精品解析：北京市海淀区2025-2026学年高三上学期1月期末考试生物试题

海淀区2025—2026学年第一学期期末练习 高三生物学 本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。 第一部分 本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下列关于原核细胞结构与功能的叙述，正确的是（　　） A. 无叶绿体不能进行光合作用 B. 遗传信息主要储存在RNA中 C. 在细胞核中进行转录和翻译 D. 碳链为其生物大分子的基本骨架 2. 研究者对接受和未接受力量训练志愿者肌肉细胞的线粒体嵴密度进行测定，结果如图。下列相关叙述错误的是（　　） A. 线粒体是细胞产生ATP的主要场所 B. 嵴上的酶催化有氧呼吸第二阶段反应 C. 力量训练提高了线粒体内膜表面积 D. 训练者线粒体的变化有利于增强肌细胞供能 3. 将向日葵叶片置于含已知浓度12CO2和14CO2的密闭透明小室中，并依次进行光照和黑暗处理，叶片对两种CO2的吸收无明显差异。测定小室中12CO2浓度和14C放射性强度，计算得到比活度（14C放射性强度/12CO2浓度），结果如图。据此作出的分析，正确的是（　　） A. 光照开始后，叶绿体中放射性首先出现在14C5 B. 6～8 min内，叶片细胞固定12CO2的量接近于零 C. 光照条件下，叶片会释放12CO2到小室中 D. 转入黑暗后，比活度降低是由于14CO2被快速吸收 4. 某小组将大蒜（2n=16）根尖分为两组，一组常温下培养96 h，另一组置于低温（4℃）下培养72 h后再转入常温下培养24 h。下图中显微镜指针所指a～d细胞为观察到的4个典型的细胞分裂图像。下列叙述错误的是（　　） A. 低温能抑制着丝粒分裂，使染色体数目加倍 B. 制作临时装片时，解离后的根尖需先漂洗再进行染色 C. 实验中a、c作为参照，可确认b、d中的染色体数是否增加 D. 若b、d细胞染色体已增加一倍，则二者的DNA分子数相同 5. 某单基因遗传病患者Ⅳ-2的家族系谱图如图。在不考虑基因突变的情况下，下列叙述合理的是（　　） A. 该病由显性基因控制 B. 致病基因位于X染色体上 C. Ⅲ-3一定是该病基因携带者 D. 可通过系谱图计算该病在人群中的发病率 6. 研究发现，我国特有植物宽口杓兰能吸引昆虫进入花囊取食，昆虫离开时帮助传粉，因此结实率远高于通过气味吸引昆虫却不提供食物的“欺骗性”传粉兰花。下列叙述错误的是（　　） A. 花囊结构与其吸引昆虫传粉的功能相适应 B. 传粉者有识别“欺骗性”传粉兰花的策略 C. 该现象说明生物和无机环境之间协同进化 D. 该现象说明生物种群的繁衍离不开信息传递 7. 卡介苗是预防结核病的减毒疫苗，对新生儿有较高的保护效力。科研人员研制了一种预防结核病的mRNA疫苗，在小鼠实验中表现出更好的保护效果。下列叙述不合理的是（　　） A. 卡介苗可被辅助性T细胞识别并摄取 B. 已感染HIV的新生儿不建议接种卡介苗 C. mRNA疫苗不会整合到小鼠细胞的DNA上 D. mRNA疫苗可诱导小鼠产生记忆细胞 8. 胰岛素能作用于血管内皮细胞，引起血管舒张、血流增加，促进胰岛素向靶组织运输。肥胖者体内激素X水平升高，也作用于血管内皮细胞，抑制胰岛素对血管内皮细胞的作用，最终引发2型糖尿病。下列推测错误的是（　　） A. 激素X由内分泌腺合成并经由导管释放进入内环境 B. 血管内皮细胞同时存在激素X受体和胰岛素受体 C. 此类2型糖尿病患者胰岛B细胞的分泌功能可能正常 D. 阻断激素X的信号传递有助于减轻此类2型糖尿病 9. 鼠兔是广泛分布于高寒草原生态系统中一种小型食草动物，是许多猛禽的食物来源。研究者调查放牧强度对鼠兔种群密度的影响，结果如图。下列叙述错误的是（　　） A. 有效洞口密度可反映高原鼠兔的种群密度 B. 鼠兔属于该生态系统的第三营养级 C. 适度放牧可增加鼠兔的种群密度 D. 鼠兔种群数量增加可导致猛禽数量增加 10. 研究人员调查青藏高原帕隆冰川及其下游然乌湖的水生生物群落，检测取样点1～4的生物类群，推测冰川融化后群落的演替过程，结果如下图。下列叙述正确的是（　　） A. 硅藻比蓝细菌更适应冰川前缘的环境 B. 图中四类生物共同构成生物群落 C. 上述调查反映群落结构随时间的变化 D. 人类活动不会影响然乌湖的演替速度 11. 为探究生长素和细胞分裂素在植物组织培养中的作用，研究者用烟草外植体进行实验，结果如图。下列叙述合理的是（　　） A 需将外植体灭菌处理后接入培养基 B. 愈伤组织形成需经过基因的选择性表达 C. 诱导愈伤组织期间一般需要给予光照 D. 再分化生芽的两种激素浓度比为1：1 12. 沙田柚味甜但籽多，研究者将其与雄性不育的温州蜜柑进行体细胞杂交，筛选出雄性不育无籽新品种“华柚3号”，新品种中仅线粒体基因来自温州蜜柑。下列叙述正确的是（　　） A. 用胰蛋白酶去除两种细胞的细胞壁 B. 常用灭活病毒诱导原生质体的融合 C. 该方法可打破生殖隔离实现远缘杂交 D. 授粉后的华柚3号不能结出有籽果实 13. 科学家将鼠的肾单位祖细胞（NPC）和输尿管祖细胞（UPC）共培养，构建出具有部分功能的类器官，过程如下图。下列相关叙述错误的是（　　） A. ①过程需CO2培养箱中进行 B. ①过程通常需在培养基中加入血清 C. ①②过程有细胞分裂也有细胞分化 D. NPC和UPC的子代细胞随机分布 14. 为在小鼠中实现目标基因表达的调控，研究者构建了两种载体：载体1使用心脏特异性启动子驱动tTA基因表达；载体2使用tTA响应启动子驱动荧光素酶基因表达。已知四环素可抑制tTA活性。下列叙述正确的是（　　） A. 用农杆菌转化法将两种载体导入小鼠细胞 B. 用核酸分子杂交检测小鼠是否合成tTA蛋白 C. 可用四环素处理促进荧光素酶基因在心脏中的表达 D. 该系统实现了对荧光素酶基因表达的时空调控 15. 下列科学研究方法与实验目的不匹配的是（　　） 选项 科学研究方法 实验目的 A 显微观察法 检测生物组织中的脂肪 B 纸层析法 提取绿叶中的光合色素 C 同位素标记法 研究分泌蛋白的合成和运输过程 D 模型构建法 探究细胞大小与物质运输效率的关系 A. A B. B C. C D. D 第二部分 本部分共6题，共70分。 16. L-精氨酸在制药等行业被广泛应用。研究者改造大肠杆菌以获得L-精氨酸高产菌株。 （1）大肠杆菌被接种至经______灭菌处理的培养基后，利用葡萄糖代谢产生L-精氨酸或乙酸，如图1。 （2）检测发现野生型菌株积累的L-精氨酸浓度极低，研究者开展实验探究其原因，结果如图2。 ①图2结果说明，野生型菌株积累的L-精氨酸浓度极低的原因不是L-精氨酸被快速降解，而是L-精氨酸会抑制内源L-精氨酸合成酶活性，依据是______。 ②菌株2的L-精氨酸产率低于预期，据图1和图2分析，原因是______。 （3）发酵过程中，菌株2在对数期快速增殖，之后进入稳定期。葡萄糖投入量一定的前提下，菌株2在对数期大量产生L-精氨酸，会导致用于自身生长的______不足，增殖减慢，稳定期的种群密度较低，进而影响L-精氨酸产量。 （4）综上，研究人员继续改造菌株2，以进一步提高L-精氨酸产率。下列选项中合理的改造方案是______（选填下列字母）。 a．敲除细胞呼吸酶基因 b．敲除乙酸合成酶基因 c．敲除外源L-精氨酸合成酶基因 d．将细胞呼吸酶基因的启动子替换为仅在稳定期高效表达的启动子 e．将外源L-精氨酸合成酶基因的启动子替换为仅在稳定期高效表达的启动子 17. 植物感知到病毒侵染时，会启动依赖于水杨酸的防御反应（SADR）。病毒T能抑制SADR，科研人员对其机制进行研究。 （1）叶绿体是植物细胞进行______的场所，也被证实是调控SADR的中枢。类囊体腔内储存大量的Ca2+，浓度远高于细胞质基质，当类囊体膜上的钙感知受体（CAS）被激活时，其中储存的Ca2+依次通过______（生物膜结构），被释放到细胞质基质，启动SADR。 （2）植物细胞特有的C蛋白能感知病毒入侵，C蛋白具有两种定位信号—N位点与叶绿体转运肽（cTP），且二者无法同时发挥功能。无病毒入侵时，N位点使C蛋白被锚定在细胞膜上。 ①病毒T侵染植物细胞后，其DNA会进入细胞核，利用植物细胞的______进行转录，进而翻译出病毒蛋白。其中病毒T的C4基因表达的C4蛋白具有与C蛋白相同的N位点与cTP。 ②研究者将C4蛋白基因转入烟草细胞，使C4蛋白充分表达。加入翻译抑制剂处理，随后加入F蛋白模拟病毒T侵染，测定不同部位的C4蛋白含量，结果如下图。 结果表明，模拟病毒T侵染烟草时，C4蛋白______。实验通过“加入翻译抑制剂”这一处理确保了结论的严谨性，因为这排除了______的可能。 ③C4蛋白和C蛋白均能与CAS相互作用，推测二者对SADR的作用______。 （3）多种植物病原体独立进化，虽亲缘关系很远但均有与C4蛋白基因相似的基因。这是不同病原体在同一选择压力（如SADR）下______的结果。 18. 极端干旱会给生态环境和经济发展带来严重影响，科研人员在我国草原开展相关研究。 （1）极端干旱会降低草原生态系统维持或恢复自身______处于相对平衡状态的能力。 （2）草原降水主要集中在生长季。科研人员在草原上建立多个实验点，每个实验点随机选择邻近的3个大小相同的样地进行实验，如下表。 组别 对样地的处理 样地1 始终不覆盖遮雨棚，接受自然降雨。 每个样地四周向地下深挖并用塑料隔板隔开，以防止水分侧向移动。 样地2 连续4年在生长季5～8月覆盖透明遮雨棚，减少66%的自然降雨量。 样地3 连续4年在生长季6～7月覆盖透明遮雨棚，减少100%的自然降雨量。 科研人员应对样地2进行的操作是：收集并测定样地2的自然降雨量，并补充______。样地2和样地3的处理模拟了不同______的极端干旱。 （3）科研人员每年生长季开始和结束时，分别测定三个样地植物的干重，计算干重增加值，结果如下图。 ①依据生态系统能量流动过程分析，生长季植物增加的干重中的能量=______（请选用下列字母，并用“+”或“-”构成的数学表达式来表示）。 a．被初级消费者同化的能量 b．生产者的枯落物等被分解者利用的能量 c．生产者通过光合作用固定的太阳能 d．生产者呼吸作用消耗的能量 ②图中结果表明，______。 （4）草原生态系统牧草具有经济价值。极端干旱造成某草原生态系统牧草提供量下降，欲测算牧草提供量下降造成的直接经济损失，需要收集的数据包括该草原生态系统面积、______。 19. 为研究斑马鱼发育的遗传调控，研究人员用化学诱变剂ENU处理野生型雄性斑马鱼，用以筛选、鉴定特定表型的突变基因。 （1）ENU处理通常会造成DNA的碱基替换，引发基因组随机突变。从基因和蛋白质的关系分析，编码序列的改变可能导致的效应包括：个别氨基酸的改变导致蛋白质结构变化；终止密码子出现的位置改变，导致蛋白质截短或变长；以及因______，氨基酸序列不改变。 （2）将ENU诱变的雄性斑马鱼与野生型雌鱼杂交，筛选得到一条短鳍显性突变体，记为突变体M。将突变体M与野生型斑马鱼进行杂交，统计全部子代（记为F）表型及比例为______，确定短鳍由单基因突变所致。 （3）单核苷酸多态性（SNP）是基因组中特定位置上的稳定差异，可作为遗传标记辅助基因定位。其原理为：由于基因在染色体上呈线性排列，因此，与短鳍突变基因______的SNP，会倾向于与短鳍突变基因共同遗传。基于此，研究者对F中多个短鳍个体和多个野生型个体进行基因组测序。通过对比分析，筛选出______的SNP位点，这些SNP位点在基因组中______的区域，即为短鳍突变基因最可能的位置。 （4）研究发现，R基因的突变是导致突变体M出现短鳍的原因。在另外的研究中，研究者又获得了另一条隐性纯合的短鳍突变体N。为了确定N的突变基因是否为R基因，研究人员将N与M进行杂交，观察F₁表型及比例。请评价实验方案是否合理并阐述理由__________________。 20. 人的耳蜗是“听见”世界的关键结构。耳蜗中存在两种毛细胞——内毛细胞和外毛细胞。内毛细胞只连接传入神经，将信息传入大脑皮层。外毛细胞不与传入神经连接，仅受来自脑干C区的传出神经支配。 （1）声波振动传入耳蜗时，引起内毛细胞的膜电位升高，传入神经末梢兴奋，实现振动信号到______的转换，最终传至大脑皮层产生听觉。 （2）声音的物理属性包括频率（单位为kHz）和强度（单位为dB）。研究者选择豚鼠耳蜗中的特定内毛细胞，间隔施加敏感声音刺激（频率为20kHz，记为CF），在标注区间内电刺激C区神经元，结果如图1。 实验结果显示，与未进行电刺激相比，电刺激C区时______。 （3）研究者进一步测定内毛细胞在不同声音强度的CF和非敏感声音刺激（频率为12.4 kHz，记为LF）下的电位变化，结果如图2。 ①本实验的自变量是______。 ②实验结果表明，电刺激C区______。 ③研究者推测“外毛细胞能放大内毛细胞的信号”。实验组的设计思路是：损伤外毛细胞，再施加______刺激，检测内毛细胞的电位变化。若实验组结果显著低于对照组，则支持上述推测。 （4）人工耳蜗通过植入电极直接刺激传入神经，帮助毛细胞受损的耳聋患者恢复听觉感知。大脑皮层能通过C区自上而下地调控毛细胞的信息输入，这启示在设计人工耳蜗的信号处理器时，应模仿人类听觉形成过程，使其具备______的功能。 21. 学习以下材料，回答（1）～（4）题。 内含肽的工程学应用 内含肽是一些蛋白质中具有的特殊多肽序列。内含肽可催化其两端自剪切反应，并将内含肽上游和下游两段多肽切口处的氨基和羧基连接，形成新的蛋白质，即外显肽。 自然状态下内含肽催化的反应是自发的。为实现对该过程的控制，研究者提出了两种改造方案，如下图。方案一将内含肽和外显肽分别拆分为两段多肽，将内含肽和外显肽的N段（含原蛋白质末端氨基的肽段）连接，将内含肽和外显肽的C段（含原蛋白质末端羧基的肽段）连接，分别构建两种融合蛋白。