重庆市第八名校2024届生物月考试卷(二)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2024高三下·重庆市月考)内质网(ER)是细胞质内由膜组成的一系列片状的囊腔和管状的腔,彼此相通形成一个隔离于细胞质基质的管道系统,为细胞中的重要细胞器。下列关于内质网的描述,正确的是( )
A.内质网是细胞内囊泡运输的交通枢纽
B.性腺细胞的内质网是合成性激素的场所
C.蛋白质的合成都需要经过内质网的折叠
D.内质网维持着细胞形态,锚定支撑着细胞器
【答案】B
【知识点】其它细胞器及分离方法;细胞器之间的协调配合;细胞骨架
【解析】【解答】A、细胞内囊泡运输的交通枢纽是高尔基体,而不是内质网,A错误;
B、性激素的化学本质是脂质,合成脂质的场所是光面内质网,故性腺细胞的内质网是合成性激素的场所,B正确;
C、蛋白质的合成不都需要经过内质网的折叠,如原核细胞不含内质网,所以蛋白质不需要经过内质网的折叠,C错误;
D、细胞骨架维持着细胞形态,锚定支撑着细胞器,D错误。
故答案为:B。
【分析】细胞中的细胞器是细胞内具有一定形态、结构、功能的微器官,也称为拟器官或亚细胞结构。它们通常由蛋白质外壳与其内部的液态基质或固体基质组成。细胞器在细胞质中具有特定的空间分布和排列,并且它们之间、细胞器与细胞核之间,以及细胞器与质膜之间在结构和功能上有紧密的联系和协调。
常见的细胞器包括:
1. 线粒体:被称为细胞的“动力工厂”,是细胞进行有氧呼吸的主要场所,它能将有机物中的化学能转化为ATP中的化学能。
2. 叶绿体:存在于绿色植物细胞中,是绿色植物进行光合作用的场所,能将光能转化为化学能。
3. 内质网:由复杂的膜系统组成的连接核膜与细胞膜的细胞器,是细胞内蛋白质合成与加工的场所,也是脂质合成的车间。
4. 高尔基体:在动物细胞中与分泌物的形成有关,在植物细胞中与细胞壁的形成有关。
5. 溶酶体:是“消化车间”,内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
6. 液泡:主要存在于植物细胞中,内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质,可以调节植物细胞内的环境,充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。
7. 中心体:存在于动物细胞和某些低等植物细胞中,由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成,与细胞的有丝分裂有关。
2.(2024高三下·重庆市月考)盛夏中午花卉叶片表面温度非常高,蒸腾作用强。为了能及时补充叶片水分,根系需要不断地从土壤吸收水分。如果这个时候给花浇冷水,导致土壤温度突然降低,根系的根毛就会因为受到低温刺激而立即收缩,阻碍水分的正常吸收。而此时花卉叶面的气孔还没有关闭,叶片大量失水,植物内部水分供求失去了平衡,就会产生“生理干旱”,严重时会引起植株死亡。这种现象在草本花卉中反应非常明显, 比如天竺葵、翠菊等都最忌炎热天气中午浇冷水。下列说法正确的是( )
A.夏日正午,植物根毛细胞通过主动运输从土壤中吸收水分
B.植物叶片不能吸水是因为表皮细胞没有水通道蛋白的基因
C.盛夏中午,植物细胞渗透压大小关系是叶肉>茎>根毛
D.依据不完全归纳法,草本花卉都应该避免正午浇水
【答案】C
【知识点】渗透作用;被动运输
3.(2024高三下·重庆市月考)糖酵解是葡萄糖氧化分解成2分子丙酮酸的过程。葡萄糖可在己糖激酶作用下,磷酸化成1,6-二磷酸葡萄糖,是糖酵解过程中的关键步骤。科研人员找到一种代糖——脱氧葡萄糖。该代糖同样可被己糖激酶磷酸化,但磷酸化后的产物不能参与后续反应,而是在胞内积累。下列说法错误的是( )
A.己糖激酶具有一定的专一性
B.摄入该代糖后,细胞内的ATP含量显著下降
C.己糖激酶直接参与反应,过程中自身构象会改变
D.代糖对以无氧呼吸为主的癌细胞的抑制效果更显著
【答案】B
【知识点】酶的特性;ATP与ADP相互转化的过程;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、一种酶只能催化一种或者一类化学反应,这是由于酶的专一性,由题,己糖激酶可在ATP磷酸化后,将葡萄糖转化为6—磷酸葡萄糖,由此可知该酶具有专一性,A正确;
B、ATP本身在体内含量并不高,需要时ATP与ADP之间速速转化,即使该代糖同样可被己糖激酶磷酸化,但磷酸化后的产物不能参与后续反应,这会导致ATP的合成量减少,但细胞中ATP的含量几乎不变,B错误;
C、己糖激酶可催化葡萄糖转化为1,6—二磷酸葡萄糖,直接参与反应,再反应过程中己糖激酶会发生磷酸化过程,并且同时自身构象发生改变,C正确;
D、无氧呼吸只有第一阶段合成ATP,葡萄糖氧化分解成2分子丙酮酸的过程属于细胞呼吸的第一阶段,以无氧呼吸为主的癌细胞需大量进行无氧呼吸供能,摄入该代糖后会终止无氧呼吸的第一阶段,并在体内积累,显著抑制癌细胞,D正确。
故答案为:B。
【分析】有氧呼吸和无氧呼吸是两种不同的生物化学过程,它们都是细胞获取能量的方式,但存在显著的差异。
有氧呼吸:
有氧呼吸是指细胞在有氧的参与下,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,同时释放出大量能量的过程。该过程主要在细胞的线粒体中进行,包括三个主要阶段:糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链。通过有氧呼吸,细胞能够高效地获取能量,用于支持各种生命活动。
场所:主要在细胞的线粒体中进行,部分(如糖酵解)在细胞质基质中进行。
条件:需要氧气的参与。
产物:二氧化碳和水。
能量释放:释放大量能量。
无氧呼吸:
无氧呼吸则是指细胞在无氧的条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物(如酒精和二氧化碳或乳酸),同时释放出少量能量的过程。无氧呼吸主要发生在细胞质基质中。
场所:主要在细胞质基质中进行。
条件:不需要氧气的参与。
产物:酒精和二氧化碳(某些植物和酵母菌)或乳酸(动物、人和某些植物如马铃薯块茎、甜菜块根)。
能量释放:释放少量能量。
两者的主要区别:
1.反应的场所不同:有氧呼吸主要在线粒体和细胞质基质中进行,而无氧呼吸只在细胞质基质中进行。
2.条件不同:有氧呼吸需要氧气的参与,而无氧呼吸不需要。
3.产物不同:有氧呼吸的产物是二氧化碳和水,而无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳(或乳酸)。
4. **能量释放不同**:有氧呼吸释放大量能量,而无氧呼吸释放少量能量。
两者的相同点:
1.第一阶段反应相同:都是葡萄糖在酶的催化下分解成丙酮酸、还原氢以及ATP。
2.都能给生命活动提供能量:尽管无氧呼吸提供的能量相对较少。
4.(2024高三下·重庆市月考)果蝇成体中的神经干细胞(NSC)可在机体需要时增殖,也可分化为神经细胞、神经胶质细胞等以达到稳定细胞数量或修复机体的目的。研究证明果蝇胚胎早期发育时,NSC中Trbl基因的表达会使NSC进入暂不增殖的状态,且有相当部分(约75%)的细胞停滞在了G2期。如图显示了果蝇胚胎发育早期NSC细胞进入或解除停滞状态的分子机理,其中Trbl、Akt、dILPs都是蛋白质分子。下列叙述错误的是( )
A.神经干细胞属于成体干细胞
B.处于增殖期Ⅰ的细胞和停滞期的细胞DNA的含量可能存在差异
C.Akt可以促进NSC脱离停滞期、能促进细胞分裂
D.dILPs可能是一种激素分子,通过与细胞内的Akt结合可抑制Trbl发挥作用
【答案】D
【知识点】干细胞的概念、应用及研究进展;干细胞的概念及种类
【解析】【解答】A、成体干细胞是指存在于一种已经分化组织中的未分化细胞,干细胞可以实现自我更新并且能够特化形成组成该类型组织的细胞,而神经干细胞可在机体需要时增殖,分化为神经细胞、神经胶质细胞和胶质细胞等多种细胞,所以神经干细胞属于成体干细胞,A正确;
B、Trbl基因的表达会使NSC进入暂时不增殖的状态,且有相当部分的细胞停滞在G2期,故停滞期的细胞可能停滞在多个不同阶段,推测停滞期的细胞有些完成DNA的复制,有些没有,所以增殖期Ⅰ的细胞和停滞期的细胞在DNA含量上有差异,B正确;
C、据图,Trbl基因的表达会使NSC进入暂时不增殖的状态,Akt会抑制Trbl的作用,可以使NSC细胞继续分裂,C正确;
D、激素被受体细胞识别,发挥作用后会灭活,而dILPs是蛋白质分子,通过激活Akt去抑制Trbl作用,所以dILPs不是激素,D错误。
故答案为:D。
【分析】干细胞是一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细胞,它们能够产生至少一种类型的高度分化的子代细胞。干细胞在生物学和医学领域有着广泛的应用前景。以下是关于干细胞的详细介绍:
定义与特性
定义:干细胞是具有自我复制能力的多潜能细胞,在特定条件下可以向多种功能的细胞分化。
特性:干细胞具有多向分化潜能和自我更新能力,是非终末分化细胞,终生保持未分化或低分化特征,并且具有无限分裂、增殖的潜能。
分类
根据不同的分类方式,干细胞可以分为多种类型:
按发育生存阶段:分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞具有分化成各种组织和各种干细胞的能力,而成体干细胞则存在于已经分化的组织中,如造血干细胞、骨髓中的间充质干细胞等。
按分化潜能:分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。全能干细胞可以分化成所有类型的细胞,如胚胎干细胞;多能干细胞可以分化成多种类型的细胞,如造血干细胞;单能干细胞只能分化成一种类型的细胞,如上皮组织基底层的干细胞。
按来源部位:分为脐带干细胞、胎盘干细胞、脐带血干细胞、牙髓干细胞、骨髓干细胞、脂肪干细胞等。
应用领域
干细胞在医学领域有着广泛的应用,主要包括以下几个方面:
细胞替代治疗:利用干细胞修复或替代受损的组织和器官,如利用间充质干细胞治疗神经系统疾病、糖尿病等。
系统重建:利用造血干细胞和间充质干细胞重建机体的造血系统和免疫系统,治疗白血病、再生障碍性贫血等血液疾病及免疫系统缺陷亢进疾病。
组织工程:在体外培养形成组织器官,替代人体病变的组织器官。
基因治疗:作为基因治疗的理想靶细胞,创造环境使目的基因后续稳定表达。
抗衰老保健:利用干细胞的多向分化和修复力,对衰老的机体进行修复,达到抗衰老保健的目的。
5.(2024高三下·重庆市月考)血友病是一种伴X隐性遗传病,经研究发现其致病基因d有两种突变形式,记作dA与dB。如图表示某血友病家族系谱图,Ⅱ1同时还患有克氏综合征(性染色体组成为XXY)。不考虑新的突变和染色体片段交换,下列分析正确的是( )
A.Ⅱ1性染色体异常,是因为Ⅰ2减数分裂Ⅰ时同源染色体不分离
B.Ⅱ2与正常女性婚配,所生子女患有该伴X染色体隐性遗传病的概率是1/2
C.Ⅱ3的一个次级卵母细胞与Ⅰ1的一个次级精母细胞中含有的dA数目相同
D.Ⅱ4与基因型与Ⅱ2相同的个体结婚,所生子女患血友病的概率为1/2
【答案】D
【知识点】伴性遗传;人类遗传病的类型及危害
【解析】【解答】A、由题,Ⅱ1患有克氏综合征(性染色体组成为XXY),且其是伴X染色体隐性遗传病的患者,结合系谱图可知,其基因型为XdAXdBY,结合系谱图分析可知,Ⅰ1的基因型为XdAY,Ⅰ2的基因型为XDXdB(D为正常基因),不考虑新的基因突变和染色体变异,Ⅱ1性染色体异常,是因为Ⅰ1减数分裂Ⅰ后期同源染色体X与Y不分离,形成了XdAY的精子,该精子与基因型为XdB的卵细胞形成了基因型为XdAXdBY的受精卵导致的,A错误;
B、由A项,Ⅰ1的基因型为XdAY,Ⅰ2的基因型为XDXdB,则Ⅱ2的基因型为XdBY,正常女性的基因型可能是XDXD、XDXdA、XDXdB,所以Ⅱ2与正常女性(基因型不确定)婚配,所生子女患有该伴X染色体隐性遗传病的概率不确定,B错误;
C、由A项,Ⅰ1的基因型为XdAY,Ⅰ2的基因型为XDXdB,且Ⅱ3的基因型为XdAXdB,Ⅱ3一个卵原细胞产生一个次级卵母细胞含0或2个dA,Ⅰ1一个精原细胞进行减数分裂时产生一个次级精母细胞中含有0或2个dA,故Ⅱ3的一个次级卵母细胞与Ⅰ1的一个次级精母细胞中含有的dA数目不一定相同,C错误;
D、由A项分析可知,Ⅰ1的基因型为XdAY,Ⅰ2的基因型为XDXdB,结合题图,则Ⅱ4的基因型为XDXdA,Ⅱ2的基因型为XdBY,Ⅱ4与基因型与Ⅱ2相同的个体结婚,所生子女患血友病个体为XdAXdB=1/2×1/2=1/4、XdAY=1/2×1/2=1/4,故所生子女患血友病的概率为1/2,D正确。
故答案为:D。
【分析】伴性遗传是指在遗传过程中,子代的部分性状由性染色体上的基因所控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传方式总是和性别相关联。具体来说,人类有23对染色体,其中22对是常染色体,1对是性染色体(XX为女性,XY为男性)。如果致病的基因位于X或Y染色体上,并通过这种遗传方式传递给下一代,导致遗传病,那么这种遗传方式就被称为伴性遗传。
伴性遗传的特点
1.与性别相关:由于控制性状的基因位于性染色体上,因此遗传方式总是与性别相关联。
2.分为显性和隐性:根据致病基因在X染色体上的显隐性,伴性遗传可分为X伴性显性遗传和X伴性隐性遗传两种。后者更为常见,如血友病、色盲、肌营养不良等。
3.遗传规律:伴性遗传遵循孟德尔遗传定律,即基因的分离定律和独立分配定律。
伴性遗传的实例
1.红绿色盲:这是一种X连锁隐性遗传病,男性患者多于女性。有色盲的男性会将遗传基因X染色体传给女儿,女儿成为遗传基因的携带者,并可能通过其女儿传给外孙一代。
2.血友病:这也是一种X伴性隐性遗传病,主要影响男性和女性,但男性患者的症状通常更为严重。
3.白化病:虽然白化病主要属于常染色体隐性遗传,但其中的眼白化病属于伴性遗传。
6.(2024高三下·重庆市月考)为确定遗传信息从DNA 传递给蛋白质的中间载体,科学家们提出了两种假说。
假说一:核糖体RNA可能就是遗传信息的载体;
假说二:另有一种RNA(称为mRNA)作为遗传信息传递的信使。
研究发现噬菌体侵染细菌后,细菌的蛋白质合成立即停止,转而合成噬菌体的蛋白质,在此过程中,细菌细胞内合成了新的噬菌体RNA。为确定新合成的噬菌体RNA是否为“信使”,科学家们进一步进行实验(如图)。下列说法错误的是( )
A.用15NH4Cl作为氮源,培养多代可以得到“重”细菌和“重”核糖体
