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2023學(xué)年第一學(xué)期浙南名校聯(lián)盟第一次聯(lián)考
高三年級生物試題
考生須知:
1.本卷共8頁滿分100分,考試時間90分鐘。
2.答題前,在答題卷指定區(qū)域填寫班級、姓名、考場號、座位號及準(zhǔn)考證號并填涂相應(yīng)數(shù)字。
3.所有答案必須寫在答題紙上,寫在試卷上無效。
4.考試結(jié)束后,只需上交答題紙。
選擇題部分
一、選擇題(本大題共20小題,每小題2分,共40分。每小題列出的四個選項(xiàng)中只有一個是符合題目要求的,不選、多選、錯選均不得分)
1. 密度制約因素是指對種群數(shù)量的作用強(qiáng)度與該種群的密度相關(guān)的因素,據(jù)此推斷下列哪項(xiàng)不是密度制約因素( )
A. 天敵 B. 氣候 C. 食物 D. 病原體
【答案】B
【解析】
【分析】影響種群數(shù)量變化的因素分兩類,一類是密度制約因素,即影響程度與種群密度有密切關(guān)系的因素,如食物、流行性傳染病等;另一類是非密度制約因素,即影響程度與種群密度無關(guān)的因素,氣候、季節(jié)、降水等的變化等。
【詳解】A、天敵屬于密度制約因素,A不符合題意;
B、氣候是非密度制約因素,對種群數(shù)量的影響不受種群密度的影響,B符合題意;
C、食物屬于密度制約因素,C不符合題意;D、病原體可引發(fā)流行性傳染病,屬于密度制約因素,D不符合題意。
故選B。
2. 海螢(一種海生浮游生物)受刺激后,其發(fā)光腺會將熒光素、螢光酶和粘液一起排入水中,呈現(xiàn)出淺藍(lán)色的光,俗稱“藍(lán)眼淚”,導(dǎo)致海螢發(fā)光的直接能源物質(zhì)是( ?。?br />
A. 葡萄糖 B. 脂肪 C. 糖原 D. ATP
【答案】D
【解析】
【分析】ATP的結(jié)構(gòu)簡式為A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基團(tuán);水解時遠(yuǎn)離A的磷酸鍵易斷裂,釋放能量,供給各項(xiàng)生命活動,ATP是新陳代謝所需能量的直接來源。
【詳解】A、葡萄糖是細(xì)胞生命活動的重要能源物質(zhì),能被細(xì)胞直接吸收利用,但不是直接能源物質(zhì),需要氧化分解后轉(zhuǎn)化成ATP,ATP才是細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì),A錯誤;
B、脂肪是生物體重要的儲能物質(zhì),不是直接能源物質(zhì),B錯誤;
C、糖原是動物體內(nèi)的儲能物質(zhì),不是直接能源物質(zhì),C錯誤;
D、ATP是細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì),D正確。
故選D。
3. 處理后的核廢水中仍殘留大量3H、14C、131I等放射性元素,這些同位素難降解且更容易被海洋生物吸收。研究顯示,受到放射性污染的核廢水一旦排入太平洋,從排放日起,57天內(nèi)放射性物質(zhì)將擴(kuò)散至太平洋大半個區(qū)域。下列敘述正確的是( ?。?br />
A. 核廢水已經(jīng)過稀釋處理,因此對海洋生物和人類無毒無害
B. 物質(zhì)循環(huán)具有全球性,因此核污染將會影響全球的水資源安全
C. 核廢水排放入海后會提高生物變異概率,定會增加生物多樣性
D. 放射性物質(zhì)集中在海洋生物中,不食用海產(chǎn)品就不會影響人類
【答案】B
【解析】
【分析】1、因?yàn)橥凰鼐哂胁煌奶匦?,所以可用不同的方法檢測出來。有些同位素能夠發(fā)生衰變而產(chǎn)生放射性,因此易于檢測。14C就是碳的一種放射性同位素。例如,研究光合作用時可以利用標(biāo)記的二氧化碳 (14CO2) 進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以追蹤碳元素在植物體內(nèi)的運(yùn)行和變化,所以14C稱為示蹤原子,這種研究技術(shù)稱為同位素示蹤。同位素不僅可用于科學(xué)研究,也可用于疾病的診斷和治療。
2、生態(tài)系統(tǒng)中的無機(jī)物,在光合作用中被合成為可被生物利用的有機(jī)物。這些有機(jī)物的一部分通過生物的呼吸作用又被分解為無機(jī)物,而大部分是在生物死亡后才被分解者分解為無機(jī)物的。這些無機(jī)物可以重新回到生態(tài)系統(tǒng)中被生產(chǎn)者吸收利用,從而完成生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。物質(zhì)循環(huán)主要有水循環(huán)、碳循環(huán)和氮循環(huán)等。
