精品解析:上海市复旦大学附属中学2026-2027学年高三上学期10月生物月考试卷
2026-10-24
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内容正文:
2026年复旦附中10月生物月考
1. mRNA疫苗的递送系统
脂质纳米颗粒(LNP)递送系统可促进mRNA疫苗进入细胞并发挥作用,其主要成分为可离子化脂质(ILs)、磷脂、胆固醇和聚乙二醇(PEG)四种脂质,图1中1-3代表主要过程,①-④代表细胞中的结构或物质。
(1)LNP-mRNA复合物进入细胞的过程属于_________(需要或不需要)膜蛋白的参与,该过程属于__________。
A、主动运输 B、协助扩散 C、胞吞 D、胞吐
(2)物质③是以复合物中的mRNA为模板合成的,它最可能是一种__________。(单选)物质
A. 细胞因子 B. 抗体 C. 溶菌酶 D. 抗原
(3)结构④是细胞中重要的细胞器,下列说法错误的是__________。(多选)
A. 真核生物和原核生物均含有结构4
B. 组成结构④的主要元素是C、H、O、N、P、S
C. 结构④与结构②存在碱基互补配对
D. 细胞内的结构④分为游离在细胞质中和附着在高尔基体上两种
已知LNP中的PEG可以提高稳定性,防止LNP在血液中被快速清除,同时LNP中的PEG可能导致机体出现图2所示的过程。
(4)LNP-mRNA复合物一般通过肌肉注射进入人体,其到达发挥作用的场所会经过哪些途径__________。(编号选填并排序)
①血浆 ②组织液 ③细胞内液 ④尿液 ⑤消化液
(5)与抗PEG抗体的产生过程有关的细胞是__________。(多选)
A. 吞噬细胞 B. B淋巴细胞 C. 细胞毒性T细胞 D. 辅助性T细胞
(6)据图2,结合所学知识分析,LNP中的PEG进入人体后可能导致人体发生__________。(多选)
A. 非特异性免疫 B. 特异性免疫 C. 过敏反应 D. 自身免疫病
(7)2023年诺贝尔生理学或医学奖授予卡塔琳·卡里科和德鲁·魏斯曼,以表彰他们在核苷碱基修饰方面的发现(图),RNA疫苗采取了修改含氮碱基和LNP包裹技术,相比于直接注射未经包裹的正常mRNA,注射RNA疫苗的优势是:______________________________。(写出两条)
2. BOP基因与花瓣脱落
BOP基因家族是调控植物花瓣脱落和衰老的关键基因。研究表明,植物离层细胞中BOP蛋白可与转录因子TF形成凝聚体,调控下游SiA基因表达,进而控制花瓣离层的形成(图)。该机制在番茄和矮牵牛中呈现物种特异性表型,为分子设计育种提供新思路。
(1)SiA蛋白通过一系列过程促进花瓣离层细胞球状伸长,从而与周边细胞形成明显区别,促进花瓣脱落,该过程中离层细胞发生了__________。(单选)
A. 细胞分裂 B. 细胞分化 C. 细胞衰老 D. 细胞死亡
(2)将番茄的BOP基因敲除,会出现花瓣无法脱落,果实质量变差。结合图示分析调控该现象的分子机制______________________________
(3)研究人员发现番茄的BOP基因存在不同的突变位点,与野生型(WT)番茄进行对比研究,得到如表1所示结果。下列植物激素与BOP基因的作用相似的是__________(多选)。这些激素在花瓣脱落时的相互作用关系是__________(协同/拮抗/无法确定)。
A. 生长素 B. 细胞分裂素 C. 乙烯 D. 脱落酸
研究人员发现番茄的BOP基因存在不同的突变位点,与野生型(WT)番茄进行对比研究,得到如表1所示结果。
基因型
花瓣脱落表型
衰老延迟天数
WT
授粉后4天完全脱落
0
BOP2
显著延迟
≈4天
BOP2/3
完全
≈8天
BOP1/2/3
完全
≈16天
注:数字1、2、3代表不同的突变位点,2/3代表存在两种突变,1/2/3代表存在三种突变。
(4)BOP基因存在不同突变位点,说明了基因突变的特点是具有__________
(5)若要探究这三种不同突变类型在番茄花瓣脱落和衰老中各自的作用效果和相互关系,还需要补充的实验组有__________(编号选填)
①BOP1 ②BOP3 ③BOP1/2 ④BOP1/3
(6)研究人员进行上述补充实验后,得出结论:BOP的突变位点2和3是主导其功能的关键位点,据此推测,BOP1组的实验现象最可能是__________。(多选)
A. 花瓣脱落无明显延迟
B. 花瓣脱落明显延迟
C. 衰老延迟天数较长
D. 衰老延迟天数较短
(7)矮牵牛、向日葵、拟南芥等植物中都存在BOP基因家族,研究发现,这些基因序列在种间存在一定差异。下列有关叙述合理的是__________。(单选)
①这些植物BOP基因序列的差异是长期自然选择的结果
②该研究为“所有生物共用一套遗传密码”提供了证据
③通过比较BOP基因序列差异,可以准确计算物种分化的时间
④BOP基因序列差异属于分子水平上的进化证据
⑤该研究结果支持“生物有着共同祖先”的观点
A. ①②④⑤ B. ①④⑤ C. ①③④⑤ D. ①②③④⑤
(8)在番茄中发现的BOP基因“有害”突变,在矮牵牛中表现为“有利”突变,这体现了现代进化理论的观点是__________。(单选)
A. 种群是生物进化的基本单位
B. 突变和基因重组提供进化的原材料
C. 选择决定生物进化的方向
D. 隔离是物种形成的必要条件
3. 四合木的保护
孑遗植物四合木(小型灌木,高40-80cm)被称为植物中的“大熊猫”,是我国西北荒漠生态系统的优势种之一。由于过度放牧和砍伐,四合木分布区域减小,面临生存危机,亟待保护。研究人员对其种子扩散情况(种子雨密度)的影响因素展开调查,部分结果见图。
(1)根据生态系统的分类,荒漠生态系统属于__________。(编号选填)
①自然生态系统 ②人工生态系统 ③水域生态系统 ④陆地生态系统 ⑤草原生态系统
(2)研究人员展开种子雨密度的调查,是为了评估四合木种群的__________。(多选)
A. 数量特征 B. 出生率 C. 死亡率 D. 年龄结构
(3)结合图5分析,下列说法合理的是__________。(编号选填)
①调查种子雨密度时,应选择高度、冠幅基本一致的灌丛进行调查
②调查种子雨密度采用的方法是逐个计数法
③一定范围内,种子雨密度与种群密度正相关
④种子雨密度过大,主要加剧种间竞争
⑤为保护四合木,可以在其花果期适当补水
植物微生物与植物的生命活动过程密切相关,研究人员使用DNA测序法调查了四合木不同部位真菌的多样性,调查结果见图a、图b.
