内容正文:
生物学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把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。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 黑藻叶肉细胞中,不具有双层磷脂双分子层的细胞结构是( )
A. 细胞膜 B. 核膜 C. 线粒体 D. 叶绿体
2. 近年来“轻食”沙拉越来越受欢迎。一份典型的轻食沙拉中含有生菜、黄瓜、番茄、鸡胸肉、橄榄油、坚果等食材。下列分析正确的是( )
A. 生菜、黄瓜等蔬菜中的Mg、Fe等是人体必需的微量元素
B. 橄榄油在常温下呈液态的主要原因是饱和脂肪酸含量高
C. 鸡胸肌肉细胞里的肌糖原经人体消化分解成葡萄糖后可用于供能
D. 坚果中的蛋白质经消化分解吸收后,其成分不会组成人体细胞的结构物质
3. 植物成熟活细胞的吸水能力由细胞液的渗透压和向内的细胞壁压力等因素共同决定。下列分析正确的是( )
A. 植物细胞在失水过程中,细胞液渗透压下降,细胞壁压力也有所降低
B. 在活细胞中,若细胞壁压力为0,说明细胞正在发生质壁分离
C. 当细胞吸水膨胀到最大时,植物细胞的细胞液渗透压等于外界溶液
D. 过度施肥导致植物出现“烧苗”现象,此时存活的根细胞吸水能力增强
4. 图为中国鹅掌楸(2N=38)花粉母细胞减数分裂显微图像,有关叙述正确的是( )
A. 细胞所处时期排序为②④③①
B. 图②细胞含有同源染色体
C. 图③细胞有1个染色体组
D. 图④姐妹染色单体未分离
5. 罗哌卡因是一种麻醉药物。不同浓度的罗哌卡因对甲状腺癌细胞的影响不同,实验数据如下表,表中部分数据为相对值。下列选项正确的是( )
组号
浓度
NADH脱氢酶活性
线粒体ATP水平
细胞凋亡率(%)
①
0
1.02
1.10
4.62
②
0.1
0.75
0.62
11.86
③
0.5
0.35
0.42
20.17
④
1.0
0.23
0.23
34.66
注:NADH脱氢酶从NADH中夺取两个电子并传递,保证有氧呼吸进行
A. 该实验的唯一自变量是罗哌卡因的浓度
B. ①组处理方式是等量生理盐水处理正常的甲状腺细胞
C. 罗哌卡因处理后,癌细胞内NAD+/ NADH的比值上升
D. 罗哌卡因通过降低癌细胞有氧呼吸第一阶段的强度促进癌细胞凋亡
6. 神经性胃炎患者胃酸分泌异常,其胃部活动的有关调节过程如图所示,其中胃泌素是一种激素。下列叙述错误的是( )
注:粗实线围成的内部区域为胃
A. 胃幽门黏膜细胞属于内分泌细胞
B. 神经性胃炎患者应避免焦虑等情绪刺激
C. 压力刺激下兴奋在神经元①和②上均为单向传导
D. 通过①②最终导致胃泌素分泌的过程属于神经-体液调节
7. 下列关于土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验操作的叙述,错误的是( )
A. 利用稀释涂布平板法估计菌落数目的关键是有恰当的稀释度
B. 若要判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置未接种的牛肉膏蛋白胨培养基作为对照
C. 接种操作一定要在火焰旁的原因是火焰附近存在无菌区域
D. 统计菌落数往往比活菌的实际数目少
8. 科学家将高度分化的成纤维细胞诱导为iPS细胞(诱导多能干细胞),并进一步诱导其分化为心肌细胞,用于治疗心肌梗死。下列叙述错误的是( )
A. 成纤维细胞诱导为iPS细胞的过程是基因选择性表达的结果
B. iPS细胞在有丝分裂前的间期进行着旺盛的DNA复制和蛋白质合成
C. 若成纤维细胞取自高龄患者,则诱导出的iPS细胞的细胞核体积大、染色质收缩
D. 心肌细胞极度缺血引起心肌梗死,属于细胞坏死
9. 下列关于DNA及相关实验证据的说法,错误的是( )
A. 沃森和克里克根据DNA的半保留复制过程提出了双螺旋结构模型
B. 脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA分子的基本骨架
C. 果蝇DNA形成多个复制泡的原因是果蝇DNA有多个复制起点
D. 用³⁵S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,保温时间长短对实验的结果影响不大
10. 从紫草细胞内提取得到的紫草宁具有抗炎、抗癌的作用。图是获得紫草宁的2种工艺路线,下列叙述正确的是( )
A. 初生代谢产物紫草宁一般在特定组织或器官中产生
B. 培育脱毒苗时,常选择紫草的叶片作为外植体
C. 诱导外植体形成愈伤组织的过程中需要一定比例的2,4-D和NAA的作用
D. 可用射线照射以获得高产细胞株,需经多次传代培养以确定高产性状是否稳定遗传
11. 三峡库区冬季蓄水、夏季泄水,形成水位周期性涨落的消落带。按地面出露时长,将其分为三个连续区域:高海拔区(出露时间长)、中海拔区(季节性淹水)、低海拔区(长期水淹)。下表为各区域的生态参数:
区域类型
植物物种数
土壤含水率(%)
优势类群
高海拔区
5.7
2.1
一年生草本为主,灌木开始出现
中海拔区
5.6
3.2
多年生草本(狗牙根、苍耳等)
低海拔区
4.8
15.4
多年生草本(湿生,如狗牙根)
下列叙述正确的是( )
A. 中海拔区物种丰富度较高,是因为土壤含水率适中且环境条件稳定
B. 高海拔区一年生草本与灌木根系深度不同,存在生态位分化,从而实现两者共存
C. 低海拔区植物物种数最少,是因为该区域演替类型为初生演替,物种增加缓慢
D. 生态修复中,为了提高中海拔区的群落稳定性,应优先引种高海拔区的灌木
12. 血液中的氧气与血红蛋白(Hb)结合成氧合血红蛋白HbO2后进行运输。图甲的光学血氧饱和度测定仪可从手指一侧照射红光和红外光,在另一侧测定透过量,再根据Hb和HbO2对不同波长光的吸收率差异(如图乙),将实测值与预先溶有不同浓度氧气的血液测定值对比,求出动脉血中HbO2占全部血红蛋白的比例。心跳带来的血流量变化会影响两种光的透过量。下列说法错误的是( )
A. Hb与HbO2不可在正常人体内环境中检测到
B. 血液流经手指的组织细胞后,与之前相比更容易透过红光
C. 根据红光和红外光透过量随时间的变化情况,可以得出心跳的频率
D. 根据红外光的透过量,测定仪无法测出动脉中Hb的总量
