内容正文:
2025年12月高三生物期中考试试题
一、单选题(每题3分,共36分)
1. 人体皮肤组织有较强的修复能力。研究发现,当皮肤受到损伤后,巨噬细胞会分泌TGF-β(蛋白质类因子)以激活角质形成细胞增殖、分化,产生新的表皮细胞,使伤口愈合。下列说法正确的是( )
A. 皮肤细胞因受损伤而死亡属于细胞凋亡
B. 巨噬细胞和角质形成细胞中都有合成TGF-β的基因
C. 角质形成细胞形成表皮细胞的过程说明细胞具有全能性
D. 巨噬细胞分泌TGF-β的过程与膜蛋白无关
2. 细胞是最基本的生命系统,每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中寻找。下图为高等动物细胞结构示意图,下列相关叙述不正确的是( )
A. ①与细胞有丝分裂有关,菠菜叶肉细胞中不存在此结构
B. 与口腔上皮细胞相比,唾液腺细胞中②较发达
C. 物质进入细胞核必须通过③,出细胞核则不一定
D. 除④和⑤处的核糖体外,其它生物膜上也可能有核糖体
3. 结肠癌是我国常见的恶性肿瘤。下表为不同剂量的苦瓜皂苷对结肠癌细胞增殖及凋亡的实验数据。已知上调miR-377表达量可抑制肿瘤细胞转移。下列分析错误的是( )
组别
抑制率(%)
凋亡率(%)
circRNA表达量
miR-377表达量
对照组
0
8.42
1.00
1.00
低剂量苦瓜皂苷
18.50
13.64
0.77
1.36
中剂量苦瓜皂苷
31.06
17.08
0.52
1.84
高剂量苦瓜皂苷
54.23
21.67
0.28
2.53
A. 对照组为未经苦瓜皂苷处理的结肠癌细胞
B. 苦瓜皂苷促进结肠癌细胞凋亡,抑制细胞增殖
C. 据表推测高剂量苦瓜皂苷抑制肿瘤细胞转移效果更好
D. 苦瓜皂苷可促进circRNA表达量并抑制miR-377表达量
4. 水稻杂交制种中,由于母本茎秆最上部的伸长节间不够长,稻穗不能全部从叶鞘中抽出,包在叶鞘中的稻穗不能接受父本的花粉,因此不能结实,从而影响制种产量。技术人员通过适时喷施调节物质解决了这个问题。下列物质中常用的是( )
A. 赤霉素 B. 乙烯利 C. 脱落酸 D. 细胞分裂素
5. 端粒酶是一种由催化蛋白和RNA模板组成的酶,可延长端粒DNA,作用原理如图。延伸完一段,端粒酶就会移动到延伸好的端粒DNA末端,并与端粒DNA末端进行碱基互补配对而实现精准定位。多次重复图示过程,直至端粒延伸至正常长度。下列有关端粒DNA和端粒酶的说法,正确的是( )
A. 构成端粒酶的单体有氨基酸和脱氧核苷酸
B. 端粒酶RNA具有序列3'-AAUCCC-5'
C. 端粒DNA的延伸过程实质是基因的转录
D. 图中延伸方向是端粒DNA单链5'端
6. 将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合注射到小鼠体内,测得两种细菌的含量变化曲线如图甲,图乙为噬菌体侵染细菌实验的部分操作程序。下列有关叙述正确的是( )
A. 甲、乙两图现有实验环节均不能说明DNA遗传物质
B. 图乙中若混合培养后搅拌不充分,则沉淀中的放射性会比正常操作偏低
C. 图乙中如果保温时间过长,可对实验结果造成影响
D. 图甲中①代表的细菌无多糖类的荚膜,②代表的细菌具有多糖类的荚膜
7. 下图表示葡萄糖刺激胰岛B细胞分泌胰岛素的示意图(其中“+”表示促进,“—”表示抑制)。有关叙述正确的是( )
A. GLUT2是运输葡萄糖的载体,运输葡萄糖时既可消耗ATP,也可不消耗ATP
B. 细胞中ATP含量增加时,导致对ATP敏感的K+通道关闭,Ca2+内流增加
C. 细胞中Ca2+含量增加能促进胰岛素通过胞吐的方式分泌到细胞外,属于被动运输
D. 血糖浓度升高,大量葡萄糖进入线粒体氧化,导致细胞内ATP/ADP值升高
8. 为研究肺炎链球菌中的R型细菌转化为S型细菌时是否需要二者直接接触,研究人员利用下图所示装置进行实验。将两类菌株分别加入U型管左、右两臂内,U型管中间隔有微孔滤板。在U型管右臂端口对培养液缓慢吸压,让两菌株共享培养液。已知吸压过程会导致两臂内少量菌体破裂。一段时间后取U型管两臂菌液分别培养,观察菌落形态。下列说法错误的是( )
A. 装置中的微孔滤板应允许DNA分子通过而不允许肺炎链球菌通过
B. 若左臂菌液培养后产生一种菌落、右臂菌液培养后产生两种菌落则证明R型细菌转化为S型细菌时不需要二者直接接触
C. R型细菌没有多糖类的荚膜导致其形成的菌落比S型细菌形成的菌落粗糙
D. S型细菌的DNA能诱导R型细菌发生基因突变从而使R型细菌转化为S型细菌
9. 雄性不育对遗传育种有重要价值。为获得以茎的颜色或叶片形状为标记的雄性不育番茄材料,研究者用基因型为 AaCcFf的番茄植株自交,所得子代的部分结果见图。其中,控制紫茎(A)与绿茎(a)、缺刻叶(C)与马铃薯叶(c)的两对基因独立遗传,雄性可育(F)与雄性不育(f)为另一对相对性状,3对性状均为完全显隐性关系。下列分析正确的是( )
A. 育种实践中缺刻叶可以作为雄性不育材料筛选标记
B. 出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是基因突变的结果
C. 子代的雄性可育株中,缺刻叶与马铃薯叶的比例约为1:1
D. 子代中绿茎雄性不育株与紫茎雄性可育株的比例约为1:3
10. 乙酰胆碱(ACh)可在多条神经调节通路中发挥作用。研究发现,小鼠获得奖赏时,强啡肽阳性神经元会释放强啡肽,通过图示通路促进ACh的释放,提升学习效果。GABA是一种抑制性神经递质,能抑制ACh的释放。在奖赏信息刺激下,下列推测合理的是( )
A. 敲除强啡肽阳性神经元的强啡肽受体基因,ACh的释放量会更多
B. 强啡肽与GABA能神经元上的受体结合后,GABA的释放量会更多
C. 敲除GABA能神经元的强啡肽受体基因,ACh的释放量会更多
D. 去除奖赏信息刺激后,乙酰胆碱能神经元会停止释放ACh
11. 小鼠细胞A基因中的胞嘧啶发生甲基化后转变为5-甲基胞嘧啶,会影响该基因的表达,进而影响小鼠的性状。下列有关说法错误的是( )
A. 基因型相同的两只小鼠的表型不同可能与基因甲基化有关
B. 基因甲基化引起的表型变化是可以遗传的
C. 基因发生甲基化可能会影响基因的转录过程
D. 甲基化会导致DNA分子的碱基序列改变
12. 某运动营养实验室研发了一种新型补剂X,其核心成分可通过影响线粒体功能来调节细胞呼吸。为研究补剂X的作用,研究者将小鼠骨骼肌细胞分为对照组和实验组,在有氧条件下检测细胞呼吸的相关指标,结果如图所示。下列叙述或推测合理的是( )
注:细胞呼吸的底物是葡萄糖;各组葡萄糖等量且起始浓度一致;酶乙是ATP合成酶,位于线粒体内膜上。
A. 补剂X通过抑制有氧呼吸第一阶段,减少丙酮酸生成
B. 实验组CO2释放量升高,说明补剂X促进无氧呼吸第二阶段
C. 实验组酶乙活性升高,可加速有氧呼吸第三阶段ATP生成
D. 若将实验条件改为无氧,两组细胞产生的乳酸量会有显著差异