B.在“轻”培养基中加入32P标记的尿嘧啶核糖核苷酸,以标记所有新合成的RNA
C.图中密度梯度离心结果(主要取决于14N和15N)表明噬菌体在大肠杆菌内控制合成出了“重”核糖体
D.若新合成的噬菌体RNA能与噬菌体DNA结合成杂交双链而不能和细菌DNA结合,可以证明新合成的噬菌体RNA为遗传信息传递的“信使”
【答案】C
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、细菌能利用培养基中的氮源和碳源合成自身的蛋白质和核酸等生物大分子,新合成的核糖体和子代细菌比原来重,因为使用了15NH4Cl作为培养基中的氮源,经过若干代培养后,可获得具有“重”核糖体的“重”细菌,A正确;
B、RNA的单位核糖核苷酸中特有的碱基是尿嘧啶,所以在“轻”培养基中加入32P标记的尿嘧啶核糖核苷酸,可标记所有新合成的RNA,B正确;
C、将细菌内的核糖体进行密度梯度离心,发现全部为“重”核糖体,这是由于噬菌体侵染期间并没有合成新的核糖体,所以离心后全是“重”核糖体,C错误;
D、若噬菌体RNA能够与噬菌体DNA结合成杂交双链,则可证明它是在噬菌体DNA控制下合成出来的,也就是遗传信息从DNA传递给蛋白质的中间载体,D正确。
故答案为:C。
【分析】RNA(核糖核酸)是存在于生物细胞和某些病毒、类病毒中的遗传信息载体,它主要分为以下几种类型,并各自具有特定的作用:1.信使RNA(mRNA):
作用:mRNA在基因表达的过程中能够携带信息,将DNA的信息精确转录下来,再由mRNA的碱基顺序决定蛋白质的氨基酸顺序,完成信息传递的过程。它是合成蛋白质的模板,内容按照细胞核中的DNA所转录。
特点:mRNA是单链的,其顺序决定蛋白质的氨基酸顺序,起模板作用。约占细胞RNA总量的3%~5%。
2.转运RNA(tRNA):
作用:tRNA在基因表达过程中起到识别相应氨基酸,并依据mRNA的遗传密码挨次正确地将它携带的氨基酸连结起来形成多肽链。
特点:tRNA是分子最小的RNA,其分子量平均约为27000(25000-30000),由70到90个核苷酸组成。tRNA通过单链自身回折成三叶草形状,具有特定的环和茎结构。
3.核糖体RNA(rRNA):
作用:rRNA是组成核糖体的主要成分,核糖体是合成蛋白质的工厂。rRNA一般与核糖体蛋白质联合在一起,形成核糖体,是蛋白质合成的工作场所。
特点:rRNA的分子量较大,结构相当复杂。在大肠杆菌中,rRNA量占细胞总RNA量的75%-85%。
此外,还有一些其他类型的RNA,如反义RNA、小核RNA(snRNA)、核仁小分子RNA(snoRNA)、微小RNA(miRNA)和沉默RNA(siRNA)等,它们在细胞中发挥不同的功能,如参与基因表达的调控、RNA剪接、rRNA成型以及RNAi作用等。
7.(2024高三下·重庆市月考)肝癌是全球发病率最高的十大癌症之一。有研究表明P基因与肝癌的发生密切相关。我国研究人员发现肝癌细胞(HG2)和正常肝细胞中的P基因存在差异,如图所示。为了探究药物A的治疗作用,他们用含不同浓度药物A的培养液培养HG2,检测细胞的凋亡情况,结果如下表。下列相关说法错误的是( )
药物A对HG2细胞凋亡的影响情况
处理时间/d 对照组 药物A浓度(μmol/L)
1 5 10
1 4.2 5.8 7.8 6.0
2 3.3 8.9 15.4 11.2
3 6.3 19.2 30.4 25.6
4 6.5 15.4 19.5 17.3
5 4.4 12.1 15.3 13.5
注:表中数值越大,表示凋亡率越高。
A.由图可知P基因为一种抑癌基因
B.该实验的自变量是药物A的浓度和处理时间
C.若要进一步研究药物A作用机理,应选择处理时间为3天的细胞进行检测
D.各组细胞P基因甲基化水平为:对照组<1μmol/L组<10μmol/L组<5μmol/L组
【答案】D
【知识点】细胞癌变的原因
【解析】【解答】A、抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖或者促进细胞凋亡,抑癌基因一旦突变会导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,P基因的启动子被高度甲基化导致P基因不能表达,最后会形成肝癌细胞,由此可见P基因是抑癌基因,A正确;
B、据题,本实验用含不同浓度药物A的培养液培养HG2,检测细胞的凋亡情况,根据表格可知本实验的自变量为药物A的浓度和处理时间,B正确;
C、据表中每组的数据可知,第3天的细胞凋亡率最高,所以应该选择处理三天的细胞来检测,C正确;
D、对比同一天的实验数据可知,药物A的浓度为5μmo/L时凋亡率最高,对照组凋亡率最低,凋亡率与细胞P基因启动子区域甲基化程度呈负相关,甲基化程度越高,则P基因的表达量越低,则细胞P基因启动子区域甲基化水平为:对照组>1μmo/L药物A组>10μmo/L药物A组>5μmo/L药物A组,D错误。
故答案为:D。
【分析】细胞的癌变是一个复杂的过程,涉及多种因素的综合作用。以下是对细胞癌变过程的详细解释:
定义
癌变是正常细胞转变为恶性细胞的过程。从正常细胞转变成恶性细胞之后,生物学特性会发生明显变化,包括无限增殖、细胞结构发生变化以及生理功能异常。
原因
细胞癌变的主要原因包括以下几个方面:
1.致癌因子的作用:细胞受到致癌因子的作用,不能够正常的完成细胞分化、生长和分裂,失控出现异常增殖,从而变成癌细胞。
2.各种致病因子的刺激:如细菌、病毒感染等,长期高危型HPV病毒感染与宫颈癌密切相关,黄曲霉菌与肝癌等相关。
3.不良生活习惯:如吸烟、饮酒等与肺癌、胃癌等相关,经常吃热的食物容易患食管癌,吃烧烤、腌制等食物容易患消化道肿瘤。
4.免疫力低下和抑郁:机体免疫力低下、抑郁等因素也会使细胞异常的增殖、增生,脱离免疫监视,容易引起肿瘤细胞发生。
5.物理致癌因子:如电离辐射、X射线、紫外线等,长期X射线辐射与乳腺癌相关,紫外线照射与皮肤癌等相关。
6.基因突变:机体正常细胞都有癌基因与抑癌基因两种,使其机体处于一个平衡状态,当某一基因突变或平衡点被打破,细胞则会发生癌变。
发展过程
癌症的发展是一个相当漫长的过程,从癌细胞到癌变,往往会经历以下五个阶段:
1.癌前病变:健康细胞到癌细胞转化的过程,此时患者身体已经出现了病变,如果继续发展下去,存在癌变的可能性。
2.原位癌:最早期的癌变,出现在患者某器官黏膜上皮或皮肤表皮内的重度非典型增生,还没有突破基底膜形成浸润,也没有任何转移和扩散的倾向。
3.浸润癌:癌细胞突破上皮组织基底膜,进入到周围组织,其过程可能是几年、十几年,也可能是短短几个月。
4.淋巴转移:癌细胞穿过淋巴管,进入淋巴结,形成淋巴转移。
5.远端转移:癌细胞通过血液或其他途径转移到远端器官,形成远端转移。
诊断和检查
癌细胞的检查可以通过多种方法,包括病理组织学检查、细胞病理学检查、血液肿瘤标志物的检查等。此外,超声检查、CT扫描或者核磁共振检查等影像学手段也可以辅助诊断。
8.(2024高三下·重庆市月考)一万多年前,内华达州许多湖泊通过纵横交错的小溪流连结起来,湖中有不少鳉鱼。之后小溪流渐渐消失,形成了若干个独立的湖泊。各湖泊生活的鳉鱼形态差异也变得明显(分别称为a、b、c、d)。如图为内华达州1万多年以来湖泊地质的变化示意图。请问下列说法正确的是( )
A.一万多年后,四个湖泊中的所有鳉鱼所含的全部基因称为鳉鱼种群的基因库
B.a和b两湖的鳉鱼能交配,它们一定为同一物种
C.c种群中仅位于X染色体上的基因,在雌、雄群体中的基因频率一般相等
D.d种群个体之间在形态、颜色等方面的差异,体现了物种的多样性
【答案】C
【知识点】协同进化与生物多样性的形成;基因频率的概念与变化;物种的概念与形成
【解析】【解答】A、四个湖泊之间存在地理隔离,一万多年后这四个地区的鳉鱼可能属于不同的物种,四个湖泊中的所有鳉鱼所含的全部基因不可以称为鳉鱼种群的基因库,A错误;
B、a和b两湖的鳉鱼能交配,但其交配未必能产生后代,或者产生的后代不一定可育,所以它们不一定为同一物种,B错误;
C、雄性群体中的X染色体上的基因来自于雌性群体,所以仅位于X染色体上某基因频率在雌、雄群体中是相同的,C正确;
D、d种群个体之间在形态、颜色等方面的差异,这体现了基因的多样性,D错误。
故答案为:C。
【分析】新物种的形成,又称为物种形成,是生物学演化的一个重要过程,它指的是生物分类上的新物种的诞生。自然界的物种形成主要有以下几种模型:
1.异域性物种形成:
同一物种由于地理隔离,分别演化为不同的物种。例如,一个广布的物种由于地理屏障(如山脉、河流、海洋等)被分隔成两个或多个相互隔离的种群。这些种群由于地理上的隔离,基因交流大大减少或停止,逐渐积累遗传差异,最终形成生殖隔离,成为不同的物种。
2.同域性物种形成:
同一物种在相同的环境,由于行为改变、基因突变或生态位分离等原因而演化为不同的物种。这种情况较为罕见,但在寄生生物中较为常见,因为寄生物常在宿主体内交配,较易形成与母群的生殖隔离。
3.边域性物种形成:
在物种形成过程中,一个小族群由于某种原因和原来的大族群隔离。隔离时,小族群的基因经历剧烈变化。当小族群再跟大族群相遇时,已经形成不同物种。
4.邻域性物种形成:
两个物种形成中的族群虽然分开,但是相邻。它们之间的各族群都有些许不同,但彼此相邻的两族群之间仍能互相杂交。然而,在两边最极端的族群已经差异太大而形成不同的种类。
物种形成的过程通常包括三个关键环节:
1.突变以及基因重组:为进化提供原料。
2.自然选择:是进化的主导因素。
3.隔离:是物种形成的必要条件。
此外,生殖隔离机制的建立也是新物种形成的重要标志。生殖隔离可以发生在合子形成之前(如栖息地隔离、时间隔离、行为隔离、生殖器官隔离)或合子形成之后(如合子后隔离)。
9.(2024高三下·重庆市月考)研究发现新冠病毒感染造成蛋白质GP73的异常分泌是引发机体血糖异常的重要原因。血浆GP73含量升高促进血糖异生(非糖物质转化为葡萄糖),增加了患者死亡风险。图甲为GP73参与新冠病毒诱导血糖异常变化的过程示意图。研究人员探究了注射抗GP73抗体、GP73基因敲除等处理对新冠病毒感染小鼠血糖异常升高的抑制作用,结果如图乙所示。下列相关叙述及推测错误的是( )
A.由图甲可知,蛋白质GP73能与肝细胞膜上的受体结合
B.由图甲可知,PKA信号通路可以被cAMP激活,感染者体内的糖异生过程受PKA信号通路的调控
C.图乙a中自变量为是否注入抗GP73抗体和小鼠是否被新冠病毒感染
D.注射抗GP73抗体、敲除GP73基因均能缓解感染小鼠的血糖异常升高,注射抗GP73抗体处理减缓效果更明显
【答案】D
【知识点】激素调节的特点;血糖平衡调节
【解析】【解答】A、据图,引发肝细胞的生理功能发生改变的原因是蛋白质GP73与肝细胞膜上的受体结合,A正确;
B、据图,GP73与肝细胞膜上的受体结合,从而促进ATP转化为cAMP,最后激活PKA信号通路,并且糖异生是指生物体将多种非糖物质转变成葡萄糖,由此可知GP73的异常升高会促进糖异生,B正确;
C、据图,图乙a中自变量为是否注入抗GP73抗体和小鼠是否被新冠病毒感染,C正确;
D、根题,加入GP73特异性抗体可以与GP73蛋白结合,使其失去作用;敲除GP73基因可以使其不能合成GP73蛋白,两种处理都可以抑制感染小鼠的血糖升高,但敲除GP73基因处理减缓效果更明显,而不是加入GP73特异性抗体,D错误。
故答案为:D。
【分析】血糖调节过程是一个复杂且精细的生理过程,主要通过激素调节和神经调节两部分来实现,以维持血糖在一个相对稳定的水平。以下是血糖调节过程的主要方面:
激素调节
1.胰岛素:
当血糖升高时,胰岛B细胞会分泌胰岛素。胰岛素的主要作用是促进葡萄糖的利用和储存,从而降低血糖。具体来说,胰岛素可以促进肝脏、肌肉和脂肪组织对葡萄糖的摄取和利用,同时抑制肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖(糖异生)。
2.胰高血糖素:
当血糖降低时,胰岛A细胞会分泌胰高血糖素。胰高血糖素的作用与胰岛素相反,它可以促进肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖,从而升高血糖。
3.其他激素:
糖皮质激素、生长激素等激素在血糖调节中也起重要作用。例如,当血糖降低时,这些激素的分泌会增加,以协助升高血糖。
神经调节
神经系统通过内分泌系统间接影响血糖水平。例如,下丘脑可以通过调节胰岛素和胰高血糖素的分泌来影响血糖。同时,神经系统还可以通过对糖类摄取、消化、利用和储存的影响来调节血糖。
血糖调节的生理过程
1.进餐后的血糖调节:
进餐后,食物中的糖分被消化吸收进入血液,导致血糖升高。此时,胰岛素分泌增加,促进葡萄糖的利用和储存,同时抑制肝糖原的分解和糖异生,使血糖保持在正常范围内。
2.空腹时的血糖调节:
空腹状态下,血糖逐渐降低。此时,胰岛素分泌减少,而胰高血糖素、糖皮质激素等激素分泌增加,促进肝糖原的分解和糖异生,从而升高血糖。
血糖调节的器官
肝脏:是血糖调节的重要器官。它可以通过储存和释放葡萄糖来调节血糖水平。
神经系统:通过影响胰岛细胞和其他激素的分泌来间接调节血糖。
内分泌系统:通过分泌多种激素来直接调节血糖水平。
血糖调节的注意事项
血糖调节是一个动态平衡的过程,受到多种因素的影响。因此,在日常生活中应注意合理饮食、适量运动、避免过度劳累等,以维持血糖的稳定。
如果出现血糖异常升高或降低的情况,应及时就医并遵循医生的建议进行治疗。
10.(2024高三下·重庆市月考)CO2是调节机体呼吸运动的重要体液因子,体液中CO2浓度变化会刺激相关感受器,从而通过神经系统对呼吸运动进行调节。如果血液中CO2浓度适当升高,可刺激机体的化学感受器,引起呼吸加深加快。相反如果血液中CO2浓度降低到一定水平会引起“呼吸性碱中毒”,甚至造成呼吸暂停。下列说法正确的是( )
A.调节机体呼吸运动的方式是神经—体液调节,调节呼吸的神经中枢位于脑干
B.出现“呼吸性碱中毒”时,患者血浆由正常时的弱酸性变为弱碱性
C.人体细胞缺氧导致细胞质基质产生的CO2增多,呼吸频率加快
D.临床上给病人输入O2时和动物细胞培养时都需要加入5%的CO2两者目的相同
【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;神经、体液调节在维持稳态中的作用;内环境的理化特性;动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、体内过多的CO2 刺激脑干中的呼吸中枢兴奋,这是体液调节,呼吸中枢对呼吸频率的调节属于神经调节,由此可知调节机体呼吸运动的方式是神经—体液调节,并且调节呼吸的神经中枢位于脑干,A正确;
