热点01 生物大分子的结构与功能（蛋白质与核酸）（上海专用）2026年高考生物二轮复习讲练测

热点01生物大分子的结构与功能（蛋白质与核酸） 内容导航 情境解读 考向破译 限时实战 热点背景速递 情境探究 高效科普：情境深入剖析与探寻，提取关键信息 热点信息解码 链接教材 预测考向：建立热点与教材知识的桥梁，精准预测命题方向 热点限时训练 模拟实战 巩固提升：限时完成情境化题目训练，提升信息迁移能力 【热点背景】 2020年，DeepMind公司开发的AlphaFold2人工智能系统在国际蛋白质结构预测竞赛中取得革命性突破，能够以前所未有的精度根据氨基酸序列预测蛋白质的三维空间结构。此后，AI预测平台（如RoseTTAFold）不断迭代，并进一步应用于蛋白质功能预测、新型蛋白质（酶、抗体、材料）的从头设计以及蛋白质-核酸相互作用解析等领域。2023年，科学家利用AI工具成功设计了具有全新功能的酶和病毒抑制剂，标志着“理性蛋白质设计时代”的来临。与此同时，基于mRNA序列设计的疫苗与疗法在传染病防治和癌症治疗中展现出巨大潜力。 当今生命科学的前沿，正从“观察描述”和“简单干预”迈向“理性设计”和“合成创造”。这一转变的根基，正是对蛋白质与核酸结构与功能关系的深刻理解。 【信息速递】 1. “解码”层面：以“阿尔法折叠”（AlphaFold）为代表的AI工具，解决了长期困扰生物学界的“蛋白质折叠问题”，实现了从氨基酸序列高精度预测其三维结构的突破。这就像拥有了蛋白质的“结构翻译器”，极大加速了新药靶点发现和酶功能解析。 2.“编写”层面：科学家不再满足于解析现有蛋白质。通过结合AI预测与物理化学规则，可以从头设计（de novo design）自然界不存在的、具有全新折叠方式和功能的蛋白质，如用于碳固定的高效酶、能中和多种病毒的超广谱抑制剂、新型生物材料等。这标志着我们从“读懂生命语言”进入“编写生命程序”的新阶段。 3.“调控”与“递送”层面：对核酸（尤其是mRNA）的化学修饰优化了其稳定性与翻译效率，脂质纳米颗粒（LNP）技术解决了其细胞内递送难题，使mRNA疫苗和疗法成为现实。同时，CRISPR-Cas基因编辑系统（其核心是蛋白质-核酸复合物）实现了对基因组信息的精准“改写”。 【知识定位】 1．高中生物教材：沪科版必修1《分子与细胞》涉及蛋白质结构及维系化学键；蛋白质功能多样性（催化、运输、免疫等）与结构特异性的关系等知识，必修二涉及遗传信息的流动方向（中心法则）；基因突变如何通过改变氨基酸序列影响蛋白质功能；选择性必修三蛋白质工程、基因工程等关键章节。。 2．大学相关教材：在生物化学、细胞生物学、分子生物学、蛋白质工程等课程教材中，会深入讲解蛋白质与核酸的结构层次、功能关系、动态修饰及前沿应用等内容。如蛋白质的结构理论及维系作用力（氢键、疏水作用、二硫键等）；酶的催化机制（诱导契合、活性中心、抑制剂类型）；遗传信息传递的分子细节（复制、转录、翻译的酶系与调控），还会结合具体实验案例，大学教材中的这些内容为高中热点试题提供了深层次的理论背景和命题情境。 【考向预测】 预测1 蛋白质结构与功能的多层级综合分析，推断由此导致的功能异常（如酶失活、信号转导障碍）及其生物学后果，结构决定功能观念的具体化应用； 预测2 核酸-蛋白质复合物的调控功能与前沿应用，聚焦非编码RNA-蛋白质复合物（如miRNA-RISC、CRISPR-Cas系统）及mRNA疫苗等真实案例，考查核酸作为信息模板与蛋白质作为功能执行者的协作机制。试题可能通过流程图展示基因沉默、基因编辑或免疫激活过程。 （建议用时：45分钟） 1.高尿酸血症患者体内尿酸过多，尿酸结晶就会在体内的关节、体液和组织中积聚，从而引起痛风。如图所示尿酸是人体中嘌呤代谢的最后产物，主要通过肾脏排出体外。与肉类相比，鸡蛋、牛奶是痛风患者蛋白质的优质来源，下列有关叙述错误的是（　　） A．人体肾脏细胞内的腺嘌呤可构成核糖核酸和脱氧核糖核酸 B．图中所示两种碱基，可构成人体的四种核苷酸 C．增加饮水量促进尿酸排出是简单有效的缓解痛风的方法 D．痛风患者全面禁止蛋白质摄入，以避免尿酸在关节处积累引发炎症 2.如图为人的红细胞及其所含的血红蛋白的结构示意图。下列叙述正确的是（    ） A．血红蛋白等蛋白质都由21种氨基酸组成 B．血红蛋白不是人体内环境的组成成分 C．血红蛋白中α链和β链之间通过肽键结合 D．微量元素Fe元素存在于氨基酸的侧链基团中 3.RNA结合蛋白（RBP）是一类能与RNA特异性结合的蛋白质，在基因表达中调控RNA的剪接、转运以及蛋白质翻译等过程。下列关于RNA结合蛋白的叙述，错误的是（    ） A．RBP和RNA的复合物彻底水解的产物中并非均含有碳元素 B．某些RNA结合蛋白可能催化RNA中磷酸二酯键的断裂 C．