精品解析:天津市武清区杨村第一中学2025-2026学年度高三第二学期热身练(一)生物试卷
2026-06-05
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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-一模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | 天津市 |
| 地区(区县) | 武清区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 11.84 MB |
| 发布时间 | 2026-06-05 |
| 更新时间 | 2026-06-05 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58218996.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025-2026学年度高三年级第二学期热身练1
生物试卷
1. 2025年我国将健康体重管理行动纳入健康中国行动。下列叙述正确的是( )
A. 淀粉水解为葡萄糖和果糖后可以被人体吸收,糖类可在体内转化为脂肪
B. 食物中搭配奶制品和大豆制品等,可补充人体的必需氨基酸
C. 纤维素难以被人体消化吸收,科学减重期间应减少膳食纤维的摄入
D. 无机电解质在水溶液中能够电离成自由移动的离子,在动物体内可缩合形成多肽
2. 正常情况下,有效磷浓度低于植物根细胞内的磷浓度,某些解磷真菌能分泌酸性酶将土壤中的有机固态磷转化为有效磷,利于植物吸收。植物吸收的磷主要储存于液泡中,缺磷时液泡中的磷可进入细胞质基质。下列叙述错误的是( )
A. 正常情况下植物根细胞吸收有效磷时转运蛋白自身构象会发生改变
B. 无机磷从液泡进入细胞质基质需要蛋白质参与
C. 植物吸收的磷可参与构成细胞的生物膜系统
D. 解磷真菌分泌酸性磷酸酶的过程使细胞膜面积减少
3. 关于生物科学史中经典实验对应的实验设计或结论,下列叙述正确的是( )
选项
经典实验
实验设计或结论
A
梅塞尔森和斯塔尔证明DNA的半保留复制
选择大肠杆菌为实验材料,应用放射性同位素标记技术进行探究
B
艾弗里证明DNA是遗传物质
利用“减法原理”设法分离DNA和蛋白质等物质。研究它们的作用
C
摩尔根以果蝇为材料进行杂交实验
证明基因在染色体上呈线性排列
D
罗伯特森探究细胞膜的结构
在电镜下看到了细胞膜清晰的亮-暗-亮三层结构
A. A B. B C. C D. D
4. 某二倍体动物(2n=4)精原细胞DNA中的P均为32P,精原细胞在不含32P的培养液中培养,其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后,产生甲~丁4个细胞。这些细胞的染色体和染色单体情况如下图所示。
不考虑染色体变异的情况下,下列叙述正确的是( )
A. 该精原细胞经历了2次DNA复制和2次着丝粒分裂
B. 4个细胞均处于减数第二次分裂前期,且均含有一个染色体组
C. 形成细胞乙的过程发生了同源染色体的配对和交叉互换
D. 4个细胞完成分裂形成8个细胞,可能有4个细胞不含32P
5. 图示细胞中基因沉默蛋白(PcG)的缺失,引起染色质结构变化,导致细胞增殖失控形成肿瘤。下列叙述错误的是( )
A. PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集,抑制了基因表达
B. 细胞增殖失控可由基因突变引起,也可由染色质结构变化引起
C. DNA和组蛋白的甲基化修饰都能影响细胞中基因的转录
D. 编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同,可影响翻译的准确度和效率
6. 免疫应答的特殊性与记忆包括三个事件:①对“非己”的分子标志进行特异识别;②淋巴细胞反复分裂产生数量大的淋巴细胞群;③淋巴细胞分化成特化的效应细胞群和记忆细胞群。下列叙述正确的是( )
A. 针对胞外毒素,事件①中一个B细胞可以被多种胞外毒素致敏
B. 针对异体移植细胞,事件①中辅助性T细胞和细胞毒性T细胞都需接受抗原MHC复合体的信息
C. 事件②中,辅助性T细胞在骨髓中成熟,分泌白细胞介素-2等多种细胞因子
D. 事件③中,效应细胞群和记忆细胞群协同杀灭和清除入侵病原体
7. 扬子鳄是我国一级保护野生动物,主要分布在皖、浙相邻地区的湿地与浅水区。扬子鳄有穴居、懒散等习性,以鱼、蛙等为食;其性别决定取决于鳄蛋孵化时的温度。目前,扬子鳄野生种群密度仍然偏低。下列措施及其预期效果,对稳定和增大扬子鳄野生种群密度,没有实质作用的是( )
A. 在分布区内禁止垂钓和捕捞,以丰富扬子鳄的食物资源
B. 将各地的扬子鳄交互放养,以提高其适应不同环境的能力
C. 将分布区打造成与水为邻、水草丰茂的环境,以利于其便捷取食、休憩
D. 依分布区地形挖凿一些不同温度的洞穴,以利于其调节后代的性别比例
8. 山兰酒以海南山兰早稻米为原料添加酒曲,经传统发酵酿造而成,发酵结束后快速冷却酒液并过滤,可获得风味独特的清澈酒体。米熟化的均匀度、发酵温度均会影响酒的品质。下列叙述错误的是( )
A. 充分蒸熟山兰米有利于淀粉糖化,为酵母菌提供更多的原料
B. 酿造山兰酒所使用的酒曲为单一菌种
C. 大米蒸煮后立即与酒曲混合会导致酶空间结构改变而降低其催化效率
D. 快速冷却有利于保留酒液中易挥发的风味物质
9. 一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇,一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体,由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内,可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗,也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列叙述正确的是( )
A. 注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大
B. 单抗制备过程中通常用选择培养基筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞
C. 利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗
D. 筛选不同单抗时可使用同种抗原
阅读下列材料,完成下面小题:
食物不足和向往美食推动人们不断探索哪些生物可食用,如马铃薯块茎因淀粉含量高可作主粮,但发芽的块茎含高浓度龙葵素,它是一种乙酰胆碱酯酶的抑制剂;大型真菌营养丰富,但毒蕈中的毒蕈碱是乙酰胆碱的类似物,鹅膏毒肽是一种RNA聚合酶抑制剂;河鲀味道鲜美但极易中毒,河鲀毒素是一种钠离子通道抑制剂。龙葵素和毒蕈碱中毒者腺体分泌增强。常见呕吐、腹泻等症状。河鲀毒素中毒者会出现感觉麻痹,四肢无力等症状。鹤膏毒肽能够被消化道吸收,进入肝细胞后与RNA聚合酶相结合,肝损伤者会出现血清转氨酶升高和胆红素升高等症状。
10. 下列关于动作电位的产生、传导和传递的叙述,下列叙述错误的是( )
A. 当神经纤维受到刺激而兴奋时,Na+大量内流
B. 动作电位以局部电流的方式沿神经纤维传导
C. 河鲀毒素能抑制动作电位的产生但不抑制传导
D. 河鲀毒素能抑制神经元突触之间传递动作电位
11. 乙酰胆碱酯酶催化乙酰胆碱的分解,但不能催化分解毒蕈碱。支配唾液腺的传出神经元通过分泌乙酰胆碱传递兴奋。下列叙述错误的是( )
A. 传出神经元的轴突末梢与唾液腺细胞之间有突触
B. 龙葵素增多会导致突触间隙的乙酰胆碱含量减少
C. 龙葵素中毒者和毒蕈碱中毒者的唾液分泌量都会增加
D. 乙酰胆碱与突触后膜上的特异性受体结合后引起唾液分泌
12. 鹅膏毒肽与RNA聚合酶解离后被排进胆汁中,随胆汁流入小肠,在小肠处可被再次吸收,反复对肝脏造成损害。下列叙述错误的是( )
A. 血液成分的指标可反映肝功能是否正常
B. 消化酶不能有效地破坏鹅膏毒肽的结构
C. 血清转氨酶升高说明鹅膏毒肽能促进转氨酶合成
D. 鹅膏毒肽中毒的治疗中要提防患者病情出现反复
13. 人为构筑的“礁体”能够提高海底生境的复杂度,为鱼类及底栖生物营造栖息繁育场所,是当前改善近海海域生态环境、实现渔业资源修复的有效手段之一。
(1)比较人工鱼礁和自然岩礁群落的不同,需要比较两者的_________;同时还需要研究两个不同群落的_________,因为其生活习性对生物群落的结构起决定性作用,并在很大程度上影响其他物种的生存和生长。
(2)下图甲是某“海洋牧场”部分构造和物质循环关系图,该牧场在上层挂绳养殖海带等藻类,在中层挂笼养殖牡蛎,在底层设置人工鱼礁,养殖海参等底栖杂食动物。分析回答:
①该“海洋牧场”运用了群落的空间结构原理,依据这一原理进行海水立体养殖的优点是_________。
②牡蛎属于该生态系统组成成分中的________。
③该“海洋牧场”实现了渔业资源持续高效产出,这体现了生物多样性的_______价值,该牧场需要不断进行物质投入,从物质循环的角度分析,其原因是________。
(3)下图为该“海洋牧场”的能量流动部分示意图,数值代表能量的相对值。
据图分析第二营养级到第三营养级的能量传递效率是_________(保留小数点后一位)。
14. 藻类贡献了地球上近一半的光合作用,在维系地球的碳循环中发挥着重要作用。然而,在水生环境中,溶解态CO2的供应往往稀少且不稳定,极大地限制了光合作用的高效进行。为应对这一环境胁迫,莱茵衣藻等藻类演化出独特而高效的CO2浓缩机制,如下图所示。回答下列问题:
(1)莱茵衣藻可利用光能将H2O分解为________;Rubisco是光合作用中催化CO2固定的酶,可将CO2转变为羧基并加到________分子上,反应形成的产物可被水光解的某些产物还原为糖类。除光照外,影响上述反应的外界因素还有________(写出两个)。研究发现,Rubisco由多条肽链构成,其中的一些肽链由________(填细胞结构)中的基因编码,再由相应的信号序列引导进入叶绿体发挥其功能。
(2)在莱茵衣藻叶绿体的Rubisco周围形成了一个微区室(蛋白核),这个微区室能富集CO2,为Rubisco提供充足底物。理论上,在低浓度CO2环境下,与没有蛋白核的植物相比,莱茵衣藻的光反应水平_______。衣藻以形式富集CO2,该形式优于CO2形式,结合图示,从物质跨膜运输的角度分析,其原因是________。
(3)被浓缩的CO2会不可避免地发生泄漏,针对此现象,研究人员对莱茵衣藻进行了如下改造:在蛋白核外周富集碳酸酐酶(催化CO2生成)和ACC(催化CO2生成脂肪酸),将光合作用与脂肪酸合成紧密协同,实现了衣藻高效利用无机碳的新模式。为确认改造是否成功,该团队分别构建了红色荧光蛋白基因与碳酸酐酶基因的融合基因、绿色荧光蛋白基因与ACC基因的融合基因,并一同导入莱茵衣藻,显微镜下观察到_______(现象)说明改造成功。
15. 肝癌肿瘤微环境的免疫抑制特性会阻碍免疫系统清除癌细胞。厦门大学2025年的一项研究发现,小分子物质醛美替尼(又称“辟谷精”)能使患肝癌小鼠存活至正常年龄,并显著抑制其肿瘤生长。该物质此前被证实能不依赖胰岛素降血糖,其作用机理为抑制醛缩酶(ALDO)与葡萄糖代谢中间物的结合,激活AMPK(一种激酶)活性,进而促进细胞吸收葡萄糖,改变细胞的代谢与活性。为了解“辟谷精”抑制肝癌的机制,科研人员进行了进一步研究。请回答问题。
(1)“辟谷精”促进细胞吸收葡萄糖,促进脂肪、蛋白质和糖原等物质分解且抑制其合成。“辟谷精”与胰岛素对细胞的调节作用____(填“完全相同”“部分相同”或“完全不同”)。
(2)科研人员为了探究“辟谷精”发挥抑癌效果时的直接作用对象,对小鼠进行了癌细胞移植与治疗实验,实验分组及结果见下表。
移植的癌细胞
HEPA
A⁻
受移植小鼠
WT
LKO
WT
LKO
“辟谷精”施用
-
+
-
+
-
+
-
+
肝癌组织相对重量
+++
+
+++
+++
+++
+
++
++
注:HEPA为普通肝癌细胞;为敲除AMPK基因的肝癌细胞;WT为野生型小鼠;LKO为特异性敲除肝细胞AMPK基因的小鼠;“+”数量代表肿瘤重量相对大小。
本实验的自变量是移植的癌细胞种类、受移植小鼠种类及____。据表分析,“辟谷精”通过作用于具有AMPK的____(填“癌细胞”“肝细胞”或“癌细胞和肝细胞”)而产生抑癌效果。
(3)科研人员对对照组和“辟谷精”治疗组肝癌小鼠的肝脏进行显微观察,结果如下图1、图2(癌旁组织为肿瘤旁边的正常肝细胞组织,深色细胞为细胞,是一种细胞毒性T细胞,如箭头所指)。
据图得出结论:“辟谷精”改变细胞活性后可减轻肝癌肿瘤微环境的免疫抑制,且基本不损伤正常肝脏组织,依据是____。
