内容正文:
高中2023级第二次诊断性考试生物学
注意事项:
1.考生领到答题卡后,须在规定区域填写本人的姓名、准考证号和座位号。
2.考生回答选择题时,选出每小题答案后,须用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。考生回答非选择题时,须用0.5mm黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上。选择题和非选择题的答案写在试卷或草稿纸上无效。
3.考生不得将答题卡离考场,考试结束后由监考员收回。
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 细胞膜上镶嵌、贯穿有多种蛋白质分子,这些膜蛋白不可能是( )
A. 载体蛋白 B. 受体 C. 激素 D. 酶
【答案】C
【解析】
【详解】A、载体蛋白是细胞膜上负责物质跨膜运输的蛋白,A不符合题意;
B、受体蛋白是细胞膜上识别信号分子(如激素、神经递质)并传递信息的蛋白质,属于膜蛋白,B不符合题意;
C、激素是由内分泌腺或细胞分泌的调节物质(如胰岛素、肾上腺素),多为小分子有机物或多肽,其本身并非蛋白质结构(少数蛋白质类激素除外),且不嵌入细胞膜中,而是与膜受体结合发挥作用,因此激素不可能是膜蛋白,C符合题意;
D、酶可在细胞膜上催化特定反应(如细胞膜上的ATP水解酶、信号转导相关酶),属于膜蛋白,D不符合题意。
故选C。
2. 呼吸道上皮的Clara细胞合成并释放的Ccsp蛋白,具有抗炎、免疫调节等功能。但吸烟会导致Clara细胞损伤。下列关于Ccsp蛋白的叙述,错误的是( )
A. 合成与核糖体、内质网、高尔基体、线粒体密切相关
B. 释放过程,离不开生物膜之间的信息交流和相互融合
C. 在抗炎、免疫调节的过程中,作为信息分子发挥作用
D. 吸烟使Clara细胞释放更多Ccsp蛋白,利于免疫调节
【答案】D
【解析】
【详解】A、Ccsp蛋白为分泌蛋白,其合成需核糖体合成肽链,内质网加工折叠,高尔基体修饰包装,线粒体提供能量,A正确;
B、分泌蛋白释放通过囊泡运输,涉及内质网、高尔基体等生物膜的融合与物质传递,释放过程,离不开生物膜之间的信息交流和相互融合,B正确;
C、Ccsp蛋白参与抗炎、免疫调节,属于细胞间信息传递的信号分子,C正确;
D、吸烟导致Clara细胞损伤,会降低其合成和释放Ccsp蛋白的能力,且细胞损伤会削弱免疫功能,D错误。
故选D。
3. 郁闭林冠下是以蓝紫光为主的弱光环境,阴生植物在色素组成上表现出特定适应性。某研究人员提取了某郁闭林中生阳生和阴生植物叶片的光合色素,分别测量它们的吸收光谱,并检测叶绿素的含量。下列叙述正确的是( )
A. 为测定叶绿素的含量,可检测色素提取液对蓝紫光的吸收情况
B. 不同波长光中,阴生植物在蓝紫光区吸收更强,利于光能捕获
C. 相较于阳生植物,阴生植物在红光区和蓝紫光区的吸收均更强
D. 郁闭林冠下的阴生植物,光补偿点和光饱和点均大于阳生植物
【答案】B
【解析】
【详解】A、叶绿素含量测定通常检测色素提取液对红光(约663nm)的吸收值,因类胡萝卜素在红光区吸收弱,可减少干扰;蓝紫光区叶绿素a、b和类胡萝卜素均有吸收,无法特异性反映叶绿素含量,A错误;
B、阴生植物叶绿素b含量较高,叶绿素a/b比值较小,其吸收光谱在蓝紫光区(400-500nm)吸收峰更显著,利于高效捕获郁闭环境下以蓝紫光为主的弱光,B正确;
C、阴生植物主要是在蓝紫光区的吸收更强,以适应林下环境;在红光区的吸收能力通常不如阳生植物,因为阳生植物含有更多的叶绿素来利用充足的红光,C错误;
D、阴生植物适应弱光环境,其光补偿点(光合速率 = 呼吸速率时的光照强度)和光饱和点(光合速率不再增加时的光照强度)都小于阳生植物,D错误。
故选B。
4. 有人将果蝇(2N=8条)精巢中1个细胞的核DNA进行3H标记,然后让该细胞在无放射性条件下连续分裂。若某个子细胞中的核DNA不含3H标记,则该细胞进行了( )
A. 一次有丝分裂 B. 两次有丝分裂
C. 减数分裂Ⅰ D. 减数分裂Ⅱ
【答案】B
【解析】
【详解】A、一次有丝分裂:第一次分裂时,DNA复制为半保留复制,子细胞中每条DNA分子均含一条3H标记链和一条未标记链,因此核DNA均含3H标记,不可能不含标记,A不符合题意;
B、两次有丝分裂:第一次分裂后,子细胞DNA均为杂合状态(含标记链)。第二次分裂前DNA再次复制,产生一半完全未标记的DNA分子(由未标记链复制形成);分裂时姐妹染色单体分离,子细胞(孙代)可能获得全部由未标记链复制的染色单体,从而核DNA不含3H标记,B符合题意;
C、减数分裂Ⅰ:减数分裂包括一次DNA复制和两次分裂。减数分裂Ⅰ后,次级精母细胞中的DNA仍为杂合状态(含标记链),不可能不含3H标记,C不符合题意;
D、减数分裂Ⅱ:减数分裂Ⅱ前无DNA复制,姐妹染色单体分离后,精细胞中的DNA仍为杂合状态(含标记链),不可能不含3H标记,D不符合题意。
故选B。
5. 从达尔文的自然选择学说到现代生物进化理论,人们对进化的研究不断深入。下列叙述符合现代生物进化理论的是( )
A. 个体因突变产生的新基因,不一定在种群内扩散
B. 只要环境条件保持稳定,自然选择就不再起作用
C. 灵长类动物照顾幼仔的行为,是协同进化的结果
D. 精明的捕食者会导致数量少的猎物种群率先灭绝
【答案】A
【解析】
【详解】A、个体因突变产生的新基因,其扩散取决于自然选择、遗传漂变等因素,不一定在种群内扩散,这符合现代生物进化理论中种群基因频率变化的观点,A正确;
B、即使环境条件稳定,自然选择仍通过影响个体的适应度来维持或调整基因频率,并非不起作用,B错误;
C、灵长类动物照顾幼仔的行为是种内行为,主要通过自然选择(如提高后代存活率)进化,而非与其他物种的协同进化,C错误;
D、精明的捕食者倾向于捕食数量多的猎物,以避免自身食物资源枯竭,因此不会导致数量少的猎物种群率先灭绝,D错误。
故选A。
6. 基因印记是指来源于两个亲本的基因因专性的加工修饰(如甲基化)而不能表达。在配子形成时,基因印记会重建。下图是基因型为Aa的小鼠进行交配时基因的传递示意图,下列叙述错误的( )
A. 生长缺陷雄鼠的A基因在其母本体内不能表达
B. 来自生长缺陷雄鼠的A基因在子代鼠中可表达
C. 印记重建过程不改变A、a基因储存的遗传信息
D. 与任意雌鼠交配都能判断生长缺陷雄鼠基因型
【答案】A
【解析】
【详解】A、生长缺陷雄鼠的A基因甲基化,只 能来自母本,但无法确定是母本细胞中含的甲基化的A基因还是母本正常的A基因在形成配子 时甲基化,而后者在母本体内能正常表达,A错误;