RNA结合蛋白与RNA结合后，不会直接影响DNA的复制 D．RNA结合蛋白仅在细胞核内发挥作用 4.C2H2锌指蛋白是一类具有“手指”状空间结构的转录因子，对基因表达起重要的调控作用。它由一个含30个氨基酸的肽链与Zn2+构成，环上的2个半胱氨酸（Cys，分子式为C3H7NO2S）和2个组氨酸（His）可与一个Zn2+形成共价键，其结构如图所示。下列说法错误的是（　　） A．锌指蛋白中至少含有6种元素 B．锌指蛋白与核膜上的载体蛋白结合后进入细胞核调控基因表达 C．锌指蛋白体现了无机盐可作为某些复杂化合物组成成分的作用 D．锌指蛋白可通过识别并结合到启动子的特定序列来调控相关基因的表达 5.（2025·上海闵行·一模）充足睡眠有助青少年生长发育。有研究揭示了睡眠与生长激素（GH）分泌调控的关系（图），下丘脑中GHRH神经元能通过释放生长激素释放激素（GHRH），影响GH分泌；SST神经元分泌的由14个氨基酸组成的一种环状多肽SST也参与GH分泌调控。 (1)图1中GH分泌细胞存在于________。 A．下丘脑 B．垂体 C．甲状腺 D．生殖腺 (2)与GHRH有相同靶腺体的激素有________。 A．促肾上腺皮质激素 B．促甲状腺激素释放激素 C．抗利尿激素 D．促性腺激素释放激素 (3)结合题干信息和所学知识，关于的表述合理的是________。 A．在核糖体上合成 B．含有14个肽键 C．可存在于内环境中 D．与双缩脲试剂发生蓝色反应 (4)结合图1信息，若使用化学物质抑制下丘脑A区SST神经元的活动，会导致GH的分泌量 ；若抑制下丘脑P区SST神经元的活动，会导致GH的分泌量 。（编号选填） ①增加  ②减少  ③基本不变 如表所示，研究人员发现睡眠期GH分泌量显著高于觉醒期，且睡眠期两大阶段的GH分泌量无显著差异。进一步测定GHRH神经元后发现，仅快速眼动期兴奋性增强。再分别测定A区和P区SST神经元的兴奋性得到相应结果。 睡眠期 GH含量 GHRH神经元 SSTP神经元 SSTA神经元 非快速眼动阶段 较高 0 ↓ 0 快速眼动阶段 较高 ↑↑↑ ↑↑ ↑↑↑ 注：“↑”的多少表示兴奋及其程度；“↓”表示抑制；“0”表示不兴奋。 (5)根据表和图判断，快速眼动期GH含量高主要与 的活动有关，非快速眼动期GH含量高主要与 的活动有关。（编号选填） ①GHRH神经元 ②SSTP神经元 ③SSTA神经元 (6)研究人员发现，睡眠期间GH含量持续较高会激活脑干LC神经元兴奋性过高而引发觉醒。他们由此推测，睡眠期间存在GH的负反馈调节机制，以减少觉醒频率，从而维持睡眠稳态。请结合图9和表4信息，选择合适的选项，用选项序号与箭头完成睡眠期间该负反馈调节的通路：GH含量偏高→ LC神经元兴奋降低。 ①GH含量偏高 ②GH含量降低 ③LC神经元兴奋 ④觉醒 ⑤SSTP神经元兴奋 ⑥SSTA神经元兴奋 6.玉米籽粒中果糖和葡萄糖含量越高口感越甜，支链淀粉含量越高则越具糯性，图1表示玉米籽粒中淀粉的合成途径。miRNA是一类由内源基因表达的、长度较短的非编码RNA，图2表示miRNA的合成及其介导的基因调控示意图，①~③代表过程。请回答下列问题： (1)蔗糖作为重要的光合产物可通过 （结构）从叶片运输到玉米籽粒，再转化为淀粉。据图1分析由果糖和葡萄糖合成淀粉 （填“需要”或“不需要”）消耗能量。 (2)育种人员筛选出S基因的纯合突变体S1S1。图3为S、S1基因cDNA的非模板链，部分测序结果如下图所示。 （“—”表示缺少一个碱基起始密码子：AUG，终止密码子：UAA、UAG、UGA） 由图3可知，S1酶共有 个氨基酸，该酶因结构改变而失活，使S1S1个体籽粒的口感 ，同时淀粉含量 ，细胞吸水能力下降，导致籽粒凹陷。 (3)图2中前体miRNA 在细胞质中被Dicer 酶作用于 键，最终成为单链RNA。过程③中，RISC复合物与靶基因mRNA精准结合依赖于 。 (4)利用本题信息提出一个提高玉米籽粒糯性的实验思路： 。 7.细胞周期是一个连续过程，其分裂间期分为G1期(DNA合成前期)S期(DNA合成期)和G2期(DNA合成后期)，分裂期又称为M期。科学家最早是通过脉冲标记DNA(合成)的方法来研究细胞周期并确定具体时间的。该方法是用放射性H进行短暂DNA标记后，经正常体外细胞培养，每隔一段时间后进行放射自显影观察M期放射性出现的比例，从而确定细胞周期中各阶段的时长(如下图所示)。请回答下列有关问题： (1)进行DNA标记时，使用的原料是具有放射性的 ，由于所有细胞各自所处的细胞周期阶段不同，所以只有处于 时期的才能被标记上。图中显示，从被标记的细胞M期开始出现到消失，再到再次出现，代表的时长为一个 。 (2)图中T1的这段时长代表 期，判断的理由是 。 (3)图中T3是指从M期细胞最初出现放射性到达到最高点，此段时间代表 期。