(4)实验人员在肝癌诱导与治疗实验中分别注射IgG(对照抗体)和抗抗体(可清除或阻断细胞功能),进一步验证了“辟谷精”依赖于细胞发挥抑癌效果的结论。请将能得出该结论的实验结果柱形图补充完整。
(5)综合上述信息,请选填序号完善“辟谷精”抑制肝癌的机制:____→AMPK激活→____→减轻肿瘤微环境的免疫抑制→____→____。
①“辟谷精”抑制癌细胞ALDO ②细胞杀伤肝癌细胞 ③“辟谷精”抑制肝细胞ALDO
④细胞进入癌组织 ⑤组织细胞活性改变
16. 无核葡萄品质优良,但抗寒性差。我国科学家以中国野生葡萄资源中抗寒性最强的山葡萄为材料,对抗寒相关Va基因的功能展开相关研究。
(1)通过前期研究结果,科研人员推测Va基因的表达产物可能为转录因子。转录因子是一类有转录激活功能的蛋白,可以调控________与启动子的结合。Va基因转录的非模板链部分序列为:5'ATGCTGCACACCTGC…………CAACAGAACATTAG3',起始密码子为5'-AUG-3'。在PCR扩增的过程中通过设计引物为Va基因的上游增加了限制酶EcoRI识别序列(5'-GAATTC-3'),下游增加了限制酶BamHI识别序列(5'-GGATCC-3'),这些限制酶识别序列不影响Va基因的功能。Va基因下游扩增引物应为5'-________-3'(包括添加的限制酶识别序列,共写12个碱基)。
(2)为进一步验证Va基因的转录激活功能,科研人员利用pG载体首先构建了重组质粒,导入到敲除GAL4基因的酵母AH109菌株中,如图所示。GAL4基因可编码酵母中具有转录激活功能的蛋白,从而激活P启动子。AH109菌株为色氨酸、组氨酸缺陷型菌株,只有在添加相应氨基酸的培养基中才能生长。
①为了能够筛选得到重组酵母,培养基的配方为下列选项中的________组,此外还需额外添加_________,通过显色反应做进一步验证。
A组:不加色氨酸和组氨酸
B组:加色氨酸和组氨酸
C组:加组氨酸,不加色氨酸
D组:加色氨酸,不加组氨酸
②在下图中完善实验过程及对应结果:________。
17. 肾上腺-脑白质营养不良(ALD)是ABCD1基因发生突变而导致的一种单基因遗传病。下图1是某ALD患者家系图,图2是该家系成员ABCD1基因中某一片段进行PCR,产物酶切后电泳的结果(正常基因只含一个酶切位点,致病基因中含有两个酶切位点)。回答下列问题:
(1)根据以上信息判断ALD的遗传方式为_________。请在图2中将Ⅱ-3个体电泳检测结果补充完整_________。现得知Ⅱ-2已怀孕,以下_________(填序号)措施可以在胎儿出生前,对其进行检测和诊断。
①羊水检查 ②调查Ⅱ-1个体的家族病史 ③基因检测
(2)进一步对该家族个体的ABCD1基因编码链(转录的非模板链)进行测序,结果如图3所示。
由图3可知,该家族中患儿的ABCD1基因片段发生了碱基的________,使其表达的蛋白质中氨基酸发生的变化是________,从而导致蛋白质结构出现异常。
(可能用到的密码子:AUG起始密码子;AGG、AGA、CGG精氨酸;UCC、AGC丝氨酸;GGG甘氨酸;CAG谷氨酰胺;UCG、UCA亮氨酸;CCC脯氨酸)
(3)进一步研究发现,ABCD1基因的表达受其上游区域调控,原理见图4。在成熟神经元中,SNHG14基因转录时会延伸至ABCD1基因,与ABCD1基因的转录发生碰撞,导致父源ABCD1基因无法产生全长成熟mRNA进而沉默。而母源的ABCD1基因能够正常表达的原因是________。
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2025-2026学年度高三年级第二学期热身练1
生物试卷
1. 2025年我国将健康体重管理行动纳入健康中国行动。下列叙述正确的是( )
A. 淀粉水解为葡萄糖和果糖后可以被人体吸收,糖类可在体内转化为脂肪
B. 食物中搭配奶制品和大豆制品等,可补充人体的必需氨基酸
C. 纤维素难以被人体消化吸收,科学减重期间应减少膳食纤维的摄入
D. 无机电解质在水溶液中能够电离成自由移动的离子,在动物体内可缩合形成多肽
【答案】B
【解析】
【详解】A、淀粉的基本组成单位是葡萄糖,水解终产物仅为葡萄糖,不存在果糖,A错误;
B、必需氨基酸是人体无法自行合成、必须从食物中获取的氨基酸,奶制品和大豆制品富含优质蛋白质,含有人体所需的多种必需氨基酸,搭配食用可补充必需氨基酸,B正确;
C、纤维素虽然无法被人体消化吸收,但属于膳食纤维,可促进胃肠蠕动、增加饱腹感,有助于控制体重,减重期间应适当摄入而非减少,C错误;
D、多肽是由氨基酸经脱水缩合形成的有机物,无机电解质属于无机物,不能缩合形成多肽,D错误。
2. 正常情况下,有效磷浓度低于植物根细胞内的磷浓度,某些解磷真菌能分泌酸性酶将土壤中的有机固态磷转化为有效磷,利于植物吸收。植物吸收的磷主要储存于液泡中,缺磷时液泡中的磷可进入细胞质基质。下列叙述错误的是( )
A. 正常情况下植物根细胞吸收有效磷时转运蛋白自身构象会发生改变
B. 无机磷从液泡进入细胞质基质需要蛋白质参与
C. 植物吸收的磷可参与构成细胞的生物膜系统
D. 解磷真菌分泌酸性磷酸酶的过程使细胞膜面积减少
【答案】D
【解析】
【详解】A、正常情况下有效磷浓度低于根细胞内磷浓度,根细胞逆浓度梯度吸收有效磷的方式为主动运输,主动运输依赖的转运蛋白在转运物质时自身构象会发生改变,A正确;
B、无机磷是带电荷的离子,跨膜运输(包括从液泡进入细胞质基质的过程)需要转运蛋白的参与,B正确;
C、生物膜的主要成分包括磷脂,磷脂的组成元素含有P,因此植物吸收的磷可参与构成细胞的生物膜系统,C正确;
D、酸性磷酸酶属于分泌蛋白,解磷真菌通过胞吐过程分泌该酶,该过程中包裹酸性磷酸酶的囊泡与细胞膜融合,会使细胞膜面积增大,D错误。
3. 关于生物科学史中经典实验对应的实验设计或结论,下列叙述正确的是( )
选项
经典实验
实验设计或结论
A
梅塞尔森和斯塔尔证明DNA的半保留复制
选择大肠杆菌为实验材料,应用放射性同位素标记技术进行探究
B
艾弗里证明DNA是遗传物质
利用“减法原理”设法分离DNA和蛋白质等物质。研究它们的作用
C
摩尔根以果蝇为材料进行杂交实验
证明基因在染色体上呈线性排列
D
罗伯特森探究细胞膜的结构
在电镜下看到了细胞膜清晰的亮-暗-亮三层结构
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A、梅塞尔森和斯塔尔证明DNA半保留复制的实验中,使用的是稳定同位素,无放射性,采用的是稳定同位素标记技术和密度梯度离心法,并非放射性同位素标记技术,A错误;