二、多选题(每题4分,共16分)
13. DNA碱基序列改变会使同源染色体上的等位基因所在的DNA片段出现用同种限制酶切割但得到不同长度切割片段的情况。如苯丙氨酸羟化酶(PH)基因和其等位基因两侧的碱基序列存在两个或三个Msp的切点,切割后分别得到长度为23kb(千碱基对)和19kb的DNA片段(图a)。PH基因突变将导致苯丙酮尿症,但是否突变与其两侧Msp的切点数无关。某家庭父母均正常,但生了一个患苯丙酮尿症的女儿①(图b),对该家庭不同个体提取的DNA用Msp切割并经PCR和琼脂糖凝胶电泳后得到图c的结果,以下叙述正确的是( )
A. 苯丙酮尿症是常染色体隐性遗传病
B. 19kb片段代表正常的PH基因,23kb片段代表突变的PH基因
C. 苯丙酮尿症现象说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
D. 假设PH基因所在染色体上还存在A基因,则两种基因遵循自由组合定律
14. 核DNA复制时会出现复制泡和复制叉,如图所示。某DNA分子片段含50个碱基对,两条链均只含14N,其中一条链中的(T+A)/(G+C)=2/3,将该DNA分子在只含有15N的培养基中连续复制n次,其中a∼h代表相应位置。下列说法错误的是( )
A. 若某DNA复制时形成了n个复制泡,则该DNA上应有2n个复制叉
B. 图中e处子链的合成与f处子链的合成用到酶的种类相同
C. 复制n次后子代DNA中含15N的有(2n-2)个
D. 若n为5,需消耗930个鸟嘌呤脱氧核苷酸
15. 下图为甲、乙两种单基因遗传病的家系,其中Ⅰ4不携带甲病(用A、a表示相关基因)的致病基因,正常人群中甲病基因携带者的概率是1/100,乙病(用B、b表示相关基因)在人群中的发病率是1/10000,不考虑变异和同源区段。下列分析错误的是( )
A. 单基因遗传病是指受一个基因控制的遗传病
B. Ⅱ5的基因型是BBXAXa或BbXAXa
C. 若Ⅱ9与正常女性婚配生出患甲病女孩的概率是1/800
D. Ⅲ10与正常女性婚配生出患乙病孩子的概率是1/202
16. 伴侣蛋白介导的自噬(CMA)是一种特异性的细胞自噬方式,其过程为:细胞质中带有KFERQ短肽序列的蛋白质先被伴侣蛋白HSC70结合,形成底物-分子伴侣复今物,该复合物随后与溶酶体膜上的特异性蛋白 LAMP2A 结合,进而被转运至溶酶体内降解。下列叙述正确的是( )
A. 若CMA过强,可能诱发细胞凋亡
B. HSC70与KFERQ短肽序列的结合,说明蛋白质具有识别功能
C. 若LAMP2A蛋白功能异常,可能会导致细胞内带KFERQ序列的蛋白积累
D. CMA的特异性降解过程仅能清除细胞内的异常蛋白质,无法维持细胞稳态
三、解答题(共36分)
17. 某种家鸡(2n=78)是一种适宜散养的优良品种,体型匀称,肉蛋鲜美,营养价值高。该种家鸡的正常眼对豁眼是显性性状,由Z染色体上的一对等位基因B/b控制;黄羽对白羽是显性性状。由常染色体上的一对等位基因E/e控制。回答下列问题:
(1)现有纯合正常眼雄鸡与纯合的豁眼雌鸡若干,豁眼雌鸡正常减数分裂时某个细胞中W染色体的数目是_______条。若让纯合正常眼雄鸡与纯合的豁眼雌鸡杂交,子代出现一只豁眼雄鸡,从可遗传变异的角度分析,其出现的原因可能是________。
(2)若用白羽正常眼雌鸡与纯合黄羽豁眼雄鸡作为亲本,采用孟德尔豌豆杂交实验模式,则F2中的白羽正常眼产蛋鸡出现的概率是_____。若F2的黄羽个体自由交配,则后代中基因e的频率为_______。
(3)请用遗传图解写出第(2)问中F₁正常眼黄羽测交产生子代情况(要求:写出配子及基因型、表型)_________。
18. 叶用桑树是重要的经济树种,苜蓿是重要的豆科牧草。间作是在同一土地上按一定比例分行或分带种植两种或多种作物的种植模式。有学者研究桑树和苜蓿间作对生长和产量的影响,部分指标如表所示。
处理
最大净光合速率
光补偿点
光饱和点
叶绿素a/b
土壤脲
酶活性
粗蛋白
含量
总产量
单作苜蓿
19.0
36.5
1493
1.8/0.7
10.0
17.7
8031
间作苜蓿
15.6
24.1
1260
2.1/0.9
13.2
21.5
9914
单作桑树
249
78.7
1529
2.4/1.3
10.8
23.3
676
间作桑树
30.0
109.6
1758
3.2/1.3
14.4
26.3
923
注:光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光饱和点指光合速率达到最大值时的光强度。表中测定指标的单位省略。
回答下列问题:
(1)与单作相比,间作苜蓿的___________更低,表明间作苜蓿在较低的光照强度下就开始积累光合产物,同时叶绿素a和叶绿素b含量的提高有利于___________,但叶绿素a/b下降,说明间作苜蓿吸收的可见光中,不同 ___________发生改变。该研究中,若用定性滤纸通过纸层析___________ (填“能”或“不能”)测定叶绿素a和叶绿素b的含量。间作桑树的光饱和点高于单作,表明间作环境下的桑树在___________条件下光合速率更高。桑树和苜蓿的高矮搭配,可促进单位土地面积的___________效率增加,提高产量和土地资源的利用。
(2)间作模式下,苜蓿根瘤菌的___________作用可为桑树提供氮素营养。同时,间作系统中桑树和苜蓿根际土壤中___________产生的脲酶活性提高,从而为植物提供了更多的___________。因此,除了总产量提高外,___________含量也有所增加,从而进一步提升了牧草和桑叶的品质。
19. 真核细胞进化出精细的基因表达调控机制,图示部分调控过程。请回答下列问题:
(1)细胞核中,DNA缠绕在组蛋白上形成______。由于核膜的出现,实现了基因的转录和______在时空上的分隔。
(2)基因转录时,______酶结合到DNA链上催化合成RNA。加工后转运到细胞质中的RNA,直接参与蛋白质肽链合成的有rRNA、mRNA和______。分泌蛋白的肽链在______完成合成后,还需转运到高尔基体进行加工。
(3)转录后加工产生的lncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析,lncRNA调控基因表达的主要机制有______。miRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白,引导降解与其配对结合的RNA。据图可知,miRNA发挥的调控作用有______。
(4)外源RNA进入细胞后,经加工可形成siRNA引导的沉默复合蛋白,科研人员据此研究防治植物虫害的RNA生物农药。根据RNA的特性及其作用机理,分析RNA农药的优点有____________。
四、实验题(共12分)
