内容正文:
上海市青浦高级中学23025学年第一学期期末考试
高三生物试卷
考试时间:60分钟;满分:100分
一、潮间带中的滨蟹(22分)
1. 滨蟹在海岸潮间带中是玉黍螺的捕食者,玉黍螺取食墨角藻(一种海藻)。
(1)滨蟹和玉黍螺均为生态系统成分中______(编号选填),他们构成的食物链是生态系统______(编号选填)功能实现的渠道。
①生产者②消费者③物质循环④能量流动
(2)以下说法不符合该生态系统实际情况的是______(单选)。
A. 生态系统的非生物部分为生物群落的生存提供物质、能量来源和栖息场所
B. 消费者主要指各种动物,促进生物圈中的物质循环
C. 该区域微生物类群锐减可能会导致生态系统的崩溃
D. 潮间带中的藻类植物剧增一定会促进生态系统更健康地发展
(3)若上述水域生态系统被某种不易降解的污染物污染,则分别测定三种生物体内该污染物的积累量,最可能的结果是______(单选)。
A. 墨角藻>玉黍螺>滨蟹 B. 墨角藻>滨蟹>玉黍螺
C. 滨蟹>玉黍螺>墨角藻 D. 滨蟹>墨角藻>玉黍螺
为研究捕食者对被捕食者的影响,科研人员制作了四个培养箱(水流可通过),每个培养箱内放置两块平板,平板上长有墨角藻供玉黍螺取食。四个培养箱分别如图1进行处理,若干天后计数并统计平板上墨角藻的存留率。
(4)图2所示为上述实验的结果,据图分析正确的有______(多选)。
A. 滨蟹的存在促进玉黍螺对墨角藻的取食
B. 滨蟹的存在抑制玉黍螺对墨角藻的取食
C. 越小的玉黍螺,其摄食行为受滨蟹的影响越大
D. 越大的玉黍螺,其摄食行为受滨蟹的影响越大
(5)本实验用带孔不透明的隔板隔开滨蟹和玉黍螺,但滨蟹仍能影响玉黍螺的摄食,说明二者之间存在信息传递。此处体现了信息传递的何种作用______(单选)。
A. 有利于个体生命活动的正常进行
B. 有利于种群的繁衍
C. 调节生物的种间关系
D. 增加群落的物种多样性
(6)在图1各组实验的基础上,有同学建议再增加一个e组:装置同a组,但先只放滨蟹、不放玉黍螺;一段时间后,移除滨蟹、再放入玉黍螺。若实验结果仍与图2相同,则可推断滨蟹向玉黍螺传递的信息属于______(编号选填)。
①物理信息②化学信息③行为信息
(7)同域物种形成是指新物种从同一地域祖先物种未经地理隔离进化而来。海岸潮间带中的弧边招潮蟹和清白招潮蟹是同一属内的近缘种,可视为“同一家族的兄弟”。这两个物种是研究同域物种形成的理想模型。
①两种蟹存在较为激烈的种间竞争,这种竞争会导致它们的生态位______(填“重叠”或“分化”)。
②同域物种形成模式不同于大多数物种的形成模式。这表明地理隔离与生殖隔离有什么关系?______。
(8)如表是研究人员对该区域能量流动情况的调查结果。表中甲、乙、丙、丁为不同营养级,GP为同化量,R为呼吸散失量,单位×103kJ/(m2·a)。
项目
GP
X
R
甲
12.6
2.9
③
乙
838.2
166.0
672.2
丙
09
0.4
0.5
丁
105.0
38.8
66.2
分解者
184.5
23.8
160.7
据上表分析,表格中X含义是_______。滨蟹所属的营养级是______,③=______。
二、桑树耐盐品系的选育(21分)
2. 增强桑树对盐渍化逆境胁迫的耐受性是当前的研究热点。采用丛枝菌根真菌(AMF)与桑树共生(菌根化桑树)以增强其耐盐性被认为是一种绿色高效的策略。科研人员设计了相关实验,探究菌根化桑树对盐胁迫的响应,每组均栽培120株生理特征相似的桑树幼苗,具体分组如表所示。
组别
1-1
1-2
2-1
2-2
3-1
3-2
处理
0mmol/LNaCl不接种AMF
0mmol/LNaCl
接种AMF
100mmol/LNaCl
不接种AMF
△
200mmol/LNaCl
不接种AMF
200mmol/LNaCl
接种AMF
(1)关于丛枝菌根真菌(AMF)和桑树,以下说法正确的是______(单选)。
A. 两者细胞的根本区别是有无由核膜包被的细胞核
B. 两者细胞中都有DNA和RNA
C. 两者细胞分裂的过程中,中心体均移向两极
D. 两者都只能通过细胞呼吸产生ATP
(2)请补全“△”处的处理方式:_______;根据单一变量原则,每组的桑树幼苗应处于_______的环境中培养。
培养75天后,科研人员测定了各组桑树的生长及光合指标,结果如下表所示。其中超氧化物歧化酶(SOD)的主要作用是减轻细胞膜因过氧化而导致的损伤,可溶性蛋白A能提高细胞的保水能力。