B、配子形成时基因印记会“重建”,即原有的印记修饰被清除,重新建立新的修饰模式。生长缺陷雄鼠产生的配子(含A基因)在传递给子代时,印记重建后A基因可恢复表达,因此来自生长缺陷雄鼠的A基因在子代鼠中可表达,B正确;
C、基因印记的本质是甲基化等表观修饰,不改变基因的碱基序列,不影响A、a基因的遗传信息,C正确;
D、若用A'、a'标记甲基化基因,则生长缺陷雄鼠的基因型为A'a或aa。在雌、雄配子印记重建过程中,所有的雄配子均正常,所有雌配子中基因会发生甲基化,因此基因型为A'a的雄鼠可以产生正常雄配子A和a,比例为1:1,雌鼠产生的配子为A'或a'或1A':1a',基因型为A'a的雄鼠和任意雌鼠交配,后代中生长正常鼠:生长缺陷鼠=1:1;基因型为aa的雄鼠(产生正常雄配子a)和任意雌鼠交配,后代均含甲基化基因,表型全为生长缺陷鼠,故与任意雌鼠交配都能判断生长缺陷雄鼠基因型,D正确。
故选A。
7. 血液检查的各种生化指标可作为诊断疾病的参考依据。下表展示某位病人血液生化检验报告单中的部分结果。下列对该病人的诊断合理的是( )
检测项目
测定值
单位
参考值
丙氨酸氨基转移酶
129↑
U·L⁻1
9~60
总蛋白
36↓
g·L⁻1
65~85
醛固酮
356.5↑
pmol·L⁻1
15.0~138.0
游离甲状腺激素
5.20↓
pmol·L⁻1
10.3~25.7
注:丙氨酸氨基转移酶主要分布在肝细胞内
A. 肝功能受损,肾功能也受损 B. 可能因为营养不良出现浮肿
C. 血钠浓度一定比正常值偏低 D. TSH浓度一定比正常值偏低
【答案】B
【解析】
【详解】A、丙氨酸氨基转移酶主要分布在肝细胞内,其测定值升高(129U·L⁻1,参考值9~60U·L⁻1)表明肝功能受损;但报告中无肾功能相关指标(如肌酐、尿素氮等),肾功能受损无依据,A不符合题意;
B、总蛋白测定值降低(36g·L⁻1,参考值65~85g·L⁻1)可能由营养不良或肝功能受损导致蛋白质合成减少,引起低蛋白血症,使血浆胶体渗透压下降,组织液积累出现浮肿,B符合题意;
C、醛固酮测定值升高(356.5pmol·L⁻1,参考值15.0~138.0pmol·L⁻1)会促进肾小管对钠离子的重吸收,血钠浓度应升高而非降低,C不符合题意;
D、游离甲状腺激素测定值降低(5.20pmol·L⁻1,参考值10.3~25.7pmol·L⁻1)通过下丘脑-垂体-甲状腺轴的负反馈调节,应使促甲状腺激素(TSH)浓度升高而非降低,D不符合题意。
故选B。
8. 研究表明,长期过量摄入某些海鲜(富含嘌呤核苷酸和氨基酸)会加重肾脏负担,导致血液中尿酸无法顺利排出而出现高血尿酸症,严重时可导致痛风。下图是人体内含氮物质的代谢简图,下列叙述错误的是( )
A. 含氮物质代谢发生在细胞内
B. 含氮废物都是内环境的成分
C. 痛风是内环境稳态失调的表现
D. 痛风病人应少喝水和低嘌呤饮食
【答案】D
【解析】
【详解】A、蛋白质、核酸等含氮物质的代谢,比如脱氨基作用、嘌呤核苷酸的分解,都是在细胞内完成的,代谢产生的氨、尿酸等废物才会被释放到内环境中,A正确;
B、尿素、尿酸等含氮废物,都是细胞代谢后释放到细胞外液(血浆、组织液、淋巴液)中的物质,而细胞外液就是内环境,因此这些含氮废物属于内环境的成分,B正确;
C、痛风的直接原因是血液中尿酸浓度过高,无法正常排出,这说明内环境中化学成分的稳态被打破,属于内环境稳态失调的典型例子,C正确;
D、因为海鲜、动物内脏等富含嘌呤,会在体内代谢为尿酸,减少这类食物摄入可以降低尿酸生成。多喝水可以增加尿量,促进尿酸从肾脏排出,从而降低血液中尿酸浓度,缓解病情。因此痛风病人应该多喝水,D错误。
故选D。
9. ε-聚赖氨酸(ε-PL)是一种主要由小白链霉菌生产的聚阳离子多肽。它对细菌、酵母菌、霉菌和病毒都具有抑制作用,常作为食品抗菌防腐剂。通过连续发酵生产ε-PL的流程为:①选育高产抗病毒菌株并扩大培养→②发酵启动(初始pH为6.8)→③补料发酵→④诱导合成ε-PL(pH降至4.0左右)→⑤提取精制。下列叙述错误的是( )
A. 食品中添加的ε-PL可以被人体消化利用
B. 可用基因工程或放射线诱变定向改造菌种
C. 改变pH可切换菌体代谢途径从而合成ε-PL
D. 被杂菌污染或病毒侵染均可导致发酵失败
【答案】B
【解析】
【详解】A、ε-PL作为聚阳离子多肽,可被人体蛋白酶水解为赖氨酸吸收利用,符合食品添加剂特性,A正确;
B、基因工程可定向改造菌种,但放射线诱变属于诱变育种,具有不定向性,无法确保“定向改造”,B错误;
C、流程中pH从6.8降至4.0诱导ε-PL合成,说明环境条件(pH)可调节微生物代谢途径,C正确;
D、杂菌污染会竞争营养、改变发酵条件;病毒侵染可破坏生产菌株,二者均会导致发酵失败,D正确。
故选B。
10. “试管婴儿”技术主要流程为:用人工方法让精子和卵细胞在体外受精,经培养发育为早期胚胎后,再移植入子宫内发育为胎儿。下列叙述错误的是( )
A. 该技术可用于输卵管阻塞或切除的患者
B. 试管婴儿个体发育的起点仍然是受精卵
C. 卵裂形成的细胞物质交换效率显著提高
D. 胚胎培养至各组织分化形成时进行移植
【答案】D
【解析】
【详解】A、试管婴儿技术通过体外受精替代自然受精过程,适用于输卵管功能障碍(如阻塞或切除)导致精卵无法结合的患者,A正确;
B、个体发育起点均为受精卵,试管婴儿虽在体外形成受精卵,但其发育起点与自然受孕一致,B正确;
C、卵裂期细胞分裂后体积减小,细胞相对表面积增大,物质交换效率提高(符合细胞表面积与体积关系的生物学规律),C正确;
D、胚胎移植通常在桑椹胚或囊胚期(早期胚胎,未分化)进行,此时仅含未分化的细胞团;若待各组织分化形成(如原肠胚后),则超出适宜移植阶段,D错误。
故选D。
11. 马的性染色体X、Y的同源区段(如图甲a段)存在基因S。任意一条性染色体上的基因S出现缺失,都将导致马的骨骼发育异常(如图乙)。在某个相对封闭,数目足够多的马群中,基因S在X、Y染色体上的缺失率均为5%。下列叙述错误的是( )
A. Ⅲ7患病与Ⅰ2的S基因缺失有关
B. Ⅲ8一定患病
C. Ⅲ9患病概率约为1/3
D. 纯合患病个体占种群的0.25%
【答案】C
【解析】
【详解】A、Ⅰ2患病,Ⅲ7患病,Ⅱ4的致病基因来自于母方,并传递给Ⅲ7,因为基因S在性染色体的同源区段上,所以Ⅲ7患病与Ⅰ2的基因S缺失有关,A正确;
B、Ⅲ7患病,Ⅱ4 的基因型是S-S(S-表示基因S缺失)且由Ⅱ4亲本可推测该个体X染色体上的S基因缺失,Ⅲ8为雌性,所以Ⅲ8一定患病,B正确;
C、Ⅱ5(SS)与Ⅱ6(S-S?)杂交,但是不确定Ⅱ6是哪一条染色体上的S基因缺失,所以无法得出Ⅲ9患病概率是1/3,C错误;
D、因为基因S在X、Y染色体上的缺失率均为5%,所以纯合患病个体(S-S-)占种群的 5%×5%=0.25%,D正确。
故选C。