图中T2时段，是指M期中50%的细胞被标记，经历最高点再次回到50%被标记，这段时长表示细胞周期中的 期。 8.下表是关于不同功能蛋白质的描述，请填写完整相关内容。 序号 种类 特点或举例 有关分析 （1） 蛋白 Na+--K+泵 主动运输 （填“顺浓度”或“逆浓度”）梯度转运物质所需的蛋白质，该过程中常伴随ATP的 （填“合成”或“水解”） （2） 受体蛋白 具有特异性识别作用 卵细胞细胞膜上的特殊蛋白质，只能与同种生物的精子结合，从而完成受精作用，因此不同物种之间存在 （3） 通道蛋白 如 通道蛋白、水通道蛋白 水借助通道蛋白从相对含量高的一侧到相对含量低的一侧进行跨膜运输时，其运输方式是 （4） 分泌蛋白 如 （答出1个） 分泌蛋白从合成到分泌到细胞外需要 （填细胞器名称）的共同合作 （5） 还原型辅酶 供氢 光合作用和呼吸作用中均用到了还原型辅酶，二者是否是同一种物质？ （填“是”或“否”） 9.现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，结果见下表。回答下列问题。 组别 肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物 W1 W2 S1 S2 ① Ce5-Ay3-Bi-CB + +++ ++ +++ ② Ce5 + ++ ③ Ay3-Bi-CB ++ +++ ④ Ay3 +++ ++ ⑤ Bi-CB ⑥ CB - 注：-表示无活性，+表示有活性，+越多表示活性越强 (1)多糖降解酶的作用机理是 ，可通过测定 来表示。 (2)据表分析，4段多肽Ce5、Ay3、Bi、CB的功能不同，它们的主要区别还可能有____（多选）。 A．基本组成元素不同 B．单体连接方式不同 C．单体序列不同 D．单体数目不同 E．单体种类不同 F．合成场所不同 G．多肽链盘曲折叠方式不同 (3)据表分析，Bi-CB与Ay3的催化专一性 （填“有关”或“无关”），判断的依据是 。多肽链Ce5与Ay3-Bi-CB的相互作用是 。 (4)如需判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB有关，则在上述实验的基础上还应进行适当的改进，改进的基本思路是 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 热点01生物大分子的结构与功能（蛋白质与核酸） 内容导航 情境解读 考向破译 限时实战 热点背景速递 情境探究 高效科普：情境深入剖析与探寻，提取关键信息 热点信息解码 链接教材 预测考向：建立热点与教材知识的桥梁，精准预测命题方向 热点限时训练 模拟实战 巩固提升：限时完成情境化题目训练，提升信息迁移能力 【热点背景】 2020年，DeepMind公司开发的AlphaFold2人工智能系统在国际蛋白质结构预测竞赛中取得革命性突破，能够以前所未有的精度根据氨基酸序列预测蛋白质的三维空间结构。此后，AI预测平台（如RoseTTAFold）不断迭代，并进一步应用于蛋白质功能预测、新型蛋白质（酶、抗体、材料）的从头设计以及蛋白质-核酸相互作用解析等领域。2023年，科学家利用AI工具成功设计了具有全新功能的酶和病毒抑制剂，标志着“理性蛋白质设计时代”的来临。与此同时，基于mRNA序列设计的疫苗与疗法在传染病防治和癌症治疗中展现出巨大潜力。 当今生命科学的前沿，正从“观察描述”和“简单干预”迈向“理性设计”和“合成创造”。这一转变的根基，正是对蛋白质与核酸结构与功能关系的深刻理解。 【信息速递】 1. “解码”层面：以“阿尔法折叠”（AlphaFold）为代表的AI工具，解决了长期困扰生物学界的“蛋白质折叠问题”，实现了从氨基酸序列高精度预测其三维结构的突破。这就像拥有了蛋白质的“结构翻译器”，极大加速了新药靶点发现和酶功能解析。 2.“编写”层面：科学家不再满足于解析现有蛋白质。通过结合AI预测与物理化学规则，可以从头设计（de novo design）自然界不存在的、具有全新折叠方式和功能的蛋白质，如用于碳固定的高效酶、能中和多种病毒的超广谱抑制剂、新型生物材料等。这标志着我们从“读懂生命语言”进入“编写生命程序”的新阶段。 3.“调控”与“递送”层面：对核酸（尤其是mRNA）的化学修饰优化了其稳定性与翻译效率，脂质纳米颗粒（LNP）技术解决了其细胞内递送难题，使mRNA疫苗和疗法成为现实。同时，CRISPR-Cas基因编辑系统（其核心是蛋白质-核酸复合物）实现了对基因组信息的精准“改写”。 【知识定位】 1．