20. CAR-T疗法是通过基因工程将CAR蛋白基因导入T细胞,经体外培养筛选后回输患者体内,利用CAR蛋白特异性识别肿瘤抗原,实现靶向杀伤的免疫治疗技术。多发性骨髓瘤(MM)是浆细胞异常增殖引起的恶性肿瘤,异常浆细胞分泌大量免疫球蛋白,导致器官或组织受损。B细胞成熟抗原(BCMA)特异性高表达于MM细胞和成熟B细胞表面。研究者开发了针对BCMA的CAR-T细胞,观察其对MM细胞的杀伤效果。回答下列问题:
(1)当人体B细胞接受抗原并与________细胞表面的特定分子结合后,B细胞被激活,开始分裂、分化,大部分分化为________细胞。
(2)CAR-T疗法中如果采用其他健康人的T细胞则需要敲除一些编码T细胞表面特异性蛋白的基因,再导入CAR蛋白基因,原因是________。
(3)临床研究发现,正常组织细胞表面也有低表达的BCMA蛋白,导致治疗时会杀伤自身正常组织细胞。已知L蛋白对BCMA亲和力低,需较高浓度的BCMA蛋白与L蛋白结合才能引起相应变化,CAR蛋白对BCMA亲和力高。受此启发,科研人员为CAR蛋白安装一个分子开关,如下图所示。
由图可推测,当CAR基因表达,CAR蛋白定位到细胞膜上后,改造后的CAR-T细胞________能力增强。
(4)为验证改造后的CAR-T细胞对肿瘤抗原的作用,研究人员以在小鼠尾部注射未改造的T细胞为对照组进行实验,实验组结果如下图,请依此完善实验组的有关处理。
实验步骤:
步骤①:第0天,实验组1和实验组2分别向小鼠臀部左右两侧分别注________、________;(选填“生理盐水”“BCMA低表达肿瘤细胞”“BCMA高表达肿瘤细胞”)
步骤②:第7天,向实验组1小鼠尾部注射________,向实验组2小鼠尾部注射________;(选填“改造后的CAR-T细胞”“传统CAR-T细胞”)
步骤③:从第10天开始每隔一段时间检测肿瘤细胞体积变化。
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2025年12月高三生物期中考试试题
一、单选题(每题3分,共36分)
1. 人体皮肤组织有较强的修复能力。研究发现,当皮肤受到损伤后,巨噬细胞会分泌TGF-β(蛋白质类因子)以激活角质形成细胞增殖、分化,产生新的表皮细胞,使伤口愈合。下列说法正确的是( )
A. 皮肤细胞因受损伤而死亡属于细胞凋亡
B. 巨噬细胞和角质形成细胞中都有合成TGF-β的基因
C. 角质形成细胞形成表皮细胞的过程说明细胞具有全能性
D. 巨噬细胞分泌TGF-β的过程与膜蛋白无关
【答案】B
【解析】
【分析】1、衰老细胞的特征:细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低;细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;有些酶的活性降低;呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。2、细胞凋亡指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。
【详解】A、皮肤细胞因损伤而死亡属于细胞坏死,细胞凋亡是主动的、由基因调控的死亡,A错误;
B、巨噬细胞和角质形成细胞均为体细胞,遗传物质相同,均含有合成TGF-β的基因,B正确;
C、角质形成细胞分化为表皮细胞仅体现细胞分化,未发育为完整个体,不能说明细胞全能性,C错误;
D、TGF-β为分泌蛋白,分泌过程依赖囊泡运输(胞吐),需膜蛋白参与(如膜融合相关蛋白),D错误。
故选B。
2. 细胞是最基本的生命系统,每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中寻找。下图为高等动物细胞结构示意图,下列相关叙述不正确的是( )
A. ①与细胞有丝分裂有关,菠菜叶肉细胞中不存在此结构
B. 与口腔上皮细胞相比,唾液腺细胞中的②较发达
C. 物质进入细胞核必须通过③,出细胞核则不一定
D. 除④和⑤处的核糖体外,其它生物膜上也可能有核糖体
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:①为中心体,②为高尔基体,③为核孔,④为附着在内质网上的核糖体,⑤为游离的核糖体。
【详解】A、①是中心体,与细胞有丝分裂有关,中心体只分布在动物和低等植物细胞中,菠菜叶肉细胞中不存在此结构,A正确;
B、②是高尔基体,与细胞的分泌功能有关,和口腔上皮细胞相比,唾液腺细胞能分泌唾液淀粉酶,细胞中的高尔基体较发达,B正确;
C、③为核孔,是大分子物质进出细胞核的通道,小分子物质可通过跨膜运输穿过核膜进出细胞核,C错误;
D、核糖体主要附着在粗面内质网上,负责合成分泌蛋白等,另外还有游离在细胞质基质的核糖体合成结构蛋白,还有少量附着在核膜上,D正确。
故选C。
3. 结肠癌是我国常见的恶性肿瘤。下表为不同剂量的苦瓜皂苷对结肠癌细胞增殖及凋亡的实验数据。已知上调miR-377表达量可抑制肿瘤细胞转移。下列分析错误的是( )
组别
抑制率(%)
凋亡率(%)
circRNA表达量
miR-377表达量
对照组
0
8.42
100
1.00
低剂量苦瓜皂苷
18.50
13.64
0.77
1.36
中剂量苦瓜皂苷
31.06
17.08
0.52
1.84
高剂量苦瓜皂苷
54.23
21.67
0.28
2.53
A. 对照组为未经苦瓜皂苷处理的结肠癌细胞
B. 苦瓜皂苷促进结肠癌细胞凋亡,抑制细胞增殖
C. 据表推测高剂量苦瓜皂苷抑制肿瘤细胞转移效果更好
D. 苦瓜皂苷可促进circRNA表达量并抑制miR-377表达量
【答案】D
【解析】
【详解】A、对照组抑制率为0,凋亡率及circRNA、miR-377表达量均为基准值1.00,符合未经处理的实验条件,A正确;
B、随苦瓜皂苷剂量增加,抑制率(18.50→54.23%)和凋亡率(13.64→21.67%)均上升,说明其抑制增殖并促进凋亡,B正确;
C、miR-377表达量随剂量增加而升高(1.36→2.53),题干明确上调miR-377可抑制肿瘤转移,故高剂量效果更佳,C正确;
D、表格显示circRNA表达量随剂量增加而降低(0.77→0.28),说明苦瓜皂苷抑制circRNA;miR-377表达量升高,说明促进其表达,D错误。
故选D。
4. 水稻杂交制种中,由于母本茎秆最上部的伸长节间不够长,稻穗不能全部从叶鞘中抽出,包在叶鞘中的稻穗不能接受父本的花粉,因此不能结实,从而影响制种产量。技术人员通过适时喷施调节物质解决了这个问题。下列物质中常用的是( )
A. 赤霉素 B. 乙烯利 C. 脱落酸 D. 细胞分裂素
【答案】A
【解析】
【分析】不同植物激素的生理作用:
(1)生长素:合成部位:幼嫩的芽、叶和发育中的种子。主要生理功能:生长素的作用表现为两重性,即:低浓度促进生长,高浓度抑制生长;
(2)赤霉素:合成部位:幼芽、幼根和未成熟的种子等幼嫩部分。主要生理功能:促进细胞的伸长;解除种子、块茎的休眠并促进萌发的作用;