IN与IC距离足够近时，可结合形成完整内含肽，催化EN和EC连接成外显肽。方案二的IN和IC分别连接C1和C2肽段，C1和C2“屏蔽”IN和IC的结合，在特殊诱导物的作用下可解除屏蔽。研究者基于方案二设计了蛋白编辑系统。 肿瘤细胞表面具有某些特异性蛋白质，可作为肿瘤细胞的标志。某肿瘤细胞表面含有丰富的标志蛋白——H和E。细胞膜具有流动性，使H和E存在相互靠近的可能。研究者利用肿瘤细胞的标志蛋白以及IL-1β（一种激活免疫细胞的细胞因子）构建蛋白编辑系统，以靶向治疗该肿瘤。 该系统应用前景广阔，可根据实际需求，通过选用不同的肽段，实现不同的作用效果。 （1）为获得融合蛋白，需先合成融合基因，再构建______，导入大肠杆菌，培养并分离纯化。 （2）与方案一相比，方案二的优势是__________________。 （3）综合材料信息，研究人员设计了利用蛋白编辑系统靶向治疗该肿瘤的方案。 ①在下列a～d中选择适当的元件，填入Ⅰ～Ⅳ中，完善设计方案。 a．IL-1β的C段 b．IL-1β的N段 c．抗H抗体 d．抗E抗体 ②在上述设计方案中，交换IN和C1、IC和C2的位置是否会影响治疗效果？请说明理由。 （4）为了将含有H、E蛋白但不含G蛋白的肿瘤细胞与同时含有H、E和G蛋白的肿瘤细胞区分开，研究者利用荧光蛋白S标记肿瘤细胞，请参考（3）①中的格式写出所需融合蛋白的类型，以根据荧光强度差异区分两种肿瘤细胞____________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 海淀区2025—2026学年第一学期期末练习 高三生物学 本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。 第一部分 本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 下列关于原核细胞结构与功能的叙述，正确的是（　　） A. 无叶绿体不能进行光合作用 B. 遗传信息主要储存在RNA中 C. 在细胞核中进行转录和翻译 D. 碳链为其生物大分子的基本骨架 【答案】D 【解析】 【详解】A、原核细胞虽无叶绿体，但部分种类（如蓝细菌）含有光合色素和酶，可在细胞膜或类囊体上进行光合作用，A错误； B、原核细胞的遗传物质为DNA，遗传信息主要储存在DNA中，RNA仅作为遗传信息传递的媒介，B错误； C、原核细胞无核膜包被的细胞核，其转录在拟核区进行，翻译在细胞质核糖体中进行，二者可同时发生，C错误； D、碳链是构成多糖、蛋白质、核酸等生物大分子的基本骨架，该特征在原核细胞和真核细胞中均成立，D正确。 故选D。 2. 研究者对接受和未接受力量训练的志愿者肌肉细胞的线粒体嵴密度进行测定，结果如图。下列相关叙述错误的是（　　） A. 线粒体是细胞产生ATP的主要场所 B. 嵴上的酶催化有氧呼吸第二阶段反应 C. 力量训练提高了线粒体内膜表面积 D. 训练者线粒体的变化有利于增强肌细胞供能 【答案】B 【解析】 【详解】A、线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸能产生大量ATP，所以线粒体是细胞产生ATP的主要场所，A正确； B、有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中，嵴上的酶催化的是有氧呼吸第三阶段反应，而不是第二阶段反应，B错误； C、从图中可以看出，接受力量训练的志愿者肌肉细胞的线粒体嵴密度增大，嵴是线粒体内膜向内折叠形成的，所以力量训练提高了线粒体内膜表面积，C正确； D、训练者线粒体嵴密度增大，有利于有氧呼吸的进行，从而有利于增强肌细胞供能，D正确。 故选B。 3. 将向日葵叶片置于含已知浓度12CO2和14CO2的密闭透明小室中，并依次进行光照和黑暗处理，叶片对两种CO2的吸收无明显差异。测定小室中12CO2浓度和14C放射性强度，计算得到比活度（14C放射性强度/12CO2浓度），结果如图。据此作出的分析，正确的是（　　） A. 光照开始后，叶绿体中放射性首先出现在14C5 B. 6～8 min内，叶片细胞固定12CO2的量接近于零 C. 光照条件下，叶片会释放12CO2到小室中 D. 转入黑暗后，比活度降低是由于14CO2被快速吸收 【答案】C 【解析】 【详解】A、光照情况下，向日葵进行光合作用，吸收的14CO2与C5反应形成三碳化合物，即光照开始后，叶绿体中放射性首先出现在三碳化合物中，A错误； BC、6～8 min内，小室内12CO2浓度几乎不变，说明光合作用吸收12CO2和呼吸作用释放12CO2量相等，但是比活度下降，说明光合作用吸收的14CO2比呼吸释放的14CO2多，所以这个时期总光合速率大于总呼吸速率，叶片细胞固定12CO2的量不接近于零，B错误，C正确； D、转入黑暗后，比活度降低是由于12CO2被快速释放，D错误。 故选C。 4. 某小组将大蒜（2n=16）根尖分为两组，一组常温下培养96 h，另一组置于低温（4℃）下培养72 h后再转入常温下培养24 h。下图中显微镜指针所指a～d细胞为观察到的4个典型的细胞分裂图像。下列叙述错误的是（　　） A. 低温能抑制着丝粒分裂，使染色体数目加倍 B. 制作临时装片时，解离后的根尖需先漂洗再进行染色 C. 实验中a、c作为参照，可确认b、d中的染色体数是否增加 D. 若b、d细胞染色体已增加一倍，则二者的DNA分子数相同 【答案】A 【解析】 【详解】A、低温能抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍，而不是抑制着丝粒分裂，A错误； B、制作临时装片的步骤为解离→漂洗→染色→制片，先漂洗再染色，B正确； C、常温培养的a、c细胞染色体数目正常，可作为参照，通过与a、c细胞对比，能确认低温处理后b、d细胞中的染色体数是否增加，C正确； D、DNA的复制发生在间期，而低温诱导染色体数目加倍发生在分裂期，若b、d细胞染色体已增加一倍，二者的DNA分子数仍相同，D正确。 故选A。 5. 某单基因遗传病患者Ⅳ-2的家族系谱图如图。在不考虑基因突变的情况下，下列叙述合理的是（　　） A. 该病由显性基因控制 B. 致病基因位于X染色体上 C. Ⅲ-3一定是该病基因携带者 D. 可通过系谱图计算该病在人群中的发病率 【答案】C 【解析】 【详解】A、由图可知，Ⅰ-1和Ⅰ-2无病，但其儿子Ⅱ-3有病，可知该病由隐性基因控制，A错误； B、该病由隐性基因控制，Ⅳ-2患病，但其父亲正常，可知该病不是伴X染色体遗传，致病基因位于常染色体上，B错误； C、该病为常染色体隐性遗传病，Ⅳ-2患病，可知Ⅲ-3和Ⅲ-4都是该病基因携带者，C正确； D、发病率应在人群中随机调查，而不是找患病家族，系谱图可研究遗传病的遗传方式，D错误。 故选C。 6. 