【詳解】A、核廢水已經(jīng)過稀釋處理,但仍殘留大量3H、14C、13I等放射性元素,因此對海洋生物和人類有毒害,A錯誤;
B、物質(zhì)循環(huán)包括水循環(huán)、碳循環(huán)和氮循環(huán)等,具有全球性,因此核污染將會影響全球的水資源安全,B正確;
C、生物多樣性包括物種多樣性、遺傳多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的多樣性三個層次,核廢水排放入海后會提高生物變異概率,但不一定會增加生物多樣性,C錯誤;
D、放射性物質(zhì)集中在海洋生物中,但物質(zhì)是循環(huán)的,不食用海產(chǎn)品也可能會影響人類,D錯誤。
故選B。
4. 某些生命活動的變化曲線可用如圖模型表示,下列敘述正確的是( ?。?br />
A. 曲線a可表示某植株的光合速率隨光照強(qiáng)度變化的關(guān)系
B. 曲線a可表示O2進(jìn)入組織細(xì)胞的運(yùn)輸速率隨膜兩側(cè)濃度差變化的關(guān)系
C. 曲線b可表示在可見光范圍內(nèi),葉綠素a的吸光率與光波長變化的關(guān)系
D. 曲線b可表示在一定條件下,恒溫動物的呼吸速率與氣溫變化的關(guān)系
【答案】A
【解析】
【分析】據(jù)圖分析,曲線a反應(yīng)的是某一生命活動的速率隨某種影響因素的增大逐漸達(dá)到飽和狀態(tài),曲線b反應(yīng)的是某一生命活動的速率隨某種影響因素的增大先增大后逐漸減弱為0的狀態(tài)。
【詳解】A、光照強(qiáng)度為零時,總光合速率為零;在一定范圍內(nèi),隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng),光合速率逐漸增強(qiáng), 但在光照強(qiáng)度達(dá)到光飽和點(diǎn)時,光合速率不再增加而達(dá)到飽和狀態(tài), 故曲線a可表示某植株的光合速率隨光照強(qiáng)度變化的關(guān)系,A正確;
B、O2跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞绞亲杂蓴U(kuò)散,其速率與跨膜兩側(cè)O2濃度差成正比,不會達(dá)到飽和狀態(tài),B錯誤;
C、葉綠素a主要吸收紅光和藍(lán)紫光;在可見光范圍內(nèi),不同光波長下,葉綠素a的吸光率會出現(xiàn)兩個峰值,C錯誤;
D、對于植物和變溫動物來說,一般溫度越高呼吸作用越強(qiáng),溫度越低呼吸作用越弱;而恒溫動物的呼吸速率與氣溫變化成反比;D錯誤。
故選A。
5. “嵌合體”是指同一個體或器官,其不同成熟體細(xì)胞的核基因組成不同。下列情況一般不會出現(xiàn)“嵌合體”的是( ?。?br />
A. 經(jīng)外源基因轉(zhuǎn)入受精卵后正常發(fā)育的幼鼠
B. 經(jīng)造血干細(xì)胞移植的血友病患者
C. 經(jīng)X射線處理種子后發(fā)育成的小麥幼苗
D. 經(jīng)秋水仙素處理的單倍體幼苗
【答案】A
【解析】
【分析】受精作用:卵細(xì)胞和精子相互識別、融合成為受精卵的過程。 單倍體育種:采用花藥離體培養(yǎng)的方法獲得單倍體植株,然后經(jīng)過人工誘導(dǎo)使染色體數(shù)目加倍,重新恢復(fù)到正常植株的染色體數(shù)目。 基因突變:DNA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失和替換,引起基因結(jié)構(gòu)改變?;蛲蛔儾桓淖兓虻臄?shù)量和排列順序。
【詳解】A、精、卵結(jié)合得到的受精卵為一個細(xì)胞,經(jīng)有絲分裂增殖分化發(fā)育成的胎兒,其體細(xì)胞遺傳物質(zhì)組成均相同,不會出現(xiàn)“嵌合體”,符合題意,A正確;
B、血友病患者其體內(nèi)細(xì)胞凝血因子基因缺陷,移植造血干細(xì)胞到血友病患者體內(nèi),會存在凝血因子基因不缺陷的細(xì)胞,根據(jù)題意,會出現(xiàn)“嵌合體”,不符合題意,B錯誤;
C、對小麥種子或幼苗進(jìn)行誘變處理,部分細(xì)胞發(fā)生基因突變,會出現(xiàn)同一植株不同細(xì)胞基因組成不同的現(xiàn)象,會出現(xiàn)“嵌合體”,不符合題意,C錯誤;
D、單倍體育種過程中需要用秋水仙素處理使染色體加倍,但細(xì)胞分裂不同步,故植株中有的細(xì)胞可能含l個染色體組(未加倍),有的細(xì)胞可能含2個染色體組(加倍),會出現(xiàn)“嵌合體”,不符合題意,D錯誤。
故選A。
6. 下列有關(guān)同位素示蹤技術(shù)實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是( ?。?br />