根表面积
cm2
叶绿素a含量
mg·g-1
叶绿素b含量
mg·g-1
净光合速率
μmol·m-2·s-1
气孔导度
mmol·m2·s-1
SOD活性
U·g-1
可溶性蛋白A含量
mg·g-1
组1-1
275.3
1.51
0.73
2.43
0.019
28.9
9.8
组1-2
398.5*
2.70**
1.20*
3.50*
0.031*
28.1
13.6
组2-1
200.1
0.89
0.40
1.33
0.009
32.5
10.5
组2-2
382.2*
2.08**
0.91*
2.71**
0.023**
39.4*
17.0*
组3-1
190.4
0.51
0.29
0.55
0.006
32.4
9.6
组3-2
199.7
1.82**
0.82*
1.56*
0.012
47.2**
16.8*
注:*表示每组的“-2”与“-1”相比具有显著性差异,*越多,差异越显著
(3)在光照适宜且氧气充足的条件下,桑树叶肉细胞内存在的能量转换有______(多选)。
A. 葡萄糖分子中稳定的化学能转换成热能
B. 葡萄糖分子中稳定的化学能转换成ATP和NADH中活跃的化学能
C. 光能转换成ATP和NADPH分子中活跃的化学能
D. ATP和NADPH分子中活跃的化学能转换成糖分子中稳定的化学能
(4)下列四幅图中最能表示两种叶绿素总吸收光谱(吸收光能百分率)的是______(单选)。
A. B.
C. D.
(5)关于超氧化物歧化酶(SOD)与可溶性蛋白A,下列说法错误的是______(单选)。
A. 两者遇双缩脲试剂后都呈紫色
B. 两者的氨基酸序列决定其空间结构
C. 探究温度对超氧化物歧化酶活性的影响时,应先将其与底物混合,再置于不同温度中反应
D. 若将可溶性蛋白A水解为氨基酸,则这些氨基酸的侧链R基大多数具有极性
(6)接种AMF能有效缓解盐胁迫对桑树光合作用的抑制,结合上表,下列对实验结果的分析中说法正确的有______(多选)。
A. AMF对桑树叶绿素a含量的提升作用大于叶绿素b
B. 与组1-2相比,相同时间内组2-2的桑树叶肉细胞能固定更多的CO2
C. 与100mmol/LNaCl相比,在200mmol/LNaCl胁迫下,AMF对细胞膜的保护作用更强
D. 与200mmol/LNaCl相比,在100mmol/LNaCl胁迫下,AMF缓解盐胁迫对光合作用的抑制更有效
(7)结合题干、表格及所学知识,选择合适的选项补全AMF增强桑树耐盐性的原理流程图:(1)______(2)______(3)______(4)______(5)______。
A.细胞恢复渗透平衡
B.净光合速率提高,有机物积累增加
C.叶肉细胞气孔导度改善,有利于O2的释放
D.叶肉细胞气孔导度改善,有利于CO2的固定
E.根表面积增大,吸收水分和矿质营养的能力增强
F.可溶性蛋白A含量增加,细胞保水能力增强
三、ICF综合征的遗传(16分)
3. ICF综合征主要由第20号染色体上编码DNA甲基转移酶的DNMT3B基因突变引起,全基因组低甲基化可能激活原癌基因,研究人员对某患者DNMT3B基因测序发现,其编码链第1200位碱基由C变为T,导致对应mRNA的密码子由CGA(精氨酸)变为UGA(终止密码子)。对某一ICF综合征患者小张的相应检查,结果如图和如表所示。
项目
项目名称
结果
参考值
单位
IgG
免疫球蛋白G
3.84
5-12
g/L
IgA
免疫球蛋白A
<0.235
0.23-1.9
g/L
IgM
免疫球蛋白M
<0.182
0.5-1.99
g/L
IgE
免疫球蛋白E
<19.4
<60
IU/mL
C3
补体3
1.340
0.9-1.8
g/L
C4
补体4
0.309
0.1-0.4
g/L
(1)据如图和已学知识分析,小张的异常表现可能有______(多选)。
A. 着丝粒断裂异常 B. 纺锤丝牵引异常
C. 转录翻译异常 D. 溶酶体功能异常
(2)分析小张出现上表结果的原因不可能有______(单选)。
A. 浆细胞无法识别抗原 B. T细胞数量减少
C. 巨噬细胞抗原呈递功能下降 D. 免疫细胞发育受阻
(3)据题干信息可知,DNMT3B基因突变可能导致______(多选)。
A. DNA甲基转移酶活性降低或失活
B. 编码的肽链长度变短
C. 编码的肽链氨基酸序列不变
D. 抑制抑癌基因表达
研究者对小张家庭ICF综合征的患病情况进行调查,结果如下表所示。
家庭成员
基因检测
染色体分析
临床表现
父亲
未做
正常
正常
母亲
未做
正常
正常
哥哥
编码链第1200位碱基为T
染色体异常情况较为复杂
有极不明显的轻微症状
小张
编码链第1200位碱基为T
染色体异常情况较为复杂
有较严重的典型症状
(4)据上表判断。ICF综合征的遗传方式最可能是______(单选)。
A. 常染色体显性遗传 B. 常染色体隐性遗传
C. 伴X染色体显性遗传 D. 伴X染色体隐性遗传
(5)小张和哥哥临床表现的差异可能与______有关(多选)。
A. 环境因素 B. 表观遗传
C. 病毒感染 D. 基因突变类型
(6)据题干和已学知识分析,可用于缓解或治疗ICF综合征的方法有______(多选)。
A. 基因治疗 B. 移植造血干细胞
C. 服用抗生素 D. 注射免疫球蛋白
四、感染与内环境稳态(24分)
4. 某病毒感染会导致患者的部分代谢发生病理性改变,如近一半的患者会出现血糖异常。研究发现该病毒感染造成蛋白质GP73的异常分泌是引发机体血糖异常的重要原因。如图为GP73参与该病毒诱导血糖异常变化的过程示意图。请据此回答下列问题。
(1)除了导致GP73的异常分泌外,该病毒还会直接攻击胰岛β细胞,推测,由该病毒所引发的糖尿病______用注射胰岛素来治疗(编号选填)。
①可以②不可以
(2)根据上图和所学知识,下列相关叙述及推测不正确的是______(单选)。
A. 图中ATP可能来自于葡萄糖的氧化分解
B. 蛋白质GP73能与肝细胞膜上的受体结合
C. GP73的异常升高会抑制糖异生
D. 感染者体内的糖异生过程受PKA信号通路的调控,PKA信号通路可以被cAMP激活
(3)病毒侵入能刺激细胞产生致热性细胞因子作用于下丘脑,使体温调定点上调至38.5℃,导致下丘脑体温调节中枢兴奋,通过一系列调节使体温维持在38.5℃,此调节过程与直接刺激(选填“冷”或“温”)感受器引发的调节过程相似,及相关的体温调节方式为______(编号选填)。
①冷、神经调节②温、体液调节③冷、神经—体液调节④温、神经—体液调节
