进侧枝产生,C正确;
D、双子叶植物和单子叶植物对生长素的敏感度不同,利用较高浓度的生长素类调节剂可以起到去除田间的杂草的作用,D正确。
故选A。
二、非选择题(共70分)
16. 细胞膜的选择透过性与细胞膜的静息电位密切相关。科学家以哺乳动物骨骼肌细胞为材料,研究了静息电位形成的机制。
(1)骨骼肌细胞膜的主要成分是___________,膜的基本支架是___________。
(2)假设初始状态下,膜两侧正负电荷均相等,且膜内K+浓度高于膜外。在静息电位形成过程中,当膜仅对K+具有通透性时,K+顺浓度梯度向膜外流动,膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加,对K+进一步外流起阻碍作用,最终K+跨膜流动达到平衡,形成稳定的跨膜静电场,此时膜两侧的电位表现是___________。K+静电场强度只能通过公式“K+静电场强度(mV)”计算得出。
(3)骨骼肌细胞处于静息状态时,实验测得膜的静息电位为-90mV,膜内、外K+浓度依次为155mmoL/L和4mmoL/L(),此时没有K+跨膜净流动。
①静息状态下,K+静电场强度为___________mV,与静息电位实测值接近,推测K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
②为证明①中的推测,研究者梯度增加细胞外K+浓度并测量静息电位。如果所测静息电位的值___________,则可验证此假设。
【答案】(1) ①. 磷脂和蛋白质 ②. 磷脂双分子层
(2)膜内电位比膜外低(内负外正)
(3) ①. -95.4 ②. 或均与相应状态下K+静电场强度理论值接近
【解析】
【分析】1、静息电位产生的原因:细胞处于安静状态下,存在于细胞膜两侧的电位差称为静息电位,表现为内负外正。原因是细胞膜对K+的通透性增大,K+外流,表现为外正内负。
2、动作电位产生的原因:细胞膜对Na+的通透性增大,Na+内流,表现为内正外负。
【小问1详解】
肌细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质,细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。
【小问2详解】
静息状态下,膜仅对K+具有通透性时,K+顺浓度梯度向膜外流动,膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加,对K+进一步外流起阻碍作用,最终K+跨膜流动达到平衡,形成稳定的跨膜静电场,此时膜两侧的电位表现是外正内负。
【小问3详解】
①静息状态下,静息状态下,K+静电场强度为60×(-1.59)=-95.4(mV),与静息电位实测值接近,推测K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
②梯度增加细胞外K+浓度,此时钾离子外流梯度减小,所测静息电位的值均与相应状态下K+静电场强度理论值接近),则可验证K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
17. 某同学因颈前部疼痛,伴有发热、心慌、多汗而就医。医生发现其甲状腺有触痛,血液中甲状腺激素T4水平升高,诊断为亚急性甲状腺炎。该同学查阅有关资料,了解到甲状腺由许多滤泡构成,每个滤泡由一层滤泡上皮细胞围成(图1),T4在滤泡腔中合成并储存;发病之初,甲状腺滤泡上皮细胞受损;多数患者发病后,甲状腺摄碘率和血液中相关激素水平的变化如图2。
(1)在人体各系统中,甲状腺属于_______系统。
(2)在滤泡上皮细胞内的碘浓度远高于组织液的情况下,细胞依然能摄取碘,这种吸收方式是_______。
(3)发病后的2个月内,血液中T4水平高于正常的原因是:甲状腺滤泡上皮细胞受损导致_______。