研究发现，我国特有植物宽口杓兰能吸引昆虫进入花囊取食，昆虫离开时帮助传粉，因此结实率远高于通过气味吸引昆虫却不提供食物的“欺骗性”传粉兰花。下列叙述错误的是（　　） A. 花囊结构与其吸引昆虫传粉的功能相适应 B. 传粉者有识别“欺骗性”传粉兰花的策略 C. 该现象说明生物和无机环境之间协同进化 D. 该现象说明生物种群的繁衍离不开信息传递 【答案】C 【解析】 【详解】A、宽口杓兰的花囊结构为昆虫提供食物，吸引其进入并完成传粉，体现了结构与功能相适应，A正确； B、欺骗性传粉兰花仅通过气味吸引昆虫却不提供食物，导致结实率低，说明传粉者（昆虫）已进化出识别欺骗性信号的策略以避免无效访问，B正确； C、协同进化指生物与生物之间或生物与无机环境之间的相互影响和共同进化。题干仅涉及兰花与传粉昆虫的相互作用（生物因素），未涉及无机环境（如气候、土壤等），C错误； D、宽口杓兰通过花囊结构传递物理信息，欺骗性兰花通过气味传递化学信息，二者均利用信息传递吸引昆虫以实现传粉，说明生物种群的繁衍依赖信息传递，D正确。 故选C。 7. 卡介苗是预防结核病的减毒疫苗，对新生儿有较高的保护效力。科研人员研制了一种预防结核病的mRNA疫苗，在小鼠实验中表现出更好的保护效果。下列叙述不合理的是（　　） A. 卡介苗可被辅助性T细胞识别并摄取 B. 已感染HIV的新生儿不建议接种卡介苗 C. mRNA疫苗不会整合到小鼠细胞的DNA上 D. mRNA疫苗可诱导小鼠产生记忆细胞 【答案】A 【解析】 【详解】A、卡介苗作为抗原，需先被抗原呈递细胞（如树突状细胞、巨噬细胞）摄取、加工并呈递，再由辅助性T细胞识别其抗原肽，辅助性T细胞本身不具备直接摄取抗原的能力，A错误； B、HIV主要破坏辅助性T细胞，导致细胞免疫功能缺陷，接种减毒活疫苗（如卡介苗）可能引发严重感染，因此HIV感染者禁用，B正确； C、mRNA疫苗进入细胞后，在细胞质中翻译成抗原蛋白，不进入细胞核，且无逆转录酶，故不会整合到宿主细胞的DNA中，C正确； D、mRNA疫苗表达的抗原可激活特异性免疫，促使B细胞和T细胞增殖分化，形成记忆细胞（如记忆B细胞、记忆T细胞），D正确。 故选A。 8. 胰岛素能作用于血管内皮细胞，引起血管舒张、血流增加，促进胰岛素向靶组织运输。肥胖者体内激素X水平升高，也作用于血管内皮细胞，抑制胰岛素对血管内皮细胞的作用，最终引发2型糖尿病。下列推测错误的是（　　） A. 激素X由内分泌腺合成并经由导管释放进入内环境 B. 血管内皮细胞同时存在激素X受体和胰岛素受体 C. 此类2型糖尿病患者胰岛B细胞的分泌功能可能正常 D. 阻断激素X的信号传递有助于减轻此类2型糖尿病 【答案】A 【解析】 【详解】A、激素由内分泌腺合成并分泌，内分泌腺无导管，激素直接进入内环境（血液或组织液）进行运输，而非通过导管释放，A错误； B、题干明确激素X和胰岛素均作用于血管内皮细胞，根据激素作用的特异性原理，靶细胞需具备相应受体才能响应激素信号，B正确； C、题干指出该2型糖尿病是由激素X抑制胰岛素作用引发，而非胰岛素分泌不足，故胰岛B细胞分泌功能可能正常（胰岛素抵抗型糖尿病），C正确； D、激素X抑制胰岛素对血管内皮细胞的作用，阻断其信号传递可恢复胰岛素促进血管舒张及运输的功能，从而缓解糖尿病症状，D正确。 故选A。 9. 鼠兔是广泛分布于高寒草原生态系统中的一种小型食草动物，是许多猛禽的食物来源。研究者调查放牧强度对鼠兔种群密度的影响，结果如图。下列叙述错误的是（　　） A. 有效洞口密度可反映高原鼠兔的种群密度 B. 鼠兔属于该生态系统的第三营养级 C. 适度放牧可增加鼠兔的种群密度 D. 鼠兔种群数量增加可导致猛禽数量增加 【答案】B 【解析】 【详解】A、动物需要栖息地，因此，有效洞口密度可反映高原鼠兔的种群密度，A正确； B、鼠兔是一种小型食草动物，属于该生态系统的第二营养级，B错误； C、题图可知，在一定范围内，随着放牧强度的增强，有效洞口密度先增后减，适度放牧可增加鼠兔的种群密度，C正确； D、鼠兔是许多猛禽的食物来源，鼠兔种群数量增加可导致猛禽数量增加，D正确。 故选B。 10. 研究人员调查青藏高原帕隆冰川及其下游然乌湖的水生生物群落，检测取样点1～4的生物类群，推测冰川融化后群落的演替过程，结果如下图。下列叙述正确的是（　　） A. 硅藻比蓝细菌更适应冰川前缘的环境 B. 图中四类生物共同构成生物群落 C. 上述调查反映群落结构随时间的变化 D. 人类活动不会影响然乌湖的演替速度 【答案】C 【解析】 【详解】A、根据调查情况可知，硅藻不如蓝细菌更适应冰川前缘的环境，A错误； B、图中四类生物不能构成生物群落，因为它们没有处于同一区域，且群落指的是同一时间某一区域的所有生物，B错误； C、上述调查可以反映群落结构随时间的变化，可以呈现某一区域群落随时间演替的情况，C正确； D、人类活动会使群落演替朝着不同于自然演替的方向和速度进行，即人类活动会影响然乌湖的演替速度，D错误。 故选C 11. 为探究生长素和细胞分裂素在植物组织培养中的作用，研究者用烟草外植体进行实验，结果如图。下列叙述合理的是（　　） A. 需将外植体灭菌处理后接入培养基 B. 愈伤组织形成需经过基因的选择性表达 C. 诱导愈伤组织期间一般需要给予光照 D. 再分化生芽的两种激素浓度比为1：1 【答案】B 【解析】 【详解】A、外植体应进行消毒处理，若采用灭菌处理，会将外植体杀死，无法进行组织培养，A错误； B、愈伤组织形成是细胞脱分化的过程，此过程中存在基因的选择性表达，B正确； C、诱导愈伤组织期间一般不需要给予光照，再分化过程中需要给予光照，C错误； D、由图可知，再分化生芽时，生长素浓度为2.0mg/L，细胞分裂素浓度为0.5mg/L，两种激素浓度比为2.0：0.5=4：1，并非1：1，D错误。 故选B。 12. 沙田柚味甜但籽多，研究者将其与雄性不育的温州蜜柑进行体细胞杂交，筛选出雄性不育无籽新品种“华柚3号”，新品种中仅线粒体基因来自温州蜜柑。下列叙述正确的是（　　） A. 用胰蛋白酶去除两种细胞的细胞壁 B. 常用灭活病毒诱导原生质体的融合 C. 该方法可打破生殖隔离实现远缘杂交 D. 授粉后的华柚3号不能结出有籽果实 【答案】C 【解析】 【详解】A、去除植物细胞壁应使用纤维素酶和果胶酶，胰蛋白酶用于动物细胞处理，A错误； B、诱导植物原生质体融合常用聚乙二醇（PEG）或电刺激法，灭活病毒用于诱导动物细胞融合，B错误； C、体细胞杂交可绕过有性生殖障碍，实现不同物种（如柚与柑）的远缘杂交，打破生殖隔离，C正确； D、华柚3号为雄性不育无籽新品种，仅线粒体基因来自温州蜜柑，雌蕊正常，授粉后可完成受精作用，能结出有籽果实，D错误。 故选C。 13. 科学家将鼠的肾单位祖细胞（NPC）和输尿管祖细胞（UPC）共培养，构建出具有部分功能的类器官，过程如下图。