【精品解析】广东省大湾区2024—2025学年高三下学期第二次模拟生物试题

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广东省大湾区2024—2025学年高三下学期第二次模拟生物试题
一、选择题:本题共16小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。第1—12题每小题2分,第13—16题每小题4分,共40分。
1.(2025·广东模拟)淇澳岛独特的生态环境吸引了大量候鸟越冬,计算候鸟单位时间各物种数量变化最重要的依据是(  )
A.迁入率、迁出率 B.出生率、死亡率
C.性别比例 D.年龄结构
【答案】A
【知识点】种群的特征
【解析】【解答】候鸟越冬期间的核心行为表现为迁徙活动,此时其繁殖周期已进入尾声阶段。在此特殊时期,种群的出生率与死亡率对短期数量波动的影响较为有限,而迁入率与迁出率则成为直接影响特定时间段内种群数量增减的关键因素。相较于性别比例和年龄结构等影响长期种群发展趋势的要素,迁入迁出率更具备短期数量变化的直接指示作用。由此可见,在计算候鸟单位时间内的数量变化时,迁入率与迁出率构成了最为核心的判断依据,A正确,BCD错误。
故选A。
【分析】种群最基本的数量特征是种群密度。种群的其他数量特征包括出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等,这些特征是决定种群密度的重要因素,其中出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群的密度,年龄结构影响出生率和死亡率,性别比例影响出生率。
2.(2025·广东模拟)深秋时节,大自然调出绚丽的色彩,或金黄,或火红,引人入胜。下列叙述正确的是(  )
A.树叶由绿变黄的原因是叶黄素和胡萝卜素大量增加
B.导致树叶变红的色素可能位于一种单层膜细胞器中
C.为分析叶片变黄的原因,常用无水乙醇分离叶片中的色素
D.树叶变黄、变红并脱落,不利于植物适应环境
【答案】B
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、秋季树叶变色的机理在于随着叶绿素分解,原本被遮盖的叶黄素和胡萝卜素逐渐显现,导致叶片呈现黄色;同时花青素在细胞中积累,使部分叶片显现红色,A错误;
B、花青素主要储存在液泡内,而液泡是由单层膜包裹的细胞器,B正确;
C、无水乙醇在色素实验中仅用于溶解和提取光合色素,并非用于后续的色素分离步骤,分离通常依赖层析液,C错误;
D、树叶变色并脱落是植物为适应环境变化,如低温、光照减少,而采取的生存策略,属于适应性特征的表达,D错误。
故选B。
【分析】叶绿体内含有的色素主要包括两大类:叶绿素和类胡萝卜素。其中叶绿素可进一步细分为叶绿素a与叶绿素b,类胡萝卜素则包含胡萝卜素和叶黄素两种类型。在光合作用的光吸收阶段,叶绿素分子主要捕获红光和蓝紫光,而类胡萝卜素则对蓝紫光具有更强的吸收能力。
3.(2025·广东模拟)细胞是一个开放的系统,需要不断与环境进行物质交换。下列叙述错误的是(  )
A.水分子更多以协助扩散的方式进出细胞
B.通道蛋白既参与协助扩散也参与主动运输
C.维持细胞内外的离子浓度差需要消耗能量
D.可通过胞吐作用将小分子物质排出细胞
【答案】B
【知识点】胞吞、胞吐的过程和意义;物质进出细胞的方式的综合;被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、水分子进出细胞的方式包含自由扩散与协助扩散两种途径,而最新研究指出,通过水通道蛋白实现的协助扩散是其更主要的运输方式,A正确;
B、通道蛋白的功能具有专一性,其仅能参与协助扩散过程,无法介导其他类型的物质运输,B错误;
C、细胞内外离子浓度差的维持,通常需要逆浓度梯度进行物质运输,这一过程属于主动运输,而主动运输需消耗细胞代谢提供的能量,C正确;
D、通常情况下,小分子物质进出细胞以自由扩散、协助扩散和主动运输为主要方式,但部分小分子(如神经递质等)也可通过胞吐作用排出细胞,D正确。
故选B。
【分析】小分子、离子物质跨膜运输的方式比较
  自由扩散 协助扩散 主动运输
方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度 逆浓度梯度
是否需要转运蛋白参与 否 是 是
是否消耗能量 否 否 是
举例 水、CO2、O2、甘油、苯、酒精 红细胞吸收葡萄糖 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖、K+
4.(2025·广东模拟)科学家运用多种科学方法,为人类科学发展做出了杰出的贡献。下列关于科学研究以及科研方法、原理对应的叙述错误的是(  )
A.通过显微镜观察大量细胞后建立细胞学说:不完全归纳法
B.利用密度梯度离心技术证明了DNA的半保留复制:假说—演绎法
C.在R型菌提取液中加入DNA酶等水解酶,证实DNA是“转化因子”:加法原理、减法原理
D.摘除胰腺的糖尿病小狗,注射胰岛提取物后症状消失,证实胰岛具有调节血糖的功能:减法原理、加法原理
【答案】C
【知识点】肺炎链球菌转化实验;DNA分子的复制;血糖平衡调节;细胞学说的建立、内容和发展
【解析】【解答】A、不完全归纳法是一种基于对某一类事物中部分对象的观察,当这些对象具有某种属性时,便推断该类事物全体对象均具有该属性的归纳方法。科学家通过显微镜观测了大量细胞样本,在此基础上建立细胞学说,正是采用了不完全归纳法,A正确;
B、假说-演绎法的实施步骤为:在观察与分析基础上提出科学问题后,通过逻辑推理与科学想象构建解释问题的假说,再依据假说推导出可检验的结论,即演绎推理,最终通过实验验证结论的正确性。在探索DNA复制方式的研究中,科学家首先提出"DNA半保留复制"的假说,随后通过密度梯度离心实验验证该假说,这一过程符合假说-演绎法的应用特征,B正确;
C、加法原理指通过人为引入特定因素,探究该因素与研究对象某特性之间的因果关系;减法原理则通过人为排除特定因素,验证该因素与研究对象某特性之间的关联。在R型菌提取液中添加DNA酶等水解酶的操作,实质是去除了DNA这一关键因素,属于减法原理的应用,而非加法原理,C错误;
D、摘除糖尿病小狗胰腺的实验,应用减法原理排除了胰腺对血糖调节的潜在影响,随后注射胰岛提取物使症状缓解,应用加法原理引入了胰岛提取物这一因素,通过对比实验结果,最终证实了胰岛具有调节血糖的功能,D正确。
故选C。
【分析】1、假说-演绎法:该方法的实施流程为:在观察与分析基础上提出科学问题后,通过逻辑推理与科学想象构建解释问题的假说,进而依据假说推导出可检验的结论(即演绎推理),最终通过实验验证结论的正确性。若实验结果与预期一致则支持假说,若不符则需修正或否定假说。典型案例包括孟德尔对豌豆杂交实验的研究、摩尔根对伴性遗传规律的探索等。
2、类比推理法:类比推理是根据两类对象在部分属性上的相似性,推断它们在其他属性上也可能具有相同特征的一种逻辑方法(已知某一对象具有某属性,推测另一对象可能同样具备)。萨顿提出"基因位于染色体上"的假说时,正是通过类比基因与染色体的行为相似性完成了这一推理过程。
3、模型构建法:模型是为实现特定研究目标而对认识对象所作的简化与概括性描述,既可定性也可定量,表现形式多样:或通过实物、图像等具象化手段呈现,或以抽象符号、公式等表达。按类型可分为物理模型、概念模型、数学模型等。其中,物理模型以实物或图画形式直观展现对象特征,如沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型即属于此类。
4、放射性同位素标记法:该方法通过放射性同位素对特定物质进行标记,以追踪其运动与变化规律。经典应用案例为噬菌体侵染细菌实验,通过标记DNA和蛋白质,明确揭示了遗传信息的传递途径。
5.(2025·广东模拟)研究发现,如果RNA聚合酶运行过快会与DNA聚合酶“撞车”而使DNA折断,引发基因突变。酶R5可以吸附到RNA聚合酶上减缓其运行速度,扮演“刹车”的角色。下列分析正确的是(  )
A.RNA聚合酶和DNA聚合酶在模板链上的移动方向相反
B.R5与RNA聚合酶结合,会减缓相关蛋白质合成的速率
C.呼吸酶基因的两条单链上均有可能发生“撞车”事件
D.若神经元不能合成酶R5,则发生基因突变的概率将会提高
【答案】B
【知识点】基因突变的特点及意义;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、DNA聚合酶在DNA复制过程中与模板链的5’端结合,催化子链沿5’→3’方向延伸;RNA聚合酶在转录过程中同样与模板链的5’端结合,催化RNA链沿5’→3’方向合成,A错误;
B、基因表达包含转录与翻译两个核心环节,其中RNA聚合酶负责催化转录过程。若R5能够与RNA聚合酶结合并抑制其活性,则可能直接减缓转录效率,进而降低后续蛋白质的合成速率,B正确;
C、 呼吸酶基因的模板链是特定的一条DNA链(非随机选择),因此在DNA复制过程中,两条单链不会同时作为模板进行互补链合成,不会发生所谓的"撞车"现象,C错误;
D、神经元作为高度分化的细胞,通常不再进行分裂,DNA复制活动极少。即使RNA聚合酶活性过高,理论上可能与假设存在的DNA聚合酶发生冲突,但由于神经元本身不依赖DNA复制功能,若无法合成R5,其基因突变概率并不会因此显著增加,D错误。
故选B。
【分析】DNA复制是一个边解旋边复制的过程,需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板,通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。
6.(2025·广东模拟)有学者认为,自然选择对中性基因突变(既无“益”也无“害”)不起作用。又有科学家发现,拥有有害突变的个体会因为生存力或育性降低而从群体中淘汰,使得同一染色体上的其它突变也被一并清除,并将这种现象称为背景选择。下列叙述错误的是(  )
A.突变的“益”与“害”不是绝对的,这与生物所处的环境有关
B.等位基因的产生是基因突变的结果,为生物进化提供了原材料
C.相比无性生殖物种,有性生殖物种中有利突变被连带清除的概率更高
D.背景选择是导致中性突变基因的基因频率发生改变的原因之一
【答案】C
【知识点】基因突变的特点及意义;基因频率的概念与变化;自然选择与适应;变异是自然选择的原材料
【解析】【解答】A、 突变的"益"与"害"并非绝对,其表现取决于生物所处的具体环境条件。同一突变在不同环境中可能产生截然不同的效应:例如耐旱基因在干旱环境下能提升生存能力,但在多雨环境中却可能因能量利用效率降低而成为不利因素,A正确;
B、等位基因的形成源于基因突变,作为生物变异的根本来源,它持续为自然选择提供原始材料,进而推动进化进程,B正确;
C、在有性生殖过程中,基因重组等机制促使有害突变与有利突变更易发生分离;而无性生殖中基因往往呈连锁传递状态。因此,相较于无性生殖物种,有性生殖物种中有利突变被连带清除的概率更低,C错误;
D、背景选择通过淘汰部分个体,直接导致中性突变基因在种群中的频率发生改变,D正确。
故选C。
【分析】以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释:
①适应是自然选择的结果;
②种群是生物进化的基本单位;
③突变和基因重组提供进化的原材料,自然选择导致种群基因频率的定向改变,进而通过隔离形成新的物种;
④生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程;生物多样性是协同进化的结果。
7.(2025·广东模拟)为了补偿母体免疫力的下降,机体演化出了胎盘保护胎儿的策略。研究发现胎盘细胞会转录出一段特殊的RNA,随后被自身细胞识别为病毒核酸,从而诱导其他细胞合成干扰素等细胞因子。下列与该现象相关的解释错误的是(  )
A.母体免疫能力下降有利于防止母体对胚胎细胞产生攻击
B.推测该RNA的碱基序列与某种病毒的序列相近
C.该机制可以激发免疫应答,提高对多种病原体的防御能力
D.合成的特殊RNA片段越多,对胎儿的保护越有效
【答案】D
【知识点】免疫系统的结构与功能
【解析】【解答】 A 、母体在妊娠期间会出现免疫功能的适度下调,这一调整属于适应性生理变化。由于胚胎细胞对母体而言属于"非己"成分,免疫功能的适度下调可降低母体免疫系统对胚胎细胞的排斥反应,从而为胎儿在母体内的正常发育提供保障,A正确 ;
B 、题干提到"胎盘细胞转录的特殊RNA会被自身细胞误判为病毒核酸",据此可推测该RNA的碱基序列与某种病毒核酸存在高度相似性,B正确 ;
C 、当特殊RNA被识别为病毒核酸后,会触发信号传递,诱导其他细胞合成干扰素等细胞因子。这些细胞因子能够激活免疫细胞的活性,提升机体对多种病原体的防御能力,此过程属于机体正常的免疫应答机制,C正确 ;
D、虽然胎盘细胞转录的特殊RNA能通过诱导免疫应答保护胎儿,但若合成的特殊RNA片段过量,可能导致免疫反应过度,进而对胎儿造成免疫损伤等不良影响,因此并非特殊RNA合成量越多越有利,D错误。
故选D。
【分析】1、免疫调节机制:免疫系统的核心功能在于区分"自身"与"非己"成分,通过精准识别实现对非己成分的免疫应答,同时建立免疫耐受机制以避免对自身组织发起攻击。
2、免疫应答的启动与执行:当病原体等抗原侵入机体时,免疫细胞会对其表面特征进行特异性识别,进而触发级联式免疫反应,最终通过多种免疫效应机制完成病原体的清除。
3、核酸的序列特性与免疫关联:核酸分子所携带的遗传信息由其碱基排列顺序直接决定,而碱基序列的相似性可能导致免疫系统在识别过程中产生交叉反应。
8.(2025·广东模拟)海洋蓝色碳汇中的“生物泵”是指海洋中有机物生产、消费、传递等一系列生物学过程以及由此导致的颗粒有机碳由海洋表面向海底的转移过程(基本过程见图)。最新的“海洋微型生物碳泵”理论表明海洋中生物储碳主要由海洋微型生物贡献,海洋中难以降解的惰性有机碳的储量约为6500亿吨碳,与大气CO2碳量相当。下列叙述错误的是(  )
A.碳在生物群落和无机环境之间主要以CO2形式进行传递
B.海洋碳汇的机制之一是碳经食物链与食物网形成颗粒有机碳
C.海洋微型生物碳泵的碳汇效率不受海洋表层光照强度影响
D.海洋微型生物碳泵增强了海洋碳汇能力,缓解了温室效应
【答案】C
【知识点】生态系统的结构;生态系统的物质循环
【解析】【解答】A、碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以CO2形式进行:无机环境中的CO2通过光合作用被生物群落吸收,而生物群落中的碳则通过呼吸作用以CO2形式释放回无机环境,A正确;
B、根据图示信息,碳可沿着浮游植物→浮游动物构成的食物链与食物网传递,最终形成颗粒有机碳,这一过程符合生态系统的物质流动规律,B正确;
C、 海洋表层光照强度虽能影响浮游植物的光合作用速率,但海洋微型生物碳泵的碳汇效率还受微生物活性、有机碳分解速率等多重因素调控,因此仅强调光照强度的影响并不全面,C错误;
D、由图可知,海洋微型生物碳泵能够将溶解有机碳转化为难以被降解的惰性有机碳并长期储存,这一机制减少了活跃碳的释放,有助于降低大气中CO2浓度,从而缓解温室效应,D正确。
故选C。
【分析】组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素,都在不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境的循环过程,这就是生态系统的物质循环。
9.(2025·广东模拟)抗利尿激素(ADH)又称加压素,能收缩血管并升高血压。在大出血导致血压显著下降时,ADH通过作用于动脉平滑肌细胞,致其收缩,使血压回升。在此情况下,最可能发生的是(  )
A.肾小管对水分的重吸收减少
B.肾上腺皮质减少分泌醛固酮
C.下丘脑感受渗透压变化并产生渴觉
D.ADH可以使平滑肌细胞膜电位发生改变
【答案】D
【知识点】水盐平衡调节;血压调节
【解析】【解答】A、当大出血引发血压急剧降低时,机体将增加抗利尿激素(ADH)的分泌。该激素的作用是增强肾小管和集合管对水分的重吸收能力,A错误;
B、大出血会导致血液中钠离子浓度下降。为应对此情况,肾上腺皮质将提升醛固酮的分泌水平,其功能是刺激肾小管和集合管重吸收钠离子,从而帮助稳定血钠含量,B错误;
C、虽然下丘脑负责感知体内渗透压的变化,但口渴感觉的形成实际上发生在大脑皮层,C错误;
D、ADH 能够作用于动脉血管的平滑肌细胞,诱导其收缩。这一现象表明,ADH 可以改变平滑肌细胞的膜电位状态,进而触发相应的细胞生理反应,D正确。
故选D。
【分析】当人饮水不足或吃的食物过咸时,细胞外液渗透压会升高,下丘脑中的渗透压感受器会受到刺激下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加,从而促进肾小管和集合管对水分的重吸收,减少了尿量的排出,保留了体内的水分,使细胞外液的渗透压趋向于恢复正常。外,当大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,肾上腺皮质增加分泌醛固酮,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡。
10.(2025·广东模拟)小儿麻痹症患者由于感染脊髓灰质炎病毒,导致运动神经元受损,某患者的症状发展从轻微发热、肌肉疼痛到下肢瘫痪。对患者的生理状态推测合理的是(  )
A.发热主要由于病毒攻击体温调节中枢引起
B.无法感受外界刺激,认知和记忆能力下降
C.病毒破坏了该患者脊髓腰段的运动神经元
D.可以通过接种灭活疫苗来治疗脊髓灰质炎
【答案】C
【知识点】体温平衡调节;免疫学的应用
【解析】【解答】A、机体发热的主要原因在于病毒感染触发的免疫反应增强了产热过程,A错误;
B、运动神经元损伤主要损害传出神经功能,通常不会直接影响机体感受外界刺激的能力,也不会直接造成认知与记忆功能减退,B错误;
C、患者表现出下肢瘫痪症状。由于控制下肢运动的神经元位于脊髓腰段,可以推断该部位的病毒损伤破坏了相关运动神经元,C正确;
D、灭活疫苗的接种目的是预防脊髓灰质炎的发生,而非用于该病的治疗。对于已患病的个体,需结合具体症状采取针对性医疗措施进行治疗,D错误。
故选C。
【分析】人体体温调节要点:
①核心机制: 机体通过精细调节,使产热过程与散热过程保持动态平衡,从而维持体温相对恒定。
②寒冷环境下的调节:
促进产热: 主要通过骨骼肌不自主战栗(寒战)、立毛肌收缩(起鸡皮疙瘩)以及增加甲状腺激素和肾上腺素的分泌(促进代谢产热)来实现。
减少散热: 主要通过收缩皮肤血管以减少血流量,以及抑制汗腺分泌来实现。
③ 炎热环境下的调节: 主要依赖增强散热机制来维持体温稳定,具体方式包括汗腺分泌活动显著增加(通过汗液蒸发散热)以及皮肤血管扩张(增加皮肤血流量以促进散热)。
11.(2025·广东模拟)某生物兴趣小组打算筛选能高效降解淀粉的微生物,进行如下操作:采集微生物→接种至固体培养基X→培养一段时间滴加碘液→挑选目的菌落鉴定并分别接种至多个液体培养基Y→培养出大量高效降解淀粉的微生物。下列叙述错误的是(  )
A.可从厨房下水道采集微生物,体现了生物与环境相适应
B.X培养基是以淀粉为唯一碳源的选择培养基
C.X培养基表面可形成形态清晰的菌落,便于分离与鉴定
D.Y培养基可用于微生物的扩大培养,但不适用于计数
【答案】D
【知识点】培养基概述及其分类;其他微生物的分离与计数
【解析】【解答】A、厨房下水道富含淀粉等有机物,这种环境可能筛选并富集了具备淀粉降解能力的微生物。因此,从该环境取样微生物,符合生物体特性与其生存环境相适应的基本原理,即微生物在长期进化中形成了适应特定环境的代谢能力,A正确;
B、为高效筛选目标降解菌,需配制以淀粉为唯一碳源的选择培养基。在此条件下,仅能利用淀粉作为碳源的微生物才能生长繁殖,从而有效富集目标菌株,B正确;
C、固体培养基 X 因其凝固特性,可使微生物形成独立的单菌落。通过在培养基中添加碘液,可观察菌落周围是否形成透明圈,并依据透明圈的大小初步判断菌株降解淀粉的效率高低,C正确;
D、Y 培养基为液体培养基,适用于微生物的扩大培养。虽然可用显微镜直接计数法对其进行计数,但不能用于依赖菌落形成的平板计数法,D错误。
故选D。
【分析】微生物培养基通常包含水、碳源、氮源和无机盐作为基本成分,同时还需满足微生物生长对pH值、特殊营养物质(如生长因子)以及氧气等环境条件的要求。值得注意的是,对于异养微生物而言,某些同时含有碳(C)和氮(N)元素的化合物(例如蛋白胨、牛肉膏等)在培养基中扮演着双重角色,它们既可作为碳源,也能作为氮源。这表明,培养基中的单一化合物并非仅承担一种营养功能,而是可能同时提供多种必需的营养要素。
12.(2025·广东模拟)酿酒主要借助酵母菌的发酵作用,可以在家庭进行,也可以实现工业化生产。科研人员进行了关于杂种酵母菌在不同基质中的发酵测试,结果见图,下列叙述错误的是(  )
A.实验结果表明,酵母菌对蔗糖和淀粉的利用效率相近
B.为提高酒精产量,实验过程应该保持严格的无氧条件
C.家庭酿酒可在糯米中加入适量白砂糖以提高发酵效率
D.家庭酿酒难以严格灭菌,需要通过消毒抑制杂菌生长
【答案】B
【知识点】果酒果醋的制作;灭菌技术
【解析】【解答】A、观察曲线图可知,甲组(5%蔗糖溶液 + 蒸煮过的糯米)和乙组(蒸煮过的糯米)在相同时间内酒精相对含量变化趋势相近,这表明酵母菌分解利用蔗糖和糯米淀粉的效率相近,A正确;
B、酵母菌的代谢特性决定了其发酵过程对氧气的需求具有阶段性:在发酵初期通入适量氧气,可促进酵母菌进行有氧呼吸并快速增殖;而后期维持无氧环境则有利于其进行无氧呼吸并高效产生酒精。因此,无需全程保持严格无氧条件,B错误;
C、图中甲组添加蔗糖的酒精含量普遍高于乙组,说明添加白砂糖主要成分为蔗糖能为酵母菌提供更易于直接利用的现成碳源,从而有效提升酒精发酵的效率,C正确;
D、家庭酿酒环境难以实现完全灭菌,但通过基本的清洁措施如充分清洗器具并使用沸水消毒,可显著抑制杂菌生长,减少其对发酵过程的干扰或竞争,有助于确保酿酒的顺利进行,D正确。
故选B。
【分析】酵母菌作为果酒酿造的必需微生物,其兼性厌氧特性至关重要。在氧气充足的环境中,酵母菌主要进行有氧呼吸,将可发酵性糖类转化为二氧化碳和水,并在此过程中大量增殖;而当处于无氧环境时,酵母菌则转而进行酒精发酵,产生酒精。
13.(2025·广东模拟)细胞周期包括分裂间期(G1、S、G2)和分裂期(M)两个阶段,其中决定是否启动下一个阶段的关键节点被称为细胞周期检查点,如图所示。研究表明,细胞周期调控与细胞周期蛋白依赖激酶(CDK)和细胞周期蛋白(cyclin)有关,cyclin与CDK结合形成cyclin-CDK复合物,Cdc25激活cyclin-CDK复合物,活化的cyclin-CDK又反过来激活Cdc25,最终促进细胞进入下一时期。下列叙述正确的是(  )
A.从G2/M期检查点开始,经M、G1、S、G2再回到G2/M期检查点为一个细胞周期
B.若某生物体细胞染色体数为2n,则G2期细胞核DNA数量为2n
C.cyclin-CDK复合物与Cdc25之间存在负反馈调节
D.抑制CDK的活性将使细胞周期停滞,该思路可用于研制抗癌药物
【答案】D
【知识点】细胞周期;有丝分裂的过程、变化规律及其意义
【解析】【解答】A 、一个完整的细胞周期定义为:从一次细胞分裂结束开始,到下一次细胞分裂结束为止。其正确阶段顺序应为 G1期 → S期 → G2期 → M期,A错误;
B、S期的核心事件是DNA复制。因此,进入G2期的细胞,其细胞核内DNA含量已经完成了加倍。若某生物体细胞的染色体数为2n,则G2期细胞的细胞核DNA含量应为4n ,B错误;
C 、根据题干描述,Cdc25蛋白的作用是激活cyclin-CDK复合物;而活化的cyclin-CDK复合物反过来又能激活更多的Cdc25。这种相互强化的作用机制:一方激活导致另一方活性增强,后者又进一步促进前者的激活,属于典型的正反馈调节,而非负反馈调节,C错误;
D 、CDK是驱动细胞周期进程的核心调控因子。抑制CDK活性会阻滞细胞周期在特定阶段。由于癌细胞的核心特征之一是无限增殖,因此,抑制CDK活性可以有效地阻断癌细胞的细胞周期进程,遏制其增殖,D正确。
故选D。
【分析】连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期。一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期(M)。细胞分裂的间期分为三个阶段:G1期即DNA合成前期,进行与复制有关蛋白质和RNA的合成;S期即DNA复制期,进行DNA的复制;G2期即DNA复制后期,进行分裂期有关蛋白质和RNA的合成。
14.(2025·广东模拟)香豌豆的红花和白花性状受一对等位基因控制,科研人员将抗除草剂基因导入杂合红花香豌豆细胞后,利用筛选后的单个细胞经植物组织培养获得了甲乙丙丁4株抗除草剂植株,将其分别自交,子代表型及比例见下表。已知目的基因插入位点的数量和位置随机,插入不影响配子和个体存活。下列关于抗除草剂基因插入位点的叙述正确的是(  )
亲本编号 自交子代性状及比例
抗除草剂红花 抗除草剂白花 不抗除草剂红花 不抗除草剂白花
甲 3 0 0 1
乙 0 15 0 1
丙 9 3 3 1
丁 45 15 3 1
A.甲植株中至多实现单一位点插入,且插入位点在红花基因所在的染色体上
B.乙植株中至多实现双位点插入,且有一个插入位点在红花基因内
C.丙植株中至少实现单一位点插入,且与控制花色的基因位于非同源染色体上
D.丁植株中至少实现双位点插入,且其中一个插入位点与花色基因所在染色体相同
【答案】C
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;基因连锁和互换定律;基因在染色体上位置的判定方法;9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】A、甲植株自交后代分离比为:抗除草剂红花 : 抗除草剂白花 : 不抗除草剂红花 : 不抗除草剂白花 = 3 : 0 : 0 : 1。该结果表明白花植株均不抗除草剂,且缺失不抗除草剂红花类型。这提示甲植株的抗除草剂基因可能以多拷贝形式插入,并与红花基因紧密连锁,导致二者难以自由组合,A错误;
B、乙植株自交后代中,四类表现型的比例为0∶15∶0∶1,即抗除草剂与不抗除草剂的比例为15∶1,且所有抗除草剂个体均为白花。这一现象表明,乙植株的抗除草剂基因可能以多拷贝形式插入,且其中一个拷贝恰好插入了红花基因内部,导致红花基因功能被破坏,B错误;
C、丙植株自交后代的表型比例为抗除草剂红花∶抗除草剂白花∶不抗除草剂红花∶不抗除草剂白花=9∶3∶3∶1。这一比例符合基因自由组合定律的典型特征,说明控制抗除草剂性状与花色性状的基因位于非同源染色体上,且抗除草剂基因至少实现了单一位点的有效插入,C正确;
D、丁植株自交后代的表型比例为45∶15∶3∶1,四类表型比例之和为64(即43),提示该性状由三对独立遗传的等位基因控制。其中,抗除草剂与不抗除草剂的比例为15∶1((3:1)2),说明控制抗除草剂性状的为两对独立遗传的等位基因;红花与白花的比例为3∶1,说明控制花色的为一对等位基因。由此可推断,丁植株的抗除草剂基因以双拷贝形式插入,且未插入花色基因所在的染色体,D错误。
故选C。
【分析】基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
15.(2025·广东模拟)科学家发现在神经元的树突中,每隔一段距离就会出现内质网与细胞膜的接合点(ER-PM),ER-PM上有重要的钙离子通道VGCC。谷氨酸受体与谷氨酸结合后,把信号传导给VGCC,后者打开通道并允许Ca2+内流,激活ER-PM接合点一系列信号传递,使内质网的钙信号局部增强,并实现长距离传播(见图)。下列分析最合理的是(  )
A.①表示突触前膜,①上的受体有接收化学信号的功能
B.a过程中谷氨酸由上一个神经元树突末梢的突触小体释放
C.b过程实现了化学信号与电信号的转化
D.c过程Ca2+通过主动运输的方式进入神经元
【答案】C