(4)发病7个月时,该同学复查结果显示:T4水平恢复正常,但摄碘率高于正常。家长担心摄碘率会居高不下。请根据T4分泌的调节过程向家长做出解释以打消其顾虑_______。
(5)发病8个月后,T4会在正常范围内上下波动,表明甲状腺功能恢复正常。由此推测,甲状腺中的_______结构已恢复完整。
【答案】(1)内分泌 (2)主动运输
(3)滤泡腔内储存的T4释放进入血液
(4)当血液中T4水平恢复正常后,会通过负反馈调节抑制下丘脑和垂体分泌相关激素,使甲状腺的摄碘率逐渐下降,不会居高不下 (5)滤泡
【解析】
【分析】1、甲状腺激素的作用:促进新陈代谢,促进物质的氧化分解,促进生长发育,提高神经系统的兴奋性;促进神经系统的发育。
2、激素的作用具有特异性,它有选择性地作用于靶器官、靶腺体或靶细胞。
【小问1详解】
人体的内分泌系统由内分泌腺和内分泌细胞组成,甲状腺作为人体重要的内分泌腺,能够分泌甲状腺激素等,参与调节人体的新陈代谢、生长发育等生理过程,所以在人体各系统中,甲状腺属于内分泌系统。
【小问2详解】
物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗能量,这种方式叫做主动运输。在滤泡上皮细胞内的碘浓度远高于组织液的情况下,细胞依然能摄取碘,说明是逆浓度梯度运输,这种吸收方式是主动运输。
【小问3详解】
已知T4在滤泡腔中合成并储存,发病之初,甲状腺滤泡上皮细胞受损。当甲状腺滤泡上皮细胞受损时,滤泡腔中储存的T4会释放到血液中,从而导致发病后的2个月内,血液中T4水平高于正常。
【小问4详解】
T4分泌的调节过程是一个负反馈调节,当血液中T4水平恢复正常后,会通过负反馈调节抑制下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素(TRH)和垂体分泌促甲状腺激素(TSH),TSH能促进甲状腺摄取碘等功能,当TSH分泌受到抑制,其含量下降,会使甲状腺的摄碘率逐渐下降,不会居高不下,所以家长不必担心摄碘率会居高不下。
【小问5详解】
因为T4在滤泡腔中合成并储存,发病8个月后,T4会在正常范围内上下波动,表明甲状腺能正常合成和储存T4,由此推测,甲状腺中的滤泡已恢复完整。
18. 长期肥胖易诱发胰岛素抵抗(即靶细胞对胰岛素不敏感,而无法有效降血糖),进而增加2型糖尿病的发病风险。胰岛素抵抗产生的分子机制已成为当前的研究热点。
(1)人体内有多种激素参与血糖调节。胰岛素是能够降低血糖浓度的激素,而能够提高血糖浓度的相关激素有______等。
(2)图1显示,当胰岛素与靶细胞膜上的受体特异性结合后,受体胞内部分的相关位点发生磷酸化水平的改变,进而激活胞内信号通路,实现降血糖效应。据图1分析,下列哪些情况可能会引起胰岛素抵抗______(填选项)。
A. 胰岛素分泌不足 B. 胰岛素受体异常
C. GLUT4合成受阻 D. 含GLUT4的囊泡与膜融合受阻
(3)内质网上的酶D催化甘油二酯合成甘油三酯(脂肪)。研究表明其与肥胖产生的胰岛素抵抗有关。研究者利用酶D含量降低50%的突变小鼠A进行实验一,结果见表1。
表1 正常饮食条件下,两组小鼠的相关指标
实验一
实验小鼠
Y位点磷酸化相对水平
T位点磷酸化相对水平
高胰岛素环境肝细胞吸糖率
对照组
正常小鼠
a
b
78%
实验组
突变小鼠A
0.4a
1.7b
30%
结果表明,内质网中的甘油二酯积累可导致______,进而使胰岛素受体活性降低,诱发胰岛素抵抗。
(4)资料显示,细胞膜上的酶P可改变胰岛素受体胞内部分的磷酸化水平,进而改变其活性。研究者利用酶P含量降低70%的突变小鼠B进行实验二,结果见表2。
表2 高脂饮食条件下,检测两组小鼠的相关指标
实验二
实验小鼠
Y位点磷酸化相对水平
T位点磷酸化相对水平
高胰岛素环境肝细胞吸糖率