下列相关叙述错误的是（　　） A. ①过程需CO2培养箱中进行 B. ①过程通常需在培养基中加入血清 C. ①②过程有细胞分裂也有细胞分化 D. NPC和UPC的子代细胞随机分布 【答案】D 【解析】 【详解】A、动物细胞培养需要放在CO2培养箱中进行，故①过程需在CO2培养箱中进行，A正确； B、研究者对动物细胞培养所需的营养物质尚未研究清楚，故培养动物细胞需要在培养基中加入血清，①过程通常需在培养基中加入血清，B正确； C、动物细胞培养的原理是细胞增殖（有丝分裂），分析题图可知，①②过程有细胞分裂也有细胞分化，C正确； D、题图可知，UPC的子代细胞会自发聚集于中心并分支最终形成集合管，而NPC的子代细胞围绕着集合管的外围分布最终形成了肾单位，可见NPC和UPC的子代细胞不是随机分布而是有规律分布，D错误。 故选D。 14. 为在小鼠中实现目标基因表达的调控，研究者构建了两种载体：载体1使用心脏特异性启动子驱动tTA基因表达；载体2使用tTA响应启动子驱动荧光素酶基因表达。已知四环素可抑制tTA活性。下列叙述正确的是（　　） A. 用农杆菌转化法将两种载体导入小鼠细胞 B. 用核酸分子杂交检测小鼠是否合成tTA蛋白 C. 可用四环素处理促进荧光素酶基因在心脏中的表达 D. 该系统实现了对荧光素酶基因表达的时空调控 【答案】D 【解析】 【详解】A、农杆菌转化法主要用于植物转基因，动物细胞（如小鼠）常用显微注射法或病毒载体法导入外源基因，A错误； B、核酸分子杂交用于检测特定核酸序列（DNA或RNA），检测蛋白质需采用抗原-抗体杂交技术（如Western Blot），B错误； C、四环素抑制tTA蛋白活性，导致tTA响应启动子无法激活荧光素酶基因表达，因此四环素处理会抑制而非促进表达，C错误； D、心脏特异性启动子实现空间调控（仅在心脏表达tTA），四环素通过调控tTA活性实现时间调控（药物处理控制荧光素酶表达时机），D正确。 故选D。 15. 下列科学研究方法与实验目的不匹配的是（　　） 选项 科学研究方法 实验目的 A 显微观察法 检测生物组织中的脂肪 B 纸层析法 提取绿叶中的光合色素 C 同位素标记法 研究分泌蛋白的合成和运输过程 D 模型构建法 探究细胞大小与物质运输效率的关系 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A、显微观察法通过染色（如苏丹Ⅲ染液）和显微镜观察，可直接检测生物组织中的脂肪颗粒，A正确； B、纸层析法用于分离绿叶中的光合色素（如叶绿素a、叶绿素b等），而提取色素需使用有机溶剂（如无水乙醇），B错误； C、同位素标记法（如用³H标记亮氨酸）可追踪分泌蛋白在细胞内的合成、运输途径，C正确； D、模型构建法（如琼脂块模拟细胞）通过测量物质扩散深度，可探究细胞大小与物质运输效率的关系，D正确。 故选B。 第二部分 本部分共6题，共70分。 16. L-精氨酸在制药等行业被广泛应用。研究者改造大肠杆菌以获得L-精氨酸高产菌株。 （1）大肠杆菌被接种至经______灭菌处理的培养基后，利用葡萄糖代谢产生L-精氨酸或乙酸，如图1。 （2）检测发现野生型菌株积累的L-精氨酸浓度极低，研究者开展实验探究其原因，结果如图2。 ①图2结果说明，野生型菌株积累的L-精氨酸浓度极低的原因不是L-精氨酸被快速降解，而是L-精氨酸会抑制内源L-精氨酸合成酶活性，依据是______。 ②菌株2的L-精氨酸产率低于预期，据图1和图2分析，原因是______。 （3）发酵过程中，菌株2在对数期快速增殖，之后进入稳定期。葡萄糖投入量一定的前提下，菌株2在对数期大量产生L-精氨酸，会导致用于自身生长的______不足，增殖减慢，稳定期的种群密度较低，进而影响L-精氨酸产量。 （4）综上，研究人员继续改造菌株2，以进一步提高L-精氨酸产率。下列选项中合理的改造方案是______（选填下列字母）。 a．敲除细胞呼吸酶基因 b．敲除乙酸合成酶基因 c．敲除外源L-精氨酸合成酶基因 d．将细胞呼吸酶基因的启动子替换为仅在稳定期高效表达的启动子 e．将外源L-精氨酸合成酶基因的启动子替换为仅在稳定期高效表达的启动子 【答案】（1）高压蒸汽灭菌法 （2） ①. 菌株1中敲除了L‐精氨酸降解酶基因后，L‐精氨酸积累仍很低，且菌株2比菌株1积累L-精氨酸更多 ②. 丙酮酸在转变成L-精氨酸的同时还会转变成乙酸，同时催化乙酸合成的相关酶活性也不再被抑制 （3）物质和能量 （4）be 【解析】 【分析】基因工程的基本操作程序主要包括以下四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。 小问1详解】 大肠杆菌被接种至经高压蒸汽灭菌法灭菌处理的培养基后，利用葡萄糖代谢产生L-精氨酸或乙酸，即培养基的灭菌方法是湿热灭菌法，其中高压蒸汽灭菌法是常用的一种。 【小问2详解】 ①图2结果显示，菌株1中敲除了L‐精氨酸降解酶基因后，L‐精氨酸积累仍很低，且菌株2比菌株1积累L-精氨酸更多，结合两种菌株改造的区别可推测，野生型菌株积累的L-精氨酸浓度极低的原因不是L-精氨酸被快速降解，而是L-精氨酸会抑制内源L-精氨酸合成酶活性。 ②菌株2的L-精氨酸产率低于预期，据图1和图2分析，丙酮酸在转变成L-精氨酸的同时还会转变成乙酸，同时催化乙酸合成的相关酶活性也不再被抑制，因而L-精氨酸的含量低于预期。 【小问3详解】 发酵过程中，菌株2在对数期快速增殖，之后进入稳定期。葡萄糖投入量一定的前提下，菌株2在对数期大量产生L-精氨酸，会导致用于自身生长的物质和能量不足，因而菌株增殖缓慢，进而影响L-精氨酸产量。 【小问4详解】 a．敲除细胞呼吸酶基因是不合理的，因为细胞呼吸过程能为菌株的代谢活动提供能量，否则会影响其正常生长，也不能达到相应的目的，a错误； b．敲除乙酸合成酶基因会让更多的丙酮酸转变成L-精氨酸，进而达到生产目的，b正确； c．敲除外源L-精氨酸合成酶基因则恢复到野生状态，则生产的L-精氨酸很有限，c错误； d．将细胞呼吸酶基因的启动子替换为仅在稳定期高效表达的启动子能加快呼吸作用，但未必能增加L-精氨酸在稳定期的产量，d错误； e．将外源L-精氨酸合成酶基因的启动子替换为仅在稳定期高效表达的启动子，该操作会使菌株在对数期稳定增长，在稳定期大量合成L-精氨酸实现增产，e正确。 故选be。 17. 植物感知到病毒侵染时，会启动依赖于水杨酸的防御反应（SADR）。病毒T能抑制SADR，科研人员对其机制进行研究。 （1）叶绿体是植物细胞进行______的场所，也被证实是调控SADR的中枢。类囊体腔内储存大量的Ca2+，浓度远高于细胞质基质，当类囊体膜上的钙感知受体（CAS）被激活时，其中储存的Ca2+依次通过______（生物膜结构），被释放到细胞质基质，启动SADR。 （2）植物细胞特有的C蛋白能感知病毒入侵，C蛋白具有两种定位信号—N位点与叶绿体转运肽（cTP），且二者无法同时发挥功能。无病毒入侵时，N位点使C蛋白被锚定在细胞膜上。 ①病毒T侵染植物细胞后，其DNA会进入细胞核，利用植物细胞的______进行转录，进而翻译出病毒蛋白。