B、艾弗里证明DNA是遗传物质的实验中,通过向S型细菌提取物中分别加入蛋白酶、RNA酶、DNA酶等,特异性去除对应物质,单独研究各类物质的作用,利用了“减法原理”,B正确;
C、摩尔根的果蝇白眼杂交实验证明了基因位于染色体上,“基因在染色体上呈线性排列”是摩尔根等人后续通过基因定位研究得出的结论,并非该杂交实验的结论,C错误;
D、罗伯特森在电镜下观察到的细胞膜结构为暗-亮-暗三层结构,对应蛋白质-脂质-蛋白质的结构模型,而非亮-暗-亮结构,D错误。
4. 某二倍体动物(2n=4)精原细胞DNA中的P均为32P,精原细胞在不含32P的培养液中培养,其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后,产生甲~丁4个细胞。这些细胞的染色体和染色单体情况如下图所示。
不考虑染色体变异的情况下,下列叙述正确的是( )
A. 该精原细胞经历了2次DNA复制和2次着丝粒分裂
B. 4个细胞均处于减数第二次分裂前期,且均含有一个染色体组
C. 形成细胞乙的过程发生了同源染色体的配对和交叉互换
D. 4个细胞完成分裂形成8个细胞,可能有4个细胞不含32P
【答案】C
【解析】
【分析】DNA中的P均为32P的精原细胞在不含32P的培养液中培养,进行一次有丝分裂后,产生的每个细胞的每条DNA都有一条链含有32P,继续在不含32P的培养液中培养进行减数分裂,完成复制后,8条染色单体中有4条含有32P,减数第一次分裂完成后,理论上,每个细胞中有2条染色体,四条染色单体,其中有2条单体含有32P。
【详解】A、图中的细胞是一个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后产生的,据图所示,这些细胞含有染色单体,说明着丝粒没有分裂,因此该精原细胞2次DNA复制,1次着丝粒分裂,A错误;
B、题干叙述明确表示减数第一次分裂已经完成,因此只可能处于减数第二次分裂前期或中期,且均含有一个染色体组,B错误;
C、精原细胞进行一次有丝分裂后,产生的子细胞每个DNA上有一条链含有32P,减数分裂完成复制后,每条染色体上有1个单体含有32P,另一个单体不含32P,减数第一次分裂结束,每个细胞中应该含有2条染色体,四个染色单体,其中有两个单体含有放射性,但乙细胞含有3个染色单体含有放射性,原因是形成乙的过程中发生了同源染色体的配对和交叉互换,C正确;
D、甲、丙、丁完成减数第二次分裂至少产生3个含32P的细胞,乙细胞有3个单体含有32P,完成减数第二次分裂产生的2个细胞都含有32P,因此4个细胞完成分裂形成8个细胞,至多有3个细胞不含32P,D错误。
故选C。
5. 图示细胞中基因沉默蛋白(PcG)的缺失,引起染色质结构变化,导致细胞增殖失控形成肿瘤。下列叙述错误的是( )
A. PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集,抑制了基因表达
B. 细胞增殖失控可由基因突变引起,也可由染色质结构变化引起
C. DNA和组蛋白的甲基化修饰都能影响细胞中基因的转录
D. 编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同,可影响翻译的准确度和效率
【答案】D
【解析】
【详解】A、由图可知,PcG存在时组蛋白发生甲基化,染色质处于凝集状态,此时促细胞分裂蛋白的基因无法表达,说明PcG可通过该过程抑制基因表达,A正确;
B、原癌基因、抑癌基因突变会导致细胞增殖失控,本题中PcG缺失引起染色质结构变得松散,也会导致促细胞分裂蛋白基因过量表达,引起增殖失控,因此细胞增殖失控可由两种原因导致,B正确;
C、DNA甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子结合,组蛋白甲基化可改变染色质的凝集状态,二者都能调控基因的转录过程,C正确;
D、一条mRNA上结合多个核糖体时,所有核糖体都以同一条mRNA为模板合成肽链,模板一致因此翻译的产物完全相同,不会影响翻译的准确度,仅能提高翻译的效率,D错误。
6. 免疫应答的特殊性与记忆包括三个事件:①对“非己”的分子标志进行特异识别;②淋巴细胞反复分裂产生数量大的淋巴细胞群;③淋巴细胞分化成特化的效应细胞群和记忆细胞群。下列叙述正确的是( )
A. 针对胞外毒素,事件①中一个B细胞可以被多种胞外毒素致敏
B. 针对异体移植细胞,事件①中辅助性T细胞和细胞毒性T细胞都需接受抗原MHC复合体的信息
C. 事件②中,辅助性T细胞在骨髓中成熟,分泌白细胞介素-2等多种细胞因子
D. 事件③中,效应细胞群和记忆细胞群协同杀灭和清除入侵病原体
【答案】B
【解析】
【详解】A、B细胞对抗原的识别具有特异性,一个B细胞只能识别一种特定的抗原,因此只能被一种胞外毒素致敏,A错误;
B、针对异体移植细胞的细胞免疫过程中,抗原经抗原呈递细胞处理后形成抗原-MHC复合体,辅助性T细胞和细胞毒性T细胞都需要接受抗原-MHC复合体的信息才能完成活化,B正确;
C、辅助性T细胞在胸腺中成熟,而非骨髓,成熟后可分泌白细胞介素-2等多种细胞因子,C错误;
D、记忆细胞群不直接杀灭和清除入侵病原体,其功能是储存抗原信息,当相同抗原再次入侵时快速增殖分化为效应细胞发挥免疫作用,仅效应细胞群承担杀灭清除病原体的功能,D错误。
7. 扬子鳄是我国一级保护野生动物,主要分布在皖、浙相邻地区的湿地与浅水区。扬子鳄有穴居、懒散等习性,以鱼、蛙等为食;其性别决定取决于鳄蛋孵化时的温度。目前,扬子鳄野生种群密度仍然偏低。下列措施及其预期效果,对稳定和增大扬子鳄野生种群密度,没有实质作用的是( )
A. 在分布区内禁止垂钓和捕捞,以丰富扬子鳄的食物资源
B. 将各地的扬子鳄交互放养,以提高其适应不同环境的能力
C. 将分布区打造成与水为邻、水草丰茂的环境,以利于其便捷取食、休憩
D. 依分布区地形挖凿一些不同温度的洞穴,以利于其调节后代的性别比例
【答案】B
【解析】
【详解】A、在分布区内禁止垂钓和捕捞,可以减少人为对食物资源的破坏,从而丰富扬子鳄的食物来源,对稳定和增大其种群密度有积极作用,A正确;
B、扬子鳄野生种群密度低的原因是栖息地破坏、食物资源不足及人为干扰,盲目交互放养可能因个体竞争、疾病传播等原因,导致种群存活率下降,与“稳定和增大种群密度”目标相悖,B错误;
C、扬子鳄依赖湿地与浅水区生存,水草丰茂的环境可提供隐蔽场所和食物来源,改善栖息地质量,促进繁殖和存活,利于提升种群密度,C正确;
D、扬子鳄性别由孵化温度决定,不同温度洞穴可平衡性别比例,避免因性别失衡导致繁殖成功率下降,利于增大种群密度,D正确。