对照组
正常小鼠
c
d
18%
实验组
突变小鼠B
3.2c
0.1d
60%
①与对照组相比,突变鼠B胰岛素抵抗症状不明显的原因可能是______。
②结合(3)推测,a与c,b与d的大小关系为______。
(5)研究者进一步探究了甘油二酯与酶P诱发胰岛素抵抗的关系。
①利用酶D和酶P含量都降低的双突变鼠C进行实验。正常饮食条件下,检测其高胰岛素环境肝细胞吸糖率与实验二中______组接近,说明甘油二酯通过酶P诱发胰岛素抵抗。
②分别提取实验一两组小鼠肝细胞,通过蛋白质电泳检测细胞不同部位酶P的含量(电泳条带颜色越深,蛋白质含量越高),结果如图2。
根据电泳结果推测,甘油二酯可以______。
(6)综合以上研究得出,长期肥胖会使甘油二酯积累,______,最终诱发胰岛素抵抗。
【答案】(1)胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺激素和糖皮质激素 (2)BCD
(3)T位点磷酸化相对水平升高,同时Y位点磷酸化相对水平偏低
(4) ①. 突变鼠B的酶P含量降低,Y位点磷酸化水平上升,T位点磷酸化水平下降,胰岛素受体活性升高 ②. a>c,b<d
(5) ①. 突变小鼠B或实验 ②. 诱导酶P从细胞质基质向细胞膜转移
(6)诱导细胞质基质中的酶P转移到细胞膜上,改变胰岛素受体的磷酸化水平,使其活性下降,信号通路传递信号受阻
【解析】
【分析】血糖含量高时,胰岛B细胞分泌胰岛素增多,胰岛素能促进血糖进入组织细胞进行氧化分解、合成肝糖原、肌糖原、转化成脂肪和某些氨基酸等,抑制肝糖原分解和非糖物质转化成血糖。当血糖含量低时,胰岛A细胞分泌胰高血糖素增多,胰高血糖素能促进肝糖原分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高。
【小问1详解】
人体内有多种激素参与血糖调节。胰岛素是能够降低血糖浓度的激素,而能够提高血糖浓度的相关激素有很多,如胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺激素和糖皮质激素等。
【小问2详解】
A、胰岛素分泌不足,导致葡萄糖进入组织细胞进行相关代谢障碍,进而表现为血糖无法下降,不会引起胰岛素抵抗,A错误;
B、胰岛素受体异常会导致胰岛素无法起作用,进而使血糖无法下降,而表现为糖尿病,这是因为胰岛素抵抗引起的,B正确;
C、GLUT4合成受阻则相当于胰岛素无法起到应有的作用,因而也会引起胰岛素抵抗,C正确;
D、含GLUT4的囊泡与膜融合受阻也会阻止葡萄糖进入组织细胞障碍,相当于胰岛素无法起到应有的作用,因而也表现为胰岛素抵抗,D正确。
故选BCD。
【小问3详解】
内质网上的酶D催化甘油二酯合成甘油三酯(脂肪)。研究表明其与肥胖产生的胰 岛素抵抗有关。研究者利用酶D含量降低50%的突变小鼠 A 并进行实验一,结果见表1。根据表中数据可知,突变小鼠的Y位点磷酸化相对水平下降,T位点相对磷酸化水平上升,进而导致GULT4向细胞膜上转运速率下降,进而降低了葡萄糖进入组织细胞的速率,因而表现为高胰岛素环境下肝细胞吸收葡萄糖的速率下降,进而诱发胰岛素抵抗,据此可推测内质网中的甘油二酯积累可导致T位点磷酸化相对水平升高,同时Y位点磷酸化相对水平偏低,进而使胰岛素受体活性降低,诱发胰岛素抵抗。
【小问4详解】
①资料显示,细胞膜上的酶P可改变胰岛素受体胞内部分的磷酸化水平,而改变其活性。研究者利用酶P含量降低70%的突变小鼠B进行实验二,结果见表2。表中数据显示,突变小鼠T位点磷酸化相对水平与对照组相比差异较小,而Y位点磷酸化相对水平与对照组相比表现为偏高,说明此时GLUT4向细胞膜转运速度较快,因而表现出高胰岛素水平下肝细胞吸糖率较高,因此突变鼠B胰岛素抵抗症状不明显的原因可能是突变鼠B的酶P含量降低,Y位点磷酸化水平上升,T位点磷酸化水平下降,胰岛素受体活性升高。