12. STR(短串联重复序列)是指基因组中由数个碱基对重复多次出现而形成的一段DNA序列。等位基因中同一STR位点,重复次数可能存在差异,并能稳定遗传。医院利用STR-PCR技术可诊断21三体综合征患者。某家庭父、母正常,幼儿疑似患者,胎儿未知。对21号染色体某等位基因的STR进行PCR,扩增相同次数后电泳,结果如下图所示(同一条带会因STR数量不同而存在密度差异)。下列分析错误的是( )
A. 条带a与b、c与d,密度之比均接近1∶1
B. 若c、f、g的密度基本相同,则幼儿为21三体综合征患者
C. 该幼儿出现三种条带是因为母亲在减Ⅱ时21号染色体未分离
D. h与i的密度之比为2∶1时,该胎儿为21三体综合征患者
【答案】C
【解析】
【详解】A、由图可知,条带a与b为父亲的两个等位基因对应的条带,条带c与d为母亲的两个等位基因对应的条带,因为是等位基因,所以它们的密度之比均接近1:1,A正确;
B、若c、f、g的密度基本相同,这表明幼儿含有三个与c、f、g对应的等位基因,即21号染色体有三条,符合21三体综合征患者的特征,所以幼儿为21三体综合征患者,B正确;
C、由图可知,患儿的一条21号染色体STR重复次数与父亲相同,两条21号染色体STR重复次数分别与母亲的两条相同,表明该患儿可能是母亲减数分裂Ⅰ时,一对21号同源染色体没有分离导致的,C错误;
D、当h与i的密度之比为2:1时,说明胎儿含有三条与h、i对应的染色体,即21号染色体有三条,该胎儿为21三体综合征患者,D正确。
故选C。
13. 调节性T细胞(Tregs)是免疫系统中的一类T细胞亚群。该类细胞可通过竞争细胞因子来抑制细胞毒性T细胞的活化或诱导其凋亡;可通过高表达膜蛋白CTLA-4与抗原呈递细胞(APC)表面的CD80/CD86分子结合,来阻断其抗原呈递的信号通路;可通过分泌抑制性细胞因子来抑制免疫系统的功能。下列分析正确的是( )
A. 骨髓是调节性T细胞分化、发育、成熟的场所
B. 调节性T细胞功能过弱易发生感染和恶性肿瘤
C. 注射CTLA-4抗体可以用于治疗人体自身免疫病
D. 体外扩增回输调节性T细胞可防止移植物排斥
【答案】D
【解析】
【详解】A、调节性T细胞属于T细胞亚群,其分化、发育、成熟过程在胸腺中完成(骨髓是B细胞发育场所),A错误;
B、调节性T细胞通过抑制细胞毒性T细胞活化和免疫应答维持免疫稳态。若其功能过弱,免疫抑制作用减弱,易导致免疫过度激活,引发自身免疫病,而非感染或恶性肿瘤(后者常与免疫监视功能低下相关),B错误;
C、CTLA-4是Tregs抑制抗原呈递的关键膜蛋白。注射CTLA-4抗体将阻断CTLA-4与CD80/CD86结合,解除Tregs的免疫抑制,反而增强免疫应答,加重自身免疫病病情,C错误;
D、调节性T细胞可抑制免疫系统对移植物的攻击。体外扩增回输Tregs可增强免疫抑制,降低移植物排斥反应风险,D正确。
故选D。
14. “中枢抑制性调节”是中枢神经系统中一种精细的负向调控机制。下图表示屈肘动作完成过程中的中枢抑制性调节机制,其中抑制性神经元释放的是抑制性神经递质。下列分析正确的是( )
A. 屈肘过程中抑制性神经元不产生动作电位
B. 抑制性神经递质导致后神经元兴奋性提高
C. 返回性抑制将导致屈肌收缩持续时间延长
D. 中枢抑制性调节机制使躯体运动更加协调
【答案】D
【解析】
【详解】A、屈肘过程中,抑制性神经元会接受兴奋并产生动作电位,释放抑制性神经递质,A错误;
B、抑制性神经递质会导致后神经元兴奋性降低,而不是提高,B错误;
C、返回性抑制会抑制屈肌运动神经元的活动,使屈肌收缩持续时间缩短,而不是延长,C错误;
D、中枢抑制性调节机制能够精细调控躯体运动,使躯体运动更加协调,D正确。
故选D。
15. 光敏色素是植物光周期反应中的重要光受体之一。它具有两种形式:红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr),二者的转化如下图所示。当光期处理结束时,光敏色素主要呈Pfr型,进入暗期处理后,Pfr逐渐转化为Pr。Pfr/Pr的比值影响植物开花,在连续的黑暗中,Pfr/Pr的比值降低到一定的阈值水平就可促进短日照植物开花,而长日照植物需要Pfr/Pr的比值较高时才能开花。下列分析错误的是( )
A. 光敏色素的合成过程中需要核糖体的参与
B. 光期处理结束时,Pfr/Pr的比值相对较高
C. 长日照植物需要较长的暗期处理才能开花
D. 用远红光照射短日照植物,会促进其开花
【答案】C
【解析】
【详解】A、光敏色素是一类色素-蛋白复合体,其合成需要核糖体参与,A正确;
B、由题干可知“光期处理结束时,光敏色素主要呈Pfr型”,此时Pfr占比高,故Pfr/Pr比值较高,B正确;
C、长日照植物需要 Pfr/Pr 的比值较高时才能开花,而较长的暗期处理会使 Pfr 大量转化为 Pr,导致 Pfr/Pr 比值降低,无法满足长日照植物开花的条件,因此长日照植物不需要较长的暗期处理才能开花,C错误;
D、远红光照射促进Pfr→Pr转化,降低Pfr/Pr比值,而短日照植物开花需低比值,故远红光会促进其开花,D正确。
故选C。
二、非选择题:共5题,共55分。
16. 敲除基因或调控基因的表达是研究基因功能的常用方法。分析2个案例,回答下列问题。
案例1:为研究女性更年期雌激素水平下降与糖尿病发病率升高的关系,科研人员以雌激素受体基因(R)敲除的小鼠为材料进行实验,结果如下图1、2所示。
(1)在更年期,女性雌激素水平的下降与“________轴”的调节功能减退有关。
(2)雌激素________(填“能”或“不能”)促进胰岛素的合成、分泌,依据是________。
(3)据实验推测,女性更年期雌激素水平下降导致糖尿病发病率升高的机理是________。
案例2:基因Bax和Bcl—2会影响细胞凋亡。研究人员利用siRNA干扰技术降低TRPM7基因表达水平,研究其对细胞凋亡的影响,结果如图3、4所示。
(4)失去功能的siRNA作用组属于________(填“对照组”或“实验组”)。
(5)请用图解来描述TRPM7基因、Bax基因、Bcl—2基因、细胞凋亡之间的关系:________。
【答案】(1)下丘脑—垂体—卵巢
(2) ①. 不能 ②. 野生型与R基因敲除小鼠在未注射(或注射)葡萄糖的情况下,血液中胰岛素水平总是相当的
(3)雌激素水平下降,导致骨骼肌中胰岛素含量下降,骨骼肌摄取和利用葡萄糖的能力下降,使血糖升高
(4)对照组 (5)
或 TRPM7基因→(-)Bax基因→(-)Bcl—2基因→(-)细胞凋亡 或 TRPM7基因→(+)Bcl—2基因→(-)Bax基因→(+)细胞凋亡
【解析】
