内容正文:
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一、选择题(每小题5分,共45分)
1.蛋白质是结构和功能多样的生物大分子。下列叙述错误的是( )
A.二硫键的断裂不会改变蛋白质的空间结构
B.改变蛋白质的空间结构可能会影响其功能
C.用乙醇等有机溶剂处理可使蛋白质发生变性
D.利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质
A
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解析:二硫键是连接不同半胱氨酸残基的化学键,属于蛋白质一级结构的一部分,若二硫键断裂,会破坏蛋白质的空间结构,导致其功能丧失,A错误;蛋白质的功能依赖其特定的空间结构,若空间结构改变(如高温、强酸、强碱导致的变性),其功能通常也会受到影响,B正确;乙醇等有机溶剂可破坏蛋白质分子中的氢键,导致其空间结构改变而变性,C正确;蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过改造或合成基因,来改造现有蛋白质,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求,因此利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质,
D正确。
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2.“离离原上草,一岁一枯荣。野火烧不尽,春风吹又生”昭示着又一个春天的到来。下列关于该古诗的分析,错误的是( )
A.草在生态系统的组成成分中属于生产者
B.火烧后的草地上发生的演替属于次生演替
C.草被火烧过后,留下的灰烬为无机盐
D.草将风带来的CO2转化为淀粉,淀粉属于二糖
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D
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解析:生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者以及非生物的物质和能量,草在生态系统的组成成分中属于生产者,A正确;次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替,火烧后的草地上发生的演替属于次生演替,B正确;草被火烧过后留下的灰烬是草木灰,草木灰是无机盐,
C正确;淀粉属于多糖,D错误。
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3.甲羟戊酸激酶缺乏症是MKD基因由隐性突变为显性所致,患者体内由于缺乏甲羟戊酸激酶而出现反复发烧和全身性炎症。下列分析正确的是( )
A.甲羟戊酸激酶缺乏症患者的基因型有1种
B.该病体现了基因通过控制酶的合成间接控制性状
C.患者持续高烧39 ℃时,机体产热量大于散热量
D.患者出现炎症是体内免疫系统出现缺陷所致
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B
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解析:甲羟戊酸激酶缺乏症患者的基因型包括显性纯合和杂合2种,A错误;该病是由酶异常引发的疾病,所以体现了基因通过控制酶的合成间接控制性状,B正确;患者持续高烧39 ℃时,机体产热量等于散热量,C错误;该病患者的免疫系统没有出现缺陷,其出现炎症是自身免疫的结果,D错误。
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4.研究发现T细胞线粒体中的代谢中间产物可以参与调节遗传物质的表达,作用机理如图所示,其中W代表物质,NFAT是活化T细胞核因子蛋白,下列说法错误的是( )
A.线粒体内膜上消耗的NADH部分可来自
W物质的分解
B.乙酰辅酶A可进入细胞核参与染色质中
蛋白质的乙酰化
C.NFAT可通过影响mRNA与核糖体的结合来调节干扰素的合成
D.线粒体功能缺陷可能影响机体细胞因子合成而导致免疫力低下
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C
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解析:葡萄糖可以在细胞质基质中被分解成丙酮酸,W为丙酮酸,可进入线粒体继续被分解。线粒体内膜上的NADH来源于葡萄糖、丙酮酸和水,故NADH部分来自W,A正确;乙酰辅酶A可进入细胞核,在乙酰化酶的催化下使染色体上的蛋白质乙酰化,导致染色质结构松散,B正确;NFAT是活化T细胞核因子蛋白,细胞质基质中的NFAT进入细胞核后,可以促进合成干扰素和白细胞介素的基因表达(转录),而mRNA与核糖体的结合在细胞质中,C错误;干扰素和白细胞介素是免疫反应
中的细胞因子,线粒体功能缺陷影响细胞因
子合成,故线粒体功能缺陷可能影响机体细
胞因子合成而导致免疫力低下,D正确。
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5.人体内肾上腺素与激素X参与血糖调节的部分调节机理如图。下列说法正确的是( )
A.肾上腺素的作用除了促进肝糖原的分解,
在机体体温调节中也起作用
B.激素X与肾上腺素具有协同作用,调节
激素X分泌的信号分子有神经递质等
C.某病人出现高血糖一定是其体内出现G2蛋白偶联受体的抗体所致
D.若激素X受体的控制基因发生突变,患者体内激素X相对正常人降低
