精品解析:重庆市渝东北等部分区县2026届高三下学期模拟考试生物
2026-05-15
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修3 生物技术与工程 |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-三模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 重庆市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.98 MB |
| 发布时间 | 2026-05-15 |
| 更新时间 | 2026-05-15 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57883411.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
生物试题
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 脑钠肽(BNP)是临床诊断心力衰竭的重要血清标志物,主要由心室肌细胞合成并分泌。当心室负荷增加或心肌受损时,BNP基因表达上调,BNP被释放入血。下列相关叙述正确的是( )
A. BNP在核糖体上合成后即具有生物活性
B. 心室肌细胞分泌BNP时依赖载体蛋白协助
C. 心力衰竭患者的血清中BNP含量高于健康人的
D. BNP基因只存在于心室肌细胞中
2. 我国是食醋生产和消费大国,食醋主要以大米为原料,经醋酸菌发酵而成,其工业化生产流程如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 用赤霉素处理大米种子能促进淀粉酶合成,提高糖化效率
B. 酒精发酵阶段需要隔绝空气,利于酵母菌无氧呼吸产生酒精
C. 醋酸发酵阶段通入无菌空气,利于醋酸菌将酒精转化为醋酸
D. 醋酸菌可直接利用大米中的淀粉进行发酵,无须经过酒精发酵阶段
3. 重庆三峡库区推广“林下养鸡+鸡粪堆肥还园+有机肥替代化肥+生态保水护土”循环生态模式。林下散养土鸡,鸡捕食害虫、杂草;鸡粪经微生物腐熟发酵制成有机肥后归还柑橘林地,从而减少化肥、农药施用,提高柑橘品质,同时保护库区水土。下列相关叙述错误的是( )
A. 鸡捕食害虫和杂草,调整了能量流动的关系,也有利于柑橘生长
B. 将经微生物分解的鸡粪制成肥料并施用,体现了物质循环再生的生态学原理
C. 林下养鸡增加了群落垂直结构的复杂性,提高了生态系统的抵抗力稳定性
D. 减少化肥施用,降低水体污染和提高收入,体现了生态工程的协调原理
4. 下列生物学实验操作合理并且能观察到预期实验现象的是( )
A. 提取绿叶中的色素:研钵中加入绿叶、无水乙醇、SiO2,研磨,过滤→获得绿色滤液
B. 低温诱导根尖细胞染色体数目变化:用卡诺氏液固定后再低温处理,冲洗→制作装片
C. 培养液中酵母菌种群数量的变化:振荡试管后再吸出培养液,滴于盖玻片边缘→立即计数
D. 电泳鉴定DNA片段:PCR产物与凝胶载样液混合,注入加样孔,电泳→取出凝胶并置于紫外灯下观察
5. 多种方法获得的早期胚胎,均需要移植给受体才能获得后代。下列有关叙述正确的是( )
A. ①②③的早期胚胎,遗传物质均全部来自供体亲本
B. 将获得的早期胚胎移植到同种的雌性动物体内
C. ②克隆猴是通过体外受精、早期胚胎培养技术获得的
D. ③转基因山羊的人干扰素基因可在全部体细胞中稳定表达
6. 南海某海岛有两种濒危植物:海杧果,花呈白色,夜间会释放浓烈香气,仅依赖一种夜行性蛾类传粉;草海桐,花呈黄色,白天开放,可由多种蜂类和蝇类传粉。下列叙述错误的是( )
A. 海杧果与夜行性蛾类的原始合作关系是协同进化的结果
B. 海杧果的花具有香气浓烈、夜间开放等特征,是由蛾类选择后出现的变异
C. 与海杧果相比,草海桐的泛化传粉更能应对传粉者缺失的风险
D. 两种植物的传粉时间和传粉者类群不同,降低了二者间的竞争
7. DREB2A启动子区甲基化是植物响应非生物胁迫的关键调控机制之一,其动态变化精细调控着DREB2A的表达水平,进而影响植物的抗逆能力。耐旱玉米的DREB2A启动子区的甲基化程度明显低于普通玉米品种的。下列相关叙述正确的是( )
A. 普通玉米DREB2A启动基因的转录水平高,抗旱能力弱
B. 启动子区甲基化通过改变基因的碱基序列来调控基因表达
C. DREB2A启动子甲基化程度低,更利于RNA聚合酶结合
D. 耐旱玉米的耐旱适应机制是干旱诱导形成的,不能遗传给子代
8. 碘是合成甲状腺激素的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞的细胞膜上有Na+-K+泵和Na+-I-共转运体(NIS),工作模式如图所示。NO3-能与I-竞争NIS。药物X可以特异性阻断Na+-K+泵的作用。下列有关分析错误的是( )
A. NIS转运I-的速率依赖细胞膜两侧的Na+浓度差
B. 组织液中的NO3-浓度升高不利于甲状腺滤泡上皮细胞吸收I-
C. Na+-K+泵通过主动运输维持细胞内较低的Na+浓度
D. 用药物X处理会降低甲状腺滤泡上皮细胞内Na+的浓度
9. 果胶酶在果汁澄清方面具有重要的应用。科研人员从腐烂的水果中分离出能够分泌果胶酶的微生物,部分实验操作如图所示,I~V表示过程,①~③表示菌落。已知果胶能与培养基中的刚果红结合形成红色复合物,果胶被分解后会形成透明圈。下列有关叙述错误的是( )
A. 过程Ⅰ用稀释涂布平板法进行接种,该方法可用于统计样品中活菌的数目
B. 菌落①和菌落②周围有透明圈,说明这两个菌株能分泌果胶酶
C. 过程Ⅲ接种时,应优先选择菌落②进行纯培养,以获得单菌落
D. 过程V的扩大培养收集果胶酶时,可根据目标菌的代谢特点配制培养基
10. 研究人员用植物生长调节剂X处理野生型植物甲(WT),WT的侧根夹角(侧根与主根之间的夹角)明显增大。用ACC(乙烯前体物质,能转化为乙烯)、X、乙烯受体过表达突变体(N)和乙烯受体缺陷突变体(M)进行相关实验,根系的生长情况如图所示。下列相关分析合理的是( )
A. 乙烯受体降低了WT对X的敏感性
B. 突变体M对X不敏感与乙烯的作用无关
C. 乙烯和X均通过乙烯受体促进主根生长
D. X增大侧根夹角依赖乙烯信号通路正常
11. 用小篮子法测定种子的呼吸作用强度时,将种子放入广口瓶中,用饱和氢氧化钡[Ba(OH)2]溶液吸收种子产生的CO2。待测试结束后,检测Ba(OH)2的减少量进而计算种子的呼吸强度。下列有关叙述正确的是( )