其中病毒T的C4基因表达的C4蛋白具有与C蛋白相同的N位点与cTP。 ②研究者将C4蛋白基因转入烟草细胞，使C4蛋白充分表达。加入翻译抑制剂处理，随后加入F蛋白模拟病毒T侵染，测定不同部位的C4蛋白含量，结果如下图。 结果表明，模拟病毒T侵染烟草时，C4蛋白______。实验通过“加入翻译抑制剂”这一处理确保了结论的严谨性，因为这排除了______的可能。 ③C4蛋白和C蛋白均能与CAS相互作用，推测二者对SADR的作用______。 （3）多种植物病原体独立进化，虽亲缘关系很远但均有与C4蛋白基因相似基因。这是不同病原体在同一选择压力（如SADR）下______的结果。 【答案】（1） ①. 光合作用 ②. 类囊体膜、叶绿体膜（或类囊体膜、叶绿体内膜、叶绿体外膜） （2） ①. RNA聚合酶、四种游离的核糖核苷酸 ②. 从细胞膜转移到叶绿体 ③. （病毒侵染后）新合成的C4蛋白干扰检测结果 ④. 相反(或拮抗) （3）协同进化（或趋同进化） 【解析】 【分析】1、源自不同祖先的生物，由于相似的生活方式，整体或者部分形态构造向着 同一方向改变，这就属于趋同进化；物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和 发展，这就是协同进化。通过漫长的协同进化过 程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，丰富多彩的 基因库，而且形成了多种多样的生态系统。 2、叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换 站”。 【小问1详解】 叶绿体是具有两层膜的细胞器，叶绿体是植物细胞进行光合作用的场所；细胞膜所有的膜统称为生物膜，类囊体腔内储存大量的Ca2+，浓度远高于细胞质基质，当类囊体膜上的钙感知受体（CAS）被激活时，储存的Ca2+顺着浓度梯度，通过协助扩散进入细胞质基质，依次通过的膜有类囊体膜、叶绿体内膜和叶绿体外膜。 【小问2详解】 转录需要RNA聚合酶，病毒T侵染植物细胞后，其DNA会进入细胞核，利用植物细胞的RNA聚合酶、四种游离的核糖核苷酸进行转录。题干信息：C蛋白具有两种定位信号——N位点与叶绿体转运肽（cTP），无病毒入侵时，N位点使C蛋白被锚定在细胞膜上；而C4蛋白具有与C蛋白相同的N位点与cTP。F蛋白模拟病毒T侵染，题图可知，不加入F蛋白时，叶绿体不存在C4蛋白，加入F蛋白后，叶绿体上存在C4蛋白，结果表明，模拟病毒T侵染烟草时，C4蛋白从细胞膜转移到叶绿体。实验通过“加入翻译抑制剂”这一处理确保了结论的严谨性，因为这排除了（病毒侵染后）新合成的C4蛋白干扰检测结果的可能。植物细胞特有的C蛋白能感知病毒入侵，植物感知到病毒侵染时，会启动依赖于水杨酸的防御反应（SADR），而病毒T能抑制SADR，C4蛋白是病毒表达的蛋白，可知，C4蛋白和C蛋白均能与CAS相互作用，推测二者对SADR的作用相反(或拮抗)。 【小问3详解】 不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和 发展，这就是协同进化；源自不同祖先的生物，由于相似的生活方式，整体或者部分形态构造向着 同一方向改变，这就属于趋同进化。多种植物病原体独立进化，虽亲缘关系很远但均有与C4蛋白基因相似的基因。这是不同病原体在同一选择压力（如SADR）下协同进化（或趋同进化）的结果。 18. 极端干旱会给生态环境和经济发展带来严重影响，科研人员在我国草原开展相关研究。 （1）极端干旱会降低草原生态系统维持或恢复自身______处于相对平衡状态的能力。 （2）草原降水主要集中在生长季。科研人员在草原上建立多个实验点，每个实验点随机选择邻近的3个大小相同的样地进行实验，如下表。 组别 对样地的处理 样地1 始终不覆盖遮雨棚，接受自然降雨。 每个样地四周向地下深挖并用塑料隔板隔开，以防止水分侧向移动。 样地2 连续4年在生长季5～8月覆盖透明遮雨棚，减少66%的自然降雨量。 样地3 连续4年在生长季6～7月覆盖透明遮雨棚，减少100%的自然降雨量。 科研人员应对样地2进行的操作是：收集并测定样地2的自然降雨量，并补充______。样地2和样地3的处理模拟了不同______的极端干旱。 （3）科研人员每年生长季开始和结束时，分别测定三个样地植物的干重，计算干重增加值，结果如下图。 ①依据生态系统能量流动过程分析，生长季植物增加的干重中的能量=______（请选用下列字母，并用“+”或“-”构成的数学表达式来表示）。 a．被初级消费者同化的能量 b．生产者的枯落物等被分解者利用的能量 c．生产者通过光合作用固定的太阳能 d．生产者呼吸作用消耗的能量 ②图中结果表明，______。 （4）草原生态系统的牧草具有经济价值。极端干旱造成某草原生态系统牧草提供量下降，欲测算牧草提供量下降造成的直接经济损失，需要收集的数据包括该草原生态系统面积、______。 【答案】（1）结构和功能 （2） ①. 34%的降雨量 ②. 时间和不同强度 （3） ①. c-a-b-d ②. 生长季降水减少会导致植物干重增加值大幅降低，且极端干旱持续时间越短、干旱强度越大，生态系统越难以恢复 （4）单位面积的牧草减产量、单位面积的牧草经济价值 【解析】 【分析】1、生态系统的稳定性：生态系统维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力。当生态系统受到外界干扰（此干扰没有超过限度）时，生态系统能够通过自我调节得以恢复，从而维持相对稳定的结构和功能。 2、净初级生产量：是生产者用于生长和繁殖的净能量。净初级生产量=植物光合作用固定的太阳能-植物呼吸作用消耗的能量。 【小问1详解】 极端干旱已经属于极端环境，其会降低草原生态系统维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力。 【小问2详解】 由表格信息可知，样地2连续4年在生长季5～8月（共4个月）覆盖透明遮雨棚，透明遮雨棚的覆盖会导致样地无法正常接受自然降雨，因此需要对样地2的自然降雨量进行收集和测定，并给样地2补充34%的自然降雨量，从而达到“减少66%的自然降雨量”的目的。样地3连续4年在生长季6～7月（共2个月）覆盖透明遮雨棚，减少100%的自然降雨量，对比样地2和样地3的处理可知，二者模拟了不同时间和不同强度的极端干旱。 【小问3详解】 ①植物增加的干重中的能量即为净初级生产量，因此生长季植物增加的干重中的能量=c-a-b-d。 ②分析图示可知，随着时间的增加，样地1的干重增加值连年升高且幅度较大；样地2的干重增加值在前3年逐渐降低，但在第4年略有上升；样地3的干重增加值连年降低。这表明生长季降水减少会导致植物干重增加值大幅降低，且极端干旱持续时间越短、干旱强度越大，生态系统越难以恢复。 