统计表明,血糖异常升高的该病毒感染患者的死亡率会大幅提高。研究人员探究了不同的处理对感染该病毒小鼠血糖异常升高的抑制作用,如下图所示为实验结果。
【注】同一条横线箭头所指两组进行比较;*表示有显著性差异,*越多表示差异越大。
(4)根据上图和所学知识,下列相关叙述及推测正确的是______(多选)。
A. 图a中选用的小鼠均为野生型小鼠,而非GP73基因被敲除的小鼠
B. 未感染和感染该病毒的小鼠体内血糖含量均会受到下丘脑的调节
C. 为保证GP73特异性抗体发挥作用,最好的给药方式为口服
D. 敲除GP73基因能缓解感染小鼠的血糖异常升高
(5)结合题干和图中的信息,请分析加入GP73特异性抗体和敲除GP73基因为何对血糖浓度调节起到了类似的作用。你认为上述两种处理中哪个作为抑制该病毒感染患者血糖异常升高的治疗方案更好,请说明理由_______。
(6)病毒感染会引起人体发热,阿司匹林是常见的解热镇痛药,但长期大剂量服用阿司匹林容易导致胃液酸性增强,并引起肝损伤,使血浆中转氨酶增多。下列叙述不正确的是______(多选)。
A. 胃液属于细胞外液的成分,而转氨酶只分布于细胞内液
B. 转氨酶进入血浆会使血浆的渗透压降低,导致组织液增多
C. 阿司匹林通过作用于下丘脑的痛觉中枢而达到镇痛效用
D. 阿司匹林可能通过促进出汗、增加皮肤血流等起到退热作用
病毒感染肺部会导致呼吸频率的改变,进而影响动物的焦虑状况,日常生活中我们可以通过主动降低呼吸频率从而缓解焦虑。最新研究在小鼠中鉴别了一条脑部的“慢呼吸回路”,图1揭示了该现象的机理。
(7)呼吸主要受自主神经控制,据所学知识判断,自主神经______(编号选填)。
①受意识支配②受脑或脊髓控制③属于传出神经④将冲动传向神经中枢
(8)已知图1中PnC神经元对VLM具有抑制作用,关于两者之间的信息传递,下列描述正确的是______(编号选填)。
①PnC通过电信号作用于VLM
②PnC释放神经递质需消耗ATP
③神经递质可在两者间双向传递
④神经递质发挥作用需经过组织液
⑤PnC神经元不能释放神经递质因而抑制VLM
研究人员在鉴别图1所示的神经调节回路时,将绿藻来源的光敏通道(蓝光)转基因至小鼠脑部dACC神经元内。用蓝光刺激该区域,进而测定呼吸频率和焦虑程度。结果如图2所示。
(9)据题干信息和所学知识判断,图1中dACC对PnC、焦虑程度对dACC的影响效应,合理的是______(单选)。
A. 促进/促进 B. 促进/抑制 C. 抑制/促进 D. 抑制/抑制
(10)根据以上研究成果,缓解呼吸系统感染病人的焦虑情绪,可以采用的措施是______(多选)。
A. 对症治疗病毒感染
B. 服用药物提高dACC神经元活性
C. 采用照射蓝光
D. 服用抑制性神经递质或其替代剂
五、改造植物乳酸菌(17分)
5. 高血压是心血管疾病的常见病因。ACEIP是一种通过重组技术生产的融合蛋白。植物乳酸菌(LAB)可被改造成具有降压效果的重组植物乳酸菌(NC8),部分改造流程如图所示。
(1)据如图分析,改造获得重组植物乳酸菌(NC8)过程中,需要经过筛选获得相应的物质或细胞的过程有______(编号选填)。
①过程Ⅰ②过程Ⅱ③过程Ⅲ④过程Ⅳ
(2)为了高效地构建表达载体,如图中pUC57-aceip质粒中aceip基因左端识别序列是限制酶______。
(3)据如图分析,以下描述正确的是______(多选)。
A. 过程Ⅰ需对PCR产物进行电泳鉴定
B. 过程Ⅱ的培养基中需要添加红霉素
C. 过程Ⅲ需要对大肠杆菌进行液体培养
D 过程Ⅳ需要通入无菌空气并匀速振荡
研究者用凝胶电泳对重组植物乳酸菌(NC8)的表达产物ACEIP进行分析,结果显示出一条约8.5kD的目标蛋白条带,如图所示。
(4)据如图实验结果分析,进行凝胶电泳实验时样品槽位于______(上方/下方)。
ACEIP是由含11个氨基酸的YFP蛋白和含21个氨基酸的TFP蛋白通过精氨酸(R)接头连接,然后再重复一次。ACEIP的完整氨基酸序列如图所示。
(5)由如图信息和已学知识,可推知ACEIP基因至少含有______个碱基对(不考虑终止密码子)。
(6)获取大量ACEIP融合蛋白的设计属于______(编号选填)。
①定点改造蛋白②定向进化蛋白③蛋白质工程④第二代基因工程
为验证口服重组植物乳酸菌(NC8)具有降低血压的效果,科研人员需要大量培育转基因高血压小鼠模型,部分相关过程如下图所示。
(7)据如图和已学知识分析,获得转基因小鼠的相关技术描述正确的有______(多选)。
A. 该过程需要动物细胞培养和细胞融合
B. 代孕母鼠需注射促雌性激素使其超数排卵
C. 可通过胚胎分割技术提高转基因小鼠数量
D. 转基因受精卵的获得涉及超数排卵、体外受精等操作
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上海市青浦高级中学23025学年第一学期期末考试
高三生物试卷
考试时间:60分钟;满分:100分
一、潮间带中的滨蟹(22分)
1. 滨蟹在海岸潮间带中是玉黍螺的捕食者,玉黍螺取食墨角藻(一种海藻)。
(1)滨蟹和玉黍螺均为生态系统成分中的______(编号选填),他们构成的食物链是生态系统______(编号选填)功能实现的渠道。
①生产者②消费者③物质循环④能量流动
(2)以下说法不符合该生态系统实际情况的是______(单选)。
A. 生态系统的非生物部分为生物群落的生存提供物质、能量来源和栖息场所
B. 消费者主要指各种动物,促进生物圈中的物质循环
C. 该区域微生物类群锐减可能会导致生态系统的崩溃
D. 潮间带中的藻类植物剧增一定会促进生态系统更健康地发展
(3)若上述水域生态系统被某种不易降解的污染物污染,则分别测定三种生物体内该污染物的积累量,最可能的结果是______(单选)。
A. 墨角藻>玉黍螺>滨蟹 B. 墨角藻>滨蟹>玉黍螺
C. 滨蟹>玉黍螺>墨角藻 D. 滨蟹>墨角藻>玉黍螺
为研究捕食者对被捕食者的影响,科研人员制作了四个培养箱(水流可通过),每个培养箱内放置两块平板,平板上长有墨角藻供玉黍螺取食。四个培养箱分别如图1进行处理,若干天后计数并统计平板上墨角藻的存留率。
(4)图2所示为上述实验的结果,据图分析正确的有______(多选)。
A. 滨蟹的存在促进玉黍螺对墨角藻的取食
B. 滨蟹的存在抑制玉黍螺对墨角藻的取食
C. 越小的玉黍螺,其摄食行为受滨蟹的影响越大
D. 越大的玉黍螺,其摄食行为受滨蟹的影响越大