②表1是正常饮食条件下的测定数据,而表2是高脂饮食条件下测定的数据,这里可将高脂饮食正常小鼠理解为突变小鼠A的状态去分析,因此,a与c,b与d的大小关系分别为大于和小于,即a>c,b<d。
【小问5详解】
①实验目的探究甘油二酯与酶P诱发胰岛素抵抗的关系,实验应当遵循对照原则,单一变量原则和控制无关变量原则,根据题意利用酶D和酶P含量都降低的双突变鼠C进行实验,正常饮食条件下,检测其高胰岛素环境肝细胞吸糖率与实验二中突变小鼠B或实验组接近,说明甘油二酯通过酶P诱发胰岛素抵抗。
②分别提取实验一两组小鼠肝细胞,通过蛋白质电泳检测细胞不同部位酶P的含量(电泳条带颜色越深,蛋白质含量越高),结果如图2。根据电泳结果可推测甘油二酯可以诱导酶P从细胞质基质向细胞膜转移。
【小问6详解】
综合以上研究得出,长期肥胖会使甘油二酯积累,诱导细胞质基质中的酶P转移到细胞膜上,改变胰岛素受体的磷酸化水平,使其活性下降,信号通路传递信号受阻,最终诱发胰岛素抵抗。
19. 癌症是当前严重危害人类健康的重大疾病。研究人员利用与癌细胞在某些方面具有相似性的诱导多能干细胞(iPSC)进行了抗肿瘤的免疫学研究。
(1)癌细胞具有无限___________的特点。当体内出现癌细胞时,可激发机体的_________系统发挥清除作用。
(2)研究人员进行的系列实验如下:
免疫组小鼠:每周注射1次含失去增殖活性的iPSC悬液,连续4周;
空白组小鼠:每周注射1次不含失去增殖活性的iPSC的缓冲液,连续4周。
实验一:取免疫组和空白组小鼠的血清分别与iPSC、DB7(一种癌细胞)和MEF(一种正常体细胞)混合,检测三种细胞与血清中抗体的结合率,结果见下表。
细胞与抗体的结合率(%)
细胞
iPSC
DB7
MEF
血清
免疫组
77
82
8
空白组
10
8
9
①比较表中iPSC与两组小鼠血清作用的结果可知,免疫组的数值明显________空白组的数值,说明iPSC刺激小鼠产生了特异性抗体。
②表中DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异,说明DB7有____________。
③综合表中全部数据,实验结果表明_____________________。
实验二:给免疫组和空白组小鼠皮下注射DB7,一周后皮下形成肿瘤。随后空白组小鼠肿瘤体积逐渐增大,免疫组小鼠肿瘤体积逐渐缩小。由此推测:iPSC还能刺激机体产生特异性抗肿瘤的___________免疫。
(3)研究人员另取小鼠进行实验,验证了上述推测。下图为实验组的实验过程及结果示意图。请在下图中选择A或B填入④处,从C~F中选择字母填入①~③处。
(4)该系列研究潜在的应用前景是iPSC可以用于___________________________。
【答案】 ①. 分裂/增殖 ②. 免疫 ③. 高于 ④. 可以与抗iPSC的抗体结合的抗原 ⑤. 抗iPSC的抗体可以与DB7上的抗原特异性结合,而不能与MEF上的抗原结合/iPSC与DB7有共同的抗原,与MEF无共同的抗原 ⑥. 细胞 ⑦. FDCB ⑧. 抑制或治疗肿瘤生长
【解析】
【详解】【分析】该题主要考查两种特异性免疫的过程知识的应用。癌细胞的特征:无限增殖、黏着性下降,容易扩散转移、细胞形态改变;免疫系统有防卫、监控和清除等三大作用;体液免疫的作用过程一般是:抗原被吞噬细胞处理后呈递给T淋巴细胞,之后T细胞再将抗原呈递给B细胞,同时T细胞产生淋巴因子促进B细胞增殖分化产生浆细胞和记忆细胞;或者抗原也可以直接刺激B细胞增殖分化产生浆细胞和记忆细胞,浆细胞分泌抗体,与抗原结合,最后由吞噬细胞吞噬抗体——抗原结合体;细胞免疫的作用过程一般是:抗原被吞噬细胞处理后呈递给T淋巴细胞,T细胞分化出效应T细胞和记忆细胞,效应T细胞和靶细胞接触,使其裂解死亡。