【分析】血糖调节的中枢是下丘脑,调节胰岛素、胰高血糖素和肾上腺素的分泌。胰岛素是唯一能降低血糖的激素,其作用分为两个方面:促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质;抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化;胰高血糖素和肾上腺素能升高血糖,只有促进效果没有抑制作用,即促进肝糖原的分解和非糖类物质转化。胰岛素抵抗是指各种原因使胰岛素促进葡萄糖摄取和利用的效率下降,机体代偿性的分泌过多胰岛素产生高胰岛素血症,以维持血糖的稳定。
【小问1详解】
女性雌激素的分泌受下丘脑-垂体-卵巢轴的分级调节,更年期时卵巢功能衰退,该轴的调节功能减退,会导致雌激素水平下降。
【小问2详解】
根据图1可知,向野生型和R基因敲除小鼠注射葡萄糖后,两者血液中胰岛素水平的增加量相似,这说明雌激素对胰岛素的合成和分泌没有直接影响。因此雌激素不能促进胰岛素的合成、分泌。
【小问3详解】
女性更年期雌激素水平下降→雌激素通过受体促进胰岛素合成和分泌的作用减弱→胰岛素分泌不足→组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖的能力降低→血糖升高→糖尿病发病率升高。则女性更年期雌激素水平下降导致糖尿病发病率升高的机理是雌激素水平下降,导致骨骼肌中胰岛素含量下降,骨骼肌摄取和利用葡萄糖的能力下降,使血糖升高。
【小问4详解】
失去功能的siRNA不会干扰基因表达,属于对照组(用于排除siRNA本身的非特异性影响)
【小问5详解】
从图3图4可知:TRPM7基因表达水平降低后,Bax蛋白含量增加、Bcl-2蛋白含量减少,细胞凋亡率升高。因此关系为:TRPM7基因→抑制Bax基因表达、促进Bcl-2基因表达→抑制细胞凋亡。
17. 某研究团队利用工程技术对诱导多能干细胞(iPSC)进行基因编辑改造,使其成为在细胞膜上表达CAR分子(嵌合了靶细胞的抗原受体的跨膜复合蛋白)的多能干细胞(CAR-iPSC),进而诱导分化出相应免疫细胞,包括CAR细胞毒性T细胞(CAR-T)、CAR巨噬细胞(CAR-iMac)、CAR自然杀伤细胞(CAR-NK),以治疗癌症。其基本流程如下图所示。回答下列问题。
(1)从供血者采集到的PBMC______(填“需要”或“不需要”)用胰蛋白酶分散成单细胞。细胞扩增培养过程中需要传代培养,原因是______(答出2点即可)。
(2)PBMC需经①重编程导入特定基因(OCT4,SOX2,KLF4等),强制改变其基因表达模式,使其回到类似______的多能状态(iPSC),再经②导入CAR基因并成功表达,成为具有______功能的CAR-iPSC。
(3)绝大多数B细胞恶性肿瘤的标志物之一是CD19(一种膜蛋白)。将CAR分子中嵌入______的CAR-iPSC诱导分化成CAR-T,经扩增后回输病人(自体CAR-T治疗),可以显著增强______(免疫类型),清除该类肿瘤细胞。
(4)用健康捐献者的细胞批量制备CAR-T细胞,进行异体CAR-T治疗时,因T细胞表面的受体(TCR)会识别异己细胞并进行攻击,因此需要预防______(选填编号:①移植物抗宿主病(GVHD)②宿主抗移植物病(HvGR)),预防的解决方案是______。
【答案】(1) ①. 不需要 ②. 细胞密度过大,有接触抑制;有害代谢物积累;营养物质缺乏等
(2) ①. 胚胎干细胞 ②. 特异性识别靶细胞
(3) ①. CD19的受体 ②. 细胞免疫
(4) ①. ①② ②. 敲除供者细胞的相关基因
【解析】
【分析】通过分析题意可知,从供血者体内分离得到PBMC,经过基因改造再经过体外动物细胞培养后,将CAR-T细胞再输到患者体内,这样T细胞就可以特异性识别和攻击肿瘤细胞。
【小问1详解】
PBMC是悬浮的单细胞悬液,无需胰蛋白酶消化分散;贴壁生长的细胞会出现接触抑制,细胞密度过大、营养物质不足和代谢废物积累会抑制细胞增殖,需分瓶传代以维持细胞增殖。
【小问2详解】
PBMC经过重编程导入OCT4、SOX2 等基因,可将体细胞诱导为诱导多能干细胞(iPSC),其多能性类似胚胎干细胞(可分化为多种细胞类型);CAR分子嵌合抗原受体后,能特异性结合靶细胞(肿瘤细胞)的抗原,使CAR-iPSC分化的免疫细胞具备特异性识别肿瘤的功能。
【小问3详解】
CD19是B细胞恶性肿瘤的标志物,CAR分子需嵌入能识别CD19的受体,CAR-T才能特异性识别肿瘤细胞;CAR-T细胞属于细胞毒性T细胞,通过细胞免疫直接杀伤肿瘤细胞。
【小问4详解】
异体CAR-T细胞的TCR会识别宿主细胞的异己抗原,引发移植物抗宿主病(GVHD),当异体CAR-T细胞输到患者体内时,宿主的免疫细胞(如T细胞、巨噬细胞等)会识别CAR-T细胞表面的异己抗原,并启动免疫应答,最终导致CAR-T细胞被清除,无法在体内存活和发挥抗肿瘤作用,引发宿主抗移植物病(HvGR);通过基因编辑敲除CAR-T细胞的TCR 编码基因,使其失去识别宿主异己抗原的能力,从而避免对宿主细胞的攻击,同时敲除CAR-T细胞的 HLA-I类或II类基因,使其不表达供者来源的HLA 分子,从而避免被宿主免疫细胞识别。
18. 神经—肌肉接头是运动神经元轴突末梢和骨骼肌肌纤维细胞膜之间形成的突触结构。从神经纤维传来的信号即通过接头传给肌纤维,引起肌肉收缩。某同学利用蟾蜍的坐骨神经—腓肠肌标本,来研究兴奋的传导特性及神经—肌肉接头的机能。下图甲是神经纤维上某一位置在不同时刻的膜电位变化;图乙是某一时刻,在神经纤维不同位置的膜电位变化;图丙是蟾蜍的坐骨神经—腓肠肌标本示意图。回答下列问题。
(1)图甲中d点时,细胞膜外的Na⁺浓度______(填“大于”“等于”或“小于”)细胞膜内的Na⁺浓度。a点时,如果神经纤维膜上的部分Na⁺通道异常打开,则a点将______(填“上移”“不变”或“下移”)。
(2)图乙中的兴奋向______(填“左”或“右”)传导,c~e段的膜电位变化是由______引起的。
(3)直接刺激图丙中的腓肠肌,在坐骨神经纤维上不能检测到如图甲所示的电位变化,原因是______。
(4)若要利用图丙的坐骨神经—腓肠肌标本来测定兴奋在神经纤维上的传导速率(不提供电流计,仅有电极、刻度尺和精密计时器),请写出实验思路:______。
【答案】(1) ①. 大于 ②. 上移
(2) ①. 右 ②. K+外流
(3)腓肠肌属于突触后细胞,兴奋在突触处只从突触前细胞向突触后细胞单向传递
(4)测量AB之间的距离值,刺激A点,测定并记录腓肠肌反应的时间t1,再刺激B点,测定并记录腓肠肌反应的时间t2,用AB间的距离值除以t1-t2的差值,即得到兴奋在神经纤维上的传导速率
【解析】