A. 用131I“飼喂”小鼠,研究生長激素的合成與分布
B. 用32P的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)T2噬菌體用于標(biāo)記其DNA
C. 用35S標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌,子代噬菌體中能檢測到放射性
D. 用C18O2“飼喂”藻類,置于適宜光照等環(huán)境中,一段時間后,可檢測到含18O的O2
【答案】D
【解析】
【分析】在“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”中,35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼,32P標(biāo)記噬菌體的DNA.如果對35S標(biāo)記的噬菌體甲組不進(jìn)行攪拌,那噬菌體的蛋白質(zhì)外殼就不能從細(xì)菌表面脫落,離心后蛋白質(zhì)外殼隨細(xì)菌到沉淀物中,導(dǎo)致甲組沉淀物中出現(xiàn)較強(qiáng)放射性;如果對32P標(biāo)記的噬菌體乙組保溫時間過長,通過半復(fù)制保留產(chǎn)生的DNA和蛋白質(zhì)外殼組裝形成的子代噬菌體就會從細(xì)菌中釋放出來,離心到上清液中,從而使上清液中也會出現(xiàn)較強(qiáng)放射性。
【詳解】A、生長激素是蛋白質(zhì),不含有I元素,A錯誤;
B、噬菌體屬于病毒,T2噬菌體寄生于細(xì)菌中,不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng),B錯誤;
C、S是蛋白質(zhì)的特有元素,噬菌體的外殼成分為蛋白質(zhì),不進(jìn)入細(xì)菌,合成子代噬菌體蛋白質(zhì)的原理來自于細(xì)菌,沒有放射性,C錯誤;
D、C18O2進(jìn)入植物后,被固定成C3,C3被還原過程中有H218O生成,H218O參與光反應(yīng)水的光解過程,生成18O2,D正確。
故選D。
閱讀下列材料,回答以下小題。
某研究小組設(shè)計(jì)了一個利用作物秸稈生產(chǎn)燃料乙醇的小型實(shí)驗(yàn)。其主要步驟是:先從土壤中篩選出纖維素分解菌,并接種在已粉碎的作物秸稈堆中培養(yǎng)一段時間,再用清水淋洗秸稈堆,在裝有淋洗液的瓶中接種酵母菌,進(jìn)行乙醇發(fā)酵。部分實(shí)驗(yàn)流程如圖所示。
7. 關(guān)于從土壤中篩選纖維素分解菌的實(shí)驗(yàn),下列敘述錯誤的是( )
A. 可選擇在木材廠周圍采集土樣
B. 需配制以纖維素為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基
C. 對培養(yǎng)基進(jìn)行高壓蒸汽滅菌前應(yīng)排盡鍋內(nèi)冷空氣
D. 采用涂布法將目標(biāo)菌種接種到斜面培養(yǎng)基中保存
8. 關(guān)于酵母菌的乙醇發(fā)酵的實(shí)驗(yàn),下列敘述正確的是( ?。?br />
A. 該淋洗液可作為培養(yǎng)酵母菌的天然培養(yǎng)基
B. 乙醇發(fā)酵過程中需始終擰緊瓶蓋以防止雜菌污染
C. 乙醇發(fā)酵過程中丙酮酸被【H】直接還原為乙醇
D. 發(fā)酵液中的乙醇可用溴麝香草酚藍(lán)溶液檢測
【答案】7. D 8. A
【解析】
【分析】果酒的制作離不開酵母菌,酵母菌是兼性厭氧微生物,在有氧條件下,酵母菌進(jìn)行有氧呼吸,大量繁殖,把糖分解成二氧化碳和水;在無氧條件下,酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵。故果酒的制作原理是酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精,酵母菌最適宜生長繁殖的溫度范圍是18~30℃;生產(chǎn)中是否有酒精的產(chǎn)生,可用酸性重鉻酸鉀來檢驗(yàn),該物質(zhì)與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色。
【7題詳解】
A、選擇目標(biāo)菌,應(yīng)在富含該菌的環(huán)境中選擇,木材中富含纖維素,周圍土樣含有較多的纖維素分解菌,A正確;
B、根據(jù)目標(biāo)微生物的生長需求,配制以纖維素為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基,可選擇出纖維素分解菌,淘汰其他微生物,B正確;
C、使用高壓蒸汽滅菌器時,最關(guān)鍵的是將鍋內(nèi)空氣排盡。如鍋內(nèi)有空氣,則氣壓針?biāo)傅膲簭?qiáng)不是飽和蒸汽產(chǎn)生的壓強(qiáng)。相同的壓強(qiáng),混有空氣的蒸汽其溫度低于飽和蒸汽所產(chǎn)生的溫度。因此完全排除鍋內(nèi)空氣使鍋內(nèi)全部是水蒸氣,滅菌才能徹底,C正確;
