精品解析:江西省鹰潭市第一中学2026届高三考前最后一卷生物学试卷
2026-06-20
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内容正文:
秘密★启用前
2026届高三考前最后一卷生物学
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。
2.全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效。
3.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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案用0.5mm黑色笔迹签字笔写在答题卡上。
4.考试结束后,将本试题和答题卡一并交回。
一、单项选择题∶本题共12小题,每题2分,共24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. 乳糖不耐受症患者因体内缺乏乳糖酶,喝牛奶后会出现腹胀、腹泻等症状。下列叙述错误的是( )
A. 乳糖酶催化乳糖水解时,可以为肠道细菌的生命活动提供大量能量
B. 乳糖是一种二糖,其水解过程中产生的葡萄糖和半乳糖都是还原糖
C. 出现腹泻的原因可能是未消化的乳糖及发酵产物使肠道渗透压升高
D. 因缺乏乳糖酶而导致的乳糖不耐受症,体现了蛋白质具有催化功能
2. 我国科学家完成人类历史上第一次人工合成胰岛素的创举用了6年的时间,对于胰岛B细胞来说,这却是一件平常的事。下列关于胰岛B细胞说法错误的是( )
A. 胰岛B细胞获取原料和输出产物的过程都是主动运输
B. 细胞核控制胰岛素合成、加工和运输的过程
C. 胰岛素的合成最先是在游离的核糖体上进行
D. 胰岛B细胞比心肌细胞高尔基体膜成分的更新速度更快
3. 生酮饮食是一种由低糖、高脂肪、适量蛋白质及其他营养物质组成的饮食方式。生酮饮食通过模拟饥饿状态,诱导酮体(脂肪酸氧化的中间产物)供能。生酮饮食可以抑制癌细胞生长,常用于癌症的辅助治疗。下列推测正确的是( )
A. 生酮饮食条件下,细胞主要利用脂肪供能,消耗氧气减少
B. 长期生酮饮食,人体患高血脂、酮中毒等疾病的风险降低
C. 与普通饮食相比,长期生酮饮食者体内胰岛素分泌量增加
D. 生酮饮食辅助治疗癌症可能是因为癌细胞不能利用酮体供能
4. 科研人员偶然发现两株叶片分别为黄色、黄绿色的水稻,为探究其遗传规律,进行杂交实验如下图1所示。从亲本和F2的三种表型中各取一株,提取叶片颜色相关基因,经限制酶酶切后电泳,结果如图2.下列分析错误的是( )
A. 控制水稻叶色相关基因遵循基因的自由组合定律
B. 黄色、黄绿色相关基因的出现是原基因发生了碱基替换
C. F2中野生型水稻为纯合子,黄色稻有2种基因型
D. 选择F2中黄绿色稻自由交配,子代杂合子占1/2
5. 干扰素(INF)是一种抗病毒感染最重要的细胞因子,它的产生和作用过程见下图。下列叙述正确的是( )
A. 人体只有免疫细胞才含有INF基因,且在病毒诱导下才会表达
B. INF可由感染细胞合成和释放,通过干扰病毒的繁殖实现免疫防御
C. INF能进入人体细胞并促进AVP基因的表达
D. AVP蛋白能与病毒核糖体结合并抑制病毒的翻译过程
6. 某岛屿树蛙种群的体色由核基因A/a控制:AA为深褐色(隐蔽性强,不易被天敌捕食),Aa为浅褐色,aa为亮黄色(易被天敌发现捕食)。引入专食亮黄色树蛙的蛇类后,种群中偶然出现由A基因突变产生的新等位基因A',基因型A'A表现为亮黄色,A'A'仍为深褐色,但A'A'个体的繁殖能力显著低于AA个体。下列叙述正确的是( )
A. 蛇类的捕食压力会诱导A基因发生定向突变,从而产生适应环境的A'基因
B. A'基因的出现使种群基因库发生改变,标志着该树蛙种群发生了进化
C. 自然选择直接作用于树蛙的基因型,进而导致A与A'的基因频率定向改变
D. 若人为清除该岛屿的蛇类,A'基因的频率可能逐步下降,体现突变有利性的相对性
7. 为研究某种镇痛止血类中药制剂的作用机制,研究人员将若干离体的蛙坐骨神经(支配小腿后侧的腓肠肌)随机均分为两组,其中对照组置于任氏液中,实验组置于含有适量该中药制剂的任氏液中,20 min后给予适宜刺激并记录两组神经的动作电位峰值、不应期和传导速度,结果如表。下列推测不合理的是( )
组别
动作电位峰值/mV
不应期/ms
传导速度/(m·s−1)
对照组
1.97
2.15
30.26
实验组
0.94
3.35
18.75
注:细胞或组织一旦产生动作电位,会立即在短时间内完全丧失接受新刺激的生理特性称为不应性,兴奋后不应性持续的时间称为不应期。
A. 该中药制剂可能是一种作用于神经细胞膜上Na+通道的抑制剂
B. 提高对照组任氏液中Na+的浓度可能产生与实验组相同的结果
C. 给予实验中的坐骨神经适宜的刺激,神经冲动可进行双向传导
D. 该实验结果可说明,服用该中药制剂后不宜驾驶车辆出行
8. 宋代《北山酒经》提到“卧浆”在酿酒中的重要性。“卧浆”重酸味,可避免酿酒过程中出现“浆臭”现象。其具体制备工艺为“六月三伏时,用小麦一斗,煮粥为脚,日间悬胎盖,夜间实盖之”。下列叙述错误的是( )
A. “六月三伏”为“卧浆”微生物繁殖提供适宜温度,缩短“卧浆”成熟时间
B. “煮粥为脚”利用高温杀灭小麦中的杂菌,确保后续酿酒过程为纯种发酵
C. “悬胎盖”和“实盖”交替进行,旨在为特定微生物发酵提供适宜氧气条件
D. “卧浆”的重酸味可抑制多数杂菌生长,避免酿酒过程中出现“浆臭”现象
9. 在应对低血糖或危险刺激时,人体的肾上腺通过图示机制参与调节。下列叙述错误的是( )
A. 交感神经直接作用于肾上腺髓质,促进儿茶酚胺类激素的分泌,有助于机体应对危险
B. 促肾上腺皮质激素释放激素通过神经传导至腺垂体,促进糖皮质激素的分泌
C. 糖皮质激素分泌的分级调节可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节
D. 甲状腺激素的分泌存在上图所示两种调节方式
10. 海龟上岸产卵的行为促进了海洋与陆地间的生态平衡。在龟卵孵化过程中,巢穴周围发生着物质交换和能量流动。下列叙述错误的是( )
A. 巢穴周围绿色植物将根插入龟卵中吸收有机物体现了寄生关系
B. 螃蟹取食卵、幼龟、卵壳等,说明螃蟹既是消费者又是分解者
C. 龟卵孵化过程中,胚胎发育所需的能量全部来自母龟的同化量
D. 岸上物质通过雨水冲刷回到海洋,利于海洋和陆地的物质交换
11. 某研究小组将纤维素酶基因(N)插入某种细菌(B1)的基因组中,构建高效降解纤维素的菌株(B2)。该小组先在含有N基因的质粒中插入B1基因组的M1与M2片段;再经限制酶切割获得含N基因的片段甲,片段甲两端分别为M1与M2;最后将片段甲插入B1的基因组,得到菌株B2。酶切位点(Ⅰ~Ⅳ)、引物(P1~P4)的结合位置、片段甲替换区如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 片段甲构建过程中需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶
B. 构建片段甲时,可将M1片段插入质粒的Ⅰ和Ⅱ酶切位点之间
C. 选用P1和P4引物对B2的DNA进行PCR和电泳检测N基因是否插入成功
D. 利用菌株B2处理秸秆的优点包括减少环境污染、增加土壤养分等
12. 图1为某生态系统的物质循环示意图,其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分,A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物。图2为某生态系统的能量金字塔简图,其中①②③④分别代表不同的营养级。图3为能量流经图2所示生态系统第二营养级的变化示意图,能量的单位为kJ,下列说法错误的是( )
A. 若图1表示碳循环,则丁是分解者,乙→甲碳流动的形式主要为CO2
B. 图2中营养级①的生物个体数量有可能会少于营养级②的生物个体数量
C. 图3第二营养级流向分解者的能量为192kJ
D. 分析图3中能量关系可知,第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率小于12%
二、选择题∶本题共4小题,每题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项是符合题目要求的。全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错的得0分。
13. 一个物种所能占据的生态位受竞争和捕食强度的影响。一般来说,没有竞争和捕食的胁迫,物种能够在更广的空间和资源范围内得以繁荣,这种潜在的生态位就是基础生态位,即物种所能获得的理论上的最大生态位;而一种生物实际占有的生态位叫作实际生态位。如图是某地三种食虫蝙蝠觅食活动的时间分布图,下列叙述错误的是( )
A. 对生态位的研究属于在种群水平上研究的问题
B. 三种蝙蝠的基础生态位完全相同,实际生态位发生了分化
C. 活动时间的分化可降低三种蝙蝠的种间竞争强度,促进共存
D. 若去除棕蝙蝠,蓬毛蝙蝠和银毛蝙蝠的实际生态位可能发生改变
14. 为研究IAA调控植物根生长的机制,研究人员以拟南芥GA合成缺陷型突变体为材料,测定初生根长度(图1);同时将绿色荧光蛋白GFP基因与RGA基因融合转入该突变体,观察根尖GFP-RGA融合蛋白的表达情况(图2)。已知IAA与GA协同促进细胞伸长,RGA是抑制生长的蛋白质,其降解受GA调控。下列叙述正确的是( )
A. IAA可以促进拟南芥初生根的生长,去除顶芽后突变体对GA的反应减弱
B. 实验选用拟南芥GA合成缺陷型突变体,是为了排除自身GA对实验的干扰
C. 无GA处理时根尖均有绿色荧光,说明IAA可直接诱导RGA蛋白发生降解
D. 实验证实IAA通过GA介导RGA蛋白降解,从而实现对植物根生长的调控
15. 下表是某草原绵羊放牧系统能量流动的部分研究结果。最佳载畜量可根据能量转化效率即绵羊用于生长、发育、繁殖的能量/草原植物供给能的比值大小确定,下列叙述错误的是( )
平均载畜量
草原植物供给能(×104)
摄入能(×104)
粪便中的能量(×104)
呼吸代谢能(×104)
1.3
8.86
3.22
0.95
1.86
2.0
5.28
2.62
0.92
1.39
3.0
3.32
1.86
0.94
0.76
注:平均载畜量单位为只羊·公顷-1·半年-1;能量单位为千焦·只羊-1·天-1
A. 草原返青时,“绿色”为草原动物提供了可以采食的信息,体现了物理信息的传递利于个体生命活动的正常进行
B. 牧草流向分解者的能量包含了绵羊粪便中的能量
C. 载畜量为 2 时,绵羊用于生长发育繁殖的能量值是 0.31×10⁴
D. 载畜量为 3 时,能量转化效率最高,为最佳载畜量
16. 2025年3月,我国科学家成功将利用CRISPR/Cas9基因编辑系统改造后的猪肝脏移植入人体。该基因编辑系统主要包括向导RNA(crRNA和tracrRNA组成的复合体)和Cas9蛋白。crRNA含有与靶基因片段配对的序列,与tracrRNA共同协助Cas9蛋白准确定位,进行如图所示的基因编辑。下列叙述正确的是( )
A. 为降低排异反应,需敲除猪抗原基因,并使用免疫抑制剂降低细胞免疫水平
B. crRNA特异性识别目标DNA分子,敲除猪抗原基因时至少要设计两种crRNA
C. 通过缩短crRNA来提高其特异性,可降低因错误结合而出现“脱靶”的概率
D. CRISPR/Cas9系统工作时,Cas9蛋白具有专一性,可作用于氢键和磷酸二酯键
三、非选择题∶本题共5小题,共60分。
17. 硒是人体必需的微量元素,往往以硒代半胱氨酸的形式掺入蛋白质。科研人员发现某些大肠杆菌野生型菌株能合成硒代半胱氨酸,拟通过菌种改造提升其产量。结合微生物代谢调控与生物工程等知识,回答下列问题。
(1)硒和硫是同族元素,化学性质相似。研究发现,大肠杆菌只有在培养基中缺乏硫源时,才会启动硒代谢路径合成硒代半胱氨酸。因此筛选培养硒代半胱氨酸高产菌株时,宜使用____________(填“天然培养基”或“合成培养基”),以确保硫源量的严格可控。已知密码子UGA可编码硒代半胱氨酸,也可作为终止密码子。当无硒元素供应时,大肠杆菌内某含硒蛋白基因的mRNA中存在的UGA序列最可能行使____________功能。
(2)为提高硒代半胱氨酸产量,科研人员拟对野生型大肠杆菌进行改造。
①分子改良:为克服合成途径中关键酶受到的反馈抑制作用,可利用____________工程对酶分子进行定点改造。
②构建重组DNA:将启动子连接到改良的硒代半胱氨酸合成相关酶基因模板链的____________(填“3’端”或“5’端”),再与载体连接,构建基因表达载体。
③导入受体细胞:用Ca2+处理大肠杆菌,使其处于一种____________生理状态,再将重组载体导入其中。
④筛选和鉴定:科研人员提取菌株的总RNA,通过逆转录—聚合酶链式反应(RT-PCR)和电泳技术检测鉴定,但不能准确确认目的mRNA,因此还需进行____________。
(3)筛选出硒代半胱氨酸高表达的大肠杆菌后可以利用发酵工程生成含硒代半胱氨酸的蛋白质,请你从微生物的培养条件和所需营养物质角度提出发酵过程中的注意事项____________(答2点)。
18. 科研人员研究了某突变体黄瓜植株和普通黄瓜植株在不同光照强度下的净光合速率,结果如图1。同时测定了在1500μmol·m-2·s-1光照下两种黄瓜植株的气孔导度、胞间CO2浓度和叶绿素含量,结果如图2。回答下列问题:
(1)光照强度为0μmol·m-2·s-1时,两组黄瓜的叶肉细胞中ATP的合成_______(填“依赖”或“不依赖”)光反应,此时细胞中产生ATP的细胞器是________。
(2)图1中,光照强度大于1500μmol·m-2·s-2时,普通黄瓜的净光合速率趋于稳定,而突变体黄瓜净光合速率仍随光照强度上升而显著增加。结合图2分析,突变体黄瓜具有高光效的主要原因是______(答出1点即可);此时限制普通黄瓜净光合速率的主要环境因素是________(答出1点即可)。
(3)图2显示,突变体黄瓜气孔导度显著高于普通黄瓜,但两者胞间CO2浓度无明显差异。从CO2的供需平衡角度分析,原因是_______。
(4)某科研小组为比较突变体黄瓜和普通黄瓜的真正光合速率,已测定了这两种植株不同光照强度下的净光合速率,还需要测定两种黄瓜的________。请完善下列实验方案:
①选取_______的突变体和普通黄瓜植株若干,标记为A组(突变体)、B组(普通植株)。
②将两组植株置于_______条件下,其他环境条件(温度、湿度、CO2浓度等)保持一致且适宜。
③一段时间后,测定并记录两组植株单位时间内单位叶面积的________。
④重复实验3次,取平均值,结合已测定的净光合速率计算并比较两种植株的真正光合速率。
19. 二倍体玉米(2n=20)是雌雄同株单性花,其“单向异交不亲和”由基因G控制,即含有G的卵细胞与含有g的花粉结合形成的受精卵败育,其余配子间结合及发育均正常。籽粒颜色的紫色和黄色由等位基因A/a控制。现选择纯种紫粒单向异交不亲和品系甲与纯种黄粒正常品系乙进行间行种植。已知甲品系收获的籽粒颜色全部相同,乙品系收获的籽粒颜色有两种,不考虑其他变异。回答下列问题:
(1)与豌豆相比,玉米作为遗传学材料的优点是_______。玉米基因组计划需测定_______条染色体上的DNA碱基序列。
(2)玉米的籽粒颜色中显性性状是_______。若两对等位基因独立遗传,选甲、乙杂交获得F1,F1自交,F2中纯种黄粒正常的比例是_______。若选基因型为Aa的玉米作亲本连续自由交配,每代均淘汰黄粒,则淘汰3次后,F3中a的基因频率为_______。
(3)请从甲品系收获的籽粒或乙品系收获的籽粒中选择合适的材料,设计最简单的实验探究等位基因A/a、G/g在染色体上的位置关系:
①实验方案:_______。
②预期结果及结论:_______。
20. 电子烟常被误解为传统香烟的“无害替代品”。最新研究发现:电子烟的气溶胶中的NNK(尼古丁的衍生物亚硝胺酮)会破坏免疫系统,诱发肺癌等疾病。图1为NNK影响细胞毒性T细胞的部分机制示意图,图2为肿瘤细胞免疫逃逸的机制图。请回答下列问题:
(1)据图分析,NNK诱导肿瘤细胞免疫逃逸的机制是:①NNK与细胞膜上的分子X结合,激活转录因子,促进IDOI基因表达,合成IDO1酶,催化色氨酸转化为犬尿氨酸,一方面直接_____(填“促进”或“抑制”)细胞毒性T细胞的增殖分化;另一方面_____。
②NNK还诱导了肿瘤细胞_____(填“过量表达”或“不表达”)PD-L1,来逃避免疫系统识别和清除。
(2)研究发现,NNK会通过抑制肺腺癌细胞和肺细胞的凋亡,增加患肺癌的风险。请利用小鼠肺上皮细胞、小鼠肺腺癌细胞、生理盐水、浓度为10μmol/L的NNK溶液、显微镜等材料用具,完善实验验证过程。
①取小鼠肺上皮细胞和小鼠肺腺癌细胞的原代培养物,用_____处理,使细胞分散成单个细胞,制备成细胞悬液,进而进行_____。
②分别取培养至第3代、生长状态一致的两种细胞,各自随机分为2组,分别接种到相同规格的培养瓶中,加入等量的对应细胞培养液,置于相同且适宜的条件下培养24h。
③两组细胞的对照组均加入_____,两组细胞的实验组分别加入_____,继续在CO2培养箱中培养48h。
④培养结束后,用细胞凋亡检测试剂盒检测细胞凋亡率,记录并统计各组凋亡率。
(3)请综上分析电子烟诱发肺癌的机制_____。
21. “中国辣都”萍乡,人人喜食辣椒,家家喜种辣椒。辣椒栽培过程中易受辣椒疫霉菌侵染导致减产,某科研团队发现其体内的 CaSBP08 基因是一个能被辣椒疫霉菌利用的感病基因,该团队欲通过 CRISPR/Cas9 技术实现对辣椒 CaSBP08 基因的特异性敲除,培育出抗疫霉辣椒。
CRISPR/Cas9 系统通过具有序列特异性的向导 RNA(sgRNA)引导 Cas9 蛋白靶向结合到目的基因的特定区域,并对其进行切割。回答下列问题:
(1)Cas9 蛋白与基因工程中使用的________酶功能相似,二者的区别主要体现在_______________。
(2)该团队在 CaSBP08 基因中找到的靶序列为 5’ -ATGCCA……GTACCG-3’,则根据该靶序列设计的 sgRNA 序列应为:5’ -________________________-3’。
(3)为保证 sgRNA 基因与下图中的 Ti 质粒准确连接,科研人员人工合成了 sgRNA 基因,sgRNA 基因两条链碱基序列应该是________(填字母)。
A. 5’ -GAATTCCCCGTAC… TGGCATGGTACC-3’
B. 5’ -GGTACCCCGTAC……TGGCATGAATTC-3’
C. 5’ -GGTACCATGCCA…. GTACGGGAATTC-3’
D. 5’ -GAATTCATGCCA…… GTACGGGGTACC-3’
Ti 质粒中用到了 U6、CMV 两个启动子,而不共用一个启动子的目的是________。
(4)该团队利用辣椒植株花序直接浸没在含有重组质粒的农杆菌溶液中一段时间,然后培养植株并获得种子。与农杆菌直接侵染植物叶片相比,该技术可以不需要经过________过程即可获得转基因植株。
(5)播种收获的种子,一段时间后,可以使用________筛选成功转化的辣椒植株,并通过_____________________的方法对其进行个体水平鉴定。
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注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。
2.全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效。
3.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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案用0.5mm黑色笔迹签字笔写在答题卡上。
4.考试结束后,将本试题和答题卡一并交回。
一、单项选择题∶本题共12小题,每题2分,共24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. 乳糖不耐受症患者因体内缺乏乳糖酶,喝牛奶后会出现腹胀、腹泻等症状。下列叙述错误的是( )
A. 乳糖酶催化乳糖水解时,可以为肠道细菌的生命活动提供大量能量
B. 乳糖是一种二糖,其水解过程中产生的葡萄糖和半乳糖都是还原糖
C. 出现腹泻的原因可能是未消化的乳糖及发酵产物使肠道渗透压升高
D. 因缺乏乳糖酶而导致的乳糖不耐受症,体现了蛋白质具有催化功能
【答案】A
【解析】
【详解】A、酶仅能降低化学反应的活化能,起到催化作用,不能为生命活动提供能量,乳糖酶也无法为肠道细菌的生命活动供能,A错误;
B、乳糖是动物特有的二糖,1分子乳糖水解可生成1分子葡萄糖和1分子半乳糖,二者都属于还原糖,B正确;
C、未被消化的乳糖以及其发酵产物会使肠道内溶质含量升高,导致肠道渗透压上升,肠道内水分增多从而引发腹泻,C正确;
D、乳糖酶的化学本质是蛋白质,具备催化乳糖水解的功能,缺乏乳糖酶会导致乳糖无法正常水解引发乳糖不耐受,体现了蛋白质的催化功能,D正确。
2. 我国科学家完成人类历史上第一次人工合成胰岛素的创举用了6年的时间,对于胰岛B细胞来说,这却是一件平常的事。下列关于胰岛B细胞说法错误的是( )
A. 胰岛B细胞获取原料和输出产物的过程都是主动运输
B. 细胞核控制胰岛素合成、加工和运输的过程
C. 胰岛素的合成最先是在游离的核糖体上进行
D. 胰岛B细胞比心肌细胞高尔基体膜成分的更新速度更快
【答案】A
【解析】
【分析】分泌蛋白合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜。
【详解】A、胰岛B细胞获取氨基酸等原料一般是主动运输,但是输出胰岛素(属于分泌蛋白)的方式是胞吐,不是主动运输,A错误;
B、细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,胰岛素的合成、加工和运输等过程都受细胞核控制,B正确;
C、胰岛素是分泌蛋白,其合成最先是在游离的核糖体上合成一段肽链后,这段肽链会引导核糖体附着到内质网上继续合成,C正确;
D、胰岛B细胞能合成和分泌胰岛素,在分泌蛋白的合成与分泌过程中高尔基体参与加工和分泌,会发生膜成分的更新;心肌细胞主要功能是收缩,分泌功能较弱,所以胰岛B细胞比心肌细胞高尔基体膜成分的更新速度更快,D正确。
故选A。
3. 生酮饮食是一种由低糖、高脂肪、适量蛋白质及其他营养物质组成的饮食方式。生酮饮食通过模拟饥饿状态,诱导酮体(脂肪酸氧化的中间产物)供能。生酮饮食可以抑制癌细胞生长,常用于癌症的辅助治疗。下列推测正确的是( )
A. 生酮饮食条件下,细胞主要利用脂肪供能,消耗氧气减少
B. 长期生酮饮食,人体患高血脂、酮中毒等疾病的风险降低
C. 与普通饮食相比,长期生酮饮食者体内胰岛素分泌量增加
D. 生酮饮食辅助治疗癌症可能是因为癌细胞不能利用酮体供能
【答案】D
【解析】
【分析】生酮饮食是一个脂肪高比例、碳水化合物低比例,蛋白质和其他营养素合适的配方饮食;糖类是主要的能源物质,糖类能大量转化形成脂肪,脂肪只能少量转化形成糖类,多糖、蛋白质和核酸都是生物大分子。
【详解】A、生酮饮食是低糖、高脂的饮食方式,细胞主要利用脂肪供能。脂肪氧化分解时,需要消耗更多的氧气来彻底氧化,而不是消耗氧气减少,A错误;
B、生酮饮食是高脂饮食,长期高脂饮食会使人体患高血脂的风险增加;同时,生酮饮食诱导产生酮体,酮体积累过多会导致酮中毒,所以患酮中毒等疾病的风险也会增加,而不是降低,B错误;
C、生酮饮食是低糖饮食,血糖水平相对较低,胰岛素的作用是降低血糖,所以长期生酮饮食者体内胰岛素分泌量会减少,而不是增加,C错误;
D、生酮饮食通过模拟饥饿状态,诱导酮体供能,且常用于癌症的辅助治疗,推测可能是因为癌细胞不能利用酮体供能,这样可以在一定程度上抑制癌细胞生长,D正确。
故选D。
4. 科研人员偶然发现两株叶片分别为黄色、黄绿色的水稻,为探究其遗传规律,进行杂交实验如下图1所示。从亲本和F2的三种表型中各取一株,提取叶片颜色相关基因,经限制酶酶切后电泳,结果如图2.下列分析错误的是( )
A. 控制水稻叶色相关基因遵循基因的自由组合定律
B. 黄色、黄绿色相关基因的出现是原基因发生了碱基替换
C. F2中野生型水稻为纯合子,黄色稻有2种基因型
D. 选择F2中黄绿色稻自由交配,子代杂合子占1/2
【答案】A
【解析】
【详解】A、根据图2可知野生型只含有一个条带,说明叶片颜色只受一对等位基因控制,叶片颜色相关基因为复等位基因,位于一对同源染色体上,并非两对位于非同源染色体上的非等位基因,遵循基因的分离定律,不遵循基因的自由组合定律,A错误;
B、从电泳条带可知:野生型叶色基因长度为1200bp,无该限制酶切位点,电泳仅显示1条1200bp条带;黄色突变基因、黄绿色突变基因都是野生型基因突变产生,突变后基因总长度不变(黄色基因酶切后600bp+600bp=1200bp,黄绿色基因酶切后830bp+370bp=1200bp,总长度和原基因一致),仅改变了限制酶识别位点,产生不同长度的酶切片段。说明突变是原基因发生碱基替换导致的,B正确;
C、假设1200bp的基因为a1,酶切后得到600bp的基因为a2、酶切后得到830bp、370bp的基因为a3,互为复等位基因。从电泳条带可知:假设亲代中野生型基因型为a1a1,那么黄色个体基因型为a1a2,子一代中野生型基因型为a1a1占1/2,黄色个体基因型为a1a2占1/2。子二代黄绿色基因型为a1a3,由此子一代(1/2a1a1、1/2a1a2)与黄绿色(a1a3)杂交,子二代中野生型基因型为a1a1占1/2×1/2+1/2×1/4=3/8,黄色基因型占1/2×1/4a1a2+1/2×1/4a2a3=2/8,黄绿色基因型为a1a3占1/2×1/2+1/2×1/4=3/8,符合题干信息--野生型:黄色:黄绿色=3:2:3。因此F2中野生型水稻为纯合子a1a1,黄色稻有2种基因型a1a2、a2a3,C正确;
D、F₂中黄绿色稻为杂合子a1a3,自由交配子代基因型及比例为a1a1:a1a3:a3a3=1:2:1,杂合子占1/2,D正确。
5. 干扰素(INF)是一种抗病毒感染最重要的细胞因子,它的产生和作用过程见下图。下列叙述正确的是( )
A. 人体只有免疫细胞才含有INF基因,且在病毒诱导下才会表达
B. INF可由感染细胞合成和释放,通过干扰病毒的繁殖实现免疫防御
C. INF能进入人体细胞并促进AVP基因的表达
D. AVP蛋白能与病毒核糖体结合并抑制病毒的翻译过程
【答案】B
【解析】
【详解】A、人体所有体细胞都由受精卵分裂分化而来,几乎都含有全套的人体基因,并非只有免疫细胞含有干扰素基因,只是干扰素基因只在特定细胞中诱导表达,A错误;
B、由图可知,病毒侵入感染细胞后,病毒核酸诱导感染细胞合成干扰素并释放,干扰素作用于靶细胞后,最终通过AVP抑制病毒蛋白质合成,干扰病毒繁殖,实现免疫防御,B正确;
C、图中显示干扰素仅与靶细胞膜上的特异性受体结合,不进入靶细胞内部,是通过信号传递诱导AVP基因表达,并非干扰素直接进入细胞促进表达,C错误;
D、病毒没有自身的核糖体,病毒的蛋白质翻译利用宿主细胞的核糖体完成,AVP是结合宿主核糖体抑制病毒翻译,不是与病毒核糖体结合,D错误。
6. 某岛屿树蛙种群的体色由核基因A/a控制:AA为深褐色(隐蔽性强,不易被天敌捕食),Aa为浅褐色,aa为亮黄色(易被天敌发现捕食)。引入专食亮黄色树蛙的蛇类后,种群中偶然出现由A基因突变产生的新等位基因A',基因型A'A表现为亮黄色,A'A'仍为深褐色,但A'A'个体的繁殖能力显著低于AA个体。下列叙述正确的是( )
A. 蛇类的捕食压力会诱导A基因发生定向突变,从而产生适应环境的A'基因
B. A'基因的出现使种群基因库发生改变,标志着该树蛙种群发生了进化
C. 自然选择直接作用于树蛙的基因型,进而导致A与A'的基因频率定向改变
D. 若人为清除该岛屿的蛇类,A'基因的频率可能逐步下降,体现突变有利性的相对性
【答案】B
【解析】
【详解】A、基因突变具有不定向性,蛇类的捕食压力仅起到选择作用,无法诱导A基因发生定向突变,A错误;
B、生物进化的实质是种群基因频率的定向改变,出现新等位基因导致基因库改变,基因频率一定改变,种群一定发生了进化,B正确;
C、自然选择直接作用于生物的表现型,而非基因型,通过对性状的筛选间接导致基因频率定向改变,C错误;
D、无论有无专食亮黄色树蛙的蛇类,A'基因对树蛙的生存都是不利基因,未体现突变有利性的相对性,D错误。
7. 为研究某种镇痛止血类中药制剂的作用机制,研究人员将若干离体的蛙坐骨神经(支配小腿后侧的腓肠肌)随机均分为两组,其中对照组置于任氏液中,实验组置于含有适量该中药制剂的任氏液中,20 min后给予适宜刺激并记录两组神经的动作电位峰值、不应期和传导速度,结果如表。下列推测不合理的是( )
组别
动作电位峰值/mV
不应期/ms
传导速度/(m·s−1)
对照组
1.97
2.15
30.26
实验组
0.94
3.35
18.75
注:细胞或组织一旦产生动作电位,会立即在短时间内完全丧失接受新刺激的生理特性称为不应性,兴奋后不应性持续的时间称为不应期。
A. 该中药制剂可能是一种作用于神经细胞膜上Na+通道的抑制剂
B. 提高对照组任氏液中Na+的浓度可能产生与实验组相同的结果
C. 给予实验中的坐骨神经适宜的刺激,神经冲动可进行双向传导
D. 该实验结果可说明,服用该中药制剂后不宜驾驶车辆出行
【答案】B
【解析】
【详解】A、实验组动作电位峰值明显低于对照组,可能是中药制剂抑制了神经细胞膜上的Na+通道,使得Na+内流减少,从而导致动作电位峰值降低,所以该中药制剂可能是一种作用于神经细胞膜上Na+通道的抑制剂,A正确;
B、动作电位的产生依赖Na+内流,任氏液中Na+浓度升高会使膜内外Na+浓度差增大,导致Na+内流加快、量增多,进而使动作电位峰值增大、传导速度加快,与实验组结果不相同,B错误;
C、离体条件下,兴奋在神经纤维上可以双向传导,C正确;
D、该中药制剂可能通过降低传导速度或延长不应期,削弱神经反应能力,影响驾驶安全,D正确。
8. 宋代《北山酒经》提到“卧浆”在酿酒中的重要性。“卧浆”重酸味,可避免酿酒过程中出现“浆臭”现象。其具体制备工艺为“六月三伏时,用小麦一斗,煮粥为脚,日间悬胎盖,夜间实盖之”。下列叙述错误的是( )
A. “六月三伏”为“卧浆”微生物繁殖提供适宜温度,缩短“卧浆”成熟时间
B. “煮粥为脚”利用高温杀灭小麦中的杂菌,确保后续酿酒过程为纯种发酵
C. “悬胎盖”和“实盖”交替进行,旨在为特定微生物发酵提供适宜氧气条件
D. “卧浆”的重酸味可抑制多数杂菌生长,避免酿酒过程中出现“浆臭”现象
【答案】B
【解析】
【详解】A、微生物的生长繁殖需要适宜温度,六月三伏时温度较高,有利于“卧浆”相关微生物的代谢和繁殖,可缩短“卧浆”成熟时间,A正确;
B、“煮粥为脚”的高温可杀灭小麦中的大部分杂菌,但传统发酵工艺没有严格的无菌操作流程,后续发酵过程仍会有空气、环境中的杂菌参与,不属于纯种发酵,B错误;
C、“悬胎盖”即不密封容器,可提供有氧环境,利于好氧微生物增殖,“实盖”即密封容器,营造无氧环境,利于厌氧微生物发酵,二者交替可为特定微生物提供适宜的氧气条件,C正确;
D、“卧浆”的重酸味说明发酵产生了大量酸性物质,酸性条件可抑制多数不耐酸杂菌的生长繁殖,避免杂菌代谢产生异味导致“浆臭”,D正确。
9. 在应对低血糖或危险刺激时,人体的肾上腺通过图示机制参与调节。下列叙述错误的是( )
A. 交感神经直接作用于肾上腺髓质,促进儿茶酚胺类激素的分泌,有助于机体应对危险
B. 促肾上腺皮质激素释放激素通过神经传导至腺垂体,促进糖皮质激素的分泌
C. 糖皮质激素分泌的分级调节可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节
D. 甲状腺激素的分泌存在上图所示两种调节方式
【答案】B
【解析】
【分析】激素是由内分泌腺的腺细胞所分泌的、对人体有特殊作用的化学物质,它在血液中含量极少,但是对人体的新陈代谢、生长发育和生殖等生理活动,却起着重要的调节作用。
【详解】A、交感神经分泌神经递质直接作用于肾上腺髓质,促进儿茶酚胺类激素的分泌,有助于机体应对危险,A正确;
B、促肾上腺皮质激素释放激素通过体液传导至腺垂体,促进糖皮质激素的分泌,B错误;
C、肾上腺皮质激素的分泌,受“下丘脑-垂体-肾上腺轴”的分级调节,即下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素,作用于垂体,使其分泌促肾上腺皮质激素,作用于肾上腺皮质,使其分泌肾上腺皮质激素。糖皮质激素分泌的分级调节可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,C正确;
D、甲状腺激素的分泌过程通常为下丘脑-腺垂体-甲状腺轴的调节,也受神经直接调节,D正确。
故选B。
10. 海龟上岸产卵的行为促进了海洋与陆地间的生态平衡。在龟卵孵化过程中,巢穴周围发生着物质交换和能量流动。下列叙述错误的是( )
A. 巢穴周围绿色植物将根插入龟卵中吸收有机物体现了寄生关系
B. 螃蟹取食卵、幼龟、卵壳等,说明螃蟹既是消费者又是分解者
C. 龟卵孵化过程中,胚胎发育所需的能量全部来自母龟的同化量
D. 岸上物质通过雨水冲刷回到海洋,利于海洋和陆地的物质交换
【答案】A
【解析】
【分析】输入第一营养级的能量,一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了;另一部分用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动,储存在植物体的有机物中。构成植物体的有机物中的能量,一部分随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来;另一部分则被初级消费者摄入体内,这样,能量就流人了第二营养级。流入第二营养级的能量,一部分在初级消费者的呼吸作用中以热能的形式散失;另一部分用于初级消费者的生长、发育和繁殖等生命活动,其中一些以遗体残骸的形式被分解者利用。如果初级消费者被次级消费者捕食,能量就流入了第三营养级。
【详解】A、绿色植物属于自养生物,通过光合作用将无机物转化为有机物,无法直接吸收有机物。寄生关系是一种生物从另一种活生物体内获取营养,而绿色植物不能以插入龟卵吸收有机物的方式生存,该叙述违背了绿色植物的代谢特性,A错误;
B、当螃蟹取食卵、幼龟时,它在食物链中充当消费者(直接摄取活的生物或其部分);当螃蟹取食卵壳(属于龟的遗体残骸)时,通过分解有机物获取能量,此时充当分解者,B正确;
C、龟卵中的能量由母龟同化后储存于卵内有机物中,胚胎发育所需能量全部来自卵内有机物的分解,本质上源于母龟的同化量,C正确;
D、岸上物质通过雨水冲刷返回海洋,使陆地的物质(如无机盐、有机物碎片等)进入海洋,有利于海洋和陆地之间的物质循环与交换,D正确。
故选A。
11. 某研究小组将纤维素酶基因(N)插入某种细菌(B1)的基因组中,构建高效降解纤维素的菌株(B2)。该小组先在含有N基因的质粒中插入B1基因组的M1与M2片段;再经限制酶切割获得含N基因的片段甲,片段甲两端分别为M1与M2;最后将片段甲插入B1的基因组,得到菌株B2。酶切位点(Ⅰ~Ⅳ)、引物(P1~P4)的结合位置、片段甲替换区如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 片段甲构建过程中需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶
B. 构建片段甲时,可将M1片段插入质粒的Ⅰ和Ⅱ酶切位点之间
C. 选用P1和P4引物对B2的DNA进行PCR和电泳检测N基因是否插入成功
D. 利用菌株B2处理秸秆的优点包括减少环境污染、增加土壤养分等
【答案】C
【解析】
【详解】A、构建重组DNA分子(片段甲)时,需要用限制酶切割含有N基因的质粒和含有M1、M2片段的DNA,以获得相同的末端,再用DNA连接酶将它们连接起来,所以需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶,A正确;
B、Ⅰ和Ⅱ酶切位点位于启动子的上游,将M1片段插入Ⅰ和Ⅱ之间,不会破坏启动子、N基因等关键结构,是可行的,B正确;
C、将片段甲插入B1的基因组,得到菌株B2时,不含引物P4片段,引物P1和P2进行PCR可扩增N基因,所以应选用P1和P2引物对B2的DNA进行PCR和电泳检测N基因是否插入成功,C错误;
D、菌株B2能高效降解纤维素(秸秆的主要成分),处理秸秆可以减少焚烧带来的环境污染,同时降解产物能增加土壤养分,D正确。
12. 图1为某生态系统的物质循环示意图,其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分,A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物。图2为某生态系统的能量金字塔简图,其中①②③④分别代表不同的营养级。图3为能量流经图2所示生态系统第二营养级的变化示意图,能量的单位为kJ,下列说法错误的是( )
A. 若图1表示碳循环,则丁是分解者,乙→甲碳流动的形式主要为CO2
B. 图2中营养级①的生物个体数量有可能会少于营养级②的生物个体数量
C. 图3第二营养级流向分解者的能量为192kJ
D. 分析图3中能量关系可知,第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率小于12%
【答案】C
【解析】
【详解】A、若图1表示碳循环,根据碳循环的过程,丁是分解者,乙为生产者,甲为大气中的CO2库,生产者通过光合作用等过程从大气中吸收CO2,所以乙→甲碳流动的形式主要为CO2,A正确;
B、在生态系统中,数量金字塔可能会出现倒置的情况,比如营养级①是树,营养级②是虫,此时营养级①的生物个体数量有可能会少于营养级②的生物个体数量,B正确;
C、由图3可知,第二营养级的同化量为500 - 100 = 400kJ,其中呼吸作用散失160kJ,用于自身生长、发育和繁殖的能量为400 - 160 = 240kJ,这部分能量会被第三营养级摄入(48kJ)、会流向分解者。第二营养级流入分解者的能量包括第二营养级的遗体残骸和第三营养级的粪便中的能量,第三营养级摄入的能量(48kJ)中包括流向分解者的,所以第二营养级流向分解者的能量应该大于240-48=192,C错误;
D、第二营养级的同化量是400kJ,第三营养级的摄入量是48kJ,48÷400×100% = 12%,但第三营养级的同化量=第三营养级的摄入量-粪便量,即同化量小于48kJ,故第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率小于12%,D正确。
二、选择题∶本题共4小题,每题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项是符合题目要求的。全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错的得0分。
13. 一个物种所能占据的生态位受竞争和捕食强度的影响。一般来说,没有竞争和捕食的胁迫,物种能够在更广的空间和资源范围内得以繁荣,这种潜在的生态位就是基础生态位,即物种所能获得的理论上的最大生态位;而一种生物实际占有的生态位叫作实际生态位。如图是某地三种食虫蝙蝠觅食活动的时间分布图,下列叙述错误的是( )
A. 对生态位的研究属于在种群水平上研究的问题
B. 三种蝙蝠的基础生态位完全相同,实际生态位发生了分化
C. 活动时间的分化可降低三种蝙蝠的种间竞争强度,促进共存
D. 若去除棕蝙蝠,蓬毛蝙蝠和银毛蝙蝠的实际生态位可能发生改变
【答案】AB
【解析】
【详解】A、一个物种在群落中的地位和作用,称为这个物种的生态位,故对生态位的研究属于在群落水平上研究的问题,A错误;
B、基础生态位是理论上的最大生态位,由物种自身的生理需求决定,不同物种的基础生态位并非完全相同,实际生态位因竞争发生了分化,B错误;
C、三种蝙蝠通过觅食活动时间的分化,减少了在同一时间对食物资源的争夺,降低了种间竞争强度,有利于物种共存,C正确;
D、棕蝙蝠的存在会对蓬毛蝙蝠和银毛蝙蝠产生竞争压力,若去除棕蝙蝠,后两者的实际生态位可能会扩大,占据原本被棕蝙蝠利用的时间资源,D正确。
14. 为研究IAA调控植物根生长的机制,研究人员以拟南芥GA合成缺陷型突变体为材料,测定初生根长度(图1);同时将绿色荧光蛋白GFP基因与RGA基因融合转入该突变体,观察根尖GFP-RGA融合蛋白的表达情况(图2)。已知IAA与GA协同促进细胞伸长,RGA是抑制生长的蛋白质,其降解受GA调控。下列叙述正确的是( )
A. IAA可以促进拟南芥初生根的生长,去除顶芽后突变体对GA的反应减弱
B. 实验选用拟南芥GA合成缺陷型突变体,是为了排除自身GA对实验的干扰
C. 无GA处理时根尖均有绿色荧光,说明IAA可直接诱导RGA蛋白发生降解
D. 实验证实IAA通过GA介导RGA蛋白降解,从而实现对植物根生长的调控
【答案】ABD
【解析】
【详解】 A、从图 1 可以看到,完整植株、去顶芽、去顶芽 IAA 三组中,赤霉素处理后,去顶芽组的根长增长幅度明显小于完整植株组,说明去除顶芽后突变体对 GA 的反应减弱;同时去顶芽 + IAA 组的根长恢复到了接近完整植株的水平,说明 IAA 可以促进根生长,A 正确;
B、实验选用 GA 合成缺陷型突变体,是为了让植株自身不能合成 GA,从而排除内源 GA 对实验中施加的外源 GA 的干扰,确保实验结果是由外源 GA 和 IAA 引起的,B 正确;
C、图 2 中无 GA 处理(0 小时)时,根尖均有绿色荧光,说明 RGA 蛋白没有被降解;只有在 GA 处理后,去顶芽 + IAA 组的荧光才消失,说明 IAA 不能直接诱导 RGA 降解,而是需要 GA 的介导,C 错误;
D、结合图 1 和图 2:去顶芽后,施加 GA,根长增加但幅度不如完整植株;而去顶芽 + IAA 组施加 GA 后,RGA 蛋白降解(荧光消失),根长显著增加,说明 IAA 通过 GA 介导 RGA 蛋白降解,解除 RGA 对生长的抑制,从而调控根生长,D 正确。
15. 下表是某草原绵羊放牧系统能量流动的部分研究结果。最佳载畜量可根据能量转化效率即绵羊用于生长、发育、繁殖的能量/草原植物供给能的比值大小确定,下列叙述错误的是( )
平均载畜量
草原植物供给能(×104)
摄入能(×104)
粪便中的能量(×104)
呼吸代谢能(×104)
1.3
8.86
3.22
0.95
1.86
2.0
5.28
2.62
0.92
1.39
3.0
3.32
1.86
0.94
0.76
注:平均载畜量单位为只羊·公顷-1·半年-1;能量单位为千焦·只羊-1·天-1
A. 草原返青时,“绿色”为草原动物提供了可以采食的信息,体现了物理信息的传递利于个体生命活动的正常进行
B. 牧草流向分解者的能量包含了绵羊粪便中的能量
C. 载畜量为 2 时,绵羊用于生长发育繁殖的能量值是 0.31×10⁴
D. 载畜量为 3 时,能量转化效率最高,为最佳载畜量
【答案】AD
【解析】
【分析】输入每营养级的能量去向分为两部分:一部分在该营养级生物的呼吸作用中以热能的形式散失,一部分则用于该营养级生物的生长、发育和繁殖。而后一部分能量中,包括现存的生物体含有的能量(未被利用)、流向分解者的能量、流向下一营养级的能量(最高营养级生物除外)。
【详解】A、草原返青的绿色信息引导动物采食,体现物理信息传递能调节种间关系,维持生态系统的稳定与平衡,A错误;
B、绵羊粪便中的能量最终被分解者利用,属于牧草流向分解者的能量,B正确;
C、载畜量为2时,绵羊用于生长发育繁殖的能量=同化量-呼吸量=摄入量-粪便量-呼吸量=(2.62-0.92-1.39)×104=0.31×104,C正确;
D、能量转化效率即绵羊用于生长发育繁殖的能量占草原植物供给能的比例,载畜量为1时,该值为(3.22-0.95-1.86)÷8.86=4.6%,载畜量为2时,该值为(2.62-0.92-1.39)÷5.28=5.9%,载畜量为3时,该值为(1.86-0.94-0.76)÷3.32=4.8%,可知载畜量为2 时,能量转化效率最高,为最佳载畜量,D错误。
故选AD。
16. 2025年3月,我国科学家成功将利用CRISPR/Cas9基因编辑系统改造后的猪肝脏移植入人体。该基因编辑系统主要包括向导RNA(crRNA和tracrRNA组成的复合体)和Cas9蛋白。crRNA含有与靶基因片段配对的序列,与tracrRNA共同协助Cas9蛋白准确定位,进行如图所示的基因编辑。下列叙述正确的是( )
A. 为降低排异反应,需敲除猪抗原基因,并使用免疫抑制剂降低细胞免疫水平
B. crRNA特异性识别目标DNA分子,敲除猪抗原基因时至少要设计两种crRNA
C. 通过缩短crRNA来提高其特异性,可降低因错误结合而出现“脱靶”的概率
D. CRISPR/Cas9系统工作时,Cas9蛋白具有专一性,可作用于氢键和磷酸二酯键
【答案】AB
【解析】
【分析】基因工程中的操作工具及其作用:①“分子手术刀”——限制酶,能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。②“分子缝合针”——DNA连接酶:E•coliDNA连接酶,T4DNA连接酶。③“分子运输车”——载体。
【详解】A、器官移植成功的难题之一是免疫排斥,可通过敲除猪抗原基因,同时使用免疫抑制剂降低细胞免疫水平,使接受者的白细胞不能识别移植的器官,A正确;
B、根据题意,crRNA含有与靶基因片段配对的序列,可以特异性地识别目标DNA分子;要敲除一段抗原基因,需要从基因的两端分别剪切,故需要设计两种crRNA,B正确;
C、提高crRNA的特异性,应适当延长序列,这样可以降低错误结合的概率,C错误;
D、Cas9蛋白作用于磷酸二酯键进而可以将目标基因剪切下来,不作用于氢键,D错误。
故选AB。
三、非选择题∶本题共5小题,共60分。
17. 硒是人体必需的微量元素,往往以硒代半胱氨酸的形式掺入蛋白质。科研人员发现某些大肠杆菌野生型菌株能合成硒代半胱氨酸,拟通过菌种改造提升其产量。结合微生物代谢调控与生物工程等知识,回答下列问题。
(1)硒和硫是同族元素,化学性质相似。研究发现,大肠杆菌只有在培养基中缺乏硫源时,才会启动硒代谢路径合成硒代半胱氨酸。因此筛选培养硒代半胱氨酸高产菌株时,宜使用____________(填“天然培养基”或“合成培养基”),以确保硫源量的严格可控。已知密码子UGA可编码硒代半胱氨酸,也可作为终止密码子。当无硒元素供应时,大肠杆菌内某含硒蛋白基因的mRNA中存在的UGA序列最可能行使____________功能。
(2)为提高硒代半胱氨酸产量,科研人员拟对野生型大肠杆菌进行改造。
①分子改良:为克服合成途径中关键酶受到的反馈抑制作用,可利用____________工程对酶分子进行定点改造。
②构建重组DNA:将启动子连接到改良的硒代半胱氨酸合成相关酶基因模板链的____________(填“3’端”或“5’端”),再与载体连接,构建基因表达载体。
③导入受体细胞:用Ca2+处理大肠杆菌,使其处于一种____________生理状态,再将重组载体导入其中。
④筛选和鉴定:科研人员提取菌株的总RNA,通过逆转录—聚合酶链式反应(RT-PCR)和电泳技术检测鉴定,但不能准确确认目的mRNA,因此还需进行____________。