①需要对种子进行消毒,避免微生物呼吸作用的干扰
②检测过程中需要保持瓶口密闭,以阻止O2的供应
③检测结果反映了种子有氧呼吸释放CO2的速率
④Ba(OH)2减少量越大,说明种子细胞呼吸速率越大
A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ②④
12. 我国科学家发现,高盐刺激会引起转录因子 ZNF385A 被磷酸化激活,进而与醛固酮合成酶基因的启动子结合,促进醛固酮合成酶的合成。ZNF385A 基因缺失的小鼠表现为血钠降低、血钾升高,易出现低血压症状。下列有关分析不合理的是( )
A. ZNF385A的磷酸化过程会消耗能量
B. ZNF385A在肾上腺皮质细胞中发挥作用
C. ZNF385A激活后会抑制醛固酮的合成
D. ZNF385A基因缺失小鼠重吸收的Na+减少
13. 镰荚金合欢分泌蜜汁吸引蚂蚁在植株上生活和筑巢。镰荚金合欢遭受动物取食时,蚂蚁可驱赶动物。研究人员调查了Tp、Cn和Cm三种蚂蚁在镰荚金合欢不同位置的占领比例和相关生活特征,结果见图和表。下列有关分析不合理的是( )
蚂蚁种类
Cm
Cn
Tp
蜜腺啃食率
33%
48%
90%
芽啃食率
0
97%
0
顶端优势指数
40%
30%
43%
A. 取食镰荚金合欢的动物和蚂蚁之间存在种间竞争的关系
B. Tp和Cn的生态位重叠度高,两者对蜜腺的竞争更激烈
C. Cm占领镰荚金合欢的上层空间,获得的食物最多
D. Cn的顶端优势指数最低,可降低与其他蚂蚁的竞争
14. 背根神经节(DRG)与神经病理性冷痛有关。白细胞介素-33(IL-33)可作用于DRG神经元的ST2受体,促进冷敏感通道TRPM8开放,引起Na+和Ca2+内流,Ca2+可激活胞内信号通路,从而调节TRPM8活性,机制见图。为探究该机制,某小组用培养的DRG神经元进行实验,实验处理及结果如表所示。下列相关分析不合理的是( )
实验组
处理
刺激
膜电流相对值
①
无处理
相同强度的冷刺激
1.0
②
IL-33
3.5
③
IL-33+抗ST2抗体
1.1
④
IL-33+钙螯合剂
2.0
注:钙螯合剂能螯合(Ca2+,使Ca2+浓度下降;膜电流大小反映TRPM8开放程度,膜电流相对值为1.0即产生动作电位。
A. IL-33、冷刺激均能使DRG神经元产生动作电位
B. 对比②组和③组可知,IL-33通过ST2受体促进TRPM8开放
C. 对比②组和④组可知,Ca2+又对TRPM8的活性有正向调节作用
D. 若抑制胞内Ca2+激活的信号通路,则④组的膜电流会低于①组的
15. 在PCR反应体系中加入荧光标记的腺嘌呤脱氧核苷酸,新合成的DNA链可用于制作探针。在两种反应体系中分别加入不同的引物(见表),适宜条件下进行PCR扩增。下列有关分析错误的是( )
反应体系
加入的引物
①
5′-GCCTATCACGAACCA-3′ 5′-GATACCGTGGTTCGT-3′
②
5′-AGCATGGCGCAAGCC-3′ 5′-GCCATGCTGAAACCG-3′
A. 反应体系①的引物也能作为模板链
B. 反应体系②经PCR扩增后能产生探针
C. 反应体系①经PCR扩增后能产生探针
D. 反应体系②的引物之间能相互配对
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 某地在马尾松林被采伐后,通过种植乔木红锥和杉木进行人工造林。研究人员在该地的红锥纯林(PCH)、杉木纯林(PCL)和红锥—杉木混交林(MCC)三处林地,调查了不同植被器官的碳贮量,结果如图所示。林地不同群落层次的生物量(有机干物质量)如表所示。回答下列问题:
注:柱状图上标出的字母不同,反映两者的差异显著;字母相同,则两者差异不显著。
PCH
PCL
MCC
乔木层
100.34
125.82
110.30
灌木层
1.42
2.51
9.75
草本层
0.19
2.43
4.46
土壤层
1.29
4.87
3.28
(1)从群落结构角度分析,三种林地中MCC的垂直分层最复杂,依据是______;该分层现象显著提高了群落利用______的能力。
(2)由图可知,不同林地植物贮碳量差异显著的部位是______。碳进入生物群落的主要途径是______,林间土壤中的碳主要来自______。
(3)人工造林可以保持水土、涵养水源、固碳贮碳和提供木材原料,体现了生物多样性的______价值。相比于纯林,MCC的林木材用没有明显优势,但该种植模式仍具有生态应用价值,主要体现在_______。
17. 莱茵衣藻光反应电子传递过程如图所示。PGR5蛋白参与调节膜两侧的H+浓度梯度,为研究PGR5蛋白对莱茵衣藻在盐胁迫时代谢的调节作用,研究人员利用野生型莱茵衣藻(WT)构建PGR5基因缺失突变体(pgr5),在不同条件下检测两种藻的代谢指标,实验处理及部分结果如表所示。回答下列问题:
实验处理
WT
pgr5
叶绿素含量
光合速率
自由基水平
叶绿素含量
光合速率
自由基水平
对照
3.45
2.35
5.02
1.25
0.86
9.54
100mmol·L-1
NaCl处理
2.85
1.48
5.24
0.75
0.56
13.2
150mmol·L-1
NaCl处理
1.74
0.98
6.12
0.36
0.27
17.6
注:检测指标均为相对值,单位略。
(1)PGR5蛋白分布于叶绿体的_______上。在光合作用中,物质a的作用是_______。物质b表示_______。
(2)与WT组相比,正常条件下pgr5组的光合速率_______,影响因素包括_______(填序号)。
①PSⅡ和PSⅠ对光能的吸收转换效率低
②Cytb6/f建立的膜两侧H+浓度差增大
③PGR5蛋白功能缺失后对H+浓度梯度的调节失衡
④ATPase的催化效率低
⑤C3被还原成糖类和C5的速率降低
⑥CO2扩散进入叶绿体基质的速率升高
(3)PGR5蛋白能_______盐胁迫对莱茵衣藻光合作用的影响,机理是_______。
18. 肿瘤细胞内的某些蛋白质经过蛋白酶体和细胞器的处理后,形成MHC-Ⅰ并呈递到细胞表面。MHC-Ⅰ被细胞毒性T细胞的TCR识别后可激活细胞毒性T细胞,从而发挥免疫效应,过程见图1。研究发现,肿瘤细胞的免疫逃逸与该过程异常有关。回答下列问题:
(1)蛋白质经过一系列加工形成MHC-Ⅰ,并通过_______(填结构)呈递至细胞表面。细胞毒性T细胞识别肿瘤细胞表面的MHC-Ⅰ后活化,可增殖分化为新的细胞毒性T细胞和_______。新的细胞毒性T细胞可识别并裂解肿瘤细胞,这属于免疫系统的_______功能。