【分析】神经调节的基本方式是反射,其结构基础是反射弧,由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分构成.静息时,K+外流,造成膜两侧的电位表现为内负外正;受刺激后,Na+内流,造成膜两侧的电位表现为内正外负。
【小问1详解】
图甲中d点时,细胞处于动作电位峰值后,此时细胞膜外的Na+浓度仍大于细胞膜内的Na+浓度(动作电位的产生是Na+内流,而细胞外Na+浓度始终高于细胞内)。
a点时,若神经纤维膜上的部分Na+通道异常打开,会导致Na+提前内流,膜电位提前去极化,因此a点将上移(静息电位绝对值减小,更接近0电位)。
【小问2详解】
图乙中,兴奋部位膜电位为内正外负,未兴奋部位膜电位为内负外正,电流由正电位流向负电位,因此兴奋向右传导。c~e段的膜电位变化是由K+外流引起的(动作电位后,K+外流使膜电位恢复为静息电位)。
【小问3详解】
直接刺激图丙中的腓肠肌,在坐骨神经纤维上不能检测到如图甲所示的电位变化,原因是神经-肌肉接头处的兴奋传递是单向的(腓肠肌属于突触后细胞,兴奋在突触处只从突触前细胞向突触后细胞单向传递)。
【小问4详解】
实验思路:测量AB之间的距离值,刺激A点,测定并记录腓肠肌反应的时间t1,再刺激B点,测定并记录腓肠肌反应的时间t2,用AB间的距离值除以t1-t2的差值,即得到兴奋在神经纤维上的传导速率。
19. “中华桃”的果肉颜色有红、黄、白三种,由两对等位基因A/a和B/b控制。其中A基因控制合成红色色素,果肉呈红色;B基因控制合成黄色色素,果肉呈黄色;两种色素均不合成时,果肉呈白色;当A、B基因同时存在时,二者转录的mRNA互补配对,导致A、B基因均不能正常表达。回答下列问题。
(1)为了探究这两对基因在染色体上的位置关系,某研究者设计并完成实验一:
纯种红色果肉植株×纯种黄色果肉植株→F1,F1自交后统计F2的表型及比例,结果为________,证明两对基因位于两对同源染色体上。
(2)若让实验一F2中黄色果肉植株自由交配,其子代的表型及比例为____,黄色果肉植株中纯合子的比例是____。
(3)桃果实的有毛对无毛(光桃)为显性,由另一对等位基因D/d控制。
①研究者将基因型为aaBbDd的植株自花传粉(实验二),所得子代的表型及比例如下图所示。从产生配子的过程分析,出现该表型及比例的原因是__________。
②检测发现,一株杂合毛桃(甲)的D基因所在的染色体发生了片段缺失,但D基因不在缺失片段内(缺失不影响配子的活力,若D/d基因所在的染色体均发生片段缺失,则细胞不能存活)。研究者用正常光桃植株作母本与该植株测交,在大量的子代中得到一株异常的Ddd三体毛桃(乙),经研究发现是因为_________导致精子异常所致。让植株甲、乙进行正常杂交,子代表型及比例为__________。
【答案】(1)白色果肉:红色果肉:黄色果肉=10:3:3
(2) ①. 黄色果肉:白色果肉=8:1 ②. 1/2
(3) ①. B和D基因位于同一条染色体,b和d位于同一条染色体上,减数分裂产生配子时,同源染色体的非姐妹染色单体发生互换 ②. 减数分裂Ⅰ后期,同源染色体未分离,移向细胞同一极 ③. 毛桃:光桃=8:3
【解析】
【分析】基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【小问1详解】
根据题意,红色果肉植株基因型为A-bb,黄色果肉植株基因型为aaB-,白色果肉植株基因型为aabb和A-B-,纯种红色果肉植株(AAbb)和纯种黄色果肉植株(aaBB)杂交,F1基因型为AaBb,表现为白色,F1自交,按照基因自由组合定律,F2的基因型及比例为A-B-(白色):A-bb(红色):aaB-(黄色):aabb(白色)=9:3:3:1,所以表型及比例为白色果肉:红色果肉:黄色果肉=10:3:3,由此证明两对基因位于两对同源染色体上。
【小问2详解】
实验一F2中黄色果肉植株的基因型为1/3aaBB、2/3aaBb,aB配子的概率为1/3+2/3×1/2=2/3,ab配子的概率为2/3×1/2=1/3,子代中aaBB(黄色)的概率为2/3×2/3=4/9,aaBb(黄色)的概率为2×2/3×1/3=4/9,aabb(白色)的概率为1/3×1/3=1/9,所以表型及比例为黄色果肉:白色果肉=8:1,黄色果肉植株中纯合子(aaBB)的比例为(4/9)÷(4/9+4/9)=1/2。
【小问3详解】
①基因型为aaBbDd的植株自花传粉,正常情况下,若三对基因遵循自由组合定律,后代表型及比例应为黄肉有毛:黄肉光桃:白肉有毛:白肉光桃=9:3:3:1,但实际为281:19:19:81,即有毛:光桃=3:1,黄肉:白肉=3:1,不遵循基因的自由组合定律,这表明两对等位基因发生了连锁,B和D基因位于同一条染色体,b和d位于同一条染色体上,减数分裂产生配子时,同源染色体的非姐妹染色单体发生互换,产生了四种配子,且比例不等。
②杂合毛桃(甲)基因型为D-d,产生了含D-、d的精子,与正常光桃植株(dd)产生的含d的卵细胞结合形成D-dd三体毛桃(乙),所以是减数分裂Ⅰ后期,同源染色体未分离,移向细胞同一极导致精子异常。植株甲(D-d)产生配子D-:d=1:1,植株乙(D-dd)产生配子D-:dd:D-d:d=1:1:2:2,杂交后代基因型及比例为D-D-(致死):D-d:D-dd:D-D-d:ddd:dd=1:3:3:2:1:2,所以子代表型及比例为毛桃:光桃=8:3。
20. 强光照能够显著提高花青素的积累量,使苹果快速着色。鉴定发现,强光照时MdLNC610基因(只转录,但不编码蛋白质)、花青素合成的关键基因和乙烯合成的关键基因(MdACO1等)表达水平均显著提高。为了解释上述现象,某研究者进行了一系列实验。回答下列问题。
(1)将未着色的近成熟苹果若干,随机分为两组,在强光照后,检测相关指标,结果如下图所示。
实验结果说明:_____________。
(2)关于基因MdLNC610与MdACO1的花青素积累中的作用关系,研究者提出了两种假说并进行了相关实验:
假说一:MdACO1表达水平↑→MdLNC610表达水平↑→花青素积累↑;
假说二:MdLNC610表达水平↑→MdACO1表达水平↑→花青素积累↑;
实验处理及结果如下表:
实验处理
MdLNC610表达水平
实验处理
MdACO1表达水平
WT
+++
WT
+++
OE-MdACO1
+++
OE-MdLNC610
①________
RNAi-MdACO1
+++
RNAi-MdLNC610
②________
说明:“WT”表示野生型;“OE”表示该基因超量表达;“RNAi”表示该基因沉默(不表达);“+”的多少表示相对强度或含量。
结果支持假说二。请在表中①②处补充对应的实验结果:①______,②______。
