【精品解析】北京延庆区2024-2025学年高二上学期期末生物试题

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名称 【精品解析】北京延庆区2024-2025学年高二上学期期末生物试题
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资源类型 试卷
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科目 生物学
更新时间 2025-11-12 11:19:13

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北京延庆区2024-2025学年高二上学期期末生物试题
一、选择题:本部分共15小题,每小题2分,共30分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合要求的一项。
1.(2025高二上·延庆期末)下列有关内环境的叙述,错误的是(  )
A.内环境稳态是机体正常生命活动的必要条件
B.内环境是由细胞内液和细胞外液构成的液体环境
C.内环境的理化性质包括渗透压、酸碱度和温度
D.机体维持内环境稳态的调节能力有一定限度
【答案】B
【知识点】稳态的生理意义;内环境的组成;内环境的理化特性
【解析】【解答】A、内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,例如血糖含量和血液中的含氧量保持在正常范围内,才能为细胞代谢提供充足的反应物,保证细胞代谢的顺利进行,A正确;
B、内环境是指细胞生活的液体环境,即细胞外液,而细胞内液和细胞外液共同构成体液,并非内环境,B错误;
C、内环境的理化性质主要包括渗透压、酸碱度和温度等。血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关;正常人的血浆近中性,pH为7.35~7.45;人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右,C正确;
D、人体维持内环境稳态的调节能力是有一定限度的,当外界环境的变化过于剧烈,或人体自身的调节功能出现障碍时,内环境的稳态就会遭到破坏,D正确。
故选B。
【分析】1、由细胞外液构成的液体环境,叫作内环境。细胞外液包括血浆、组织液和淋巴液。
内环境中的成分:营养物质,如水、无机盐、葡萄糖、氨基酸等、代谢废物,如二氧化碳、尿素、尿酸等、调节物质,如激素、抗体、神经递质等、其他物质,如血浆蛋白等。
内环境中不存在的成分:细胞内的物质,如血红蛋白、胞内酶(呼吸酶、RNA聚合酶等)等、细胞膜上的成分,如载体、受体等、与外界相通的液体成分,如消化液、泪液、汗液、尿液等、人体不能吸收的物质,如纤维素等。
2、正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态,叫作稳态。其实质是内环境的化学成分和理化性质处于相对稳定的状态,理化性质包括温度、渗透压和酸碱度。
2.(2025高二上·延庆期末)下图是电子显微镜下拍摄的突触示意图。下列叙述正确的是(  )
A.图中a、b和突触小泡共同组成了突触
B.结构b可能是神经元胞体或树突的膜
C.神经元释放神经递质需要c提供的能量
D.若突触小泡含有兴奋型神经递质会引起a处阴离子内流
【答案】C
【知识点】突触的结构;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、突触的组成部分是突触前膜、突触间隙和突触后膜,突触小泡是突触前膜内的结构,不属于突触的基本组成成分,A不符合题意;
B、b是突触前膜,通常是神经元轴突末梢的膜;a是突触后膜,可能是神经元胞体或树突的膜,该选项颠倒了两者的结构定位,B不符合题意;
C、神经递质的释放方式为胞吐,胞吐过程需要消耗能量,而图中c为线粒体,是细胞的“动力车间”,能为该过程提供能量,C符合题意;
D、兴奋型神经递质作用于突触后膜(a处),会引起阳离子(如Na+)内流,导致突触后膜去极化产生兴奋;阴离子内流是抑制型神经递质的作用效果,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】图中a为突触后膜、b为突触前膜、c为线粒体,突触由突触前膜(b)、突触间隙、突触后膜(a)三部分组成。突触是神经元之间传递信号的关键结构,神经递质释放依赖胞吐(需能量),其作用效果(兴奋或抑制)取决于递质类型,最终通过离子跨膜运输影响突触后膜电位。
3.(2025高二上·延庆期末)人在饥饿时遇到寒冷刺激,会表现出面色苍白,全身颤抖。此时发生的变化不包括(  )
A.皮肤毛细血管收缩,汗腺分泌减少
B.骨骼肌战栗加速热量的产生
C.血糖浓度降低导致胰岛素分泌增加
D.散热量比适宜温度条件下大
【答案】C
【知识点】体温平衡调节;血糖平衡调节
【解析】【解答】天气突然变冷时,皮肤毛细血管收缩,流经皮肤的血流量减小,皮肤散热减少,A正确;天气突然变冷时,甲状腺激素和肾上腺素分泌增多,体内代谢增强,甚至有骨骼肌颤抖,使产热增加,B正确;胰高血糖素是升高血糖的激素,胰岛素是降低血糖浓度的激素,故血糖浓度降低导致胰高血糖素分泌增加,C错误;由于体表温度与外界环境温度的温差变大,故散热量比适宜温度条件下大,D正确。
故选C。
【分析】寒冷环境中的体温调节:
①减少散热:在寒冷环境中,散热加快,当局部体温低于正常体温时,冷觉感受器受到刺激并产生兴奋,兴奋传递到下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的分析、综合,再使有关神经兴奋,进而引起皮肤血管收缩,皮肤的血流量减少,散热量也相应减少。同时,汗腺的分泌量减少,蒸发散热也随之减少。
②增加产热:在减少热量散失的同时,机体还会主动增加产热。寒冷刺激使下丘脑的体温调节中枢兴奋后,可引起骨骼肌战栗,使产热增加。与此同时,相关神经兴奋后可以促进甲状腺激素、肾上腺素等激素的释放,使肝及其他组织细胞的代谢活动增强,增加产热。
4.(2025高二上·延庆期末)研究发现“哭泣”可以给情绪降温,泪腺的活动同时受到交感神经和副交感神经支配,但是副交感神经发挥更为核心的作用。下列相关叙述错误的是(  )
A.副交感神经末梢及支配的泪腺构成了效应器
B.交感神经和副交感神经统称为自主神经系统
C.情绪和语言功能都属于人脑的高级功能
D.交感神经和副交感神经通常共同调节同一器官,且作用一般相同
【答案】D
【知识点】反射弧各部分组成及功能;脑的高级功能;神经系统的基本结构
【解析】【解答】A、效应器是由传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体等组成,所以副交感神经末梢及支配的泪腺构成了效应器,A正确;
B、交感神经和副交感神经统称为自主神经系统,它们能自动、迅速、准确地调节内脏活动,以适应内、外环境的变化,B正确;
C、人脑的高级功能包括语言、学习、记忆和思维等方面,情绪也属于人脑的高级功能范畴,C正确;
D、交感神经和副交感神经通常共同调节同一器官,但是它们的作用一般是相反的,比如交感神经使心跳加快,副交感神经使心跳减慢,D错误。
故选D。
【分析】1、神经系统分为中枢神经系统和外周神经系统。中枢神经系统包括脑和脊髓,外周神经系统按连接分类分为脑神经和脊神经,按功能分类分为传入神经和传出神经。其中传出神经又可分为支配躯体运动的神经,即躯体运动神经,和支配内脏器官的神经,即内脏运动神经。
2、在中枢神经系统的参与下,机体对内外刺激所产生的规律性应答反应,叫作反射,反射是神经调节的基本方式,而反射的结构基础是反射弧,反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器,任何一个部位损伤都不能引起反射。
效应器通常是传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体等。
5.(2025高二上·延庆期末)尿崩症是抗利尿激素缺乏或不能发挥作用引起的一种临床综合征。下列叙述错误的是(  )
A.细胞外液渗透压的调节中枢在下丘脑
B.抗利尿激素由垂体合成并释放
C.抗利尿激素作用于肾小管和集合管
D.尿崩症患者的血浆渗透压会升高
【答案】B
【知识点】水盐平衡调节
【解析】【解答】A、细胞外液渗透压的调节中枢在下丘脑,这是人体稳态调节的基本机制,下丘脑通过感知渗透压变化调控抗利尿激素的分泌,A不符合题意;
B、抗利尿激素的合成部位是下丘脑,垂体后叶仅负责储存和释放,并非由垂体合成,B符合题意;
C、抗利尿激素的生理作用是作用于肾小管和集合管,促进其对水分的重吸收,从而减少尿量、维持渗透压平衡,C不符合题意;
D、尿崩症患者因抗利尿激素缺乏或无法发挥作用,肾小管和集合管重吸收水分的能力下降,会排出大量稀释尿液,导致体内水分流失过多,进而引起血浆渗透压升高,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】抗利尿激素由下丘脑合成、垂体后叶释放,作用于肾小管和集合管促进水分重吸收;细胞外液渗透压调节中枢位于下丘脑;尿崩症的核心病理是抗利尿激素相关功能异常,导致水分重吸收障碍、血浆渗透压升高。
6.(2025高二上·延庆期末)褪黑素是由哺乳动物松果体产生的一种激素,具有缩短入睡时间、延长睡眠时间,进而调整睡眠的作用。褪黑素的分泌调节过程如下图所示,下列说法不正确的是(  )
A.该过程不能体现激素的分级调节
B.长时间光照会使褪黑素的分泌减少
C.该过程中褪黑素的分泌存在反馈调节
D.为改善睡眠,可长期大量使用褪黑素
【答案】D
【知识点】神经、体液调节在维持稳态中的作用;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】A、激素的分级调节通常表现为下丘脑→垂体→内分泌腺的分层控制,图中调节路径是“视网膜→下丘脑→松果体”,属于神经-体液调节,未涉及垂体参与的分级调控,A不符合题意;
B、图中显示暗信号能促使褪黑素分泌增多,而光照会抑制这一信号传递,因此长时间光照会导致褪黑素分泌减少,B不符合题意;
C、当褪黑素含量增多时,会反过来抑制下丘脑向松果体传递兴奋,减少自身分泌,这一过程符合反馈调节的特点,C不符合题意;
D、长期大量使用褪黑素会抑制下丘脑的正常功能,导致机体自身褪黑素分泌减少,破坏内分泌平衡,不利于身体健康,不能长期大量使用,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】褪黑素由松果体分泌,具有调节睡眠的作用;其分泌受光照影响,暗信号促进分泌、光信号抑制分泌;分泌过程存在反馈调节,无激素分级调节;长期大量使用外源性褪黑素会干扰自身内分泌平衡。
7.(2025高二上·延庆期末)某患者被确诊为肿瘤,这与该患者免疫系统某功能低下有关,这项功能是(  )
A.免疫防御 B.免疫识别 C.免疫监视 D.免疫自稳
【答案】C
【知识点】免疫系统的结构与功能
【解析】【解答】免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤的发生。肿瘤产生的原因是细胞癌变,免疫系统对癌细胞的清除属于免疫监视。可见,某患者被确诊为肿瘤,这与该患者免疫系统的免疫监视功能低下有关,C正确,ABD错误。
故选C。
【分析】免疫防御是指机体排除外来抗原性异物的一种免疫防御作用,该功能正常时,机体能抵抗病原体的入侵,异常时,免疫反应过强、过弱或缺失可能会导致组织损伤或易被病原体感染等问题;免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态的功能。正常情况下,免疫系统对自身的抗原物质不产生免疫反应,若该功能异常则容易发生自身免疫病;免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能。若此功能低下或失调,机体会有肿瘤发生或持续的病毒感染。
8.(2025高二上·延庆期末)过敏反应是由免疫系统对外来物质过度敏感引起的,下列不属于过敏反应特点的是(  )
A.过敏反应有快慢之分
B.有明显的遗传倾向和个体差异
C.由机体初次接触过敏原刺激引起的
D.主要和抗体的作用有关
【答案】C
【知识点】免疫功能异常
【解析】【解答】A、过敏反应有快慢之分,A正确;
B、过敏反应具有明显的遗传倾向和个体差异,B正确;
C、过敏反应是由机体再次接触过敏原刺激引起的,C错误;
D、过敏反应主要由抗体介导,D正确。
故选C。
【分析】免疫失调疾病
①过敏反应:已免疫的机体在再次接触相同的抗原时,有时会发生引发组织损伤或功能紊乱的免疫反应,这样的反应称为过敏反应。
②自身免疫病:如果自身的免疫反应对组织和器官造成损伤并出现了症状,就称为自身免疫病。
③免疫缺陷病:是指由机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病,分为先天性免疫缺陷病和获得性免疫缺陷病。
9.(2025高二上·延庆期末)2022年2月下旬,天安门广场各种盆栽花卉凌寒怒放,喜迎冬残奥会的胜利召开。为使植物在特定时间开花,园艺工作者需对植株进行处理,常用措施不包括(  )
A.置于微重力场 B.改变温度
C.改变光照时间 D.施用植物生长调节剂
【答案】A
【知识点】植物激素及其植物生长调节剂的应用价值;环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】A、置于微重力的环境中,不会影响植物的开花时间,A错误;
B、改变温度,会影响到酶的活性等生理过程,进而可以调节植物的开花时间,B正确;
C、改变光照时间,也可以改变植物的生理过程,进而影响植物的开花时间,C正确;
D、植物生长调节剂可以影响、调整植物生长、发育的全过程,D正确;
故答案为:A
【分析】环境因素参与植物的生命活动
(1)光对植物生长发育的调节光作——一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。
(2)参与调节植物生命活动的其他环境因素: 除了光,温度、重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育。
(3)植物生长发育的整体调控:
高等植物是由很多细胞组成的高度复杂的有机体,它的正常生长发育需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合。植物生长发育的调控,是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络。
