学科核心素养专训(五) 科学思维——归纳与概括
1．(2024·江苏淮安模拟)人类对遗传物质的探索经历了漫长过程，关于以下几个重要科学探究，叙述错误的是( )
①摩尔根的果蝇杂交实验 ②肺炎链球菌体内转化实验 ③噬菌体侵染细菌实验 ④沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型
A．①摩尔根首次将一个特定基因定位在一条特定染色体上
B．②格里菲思提出的“转化因子”和孟德尔提出的“遗传因子”化学本质一致
C．③与DNA半保留复制方式的验证实验一样采用了放射性同位素标记的方法
D．④中DNA双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径
C [①摩尔根的果蝇杂交实验首次将一个特定基因定位在一条特定染色体上，即将白眼基因定位在X染色体上，A正确；②艾弗里证实的“转化因子”是DNA，孟德尔提出的“遗传因子”是基因，对于大多数生物而言，基因是有遗传效应的DNA的片段，两者化学本质一致，B正确；③噬菌体侵染细菌实验采用了放射性同位素标记的方法，但DNA半保留复制方式的验证实验并未采用放射性同位素标记的方法，C错误；DNA双螺旋结构中A与 T、G与 C互补配对，碱基之间距离是相同的，使DNA分子具有稳定的直径，D正确。]
2．(2024·江苏淮安模拟)逆转录是艾滋病病毒遗传物质的复制方式，见下图。治疗艾滋病的药物“拉夫咪啶”能使逆转录酶的活性丧失。下列描述错误的一项是( )
A．①过程产生的双链用DNA水解酶处理后，剩下的单链可作为合成DNA的模板
B．①过程形成的双链与②过程形成的双链，碱基互补配对原则不完全相同
C．拉夫咪啶阻断信息流动的方向与③过程信息流动的方向相反
D．②和④过程合成的方向都是按5′→3′延长的规律进行的
A [用RNA水解酶把杂化双链上的RNA除去，剩下的DNA单链再作第二链合成的模板，A错误；①过程形成的双链是RNA/DNA杂化双链，其碱基互补配对原则与DNA不完全相同，B正确；拉夫咪啶阻断的是逆转录，而逆转录的信息流动方向(RNA→DNA)与③转录过程(DNA→RNA)相反，C正确；DNA的复制、翻译等都是按照5′→3′延长的规律进行的，D正确。]
3．(2024·山东青岛三模)种子成熟和萌发与脱落酸(ABA)和赤霉素(GA)的平衡有关。在种子成熟过程中，与ABA调节相关的多种转录因子诱导ABA合成基因的表达，同时抑制GA合成基因的表达。在种子萌发过程中，环境信号(冷和光等)通过将平衡转向促进GA合成、抑制ABA合成来打破种子休眠。下列说法正确的是( )
A．GA和ABA在种子萌发这一生理过程中起协同作用
B．流水浸种有利于种子萌发的原因是提高了种子中脱落酸的含量
C．接受光信号刺激的光敏色素只分布于植物的地上部分
D．人为控制环境条件能够调控基因表达过程，改变激素的相对含量
D [由题意可知，在种子成熟过程中，ABA促进种子休眠，GA抑制种子休眠，二者起抗衡作用，A错误；流水浸种有利于种子萌发的原因是降低了种子中脱落酸的含量，B错误；光敏色素分布于植物的各个部位，C错误；人为控制环境条件能够调控基因表达过程，改变激素的相对含量，D正确。]
4．(2024·江西十校联考)生态学家认为，一定时间内，当种群数量增加时，会出现临近个体之间的相互影响，即种群密度制约效应。某地空心莲子草在适宜的条件下大量繁殖后，数量维持在a附近，后来由于降水量减少，该植物数量明显下降，最后数量维持在b附近。下列说法正确的是( )
A．环境条件改变不会导致种群的K值发生改变
B．空心莲子草繁殖量越大，越有利于生态系统维持平衡
C．地震、火灾等对种群的作用强度与种群密度无关
D．空心莲子草数量维持在a附近的主要原因是存在非密度制约因素
C [环境条件改变会导致种群的K值发生改变，A错误；若该植物为入侵物种，则其大量繁殖后会破坏当地的生态平衡，B错误；地震、火灾等对种群的作用强度与种群密度无关，属于非密度制约因素，C正确；空心莲子草在大量繁殖一段时间后数量未继续增加的主要原因是存在密度制约因素，D错误。]
5．(2024·河北保定期末)在鉴别培养基中添加适量的溴甲酚紫可用于分离和筛选产生代谢酸(有机酸)的微生物。如果培养基的颜色由紫色变成了黄色则说明其中的微生物能产生代谢酸。下列相关分析与实际相符的是( )