【详解】(1)癌细胞具有无限增殖的特点;机体的免疫系统能监控和清除体内衰老、死亡或损伤的细胞以及癌细胞;
(2)实验一:免疫组和空白组小鼠的主要区别是:一个注射含失去增殖活性的iPSC悬液,一个注射不含失去增殖活性的iPSC的缓冲液,主要区别在于是否含有iPSC。
①由表可知,免疫组细胞与抗体的结合率的数值明显高于空白组的数值,免疫组含失去增殖活性的iPSC悬液,从而说明iPSC作为抗原,刺激小鼠的B细胞增殖分化成浆细胞和记忆细胞,浆细胞产生了能与iPSC结合的特异性抗体;
②由表可知,表中DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异但都高于空白组,iPSC刺激小鼠产生了能与iPSC结合的特异性抗体,而DB7与免疫组的血清混合的结合率到82%,说明血清中能与iPSC结合的特异性抗体也可与DB7结合,推知DB7有与iPSC相似的抗原可与iPSC刺激小鼠产生的特异性抗体结合;
③综合表中全部数据可以看出,注射含失去增殖活性的iPSC悬液的免疫组细胞可以刺激小鼠产生特异性抗体,实验结果表明iPSC有与癌细胞表面类似的抗原,而正常细胞表面没有;
实验二:空白组小鼠肿瘤体积逐渐增大,免疫组小鼠肿瘤体积逐渐缩小。由此推测:iPSC进入机体,被吞噬细胞处理后呈递给T淋巴细胞,T细胞分化出效应T细胞和记忆细胞,效应T细胞和肿瘤细胞接触,使其裂解死亡,这属于细胞免疫;
(3)由上述实验过程可知:DB7有与iPSC相似的抗原,因此上面一组小鼠用DB7处理,下面一组小鼠用失去增殖活性的iPSC处理,上面一组小鼠发生肿瘤病变,下面一组小鼠产生特异性抗体,在四周后提取第二组小鼠的血清,注射到第一组小鼠体内,从而第一组小鼠产生能与肿瘤细胞结合的效应T细胞,与肿瘤细胞接触,使其裂解死亡,肿瘤逐渐缩小,故答案为④B、①F、②D、③C;
(4)由上述实验结果可知,iPSC既能刺激小鼠产生了特异性抗体,又能刺激机体产生能与肿瘤细胞接触并使其裂解死亡的效应T细胞,因此该系列研究潜在的应用前景是iPSC可以用于抑制或治疗肿瘤生长。
【点睛】关键是要能根据表中数据看到,DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异,得知DB7有与iPSC相似的抗原,能与iPSC结合的特异性抗体也能与DB7结合。
20. 学习以下材料,回答(1)~(4)题。
记忆B细胞再分化方向的调控机制
当病原体突破了机体前两道防线时,初始B淋巴细胞增殖分化为浆细胞(PC)和记忆B细胞(MBC)。再次接触相同病原体时,有些MBC(甲型)迅速分化为PC并产生抗体,而另一些MBC(乙型)则分化为可增殖的生发中心(GC)。MBC分化为GC看似放慢形成PC的脚步,但GC在反复接受细胞因子刺激后,不断增殖的过程中可发生高频的抗体基因突变和重排,再分化为PC后可产生更高亲和力的抗体,识别同种病原体的不同变异株类型也增加。
P1和H2是B细胞分化所需的两个转录因子。以往研究发现,与乙型MBC相比,甲型MBC表现出更低的H2水平和更高的P1水平。近期,我国科研人员用RFP(红色荧光蛋白)基因原位替代H2基因,获得小鼠R,同时获得转入P1-YFP(黄色荧光蛋白)融合基因的小鼠Y。小鼠R与小鼠Y杂交子代免疫接种后,监测14~28大MBC和GC分化为PC过程中的荧光强度,MBC结果如下图,GC分化为PC过程荧光变化趋势与MBC相同。
P1和H2相对表达量是如何被调控的呢?抗原刺激可促进转录因子IRF4表达。研究人员检测了从初始B细胞,到MBC、GC,再到PC的染色质开放程度,发现被IRF4结合的位点(包括P1基因附近的位点)逐步变得松散。这一研究成果,阐明了MBC再分化命运调控的分子机制,为设计针对诸如HIV等高变异率病毒的疫苗提供了重要理论基础。