D、一般接種到斜面培養(yǎng)基用劃線法,D錯誤。
故選D。
【8題詳解】
A、該淋洗液是清水淋洗經(jīng)過纖維素分解菌處理過的秸稈堆獲得,含有葡萄糖等物質(zhì),可作為培養(yǎng)酵母菌的天然培養(yǎng)基,A正確;
B、乙醇發(fā)酵過程有氣體產(chǎn)生,需要定期排氣,B錯誤;
C、乙醇發(fā)酵過程中,丙酮酸先被還原成乙醛,乙醛再被還原成乙醇,C錯誤;
D、溴麝香草酚藍(lán)用于檢測二氧化碳,乙醇可用酸化的重鉻酸鉀檢測,D錯誤。
故選A。
9. 如圖為真核細(xì)胞中基因表達(dá)過程示意圖,其中①②表示過程。下列敘述正確的是( ?。?br />
A. 過程①為轉(zhuǎn)錄,RNA聚合酶識別并結(jié)合起始密碼子后開始轉(zhuǎn)錄
B. 過程②中多個核糖體結(jié)合在一條mRNA上共同合成同一條肽鏈
C. 過程②中核糖體移動的方向是由b→a,b是mRNA的5'端功能蛋白
D. 轉(zhuǎn)錄和翻譯過程均存在A-U、U-A配對,且涉及氫鍵的斷裂和形成上圖
【答案】C
【解析】
【分析】1、轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程,該過程主要在細(xì)胞核中進(jìn)行,需要RNA聚合酶參與;翻譯是以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的過程,該過程發(fā)生在核糖體上,需要以氨基酸為原料,還需要酶、能量和tRNA。
2、翻譯時以mRNA為模板,在核糖體上合成多肽鏈的過程。
3、分析題圖可知,①為轉(zhuǎn)錄,②為翻譯。
【詳解】A、過程①為轉(zhuǎn)錄,RNA聚合酶識別并結(jié)合啟動子后開始轉(zhuǎn)錄,A錯誤;
B、過程②中多個核糖體結(jié)合在一條mRNA上同時合成多條相同的肽鏈,以提高翻譯的效率,B錯誤;
C、由題圖可知,翻譯的方向是b→a,mRNA的5'端為mRNA識別核糖體提供信號,mRNA的3'端有助于mRNA從細(xì)胞核向細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移;核糖體在mRNA上的認(rèn)讀方向5'端→3'端,故b是mRNA的5'端功能蛋白,C正確;
D、轉(zhuǎn)錄是DNA→RNA的過程,堿基配對存在A-U,T-A配對;翻譯過程中mRNA與tRNA堿基互補(bǔ)配對,堿基配對存在A-U,U-A配對;轉(zhuǎn)錄和翻譯均涉及氫鍵的斷裂和形成,D錯誤。
故選C。
10. 麥胚富含脂肪、蛋白質(zhì)等多種營養(yǎng)物質(zhì),但由于其含有的脂肪酶會使脂肪水解,從而極易酸敗變質(zhì)。為了延長麥胚儲藏期,科研人員研究了不同無機(jī)鹽對脂肪酶活性的影響,結(jié)果如圖。下列分析錯誤的是( ?。?br />
A. 該實(shí)驗(yàn)的自變量是無機(jī)鹽的種類和無機(jī)鹽濃度
B. 麥胚極易酸敗可能是由脂肪水解成甘油和脂肪酸造成的
C. NaCl濃度為4×10-9mol/L時,對脂肪酶的抑制效果較好
D. KCl幾乎不影響脂肪酶的活性,可用于延長麥胚儲藏期
【答案】D
【解析】
【分析】圖中的自變量包括溶液的種類和濃度,根據(jù)曲線分析,含有的高活性脂肪酶會使脂肪水解,從而極易酸敗變質(zhì)。為了延長麥胚儲藏期,應(yīng)該抑制脂肪酶活性,KCl幾乎不影響脂肪酶的活性,低濃度的NaCl能抑制脂肪酶活性。
【詳解】A、分析題圖,橫坐標(biāo)為無機(jī)鹽濃度,即無機(jī)鹽濃度為自變量,圖中共有三條曲線,故無機(jī)鹽的種類也為本實(shí)驗(yàn)的自變量,A正確;
B、脂肪的基本單位是甘油和脂肪酸;根據(jù)題干信息:麥胚富含脂肪、蛋白質(zhì)等多種營養(yǎng)物質(zhì),但由于其含有的脂肪酶會使脂肪水解,從而極易酸敗變質(zhì),故麥胚極易酸敗可能是由脂肪水解成甘油和脂肪酸造成的,B正確;
C、由題圖可知,NaCl濃度為4×10-9mol/L時,脂肪酶相對活性最低,故NaCl濃度為4×10-9mol/L時,對脂肪酶的抑制效果較好,C正確;
D、KCl幾乎不影響脂肪酶的活性,但高活性脂肪酶會使脂肪水解,從而使麥胚極易酸敗變質(zhì),因此抑制脂肪酶活性才有利于延長麥胚儲藏期,D錯誤。
故選D。
11. 已知小鼠體內(nèi)的A基因能控制某蛋白的合成,a基因不能,若缺乏該蛋白則表現(xiàn)為侏儒鼠。A基因的表達(dá)受DNA上P序列的調(diào)控,如圖所示。甲基化的P序列在形成精子時發(fā)生去甲基化,進(jìn)入受精卵后A基因能正常表達(dá);未甲基化的P序列形成卵細(xì)胞時在甲基化酶的參與下發(fā)生甲基化,進(jìn)入受精卵后A基因不能表達(dá)。下列敘述錯誤的是( )