13. 为解决临床供体短缺,科学家利用基因编辑技术对猪的器官进行“人源化”改造。研究者将不同处理的猪肾脏首次移植到灵长类受体内,一段时间后检测移植物中浸润的免疫细胞及相关物质,结果如下表。下列叙述正确的是( )
组别
供体猪基因处理
移植物浸润情况
移植物最终状态
①
未编辑(野生型)
少量中性粒细胞及大量抗体沉积
迅速梗死(<1h)
②
敲除3个核心抗原基因
细胞毒性T细胞、大量巨噬细胞
逐渐萎缩(12d后)
③
敲除抗原基因+转入人调节蛋白基因
少量淋巴细胞(<5%)
功能良好(>150d)
A. ①组发生的极速排斥说明受体的浆细胞迅速分泌了大量抗体排斥外来器官
B. ②组移植物中检测到大量巨噬细胞,说明该排斥反应属于非特异性免疫
C. ③组结果表明,人类调节蛋白的表达可能干扰了受体辅助性T细胞对猪抗原的识别
D. 器官移植后的排斥反应体现了免疫系统对“非己”成分的免疫监视功能
14. 某昆虫的绿翅(A)对黄翅(a)为显性,若翅色与环境差异大则易被天敌捕食。分别在春季和秋季调查某地该昆虫种群绿翅的表型频率,检测并计算A的基因频率。若春季绿翅的表型频率为X₁、A的基因频率为Y₁,秋季绿翅的表型频率为X₂、A的基因频率为Y2,则下列预测中不合理的是( )
A. a的基因频率(1-Y1)<(1-Y2)
B. 春季Aa的基因型频率为:2Y1(1-Y1)
C. 秋季AA的基因型频率为2Y2-X2
D. 遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾是适应相对性的根本原因
15. 人的panxl基因发生突变会导致女性不育。图是该遗传病的某个家系图,表格是部分成员该基因非模板链的部分测序结果。下列说法正确的是( )
A. 该病是由位于常染色体上的隐性基因控制的
B. 序列……ACAGAATCAGAGTAGCCTAAA……代表panx1的正常基因,序列……ACAGAATCAGAGCAGCCTAAA……代表panxl基因的突变基因
C. Ⅱ-1患者的致病基因由I-1和I-2各提供一个隐性基因
D. 该家系Ⅱ-3和正常女性婚配,生一个患该病后代的概率为1/4
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 天然小球藻在光合系统和氢化酶协同作用下产生氢(H₂),但O₂会抑制氢化酶活性,无法持续产氢。研究人员将小球藻和HAuCl₄在光下混合培养,光反应产生的e⁻将Au³⁺还原为Au0并形成金纳米颗粒(AuNPs),大量的AuNPs定位于类囊体膜上。图为相关过程示意图,回答下列问题。
(1)小球藻是研究光合作用的常用材料,1941年,鲁宾和卡门利用¹⁸O设计了两组实验:分别为第一组和第二组小球藻提供____________________。第一组释放的氧气全部为O₂,第二组全部为¹⁸O₂,证明了植物释放的O₂来自H₂O。
(2)图中H⁺、e⁻与______结合,形成的产物参与光合作用暗反应;多余的H⁺、e⁻在____的催化下产氢。
(3)天然小球藻在白天与夜间产氢效率都较低,夜间产氢效率较低的原因是_____________。
(4)研究发现,相比天然小球藻,小球藻-AuNPs的光合作用强度显著增强。研究人员进一步测定了两者的相关指标,结果如图甲、乙。
①据图甲分析,小球藻-AuNPs细胞内________,促进整个光合链中e⁻的产生与传递。
②据图乙分析,小球藻-AuNPs细胞内________________,促进暗反应有机物的合成。
17. 尘螨过敏原Derp1是一种蛋白酶。研究发现,Derp1能分解气道黏膜细胞间的紧密连接蛋白,破坏屏障功能并诱发过敏性鼻炎。相关免疫过程如图所示。
(1)图中显示的免疫过程为____________免疫,细胞①是________细胞。
(2)过敏性个体再次接触Derp1时,肥大细胞释放的组胺等物质可作用于鼻黏膜感觉神经元引起打喷嚏,同时作用于鼻黏膜血管和腺体,引起毛细血管扩张、通透性增强以及________,导致患者疯狂流涕。从反射弧的角度分析,鼻黏膜腺体属于____的一部分。
(3)科研人员选用人鼻黏膜上皮细胞(HNEpC)进行体外培养连接成单层,模拟人体HNEpC屏障进行相关实验,检测各组的通透性(反映屏障的功能)以及紧密连接蛋白(闭合蛋白、密封蛋白)的含量,结果如图所示。已知蛋白的表达受信号通路X调控,而Derp1会激活该通路。
注:②-⑤组添加不同剂量的中药汤剂
据图及相关机理推测,下列叙述合理的是 (多选)。
A. 模型组通透性升高与Derp1分解紧密连接蛋白有关
B. 中药低剂量组对紧密连接蛋白含量的提升效果最佳
C. 高剂量组可能通过抑制通路X从而增强了物理屏障
D. 该实验表明中药汤剂能阻止Derp1对APC的激活
(4)某种新型药物通过抑制辅助性T细胞的活性来治疗过敏。请以小鼠为实验动物设计实验验证该药物能有效防止“Derp1诱发的鼻炎转哮喘”,简要写出实验组处理:________。
18. 某种菊科草本植物R有A型株和B型株,A型株易感染病原菌P,而B型株有抗性,不会感染病原菌P。
(1)在温室中设置非感染区与感染区,每个区域均高密度混栽A、B型株各144棵,其中感染区使A型株感染病原菌P。相同条件下培养至充分生长,测定两区域A、B的个体数及单株干重,得到频数分布直方图(如图所示)。
①感染区A型株感染病原菌P后,个体干重和个体数均显著下降,体现了_________(填“密度制约”或“非密度制约”)因素对种群数量的影响。非感染区A型株通常比B型株高大,这是否体现了群落的垂直结构?________(填“是”或“否”)。
②在非感染区,A、B型株所产种子总数分别约为2000个和200个。假设个体干重相同时,A、B型株所产种子数就相等,则草本植物R的个体干重与每个个体所产种子数量的关系最接近图中哪条曲线_______。
(2)20世纪60年代,草本植物R入侵澳大利亚东南部,引发农业灾害。1971年引入病原菌P使A型株感染以消灭R,结果导致原本少数的B型株大量繁茂,再次成灾。
①依据上述图表和资料,关于病原菌引入前后R的A、B型株的叙述,错误的有_______(多选)。
A.引入P前,B型株仅能在A型株不繁茂的农地生存,个体数受抑制
B.引入P前,B型株与A型株竞争非生物环境,个体数受抑制
C.引入P后,B型株与病原菌互利共生,对A型株竞争力增强,个体数增加
D.引入P后,许多A型株获得抗性变为B型株,使B型株个体数增加
②根据上述研究,为有效控制有害植物R,在农田中利用病原菌P的同时,从生物防治的角度,可采取的合理补充措施是____________________。