(1)B细胞活化需要两个信号的刺激,一个是来自抗原,一个是来自______表面特定分子发生变化并与B细胞结合,此外还需要细胞因子的作用。依赖PC产生抗体的特异性免疫过程称为______免疫。
(2)基于对文中内容的理解,下列叙述正确的是______(多选,填字母)。
A. 初始表示了细胞间的转化关系
B. RFP、YFP用来监测或追踪H2、P1基因的表达情况
C. 过表达P1基因的乙型MBC分化为PC的速度加快
D. PC染色质上P1附近的IRF4结合位点开放程度低于GC
(3)科研人员认为:MBC分化为PC的调控属于表观遗传,作出此判断的依据是______。
(4)流感病毒变异率高,导致有些人在接种流感疫苗后依然会患流感。请根据本文信息,提出提高流感疫苗防护效力的思路。
【答案】(1) ①. 辅助性T细胞 ②. 体液 (2)ABC
(3)MBC分化为PC的过程中,P1和H2基因序列井未 改变,只是通过影响染色质松散(开放)程度影响 其表达,且可以传递给子代细胞
(4)促进MBC形成GC,使GC反复接受刺激而增殖,抑制IRF4/P1表达,促进H2表达
【解析】
【分析】体液免疫:病原体侵入机体后,一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取,这为激活B细胞提供了第一个信号,抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞,辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这为激活B细胞提供了第二个信号,辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子,B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化,大部分分化为浆细胞,小部分分化为记忆B细胞,细胞因子促进B细胞的分裂、分化过程,浆细胞产生和分泌大量抗体,抗体可以随体液在全身循环并与这种病原体结合,抗体与病原体结合可以抑制病原体增殖或对人体细胞的黏附。
【小问1详解】
B细胞活化需要细胞外两个信号的刺激,第一个信号:接受抗原呈递细胞的信号后,辅助性T细胞表面特定分子发生变化并与B细胞结合;第二个信号:抗原直接接触B细胞;B细胞的增殖分化还受辅助性T细胞产生的细胞因子促进。依赖PC产生抗体的特异性免疫过程称为体液免疫。
【小问2详解】
A、根据题意可知初始B淋巴细胞增殖分化为浆细胞(PC)和记忆B细胞(MBC)。再次接触相同病原体时,有些MBC(甲型)迅速分化为PC并产生抗体,而另一些MBC(乙型)则分化为可增殖的生发中心(GC)。而GC在反复接受细胞因子刺激后,可再分化为PC,A正确;
B、RFP、YFP是荧光蛋白,可以用来监测或追踪H2、P1基因的表达,B正确;
C、P1是B细胞分化所需的转录因子,而一些MBC(乙型)则分化为可增殖的生发中心(GC),GC又分化为PC,可产生更高亲和力的抗体,所以过表达P1基因的乙型MBC将分化为PC,C正确;
D、被IRF4结合的位点(包括P1基因附近的位点)逐步变得松散,说明该位点的开放程度较高,D错误。
故选ABC。
【小问3详解】
MBC分化为PC的过程中,P1和H2基因序列并未改变,只是通过影响染色质松散(开放)程度影响其表达,且可以传递给子代细胞,所以MBC分化为PC的调控属于表观遗传。
【小问4详解】
根据题意可知MBC可以形成GC,而GC在反复接受刺激后,会不断增殖,抑制IRF4/P1表达,促进H2表达,降低病毒的变异频率,提高流感疫苗防护效力。
21. 植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应(应对不良环境的系列反应)的关系,研究者对其分子机制进行了探索。