故选B。
8. 山兰酒以海南山兰早稻米为原料添加酒曲,经传统发酵酿造而成,发酵结束后快速冷却酒液并过滤,可获得风味独特的清澈酒体。米熟化的均匀度、发酵温度均会影响酒的品质。下列叙述错误的是( )
A. 充分蒸熟山兰米有利于淀粉糖化,为酵母菌提供更多的原料
B. 酿造山兰酒所使用的酒曲为单一菌种
C. 大米蒸煮后立即与酒曲混合会导致酶空间结构改变而降低其催化效率
D. 快速冷却有利于保留酒液中易挥发的风味物质
【答案】B
【解析】
【详解】A、充分蒸熟山兰米可使淀粉糊化,结构变得松散,更易被酒曲中的糖化酶分解为葡萄糖,为酵母菌的发酵提供更多底物,A正确;
B、传统发酵使用的酒曲是混合菌种,含有曲霉、酵母菌等多种微生物,并非单一菌种,B错误;
C、大米蒸煮后温度很高,酶的本质多为蛋白质,高温会破坏酶的空间结构使其变性失活,催化效率下降,因此不能立即混合酒曲,C正确;
D、易挥发的风味物质在高温下挥发速度快,快速冷却可降低温度,减少风味物质的散失,有利于保留酒液的特殊风味,D正确。
9. 一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇,一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体,由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72注入小鼠体内,可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗,也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列叙述正确的是( )
A. 注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大
B. 单抗制备过程中通常用选择培养基筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞
C. 利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗
D. 筛选不同单抗时可使用同种抗原
【答案】D
【解析】
【详解】A、若注入抗原纯度低,会刺激小鼠产生针对杂质抗原的抗体,导致血清分离的多抗混有杂质抗体,纯度显著下降;而单抗制备过程中会经过多次筛选,最终仅保留产生抗p72抗体的杂交瘤细胞,抗原纯度对其影响更小,因此抗原纯度对多抗纯度的影响更大,A错误;
B、单抗制备中,选择培养基的作用是筛选出杂交瘤细胞,淘汰未融合的细胞和同种融合的细胞;筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞需要进行专一抗体检测,并非由选择培养基完成,B错误;
C、p72作为抗原存在多个不同的抗原决定簇,不同抗原决定簇可刺激机体产生不同的抗体,因此利用该小鼠可制备出多种识别p72不同抗原决定簇的单抗,C错误;
D、不同的抗p72单抗分别识别p72抗原的不同抗原决定簇,均可以与p72抗原发生特异性结合,因此筛选不同单抗时可使用同种p72抗原,D正确。
阅读下列材料,完成下面小题:
食物不足和向往美食推动人们不断探索哪些生物可食用,如马铃薯块茎因淀粉含量高可作主粮,但发芽的块茎含高浓度龙葵素,它是一种乙酰胆碱酯酶的抑制剂;大型真菌营养丰富,但毒蕈中的毒蕈碱是乙酰胆碱的类似物,鹅膏毒肽是一种RNA聚合酶抑制剂;河鲀味道鲜美但极易中毒,河鲀毒素是一种钠离子通道抑制剂。龙葵素和毒蕈碱中毒者腺体分泌增强。常见呕吐、腹泻等症状。河鲀毒素中毒者会出现感觉麻痹,四肢无力等症状。鹤膏毒肽能够被消化道吸收,进入肝细胞后与RNA聚合酶相结合,肝损伤者会出现血清转氨酶升高和胆红素升高等症状。
10. 下列关于动作电位的产生、传导和传递的叙述,下列叙述错误的是( )
A. 当神经纤维受到刺激而兴奋时,Na+大量内流
B. 动作电位以局部电流的方式沿神经纤维传导
C. 河鲀毒素能抑制动作电位的产生但不抑制传导
D. 河鲀毒素能抑制神经元突触之间传递动作电位
11. 乙酰胆碱酯酶催化乙酰胆碱的分解,但不能催化分解毒蕈碱。支配唾液腺的传出神经元通过分泌乙酰胆碱传递兴奋。下列叙述错误的是( )
A. 传出神经元的轴突末梢与唾液腺细胞之间有突触
B. 龙葵素增多会导致突触间隙的乙酰胆碱含量减少
C. 龙葵素中毒者和毒蕈碱中毒者的唾液分泌量都会增加
D. 乙酰胆碱与突触后膜上的特异性受体结合后引起唾液分泌
12. 鹅膏毒肽与RNA聚合酶解离后被排进胆汁中,随胆汁流入小肠,在小肠处可被再次吸收,反复对肝脏造成损害。下列叙述错误的是( )
A. 血液成分的指标可反映肝功能是否正常
B. 消化酶不能有效地破坏鹅膏毒肽的结构
C. 血清转氨酶升高说明鹅膏毒肽能促进转氨酶合成
D. 鹅膏毒肽中毒的治疗中要提防患者病情出现反复
【答案】10. C 11. B 12. C
【解析】
【10题详解】
A、神经纤维受刺激兴奋时,细胞膜对Na+通透性升高,Na+大量内流形成外负内正的动作电位,A正确;
B、动作电位在神经纤维上以局部电流(电信号)的形式传导,B正确;
C、河鲀毒素是钠离子通道抑制剂,动作电位的传导过程中每个位点都需要Na+内流产生动作电位,因此河鲀毒素同时抑制动作电位的产生和传导,C错误;
D、突触前膜释放神经递质需要动作电位触发Ca2+内流,河鲀毒素抑制动作电位产生,因此也会抑制突触间兴奋的传递,D正确。
【11题详解】
A、传出神经元的轴突末梢与唾液腺细胞之间的神经-腺体接头属于突触结构,A正确;
B、龙葵素是乙酰胆碱酯酶抑制剂,会抑制乙酰胆碱的分解,导致突触间隙乙酰胆碱含量升高,B错误;
C、龙葵素使突触间隙乙酰胆碱含量升高,毒蕈碱是乙酰胆碱类似物可直接结合突触后膜受体,二者都能促进唾液腺分泌,因此中毒者唾液分泌量都会增加,C正确;
D、乙酰胆碱与唾液腺细胞膜上的特异性受体结合后,会引发唾液腺细胞兴奋,产生唾液分泌的效应,D正确。
【12题详解】
A、肝损伤会导致肝细胞内的转氨酶、胆红素释放到血液中,因此血液相关成分指标可反映肝功能是否正常,A正确;
B、鹅膏毒肽可被消化道吸收,还可在小肠被再次吸收,说明消化酶不能破坏其结构使其失活,B正确;
C、血清转氨酶升高是因为鹅膏毒肽损伤肝细胞,使肝细胞内的转氨酶释放到血清中,并非促进转氨酶的合成,C错误;
D、鹅膏毒肽可随胆汁流入小肠后被再次吸收,反复损伤肝脏,因此治疗中要提防病情反复,D正确。
