内容正文:
石景山区2025-2026学年第一学期高三期末试卷
生物学
本试卷共10页,100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将答题卡交回。
第一部分
本部分共15题,每小题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. 青枯菌是一种细菌,其分泌的效应蛋白T会引起花生、土豆等作物患青枯病。下列相关叙述不正确的是( )
A. 青枯菌具有核糖体、不具有染色体
B. 效应蛋白T用双缩脲试剂鉴定时显紫色
C. 青枯菌的高尔基体可运输效应蛋白T
D. 缺少效应蛋白T的青枯菌致病能力减弱
【答案】C
【解析】
【详解】A、青枯菌为原核生物,具有核糖体(合成蛋白质),无染色体(遗传物质为环状DNA),A正确;
B、效应蛋白T本质为蛋白质,双缩脲试剂可与肽键反应显紫色,B正确;
C、青枯菌为细菌,属于原核生物,无高尔基体(真核生物特有的细胞器),C错误;
D、效应蛋白T是致病因子,缺失后青枯菌无法侵染宿主,致病能力减弱,D正确。
故选C。
2. 研究发现核酶的催化效率较低。下图表示某核酶催化反应的过程,相关叙述正确的是( )
A. 核酶的基本单位是脱氧核苷酸
B. 核酶为反应提供的能量较少
C. 核酶通过碱基配对形成酶-底物复合物
D. 在该核酶的催化下底物被彻底水解
【答案】C
【解析】
【详解】A、核酶的本质是RNA,RNA的基本单位是核糖核苷酸,而不是脱氧核糖核苷酸(脱氧核糖核苷酸是DNA的基本单位),A错误;
B、酶的作用是降低化学反应的活化能,而不是为化学反应提供能量,B错误;
C、核酶的本质是RNA,催化的底物是RNA,二者通过碱基配对形成酶-底物复合物,进而催化化学反应,C正确;
D、该酶只将底物水解成两个RNA片段,并没有彻底水解,D错误。
故选C。
3. 研究人员将某种野生型酵母菌的基因B敲除后,获得突变株,发现其线粒体的数量减少,且出现碎片化。下列分析不正确的是( )
A. 野生型与突变株分解葡萄糖生成丙酮酸的场所相同
B. 野生型与突变株细胞呼吸的产物均包括CO2
C. 有氧条件下,野生型比突变株的生长速度快
D. 无氧条件下,野生型比突变株产生更多的ATP
【答案】D
【解析】
【详解】A、葡萄糖分解为丙酮酸的过程为糖酵解,发生在细胞质基质中,与线粒体无关,因此野生型与突变株该过程场所相同,A正确;
B、酵母菌为兼性厌氧菌:有氧呼吸产生CO₂,无氧呼吸产生CO₂,突变株虽线粒体受损,但仍可通过无氧呼吸产生CO₂,B正确;
C、有氧条件下,线粒体是为生命活动供应能量的主要场所。突变株线粒体减少且碎片化,导致有氧呼吸效率降低,能量供应不足,生长速度慢于野生型,C正确;
D、无氧条件下,酵母菌通过无氧呼吸产生ATP,该过程不依赖线粒体,因此野生型与突变株ATP产量应相同,D错误。
故选D。
4. 家鼠毛色受两对等位基因A/a、B/b控制,其中基因A决定黄色,a决定黑色,B和b中有一个基因会使黑色转化为巧克力色。现有一对黄色鼠杂交,后代的表型及比例为黄色:黑色:巧克力色=8:3:1。下列叙述不正确的是( )
A. 控制毛色的基因A/a、B/b位于非同源染色体上
B. 杂交后代中表型为黄色小鼠的基因型可能有3种
C. 使黑色转化为巧克力色的基因是b
D. 基因A、B均存在显性纯合致死现象
【答案】D
【解析】
【详解】A、子代比例为8:3:1,总和为12,符合两对等位基因自由组合(9:3:3:1)的变形,说明A/a和B/b位于非同源染色体上,A正确;
B、正常自由组合下,AaBb × AaBb 后代应为 A_B_:A_bb:aaB_:aabb = 9:3:3:1。 实际黄色仅为8份(而非 12份),说明AA_ _ 基因型(A显性纯合)致死,共4份(AABB、AABb、AAbb)。 存活的黄色基因型为 AaBB、AaBb、Aabb(共 3 种),黑色为 aaB_,巧克力色为 aabb,完全符合 8:3:1 的比例,说明AA表现可能为显性纯合致死,存活的黄色小鼠基因型可能为AaBB、AaBb、Aabb,共三种,B正确;
C、当A不存在(aa)时,B-表现为黑色,bb表现为巧克力色,因此使黑色转化为巧克力色的基因是b,C正确;
D、若A和B显性纯合均致死,则子代中AABB、AABb等基因型个体无法存活,但题目中子代黄色占8/12,说明仅AA显性纯合致死,B显性纯合(如BB)未致死,D错误。
故选D。
5. 研究小组观察了月季花瓣某细胞染色体的形态,视野如图1所示。将染色体按照相同形态和大小进行归类,如图2所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 图1细胞处于有丝分裂中期或减数分裂II中期
B. 图2含有4个染色体组,每组含有7条染色体
C. 月季的单倍体含有14条染色体,均为纯合子
D. 该植物减数分裂后产生的配子中不具有同源染色体
【答案】B
【解析】
【分析】减数分裂过程:(1)减数第一次分裂前的间期:染色体的复制;(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂;(3)减数第二次分裂:①前期:染色体散乱的排布与细胞内;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、花瓣细胞不能进行减数分裂,图1细胞处于有丝分裂中期,A错误;
B、图 2 中相同形态的染色体有 4 条,所以含有 4 个染色体组,又因为共分为 7 组,所以每组含有 7 条染色体,B正确;
C、月季是四倍体,单倍体是由配子发育而来,单倍体月季不一定是纯合子,C 错误;
D、月季细胞中含有4个染色体组,减数分裂后产生的配子中可能具有同源染色体,D错误。
故选B。
6. 在探索DNA是遗传物质的过程中,赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验发挥了重要作用。下列叙述正确的是( )
A. 实验开始需先用含35S或32P标记的培养基培养T2噬菌体
B. T2噬菌体增殖时所需的模板、原料和能量均由大肠杆菌提供
C. 该实验中,搅拌不充分会影响35S标记组的实验结果
D. 实验中若用15N代替32P进行标记可以得到相同的实验结果
【答案】C
【解析】
【详解】A、噬菌体是病毒,不能直接在培养基上独立增殖,需先标记宿主细胞(大肠杆菌),再让噬菌体侵染被标记的细菌,A错误;
B、T₂噬菌体侵染细菌时,仅将其DNA注入宿主细胞,蛋白质外壳留在菌体外,噬菌体DNA复制所需的模板是其自身DNA,但原料、能量及核糖体等均由大肠杆菌提供,B错误;
C、搅拌的目的是使吸附在细菌表面的噬菌体外壳与细菌分离。³⁵S标记的是噬菌体蛋白质外壳,若搅拌不充分,部分外壳仍附着于细菌表面,离心后会导致沉淀物放射性偏高,影响实验结果,C正确;
D、¹⁵N可同时标记DNA和蛋白质(均含N元素),无法区分两者,故不能替代³²P(仅标记DNA),D错误。
故选C。
7. 专食性绢蝶幼虫以半荷包紫堇叶片为食,成体绢蝶偏好在绿叶型半荷包紫堇植株附近产卵。生长于某冰川地域的半荷包紫堇因bHLH35基因突变使叶片呈现类似岩石的灰色,不易被成体绢蝶识别。冰川消融导致裸露岩石增多、分布范围扩大,则该地区( )