(2)为研究膜蛋白SUSD6对肿瘤细胞呈递MHC-Ⅰ的影响,研究人员检测人胰腺癌细胞(WT)和SUSD6基因敲除的胰腺癌细胞(KO)SUSD6和MHC-Ⅰ的数量,结果见图2。实验结果说明,SUSD6能_______(填“促进”或“抑制”)MHC-Ⅰ降解,依据是_______和_______。
(3)研究发现,SUSD6与MHC-Ⅰ存在相互作用,并影响肿瘤细胞的逃逸。基于上述研究,请提出一项治疗肿瘤细胞免疫逃逸的措施:_______。
19. 成骨不全(OI)是一种遗传异质性结缔组织疾病,患者的患病程度不同,轻者无症状,常见的致病基因和遗传方式见表。图1为某OI先证者(指在一个家系中最先发现的患病个体)的家族遗传系谱图。医生对先证者及其双亲的相关基因进行检测,结果见图2。回答下列问题:
突变基因
遗传方式
COL1A1
常染色体显性遗传
BMP1
常染色体隐性遗传
S2P
伴X染色体隐性遗传
注:检测结果显示一种基因同一位点的部分编码序列,不同个体基因其他位点的序列均相同。G表示两个基因该位点的序列均为G。表示一个基因的该位点为G,另一个基因的该位点不为G。
(1)若OI由S2P基因突变所致,则人群中,男、女患者数量的差异是_____。
(2)基因检测结果显示,OI是由表中一种基因突变造成的,故检测的基因应是_____,判断依据是_____。
(3)若Ⅱ-2和Ⅱ-3再生育一个孩子,则该孩子是男孩且不携带致病基因的概率是_____。科研人员用单细胞基因组扩增技术,对得到的极体进行基因测序,从而推测出与被测极体同时产生的卵细胞不含致病基因,再用试管婴儿技术辅助患者夫妇生育健康婴儿。请分析该技术是否适合用于辅助Ⅱ-2和Ⅱ-3生育,并给出理由:_____。
(4)研究发现,COL1A1基因突变导致Ⅰ型胶原蛋白结构异常,进而诱导成骨细胞凋亡。若采用基因编辑技术(CRISPR-Cas9)治疗OI,需要设计sgRNA靶向突变位点。
①CRISPR-Cas9系统工作时,在sgRNA的引导下Cas9蛋白识别并切割DNA双链。为保证治疗的特异性,设计的sgRNA序列必须与_____(填“正常基因”或“突变基因”)的序列互补配对。
②为了通过同源重组修复将致病基因恢复为正常基因,还需要向细胞内导入_____(填“正常基因”或“突变基因”)的序列作为修复模板。
20. 光控技术可通过光控制基因表达、蛋白质活性或细胞功能,我国科研团队开发了一种由近红外光激活的光控系统。工程菌经近红外光照射后,生成的c-di-GMP能激活转录因子MrkH,启动目标基因的表达。该系统通过精确控制治疗性蛋白的表达,实现了对肿瘤的精准治疗。工程菌的工作原理见图,相关基因及功能见表。回答下列问题:
注:Plac、Ptac、PmrkA均表示启动子。表示核糖体结合位点RBS的对应序列。
基因
功能
PadC4
编码PadC4蛋白,PadC4蛋白催化c-di-GMP生成
BpHO
编码BV蛋白,BV蛋白为PadC4蛋白的激活因子
YhjH
编码c-di-GMP降解酶,该酶能降解c-di-GMP
MrkH
编码转录因子MrkH,MrkH被c-di-GMP激活后驱动基因表达
luxCDABE
编码荧光素酶,在该酶作用下,细菌会发出蓝绿色荧光
(1)构建基因表达载体时,Plac片段和PadC4基因片段通过_____酶进行连接。在BpHO基因的下游连接_____序列,使BpHO基因停止转录。
(2)实验中用luxCDABE检验工程菌的灵敏性,其机制是用波长为710 nm的近红外光照射工程菌后,PadC4蛋白被激活并催化GTP生成c-di-GMP,_____,荧光素酶发挥作用使菌体发出蓝绿色荧光。黑暗条件下,Ptac持续驱动YhjH基因表达,目的是_____,进而实现工程菌的光控特性。
(3)核糖体结合位点RBS序列能调控核糖体与mRNA的结合效率,从而在_____(填生理过程)水平调控相关基因的表达。
(4)clyA蛋白是一种胞外蛋白,可诱导肿瘤细胞凋亡。工程菌不能直接杀伤肿瘤细胞。根据图所示的信息,若对工程菌的遗传物质进行改造,使其在近红外光照射下可杀伤肿瘤细胞,则改造思路是_____。
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生物试题
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 脑钠肽(BNP)是临床诊断心力衰竭的重要血清标志物,主要由心室肌细胞合成并分泌。当心室负荷增加或心肌受损时,BNP基因表达上调,BNP被释放入血。下列相关叙述正确的是( )
A. BNP在核糖体上合成后即具有生物活性
B. 心室肌细胞分泌BNP时依赖载体蛋白协助
C. 心力衰竭患者的血清中BNP含量高于健康人的
D. BNP基因只存在于心室肌细胞中
【答案】C
【解析】
【详解】A、BNP属于分泌蛋白,核糖体上仅能合成多肽链,多肽链需要经过内质网、高尔基体的加工修饰后才具备生物活性,A错误;
B、心室肌细胞分泌BNP的方式为胞吐,该过程依赖细胞膜的流动性,不需要载体蛋白协助,B错误;
C、题意显示,心室负荷增加或心肌受损时,BNP基因表达上调、释放入血的量增加,心力衰竭患者存在心室负荷升高、心肌受损的情况,因此其血清中BNP含量高于健康人,C正确;
D、人体所有体细胞均由受精卵经有丝分裂产生,核基因完全一致,BNP基因存在于几乎所有人体体细胞中,仅在心室肌细胞中选择性表达,D错误。
2. 我国是食醋生产和消费大国,食醋主要以大米为原料,经醋酸菌发酵而成,其工业化生产流程如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A. 用赤霉素处理大米种子能促进淀粉酶合成,提高糖化效率
B. 酒精发酵阶段需要隔绝空气,利于酵母菌无氧呼吸产生酒精
C. 醋酸发酵阶段通入无菌空气,利于醋酸菌将酒精转化为醋酸
D. 醋酸菌可直接利用大米中的淀粉进行发酵,无须经过酒精发酵阶段
【答案】D
【解析】
【详解】A、赤霉素能促进淀粉酶合成,用赤霉素处理大米种子能促进淀粉酶合成,从而提高糖化效率,A正确;
B、酒精发酵是利用酵母菌的无氧呼吸,酵母菌在无氧条件下将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳,所以酒精发酵阶段需要隔绝空气,利于酵母菌无氧呼吸产生酒精,B正确;
C、醋酸菌是好氧菌,在醋酸发酵阶段通入无菌空气,能为醋酸菌提供有氧环境,利于醋酸菌将酒精转化为醋酸,C正确;
D、醋酸菌不能直接利用大米中的淀粉,大米中的淀粉需先经糖化形成葡萄糖,酵母菌再将葡萄糖通过酒精发酵产生酒精,之后醋酸菌才能将酒精转化为醋酸,所以醋酸菌须经过酒精发酵阶段,D错误。