10.(2025高二上·延庆期末)研究多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响,实验结果如下图。下列叙述错误的是(  )
A.赤霉素能促进侧芽生长
B.顶芽能促进侧芽的生长
C.细胞分裂素可解除顶芽对侧芽的抑制
D.顶芽产生的生长素抑制了侧芽的生长
【答案】B
【知识点】生长素的作用及其作用的两重性;其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、对比去顶芽组(曲线b)和去顶芽+涂抹赤霉素组(曲线a),相同时间内曲线a的侧芽长度明显更长,说明赤霉素能促进侧芽生长,A不符合题意;
B、对比顶芽保留组(曲线e)和去顶芽组(曲线b),曲线e的侧芽长度显著短于曲线b,表明顶芽存在时会抑制侧芽生长,而非促进,B符合题意;
C、顶芽保留组(曲线e)侧芽生长受抑制,而顶芽保留+侧芽涂抹细胞分裂素组(曲线c)的侧芽长度明显长于曲线e,说明细胞分裂素可缓解顶芽对侧芽的抑制作用,C不符合题意;
D、对比去顶芽组(曲线b)和去顶芽+切口涂抹生长素组(曲线d),曲线d的侧芽长度短于曲线b,说明生长素会抑制侧芽生长,可推测顶芽产生的生长素是侧芽生长受抑制的原因,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】顶芽产生的生长素会抑制侧芽生长,形成顶端优势;赤霉素能促进侧芽生长;细胞分裂素可解除顶芽对侧芽的抑制;侧芽的生长状态受多种植物激素共同调控。
11.(2025高二上·延庆期末)在我国江南的一片水稻田中生活着某种有害昆虫。为了解虫情,先后两次(间隔3天)对该种群展开了调查,前后两次调查得到的数据统计结果如图所示。
在两次调查间隔期内,该昆虫种群最可能遭遇到的事件为(  )
A.受寒潮侵袭 B.遭杀虫剂消杀
C.被天敌捕杀 D.被性外激素诱杀
【答案】D
【知识点】种群的数量变动及其原因
【解析】【解答】A、若受寒潮侵袭,则各日龄阶段昆虫受侵袭程度应一致,不会出现图中柱状图参差不齐的状况,A错误;
B、若遭杀虫剂消杀,则昆虫种群各日龄阶段昆虫被消杀程度应一致,不会出现图示结果,B错误;
C、若被天敌捕杀,则低日龄阶段昆虫被捕食概率较高,对低日龄阶段昆虫的影响较大,但雌雄被捕食的概率应一致,因此不会出现图示结果,C错误;
D、性引诱剂诱杀雄性昆虫,因此生殖期和生殖后期雄性昆虫数量变化较大,与图示结果相符,D正确。
故答案为:D。
【分析】图片内柱状图分别表示第1、2次种群调查时该昆虫种群的个体数量及性别、年龄结构,对比两图中昆虫个体数及种群结构变化可以推测昆虫种群最可能遭遇的事件。
12.(2025高二上·延庆期末)某湖泊生态系统中能量流经第二和第三营养级的情况(表中数值代表能量,单位kJ)如表所示,下列说法错误的是(  )
营养级 用于生长发育繁殖的能量 呼吸作用散失量 流入分解者 未利用
第二营养级 888 223 355 30
第三营养级 X 167 86 10
A.第二营养级的同化量为1496kJ
B.第二营养级的生物可能有多个种群
C.表中第三营养级的X值应为336
D.未利用的能量将来可能流向分解者
【答案】A
【知识点】生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、第二营养级同化量为第二营养级用于自身生长、发育、繁殖的能量和呼吸作用散失的能量之和,即888+223=1111kJ,A错误:
B、第二营养级的生物可能有多种,因此可能构成多个种群,B正确;
C、表中第三营养级的X为用于生长发育繁殖的能量,第二营养级用于生长发育繁殖的能量(888kJ)有三个去向,分别是流入分解者355kJ,未利用30kJ,和下一营养级的同化量(X+167)kJ,因此X+167+30+355=888,X=336,C正确;
D、未利用的能量是在定时分析时,暂时既没有流向下一营养级和分解者,也没有被呼吸作用消耗的能量,将来这部分能量可能流向分解者,D正确。
故选A。
【分析】各营养级能量流向及数量关系:
若定量定时,对于生产者而言:生产者固定的太阳能=用于自身生长、发育和繁殖的能量+呼吸作用以热能形式散失的能量,用于自身生长、发育和繁殖的能量=流入下一营养级的能量+流向分解者分解的能量+未被利用的能量;对于最高营养级除外的消费者而言:摄入量=同化量+粪便量,同化量=用于自身生长、发育和繁殖的能量+呼吸作用以热能形式散失的能量,用于自身生长、发育和繁殖的能量=流入下一营养级的能量+流向分解者分解的能量+未被利用的能量。
13.(2025高二上·延庆期末)厨余垃圾处理不当会对环境造成严重影响。下列不属于厨余垃圾资源化处理的是(  )
A.可将厨余垃圾与其它垃圾混合燃烧减少生态足迹
B.利用复合微生物菌剂处理厨余垃圾得到家禽饲料
C.蚯蚓吞食厨余垃圾完成生长而后将其转变为药材
D.厨余垃圾通过发酵工程生产出乙醇用作工业原料
【答案】A
【知识点】人口增长对生态环境的影响
【解析】【解答】A、厨余垃圾与其他垃圾混合燃烧,核心是通过燃烧减少垃圾体积、降低生态足迹,并未对厨余垃圾进行资源再生利用,不属于资源化处理,A符合题意;
B、利用复合微生物菌剂处理厨余垃圾得到家禽饲料,将垃圾转化为可利用的饲料资源,实现了资源回收,属于资源化处理,B不符合题意;
C、蚯蚓吞食厨余垃圾后生长,自身可转变为药材,使厨余垃圾转化为药用资源,属于资源化处理,C不符合题意;
D、 厨余垃圾通过发酵工程生产乙醇用作工业原料,将垃圾转化为工业可用的能源原料,实现了资源再利用,属于资源化处理,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】厨余垃圾资源化处理的核心是将垃圾转化为可再利用的资源(如饲料、药材、工业原料等);混合燃烧仅为垃圾减量化处理方式,未实现资源再生,不属于资源化处理。
14.(2025高二上·延庆期末)桉树高大、喜阳,且生长速度快,是我国西南地区重要的经济树种,大面积种植桉树林的生态问题已引起广泛关注。研究不同培育模式对桉树生长和植物多样性影响,实验结果如下表。下列叙述错误的是(  )
种植模式 树冠层郁闭度(%) 桉树树高(m) 林分蓄积总量/m3/hm2 林下植物种类数
纯桉树林 80 28.3 339.86 93
桉树—红椎混交林 80 29.2 373.733 95
桉树—大叶栎混交林 90 28.3 366.042 45
注:林分蓄积总量代表树林的生产力
A.调查林下物种数可以用样方法
B.可选择比桉树矮,且生长速度慢的喜阳的本地天然树种与桉树混种
C.桉树—大叶栎混交林下植被物种丰富度低的原因主要是缺少充足的光照
D.桉树—红椎混交林模式可增大桉树林的生产力和提高生态系统的稳定性
【答案】B
【知识点】估算种群密度的方法;生态系统的稳定性;群落的概念及组成
【解析】【解答】A、样方法是适用于植物和活动能力弱、活动范围小的动物等的调查方法,调查林下物种数可以用样方法,A正确;
B、桉树高大、喜阳且生长速度快,如果选择比桉树矮且生长速度慢的喜阳本地天然树种与桉树混种,这些本地树种会因桉树遮挡阳光等原因难以获得足够光照等资源,不利于其生长,所以不适合这样选择混种树种,B错误;
C、桉树—大叶栎混交林的树冠层郁闭度为90%,郁闭度较高,林下光照条件差,许多植物因缺少充足的光照难以生存和生长,所以林下植被物种丰富度低,C正确;
D、从表格数据可知,桉树 —红椎混交林的林分蓄积总量(373.733m3/hm2)大于纯桉树林(339.86m3/hm2),说明增大了桉树林的生产力;同时其林下植物种类数(95种)也多于纯桉树林(93种),物种丰富度增加,生态系统的营养结构更复杂,生态系统的稳定性提高,D正确。
故选B。
【分析】一、调查种群密度的方法
1、逐个计数法:适用于个体较大的植物等。
2、样方法:适用于活动能力弱甚至没有活动能力、活动范围小的生物,如跳蝻、蚜虫、植物等。在使用样方法时,需要注意的事项有随机取样、样方大小一致、样方数量适宜等,否则会影响实验结果。
3、活动能力强,活动范围广的生物,一般采用标记重捕法来研究其种群密度,如马、牛等。在使用标记重捕法中,若标记物脱落,则会导致估算的种群密度偏大,若标记物过于明显,则会导致估算的种群密度偏小。
4、具有趋光性的生物的种群密度一般使用黑光灯诱捕法。
二、生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力,叫作生态系统的稳定性。负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是生态系统具备自我调节能力的基础,一般来说,生态系统中的组分越多,营养结构越复杂,自我调节能力越强,抵抗力稳定性就越高。而自我调节能力是有限的,当外界干扰因素的强度超过生态系统的自我调节能力时,生态平衡就会受到破坏。
15.(2025高二上·延庆期末)为积极应对全球气候变化,我国政府宣布2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值)。2060年前力争实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。下列关于碳循环叙述错误的是(  )
A.在处于生态平衡的生态系统中,植物CO2吸收速率与生物释放速率大致相等
B.垃圾分类、回收再利用实现了生态系统的物质循环,提高了能量传递效率
C.碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行
D.植树造林和寻找新的清洁能源将助力于早日实现碳中和目标
【答案】B
【知识点】生态系统的物质循环
【解析】【解答】A、在处于生态平衡的生态系统中,植物通过光合作用吸收CO2,生物通过呼吸作用等释放CO2,此时生态系统的碳收支大致平衡,所以植物CO2吸收速率与生物释放速率大致相等,A正确;
B、垃圾分类、回收再利用实现了生态系统的物质循环,提高了物质的利用率,但能量传递效率在相邻两个营养级之间一般是10% - 20%,这是由生态系统的能量流动特点决定的,垃圾分类、回收再利用并不能提高能量传递效率,B错误;
C、碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的。在非生物环境中,碳主要以CO2和碳酸盐的形式存在;在生物群落中,碳以含碳有机物的形式存在。植物通过光合作用将CO2固定转化为含碳有机物进入生物群落,生物通过呼吸作用等将含碳有机物分解为CO2返回非生物环境,C正确;
D、植树造林可以增加植物对CO2的吸收,寻找新的清洁能源可以减少化石燃料的燃烧,从而减少CO2的排放,二者都将助力于早日实现碳中和目标,D正确。
故选B。
【分析】1、碳中和是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量,实现正负抵消,达到相对“零排放”。
2、各营养级能量流向及数量关系:
若定量定时,对于生产者而言:生产者固定的太阳能=用于自身生长、发育和繁殖的能量+呼吸作用以热能形式散失的能量,用于自身生长、发育和繁殖的能量=流入下一营养级的能量+流向分解者分解的能量+未被利用的能量;对于最高营养级除外的消费者而言:摄入量=同化量+粪便量,同化量=用于自身生长、发育和繁殖的能量+呼吸作用以热能形式散失的能量,用于自身生长、发育和繁殖的能量=流入下一营养级的能量+流向分解者分解的能量+未被利用的能量。
若定量不定时,则各营养级不存在未被利用的能量。
对于最高营养级而言,不存在流向下一营养级的能量。
3、生态系统的结构包括组成成分和营养结构,组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。营养结构包括食物链和食物网,是生态系统物质循环、能量流动的渠道。
二、非选择题:本部分共6小题,共70分。
16.(2025高二上·延庆期末)学习下面资料,回答以下小题。
野鸭湖湿地的生态修复与生物多样性改善
北京延庆野鸭湖湿地自然保护区是北京市最大的湿地和鸟类自然保护区,它涵盖了保护区内河流、湖泊、滩涂、水塘等不同类型的湿地,承载着官厅水库水源、改善水质、库滨带防风降尘固沙等生态功能,被誉为首都西北的生态安全屏障。
1997年,野鸭湖湿地自然保护区设立之初,马场、养殖场等散布于湖区,湿地退化,污染比较严重。当地通过禁牧禁渔、禁止挖沙、修建围栏等举措推动野鸭湖休养生息。野鸭湖还引入了各种有益的动植物,近年又开展了农业景观生态岛建设。在生态岛中部主要种植豆类、牧草、燕麦等农作物,自然生长的农作物同时也是多种昆虫的乐园,这些农作物和昆虫都可作为食物源为过境鸟类提供补给;在生态岛外围水线以上位置安排种植委陵菜、金莲花、狼尾草等乡土作物,既可以起到巩固土壤防止水土流失的生态护坡作用,又可以形成充满野趣的郊野景观;在生态岛周围水线以下位置种植水稻、千屈菜等湿生植物,结合原生的芦苇、香蒲形成自然优美的浅滩植被带。这些水生植物有利于微生物加速截流在根系周围的有机碎屑的分解,还可以吸收水中氮、磷等元素,同时还能够分泌抑藻物质,防止水华的产生。
通过不断的生态修复工程,野鸭湖的浅水区、深水区、生态岛满足不同动植物需求的生态环境逐渐形成。2023年2月,野鸭湖湿地成功入选《国际重要湿地名录》。
(1)在野鸭湖的生态修复过程中,其群落演替的类型属于   。
(2)根据文中信息,归纳水生植物能够净化水质的原因   。
(3)下图为野鸭湖的部分食物网,据图回答问题。
①食物网中,属于第三营养级的是   ,它们之间的关系包括   。
②除图中所示的生物类群外,该生态系统还缺少的重要生物成分是   ,其作用是保证生态系统的   功能正常进行。
(4)各种有益动植物的引入,使野鸭湖湿地的营养结构更加复杂,从而提高了生态系统的   能力。
(5)野鸭湖生物多样性具有难以替代的生态价值。相关说法正确的是______。(多选)
A.湿地可调节气候,体现了生物多样性的间接价值
B.湿地生物群落的物种组成和空间结构会随季节更替而变化
C.野鸭湖的生物多样性指的就是各种生物,以及各种各样的生态系统
D.湖中浅水区、深水区、生态岛不同动植物的分布体现群落的水平结构
【答案】(1)次生演替
(2)水生植物有利于微生物加速截流在根系周围的有机碎屑的分解,还可以吸收水中氮、磷等元素,同时还能够分泌抑藻物质,防止水华的产生。
(3)鲢鱼、鳙鱼、鲤鱼、绿头鸭;捕食和竞争;分解者;物质循环
(4)自我调节
(5)A;B;D
【知识点】群落的结构;群落的演替;种间关系;生态系统的结构;生态系统的稳定性
【解析】【解答】(1)野鸭湖生态修复前,原有土壤条件基本保留,还可能残留植物种子或繁殖体(如原生芦苇、香蒲),并非从未有过植被或植被被彻底消灭,因此属于次生演替。
(2)根据材料,水生植物的净化作用体现在三方面:一是为微生物提供栖息场所,加速根系周围有机碎屑的分解;二是直接吸收水中氮、磷等营养元素,减少水体富营养化;三是分泌抑藻物质,抑制藻类繁殖,防止水华产生。