A. 半荷包紫堇突变的bHLH35基因频率会逐渐增加
B. 半荷包紫堇bHLH35基因突变会引起绢蝶的变异
C. 灰叶型半荷包紫堇的出现标志着新物种的形成
D. 冰川消融导致绢蝶受到的选择压力减小
【答案】A
【解析】
【分析】生物进化的标志是基因频率的改变,新物种形成的标志是生殖隔离的产生。
【详解】A、冰川消融后,灰色叶片植株更易隐藏,避免被绢蝶产卵,生存和繁殖机会增加,导致bHLH35突变基因频率逐渐上升,A正确;
B、变异在任何条件都会发生,半荷包紫堇bHLH35基因突变不会引起绢蝶的变异,B错误;
C、新物种形成的标志是生殖隔离的产生,灰叶型半荷包紫堇的出现是基因突变的结果,基因频率发生改变,标志着生物发生了进化,C错误;
D、生长于某冰川地域的半荷包紫堇因基因突变使叶片呈现类似岩石的灰色,冰川消融后,岩石的灰色呈现,这样不易被成体绢蝶识别,产卵成功率下降,生存压力增大,选择压力反而增强,D错误。
故选A。
8. 血液中CO2浓度升高刺激颈动脉体的Ⅰ型细胞,由此引发的Ca2+内流促使神经递质释放,引起传入神经兴奋,最终使呼吸加深、加快。通过Ⅰ型细胞对信息进行转换和传递的通路如图所示。下列叙述不正确的是( )
A. CO2浓度升高时,Ⅰ型细胞内K+浓度升高,引发膜电位变化
B. 若阻断Ⅰ型细胞的Ca2+内流,该通路对呼吸运动的调节效应增强
C. 该通路中神经递质作用于传入神经,可使传入神经元胞内Na+浓度升高
D. 机体通过Ⅰ型细胞维持CO2浓度相对稳定的过程存在负反馈调节
【答案】B
【解析】
【详解】A、Ⅰ型细胞受CO2浓度升高刺激时,使K+通道关闭,K+外流减少,胞内K+浓度增加,A正确;
B、若阻断Ⅰ型细胞的Ca²⁺内流,将减少神经递质释放,导致传入神经兴奋减弱,呼吸调节效应减弱,B错误;
C、该通路中神经递质作用于传入神经,可使传入神经元胞内Na⁺浓度升高而兴奋(产生动作电位),C正确;
D、机体通过Ⅰ型细胞维持CO₂浓度相对稳定的过程为:CO₂浓度升高→刺激Ⅰ型细胞→呼吸加深加快→CO₂排出增多→CO₂浓度降低,这一过程通过负反馈调节维持内环境稳态,D正确。
故选B。
9. 我国科学家发现一种新激素——肌泌降糖素(Feimin),其受体为细胞膜上的蛋白M(由M基因编码)。与正常小鼠相比,敲除Feimin基因的小鼠进食后出现血糖浓度显著升高和糖原储存量减少,且骨骼肌和脂肪组织对葡萄糖的摄取能力下降。下列叙述不正确的是( )
A. Feimin与蛋白M结合体现细胞膜信息交流功能
B. Feimin的作用效果与胰岛素类似
C. 敲除Feimin基因小鼠的血浆渗透压会升高
D. 抑制M基因表达,小鼠胰高血糖素分泌会增加
【答案】D
【解析】
【详解】A、Feimin与细胞膜上的受体蛋白M结合,通过信号传递调节细胞代谢,体现了细胞膜的信息交流功能,A正确;
B、敲除Feimin基因后,小鼠血糖升高、糖原储存减少、葡萄糖摄取能力下降,说明Feimin具有促进葡萄糖利用和降低血糖的作用,与胰岛素效果类似,B正确;
C、敲除Feimin基因小鼠血糖浓度显著升高,血浆中葡萄糖浓度增加会导致血浆渗透压升高,C正确;
D、抑制M基因表达,Feimin受体缺失,无法发挥降血糖作用,导致血糖升高,在高血糖状态下,机体通过减少胰高血糖素分泌以维持血糖平衡,D错误。
故选D。
10. 苍耳是菊科一年生草本植物,自然条件下,只有在日照时间短于15.5h才开花。某同学利用苍耳做了“光周期调节开花”的实验,下图表示实验处理与结果。下列相关叙述不正确的是( )
A. 光可以作为信号参与苍耳开花的调控
B. 感受光照时长刺激的部位是茎尖而非叶片
C. 促进开花的物质可从产生部位运输到作用部位
D. 将苍耳引种到不同地区可能会改变其开花时期
【答案】B
【解析】
【详解】A、自然条件下,只有在日照时间短于15.5h才开花,光照时长会影响苍耳开花,说明光可以作为信号参与开花调控,A 正确。
B、实验结果显示,在光周期调控开花的机制中,感受光照时长刺激的部位是叶片,而非茎尖。叶片感知光信号后,会合成促进开花的物质并运输到茎尖的生长点,B 错误。
C、乙组中,接受 12h 光照的叶片产生了促进开花的物质,并运输到了未接受适宜光照的茎尖部位,使植株开花,说明促进开花的物质可从产生部位运输到作用部位,C 正确。
D、不同地区的日照时长存在差异,苍耳的开花依赖特定的日照时长,因此引种到不同地区可能会改变其开花时期,D 正确。
故选B。
11. 某地对污染湖泊进行修复,实施了退耕还湿、禁止生活污水排入等措施,根据地形地貌,分段规划,引入当地物种分段建成经济林带、观赏林带、荷花带等湿地长廊,该湖泊生态系统得到了极大的改善。下列说法错误的是( )
A. 修复要遵循生态工程的协调原理,因地制宜配置物种
B. 该生态系统在修复过程中所发生的演替为次生演替
C. 分段建成经济林带、观赏林带、荷花带,体现了群落的水平结构
D. 水生植物对水体的净化作用体现了生物多样性的直接价值
【答案】D
【解析】
【详解】A、生态工程的协调原理强调生物与环境的协调统一,因地制宜配置物种符合该原理,A正确;
B、湖泊修复前原有土壤条件基本保留,演替类型为次生演替,B正确;
C、不同区域因地形差异形成不同植被带,属于群落的水平结构,C正确;
D、水生植物净化水体属于生态功能,体现生物多样性的间接价值,而非直接价值,D错误;
故选D。
12. 下列关于单克隆抗体制备过程中相关操作的叙述,不正确的是( )
A. 用特定抗原对小鼠进行免疫,从小鼠脾中分离得到B淋巴细胞
B. 骨髓瘤细胞会因培养液中营养物质缺乏和有害物质积累而增殖减慢
C. 使用PEG、灭活病毒等均可诱导骨髓瘤细胞和B淋巴细胞的专一性融合
D. 将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔可大量生产单克隆抗体
【答案】C
【解析】
【详解】A、用特定抗原免疫小鼠可激活B淋巴细胞,脾脏是B淋巴细胞富集的免疫器官,可以从小鼠脾中分离得到B淋巴细胞,A正确;
B、骨髓瘤细胞在体外培养时,因代谢消耗营养并积累代谢废物,导致增殖减慢,B正确;
C、PEG(聚乙二醇)或灭活病毒可诱导细胞融合,但该融合无专一性(可能产生同种细胞融合或无关细胞融合),需通过筛选获得特定杂交瘤细胞,C错误;
D、将抗体检测阳性的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔,可利用腹腔环境增殖并产生单克隆抗体,D正确。
故选C。
13. 研究者利用多种小分子化合物协同诱导成纤维细胞,获得诱导多能干细胞(iPS细胞)。下列叙述不正确的是( )
A. 成纤维细胞形成iPS细胞的过程属于细胞分化
B. 小分子化合物改变了成纤维细胞的基因表达
C. 利用胰蛋白酶处理某些组织可获得分散的成纤维细胞
D. 培养成纤维细胞和iPS细胞时需提供一定浓度的CO2
【答案】A
【解析】
【详解】A、细胞分化的本质是细胞从低分化状态向更特化、功能更专一的方向发展(例如干细胞分化为肌细胞、神经细胞)。 而成纤维细胞是已经高度分化的体细胞,诱导形成iPS细胞的过程是细胞重编程(去分化 / 逆分化),即从 “高度分化的体细胞” 回到 “具有多能性的干细胞” 状态,与细胞分化的方向完全相反,A错误;
B、诱导iPS细胞的核心原理,就是通过小分子化合物、转录因子等调控细胞的基因表达:激活多能性相关基因,同时抑制分化相关基因,从而让体细胞重编程为多能干细胞,B正确;