B、正常情况下血浆的pH为7.35 ~7.45,呈弱碱性,B错误;
C、人体呼吸作用产生CO2的只能是有氧呼吸第二阶段,场所是线粒体基质,而不是细胞质基质,C错误;
D、动物细胞培养时加入5%的CO2目的是维持培养液的pH,而临床上给病人输入O2时需要加入5%的CO2,目的是为了刺激呼吸中枢,所以两者目的不同,D错误。
故答案为:A。
【分析】有氧呼吸是指细胞或微生物在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把有机物(如葡萄糖)彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,同时释放出大量能量并合成大量ATP的过程。这个过程是高等动、植物进行呼吸作用的主要形式,也是生物体获取能量的重要途径。
有氧呼吸主要在线粒体基质和内膜中进行,线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。有氧呼吸可以分为三个阶段:
1.糖酵解(EMP)阶段:在细胞质基质中,无氧条件下,经过一系列的酶促反应将葡萄糖降解成丙酮酸,并合成少量ATP。这一阶段不需要氧气的参与,是糖分解的共有途径。
2.柠檬酸循环(三羧酸循环)阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,经过一系列的酶促反应,被氧化分解成二氧化碳,并产生更多的氢和少量ATP。这一阶段同样不需要氧气的直接参与,但为后续的氧化磷酸化阶段准备了氢。
3.氧化磷酸化阶段:在线粒体的内膜上,前两个阶段产生的氢与氧气结合生成水,并释放出大量的能量。这些能量被用于合成ATP,是细胞获取能量的主要方式。
有氧呼吸对于生物体的生命活动至关重要,它提供了细胞进行各种生命活动所需的能量。同时,有氧呼吸也是生物体维持体温、促进物质循环和能量流动的重要方式。
11.(2024高三下·重庆市月考)体温调定点学说认为,位于下丘脑的PO/AH区的热敏神经元和冷敏神经元放电频率相等时存在一个调定点(如37℃),体温整合中枢就是按照这个调定点来调节体温的。如图所示,A、B两条线相交于S点,此点温度为正常体温;某生理状态下A'、B'两条线相交于S'点。下列有关叙述错误的是( )
A.某人体温24小时处在S'点,则该时间段机体产热量与散热量相等
B.热敏神经元的放电频率高于冷敏神经元的放电频率时,体温低于正常值
C.若体温高于调定点,降温时会伴有皮肤毛细血管舒张,汗腺分泌增加,散热速度加快的现象
D.人体在发热初期,未达到调定点时,冷敏神经元的放电频率高于热敏神经元,从而感到寒冷
【答案】B
【知识点】体温平衡调节
【解析】【解答】A、体温24小时处在S'点,该时间段的产热量等于散热量,虽然高于正常体温,但体温维持相对稳定,A正确;
B、据图,A、B两条线相交于S点,此点温度为正常体温,热敏神经元的放电频率高于冷敏神经元的放电频率时,体温高于正常值,B错误;
C、若体温高于调定点,体温高于正常值,降温时会伴有皮肤毛细血管舒张,汗腺分泌增加,散热速度加快,C正确;
D、人体在发热初期,即没有达到新的调定点之前,冷敏神经元的放电频率高于热敏神经元,进而将兴奋传至大脑皮层,产生冷觉,所以会感到寒冷,D正确。
故答案为:B。
【分析】体温调节是指温度感受器接受体内、外环境温度的刺激,通过体温调节中枢的活动,相应地引起内分泌腺、骨骼肌、皮肤血管和汗腺等组织器官活动的改变,从而调整机体的产热和散热过程,使体温保持在相对恒定的水平。
体温调节是一个复杂的生理过程,主要包括以下几个方面:
1.温度感受器:人体的温度感受器分布在皮肤、黏膜和内脏器官中,能够感受体内外的温度变化,并将这些变化转化为神经信号传递给体温调节中枢。
2.体温调节中枢:体温调节中枢位于下丘脑,是体温调节的主要控制中心。它能够接收来自温度感受器的信号,并通过神经和体液调节机制,对机体的产热和散热过程进行调控。
3.产热过程:机体的产热过程主要依赖于内脏器官(尤其是肝脏)和骨骼肌的代谢活动。在寒冷环境中,骨骼肌会通过寒颤反应增加产热量,以维持体温的恒定。此外,甲状腺激素等激素也能促进机体的产热过程。
4.散热过程:机体的散热过程主要通过皮肤进行,包括辐射、传导、对流和蒸发等方式。在炎热环境中,皮肤血管会扩张,血流量增加,通过辐射和对流的方式将热量散发到环境中。同时,汗腺也会分泌汗液,通过蒸发的方式带走体表的热量。
5.神经调节和体液调节:体温调节是一个神经调节和体液调节相互协调的过程。神经调节通过反射活动快速调节机体的产热和散热过程,而体液调节则通过激素等化学物质对机体的生理活动进行长期调节。
12.(2024高三下·重庆市月考)肺牵张反射是调节呼吸的反射之一,该反射的感受器位于肺中。图甲为肺牵张反泉示意图,神经元①和②之间形成的突触放大后如图乙所示。深吸气后肺扩张,感受器兴奋,神经冲动经传入神经传入脑干,抑制吸气,引起呼气。下列说法错误的是( )
A.图甲中b为反射弧中的传入神经
B.人体要屏住呼吸必须受到图甲中大脑皮层的控制
C.图乙中突触小体是神经元①的树突末端膨大形成的
D.神经元是高度分化的细胞,不能再通过分裂增加细胞的数量
【答案】C
【知识点】反射弧各部分组成及功能;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、图中与肺牵张感受器相连的b为传入神经(含有神经节),反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成,A正确;
B、大脑皮层是高级神经中枢,人体屏住呼吸是条件反射,这个过程受到大脑皮层的控制,B正确;
C、图乙中神经元①和②之间形成突触,突触小体是神经元①的轴突末端膨大形成的,C错误;
D、神经元无法通过分裂增加细胞的数量,这是由于高度分化的细胞不能进行细胞分裂,D正确。
故答案为:C。
【分析】反射弧是神经系统中最基本的反射活动的基本结构,它包括五个基本组成部分:感受器、传入神经、中枢、传出神经和效应器。
1.感受器:感受器是接受刺激的起始部位,它可以是一种特定的细胞或组织,如皮肤的感觉神经末梢、内脏器官的化学感受器等。感受器将外界或体内的刺激转化为神经信号。
2.传入神经:传入神经是将感受器产生的神经信号传递到中枢的神经纤维。这些神经纤维通常包含感觉神经元,它们将信息从感受器传递到脊髓或大脑。
3.中枢:中枢是指脊髓和大脑等高级神经组织中的神经元网络。在中枢中,神经信号被处理并产生反应。中枢可以是简单的脊髓反射,也可以是复杂的条件反射,取决于刺激的强度和性质。
4.传出神经:传出神经是将中枢产生的反应信号传递到效应器的神经纤维。这些神经纤维通常包含运动神经元,它们将信息从中枢传递到肌肉或其他效应器。
5.效应器:效应器是执行反应的器官或组织,如肌肉、腺体等。效应器根据传入的信号进行相应的活动,如肌肉收缩、腺体分泌等。
13.(2024高三下·重庆市月考)研究表明,当大脑里乙酰胆碱(Ach)浓度增高时,能对神经元上信息的传递有影响。如图为实验人员研究Ach浓度与反应时间关系的实验图(实验前轴突中已除去突触小泡):A处注入不同浓度的Ach,B处给予恒定(且适宜的)刺激,C、D处分别为灵敏感应时间测量仪。下表为不同浓度Ach刺激下C、D两处感受信号所用的时间,据此分析错误的是( )
Ach浓度(μmol·L-1) C处感受刺激时间(ms) D处感受刺激时间(ms)
0.1 5.00 5.56
0.2 5.01 5.48
0.3 5.00 5.31
0.4 5.01 5.24
0.5 5.00 5.16
A.在轴突中去掉突触小泡的目的是排除轴突中原有神经递质对实验结果的干扰
B.B处给予恒定(且适宜的)刺激后,此处细胞膜外电位由正变为负
C.C处的数据说明了Ach的浓度对于兴奋在神经纤维上的传导时间无显著影响
D.D处的数据说明了随着Ach的浓度升高,兴奋在神经元之间的传递过程将被抑制
【答案】D
【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
14.(2024高三下·重庆市月考)RICIN是一种植物毒素蛋白,能破坏rRNA。利用基因工程将RICIN基因导入果蝇不同部位的神经元中成功表达,最终发现在DAL神经元中RICIN基因表达会阻止长时记忆的形成和储存。科学家还发现果蝇在重复学习搭配适度休息后,CaMKll与PERIOD基因会在DAL中被活化,参与长时记忆形成。下列描述错误的是( )
A.神经系统中最高级的中枢是大脑皮层,具有语言和记忆等方面的高级功能
B.RICIN会阻断神经细胞的转录过程,从而阻止长时记忆的形成
C.RICIN基因的表达可能阻止新突触的建立
D.推测CaMKll与PERIOD基因有助于长时记忆形成
【答案】B
【知识点】脑的高级功能
【解析】【解答】A、神经中枢位于颅腔中脑(大脑、脑干、小脑)和脊柱椎管内的脊髓,且神经中枢中的大脑皮层的中枢是最高级中枢,大脑皮层具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能,A正确;
B、据题,RICIN 是一种植物毒素蛋白,能破坏rRNA,因为rRNA参与翻译过程,所以RICIN阻断的是翻译过程,而不是阻止长时记忆的形成,B错误;
C、长期记忆与新突触的建立有关,而RICIN基因表达会阻止长时记忆的形成,有可能阻止新突触的建立,C正确;
D、据题,在重复学习搭配适度休息后,CaMKII与PERIOD基因会在 DAL 中被活化,参与长时记忆形成,所以这两个基因可能有助于长时记忆的形成,D正确。
故答案为:B。
【分析】短期记忆和长期记忆是人类记忆系统的两个重要组成部分,它们在存储时间、容量、处理方式以及存储方式上存在显著差异。
短期记忆
短期记忆,又称为工作记忆,是大脑前额叶皮质功能的体现。它主要负责暂时保留大脑中的信息,通常只能维持几秒钟到一两分钟。短期记忆的容量很小,只能存储有限数量的信息,一般认为是7±2个组块。这种记忆形式对于完成日常任务非常重要,比如听取电话号码并填写表格、记住要做某事等。短期记忆主要通过重复和注意力来保持信息,如果信息不能得到及时的重复或注意,很快就会被人遗忘。
长期记忆
长期记忆则是指我们能够长时间保留在大脑中的信息。这种记忆形式的容量非常大,可以包含各种类型的信息,如语言、图像、声音等。长期记忆的信息保持时间可以从数月至数十年,甚至终身不忘。长期记忆可以分为显性记忆和隐性记忆。显性记忆需要有意识地努力去回忆,如回忆某个人的名字或生日;而隐性记忆则是我们无需有意识地回忆就能自然而然地表现出来的技能或知识,如骑自行车或弹吉他等。长期记忆的信息是以多种形式编码存储的,包括语义记忆(对概念、知识的理解和解释)、情节记忆(对特定事件和情境的回忆)、程序记忆(对技能和习惯的掌握)等。
区别
1.存储时间:短期记忆的存储时间很短暂,而长期记忆的存储时间可以持续较长时间。
2.存储容量:短期记忆的容量非常有限,而长期记忆的容量几乎是无限的。
3.处理方式:短期记忆主要通过重复和注意力来保持信息,而长期记忆则是通过编码、存储和检索过程来实现的。
4.存储方式:短期记忆主要是暂时在神经元之间形成的电化学信号,而长期记忆则是在脑部形成的物理化学变化,例如新的突触连接、蛋白质合成等。
15.(2024高三下·重庆市月考)人体内的T细胞分两类,第一类:细胞毒性T细胞(Tc),能直接攻击和杀伤其他细胞;第二类:辅助性Т细胞(Тh),能刺激已经结合了抗原的В细胞的增殖;Тс能发挥作用依赖于细胞膜表面所具有的糖蛋白CD8。下列叙述错误的是( )
A.如果编码CD8的基因不能表达,会出现自身免疫病
B.Tc能直接清除癌细胞体现了免疫监视功能
C.Tc和Th都来自骨髓造血干细胞
D.T细胞活性降低会影响细胞免疫和体液免疫
【答案】A
【知识点】免疫功能异常;免疫系统的结构与功能
【解析】【解答】A、细胞毒性T细胞能发挥作用依赖于细胞膜表面所具有的糖蛋白CD8识别,但是如果编码CD8的基因不能正常表达,细胞毒性T细胞就不能识别,这会导致免疫作用降低,可能会出现免疫缺陷病,而不是自身免疫病,A错误;
B、据题,Tc细胞能直接攻击和杀伤其他细胞,若人体内出现癌细胞,人体会依赖于Tc发挥作用,清除癌细胞,这是免疫系统的免疫监视功能,B正确;
C、Tc和Th属于T细胞,T细胞来自骨髓造血干细胞,并且T细胞在胸腺中成熟,C正确;
D、T细胞既参与了人体的细胞免疫,也参与了人体的体液免疫,D正确。
故答案为:A。
【分析】细胞免疫过程,也称为T细胞介导的免疫应答,是一个复杂而精细的生理过程,主要涉及对抗原的识别、T细胞的活化、增殖和分化,以及效应细胞的产生和发挥效应等阶段。以下是细胞免疫过程的详细步骤:
1.抗原识别:当病原体(如细菌、病毒等)侵入机体后,它们的抗原被抗原提呈细胞(如巨噬细胞、树突状细胞等)摄取并加工处理,形成抗原-MHC分子复合物。这些复合物随后被提呈给T淋巴细胞(主要是CD4+和CD8+T细胞)进行识别。
2.T细胞活化:T细胞表面的TCR(T细胞受体)与抗原-MHC分子复合物结合,并同时接受来自共刺激分子的信号(双信号刺激模式),从而被激活。活化的T细胞开始分泌细胞因子(如IL-2),这些细胞因子进一步促进T细胞的增殖和分化。
3.T细胞增殖和分化:活化的T细胞在细胞因子的作用下大量增殖,并分化为不同类型的效应T细胞,主要包括细胞毒性T细胞(Tc细胞)和辅助性T细胞(TH细胞)。部分T细胞还会分化为记忆性T细胞,以备将来再次遇到相同抗原时迅速响应。
4效应阶段:
Tc细胞的直接杀伤作用:当Tc细胞与带有相应抗原的靶细胞(如病毒感染细胞、肿瘤细胞等)再次接触时,它们会特异性地结合并杀伤靶细胞。Tc细胞通过释放穿孔素等杀伤性分子,使靶细胞溶解而死。
TH细胞的辅助作用:TH细胞则通过分泌多种细胞因子(如IL-2、IFN-γ等),促进其他免疫细胞(如巨噬细胞、NK细胞等)的活化和增殖,从而增强机体的免疫应答。
淋巴因子的协同作用:多种淋巴因子(如巨噬细胞移动抑制因子、巨噬细胞活化因子等)在细胞免疫过程中相互配合、协同作用,扩大免疫效果,达到清除抗原异物的目的。
5.免疫记忆:记忆性T细胞在细胞免疫过程中起着重要作用。当相同抗原再次进入机体时,记忆性T细胞能够迅速增殖并分化为效应T细胞,从而更快地启动免疫应答,更有效地清除抗原。
细胞免疫过程具有抗感染、抗肿瘤和免疫损伤等多种作用,是机体免疫系统的重要组成部分。在抗感染免疫中,细胞免疫主要参与对胞内寄生菌、病毒、真菌以及某些寄生虫感染的免疫应答;在抗肿瘤免疫中,细胞免疫则发挥关键作用,通过Tc细胞直接杀伤肿瘤细胞以及通过细胞因子增强其他免疫细胞的抗肿瘤作用。
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16.(2024高三下·重庆市月考)大豆种子一般由种皮、胚两部分构成。种皮通常在种子的外层起到保护作用但通透性较差;而胚由胚芽、胚轴、胚根以及子叶构成,会成长为植株。大豆的种子吸收充足的水分,在各种酶的作用下种子的胚芽被激活,吸收子叶存储的养分,胚芽生长撑破种皮;此后胚根向下延伸,吸收土壤的水分,胚芽向上突破地面,展开子叶开始光合作用。科学家在实验室恒定光照、适宜温度下测定了萌发的大豆呼吸速率的变化如图所示。
(1)大豆在24h~36h呼吸作用的方式是 。48h时,大豆叶肉细胞中产生ATP的场所包括 。
(2)结合大豆萌发过程,推测b、c两时间点分别发生的事件是 。
(3)大豆叶肉细胞中部分结构及反应如下图所示(①②③代表物质),PSⅠ、PSⅡ是该结构上两种光合作用复合蛋白。图中的膜结构为 。图示过程中, 是原初电子供体。光能通过电子传递链最终转化为 (填序号)中的化学能。
(4)进一步研究PSⅡ中的核心功能蛋白D1,取一些相同的叶肉细胞分为A、B、C三组,A组不作额外处理,B组处于干旱条件,C组处于干旱并施加外源5-ALA。一段时间后测定细胞中D1含量及耐旱性结果如下图。据此得出结论,5-ALA通过增强D1蛋白的合成,从而增强大豆对干旱的耐受性。有同学认为,根据上述检测结果不能得出该结论,理由是 。
【答案】(1)有氧呼吸、无氧呼吸并存;线粒体、细胞质基质和叶绿体
(2)b点种皮撑破,种子获得充足氧气;c点真叶展开,开始光合作用
(3)类囊体薄膜;水;②③
(4)图中能得出5-ALA可以提高D1蛋白含量的结论,而D1蛋白含量取决于D1蛋白表达速率与降解速率的差值
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
17.(2024高三下·重庆市月考)当人们咀嚼薄荷糖时,总会感觉到丝丝凉意。研究发现一种名为TRPM8的蛋白质在产生冷知觉的过程中起着主导作用。如图所示,TRPM8是一种能够感知冷刺激的感受器,广泛分布于皮肤和口腔中。薄荷中的薄荷醇能与TRPM8结合,让机体产生“冷”的感觉。产生冷觉的过程中还存在某种神经肽的释放,神经肽能引发血管收缩和血管通透性减弱。
(1)吃薄荷糖时,薄荷醇接触口腔黏膜,与反射弧中的TRPM8结合并将其激活,导致细胞膜外Ca2+等阳离子通过 (填跨膜运输方式)进入细胞,从而导致细胞膜内外电位差 (填“升高”“降低”或“不变”)。
(2)TRPM8接受刺激后将产生兴奋并沿神经元传递,在 形成冷觉,该过程 (填“属于”或“不属于”)反射,原因是 。
(3)基于上述研究,科研人员通过基因工程改造皮肤细胞,开发了一个薄荷醇调控的基因开关,过程如图所示。据图可知,内流的Ca2+与NFAT结合使其去磷酸化,随后 NFAT将进入 与 结合并启动治疗基因的表达,合成治疗蛋白释放到细胞外。
【答案】(1)协助扩散;降低
(2)大脑皮层;不属于;反射弧结构不完整
(3)细胞核;PNFAT3
【知识点】反射弧各部分组成及功能;体温平衡调节
【解析】【解答】(1)TRPVI是一种通道蛋白,TRPV1被辣椒素激活后造成的Ca2+内流属于协助扩散。Ca2+内流导致细胞膜内外电位差降低。
(2)感觉是在大脑皮层产生,所以TRPM8接受刺激后将产生兴奋并沿神经元传递,在大脑皮层形成冷觉,这个过程没有经过完整的反射弧,所以该过程不是反射。
(3)由图,内流的Ca2+与NFAT结合,使其去磷酸化,形成NFAT后进入细胞核中PNFAT3结合,启动治疗基因表达,合成治疗蛋白并释放到细胞膜外。
【分析】反射弧是神经系统中最基本的反射活动的基本结构,它包括五个基本组成部分:感受器、传入神经、中枢、传出神经和效应器。
1.感受器:感受器是接受刺激的起始部位,它可以是一种特定的细胞或组织,如皮肤的感觉神经末梢、内脏器官的化学感受器等。感受器将外界或体内的刺激转化为神经信号。
2.传入神经:传入神经是将感受器产生的神经信号传递到中枢的神经纤维。这些神经纤维通常包含感觉神经元,它们将信息从感受器传递到脊髓或大脑。
3.中枢:中枢是指脊髓和大脑等高级神经组织中的神经元网络。在中枢中,神经信号被处理并产生反应。中枢可以是简单的脊髓反射,也可以是复杂的条件反射,取决于刺激的强度和性质。
4.传出神经:传出神经是将中枢产生的反应信号传递到效应器的神经纤维。这些神经纤维通常包含运动神经元,它们将信息从中枢传递到肌肉或其他效应器。
5.效应器:效应器是执行反应的器官或组织,如肌肉、腺体等。效应器根据传入的信号进行相应的活动,如肌肉收缩、腺体分泌等。
反射过程是指从感受器接受刺激到效应器产生反应的一系列生理过程。当感受器接受刺激后,它会产生一个神经冲动,这个冲动通过传入神经传递到中枢。在中枢中,这个冲动被处理并产生一个反应信号,这个信号通过传出神经传递到效应器。最后,效应器根据这个信号进行相应的活动,完成整个反射过程。这个过程通常非常迅速且自动完成,无需意识控制。
冷觉的产生过程是一个涉及多个生理环节和神经系统的复杂过程。简单来说,冷觉的产生过程主要包括以下几个步骤:
1.感受寒冷刺激:当人体暴露在寒冷环境中时,皮肤表面的温度感受器(也称为冷觉感受器)会首先感知到温度的变化。
2.信号传导:一旦冷觉感受器感知到寒冷刺激,它会将这一信息以生物电流的形式通过传入神经迅速传递到中枢神经系统。
3.大脑皮层处理:这些信号最终到达大脑皮层的感觉区,特别是与温度感知相关的区域。大脑皮层会对这些信号进行解析和处理,从而形成冷觉的感知。
4.下丘脑调节:值得注意的是,冷觉的产生还涉及到下丘脑的调节。下丘脑是体温调节的重要中枢,它可以通过神经传递物质和神经递质来调节大脑皮层的神经元活动,从而影响对温度的感知和处理。例如,下丘脑的神经元可以通过释放神经传递物质来抑制大脑皮层的热感受区,从而使人感觉到寒冷。
综上所述,冷觉的产生是一个从感受寒冷刺激开始,经过信号传导、大脑皮层处理,再到下丘脑调节的复杂过程。这个过程中任何一个环节的异常都可能导致冷觉感知的障碍。
(1)TRPVI也是一种通道蛋白,TRPV1被辣椒素激活后造成的Ca2+内流属于协助扩散。Ca2+内流导致细胞膜内外电位差降低。
(2)感觉是在大脑皮层产生,故TRPM8接受刺激后将产生兴奋并沿神经元传递,在大脑皮层形成冷觉,该过程不属于反射,因为反射的基础是反射弧,而该过程的没有经过的反射弧。
(3)由图可知,内流的Ca2+与NFAT结合,使其去磷酸化,形成NFAT后进入细胞核中PNFAT3结合,启动治疗基因表达,合成治疗蛋白并释放到细胞膜外。
18.(2024高三下·重庆市月考)拟南芥是以中国典型的遗传学研究模式生物,拟南芥的突变表型易于观察,为突变体的筛选提供了便利。拟南芥的另一个优点是易于转化,这就为研究人员建立突变体库、改变目的基因的表达特征以及开展互补验证等实验提供了便利。
(1)科研人员通过将T-DNA插入到A基因中获得a基因,用PCR法确定T-DNA插入位置时,应从下图中选择的引物组合是 。PCR扩增目的基因时,退火(复性)温度的设定与引物长度、碱基组成有关,长度相同但 的引物需要设定更高的退火温度。
(2)科研人员还会采用人工诱导突变的方法。如下图表示拟南芥一个基因片段的部分碱基序列。若用EMS溶液浸泡处理拟南芥种子后,该DNA序列中所有鸟嘌呤(G)上均带有了乙基而成为7-乙基鸟嘌呤。这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对,从而使DNA序列中G—C对转换成G—T对。请绘出经过一次DNA复制后所形成的两个DNA分子(片段)的碱基序列。
(3)野生型拟南芥的叶片是光滑形边缘,经过上述诱导突变的方法,研究人员获得了6个不同的隐性突变①~⑥,每个隐性突变只涉及1个基因,这些突变都能使拟南芥的叶片表现为锯齿状边缘。设计如下杂交实验来确定突变基因的位置,不考虑其他突变和染色体片段交换。请回答下列问题:
编号 杂交组合 F1叶片边缘
一 ①×② 光滑形
二 ①×③ 锯齿状
三 ①×④ 锯齿状
四 ①×⑤ 光滑形
五 ②×⑥ 锯齿状
Ⅰ.根据上述杂交结果判断,与突变体①为同一基因位点突变的有 (填序号)。
Ⅱ.第一组的F1与第四组的F1杂交得到的F2中,叶片边缘锯齿的概率可能为 。
【答案】(1)Ⅱ、Ⅲ;G和C含量高
(2)
(3)③④;1/2或1/4或7/16
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;PCR技术的基本操作和应用
19.(2024高三下·重庆市月考)关于人应该喝多少水的建议无处不在。为揭示口渴解除的机制,科学家开展了如下实验。
(1)正常情况下,人大量饮水后血液中抗利尿激素、尿液中尿素浓度的变化是___填字母)。
A.降低 降低 B.升高 升高
C.降低 升高 D.升高 降低
(2)饮水时,口咽部感受器产生兴奋并沿神经纤维到达并抑制脑内SFO神经元活性,解除口渴。研究人员将缺水处理的小鼠分组,分别一次性给予10mL清水和10mL高渗溶液,记录SFO神经元活性,结果如图所示。结果说明摄入 只能短暂解除口渴。判断依据是 。
(3)研究人员向缺水处理的两组小鼠的胃肠内直接“不注清水”(对照组)或“注清水”(实验组),在小鼠胃肠尚未吸收水的短时间内,给予小鼠饮用水。发现对照组小鼠会饮水,实验组小鼠不会饮水。实验说明胃肠道 (填“能”或“不能”) 感受其内部液体渗透压的变化。请结合上述实验结果,解释清水注入后,小鼠不饮水的原因: 。
【答案】(1)A
(2)高渗溶液;摄入高渗溶液引起SFO的相对活性下降后又很快升高,又会产生口渴的信号,故摄入高渗溶液只能短暂解除口渴
(3)能;胃肠道感受到摄入液体的渗透压下降后,产生兴奋并沿神经纤维到达SFO并抑制脑内SFO神经元活性,解除口渴,不会饮水
【知识点】水盐平衡调节
【解析】【解答】(1)人大量饮水后细胞外液的渗透压降低,此时血液中抗利尿激素的含量降低,这使得肾小管和集合管对水分重吸收减少,尿量增加,从而使尿液中尿素浓度降低,分析得知:A正确,BCD错误。
故答案为:A。
(2)根据实验数据,摄入高渗溶液组引起SFO的相对活性下降,但很快SFO的活性很快又会升高,又会产生口渴的信号,由此可知摄入高渗溶液只能短暂解除口渴。
(3) 据题,两组均为缺水小鼠,对照组小鼠胃内不注射清水,但小鼠会有饮水行为,实验组小鼠胃内注入清水,小鼠反而不会有饮水行为,说明胃肠道能感受其内部液体渗透压的变化。在清水注入后,胃肠道感受到摄入液体的渗透压下降后,产生兴奋并沿神经纤维到达SFO并抑制脑内SFO神经元活性,关闭口渴信号,解除口渴,就不会饮水。
【分析】水盐平衡调节是指人体内调节水盐平衡的机制,通过神经-体液-内分泌网络的协同作用,保持水和氯化钠等无机盐的摄入量和排出量的动态平衡,并维持体内这些物质的含量相对恒定。这种平衡对于维持人体正常的生命活动和健康状态至关重要。
一、水盐平衡调节的主要机制包括:
1.神经调节:下丘脑是水盐平衡调节的重要中枢,它能够感知细胞外液渗透压的变化,并通过神经调节来影响相关器官的功能。当体内水分或盐分不足时,细胞外液渗透压会升高,刺激下丘脑的感受器,进而引发一系列生理反应,如产生渴感、促进抗利尿激素的分泌等。
2.体液调节:体液调节主要通过激素来实现。例如,抗利尿激素(ADH)是调节水盐平衡的关键激素之一。当体内水分不足时,抗利尿激素的分泌会增加,作用于肾脏的集合管,促进水的重吸收,从而减少尿量,保留体内水分。相反,当体内水分过多时,抗利尿激素的分泌会减少,尿液排出量增加,以排除多余的水分。
3.肾脏调节:肾脏是水盐平衡调节的主要器官。它能够通过调节尿液的生成和排出,来精确控制体内水和无机盐的平衡。肾脏对钠和氯的排泄具有很强的调节能力,能够根据体内钠和氯的浓度变化,调整尿液中这些物质的排泄量。同时,肾脏还能通过调节尿液的酸碱度和电解质浓度,来维持体内环境的稳定。
二、水盐平衡调节的生理意义:
1.维持体液渗透压:水盐平衡调节能够确保细胞外液的渗透压保持在相对恒定的范围内,这是细胞正常功能的基础。
2.维持体液量:通过调节体内水分的摄入和排出,水盐平衡调节能够确保体液量处于适宜水平,以维持正常的血液循环和细胞代谢。
3.维持电解质平衡:钠、氯等无机盐是维持细胞内外渗透压和电解质平衡的重要物质。水盐平衡调节能够确保这些物质在体内的含量和分布处于适宜状态。
4.保持内环境稳定:水盐平衡调节是机体内环境稳定的重要组成部分,对于维持正常的生理功能和代谢活动具有重要意义。
(1) 人大量饮水后细胞外液的渗透压降低,则血液中抗利尿激素的含量降低,则肾小管和集合管对水分重吸收减少,尿量增加,使得尿液中尿素浓度降低,A正确,BCD错误。
故选A。
(2)根据实验数据可知,摄入高渗溶液组引起SFO的相对活性下降,但很快SFO的活性很快又会升高,又会产生口渴的信号,故摄入高渗溶液只能短暂解除口渴。
(3)据题意可知,两组均为缺水小鼠,对照组小鼠胃内不注射清水,但小鼠会有饮水行为,实验组小鼠胃内注入清水,小鼠反而不会有饮水行为,说明胃肠道能感受其内部液体渗透压的变化。清水注入后,胃肠道感受到摄入液体的渗透压下降后,产生兴奋并沿神经纤维到达SFO并抑制脑内SFO神经元活性,关闭口渴信号,解除口渴,不会饮水。
20.(2024高三下·重庆市月考)杨梅营养价值高,但其鲜果不耐储存,以新鲜杨梅酿制的杨梅酒具有开胃消食、利尿排毒等多种功效。杨梅酒的品质很大程度上取决于所选择的酵母性能。科研人员为挖掘杨梅主产区的酵母资源,筛选出酒精转化率高、酒精耐受力强的优质杨梅酿酒酵母,进行如图所示的研究。请回答下列问题:
(1)过程②需充分振荡的主要目的是 。与过程②所用培养基相比,过程③所用培养基中还添加了 (成分)。
(2)过程③所用接种工具是 。过程④的划线顺序是 。如果划线区域c上几乎无菌落生长,原因可能是 。
(3)分离获得的酵母菌还需经过多级筛选才能获得理想菌株。科研人员利用DY5、RY1、JW14 三种菌株分别发酵制作杨梅酒(如图),并进行酒精耐受性检测,结果如下表:
菌株名称 酒精度/% 总糖/ g·L- 总酸/g·L-
DY5 7.0 34.23 12.045
RY1 9.0 15.01 12.675
JW14 6.5 33.64 12.099
杨梅汁 — 78.80 10.737
根据上述结果分析:三种菌株中,最适于杨梅酒发酵的是 ,判断依据是 。
【答案】(1)使菌体与培养液充分接触;增大培养液的溶氧量;凝固剂
(2)涂布器;a-e-d-c-b(或b-c-d-e-a);接种环灼烧后未冷却就划线、未从上一区域末端开始划线、C的稀释度过高
(3)RY1;RY1的酒精转化率高、酒精耐受力强
【知识点】微生物的分离和培养
1 / 1重庆市第八名校2024届生物月考试卷(二)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2024高三下·重庆市月考)内质网(ER)是细胞质内由膜组成的一系列片状的囊腔和管状的腔,彼此相通形成一个隔离于细胞质基质的管道系统,为细胞中的重要细胞器。下列关于内质网的描述,正确的是( )
A.内质网是细胞内囊泡运输的交通枢纽
B.性腺细胞的内质网是合成性激素的场所
C.蛋白质的合成都需要经过内质网的折叠
D.内质网维持着细胞形态,锚定支撑着细胞器
2.(2024高三下·重庆市月考)盛夏中午花卉叶片表面温度非常高,蒸腾作用强。为了能及时补充叶片水分,根系需要不断地从土壤吸收水分。如果这个时候给花浇冷水,导致土壤温度突然降低,根系的根毛就会因为受到低温刺激而立即收缩,阻碍水分的正常吸收。而此时花卉叶面的气孔还没有关闭,叶片大量失水,植物内部水分供求失去了平衡,就会产生“生理干旱”,严重时会引起植株死亡。这种现象在草本花卉中反应非常明显, 比如天竺葵、翠菊等都最忌炎热天气中午浇冷水。下列说法正确的是( )
A.夏日正午,植物根毛细胞通过主动运输从土壤中吸收水分
B.植物叶片不能吸水是因为表皮细胞没有水通道蛋白的基因
C.盛夏中午,植物细胞渗透压大小关系是叶肉>茎>根毛
D.依据不完全归纳法,草本花卉都应该避免正午浇水
3.(2024高三下·重庆市月考)糖酵解是葡萄糖氧化分解成2分子丙酮酸的过程。葡萄糖可在己糖激酶作用下,磷酸化成1,6-二磷酸葡萄糖,是糖酵解过程中的关键步骤。科研人员找到一种代糖——脱氧葡萄糖。该代糖同样可被己糖激酶磷酸化,但磷酸化后的产物不能参与后续反应,而是在胞内积累。下列说法错误的是( )
A.己糖激酶具有一定的专一性
B.摄入该代糖后,细胞内的ATP含量显著下降
C.己糖激酶直接参与反应,过程中自身构象会改变
D.代糖对以无氧呼吸为主的癌细胞的抑制效果更显著
4.(2024高三下·重庆市月考)果蝇成体中的神经干细胞(NSC)可在机体需要时增殖,也可分化为神经细胞、神经胶质细胞等以达到稳定细胞数量或修复机体的目的。研究证明果蝇胚胎早期发育时,NSC中Trbl基因的表达会使NSC进入暂不增殖的状态,且有相当部分(约75%)的细胞停滞在了G2期。如图显示了果蝇胚胎发育早期NSC细胞进入或解除停滞状态的分子机理,其中Trbl、Akt、dILPs都是蛋白质分子。下列叙述错误的是( )
A.神经干细胞属于成体干细胞
B.处于增殖期Ⅰ的细胞和停滞期的细胞DNA的含量可能存在差异
C.Akt可以促进NSC脱离停滞期、能促进细胞分裂
D.dILPs可能是一种激素分子,通过与细胞内的Akt结合可抑制Trbl发挥作用
5.(2024高三下·重庆市月考)血友病是一种伴X隐性遗传病,经研究发现其致病基因d有两种突变形式,记作dA与dB。如图表示某血友病家族系谱图,Ⅱ1同时还患有克氏综合征(性染色体组成为XXY)。不考虑新的突变和染色体片段交换,下列分析正确的是( )
A.Ⅱ1性染色体异常,是因为Ⅰ2减数分裂Ⅰ时同源染色体不分离
B.Ⅱ2与正常女性婚配,所生子女患有该伴X染色体隐性遗传病的概率是1/2
C.Ⅱ3的一个次级卵母细胞与Ⅰ1的一个次级精母细胞中含有的dA数目相同
D.Ⅱ4与基因型与Ⅱ2相同的个体结婚,所生子女患血友病的概率为1/2
6.(2024高三下·重庆市月考)为确定遗传信息从DNA 传递给蛋白质的中间载体,科学家们提出了两种假说。
假说一:核糖体RNA可能就是遗传信息的载体;
假说二:另有一种RNA(称为mRNA)作为遗传信息传递的信使。
研究发现噬菌体侵染细菌后,细菌的蛋白质合成立即停止,转而合成噬菌体的蛋白质,在此过程中,细菌细胞内合成了新的噬菌体RNA。为确定新合成的噬菌体RNA是否为“信使”,科学家们进一步进行实验(如图)。下列说法错误的是( )
A.用15NH4Cl作为氮源,培养多代可以得到“重”细菌和“重”核糖体
B.在“轻”培养基中加入32P标记的尿嘧啶核糖核苷酸,以标记所有新合成的RNA
C.图中密度梯度离心结果(主要取决于14N和15N)表明噬菌体在大肠杆菌内控制合成出了“重”核糖体
D.若新合成的噬菌体RNA能与噬菌体DNA结合成杂交双链而不能和细菌DNA结合,可以证明新合成的噬菌体RNA为遗传信息传递的“信使”
7.(2024高三下·重庆市月考)肝癌是全球发病率最高的十大癌症之一。有研究表明P基因与肝癌的发生密切相关。我国研究人员发现肝癌细胞(HG2)和正常肝细胞中的P基因存在差异,如图所示。为了探究药物A的治疗作用,他们用含不同浓度药物A的培养液培养HG2,检测细胞的凋亡情况,结果如下表。下列相关说法错误的是( )
药物A对HG2细胞凋亡的影响情况
处理时间/d 对照组 药物A浓度(μmol/L)
1 5 10
1 4.2 5.8 7.8 6.0
2 3.3 8.9 15.4 11.2
3 6.3 19.2 30.4 25.6
4 6.5 15.4 19.5 17.3
5 4.4 12.1 15.3 13.5
注:表中数值越大,表示凋亡率越高。
A.由图可知P基因为一种抑癌基因
B.该实验的自变量是药物A的浓度和处理时间
C.若要进一步研究药物A作用机理,应选择处理时间为3天的细胞进行检测
D.各组细胞P基因甲基化水平为:对照组<1μmol/L组<10μmol/L组<5μmol/L组
8.(2024高三下·重庆市月考)一万多年前,内华达州许多湖泊通过纵横交错的小溪流连结起来,湖中有不少鳉鱼。之后小溪流渐渐消失,形成了若干个独立的湖泊。各湖泊生活的鳉鱼形态差异也变得明显(分别称为a、b、c、d)。如图为内华达州1万多年以来湖泊地质的变化示意图。请问下列说法正确的是( )
A.一万多年后,四个湖泊中的所有鳉鱼所含的全部基因称为鳉鱼种群的基因库
B.a和b两湖的鳉鱼能交配,它们一定为同一物种
C.c种群中仅位于X染色体上的基因,在雌、雄群体中的基因频率一般相等
D.d种群个体之间在形态、颜色等方面的差异,体现了物种的多样性
9.(2024高三下·重庆市月考)研究发现新冠病毒感染造成蛋白质GP73的异常分泌是引发机体血糖异常的重要原因。血浆GP73含量升高促进血糖异生(非糖物质转化为葡萄糖),增加了患者死亡风险。图甲为GP73参与新冠病毒诱导血糖异常变化的过程示意图。研究人员探究了注射抗GP73抗体、GP73基因敲除等处理对新冠病毒感染小鼠血糖异常升高的抑制作用,结果如图乙所示。下列相关叙述及推测错误的是( )
A.由图甲可知,蛋白质GP73能与肝细胞膜上的受体结合
B.由图甲可知,PKA信号通路可以被cAMP激活,感染者体内的糖异生过程受PKA信号通路的调控
C.图乙a中自变量为是否注入抗GP73抗体和小鼠是否被新冠病毒感染
D.注射抗GP73抗体、敲除GP73基因均能缓解感染小鼠的血糖异常升高,注射抗GP73抗体处理减缓效果更明显
10.(2024高三下·重庆市月考)CO2是调节机体呼吸运动的重要体液因子,体液中CO2浓度变化会刺激相关感受器,从而通过神经系统对呼吸运动进行调节。如果血液中CO2浓度适当升高,可刺激机体的化学感受器,引起呼吸加深加快。相反如果血液中CO2浓度降低到一定水平会引起“呼吸性碱中毒”,甚至造成呼吸暂停。下列说法正确的是( )
A.调节机体呼吸运动的方式是神经—体液调节,调节呼吸的神经中枢位于脑干
B.出现“呼吸性碱中毒”时,患者血浆由正常时的弱酸性变为弱碱性
C.人体细胞缺氧导致细胞质基质产生的CO2增多,呼吸频率加快
D.临床上给病人输入O2时和动物细胞培养时都需要加入5%的CO2两者目的相同
11.(2024高三下·重庆市月考)体温调定点学说认为,位于下丘脑的PO/AH区的热敏神经元和冷敏神经元放电频率相等时存在一个调定点(如37℃),体温整合中枢就是按照这个调定点来调节体温的。如图所示,A、B两条线相交于S点,此点温度为正常体温;某生理状态下A'、B'两条线相交于S'点。下列有关叙述错误的是( )
A.某人体温24小时处在S'点,则该时间段机体产热量与散热量相等
B.热敏神经元的放电频率高于冷敏神经元的放电频率时,体温低于正常值
C.若体温高于调定点,降温时会伴有皮肤毛细血管舒张,汗腺分泌增加,散热速度加快的现象
D.人体在发热初期,未达到调定点时,冷敏神经元的放电频率高于热敏神经元,从而感到寒冷
12.(2024高三下·重庆市月考)肺牵张反射是调节呼吸的反射之一,该反射的感受器位于肺中。图甲为肺牵张反泉示意图,神经元①和②之间形成的突触放大后如图乙所示。深吸气后肺扩张,感受器兴奋,神经冲动经传入神经传入脑干,抑制吸气,引起呼气。下列说法错误的是( )
A.图甲中b为反射弧中的传入神经
B.人体要屏住呼吸必须受到图甲中大脑皮层的控制
C.图乙中突触小体是神经元①的树突末端膨大形成的
D.神经元是高度分化的细胞,不能再通过分裂增加细胞的数量
13.(2024高三下·重庆市月考)研究表明,当大脑里乙酰胆碱(Ach)浓度增高时,能对神经元上信息的传递有影响。如图为实验人员研究Ach浓度与反应时间关系的实验图(实验前轴突中已除去突触小泡):A处注入不同浓度的Ach,B处给予恒定(且适宜的)刺激,C、D处分别为灵敏感应时间测量仪。下表为不同浓度Ach刺激下C、D两处感受信号所用的时间,据此分析错误的是( )
Ach浓度(μmol·L-1) C处感受刺激时间(ms) D处感受刺激时间(ms)
0.1 5.00 5.56
0.2 5.01 5.48
0.3 5.00 5.31
0.4 5.01 5.24
0.5 5.00 5.16
A.在轴突中去掉突触小泡的目的是排除轴突中原有神经递质对实验结果的干扰
B.B处给予恒定(且适宜的)刺激后,此处细胞膜外电位由正变为负
C.C处的数据说明了Ach的浓度对于兴奋在神经纤维上的传导时间无显著影响
D.D处的数据说明了随着Ach的浓度升高,兴奋在神经元之间的传递过程将被抑制
14.(2024高三下·重庆市月考)RICIN是一种植物毒素蛋白,能破坏rRNA。利用基因工程将RICIN基因导入果蝇不同部位的神经元中成功表达,最终发现在DAL神经元中RICIN基因表达会阻止长时记忆的形成和储存。科学家还发现果蝇在重复学习搭配适度休息后,CaMKll与PERIOD基因会在DAL中被活化,参与长时记忆形成。下列描述错误的是( )
A.神经系统中最高级的中枢是大脑皮层,具有语言和记忆等方面的高级功能
B.RICIN会阻断神经细胞的转录过程,从而阻止长时记忆的形成
C.RICIN基因的表达可能阻止新突触的建立
D.推测CaMKll与PERIOD基因有助于长时记忆形成
15.(2024高三下·重庆市月考)人体内的T细胞分两类,第一类:细胞毒性T细胞(Tc),能直接攻击和杀伤其他细胞;第二类:辅助性Т细胞(Тh),能刺激已经结合了抗原的В细胞的增殖;Тс能发挥作用依赖于细胞膜表面所具有的糖蛋白CD8。下列叙述错误的是( )
A.如果编码CD8的基因不能表达,会出现自身免疫病
B.Tc能直接清除癌细胞体现了免疫监视功能
C.Tc和Th都来自骨髓造血干细胞
D.T细胞活性降低会影响细胞免疫和体液免疫
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16.(2024高三下·重庆市月考)大豆种子一般由种皮、胚两部分构成。种皮通常在种子的外层起到保护作用但通透性较差;而胚由胚芽、胚轴、胚根以及子叶构成,会成长为植株。大豆的种子吸收充足的水分,在各种酶的作用下种子的胚芽被激活,吸收子叶存储的养分,胚芽生长撑破种皮;此后胚根向下延伸,吸收土壤的水分,胚芽向上突破地面,展开子叶开始光合作用。科学家在实验室恒定光照、适宜温度下测定了萌发的大豆呼吸速率的变化如图所示。
(1)大豆在24h~36h呼吸作用的方式是 。48h时,大豆叶肉细胞中产生ATP的场所包括 。
(2)结合大豆萌发过程,推测b、c两时间点分别发生的事件是 。
(3)大豆叶肉细胞中部分结构及反应如下图所示(①②③代表物质),PSⅠ、PSⅡ是该结构上两种光合作用复合蛋白。图中的膜结构为 。图示过程中, 是原初电子供体。光能通过电子传递链最终转化为 (填序号)中的化学能。
(4)进一步研究PSⅡ中的核心功能蛋白D1,取一些相同的叶肉细胞分为A、B、C三组,A组不作额外处理,B组处于干旱条件,C组处于干旱并施加外源5-ALA。一段时间后测定细胞中D1含量及耐旱性结果如下图。据此得出结论,5-ALA通过增强D1蛋白的合成,从而增强大豆对干旱的耐受性。有同学认为,根据上述检测结果不能得出该结论,理由是 。
17.(2024高三下·重庆市月考)当人们咀嚼薄荷糖时,总会感觉到丝丝凉意。研究发现一种名为TRPM8的蛋白质在产生冷知觉的过程中起着主导作用。如图所示,TRPM8是一种能够感知冷刺激的感受器,广泛分布于皮肤和口腔中。薄荷中的薄荷醇能与TRPM8结合,让机体产生“冷”的感觉。产生冷觉的过程中还存在某种神经肽的释放,神经肽能引发血管收缩和血管通透性减弱。
(1)吃薄荷糖时,薄荷醇接触口腔黏膜,与反射弧中的TRPM8结合并将其激活,导致细胞膜外Ca2+等阳离子通过 (填跨膜运输方式)进入细胞,从而导致细胞膜内外电位差 (填“升高”“降低”或“不变”)。
(2)TRPM8接受刺激后将产生兴奋并沿神经元传递,在 形成冷觉,该过程 (填“属于”或“不属于”)反射,原因是 。
(3)基于上述研究,科研人员通过基因工程改造皮肤细胞,开发了一个薄荷醇调控的基因开关,过程如图所示。据图可知,内流的Ca2+与NFAT结合使其去磷酸化,随后 NFAT将进入 与 结合并启动治疗基因的表达,合成治疗蛋白释放到细胞外。
18.(2024高三下·重庆市月考)拟南芥是以中国典型的遗传学研究模式生物,拟南芥的突变表型易于观察,为突变体的筛选提供了便利。拟南芥的另一个优点是易于转化,这就为研究人员建立突变体库、改变目的基因的表达特征以及开展互补验证等实验提供了便利。
(1)科研人员通过将T-DNA插入到A基因中获得a基因,用PCR法确定T-DNA插入位置时,应从下图中选择的引物组合是 。PCR扩增目的基因时,退火(复性)温度的设定与引物长度、碱基组成有关,长度相同但 的引物需要设定更高的退火温度。
(2)科研人员还会采用人工诱导突变的方法。如下图表示拟南芥一个基因片段的部分碱基序列。若用EMS溶液浸泡处理拟南芥种子后,该DNA序列中所有鸟嘌呤(G)上均带有了乙基而成为7-乙基鸟嘌呤。这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对,从而使DNA序列中G—C对转换成G—T对。请绘出经过一次DNA复制后所形成的两个DNA分子(片段)的碱基序列。
(3)野生型拟南芥的叶片是光滑形边缘,经过上述诱导突变的方法,研究人员获得了6个不同的隐性突变①~⑥,每个隐性突变只涉及1个基因,这些突变都能使拟南芥的叶片表现为锯齿状边缘。设计如下杂交实验来确定突变基因的位置,不考虑其他突变和染色体片段交换。请回答下列问题:
编号 杂交组合 F1叶片边缘
一 ①×② 光滑形
二 ①×③ 锯齿状
三 ①×④ 锯齿状
四 ①×⑤ 光滑形
五 ②×⑥ 锯齿状
Ⅰ.根据上述杂交结果判断,与突变体①为同一基因位点突变的有 (填序号)。
Ⅱ.第一组的F1与第四组的F1杂交得到的F2中,叶片边缘锯齿的概率可能为 。
19.(2024高三下·重庆市月考)关于人应该喝多少水的建议无处不在。为揭示口渴解除的机制,科学家开展了如下实验。
(1)正常情况下,人大量饮水后血液中抗利尿激素、尿液中尿素浓度的变化是___填字母)。
A.降低 降低 B.升高 升高
C.降低 升高 D.升高 降低
(2)饮水时,口咽部感受器产生兴奋并沿神经纤维到达并抑制脑内SFO神经元活性,解除口渴。研究人员将缺水处理的小鼠分组,分别一次性给予10mL清水和10mL高渗溶液,记录SFO神经元活性,结果如图所示。结果说明摄入 只能短暂解除口渴。判断依据是 。
(3)研究人员向缺水处理的两组小鼠的胃肠内直接“不注清水”(对照组)或“注清水”(实验组),在小鼠胃肠尚未吸收水的短时间内,给予小鼠饮用水。发现对照组小鼠会饮水,实验组小鼠不会饮水。实验说明胃肠道 (填“能”或“不能”) 感受其内部液体渗透压的变化。请结合上述实验结果,解释清水注入后,小鼠不饮水的原因: 。
20.(2024高三下·重庆市月考)杨梅营养价值高,但其鲜果不耐储存,以新鲜杨梅酿制的杨梅酒具有开胃消食、利尿排毒等多种功效。杨梅酒的品质很大程度上取决于所选择的酵母性能。科研人员为挖掘杨梅主产区的酵母资源,筛选出酒精转化率高、酒精耐受力强的优质杨梅酿酒酵母,进行如图所示的研究。请回答下列问题:
(1)过程②需充分振荡的主要目的是 。与过程②所用培养基相比,过程③所用培养基中还添加了 (成分)。
(2)过程③所用接种工具是 。过程④的划线顺序是 。如果划线区域c上几乎无菌落生长,原因可能是 。
(3)分离获得的酵母菌还需经过多级筛选才能获得理想菌株。科研人员利用DY5、RY1、JW14 三种菌株分别发酵制作杨梅酒(如图),并进行酒精耐受性检测,结果如下表:
菌株名称 酒精度/% 总糖/ g·L- 总酸/g·L-
DY5 7.0 34.23 12.045
RY1 9.0 15.01 12.675
JW14 6.5 33.64 12.099
杨梅汁 — 78.80 10.737
根据上述结果分析:三种菌株中,最适于杨梅酒发酵的是 ,判断依据是 。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】其它细胞器及分离方法;细胞器之间的协调配合;细胞骨架
【解析】【解答】A、细胞内囊泡运输的交通枢纽是高尔基体,而不是内质网,A错误;
B、性激素的化学本质是脂质,合成脂质的场所是光面内质网,故性腺细胞的内质网是合成性激素的场所,B正确;
C、蛋白质的合成不都需要经过内质网的折叠,如原核细胞不含内质网,所以蛋白质不需要经过内质网的折叠,C错误;
D、细胞骨架维持着细胞形态,锚定支撑着细胞器,D错误。
故答案为:B。
【分析】细胞中的细胞器是细胞内具有一定形态、结构、功能的微器官,也称为拟器官或亚细胞结构。它们通常由蛋白质外壳与其内部的液态基质或固体基质组成。细胞器在细胞质中具有特定的空间分布和排列,并且它们之间、细胞器与细胞核之间,以及细胞器与质膜之间在结构和功能上有紧密的联系和协调。
常见的细胞器包括:
1. 线粒体:被称为细胞的“动力工厂”,是细胞进行有氧呼吸的主要场所,它能将有机物中的化学能转化为ATP中的化学能。
2. 叶绿体:存在于绿色植物细胞中,是绿色植物进行光合作用的场所,能将光能转化为化学能。
3. 内质网:由复杂的膜系统组成的连接核膜与细胞膜的细胞器,是细胞内蛋白质合成与加工的场所,也是脂质合成的车间。
4. 高尔基体:在动物细胞中与分泌物的形成有关,在植物细胞中与细胞壁的形成有关。
5. 溶酶体:是“消化车间”,内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
6. 液泡:主要存在于植物细胞中,内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质,可以调节植物细胞内的环境,充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。
7. 中心体:存在于动物细胞和某些低等植物细胞中,由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成,与细胞的有丝分裂有关。
2.【答案】C
【知识点】渗透作用;被动运输
3.【答案】B
【知识点】酶的特性;ATP与ADP相互转化的过程;无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、一种酶只能催化一种或者一类化学反应,这是由于酶的专一性,由题,己糖激酶可在ATP磷酸化后,将葡萄糖转化为6—磷酸葡萄糖,由此可知该酶具有专一性,A正确;
B、ATP本身在体内含量并不高,需要时ATP与ADP之间速速转化,即使该代糖同样可被己糖激酶磷酸化,但磷酸化后的产物不能参与后续反应,这会导致ATP的合成量减少,但细胞中ATP的含量几乎不变,B错误;
C、己糖激酶可催化葡萄糖转化为1,6—二磷酸葡萄糖,直接参与反应,再反应过程中己糖激酶会发生磷酸化过程,并且同时自身构象发生改变,C正确;
D、无氧呼吸只有第一阶段合成ATP,葡萄糖氧化分解成2分子丙酮酸的过程属于细胞呼吸的第一阶段,以无氧呼吸为主的癌细胞需大量进行无氧呼吸供能,摄入该代糖后会终止无氧呼吸的第一阶段,并在体内积累,显著抑制癌细胞,D正确。
故答案为:B。
【分析】有氧呼吸和无氧呼吸是两种不同的生物化学过程,它们都是细胞获取能量的方式,但存在显著的差异。
有氧呼吸:
有氧呼吸是指细胞在有氧的参与下,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,同时释放出大量能量的过程。该过程主要在细胞的线粒体中进行,包括三个主要阶段:糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链。通过有氧呼吸,细胞能够高效地获取能量,用于支持各种生命活动。
场所:主要在细胞的线粒体中进行,部分(如糖酵解)在细胞质基质中进行。
条件:需要氧气的参与。
产物:二氧化碳和水。
能量释放:释放大量能量。
无氧呼吸:
无氧呼吸则是指细胞在无氧的条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物(如酒精和二氧化碳或乳酸),同时释放出少量能量的过程。无氧呼吸主要发生在细胞质基质中。
场所:主要在细胞质基质中进行。
条件:不需要氧气的参与。
产物:酒精和二氧化碳(某些植物和酵母菌)或乳酸(动物、人和某些植物如马铃薯块茎、甜菜块根)。
能量释放:释放少量能量。
两者的主要区别:
1.反应的场所不同:有氧呼吸主要在线粒体和细胞质基质中进行,而无氧呼吸只在细胞质基质中进行。
2.条件不同:有氧呼吸需要氧气的参与,而无氧呼吸不需要。
3.产物不同:有氧呼吸的产物是二氧化碳和水,而无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳(或乳酸)。
4. **能量释放不同**:有氧呼吸释放大量能量,而无氧呼吸释放少量能量。
两者的相同点:
1.第一阶段反应相同:都是葡萄糖在酶的催化下分解成丙酮酸、还原氢以及ATP。
2.都能给生命活动提供能量:尽管无氧呼吸提供的能量相对较少。
4.【答案】D
【知识点】干细胞的概念、应用及研究进展;干细胞的概念及种类
【解析】【解答】A、成体干细胞是指存在于一种已经分化组织中的未分化细胞,干细胞可以实现自我更新并且能够特化形成组成该类型组织的细胞,而神经干细胞可在机体需要时增殖,分化为神经细胞、神经胶质细胞和胶质细胞等多种细胞,所以神经干细胞属于成体干细胞,A正确;
B、Trbl基因的表达会使NSC进入暂时不增殖的状态,且有相当部分的细胞停滞在G2期,故停滞期的细胞可能停滞在多个不同阶段,推测停滞期的细胞有些完成DNA的复制,有些没有,所以增殖期Ⅰ的细胞和停滞期的细胞在DNA含量上有差异,B正确;
C、据图,Trbl基因的表达会使NSC进入暂时不增殖的状态,Akt会抑制Trbl的作用,可以使NSC细胞继续分裂,C正确;
D、激素被受体细胞识别,发挥作用后会灭活,而dILPs是蛋白质分子,通过激活Akt去抑制Trbl作用,所以dILPs不是激素,D错误。
故答案为:D。
【分析】干细胞是一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细胞,它们能够产生至少一种类型的高度分化的子代细胞。干细胞在生物学和医学领域有着广泛的应用前景。以下是关于干细胞的详细介绍:
定义与特性
定义:干细胞是具有自我复制能力的多潜能细胞,在特定条件下可以向多种功能的细胞分化。
特性:干细胞具有多向分化潜能和自我更新能力,是非终末分化细胞,终生保持未分化或低分化特征,并且具有无限分裂、增殖的潜能。
分类
根据不同的分类方式,干细胞可以分为多种类型:
按发育生存阶段:分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞具有分化成各种组织和各种干细胞的能力,而成体干细胞则存在于已经分化的组织中,如造血干细胞、骨髓中的间充质干细胞等。
按分化潜能:分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。全能干细胞可以分化成所有类型的细胞,如胚胎干细胞;多能干细胞可以分化成多种类型的细胞,如造血干细胞;单能干细胞只能分化成一种类型的细胞,如上皮组织基底层的干细胞。
按来源部位:分为脐带干细胞、胎盘干细胞、脐带血干细胞、牙髓干细胞、骨髓干细胞、脂肪干细胞等。
应用领域
干细胞在医学领域有着广泛的应用,主要包括以下几个方面:
细胞替代治疗:利用干细胞修复或替代受损的组织和器官,如利用间充质干细胞治疗神经系统疾病、糖尿病等。
系统重建:利用造血干细胞和间充质干细胞重建机体的造血系统和免疫系统,治疗白血病、再生障碍性贫血等血液疾病及免疫系统缺陷亢进疾病。
组织工程:在体外培养形成组织器官,替代人体病变的组织器官。
基因治疗:作为基因治疗的理想靶细胞,创造环境使目的基因后续稳定表达。
抗衰老保健:利用干细胞的多向分化和修复力,对衰老的机体进行修复,达到抗衰老保健的目的。
5.【答案】D
【知识点】伴性遗传;人类遗传病的类型及危害
【解析】【解答】A、由题,Ⅱ1患有克氏综合征(性染色体组成为XXY),且其是伴X染色体隐性遗传病的患者,结合系谱图可知,其基因型为XdAXdBY,结合系谱图分析可知,Ⅰ1的基因型为XdAY,Ⅰ2的基因型为XDXdB(D为正常基因),不考虑新的基因突变和染色体变异,Ⅱ1性染色体异常,是因为Ⅰ1减数分裂Ⅰ后期同源染色体X与Y不分离,形成了XdAY的精子,该精子与基因型为XdB的卵细胞形成了基因型为XdAXdBY的受精卵导致的,A错误;
B、由A项,Ⅰ1的基因型为XdAY,Ⅰ2的基因型为XDXdB,则Ⅱ2的基因型为XdBY,正常女性的基因型可能是XDXD、XDXdA、XDXdB,所以Ⅱ2与正常女性(基因型不确定)婚配,所生子女患有该伴X染色体隐性遗传病的概率不确定,B错误;
C、由A项,Ⅰ1的基因型为XdAY,Ⅰ2的基因型为XDXdB,且Ⅱ3的基因型为XdAXdB,Ⅱ3一个卵原细胞产生一个次级卵母细胞含0或2个dA,Ⅰ1一个精原细胞进行减数分裂时产生一个次级精母细胞中含有0或2个dA,故Ⅱ3的一个次级卵母细胞与Ⅰ1的一个次级精母细胞中含有的dA数目不一定相同,C错误;
D、由A项分析可知,Ⅰ1的基因型为XdAY,Ⅰ2的基因型为XDXdB,结合题图,则Ⅱ4的基因型为XDXdA,Ⅱ2的基因型为XdBY,Ⅱ4与基因型与Ⅱ2相同的个体结婚,所生子女患血友病个体为XdAXdB=1/2×1/2=1/4、XdAY=1/2×1/2=1/4,故所生子女患血友病的概率为1/2,D正确。
故答案为:D。
【分析】伴性遗传是指在遗传过程中,子代的部分性状由性染色体上的基因所控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传方式总是和性别相关联。具体来说,人类有23对染色体,其中22对是常染色体,1对是性染色体(XX为女性,XY为男性)。如果致病的基因位于X或Y染色体上,并通过这种遗传方式传递给下一代,导致遗传病,那么这种遗传方式就被称为伴性遗传。
伴性遗传的特点
1.与性别相关:由于控制性状的基因位于性染色体上,因此遗传方式总是与性别相关联。
2.分为显性和隐性:根据致病基因在X染色体上的显隐性,伴性遗传可分为X伴性显性遗传和X伴性隐性遗传两种。后者更为常见,如血友病、色盲、肌营养不良等。
3.遗传规律:伴性遗传遵循孟德尔遗传定律,即基因的分离定律和独立分配定律。
伴性遗传的实例
1.红绿色盲:这是一种X连锁隐性遗传病,男性患者多于女性。有色盲的男性会将遗传基因X染色体传给女儿,女儿成为遗传基因的携带者,并可能通过其女儿传给外孙一代。
2.血友病:这也是一种X伴性隐性遗传病,主要影响男性和女性,但男性患者的症状通常更为严重。
3.白化病:虽然白化病主要属于常染色体隐性遗传,但其中的眼白化病属于伴性遗传。
6.【答案】C
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、细菌能利用培养基中的氮源和碳源合成自身的蛋白质和核酸等生物大分子,新合成的核糖体和子代细菌比原来重,因为使用了15NH4Cl作为培养基中的氮源,经过若干代培养后,可获得具有“重”核糖体的“重”细菌,A正确;
B、RNA的单位核糖核苷酸中特有的碱基是尿嘧啶,所以在“轻”培养基中加入32P标记的尿嘧啶核糖核苷酸,可标记所有新合成的RNA,B正确;
C、将细菌内的核糖体进行密度梯度离心,发现全部为“重”核糖体,这是由于噬菌体侵染期间并没有合成新的核糖体,所以离心后全是“重”核糖体,C错误;
D、若噬菌体RNA能够与噬菌体DNA结合成杂交双链,则可证明它是在噬菌体DNA控制下合成出来的,也就是遗传信息从DNA传递给蛋白质的中间载体,D正确。
故答案为:C。
【分析】RNA(核糖核酸)是存在于生物细胞和某些病毒、类病毒中的遗传信息载体,它主要分为以下几种类型,并各自具有特定的作用:1.信使RNA(mRNA):
作用:mRNA在基因表达的过程中能够携带信息,将DNA的信息精确转录下来,再由mRNA的碱基顺序决定蛋白质的氨基酸顺序,完成信息传递的过程。它是合成蛋白质的模板,内容按照细胞核中的DNA所转录。
特点:mRNA是单链的,其顺序决定蛋白质的氨基酸顺序,起模板作用。约占细胞RNA总量的3%~5%。
2.转运RNA(tRNA):
作用:tRNA在基因表达过程中起到识别相应氨基酸,并依据mRNA的遗传密码挨次正确地将它携带的氨基酸连结起来形成多肽链。
特点:tRNA是分子最小的RNA,其分子量平均约为27000(25000-30000),由70到90个核苷酸组成。tRNA通过单链自身回折成三叶草形状,具有特定的环和茎结构。
3.核糖体RNA(rRNA):
作用:rRNA是组成核糖体的主要成分,核糖体是合成蛋白质的工厂。rRNA一般与核糖体蛋白质联合在一起,形成核糖体,是蛋白质合成的工作场所。
特点:rRNA的分子量较大,结构相当复杂。在大肠杆菌中,rRNA量占细胞总RNA量的75%-85%。
此外,还有一些其他类型的RNA,如反义RNA、小核RNA(snRNA)、核仁小分子RNA(snoRNA)、微小RNA(miRNA)和沉默RNA(siRNA)等,它们在细胞中发挥不同的功能,如参与基因表达的调控、RNA剪接、rRNA成型以及RNAi作用等。
7.【答案】D
【知识点】细胞癌变的原因
【解析】【解答】A、抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖或者促进细胞凋亡,抑癌基因一旦突变会导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,P基因的启动子被高度甲基化导致P基因不能表达,最后会形成肝癌细胞,由此可见P基因是抑癌基因,A正确;
B、据题,本实验用含不同浓度药物A的培养液培养HG2,检测细胞的凋亡情况,根据表格可知本实验的自变量为药物A的浓度和处理时间,B正确;
C、据表中每组的数据可知,第3天的细胞凋亡率最高,所以应该选择处理三天的细胞来检测,C正确;
D、对比同一天的实验数据可知,药物A的浓度为5μmo/L时凋亡率最高,对照组凋亡率最低,凋亡率与细胞P基因启动子区域甲基化程度呈负相关,甲基化程度越高,则P基因的表达量越低,则细胞P基因启动子区域甲基化水平为:对照组>1μmo/L药物A组>10μmo/L药物A组>5μmo/L药物A组,D错误。
故答案为:D。
【分析】细胞的癌变是一个复杂的过程,涉及多种因素的综合作用。以下是对细胞癌变过程的详细解释:
定义
癌变是正常细胞转变为恶性细胞的过程。从正常细胞转变成恶性细胞之后,生物学特性会发生明显变化,包括无限增殖、细胞结构发生变化以及生理功能异常。
原因
细胞癌变的主要原因包括以下几个方面:
1.致癌因子的作用:细胞受到致癌因子的作用,不能够正常的完成细胞分化、生长和分裂,失控出现异常增殖,从而变成癌细胞。
2.各种致病因子的刺激:如细菌、病毒感染等,长期高危型HPV病毒感染与宫颈癌密切相关,黄曲霉菌与肝癌等相关。
3.不良生活习惯:如吸烟、饮酒等与肺癌、胃癌等相关,经常吃热的食物容易患食管癌,吃烧烤、腌制等食物容易患消化道肿瘤。
4.免疫力低下和抑郁:机体免疫力低下、抑郁等因素也会使细胞异常的增殖、增生,脱离免疫监视,容易引起肿瘤细胞发生。
5.物理致癌因子:如电离辐射、X射线、紫外线等,长期X射线辐射与乳腺癌相关,紫外线照射与皮肤癌等相关。
6.基因突变:机体正常细胞都有癌基因与抑癌基因两种,使其机体处于一个平衡状态,当某一基因突变或平衡点被打破,细胞则会发生癌变。
发展过程
癌症的发展是一个相当漫长的过程,从癌细胞到癌变,往往会经历以下五个阶段:
1.癌前病变:健康细胞到癌细胞转化的过程,此时患者身体已经出现了病变,如果继续发展下去,存在癌变的可能性。
2.原位癌:最早期的癌变,出现在患者某器官黏膜上皮或皮肤表皮内的重度非典型增生,还没有突破基底膜形成浸润,也没有任何转移和扩散的倾向。
3.浸润癌:癌细胞突破上皮组织基底膜,进入到周围组织,其过程可能是几年、十几年,也可能是短短几个月。
4.淋巴转移:癌细胞穿过淋巴管,进入淋巴结,形成淋巴转移。
5.远端转移:癌细胞通过血液或其他途径转移到远端器官,形成远端转移。
诊断和检查
癌细胞的检查可以通过多种方法,包括病理组织学检查、细胞病理学检查、血液肿瘤标志物的检查等。此外,超声检查、CT扫描或者核磁共振检查等影像学手段也可以辅助诊断。
8.【答案】C
【知识点】协同进化与生物多样性的形成;基因频率的概念与变化;物种的概念与形成
【解析】【解答】A、四个湖泊之间存在地理隔离,一万多年后这四个地区的鳉鱼可能属于不同的物种,四个湖泊中的所有鳉鱼所含的全部基因不可以称为鳉鱼种群的基因库,A错误;
B、a和b两湖的鳉鱼能交配,但其交配未必能产生后代,或者产生的后代不一定可育,所以它们不一定为同一物种,B错误;
C、雄性群体中的X染色体上的基因来自于雌性群体,所以仅位于X染色体上某基因频率在雌、雄群体中是相同的,C正确;
D、d种群个体之间在形态、颜色等方面的差异,这体现了基因的多样性,D错误。
故答案为:C。
【分析】新物种的形成,又称为物种形成,是生物学演化的一个重要过程,它指的是生物分类上的新物种的诞生。自然界的物种形成主要有以下几种模型:
1.异域性物种形成:
同一物种由于地理隔离,分别演化为不同的物种。例如,一个广布的物种由于地理屏障(如山脉、河流、海洋等)被分隔成两个或多个相互隔离的种群。这些种群由于地理上的隔离,基因交流大大减少或停止,逐渐积累遗传差异,最终形成生殖隔离,成为不同的物种。
2.同域性物种形成:
同一物种在相同的环境,由于行为改变、基因突变或生态位分离等原因而演化为不同的物种。这种情况较为罕见,但在寄生生物中较为常见,因为寄生物常在宿主体内交配,较易形成与母群的生殖隔离。
3.边域性物种形成:
在物种形成过程中,一个小族群由于某种原因和原来的大族群隔离。隔离时,小族群的基因经历剧烈变化。当小族群再跟大族群相遇时,已经形成不同物种。
4.邻域性物种形成:
两个物种形成中的族群虽然分开,但是相邻。它们之间的各族群都有些许不同,但彼此相邻的两族群之间仍能互相杂交。然而,在两边最极端的族群已经差异太大而形成不同的种类。
物种形成的过程通常包括三个关键环节:
1.突变以及基因重组:为进化提供原料。
2.自然选择:是进化的主导因素。
3.隔离:是物种形成的必要条件。
此外,生殖隔离机制的建立也是新物种形成的重要标志。生殖隔离可以发生在合子形成之前(如栖息地隔离、时间隔离、行为隔离、生殖器官隔离)或合子形成之后(如合子后隔离)。
9.【答案】D
【知识点】激素调节的特点;血糖平衡调节
【解析】【解答】A、据图,引发肝细胞的生理功能发生改变的原因是蛋白质GP73与肝细胞膜上的受体结合,A正确;
B、据图,GP73与肝细胞膜上的受体结合,从而促进ATP转化为cAMP,最后激活PKA信号通路,并且糖异生是指生物体将多种非糖物质转变成葡萄糖,由此可知GP73的异常升高会促进糖异生,B正确;
C、据图,图乙a中自变量为是否注入抗GP73抗体和小鼠是否被新冠病毒感染,C正确;
D、根题,加入GP73特异性抗体可以与GP73蛋白结合,使其失去作用;敲除GP73基因可以使其不能合成GP73蛋白,两种处理都可以抑制感染小鼠的血糖升高,但敲除GP73基因处理减缓效果更明显,而不是加入GP73特异性抗体,D错误。
故答案为:D。
【分析】血糖调节过程是一个复杂且精细的生理过程,主要通过激素调节和神经调节两部分来实现,以维持血糖在一个相对稳定的水平。以下是血糖调节过程的主要方面:
激素调节
1.胰岛素:
当血糖升高时,胰岛B细胞会分泌胰岛素。胰岛素的主要作用是促进葡萄糖的利用和储存,从而降低血糖。具体来说,胰岛素可以促进肝脏、肌肉和脂肪组织对葡萄糖的摄取和利用,同时抑制肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖(糖异生)。
2.胰高血糖素:
当血糖降低时,胰岛A细胞会分泌胰高血糖素。胰高血糖素的作用与胰岛素相反,它可以促进肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖,从而升高血糖。
3.其他激素:
糖皮质激素、生长激素等激素在血糖调节中也起重要作用。例如,当血糖降低时,这些激素的分泌会增加,以协助升高血糖。
神经调节
神经系统通过内分泌系统间接影响血糖水平。例如,下丘脑可以通过调节胰岛素和胰高血糖素的分泌来影响血糖。同时,神经系统还可以通过对糖类摄取、消化、利用和储存的影响来调节血糖。
血糖调节的生理过程
1.进餐后的血糖调节:
进餐后,食物中的糖分被消化吸收进入血液,导致血糖升高。此时,胰岛素分泌增加,促进葡萄糖的利用和储存,同时抑制肝糖原的分解和糖异生,使血糖保持在正常范围内。
2.空腹时的血糖调节:
空腹状态下,血糖逐渐降低。此时,胰岛素分泌减少,而胰高血糖素、糖皮质激素等激素分泌增加,促进肝糖原的分解和糖异生,从而升高血糖。
血糖调节的器官
肝脏:是血糖调节的重要器官。它可以通过储存和释放葡萄糖来调节血糖水平。
神经系统:通过影响胰岛细胞和其他激素的分泌来间接调节血糖。
内分泌系统:通过分泌多种激素来直接调节血糖水平。
血糖调节的注意事项
血糖调节是一个动态平衡的过程,受到多种因素的影响。因此,在日常生活中应注意合理饮食、适量运动、避免过度劳累等,以维持血糖的稳定。
如果出现血糖异常升高或降低的情况,应及时就医并遵循医生的建议进行治疗。
10.【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;神经、体液调节在维持稳态中的作用;内环境的理化特性;动物细胞培养技术
【解析】【解答】A、体内过多的CO2 刺激脑干中的呼吸中枢兴奋,这是体液调节,呼吸中枢对呼吸频率的调节属于神经调节,由此可知调节机体呼吸运动的方式是神经—体液调节,并且调节呼吸的神经中枢位于脑干,A正确;
B、正常情况下血浆的pH为7.35 ~7.45,呈弱碱性,B错误;
C、人体呼吸作用产生CO2的只能是有氧呼吸第二阶段,场所是线粒体基质,而不是细胞质基质,C错误;
D、动物细胞培养时加入5%的CO2目的是维持培养液的pH,而临床上给病人输入O2时需要加入5%的CO2,目的是为了刺激呼吸中枢,所以两者目的不同,D错误。
故答案为:A。
【分析】有氧呼吸是指细胞或微生物在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把有机物(如葡萄糖)彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,同时释放出大量能量并合成大量ATP的过程。这个过程是高等动、植物进行呼吸作用的主要形式,也是生物体获取能量的重要途径。
有氧呼吸主要在线粒体基质和内膜中进行,线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。有氧呼吸可以分为三个阶段:
1.糖酵解(EMP)阶段:在细胞质基质中,无氧条件下,经过一系列的酶促反应将葡萄糖降解成丙酮酸,并合成少量ATP。这一阶段不需要氧气的参与,是糖分解的共有途径。
2.柠檬酸循环(三羧酸循环)阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,经过一系列的酶促反应,被氧化分解成二氧化碳,并产生更多的氢和少量ATP。这一阶段同样不需要氧气的直接参与,但为后续的氧化磷酸化阶段准备了氢。
3.氧化磷酸化阶段:在线粒体的内膜上,前两个阶段产生的氢与氧气结合生成水,并释放出大量的能量。这些能量被用于合成ATP,是细胞获取能量的主要方式。
有氧呼吸对于生物体的生命活动至关重要,它提供了细胞进行各种生命活动所需的能量。同时,有氧呼吸也是生物体维持体温、促进物质循环和能量流动的重要方式。
11.【答案】B
【知识点】体温平衡调节
【解析】【解答】A、体温24小时处在S'点,该时间段的产热量等于散热量,虽然高于正常体温,但体温维持相对稳定,A正确;
B、据图,A、B两条线相交于S点,此点温度为正常体温,热敏神经元的放电频率高于冷敏神经元的放电频率时,体温高于正常值,B错误;
C、若体温高于调定点,体温高于正常值,降温时会伴有皮肤毛细血管舒张,汗腺分泌增加,散热速度加快,C正确;
D、人体在发热初期,即没有达到新的调定点之前,冷敏神经元的放电频率高于热敏神经元,进而将兴奋传至大脑皮层,产生冷觉,所以会感到寒冷,D正确。
故答案为:B。
【分析】体温调节是指温度感受器接受体内、外环境温度的刺激,通过体温调节中枢的活动,相应地引起内分泌腺、骨骼肌、皮肤血管和汗腺等组织器官活动的改变,从而调整机体的产热和散热过程,使体温保持在相对恒定的水平。
体温调节是一个复杂的生理过程,主要包括以下几个方面:
1.温度感受器:人体的温度感受器分布在皮肤、黏膜和内脏器官中,能够感受体内外的温度变化,并将这些变化转化为神经信号传递给体温调节中枢。
2.体温调节中枢:体温调节中枢位于下丘脑,是体温调节的主要控制中心。它能够接收来自温度感受器的信号,并通过神经和体液调节机制,对机体的产热和散热过程进行调控。
3.产热过程:机体的产热过程主要依赖于内脏器官(尤其是肝脏)和骨骼肌的代谢活动。在寒冷环境中,骨骼肌会通过寒颤反应增加产热量,以维持体温的恒定。此外,甲状腺激素等激素也能促进机体的产热过程。
4.散热过程:机体的散热过程主要通过皮肤进行,包括辐射、传导、对流和蒸发等方式。在炎热环境中,皮肤血管会扩张,血流量增加,通过辐射和对流的方式将热量散发到环境中。同时,汗腺也会分泌汗液,通过蒸发的方式带走体表的热量。
5.神经调节和体液调节:体温调节是一个神经调节和体液调节相互协调的过程。神经调节通过反射活动快速调节机体的产热和散热过程,而体液调节则通过激素等化学物质对机体的生理活动进行长期调节。
12.【答案】C
【知识点】反射弧各部分组成及功能;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、图中与肺牵张感受器相连的b为传入神经(含有神经节),反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成,A正确;
B、大脑皮层是高级神经中枢,人体屏住呼吸是条件反射,这个过程受到大脑皮层的控制,B正确;
C、图乙中神经元①和②之间形成突触,突触小体是神经元①的轴突末端膨大形成的,C错误;
D、神经元无法通过分裂增加细胞的数量,这是由于高度分化的细胞不能进行细胞分裂,D正确。
故答案为:C。
【分析】反射弧是神经系统中最基本的反射活动的基本结构,它包括五个基本组成部分:感受器、传入神经、中枢、传出神经和效应器。
1.感受器:感受器是接受刺激的起始部位,它可以是一种特定的细胞或组织,如皮肤的感觉神经末梢、内脏器官的化学感受器等。感受器将外界或体内的刺激转化为神经信号。
2.传入神经:传入神经是将感受器产生的神经信号传递到中枢的神经纤维。这些神经纤维通常包含感觉神经元,它们将信息从感受器传递到脊髓或大脑。
3.中枢:中枢是指脊髓和大脑等高级神经组织中的神经元网络。在中枢中,神经信号被处理并产生反应。中枢可以是简单的脊髓反射,也可以是复杂的条件反射,取决于刺激的强度和性质。
4.传出神经:传出神经是将中枢产生的反应信号传递到效应器的神经纤维。这些神经纤维通常包含运动神经元,它们将信息从中枢传递到肌肉或其他效应器。
5.效应器:效应器是执行反应的器官或组织,如肌肉、腺体等。效应器根据传入的信号进行相应的活动,如肌肉收缩、腺体分泌等。
13.【答案】D
【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
14.【答案】B
【知识点】脑的高级功能
【解析】【解答】A、神经中枢位于颅腔中脑(大脑、脑干、小脑)和脊柱椎管内的脊髓,且神经中枢中的大脑皮层的中枢是最高级中枢,大脑皮层具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能,A正确;
B、据题,RICIN 是一种植物毒素蛋白,能破坏rRNA,因为rRNA参与翻译过程,所以RICIN阻断的是翻译过程,而不是阻止长时记忆的形成,B错误;
C、长期记忆与新突触的建立有关,而RICIN基因表达会阻止长时记忆的形成,有可能阻止新突触的建立,C正确;
D、据题,在重复学习搭配适度休息后,CaMKII与PERIOD基因会在 DAL 中被活化,参与长时记忆形成,所以这两个基因可能有助于长时记忆的形成,D正确。
故答案为:B。
【分析】短期记忆和长期记忆是人类记忆系统的两个重要组成部分,它们在存储时间、容量、处理方式以及存储方式上存在显著差异。
短期记忆
短期记忆,又称为工作记忆,是大脑前额叶皮质功能的体现。它主要负责暂时保留大脑中的信息,通常只能维持几秒钟到一两分钟。短期记忆的容量很小,只能存储有限数量的信息,一般认为是7±2个组块。这种记忆形式对于完成日常任务非常重要,比如听取电话号码并填写表格、记住要做某事等。短期记忆主要通过重复和注意力来保持信息,如果信息不能得到及时的重复或注意,很快就会被人遗忘。
长期记忆
长期记忆则是指我们能够长时间保留在大脑中的信息。这种记忆形式的容量非常大,可以包含各种类型的信息,如语言、图像、声音等。长期记忆的信息保持时间可以从数月至数十年,甚至终身不忘。长期记忆可以分为显性记忆和隐性记忆。显性记忆需要有意识地努力去回忆,如回忆某个人的名字或生日;而隐性记忆则是我们无需有意识地回忆就能自然而然地表现出来的技能或知识,如骑自行车或弹吉他等。长期记忆的信息是以多种形式编码存储的,包括语义记忆(对概念、知识的理解和解释)、情节记忆(对特定事件和情境的回忆)、程序记忆(对技能和习惯的掌握)等。
区别
1.存储时间:短期记忆的存储时间很短暂,而长期记忆的存储时间可以持续较长时间。
2.存储容量:短期记忆的容量非常有限,而长期记忆的容量几乎是无限的。
3.处理方式:短期记忆主要通过重复和注意力来保持信息,而长期记忆则是通过编码、存储和检索过程来实现的。
4.存储方式:短期记忆主要是暂时在神经元之间形成的电化学信号,而长期记忆则是在脑部形成的物理化学变化,例如新的突触连接、蛋白质合成等。
15.【答案】A
【知识点】免疫功能异常;免疫系统的结构与功能
【解析】【解答】A、细胞毒性T细胞能发挥作用依赖于细胞膜表面所具有的糖蛋白CD8识别,但是如果编码CD8的基因不能正常表达,细胞毒性T细胞就不能识别,这会导致免疫作用降低,可能会出现免疫缺陷病,而不是自身免疫病,A错误;
B、据题,Tc细胞能直接攻击和杀伤其他细胞,若人体内出现癌细胞,人体会依赖于Tc发挥作用,清除癌细胞,这是免疫系统的免疫监视功能,B正确;
C、Tc和Th属于T细胞,T细胞来自骨髓造血干细胞,并且T细胞在胸腺中成熟,C正确;
D、T细胞既参与了人体的细胞免疫,也参与了人体的体液免疫,D正确。
故答案为:A。
【分析】细胞免疫过程,也称为T细胞介导的免疫应答,是一个复杂而精细的生理过程,主要涉及对抗原的识别、T细胞的活化、增殖和分化,以及效应细胞的产生和发挥效应等阶段。以下是细胞免疫过程的详细步骤:
1.抗原识别:当病原体(如细菌、病毒等)侵入机体后,它们的抗原被抗原提呈细胞(如巨噬细胞、树突状细胞等)摄取并加工处理,形成抗原-MHC分子复合物。这些复合物随后被提呈给T淋巴细胞(主要是CD4+和CD8+T细胞)进行识别。
2.T细胞活化:T细胞表面的TCR(T细胞受体)与抗原-MHC分子复合物结合,并同时接受来自共刺激分子的信号(双信号刺激模式),从而被激活。活化的T细胞开始分泌细胞因子(如IL-2),这些细胞因子进一步促进T细胞的增殖和分化。
3.T细胞增殖和分化:活化的T细胞在细胞因子的作用下大量增殖,并分化为不同类型的效应T细胞,主要包括细胞毒性T细胞(Tc细胞)和辅助性T细胞(TH细胞)。部分T细胞还会分化为记忆性T细胞,以备将来再次遇到相同抗原时迅速响应。
4效应阶段:
Tc细胞的直接杀伤作用:当Tc细胞与带有相应抗原的靶细胞(如病毒感染细胞、肿瘤细胞等)再次接触时,它们会特异性地结合并杀伤靶细胞。Tc细胞通过释放穿孔素等杀伤性分子,使靶细胞溶解而死。
TH细胞的辅助作用:TH细胞则通过分泌多种细胞因子(如IL-2、IFN-γ等),促进其他免疫细胞(如巨噬细胞、NK细胞等)的活化和增殖,从而增强机体的免疫应答。
淋巴因子的协同作用:多种淋巴因子(如巨噬细胞移动抑制因子、巨噬细胞活化因子等)在细胞免疫过程中相互配合、协同作用,扩大免疫效果,达到清除抗原异物的目的。
5.免疫记忆:记忆性T细胞在细胞免疫过程中起着重要作用。当相同抗原再次进入机体时,记忆性T细胞能够迅速增殖并分化为效应T细胞,从而更快地启动免疫应答,更有效地清除抗原。
细胞免疫过程具有抗感染、抗肿瘤和免疫损伤等多种作用,是机体免疫系统的重要组成部分。在抗感染免疫中,细胞免疫主要参与对胞内寄生菌、病毒、真菌以及某些寄生虫感染的免疫应答;在抗肿瘤免疫中,细胞免疫则发挥关键作用,通过Tc细胞直接杀伤肿瘤细胞以及通过细胞因子增强其他免疫细胞的抗肿瘤作用。
16.【答案】(1)有氧呼吸、无氧呼吸并存;线粒体、细胞质基质和叶绿体
(2)b点种皮撑破,种子获得充足氧气;c点真叶展开,开始光合作用
(3)类囊体薄膜;水;②③
(4)图中能得出5-ALA可以提高D1蛋白含量的结论,而D1蛋白含量取决于D1蛋白表达速率与降解速率的差值
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素
17.【答案】(1)协助扩散;降低
(2)大脑皮层;不属于;反射弧结构不完整
(3)细胞核;PNFAT3
【知识点】反射弧各部分组成及功能;体温平衡调节
【解析】【解答】(1)TRPVI是一种通道蛋白,TRPV1被辣椒素激活后造成的Ca2+内流属于协助扩散。Ca2+内流导致细胞膜内外电位差降低。
(2)感觉是在大脑皮层产生,所以TRPM8接受刺激后将产生兴奋并沿神经元传递,在大脑皮层形成冷觉,这个过程没有经过完整的反射弧,所以该过程不是反射。
(3)由图,内流的Ca2+与NFAT结合,使其去磷酸化,形成NFAT后进入细胞核中PNFAT3结合,启动治疗基因表达,合成治疗蛋白并释放到细胞膜外。
【分析】反射弧是神经系统中最基本的反射活动的基本结构,它包括五个基本组成部分:感受器、传入神经、中枢、传出神经和效应器。
1.感受器:感受器是接受刺激的起始部位,它可以是一种特定的细胞或组织,如皮肤的感觉神经末梢、内脏器官的化学感受器等。感受器将外界或体内的刺激转化为神经信号。
2.传入神经:传入神经是将感受器产生的神经信号传递到中枢的神经纤维。这些神经纤维通常包含感觉神经元,它们将信息从感受器传递到脊髓或大脑。
3.中枢:中枢是指脊髓和大脑等高级神经组织中的神经元网络。在中枢中,神经信号被处理并产生反应。中枢可以是简单的脊髓反射,也可以是复杂的条件反射,取决于刺激的强度和性质。
4.传出神经:传出神经是将中枢产生的反应信号传递到效应器的神经纤维。这些神经纤维通常包含运动神经元,它们将信息从中枢传递到肌肉或其他效应器。
5.效应器:效应器是执行反应的器官或组织,如肌肉、腺体等。效应器根据传入的信号进行相应的活动,如肌肉收缩、腺体分泌等。
反射过程是指从感受器接受刺激到效应器产生反应的一系列生理过程。当感受器接受刺激后,它会产生一个神经冲动,这个冲动通过传入神经传递到中枢。在中枢中,这个冲动被处理并产生一个反应信号,这个信号通过传出神经传递到效应器。最后,效应器根据这个信号进行相应的活动,完成整个反射过程。这个过程通常非常迅速且自动完成,无需意识控制。
冷觉的产生过程是一个涉及多个生理环节和神经系统的复杂过程。简单来说,冷觉的产生过程主要包括以下几个步骤:
1.感受寒冷刺激:当人体暴露在寒冷环境中时,皮肤表面的温度感受器(也称为冷觉感受器)会首先感知到温度的变化。
2.信号传导:一旦冷觉感受器感知到寒冷刺激,它会将这一信息以生物电流的形式通过传入神经迅速传递到中枢神经系统。
3.大脑皮层处理:这些信号最终到达大脑皮层的感觉区,特别是与温度感知相关的区域。大脑皮层会对这些信号进行解析和处理,从而形成冷觉的感知。
4.下丘脑调节:值得注意的是,冷觉的产生还涉及到下丘脑的调节。下丘脑是体温调节的重要中枢,它可以通过神经传递物质和神经递质来调节大脑皮层的神经元活动,从而影响对温度的感知和处理。例如,下丘脑的神经元可以通过释放神经传递物质来抑制大脑皮层的热感受区,从而使人感觉到寒冷。
综上所述,冷觉的产生是一个从感受寒冷刺激开始,经过信号传导、大脑皮层处理,再到下丘脑调节的复杂过程。这个过程中任何一个环节的异常都可能导致冷觉感知的障碍。
(1)TRPVI也是一种通道蛋白,TRPV1被辣椒素激活后造成的Ca2+内流属于协助扩散。Ca2+内流导致细胞膜内外电位差降低。
(2)感觉是在大脑皮层产生,故TRPM8接受刺激后将产生兴奋并沿神经元传递,在大脑皮层形成冷觉,该过程不属于反射,因为反射的基础是反射弧,而该过程的没有经过的反射弧。
(3)由图可知,内流的Ca2+与NFAT结合,使其去磷酸化,形成NFAT后进入细胞核中PNFAT3结合,启动治疗基因表达,合成治疗蛋白并释放到细胞膜外。
18.【答案】(1)Ⅱ、Ⅲ;G和C含量高
(2)
(3)③④;1/2或1/4或7/16
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;PCR技术的基本操作和应用
19.【答案】(1)A
(2)高渗溶液;摄入高渗溶液引起SFO的相对活性下降后又很快升高,又会产生口渴的信号,故摄入高渗溶液只能短暂解除口渴
(3)能;胃肠道感受到摄入液体的渗透压下降后,产生兴奋并沿神经纤维到达SFO并抑制脑内SFO神经元活性,解除口渴,不会饮水
【知识点】水盐平衡调节
【解析】【解答】(1)人大量饮水后细胞外液的渗透压降低,此时血液中抗利尿激素的含量降低,这使得肾小管和集合管对水分重吸收减少,尿量增加,从而使尿液中尿素浓度降低,分析得知:A正确,BCD错误。
故答案为:A。
(2)根据实验数据,摄入高渗溶液组引起SFO的相对活性下降,但很快SFO的活性很快又会升高,又会产生口渴的信号,由此可知摄入高渗溶液只能短暂解除口渴。
(3) 据题,两组均为缺水小鼠,对照组小鼠胃内不注射清水,但小鼠会有饮水行为,实验组小鼠胃内注入清水,小鼠反而不会有饮水行为,说明胃肠道能感受其内部液体渗透压的变化。在清水注入后,胃肠道感受到摄入液体的渗透压下降后,产生兴奋并沿神经纤维到达SFO并抑制脑内SFO神经元活性,关闭口渴信号,解除口渴,就不会饮水。
【分析】水盐平衡调节是指人体内调节水盐平衡的机制,通过神经-体液-内分泌网络的协同作用,保持水和氯化钠等无机盐的摄入量和排出量的动态平衡,并维持体内这些物质的含量相对恒定。这种平衡对于维持人体正常的生命活动和健康状态至关重要。
一、水盐平衡调节的主要机制包括:
1.神经调节:下丘脑是水盐平衡调节的重要中枢,它能够感知细胞外液渗透压的变化,并通过神经调节来影响相关器官的功能。当体内水分或盐分不足时,细胞外液渗透压会升高,刺激下丘脑的感受器,进而引发一系列生理反应,如产生渴感、促进抗利尿激素的分泌等。
2.体液调节:体液调节主要通过激素来实现。例如,抗利尿激素(ADH)是调节水盐平衡的关键激素之一。当体内水分不足时,抗利尿激素的分泌会增加,作用于肾脏的集合管,促进水的重吸收,从而减少尿量,保留体内水分。相反,当体内水分过多时,抗利尿激素的分泌会减少,尿液排出量增加,以排除多余的水分。
3.肾脏调节:肾脏是水盐平衡调节的主要器官。它能够通过调节尿液的生成和排出,来精确控制体内水和无机盐的平衡。肾脏对钠和氯的排泄具有很强的调节能力,能够根据体内钠和氯的浓度变化,调整尿液中这些物质的排泄量。同时,肾脏还能通过调节尿液的酸碱度和电解质浓度,来维持体内环境的稳定。
二、水盐平衡调节的生理意义:
1.维持体液渗透压:水盐平衡调节能够确保细胞外液的渗透压保持在相对恒定的范围内,这是细胞正常功能的基础。
2.维持体液量:通过调节体内水分的摄入和排出,水盐平衡调节能够确保体液量处于适宜水平,以维持正常的血液循环和细胞代谢。
3.维持电解质平衡:钠、氯等无机盐是维持细胞内外渗透压和电解质平衡的重要物质。水盐平衡调节能够确保这些物质在体内的含量和分布处于适宜状态。
4.保持内环境稳定:水盐平衡调节是机体内环境稳定的重要组成部分,对于维持正常的生理功能和代谢活动具有重要意义。
(1) 人大量饮水后细胞外液的渗透压降低,则血液中抗利尿激素的含量降低,则肾小管和集合管对水分重吸收减少,尿量增加,使得尿液中尿素浓度降低,A正确,BCD错误。
故选A。
(2)根据实验数据可知,摄入高渗溶液组引起SFO的相对活性下降,但很快SFO的活性很快又会升高,又会产生口渴的信号,故摄入高渗溶液只能短暂解除口渴。
(3)据题意可知,两组均为缺水小鼠,对照组小鼠胃内不注射清水,但小鼠会有饮水行为,实验组小鼠胃内注入清水,小鼠反而不会有饮水行为,说明胃肠道能感受其内部液体渗透压的变化。清水注入后,胃肠道感受到摄入液体的渗透压下降后,产生兴奋并沿神经纤维到达SFO并抑制脑内SFO神经元活性,关闭口渴信号,解除口渴,不会饮水。
20.【答案】(1)使菌体与培养液充分接触;增大培养液的溶氧量;凝固剂
(2)涂布器;a-e-d-c-b(或b-c-d-e-a);接种环灼烧后未冷却就划线、未从上一区域末端开始划线、C的稀释度过高
(3)RY1;RY1的酒精转化率高、酒精耐受力强
【知识点】微生物的分离和培养
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