注:GN-根内;GB-根表:GT根际土壤:YN-叶内;YB-叶表;*表示与GT组有差异,**表示与GT组有显著差异
(4)为确定四合木特定部位真菌的种类,需提取真菌的DNA,经常规PCR操作后,对特定DNA片段测序进行序列比对,其中,常规PCR操作的目的是__________。(单选)
A. 获取真菌的全基因组 B. 获取真菌的特定DNA序列
C. 对全基因组进行测序 D. 对特定DNA序列进行测序
(5)鉴定结果显示四合木不同部位的真菌中,腐生真菌是其中最具优势的类群,它们属于生态系统中的__________。(单选)
A. 生产者 B. 消费者 C. 分解者 D. 无机环境
(6)下列事实,可以解释GT组真菌多样性最高的是__________。(多选)
A. 土壤是微生物天然的培养基
B. 腐生真菌和植物病原真菌是优势类群
C. 某些真菌的生存依赖光合作用产物
D. 植物根系会分泌有机物到土壤中
(7)已知丰富度指数体现物种数量(图6a),香农指数同时考虑物种丰富度和均匀度(图6b),据此分析,与GT组相比,其他各组的真菌多样性特点说法正确的是__________。(多选)
A. GN组物种丰富度较低,物种均匀度更低
B. GB组物种丰富度和物种均匀度均与GT组相差不大
C. YN组物种丰富度和物种均匀度均较低
D. YB组物种丰富度较低,物种均匀度更低
(8)进一步研究发现74.3%的真菌具有部位偏好性,如座囊菌纲真菌偏好叶片,粪壳菌纲真菌偏好根和根际土壤,这一现象体现了生态系统中的__________。(多选)
A. 群落的水平结构 B. 群落的垂直结构
C. 种内竞争 D. 生态位
4. 阿卡波糖的耐药现象
阿卡波糖是绝大多数生物不能利用的低聚糖,能抑制淀粉酶的活性,是治疗Ⅱ型糖尿病的药物之一。部分患者长期使用后出现耐药现象,推测与肠道微生物有关。
(1)推测阿卡波糖可以治疗Ⅱ型糖尿病的理由是__________。(多选)
A. 阿卡波糖促进胰岛素的分泌
B. 阿卡波糖抑制淀粉被分解利用
C. 阿卡波糖可以与胰岛素受体结合
D. 消化道里没有分解阿卡波糖的酶
为寻找影响阿卡波糖疗效的肠道微生物,研究人员收集耐药患者的粪便样本,进行图实验。已知高温会破坏阿卡波糖结构,使其失去破坏淀粉酶活性的作用。
(2)下列关于实验中无菌技术的描述正确的是__________。(多选)
A. 应对粪便样品进行酒精消毒
B. 将过滤除菌的阿卡波糖溶液加入培养基
C. 对试管使用紫外线辐射灭菌
D. 对图中的培养基使用高温高压蒸汽灭菌
(3)图中试管里所加的溶液成分除了阿卡波糖还有__________。(单选)
A. 无菌水 B. 生理盐水
C. 不含碳源的基本培养基 D. 含碳源的基本培养基
(4)据上图判断,过程需要使用的有__________。(编号选填)
经过实验筛选鉴定出能降解阿卡波糖的菌种TD1,为研究TD1对阿卡波糖治疗Ⅱ型糖尿病疗效的影响,研究者将模型小鼠分为4组,用如图所示的溶液进行灌胃15天,每天1次。第15天同时还用某种溶液对4组小鼠灌胃,测得血糖增量相对水平。
(5)上述资料中提到的模型小鼠是__________。(单选)
A. 正常健康小鼠 B. 患Ⅰ型糖尿病小鼠
C. 患Ⅱ型糖尿病小鼠 D. 高血糖小鼠
(6)第15天给4组小鼠灌胃使用的溶液是__________。(单选)
A. 葡萄糖溶液 B. 阿卡波糖溶液
C. 含TD1的溶液 D. 生理盐水
(7)实验结果表明TD1会降低阿卡波糖的疗效,下列分析可作为依据的是__________。(多选)
A. 与组1相比,组2的结果说明阿卡波糖具有降血糖作用
B. 与组1相比,组3的结果说明TD1可能具有升血糖的作用
C. 与组2相比,组4的结果说明TD1会影响阿卡波糖降血糖
D. 与组3相比,组4的结果说明TD1对血糖无直接影响
(8)研究人员从TD1中筛选到编码阿卡波糖降解酶的apg基因,据此设计特定序列的dsRNA,通过RNA干扰技术解决耐药现象,结合所学知识及上述信息,阐述该方案的合理性:______________________________。
5. 假肥大型进行性肌营养不良
假肥大型进行性肌营养不良(DMD)是以缓慢进行性加重的对称性肌无力和肌萎缩为特点的遗传性肌肉病变,主要影响骨骼肌,可伴随心肌损害。患者多在5岁前发病,15年左右发展为呼吸衰竭或心力衰竭。
(1)已知DMD是由DMD基因突变造成,患者几乎都是男性,推测该疾病的类型最可能是__________。(单选)
A. 常染色体显性遗传病 B. 常染色体隐性遗传病
C. 伴X染色体显性遗传病 D. 伴X染色体隐性遗传病
(2)用D/d表示相关基因,某女性携带者与正常男性的后代基因型可能是__________。(编号选填)
①DD ②Dd ③dd ④XDXD ⑤XDXd ⑥XdXd ⑦XDY ⑧XdY
检测DMD病情进展的生化指标之一是血清肌酶的异常升高情况,肌酶是肌肉细胞内与供能过程有关的酶。具体机理如下:
DMD基因突变—D蛋白(DMD基因表达产物)缺失—肌细胞膜稳定性下降肌肉收缩损伤细胞膜—钙内流—肌细胞出现1现象—血清肌酶上升—免疫系统清除受损细胞—连带损伤周围正常肌细胞—血清肌酶进一步上升
(3)根据流程判断,D蛋白主要参与构成细胞内的__________。(单选)
A. 线粒体 B. 细胞核 C. 细胞骨架 D. 内质网
(4)流程中1代表的应为__________。(细胞凋亡/细胞坏死)
DMD目前尚无有效治疗方法,因此准确的产前检测是预防的关键。某研究团队采用了多重连接探针扩增(MILPA)的方法对DMD基因进行检测。步骤如下(如图):
①针对基因中一段编码区设计一对特异性探针。
②探针与目标DNA变性杂交。
③若两条探针与目标序列完全互补且紧邻,则DNA连接酶可以连接两侧探针。
④利用通用引物对连接产物进行PCR扩增。
⑤对扩增产物进行毛细管电泳,对信号的峰高进行半定量分析。
(5)MLPA方法中需要使用的酶有__________。(编号选填)
①DNA解旋酶 ②DNA连接酶 ③DNA聚合酶 ④限制性核酸内切酶
(6)若某DMD患者是由于DMD基因中6.3kb的片段丢失导致,这属于变异类型除此之外,MLPA方法还可以检测的变异类型有__________。(编号选填)
①碱基替换 ②碱基增添 ③碱基缺失 ④染色体缺失 ⑤染色体数目变异
(7)对MLPA的毛细管电泳结果分析,以正常女性样本作为对照,探针峰高设为1.0.若某胎儿的检测结果显示,探针峰高在0.5左右。下列分析合理的有__________。(编号选填)
①胎儿为正常男性
②胎儿为患病男性
③胎儿为患病女性
④胎儿为正常女性,基因型为杂合
⑤胎儿为正常女性,基因型为纯合
(8)对于DMD患者,糖皮质激素(属于肾上腺皮质激素)在病程早期适量应用可以抑制淋巴细胞增殖,延缓肌力损伤,延长寿命。请论述该激素治疗DMD的免疫学机制,并分析长期大量用药的潜在影响________________________________________。
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2026年复旦附中10月生物月考
1. mRNA疫苗的递送系统
脂质纳米颗粒(LNP)递送系统可促进mRNA疫苗进入细胞并发挥作用,其主要成分为可离子化脂质(ILs)、磷脂、胆固醇和聚乙二醇(PEG)四种脂质,图1中1-3代表主要过程,①-④代表细胞中的结构或物质。
(1)LNP-mRNA复合物进入细胞的过程属于_________(需要或不需要)膜蛋白的参与,该过程属于__________。
A、主动运输 B、协助扩散 C、胞吞 D、胞吐
(2)物质③是以复合物中的mRNA为模板合成的,它最可能是一种__________。(单选)物质
A. 细胞因子 B. 抗体 C. 溶菌酶 D. 抗原
(3)结构④是细胞中重要的细胞器,下列说法错误的是__________。(多选)
A. 真核生物和原核生物均含有结构4
B. 组成结构④的主要元素是C、H、O、N、P、S
C. 结构④与结构②存在碱基互补配对
D. 细胞内的结构④分为游离在细胞质中和附着在高尔基体上两种
已知LNP中的PEG可以提高稳定性,防止LNP在血液中被快速清除,同时LNP中的PEG可能导致机体出现图2所示的过程。
(4)LNP-mRNA复合物一般通过肌肉注射进入人体,其到达发挥作用的场所会经过哪些途径__________。(编号选填并排序)
①血浆 ②组织液 ③细胞内液 ④尿液 ⑤消化液
(5)与抗PEG抗体的产生过程有关的细胞是__________。(多选)
A. 吞噬细胞 B. B淋巴细胞 C. 细胞毒性T细胞 D. 辅助性T细胞
(6)据图2,结合所学知识分析,LNP中的PEG进入人体后可能导致人体发生__________。(多选)
A. 非特异性免疫 B. 特异性免疫 C. 过敏反应 D. 自身免疫病
(7)2023年诺贝尔生理学或医学奖授予卡塔琳·卡里科和德鲁·魏斯曼,以表彰他们在核苷碱基修饰方面的发现(图),RNA疫苗采取了修改含氮碱基和LNP包裹技术,相比于直接注射未经包裹的正常mRNA,注射RNA疫苗的优势是:______________________________。(写出两条)
【答案】(1) ①. 需要 ②. C (2)D (3)BD (4)②①②③ (5)ABD (6)ABC
(7)不易被人体免疫系统攻击、RNA稳定性更高、更容易进入细胞
【解析】
【小问1详解】
LNP-mRNA是大分子复合物,进入细胞的方式为胞吞,胞吞过程需要膜上蛋白的识别参与,不属于跨膜运输里的主动运输、协助扩散,也不是细胞向外排出物质的胞吐,C正确,ABD错误。
【小问2详解】
mRNA疫苗的目的是在细胞内翻译出对应的病原体抗原,诱导机体产生特异性免疫来发挥保护作用,细胞因子、抗体、溶菌酶都不是该类mRNA疫苗表达的目标产物,D正确,ABC错误。
【小问3详解】
A、原核生物和真核生物都含有④(核糖体)这一合成蛋白质的细胞器,A正确;
B、核糖体由rRNA和蛋白质组成,主要元素为C、H、O、N、P,几乎不含S元素,B错误;
C、翻译过程中,翻译过程中,结合在核糖体(结构④)上的tRNA与mRNA模板存在碱基互补配对,C正确;
D、细胞内的核糖体分为游离在细胞质基质中、附着在内质网上的两类,并非附着在高尔基体上,D错误。
【小问4详解】
肌肉注射后,复合物首先处于肌肉细胞间隙的组织液(②)中,可进入血浆(①)随血液运输,之后再从血浆回到组织液(②),最终进入靶细胞的细胞内液(③)发挥作用,不会经过尿液和消化液。
【小问5详解】
抗体是体液免疫的产物:首先吞噬细胞摄取处理抗原(PEG),之后将抗原信息呈递给辅助性T细胞,辅助性T细胞激活B淋巴细胞,B淋巴细胞增殖分化为浆细胞产生抗体;细胞毒性T细胞不直接参与抗体的产生过程,ABD正确,C错误。
【小问6详解】
PEG作为异物进入人体,首先会引发非特异性免疫;同时作为抗原可刺激机体产生抗PEG抗体,属于特异性免疫;结合图2,抗PEG抗体可结合在肥大细胞表面,后续接触PEG时会促使肥大细胞释放炎症介质,符合过敏反应的特征;该过程没有攻击自身正常组织细胞,不属于自身免疫病,ABC正确,D错误。
【小问7详解】
RNA疫苗采取了修改含氮碱基和LNP包裹技术,前者避免了RNA疫苗引发炎症反应,后者有利于疫苗正确进入,因此,相比于直接注射人工合成未经修饰的RNA,RNA疫苗的优势表现为不易被人体免疫系统攻击、RNA稳定性更高、更容易进入细胞。
2. BOP基因与花瓣脱落
BOP基因家族是调控植物花瓣脱落和衰老的关键基因。研究表明,植物离层细胞中BOP蛋白可与转录因子TF形成凝聚体,调控下游SiA基因表达,进而控制花瓣离层的形成(图)。该机制在番茄和矮牵牛中呈现物种特异性表型,为分子设计育种提供新思路。
(1)SiA蛋白通过一系列过程促进花瓣离层细胞球状伸长,从而与周边细胞形成明显区别,促进花瓣脱落,该过程中离层细胞发生了__________。(单选)
A. 细胞分裂 B. 细胞分化 C. 细胞衰老 D. 细胞死亡
(2)将番茄的BOP基因敲除,会出现花瓣无法脱落,果实质量变差。结合图示分析调控该现象的分子机制______________________________
(3)研究人员发现番茄的BOP基因存在不同的突变位点,与野生型(WT)番茄进行对比研究,得到如表1所示结果。下列植物激素与BOP基因的作用相似的是__________(多选)。这些激素在花瓣脱落时的相互作用关系是__________(协同/拮抗/无法确定)。
A. 生长素 B. 细胞分裂素 C. 乙烯 D. 脱落酸
研究人员发现番茄的BOP基因存在不同的突变位点,与野生型(WT)番茄进行对比研究,得到如表1所示结果。
基因型
花瓣脱落表型
衰老延迟天数
WT
授粉后4天完全脱落
0
BOP2
显著延迟
≈4天
BOP2/3
完全
≈8天
BOP1/2/3
完全
≈16天
注:数字1、2、3代表不同的突变位点,2/3代表存在两种突变,1/2/3代表存在三种突变。
(4)BOP基因存在不同突变位点,说明了基因突变的特点是具有__________
(5)若要探究这三种不同突变类型在番茄花瓣脱落和衰老中各自的作用效果和相互关系,还需要补充的实验组有__________(编号选填)
①BOP1 ②BOP3 ③BOP1/2 ④BOP1/3
(6)研究人员进行上述补充实验后,得出结论:BOP的突变位点2和3是主导其功能的关键位点,据此推测,BOP1组的实验现象最可能是__________。(多选)
A. 花瓣脱落无明显延迟
B. 花瓣脱落明显延迟
C. 衰老延迟天数较长
D. 衰老延迟天数较短
(7)矮牵牛、向日葵、拟南芥等植物中都存在BOP基因家族,研究发现,这些基因序列在种间存在一定差异。下列有关叙述合理的是__________。(单选)
①这些植物BOP基因序列的差异是长期自然选择的结果
②该研究为“所有生物共用一套遗传密码”提供了证据
③通过比较BOP基因序列差异,可以准确计算物种分化的时间
④BOP基因序列差异属于分子水平上的进化证据
⑤该研究结果支持“生物有着共同祖先”的观点
A. ①②④⑤ B. ①④⑤ C. ①③④⑤ D. ①②③④⑤
(8)在番茄中发现的BOP基因“有害”突变,在矮牵牛中表现为“有利”突变,这体现了现代进化理论的观点是__________。(单选)
A. 种群是生物进化的基本单位
B. 突变和基因重组提供进化的原材料
C. 选择决定生物进化的方向
D. 隔离是物种形成的必要条件
【答案】(1)B (2)BOP基因敲除后,无法表达产生BOP蛋白,不能与TF转录因子形成凝聚体,无法正常促进下游SiA基因的表达,离层细胞不能完成球状伸长,无法正常形成花瓣离层,最终导致花瓣无法正常脱落,残留的花瓣影响果实发育,使实质量变差。
(3) ①. CD ②. 协同
(4)不定向性(或多方向性) (5)①②③④ (6)AD (7)B (8)C
【解析】
【小问1详解】
离层细胞发生球状伸长,和周边细胞形成明显形态、功能差异,是同一来源的细胞发生形态结构功能稳定性差异的过程,属于细胞分化;该过程没有强调细胞数目增加、细胞衰老或死亡的特征,B正确,ACD错误。
【小问2详解】
BOP基因敲除后,无法表达产生BOP蛋白,不能与TF转录因子形成凝聚体,无法正常促进下游SiA基因的表达,离层细胞不能完成球状伸长,无法正常形成花瓣离层,最终导致花瓣无法正常脱落,残留的花瓣影响果实发育,使实质量变差。
【小问3详解】
BOP基因的功能是促进花瓣脱落和衰老,乙烯、脱落酸的生理作用也可促进器官脱落和衰老,与BOP作用相似,CD正确,AB错误;生长素、细胞分裂素主要是抑制衰老脱落、促进生长。乙烯和脱落酸共同促进花瓣脱落,二者为协同关系。
【小问4详解】
BOP基因可以在不同位点发生突变,产生多个不同的突变等位基因,体现了基因突变不定向、可产生多个不同突变类型的特点。
【小问5详解】
现有实验组仅包含野生型、单突变BOP2、双突变BOP2/3、三突变BOP1/2/3,缺少另外两种单突变(BOP1、BOP3),以及剩余两种双突变(BOP1/2、BOP1/3),补充这四组才能单独分析每个突变位点的作用,以及不同位点之间的相互关系,①②③④正确。
【小问6详解】
已知位点2和3是主导功能的关键位点,仅突变非关键的位点1时,对BOP的正常功能影响极小,因此花瓣脱落无明显延迟,衰老延迟的天数也很短,AD正确,BC错误。
【小问7详解】
①种间基因序列差异是长期自然选择的适应性进化结果,①正确;
②该现象仅说明不同物种都存在BOP同源基因,无法为所有生物共用一套遗传密码提供证据,②错误;
③仅靠基因序列差异无法“准确”计算物种分化时间,还需要结合分子钟校正、化石证据等,③错误;
④基因序列的差异属于DNA分子水平的进化证据,④正确;
⑤多个不同类群的植物都存在同源的BOP基因家族,支持生物拥有共同祖先的观点,⑤正确,综上所述,①④⑤正确,②③错误。B正确,ACD错误。
【小问8详解】
同一突变在番茄和矮牵牛中表型的“有害/有利”差异,是两个物种所处环境的选择方向不同导致的,体现了自然选择决定生物进化的方向,突变的有利有害是相对环境而言的,C正确,ABD错误。
3. 四合木的保护
孑遗植物四合木(小型灌木,高40-80cm)被称为植物中的“大熊猫”,是我国西北荒漠生态系统的优势种之一。由于过度放牧和砍伐,四合木分布区域减小,面临生存危机,亟待保护。研究人员对其种子扩散情况(种子雨密度)的影响因素展开调查,部分结果见图。
(1)根据生态系统的分类,荒漠生态系统属于__________。(编号选填)
①自然生态系统 ②人工生态系统 ③水域生态系统 ④陆地生态系统 ⑤草原生态系统
(2)研究人员展开种子雨密度的调查,是为了评估四合木种群的__________。(多选)
A. 数量特征 B. 出生率 C. 死亡率 D. 年龄结构
(3)结合图5分析,下列说法合理的是__________。(编号选填)
①调查种子雨密度时,应选择高度、冠幅基本一致的灌丛进行调查
②调查种子雨密度采用的方法是逐个计数法
③一定范围内,种子雨密度与种群密度正相关
④种子雨密度过大,主要加剧种间竞争
⑤为保护四合木,可以在其花果期适当补水
植物微生物与植物的生命活动过程密切相关,研究人员使用DNA测序法调查了四合木不同部位真菌的多样性,调查结果见图a、图b.
注:GN-根内;GB-根表:GT根际土壤:YN-叶内;YB-叶表;*表示与GT组有差异,**表示与GT组有显著差异
(4)为确定四合木特定部位真菌的种类,需提取真菌的DNA,经常规PCR操作后,对特定DNA片段测序进行序列比对,其中,常规PCR操作的目的是__________。(单选)
A. 获取真菌的全基因组 B. 获取真菌的特定DNA序列
C. 对全基因组进行测序 D. 对特定DNA序列进行测序
(5)鉴定结果显示四合木不同部位的真菌中,腐生真菌是其中最具优势的类群,它们属于生态系统中的__________。(单选)
A. 生产者 B. 消费者 C. 分解者 D. 无机环境
(6)下列事实,可以解释GT组真菌多样性最高的是__________。(多选)
A. 土壤是微生物天然的培养基
B. 腐生真菌和植物病原真菌是优势类群
C. 某些真菌的生存依赖光合作用产物
D. 植物根系会分泌有机物到土壤中
(7)已知丰富度指数体现物种数量(图6a),香农指数同时考虑物种丰富度和均匀度(图6b),据此分析,与GT组相比,其他各组的真菌多样性特点说法正确的是__________。(多选)
A. GN组物种丰富度较低,物种均匀度更低
B. GB组物种丰富度和物种均匀度均与GT组相差不大
C. YN组物种丰富度和物种均匀度均较低
D. YB组物种丰富度较低,物种均匀度更低
(8)进一步研究发现74.3%的真菌具有部位偏好性,如座囊菌纲真菌偏好叶片,粪壳菌纲真菌偏好根和根际土壤,这一现象体现了生态系统中的__________。(多选)
A. 群落的水平结构 B. 群落的垂直结构
C. 种内竞争 D. 生态位
【答案】(1)①④ (2)AB (3)①③⑤ (4)B (5)C (6)AD (7)AC (8)BD
【解析】
【小问1详解】
生态系统分类中,荒漠生态系统是自然形成的、分布在陆地上的生态系统,属于自然生态系统下的陆地生态系统,不属于人工生态系统、水域生态系统,也不属于草原生态系统这一具体类型,①④正确,②③⑤错误。
【小问2详解】
种子雨是扩散的种子集合,种子雨密度直接反映种群产生的可扩散种子数量,属于种群的数量特征,也能间接体现种群的出生率(新个体的潜在来源);种子雨无法反映已出生个体的死亡情况,也不能体现种群中不同年龄个体的占比(年龄结构),AB正确,CD错误。
【小问3详解】
① 调查种子雨密度时控制灌丛高度、冠幅一致,是控制无关变量,保证实验的科学性,①正确;
② 荒漠中种子数量大,逐个计数法不现实,种子雨密度调查通常采用样方法,②错误;
③ 结合题图趋势可判断,一定范围内四合木种群密度越高,产生的种子越多,种子雨密度与之正相关,③正确;
④ 种子雨密度过大时,大量同物种种子集中在小范围区域,主要加剧的是种内竞争而非种间竞争,④错误;
⑤ 题图显示花果期降水量高的年份种子雨密度更高,因此花果期适当补水可以提升种子产量,利于四合木保护,⑤正确,综上所述,①③⑤正确,②④错误。
【小问4详解】
常规PCR的原理是通过引物特异性扩增,大量复制目标特定DNA片段,目的是获取足量的待测序特定DNA序列,并非获取真菌的全基因组,测序是PCR之后的操作,B正确,ACD错误。
【小问5详解】
腐生真菌依靠分解动植物遗体、排遗物中的有机物获取能量,属于生态系统的分解者,C正确,ABD错误。
【小问6详解】
A、土壤富含有机物、水分和无机盐,是微生物天然培养基,能支撑更多真菌生存,A正确;
B、描述的是GT组的优势类群类型,不能解释其真菌多样性最高的原因,B错误;
C、依赖光合作用产物的真菌更多分布在植物光合组织(叶片等)附近,不能解释根际土壤多样性最高,C错误;
D、植物根系分泌的大量有机物为根际土壤的各类真菌提供了充足营养,支撑高多样性,D正确。
【小问7详解】
A、 GN组丰富度指数远低于GT,香农指数也显著低于GT,说明其物种丰富度低,均匀度也更低,A正确;
B、GB组丰富度指数接近GT,但香农指数明显低于GT,均匀度和GT差距较大,B错误;
C、YN组丰富度指数远低于GT,香农指数也显著低于GT,说明丰富度和均匀度均较低,C正确;
D、YB组丰富度指数和YN接近,但香农指数与YN接近、没有比YN更低,不能得出“均匀度更低”的结论,D错误。
【小问8详解】
A、水平结构是同一水平面上,因为地形、湿度等造成斑块分布,不是地上 / 地下这种高低分层,A错误 ;
B、叶片、根(地下)属于植物不同垂直层次,不同真菌分别定居在地上叶片、地下根系,是群落在垂直方向上的分层现象,属于垂直结构,B正确;
C、该现象是不同物种真菌占据不同部位,和种内竞争无关,C错误;
D、不同真菌偏好不同部位,是它们利用资源、占据特定生存空间的体现,符合生态位的概念,D正确。
4. 阿卡波糖的耐药现象
阿卡波糖是绝大多数生物不能利用的低聚糖,能抑制淀粉酶的活性,是治疗Ⅱ型糖尿病的药物之一。部分患者长期使用后出现耐药现象,推测与肠道微生物有关。
(1)推测阿卡波糖可以治疗Ⅱ型糖尿病的理由是__________。(多选)
A. 阿卡波糖促进胰岛素的分泌
B. 阿卡波糖抑制淀粉被分解利用
C. 阿卡波糖可以与胰岛素受体结合
D. 消化道里没有分解阿卡波糖的酶
为寻找影响阿卡波糖疗效的肠道微生物,研究人员收集耐药患者的粪便样本,进行图实验。已知高温会破坏阿卡波糖结构,使其失去破坏淀粉酶活性的作用。
(2)下列关于实验中无菌技术的描述正确的是__________。(多选)
A. 应对粪便样品进行酒精消毒
B. 将过滤除菌的阿卡波糖溶液加入培养基
C. 对试管使用紫外线辐射灭菌
D. 对图中的培养基使用高温高压蒸汽灭菌
(3)图中试管里所加的溶液成分除了阿卡波糖还有__________。(单选)
A. 无菌水 B. 生理盐水
C. 不含碳源的基本培养基 D. 含碳源的基本培养基
(4)据上图判断,过程需要使用的有__________。(编号选填)
经过实验筛选鉴定出能降解阿卡波糖的菌种TD1,为研究TD1对阿卡波糖治疗Ⅱ型糖尿病疗效的影响,研究者将模型小鼠分为4组,用如图所示的溶液进行灌胃15天,每天1次。第15天同时还用某种溶液对4组小鼠灌胃,测得血糖增量相对水平。
(5)上述资料中提到的模型小鼠是__________。(单选)
A. 正常健康小鼠 B. 患Ⅰ型糖尿病小鼠
C. 患Ⅱ型糖尿病小鼠 D. 高血糖小鼠
(6)第15天给4组小鼠灌胃使用的溶液是__________。(单选)
A. 葡萄糖溶液 B. 阿卡波糖溶液
C. 含TD1的溶液 D. 生理盐水
(7)实验结果表明TD1会降低阿卡波糖的疗效,下列分析可作为依据的是__________。(多选)
A. 与组1相比,组2的结果说明阿卡波糖具有降血糖作用
B. 与组1相比,组3的结果说明TD1可能具有升血糖的作用
C. 与组2相比,组4的结果说明TD1会影响阿卡波糖降血糖
D. 与组3相比,组4的结果说明TD1对血糖无直接影响
(8)研究人员从TD1中筛选到编码阿卡波糖降解酶的apg基因,据此设计特定序列的dsRNA,通过RNA干扰技术解决耐药现象,结合所学知识及上述信息,阐述该方案的合理性:______________________________。
【答案】(1)BD (2)B (3)C
(4)①②③ (5)C (6)A (7)AC
(8)dsRNA可以与apg基因转录出的mRNA特异性结合,引起mRNA降解,抑制apg基因翻译,减少阿卡波糖降解酶的合成
【解析】
【小问1详解】
A、阿卡波糖是绝大多数生物不能利用的低聚糖,能抑制淀粉酶的活性,说明其作用的部位主要是在肠道,没有任何信息指向它作用于胰岛B细胞或促进胰岛素分泌,A错误;
B、阿卡波糖能抑制淀粉酶的活性,因此可抑制淀粉被分解利用 ,减缓餐后血糖上升,因此可以降低Ⅱ型糖尿病患者的血糖,B正确;
C、Ⅱ型糖尿病的病因是胰岛素受体敏感性下降,若阿卡波糖与胰岛素受体结合,会干扰胰岛素的正常信号传导,反而加重胰岛素抵抗,不利于治疗Ⅱ型糖尿病,况且阿卡波糖一般是在肠道内发挥抑制淀粉酶的活性的作用,C错误;
D、若消化道里没有分解阿卡波糖的酶 ,所以它不会被降解失活,能持续抑制淀粉酶,进而降低淀粉被分解利用 ,减少食物中糖类的吸收,因此可以降低Ⅱ型糖尿病患者的血糖,D正确。
【小问2详解】
A、粪便中含有肠道微生物,若对粪便样品进行消毒,会导致不能提取到目的微生物,A错误;
B、阿卡波糖高温条件下会失活,因此阿卡波糖溶液需采用过滤除菌,B正确;
C、对试管应使用干热灭菌,使用过程中的试管口需要灼烧灭菌,C错误;
D、高温会破坏阿卡波糖结构,试管中含有阿卡波糖,所以实验中使用的培养基不能用高压蒸汽灭菌,D错误。
【小问3详解】
耐药患者的肠道内可能存在分解阿卡波糖的微生物,其通过降解阿卡波糖来影响其疗效,因此若从耐药患者的粪便样本中分离影响阿卡波糖疗效的肠道微生物,则培养基应以阿卡波糖作为唯一碳源;只有能合成阿卡波糖降解酶、分解利用阿卡波糖的微生物才能获得碳源进而生存繁殖,其他微生物因缺少碳源无法生长,以达到筛选目的,C符合题意,ABD不符合题意。
【小问4详解】
图示为稀释涂布平板法进行接种,需要①微量移液器(将培养液定量转移至培养基)、②酒精灯(提供接种所需的无菌区,以及对浸过酒精的涂布器(棒)进行灭菌),④玻璃棒(不适用于稀释涂布平板法)。③是超净工作台,接种微生物需要使用,⑤是镊子,稀释涂布平板法进行接种时一般用不到,故选①②③。
【小问5详解】
该实验是研究TD1对阿卡波糖治疗Ⅱ型糖尿病疗效的影响,因此需要使用患Ⅱ型糖尿病小鼠作为模型小鼠,以检验TD1对阿卡波糖治疗Ⅱ型糖尿病的影响,C正确,ABD错误。
【小问6详解】
该实验目的是研究TD1对阿卡波糖治疗Ⅱ型糖尿病疗效的影响,第15天同时用葡萄糖溶液对4组小鼠灌胃,目的是保证四组实验的底物相同,保证血糖增量只反映药效差异,A正确,BCD错误。
【小问7详解】
A、与组1相比,组2血糖增量更低,说明阿卡波糖可以降低血糖,A正确;
B、与组1相比,组3的血糖增量稍高,可推测TD1可能具有升血糖的作用,但不能说明TD1会降低阿卡波糖的疗效,B错误;
C、与组2相比,组4血糖增量显著升高,说明TD1可以降解阿卡波糖,减弱阿卡波糖抑制淀粉酶的作用,降低阿卡波糖降糖效果,C正确;
D、组1和组3的单一变量是有无TD1,组3的血糖增量比组1稍高,由组1和组3可推测TD1对血糖的影响,组3和组4的单一变量不是有无TD1,不能说明TD1对血糖无直接影响,D错误。
【小问8详解】
dsRNA可以与apg基因转录产生的mRNA特异性互补结合,引起mRNA降解或抑制核糖体与mRNA结合,进而抑制apg基因的翻译过程,减少阿卡波糖降解酶的合成,从而使阿卡波糖发挥降血糖的作用。
5. 假肥大型进行性肌营养不良
假肥大型进行性肌营养不良(DMD)是以缓慢进行性加重的对称性肌无力和肌萎缩为特点的遗传性肌肉病变,主要影响骨骼肌,可伴随心肌损害。患者多在5岁前发病,15年左右发展为呼吸衰竭或心力衰竭。
(1)已知DMD是由DMD基因突变造成,患者几乎都是男性,推测该疾病的类型最可能是__________。(单选)
A. 常染色体显性遗传病 B. 常染色体隐性遗传病
C. 伴X染色体显性遗传病 D. 伴X染色体隐性遗传病
(2)用D/d表示相关基因,某女性携带者与正常男性的后代基因型可能是__________。(编号选填)
①DD ②Dd ③dd ④XDXD ⑤XDXd ⑥XdXd ⑦XDY ⑧XdY
检测DMD病情进展的生化指标之一是血清肌酶的异常升高情况,肌酶是肌肉细胞内与供能过程有关的酶。具体机理如下:
DMD基因突变—D蛋白(DMD基因表达产物)缺失—肌细胞膜稳定性下降肌肉收缩损伤细胞膜—钙内流—肌细胞出现1现象—血清肌酶上升—免疫系统清除受损细胞—连带损伤周围正常肌细胞—血清肌酶进一步上升
(3)根据流程判断,D蛋白主要参与构成细胞内的__________。(单选)
A. 线粒体 B. 细胞核 C. 细胞骨架 D. 内质网
(4)流程中1代表的应为__________。(细胞凋亡/细胞坏死)
DMD目前尚无有效治疗方法,因此准确的产前检测是预防的关键。某研究团队采用了多重连接探针扩增(MILPA)的方法对DMD基因进行检测。步骤如下(如图):
①针对基因中一段编码区设计一对特异性探针。