3. 重庆三峡库区推广“林下养鸡+鸡粪堆肥还园+有机肥替代化肥+生态保水护土”循环生态模式。林下散养土鸡,鸡捕食害虫、杂草;鸡粪经微生物腐熟发酵制成有机肥后归还柑橘林地,从而减少化肥、农药施用,提高柑橘品质,同时保护库区水土。下列相关叙述错误的是( )
A. 鸡捕食害虫和杂草,调整了能量流动的关系,也有利于柑橘生长
B. 将经微生物分解的鸡粪制成肥料并施用,体现了物质循环再生的生态学原理
C. 林下养鸡增加了群落垂直结构的复杂性,提高了生态系统的抵抗力稳定性
D. 减少化肥施用,降低水体污染和提高收入,体现了生态工程的协调原理
【答案】D
【解析】
【详解】A、鸡捕食害虫可减少害虫对柑橘的取食,捕食杂草可减少杂草与柑橘的资源竞争,同时调整了能量流动关系,使能量更多流向对人类有益的部分,有利于柑橘生长,A正确;
B、鸡粪经微生物分解将有机物转化为可被植物利用的无机物,作为肥料还园实现了物质的循环利用,体现了物质循环再生的生态学原理,B正确;
C、林下养鸡增加了该生态系统的生物种类,使群落垂直结构更复杂,营养结构更复杂,生态系统自我调节能力增强,提高了抵抗力稳定性,C正确;
D、协调原理指的是生物与环境、生物与生物之间的协调适应,需考虑环境容纳量,而减少化肥施用兼顾生态环境保护和经济效益,体现的是生态工程的整体原理(兼顾生态、经济、社会整体效益),并非协调原理,D错误。
4. 下列生物学实验操作合理并且能观察到预期实验现象的是( )
A. 提取绿叶中的色素:研钵中加入绿叶、无水乙醇、SiO2,研磨,过滤→获得绿色滤液
B. 低温诱导根尖细胞染色体数目变化:用卡诺氏液固定后再低温处理,冲洗→制作装片
C. 培养液中酵母菌种群数量的变化:振荡试管后再吸出培养液,滴于盖玻片边缘→立即计数
D. 电泳鉴定DNA片段:PCR产物与凝胶载样液混合,注入加样孔,电泳→取出凝胶并置于紫外灯下观察
【答案】D
【解析】
【详解】A、提取绿叶中的色素时,除无水乙醇(溶解提取色素)、SiO₂(使研磨更充分)外,还需要加入CaCO₃防止研磨过程中叶绿素被破坏,该操作缺少CaCO₃,无法获得正常的绿色滤液,A错误;
B、低温诱导根尖细胞染色体数目变化实验中,需先进行低温处理诱导染色体数目加倍,再用卡诺氏液固定细胞形态,选项操作顺序颠倒,固定后的细胞已死亡,无法再被低温诱导染色体加倍,B错误;
C、培养液中酵母菌种群数量计数时,滴加培养液后需要等待酵母菌全部沉降到计数室底部再计数,立即计数会因酵母菌悬浮导致结果误差极大,C错误;
D、电泳鉴定DNA片段时,将PCR产物与凝胶载样液混合后注入加样孔进行电泳,DNA与染色剂结合后可在紫外灯下显现条带,操作合理可观察到预期现象,D正确。
5. 多种方法获得的早期胚胎,均需要移植给受体才能获得后代。下列有关叙述正确的是( )
A. ①②③的早期胚胎,遗传物质均全部来自供体亲本
B. 将获得的早期胚胎移植到同种的雌性动物体内
C. ②克隆猴是通过体外受精、早期胚胎培养技术获得的
D. ③转基因山羊的人干扰素基因可在全部体细胞中稳定表达
【答案】B
【解析】
【详解】A、①试管动物的遗传物质来自父本(精子)和母本(卵母细胞)两个亲本,并非全部来自单一供体;②克隆动物的细胞核遗传物质来自供核亲本,细胞质遗传物质(线粒体 DNA)来自卵母细胞供体,也不是 “全部” 来自供体亲本;③转基因动物除了供体亲本的遗传物质,还额外导入了外源的人干扰素基因。因此三者的遗传物质都不是 “全部来自供体亲本”,A错误;
B、胚胎移植的基本原则之一就是同种、生理状态相同的受体,必须移植到同一物种的雌性动物体内,避免物种间的免疫排斥和发育不兼容。且受体需与供体处于相同的生理状态(如同期发情处理),为胚胎发育提供适宜的环境,B正确;
C、克隆动物的核心技术是体细胞核移植,而非体外受精。体外受精是试管动物的技术步骤,克隆猴没有经过两性生殖细胞的结合,属于无性生殖。 克隆猴的流程是取体细胞核→注入去核卵母细胞→构建重构胚→早期胚胎培养→胚胎移植,C错误;
D、转基因山羊的目的是让乳腺细胞特异性表达人干扰素(从乳汁中获取产物),因此通常使用乳腺特异性表达载体,目的基因仅在乳腺细胞中高效表达,并非在全部体细胞中都稳定表达。即使是整合到基因组中,也不代表在所有细胞中都能转录和翻译,存在组织特异性表达的调控,D错误。
6. 南海某海岛有两种濒危植物:海杧果,花呈白色,夜间会释放浓烈香气,仅依赖一种夜行性蛾类传粉;草海桐,花呈黄色,白天开放,可由多种蜂类和蝇类传粉。下列叙述错误的是( )
A. 海杧果与夜行性蛾类的原始合作关系是协同进化的结果
B. 海杧果的花具有香气浓烈、夜间开放等特征,是由蛾类选择后出现的变异
C. 与海杧果相比,草海桐的泛化传粉更能应对传粉者缺失的风险
D. 两种植物的传粉时间和传粉者类群不同,降低了二者间的竞争
【答案】B
【解析】
【详解】A、海杧果为夜行性蛾类提供花蜜等营养,蛾类为海杧果传粉,二者的原始合作关系是不同物种之间相互影响、协同进化的结果,A正确;
B、变异是不定向的,且变异发生在自然选择之前,海杧果花的香气浓烈、夜间开放等特征是种群中本就存在的变异,仅由蛾类的定向选择将有利变异保留下来,并非蛾类选择后才出现变异,B错误;
C、海杧果仅依赖单一夜行性蛾类传粉,若该传粉者缺失则无法完成繁殖,草海桐可由多种蜂类、蝇类传粉,泛化传粉的方式更能应对传粉者缺失的风险,C正确;
D、两种植物的传粉时间(夜间/白天)、传粉者类群均存在差异,可减少对传粉资源的争夺,降低了二者间的竞争,D正确。
7. DREB2A启动子区甲基化是植物响应非生物胁迫的关键调控机制之一,其动态变化精细调控着DREB2A的表达水平,进而影响植物的抗逆能力。耐旱玉米的DREB2A启动子区的甲基化程度明显低于普通玉米品种的。下列相关叙述正确的是( )
A. 普通玉米DREB2A启动基因的转录水平高,抗旱能力弱
B. 启动子区甲基化通过改变基因的碱基序列来调控基因表达
C. DREB2A启动子甲基化程度低,更利于RNA聚合酶结合
D. 耐旱玉米的耐旱适应机制是干旱诱导形成的,不能遗传给子代
【答案】C
【解析】
【详解】A、普通玉米DREB2A启动子区甲基化程度更高,甲基化会抑制基因转录,因此其转录水平低,抗旱能力弱,A错误;
B、启动子区甲基化属于表观遗传调控方式,仅会在碱基上结合甲基基团,不会改变基因的碱基序列,B错误;
C、启动子是RNA聚合酶识别并结合、启动转录的序列,DREB2A启动子甲基化程度低,对RNA聚合酶结合的阻碍作用弱,更利于RNA聚合酶结合启动转录,C正确;
D、DNA甲基化属于可遗传的表观遗传修饰,能够随配子遗传给子代,且耐旱性状是不定向变异经自然选择留存的结果,并非干旱诱导形成,D错误。