高中生物教材：沪科版必修1《分子与细胞》涉及蛋白质结构及维系化学键；蛋白质功能多样性（催化、运输、免疫等）与结构特异性的关系等知识，必修二涉及遗传信息的流动方向（中心法则）；基因突变如何通过改变氨基酸序列影响蛋白质功能；选择性必修三蛋白质工程、基因工程等关键章节。。 2．大学相关教材：在生物化学、细胞生物学、分子生物学、蛋白质工程等课程教材中，会深入讲解蛋白质与核酸的结构层次、功能关系、动态修饰及前沿应用等内容。如蛋白质的结构理论及维系作用力（氢键、疏水作用、二硫键等）；酶的催化机制（诱导契合、活性中心、抑制剂类型）；遗传信息传递的分子细节（复制、转录、翻译的酶系与调控），还会结合具体实验案例，大学教材中的这些内容为高中热点试题提供了深层次的理论背景和命题情境。 【考向预测】 预测1 蛋白质结构与功能的多层级综合分析，推断由此导致的功能异常（如酶失活、信号转导障碍）及其生物学后果，结构决定功能观念的具体化应用； 预测2 核酸-蛋白质复合物的调控功能与前沿应用，聚焦非编码RNA-蛋白质复合物（如miRNA-RISC、CRISPR-Cas系统）及mRNA疫苗等真实案例，考查核酸作为信息模板与蛋白质作为功能执行者的协作机制。试题可能通过流程图展示基因沉默、基因编辑或免疫激活过程。 （建议用时：45分钟） 1.高尿酸血症患者体内尿酸过多，尿酸结晶就会在体内的关节、体液和组织中积聚，从而引起痛风。如图所示尿酸是人体中嘌呤代谢的最后产物，主要通过肾脏排出体外。与肉类相比，鸡蛋、牛奶是痛风患者蛋白质的优质来源，下列有关叙述错误的是（　　） A．人体肾脏细胞内的腺嘌呤可构成核糖核酸和脱氧核糖核酸 B．图中所示两种碱基，可构成人体的四种核苷酸 C．增加饮水量促进尿酸排出是简单有效的缓解痛风的方法 D．痛风患者全面禁止蛋白质摄入，以避免尿酸在关节处积累引发炎症 【答案】D 【分析】蛋白质的功能解读；核酸的种类及分布解读；核酸的元素组成及基本单位解读 【详解】A、人体肾脏细胞内的腺嘌呤可构成腺呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸，进一步构成脱氧核糖核酸和核糖核酸，A正确;B、DNA和RNA中都有腺嘌呤A和鸟嘌呤G，图中所示两种碱基，可构成人体的两种脱氧核苷酸和两种核糖核苷酸，共四种核苷酸，B正确;物，主要通过肾脏排出体外，则增加饮水量促进尿酸排出是简单有效的缓解痛风的方C、由题干信息可知，尿酸是人体中嘌呤代谢的最后产 法，C正确; D、蛋白质是维持身体正常功能所必需的营养物质，完全限制摄入是不合理的，个但需要合理控制总量和选择优质来源，以避免过量尿酸生成和关节炎症加重，D错误。 故选D。 2.如图为人的红细胞及其所含的血红蛋白的结构示意图。下列叙述正确的是（    ） A．血红蛋白等蛋白质都由21种氨基酸组成 B．血红蛋白不是人体内环境的组成成分 C．血红蛋白中α链和β链之间通过肽键结合 D．微量元素Fe元素存在于氨基酸的侧链基团中 【答案】B 【分析】蛋白质的基本组成单位--氨基酸、蛋白质的结构及多样性、内环境的组成及成分 【详解】A、不是所有的蛋白质都含有21种氨基酸，A错误； B、血红蛋白是哺乳动物红细胞内的主要组成成分，不属于人体内环境的组成成分，B正确； C、不同肽链之间通过非共价键（如氢键、疏水键）结合，肽键存在于同一肽链的氨基酸之间，C错误； D、Fe元素不属于血红蛋白中任何氨基酸的侧链基团，D错误。 故选B。 3.RNA结合蛋白（RBP）是一类能与RNA特异性结合的蛋白质，在基因表达中调控RNA的剪接、转运以及蛋白质翻译等过程。下列关于RNA结合蛋白的叙述，错误的是（    ） A．RBP和RNA的复合物彻底水解的产物中并非均含有碳元素 B．某些RNA结合蛋白可能催化RNA中磷酸二酯键的断裂 C．RNA结合蛋白与RNA结合后，不会直接影响DNA的复制 D．RNA结合蛋白仅在细胞核内发挥作用 【答案】D 【分析】根据题意可知，RNA结合蛋白（RBP）是一类能与RNA特异性结合的蛋白质，在基因表达中调控RNA的剪接、转运以及蛋白质翻译等过程，所以能在细胞核和细胞质发挥作用。 【详解】A、RBP（蛋白质）和RNA（核酸）的复合物彻底水解产物包括氨基酸（含碳）及RNA水解产物（磷酸、核糖、碱基），其中磷酸为无机物，不含碳元素，故并非所有产物均含碳，A正确； B、某些RNA结合蛋白（如剪接体中的蛋白质组分）具有酶活性，可催化RNA剪接过程中的磷酸二酯键断裂，B正确； C、RNA结合蛋白与RNA特异性结合后，在基因表达中调控RNA的剪接、转运以及蛋白质翻译等过程，不会直接影响DNA的复制，C正确； D、RNA结合蛋白在基因表达中调控RNA的剪接、转运以及蛋白质翻译等过程，蛋白质翻译在细胞质的核糖体进行，因此，RNA结合蛋白在细胞质中也会发挥作用，D错误。 4.C2H2锌指蛋白是一类具有“手指”状空间结构的转录因子，对基因表达起重要的调控作用。