②探针与目标DNA变性杂交。
③若两条探针与目标序列完全互补且紧邻,则DNA连接酶可以连接两侧探针。
④利用通用引物对连接产物进行PCR扩增。
⑤对扩增产物进行毛细管电泳,对信号的峰高进行半定量分析。
(5)MLPA方法中需要使用的酶有__________。(编号选填)
①DNA解旋酶 ②DNA连接酶 ③DNA聚合酶 ④限制性核酸内切酶
(6)若某DMD患者是由于DMD基因中6.3kb的片段丢失导致,这属于变异类型除此之外,MLPA方法还可以检测的变异类型有__________。(编号选填)
①碱基替换 ②碱基增添 ③碱基缺失 ④染色体缺失 ⑤染色体数目变异
(7)对MLPA的毛细管电泳结果分析,以正常女性样本作为对照,探针峰高设为1.0.若某胎儿的检测结果显示,探针峰高在0.5左右。下列分析合理的有__________。(编号选填)
①胎儿为正常男性
②胎儿为患病男性
③胎儿为患病女性
④胎儿为正常女性,基因型为杂合
⑤胎儿为正常女性,基因型为纯合
(8)对于DMD患者,糖皮质激素(属于肾上腺皮质激素)在病程早期适量应用可以抑制淋巴细胞增殖,延缓肌力损伤,延长寿命。请论述该激素治疗DMD的免疫学机制,并分析长期大量用药的潜在影响________________________________________。
【答案】(1)D (2)④⑤⑦⑧ (3)C
(4)细胞坏死 (5)②③ (6)②③④⑤ (7)①②④
(8)糖皮质激素抑制淋巴细胞增殖,可减弱免疫系统对受损肌细胞的清除作用,减少清除过程中对周围正常肌细胞的连带损伤,阻断肌细胞损伤的正反馈循环,从而延缓肌力损伤、延长寿命。长期大量用药的潜在影响:糖皮质激素过度抑制免疫功能,会降低机体免疫防御能力,增加感染风险,同时免疫监视功能下降会提升肿瘤发生概率;还会通过负反馈调节抑制下丘脑-垂体-肾上腺轴,导致自身肾上腺皮质功能减退,停药后易出现肾上腺皮质功能不足的相关病症。
【解析】
【小问1详解】
患者几乎均为男性,符合伴X染色体隐性遗传病的特点:隐性致病基因位于X染色体上,男性仅含1条X染色体,只要携带致病基因就会发病;女性有两条X染色体,仅纯合子才会发病,因此男性患者数量远多于女性。常染色体遗传病男女发病概率无显著差异,伴X显性遗传病女性患者多于男性,D正确,ABC错误。
【小问2详解】
该病为伴X染色体隐性遗传病,女性携带者基因型为XDXd,正常男性基因型为XDY,二者婚配后代的基因型为XDXD(正常女性)、XDXd(女性携带者)、XDY(正常男性)、 XdY(患病男性),④⑤⑦⑧正确,①②③⑥错误。
【小问3详解】
题干显示D蛋白缺失会导致肌细胞膜稳定性下降,肌肉收缩时易损伤细胞膜。细胞骨架是维持细胞形态、保持细胞结构稳定性的重要结构,D蛋白作为膜相关的结构支撑蛋白,属于细胞骨架组分;线粒体、细胞核、内质网的功能与维持肌细胞膜收缩时的稳定性无直接关联,C正确,ABD错误。
【小问4详解】
细胞坏死 解析:该过程是肌细胞膜破损、钙内流导致的病理性细胞损伤,是外界损伤因素引发的细胞被动死亡,不属于基因调控的程序性细胞凋亡,因此为细胞坏死。
【小问5详解】
步骤明确用到DNA连接酶连接完全互补紧邻的探针;后续PCR扩增需要热稳定DNA聚合酶。PCR的变性步骤通过高温解开双链,不需要DNA解旋酶;实验过程无切割DNA的需求,不需要限制性核酸内切酶,②③正确,①④错误。
【小问6详解】
MLPA通过探针杂交后扩增的信号峰高定量目标DNA的拷贝数,可以检测碱基增添、碱基缺失、染色体片段缺失、染色体数目变异导致的基因拷贝数变化;但碱基替换不会改变目标DNA的长度和拷贝数,无法通过该方法的半定量峰高检测,②③④⑤正确,①错误。
【小问7详解】
正常女性有2条携带正常DMD基因的X染色体,对应2个可与探针结合的目标拷贝,峰高设为1.0,即单拷贝对应峰高0.5。正常男性仅1条X染色体携带正常DMD基因,目标拷贝数为1,峰高0.5,①合理;若患病男性的DMD基因突变未破坏探针结合序列,探针仍可正常结合扩增,目标拷贝数为1,峰高也为0.5,②合理;杂合正常女性一条X染色体DMD基因正常、一条存在突变,总有效目标拷贝数为1,峰高0.5,④合理;患病女性两条X染色体的DMD基因均存在破坏探针结合的突变,峰高接近0,③不合理;纯合正常女性有2个正常目标拷贝,峰高为1.0,⑤不合理,①②④正确,③⑤错误。
【小问8详解】
糖皮质激素抑制淋巴细胞增殖,可减弱免疫系统的免疫清除作用,减少受损肌细胞被清除时连带损伤周围正常肌细胞的过程,阻断“肌细胞损伤→免疫清除→更多正常肌细胞连带损伤”的正反馈循环,延缓肌细胞的进行性损伤,从而延缓肌力损伤、延长患者寿命。 长期大量用药的潜在影响:糖皮质激素会过度抑制免疫系统功能,降低机体的免疫防御、免疫监视能力,大幅提升感染风险,肿瘤的发生概率;同时长期大量使用外源肾上腺皮质激素会通过负反馈抑制下丘脑-垂体-肾上腺轴,导致自身肾上腺皮质功能减退,停药后易出现肾上腺皮质功能不足的相关病症。
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