(3)研究发现,MdLNC610的启动子中有响应强光照(对强光照作出反应)的调控元件,而MdACO1的启动子中没有。为证明该结论,研究者构建了甲、乙两种基因表达载体,如下图所示,经农杆菌分别导入苹果愈伤组织细胞,在设定条件下培养,检测启动子活性(荧光强度),请完善实验内容。
注35S:组成型强启动子;Nos-T:终止子;RLUC:内参考报告基因(稳定表达)
FLUC:主报告基因(用两种荧光强度比值FLUC/RLUC报告启动子的活性)
MdACO1promoter:MdACO1基因的启动子
①基因表达载体乙中“?”是__________(选填字母)。
a.MdACO1 b.MdLNC610 c.MdLNC610promoter(MdLNC610的启动子)
②实验结果:荧光强度显著增强的是__________(选填字母)。
a.强光照下导入了甲的愈伤组织
b.弱光照下导入了甲的愈伤组织
c.强光照下导入了乙的愈伤组织
d.弱光照下导入了乙的愈伤组织
(4)为了探究MdLNC610对MdACO1基因的调控机制,研究者构建了三种基因表达载体:
①—35S—RLUC—Nos-T—MdACO1promoter—FLUC—Nos-T—;
②—35S—Nos-T—;
③—35S—MdLNC610—Nos-T—。
组合后导入愈伤组织,实验组:同时导入①③;对照组:同时导入①②。在弱光下培养后检查荧光强度,实验结果:实验组荧光强度显著强于对照组。
推测该实验的假说是________________。
(5)综上,试用箭头和文字解释强光下苹果着色的调节通路:___________。
【答案】(1)强光通过乙烯的作用来诱导花青素积累(强光通过调控乙烯合成促进花青素积累;强光照不能直接导致花青素积累)
(2) ①. ++++++ ②. +
(3) ①. c ②. c
(4)MdLNC610的表达产物RNA激活了MdACO1的启动子,使MdACO1基因高表达
(5)强光照→MdLNC610转录产物LNCRNA↑→激活MdACO1的启动子→MdACO1表达水平↑→乙烯生成量显著增加→花青素积累↑→苹果着色
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
分析题图,与空气组相比,1-MCP组的花青素含量和乙烯生成量均降低。因为1-MCP能牢固地与乙烯受体结合,会抑制乙烯的作用,所以实验结果说明强光通过乙烯的作用来诱导花青素积累(强光通过调控乙烯合成促进花青素积累;强光照不能直接导致花青素积累)。
【小问2详解】
假说二为MdLNC610表达水平↑→MdACO1表达水平↑→花青素积累↑,对于OE-MdLNC610组(该基因会超量表达),按照假说二,MdLNC610表达水平升高,会使MdACO1表达水平继续升高,所以①处结果为++++++,对于RNAi-MdLNC610组(该基因沉默(不表达)),MdLNC610表达水平降低,会导致MdACO1表达水平继续降低,所以②处结果为+。
【小问3详解】
①要证明MdLNC610的启动子中有响应强光照的调控元件,而MdACO1的启动子中没有,基因表达载体乙中“?”应是MdLNC610promoter(MdLNC610的启动子),这样才能与甲中的MdACO1promoter形成对照,c正确,ab错误。
故选c。
②甲中是MdACO1promoter,其启动子无响应强光照的调控元件,所以强光照和弱光照下导入甲的愈伤组织荧光强度无明显差异,乙中是MdLNC610promoter,强光照下其启动子有响应,荧光强度会显著增强,即强光照下导入了乙的愈伤组织荧光强度显著增强,c正确,abd错误。
故选c。
【小问4详解】
实验组同时导入①③,对照组同时导入①②,实验组荧光强度显著强于对照组,说明MdLNC610能够增强MdACO1基因的启动子活性,所以推测该实验的假说是MdLNC610的表达产物RNA激活了MdACO1的启动子,使MdACO1基因高表达。
【小问5详解】
综合以上实验,强光下苹果着色的调节通路为:强光照→MdLNC610转录产物LNCRNA↑→激活MdACO1的启动子→MdACO1表达水平↑→乙烯生成量显著增加→花青素积累↑→苹果着色。
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高中2023级第二次诊断性考试生物学
注意事项:
1.考生领到答题卡后,须在规定区域填写本人的姓名、准考证号和座位号。
2.考生回答选择题时,选出每小题答案后,须用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。考生回答非选择题时,须用0.5mm黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上。选择题和非选择题的答案写在试卷或草稿纸上无效。
3.考生不得将答题卡离考场,考试结束后由监考员收回。
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 细胞膜上镶嵌、贯穿有多种蛋白质分子,这些膜蛋白不可能是( )
A. 载体蛋白 B. 受体 C. 激素 D. 酶
2. 呼吸道上皮的Clara细胞合成并释放的Ccsp蛋白,具有抗炎、免疫调节等功能。但吸烟会导致Clara细胞损伤。下列关于Ccsp蛋白的叙述,错误的是( )
A. 合成与核糖体、内质网、高尔基体、线粒体密切相关
B. 释放过程,离不开生物膜之间的信息交流和相互融合
C. 在抗炎、免疫调节的过程中,作为信息分子发挥作用
D. 吸烟使Clara细胞释放更多Ccsp蛋白,利于免疫调节
3. 郁闭林冠下是以蓝紫光为主的弱光环境,阴生植物在色素组成上表现出特定适应性。某研究人员提取了某郁闭林中生阳生和阴生植物叶片的光合色素,分别测量它们的吸收光谱,并检测叶绿素的含量。下列叙述正确的是( )
A. 为测定叶绿素的含量,可检测色素提取液对蓝紫光的吸收情况
B. 不同波长光中,阴生植物在蓝紫光区吸收更强,利于光能捕获
C. 相较于阳生植物,阴生植物在红光区和蓝紫光区的吸收均更强
D. 郁闭林冠下的阴生植物,光补偿点和光饱和点均大于阳生植物
4. 有人将果蝇(2N=8条)精巢中1个细胞的核DNA进行3H标记,然后让该细胞在无放射性条件下连续分裂。若某个子细胞中的核DNA不含3H标记,则该细胞进行了( )
A. 一次有丝分裂 B. 两次有丝分裂
C. 减数分裂Ⅰ D. 减数分裂Ⅱ
5. 从达尔文的自然选择学说到现代生物进化理论,人们对进化的研究不断深入。下列叙述符合现代生物进化理论的是( )
A. 个体因突变产生的新基因,不一定在种群内扩散
B. 只要环境条件保持稳定,自然选择就不再起作用
C. 灵长类动物照顾幼仔的行为,是协同进化的结果
D. 精明的捕食者会导致数量少的猎物种群率先灭绝