13. 人为构筑的“礁体”能够提高海底生境的复杂度,为鱼类及底栖生物营造栖息繁育场所,是当前改善近海海域生态环境、实现渔业资源修复的有效手段之一。
(1)比较人工鱼礁和自然岩礁群落的不同,需要比较两者的_________;同时还需要研究两个不同群落的_________,因为其生活习性对生物群落的结构起决定性作用,并在很大程度上影响其他物种的生存和生长。
(2)下图甲是某“海洋牧场”部分构造和物质循环关系图,该牧场在上层挂绳养殖海带等藻类,在中层挂笼养殖牡蛎,在底层设置人工鱼礁,养殖海参等底栖杂食动物。分析回答:
①该“海洋牧场”运用了群落的空间结构原理,依据这一原理进行海水立体养殖的优点是_________。
②牡蛎属于该生态系统组成成分中的________。
③该“海洋牧场”实现了渔业资源持续高效产出,这体现了生物多样性的_______价值,该牧场需要不断进行物质投入,从物质循环的角度分析,其原因是________。
(3)下图为该“海洋牧场”的能量流动部分示意图,数值代表能量的相对值。
据图分析第二营养级到第三营养级的能量传递效率是_________(保留小数点后一位)。
【答案】(1) ①. 物种组成 ②. 优势物种
(2) ①. 充分利用空间及资源 ②. 消费者、分解者 ③. 直接 ④. 需要不断输出产品
(3)4.2%
【解析】
【小问1详解】
物种组成是区分不同群落的重要特征,比较人工鱼礁和自然岩礁群落的不同,需要比较两者的物种组成。同时,还需要研究两个不同群落的优势种,因为其生活习性及生境选择对于生物群落的结构和内部环境起决定性作用,并在很大程度上影响其他物种的生存和生长。
【小问2详解】
①在垂直结构上,该“海洋牧场”具有明显的分层现象,进行海水立体养殖,可充分利用不同水层的空间与资源,提高资源利用率,提升产出。
②从图甲可知,牡蛎既捕食浮游植物、浮游动物,也可直接利用溶解有机质/有机碎屑,因此牡蛎属于消费者和分解者。
③渔业产品满足人类生产生活需求,带来经济效益,属于生物多样性的直接价值。人工海洋牧场需要不断输出产品,部分物质随产品离开牧场生态系统,无法参与物质循环,因此需要人工持续投入饵料等物质进行补充。
【小问3详解】
相邻营养级能量传递效率=(下一营养级从上一营养级同化的能量÷上一营养级同化量)×100%。 第二营养级的同化量=第一营养级流入量+碎屑流入量=2176+974=3150,第三营养级的同化量全部来自第二营养级,且与第三营养级各能量去向的总和相等,故第三营养级同化量=2.3+74.8+43.04+11.86=132,因此第二营养级到第三营养级的能量传递效率是(132÷3150)×100%≈4.2%。
14. 藻类贡献了地球上近一半的光合作用,在维系地球的碳循环中发挥着重要作用。然而,在水生环境中,溶解态CO2的供应往往稀少且不稳定,极大地限制了光合作用的高效进行。为应对这一环境胁迫,莱茵衣藻等藻类演化出独特而高效的CO2浓缩机制,如下图所示。回答下列问题:
(1)莱茵衣藻可利用光能将H2O分解为________;Rubisco是光合作用中催化CO2固定的酶,可将CO2转变为羧基并加到________分子上,反应形成的产物可被水光解的某些产物还原为糖类。除光照外,影响上述反应的外界因素还有________(写出两个)。研究发现,Rubisco由多条肽链构成,其中的一些肽链由________(填细胞结构)中的基因编码,再由相应的信号序列引导进入叶绿体发挥其功能。
(2)在莱茵衣藻叶绿体的Rubisco周围形成了一个微区室(蛋白核),这个微区室能富集CO2,为Rubisco提供充足底物。理论上,在低浓度CO2环境下,与没有蛋白核的植物相比,莱茵衣藻的光反应水平_______。衣藻以形式富集CO2,该形式优于CO2形式,结合图示,从物质跨膜运输的角度分析,其原因是________。
(3)被浓缩的CO2会不可避免地发生泄漏,针对此现象,研究人员对莱茵衣藻进行了如下改造:在蛋白核外周富集碳酸酐酶(催化CO2生成)和ACC(催化CO2生成脂肪酸),将光合作用与脂肪酸合成紧密协同,实现了衣藻高效利用无机碳的新模式。为确认改造是否成功,该团队分别构建了红色荧光蛋白基因与碳酸酐酶基因的融合基因、绿色荧光蛋白基因与ACC基因的融合基因,并一同导入莱茵衣藻,显微镜下观察到_______(现象)说明改造成功。
【答案】(1) ①. O2、H+(和e-) ②. C5 ③. CO2浓度、无机盐浓度(温度)等 ④. 细胞核
(2) ①. 较高 ②. CO2可以自由扩散方式穿过生物膜(或进出叶绿体),难以富集;衣藻可主动吸收,易于富集
(3)蛋白核周围有红色荧光和绿色荧光
【解析】
【小问1详解】
光反应阶段,莱茵衣藻利用光能将H2O分解,产物为O2、H+(和电子e⁻),其中H+与NADP+结合形成NADPH,为暗反应供氢。Rubisco催化CO2固定,可将CO2转变为羧基并加到C5(RuBP)分子上,生成C3,C3再被光反应的NADPH和ATP还原为糖类。除光照外,影响光合作用的主要外界因素有CO2浓度、温度、无机盐浓度。Rubisco由多条肽链构成,其中部分肽链由细胞核中的基因编码,经信号序列引导进入叶绿体,与叶绿体基因编码的肽链组装成功能酶,发挥相应的作用。
【小问2详解】
在莱茵衣藻叶绿体的Rubisco周围形成了一个微区室(蛋白核),这个微区室能富集CO2,为Rubisco提供充足底物。理论上,在低浓度CO2环境中,与没有蛋白核的植物相比,莱茵衣藻能够富集CO2,其暗反应水平较高,因此光反应水平也较高。在富集CO2时,若以CO2的形式富集,则在叶绿体中富集的高浓度CO2会通过自由扩散的方式运出叶绿体;若以HCO3-形式富集CO2,叶绿体中富集的高浓度HCO3-,不能跨膜运出叶绿体,即衣藻以HCO3-形式富集CO2,该形式优于CO2形式,表现为CO2可以自由扩散方式穿过生物膜(或进出叶绿体),难以富集;衣藻可主动吸收HCO3-,易于富集。
【小问3详解】
被浓缩的CO2会不可避免地发生泄漏,针对此现象,研究人员对莱茵衣藻进行了如下改造:在蛋白核外周富集碳酸酐酶(催化CO2生成HCO3-)和ACC(催化CO2生成脂肪酸),将光合作用与脂肪酸合成紧密协同,实现了衣藻高效利用无机碳的新模式。为确认改造是否成功,该团队分别构建了红色荧光蛋白基因与碳酸酐酶基因的融合基因、绿色荧光蛋白基因与ACC基因的融合基因,并一同导入莱茵衣藻,若改造成功,蛋白核周围会同时出现红色荧光与绿色荧光,即显微镜下观察到蛋白核周围有红色荧光和绿色荧光,可以判断改造成功。