(5)本实验用带孔不透明的隔板隔开滨蟹和玉黍螺,但滨蟹仍能影响玉黍螺的摄食,说明二者之间存在信息传递。此处体现了信息传递的何种作用______(单选)。
A. 有利于个体生命活动的正常进行
B. 有利于种群的繁衍
C. 调节生物的种间关系
D. 增加群落的物种多样性
(6)在图1各组实验的基础上,有同学建议再增加一个e组:装置同a组,但先只放滨蟹、不放玉黍螺;一段时间后,移除滨蟹、再放入玉黍螺。若实验结果仍与图2相同,则可推断滨蟹向玉黍螺传递的信息属于______(编号选填)。
①物理信息②化学信息③行为信息
(7)同域物种形成是指新物种从同一地域祖先物种未经地理隔离进化而来。海岸潮间带中的弧边招潮蟹和清白招潮蟹是同一属内的近缘种,可视为“同一家族的兄弟”。这两个物种是研究同域物种形成的理想模型。
①两种蟹存在较为激烈的种间竞争,这种竞争会导致它们的生态位______(填“重叠”或“分化”)。
②同域物种形成模式不同于大多数物种的形成模式。这表明地理隔离与生殖隔离有什么关系?______。
(8)如表是研究人员对该区域能量流动情况的调查结果。表中甲、乙、丙、丁为不同营养级,GP为同化量,R为呼吸散失量,单位×103kJ/(m2·a)。
项目
GP
X
R
甲
12.6
2.9
③
乙
838.2
166.0
672.2
丙
0.9
0.4
0.5
丁
105.0
38.8
66.2
分解者
184.5
23.8
160.7
据上表分析,表格中X的含义是_______。滨蟹所属的营养级是______,③=______。
【答案】(1) ①. ② ②. ③④
(2)D (3)C
(4)BC (5)C
(6)② (7) ①. 分化 ②. 地理隔离不是生殖隔离的必要条件。
(8) ①. 用于生长、发育和繁殖的能量 ②. 第三营养级 ③. 9.7
【解析】
【分析】生态系统的组成包括非生物部分和生物部分,非生物部分有阳光、空气、水、温度、土壤等;生物部分包括生产者、消费者、分解者。生产者主要指绿色植物,能够通过光合作用制造有机物,为自身和生物圈中的其他生物提供物质和能量;消费者主要指各种动物,促进生物圈中的物质循环;分解者是指细菌和真菌等营腐生生活的微生物,它们能将动植物残体中的有机物分解成无机物归还无机环境。营养结构包括食物链和食物网,生态系统的物质循环和能量流动就是沿着食物链和食物网进行的。
【小问1详解】
滨蟹捕食玉黍螺,玉黍螺取食墨角藻。生产者是自养生物(如墨角藻),消费者是异养生物(如玉黍螺、滨蟹)。因此,滨蟹和玉黍螺均为消费者(②)。
食物链是生态系统中物质循环③和能量流动④的主要渠道,生态系统的物质循环和能量流动都是通过食物链和食物网来实现的。
【小问2详解】
A、生态系统的非生物部分(阳光、水、无机盐等)可以为生物群落提供物质、能量来源和栖息场所,A正确;
B、消费者主要是各种动物,它们可以通过取食和代谢活动促进生物圈的物质循环,B正确;
C、该区域的微生物类群主要承担分解者的作用,若这类生物锐减,生态系统的物质循环会受阻,严重时可能导致生态系统崩溃,C正确;
D、潮间带的藻类植物剧增可能引发赤潮,会消耗水中的氧气、释放有毒物质,破坏生态系统的平衡,并非一定会促进生态系统更健康发展,D错误。
故选D。
【小问3详解】
不易降解的污染物会通过食物链发生生物富集,营养级越高的生物,体内积累的污染物越多。该生态系统的食物链为:墨角藻→玉黍螺→滨蟹,其中滨蟹处于最高营养级,玉黍螺次之,墨角藻处于最低营养级,因此污染物积累量的关系为:滨蟹>玉黍螺>墨角藻。 ABD错误,C正确。
故选C。
【小问4详解】
根据图2结果可以看出,在滨蟹存在的情况下,墨角藻存留率较大,说明玉黍螺受到捕食者的影响,减少了对墨角藻的取食,而在无滨蟹存在的情况下,小玉黍螺的取食量大于大玉黍螺的取食量,由此得出的结论:滨蟹传递的化学信息能明显抑制玉黍螺取食墨角藻,且对小玉黍螺取食的影响更大。AD错误,BC正确。
故选BC。
【小问5详解】
滨蟹和玉黍螺属于不同物种,二者之间的信息传递能够调节彼此的种间关系,从而维持生态系统的稳定,这体现了信息传递调节生物的种间关系的作用。ABD错误,C正确。
故选C。
【小问6详解】
实验中用带孔不透明隔板隔开滨蟹和玉黍螺,排除了物理信息和行为信息的传递可能。增加的e组中,滨蟹移走后玉黍螺仍受到和之前相同的影响,说明滨蟹会释放化学物质并留存于环境中,这种信息属于化学信息(②)。
【小问7详解】
①两种蟹存在激烈的种间竞争时,会通过改变食性、活动时间或栖息地等方式减少资源争夺,因此它们的生态位会发生分化。②同域物种形成是未经地理隔离就产生了生殖隔离,这表明生殖隔离的形成不一定需要地理隔离,则地理隔离不是生殖隔离的必要条件。
【小问8详解】
①在生态系统能量流动中,同化量(GP)= 呼吸散失量(R)+ 用于生长、发育和繁殖的能量(X)。因此,X代表用于生长、发育和繁殖的能量。②根据同化量大小关系,营养级越高同化量越低, 乙同化量最高为第一营养级,丁次之是第二营养级,甲再次之是第三营养级,丙同化量最低是第四营养级,所以招潮蟹若在该系统中,可推测可能是第三营养级。③甲的同化量GP是12.6,呼吸散失量R=GP-X= 12.6-2.9=9.7。
二、桑树耐盐品系的选育(21分)
2. 增强桑树对盐渍化逆境胁迫的耐受性是当前的研究热点。采用丛枝菌根真菌(AMF)与桑树共生(菌根化桑树)以增强其耐盐性被认为是一种绿色高效的策略。科研人员设计了相关实验,探究菌根化桑树对盐胁迫的响应,每组均栽培120株生理特征相似的桑树幼苗,具体分组如表所示。
组别
1-1
1-2
2-1
2-2
3-1
3-2
处理
0mmol/LNaCl不接种AMF
0mmol/LNaCl
接种AMF
100mmol/LNaCl
不接种AMF
△
200mmol/LNaCl
不接种AMF
200mmol/LNaCl
接种AMF
(1)关于丛枝菌根真菌(AMF)和桑树,以下说法正确的是______(单选)。
A. 两者细胞的根本区别是有无由核膜包被的细胞核
B. 两者细胞中都有DNA和RNA
C. 两者细胞分裂过程中,中心体均移向两极
D. 两者都只能通过细胞呼吸产生ATP
(2)请补全“△”处的处理方式:_______;根据单一变量原则,每组的桑树幼苗应处于_______的环境中培养。
培养75天后,科研人员测定了各组桑树的生长及光合指标,结果如下表所示。其中超氧化物歧化酶(SOD)的主要作用是减轻细胞膜因过氧化而导致的损伤,可溶性蛋白A能提高细胞的保水能力。