8. 碘是合成甲状腺激素的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞的细胞膜上有Na+-K+泵和Na+-I-共转运体(NIS),工作模式如图所示。NO3-能与I-竞争NIS。药物X可以特异性阻断Na+-K+泵的作用。下列有关分析错误的是( )
A. NIS转运I-的速率依赖细胞膜两侧的Na+浓度差
B. 组织液中的NO3-浓度升高不利于甲状腺滤泡上皮细胞吸收I-
C. Na+-K+泵通过主动运输维持细胞内较低的Na+浓度
D. 用药物X处理会降低甲状腺滤泡上皮细胞内Na+的浓度
【答案】D
【解析】
【详解】A、由工作模式可知,Na+顺浓度梯度通过NIS进入细胞时,驱动I−一同进入细胞,该过程依赖细胞膜两侧的Na+浓度差提供势能,因此NIS转运I−的速率依赖Na+浓度差,A正确;
B、题干明确NO3−能与I−竞争NIS的结合位点,组织液中NO3−浓度升高后,I−结合NIS的机会减少,不利于甲状腺滤泡上皮细胞吸收I−,B正确;
C、Na+−K+泵通过主动运输(消耗ATP)将细胞内的Na+泵出细胞,维持细胞内较低的Na+浓度,C正确;
D、Na+−K+泵的功能是将细胞内的Na+运输到细胞外,药物X阻断Na+−K+泵后,Na+无法正常排出细胞,会使细胞内Na+浓度升高,D错误。
9. 果胶酶在果汁澄清方面具有重要的应用。科研人员从腐烂的水果中分离出能够分泌果胶酶的微生物,部分实验操作如图所示,I~V表示过程,①~③表示菌落。已知果胶能与培养基中的刚果红结合形成红色复合物,果胶被分解后会形成透明圈。下列有关叙述错误的是( )
A. 过程Ⅰ用稀释涂布平板法进行接种,该方法可用于统计样品中活菌的数目
B. 菌落①和菌落②周围有透明圈,说明这两个菌株能分泌果胶酶
C. 过程Ⅲ接种时,应优先选择菌落②进行纯培养,以获得单菌落
D. 过程V的扩大培养收集果胶酶时,可根据目标菌的代谢特点配制培养基
【答案】C
【解析】
【详解】A、过程Ⅱ培养后,平板上的菌落近似均匀分布,说明过程Ⅰ为用稀释涂布平板法进行接种,该方法可用于统计样品中活菌的数目,A正确;
B、果胶酶能分解果胶,因果胶被分解后不能与刚果红形成红色复合物,培养基上会出现透明圈,菌落①②周围出现透明圈,说明这两个菌株能分泌果胶酶,B正确;
C、培养基上的菌落大小无明显差别,菌落①周围的透明圈最大,说明该菌分泌的果胶酶最多(或果胶酶活性最强),应选择菌落①进行纯培养,C错误。
D、培养微生物时,需要根据目标菌的代谢特点配制适宜的培养基,满足目标菌的生长需求,D正确。
10. 研究人员用植物生长调节剂X处理野生型植物甲(WT),WT的侧根夹角(侧根与主根之间的夹角)明显增大。用ACC(乙烯前体物质,能转化为乙烯)、X、乙烯受体过表达突变体(N)和乙烯受体缺陷突变体(M)进行相关实验,根系的生长情况如图所示。下列相关分析合理的是( )
A. 乙烯受体降低了WT对X的敏感性
B. 突变体M对X不敏感与乙烯的作用无关
C. 乙烯和X均通过乙烯受体促进主根生长
D. X增大侧根夹角依赖乙烯信号通路正常
【答案】D
【解析】
【详解】A、与WT组相比,WT+X组的侧根夹角增大,说明X能增大侧根夹角。与WT+X组相比,M+X组乙烯受体缺乏且侧根夹角较小,说明乙烯受体增加了WT对X的敏感性,A不合理;
B、与WT+X组相比,M+X组的乙烯受体缺乏且侧根夹角较小,说明突变体M对X不敏感与乙烯的作用有关,B不合理;
C、与WT组相比,WT+ACC组的主根明显较短,说明乙烯能抑制主根生长,C不合理;
D、与WT组相比,M+X组的侧根夹角无明显变化,说明当乙烯受体缺失时,X不能正常发挥增大侧根夹角的作用;与WT组相比,N+X组的侧根夹角明显增大,说明乙烯受体多,X的作用效果强,X增大侧根夹角依赖乙烯受体介导的乙烯信号通路正常发挥功能,D合理。
11. 用小篮子法测定种子的呼吸作用强度时,将种子放入广口瓶中,用饱和氢氧化钡[Ba(OH)2]溶液吸收种子产生的CO2。待测试结束后,检测Ba(OH)2的减少量进而计算种子的呼吸强度。下列有关叙述正确的是( )
①需要对种子进行消毒,避免微生物呼吸作用的干扰
②检测过程中需要保持瓶口密闭,以阻止O2的供应
③检测结果反映了种子有氧呼吸释放CO2的速率
④Ba(OH)2减少量越大,说明种子细胞呼吸速率越大
A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ②④
【答案】A
【解析】
【详解】①实验的核心是测定种子的呼吸,广口瓶内的微生物也会进行呼吸作用并产生CO2,从而干扰实验结果,因此实验前对种子进行消毒可排除微生物的影响,①正确;
②检测种子的呼吸作用强度时,需要保持密闭,防止空气中的CO2对实验结果产生干扰,②错误;
③种子呼吸作用产生的CO2可能来源于有氧呼吸和无氧呼吸,③错误;
④实验用 Ba(OH)2溶液吸收种子产生的CO2,单位时间内Ba(OH)2减少量越大,说明呼吸作用速率越大,④正确。
12. 我国科学家发现,高盐刺激会引起转录因子 ZNF385A 被磷酸化激活,进而与醛固酮合成酶基因的启动子结合,促进醛固酮合成酶的合成。ZNF385A 基因缺失的小鼠表现为血钠降低、血钾升高,易出现低血压症状。下列有关分析不合理的是( )
A. ZNF385A的磷酸化过程会消耗能量
B. ZNF385A在肾上腺皮质细胞中发挥作用
C. ZNF385A激活后会抑制醛固酮的合成
D. ZNF385A基因缺失小鼠重吸收的Na+减少
【答案】C
【解析】
【详解】A、蛋白质的磷酸化过程需要ATP提供磷酸基团和能量,因此ZNF385A的磷酸化过程会消耗能量,A正确;
B、醛固酮的合成场所是肾上腺皮质细胞,ZNF385A调控醛固酮合成酶的合成,因此其在肾上腺皮质细胞中发挥作用,B正确;
C、题干明确说明ZNF385A激活后可促进醛固酮合成酶的合成,醛固酮合成酶是醛固酮合成的关键酶,因此ZNF385A激活后会促进醛固酮的合成,而非抑制,C错误;
D、醛固酮的生理作用是促进肾小管和集合管重吸收Na⁺、排出K⁺,ZNF385A基因缺失小鼠醛固酮合成量减少,因此重吸收的Na⁺减少,表现为血钠降低,D正确。
13. 镰荚金合欢分泌蜜汁吸引蚂蚁在植株上生活和筑巢。镰荚金合欢遭受动物取食时,蚂蚁可驱赶动物。研究人员调查了Tp、Cn和Cm三种蚂蚁在镰荚金合欢不同位置的占领比例和相关生活特征,结果见图和表。下列有关分析不合理的是( )
蚂蚁种类
Cm
Cn
Tp
蜜腺啃食率
33%
48%
90%
芽啃食率
0
97%
0
顶端优势指数
40%
30%
43%
A. 取食镰荚金合欢的动物和蚂蚁之间存在种间竞争的关系