6. 基因印记是指来源于两个亲本的基因因专性的加工修饰(如甲基化)而不能表达。在配子形成时,基因印记会重建。下图是基因型为Aa的小鼠进行交配时基因的传递示意图,下列叙述错误的( )
A. 生长缺陷雄鼠的A基因在其母本体内不能表达
B. 来自生长缺陷雄鼠的A基因在子代鼠中可表达
C. 印记重建过程不改变A、a基因储存的遗传信息
D. 与任意雌鼠交配都能判断生长缺陷雄鼠基因型
7. 血液检查的各种生化指标可作为诊断疾病的参考依据。下表展示某位病人血液生化检验报告单中的部分结果。下列对该病人的诊断合理的是( )
检测项目
测定值
单位
参考值
丙氨酸氨基转移酶
129↑
U·L⁻1
9~60
总蛋白
36↓
g·L⁻1
65~85
醛固酮
356.5↑
pmol·L⁻1
15.0~138.0
游离甲状腺激素
5.20↓
pmol·L⁻1
10.3~25.7
注:丙氨酸氨基转移酶主要分布在肝细胞内
A. 肝功能受损,肾功能也受损 B. 可能因为营养不良出现浮肿
C. 血钠浓度一定比正常值偏低 D. TSH浓度一定比正常值偏低
8. 研究表明,长期过量摄入某些海鲜(富含嘌呤核苷酸和氨基酸)会加重肾脏负担,导致血液中尿酸无法顺利排出而出现高血尿酸症,严重时可导致痛风。下图是人体内含氮物质的代谢简图,下列叙述错误的是( )
A. 含氮物质代谢发生在细胞内
B. 含氮废物都是内环境的成分
C. 痛风是内环境稳态失调的表现
D. 痛风病人应少喝水和低嘌呤饮食
9. ε-聚赖氨酸(ε-PL)是一种主要由小白链霉菌生产的聚阳离子多肽。它对细菌、酵母菌、霉菌和病毒都具有抑制作用,常作为食品抗菌防腐剂。通过连续发酵生产ε-PL的流程为:①选育高产抗病毒菌株并扩大培养→②发酵启动(初始pH为6.8)→③补料发酵→④诱导合成ε-PL(pH降至4.0左右)→⑤提取精制。下列叙述错误的是( )
A. 食品中添加的ε-PL可以被人体消化利用
B. 可用基因工程或放射线诱变定向改造菌种
C. 改变pH可切换菌体代谢途径从而合成ε-PL
D. 被杂菌污染或病毒侵染均可导致发酵失败
10. “试管婴儿”技术主要流程为:用人工方法让精子和卵细胞在体外受精,经培养发育为早期胚胎后,再移植入子宫内发育为胎儿。下列叙述错误的是( )
A. 该技术可用于输卵管阻塞或切除的患者
B. 试管婴儿个体发育的起点仍然是受精卵
C. 卵裂形成的细胞物质交换效率显著提高
D. 胚胎培养至各组织分化形成时进行移植
11. 马的性染色体X、Y的同源区段(如图甲a段)存在基因S。任意一条性染色体上的基因S出现缺失,都将导致马的骨骼发育异常(如图乙)。在某个相对封闭,数目足够多的马群中,基因S在X、Y染色体上的缺失率均为5%。下列叙述错误的是( )
A. Ⅲ7患病与Ⅰ2的S基因缺失有关
B. Ⅲ8一定患病
C. Ⅲ9患病概率约为1/3
D. 纯合患病个体占种群的0.25%
12. STR(短串联重复序列)是指基因组中由数个碱基对重复多次出现而形成的一段DNA序列。等位基因中同一STR位点,重复次数可能存在差异,并能稳定遗传。医院利用STR-PCR技术可诊断21三体综合征患者。某家庭父、母正常,幼儿疑似患者,胎儿未知。对21号染色体某等位基因的STR进行PCR,扩增相同次数后电泳,结果如下图所示(同一条带会因STR数量不同而存在密度差异)。下列分析错误的是( )
A. 条带a与b、c与d,密度之比均接近1∶1
B. 若c、f、g的密度基本相同,则幼儿为21三体综合征患者
C. 该幼儿出现三种条带是因为母亲在减Ⅱ时21号染色体未分离
D. h与i的密度之比为2∶1时,该胎儿为21三体综合征患者
13. 调节性T细胞(Tregs)是免疫系统中的一类T细胞亚群。该类细胞可通过竞争细胞因子来抑制细胞毒性T细胞的活化或诱导其凋亡;可通过高表达膜蛋白CTLA-4与抗原呈递细胞(APC)表面的CD80/CD86分子结合,来阻断其抗原呈递的信号通路;可通过分泌抑制性细胞因子来抑制免疫系统的功能。下列分析正确的是( )
A. 骨髓是调节性T细胞分化、发育、成熟的场所
B. 调节性T细胞功能过弱易发生感染和恶性肿瘤
C. 注射CTLA-4抗体可以用于治疗人体自身免疫病
D. 体外扩增回输调节性T细胞可防止移植物排斥
14. “中枢抑制性调节”是中枢神经系统中一种精细的负向调控机制。下图表示屈肘动作完成过程中的中枢抑制性调节机制,其中抑制性神经元释放的是抑制性神经递质。下列分析正确的是( )
A. 屈肘过程中抑制性神经元不产生动作电位
B. 抑制性神经递质导致后神经元兴奋性提高
C. 返回性抑制将导致屈肌收缩持续时间延长
D. 中枢抑制性调节机制使躯体运动更加协调
15. 光敏色素是植物光周期反应中的重要光受体之一。它具有两种形式:红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr),二者的转化如下图所示。当光期处理结束时,光敏色素主要呈Pfr型,进入暗期处理后,Pfr逐渐转化为Pr。Pfr/Pr的比值影响植物开花,在连续的黑暗中,Pfr/Pr的比值降低到一定的阈值水平就可促进短日照植物开花,而长日照植物需要Pfr/Pr的比值较高时才能开花。下列分析错误的是( )
A. 光敏色素的合成过程中需要核糖体的参与
B. 光期处理结束时,Pfr/Pr的比值相对较高
C. 长日照植物需要较长的暗期处理才能开花
D. 用远红光照射短日照植物,会促进其开花
二、非选择题:共5题,共55分。
16. 敲除基因或调控基因的表达是研究基因功能的常用方法。分析2个案例,回答下列问题。
案例1:为研究女性更年期雌激素水平下降与糖尿病发病率升高的关系,科研人员以雌激素受体基因(R)敲除的小鼠为材料进行实验,结果如下图1、2所示。
(1)在更年期,女性雌激素水平的下降与“________轴”的调节功能减退有关。
(2)雌激素________(填“能”或“不能”)促进胰岛素的合成、分泌,依据是________。
(3)据实验推测,女性更年期雌激素水平下降导致糖尿病发病率升高的机理是________。
案例2:基因Bax和Bcl—2会影响细胞凋亡。研究人员利用siRNA干扰技术降低TRPM7基因表达水平,研究其对细胞凋亡的影响,结果如图3、4所示。
(4)失去功能的siRNA作用组属于________(填“对照组”或“实验组”)。
(5)请用图解来描述TRPM7基因、Bax基因、Bcl—2基因、细胞凋亡之间的关系:________。
17. 某研究团队利用工程技术对诱导多能干细胞(iPSC)进行基因编辑改造,使其成为在细胞膜上表达CAR分子(嵌合了靶细胞的抗原受体的跨膜复合蛋白)的多能干细胞(CAR-iPSC),进而诱导分化出相应免疫细胞,包括CAR细胞毒性T细胞(CAR-T)、CAR巨噬细胞(CAR-iMac)、CAR自然杀伤细胞(CAR-NK),以治疗癌症。其基本流程如下图所示。回答下列问题。