它由一个含30个氨基酸的肽链与Zn2+构成，环上的2个半胱氨酸（Cys，分子式为C3H7NO2S）和2个组氨酸（His）可与一个Zn2+形成共价键，其结构如图所示。下列说法错误的是（　　） A．锌指蛋白中至少含有6种元素 B．锌指蛋白与核膜上的载体蛋白结合后进入细胞核调控基因表达 C．锌指蛋白体现了无机盐可作为某些复杂化合物组成成分的作用 D．锌指蛋白可通过识别并结合到启动子的特定序列来调控相关基因的表达 【答案】B。 【分析】蛋白质的基本组成单位--氨基酸、蛋白质的结构及多样性、细胞中的无机盐、遗传信息的转录 【详解】A、由题意可知，锌指蛋白由氨基酸和Zn2+构成，氨基酸的组成元素有C、H、O、N等，再加上半胱氨酸中含有S元素，所以锌指蛋白中至少含有C、H、O、N、S、Zn等6种元素，A正确； B、锌指蛋白是大分子物质，通过核孔进入细胞核，而不是与核膜上的载体蛋白结合后进入细胞核，B错误； C、因为锌指蛋白由含30个氨基酸的肽链与Zn2+构成，环上的2个半胱氨酸和2个组氨酸可与一个Zn2+形成共价键，这体现了无机盐可作为某些复杂化合物组成成分的作用，C正确； D、锌指蛋白是一类具有“手指”状空间结构的转录因子，对基因表达起重要的调控作用，转录因子可通过识别并结合到启动子的特定序列来调控相关基因的表达，D正确。 5.（2025·上海闵行·一模）充足睡眠有助青少年生长发育。有研究揭示了睡眠与生长激素（GH）分泌调控的关系（图），下丘脑中GHRH神经元能通过释放生长激素释放激素（GHRH），影响GH分泌；SST神经元分泌的由14个氨基酸组成的一种环状多肽SST也参与GH分泌调控。 (1)图1中GH分泌细胞存在于________。 A．下丘脑 B．垂体 C．甲状腺 D．生殖腺 (2)与GHRH有相同靶腺体的激素有________。 A．促肾上腺皮质激素 B．促甲状腺激素释放激素 C．抗利尿激素 D．促性腺激素释放激素 (3)结合题干信息和所学知识，关于的表述合理的是________。 A．在核糖体上合成 B．含有14个肽键 C．可存在于内环境中 D．与双缩脲试剂发生蓝色反应 (4)结合图1信息，若使用化学物质抑制下丘脑A区SST神经元的活动，会导致GH的分泌量 ；若抑制下丘脑P区SST神经元的活动，会导致GH的分泌量 。（编号选填） ①增加  ②减少  ③基本不变 如表所示，研究人员发现睡眠期GH分泌量显著高于觉醒期，且睡眠期两大阶段的GH分泌量无显著差异。进一步测定GHRH神经元后发现，仅快速眼动期兴奋性增强。再分别测定A区和P区SST神经元的兴奋性得到相应结果。 睡眠期 GH含量 GHRH神经元 SSTP神经元 SSTA神经元 非快速眼动阶段 较高 0 ↓ 0 快速眼动阶段 较高 ↑↑↑ ↑↑ ↑↑↑ 注：“↑”的多少表示兴奋及其程度；“↓”表示抑制；“0”表示不兴奋。 (5)根据表和图判断，快速眼动期GH含量高主要与 的活动有关，非快速眼动期GH含量高主要与 的活动有关。（编号选填） ①GHRH神经元 ②SSTP神经元 ③SSTA神经元 (6)研究人员发现，睡眠期间GH含量持续较高会激活脑干LC神经元兴奋性过高而引发觉醒。他们由此推测，睡眠期间存在GH的负反馈调节机制，以减少觉醒频率，从而维持睡眠稳态。请结合图9和表4信息，选择合适的选项，用选项序号与箭头完成睡眠期间该负反馈调节的通路：GH含量偏高→ LC神经元兴奋降低。 ①GH含量偏高 ②GH含量降低 ③LC神经元兴奋 ④觉醒 ⑤SSTP神经元兴奋 ⑥SSTA神经元兴奋 【答案】 (1)B (2)BD (3)ABC (4) ① ② (5) ①② ② (6) 【分析】负反馈调节是指在一个系统中，系统工作的输出结果反过来抑制或减弱最初引发该结果的过程，从而使系统保持稳定状态的调节机制。它是生物体内普遍存在的一种调节方式，能维持机体的稳态（如激素水平、内环境理化性质等）。 【详解】（1）GH（生长激素）是由垂体分泌细胞分泌的，所以图1中GH分泌细胞存在于垂体中，B正确，ACD错误。 故选B。 （2）GHRH，即生长激素释放激素，是由下丘脑GHRH神经元分泌的，作用于垂体，即GHRH的靶腺体是垂体，促甲状腺激素释放激素和促性腺激素释放激素的靶腺体也是垂体，促肾上腺皮质激素的靶腺体是肾上腺皮质，抗利尿激素的靶腺体是肾脏，BD正确，AC错误。 故选BD。 （3）A、SST是由14个氨基酸组成的环状多肽，是在核糖体上合成的，A正确； B、SST是14个氨基酸组成的环状多肽，肽键的数目等于氨基酸的数目，即含有14个肽键，B正确； C、据图可知，SST抑制GHRH和GH的作用，GHRH和GH作为激素，可以通过体液进行运输，所以SST可以存在于内环境中，C正确； D、SST是环状多肽，含有肽键，能与双缩脲试剂发生反应，出现紫色，D错误。 故选ABC。 （4）结合图1可知，若用化学物质抑制下丘脑A区SST神经元的活动，而SST会抑制GHRH释放GH，“双重否定，即是肯定”，所以该化学物质会促进GHRH释放GH，导致GH的分泌量增加，同时P区SST正常发挥其抑制作用，消耗量减少，综上结合图1信息，若使用化学物质抑制下丘脑A区SST神经元的活动，会导致GH的分泌量增加，即①；若抑制下丘脑P区SST神经元的活动，而SST会抑制GH的作用，所以当抑制下丘脑P区SST神经元的活动时，会促进GH的作用，GH作用后即被分解，此时A区SST正常发挥其抑制作用，导致GH释放量减少，综上，若抑制下丘脑P区SST神经元的活动，会导致GH的分泌量减少，即②。 （5）依据表格信息可知，快速眼动阶段，GHRH神经元兴奋性较高，且SSTA神经元的兴奋性高于SSTP神经元的兴奋性，所以SSTA神经元释放的SSTA比SSTP神经元释放的SSTP要多，从抑制作用来分析，SSTP的抑制作用弱于SSTA，此时GHRH神经元兴奋性增强，所以导致GHRH的释放量增加，进而导致GH分泌量增加，且GH消耗量减少，综上，快速眼动期GH含量高主要与①GHRH神经元 、②SSTP神经元有关；而非快速眼动期，SSTP神经元兴奋，对GH的抑制作用减弱，说明GH的消耗量减少，而GHRH神经元和SSTA神经元不兴奋，所以非快速眼动期GH含量高主要与②SSTP神经元有关。 （6）依据题干信息可知，睡眠期间GH含量持续较高会激活脑干LC神经元兴奋性过高而引发觉醒，若要减少觉醒频率，应是GH的含量下降，GH的含量下降，则GHRH的释放量降低，GH的消耗量增加，据图可推断，SSTA的兴奋性增强，故睡眠期该负反馈调节的通路为： 6.玉米籽粒中果糖和葡萄糖含量越高口感越甜，支链淀粉含量越高则越具糯性，图1表示玉米籽粒中淀粉的合成途径。miRNA是一类由内源基因表达的、长度较短的非编码RNA，图2表示miRNA的合成及其介导的基因调控示意图，①~③代表过程。请回答下列问题： (1)蔗糖作为重要的光合产物可通过 （结构）从叶片运输到玉米籽粒，再转化为淀粉。据图1分析由果糖和葡萄糖合成淀粉 （填“需要”或“不需要”）消耗能量。 (2)育种人员筛选出S基因的纯合突变体S1S1。图3为S、S1基因cDNA的非模板链，部分测序结果如下图所示。 （“—”表示缺少一个碱基起始密码子：AUG，终止密码子：UAA、UAG、UGA） 由图3可知，S1酶共有 个氨基酸，该酶因结构改变而失活，使S1S1个体籽粒的口感 ，同时淀粉含量 ，细胞吸水能力下降，导致籽粒凹陷。 (3)图2中前体miRNA 在细胞质中被Dicer 酶作用于 键，最终成为单链RNA。过程③中，RISC复合物与靶基因mRNA精准结合依赖于 。 (4)利用本题信息提出一个提高玉米籽粒糯性的实验思路： 。 【答案】 (1) 韧皮部（筛管） 需要 (2) 546 变甜 减少 (3) 磷酸二酯键、氢键 miRNA与靶基因mRNA上特定序列的特异性识别 (4)设计W基因的miRNA，抑制W基因的表达（翻译），减少直链淀粉形成，提高支链淀粉含量 【分析】基因的表达包括转录和翻译过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程主要在细胞核中进行，需要RNA聚合酶参与；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上，需要以氨基酸为原料，还需要酶、能量和tRNA等。 【详解】（1）蔗糖作为重要的光合产物可通过韧皮部(筛管)从叶片运输到玉米籽粒。据图1分析由果糖和葡萄糖合成淀粉过程中会产生ADP-葡萄糖，推测淀粉的合成需要消耗能量(或者单体合成多聚体需要消耗能量)。 （2）根据图中S1基因编码链由于缺失一个碱基，在1644位碱基后出现终止密码子对应的序列，结合从7号位置碱基出现起始密码子对应的序列的信息，可算出最终可控制合成1644÷3-2=546个氨基酸，该酶因结构改变而失活，无法合成淀粉，籽粒中积累果糖和葡萄糖，使S1S1籽粒的口感变甜，同时淀粉含量减少，淀粉是重要的亲水性物质，所以细胞吸水能力下降，导致籽粒凹陷。 （3）由图2可以看出在Dicer酶的作用下，miRNA在细胞质中由具有茎环结构逐步被作用形成单链RNA并降解，所以 Dicer 酶可以作用于磷酸二酯键、氢键。由图2可知，过程③中，RISC复合物与靶基因mRNA精准结合依赖于miRNA与靶基因mRNA上特定序列的特异性识别后结合来影响翻译的进行。 （4）支链淀粉含量越高则越具糯性，结合图1和表观遗传学的知识，可以设计W基因的miRNA，抑制W基因的表达(翻译)减少直链淀粉形成，提高支链淀粉含量。 7.细胞周期是一个连续过程，其分裂间期分为G1期(DNA合成前期)S期(DNA合成期)和G2期(DNA合成后期)，分裂期又称为M期。