B. Tp和Cn的生态位重叠度高,两者对蜜腺的竞争更激烈
C. Cm占领镰荚金合欢的上层空间,获得的食物最多
D. Cn的顶端优势指数最低,可降低与其他蚂蚁的竞争
【答案】C
【解析】
【详解】A、取食镰荚金合欢的动物和蚂蚁都以镰荚金合欢为食,存在种间竞争关系,A正确;
B、由图可知Tp和Cn在植株上的占领比例有较多重合,说明两者生态位重叠度高,对蜜腺的竞争更激烈,B正确;
C、虽然Cm占领镰荚金合欢的上层空间,但从表格中蜜腺啃食率来看,Tp的蜜腺啃食率为90%,是三种蚂蚁中最高的,说明Tp获得的食物最多,并非Cm,C错误;
D、Cn的顶端优势指数最低,意味着其在植株顶端的占领比例相对较低,可降低与其他蚂蚁在顶端的竞争,D正确。
14. 背根神经节(DRG)与神经病理性冷痛有关。白细胞介素-33(IL-33)可作用于DRG神经元的ST2受体,促进冷敏感通道TRPM8开放,引起Na+和Ca2+内流,Ca2+可激活胞内信号通路,从而调节TRPM8活性,机制见图。为探究该机制,某小组用培养的DRG神经元进行实验,实验处理及结果如表所示。下列相关分析不合理的是( )
实验组
处理
刺激
膜电流相对值
①
无处理
相同强度的冷刺激
1.0
②
IL-33
3.5
③
IL-33+抗ST2抗体
1.1
④
IL-33+钙螯合剂
2.0
注:钙螯合剂能螯合(Ca2+,使Ca2+浓度下降;膜电流大小反映TRPM8开放程度,膜电流相对值为1.0即产生动作电位。
A. IL-33、冷刺激均能使DRG神经元产生动作电位
B. 对比②组和③组可知,IL-33通过ST2受体促进TRPM8开放
C. 对比②组和④组可知,Ca2+又对TRPM8的活性有正向调节作用
D. 若抑制胞内Ca2+激活的信号通路,则④组的膜电流会低于①组的
【答案】D
【解析】
【详解】A、在体外培养条件下,①组为对照组,不存在IL-33,③组的ST2受体失活,IL-33不能发挥作用。冷刺激均能引起①②③组出现膜电流,说明IL-33和冷刺激均能使DRG 神经元产生动作电位,A合理。
B、②组的膜电流相对值显著高于③组的,抗体阻断了受体后其膜电流相对值接近①组的,说明IL-33依赖ST2受体发挥作用,B合理。
C、与②组相比,④组中钙螯合剂削弱了Ca2+的影响且膜电流降低,说明Ca2+内流增强了TRPM8 的活性,即Ca2+对TRPM8的活性有正向调节作用,C合理。
D、④组中的IL-33会激活TRPM8,抑制胞内信号通路仅会阻断Ca2+发挥作用,使膜电流下降至IL-33直接激活水平(约2.0),但不会低于①组的(1.0),D不合理。
15. 在PCR反应体系中加入荧光标记的腺嘌呤脱氧核苷酸,新合成的DNA链可用于制作探针。在两种反应体系中分别加入不同的引物(见表),适宜条件下进行PCR扩增。下列有关分析错误的是( )
反应体系
加入的引物
①
5′-GCCTATCACGAACCA-3′ 5′-GATACCGTGGTTCGT-3′
②
5′-AGCATGGCGCAAGCC-3′ 5′-GCCATGCTGAAACCG-3′
A. 反应体系①的引物也能作为模板链
B. 反应体系②经PCR扩增后能产生探针
C. 反应体系①经PCR扩增后能产生探针
D. 反应体系②的引物之间能相互配对
【答案】B
【解析】
【详解】A、PCR扩增的子链5'端携带引物序列,后续循环中子链可作为模板完成复制,因此反应体系①的引物可作为模板链的组成部分参与复制,A正确;
B、反应体系②的两个引物存在互补配对的碱基能发生部分配对,会结合形成引物二聚体,无法与模板结合完成PCR扩增,无新的荧光标记DNA链合成,不能产生探针,B错误;
C、反应体系①的两个引物不存在互补配对情况,可正常结合模板完成PCR扩增,新合成的链会掺入荧光标记的腺嘌呤脱氧核苷酸,可得到探针,C正确;
D、分析反应体系②的引物序列,二者碱基可部分互补配对,形成引物二聚体,D正确。
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 某地在马尾松林被采伐后,通过种植乔木红锥和杉木进行人工造林。研究人员在该地的红锥纯林(PCH)、杉木纯林(PCL)和红锥—杉木混交林(MCC)三处林地,调查了不同植被器官的碳贮量,结果如图所示。林地不同群落层次的生物量(有机干物质量)如表所示。回答下列问题:
注:柱状图上标出的字母不同,反映两者的差异显著;字母相同,则两者差异不显著。
PCH
PCL
MCC
乔木层
100.34
125.82
110.30
灌木层
1.42
2.51
9.75
草本层
0.19
2.43
4.46
土壤层
1.29
4.87
3.28
(1)从群落结构角度分析,三种林地中MCC的垂直分层最复杂,依据是______;该分层现象显著提高了群落利用______的能力。
(2)由图可知,不同林地植物贮碳量差异显著的部位是______。碳进入生物群落的主要途径是______,林间土壤中的碳主要来自______。
(3)人工造林可以保持水土、涵养水源、固碳贮碳和提供木材原料,体现了生物多样性的______价值。相比于纯林,MCC的林木材用没有明显优势,但该种植模式仍具有生态应用价值,主要体现在_______。
【答案】(1) ①. 混交林的灌木层和草本层的生物量最高,说明物种数量多、生长状况好,且其乔木层的生物量与PCL(杉木纯林)的接近阳光、水分和养分等环境 ②. 资源和空间
(2) ①. 干、枝和叶 ②. 光合作用 ③. 植物的凋落物(或枯枝落叶中有机物的分解)
(3) ①. 间接价值和直接 ②. 混交林生物多样性高,营养结构复杂,有利于维持生态系统的稳定
【解析】
【小问1详解】
群落垂直分层的复杂程度体现在不同群落层次的生物丰富度上,根据表格数据,混交林的灌木层、草本层生物量远高于两种纯林,说明物种数量多、生长状况好,且其乔木层的生物量与PCL(杉木纯林)的接近阳光、水分和养分等环境资源。说明垂直分层更复杂;群落垂直分层的意义是显著提高了群落利用资源和空间的能力。
【小问2详解】
据题干字母不同代表差异显著,字母相同代表差异不显著;从图中可知,仅干、枝、叶的字母均不同,差异显著,皮和根三处字母均相同,差异不显著。碳循环中,碳进入生物群落的主要途径是生产者的光合作用;林间土壤的碳主要来自植物的凋落物(或枯枝落叶中有机物的分解)中的含碳有机物。
【小问3详解】
提供木材属于生物多样性的直接价值,保持水土、涵养水源、固碳等生态功能属于间接价值,因此同时体现了直接和间接价值。混交林虽然林木材用无明显优势,但混交林生物多样性高,营养结构复杂,有利于维持生态系统的稳定,因此具有较高生态应用价值。