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A
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解析:肾上腺素与G1蛋白结合后激活酶,促进ATP脱去PPi形成的cAMP,cAMP使得R—酶P复合物分开并产生活化的酶P,该酶催化肝糖原分解产生葡萄糖。寒冷刺激使下丘脑的体温调节中枢兴奋后,可引起骨骼肌战栗,使产热增加。与此同时,相关神经兴奋后可以促进甲状腺激素、肾上腺素等激素的释放,使肝及其他组织细胞的代谢活动增强,增加产热,A正确;激素X与G2蛋白结合,抑制酶的作用,使ATP不能形成cAMP,R—酶P复合物不能分开无法产生活化的酶P,不能催化肝糖原分解产生葡萄糖,所以激素X与肾上腺素具有相抗衡的作用,B错误;某病人出现高血糖,
可能是其体内出现G2蛋白偶联受体的抗体所致,也可能是
激素X自身分泌不足所致,C错误;若激素X受体的控制基因
突变,激素X不能与G2蛋白结合,不能抑制酶的作用,会导致
血糖上升,进一步使得激素X分泌增多,患者体内激素X相对
正常人更高,D错误。
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6.激素A的生成途径为基因A→mRNA→激素A,下列说法正确的是( )
A.基因A仅存在于特定的内分泌腺细胞中
B.与激素A合成分泌有关的膜性细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体
C.在通向肝脏的血液中一定存在激素A
D.激素A的生成说明基因都是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状
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C
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解析:所有体细胞的基因均相同,基因A存在于所有的体细胞中,只是在特定的内分泌腺细胞中选择性表达,A错误;核糖体是没有膜结构的细胞器,
B错误;激素A随着血液循环运输到靶细胞和靶器官中,因此血液中含有激素A,C正确;绝大多数的酶是蛋白质,基因对生物性状的控制不全是直接的,D错误。
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7.凋亡诱导因子(AIF)位于线粒体膜间隙中,它既是对细胞凋亡起重要作用的蛋白质,又具有氧化还原酶活性。有研究表明,AIF在胃癌细胞中的表达量高于在正常胃细胞中的。某医学实验室人员从胃癌患者的胃癌组织中提取AIF基因进行PCR扩增,并进行鉴定,相关过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.检测AIF在胃细胞中的表达量,可成为预防胃癌的手段
B.AIF引起的细胞凋亡是基因所决定的细胞程序性死亡,但也受环境条件的影响
C.图中逆转录和PCR均可获取DNA产物,两个过程所需要的原料和酶是相同的
D.电泳鉴定AIF基因时,DNA分子的迁移速率与凝胶浓度和DNA分子的大小等有关
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C
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解析:根据题干信息可知,AIF在胃癌细胞中的表达量高于在正常胃细胞中的,因此检测AIF在胃细胞中的表达量,可成为预防胃癌的手段,A正确;
AIF引起的细胞凋亡是基因所决定的细胞程序性死亡,会受环境条件的影响,B正确;逆转录和PCR均可获取DNA产物,两个过程所需要的原料均是脱氧核苷酸,但逆转录需要逆转录酶,而PCR需要耐高温的DNA聚合酶,C错误;电泳鉴定AIF基因时,DNA分子的迁移速率与凝胶浓度和DNA分子的大小等有关,DNA分子越大,迁移速率越慢,D正确。
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8.(多选)植物代谢会产生次生代谢物(如棉酚、花椒毒素、黄酮类物质等),以抵御植食性害虫的取食及病虫害的侵入。昆虫通过体内谷胱甘肽-S转移酶、酯酶和细胞色素P450s酶等三大解毒酶系来应对植物的防御反应。下列叙述错误的是( )
A.植物和植食性昆虫在长期自然选择中发生了协同进化
B.花椒毒素饲喂棉铃虫后,其体内细胞色素P450s酶基因的表达可能会降低
C.可将再分化后的细胞置于培养罐进行植物组织培养从而工厂化生产次生代谢物
D.同种昆虫取食不同的植物,其体内的解毒酶基因转录水平不同,揭示了昆虫对不同的寄主植物具有不同的适应性
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BC
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解析:协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,植物和植食性昆虫在长期自然选择中发生了协同进化,A正确;棉铃虫通过体内谷胱甘肽-S转移酶、酯酶和细胞色素P450s酶等三大解毒酶系来应对植物的防御反应,花椒毒素饲喂棉铃虫后,其体内细胞色素P450s酶基因的表达可能会增多,B错误;若利用植物组织培养技术进行次生代谢物的工厂化生产,可将脱分化培养获得的愈伤组织细胞置于培养罐中培养,C错误;不同植物次生代谢物不同,同种昆虫取食不同的植物,其体内的解毒酶基因转录水平不同,这是昆虫对不同植物防御的适应,是长期自然选择的结果,D正确。