19. 亨廷顿病是HTT基因突变导致的显性遗传病。患者在发病前与健康个体无异,多在40-45岁开始发病,症状为逐渐加重的认知障碍和精神行为异常等。某夫妻生育一女后,丈夫的父亲在次年确诊亨廷顿病,妻子前去医院进行遗传咨询。
(1)根据系谱图_____(填“可以”或“无法”)判断丈夫是否遗传了其父亲的致病基因,理由是______________________。
注:方框或圆圈中的数字代表遗传咨询时的年龄
(2)丈夫及其妹妹缺席了基因检测,其他家庭成员检测结果如图所示。
注:(XXX)表示该三核苷酸序列控制合成同一个氨基酸,n表示重复次数
①丈夫的父亲表达的异常HTT蛋白中_________重复序列异常增加是致病原因。(可能用到的密码子:CAG谷氨酰胺、CUG亮氨酸、GAC天冬氨酸、GUC缬氨酸)。
②研究表明,正常HTT基因在遗传给下一代时不改变相关序列的重复次数,则HTT基因位于_________(填“常”、“X”或“Y”)染色体上。
③该夫妻计划再生育一个孩子,孩子患亨廷顿病的概率为________。
(3)妹妹补做了基因检测,n值为15和44,推测异常的HTT基因在遗传过程中发生了图中方式_____ (填“一”或“二”)的DNA复制。
(4)亨廷顿病目前无法治愈,但可通过药物、康复治疗等缓解症状、延缓疾病进展、拉长存活年限、提高生活质量。以下适合给妹妹的建议是 (多选)。
A. 定期去医院检查,监测病情进展
B. 寻求专业心理支持,正确处理消极情绪
C. 减少社交,降低外界刺激与人际冲突的可能
D. 关注前沿研究,为未来的治疗机会做好准备
20. hCGβ蛋白是肿瘤细胞特异性表达的蛋白。近年来,研发hCGβ疫苗成为肿瘤生物治疗新热点,图为其制备的基本方案。回答下列问题。
注:甲序列指导合成的信号肽能引导后续合成的肽链进入内质网腔;AOX1为甲醇氧化酶基因的启动子,只能在以甲醇为唯一碳源的培养基中正常表达。
(1)为获取较多的目的基因,一般通过__________(填中文全名)技术来实现。已知目的基因①端的碱基序列为5'-CCAAGCAGCTCA-3',为保证hCGβ基因正确插入质粒并表达,则设计①端对应的引物序列是5’-___________-3’(写出12个碱基),同时需在目的基因的②端添加________限制酶的识别序列。
(2)从生产控制的角度分析,选用AOX1作为hCGβ基因启动子的优点_______。
(3)阶段Ⅳ需将处理后的酵母菌接种在培养基上培养,该培养基不需要添加以下哪些成分________(a.氨苄青霉素b.无机盐c.组氨酸d.琼脂),可在此培养基上生长的酵母菌即为含有hCGβ基因表达载体的目的菌株。
(4)将上述菌株扩大培养后,离心取上清液,依据______________原理检测hCGβ基因是否成功表达。
(5)经发酵工程规模化生产的蛋白经__________后,制备成药物注射到人体可诱导机体产生相应抗体,从而实现肿瘤的生物治疗。
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生物学试卷
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把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。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 黑藻叶肉细胞中,不具有双层磷脂双分子层的细胞结构是( )
A. 细胞膜 B. 核膜 C. 线粒体 D. 叶绿体
【答案】A
【解析】
【详解】细胞膜是单层生物膜,仅具有1层磷脂双分子层,核膜、线粒体、叶绿体是双层膜细胞器,具有2层磷脂双分子层,A正确,BCD错误。
2. 近年来“轻食”沙拉越来越受欢迎。一份典型的轻食沙拉中含有生菜、黄瓜、番茄、鸡胸肉、橄榄油、坚果等食材。下列分析正确的是( )
A. 生菜、黄瓜等蔬菜中的Mg、Fe等是人体必需的微量元素
B. 橄榄油在常温下呈液态的主要原因是饱和脂肪酸含量高
C. 鸡胸肌肉细胞里的肌糖原经人体消化分解成葡萄糖后可用于供能
D. 坚果中的蛋白质经消化分解吸收后,其成分不会组成人体细胞的结构物质
【答案】C
【解析】
【详解】A、Mg属于大量元素,不是微量元素,A错误;
B、橄榄油属于植物性脂肪,常温下呈液态的主要原因是不饱和脂肪酸含量高,B错误;
C、鸡胸肌肉细胞中的肌糖原属于多糖,作为食物进入人体消化道后,可被相关酶分解为葡萄糖,葡萄糖被吸收后可通过细胞呼吸氧化分解供能,C正确;
D、坚果中的蛋白质经消化分解为氨基酸被人体吸收后,可在人体细胞内合成包括结构蛋白在内的多种人体蛋白质,会参与人体细胞结构组成,D错误。
3. 植物成熟活细胞的吸水能力由细胞液的渗透压和向内的细胞壁压力等因素共同决定。下列分析正确的是( )
A. 植物细胞在失水过程中,细胞液渗透压下降,细胞壁压力也有所降低
B. 在活细胞中,若细胞壁压力为0,说明细胞正在发生质壁分离
C. 当细胞吸水膨胀到最大时,植物细胞的细胞液渗透压等于外界溶液
D. 过度施肥导致植物出现“烧苗”现象,此时存活的根细胞吸水能力增强
【答案】D
【解析】
【详解】A、植物细胞失水过程中,细胞液中水分减少,溶质浓度升高,细胞液渗透压升高,A错误;
B、细胞壁压力为0时,细胞可能处于等渗溶液中(既不吸水也不失水,原生质体与细胞壁刚好贴合无挤压),也可能处于质壁分离或质壁分离复原的初始状态,不一定正在发生质壁分离,B错误;
C、当细胞吸水膨胀到最大时,细胞壁产生的向内压力抵消了部分渗透吸水的动力,此时细胞液渗透压可能大于外界溶液渗透压,C错误;
D、“烧苗”是因为土壤溶液浓度过高,根细胞失水,细胞液浓度升高、渗透压增大,因此存活的根细胞吸水能力增强,D正确。
4. 图为中国鹅掌楸(2N=38)花粉母细胞减数分裂显微图像,有关叙述正确的是( )
A. 细胞所处时期排序为②④③①
B. 图②细胞含有同源染色体
C. 图③细胞有1个染色体组
D. 图④姐妹染色单体未分离
【答案】D
【解析】
【详解】A、 由图可知,①含有四个细胞核,可知处于减数分裂Ⅱ末期,②中两个细胞的着丝粒整齐地排列在赤道板上,可知细胞处于减数分裂Ⅱ中期;③同源染色体排列在赤道板两侧,处于减数分裂Ⅰ中期;④同源染色体分离,细胞处于减数分裂Ⅰ后期,因此细胞所处时期排序为③④②①,A错误;