C、在动物细胞培养中,胰蛋白酶可以分解细胞间的蛋白质,使致密的组织分散为单个细胞。成纤维细胞属于结缔组织细胞,用胰蛋白酶处理相关组织即可获得分散的成纤维细胞,C正确;
D、动物细胞培养的标准条件之一,就是在含5% CO₂的培养箱中培养。CO₂的作用是维持培养液的pH稳定(培养液中的碳酸氢盐缓冲系统会通过 CO₂浓度来调节 pH),D正确。
故选A。
14. 下图为农杆菌转化法培育转基因抗病毒番茄的过程示意图。下列叙述不正确的是( )
A. 过程①需要限制酶和DNA连接酶的参与
B. 过程②与③均需要用Ca2+处理受体细胞
C. 过程④体现了植物细胞的全能性
D. 转基因番茄是否培育成功可通过接种病毒进行鉴定
【答案】B
【解析】
【详解】A、过程①为构建基因表达载体,该过程需要限制酶切割目的基因和运载体,还需要DNA连接酶将目的基因和运载体连接起来,A正确;
B、过程②将重组质粒导入农杆菌细胞时,需要用Ca2+处理农杆菌细胞,使其处于感受态,便于吸收重组质粒;而过程③是将含有重组质粒的农杆菌导入番茄细胞,此过程不需要用Ca2+处理番茄细胞,B错误;
C、过程④是将番茄细胞培育成番茄植株,该过程采用了植物组织培养技术,植物组织培养技术的原理是植物细胞具有全能性,C正确;
D、要确定转基因番茄是否培育成功,可通过接种病毒来鉴定该植株是否具有抗病毒的特性,D正确。
故选B。
15. 下列有关高中生物学相关实验的叙述,不正确的是( )
A. 洋葱表皮细胞在质壁分离复原过程中,吸水速率逐渐减小
B. 在模拟生物体维持pH稳定的实验中,实验组进行了前后对照
C. 用血细胞计数板计数时,应先放盖玻片再从边缘处滴加培养液
D. 利用果酒制作果醋时应适当降低温度,并打开瓶盖
【答案】D
【解析】
【详解】A、洋葱表皮细胞质壁分离复原时,细胞吸水导致细胞液浓度逐渐降低,吸水能力(吸水速率)减小,A正确;
B、模拟生物体维持pH稳定的实验中,通过比较加入酸/碱前后溶液pH的变化,体现缓冲物质的调节作用,属于前后自身对照,B正确;
C、使用血细胞计数板时,需先加盖盖玻片,再通过边缘缝隙滴加培养液,利用毛细作用使液体均匀充满计数室,避免气泡或外溢,C正确;
D、果醋制作需醋酸菌(需氧菌),但醋酸菌最适生长温度为30~35℃,应升高温度而非降低,D错误。
故选D。
第二部分
本部分共6题,共70分。
16. 紫花苞舌兰是入侵某岛的一种自花传粉植物。本地的象鼻虫会啃食紫花苞舌兰等兰科植物的花,并在其发育中的果实内产卵,红火蚁会取食紫花苞舌兰的花外蜜腺所分泌的蜜汁。研究者对此开展了野外实验研究。
(1)紫花苞舌兰在生态系统中属于________营养级。象鼻虫与红火蚁等动物可促进该生态系统的________。
(2)研究者设计了4组实验,测定各组紫花苞舌兰的坐果率,结果见图1。图1结果显示:无象鼻虫时,红火蚁________紫花苞舌兰的坐果率。本实验结果表明,红火蚁能够________。
(3)研究者进一步比较了组1与组2的象鼻虫数量,以及象鼻虫取食、产卵等活跃行为时间占比,结果如图2。请结合图1、2所示结果,阐述红火蚁在紫花苞舌兰入侵中所起的具体作用________。
(4)综合所学知识与本研究结果,以下说法正确的是________。
A. 若无红火蚁存在,该岛紫花苞舌兰种群呈“J”形增长
B. 对于紫花苞舌兰种群来说,象鼻虫属于密度制约因素
C. 紫花苞舌兰的入侵,改变了象鼻虫的生态位
D. 将紫花苞舌兰原产地的天敌引入该岛,可有效控制其入侵
【答案】(1) ①. 第一 ②. 物质循环
(2) ①. 不影响 ②. 缓解象鼻虫对紫花苞舌兰繁殖的抑制作用
(3)红火蚁并非减少象鼻虫的数量,而是减少象鼻虫取食、产卵等行为的时长,减轻象鼻虫对紫花苞舌兰的损害,利于紫花苞舌兰入侵 (4)BC
【解析】
【分析】生态位是指一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置、占用资源情况以及与其他物种的关系等。生态位包括该物种觅食的地点,食物的种类和大小,还有其每日的和季节性的生物节律。
【小问1详解】
紫花苞舌兰是生产者,在生态系统中属于第一营养级。象鼻虫与红火蚁等动物属于消费者,消费者可促进该生态系统的物质循环。
【小问2详解】
由图1可知,组3(排除象鼻虫)坐果率与组4(排除红火蚁和象鼻虫)的坐果率无明显差异,所以无象鼻虫时,红火蚁不影响紫花苞舌兰的坐果率。 组1(不做处理)坐果率高于组2(排除红火蚁), 组1(不做处理)坐果率低于组3(排除象鼻虫),综合可知红火蚁能够缓解象鼻虫对紫花苞舌兰繁殖的抑制作用。
【小问3详解】
结合图1、2,组2(排除红火蚁)象鼻虫数量与组1无明显差异,但象鼻虫活跃行为时间占比变长,由此可知,红火蚁并非减少象鼻虫的数量,而是减少象鼻虫取食、产卵等行为的时长,减轻象鼻虫对紫花苞舌兰的损害,利于紫花苞舌兰入侵。
【小问4详解】
A、若无红火蚁存在,还有象鼻虫等生物因素影响,该岛紫花苞舌兰种群不会呈“J”形增长,A错误;
B、象鼻虫的作用程度与紫花苞舌兰种群密度相关,对于紫花苞舌兰种群来说,象鼻虫属于密度制约因素,B正确;
C、紫花苞舌兰入侵,为象鼻虫提供了新的食物和栖息场所等,改变了象鼻虫的生态位,C正确;
D、将紫花苞舌兰原产地的天敌引入该岛,可能会造成新的生物入侵等问题,不能有效控制其入侵,D错误。
故选BC。
17. 莴苣海蛞蝓是一种海洋软体动物,以滨海无隔藻等藻类为食。它能将藻类的叶绿体分离、储存并加以利用。
(1)研究揭示,藻类叶绿体储存在莴苣海蛞蝓的消化腺细胞,形成特化细胞器——盗食质体,图1为盗食质体模式图。
①盗食质体膜上的Ⅴ型ATP酶质子泵(Ⅴ-ATPase)可将H+以________方式转入盗食质体内,H+与盗食质体内丰富的反应生成CO2,CO2进入叶绿体,经CO2的固定和________过程生成有机物。
②研究者围绕盗食质体膜上的通道蛋白P2X4开展研究,部分实验结果见图2。从图2可得出,正常情况下莴苣海蛞蝓的光合速率约为________nmol·cm-2·s-1。图2结果表明P2X4有助于维持叶绿体的光合功能,依据是________。
③研究者经过一系列研究,推测盗食质体膜上的P2X4可被叶绿体产生的ATP激活,引起Na+、K+等阳离子流出,解决V-ATPase工作时产生的电荷不平衡,以维持V-ATPase的持续工作和盗食质体内酸性环境,利于光合作用的进行。下列实验现象可为上述推测提供支持的有________。
a.从光照转为黑暗后,盗食质体膜上P2X4介导的阳离子外流显著减少
b.向分离的盗食质体内加入含Na+的溶液,V-ATPase运输H+的速率提高
c.P2X4阻断剂5-BDBD处理后,盗食质体内的pH比对照组高
(2)莴苣海蛞蝓无法持续补充藻类叶绿体中不断损耗的蛋白质,不摄食的情况下可存活约10周。研究发现,当不摄食超过4周后,莴苣海蛞蝓会由绿变橙,甚至变白,检测到消化腺细胞中溶酶体数量增加,盗食质体膜上的溶酶体标记物富集。请综合上述研究及所学知识,从物质与能量观、进化与适应观的角度阐述莴苣海蛞蝓对盗食质体利用的策略及意义________。
【答案】(1) ①. 主动运输 ②. C3的还原 ③. 2.3(在2.1~2.5区间即可) ④. 组2氧气释放速率低于组1、高于组3 ⑤. ac