根表面积
cm2
叶绿素a含量
mg·g-1
叶绿素b含量
mg·g-1
净光合速率
μmol·m-2·s-1
气孔导度
mmol·m2·s-1
SOD活性
U·g-1
可溶性蛋白A含量
mg·g-1
组1-1
275.3
1.51
0.73
2.43
0.019
28.9
9.8
组1-2
398.5*
2.70**
1.20*
3.50*
0.031*
28.1
13.6
组2-1
200.1
0.89
0.40
1.33
0.009
32.5
10.5
组2-2
382.2*
2.08**
0.91*
2.71**
0.023**
39.4*
17.0*
组3-1
190.4
0.51
0.29
0.55
0.006
32.4
96
组3-2
199.7
1.82**
0.82*
1.56*
0.012
47.2**
16.8*
注:*表示每组的“-2”与“-1”相比具有显著性差异,*越多,差异越显著
(3)在光照适宜且氧气充足的条件下,桑树叶肉细胞内存在的能量转换有______(多选)。
A. 葡萄糖分子中稳定的化学能转换成热能
B. 葡萄糖分子中稳定的化学能转换成ATP和NADH中活跃的化学能
C. 光能转换成ATP和NADPH分子中活跃的化学能
D. ATP和NADPH分子中活跃的化学能转换成糖分子中稳定的化学能
(4)下列四幅图中最能表示两种叶绿素总吸收光谱(吸收光能百分率)的是______(单选)。
A. B.
C. D.
(5)关于超氧化物歧化酶(SOD)与可溶性蛋白A,下列说法错误的是______(单选)。
A. 两者遇双缩脲试剂后都呈紫色
B. 两者的氨基酸序列决定其空间结构
C. 探究温度对超氧化物歧化酶活性的影响时,应先将其与底物混合,再置于不同温度中反应
D. 若将可溶性蛋白A水解为氨基酸,则这些氨基酸的侧链R基大多数具有极性
(6)接种AMF能有效缓解盐胁迫对桑树光合作用的抑制,结合上表,下列对实验结果的分析中说法正确的有______(多选)。
A. AMF对桑树叶绿素a含量的提升作用大于叶绿素b
B. 与组1-2相比,相同时间内组2-2的桑树叶肉细胞能固定更多的CO2
C. 与100mmol/LNaCl相比,在200mmol/LNaCl胁迫下,AMF对细胞膜的保护作用更强
D. 与200mmol/LNaCl相比,在100mmol/LNaCl胁迫下,AMF缓解盐胁迫对光合作用的抑制更有效
(7)结合题干、表格及所学知识,选择合适的选项补全AMF增强桑树耐盐性的原理流程图:(1)______(2)______(3)______(4)______(5)______。
A.细胞恢复渗透平衡
B.净光合速率提高,有机物积累增加
C.叶肉细胞气孔导度改善,有利于O2的释放
D.叶肉细胞气孔导度改善,有利于CO2的固定
E.根表面积增大,吸收水分和矿质营养的能力增强
F.可溶性蛋白A含量增加,细胞保水能力增强
【答案】(1)B (2) ①. 100mmol/LNaCl接种AMF ②. 相同且适宜 (3)ABCD (4)A (5)C (6)ACD
(7) ①. E ②. F ③. D ④. B ⑤. A
【解析】
【分析】光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段,光反应阶段发生在类囊体薄膜上,完成水的光解和ATP的合成,暗反应发生在叶绿体基质,完成二氧化碳的固定和三碳化合物的还原,影响光合作用的因素有二氧化碳的浓度、光照强度等。
【小问1详解】
A、丛枝菌根真菌(AMF)属于真核生物,桑树也属于真核生物,两者细胞都有由核膜包被的细胞核,所以两者细胞的根本区别不是有无由核膜包被的细胞核,A错误;
B、丛枝菌根真菌(AMF)和桑树都有细胞结构,细胞中都有DNA和RNA,B正确;
C、丛枝菌根真菌(AMF)是真菌,桑树是高等植物,高等植物细胞中没有中心体,C错误;
D、桑树可通过光合作用(光反应阶段)产生ATP,并非只能通过细胞呼吸产生,D错误。
故选B。
【小问2详解】
根据实验设计的单一变量原则,2-2组应与2-1组形成对照,2-1组处理为100mmol/LNaCl、不接种AMF,所以2-2组的处理方式为100mmol/LNaCl、接种AMF;为保证实验结果的科学性和准确性,根据单一变量原则,每组的桑树幼苗应处于相同且适宜的环境中培养。
【小问3详解】
A、在细胞呼吸过程中,葡萄糖分子中稳定的化学能会转换成热能等,在光照适宜且氧气充足的条件下,桑树叶肉细胞进行细胞呼吸,存在葡萄糖分子中稳定的化学能转换成热能,A正确;
B、细胞呼吸第一阶段,葡萄糖分子中稳定化学能可转换成ATP和NADH中活跃的化学能,在该条件下叶肉细胞进行细胞呼吸,存在此能量转换,B正确;
C、在光合作用的光反应阶段,光能转换成ATP和NADPH分子中活跃的化学能,此条件下叶肉细胞进行光合作用,存在该能量转换,C正确;
D、光合作用的暗反应阶段,ATP和NADPH分子中活跃的化学能会转换成糖分子中稳定的化学能,该条件下叶肉细胞进行光合作用,存在此能量转换,D正确。
故选ABCD。
【小问4详解】
叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,所以叶绿素吸收光谱在蓝紫光区(约400-450nm)和红光区(约640-660nm)有两个吸收峰。A正确,BCD错误。
故选A。
【小问5详解】
A、超氧化物歧化酶(SOD)与可溶性蛋白A都属于蛋白质,蛋白质遇双缩脲试剂后会呈紫色,A正确;
B、蛋白质的空间结构取决于其氨基酸序列,SOD和可溶性蛋白A也不例外,B正确;
C、若要探究温度对超氧化物歧化酶催化作用的影响,应先将酶和底物分别置于不同温度下处理一段时间后再混合,而不能先将其与底物混合再置于不同温度中反应,否则会在达到设定温度前就发生反应,影响实验结果,C错误;
D、若将可溶性蛋白A水解为氨基酸,由于该蛋白是可溶性的,水是极性分子,所以这些氨基酸的侧链R基大多数具有极性,D正确。
故选C。
【小问6详解】
A、对比叶绿素a和叶绿素b在接种AMF前后的提升幅度,表示每组的“-2”与“-1”相比叶绿素a提升的差异更显著,所以AMF对桑树叶绿素a含量的提升作用大于叶绿素b,A正确;
B、组1-2净光合速率为3.50μmol·m-2·s-1,组2-2净光合速率为2.71μmol·m-2·s-1,组2-2净光合速率小于组1-2,所以相同时间内组2-2的桑树叶肉细胞固定的CO2更少,B错误;
C、对比SOD活性,组2-2中SOD活性为39.4U·g-1,组3-2中SOD活性为47.2U·g-1,在200mmol/LNaCl胁迫下SOD活性更高,说明在200mmol/LNaCl胁迫下,AMF对细胞膜的保护作用更强,C正确;
D、组1-2净光合速率为3.50μmol·m-2·s-1,组3-2净光合速率为1.56μmol·m-2·s-1,组1-2净光合速率更高,说明与200mmol/LNaCl相比,在100mmol/LNaCl胁迫下,AMF缓解盐胁迫对光合作用的抑制更有效,D正确。
故选ACD。
【小问7详解】