A. 侏儒雌鼠與侏儒雄鼠交配,子代小鼠不一定是侏儒鼠
B. 基因型為AAa的三體侏儒鼠,A基因一定來自于母本
C. 甲基化修飾后P序列在復(fù)制過程中堿基配對方式改變
D. 降低甲基化酶活性,幼年小鼠的侏儒癥狀不一定得到緩解
【答案】C
【解析】
【分析】表觀遺傳是指基因序列不發(fā)生改變,而基因的表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象,其中DNA的甲基化是常見的表觀遺傳。由圖可知基因A上游的P序列沒有甲基化,則其可正常表達(dá),一般P序列被甲基化則其無法表達(dá)。
【詳解】A、侏儒鼠細(xì)胞中可能含有來自母本卵細(xì)胞的A基因,因此侏儒雌鼠與侏儒雄鼠交配,子代不一定是侏儒鼠,即侏儒雄鼠可能產(chǎn)生含有A的精子,而該精子參與受精作用的后代不表現(xiàn)為侏儒,A正確;
B、基因型為AAa的三體侏儒鼠,說明A基因沒有表達(dá),根據(jù)題目信息,A來自父本將去甲基化而表達(dá),說明A基因一定來自于母本,B正確;
C、甲基化過程是表觀遺傳的一種,沒有改變堿基對的配對方式,C錯誤;
D、題目信息中,該甲基化的過程發(fā)生在形成卵細(xì)胞時,降低甲基化酶的活性,發(fā)育中基因型為Aa的小鼠的A基因甲基化不會去除,侏儒癥狀不一定得到緩解,D正確。
故選C。
12. “熱射病”即重癥中暑,是由高溫高濕引發(fā)體溫調(diào)節(jié)失衡,導(dǎo)致體溫迅速升高甚至超過40℃,伴有皮膚灼熱、意識模糊、反應(yīng)遲鈍及多器官功能障礙的嚴(yán)重致命性疾病。下列敘述正確的是( ?。?br />
A. 大量出汗后機(jī)體分泌的抗利尿激素減少
B. 患者體溫維持在39.5℃期間,機(jī)體產(chǎn)熱量大于散熱量
C. 患者體內(nèi)位于腦干的體溫調(diào)節(jié)中樞功能出現(xiàn)障礙
D. 可通過及時降溫和補(bǔ)水等方式預(yù)防“熱射病”
【答案】D
【解析】
【分析】人體體溫調(diào)節(jié):(1)體溫調(diào)節(jié)中樞:下丘腦;(2)機(jī)理:產(chǎn)熱與散熱處于動態(tài)平衡;(3)寒冷環(huán)境下:①增加產(chǎn)熱的途徑:骨骼肌戰(zhàn)栗、甲狀腺激素和腎上腺素分泌增加;②減少散熱的途徑:皮膚血管收縮等。(4)炎熱環(huán)境下:主要通過增加散熱來維持體溫相對穩(wěn)定,增加散熱的途徑主要有汗液分泌增加、皮膚血管舒張。
【詳解】A、大量出汗,導(dǎo)致水分丟失較多,細(xì)胞外液滲透壓升高,抗利尿激素含量增多,A錯誤;
B、當(dāng)體溫維持在某一溫度的時間內(nèi),機(jī)體產(chǎn)熱量等于散熱量,B錯誤;
C、體溫調(diào)節(jié)中樞位于下丘腦,C錯誤;
D、熱射病是產(chǎn)熱大于散熱,體內(nèi)失水過多等原因引起,可通過及時降溫,補(bǔ)水降低滲透壓等方式預(yù)防,D正確。
故選D。
13. 濱海濕地修復(fù)過程中,植物群落的恢復(fù)至關(guān)重要?;セ撞荩ㄒ环N多年生草本植物)入侵是我國濱海濕地面臨的首要威脅,種子傳播是互花米草入侵新生境的主要方式。下列敘述錯誤的是( )
A. 互花米草入侵可能會引發(fā)群落演替
B. 開花后收割互花米草是控制其傳播能力的最佳時機(jī)
C. 種子的傳播距離遠(yuǎn)可能是互花米草開拓新生境的優(yōu)勢之一
D. 濱海濕地的修復(fù)可采取投放本地成活率較高樹種的方式進(jìn)行
【答案】B
【解析】
【分析】1、種群在單位面積或單位體積中的個體數(shù)就是種群密度,種群密度是種群最基本的數(shù)量特征。估算種群密度的常用方法有樣方法和標(biāo)志重捕法。
2、群落演替是指隨著時間的推移,一個群落被另一個群落代替的過程。生物群落的演替是群落內(nèi)部因素(包括種內(nèi)關(guān)系、種間關(guān)系等)與外界環(huán)境因素綜合作用的結(jié)果。
【詳解】A、與低矮的本地植物相比,互花米草高大,其在光照、養(yǎng)分等方面占有競爭優(yōu)勢,可能稱為優(yōu)勢物種,繼而引發(fā)群落演替,故互花米草的入侵可能會引發(fā)群落演替,A正確;
B、開花前收割互花米草是控制其傳播能力的最佳時機(jī),B錯誤;
C、根據(jù)題干信息:互花米草(一種多年生草本植物)入侵是我國濱海濕地面臨的首要威脅,種子傳播是互花米草入侵新生境的主要方式,故種子的傳播距離遠(yuǎn)可能是互花米草開拓新生境的優(yōu)勢之一,C正確;
D、采取投放本地成活率較高樹種,這是利用種間關(guān)系治理入侵生物,達(dá)到修復(fù)濱海濕地的目的,D正確。
故選B。