B、 ②中两个细胞的着丝粒整齐地排列在赤道板上,可知细胞处于减数分裂Ⅱ中期,细胞中不含同源染色体,B错误;
C、③同源染色体排列在赤道板两侧,处于减数分裂Ⅰ中期,细胞中有2个染色体组,C错误;
D、④同源染色体分离,细胞处于减数分裂Ⅰ后期,姐妹染色单体未发生分离,D正确。
5. 罗哌卡因是一种麻醉药物。不同浓度的罗哌卡因对甲状腺癌细胞的影响不同,实验数据如下表,表中部分数据为相对值。下列选项正确的是( )
组号
浓度
NADH脱氢酶活性
线粒体ATP水平
细胞凋亡率(%)
①
0
1.02
1.10
4.62
②
0.1
0.75
0.62
11.86
③
0.5
0.35
0.42
20.17
④
1.0
0.23
0.23
34.66
注:NADH脱氢酶从NADH中夺取两个电子并传递,保证有氧呼吸进行
A. 该实验的唯一自变量是罗哌卡因的浓度
B. ①组处理方式是等量生理盐水处理正常的甲状腺细胞
C. 罗哌卡因处理后,癌细胞内NAD+/ NADH的比值上升
D. 罗哌卡因通过降低癌细胞有氧呼吸第一阶段的强度促进癌细胞凋亡
【答案】A
【解析】
【详解】A、本实验的目的是探究不同浓度罗哌卡因对甲状腺癌细胞的影响,实验中仅人为改变罗哌卡因的浓度,其余无关变量(如细胞培养条件、细胞数量等)都保持一致,因此唯一自变量是罗哌卡因的浓度,A正确;
B、本实验的研究对象是甲状腺癌细胞,因此①组作为对照组,应是用等量生理盐水处理甲状腺癌细胞,而非正常甲状腺细胞,B错误;
C、NADH脱氢酶的作用是从NADH夺取电子,使NADH转化为NAD+。罗哌卡因处理后NADH脱氢酶活性降低,NADH转化为NAD+的过程受阻,细胞内NADH含量上升、NAD+含量下降,因此NAD+/ NADH的比值下降,C错误;
D、NADH脱氢酶参与有氧呼吸第三阶段的电子传递过程,罗哌卡因通过降低该酶活性,抑制癌细胞有氧呼吸第三阶段的强度来促进癌细胞凋亡,不是第一阶段,D错误。
6. 神经性胃炎患者胃酸分泌异常,其胃部活动的有关调节过程如图所示,其中胃泌素是一种激素。下列叙述错误的是( )
注:粗实线围成的内部区域为胃
A. 胃幽门黏膜细胞属于内分泌细胞
B. 神经性胃炎患者应避免焦虑等情绪刺激
C. 压力刺激下兴奋在神经元①和②上均为单向传导
D. 通过①②最终导致胃泌素分泌的过程属于神经-体液调节
【答案】D
【解析】
【详解】A、胃幽门黏膜细胞可分泌胃泌素(激素)到血液中,具有分泌激素功能的细胞属于内分泌细胞,A正确;
B、焦虑、抑郁、压力过大等刺激会通过调节过程促进胃酸的分泌,加重神经性胃炎患者的症状,因此患者应避免此类情绪刺激,B正确;
C、生物体内的兴奋在反射弧中只能单向传递,因此兴奋在神经元①和②上均为单向传导,C正确;
D、通过①②作用于胃幽门黏膜细胞,使之分泌胃泌素的过程,是神经调节的过程,效应器为传出神经末梢及其支配的胃幽门黏膜细胞,之后胃泌素分泌进入血液,通过体液运输作用于靶细胞,胃泌素发挥作用的过程才属于体液调节,D错误。
7. 下列关于土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验操作的叙述,错误的是( )
A. 利用稀释涂布平板法估计菌落数目的关键是有恰当的稀释度
B. 若要判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置未接种的牛肉膏蛋白胨培养基作为对照
C. 接种操作一定要在火焰旁的原因是火焰附近存在无菌区域
D. 统计菌落数往往比活菌的实际数目少
【答案】B
【解析】
【详解】A、利用稀释涂布平板法估计菌落数时,稀释度过高会导致平板菌落数过少、误差极大,稀释度过低会导致菌落重叠无法准确计数,因此恰当的稀释度是准确计数的关键,A正确;
B、判断选择培养基是否起到选择作用,需要设置接种了等量菌液的牛肉膏蛋白胨培养基作为对照,通过对比两种培养基上的菌落数判断选择效果;未接种的牛肉膏蛋白胨培养基是用于检测培养基是否被杂菌污染的空白对照,不能判断选择作用,B错误;
C、酒精灯火焰附近温度高,杂菌被高温杀灭,形成无菌区域,接种操作在火焰旁进行可避免环境中杂菌污染培养基,C正确;
D、当两个或多个活菌聚集在一起时,平板上只能形成一个菌落,因此统计的菌落数往往比活菌的实际数目少,D正确。
8. 科学家将高度分化的成纤维细胞诱导为iPS细胞(诱导多能干细胞),并进一步诱导其分化为心肌细胞,用于治疗心肌梗死。下列叙述错误的是( )
A. 成纤维细胞诱导为iPS细胞的过程是基因选择性表达的结果
B. iPS细胞在有丝分裂前的间期进行着旺盛的DNA复制和蛋白质合成
C. 若成纤维细胞取自高龄患者,则诱导出的iPS细胞的细胞核体积大、染色质收缩
D. 心肌细胞极度缺血引起心肌梗死,属于细胞坏死
【答案】C
【解析】
【详解】A、成纤维细胞诱导为iPS细胞的过程属于细胞重编程(脱分化),细胞分化、脱分化的本质都是基因的选择性表达,A正确;
B、有丝分裂前的间期的主要特征就是完成DNA分子的复制和相关蛋白质的合成,iPS细胞具有分裂能力,因此间期会进行旺盛的DNA复制和蛋白质合成,B正确;
C、高龄患者的成纤维细胞存在衰老特征,但诱导形成的iPS细胞是具有旺盛分裂分化能力的干细胞,不属于衰老细胞,不会出现细胞核体积大、染色质收缩的衰老特征,C错误;
D、细胞坏死是由不利因素(如极度缺血、缺氧等)引发的细胞非正常被动死亡,极度缺血导致的心肌梗死属于细胞坏死,D正确。
9. 下列关于DNA及相关实验证据的说法,错误的是( )
A. 沃森和克里克根据DNA的半保留复制过程提出了双螺旋结构模型
B. 脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA分子的基本骨架
C. 果蝇DNA形成多个复制泡的原因是果蝇DNA有多个复制起点
D. 用³⁵S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,保温时间长短对实验的结果影响不大
【答案】A
【解析】
【详解】A、沃森和克里克首先提出DNA双螺旋结构模型,之后才基于该结构提出DNA半保留复制的假说,A错误;
B、脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在DNA分子外侧,构成DNA分子的基本骨架,B正确;
C、果蝇是真核生物,其DNA上有多个复制起点,复制时可同时启动多个起点的复制过程,因此会形成多个复制泡,C正确;
D、35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体侵染大肠杆菌时蛋白质外壳不进入细菌细胞,无论保温时间过短(部分噬菌体未侵染)还是过长(子代噬菌体释放),放射性都主要集中在上清液中,因此保温时间长短对该组实验结果影响不大,D正确。
10. 从紫草细胞内提取得到的紫草宁具有抗炎、抗癌的作用。图是获得紫草宁的2种工艺路线,下列叙述正确的是( )
A. 初生代谢产物紫草宁一般在特定组织或器官中产生
B. 培育脱毒苗时,常选择紫草的叶片作为外植体
C. 诱导外植体形成愈伤组织的过程中需要一定比例的2,4-D和NAA的作用
D. 可用射线照射以获得高产细胞株,需经多次传代培养以确定高产性状是否稳定遗传
【答案】D
【解析】
【详解】A、紫草宁是紫草细胞产生的次生代谢产物,并非维持细胞基本生命活动必需的初生代谢产物,A错误;
B、培育脱毒苗时,一般选择病毒极少甚至无病毒的茎尖等分生区作为外植体,紫草叶片含较多病毒,不适合作为培育脱毒苗的外植体,B错误;
C、诱导外植体脱分化形成愈伤组织的过程中,需要适宜比例的生长素和细胞分裂素共同调控,C错误;
D、射线照射属于诱变处理,可诱导基因突变进而筛选高产细胞株,由于突变可能是不可遗传的变异,因此需要经多次传代培养确认高产性状是否可以稳定遗传,D正确。
11. 三峡库区冬季蓄水、夏季泄水,形成水位周期性涨落的消落带。按地面出露时长,将其分为三个连续区域:高海拔区(出露时间长)、中海拔区(季节性淹水)、低海拔区(长期水淹)。下表为各区域的生态参数:
区域类型
植物物种数
土壤含水率(%)
优势类群
高海拔区
5.7
2.1
一年生草本为主,灌木开始出现
中海拔区
5.6
3.2
多年生草本(狗牙根、苍耳等)
低海拔区
4.8
15.4
多年生草本(湿生,如狗牙根)
下列叙述正确的是( )
A. 中海拔区物种丰富度较高,是因为土壤含水率适中且环境条件稳定
B. 高海拔区一年生草本与灌木根系深度不同,存在生态位分化,从而实现两者共存
C. 低海拔区植物物种数最少,是因为该区域演替类型为初生演替,物种增加缓慢
D. 生态修复中,为了提高中海拔区的群落稳定性,应优先引种高海拔区的灌木
【答案】B
【解析】
【详解】A、由表格数据可知,高海拔区植物物种数为5.7,高于中海拔区的5.6,且中海拔区为季节性淹水,环境条件并不稳定,A错误;
B、高海拔区一年生草本与灌木根系深度不同,可分别利用不同土层的水分、养分等资源,存在生态位分化,种间竞争较弱,可实现两者共存,B正确;
C、低海拔区保留了原有的土壤条件,还可能存在植物的种子或其他繁殖体,演替类型为次生演替,其物种数少是因为长期水淹的生存环境较为苛刻,C错误;
D、中海拔区为季节性淹水环境,高海拔区的灌木适应出露时间长、土壤含水率低的环境,无法适应中海拔区季节性淹水的条件,优先引种不仅不能提高群落稳定性,还可能引发外来物种入侵等问题,D错误。
12. 血液中的氧气与血红蛋白(Hb)结合成氧合血红蛋白HbO2后进行运输。图甲的光学血氧饱和度测定仪可从手指一侧照射红光和红外光,在另一侧测定透过量,再根据Hb和HbO2对不同波长光的吸收率差异(如图乙),将实测值与预先溶有不同浓度氧气的血液测定值对比,求出动脉血中HbO2占全部血红蛋白的比例。心跳带来的血流量变化会影响两种光的透过量。下列说法错误的是( )
A. Hb与HbO2不可在正常人体内环境中检测到
B. 血液流经手指的组织细胞后,与之前相比更容易透过红光
C. 根据红光和红外光透过量随时间的变化情况,可以得出心跳的频率
D. 根据红外光的透过量,测定仪无法测出动脉中Hb的总量
【答案】B
【解析】
【详解】A、在正常人体中,Hb与HbO₂应该在红细胞内部,不应该在内环境中检测到,A正确;
B、在组织细胞处消耗了氧气的血液,Hb的比例更高,观察乙图可知,Hb对红光的吸收率比红外光高,因此血液变得更容易吸收红光,透过红外光,B错误;
C、根据题目已知心跳带来的血流量变化会影响两种光的透过量,所以根据心跳带来周期性的影响可以测出心跳频率 ,C正确;
D、根据题目所述机理,该测定仪能判断HbO2的比例,但因为不知道血红蛋白的总量,所以没有办法计 算HbO2含量,故也无法计算Hb的含量,D正确。
13. 为解决临床供体短缺,科学家利用基因编辑技术对猪的器官进行“人源化”改造。研究者将不同处理的猪肾脏首次移植到灵长类受体内,一段时间后检测移植物中浸润的免疫细胞及相关物质,结果如下表。下列叙述正确的是( )
组别
供体猪基因处理
移植物浸润情况
移植物最终状态
①
未编辑(野生型)
少量中性粒细胞及大量抗体沉积
迅速梗死(<1h)
②
敲除3个核心抗原基因
细胞毒性T细胞、大量巨噬细胞
逐渐萎缩(12d后)
③
敲除抗原基因+转入人调节蛋白基因
少量淋巴细胞(<5%)
功能良好(>150d)
A. ①组发生的极速排斥说明受体的浆细胞迅速分泌了大量抗体排斥外来器官
B. ②组移植物中检测到大量巨噬细胞,说明该排斥反应属于非特异性免疫
C. ③组结果表明,人类调节蛋白的表达可能干扰了受体辅助性T细胞对猪抗原的识别
D. 器官移植后的排斥反应体现了免疫系统对“非己”成分的免疫监视功能
【答案】C
【解析】
【详解】A、①组排斥发生时间不足1小时,浆细胞接受抗原刺激后合成、分泌大量抗体需要较长时间,该组沉积的抗体是受体体内预先存在的天然抗体,并非浆细胞迅速分泌产生,A错误;
B、②组移植物中检测到细胞毒性T细胞,说明该排斥反应属于特异性细胞免疫,巨噬细胞可参与特异性免疫的抗原呈递等过程,不能仅依据存在巨噬细胞判断为非特异性免疫,B错误;
C、辅助性T细胞是体液免疫和细胞免疫的核心调控细胞,③组转入人调节蛋白后免疫排斥反应极弱,推测人类调节蛋白的表达可能干扰了受体辅助性T细胞对猪抗原的识别,进而抑制特异性免疫的启动,C正确;
D、免疫监视功能是指免疫系统识别、清除突变细胞,防止肿瘤发生的功能,器官移植后的排斥反应体现的是免疫系统清除外来抗原异物的免疫防御功能,D错误。
14. 某昆虫的绿翅(A)对黄翅(a)为显性,若翅色与环境差异大则易被天敌捕食。分别在春季和秋季调查某地该昆虫种群绿翅的表型频率,检测并计算A的基因频率。若春季绿翅的表型频率为X₁、A的基因频率为Y₁,秋季绿翅的表型频率为X₂、A的基因频率为Y2,则下列预测中不合理的是( )
A. a的基因频率(1-Y1)<(1-Y2)
B. 春季Aa的基因型频率为:2Y1(1-Y1)
C. 秋季AA的基因型频率为2Y2-X2