从表2可知,接种AMF后,根表面积增大(如每组的“-2”根表面积都大于对应的“-1”),根表面积增大有利于吸收水分和矿质营养,对应E,接种AMF后,可溶性蛋白A含量增加(如每组的“-2”可溶性蛋白A含量均高于对应的“-1”),可溶性蛋白A含量增加可增强细胞保水能力,对应F,接种AMF后,叶肉细胞气孔导度改善(如每组的“-2”气孔导度均高于对应的“-1”),气孔导度改善有利于CO2进入叶肉细胞,进而有利于CO2的固定,对应D,接种AMF后,净光合速率提高(如每组的“-2”净光合速率均高于对应的“-1”),净光合速率提高会使有机物积累增加,对应B,接种AMF后,SOD活性提高,减轻细胞膜损伤,有助于细胞恢复渗透平衡,对应A,同时,叶片叶绿素含量上升,有利于光合作用进行,也会促进净光合速率提高等过程,所以图中的(1)(2)(3)(4)(5)依次对应EFDBA。
三、ICF综合征的遗传(16分)
3. ICF综合征主要由第20号染色体上编码DNA甲基转移酶的DNMT3B基因突变引起,全基因组低甲基化可能激活原癌基因,研究人员对某患者DNMT3B基因测序发现,其编码链第1200位碱基由C变为T,导致对应mRNA的密码子由CGA(精氨酸)变为UGA(终止密码子)。对某一ICF综合征患者小张的相应检查,结果如图和如表所示。
项目
项目名称
结果
参考值
单位
IgG
免疫球蛋白G
3.84
5-12
g/L
IgA
免疫球蛋白A
<0.235
0.23-1.9
g/L
IgM
免疫球蛋白M
<0.182
0.5-1.99
g/L
IgE
免疫球蛋白E
<19.4
<60
IU/mL
C3
补体3
1.340
0.9-1.8
g/L
C4
补体4
0.309
0.1-0.4
g/L
(1)据如图和已学知识分析,小张的异常表现可能有______(多选)。
A. 着丝粒断裂异常 B. 纺锤丝牵引异常
C. 转录翻译异常 D. 溶酶体功能异常
(2)分析小张出现上表结果的原因不可能有______(单选)。
A. 浆细胞无法识别抗原 B. T细胞数量减少
C. 巨噬细胞抗原呈递功能下降 D. 免疫细胞发育受阻
(3)据题干信息可知,DNMT3B基因突变可能导致______(多选)。
A. DNA甲基转移酶活性降低或失活
B. 编码的肽链长度变短
C. 编码的肽链氨基酸序列不变
D. 抑制抑癌基因表达
研究者对小张家庭ICF综合征的患病情况进行调查,结果如下表所示。
家庭成员
基因检测
染色体分析
临床表现
父亲
未做
正常
正常
母亲
未做
正常
正常
哥哥
编码链第1200位碱基为T
染色体异常情况较为复杂
有极不明显的轻微症状
小张
编码链第1200位碱基为T
染色体异常情况较为复杂
有较严重的典型症状
(4)据上表判断。ICF综合征的遗传方式最可能是______(单选)。
A. 常染色体显性遗传 B. 常染色体隐性遗传
C. 伴X染色体显性遗传 D. 伴X染色体隐性遗传
(5)小张和哥哥临床表现的差异可能与______有关(多选)。
A. 环境因素 B. 表观遗传
C. 病毒感染 D. 基因突变类型
(6)据题干和已学知识分析,可用于缓解或治疗ICF综合征的方法有______(多选)。
A. 基因治疗 B. 移植造血干细胞
C. 服用抗生素 D. 注射免疫球蛋白
【答案】(1)ABC (2)A (3)AB (4)B (5)ABC (6)ABCD
【解析】
【分析】1、表观遗传是指DNA的基因序列不发生变化,但基因表达却发生了可遗传的改变。 表观遗传这种改变是细胞内除了遗传信息以外的其他可遗传物质发生的改变,且这种改变在发育和细胞增殖过程中能稳定传递。
2、基因突变是由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换,而引起的基因结构的改变,具有普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性。
3、染色体变异是指染色体结构或数量上发生的异常变化。结构变异包括染色体片段的缺失、重复、倒位和易位等,数量变异则表现为染色体数目的增加或减少。
【小问1详解】
AB、从染色体组型看出,1号染色体不正常,所以可能是着丝粒异常断裂或纺锤丝牵引异常引起的,AB正确;
C、由于基因突变使翻译提前终止,必然会导致转录-翻译过程异常,C正确;
D、溶酶体功能与多种水解酶有关,但溶酶体不含基因,D错误。
故选ABC。
【小问2详解】
A、浆细胞本身不能识别抗原,其功能是分泌抗体,所以浆细胞无法识别抗原不是免疫球蛋白等含量异常的原因,A错误;
B、T细胞数量减少会影响体液免疫和细胞免疫,可能导致浆细胞产生抗体减少,从而使免疫球蛋白含量异常,B正确;
C、巨噬细胞抗原呈递功能下降会影响T细胞的活化,进而影响体液免疫,导致免疫球蛋白含量异常,C正确;
D、免疫细胞发育受阻会影响免疫细胞的数量和功能,导致免疫球蛋白等产生异常,D正确。
故选A。
【小问3详解】
A、DNMT3B基因突变会导致编码的DNA甲基转移酶结构改变,可能使其活性降低或失活,A正确;
B、编码链第1200位碱基由C变为T,导致对应mRNA的密码子由CGA(精氨酸)变为UGA(终止密码子),翻译提前终止,编码的肽链长度变短,B正确;
C、密码子改变,编码的氨基酸序列会改变,C错误;
D、由题意可知,全基因组低甲基化可能激活原癌基因,但不一定抑制抑癌基因表达,D错误。
故选AB。
【小问4详解】
AC、首先分析父母表现正常,而子女患病的情况。如果是显性遗传,那么父母至少一方应该是患者,现在父母正常子女患病,所以不太可能是显性遗传,AC错误;
B、常染色体隐性遗传符合父母正常(可能是携带者),子女由于遗传到两个隐性致病基因而患病的情况。所以ICF综合征的遗传方式最可能是常染色体隐性遗传,B正确;
D、再看伴X染色体隐性遗传,若为伴X染色体隐性遗传,男性患者的致病基因来自母亲,且男性只要有一个致病基因就会患病。但题中没有体现出与性染色体相关的特殊遗传规律,而且从基因检测结果来看,没有明确指向性染色体的问题,D错误。
故选B。
【小问5详解】
A、环境因素可以影响基因的表达和性状的表现。不同的生活环境可能会导致小张和哥哥在临床表现上出现差异,A正确;
B、表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因表达却发生了可遗传的改变。这种改变可能导致即使小张和哥哥基因相同(编码链第1200位碱基都为T ),但临床表现不同,B正确;
C、病毒感染可能会影响人体的生理状态和免疫系统,进而影响疾病的表现程度,导致小张和哥哥临床表现有差异,C正确;
D、由题可知小张和哥哥编码链第1200位碱基都为T,基因突变类型相同,所以不是基因突变类型导致他们临床表现的差异,D错误。
故选ABC。
【小问6详解】
A、ICF综合征是由基因异常引起的,基因治疗可以通过纠正或补充异常基因来达到治疗疾病的目的,A正确;
B、移植造血干细胞可以重建患者的造血和免疫功能,对于一些由于造血干细胞异常或免疫功能异常导致的ICF综合征症状可能有缓解作用,B正确;
C、抗生素主要是用于治疗细菌感染的,服用抗生素能缓解或治疗ICF综合征,C正确;
D、注射免疫球蛋白可以增强机体的免疫力,对于可能存在免疫功能缺陷的ICF综合征患者,可能有助于缓解症状,D正确。
故选ABCD。
四、感染与内环境稳态(24分)