【小问4详解】 欲测算牧草提供量下降造成的直接经济损失，需要收集的数据包括该草原生态系统面积、单位面积的牧草减产量和单位面积的牧草经济价值，然后通过公式“直接经济损失=该草原生态系统面积单位面积的牧草减产量单位面积的牧草经济价值”进行计算即可。 19. 为研究斑马鱼发育遗传调控，研究人员用化学诱变剂ENU处理野生型雄性斑马鱼，用以筛选、鉴定特定表型的突变基因。 （1）ENU处理通常会造成DNA的碱基替换，引发基因组随机突变。从基因和蛋白质的关系分析，编码序列的改变可能导致的效应包括：个别氨基酸的改变导致蛋白质结构变化；终止密码子出现的位置改变，导致蛋白质截短或变长；以及因______，氨基酸序列不改变。 （2）将ENU诱变的雄性斑马鱼与野生型雌鱼杂交，筛选得到一条短鳍显性突变体，记为突变体M。将突变体M与野生型斑马鱼进行杂交，统计全部子代（记为F）表型及比例为______，确定短鳍由单基因突变所致。 （3）单核苷酸多态性（SNP）是基因组中特定位置上的稳定差异，可作为遗传标记辅助基因定位。其原理为：由于基因在染色体上呈线性排列，因此，与短鳍突变基因______的SNP，会倾向于与短鳍突变基因共同遗传。基于此，研究者对F中多个短鳍个体和多个野生型个体进行基因组测序。通过对比分析，筛选出______的SNP位点，这些SNP位点在基因组中______的区域，即为短鳍突变基因最可能的位置。 （4）研究发现，R基因的突变是导致突变体M出现短鳍的原因。在另外的研究中，研究者又获得了另一条隐性纯合的短鳍突变体N。为了确定N的突变基因是否为R基因，研究人员将N与M进行杂交，观察F₁表型及比例。请评价实验方案是否合理并阐述理由__________________。 【答案】（1）密码子具有简并性 （2）短鳍：野生型= 1:1 （3） ①. 紧密连锁（距离近） ②. 在短鳍个体中与野生型个体存在显著差异（或 “短鳍个体中一致、野生型个体中一致，且两者不同”） ③. 共同存在（或 “这些 SNP 位点共同出现”） （4）突变体 M 为显性杂合子，基因型设为 Rr，若设突变体为RR'，N为rr，后代R'r∶Rr=1∶1，短鳍与正常各1/2；若N的突变基因不是R基因，则N的基因型设为r'r'（r' 为其他短鳍隐性突变基因），N与M进行杂交，子代基因型为 Rr'、rr'，仍表现为短鳍∶正常=1∶1。因此仅通过 F₁的表型无法区分 N 的突变基因是否为 R 基因。 【解析】 【分析】相对性状受基因的控制，在分子水平上，基因的表达可以在转录、翻译等过程中受到各种理化因子或病毒等的影响，人们可以以此为基本原理，通过诱变、筛选达到育种目的。 【小问1详解】 DNA 编码序列发生碱基替换时，由于一种氨基酸可能对应多种密码子即密码子具有简并性，所以即使碱基改变，对应的氨基酸也可能不变，因此蛋白质的氨基酸序列不改变。 【小问2详解】 根据题意可知：若短鳍由单基因显性突变所致，则突变体 M 为杂合子，将其与野生型（隐性纯合）杂交，子代的基因型比例为杂合子：隐性纯合子 = 1:1，表型比例即为短鳍：野生型 = 1:1。 【小问3详解】 基因在染色体上呈线性排列，与短鳍突变基因紧密连锁（距离近）的 SNP，会随突变基因一起遗传，因此倾向于共同传递。通过测序对比短鳍个体与野生型个体的基因组，筛选出在两类个体中存在显著差异的 SNP 位点（短鳍个体中该 SNP 一致，野生型个体中该 SNP 一致，且两者不同），由于短鳍是由野生型显性突变而来，因此这些差异 SNP 在基因组中共同存在的区域，就是短鳍突变基因最可能的位置。 【小问4详解】 根据题意可知：突变体 M 为显性杂合子，基因型设为 Rr，若设突变体为RR'，N为rr，后代R'r∶Rr=1∶1，短鳍与正常各1/2；若N的突变基因不是R基因，则N的基因型设为r'r'（r' 为其他短鳍隐性突变基因），N与M进行杂交，子代基因型为 Rr'、rr'，仍表现为短鳍∶正常=1∶1。因此仅通过 F₁的表型无法区分 N 的突变基因是否为 R 基因。 20. 人的耳蜗是“听见”世界的关键结构。耳蜗中存在两种毛细胞——内毛细胞和外毛细胞。内毛细胞只连接传入神经，将信息传入大脑皮层。外毛细胞不与传入神经连接，仅受来自脑干C区的传出神经支配。 （1）声波振动传入耳蜗时，引起内毛细胞的膜电位升高，传入神经末梢兴奋，实现振动信号到______的转换，最终传至大脑皮层产生听觉。 （2）声音的物理属性包括频率（单位为kHz）和强度（单位为dB）。研究者选择豚鼠耳蜗中的特定内毛细胞，间隔施加敏感声音刺激（频率为20kHz，记为CF），在标注区间内电刺激C区神经元，结果如图1。 实验结果显示，与未进行电刺激相比，电刺激C区时______。 （3）研究者进一步测定内毛细胞在不同声音强度的CF和非敏感声音刺激（频率为12.4 kHz，记为LF）下的电位变化，结果如图2。 ①本实验的自变量是______。 ②实验结果表明，电刺激C区______。 ③研究者推测“外毛细胞能放大内毛细胞的信号”。实验组的设计思路是：损伤外毛细胞，再施加______刺激，检测内毛细胞的电位变化。若实验组结果显著低于对照组，则支持上述推测。 （4）人工耳蜗通过植入电极直接刺激传入神经，帮助毛细胞受损的耳聋患者恢复听觉感知。大脑皮层能通过C区自上而下地调控毛细胞的信息输入，这启示在设计人工耳蜗的信号处理器时，应模仿人类听觉形成过程，使其具备______的功能。 【答案】（1）电信号##神经冲动 （2）显著降低CF引发的内毛细胞电位变化，对无CF时的电位无影响 （3） ①. 声音类型(CF/LF)、声音强度、是否电刺激C区 ②. 对CF引起的内毛细胞电位变化有抑制作用，对LF引起的电位变化无抑制：对低 强度的CF引起的内毛细胞电位变化抑制强，随声音强度增加，抑制减弱 ③. 30dB的CF（敏感声音） （4）放大低强度敏感频率声音 【解析】 【分析】1、在未受到刺激时，神经纤维处于静息状态 。此时，神经细胞外的Na+浓度比膜内要高，K+浓度比膜内低，而神经细胞膜对不同 离子的通透性各不相同：静息时，膜主要对K+有通透性，造成K+外流，使膜外阳离子浓度高于膜 内。由于细胞膜内外这种特异的离子分布特点， 细胞膜两侧的电位表现为内负外正，这称为静息电位。 当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对 Na+的通透性增加，Na+内流，这个部位的膜两侧出 现暂时性的电位变化，表现为内正外负的兴奋状态 。此时的膜电位称为动作电位。而邻近的未兴奋部位仍然是内负外正。 在兴奋部位和未兴奋部位之间由于电位差的存在而 发生电荷移动，这样就形成了局部电流。 2、外界的声波经过外耳道传到鼓膜，引起鼓膜的振动；振动通过听小骨传到内耳，刺激耳蜗内的听觉感受器，产生神经冲动；神经冲动 通过与听觉有关的神经传递到大脑皮层的听觉中枢，就形成了听觉。 人对语言信息的反应属于条件反射，若不复习强化会消退。 【小问1详解】 兴奋在神经纤维上以电信号（神经冲动）形式进行传递，声波振动传入耳蜗时，引起内毛细胞的膜电位升高，传入神经末梢兴奋，实现振动信号到电信号的转换，最终传至大脑皮层产生听觉。 