(3)①食物链中,生产者(浮游植物、水生植物)为第一营养级,直接以生产者为食的生物(浮游动物)为第二营养级,以第二营养级为食或兼具捕食第一、二营养级的生物为第三营养级,因此第三营养级是鲢鱼、鳙鱼、鲤鱼、绿头鸭。这四种生物均会捕食浮游动物,存在竞争关系;同时鲤鱼可捕食鲢鱼、鳙鱼,存在捕食关系,因此种间关系包括捕食和竞争。
②生态系统的生物成分包括生产者、消费者和分解者,图中仅体现生产者和消费者,缺少分解者。分解者能将动植物遗体、排遗物等分解为无机物,归还无机环境,保证生态系统的物质循环功能正常进行。
(4)生态系统的自我调节能力与营养结构复杂程度正相关。有益动植物的引入使野鸭湖湿地的食物链、食物网更复杂,抵抗力稳定性增强,从而提高了自我调节能力。
(5)A、生物多样性的间接价值是对生态系统的调节功能,湿地调节气候属于生态调节作用,体现间接价值,A符合题意;
B、群落具有季节性,湿地生物的物种组成(如过境鸟类的迁徙)和空间结构会随季节更替而变化,B符合题意;
C、生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性,并非仅指生物和生态系统,还涵盖生物体内的基因差异,C不符合题意;
D、浅水区、深水区、生态岛属于水平方向上的不同区域,不同动植物的分布体现了群落的水平结构(镶嵌分布),D符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】(1)生态系统由生产者、消费者、分解者以及非生物的物质与能量等基本组分组成,各组分紧密联系使生态系统成为一个具有一定结构与功能的统一体。其中生产者和消费者通过食物链与食物网联系在一起形成复杂的营养结构。物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能。在生态系统中,物质是可以在生物群落和无机环境之间不断循环的;能量则是沿食物链单向流动并逐级递减的;各种各样的信息在生物的生存、繁衍以及调节种间关系等方面起着十分重要的作用。生态系统能够通过自我调节作用抵御和消除外来一定限度的干扰,因而具有保持或恢复自身结构和功能的相对稳定,并维持动态平衡的能力。人类活动会影响生态系统的稳定性。
(2)生物多样性包括遗传多样性(基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性。生物多样性是生物进化的结果,既有直接价值,也有维持生态系统稳定性等间接价值,还有尚未明确的潜在价值。但是长期以来由于人类掠夺式的开发和利用、环境污染等原因,生物多样性正在以惊人的速度锐减。对生物多样性可采取就地保护和易地保护等措施。
(1)次生演替原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。在野鸭湖的生态修复过程中,其群落演替的类型属于次生演替。
(2)根据文中信息,水生植物能够净化水质的原因有:为微生物和微型生物提供附着基质和栖息场所,加速根系周围的有机碎屑分解;水生植物可吸收水中的氮、磷等元素;水生植物分泌的抑藻物质可抑制蓝藻等的繁殖,防治水华产生;根系可形成过滤层,沉降水体中的有机碎屑。
(3)在食物链中,生产者是第一营养级,直接以生产者为食的是第二营养级,以第二营养级生物为食的是第三营养级。从食物网中可以看出,以浮游动物(第二营养级)和水生植物(第一营养级)为食的绿头鸭、鲤鱼属于第三营养级;以浮游植物(第一营养级)为食的浮游动物是第二营养级,而鲢鱼、鳙鱼以浮游动物为食,所以鲢鱼、鳙鱼也属于第三营养级。因此,属于第三营养级的是绿头鸭、鲤鱼、鲢鱼、鳙鱼。绿头鸭、鲤鱼、鲢鱼、鳙鱼都以浮游动物为食,存在竞争关系;同时鲤鱼可以捕食鲢鱼、鳙鱼,它们之间的关系包括竞争和捕食。生态系统的生物成分包括生产者、消费者和分解者。图中浮游植物和水生植物是生产者,各种动物是消费者,所以除图中所示生物类群外,该生态系统还缺少的重要生物成分是分解者。分解者能将动植物遗体和动物的排遗物等分解成无机物,归还到无机环境中,保证生态系统的物质循环功能正常进行。
(4)生态系统中,营养结构越复杂,自我调节能力越强。各种有益动植物的引入,使野鸭湖湿地的营养结构更加复杂,从而提高了生态系统的自我调节能力。
(5)A、生物多样性的间接价值是指对生态系统起到重要调节作用的价值,湿地可调节气候,这属于对生态系统的调节作用,体现了生物多样性的间接价值,A正确;
B、湿地生物群落的物种组成和空间结构会随季节更替而变化,这体现了群落的季节性,B正确;
C、生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性,不仅仅是各种生物以及生态系统,还包括基因层面的多样性,C错误;
D、群落的水平结构是指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布,湖中浅水区、深水区、生态岛不同动植物的分布符合水平方向上的分布特点,体现群落的水平结构,D正确。
故选ABD。
17.(2025高二上·延庆期末)布氏田鼠是内蒙古草原上的一种小型哺乳动物,伯劳鸟是其天敌之一。鼠洞周围的芨芨草常被布氏田鼠切断其茎叶的基部,但布氏田鼠并不以芨芨草为食。为探究布氏田鼠破坏芨芨草的原因,研究人员进行了下列实验,结果如图1和图2所示。
注:盖度是指植物地上部分垂直投影的面积占样地面积的百分比
(1)内蒙古草原上的所有布氏田鼠构成   。
(2)由图1可知,随着芨芨草盖度的升高,伯劳鸟的来访频率   ,说明芨芨草可为伯劳鸟在寻找田鼠等猎物时提供良好的栖息地。
(3)由图2可知,芨芨草的盖度增大,会导致布氏田鼠的死亡率增加,结合图1的结果,推测布氏田鼠死亡率升高的原因   。
(4)为了进一步研究芨芨草盖度与伯劳鸟和布氏田鼠的相互关系,研究人员在样地架网阻止伯劳鸟进入,测量实验期间芨芨草体积的变化量,结果如图3所示。
综合以上研究,表明布氏田鼠可以通过改变栖息地结构来降低自己的捕食风险,判断的依据是   。
(5)综上所述,从进化与适应的角度,分析布氏田鼠破坏芨芨草行为的意义   。
【答案】(1)种群
(2)升高
(3)随着芨芨草盖度增大,为伯劳鸟提供了良好的捕食环境,从而增大了伯劳鸟捕食布氏田鼠的频率,所以布氏田鼠的死亡率越高。
(4)在无伯劳鸟区域,布氏田鼠组与对照组的芨芨草体积的增加量没有明显差异;有伯劳鸟区域,与对照组相比,布氏田鼠会显著降低芨芨草的体积
(5)通过自然选择,布氏田鼠破坏鼠洞周围芨芨草的行为可以降低被伯劳鸟捕食的风险,提高个体的存活率,有利于种族的繁衍。
【知识点】种群的数量变动及其原因;自然选择与适应
【解析】【解答】(1)在一定的自然区域内,同种生物的所有个体是一个种群,内蒙古草原上所有的布氏田鼠构成一个种群。
(2)结合图1分析,随着芨芨草盖度的增大,伯劳鸟的来访频率逐渐提高,说明芨芨草可为伯劳鸟在寻找田鼠等猎物时提供良好的栖息地。
(3)随着芨芨草盖度增大,为伯劳鸟提供了良好的捕食环境,从而增大了伯劳鸟捕食布氏田鼠的频率,所以布氏田鼠的死亡率越高。
(4)图示中,在无伯劳鸟区域,布氏田鼠组与对照组的芨芨草体积的增加量没有明显差异;有伯劳鸟区域,与对照组相比,布氏田鼠会显著降低芨芨草的体积,可以说明布氏田鼠可以通过改变栖息地结构来降低自己的捕食风险。
(5)通过自然选择,布氏田鼠破坏鼠洞周围芨芨草的行为可以降低被伯劳鸟捕食的风险,提高个体的存活率,有利于种族的繁衍,这就是布氏田鼠破坏芨芨草行为的意义。
【分析】生命系统的结构层次
①细胞:细胞是一个由各种组分相互配合而组成的复杂的系统,它是多种生物体结构和功能的基本单位。
②组织:由形态相似,结构功能相同的细胞联合在一起形成的细胞群。
③器官:由不同的组织按照一定的次序结合在一起构成的行使一定功能的结构。
④系统:能够共同完成一种或几种生理功能的多个器官,按照一定的次序组合在一起形成的整体。
⑤个体:由各种器官或系统协调配合共同完成复杂的生命活动的单个生物。
⑥种群:在一定的空间范围内,同种生物的所有个体形成的一个整体。
⑦群落:在一定的空间范围内,不同种群相互作用形成的更大的整体。
⑧生态系统:在一定的空间范围内,群落与无机环境相互作用形成的更大的整体。
⑨生物圈:地球上所有的生态系统相互关联构成的更大的整体,是最大的生态系统。
(1)在一定的自然区域内,同种生物的所有个体是一个种群,内蒙古草原上所有的布氏田鼠构成一个种群。
(2)结合图1分析,随着芨芨草盖度的增大,伯劳鸟的来访频率逐渐提高,说明芨芨草可为伯劳鸟在寻找田鼠等猎物时提供良好的栖息地。
(3)随着芨芨草盖度增大,为伯劳鸟提供了良好的捕食环境,从而增大了伯劳鸟捕食布氏田鼠的频率,所以布氏田鼠的死亡率越高。
(4)图示中,在无伯劳鸟区域,布氏田鼠组与对照组的芨芨草体积的增加量没有明显差异;有伯劳鸟区域,与对照组相比,布氏田鼠会显著降低芨芨草的体积,可以说明布氏田鼠可以通过改变栖息地结构来降低自己的捕食风险。
(5)通过自然选择,布氏田鼠破坏鼠洞周围芨芨草的行为可以降低被伯劳鸟捕食的风险,提高个体的存活率,有利于种族的繁衍,这就是布氏田鼠破坏芨芨草行为的意义。
18.(2025高二上·延庆期末)神经病理性疼痛是由于脊髓的SG区发生功能障碍所致,科研人员对其发病机理进行了研究。
(1)据图1可知,患者感受器受到刺激后,兴奋沿   传导,传至位于SG区的神经纤维末梢,引起储存在   内的谷氨酸(一种兴奋性递质)释放。突触后神经元受到刺激后,经一系列神经传递过程,最终在   产生痛觉。
(2)SG区神经纤维末梢上分布有离子通道N(见图1),该通道与神经病理性疼痛密切相关。科研人员利用通道N抑制剂处理SG区神经元,给予突触前神经元一定的电刺激,测定突触后膜的电信号变化,得到图2所示结果。据图2可知,抑制剂处理导致突触后神经元的电信号幅度无明显变化,但   ,推测通道N开放,会引起突触前神经元   ,导致SG区对伤害性刺激的反应增强,出现痛觉敏感。
(3)SG区的神经元包括兴奋性神经元与抑制性神经元两大类。为进一步研究谷氨酸所作用的神经元类型,科研人员用绿色荧光蛋白标记了抑制性神经元,用通道N激活剂处理小鼠的SG区神经元,在突触前神经元施加刺激,分别检测有绿色荧光和无荧光的神经元细胞膜的电信号变化。若   ,则可判断谷氨酸作用对象为兴奋性神经元。
(4)依据本研究,开发减缓神经病理性疼痛药物的思路是   。
【答案】(1)传入神经;突触小泡;大脑皮层
(2)突触后膜的电信号频率降低;谷氨酸释放量增加
(3)带绿色荧光的神经元电信号频率和幅度均无明显变化,不带绿色荧光的神经元电信号频率显著增加
(4)开发抑制通道N活性的药剂
【知识点】突触的结构;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】(1)感受器受刺激后,兴奋沿传入神经传导至SG区神经纤维末梢。神经递质(谷氨酸)储存在突触小泡内,兴奋到达末梢后会促使其释放。痛觉是在大脑皮层形成的,突触后神经元的兴奋经多级传递最终到达此处。
(2)图2中,抑制剂处理组与对照组相比,突触后膜电信号幅度无差异,但电信号频率降低。电信号频率与神经递质释放量相关,频率降低说明突触前神经元释放的谷氨酸减少。由此推测,通道N开放时会增加谷氨酸释放量,使突触后神经元更易兴奋,导致痛觉敏感。
(3)实验中,绿色荧光标记抑制性神经元,无荧光的为兴奋性神经元。若谷氨酸作用于兴奋性神经元,则通道N激活后,兴奋性神经元(无荧光)会因谷氨酸增多而电信号频率显著增加;抑制性神经元(有荧光)不受影响,电信号频率和幅度无明显变化,即符合“带绿色荧光的神经元电信号无明显变化,不带绿色荧光的神经元电信号频率显著增加”的结果。
(4)本研究表明,通道N开放会促进谷氨酸释放,增强SG区对伤害性刺激的反应,引发神经病理性疼痛。因此,开发药物的核心思路是抑制通道N的活性,减少谷氨酸释放,降低突触后神经元的兴奋频率,从而减缓痛觉。
【分析】反射的完成以神经元上兴奋的传导为基础。神经元受到刺激会产生兴奋。兴奋在神经纤维上以神经冲动的形式传导,在神经元之间通过突触传递。兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将信号传递到下一个神经元。
(1)感受器受到刺激后,产生兴奋,兴奋沿着传入神经以电信号形式传导,传至位于SG区的神经纤维末梢,引起储存在突触小泡内的谷氨酸(一种兴奋性递质)释放。作用到突触后膜,引起突触后膜发生膜电位变化,神经细胞未受刺激时保持静息状态,其膜电位表现为外正内负,当受到刺激产生兴奋时膜电位发生变化表现为外负内正。谷氨酸引起突触后神经元的细胞膜电位发生的改变是由外正内负变为外负内正。感觉的形成是在大脑皮层,因此当突触后神经元受到刺激后,经一系列神经传递过程,最终在大脑皮层产生痛觉;
(2)由图2可知对照组与实验组相比较,两者的相同点是突触后神经元的电信号幅度无明显变化,不同点是对照组的突触后膜的电信号频率较高,细胞兴奋性较高,而实验组的突触后膜的电信号频率降低,细胞兴奋性较低,说明通道N开放,会引起突触前神经元谷氨酸释放量增加,导致SG区对伤害性刺激的反应增强,出现痛觉敏感;由于实验组采用的是N通道抑制剂的处理,说明N通道抑制剂的作用是抑制突触前膜的功能,使之释放的神经递质的量减少的缘故;
(3)由于SG区的神经元包括兴奋性神经元与抑制性神经元两大类。为进一步研究谷氨酸所作用的神经元类型,可用绿色荧光蛋白标记了抑制性神经元,用通道N激活剂处理小鼠的SG区神经元,在突触前神经元施加刺激,分别检测有绿色荧光和无荧光的神经元细胞膜的电信号变化。如果谷氨酸作用对象为兴奋性神经元,那么带绿色荧光的神经元电信号频率和幅度会均无明显变化,不带绿色荧光的神经元电信号频率和幅度显著增加;如果谷氨酸作用对象为抑制性神经元,那么带绿色荧光的神经元电信号频率和幅度均有明显增加,不带绿色荧光的神经元电信号频率均无显著变化;
(4)通过(2)的研究可知,痛觉的产生与脊髓的SG区的突触前膜中的离子通道N有关,抑制离子通道N则痛觉减弱,因此要开发减缓神经病理性疼痛药物,其思路应该是开发抑制通道N活性的药剂。
19.(2025高二上·延庆期末)甲状腺激素几乎作用于体内所有细胞,在大脑中,可以影响神经细胞的结构和突触传导,影响学习记忆。
(1)甲状腺激素在细胞内与受体结合,通过影响基因表达发挥生理作用。当全身多数细胞甲状腺激素受体异常时,患者表现出甲减症状。但若受体异常只发生在垂体和下丘脑,则会导致甲状腺激素分泌过量,原因是   。
(2)研究发现,甲状腺激素可以促进海马区神经营养因子BDNF的合成。BDNF可以选择性的引起神经元Na+通道开放,导致神经细胞膜两侧电位转变为   。BDNF也可以促进突触前膜释放   ,增强兴奋的传递过程,从而促进学习记忆。
(3)长期高脂肪膳食会使甲状腺激素分泌减少,使学习能力下降。蔬菜水果中富含槲皮素。科研人员利用小鼠研究了槲皮素对高脂膳食危害的影响。实验处理及结果如下表所示:
处理 BDNFmRNA(相对值) BDNF(pg/mg pr)
正常膳食 1 26
高脂膳食 0.65 19
高脂膳食+槲皮素 0.95 25
分析上表数据可知   。甲状腺激素有T4和T3两种形式,主要以T4的形式分泌。在脱碘酶的作用下T4转变为T3并发挥生理作用。为进一步研究槲皮素的作用机理,研究人员分别取高脂膳食组、高脂膳食槲皮素组小鼠的   ,测定T4、T3和TSH(促甲状腺激素)浓度,结果如下图所示
结合相关信息和上图结果,推测槲皮素的作用机理是   。
【答案】(1)甲状腺激素对下丘脑和垂体的反馈抑制作用减弱,使促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素分泌增多,使甲状腺激素分泌过量。
(2)外负内正;神经递质
(3)槲皮素可以使BDNF基因的表达量恢复,缓解高脂膳食的危害;血液;槲皮素通过提高脱碘酶的活性,促进T4转变为T3
【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;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】(1)甲状腺激素的分泌存在下丘脑垂体甲状腺轴的负反馈调节。正常情况下,甲状腺激素会抑制下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素、垂体分泌促甲状腺激素。若受体异常仅发生在垂体和下丘脑,甲状腺激素无法与这两个部位的受体结合,反馈抑制作用减弱,导致促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素分泌增多,进而刺激甲状腺分泌过量甲状腺激素。
(2)BDNF引起神经元Na+通道开放,Na+内流会导致神经细胞膜电位由静息状态的外正内负,转变为动作电位的外负内正。
兴奋在突触间传递时,BDNF可促进突触前膜释放神经递质,增强突触传递效率,从而促进学习记忆。
(3)①对比三组数据,高脂膳食组的BDNFmRNA和BDNF蛋白含量均低于正常膳食组,而高脂膳食+槲皮素组的两项指标均接近正常膳食组,说明槲皮素可恢复BDNF基因的表达,缓解高脂膳食对学习能力的危害。
②激素通过血液运输到全身各处,因此要测定T4、T3和TSH的浓度,需取小鼠的血液作为检测样本。
③结合题干“T4在脱碘酶作用下转变为T3并发挥作用”和图表结果:高脂膳食+槲皮素组的T4浓度低于高脂膳食组,T3浓度高于高脂膳食组,TSH浓度无明显异常。推测槲皮素的作用是提高脱碘酶的活性,促进T4向T3转化,从而补充发挥生理作用的甲状腺激素,缓解高脂膳食的危害。
【分析】(1)反射的完成以神经元上兴奋的传导为基础。神经元受到刺激会产生兴奋。兴奋在神经纤维上以神经冲动的形式传导,在神经元之间通过突触传递。兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将信号传递到下一个神经元。
(2)人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种分层调控,称为分级调节。分级调节可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
(1)甲状腺激素的分泌存在负反馈调节,当甲状腺激素受体异常只发生在垂体和下丘脑时,由于能与甲状腺激素结合的受体不足,使甲状腺激素对下丘脑和垂体的抑制作用减弱,使促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素分泌增多,从而使甲状腺激素分泌增多而导致过量。
(2)动作电位形成时,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。BDNF也可以促进突触前膜释放神经递质,增强兴奋的传递过程,从而促进学习记忆。
(3)表中数据显示,高脂摄食组与正常摄食组对照,高脂摄食组中BDNFmRNA和BDNF含量均少于正常摄食组,而高脂膳食+槲皮素组中BDNFmRNA和BDNF含量均高于高脂摄食组,且与正常摄食组的BDNFmRNA和BDNF含量接近,说明槲皮素可以使BDNF基因的表达量恢复,缓解高脂膳食的危害。由于激素需要通过血液运输,故为了检测激素的含量,可分别取高脂膳食组、高脂膳食+槲皮素组小鼠的血液,并测定T4、T3和TSH(促甲状腺激素)浓度。实验结果显示:高脂膳食+槲皮素组小鼠的T4浓度、TSH浓度小于高脂膳食组小鼠,而T3浓度高于高脂膳食组小鼠,结合“甲状腺激素有T4和T3两种形式,主要以T4的形式分泌。在脱碘酶的作用下T4转变为T3并发挥生理作用”,可推测槲皮素通过提高脱碘酶的活性,促进T4转变为T3。
20.(2025高二上·延庆期末)菊花是广泛栽培和应用的观赏植物,在生产中常用乙烯利调控菊花的开花时间。为研究该机制,科研人员开展了相关实验。
(1)乙烯利是一种植物生长调节剂,可作为   分子影响基因表达。
(2)用不同浓度的乙烯利溶液处理菊花幼苗,可延迟菊花开花时间。已知TEM1蛋白参与该过程的调控,为探究TEM1蛋白的作用,开展了相关实验。图1结果表明,TEM1蛋白可以延迟菊花开花时间、依据是   。
(3)研究发现,乙烯利通过上调TEM1蛋白的表达水平进而延迟菊花开花时间。在上述实验的基础上,在横线上填写合适的字母完善实验设计,验证上述结论。
实验材料:a、野生型 b、TEM1低表达品系
实验处理:c、清水 d、乙烯利溶液
组别 实验材料 实验处理 检测指标
组1     c TEM1的表达量和花蕾持续时间
组2        
组3 b    
(4)进一步研究发现,TEM1过表达品系中AFL1蛋白的表达显著下调。综合上述研究,请在图2括号中补充“+”“-”(“+”表示促进,“-”表示抑制)   ,以完善乙烯利调控开花的机制。
【答案】(1)信息
(2)TEM1过表达品系花蕾持续时间长于野生型,TEM1低表达品系花蕾持续时间短于野生型
(3)a;a;d;c
(4)
【知识点】其他植物激素的种类和作用;植物激素及其植物生长调节剂的应用价值;基因表达的调控过程
【解析】【解答】(1)乙烯利作为植物生长调节剂,其作用是传递调节开花的信号,通过影响基因表达调控菊花生长发育,因此可作为信息分子发挥作用。
(2)图1中,TEM1过表达品系的花蕾持续时间比野生型长(开花延迟),TEM1低表达品系的花蕾持续时间比野生型短(开花提前),直接证明TEM1蛋白能延迟菊花开花时间。
(3)实验目的是验证“乙烯利通过上调TEM1表达延迟开花”,需设置三组对照:组1(空白对照):选野生型(a)+清水(c),检测基础状态下的TEM1表达量和花蕾持续时间;组2(乙烯利对野生型的影响):选野生型(a)+乙烯利溶液(d),验证乙烯利是否能上调野生型的TEM1表达并延迟开花;组3(TEM1低表达的对照):选TEM1低表达品系(b)+清水(c),排除品系本身的影响,对比野生型看TEM1表达不足的效果。
(4)根据研究结论推导调控关系:乙烯利的作用是上调TEM1表达,因此乙烯利→TEM1基因表达为“+”(促进);TEM1过表达会使AFL1蛋白表达下调,因此TEM1基因表达→AFL1基因表达为“-”(抑制);开花受AFL1调控,且TEM1通过抑制AFL1延迟开花,说明AFL1基因表达→开花为“+”(促进)。
【分析】(1)基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成,包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以mRNA为模板,按照密码子和氨基酸之间的对应关系,在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)植物激素在植物内的含量虽然微少,但是在调节植物生长发育上的作用却非常重要。一般来说,植物激素对植物生长发育的调控,是通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等方式实现的。
(1)乙烯利作为植物生长调节剂,能对基因表达产生影响,它在调节过程中充当信号分子,所以可作为信号分子影响基因表达。
(2)从图1可知,过表达TEM1品系中TEM1蛋白含量高,其花蕾持续时间比野生型长;低表达TEM1品系中TEM1蛋白含量低,其花蕾持续时间比野生型短,所以TEM1蛋白可以延迟菊花开花时间。
(3)要验证乙烯利通过上调TEM1蛋白的表达水平而延迟菊花开花时间。 实验需设置对照,组1为对照组,实验材料选野生型,用清水处理;组2和组3为实验组,组2选取野生型,为探究乙烯利对TEM1低表达品系的作用用乙烯利溶液处理;组3用TEM1低表达品系,用清水处理。检测三组的TEM1的表达量和花蕾持续时间。
(4)已知乙烯利延迟开花是通过上调TEM1基因表达,TEM1过表达品系中AFL1蛋白的表达显著下调,且AFL1基因表达促进开花。所以乙烯利对TEM1基因表达是促进作用(+),TEM1基因表达对AFL1基因表达是抑制作用(-),AFL1基因表达对开花是促进作用(+)。乙烯利调控开花的机制如图:
21.(2025高二上·延庆期末)类风湿性关节炎(RA)是一种自身免疫病,主要病症为关节软组织肿胀、关节骨损伤,属于炎症性疾病。科研人员对RA的发病机制及治疗进行了相关研究。
(1)RA患者关节滑膜中的某些蛋白作为   被树突状细胞摄取并处理,呈递给辅助性T细胞,辅助性T细胞分泌细胞因子促进巨噬细胞和淋巴细胞聚集到关节部位,同时激活   分裂和分化,并与关节组织细胞结合,引起细胞裂解释放细胞内容物,进而引发更严重的炎症反应。
(2)S5蛋白与炎症性疾病有关,为研究S5蛋白对RA的作用及机制,科研人员构建了RA患病大鼠(RA模型鼠),实验材料、处理及检测指标如下表所示。
组别 实验材料及处理 检测指标
1 正常大鼠,注射适量生理盐水 1.大鼠后爪关节肿胀程度2.辅助性T细胞占所有T细胞的比例
2 RA模型鼠,注射适量MTX
3 ______
4 RA模型鼠,注射含有S5基因的腺病毒
注:MTX是一种可以治疗RA的药物。腺病毒是一种可携带S5基因进入宿主细胞并表达的工具。
实验结果如图1、图2所示。
①据图1结果可知表中第3组的实验材料及处理是   。
②图1结果表明S5蛋白对大鼠RA的作用是   。
③据图2并结合(1)中RA发病机理,推测S5蛋白的作用机制是   。
(3)研究发现,S5蛋白能去除P蛋白上的SU基团。为验证“S5蛋白通过去除P蛋白上的SU基团,影响T细胞分化与细胞因子释放”这一假设,以体内P蛋白带有过量SU基团的若干突变大鼠为实验材料,注射含S5基因的腺病毒,检测P蛋白上SU基团的数量。请评价该实验方案并加以完善   。
【答案】(1)抗原;细胞毒性T细胞
(2)RA模型鼠,注射适量不含S5基因的腺病毒;一定程度缓解RA症状;通过减少辅助性T细胞的比例,减少细胞因子的释放,减少细胞毒性T细胞的激活,进而减少关节组织细胞的裂解破坏
(3)该实验方案存在两处缺陷:需设置对照组;检测指标不全。第一,应补充注射不含S5基因的腺病毒到突变大鼠;或注射含S5基因的腺病毒到野生型大鼠作为对照。第二,应补充检测两组大鼠中不同类型T细胞的比例及细胞因子释放量
【知识点】细胞免疫;体液免疫;动物和人体生命活动的调节综合
【解析】【解答】(1)病原体在进入机体后,其表面一些特定的蛋白质等物质,能够与免疫细胞表面的受体结合,从而引发免疫反应,这些能引发免疫反应的物质称为抗原,RA患者关节滑膜中的某些蛋白作为抗原被树突状细胞摄取并处理,呈递给辅助性T细胞,辅助性T细胞分泌细胞因子促进巨噬细胞和淋巴细胞聚集到关节部位,同时激活细胞毒性T细胞分裂和分化,引起关节组织细胞裂解死亡。
(2)①根据图1分析,1组的关节肿胀增加体积最小,3组最大,说明3组是RA模型鼠,注射适量不含S5基因的腺病毒。
②4组注射了含有S5基因的腺病毒,与3组比关节肿胀增加体积减小,表明S5蛋白一定程度缓解RA症状。
③结合图2可知,S5蛋白可能通过减少辅助性T细胞的比例,减少细胞因子的释放, 减少细胞毒性T细胞的激活,进而减少关节组织细胞的裂解破坏。
(3)实验目的是验证“S5蛋白通过去除P蛋白上的SU基团,影响T细胞分化与细胞因子释放”,实验自变量是有无S5蛋白,因变量是P蛋白上的SU基团数量、T细胞的数量、细胞因子的含量;故需设置对照组:注射不含S5基因的腺病毒到突变大鼠;或注射含S5基因的腺病毒到野 生型大鼠。检测指标除P蛋白上SU基团的数量,还应包括两组大鼠中不同类型T细胞的比例及细胞因子释放量。
【分析】1、免疫防御是指机体排除外来抗原性异物的一种免疫防御作用,该功能正常时,机体能抵抗病原体的入侵,异常时,免疫反应过强、过弱或缺失可能会导致组织损伤或易被病原体感染等问题;免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态的功能。正常情况下,免疫系统对自身的抗原物质不产生免疫反应,若该功能异常则容易发生自身免疫病;免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能。若此功能低下或失调,机体会有肿瘤发生或持续的病毒感染。
2、细胞免疫过程
(1)被病原体(如病毒)感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面的某些分子发生变化,细胞毒性T细胞识别变化的信号。
(2)细胞毒性T细胞分裂并分化形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。细胞因子能加速这一过程(辅助性T细胞的活化及分泌细胞因子的过程同体液免疫)。
(3)新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环,它们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞。
(4)靶细胞裂解、死亡后,病原体暴露出来,抗体可以与之结合,或被其他细胞吞噬掉。
(1)病原体在进入机体后,其表面一些特定的蛋白质等物质,能够与免疫细胞表面的受体结合,从而引发免疫反应,这些能引发免疫反应的物质称为抗原,RA患者关节滑膜中的某些蛋白作为抗原被树突状细胞摄取并处理,呈递给辅助性T细胞,辅助性T细胞分泌细胞因子促进巨噬细胞和淋巴细胞聚集到关节部位,同时激活细胞毒性T细胞分裂和分化,引起关节组织细胞裂解死亡。
(2)①根据图1分析,1组的关节肿胀增加体积最小,3组最大,说明3组是RA模型鼠,注射适量不含S5基因的腺病毒。
②4组注射了含有S5基因的腺病毒,与3组比关节肿胀增加体积减小,表明S5蛋白一定程度缓解RA症状。
③结合图2可知,S5蛋白可能通过减少辅助性T细胞的比例,减少细胞因子的释放, 减少细胞毒性T细胞的激活,进而减少关节组织细胞的裂解破坏。
(3)实验目的是验证“S5蛋白通过去除P蛋白上的SU基团,影响T细胞分化与细胞因子释放”,实验自变量是有无S5蛋白,因变量是P蛋白上的SU基团数量、T细胞的数量、细胞因子的含量;故需设置对照组:注射不含S5基因的腺病毒到突变大鼠;或注射含S5基因的腺病毒到野 生型大鼠。检测指标除P蛋白上SU基团的数量,还应包括两组大鼠中不同类型T细胞的比例及细胞因子释放量。
1 / 1北京延庆区2024-2025学年高二上学期期末生物试题
一、选择题:本部分共15小题,每小题2分,共30分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合要求的一项。
1.(2025高二上·延庆期末)下列有关内环境的叙述,错误的是(  )
A.内环境稳态是机体正常生命活动的必要条件
B.内环境是由细胞内液和细胞外液构成的液体环境
C.内环境的理化性质包括渗透压、酸碱度和温度
D.机体维持内环境稳态的调节能力有一定限度
2.(2025高二上·延庆期末)下图是电子显微镜下拍摄的突触示意图。下列叙述正确的是(  )
A.图中a、b和突触小泡共同组成了突触
B.结构b可能是神经元胞体或树突的膜
C.神经元释放神经递质需要c提供的能量
D.若突触小泡含有兴奋型神经递质会引起a处阴离子内流
3.(2025高二上·延庆期末)人在饥饿时遇到寒冷刺激,会表现出面色苍白,全身颤抖。此时发生的变化不包括(  )
A.皮肤毛细血管收缩,汗腺分泌减少
B.骨骼肌战栗加速热量的产生
C.血糖浓度降低导致胰岛素分泌增加
D.散热量比适宜温度条件下大
4.(2025高二上·延庆期末)研究发现“哭泣”可以给情绪降温,泪腺的活动同时受到交感神经和副交感神经支配,但是副交感神经发挥更为核心的作用。下列相关叙述错误的是(  )
A.副交感神经末梢及支配的泪腺构成了效应器
B.交感神经和副交感神经统称为自主神经系统
C.情绪和语言功能都属于人脑的高级功能
D.交感神经和副交感神经通常共同调节同一器官,且作用一般相同
5.(2025高二上·延庆期末)尿崩症是抗利尿激素缺乏或不能发挥作用引起的一种临床综合征。下列叙述错误的是(  )
A.细胞外液渗透压的调节中枢在下丘脑
B.抗利尿激素由垂体合成并释放
C.抗利尿激素作用于肾小管和集合管
D.尿崩症患者的血浆渗透压会升高
6.(2025高二上·延庆期末)褪黑素是由哺乳动物松果体产生的一种激素,具有缩短入睡时间、延长睡眠时间,进而调整睡眠的作用。褪黑素的分泌调节过程如下图所示,下列说法不正确的是(  )
A.该过程不能体现激素的分级调节
B.长时间光照会使褪黑素的分泌减少
C.该过程中褪黑素的分泌存在反馈调节
D.为改善睡眠,可长期大量使用褪黑素
7.(2025高二上·延庆期末)某患者被确诊为肿瘤,这与该患者免疫系统某功能低下有关,这项功能是(  )
A.免疫防御 B.免疫识别 C.免疫监视 D.免疫自稳
8.(2025高二上·延庆期末)过敏反应是由免疫系统对外来物质过度敏感引起的,下列不属于过敏反应特点的是(  )
A.过敏反应有快慢之分
B.有明显的遗传倾向和个体差异
C.由机体初次接触过敏原刺激引起的
D.主要和抗体的作用有关
9.(2025高二上·延庆期末)2022年2月下旬,天安门广场各种盆栽花卉凌寒怒放,喜迎冬残奥会的胜利召开。为使植物在特定时间开花,园艺工作者需对植株进行处理,常用措施不包括(  )
A.置于微重力场 B.改变温度
C.改变光照时间 D.施用植物生长调节剂
10.(2025高二上·延庆期末)研究多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响,实验结果如下图。下列叙述错误的是(  )
A.赤霉素能促进侧芽生长
B.顶芽能促进侧芽的生长
C.细胞分裂素可解除顶芽对侧芽的抑制
D.顶芽产生的生长素抑制了侧芽的生长
11.(2025高二上·延庆期末)在我国江南的一片水稻田中生活着某种有害昆虫。为了解虫情,先后两次(间隔3天)对该种群展开了调查,前后两次调查得到的数据统计结果如图所示。
在两次调查间隔期内,该昆虫种群最可能遭遇到的事件为(  )
A.受寒潮侵袭 B.遭杀虫剂消杀
C.被天敌捕杀 D.被性外激素诱杀
12.(2025高二上·延庆期末)某湖泊生态系统中能量流经第二和第三营养级的情况(表中数值代表能量,单位kJ)如表所示,下列说法错误的是(  )
营养级 用于生长发育繁殖的能量 呼吸作用散失量 流入分解者 未利用
第二营养级 888 223 355 30
第三营养级 X 167 86 10
A.第二营养级的同化量为1496kJ
B.第二营养级的生物可能有多个种群
C.表中第三营养级的X值应为336
D.未利用的能量将来可能流向分解者
13.(2025高二上·延庆期末)厨余垃圾处理不当会对环境造成严重影响。下列不属于厨余垃圾资源化处理的是(  )
A.可将厨余垃圾与其它垃圾混合燃烧减少生态足迹
B.利用复合微生物菌剂处理厨余垃圾得到家禽饲料
C.蚯蚓吞食厨余垃圾完成生长而后将其转变为药材
D.厨余垃圾通过发酵工程生产出乙醇用作工业原料
14.(2025高二上·延庆期末)桉树高大、喜阳,且生长速度快,是我国西南地区重要的经济树种,大面积种植桉树林的生态问题已引起广泛关注。研究不同培育模式对桉树生长和植物多样性影响,实验结果如下表。下列叙述错误的是(  )
种植模式 树冠层郁闭度(%) 桉树树高(m) 林分蓄积总量/m3/hm2 林下植物种类数
纯桉树林 80 28.3 339.86 93
桉树—红椎混交林 80 29.2 373.733 95
桉树—大叶栎混交林 90 28.3 366.042 45
注:林分蓄积总量代表树林的生产力
A.调查林下物种数可以用样方法
B.可选择比桉树矮,且生长速度慢的喜阳的本地天然树种与桉树混种
C.桉树—大叶栎混交林下植被物种丰富度低的原因主要是缺少充足的光照
D.桉树—红椎混交林模式可增大桉树林的生产力和提高生态系统的稳定性
15.(2025高二上·延庆期末)为积极应对全球气候变化,我国政府宣布2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值)。2060年前力争实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。下列关于碳循环叙述错误的是(  )
A.在处于生态平衡的生态系统中,植物CO2吸收速率与生物释放速率大致相等
B.垃圾分类、回收再利用实现了生态系统的物质循环,提高了能量传递效率
C.碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行
D.植树造林和寻找新的清洁能源将助力于早日实现碳中和目标
二、非选择题:本部分共6小题,共70分。
16.(2025高二上·延庆期末)学习下面资料,回答以下小题。
野鸭湖湿地的生态修复与生物多样性改善
北京延庆野鸭湖湿地自然保护区是北京市最大的湿地和鸟类自然保护区,它涵盖了保护区内河流、湖泊、滩涂、水塘等不同类型的湿地,承载着官厅水库水源、改善水质、库滨带防风降尘固沙等生态功能,被誉为首都西北的生态安全屏障。
1997年,野鸭湖湿地自然保护区设立之初,马场、养殖场等散布于湖区,湿地退化,污染比较严重。当地通过禁牧禁渔、禁止挖沙、修建围栏等举措推动野鸭湖休养生息。野鸭湖还引入了各种有益的动植物,近年又开展了农业景观生态岛建设。在生态岛中部主要种植豆类、牧草、燕麦等农作物,自然生长的农作物同时也是多种昆虫的乐园,这些农作物和昆虫都可作为食物源为过境鸟类提供补给;在生态岛外围水线以上位置安排种植委陵菜、金莲花、狼尾草等乡土作物,既可以起到巩固土壤防止水土流失的生态护坡作用,又可以形成充满野趣的郊野景观;在生态岛周围水线以下位置种植水稻、千屈菜等湿生植物,结合原生的芦苇、香蒲形成自然优美的浅滩植被带。这些水生植物有利于微生物加速截流在根系周围的有机碎屑的分解,还可以吸收水中氮、磷等元素,同时还能够分泌抑藻物质,防止水华的产生。
通过不断的生态修复工程,野鸭湖的浅水区、深水区、生态岛满足不同动植物需求的生态环境逐渐形成。2023年2月,野鸭湖湿地成功入选《国际重要湿地名录》。
(1)在野鸭湖的生态修复过程中,其群落演替的类型属于   。
(2)根据文中信息,归纳水生植物能够净化水质的原因   。
(3)下图为野鸭湖的部分食物网,据图回答问题。
①食物网中,属于第三营养级的是   ,它们之间的关系包括   。
②除图中所示的生物类群外,该生态系统还缺少的重要生物成分是   ,其作用是保证生态系统的   功能正常进行。
(4)各种有益动植物的引入,使野鸭湖湿地的营养结构更加复杂,从而提高了生态系统的   能力。
(5)野鸭湖生物多样性具有难以替代的生态价值。相关说法正确的是______。(多选)
A.湿地可调节气候,体现了生物多样性的间接价值
B.湿地生物群落的物种组成和空间结构会随季节更替而变化
C.野鸭湖的生物多样性指的就是各种生物,以及各种各样的生态系统
D.湖中浅水区、深水区、生态岛不同动植物的分布体现群落的水平结构
17.(2025高二上·延庆期末)布氏田鼠是内蒙古草原上的一种小型哺乳动物,伯劳鸟是其天敌之一。鼠洞周围的芨芨草常被布氏田鼠切断其茎叶的基部,但布氏田鼠并不以芨芨草为食。为探究布氏田鼠破坏芨芨草的原因,研究人员进行了下列实验,结果如图1和图2所示。
注:盖度是指植物地上部分垂直投影的面积占样地面积的百分比
(1)内蒙古草原上的所有布氏田鼠构成   。
(2)由图1可知,随着芨芨草盖度的升高,伯劳鸟的来访频率   ,说明芨芨草可为伯劳鸟在寻找田鼠等猎物时提供良好的栖息地。
(3)由图2可知,芨芨草的盖度增大,会导致布氏田鼠的死亡率增加,结合图1的结果,推测布氏田鼠死亡率升高的原因   。
(4)为了进一步研究芨芨草盖度与伯劳鸟和布氏田鼠的相互关系,研究人员在样地架网阻止伯劳鸟进入,测量实验期间芨芨草体积的变化量,结果如图3所示。
综合以上研究,表明布氏田鼠可以通过改变栖息地结构来降低自己的捕食风险,判断的依据是   。
(5)综上所述,从进化与适应的角度,分析布氏田鼠破坏芨芨草行为的意义   。
18.(2025高二上·延庆期末)神经病理性疼痛是由于脊髓的SG区发生功能障碍所致,科研人员对其发病机理进行了研究。
(1)据图1可知,患者感受器受到刺激后,兴奋沿   传导,传至位于SG区的神经纤维末梢,引起储存在   内的谷氨酸(一种兴奋性递质)释放。突触后神经元受到刺激后,经一系列神经传递过程,最终在   产生痛觉。
(2)SG区神经纤维末梢上分布有离子通道N(见图1),该通道与神经病理性疼痛密切相关。科研人员利用通道N抑制剂处理SG区神经元,给予突触前神经元一定的电刺激,测定突触后膜的电信号变化,得到图2所示结果。据图2可知,抑制剂处理导致突触后神经元的电信号幅度无明显变化,但   ,推测通道N开放,会引起突触前神经元   ,导致SG区对伤害性刺激的反应增强,出现痛觉敏感。
(3)SG区的神经元包括兴奋性神经元与抑制性神经元两大类。为进一步研究谷氨酸所作用的神经元类型,科研人员用绿色荧光蛋白标记了抑制性神经元,用通道N激活剂处理小鼠的SG区神经元,在突触前神经元施加刺激,分别检测有绿色荧光和无荧光的神经元细胞膜的电信号变化。若   ,则可判断谷氨酸作用对象为兴奋性神经元。
(4)依据本研究,开发减缓神经病理性疼痛药物的思路是   。
19.(2025高二上·延庆期末)甲状腺激素几乎作用于体内所有细胞,在大脑中,可以影响神经细胞的结构和突触传导,影响学习记忆。
(1)甲状腺激素在细胞内与受体结合,通过影响基因表达发挥生理作用。当全身多数细胞甲状腺激素受体异常时,患者表现出甲减症状。但若受体异常只发生在垂体和下丘脑,则会导致甲状腺激素分泌过量,原因是   。
(2)研究发现,甲状腺激素可以促进海马区神经营养因子BDNF的合成。BDNF可以选择性的引起神经元Na+通道开放,导致神经细胞膜两侧电位转变为   。BDNF也可以促进突触前膜释放   ,增强兴奋的传递过程,从而促进学习记忆。
(3)长期高脂肪膳食会使甲状腺激素分泌减少,使学习能力下降。蔬菜水果中富含槲皮素。科研人员利用小鼠研究了槲皮素对高脂膳食危害的影响。实验处理及结果如下表所示:
处理 BDNFmRNA(相对值) BDNF(pg/mg pr)
正常膳食 1 26
高脂膳食 0.65 19
高脂膳食+槲皮素 0.95 25
分析上表数据可知   。甲状腺激素有T4和T3两种形式,主要以T4的形式分泌。在脱碘酶的作用下T4转变为T3并发挥生理作用。为进一步研究槲皮素的作用机理,研究人员分别取高脂膳食组、高脂膳食槲皮素组小鼠的   ,测定T4、T3和TSH(促甲状腺激素)浓度,结果如下图所示
结合相关信息和上图结果,推测槲皮素的作用机理是   。
20.(2025高二上·延庆期末)菊花是广泛栽培和应用的观赏植物,在生产中常用乙烯利调控菊花的开花时间。为研究该机制,科研人员开展了相关实验。
(1)乙烯利是一种植物生长调节剂,可作为   分子影响基因表达。
(2)用不同浓度的乙烯利溶液处理菊花幼苗,可延迟菊花开花时间。已知TEM1蛋白参与该过程的调控,为探究TEM1蛋白的作用,开展了相关实验。图1结果表明,TEM1蛋白可以延迟菊花开花时间、依据是   。
(3)研究发现,乙烯利通过上调TEM1蛋白的表达水平进而延迟菊花开花时间。在上述实验的基础上,在横线上填写合适的字母完善实验设计,验证上述结论。
实验材料:a、野生型 b、TEM1低表达品系
实验处理:c、清水 d、乙烯利溶液
组别 实验材料 实验处理 检测指标
组1     c TEM1的表达量和花蕾持续时间
组2        
组3 b    
(4)进一步研究发现,TEM1过表达品系中AFL1蛋白的表达显著下调。综合上述研究,请在图2括号中补充“+”“-”(“+”表示促进,“-”表示抑制)   ,以完善乙烯利调控开花的机制。
21.(2025高二上·延庆期末)类风湿性关节炎(RA)是一种自身免疫病,主要病症为关节软组织肿胀、关节骨损伤,属于炎症性疾病。科研人员对RA的发病机制及治疗进行了相关研究。
(1)RA患者关节滑膜中的某些蛋白作为   被树突状细胞摄取并处理,呈递给辅助性T细胞,辅助性T细胞分泌细胞因子促进巨噬细胞和淋巴细胞聚集到关节部位,同时激活   分裂和分化,并与关节组织细胞结合,引起细胞裂解释放细胞内容物,进而引发更严重的炎症反应。
(2)S5蛋白与炎症性疾病有关,为研究S5蛋白对RA的作用及机制,科研人员构建了RA患病大鼠(RA模型鼠),实验材料、处理及检测指标如下表所示。
组别 实验材料及处理 检测指标
1 正常大鼠,注射适量生理盐水 1.大鼠后爪关节肿胀程度2.辅助性T细胞占所有T细胞的比例
2 RA模型鼠,注射适量MTX
3 ______
4 RA模型鼠,注射含有S5基因的腺病毒
注:MTX是一种可以治疗RA的药物。腺病毒是一种可携带S5基因进入宿主细胞并表达的工具。
实验结果如图1、图2所示。
①据图1结果可知表中第3组的实验材料及处理是   。
②图1结果表明S5蛋白对大鼠RA的作用是   。
③据图2并结合(1)中RA发病机理,推测S5蛋白的作用机制是   。
(3)研究发现,S5蛋白能去除P蛋白上的SU基团。为验证“S5蛋白通过去除P蛋白上的SU基团,影响T细胞分化与细胞因子释放”这一假设,以体内P蛋白带有过量SU基团的若干突变大鼠为实验材料,注射含S5基因的腺病毒,检测P蛋白上SU基团的数量。请评价该实验方案并加以完善   。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】稳态的生理意义;内环境的组成;内环境的理化特性
【解析】【解答】A、内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,例如血糖含量和血液中的含氧量保持在正常范围内,才能为细胞代谢提供充足的反应物,保证细胞代谢的顺利进行,A正确;
B、内环境是指细胞生活的液体环境,即细胞外液,而细胞内液和细胞外液共同构成体液,并非内环境,B错误;
C、内环境的理化性质主要包括渗透压、酸碱度和温度等。血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关;正常人的血浆近中性,pH为7.35~7.45;人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右,C正确;
D、人体维持内环境稳态的调节能力是有一定限度的,当外界环境的变化过于剧烈,或人体自身的调节功能出现障碍时,内环境的稳态就会遭到破坏,D正确。
故选B。
【分析】1、由细胞外液构成的液体环境,叫作内环境。细胞外液包括血浆、组织液和淋巴液。
内环境中的成分:营养物质,如水、无机盐、葡萄糖、氨基酸等、代谢废物,如二氧化碳、尿素、尿酸等、调节物质,如激素、抗体、神经递质等、其他物质,如血浆蛋白等。
内环境中不存在的成分:细胞内的物质,如血红蛋白、胞内酶(呼吸酶、RNA聚合酶等)等、细胞膜上的成分,如载体、受体等、与外界相通的液体成分,如消化液、泪液、汗液、尿液等、人体不能吸收的物质,如纤维素等。
2、正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态,叫作稳态。其实质是内环境的化学成分和理化性质处于相对稳定的状态,理化性质包括温度、渗透压和酸碱度。
2.【答案】C
【知识点】突触的结构;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】A、突触的组成部分是突触前膜、突触间隙和突触后膜,突触小泡是突触前膜内的结构,不属于突触的基本组成成分,A不符合题意;
B、b是突触前膜,通常是神经元轴突末梢的膜;a是突触后膜,可能是神经元胞体或树突的膜,该选项颠倒了两者的结构定位,B不符合题意;
C、神经递质的释放方式为胞吐,胞吐过程需要消耗能量,而图中c为线粒体,是细胞的“动力车间”,能为该过程提供能量,C符合题意;
D、兴奋型神经递质作用于突触后膜(a处),会引起阳离子(如Na+)内流,导致突触后膜去极化产生兴奋;阴离子内流是抑制型神经递质的作用效果,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】图中a为突触后膜、b为突触前膜、c为线粒体,突触由突触前膜(b)、突触间隙、突触后膜(a)三部分组成。突触是神经元之间传递信号的关键结构,神经递质释放依赖胞吐(需能量),其作用效果(兴奋或抑制)取决于递质类型,最终通过离子跨膜运输影响突触后膜电位。
3.【答案】C
【知识点】体温平衡调节;血糖平衡调节
【解析】【解答】天气突然变冷时,皮肤毛细血管收缩,流经皮肤的血流量减小,皮肤散热减少,A正确;天气突然变冷时,甲状腺激素和肾上腺素分泌增多,体内代谢增强,甚至有骨骼肌颤抖,使产热增加,B正确;胰高血糖素是升高血糖的激素,胰岛素是降低血糖浓度的激素,故血糖浓度降低导致胰高血糖素分泌增加,C错误;由于体表温度与外界环境温度的温差变大,故散热量比适宜温度条件下大,D正确。
故选C。
【分析】寒冷环境中的体温调节:
①减少散热:在寒冷环境中,散热加快,当局部体温低于正常体温时,冷觉感受器受到刺激并产生兴奋,兴奋传递到下丘脑的体温调节中枢,通过中枢的分析、综合,再使有关神经兴奋,进而引起皮肤血管收缩,皮肤的血流量减少,散热量也相应减少。同时,汗腺的分泌量减少,蒸发散热也随之减少。
②增加产热:在减少热量散失的同时,机体还会主动增加产热。寒冷刺激使下丘脑的体温调节中枢兴奋后,可引起骨骼肌战栗,使产热增加。与此同时,相关神经兴奋后可以促进甲状腺激素、肾上腺素等激素的释放,使肝及其他组织细胞的代谢活动增强,增加产热。
4.【答案】D
【知识点】反射弧各部分组成及功能;脑的高级功能;神经系统的基本结构
【解析】【解答】A、效应器是由传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体等组成,所以副交感神经末梢及支配的泪腺构成了效应器,A正确;
B、交感神经和副交感神经统称为自主神经系统,它们能自动、迅速、准确地调节内脏活动,以适应内、外环境的变化,B正确;
C、人脑的高级功能包括语言、学习、记忆和思维等方面,情绪也属于人脑的高级功能范畴,C正确;
D、交感神经和副交感神经通常共同调节同一器官,但是它们的作用一般是相反的,比如交感神经使心跳加快,副交感神经使心跳减慢,D错误。
故选D。
【分析】1、神经系统分为中枢神经系统和外周神经系统。中枢神经系统包括脑和脊髓,外周神经系统按连接分类分为脑神经和脊神经,按功能分类分为传入神经和传出神经。其中传出神经又可分为支配躯体运动的神经,即躯体运动神经,和支配内脏器官的神经,即内脏运动神经。
2、在中枢神经系统的参与下,机体对内外刺激所产生的规律性应答反应,叫作反射,反射是神经调节的基本方式,而反射的结构基础是反射弧,反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器,任何一个部位损伤都不能引起反射。
效应器通常是传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体等。
5.【答案】B
【知识点】水盐平衡调节
【解析】【解答】A、细胞外液渗透压的调节中枢在下丘脑,这是人体稳态调节的基本机制,下丘脑通过感知渗透压变化调控抗利尿激素的分泌,A不符合题意;
B、抗利尿激素的合成部位是下丘脑,垂体后叶仅负责储存和释放,并非由垂体合成,B符合题意;
C、抗利尿激素的生理作用是作用于肾小管和集合管,促进其对水分的重吸收,从而减少尿量、维持渗透压平衡,C不符合题意;
D、尿崩症患者因抗利尿激素缺乏或无法发挥作用,肾小管和集合管重吸收水分的能力下降,会排出大量稀释尿液,导致体内水分流失过多,进而引起血浆渗透压升高,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】抗利尿激素由下丘脑合成、垂体后叶释放,作用于肾小管和集合管促进水分重吸收;细胞外液渗透压调节中枢位于下丘脑;尿崩症的核心病理是抗利尿激素相关功能异常,导致水分重吸收障碍、血浆渗透压升高。
6.【答案】D
【知识点】神经、体液调节在维持稳态中的作用;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】A、激素的分级调节通常表现为下丘脑→垂体→内分泌腺的分层控制,图中调节路径是“视网膜→下丘脑→松果体”,属于神经-体液调节,未涉及垂体参与的分级调控,A不符合题意;
B、图中显示暗信号能促使褪黑素分泌增多,而光照会抑制这一信号传递,因此长时间光照会导致褪黑素分泌减少,B不符合题意;
C、当褪黑素含量增多时,会反过来抑制下丘脑向松果体传递兴奋,减少自身分泌,这一过程符合反馈调节的特点,C不符合题意;
D、长期大量使用褪黑素会抑制下丘脑的正常功能,导致机体自身褪黑素分泌减少,破坏内分泌平衡,不利于身体健康,不能长期大量使用,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】褪黑素由松果体分泌,具有调节睡眠的作用;其分泌受光照影响,暗信号促进分泌、光信号抑制分泌;分泌过程存在反馈调节,无激素分级调节;长期大量使用外源性褪黑素会干扰自身内分泌平衡。
7.【答案】C
【知识点】免疫系统的结构与功能
【解析】【解答】免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤的发生。肿瘤产生的原因是细胞癌变,免疫系统对癌细胞的清除属于免疫监视。可见,某患者被确诊为肿瘤,这与该患者免疫系统的免疫监视功能低下有关,C正确,ABD错误。
故选C。
【分析】免疫防御是指机体排除外来抗原性异物的一种免疫防御作用,该功能正常时,机体能抵抗病原体的入侵,异常时,免疫反应过强、过弱或缺失可能会导致组织损伤或易被病原体感染等问题;免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态的功能。正常情况下,免疫系统对自身的抗原物质不产生免疫反应,若该功能异常则容易发生自身免疫病;免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能。若此功能低下或失调,机体会有肿瘤发生或持续的病毒感染。
8.【答案】C
【知识点】免疫功能异常
【解析】【解答】A、过敏反应有快慢之分,A正确;
B、过敏反应具有明显的遗传倾向和个体差异,B正确;
C、过敏反应是由机体再次接触过敏原刺激引起的,C错误;
D、过敏反应主要由抗体介导,D正确。
故选C。
【分析】免疫失调疾病
①过敏反应:已免疫的机体在再次接触相同的抗原时,有时会发生引发组织损伤或功能紊乱的免疫反应,这样的反应称为过敏反应。
②自身免疫病:如果自身的免疫反应对组织和器官造成损伤并出现了症状,就称为自身免疫病。
③免疫缺陷病:是指由机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病,分为先天性免疫缺陷病和获得性免疫缺陷病。
9.【答案】A
【知识点】植物激素及其植物生长调节剂的应用价值;环境因素参与调节植物的生命活动
【解析】【解答】A、置于微重力的环境中,不会影响植物的开花时间,A错误;
B、改变温度,会影响到酶的活性等生理过程,进而可以调节植物的开花时间,B正确;
C、改变光照时间,也可以改变植物的生理过程,进而影响植物的开花时间,C正确;
D、植物生长调节剂可以影响、调整植物生长、发育的全过程,D正确;
故答案为:A
【分析】环境因素参与植物的生命活动
(1)光对植物生长发育的调节光作——一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。
(2)参与调节植物生命活动的其他环境因素: 除了光,温度、重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育。
(3)植物生长发育的整体调控:
高等植物是由很多细胞组成的高度复杂的有机体,它的正常生长发育需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合。植物生长发育的调控,是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络。
10.【答案】B
【知识点】生长素的作用及其作用的两重性;其他植物激素的种类和作用
【解析】【解答】A、对比去顶芽组(曲线b)和去顶芽+涂抹赤霉素组(曲线a),相同时间内曲线a的侧芽长度明显更长,说明赤霉素能促进侧芽生长,A不符合题意;
B、对比顶芽保留组(曲线e)和去顶芽组(曲线b),曲线e的侧芽长度显著短于曲线b,表明顶芽存在时会抑制侧芽生长,而非促进,B符合题意;
C、顶芽保留组(曲线e)侧芽生长受抑制,而顶芽保留+侧芽涂抹细胞分裂素组(曲线c)的侧芽长度明显长于曲线e,说明细胞分裂素可缓解顶芽对侧芽的抑制作用,C不符合题意;
D、对比去顶芽组(曲线b)和去顶芽+切口涂抹生长素组(曲线d),曲线d的侧芽长度短于曲线b,说明生长素会抑制侧芽生长,可推测顶芽产生的生长素是侧芽生长受抑制的原因,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】顶芽产生的生长素会抑制侧芽生长,形成顶端优势;赤霉素能促进侧芽生长;细胞分裂素可解除顶芽对侧芽的抑制;侧芽的生长状态受多种植物激素共同调控。
11.【答案】D
【知识点】种群的数量变动及其原因
【解析】【解答】A、若受寒潮侵袭,则各日龄阶段昆虫受侵袭程度应一致,不会出现图中柱状图参差不齐的状况,A错误;
B、若遭杀虫剂消杀,则昆虫种群各日龄阶段昆虫被消杀程度应一致,不会出现图示结果,B错误;
C、若被天敌捕杀,则低日龄阶段昆虫被捕食概率较高,对低日龄阶段昆虫的影响较大,但雌雄被捕食的概率应一致,因此不会出现图示结果,C错误;
D、性引诱剂诱杀雄性昆虫,因此生殖期和生殖后期雄性昆虫数量变化较大,与图示结果相符,D正确。
故答案为:D。
【分析】图片内柱状图分别表示第1、2次种群调查时该昆虫种群的个体数量及性别、年龄结构,对比两图中昆虫个体数及种群结构变化可以推测昆虫种群最可能遭遇的事件。
12.【答案】A
【知识点】生态系统的能量流动
【解析】【解答】A、第二营养级同化量为第二营养级用于自身生长、发育、繁殖的能量和呼吸作用散失的能量之和,即888+223=1111kJ,A错误:
B、第二营养级的生物可能有多种,因此可能构成多个种群,B正确;
C、表中第三营养级的X为用于生长发育繁殖的能量,第二营养级用于生长发育繁殖的能量(888kJ)有三个去向,分别是流入分解者355kJ,未利用30kJ,和下一营养级的同化量(X+167)kJ,因此X+167+30+355=888,X=336,C正确;
D、未利用的能量是在定时分析时,暂时既没有流向下一营养级和分解者,也没有被呼吸作用消耗的能量,将来这部分能量可能流向分解者,D正确。
故选A。
【分析】各营养级能量流向及数量关系:
若定量定时,对于生产者而言:生产者固定的太阳能=用于自身生长、发育和繁殖的能量+呼吸作用以热能形式散失的能量,用于自身生长、发育和繁殖的能量=流入下一营养级的能量+流向分解者分解的能量+未被利用的能量;对于最高营养级除外的消费者而言:摄入量=同化量+粪便量,同化量=用于自身生长、发育和繁殖的能量+呼吸作用以热能形式散失的能量,用于自身生长、发育和繁殖的能量=流入下一营养级的能量+流向分解者分解的能量+未被利用的能量。
13.【答案】A
【知识点】人口增长对生态环境的影响
【解析】【解答】A、厨余垃圾与其他垃圾混合燃烧,核心是通过燃烧减少垃圾体积、降低生态足迹,并未对厨余垃圾进行资源再生利用,不属于资源化处理,A符合题意;
B、利用复合微生物菌剂处理厨余垃圾得到家禽饲料,将垃圾转化为可利用的饲料资源,实现了资源回收,属于资源化处理,B不符合题意;
C、蚯蚓吞食厨余垃圾后生长,自身可转变为药材,使厨余垃圾转化为药用资源,属于资源化处理,C不符合题意;
D、 厨余垃圾通过发酵工程生产乙醇用作工业原料,将垃圾转化为工业可用的能源原料,实现了资源再利用,属于资源化处理,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】厨余垃圾资源化处理的核心是将垃圾转化为可再利用的资源(如饲料、药材、工业原料等);混合燃烧仅为垃圾减量化处理方式,未实现资源再生,不属于资源化处理。
14.【答案】B
【知识点】估算种群密度的方法;生态系统的稳定性;群落的概念及组成
【解析】【解答】A、样方法是适用于植物和活动能力弱、活动范围小的动物等的调查方法,调查林下物种数可以用样方法,A正确;
B、桉树高大、喜阳且生长速度快,如果选择比桉树矮且生长速度慢的喜阳本地天然树种与桉树混种,这些本地树种会因桉树遮挡阳光等原因难以获得足够光照等资源,不利于其生长,所以不适合这样选择混种树种,B错误;
C、桉树—大叶栎混交林的树冠层郁闭度为90%,郁闭度较高,林下光照条件差,许多植物因缺少充足的光照难以生存和生长,所以林下植被物种丰富度低,C正确;
D、从表格数据可知,桉树 —红椎混交林的林分蓄积总量(373.733m3/hm2)大于纯桉树林(339.86m3/hm2),说明增大了桉树林的生产力;同时其林下植物种类数(95种)也多于纯桉树林(93种),物种丰富度增加,生态系统的营养结构更复杂,生态系统的稳定性提高,D正确。
故选B。
【分析】一、调查种群密度的方法
1、逐个计数法:适用于个体较大的植物等。
2、样方法:适用于活动能力弱甚至没有活动能力、活动范围小的生物,如跳蝻、蚜虫、植物等。在使用样方法时,需要注意的事项有随机取样、样方大小一致、样方数量适宜等,否则会影响实验结果。
3、活动能力强,活动范围广的生物,一般采用标记重捕法来研究其种群密度,如马、牛等。在使用标记重捕法中,若标记物脱落,则会导致估算的种群密度偏大,若标记物过于明显,则会导致估算的种群密度偏小。
4、具有趋光性的生物的种群密度一般使用黑光灯诱捕法。
二、生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力,叫作生态系统的稳定性。负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是生态系统具备自我调节能力的基础,一般来说,生态系统中的组分越多,营养结构越复杂,自我调节能力越强,抵抗力稳定性就越高。而自我调节能力是有限的,当外界干扰因素的强度超过生态系统的自我调节能力时,生态平衡就会受到破坏。
15.【答案】B
【知识点】生态系统的物质循环
【解析】【解答】A、在处于生态平衡的生态系统中,植物通过光合作用吸收CO2,生物通过呼吸作用等释放CO2,此时生态系统的碳收支大致平衡,所以植物CO2吸收速率与生物释放速率大致相等,A正确;
B、垃圾分类、回收再利用实现了生态系统的物质循环,提高了物质的利用率,但能量传递效率在相邻两个营养级之间一般是10% - 20%,这是由生态系统的能量流动特点决定的,垃圾分类、回收再利用并不能提高能量传递效率,B错误;
C、碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的。在非生物环境中,碳主要以CO2和碳酸盐的形式存在;在生物群落中,碳以含碳有机物的形式存在。植物通过光合作用将CO2固定转化为含碳有机物进入生物群落,生物通过呼吸作用等将含碳有机物分解为CO2返回非生物环境,C正确;
D、植树造林可以增加植物对CO2的吸收,寻找新的清洁能源可以减少化石燃料的燃烧,从而减少CO2的排放,二者都将助力于早日实现碳中和目标,D正确。
故选B。
【分析】1、碳中和是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量,实现正负抵消,达到相对“零排放”。
2、各营养级能量流向及数量关系:
若定量定时,对于生产者而言:生产者固定的太阳能=用于自身生长、发育和繁殖的能量+呼吸作用以热能形式散失的能量,用于自身生长、发育和繁殖的能量=流入下一营养级的能量+流向分解者分解的能量+未被利用的能量;对于最高营养级除外的消费者而言:摄入量=同化量+粪便量,同化量=用于自身生长、发育和繁殖的能量+呼吸作用以热能形式散失的能量,用于自身生长、发育和繁殖的能量=流入下一营养级的能量+流向分解者分解的能量+未被利用的能量。
若定量不定时,则各营养级不存在未被利用的能量。
对于最高营养级而言,不存在流向下一营养级的能量。
3、生态系统的结构包括组成成分和营养结构,组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。营养结构包括食物链和食物网,是生态系统物质循环、能量流动的渠道。
16.【答案】(1)次生演替
(2)水生植物有利于微生物加速截流在根系周围的有机碎屑的分解,还可以吸收水中氮、磷等元素,同时还能够分泌抑藻物质,防止水华的产生。
(3)鲢鱼、鳙鱼、鲤鱼、绿头鸭;捕食和竞争;分解者;物质循环
(4)自我调节
(5)A;B;D
【知识点】群落的结构;群落的演替;种间关系;生态系统的结构;生态系统的稳定性
【解析】【解答】(1)野鸭湖生态修复前,原有土壤条件基本保留,还可能残留植物种子或繁殖体(如原生芦苇、香蒲),并非从未有过植被或植被被彻底消灭,因此属于次生演替。
(2)根据材料,水生植物的净化作用体现在三方面:一是为微生物提供栖息场所,加速根系周围有机碎屑的分解;二是直接吸收水中氮、磷等营养元素,减少水体富营养化;三是分泌抑藻物质,抑制藻类繁殖,防止水华产生。
(3)①食物链中,生产者(浮游植物、水生植物)为第一营养级,直接以生产者为食的生物(浮游动物)为第二营养级,以第二营养级为食或兼具捕食第一、二营养级的生物为第三营养级,因此第三营养级是鲢鱼、鳙鱼、鲤鱼、绿头鸭。这四种生物均会捕食浮游动物,存在竞争关系;同时鲤鱼可捕食鲢鱼、鳙鱼,存在捕食关系,因此种间关系包括捕食和竞争。
②生态系统的生物成分包括生产者、消费者和分解者,图中仅体现生产者和消费者,缺少分解者。分解者能将动植物遗体、排遗物等分解为无机物,归还无机环境,保证生态系统的物质循环功能正常进行。
(4)生态系统的自我调节能力与营养结构复杂程度正相关。有益动植物的引入使野鸭湖湿地的食物链、食物网更复杂,抵抗力稳定性增强,从而提高了自我调节能力。
(5)A、生物多样性的间接价值是对生态系统的调节功能,湿地调节气候属于生态调节作用,体现间接价值,A符合题意;
B、群落具有季节性,湿地生物的物种组成(如过境鸟类的迁徙)和空间结构会随季节更替而变化,B符合题意;
C、生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性,并非仅指生物和生态系统,还涵盖生物体内的基因差异,C不符合题意;
D、浅水区、深水区、生态岛属于水平方向上的不同区域,不同动植物的分布体现了群落的水平结构(镶嵌分布),D符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】(1)生态系统由生产者、消费者、分解者以及非生物的物质与能量等基本组分组成,各组分紧密联系使生态系统成为一个具有一定结构与功能的统一体。其中生产者和消费者通过食物链与食物网联系在一起形成复杂的营养结构。物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能。在生态系统中,物质是可以在生物群落和无机环境之间不断循环的;能量则是沿食物链单向流动并逐级递减的;各种各样的信息在生物的生存、繁衍以及调节种间关系等方面起着十分重要的作用。生态系统能够通过自我调节作用抵御和消除外来一定限度的干扰,因而具有保持或恢复自身结构和功能的相对稳定,并维持动态平衡的能力。人类活动会影响生态系统的稳定性。
(2)生物多样性包括遗传多样性(基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性。生物多样性是生物进化的结果,既有直接价值,也有维持生态系统稳定性等间接价值,还有尚未明确的潜在价值。但是长期以来由于人类掠夺式的开发和利用、环境污染等原因,生物多样性正在以惊人的速度锐减。对生物多样性可采取就地保护和易地保护等措施。
(1)次生演替原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。在野鸭湖的生态修复过程中,其群落演替的类型属于次生演替。
(2)根据文中信息,水生植物能够净化水质的原因有:为微生物和微型生物提供附着基质和栖息场所,加速根系周围的有机碎屑分解;水生植物可吸收水中的氮、磷等元素;水生植物分泌的抑藻物质可抑制蓝藻等的繁殖,防治水华产生;根系可形成过滤层,沉降水体中的有机碎屑。
(3)在食物链中,生产者是第一营养级,直接以生产者为食的是第二营养级,以第二营养级生物为食的是第三营养级。从食物网中可以看出,以浮游动物(第二营养级)和水生植物(第一营养级)为食的绿头鸭、鲤鱼属于第三营养级;以浮游植物(第一营养级)为食的浮游动物是第二营养级,而鲢鱼、鳙鱼以浮游动物为食,所以鲢鱼、鳙鱼也属于第三营养级。因此,属于第三营养级的是绿头鸭、鲤鱼、鲢鱼、鳙鱼。绿头鸭、鲤鱼、鲢鱼、鳙鱼都以浮游动物为食,存在竞争关系;同时鲤鱼可以捕食鲢鱼、鳙鱼,它们之间的关系包括竞争和捕食。生态系统的生物成分包括生产者、消费者和分解者。图中浮游植物和水生植物是生产者,各种动物是消费者,所以除图中所示生物类群外,该生态系统还缺少的重要生物成分是分解者。分解者能将动植物遗体和动物的排遗物等分解成无机物,归还到无机环境中,保证生态系统的物质循环功能正常进行。
(4)生态系统中,营养结构越复杂,自我调节能力越强。各种有益动植物的引入,使野鸭湖湿地的营养结构更加复杂,从而提高了生态系统的自我调节能力。
(5)A、生物多样性的间接价值是指对生态系统起到重要调节作用的价值,湿地可调节气候,这属于对生态系统的调节作用,体现了生物多样性的间接价值,A正确;
B、湿地生物群落的物种组成和空间结构会随季节更替而变化,这体现了群落的季节性,B正确;
C、生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性,不仅仅是各种生物以及生态系统,还包括基因层面的多样性,C错误;
D、群落的水平结构是指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布,湖中浅水区、深水区、生态岛不同动植物的分布符合水平方向上的分布特点,体现群落的水平结构,D正确。
故选ABD。
17.【答案】(1)种群
(2)升高
(3)随着芨芨草盖度增大,为伯劳鸟提供了良好的捕食环境,从而增大了伯劳鸟捕食布氏田鼠的频率,所以布氏田鼠的死亡率越高。
(4)在无伯劳鸟区域,布氏田鼠组与对照组的芨芨草体积的增加量没有明显差异;有伯劳鸟区域,与对照组相比,布氏田鼠会显著降低芨芨草的体积
(5)通过自然选择,布氏田鼠破坏鼠洞周围芨芨草的行为可以降低被伯劳鸟捕食的风险,提高个体的存活率,有利于种族的繁衍。
【知识点】种群的数量变动及其原因;自然选择与适应
【解析】【解答】(1)在一定的自然区域内,同种生物的所有个体是一个种群,内蒙古草原上所有的布氏田鼠构成一个种群。
(2)结合图1分析,随着芨芨草盖度的增大,伯劳鸟的来访频率逐渐提高,说明芨芨草可为伯劳鸟在寻找田鼠等猎物时提供良好的栖息地。
(3)随着芨芨草盖度增大,为伯劳鸟提供了良好的捕食环境,从而增大了伯劳鸟捕食布氏田鼠的频率,所以布氏田鼠的死亡率越高。
(4)图示中,在无伯劳鸟区域,布氏田鼠组与对照组的芨芨草体积的增加量没有明显差异;有伯劳鸟区域,与对照组相比,布氏田鼠会显著降低芨芨草的体积,可以说明布氏田鼠可以通过改变栖息地结构来降低自己的捕食风险。
(5)通过自然选择,布氏田鼠破坏鼠洞周围芨芨草的行为可以降低被伯劳鸟捕食的风险,提高个体的存活率,有利于种族的繁衍,这就是布氏田鼠破坏芨芨草行为的意义。
【分析】生命系统的结构层次
①细胞:细胞是一个由各种组分相互配合而组成的复杂的系统,它是多种生物体结构和功能的基本单位。
②组织:由形态相似,结构功能相同的细胞联合在一起形成的细胞群。
③器官:由不同的组织按照一定的次序结合在一起构成的行使一定功能的结构。
④系统:能够共同完成一种或几种生理功能的多个器官,按照一定的次序组合在一起形成的整体。
⑤个体:由各种器官或系统协调配合共同完成复杂的生命活动的单个生物。
⑥种群:在一定的空间范围内,同种生物的所有个体形成的一个整体。
⑦群落:在一定的空间范围内,不同种群相互作用形成的更大的整体。
⑧生态系统:在一定的空间范围内,群落与无机环境相互作用形成的更大的整体。
⑨生物圈:地球上所有的生态系统相互关联构成的更大的整体,是最大的生态系统。
(1)在一定的自然区域内,同种生物的所有个体是一个种群,内蒙古草原上所有的布氏田鼠构成一个种群。
(2)结合图1分析,随着芨芨草盖度的增大,伯劳鸟的来访频率逐渐提高,说明芨芨草可为伯劳鸟在寻找田鼠等猎物时提供良好的栖息地。
(3)随着芨芨草盖度增大,为伯劳鸟提供了良好的捕食环境,从而增大了伯劳鸟捕食布氏田鼠的频率,所以布氏田鼠的死亡率越高。
(4)图示中,在无伯劳鸟区域,布氏田鼠组与对照组的芨芨草体积的增加量没有明显差异;有伯劳鸟区域,与对照组相比,布氏田鼠会显著降低芨芨草的体积,可以说明布氏田鼠可以通过改变栖息地结构来降低自己的捕食风险。
(5)通过自然选择,布氏田鼠破坏鼠洞周围芨芨草的行为可以降低被伯劳鸟捕食的风险,提高个体的存活率,有利于种族的繁衍,这就是布氏田鼠破坏芨芨草行为的意义。
18.【答案】(1)传入神经;突触小泡;大脑皮层
(2)突触后膜的电信号频率降低;谷氨酸释放量增加
(3)带绿色荧光的神经元电信号频率和幅度均无明显变化,不带绿色荧光的神经元电信号频率显著增加
(4)开发抑制通道N活性的药剂
【知识点】突触的结构;神经冲动的产生和传导
【解析】【解答】(1)感受器受刺激后,兴奋沿传入神经传导至SG区神经纤维末梢。神经递质(谷氨酸)储存在突触小泡内,兴奋到达末梢后会促使其释放。痛觉是在大脑皮层形成的,突触后神经元的兴奋经多级传递最终到达此处。
(2)图2中,抑制剂处理组与对照组相比,突触后膜电信号幅度无差异,但电信号频率降低。电信号频率与神经递质释放量相关,频率降低说明突触前神经元释放的谷氨酸减少。由此推测,通道N开放时会增加谷氨酸释放量,使突触后神经元更易兴奋,导致痛觉敏感。
(3)实验中,绿色荧光标记抑制性神经元,无荧光的为兴奋性神经元。若谷氨酸作用于兴奋性神经元,则通道N激活后,兴奋性神经元(无荧光)会因谷氨酸增多而电信号频率显著增加;抑制性神经元(有荧光)不受影响,电信号频率和幅度无明显变化,即符合“带绿色荧光的神经元电信号无明显变化,不带绿色荧光的神经元电信号频率显著增加”的结果。
(4)本研究表明,通道N开放会促进谷氨酸释放,增强SG区对伤害性刺激的反应,引发神经病理性疼痛。因此,开发药物的核心思路是抑制通道N的活性,减少谷氨酸释放,降低突触后神经元的兴奋频率,从而减缓痛觉。
【分析】反射的完成以神经元上兴奋的传导为基础。神经元受到刺激会产生兴奋。兴奋在神经纤维上以神经冲动的形式传导,在神经元之间通过突触传递。兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将信号传递到下一个神经元。
(1)感受器受到刺激后,产生兴奋,兴奋沿着传入神经以电信号形式传导,传至位于SG区的神经纤维末梢,引起储存在突触小泡内的谷氨酸(一种兴奋性递质)释放。作用到突触后膜,引起突触后膜发生膜电位变化,神经细胞未受刺激时保持静息状态,其膜电位表现为外正内负,当受到刺激产生兴奋时膜电位发生变化表现为外负内正。谷氨酸引起突触后神经元的细胞膜电位发生的改变是由外正内负变为外负内正。感觉的形成是在大脑皮层,因此当突触后神经元受到刺激后,经一系列神经传递过程,最终在大脑皮层产生痛觉;
(2)由图2可知对照组与实验组相比较,两者的相同点是突触后神经元的电信号幅度无明显变化,不同点是对照组的突触后膜的电信号频率较高,细胞兴奋性较高,而实验组的突触后膜的电信号频率降低,细胞兴奋性较低,说明通道N开放,会引起突触前神经元谷氨酸释放量增加,导致SG区对伤害性刺激的反应增强,出现痛觉敏感;由于实验组采用的是N通道抑制剂的处理,说明N通道抑制剂的作用是抑制突触前膜的功能,使之释放的神经递质的量减少的缘故;
(3)由于SG区的神经元包括兴奋性神经元与抑制性神经元两大类。为进一步研究谷氨酸所作用的神经元类型,可用绿色荧光蛋白标记了抑制性神经元,用通道N激活剂处理小鼠的SG区神经元,在突触前神经元施加刺激,分别检测有绿色荧光和无荧光的神经元细胞膜的电信号变化。如果谷氨酸作用对象为兴奋性神经元,那么带绿色荧光的神经元电信号频率和幅度会均无明显变化,不带绿色荧光的神经元电信号频率和幅度显著增加;如果谷氨酸作用对象为抑制性神经元,那么带绿色荧光的神经元电信号频率和幅度均有明显增加,不带绿色荧光的神经元电信号频率均无显著变化;
(4)通过(2)的研究可知,痛觉的产生与脊髓的SG区的突触前膜中的离子通道N有关,抑制离子通道N则痛觉减弱,因此要开发减缓神经病理性疼痛药物,其思路应该是开发抑制通道N活性的药剂。
19.【答案】(1)甲状腺激素对下丘脑和垂体的反馈抑制作用减弱,使促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素分泌增多,使甲状腺激素分泌过量。
(2)外负内正;神经递质
(3)槲皮素可以使BDNF基因的表达量恢复,缓解高脂膳食的危害;血液;槲皮素通过提高脱碘酶的活性,促进T4转变为T3
【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;激素分泌的分级调节
【解析】【解答】(1)甲状腺激素的分泌存在下丘脑垂体甲状腺轴的负反馈调节。正常情况下,甲状腺激素会抑制下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素、垂体分泌促甲状腺激素。若受体异常仅发生在垂体和下丘脑,甲状腺激素无法与这两个部位的受体结合,反馈抑制作用减弱,导致促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素分泌增多,进而刺激甲状腺分泌过量甲状腺激素。
(2)BDNF引起神经元Na+通道开放,Na+内流会导致神经细胞膜电位由静息状态的外正内负,转变为动作电位的外负内正。
兴奋在突触间传递时,BDNF可促进突触前膜释放神经递质,增强突触传递效率,从而促进学习记忆。
(3)①对比三组数据,高脂膳食组的BDNFmRNA和BDNF蛋白含量均低于正常膳食组,而高脂膳食+槲皮素组的两项指标均接近正常膳食组,说明槲皮素可恢复BDNF基因的表达,缓解高脂膳食对学习能力的危害。
②激素通过血液运输到全身各处,因此要测定T4、T3和TSH的浓度,需取小鼠的血液作为检测样本。
③结合题干“T4在脱碘酶作用下转变为T3并发挥作用”和图表结果:高脂膳食+槲皮素组的T4浓度低于高脂膳食组,T3浓度高于高脂膳食组,TSH浓度无明显异常。推测槲皮素的作用是提高脱碘酶的活性,促进T4向T3转化,从而补充发挥生理作用的甲状腺激素,缓解高脂膳食的危害。
【分析】(1)反射的完成以神经元上兴奋的传导为基础。神经元受到刺激会产生兴奋。兴奋在神经纤维上以神经冲动的形式传导,在神经元之间通过突触传递。兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将信号传递到下一个神经元。
(2)人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种分层调控,称为分级调节。分级调节可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
(1)甲状腺激素的分泌存在负反馈调节,当甲状腺激素受体异常只发生在垂体和下丘脑时,由于能与甲状腺激素结合的受体不足,使甲状腺激素对下丘脑和垂体的抑制作用减弱,使促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素分泌增多,从而使甲状腺激素分泌增多而导致过量。
(2)动作电位形成时,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。BDNF也可以促进突触前膜释放神经递质,增强兴奋的传递过程,从而促进学习记忆。
(3)表中数据显示,高脂摄食组与正常摄食组对照,高脂摄食组中BDNFmRNA和BDNF含量均少于正常摄食组,而高脂膳食+槲皮素组中BDNFmRNA和BDNF含量均高于高脂摄食组,且与正常摄食组的BDNFmRNA和BDNF含量接近,说明槲皮素可以使BDNF基因的表达量恢复,缓解高脂膳食的危害。由于激素需要通过血液运输,故为了检测激素的含量,可分别取高脂膳食组、高脂膳食+槲皮素组小鼠的血液,并测定T4、T3和TSH(促甲状腺激素)浓度。实验结果显示:高脂膳食+槲皮素组小鼠的T4浓度、TSH浓度小于高脂膳食组小鼠,而T3浓度高于高脂膳食组小鼠,结合“甲状腺激素有T4和T3两种形式,主要以T4的形式分泌。在脱碘酶的作用下T4转变为T3并发挥生理作用”,可推测槲皮素通过提高脱碘酶的活性,促进T4转变为T3。
20.【答案】(1)信息
(2)TEM1过表达品系花蕾持续时间长于野生型,TEM1低表达品系花蕾持续时间短于野生型
(3)a;a;d;c
(4)
【知识点】其他植物激素的种类和作用;植物激素及其植物生长调节剂的应用价值;基因表达的调控过程
【解析】【解答】(1)乙烯利作为植物生长调节剂,其作用是传递调节开花的信号,通过影响基因表达调控菊花生长发育,因此可作为信息分子发挥作用。
(2)图1中,TEM1过表达品系的花蕾持续时间比野生型长(开花延迟),TEM1低表达品系的花蕾持续时间比野生型短(开花提前),直接证明TEM1蛋白能延迟菊花开花时间。
(3)实验目的是验证“乙烯利通过上调TEM1表达延迟开花”,需设置三组对照:组1(空白对照):选野生型(a)+清水(c),检测基础状态下的TEM1表达量和花蕾持续时间;组2(乙烯利对野生型的影响):选野生型(a)+乙烯利溶液(d),验证乙烯利是否能上调野生型的TEM1表达并延迟开花;组3(TEM1低表达的对照):选TEM1低表达品系(b)+清水(c),排除品系本身的影响,对比野生型看TEM1表达不足的效果。
(4)根据研究结论推导调控关系:乙烯利的作用是上调TEM1表达,因此乙烯利→TEM1基因表达为“+”(促进);TEM1过表达会使AFL1蛋白表达下调,因此TEM1基因表达→AFL1基因表达为“-”(抑制);开花受AFL1调控,且TEM1通过抑制AFL1延迟开花,说明AFL1基因表达→开花为“+”(促进)。
【分析】(1)基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成,包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以mRNA为模板,按照密码子和氨基酸之间的对应关系,在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)植物激素在植物内的含量虽然微少,但是在调节植物生长发育上的作用却非常重要。一般来说,植物激素对植物生长发育的调控,是通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等方式实现的。
(1)乙烯利作为植物生长调节剂,能对基因表达产生影响,它在调节过程中充当信号分子,所以可作为信号分子影响基因表达。
(2)从图1可知,过表达TEM1品系中TEM1蛋白含量高,其花蕾持续时间比野生型长;低表达TEM1品系中TEM1蛋白含量低,其花蕾持续时间比野生型短,所以TEM1蛋白可以延迟菊花开花时间。
(3)要验证乙烯利通过上调TEM1蛋白的表达水平而延迟菊花开花时间。 实验需设置对照,组1为对照组,实验材料选野生型,用清水处理;组2和组3为实验组,组2选取野生型,为探究乙烯利对TEM1低表达品系的作用用乙烯利溶液处理;组3用TEM1低表达品系,用清水处理。检测三组的TEM1的表达量和花蕾持续时间。
(4)已知乙烯利延迟开花是通过上调TEM1基因表达,TEM1过表达品系中AFL1蛋白的表达显著下调,且AFL1基因表达促进开花。所以乙烯利对TEM1基因表达是促进作用(+),TEM1基因表达对AFL1基因表达是抑制作用(-),AFL1基因表达对开花是促进作用(+)。乙烯利调控开花的机制如图:
21.【答案】(1)抗原;细胞毒性T细胞
(2)RA模型鼠,注射适量不含S5基因的腺病毒;一定程度缓解RA症状;通过减少辅助性T细胞的比例,减少细胞因子的释放,减少细胞毒性T细胞的激活,进而减少关节组织细胞的裂解破坏
(3)该实验方案存在两处缺陷:需设置对照组;检测指标不全。第一,应补充注射不含S5基因的腺病毒到突变大鼠;或注射含S5基因的腺病毒到野生型大鼠作为对照。第二,应补充检测两组大鼠中不同类型T细胞的比例及细胞因子释放量
【知识点】细胞免疫;体液免疫;动物和人体生命活动的调节综合
【解析】【解答】(1)病原体在进入机体后,其表面一些特定的蛋白质等物质,能够与免疫细胞表面的受体结合,从而引发免疫反应,这些能引发免疫反应的物质称为抗原,RA患者关节滑膜中的某些蛋白作为抗原被树突状细胞摄取并处理,呈递给辅助性T细胞,辅助性T细胞分泌细胞因子促进巨噬细胞和淋巴细胞聚集到关节部位,同时激活细胞毒性T细胞分裂和分化,引起关节组织细胞裂解死亡。
(2)①根据图1分析,1组的关节肿胀增加体积最小,3组最大,说明3组是RA模型鼠,注射适量不含S5基因的腺病毒。
②4组注射了含有S5基因的腺病毒,与3组比关节肿胀增加体积减小,表明S5蛋白一定程度缓解RA症状。
③结合图2可知,S5蛋白可能通过减少辅助性T细胞的比例,减少细胞因子的释放, 减少细胞毒性T细胞的激活,进而减少关节组织细胞的裂解破坏。
(3)实验目的是验证“S5蛋白通过去除P蛋白上的SU基团,影响T细胞分化与细胞因子释放”,实验自变量是有无S5蛋白,因变量是P蛋白上的SU基团数量、T细胞的数量、细胞因子的含量;故需设置对照组:注射不含S5基因的腺病毒到突变大鼠;或注射含S5基因的腺病毒到野 生型大鼠。检测指标除P蛋白上SU基团的数量,还应包括两组大鼠中不同类型T细胞的比例及细胞因子释放量。
【分析】1、免疫防御是指机体排除外来抗原性异物的一种免疫防御作用,该功能正常时,机体能抵抗病原体的入侵,异常时,免疫反应过强、过弱或缺失可能会导致组织损伤或易被病原体感染等问题;免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态的功能。正常情况下,免疫系统对自身的抗原物质不产生免疫反应,若该功能异常则容易发生自身免疫病;免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能。若此功能低下或失调,机体会有肿瘤发生或持续的病毒感染。
2、细胞免疫过程
(1)被病原体(如病毒)感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面的某些分子发生变化,细胞毒性T细胞识别变化的信号。
(2)细胞毒性T细胞分裂并分化形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。细胞因子能加速这一过程(辅助性T细胞的活化及分泌细胞因子的过程同体液免疫)。
(3)新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环,它们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞。
(4)靶细胞裂解、死亡后,病原体暴露出来,抗体可以与之结合,或被其他细胞吞噬掉。
(1)病原体在进入机体后,其表面一些特定的蛋白质等物质,能够与免疫细胞表面的受体结合,从而引发免疫反应,这些能引发免疫反应的物质称为抗原,RA患者关节滑膜中的某些蛋白作为抗原被树突状细胞摄取并处理,呈递给辅助性T细胞,辅助性T细胞分泌细胞因子促进巨噬细胞和淋巴细胞聚集到关节部位,同时激活细胞毒性T细胞分裂和分化,引起关节组织细胞裂解死亡。
(2)①根据图1分析,1组的关节肿胀增加体积最小,3组最大,说明3组是RA模型鼠,注射适量不含S5基因的腺病毒。
②4组注射了含有S5基因的腺病毒,与3组比关节肿胀增加体积减小,表明S5蛋白一定程度缓解RA症状。
③结合图2可知,S5蛋白可能通过减少辅助性T细胞的比例,减少细胞因子的释放, 减少细胞毒性T细胞的激活,进而减少关节组织细胞的裂解破坏。
(3)实验目的是验证“S5蛋白通过去除P蛋白上的SU基团,影响T细胞分化与细胞因子释放”,实验自变量是有无S5蛋白,因变量是P蛋白上的SU基团数量、T细胞的数量、细胞因子的含量;故需设置对照组:注射不含S5基因的腺病毒到突变大鼠;或注射含S5基因的腺病毒到野 生型大鼠。检测指标除P蛋白上SU基团的数量,还应包括两组大鼠中不同类型T细胞的比例及细胞因子释放量。
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