【知识点】突触的结构;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、图中①为突触后膜,并非突触前膜,A错误;
B、谷氨酸通常由上一神经元的轴突末梢释放,而非树突末梢,B错误;
C、b过程中,谷氨酸与受体结合后引发膜电位变化并激活下游离子通道,属于化学信号向电信号的转化,C正确;
D、VGCC开放后,Ca2+顺浓度梯度进入神经元,该过程为协助扩散而非主动运输,D错误。
故选C。
【分析】神经冲动在神经纤维上的产生和传导:
①在未受到刺激时,神经纤维处于静息状态。此时,神经细胞外的钠离子浓度比膜内要高,钾离子浓度比膜内低,而神经细胞膜对不同离子的通透性各不相同:静息时,膜主要对钾离子有通透性,造成钾离子外流,使膜外阳离子浓度高于膜内。由于细胞膜内外这种特异的离子分布特点,细胞膜两侧的电位表现为内负外正,这称为静息电位。
②当神经纤维某一部位受到刺激时,细胞膜对钠离子的通透性增加,钠离子内流,这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化,表现为内正外负的兴奋状态。此时的膜电位称为动作电位。而邻近的未兴奋部位仍然是内负外正。在兴奋部位和未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动,这样就形成了局部电流。
③这种局部电流又刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化,如此进行下去,将兴奋向前传导,后方又恢复为静息电位。
16.(2025·广东模拟)蔓越莓传统方法繁殖困难。为优化蔓越莓组培苗离体微繁体系,揭示蔓越莓组培苗生根机理,科研人员用外源激素对蔓越莓组培苗进行处理,观察生根情况,结果见下表。下列叙述错误的是(  )
外源激素 激素浓度mg/L 生根率(%) 平均根长(mm)
吲哚乙酸(IAA) 0.5 49 3.63
1 61 3.62
2 30 2.1
萘乙酸(NAA) 0.5 79 3.01
1 73 3.02
2 68 1.89
吲哚丁酸(IBA) 0.5 71 4.05
1 86 4.03
2 49 3.95
CK 0 26 3.63
A.该实验自变量是外源激素种类和浓度,无关变量有温度、pH、培养基种类等
B.随着浓度增大,2mg/L外源NAA处理对蔓越莓组培苗生根率起到抑制作用
C.外源激素作为信息分子,会影响细胞的基因表达,从而发挥调节作用
D.在探究生根机理时,应选择IBA1mg/L处理,并在同等条件下设置不添加IBA对照处理
【答案】B
【知识点】其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、实验中主动操纵的变量为自变量,即外源激素种类与浓度;其他可能影响结果但非研究重点的因素,如温度、pH、培养基类型等属于无关变量,需保持一致,A正确;
B、对照组生根率为26%,而2mg/L外源NAA处理组生根率达68%,显著高于对照组,表明该浓度NAA对蔓越莓组培苗生根起促进作用,而非抑制作用,B错误;
C、外源激素作为信号分子,不直接参与细胞代谢活动,而是通过调控相关基因的表达,间接影响植物生长等生理过程,C正确;
D、表格数据显示,IBA1mg/L处理组生根率最高;若需探究其生根机理,宜选择该最优浓度进行处理,并同步设置不添加IBA的空白对照,以便通过对比分析揭示作用机制,D正确。
故选B。
【分析】1、基于表格数据分析,实验自变量为激素类型及其浓度梯度,观测指标(因变量)为组培苗生根率。
2、生长素的核心生理功能包括:促进细胞伸长生长、诱导扦插枝条生根、调控果实发育;其作用效果具有浓度依赖性——低浓度时表现为促进生长,而当浓度升高至一定阈值后则转为抑制效应。
二、非选择题:5道大题,共60分。
17.(2025·广东模拟)为探究植被恢复对高寒地区沙化脆弱生态系统的恢复效应,科研人员以某高原沙化地为研究对象,通过连续种植老芒麦进行植被恢复,分析连续3年恢复后,植物群落物种组成与多样性的变化、土壤微生物群落不同季节数量与多样性的变化,并分析不同种植年限(下图中1a、2a和3a,分别对应种植后生长1年、2年和3年;CK为对照组)对一系列指标的影响,相关研究结果见图1、图2。请回答下列问题:
注:盖度指植物地上部分投影的面积占地面的比率
(1)本研究中对照组(CK)的设置应为   。调查植物群落丰富度可采用   法。
(2)据图1、图2分析,在植被恢复的过程中,随着种植老芒麦年限的增加,   ,高原沙化地抵御环境变化的能力增强。
(3)土壤微生物类群丰富度对土壤成分的优化具有重要影响,研究结果表明,种植老芒麦进行植被恢复后,在植物非生长季节(10月~次年4月),土壤微生物(细菌)丰富度明显高于生长季节(5~9月),分析原因可能有二:一是生长季节植物和土壤微生物竞争养分,限制了微生物的生长和繁殖;二是非生长季节   ,有利于微生物增长。
(4)根据生态工程原理,请你为沙化地植被恢复提出合理建议   。(至少答1点)
【答案】(1)未种植老芒麦的沙地;样方
(2)植物群落盖度提高,物种丰富度增加,使群落结构更加复杂
(3)植物凋落物增加了土壤有机物来源
(4)选择适合当地生境的物种进行植被恢复(重建植被恢复所必需的土壤微生物群落;合理控制对生态系统的干扰强度等)
【知识点】种间关系;生态系统的稳定性;生态工程依据的生态学原理;群落的概念及组成
【解析】【解答】(1)本实验旨在评估植被恢复措施对高寒地区沙化脆弱生态系统的修复效果,实验自变量包含植被恢复与否及恢复时长,对照组需设置为未种植老芒麦的沙地。植物群落丰富度的调查可采用样方法。
(2)图示结果表明,随着老芒麦种植年限的延长,植被恢复过程中植物群落盖度逐步提升,物种丰富度显著增加,推动群落结构向复杂化演替,从而增强了高原沙化区域对环境变化的抵御能力。
(3)种植老芒麦开展植被恢复后,植物非生长季节(10月~次年4月)的土壤微生物(细菌)丰富度明显高于生长季节(5~9月)。这一现象可能由两方面原因导致:其一,生长季节植物与土壤微生物存在养分竞争,抑制了微生物的生长繁殖;其二,非生长季节植物凋落物的增加为土壤提供了更多有机物质,促进了微生物的增殖。
(4)生态工程遵循自生、协调、循环和整体等基本原理,具体实践中可选择适应当地生境的物种开展植被恢复(例如重建植被恢复所需的土壤微生物群落,或合理控制对生态系统的干扰强度等)。
【分析】1、不同的生态系统在这两种稳定性的表现上有着一定的差别。一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高。
2、生态工程遵循整体、协调、循环、自生等基本原理。
(1)本实验是探究植被恢复对高寒地区沙化脆弱生态系统的恢复效应,自变量为是否恢复植被以及植被恢复的时间,对照组(CK)的设置应为未种植老芒麦的沙地。调查植物群落丰富度可采用样方法。
(2)由图可知,在植被恢复的过程中,随着种植老芒麦年限的增加,植物群落盖度提高,物种丰富度增加,使群落结构更加复杂,高原沙化地抵御环境变化的能力增强。
(3)种植老芒麦进行植被恢复后,在植物非生长季节(10月~次年4月),土壤微生物(细菌)丰富度明显高于生长季节(5~9月),分析原因可能有二:一是生长季节植物和土壤微生物竞争养分,限制了微生物的生长和繁殖;二是非生长季节植物凋落物增加了土壤有机物来源,有利于微生物增长。
(4)生态工程原理有自生、协调、循环和整体,可选择适合当地生境的物种进行植被恢复(重建植被恢复所必需的土壤微生物群落;合理控制对生态系统的干扰强度等)。
18.(2025·广东模拟)铁皮石斛是珍稀药用植物,含多糖、黄酮等活性成分,有增强免疫力、抗肿瘤等多种作用。为了探究干旱胁迫对铁皮石斛生理及品质的影响,研究团队设置湿润水分处理(CK)、轻度干旱胁迫(H)、中度干旱胁迫(M)和重度干旱胁迫(L)共4种处理,培养50天后测定铁皮石斛生理生化指标和活性成分,部分结果见下表。
处理 植株鲜重(g) 光合色素总量(mg/g) 多糖含量(%) 总黄酮含量(%)
L 23.58 13.08 20.63 0.58
M 21.7 11.75 15.27 0.54
H 26.52 12.37 12.62 0.41
CK 29.2 10.98 17.60 0.55
(1)与CK处理相比,干旱胁迫下光合色素总量增加,能增强光反应合成   的能力,有利于充分利用固定的CO2,维持光合速率。
(2)与CK处理相比,H处理和M处理鲜重逐渐减少(4种处理植株含水量(%)基本不变)。原因可能是干旱条件下   ,水分散失减少,   ,光合速率下降。
(3)另有研究表明,不同条件下铁皮石斛的碳同化途径可在C3途径(白天气孔开放,吸收CO2参与暗反应)和CAM途径(夜间气孔开放,吸收CO2合成苹果酸;白天气孔关闭,苹果酸释放CO2参与暗反应)之间切换。为探明上述4种处理下铁皮石斛的碳同化途径,请选择2个合适的观测指标,设计一个表格来记录实验结果   。
(4)为保证产量和提升品质,请根据上述实验结果,为铁皮石斛种植的不同时期(生长前期及生长后期)制定控水措施并说明原因   。
【答案】(1)ATP和NADPH
(2)气孔(部分)关闭;CO2吸收减慢/少
(3)
处理 气孔导度/气孔开放情况/CO2吸收量 苹果酸含量/pH值
白天 白天 夜间 夜间
L        
M        
H        
CK        
(4)生长前期保持湿润,使植株快速生长保证产量;生长后期重度干旱处理,提高活性成分含量提升品质
【知识点】影响光合作用的环境因素;光合作用原理的应用
【解析】【解答】(1)光反应的产物包含ATP和NADPH,因此与正常供水相比,干旱胁迫下光合色素总量的增加,可增强光反应合成ATP和NADPH的能力,进而促进对固定CO2的充分利用,最终维持光合速率。
(2)干旱条件下,气孔部分关闭虽减少了水分散失,但也导致CO2吸收速率减缓,这是光合速率下降的重要原因。
(3)鉴于不同处理下铁皮石斛的碳同化途径可在C3途径,白天气孔开放,直接吸收CO2参与暗反应与CAM途径夜间气孔开放吸收CO2合成苹果酸,白天气孔关闭时苹果酸分解释放CO2参与暗反应之间切换,因此需通过检测孔导度或气孔开放程度、CO2吸收量及苹果酸含量或细胞pH等指标,探究4种处理下其碳同化途径的具体模式。表格如下:
处理 孔导度/气孔开放情况/CO2吸收量 苹果酸含量/pH
白天 白天 夜间 夜间
L
M
H
CK
(4)基于实验结果,提出分阶段调控策略:生长前期维持适宜湿度,促进植株快速生长以保障产量;生长后期实施重度干旱胁迫,通过提升活性成分含量来优化品质。
【分析】本实验旨在探究干旱胁迫对铁皮石斛生理特性及品质的影响。根据表格数据,实验的自变量设置为是否正常供水,因变量则涵盖植株鲜重、光合色素总量、多糖含量及总黄酮总量。
(1)光反应的产物有ATP和NADPH,因此与CK处理相比,干旱胁迫下光合色素总量增加,能增强光反应合成ATP和NADPH的能力,有利于充分利用固定的CO2,维持光合速率。
(2)干旱条件下气孔(部分)关闭,水分散失减少,CO2吸收减慢,导致光合速率下降。
(3)由于不同条件下铁皮石斛的碳同化途径可在C3途径(白天气孔开放,吸收CO2参与暗反应)和CAM途径(夜间气孔开放,吸收CO2合成苹果酸;白天气孔关闭,苹果酸释放CO2参与暗反应)之间切换,因此选择孔导度/气孔开放情况/CO2吸收量、苹果酸含量/pH探究4种处理下铁皮石斛的碳同化途径。表格如下:
处理 孔导度/气孔开放情况/CO2吸收量 苹果酸含量/pH
白天 白天 夜间 夜间
L
M
H
CK
(4)根据上述实验结果,制定措施:生长前期保持湿润,使植株快速生长保证产量;生长后期重度干旱处理,提高活性成分含量提升品质。
19.(2025·广东模拟)免疫系统既需要对入侵的病原体发起防御反应,又要对食物等外界无害物质产生耐受性。这种平衡的实现依赖于抗原递呈细胞(APC)与T细胞的协作。
(1)常见的APC有树突状细胞(DC)和   (答出1种即可)等。在健康人体内,APC将食物抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给T细胞,使后者增殖分化为调节性T细胞。调节性T细胞通过   其他免疫细胞的活性,建立对食物抗原的耐受性,防止过敏反应的发生。
(2)通过感染小鼠模型研究发现,某寄生虫感染的峰值期,某种DC的比例几乎降至零,发生食物过敏反应,并加剧肠道炎症。推测最可能的机理是该种DC缺失时,   ,食物成为感染小鼠的过敏原,受过敏原刺激所产生的抗体附在肠道细胞的表面。当相同食物再次进入机体时,   ,使肠道细胞释放出组胺引发肠道毛细血管扩张、血管壁通透性增强等炎症反应。
(3)常见的肠道DC有驻留性DC和迁移性DC等,为探究对食物抗原免疫耐受的关键DC类型,研究人员开发出基于分子接触的标记技术,机理如图3。研究人员先在T细胞表面引入生物素标记,小鼠摄入卵清蛋白作为食物抗原,DC与T细胞接触并传递抗原时,生物素标记会转移到DC细胞表面,检测结果见图4,该结果表明   是对食物抗原免疫耐受的关键DC类型,原因是对食物抗原免疫耐受的关键DC   。
(4)为进一步验证实验结论,以T细胞、驻留性DC、迁移性DC为材料进行体外细胞培养,其中实验组培养的细胞为   ,对照组培养的细胞为   ,在相同条件下培养一段时间,预期结果是   。
【答案】(1)B细胞(巨噬细胞);抑制
(2)T细胞无法接收到食物信号;过敏原与抗体结合
(3)迁移性DC;与T细胞接触并传递抗原时,生物素标记会转移到DC细胞表面,而被成功标记为生物素阳性细胞主要是迁移性DC
(4)T细胞和迁移性DC;T细胞和驻留性DC;实验组能分化出调节性T细胞,对照组不能分化出调节性T细胞
【知识点】免疫功能异常;免疫系统的结构与功能
【解析】【解答】(1)除已知的抗原呈递细胞(APC)外,常见的类型还包括巨噬细胞、B淋巴细胞等。调节性T细胞通过抑制其他免疫细胞的活性,参与建立对食物抗原的免疫耐受,从而预防过敏反应的发生。
(2)若该类DC缺失,食物抗原无法被有效呈递至T细胞,导致T细胞无法接收相关信号,进而无法增殖分化为调节性T细胞,无法抑制免疫应答,最终使食物成为过敏原。当相同食物再次进入机体时,过敏原会与吸附在肠道细胞表面的抗体结合,促使肠道细胞释放组胺等物质,引发肠道毛细血管扩张、血管壁通透性增加等炎症反应。
