2023年北京市朝阳区高考生物一模试卷(含解析)
2023年北京市朝阳区高考生物一模试卷
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
题号 一 二 总分
得分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题(本大题共15小题,共30.0分)
1. 脂滴是真核细胞的一种细胞器,由单层磷脂分子包裹脂肪构成。下列表述不合理的是( )
A. 脂滴中的脂肪可能来源于内质网 B. 脂滴的膜与线粒体的膜结构相同
C. 脂滴中的脂肪能够为细胞提供能量 D. 脂滴单层磷脂分子的尾部朝向内部
2. 端粒酶由蛋白质和RNA组成,能以自身RNA为模板修复端粒,其活性在正常细胞中被抑制,在肿瘤细胞中被重新激活。研究芪莲舒痞颗粒(QLSP)对胃炎模型鼠胃黏膜细胞端粒酶活性的影响,结果如图。下列叙述错误的是( )
A. 端粒酶是一种逆转录酶,可被RNA酶彻底降解
B. 相对正常鼠,胃炎模型鼠的黏膜细胞更易癌变
C. 随QLSP浓度升高,实验组端粒酶活性逐渐降低
D. 测定端粒酶活性时,应控制温度、pH等一致
3. 研究者利用黄瓜纯合雌雄同株品系甲培育出全雌株(只有雌花)品系乙。甲乙杂交,F1表现为全雌。给甲施加乙烯,可增加雌花的比例。据此判断错误的是( )
A. 雌雄同株和全雌株由一对基因控制 B. 全雌株相对于雌雄同株是显性性状
C. 性状是基因与环境共同作用的结果 D. 不同的激素水平会影响性别的分化
4. 研究者调查了G0代青春期前的食物供应情况及G2代的健康状况,如表。
G0代 G2代相关疾病死亡率相对值
糖尿病并发症 心血管病 癌症
营养过剩 1.62 1.55 1.68
营养正常 1.00 1.00 1.00
营养缺乏 1.07 0.93 1.09
下列说法不正确的是( )
A. 相对于营养缺乏,营养过剩对后代健康的影响更大
B. G0代在青春期前经常摄入高脂食物,G2代死亡率提高
C. G0代对G2代相关疾病死亡率的影响可能由表观遗传引起
D. G2代的生活方式及营养获取方式对其死亡率无影响
5. 光呼吸是植物利用光能,吸收O2并释放CO2的过程。研究者将四种酶基因(GLO、CAT、GCL、TSR)导入水稻叶绿体,创造了一条新的光呼吸代谢支路(GCGT支路),如图虚线所示。据图分析,下列推测错误的是( )
A. 光呼吸时C5与O2的结合发生在线粒体内膜上
B. 光呼吸可以将部分碳重新回收进入卡尔文循环
C. GCGT支路有利于减少H2O2对叶绿体的损害
D. GCGT支路可以降低光呼吸从而提高光合效率
6. 下丘脑发出的交感神经受损导致患者瞳孔缩小、面部潮红等症状。相关叙述正确的是( )
A. 副交感神经兴奋使瞳孔扩张、血管收缩
B. 交感神经与副交感神经对同一器官的作用往往相同
C. 在暗处交感神经活动占优势,患者瞳孔扩张相对缓慢
D. 患者眼部相关肌肉上的交感神经受体敏感性降低
7. 呼吸性碱中毒是指肺过度通气使血浆H2CO3浓度或动脉血CO2分压(PaCO2)降低而导致pH升高的现象,患者可能出现眩晕、手足麻木、抽搐等症状。相关叙述错误的是( )
A. 患者内环境pH大于7.45
B. 维持内环境pH稳态只依靠呼吸系统
C. 情绪激动时呼吸急促可能引起呼吸性碱中毒
D. 可用大纸袋捂住患者口鼻增加PaCO2以缓解症状
8. 乙烯信号通路中的关键蛋白能结合在赤霉素(GA)水解酶的启动子区域。研究乙烯和GA在水稻初生根发育过程中的作用,结果如图。乙组GA含量在添加乙烯前后无差异,丙组添加乙烯后GA含量显著降低。据此不能得出的结论是( )
A. 乙烯对初生根的生长有一定的抑制作用 B. 赤霉素对初生根的生长有一定的促进作用
C. 外施乙烯能抑制丙组GA水解酶基因表达 D. 乙烯还可能通过其他机制抑制初生根生长
9. 滩涂围垦是沿海地区主要的土地利用方式。调查不同围垦阶段的土壤动物群落组成,结果如图。相关叙述正确的是( )
A. 可采用标记重捕法调查土壤小动物的丰富度
B. 不同土壤动物多度均随围垦年限增加而增加
C. 不同季节土壤动物种类存在差异是群落演替的结果
D. 影响土壤动物多度的生物因素在不同阶段存在差异
10. 猪笼草往往笼口光滑并能分泌蜜露诱捕昆虫。研究发现,高山地带的一些猪笼草边沿粗糙利于树鼩、鸟类等在笼内排泄。相关叙述错误的是( )
A. 高山地带的猪笼草可通过捕食昆虫获取足够营养
B. 获取动物排泄物有利于猪笼草获得氮、磷等元素
C. 猪笼草的多样性体现了生物与环境之间的协同进化
D. 猪笼草既属于生产者,也可能属于消费者和分解者
11. 鱼菜共生系统是一种新型种养复合技术,该系统将养殖废水从鱼塘引入水培床,经过微生物的转化及水培床中植物的吸收,净化后的水流回鱼塘。关于该系统的分析,错误的是( )
A. 减少废水排放、减轻水体污染 B. 微生物可促进物质循环利用
C. 蔬菜能获取鱼类粪便中的能量 D. 实现了经济、生态效益双赢
12. 下列生物学实验中,对材料的选择不合理的是( )
A. 物质鉴定一般选择本身无色或色浅的材料
B. DNA粗提取需选择猪血等DNA含量高的材料
C. 可选择植物花药观察减数分裂各时期的图像
D. 选择胚胎或幼龄动物组织进行动物细胞培养
13. 为解决中药藿香种质退化、易感染病虫害等问题,研究者对组织培养不同阶段的藿香进行辐射处理,以期获得性状优良的突变株。据图分析,相关叙述正确的是( )
A. ①②应持续照光以诱导外植体的再分化 B. ③④过程细胞表达基因种类和水平相同
C. 培养材料在射线的作用下发生定向突变 D. 筛选出的优良突变株可再进行快速繁殖
14. CD47在多种肿瘤细胞高表达,通过与巨噬细胞表面SIRPα互作使肿瘤细胞逃避吞噬清除。研究者将CD47鼠源单克隆抗体与表达CD47的非肿瘤细胞共孵育后,加入荧光标记的SIRPα,检测细胞表面的荧光强度,结果如图。相关说法正确的是( )
A. CD47通过与SIRPα互作提高了机体免疫监控能力
B. 制备鼠源单克隆抗体需将人B细胞与小鼠瘤细胞融合
C. CD47鼠源单克隆抗体发挥阻断作用存在剂量依赖效应
D. 非肿瘤细胞替换成肿瘤细胞可检测肿瘤细胞被清除效果
15. 生物武器作为一种大规模杀伤性武器,在人类历史上造成了严重的威胁与伤害,全人类需要严格禁止生物武器。以下做法错误的是( )
A. 遵守不发展、不生产、不储存生物武器公约
B. 发展生物安全前瞻科技、储备生物防御技术
C. 设立相关法律条例保护人类遗传资源信息
D. 改变致病微生物的表面抗原使其难以检测
第II卷(非选择题)
二、探究题(本大题共6小题,共70.0分)
16. 癌细胞在发生与发展过程中存在代谢重编程而有别于正常细胞。研究者对肝癌细胞的代谢进行研究。
(1)癌细胞主要进行 呼吸产生乳酸,呼吸过程的中间产物可转化为氨基酸、核苷酸等物质,进而合成 等生物大分子,为癌细胞增殖提供支持。癌细胞的代谢特点使其对葡萄糖的摄取量 ,同时周围血管发育畸形,从而导致酸性、低糖、低氧肿瘤微环境的出现。
(2)乳酸等非糖物质在肝细胞中可转化为葡萄糖,PCK1是该过程的关键酶之一。研究者在低糖条件下研究PCK1对肝癌细胞增殖的影响,结果如图1。
图1中,甲、乙组的细胞分别是 。结果表明,PCK1可 肝癌细胞增殖。
(3)蛋白质进行糖基化修饰可减少被降解,进而增强其稳定性。研究者检测肝癌组织蛋白的糖基化修饰水平,结果如图2。据图2可知, 。
细胞周期检查点激酶(CHK2)作用于细胞分裂间期,其糖基化修饰水平在肝癌细胞中明显提高。研究者推测,肝癌细胞的增殖过程是PCK1依赖于CHK2,而不是CHK2依赖于PCK1。
研究者将肝癌细胞注射到小鼠肝包膜下构建原位成瘤模型,部分实验处理及结果如图3。为证明推测,需补充的实验处理: 。
(4)细胞毒性T细胞可浸润至肿瘤微环境中,其激活过程需要大量能量及呼吸作用的中间产物,酸性条件会抑制其细胞活性。结合本研究,提出一条靶向细胞毒性T细胞或肝癌细胞代谢的抗肿瘤治疗策略: 。
17. 应激指机体对内外环境刺激做出的适应性反应。过度应激可引起海马脑区(H区)损伤,进而表现出抑郁症状。
(1)大脑中枢接受刺激后,信号传至下丘脑,其产生的促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)经 运输作用于垂体,最终促进肾上腺分泌糖皮质激素(GC)。高浓度GC与H区中的受体结合,通过一定途径抑制下丘脑中CRH的产生,H区通过这种 机制调控下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴)的活性。
(2)过度应激可引起HPA轴持续激活进而影响H区结构及功能,研究者以大鼠为实验材料进行相关研究。
①用CRH处理H区,检测兴奋性突触后膜的电流产生情况(如图1)。
图1结果显示,与对照组相比,CRH处理组电流产生频率和幅度均 ,可能的原因是 。
②SYN-I与PSD95分别为突触前膜和突触后膜标志性蛋白。研究者用CRH处理H区,检测SYN-I与PSD95表达量,发现 ,说明CRH抑制H区突触形成。
胶质细胞与神经元共存于H区,胶质细胞分泌的细胞因子LIX可促进SYN-I和PSD95的表达。研究者对胶质细胞进行不同处理并收集上清液,检测LIX含量(如图2)。图2结果表明, 。
(3)长期应激状态下,大鼠H区GC受体表达量明显下降。综上可知,过度应激引发抑郁症状的原因是 。
(4)甲基苯丙胺(MA)滥用已成为国际公共卫生难题,焦虑、抑郁是MA滥用者最常见的精神症状,为验证MA通过过度激活HPA轴引发上述症状,提出研究思路。
18. 随着我国畜禽产业迅猛发展,废弃羽毛亟需进行有效开发利用。
(1)羽毛中含有丰富的角蛋白,不易被化学试剂分解,但自然界中少有羽毛长时间积聚,这一现象提示在 的环境中易找到羽毛分解菌。
(2)为筛选土壤中的羽毛分解菌,研究者进行如下操作:
①取土样→配置浓度梯度土壤溶液→涂布于基础培养基表面,培养一段时间后,挑取单菌落接种于 的液体培养基中振荡培养。此过程使用的培养基用 法灭菌,羽毛煮沸消毒并烘干。
②以 为对照,观察羽毛降解情况并检测角蛋白酶的酶活,结果如表。
菌株 A B C D 对照
羽毛降解情况
酶活相对值 3 10 8 2 0
据表判断,适合后续研究的菌株及依据 。
(3)为优化角蛋白酶的生产条件,研究者利用响应面法进行了多变量分析。首先选择起始pH、温度、培养基中羽毛含量三个变量分别进行实验。
依据相关软件推荐的不同变量组合实施多变量实验,并根据实验结果绘制了每两种变量组合对角蛋白酶活影响的三维图,部分结果如图。
图中投影的等高线反映了不同条件下角蛋白酶活的变化。由图可知:等高线中最小图形的中心点代表 时的温度和羽毛含量;等高线酶活随温度和羽毛含量增加的变化趋势 (“相同”或“不同”)。等高线若为圆形,提示两个变量间交互作用弱,据图判断,温度与羽毛含量间 。根据测定结果建立模型,计算出最优组合,并进行验证,测得角蛋白酶活比优化前提高了数倍。
(4)该研究潜在的应用前景是发酵液中富含氨基酸可用于 。
19. 学习以下材料,回答(1)~(5)题。
RNA-DNA杂合链调控减数分裂的分子机制减数分裂是有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂方式。在减数分裂过程中会发生同源染色体重组和非同源染色体自由组合,从而增加物种的遗传多样性。
同源重组(如图1)是减数分裂的核心事件。程序性DNA双链断裂(DSB)是同源重组的起始,DSB可被细胞内一系列蛋白质识别并切割,最终产生一段约822bp的单链DNA末端。单链DNA末端在单链结合蛋白的保护和引导下入侵到同源染色体的同源区,继而细胞会以同源染色体的双链为模板合成DNA,最终形成两个被称为霍利迪连接体(HJ)的四链DNA中间体。每个HJ都有两个剪接位置(①和②)来进行DNA的拆分,若两个HJ都在同一个位置剪接(都在①或都在②),则得到两个非交换的DNA,即DNA分子重组点两侧基因未重新分配(如甲),若两个HJ一个在①处剪接,另一个在②处剪接,则拆分得到交换产物,即DNA分子重组点两侧基因重新分配(如乙)。
最新研究表明,细胞中RNA-DNA杂合链数目异常会引起同源重组水平下降,使减数分裂出现严重缺陷。
RNA-DNA杂合链有两种产生方式:
一种是顺式产生,即转录的RNA没有及时与DNA模板分开;
另一种是反式产生,即游离的RNA重新与DNA模板链结合。RNA既可结合DNA单链也可结合双链DNA中的模板链(如图2)。
THO复合物可以协助RNA转运至细胞核外,核糖核酸酶H能够特异识别并切割RNA-DNA杂合链中的RNA链。研究者发现THO和H的双突变体酵母菌细胞中RNA-DNA杂合链增加、减数分裂异常。抑制双突变体的DSB产生单链DNA时,几乎检测不到RNA-DNA杂合链;相对于野生型,在双突变体中重组相关蛋白在DSB处的富集显著降低。进一步研究表明,RNA-DNA杂合链过度减少也会导致减数分裂缺陷。
(1)同源重组发生在 期。
(2)DSB是DNA分子的 键断裂形成的,入侵链相当于DNA合成的 。
(3)图1中左侧和右侧HJ均在②处剪接得到甲, 处剪接得到乙。同源重组不一定导致同源染色上等位基因的交换,原因是 。
(4)根据文中信息,双突变体酵母菌细胞中RNA-DNA杂合链增加的原因是 ;推测RNA-DNA杂合链过多导致减数分裂异常的分子机制是 。
(5)RNA-DNA杂合链过多或过少均不利于减数分裂的进行,这体现了生命的 观。
20. 儿童癫痫是由大脑神经元异常放电所致的神经系统疾病,遗传因素是其重要病因。
(1)研究者对某儿童癫痫患者家系进行调查,结果如图1,据图可知该病为 遗传病。对患者和健康志愿者进行基因组测序,推测S基因为致病基因。
(2)核基因转录的前体RNA中内含子对应序列被识别并剪切,外显子对应序列拼接为成熟mRNA。对患者及父母的S基因测序后发现 ,推测S基因外显子4突变导致癫痫。为验证该推测,研究者分别设计如图2中的引物 扩增外显子1及外显子1-内含子1交界处,并对其他外显子及外显子-内含子交界处扩增、测序(除外显子4外),发现患者及父母的测序结果相同。对外显子-内含子交界处进行测序的原因是该部位 。
(3)研究者利用基因工程技术将人突变S基因外显子4替换小鼠正常S基因外显子4,并利用标记基因N筛选出成功替换的小鼠胚胎干细胞,进而培育出杂合转基因小鼠甲。为进一步得到去除N基因的纯合突变鼠,可利用转Flp基因小鼠(Flp酶可识别并敲除同一条DNA两个FRT序列间的序列)与甲杂交。
①从图3选项中选出正确的重组质粒以获得小鼠甲 。
②在图4中补充培育纯合突变鼠的杂交流程。
(4)出生两周的幼鼠乙可在尖锐嘈杂声的刺激下诱发癫痫。进一步研究表明S基因突变增强了脑内兴奋性突触的活性。S基因表达产物是一种膜蛋白,参与调节细胞内囊泡膜与细胞膜的融合。推测S基因突变导致 ,引发了癫痫。
21. 研究者改造与肠道共生的大肠杆菌,口服该工程菌后激活机体特异性免疫,实现肿瘤的预防和治疗。
(1)部分肠道细菌能够分泌外膜囊泡(OMV),如图1。OMV能穿越肠道上皮屏障活化肠黏膜内丰富的免疫细胞。细菌溶素A(ClyA)是外膜囊泡上含量较高的特异蛋白。
研究者利用含图2所示元件的表达载体转化大肠杆菌制备工程菌,ClyA基因的作用是 ;Fc表达产物能够与树突状细胞表面的特异性受体结合,提高树突状细胞 OMV的能力。
(2)为研究上述工程菌在人为可控条件下引发特异性免疫反应的效果,研究者用健康小鼠进行实验:
组别 第0、3、8天口服工程菌 每次服用工程菌12小时后,饮用含阿拉伯糖的水 结果检测
第1组 空载体 + 第12天,每组随机取5只小鼠等量的脾脏细胞与黑色素瘤细胞共培养,检测杀伤率,结果如图3。
第2组 ClyA-Fc +
第3组 ClyA-OVA +
第4组
第5组
注:“+”、“-”代表是否饮用;
口服工程菌12小时后其在肠道内存在数量较多。
①第4、5组的操作是 。图3结果说明工程菌在人为可控条件下引发特异性免疫反应,理由是 。
②为进一步验证上述结论,研究者进行如下实验:
先加入 (填选项前字母)保温后漂洗,再加入 (填选项前字母)保温后漂洗,检测荧光细胞的数目,若第5组 为最大值,则上述结论成立。
A.带有红色荧光标记的OVA抗原肽复合物
B.带有绿色荧光标记的细胞毒性T细胞特异性抗体
C.第1-5组小鼠脾脏细胞
③肿瘤患者术后极易复发,研究者重复上表实验,并在第3次口服工程菌后第50天给小鼠注射黑色素瘤细胞。目的是 。
(3)该工程菌的研发为不同肿瘤的精准治疗和预防提供了可能。依据本研究,设计针对肺癌治疗的工程菌表达载体元件: 。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、光面内质网参与脂质的合成,所以脂滴中的脂肪可能来源于内质网,A正确;
B、脂滴是一种细胞器,只有一层磷脂分子,不是双层磷脂分子,线粒体是双层膜,具有四层磷脂分子,B错误;
C、脂肪是细胞内良好的储能物质,C正确;
D、脂滴是一种细胞器,只有一层磷脂分子。其尾部是疏水性的,朝向内部,D正确。
故选:B。
脂滴是一种细胞器,只有一层磷脂分子,不是双层磷脂分子。而生物膜每层膜都是由双层磷脂分子构成。
本题考查脂肪的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力。
2.【答案】A
【解析】解:A、端粒酶的主要成分是RNA和蛋白质,可被RNA酶和蛋白酶降解,A错误;
B、由柱形图可知,胃炎模型鼠的黏膜细胞端粒酶阴性最少,黏膜细胞最易癌变,B正确;
C、由柱形图可知,随QLSP浓度升高,实验组端粒酶阴性增多,说明其活性逐渐降低,C正确;
D、测定各组端粒酶活性时,自变量为添加药物含量和小鼠的类型,温度、pH为无关变量,无关变量要保持一致,D正确。
故选:A。
1、端粒存在于真核生物染色体的末端,是由DNA序列及其相关的蛋白质所组成的复合体。端粒酶是一种逆转录酶,由蛋白质和RNA构成。
2、柱形图分析:与正常组相比,模型组端粒酶阴性最少,药物实验组中阴性最多为QLSP大剂量组。
本题考查细胞衰老、癌变等相关知识,要求考生识记衰老细胞的主要特征,了解细胞衰老和癌变的原因,能结合题干信息准确答题。
3.【答案】A
【解析】解:A、纯合雌雄同株品系甲培育出全雌株(只有雌花)品系乙,甲乙杂交,F1表现为全雌,说明全雌株相对于雌雄同株是显性性状,但不能说明雌雄同株和全雌株由一对基因控制,有可能是多对基因控制,A错误;
B、纯合雌雄同株品系甲与全雌乙杂交,F1表现为全雌,说明全雌株相对于雌雄同株是显性性状,B正确;
C、基因与环境共同影响生物性状,C正确;
D、不同的激素水平会影响性别的分化,如给甲施加乙烯,可增加雌花的比例,D正确。
故选:A。
基因对性状的控制
1、基因控制酶的合成控制代谢,进而间接控制性状。如白化病、豌豆的粒形;
2、基因控制蛋白质的结构从而直接控制性状。如囊性纤维病、镰刀型细胞贫血症。
本题主要考查基因与性状的关系及植物激素调节,要求学生有一定的理解分析能力,能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。
4.【答案】D
【解析】解:A、分析图表可知,相对于营养缺乏,营养过剩对后代健康的影响更大,A正确;
B、G0代在青春期前经常摄入高脂食物,G2代糖尿病并发症、心血管病和癌症的死亡率均提高,B正确;
C、G0代对G2代相关疾病死亡率的影响直接是由于营养缺乏或营养过剩造成的,可能是营养缺乏或营养过剩引起基因序列等的特定化学修饰,进而影响基因表达,且这种表观修饰还可能传递给后代,使子代表现型发生变化,C正确;
D、G2代的生活方式及营养获取方式对其自身的死亡率也是有影响的,D错误。
故选:D。
1、分子生物学研究揭示,某些环境因素虽然没有改变基因的碱基序列,却会引起基因序列等的特定化学修饰,即表观修饰,进而影响基因表达,且这种表观修饰还可能传递给后代,使子代表现型发生变化,这通常被称为表观遗传。
2、分析图表可知,营养缺乏,营养过剩都会对后代健康造成影响,相对于营养缺乏,营养过剩对后代健康的影响更大。
本题借助于营养缺乏或营养过剩对子代的影响考查了表观遗传的概念,意在考查考生的理解能力,难度适中。
5.【答案】A
【解析】解:A、由图示可知,光呼吸时C5与O2的结合发生在叶绿体基质中,A错误;
B、由图示可知,光呼吸可以将部分碳转化为甘油酸,最终重新回收进入卡尔文循环,B正确;
C、GCGT支路产生的H2O2由过氧化氢酶分解,从而减少对叶绿体的损害,C正确;
D、GCGT支路可以使光呼吸产生的乙醇酸直接在叶绿体中分解成CO2,提高了其内部的CO2浓度,CO2浓度的增加可以提高CO2与O2竞争C5的能力,进而抑制光呼吸,D正确。
故选:A。
1、光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。它是光合作用一个损耗能量的副反应。
2、GCGT支路使光呼吸产生的部分乙醇酸直接在叶绿体内代谢释放CO2,产生的H2O2由过氧化氢酶分解。
本题考查光呼吸的相关知识,学生能从题图中提取有效信息并结合这些信息,运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确结论的能力是解答本题的关键。
6.【答案】C
【解析】解:A、副交感神经兴奋使瞳孔收缩,血管舒张,A错误;
B、交感神经与副交感神经对同一器官的作用往往是相反的,使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境,B错误;
C、患者交感神经受损,在暗处交感神经活动占优势,患者瞳孔扩张相对缓慢,C正确;
D、支配患者眼部相关肌肉的神经不是交感神经,D错误。
故选:C。
神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统,中枢神经系统由脑和脊髓组成,脑分为大脑、小脑和脑干;外周神经系统包括脊神经、脑神经、自主神经,自主神经系统包括交感神经和副交感神经。交感神经和副交感神经是调节人体内脏功能的神经装置,所以也叫内脏神经系统,因为其功能不完全受人类的意识支配,所以又叫自主神经系统,也可称为植物性神经系统。
本题主要考查了自主神经的相关知识,意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点,把握知识间内在联系,形成知识网络结构的能力;能运用所学知识,准确判断问题的能力,属于考纲识记和理解层次的考查。
7.【答案】B
【解析】解:A、正常人的血浆pH保持在7.35-7.45之间,患者体内的CO2浓度相应降低,从而导致呼吸性碱中毒,说明患者的血浆pH大于7.45,A正确;
B、内环境稳态pH稳态需要呼吸、循环、泌尿等多个系统的参与,B错误;
C、情绪激动时血液中含氧不足会引起机体呼吸加深加快,造成肺通气过度,使CO2大量排出,造成血浆pH升高,引起呼吸性碱中毒,C正确;
D、患者由于CO2呼出过多造成了碱中毒,因此可通过增加患者吸入气体中的CO2量予以缓解,如用大纸袋捂住患者口鼻增加PaCO2,D正确。
故选:B。
内环境稳态是指正常机体通过调节作用,使各个器官、系统的协调活动,共同维持内环境相对稳定的状态,内环境稳态的实质是内环境各种成分和理化性质都处于动态平衡中。
本题主要考查内环境的理化特性,要求学生有一定的理解分析能力,能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。
8.【答案】C
【解析】解:A、由野生型组可看出,乙烯处理组的初生根长度较对照组短,因而可推测乙烯对初生根的生长有一定的抑制作用,A正确;
B、由野生型组合丙组对照可知,GA水解酶高表达突变体的对照组比野生型组的生根长度短,说明赤霉素对初生根的生长有一定的促进作用,B正确;
C、根据题图,无法得出外施乙烯能抑制丙组GA水解酶基因表达这一结论,C错误;
D、由甲、丁组可知,乙烯不敏感突变体的生根长度均要短于对照组,因而推测乙烯还可能通过其他机制抑制初生根的生长,D正确。
故选:C。
1、由野生型组可看出,乙烯处理组的初生根长度较对照组短,因而可推测乙烯对初生根的生长有一定的抑制作用。
2、由甲、丁组可知,乙烯不敏感突变体的生根长度均要短于对照组,因而推测乙烯还可能通过其他机制抑制初生根的生长。
3、分析各组野生型组和丙、丁对照组可知,赤霉素对初生根的生长有一定的促进作用。
本题考查其他植物激素的种类和作用的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力。
9.【答案】D
【解析】A、土壤小动物具有体型较小、活动范围较小的特点,调查其丰富度一般采用取样器取样的方法,A错误;
B、由图可知,不同土壤动物多度并不都随围垦年限增加而增加,B错误;
C、不同季节土壤动物种类存在差异是季相的结果,C错误;
D、分析题图可知,围垦的不同阶段,物种组成不同,由此可知,影响土壤动物多度的生物因素在不同阶段存在差异,D正确。
故选:D。
土壤小动物具有体型较小、活动范围较小的特点,调查其丰富度一般采用取样器取样的方法。丰富度的统计方法通常有记名计算法和目测估计法。调查过程中,可利用小动物的避光避热趋湿性,可用带灯罩的热光源装置收集土样中的小动物。
本题主要考查土壤中动物类群丰富度的研究,要求学生有一定的理解分析能力,能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。
10.【答案】A
【解析】解:A、由题意:高山地带的一些猪笼草边沿粗糙利于树鼩、鸟类等在笼内排泄可知,高山地带的猪笼草获取营养主要是通过自身的光合作用实现的,A错误;
B、动物排泄物中含有有机物等物质,获取动物排泄物经分解后有利于猪笼草获得氮、磷等元素,B正确;
C、猪笼草在不同地区形态不同,其多样性体现了生物与环境之间的协同进化,C正确;
D、猪笼草既属于生产者(能够进行光合作用),也可能属于消费者(可以捕食昆虫)和分解者(能够分解利用树木、鸟类的粪便),D正确。
故选:A。
不同物种间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化,生物多样性的形成是协同进化的结果。
本题考查生态系统的组成成分、协同进化的相关知识,要求学生有一定的理解分析能力,能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。
11.【答案】C
【解析】解:A、分析题意可知,该系统将养殖废水从鱼塘引入水培床,经过微生物的转化及水培床中植物的吸收,净化后的水流回鱼塘,由此可知,该系统可以减少废水排放、减轻水体污染,A正确;
B、微生物可以将有机物分解成无机物供给植物利用,即可促进物质循环利用,B正确;
C、微生物通过分解作用,将鱼类粪便中的能量最终以热能的形式散失,故蔬菜不能获取鱼类粪便中的能量,C错误;
D、该系统可促进物质循环利用,减少废水排放、减轻水体污染,即实现了经济、生态效益双赢,D正确。
故选:C。
分解者是一种异养生物,将动植物遗体及动物排遗物中的有机物分解为无机物,并吸收利用有机物中的能量。
本题主要考查的是生态工程的实例和发展的相关知识,意在考查学生对基础知识的理解掌握,难度适中。
12.【答案】B
【解析】解:A、物质鉴定实验中,材料本身不能干扰实验结果,所以一般选择本身无色或色浅的材料,A正确;
B、猪血为哺乳动物成熟的红细胞,没有DNA,B错误;
C、植物花药可以进行减数分裂的细胞多,故可以用来观察减数分裂各时期的图像,C正确;
D、动物细胞培养时,一般选择胚胎或分化程度低的细胞,如幼龄动物组织,D正确。
故选:B。
哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器,没有DNA。
本题主要考查的是DNA的粗提取与鉴定的相关知识,意在考查学生对基础知识的理解掌握,难度适中。
13.【答案】D
【解析】解:A、①是获取植物组织得到外植体过程,②脱分化,脱分化过程不需要持续光照,A错误;
B、③诱导生芽,④过程诱导生根,二者基因表达种类不同,表达水平也不一定相同,B错误;
C、射线为物理诱变因素,可导致基因突变,基因突变具有不定向性,C错误;
D、筛选出的优良突变株可以利用植物组织培养技术再进行快速繁殖,进而能保持亲本的优良遗传特性,并且繁殖种苗的速度快,D正确。
故选:D。
分析题图:图中①为获取植物组织得到外植体过程;②是脱分化过程;③是愈伤组织诱导生芽过程;④是诱导生根过程。
本题结合藿香育种的操作流程图,考查植物组织培养的相关知识,要求考生识记植物组织培养的原理、过程、条件及应用,能准确判断图中各过程的名称,再结合所学的知识准确答题。
14.【答案】C
【解析】解:A、机体的免疫监控能力能够清除癌变的细胞,分析题意可知,CD47通过与巨噬细胞表面SIRPα互作使肿瘤细胞逃避吞噬清除,故CD47通过与SIRPα互作降低了机体免疫监控能力,A错误;
B、制备鼠源单克隆抗体需将小鼠B细胞与小鼠瘤细胞融合,B错误;
C、据图可知,CD47单克隆抗体在较低浓度范围内,与无关抗体的荧光强度一致,抗体浓度达到一定值后细胞表面的荧光强度显著下降,说明CD47鼠源单克隆抗体发挥阻断作用存在剂量依赖效应,C正确;
D、抗原与抗体的结合具有特异性,故非肿瘤细胞替换成肿瘤细胞不能检测肿瘤细胞被清除效果,D错误。
故选:C。
单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
考查单克隆抗体的制备及运用,要求学生有一定的识图能力,并结合所学知识准确判断各项。
15.【答案】D
【解析】解:A、生物武器是一种大规模杀伤性武器,中国在《禁止生物武器公约》中重申在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器,A正确;
B、为防止生物武器的危害,要发展生物安全前瞻科技、储备生物防御技术,以保证人民的生命安全,B正确;
C、设立相关法律条例保护人类遗传资源信息,可以防止生物武器的危害,C正确;
D、改变致病微生物的表面抗原使其难以检测,不利于防止生物武器的危害,D错误。
故选:D。
1、生物武器种类:包括致病菌、病毒、生化毒剂,以及经过基因重组的致病菌等。
2、生物武器的特点:单位面积效应大;有特定的伤害对象;具有传染性;危害时间久;不易被发现和鉴定;使用者本身易受伤害;生物武器造价低,技术难度不大,隐秘性强,可以在任何地方研制和生产。
本题主要考查生物武器的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
16.【答案】无氧 蛋白质、核酸 增加 过表达PCK1的肝癌细胞、肝癌细胞 抑制 PCK1可降低肝癌组织蛋白的糖基化修饰水平 CHK2敲除的肝癌细胞、PCK1和 CHK2双敲除的肝癌细胞 增强细胞毒性T细胞线粒体功能或增强肝癌细胞PCK1表达
【解析】解:(1)有氧呼吸产物是二氧化碳和水还有能量,癌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸。氨基酸是合成蛋白质的基本单位,核苷酸是核酸的基本单位。由于无氧呼吸过程中不释放能量,而细胞代谢需要能量,所以癌细胞对葡萄糖的摄取量增大。
(2)由图知,敲除PCK1基因后,肝癌细胞克隆较多,增殖较快,则甲克隆较少为PCK1基因过量表达的肝癌细胞,乙组克隆多于甲组,少于敲除PCK1组为肝癌细胞。说明PCK1基因会抑制肝癌细胞增殖。
(3)由图可知,三组肝癌的糖基化修饰蛋白表达量不同,敲除PCK1组糖基化修饰蛋白表达量最多,过量表达PCK1组(甲组)糖基化修饰蛋白表达量最少,所以PCK1可降低肝癌组织蛋白的糖基化修饰水平。实验目的是证明肝癌细胞的增殖过程是PCK1依赖于CHK2,而不是CHK2依赖于PCK1,所以对照组是具有PCK1和CHK2基因,一组敲除PCK1基因只有CHK2基因肿瘤重量较对照组增加,需再加一组CHK2敲除的肝癌细胞,证明没有CHK2,PCK1作用有限,肿瘤重量较前一组增加,再加一组PCK1和CHK2双敲除的肝癌细胞作为对照,该组肿瘤重量最大。
(4)细胞毒性T细胞可浸润至肿瘤微环境中,但是激活过程需要大量能量及呼吸作用的中间产物,而线粒体是有氧呼吸场所,可以产生大量能量,所以一条策略是增强细胞毒性T细胞线粒体功能。由题可知PCK1基因表达可以抑制肝癌细胞增殖,所以另一条途径可以增强肝癌细胞PCK1表达。
故答案为:
(1)无氧 蛋白质、核酸 增加
(2)过表达PCK1的肝癌细胞、肝癌细胞 抑制
(3)PCK1可降低肝癌组织蛋白的糖基化修饰水平 CHK2敲除的肝癌细胞、PCK1和 CHK2双敲除的肝癌细胞
(4)增强细胞毒性T细胞线粒体功能或增强肝癌细胞PCK1表达
癌细胞的主要特征:
(1)无限分裂增殖:永生不死细胞;
(2)形态结构变化:扁平变为球形;
(3)细胞物质改变:如癌细胞膜糖蛋白减少,细胞粘着性降低,易转移扩散。癌细胞膜表面含肿瘤抗原,肝癌细胞含甲胎蛋白等;
(4)正常功能丧失;
(5)新陈代谢异常:如线粒体功能障碍,无氧供能;
(6)引发免疫反应:主要是细胞免疫。
本题考查细胞癌变的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
17.【答案】体液 反馈调节 下降 CRH处理使神经递质释放减少、神经递质受体数量或活性下降 与对照组相比,CRH处理组两种蛋白表达量下降 CRH只通过R1抑制胶质细胞分泌LIX,且效果与浓度呈正相关 过度应激引起CRH分泌增多,CRH既抑制H区兴奋性突触传递效率,又抑制突触形成,H区结构和功能受损;GC受体减少,使得H区对下丘脑的抑制作用减弱,CRH分泌增多更激发HPA轴亢进,最终引发症状
【解析】解:(1)CRH是一种激素,激素调节的特点之一是通过体液运输,所以,CRH经过体液运输作用于垂体。高浓度GC与H区中的受体结合,通过一定途径反过来又抑制下丘脑中CRH的产生,属于反馈调节。
(2)①根据图1可知,CRH处理组的电流产生频率和幅度均有所降低。神经元之间兴奋的传递是通过突触结构实现的,所以可能原因有CRH处理使神经递质释放减少、神经递质受体数量或活性下降。
②如果CRH抑制H区突触形成,则突触的结构会受损。则与对照组相比,CRH处理组两种蛋白表达量下降,说明CRH抑制H区突触形成。分析表格可知,CRH只通过R1抑制胶质细胞分泌LIX,且效果与浓度呈正相关。
(3)过度应激引起CRH分泌增多,CRH既抑制H区兴奋性突触传递效率,又抑制突触形成,H区结构和功能受损;GC受体减少,使得H区对下丘脑的抑制作用减弱,CRH分泌增多更激发HPA轴亢进,最终引发症状。
(4)根据题意,焦虑、抑郁是MA滥用者最常见的精神症状,则题目中相关分子的水平会发生变化。所以,用MA处理大鼠,检测处理后与未经处理大鼠体内CRH、促肾上腺皮质激素和GC含量。
故答案为:
(1)体液;反馈调节
(2)①下降;CRH处理使神经递质释放减少、神经递质受体数量或活性下降;
②与对照组相比,CRH处理组两种蛋白表达量下降;CRH只通过R1抑制胶质细胞分泌LIX,且效果与浓度呈正相关
(3)过度应激引起CRH分泌增多,CRH既抑制H区兴奋性突触传递效率,又抑制突触形成,H区结构和功能受损;GC受体减少,使得H区对下丘脑的抑制作用减弱,CRH分泌增多更激发HPA轴亢进,最终引发症状
(4)用MA处理大鼠,检测处理后与未经处理大鼠体内CRH、促肾上腺皮质激素和GC含量
兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜。兴奋在突触处传递的信号转换是电信号→化学信号→电信号。(1)传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放神经递质,神经递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。(3)由于神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。但是离体神经纤维上兴奋的传导是双向的。
考查了内分泌系统的组成和功能、兴奋在神经元之间的传递等知识,要求学生具有识图能力,并能从题干中获取有效信息。
18.【答案】富含羽毛 以羽毛为唯一碳氮源 高压蒸汽灭菌 空白培养基 菌株B,角蛋白酶活及羽毛降解能力最强 角蛋白酶活最高 相同 交互作用强 叶面施肥
【解析】解:(1)羽毛不易被分解。但是自然界中羽毛一般不会长时间聚集,说明自然界中有分解羽毛的微生物。所以在富含羽毛的环境中容易找到羽毛分解菌。
(2)①培养基一般采用高压蒸汽灭菌法。题中,基础培养基上的单菌落挑取后接种在以羽毛为唯一碳氮源的液体培养基上以利于选择出能分解羽毛的纯培养微生物。
②一般以空白培养基为对照,观察羽毛降解情况和检测酶活性大小。据图分析可知,菌株B中羽毛降解最多,说明其角蛋白酶活及羽毛降解能力最强。
(3)等高线中最小图形的中心点对应的纵轴数值最大,代表角蛋白酶活最高;等高线酶活随温度和羽毛含量增加都呈现下降趋势,所以趋势相同。等高线若为圆形,提示两个变量间交互作用弱,据图判断,温度与羽毛含量间相互作用强。
(4)羽毛被降解后,主要生成氨基酸。故发酵液中富含氨基酸可用于叶面施肥、农作物施肥等。
故答案为:
(1)富含羽毛
(2)以羽毛为唯一碳氮源 高压蒸汽灭菌 空白培养基 菌株B,角蛋白酶活及羽毛降解能力最强
(3)角蛋白酶活最高 相同 交互作用强
(4)叶面施肥
1、接种微生物的方式常见有:平板划线法、稀释涂布平板法等,目的是防止杂菌的污染,保证培养物的纯度。
2、将微生物接种到固体培养基常用稀释涂布平板法,接种前先要将菌液进行一系列的梯度稀释,再将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,在一定的稀释度的菌液里,聚集在一起的微生物能分散成单个细胞,在适宜的条件下培养让菌体进行繁殖,能够在培养基表面形成单个菌落。
本题考查微生物培养的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
19.【答案】减数第一次分裂前 磷酸二酯 引物 左侧②处、右侧① 两侧HJ在同一位置剪接 双突变体TH0和H均异常,无法协助RNA运出细胞核,也无法切割RNA-DNA杂合链中的RNA RNA与重组相关蛋白竞争DSB处的单链DNA末端,使同源重组无法正常进行 稳态与平衡
【解析】解:(1)同源重组即联会时同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换,由于在减数第一次分裂前期才会出现联会现象,故此时才能发生同源重组。
(2)程序性DNA双链断裂(DSB),需要断开DNA分子的磷酸二酯键。由图1可知,入侵链DNA作为引物参与合成子链DNA。
(3)由题干信息“若两个HJ一个在①处剪接,另一个在②处剪接,则拆分得到交换产物,即DNA分子重组点两侧基因重新分配(如乙)”,即图1中在左侧②处、右侧①处剪接得到乙。“若两个HJ都在同一个位置剪接(都在①或都在②),则得到两个非交换的DNA,即DNA分子重组点两侧基因未重新分配(如甲)”,即在两侧HJ在同一位置剪接,同源重组不一定导致同源染色上等位基因的交换。
(4)双突变体THO和H均异常,无法协助RNA运出细胞核,也无法切割RNA-DNA杂合链中的RNA,所以双突变体酵母菌细胞中RNA-DNA杂合链增加。RNA与重组相关蛋白竞争DSB处的单链DNA末端,使同源重组无法正常进行,则RNA-DNA杂合链过多导致减数分裂异常。
(5)RNA-DNA杂合链过多或过少均不利于减数分裂的进行,说明了稳态与平衡在维持生命活动中的重要性。
故答案为:
(1)减数第一次分裂前
(2)磷酸二酯引物
(3)左侧②处、右侧①两侧HJ在同一位置剪接
(4)双突变体TH0和H均异常,无法协助RNA运出细胞核,也无法切割RNA-DNA杂合链中的RNA RNA与重组相关蛋白竞争DSB处的单链DNA末端,使同源重组无法正常进行
(5)稳态与平衡
1、减数分裂是特殊的有丝分裂,其特殊性表现在:①从分裂过程上看:(在减数分裂全过程中)连续分裂两次,染色体只复制一次;②从分裂结果上看:形成的子细胞内的遗传物质只有亲代细胞的一半;③从发生减数分裂的部位来看:是特定生物(一般是进行有性生殖的生物)的特定部位或器官(动物体一般在精巢或卵巢内)的特定细胞才能进行(如动物的性原细胞)减数分裂;④从发生的时期来看:在性成熟以后,在产生有性生殖细胞的过程中进行一次减数分裂。
2、基因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自由组合是互不干扰的;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。
本题结合资料,考查减数分裂、DNA结构和DNA重组等相关知识,意在考查学生对所学知识的理解与掌握程度,培养了学生分析资料、获取信息、解决问题的综合应用的能力。
20.【答案】常染色体隐性 患者S基因外显子4仅具突变序列,其父母既有突变序列也有正常序列 2(或3)和5、3和6 影响RNA正确加工 B S蛋白功能异常,对脑内兴奋性递质释放的抑制作用减弱,增强了兴奋性突触的活性
【解析】解:(1)根据遗传规律“无中生有有为隐性,隐性遗传看女病,女病男正非伴性”可知,女患者的父亲正常,所以是常染色体隐性遗传病。
(2)S基因为致病基因,S基因外显子4突变导致癫痫,且该病为常染色体隐性遗传病,患者为隐性纯合子,其S基因外显子4仅具突变序列,其父母为杂合子,既有突变序列也有正常序列。DNA聚合酶将脱氧单核苷酸加到引物3′-OH末端,并以此为起始点,沿模板5′→3′方向延伸,合成一条新的DNA互补链,因此,可以设计引物2(或3)和5、3和6扩增外显子1及外显子1-内含子1交界处。核基因转录的前体RNA中内含子对应序列被识别并剪切,外显子对应序列拼接为成熟mRNA,由于外显子-内含子交界处能影响RNA正确加工,故应对外显子-内含子交界处进行测序。
(3)①由题意可知:杂合转基因小鼠甲中“正常S基因外显子4”被“人突变S基因外显子4”替换,且需要删除标记基因N,标记基因N通过转Flp基因小鼠(Flp酶可识别并敲除同一条DNA两个FRT序列间的序列)进行去除,故重组区域为“人突变S基因外显子4”+N基因,由于N基因需要被敲除,故N基因位于两个FRT序列间,B正确。
故选B。
②由①可知,杂合转基因小鼠甲与转Flp基因小鼠进行杂交,经过筛选可获得去除N基因且S基因Flp基因均杂合的小鼠,将该小鼠与野生型小鼠(不含Flp基因)进行杂交,获得去除N基因和Flp基因且S基因杂合的小鼠,最后将该雌雄小鼠进行交配,经过筛选后,可获得去除N基因和Flp基因且S基因纯合的突变鼠乙,其杂交流程如下:
(4)S基因突变可导致S蛋白功能异常,S基因表达产物是一种膜蛋白,参与调节细胞内囊泡膜与细胞膜的融合,S蛋白功能异常后对脑内兴奋性递质释放的抑制作用减弱,增强了兴奋性突触的活性,从而引发了癫痫。
故答案为:
(1)常染色体隐性
(2)患者S基因外显子4仅具突变序列,其父母既有突变序列也有正常序列;2(或3)和5、3和6;影响RNA正确加工
(3)①B
②
(4)S蛋白功能异常,对脑内兴奋性递质释放的抑制作用减弱,增强了兴奋性突触的活性
1、PCR技术的基本原理:该技术是在模板DNA、引物和四种脱氧核糖核苷酸存在下,依赖于TaqDNA聚合酶的酶促合成反应。DNA聚合酶以单链DNA为模板,借助一小段双链DNA来启动合成,通过人工合成的引物与单链DNA模板中的一段互补序列结合,形成部分双链。在适宜的温度和环境下,DNA聚合酶将脱氧单核苷酸加到引物3′-OH末端,并以此为起始点,沿模板5′→3′方向延伸,合成一条新的DNA互补链。
2、真核细胞基因包括编码区和非编码区,其中编码区包括外显子和内含子。
本题以“儿童癫痫”为载体,考查人类遗传病、基因结构、基因表达和基因工程的相关知识,考查学生分析图示,利用所学知识得出结论的能力,题目综合性较强。
21.【答案】表达ClyA,使OVA和Fc定位至OMV表面 识别、摄取 第4组:ClyA-OVA-Fc+饮用含阿拉伯糖的水,第5组:ClyA-OVA-Fc+不饮用含阿拉伯糖的水 第 3、5 组含有OVA,在人为控制口服阿拉伯糖后产生OMV,激活特异性免疫,对肿瘤细胞的杀伤率较高;1、2组缺乏OVA,第4组无阿拉伯糖诱导,杀伤率均低 AC B 同时被红色和绿色荧光标记的细胞数目占比 研究该口服工程菌是否能够诱发长期免疫记忆,从而抑制肿瘤复发 将元件中的OVA替换为肺癌细胞特异性表达的抗原基因
【解析】解:(1)细菌溶素A(ClyA)是外膜囊泡上含量较高的特异蛋白,而OMV能穿越肠道上皮屏障活化肠黏膜内丰富的免疫细胞。所以,ClyA基因的作用为表达出细菌溶素A(ClyA),使OVA和Fc定位至OMV表面,进而融合基因可以被免疫细胞识别。Fc表达产物能够与树突状细胞表面的特异性受体结合,进而提高树突状细胞识别、摄取和传递抗原信息的能力。
(2)①根据表格和柱状图可知,服用的工程菌采用“加法原理”,逐渐增加部件,且第4组和第5组工程菌都是完整的,即第4组:ClyA-OVA-Fc第5组:ClyA-OVA-Fc,但是第4组不饮用含阿拉伯糖的水,不能激活融合基因的表达;第5组饮用含阿拉伯糖的水,进而激活融合基因的表达。所以,第3、5组含有OVA,在人为控制口服阿拉伯糖后产生OMV,激活特异性免疫,对肿瘤细胞的杀伤率较高;1、2组缺乏OVA,第4组无阿拉伯糖诱导,杀伤率均低。
②小鼠脾脏细胞具有免疫细胞,可在抗原刺激下引起特异性免疫。带有红色荧光标记的OVA抗原肽复合物可引起小鼠脾脏细胞发生特异性免疫,故先加入第1-5组小鼠脾脏细胞和带有红色荧光标记的OVA抗原肽复合物进行保温,判断特异性免疫的强度,故选AC。再加入带有绿色荧光标记的细胞毒性T细胞特异性抗体,目的是检测OVA抗原肽复合物是否能够产生特异性细胞毒性T细胞。故选B。
若第5组同时被红色和绿色荧光标记的细胞数目占比越多,说明工程菌在人为可控条件下引发特异性免疫反应,结论成立。
③肿瘤患者术后极易复发,说明特异性免疫功能减弱。所以,可多次注射黑色素瘤细胞,进而研究该口服工程菌是否能够诱发长期免疫记忆,从而抑制肿瘤复发。
(3)本实验中融合基因里面有OVA(黑色素瘤细胞特异性抗原),所以只需将OVA替换为肺癌细胞特异性抗原即可。即将元件中的OVA替换为肺癌细胞特异性表达的抗原基因。
故答案为:
(1)表达ClyA,使OVA和Fc定位至OMV表面识别、摄取
(2)①第 4 组:第4组:ClyA-OVA-Fc-(不饮用含阿拉伯糖的水),第5组:ClyA-OVA-Fc+(饮用含阿拉伯糖的水);第 3、5 组含有OVA,在人为控制口服阿拉伯糖后产生OMV,激活特异性免疫,对肿瘤细胞的杀伤率较高;1、2组缺乏OVA,第4组无阿拉伯糖诱导,杀伤率均低
②AC;B (或BC;A )同时被红色和绿色荧光标记的细胞数目占比
③研究该口服工程菌是否能够诱发长期免疫记忆,从而抑制肿瘤复发
(3)将元件中的OVA替换为肺癌细胞特异性表达的抗原基因
1、树突状细胞为抗原呈递细胞,可识别、摄取和传递抗原信息。
2、根据表格和柱状图可知,服用的工程菌采用“加法原理”,逐渐增加部件,且第4组和第5组工程菌都是完整的,即第4组:ClyA-OVA-Fc第5组:ClyA-OVA-Fc,但是第4组不饮用含阿拉伯糖的水,不能激活融合基因的表达;第5组饮用含阿拉伯糖的水,进而激活融合基因的表达。
考查了基因工程的操作、特异性免疫等相关知识,情境比较复杂,要求学生有获取信息的能力,能运用所学知识解释实际问题。
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