14. 棉鈴蟲是棉花的主要害蟲。研究發(fā)現(xiàn)長期噴施農(nóng)藥,會導(dǎo)致棉鈴蟲種群的抗藥性不斷增強(qiáng)。在某地棉花中轉(zhuǎn)入抗蟲基因(Bt基因)后,棉鈴蟲的抗藥性出現(xiàn)衰退現(xiàn)象。下列敘述正確的是( ?。?br />
A. 農(nóng)藥的使用導(dǎo)致棉鈴蟲發(fā)生抗藥性的定向變異
B. 棉鈴蟲種群的抗藥性基因和不抗藥性基因共同構(gòu)成了其基因庫
C. 棉鈴蟲抗藥性減弱可能和棉鈴蟲取食轉(zhuǎn)基因棉有關(guān)
D. 農(nóng)藥在棉鈴蟲抗藥性進(jìn)化的過程中起人工選擇的作用
【答案】C
【解析】
【分析】一個種群中全部個體所含有的全部基因,叫作這個種群的基因庫;變異是不定向的,為進(jìn)化提供原材料,自然選擇是定向的,導(dǎo)致種群基因頻率發(fā)生定向改變。
【詳解】A、變異是不定向的,農(nóng)藥的作用是對棉鈴蟲抗藥性進(jìn)行選擇,A錯誤;
B、棉鈴蟲的所有基因構(gòu)成了該種群的基因庫,B錯誤;
C、棉鈴蟲取食轉(zhuǎn)基因棉而死亡,減少了農(nóng)藥的使用,抗藥性減弱,C正確;
D、變異是進(jìn)化的原材料,但人類并不需要抗藥性的棉鈴蟲,農(nóng)藥的使用并非人工選擇的過程,D錯誤。
故選C。
15. 抗原決定簇是決定抗原特異性的特殊化學(xué)基團(tuán)。一種抗原決定簇只能刺激機(jī)體產(chǎn)生一種抗體。天然抗原分子經(jīng)吞噬細(xì)胞吞噬并降解后會產(chǎn)生多個片段,如圖所示。下列敘述錯誤的是( ?。?br />
A. 一個抗原分子往往有多個不同的抗原決定簇
B. 抗原分子被降解后,部分抗原決定簇沒有被破壞
C HIV侵染后,人體只產(chǎn)生一種漿細(xì)胞并分泌一種抗體
D. T淋巴細(xì)胞表面受體識別的抗原—MHC中的抗原決定簇往往藏在抗原分子內(nèi)部
【答案】C
【解析】
【分析】病原體表面的蛋白對于人體來說是“非己”成分,也就是抗原??乖鳛椤胺羌骸毙畔⑦M(jìn)入機(jī)體會被淋巴細(xì)胞識別。淋巴細(xì)胞的細(xì)胞膜表面有專門識別抗原分子的受體。B淋巴細(xì)胞表面受體可以直接識別抗原分子的空間結(jié)構(gòu)。T淋巴細(xì)胞表面的受體只能識別抗原分子的一部分肽段,而且這部分肽段往往藏在抗原分子的內(nèi)部。因此抗原蛋白必須經(jīng)吞噬細(xì)胞吞噬消化后,吞噬細(xì)胞將消化處理后的肽段夾持在細(xì)胞表面的MHC分子上,形成抗原-MHC復(fù)合體,T淋巴細(xì)胞才能夠識別。
【詳解】A、由題圖可知天然抗原分子含有5個抗原決定簇,降解后形成了不同的片段,故一個抗原分子往往有多個不同的抗原決定簇,A正確;
B、T淋巴細(xì)胞表面的受體只能識別抗原分子的一部分肽段,而且這部分肽段往往藏在抗原分子的內(nèi)部。因此抗原蛋白必須經(jīng)吞噬細(xì)胞吞噬消化后,吞噬細(xì)胞將消化處理后的肽段夾持在細(xì)胞表面的MHC分子上,形成抗原-MHC復(fù)合體,T淋巴細(xì)胞才能夠識別。該過程中吞噬細(xì)胞消化處理的肽段中存在部分抗原決定簇沒有被破壞,B正確;
C、HIV侵染后,HIV含有不同抗原決定簇,一種抗原決定簇只能刺激機(jī)體產(chǎn)生一種抗體,故人體產(chǎn)生多種漿細(xì)胞,而一種漿細(xì)胞只分泌一種抗體,C錯誤;
D、T淋巴細(xì)胞表面的受體只能識別抗原分子的一部分肽段,而且這部分肽段往往藏在抗原分子的內(nèi)部,故T淋巴細(xì)胞表面受體識別的抗原—MHC中的抗原決定簇往往藏在抗原分子內(nèi)部,D正確。
故選C。
16. 植物激素在植物生命活動的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),激素甲可延緩葉片衰老,促進(jìn)側(cè)枝生長;乙可促進(jìn)種子萌發(fā),解除休眠;丙常用于誘導(dǎo)無籽番茄;丁可引起氣孔迅速關(guān)閉。上述激素分別是生長素、細(xì)胞分裂素、赤霉素、脫落酸四種中的一種。下列敘述錯誤的是( ?。?br />
A. 甲主要在根尖合成
B. 經(jīng)乙處理后提高了植物的抗逆性
C. 組培時適當(dāng)提高丙的比例有利于誘導(dǎo)生根
D. 丁的受體功能障礙時,種子的休眠時間縮短
【答案】B
【解析】
【分析】1、光照、溫度等環(huán)境因子可能會影響植物激素的合成、分布等,從而影響植物的生命活動,但它們并不會改變植物激素本身的作用特點(diǎn),各種植物激素并不是孤立地起作用,而是多種激素相互作用共同調(diào)節(jié)。
2、植物激素的概念:由植物體內(nèi)產(chǎn)生,能從產(chǎn)生部位運(yùn)輸?shù)阶饔貌课?,對植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)物。
