【精品解析】浙江省宁波市镇海区镇海中学2023-2024学年高二下学期期末考试生物试卷

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名称 【精品解析】浙江省宁波市镇海区镇海中学2023-2024学年高二下学期期末考试生物试卷
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资源类型 试卷
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科目 生物学
更新时间 2024-09-23 16:10:04

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浙江省宁波市镇海区镇海中学2023-2024学年高二下学期期末考试生物试卷
1.(2024高二下·镇海区期末)生物多样性丧失已经成为全球性生态环境问题之一。下列说法错误的是(  )
A.生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性
B.迁地保护的最终自的是将受保护的物种再迁入原栖息地,恢复其野生种群
C.臭氧层被破坏,到达地面的紫外线增强,会导致温室效应,加剧物种灭亡
D.就地保护是对生物多样性最充分、最有效的保护
2.(2024高二下·镇海区期末)基于对动植物细胞结构的比较,可以判断洋葱鳞片叶细胞和人唾液腺细胞都有的细胞器是(  )
A.中心体 B.内质网 C.液泡 D.叶绿体
3.(2024高二下·镇海区期末)下列关于生态系统结构和功能的叙述,正确的是(  )
A.一般来说,食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力就越强
B.细菌属于生态系统成分中的分解者和生产者
C.在生态金字塔中,每个营养级的生物均属于同一条食物链
D.自然生态系统中,物质在生物群落内部均可以实现循环利用
4.(2024高二下·镇海区期末)英国曼彻斯特地区,野生型桦尺蠖体色呈灰色,突变型呈黑色。在工业污染区,黑色桦尺 蠖占生存优势,逐渐取代了原先占据优势的灰色桦尺蠖。下列叙述错误的是(  )
A.灰色桦尺蠖突变为黑色桦尺蠖是生物进化的结果
B.工业污染区黑色蛾逐步取代灰色峨是一种适应性进化
C.工业污染区与非污染区的桦尺蠖基因库有差异,但仍属同一物种
D.由上述案例可知,自然选择的方向是定向的
5.(2024高二下·镇海区期末)某学生参加高考体检,早晨没有进食和饮水,在安静地等待体检的过程中,该学生体内发 生的变化,正确的是(  )
A.抗利尿激素分泌减少,水分重吸收减少
B.交感神经兴奋,胃肠蠕动加快
C.皮肤血管收缩,散热增加
D.胰高血糖素分泌增加,肝糖原分解加快
6.(2024高二下·镇海区期末)第三代试管婴儿技术(PGD/PGS)是对早期胚胎细胞进行基因诊断和染色体检测后再进行胚胎移植,流程如图所示。图中检测包括 PGD(胚胎植入前的基因诊断)和 PGS(胚胎植入前的染色体数目和结构检测)。下列叙述正确的是(  )
A.为获得更多的卵子,可注射适宜浓度的雌激素
B.PGD和PGS技术可分别用于筛选唐氏综合征、白化病
C.图中单精子注入受精需要借助于显微操作技术
D.鉴定后“理想胚胎”的植入子宫时期为囊胚期或原肠胚期
7.(2024高二下·镇海区期末)冰磺层是冰川融化后形成的裸地,冰碛层上的群落演替要经历上百年的时间。下表为冰碛 层演替过程中优势植物的替代情况。下列叙述正确的是(  )
演替 过程 冰碛层 苔藓→草本植物→ 柳树 赤杨 云杉、铁杉
A.冰碛层上开始的群落演替属于初生演替
B.草本植物阶段群落尚未形成垂直结构
C.演替达到相对稳定的阶段后,群落内物种组成不再变化
D.昆虫在云杉不同位置的分布,与光照强变密切相关
8.(2024高二下·镇海区期末)小麦在成熟期如遇连阴雨,常出现部分籽粒在穗上发芽的现象。研究发现调控麦稳发芽的关键基因是SD6和ICE2,两基因通过调控脱落酸(ABA)的合成与降解,调控种子的休眠。两基因的表达受温度的影响,SD6和ICE2的调控机制如图。下列分析错误的是(  )
A.室温条件下可使基因OsbHLH048的表达量增加,最终可减少ABA的合成
B.低温条件下ICE2 表达可使ABA8OX3基因表达减少,最终促进ABA的合成
C.连续常温多雨天气比低温多雨天气更容易使麦穗发芽
D.SD6和ICE2在种子的休眠调控中起拮抗作用
9.(2024高二下·镇海区期末)肺炎支原体(MP)是原核细胞,无细胞壁,是引发肺炎的病原体之一。MP进入呼吸道后会粘附、侵入上皮细胞,释放多种毒素,引起宿主细胞损伤。MP的多种抗原决定簇与人体心、肺等组织有相同抗原结构,进入机体后会引起自身组织损伤,下列说法正确的是(  )
A.用抗生素阿奇霉繁治疗支原体引起的肺炎,属于被动免疫
B.人体心、肺等组织被抗MP抗体攻击,属于自身免疫病
C.吞噬细胞吞入MP后将其消化为氨基酸,并与细胞内MHC结合并呈递
D.呼吸道黏膜纤毛清扫MP属于体表屏障中的化学防御
10.(2024高二下·镇海区期末)下表是在适宜条件下测得紫藤叶绿体色素吸收光能的情况,有关分析正确的是(  )
波长(nm) 400 450 500 550 600 670 700
吸收光能百 分比 (%) 叶绿素a 40 68 5 10 16 40 16
全部色素 75 93 50 35 45 75 35
A.以光照强废为横坐标、光的吸收率为纵坐标可绘制叶绿素a的吸收光谱
B.由450nm波长的光转为600nm波长的光时,叶绿体中C3的量瞬间会升高
C.可利用95%乙醇分离紫藤叶绿体中的光合色素,且不同色素的溶解度不同
D.晚间用约550nm波长的光照射行道树,目的是增加夜间空气中的氧气浓度
11.(2024高二下·镇海区期末)坐骨神经由多种神经纤维组成,不同神经纤维的兴奋性阀值和传导速率有差异,多根神经纤维同步兴奋时,其动作电位幅值(即大小变化幅度)可以叠加。现欲研究坐骨神经的电生理特性,装置如图1所示,①为刺激位点,②③④⑤为电表电极位点,甲、乙两电表 型号规格相同,4个电极位点均位于坐骨神经膜外,电表甲、乙测得的指针最大偏转幅度分 别如图2曲线1、曲线2所示。下列叙述正确的是(  )
A.刺激强度从a逐渐增大到 b时,电表乙偏转幅度随之增大,可能是不同神经纤维传导速率不同引起
B.刺激强度C.当刺激强度处于a和b之间时,电表甲向左偏转最大幅度可能大于向右偏转最大幅废
D.刺激强度为 b 时,电表乙最大偏转幅度小于甲,是由于兴奋的神经纤维微量不同引起
12.(2024高二下·镇海区期末)大肠杆菌乳糖操纵子由调节基因Ⅰ、启动部位P、操纵基因O、结构基因 (lacZ、lacY、lacA) 组成,结构基因表达的一系列是与乳糖分解与吸收相关的蛋白。其调节机制如下图甲、乙所示。下列叙述错误的是(  )
A.图甲中阻遏蛋白与基因O结合,阻碍了RNA聚合酶发挥作用
B.乳糖操纵子模型避免了物质和能量的浪费,提高了大肠杆菌适应环境的能力
C.图乙中的mRNAII上有多个起始密码子和终止密码子
D.图乙中lacZ、lacY、lacA三个基因的转录方向一致,翻译方向不相同
13.(2024高二下·镇海区期末)关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验,叙述错误的是(  )
A.观察洋葱根尖有丝分裂中期染色体,可用碱性染料染色使其着色
B.检测还原糖时,在待测液中先加NaOH溶液,摇匀后再加CuSO4溶液
C.研磨肝脏以破碎细胞,用于获取含过氧化氢酶的提取液
D.用洋葱的鳞片叶为材料,可进行质壁分离及复原实验
14.(2024高二下·镇海区期末)科研人员想利用现代生物技术将当归与黄芪进行体细胞杂交,尝试培育能产生两种有效成分的植物,培育过程如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.植物体细胞杂交过程中可用灭活的仙台病毒对原生质体进行诱导融合
B.图示形成杂种植物的过程涉及的原理是植物体细胞具有全能性和基因重组
C.原生质体融合是在一定密度的细胞群体下进行的,融合的原生质体类型多样
D.③过程产生的杂种细胞都可以产生当归和黄芪,过程④无需添加植物激素
15.(2024高二下·镇海区期末)科学家通过研究种间捕食关系,构建了捕食者一猎物模型,如图甲所示(图中箭头所指方向代表曲线变化趋势);图乙为相应的种群数量变化曲线。下列有关叙述错误的是(  )
A.图乙中曲线P和图甲中横坐标代表的生物都表示捕食者
B.图乙中N和P两曲线代表的种群数量均呈现周期性波动
C.图乙中的b、d时间段分别对应的是图甲中的②、④区
D.图甲中最可能代表 K值的数据是 和P2
16.(2024高二下·镇海区期末)平湖糟蛋是浙江的名特产,有“天下第一蛋”的美誉。平湖糟蛋形完整的制作工艺包括:“浸米→蒸饭→配药→发酵→成糟”和“洗蛋→晾蛋→击蛋→落蛋一封坛”等工序。研究发现,糟蛋中的蛋白质、钙、铁等营养素比鲜蛋都要高。下列叙述错误的是(  )
A.“洗蛋”能去除蛋壳表面的杂质和微生物,保证发酵中只有单一菌种
B.“封坛”是为了创造密闭环境,让“配药”中的菌种更有效进行发酵
C.糟蛋丰富的营养得益于酶的催化和酒糟浸溃后长时间的生化反应
D.“蒸饭”后,要将蒸好的米饭降温防止“配药”中的菌种被高温伤害
17.(2024高二下·镇海区期末)液泡是一种酸性细胞器,定位在液泡膜上的ATP水解酶 (V-ATPase)使液泡酸化。液泡酸化消失是导致线粒体功能异常的原因之一、具体机制如图所示 (Cys为半胱氨酸,Fe-S表示电子传递链中的铁硫蛋白)。下列叙述错误的是(  )
A.抑制液泡膜上Cys转运蛋白的活性会导致线粒体功能异常
B.液泡酸化有利于Fe参与需氧呼吸第三阶段
C.V-ATPase通过主动转运的方式将细胞溶胶中的H+转运进入液泡
D.Cys以易化扩散的方式进入液泡,不额外消耗ATP
18.(2024高二下·镇海区期末)已知甲病和乙病均为单基因遗传病,且其中有一种遗传病的致病基因在X 染色体上。某家族系谱图如下,下列有关的叙述正确的是(  )
A.甲病是伴X染色体显性遗传病,乙病是常染色体隐性遗传病
B.II-2只有一种基因型,Ⅲ-8基因型有两种可能
C.Ⅲ-5中关于甲病的致病基因来自父母一方或双方,关于乙病的致病基因来自Ⅱ-4
D.III-1与两病皆患的女性结婚,生育一个两病皆患的孩子,概率是3/8
19.(2024高二下·镇海区期末)豆豉,古代称为“幽菽”,是一种以大豆为原料利用毛霉、曲霉或者细菌等微生物发酵制成的食品。研究人员用酪蛋白、牛肉膏、磷酸氢二钾、溴麝香草酚蓝等配制了培养基,对传统豆玻发酵过程中的微生物进行分离纯化,成功的筛选出了能高产蛋白酶的芽孢杆菌菌株,过程如下图所示。下列有关叙述正确的是(  )
A.酪蛋白溶解性差导致培养基不透明,从功能上该培养基属于选择培养基
B.发酵过程中培养基的pH从弱碱性逐渐变为酸性,培养基的颜色从黄色变为蓝绿色
C.富集培养可以迅速增加芽孢杆菌的比例,培养过程宜选用固体培养基
D.图示芽孢杆菌在初选与复选过程中,采用了涂布分离的方法获得单菌落
20.(2024高二下·镇海区期末)将某动物的精原细胞(2n=4)置于BrdU的培养液中培养到第二次胞质分裂结束后进行 荧光染色,已知DNA仅一条链被BrdU标记的染色单体/染色体会发出荧光,而DNA两条链都被标记的染色单体(染色体)荧光被抑制。下列叙述错误的是(  )
A.可能出现无荧光的子细胞
B.若每个子细胞中染色体全部发出荧光,则子细胞是精细胞
C.4个子细胞中发出荧光的染色体数分别是1、3、2、2
D.若子细胞只有两条染色体且每个 DNA分子都被标记,则可能只经历了一次DNA复制
21.(2024高二下·镇海区期末)20世纪中叶,人们用DDD(一种高效杀虫剂,在生物体内不易被分解)来防治在某湖泊中大量繁殖的蚊子(蚊子的幼虫生活在水中)。施加DDD 一段时间后,发现DDD 通过下图传递途径使湖泊中的多种生物受到了不同程度的伤害。回答下列问题:
(1)图中包含的食物链有   条。流经该湖泊水体的主要能量中不包括DDD 中所含的能量,原因是   。
(2)生物体对在环境中难以分解的化合物(或元素)进行吸收和积累,使这些物质在体内浓度超过环境浓度的现象,称为   。为治理水体污染,当地环保部门引入植物时应尽量选用当地原有的物种,理由是   。
(3)研究人员对该生态系统中某食物链(甲→乙→丙)的能量流动和杀虫剂DDD 浓度进行了调查。其中GP表示总同化量,R表示呼吸量,单位为 J/(m2 a)。结果如下表。
食物链环节 I II III
DDD浓度(μg/kg) 15.5 0.1 0.53
GP-R/GP 0.06 0.86 0.09
R 43.3×102 8.5×106 168×103
①II所代表的生物在食物链“甲→乙→丙”中为   ,研究人员发现甲与乙之间的能量传递效率远小于10%,最可能的原因是   。
②生产者固定的能量中未流入下一营养级,也未被分解者分解的能量,会在有机物中逐年被积累下来,积累下来的有机物就是生产者的   。每隔一段时间重复测算此项数值是否相对稳定,可作为判断该群落是否演替到   阶段的依据之一。
(4)统计湖泊中各种生物的数量关系,发现沉水植物大量繁殖后,部分浮游植物的数量下降,而大型底栖动物的数量有所增加,这是在   水平上研究的结果。浮游植物的数量下降的原因是沉水植物通过绿色的大叶片吸引浮游动物聚集繁殖。这种场景的出现体现了生态系统的   功能。浮游动物大量出现能够大量捕食浮游藻类,控制了藻类的数量。
22.(2024高二下·镇海区期末)为探究 CO2浓度倍增对于干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响,某农科院在适宜温度的条件下进行了研究,结果如下图和表格(其中表为Q光强度下的测定值)。
组别 处理(Q光强度) 表观(净)光合速率/(μmolCO2·m-2 S- )) 相对气孔 开度/% 水分利 用效率
a 对照 大气 CO2浓度 12 100 1.78
b 干旱 7.5 62 1.81
c 对照 CO2浓度倍增 15 83 3.10
d. 干旱 9.5 47 3.25
(1)该研究的可变因素是   。光会影响   的合成,如果没有光照,黄瓜叶片会发黄。干旱胁迫也会导致叶肉细胞中类囊体结构破坏,使光反应减弱,供给碳反应的   减少,从而使光合作用过程减弱。
(2)在实验过程中, CO2浓度倍增会使表观光合速率增大,由此推测黄瓜幼苗光饱和点   (“变大”、“变小”或“不变”)。每经过一轮卡尔文循环,会有   份三碳糖产物离开卡尔文循环。
(3)根据实验结果分析,当a组表观(净)光合速率为12(μmolCO2 m-2 S- )时,限制光合作用的环境因素是   。在干旱胁迫条件下表观光合速率降低,由表可知,其原因可能是   ,进而直接影响卡尔文循环中的   速率。
(4)在干旱条件下,黄瓜幼苗的气孔每隔十分钟会进行周期性的闭合,称为“气孔振荡”,周期性的开闭气孔的意义是   。研究还发现,适当干旱处理会增大黄瓜根部细胞的   ,从而抵抗细胞失水。
23.(2024高二下·镇海区期末)果蝇的长翅(A)对残翅(a)为显性,A/a基因位于2号(常)染色体上。抗杀虫剂(B)对不抗杀虫剂(b)为显性。现将一只残翅不抗杀虫剂雄果蝇与一只长翅抗杀虫剂雌果蝇杂交,所得F1丧型及数量如下。据题干信息和表格数据回答: (所有基因均不在Y染色体)
F1 长翅抗杀虫剂雌 长翅抗杀虫剂雄 长翅不抗杀虫剂雌 长翅不抗杀虫剂雄
97 100 102 99
(1)只考虑翅型性状,F1果蝇基因型为   。据上文推测,杀虫剂抗性基因与翅型基因   (“符合”、 “不符合”、 “不一定符合”)自由组合定律。
(2)若同时考虑两对相对性状,仅通过一次杂交对B、b所在染色体初步定位(是否为伴性遗传;是否位于2号染色体),从F1中选择表型为   的果蝇进行杂交,对子代进行观察和统计 (不考虑突变和交叉互换)。
①若子代雌雄中均为长翅抗杀虫剂:长翅不抗杀虫剂:残翅抗杀虫剂:残翅不抗杀虫剂=3:3:1:1, 则   。
②若子代   ,则B、b基因基因位于常染色体上,且与A、a在同一条染色体上。
③若子代   ,则B、b基因基因位于X染色体上。
(3)实验结果表明,B、b基因位于 X染色体上。若将表格中F1随机交配,获得F2后施加杀虫剂,则存活子代中,B的基因频率为   ,存活的F2中纯合残翅抗杀虫剂的雌性个体所占比例为   。
(4)研究者取基因型为aa的雄蝇与AA雌蝇杂交,子代中发现了一只基因型为AAa的长翅雄蝇。分析原因,可能是母本在减数第   次分裂异常所致,产生了染色体数目变异的雌配子。通过核型鉴定发现,该AAa果蝇染色体数目正常,将它与正常残翅雌果蝇杂交(后代均存活),所得后代长翅:残翅=3:1,推测 AAa发生了染色体结构变异中的   。
24.(2024高二下·镇海区期末)高等植物中的乙烯生物合成受到发育阶段和环境的共同调节,其中乙烯合成酶在这一过程中起到至关重要的作用。拟南芥乙烯合成酶相关基因主要有两种:AtACS4和AtACSS为研究以上基因表达水平与发育阶段的关系,科学家将AtACS4和AtACS5的基因分别和GUS报告基因融合,并转入拟南芥。图1为使用的载体图谱,kan'为卡那霉素抗性基因,Amp'为氨苄青霉素抗性基因。据此回答下列问题:
幼嫩根 幼嫩叶 成熟根 成熟叶
AtACS4 艹 ++ ++++
AtACS5 + ++++ ++ ++
注:+越多,表示GUS基因产物经染色后颜色越深
(1)目的基因的克隆:根据AtACS4和AtACS5序列信息,设计引物对目的基因PCR扩增,对扩增产物进行电泳。制备凝胶时选择合适的梳子来制备样品孔,插入齿梳的时间应在琼脂糖凝固   (“前”或“后”)。电泳过程中,凝胶点样孔端应靠近电泳槽   极接口,电泳完成后切胶回收DNA,测序验证。
