1. 1897年德国科学家毕希纳发现,利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵;还有研究发现,乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。为验证上述结论,已设置的4组实验处理和部分结果如表:
组别 实验处理 实验结果
① 葡萄糖溶液+无菌水 一
② 葡萄糖溶液+酵母菌 +
③ 葡萄糖溶液+酵母汁
④ 葡萄糖溶液+含有酵母汁中的各类小分子和离子的溶液
注:“+”表示有乙醇生成,“-”表示无乙醇生成。
对该实验操作和结果分析合理的是( )
A. 组③、组④的实验结果分别为+、+
B. 应增设组⑤,处理为:无菌水+酵母汁
C. 制备无细胞的酵母汁时,可将酵母菌细胞在蒸馏水中破碎处理
D. 应检测酵母汁中是否含有活细胞
【答案】D
【解析】
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA;
2、酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能;
3、本实验的目的是为验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”,所给实验材料中,葡萄糖溶液为反应的底物,在此实验中为无关变量,其用量应一致。酵母菌为细胞生物,与其对应的酵母汁无细胞结构,可用来验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”。
【详解】A、组③实验的酵母汁中含有乙醇发酵的条件,有乙醇生成(+),组④的实验含有乙醇发酵的各类小分子和离子,缺少酶,无乙醇生成,故组③、组④的实验结果分别为+、-,A错误;
B、为验证上述“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助的结论,还需增设组⑤为葡萄糖溶液+含有酵母汁中的各类生物大分子包括相关酶的溶液+含有酵母汁中的各类小分子和离子的溶液的实验,B错误;
C、酶的作用条件温和,需要适宜的温度和pH等条件,实验中缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH,C错误;
D、本实验的目的是为验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”,因此需要检测酵母汁中是否含有活细胞,D正确。
故选D。
2. 秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(如图)。下列叙述正确的是( )
A. 培养开始时向甲瓶中加入溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液以便检测乙醇生成
B. 乙瓶的溶液由黄色变成蓝色,表明酵母菌已产生了CO2
C. 仅根据该实验结果不能完全确定酵母细胞呼吸的方式
D. 实验中增加甲瓶的酵母菌数量可以提高乙醇最大产量
【答案】C
【解析】
【分析】酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存,属于兼性厌氧菌,因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式;酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精,还产生少量的二氧化碳。
【详解】A、应在充分反应后(葡萄糖消耗完),从甲瓶中取适量滤液,加入重铬酸钾以便检测乙醇生成,因为葡萄糖也能与酸性的重铬酸钾发生反应,A错误;
B、乙瓶的溶液由蓝变绿再变黄,表明酵母菌已产生了CO2,B错误;
C、用对比实验法(有氧和无氧条件)可以探究酵母菌的呼吸类型,仅根据该实验结果不能完全确定酵母细胞呼吸的方式,C正确;
D、由于培养液中葡萄糖的含量一定,因此增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量,D错误。
故选C。
3. 如图表示细胞呼吸的过程,下列有关叙述正确的是( )
A. 图中过程③产生的ATP少于④产生的ATP
B. 过程②③④均在膜结构上发生,并能产生少量ATP
C. 可以用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2,现象为由蓝变绿再变黄
D. 剧烈运动时肌肉细胞CO2的产生量大于O2的消耗量
【答案】C
【解析】
【分析】1、有氧呼吸过程:第一阶段,发生在细胞质基质,1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,产生少量的[H],释放少量的能量;第二阶段,发生在线粒体基质,丙酮酸和水彻底分解成CO2和[H],释放少量的能量;第三阶段,发生在线粒体内膜,前两个阶段产生的[H],经过一系列反应,与O2结合生成水,释放出大量的能量。
2、无氧呼吸是指在无氧条件下通过酶的催化作用,细胞把糖类等有机物不彻底氧化分解,同时释放少量能量的过程。无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同,葡萄糖分解成丙酮酸和[H],并释放少量的能量;无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸在不同酶的作用下生成酒精和CO2或乳酸,不释放能量,整个过程都发生在细胞质基质。
【详解】A、分析题图可知,③④均为无氧呼吸第二阶段,都不产生ATP,A错误;
B、分析题图可知,②为有氧呼吸第二、三阶段,其中,第二阶段在线粒体基质中发生,产生少量ATP,第三阶段在线粒体内膜上发生,产生大量ATP;③④均为无氧呼吸第二阶段,在细胞质基质中进行,都不产生ATP,B错误;
C、可以用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2,CO2可以使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,C正确;
D、剧烈运动时有些肌肉细胞进行有氧呼吸,有些肌肉细胞进行产乳酸的无氧呼吸,CO2的产生量等于O2的消耗量,D错误。
故选C。
4. 酵母菌在密闭容器内以葡萄糖为底物的呼吸速率变化过程如图所示。下列有关分析不合理的是( )
A. 0~6h,容器内气体体积保持不变,培养液的pH变小
B. 7h时,有氧呼吸产生的ATP的数量大于无氧呼吸产生的
C. 6~8h,可用酸性重铬酸钾溶液来检测无氧呼吸是否产生了CO2
D. 10h时,酵母菌无氧呼吸分解葡萄糖释放了部分能量
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图:0~6h间,酵母菌只进行有氧呼吸;6-8h间,酵母菌同时进行无氧呼吸和有氧呼吸,但有氧呼吸速率逐渐降低,无氧呼吸速率逐渐增加;8h-10h间,酵母菌只进行无氧呼吸,且无氧呼吸速率快速增加。
【详解】A、0~6h间,酵母菌只进行有氧呼吸,消耗的氧气和释放的二氧化碳相等,容器内气体的体积保持不变,培养液的pH变小,A正确;
B、7h时,有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率,但是有氧呼吸产生的ATP的数量大于无氧呼吸产生的,B正确;
C、6~8h,酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸,培养液中的葡萄糖未消耗完。酸性重铬酸钾溶液能与葡萄糖反应,变成灰绿色,需要将培养液中的葡萄糖消耗完后,再用酸性重铬酸钾溶液检测酵母菌无氧呼吸是否产生了酒精,C错误;
D、10h时,只有无氧呼吸,酵母菌无氧呼吸分解葡萄糖释放了部分能量,大部分能量储存在酒精中,D正确。
故选C。
5. 用酵母菌做实验材料探究细胞呼吸。首先对酵母菌培养液离心处理,然后将获取的酵母菌沉淀破碎并再次离心,把含酵母菌细胞质基质的上清液、只含酵母菌细胞器的沉淀物及未离心处理过的酵母菌培养液分装在甲、乙、丙3支试管内,同时向各试管中加入等量、等浓度的葡萄糖溶液,均供氧充足,一段时间后,得到葡萄糖和CO2的相对含量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 图1对应试管甲,其产生的CO2中氧元素来自葡萄糖和水
B. 图2对应试管丙,反应结束后可用酸性重铬酸钾溶液检测酒精
C. 图3对应试管乙,实验结果表明葡萄糖不能进入线粒体分解
D. 图1和图2对应的试管中消耗等量的葡萄糖释放的能量相等
【答案】C
【解析】
【分析】有氧呼吸和无氧呼吸的过程:
(1)有氧呼吸可以分为三个阶段:第一阶段:在细胞质的基质中:1分子葡萄糖被分解为2分子丙酮酸和少量的还原型氢,释放少量能量;第二阶段:在线粒体基质中进行,丙酮酸和水在线粒体基质中被彻底分解成二氧化碳和还原型氢;释放少量能量;第三阶段:在线粒体的内膜上,前两个阶段产生的还原型氢和氧气发生反应生成水并释放大量的能量。
(2)无氧呼吸的二阶段:第一阶段:和有氧呼吸第一阶段相同。第二阶段:在细胞内生成酒精和二氧化碳。
【详解】A、试管甲含有酵母菌细胞质基质的上清液,可进行无氧呼吸,产生的二氧化碳中的氧来自葡萄糖,A错误;
B、试管丙中含有未离心处理过的酵母菌培养液,供氧充足,可进行有氧呼吸,不会产生酒精,B错误;
C、试管乙只含酵母菌细胞器的沉淀物,对应图3,乙试管葡萄糖无消耗,实验结果表明葡萄糖不能进入线粒体分解,C正确;
D、图1有氧呼吸,图2无氧呼吸,消耗等量的葡萄糖,前者释放的能量多与后者,D错误。
故选C。
6. 在手术、烧伤、失血等应激条件下,机体会启动针对创伤的防御性免疫。过多的炎症因子会刺激下丘脑-垂体-肾上腺皮质调控轴,生成更多的糖皮质激素,产生抗炎作用。结合图示,下列叙述错误的是( )
A. 糖皮质激素可定向作用于下丘脑和垂体细胞膜上的受体从而抑制这两者分泌CRH和ACTH
B. 类风湿性关节炎患者可以使用糖皮质激素进行治疗
C. 神经系统、内分泌系统和免疫系统通过信息分子形成调节网络
D. 图中的信息分子都是通过和相应的受体直接接触来达到信息交流的目的
【答案】A
【解析】
【分析】下丘脑、垂体、肾上腺之间形成分级调节机制,肾上腺皮质激素的合成与分泌受到下丘脑和垂体相关激素的调控,同时还存在肾上腺皮质激素对下丘脑和垂体的负反馈调节。
【详解】A、结合图示可知,糖皮质激素可抑制下丘脑和垂体的分泌作用,但肾上腺糖皮质激素是由肾上腺皮质分泌的一种类固醇类激素,其受体位于靶细胞的细胞内,A错误;
B、类风湿性关节炎是免疫系统功能过强引起的疾病,分析题图可知,糖皮质激素抑制了机体的免疫力(对免疫细胞和免疫反应具有抑制作用),类风湿性关节炎患者可以使用糖皮质激素进行治疗,B正确;
CD、结合题图可知,神经系统(通过神经递质)、内分泌系统(分泌激素)和免疫系统(分泌细胞因子等)三个系统通过信息分子形成调节网络,信息分子的作用方式都是和相应的受体直接接触来达到信息交流的目的,CD正确。
故选A。
7. 乙酰胆碱与突触后膜的乙酰胆碱受体(AChR)结合时,突触后膜兴奋,引起肌肉收缩。重症肌无力患者体内该过程出现异常,其发病机理示意图如下。下列叙述正确的是( )
A. 分泌抗a抗体的细胞有分裂分化能力
B. 产生肌无力的原因是乙酰胆碱与抗a抗体结合
C. 物质a入侵机体前,体内不存在能识别a的B淋巴细胞
D. 物质a可能与AChR结构相似
【答案】D
【解析】
【分析】分析题图可知:图示为重症肌无力患者发病机理示意图。患者胸腺肌样细胞能分泌物质a,物质a能刺激机体产生抗a抗体,抗a抗体能与乙酰胆碱竞争乙酰胆碱受体(AChR),导致乙酰胆碱与突触后膜的AChR特异性结合减少,进而引起重症肌无力。由于免疫系统异常敏感、反应过度,“敌我不分”地将自身物质当作外来异物进行攻击而引起的,这类疾病就是自身免疫病。
【详解】A、分泌抗a抗体的细胞为浆细胞,是高度分化的细胞,不具有分裂分化能力,A错误;
B、产生肌无力的原因是乙酰胆碱受体与抗a抗体结合,B错误;
C、物质a入侵机体前,体内存在能识别a的B淋巴细胞,只是没有增殖分化出相应的浆细胞,C错误;
D、物质a能刺激机体产生抗a抗体,抗a抗体能与乙酰胆碱竞争乙酰胆碱受体(AChR),导致乙酰胆碱与突触后膜的AChR特异性结合减少,推测物质a可能与AChR结构相似,D正确。
故选D。
8. 迷走神经与脑干相连,对胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动起促进作用,还可通过一系列过程产生抗炎效应,如图所示。下列相关说法错误的是( )
A. 吃过食物后,通过神经调节消化液的量会增加
B. 胃液中的盐酸可通过使蛋白质变性、间接促进胰液分泌等途径促进消化
C. TNF-α过量分泌可能会引发风湿性关节炎等疾病
D. 个体手术后多餐少食不利于其机体机能的恢复
【答案】D
【解析】
【分析】分析题图:TNF-α可促进炎症反应;一方面,迷走神经释放的乙酰胆碱作用于肠巨噬细胞膜上的N受体,通过抑制肠巨噬细胞中TNF-α的释放,从而起到抗炎的效应;另一方面,迷走神经可以促进肠腺、胃腺中消化液的分泌。
【详解】A、由图可知,迷走神经可促进肠腺、胃腺中消化液的分泌,因此吃过食物后,通过神经调节消化液的量会增加,A正确;
B、盐酸在促进消化方面有以下作用:使食物中的蛋白质变性(易于被蛋白酶分解);为胃蛋白酶提供适宜的pH;刺激小肠黏膜产生促胰液素,间接促进胰液分泌,进而促进消化,B正确;
C、TNF-α过量分泌可促使炎症加重,故风湿性关节炎可能与其分泌量过多有关,C正确;
D、个体手术后多餐少食,有利于其迷走神经的活动,引起乙酰胆碱分泌增加,减轻炎症,有利于机体恢复,D错误。
故选D。
9. 下图是胰岛素分泌和发挥作用的示意图,下列相关叙述不正确的是
A. 图中乙细胞可能是肌肉细胞或肝细胞
B. 由图可知,线粒体出现功能障碍会引发糖尿病
C. 甲细胞分泌的胰岛素通过体液特异性运输至乙细胞发挥作用
D. 若抗体a为自身免疫细胞分泌的抗体,由其导致的血糖异常属于自身免疫病
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图,甲细胞是胰岛B细胞,a表示葡萄糖转运蛋白,乙细胞是肝脏、肌肉细胞,b表示胰岛素受体。
【详解】A、分析题图可知,甲细胞合成分泌胰岛素,是胰岛B细胞,乙细胞是胰岛素的靶细胞,肝或者肌细胞内可以合成糖原,故细胞乙是肌肉或者肝脏细胞,其细胞膜上的b结构可以和胰岛素结合,进而影响细胞的生命活动,A正确;
B、胰岛素分泌属于胞吐,需要消耗线粒体提供的能量,线粒体出现功能障碍,胰岛素分泌受到影响,会引发糖尿病,B正确;
C、甲细胞分泌的胰岛素通过体液运输至乙细胞发挥作用,但没有特异性运输,C错误;
D、自身免疫病是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病,若抗体a为自身免疫细胞分泌的抗体,由其导致的血糖异常属于自身免疫病,D正确。
故选C。
10. 重症肌无力是一种神经肌肉接头功能异常的自身免疫疾病,研究者采用抗原抗体结合的方法检测患者AChR抗体,大部分患者检测结果呈阳性,其余为阴性。神经肌肉接头形成机制如图,神经末梢释放的蛋白A与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,该复合物与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使神经递质乙酰胆碱(ACh)的受体(AChR)在突触后膜成簇组装,最终形成成熟的神经肌肉接头。下列相关叙述错误的是( )
A. 神经肌肉接头处存在电信号→化学信号→电信号的转换
B. 据题分析可知,神经末梢释放的蛋白A可能是一种神经递质
C. AChR抗体阴性的患者可能存在蛋白M抗体,使AChR不能在突触后膜成簇组装
D. AChR抗体阴性的患者可能存在蛋白Ⅰ抗体,使蛋白Ⅰ不能与蛋白A形成复合物
【答案】B
【解析】
【分析】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,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),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。由于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。
【详解】A、由图可知,神经肌肉接头处有突触前膜释放神经递质和作用到突触后膜,神经肌肉接头处存在电信号→化学信号→电信号的转换,A正确;
B、由题意可知:神经末梢释放的蛋白A与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,该复合物与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,因此神经末梢释放的蛋白A不是一种神经递质,神经递质会引起突触后膜电位变化,B错误;
C、由题图可知:AChR抗体阴性的患者可能存在蛋白M的抗体,其不能与蛋白A与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成的复合物结合,使肌细胞内信号不能转导,从而不能使神经递质乙酰胆碱(ACh)的受体(AChR)在突触后膜成簇组装,C正确;
D、由题图可知:AChR抗体阴性的患者可能存在蛋白Ⅰ抗体,其不能与蛋白A结合形成复合物,使肌细胞内信号不能转导,从而不能使神经递质乙酰胆碱(ACh)的受体(AChR)在突触后膜成簇组装,D正确。
故选B。
11. 图甲为一个基因型为AaXBY 的精原细胞(2N=4), 将该细胞的核DNA 双链均用15N标记后,置于只含14N 的培养基中培养,经一次有丝分裂后,又将其子细胞置于只含有15N的培养基中完成减数分裂,产生了一个基因型为AaXB的异常精细胞,如图乙所示。整个过程中不考虑基因突变且染色体畸变只发生1次,下列叙述正确的是( )
A. 经有丝分裂产生的两个子细胞每条染色体均具有放射性
B. 基因型为AaXB的异常精子中含有14N的染色体数目为0或1或2或3
C. 染色体数目变异的发生一定是因为减数第一次分裂后期同源染色体未分离
D. 次级精母细胞中所含染色体数目可能为1~6中的任意整数
【答案】B
【解析】
【分析】由于DNA的半保留复制,经过1次有丝分裂后,产生的精原细胞,每个核DNA均由一条15N标记的链和一条14N的链。之后进行减数分裂,产生一个含有AaXB染色体的异常精细胞,该精细胞的出现是由于减数分裂Ⅰ时A和a所在的同源染色体未正常分离导致的,因此同时产生的三个精细胞1个AaXB,2个只含Y染色体。
【详解】A、经有丝分裂产生的两个子细胞每条染色体均具有放射性,且每条染色体含有的DNA分子均为一条链含有15N标记、一条含14N标记,但15N不具有放射性,A错误;
B、产生基因型为AaXB的异常精子的次级精母细胞的基因型可表示为AAaaXBXB,该细胞中含有的6个DNA分子中只有3个DNA分子带有14N,且带有14N的DNA分子随机进入到子细胞中,因此该次级精母细胞分裂产生的基因型为AaXB的异常精子中含有14N的染色体数目为0或1或2或3带,B正确;
C、染色体数目变异的发生一般是因为减数第一次分裂后期同源染色体未分离,也可能在有丝分裂过程中出现染色体数目异常的精原细胞进而产生了异常的精细胞,C错误;
D、由于产生了图示异常的精细胞,因此,次级精母细胞中所含染色体数目可能为1、2、3和6条染色体,D错误。
故选B。
12. 某果蝇(2n=8)的基因型为AaBb,将该果蝇的一个精原细胞放在含32P的培养基中培养一个细胞周期,再将子细胞放在普通培养基中培养,其中一个子细胞最终形成了4个基因型各不相同(AB、aB、Ab、ab)的精子。下列相关叙述正确的是( )
A. 精子形成过程中发生了碱基对的增添、缺失或替换
B. 有丝分裂过程中细胞内被32P标记的染色体数一定为8个
C. 减数分裂Ⅱ后期细胞内被32P标记的染色体数一定为4个
D. 精子形成过程中可能发生了染色体片段的断裂和拼接
【答案】D
【解析】
【分析】 有丝分裂:①间期:DNA分子复制和相关蛋白质的合成;②前期:染色质螺旋化形成染色体,核仁逐渐解体,核膜逐渐消失,细胞两极发出纺锤丝,形成纺锤体;③中期:纺锤丝牵引着染色体运动,使其着丝粒排列在赤道板上,染色体形态稳定、数目清晰,便于观察;④后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,染色体数目加倍;④末期:染色体解螺旋为染色质,纺锤体消失,核膜核仁重新出现,植物细胞中部出现细胞板,细胞板扩展形成细胞壁,动物细胞膜从中部向内凹陷缢裂成两个细胞。
【详解】A、将该精原细胞置于含32P的培养基中培养一个细胞周期之后,其中一个子细胞经过减数分裂形成四个基因型各不相同的精子,故减数分裂过程中发生了互换,A错误;
B、有丝分裂过程中,细胞内被32P标记的染色体数为8或者16,B错误;
C、由于减数分裂过程中发生过互换,故减数分裂Ⅱ后期细胞内被32P标记染色体数可能大于4,C错误;
D、将该精原细胞置于含32P的培养基中培养一个细胞周期之后,其中一个子细胞经过减数分裂形成四个基因型各不相同的精子,故减数分裂过程中发生了互换,发生了染色体片段的断裂和拼接,D正确。
故选D。
13. 某二倍体动物(2n=8)的基因型是AaXBY,其Y染色体为端着丝粒染色体。将该动物的一个细胞在3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷的培养液中培养一个细胞周期,再转入到普通培养液中培养。一段时间后,观察到一个细胞分裂某个时期的示意图如下(图中只对A/a基因位置进行标记)。下列叙述正确的是( )
A. 该细胞为次级精母细胞或第一极体
B. 该细胞形成的子细胞不能直接参与受精作用
C. 该细胞中带有放射性的染色体数目为3或4
D. 与该细胞同时形成的细胞分裂的子细胞的基因型是AXBY和aXBY
【答案】B
【解析】
【分析】减数分裂过程:(1)减数分裂前间期:染色体的复制;(2)减数第一次分裂:①前期:联会,同源染色体上的非姐妹染色单体(交叉)互换;②中期:同源染色体成对的排列在赤道板上;③后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合;④末期:细胞质分裂。(3)减数第二次分裂:①前期:染色体散乱分布;②中期:染色体形态固定、数目清晰;③后期:着丝点(粒)分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;④末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、分析题意可知,该动物基因型是AaXBY,是雄性动物,图示细胞无同源染色体,着丝粒(着丝点)分裂,处于减数第二次分裂后期,表示次级精母细胞,A错误;
B、该细胞形成子细胞是精细胞,不能直接参与受精作用,还需要经过变形等过程,B正确;
C、亲代的DNA分子,放在含被3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷的培养基中,培养一个细胞周期,即复制一次后,每个DNA分子,一条链是3H,另一条链是1H,经分裂后得到子细胞中DNA都是一条链是3H,另一条链是1H;要得到图示细胞,需要经过减数分裂,间期DNA分子复制,得到的每条染色体上都只有1条姐妹染色单体的1条DNA单链含3H标记,减数第一次分裂后期同源染色体分离,减数第二次分裂后期着丝粒(着丝点)分裂,据图可知,减数第一次分裂发生过互换,图示细胞中带有放射性的染色体数目为3或4,在普通培养液中DNA复制次数未知,因此无法判断带有放射性的染色体数目,C错误;
D、据图可知,减数第一次分裂发生过互换,Y染色体为端着丝粒染色体,图中不存在Y染色体,但不确定是否存在X染色体,与之同时形成的次级精母细胞不确定是否含有X染色体,D错误。
故选B。
14. 某基因型为AaBbXDY的雄果蝇(2n=8)的一个精原细胞在减数分裂过程中发生了一次染色体数目变异(未发生交叉互换和其他异常)。M和N为该减数分裂过程中的两个细胞(均无同源染色体),其细胞中的染色体数、核DNA分子数如上图。下列叙述错误的是( )
A. 该精原细胞的染色体数目变异发生在减数第一次分裂过程中
B. 精原细胞形成N细胞的过程中发生过基因重组和着丝粒的断裂
C. 若N细胞的基因型为AAbbXDXD,则M的基因型可能为Y
D. 在该精原细胞的减数分裂过程中能找到含0、1、2条X的细胞
【答案】A
【解析】
【分析】据图分析,M细胞染色体数、核DNA分子数均为3,由于减数分裂过程中发生了一次染色体数目变异,并且无同源染色体,可判断M细胞处于减数第二次分裂的末期;N细胞染色体数、核DNA分子数均为8,可判断N细胞处于减数第二次分裂的后期。
【详解】A、由于存在染色体数目正常的细胞,该精原细胞的染色体数目变异发生在减数第二次分裂过程中,A错误;
B、N细胞染色体数、核DNA分子数均为8,可判断N细胞处于减数第二次分裂的后期,精原细胞形成N细胞的过程中发生过基因重组和着丝粒的断裂,B正确;
C、M和N不是有同一个次级精母细胞发育而来的,若N细胞的基因型为AAbbXDXD,则M的基因型可能为Y,C正确;
D、一个次级精母细胞发育正常,一个次级精母细胞发育异常,在该精原细胞的减数分裂过程中能找到含0、1、2条X的细胞,D正确。
故选A。
15. 某生物卵原细胞可进行有丝分裂和“逆反”减数分裂。现将两个双链均被 C 标记的基因A分别插入一个卵原细胞的一条染色体的两端。将此卵原细胞置于不含放射性元素的培养液中培养,发生如图所示的分裂过程(图中仅呈现部分染色体和子细胞),共产生8个子细胞。下列叙述正确的是( )
A. “逆反”减数分裂的非同源染色体自由组合发生在减数分裂Ⅰ
B. “逆反”减数分裂的染色体数目加倍发生在减数分裂Ⅱ
C. 上图细胞①中被 C 标记的DNA 分子数为1个
D. 8个子细胞中至多2个子细胞含有14C标记
【答案】C
【解析】
【分析】1、由图可知,卵原细胞经一次有丝分裂形成两个卵原细胞,两个卵原细胞分别进行一次减数分裂,最终形成八个子细胞。
2、图中“逆反”减数分裂指着丝粒分裂于减数分裂Ⅰ导致染色体数目加倍,后经减数第一次分裂结束,姐妹染色单体形成的子染色体均匀地分配到两个子细胞中,减数分裂Ⅱ过程发生同源染色体分离,同时非同源染色体自由组合。
【详解】A、据题图可知,“逆反”减数分裂时,姐妹染色单体在减数分裂Ⅰ分离,同源染色体在减数分裂Ⅱ分离,非同源染色体自由组合发生于减数分裂Ⅱ,A错误;
B、由图可知,染色体着丝粒分裂于减数分裂Ⅰ,因此染色体数目加倍发生在减数分裂Ⅰ,B错误;
C、由图可知,双链均被14C 标记的基因A分别插入一个卵原细胞的一条染色体的两端后,置于不含放射性元素的培养液中完成一次有丝分裂后,两个卵原细胞中均含一个被14C标记一条链的DNA分子(图中白色染色体);在减数分裂Ⅰ之前的间期,该DNA分子在不含放射性的培养液中复制一次后,所在染色体的两条姐妹染色单体,只有其中一条染色单体的两端含有放射性,即图中纯白色的染色单体或该染色体上的另一条单色单体含有放射性。在减数分裂Ⅰ前期联会,发生染色体互换后,若纯白色染色单体含有放射性,则细胞①中只有1个被标记的DNA分子,位于图中纯白色染色体上。若图中与纯白色染色单体所在同一条染色体的另一条染色单体上含有放射性,则经染色体互换,互换后的两条染色单体均含放射性,但进入细胞①的只有其中一条子染色体,因此细胞①中也只含一个被标记的DNA分子,C正确;
D、由C选项分析可知,当若图中与纯白色染色单体所在同一条染色体的另一条染色单体上含有放射性,则经染色体互换,互换后的两条染色单体均含放射性,该细胞减数分裂完成后形成的4个子细胞中最多2个子细胞含有14C标记,但经有丝分裂形成的另一个卵原细胞也可发生相同的过程,因此八个子细胞中至多有4个子细胞含有14C标记,D错误。
故选C。
16. 葡萄被誉为世界四大水果之首,它营养丰富、用途广泛、色美、气香、味可口,是果中佳品。光照条件下,叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合五碳糖,O2与五碳糖结合后经一系列反应释放 CO2的过程称为光呼吸。回答下列问题:
(1)________循环将CO2还原成糖。据材料可推测光呼吸过程中 O2与五碳糖结合在叶肉细胞的________中进行。葡萄属于高光呼吸型的植物,为降低光呼吸对葡萄光合产物的消耗,研究者向葡萄叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂SoBS溶液,相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。
SoBS 浓度(mg/L) 0 100 200 300 400 500 600
光合作用强度(CO2μmol m-2 s-1) 18.9 20.9 20.7 18.7 17.6 16.5 15.7
光呼吸强度(CO2μmol m-2 s-1) 6.4 6.2 5.8 5.5 5.2 4.8 4.3
注:表中光合作用强度即总光合速率,SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。据表分析,该实验的光合作用强度用________来表示。喷施浓度为300mg/L SoBS 溶液对葡萄增产________(填“有利”或“不利”)。为探究SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度,应在________mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
(2)葡萄叶光合产物主要以________形式提供给果实。
(3)大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气),延长了葡萄保鲜时间、增加了果农收益。气调冷藏库中葡萄的需氧呼吸受到抑制,原因是________。该库中葡萄细胞的糖酵解________(填“会”或“不会”)受到抑制。气调冷藏库配备的过滤装置及时清除葡萄细胞产生的________(激素),可延长葡萄保鲜时间。
【答案】(1) ①. 卡尔文 ②. 叶绿体基质 ③. 单位时间单位叶面积CO2的固定量/消耗量 ④. 有利 ⑤. 100~300
(2)蔗糖 (3) ①. ①气调冷藏库中为低氧环境,可降低需氧呼吸速率;②冷藏库的低温降低需氧呼吸/细胞呼吸相关酶的活性,使需氧呼吸速率降低 ②. 会 ③. 乙烯
【解析】
【分析】题意分析,光呼吸会抑制暗反应,光呼吸会产生CO2,向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 SoBS 溶液后由表格数据可知,光合作用的强度随着SoBS浓度的增加出现先增加后下降的现象。
【小问1详解】
卡尔文循环是将二氧化碳还原为糖的一系列反应。题干信息叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合五碳糖,二氧化碳和五碳糖反应过程发生在叶绿体基质中,故可推测光呼吸过程中 O2与五碳糖结合在叶肉细胞的叶绿体基质中进行。
据表格分析可知,光合作用强度的检测指标是二氧化碳,因此该实验的光合作用强度用单位时间单位叶面积CO2的固定量/消耗量。葡萄光合产物的多少取决于光合作用强度和光呼吸强度的差值,喷施浓度为300mg/L SoBS 溶液时,两者的差值是18.7-5.5=13.2CO2μmol m-2 s-1,不使用SoBS溶液时,两者的差值是18.9-6.4=12.5CO2μmol m-2 s-1,所以喷施浓度为300mg/L SoBS 溶液对葡萄增产有利。计算各种浓度的SoBS 溶液下两者的差值,200mg/L SoBS 溶液最大,因此应在100~300mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
【小问2详解】
葡萄叶光合产物主要以蔗糖的形式提供给果实。
【小问3详解】
气调冷藏库中葡萄的需氧呼吸受到抑制,原因是气调冷藏库中为低氧环境,可降低需氧呼吸速率;藏库的低温降低需氧呼吸/细胞呼吸相关酶的活性,使需氧呼吸速率降低。由于在该环境中糖酵解产生的[H]消耗减少,故会抑制糖酵解的发生。由于乙烯具有促进果实成熟的作用,气调冷藏库配备的过滤装置及时清除葡萄细胞产生的可延长葡萄保鲜时间。
17. 为研究杨树对干旱的耐受性,某生物小组进行了干旱胁迫对杨树净光合速率影响的实验,结果如图1.回答下列问题:
(1)植物在响应干旱胁迫的过程中,_____(填主要相关植物激素)的含量会增加以促进气孔关闭。植物生长发育的调控,是由激素调节、_____调控和_____调节共同完成的。
(2)结合图1分析,杨树不适合在干旱环境中生长,原因是_____。
(3)研究人员进一步研究干旱胁迫对光合产物分配的影响:将长势一致的杨树幼苗平均分成对照组、干旱处理、干旱后恢复供水三组,只给予成熟叶14CO2,检测成熟叶14CO2光合产物滞留量;一段时间后,检测光合产物在细根、幼叶和茎尖部位的分配情况(如图2)。
①由图2可知,干旱胁迫会导致成熟叶光合产物的输出量_____,与干旱处理时相比,干旱后恢复供水,生长更显著的是_____(填“细根”或“幼叶和茎尖”),判断依据是_____。
②大多数植物在干旱条件下,气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合,称为“气孔振荡”,“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应,有利于植物生理活动的正常进行。这种适应性反应的优势体现在:植物面临干旱条件时,_____。
【答案】(1) ①. 脱落酸 ②. 基因表达 ③. 环境(因素)
(2)干旱胁迫条件下,杨树的净光合速率逐渐下降至0,不能积累有机物,导致杨树不能正常生长
(3) ①. 减少 ②. 幼叶和茎尖 ③. 干旱处理恢复供水后,幼叶和茎尖获得的光合产物的相对增量更大 ④. 既能降低蒸腾作用强度﹐又能保障CO2供应,使光合作用正常进行
【解析】
【分析】分析题意可知,本实验目的是探究干旱胁迫对杨树净光合速率影响的实验,则实验的自变量是干旱斜胁迫的有无,因变量是净光合速率,据此分析作答。
【小问1详解】
当植物缺水时,脱落酸增多抑制植物生长,促进气孔关闭。所以植物在响应干旱胁迫的过程中,脱落酸含量会增加。植物生长发育的调控,是由激素调节、基因表达调控和环境因素调节共同完成的。
【小问2详解】
据图分析可知,杨树净光合速率在干旱胁迫下,随着时间的延长,净光合速率降低至零,不能积累有机物,导致杨树不能正常生长。所以,杨树不适合在干旱环境中生长。
【小问3详解】
①由图可知,与对照组相比,干旱处理后成熟叶中14C光合产物的滞留量增加,说明干旱胁迫会导致成熟叶光合产物的输出量减少。与干旱处理时相比,干旱后恢复供水,生长更显著的是幼叶和茎尖。因为干旱处理恢复供水后,幼叶和茎尖获得的光合产物的相对增量更大。
②在干旱条件下,蒸腾作用过强会导致植物缺水萎蔫,植物气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合,这样既能降低蒸腾作用强度,又能保障CO2供应,使光合作用正常进行,有利于植物生理活动的正常进行。
18. 水稻是我国最主要的粮食作物。在有光、高氧和低二氧化碳情况下,水稻的叶肉细胞会发生光呼吸,光呼吸会抵消约30%的光合作用,因此降低光呼吸被认为是提高光合作用效能的途径之一。图1是水稻光合作用和有氧呼吸过程示意图,图2是水稻细胞暗反应和光呼吸部分过程示意图(Rubisco表示1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶),请据图回答问题:
(1)图1中①、②、③、④代表的是物质, A、B、C、D 代表的是生理过程,则①、④依次是______________;C过程场所是 ______________,D表示的过程是______________。合成ATP的过程有______________(填字母代号)。A过程产生的[H]即NADPH的作用是:______________。
(2)据图2分析,叶肉细胞进行光呼吸第一步的场所是______________,光呼吸是植物在长期进化过程中,适应高温干旱环境以提高抗逆性而形成的一条代谢途径,此代谢途径的积极意义是____________________________________________________________。
(3)水稻进行光合作用时所固定的CO2来源有____________________________________。光呼吸对植物生长有重要意义,却明显降低光合作用,在水稻的实际生产活动中可通过________________________等措施适当降低光呼吸以提高水稻的产量。
【答案】(1) ①. O2 C5 ②. 细胞质基质 ③. 有氧呼吸二、三阶段 ④. ACD ⑤. 作为活泼的还原剂,参与暗反应阶段的化学反应,同时也储存部分能量供暗反应阶段使用
(2) ①. 叶绿体基质 ②. 消耗光反应积累的ATP和NADPH,减少对叶绿体的伤害、为暗反应提供CO2
(3) ①. 从外界吸收、细胞呼吸、光呼吸 ②. 施用农家肥##提高CO2浓度##合理灌溉等
【解析】
【分析】题图分析:图1是水稻光合作用和有氧呼吸过程示意图,其中A、B、C、D分别表示光合作用的光反应阶段、光合作用暗反应阶段、有氧呼吸第一阶段、有氧呼吸二三阶段。图2是水稻细胞暗反应和光呼吸部分过程示意图。
【小问1详解】
由图1分析可知,①是水光解产生的O2,④是参与CO2固定的C5。C过程是有氧呼吸第一阶段,发生在细胞质基质中。D表示的过程是有氧呼吸二、三阶段。合成ATP的过程有A光反应阶段,C有氧呼吸第一阶段和D有氧呼吸二、三阶段。A过程产生的NADPH的作用是作为活泼的还原剂,参与暗反应阶段的化学反应,同时也储存部分能量供暗反应阶段使用。
小问2详解】
由图可知,光呼吸与暗反应发生的场所一致,均发生在叶肉细胞的叶绿体基质中,消耗O2、ATP和NADPH。光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的NADPH和ATP,而光呼吸产生的CO2又可以作为暗反应阶段的原料提高光合速率,因此光呼吸是植物在长期进化过程中,适应高温和干旱环境以提高抗逆性而形成的一条代谢途径。
【小问3详解】
水稻进行光合作用时所固定的CO2来源有从外界吸收、细胞呼吸、光呼吸。光呼吸对植物生长有重要意义,却明显降低光合作用,在水稻的实际生产活动中可通过抑制光呼吸,如施用农家肥,将CO2浓度提高或合理灌溉等措施提高水稻的产量。
19. 沼液是一种优质液态有机肥,科研人员通过大田试验,探讨不同浓度的沼液如何改善棉花的光合特征,分析促进棉花高产的沼液用量,结果如图1-2所示。
回答下列问题:
(1)沼液不仅含有丰富的氮、磷、钾等大量元素和锌、锰、铜等微量元素。其中,氨和磷是核酸、磷脂等物质的主要成分,同时还是光反应产物______________的组成成分。
(2)目前常用便携式光合仪测量CO2浓度,计算_______________作为净光合速率的检测指标。碳反应中每合成一分子蔗糖则需合成_______________分子三碳糖。据图1分析,各个处理组净光合速率的变化趋势是______________。
(3)研究发现过度施肥会导致植物营养生长旺盛,从而导致植物顶部光合面积过大,_______________,进而导致叶片加速老化脱落,严重减少光合产物的输出。
(4)水分是影响植物光合速率的重要因素,原因有______________(写两点)。当植物大量失水而枯萎时,叶片中的________(填植物激素)浓度会升高,以削弱蒸腾作用,减少水分的进一步流失。根据图2推测,__________组处理对植物抗旱能力促进作用最强。
【答案】(1)ATP和NADPH
(2) ①. 单位叶面积单位时间二氧化碳吸收量 ②. 24 ③. 在棉花生育期内先逐步上升,至8月7日达到顶峰,之后开始下降
(3)中下部叶片得不到足够的光照
(4) ①. 水分可能影响植物的气孔开度,影响二氧化碳的吸收;水是光合作用的原料;水是细胞内物质运输的主要介质 ②. 脱落酸 ③. T2
【解析】
【分析】光合作用的过程:①光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体薄膜):水的光解产生还原氢与O2,以及ATP的形成;②暗反应阶段(场所是叶绿体的基质):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和还原氢的作用下还原生成C5和糖类等有机物。
【小问1详解】
氮和磷是核酸、磷脂等物质的主要成分,光反应的产物有O2、ATP和NADPH,故氮和磷还是光反应产物ATP和NADPH的组成成分。
【小问2详解】
反映净光合作用强度的指标有二氧化碳的吸收量、氧气的释放量和有机物的积累量,故目前常用便携式光合仪测量CO2浓度,计算单位叶面积单位时间二氧化碳吸收量作为净光合速率的检测指标。蔗糖为糖,每生成1分子蔗糖需要4 分子离开卡尔文循环的三碳糖磷酸,每3个二氧化碳分子进入卡尔文循环才能有一个三碳糖磷酸离开卡尔文循环,因此生成一分子蔗糖至少经过12轮卡尔文循环,即需要24分子三碳糖。据图1分析,各个处理组净光合速率的变化趋势是在棉花生育期内先逐步上升,至8月7日达到顶峰,之后开始下降。
【小问3详解】
研究发现过度施肥会导致植物营养生长旺盛,从而导致植物顶部光合面积过大,使得下部的叶片得不到充足的光照,但是下部叶片仍会进行呼吸作用消耗有机物,进而导致叶片加速老化脱落,严重减少光合产物的输出。
【小问4详解】
水分是影响植物光合速率的重要因素,原因有水分可能影响植物的气孔开度,影响二氧化碳的吸收;水是光合作用的原料;水是细胞内物质运输的主要介质等。蒸腾作用与气孔有关,气孔的开闭与植物激素脱落酸有关,故当植物大量失水而枯萎时,叶片中的脱落酸浓度会升高,以削弱蒸腾作用,减少水分的进一步流失。分析图2可知,T2组随着时间的推移,叶片对水分瞬时的利用效率都是最高的,与CK(对照组)的差值最大,故根据图2推测,T2组处理对植物抗旱能力促进作用最强。
20. 某学者为探讨干旱-高温交叉迫胁对水稻幼苗光合特性的影响,开展相关研究。该团队以水稻品种“N22”为试材,设置水稻幼苗正常生长(CK)、单一高温处理(H)、干旱—高温交叉处理(DH)的水培实验,一周后测定相关指标,结果如下所示:
表干旱-高温胁迫对水稻幼苗光和特性的影响
处理 净光合速率(μmolm-2.s-1) 气孔导度(mmol.m-2.s-1) 胞间CO2浓度(μmol.mol-1) 蒸腾速率(mmol.m-2.s-1)
CK 5.37±0.039 0.34±0.012 395.32±12.760 1.42±0.006
H 1.78±0.016* 0.12±0.001* 362.78±2.013* 0.48±0.019*
DH 4.75±0.098 0.39±0.004 425.65±1.211 1.66±0.227
注:*表示5%水平显著性
(1)水稻细胞进行光合作用的色素分布在_____,光合色素的作用是_____。叶绿素含量提取实验中,一般会加入一定量碳酸钙,其作用是_____,从而保护叶绿素。
(2)由图可知,高温处理会影响叶绿素的_____,从而影响光反应生成_____。
(3)若叶肉细胞光反应产生氧气的速率为32mg/(cm2·h),则合成三碳酸的速率为_____mmol/(cm2·h)。
(4)据上表可知,水稻幼苗在单一高温处理胁迫下,气孔导度和胞间CO2浓度均表现出一定的下降,原因是_____。气孔因素引起的光合速率降低,是由于CO2直接影响了光合作用中_____反应阶段的_____过程。
(5)有研究表明,在干旱条件下脱落酸会导致气孔导度减小,现用该植物的脱落酸缺失突变体为材料,设计实验证明上述结论,简述实验思路:_____。
【答案】(1) ①. 类囊体膜 ②. 吸收、传递和利用 ③. 光能与细胞破裂后释放的酸性物质反应
(2) ①. 含量 ②. ATP,NADPH,氧气
(3)2 (4) ①. 植株为了减少水分的散失,部分气孔关闭,二氧化碳供应不足 ②. 暗 ③. CO2的固定
(5)将生理状况相近的脱落酸缺失突变体随机均分为两组,一组进行脱落酸处理,一组不作处理作为对照,置于干旱条件下培养一段时间后,测量两组植株的气孔导度并进行比较
【解析】
【分析】题意分析,本实验目的是探究高温、干旱胁迫对水稻幼苗光合特性的影响,则实验的自变量是不同的处理,因变量是水稻幼苗的光合作用、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率。
【小问1详解】
水稻细胞进行光合作用的色素分布在类囊体膜,光合色素的作用表现为吸收、传递和转化光能,并将光能转化为化学能,用于有机物的合成。叶绿素含量提取实验中,一般会加入一定量碳酸钙,其作用是与细胞破裂后释放的酸性物质反应,从而保护弱碱性的叶绿素发生反应。
【小问2详解】
由图可知,高温处理会影响叶绿素的含量,从而影响光反应生成ATP,NADPH,氧气,即导致光合速率下降。
【小问3详解】
若叶肉细胞光反应产生氧气的速率为32mg/cm2.h,氧气的分子质量为32,则光反应产生氧气的速率为1mmol/(cm2·h),即吸收二氧化碳的速率与氧气相同,1分子二氧化碳和1分子RUBP结合生成2分子三碳酸,则三碳酸的合成的速率为2mmol/(cm2·h)。
【小问4详解】
据上表可知,水稻幼苗在单一高温处理胁迫下,气孔导度和胞间CO2浓度均表现出一定的下降,即植物的一种自我保护性措施,即植株为了减少水分的散失,部分气孔关闭,二氧化碳供应不足。属于气孔因素引起的光合速率降低,是由于CO2直接影响了光合作用中碳反应阶段的CO2的固定过程。
【小问5详解】
有研究表明,在干旱条件下脱落酸会导致气孔导度减小,因此,用该植物的脱落酸缺失突变体为材料,设计实验证明上述结论,实验思路为:将生理状况相近的脱落酸缺失突变体随机均分为两组,一组进行脱落酸处理,一组不作处理作为对照,置于干旱条件下培养一段时间后,测量两组植株的气孔导度并进行比较
21. 适量运动有益健康,轻度呼吸急促、微出汗等表明运动适量。乙图为运动过程涉及的一个反射弧上局部结构及运动神经元在某时刻的电位图,甲图为乙图中某局部放大模式图。回答下列问题:
(1)突触小泡②由细胞器________形成,②可从细胞溶胶摄取神经递质,则除②外,该种神经递质还存在于________(填数字)。这种神经递质可引起④的突触后膜信号变化为________。
(2)乙图该时刻⑤⑥处离子流动情况分别是________,且两者均不需要消耗能量。⑦处产生的动作电位传导到⑧,动作电位峰值将________。上图过程中⑥处产生的神经冲动,传导方向为________(填“单”或“双”) 向。
(3)运动时使心跳加速的传出神经是植物性神经中的________,其兴奋使瞳孔________。请写出汗腺分泌增加的相关反射弧________。
(4)运动时,肌细胞的代谢产物增多,其进入内环境,产生舒张血管效应,这种调节属于________调节,使肌肉血流量________。
【答案】(1) ①. 高尔基体 ②. ①③ ③. 化学信号→电信号
(2) ①. K+外流、Na+内流 ②. 不变 ③. 单
(3) ①. 交感神经 ②. 扩张/放大 ③. 温觉感受器→传入神经(元)→下丘脑体温调节中枢→传出神经(元)→汗腺
(4) ①. 体液 ②. 增多
【解析】
【分析】图甲是突触结构,其中①-④依次表示细胞溶胶、突触小体、突触间隙、下一个神经元的细胞溶胶。
图乙表示兴奋的传导过程,据图中突触的位置可知,兴奋是从左往右传导的。
【小问1详解】
突触小泡②属于囊泡,由高尔基体形成,由题可知,②可从细胞溶胶摄取神经递质,说明其可存在于①细胞溶胶中,神经递质经突触前膜经胞吐释放到③突触间隙中。神经递质与突触后膜上的受体结合后,实现化学信号→电信号的转变。
【小问2详解】
结合图乙中突触可知,兴奋是从左到右传导的,说明⑤兴奋后已经恢复静息电位,此时K+外流,⑥即将兴奋,此时Na+内流。兴奋在神经纤维上的传导具有不衰减性,⑦处产生的动作电位传导到⑧,动作电位峰值不变。由于该神经元在完整的反射弧中,反射弧中含有突触,而兴奋在突触的传递是单向的,所以兴奋在神经纤维上的传导也是单向的。
【小问3详解】
交感神经兴奋时,心跳加速,瞳孔扩张。当温度上升时,温觉感受器兴奋,随后兴奋经传入神经传导下丘脑体温调节中枢,经体温调节中枢处理信息后,将兴奋经传出神经传导汗腺,汗腺增加分泌汗液,汗液蒸发时体温降低。
【小问4详解】
代谢产物在内环境中发挥作用属于体液调节,血管舒张,血流量增多。
22. “应急”学说认为机体遭遇特殊紧急情况如恐惧时,交感神经——肾上腺髓质系统就会立即被动员起来,受交感神经胆碱能节前纤维直接支配的肾上腺髓质相关细胞就会分泌肾上腺素和去甲肾上腺素两种儿茶酚胺,作用于中枢神经系统提高其兴奋性,使机体警觉性提高。
(1)交感神经胆碱能节前纤维与肾上腺髓质相关细胞之间形成的结构称为____。肾上腺素和去甲肾上腺素作为____参与调节。当中枢神经系统兴奋时,其神经纤维膜外电位变化是____。
(2)儿茶酚胺还可能作用于胰岛B细胞膜上的α受体,抑制胰岛素分泌,对血糖升高起支持作用。胰岛素降血糖的机理是____。
(3)应急状态下,人体汗腺分泌活动会增强,其原因是____。 由此可见,应急反应的完成需要____调节的协调配合。
【答案】(1) ①. 突触 ②. 激素 ③. 由正电位变为负电位
(2)促进血糖氧化分解、合成糖原、转变为甘油三酯,抑制肝糖原分解和非糖物质转变为葡萄糖
(3) ①. 应急状态时交感神经-肾上腺髓质系统使肾上腺素水平上升,肾上腺素促进肝糖原分解,提高细胞代谢,产生更多能量,汗腺分泌活动增强 ②. 神经和体液
【解析】
【分析】神经调节与体液调节的联系:①不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节;②内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能;③动物的生命活动是在神经调节和体液调节的共同作用下完成的,但以神经调节为主。神经调节和体液调节共同协调、相辅相成,内分泌腺受中枢神经系统的调节,同时内分泌腺分泌的激素可以影响神经系统的功能。
【小问1详解】
交感神经胆碱能节前纤维直接支配的肾上腺髓质相关细胞就会分泌肾上腺素和去甲肾上腺素两种儿茶酚胺,交感神经胆碱能节前纤维与肾上腺髓质相关细胞之间形成的结构称为突触,肾上腺素和去甲肾上腺素作为激素通过体液运输作用于中枢神经系统提高其兴奋,神经纤维由静息电位转变为兴奋(动作电位)时的膜外电位变化是由正电位变为负电位。
【小问2详解】
胰岛素降血糖的机理是促进血糖氧化分解、合成糖原、转变为甘油三酯,抑制肝糖原分解和非糖物质转变为葡萄糖,从而使血糖降低。
【小问3详解】
应急状态时交感神经-肾上腺髓质系统使肾上腺素水平上升,肾上腺素促进肝糖原分解,提高细胞代谢,产生更多能量,汗腺分泌活动增强,从而增加散热。这个过程既有神经系统的参与又有内分泌系统的参与,应急反应的完成需要神经和体液调节的协调配合。
23. 看图填空
(1)将3份离体神经纤维分别放置于盛有海水(A)、等渗KCL溶液(B)、等渗葡萄糖溶液(C)3个培养皿中。若都给予适宜的刺激,__________(填A、B、C编号)培养皿中的神经纤维可以产生神经冲动,原因是__________。
(2)神经冲动在离体神经纤维上可以以局部电流的方式双向传导,但在动物体内,神经纤维上神经冲动的传导方向是单向的,总是由__________传向__________。
(3)图为健康人体排尿反射示意图,图中a、b、c、d为反射弧的部分结构组成,脑桥具有协调排尿过程的作用。婴儿只要膀胱内尿液容量达到一定阈值,排尿反射就不可抑制的发生;成人可以使排尿成为一个有意识的活动。比较婴儿和成人的排尿中枢和反射类型。
婴儿:__________,成人:__________。(选填编号)
①大脑皮层 ②脑桥 ③骶髓 ④非条件反射 ⑤条件反射
(4)某患者因受伤出现了想尿尿不出的尿潴留症状。该受损处不可能是__________(单选)。
A. 大脑皮层 B. 脑桥 C. c神经 D. d神经
【答案】(1) ①. A ②. 由于神经冲动的产生需要Na+,故A培养皿中的神经纤维可以产生神经冲动
(2) ①. 胞体 ②. 轴突末梢
(3) ①. ③②④(或③④) ②. ①②③⑤ (4)A
【解析】
【分析】突触是由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成的,突触小体含有突触小泡,内含神经递质,神经递质有兴奋性和抑制性两种,受到刺激以后神经递质由突触小泡运输到突触前膜与其融合,递质以胞吐的方式排放到突触间隙,作用于突触后膜,引起突触后膜的兴奋或抑制。
【小问1详解】
由于神经冲动的产生需要Na+,故A培养皿中的神经纤维可以产生神经冲动。
【小问2详解】
两个神经元之间,兴奋是通过突触传导的,而兴奋在突触处的传递需要经过神经递质完成,而神经递质只能由突触前膜释放,通过突触间隙作用于突触后膜,因此兴奋在突触处只能单向传递,也因此导致在动物体内,神经冲动的传导方向只能是单向的,总是由胞体传向轴突末梢,进而可以传递到下一个神经元、肌肉或腺体。
【小问3详解】
通常来说,排尿反射的神经中枢位于大脑脑桥位置,婴儿大脑皮层发育不完善,大脑皮层不参与排尿反射因此属于非条件反射,此婴儿排尿过程为感受器接受了刺激产生神经冲动,并沿传入神经传导到脑桥,通过骶髓作用到通尿肌,因此婴儿的排尿中枢和反射类型为③②④(或③④)。正常情况下,成年人的排尿过程要受到大脑皮层的调控,这种排尿反射属于条件反射,感受器接受了刺激产生神经冲动,并沿传入神经传导到脑桥,然后传到大脑皮层,信息经过综合分析后,通过骶髓作用到逼尿肌,因此成人的排尿中枢和反射类型为①②③⑤。
【小问4详解】
排尿是一种复杂的反射活动,当膀胱充盈时,膀胱内牵张感受器受到刺激产生冲动,在脑桥产生兴奋后,通过传出神经c和d作用到膀胱逼尿肌和尿道括约肌,膀胱逼尿肌接收到冲动后收缩、尿道括约肌舒张,产生排尿反射,因此某患者因受伤出现了想尿尿不出的尿潴留症状,受损处可能是脑桥、c神经和a神经,没有大脑皮层参与,也能完成排尿反射,因此不能是大脑皮层,A正确。
故选A。
24. 结合生物学知识,回答下列问题。
1.为什么辣椒刺激会感觉痛而薄荷刺激会感觉清凉?已知辣椒中的辣椒素能与神经元TRPV1受体结合从而激活神经末梢,食用薄荷后形成的感觉则与神经元TRPM8受体有关。
(1)神经元受体能特异结合某物质是因为其具有____。受辣椒和薄荷刺激从而形成不同感觉的过程是否属于反射?____请解释原因:____。
(2)小鼠实验结果发现,辣椒素可以减缓膜屏障作用(细胞外Ca2+对Na+内流产生竞争性抑制)。因此,过量辣椒素会使血钙浓度过低,从而引起肌肉细胞突触后膜的动作电位____(“增大”、“不变”或“减小”),最终导致____。
(3)吃辣椒后会出现全身发热大量出汗的现象,此时机体产热量____(填“小于”、“等于”或“大于”)散热量。同时,尿量也会减少,从激素角度分析其原因是____。
II.毒品祸及家庭、危害社会,青少年要远离毒品。吗啡、可卡因、冰毒等属于常见毒品,毒品种类不同,其成瘾性机理也不尽相同。某些毒品通过干扰“多巴胺奖赏效应”,使人产生毒品依赖。
(4)人的中脑边缘多巴胺系统是脑的“奖赏通路”,通过神经元将兴奋传递到脑的“奖赏中枢”,可使人体验到愉悦感,据图分析引发“奖赏中枢”产生愉悦感的机理:____。冰毒会与突触前膜上回收多巴胺的转运蛋白结合。因此,长期食用冰毒,会使神经元A上的多巴胺受体____,停止食用冰毒后多巴胺“奖赏”效应____(“减弱”或“增强”),从而造成毒品依赖。
(5)吸食吗啡、可卡因等类型的毒品会作用于神经系统中的____细胞和神经元,最终导致毒品耐受、依赖和成瘾。“瘾君子”未吸食毒品的时候,大多伴有精神萎靡、四肢无力的症状,推测可能是其机体内____(填激素名称)含量减少所致。
【答案】(1) ①. 特定空间结构 ②. 否 ③. 反射弧结构不完整
(2) ①. 增大 ②. 肌肉抽搐
(3) ①. 等于 ②. 抗利尿激素增加,促进肾小管、集合管对水分的重吸收
(4) ①. 多巴胺释放后可与神经元A上的特异性受体结合,引发“奖赏中枢”产生愉悦感 ②. 减少 ③. 减弱
(5) ①. 胶质(或支持) ②. 甲状腺激素
【解析】
【分析】1、静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。
2、兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小 泡释放递质(化学信号) ,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、神经调节是指在神经系统的直接参与下所实现的生理功能调节过程,是人体最重要的调节方式。人体通过神经系统对各种刺激作出规律性应答的过程叫做反射,反射是神经调节的基本方式。反射的结构基础为反射弧,包括五个基本环节:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。感受器是连接神经调节受刺激的器官,效应器是产生反应的器官;中枢在脑和脊髓中,传入和传出神经是将中枢与感受器和效应器联系起来的通路。
小问1详解】
神经元受体能特异结合某物质是因为其具有特定空间结构。吃辣椒时喝热饮会加重辣觉,但由于没有完整的反射弧,所以该过程不属于反射。
【小问2详解】
过量辣椒素会使血钙浓度过低,使细胞外Ca2+对Na+内流的竞争性抑制减弱,Na+内流增多,引起肌肉细胞突触后膜的动作电位增大,最终导致肌肉抽搐。
【小问3详解】
只要体温不变,此时机体产热量等于散热量;大量出汗会丢失大量水分和无机盐,细胞外液渗透压升高,刺激下丘脑渗透压感受器,由下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加,促进肾小管、集合管对水分的重吸收,从而导致尿量减少。
【小问4详解】
多巴胺属于神经递质,储存在突触小泡内,当多巴胺释放后,可与下一个神经元(神经元A)突触后膜上的特异性受体结合,引发“奖赏中枢”产生快感。使用冰毒后会阻碍多巴胺的回收,使突触间隙中的多巴胺增多,长期使用冰毒,会使神经元A上的多巴胺受体减少,因此,生理状态下的多巴胺“奖赏”效应“减弱”,造成毒品依赖。
【小问5详解】
神经系统的细胞组成为神经元和神经胶质细胞,甲状腺激素可以调节体内的有机物代谢、促进生长和发育、提高神经的兴奋性。因此精神萎靡、四肢无力的症状,可能是其机体内甲状腺激素含量减少所致。
25. 辣椒中辣椒素可激活TRPV1通道是痛热感觉形成的基础,作用过程如图1所示。请回答下列问题:
(1)食用辣椒后,辣椒素与TRPV1受体结合后,膜电位变化__________,兴奋传至大脑皮层产生痛觉,传到___________体温调节中枢,汗液分泌增加。此时喝热水会加剧疼痛的原因是__________。
(2)科学家在研究TRPV1过程中,研究者利用大鼠能够感知疼痛的神经元为材料,提取细胞中的总RNA,通过逆转录得到cDNA,用__________酶切割目的基因(填“MspI”或“BamHI”或“MboI”或“SmaI”),用MboI酶切割载体,构建好的基因表达载体___________(填“能”或“不能”)被MboI酶识别并切割(不同限制酶及识别序列如图2所示),将基因表达载体导入辣椒素__________(填“敏感”或“不敏感”)细胞,再经辣椒素处理后,通过特定技术手段,确定了可被辣椒素激活的TRPV1。
(3)薄荷糖能特异性结合并激活口腔内凉爽感觉神经元的TRPM8离子通道,后者将信号传至大脑皮层,在炎热的夏天给人以凉爽感觉,据此判断,下列措施可能会使小鼠吃辣椒后产生凉爽感的是__________(填序号)。
①敲除小鼠TRPV1基因
②利用基因工程导入大量TRPM8基因
③在小鼠凉爽感觉神经元中表达TRPV1的编码基因
【答案】(1) ①. 由“内负外正”变为“内正外负”(由“外正内负”变为“外负内正”) ②. 下丘脑 ③. 热水刺激TRPV1,打开TRPV1通道,促进阳离子内流
(2) ①. BamHI ②. 不能 ③. 不敏感
(3)③
【解析】
【分析】神经冲动的产生:静息时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。兴奋部位和非兴奋部位形成电位差,产生局部电流,兴奋传导的方向与膜内电流方向一致。
【小问1详解】
食用辣椒后,辣椒素与TRPV1受体结合后,可促进钙离子和钠离子内流,导致膜电位由外正内负的静息电位变为外负内正的动作电位。体温调节中枢位于下丘脑。据图可知,热水刺激TRPV1,打开TRPV1通道,促进钙离子和钠离子内流,导致形成动作电位,将兴奋传至大脑皮层,加剧了疼痛。
【小问2详解】
据图可知,质粒上只有MboⅠ的切割位点,而目的基因两端没有MboⅠ的切割位点,但有BamHI的切割位点,且BamHI和MboⅠ切割后的黏性末端相同,因此可用BamHI将目的基因两端切开。由于BamHI和MboⅠ的识别序列不同,因此用BamHI和MboⅠ切割后的黏性末端连在一起的序列不能再被BamHI和MboⅠ识别,故构建好的基因表达载体不能被MboI酶识别并切割。将扩增的基因片段构建成表达载体,分别导入辣椒素不敏感细胞(排除自身因素对实验结果的影响),再经辣椒素处理后,通过特定技术手段,可确定被辣椒素激活的TRPV1。
【小问3详解】
①通过基因操作敲除小鼠TRPV1的编码基因,TRPV1离子通道蛋白不能合成,膜上TRPV1离子通道蛋白数量减少,小鼠吃辣椒后,不会引起灼热的感觉,不会产生“凉爽”感,①错误;
②利用基因工程导入大量TRPM8基因,提升小鼠口腔中TRPM8蛋白的表达水平,口腔内凉爽感觉神经元的TRPM8离子通道蛋白增多,但小鼠吃辣椒后,辣椒素仍然能与TRPV1离子通道蛋白结合,从而引起灼热的感觉,不会产生“凉爽”感,②错误;
③在小鼠凉爽感觉神经元中表达TRPV1的编码基因,凉爽感觉神经元含有TRPV1离子通道蛋白,小鼠吃辣椒后,辣椒素能与凉爽感觉神经元上的TRPV1离子通道蛋白结合,引起口腔内凉爽感觉神经元兴奋,从而引起凉爽”感,③正确。
故选③。1. 1897年德国科学家毕希纳发现,利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵;还有研究发现,乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。为验证上述结论,已设置的4组实验处理和部分结果如表:
组别 实验处理 实验结果
① 葡萄糖溶液+无菌水 一
② 葡萄糖溶液+酵母菌 +
③ 葡萄糖溶液+酵母汁
④ 葡萄糖溶液+含有酵母汁中的各类小分子和离子的溶液
注:“+”表示有乙醇生成,“-”表示无乙醇生成
对该实验操作和结果分析合理的是( )
A. 组③、组④的实验结果分别为+、+
B. 应增设组⑤,处理为:无菌水+酵母汁
C. 制备无细胞的酵母汁时,可将酵母菌细胞在蒸馏水中破碎处理
D. 应检测酵母汁中是否含有活细胞
2. 秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(如图)。下列叙述正确的是( )
A. 培养开始时向甲瓶中加入溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液以便检测乙醇生成
B. 乙瓶的溶液由黄色变成蓝色,表明酵母菌已产生了CO2
C. 仅根据该实验结果不能完全确定酵母细胞呼吸的方式
D. 实验中增加甲瓶的酵母菌数量可以提高乙醇最大产量
3. 如图表示细胞呼吸的过程,下列有关叙述正确的是( )
A. 图中过程③产生的ATP少于④产生的ATP
B. 过程②③④均在膜结构上发生,并能产生少量ATP
C. 可以用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2,现象为由蓝变绿再变黄
D. 剧烈运动时肌肉细胞CO2的产生量大于O2的消耗量
4. 酵母菌在密闭容器内以葡萄糖为底物的呼吸速率变化过程如图所示。下列有关分析不合理的是( )
A. 0~6h,容器内气体的体积保持不变,培养液的pH变小
B. 7h时,有氧呼吸产生的ATP的数量大于无氧呼吸产生的
C. 6~8h,可用酸性重铬酸钾溶液来检测无氧呼吸是否产生了CO2
D. 10h时,酵母菌无氧呼吸分解葡萄糖释放了部分能量
5. 用酵母菌做实验材料探究细胞呼吸。首先对酵母菌培养液离心处理,然后将获取的酵母菌沉淀破碎并再次离心,把含酵母菌细胞质基质的上清液、只含酵母菌细胞器的沉淀物及未离心处理过的酵母菌培养液分装在甲、乙、丙3支试管内,同时向各试管中加入等量、等浓度的葡萄糖溶液,均供氧充足,一段时间后,得到葡萄糖和CO2的相对含量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 图1对应试管甲,其产生的CO2中氧元素来自葡萄糖和水
B. 图2对应试管丙,反应结束后可用酸性重铬酸钾溶液检测酒精
C. 图3对应试管乙,实验结果表明葡萄糖不能进入线粒体分解
D. 图1和图2对应的试管中消耗等量的葡萄糖释放的能量相等
6. 在手术、烧伤、失血等应激条件下,机体会启动针对创伤的防御性免疫。过多的炎症因子会刺激下丘脑-垂体-肾上腺皮质调控轴,生成更多的糖皮质激素,产生抗炎作用。结合图示,下列叙述错误的是( )
A. 糖皮质激素可定向作用于下丘脑和垂体细胞膜上的受体从而抑制这两者分泌CRH和ACTH
B. 类风湿性关节炎患者可以使用糖皮质激素进行治疗
C. 神经系统、内分泌系统和免疫系统通过信息分子形成调节网络
D. 图中的信息分子都是通过和相应的受体直接接触来达到信息交流的目的
7. 乙酰胆碱与突触后膜的乙酰胆碱受体(AChR)结合时,突触后膜兴奋,引起肌肉收缩。重症肌无力患者体内该过程出现异常,其发病机理示意图如下。下列叙述正确的是( )
A. 分泌抗a抗体细胞有分裂分化能力
B. 产生肌无力的原因是乙酰胆碱与抗a抗体结合
C. 物质a入侵机体前,体内不存在能识别a的B淋巴细胞
D. 物质a可能与AChR结构相似
8. 迷走神经与脑干相连,对胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动起促进作用,还可通过一系列过程产生抗炎效应,如图所示。下列相关说法错误的是( )
A. 吃过食物后,通过神经调节消化液的量会增加
B. 胃液中的盐酸可通过使蛋白质变性、间接促进胰液分泌等途径促进消化
C. TNF-α过量分泌可能会引发风湿性关节炎等疾病
D. 个体手术后多餐少食不利于其机体机能的恢复
9. 下图是胰岛素分泌和发挥作用的示意图,下列相关叙述不正确的是
A. 图中乙细胞可能是肌肉细胞或肝细胞
B. 由图可知,线粒体出现功能障碍会引发糖尿病
C. 甲细胞分泌的胰岛素通过体液特异性运输至乙细胞发挥作用
D. 若抗体a为自身免疫细胞分泌的抗体,由其导致的血糖异常属于自身免疫病
10. 重症肌无力是一种神经肌肉接头功能异常的自身免疫疾病,研究者采用抗原抗体结合的方法检测患者AChR抗体,大部分患者检测结果呈阳性,其余为阴性。神经肌肉接头形成机制如图,神经末梢释放的蛋白A与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,该复合物与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使神经递质乙酰胆碱(ACh)的受体(AChR)在突触后膜成簇组装,最终形成成熟的神经肌肉接头。下列相关叙述错误的是( )
A. 神经肌肉接头处存在电信号→化学信号→电信号的转换
B. 据题分析可知,神经末梢释放的蛋白A可能是一种神经递质
C. AChR抗体阴性的患者可能存在蛋白M抗体,使AChR不能在突触后膜成簇组装
D. AChR抗体阴性的患者可能存在蛋白Ⅰ抗体,使蛋白Ⅰ不能与蛋白A形成复合物
11. 图甲为一个基因型为AaXBY 的精原细胞(2N=4), 将该细胞的核DNA 双链均用15N标记后,置于只含14N 的培养基中培养,经一次有丝分裂后,又将其子细胞置于只含有15N的培养基中完成减数分裂,产生了一个基因型为AaXB的异常精细胞,如图乙所示。整个过程中不考虑基因突变且染色体畸变只发生1次,下列叙述正确的是( )
A. 经有丝分裂产生的两个子细胞每条染色体均具有放射性
B. 基因型为AaXB的异常精子中含有14N的染色体数目为0或1或2或3
C. 染色体数目变异的发生一定是因为减数第一次分裂后期同源染色体未分离
D. 次级精母细胞中所含染色体数目可能为1~6中的任意整数
12. 某果蝇(2n=8)的基因型为AaBb,将该果蝇的一个精原细胞放在含32P的培养基中培养一个细胞周期,再将子细胞放在普通培养基中培养,其中一个子细胞最终形成了4个基因型各不相同(AB、aB、Ab、ab)的精子。下列相关叙述正确的是( )
A. 精子形成过程中发生了碱基对的增添、缺失或替换
B. 有丝分裂过程中细胞内被32P标记的染色体数一定为8个
C. 减数分裂Ⅱ后期细胞内被32P标记的染色体数一定为4个
D. 精子形成过程中可能发生了染色体片段的断裂和拼接
13. 某二倍体动物(2n=8)的基因型是AaXBY,其Y染色体为端着丝粒染色体。将该动物的一个细胞在3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷的培养液中培养一个细胞周期,再转入到普通培养液中培养。一段时间后,观察到一个细胞分裂某个时期的示意图如下(图中只对A/a基因位置进行标记)。下列叙述正确的是( )
A. 该细胞为次级精母细胞或第一极体
B. 该细胞形成的子细胞不能直接参与受精作用
C. 该细胞中带有放射性的染色体数目为3或4
D. 与该细胞同时形成的细胞分裂的子细胞的基因型是AXBY和aXBY
14. 某基因型为AaBbXDY的雄果蝇(2n=8)的一个精原细胞在减数分裂过程中发生了一次染色体数目变异(未发生交叉互换和其他异常)。M和N为该减数分裂过程中的两个细胞(均无同源染色体),其细胞中的染色体数、核DNA分子数如上图。下列叙述错误的是( )
A. 该精原细胞的染色体数目变异发生在减数第一次分裂过程中
B. 精原细胞形成N细胞的过程中发生过基因重组和着丝粒的断裂
C. 若N细胞的基因型为AAbbXDXD,则M的基因型可能为Y
D. 在该精原细胞的减数分裂过程中能找到含0、1、2条X的细胞
15. 某生物卵原细胞可进行有丝分裂和“逆反”减数分裂。现将两个双链均被 C 标记的基因A分别插入一个卵原细胞的一条染色体的两端。将此卵原细胞置于不含放射性元素的培养液中培养,发生如图所示的分裂过程(图中仅呈现部分染色体和子细胞),共产生8个子细胞。下列叙述正确的是( )
A. “逆反”减数分裂的非同源染色体自由组合发生在减数分裂Ⅰ
B. “逆反”减数分裂的染色体数目加倍发生在减数分裂Ⅱ
C. 上图细胞①中被 C 标记的DNA 分子数为1个
D. 8个子细胞中至多2个子细胞含有14C标记
16. 葡萄被誉为世界四大水果之首,它营养丰富、用途广泛、色美、气香、味可口,是果中佳品。光照条件下,叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合五碳糖,O2与五碳糖结合后经一系列反应释放 CO2的过程称为光呼吸。回答下列问题:
(1)________循环将CO2还原成糖。据材料可推测光呼吸过程中 O2与五碳糖结合在叶肉细胞的________中进行。葡萄属于高光呼吸型的植物,为降低光呼吸对葡萄光合产物的消耗,研究者向葡萄叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂SoBS溶液,相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。
SoBS 浓度(mg/L) 0 100 200 300 400 500 600
光合作用强度(CO2μmol m-2 s-1) 18.9 20.9 20.7 18.7 17.6 16.5 15.7
光呼吸强度(CO2μmol m-2 s-1) 6.4 6.2 5.8 5.5 5.2 4.8 43
注:表中光合作用强度即总光合速率,SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。据表分析,该实验的光合作用强度用________来表示。喷施浓度为300mg/L SoBS 溶液对葡萄增产________(填“有利”或“不利”)。为探究SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度,应在________mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
(2)葡萄叶光合产物主要以________形式提供给果实。
(3)大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气),延长了葡萄保鲜时间、增加了果农收益。气调冷藏库中葡萄的需氧呼吸受到抑制,原因是________。该库中葡萄细胞的糖酵解________(填“会”或“不会”)受到抑制。气调冷藏库配备的过滤装置及时清除葡萄细胞产生的________(激素),可延长葡萄保鲜时间。
17. 为研究杨树对干旱的耐受性,某生物小组进行了干旱胁迫对杨树净光合速率影响的实验,结果如图1.回答下列问题:
(1)植物在响应干旱胁迫的过程中,_____(填主要相关植物激素)的含量会增加以促进气孔关闭。植物生长发育的调控,是由激素调节、_____调控和_____调节共同完成的。
(2)结合图1分析,杨树不适合在干旱环境中生长,原因是_____。
(3)研究人员进一步研究干旱胁迫对光合产物分配的影响:将长势一致的杨树幼苗平均分成对照组、干旱处理、干旱后恢复供水三组,只给予成熟叶14CO2,检测成熟叶14CO2光合产物滞留量;一段时间后,检测光合产物在细根、幼叶和茎尖部位的分配情况(如图2)。
①由图2可知,干旱胁迫会导致成熟叶光合产物的输出量_____,与干旱处理时相比,干旱后恢复供水,生长更显著的是_____(填“细根”或“幼叶和茎尖”),判断依据是_____。
②大多数植物在干旱条件下,气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合,称为“气孔振荡”,“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应,有利于植物生理活动的正常进行。这种适应性反应的优势体现在:植物面临干旱条件时,_____。
18. 水稻是我国最主要的粮食作物。在有光、高氧和低二氧化碳情况下,水稻的叶肉细胞会发生光呼吸,光呼吸会抵消约30%的光合作用,因此降低光呼吸被认为是提高光合作用效能的途径之一。图1是水稻光合作用和有氧呼吸过程示意图,图2是水稻细胞暗反应和光呼吸部分过程示意图(Rubisco表示1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶),请据图回答问题:
(1)图1中①、②、③、④代表的是物质, A、B、C、D 代表的是生理过程,则①、④依次是______________;C过程场所是 ______________,D表示的过程是______________。合成ATP的过程有______________(填字母代号)。A过程产生的[H]即NADPH的作用是:______________。
(2)据图2分析,叶肉细胞进行光呼吸第一步的场所是______________,光呼吸是植物在长期进化过程中,适应高温干旱环境以提高抗逆性而形成的一条代谢途径,此代谢途径的积极意义是____________________________________________________________。
(3)水稻进行光合作用时所固定的CO2来源有____________________________________。光呼吸对植物生长有重要意义,却明显降低光合作用,在水稻的实际生产活动中可通过________________________等措施适当降低光呼吸以提高水稻的产量。
19. 沼液是一种优质液态有机肥,科研人员通过大田试验,探讨不同浓度的沼液如何改善棉花的光合特征,分析促进棉花高产的沼液用量,结果如图1-2所示。
回答下列问题:
(1)沼液不仅含有丰富的氮、磷、钾等大量元素和锌、锰、铜等微量元素。其中,氨和磷是核酸、磷脂等物质的主要成分,同时还是光反应产物______________的组成成分。
(2)目前常用便携式光合仪测量CO2浓度,计算_______________作为净光合速率的检测指标。碳反应中每合成一分子蔗糖则需合成_______________分子三碳糖。据图1分析,各个处理组净光合速率的变化趋势是______________。
(3)研究发现过度施肥会导致植物营养生长旺盛,从而导致植物顶部光合面积过大,_______________,进而导致叶片加速老化脱落,严重减少光合产物的输出。
(4)水分是影响植物光合速率的重要因素,原因有______________(写两点)。当植物大量失水而枯萎时,叶片中的________(填植物激素)浓度会升高,以削弱蒸腾作用,减少水分的进一步流失。根据图2推测,__________组处理对植物抗旱能力促进作用最强。
20. 某学者为探讨干旱-高温交叉迫胁对水稻幼苗光合特性的影响,开展相关研究。该团队以水稻品种“N22”为试材,设置水稻幼苗正常生长(CK)、单一高温处理(H)、干旱—高温交叉处理(DH)的水培实验,一周后测定相关指标,结果如下所示:
表干旱-高温胁迫对水稻幼苗光和特性的影响
处理 净光合速率(μmolm-2.s-1) 气孔导度(mmol.m-2.s-1) 胞间CO2浓度(μmol.mol-1) 蒸腾速率(mmol.m-2.s-1)
CK 5.37±0.039 0.34±0.012 395.32±12.760 1.42±0.006
H 1.78±0.016* 0.12±0.001* 362.78±2.013* 0.48±0.019*
DH 4.75±0.098 0.39±0.004 425.65±1.211 1.66±0.227
注:*表示5%水平显著性
(1)水稻细胞进行光合作用的色素分布在_____,光合色素的作用是_____。叶绿素含量提取实验中,一般会加入一定量碳酸钙,其作用是_____,从而保护叶绿素。
(2)由图可知,高温处理会影响叶绿素的_____,从而影响光反应生成_____。
(3)若叶肉细胞光反应产生氧气的速率为32mg/(cm2·h),则合成三碳酸的速率为_____mmol/(cm2·h)。
(4)据上表可知,水稻幼苗在单一高温处理胁迫下,气孔导度和胞间CO2浓度均表现出一定的下降,原因是_____。气孔因素引起的光合速率降低,是由于CO2直接影响了光合作用中_____反应阶段的_____过程。
(5)有研究表明,在干旱条件下脱落酸会导致气孔导度减小,现用该植物的脱落酸缺失突变体为材料,设计实验证明上述结论,简述实验思路:_____。
21. 适量运动有益健康,轻度呼吸急促、微出汗等表明运动适量。乙图为运动过程涉及的一个反射弧上局部结构及运动神经元在某时刻的电位图,甲图为乙图中某局部放大模式图。回答下列问题:
(1)突触小泡②由细胞器________形成,②可从细胞溶胶摄取神经递质,则除②外,该种神经递质还存在于________(填数字)。这种神经递质可引起④的突触后膜信号变化为________。
(2)乙图该时刻⑤⑥处离子流动情况分别是________,且两者均不需要消耗能量。⑦处产生的动作电位传导到⑧,动作电位峰值将________。上图过程中⑥处产生的神经冲动,传导方向为________(填“单”或“双”) 向。
(3)运动时使心跳加速的传出神经是植物性神经中的________,其兴奋使瞳孔________。请写出汗腺分泌增加的相关反射弧________。
(4)运动时,肌细胞的代谢产物增多,其进入内环境,产生舒张血管效应,这种调节属于________调节,使肌肉血流量________。
22. “应急”学说认为机体遭遇特殊紧急情况如恐惧时,交感神经——肾上腺髓质系统就会立即被动员起来,受交感神经胆碱能节前纤维直接支配的肾上腺髓质相关细胞就会分泌肾上腺素和去甲肾上腺素两种儿茶酚胺,作用于中枢神经系统提高其兴奋性,使机体警觉性提高。
(1)交感神经胆碱能节前纤维与肾上腺髓质相关细胞之间形成的结构称为____。肾上腺素和去甲肾上腺素作为____参与调节。当中枢神经系统兴奋时,其神经纤维膜外电位变化是____。
(2)儿茶酚胺还可能作用于胰岛B细胞膜上的α受体,抑制胰岛素分泌,对血糖升高起支持作用。胰岛素降血糖的机理是____。
(3)应急状态下,人体汗腺分泌活动会增强,其原因是____。 由此可见,应急反应的完成需要____调节的协调配合。
23. 看图填空
(1)将3份离体神经纤维分别放置于盛有海水(A)、等渗KCL溶液(B)、等渗葡萄糖溶液(C)3个培养皿中。若都给予适宜的刺激,__________(填A、B、C编号)培养皿中的神经纤维可以产生神经冲动,原因是__________。
(2)神经冲动在离体神经纤维上可以以局部电流的方式双向传导,但在动物体内,神经纤维上神经冲动的传导方向是单向的,总是由__________传向__________。
(3)图为健康人体排尿反射示意图,图中a、b、c、d为反射弧的部分结构组成,脑桥具有协调排尿过程的作用。婴儿只要膀胱内尿液容量达到一定阈值,排尿反射就不可抑制的发生;成人可以使排尿成为一个有意识的活动。比较婴儿和成人的排尿中枢和反射类型。
婴儿:__________,成人:__________。(选填编号)
①大脑皮层 ②脑桥 ③骶髓 ④非条件反射 ⑤条件反射
(4)某患者因受伤出现了想尿尿不出的尿潴留症状。该受损处不可能是__________(单选)。
A. 大脑皮层 B. 脑桥 C. c神经 D. d神经
24. 结合生物学知识,回答下列问题
1.为什么辣椒刺激会感觉痛而薄荷刺激会感觉清凉?已知辣椒中的辣椒素能与神经元TRPV1受体结合从而激活神经末梢,食用薄荷后形成的感觉则与神经元TRPM8受体有关。
(1)神经元受体能特异结合某物质是因为其具有____。受辣椒和薄荷刺激从而形成不同感觉的过程是否属于反射?____请解释原因:____。
(2)小鼠实验结果发现,辣椒素可以减缓膜屏障作用(细胞外Ca2+对Na+内流产生竞争性抑制)。因此,过量辣椒素会使血钙浓度过低,从而引起肌肉细胞突触后膜的动作电位____(“增大”、“不变”或“减小”),最终导致____。
(3)吃辣椒后会出现全身发热大量出汗的现象,此时机体产热量____(填“小于”、“等于”或“大于”)散热量。同时,尿量也会减少,从激素角度分析其原因是____。
II.毒品祸及家庭、危害社会,青少年要远离毒品。吗啡、可卡因、冰毒等属于常见毒品,毒品种类不同,其成瘾性机理也不尽相同。某些毒品通过干扰“多巴胺奖赏效应”,使人产生毒品依赖。
(4)人的中脑边缘多巴胺系统是脑的“奖赏通路”,通过神经元将兴奋传递到脑的“奖赏中枢”,可使人体验到愉悦感,据图分析引发“奖赏中枢”产生愉悦感的机理:____。冰毒会与突触前膜上回收多巴胺的转运蛋白结合。因此,长期食用冰毒,会使神经元A上的多巴胺受体____,停止食用冰毒后多巴胺“奖赏”效应____(“减弱”或“增强”),从而造成毒品依赖。
(5)吸食吗啡、可卡因等类型的毒品会作用于神经系统中的____细胞和神经元,最终导致毒品耐受、依赖和成瘾。“瘾君子”未吸食毒品的时候,大多伴有精神萎靡、四肢无力的症状,推测可能是其机体内____(填激素名称)含量减少所致。
25. 辣椒中辣椒素可激活TRPV1通道是痛热感觉形成的基础,作用过程如图1所示。请回答下列问题:
(1)食用辣椒后,辣椒素与TRPV1受体结合后,膜电位变化__________,兴奋传至大脑皮层产生痛觉,传到___________体温调节中枢,汗液分泌增加。此时喝热水会加剧疼痛的原因是__________。
(2)科学家在研究TRPV1过程中,研究者利用大鼠能够感知疼痛神经元为材料,提取细胞中的总RNA,通过逆转录得到cDNA,用__________酶切割目的基因(填“MspI”或“BamHI”或“MboI”或“SmaI”),用MboI酶切割载体,构建好的基因表达载体___________(填“能”或“不能”)被MboI酶识别并切割(不同限制酶及识别序列如图2所示),将基因表达载体导入辣椒素__________(填“敏感”或“不敏感”)细胞,再经辣椒素处理后,通过特定技术手段,确定了可被辣椒素激活的TRPV1。
(3)薄荷糖能特异性结合并激活口腔内凉爽感觉神经元的TRPM8离子通道,后者将信号传至大脑皮层,在炎热的夏天给人以凉爽感觉,据此判断,下列措施可能会使小鼠吃辣椒后产生凉爽感的是__________(填序号)。
①敲除小鼠TRPV1基因
②利用基因工程导入大量TRPM8基因
③在小鼠凉爽感觉神经元中表达TRPV1的编码基因