3、激素調(diào)節(jié)只是植物生命活動調(diào)節(jié)的一部分,植物的生長發(fā)育過程實(shí)質(zhì)上是基因組在一定時間和空間上程序性表達(dá)的結(jié)果。
【詳解】A、根據(jù)題干信息甲是細(xì)胞分裂素,其合成部位主要是根尖,A正確;
B、根據(jù)題干信息乙是赤霉素,其作用是促進(jìn)細(xì)胞伸長,從而引起植株增高,促進(jìn)細(xì)胞分裂與分化,脫落酸與植物的抗逆性有關(guān),B錯誤;
C、根據(jù)題干信息丙是生長素,其可以誘導(dǎo)生根,故組培時適當(dāng)提高丙的比例有利于誘導(dǎo)生根,C正確;
D、根據(jù)題干信息丁是脫落酸,其作用是抑制細(xì)胞分裂、促進(jìn)氣孔關(guān)閉,促進(jìn)葉和果實(shí)的衰老和脫落,維持種子休眠等;故其的受體功能障礙時,種子的休眠時間縮短,D正確。
故選B。
17. 某精原細(xì)胞(2n=8)所有的DNA分子雙鏈均用15N標(biāo)記后置于含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),先進(jìn)行一次有絲分裂產(chǎn)生兩個子細(xì)胞,再進(jìn)行減數(shù)分裂。減數(shù)分裂過程中,觀察其中1個細(xì)胞的不同時期,其染色體和核DNA的數(shù)量關(guān)系如圖所示。若無染色體變異發(fā)生,下列敘述錯誤的是( ?。?br />
A. Ⅰ時期,細(xì)胞內(nèi)最多有4個染色體含有15N
B. Ⅱ時期,細(xì)胞中可形成4個均含15N的四分體
C. Ⅲ時期,細(xì)胞中至少含4條15N標(biāo)記的脫氧核苷酸鏈
D. IV時期形成精細(xì)胞中各含1個染色體組
【答案】A
【解析】
【分析】根據(jù)染色體和DNA的關(guān)系,Ⅰ可表示正常的精原細(xì)胞或減數(shù)第二次分裂后期的細(xì)胞,Ⅱ可表示減數(shù)第一次分裂各個時期,Ⅲ可表示減數(shù)第二次分裂前期和中期,Ⅳ可表示減數(shù)分裂完成的形成的精細(xì)胞或精子。
【詳解】A、Ⅰ時期的細(xì)胞可表示有絲分裂剛完成的精原細(xì)胞,經(jīng)過一次有絲分裂,每個DNA分子中一條鏈含有15N,另一條鏈含有14N,此時8條染色體可都含有15N,A錯誤;
B、Ⅱ時期表示減數(shù)第一次分裂,此時細(xì)胞中含有4個四分體,由于經(jīng)過一次有絲分裂,每個DNA分子中一條鏈含有15N,另一條鏈含有14N,再經(jīng)過減數(shù)分裂的間期復(fù)制后,每個染色體上含有兩個染色單體,其中一個染色單體DNA的兩條鏈都是14N,另一個染色單體DNA的兩條鏈一個含有15N,一個含有14N,即總體來看,每個染色體都含有15N,B正確;
C、Ⅲ是減數(shù)第二次分裂后期,最初有8個染色體16個單鏈含有15N,經(jīng)過有絲分裂,每個子細(xì)胞得到含有15N的單鏈8個,經(jīng)過減數(shù)第一次分裂,得到含有4條15N標(biāo)記的脫氧核苷酸鏈,C正確;
D、Ⅳ時期是減數(shù)分裂完成,由于同源染色體分離,精細(xì)胞中含有1個染色體組,D正確。
故選A。
18. 某科研團(tuán)隊(duì)采用原生質(zhì)體不對稱融合技術(shù),將貢蕉抗枯萎病的性狀整合到龍牙蕉品種中以培育抗病龍牙蕉。已知紫外線(UV)處理可隨機(jī)破壞染色體結(jié)構(gòu),使其發(fā)生斷裂、易位、染色體消除等,細(xì)胞不再持續(xù)分裂;碘乙酰胺(IOA)處理可使細(xì)胞質(zhì)中某些酶失活,能量得不到供應(yīng),抑制細(xì)胞分裂。設(shè)計(jì)路線如圖所示,下列敘述錯誤的是( ?。?br />
A. 過程①常經(jīng)酶解、離心純化獲得原生質(zhì)體
B. 過程②中異源融合的雜種細(xì)胞才能正常分裂
C. 組培獲得的試管苗需增強(qiáng)對高濕的適應(yīng)能力
D. 抗病龍牙蕉植株中的染色體數(shù)目不一定相同
【答案】C
【解析】
【分析】原生質(zhì)體不對稱融合技術(shù)類似于植物體細(xì)胞雜交技術(shù),植物體細(xì)胞雜交是指將不同來源的植物體細(xì)胞,在一定條件下融合成雜種細(xì)胞,并把雜種細(xì)胞培育成新植株的技術(shù)。植物體細(xì)胞雜交技術(shù)在打破生殖隔離,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種,培育植物新品種等方面展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢。原理:細(xì)胞膜的流動性和植物細(xì)胞的全能性。
【詳解】A、植物細(xì)胞最外面是細(xì)胞壁,原生質(zhì)體的獲得需要利用酶解法、離心純化法獲得原生質(zhì)體,A正確;