4. 某病毒感染会导致患者的部分代谢发生病理性改变,如近一半的患者会出现血糖异常。研究发现该病毒感染造成蛋白质GP73的异常分泌是引发机体血糖异常的重要原因。如图为GP73参与该病毒诱导血糖异常变化的过程示意图。请据此回答下列问题。
(1)除了导致GP73的异常分泌外,该病毒还会直接攻击胰岛β细胞,推测,由该病毒所引发的糖尿病______用注射胰岛素来治疗(编号选填)。
①可以②不可以
(2)根据上图和所学知识,下列相关叙述及推测不正确的是______(单选)。
A. 图中ATP可能来自于葡萄糖的氧化分解
B. 蛋白质GP73能与肝细胞膜上的受体结合
C. GP73的异常升高会抑制糖异生
D. 感染者体内的糖异生过程受PKA信号通路的调控,PKA信号通路可以被cAMP激活
(3)病毒侵入能刺激细胞产生致热性细胞因子作用于下丘脑,使体温调定点上调至38.5℃,导致下丘脑体温调节中枢兴奋,通过一系列调节使体温维持在38.5℃,此调节过程与直接刺激(选填“冷”或“温”)感受器引发的调节过程相似,及相关的体温调节方式为______(编号选填)。
①冷、神经调节②温、体液调节③冷、神经—体液调节④温、神经—体液调节
统计表明,血糖异常升高的该病毒感染患者的死亡率会大幅提高。研究人员探究了不同的处理对感染该病毒小鼠血糖异常升高的抑制作用,如下图所示为实验结果。
【注】同一条横线箭头所指的两组进行比较;*表示有显著性差异,*越多表示差异越大。
(4)根据上图和所学知识,下列相关叙述及推测正确的是______(多选)。
A. 图a中选用的小鼠均为野生型小鼠,而非GP73基因被敲除的小鼠
B. 未感染和感染该病毒的小鼠体内血糖含量均会受到下丘脑的调节
C. 为保证GP73特异性抗体发挥作用,最好的给药方式为口服
D. 敲除GP73基因能缓解感染小鼠的血糖异常升高
(5)结合题干和图中的信息,请分析加入GP73特异性抗体和敲除GP73基因为何对血糖浓度调节起到了类似的作用。你认为上述两种处理中哪个作为抑制该病毒感染患者血糖异常升高的治疗方案更好,请说明理由_______。
(6)病毒感染会引起人体发热,阿司匹林是常见的解热镇痛药,但长期大剂量服用阿司匹林容易导致胃液酸性增强,并引起肝损伤,使血浆中转氨酶增多。下列叙述不正确的是______(多选)。
A. 胃液属于细胞外液的成分,而转氨酶只分布于细胞内液
B. 转氨酶进入血浆会使血浆的渗透压降低,导致组织液增多
C. 阿司匹林通过作用于下丘脑的痛觉中枢而达到镇痛效用
D. 阿司匹林可能通过促进出汗、增加皮肤血流等起到退热作用
病毒感染肺部会导致呼吸频率的改变,进而影响动物的焦虑状况,日常生活中我们可以通过主动降低呼吸频率从而缓解焦虑。最新研究在小鼠中鉴别了一条脑部的“慢呼吸回路”,图1揭示了该现象的机理。
(7)呼吸主要受自主神经控制,据所学知识判断,自主神经______(编号选填)。
①受意识支配②受脑或脊髓控制③属于传出神经④将冲动传向神经中枢
(8)已知图1中PnC神经元对VLM具有抑制作用,关于两者之间的信息传递,下列描述正确的是______(编号选填)。
①PnC通过电信号作用于VLM
②PnC释放神经递质需消耗ATP
③神经递质可在两者间双向传递
④神经递质发挥作用需经过组织液
⑤PnC神经元不能释放神经递质因而抑制VLM
研究人员在鉴别图1所示的神经调节回路时,将绿藻来源的光敏通道(蓝光)转基因至小鼠脑部dACC神经元内。用蓝光刺激该区域,进而测定呼吸频率和焦虑程度。结果如图2所示。
(9)据题干信息和所学知识判断,图1中dACC对PnC、焦虑程度对dACC的影响效应,合理的是______(单选)。
A. 促进/促进 B. 促进/抑制 C. 抑制/促进 D. 抑制/抑制
(10)根据以上研究成果,缓解呼吸系统感染病人的焦虑情绪,可以采用的措施是______(多选)。
A. 对症治疗病毒感染
B. 服用药物提高dACC神经元活性
C. 采用照射蓝光
D. 服用抑制性神经递质或其替代剂
【答案】(1)① (2)C
(3)③ (4)ABD
(5)两种处理都可以有效抑制感染小鼠的血糖升高。GP73抗体可以和GP73分泌蛋白特异性结合,从而减少GP73分泌蛋白与细胞膜上受体的结合,进而抑制PKA信号通路的激活和糖异生过程。敲除小鼠的GP73基因后,根据中心法则,细胞无法合成GP73蛋白,从而有效抑制感染小鼠血糖的异常升高。(若答加入抗体更好,理由为无需对基因操作,可行性更高,且副作用相对较小。若答敲除GP73基因更好,理由为理论上敲除基因后细胞不再表达GP73蛋白,对于血糖抑制的治疗效果会更好,且小鼠实验结果与理论相符合) (6)ABC (7)②③ (8)②④ (9)B (10)AB
【解析】
【分析】血糖调节过程:当血糖浓度升高时,血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放,同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动,使胰岛B细胞合成并释放胰岛素,胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存,从而使血糖下降;当血糖下降时,血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放,同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动,使胰高血糖素合成并分泌,胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升,并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动,使肾上腺素分泌增强,肾上腺素也能促进血糖上升。
【小问1详解】
该病毒攻击胰岛β细胞,导致胰岛素分泌减少,可以通过注射胰岛素来降血糖,达到治疗的效果,应选①。
【小问2详解】
A、肝细胞中ATP可来自葡萄糖的氧化分解(细胞呼吸),A正确;
B、据图可知,蛋白质GP73能与肝细胞膜上的受体结合,进而引发肝细胞的生理功能发生改变,B正确;
CD、据图分析,GP73与肝细胞膜上的受体结合,促进ATP转化为cAMP,进而激活PKA信号通路,而糖异生是指生物体将多种非糖物质转变成葡萄糖,故GP73的异常升高会促进糖异生,C错误,D正确。
故选C。
【小问3详解】
体温调定点上调至38.5℃后,机体感知当前体温低于调定点,会引发类似冷感受器被刺激的调节过程,通过产热增加、散热减少维持体温,该过程中,下丘脑通过神经调节控制效应器(如骨骼肌、血管),同时通过分泌激素(如甲状腺激素、肾上腺素)调节代谢(体液调节),因此属于神经-体液调节,因此,应选③。
【小问4详解】
A、图a中选用的小鼠均为野生型小鼠,而非GP73基因被敲除的小鼠,A正确;
B、下丘脑是血糖调节中枢,未感染和感染病毒的小鼠血糖均受下丘脑调节,B正确;
C、GP73特异性抗体是蛋白质,口服会被消化酶分解,无法发挥作用,最好的给药方式为注射,C错误;
D、图b中GP73基因敲除的感染小鼠血糖升高幅度低于对照组,说明敲除GP73基因能缓解血糖异常升高,D正确。
故选ABD。
【小问5详解】