(3)细胞分裂素:合成部位:正在进行细胞分裂的幼嫩根尖。主要生理功能:促进细胞分裂;诱导芽的分化;防止植物衰老;
(4)脱落酸:合成部位:根冠、萎蔫的叶片等。主要生理功能:抑制植物细胞的分裂和种子的萌发;促进植物进入休眠;促进叶和果实的衰老、脱落;
(5)乙烯:合成部位:植物体的各个部位都能产生。主要生理功能:促进果实成熟;促进器官的脱落;促进多开雌花。
【详解】A、赤霉素可以促进节间细胞的伸长,进而促使稻穗从叶鞘中抽出,能够接受父本的花粉,达到结实和提高制种产量,A正确;
B、乙烯利是植物生长调节剂,能促进果实成熟,不能促进节间细胞伸长,B错误;
C、脱落酸促进植物休眠以及抑制种子萌发等,不能促进节间细胞的伸长,C错误;
D、细胞分裂素促进细胞分裂,不能促进节间细胞的伸长,D错误。
故选A。
5. 端粒酶是一种由催化蛋白和RNA模板组成的酶,可延长端粒DNA,作用原理如图。延伸完一段,端粒酶就会移动到延伸好的端粒DNA末端,并与端粒DNA末端进行碱基互补配对而实现精准定位。多次重复图示过程,直至端粒延伸至正常长度。下列有关端粒DNA和端粒酶的说法,正确的是( )
A. 构成端粒酶的单体有氨基酸和脱氧核苷酸
B. 端粒酶RNA具有序列3'-AAUCCC-5'
C. 端粒DNA的延伸过程实质是基因的转录
D. 图中延伸方向是端粒DNA单链的5'端
【答案】B
【解析】
【详解】A、端粒酶由催化蛋白(本质是蛋白质)和 RNA 模板(本质是 RNA)组成,因此其单体是氨基酸(蛋白质的单体)和核糖核苷酸(RNA 的单体),A错误;
B、由图可知,端粒 DNA 的一条链序列为 5'-TTAGGG-3'(图中上方链),根据碱基互补配对原则(A-U、T-A、G-C),端粒酶的 RNA 模板需与该链互补,因此 RNA 模板的序列为 3'-AAUCCC-5',B正确;
C、端粒 DNA 的延伸是以 RNA 为模板合成 DNA 链,属于逆转录过程,C错误;
D、DNA 链的延伸方向是从 5' 端到 3' 端(新核苷酸添加到 3' 端)。图中 “延伸方向” 指向的是端粒 DNA 链的3' 端,D错误。
故选B。
6. 将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合注射到小鼠体内,测得两种细菌的含量变化曲线如图甲,图乙为噬菌体侵染细菌实验的部分操作程序。下列有关叙述正确的是( )
A. 甲、乙两图现有实验环节均不能说明DNA是遗传物质
B. 图乙中若混合培养后搅拌不充分,则沉淀中的放射性会比正常操作偏低
C. 图乙中如果保温时间过长,可对实验结果造成影响
D. 图甲中①代表的细菌无多糖类的荚膜,②代表的细菌具有多糖类的荚膜
【答案】A
【解析】
【详解】A、图甲实验可推断出已经加热杀死的S型细菌,含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质:转化因子。图乙实验还需用32P标记噬菌体的DNA作为相互对照,故甲、乙两图现有实验环节均不能说明DNA是遗传物质,A正确;
B、搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,图乙中标记的是噬菌体的蛋白质外壳,若图乙中搅拌不充分,吸附在细菌上的噬菌体与细菌未能分离,离心后随细菌进入沉淀物,导致沉淀物中的放射性升高,上清液中的放射性降低,B错误;
C、若用32P标记噬菌体DNA培养时间过长导致子代噬菌体被释放出来,可影响实验结果,但对于35S标记的噬菌体侵染细菌实验,保温时间对实验结果无影响,C错误;
D、图甲中①代表的S型细菌具有多糖类的荚膜,②代表的R型细菌无多糖类的荚膜,D错误。
故选A。
7. 下图表示葡萄糖刺激胰岛B细胞分泌胰岛素的示意图(其中“+”表示促进,“—”表示抑制)。有关叙述正确的是( )
A. GLUT2是运输葡萄糖的载体,运输葡萄糖时既可消耗ATP,也可不消耗ATP
B. 细胞中ATP含量增加时,导致对ATP敏感的K+通道关闭,Ca2+内流增加
C. 细胞中Ca2+含量增加能促进胰岛素通过胞吐的方式分泌到细胞外,属于被动运输
D. 血糖浓度升高,大量葡萄糖进入线粒体氧化,导致细胞内ATP/ADP值升高
【答案】B
【解析】
【分析】物质进出细胞的方式有被动运输、主动运输、胞吞胞吐。物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输,被动运输包括自由扩散(简单扩散)和协助扩散(易化扩散)两种。物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输。像蛋白质和多糖这样的生物大分子的运输方式是胞吞胞吐。
【详解】A、当血糖升高时,葡萄糖可以通过GLUT2顺浓度梯度进入细胞中,所以GLUT2是运输葡萄糖的载体,运输方式为协助扩散,不需要消耗能量,A错误;
B、根据图,当细胞中ATP含量增加时,会导致对ATP敏感的K+通道关闭,抑制K+外流,导致细胞内K+浓度升高,使Ca2+内流增多,B正确;
C、图中Ca2+通过Ca2+通道蛋白从细胞外运输至细胞内的运输方式为协助扩散;Ca2+含量增加后能促进含有胰岛素的囊泡向细胞膜运输,胰岛素通过胞吐的方式分泌到细胞外,胞吐不属于被动运输,C错误;
D、当血糖浓度升高时,葡萄糖经GLUT2 转运进入细胞,进行有氧呼吸产生ATP,使细胞内ATP/ADP值升高,但葡萄糖不能进入线粒体氧化,D错误。
故选B。
8. 为研究肺炎链球菌中的R型细菌转化为S型细菌时是否需要二者直接接触,研究人员利用下图所示装置进行实验。将两类菌株分别加入U型管左、右两臂内,U型管中间隔有微孔滤板。在U型管右臂端口对培养液缓慢吸压,让两菌株共享培养液。已知吸压过程会导致两臂内少量菌体破裂。一段时间后取U型管两臂菌液分别培养,观察菌落形态。下列说法错误的是( )
A. 装置中的微孔滤板应允许DNA分子通过而不允许肺炎链球菌通过
B. 若左臂菌液培养后产生一种菌落、右臂菌液培养后产生两种菌落则证明R型细菌转化为S型细菌时不需要二者直接接触
C. R型细菌没有多糖类的荚膜导致其形成的菌落比S型细菌形成的菌落粗糙
D. S型细菌的DNA能诱导R型细菌发生基因突变从而使R型细菌转化为S型细菌
【答案】D
【解析】
【分析】艾弗里实验设计思路:将S型细菌的DNA、蛋白质、RNA、脂质等一一提纯,分别与R型细菌混合,单独观察它们的作用。通过实验发现S型细菌的DNA能使R细菌转化成S型细菌。为了使实验更具有说服力,应设置对照组,即用DNA酶处理从S型活菌中提取的DNA,并将处理后的DNA与R型菌混合培养。
【详解】A、为了研究转化是否需要S型菌和R型菌的直接接触,则微孔滤板不允许肺炎链球菌通过,允许DNA分子通过,A正确;
B、一段时间后取U形管两臂菌液涂布培养,左臂菌液只出现S型菌落,右臂菌液同时出现S型、R型两种类型菌落,则证明R型细菌转化为S型细菌时不需要二者直接接触,B正确;