15. 肝癌肿瘤微环境的免疫抑制特性会阻碍免疫系统清除癌细胞。厦门大学2025年的一项研究发现,小分子物质醛美替尼(又称“辟谷精”)能使患肝癌小鼠存活至正常年龄,并显著抑制其肿瘤生长。该物质此前被证实能不依赖胰岛素降血糖,其作用机理为抑制醛缩酶(ALDO)与葡萄糖代谢中间物的结合,激活AMPK(一种激酶)活性,进而促进细胞吸收葡萄糖,改变细胞的代谢与活性。为了解“辟谷精”抑制肝癌的机制,科研人员进行了进一步研究。请回答问题。
(1)“辟谷精”促进细胞吸收葡萄糖,促进脂肪、蛋白质和糖原等物质分解且抑制其合成。“辟谷精”与胰岛素对细胞的调节作用____(填“完全相同”“部分相同”或“完全不同”)。
(2)科研人员为了探究“辟谷精”发挥抑癌效果时的直接作用对象,对小鼠进行了癌细胞移植与治疗实验,实验分组及结果见下表。
移植的癌细胞
HEPA
A⁻
受移植小鼠
WT
LKO
WT
LKO
“辟谷精”施用
-
+
-
+
-
+
-
+
肝癌组织相对重量
+++
+
+++
+++
+++
+
++
++
注:HEPA为普通肝癌细胞;为敲除AMPK基因的肝癌细胞;WT为野生型小鼠;LKO为特异性敲除肝细胞AMPK基因的小鼠;“+”数量代表肿瘤重量相对大小。
本实验的自变量是移植的癌细胞种类、受移植小鼠种类及____。据表分析,“辟谷精”通过作用于具有AMPK的____(填“癌细胞”“肝细胞”或“癌细胞和肝细胞”)而产生抑癌效果。
(3)科研人员对对照组和“辟谷精”治疗组肝癌小鼠的肝脏进行显微观察,结果如下图1、图2(癌旁组织为肿瘤旁边的正常肝细胞组织,深色细胞为细胞,是一种细胞毒性T细胞,如箭头所指)。
据图得出结论:“辟谷精”改变细胞活性后可减轻肝癌肿瘤微环境的免疫抑制,且基本不损伤正常肝脏组织,依据是____。
(4)实验人员在肝癌诱导与治疗实验中分别注射IgG(对照抗体)和抗抗体(可清除或阻断细胞功能),进一步验证了“辟谷精”依赖于细胞发挥抑癌效果的结论。请将能得出该结论的实验结果柱形图补充完整。
(5)综合上述信息,请选填序号完善“辟谷精”抑制肝癌的机制:____→AMPK激活→____→减轻肿瘤微环境的免疫抑制→____→____。
①“辟谷精”抑制癌细胞ALDO ②细胞杀伤肝癌细胞 ③“辟谷精”抑制肝细胞ALDO
④细胞进入癌组织 ⑤组织细胞活性改变
【答案】(1)部分相同
(2) ①. 有无“辟谷精” ②. 肝细胞
(3)与对照组相比,“辟谷精”治疗显著增加癌组织内细胞(或深色细胞或细胞毒性T细胞)数量,且癌旁组织内细胞数量很少
(4) (5) ①. ③ ②. ⑤ ③. ④ ④. ②
【解析】
【分析】免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质组成,免疫可以分为非特异性免疫和特异性免疫,特异性免疫又包括体液免疫和细胞免疫。T细胞既可以参与体液免疫又可以参与细胞免疫。
【小问1详解】
“辟谷精”和胰岛素均可以促进细胞对葡萄糖的吸收,但“辟谷精”是通过抑制ALDO与葡萄糖代谢中间物结合,激活AMPK活性,进而促进细胞对葡萄糖的吸收,而胰岛素是通过体液运输与靶细胞膜上的受体结合,除了促进细胞对葡萄糖的吸收降血糖外,还可以促进葡萄糖合成糖原、转化形成非糖物质,来降低血糖,综上,“辟谷精”与胰岛素对细胞的调节作用部分相同。
【小问2详解】
依据表格信息可知,该实验的自变量有:移植的癌细胞种类(一种为普通肝癌细胞,一种为敲除了AMPK基因的肝癌细胞)、受移植小鼠种类(一种为野生型小鼠,一种为特异性敲除肝细胞AMPK基因的小鼠)、“辟谷精”(施用“辟谷精”的有无)。根据结果: HEPA( 普通肝癌细胞)与(敲除AMPK基因的肝癌细胞) 两组的野生型小鼠(含AMPK基因)中,施用“辟谷精”具有抑癌效果且效果较好,而两组的LKO小鼠,无论是否使用“辟谷精”效果一致(肿瘤重量大小无明显变化),说明辟谷精通过作用于肝细胞的AMPK发挥效果。
【小问3详解】
图2(治疗组)与图1(对照组)相比较,“辟谷精”治疗显著增加了癌组织内细胞数量,并且癌旁组织内细胞数量很少(图2箭头处),而细胞是一种细胞毒性T细胞,与细胞免疫能力有关,这说明“辟谷精”改变细胞活性后可减轻肝癌肿瘤微环境的免疫抑制,且基本不损伤正常肝脏组织。
【小问4详解】
依据题干信息可知,“辟谷精”最终是通过加强细胞对癌细胞的杀伤作用发挥抑癌效果的,所以加入IgG的同时加入“辟谷精”可以加强细胞对癌细胞的杀伤作用,进而导致肝癌细胞相对重量明显降低,而抗抗体会结合小鼠的细胞而阻断其发挥作用,免疫能力降低,肝癌细胞相对重量与不加“辟谷精”组无明显差异,具体图示如下图:
【小问5详解】
结合题干(通过抑制ALDO与葡萄糖代谢中间物结合,激活AMPK活性,进而促进细胞对葡萄糖的吸收,改变细胞代谢及活性)和小问2、3、4信息可知,“辟谷精”抑制肝癌的机制为:③“辟谷精”抑制肝细胞ALDO→AMPK激活→⑤组织细胞活性改变→减轻肿瘤微环境的免疫抑制(小问3)→④细胞进入癌组织(小问:3、4)→②细胞杀伤肝癌细胞。
16. 无核葡萄品质优良,但抗寒性差。我国科学家以中国野生葡萄资源中抗寒性最强的山葡萄为材料,对抗寒相关Va基因的功能展开相关研究。
(1)通过前期研究结果,科研人员推测Va基因的表达产物可能为转录因子。转录因子是一类有转录激活功能的蛋白,可以调控________与启动子的结合。Va基因转录的非模板链部分序列为:5'ATGCTGCACACCTGC…………CAACAGAACATTAG3',起始密码子为5'-AUG-3'。在PCR扩增的过程中通过设计引物为Va基因的上游增加了限制酶EcoRI识别序列(5'-GAATTC-3'),下游增加了限制酶BamHI识别序列(5'-GGATCC-3'),这些限制酶识别序列不影响Va基因的功能。Va基因下游扩增引物应为5'-________-3'(包括添加的限制酶识别序列,共写12个碱基)。
(2)为进一步验证Va基因的转录激活功能,科研人员利用pG载体首先构建了重组质粒,导入到敲除GAL4基因的酵母AH109菌株中,如图所示。GAL4基因可编码酵母中具有转录激活功能的蛋白,从而激活P启动子。AH109菌株为色氨酸、组氨酸缺陷型菌株,只有在添加相应氨基酸的培养基中才能生长。
①为了能够筛选得到重组酵母,培养基的配方为下列选项中的________组,此外还需额外添加_________,通过显色反应做进一步验证。
A组:不加色氨酸和组氨酸
B组:加色氨酸和组氨酸
C组:加组氨酸,不加色氨酸
D组:加色氨酸,不加组氨酸
②在下图中完善实验过程及对应结果:________。
【答案】(1) ①. RNA聚合酶 ②. GGATCCCTAATG
(2) ①. A ②. X-α-gal ③.