(3)图4显示,驻留性DC表面的生物素标记比例显著低于迁移性DC,因此迁移性DC是介导食物抗原免疫耐受的关键类型。其机制在于,当DC与T细胞接触并传递抗原时,生物素标记会转移至DC表面,而成功标记为生物素阳性的细胞主要为迁移性DC。
(4)本实验旨在验证迁移性DC能否诱导T细胞增殖分化为调节性T细胞。实验中自变量为DC类型,因变量为调节性T细胞的数量。通过设置对照实验,实验组培养T细胞与迁移性DC,对照组培养T细胞与驻留性DC,在相同条件下培养一段时间后,预期实验组可分化出调节性T细胞,而对照组无法分化。
【分析】已发生免疫应答的机体,当同一抗原再次进入体内时,可能触发导致组织损伤或功能紊乱的免疫反应,此类反应即为过敏反应,而引发该反应的抗原物质则被称为过敏原。
(1)常见的抗原呈递细胞(APC)还有巨噬细胞、B淋巴细胞等。调节性T细胞通过抑制其他免疫细胞的活性,建立对食物抗原的耐受性,防止过敏反应发生。
(2)该种DC缺失时,无法将食物抗原呈递给T细胞,T细胞无法接收到食物信号,不能使T细胞增殖分化为调节性T细胞,从而无法抑制免疫反应,导致食物成为过敏原。当相同食物再次进入机体时,过敏原与吸附在肠道细胞表面的抗体结合,使肠道细胞释放组胺等引发肠道毛细血管扩张,血管壁通透性增强等炎症反应。
(3)从图4可以看出,驻留性DC表面有生物素标记的比例远低于迁移性DC,所以迁移性DC是对食物抗原免疫耐受的关键DC类型,原因是与T细胞接触并传递抗原时,生物素标记会转移到DC细胞表面,而被成功标记为生物素阳性细胞主要是迁移性DC。
(4)本实验的目的是验证迁移性DC能使T细胞增殖分化为调节性T细胞,自变量为DC的类型,因变量为调节性T细胞的数量,设置对照实验,实验组培养的细胞为T细胞和迁移性DC,对照组培养的细胞为T细胞和驻留性DC,在相同条件下培养一段时间,预期结果是实验组能分化出调节性T细胞,对照组不能分化出调节性T细胞。
20.(2025·广东模拟)吉西他滨是治疗胰腺癌的有效药物,但是随患者用药时间的延长,会出现耐药现象,导致疗效下降。初步研究发现,相对于不耐药的胰腺癌细胞,耐药细胞内一种编号为miRNA-483-3P(以下简称为miR-3p)的miRNA水平大幅度降低。miRNA是细胞内产生的一种短链RNA,可与编码蛋白的mRNA结合,实现基因表达的调控,作用机理如图。为了探究miR-3P与胰腺癌细胞耐药性的关系,科研团队开展了一系列研究。
(1)据图推测,miRNA导致翻译中止的原因是:   ,导致翻译不能继续。
(2)为了构建实验用的耐药癌细胞系,研究团队将胰腺癌细胞培养在吉西他滨浓度   (填“渐次升高”或“渐次降低”或“恒定”)的培养液中一段时间,可以获得稳定的吉西他滨耐药细胞系GR。
(3)为了探究miR-3p对胰腺癌细胞吉西他滨耐药性的影响,分别将适当浓度的minics(能调控miR-3p合成的化学成分)和minicsNC(无作用的化学成分)导入到GR细胞中,随后对细胞内的miR-3p水平进行了检测,结果见图,表明minics的作用是   。
随后用一定浓度的吉西他滨作用于经过上述处理的GR细胞,检测细胞的凋亡率,结果见图,该结果表明   。
(4)PI3K/AKT信号通路能够调控细胞的凋亡,其中PI3K蛋白具有抑制细胞凋亡的作用。为进一步探究miR-3p是否通过影响PI3K/AKT信号通路来改变癌细胞对吉西他滨的敏感性,请完成以下实验设计思路:
①将一定数量的GR细胞均分为两组,分别导入   ,然后,在相同且适宜的条件下培养一定时间。
②检测两组细胞的   。
③若   ,则说明miR-3p通过影响PI3K/AKT信号通路来改变癌细胞对吉西他滨的敏感性。
【答案】(1)miRNA与mRNA结合形成双链结构,阻碍了核糖体在mRNA上的移动(结合)
(2)渐次升高
(3)提高miR-3p的表达/合成;miR-3p能提高耐药细胞GR对吉西他滨的敏感性(miR-3p能促进GR细胞的凋亡)
(4)等量的minics和minicsNC;检测两组细胞的PI3K蛋白的含量;实验组PI3K蛋白水平低于对照组
【知识点】细胞的凋亡;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)翻译过程依赖核糖体作为场所,且mRNA必须与核糖体结合才能启动翻译,因此推测miRNA可能通过与mRNA结合形成双链结构,阻止其与核糖体的结合,最终导致翻译终止。
(2)构建耐药癌细胞系时,需使胰腺癌细胞逐步适应吉西他滨的作用:通过在浓度逐渐升高的吉西他滨培养液中培养,促使细胞逐步产生耐药性,最终获得稳定的耐药细胞系。
(3)图示结果显示,导入minics组的miR-3p相对表达量显著高于minics NC组,表明minics能够提升miR-3p的表达水平;进一步用一定浓度吉西他滨处理GR细胞后,导入minics组(miR-3p高表达)的细胞凋亡率高于minics NC组,说明miR-3p高表达时,细胞对吉西他滨的敏感性增强,即miR-3p可提高耐药GR细胞对吉西他滨的敏感性(或促进GR细胞凋亡)。
(4)为探究miR-3p的作用机制,将等量的GR细胞分为两组:一组导入适量minics,另一组导入等量minics NC,在相同适宜条件下培养;由于需验证其是否通过影响PI3K/AKT信号通路来改变癌细胞对吉西他滨的敏感性,因此需检测两组中PI3K/AKT信号通路相关蛋白(如PI3K、AKT蛋白)的表达水平,以及癌细胞对吉西他滨的敏感性指标(如细胞凋亡率,因PI3K蛋白具有抑制凋亡的作用,若信号通路受影响,凋亡率会变化,从而反映敏感性差异);若实验组PI3K蛋白水平低于对照组,则可说明miR-3p通过调控PI3K/AKT信号通路来改变癌细胞对吉西他滨的敏感性。
【分析】基因的表达包括转录和翻译两个过程:
1、RNA是在细胞核中,通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的,这一过程叫作转录。
2、游离在细胞质中的各种氨基酸,就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质,这一过程叫作翻译。
(1)核糖体是翻译的场所,mRNA需与核糖体结合才能进行翻译,所以推测是miRNA与mRNA结合,形成双链结构,阻碍了mRNA与核糖体结合,导致翻译中止;
(2)要构建耐药癌细胞系,需让胰腺癌细胞逐渐适应吉西他滨的作用,在吉西他滨浓度渐次升高的培养液中培养,能使细胞逐渐产生耐药性,从而获得稳定的耐药细胞系;
(3)由图可知,导入minics组的miR-3p相对表达量远高于 minics NC组,说明minics的作用是提高miR-3p的表达(或合成);用一定浓度吉西他滨作用于处理后的GR细胞,导入minics 组(miR-3p 水平高)细胞凋亡率高于minics NC 组,说明 miR-3p 水平高时,细胞对吉西他滨更敏感,即miR-3p能提高耐药细胞GR对吉西他滨的敏感性(miR-3p能促进GR细胞的凋亡);
(4)为探究miR-3p的作用,将一定数量的GR细胞均分为两组,一组导入适量的minics,另一组导入等量的minicsNC,然后,在相同且适宜的条件下培养一定时间;因为要探究是否通过影响PI3K/AKT信号通路来改变癌细胞对吉西他滨的敏感性,所以应检测两组细胞中PI3K/AKT信号通路相关蛋白的表达量(如PI3K蛋白、AKT蛋白的表达量)以及癌细胞对吉西他滨的敏感性(如癌细胞的凋亡率等,因为PI3K蛋白抑制细胞凋亡,若信号通路受影响,凋亡率会改变,从而反映对吉西他滨的敏感性);若实验组PI3K蛋白水平低于对照组,则说明miR-3p通过影响PI3K/AKT信号通路来改变癌细胞对吉西他滨的敏感性。
21.(2025·广东模拟)抗原检测技术在病毒感染筛查、病毒类型判断等多个方面均有应用,但传统检测技术成本较高。为降低成本,需开发新型抗原检测技术。我国科研人员以人畜共患的口蹄疫病毒FMDV为材料,将抗FMDV纳米抗体Nb205和抗鸡醛化红细胞(cRBC)纳米抗体NbRBC48的基因片段连接,构建双特异纳米抗体Nb205-48,利用Nb205-48建立可用于FMDV抗原检测的血凝方法。
(1)科研人员采用重叠延伸PCR技术构建Nb205和NbRBC48融合基因,具体路线如图。本实验中linker为含6个氨基酸序列的连接肽,部分PCR引物见下表。
引物名称 引物序列(5'→3')
P1 CATATGGATGATGATGATGATGAG(有下划线的为NdeⅠ限制酶切位点)
P2 GACCCCAGCTCCAAAGCTCCCAAAGCTCCCAACGGTCACTTGGGT
P3 AGCTTTGGAGCTGGGGTCTTCGCTGTGGTGGAGTCTGGGGGAGGC
P4 GCGGCCGCTGAGGAGACGGT(有下划线的为NotⅠ限制酶切位点)
①两个不同的基因得以融合的结构基础是   。
②重叠延伸PCR技术是先分别PCR获得目的链1和目的链2,然后使用引物   进行PCR获得融合基因。引物P2中决定linker的碱基序列是5'-   -3'。
③在构建基因表达载体时,需用限制酶   对质粒和Nb205-linker-NbRBC48融合基因进行酶切。
(2)科研人员将重组质粒导入大肠杆菌表达并纯化获得双特异纳米抗体Nb205-48,并对融合双抗的敏感性进行了检测,结果见图。结果表明   ,说明融合双抗构建成功。
(3)在对融合双抗Nb205-48进行推广前,还需进行的研究有   。
【答案】(1)DNA分子具有双螺旋结构;P1和P4;GACCCCAGCTCCAAAGCT;NdeⅠ、NotⅠ
(2)Nb205-48可同时与FMDV及cRBC反应,且反应性能与Nb205和NbRBC48无明显差异
(3)与传统检测方法进行灵敏度/准确性/效率比较(检测方法的稳定性;与其他病毒有无交叉反应等)
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;基因工程的应用;基因工程的基本工具(详细);基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)①基因是具有遗传效应的DNA片段,两个不同基因能够融合的结构基础在于DNA具有相似的结构特征,即DNA分子呈双螺旋结构。
②结合图示可知,扩增过程为:先利用引物对(P1、P2)和(P3、P4)分别扩增获得目的链1和目的链2,随后仅使用P1、P4进行第二轮PCR即可得到融合基因;引物需与模板的3'端结合,据图可知,引物P2中决定linker的碱基序列为5'-GACCCCAGCTCCAAAGCT-3',该序列编码了连接肽的氨基酸序列,保障两个基因片段的正确连接。
③构建基因表达载体时,需用限制酶对质粒和融合基因进行酶切处理,以实现融合基因向质粒中的插入。根据引物P1和P4的序列,P1含NdeⅠ限制酶切位点(CATATG),P4含NotⅠ限制酶切位点(GCGGCCGC),因此需选用NdeⅠ和NotⅠ两种限制酶对质粒及融合基因进行酶切,以保证融合基因的正确插入。
(2)分析题图,与缓冲液组相比,Nb205-48组的FMDV和cRBC含量均显著升高,表明该双特异纳米抗体可同时结合FMDV与cRBC,且其反应性能与Nb205、NbRBC48无显著差异,此结果验证了其双特异性功能,说明其可用于FMDV抗原的检测。
(3)推广融合双抗Nb205-48前,需开展的研究包括:灵敏度与准确性验证(进一步确认融合双抗是否仅特异性结合FMDV抗原,而不与其他病毒或物质发生交叉反应);稳定性评估(检测方法的可靠性);以及与其他病毒的交叉反应性研究等。
【分析】基因工程技术的基本操作流程:
1、目的基因的筛选与获取:从已知结构的基因中进行筛选,然后可以从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
2、基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
3、将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样;导入植物细胞一般选用农杆菌转化法,导入动物细胞采用显微注射技术,导入微生物细胞用钙离子处理使其处于感受态。
4、目的基因的检测与鉴定。分子水平上的检测;①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因;②检测目的基因是否转录出了mRNA;③检测目的基因是否翻译成蛋白质:抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
(1)①基因是有遗传效应的DNA片段,两个不同的基因得以融合的结构基础是具有相似的DNA结构,即DNA分子具有双螺旋结构。
②结合图示可知,先分别用(P1、P2)与(P3、P4)扩增得到目的链1和目的链2,再仅使用P1、P4进行第二轮PCR即能获得融合基因;引物需要与模板的3'端结合,据图可知,引物P2中决定linker的碱基序列是5'-GACCCCAGCTCCAAAGCT-3',这段序列编码了连接肽的氨基酸序列,确保两个基因片段能够正确连接。
③在构建基因表达载体时,需要使用限制酶对质粒和融合基因进行酶切,以便将融合基因插入到质粒中。根据引物P1和P4的序列,P1中含有NdeⅠ限制酶切位点(CATATG),P4中含有NotⅠ限制酶切位点(GCGGCCGC)。因此,需要使用NdeⅠ和NotⅠ这两种限制酶对质粒和融合基因进行酶切,确保融合基因能够正确插入到质粒中。
(2)分析题图,与缓冲液相比,Nb205-48组别的FMDV和cRBC含量均显著升高,说明Nb205-48可同时与FMDV及cRBC反应,且反应性能与Nb205和NbRBC48无明显差异这一结果验证了双特异纳米抗体的功能,表明其能够用于FMDV抗原的检测。
(3)在对融合双抗Nb205-48进行推广前,还需进行的研究有灵敏度/准确性(进一步验证融合双抗是否只与FMDV抗原结合,而不与其他病毒或物质发生交叉反应)/效率比较(检测方法的稳定性;与其他病毒有无交叉反应等)。
1 / 1广东省大湾区2024—2025学年高三下学期第二次模拟生物试题