科学家最早是通过脉冲标记DNA(合成)的方法来研究细胞周期并确定具体时间的。该方法是用放射性H进行短暂DNA标记后，经正常体外细胞培养，每隔一段时间后进行放射自显影观察M期放射性出现的比例，从而确定细胞周期中各阶段的时长(如下图所示)。请回答下列有关问题： (1)进行DNA标记时，使用的原料是具有放射性的 ，由于所有细胞各自所处的细胞周期阶段不同，所以只有处于 时期的才能被标记上。图中显示，从被标记的细胞M期开始出现到消失，再到再次出现，代表的时长为一个 。 (2)图中T1的这段时长代表 期，判断的理由是 。 (3)图中T3是指从M期细胞最初出现放射性到达到最高点，此段时间代表 期。图中T2时段，是指M期中50%的细胞被标记，经历最高点再次回到50%被标记，这段时长表示细胞周期中的 期。 【答案】 (1) 脱氧核苷酸/脱氧核糖核苷酸 S 完整细胞周期的时间长度(即M-M) (2) G2 S期细胞经G2期才进入M期，故开始出现标记M期细胞时，表示处于S期最后阶段的细胞已度过G2期，所以T1时间为G2 (3) M S 【分析】连续分裂的细胞，从一次分裂完成开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。一个细胞周期分为分裂间期与分裂期两个阶段。从细胞一次分裂结束到下一次分裂之前，是分裂间期，细胞周期的大部分时间处于分裂间期，约占细胞周期的90%~95%，分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。在分裂间期结束之后，细胞就进入分裂期，开始进行细胞分裂。 【详解】（1）DNA即脱氧核糖核酸，其原料是脱氧核糖核苷酸，故进行DNA标记时，使用的原料是具有放射性的脱氧核苷酸；DNA复制的时期是S期，由于所有细胞各自所处的细胞周期阶段不同，所以只有处于S时期的才能被标记上；连续分裂的细胞，从一次分裂完成开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期，图中显示，从被标记的细胞M期开始出现到消失，再到再次出现，即M-M的距离，代表的时长为一个细胞周期。 （2）细胞周期包括间期和分裂期，大概过程是G1→S→G2→M，即其中S期细胞经G2期才进入M期，故开始出现标记M期细胞时，表示处于S期最后阶段的细胞已度过G2期，所以T1时间为G2。 （3）图中T3从刚出现有标记的M期细胞，到达有标记的M期细胞达到最大值，则说明其时间经历的是一个M期的时间；图中T2时段，起点（50%标记），此时一半细胞处于S期（正在复制DNA，被标记），另一半未标记（处于G1、G2或M期），经历最高点时标记比例达到峰值，说明所有处于S期的细胞均被标记，终点（再次50%标记），说明被标记细胞完成S期并进入G2/M期，同时未被标记的细胞（原G1期）开始进入S期并被标记，比例重新平衡为50%，因此，T2时长等于细胞完成S期所需的时间，即DNA复制的总时长。 8.下表是关于不同功能蛋白质的描述，请填写完整相关内容。 序号 种类 特点或举例 有关分析 （1） 蛋白 Na+--K+泵 主动运输 （填“顺浓度”或“逆浓度”）梯度转运物质所需的蛋白质，该过程中常伴随ATP的 （填“合成”或“水解”） （2） 受体蛋白 具有特异性识别作用 卵细胞细胞膜上的特殊蛋白质，只能与同种生物的精子结合，从而完成受精作用，因此不同物种之间存在 （3） 通道蛋白 如 通道蛋白、水通道蛋白 水借助通道蛋白从相对含量高的一侧到相对含量低的一侧进行跨膜运输时，其运输方式是 （4） 分泌蛋白 如 （答出1个） 分泌蛋白从合成到分泌到细胞外需要 （填细胞器名称）的共同合作 （5） 还原型辅酶 供氢 光合作用和呼吸作用中均用到了还原型辅酶，二者是否是同一种物质？ （填“是”或“否”） 【答案】 （1）载体 逆浓度 水解 （2）生殖隔离 （3）离子 协助扩散 （4）消化酶、抗体 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 （5）否 【分析】1、蛋白质结构的多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关。 2、酶的本质是蛋白质或RNA；蛋白质是生命活动的主要承担者，有的蛋白质是细胞和生物体的结构物质，有的蛋白质具有催化功能，有的蛋白质具有免疫功能，有的蛋白质具有调节机体生命活动的功能，有的蛋白质具有运输功能等，蛋白质的结构多样性决定功能多样性。 【详解】①根据后面的例子，钠钾泵是运输钠离子和钾离子的，所以对应的蛋白质种类应该是载体蛋白。 ②主动运输是由低浓度向高浓度运输，是逆梯度运输。 ③主动运输需要消耗能量，ATP 的水解释放能量，而ATP的合成需要能量，所以就伴随着ATP的水解。 ④卵细胞上存在着特殊的蛋白质，只能与同种生物的精子结合完成受精，这种现象叫做生殖隔离（生殖隔离指由于各方面的原因，不同物种之间在自然条件下不交配，或者即使能交配也不能产生后代或不能产生可育性后代的隔离机制）。 ⑤通道蛋白的分为离子通道蛋白和水通道蛋白。 ⑥水通过相对含量高一侧，运输到相对含量低的一侧，属于顺浓度梯度运输，而且有通道蛋白，所以属于协助扩散。 ⑦分泌蛋白是指在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。例如：唾液淀粉酶，胃蛋白酶，消化酶，抗体和一部分激素。 ⑧蛋白质是在核糖体上合成，然后通过囊泡运输到内质网、高尔基体，进行进一步的加工， 最后排出细胞。这个过程需要线粒体全程提供能量。 ⑨光合中的还原性辅酶是NADPH（还原性辅酶Ⅱ）呼吸作用中的还原酶是NADH(还原性辅酶Ⅰ)，两者不是同一种物质。 9.现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，结果见下表。回答下列问题。 组别 肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物 W1 W2 S1 S2 ① Ce5-Ay3-Bi-CB + +++ ++ +++ ② Ce5 + ++ ③ Ay3-Bi-CB ++ +++ ④ Ay3 +++ ++ ⑤ Bi-CB ⑥ CB - 注：-表示无活性，+表示有活性，+越多表示活性越强 (1)多糖降解酶的作用机理是 ，可通过测定 来表示。 (2)据表分析，4段多肽Ce5、Ay3、Bi、CB的功能不同，它们的主要区别还可能有____（多选）。 A．基本组成元素不同 B．单体连接方式不同 C．单体序列不同 D．单体数目不同 E．单体种类不同 F．合成场所不同 G．多肽链盘曲折叠方式不同 (3)据表分析，Bi-CB与Ay3的催化专一性 （填“有关”或“无关”），判断的依据是 。多肽链Ce5与Ay3-Bi-CB的相互作用是 。 (4)如需判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB有关，则在上述实验的基础上还应进行适当的改进，改进的基本思路是 。 【答案】 (1) 降低多糖水解时所需的活化能 单位时间内多糖的水解量/产物的生成量 (2)CDEG (3) 无关 无论是否加入Bi-CB，Ay3催化的底物种类均未发生改变 Ce5对Ay3-Bi-CB的催化专一性和催化活性均没有影响；Ay3-Bi-CB对Ce5催化专一性无影响，但会降低其降解部分纤维素类底物（W2）时的催化活性 (4)构建新肽链Ce5-Ay3-Bi，以W1和W2为底物，评价其酶活性，并与组别①进行比较分析 【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和；酶促反应的原理：酶能降低化学反应所需的活化能。 【详解】（1）酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，本题的化学反应为多糖水解，则多糖降解酶的作用机理应为降低多糖水解时所需的活化能；其活性可用底物（多糖）的消耗量或产物的生成量来表示。 （2）多肽链的单体是氨基酸，形成4段多肽链的氨基酸种类、数目和排列顺序不同，同时4段多肽链盘曲折叠后形成的空间结构也有所不同，但四条多肽的基本组成元素均为C、H、O、N、S，单体均通过肽键相连和合成场所都是核糖体，故选C、D、E、G。 （3）据表分析，无论是否加入Bi-CB，Ay3催化的底物种类均未发生改变，可见Bi-CB与Ay3催化专一性无关；由表可知，组别⑤（Bi-CB单独）无活性，说明Bi-CB自身不催化，组别②（Ce5单独）仅降解纤维素类底物（W1、W2），组别③（Ay3-Bi-CB）仅降解褐藻酸类底物（S1、S2），而组别①（Ce5-Ay3-Bi-CB）对两类底物均有活性，但其中S1、S2的活性不变，W2的活性略有下降，这表明Ce5与Ay3-Bi-CB结合后，Ce5对Ay3-Bi-CB的催化专一性和催化活性均没有影响；Ay3-Bi-CB对Ce5催化专一性无影响，但会降低其降解部分纤维素类底物（W2）时的催化活性。 （4）如需判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB有关，应该补充的实验是构建新肽链Ce5-Ay3-Bi，以W1和W2为底物，评价其酶活性，并与组别①进行比较分析，若活性不同于组别①，则说明CB与催化活性有关；若活性相近，则无关。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $