内容正文:
生物学试题
一、选择题:本题共18小题,每小题2分,共36分。
1. 习近平总书记在湖北考察时强调:把修复长江生态环境摆在压倒性位置,坚定推进长江十年禁渔,全面推进流域综合治理,着力建设安全韧性现代水网,确保一江清水永续东流。下列叙述错误的是( )
A. 禁渔后生态系统中各营养级间的能量传递效率会显著提高,能量散失大幅减少
B. 开展长江生态修复工程,遵循生态工程原理,有助于协调生物与环境的协调与平衡
C. 流域综合治理中合理布局挺水植物、沉水植物,可提高光能利用率,实现能量多级利用
D. 长江十年禁渔有助于延长食物链、增加营养级复杂度,从而提高生态系统抵抗力稳定性
【答案】A
【解析】
【详解】A、能量传递效率指相邻两个营养级同化量的比值,自然生态系统中该比值一般稳定在10%~20%,不会因禁渔显著提高;禁渔主要促进生物种群数量恢复,不会使能量散失大幅减少,A错误;
B、长江生态修复工程遵循生态工程的协调与平衡等原理,可协调生物与环境的关系,实现生物和环境的协调平衡,B正确;
C、合理布局挺水、沉水植物利用了群落的垂直结构特点,可充分利用不同水层的光能,提高光能利用率,实现能量多级利用,C正确;
D、十年禁渔可增加长江生态系统生物种类,延长食物链、提高营养结构复杂度,增强生态系统自我调节能力,从而提高抵抗力稳定性,D正确。
2. 将患者肿瘤细胞特有的新抗原基因导入益生菌中获得的工程菌可在患者肠道内表达新抗原,从而激活患者的特异性免疫,精准杀伤肿瘤细胞,实现个性化的癌症免疫治疗。下列叙述错误的是( )
A. 选用益生菌的原因是其对人体具有天然的安全性
B. 为实现个性化癌症免疫治疗,需针对患者筛选特定肿瘤新抗原
C. 工程菌可在体内长期存活,以维持工程菌对肿瘤的持续免疫监视
D. 树突状细胞将肿瘤新抗原加工后呈递给辅助性T细胞,激活特异性免疫
【答案】C
【解析】
【详解】A、益生菌是对人体有益的微生物,对人体无毒性,具备天然安全性,适合作为表达新抗原的工程菌受体,A正确;
B、不同患者的肿瘤细胞特有的新抗原存在差异,个性化免疫治疗需要针对患者筛选其特有的肿瘤新抗原,才能精准激活针对该患者肿瘤的特异性免疫,B正确;
C、工程菌属于外来异物,进入人体后会被免疫系统识别并清除,无法在体内长期存活;且免疫监视是人体免疫系统的功能,并非工程菌的功能,C错误;
D、树突状细胞属于抗原呈递细胞,可将肿瘤新抗原摄取、加工后呈递给辅助性T细胞,进而激活体液免疫和细胞免疫,即激活特异性免疫过程,D正确。
3. 江汉平原某淡水湖存在食物链:浮游藻类→摇蚊幼虫→小型鱼类→水鸟。因周边污染,水体镉、铅等重金属含量升高。下列叙述正确的是( )
A. 重金属仅在食物网最高营养级发生生物富集
B. 重金属可进入生物群落,也可经分解者回归无机环境
C. 水鸟体内重金属浓度更高,其种群个体数量一定更少
D. 流经食物链的总能量为藻类固定的太阳能与重金属化学能之和
【答案】B
【解析】
【详解】A、生物富集是指重金属等有害物质沿食物链逐渐在生物体内聚集的现象,各个营养级的生物体内都会发生重金属富集,并非仅在最高营养级发生,A错误;
B、重金属可通过浮游藻类的吸收进入生物群落,生物的遗体、排遗物等经分解者分解后,重金属可回归无机环境,B正确;
C、水鸟作为最高营养级,体内重金属浓度高是生物富集的结果,但种群数量受出生率、死亡率、食物供应、天敌等多种因素影响,不能由重金属浓度高直接推出种群个体数量一定更少,C错误;
D、流经该食物链的总能量是生产者(浮游藻类)固定的太阳能,重金属的化学能不能被生物同化进入食物链,不属于流经食物链的能量,D错误。
4. 人工光合作用系统可利用光能合成糖类,相关装置及过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 该系统可将光能转化为化学能和热能
B. 在火力发电站安装该系统,可减少CO2的排放
C. 水分解产生甲的过程模拟植物类囊体薄膜上的反应
D. 在固定等量CO2情况下,该系统乙的积累量低于植物
【答案】D
【解析】
【详解】A、该系统利用太阳能发电装置将光能转化为电能,再通过相关反应装置,一方面将能量转化为糖类中的化学能,另一方面过程中也会有热能产生,所以可将光能转化为化学能和热能,A正确;
B、在火力发电站安装该系统,可利用二氧化碳合成糖类,从而减少CO2的排放,B正确;
C、水分解产生甲(氧气)的过程,模拟的是植物类囊体薄膜上的光反应(光反应阶段在类囊体薄膜上进行水的光解产生氧气等),C正确;
D、植物在进行光合作用的同时会进行呼吸作用消耗有机物,而该人工系统没有呼吸作用消耗,所以在固定等量CO2情况下,该系统乙(糖类)的积累量高于植物,D错误。
故选D。
5. 在长期干旱期间,许多物种会加速开花以在死亡前繁殖,这种反应被称为干旱逃逸。具体调控机制为:植物体内脱落酸(ABA)含量升高,通过激活ABA响应型转录因子ABF3/4,并与光周期调控因子GI协同作用,上调开花整合基因SOC1和FT的表达,促进提前开花。下列叙述错误的是( )
A. 干旱逃逸体现了生物对环境的适应性,是长期自然选择的结果
B. 基因SOC1和FT控制合成的蛋白质不同,体现了基因的选择性表达
C. 干旱逃逸的调节过程体现了植物激素与环境信号共同调控植物的生长发育
D. SOC1或FT发生基因突变,则干旱条件下植物提前开花的现象可能被抑制
【答案】B
【解析】
【详解】A、干旱条件下植物通过加速开花完成繁殖,避免干旱导致无法繁衍后代,该特性是生物对环境的适应,是长期自然选择的结果,A正确;
B、基因SOC1和FT是不同的基因,二者碱基排列顺序不同,因此控制合成的蛋白质不同,不是基因选择性表达引起的,B错误;
C、干旱属于环境信号,脱落酸(ABA)属于植物激素,二者协同调控开花过程,体现了植物激素与环境信号共同调控植物的生长发育,C正确;
D、SOC1和FT表达上调是促进提前开花的关键环节,若二者发生基因突变可能导致其功能异常,干旱条件下植物提前开花的现象可能被抑制,D正确。
6. 我国科研团队发现,通过AI技术分析肝癌组织,发现肿瘤侵袭前缘的自然杀伤细胞密度可有效预测肝癌术后复发风险。细胞表面的SPON2蛋白能促进NK细胞向肿瘤部位定向迁移,并激活细胞毒性T细胞。下列叙述错误的是( )
A. 肿瘤细胞逃避免疫监视,会导致机体内环境稳态失调
B. 细胞毒性T细胞可特异性识别癌变细胞,诱导其细胞凋亡
C. SPON2促进NK细胞迁移,体现了细胞膜的信息交流功能
D. 清除肿瘤细胞时,NK细胞发挥特异性免疫作用,体液免疫可独立完成肿瘤细胞的清除
【答案】D
【解析】
【详解】A、免疫系统具有免疫监视功能,可监控并清除体内癌变的细胞,若肿瘤细胞逃避免疫监视会引发肿瘤,导致机体内环境稳态失调,A正确;
B、细胞毒性T细胞可特异性识别癌变的靶细胞,通过与靶细胞密切接触诱导其发生细胞凋亡,B正确;
C、SPON2蛋白作为信号分子,与NK细胞细胞膜上的特异性受体结合后调控NK细胞的迁移过程,体现了细胞膜的信息交流功能,C正确;
D、NK细胞参与非特异性免疫,不发挥特异性免疫作用;肿瘤细胞的清除需要细胞免疫、体液免疫、吞噬细胞等共同配合,体液免疫无法独立完成肿瘤细胞的清除,D错误。
7. 现代研究表明,针刺神门穴可通过一定程度改善失眠。该刺激经传入神经传至中枢后,能抑制交感神经、激活副交感神经,降低压力激素皮质醇的分泌,并上调褪黑素合成相关基因的表达,从而提高睡眠质量。下列叙述错误的是( )
A. 该过程效应器是传出神经末梢及其所支配的腺体
B. 褪黑素作为信息分子,可直接参与褪黑素合成相关基因的转录
C. 交感神经与副交感神经属于自主神经系统,该系统可受下丘脑和大脑皮层的调控
D. 皮质醇的分泌受下丘脑—垂体—肾上腺皮质的分级调节,针刺神门穴可使该调节活动减弱
【答案】B
【解析】
【详解】A、该过程最终实现对皮质醇、褪黑素分泌的调节,相关腺体是传出神经支配的效应器组分,效应器是传出神经末梢及其所支配的腺体,A正确;
B、褪黑素属于信息分子,仅起到传递调节信息的作用,不直接参与基因转录等代谢过程,直接参与转录过程的是RNA聚合酶等物质,B错误;
C、交感神经和副交感神经属于自主神经系统,自主神经系统并不完全自主,可接受下丘脑、大脑皮层等高级中枢的调控,C正确;
D、皮质醇是肾上腺皮质分泌的激素,其分泌存在下丘脑—垂体—肾上腺皮质的分级调节机制,题干说明针刺可降低皮质醇分泌,因此该分级调节活动减弱,D正确。
8. 脑机接口(BCI)技术通过在脑与机器间建立信息通道,帮助脊髓损伤、脑卒中等患者重建部分运动和语言功能。某四肢瘫痪患者在植入我国研发的“北脑一号”BCI后,不仅能脑控机械臂,上肢肌力也显著提升。下列叙述正确的是( )
A. 由于BCI收集的是电信号,无需考虑数据信息的隐私保密
B. 植入BCI的脑卒中患者恢复写字能力,说明该患者大脑皮层S区正常
C. 识别、解析大脑发出的电信号是BCI帮助四肢瘫痪患者恢复运动功能的难点
D. 神经胶质细胞数量远多于神经元,故BCI采集的电信号主要来自神经胶质细胞
【答案】C
【解析】
【详解】A、BCI收集的脑电信号包含个人健康、思维活动等隐私信息,必须进行隐私保密,A错误;
B、大脑皮层S区为运动性语言中枢,负责控制说话功能,控制写字功能的是W区(书写性语言中枢),患者恢复写字能力不能说明S区正常,B错误;
C、不同的脑电信号对应不同的运动指令,精准识别、解析大脑发出的特异性电信号是BCI帮助患者恢复运动功能的核心难点,C正确;
D、神经系统的电信号由神经元产生和传导,神经胶质细胞主要起支持、营养、保护神经元等辅助作用,因此BCI采集的电信号主要来自神经元,D错误。
9. 我国科研团队阐明了GNA基因与DEP1基因共同调控水稻穗粒数和产量的分子机制,如下图所示。研究结果显示:与野生型相比,GNA缺失突变体穗粒数和产量均明显下降。下列叙述错误的是( )
A. 与野生型植株相比,突变体的细胞分裂素氧化酶含量较高
B. 抑制DEP1表达,促进GNA表达,可提高正常水稻的产量
C. 喷施外源细胞分裂素可一定程度增加GNA缺失突变体产量
D. 基因表达和激素调节是影响水稻穗粒数和产量的重要因素
【答案】B
【解析】
【详解】A、由题图可知,野生型植株中,DEP1蛋白和GNA蛋白结合抑制OSCKX2基因(细胞分裂素氧化酶基因)转录;GNA缺失突变体中OSCKX2基因能正常转录,可见与野生型植株相比,突变体的细胞分裂素氧化酶含量较高,A正确;
B、由题干信息:与野生型相比,GNA缺失突变体穗粒数和产量均明显下降;题图可知,野生型植株中含DEP1蛋白和GNA蛋白,可见促进DEP1表达,促进GNA表达,可提高正常水稻的产量,B错误;
C、OSCKX2基因表达产物可催化细胞分裂素降解,而GNA缺失突变体中OSCKX2基因能正常转录,导致GNA突变体中细胞分裂素含量下降,从而导致GNA突变体穗粒数和产量均明显下降,故喷施外源细胞分裂素可一定程度增加GNA缺失突变体产量,C正确;
D、题干信息和题图表明,基因表达(OSCKX2基因表达产物)和激素(细胞分裂素)调节是影响水稻穗粒数和产量的重要因素,D正确。
故选B。
10. 草地贪夜蛾是危害严重的农业害虫,其防治高度依赖化学农药。但其体内的羧酸酯酶 SfCarE可代谢分解氯虫苯甲酰胺(CH),导致害虫抗药性增强。我国科研团队研究发现,CH与甲萘威(CA)联合使用时,二者对草地贪夜蛾具有显著协同增效作用,这种“盾护矛攻”的协同机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 长期使用该混剂可定向诱导草地贪夜蛾产生抗CH的变异
B. CH与CA均能与SfCarE结合,且CA结合稳定性高于CH
C. SfCarE基因表达量降低会显著提高草地贪夜蛾对CH的敏感性
D. CA作为“盾”抑制 SfCarE的活性,CH作为“矛”发挥杀虫作用
【答案】A
【解析】
【详解】A、变异是不定向的,抗CH的变异在使用该混剂之前就已经存在,混剂仅起到定向选择的作用,无法定向诱导草地贪夜蛾产生抗CH的变异,A错误;
B、由图示可知,CH和CA均能与SfCarE结合,且CA可优先与SfCarE结合抢占活性位点,说明CA与SfCarE的结合稳定性高于CH,B正确;
C、SfCarE可代谢分解CH,若SfCarE基因表达量降低,虫体内可分解CH的酶含量减少,CH的保留量升高,草地贪夜蛾对CH的敏感性会显著提高,C正确;
D、由“盾护矛攻”的机制可知,CA作为“盾”抢占SfCarE的活性位点,抑制其代谢CH的功能,使更多CH保留、作为“矛”发挥杀虫作用,D正确。
11. 我国科学家运用基因编辑技术,定向敲除杂交水稻中 4 个调控减数分裂与配子融合的关键基因,成功获得无融合生殖水稻品系:该水稻不发生雌雄配子细胞核融合即可形成种子,子代与亲代杂交稻基因型完全一致,实现了杂合优势的稳定遗传。下图为该水稻无融合生殖的核心过程,下列叙述错误的是( )
A. 该基因编辑水稻发生的变异属于可遗传变异,能传递给子代
B. 被敲除的4个基因,可能参与调控减数分裂Ⅰ同源染色体的分离过程
C. 无融合生殖过程中雌雄配子未发生融合,直接由卵细胞发育为单倍体种子
D. 无融合生殖可固定杂交稻的杂种优势,但长期种植会降低种群遗传多样性
【答案】C
【解析】
【详解】A、基因编辑定向敲除基因使生物遗传物质发生改变,属于可遗传变异,可以传递给子代,A正确;
B、被敲除的4个基因是调控减数分裂的关键基因,减数分裂Ⅰ同源染色体分离是减数分裂的重要过程,因此这4个基因可能参与调控该过程,B正确;
C、题意显示,无融合生殖的子代与亲代杂交稻基因型完全一致,若直接由卵细胞发育为单倍体种子,子代染色体数目为亲代的一半,基因型与亲代存在差异,和题意不符,C错误;
D、无融合生殖的子代基因型与亲代完全一致,可固定杂种优势,但长期种植会使种群基因型单一,从而降低种群遗传多样性,D正确。
12. 小鼠肠道存在多种微生物,其中长期生存在肠道的微生物称为定植微生物。研究发现定植微生物可防止外来病原体对肠道的感染,这种现象称为定植抗性。定植微生物对外来病原体肺炎克雷伯菌(KP)的影响如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 小鼠的肠道微生物与小鼠的种间关系均为互利共生
B. 定植抗性的出现与微生物之间营养需求相似产生的竞争有关
C. 肠道定植微生物数量与肺炎克雷伯菌感染率呈负相关
D. 病原体感染时,借助抗生素治疗可显著提高微生物定植抗性
【答案】B
【解析】
【详解】A、小鼠肠道微生物与小鼠的种间关系不一定均为互利共生,也可能存在寄生等其他关系,A错误;
B、定植微生物可防止外来病原体感染,即定植抗性,这可能是因为微生物之间营养需求相似,存在竞争关系,从而抑制外来病原体的生长,B正确;
C、图中横坐标是肠道定植菌的物种种类数,并非定植微生物数量,所以不能得出肠道定植微生物数量与肺炎克雷伯菌感染率呈负相关的结论,C错误;
D、抗生素会抑制或杀死定植微生物,病原体感染时,借助抗生素治疗会降低微生物定植抗性,D错误。
故选B。
13. 番茄果实成熟受多种激素和转录因子调控。研究发现,转录因子MYB73可与组蛋白去乙酰化酶HDAC3结合,抑制乙烯合成酶基因ACO1的表达。生长素响应因子ARF2A能结合MYB73基因启动子并抑制其转录。若敲除ARF2A基因,下列叙述正确的是( )
A. MYB73表达下降,ACO1表达上升,果实成熟提前
B. MYB73表达上升,ACO1表达下降,果实成熟延迟
C. MYB73表达上升,ACO1表达上升,果实成熟提前
D. MYB73表达下降,ACO1表达下降,果实成熟延迟
【答案】B
【解析】
【详解】当ARF2A基因被敲除后,由于失去了ARF2A的抑制,MYB73基因得以大量转录,导致MYB73表达上升,根据“MYB73可抑制乙烯合成酶基因ACO1的表达”可知,MYB73表达量的上升会加强对ACO1转录的抑制,使得ACO1表达下降,ACO1是乙烯合成的关键酶基因,其表达下降会导致乙烯合成减少。因为乙烯能促进果实成熟,所以乙烯减少会导致果实成熟延迟,B符合题意,ACD不符合题意。
14. 豌豆种子的黄色和绿色分别受基因Y、y控制,种子的圆粒和皱粒分别受基因R、r控制。另有一对相对性状受基因A、a控制,该基因不影响黄色、绿色和圆粒、皱粒表型。现有纯合亲本AAYYRR和aayyrr杂交,所得植株自交,得种子。种子按A(a)基因型分类,结果如下表。
基因型
黄色与绿色表型比
圆粒与皱粒表型比
AA
3∶1
24∶1
Aa
3∶1
21∶4
aa
3∶1
9∶16
下列叙述正确的是( )
A. 种子圆粒与皱粒表型比为18:7
B. 种子中基因型是aa的黄色种子占比为1/8
C. A(a)基因与Y(y)基因不在同一条染色体上
D. A(a)基因与R(r)基因的遗传符合孟德尔自由组合定律
【答案】C
【解析】
【详解】A、根据表格信息可知,计算子代总圆粒与皱粒比例: 总圆粒比例 = 1 /4 × 24/ 25 + 1 /2 × 21/ 25 + 1/ 4 × 9 /25 = 3 /4 ,皱粒比例为1 /4 ,总圆粒∶皱粒 = 3 ∶ 1,A错误;
B、F2种子中基因型是aa的种子为1/4,黄色种子与绿色种子比例为3:1,故子代aa的黄色种子占比为1/4×3/4=3/16,B错误;
C、根据实验结果基因型为AA、Aa、aa的种子,黄色与绿色的比例都是3:1,不受A/a基因型的干扰,说明A(a)基因与Y(y)基因位于两对同源染色体上,C正确;
D、若A(a)基因与R(r)基因遵循基因的自由组合定律,基因型为AA、Aa、aa的种子中圆粒与皱粒的比例应该都是3:1,但表格中三组差异极大(24:1、21:4、9:16),说明二者连锁在同一条染色体上,不遵循基因的自由组合定律,D错误。
15. Ⅰ型超敏反应(过敏)由免疫球蛋白E(IgE)介导,过敏原与肥大细胞表面IgE发生交联释放组胺等介质,奥马珠单抗(抗 IgE 抗体)通过特异性结合IgE阻断其介导的过敏性反应,从而减少哮喘的急性发作。下列叙述正确的是( )
A. 过敏反应是免疫系统的自稳功能异常所致
B. 多年后再次接触过敏原仍能引起过敏反应,该过程只依赖记忆B细胞
C. 过敏反应中,IgE由肥大细胞合成并分泌,可特异性识别并结合过敏原
D. 过敏反应属于特异性免疫,机体接触过敏原后会产生针对该过敏原的IgE抗体
【答案】D
【解析】
【详解】A、免疫系统的自稳功能是清除衰老、损伤的细胞,维持内环境稳态,该功能异常易引发自身免疫病;过敏反应是免疫系统的免疫防御功能过强所致,A错误;
B、多年后再次接触过敏原时,既可以通过记忆B细胞增殖分化为浆细胞产生IgE,也可以直接与肥大细胞表面已存在的IgE交联引发过敏反应,并非只依赖记忆B细胞,B错误;
C、过敏反应中,IgE由浆细胞合成并分泌,其吸附在肥大细胞表面可特异性识别并结合过敏原,C错误;
D、过敏反应属于特异性免疫中的体液免疫,机体首次接触过敏原后就会产生针对该过敏原的IgE抗体,吸附在肥大细胞等细胞表面,再次接触过敏原时才会发病,D正确。
16. 科研人员对某遗传病患者进行家系分析和染色体检查,结果如图1和图2,已知丙的配子都能正常受精,不考虑其他变异。下列叙述错误的是( )
A. Ⅱ-2减数分裂可形成2种类型的卵细胞
B. I-1体内的异常染色体可来自母亲或父亲
C. Ⅱ-5再生一个完全正常的男孩的概率为1/8
D. 该遗传病和唐氏综合征都属于染色体遗传病
【答案】A
【解析】
【详解】A、Ⅱ-2是平衡易位携带者(丙),减数分裂时易位的5号染色体、正常5号、正常8号、易位8号四条染色体会联会,可形成至少4种不同染色体组成的卵细胞(正常型、易位型、缺失型、重复型),并非2种,A错误;
B 、Ⅰ-1是平衡易位携带者,其体内的异常染色体既可以来自母亲的配子发生变异,也可以来自父亲的配子发生变异,B正确;
C、 Ⅱ-5是平衡易位携带者,Ⅱ-6是染色体完全正常的男性。已知丙的所有配子都能正常受精,Ⅱ-5产生完全正常的卵细胞的概率为1/4,生育男孩的概率为1/2,因此再生一个完全正常男孩的概率为1/4 × 1/2 = 1/8,C正确;
D、 该遗传病属于染色体结构变异导致的染色体遗传病,唐氏综合征是21号染色体多一条的染色体数目变异遗传病,二者都属于染色体遗传病,D正确。
17. 为适应乡村旅游日益多元化需求,研究人员拟利用甘蓝型油菜DW871(多花色、高油)与羽衣甘蓝(丰富叶色、多样叶型)进行植物体细胞杂交,为探究方案的可行性,研究人员分析了甘蓝型油菜与多种十字花科植物进行融合的结果。 部分结果如下表所示,下列有关叙述正确的是( )
亲本
目标性状
主要成果及挑战
菘蓝
引入抗菌、抗病毒特性
为创造抗病油菜种质奠定基础
诸葛菜
获得高亚油酸资源
杂种植株亚油酸含量达53.17%
蔊菜
抗旱、耐渍及抗菌核病
杂种植株表现出抗逆性;存在染色体丢失、结实率低
A. 可利用灭活病毒、PEG等诱导植物原生质体融合
B. 融合的原生质体再生细胞壁与高尔基体、线粒体等有关
C. 体细胞杂交能够完全克服远缘杂交不亲和障碍,达到预期目标
D. 甘蓝型油菜与诸葛菜融合获得的杂种植株,其高亚油酸性状能稳定遗传给所有后代
【答案】B
【解析】
【详解】A、诱导植物原生质体融合的方法包括PEG(聚乙二醇)融合法、电融合法等,灭活病毒是诱导动物细胞融合的特有方法,不能用于诱导植物原生质体融合,A错误;
B、植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,高尔基体参与细胞壁的形成,该过程需要线粒体提供能量,因此融合的原生质体再生细胞壁与高尔基体、线粒体等有关,B正确;
C、由表格中甘蓝型油菜与蔊菜的融合结果可知,杂种植株存在染色体丢失、结实率低等问题,说明体细胞杂交不能完全克服远缘杂交不亲和障碍,也不一定能达到预期目标,“完全克服”的表述过于绝对,C错误;
D、甘蓝型油菜与诸葛菜融合获得的杂种植株为异源多倍体,减数分裂时可能出现联会紊乱,还可能发生染色体丢失,因此高亚油酸性状不能稳定遗传给所有后代,D错误。
18. CRISPR/Cas9系统是细菌和古细菌为应对病毒攻击而演化来的获得性免疫防御机制。科学家利用该技术开发出精准的基因编辑工具:通过特殊的引导序列(sgRNA)将Cas9酶(一种限制性核酸内切酶)精准定位到目标基因上进行定点切割,从而修复致病基因。科研人员利用该技术对镰状细胞贫血患者造血干细胞中的致病基因进行修复,并成功应用于临床试验。下列叙述正确的是( )
A. Cas9酶与DNA连接酶功能相似,均能催化磷酸二酯键的断裂
B. 基因编辑技术修复致病基因时,需将Cas9酶直接注入患者的成熟红细胞中
C. 对不同目标DNA进行编辑时,使用Cas9蛋白和相同的sgRNA进行基因编辑
D. 由于Cas9酶来源于原核生物,故需借助转基因技术才能在真核细胞中表达并发挥功能
【答案】D
【解析】
【详解】A、Cas9酶是限制性核酸内切酶,催化磷酸二酯键的断裂;而DNA连接酶的功能是催化磷酸二酯键的形成,二者功能完全不同,A错误;
B、人体成熟红细胞没有细胞核,不含核DNA,不存在致病基因,且基因编辑修复的是造血干细胞而非成熟红细胞,B错误;
C、sgRNA是引导序列,需要与目标DNA的特定序列互补配对才能实现精准定位,编辑不同目标DNA时,需要使用不同的sgRNA,C错误;
D、Cas9酶的编码基因来自原核生物,要在真核细胞内表达并发挥功能,需要借助转基因技术将该基因导入真核细胞并构建基因表达载体,才能实现表达,D正确。
二、非选择题:本题共4小题,共64分。
19. 全球气候变暖背景下,高温热害严重威胁水稻产量与品质。科研人员对水稻热感知与信号传递机制展开研究,发现tt2、dgk7两个关键基因参与高温胁迫响应。二者通过调控磷脂酸(PA)与核内cAMP等第二信使的含量,共同调控气孔开闭与耐热表型。为探究其调控关系,研究者以野生型(WT)、dgk7功能缺失突变体、dgk7过表达株系(OE)、tt2功能缺失突变体及tt2 /dgk7双突变体为材料,在日均温>38℃条件下连续处理31天,测定相关指标,结果如下表。回答下列问题:
材料
产量损失率(%)
苗期成活率(%)
PA含量
(相对值)
核内cAMP含量
(相对值)
WT
75
12
3
0.2
dgk7突变体
90
5
1.1
0.8
dgk7‑OE
25
85
5
0.1
tt2突变体
15
90
1.2
0.75
tt2 /dgk7双突变体
8
92
1
0.05
(1)从能量流动角度分析,高温导致水稻产量损失的主要原因是___________________(答出一点即可)。
(2)综合表中数据分析,dgk7对水稻耐热性起_______(填“正”或“负”)调控作用,判断依据是_____________。
(3)PA与cAMP可作为细胞内第二信使参与信号转导。由表可知,dgk7通过_______(填“升高”或“降低”)PA含量,进而________(填“升高”或“降低”)核内cAMP水平,从而提高水稻耐热性。
(4)遗传上位性分析常用于判断基因调控顺序:若双突变体表型与某一单突变体一致,则该基因为上游基因。据表推测,tt2与dgk7的调控关系为:_______基因位于上游,对_______基因的功能起_______(填“正”或“负”)调控作用,判断依据是____________________。
【答案】(1)高温抑制光合作用相关酶活性/破坏叶绿体结构/导致光合速率下降,有机物积累减少
(2) ①. 正 ②. 与野生型相比,dgk7功能缺失突变体耐热性下降,dgk7过表达株系耐热性显著提高
(3) ①. 升高 ②. 降低
(4) ①. tt2 ②. dgk7 ③. 负 ④. tt2/dgk7双突变体的表型与tt2单突变体基本一致,说明tt2功能缺失可掩盖dgk7突变的效应
【解析】
【小问1详解】
从能量流动角度,水稻产量本质是光合作用固定的太阳能中以有机物形式积累的部分。高温一方面会降低光合酶活性,减弱光合作用,减少水稻固定的总太阳能;另一方面会增强呼吸酶活性,加快细胞呼吸对有机物的消耗,最终导致可积累的用于产量的能量减少。
【小问2详解】
基因的正调控作用指该基因的功能增强会促进对应性状(此处为耐热性)提升。对比不同株系表型:dgk7缺失后水稻耐热性变差,过表达后耐热性显著变好,说明dgk7正向调控水稻耐热性。
【小问3详解】
对比数据:dgk7过表达株系PA含量远高于野生型,核内cAMP含量低于野生型,同时耐热性最强;dgk7功能缺失突变体PA含量远低于野生型,核内cAMP含量高于野生型,耐热性更差。说明dgk7通过升高PA含量,进而降低核内cAMP水平来提升耐热性。
【小问4详解】
根据题干给出的上位性分析规则,双突变体表型和tt2单突变体几乎完全一致,说明tt2位于调控通路的上游;tt2功能缺失后,下游dgk7的功能即使丧失,也不会改变tt2缺失带来的强耐热表型,说明正常情况下tt2会抑制dgk7的功能,即对dgk7起负调控作用。
20. 耕地资源保护是国家粮食安全的基石。某科研团队在某粮食主产区探索出一套“养地增产”的生态农业模式,该模式通过秸秆深混还田配合有机肥施用,并采用玉米—大豆轮作制度替代传统玉米连作,有效解决了耕地“变硬、变薄、变瘦”的退化问题。此外,调查还发现在实施该模式的农田中,蚯蚓数量显著高于常规耕作区。回答下列相关问题:
(1)秸秆深混还田后,秸秆中的有机物被土壤中的分解者分解为无机物,从而增加了土壤无机盐含量。若还田后土壤板结加重,最可能的原因是____________________。
(2)玉米—大豆轮作模式可在不额外施加氮肥的情况下,增加玉米产量,原因是________________。同时可避免因连作导致的________________。(至少写出两点)
(3)该模式中“因地制宜”调整耕作策略,体现了生态工程的________原理;秸秆还田将废弃物资源化,体现了生态工程的________原理。
(4)农田中蚯蚓数量的增加,能显著提高生态系统的________稳定性。请从生态系统结构与功能的角度解释其原理:________________________。
【答案】(1)秸秆还田后,土壤通气性变差,微生物有氧呼吸受抑制,有机物分解不充分
(2) ①. 大豆根部共生有根瘤菌,可增加土壤中的氮元素 ②. 土壤养分单一消耗、病虫害累积
(3) ①. 协调 ②. 循环
(4) ①. 抵抗力 ②. 蚯蚓数量增加,促进土壤有机物分解,提高土壤肥力;使生物多样性增加,营养结构更复杂,自我调节能力增强,从而提高抵抗力稳定性
【解析】
【小问1详解】
秸秆还田后,异养微生物分解有机物需要消耗大量氧气,若秸秆还田量过大,土壤中氧气被快速消耗后,微生物有氧呼吸受抑制,厌氧微生物活动占优,有机物分解不充分,其产生的有机酸等代谢产物会破坏土壤团粒结构,同时土壤缺氧会直接导致透气性下降,最终引发板结。
【小问2详解】
大豆与根瘤菌互利共生,根瘤菌可将大气中的N2固定为植物可吸收的含氮无机物,提高土壤氮素含量,满足后续玉米生长的氮需求,因此无需额外施加氮肥。长期种植同一作物会定向消耗土壤中该作物偏好的矿质元素,导致土壤肥力失衡;同时专一性侵染该作物的病原体、害虫会持续积累,导致病虫害加重;部分作物根系分泌的代谢毒性物质也会在土壤中积累抑制作物生长,即通过轮作可避免土壤养分单一消耗、病虫害累积。
【小问3详解】
“因地制宜”是指根据当地的土壤、气候等环境条件调整耕作模式,保证生物与环境的协调适配,遵循生态工程设计的协调原理;秸秆还田将原本废弃的秸秆重新作为资源利用,实现了物质的循环往复、分层分级利用,对应循环原理。
【小问4详解】
生态系统稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性,蚯蚓数量增加提升了生物多样性,使营养结构更复杂,自我调节能力更强,因此抵抗力稳定性升高。蚯蚓属于分解者,其数量增加丰富了物种多样性,使食物网更复杂;从功能角度:蚯蚓可分解土壤中的有机质,促进物质循环,同时其活动可改善土壤孔隙结构,利于植物生长,最终提升生态系统的自我调节能力,因此抵抗力稳定性提高。
21. “吃了就想睡”是指进食后出现明显困倦、精力下降的现象,这一般不是病,是人人都能体验到的餐后嗜睡生理现象,也叫食困症。2025年山东大学团队的突破性研究,首次完整揭示了“消化道→迷走神经→脑干部分神经元(通过释放γ-氨基丁酸抑制)→下丘脑觉醒相关神经元活动→主动降低警觉性→睡眠”这一驱动餐后睡眠的神经环路,为理解摄食与睡眠的整合机制提供了全新框架。迷走神经作为连接肠道与脑的直接通路,其感觉纤维广泛分布于胃肠道,迷走感觉神经元一部分分布于胃和十二指肠神经(图中1标识),另一部分分布于小肠(图中2标识),信号经一系列传导至下丘脑引发食困症。回答下列相关问题:
(1)通过“消化道迷走神经—下丘脑”通路引起睡眠,该过程__________(填“属于”或“不属于”)反射,请解释其原因:________________。
(2)请设计实验验证引发餐后睡眠的关键信号是来源于分布于胃和十二指肠的迷走感觉神经元(图中1号)还是分布于小肠的迷走感觉神经元。写出实验设计思路及预期实验结果________________________。
(3)从物质代谢与进化的角度分析,进食后启动该神经环路、引发困倦的意义:一方面_______________,保障消化吸收高效进行;另一方面在自然进化中,进食后降低活动能力________,提升个体生存概率。
【答案】(1) ①. 不属于 ②. 无完整反射弧参与(或只有感受器、传入神经和神经中枢的参与,无传出神经和效应器的参与)
(2)实验设计思路:将生理状况相同的健康同龄成年小鼠均分为甲、乙、丙三组,在非睡眠时间进行实验。甲组(只手术)不作处理;乙组激活(刺激)1号神经元,损毁2号神经元;丙组激活(刺激)2号神经元,损毁1号神经元。预期实验结果:若乙组食困症状显著减轻,丙组与甲组无明显变化,则说明关键信号主要来源于小肠区域的迷走感觉神经元(图中2号);若丙组食困症状显著减轻,乙组与甲组无明显变化,则说明关键信号主要来源于胃和十二指肠区域的迷走感觉神经元(图中1号)
(3) ①. 减少能量消耗,辅助营养吸收与储能 ②. 减少活动暴露,降低被捕食风险
【解析】
【小问1详解】
反射的核心定义是在中枢神经系统参与下,机体对内外刺激所产生的规律性应答,必备条件是拥有完整的感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器的反射弧。题干描述的该通路仅完成了从外周感受器经传入神经向中枢传导信号、最终引发睡眠的部分过程,不存在完整反射弧的结构,因此不属于反射。
【小问2详解】
该实验为探究不同部位迷走感觉神经元的功能,遵循单一变量、对照原则,通过选择性损毁不同靶部位的神经元,对比餐后表型即可定位关键信号来源,实验设计思路:将生理状况相同的健康同龄成年小鼠均分为甲、乙、丙三组,在非睡眠时间进行实验。甲组(只手术)不作处理;乙组激活(刺激)1号神经元,损毁2号神经元;丙组激活(刺激)2号神经元,损毁1号神经元。预期实验结果:若乙组食困症状显著减轻,丙组与甲组无明显变化,则说明关键信号主要来源于小肠区域的迷走感觉神经元(图中2号);若丙组食困症状显著减轻,乙组与甲组无明显变化,则说明关键信号主要来源于胃和十二指肠区域的迷走感觉神经元(图中1号)。
【小问3详解】
从代谢角度,餐后机体的核心需求是消化吸收营养,困倦状态减少能量消耗,辅助营养吸收与储能;从进化角度,进食后动物行动能力下降,减少活动暴露,降低被捕食风险。
22. 猪流行性腹泻病毒(PEDV)是危害养猪业的重要病原体。病毒表面的S蛋白是诱导机体产生免疫反应的关键蛋白,S蛋白可分为S1和S2亚基,其中S1亚基包含多个抗原结合部位。为获得特异性诊断试剂和研究工具,科研人员开展了S1蛋白单克隆抗体的制备与鉴定研究。部分实验流程及结果如下:
实验流程:
①制备抗原:将控制S蛋白合成的基因导入哺乳动物细胞中,表达并纯化获得S1蛋白。
②制备单克隆抗体:用纯化的S1蛋白免疫小鼠,将免疫小鼠的脾细胞与骨髓瘤细胞融合,经选择性培养和多次筛选,获得能稳定分泌抗体的杂交瘤细胞。
③鉴定抗体:检测抗体与PEDV感染细胞中S蛋白的反应性。
④构建表达S1蛋白不同片段(D0、NTD、SD2等区域)的质粒,转染细胞后与抗体反应,以确定抗体结合的区域。
⑤将抗体与病毒混合后接种细胞,观察抗体是否能阻止病毒感染细胞(即中和活性)。
部分实验结果:
①成功获得15株能稳定分泌特异性抗体的杂交瘤细胞,分别编号为4#、9#、10#、15#、16#、20#、21#、24#、25#、27#、29#、31#、32#、36#、37#。这些抗体均能与PEDV感染细胞发生反应。
②抗体与S1蛋白不同片段结合的部分检测结果如下(“+”表示结合,“-”表示不结合):
抗体编号
S1全长蛋白
D0片段
NTD片段
SD2片段
9#
+
-
+
-
15#
+
-
-
+
20#
+
+
-
-
③中和试验结果显示,所有制备的15株单克隆抗体均不能阻止病毒感染细胞。
回答下列相关问题:
(1)在“制备抗原”步骤中,科研人员选择哺乳动物细胞而不是大肠杆菌来表达S1蛋白,主要原因是____________。
(2)在制备单克隆抗体的过程中,将脾细胞与骨髓瘤细胞融合的目的是____________________。
(3)根据实验结果②可以判断不同抗体结合的部位不同,抗体9#识别的区域位于S1蛋白的________片段,可体现单克隆抗体具有________性。
(4)结合结果②和结果③,试分析抗体20#能与S1蛋白结合,却无法在实验中阻止病毒感染细胞____________。
(5)研究中制备的15株单克隆抗体的实践应用意义是:__________________(回答一点即可)。
【答案】(1)哺乳动物细胞属于真核细胞,能对表达的蛋白质进行正确的折叠和加工,使其保持天然构象和功能;而大肠杆菌等原核细胞缺乏这些能力
(2)获得既能大量增殖又能产生抗体的杂交瘤细胞
(3) ①. NTD ②. 特异
(4)抗体20#虽然能与S1蛋白结合,但它识别的D0片段不是病毒与宿主细胞结合进入细胞的关键区域
(5)为PEDV疾病诊断提供检测工具;为疫苗研发提供参考依据等
【解析】
【小问1详解】
原核细胞仅含核糖体,无内质网、高尔基体等细胞器,无法对真核来源的分泌蛋白进行糖基化等翻译后修饰,无法得到结构、功能正常的S1蛋白,而哺乳动物细胞作为真核细胞具有内质网和高尔基体可完成该加工过程。
【小问2详解】
免疫小鼠的脾细胞(效应B细胞)能产生特异性抗体但不能无限增殖,骨髓瘤细胞能无限增殖但不能分泌抗体,细胞融合后得到的杂交瘤细胞兼具两种细胞的优势,即杂交瘤细胞既能大量增殖又能产生抗体。
【小问3详解】
根据实验结果②可以判断不同抗体结合的部位不同,如9#抗体仅和NTD片段发生结合反应,因此其识别区域为NTD片段;说明不同单克隆抗体识别S1蛋白的不同片段,体现了单克隆抗体的特异性,因而单克隆抗体具有特异性强的特点。
【小问4详解】
抗体发挥中和活性的前提是结合病毒介导侵染的关键位点,阻碍病毒和宿主细胞的结合。抗体20#虽然能与S1蛋白结合,但它识别的D0片段不是病毒与宿主细胞结合进入细胞的关键区域,因此结合后无法阻断病毒感染细胞。
【小问5详解】
题意显示,15株抗体均能与PEDV感染细胞发生特异性反应,因此可作为诊断试剂用于PEDV感染的快速检测,也可用于病毒相关的基础研究,如为疫苗研发提供参考依据等。
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生物学试题
一、选择题:本题共18小题,每小题2分,共36分。
1. 习近平总书记在湖北考察时强调:把修复长江生态环境摆在压倒性位置,坚定推进长江十年禁渔,全面推进流域综合治理,着力建设安全韧性现代水网,确保一江清水永续东流。下列叙述错误的是( )
A. 禁渔后生态系统中各营养级间的能量传递效率会显著提高,能量散失大幅减少
B. 开展长江生态修复工程,遵循生态工程原理,有助于协调生物与环境的协调与平衡
C. 流域综合治理中合理布局挺水植物、沉水植物,可提高光能利用率,实现能量多级利用
D. 长江十年禁渔有助于延长食物链、增加营养级复杂度,从而提高生态系统抵抗力稳定性
2. 将患者肿瘤细胞特有的新抗原基因导入益生菌中获得的工程菌可在患者肠道内表达新抗原,从而激活患者的特异性免疫,精准杀伤肿瘤细胞,实现个性化的癌症免疫治疗。下列叙述错误的是( )
A. 选用益生菌的原因是其对人体具有天然的安全性
B. 为实现个性化癌症免疫治疗,需针对患者筛选特定肿瘤新抗原
C. 工程菌可在体内长期存活,以维持工程菌对肿瘤的持续免疫监视
D. 树突状细胞将肿瘤新抗原加工后呈递给辅助性T细胞,激活特异性免疫
3. 江汉平原某淡水湖存在食物链:浮游藻类→摇蚊幼虫→小型鱼类→水鸟。因周边污染,水体镉、铅等重金属含量升高。下列叙述正确的是( )
A. 重金属仅在食物网最高营养级发生生物富集
B. 重金属可进入生物群落,也可经分解者回归无机环境
C. 水鸟体内重金属浓度更高,其种群个体数量一定更少
D. 流经食物链的总能量为藻类固定的太阳能与重金属化学能之和
4. 人工光合作用系统可利用光能合成糖类,相关装置及过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 该系统可将光能转化为化学能和热能
B. 在火力发电站安装该系统,可减少CO2的排放
C. 水分解产生甲的过程模拟植物类囊体薄膜上的反应
D. 在固定等量CO2情况下,该系统乙的积累量低于植物
5. 在长期干旱期间,许多物种会加速开花以在死亡前繁殖,这种反应被称为干旱逃逸。具体调控机制为:植物体内脱落酸(ABA)含量升高,通过激活ABA响应型转录因子ABF3/4,并与光周期调控因子GI协同作用,上调开花整合基因SOC1和FT的表达,促进提前开花。下列叙述错误的是( )
A. 干旱逃逸体现了生物对环境的适应性,是长期自然选择的结果
B. 基因SOC1和FT控制合成的蛋白质不同,体现了基因的选择性表达
C. 干旱逃逸的调节过程体现了植物激素与环境信号共同调控植物的生长发育
D. SOC1或FT发生基因突变,则干旱条件下植物提前开花的现象可能被抑制
6. 我国科研团队发现,通过AI技术分析肝癌组织,发现肿瘤侵袭前缘的自然杀伤细胞密度可有效预测肝癌术后复发风险。细胞表面的SPON2蛋白能促进NK细胞向肿瘤部位定向迁移,并激活细胞毒性T细胞。下列叙述错误的是( )
A. 肿瘤细胞逃避免疫监视,会导致机体内环境稳态失调
B. 细胞毒性T细胞可特异性识别癌变细胞,诱导其细胞凋亡
C. SPON2促进NK细胞迁移,体现了细胞膜的信息交流功能
D. 清除肿瘤细胞时,NK细胞发挥特异性免疫作用,体液免疫可独立完成肿瘤细胞的清除
7. 现代研究表明,针刺神门穴可通过一定程度改善失眠。该刺激经传入神经传至中枢后,能抑制交感神经、激活副交感神经,降低压力激素皮质醇的分泌,并上调褪黑素合成相关基因的表达,从而提高睡眠质量。下列叙述错误的是( )
A. 该过程效应器是传出神经末梢及其所支配的腺体
B. 褪黑素作为信息分子,可直接参与褪黑素合成相关基因的转录
C. 交感神经与副交感神经属于自主神经系统,该系统可受下丘脑和大脑皮层的调控
D. 皮质醇的分泌受下丘脑—垂体—肾上腺皮质的分级调节,针刺神门穴可使该调节活动减弱
8. 脑机接口(BCI)技术通过在脑与机器间建立信息通道,帮助脊髓损伤、脑卒中等患者重建部分运动和语言功能。某四肢瘫痪患者在植入我国研发的“北脑一号”BCI后,不仅能脑控机械臂,上肢肌力也显著提升。下列叙述正确的是( )
A. 由于BCI收集的是电信号,无需考虑数据信息的隐私保密
B. 植入BCI的脑卒中患者恢复写字能力,说明该患者大脑皮层S区正常
C. 识别、解析大脑发出的电信号是BCI帮助四肢瘫痪患者恢复运动功能的难点
D. 神经胶质细胞数量远多于神经元,故BCI采集的电信号主要来自神经胶质细胞
9. 我国科研团队阐明了GNA基因与DEP1基因共同调控水稻穗粒数和产量的分子机制,如下图所示。研究结果显示:与野生型相比,GNA缺失突变体穗粒数和产量均明显下降。下列叙述错误的是( )
A. 与野生型植株相比,突变体的细胞分裂素氧化酶含量较高
B. 抑制DEP1表达,促进GNA表达,可提高正常水稻的产量
C. 喷施外源细胞分裂素可一定程度增加GNA缺失突变体产量
D. 基因表达和激素调节是影响水稻穗粒数和产量的重要因素
10. 草地贪夜蛾是危害严重的农业害虫,其防治高度依赖化学农药。但其体内的羧酸酯酶 SfCarE可代谢分解氯虫苯甲酰胺(CH),导致害虫抗药性增强。我国科研团队研究发现,CH与甲萘威(CA)联合使用时,二者对草地贪夜蛾具有显著协同增效作用,这种“盾护矛攻”的协同机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 长期使用该混剂可定向诱导草地贪夜蛾产生抗CH的变异
B. CH与CA均能与SfCarE结合,且CA结合稳定性高于CH
C. SfCarE基因表达量降低会显著提高草地贪夜蛾对CH的敏感性
D. CA作为“盾”抑制 SfCarE的活性,CH作为“矛”发挥杀虫作用
11. 我国科学家运用基因编辑技术,定向敲除杂交水稻中 4 个调控减数分裂与配子融合的关键基因,成功获得无融合生殖水稻品系:该水稻不发生雌雄配子细胞核融合即可形成种子,子代与亲代杂交稻基因型完全一致,实现了杂合优势的稳定遗传。下图为该水稻无融合生殖的核心过程,下列叙述错误的是( )
A. 该基因编辑水稻发生的变异属于可遗传变异,能传递给子代
B. 被敲除的4个基因,可能参与调控减数分裂Ⅰ同源染色体的分离过程
C. 无融合生殖过程中雌雄配子未发生融合,直接由卵细胞发育为单倍体种子
D. 无融合生殖可固定杂交稻的杂种优势,但长期种植会降低种群遗传多样性
12. 小鼠肠道存在多种微生物,其中长期生存在肠道的微生物称为定植微生物。研究发现定植微生物可防止外来病原体对肠道的感染,这种现象称为定植抗性。定植微生物对外来病原体肺炎克雷伯菌(KP)的影响如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 小鼠的肠道微生物与小鼠的种间关系均为互利共生
B. 定植抗性的出现与微生物之间营养需求相似产生的竞争有关
C. 肠道定植微生物数量与肺炎克雷伯菌感染率呈负相关
D. 病原体感染时,借助抗生素治疗可显著提高微生物定植抗性
13. 番茄果实成熟受多种激素和转录因子调控。研究发现,转录因子MYB73可与组蛋白去乙酰化酶HDAC3结合,抑制乙烯合成酶基因ACO1的表达。生长素响应因子ARF2A能结合MYB73基因启动子并抑制其转录。若敲除ARF2A基因,下列叙述正确的是( )
A. MYB73表达下降,ACO1表达上升,果实成熟提前
B. MYB73表达上升,ACO1表达下降,果实成熟延迟
C. MYB73表达上升,ACO1表达上升,果实成熟提前
D. MYB73表达下降,ACO1表达下降,果实成熟延迟
14. 豌豆种子的黄色和绿色分别受基因Y、y控制,种子的圆粒和皱粒分别受基因R、r控制。另有一对相对性状受基因A、a控制,该基因不影响黄色、绿色和圆粒、皱粒表型。现有纯合亲本AAYYRR和aayyrr杂交,所得植株自交,得种子。种子按A(a)基因型分类,结果如下表。
基因型
黄色与绿色表型比
圆粒与皱粒表型比
AA
3∶1
24∶1
Aa
3∶1
21∶4
aa
3∶1
9∶16
下列叙述正确的是( )
A. 种子圆粒与皱粒表型比为18:7
B. 种子中基因型是aa的黄色种子占比为1/8
C. A(a)基因与Y(y)基因不在同一条染色体上
D. A(a)基因与R(r)基因的遗传符合孟德尔自由组合定律
15. Ⅰ型超敏反应(过敏)由免疫球蛋白E(IgE)介导,过敏原与肥大细胞表面IgE发生交联释放组胺等介质,奥马珠单抗(抗 IgE 抗体)通过特异性结合IgE阻断其介导的过敏性反应,从而减少哮喘的急性发作。下列叙述正确的是( )
A. 过敏反应是免疫系统的自稳功能异常所致
B. 多年后再次接触过敏原仍能引起过敏反应,该过程只依赖记忆B细胞
C. 过敏反应中,IgE由肥大细胞合成并分泌,可特异性识别并结合过敏原
D. 过敏反应属于特异性免疫,机体接触过敏原后会产生针对该过敏原的IgE抗体
16. 科研人员对某遗传病患者进行家系分析和染色体检查,结果如图1和图2,已知丙的配子都能正常受精,不考虑其他变异。下列叙述错误的是( )
A. Ⅱ-2减数分裂可形成2种类型的卵细胞
B. I-1体内的异常染色体可来自母亲或父亲
C. Ⅱ-5再生一个完全正常的男孩的概率为1/8
D. 该遗传病和唐氏综合征都属于染色体遗传病
17. 为适应乡村旅游日益多元化需求,研究人员拟利用甘蓝型油菜DW871(多花色、高油)与羽衣甘蓝(丰富叶色、多样叶型)进行植物体细胞杂交,为探究方案的可行性,研究人员分析了甘蓝型油菜与多种十字花科植物进行融合的结果。 部分结果如下表所示,下列有关叙述正确的是( )
亲本
目标性状
主要成果及挑战
菘蓝
引入抗菌、抗病毒特性
为创造抗病油菜种质奠定基础
诸葛菜
获得高亚油酸资源
杂种植株亚油酸含量达53.17%
蔊菜
抗旱、耐渍及抗菌核病
杂种植株表现出抗逆性;存在染色体丢失、结实率低
A. 可利用灭活病毒、PEG等诱导植物原生质体融合
B. 融合的原生质体再生细胞壁与高尔基体、线粒体等有关
C. 体细胞杂交能够完全克服远缘杂交不亲和障碍,达到预期目标
D. 甘蓝型油菜与诸葛菜融合获得的杂种植株,其高亚油酸性状能稳定遗传给所有后代
18. CRISPR/Cas9系统是细菌和古细菌为应对病毒攻击而演化来的获得性免疫防御机制。科学家利用该技术开发出精准的基因编辑工具:通过特殊的引导序列(sgRNA)将Cas9酶(一种限制性核酸内切酶)精准定位到目标基因上进行定点切割,从而修复致病基因。科研人员利用该技术对镰状细胞贫血患者造血干细胞中的致病基因进行修复,并成功应用于临床试验。下列叙述正确的是( )
A. Cas9酶与DNA连接酶功能相似,均能催化磷酸二酯键的断裂
B. 基因编辑技术修复致病基因时,需将Cas9酶直接注入患者的成熟红细胞中
C. 对不同目标DNA进行编辑时,使用Cas9蛋白和相同的sgRNA进行基因编辑
D. 由于Cas9酶来源于原核生物,故需借助转基因技术才能在真核细胞中表达并发挥功能
二、非选择题:本题共4小题,共64分。
19. 全球气候变暖背景下,高温热害严重威胁水稻产量与品质。科研人员对水稻热感知与信号传递机制展开研究,发现tt2、dgk7两个关键基因参与高温胁迫响应。二者通过调控磷脂酸(PA)与核内cAMP等第二信使的含量,共同调控气孔开闭与耐热表型。为探究其调控关系,研究者以野生型(WT)、dgk7功能缺失突变体、dgk7过表达株系(OE)、tt2功能缺失突变体及tt2 /dgk7双突变体为材料,在日均温>38℃条件下连续处理31天,测定相关指标,结果如下表。回答下列问题:
材料
产量损失率(%)
苗期成活率(%)
PA含量
(相对值)
核内cAMP含量
(相对值)
WT
75
12
3
0.2
dgk7突变体
90
5
1.1
0.8
dgk7‑OE
25
85
5
0.1
tt2突变体
15
90
1.2
0.75
tt2 /dgk7双突变体
8
92
1
0.05
(1)从能量流动角度分析,高温导致水稻产量损失的主要原因是___________________(答出一点即可)。
(2)综合表中数据分析,dgk7对水稻耐热性起_______(填“正”或“负”)调控作用,判断依据是_____________。
(3)PA与cAMP可作为细胞内第二信使参与信号转导。由表可知,dgk7通过_______(填“升高”或“降低”)PA含量,进而________(填“升高”或“降低”)核内cAMP水平,从而提高水稻耐热性。
(4)遗传上位性分析常用于判断基因调控顺序:若双突变体表型与某一单突变体一致,则该基因为上游基因。据表推测,tt2与dgk7的调控关系为:_______基因位于上游,对_______基因的功能起_______(填“正”或“负”)调控作用,判断依据是____________________。
20. 耕地资源保护是国家粮食安全的基石。某科研团队在某粮食主产区探索出一套“养地增产”的生态农业模式,该模式通过秸秆深混还田配合有机肥施用,并采用玉米—大豆轮作制度替代传统玉米连作,有效解决了耕地“变硬、变薄、变瘦”的退化问题。此外,调查还发现在实施该模式的农田中,蚯蚓数量显著高于常规耕作区。回答下列相关问题:
(1)秸秆深混还田后,秸秆中的有机物被土壤中的分解者分解为无机物,从而增加了土壤无机盐含量。若还田后土壤板结加重,最可能的原因是____________________。
(2)玉米—大豆轮作模式可在不额外施加氮肥的情况下,增加玉米产量,原因是________________。同时可避免因连作导致的________________。(至少写出两点)
(3)该模式中“因地制宜”调整耕作策略,体现了生态工程的________原理;秸秆还田将废弃物资源化,体现了生态工程的________原理。
(4)农田中蚯蚓数量的增加,能显著提高生态系统的________稳定性。请从生态系统结构与功能的角度解释其原理:________________________。
21. “吃了就想睡”是指进食后出现明显困倦、精力下降的现象,这一般不是病,是人人都能体验到的餐后嗜睡生理现象,也叫食困症。2025年山东大学团队的突破性研究,首次完整揭示了“消化道→迷走神经→脑干部分神经元(通过释放γ-氨基丁酸抑制)→下丘脑觉醒相关神经元活动→主动降低警觉性→睡眠”这一驱动餐后睡眠的神经环路,为理解摄食与睡眠的整合机制提供了全新框架。迷走神经作为连接肠道与脑的直接通路,其感觉纤维广泛分布于胃肠道,迷走感觉神经元一部分分布于胃和十二指肠神经(图中1标识),另一部分分布于小肠(图中2标识),信号经一系列传导至下丘脑引发食困症。回答下列相关问题:
(1)通过“消化道迷走神经—下丘脑”通路引起睡眠,该过程__________(填“属于”或“不属于”)反射,请解释其原因:________________。
(2)请设计实验验证引发餐后睡眠的关键信号是来源于分布于胃和十二指肠的迷走感觉神经元(图中1号)还是分布于小肠的迷走感觉神经元。写出实验设计思路及预期实验结果________________________。
(3)从物质代谢与进化的角度分析,进食后启动该神经环路、引发困倦的意义:一方面_______________,保障消化吸收高效进行;另一方面在自然进化中,进食后降低活动能力________,提升个体生存概率。
22. 猪流行性腹泻病毒(PEDV)是危害养猪业的重要病原体。病毒表面的S蛋白是诱导机体产生免疫反应的关键蛋白,S蛋白可分为S1和S2亚基,其中S1亚基包含多个抗原结合部位。为获得特异性诊断试剂和研究工具,科研人员开展了S1蛋白单克隆抗体的制备与鉴定研究。部分实验流程及结果如下:
实验流程:
①制备抗原:将控制S蛋白合成的基因导入哺乳动物细胞中,表达并纯化获得S1蛋白。
②制备单克隆抗体:用纯化的S1蛋白免疫小鼠,将免疫小鼠的脾细胞与骨髓瘤细胞融合,经选择性培养和多次筛选,获得能稳定分泌抗体的杂交瘤细胞。
③鉴定抗体:检测抗体与PEDV感染细胞中S蛋白的反应性。
④构建表达S1蛋白不同片段(D0、NTD、SD2等区域)的质粒,转染细胞后与抗体反应,以确定抗体结合的区域。
⑤将抗体与病毒混合后接种细胞,观察抗体是否能阻止病毒感染细胞(即中和活性)。
部分实验结果:
①成功获得15株能稳定分泌特异性抗体的杂交瘤细胞,分别编号为4#、9#、10#、15#、16#、20#、21#、24#、25#、27#、29#、31#、32#、36#、37#。这些抗体均能与PEDV感染细胞发生反应。
②抗体与S1蛋白不同片段结合的部分检测结果如下(“+”表示结合,“-”表示不结合):
抗体编号
S1全长蛋白
D0片段
NTD片段
SD2片段
9#
+
-
+
-
15#
+
-
-
+
20#
+
+
-
-
③中和试验结果显示,所有制备的15株单克隆抗体均不能阻止病毒感染细胞。
回答下列相关问题:
(1)在“制备抗原”步骤中,科研人员选择哺乳动物细胞而不是大肠杆菌来表达S1蛋白,主要原因是____________。
(2)在制备单克隆抗体的过程中,将脾细胞与骨髓瘤细胞融合的目的是____________________。
(3)根据实验结果②可以判断不同抗体结合的部位不同,抗体9#识别的区域位于S1蛋白的________片段,可体现单克隆抗体具有________性。
(4)结合结果②和结果③,试分析抗体20#能与S1蛋白结合,却无法在实验中阻止病毒感染细胞____________。
(5)研究中制备的15株单克隆抗体的实践应用意义是:__________________(回答一点即可)。
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