D. 遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾是适应相对性的根本原因
【答案】B
【解析】
【详解】A、在春季,a黄翅的基因频率为1-Y1,到秋季,a黄翅的基因频率为1-Y2,由于在秋季,黄翅为有利性状,故(1-Y1)<(1-Y2),A正确;
B、由题意可知,在春季,绿翅(AA、Aa)频率为X1,A的基因频率为Y1,则Y1=AA%+1/2Aa%,(AA%、Aa%分别为AA、Aa的基因型频率),展开计算得Aa=2X1- 2Y1,B错误;
C、由题意可知,在秋季,绿翅(AA、 Aa)频率为X2,A的基因频率为Y2,则Y2=AA%+1/2Aa%,(AA%、Aa%分别为AA、Aa的基因型频率),展开计算得AA=2Y2-X2,C正确;
D、适应具有相对性,其根本原因就是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾,D正确。
15. 人的panxl基因发生突变会导致女性不育。图是该遗传病的某个家系图,表格是部分成员该基因非模板链的部分测序结果。下列说法正确的是( )
A. 该病是由位于常染色体上的隐性基因控制的
B. 序列……ACAGAATCAGAGTAGCCTAAA……代表panx1的正常基因,序列……ACAGAATCAGAGCAGCCTAAA……代表panxl基因的突变基因
C. Ⅱ-1患者的致病基因由I-1和I-2各提供一个隐性基因
D. 该家系Ⅱ-3和正常女性婚配,生一个患该病后代的概率为1/4
【答案】D
【解析】
【详解】A、由于该病是女性不育,所以男性即使有致病基因也不会患病。根据基因测序结果判断,Ⅰ-1和Ⅱ-1的测序结果一样,说明二者基因型相同;而Ⅰ-1与Ⅰ-2的基因测序结果不同,如果该病是隐性病,不管是在X染色体上,还是在常染色体上,Ⅰ-2都应该含有致病基因,与基因测序结果不符,根据Ⅱ-3测序结果有两个条带,而他为男性,应只有一条X染色体,所以该病不可能是X显性遗传病,即该病是常染色体显性遗传病,用A/a表示控制该病的基因,Ⅰ-1基因型是Aa,Ⅰ-2基因型是aa,Ⅱ-1、Ⅱ-3基因型是Aa,Ⅱ-2和Ⅱ-4基因型是aa,A错误;
B、根据A项分析,Ⅰ-2不含致病基因,而Ⅱ-1患病,肯定含有致病基因,所以序列……ACAGAATCAGAGCAGCCTAAA……代表panx1的正常基因,序列……ACAGAATCAGAGTAGCCTAAA……代表panx1基因的突变基因,B错误;
C、Ⅱ-1基因型是Aa,致病基因A来自其母亲Ⅰ-1(Aa),C错误;
D、Ⅱ-3基因型是Aa,和一个正常女性(aa)婚配,生一个患该病后代(且该后代只能为女性)的概率为1/2×1/2=1/4,D正确。
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16. 天然小球藻在光合系统和氢化酶协同作用下产生氢(H₂),但O₂会抑制氢化酶活性,无法持续产氢。研究人员将小球藻和HAuCl₄在光下混合培养,光反应产生的e⁻将Au³⁺还原为Au0并形成金纳米颗粒(AuNPs),大量的AuNPs定位于类囊体膜上。图为相关过程示意图,回答下列问题。
(1)小球藻是研究光合作用的常用材料,1941年,鲁宾和卡门利用¹⁸O设计了两组实验:分别为第一组和第二组小球藻提供____________________。第一组释放的氧气全部为O₂,第二组全部为¹⁸O₂,证明了植物释放的O₂来自H₂O。
(2)图中H⁺、e⁻与______结合,形成的产物参与光合作用暗反应;多余的H⁺、e⁻在____的催化下产氢。
(3)天然小球藻在白天与夜间产氢效率都较低,夜间产氢效率较低的原因是_____________。
(4)研究发现,相比天然小球藻,小球藻-AuNPs的光合作用强度显著增强。研究人员进一步测定了两者的相关指标,结果如图甲、乙。
①据图甲分析,小球藻-AuNPs细胞内________,促进整个光合链中e⁻的产生与传递。
②据图乙分析,小球藻-AuNPs细胞内________________,促进暗反应有机物的合成。
【答案】(1)H2O和C18O2,H218O和CO2
(2) ①. NADP+ ②. 氢化酶
(3)夜间没有光照,无法进行光反应为产氢提供e-和H+
(4) ①. 叶绿素含量增加,可以捕获更多光能 ②. ATP、NADPH的含量增加,RuBisCO的活性增强
【解析】
【小问1详解】
鲁宾和卡门的经典实验利用同位素标记法探究氧气来源,实验设计为:两组分别标记水和二氧化碳中的氧,即分别给两组提供:H2O和C18O2,H218O和CO2,最终根据释放氧气的标记结果(第一组释放的氧气全部为O2,第二组全部为18O2),证明光合作用释放的氧气来自水。
【小问2详解】
光合作用光反应阶段,水光解产生的一部分H+ 、 e−会与NADP+ (氧化型辅酶Ⅱ)结合,生成NADPH(还原型辅酶 Ⅱ)。从流程图可直接看出:多余的H+ 、 e−流向图中的氢化酶,在该酶的催化作用下结合生成H2 (氢气)。
【小问3详解】
O2会迅速抑制氢化酶活性导致无法持续产氢。 白天有光照,小球藻正常进行光合作用,光反应阶段水的光解会大量产生O2;生成的氧气会抑制氢化酶的催化功能,因此白天产氢效率低。 黑夜产氢效率低的原因:产氢过程需要光反应提供的H+ 、 e− 作为原料; 夜晚无光照,小球藻的光反应完全停止,无法分解水产生电子和氢离子,缺少产氢的原料与能量,因此黑夜产氢效率极低。
【小问4详解】
①叶绿素是光合作用捕获、吸收光能的核心色素,分布在类囊体薄膜上。 小球藻-AuNPs的叶绿素含量上升,可以吸收、捕获更多的光能,驱动光反应的水光解过程,产生更多的e−和H+,同时加速整条光合电子传递链的电子传递,光反应整体效率提升。
②从柱形图能直接读出对比结果: 和天然小球藻相比,小球藻-AuNPs体内: 光反应产物ATP、NADPH含量显著升高(暗反应 C3还原过程必需的还原剂、能量全部充足);暗反应关键酶RuBisCO的活性显著增强(CO2固定速率大幅提升)。 两者共同作用,极大促进卡尔文循环(暗反应),最终有机物(淀粉)合成量增加。
17. 尘螨过敏原Derp1是一种蛋白酶。研究发现,Derp1能分解气道黏膜细胞间的紧密连接蛋白,破坏屏障功能并诱发过敏性鼻炎。相关免疫过程如图所示。
(1)图中显示的免疫过程为____________免疫,细胞①是________细胞。
(2)过敏性个体再次接触Derp1时,肥大细胞释放的组胺等物质可作用于鼻黏膜感觉神经元引起打喷嚏,同时作用于鼻黏膜血管和腺体,引起毛细血管扩张、通透性增强以及________,导致患者疯狂流涕。从反射弧的角度分析,鼻黏膜腺体属于____的一部分。
(3)科研人员选用人鼻黏膜上皮细胞(HNEpC)进行体外培养连接成单层,模拟人体HNEpC屏障进行相关实验,检测各组的通透性(反映屏障的功能)以及紧密连接蛋白(闭合蛋白、密封蛋白)的含量,结果如图所示。已知蛋白的表达受信号通路X调控,而Derp1会激活该通路。
注:②-⑤组添加不同剂量的中药汤剂
据图及相关机理推测,下列叙述合理的是 (多选)。
A. 模型组通透性升高与Derp1分解紧密连接蛋白有关
B. 中药低剂量组对紧密连接蛋白含量的提升效果最佳
C. 高剂量组可能通过抑制通路X从而增强了物理屏障
D. 该实验表明中药汤剂能阻止Derp1对APC的激活
(4)某种新型药物通过抑制辅助性T细胞的活性来治疗过敏。请以小鼠为实验动物设计实验验证该药物能有效防止“Derp1诱发的鼻炎转哮喘”,简要写出实验组处理:________。
【答案】(1) ①. 体液 ②. 辅助性T
(2) ①. 腺体分泌增多 ②. 效应器 (3)AC
(4)给Derp1诱发鼻炎的小鼠服用该药物并诱导其向哮喘转化,观察是否发生哮喘
【解析】
【小问1详解】
由图分析可知,图中细胞①由抗原呈递细胞激活,且能与②B细胞结合,说明细胞①为辅助性T细胞。②B细胞增殖分化为③浆细胞,浆细胞产生抗体,可知图中显示的免疫过程为体液免疫。
【小问2详解】
当相同的过敏原(再次接触Derp1)再次进入机体时,就会与吸附在肥大细胞表面的相应抗体结合,使肥大细胞释放出组胺等物质,引起毛细血管扩张、血管壁通透性增强、以及腺体分泌增多,导致患者疯狂流涕。反射弧中效应器是传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体,因此鼻黏膜腺体属于效应器。
【小问3详解】
A、Derp1可分解紧密连接蛋白,破坏黏膜屏障,模型组经Derp1处理后紧密连接蛋白减少,屏障功能受损,通透性升高,A正确;
B、根据图中曲线,高剂量组的蛋白含量回升最明显,通透性降至最低,因此高剂量效果最显著,B错误;
C、已知Derp1激活信号通路X会降低紧密连接蛋白表达,高剂量中药处理后紧密连接蛋白含量升高、屏障通透性降低,可推测高剂量组通过抑制通路X,增加紧密连接蛋白含量,增强物理屏障,C正确;
D、仅显示中药作用于上皮细胞屏障。图中显示的APC激活是过敏反应的后续免疫过程,实验数据无法证明中药直接阻止了Derp1对APC的激活作用,D错误。
【小问4详解】
实验目的是验证某种新型药物通过抑制辅助性T细胞的活性来治疗过敏,自变量为新型药物的有无,因此实验组需要给Derp1诱发鼻炎的小鼠服用该药物并诱导其向哮喘转化,观察是否发生哮喘。
18. 某种菊科草本植物R有A型株和B型株,A型株易感染病原菌P,而B型株有抗性,不会感染病原菌P。
(1)在温室中设置非感染区与感染区,每个区域均高密度混栽A、B型株各144棵,其中感染区使A型株感染病原菌P。相同条件下培养至充分生长,测定两区域A、B的个体数及单株干重,得到频数分布直方图(如图所示)。
①感染区A型株感染病原菌P后,个体干重和个体数均显著下降,体现了_________(填“密度制约”或“非密度制约”)因素对种群数量的影响。非感染区A型株通常比B型株高大,这是否体现了群落的垂直结构?________(填“是”或“否”)。
②在非感染区,A、B型株所产种子总数分别约为2000个和200个。假设个体干重相同时,A、B型株所产种子数就相等,则草本植物R的个体干重与每个个体所产种子数量的关系最接近图中哪条曲线_______。
(2)20世纪60年代,草本植物R入侵澳大利亚东南部,引发农业灾害。1971年引入病原菌P使A型株感染以消灭R,结果导致原本少数的B型株大量繁茂,再次成灾。
①依据上述图表和资料,关于病原菌引入前后R的A、B型株的叙述,错误的有_______(多选)。
A.引入P前,B型株仅能在A型株不繁茂的农地生存,个体数受抑制
B.引入P前,B型株与A型株竞争非生物环境,个体数受抑制
C.引入P后,B型株与病原菌互利共生,对A型株竞争力增强,个体数增加
D.引入P后,许多A型株获得抗性变为B型株,使B型株个体数增加
②根据上述研究,为有效控制有害植物R,在农田中利用病原菌P的同时,从生物防治的角度,可采取的合理补充措施是____________________。
【答案】(1) ①. 密度制约 ②. 否 ③. ④
(2) ①. ACD ②. 引入会食用B型株的天敌/改进病原菌P使其可以感染B型株
【解析】
【小问1详解】
① 密度制约因素的影响程度与种群密度相关,病原菌对植物种群的影响符合密度制约因素的特点;群落的垂直结构是群落中不同物种在垂直方向的分层现象,A、B型株是同一物种的不同类型,属于同一种群,不能体现群落的垂直结构。
② 观察实验图表可知,B型株总个体数为111,且干重几乎全为1.0g以下。因为所产种子数为200个,可求得平均每个个体所产种子数为200/111≈1.8个。也就是说,干重在1.0g以下的个体所产种子数极少,但不为0。结合选项可知曲线④符合上述判断
【小问2详解】
①A、观察(1)实验图表可知,在非感染区(对应引入病原菌P前的情况),B型株和A型株高密度混栽后种群数量相当,说明B型株并不是只能在A型株不繁茂的农地生存,A错误;
B、在引入病原菌P前,A型株和B型株有竞争关系,A型株有竞争优势,B型株处于劣势,B正确;
C、由题病原菌对B型株只是不感染,但不是有利的,不能形成互利共生关系,C错误;
D、突变是不定向的,A型株不会在环境的作用下定向突变成B型株,D错误。
② 引入病原菌P仅杀死了A型R,B型R会泛滥成灾,因此生物防治需要引入会食用B型株的天敌/改进病原菌P使其可以感染B型株。
19. 亨廷顿病是HTT基因突变导致的显性遗传病。患者在发病前与健康个体无异,多在40-45岁开始发病,症状为逐渐加重的认知障碍和精神行为异常等。某夫妻生育一女后,丈夫的父亲在次年确诊亨廷顿病,妻子前去医院进行遗传咨询。
(1)根据系谱图_____(填“可以”或“无法”)判断丈夫是否遗传了其父亲的致病基因,理由是______________________。
注:方框或圆圈中的数字代表遗传咨询时的年龄
(2)丈夫及其妹妹缺席了基因检测,其他家庭成员检测结果如图所示。
注:(XXX)表示该三核苷酸序列控制合成同一个氨基酸,n表示重复次数