(1)生长素(IAA)具有促进生长的作用,脱落酸(ABA)可提高抗逆性并抑制茎叶生长,两种激素均作为___________分子,调节植物生长及逆境响应。
(2)TS基因编码的蛋白(TS)促进IAA的合成。研究发现,拟南芥受到干旱胁迫时,TS基因表达下降,生长减缓。研究者用野生型(WT)和TS基因功能缺失突变株(ts)进行实验,结果如图甲。
图甲结果显示,TS基因功能缺失导致______________。
(3)为了探究TS影响抗旱性的机制,研究者通过实验,鉴定出一种可与TS结合的酶BG。已知BG催化ABA-葡萄糖苷水解为ABA。提取纯化TS和BG,进行体外酶活性测定,结果如图乙。由实验结果可知TS具有抑制BG活性的作用,判断依据是:_______。
(4)为了证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平,可检测野生型和三种突变株中的ABA含量。请在图丙“(______)”处补充第三种突变株的类型,并在图中相应位置绘出能证明上述结论的结果_______。
(5)综合上述信息可知,TS能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,使植物适应复杂多变的环境。请完善TS调节机制模型(从正常和干旱两种条件任选其一,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)_____(略)。
【答案】(1)信息 (2)IAA 含量下降,在干旱条件下 ts 的生存率高于 WT
(3)在0~2μg的浓度范围内,随着TS浓度的升高,BG活性逐渐降低
(4) (5)
(正常条件下,调节效应相反)
【解析】
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
生长素
生长素在植物体各器官中都有分布,但相对集中分布在生长旺盛的部分,如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等
激素种类多、量极微,既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用,只是起调节作用的信息分子
脱落酸
脱落酸在根冠、萎蔫的叶片等部委合成,具有抑制细胞分裂,促进气孔关闭,促进叶和果实的衰老和脱落,维持种子休眠的作用
为了证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平,可检测野生型和三种突变株中的ABA含量
实验目的是通过检测野生型和三种突变株中的ABA含量证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平
TS是通过BG发挥调节功能,如果BG无法发挥功能,是否存在TS对实验结果几乎没有影响,ts+bg组与bg组结果相同
(2)逻辑推理与论证
【小问1详解】
两种植物激素均作为信息分子,参与调节植物生长及逆境响应。
【小问2详解】
由图甲可知,TS基因缺失会导致 IAA含量降低,植株生长减缓,同时在干旱条件下,TS基因功能缺失突变株(ts)生存率比正常植株生存率更高。
【小问3详解】
由图乙可知,在0~2μg的浓度范围内,随着TS浓度的升高, BG活性逐渐降低,证明TS具有抑制BG活性的作用。
【小问4详解】
根据图可知,还需要在图丙中补充TS、BG功能缺失突变株(ts+ bg)实验组,因为TS是通过BG发挥调节功能,所以如果BG无法发挥功能,是否存在TS对实验结果几乎没有影响,该组与bg组结果相同,相应的图如下:
【小问5详解】
由上述信息可知,TS基因能精细协调生长和逆境响应之间的平衡,使植物适应复杂多变的环境。干旱条件下TS调节机制模型图如下:
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