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9.(多选)某家系中关于甲(相关基因为A/a)、乙(相关基因为B/b)遗传病的系谱图如图1所示,这两对基因独立遗传。基因A/a用同一种限制酶切割后会形成碱基数目(kb)不同的片段,检测家系中的部分成员是否携带甲病致病基因,电泳结果如图2所示。下列分析错误的是( )
A.Ⅱ-4的乙病基因b来自Ⅰ-3和Ⅰ-4
B.1 670 kb的DNA片段是甲病的致病基因
C.若Ⅲ-1不含有1 670 kb片段,则其为女性
D.基因a突变为基因A发生了碱基的替换
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CD
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解析:题图1中,正常夫妇Ⅰ-3和Ⅰ-4生了患乙病的女儿,故乙病是常染色体隐性遗传病,Ⅱ-4的基因型为bb,其基因b来自Ⅰ-3和Ⅰ-4,A正确;由题图1、2可知,Ⅰ-2、Ⅱ-1、Ⅱ-2均患甲病,且都含有1 670 kb的条带,Ⅰ-1不患甲病,不含1 670 kb的条带,故1 670 kb的条带为甲病的致病基因酶切后的产物,B正确;根据甲病的遗传情况,可排除隐性遗传病。Ⅱ-1和Ⅱ-2的基因A/a经酶切后形成的DNA片段不同,则Ⅱ-1和Ⅱ-2的基因型不同,因此甲病不属于常染色体显性遗传病,而属于伴X染色体显性遗传病。Ⅲ-1甲病相关的基因型可能为XAXa、XaXa、XAY、XaY,若不含有1 670 kb片段(基因A),则为男性或女性,C错误;Ⅱ-2为杂合子,含有正常基因(a)和致病基因(A)。Ⅰ-1不患甲病但含有甲病相关的正常基因(a),则基因a的条带是1 403 kb和207 kb(长1 610 kb),基因A的条带是1 670 kb,说明基因a发生了碱基的增添而突变为致病基因A,D错误。
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二、非选择题
10.(12分)2023年“诺贝尔生理学或医学奖”被授予美国科学家卡塔林·卡里科和德鲁·魏斯曼,以表彰他们在核苷酸碱基修饰方面的发现。利用该成果使尿嘧啶转化为假尿嘧啶,可使合成的mRNA进入人体后引起的免疫反应强度降低,同时能增加其翻译效率,从而开发出有效的mRNA疫苗。mRNA疫苗在控制单链RNA病毒X(宿主为动物细胞)流行期间发挥了巨大的作用。如图表示mRNA疫苗工作原理。回答下列问题。
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(1)树突状细胞将内环境中未经碱基修饰的mRNA识别为 ,进而被激活。树突状细胞被激活后,会吞噬并处理mRNA,将其呈递给
,上述过程涉及人体免疫系统的第 道防线,体现了免疫系统的 功能。
解析:树突状细胞会把内环境中未经碱基修饰的mRNA识别为抗原。树突状细胞吞噬抗原,并将抗原呈递给辅助性T细胞的过程,涉及第三道防线,体现了免疫系统免疫防御的功能。
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抗原
辅助性T细胞
三
免疫防御
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(2)mRNA疫苗的制备的大致过程是①获取病毒的单链RNA;②以病毒的RNA为模板合成cDNA;③切割cDNA以获取控制S蛋白的DNA片段;④以控制S蛋白的DNA片段为模板合成mRNA;⑤碱基修饰;⑥脂质纳米粒包装;⑦成药。②过程需要的酶是 酶。③过程切割cDNA以获取控制S蛋白的基因片段时要注意保留基因前端的 片段,理由是该片段是 酶识别和结合的位点。
解析:②过程以病毒的RNA为模板合成cDNA要用逆转录酶。③过程切割cDNA以获取控制S蛋白的基因片段时,要注意保留基因前端的启动子片段,理由是该片段是RNA聚合酶识别和结合的位点,在转录时与RNA聚合酶结合。
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逆转录
启动子
RNA聚合
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(3)制备X病毒灭活疫苗时,需要将提纯的X病毒接种在VERO细胞中,获得大量活病毒后对其进行灭活处理。VERO细胞一定来自动物,理由是
。在培养VERO细胞时,培养液中要加入一定量的牛血清,作用是_______________
;培养的气体环境是______________
。科学家普遍认为针对RNA病毒的灭活疫苗很容易失效,不能起到预防病毒感染的目的,理由是_______________________________
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X病毒的宿主是动物细胞,所以只能用动物细胞培养X病毒
提供细胞所需的目前尚未研究清楚的营养物质
95%空气和
5% CO2
RNA病毒的遗传物质一般是单链RNA,容易发生变异,导致前期注射灭活疫苗产生的特异性抗体不能与变异后的病毒抗原结合
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解析: X病毒的宿主是动物细胞,所以培养X病毒所用的细胞也是动物细胞。培养动物细胞时添加牛血清的作用是提供细胞所需的目前尚未研究清楚的营养物质。培养时的气体环境是95%空气和5% CO2的混合气体。科学家普遍认为针对RNA病毒的灭活疫苗很容易失效,不能起到预防病毒感染的目的,理由是RNA病毒的遗传物质一般是单链RNA,容易发生变异,导致前期注射灭活疫苗产生的特异性抗体不能与变异后的病毒抗原结合。
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