【小问2详解】 图1纵坐标表示内毛细胞电位，横坐标表示间隔施加CF，题图可知，与未进行电刺激相比，电刺激C区时显著降低CF引发的内毛细胞电位变化，对无CF时的电位无影响。 【小问3详解】 实验目的：测定内毛细胞在不同声音强度的CF和非敏感声音刺激（频率为12.4 kHz，记为LF）下的电位变化；图2横坐标表示声音强度，纵坐标为内毛细胞电位，可见实验的自变量是声音强度、声音类型(CF/LF)、是否电刺激C区；题图可知，与CF组相比，相同声音强度下，CF+电刺激C区组内毛细胞电位较低；与LF组相比，相同声音强度下，LF+电刺激C区组内毛细胞电位几乎不变；实验结果表明，电刺激C区对CF引起的内毛细胞电位变化有抑制作用，对LF引起的电位变化无抑制：对低 强度的CF引起的内毛细胞电位变化抑制强，随声音强度增加，抑制减弱。验证外毛细胞能放大内毛细胞的信号，自变量是外毛细胞有无，实验组的设计思路是：损伤外毛细胞，再施加30dB的CF（敏感声音）刺激，检测内毛细胞的电位变化。若实验组结果显著低于对照组，则支持上述推测。 【小问4详解】 声音的物理属性包括频率（单位为kHz）和强度（单位为dB），人类的听觉可以辨别声音频率，在设计人工耳蜗的信号处理器时，应模仿人类听觉形成过程，使其具备放大低强度敏感频率声音的功能。 21. 学习以下材料，回答（1）～（4）题。 内含肽的工程学应用 内含肽是一些蛋白质中具有的特殊多肽序列。内含肽可催化其两端自剪切反应，并将内含肽上游和下游两段多肽切口处的氨基和羧基连接，形成新的蛋白质，即外显肽。 自然状态下内含肽催化的反应是自发的。为实现对该过程的控制，研究者提出了两种改造方案，如下图。方案一将内含肽和外显肽分别拆分为两段多肽，将内含肽和外显肽的N段（含原蛋白质末端氨基的肽段）连接，将内含肽和外显肽的C段（含原蛋白质末端羧基的肽段）连接，分别构建两种融合蛋白。IN与IC距离足够近时，可结合形成完整内含肽，催化EN和EC连接成外显肽。方案二的IN和IC分别连接C1和C2肽段，C1和C2“屏蔽”IN和IC的结合，在特殊诱导物的作用下可解除屏蔽。研究者基于方案二设计了蛋白编辑系统。 肿瘤细胞表面具有某些特异性蛋白质，可作为肿瘤细胞的标志。某肿瘤细胞表面含有丰富的标志蛋白——H和E。细胞膜具有流动性，使H和E存在相互靠近的可能。研究者利用肿瘤细胞的标志蛋白以及IL-1β（一种激活免疫细胞的细胞因子）构建蛋白编辑系统，以靶向治疗该肿瘤。 该系统应用前景广阔，可根据实际需求，通过选用不同的肽段，实现不同的作用效果。 （1）为获得融合蛋白，需先合成融合基因，再构建______，导入大肠杆菌，培养并分离纯化。 （2）与方案一相比，方案二的优势是__________________。 （3）综合材料信息，研究人员设计了利用蛋白编辑系统靶向治疗该肿瘤的方案。 ①在下列a～d中选择适当的元件，填入Ⅰ～Ⅳ中，完善设计方案。 a．IL-1β的C段 b．IL-1β的N段 c．抗H抗体 d．抗E抗体 ②在上述设计方案中，交换IN和C1、IC和C2的位置是否会影响治疗效果？请说明理由。 （4）为了将含有H、E蛋白但不含G蛋白的肿瘤细胞与同时含有H、E和G蛋白的肿瘤细胞区分开，研究者利用荧光蛋白S标记肿瘤细胞，请参考（3）①中的格式写出所需融合蛋白的类型，以根据荧光强度差异区分两种肿瘤细胞____________。 【答案】（1）基因表达载体 （2）可通过诱导物精准控制内含肽组装和外显肽形成，实现人为控制，进行时空调控 （3） ①. Ⅰ～Ⅳ依次为b、c、a、d(或“b、d、a、c”) ②. 会影响。互换位置后，生成的IL-1β的N段和C段之间含有C1和C2，影响IL-1β的结构与功能 （4） 融合蛋白1：H2N-抗H抗体-S蛋白N段-IN-C1-COOH 融合蛋白2：HOOC-抗E抗体-S蛋白C段-IC-C2-NH2 (融合蛋白1和2的抗H抗体、抗E抗体可互换) 融合蛋白3：HOOC-抗G抗体-失活的S蛋白C段-IC-C2-NH2 (或“H2N-抗G抗体-失活的S蛋白N段-IC-C1-COOH”) 【解析】 【分析】本题围绕 “内含肽的自剪切特性 + 蛋白质工程改造” 展开，核心是利用内含肽（IN-IC）的自催化剪切功能，结合 “屏蔽 - 解屏蔽” 机制实现对蛋白质拼接的时空调控，最终构建靶向肿瘤的蛋白编辑系统（利用肿瘤细胞表面特异性蛋白 H/E，触发内含肽组装与 IL-1β 的拼接，激活免疫细胞）。 【小问1详解】 在基因工程中，获得目的基因（融合基因）后，需要将其与载体结合，构建基因表达载体，才能将目的基因导入大肠杆菌等受体细胞，保证目的基因在受体细胞中稳定存在、复制和表达。 【小问2详解】 方案一的内含肽（IN-IC）是自发催化反应，无法控制过程；方案二通过 C₁、C₂“屏蔽” IN 与 IC 的结合，只有在特殊诱导物作用下才能 “解屏蔽”，从而精准调控内含肽组装和外显肽形成的时间、空间，避免自发反应的不可控性。 【小问3详解】 融合蛋白 1 需提供 IL-1β 的 N 段（对应元件 b），同时要靶向肿瘤表面的H 蛋白（需连接抗 H 抗体，元件 c）或E 蛋白（需连接抗 E 抗体，元件 d），故 Ⅰ 填 b，Ⅱ 填 c（或 d）； 融合蛋白 2 需提供 IL-1β 的 C 段（对应元件 a），同时要靶向肿瘤表面的另一蛋白（若融合蛋白 1 靶向 H，则融合蛋白 2 靶向 E，元件 d；若融合蛋白 1 靶向 E，则融合蛋白 2 靶向 H，元件 c），故 Ⅲ 填 a，Ⅳ 填 d（或 c）。 当融合蛋白 1 和 2 分别结合肿瘤表面的 H、E 蛋白后，C₁与 C₂解屏蔽，IN 与 IC 组装为完整内含肽，催化 IL-1β 的 N 段（b）和 C 段（a）拼接，形成有功能的 IL-1β，激活免疫细胞。 IN（内含肽 N 段）需与 IC（内含肽 C 段）直接拼接才能形成有催化功能的内含肽，若交换 IN 和 C₁、IC 和 C₂的位置，拼接后的 IL-1β 的 N 段与 C 段之间会含有 C₁和 C₂的氨基酸序列，导致 IL-1β 的结构改变，进而失去激活免疫细胞的功能，影响治疗效果。 【小问4详解】 对于含 H、E 但不含 G 的肿瘤细胞：融合蛋白 1（抗 H）和融合蛋白 2（抗 E）结合其表面的 H、E 蛋白，C₁与 C₂解屏蔽，IN 与 IC 组装，催化 S 蛋白 N 段和 C 段拼接，形成完整荧光蛋白 S，产生强荧光； 对于含 H、E、G 的肿瘤细胞：融合蛋白 3（抗 G）会结合 G 蛋白，其携带的 “失活 S 蛋白片段” 会与融合蛋白 1、2 竞争 IN/IC 的结合，干扰完整 S 蛋白的形成，仅产生弱荧光；通过荧光强度差异（强荧光对应 “含 H、E 不含 G”，弱荧光对应 “含 H、E、G”），可区分两种肿瘤细胞。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $