内容正文:
盐山中学2026届高三年级保温试题生物
(时间75分钟,满分100分)
注意事项:
1.答卷前,考生将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,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,再选出其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共13小题,每小题2分,共26分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 甲型流感病毒是一种具有囊膜的RNA病毒,其囊膜来源于宿主细胞膜,表面具有血凝素蛋白(糖蛋白)。下列关于该病毒的叙述正确的是( )
A. 血凝素蛋白可特异性识别并结合宿主细胞表面受体
B. 该病毒无成形的细胞核,属于原核生物
C. 该病毒可在无细胞培养基中独立完成复制和增殖
D. 囊膜中磷脂分子的元素组成和比例与血凝素蛋白相同
2. 关于线粒体和叶绿体的叙述正确的是( )
A. 两者均含有DNA和核糖体,能够独立合成自身所需所有蛋白质
B. 在真核细胞中发挥功能时,两者功能均受到细胞核基因的调控
C. 均具有双层膜且内膜向内折叠形成嵴或类囊体以增大膜面积
D. 两者在能量转换过程中发生的化学反应和能量变化完全相同
3. 研究发现小鼠肝脏中成熟的肝细胞在受损后,部分细胞可先“脱分化”,然后通过分裂、分化修复组织。下列说法正确的是( )
A. 衰老肝细胞的细胞核体积变小,染色质松散
B. 肝细胞“脱分化”过程中,其遗传物质会发生变化
C. 肝细胞与“脱分化”后细胞的蛋白质种类和数量相同
D. “脱分化”过程中,细胞的分化程度逐渐降低
4. 甜菜块根中含有丰富的糖分,酶Ⅰ可参与有氧呼吸的第二阶段。下列说法正确的是( )
A. 酶Ⅰ发挥作用的过程中需要氧气的直接参与
B. 酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段生成的ATP最多
C. 4℃的低温环境可提高酶Ⅰ的活性,加快呼吸作用
D. 使用酶Ⅰ抑制剂可能减少糖分消耗,从而提高甜菜块根产量
5. 2026年央视3·15晚会曝光医美市场“外泌体”乱象:商家将未经批准、成分不明的外泌体产品宣传为“抗衰神药”非法注射。外泌体是细胞分泌的膜性囊泡,可携带蛋白质、RNA等物质参与细胞间通讯。下列相关叙述正确的是( )
A. 外泌体的膜结构与核糖体相似,均由磷脂双分子层构成基本支架
B. 外泌体释放到细胞外的过程需要载体蛋白协助,不消耗ATP
C. 外泌体可通过膜融合将内容物送入靶细胞,实现细胞间信息交流
D. 非法注射的外泌体直接进入内环境后,只会引起组织水肿,无免疫风险
6. 真核细胞中mRNA的某些碱基可发生甲基化修饰。甲基化读取蛋白Y能识别此类修饰,进而影响该mRNA的翻译或稳定性,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. mRNA上甲基化碱基所对应的DNA序列位于基因的启动子或终止子内
B. mRNA碱基甲基化属于表观遗传修饰,可遗传给子代细胞
C. 甲基化mRNA与蛋白Y结合后,可增强该mRNA的翻译效率
D. mRNA甲基化会改变其碱基序列,导致编码的蛋白质结构改变
7. 科学家利用基因编辑技术在拟南芥甲(2n=10)中实现染色体融合,最终获得稳定的8染色体品系乙(2n=8),其染色体组成演变如下图所示。乙品系自交结实率正常,但与甲杂交所得F1不可育。下列分析错误的是( )
A. 该8染色体品系的获得涉及染色体断裂与重接,属于染色体结构和数目变异
B. F1个体在减数分裂Ⅰ前期,部分染色体因缺乏完整同源区段而无法正常联会
C. 若将外源基因插入乙的融合染色体中,外源基因向野生型扩散的可能性有所降低
D. 野生型与8染色体品系均含有拟南芥全套遗传信息,因此二者仍属于同一物种
8. 内环境稳态是机体维持正常生命活动的基础。下列相关叙述错误的是( )
A. 血浆渗透压升高时,抗利尿激素分泌增多,促进水的重吸收
B. 进入寒冷环境时,皮肤血管收缩,汗腺分泌减少以减少散热
C. 血钠升高时,醛固酮分泌增多,以促进肾小管和集合管对Na⁺的重吸收
D. 剧烈运动后,呼吸加深加快,有利于排出CO2以维持血浆pH稳定
9. 研究人员利用光遗传学技术,通过不同频率的蓝光脉冲刺激小鼠下丘脑中的生长激素释放激素(GHRH)神经元,随后定时检测外周血中生长激素(GH)浓度,实验结果如图所示。根据图像及所学知识,判断下列叙述错误的是( )
A. GH能促进蛋白质合成与骨骼生长,其作为信使可通过体液运输发挥作用
B. 频率增至20 Hz时GH分泌峰值相应升高,说明光照可直接刺激垂体分泌GH
C. 光刺激停止后GH浓度迅速下降,这与激素作用于靶细胞后被及时灭活有关
D. 实验表明下丘脑的神经元活动可调控垂体分泌GH,体现了神经调节可影响体液调节
10. 自2021年长江实施“十年禁渔”以来,国家重点保护动物长江江豚数量显著回升,而野外中华鲟等濒危物种数量未见明显恢复。下列相关叙述错误的是( )
A. 调查江豚的种群密度优先选用标记重捕法,这属于对其数量特征的研究
B. 中华鲟恢复缓慢,可能与种群基数小、繁殖周期长等自身因素有关
C. 禁渔能通过食物链改善水质,但无法解决水体污染等所有生态问题
D. 十年禁渔有助于保护生物多样性的间接价值,促进长江生态可持续发展
11. 环境DNA(eDNA)指生物体通过脱落的细胞和排泄物等释放到环境中的DNA片段。科研人员采集长江流域不同水域的eDNA,通过设计特异性引物进行PCR测得江豚的环境DNA数量。下列叙述错误的是( )
A. 该方法对江豚生活基本无影响 B. 该方法可预测长江物种丰富度
C. 增加取样数以保证检测准确性 D. 可用于监测江豚种群数量变化
12. 研究发现,城市公园与远郊森林中的大山雀种群在食性和生理特征上存在显著差异。城市大山雀种群的胰脂肪酶基因表达水平及肠道菌群中脂肪降解菌的丰度均显著高于森林种群。下列相关叙述,正确的是( )
A. 城市大山雀种群脂肪消化相关性状的快速形成,是基因突变频率大幅提高的结果
B. 大山雀体内肠道菌群的差异主要由遗传物质决定,一般不受饮食环境影响
C. 城市环境中,大山雀脂肪消化能力更强的个体可能具有生存和繁殖优势
D. 该研究为“用进废退、获得性遗传”的观点提供了直接证据
13. 科学家利用特定“鸡尾酒”组合的小分子化合物,成功将小鼠成纤维细胞重编程为诱导多能干细胞(iPSCs)。下列对该技术原理与过程的分析,错误的是( )
A. 在诱导过程中,成纤维细胞会重新开启某些基因并关闭部分体细胞基因
B. 小鼠成纤维细胞被诱导为iPSCs后,其染色体端粒的长度通常会缩短
C. 培养箱中添加CO2的主要目的是与培养基缓冲系统共同维持pH的稳定
D. 在传代培养iPSCs时,常用胰蛋白酶处理以使细胞从培养皿表面脱落下来
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14. 肾小管上皮细胞部分生理过程如图甲所示,其中cAMP是由ATP在酶的催化下形成的,在调节细胞代谢方面发挥重要作用;该细胞的细胞膜局部亚显微结构如图乙所示,其中1~5为运输方式。下列相关叙述正确的是( )
A. 据图推测cAMP增多可能改变了某些酶的活性从而促进了水通道蛋白的合成
B. 肾小管上皮细胞吸水的方式有图乙中的2和3两种
C. 图乙中的5可表示肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖的过程
D. 图乙中的1和5两种运输方式都会受O2浓度的影响
15. 图1为某种遗传病的家系图,图2为图1中家庭成员的DNA经限制酶处理后不同片段的电泳条带图(若只呈现一条带,说明只含有基因B或b),不考虑基因突变与染色体片段互换。下列说法不正确的是( )
A. 该病为常染色体隐性基因控制的遗传病
B. Ⅱ-2与女性携带者婚配,子代女儿全部患病
C. Ⅱ-1不存在患病基因
D. Ⅱ-2的患病基因可能来自I-1
16. 下列叙述正确的是( )
A. 密闭环境中酵母菌种群数量增长先呈“S”型,后期因营养耗尽、代谢废物积累数量下降
B. 群落的次生演替速度一定快于初生演替,演替过程中优势种不会发生改变
C. 同一生态系统中,不同食物链之间可相互交错形成食物网,食物网越复杂生态系统抵抗力稳定性越高
D. 种群的空间特征包括均匀分布、随机分布和集群分布,不属于群落研究范畴
17. 长期精神压力过大常使人容易感冒、伤口愈合变慢,这与应激引起的神经、内分泌和免疫系统功能失调有关。为探究轻度束缚应激对机体免疫的影响及其调节机制,某研究小组以小鼠为模型进行了实验,处理方式与结果如图所示,其中皮质醇是由肾上腺皮质分泌的一种激素。根据实验结果,下列叙述不正确的是( )
A. 轻度束缚应激通过分级调节轴调节肾上腺髓质的活动,导致皮质醇分泌增加
B. 实验组1中抗体浓度下降是因为高浓度皮质醇抑制了淋巴细胞的增殖与分化
C. 实验组抗体浓度的差异说明免疫增强剂足以消除应激对免疫功能的抑制作用
D. 实验结果表明,神经—体液—免疫调节网络在维持人体稳态中具有协同作用
18. 中国科学家研发的全球首个AI蛋白质生成大模型NewOrigin(中文名“达尔文”)正式在世界人工智能大会亮相。它能通过AI学习蛋白质中氨基酸序列和蛋白质功能间的对应关系来设计新的蛋白质,为蛋白质工程的发展提供了新方向,在生物医药领域也有较好的应用前景。下列叙述不正确的是( )
A. 蛋白质工程需从设计预期的蛋白质功能出发,目前的AI可帮助人们设计出自然界没有的蛋白质
B. NewOrigin在蛋白质工程广泛应用后将仍需要借助基因工程手段改造蛋白质,使得产品更优良
C. 对蛋白质数据进行分析,能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物,该过程属于蛋白质工程技术
D. AI技术在生物医药领域的应用会涉及到众多的法规和伦理问题。例如,如何处理AI决策中的错误和责任、以及如何避免AI技术加剧医疗不平等等问题
三、非选择题:本题共5题,共59分。
19. 科研人员提取莱茵衣藻的类囊体并构建了人工光合细胞,其光合作用过程如图所示,请回答下列问题:
(1)提取莱茵衣藻类囊体时,先破碎细胞,采用______法获取叶绿体,再将叶绿体置于______溶液中使其破碎,再用______法获得类囊体。提取莱茵衣藻类囊体前,应对其进行暗处理,其目的是______。
(2)构建人工叶绿体前需对提取的类囊体进行功能检测,其检测指标有______。
(3)人工光合细胞光反应过程中,提供电子的最初供体是______,电子沿着电子传递链传递过程中,泵入类囊体腔,为ATP的合成提供______。
(4)人造叶绿体光反应为CETCH循环直接提供______(物质),CETCH循环过程中固定的底物有______。
(5)构建CETCH循环的意义有______。
①提高固碳效率以期未来取代卡尔文循环
②根据需要,可实现对自然代谢的定向改造
③将CETCH循环与下游代谢耦合,生产特定产物
④为实现碳中和提供可行的生物技术方案
20. 甲基苯丙胺(METH,俗称冰毒)等毒品的成瘾受生理、心理和社会多种因素影响。
(1)正常情况下,多巴胺能神经元在胞体合成多巴胺,并储存在轴突末梢的________中,当神经冲动到达时引发多巴胺释放到突触间隙,与大脑伏隔核区神经元上的________结合,使突触后神经元产生兴奋,进一步传导使人产生愉悦感。多巴胺发挥作用后与突触前膜上的多巴胺转运蛋白结合后被回收。METH能与多巴胺转运蛋白结合,使多巴胺在突触间隙中停留时间________,不断刺激突触后膜产生兴奋,增加愉悦感进而成瘾。
(2)神经冲动在突触处只能由突触前膜向突触后膜传递的原因是________。为研究社会等级对METH成瘾的影响,科研人员将两只体型相近的小鼠配对饲养3周后,置于狭窄的管道中,通过小鼠的行为确定其等级(如图1)。然后对小鼠进行METH自身给药实验,测试小鼠的成瘾行为(如图2),结果表明高等级小鼠不容易成瘾,低等级小鼠易成瘾。低等级小鼠易成瘾的依据是________。
(3)研究发现,两种小鼠中与多巴胺合成、包装和回收相关蛋白质的表达量无显著差异,而低等级小鼠中多巴胺转运蛋白的磷酸化水平显著高于高等级小鼠。据此分析低等级小鼠容易成瘾的机制是____。
(4)通过行为训练使两类小鼠的社会等级互换后,观察到多巴胺转运蛋白的磷酸化水平和成瘾行为也发生了互换。下列对上述研究带来的启示,合理的是____
a.社会等级变化会伴随着相关分子信号传导的变化
b.通过降低多巴胺转运蛋白的磷酸化水平,就可以预防和治疗成瘾
c.获胜的经历和社会支持能提升成就感,对药物成瘾行为有抑制作用
21. 我国东北松嫩平原是我国重要的水稻主产区,稻田生态系统的氮、磷循环直接决定水稻生产力与农田生态环境稳定性。过量施用氮、磷肥易导致土壤肥力下降、周边水体富营养化等问题,科研人员探究了不同氮磷配施模式对寒地稻田生态系统产量形成、养分循环及土壤微生物功能的影响,部分实验结果如下表(常规施氮 N3:210 kg・hm⁻²,减氮 15% N2:178.5 kg・hm⁻²;常规施磷 P3:105 kg・hm⁻²,减磷 15% P2:89.25 kg・hm⁻²,减磷 30% P1:73.5 kg・hm⁻²)。结合所学知识,回答下列问题:
处理组
水稻相对
产量 /%
土壤脲
酶相对活性
土壤酸性磷
酸酶相对活性
氮素偏生产
力 /(kg・kg⁻¹)
磷素农学利用
率 /(kg・kg⁻¹)
N3P3(常规施肥)
100
100
100
38.2
10.6
N3P2(常规氮 +
减磷 15%)
106.8
112.5
121.3
41.2
15.8
N2P1(减氮 15%+
减磷 30%)
98.7
136.2
142.7
44.5
22.3
(1)稻田生态系统的结构包括______;氮、磷元素在该生态系统的生物群落与无机环境之间主要以______的形式循环,完成该循环过程离不开的生物类群在生态系统中的组成成分是______。
(2)与常规施肥 N3P3 相比,N2P1 处理大幅减施氮磷肥仍能实现水稻稳产,据表分析其直接原因是______。
(3)长期过量施用氮磷肥,会导致稻田周边淡水生态系统发生富营养化,其发生的主要机理是______;从生态工程原理的角度分析,该现象违背了生态工程的______原理。
(4)为实现东北稻田 “稳产增效 + 生态保护” 的绿色农业目标,结合本研究结果,从物质循环与农业生产实践角度,提出两条可推广的合理化措施:______。
22. 在培育转基因抗虫作物过程中,单一抗虫基因会引起害虫抗药性问题。为提高作物的抗虫性,研究人员提取苏云金芽孢杆菌的抗虫蛋白基因Cry1A.301和Vip3A进行融合,培育抗虫作物,其具体过程如图。回答下列问题:
(1)①过程需要使用___________酶。引物P2和引物P3之间碱基序列的特点是必须有_________(填“相同”或“互补”)片段。经图中PCR1过程获得产物1至少需要经过__________次扩增循环。
(2)重组质粒中启动子是_________,可驱动目的基因的转录。除图示信息外,重组质粒中还应该有___________。为使②过程中融合基因能按正确方向插入质粒,需在引物P1的__________端加上限制酶________的识别序列。②过程需用到的工具酶,除限制酶外,还有_____________。
(3)通过酶切法和电泳对重组质粒进行鉴定,结果如图所示。泳道1、2分别是用NcoⅠ切割质粒和重组质粒的结果。若已知融合基因已整合到质粒上,请在图中泳道3绘制出用NcoⅠ和XhoⅠ双酶切重组质粒所得的电泳结果_______。(质粒上NcoⅠ和XhoⅠ识别位点间隔较近,长度可忽略不计)
(4)将重组质粒转入农杆菌后,应将该农杆菌置于含_______的培养基中培养,从而筛选出含重组质粒的农杆菌。为检测Cry1A.301-Vip3A融合蛋白抗虫的效果,还需进行个体水平检测,请简述实验思路:__________。
23. 研究人员发现某植物茎和叶上的表皮组织形成了一种特殊结构———表皮毛。其表皮毛发育受基因T/t和R/r控制,基因R使表皮毛分支次数减少,不含基因T的植物表皮毛分支次数为0,基因T的数量越多表皮毛分支次数越多。将基因型为ttRR和TTrr的个体杂交得到F1,F1自交得到F2,统计F2中表皮毛分支次数及对应植株所占比例,结果如下表所示。
表皮毛的分支次数
0
1
2
3
4
对应植株所占比例
4
6
3
2
1
据此回答问题:
(1)根据实验结果判断,基因T/t和基因R/r的遗传_______(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律,理由是_______。
(2)基因型TTrr的个体表皮毛分支次数是_______。
(3)根据F2中表现型种类数量及比例推测,基因型为TTRR和TTRr的个体表皮毛分支次数_______(填“相同”或“不相同”),表皮毛分支次数为3的基因型为_______。
(4)让F2中表皮毛分支次数为1的个体自由交配,后代表型及其比例是_______。
(5)现已将基因T定位在该植物基因组5号染色体上,为进一步确定基因T在该染色体上的位置,对5个来源于该染色体的DNA片段(A~E)进行基因T及相关分子标记检测,结果如图所示:
注:DNA片段A~E上的数字表示检测到的分子标记,编号相同的为同一标记
根据结果分析,6个分子标记在该植物5号染色体上的排序为_______;仅有片段C和D检测到基因T,据此判断基因T应位于分子标记_______(填数字编号)之间。
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(时间75分钟,满分100分)
注意事项:
1.答卷前,考生将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,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,再选出其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共13小题,每小题2分,共26分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 甲型流感病毒是一种具有囊膜的RNA病毒,其囊膜来源于宿主细胞膜,表面具有血凝素蛋白(糖蛋白)。下列关于该病毒的叙述正确的是( )
A. 血凝素蛋白可特异性识别并结合宿主细胞表面受体
B. 该病毒无成形的细胞核,属于原核生物
C. 该病毒可在无细胞培养基中独立完成复制和增殖
D. 囊膜中磷脂分子的元素组成和比例与血凝素蛋白相同
【答案】A
【解析】
【详解】A、血凝素是流感病毒囊膜表面的糖蛋白,负责识别并结合宿主细胞表面的受体,A正确;
B、病毒无细胞结构,不属于原核或真核生物,B错误;
C、病毒为严格胞内寄生,不能在无细胞培养基中独立增殖,C错误;
D、磷脂分子元素组成主要为C、H、O、N、P,而血凝素蛋白是糖蛋白,主要含C、H、O、N等,不一定含P,D错误。
2. 关于线粒体和叶绿体的叙述正确的是( )
A. 两者均含有DNA和核糖体,能够独立合成自身所需所有蛋白质
B. 在真核细胞中发挥功能时,两者功能均受到细胞核基因的调控
C. 均具有双层膜且内膜向内折叠形成嵴或类囊体以增大膜面积
D. 两者在能量转换过程中发生的化学反应和能量变化完全相同
【答案】B
【解析】
【详解】A、线粒体和叶绿体为半自主细胞器,虽含有DNA和核糖体,但仅能合成部分自身所需蛋白质,大部分蛋白质仍由细胞核基因编码,在细胞质核糖体合成后转运至细胞器内,A错误;
B、线粒体和叶绿体属于半自主细胞器,其结构和功能的维持均依赖细胞核基因编码的大量蛋白质,发挥功能时受细胞核基因调控,B正确;
C、线粒体通过内膜向内折叠形成嵴增大膜面积,但叶绿体的类囊体是细胞器内部独立的单层膜结构,堆叠形成基粒增大膜面积,并非叶绿体内膜向内折叠形成,C错误;
D、线粒体是有氧呼吸主要场所,将有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能和热能;叶绿体是光合作用场所,将光能转化为有机物中稳定的化学能,二者化学反应和能量变化差异很大,D错误。
3. 研究发现小鼠肝脏中成熟的肝细胞在受损后,部分细胞可先“脱分化”,然后通过分裂、分化修复组织。下列说法正确的是( )
A. 衰老肝细胞的细胞核体积变小,染色质松散
B. 肝细胞“脱分化”过程中,其遗传物质会发生变化
C. 肝细胞与“脱分化”后细胞的蛋白质种类和数量相同
D. “脱分化”过程中,细胞的分化程度逐渐降低
【答案】D
【解析】
【详解】A、衰老肝细胞的细胞核体积增大,染色质收缩、染色加深,选项表述与衰老细胞的特征不符,A错误;
B、细胞分化和脱分化的实质都是基因的选择性表达,遗传物质不会发生改变,B错误;
C、“脱分化”过程中基因的表达情况发生改变,因此肝细胞与脱分化后细胞的蛋白质种类和数量存在差异,C错误;
D、“脱分化”是已分化的细胞恢复到分化程度较低、全能性较高状态的过程,因此细胞分化程度逐渐降低,D正确。
4. 甜菜块根中含有丰富的糖分,酶Ⅰ可参与有氧呼吸的第二阶段。下列说法正确的是( )
A. 酶Ⅰ发挥作用的过程中需要氧气的直接参与
B. 酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段生成的ATP最多
C. 4℃的低温环境可提高酶Ⅰ的活性,加快呼吸作用
D. 使用酶Ⅰ抑制剂可能减少糖分消耗,从而提高甜菜块根产量
【答案】D
【解析】
【详解】A、酶Ⅰ参与有氧呼吸第二阶段,该阶段的反应为丙酮酸与水反应生成二氧化碳和还原氢,释放少量能量,不需要氧气参与,A错误;
B、有氧呼吸三个阶段中,第三阶段释放能量最多,生成的ATP最多,第二阶段仅生成少量ATP,B错误;
C、4℃的低温环境会降低酶Ⅰ的活性,减慢呼吸作用速率,C错误;
D、有氧呼吸会分解消耗甜菜块根储存的糖分,使用酶Ⅰ抑制剂可降低有氧呼吸强度,减少糖分消耗,增加块根糖分积累量,从而提高甜菜块根产量,D正确。
5. 2026年央视3·15晚会曝光医美市场“外泌体”乱象:商家将未经批准、成分不明的外泌体产品宣传为“抗衰神药”非法注射。外泌体是细胞分泌的膜性囊泡,可携带蛋白质、RNA等物质参与细胞间通讯。下列相关叙述正确的是( )
A. 外泌体的膜结构与核糖体相似,均由磷脂双分子层构成基本支架
B. 外泌体释放到细胞外的过程需要载体蛋白协助,不消耗ATP
C. 外泌体可通过膜融合将内容物送入靶细胞,实现细胞间信息交流
D. 非法注射的外泌体直接进入内环境后,只会引起组织水肿,无免疫风险
【答案】C
【解析】
【详解】A、核糖体是无膜结构的细胞器,不含磷脂双分子层,仅外泌体的膜结构以磷脂双分子层为基本支架,A错误;
B、外泌体是膜性囊泡,其释放到细胞外的方式为胞吐,胞吐过程不需要载体蛋白协助,但需要消耗ATP,B错误;
C、外泌体为膜性囊泡,可与靶细胞膜发生融合,将携带的蛋白质、RNA等内容物送入靶细胞,实现细胞间的信息交流,与题干中外泌体“参与细胞间通讯”的特点相符,C正确;
D、非法注射的外泌体成分不明,属于外来异物,进入内环境后不仅可能引发组织水肿,还会作为抗原引发免疫排斥等免疫反应,存在免疫风险,D错误。
6. 真核细胞中mRNA的某些碱基可发生甲基化修饰。甲基化读取蛋白Y能识别此类修饰,进而影响该mRNA的翻译或稳定性,过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A. mRNA上甲基化碱基所对应的DNA序列位于基因的启动子或终止子内
B. mRNA碱基甲基化属于表观遗传修饰,可遗传给子代细胞
C. 甲基化mRNA与蛋白Y结合后,可增强该mRNA的翻译效率
D. mRNA甲基化会改变其碱基序列,导致编码的蛋白质结构改变
【答案】C
【解析】
【详解】A、mRNA是基因编码区转录后形成的,mRNA甲基化碱基应该对应基因DNA的编码区,而不是非编码区的启动子或终止子序列,A错误;
B、mRNA修饰是转录后水平的调控,通常不遗传给子代细胞,遗传给子代的是DNA,B错误;
C、从图示可知,蛋白Y能识别并结合mRNA的碱基甲基化位置,可增强该mRNA的翻译效率,C正确;
D、碱基甲基化是化学修饰,不改变碱基的排列序列,不会导致编码的蛋白质结构改变,D错误。
7. 科学家利用基因编辑技术在拟南芥甲(2n=10)中实现染色体融合,最终获得稳定的8染色体品系乙(2n=8),其染色体组成演变如下图所示。乙品系自交结实率正常,但与甲杂交所得F1不可育。下列分析错误的是( )
A. 该8染色体品系的获得涉及染色体断裂与重接,属于染色体结构和数目变异
B. F1个体在减数分裂Ⅰ前期,部分染色体因缺乏完整同源区段而无法正常联会
C. 若将外源基因插入乙的融合染色体中,外源基因向野生型扩散的可能性有所降低
D. 野生型与8染色体品系均含有拟南芥全套遗传信息,因此二者仍属于同一物种
【答案】D
【解析】
【详解】A、染色体断裂后非对应末端重接(如1号与3号),属于易位(染色体结构变异);染色体数目从10条(5对)变为8条,其中包含融合染色体,数目发生改变,A正确;
B、F1(野生型×8染色体品系)个体中,来自8染色体品系的融合染色体(如1/3)在野生型中找不到完整同源染色体,导致联会异常,B正确;
C、融合染色体在减数分裂时行为异常,会降低与野生型杂交的成功率,从而降低外源基因通过杂交扩散的可能性,C正确;
D、虽然二者均含全套遗传信息,但存在生殖隔离(杂交种不育),这已经是形成新物种的标志,D错误。
8. 内环境稳态是机体维持正常生命活动的基础。下列相关叙述错误的是( )
A. 血浆渗透压升高时,抗利尿激素分泌增多,促进水的重吸收
B. 进入寒冷环境时,皮肤血管收缩,汗腺分泌减少以减少散热
C. 血钠升高时,醛固酮分泌增多,以促进肾小管和集合管对Na⁺的重吸收
D. 剧烈运动后,呼吸加深加快,有利于排出CO2以维持血浆pH稳定
【答案】C
【解析】
【详解】A、血浆渗透压升高时,下丘脑渗透压感受器兴奋,抗利尿激素分泌释放增多,促进肾小管和集合管对水的重吸收,使血浆渗透压回落,A正确;
B、进入寒冷环境时,机体通过神经调节使皮肤血管收缩、减少皮肤血流量,同时汗腺分泌减少,从而减少散热量,维持体温相对稳定,B正确;
C、醛固酮的作用是促进肾小管和集合管“保钠排钾”,当血钠升高时,醛固酮分泌会减少,减少对Na+的重吸收以降低血钠浓度,选项描述相反,C错误;
D、剧烈运动后细胞代谢产生大量CO2,CO2进入血浆会使pH有下降趋势,呼吸加深加快可加快CO2的排出,从而维持血浆pH的相对稳定,D正确。
9. 研究人员利用光遗传学技术,通过不同频率的蓝光脉冲刺激小鼠下丘脑中的生长激素释放激素(GHRH)神经元,随后定时检测外周血中生长激素(GH)浓度,实验结果如图所示。根据图像及所学知识,判断下列叙述错误的是( )
A. GH能促进蛋白质合成与骨骼生长,其作为信使可通过体液运输发挥作用
B. 频率增至20 Hz时GH分泌峰值相应升高,说明光照可直接刺激垂体分泌GH
C. 光刺激停止后GH浓度迅速下降,这与激素作用于靶细胞后被及时灭活有关
D. 实验表明下丘脑的神经元活动可调控垂体分泌GH,体现了神经调节可影响体液调节
【答案】B
【解析】
【详解】A、GH属于激素,通过体液运输作用于靶细胞,促进生长,A正确;
B、实验中使用光刺激GHRH神经元,而非光照“直接”刺激垂体分泌GH,B错误;
C、激素作用后会被及时灭活,C正确;
D、实验证明了“下丘脑→GHRH→垂体→GH”的调节途径,体现了神经调节可影响体液调节,D正确。
10. 自2021年长江实施“十年禁渔”以来,国家重点保护动物长江江豚数量显著回升,而野外中华鲟等濒危物种数量未见明显恢复。下列相关叙述错误的是( )
A. 调查江豚的种群密度优先选用标记重捕法,这属于对其数量特征的研究
B. 中华鲟恢复缓慢,可能与种群基数小、繁殖周期长等自身因素有关
C. 禁渔能通过食物链改善水质,但无法解决水体污染等所有生态问题
D. 十年禁渔有助于保护生物多样性的间接价值,促进长江生态可持续发展
【答案】A
【解析】
【详解】A、标记重捕法适用于活动能力强、活动范围广且种群数量较大的生物,长江江豚属于珍稀保护动物,种群数量少,且标记重捕法需要捕捉、标记个体,易对江豚造成损伤,调查其种群密度优先选用声呐监测、样线计数等非损伤性方法,A错误;
B、中华鲟种群基数小,种群增长的基础差,加上自身繁殖周期长、出生率低,这些因素都会导致其种群恢复缓慢,B正确;
C、禁渔可恢复长江中鱼类等生物的种类和数量,通过食物链的调节作用(如植食性鱼类捕食藻类减少水华发生)改善水质,但水体污染多由外源工业、生活污染物排放导致,禁渔无法解决这类问题,C正确;
D、生物多样性的间接价值指其生态调节功能,十年禁渔可维持长江生态系统结构和功能的稳定,提升生态调节能力,有助于保护生物多样性的间接价值,促进长江生态可持续发展,D正确。
11. 环境DNA(eDNA)指生物体通过脱落的细胞和排泄物等释放到环境中的DNA片段。科研人员采集长江流域不同水域的eDNA,通过设计特异性引物进行PCR测得江豚的环境DNA数量。下列叙述错误的是( )
A. 该方法对江豚生活基本无影响 B. 该方法可预测长江物种丰富度
C. 增加取样数以保证检测准确性 D. 可用于监测江豚种群数量变化
【答案】B
【解析】
【分析】动物的皮肤脱落物、唾液、分泌物、粪便、尿液等长含有DNA,eDNA与生物量呈正相关,可通过对环境中的eDNA进行定量分析,推知环境中的相对生物量。
【详解】A、该调查方法可在不直接观察或捕获生物体的情况下对种群数量变化进行调查,故该方法对江豚生活基本无影响,A正确;
B、题目中科研人员使用特异性引物检测江豚的eDNA,扩增产物是江豚的DNA,无法检测其他物种,因此无法预测整个长江的物种丰富度,B错误;
C、增加取样数可减少偶然误差,提高检测结果的准确性,C正确;
D、通过定量分析eDNA的浓度,可间接反映江豚的种群数量变化趋势,D正确。
故选B。
12. 研究发现,城市公园与远郊森林中的大山雀种群在食性和生理特征上存在显著差异。城市大山雀种群的胰脂肪酶基因表达水平及肠道菌群中脂肪降解菌的丰度均显著高于森林种群。下列相关叙述,正确的是( )
A. 城市大山雀种群脂肪消化相关性状的快速形成,是基因突变频率大幅提高的结果
B. 大山雀体内肠道菌群的差异主要由遗传物质决定,一般不受饮食环境影响
C. 城市环境中,大山雀脂肪消化能力更强的个体可能具有生存和繁殖优势
D. 该研究为“用进废退、获得性遗传”的观点提供了直接证据
【答案】C
【解析】
【详解】A、大山雀种群胰脂肪酶基因表达水平较高的快速形成主要是自然选择对种群中已有遗传变异的定向作用,而非短时间内基因突变频率的大幅提高,A错误;
B、肠道菌群的组成主要受饮食、环境等外界因素直接影响。城市种群摄入高脂食物残渣比例高,这正是导致其“脂肪降解菌丰度高”的关键环境因素,而非主要由遗传物质决定,B错误;
C、城市环境中高脂食物丰富,脂肪消化能力更强的个体能更有效地获取能量,从而在生存竞争和繁殖成功上占据优势。这体现了自然选择的作用,是研究最核心的推论,C正确;
D、“用进废退、获得性遗传”认为环境引起的性状变化可直接遗传。本研究仅观察到了当代种群间的表型差异,并未追踪证明这些由饮食差异导致的生理变化(如更高的酶活性、特定的菌群)能够遗传给下一代,D错误。
13. 科学家利用特定“鸡尾酒”组合的小分子化合物,成功将小鼠成纤维细胞重编程为诱导多能干细胞(iPSCs)。下列对该技术原理与过程的分析,错误的是( )
A. 在诱导过程中,成纤维细胞会重新开启某些基因并关闭部分体细胞基因
B. 小鼠成纤维细胞被诱导为iPSCs后,其染色体端粒的长度通常会缩短
C. 培养箱中添加CO2的主要目的是与培养基缓冲系统共同维持pH的稳定
D. 在传代培养iPSCs时,常用胰蛋白酶处理以使细胞从培养皿表面脱落下来
【答案】B
【解析】
【详解】A、细胞重编程的本质是基因的选择性表达,成纤维细胞诱导为iPSCs的过程中,会开启与干细胞多能性相关的基因,同时关闭成纤维细胞特有的体细胞基因,A正确;
B、端粒长度会随细胞分裂次数增加逐渐缩短,分化程度高的成纤维细胞分裂能力弱、端粒较短,iPSCs分裂能力强,重编程后染色体端粒的长度通常会延长而非缩短,B错误;
C、动物细胞培养时,培养箱中添加的CO2可以和培养基的缓冲系统相互作用,共同维持培养液pH的稳定,C正确;
D、iPSCs具有贴壁生长的特点,传代培养时常用胰蛋白酶处理,分解细胞与培养皿粘连的相关蛋白质,使细胞从培养皿表面脱落,制成细胞悬液,D正确。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
14. 肾小管上皮细胞部分生理过程如图甲所示,其中cAMP是由ATP在酶的催化下形成的,在调节细胞代谢方面发挥重要作用;该细胞的细胞膜局部亚显微结构如图乙所示,其中1~5为运输方式。下列相关叙述正确的是( )
A. 据图推测cAMP增多可能改变了某些酶的活性从而促进了水通道蛋白的合成
B. 肾小管上皮细胞吸水的方式有图乙中的2和3两种
C. 图乙中的5可表示肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖的过程
D. 图乙中的1和5两种运输方式都会受O2浓度的影响
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、由图甲可知,cAMP可调节相关酶的作用,酶进入细胞核后调控DNA的表达过程,因此可推测cAMP增多可通过改变某些酶的活性促进水通道蛋白的合成,A正确;
B、肾小管上皮细胞吸水的过程是顺浓度梯度的,其方式包括自由扩散和协助扩散,自由扩散对应图乙中的方式2,协助扩散(通过水通道蛋白实现)对应题图乙中的方式3,B正确;
C、图乙是图甲细胞膜局部放大图,由其中的物质运输方向可知,图乙中上侧为细胞外,下侧为细胞内,肾小管上皮细胞通过主动运输将葡萄糖吸收到细胞内,而图乙中方式5表示将物质运出细胞,与之不符,C错误;
D、图乙中方式1和5均为逆浓度梯度的主动运输,二者都需要消耗ATP,而O2浓度会影响有氧呼吸的速率,影响ATP的生成量,因此两种运输方式都会受O2浓度的影响,D正确。
15. 图1为某种遗传病的家系图,图2为图1中家庭成员的DNA经限制酶处理后不同片段的电泳条带图(若只呈现一条带,说明只含有基因B或b),不考虑基因突变与染色体片段互换。下列说法不正确的是( )
A. 该病为常染色体隐性基因控制的遗传病
B. Ⅱ-2与女性携带者婚配,子代女儿全部患病
C. Ⅱ-1不存在患病基因
D. Ⅱ-2的患病基因可能来自I-1
【答案】ABD
【解析】
【分析】常染色体显性遗传病的特点:①男女患病概率相等; ②连续遗传;常染色体隐性性遗传病的特点:①男女患病概率相等; ②隐性纯合发病,隔代遗传;伴 X 显性遗传病的特点:①患者女性多于男性; ②连续遗传; ③男患者的母亲和女儿一定患病;伴 X 隐性遗传病的特点:①患者男性多于女性; ②有隔代遗传、交叉遗传现象; ③女患者的父亲和儿子一定患病。
【详解】A、根据图1中Ⅰ-1和Ⅰ-2正常,Ⅱ-2患病,可知该病为隐性遗传病,由图2可知,Ⅰ-1和Ⅱ-1均正常且只含一条电泳条带,说明Ⅰ-1和Ⅱ-1含有的条带表示的是正常基因,Ⅱ-2只有一条电泳条带且患病,Ⅱ-2含有的是致病基因,Ⅰ-2正常且有两条电泳条带,说明Ⅰ-2为杂合子,因此该病为伴X染色体隐性遗传病,A错误;
B、由A可知Ⅱ-2为XbY,与女性携带者(XBXb)婚配,子代女儿中正常:患病=1:1,B错误;
C、Ⅱ-1表现正常,只有一条电泳条带,不存在患病基因,C正确;
D、Ⅰ-1表现正常且只含一条电泳条带,不含致病基因,Ⅰ-2正常且有两条电泳条带,Ⅰ-2为杂合子,携带致病基因,因此Ⅱ-2的患病基因只能来自I-2,D错误。
故选ABD。
16. 下列叙述正确的是( )
A. 密闭环境中酵母菌种群数量增长先呈“S”型,后期因营养耗尽、代谢废物积累数量下降
B. 群落的次生演替速度一定快于初生演替,演替过程中优势种不会发生改变
C. 同一生态系统中,不同食物链之间可相互交错形成食物网,食物网越复杂生态系统抵抗力稳定性越高
D. 种群的空间特征包括均匀分布、随机分布和集群分布,不属于群落研究范畴
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、密闭环境中酵母菌培养初期,资源、空间相对充足,种群数量呈“S”型增长,后期营养物质逐渐耗尽,同时酒精、代谢产生的酸性物质等废物积累,生存环境恶化,种群数量下降,A正确;
B、次生演替速度通常快于初生演替,但极端恶劣条件下的次生演替速度可能很慢;演替的本质就是优势种的替换过程,演替中优势种会发生改变,B错误;
C、同一生态系统中,一种生物可属于不同食物链的多个营养级,不同食物链相互交错形成食物网,食物网越复杂生态系统自我调节能力越强,抵抗力稳定性越高,C正确;
D、均匀分布、随机分布和集群分布是种群的空间特征,属于种群水平的研究内容,群落的研究范畴包括物种组成、种间关系、群落的空间结构等,种群的空间特征不属于群落研究范畴,D正确。
17. 长期精神压力过大常使人容易感冒、伤口愈合变慢,这与应激引起的神经、内分泌和免疫系统功能失调有关。为探究轻度束缚应激对机体免疫的影响及其调节机制,某研究小组以小鼠为模型进行了实验,处理方式与结果如图所示,其中皮质醇是由肾上腺皮质分泌的一种激素。根据实验结果,下列叙述不正确的是( )
A. 轻度束缚应激通过分级调节轴调节肾上腺髓质的活动,导致皮质醇分泌增加
B. 实验组1中抗体浓度下降是因为高浓度皮质醇抑制了淋巴细胞的增殖与分化
C. 实验组抗体浓度的差异说明免疫增强剂足以消除应激对免疫功能的抑制作用
D. 实验结果表明,神经—体液—免疫调节网络在维持人体稳态中具有协同作用
【答案】ABC
【解析】
【详解】A、皮质醇由肾上腺皮质分泌,其分泌受下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的分级调节,A错误;
B、由表格数据可知,实验组1高于对照组的皮质醇浓度,可知轻度束缚应激促进肾上腺皮质分泌皮质醇。实验组1抗体浓度低于对照组,推测原因是皮质醇分泌增多抑制了免疫系统的功能,从而减少了抗体的合成,但不能得出高浓度皮质醇抑制了淋巴细胞的增殖与分化的结论,B错误;
C、从结果可知,添加免疫增强剂的实验组2,抗体浓度仍然低于对照组,说明免疫增强剂只是缓解了应激对免疫的抑制,并没有完全消除该抑制作用,C错误;
D、应激对免疫的影响涉及神经、内分泌、免疫系统的失调,实验结果证明三者共同参与稳态调节,说明神经—体液—免疫调节网络在维持稳态中具有协同作用,D正确。
18. 中国科学家研发的全球首个AI蛋白质生成大模型NewOrigin(中文名“达尔文”)正式在世界人工智能大会亮相。它能通过AI学习蛋白质中氨基酸序列和蛋白质功能间的对应关系来设计新的蛋白质,为蛋白质工程的发展提供了新方向,在生物医药领域也有较好的应用前景。下列叙述不正确的是( )
A. 蛋白质工程需从设计预期的蛋白质功能出发,目前的AI可帮助人们设计出自然界没有的蛋白质
B. NewOrigin在蛋白质工程广泛应用后将仍需要借助基因工程手段改造蛋白质,使得产品更优良
C. 对蛋白质数据进行分析,能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物,该过程属于蛋白质工程技术
D. AI技术在生物医药领域的应用会涉及到众多的法规和伦理问题。例如,如何处理AI决策中的错误和责任、以及如何避免AI技术加剧医疗不平等等问题
【答案】C
【解析】
【分析】蛋白质工程概念及基本原理(1)蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。(基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质)(2)蛋白质工程崛起的缘由:基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。(3)蛋白质工程的基本原理:它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构,又称为第二代的基因工程。(4)基本途径:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因),最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成。
【详解】A、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,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。而利用AI技术对蛋白质数据进行分析,预测患者体内某些蛋白质的三维结构,可帮助人们设计出自然界没有的蛋白质,A正确;
B、NewOrigin能通过AI学习蛋白质中氨基酸序列和蛋白质功能间的对应关系来设计新的蛋白质,在蛋白质工程广泛应用后将仍需要借助基因工程手段改造蛋白质,使得产品更优良,B正确;
C、对蛋白质数据进行分析,能够预测患者体内某些蛋白质的三维结构以便设计新药物,该过程属于针对蛋白质进行的药物生产,不是对原有蛋白质进行改造,不属于蛋白质工程技术,C错误;
D、人工智能在生物医药领域的应用确实会涉及众多法规和伦理问题。例如,当AI做出决策出现错误时,责任如何界定;在医疗资源分配等方面,如何避免AI技术加剧医疗不平等的现象等。这些都是在推广和应用AI技术于生物医药领域时需要考虑和解决的重要问题,D正确。
故选C。
三、非选择题:本题共5题,共59分。
19. 科研人员提取莱茵衣藻的类囊体并构建了人工光合细胞,其光合作用过程如图所示,请回答下列问题:
(1)提取莱茵衣藻类囊体时,先破碎细胞,采用______法获取叶绿体,再将叶绿体置于______溶液中使其破碎,再用______法获得类囊体。提取莱茵衣藻类囊体前,应对其进行暗处理,其目的是______。
(2)构建人工叶绿体前需对提取的类囊体进行功能检测,其检测指标有______。
(3)人工光合细胞光反应过程中,提供电子的最初供体是______,电子沿着电子传递链传递过程中,泵入类囊体腔,为ATP的合成提供______。
(4)人造叶绿体光反应为CETCH循环直接提供______(物质),CETCH循环过程中固定的底物有______。
(5)构建CETCH循环的意义有______。
①提高固碳效率以期未来取代卡尔文循环
②根据需要,可实现对自然代谢的定向改造
③将CETCH循环与下游代谢耦合,生产特定产物
④为实现碳中和提供可行的生物技术方案
【答案】(1) ①. 差速离心 ②. 低渗##蒸馏水 ③. 密度梯度离心 ④. 消耗淀粉,防止离心时淀粉粒对类囊体造成损伤
(2)产电子(氧气)能力、产质子(H+)能力,产ATP能力
(3) ①. 水 ②. 电化学势能(H+化学势能)
(4) ①. ATP ②. C3、C4 (5)②③④
【解析】
【小问1详解】
分离细胞器常用的方法是差速离心法,所以提取莱茵衣藻类囊体时,先破碎细胞,采用差速离心法获取叶绿体,再将叶绿体置于蒸馏水或低渗溶液中,使叶绿体吸水,破碎,再用密度梯度离心法获得类囊体。类囊体是进行光合作用光反应的场所,提取莱茵衣藻类囊体前,应对其进行暗处理,其目的是消耗淀粉,防止离心时淀粉粒对类囊体造成损伤。
【小问2详解】
类囊体是光合作用光反应的场所,光反应的产物是O2、ATP、NADPH,所以对类囊体进行功能检测,可通过检测产电子(氧气)能力、产质子(H+)能力,产ATP能力进行。
【小问3详解】
据图可知,人工光合细胞光反应过程中,提供电子的最初供体来自水,电子沿着电子传递链传递过程中,H+泵入类囊体腔,从而建立电化学势能(H+化学势能),进而为ATP的合成提供动力。
【小问4详解】
据图可知,人造叶绿体光反应可以为CETCH循环直接提供ATP,CETCH循环过程中,CO2分别与C3、C4结合被固定,因此,固定CO2的底物是C3和C4。
【小问5详解】
人工构建CETCH循环,可提高固碳效率、定向改造自然代谢、耦合下游代谢生产特定产物,也为实现碳中和提供了新的生物技术方案,但不会取代卡尔文循环,②③④正确。
20. 甲基苯丙胺(METH,俗称冰毒)等毒品的成瘾受生理、心理和社会多种因素影响。
(1)正常情况下,多巴胺能神经元在胞体合成多巴胺,并储存在轴突末梢的________中,当神经冲动到达时引发多巴胺释放到突触间隙,与大脑伏隔核区神经元上的________结合,使突触后神经元产生兴奋,进一步传导使人产生愉悦感。多巴胺发挥作用后与突触前膜上的多巴胺转运蛋白结合后被回收。METH能与多巴胺转运蛋白结合,使多巴胺在突触间隙中停留时间________,不断刺激突触后膜产生兴奋,增加愉悦感进而成瘾。
(2)神经冲动在突触处只能由突触前膜向突触后膜传递的原因是________。为研究社会等级对METH成瘾的影响,科研人员将两只体型相近的小鼠配对饲养3周后,置于狭窄的管道中,通过小鼠的行为确定其等级(如图1)。然后对小鼠进行METH自身给药实验,测试小鼠的成瘾行为(如图2),结果表明高等级小鼠不容易成瘾,低等级小鼠易成瘾。低等级小鼠易成瘾的依据是________。
(3)研究发现,两种小鼠中与多巴胺合成、包装和回收相关蛋白质的表达量无显著差异,而低等级小鼠中多巴胺转运蛋白的磷酸化水平显著高于高等级小鼠。据此分析低等级小鼠容易成瘾的机制是____。
(4)通过行为训练使两类小鼠的社会等级互换后,观察到多巴胺转运蛋白的磷酸化水平和成瘾行为也发生了互换。下列对上述研究带来的启示,合理的是____
a.社会等级变化会伴随着相关分子信号传导的变化
b.通过降低多巴胺转运蛋白的磷酸化水平,就可以预防和治疗成瘾
c.获胜的经历和社会支持能提升成就感,对药物成瘾行为有抑制作用
【答案】(1) ①. 突触小泡 ②. 多巴胺受体 ③. 延长
(2) ①. 神经递质储存在突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜 ②. 低等级小鼠的METH摄取量相对值更高且随时间增长更明显
(3)低等级小鼠多巴胺转运蛋白磷酸化水平高,多巴胺回收减少,突触间隙多巴胺持续作用,更易成瘾
(4)ac
【解析】
【分析】兴奋在神经元之间的传递:兴奋在神经元之间的传递是通过突触完成的,突触包括突触前膜、突触后膜和突触间隙。突触前膜内的突触小泡含有神经递质,神经递质以胞吐的形式分泌到突触间隙,作用于突触后膜上的受体,引起突触后膜所在神经元兴奋或抑制。由于神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜上的受体,因此兴奋在神经元之间的传递是单向的。
【小问1详解】
多巴胺属于神经递质,神经递质会储存在突触小体的突触小泡中。当神经冲动引发突触小泡与突触前膜融合时,多巴胺会被释放到突触间隙。与大脑伏隔核区神经元上的多巴胺受体结合,使突触后神经元产生兴奋,进一步传导使人产生愉悦感。正常情况下多巴胺发挥作用后,会被突触前膜上的多巴胺转运蛋白回收;而METH会与该转运蛋白结合,使多巴胺在突触间隙中停留时间延长,持续刺激突触后膜,进而引发成瘾相关的生理反应。
【小问2详解】
神经冲动在突触处只能由突触前膜向突触后膜传递的原因是神经递质储存在突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,结果兴奋只能单向传递。从图2的实验结果可以看出:低等级小鼠的METH摄取量相对值更高,且随时间增长的幅度更大,这一行为表现说明低等级小鼠更容易主动获取药物,也就更容易成瘾;而高等级小鼠的METH摄取量相对值更低且增长平缓,不容易成瘾。
【小问3详解】
两种小鼠的多巴胺合成、包装和释放相关蛋白的表达量无显著差异,但低等级小鼠的多巴胺转运蛋白磷酸化水平更高。 由此推测:多巴胺转运蛋白磷酸化水平升高会抑制其对多巴胺的回收功能,使突触间隙中多巴胺停留时间延长,持续刺激突触后膜,最终导致低等级小鼠更容易成瘾。
【小问4详解】
a、因为社会等级差异会影响多巴胺转运蛋白的磷酸化水平,而磷酸化属于分子信号传导的环节,a正确;
b、成瘾的机制十分复杂,仅调节多巴胺转运蛋白的磷酸化水平不能完全解决成瘾问题,b错误;
c、获胜的经历和社会支持这类积极的社会体验可以调节相关神经通路,从而减少成瘾行为,c正确。
故选ac。
21. 我国东北松嫩平原是我国重要的水稻主产区,稻田生态系统的氮、磷循环直接决定水稻生产力与农田生态环境稳定性。过量施用氮、磷肥易导致土壤肥力下降、周边水体富营养化等问题,科研人员探究了不同氮磷配施模式对寒地稻田生态系统产量形成、养分循环及土壤微生物功能的影响,部分实验结果如下表(常规施氮 N3:210 kg・hm⁻²,减氮 15% N2:178.5 kg・hm⁻²;常规施磷 P3:105 kg・hm⁻²,减磷 15% P2:89.25 kg・hm⁻²,减磷 30% P1:73.5 kg・hm⁻²)。结合所学知识,回答下列问题:
处理组
水稻相对
产量 /%
土壤脲
酶相对活性
土壤酸性磷
酸酶相对活性
氮素偏生产
力 /(kg・kg⁻¹)
磷素农学利用
率 /(kg・kg⁻¹)
N3P3(常规施肥)
100
100
100
38.2
10.6
N3P2(常规氮 +
减磷 15%)
106.8
112.5
121.3
41.2
15.8
N2P1(减氮 15%+
减磷 30%)
98.7
136.2
142.7
44.5
22.3
(1)稻田生态系统的结构包括______;氮、磷元素在该生态系统的生物群落与无机环境之间主要以______的形式循环,完成该循环过程离不开的生物类群在生态系统中的组成成分是______。
(2)与常规施肥 N3P3 相比,N2P1 处理大幅减施氮磷肥仍能实现水稻稳产,据表分析其直接原因是______。
(3)长期过量施用氮磷肥,会导致稻田周边淡水生态系统发生富营养化,其发生的主要机理是______;从生态工程原理的角度分析,该现象违背了生态工程的______原理。
(4)为实现东北稻田 “稳产增效 + 生态保护” 的绿色农业目标,结合本研究结果,从物质循环与农业生产实践角度,提出两条可推广的合理化措施:______。
【答案】(1) ①. 生态系统的组成成分(生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量)和营养结构(食物链和食物网) ②. 无机物(离子/化合物) ③. 生产者和分解者
(2)该处理显著提高了土壤脲酶和酸性磷酸酶活性,大幅提升了氮素偏生产力和磷素农学利用率,促进了水稻对氮磷养分的吸收利用。
(3) ①. 过量的氮、磷随农田排水进入周边水体,导致水体中 N、P 等矿质元素含量剧增,引起藻类等浮游生物大量繁殖,造成水体富营养化 ②. 协调
(4)①以高产为目标的稻田,采用 N3P2(常规氮 + 减磷 15%)施肥模式,在保障产量的同时减少磷肥投入,降低环境风险;②以减肥增效为目标的稻田,采用 N2P1(减氮 15%+ 减磷 30%)施肥模式,在稳产基础上提升养分利用效率,减少化肥面源污染;③结合秸秆还田、绿肥种植等方式,进一步提升土壤微生物多样性,强化土壤氮磷循环能力,减少化肥施用。
【解析】
【小问1详解】
稻田生态系统的结构包括生态系统的组成成分(非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者)和营养结构(食物链和食物网); 氮、磷元素在生物群落与无机环境之间主要以无机物(离子/化合物)的形式循环; 完成该循环离不开的生物类群组成成分是生产者、分解者(生产者固定无机氮磷,分解者将有机物分解为无机物返回无机环境)。
【小问2详解】
与常规施肥N3P3相比,N2P1处理大幅减施氮磷肥仍能实现水稻稳产,直接原因是该处理显著提高了土壤脲酶和酸性磷酸酶活性,大幅提升了氮素偏生产力和磷素农学利用率,促进了水稻对氮磷养分的吸收利用。
【小问3详解】
过量的氮、磷随农田排水进入周边水体,导致水体中N、P等矿质元素含量剧增,引起藻类等浮游生物大量繁殖,造成水体富营养化。生态系统的生物数量不能超过环境承载力的限度,过量氮磷超出了水体生态系统的自净能力,违背了生态工程协调原理。
【小问4详解】
从物质循环与农业生产实践角度,提出两条可推广的合理化措施:①以高产为目标的稻田,采用 N3P2(常规氮 + 减磷 15%)施肥模式,在保障产量的同时减少磷肥投入,降低环境风险;②以减肥增效为目标的稻田,采用 N2P1(减氮 15%+ 减磷 30%)施肥模式,在稳产基础上提升养分利用效率,减少化肥面源污染;③结合秸秆还田、绿肥种植等方式,进一步提升土壤微生物多样性,强化土壤氮磷循环能力,减少化肥施用。