C、R型细菌没有多糖类的荚膜,在培养基上形成的菌落粗糙,C正确;
D、S型菌中的DNA不能诱导R型菌发生基因突变,但能使R型菌发生基因重组,使其转化为S型菌,D错误。
故选D。
9. 雄性不育对遗传育种有重要价值。为获得以茎的颜色或叶片形状为标记的雄性不育番茄材料,研究者用基因型为 AaCcFf的番茄植株自交,所得子代的部分结果见图。其中,控制紫茎(A)与绿茎(a)、缺刻叶(C)与马铃薯叶(c)的两对基因独立遗传,雄性可育(F)与雄性不育(f)为另一对相对性状,3对性状均为完全显隐性关系。下列分析正确的是( )
A. 育种实践中缺刻叶可以作为雄性不育材料筛选标记
B. 出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是基因突变的结果
C. 子代的雄性可育株中,缺刻叶与马铃薯叶的比例约为1:1
D. 子代中绿茎雄性不育株与紫茎雄性可育株的比例约为1:3
【答案】D
【解析】
【详解】A、根据绿茎株中绝大多数雄性不育,紫茎株中绝大多数雄性可育,可推测绿茎(a)和雄性不育(f)位于同一条染色体,紫茎(A)和雄性可育(F)位于同一条染色体,由子代雄性不育株中,缺刻叶:马铃薯叶≈3:1可知,缺刻叶(C)与马铃薯叶(c)位于另一对同源染色体上。因此绿茎可以作为雄性不育材料筛选的标记,A错误;
B、出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是减数第一次分裂前期同源染色体非姐妹染色单体互换的结果,B错误;
C、控制缺刻叶(C)、马铃薯叶(c)与控制雄性可育(F)、雄性不育(f)的两对基因位于两对同源染色体上,因此,子代雄性可育株中,缺刻叶与马铃薯叶的比例也约为3:1,C错误;
D、由于基因A和基因F位于同一条染色体,基因a和基因f位于同一条染色体,子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3:1,D正确。
故选D。
10. 乙酰胆碱(ACh)可在多条神经调节通路中发挥作用。研究发现,小鼠获得奖赏时,强啡肽阳性神经元会释放强啡肽,通过图示通路促进ACh的释放,提升学习效果。GABA是一种抑制性神经递质,能抑制ACh的释放。在奖赏信息刺激下,下列推测合理的是( )
A. 敲除强啡肽阳性神经元的强啡肽受体基因,ACh的释放量会更多
B. 强啡肽与GABA能神经元上的受体结合后,GABA的释放量会更多
C. 敲除GABA能神经元的强啡肽受体基因,ACh的释放量会更多
D. 去除奖赏信息刺激后,乙酰胆碱能神经元会停止释放ACh
【答案】A
【解析】
【分析】小鼠获得奖赏时,强啡肽阳性神经元会释放强啡肽,通过图示通路促进 ACh 的释放; GABA 是一种抑制性神经递质,能抑制 ACh 的释放,由上述两个信息推测强啡肽阳性神经元是抑制性神经元,会抑制 GABA 的释放。因此,图示通路为:奖赏信息刺激下, 强啡肽阳性神经元会释放强啡肽,强啡肽与GABA能神经元上的强啡肽受体结合后,抑制了 GABA 释放,进而降低了 GABA 与乙酰胆碱能神经元上 GABA 受体的结合,降低了 GABA对乙酰胆碱能神经元的抑制作用,导致 ACh释放量增加。
【详解】A、敲除强啡肽阳性神经元的强啡肽受体基因,强啡肽无法作用于强啡肽阳性神经元自身,其对自身的抑制作用去除了,会促进强啡肽的释放,从而抑制 GABA 释放的作用加强,进一步减少了 GABA 与 GABA 受体结合,进一步解除了 GABA 对乙酰胆碱能神经元的抑制作用, ACh 的释放含量会更多, A 正确;
B、 强啡肽与 GABA 能神经元上的强啡肽受体结合后,会抑制 GABA 的释放, GABA 的释放量会更少, B 错误;
C、 敲除 GABA 能神经元的强啡肽受体基因,强啡肽不能作用于 GABA 能神经元,对 GABA 能神经元的抑制作用去除了, GABA 能神经元对乙酰胆碱能神经元的抑制作用加强了, ACh 的释放量会更少, C 错误;
D、 去除奖赏信息刺激后,强啡肽阳性神经元不释放强啡肽,对 GABA 释放的抑制作用去除了, GABA 对乙酰胆碱能神经元的抑制作用加强了,抑制了乙酰胆碱的释放,并非停止释放 ACh , D 错误。
故选A。
11. 小鼠细胞A基因中的胞嘧啶发生甲基化后转变为5-甲基胞嘧啶,会影响该基因的表达,进而影响小鼠的性状。下列有关说法错误的是( )
A. 基因型相同的两只小鼠的表型不同可能与基因甲基化有关
B. 基因甲基化引起的表型变化是可以遗传的
C. 基因发生甲基化可能会影响基因的转录过程
D. 甲基化会导致DNA分子的碱基序列改变
【答案】D
【解析】
【分析】表观遗传是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下,基因功能发生了可遗传的变化,并最终导致了表型的变化。
【详解】A、基因甲基化后会影响其表达,基因型相同的两只小鼠的表型不同可能与基因甲基化有关,A正确;
B、基因甲基化引起的表型变化是可以随着基因的遗传而遗传的,B正确;
C、由题意可知,基因甲基化后会影响其表达,可能会影响基因的转录过程而影响其表达,C正确;
D、甲基化只影响基因的表达,但不改变DNA分子的碱基序列改变,D错误。
故选D。
12. 某运动营养实验室研发了一种新型补剂X,其核心成分可通过影响线粒体功能来调节细胞呼吸。为研究补剂X的作用,研究者将小鼠骨骼肌细胞分为对照组和实验组,在有氧条件下检测细胞呼吸的相关指标,结果如图所示。下列叙述或推测合理的是( )
注:细胞呼吸的底物是葡萄糖;各组葡萄糖等量且起始浓度一致;酶乙是ATP合成酶,位于线粒体内膜上。
A. 补剂X通过抑制有氧呼吸第一阶段,减少丙酮酸生成
B. 实验组CO2释放量升高,说明补剂X促进无氧呼吸第二阶段
C. 实验组酶乙活性升高,可加速有氧呼吸第三阶段的ATP生成
D. 若将实验条件改为无氧,两组细胞产生的乳酸量会有显著差异
【答案】C
【解析】
【详解】A、有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行,产生的丙酮酸进入线粒体基质,实验组线粒体基质中丙酮酸含量降低,但CO2量增大,极可能是丙酮酸进入线粒体后消耗加快导致的,不是抑制有氧呼吸第一阶段导致的,A错误;
B、小鼠骨骼肌细胞无氧呼吸不产生CO2,CO2仅来自有氧呼吸第二阶段,实验组CO2释放量升高,说明补剂X促进的过程之一是有氧呼吸第二阶段,而非无氧呼吸第二阶段,B错误;
C、有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜进行,酶乙催化ATP生成,实验组线粒体内膜上酶乙活性升高,可加速有氧呼吸第三阶段的ATP生成,C正确;
D、无氧条件下,细胞仅进行无氧呼吸,两组细胞呼吸底物(葡萄糖)初始浓度一致,且补剂X影响的是线粒体功能,对无氧呼吸过程无直接影响,故两组产生的乳酸量不会有显著差异,D错误。