①丈夫的父亲表达的异常HTT蛋白中_________重复序列异常增加是致病原因。(可能用到的密码子:CAG谷氨酰胺、CUG亮氨酸、GAC天冬氨酸、GUC缬氨酸)。
②研究表明,正常HTT基因在遗传给下一代时不改变相关序列的重复次数,则HTT基因位于_________(填“常”、“X”或“Y”)染色体上。
③该夫妻计划再生育一个孩子,孩子患亨廷顿病的概率为________。
(3)妹妹补做了基因检测,n值为15和44,推测异常的HTT基因在遗传过程中发生了图中方式_____ (填“一”或“二”)的DNA复制。
(4)亨廷顿病目前无法治愈,但可通过药物、康复治疗等缓解症状、延缓疾病进展、拉长存活年限、提高生活质量。以下适合给妹妹的建议是 (多选)。
A. 定期去医院检查,监测病情进展
B. 寻求专业心理支持,正确处理消极情绪
C. 减少社交,降低外界刺激与人际冲突的可能
D. 关注前沿研究,为未来的治疗机会做好准备
【答案】(1) ①. 无法 ②. 丈夫(Ⅱ-2)23岁,可能还未到发病年龄,无论是否含有致病基因均可能表型正常(意思对即可)
(2) ①. 谷氨酰胺 ②. 常 ③. 0
(3)一 (4)ABD
【解析】
【小问1详解】
依题意,亨廷顿病患者多在40-45岁开始发病,丈夫(Ⅱ-2)目前只有23岁,其可能遗传了致病基因但尚未发病,也可能没有致病基因。
【小问2详解】
①HTT基因的编码链/非模板链(5’→3’)包含(CAG)n重复序列,转录产生的mRNA中对应密码子为CAG。根据题目提供的密码子表,CAG编码谷氨酰胺。丈夫的父亲异常的CAG重复序列为42,显著高于其他成员,因此异常HTT蛋白中谷氨酰胺重复序列的异常增加是导致亨廷顿病的分子机制。
②正常HTT基因传递时重复次数不变。Ⅲ-1的n值为13和14,均为正常范围。其中,因为I-3和Ⅰ-4没有14,因此14只能是遗传自I-1或1-2,而13来自于I-3或I-4。又因为I-4没有13,所以Ⅲ-1的13只能遗传自Ⅰ-3。假设13在X染色体上,则13无法遗传给Ⅱ-2进而遗传给Ⅲ-1,假设13在Y染色体上,则1-3的13遗传给Ⅱ-2后,无法再次遗传给Ⅲ-1。因此,排除X和Y,而13位于常染色上时,由于遗传与性别不关联,不会出现矛盾。
③因为Ⅱ-1为13和14,Ⅱ-2从I-3中遗传了13,从I-4遗传的是15或11。夫妻俩均不含致病基因42,所以生育的孩子均正常
【小问3详解】
两种DNA复制方式中,根据DNA双链的长度和延伸方向判断,上面为新合成的子链。DNA复制方式一中,子链重复次数增加;方式二重复次数会减少。妹妹的n值有44,相比I-3的42重复次数明显增加,符合方式一“重复次数增加”的特点。
【小问4详解】
面对无法治愈的疾病,“被动承受”不如“主动管理”,跳出“疾病=绝望”的思维定式,通过科学监测(如A)、心理建设(如B)、信息储备(如D)等方式,把“延缓进展”和“提升当下生活质量”结合起来。医学有它的局限性,生活也有它的不可抗力,但做好当下能做的每一件事,珍惜每一个可控的瞬间,即使结局不完美,也能活出属于自己的尊严和价值。
20. hCGβ蛋白是肿瘤细胞特异性表达的蛋白。近年来,研发hCGβ疫苗成为肿瘤生物治疗新热点,图为其制备的基本方案。回答下列问题。
注:甲序列指导合成的信号肽能引导后续合成的肽链进入内质网腔;AOX1为甲醇氧化酶基因的启动子,只能在以甲醇为唯一碳源的培养基中正常表达。
(1)为获取较多的目的基因,一般通过__________(填中文全名)技术来实现。已知目的基因①端的碱基序列为5'-CCAAGCAGCTCA-3',为保证hCGβ基因正确插入质粒并表达,则设计①端对应的引物序列是5’-___________-3’(写出12个碱基),同时需在目的基因的②端添加________限制酶的识别序列。
(2)从生产控制的角度分析,选用AOX1作为hCGβ基因启动子的优点_______。
(3)阶段Ⅳ需将处理后的酵母菌接种在培养基上培养,该培养基不需要添加以下哪些成分________(a.氨苄青霉素b.无机盐c.组氨酸d.琼脂),可在此培养基上生长的酵母菌即为含有hCGβ基因表达载体的目的菌株。
(4)将上述菌株扩大培养后,离心取上清液,依据______________原理检测hCGβ基因是否成功表达。
(5)经发酵工程规模化生产的蛋白经__________后,制备成药物注射到人体可诱导机体产生相应抗体,从而实现肿瘤的生物治疗。
【答案】(1) ①. 聚合酶链式反应 ②. CTCGAGCCAAGC ③. Mum I
(2)可以通过在培养基中添加甲醇为唯一碳源,控制目的基因的表达 (3)ac
(4)抗原-抗体特异性结合 (5)提取、分离、纯化
【解析】
【小问1详解】
获取大量目的基因常用PCR技术,中文全称为聚合酶链式反应。根据转录方向,hCGβ的左侧应挨着上游的启动子。为了使目的基因正确插入质粒,同时避免切除其他必需结构和破坏标记基因,所以不能用EcoRI和SalI来酶切载体。由于XmaI与SalI的识别序列相同,但切割位点不同,所以也不能选用,故只能选XhoI和 Mum I来切割载体。
目的基因的两侧需要设计上述两种限制酶序列的识别位点。上游①端的引物是CTCGAGCCAAGC(前6位XhoI的识别位点,后6位是1处碱基序列的前6个),同时需在目的基因的②端添 Mum I限制酶的识别序列。
【小问2详解】
AOX1为甲醇氧化酶基因的启动子,只能在以甲醇为唯一碳源的培养基中正常表达,因此选用AOX1作为hCGβ基因启动子,可以通过控制培养液中甲醇的有无,来控制hCGβ基因的表达hCGβ蛋白的合成。
【小问3详解】
由于环状质粒中含有组氨酸合成酶基因和氨苄青霉素抗性基因,且筛选重组质粒时大肠杆菌是在含有氨苄青霉素的培养基上培养的,因此为筛选导入重组质粒的酵母菌,培养基中不需要再加入组氨酸和氨苄青霉素(即a和c),但需要加入无机盐和琼脂,形成固体培养基,以筛选目的菌体。
【小问4详解】
hCGβ是一种分泌蛋白,可被分泌到细胞外,将培养物离心后分出细胞和培养液两部分,细胞经破碎处理后,再次离心取上清液,可获得较多的hCGβ,用抗hCGβ单克隆抗体分别进行检测,即抗原—抗体杂交法,原理为抗原与抗体特异性结合。。
【小问5详解】
发酵工程中获得细胞产物采用过滤、沉淀等方法;获得代谢产物,采取提取、分离、纯化的措施。hCGβ蛋白属于代谢产物。
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