(2)策略:未超过4周时,莴苣海蛞蝓利用盗食质体的光合作用合成有机物,为生命活动提供能量;超过4周后,盗食质体光合功能减弱,无法提供足够能量,会通过降解盗食质体作为物质与能量的来源。意义:有助于其度过食物短缺的时期,利于种群的繁衍
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段:光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收光能、传递光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP;暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物在光反应产生的NADPH和ATP的作用下被还原,进而合成有机物。
【小问1详解】
①分析题图1可知,H+进入盗食质体需要V-ATPase的协助,该过程还需要ATP水解供能,故H+以主动运输方式转入盗食质体内;光合作用暗反应过程通过CO2的固定和C3的还原生成有机物。
②分析题图2可知,组1氧气的释放速率为1.6nmol·cm-2·s-1,可表示净光合速率;组3使用光合抑制剂,即测得的呼吸速率为0.7nmol·cm-2·s-1,总光合速率=净光合速率+呼吸速率,因此正常情况下莴苣海蛞蝓的光合速率约为1.6+0.7=2.3nmol·cm-2·s-1(在2.1~2.5区间即可)。
③a.从光照转为黑暗后,叶绿体产生的ATP减少,盗食质体膜上P2X4介导的阳离子外流显著减少,说明P2X4的激活与叶绿体产生的ATP有关,a正确;
b.向分离的盗食质体内加入含Na+的溶液,V-ATPase运输H+的速率提高,只能说明Na+对V-ATPase运输H+有影响,但不能说明P2X4被叶绿体产生的ATP激活以及与阳离子外流的关系,b错误
c.P2X4阻断剂5 - BDBD处理后,盗食质体内的pH比对照组高,说明P2X4被阻断后,V-ATPase工作受影响,不能维持盗食质体内酸性环境,也就间接说明了P2X4可被叶绿体产生的ATP激活,维持V-ATPase的持续工作,c正确。
故选ac。
【小问2详解】
莴苣海蛞蝓无法持续补充藻类叶绿体中不断损耗的蛋白质,不摄食的情况下可存活约10周。研究发现,当不摄食超过4周后,莴苣海蛞蝓会由绿变橙,甚至变白,检测到消化腺细胞中溶酶体数量增加,盗食质体膜上的溶酶体标记物富集。莴苣海蛞蝓对盗食质体利用的策略是:未超过4周时,莴苣海蛞蝓利用盗食质体的光合作用合成有机物,为生命活动提供能量;超过4周后,盗食质体光合功能减弱,无法提供足够能量,会通过降解盗食质体作为物质与能量的来源。意义是:有助于其度过食物短缺的时期,利于种群的繁衍。
18. 高草酸尿症(EH)患者因肠道内缺乏天然草酸降解菌,导致对饮食中草酸过度吸收而影响健康。植入的草酸降解菌难以在肠道中定植,研究者尝试利用肠道中普遍存在的普通拟杆菌(Bv)构建工程菌治疗EH。
(1)研究者利用一种含20%胆汁的培养基分离Bv,这种培养基允许Bv生长,同时抑制其他肠道微生物生长,属于________培养基。将新鲜粪便样本的稀释液涂布到上述培养基上,一段时间后,挑取________进行纯培养以用于后续研究。
(2)紫菜聚糖是肠道微生物难以利用的特殊多糖。研究者将紫菜聚糖利用基因、草酸转运蛋白基因、草酸降解酶基因导入Bv中获得Bv-1。利用通过喂食高草酸饮食获得的EH模型鼠开展实验,第7天时向下图中组3模型鼠的肠道内植入Bv-1,检测各组小鼠尿液中草酸含量变化,结果见下图。该结果说明________。
(3)将工程菌Bv-1从实验室研究推向临床应用需进一步改造。
①已知argS基因是Bv-1存活的必需基因,编码精氨酰-tRNA合成酶,该酶催化精氨酸与对应tRNA的结合,可影响基因表达的________过程。研究者将Bv-1的argS基因启动子改造为紫菜聚糖诱导型启动子,从而获得工程菌Nb。
②向模型鼠分别植入Bv-1和Nb,同时用含紫菜聚糖的饮食饲喂一周后,替换为正常饮食一段时间。在整个过程中,Bv-1的数量先增加后保持相对稳定。请推测Nb数量的变化情况,并说明理由________。
③研究者认为工程菌Nb治疗EH时安全性高,原因是可避免________。
【答案】(1) ①. 选择 ②. 单菌落
(2)Bv-1具有一定的降解草酸的能力
(3) ①. 翻译 ②. 先增加后下降为0,食用含紫菜聚糖的饮食,可激活Nb的紫菜聚糖诱导型启动子,argS基因表达,Nb存活且利用紫菜聚糖供其快速生长繁殖,Nb数量增加;正常饮食后,Nb的argS基因不表达,Nb无法存活,数量下降为0 ③. Nb长时间留存在体内可能导致的基因污染
【解析】
【分析】微生物培养:选择培养基、 鉴别培养基、基础培养基。微生物分离与纯化:单菌落分离(平板划线法、稀释涂布平板法)。无菌技术:接种环灼烧灭菌、培养基高压蒸汽灭菌、操作在无菌环境(超净工作台)进行。基因表达调控:启动子:RNA聚合酶结合位点,决定基因何时、何地表达;表达阶段:转录:DNA→mRNA;翻译:mRNA→蛋白质。
【小问1详解】
这种能允许Bv生长,同时抑制其他肠道微生物生长的培养基属于选择培养基。将新鲜粪便样本的稀释液涂布到上述培养基上,一段时间后,要挑取单菌落进行培养用于后续研究,因为单菌落是由一个微生物细胞繁殖而来的纯培养物。
【小问2详解】
从图中可以看出,在第7天向图中组3模型鼠的肠道内植入Bv-1后,组3小鼠尿液中草酸含量明显低于组2,这说明Bv-1能够降低模型鼠尿液中草酸含量,也就是Bv-1具有一定的降解草酸的能力。
【小问3详解】
①精氨酰-tRNA合成酶催化精氨酸与对应tRNA的结合,可影响基因表达的翻译过程,因为tRNA在翻译过程中携带氨基酸参与蛋白质合成。
②由于工程菌Nb的argS基因启动子改造为紫菜聚糖诱导型启动子,只有在紫菜聚糖存在时argS基因才表达,工程菌才能存活,当用紫菜聚糖的饮食饲喂时,Nb可以存活并繁殖数量增加,换成正常饮食后,argS基因不能表达,工程菌不能存活, 数量逐渐减少,所以Nb数量先增加后下降为0。
③工程菌Nb治疗EH时安全性高,是因为可避免工程菌在肠道中定植对肠道正常菌群等造成长期影响,因为研究者将Bv-1的argS基因启动子改造为紫菜聚糖诱导型启动子,从而获得工程菌Nb,所以只有在紫菜聚糖存在时它才存活,可减少其在肠道中不必要的长期存在。还可以避免Nb长时间留存在体内可能导致的基因污染。
19. 果胶在植物生长发育中发挥着关键作用,赤霉素(GA)可促进果胶合成。研究者对GA调控果胶合成展开了研究。
(1)果胶是植物________(填细胞结构)的主要成分。GA的主要作用是促进细胞________,从而引起植株增高。
(2)DELLA蛋白是GA信号传导通路中的关键分子。已有研究表明GA与其受体形成复合物,通过影响DELLA,进而调控果胶合成。研究人员利用拟南芥GA缺失突变体(ga),DELLA缺失突变体(della)等进行实验,请在下图“横线”处补充实验材料,并在图中相应位置绘出能证明上述结论的结果________。
(3)转录因子MBW与TTG2在促进果胶合成基因的表达上存在协同效应。研究者利用荧光素酶互补实验证实MBW可与TTG2结合。该实验的原理为:荧光素酶(LUC)可被分成两个无活性片段——N端(nLUC)和C端(cLUC),二者在空间上靠近时酶活性恢复,催化底物反应产生荧光。将构建的表达载体导入烟草叶片,48小时后加入底物检测荧光信号。请选择下列合适的基因构建表达载体,完成下表中的实验处理。
①MBW②TTG2③nLUC④cLUC⑤MBW-nLUC⑥cLUC-TTG2
组别
1
2
3
4
导入载体类型
③④
_____
_____
_____
实验现象
无荧光
无荧光
无荧光
有荧光
(4)进一步推测:DELLA通过竞争性结合TTG2,抑制了TTG2与MBW的结合。研究者将(3)实验中的组4所用表达载体及DELLA基因表达载体同时导入烟草叶片,检测发现荧光强度显著低于组4。请判断该实验结果能否完全证实上述推测,并说明理由________。
【答案】(1) ①. 细胞壁 ②. 伸长
(2) (3) ①. ③⑥ ②. ④⑤ ③. ⑤⑥(注:前2组的顺序可调换)
(4)不能,该结果只能证明DELLA抑制TTG2与MBW的结合,无法证明其抑制方式(合理即可)
【解析】
【分析】植物激素是一类由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。植物激素主要有生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸等五类。激素作为信息分子,通过与受体结合起作用。
【小问1详解】
果胶是植物细胞壁的主要成分,它参与维持细胞壁的结构与韧性。 GA(赤霉素)的主要作用是促进细胞伸长,从而引起植株增高。
【小问2详解】
实验目的:验证 GA 与其受体形成复合物后,通过降解 DELLA 蛋白来调控果胶合成。 实验材料:野生型、GA 缺失突变体(ga)、DELLA 缺失突变体(della)。 预期结果: 野生型:有一定果胶合成量。 ga 突变体:GA 不足,DELLA 蛋白积累,抑制果胶合成,果胶含量最低。 della 突变体:无 DELLA 抑制,果胶合成量最高。 ga della 双突变体:无 DELLA 抑制,果胶合成量与 della 突变体相近。 对应图中曲线高度:della ≈ ga della > 野生型 > ga。
【小问3详解】
实验原理:荧光素酶(LUC)被分成无活性的 N 端(nLUC)和 C 端(cLUC),只有当融合的两个蛋白(MBW 和 TTG2)在空间上靠近时,LUC 才会恢复活性并发出荧光。该实验就是为了证明只有当融合的两个蛋白(MBW 和 TTG2)在空间上靠近时,LUC 才会恢复活性并发出荧光,因此2组可以③⑥nLUC和cLUC-TTG2,实验现象无荧光,3组④⑤cLUC和MBW-nLUC,实验现象无荧光,只有第 4 组⑤MBW-nLUC⑥cLUC-TTG2的MBW 与 TTG2 发生结合,才能使nLUC和cLUC靠近,恢复LUC活性并产生荧光。
【小问4详解】
将第 4 组载体与 DELLA 基因载体共同导入后,荧光强度低于第 4 组,这一结果只能证明DELLA 抑制了 TTG2 与 MBW 的结合,但无法直接证明抑制的具体方式是 “竞争性结合TTG2”。 要验证竞争性结合,还需要额外实验,例如通过体外结合实验直接证明 DELLA与TTG2的结合,或通过突变TTG2的结合位点来验证。
20. 学习以下材料,回答(1)~(4)题。
NPM1促进肿瘤细胞免疫逃逸
免疫系统具有区分自己与非己成分的能力,这与细胞表面的MHC分子有关。MHC的核心功能是将抗原片段呈递给T细胞,从而启动机体的免疫反应。正常细胞表面的MHC会持续呈递自身蛋白肽段,向免疫系统传递“自身正常细胞”的信号,避免被免疫系统误攻击。肿瘤细胞会发展出多种机制来促进自身免疫逃逸,其中之一就是减少或不表达MHC分子,导致抗原无法被有效呈递。
核仁磷酸蛋白(NPM1)是一种广泛存在于真核细胞中的多功能蛋白,可调控核糖体合成、DNA损伤修复、细胞增殖等关键过程。然而有研究表明,在多种实体瘤中,NPM1常发生过表达,促进肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭。研究者探究了NPM1在肿瘤免疫逃逸中的功能及机制。
将野生型或NPM1缺陷型肿瘤细胞注射到正常小鼠体内,发现NPM1的缺失显著抑制了肿瘤生长,并延长了荷瘤小鼠的存活时间。进一步分析表明,NPM1的缺失可恢复肿瘤细胞的MHC介导的抗原呈递,有效诱导细胞毒性T细胞浸润肿瘤微环境。
已知N5是调控MHC基因转录的主要因子。在干扰素等细胞因子的刺激下,干扰素调节因子IRF1表达量提高,并与N5基因的启动子结合,促进转录。NPM1缺陷型肿瘤中N5表达显著增强。研究者将肿瘤细胞裂解并提取其中的总蛋白,分别用无关抗体及抗NPM1抗体偶联的磁珠与各组总蛋白一起孵育,获得吸附在磁珠上的蛋白,分离磁珠上的蛋白后进行电泳,得到结果见下图,从而探明了NPM1与IRF1的关系。
上述研究揭示了肿瘤细胞内在的NPM1在免疫逃逸中的作用,确定NPM1作为癌症免疫治疗的潜在靶点。
(1)正常情况下,机体能够通过细胞毒性T细胞________肿瘤细胞,这体现了免疫系统的________功能。
(2)研究者还检测了NPM1缺陷型肿瘤细胞中与抑制免疫细胞功能相关的基因表达量。据文中信息推测,与野生型肿瘤细胞相比,其表达量________。
(3)综合文中研究,推测NPM1促进肿瘤细胞免疫逃逸的机制________。
(4)用NPM1抑制剂治疗恶性肿瘤,可能会导致正常体细胞异常死亡。若要开发此类药物并用于临床,需要进一步研究________。
【答案】(1) ①. 识别并裂解 ②. 免疫监视
(2)低 (3)在免疫激活状态下,NPM1与IRF1结合,使后者与N5启动子结合减少,N5基因转录下调,导致MHC表达量降低,抗原无法被有效呈递,降低被免疫细胞识别的机会,从而实现免疫逃逸
(4)NPM1抑制剂精准递送至肿瘤细胞的方法(或NPM1抑制剂的最佳剂量等,合理即可)
【解析】
【分析】体液免疫的过程为:当可以进入人体后,大多数的抗原被巨噬细胞吞噬,吞噬细胞可以摄取、处理并呈递抗原给辅助性T细胞,引起辅助性T细胞分泌细胞因子刺激B细胞,少数抗原可以直接刺激B细胞,B细胞受到抗原和细胞因子的刺激后迅速增殖分化为记忆B细胞和浆细胞,浆细胞大量产生抗体。细胞免疫:细胞毒性T细胞识别到被感染的宿主细胞后,增殖分化形成新的细胞毒性T细胞和记忆细胞,细胞毒性T细胞和靶细胞接触,将靶细胞裂解。
【小问1详解】
细胞毒性T细胞识别肿瘤细胞的特定抗原(抗原-MHC复合体),在辅助性T细胞分泌的细胞因子作用下增殖分化形成新的细胞毒性T细胞和记忆(T)细胞,并由前者裂解肿瘤细胞。免疫系统的功能包括:免疫防御、免疫监视、免疫自稳,识别并裂解肿瘤细胞体现了免疫系统的监视功能。
【小问2详解】
根据题干信息可知,将野生型或NPM1缺陷型肿瘤细胞注射到正常小鼠体内,发现NPM1的缺失显著抑制了肿瘤生长,这说明NPM1缺失后,抑制免疫细胞功能相关的基因表达量降低,导致肿瘤细胞更容易被免疫系统识别和攻击。
【小问3详解】
根据题意可知:①N5是调控MHC基因转录的主要因子,NPM1缺失可恢复MHC抗原呈递。②分析图可知,加入抗NPM1抗体后,分离磁珠上的蛋白后进行电泳,IRF1、NPM1均出现条带,说明NPM1能与IRF1结合。③NPM1缺失后,IRF1表达显著增强,IRF1可与N5启动子结合,促进N5启动子结合,促进N5转录。据以上推测:在免疫激活状态下,NPM1与IRF1结合,使后者与N5启动子结合减少,N5基因转录下调,导致MHC表达量降低,抗原无法被有效呈递,降低被免疫细胞识别的机会,从而实现免疫逃逸。
【小问4详解】
用NPM1抑制剂治疗恶性肿瘤,可能会导致正常体细胞异常死亡,故需要进一步研究NPM1抑制剂精准递送至肿瘤细胞的方法(或NPM1抑制剂的最佳剂量等)。
21. 重型血友病患者不能正常凝血,易因轻微损伤导致大量出血。凝血因子8是参与凝血反应中不可或缺的蛋白酶类物质,由F8基因(全长约186kb)控制合成。
(1)某重型血友病患者的家族系谱图如图1所示,其中Ⅱ-1不携带致病基因。据图推测该病的遗传方式为________,Ⅱ-1与Ⅱ-2再生一个正常孩子,该孩子是携带者的概率为________。
(2)Ⅱ-1的F8基因及其邻近序列所在染色体片段如图2所示,其中A1~A3是长度为9.5kb的同源序列,A1与A2、A3为反向重复序列。图2所示Ⅲ-1相应片段形成的原因是:在上述同源序列________处发生磷酸二酯键的断裂、重连。
(3)为鉴定该家系个体的基因型,根据同源序列两侧序列设计引物P、Q、B(见图3),加入混有模板、原料和________酶等的体系中,进行长距离PCR(一般可扩增5~20kb的DNA片段),部分电泳结果如图4所示。请在图4画出所示个体PCR产物电泳条带的分布情况________。
(4)已知染色体上存在多个短串联重复序列,不同个体存在不同的拷贝数,表现出明显的个体特异性。研究者选取该家系部分成员相应染色体上多个位点,鉴定短串联重复序列的拷贝数,具体见下表。结合该表及上述研究,从遗传与变异的角度分析Ⅲ-1患病最可能的原因________。
位点
拷贝数
个体
1
2
3
4
5
Ⅰ-1
122
286
285
349
421
Ⅰ-2
122
286
285
347
425
122
284
294
352
427
Ⅱ-2
122
286
285
349
421
122
284
294
352
427
Ⅲ-1
122
286
285
349
421
【答案】(1) ①. 伴X隐性遗传 ②. 1/3
(2)A1与A3 (3) ①. 耐高温的DNA聚合(或TaqDNA聚合) ②.
(4)Ⅰ-1产生了F8基因发生突变的精子,并将该变异传递给Ⅱ-2,继而传递给Ⅲ-1,Ⅲ-1无法合成凝血因子8
【解析】
【分析】PCR需要条件有:模板、引物、耐高温的DNA聚合酶、dNTP、含有Mg2+的缓冲液等。
【小问1详解】
根据图1可知,其中Ⅱ-1和Ⅱ-2都正常且Ⅱ-1不携带致病基因,该病的遗传方式为伴X隐性遗传。Ⅱ-1基因型为XAY,Ⅱ-2基因型为XAXa,再生一个正常孩子(XAXA,XAXa,XAY),该孩子是携带者(XAXa)的概率为1/3。
【小问2详解】
图2所示Ⅱ-1(正常)的结构为:A3-A2-F8(包含A1),Ⅲ-1(患病)的结构为A1-F8(部分片段)-A2-A3-F8(部分片段),且由题目可知A1与A2、A3为反向重复序列,既序列相同但是方向相反,则可以发生染色体倒位,内部序列旋转180°,因此在上述同源序列A1与A3处发生磷酸二酯键的断裂、重连。
【小问3详解】
PCR温度范围(变性94℃,复性54℃,延伸72℃)需要的酶为耐高温的DNA聚合(或TaqDNA聚合)(能在高温条件下保持活性)。PCR引物P、Q、B的结合位置是固定的,引物P结合在A1外侧约1.2kb处,引物Q结合在A1内侧约1.2kb处,引物B结合在A2、A3内侧约0.2kb处,在正常序列中,引物P和Q分别结合在A1的内、外侧,A1~A3是长度为9.5kb的同源序列,扩增的是A1以及两侧的1.2kb序列,长度为1.2+1.2+9.5=11.9kb,倒位后,序列变成A1→F8→A2→A3→F8,原本在A2内侧的引物B和在A1外侧的引物P,包含片段长大于9.5+9.5+1.2=21.2kb,不能得到扩增产物,A3内侧的引物B和在A1外侧的引物P,扩增产物长度为0.2+9.5+1.2=10.9kb,Ⅰ-1(正常男性)仅含正常F8基因,仅能扩增出1条长片段条带,位置最靠上,Ⅱ-1(正常男性)仅含正常F8基因,仅能扩增出1条长片段条带,位置与Ⅰ-1一致,Ⅱ-2(携带者女性)同时含正常F8基因和倒位的F8基因,能扩增出2条条带,一条长片段条带,一条短片段条带,Ⅲ-1(患病男性)仅含倒位的F8基因,仅能扩增出1条短片段条带,位置最靠下,个体PCR产物电泳条带的分布情况如图:
【小问4详解】
结合该表及上述研究可以看出,Ⅲ-1的短串联重复序列拷贝数与Ⅰ-1、Ⅱ-1完全一致,说明其X染色体的遗传标记来自母亲Ⅱ-2携带的与Ⅰ-1同源的那条X染色体。从遗传与变异的角度分析Ⅲ-1患病最可能的原因I-1产生了F8基因发生突变的精子,并将该变异传递给Ⅱ-2,继而传递给Ⅲ-1,Ⅲ-1无法合成凝血因子8。
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石景山区2025-2026学年第一学期高三期末试卷
生物学
本试卷共10页,100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将答题卡交回。
第一部分
本部分共15题,每小题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. 青枯菌是一种细菌,其分泌的效应蛋白T会引起花生、土豆等作物患青枯病。下列相关叙述不正确的是( )
A. 青枯菌具有核糖体、不具有染色体
B. 效应蛋白T用双缩脲试剂鉴定时显紫色
C. 青枯菌的高尔基体可运输效应蛋白T
D. 缺少效应蛋白T的青枯菌致病能力减弱
2. 研究发现核酶的催化效率较低。下图表示某核酶催化反应的过程,相关叙述正确的是( )
A. 核酶的基本单位是脱氧核苷酸
B. 核酶为反应提供的能量较少
C. 核酶通过碱基配对形成酶-底物复合物
D. 在该核酶的催化下底物被彻底水解
3. 研究人员将某种野生型酵母菌的基因B敲除后,获得突变株,发现其线粒体的数量减少,且出现碎片化。下列分析不正确的是( )
A. 野生型与突变株分解葡萄糖生成丙酮酸的场所相同
B. 野生型与突变株细胞呼吸的产物均包括CO2
C. 有氧条件下,野生型比突变株的生长速度快
D. 无氧条件下,野生型比突变株产生更多的ATP
4. 家鼠毛色受两对等位基因A/a、B/b控制,其中基因A决定黄色,a决定黑色,B和b中有一个基因会使黑色转化为巧克力色。现有一对黄色鼠杂交,后代的表型及比例为黄色:黑色:巧克力色=8:3:1。下列叙述不正确的是( )
A. 控制毛色的基因A/a、B/b位于非同源染色体上
B. 杂交后代中表型为黄色小鼠的基因型可能有3种
C. 使黑色转化为巧克力色的基因是b
D. 基因A、B均存在显性纯合致死现象
5. 研究小组观察了月季花瓣某细胞染色体的形态,视野如图1所示。将染色体按照相同形态和大小进行归类,如图2所示。下列相关叙述正确的是( )
A. 图1细胞处于有丝分裂中期或减数分裂II中期
B. 图2含有4个染色体组,每组含有7条染色体
C. 月季的单倍体含有14条染色体,均为纯合子
D. 该植物减数分裂后产生的配子中不具有同源染色体
6. 在探索DNA是遗传物质的过程中,赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验发挥了重要作用。下列叙述正确的是( )
A. 实验开始需先用含35S或32P标记的培养基培养T2噬菌体
B. T2噬菌体增殖时所需的模板、原料和能量均由大肠杆菌提供
C. 该实验中,搅拌不充分会影响35S标记组的实验结果
D. 实验中若用15N代替32P进行标记可以得到相同的实验结果
7. 专食性绢蝶幼虫以半荷包紫堇叶片为食,成体绢蝶偏好在绿叶型半荷包紫堇植株附近产卵。生长于某冰川地域的半荷包紫堇因bHLH35基因突变使叶片呈现类似岩石的灰色,不易被成体绢蝶识别。冰川消融导致裸露岩石增多、分布范围扩大,则该地区( )
A. 半荷包紫堇突变的bHLH35基因频率会逐渐增加
B. 半荷包紫堇bHLH35基因突变会引起绢蝶的变异
C. 灰叶型半荷包紫堇的出现标志着新物种的形成
D. 冰川消融导致绢蝶受到的选择压力减小
8. 血液中CO2浓度升高刺激颈动脉体的Ⅰ型细胞,由此引发的Ca2+内流促使神经递质释放,引起传入神经兴奋,最终使呼吸加深、加快。通过Ⅰ型细胞对信息进行转换和传递的通路如图所示。下列叙述不正确的是( )
A. CO2浓度升高时,Ⅰ型细胞内K+浓度升高,引发膜电位变化
B. 若阻断Ⅰ型细胞的Ca2+内流,该通路对呼吸运动的调节效应增强
C. 该通路中神经递质作用于传入神经,可使传入神经元胞内Na+浓度升高
D. 机体通过Ⅰ型细胞维持CO2浓度相对稳定的过程存在负反馈调节
9. 我国科学家发现一种新激素——肌泌降糖素(Feimin),其受体为细胞膜上的蛋白M(由M基因编码)。与正常小鼠相比,敲除Feimin基因的小鼠进食后出现血糖浓度显著升高和糖原储存量减少,且骨骼肌和脂肪组织对葡萄糖的摄取能力下降。下列叙述不正确的是( )
A. Feimin与蛋白M结合体现细胞膜信息交流功能
B. Feimin的作用效果与胰岛素类似
C. 敲除Feimin基因小鼠的血浆渗透压会升高
D. 抑制M基因表达,小鼠胰高血糖素分泌会增加
10. 苍耳是菊科一年生草本植物,自然条件下,只有在日照时间短于15.5h才开花。某同学利用苍耳做了“光周期调节开花”的实验,下图表示实验处理与结果。下列相关叙述不正确的是( )
A. 光可以作为信号参与苍耳开花的调控
B. 感受光照时长刺激的部位是茎尖而非叶片
C. 促进开花的物质可从产生部位运输到作用部位
D. 将苍耳引种到不同地区可能会改变其开花时期
11. 某地对污染湖泊进行修复,实施了退耕还湿、禁止生活污水排入等措施,根据地形地貌,分段规划,引入当地物种分段建成经济林带、观赏林带、荷花带等湿地长廊,该湖泊生态系统得到了极大的改善。下列说法错误的是( )
A. 修复要遵循生态工程的协调原理,因地制宜配置物种
B. 该生态系统在修复过程中所发生的演替为次生演替
C. 分段建成经济林带、观赏林带、荷花带,体现了群落的水平结构
D. 水生植物对水体的净化作用体现了生物多样性的直接价值
12. 下列关于单克隆抗体制备过程中相关操作的叙述,不正确的是( )
A. 用特定抗原对小鼠进行免疫,从小鼠脾中分离得到B淋巴细胞
B. 骨髓瘤细胞会因培养液中营养物质缺乏和有害物质积累而增殖减慢
C. 使用PEG、灭活病毒等均可诱导骨髓瘤细胞和B淋巴细胞的专一性融合
D. 将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞注入小鼠腹腔可大量生产单克隆抗体
13. 研究者利用多种小分子化合物协同诱导成纤维细胞,获得诱导多能干细胞(iPS细胞)。下列叙述不正确的是( )
A. 成纤维细胞形成iPS细胞的过程属于细胞分化
B. 小分子化合物改变了成纤维细胞的基因表达
C. 利用胰蛋白酶处理某些组织可获得分散的成纤维细胞
D. 培养成纤维细胞和iPS细胞时需提供一定浓度的CO2
14. 下图为农杆菌转化法培育转基因抗病毒番茄的过程示意图。下列叙述不正确的是( )
A. 过程①需要限制酶和DNA连接酶的参与
B. 过程②与③均需要用Ca2+处理受体细胞
C. 过程④体现了植物细胞的全能性
D. 转基因番茄是否培育成功可通过接种病毒进行鉴定
15. 下列有关高中生物学相关实验的叙述,不正确的是( )
A. 洋葱表皮细胞在质壁分离复原过程中,吸水速率逐渐减小
B. 在模拟生物体维持pH稳定的实验中,实验组进行了前后对照
C. 用血细胞计数板计数时,应先放盖玻片再从边缘处滴加培养液
D. 利用果酒制作果醋时应适当降低温度,并打开瓶盖
第二部分
本部分共6题,共70分。
16. 紫花苞舌兰是入侵某岛的一种自花传粉植物。本地的象鼻虫会啃食紫花苞舌兰等兰科植物的花,并在其发育中的果实内产卵,红火蚁会取食紫花苞舌兰的花外蜜腺所分泌的蜜汁。研究者对此开展了野外实验研究。
(1)紫花苞舌兰在生态系统中属于________营养级。象鼻虫与红火蚁等动物可促进该生态系统的________。
(2)研究者设计了4组实验,测定各组紫花苞舌兰的坐果率,结果见图1。图1结果显示:无象鼻虫时,红火蚁________紫花苞舌兰的坐果率。本实验结果表明,红火蚁能够________。
(3)研究者进一步比较了组1与组2的象鼻虫数量,以及象鼻虫取食、产卵等活跃行为时间占比,结果如图2。请结合图1、2所示结果,阐述红火蚁在紫花苞舌兰入侵中所起的具体作用________。
(4)综合所学知识与本研究结果,以下说法正确的是________。
A. 若无红火蚁存在,该岛紫花苞舌兰种群呈“J”形增长
B. 对于紫花苞舌兰种群来说,象鼻虫属于密度制约因素
C. 紫花苞舌兰的入侵,改变了象鼻虫的生态位
D. 将紫花苞舌兰原产地的天敌引入该岛,可有效控制其入侵
17. 莴苣海蛞蝓是一种海洋软体动物,以滨海无隔藻等藻类为食。它能将藻类的叶绿体分离、储存并加以利用。
(1)研究揭示,藻类叶绿体储存在莴苣海蛞蝓的消化腺细胞,形成特化细胞器——盗食质体,图1为盗食质体模式图。
①盗食质体膜上的Ⅴ型ATP酶质子泵(Ⅴ-ATPase)可将H+以________方式转入盗食质体内,H+与盗食质体内丰富的反应生成CO2,CO2进入叶绿体,经CO2的固定和________过程生成有机物。
②研究者围绕盗食质体膜上的通道蛋白P2X4开展研究,部分实验结果见图2。从图2可得出,正常情况下莴苣海蛞蝓的光合速率约为________nmol·cm-2·s-1。图2结果表明P2X4有助于维持叶绿体的光合功能,依据是________。
③研究者经过一系列研究,推测盗食质体膜上的P2X4可被叶绿体产生的ATP激活,引起Na+、K+等阳离子流出,解决V-ATPase工作时产生的电荷不平衡,以维持V-ATPase的持续工作和盗食质体内酸性环境,利于光合作用的进行。下列实验现象可为上述推测提供支持的有________。
a.从光照转为黑暗后,盗食质体膜上P2X4介导的阳离子外流显著减少
b.向分离的盗食质体内加入含Na+的溶液,V-ATPase运输H+的速率提高
c.P2X4阻断剂5-BDBD处理后,盗食质体内的pH比对照组高
(2)莴苣海蛞蝓无法持续补充藻类叶绿体中不断损耗的蛋白质,不摄食的情况下可存活约10周。研究发现,当不摄食超过4周后,莴苣海蛞蝓会由绿变橙,甚至变白,检测到消化腺细胞中溶酶体数量增加,盗食质体膜上的溶酶体标记物富集。请综合上述研究及所学知识,从物质与能量观、进化与适应观的角度阐述莴苣海蛞蝓对盗食质体利用的策略及意义________。