(3)筛选出硒代半胱氨酸高表达的大肠杆菌后可以利用发酵工程生成含硒代半胱氨酸的蛋白质,请你从微生物的培养条件和所需营养物质角度提出发酵过程中的注意事项____________(答2点)。
【答案】(1) ①. 合成培养基 ②. 终止(终止翻译/终止密码子)
(2) ①. 蛋白质 ②. 3’端 ③. 能吸收周围环境中DNA分子的 ④. 基因测序/分子杂交
(3)营养物质方面:严格控制无硫含硒,并保证碳源、氮源、无机盐、生长因子齐全。 发酵条件方面:控制适宜的温度、pH、控制溶氧量(通气与搅拌),防止杂菌污染,适时控制发酵进程。
【解析】
【小问1详解】
天然培养基成分不明确,无法严格控制硫源含量,而合成培养基成分明确可控,适合本实验筛选需求;当无硒供应时,无法合成硒代半胱氨酸,因此UGA发挥终止密码子的功能,终止翻译过程。
【小问2详解】
① 对酶分子进行定点改造,改变现有蛋白质的结构,属于蛋白质工程的应用。
② 启动子是RNA聚合酶结合位点,位于目的基因的上游,可驱动基因的转录,由于转录时沿着模板链的3'→5’方向进行,故将启动子连接到改良的硒代半胱氨酸合成相关酶基因模板链的3’端,便于后续的转录过程。
③ Ca²⁺处理大肠杆菌的目的是使其进入能吸收周围环境中DNA分子的感受态生理状态,便于导入重组载体。
④ RT-PCR只能检测目的基因是否转录出mRNA,若要确认目的基因是否成功表达出蛋白质,还需要进行基因测序/分子杂交。
【小问3详解】
根据题干信息,从营养和培养条件角度分析,需满足:营养物质方面:严格控制无硫含硒,并保证碳源、氮源、无机盐、生长因子齐全。 发酵条件方面:控制适宜的温度、pH、控制溶氧量(通气与搅拌),防止杂菌污染,适时控制发酵进程。
18. 科研人员研究了某突变体黄瓜植株和普通黄瓜植株在不同光照强度下的净光合速率,结果如图1。同时测定了在1500μmol·m-2·s-1光照下两种黄瓜植株的气孔导度、胞间CO2浓度和叶绿素含量,结果如图2。回答下列问题:
(1)光照强度为0μmol·m-2·s-1时,两组黄瓜的叶肉细胞中ATP的合成_______(填“依赖”或“不依赖”)光反应,此时细胞中产生ATP的细胞器是________。
(2)图1中,光照强度大于1500μmol·m-2·s-2时,普通黄瓜的净光合速率趋于稳定,而突变体黄瓜净光合速率仍随光照强度上升而显著增加。结合图2分析,突变体黄瓜具有高光效的主要原因是______(答出1点即可);此时限制普通黄瓜净光合速率的主要环境因素是________(答出1点即可)。
(3)图2显示,突变体黄瓜气孔导度显著高于普通黄瓜,但两者胞间CO2浓度无明显差异。从CO2的供需平衡角度分析,原因是_______。
(4)某科研小组为比较突变体黄瓜和普通黄瓜的真正光合速率,已测定了这两种植株不同光照强度下的净光合速率,还需要测定两种黄瓜的________。请完善下列实验方案:
①选取_______的突变体和普通黄瓜植株若干,标记为A组(突变体)、B组(普通植株)。
②将两组植株置于_______条件下,其他环境条件(温度、湿度、CO2浓度等)保持一致且适宜。
③一段时间后,测定并记录两组植株单位时间内单位叶面积的________。
④重复实验3次,取平均值,结合已测定的净光合速率计算并比较两种植株的真正光合速率。
【答案】(1) ①. 不依赖 ②. 线粒体
(2) ①. 气孔导度大,CO2供应充足 ②. CO2浓度(或温度)
(3)突变体气孔导度大,进入胞间的CO2更多,但由于暗反应速率更快,对CO2的消耗速率也更快,因此胞间CO2浓度未升高
(4) ①. 呼吸速率 ②. 等量生长状况相同 ③. 黑暗(无光) ④. CO2释放量(或O2吸收量、有机物的消耗量)
【解析】
【小问1详解】
当光照强度为 0 时,植物只进行呼吸作用,不进行光合作用。 此时叶肉细胞中 ATP 的合成不依赖光反应(因为光反应需要光,此时无光照)。细胞中产生 ATP 的细胞器只有线粒体(细胞质基质也能产生,但细胞器只有线粒体)。
【小问2详解】
图 1 中,光照强度大于 1500 后: 普通黄瓜净光合速率趋于稳定,突变体仍显著上升。 结合图 2,突变体气孔导度大,CO₂供应更充足;同时叶绿素含量更高,光能吸收能力更强,光合速率更高。 普通黄瓜在强光下达到光饱和点,限制因素主要是CO₂浓度(也可答温度,因为温度影响酶活性)。
【小问3详解】
突变体气孔导度大,进入胞间的 CO₂更多; 但突变体的光合速率(暗反应)更快,对 CO₂的消耗速率也更快; 因此,“CO₂的供应速率” 和 “消耗速率” 达到平衡,胞间 CO₂浓度不会升高。
【小问4详解】
真正光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率,因此还需要测定呼吸速率。 实验方案完善:
① 选取等量、生长状况相同的突变体和普通黄瓜植株若干,记为 A 组(突变体)、B 组(普通植株)。
② 将两组植株置于黑暗(无光)条件下,其他环境条件(温度、湿度、CO₂浓度等)保持一致且适宜。
③ 一段时间后,测定并记录两组植株单位时间内单位叶面积的CO₂释放量(或 O₂吸收量、有机物的消耗量)。
④ 重复实验 3 次,取平均值,结合已测定的净光合速率计算并比较两种植株的真正光合速率。
19. 二倍体玉米(2n=20)是雌雄同株单性花,其“单向异交不亲和”由基因G控制,即含有G的卵细胞与含有g的花粉结合形成的受精卵败育,其余配子间结合及发育均正常。籽粒颜色的紫色和黄色由等位基因A/a控制。现选择纯种紫粒单向异交不亲和品系甲与纯种黄粒正常品系乙进行间行种植。已知甲品系收获的籽粒颜色全部相同,乙品系收获的籽粒颜色有两种,不考虑其他变异。回答下列问题:
(1)与豌豆相比,玉米作为遗传学材料的优点是_______。玉米基因组计划需测定_______条染色体上的DNA碱基序列。
(2)玉米的籽粒颜色中显性性状是_______。若两对等位基因独立遗传,选甲、乙杂交获得F1,F1自交,F2中纯种黄粒正常的比例是_______。若选基因型为Aa的玉米作亲本连续自由交配,每代均淘汰黄粒,则淘汰3次后,F3中a的基因频率为_______。
(3)请从甲品系收获的籽粒或乙品系收获的籽粒中选择合适的材料,设计最简单的实验探究等位基因A/a、G/g在染色体上的位置关系:
①实验方案:_______。
②预期结果及结论:_______。
【答案】(1) ①. 避免去雄操作 ②. 10
(2) ①. 紫粒 ②. 1/12 ③. 20%(或1/5)
(3) ①. 将乙品系收获的紫粒(AaGg)种下,待成熟后让其自交,统计子代的表型及比例 ②. 若子代有4种表型,比例为6∶3∶2∶1(或后代的紫粒∶黄粒=3∶1),说明这两对基因位于两对同源染色体上;若子代只有2种表型,比例为2∶1(或后代的紫粒∶黄粒=2∶1),说明这两对基因位于同一对同源染色体上
【解析】
【小问1详解】
玉米是雌雄同株单性花,进行杂交实验时可避免去雄的繁琐操作。二倍体玉米2n=20,基因组计划需测定10条染色体上的DNA碱基序列。
【小问2详解】
纯种紫粒单向异交不亲和品系甲与纯种黄粒正常品系乙间行种植,二者均可进行自交和杂交,甲品系收获的籽粒颜色全部相同,乙品系收获的籽粒颜色有两种,说明紫粒为显性性状,黄粒为隐性性状,甲、乙的基因型分别为AAGG、aagg。若两对等位基因独立遗传,甲与乙杂交,F1的基因型是AaGg,产生雌雄配子及比例为AG∶Ag∶aG∶ag=1∶1∶1∶1,且含有G的卵细胞(占2份)与g的花粉(占2份)结合形成的受精卵败育,故导致后代16份中会缺失4份,剩余的个体中纯种黄粒正常(aagg)占1份,比例是1/(16-4)=1/12。根据数学归纳法,基因型为Aa的玉米连续自由交配,每代均淘汰黄粒,可推出Fn中AA=n/(n+2),Aa=2/(n+2),基因a频率=1/(n+2)×100%,淘汰黄粒3次,F3中a的基因频率为20%。
【小问3详解】