22. 在培育转基因抗虫作物过程中,单一抗虫基因会引起害虫抗药性问题。为提高作物的抗虫性,研究人员提取苏云金芽孢杆菌的抗虫蛋白基因Cry1A.301和Vip3A进行融合,培育抗虫作物,其具体过程如图。回答下列问题:
(1)①过程需要使用___________酶。引物P2和引物P3之间碱基序列的特点是必须有_________(填“相同”或“互补”)片段。经图中PCR1过程获得产物1至少需要经过__________次扩增循环。
(2)重组质粒中启动子是_________,可驱动目的基因的转录。除图示信息外,重组质粒中还应该有___________。为使②过程中融合基因能按正确方向插入质粒,需在引物P1的__________端加上限制酶________的识别序列。②过程需用到的工具酶,除限制酶外,还有_____________。
(3)通过酶切法和电泳对重组质粒进行鉴定,结果如图所示。泳道1、2分别是用NcoⅠ切割质粒和重组质粒的结果。若已知融合基因已整合到质粒上,请在图中泳道3绘制出用NcoⅠ和XhoⅠ双酶切重组质粒所得的电泳结果_______。(质粒上NcoⅠ和XhoⅠ识别位点间隔较近,长度可忽略不计)
(4)将重组质粒转入农杆菌后,应将该农杆菌置于含_______的培养基中培养,从而筛选出含重组质粒的农杆菌。为检测Cry1A.301-Vip3A融合蛋白抗虫的效果,还需进行个体水平检测,请简述实验思路:__________。
【答案】(1) ①. TaqDNA聚合(耐高温的DNA聚合) ②. 互补 ③. 2
(2) ①. RNA聚合酶识别和结合的部位 ②. 复制原点 ③. 5 ④. NcoⅠ ⑤. DNA连接酶
(3) (4) ①. 卡那霉素 ②. 分别用转入融合蛋白基因的玉米叶片和等量的普通玉米叶片饲喂害虫,一段时间后,比较饲喂后害虫的生长状况(死亡率)(将等量的转基因玉米和非转基因玉米分别饲喂害虫,检测害虫的存活情况)
【解析】
【小问1详解】
①过程为PCR扩增,该过程需要耐高温的DNA聚合酶。为使实验PCR1的产物与PCR2的产物融合,设计引物P2和P3时,需让二者5′端一小段DNA序列互补配对。①过程至少需经历2次循环才能得到产物1,如图所示。
【小问2详解】
启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,可驱动目的基因转录出mRNA。图中重组质粒含有标记基因、启动子、终止子和目的基因,除此之外还需含复制原点。分析图中的质粒,卡那霉素抗性基因中有EcoRⅠ的识别序列,因此切割重组质粒和目的基因时需选择NcoⅠ和XhoⅠ,根据融合基因的转录方向以及质粒中启动子的方向判断,需在引物P1的5′端加上限制酶NcoⅠ的识别序列。②过程为构建基因表达载体,该过程需要用到限制酶和DNA连接酶。
【小问3详解】
用NcoⅠ切割后,质粒的长度为5.5kb,重组质粒的长度为7kb,故融合基因的长度为7-5.5=1.5(kb)。若融合基因已整合到质粒上,用NcoⅠ和XhoⅠ双酶切重组质粒,将产生融合基因(1.5kb)、质粒(5.5kb)两种长度的片段,据此在泳道3的相应位置画图。
【小问4详解】
重组质粒中有卡那霉素抗性基因,将重组质粒转入农杆菌后,需将农杆菌置于含有卡那霉素的培养基中进行培养,从而筛选出含有重组质粒的农杆菌。在个体水平检测该融合蛋白的抗虫效果时,可用转入融合蛋白基因的玉米叶片和等量的普通玉米叶片分别饲喂害虫,在相同的条件下饲养一段时间后,比较害虫的存活情况。
23. 研究人员发现某植物茎和叶上的表皮组织形成了一种特殊结构———表皮毛。其表皮毛发育受基因T/t和R/r控制,基因R使表皮毛分支次数减少,不含基因T的植物表皮毛分支次数为0,基因T的数量越多表皮毛分支次数越多。将基因型为ttRR和TTrr的个体杂交得到F1,F1自交得到F2,统计F2中表皮毛分支次数及对应植株所占比例,结果如下表所示。
表皮毛的分支次数
0
1
2
3
4
对应植株所占比例
4
6
3
2
1
据此回答问题:
(1)根据实验结果判断,基因T/t和基因R/r的遗传_______(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律,理由是_______。
(2)基因型TTrr的个体表皮毛分支次数是_______。
(3)根据F2中表现型种类数量及比例推测,基因型为TTRR和TTRr的个体表皮毛分支次数_______(填“相同”或“不相同”),表皮毛分支次数为3的基因型为_______。
(4)让F2中表皮毛分支次数为1的个体自由交配,后代表型及其比例是_______。
(5)现已将基因T定位在该植物基因组5号染色体上,为进一步确定基因T在该染色体上的位置,对5个来源于该染色体的DNA片段(A~E)进行基因T及相关分子标记检测,结果如图所示:
注:DNA片段A~E上的数字表示检测到的分子标记,编号相同的为同一标记
根据结果分析,6个分子标记在该植物5号染色体上的排序为_______;仅有片段C和D检测到基因T,据此判断基因T应位于分子标记_______(填数字编号)之间。
【答案】(1) ①. 遵循 ②. F1自交所得F2中植株表型及其比例符合9:3:3:1的变形
(2)4 (3) ①. 相同 ②. Ttrr
(4)0次:1次:2次:3次:4次=9:16:8:2:1
(5) ①. 3-5-1-6-4-2 ②. 1、6
【解析】
【分析】基因自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
【小问1详解】
基因型为ttRR和TTrr的个体杂交得到F1,F1基因型为TtRr,F1自交得到F2,统计F2中表皮毛分支次数及对应植株所占比为4:6:3:2:1,F2中对应植株所占比例之和为16,符合9:3:3:1的变形,说明基因T/t和基因R/r的遗传遵循基因自由组合定律。
【小问2详解】
F1基因型为TtRr,F1自交得到F2,F2中表皮毛分支次数分别为0~4的对应基因类型及比例为tt_:TtR_:TTR_:Ttrr:TTrr=4:6:3:2:1,故基因型TTrr的个体表皮毛分支次数是4次。
【小问3详解】
结合(2)可知,基因型为TTRR和TTRr的个体表皮毛分支次数都是2次即相同,表皮毛分支次数为3的基因型为Ttrr。
【小问4详解】
F2中表皮毛分支次数为1的个体基因型为TtR_(1/3TtRR、2/3TtRr)的个体自由交配,产生的配子类型及比例:1/3TR、1/3tR、1/6Tr、1/6tr,后代表型及其比例是0次(tt_):1次(TtR_):2次(TTR_):3次(Ttrr):4次(TTrr)=(1/6×1/6+1/3×1/3+1/3×1/6×2):(1/3×1/3×2+1/6×1/6×2+1/3×1/6×2):( 1/3×1/3+1/3×1/6×2):(1/6×1/6×2):(1/6×1/6)=9:16:8:2:1
【小问5详解】
图中编号相同的为同一标记,将5个片段两两之间在相同标记处拼接起来,即可得到6个分子标记在5号染色体上的排序为3-5-1-6-4-2。若基因T位于分子标记4、6或4、2之间,则在片段C、D、E均会检测到基因T,仅有片段C和D检测到基因T,说明基因T不位于分子标记4、6或4、2之间,而是位于分子标记1、6之间。
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