17. 莱茵衣藻光反应电子传递过程如图所示。PGR5蛋白参与调节膜两侧的H+浓度梯度,为研究PGR5蛋白对莱茵衣藻在盐胁迫时代谢的调节作用,研究人员利用野生型莱茵衣藻(WT)构建PGR5基因缺失突变体(pgr5),在不同条件下检测两种藻的代谢指标,实验处理及部分结果如表所示。回答下列问题:
实验处理
WT
pgr5
叶绿素含量
光合速率
自由基水平
叶绿素含量
光合速率
自由基水平
对照
3.45
2.35
5.02
1.25
0.86
9.54
100mmol·L-1
NaCl处理
2.85
1.48
5.24
0.75
0.56
13.2
150mmol·L-1
NaCl处理
1.74
0.98
6.12
0.36
0.27
17.6
注:检测指标均为相对值,单位略。
(1)PGR5蛋白分布于叶绿体的_______上。在光合作用中,物质a的作用是_______。物质b表示_______。
(2)与WT组相比,正常条件下pgr5组的光合速率_______,影响因素包括_______(填序号)。
①PSⅡ和PSⅠ对光能的吸收转换效率低
②Cytb6/f建立的膜两侧H+浓度差增大
③PGR5蛋白功能缺失后对H+浓度梯度的调节失衡
④ATPase的催化效率低
⑤C3被还原成糖类和C5的速率降低
⑥CO2扩散进入叶绿体基质的速率升高
(3)PGR5蛋白能_______盐胁迫对莱茵衣藻光合作用的影响,机理是_______。
【答案】(1) ①. 类囊体膜 ②. 作为还原剂参与暗反应阶段,同时为暗反应阶段供能 ③. ADP、Pi
(2) ①. 降低 ②. ①③④⑤
(3) ①. 缓解 ②. PGR5蛋白能提高叶绿素含量,降低自由基对类囊体膜的破坏
【解析】
【小问1详解】
由图可知,PGR5蛋白参与光反应过程,而光反应的场所是叶绿体的类囊体膜,所以PGR5蛋白分布于叶绿体的类囊体膜上。物质a是NADPH,在光合作用中的作用是作为还原剂参与暗反应阶段,同时为暗反应阶段供能。ATP合成酶催化时,以ADP和Pi为原料合成ATP,同时H⁺顺浓度梯度回流,因此物质b是ADP和Pi。
【小问2详解】
与WT组相比,正常条件下pgr5组的光合速率 显著降低(下降)(WT为2.35,pgr5为0.86)。
①pgr5 组叶绿素含量(1.25)远低于 WT(3.45),叶绿素减少,光反应的光能吸收、转换效率下降,①正确;
②PGR5 参与 H⁺浓度梯度调节,缺失后调节失衡,H⁺梯度会紊乱,ATP 合成受影响,梯度不会增大,②错误;
③PGR5 的作用就是调节H⁺梯度,缺失后梯度紊乱,ATP 合成效率下降,③正确;
④H⁺梯度失衡,ATP合成的动力不足,ATP生成减少,暗反应供能不足,光合速率下降,④正确;
⑤NADPH和ATP生成减少,C3还原速率降低,光合速率下降,⑤正确;
⑥光合速率下降,对CO2的消耗减少,CO2扩散速率不会升高,反而可能因气孔关闭等因素降低,⑥错误。
因此影响因素包括①③④⑤。
【小问3详解】
由表格数据可知,PGR5 蛋白能缓解盐胁迫对莱茵衣藻光合作用的抑制作用,机理是盐胁迫下,莱茵衣藻的叶绿素含量降低、自由基水平升高,光合速率下降;而PGR5蛋白能提高叶绿素含量,降低自由基对类囊体膜的破坏,从而缓解盐胁迫对莱茵衣藻光合作用的抑制作用。
18. 肿瘤细胞内的某些蛋白质经过蛋白酶体和细胞器的处理后,形成MHC-Ⅰ并呈递到细胞表面。MHC-Ⅰ被细胞毒性T细胞的TCR识别后可激活细胞毒性T细胞,从而发挥免疫效应,过程见图1。研究发现,肿瘤细胞的免疫逃逸与该过程异常有关。回答下列问题:
(1)蛋白质经过一系列加工形成MHC-Ⅰ,并通过_______(填结构)呈递至细胞表面。细胞毒性T细胞识别肿瘤细胞表面的MHC-Ⅰ后活化,可增殖分化为新的细胞毒性T细胞和_______。新的细胞毒性T细胞可识别并裂解肿瘤细胞,这属于免疫系统的_______功能。
(2)为研究膜蛋白SUSD6对肿瘤细胞呈递MHC-Ⅰ的影响,研究人员检测人胰腺癌细胞(WT)和SUSD6基因敲除的胰腺癌细胞(KO)SUSD6和MHC-Ⅰ的数量,结果见图2。实验结果说明,SUSD6能_______(填“促进”或“抑制”)MHC-Ⅰ降解,依据是_______和_______。
(3)研究发现,SUSD6与MHC-Ⅰ存在相互作用,并影响肿瘤细胞的逃逸。基于上述研究,请提出一项治疗肿瘤细胞免疫逃逸的措施:_______。
【答案】(1) ①. 囊泡 ②. 记忆T细胞 ③. 免疫监视
(2) ①. 促进 ②. 第2组不含SUSD6,但MHC-I的量高于第1组的量 ③. 第3组蛋白质的降解被抑制,但MHC-I的量高于第1组的量
(3)抑制SUSD6的合成、提高MHC-I的量
【解析】
【小问1详解】
膜蛋白从内质网 / 高尔基体到细胞膜,依赖囊泡运输,通过胞吐方式整合到细胞膜上。细胞毒性T细胞活化后,会产生效应细胞毒性 T 细胞和记忆T细胞,记忆细胞用于二次免疫应答。裂解肿瘤细胞属于免疫系统的免疫监视功能。
【小问2详解】
由图2可知,SUSD6 能促进MHC-I降解,依据是无蛋白质降解抑制剂时,与第1组相比,第2组的 MHC-I 含量更高(说明 SUSD6 存在时,MHC-I 被降解,含量低;敲除后降解减少,含量升高);且有蛋白质抑制剂时第3组蛋白质的降解被抑制使蛋白质的降解减少,但MHC-I的量高于第1组的量。
【小问3详解】
基于 SUSD6 促进MHC-I降解、导致肿瘤细胞免疫逃逸的结论,治疗肿瘤细胞免疫逃逸的措施有抑制SUSD6的合成、提高MHC-I的量等。
19. 成骨不全(OI)是一种遗传异质性结缔组织疾病,患者的患病程度不同,轻者无症状,常见的致病基因和遗传方式见表。图1为某OI先证者(指在一个家系中最先发现的患病个体)的家族遗传系谱图。医生对先证者及其双亲的相关基因进行检测,结果见图2。回答下列问题:
突变基因
遗传方式
COL1A1
常染色体显性遗传
BMP1
常染色体隐性遗传
S2P
伴X染色体隐性遗传
注:检测结果显示一种基因同一位点的部分编码序列,不同个体基因其他位点的序列均相同。G表示两个基因该位点的序列均为G。表示一个基因的该位点为G,另一个基因的该位点不为G。
(1)若OI由S2P基因突变所致,则人群中,男、女患者数量的差异是_____。
(2)基因检测结果显示,OI是由表中一种基因突变造成的,故检测的基因应是_____,判断依据是_____。
(3)若Ⅱ-2和Ⅱ-3再生育一个孩子,则该孩子是男孩且不携带致病基因的概率是_____。科研人员用单细胞基因组扩增技术,对得到的极体进行基因测序,从而推测出与被测极体同时产生的卵细胞不含致病基因,再用试管婴儿技术辅助患者夫妇生育健康婴儿。请分析该技术是否适合用于辅助Ⅱ-2和Ⅱ-3生育,并给出理由:_____。