(2)构建重组DNA分子:测序后可知所得条带确为实验所需条带且无突变。为使目的基因正确插入载体相应位置,设计引物时,在目的基因两端分别引入   两种限制酶的识别序列。用   酶处理PCR所得的DNA片段与空载体(未插入目的基因的载体),可获得重组DNA 分子。
(3)将重组DNA 导入农杆菌:用氯化钙处理后的农杆菌,   发生了变化,成为感受态细胞。低温下将农杆菌与重组DNA混匀,使外源DNA粘附与受体细胞表面,最后短暂热刺激,使外源 DNA 进入受体细胞。将受体菌接种在   (“含”或“不含”)抗生素的培养液中,慢速培养一段时间,使细胞恢复回正常状态,并表达相关基因。两小时后,再将农杆菌溶液涂布于添加了   的LB平板进行筛选。
(4)农杆菌转化拟南芥:将转基因农杆菌与消毒处理拟南芥叶片共同培养,共同培养后的拟南芥叶片转入含氨苄青霉素的固体培养基,进行多次   培养,主要目的是除去农杆菌和筛选转化的植物细胞。若培养基中氨苄青霉素浓度太低,可能会出现较多假阳性植株,因此在转基因前需要对受体进行   检测。经过发芽和生根培养后的组培苗,在移栽大田前需进行炼苗,炼苗的作用是   。
(5)拟南芥乙烯合成酶的表达特点:使用GUS染液染色后,具GUS基因表达产物的部位会现蓝色,用肉眼可看到,且一定程度下染色深浅可反映出GUS基因的表达水平。使用GUS染液对不同发育阶段的两种转基因拟南芥进行染色。AtACS4和AtACS5的启动子和GUS报告基因融合后进行转化、染色后获得的实验结果如上表,可以推测   启动子在幼嫩植铢的叶片中表达量更高,AtACS4在根中的表达情况是   。
25.(2024高二下·镇海区期末)Ⅰ有资料表明含铅多的食物如罐装饮料、烧烤等进入人体后,会造成人体铅中毒,严重时会影响青少年的学习记忆。科研人员为验证铅对大鼠神经系统的毒害作用。设计了以下实验思路:
①将生长状况和体重一致的大鼠随机平均分成4组;
②A、B、C组每天灌胃等量1g/L、2g/L、3g/L用蒸馏水配制的醋酸铅溶液2次, D组作为对照组,每天 ;
③各组按上述处理2个月,其他条件相同且适宜;
④2个月后测定大鼠的学习记忆能力和脑组织中乙酰胆碱酯酶(AChE)活性并记录,并对实验数据进行统计分析。
(1)步骤②中应该填写的内容是   。
(2)大鼠的学习记忆能力测定方法用“水迷宫实验”:让大鼠从入水点入水,训练其寻找水面下隐蔽平台(池水黑色,大鼠无法看到平台),重复训练4天后撤去平台,通过测定大鼠从入水点到达原平台水域的时间。
水迷宫实验中,重复训练可使短期记忆转化为长期记忆,以此强化不同神经元之间建立新的   (填结构名称)。大鼠从入水点到达原平台水域的时间越   ,说明大鼠学习记忆能力越强。若实验中水的温度明显小于大鼠体温,则小鼠通过分泌   (填两种激素名称)增强,调节细胞代谢,使机体产能增加。
(3)乙酰胆碱酯酶(AChE)活性高低,也可以间接说明学习记忆能力强弱。AChE可将乙酰胆碱(ACh)水解为胆碱和乙酸,胆碱易通过一定方式被测定,以此信息,AChE 活性可通过测定   表示。乙酰胆碱是与学习、记忆有关的化学递质,乙酰胆碱会与突触后膜上的相应的受体结合,引起突触后膜发生去极化、   的动作电位变化过程。
(4)结果发现随施加的醋酸铅浓度增大,大鼠学习记忆能力越来越差,同时 AChE 活性也越来越低。以“从入水点到达原平台水域的时间”和“AChE活性”为检测指标,请用柱形图表示本实验的预期结果   。
II多方报道称,雌激素能改善动物记忆,为探究其可能机理,某研究团队利用大鼠继续进行试验,研究数据如下表,请回答下列相关问题:
组别 处理 BDNF mRNA (相对值) BDNF (相对值) 记忆水平
A 假手术 100 100
B 切除卵巢 35 33
C 切除卵巢, 注射雌激素 98 99
(注:BDNF 是一种脑源性神经营养因子,具有神经营养作用。“+”越多表示记忆水平越高)
(5)动物体内雌性激素的分泌需要依赖   调控轴的控制。
(6)BDNF是体内含量最多的神经营养因子,主要是由神经元和   分泌产生,它通过与受体—离子通道复合体结合,可能会导致神经元钙离子通道开放,钙离子进入胞内,促进突触小泡与   融合,释放兴奋性神经递质,易产生兴奋,从而促进学习记忆。
(7)综合上述研究结果,推测雌激素改善记忆的可能机理是:   
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】全球性生态环境问题;生物多样性的保护措施
【知识点】其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、洋葱属于高等植物,其没有中心体,这是由于中心体位于低等植物细胞和动物细胞中,A错误;
B、内质网存在于所有真核细胞中,包括植物细胞和动物细胞,内质网的主要作用是参与在蛋白质和脂质的合成及运输,B正确;
C、液泡位于植物细胞当中,人唾液腺细胞没有,C错误;
D、叶绿体是植物细胞特有的细胞器,叶绿体可用于光合作用,但动物细胞中没有叶绿体,D错误。
故答案为:B。
【分析】细胞器是细胞内的重要组成部分,它们具有特定的形态和功能,对于维持细胞的正常生命活动起着关键作用。根据其结构和功能,细胞器可以分为以下几类:
1.膜结合细胞器:这类细胞器具有膜结构,通常由单层或双层膜构成,包括线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体、核糖体和质体等。
线粒体:被称为细胞的“能量工厂”,是细胞进行有氧呼吸的主要场所,将营养物质转化为能量(ATP)。
叶绿体:主要存在于植物和某些藻类细胞中,是进行光合作用的地方,将光能转化为化学能。
内质网:分为粗面内质网(rER)和滑面内质网(sER)。rER表面附着有核糖体,负责蛋白质的合成;sER则参与脂质的合成、钙离子的储存及解毒作用。
高尔基体:负责对蛋白质进行修饰、分拣和包装,然后通过囊泡运输到细胞的不同部位或分泌到细胞外。
溶酶体:含有多种酸性水解酶,负责分解细胞内外的物质,如食物残渣、衰老细胞器等。
过氧化物酶体:含有多种氧化酶,参与细胞内的氧化还原反应,保护细胞免受氧化损伤。
核糖体:是蛋白质合成的场所,附着在内质网上或游离在细胞质中。
2.无膜细胞器:这类细胞器没有膜结构,包括中心粒、纤毛和鞭毛等。它们参与细胞的运动、分裂和其他生命活动。例如,中心粒与细胞的有丝分裂有关;纤毛和鞭毛则是细胞的运动器官。
3.其他细胞器:如液泡(主要存在于植物细胞中),用于储存水分、营养物质和废物;细胞骨架(包括微管、微丝和中间纤维),为细胞提供支持和形态维持;以及包含DNA的拟核(原核生物中的无膜结构)。
【知识点】生态系统的结构;生态系统的稳定性;生态系统的物质循环
【解析】【解答】A、生态系统中的组分越多会使食物网越复杂,抵抗外界干扰的能力就越强,这个生态系统的自我调节能力也越强,A正确;
B、营腐生的细菌是分解者,寄生生活的细菌是消费者,有的细菌(如硝化细菌)是自养生物,这种细菌就是生产者,B错误;
C、生态金字塔表示的是能量、数量或生物量的分布,每个营养级的生物可以来自不同的食物链,并不是都属于同一条食物链,C错误;
D、在自然生态系统中,物质是在生物群落和非生物环境之间被循环利用的,但在生物群落内部不能循环,D错误。
故答案为:A。
【分析】生态系统是生物与其环境相互作用形成的统一整体,包括生物群落和非生物环境两大部分。其组成成分和作用如下:
1.生物群落:
生产者:主要是植物和某些细菌,它们通过光合作用或化学合成将无机物转化为有机物,为生态系统提供初级生产力。
消费者:包括各种动物和一些微生物,它们通过摄食生产者或其他消费者来获取能量和营养,维持生命活动。
分解者:主要是细菌、真菌和一些原生动物,它们通过分解死亡生物体和有机废物来释放能量和营养物质,供生产者利用。
2.非生物环境:
气候因子:如温度、湿度、光照等,对生物的分布、生长和繁殖有重要影响。
土壤:提供植物生长的基础,影响植物的生长和分布。
水:是生物体不可或缺的组成部分,参与物质循环和能量流动。
空气:为生物提供氧气,参与气体交换和能量流动。
生态系统的功能:
物质循环:包括水循环、碳循环、氮循环等,这些循环过程维持了生态系统的物质平衡。
能量流动:通过食物链和食物网,能量从生产者到消费者再到分解者逐级传递,维持生态系统的能量平衡。
信息传递:生物与生物之间、生物与环境之间通过化学物质、声音、颜色等方式进行信息交流,对生态系统的稳定和变化有重要影响。
4.【答案】A
【知识点】基因频率的概念与变化;物种的概念与形成;自然选择与适应
【解析】【解答】A、突变是生物个体基因发生变化的结果,而进化是指种群基因频率的改变,突变并不等同于进化,A错误;
B、黑色桦尺蠖在工业污染区,由于环境背景的变化具有生存优势,所以这是一种自然选择导致的适应性进化,B正确;
C、在工业污染区与非污染区的桦尺蠖,它们的基因库有差异,但仍然可以互相交配繁殖,所以污染区和非污染区的桦尺蠖仍然属于同一物种,C正确;
D、在这个案例中,自然选择的方向是针对环境变化的,工业污染导致了黑色桦尺蠖的生存优势,这体现了定向选择,D正确。
故答案为:A。
【分析】基因突变和自然选择是生物学中的两个重要概念,它们之间存在着密切的关系。
基因突变是指细胞内(或病毒体内)遗传物质的分子结构或数量突然发生的可遗传的变化,这种变化可以自发产生,也可以由外部因素诱导。基因突变具有自发性、可诱变性、不对应性、稀有性、独立性、稳定性和可逆性等特点。基因突变是生物变异的来源之一,它使得生物种群中出现了遗传多样性,为自然选择提供了原材料。
自然选择则是由C·R·达尔文提出的生物学理论,它指的是生物在生存斗争中适者生存、不适者被淘汰的现象。自然选择的过程包括过度繁殖、生存斗争、遗传和变异以及适者生存。在这个过程中,生物通过遗传和变异产生不同的表型,这些表型在生存斗争中展现出不同的适应性。由于生存资源的有限性,那些具有有利变异的个体更容易生存下来并传递其遗传信息给后代,而那些具有不利变异的个体则更容易被淘汰。经过长时间的自然选择,生物种群中的遗传组成会逐渐发生变化,适应环境的特征会得到保留和积累,不适应环境的特征则会被淘汰。
基因突变和自然选择之间的关系可以概括为:基因突变提供了生物变异的原材料,而自然选择则通过生存斗争和遗传机制对这些变异进行筛选和保留。只有那些有利于生物适应环境的变异才能被自然选择所保留并传递给后代,从而推动生物种群的进化和适应。因此,可以说基因突变是自然选择的前提和基础,而自然选择则是基因突变在生物进化中的具体体现和结果。
【知识点】神经系统的基本结构;体温平衡调节;水盐平衡调节;血糖平衡调节
【解析】【解答】A、据题,该生早餐没有饮水,细胞外液渗透压会升高,抗利尿激素分泌增加,抗利尿激素能促进肾小管和集合管重吸收水分,所以水分重吸收增加,而不是减少,A错误;
B、胃肠蠕动会减慢,因为交感神经对胃肠运动主要具有抑制作用,所以会降低胃肠平滑肌的紧张性及胃肠蠕动的频率,B错误;
C、早晨温度较低,中枢神经系统兴奋,此时神经调节会使皮肤血管收缩,以此来减少散热量,进而使体温维持在37℃ 左右,C错误;
D、该学生早晨没有进食,血糖浓度较低,这促进了胰高血糖素的分泌,肝糖原分解加快,D正确。
故答案为:D。
【分析】体温的维持是一个复杂的生理过程,主要依赖于人体的恒温调节机制。这一机制主要包括产热机制和散热机制,两者在大脑的体温调节中枢的调控下保持动态平衡,从而维持体温的相对稳定。
产热机制:
1.基本代谢:人体的基本代谢是产热的主要方式,占据了大部分比例。这是指细胞在维持基本生命活动时所消耗的能量,其中一部分以热能的形式散失,维持体温。
2.食物的热效应:摄入食物后,食物在消化、吸收、代谢和转化过程中会释放热量,这也有助于维持体温。
3.肌肉运动:肌肉运动是产生热量的另一种方式。当肌肉收缩时,会释放能量并产生热量。此外,在寒冷环境中,骨骼肌会不自觉地颤抖以增加产热。
散热机制:
1.皮肤散热:皮肤是人体散热的主要器官。在热环境下,人体会增加汗液的分泌和皮肤血管的扩张,通过汗液的蒸发和皮肤的热辐射来散热。相反,在寒冷环境下,皮肤血管会收缩,以减少热量的散失。
2.呼吸散热:通过呼吸,人体也会散失一部分热量。在热环境下,呼吸频率会增加,以提高散热效率。
体温调节中枢:
大脑的下丘脑是人体的温度调节中心,它可以感知到体内外的温度变化,并通过神经和体液两种方式调控体温。当体温升高时,体温调节中枢会促使身体增加散热,如通过皮肤散热和出汗等方式;当体温下降时,则会通过增加产热来维持体温的恒定。
注意事项:
如果体温持续升高,可能表示存在发热现象,此时应立即就医并遵循医生的建议进行治疗。
长时间低体温对身体健康有害,如果出现低体温症状,应及时采取保温、升温措施,并寻求医疗帮助。
体温调节机制是一个复杂的生理过程,涉及到多个器官和系统的协同作用。因此,在日常生活中,应注意保持环境温度的适宜,避免长时间暴露在极端温度下。
【知识点】胚胎移植;体外受精
【解析】【解答】A、为获得更多的卵子,应对雌性动物注射适宜浓度的促性腺激素,这是因为促性腺激素可促进性腺的发育和生殖细胞的形成,A错误;
B、PGS(胚胎植入前染色体筛查)用于检测染色体数目和结构异常,例如唐氏综合征,PGD(胚胎植入前基因诊断)用于筛选特定的基因疾病,如白化病;B错误;
C、显微操作技术是指在高倍复式显微镜下,利用显微操作器进行细胞或早期胚胎操作的一种方法,所以图中单精子注入受精需要借助于显微操作技术,所以PGS和PGD技术可分别用于筛选唐氏综合征、白化病,C正确;
D、鉴定后“理想胚胎”的植入子宫时期为囊胚期或桑葚胚期,原肠胚不能胚胎移植,D错误。
故答案为:C。
【分析】试管婴儿技术,也被称为体外受精-胚胎移植技术(IVF-ET),是一种辅助生殖技术,主要用于治疗不孕不育症。这项技术通过人工方法让卵子和精子在体外受精,并进行早期胚胎发育,然后将胚胎移植到母体子宫内,使其继续生长发育并诞生婴儿。技术原理与过程:
1.控制性超排卵:通过药物刺激女性卵巢,使其产生多个成熟的卵子。
2.卵泡监测:利用B超监测卵泡发育情况,确定取卵时间。
3.取卵与取精:在女性卵泡发育成熟后,通过手术取出卵子;同时,男方通过自慰法或其他方式取出精子。
4.体外受精:将取出的卵子和精子放在培养皿中,使其结合形成受精卵。
5.胚胎培养:受精卵在体外培养3-5天,形成早期胚胎。
6.胚胎移植:将培养好的胚胎移植到女性子宫内,使其着床并继续发育。
7.黄体支持:移植后给予黄体酮支持,以增加妊娠成功率。
技术发展与分类:
试管婴儿技术已经历了三代发展:
1.第一代试管婴儿技术:主要适用于因女性因素导致的不孕,如输卵管堵塞等。
2.第二代试管婴儿技术(卵细胞胞质内单精子注射):适用于男性因素导致的不孕,如严重少弱精子症等。
3.第三代试管婴儿技术(植入前胚胎遗传学诊断):在胚胎发育早期取出部分细胞进行遗传学检测,选择无遗传病的胚胎进行移植,以降低遗传病患儿的出生率。
适用人群与条件:
试管婴儿技术适用于多种不孕不育症患者,如输卵管堵塞、子宫内膜异位症、免疫性不孕、男性少弱精子症等。同时,进行试管婴儿需要满足一定的条件,如夫妇双方身心健康、无遗传性疾病、女方年龄一般不超过40岁、男方不超过55岁等。
注意事项与风险:
试管婴儿技术虽然为不孕不育夫妇带来了福音,但也存在一定的风险和注意事项。例如,试管婴儿的成功率并非100%,且可能面临遗传病、多胎妊娠等风险。此外,试管婴儿技术费用较高,需要夫妇双方在经济和心理上做好充分准备。
【知识点】群落的结构;群落的演替
【解析】【解答】A、冰磺层是冰川融化后形成的裸地,裸地开始的是初生演替,A正确;
B、群落的垂直结构一直存在,在草本植物阶段,虽然植物还比较低矮,但此时也有垂直结构,B错误;
C、即使在相对稳定的阶段(顶极群落),由于环境变化等因素,群落内的物种组成仍可能发生变化,C错误;
D、昆虫在不同植物位置的分布应该受到栖息地和食物的影响,D错误。
故答案为:A。
【分析】演替指的是生态系统中群落随时间变化的一系列有序变化,通常从较为简单的群落类型发展为较为复杂的群落类型。演替过程可以分为原生演替和次生演替。
1. 原生演替:
原生演替发生在从未有过生命体的全新环境中,如岩石、火山岛、冰川等。一开始,由于缺乏有机质和生物,环境条件非常恶劣。原生演替的早期阶段通常由能够耐受极端环境的微生物、地衣和苔藓开始,它们可以积累有机物质并逐渐改变环境条件,为其他植物的生长创造条件。随着环境的改善,草本植物、灌木和最终乔木相继出现,形成完整的森林生态系统。
2. 次生演替:
次生演替发生在已有群落被破坏的土地上,如退化的森林、被砍伐的地区或火灾后的地区。与原生演替相比,次生演替的速度通常更快,因为已经存在一定的土壤条件和有机质基础。次生演替一般从一年生草本植物开始,然后是多年生草本植物和灌木,最终可能恢复到原来的森林状态或达到一个新的平衡状态。
【知识点】其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、据题,室温条件下,SD6基因表达增加,抑制NCED2基因的表达,同时也会促进OsbHLH048基因的表达,并且NCED2基因会促进ABA的合成,A正确;
B、ICE2的表达减少了ABA8OX3基因的表达,减少了ABA的降解,此时ABA不断积累,所以促进了ABA的合成,所以ICE2的表达不是促进ABA的合成,B错误;
C、根据题图,基因SD6和ICE2通过调控某些激素的合成量来调控种子的休眠即萌发,温度升高使得基因SD6表达水平升高,种子萌发强度增强,由此可知温度是调控两基因表达的关键因素,连续常温多雨天气比低温多雨天气更容易使麦穗发芽,C正确;
D、SD6和ICE2对休眠的生理作用相反,起拮抗作用,两者共同调控种子的休眠,D正确。
故答案为:B。
【分析】植物激素,亦称植物天然激素或植物内源激素,是指植物体内产生的一些微量而能调节(促进、抑制)自身生理过程的有机化合物。这些激素在植物体内起着至关重要的作用,它们通过调控植物的生长、发育、开花、结实、休眠、脱落等过程,使植物能够适应不同的环境条件和生存需求。
已知植物体内产生的激素主要有六大类,包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯和油菜素甾醇。这些激素各自具有不同的合成部位和主要生理功能:
1.生长素:主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子中合成。低浓度时促进生长,高浓度时抑制生长。
2.赤霉素:在幼芽、幼根和未成熟的种子等幼嫩部分合成。主要功能是促进细胞的伸长,解除种子、块茎的休眠并促进萌发。
3.细胞分裂素:主要在正在进行细胞分裂的幼嫩根尖中合成。主要功能是促进细胞分裂,诱导芽的分化,并防止植物衰老。
4.脱落酸:在根冠、萎焉的叶片等部位合成。主要功能是抑制植物细胞的分裂和种子的萌发,促进植物进入休眠,以及促进叶和果实的衰老、脱落。
5.乙烯:植物体的各个部位都能产生乙烯。主要功能是促进果实成熟,促进器官的脱落,以及促进多开雌花。
6.油菜素甾醇:虽然最初可能不被广泛接受为第六大类植物激素,但现在已经逐渐被公认。
需要注意的是,目前生产上应用的植物激素大多为人工合成的具有植物激素活性的植物生长调节剂,如萘乙酸(NAA)、2,4-D、赤霉素、矮壮素(CCC)、乙烯利、芸薹素内脂、多效唑等。这些人工合成的植物生长调节剂在农业生产中得到了广泛应用,旨在提高生产效率和植物的存活率。
9.【答案】B
【知识点】免疫功能异常;体液免疫;免疫学的应用
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、绘制叶绿素a的吸收光谱的横坐标是波长,A错误;
B、由450nm波长的光转为600nm波长的光时,全部色素吸收光能的百分比增加,此时光反应增强,使得产生的ATP和NADPH增加,从而导致C3的还原增强,所以这时C3瞬间下降,而不是升高,B错误;
C、各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同使得色素分离,所以分离色素的是层析液,色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,应使用无水乙醇提取色素,C错误;
D、晚间没有自然光照,人工进行波长照射,可以让植物晚间光合作用,这会增加空气中的氧气浓度,D正确。
故答案为:D。
【分析】叶绿体色素的提取和分离过程主要包括以下几个步骤:提取过程:
1.材料准备:选取菠菜、小白菜等植物的绿叶作为实验材料,称取一定量(如5g)的绿叶,剪碎后放入研钵中。
2.研磨:向研钵中加入少许二氧化硅(或石英砂)和碳酸钙,再加入适量的无水乙醇(或95%乙醇)进行迅速、充分的研磨。二氧化硅有助于研磨,碳酸钙则用于防止研磨过程中色素被破坏。
3.过滤:将研磨液倒入玻璃漏斗(漏斗基部放一块单层尼龙布或滤纸)中进行过滤,收集滤液到试管中,并及时用棉塞将试管口塞严。
分离过程:
1.制备滤纸条:将干燥的定性滤纸剪成长与圆底烧杯底边直径相等的滤纸条,将滤纸条的一端剪去两角,并在距这一端1cm处用铅笔画一条细的横线。
2.画滤液细线:用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔画的横线均匀画出一条细线。待滤液干后,再画一两次。
3.分离色素:将画有滤液细线的滤纸条插入放有少量层析液(如汽油、石油醚:丙酮:苯的混合溶液)的试管中,注意滤液细线要高于层析液液面,防止滤液细线中的色素溶解到层析液中。经过一段时间后,色素会随层析液在滤纸上扩散,由于各色素在层析液中的溶解度不同,它们的扩散速度也会不同,从而将各种色素分开。
4.观察和记录:当层析液前沿接近滤纸边缘时,取出滤纸条,观察并记录色素带的分布情况。最上端的通常是橙黄色的胡萝卜素,其次为黄色的叶黄素,再下面是蓝绿色的叶绿素a,最后是黄绿色的叶绿素b。
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、多根神经纤维同步兴奋时,其动作电位幅值(即大小变化幅度)可以叠加,刺激强度从a逐渐增大到 b时,电表乙偏转幅度随之增大,可能是更多的神经纤维兴奋,而不是不同神经纤维传导速率不同引起,A错误;
B、a的时候,1和2曲线重合了,分析可知小于a,所以两个电表都不偏转,B错误;
C、甲处到乙处,因为传导速度不一致,乙比甲处兴奋的点更加分散,甲的幅度更大,C正确;
D、刺激强度为 b 时,电表乙最大偏转幅度小于甲,可能是因为神经纤维的传导速度不一致,而不是兴奋的神经纤维微量不同引起的,D错误。
故答案为:C。
【分析】兴奋的传导过程在生物体内,特别是在神经系统中,是一个复杂而精细的过程。以下是关于兴奋传导过程的详细解释:
兴奋的定义:
兴奋是指动物体或人体内的某些组织(如神经组织)或细胞感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。
兴奋在神经纤维上的传导:
1.静息状态:在静息状态下,神经纤维的细胞膜电位表现为外正内负,这是由于细胞膜内外离子分布不均造成的。
2.刺激与膜电位变化:当神经纤维受到外界刺激时,细胞膜上的离子通道会发生变化,使得Na+(钠离子)和K+(钾离子)的通透性发生改变。在兴奋状态下,Na+内流,K+外流(但主要是Na+内流起主导作用),导致细胞膜电位变为外负内正。
3.局部电流的形成与传导:由于兴奋部位与未兴奋部位之间存在电位差,因此会形成局部电流。在膜外,电流从未兴奋部位流向兴奋部位;在膜内,则相反,电流从兴奋部位流向未兴奋部位。这种局部电流使得兴奋能够沿着神经纤维向两侧同时传导。
兴奋在神经元之间的传递:
1.突触结构:神经元之间通过突触进行连接。突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分组成。
2.传递过程:当兴奋传导到神经元的轴突末梢时,会引起突触小泡内的神经递质释放到突触间隙中。这些神经递质随后与突触后膜上的受体结合,引起突触后膜的电位变化,从而使下一个神经元产生兴奋或抑制。
3.传递方向:由于神经递质只能由突触前膜释放并作用于突触后膜,因此兴奋在神经元之间的传递是单向的,即从一个神经元的轴突传递到下一个神经元的细胞体或树突。
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、由图甲,阻遏蛋白与操纵基因O结合阻碍RNA聚合酶与启动子结合,使得结构基因无法表达,A正确;
B、当环境中存在乳糖时,乳糖就会和阻遏蛋白结合,这会使阻遏蛋白不能发挥作用,进而使得结构基因表达,促进乳糖分解,但乳糖消耗完时,阻遏蛋白起作用,与基因O结合,导致RNA聚合酶不能与启动子结合,抑制了结构基因的表达,这种乳糖操纵子模型避免了物质和能量的浪费,提高了大肠杆菌适应环境的能力,B正确;
C、由图,图乙中的mRNAII编码出多条肽链,所以其上有多个起始密码子和终止密码子,C正确;
D、由图,图乙中lacZ、lacY、lacA三个基因的转录方向一致,并且翻译方向也相同,D错误。
故答案为:D。
【分析】转录和翻译是生物体内基因表达的两个关键步骤,它们共同参与了蛋白质的合成过程。以下是对这两个过程的详细解释:
转录:
定义:转录是指在由RNA聚合酶和辅助因子组成的转录复合物的催化下,从双链DNA分子中拷贝生物信息生成一条RNA链的过程。具体来说,转录是遗传信息从DNA转移到RNA的过程,即以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA(主要是mRNA)的过程。
过程:
1.DNA解旋:DNA双链解开,暴露出模板链。
2.RNA链合成:在RNA聚合酶的催化下,以DNA模板链为模板,按照碱基互补配对原则(A-U,T-A,G-C),逐个添加核糖核苷酸,形成新的RNA链。
3.RNA链释放:新合成的RNA链从DNA模板链上释放,DNA双链重新结合。
特点:
转录发生在特定的时间和空间,受多种因素的调控。
转录过程中,只有一条DNA链(模板链)被用作模板。
转录是基因表达的第一步,也是基因调节的主要阶段。
翻译:
定义:翻译是在细胞质中,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。具体来说,翻译是遗传信息从RNA转移到蛋白质的过程,即以mRNA为模板,按照遗传密码的规则,将mRNA上的核苷酸序列解码为蛋白质上的氨基酸序列的过程。
过程:
1.起始:mRNA与核糖体结合,形成翻译复合物。
2.延长:tRNA携带特定的氨基酸与mRNA上的密码子结合,通过肽键将氨基酸连接成多肽链。
3.终止:当mRNA上的所有密码子都被翻译后,多肽链从翻译复合物中解离出来,核糖体被释放。
特点:
翻译发生在细胞质的核糖体上。
翻译过程中需要多种酶的参与,包括氨基酰-tRNA合成酶等。
翻译后修饰(如折叠、化学修饰等)对于蛋白质获得其生物学活性至关重要。
转录与翻译的比较:
相同点:两者都需要模板(DNA单链或mRNA)和酶的催化。
不同点:转录发生在细胞核(真核生物)或细胞质(原核生物),而翻译则发生在细胞质的核糖体上;转录的模板是DNA单链,而翻译的模板是mRNA;转录的产物是RNA,而翻译的产物是蛋白质。
13.【答案】B
【知识点】检测还原糖的实验;酶的特性;质壁分离和复原;观察细胞的有丝分裂
【知识点】植物组织培养的过程;植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、灭活的仙台病毒用于动物细胞融合,而不是在植物细胞杂交过程中使用,A错误;
B、基因重组发生在减数分裂和转基因技术,体细胞杂交涉及到的原理应该是植物细胞具有全能性和植物细胞膜具有一定流动性,B错误;
C、原生质体融合是在一定密度的细胞群体下进行的,由于细胞融合是随机的,且融合率达不到100%,这就造成了融合的原生质体类型是多样的,C正确;
D、③过程中可能会出现染色体丢失,但是不一定都可以产生当归和黄芪,过程④脱分化,脱分化的过程中需添加一定比例的植物激素,D错误。
故答案为:C。
【分析】植物体细胞杂交是一种克服有性杂交不亲和性、打破物种之间的生殖隔离、扩大遗传重组范围的手段。其过程包括以下几个步骤:
1.原生质体制备:首先,使用酶解法(如纤维素酶和果胶酶)去除植物细胞的细胞壁,得到不含细胞壁的原生质体。
2.原生质体融合:将两个不同植物的原生质体通过物理方法(如电融合、振动等)或化学方法(如聚乙二醇PEG介导融合)诱导融合,形成杂种细胞。
3.杂种细胞筛选:在融合后,需要对杂种细胞进行筛选,以获得具有期望遗传特性的杂种细胞。
4.杂种细胞培养:将筛选出的杂种细胞进行培养,使其生长和分裂,形成杂种植株。
5.杂种植株再生:将杂种植株进行再生,形成完整的植物个体。
6.杂种植株鉴定:对再生出的杂种植株进行鉴定,以确认其遗传特性和稳定性。
【知识点】种群数量的变化曲线;种间关系
【解析】【解答】A、据图甲,捕食者一猎物模型中,捕食者的数量变化会随之引起被捕食者的数量变化,由此可知纵轴为捕食者数量变化,并且横轴为被捕食者数量,因为捕食者数量在P2处上下波动,所以捕食者K值为P2因为猎物数量在N2处上下波动,所以猎物K值为N2;数量上呈现出“先增加者先减少,后增加者后减少”的不同步性变化,故二者属于捕食关系,所以乙图中P为捕食者的种群数量,N为猎物的种群数量,A错误;
B、图乙中N和P表示猎物、捕食者,且图中的两曲线代表的种群数量均呈现周期性波动,B正确;
C、由题意,甲图中①区域表示猎物种群数量增加引起捕食者的种群数量增加,对应乙图中a;②区域捕食者数量增加,使得猎物种群数量减少,对应乙图中b,③区域表示猎物种群数量减少引起捕食者的种群数量减少,对于乙图中c;④区域捕食者种群数量减少,引起猎物的种群数量增加,对应乙图中d,C正确;
D、如果捕食者数量下降到某一阀值以下,猎物数量种数量就上升,同样,如果捕食者数量如果增多,猎物种数量就下降,并且如果猎物数量上升到某一阀值,捕食者数量就增多,而猎物种数量如果很少,捕食者数量就下降,故猎物可用N表示,捕食者用P表示。猎物数量在N2处上下波动,所以猎物K值为N2,捕食者数量在P2处上下波动,所以捕食者K值为P2,D正确。
故答案为:A。
【分析】种间关系是指不同物种种群之间的相互作用所形成的关系。这种关系可以是直接的,也可以是间接的,其影响可能是有害的,也可能是有利的。种间关系涵盖了多种具体类型,包括但不限于以下几种:1.共栖(偏利共生):两种生物共居在一起,对其中一方有利,而对另一方也无害或无大害。例如,蛤贝外套腔内共栖豆蟹,豆蟹食宿主的残食和排泄物;又如鲨鱼和某些鱼类共栖,鱼类吸在鲨鱼身上,随鲨鱼游动,以鲨鱼吃剩的食物为食。
2.原始协作(协作共生):两种生物共居在一起,彼此有利,但彼此分开后,各自又都能够独立生活。例如,某些食虫鸟以有蹄类动物身上的外寄生虫为食,遇敌时又为有蹄类报警。
3.共生(互利共生):两种生物共居在一起,彼此创造有利的生活条件,较之单独生活时更为有利,双方相互依赖,一旦分开都不能正常地生活。例如,白蚁肠道内的鞭毛虫、天牛肠道内的纤毛虫纲原生动物、反刍动物肠道内纤维素细菌及纤毛虫,前者提供适宜的温度、湿度和养料,后者酵解纤维素成脂肪酸给前者提供营养物质。
4.寄生:一种生物(寄生者)寄居于另一种生物(宿主)的体内或体表,摄取宿主的养分以维持生活。例如,菟丝子自身不能光合作用,以吸收寄主(豆科或菊科植物)养料为生。
5.竞争:两种或多种生物为了争夺共同的生活资源(如食物、空间、水分等)而发生的斗争。例如,水稻与稗草对养料和阳光的争夺。
6.捕食:一种生物以另一种生物为食的现象。这通常涉及捕食者和被捕食者之间的关系,如狼捕食羊。
7.偏害(高等植物称作异株克生现象):一种生物对另一种生物产生抑制作用,但并未将后者杀死。例如,云杉根的分泌物使丁香、玫瑰不能很好地生长。
【知识点】微生物发酵及其应用;发酵工程的应用
【解析】【解答】A、传统发酵技术的·发酵过程中不可能只有单一菌种,A错误;
B、“封坛”是为了创造无氧环境,让“配药”中的菌种更有效进行无氧呼吸发酵,B正确;
C、糟蛋带来酿香醇和的滋味及易于消化的特点是由于酿糟中含有乙醇、 糖分、 有机酸、 氨基酸、 活性酶等透过蛋壳与蛋膜渗透到鲜鸭蛋的内部,经长时间生化反应,物质转化,使多肽,游离氨基酸、 糖分、 有机酸、 芳香酯等成分增多,C正确;
D、“蒸饭”后,要将蒸好的米饭降温以适应菌种的生活和发育,防止高温杀死“配药”中的菌种,D正确。
故答案为:A。
【分析】发酵工程是一门运用生物学和工程学原理,采用现代生物工程技术手段进行工业发酵的学科。它主要研究发酵过程中的微生物生理、代谢及其调控,发酵过程优化与放大,新型发酵设备的研制与利用,以及微生物细胞及酶分子的定向改造和利用等。发酵工程广泛应用于食品、饮料、制药、生物化工、农业、环境保护等领域,具有重要的经济和社会价值。下面是一些常见的发酵工程应用:
1.食品和饮料行业:如面包、啤酒、葡萄酒、酸奶等产品的生产。
2.制药行业:如抗生素、维生素、激素、疫苗等生物药物的制造。
3.生物化工行业:如氨基酸、有机酸、酶制剂等产品的生产。
4.农业领域:如植物生长调节剂、生物农药等产品的生产。
5.环境保护领域:如利用微生物处理工业废水、生活污水等。
在发酵工程中,常用的技术手段包括:
1.基因工程技术:通过基因重组技术,对微生物进行遗传改造,提高其生产效率或产生新的代谢产物。
2.细胞工程技术:通过细胞融合或原生质体融合等技术,构建新的微生物菌株,用于生产特定的代谢产物。
3.代谢工程技术:通过对微生物代谢途径的改造和优化,提高目标产物的产量和纯度。
4.高密度培养技术:通过优化培养基成分、环境条件及培养工艺,实现微生物的高密度培养,从而提高生产效率。
5.过程控制与优化技术:利用计算机技术和自动化设备,对发酵过程进行实时监控和控制,确保产品质量和生产效率。
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、线粒体功能异常的原因之一是液泡酸化消失,H+不能顺浓度梯度运出液泡,Cys不能借助液泡膜两侧H+浓度梯度提供的电化学势能进入液泡,导致细胞质基质中Cys浓度增大,抑制Fe进入线粒体发挥作用,导致线粒体功能异常,所以抑制液泡膜上Cys转运蛋白的活性也会导致线粒体功能异常,A正确;
B、液泡酸化有利于Cys转运到液泡中,进而能使Fe进入到线粒体发挥作用,然后再参与需氧呼吸第三阶段,B正确;
C、V-ATPase能水解ATP,这个过程消耗能量,通过主动运输的方式将细胞质基质中的H+转运进入液泡,C正确;
D、Cys借助液泡膜两侧H+浓度梯度提供的电化学势能进入液泡,是主动运输,D错误。
故答案为:D。
【分析】物质进出细胞的方式主要包括以下几种:
1.自由扩散:物质通过简单扩散作用进出细胞,不需要能量和载体蛋白的协助,物质沿着浓度梯度从高浓度区向低浓度区移动。这种方式主要适用于小分子、非极性物质,如氧气、二氧化碳等。
2.协助扩散:物质通过载体蛋白或通道蛋白的协助,从高浓度区向低浓度区移动。载体蛋白具有特异性,只能与特定物质结合,而通道蛋白则允许特定大小的分子通过。这种方式同样不需要能量,但比自由扩散具有更高的选择性。
3.主动运输:物质通过载体蛋白的协助,从低浓度区向高浓度区移动,需要消耗能量。这种方式通常用于细胞需要大量摄入的物质,如离子、氨基酸、葡萄糖等。
4.内吞和外排:细胞通过形成囊泡的方式,将物质包裹进入细胞内部(内吞),或将物质包裹后排出细胞外(外排)。这种方式主要适用于大分子物质或颗粒物质的运输。
5.渗透作用:水分子通过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液移动,直到两侧溶液浓度达到平衡。这种方式主要受溶液浓度和半透膜的影响。
6.基团转移:细胞通过将物质与特定基团结合,然后通过细胞膜上的通道或载体蛋白将基团和物质一起运输到细胞内部。
18.【答案】C
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;人类遗传病的类型及危害;调查人类遗传病
19.【答案】D
【知识点】微生物的分离和培养;培养基概述及其分类
【解析】【解答】A、酪蛋白在固体培养基中溶解性差使得配制的培养基不透明。在培养基中加入酪蛋白是为了提供营养物质和鉴别筛选产蛋白酶菌株,所以此培养基是鉴别培养基,而不是选择培养基,A错误;
B、从弱碱性到酸性,溴麝香草酚蓝颜色变化应该是蓝→绿→黄,B错误;
C、富集培养应该用液体培养基,不宜选用固体培养基,C错误;
D、据图,菌落均匀分布,应该是稀释涂布平板法,D正确。
故答案为:D。
【分析】培养基的配制和接种方法是微生物学实验中非常关键的两个步骤。以下是关于这两个步骤的详细说明:
培养基的配制:
培养基的配制需要根据实验的具体需求和微生物的特性来选择适当的成分和配方。以下是一些常见的培养基配制示例:
1.糖发酵管:成分包括牛肉膏、蛋白胨、氯化钠、磷酸氢二钠和0.2%滇麝香草酚蓝溶液等。配制时,按配方称取各成分,溶解并调节pH后,分装于试管中,进行高压灭菌。
2.乳糖胆盐发酵管:成分包括蛋白胨、猪胆盐(或牛、羊胆盐)、乳糖和0.04%滇甲酚紫水溶液等。配制方法是将各成分溶解于水中,调节pH,分装并高压灭菌。
3.硫乙醇酸盐流体培养基:用于厌氧菌的培养。成分包括胰酪胨、酵母浸出粉、葡萄糖、氯化钠、L-胱氨酸、硫乙醇酸钠等。配制时需注意煮沸后分装、灭菌。
配制过程中,应严格遵循无菌操作,确保培养基的纯净和灭菌效果。
接种方法:
接种是将微生物接种到培养基上的过程,常用的接种方法有以下几种:
1.液体接种:从固体培养基中将菌洗下,倒入液体培养基中,或者从液体培养物中,用移液管将菌液接至液体培养基中,或从液体培养物中将菌液移至固体培养基中。
2.穿刺接种:用接种针蘸取少量的菌种,沿半固体培养基中心向管底作直线穿刺,用于保藏厌氧菌种或研究微生物的动力。
3.划线接种:在固体培养基表面作来回直线形的移动,以达到接种的作用。常用的接种工具有接种环和接种针。
4.涂布接种:先倒好平板,让其凝固,再将菌液倒入平板上面,迅速用涂布棒在表面作来回左右的涂布,使菌液均匀分布。
5.注射接种:用注射的方法将待接的微生物转接至活的生物体内,如人或其它动物中。
在接种过程中,必须穿工作服、工作帽,并在酒精灯前操作,确保无菌操作。接种工具和培养基等必须经消毒灭菌,防止污染。
20.【答案】C
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义;精子的形成过程;DNA分子的复制
【解析】【解答】A、精原细胞既能进行有丝分裂,又能进行减数分裂,当精原细胞进行有丝分裂时,该精原细胞(2n=4)置于BrdU的培养液中培养到第二次胞质分裂结束后,会出现每个子染色体上的DNA分子是一条链被标记、一条链未被标记,或者两条链都被标记(荧光被抑制),如果两条链都被标记(荧光被抑制)的染色体进入同一细胞中,就会出现无荧光的子细胞,A正确;
B、若每个子细胞中染色体全部发出荧光,该细胞进行的是减数分裂,其子细胞是精细胞,B正确;
C、如果该精原细胞进行的是有丝分裂,第一次分裂之后形成2个子细胞,这两个子细胞中每条染色体上的DNA分子都是一条链被标记、一条链未被标记,在进行第二次有丝分裂的后期时一半的染色体上的DNA分子都是一条链被标记、一条链未被标记,一半的染色体上的DNA分子都是两条链都被标记(荧光被抑制),染色体随机移向一极时,形成的子细胞中发出荧光的染色体数可能是1、3或者2、2,即子细胞中发出荧光的染色体数可能分别是0、4或1、3或2、2或3、1或4、0,C错误;
D、若子细胞只有两条染色体且每个 DNA分子都被标记,说明该精原细胞进行了一次减数分裂,可能只经历了一次DNA复制,D正确。
故答案为:C。
【分析】有丝分裂是一个连续的过程,为了描述方便,习惯上将其划分为间期、前期、中期、后期和末期五个阶段。以下是每个阶段的详细过程:
1. 间期
间期是有丝分裂的准备阶段,主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。间期又可以分为G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)和G2期(DNA合成后期)三个阶段。在这个阶段,染色质没有高度螺旋化形成染色体,而是以染色质的形式进行DNA的单链复制。
2. 前期
前期是自分裂期开始到核膜解体为止的时期。在这个阶段,细胞核的体积增大,由染色质构成的细染色线螺旋缠绕并逐渐缩短变粗,形成染色体。因为染色质在间期中已经复制,所以每条染色体由两条染色单体组成,即两条并列的姐妹染色体,这两条染色单体有一个共同的着丝点连接。核仁在前期的后半期渐渐消失,在前期末核膜破裂,于是染色体散于细胞质中。此外,动物细胞两组中心粒分别移到细胞两极,由中心粒发出星射线。
3. 中期
中期是指从染色体排列到赤道板上,到它们的染色单体开始分向两极之间的时期。在这个阶段,染色体在赤道面形成所谓赤道板,从一端观察可见这些染色体在赤道板呈放射状排列,且处于不断摆动的状态。中期染色体浓缩变粗,显示出该物种所特有的数目和形态。因此,中期是观察染色体形态、结构和数目的最佳时期。
4. 后期
后期是指每条染色体的两条姐妹染色单体分开并移向两极的时期。在后期被分开的染色体称为子染色体。子染色体到达两极时后期结束。染色单体的分开常从着丝点处开始,然后两个染色单体的臂逐渐分开。当它们完全分开后就向相对的两极移动。
5. 末期
末期是指从子染色体到达两极开始至形成两个子细胞为止的时期。此时期的主要过程是子核的形成和细胞体的分裂。子核的形成大体上是经历一个与前期相反的过程。到达两极的子染色体首先解螺旋而轮廓消失,全部子染色体构成一个大染色质块,在其周围集合核膜成分,融合而形成子核的核膜,随着子细胞核的重新组成,核内出现核仁。核仁的形成与特定染色体上的核仁组织区的活动有关。细胞体的分裂称胞质分裂,动植物分裂方法各不相同。在动物细胞中,微丝收缩使细胞膜以垂直于纺锤体的方向向内凹陷形成环沟,环沟渐渐加深,最后将细胞分割成为2个子细胞。在植物细胞中,残留的纺锤体微管在细胞赤道面的中央密集处形成圆柱状结构,称为成膜体;同时带有细胞壁前体物质的高尔基体或内质网囊泡也向细胞中央集中,它们在赤道面上彼此融合而形成有膜包围的平板,形成细胞板。细胞板不断向外延伸,最后达到细胞的外周而与原来的细胞壁、细胞膜连接起来,此时2个子细胞完全被分隔开。
21.【答案】(1)2;DDD为难降解化合物,几乎无法为生物体提供能量
(2)生物富集;有利于实现生物与环境之间的协调与平衡
(3)甲;一部分能量被用于与乙同一营养级的其他生物获取;生物量;顶级群落
(4)群落;信息传递
【知识点】群落的演替;生态系统的结构;研究能量流动的实践意义
22.【答案】(1)CO2浓度、是否干旱胁迫、净光合速率、相对气孔开度、水分利用效率;叶绿素;ATP和NADPH
(2)变大;1/3
(3)光照强度和CO2浓度;气孔开度下降;二氧化碳的固定
(4)既能降低蒸腾作用强度,又能保障二氧化碳的供应,使光合作用正常进行;水分利用效率(渗透压也可以)
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)据题意,本实验目的是探究 CO2浓度倍增对于干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响,自变量是CO2浓度和是否干旱,因变量是净光合速率、相对气孔开度、水分利用效率,所以该研究的可变因素是CO2浓度、是否干旱胁迫、净光合速率、相对气孔开度、水分利用效率。如果没有光照,黄瓜叶片会发黄,因为叶绿素的合成需要光和镁,所以光会影响叶绿素的合成。干旱胁迫也会导致叶肉细胞中类囊体结构破坏,使光反应减弱,光反应的产物ATP和NADPH减少,供给碳反应的ATP和NADPH减少,从而使光合作用过程减弱。
(2)据图分析,CO2浓度倍增(c、d组)能使光饱和点向右上方移动,即光饱和点变大。每3个CO2分子进入卡尔文循环,就形成6 分子的三碳酸分子,这些三碳酸分子都被还原为三碳糖,其中5个三碳糖分子在卡尔文循环中经过一系列复杂的变化,再生成C5,从而保证卡尔文循环继续进行,另一个三碳糖分子则离开卡尔文循环,或在叶绿体内被利用,或运到叶绿体外,故生成离开卡尔文循环的一分子三碳糖,需要3轮卡尔文循环,即每经过一轮卡尔文循环,会有1/3份三碳糖产物离开卡尔文循环。(3)当a组净光合速率为12μmol CO2 m-2 s-1时,此时还没有达到光饱和点,限制光合作用的环境因素有光照强度和CO2浓度。由题表可知,在干旱胁迫条件下净光合速率降低,其原因可能是气孔开度降低,二氧化碳吸收减少,进而影响卡尔文循环中的二氧化碳固定速率。
(4)在干旱条件下,黄瓜幼苗的气孔每隔十分钟会进行周期性的闭合,这种现象称为“气孔振荡”,周期性的开闭气孔的意义是既能降低蒸腾作用强度,又能保障二氧化碳的供应,使光合作用正常进行。研究还发现,适当干旱处理会增大黄瓜根部细胞的水分利用效率,从而抵抗细胞失水。
【分析】影响光合作用的因素主要有以下几个方面:1.光照:
光照强度:光合速率通常随着光照强度的增加而加快,但超过一定范围后,光合速率的增加会变慢,直到不再增加。这是因为光照是光合作用的能量来源,但过强的光照可能导致光抑制现象。
光质:不同波长的光对光合作用的影响不同。通常情况下,红光下光合作用最快,蓝紫光次之,绿光最差,而白光是最理想的光源。
2.二氧化碳浓度:
二氧化碳是光合作用的重要原料,其浓度对光合作用有显著影响。在一定范围内,提高二氧化碳的浓度能提高光合作用的速率,但超过一定浓度后,光合作用的速率不再增加。
3.温度:
温度主要通过影响酶的活性来影响光合作用。在低温下,酶促反应较慢,光合速率较低;随着温度升高,光合速率会加快;但过高的温度会影响酶的活性,导致光合速率降低。光合作用的最适温度在25℃左右。
4.水分:
水分是光合作用的另一个重要原料,其可用性和质量直接影响光合作用的过程和效率。此外,水分还影响叶片气孔的开闭,间接影响二氧化碳的吸收。
5.矿质元素:
矿质元素虽然不直接参与光合作用的生物化学反应,但对植物的健康和光合作用的效率有重要影响。例如,氮、镁、铁、锰等是叶绿素等生物合成所必需的矿质元素。
6.其他外部因素:
大气中的碳和氧含量对植物的光合作用也有影响,尤其是二氧化碳的浓度和氧气的含量。
植物的种类和生长阶段也会影响其对光合作用因素的响应。
(1)据题意可知,本实验目的是探究 CO2浓度倍增对于干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响,自变量是CO2浓度和是否干旱,因变量是净光合速率、相对气孔开度、水分利用效率,因此该研究的可变因素是CO2浓度、是否干旱胁迫、净光合速率、相对气孔开度、水分利用效率。叶绿素的合成需要光和镁,因此光会影响叶绿素的合成,如果没有光照,黄瓜叶片会发黄。干旱胁迫也会导致叶肉细胞中类囊体结构破坏,使光反应减弱,光反应的产物ATP和NADPH减少,供给碳反应的ATP和NADPH减少,从而使光合作用过程减弱。
(2)据图分析,CO2浓度倍增(c、d组)能使光饱和点向右上方移动,即光饱和点变大。每3个CO2分子进入卡尔文循环,就形成6 分子的三碳酸分子,这些三碳酸分子都被还原为三碳糖,其中5个三碳糖分子在卡尔文循环中经过一系列复杂的变化,再生成C5,从而保证卡尔文循环继续进行,另一个三碳糖分子则离开卡尔文循环,或在叶绿体内被利用,或运到叶绿体外,故生成离开卡尔文循环的一分子三碳糖,需要3轮卡尔文循环,即每经过一轮卡尔文循环,会有1/3份三碳糖产物离开卡尔文循环。
(3)当a组净光合速率为12μmol CO2 m-2 s-1时,此时还没有达到光饱和点,限制光合作用的环境因素有光照强度和CO2浓度。由题表可知,在干旱胁迫条件下净光合速率降低,其原因可能是气孔开度降低,二氧化碳吸收减少,进而影响卡尔文循环中的二氧化碳固定速率。
(4)在干旱条件下,黄瓜幼苗的气孔每隔十分钟会进行周期性的闭合,这种现象称为“气孔振荡”,周期性的开闭气孔的意义是既能降低蒸腾作用强度,又能保障二氧化碳的供应,使光合作用正常进行。研究还发现,适当干旱处理会增大黄瓜根部细胞的水分利用效率,从而抵抗细胞失水。
23.【答案】(1)Aa;不一定符合
(2)长翅不抗杀虫剂和长翅抗杀虫剂;B/b位于常染色体上,且与A/a不在同一条染色体上;雌雄中均为长翅抗杀虫剂:长翅不抗杀虫剂:短翅不抗杀虫剂=2:1:1;长翅抗杀虫剂雌:短翅抗杀虫剂雌:长翅不抗杀虫剂雄:短翅不抗杀虫剂雄=3:1:3:1
(3)2/3;1/28
(4)一或二;易位
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;染色体结构的变异;染色体数目的变异;基因频率的概念与变化
24.【答案】(1)前;负
(2)PvuⅡ、HindⅢ;限制酶和DNA连接酶
(3)生理状态;不含;卡那霉素
(4)选择;敏感性;提高组培苗对外部环境的适应能力
(5)AtACS5;在幼嫩植株根中不表达,在成熟植物根中表达
【知识点】培养基对微生物的选择作用;基因工程的操作程序(详细)
25.【答案】灌胃等量的用蒸馏水2次;突触;快;肾上腺素和甲状腺激素;单位时间内胆碱的生成量;反极化;;下丘脑-垂体-性腺;神经胶质细胞;突触前膜;雌激素通过增强BDNF基因表达,产生更多的BDNF以促进兴奋的传递,从而改善提高记忆水平
【知识点】神经冲动的产生和传导;脑的高级功能;动物激素的调节;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】(1)由题意可知,该实验的目的是验证铅对大鼠神经系统的毒害作用,实验设计遵循对照原则和单一变量原则,根据单一变量原则可知,A、B、C组每天灌胃等量1g/L、2g/L、3g/L用蒸馏水配制的醋酸铅溶液2次,所以使D组作为对照组,但此时未排除无关变量对实验结果的干扰,每天灌胃等量的用蒸馏水2次。
(2)长期记忆可能与新突触的建立有关,而短期记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关,重复训练可使短期记忆转化为长期记忆,这样可以强化不同神经元之间建立新的突触。大鼠从入水点到达原平台水域的时间越短,说明大鼠学习记忆能力越强,这是因为较短的时间意味着大鼠能够更快地找到隐藏的平台,从而显示出更好的学习和记忆能力。若实验中水的温度明显小于大鼠体温,则小鼠通过分泌甲状腺激素和肾上腺素增多,调节细胞代谢,使机体产能增加。
(3)由题,乙酰胆碱酯酶(AChE)活性高低,间接说明了学习记忆能力强弱。AChE可将乙酰胆碱(ACh)水解为胆碱和乙酸,胆碱易通过一定方式被测定,AChE活性可通过测定单位时间内胆碱的增加量表示。乙酰胆碱是与学习、记忆有关的化学递质,乙酰胆碱会与突触后膜上的相应的受体结合,引起突触后膜发生去极化、反极化的动作电位变化过程。
(4)根据实验结果``随施加的醋酸铅浓度增大,大鼠学习记忆能力越来越差,即大鼠从入水点到达原平台水域的时间越来越长,同时AChE活性也越来越低''可知,用柱形图表示本实验的预期结果为:
(5)雌性激素分泌的调节:下丘脑通过释放促性腺激素释放激素,来促进垂体合成和分泌促性腺激素,促性腺激素则可以促进卵巢的活动,合成和释放雌性激素,即动物体内雌性激素的分泌需要依赖下丘脑-垂体-性腺调控轴的控制。
(6)BDNF是一种脑源性神经营养因子,主要由神经元和神经胶质细胞分泌产生。它通过与受体-离子通道复合体结合,可能会导致神经元钙离子通道开放,钙离子进入胞内。这种钙离子的流入会促进突触小泡与突触前膜融合,释放兴奋性神经递质,进而使得神经元更容易产生兴奋,从而促进学习记忆。(7) 综合上述研究结果,可以推测雌激素改善记忆的可能机理是:雌激素通过某种方式刺激神经元和神经胶质细胞产生BDNF,即增强BDNF基因表达,产生更多的BDNF,进而通过受体-离子通道复合体促进钙离子进入神经元,从而增强突触小泡与突触前膜的融合,释放更多的兴奋性神经递质,使得神经元更容易产生兴奋,从而提高学习记忆能力。
【分析】兴奋的传导过程可以分为在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递两个主要部分。
兴奋在神经纤维上的传导
1.定义:兴奋是指动物体或人体内的某些组织(如神经组织)或细胞感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。
2.传导方式:兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的,这种电信号也叫神经冲动。
3.传导过程:
静息状态:细胞膜电位外正内负。
受到刺激:兴奋状态时,Na+、K+内流,细胞膜电位变为外负内正。
形成局部电流:兴奋部位与未兴奋部位间由于电位差的存在形成局部电流。
传导方向:由于兴奋部位与两侧未兴奋部位都存在电位差,所以刺激神经纤维上任何一点,所产生的冲动均可沿着神经纤维向两侧同时传导。
兴奋在神经元之间的传递
1.传递方式:神经元之间的兴奋传递是通过突触实现的。
2.突触结构:突触由三部分构成,即突触前膜、突触间隙和突触后膜。
3.传递过程:
当兴奋沿轴突传到突触时,突触小泡就向突触前膜移动,与突触前膜接触融合后就将递质释放到突触间隙里。
递质通过突触间隙扩散到突触后膜,与后膜上的受体结合,引起突触后膜的电位变化,从而使后一神经元产生兴奋或抑制。
4.传递方向:由于神经递质只存在于突触小泡内,所以兴奋在神经元之间(即在突触处)的传递是单向的,只能是突触前膜→突触间隙→突触后膜。
1 / 1浙江省宁波市镇海区镇海中学2023-2024学年高二下学期期末考试生物试卷
1.(2024高二下·镇海区期末)生物多样性丧失已经成为全球性生态环境问题之一。下列说法错误的是(  )
A.生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性
B.迁地保护的最终自的是将受保护的物种再迁入原栖息地,恢复其野生种群
C.臭氧层被破坏,到达地面的紫外线增强,会导致温室效应,加剧物种灭亡
D.就地保护是对生物多样性最充分、最有效的保护
【答案】C
【知识点】全球性生态环境问题;生物多样性的保护措施
2.(2024高二下·镇海区期末)基于对动植物细胞结构的比较,可以判断洋葱鳞片叶细胞和人唾液腺细胞都有的细胞器是(  )
A.中心体 B.内质网 C.液泡 D.叶绿体
【知识点】其它细胞器及分离方法
【解析】【解答】A、洋葱属于高等植物,其没有中心体,这是由于中心体位于低等植物细胞和动物细胞中,A错误;
B、内质网存在于所有真核细胞中,包括植物细胞和动物细胞,内质网的主要作用是参与在蛋白质和脂质的合成及运输,B正确;
C、液泡位于植物细胞当中,人唾液腺细胞没有,C错误;
D、叶绿体是植物细胞特有的细胞器,叶绿体可用于光合作用,但动物细胞中没有叶绿体,D错误。
故答案为:B。
【分析】细胞器是细胞内的重要组成部分,它们具有特定的形态和功能,对于维持细胞的正常生命活动起着关键作用。根据其结构和功能,细胞器可以分为以下几类:
1.膜结合细胞器:这类细胞器具有膜结构,通常由单层或双层膜构成,包括线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体、核糖体和质体等。
线粒体:被称为细胞的“能量工厂”,是细胞进行有氧呼吸的主要场所,将营养物质转化为能量(ATP)。
叶绿体:主要存在于植物和某些藻类细胞中,是进行光合作用的地方,将光能转化为化学能。
内质网:分为粗面内质网(rER)和滑面内质网(sER)。rER表面附着有核糖体,负责蛋白质的合成;sER则参与脂质的合成、钙离子的储存及解毒作用。
高尔基体:负责对蛋白质进行修饰、分拣和包装,然后通过囊泡运输到细胞的不同部位或分泌到细胞外。
溶酶体:含有多种酸性水解酶,负责分解细胞内外的物质,如食物残渣、衰老细胞器等。
过氧化物酶体:含有多种氧化酶,参与细胞内的氧化还原反应,保护细胞免受氧化损伤。
核糖体:是蛋白质合成的场所,附着在内质网上或游离在细胞质中。
2.无膜细胞器:这类细胞器没有膜结构,包括中心粒、纤毛和鞭毛等。它们参与细胞的运动、分裂和其他生命活动。例如,中心粒与细胞的有丝分裂有关;纤毛和鞭毛则是细胞的运动器官。
3.其他细胞器:如液泡(主要存在于植物细胞中),用于储存水分、营养物质和废物;细胞骨架(包括微管、微丝和中间纤维),为细胞提供支持和形态维持;以及包含DNA的拟核(原核生物中的无膜结构)。
3.(2024高二下·镇海区期末)下列关于生态系统结构和功能的叙述,正确的是(  )
A.一般来说,食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力就越强
B.细菌属于生态系统成分中的分解者和生产者
C.在生态金字塔中,每个营养级的生物均属于同一条食物链
D.自然生态系统中,物质在生物群落内部均可以实现循环利用
【知识点】生态系统的结构;生态系统的稳定性;生态系统的物质循环
【解析】【解答】A、生态系统中的组分越多会使食物网越复杂,抵抗外界干扰的能力就越强,这个生态系统的自我调节能力也越强,A正确;
B、营腐生的细菌是分解者,寄生生活的细菌是消费者,有的细菌(如硝化细菌)是自养生物,这种细菌就是生产者,B错误;
C、生态金字塔表示的是能量、数量或生物量的分布,每个营养级的生物可以来自不同的食物链,并不是都属于同一条食物链,C错误;
D、在自然生态系统中,物质是在生物群落和非生物环境之间被循环利用的,但在生物群落内部不能循环,D错误。
故答案为:A。
【分析】生态系统是生物与其环境相互作用形成的统一整体,包括生物群落和非生物环境两大部分。其组成成分和作用如下:
1.生物群落:
生产者:主要是植物和某些细菌,它们通过光合作用或化学合成将无机物转化为有机物,为生态系统提供初级生产力。
消费者:包括各种动物和一些微生物,它们通过摄食生产者或其他消费者来获取能量和营养,维持生命活动。
分解者:主要是细菌、真菌和一些原生动物,它们通过分解死亡生物体和有机废物来释放能量和营养物质,供生产者利用。
2.非生物环境:
气候因子:如温度、湿度、光照等,对生物的分布、生长和繁殖有重要影响。
土壤:提供植物生长的基础,影响植物的生长和分布。
水:是生物体不可或缺的组成部分,参与物质循环和能量流动。
空气:为生物提供氧气,参与气体交换和能量流动。
生态系统的功能:
物质循环:包括水循环、碳循环、氮循环等,这些循环过程维持了生态系统的物质平衡。
能量流动:通过食物链和食物网,能量从生产者到消费者再到分解者逐级传递,维持生态系统的能量平衡。
信息传递:生物与生物之间、生物与环境之间通过化学物质、声音、颜色等方式进行信息交流,对生态系统的稳定和变化有重要影响。
4.(2024高二下·镇海区期末)英国曼彻斯特地区,野生型桦尺蠖体色呈灰色,突变型呈黑色。在工业污染区,黑色桦尺 蠖占生存优势,逐渐取代了原先占据优势的灰色桦尺蠖。下列叙述错误的是(  )
A.灰色桦尺蠖突变为黑色桦尺蠖是生物进化的结果
B.工业污染区黑色蛾逐步取代灰色峨是一种适应性进化
C.工业污染区与非污染区的桦尺蠖基因库有差异,但仍属同一物种
D.由上述案例可知,自然选择的方向是定向的
【答案】A
【知识点】基因频率的概念与变化;物种的概念与形成;自然选择与适应
【解析】【解答】A、突变是生物个体基因发生变化的结果,而进化是指种群基因频率的改变,突变并不等同于进化,A错误;
B、黑色桦尺蠖在工业污染区,由于环境背景的变化具有生存优势,所以这是一种自然选择导致的适应性进化,B正确;
C、在工业污染区与非污染区的桦尺蠖,它们的基因库有差异,但仍然可以互相交配繁殖,所以污染区和非污染区的桦尺蠖仍然属于同一物种,C正确;
D、在这个案例中,自然选择的方向是针对环境变化的,工业污染导致了黑色桦尺蠖的生存优势,这体现了定向选择,D正确。
故答案为:A。
【分析】基因突变和自然选择是生物学中的两个重要概念,它们之间存在着密切的关系。
基因突变是指细胞内(或病毒体内)遗传物质的分子结构或数量突然发生的可遗传的变化,这种变化可以自发产生,也可以由外部因素诱导。基因突变具有自发性、可诱变性、不对应性、稀有性、独立性、稳定性和可逆性等特点。基因突变是生物变异的来源之一,它使得生物种群中出现了遗传多样性,为自然选择提供了原材料。
自然选择则是由C·R·达尔文提出的生物学理论,它指的是生物在生存斗争中适者生存、不适者被淘汰的现象。自然选择的过程包括过度繁殖、生存斗争、遗传和变异以及适者生存。在这个过程中,生物通过遗传和变异产生不同的表型,这些表型在生存斗争中展现出不同的适应性。由于生存资源的有限性,那些具有有利变异的个体更容易生存下来并传递其遗传信息给后代,而那些具有不利变异的个体则更容易被淘汰。经过长时间的自然选择,生物种群中的遗传组成会逐渐发生变化,适应环境的特征会得到保留和积累,不适应环境的特征则会被淘汰。
基因突变和自然选择之间的关系可以概括为:基因突变提供了生物变异的原材料,而自然选择则通过生存斗争和遗传机制对这些变异进行筛选和保留。只有那些有利于生物适应环境的变异才能被自然选择所保留并传递给后代,从而推动生物种群的进化和适应。因此,可以说基因突变是自然选择的前提和基础,而自然选择则是基因突变在生物进化中的具体体现和结果。
5.(2024高二下·镇海区期末)某学生参加高考体检,早晨没有进食和饮水,在安静地等待体检的过程中,该学生体内发 生的变化,正确的是(  )
A.抗利尿激素分泌减少,水分重吸收减少
B.交感神经兴奋,胃肠蠕动加快
C.皮肤血管收缩,散热增加
D.胰高血糖素分泌增加,肝糖原分解加快
【答案】D
【知识点】神经系统的基本结构;体温平衡调节;水盐平衡调节;血糖平衡调节
【解析】【解答】A、据题,该生早餐没有饮水,细胞外液渗透压会升高,抗利尿激素分泌增加,抗利尿激素能促进肾小管和集合管重吸收水分,所以水分重吸收增加,而不是减少,A错误;
B、胃肠蠕动会减慢,因为交感神经对胃肠运动主要具有抑制作用,所以会降低胃肠平滑肌的紧张性及胃肠蠕动的频率,B错误;
C、早晨温度较低,中枢神经系统兴奋,此时神经调节会使皮肤血管收缩,以此来减少散热量,进而使体温维持在37℃ 左右,C错误;
D、该学生早晨没有进食,血糖浓度较低,这促进了胰高血糖素的分泌,肝糖原分解加快,D正确。
故答案为:D。
【分析】体温的维持是一个复杂的生理过程,主要依赖于人体的恒温调节机制。这一机制主要包括产热机制和散热机制,两者在大脑的体温调节中枢的调控下保持动态平衡,从而维持体温的相对稳定。
产热机制:
1.基本代谢:人体的基本代谢是产热的主要方式,占据了大部分比例。这是指细胞在维持基本生命活动时所消耗的能量,其中一部分以热能的形式散失,维持体温。
2.食物的热效应:摄入食物后,食物在消化、吸收、代谢和转化过程中会释放热量,这也有助于维持体温。
3.肌肉运动:肌肉运动是产生热量的另一种方式。当肌肉收缩时,会释放能量并产生热量。此外,在寒冷环境中,骨骼肌会不自觉地颤抖以增加产热。
散热机制:
1.皮肤散热:皮肤是人体散热的主要器官。在热环境下,人体会增加汗液的分泌和皮肤血管的扩张,通过汗液的蒸发和皮肤的热辐射来散热。相反,在寒冷环境下,皮肤血管会收缩,以减少热量的散失。
2.呼吸散热:通过呼吸,人体也会散失一部分热量。在热环境下,呼吸频率会增加,以提高散热效率。
体温调节中枢:
大脑的下丘脑是人体的温度调节中心,它可以感知到体内外的温度变化,并通过神经和体液两种方式调控体温。当体温升高时,体温调节中枢会促使身体增加散热,如通过皮肤散热和出汗等方式;当体温下降时,则会通过增加产热来维持体温的恒定。
注意事项:
如果体温持续升高,可能表示存在发热现象,此时应立即就医并遵循医生的建议进行治疗。
长时间低体温对身体健康有害,如果出现低体温症状,应及时采取保温、升温措施,并寻求医疗帮助。
体温调节机制是一个复杂的生理过程,涉及到多个器官和系统的协同作用。因此,在日常生活中,应注意保持环境温度的适宜,避免长时间暴露在极端温度下。
6.(2024高二下·镇海区期末)第三代试管婴儿技术(PGD/PGS)是对早期胚胎细胞进行基因诊断和染色体检测后再进行胚胎移植,流程如图所示。图中检测包括 PGD(胚胎植入前的基因诊断)和 PGS(胚胎植入前的染色体数目和结构检测)。下列叙述正确的是(  )
A.为获得更多的卵子,可注射适宜浓度的雌激素
B.PGD和PGS技术可分别用于筛选唐氏综合征、白化病
C.图中单精子注入受精需要借助于显微操作技术
D.鉴定后“理想胚胎”的植入子宫时期为囊胚期或原肠胚期
【知识点】胚胎移植;体外受精
【解析】【解答】A、为获得更多的卵子,应对雌性动物注射适宜浓度的促性腺激素,这是因为促性腺激素可促进性腺的发育和生殖细胞的形成,A错误;
B、PGS(胚胎植入前染色体筛查)用于检测染色体数目和结构异常,例如唐氏综合征,PGD(胚胎植入前基因诊断)用于筛选特定的基因疾病,如白化病;B错误;
C、显微操作技术是指在高倍复式显微镜下,利用显微操作器进行细胞或早期胚胎操作的一种方法,所以图中单精子注入受精需要借助于显微操作技术,所以PGS和PGD技术可分别用于筛选唐氏综合征、白化病,C正确;
D、鉴定后“理想胚胎”的植入子宫时期为囊胚期或桑葚胚期,原肠胚不能胚胎移植,D错误。
故答案为:C。
【分析】试管婴儿技术,也被称为体外受精-胚胎移植技术(IVF-ET),是一种辅助生殖技术,主要用于治疗不孕不育症。这项技术通过人工方法让卵子和精子在体外受精,并进行早期胚胎发育,然后将胚胎移植到母体子宫内,使其继续生长发育并诞生婴儿。技术原理与过程:
1.控制性超排卵:通过药物刺激女性卵巢,使其产生多个成熟的卵子。
2.卵泡监测:利用B超监测卵泡发育情况,确定取卵时间。
3.取卵与取精:在女性卵泡发育成熟后,通过手术取出卵子;同时,男方通过自慰法或其他方式取出精子。
4.体外受精:将取出的卵子和精子放在培养皿中,使其结合形成受精卵。
5.胚胎培养:受精卵在体外培养3-5天,形成早期胚胎。
6.胚胎移植:将培养好的胚胎移植到女性子宫内,使其着床并继续发育。
7.黄体支持:移植后给予黄体酮支持,以增加妊娠成功率。
技术发展与分类:
试管婴儿技术已经历了三代发展:
1.第一代试管婴儿技术:主要适用于因女性因素导致的不孕,如输卵管堵塞等。
2.第二代试管婴儿技术(卵细胞胞质内单精子注射):适用于男性因素导致的不孕,如严重少弱精子症等。
3.第三代试管婴儿技术(植入前胚胎遗传学诊断):在胚胎发育早期取出部分细胞进行遗传学检测,选择无遗传病的胚胎进行移植,以降低遗传病患儿的出生率。
适用人群与条件:
试管婴儿技术适用于多种不孕不育症患者,如输卵管堵塞、子宫内膜异位症、免疫性不孕、男性少弱精子症等。同时,进行试管婴儿需要满足一定的条件,如夫妇双方身心健康、无遗传性疾病、女方年龄一般不超过40岁、男方不超过55岁等。
注意事项与风险:
试管婴儿技术虽然为不孕不育夫妇带来了福音,但也存在一定的风险和注意事项。例如,试管婴儿的成功率并非100%,且可能面临遗传病、多胎妊娠等风险。此外,试管婴儿技术费用较高,需要夫妇双方在经济和心理上做好充分准备。
7.(2024高二下·镇海区期末)冰磺层是冰川融化后形成的裸地,冰碛层上的群落演替要经历上百年的时间。下表为冰碛 层演替过程中优势植物的替代情况。下列叙述正确的是(  )
演替 过程 冰碛层 苔藓→草本植物→ 柳树 赤杨 云杉、铁杉
A.冰碛层上开始的群落演替属于初生演替
B.草本植物阶段群落尚未形成垂直结构
C.演替达到相对稳定的阶段后,群落内物种组成不再变化
D.昆虫在云杉不同位置的分布,与光照强变密切相关
【答案】A
【知识点】群落的结构;群落的演替
【解析】【解答】A、冰磺层是冰川融化后形成的裸地,裸地开始的是初生演替,A正确;
B、群落的垂直结构一直存在,在草本植物阶段,虽然植物还比较低矮,但此时也有垂直结构,B错误;
C、即使在相对稳定的阶段(顶极群落),由于环境变化等因素,群落内的物种组成仍可能发生变化,C错误;
D、昆虫在不同植物位置的分布应该受到栖息地和食物的影响,D错误。
故答案为:A。
【分析】演替指的是生态系统中群落随时间变化的一系列有序变化,通常从较为简单的群落类型发展为较为复杂的群落类型。演替过程可以分为原生演替和次生演替。
1. 原生演替:
原生演替发生在从未有过生命体的全新环境中,如岩石、火山岛、冰川等。一开始,由于缺乏有机质和生物,环境条件非常恶劣。原生演替的早期阶段通常由能够耐受极端环境的微生物、地衣和苔藓开始,它们可以积累有机物质并逐渐改变环境条件,为其他植物的生长创造条件。随着环境的改善,草本植物、灌木和最终乔木相继出现,形成完整的森林生态系统。
2. 次生演替:
次生演替发生在已有群落被破坏的土地上,如退化的森林、被砍伐的地区或火灾后的地区。与原生演替相比,次生演替的速度通常更快,因为已经存在一定的土壤条件和有机质基础。次生演替一般从一年生草本植物开始,然后是多年生草本植物和灌木,最终可能恢复到原来的森林状态或达到一个新的平衡状态。
8.(2024高二下·镇海区期末)小麦在成熟期如遇连阴雨,常出现部分籽粒在穗上发芽的现象。研究发现调控麦稳发芽的关键基因是SD6和ICE2,两基因通过调控脱落酸(ABA)的合成与降解,调控种子的休眠。两基因的表达受温度的影响,SD6和ICE2的调控机制如图。下列分析错误的是(  )
A.室温条件下可使基因OsbHLH048的表达量增加,最终可减少ABA的合成
B.低温条件下ICE2 表达可使ABA8OX3基因表达减少,最终促进ABA的合成
C.连续常温多雨天气比低温多雨天气更容易使麦穗发芽
D.SD6和ICE2在种子的休眠调控中起拮抗作用
【答案】B
【知识点】其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、据题,室温条件下,SD6基因表达增加,抑制NCED2基因的表达,同时也会促进OsbHLH048基因的表达,并且NCED2基因会促进ABA的合成,A正确;
B、ICE2的表达减少了ABA8OX3基因的表达,减少了ABA的降解,此时ABA不断积累,所以促进了ABA的合成,所以ICE2的表达不是促进ABA的合成,B错误;
C、根据题图,基因SD6和ICE2通过调控某些激素的合成量来调控种子的休眠即萌发,温度升高使得基因SD6表达水平升高,种子萌发强度增强,由此可知温度是调控两基因表达的关键因素,连续常温多雨天气比低温多雨天气更容易使麦穗发芽,C正确;
D、SD6和ICE2对休眠的生理作用相反,起拮抗作用,两者共同调控种子的休眠,D正确。
故答案为:B。
【分析】植物激素,亦称植物天然激素或植物内源激素,是指植物体内产生的一些微量而能调节(促进、抑制)自身生理过程的有机化合物。这些激素在植物体内起着至关重要的作用,它们通过调控植物的生长、发育、开花、结实、休眠、脱落等过程,使植物能够适应不同的环境条件和生存需求。
已知植物体内产生的激素主要有六大类,包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯和油菜素甾醇。这些激素各自具有不同的合成部位和主要生理功能:
1.生长素:主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子中合成。低浓度时促进生长,高浓度时抑制生长。
2.赤霉素:在幼芽、幼根和未成熟的种子等幼嫩部分合成。主要功能是促进细胞的伸长,解除种子、块茎的休眠并促进萌发。
3.细胞分裂素:主要在正在进行细胞分裂的幼嫩根尖中合成。主要功能是促进细胞分裂,诱导芽的分化,并防止植物衰老。
4.脱落酸:在根冠、萎焉的叶片等部位合成。主要功能是抑制植物细胞的分裂和种子的萌发,促进植物进入休眠,以及促进叶和果实的衰老、脱落。
5.乙烯:植物体的各个部位都能产生乙烯。主要功能是促进果实成熟,促进器官的脱落,以及促进多开雌花。
6.油菜素甾醇:虽然最初可能不被广泛接受为第六大类植物激素,但现在已经逐渐被公认。
需要注意的是,目前生产上应用的植物激素大多为人工合成的具有植物激素活性的植物生长调节剂,如萘乙酸(NAA)、2,4-D、赤霉素、矮壮素(CCC)、乙烯利、芸薹素内脂、多效唑等。这些人工合成的植物生长调节剂在农业生产中得到了广泛应用,旨在提高生产效率和植物的存活率。
9.(2024高二下·镇海区期末)肺炎支原体(MP)是原核细胞,无细胞壁,是引发肺炎的病原体之一。MP进入呼吸道后会粘附、侵入上皮细胞,释放多种毒素,引起宿主细胞损伤。MP的多种抗原决定簇与人体心、肺等组织有相同抗原结构,进入机体后会引起自身组织损伤,下列说法正确的是(  )
A.用抗生素阿奇霉繁治疗支原体引起的肺炎,属于被动免疫
B.人体心、肺等组织被抗MP抗体攻击,属于自身免疫病
C.吞噬细胞吞入MP后将其消化为氨基酸,并与细胞内MHC结合并呈递
D.呼吸道黏膜纤毛清扫MP属于体表屏障中的化学防御
【答案】B
【知识点】免疫功能异常;体液免疫;免疫学的应用
10.(2024高二下·镇海区期末)下表是在适宜条件下测得紫藤叶绿体色素吸收光能的情况,有关分析正确的是(  )
波长(nm) 400 450 500 550 600 670 700
吸收光能百 分比 (%) 叶绿素a 40 68 5 10 16 40 16
全部色素 75 93 50 35 45 75 35
A.以光照强废为横坐标、光的吸收率为纵坐标可绘制叶绿素a的吸收光谱
B.由450nm波长的光转为600nm波长的光时,叶绿体中C3的量瞬间会升高
C.可利用95%乙醇分离紫藤叶绿体中的光合色素,且不同色素的溶解度不同
D.晚间用约550nm波长的光照射行道树,目的是增加夜间空气中的氧气浓度
【答案】D
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验;影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、绘制叶绿素a的吸收光谱的横坐标是波长,A错误;
B、由450nm波长的光转为600nm波长的光时,全部色素吸收光能的百分比增加,此时光反应增强,使得产生的ATP和NADPH增加,从而导致C3的还原增强,所以这时C3瞬间下降,而不是升高,B错误;
C、各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同使得色素分离,所以分离色素的是层析液,色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,应使用无水乙醇提取色素,C错误;
D、晚间没有自然光照,人工进行波长照射,可以让植物晚间光合作用,这会增加空气中的氧气浓度,D正确。
故答案为:D。
【分析】叶绿体色素的提取和分离过程主要包括以下几个步骤:提取过程:
1.材料准备:选取菠菜、小白菜等植物的绿叶作为实验材料,称取一定量(如5g)的绿叶,剪碎后放入研钵中。
2.研磨:向研钵中加入少许二氧化硅(或石英砂)和碳酸钙,再加入适量的无水乙醇(或95%乙醇)进行迅速、充分的研磨。二氧化硅有助于研磨,碳酸钙则用于防止研磨过程中色素被破坏。
3.过滤:将研磨液倒入玻璃漏斗(漏斗基部放一块单层尼龙布或滤纸)中进行过滤,收集滤液到试管中,并及时用棉塞将试管口塞严。
分离过程:
1.制备滤纸条:将干燥的定性滤纸剪成长与圆底烧杯底边直径相等的滤纸条,将滤纸条的一端剪去两角,并在距这一端1cm处用铅笔画一条细的横线。
2.画滤液细线:用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔画的横线均匀画出一条细线。待滤液干后,再画一两次。
3.分离色素:将画有滤液细线的滤纸条插入放有少量层析液(如汽油、石油醚:丙酮:苯的混合溶液)的试管中,注意滤液细线要高于层析液液面,防止滤液细线中的色素溶解到层析液中。经过一段时间后,色素会随层析液在滤纸上扩散,由于各色素在层析液中的溶解度不同,它们的扩散速度也会不同,从而将各种色素分开。
4.观察和记录:当层析液前沿接近滤纸边缘时,取出滤纸条,观察并记录色素带的分布情况。最上端的通常是橙黄色的胡萝卜素,其次为黄色的叶黄素,再下面是蓝绿色的叶绿素a,最后是黄绿色的叶绿素b。
11.(2024高二下·镇海区期末)坐骨神经由多种神经纤维组成,不同神经纤维的兴奋性阀值和传导速率有差异,多根神经纤维同步兴奋时,其动作电位幅值(即大小变化幅度)可以叠加。现欲研究坐骨神经的电生理特性,装置如图1所示,①为刺激位点,②③④⑤为电表电极位点,甲、乙两电表 型号规格相同,4个电极位点均位于坐骨神经膜外,电表甲、乙测得的指针最大偏转幅度分 别如图2曲线1、曲线2所示。下列叙述正确的是(  )
A.刺激强度从a逐渐增大到 b时,电表乙偏转幅度随之增大,可能是不同神经纤维传导速率不同引起
B.刺激强度C.当刺激强度处于a和b之间时,电表甲向左偏转最大幅度可能大于向右偏转最大幅废
D.刺激强度为 b 时,电表乙最大偏转幅度小于甲,是由于兴奋的神经纤维微量不同引起
【答案】C
【知识点】细胞膜内外在各种状态下的电位情况;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、多根神经纤维同步兴奋时,其动作电位幅值(即大小变化幅度)可以叠加,刺激强度从a逐渐增大到 b时,电表乙偏转幅度随之增大,可能是更多的神经纤维兴奋,而不是不同神经纤维传导速率不同引起,A错误;
B、a的时候,1和2曲线重合了,分析可知小于a,所以两个电表都不偏转,B错误;
C、甲处到乙处,因为传导速度不一致,乙比甲处兴奋的点更加分散,甲的幅度更大,C正确;
D、刺激强度为 b 时,电表乙最大偏转幅度小于甲,可能是因为神经纤维的传导速度不一致,而不是兴奋的神经纤维微量不同引起的,D错误。
故答案为:C。
【分析】兴奋的传导过程在生物体内,特别是在神经系统中,是一个复杂而精细的过程。以下是关于兴奋传导过程的详细解释:
兴奋的定义:
兴奋是指动物体或人体内的某些组织(如神经组织)或细胞感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。
兴奋在神经纤维上的传导:
1.静息状态:在静息状态下,神经纤维的细胞膜电位表现为外正内负,这是由于细胞膜内外离子分布不均造成的。
2.刺激与膜电位变化:当神经纤维受到外界刺激时,细胞膜上的离子通道会发生变化,使得Na+(钠离子)和K+(钾离子)的通透性发生改变。在兴奋状态下,Na+内流,K+外流(但主要是Na+内流起主导作用),导致细胞膜电位变为外负内正。
3.局部电流的形成与传导:由于兴奋部位与未兴奋部位之间存在电位差,因此会形成局部电流。在膜外,电流从未兴奋部位流向兴奋部位;在膜内,则相反,电流从兴奋部位流向未兴奋部位。这种局部电流使得兴奋能够沿着神经纤维向两侧同时传导。
兴奋在神经元之间的传递:
1.突触结构:神经元之间通过突触进行连接。突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分组成。
2.传递过程:当兴奋传导到神经元的轴突末梢时,会引起突触小泡内的神经递质释放到突触间隙中。这些神经递质随后与突触后膜上的受体结合,引起突触后膜的电位变化,从而使下一个神经元产生兴奋或抑制。
3.传递方向:由于神经递质只能由突触前膜释放并作用于突触后膜,因此兴奋在神经元之间的传递是单向的,即从一个神经元的轴突传递到下一个神经元的细胞体或树突。
12.(2024高二下·镇海区期末)大肠杆菌乳糖操纵子由调节基因Ⅰ、启动部位P、操纵基因O、结构基因 (lacZ、lacY、lacA) 组成,结构基因表达的一系列是与乳糖分解与吸收相关的蛋白。其调节机制如下图甲、乙所示。下列叙述错误的是(  )
A.图甲中阻遏蛋白与基因O结合,阻碍了RNA聚合酶发挥作用
B.乳糖操纵子模型避免了物质和能量的浪费,提高了大肠杆菌适应环境的能力
C.图乙中的mRNAII上有多个起始密码子和终止密码子
D.图乙中lacZ、lacY、lacA三个基因的转录方向一致,翻译方向不相同
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、由图甲,阻遏蛋白与操纵基因O结合阻碍RNA聚合酶与启动子结合,使得结构基因无法表达,A正确;
B、当环境中存在乳糖时,乳糖就会和阻遏蛋白结合,这会使阻遏蛋白不能发挥作用,进而使得结构基因表达,促进乳糖分解,但乳糖消耗完时,阻遏蛋白起作用,与基因O结合,导致RNA聚合酶不能与启动子结合,抑制了结构基因的表达,这种乳糖操纵子模型避免了物质和能量的浪费,提高了大肠杆菌适应环境的能力,B正确;
C、由图,图乙中的mRNAII编码出多条肽链,所以其上有多个起始密码子和终止密码子,C正确;
D、由图,图乙中lacZ、lacY、lacA三个基因的转录方向一致,并且翻译方向也相同,D错误。
故答案为:D。
【分析】转录和翻译是生物体内基因表达的两个关键步骤,它们共同参与了蛋白质的合成过程。以下是对这两个过程的详细解释:
转录:
定义:转录是指在由RNA聚合酶和辅助因子组成的转录复合物的催化下,从双链DNA分子中拷贝生物信息生成一条RNA链的过程。具体来说,转录是遗传信息从DNA转移到RNA的过程,即以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA(主要是mRNA)的过程。
过程:
1.DNA解旋:DNA双链解开,暴露出模板链。
2.RNA链合成:在RNA聚合酶的催化下,以DNA模板链为模板,按照碱基互补配对原则(A-U,T-A,G-C),逐个添加核糖核苷酸,形成新的RNA链。
3.RNA链释放:新合成的RNA链从DNA模板链上释放,DNA双链重新结合。
特点:
转录发生在特定的时间和空间,受多种因素的调控。
转录过程中,只有一条DNA链(模板链)被用作模板。
转录是基因表达的第一步,也是基因调节的主要阶段。
翻译:
定义:翻译是在细胞质中,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。具体来说,翻译是遗传信息从RNA转移到蛋白质的过程,即以mRNA为模板,按照遗传密码的规则,将mRNA上的核苷酸序列解码为蛋白质上的氨基酸序列的过程。
过程:
1.起始:mRNA与核糖体结合,形成翻译复合物。
2.延长:tRNA携带特定的氨基酸与mRNA上的密码子结合,通过肽键将氨基酸连接成多肽链。
3.终止:当mRNA上的所有密码子都被翻译后,多肽链从翻译复合物中解离出来,核糖体被释放。
特点:
翻译发生在细胞质的核糖体上。
翻译过程中需要多种酶的参与,包括氨基酰-tRNA合成酶等。
翻译后修饰(如折叠、化学修饰等)对于蛋白质获得其生物学活性至关重要。
转录与翻译的比较:
相同点:两者都需要模板(DNA单链或mRNA)和酶的催化。
不同点:转录发生在细胞核(真核生物)或细胞质(原核生物),而翻译则发生在细胞质的核糖体上;转录的模板是DNA单链,而翻译的模板是mRNA;转录的产物是RNA,而翻译的产物是蛋白质。
13.(2024高二下·镇海区期末)关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验,叙述错误的是(  )
A.观察洋葱根尖有丝分裂中期染色体,可用碱性染料染色使其着色
B.检测还原糖时,在待测液中先加NaOH溶液,摇匀后再加CuSO4溶液
C.研磨肝脏以破碎细胞,用于获取含过氧化氢酶的提取液
D.用洋葱的鳞片叶为材料,可进行质壁分离及复原实验
【答案】B
【知识点】检测还原糖的实验;酶的特性;质壁分离和复原;观察细胞的有丝分裂
14.(2024高二下·镇海区期末)科研人员想利用现代生物技术将当归与黄芪进行体细胞杂交,尝试培育能产生两种有效成分的植物,培育过程如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.植物体细胞杂交过程中可用灭活的仙台病毒对原生质体进行诱导融合
B.图示形成杂种植物的过程涉及的原理是植物体细胞具有全能性和基因重组
C.原生质体融合是在一定密度的细胞群体下进行的,融合的原生质体类型多样
D.③过程产生的杂种细胞都可以产生当归和黄芪,过程④无需添加植物激素
【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程;植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、灭活的仙台病毒用于动物细胞融合,而不是在植物细胞杂交过程中使用,A错误;
B、基因重组发生在减数分裂和转基因技术,体细胞杂交涉及到的原理应该是植物细胞具有全能性和植物细胞膜具有一定流动性,B错误;
C、原生质体融合是在一定密度的细胞群体下进行的,由于细胞融合是随机的,且融合率达不到100%,这就造成了融合的原生质体类型是多样的,C正确;
D、③过程中可能会出现染色体丢失,但是不一定都可以产生当归和黄芪,过程④脱分化,脱分化的过程中需添加一定比例的植物激素,D错误。
故答案为:C。
【分析】植物体细胞杂交是一种克服有性杂交不亲和性、打破物种之间的生殖隔离、扩大遗传重组范围的手段。其过程包括以下几个步骤:
1.原生质体制备:首先,使用酶解法(如纤维素酶和果胶酶)去除植物细胞的细胞壁,得到不含细胞壁的原生质体。
2.原生质体融合:将两个不同植物的原生质体通过物理方法(如电融合、振动等)或化学方法(如聚乙二醇PEG介导融合)诱导融合,形成杂种细胞。
3.杂种细胞筛选:在融合后,需要对杂种细胞进行筛选,以获得具有期望遗传特性的杂种细胞。
4.杂种细胞培养:将筛选出的杂种细胞进行培养,使其生长和分裂,形成杂种植株。
5.杂种植株再生:将杂种植株进行再生,形成完整的植物个体。
6.杂种植株鉴定:对再生出的杂种植株进行鉴定,以确认其遗传特性和稳定性。
15.(2024高二下·镇海区期末)科学家通过研究种间捕食关系,构建了捕食者一猎物模型,如图甲所示(图中箭头所指方向代表曲线变化趋势);图乙为相应的种群数量变化曲线。下列有关叙述错误的是(  )
A.图乙中曲线P和图甲中横坐标代表的生物都表示捕食者
B.图乙中N和P两曲线代表的种群数量均呈现周期性波动
C.图乙中的b、d时间段分别对应的是图甲中的②、④区
D.图甲中最可能代表 K值的数据是 和P2
【知识点】种群数量的变化曲线;种间关系
【解析】【解答】A、据图甲,捕食者一猎物模型中,捕食者的数量变化会随之引起被捕食者的数量变化,由此可知纵轴为捕食者数量变化,并且横轴为被捕食者数量,因为捕食者数量在P2处上下波动,所以捕食者K值为P2因为猎物数量在N2处上下波动,所以猎物K值为N2;数量上呈现出“先增加者先减少,后增加者后减少”的不同步性变化,故二者属于捕食关系,所以乙图中P为捕食者的种群数量,N为猎物的种群数量,A错误;
B、图乙中N和P表示猎物、捕食者,且图中的两曲线代表的种群数量均呈现周期性波动,B正确;
C、由题意,甲图中①区域表示猎物种群数量增加引起捕食者的种群数量增加,对应乙图中a;②区域捕食者数量增加,使得猎物种群数量减少,对应乙图中b,③区域表示猎物种群数量减少引起捕食者的种群数量减少,对于乙图中c;④区域捕食者种群数量减少,引起猎物的种群数量增加,对应乙图中d,C正确;
D、如果捕食者数量下降到某一阀值以下,猎物数量种数量就上升,同样,如果捕食者数量如果增多,猎物种数量就下降,并且如果猎物数量上升到某一阀值,捕食者数量就增多,而猎物种数量如果很少,捕食者数量就下降,故猎物可用N表示,捕食者用P表示。猎物数量在N2处上下波动,所以猎物K值为N2,捕食者数量在P2处上下波动,所以捕食者K值为P2,D正确。
故答案为:A。
【分析】种间关系是指不同物种种群之间的相互作用所形成的关系。这种关系可以是直接的,也可以是间接的,其影响可能是有害的,也可能是有利的。种间关系涵盖了多种具体类型,包括但不限于以下几种:1.共栖(偏利共生):两种生物共居在一起,对其中一方有利,而对另一方也无害或无大害。例如,蛤贝外套腔内共栖豆蟹,豆蟹食宿主的残食和排泄物;又如鲨鱼和某些鱼类共栖,鱼类吸在鲨鱼身上,随鲨鱼游动,以鲨鱼吃剩的食物为食。
2.原始协作(协作共生):两种生物共居在一起,彼此有利,但彼此分开后,各自又都能够独立生活。例如,某些食虫鸟以有蹄类动物身上的外寄生虫为食,遇敌时又为有蹄类报警。
3.共生(互利共生):两种生物共居在一起,彼此创造有利的生活条件,较之单独生活时更为有利,双方相互依赖,一旦分开都不能正常地生活。例如,白蚁肠道内的鞭毛虫、天牛肠道内的纤毛虫纲原生动物、反刍动物肠道内纤维素细菌及纤毛虫,前者提供适宜的温度、湿度和养料,后者酵解纤维素成脂肪酸给前者提供营养物质。
4.寄生:一种生物(寄生者)寄居于另一种生物(宿主)的体内或体表,摄取宿主的养分以维持生活。例如,菟丝子自身不能光合作用,以吸收寄主(豆科或菊科植物)养料为生。
5.竞争:两种或多种生物为了争夺共同的生活资源(如食物、空间、水分等)而发生的斗争。例如,水稻与稗草对养料和阳光的争夺。
6.捕食:一种生物以另一种生物为食的现象。这通常涉及捕食者和被捕食者之间的关系,如狼捕食羊。
7.偏害(高等植物称作异株克生现象):一种生物对另一种生物产生抑制作用,但并未将后者杀死。例如,云杉根的分泌物使丁香、玫瑰不能很好地生长。
16.(2024高二下·镇海区期末)平湖糟蛋是浙江的名特产,有“天下第一蛋”的美誉。平湖糟蛋形完整的制作工艺包括:“浸米→蒸饭→配药→发酵→成糟”和“洗蛋→晾蛋→击蛋→落蛋一封坛”等工序。研究发现,糟蛋中的蛋白质、钙、铁等营养素比鲜蛋都要高。下列叙述错误的是(  )
A.“洗蛋”能去除蛋壳表面的杂质和微生物,保证发酵中只有单一菌种
B.“封坛”是为了创造密闭环境,让“配药”中的菌种更有效进行发酵
C.糟蛋丰富的营养得益于酶的催化和酒糟浸溃后长时间的生化反应
D.“蒸饭”后,要将蒸好的米饭降温防止“配药”中的菌种被高温伤害
【知识点】微生物发酵及其应用;发酵工程的应用
【解析】【解答】A、传统发酵技术的·发酵过程中不可能只有单一菌种,A错误;
B、“封坛”是为了创造无氧环境,让“配药”中的菌种更有效进行无氧呼吸发酵,B正确;
C、糟蛋带来酿香醇和的滋味及易于消化的特点是由于酿糟中含有乙醇、 糖分、 有机酸、 氨基酸、 活性酶等透过蛋壳与蛋膜渗透到鲜鸭蛋的内部,经长时间生化反应,物质转化,使多肽,游离氨基酸、 糖分、 有机酸、 芳香酯等成分增多,C正确;
D、“蒸饭”后,要将蒸好的米饭降温以适应菌种的生活和发育,防止高温杀死“配药”中的菌种,D正确。
故答案为:A。
【分析】发酵工程是一门运用生物学和工程学原理,采用现代生物工程技术手段进行工业发酵的学科。它主要研究发酵过程中的微生物生理、代谢及其调控,发酵过程优化与放大,新型发酵设备的研制与利用,以及微生物细胞及酶分子的定向改造和利用等。发酵工程广泛应用于食品、饮料、制药、生物化工、农业、环境保护等领域,具有重要的经济和社会价值。下面是一些常见的发酵工程应用:
1.食品和饮料行业:如面包、啤酒、葡萄酒、酸奶等产品的生产。
2.制药行业:如抗生素、维生素、激素、疫苗等生物药物的制造。
3.生物化工行业:如氨基酸、有机酸、酶制剂等产品的生产。
4.农业领域:如植物生长调节剂、生物农药等产品的生产。
5.环境保护领域:如利用微生物处理工业废水、生活污水等。
在发酵工程中,常用的技术手段包括:
1.基因工程技术:通过基因重组技术,对微生物进行遗传改造,提高其生产效率或产生新的代谢产物。
2.细胞工程技术:通过细胞融合或原生质体融合等技术,构建新的微生物菌株,用于生产特定的代谢产物。
3.代谢工程技术:通过对微生物代谢途径的改造和优化,提高目标产物的产量和纯度。
4.高密度培养技术:通过优化培养基成分、环境条件及培养工艺,实现微生物的高密度培养,从而提高生产效率。
5.过程控制与优化技术:利用计算机技术和自动化设备,对发酵过程进行实时监控和控制,确保产品质量和生产效率。
17.(2024高二下·镇海区期末)液泡是一种酸性细胞器,定位在液泡膜上的ATP水解酶 (V-ATPase)使液泡酸化。液泡酸化消失是导致线粒体功能异常的原因之一、具体机制如图所示 (Cys为半胱氨酸,Fe-S表示电子传递链中的铁硫蛋白)。下列叙述错误的是(  )
A.抑制液泡膜上Cys转运蛋白的活性会导致线粒体功能异常
B.液泡酸化有利于Fe参与需氧呼吸第三阶段
C.V-ATPase通过主动转运的方式将细胞溶胶中的H+转运进入液泡
D.Cys以易化扩散的方式进入液泡,不额外消耗ATP
【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;被动运输;主动运输
【解析】【解答】A、线粒体功能异常的原因之一是液泡酸化消失,H+不能顺浓度梯度运出液泡,Cys不能借助液泡膜两侧H+浓度梯度提供的电化学势能进入液泡,导致细胞质基质中Cys浓度增大,抑制Fe进入线粒体发挥作用,导致线粒体功能异常,所以抑制液泡膜上Cys转运蛋白的活性也会导致线粒体功能异常,A正确;
B、液泡酸化有利于Cys转运到液泡中,进而能使Fe进入到线粒体发挥作用,然后再参与需氧呼吸第三阶段,B正确;
C、V-ATPase能水解ATP,这个过程消耗能量,通过主动运输的方式将细胞质基质中的H+转运进入液泡,C正确;
D、Cys借助液泡膜两侧H+浓度梯度提供的电化学势能进入液泡,是主动运输,D错误。
故答案为:D。
【分析】物质进出细胞的方式主要包括以下几种:
1.自由扩散:物质通过简单扩散作用进出细胞,不需要能量和载体蛋白的协助,物质沿着浓度梯度从高浓度区向低浓度区移动。这种方式主要适用于小分子、非极性物质,如氧气、二氧化碳等。
2.协助扩散:物质通过载体蛋白或通道蛋白的协助,从高浓度区向低浓度区移动。载体蛋白具有特异性,只能与特定物质结合,而通道蛋白则允许特定大小的分子通过。这种方式同样不需要能量,但比自由扩散具有更高的选择性。
3.主动运输:物质通过载体蛋白的协助,从低浓度区向高浓度区移动,需要消耗能量。这种方式通常用于细胞需要大量摄入的物质,如离子、氨基酸、葡萄糖等。
4.内吞和外排:细胞通过形成囊泡的方式,将物质包裹进入细胞内部(内吞),或将物质包裹后排出细胞外(外排)。这种方式主要适用于大分子物质或颗粒物质的运输。
5.渗透作用:水分子通过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液移动,直到两侧溶液浓度达到平衡。这种方式主要受溶液浓度和半透膜的影响。
6.基团转移:细胞通过将物质与特定基团结合,然后通过细胞膜上的通道或载体蛋白将基团和物质一起运输到细胞内部。
18.(2024高二下·镇海区期末)已知甲病和乙病均为单基因遗传病,且其中有一种遗传病的致病基因在X 染色体上。某家族系谱图如下,下列有关的叙述正确的是(  )
A.甲病是伴X染色体显性遗传病,乙病是常染色体隐性遗传病
B.II-2只有一种基因型,Ⅲ-8基因型有两种可能
C.Ⅲ-5中关于甲病的致病基因来自父母一方或双方,关于乙病的致病基因来自Ⅱ-4
D.III-1与两病皆患的女性结婚,生育一个两病皆患的孩子,概率是3/8
【答案】C
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;人类遗传病的类型及危害;调查人类遗传病
19.(2024高二下·镇海区期末)豆豉,古代称为“幽菽”,是一种以大豆为原料利用毛霉、曲霉或者细菌等微生物发酵制成的食品。研究人员用酪蛋白、牛肉膏、磷酸氢二钾、溴麝香草酚蓝等配制了培养基,对传统豆玻发酵过程中的微生物进行分离纯化,成功的筛选出了能高产蛋白酶的芽孢杆菌菌株,过程如下图所示。下列有关叙述正确的是(  )
A.酪蛋白溶解性差导致培养基不透明,从功能上该培养基属于选择培养基
B.发酵过程中培养基的pH从弱碱性逐渐变为酸性,培养基的颜色从黄色变为蓝绿色
C.富集培养可以迅速增加芽孢杆菌的比例,培养过程宜选用固体培养基
D.图示芽孢杆菌在初选与复选过程中,采用了涂布分离的方法获得单菌落
【答案】D
【知识点】微生物的分离和培养;培养基概述及其分类
【解析】【解答】A、酪蛋白在固体培养基中溶解性差使得配制的培养基不透明。在培养基中加入酪蛋白是为了提供营养物质和鉴别筛选产蛋白酶菌株,所以此培养基是鉴别培养基,而不是选择培养基,A错误;
B、从弱碱性到酸性,溴麝香草酚蓝颜色变化应该是蓝→绿→黄,B错误;
C、富集培养应该用液体培养基,不宜选用固体培养基,C错误;
D、据图,菌落均匀分布,应该是稀释涂布平板法,D正确。
故答案为:D。
【分析】培养基的配制和接种方法是微生物学实验中非常关键的两个步骤。以下是关于这两个步骤的详细说明:
培养基的配制:
培养基的配制需要根据实验的具体需求和微生物的特性来选择适当的成分和配方。以下是一些常见的培养基配制示例:
1.糖发酵管:成分包括牛肉膏、蛋白胨、氯化钠、磷酸氢二钠和0.2%滇麝香草酚蓝溶液等。配制时,按配方称取各成分,溶解并调节pH后,分装于试管中,进行高压灭菌。
2.乳糖胆盐发酵管:成分包括蛋白胨、猪胆盐(或牛、羊胆盐)、乳糖和0.04%滇甲酚紫水溶液等。配制方法是将各成分溶解于水中,调节pH,分装并高压灭菌。
3.硫乙醇酸盐流体培养基:用于厌氧菌的培养。成分包括胰酪胨、酵母浸出粉、葡萄糖、氯化钠、L-胱氨酸、硫乙醇酸钠等。配制时需注意煮沸后分装、灭菌。
配制过程中,应严格遵循无菌操作,确保培养基的纯净和灭菌效果。
接种方法:
接种是将微生物接种到培养基上的过程,常用的接种方法有以下几种:
1.液体接种:从固体培养基中将菌洗下,倒入液体培养基中,或者从液体培养物中,用移液管将菌液接至液体培养基中,或从液体培养物中将菌液移至固体培养基中。
2.穿刺接种:用接种针蘸取少量的菌种,沿半固体培养基中心向管底作直线穿刺,用于保藏厌氧菌种或研究微生物的动力。
3.划线接种:在固体培养基表面作来回直线形的移动,以达到接种的作用。常用的接种工具有接种环和接种针。
4.涂布接种:先倒好平板,让其凝固,再将菌液倒入平板上面,迅速用涂布棒在表面作来回左右的涂布,使菌液均匀分布。
5.注射接种:用注射的方法将待接的微生物转接至活的生物体内,如人或其它动物中。
在接种过程中,必须穿工作服、工作帽,并在酒精灯前操作,确保无菌操作。接种工具和培养基等必须经消毒灭菌,防止污染。
20.(2024高二下·镇海区期末)将某动物的精原细胞(2n=4)置于BrdU的培养液中培养到第二次胞质分裂结束后进行 荧光染色,已知DNA仅一条链被BrdU标记的染色单体/染色体会发出荧光,而DNA两条链都被标记的染色单体(染色体)荧光被抑制。下列叙述错误的是(  )
A.可能出现无荧光的子细胞
B.若每个子细胞中染色体全部发出荧光,则子细胞是精细胞
C.4个子细胞中发出荧光的染色体数分别是1、3、2、2
D.若子细胞只有两条染色体且每个 DNA分子都被标记,则可能只经历了一次DNA复制
【答案】C
【知识点】有丝分裂的过程、变化规律及其意义;精子的形成过程;DNA分子的复制
【解析】【解答】A、精原细胞既能进行有丝分裂,又能进行减数分裂,当精原细胞进行有丝分裂时,该精原细胞(2n=4)置于BrdU的培养液中培养到第二次胞质分裂结束后,会出现每个子染色体上的DNA分子是一条链被标记、一条链未被标记,或者两条链都被标记(荧光被抑制),如果两条链都被标记(荧光被抑制)的染色体进入同一细胞中,就会出现无荧光的子细胞,A正确;
B、若每个子细胞中染色体全部发出荧光,该细胞进行的是减数分裂,其子细胞是精细胞,B正确;
C、如果该精原细胞进行的是有丝分裂,第一次分裂之后形成2个子细胞,这两个子细胞中每条染色体上的DNA分子都是一条链被标记、一条链未被标记,在进行第二次有丝分裂的后期时一半的染色体上的DNA分子都是一条链被标记、一条链未被标记,一半的染色体上的DNA分子都是两条链都被标记(荧光被抑制),染色体随机移向一极时,形成的子细胞中发出荧光的染色体数可能是1、3或者2、2,即子细胞中发出荧光的染色体数可能分别是0、4或1、3或2、2或3、1或4、0,C错误;
D、若子细胞只有两条染色体且每个 DNA分子都被标记,说明该精原细胞进行了一次减数分裂,可能只经历了一次DNA复制,D正确。
故答案为:C。
【分析】有丝分裂是一个连续的过程,为了描述方便,习惯上将其划分为间期、前期、中期、后期和末期五个阶段。以下是每个阶段的详细过程:
1. 间期
间期是有丝分裂的准备阶段,主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。间期又可以分为G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)和G2期(DNA合成后期)三个阶段。在这个阶段,染色质没有高度螺旋化形成染色体,而是以染色质的形式进行DNA的单链复制。
2. 前期
前期是自分裂期开始到核膜解体为止的时期。在这个阶段,细胞核的体积增大,由染色质构成的细染色线螺旋缠绕并逐渐缩短变粗,形成染色体。因为染色质在间期中已经复制,所以每条染色体由两条染色单体组成,即两条并列的姐妹染色体,这两条染色单体有一个共同的着丝点连接。核仁在前期的后半期渐渐消失,在前期末核膜破裂,于是染色体散于细胞质中。此外,动物细胞两组中心粒分别移到细胞两极,由中心粒发出星射线。
3. 中期
中期是指从染色体排列到赤道板上,到它们的染色单体开始分向两极之间的时期。在这个阶段,染色体在赤道面形成所谓赤道板,从一端观察可见这些染色体在赤道板呈放射状排列,且处于不断摆动的状态。中期染色体浓缩变粗,显示出该物种所特有的数目和形态。因此,中期是观察染色体形态、结构和数目的最佳时期。
4. 后期
后期是指每条染色体的两条姐妹染色单体分开并移向两极的时期。在后期被分开的染色体称为子染色体。子染色体到达两极时后期结束。染色单体的分开常从着丝点处开始,然后两个染色单体的臂逐渐分开。当它们完全分开后就向相对的两极移动。
5. 末期
末期是指从子染色体到达两极开始至形成两个子细胞为止的时期。此时期的主要过程是子核的形成和细胞体的分裂。子核的形成大体上是经历一个与前期相反的过程。到达两极的子染色体首先解螺旋而轮廓消失,全部子染色体构成一个大染色质块,在其周围集合核膜成分,融合而形成子核的核膜,随着子细胞核的重新组成,核内出现核仁。核仁的形成与特定染色体上的核仁组织区的活动有关。细胞体的分裂称胞质分裂,动植物分裂方法各不相同。在动物细胞中,微丝收缩使细胞膜以垂直于纺锤体的方向向内凹陷形成环沟,环沟渐渐加深,最后将细胞分割成为2个子细胞。在植物细胞中,残留的纺锤体微管在细胞赤道面的中央密集处形成圆柱状结构,称为成膜体;同时带有细胞壁前体物质的高尔基体或内质网囊泡也向细胞中央集中,它们在赤道面上彼此融合而形成有膜包围的平板,形成细胞板。细胞板不断向外延伸,最后达到细胞的外周而与原来的细胞壁、细胞膜连接起来,此时2个子细胞完全被分隔开。
21.(2024高二下·镇海区期末)20世纪中叶,人们用DDD(一种高效杀虫剂,在生物体内不易被分解)来防治在某湖泊中大量繁殖的蚊子(蚊子的幼虫生活在水中)。施加DDD 一段时间后,发现DDD 通过下图传递途径使湖泊中的多种生物受到了不同程度的伤害。回答下列问题:
(1)图中包含的食物链有   条。流经该湖泊水体的主要能量中不包括DDD 中所含的能量,原因是   。
(2)生物体对在环境中难以分解的化合物(或元素)进行吸收和积累,使这些物质在体内浓度超过环境浓度的现象,称为   。为治理水体污染,当地环保部门引入植物时应尽量选用当地原有的物种,理由是   。
(3)研究人员对该生态系统中某食物链(甲→乙→丙)的能量流动和杀虫剂DDD 浓度进行了调查。其中GP表示总同化量,R表示呼吸量,单位为 J/(m2 a)。结果如下表。
食物链环节 I II III
DDD浓度(μg/kg) 15.5 0.1 0.53
GP-R/GP 0.06 0.86 0.09
R 43.3×102 8.5×106 168×103
①II所代表的生物在食物链“甲→乙→丙”中为   ,研究人员发现甲与乙之间的能量传递效率远小于10%,最可能的原因是   。
②生产者固定的能量中未流入下一营养级,也未被分解者分解的能量,会在有机物中逐年被积累下来,积累下来的有机物就是生产者的   。每隔一段时间重复测算此项数值是否相对稳定,可作为判断该群落是否演替到   阶段的依据之一。
(4)统计湖泊中各种生物的数量关系,发现沉水植物大量繁殖后,部分浮游植物的数量下降,而大型底栖动物的数量有所增加,这是在   水平上研究的结果。浮游植物的数量下降的原因是沉水植物通过绿色的大叶片吸引浮游动物聚集繁殖。这种场景的出现体现了生态系统的   功能。浮游动物大量出现能够大量捕食浮游藻类,控制了藻类的数量。
【答案】(1)2;DDD为难降解化合物,几乎无法为生物体提供能量
(2)生物富集;有利于实现生物与环境之间的协调与平衡
(3)甲;一部分能量被用于与乙同一营养级的其他生物获取;生物量;顶级群落
(4)群落;信息传递
【知识点】群落的演替;生态系统的结构;研究能量流动的实践意义
22.(2024高二下·镇海区期末)为探究 CO2浓度倍增对于干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响,某农科院在适宜温度的条件下进行了研究,结果如下图和表格(其中表为Q光强度下的测定值)。
组别 处理(Q光强度) 表观(净)光合速率/(μmolCO2·m-2 S- )) 相对气孔 开度/% 水分利 用效率
a 对照 大气 CO2浓度 12 100 1.78
b 干旱 7.5 62 1.81
c 对照 CO2浓度倍增 15 83 3.10
d. 干旱 9.5 47 3.25
(1)该研究的可变因素是   。光会影响   的合成,如果没有光照,黄瓜叶片会发黄。干旱胁迫也会导致叶肉细胞中类囊体结构破坏,使光反应减弱,供给碳反应的   减少,从而使光合作用过程减弱。
(2)在实验过程中, CO2浓度倍增会使表观光合速率增大,由此推测黄瓜幼苗光饱和点   (“变大”、“变小”或“不变”)。每经过一轮卡尔文循环,会有   份三碳糖产物离开卡尔文循环。
(3)根据实验结果分析,当a组表观(净)光合速率为12(μmolCO2 m-2 S- )时,限制光合作用的环境因素是   。在干旱胁迫条件下表观光合速率降低,由表可知,其原因可能是   ,进而直接影响卡尔文循环中的   速率。
(4)在干旱条件下,黄瓜幼苗的气孔每隔十分钟会进行周期性的闭合,称为“气孔振荡”,周期性的开闭气孔的意义是   。研究还发现,适当干旱处理会增大黄瓜根部细胞的   ,从而抵抗细胞失水。
【答案】(1)CO2浓度、是否干旱胁迫、净光合速率、相对气孔开度、水分利用效率;叶绿素;ATP和NADPH
(2)变大;1/3
(3)光照强度和CO2浓度;气孔开度下降;二氧化碳的固定
(4)既能降低蒸腾作用强度,又能保障二氧化碳的供应,使光合作用正常进行;水分利用效率(渗透压也可以)
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】(1)据题意,本实验目的是探究 CO2浓度倍增对于干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响,自变量是CO2浓度和是否干旱,因变量是净光合速率、相对气孔开度、水分利用效率,所以该研究的可变因素是CO2浓度、是否干旱胁迫、净光合速率、相对气孔开度、水分利用效率。如果没有光照,黄瓜叶片会发黄,因为叶绿素的合成需要光和镁,所以光会影响叶绿素的合成。干旱胁迫也会导致叶肉细胞中类囊体结构破坏,使光反应减弱,光反应的产物ATP和NADPH减少,供给碳反应的ATP和NADPH减少,从而使光合作用过程减弱。
(2)据图分析,CO2浓度倍增(c、d组)能使光饱和点向右上方移动,即光饱和点变大。每3个CO2分子进入卡尔文循环,就形成6 分子的三碳酸分子,这些三碳酸分子都被还原为三碳糖,其中5个三碳糖分子在卡尔文循环中经过一系列复杂的变化,再生成C5,从而保证卡尔文循环继续进行,另一个三碳糖分子则离开卡尔文循环,或在叶绿体内被利用,或运到叶绿体外,故生成离开卡尔文循环的一分子三碳糖,需要3轮卡尔文循环,即每经过一轮卡尔文循环,会有1/3份三碳糖产物离开卡尔文循环。(3)当a组净光合速率为12μmol CO2 m-2 s-1时,此时还没有达到光饱和点,限制光合作用的环境因素有光照强度和CO2浓度。由题表可知,在干旱胁迫条件下净光合速率降低,其原因可能是气孔开度降低,二氧化碳吸收减少,进而影响卡尔文循环中的二氧化碳固定速率。
(4)在干旱条件下,黄瓜幼苗的气孔每隔十分钟会进行周期性的闭合,这种现象称为“气孔振荡”,周期性的开闭气孔的意义是既能降低蒸腾作用强度,又能保障二氧化碳的供应,使光合作用正常进行。研究还发现,适当干旱处理会增大黄瓜根部细胞的水分利用效率,从而抵抗细胞失水。
【分析】影响光合作用的因素主要有以下几个方面:1.光照:
光照强度:光合速率通常随着光照强度的增加而加快,但超过一定范围后,光合速率的增加会变慢,直到不再增加。这是因为光照是光合作用的能量来源,但过强的光照可能导致光抑制现象。
光质:不同波长的光对光合作用的影响不同。通常情况下,红光下光合作用最快,蓝紫光次之,绿光最差,而白光是最理想的光源。
2.二氧化碳浓度:
二氧化碳是光合作用的重要原料,其浓度对光合作用有显著影响。在一定范围内,提高二氧化碳的浓度能提高光合作用的速率,但超过一定浓度后,光合作用的速率不再增加。
3.温度:
温度主要通过影响酶的活性来影响光合作用。在低温下,酶促反应较慢,光合速率较低;随着温度升高,光合速率会加快;但过高的温度会影响酶的活性,导致光合速率降低。光合作用的最适温度在25℃左右。
4.水分:
水分是光合作用的另一个重要原料,其可用性和质量直接影响光合作用的过程和效率。此外,水分还影响叶片气孔的开闭,间接影响二氧化碳的吸收。
5.矿质元素:
矿质元素虽然不直接参与光合作用的生物化学反应,但对植物的健康和光合作用的效率有重要影响。例如,氮、镁、铁、锰等是叶绿素等生物合成所必需的矿质元素。
6.其他外部因素:
大气中的碳和氧含量对植物的光合作用也有影响,尤其是二氧化碳的浓度和氧气的含量。
植物的种类和生长阶段也会影响其对光合作用因素的响应。
(1)据题意可知,本实验目的是探究 CO2浓度倍增对于干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响,自变量是CO2浓度和是否干旱,因变量是净光合速率、相对气孔开度、水分利用效率,因此该研究的可变因素是CO2浓度、是否干旱胁迫、净光合速率、相对气孔开度、水分利用效率。叶绿素的合成需要光和镁,因此光会影响叶绿素的合成,如果没有光照,黄瓜叶片会发黄。干旱胁迫也会导致叶肉细胞中类囊体结构破坏,使光反应减弱,光反应的产物ATP和NADPH减少,供给碳反应的ATP和NADPH减少,从而使光合作用过程减弱。
(2)据图分析,CO2浓度倍增(c、d组)能使光饱和点向右上方移动,即光饱和点变大。每3个CO2分子进入卡尔文循环,就形成6 分子的三碳酸分子,这些三碳酸分子都被还原为三碳糖,其中5个三碳糖分子在卡尔文循环中经过一系列复杂的变化,再生成C5,从而保证卡尔文循环继续进行,另一个三碳糖分子则离开卡尔文循环,或在叶绿体内被利用,或运到叶绿体外,故生成离开卡尔文循环的一分子三碳糖,需要3轮卡尔文循环,即每经过一轮卡尔文循环,会有1/3份三碳糖产物离开卡尔文循环。
(3)当a组净光合速率为12μmol CO2 m-2 s-1时,此时还没有达到光饱和点,限制光合作用的环境因素有光照强度和CO2浓度。由题表可知,在干旱胁迫条件下净光合速率降低,其原因可能是气孔开度降低,二氧化碳吸收减少,进而影响卡尔文循环中的二氧化碳固定速率。
(4)在干旱条件下,黄瓜幼苗的气孔每隔十分钟会进行周期性的闭合,这种现象称为“气孔振荡”,周期性的开闭气孔的意义是既能降低蒸腾作用强度,又能保障二氧化碳的供应,使光合作用正常进行。研究还发现,适当干旱处理会增大黄瓜根部细胞的水分利用效率,从而抵抗细胞失水。
23.(2024高二下·镇海区期末)果蝇的长翅(A)对残翅(a)为显性,A/a基因位于2号(常)染色体上。抗杀虫剂(B)对不抗杀虫剂(b)为显性。现将一只残翅不抗杀虫剂雄果蝇与一只长翅抗杀虫剂雌果蝇杂交,所得F1丧型及数量如下。据题干信息和表格数据回答: (所有基因均不在Y染色体)
F1 长翅抗杀虫剂雌 长翅抗杀虫剂雄 长翅不抗杀虫剂雌 长翅不抗杀虫剂雄
97 100 102 99
(1)只考虑翅型性状,F1果蝇基因型为   。据上文推测,杀虫剂抗性基因与翅型基因   (“符合”、 “不符合”、 “不一定符合”)自由组合定律。
(2)若同时考虑两对相对性状,仅通过一次杂交对B、b所在染色体初步定位(是否为伴性遗传;是否位于2号染色体),从F1中选择表型为   的果蝇进行杂交,对子代进行观察和统计 (不考虑突变和交叉互换)。
①若子代雌雄中均为长翅抗杀虫剂:长翅不抗杀虫剂:残翅抗杀虫剂:残翅不抗杀虫剂=3:3:1:1, 则   。
②若子代   ,则B、b基因基因位于常染色体上,且与A、a在同一条染色体上。
③若子代   ,则B、b基因基因位于X染色体上。
(3)实验结果表明,B、b基因位于 X染色体上。若将表格中F1随机交配,获得F2后施加杀虫剂,则存活子代中,B的基因频率为   ,存活的F2中纯合残翅抗杀虫剂的雌性个体所占比例为   。
(4)研究者取基因型为aa的雄蝇与AA雌蝇杂交,子代中发现了一只基因型为AAa的长翅雄蝇。分析原因,可能是母本在减数第   次分裂异常所致,产生了染色体数目变异的雌配子。通过核型鉴定发现,该AAa果蝇染色体数目正常,将它与正常残翅雌果蝇杂交(后代均存活),所得后代长翅:残翅=3:1,推测 AAa发生了染色体结构变异中的   。
【答案】(1)Aa;不一定符合
(2)长翅不抗杀虫剂和长翅抗杀虫剂;B/b位于常染色体上,且与A/a不在同一条染色体上;雌雄中均为长翅抗杀虫剂:长翅不抗杀虫剂:短翅不抗杀虫剂=2:1:1;长翅抗杀虫剂雌:短翅抗杀虫剂雌:长翅不抗杀虫剂雄:短翅不抗杀虫剂雄=3:1:3:1
(3)2/3;1/28
(4)一或二;易位
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;染色体结构的变异;染色体数目的变异;基因频率的概念与变化
24.(2024高二下·镇海区期末)高等植物中的乙烯生物合成受到发育阶段和环境的共同调节,其中乙烯合成酶在这一过程中起到至关重要的作用。拟南芥乙烯合成酶相关基因主要有两种:AtACS4和AtACSS为研究以上基因表达水平与发育阶段的关系,科学家将AtACS4和AtACS5的基因分别和GUS报告基因融合,并转入拟南芥。图1为使用的载体图谱,kan'为卡那霉素抗性基因,Amp'为氨苄青霉素抗性基因。据此回答下列问题:
幼嫩根 幼嫩叶 成熟根 成熟叶
AtACS4 艹 ++ ++++
AtACS5 + ++++ ++ ++
注:+越多,表示GUS基因产物经染色后颜色越深
(1)目的基因的克隆:根据AtACS4和AtACS5序列信息,设计引物对目的基因PCR扩增,对扩增产物进行电泳。制备凝胶时选择合适的梳子来制备样品孔,插入齿梳的时间应在琼脂糖凝固   (“前”或“后”)。电泳过程中,凝胶点样孔端应靠近电泳槽   极接口,电泳完成后切胶回收DNA,测序验证。
(2)构建重组DNA分子:测序后可知所得条带确为实验所需条带且无突变。为使目的基因正确插入载体相应位置,设计引物时,在目的基因两端分别引入   两种限制酶的识别序列。用   酶处理PCR所得的DNA片段与空载体(未插入目的基因的载体),可获得重组DNA 分子。
(3)将重组DNA 导入农杆菌:用氯化钙处理后的农杆菌,   发生了变化,成为感受态细胞。低温下将农杆菌与重组DNA混匀,使外源DNA粘附与受体细胞表面,最后短暂热刺激,使外源 DNA 进入受体细胞。将受体菌接种在   (“含”或“不含”)抗生素的培养液中,慢速培养一段时间,使细胞恢复回正常状态,并表达相关基因。两小时后,再将农杆菌溶液涂布于添加了   的LB平板进行筛选。
(4)农杆菌转化拟南芥:将转基因农杆菌与消毒处理拟南芥叶片共同培养,共同培养后的拟南芥叶片转入含氨苄青霉素的固体培养基,进行多次   培养,主要目的是除去农杆菌和筛选转化的植物细胞。若培养基中氨苄青霉素浓度太低,可能会出现较多假阳性植株,因此在转基因前需要对受体进行   检测。经过发芽和生根培养后的组培苗,在移栽大田前需进行炼苗,炼苗的作用是   。
(5)拟南芥乙烯合成酶的表达特点:使用GUS染液染色后,具GUS基因表达产物的部位会现蓝色,用肉眼可看到,且一定程度下染色深浅可反映出GUS基因的表达水平。使用GUS染液对不同发育阶段的两种转基因拟南芥进行染色。AtACS4和AtACS5的启动子和GUS报告基因融合后进行转化、染色后获得的实验结果如上表,可以推测   启动子在幼嫩植铢的叶片中表达量更高,AtACS4在根中的表达情况是   。
【答案】(1)前;负
(2)PvuⅡ、HindⅢ;限制酶和DNA连接酶
(3)生理状态;不含;卡那霉素
(4)选择;敏感性;提高组培苗对外部环境的适应能力
(5)AtACS5;在幼嫩植株根中不表达,在成熟植物根中表达
【知识点】培养基对微生物的选择作用;基因工程的操作程序(详细)
25.(2024高二下·镇海区期末)Ⅰ有资料表明含铅多的食物如罐装饮料、烧烤等进入人体后,会造成人体铅中毒,严重时会影响青少年的学习记忆。科研人员为验证铅对大鼠神经系统的毒害作用。设计了以下实验思路:
①将生长状况和体重一致的大鼠随机平均分成4组;
②A、B、C组每天灌胃等量1g/L、2g/L、3g/L用蒸馏水配制的醋酸铅溶液2次, D组作为对照组,每天 ;
③各组按上述处理2个月,其他条件相同且适宜;
④2个月后测定大鼠的学习记忆能力和脑组织中乙酰胆碱酯酶(AChE)活性并记录,并对实验数据进行统计分析。
(1)步骤②中应该填写的内容是   。
(2)大鼠的学习记忆能力测定方法用“水迷宫实验”:让大鼠从入水点入水,训练其寻找水面下隐蔽平台(池水黑色,大鼠无法看到平台),重复训练4天后撤去平台,通过测定大鼠从入水点到达原平台水域的时间。
水迷宫实验中,重复训练可使短期记忆转化为长期记忆,以此强化不同神经元之间建立新的   (填结构名称)。大鼠从入水点到达原平台水域的时间越   ,说明大鼠学习记忆能力越强。若实验中水的温度明显小于大鼠体温,则小鼠通过分泌   (填两种激素名称)增强,调节细胞代谢,使机体产能增加。
(3)乙酰胆碱酯酶(AChE)活性高低,也可以间接说明学习记忆能力强弱。AChE可将乙酰胆碱(ACh)水解为胆碱和乙酸,胆碱易通过一定方式被测定,以此信息,AChE 活性可通过测定   表示。乙酰胆碱是与学习、记忆有关的化学递质,乙酰胆碱会与突触后膜上的相应的受体结合,引起突触后膜发生去极化、   的动作电位变化过程。
(4)结果发现随施加的醋酸铅浓度增大,大鼠学习记忆能力越来越差,同时 AChE 活性也越来越低。以“从入水点到达原平台水域的时间”和“AChE活性”为检测指标,请用柱形图表示本实验的预期结果   。
II多方报道称,雌激素能改善动物记忆,为探究其可能机理,某研究团队利用大鼠继续进行试验,研究数据如下表,请回答下列相关问题:
组别 处理 BDNF mRNA (相对值) BDNF (相对值) 记忆水平
A 假手术 100 100
B 切除卵巢 35 33
C 切除卵巢, 注射雌激素 98 99
(注:BDNF 是一种脑源性神经营养因子,具有神经营养作用。“+”越多表示记忆水平越高)
(5)动物体内雌性激素的分泌需要依赖   调控轴的控制。
(6)BDNF是体内含量最多的神经营养因子,主要是由神经元和   分泌产生,它通过与受体—离子通道复合体结合,可能会导致神经元钙离子通道开放,钙离子进入胞内,促进突触小泡与   融合,释放兴奋性神经递质,易产生兴奋,从而促进学习记忆。
(7)综合上述研究结果,推测雌激素改善记忆的可能机理是:   
【答案】灌胃等量的用蒸馏水2次;突触;快;肾上腺素和甲状腺激素;单位时间内胆碱的生成量;反极化;;下丘脑-垂体-性腺;神经胶质细胞;突触前膜;雌激素通过增强BDNF基因表达,产生更多的BDNF以促进兴奋的传递,从而改善提高记忆水平
【知识点】神经冲动的产生和传导;脑的高级功能;动物激素的调节;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】(1)由题意可知,该实验的目的是验证铅对大鼠神经系统的毒害作用,实验设计遵循对照原则和单一变量原则,根据单一变量原则可知,A、B、C组每天灌胃等量1g/L、2g/L、3g/L用蒸馏水配制的醋酸铅溶液2次,所以使D组作为对照组,但此时未排除无关变量对实验结果的干扰,每天灌胃等量的用蒸馏水2次。
(2)长期记忆可能与新突触的建立有关,而短期记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关,重复训练可使短期记忆转化为长期记忆,这样可以强化不同神经元之间建立新的突触。大鼠从入水点到达原平台水域的时间越短,说明大鼠学习记忆能力越强,这是因为较短的时间意味着大鼠能够更快地找到隐藏的平台,从而显示出更好的学习和记忆能力。若实验中水的温度明显小于大鼠体温,则小鼠通过分泌甲状腺激素和肾上腺素增多,调节细胞代谢,使机体产能增加。
(3)由题,乙酰胆碱酯酶(AChE)活性高低,间接说明了学习记忆能力强弱。AChE可将乙酰胆碱(ACh)水解为胆碱和乙酸,胆碱易通过一定方式被测定,AChE活性可通过测定单位时间内胆碱的增加量表示。乙酰胆碱是与学习、记忆有关的化学递质,乙酰胆碱会与突触后膜上的相应的受体结合,引起突触后膜发生去极化、反极化的动作电位变化过程。
(4)根据实验结果``随施加的醋酸铅浓度增大,大鼠学习记忆能力越来越差,即大鼠从入水点到达原平台水域的时间越来越长,同时AChE活性也越来越低''可知,用柱形图表示本实验的预期结果为:
(5)雌性激素分泌的调节:下丘脑通过释放促性腺激素释放激素,来促进垂体合成和分泌促性腺激素,促性腺激素则可以促进卵巢的活动,合成和释放雌性激素,即动物体内雌性激素的分泌需要依赖下丘脑-垂体-性腺调控轴的控制。
(6)BDNF是一种脑源性神经营养因子,主要由神经元和神经胶质细胞分泌产生。它通过与受体-离子通道复合体结合,可能会导致神经元钙离子通道开放,钙离子进入胞内。这种钙离子的流入会促进突触小泡与突触前膜融合,释放兴奋性神经递质,进而使得神经元更容易产生兴奋,从而促进学习记忆。(7) 综合上述研究结果,可以推测雌激素改善记忆的可能机理是:雌激素通过某种方式刺激神经元和神经胶质细胞产生BDNF,即增强BDNF基因表达,产生更多的BDNF,进而通过受体-离子通道复合体促进钙离子进入神经元,从而增强突触小泡与突触前膜的融合,释放更多的兴奋性神经递质,使得神经元更容易产生兴奋,从而提高学习记忆能力。
【分析】兴奋的传导过程可以分为在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递两个主要部分。
兴奋在神经纤维上的传导
1.定义:兴奋是指动物体或人体内的某些组织(如神经组织)或细胞感受外界刺激后,由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。
2.传导方式:兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的,这种电信号也叫神经冲动。
3.传导过程:
静息状态:细胞膜电位外正内负。
受到刺激:兴奋状态时,Na+、K+内流,细胞膜电位变为外负内正。
形成局部电流:兴奋部位与未兴奋部位间由于电位差的存在形成局部电流。
传导方向:由于兴奋部位与两侧未兴奋部位都存在电位差,所以刺激神经纤维上任何一点,所产生的冲动均可沿着神经纤维向两侧同时传导。
兴奋在神经元之间的传递
1.传递方式:神经元之间的兴奋传递是通过突触实现的。
2.突触结构:突触由三部分构成,即突触前膜、突触间隙和突触后膜。
3.传递过程:
当兴奋沿轴突传到突触时,突触小泡就向突触前膜移动,与突触前膜接触融合后就将递质释放到突触间隙里。
递质通过突触间隙扩散到突触后膜,与后膜上的受体结合,引起突触后膜的电位变化,从而使后一神经元产生兴奋或抑制。
4.传递方向:由于神经递质只存在于突触小泡内,所以兴奋在神经元之间(即在突触处)的传递是单向的,只能是突触前膜→突触间隙→突触后膜。
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