(七) 科学思维——模型与建模
1.(2024·北京昌平二模)为探究DNA甲基化与动脉粥样硬化(As)的关系,研究者给予大耳兔高脂饮食以制备As模型组,提取脾脏DNA进行水解并检测其甲基化水平,实验结果如表所示。相关叙述错误的是( )
组别 DNA甲基化水平(%)
对照组 3.706
模型组 2.259
A.DNA甲基化不影响DNA碱基对的排列顺序
B.检测DNA水解产物有无U以排除RNA影响
C.高脂饮食引起的As与基因表达水平改变无关
D.As模型组大耳兔的DNA甲基化可能会遗传
2.(2024·山东泰安二模)海兔神经系统的研究为神经生物学的发展做出了重大贡献。轻触海兔的喷水管,其鳃就会收缩,这一反射称为缩鳃反射。若连续重复此种轻触刺激,海兔的缩鳃反射将逐渐减弱甚至消失,这种现象称为习惯化。再给予海兔喷水管一个强刺激,可以去除习惯化。图1表示海兔缩鳃反射习惯化的神经环路示意图,图2表示习惯化前后轴突末梢变化模型。下列说法正确的是( )
A.当神经纤维某处处于外负内正的状态时,K+通道不可能处于开放状态
B.刺激a点,b点能检测到膜电位变化,则说明兴奋传递只能是单向的
C.习惯化后再给予喷水管强刺激,可能使神经末梢释放的物质增加
D.若提高突触后膜产生动作电位的“阈值”,则可能消除习惯化
3.(2024·河北沧州模拟)科学家使用脑炎病毒(LCMV)制造出慢性感染模型小鼠,感染脑炎病毒一段时间后,模型小鼠活化的细胞毒性T细胞会上调PD-1等免疫抑制分子的表达进而出现耗竭。其具体机制为PD-1(程序性死亡受体-1)与PD-L1(程序性死亡受体的配体-1)结合后可诱导细胞毒性T细胞凋亡、失能、耗竭,PD-L1主要表达在抗原呈递细胞表面。研究发现,肿瘤细胞可通过该机制逃避免疫系统的“追杀”。以下分析正确的是( )
A.LCMV能激活小鼠体内具有特异性的吞噬细胞、B细胞、细胞毒性T细胞等
B.抗原呈递细胞可根据机体情况主动选择促进还是抑制细胞毒性T细胞发挥作用
C.上调PD-1能避免病毒被完全清除后细胞毒性T细胞仍持续发挥免疫杀伤作用
D.肿瘤细胞可能会通过过量表达PD-1诱导抗原呈递细胞耗竭来逃避“追杀”
4.(2024·广东东莞模拟)如图为物种丰富度的简单模型。在此模型中,R代表群落的有效资源范围,群落中每一物种只能利用R的一部分。n表示群落中某个物种的生态位宽度,δ表示生态位之间的重叠。该模型旨在阐明群落所含物种数多少的原因。下列说法正确的是( )
A.一个物种在群落中所处的空间位置和占用资源的情况,称为这个物种的生态位
B.根据“收割理论”,由于捕食者的存在,群落的物种丰富度受到影响,更易成为群落2
C.若图中三个群落的R相同,群落3中将有最高的物种丰富度
D.若图中三个群落的R相同,群落2的种间竞争最激烈
5.(2024·重庆模拟)下图为科研人员对某人工渔场进行调查后,构建的渔场生态系统的能量流动模型(部分)。下列相关叙述正确的是( )
A.此生态系统中生产者固定的总能量为2 122.373
B.第二营养级能量的去路几乎无未被利用的能量
C.第三第四营养级之间的能量传递效率比第四第五营养级之间的小
D.第三营养级输出的111.3 能量中包含有第三营养级生物粪便中的能量
6.(2024·山东菏泽一模)传统的基于慢病毒感染、胚胎基因编辑构建非人灵长类脑疾病动物模型常出现操作困难、编辑基因脱靶等问题。若要对非人灵长类动物的体细胞进行基因编辑并获得阳性克隆的细胞,利用体细胞核移植技术构建动物疾病模型更具有优势。下列说法错误的是( )
A.将经基因编辑的单个体细胞注入去核的MⅡ期卵母细胞中
B.用电刺激、Ca2+载体等方法激活重构胚,促进其分裂、发育
C.进行胚胎移植前,要对供体和受体进行免疫检查,以防发生免疫排斥
D.重构胚必须移植到同种、生理状态相同的雌性子宫中才能发育成个体
7.(2024·湖南长沙二模)甲状腺分泌的甲状腺激素包括四碘甲状腺原氨酸(T4)和三碘甲状腺原氨酸(T3),对高等哺乳动物应激状态下(例如惊吓)相关应急活动形成有重要调节作用,下图1为受到惊吓时甲状腺分泌活动的调控示意图。下图2表示小鼠在受到惊吓刺激时,血液中甲状腺激素含量的实时变化。结合所学知识回答以下问题:
(1)为实时监测小鼠血液中甲状腺激素含量的变化,研究小组可利用__________的放射性同位素标记甲状腺激素,进而通过相关仪器监测血液中放射性强度即可。
(2)根据图1可推测图2中引起t1、t2时刻甲状腺激素含量上升的信号分子分别是___________________________。
(3)请在已有实验基础上增加甲、乙两组实验,利用自变量控制的减法原理来验证(2)中假说,并在下图坐标轴上画出预测的实验现象。
①实验方案:_______________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
②结果预测(如图所示)。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(七) 科学思维——模型与建模
1.(2024·北京昌平二模)为探究DNA甲基化与动脉粥样硬化(As)的关系,研究者给予大耳兔高脂饮食以制备As模型组,提取脾脏DNA进行水解并检测其甲基化水平,实验结果如表所示。相关叙述错误的是( )
组别 DNA甲基化水平(%)
对照组 3.706
模型组 2.259
A.DNA甲基化不影响DNA碱基对的排列顺序
B.检测DNA水解产物有无U以排除RNA影响
C.高脂饮食引起的As与基因表达水平改变无关
D.As模型组大耳兔的DNA甲基化可能会遗传
C [DNA甲基化是表观遗传的一种,表观遗传不影响DNA碱基对的排列顺序,A正确;U(尿嘧啶)是RNA特有的碱基,检测DNA水解产物有无U以排除RNA影响,B正确;模型组是高脂饮食组,而对照组是正常组别,据表可知,模型组的DNA甲基化水平较低,说明高脂饮食引起的As与基因表达水平有关,C错误;DNA甲基化是表观遗传的一种,表观遗传属于可遗传变异,As模型组大耳兔的DNA甲基化可能会遗传,D正确。]
2.(2024·山东泰安二模)海兔神经系统的研究为神经生物学的发展做出了重大贡献。轻触海兔的喷水管,其鳃就会收缩,这一反射称为缩鳃反射。若连续重复此种轻触刺激,海兔的缩鳃反射将逐渐减弱甚至消失,这种现象称为习惯化。再给予海兔喷水管一个强刺激,可以去除习惯化。图1表示海兔缩鳃反射习惯化的神经环路示意图,图2表示习惯化前后轴突末梢变化模型。下列说法正确的是( )
A.当神经纤维某处处于外负内正的状态时,K+通道不可能处于开放状态
B.刺激a点,b点能检测到膜电位变化,则说明兴奋传递只能是单向的
C.习惯化后再给予喷水管强刺激,可能使神经末梢释放的物质增加
D.若提高突触后膜产生动作电位的“阈值”,则可能消除习惯化
C [当恢复静息电位时,刚开始神经纤维也处于外负内正的状态,K+通道是打开的,A错误;要证明单向传递,还需要设计刺激b、检测a的膜电位变化的对照实验,只刺激a点,b点能检测到膜电位变化,不可以说明兴奋传递是单向的,B错误;从图2可以看出习惯化是神经递质释放减少导致的,习惯化后再给予海兔以喷水管强刺激,可以去除习惯化,可能使神经末梢释放的物质增加,C正确;由题意可知习惯化是因为连续重复弱刺激(轻触刺激),缩鳃反射逐渐减弱甚至消失而引起的,如果能降低此突触后膜产生动作电位的“阈值”,就会发生正常兴奋,则可能消除习惯化现象,D错误。]
3.(2024·河北沧州模拟)科学家使用脑炎病毒(LCMV)制造出慢性感染模型小鼠,感染脑炎病毒一段时间后,模型小鼠活化的细胞毒性T细胞会上调PD-1等免疫抑制分子的表达进而出现耗竭。其具体机制为PD-1(程序性死亡受体-1)与PD-L1(程序性死亡受体的配体-1)结合后可诱导细胞毒性T细胞凋亡、失能、耗竭,PD-L1主要表达在抗原呈递细胞表面。研究发现,肿瘤细胞可通过该机制逃避免疫系统的“追杀”。以下分析正确的是( )
A.LCMV能激活小鼠体内具有特异性的吞噬细胞、B细胞、细胞毒性T细胞等
B.抗原呈递细胞可根据机体情况主动选择促进还是抑制细胞毒性T细胞发挥作用
C.上调PD-1能避免病毒被完全清除后细胞毒性T细胞仍持续发挥免疫杀伤作用
D.肿瘤细胞可能会通过过量表达PD-1诱导抗原呈递细胞耗竭来逃避“追杀”
C [脑炎病毒(LCMV)会激活小鼠体内特异性的B细胞和细胞毒性T细胞等,吞噬细胞对异物的识别没有特异性,不是被某种抗原激活的,A错误;据题干信息“模型小鼠活化的细胞毒性T细胞会上调PD-1等免疫抑制分子的表达进而出现耗竭”可知,不是抗原呈递细胞主动选择抑制细胞毒性T细胞的功能,B错误;根据感染脑炎病毒一段时间后,模型小鼠细胞毒性T细胞出现耗竭,可以推测出上调PD-1能避免病毒被完全清除后细胞毒性T细胞仍持续发挥免疫杀伤作用,C正确;肿瘤细胞可能会过量表达PD-L1,而不是PD-1,从而会诱导细胞毒性T细胞耗竭,D错误。]
4.(2024·广东东莞模拟)如图为物种丰富度的简单模型。在此模型中,R代表群落的有效资源范围,群落中每一物种只能利用R的一部分。n表示群落中某个物种的生态位宽度,δ表示生态位之间的重叠。该模型旨在阐明群落所含物种数多少的原因。下列说法正确的是( )
A.一个物种在群落中所处的空间位置和占用资源的情况,称为这个物种的生态位
B.根据“收割理论”,由于捕食者的存在,群落的物种丰富度受到影响,更易成为群落2
C.若图中三个群落的R相同,群落3中将有最高的物种丰富度
D.若图中三个群落的R相同,群落2的种间竞争最激烈
C [一个物种在群落中所处的空间位置和占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位,A错误;根据“收割理论”,由于捕食者的存在,群落有更大的物种丰富度,更易成为群落3,B错误;若图中三个群落的R相同,因为群落3的R之间重叠的最多,所以群落3将有最高的物种丰富度,种间竞争最激烈,C正确,D错误。]
5.(2024·重庆模拟)下图为科研人员对某人工渔场进行调查后,构建的渔场生态系统的能量流动模型(部分)。下列相关叙述正确的是( )
A.此生态系统中生产者固定的总能量为2 122.373
B.第二营养级能量的去路几乎无未被利用的能量
C.第三第四营养级之间的能量传递效率比第四第五营养级之间的小
D.第三营养级输出的111.3 能量中包含有第三营养级生物粪便中的能量
B [生产者固定的总能量除了流向下一营养级和流向分解者外,还用于呼吸作用散失以及未被利用,因此此生态系统中生产者固定的总能量大于2 122.373,A错误;分析第二营养级能量的输入与输出可知,输入量(873.8+4 449=5 322.8)≈输出量(86.75+427.4+2 871+1 937=5 322.15),因此第二营养级能量的去路几乎无未被利用的能量,B正确;第四与第五营养级之间的能量传递效率4.964÷58.22×100%≈8.53%,第三第四营养级之间的能量传递效率58.22÷427.4×100%≈13.62%,第三第四营养级之间的能量传递效率比第四第五营养级之间的大,C错误;第三营养级生物粪便中的能量是第二营养级输出的能量中所包含的能量,D错误。]
6.(2024·山东菏泽一模)传统的基于慢病毒感染、胚胎基因编辑构建非人灵长类脑疾病动物模型常出现操作困难、编辑基因脱靶等问题。若要对非人灵长类动物的体细胞进行基因编辑并获得阳性克隆的细胞,利用体细胞核移植技术构建动物疾病模型更具有优势。下列说法错误的是( )
A.将经基因编辑的单个体细胞注入去核的MⅡ期卵母细胞中
B.用电刺激、Ca2+载体等方法激活重构胚,促进其分裂、发育
C.进行胚胎移植前,要对供体和受体进行免疫检查,以防发生免疫排斥
D.重构胚必须移植到同种、生理状态相同的雌性子宫中才能发育成个体
C [需要将经基因编辑的单个体细胞注入去核MⅡ期的卵母细胞中,使核移植动物模型的核遗传物质全部来自经基因编辑的单个体细胞,A正确;使用电刺激、Ca2+载体等方法可以激活重构胚, 使其完成细胞分裂和发育过程,B正确;受体不会对移植的胚胎产生免疫排斥反应,故而进行胚胎移植前,不需要对供体和受体进行免疫检查,C错误;重构胚必须采用胚胎移植技术移植到同种、生理状态相同的雌性个体子宫中才能继续发育,D正确。]
7.(2024·湖南长沙二模)甲状腺分泌的甲状腺激素包括四碘甲状腺原氨酸(T4)和三碘甲状腺原氨酸(T3),对高等哺乳动物应激状态下(例如惊吓)相关应急活动形成有重要调节作用,下图1为受到惊吓时甲状腺分泌活动的调控示意图。下图2表示小鼠在受到惊吓刺激时,血液中甲状腺激素含量的实时变化。结合所学知识回答以下问题:
(1)为实时监测小鼠血液中甲状腺激素含量的变化,研究小组可利用__________的放射性同位素标记甲状腺激素,进而通过相关仪器监测血液中放射性强度即可。
(2)根据图1可推测图2中引起t1、t2时刻甲状腺激素含量上升的信号分子分别是___________________________。
(3)请在已有实验基础上增加甲、乙两组实验,利用自变量控制的减法原理来验证(2)中假说,并在下图坐标轴上画出预测的实验现象。
①实验方案:________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
②结果预测(如图所示)。
[解析] (1)碘是合成甲状腺激素的必需元素,故可利用碘的放射性同位素标记甲状腺激素,进而通过相关仪器监测血液中放射性强度即可实时监测小鼠血液中甲状腺激素含量的变化。(2)分析题图,t1时受到惊吓,机体会通过神经调节释放神经递质作用于甲状腺,使甲状腺分泌甲状腺激素;t2时主要是下丘脑产生促甲状腺激素释放激素作用于垂体,垂体产生促甲状腺激素作用于甲状腺,使甲状腺分泌甲状腺激素。(3)为利用自变量控制的减法原理来验证(2)中假说,可以取同种生理状态相似的小鼠均分为甲、乙两组,手术切除甲组小鼠通向甲状腺的传出神经,手术切除乙组小鼠的垂体,手术恢复后分别给予甲、乙两组小鼠惊吓刺激并实时监测血液中甲状腺激素含量的变化,则甲组实验只能通过分级调节产生甲状腺激素,则t2时刻甲状腺激素的量才开始增加,乙组实验通过神经调节产生甲状腺激素,故t1时刻开始产生甲状腺激素,相关的预测结果图示见答案。(略)
[答案] (1)碘 (2)神经递质和促甲状腺激素 (3)①取同种生理状态相似的小鼠均分为甲、乙两组,手术切除甲组小鼠通向甲状腺的传出神经,手术切除乙组小鼠的垂体,手术恢复后分别给予甲、乙两组小鼠惊吓刺激并实时监测血液中甲状腺激素含量的变化
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共23张PPT)
学科核心素养专训(七)
科学思维——模型与建模
1.(2024·北京昌平二模)为探究DNA甲基化与动脉粥样硬化(As)的关系,研究者给予大耳兔高脂饮食以制备As模型组,提取脾脏DNA进行水解并检测其甲基化水平,实验结果如表所示。相关叙述错误的是( )
2
4
1
3
题号
5
6
7
组别 DNA甲基化水平(%)
对照组 3.706
模型组 2.259
A.DNA甲基化不影响DNA碱基对的排列顺序
B.检测DNA水解产物有无U以排除RNA影响
C.高脂饮食引起的As与基因表达水平改变无关
D.As模型组大耳兔的DNA甲基化可能会遗传
2
4
1
3
题号
5
6
7
√
C [DNA甲基化是表观遗传的一种,表观遗传不影响DNA碱基对的排列顺序,A正确;U(尿嘧啶)是RNA特有的碱基,检测DNA水解产物有无U以排除RNA影响,B正确;模型组是高脂饮食组,而对照组是正常组别,据表可知,模型组的DNA甲基化水平较低,说明高脂饮食引起的As与基因表达水平有关,C错误;DNA甲基化是表观遗传的一种,表观遗传属于可遗传变异,As模型组大耳兔的DNA甲基化可能会遗传,D正确。]
2
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1
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题号
5
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2.(2024·山东泰安二模)海兔神经系统的研究为神经生物学的发展做出了重大贡献。轻触海兔的喷水管,其鳃就会收缩,这一反射称为缩鳃反射。若连续重复此种轻触刺激,海兔的缩鳃反射将逐渐减弱甚至消失,这种现象称为习惯化。再给予海兔喷水管一个强刺激,可以去除习惯化。图1表示海兔缩鳃反射习惯化的神经环路示意图,图2表示习惯化
前后轴突末梢变化模型。下列说
法正确的是( )
2
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1
3
题号
5
6
7
A.当神经纤维某处处于外负内正的状态时,K+通道不可能处于开放状态
B.刺激a点,b点能检测到膜电位变化,则说明兴奋传递只能是单向的
C.习惯化后再给予喷水管强刺激,可能使神经末梢释放的物质增加
D.若提高突触后膜产生动作电位的“阈值”,则可能消除习惯化
2
4
1
3
题号
5
6
7
√
C [当恢复静息电位时,刚开始神经纤维也处于外负内正的状态,K+通道是打开的,A错误;要证明单向传递,还需要设计刺激b、检测a的膜电位变化的对照实验,只刺激a点,b点能检测到膜电位变化,不可以说明兴奋传递是单向的,B错误;从图2可以看出习惯化是神经递质释放减少导致的,习惯化后再给予海兔以喷水管强刺激,可以去除习惯化,可能使神经末梢释放的物质增加,C正确;由题意可知习惯化是因为连续重复弱刺激(轻触刺激),缩鳃反射逐渐减弱甚至消失而引起的,如果能降低此突触后膜产生动作电位的“阈值”,就会发生正常兴奋,则可能消除习惯化现象,D错误。]
2
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1
3
题号
5
6
7
3.(2024·河北沧州模拟)科学家使用脑炎病毒(LCMV)制造出慢性感染模型小鼠,感染脑炎病毒一段时间后,模型小鼠活化的细胞毒性T细胞会上调PD-1等免疫抑制分子的表达进而出现耗竭。其具体机制为PD-1(程序性死亡受体-1)与PD-L1(程序性死亡受体的配体-1)结合后可诱导细胞毒性T细胞凋亡、失能、耗竭,PD-L1主要表达在抗原呈递细胞表面。研究发现,肿瘤细胞可通过该机制逃避免疫系统的“追杀”。以下分析正确的是( )
2
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1
3
题号
5
6
7
A.LCMV能激活小鼠体内具有特异性的吞噬细胞、B细胞、细胞毒性T细胞等
B.抗原呈递细胞可根据机体情况主动选择促进还是抑制细胞毒性T细胞发挥作用
C.上调PD-1能避免病毒被完全清除后细胞毒性T细胞仍持续发挥免疫杀伤作用
D.肿瘤细胞可能会通过过量表达PD-1诱导抗原呈递细胞耗竭来逃避“追杀”
2
4
1
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题号
5
6
7
√
C [脑炎病毒(LCMV)会激活小鼠体内特异性的B细胞和细胞毒性T细胞等,吞噬细胞对异物的识别没有特异性,不是被某种抗原激活的,A错误;据题干信息“模型小鼠活化的细胞毒性T细胞会上调PD-1等免疫抑制分子的表达进而出现耗竭”可知,不是抗原呈递细胞主动选择抑制细胞毒性T细胞的功能,B错误;根据感染脑炎病毒一段时间后,模型小鼠细胞毒性T细胞出现耗竭,可以推测出上调PD-1能避免病毒被完全清除后细胞毒性T细胞仍持续发挥免疫杀伤作用,C正确;肿瘤细胞可能会过量表达PD-L1,而不是PD-1,从而会诱导细胞毒性T细胞耗竭,D错误。]
2
4
1
3
题号
5
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7
4.(2024·广东东莞模拟)如图为物种丰富度的简单模型。在此模型中,R代表群落的有效资源范围,群落中每一物种只能利用R的一部分。n表示群落中某个物种的生态位宽度,δ表示生态位之间的重叠。该模型旨在阐明群落所含物种数多少的原因。下列说法正确的是( )
2
4
1
3
题号
5
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7
A.一个物种在群落中所处的空间位置和占用资源的情况,称为这个物种的生态位
B.根据“收割理论”,由于捕食者的存在,群落的物种丰富度受到影响,更易成为群落2
C.若图中三个群落的R相同,群落3中将有最高的物种丰富度
D.若图中三个群落的R相同,群落2的种间竞争最激烈
2
4
1
3
题号
5
6
7
√
C [一个物种在群落中所处的空间位置和占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位,A错误;根据“收割理论”,由于捕食者的存在,群落有更大的物种丰富度,更易成为群落3,B错误;若图中三个群落的R相同,因为群落3的R之间重叠的最多,所以群落3将有最高的物种丰富度,种间竞争最激烈,C正确,D错误。]
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1
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题号
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7
5.(2024·重庆模拟)下图为科研人员对某人工渔场进行调查后,构建的渔场生态系统的能量流动模型(部分)。下列相关叙述正确的是( )
2
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1
3
题号
5
6
7
A.此生态系统中生产者固定
的总能量为2 122.373
B.第二营养级能量的去路几乎无未被利用的能量
C.第三第四营养级之间的能量传递效率比第四第五营养级之间的小
D.第三营养级输出的111.3 能量中包含有第三营养级生物粪便中的能量
√
B [生产者固定的总能量除了流向下一营养级和流向分解者外,还用于呼吸作用散失以及未被利用,因此此生态系统中生产者固定的总能量大于2 122.373,A错误;分析第二营养级能量的输入与输出可知,输入量(873.8+4 449=5 322.8)≈输出量(86.75+427.4+2 871+1 937=5 322.15),因此第二营养级能量的去路几乎无未被利用的能量,B正确;第四与第五营养级之间的能量传递效率4.964÷58.22×100%≈8.53%,第三第四营养级之间的能量传递效率58.22÷427.4×100%≈13.62%,第三第四营养级之间的能量传递效率比第四第五营养级之间的大,C错误;第三营养级生物粪便中的能量是第二营养级输出的能量中所包含的能量,D错误。]
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题号
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6.(2024·山东菏泽一模)传统的基于慢病毒感染、胚胎基因编辑构建非人灵长类脑疾病动物模型常出现操作困难、编辑基因脱靶等问题。若要对非人灵长类动物的体细胞进行基因编辑并获得阳性克隆的细胞,利用体细胞核移植技术构建动物疾病模型更具有优势。下列说法错误的是( )
A.将经基因编辑的单个体细胞注入去核的MⅡ期卵母细胞中
B.用电刺激、Ca2+载体等方法激活重构胚,促进其分裂、发育
C.进行胚胎移植前,要对供体和受体进行免疫检查,以防发生免疫排斥
D.重构胚必须移植到同种、生理状态相同的雌性子宫中才能发育成个体
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题号
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√
C [需要将经基因编辑的单个体细胞注入去核MⅡ期的卵母细胞中,使核移植动物模型的核遗传物质全部来自经基因编辑的单个体细胞,A正确;使用电刺激、Ca2+载体等方法可以激活重构胚, 使其完成细胞分裂和发育过程,B正确;受体不会对移植的胚胎产生免疫排斥反应,故而进行胚胎移植前,不需要对供体和受体进行免疫检查,C错误;重构胚必须采用胚胎移植技术移植到同种、生理状态相同的雌性个体子宫中才能继续发育,D正确。]
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题号
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7.(2024·湖南长沙二模)甲状腺分泌的甲状腺激素包括四碘甲状腺原氨酸(T4)和三碘甲状腺原氨酸(T3),对高等哺乳动物应激状态下(例如惊吓)相关应急活动形成有重要调节作用,下图1为受到惊吓时甲状腺分泌活动的调控示意图。下图2表示小鼠在受到惊吓刺激时,血液中甲状腺激素
含量的实时变化。结合所学知识回
答以下问题:
2
4
1
3
题号
5
6
7
(1)为实时监测小鼠血液中甲状腺激素含量的变化,研究小组可利用____的放射性同位素标记甲状腺激素,进而通过相关仪器监测血液中放射性强度即可。
(2)根据图1可推测图2中引起t1、t2时刻甲状腺激素含量上升的信号分子分别是___________________________。
2
4
1
3
题号
5
6
7
碘
神经递质和促甲状腺激素
(3)请在已有实验基础上增加甲、乙两组实验,利用自变量控制的减法原理来验证(2)中假说,并在下图坐标轴上画出预测的实验现象。
①实验方案:____________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
__________________________。
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题号
5
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7
取同种生理状态相似的小鼠均分为甲、乙两组,手
术切除甲组小鼠通向甲状腺的传出神经,手术切除乙组小鼠的垂体,手术恢复后分别给予甲、乙两组小鼠惊吓刺激并实时监测血液中甲状腺激素含量的变化
②结果预测(如图所示)。
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1
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题号
5
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7
[解析] (1)碘是合成甲状腺激素的必需元素,故可利用碘的放射性同位素标记甲状腺激素,进而通过相关仪器监测血液中放射性强度即可实时监测小鼠血液中甲状腺激素含量的变化。
(2)分析题图,t1时受到惊吓,机体会通过神经调节释放神经递质作用于甲状腺,使甲状腺分泌甲状腺激素;t2时主要是下丘脑产生促甲状腺激素释放激素作用于垂体,垂体产生促甲状腺激素作用于甲状腺,使甲状腺分泌甲状腺激素。
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题号
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(3)为利用自变量控制的减法原理来验证(2)中假说,可以取同种生理状态相似的小鼠均分为甲、乙两组,手术切除甲组小鼠通向甲状腺的传出神经,手术切除乙组小鼠的垂体,手术恢复后分别给予甲、乙两组小鼠惊吓刺激并实时监测血液中甲状腺激素含量的变化,则甲组实验只能通过分级调节产生甲状腺激素,则t2时刻甲状腺激素的量才开始增加,乙组实验通过神经调节产生甲状腺激素,故t1时刻开始产生甲状腺激素,相关的预测结果图示见答案。(略)
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