【解析】
【小问1详解】
科研人员推测Va基因的表达产物可能为转录因子。转录因子是一类有转录激活功能的蛋白,转录因子可调控RNA聚合酶与启动子的结合;Va基因转录的非模板链部分序列为:5'ATGCTGCACACCTGC…………CAACAGAACATTAG3',起始密码子为5'-AUG-3'。在PCR扩增的过程中通过设计引物为Va基因的上游增加了限制酶EcoRI识别序列(5'-GAATTC-3'),下游增加了限制酶BamHI识别序列(5'-GGATCC-3'),上游引物应该与Va基因的非模板链相同,下游引物的碱基序列应该与非模板链的3'端互补,且需要添加相应的限制酶序列,则下游引物应该为5'--GGATCCCTAATG-3'。
【小问2详解】
①题意显示,AH109菌株为色氨酸、组氨酸缺陷型菌株,为了能够筛选得到重组酵母,重组的载体中含有编码色氨酸合成酶的基因和具有转录激活功能的Va基因,AH109菌株的基因中含有HIS3基因可以编码组氨酸合成酶,所以若重组成功,就可以合成色氨酸和组氨酸,所以培养基配方中无需添加色氨酸和组氨酸,故选A;若用显色反应进行验证,依据题干信息,MEL1基因可以编码α-半乳糖苷酶,可分解X-α-gal产生蓝色物质,所以培养基中需额外添加X-α-gal。
②依据图示信息,实验分为三组:一是只导入载体,二是导入pG-GAL4重组载体,三是导入pG-Va重组载体,其中第一组充当对照,无菌落,且不含有MEL1基因,所以不会出现蓝色物质,也无菌落生长;第二组导入pG-GAL4重组载体,其中含有MEL1基因、HIS3基因及编码色氨酸的基因,GAL4基因可编码酵母中具有转录激活功能的蛋白,从而激活P启动子,使MEL1基因、HIS3基因表达,编码出组氨酸合成酶基因,使菌落出现,同时半乳糖苷酶催化底物发生变化使菌落表现为蓝色,所以实验结果出现蓝色,有菌落;第三组pG-Va重组载体,也含有MEL1基因、HIS3基因及编码色氨酸的基因,该组中VA基因的表达产物作为转录因子,激活启动子,使相关基因表示,所以实验结果出现蓝色,有菌落。具体结果如图:
17. 肾上腺-脑白质营养不良(ALD)是ABCD1基因发生突变而导致的一种单基因遗传病。下图1是某ALD患者家系图,图2是该家系成员ABCD1基因中某一片段进行PCR,产物酶切后电泳的结果(正常基因只含一个酶切位点,致病基因中含有两个酶切位点)。回答下列问题:
(1)根据以上信息判断ALD的遗传方式为_________。请在图2中将Ⅱ-3个体电泳检测结果补充完整_________。现得知Ⅱ-2已怀孕,以下_________(填序号)措施可以在胎儿出生前,对其进行检测和诊断。
①羊水检查 ②调查Ⅱ-1个体的家族病史 ③基因检测
(2)进一步对该家族个体的ABCD1基因编码链(转录的非模板链)进行测序,结果如图3所示。
由图3可知,该家族中患儿的ABCD1基因片段发生了碱基的________,使其表达的蛋白质中氨基酸发生的变化是________,从而导致蛋白质结构出现异常。
(可能用到的密码子:AUG起始密码子;AGG、AGA、CGG精氨酸;UCC、AGC丝氨酸;GGG甘氨酸;CAG谷氨酰胺;UCG、UCA亮氨酸;CCC脯氨酸)
(3)进一步研究发现,ABCD1基因的表达受其上游区域调控,原理见图4。在成熟神经元中,SNHG14基因转录时会延伸至ABCD1基因,与ABCD1基因的转录发生碰撞,导致父源ABCD1基因无法产生全长成熟mRNA进而沉默。而母源的ABCD1基因能够正常表达的原因是________。
【答案】(1) ①. 伴X染色体隐性遗传 ②. ③. ①③
(2) ①. 替换 ②. 甘氨酸变为精氨酸
(3)母源SNHG14基因高度甲基化,无法转录,不会与ABCD1基因的转录发生碰撞
【解析】
【小问1详解】
Ⅰ-1和Ⅰ-2表现正常,却生育了患病的Ⅱ-4(无中生有为隐性),且电泳结果中Ⅱ-4为患者,结合正常基因含一个酶切位点,致病基因含两个酶切位点,可推知致病基因位于X染色体上(若为常隐,Ⅰ-1和Ⅰ-2需为杂合子,电泳条带应一致),因此ALD的遗传方式为伴X染色体隐性遗传。Ⅱ-3表型正常,若相关基因用A/a表示,其基因型可表示为XAY,该个体电泳检测结果应该与Ⅰ-2相同,即图示如下;。现得知Ⅱ-2已怀孕,其为携带者的可能性占1/2,由于该病是致病基因引起的,因此需要对胎儿进行基因检测,羊水检查可通过羊水中的胎儿细胞进行基因检测;基因检测可直接检测胎儿是否携带致病基因;调查家族病史无法直接对胎儿进行诊断,正确选项①③。
【小问2详解】
若相关基因用A/a表示, 则Ⅰ-1的基因型为XAXa、Ⅰ-2的基因型为XAY,患儿Ⅱ-4的基因型为XaY,比较他们的基因编码链(转录的非模板链)的测序结果可知,Ⅰ-1和Ⅱ-4相同,说明他们代表的是a基因的序列,而Ⅰ-2和Ⅱ-4的序列不同,说明Ⅰ-2代表的是A基因的序列,比较Ⅰ-2和Ⅱ-4的序列,发现796号位的G替换为A,即该家族中患儿的ABCD1基因片段发生了碱基的替换,图示为转录的非模板链,其中碱基序列T改为U即为mRNA链,因而原来对应的氨基酸由甘氨酸(GGG)变为精氨酸(AGG),从而导致蛋白质结构出现异常。
【小问3详解】
结合图示可知,母源SNHG14基因启动子区域高度甲基化,抑制其转录,因此不会延伸至ABCD1基因区域,避免了与ABCD1转录的碰撞,从而保证母源ABCD1基因能正常转录并表达。表观遗传产生的原因是在DNA碱基序列不变的前提下,通过甲基化、组蛋白修饰等机制调控基因表达,并产生可遗传的表型变化。
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