两种处理都可以有效抑制感染小鼠的血糖升高。GP73抗体可以和GP73分泌蛋白特异性结合,从而减少GP73分泌蛋白与细胞膜上受体的结合,进而抑制PKA信号通路的激活和糖异生过程。敲除小鼠的GP73基因后,根据中心法则,细胞无法合成GP73蛋白,从而有效抑制感染小鼠血糖的异常升高。(若答加入抗体更好,理由为无需对基因操作,可行性更高,且副作用相对较小。若答敲除GP73基因更好,理由为理论上敲除基因后细胞不再表达GP73蛋白,对于血糖抑制的治疗效果会更好,且小鼠实验结果与理论相符合)。
【小问6详解】
A、胃液属于外界环境(并非细胞外液的组成部分);转氨酶主要分布于细胞内液,细胞损伤时才释放到血浆,血浆属于细胞外液,A错误;
B、转氨酶进入血浆会使血浆溶质增多,渗透压升高(而非降低),导致组织液减少,B错误;
C、痛觉中枢位于大脑皮层,而非下丘脑,C错误;
D、阿司匹林通过抑制前列腺素合成,使体温调定点下调,进而促进出汗、增加皮肤血流(散热增加)以退热,D正确。
故选ABC。
【小问7详解】
①自主神经不受意识支配,①错误;
②自主神经受脑部控制,例如呼吸中枢位于脑干,脑干属于脑部结构,②正确;
③自主神经属于传出神经,负责将神经中枢的指令传至效应器,③正确;
④自主神经是将冲动从神经中枢传向效应器,而不是传向神经中枢,④错误。
故选②③。
【小问8详解】
①PnC与VLM之间通过化学信号(神经递质)传递信息,①错误;
②神经递质的释放属于胞吐过程,需消耗ATP,②正确;
③神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜,不能双向传递,③错误;
④神经递质释放到突触间隙,突触间隙充满组织液,神经递质发挥作用需经过组织液,④正确;
⑤PnC神经元能释放抑制性神经递质因而抑制VLM,⑤错误。
故选②④。
【小问9详解】
由图2可知,蓝光照射后,实验组小鼠的焦虑程度下降,而对照组小鼠的焦虑程度没有变化。这表明光敏通道蛋白的激活可以降低焦虑程度。因此,dACC对PnC的效应是促进,而PnC对焦虑程度的效应是抑制,B正确,ACD错误。
故选B。
【小问10详解】
A、对症治疗病毒感染可能会缓解焦虑情绪的困扰,A正确;
B、服用药物提高dACC神经元活性可能会缓解焦虑情绪的困扰,B正确;
C、采用照射蓝光不一定能缓解焦虑情绪,C错误;
D、服用抑制性神经递质或其替代剂可能会对神经系统产生不良影响,且不一定能针对性地缓解焦虑,D错误。
故选AB。
五、改造植物乳酸菌(17分)
5. 高血压是心血管疾病的常见病因。ACEIP是一种通过重组技术生产的融合蛋白。植物乳酸菌(LAB)可被改造成具有降压效果的重组植物乳酸菌(NC8),部分改造流程如图所示。
(1)据如图分析,改造获得重组植物乳酸菌(NC8)过程中,需要经过筛选获得相应的物质或细胞的过程有______(编号选填)。
①过程Ⅰ②过程Ⅱ③过程Ⅲ④过程Ⅳ
(2)为了高效地构建表达载体,如图中pUC57-aceip质粒中aceip基因左端识别序列是限制酶______。
(3)据如图分析,以下描述正确的是______(多选)。
A. 过程Ⅰ需对PCR产物进行电泳鉴定
B. 过程Ⅱ的培养基中需要添加红霉素
C. 过程Ⅲ需要对大肠杆菌进行液体培养
D. 过程Ⅳ需要通入无菌空气并匀速振荡
研究者用凝胶电泳对重组植物乳酸菌(NC8)的表达产物ACEIP进行分析,结果显示出一条约8.5kD的目标蛋白条带,如图所示。
(4)据如图实验结果分析,进行凝胶电泳实验时样品槽位于______(上方/下方)。
ACEIP是由含11个氨基酸的YFP蛋白和含21个氨基酸的TFP蛋白通过精氨酸(R)接头连接,然后再重复一次。ACEIP的完整氨基酸序列如图所示。
(5)由如图信息和已学知识,可推知ACEIP基因至少含有______个碱基对(不考虑终止密码子)。
(6)获取大量ACEIP融合蛋白的设计属于______(编号选填)。
①定点改造蛋白②定向进化蛋白③蛋白质工程④第二代基因工程
为验证口服重组植物乳酸菌(NC8)具有降低血压的效果,科研人员需要大量培育转基因高血压小鼠模型,部分相关过程如下图所示。
(7)据如图和已学知识分析,获得转基因小鼠的相关技术描述正确的有______(多选)。
A. 该过程需要动物细胞培养和细胞融合
B. 代孕母鼠需注射促雌性激素使其超数排卵
C 可通过胚胎分割技术提高转基因小鼠数量
D. 转基因受精卵的获得涉及超数排卵、体外受精等操作
【答案】(1)①②③④
(2)HindⅢ (3)ABC
(4)上方 (5)201
(6)③④ (7)CD
【解析】
【分析】转录、复制都是从模板链3'端开始,因此新合成链的方向均为5'→3'。质粒作为基因的载体,与目的基因形成重组质粒时,需要形成相同的黏性末端,才能重新组合。
【小问1详解】
在图中,过程Ⅰ、过程Ⅱ、过程Ⅲ和过程Ⅳ都涉及筛选或获得特定的物质或细胞。过程Ⅰ:将ACEIP基因插入质粒中,形成重组质粒。 过程Ⅱ:将重组质粒转入大肠杆菌中,筛选出含有该质粒的大肠杆菌。 过程Ⅲ:在大肠杆菌中表达ACEIP基因,获得重组蛋白。 过程Ⅳ:将重组蛋白转入植物乳酸菌中,筛选出具有降压效果的重组植物乳酸菌(NC8)。 因此,需要经过筛选获得相应的物质或细胞的过程有:①过程Ⅰ、②过程Ⅱ、③过程Ⅲ、④过程Ⅳ。
【小问2详解】
根据图示,pUC57-aceip质粒中aceip基因左端的识别序列是限制酶HindⅢ。
【小问3详解】
A、过程Ⅰ需对PCR产物进行电泳鉴定,电泳鉴定可以确认PCR产物的大小和纯度,A正确;
B、红霉素抗性基因用于筛选含有pUC57-aceip质粒的大肠杆菌,B正确;
C、液体培养有利于大肠杆菌的生长和重组蛋白的表达,C正确;
D、乳酸菌代谢类型为异养厌氧型,不需要通入空气,D错误。
故选ABC。
【小问4详解】
图中显示了不同分子量的条带(14.4kD和5.8kD),这些条带从上到下排列,条带越小,电泳时扩散速度越快,表明样品是从上方加载的。因此,样品槽位于上方。
【小问5详解】
ACEIP是由含11个氨基酸的YFP蛋白和含21个氨基酸的TFP蛋白通过精氨酸(R)接头链接,然后再重复一次因此,ACEIP蛋白的总氨基酸数为: 11(YFP) + 1(R) +21(TFP) + 1(R) + 11(YFP)+ 1(R) +21(TFP) + = 67个氨基酸 每个氨基酸由3个碱基对编码,因此ACEIP基因至少含有的碱基对数为: 67个氨基酸 × 3个碱基对/氨基酸 = 201个碱基对。
【小问6详解】
获取大量ACEIP融合蛋白的设计属于蛋白质工程。蛋白质工程是通过基因工程手段对蛋白质进行设计和改造,属于 ④第二代基因工程和③蛋白质工程。
故选③④。
【小问7详解】
A、转基因小鼠的获得通常需要动物细胞培养,但未涉及动物细胞融合,A错误;
B、代孕母鼠通常不需要注射促雌性激素使其超数排卵,B错误;
C、胚胎分割技术可以将一个胚胎分割成多个部分,从而增加转基因小鼠的数量,C正确;
D、转基因受精卵的获得通常涉及超数排卵、体外受精等操作,以便获得足够的受精卵进行基因改造,D正确。
故选CD。
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