故选C。
二、多选题(每题4分,共16分)
13. DNA碱基序列改变会使同源染色体上的等位基因所在的DNA片段出现用同种限制酶切割但得到不同长度切割片段的情况。如苯丙氨酸羟化酶(PH)基因和其等位基因两侧的碱基序列存在两个或三个Msp的切点,切割后分别得到长度为23kb(千碱基对)和19kb的DNA片段(图a)。PH基因突变将导致苯丙酮尿症,但是否突变与其两侧Msp的切点数无关。某家庭父母均正常,但生了一个患苯丙酮尿症的女儿①(图b),对该家庭不同个体提取的DNA用Msp切割并经PCR和琼脂糖凝胶电泳后得到图c的结果,以下叙述正确的是( )
A. 苯丙酮尿症是常染色体隐性遗传病
B. 19kb片段代表正常的PH基因,23kb片段代表突变的PH基因
C. 苯丙酮尿症现象说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
D. 假设PH基因所在染色体上还存在A基因,则两种基因遵循自由组合定律
【答案】AC
【解析】
【分析】基因对性状的控制有两种方式:基因通过控制蛋白质的合成来直接控制性状;基因通过控制酶的合成近而控制代谢过程,以此来控制性状。
【详解】A、家庭父母均正常,但生了一个患苯丙酮尿症的女儿,因此该病为常染色体 隐性遗传病,A正确;
B、题意显示,PH基因突变将导致苯丙酮尿症,但是否突变与其两侧Msp的切点数无关,因此不能根据切割片段的长度判断是否为突变的PH基因,若19kb片段代表正常的PH基因,则②号应该患病,与事实不符,B错误;
C、苯丙酮尿症现象是由于缺乏相关酶导致的,因而可说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而间接控制生物体的性状,C正确;
D、假设PH基因所在染色体上还存在A基因,则两种基因为连锁关系,即属于同源染色体上的非等位基因,二者不遵循自由组合定律,D错误。
故选AC。
14. 核DNA复制时会出现复制泡和复制叉,如图所示。某DNA分子片段含50个碱基对,两条链均只含14N,其中一条链中的(T+A)/(G+C)=2/3,将该DNA分子在只含有15N的培养基中连续复制n次,其中a∼h代表相应位置。下列说法错误的是( )
A. 若某DNA复制时形成了n个复制泡,则该DNA上应有2n个复制叉
B. 图中e处子链合成与f处子链的合成用到酶的种类相同
C. 复制n次后子代DNA中含15N的有(2n-2)个
D. 若n为5,需消耗930个鸟嘌呤脱氧核苷酸
【答案】BC
【解析】
【详解】A、DNA复制时,每个复制泡都有两个复制叉,若某DNA复制时形成了n个复制泡,则该DNA上应有2n个复制叉,A正确;
B、图中e处子链的合成与f处子链的合成用到酶的种类可能不同,前者用到DNA聚合酶,后者可能还需要用到DNA连接酶,B错误;
C、DNA分子复制的方式为半保留复制,将两条链均只含14N的DNA分子放在只含有15N的培养基中连续复制n次,共形成2n个DNA分子,其中有2个DNA分子同时含有14N和15N,其余(2n−2)个DNA分子只含15N,所以含15N的有2n个,C错误;
D、已知某DNA分子片段含50个碱基对,即100个碱基,其中一条链中的(T+A)/(G+C)=2/3,根据碱基互补配对原则可知,整个DNA分子中(T+A)/(G+C)=2/3,则G+C=100×3/5=60个,G=C=30个。若n=5,共形成25=32个DNA分子,相当于新合成32−1=31个DNA分子,需消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸30×31=930个,D正确。
故选BC。
15. 下图为甲、乙两种单基因遗传病的家系,其中Ⅰ4不携带甲病(用A、a表示相关基因)的致病基因,正常人群中甲病基因携带者的概率是1/100,乙病(用B、b表示相关基因)在人群中的发病率是1/10000,不考虑变异和同源区段。下列分析错误的是( )
A. 单基因遗传病是指受一个基因控制的遗传病
B. Ⅱ5的基因型是BBXAXa或BbXAXa
C. 若Ⅱ9与正常女性婚配生出患甲病女孩的概率是1/800
D. Ⅲ10与正常女性婚配生出患乙病孩子的概率是1/202
【答案】AC
【解析】
【详解】A、单基因遗传病是受一对等位基因控制的遗传病,A错误;
B、图中I3和I4正常,生有患病的孩子,说明两病都是隐性遗传病,又因为乙病女儿患病而父亲正常,则乙病是常染色体隐性遗传病,又因为Ⅰ4不携带甲病,故甲病是伴X染色体隐性遗传病,Ⅱ6的基因型两病皆患,基因型是bbXaY,则其双亲基因型是BbXAXa、BbXaY,Ⅱ5正常,其基因型是BBXAXa或BbXAXa,B正确;
C、Ⅱ9患甲病,基因型是XaY,若Ⅱ9与正常女性婚配(正常人群中甲病基因携带者的概率是1/100),即XaY×1/100XAXa,生出患甲病女孩的概率=1/100×1/4=1/400,C错误;
D、乙病(用B、b表示相关基因)在人群中的发病率是1/10000,即bb=1/10000,则b=1/100,B=99/100,正常女性中Bb=Bb/(BB+Bb)=(2×1/100×99/100)/(2×1/100×99/100+99/100×99/100)=2/101,Ⅲ10与正常女性婚配,即Bb×2/101Bb,生出患乙病孩子的概率=2/101×1/4=1/202,D正确。
故选AC。
16. 伴侣蛋白介导的自噬(CMA)是一种特异性的细胞自噬方式,其过程为:细胞质中带有KFERQ短肽序列的蛋白质先被伴侣蛋白HSC70结合,形成底物-分子伴侣复今物,该复合物随后与溶酶体膜上的特异性蛋白 LAMP2A 结合,进而被转运至溶酶体内降解。下列叙述正确的是( )
A. 若CMA过强,可能诱发细胞凋亡
B. HSC70与KFERQ短肽序列的结合,说明蛋白质具有识别功能
C. 若LAMP2A蛋白功能异常,可能会导致细胞内带KFERQ序列的蛋白积累
D. CMA的特异性降解过程仅能清除细胞内的异常蛋白质,无法维持细胞稳态
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、自噬过程与细胞凋亡存在关联,若 CMA(伴侣蛋白介导的自噬)过强,可能会过度降解细胞内重要成分,进而诱发细胞凋亡,A正确;
B、HSC70 能特异性结合带 KFERQ 短肽序列的蛋白质,这体现了蛋白质具有识别功能(通过特定结构识别并结合目标序列)B正确;
C、LAMP2A 是溶酶体膜上介导复合物转运的特异性蛋白,若其功能异常,带 KFERQ 序列的蛋白质复合物无法被转运至溶酶体降解,会导致这些蛋白质在细胞内积累,C正确;
D、CMA 作为特异性自噬方式,通过降解特定蛋白质(包括异常蛋白质)来维持细胞内蛋白质平衡,对维持细胞稳态具有重要作用,D错误。
故选ABC。
三、解答题(共36分)
17. 某种家鸡(2n=78)是一种适宜散养的优良品种,体型匀称,肉蛋鲜美,营养价值高。该种家鸡的正常眼对豁眼是显性性状,由Z染色体上的一对等位基因B/b控制;黄羽对白羽是显性性状。由常染色体上的一对等位基因E/e控制。回答下列问题:
(1)现有纯合正常眼雄鸡与纯合的豁眼雌鸡若干,豁眼雌鸡正常减数分裂时某个细胞中W染色体的数目是_______条。若让纯合正常眼雄鸡与纯合的豁眼雌鸡杂交,子代出现一只豁眼雄鸡,从可遗传变异的角度分析,其出现的原因可能是________。
(2)若用白羽正常眼雌鸡与纯合黄羽豁眼雄鸡作为亲本,采用孟德尔豌豆杂交实验模式,则F2中的白羽正常眼产蛋鸡出现的概率是_____。若F2的黄羽个体自由交配,则后代中基因e的频率为_______。
(3)请用遗传图解写出第(2)问中F₁正常眼黄羽测交产生子代情况(要求:写出配子及基因型、表型)_________。
【答案】(1) ①. 0、1 或 2 ②. 正常眼雄鸡在减数分裂产生配子的过程中含基因B的Z染色体发生部分缺失,使ZB突变为Z0,与Zb的雌配子结合产生基因型为 ZbZ0的个体,表现为豁眼雄性(或正常眼雄鸡在减数分裂产生配子的过程中发生了基因突变,使 ZB突变为Zb,与 Zb的雌配子结合产生基因型为 ZbZb的个体,表现为豁眼雄性)
(2) ①. 1/16 ②. 1/3
(3)F1中正常眼黄羽基因型 EeZBZb,测交时与eeZbW交配,遗传图解如下
【解析】
【分析】自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
【小问1】据题意可知,该种家鸡的正常眼对豁眼是显性性状,由Z染色体上的一对等位基因B/b控 制,纯合豁眼雌鸡基因型为ZbW,正常减数分裂时,卵原细胞和初级卵母细胞含有1条W染色体,减数第一次分裂结束,次级卵母细胞和第一极体含有1或者2条W染色体、0条W染色体,因此豁眼雌鸡正常减数分裂时某个细胞中W染色体的数目是 0、1 或者 2 条。让纯合正常眼雄鸡(ZBZB)与纯合的豁眼雌鸡(ZbW)杂交,子代基因型为ZBZb(正常眼雄鸡)、ZBW(正常眼雄鸡),若出现一只豁眼雄鸡,可能是正常眼雄鸡在减数分裂产生配子的过程中含基因B的Z染色体发生部分缺失,使ZB突变为Z0,与Zb的雌配子结合产生基因型为ZbZ0的个体,表现为豁眼雄性(或正常眼雄鸡在减数分裂产生配子的过程中发生了基因突变,使 ZB突变为Zb,与 Zb的雌配子结合产生基因型为 ZbZb的个体,表现为豁眼雄性)
【小问2】黄羽对白羽是显性性状。由常染色体上的一对等位基因 E/e 控制,若用白羽正常眼雌鸡(eeZBW) 与纯合黄羽豁眼雄鸡(EEZbZb)作为亲本,F1中基因型为 EeZBZb、EeZbW,F2 中的白羽正常眼产蛋鸡 (eeZBW)出现的概率是 1/4×1/4=1/16。只考虑羽毛颜色,F2的黄羽个体基因型及比例为 1/3EE、2/3Ee,E=2/3,e=1/3,自由交配,则后代中基因型及比例为 EE=2/3×2/3=4/9,Ee=2×1/3×2/3=4/9,ee=1/3×1/3=1/9,e 的频率为ee的基因型频率+Ee的基因型频率×1/2=1/9+1/2×4/9=1/3。
【小问3】F1中正常眼黄羽基因型为EeZBZb,测交时与eeZbW交配,遗传图解为:
【详解】
18. 叶用桑树是重要的经济树种,苜蓿是重要的豆科牧草。间作是在同一土地上按一定比例分行或分带种植两种或多种作物的种植模式。有学者研究桑树和苜蓿间作对生长和产量的影响,部分指标如表所示。
处理
最大净光合速率
光补偿点
光饱和点
叶绿素a/b
土壤脲
酶活性
粗蛋白
含量
总产量
单作苜蓿
19.0
36.5
1493
1.8/0.7
10.0
17.7
8031
间作苜蓿
15.6
24.1
1260
2.1/0.9
13.2
21.5
9914
单作桑树
24.9
78.7
1529
24/1.3
10.8
23.3
676
间作桑树
30.0
109.6
1758
3.2/1.3
14.4
26.3
923
注:光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光饱和点指光合速率达到最大值时的光强度。表中测定指标的单位省略。
回答下列问题:
(1)与单作相比,间作苜蓿的___________更低,表明间作苜蓿在较低的光照强度下就开始积累光合产物,同时叶绿素a和叶绿素b含量的提高有利于___________,但叶绿素a/b下降,说明间作苜蓿吸收的可见光中,不同 ___________发生改变。该研究中,若用定性滤纸通过纸层析___________ (填“能”或“不能”)测定叶绿素a和叶绿素b的含量。间作桑树的光饱和点高于单作,表明间作环境下的桑树在___________条件下光合速率更高。桑树和苜蓿的高矮搭配,可促进单位土地面积的___________效率增加,提高产量和土地资源的利用。
(2)间作模式下,苜蓿根瘤菌的___________作用可为桑树提供氮素营养。同时,间作系统中桑树和苜蓿根际土壤中___________产生的脲酶活性提高,从而为植物提供了更多的___________。因此,除了总产量提高外,___________含量也有所增加,从而进一步提升了牧草和桑叶的品质。
【答案】(1) ①. 光补偿点 ②. 光的吸收 ③. 波长比例 ④. 不能 ⑤. 强光 ⑥. 光的利用
(2) ①. 固氮 ②. 微生物 ③. 氨 ④. 粗蛋白
【解析】
【分析】光补偿点:光补偿点是光合速率等于呼吸速率时的光强度。间作苜蓿光补偿点更低,说明其在较低光照下就能让光合速率大于呼吸速率,开始积累有机物。 叶绿素的作用:叶绿素 a 和叶绿素 b 能吸收、传递和转化光能,它们含量提高,有助于吸收、传递和转化更多光能,为光合作用提供更多能量。
【小问1详解】
光补偿点指光合速率等于呼吸速率时的光强度,间作苜蓿的光补偿点更低,意味着在较低光照强度下光合速率就能大于呼吸速率,开始积累光合产物。叶绿素a和叶绿素b的作用是吸收、传递和转化光能,其含量提高有利于光的吸收。 叶绿素a和叶绿素b对不同波长的光吸收有差异,叶绿素a/b下降说明间作苜蓿吸收的可见光中,不同波长光的比例发生改变。纸层析法只能将叶绿体中的色素进行分离,不能测定叶绿素a和叶绿素b的含量,所以不能。 光饱和点指光合速率达到最大值时的光强度,间作桑树的光饱和点高于单作,表明间作环境下的桑树在较强光照条件下光合速率更高。桑树和苜蓿高矮搭配,能充分利用不同层次的光照,可促进单位土地面积的光的利用效率。
【小问2详解】
苜蓿根瘤菌具有固氮作用,能将空气中的氮气转化为含氮化合物,可为桑树提供氮素营养。 土壤中的微生物可以产生脲酶,间作系统中桑树和苜蓿根际土壤中微生物产生的脲酶活性提高。 脲酶能催化尿素分解产生氨,从而为植物提供了更多氨。 由于氮素营养增加,除了总产量提高外,粗蛋白含量也有所增加,提升了牧草和桑叶的品质。
19. 真核细胞进化出精细的基因表达调控机制,图示部分调控过程。请回答下列问题:
(1)细胞核中,DNA缠绕在组蛋白上形成______。由于核膜的出现,实现了基因的转录和______在时空上的分隔。