A．将泡菜水加入含溴甲酚紫的鉴别培养基后在恒温有氧的条件下培养48 h后会出现紫色→黄色的颜色变化
B．将醋酸菌接种在含溴甲酚紫的鉴别培养基后在恒温有氧的条件下培养 48 h后会出现紫色→黄色的颜色变化
C．将土壤中的尿素分解菌接种在含溴甲酚紫的鉴别培养基后在恒温且严格无氧的条件下培养48 h后会出现紫色→黄色的颜色变化
D．将酵母菌接种在含溴甲酚紫的鉴别培养基后在有氧或无氧条件下培养48 h都会出现紫色→黄色的颜色变化
B [泡菜水中的产酸菌是乳酸菌，有氧条件下其代谢很弱，很难出现颜色变化，A错误；醋酸菌是产酸的好氧细菌，接种在含溴甲酚紫的鉴别培养基后在恒温有氧的条件下培养48 h后会出现紫色→黄色的颜色变化，B正确；尿素分解菌和酵母菌都不是产酸菌，将它们接种在含溴甲酚紫的鉴别培养基后有氧或无氧培养都不会出现相应的颜色变化，C、D错误。]
6．(2024·广西河池三模)如图所示，胃内的G细胞可分泌胃泌素，胃泌素能直接或间接刺激泌酸细胞分泌胃酸。PPI类药物(包括奥美拉唑)和西咪替丁均可用于治疗胃酸分泌过多引起的消化性溃疡等疾病，但长期使用PPI类药物可能会导致高胃泌素血症的发生。图中H＋—K＋ATPase是一种质子泵。回答下列问题：
(1)刺激迷走神经可引起G细胞活动增强。胃泌素分泌后，经________运输到泌酸细胞，与其膜上的________结合，最终促进H＋的分泌。推测迷走神经属于________________(填“交感神经”或“副交感神经”)。
(2)长期使用PPI类药物后胃酸分泌减少，机体为维持原先的泌酸水平，就会代偿性刺激G细胞分泌胃泌素，这属于________调节机制。据图分析，引起泌酸细胞分泌H＋的信息分子除胃泌素外，还有______________。试描述机体产生的乙酰胆碱通过Gq蛋白和IP3/Ca2+信号通路调节H＋分泌的具体过程：__________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)据图分析，奥美拉唑和西咪替丁这两种药物作用原理的不同之处是_________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
[解析] (1)据图可知，迷走神经可引起G细胞分泌胃泌素，作用于泌酸细胞上的CCKB受体，促进H＋的分泌。迷走神经中促进泌酸细胞分泌胃酸的神经属于自主神经系统中的副交感神经，副交感神经能够促进消化腺的活动增强。
(2)负反馈是指在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。胃酸分泌减少，机体为维持原先的泌酸水平，就会代偿性刺激G细胞分泌胃泌素，这属于负反馈调节。据图分析可知，引起泌酸细胞分泌H＋的信息分子除胃泌素外，还有乙酰胆碱、组胺；乙酰胆碱与泌酸细胞膜上的M3受体结合后，将信息传递给Gq蛋白，进一步激活IP3，提高细胞中Ca2+的水平，进而促进H＋—K＋ATPase酶的活性，将细胞中的H＋通过主动运输的方式转运到膜外，完成H＋分泌。
(3)从图中可知，两者不同之处是：奥美拉唑通过抑制H＋—K＋ATPase酶的活性来减少胃酸分泌，西咪替丁通过抑制组胺与H2受体的结合来减少胃酸分泌。
[答案] (1)体液 CCKB受体 副交感神经 (2)负反馈 乙酰胆碱、组胺 乙酰胆碱与泌酸细胞膜上的M3受体结合后，将信息传递给Gq蛋白，进一步激活IP3，提高细胞中Ca2+的水平，进而促进H＋—K＋ATPase酶的活性，将细胞中的H＋通过主动运输的方式转运到膜外，完成H＋分泌 (3)奥美拉唑通过抑制H＋—K＋ATPase酶的活性来减少胃酸分泌，西咪替丁通过抑制组胺与H2受体的结合来减少胃酸分泌
7．(2024·广东汕头模拟)疼痛的发生与神经递质N 甲基 D 天门冬氨酸(NMDA)受体的活化有关。NMDA受体是一种通道型受体，当NMDA受体被激活，Ca2+内流进而引发Na＋内流，使突触后神经元兴奋。研究发现氯胺酮具有一定的止痛和抗抑郁作用。回答下列问题：
(1)NMDA储存在_______________中，NMDA释放并作用于受体后会使突触后膜电位变为______________。NMDA发挥作用后会与受体分开，并迅速______________以免持续发挥作用。
(2)推测氯胺酮止痛和抗抑郁的机制可能是________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)科研人员设计并进行了氯胺酮对抑郁症小鼠社交障碍影响的实验。请补充完善以下实验。
①实验过程：
a．构建抑郁症模型小鼠，小鼠表现出明显的社交回避行为；
b．取一定数量正常小鼠随机平均分为两组，一组注射适量的生理盐水，一组注射等量的5 mg/kg氯胺酮；取一定数量的模型鼠随机平均分为四组，一组注射________________________________，另三组分别注射等量的5 mg/kg、10 mg/kg、20 mg/kg的氯胺酮；
c．社交实验(具体操作不要求)；
d．实验结束后，根据记录的实验数据计算小鼠的社交偏好率，实验结果如下图所示。
②分析和讨论：
实验可初步得出结论：__________________________________________________
_____________________________________________________________________；
5 mg/kg氯胺酮处理正常小鼠组的数据产生的原因可能是正常小鼠对氯胺酮的敏感性___________(填“高于”“低于”或“等于”)模型小鼠。
(4)若已证明氯胺酮可以改善小鼠抑郁症，能否直接投入生产应用于治疗人类抑郁症？说明理由：______________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] (1)由题可知，NMDA是一种神经递质，NMDA储存在突触小泡中，NMDA与NMDA受体识别并会导致Ca2+内流进而引发Na＋内流，使突触后神经元兴奋即产生动作电位，故NMDA释放并作用于受体后会使突触后膜电位变为外负内正。NMDA发挥作用后会与受体分开，并迅速被降解或回收，以免持续发挥作用。
(2)疼痛的发生与NMDA受体的活化有关，当NMDA受体被激活，Ca2+内流进而引发Na＋内流，使突触后神经元兴奋。氯胺酮具有一定的止痛和抗抑郁作用，其机制可能是氯胺酮能抑制NMDA受体，降低了细胞膜对Ca2+的通透性，Ca2+进入细胞减少，从而引发Na＋内流减少，使突触后神经元兴奋减弱，从而起到止痛和抗抑郁作用。
(3)此实验目的是探究氯胺酮对抑郁症小鼠社交障碍的影响。自变量是氯胺酮的有无，因变量是抑郁症小鼠社交行为。对照组不需要注射氯胺酮，为了保持单一变量，应注射等量的生理盐水；根据图可知：5 mg/kg氯胺酮组模型小鼠社交偏好率＞0，但10 mg/kg、20 mg/kg氯胺酮组模型小鼠社交偏好率＜0，由此实验可初步得出结论为：适量的(低浓度的)氯胺酮能明显改善抑郁小鼠的社交偏好率，过高浓度的氯胺酮反而会加剧小鼠的社交障碍。5 mg/kg氯胺酮处理正常小鼠组的数据社交偏好率低于对照组，产生的原因可能是正常小鼠对氯胺酮的敏感性高于模型小鼠。
(4)实验说明药物对小鼠有效，但对人体是否有效未知，是否安全也未知，需要进一步做实验，才能确定是否能用于治疗人类抑郁症，而不能直接投入生产应用于治疗人类抑郁症。
[答案] (1)突触小泡 外负内正 被降解或回收 (2)氯胺酮能抑制NMDA受体，降低了细胞膜对Ca2+的通透性，Ca2+进入细胞减少，从而引发Na＋内流减少，使突触后神经元兴奋减弱 (3)①等量的生理盐水 ②适量的(低浓度的)氯胺酮能明显改善抑郁小鼠的社交偏好率，过高浓度的氯胺酮反而会加剧小鼠的社交障碍 高于 (4)不能，对人体有效性、安全性未知(教师用书独具)
1．(2024·福建泉州模拟)胰岛B细胞分泌胰岛素的机制如下图所示。胰岛素分泌不足是糖尿病的常见病因，线粒体糖尿病(MDM)是一种特殊类型的糖尿病，是由线粒体中的基因M突变导致。下列说法正确的是( )
A．基因M突变使胞吐过程所需能量供应不足而减少胰岛素分泌
B．胰岛B细胞Ca2+转运蛋白结构异常也可能引起糖尿病
C．男性MDM患者的次级精母细胞只有一半会含致病基因
D．MDM患者基因M来自其母亲体内胰岛B细胞发生的基因突变
B [由图可知，基因M突变，使ATP合成减少，导致Ca2+进入胰岛B细胞减少，对促进胞吐分泌胰岛素的作用减弱，使得胰岛素分泌减少，A错误；胰岛B细胞的Ca2+转运蛋白结构异常，使Ca2+转运受阻，会影响胰岛素的释放，可能会引起糖尿病，B正确；MDM是由线粒体中的基因M突变导致，男性MDM患者的初级精母细胞，完成减数第一次分裂时，细胞质是随机均等分裂的，所以产生的次级精母细胞可能都含致病基因，或者只有一半会含致病基因，C错误；MDM是由线粒体中的基因M突变导致，所以MDM患者基因M来自其母亲体内线粒体基因发生的突变，D错误。]
2．(2024·浙江杭州模拟)mRNA疫苗打破了传统灭活、减毒疫苗的免疫激活模式，创新性地利用人体本身细胞生产抗原，以此激活特异性免疫。如图为mRNA疫苗的作用过程。下列相关叙述正确的是( )
A．图中细胞A为吞噬细胞，其可特异性识别抗原
B．包裹RNA的脂质膜为单层磷脂分子层
C．进入人体细胞的是病毒的mRNA，其作为抗原激活了人体的免疫反应
D．相比灭活病毒的疫苗，mRNA疫苗注射后，人体内存在病毒抗原的时间较久
D [图中细胞A为吞噬细胞，其可识别抗原，但不具有特异性，A错误；包裹RNA的脂质膜为双层磷脂分子层，B错误；进入人体细胞的是病毒的mRNA，其表达出的蛋白质作为抗原激活了人体的免疫反应，C错误；相比灭活病毒的疫苗，mRNA疫苗注射后，由于mRNA疫苗在机体内可以持续表达抗原蛋白，因此人体内存在病毒抗原的时间相对较长，D正确。]
1 / 1学科核心素养专训(五) 科学思维——归纳与概括
1．(2024·江苏淮安模拟)人类对遗传物质的探索经历了漫长过程，关于以下几个重要科学探究，叙述错误的是( )
①摩尔根的果蝇杂交实验 ②肺炎链球菌体内转化实验 ③噬菌体侵染细菌实验 ④沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型
A．①摩尔根首次将一个特定基因定位在一条特定染色体上
B．②格里菲思提出的“转化因子”和孟德尔提出的“遗传因子”化学本质一致
C．③与DNA半保留复制方式的验证实验一样采用了放射性同位素标记的方法
D．④中DNA双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径
2．(2024·江苏淮安模拟)逆转录是艾滋病病毒遗传物质的复制方式，见下图。治疗艾滋病的药物“拉夫咪啶”能使逆转录酶的活性丧失。下列描述错误的一项是( )
A．①过程产生的双链用DNA水解酶处理后，剩下的单链可作为合成DNA的模板
B．①过程形成的双链与②过程形成的双链，碱基互补配对原则不完全相同
C．拉夫咪啶阻断信息流动的方向与③过程信息流动的方向相反
D．②和④过程合成的方向都是按5′→3′延长的规律进行的
3．(2024·山东青岛三模)种子成熟和萌发与脱落酸(ABA)和赤霉素(GA)的平衡有关。在种子成熟过程中，与ABA调节相关的多种转录因子诱导ABA合成基因的表达，同时抑制GA合成基因的表达。在种子萌发过程中，环境信号(冷和光等)通过将平衡转向促进GA合成、抑制ABA合成来打破种子休眠。下列说法正确的是( )
A．GA和ABA在种子萌发这一生理过程中起协同作用
B．流水浸种有利于种子萌发的原因是提高了种子中脱落酸的含量
C．接受光信号刺激的光敏色素只分布于植物的地上部分
D．人为控制环境条件能够调控基因表达过程，改变激素的相对含量
4．(2024·江西十校联考)生态学家认为，一定时间内，当种群数量增加时，会出现临近个体之间的相互影响，即种群密度制约效应。某地空心莲子草在适宜的条件下大量繁殖后，数量维持在a附近，后来由于降水量减少，该植物数量明显下降，最后数量维持在b附近。下列说法正确的是( )
A．环境条件改变不会导致种群的K值发生改变
B．空心莲子草繁殖量越大，越有利于生态系统维持平衡
C．地震、火灾等对种群的作用强度与种群密度无关
D．空心莲子草数量维持在a附近的主要原因是存在非密度制约因素
5．(2024·河北保定期末)在鉴别培养基中添加适量的溴甲酚紫可用于分离和筛选产生代谢酸(有机酸)的微生物。如果培养基的颜色由紫色变成了黄色则说明其中的微生物能产生代谢酸。下列相关分析与实际相符的是( )
A．将泡菜水加入含溴甲酚紫的鉴别培养基后在恒温有氧的条件下培养48 h后会出现紫色→黄色的颜色变化
B．将醋酸菌接种在含溴甲酚紫的鉴别培养基后在恒温有氧的条件下培养 48 h后会出现紫色→黄色的颜色变化
C．将土壤中的尿素分解菌接种在含溴甲酚紫的鉴别培养基后在恒温且严格无氧的条件下培养48 h后会出现紫色→黄色的颜色变化
D．将酵母菌接种在含溴甲酚紫的鉴别培养基后在有氧或无氧条件下培养48 h都会出现紫色→黄色的颜色变化
6．(2024·广西河池三模)如图所示，胃内的G细胞可分泌胃泌素，胃泌素能直接或间接刺激泌酸细胞分泌胃酸。PPI类药物(包括奥美拉唑)和西咪替丁均可用于治疗胃酸分泌过多引起的消化性溃疡等疾病，但长期使用PPI类药物可能会导致高胃泌素血症的发生。图中H＋—K＋ATPase是一种质子泵。回答下列问题：
(1)刺激迷走神经可引起G细胞活动增强。胃泌素分泌后，经________运输到泌酸细胞，与其膜上的________结合，最终促进H＋的分泌。推测迷走神经属于________________(填“交感神经”或“副交感神经”)。
(2)长期使用PPI类药物后胃酸分泌减少，机体为维持原先的泌酸水平，就会代偿性刺激G细胞分泌胃泌素，这属于________调节机制。据图分析，引起泌酸细胞分泌H＋的信息分子除胃泌素外，还有______________。试描述机体产生的乙酰胆碱通过Gq蛋白和IP3/Ca2+信号通路调节H＋分泌的具体过程：__________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)据图分析，奥美拉唑和西咪替丁这两种药物作用原理的不同之处是_________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
7．(2024·广东汕头模拟)疼痛的发生与神经递质N-甲基-D-天门冬氨酸(NMDA)受体的活化有关。NMDA受体是一种通道型受体，当NMDA受体被激活，Ca2+内流进而引发Na＋内流，使突触后神经元兴奋。研究发现氯胺酮具有一定的止痛和抗抑郁作用。回答下列问题：
(1)NMDA储存在_______________中，NMDA释放并作用于受体后会使突触后膜电位变为______________。NMDA发挥作用后会与受体分开，并迅速______________以免持续发挥作用。
(2)推测氯胺酮止痛和抗抑郁的机制可能是________________________________
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(3)科研人员设计并进行了氯胺酮对抑郁症小鼠社交障碍影响的实验。请补充完善以下实验。
①实验过程：
a．构建抑郁症模型小鼠，小鼠表现出明显的社交回避行为；
b．取一定数量正常小鼠随机平均分为两组，一组注射适量的生理盐水，一组注射等量的5 mg/kg氯胺酮；取一定数量的模型鼠随机平均分为四组，一组注射______________________________________，另三组分别注射等量的5 mg/kg、10 mg/kg、20 mg/kg的氯胺酮；
c．社交实验(具体操作不要求)；
d．实验结束后，根据记录的实验数据计算小鼠的社交偏好率，实验结果如下图所示。
②分析和讨论：
实验可初步得出结论：__________________________________________________
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5 mg/kg氯胺酮处理正常小鼠组的数据产生的原因可能是正常小鼠对氯胺酮的敏感性___________(填“高于”“低于”或“等于”)模型小鼠。
(4)若已证明氯胺酮可以改善小鼠抑郁症，能否直接投入生产应用于治疗人类抑郁症？说明理由：______________________________________________________
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