2025年高考押题预测卷：生物（北京卷03）（解析版）

这是一份2025年高考押题预测卷：生物（北京卷03）（解析版），共22页。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
一、选择题：本部分共15题，共30分。每小题2分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1．引起人类患亨廷顿舞蹈症的基因位于4号染色体上。下图为某家庭遗传系谱图及家庭成员该基因的酶切电泳结果。下列判断不正确的是（ ）
A．该病的遗传方式是常染色体显性遗传
B．该致病基因发生了碱基对的增添
C．Ⅱ1与正常女子结婚，生育正常孩子的概率为1/2
D．Ⅱ3患4-三体的原因是I1的卵原细胞减数分裂II后期异常
【答案】D
【分析】由图可知，Ⅱ-1为亨廷顿舞蹈症患者，有两条基因电泳带，说明Ⅱ-1是杂合子，所以亨廷顿舞蹈症应属于常染色体显性遗传病。
【详解】A、Ⅱ-1为亨廷顿舞蹈症患者，有两条基因电泳带，说明Ⅱ-1是杂合子，所以亨廷顿舞蹈症应属于常染色体显性遗传病，A正确；
B、Ⅱ-2正常，对应1200bp的电泳带，即该条带为正常基因，则1280bp对应的条带为突变基因，说明该致病基因发生了碱基对的增添，B正确；
C、Ⅱ-1（Aa）与正常女子aa结婚，生育正常孩子Aa的概率为1/2，C正确；
D、Ⅱ-3的父亲为I-2（aa），母亲为I-1(Aa)，若Ⅱ-3的基因型为Aaa，可能是Aa的卵细胞和a的精子的结合，则是母亲减数第一次分裂异常引起，也可能是A卵细胞和aa精子结合，则是父亲减数第一次或减数第二次分裂异常，D错误。
故选D。
2．基于我国传统的酿醋工艺，一种以果汁为原料生产果醋的流程如下图。下列叙述中不正确的是（ ）
A．制取果汁时添加果胶酶可提高果汁产量
B．醋酸发酵阶段通入充足的氧气有利于醋酸菌将酒精转化为醋酸
C．进行酒精发酵和醋酸发酵的微生物呼吸方式相同，最适生长温度不同
D．发酵生产结束后，需根据果醋保存时间选择消毒方法
【答案】C
【分析】1、酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活：在有氧时，酵母菌大量繁殖，但是不起到发酵效果；在无氧时，繁殖速度减慢，但是此时可以进行发酵。2、醋酸菌好氧性细菌，当缺少糖源时和有氧条件下，可将乙醇（酒精）氧化成醋酸；当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。
【详解】A、制取果汁时添加果胶酶可提高果汁产量，因为果胶酶能分解果胶，使不溶性的果胶变成可溶性的半乳糖醛酸，因而可以提高果汁产量，A正确；
B、醋酸菌是好氧菌，醋酸发酵阶段通入充足的氧气有利于微生物将乙醇转化为乙酸，B正确；
C、酒精发酵和醋酸发酵的微生物呼吸方式不同，前者涉及的微生物是酵母菌，利用的是酵母菌的无氧呼吸，后者涉及的微生物主要是醋酸菌，醋酸菌是好氧菌，二者最适生长温度不同，醋酸菌适宜的温度为30～35℃，酵母菌适宜的温度范围是18～30℃，C错误；
D、发酵生产结束后，果醋中可能还残留有微生物和其他杂质。为了延长果醋的保存时间并防止变质，需要根据果醋的保存时间和条件选择合适的消毒方法，D正确。
故选C。
3．阳光为生命世界提供能量，并调控生物的生长、发育和繁衍，使地球成为生机勃勃的美丽星球。下列叙述正确的是（ ）
A．单侧光照射下，背光侧生长素合成量多于向光侧
B．感受光的光敏色素均匀分布在各组织中
C．光敏色素结构的改变影响细胞核基因的表达
D．光调控植物生长发育的主要机制是调节光合作用强度
【答案】C
【分析】在自然界中，种子萌发、植株生长、开花衰老等，都会受到光的调控；植物向光性生长，实际上也是植物对光刺激的反应；光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。研究发现，植物具有能接受光信号的分子，光敏色素是其中的一种，除了光敏色素外，植物体还存在感受蓝光的受体即向光素。
【详解】A、生长素在单侧光照射下，背光运输，导致背光侧生长素积累量多于向光侧，而不是合成量，A错误；
B、感受光信号的光敏色素分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞中比较丰富，B错误；
C、光敏色素在感受光周期信号改变时会发生结构的改变，这种改变会影响细胞核基因的表达，进而调控开花，C正确；
D、光信号影响植物生长发育的主要机制是调节植株生长、开花、衰老等，D错误。
故选C。
4．（新情境）中药材怀菊含有的多种活性物质，具有清热、明目等功效。可用植物组织培养技术实现怀菊的脱毒和快速繁殖。下列叙述正确的是（ ）
A．怀菊中含有的次生代谢物是怀菊基本生命活动所必需的
B．利用怀菊的茎段作外植体，通过植物组织培养可获得脱毒苗
C．怀菊快速繁殖过程中产生的体细胞突变可通过无性生殖遗传
D．生芽培养基中细胞分裂素与生长素的比值比生根培养基中低
【答案】C
【分析】植物组织培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成根、芽，最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
【详解】A、怀菊中含有的初生代谢物通常是怀菊基本生命活动所必需的，而次生代谢物不是怀菊基本生命活动所必需的，A错误；
B、利用怀菊的茎尖作为外植体，通过植物组织培养可获得脱毒苗，因为茎尖中几乎不带毒，而不是选择茎段作为外植体，B错误；
C、怀菊快速繁殖过程中产生的体细胞突变可通过无性生殖遗传，该过程的原理是植物细胞的全能性，C正确；
D、生芽培养基中细胞分裂素与生长素的比值比生根培养基中的高，进而促进生芽，生长素偏多时有利于生根，D错误。
故选B。
5．某植物在青藏高原的不同区域有两个种群，种群甲花期结束约20天后，种群乙才开始开花。研究发现两者间人工授粉不能形成有活力的种子。下列叙述不正确的是（ ）
A．花期隔离标志着两个种群间已出现物种的分化
B．花期隔离进一步增大种群甲和乙的基因库差异
C．地理隔离和花期隔离限制两种群间的基因交流
D．物种形成过程实质是种间生殖隔离建立的过程
【答案】A
【分析】突变（包括基因突变和染色体变异）和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件，新物种形成的标志是产生生殖隔离。
【详解】A、花期隔离只是会导致种群间个体不能进行交配，但不一定导致出现了生殖隔离，花期隔离不能说明两个种群间已出现了物种的分化，A错误；
B、花期隔离使得2个种群间不能进行交配，进一步增大了种群甲和乙的基因库差异，B正确；
C、地理隔离和花期隔离，都能导致不同种群间的个体在自然条件下不能进行交配，都限制了两种群间的基因交流，C正确；
D、生殖隔离是物种形成的标志，故物种形成过程实质上是种间生殖隔离建立的过程，D正确。
故选A。
6．松树受到松叶蜂幼虫攻击时，会释放植物信息素，吸引寄生蜂将卵产入松叶蜂幼虫体内，寄生蜂卵孵化后以松叶蜂幼虫为食。下列分析不正确的是（ ）
A．该过程中松树释放的信息素属于化学信息
B．3种生物凭借该信息相互联系形成食物链
C．松树和寄生蜂的种间关系属于原始合作
D．该信息有利于维持松林生态系统的平衡与稳定
【答案】B
【分析】生态系统中的信息大致可以分为物理信息、化学信息、行为信息。生物在生命活动过程中，会产生一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱，有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等，就是化学信息。生态系统中信息传递的作用：（1）有利于正常生命活动的进行；（2）有利于生物种群的繁衍；（3）调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
【详解】A、松树释放植物信息素吸引寄生蜂，植物信息素属于化学信息，A正确；
B、食物链‌是指在生态系统中，各种生物之间通过食物关系相互联系形成的链状结构，松叶蜂幼虫攻击松树不需要凭借该信息，B错误；
C、寄生蜂将卵产入松叶蜂幼虫体内，寄生蜂卵孵化后以松叶蜂幼虫为食，从而减少松树受到攻击，松树受到松叶蜂幼虫攻击时，会释放植物信息素，吸引寄生蜂将卵产入松叶蜂幼虫体内，两者相互合作，彼此也能分开，属于原始合作关系，C正确；
D、通过该信息的调节松树、松叶蜂、寄生蜂之间的种间关系，有利于维持松林群落的平衡与稳定，D正确。
故选B。
7．（新情境）毒蛇产生的三指毒素是一种蛋白质。研究者运用人工智能技术设计出一种能够结合三指毒素，中和其毒性的新型蛋白质。设计依据主要是三指毒素的（ ）
A．元素组成和氨基酸种类B．氨基酸序列和空间结构
C．基因的碱基序列D．mRNA的碱基序列
【答案】B
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。
【详解】A、蛋白质由C、H、O、N和氨基酸种类组成，但这些信息并不足以确定蛋白质的具体结构和功能。因为即使氨基酸种类相同，不同的排列顺序（即氨基酸序列）也会导致蛋白质结构和功能的巨大差异，A错误；
B、蛋白质的功能是由其结构决定的，而结构又由氨基酸序列和空间结构共同决定。因此，如果知道了一个蛋白质的氨基酸序列和空间结构，就可以在一定程度上预测和理解它的功能，因此研究者正是基于三指毒素的氨基酸序列和空间结构来设计新型蛋白质的，B正确；
C、基因的碱基序列可以编码蛋白质的氨基酸序列，但它本身并不直接决定蛋白质的结构和功能。因为基因的表达还受到许多其他因素的影响，如转录调控、翻译调控等。此外，即使基因序列相同，由于后翻译修饰等因素的存在，也可能导致蛋白质结构和功能的差异，C错误；
D、mRNA是基因转录的产物，它可以携带编码蛋白质的氨基酸序列的信息。同样地，mRNA的碱基序列本身并不直接决定蛋白质的结构和功能。它需要通过翻译过程将信息传递给核糖体以合成蛋白质，D错误。
故选B。
8．在紧急情况下，人表现出警觉性提高、动作灵敏等生理反应，此时人体不会发生的是（ ）
A．交感神经兴奋使心跳、呼吸加快
B．副交感神经兴奋抑制胃肠蠕动
C．肾上腺素分泌增多促进肝糖原分解
D．甲状腺激素分泌增多提高神经系统兴奋性
【答案】B
【分析】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。
【详解】A、在紧急情况下，交感神经兴奋会加快心跳和呼吸速率，以增加供氧和能量供应，A正确；
B、在紧急情况下，交感神经兴奋会抑制胃肠蠕动（副交感神经促进消化活动），而副交感神经在此时应处于抑制状态，B错误；
C、肾上腺素分泌增加会促进肝糖原分解为葡萄糖，提供快速能量，C正确；
D、甲状腺激素能够提高神经系统的兴奋性，并提高机体的代谢水平，在紧急情况下，甲状腺激素分泌增多，D正确。
故选B。
9．研究者对比了家庭米酒制作与工业化啤酒生产的微生物调控策略。相关叙述正确的是（ ）
A．两者均需对原料进行严格灭菌以保证单一菌种的优势
B．两种工艺均需在发酵后期降低温度以加速产物的生成
C．米酒制作中酵母菌的繁殖与产乙醇阶段对氧气的需求不同
D．啤酒生产的主发酵阶段需持续通入无菌空气以促进乙醇合成
【答案】C
【分析】参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。参与果醋制作的微生物是醋酸菌，其新陈代谢类型是异养需氧型。果醋制作的原理：当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、家庭米酒制作通常不会对原料严格灭菌，以免杀死菌种，工业化啤酒生产虽会进行高温处理（如糖化阶段），但主要依赖酵母菌的快速繁殖形成优势菌群，而非依赖严格灭菌，A错误；
B、米酒制作全程在常温下进行，无需后期降温；啤酒生产的后期降温（如后发酵阶段）是为了抑制微生物活动、促进沉淀或稳定风味，而非加速产物生成，B错误；
C、米酒制作中，酵母菌的繁殖阶段需氧气（有氧呼吸），而产乙醇阶段需无氧条件，两者对氧气的需求不同，C正确；
D、啤酒主发酵阶段初期通入氧气促进酵母菌增殖，但后期需无氧环境以进行酒精发酵。持续通入空气会抑制乙醇合成，D错误。
故选C。
10．下列高中生物学实验中，无需通过预实验确定实验条件范围的是（ ）
A．用斐林试剂检测梨原浆中的还原糖
B．探究pH对过氧化氢酶活性的影响
C．调查培养液中酵母菌种群数量的变化
D．探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
【答案】A
【分析】预实验可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性。
【详解】A、斐林试剂检测还原糖的实验，反应原理明确，斐林试剂与还原糖在水浴加热条件下会产生砖红色沉淀，不需要通过预实验来确定实验条件范围，A正确；
B、探究 pH 对过氧化氢酶活性的影响，由于不同的 pH 可能对酶活性有显著不同的影响，需要通过预实验确定一个大致的 pH 范围，再进一步精确探究最适 pH，B错误；
C、调查培养液中酵母菌种群数量的变化，在正式实验前需要预实验，以确定合适的酵母菌接种量、培养时间、取样时间等条件范围，保证实验的科学性和可操作性，C错误；
D、探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度，生长素类调节剂浓度对生根效果影响较大，通过预实验可以大致确定促进生根的浓度范围，再在此范围内进一步实验找到最适浓度，D错误。
故选A。
11．无机盐对生物体维持生命活动有重要的作用。人体缺铁会直接引起（ ）
A．血红蛋白含量降低B．肌肉抽搐
C．神经细胞兴奋性降低D．甲状腺肿大
【答案】A
【分析】部分无机盐离子的具体功能：（1）I-是甲状腺激素的组成成分，缺乏时甲状腺激素合成减少，成年人患地方性甲状腺肿；（2）Fe2+是血红蛋白中血红素的组成成分，缺乏时患贫血；（3）Ca2+：血钙过低时，会出现抽搐现象；血钙过高时，会患肌无力；（4）Mg2+是组成叶绿素的元素之一，缺乏时叶片变黄，无法进行光合作用；
【详解】A、Fe2+是血红蛋白中血红素的组成成分，缺铁会直接血红蛋白含量降低，A正确；
B、血钙过低时，会出现抽搐现象，B错误；
C、神经细胞兴奋性降低与Na细胞外浓度低有关，C错误；
D、I-是甲状腺激素的组成成分，缺乏时甲状腺激素合成减少，成年人患地方性甲状腺肿，D错误。
故选A。
12．（新情境）烟草打顶后侧芽会生长，需要抹芽（摘除侧芽）提高上部叶片质量，该措施费时费力。采取打顶后涂抹生长素的方法替代抹芽。科研人员探究打顶后涂抹生长素对烟草上部叶片生长的影响，实验结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．打顶后涂抹生长素，其进入烟草后可向下运输
B．打顶后抹芽不利于营养物质在上部叶片的积累
C．打顶后涂抹生长素能建立顶端优势抑制侧芽萌发
D．打顶后涂抹生长素能增强上部叶片的净光合速率
【答案】B
【分析】生长素的生理作用具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长；体现生长素两重性的典型实例就是顶端优势，顶端优势就是顶芽优先生长，侧芽生长受到抑制的现象。
【详解】A、生长素的运输方向是从形态学上端到形态学下端，生长素涂抹处为形态学上端，因此打顶后涂抹的生长素进入烟草后，可向下运输 ，A正确；
B、由题意可知，打顶后的抹芽措施是为了提高上部叶片的质量，因此该措施利于营养物质向上部叶片转运，B错误；
C、由题意可知，打顶涂抹生长素能抑制侧芽萌动，相当于建立人工顶端优势抑制侧芽萌发，C正确；
D、由题意和图示可知，打顶后涂抹生长素与不涂抹相比，能增强上部叶片净光合速率，D正确。
故选B。
13．（新情境）生境破碎指因人类活动等因素导致生物的生存环境被隔断成碎片。隔断后的碎片称为生境碎片。为研究生境破碎对濒危植物景东翅子树种群数量的影响，科研人员对某地不同类型生境碎片进行了相关调查，调查结果如下表所示。
下列叙述错误的是（ ）
A．可以采用样方法调查景东翅子树种群数量
B．生境碎片的面积大小会影响景东翅子树种群数量
C．生境破碎利于景东翅子树种群的生存和发展
D．不同树龄植株的数量比例反映该种群的年龄组成
【答案】C
【分析】种群的特征包括数量特征、空间特征和遗传特征，其中种群数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例；出生率和死亡率都会影响种群数量的变化，但年龄结构是通过影响出生率和死亡率影响数量变化的，性别比例通过影响出生率影响数量变化的。
【详解】A、调查景东翅子树种群数量可以采用样方法，A正确；
BC、据表格数据可知，5公顷碎片、15公顷碎片和连续森林的景东翅子树种群数量分别为33 、82和87，故生境碎片的面积大小会影响景东翅子树种群数量，可推知生境破碎不利于景东翅子树种群的生存和发展，B正确，C错误；
D、年龄结构是指一个种群中各年龄期个体数目的比例，不同树龄植株（如幼树、小树和成树）的数量比例反映该种群的年龄结构，D正确。
故选C。
14．用2种不同的抗原分别制备单克隆抗体分子，在体外制备双特异性抗体，简称双抗（见下图）。下列叙述错误的是（ ）
A．双抗可同时与2种不同的抗原结合
B．利用双抗可以将药物运送至靶细胞
C．筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原
D．同时注射2种抗原可刺激B细胞分化为产双抗的浆细胞
【答案】D
【分析】单克隆抗体的制备过程：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。
【详解】A、抗体1和抗体2能分别识别并结合一种抗原，抗体3上的两个抗原结合位点分别能结合一种抗原，因此双抗可同时与2种不同的抗原结合，A正确；
B、根据抗原与抗体能够发生特异性结合的特性，利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞，从而使药物发挥相应的作用，B正确；
C、在两种不同的抗原刺激下，B细胞增殖、分化产生不同的浆细胞分泌形成两种抗体，因此，筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原来进行抗原-抗体检测，从而实现对双抗的筛选，C正确；
D、同时注射2种抗原可刺激机体产生不同的浆细胞，每种浆细胞只能分泌一种抗体，不能产生双抗，D错误。
故选D。
15．正常细胞表面具有PD-L1，而活化的T细胞表面存在PD-1（PD-L1受体）。当PD-L1与PD1结合后，细胞毒性T细胞可识别正常细胞，不触发免疫反应。肿瘤细胞可通过过量表达PD-L1来逃避细胞毒性T细胞的识别和攻击。下列叙述错误的是（ ）
A．细胞毒性T细胞介导的定向抗肿瘤作用属于细胞免疫
B．PD-L1与PD-1的识别和结合体现了细胞膜的信息交流功能
C．使用抗体阻断肿瘤细胞的PD-L1，有利于细胞毒性T细胞杀灭肿瘤细胞
D．细胞毒性T细胞识别和清除肿瘤细胞体现了免疫系统的免疫防御功能
【答案】D
【分析】免疫系统的功能：防御功能、监视和自稳功能。免疫系统的三道防线组成防御功能；监视和自稳功能是指监控并清除体内已经衰老或因其他因素被破坏的细胞，以及癌变的细胞。肿瘤细胞表面的PD-L1通过与T细胞表面的PD-1蛋白特异性结合，抑制T细胞增殖分化，从而逃避免疫系统的攻击。
【详解】A、细胞毒性T细胞介导的定向抗肿瘤作用属于细胞免疫，细胞免疫主要依靠细胞毒性T细胞作战，A正确；
B、活化的T细胞表面的PD-1能与癌细胞表面的PD-L1结合完成识别，该过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能，B正确；
C、肿瘤细胞可通过过量表达PD-L1来逃避细胞毒性T细胞的识别和攻击，使用抗体阻断肿瘤细胞的PD-L1，有利于细胞毒性T细胞尽快及时杀灭肿瘤细胞，C正确；
D、自己的免疫系统能够监视发生变异的细胞（癌细胞），细胞毒性T细胞识别和清除肿瘤细胞体现了免疫系统的免疫监视功能，D错误。
故选D。
非选择题（共6题，共70分）。
16．（高考真题改编）铜绿假单胞菌（P菌）易对抗生素产生耐药性，导致现有治疗P菌感染的效果不佳。P菌有两类，其中Pa菌能产生脓毒素S蛋白，杀死不能产生S蛋白的Pb菌。研究者尝试改造S蛋白用于靶向治疗P菌感染，并利用近红外光控制工程菌精准放药。
(1)将Pa菌接种于固体培养基中获得 ，再利用液体培养基进行 ，收集发酵液分离得到S蛋白并分析其结构与功能。
(2)如图1所示，S蛋白的R、U、T功能区可协同将S蛋白特异性转入Pb菌，N能降解Pb菌中DNA。Pa菌能表达Is蛋白与S蛋白形成复合物，保护自身免受S蛋白的毒害。大肠杆菌分泌的抗生素E的功能区C会使核糖体失活，IE可与E形成保护自身的复合物。用 （填酶的名称）构建重组质粒，导入Pa菌中获得工程菌，生产嵌合脓毒素S′蛋白。

用S和S′蛋白分别对Pa菌、Pb菌和大肠杆菌进行抑菌试验，观察抑菌圈出现情况，证实S′蛋白可作为靶向治疗P菌感染的药物。请写出抑菌试验的结果 。
(3)为使工程菌在特定的部位释放S′蛋白，研究者构建图2所示的表达载体。其工作原理为：黑暗条件下，菌体中c-di-GMP浓度低，不能产生裂解蛋白L。近红外光照射激活启动子R， ，进而激活启动子P，合成的Q蛋白 。裂解蛋白L积累到一定量时，工程菌裂解，从而释放S′蛋白。

(4)若要将构建的工程菌用于治疗伤口的P菌感染，在临床应用前，还需要 。
【答案】(1) 单菌落 扩大培养
(2) 限制性内切核酸酶和DNA连接酶
(3) 合成的B酶催化c-di-GMP合成，使其浓度升高 解除裂解基因L前的终止子对转录的抑制作用，进而启动裂解基因L表达
(4)确定工程菌的使用剂量、评估疗效等
【分析】基因工程的基本工具：（1）限制酶；（2）DNA连接酶；（3）载体。
基因工程的基本操作程序：（1）目的基因的筛选与获取；（2）基因表达载体的构建；（3）将目的基因导入受体细胞；（4）目的基因的检测与鉴定。
【详解】（1）将Pa菌接种于固体培养基中获得单菌落，再利用液体培养基进行扩大培养，收集发酵液分离得到S蛋白并分析其结构与功能。
（2）重组DNA技术用到的工具有限制性核酸内切酶、DNA连接酶、载体，在构建基因表达载体时，需要用到限制性核酸内切酶、DNA连接酶。结合题干信息合可知，Pa菌能产生脓毒素S蛋白，杀死不能产生S蛋白的Pb菌。S蛋白的R、U、T功能区可协同将S蛋白特异性转入Pb菌，N能降解Pb菌中DNA。Pa菌能表达Is蛋白与S蛋白形成复合物，保护自身免受S蛋白的毒害。所以S蛋白处理Pb菌落时会出现抑菌圈，为+，但处理Pa菌落时不会出现抑菌圈，为-。
S′蛋白中含有S蛋白的R、U、T功能区，所以S′蛋白可以特异性转入Pb菌落，S′蛋白的功能区C可以使核糖体失活从而引起细胞死亡，因此Pa和Pb都会被抑制生长出现抑菌圈，这两者均为+。大肠杆菌分泌的抗生素E的功能区C会使核糖体失活，但IE可与E形成保护自身的复合物，所以大肠杆菌由于含有E蛋白可以保护自己，所以不会产生抑菌圈，两种蛋白处理结果均为-。实验结果如图所示： 。
（3）分析题图可知，黑暗条件下，菌体中c-di-GMP浓度低，不能产生裂解蛋白L。近红外光照射激活启动子R，启动子R能驱动基因B表达成B酶，合成的B酶催化GTP合成c-di-GMP，使其浓度升高，进而激活启动子P，合成的Q蛋白解除裂解基因L前的终止子对转录的抑制作用，进而启动裂解基因L表达。裂解蛋白L积累到一定量时，工程菌裂解，从而释放S′蛋白。
（4）若要将构建的工程菌用于治疗伤口的P菌感染，在临床应用前，还需要确定工程菌的使用剂量、评估疗效等。
17．（新情境）苏氨酸是常用工业原料，目前主要通过大肠杆菌发酵生产。我国研究者尝试利用基因工程技术提高菌株生产能力。
(1)大肠杆菌苏氨酸合成酶基因的启动子是RNA聚合酶 的部位，驱动基因转录出mRNA。细胞中氨基酸以该mRNA为 合成苏氨酸合成酶。
(2)当细胞中苏氨酸含量较高时，会抑制苏氨酸合成酶基因的转录。A基因编码的A蛋白位于大肠杆菌细胞膜上，可将苏氨酸运出细胞。分别利用三种具有持续表达活性的启动子和A基因、红色荧光蛋白（RFP）基因构建表达载体并导入大肠杆菌菌株W中，获得三种工程菌，相关处理及结果如图。

①该实验的目的是 。
②工程菌W-01苏氨酸产量显著高于W的原因是 。
(3)W-01菌株具有更高的苏氨酸产量，但其生长明显弱于菌株W和其他工程菌，从物质与能量的角度，推测原因是 。
(4)大肠杆菌拟核中有一个环状DNA分子，其上的F基因是调控细胞分裂的主要基因，当其表达水平较低时.可产生含有多个拟核DNA的多倍体菌株，这种菌株细胞体积和细胞内基因表达产物增加。综合利用上述信息，设计一个插入W-01菌株F基因启动子与编码区之间的表达元件（如图），制备高产苏氨酸的多倍体工程菌，且该工程菌能够在含氯霉素的培养基中生长 。

【答案】(1) 识别和结合 模板
(2) 探究外源A基因表达水平对工程菌苏氨酸产量的影响 A蛋白表达量高，苏氨酸运出速率高，菌体中苏氨酸浓度低，对苏氨酸合成酶基因转录的抑制弱
(3)外源基因表达及苏氨酸大量合成消耗菌体中的物质和能量
(4)①氯霉素抗性基因 ②终止子 ③活性低的启动子
【分析】基因工程的基本步骤包括筛选目的基因、基因表达载体构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。其中目的基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。
【详解】（1）RNA聚合酶可以识别并结合大肠杆菌苏氨酸合成酶基因的启动子，驱动基因转录出mRNA。翻译的模板是mRNA，原料是氨基酸，因此细胞中氨基酸以该mRNA为模板合成苏氨酸合成酶。
（2）①图示的处理是构建了三种不同的A基因表达载体，实验结果显示不同的A基因表达载体会影响大肠杆菌菌株苏氨酸的产量，因此分析可知，该实验的目的是探究外源A基因表达水平对工程菌苏氨酸产量的影响。
②与菌株W相比，工程菌W-01的不同点是导入了A基因，且已知A基因编码的A蛋白位于大肠杆菌细胞膜上，可将苏氨酸运出细胞，因此推测工程菌W-01苏氨酸产量显著高于W的原因是A蛋白表达量高，苏氨酸运出速率高，菌体中苏氨酸浓度低，对苏氨酸合成酶基因转录的抑制弱。
（3）各种菌株细胞代谢产生的总能量基本相同，但W-01菌株中更多的能量用于外源基因表达及苏氨酸大量合成，而用于生长的能量较少，因此W-01菌株生长明显弱于菌株W和其他工程菌。
（4）实验目的是通过基因工程的手段制备高产苏氨酸的多倍体工程菌，只有当F基因表达水平较低时.可产生含有多个拟核DNA的多倍体菌株，因此在F基因编码区前面插入活性低的启动子，减少F基因的表达。本实验要求工程菌能够在含氯霉素的培养基中生长，因此表达元件中需要插入氯霉素抗性基因，此外基因的转录需要启动子和终止子，综合分析，①②③分别是氯霉素抗性基因、终止子、活性低的启动子。
18．PD-L1抗体可用于治疗多种癌症。有些患者在接受PD-L1抗体治疗后，胰岛B细胞受损，研究者对其机制进行了研究。
(1)活化的细胞毒性T细胞表面的PD-1与正常细胞表面的PD-L1结合后，细胞毒性T细胞受到抑制。癌细胞可通过 PD-L1的表达量来逃避细胞毒性T细胞的攻击，而PD-L1抗体能抑制癌细胞的免疫逃逸。
(2)细胞内的HLA能够与多种肽段结合，形成复合物后移动到细胞表面，该过程称为抗原提呈。正常情况下，识别自身正常抗原的细胞毒性T细胞会受抑制甚至凋亡.以避免 病的发生。
(3)胰岛B细胞中可能产生错误翻译的胰岛素，这些异常胰岛素水解产生的肽段与HLs形成的复合物称为ID。研究发现，接受PD-L1抗体治疗后，机体免疫增强，血浆中干扰素IFNγ增多，细胞毒性T细胞群体中特异性识别ID的S型细胞毒性T细胞所占比例也从极低水平显著升高。为研究S型细胞毒性T细胞增加的原因，研究者进行了下图所示实验，图1为图2中乙组的处理过程。
①丙组的处理方式是 。
②图2结果表明IFNγ处理能 。
(4)细胞中的免疫蛋白酶体可将细胞中异常胰岛素水解为肽段。研究者推测IFNγ通过作用于免疫蛋白酶体实现对胰岛B细胞的作用，并进行下表所示实验，检测各组MIP分泌量，验证了推测。请完善表中实验处理和实验结果。
注：“+”的数量表示MIP分泌量的多少。
(5)综合上述信息，解释某些肿瘤患者接受PD-L1抗体治疗后，胰岛B细胞受损的原因。
【答案】(1)增加
(2)自身免疫
(3) 细胞毒性T细胞单独培养 增强胰岛B细胞对S型细胞毒性T细胞的激活作用
(4) 胰岛B细胞 ++ IFNγ处理过的胰岛B细胞 ++++ +
(5)PD-L1抗体使机体免疫增强；血浆中IFNγ增多，胰岛B细胞ID提呈增强，对S型细胞毒性T细胞激活作用增强，S型细胞毒性T细胞激活并增殖，且活化S型细胞性T细胞因PD-L1抗体存在，不受胰岛B细胞表面PD-L1抑制，攻击胰岛B细胞。
【分析】细胞免疫过程：抗原经吞噬细胞摄取、处理和呈递给T淋巴细胞，接受抗原刺激后T淋巴细胞会增殖、分化产生记忆细胞和效应T细胞，效应T细胞与相应的靶细胞密切接触，进而导致靶细胞裂解死亡，抗原暴露出来，此时体液中的抗体与抗原发生特异性结合形成细胞集团或沉淀，最后被吞噬细胞吞噬消化。
【详解】（1）活化的细胞毒性T细胞表面的PD-1与正常细胞表面的PD-L1结合后，细胞毒性T细胞受到抑制，癌细胞可通过增加PD-L1的表达量来与PD-1结合抑制T细胞的活性，从而逃避细胞毒性T细胞的攻击。
（2）自身免疫性疾病，是多种因素引起体内病理性自身免疫反应，通过自身免疫反应，破坏和损伤自身组织和细胞成分，导致组织的损害和器官功能障碍所引起的疾病，正常情况下，识别自身正常抗原的细胞毒性T细胞会受抑制甚至凋亡，以避免攻击自身正常细胞或组织而引起自身免疫病的发生。
（3）①为研究S型细胞毒性T细胞增加的原因，设置了甲乙丙三组，甲组为细胞毒性T细胞与胰岛B细胞共培养，乙组为细胞毒性T细胞与IFNγ处理过的胰岛B细胞共培养，因此丙组为细胞毒性T细胞单独培养。②图2 MIP（细胞毒性T细胞激活后释放的细胞因子）含量乙组＞甲组＞丙组，甲、丙结果表明胰岛B细胞可以促进细胞毒性T细胞的增殖，而乙组最高说明IFNγ处理能增强胰岛B细胞对S型细胞毒性T细胞的激活作用。
（4）研究者推测IFNγ通过作用于免疫蛋白酶体实现对胰岛B细胞的作用，因此实验分为四组，一组为细胞毒性T细胞与胰岛B细胞共培养，抑制胰岛B细胞中无关蛋白合成，结果为MIP分泌量较少，用++表示；另一组为细胞毒性T细胞与IFNγ处理过的胰岛B细胞共培养，抑制胰岛B细胞中无关蛋白合成，由于IFNγ通过作用于免疫蛋白酶体实现对胰岛B细胞的作用，而免疫蛋白酶体可将细胞中异常胰岛素水解为肽段，因此该组的MIP分泌量较多，用++++表示；另两组为细胞毒性T细胞与胰岛B细胞共培养+抑制胰岛B细胞中免疫蛋白酶体特定肽链合成、细胞毒性T细胞与IFNγ处理过的胰岛B细胞共培养+抑制胰岛B细胞中免疫蛋白酶体特定肽链合成，由于这两组均抑制胰岛B细胞中免疫蛋白酶体特定肽链合成，而IFNγ通过作用于免疫蛋白酶体实现对胰岛B细胞的作用，因此MIP的分泌量相同，都较少，用+表示。
（5）某些肿瘤患者接受PD-L1抗体治疗后，PD-L1抗体使机体免疫增强；血浆中IFNγ增多，胰岛B细胞ID提呈增强，对S型细胞毒性T细胞激活作用增强，S型细胞毒性T细胞激活并增殖，且活化S型细胞性T细胞因PD-L1抗体存在，不受胰岛B细胞表面PD-L1抑制，攻击胰岛B细胞，导致胰岛B细胞受损。
19．多囊卵巢综合征（PCOS）是一种病因复杂、具有遗传倾向的内分泌疾病，主要表现为卵巢多囊样病变、排卵稀少。
(1)激素可与靶细胞的 结合，调节生理活动。诊断该病，常需要抽取 检测相关激素水平。
(2)青春期正常的卵巢周期中， 分泌的促性腺激素释放激素，使垂体分泌的FSH和LH增多，促进卵巢中的卵泡发育并分泌雌激素；雌激素达到一定浓度后垂体分泌激素进一步增多，促使卵泡排卵，这一过程体现了 调节机制。排卵后，雌激素水平降低，卵泡残留的结构形成黄体，分泌孕激素与雌激素， （促进/抑制）垂体的分泌，确保黄体期没有新卵泡发育，黄体萎缩后进入下一个周期。
(3)PCOS患者FSH和LH水平异常，常伴有高雄激素和高胰岛素血症，后者加剧雄激素水平升高，抑制卵泡发育。临床上采用糖尿病药物二甲双胍辅助治疗，可改善卵巢形态功能。请结合表中数据分析二甲双胍能起治疗作用的原因 。
(4)有患者认为这种治疗治标不治本，停药会复发。你是否认同该说法，并说明理由 。
【答案】(1) 特异性受体 血液
(2) 下丘脑 正反馈 抑制
(3)二甲双胍缓解胰岛素抵抗，减少胰岛素分泌，降低雄激素水平，促进卵泡发育
(4)认同，激素发挥作用后，会很快被灭活：根据PCOS患者的病因判断，遗传因素导致的疾病很难根治
不认同，服药后卵巢形态功能可改善
【分析】激素调节是指由内分泌器官（或细胞）分泌的化学物质进行的调节。不同激素的化学本质组成不同，但它们的作用方式却有一些共同的特点：（1）微量和高效；（2）通过体液运输；（3）作用于靶器官和靶细胞．激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了。激素只能对生命活动进行调节，不参与生命活动。
【详解】（1）激素通过体液运输，与靶细胞的受体结合发挥作用。检测激素水平需抽取血液（或血清/血浆），因激素通过血液运输至全身。
（2）雌激素的分泌存在下丘脑-垂体-性腺的分级调节轴线，其中促性腺激素释放激素是由下丘脑分泌的；雌激素达到一定浓度后垂体分泌激素进一步增多，促使卵泡排卵，这一过程新结果跟老结果呈正相关，体现了正反馈调节机制；黄体分泌的孕激素和雌激素通过抑制下丘脑和垂体的活动，避免新卵泡发育，维持黄体期稳定。
（3）结合表格数据可知，治疗后雄激素和胰岛素抵抗指数都降低，空腹胰岛素和空腹血糖也减少，据此推测，二甲双胍缓解胰岛素抵抗，减少胰岛素分泌，降低雄激素水平，促进卵泡发育，故二甲双胍能起治疗作用。
（4）对弈该治疗方法，仍存在争议，主要观点有：认同，激素发挥作用后，会很快被灭活：根据PCOS患者的病因判断，遗传因素导致的疾病很难根治。或者不认同，服药后卵巢形态功能可改善。
20．每个人细胞表面都带有一组和别人不同的蛋白质，称为组织相容性抗原（MHC），其中MHC I与肿瘤免疫密切相关。
(1)如图1所示，肿瘤细胞内的某些蛋白质被蛋白酶体分解为短肽，这些短肽经 （填细胞器）加工形成MHC I-抗原肽并呈递到细胞膜表面，与TCR结合后激活T细胞。活化的细胞毒性T细胞识别并杀伤肿瘤细胞，实现 这一基本功能。

(2)肿瘤细胞内的蛋白质IR能够下调MHC I含量。检测人胰腺癌细胞（WT）和IR基因敲除的胰腺癌细胞（KO）相关物质含量。若IR仅促进MHC I降解降低其含量，请在图2中补全第3、4组实验结果。

(3)为探究IR作用于MHC I促进其降解途径，分别用红色、紫色、绿色荧光标记WT中的IR、自噬泡定位蛋白、溶酶体定位膜蛋白。将标记的WT分为两组，实验组用自噬诱导剂处理6 h，对照组不处理。观察发现，实验组的三种荧光共定位（分布位置重叠），对照组红色荧光在细胞质基质中弥散分布，与绿色和紫色荧光无共定位。研究者是基于 假设设计的该实验方案。
(4)细胞中IR含量不同的胰腺癌患者术后生存比例差异如图3所示，请解释造成生存率高或低的原因（任选其中一种情况） 。

【答案】(1) 内质网和高尔基体 免疫监视
(2)
(3)IR通过溶酶体依赖的自噬途径降解MHC I
(4)细胞中IR含量高，MHC I的自噬降解增强，无法将肿瘤相关抗原呈递到细胞膜上，从而避免了细胞毒性T细胞对其杀伤，出现免疫逃逸，术后生存率低。细胞中IR含量低，MHC I的自噬降解减少，将肿瘤相关抗原呈递到细胞膜上，增强细胞毒性T细胞对其杀伤，术后生存率高。
【分析】1、分泌蛋白首先氨基酸在粗面内质网的核糖体上合成肽链，肽链进入粗面内质网初步加工后，以囊泡运至高尔基体进一步加工，成熟的蛋白质再以囊泡运至细胞膜，以胞吐的方式运出细胞外，整个过程需要线粒体提供能量；
2、免疫系统的功能包括免疫防御、免疫监视和免疫自稳三大功能。免疫防御是为了防止外界病原体的入侵，及清除已入侵病原体及其他有害物质；免疫监视可以随时发现和清除体内出现的非自身成分，如肿瘤细胞及衰老死亡的细胞；免疫自稳功能通过免疫耐受和免疫调节两种机制，来维持免疫系统内环境的稳定，保证免疫功能的正常的进行。
【详解】（1）在细胞中，短肽进入内质网和高尔基体进行加工，形成MHCⅠ-抗原肽；细胞毒性 T 细胞识别并杀伤肿瘤细胞，这是免疫系统发现和清除体内出现的非自身成分（肿瘤细胞可视为异常细胞）的过程，属于免疫监视功能。
（2）已知IR仅促进MHCⅠ降解降低其含量。第3组是WT细胞（含IR）且添加了蛋白质降解抑制剂，此时MHCⅠ不会被降解，所以MHCⅠ含量应与第1组WT细胞（无蛋白质降解抑制剂，MHCⅠ 正常被 IR 促进降解）相比显著增加，第 2 组KO细胞（无IR，MHCⅠ不被促进降解）MHCⅠ含量相近的条带；第4组是4KO细胞（无IR）且添加了蛋白质降解抑制剂，由于本身没有IR促进MHCⅠ降解，所以MHCⅠ含量不变，与第 2 组KO细胞 MHCⅠ 含量相同的条带。因此第3、4组实验结果如图所示： 。
（3）因为实验是探究IR作用于MHC-I促进其降解途径，实验组用自噬诱导剂处理后三种荧光共定位（IR、自噬泡定位蛋白、溶酶体定位蛋白），对照组无此现象，说明是基于IR通过自噬-溶酶体途径促进MHC-I降解这一假设设计的实验，如果IR通过自噬 - 溶酶体途径起作用，那么在自噬诱导剂作用下，IR会与自噬泡、溶酶体在位置上出现重叠。因此研究者是基于IR通过自噬-溶酶体途径促进MHC - I降解假设设计的该实验方案。
（4）从图中可以看出，IR含量低的胰腺癌患者术后生存人数比例在较长时间内相对较高，IR含量高的胰腺癌患者术后生存人数比例下降较快。（1）解释IR含量低的胰腺癌患者生存率高的原因： IR（胰岛素受体）可能参与了细胞的生长、增殖等过程。当细胞中IR含量低时，可能使得癌细胞对胰岛素等相关生长信号的响应减弱。胰岛素与其受体结合后可激活一系列信号通路，促进细胞的生长和增殖等。IR含量低时，胰岛素与受体结合减少，相关信号通路的激活程度降低，癌细胞的增殖和生长受到一定程度的抑制，从而使得胰腺癌患者的病情发展相对缓慢，术后生存率较高；（2）IR含量高的胰腺癌患者生存率低的原因： 当细胞中IR含量高时，意味着癌细胞表面有较多的胰岛素受体。胰岛素更容易与其受体结合，从而过度激活相关的生长信号通路，如PI3 - K/Akt等信号通路。这些信号通路的过度激活会促进癌细胞的增殖、迁移和侵袭等恶性行为，导致胰腺癌患者病情发展迅速，术后生存率较低。
21．水翁是常绿多年生高大乔木，可以去除水体中的氮、磷，研究人员通过实验对其去除效果进行了研究，实验过程如表1所示，其中凤眼莲是常用的治理富营养化水体的植物。回答下列问题：
表1
(1)凤眼莲有很强的吸收氮、磷能力，但由于凤眼莲难以收获，容易造成 ，研究人员选用木本植物水翁来净化水体。本研究中第3组的处理是 。
(2)对实验相关指标进行测定，得到表2所示结果，下图中的实验数据是对水翁自然光照下各个月份的观测。结果表明水翁对水体中氮、磷的吸收能力受 的影响比较大。分析表2中的指标，阐述正常光照下水翁对氮、磷吸收能力强的生物学原理： 。
表2
注：TN、TP表示总氮和总磷；气孔导度表示气孔开放程度，数值越大气孔开放程度越高。
(3)结合表2数据和曲线图分析，正常光照条件下光照强度应该是对应图中 月份的光照强度，依据是 ，这几、月的平均温度都在 ℃以上。综合考虑以上数据和华南地区的气候，翁适合作为一种净化水体的植物在局部水域种植。
【答案】(1) 二次污染 无土栽培+90L试验用水+正常光照
(2) 光照和温度 在正常光照下，植株净光合速率高，会吸收更多氮磷用于自身生命活动
(3) 3～9 这几个月份总氮去除速率和总磷去除速率分别在70和7左右 20
【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。
【详解】（1）由于凤眼莲有很强的吸收氮磷能力但是又难以收获，所以容易引起二次污染；三组处理中凤眼莲是作为对照，所以需要在正常光照下进行实验，其他条件相同。
（2）根据表2和题图数据，水翁吸收氮磷的能力与光照、温度密切相关；水翁吸收氮磷，主要是因为水翁植物本身生长的需要，在正常光照下，植株净光合速率高，会吸收更多氮磷用于自身生命活动。
（3）由表2和题图中的总氮去除速率和总磷去除速率数据可知，表2中正常光照条件下的光照强度对应图中3～9月份，这几个月份总氮去除速率和总磷去除速率分别在70和7左右，这几个月的平均温度都是在20℃以上。
生境碎片类型
植株数（株）
幼树
小树
成树
合计
5公顷碎片
21
9
3
33
15公顷碎片
57
8
17
82
连续森林
39
22
26
87
脓毒素类型
培养基接种的菌类型
Pa
Pb
大肠杆菌
S
–
+
–
S′
+
+
–
抑制胰岛B细胞中无关蛋白合成
抑制胰岛B细胞中免疫蛋白酶体特定肽链合成
细胞毒性T细胞与 共培养

+
细胞毒性T细胞与 共培养


时间
雄激素（nml/L）
胰岛素抵抗指数
空腹胰岛素（μU/mL）
空腹血糖（mml/L）
治疗前
6.51
2.95
11.72
14.63
治疗后
1.45
1.74
4.92
8.77
组别
实验材料
处理
1
16个月水翁幼苗
无土栽培+90L试验用水+正常光照
2
16个月水翁幼苗
无土栽培+90L试验用水+遮阴处理
3
凤眼莲
？
处理
去除速率/（mg·kg-1·d-1）
净光合速率/（μml·m-2·s-1）
蒸腾速率/（mml·m-2·s-1）
气孔导度/（mml·m-2·s-1）
TN
TP
正常光照
74.54
7.52
11.3
9.6
268
遮阴处理
30.56
2.58
6.4
4.1
160