(1)从供血者采集到的PBMC______(填“需要”或“不需要”)用胰蛋白酶分散成单细胞。细胞扩增培养过程中需要传代培养,原因是______(答出2点即可)。
(2)PBMC需经①重编程导入特定基因(OCT4,SOX2,KLF4等),强制改变其基因表达模式,使其回到类似______的多能状态(iPSC),再经②导入CAR基因并成功表达,成为具有______功能的CAR-iPSC。
(3)绝大多数B细胞恶性肿瘤的标志物之一是CD19(一种膜蛋白)。将CAR分子中嵌入______的CAR-iPSC诱导分化成CAR-T,经扩增后回输病人(自体CAR-T治疗),可以显著增强______(免疫类型),清除该类肿瘤细胞。
(4)用健康捐献者的细胞批量制备CAR-T细胞,进行异体CAR-T治疗时,因T细胞表面的受体(TCR)会识别异己细胞并进行攻击,因此需要预防______(选填编号:①移植物抗宿主病(GVHD)②宿主抗移植物病(HvGR)),预防的解决方案是______。
18. 神经—肌肉接头是运动神经元轴突末梢和骨骼肌肌纤维细胞膜之间形成的突触结构。从神经纤维传来的信号即通过接头传给肌纤维,引起肌肉收缩。某同学利用蟾蜍的坐骨神经—腓肠肌标本,来研究兴奋的传导特性及神经—肌肉接头的机能。下图甲是神经纤维上某一位置在不同时刻的膜电位变化;图乙是某一时刻,在神经纤维不同位置的膜电位变化;图丙是蟾蜍的坐骨神经—腓肠肌标本示意图。回答下列问题。
(1)图甲中d点时,细胞膜外的Na⁺浓度______(填“大于”“等于”或“小于”)细胞膜内的Na⁺浓度。a点时,如果神经纤维膜上的部分Na⁺通道异常打开,则a点将______(填“上移”“不变”或“下移”)。
(2)图乙中的兴奋向______(填“左”或“右”)传导,c~e段的膜电位变化是由______引起的。
(3)直接刺激图丙中的腓肠肌,在坐骨神经纤维上不能检测到如图甲所示的电位变化,原因是______。
(4)若要利用图丙的坐骨神经—腓肠肌标本来测定兴奋在神经纤维上的传导速率(不提供电流计,仅有电极、刻度尺和精密计时器),请写出实验思路:______。
19. “中华桃”的果肉颜色有红、黄、白三种,由两对等位基因A/a和B/b控制。其中A基因控制合成红色色素,果肉呈红色;B基因控制合成黄色色素,果肉呈黄色;两种色素均不合成时,果肉呈白色;当A、B基因同时存在时,二者转录的mRNA互补配对,导致A、B基因均不能正常表达。回答下列问题。
(1)为了探究这两对基因在染色体上的位置关系,某研究者设计并完成实验一:
纯种红色果肉植株×纯种黄色果肉植株→F1,F1自交后统计F2的表型及比例,结果为________,证明两对基因位于两对同源染色体上。
(2)若让实验一F2中黄色果肉植株自由交配,其子代的表型及比例为____,黄色果肉植株中纯合子的比例是____。
(3)桃果实的有毛对无毛(光桃)为显性,由另一对等位基因D/d控制。
①研究者将基因型为aaBbDd的植株自花传粉(实验二),所得子代的表型及比例如下图所示。从产生配子的过程分析,出现该表型及比例的原因是__________。
②检测发现,一株杂合毛桃(甲)的D基因所在的染色体发生了片段缺失,但D基因不在缺失片段内(缺失不影响配子的活力,若D/d基因所在的染色体均发生片段缺失,则细胞不能存活)。研究者用正常光桃植株作母本与该植株测交,在大量的子代中得到一株异常的Ddd三体毛桃(乙),经研究发现是因为_________导致精子异常所致。让植株甲、乙进行正常杂交,子代表型及比例为__________。
20. 强光照能够显著提高花青素的积累量,使苹果快速着色。鉴定发现,强光照时MdLNC610基因(只转录,但不编码蛋白质)、花青素合成的关键基因和乙烯合成的关键基因(MdACO1等)表达水平均显著提高。为了解释上述现象,某研究者进行了一系列实验。回答下列问题。
(1)将未着色的近成熟苹果若干,随机分为两组,在强光照后,检测相关指标,结果如下图所示。
实验结果说明:_____________。
(2)关于基因MdLNC610与MdACO1的花青素积累中的作用关系,研究者提出了两种假说并进行了相关实验:
假说一:MdACO1表达水平↑→MdLNC610表达水平↑→花青素积累↑;
假说二:MdLNC610表达水平↑→MdACO1表达水平↑→花青素积累↑;
实验处理及结果如下表:
实验处理
MdLNC610表达水平
实验处理
MdACO1表达水平
WT
+++
WT
+++
OE-MdACO1
+++
OE-MdLNC610
①________
RNAi-MdACO1
+++
RNAi-MdLNC610
②________
说明:“WT”表示野生型;“OE”表示该基因超量表达;“RNAi”表示该基因沉默(不表达);“+”的多少表示相对强度或含量。
结果支持假说二。请在表中①②处补充对应的实验结果:①______,②______。
(3)研究发现,MdLNC610的启动子中有响应强光照(对强光照作出反应)的调控元件,而MdACO1的启动子中没有。为证明该结论,研究者构建了甲、乙两种基因表达载体,如下图所示,经农杆菌分别导入苹果愈伤组织细胞,在设定条件下培养,检测启动子活性(荧光强度),请完善实验内容。
注35S:组成型强启动子;Nos-T:终止子;RLUC:内参考报告基因(稳定表达)
FLUC:主报告基因(用两种荧光强度比值FLUC/RLUC报告启动子的活性)
MdACO1promoter:MdACO1基因的启动子
①基因表达载体乙中“?”是__________(选填字母)。
a.MdACO1 b.MdLNC610 c.MdLNC610promoter(MdLNC610的启动子)
②实验结果:荧光强度显著增强的是__________(选填字母)。
a.强光照下导入了甲的愈伤组织
b.弱光照下导入了甲的愈伤组织
c.强光照下导入了乙的愈伤组织
d.弱光照下导入了乙的愈伤组织
(4)为了探究MdLNC610对MdACO1基因的调控机制,研究者构建了三种基因表达载体:
①—35S—RLUC—Nos-T—MdACO1promoter—FLUC—Nos-T—;
②—35S—Nos-T—;
③—35S—MdLNC610—Nos-T—。
组合后导入愈伤组织,实验组:同时导入①③;对照组:同时导入①②。在弱光下培养后检查荧光强度,实验结果:实验组荧光强度显著强于对照组。
推测该实验的假说是________________。
(5)综上,试用箭头和文字解释强光下苹果着色的调节通路:___________。
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