甲品系上收获的紫粒的基因型为AAGG,乙品系上收获的紫粒的基因型为AaGg,黄粒为aagg,欲从甲品系收获的籽粒或乙品系收获的籽粒中选择合适的材料,设计最简单的实验探究等位基因A/a、G/g在染色体上的位置关系,可让乙品系收获的紫粒(AaGg)自交,根据子代表型种类及比例来判断;若子代有4种表型,比例为6∶3∶2∶1(或后代的紫粒∶黄粒=3∶1),说明这两对基因位于两对同源染色体上;若子代只有2种表型,比例为2∶1(或后代的紫粒∶黄粒=2∶1),说明这两对基因位于同一对同源染色体上。
20. 电子烟常被误解为传统香烟的“无害替代品”。最新研究发现:电子烟的气溶胶中的NNK(尼古丁的衍生物亚硝胺酮)会破坏免疫系统,诱发肺癌等疾病。图1为NNK影响细胞毒性T细胞的部分机制示意图,图2为肿瘤细胞免疫逃逸的机制图。请回答下列问题:
(1)据图分析,NNK诱导肿瘤细胞免疫逃逸的机制是:①NNK与细胞膜上的分子X结合,激活转录因子,促进IDOI基因表达,合成IDO1酶,催化色氨酸转化为犬尿氨酸,一方面直接_____(填“促进”或“抑制”)细胞毒性T细胞的增殖分化;另一方面_____。
②NNK还诱导了肿瘤细胞_____(填“过量表达”或“不表达”)PD-L1,来逃避免疫系统识别和清除。
(2)研究发现,NNK会通过抑制肺腺癌细胞和肺细胞的凋亡,增加患肺癌的风险。请利用小鼠肺上皮细胞、小鼠肺腺癌细胞、生理盐水、浓度为10μmol/L的NNK溶液、显微镜等材料用具,完善实验验证过程。
①取小鼠肺上皮细胞和小鼠肺腺癌细胞的原代培养物,用_____处理,使细胞分散成单个细胞,制备成细胞悬液,进而进行_____。
②分别取培养至第3代、生长状态一致的两种细胞,各自随机分为2组,分别接种到相同规格的培养瓶中,加入等量的对应细胞培养液,置于相同且适宜的条件下培养24h。
③两组细胞的对照组均加入_____,两组细胞的实验组分别加入_____,继续在CO2培养箱中培养48h。
④培养结束后,用细胞凋亡检测试剂盒检测细胞凋亡率,记录并统计各组凋亡率。
(3)请综上分析电子烟诱发肺癌的机制_____。
【答案】(1) ①. 抑制 ②. 促进初始T细胞分化为调节性T细胞,间接抑制细胞毒性T细胞的增殖分化 ③. 过量表达
(2) ①. 胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) ②. 传代培养 ③. 适量生理盐水 ④. 等量的10μmol/LNNK溶液
(3)电子烟中的NNK可抑制细胞凋亡,未凋亡的细胞更易发生细胞癌变,NNK又能诱导癌变后的细胞免疫逃逸,逃逸后的细胞增殖形成肿瘤导致癌症
【解析】
【小问1详解】
①NNK 促进IDO1基因表达,合成IDO酶,催化色氨酸转化为犬尿氨酸:色氨酸是细胞毒性T细胞增殖分化必需的氨基酸,转化为犬尿氨酸后,会直接抑制细胞毒性T细胞的增殖分化。犬尿氨酸会促进初始T细胞分化为调节性T细胞,间接抑制细胞毒性T细胞的增殖分化,进一步削弱免疫杀伤能力。
②NNK还诱导了肿瘤细胞过量表达PD-L1,PD-L1与细胞毒性T细胞表面的PD-1结合,使细胞毒性T细胞停止攻击肿瘤细胞,实现免疫逃逸。
【小问2详解】
①取原代培养物,用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理,使细胞分散成单个细胞,制备成细胞悬液,然后进行传代培养。
③ 对照组均加入等量的生理盐水; 实验组分别加入等量的浓度为10μmol/L的NNK溶液。
【小问3详解】
综合来看,电子烟诱发肺癌的机制是电子烟中的NNK可抑制细胞凋亡,未凋亡的细胞更易发生细胞癌变,NNK又能诱导癌变后的细胞免疫逃逸,逃逸后的细胞增殖形成肿瘤导致癌症。
21. “中国辣都”萍乡,人人喜食辣椒,家家喜种辣椒。辣椒栽培过程中易受辣椒疫霉菌侵染导致减产,某科研团队发现其体内的 CaSBP08 基因是一个能被辣椒疫霉菌利用的感病基因,该团队欲通过 CRISPR/Cas9 技术实现对辣椒 CaSBP08 基因的特异性敲除,培育出抗疫霉辣椒。
CRISPR/Cas9 系统通过具有序列特异性的向导 RNA(sgRNA)引导 Cas9 蛋白靶向结合到目的基因的特定区域,并对其进行切割。回答下列问题:
(1)Cas9 蛋白与基因工程中使用的________酶功能相似,二者的区别主要体现在_______________。
(2)该团队在 CaSBP08 基因中找到的靶序列为 5’ -ATGCCA……GTACCG-3’,则根据该靶序列设计的 sgRNA 序列应为:5’ -________________________-3’。
(3)为保证 sgRNA 基因与下图中的 Ti 质粒准确连接,科研人员人工合成了 sgRNA 基因,sgRNA 基因两条链碱基序列应该是________(填字母)。
A. 5’ -GAATTCCCCGTAC… TGGCATGGTACC-3’
B. 5’ -GGTACCCCGTAC……TGGCATGAATTC-3’
C. 5’ -GGTACCATGCCA…. GTACGGGAATTC-3’
D. 5’ -GAATTCATGCCA…… GTACGGGGTACC-3’
Ti 质粒中用到了 U6、CMV 两个启动子,而不共用一个启动子的目的是________。
(4)该团队利用辣椒植株花序直接浸没在含有重组质粒的农杆菌溶液中一段时间,然后培养植株并获得种子。与农杆菌直接侵染植物叶片相比,该技术可以不需要经过________过程即可获得转基因植株。
(5)播种收获的种子,一段时间后,可以使用________筛选成功转化的辣椒植株,并通过_____________________的方法对其进行个体水平鉴定。
【答案】(1) ①. 限制##限制性内切核酸 ②. cas9需要sgRNA引导才能肥向结合到特定区域进行切割,而限制酶不需要引导,自己能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列
(2)CGGUAC--···UGGCAU
(3) ①. BD ②. 确保sgRNA基因和cas9基因能分送表达并各自发挥作用
(4)植物组织培养 (5) ①. 草铵膦 ②. 辣椒疫霉菌
【解析】
【分析】1、基因工程的基本操作程序有四步:①目的基因的获取,②基因表达载体的构建,③将目的基因导入受体细胞,④目的基因的检测与鉴定。
2、基因工程的三种工具:限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶、运载体。
3、标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
【小问1详解】
Cas9 蛋白与基因工程中使用的限制(限制性内切核酸)酶功能相似,限制酶在基因工程中能识别双链DNA分子的特定核苷酸序列并切割,Cas9蛋白在sgRNA引导下能靶向结合并切割目的基因特定区域,二者功能相似,主要区别在于Cas9需要sgRNA引导,限制酶可自主识别。
【小问2详解】
根据碱基互补配对原则,已知靶序列为5'-ATGCCA……GTACCG - 3',RNA中U与DNA中A配对,所以sgRNA序列为5'-CGGUAC……UGGCAU - 3'。
【小问3详解】
为保证准确连接,sgRNA基因两条链碱基序列应与Ti质粒相应酶切位点互补。图中Ti质粒用EcoRⅠ和KpnⅠ酶切,EcoRⅠ识别序列GAATTC,KpnⅠ识别序列GGTACC,所以sgRNA基因两条链碱基序列应为B(5’ -GGTACCCCGTAC……TGGCATGAATTC-3’)和D(5’ -GAATTCATGCCA…… GTACGGGGTACC-3’)。 Ti质粒用U6、CMV两个启动子而不共用一个,是为确保sgRNA基因和cas9基因能分别表达并各自发挥作用。
【小问4详解】
农杆菌直接侵染植物叶片需经植物组织培养过程获得转基因植株,而用辣椒植株花序直接浸没含重组质粒农杆菌菌液的方法不需要经过植物组织培养过程。
【小问5详解】
种植收获种子后,用卡那霉素筛选成功转化的辣椒植株(因为重组Ti质粒含卡那霉素抗性基因)。 在个体水平上,用辣椒疫霉菌接种辣椒植株,观察植株是否患病来鉴定其是否具有抗性。
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