18. 高草酸尿症(EH)患者因肠道内缺乏天然草酸降解菌,导致对饮食中草酸过度吸收而影响健康。植入的草酸降解菌难以在肠道中定植,研究者尝试利用肠道中普遍存在的普通拟杆菌(Bv)构建工程菌治疗EH。
(1)研究者利用一种含20%胆汁的培养基分离Bv,这种培养基允许Bv生长,同时抑制其他肠道微生物生长,属于________培养基。将新鲜粪便样本的稀释液涂布到上述培养基上,一段时间后,挑取________进行纯培养以用于后续研究。
(2)紫菜聚糖是肠道微生物难以利用的特殊多糖。研究者将紫菜聚糖利用基因、草酸转运蛋白基因、草酸降解酶基因导入Bv中获得Bv-1。利用通过喂食高草酸饮食获得的EH模型鼠开展实验,第7天时向下图中组3模型鼠的肠道内植入Bv-1,检测各组小鼠尿液中草酸含量变化,结果见下图。该结果说明________。
(3)将工程菌Bv-1从实验室研究推向临床应用需进一步改造。
①已知argS基因是Bv-1存活的必需基因,编码精氨酰-tRNA合成酶,该酶催化精氨酸与对应tRNA的结合,可影响基因表达的________过程。研究者将Bv-1的argS基因启动子改造为紫菜聚糖诱导型启动子,从而获得工程菌Nb。
②向模型鼠分别植入Bv-1和Nb,同时用含紫菜聚糖的饮食饲喂一周后,替换为正常饮食一段时间。在整个过程中,Bv-1的数量先增加后保持相对稳定。请推测Nb数量的变化情况,并说明理由________。
③研究者认为工程菌Nb治疗EH时安全性高,原因是可避免________。
19. 果胶在植物生长发育中发挥着关键作用,赤霉素(GA)可促进果胶合成。研究者对GA调控果胶合成展开了研究。
(1)果胶是植物________(填细胞结构)的主要成分。GA的主要作用是促进细胞________,从而引起植株增高。
(2)DELLA蛋白是GA信号传导通路中的关键分子。已有研究表明GA与其受体形成复合物,通过影响DELLA,进而调控果胶合成。研究人员利用拟南芥GA缺失突变体(ga),DELLA缺失突变体(della)等进行实验,请在下图“横线”处补充实验材料,并在图中相应位置绘出能证明上述结论的结果________。
(3)转录因子MBW与TTG2在促进果胶合成基因的表达上存在协同效应。研究者利用荧光素酶互补实验证实MBW可与TTG2结合。该实验的原理为:荧光素酶(LUC)可被分成两个无活性片段——N端(nLUC)和C端(cLUC),二者在空间上靠近时酶活性恢复,催化底物反应产生荧光。将构建的表达载体导入烟草叶片,48小时后加入底物检测荧光信号。请选择下列合适的基因构建表达载体,完成下表中的实验处理。
①MBW②TTG2③nLUC④cLUC⑤MBW-nLUC⑥cLUC-TTG2
组别
1
2
3
4
导入载体类型
③④
_____
_____
_____
实验现象
无荧光
无荧光
无荧光
有荧光
(4)进一步推测:DELLA通过竞争性结合TTG2,抑制了TTG2与MBW的结合。研究者将(3)实验中的组4所用表达载体及DELLA基因表达载体同时导入烟草叶片,检测发现荧光强度显著低于组4。请判断该实验结果能否完全证实上述推测,并说明理由________。
20. 学习以下材料,回答(1)~(4)题。
NPM1促进肿瘤细胞免疫逃逸
免疫系统具有区分自己与非己成分的能力,这与细胞表面的MHC分子有关。MHC的核心功能是将抗原片段呈递给T细胞,从而启动机体的免疫反应。正常细胞表面的MHC会持续呈递自身蛋白肽段,向免疫系统传递“自身正常细胞”的信号,避免被免疫系统误攻击。肿瘤细胞会发展出多种机制来促进自身免疫逃逸,其中之一就是减少或不表达MHC分子,导致抗原无法被有效呈递。
核仁磷酸蛋白(NPM1)是一种广泛存在于真核细胞中的多功能蛋白,可调控核糖体合成、DNA损伤修复、细胞增殖等关键过程。然而有研究表明,在多种实体瘤中,NPM1常发生过表达,促进肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭。研究者探究了NPM1在肿瘤免疫逃逸中的功能及机制。
将野生型或NPM1缺陷型肿瘤细胞注射到正常小鼠体内,发现NPM1的缺失显著抑制了肿瘤生长,并延长了荷瘤小鼠的存活时间。进一步分析表明,NPM1的缺失可恢复肿瘤细胞的MHC介导的抗原呈递,有效诱导细胞毒性T细胞浸润肿瘤微环境。
已知N5是调控MHC基因转录的主要因子。在干扰素等细胞因子的刺激下,干扰素调节因子IRF1表达量提高,并与N5基因的启动子结合,促进转录。NPM1缺陷型肿瘤中N5表达显著增强。研究者将肿瘤细胞裂解并提取其中的总蛋白,分别用无关抗体及抗NPM1抗体偶联的磁珠与各组总蛋白一起孵育,获得吸附在磁珠上的蛋白,分离磁珠上的蛋白后进行电泳,得到结果见下图,从而探明了NPM1与IRF1的关系。
上述研究揭示了肿瘤细胞内在的NPM1在免疫逃逸中的作用,确定NPM1作为癌症免疫治疗的潜在靶点。
(1)正常情况下,机体能够通过细胞毒性T细胞________肿瘤细胞,这体现了免疫系统的________功能。
(2)研究者还检测了NPM1缺陷型肿瘤细胞中与抑制免疫细胞功能相关的基因表达量。据文中信息推测,与野生型肿瘤细胞相比,其表达量________。
(3)综合文中研究,推测NPM1促进肿瘤细胞免疫逃逸的机制________。
(4)用NPM1抑制剂治疗恶性肿瘤,可能会导致正常体细胞异常死亡。若要开发此类药物并用于临床,需要进一步研究________。
21. 重型血友病患者不能正常凝血,易因轻微损伤导致大量出血。凝血因子8是参与凝血反应中不可或缺的蛋白酶类物质,由F8基因(全长约186kb)控制合成。
(1)某重型血友病患者的家族系谱图如图1所示,其中Ⅱ-1不携带致病基因。据图推测该病的遗传方式为________,Ⅱ-1与Ⅱ-2再生一个正常孩子,该孩子是携带者的概率为________。
(2)Ⅱ-1的F8基因及其邻近序列所在染色体片段如图2所示,其中A1~A3是长度为9.5kb的同源序列,A1与A2、A3为反向重复序列。图2所示Ⅲ-1相应片段形成的原因是:在上述同源序列________处发生磷酸二酯键的断裂、重连。
(3)为鉴定该家系个体的基因型,根据同源序列两侧序列设计引物P、Q、B(见图3),加入混有模板、原料和________酶等的体系中,进行长距离PCR(一般可扩增5~20kb的DNA片段),部分电泳结果如图4所示。请在图4画出所示个体PCR产物电泳条带的分布情况________。
(4)已知染色体上存在多个短串联重复序列,不同个体存在不同的拷贝数,表现出明显的个体特异性。研究者选取该家系部分成员相应染色体上多个位点,鉴定短串联重复序列的拷贝数,具体见下表。结合该表及上述研究,从遗传与变异的角度分析Ⅲ-1患病最可能的原因________。
位点
拷贝数
个体
1
2
3
4
5
Ⅰ-1
122
286
285
349
421
Ⅰ-2
122
286
285
347
425
122
284
294
352
427
Ⅱ-2
122
286
285
349
421
122
284
294
352
427
Ⅲ-1
122
286
285
349
421
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