(2)基因转录时,______酶结合到DNA链上催化合成RNA。加工后转运到细胞质中的RNA,直接参与蛋白质肽链合成的有rRNA、mRNA和______。分泌蛋白的肽链在______完成合成后,还需转运到高尔基体进行加工。
(3)转录后加工产生的lncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析,lncRNA调控基因表达的主要机制有______。miRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白,引导降解与其配对结合的RNA。据图可知,miRNA发挥的调控作用有______。
(4)外源RNA进入细胞后,经加工可形成siRNA引导的沉默复合蛋白,科研人员据此研究防治植物虫害的RNA生物农药。根据RNA的特性及其作用机理,分析RNA农药的优点有____________。
【答案】(1) ①. 染色质 ②. 翻译
(2) ①. RNA聚合 ②. tRNA ③. 内质网的核糖体上
(3) ①. 在细胞核中与DNA结合,调控基因的转录;在细胞质中与mRNA结合,阻止翻译 ②. 与mRNA结合,引导mRNA降解;与lncRNA结合,引导lncRNA降解
(4)具有特异性,对其他生物没有危害;容易降解,不会污染环境
【解析】
【分析】基因的表达包括转录和翻译,其中转录是以DNA的一条链为模板,在RNA聚合酶的作用下合成RNA的过程其原料是四种核糖核苷酸。
【小问1详解】
细胞核中,DNA缠绕在组蛋白上形成染色质(染色体)。转录在细胞核内进行,翻译在细胞质中的核糖体,故由于核膜的出现,实现了基因的转录和翻译在时空上的分隔。
【小问2详解】
基因转录时,RNA聚合酶结合到DNA链上催化合成RNA。加工后转运到细胞质中的RNA,直接参与蛋白质肽链合成的有rRNA(组成核糖体)、mRNA(翻译的模板)和tRNA(运输氨基酸)。分泌蛋白的肽链在内质网的核糖体上完成合成后,还需转运到高尔基体进行加工。
【小问3详解】
转录后加工产生的lncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析,lncRNA调控基因表达的主要机制有在细胞核中与DNA结合,调控基因的转录;在细胞质中与mRNA结合,阻止翻译。miRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白,引导降解与其配对结合的RNA。据图可知,miRNA发挥的调控作用有与mRNA结合,引导mRNA降解;与lncRNA结合,引导lncRNA降解。
【小问4详解】
外源RNA进入细胞后,经加工可形成siRNA引导的沉默复合蛋白,科研人员据此研究防治植物虫害的RNA生物农药。根据RNA的特性及其作用机理,分析RNA农药的优点有:具有特异性,对其他生物没有危害;容易降解,不会污染环境。
四、实验题(共12分)
20. CAR-T疗法是通过基因工程将CAR蛋白基因导入T细胞,经体外培养筛选后回输患者体内,利用CAR蛋白特异性识别肿瘤抗原,实现靶向杀伤的免疫治疗技术。多发性骨髓瘤(MM)是浆细胞异常增殖引起的恶性肿瘤,异常浆细胞分泌大量免疫球蛋白,导致器官或组织受损。B细胞成熟抗原(BCMA)特异性高表达于MM细胞和成熟B细胞表面。研究者开发了针对BCMA的CAR-T细胞,观察其对MM细胞的杀伤效果。回答下列问题:
(1)当人体B细胞接受抗原并与________细胞表面的特定分子结合后,B细胞被激活,开始分裂、分化,大部分分化为________细胞。
(2)CAR-T疗法中如果采用其他健康人的T细胞则需要敲除一些编码T细胞表面特异性蛋白的基因,再导入CAR蛋白基因,原因是________。
(3)临床研究发现,正常组织细胞表面也有低表达的BCMA蛋白,导致治疗时会杀伤自身正常组织细胞。已知L蛋白对BCMA亲和力低,需较高浓度的BCMA蛋白与L蛋白结合才能引起相应变化,CAR蛋白对BCMA亲和力高。受此启发,科研人员为CAR蛋白安装一个分子开关,如下图所示。
由图可推测,当CAR基因表达,CAR蛋白定位到细胞膜上后,改造后的CAR-T细胞________能力增强。
(4)为验证改造后CAR-T细胞对肿瘤抗原的作用,研究人员以在小鼠尾部注射未改造的T细胞为对照组进行实验,实验组结果如下图,请依此完善实验组的有关处理。
实验步骤:
步骤①:第0天,实验组1和实验组2分别向小鼠臀部左右两侧分别注________、________;(选填“生理盐水”“BCMA低表达肿瘤细胞”“BCMA高表达肿瘤细胞”)
步骤②:第7天,向实验组1小鼠尾部注射________,向实验组2小鼠尾部注射________;(选填“改造后的CAR-T细胞”“传统CAR-T细胞”)
步骤③:从第10天开始每隔一段时间检测肿瘤细胞体积变化。
【答案】(1) ①. 辅助性T ②. 浆
(2)异体T细胞表面的特异性蛋白作为抗原将引起受体(患者)发生免疫排斥反应
(3)特异性攻击(或特异性杀伤)
(4) ①. BCMA低表达肿瘤细胞 ②. BCMA高表达肿瘤细胞 ③. 改造后的CAR-T细胞 ④. 传统CAR-T细胞
【解析】
【分析】根据图示:BCMA与L蛋白结合后会激活TF,后者进入细胞核激活CAR(蛋白)基因的表达,进而定位到细胞膜上结合BCMA,使T细胞对肿瘤的杀伤能力增强。
【小问1详解】
当人体B细胞接受抗原并与辅助性T细胞表面的特定分子结合后,B细胞被激活,这是激活B细胞的第二个信号,随后B细胞开始分裂、分化,大部分分化为浆细胞,少部分分化为记忆B细胞。
【小问2详解】
编码T细胞表面特异性蛋白的基因会通过基因的表达合成具有特异性识别功能的蛋白质,参与细胞免疫,将该基因敲除后,就可以防止T细胞表面的特异性蛋白作为抗原引起免疫排斥反应。
【小问3详解】
依据题干信息可知:L蛋白对BCMA亲和力低,CAR蛋白对BCMA亲和力高,根据图示可知:BCMA与L蛋白结合后会激活TF,后者进入细胞核激活CAR(蛋白)基因的表达,进而定位到细胞膜上结合BCMA,使T细胞对肿瘤的杀伤能力增强,即改造后的CAR-T细胞特异性杀伤能力增强。
【小问4详解】
①已知L蛋白对BCMA亲和力低,需较高浓度的BCMA蛋白与L蛋白结合才能引起相应变化,CAR蛋白对BCMA亲和力高。分析实验并结合实验结果,实验开始时应向小鼠臀部左右两侧分别注射BCMA低表达肿瘤细胞和BCMA高表达肿瘤细胞,以判断后续CAR-T的杀伤能力。②以是否经过改造的CAR-T细胞作为自变量,依据实验结果,实验组1,7天后注射改造后的CAR-T细胞;实验组2,7天后注射传统的CAR-T细胞。③从第10天开始每隔一段时间检测肿瘤细胞体积变化。根据实验结果,可推测改造后的CAR-T细胞对BCMA低表达肿瘤细胞也具有较强的杀伤能力。
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