一、选择题:本题共16小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。第1—12题每小题2分,第13—16题每小题4分,共40分。
1.(2025·广东模拟)淇澳岛独特的生态环境吸引了大量候鸟越冬,计算候鸟单位时间各物种数量变化最重要的依据是(  )
A.迁入率、迁出率 B.出生率、死亡率
C.性别比例 D.年龄结构
2.(2025·广东模拟)深秋时节,大自然调出绚丽的色彩,或金黄,或火红,引人入胜。下列叙述正确的是(  )
A.树叶由绿变黄的原因是叶黄素和胡萝卜素大量增加
B.导致树叶变红的色素可能位于一种单层膜细胞器中
C.为分析叶片变黄的原因,常用无水乙醇分离叶片中的色素
D.树叶变黄、变红并脱落,不利于植物适应环境
3.(2025·广东模拟)细胞是一个开放的系统,需要不断与环境进行物质交换。下列叙述错误的是(  )
A.水分子更多以协助扩散的方式进出细胞
B.通道蛋白既参与协助扩散也参与主动运输
C.维持细胞内外的离子浓度差需要消耗能量
D.可通过胞吐作用将小分子物质排出细胞
4.(2025·广东模拟)科学家运用多种科学方法,为人类科学发展做出了杰出的贡献。下列关于科学研究以及科研方法、原理对应的叙述错误的是(  )
A.通过显微镜观察大量细胞后建立细胞学说:不完全归纳法
B.利用密度梯度离心技术证明了DNA的半保留复制:假说—演绎法
C.在R型菌提取液中加入DNA酶等水解酶,证实DNA是“转化因子”:加法原理、减法原理
D.摘除胰腺的糖尿病小狗,注射胰岛提取物后症状消失,证实胰岛具有调节血糖的功能:减法原理、加法原理
5.(2025·广东模拟)研究发现,如果RNA聚合酶运行过快会与DNA聚合酶“撞车”而使DNA折断,引发基因突变。酶R5可以吸附到RNA聚合酶上减缓其运行速度,扮演“刹车”的角色。下列分析正确的是(  )
A.RNA聚合酶和DNA聚合酶在模板链上的移动方向相反
B.R5与RNA聚合酶结合,会减缓相关蛋白质合成的速率
C.呼吸酶基因的两条单链上均有可能发生“撞车”事件
D.若神经元不能合成酶R5,则发生基因突变的概率将会提高
6.(2025·广东模拟)有学者认为,自然选择对中性基因突变(既无“益”也无“害”)不起作用。又有科学家发现,拥有有害突变的个体会因为生存力或育性降低而从群体中淘汰,使得同一染色体上的其它突变也被一并清除,并将这种现象称为背景选择。下列叙述错误的是(  )
A.突变的“益”与“害”不是绝对的,这与生物所处的环境有关
B.等位基因的产生是基因突变的结果,为生物进化提供了原材料
C.相比无性生殖物种,有性生殖物种中有利突变被连带清除的概率更高
D.背景选择是导致中性突变基因的基因频率发生改变的原因之一
7.(2025·广东模拟)为了补偿母体免疫力的下降,机体演化出了胎盘保护胎儿的策略。研究发现胎盘细胞会转录出一段特殊的RNA,随后被自身细胞识别为病毒核酸,从而诱导其他细胞合成干扰素等细胞因子。下列与该现象相关的解释错误的是(  )
A.母体免疫能力下降有利于防止母体对胚胎细胞产生攻击
B.推测该RNA的碱基序列与某种病毒的序列相近
C.该机制可以激发免疫应答,提高对多种病原体的防御能力
D.合成的特殊RNA片段越多,对胎儿的保护越有效
8.(2025·广东模拟)海洋蓝色碳汇中的“生物泵”是指海洋中有机物生产、消费、传递等一系列生物学过程以及由此导致的颗粒有机碳由海洋表面向海底的转移过程(基本过程见图)。最新的“海洋微型生物碳泵”理论表明海洋中生物储碳主要由海洋微型生物贡献,海洋中难以降解的惰性有机碳的储量约为6500亿吨碳,与大气CO2碳量相当。下列叙述错误的是(  )
A.碳在生物群落和无机环境之间主要以CO2形式进行传递
B.海洋碳汇的机制之一是碳经食物链与食物网形成颗粒有机碳
C.海洋微型生物碳泵的碳汇效率不受海洋表层光照强度影响
D.海洋微型生物碳泵增强了海洋碳汇能力,缓解了温室效应
9.(2025·广东模拟)抗利尿激素(ADH)又称加压素,能收缩血管并升高血压。在大出血导致血压显著下降时,ADH通过作用于动脉平滑肌细胞,致其收缩,使血压回升。在此情况下,最可能发生的是(  )
A.肾小管对水分的重吸收减少
B.肾上腺皮质减少分泌醛固酮
C.下丘脑感受渗透压变化并产生渴觉
D.ADH可以使平滑肌细胞膜电位发生改变
10.(2025·广东模拟)小儿麻痹症患者由于感染脊髓灰质炎病毒,导致运动神经元受损,某患者的症状发展从轻微发热、肌肉疼痛到下肢瘫痪。对患者的生理状态推测合理的是(  )
A.发热主要由于病毒攻击体温调节中枢引起
B.无法感受外界刺激,认知和记忆能力下降
C.病毒破坏了该患者脊髓腰段的运动神经元
D.可以通过接种灭活疫苗来治疗脊髓灰质炎
11.(2025·广东模拟)某生物兴趣小组打算筛选能高效降解淀粉的微生物,进行如下操作:采集微生物→接种至固体培养基X→培养一段时间滴加碘液→挑选目的菌落鉴定并分别接种至多个液体培养基Y→培养出大量高效降解淀粉的微生物。下列叙述错误的是(  )
A.可从厨房下水道采集微生物,体现了生物与环境相适应
B.X培养基是以淀粉为唯一碳源的选择培养基
C.X培养基表面可形成形态清晰的菌落,便于分离与鉴定
D.Y培养基可用于微生物的扩大培养,但不适用于计数
12.(2025·广东模拟)酿酒主要借助酵母菌的发酵作用,可以在家庭进行,也可以实现工业化生产。科研人员进行了关于杂种酵母菌在不同基质中的发酵测试,结果见图,下列叙述错误的是(  )
A.实验结果表明,酵母菌对蔗糖和淀粉的利用效率相近
B.为提高酒精产量,实验过程应该保持严格的无氧条件
C.家庭酿酒可在糯米中加入适量白砂糖以提高发酵效率
D.家庭酿酒难以严格灭菌,需要通过消毒抑制杂菌生长
13.(2025·广东模拟)细胞周期包括分裂间期(G1、S、G2)和分裂期(M)两个阶段,其中决定是否启动下一个阶段的关键节点被称为细胞周期检查点,如图所示。研究表明,细胞周期调控与细胞周期蛋白依赖激酶(CDK)和细胞周期蛋白(cyclin)有关,cyclin与CDK结合形成cyclin-CDK复合物,Cdc25激活cyclin-CDK复合物,活化的cyclin-CDK又反过来激活Cdc25,最终促进细胞进入下一时期。下列叙述正确的是(  )
A.从G2/M期检查点开始,经M、G1、S、G2再回到G2/M期检查点为一个细胞周期
B.若某生物体细胞染色体数为2n,则G2期细胞核DNA数量为2n
C.cyclin-CDK复合物与Cdc25之间存在负反馈调节
D.抑制CDK的活性将使细胞周期停滞,该思路可用于研制抗癌药物
14.(2025·广东模拟)香豌豆的红花和白花性状受一对等位基因控制,科研人员将抗除草剂基因导入杂合红花香豌豆细胞后,利用筛选后的单个细胞经植物组织培养获得了甲乙丙丁4株抗除草剂植株,将其分别自交,子代表型及比例见下表。已知目的基因插入位点的数量和位置随机,插入不影响配子和个体存活。下列关于抗除草剂基因插入位点的叙述正确的是(  )
亲本编号 自交子代性状及比例
抗除草剂红花 抗除草剂白花 不抗除草剂红花 不抗除草剂白花
甲 3 0 0 1
乙 0 15 0 1
丙 9 3 3 1
丁 45 15 3 1
A.甲植株中至多实现单一位点插入,且插入位点在红花基因所在的染色体上
B.乙植株中至多实现双位点插入,且有一个插入位点在红花基因内
C.丙植株中至少实现单一位点插入,且与控制花色的基因位于非同源染色体上
D.丁植株中至少实现双位点插入,且其中一个插入位点与花色基因所在染色体相同
15.(2025·广东模拟)科学家发现在神经元的树突中,每隔一段距离就会出现内质网与细胞膜的接合点(ER-PM),ER-PM上有重要的钙离子通道VGCC。谷氨酸受体与谷氨酸结合后,把信号传导给VGCC,后者打开通道并允许Ca2+内流,激活ER-PM接合点一系列信号传递,使内质网的钙信号局部增强,并实现长距离传播(见图)。下列分析最合理的是(  )
A.①表示突触前膜,①上的受体有接收化学信号的功能
B.a过程中谷氨酸由上一个神经元树突末梢的突触小体释放
C.b过程实现了化学信号与电信号的转化
D.c过程Ca2+通过主动运输的方式进入神经元
16.(2025·广东模拟)蔓越莓传统方法繁殖困难。为优化蔓越莓组培苗离体微繁体系,揭示蔓越莓组培苗生根机理,科研人员用外源激素对蔓越莓组培苗进行处理,观察生根情况,结果见下表。下列叙述错误的是(  )
外源激素 激素浓度mg/L 生根率(%) 平均根长(mm)
吲哚乙酸(IAA) 0.5 49 3.63
1 61 3.62
2 30 2.1
萘乙酸(NAA) 0.5 79 3.01
1 73 3.02
2 68 1.89
吲哚丁酸(IBA) 0.5 71 4.05
1 86 4.03
2 49 3.95
CK 0 26 3.63
A.该实验自变量是外源激素种类和浓度,无关变量有温度、pH、培养基种类等
B.随着浓度增大,2mg/L外源NAA处理对蔓越莓组培苗生根率起到抑制作用
C.外源激素作为信息分子,会影响细胞的基因表达,从而发挥调节作用
D.在探究生根机理时,应选择IBA1mg/L处理,并在同等条件下设置不添加IBA对照处理
二、非选择题:5道大题,共60分。
17.(2025·广东模拟)为探究植被恢复对高寒地区沙化脆弱生态系统的恢复效应,科研人员以某高原沙化地为研究对象,通过连续种植老芒麦进行植被恢复,分析连续3年恢复后,植物群落物种组成与多样性的变化、土壤微生物群落不同季节数量与多样性的变化,并分析不同种植年限(下图中1a、2a和3a,分别对应种植后生长1年、2年和3年;CK为对照组)对一系列指标的影响,相关研究结果见图1、图2。请回答下列问题:
注:盖度指植物地上部分投影的面积占地面的比率
(1)本研究中对照组(CK)的设置应为   。调查植物群落丰富度可采用   法。
(2)据图1、图2分析,在植被恢复的过程中,随着种植老芒麦年限的增加,   ,高原沙化地抵御环境变化的能力增强。
(3)土壤微生物类群丰富度对土壤成分的优化具有重要影响,研究结果表明,种植老芒麦进行植被恢复后,在植物非生长季节(10月~次年4月),土壤微生物(细菌)丰富度明显高于生长季节(5~9月),分析原因可能有二:一是生长季节植物和土壤微生物竞争养分,限制了微生物的生长和繁殖;二是非生长季节   ,有利于微生物增长。
(4)根据生态工程原理,请你为沙化地植被恢复提出合理建议   。(至少答1点)
18.(2025·广东模拟)铁皮石斛是珍稀药用植物,含多糖、黄酮等活性成分,有增强免疫力、抗肿瘤等多种作用。为了探究干旱胁迫对铁皮石斛生理及品质的影响,研究团队设置湿润水分处理(CK)、轻度干旱胁迫(H)、中度干旱胁迫(M)和重度干旱胁迫(L)共4种处理,培养50天后测定铁皮石斛生理生化指标和活性成分,部分结果见下表。
处理 植株鲜重(g) 光合色素总量(mg/g) 多糖含量(%) 总黄酮含量(%)
L 23.58 13.08 20.63 0.58
M 21.7 11.75 15.27 0.54
H 26.52 12.37 12.62 0.41
CK 29.2 10.98 17.60 0.55
(1)与CK处理相比,干旱胁迫下光合色素总量增加,能增强光反应合成   的能力,有利于充分利用固定的CO2,维持光合速率。
(2)与CK处理相比,H处理和M处理鲜重逐渐减少(4种处理植株含水量(%)基本不变)。原因可能是干旱条件下   ,水分散失减少,   ,光合速率下降。
(3)另有研究表明,不同条件下铁皮石斛的碳同化途径可在C3途径(白天气孔开放,吸收CO2参与暗反应)和CAM途径(夜间气孔开放,吸收CO2合成苹果酸;白天气孔关闭,苹果酸释放CO2参与暗反应)之间切换。为探明上述4种处理下铁皮石斛的碳同化途径,请选择2个合适的观测指标,设计一个表格来记录实验结果   。
(4)为保证产量和提升品质,请根据上述实验结果,为铁皮石斛种植的不同时期(生长前期及生长后期)制定控水措施并说明原因   。
19.(2025·广东模拟)免疫系统既需要对入侵的病原体发起防御反应,又要对食物等外界无害物质产生耐受性。这种平衡的实现依赖于抗原递呈细胞(APC)与T细胞的协作。
(1)常见的APC有树突状细胞(DC)和   (答出1种即可)等。在健康人体内,APC将食物抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给T细胞,使后者增殖分化为调节性T细胞。调节性T细胞通过   其他免疫细胞的活性,建立对食物抗原的耐受性,防止过敏反应的发生。
(2)通过感染小鼠模型研究发现,某寄生虫感染的峰值期,某种DC的比例几乎降至零,发生食物过敏反应,并加剧肠道炎症。推测最可能的机理是该种DC缺失时,   ,食物成为感染小鼠的过敏原,受过敏原刺激所产生的抗体附在肠道细胞的表面。当相同食物再次进入机体时,   ,使肠道细胞释放出组胺引发肠道毛细血管扩张、血管壁通透性增强等炎症反应。
(3)常见的肠道DC有驻留性DC和迁移性DC等,为探究对食物抗原免疫耐受的关键DC类型,研究人员开发出基于分子接触的标记技术,机理如图3。研究人员先在T细胞表面引入生物素标记,小鼠摄入卵清蛋白作为食物抗原,DC与T细胞接触并传递抗原时,生物素标记会转移到DC细胞表面,检测结果见图4,该结果表明   是对食物抗原免疫耐受的关键DC类型,原因是对食物抗原免疫耐受的关键DC   。
(4)为进一步验证实验结论,以T细胞、驻留性DC、迁移性DC为材料进行体外细胞培养,其中实验组培养的细胞为   ,对照组培养的细胞为   ,在相同条件下培养一段时间,预期结果是   。
20.(2025·广东模拟)吉西他滨是治疗胰腺癌的有效药物,但是随患者用药时间的延长,会出现耐药现象,导致疗效下降。初步研究发现,相对于不耐药的胰腺癌细胞,耐药细胞内一种编号为miRNA-483-3P(以下简称为miR-3p)的miRNA水平大幅度降低。miRNA是细胞内产生的一种短链RNA,可与编码蛋白的mRNA结合,实现基因表达的调控,作用机理如图。为了探究miR-3P与胰腺癌细胞耐药性的关系,科研团队开展了一系列研究。
(1)据图推测,miRNA导致翻译中止的原因是:   ,导致翻译不能继续。
(2)为了构建实验用的耐药癌细胞系,研究团队将胰腺癌细胞培养在吉西他滨浓度   (填“渐次升高”或“渐次降低”或“恒定”)的培养液中一段时间,可以获得稳定的吉西他滨耐药细胞系GR。
(3)为了探究miR-3p对胰腺癌细胞吉西他滨耐药性的影响,分别将适当浓度的minics(能调控miR-3p合成的化学成分)和minicsNC(无作用的化学成分)导入到GR细胞中,随后对细胞内的miR-3p水平进行了检测,结果见图,表明minics的作用是   。
随后用一定浓度的吉西他滨作用于经过上述处理的GR细胞,检测细胞的凋亡率,结果见图,该结果表明   。
(4)PI3K/AKT信号通路能够调控细胞的凋亡,其中PI3K蛋白具有抑制细胞凋亡的作用。为进一步探究miR-3p是否通过影响PI3K/AKT信号通路来改变癌细胞对吉西他滨的敏感性,请完成以下实验设计思路:
①将一定数量的GR细胞均分为两组,分别导入   ,然后,在相同且适宜的条件下培养一定时间。
②检测两组细胞的   。
③若   ,则说明miR-3p通过影响PI3K/AKT信号通路来改变癌细胞对吉西他滨的敏感性。
21.(2025·广东模拟)抗原检测技术在病毒感染筛查、病毒类型判断等多个方面均有应用,但传统检测技术成本较高。为降低成本,需开发新型抗原检测技术。我国科研人员以人畜共患的口蹄疫病毒FMDV为材料,将抗FMDV纳米抗体Nb205和抗鸡醛化红细胞(cRBC)纳米抗体NbRBC48的基因片段连接,构建双特异纳米抗体Nb205-48,利用Nb205-48建立可用于FMDV抗原检测的血凝方法。
(1)科研人员采用重叠延伸PCR技术构建Nb205和NbRBC48融合基因,具体路线如图。本实验中linker为含6个氨基酸序列的连接肽,部分PCR引物见下表。
引物名称 引物序列(5'→3')
P1 CATATGGATGATGATGATGATGAG(有下划线的为NdeⅠ限制酶切位点)
P2 GACCCCAGCTCCAAAGCTCCCAAAGCTCCCAACGGTCACTTGGGT
P3 AGCTTTGGAGCTGGGGTCTTCGCTGTGGTGGAGTCTGGGGGAGGC
P4 GCGGCCGCTGAGGAGACGGT(有下划线的为NotⅠ限制酶切位点)
①两个不同的基因得以融合的结构基础是   。
②重叠延伸PCR技术是先分别PCR获得目的链1和目的链2,然后使用引物   进行PCR获得融合基因。引物P2中决定linker的碱基序列是5'-   -3'。
③在构建基因表达载体时,需用限制酶   对质粒和Nb205-linker-NbRBC48融合基因进行酶切。
(2)科研人员将重组质粒导入大肠杆菌表达并纯化获得双特异纳米抗体Nb205-48,并对融合双抗的敏感性进行了检测,结果见图。结果表明   ,说明融合双抗构建成功。
(3)在对融合双抗Nb205-48进行推广前,还需进行的研究有   。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】种群的特征
【解析】【解答】候鸟越冬期间的核心行为表现为迁徙活动,此时其繁殖周期已进入尾声阶段。在此特殊时期,种群的出生率与死亡率对短期数量波动的影响较为有限,而迁入率与迁出率则成为直接影响特定时间段内种群数量增减的关键因素。相较于性别比例和年龄结构等影响长期种群发展趋势的要素,迁入迁出率更具备短期数量变化的直接指示作用。由此可见,在计算候鸟单位时间内的数量变化时,迁入率与迁出率构成了最为核心的判断依据,A正确,BCD错误。
故选A。
【分析】种群最基本的数量特征是种群密度。种群的其他数量特征包括出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等,这些特征是决定种群密度的重要因素,其中出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群的密度,年龄结构影响出生率和死亡率,性别比例影响出生率。
2.【答案】B
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用;叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、秋季树叶变色的机理在于随着叶绿素分解,原本被遮盖的叶黄素和胡萝卜素逐渐显现,导致叶片呈现黄色;同时花青素在细胞中积累,使部分叶片显现红色,A错误;
B、花青素主要储存在液泡内,而液泡是由单层膜包裹的细胞器,B正确;
C、无水乙醇在色素实验中仅用于溶解和提取光合色素,并非用于后续的色素分离步骤,分离通常依赖层析液,C错误;
D、树叶变色并脱落是植物为适应环境变化,如低温、光照减少,而采取的生存策略,属于适应性特征的表达,D错误。
故选B。
【分析】叶绿体内含有的色素主要包括两大类:叶绿素和类胡萝卜素。其中叶绿素可进一步细分为叶绿素a与叶绿素b,类胡萝卜素则包含胡萝卜素和叶黄素两种类型。在光合作用的光吸收阶段,叶绿素分子主要捕获红光和蓝紫光,而类胡萝卜素则对蓝紫光具有更强的吸收能力。
3.【答案】B
【知识点】胞吞、胞吐的过程和意义;物质进出细胞的方式的综合;被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、水分子进出细胞的方式包含自由扩散与协助扩散两种途径,而最新研究指出,通过水通道蛋白实现的协助扩散是其更主要的运输方式,A正确;
B、通道蛋白的功能具有专一性,其仅能参与协助扩散过程,无法介导其他类型的物质运输,B错误;
C、细胞内外离子浓度差的维持,通常需要逆浓度梯度进行物质运输,这一过程属于主动运输,而主动运输需消耗细胞代谢提供的能量,C正确;
D、通常情况下,小分子物质进出细胞以自由扩散、协助扩散和主动运输为主要方式,但部分小分子(如神经递质等)也可通过胞吐作用排出细胞,D正确。
故选B。
【分析】小分子、离子物质跨膜运输的方式比较
  自由扩散 协助扩散 主动运输
方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度 逆浓度梯度
是否需要转运蛋白参与 否 是 是
是否消耗能量 否 否 是
举例 水、CO2、O2、甘油、苯、酒精 红细胞吸收葡萄糖 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖、K+
4.【答案】C
【知识点】肺炎链球菌转化实验;DNA分子的复制;血糖平衡调节;细胞学说的建立、内容和发展
【解析】【解答】A、不完全归纳法是一种基于对某一类事物中部分对象的观察,当这些对象具有某种属性时,便推断该类事物全体对象均具有该属性的归纳方法。科学家通过显微镜观测了大量细胞样本,在此基础上建立细胞学说,正是采用了不完全归纳法,A正确;
B、假说-演绎法的实施步骤为:在观察与分析基础上提出科学问题后,通过逻辑推理与科学想象构建解释问题的假说,再依据假说推导出可检验的结论,即演绎推理,最终通过实验验证结论的正确性。在探索DNA复制方式的研究中,科学家首先提出"DNA半保留复制"的假说,随后通过密度梯度离心实验验证该假说,这一过程符合假说-演绎法的应用特征,B正确;
C、加法原理指通过人为引入特定因素,探究该因素与研究对象某特性之间的因果关系;减法原理则通过人为排除特定因素,验证该因素与研究对象某特性之间的关联。在R型菌提取液中添加DNA酶等水解酶的操作,实质是去除了DNA这一关键因素,属于减法原理的应用,而非加法原理,C错误;
D、摘除糖尿病小狗胰腺的实验,应用减法原理排除了胰腺对血糖调节的潜在影响,随后注射胰岛提取物使症状缓解,应用加法原理引入了胰岛提取物这一因素,通过对比实验结果,最终证实了胰岛具有调节血糖的功能,D正确。
故选C。
【分析】1、假说-演绎法:该方法的实施流程为:在观察与分析基础上提出科学问题后,通过逻辑推理与科学想象构建解释问题的假说,进而依据假说推导出可检验的结论(即演绎推理),最终通过实验验证结论的正确性。若实验结果与预期一致则支持假说,若不符则需修正或否定假说。典型案例包括孟德尔对豌豆杂交实验的研究、摩尔根对伴性遗传规律的探索等。
2、类比推理法:类比推理是根据两类对象在部分属性上的相似性,推断它们在其他属性上也可能具有相同特征的一种逻辑方法(已知某一对象具有某属性,推测另一对象可能同样具备)。萨顿提出"基因位于染色体上"的假说时,正是通过类比基因与染色体的行为相似性完成了这一推理过程。
3、模型构建法:模型是为实现特定研究目标而对认识对象所作的简化与概括性描述,既可定性也可定量,表现形式多样:或通过实物、图像等具象化手段呈现,或以抽象符号、公式等表达。按类型可分为物理模型、概念模型、数学模型等。其中,物理模型以实物或图画形式直观展现对象特征,如沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型即属于此类。
4、放射性同位素标记法:该方法通过放射性同位素对特定物质进行标记,以追踪其运动与变化规律。经典应用案例为噬菌体侵染细菌实验,通过标记DNA和蛋白质,明确揭示了遗传信息的传递途径。
5.【答案】B
【知识点】基因突变的特点及意义;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、DNA聚合酶在DNA复制过程中与模板链的5’端结合,催化子链沿5’→3’方向延伸;RNA聚合酶在转录过程中同样与模板链的5’端结合,催化RNA链沿5’→3’方向合成,A错误;
B、基因表达包含转录与翻译两个核心环节,其中RNA聚合酶负责催化转录过程。若R5能够与RNA聚合酶结合并抑制其活性,则可能直接减缓转录效率,进而降低后续蛋白质的合成速率,B正确;
C、 呼吸酶基因的模板链是特定的一条DNA链(非随机选择),因此在DNA复制过程中,两条单链不会同时作为模板进行互补链合成,不会发生所谓的"撞车"现象,C错误;
D、神经元作为高度分化的细胞,通常不再进行分裂,DNA复制活动极少。即使RNA聚合酶活性过高,理论上可能与假设存在的DNA聚合酶发生冲突,但由于神经元本身不依赖DNA复制功能,若无法合成R5,其基因突变概率并不会因此显著增加,D错误。
故选B。
【分析】DNA复制是一个边解旋边复制的过程,需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板,通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。
6.【答案】C
【知识点】基因突变的特点及意义;基因频率的概念与变化;自然选择与适应;变异是自然选择的原材料
【解析】【解答】A、 突变的"益"与"害"并非绝对,其表现取决于生物所处的具体环境条件。同一突变在不同环境中可能产生截然不同的效应:例如耐旱基因在干旱环境下能提升生存能力,但在多雨环境中却可能因能量利用效率降低而成为不利因素,A正确;
B、等位基因的形成源于基因突变,作为生物变异的根本来源,它持续为自然选择提供原始材料,进而推动进化进程,B正确;
C、在有性生殖过程中,基因重组等机制促使有害突变与有利突变更易发生分离;而无性生殖中基因往往呈连锁传递状态。因此,相较于无性生殖物种,有性生殖物种中有利突变被连带清除的概率更低,C错误;
D、背景选择通过淘汰部分个体,直接导致中性突变基因在种群中的频率发生改变,D正确。
故选C。
【分析】以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释:
①适应是自然选择的结果;
②种群是生物进化的基本单位;
③突变和基因重组提供进化的原材料,自然选择导致种群基因频率的定向改变,进而通过隔离形成新的物种;
④生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程;生物多样性是协同进化的结果。
7.【答案】D
【知识点】免疫系统的结构与功能
【解析】【解答】 A 、母体在妊娠期间会出现免疫功能的适度下调,这一调整属于适应性生理变化。由于胚胎细胞对母体而言属于"非己"成分,免疫功能的适度下调可降低母体免疫系统对胚胎细胞的排斥反应,从而为胎儿在母体内的正常发育提供保障,A正确 ;
B 、题干提到"胎盘细胞转录的特殊RNA会被自身细胞误判为病毒核酸",据此可推测该RNA的碱基序列与某种病毒核酸存在高度相似性,B正确 ;
C 、当特殊RNA被识别为病毒核酸后,会触发信号传递,诱导其他细胞合成干扰素等细胞因子。这些细胞因子能够激活免疫细胞的活性,提升机体对多种病原体的防御能力,此过程属于机体正常的免疫应答机制,C正确 ;
D、虽然胎盘细胞转录的特殊RNA能通过诱导免疫应答保护胎儿,但若合成的特殊RNA片段过量,可能导致免疫反应过度,进而对胎儿造成免疫损伤等不良影响,因此并非特殊RNA合成量越多越有利,D错误。
故选D。
【分析】1、免疫调节机制:免疫系统的核心功能在于区分"自身"与"非己"成分,通过精准识别实现对非己成分的免疫应答,同时建立免疫耐受机制以避免对自身组织发起攻击。
2、免疫应答的启动与执行:当病原体等抗原侵入机体时,免疫细胞会对其表面特征进行特异性识别,进而触发级联式免疫反应,最终通过多种免疫效应机制完成病原体的清除。
3、核酸的序列特性与免疫关联:核酸分子所携带的遗传信息由其碱基排列顺序直接决定,而碱基序列的相似性可能导致免疫系统在识别过程中产生交叉反应。
8.【答案】C
【知识点】生态系统的结构;生态系统的物质循环
【解析】【解答】A、碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以CO2形式进行:无机环境中的CO2通过光合作用被生物群落吸收,而生物群落中的碳则通过呼吸作用以CO2形式释放回无机环境,A正确;
B、根据图示信息,碳可沿着浮游植物→浮游动物构成的食物链与食物网传递,最终形成颗粒有机碳,这一过程符合生态系统的物质流动规律,B正确;
C、 海洋表层光照强度虽能影响浮游植物的光合作用速率,但海洋微型生物碳泵的碳汇效率还受微生物活性、有机碳分解速率等多重因素调控,因此仅强调光照强度的影响并不全面,C错误;
D、由图可知,海洋微型生物碳泵能够将溶解有机碳转化为难以被降解的惰性有机碳并长期储存,这一机制减少了活跃碳的释放,有助于降低大气中CO2浓度,从而缓解温室效应,D正确。
故选C。
【分析】组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素,都在不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落到非生物环境的循环过程,这就是生态系统的物质循环。
9.【答案】D
【知识点】水盐平衡调节;血压调节
【解析】【解答】A、当大出血引发血压急剧降低时,机体将增加抗利尿激素(ADH)的分泌。该激素的作用是增强肾小管和集合管对水分的重吸收能力,A错误;
B、大出血会导致血液中钠离子浓度下降。为应对此情况,肾上腺皮质将提升醛固酮的分泌水平,其功能是刺激肾小管和集合管重吸收钠离子,从而帮助稳定血钠含量,B错误;
C、虽然下丘脑负责感知体内渗透压的变化,但口渴感觉的形成实际上发生在大脑皮层,C错误;
D、ADH 能够作用于动脉血管的平滑肌细胞,诱导其收缩。这一现象表明,ADH 可以改变平滑肌细胞的膜电位状态,进而触发相应的细胞生理反应,D正确。
故选D。
【分析】当人饮水不足或吃的食物过咸时,细胞外液渗透压会升高,下丘脑中的渗透压感受器会受到刺激下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加,从而促进肾小管和集合管对水分的重吸收,减少了尿量的排出,保留了体内的水分,使细胞外液的渗透压趋向于恢复正常。外,当大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,肾上腺皮质增加分泌醛固酮,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡。
10.【答案】C
【知识点】体温平衡调节;免疫学的应用
【解析】【解答】A、机体发热的主要原因在于病毒感染触发的免疫反应增强了产热过程,A错误;
B、运动神经元损伤主要损害传出神经功能,通常不会直接影响机体感受外界刺激的能力,也不会直接造成认知与记忆功能减退,B错误;
C、患者表现出下肢瘫痪症状。由于控制下肢运动的神经元位于脊髓腰段,可以推断该部位的病毒损伤破坏了相关运动神经元,C正确;
D、灭活疫苗的接种目的是预防脊髓灰质炎的发生,而非用于该病的治疗。对于已患病的个体,需结合具体症状采取针对性医疗措施进行治疗,D错误。
故选C。
【分析】人体体温调节要点:
①核心机制: 机体通过精细调节,使产热过程与散热过程保持动态平衡,从而维持体温相对恒定。
②寒冷环境下的调节:
促进产热: 主要通过骨骼肌不自主战栗(寒战)、立毛肌收缩(起鸡皮疙瘩)以及增加甲状腺激素和肾上腺素的分泌(促进代谢产热)来实现。
减少散热: 主要通过收缩皮肤血管以减少血流量,以及抑制汗腺分泌来实现。
③ 炎热环境下的调节: 主要依赖增强散热机制来维持体温稳定,具体方式包括汗腺分泌活动显著增加(通过汗液蒸发散热)以及皮肤血管扩张(增加皮肤血流量以促进散热)。
11.【答案】D
【知识点】培养基概述及其分类;其他微生物的分离与计数
【解析】【解答】A、厨房下水道富含淀粉等有机物,这种环境可能筛选并富集了具备淀粉降解能力的微生物。因此,从该环境取样微生物,符合生物体特性与其生存环境相适应的基本原理,即微生物在长期进化中形成了适应特定环境的代谢能力,A正确;
B、为高效筛选目标降解菌,需配制以淀粉为唯一碳源的选择培养基。在此条件下,仅能利用淀粉作为碳源的微生物才能生长繁殖,从而有效富集目标菌株,B正确;
C、固体培养基 X 因其凝固特性,可使微生物形成独立的单菌落。通过在培养基中添加碘液,可观察菌落周围是否形成透明圈,并依据透明圈的大小初步判断菌株降解淀粉的效率高低,C正确;
D、Y 培养基为液体培养基,适用于微生物的扩大培养。虽然可用显微镜直接计数法对其进行计数,但不能用于依赖菌落形成的平板计数法,D错误。
故选D。
【分析】微生物培养基通常包含水、碳源、氮源和无机盐作为基本成分,同时还需满足微生物生长对pH值、特殊营养物质(如生长因子)以及氧气等环境条件的要求。值得注意的是,对于异养微生物而言,某些同时含有碳(C)和氮(N)元素的化合物(例如蛋白胨、牛肉膏等)在培养基中扮演着双重角色,它们既可作为碳源,也能作为氮源。这表明,培养基中的单一化合物并非仅承担一种营养功能,而是可能同时提供多种必需的营养要素。
12.【答案】B
【知识点】果酒果醋的制作;灭菌技术
【解析】【解答】A、观察曲线图可知,甲组(5%蔗糖溶液 + 蒸煮过的糯米)和乙组(蒸煮过的糯米)在相同时间内酒精相对含量变化趋势相近,这表明酵母菌分解利用蔗糖和糯米淀粉的效率相近,A正确;
B、酵母菌的代谢特性决定了其发酵过程对氧气的需求具有阶段性:在发酵初期通入适量氧气,可促进酵母菌进行有氧呼吸并快速增殖;而后期维持无氧环境则有利于其进行无氧呼吸并高效产生酒精。因此,无需全程保持严格无氧条件,B错误;
C、图中甲组添加蔗糖的酒精含量普遍高于乙组,说明添加白砂糖主要成分为蔗糖能为酵母菌提供更易于直接利用的现成碳源,从而有效提升酒精发酵的效率,C正确;
D、家庭酿酒环境难以实现完全灭菌,但通过基本的清洁措施如充分清洗器具并使用沸水消毒,可显著抑制杂菌生长,减少其对发酵过程的干扰或竞争,有助于确保酿酒的顺利进行,D正确。
故选B。
【分析】酵母菌作为果酒酿造的必需微生物,其兼性厌氧特性至关重要。在氧气充足的环境中,酵母菌主要进行有氧呼吸,将可发酵性糖类转化为二氧化碳和水,并在此过程中大量增殖;而当处于无氧环境时,酵母菌则转而进行酒精发酵,产生酒精。
13.【答案】D
【知识点】细胞周期;有丝分裂的过程、变化规律及其意义
【解析】【解答】A 、一个完整的细胞周期定义为:从一次细胞分裂结束开始,到下一次细胞分裂结束为止。其正确阶段顺序应为 G1期 → S期 → G2期 → M期,A错误;
B、S期的核心事件是DNA复制。因此,进入G2期的细胞,其细胞核内DNA含量已经完成了加倍。若某生物体细胞的染色体数为2n,则G2期细胞的细胞核DNA含量应为4n ,B错误;
C 、根据题干描述,Cdc25蛋白的作用是激活cyclin-CDK复合物;而活化的cyclin-CDK复合物反过来又能激活更多的Cdc25。这种相互强化的作用机制:一方激活导致另一方活性增强,后者又进一步促进前者的激活,属于典型的正反馈调节,而非负反馈调节,C错误;
D 、CDK是驱动细胞周期进程的核心调控因子。抑制CDK活性会阻滞细胞周期在特定阶段。由于癌细胞的核心特征之一是无限增殖,因此,抑制CDK活性可以有效地阻断癌细胞的细胞周期进程,遏制其增殖,D正确。
故选D。
【分析】连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期。一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期(M)。细胞分裂的间期分为三个阶段:G1期即DNA合成前期,进行与复制有关蛋白质和RNA的合成;S期即DNA复制期,进行DNA的复制;G2期即DNA复制后期,进行分裂期有关蛋白质和RNA的合成。
14.【答案】C
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;基因连锁和互换定律;基因在染色体上位置的判定方法;9:3:3:1和1:1:1:1的变式分析
【解析】【解答】A、甲植株自交后代分离比为:抗除草剂红花 : 抗除草剂白花 : 不抗除草剂红花 : 不抗除草剂白花 = 3 : 0 : 0 : 1。该结果表明白花植株均不抗除草剂,且缺失不抗除草剂红花类型。这提示甲植株的抗除草剂基因可能以多拷贝形式插入,并与红花基因紧密连锁,导致二者难以自由组合,A错误;
B、乙植株自交后代中,四类表现型的比例为0∶15∶0∶1,即抗除草剂与不抗除草剂的比例为15∶1,且所有抗除草剂个体均为白花。这一现象表明,乙植株的抗除草剂基因可能以多拷贝形式插入,且其中一个拷贝恰好插入了红花基因内部,导致红花基因功能被破坏,B错误;
C、丙植株自交后代的表型比例为抗除草剂红花∶抗除草剂白花∶不抗除草剂红花∶不抗除草剂白花=9∶3∶3∶1。这一比例符合基因自由组合定律的典型特征,说明控制抗除草剂性状与花色性状的基因位于非同源染色体上,且抗除草剂基因至少实现了单一位点的有效插入,C正确;
D、丁植株自交后代的表型比例为45∶15∶3∶1,四类表型比例之和为64(即43),提示该性状由三对独立遗传的等位基因控制。其中,抗除草剂与不抗除草剂的比例为15∶1((3:1)2),说明控制抗除草剂性状的为两对独立遗传的等位基因;红花与白花的比例为3∶1,说明控制花色的为一对等位基因。由此可推断,丁植株的抗除草剂基因以双拷贝形式插入,且未插入花色基因所在的染色体,D错误。
故选C。
【分析】基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
15.【答案】C
【知识点】突触的结构;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、图中①为突触后膜,并非突触前膜,A错误;
B、谷氨酸通常由上一神经元的轴突末梢释放,而非树突末梢,B错误;
C、b过程中,谷氨酸与受体结合后引发膜电位变化并激活下游离子通道,属于化学信号向电信号的转化,C正确;
D、VGCC开放后,Ca2+顺浓度梯度进入神经元,该过程为协助扩散而非主动运输,D错误。
故选C。
【分析】神经冲动在神经纤维上的产生和传导:
①在未受到刺激时,神经纤维处于静息状态。此时,神经细胞外的钠离子浓度比膜内要高,钾离子浓度比膜内低,而神经细胞膜对不同离子的通透性各不相同:静息时,膜主要对钾离子有通透性,造成钾离子外流,使膜外阳离子浓度高于膜内。由于细胞膜内外这种特异的离子分布特点,细胞膜两侧的电位表现为内负外正,这称为静息电位。
②当神经纤维某一部位受到刺激时,细胞膜对钠离子的通透性增加,钠离子内流,这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化,表现为内正外负的兴奋状态。此时的膜电位称为动作电位。而邻近的未兴奋部位仍然是内负外正。在兴奋部位和未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动,这样就形成了局部电流。
③这种局部电流又刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化,如此进行下去,将兴奋向前传导,后方又恢复为静息电位。
16.【答案】B
【知识点】其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、实验中主动操纵的变量为自变量,即外源激素种类与浓度;其他可能影响结果但非研究重点的因素,如温度、pH、培养基类型等属于无关变量,需保持一致,A正确;
B、对照组生根率为26%,而2mg/L外源NAA处理组生根率达68%,显著高于对照组,表明该浓度NAA对蔓越莓组培苗生根起促进作用,而非抑制作用,B错误;
C、外源激素作为信号分子,不直接参与细胞代谢活动,而是通过调控相关基因的表达,间接影响植物生长等生理过程,C正确;
D、表格数据显示,IBA1mg/L处理组生根率最高;若需探究其生根机理,宜选择该最优浓度进行处理,并同步设置不添加IBA的空白对照,以便通过对比分析揭示作用机制,D正确。
故选B。
【分析】1、基于表格数据分析,实验自变量为激素类型及其浓度梯度,观测指标(因变量)为组培苗生根率。
2、生长素的核心生理功能包括:促进细胞伸长生长、诱导扦插枝条生根、调控果实发育;其作用效果具有浓度依赖性——低浓度时表现为促进生长,而当浓度升高至一定阈值后则转为抑制效应。
17.【答案】(1)未种植老芒麦的沙地;样方
(2)植物群落盖度提高,物种丰富度增加,使群落结构更加复杂
(3)植物凋落物增加了土壤有机物来源
(4)选择适合当地生境的物种进行植被恢复(重建植被恢复所必需的土壤微生物群落;合理控制对生态系统的干扰强度等)
【知识点】种间关系;生态系统的稳定性;生态工程依据的生态学原理;群落的概念及组成
【解析】【解答】(1)本实验旨在评估植被恢复措施对高寒地区沙化脆弱生态系统的修复效果,实验自变量包含植被恢复与否及恢复时长,对照组需设置为未种植老芒麦的沙地。植物群落丰富度的调查可采用样方法。
(2)图示结果表明,随着老芒麦种植年限的延长,植被恢复过程中植物群落盖度逐步提升,物种丰富度显著增加,推动群落结构向复杂化演替,从而增强了高原沙化区域对环境变化的抵御能力。
(3)种植老芒麦开展植被恢复后,植物非生长季节(10月~次年4月)的土壤微生物(细菌)丰富度明显高于生长季节(5~9月)。这一现象可能由两方面原因导致:其一,生长季节植物与土壤微生物存在养分竞争,抑制了微生物的生长繁殖;其二,非生长季节植物凋落物的增加为土壤提供了更多有机物质,促进了微生物的增殖。
(4)生态工程遵循自生、协调、循环和整体等基本原理,具体实践中可选择适应当地生境的物种开展植被恢复(例如重建植被恢复所需的土壤微生物群落,或合理控制对生态系统的干扰强度等)。
【分析】1、不同的生态系统在这两种稳定性的表现上有着一定的差别。一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高。
2、生态工程遵循整体、协调、循环、自生等基本原理。
(1)本实验是探究植被恢复对高寒地区沙化脆弱生态系统的恢复效应,自变量为是否恢复植被以及植被恢复的时间,对照组(CK)的设置应为未种植老芒麦的沙地。调查植物群落丰富度可采用样方法。
(2)由图可知,在植被恢复的过程中,随着种植老芒麦年限的增加,植物群落盖度提高,物种丰富度增加,使群落结构更加复杂,高原沙化地抵御环境变化的能力增强。
(3)种植老芒麦进行植被恢复后,在植物非生长季节(10月~次年4月),土壤微生物(细菌)丰富度明显高于生长季节(5~9月),分析原因可能有二:一是生长季节植物和土壤微生物竞争养分,限制了微生物的生长和繁殖;二是非生长季节植物凋落物增加了土壤有机物来源,有利于微生物增长。
(4)生态工程原理有自生、协调、循环和整体,可选择适合当地生境的物种进行植被恢复(重建植被恢复所必需的土壤微生物群落;合理控制对生态系统的干扰强度等)。
18.【答案】(1)ATP和NADPH
(2)气孔(部分)关闭;CO2吸收减慢/少
(3)
处理 气孔导度/气孔开放情况/CO2吸收量 苹果酸含量/pH值
白天 白天 夜间 夜间
L        
M        
H        
CK        
(4)生长前期保持湿润,使植株快速生长保证产量;生长后期重度干旱处理,提高活性成分含量提升品质
【知识点】影响光合作用的环境因素;光合作用原理的应用
【解析】【解答】(1)光反应的产物包含ATP和NADPH,因此与正常供水相比,干旱胁迫下光合色素总量的增加,可增强光反应合成ATP和NADPH的能力,进而促进对固定CO2的充分利用,最终维持光合速率。
(2)干旱条件下,气孔部分关闭虽减少了水分散失,但也导致CO2吸收速率减缓,这是光合速率下降的重要原因。
(3)鉴于不同处理下铁皮石斛的碳同化途径可在C3途径,白天气孔开放,直接吸收CO2参与暗反应与CAM途径夜间气孔开放吸收CO2合成苹果酸,白天气孔关闭时苹果酸分解释放CO2参与暗反应之间切换,因此需通过检测孔导度或气孔开放程度、CO2吸收量及苹果酸含量或细胞pH等指标,探究4种处理下其碳同化途径的具体模式。表格如下:
处理 孔导度/气孔开放情况/CO2吸收量 苹果酸含量/pH
白天 白天 夜间 夜间
L
M
H
CK
(4)基于实验结果,提出分阶段调控策略:生长前期维持适宜湿度,促进植株快速生长以保障产量;生长后期实施重度干旱胁迫,通过提升活性成分含量来优化品质。
【分析】本实验旨在探究干旱胁迫对铁皮石斛生理特性及品质的影响。根据表格数据,实验的自变量设置为是否正常供水,因变量则涵盖植株鲜重、光合色素总量、多糖含量及总黄酮总量。
(1)光反应的产物有ATP和NADPH,因此与CK处理相比,干旱胁迫下光合色素总量增加,能增强光反应合成ATP和NADPH的能力,有利于充分利用固定的CO2,维持光合速率。
(2)干旱条件下气孔(部分)关闭,水分散失减少,CO2吸收减慢,导致光合速率下降。
(3)由于不同条件下铁皮石斛的碳同化途径可在C3途径(白天气孔开放,吸收CO2参与暗反应)和CAM途径(夜间气孔开放,吸收CO2合成苹果酸;白天气孔关闭,苹果酸释放CO2参与暗反应)之间切换,因此选择孔导度/气孔开放情况/CO2吸收量、苹果酸含量/pH探究4种处理下铁皮石斛的碳同化途径。表格如下:
处理 孔导度/气孔开放情况/CO2吸收量 苹果酸含量/pH
白天 白天 夜间 夜间
L
M
H
CK
(4)根据上述实验结果,制定措施:生长前期保持湿润,使植株快速生长保证产量;生长后期重度干旱处理,提高活性成分含量提升品质。
19.【答案】(1)B细胞(巨噬细胞);抑制
(2)T细胞无法接收到食物信号;过敏原与抗体结合
(3)迁移性DC;与T细胞接触并传递抗原时,生物素标记会转移到DC细胞表面,而被成功标记为生物素阳性细胞主要是迁移性DC
(4)T细胞和迁移性DC;T细胞和驻留性DC;实验组能分化出调节性T细胞,对照组不能分化出调节性T细胞
【知识点】免疫功能异常;免疫系统的结构与功能
【解析】【解答】(1)除已知的抗原呈递细胞(APC)外,常见的类型还包括巨噬细胞、B淋巴细胞等。调节性T细胞通过抑制其他免疫细胞的活性,参与建立对食物抗原的免疫耐受,从而预防过敏反应的发生。
(2)若该类DC缺失,食物抗原无法被有效呈递至T细胞,导致T细胞无法接收相关信号,进而无法增殖分化为调节性T细胞,无法抑制免疫应答,最终使食物成为过敏原。当相同食物再次进入机体时,过敏原会与吸附在肠道细胞表面的抗体结合,促使肠道细胞释放组胺等物质,引发肠道毛细血管扩张、血管壁通透性增加等炎症反应。
(3)图4显示,驻留性DC表面的生物素标记比例显著低于迁移性DC,因此迁移性DC是介导食物抗原免疫耐受的关键类型。其机制在于,当DC与T细胞接触并传递抗原时,生物素标记会转移至DC表面,而成功标记为生物素阳性的细胞主要为迁移性DC。
(4)本实验旨在验证迁移性DC能否诱导T细胞增殖分化为调节性T细胞。实验中自变量为DC类型,因变量为调节性T细胞的数量。通过设置对照实验,实验组培养T细胞与迁移性DC,对照组培养T细胞与驻留性DC,在相同条件下培养一段时间后,预期实验组可分化出调节性T细胞,而对照组无法分化。
【分析】已发生免疫应答的机体,当同一抗原再次进入体内时,可能触发导致组织损伤或功能紊乱的免疫反应,此类反应即为过敏反应,而引发该反应的抗原物质则被称为过敏原。
(1)常见的抗原呈递细胞(APC)还有巨噬细胞、B淋巴细胞等。调节性T细胞通过抑制其他免疫细胞的活性,建立对食物抗原的耐受性,防止过敏反应发生。
(2)该种DC缺失时,无法将食物抗原呈递给T细胞,T细胞无法接收到食物信号,不能使T细胞增殖分化为调节性T细胞,从而无法抑制免疫反应,导致食物成为过敏原。当相同食物再次进入机体时,过敏原与吸附在肠道细胞表面的抗体结合,使肠道细胞释放组胺等引发肠道毛细血管扩张,血管壁通透性增强等炎症反应。
(3)从图4可以看出,驻留性DC表面有生物素标记的比例远低于迁移性DC,所以迁移性DC是对食物抗原免疫耐受的关键DC类型,原因是与T细胞接触并传递抗原时,生物素标记会转移到DC细胞表面,而被成功标记为生物素阳性细胞主要是迁移性DC。
(4)本实验的目的是验证迁移性DC能使T细胞增殖分化为调节性T细胞,自变量为DC的类型,因变量为调节性T细胞的数量,设置对照实验,实验组培养的细胞为T细胞和迁移性DC,对照组培养的细胞为T细胞和驻留性DC,在相同条件下培养一段时间,预期结果是实验组能分化出调节性T细胞,对照组不能分化出调节性T细胞。
20.【答案】(1)miRNA与mRNA结合形成双链结构,阻碍了核糖体在mRNA上的移动(结合)
(2)渐次升高
(3)提高miR-3p的表达/合成;miR-3p能提高耐药细胞GR对吉西他滨的敏感性(miR-3p能促进GR细胞的凋亡)
(4)等量的minics和minicsNC;检测两组细胞的PI3K蛋白的含量;实验组PI3K蛋白水平低于对照组
【知识点】细胞的凋亡;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)翻译过程依赖核糖体作为场所,且mRNA必须与核糖体结合才能启动翻译,因此推测miRNA可能通过与mRNA结合形成双链结构,阻止其与核糖体的结合,最终导致翻译终止。
(2)构建耐药癌细胞系时,需使胰腺癌细胞逐步适应吉西他滨的作用:通过在浓度逐渐升高的吉西他滨培养液中培养,促使细胞逐步产生耐药性,最终获得稳定的耐药细胞系。
(3)图示结果显示,导入minics组的miR-3p相对表达量显著高于minics NC组,表明minics能够提升miR-3p的表达水平;进一步用一定浓度吉西他滨处理GR细胞后,导入minics组(miR-3p高表达)的细胞凋亡率高于minics NC组,说明miR-3p高表达时,细胞对吉西他滨的敏感性增强,即miR-3p可提高耐药GR细胞对吉西他滨的敏感性(或促进GR细胞凋亡)。
(4)为探究miR-3p的作用机制,将等量的GR细胞分为两组:一组导入适量minics,另一组导入等量minics NC,在相同适宜条件下培养;由于需验证其是否通过影响PI3K/AKT信号通路来改变癌细胞对吉西他滨的敏感性,因此需检测两组中PI3K/AKT信号通路相关蛋白(如PI3K、AKT蛋白)的表达水平,以及癌细胞对吉西他滨的敏感性指标(如细胞凋亡率,因PI3K蛋白具有抑制凋亡的作用,若信号通路受影响,凋亡率会变化,从而反映敏感性差异);若实验组PI3K蛋白水平低于对照组,则可说明miR-3p通过调控PI3K/AKT信号通路来改变癌细胞对吉西他滨的敏感性。
【分析】基因的表达包括转录和翻译两个过程:
1、RNA是在细胞核中,通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的,这一过程叫作转录。
2、游离在细胞质中的各种氨基酸,就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质,这一过程叫作翻译。
(1)核糖体是翻译的场所,mRNA需与核糖体结合才能进行翻译,所以推测是miRNA与mRNA结合,形成双链结构,阻碍了mRNA与核糖体结合,导致翻译中止;
(2)要构建耐药癌细胞系,需让胰腺癌细胞逐渐适应吉西他滨的作用,在吉西他滨浓度渐次升高的培养液中培养,能使细胞逐渐产生耐药性,从而获得稳定的耐药细胞系;
(3)由图可知,导入minics组的miR-3p相对表达量远高于 minics NC组,说明minics的作用是提高miR-3p的表达(或合成);用一定浓度吉西他滨作用于处理后的GR细胞,导入minics 组(miR-3p 水平高)细胞凋亡率高于minics NC 组,说明 miR-3p 水平高时,细胞对吉西他滨更敏感,即miR-3p能提高耐药细胞GR对吉西他滨的敏感性(miR-3p能促进GR细胞的凋亡);
(4)为探究miR-3p的作用,将一定数量的GR细胞均分为两组,一组导入适量的minics,另一组导入等量的minicsNC,然后,在相同且适宜的条件下培养一定时间;因为要探究是否通过影响PI3K/AKT信号通路来改变癌细胞对吉西他滨的敏感性,所以应检测两组细胞中PI3K/AKT信号通路相关蛋白的表达量(如PI3K蛋白、AKT蛋白的表达量)以及癌细胞对吉西他滨的敏感性(如癌细胞的凋亡率等,因为PI3K蛋白抑制细胞凋亡,若信号通路受影响,凋亡率会改变,从而反映对吉西他滨的敏感性);若实验组PI3K蛋白水平低于对照组,则说明miR-3p通过影响PI3K/AKT信号通路来改变癌细胞对吉西他滨的敏感性。
21.【答案】(1)DNA分子具有双螺旋结构;P1和P4;GACCCCAGCTCCAAAGCT;NdeⅠ、NotⅠ
(2)Nb205-48可同时与FMDV及cRBC反应,且反应性能与Nb205和NbRBC48无明显差异
(3)与传统检测方法进行灵敏度/准确性/效率比较(检测方法的稳定性;与其他病毒有无交叉反应等)
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;基因工程的应用;基因工程的基本工具(详细);基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)①基因是具有遗传效应的DNA片段,两个不同基因能够融合的结构基础在于DNA具有相似的结构特征,即DNA分子呈双螺旋结构。
②结合图示可知,扩增过程为:先利用引物对(P1、P2)和(P3、P4)分别扩增获得目的链1和目的链2,随后仅使用P1、P4进行第二轮PCR即可得到融合基因;引物需与模板的3'端结合,据图可知,引物P2中决定linker的碱基序列为5'-GACCCCAGCTCCAAAGCT-3',该序列编码了连接肽的氨基酸序列,保障两个基因片段的正确连接。
③构建基因表达载体时,需用限制酶对质粒和融合基因进行酶切处理,以实现融合基因向质粒中的插入。根据引物P1和P4的序列,P1含NdeⅠ限制酶切位点(CATATG),P4含NotⅠ限制酶切位点(GCGGCCGC),因此需选用NdeⅠ和NotⅠ两种限制酶对质粒及融合基因进行酶切,以保证融合基因的正确插入。
(2)分析题图,与缓冲液组相比,Nb205-48组的FMDV和cRBC含量均显著升高,表明该双特异纳米抗体可同时结合FMDV与cRBC,且其反应性能与Nb205、NbRBC48无显著差异,此结果验证了其双特异性功能,说明其可用于FMDV抗原的检测。
(3)推广融合双抗Nb205-48前,需开展的研究包括:灵敏度与准确性验证(进一步确认融合双抗是否仅特异性结合FMDV抗原,而不与其他病毒或物质发生交叉反应);稳定性评估(检测方法的可靠性);以及与其他病毒的交叉反应性研究等。
【分析】基因工程技术的基本操作流程:
1、目的基因的筛选与获取:从已知结构的基因中进行筛选,然后可以从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
2、基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
3、将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样;导入植物细胞一般选用农杆菌转化法,导入动物细胞采用显微注射技术,导入微生物细胞用钙离子处理使其处于感受态。
4、目的基因的检测与鉴定。分子水平上的检测;①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因;②检测目的基因是否转录出了mRNA;③检测目的基因是否翻译成蛋白质:抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
(1)①基因是有遗传效应的DNA片段,两个不同的基因得以融合的结构基础是具有相似的DNA结构,即DNA分子具有双螺旋结构。
②结合图示可知,先分别用(P1、P2)与(P3、P4)扩增得到目的链1和目的链2,再仅使用P1、P4进行第二轮PCR即能获得融合基因;引物需要与模板的3'端结合,据图可知,引物P2中决定linker的碱基序列是5'-GACCCCAGCTCCAAAGCT-3',这段序列编码了连接肽的氨基酸序列,确保两个基因片段能够正确连接。
③在构建基因表达载体时,需要使用限制酶对质粒和融合基因进行酶切,以便将融合基因插入到质粒中。根据引物P1和P4的序列,P1中含有NdeⅠ限制酶切位点(CATATG),P4中含有NotⅠ限制酶切位点(GCGGCCGC)。因此,需要使用NdeⅠ和NotⅠ这两种限制酶对质粒和融合基因进行酶切,确保融合基因能够正确插入到质粒中。
(2)分析题图,与缓冲液相比,Nb205-48组别的FMDV和cRBC含量均显著升高,说明Nb205-48可同时与FMDV及cRBC反应,且反应性能与Nb205和NbRBC48无明显差异这一结果验证了双特异纳米抗体的功能,表明其能够用于FMDV抗原的检测。
(3)在对融合双抗Nb205-48进行推广前,还需进行的研究有灵敏度/准确性(进一步验证融合双抗是否只与FMDV抗原结合,而不与其他病毒或物质发生交叉反应)/效率比较(检测方法的稳定性;与其他病毒有无交叉反应等)。
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