(4)研究发现,COL1A1基因突变导致Ⅰ型胶原蛋白结构异常,进而诱导成骨细胞凋亡。若采用基因编辑技术(CRISPR-Cas9)治疗OI,需要设计sgRNA靶向突变位点。
①CRISPR-Cas9系统工作时,在sgRNA的引导下Cas9蛋白识别并切割DNA双链。为保证治疗的特异性,设计的sgRNA序列必须与_____(填“正常基因”或“突变基因”)的序列互补配对。
②为了通过同源重组修复将致病基因恢复为正常基因,还需要向细胞内导入_____(填“正常基因”或“突变基因”)的序列作为修复模板。
【答案】(1)男患者多于女患者
(2) ①. COL1A1 ②. Ⅲ-1患病且为杂合子,说明不可能为隐性遗传
(3) ①. 1/4 ②. 不适合;Ⅱ-2不携带致病基因,其卵细胞和极体的基因均正常
(4) ①. 突变基因 ②. 正常基因
【解析】
【小问1详解】
若OI由S2P基因突变所致,S2P是伴X染色体隐性遗传,伴X隐性遗传的特点是男性患者多于女性患者(男性仅1条X染色体,只要携带致病基因就会患病;女性需两条X染色体都携带致病基因才会患病,概率更低)。
【小问2详解】
基因检测结果显示,OI是由表中一种基因突变造成的,检测的基因应是COL1A1,判断依据是先证者的父母(Ⅱ-2、Ⅱ-3)表型均正常,但Ⅲ-1患病且基因检测结果均为杂合,先证者也为杂合,符合常染色体显性遗传的特点(杂合即患病),不可能为隐性遗传病。
【小问3详解】
设致病基因为A(显性致病),正常基因为a。Ⅱ-2(母亲)测序为纯合正常,基因型为aa;Ⅱ-3(父亲)测序为杂合(携带致病基因),基因型为 Aa;子代基因型为Aa(患病 / 携带): aa(正常) =1:1;生男孩的概率为1/2,不携带致病基因(aa)的概率为1/2,因此Ⅱ-2和Ⅱ-3再生育一个孩子,则该孩子是男孩且不携带致病基因的概率=1/2(男孩)×1/2(aa) =1/4。极体测序的原理是卵原细胞减数分裂时,一个卵原细胞会形成1个卵细胞和3个极体,极体的基因型与卵细胞互补或相同,因此可通过极体推测卵细胞是否携带致病基因。但本题中,致病基因来自父亲(Ⅱ-3)的精子,卵细胞(来自母亲 Ⅱ-2)均为正常(aa),因此卵细胞是否携带致病基因与母亲无关,极体测序只能检测卵细胞的基因型,无法判断精子是否携带致病基因,因此该技术不适合用于辅助Ⅱ-2和Ⅱ-3生育,因为Ⅱ-2不携带致病基因,其卵细胞和极体的基因均正常。
【小问4详解】
为保证治疗的特异性,sgRNA序列必须与突变基因的序列互补配对。若与正常基因互补,会切割正常基因,导致正常基因被破坏;靶向突变位点时,sgRNA需与突变基因序列互补,才能特异性识别并切割突变位点。为通过同源重组将致病基因恢复为正常基因,需向细胞内导入正常基因的序列作为修复模板。 同源重组需要正常的同源序列作为模板,才能将突变位点修复为正常序列。
20. 光控技术可通过光控制基因表达、蛋白质活性或细胞功能,我国科研团队开发了一种由近红外光激活的光控系统。工程菌经近红外光照射后,生成的c-di-GMP能激活转录因子MrkH,启动目标基因的表达。该系统通过精确控制治疗性蛋白的表达,实现了对肿瘤的精准治疗。工程菌的工作原理见图,相关基因及功能见表。回答下列问题:
注:Plac、Ptac、PmrkA均表示启动子。表示核糖体结合位点RBS的对应序列。
基因
功能
PadC4
编码PadC4蛋白,PadC4蛋白催化c-di-GMP生成
BpHO
编码BV蛋白,BV蛋白为PadC4蛋白的激活因子
YhjH
编码c-di-GMP降解酶,该酶能降解c-di-GMP
MrkH
编码转录因子MrkH,MrkH被c-di-GMP激活后驱动基因表达
luxCDABE
编码荧光素酶,在该酶作用下,细菌会发出蓝绿色荧光
(1)构建基因表达载体时,Plac片段和PadC4基因片段通过_____酶进行连接。在BpHO基因的下游连接_____序列,使BpHO基因停止转录。
(2)实验中用luxCDABE检验工程菌的灵敏性,其机制是用波长为710 nm的近红外光照射工程菌后,PadC4蛋白被激活并催化GTP生成c-di-GMP,_____,荧光素酶发挥作用使菌体发出蓝绿色荧光。黑暗条件下,Ptac持续驱动YhjH基因表达,目的是_____,进而实现工程菌的光控特性。
(3)核糖体结合位点RBS序列能调控核糖体与mRNA的结合效率,从而在_____(填生理过程)水平调控相关基因的表达。
(4)clyA蛋白是一种胞外蛋白,可诱导肿瘤细胞凋亡。工程菌不能直接杀伤肿瘤细胞。根据图所示的信息,若对工程菌的遗传物质进行改造,使其在近红外光照射下可杀伤肿瘤细胞,则改造思路是_____。
【答案】(1) ①. DNA连接 ②. 终止子
(2) ①. c-di-GMP可激活转录因子MrkH,MrkH通过与PmrkA结合驱动luxCDABE 基因的表达并生成荧光素酶 ②. 可激活转录因子MrkH,MrkH通过与PmrkA结合驱动luxCDABE基因的表达并生成荧光素酶黑暗条件下YhjH基因可编码c-di-GMP降解酶,从而降解c-di-GMP,使luxCDABE基因不表达
(3)翻译 (4)将luxCDABE基因替换为clyA基因
【解析】
【小问1详解】
构建基因表达载体时,Plac片段和PadC4基因片段通过DNA连接酶进行连接,基因表达载体的结构中,终止子位于基因下游,功能是使转录停止,因此基因下游需要连接终止子序列。
【小问2详解】
近红外光照射后,PadC4蛋白被激活并催化GTP生成c-di-GMP,c-di-GMP可激活转录因子MrkH,MrkH通过与PmrkA结合驱动luxCDABE 基因的表达并生成荧光素酶,使菌体发出蓝绿色荧光。在黑暗条件下,c-di-GMP不能发挥作用,即需要c-di-GMP降解酶将其降解。在黑暗条件下持续驱动YhjH基因表达,使其编码c-di-GMP降解酶,从而降解c-di-GMP,使luxCDABE基因不表达,进而实现工程菌的光控特性。
【小问3详解】
核糖体结合位点RBS序列调控核糖体与mRNA的结合效率,从而在翻译水平调控相关基因的表达。
【小问4详解】
根据图示,PmrkA启动子受MrkH调控,可驱动下游基因表达。因此改造思路为:将luxCDABE基因替换为clyA蛋白的编码基因(或在PmrkA启动子下游连接clyA基因)。 这样,近红外光照射时,c-di-GMP激活MrkH,驱动PmrkA启动子表达clyA蛋白,分泌到胞外诱导肿瘤细胞凋亡,实现杀伤效果。
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