B、根據(jù)題目信息,利用UV和IOA單獨(dú)處理均可抑制細(xì)胞分裂,但異源融合的細(xì)胞龍牙蕉可提供能量,貢蕉可提供染色體,導(dǎo)致可正常分裂,B正確;
C、組培獲得的試管苗無需增強(qiáng)對高濕的適應(yīng)能力,需要經(jīng)過處理使起適應(yīng)大田生活,C錯誤;
D、根據(jù)題目信息,紫外線處理可隨機(jī)破壞貢蕉的染色體結(jié)構(gòu),抗病龍牙蕉的植株細(xì)胞中,包含龍牙蕉的全部染色體,也包括貢蕉的部分未被破壞的染色體,故染色體數(shù)不一定相同,D正確。
故選C。
19. M細(xì)胞由小鼠胚胎干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化而來,將其移植到糖尿病模型小鼠(胰島細(xì)胞被特定藥物破壞的小鼠)體內(nèi),測定小鼠的血糖濃度如圖所示。用胰島素基因片段制成探針,對小鼠胚胎干細(xì)胞和M細(xì)胞進(jìn)行檢測,并將結(jié)果記錄在表中。下列敘述正確的是( ?。?br />
用探針檢測細(xì)胞的DNA
用探針檢測細(xì)胞的RNA
胚胎干細(xì)胞
M細(xì)胞
胚胎干細(xì)胞
M細(xì)胞
+
①
②
③
注:“+”表示能檢測到,“-”表示不能檢測到
A. 可用胃蛋白酶處理小鼠的早期囊胚以獲得胚胎干細(xì)胞
B. 圖中結(jié)果表明M細(xì)胞已具備胰島β細(xì)胞的功能
C. 表中①②③處的結(jié)果分別為“+、-、-”
D. 實(shí)驗(yàn)需用到動物細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植、核酸分子雜交等技術(shù)
【答案】B
【解析】
【分析】1、分析題圖可知:未移植組血糖濃度不能恢復(fù)到正常水平;移植組的血糖濃度能夠恢復(fù)到正常小鼠的血糖濃度,說明此時小鼠體內(nèi)存在了降低血糖的機(jī)制,而根據(jù)動物體內(nèi)唯一降低血糖濃度的激素為胰島素,可知M細(xì)胞內(nèi)已經(jīng)具有了胰島B細(xì)胞。
2、分析題表可知:細(xì)胞在分化的過程中,遺傳物質(zhì)(DNA)并不發(fā)生改變,只是基因選擇性表達(dá),所以兩細(xì)胞內(nèi)均能用探針檢測到胰島素基因,但胰島素基因只在M細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄和翻譯,故只能在M細(xì)胞內(nèi)檢測到RNA。故表中①②③處的結(jié)果分別為“+、-、+”。
【詳解】A、可用胰蛋白酶處理小鼠的早期囊胚以獲得胚胎干細(xì)胞,A錯誤;
B、分析題圖可知:移植組的血糖濃度能夠恢復(fù)到正常小鼠的血糖濃度,說明此時小鼠體內(nèi)存在了降低血糖的機(jī)制,而根據(jù)動物體內(nèi)唯一降低血糖濃度的激素為胰島素,可知M細(xì)胞內(nèi)已經(jīng)具有了胰島B細(xì)胞,故圖中結(jié)果表明M細(xì)胞已具備胰島β細(xì)胞的功能,B正確;
C、細(xì)胞分化過程中遺傳物質(zhì)不變,細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá),由B項(xiàng)可知M細(xì)胞具備胰島β細(xì)胞的功能,故表中①②③處的結(jié)果分別為“+、-、+”,C錯誤;
D、實(shí)驗(yàn)需用到動物細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞移植、核酸分子雜交等技術(shù),D錯誤。
故選B。
20. 生物興趣小組開展人類遺傳病發(fā)病率和遺傳方式的調(diào)查活動,發(fā)現(xiàn)某家系同時有甲遺傳?。ɑ?yàn)锳、a)和乙遺傳?。ɑ?yàn)锽、b)患者,系譜如圖1;對部分家庭成員是否攜帶甲病基因進(jìn)行核酸分子檢測,結(jié)果如圖2,已知乙病為常染色體遺傳病,且在人群中的發(fā)病率為1/10000。上述基因均不位于Y染色體上,下列敘述錯誤的是( ?。?br />
A. 甲病屬于常染色體隱性遺傳病
B. Ⅲ9是患病男孩的概率是11/27
C. Ⅱ7同時攜帶兩種致病基因的概率是4/9
D. Ⅱ7與另一健康男子再婚,生一個患乙病孩子的概率約為1/303
【答案】B
【解析】
【分析】1、分析甲?。焊鶕?jù)限制酶切點(diǎn)的位置看出正?;蛲ㄟ^限制酶切成兩段基因片段,突變基因通過限制酶切下為一個基因片段。I3、Ⅰ4有3個不同的基因片段,故I3、I4同時含有正?;蚝屯蛔兓颍瑸殡s合子;Ⅱ8也不患甲病,但有兩個基因片段,故Ⅱ8為只有正?;虻募兒献?;Ⅰ2只有一段基因片段,即只有突變的基因,且據(jù)圖1可知I2患甲病,故突變基因?yàn)榧撞≈虏』?,甲病為隱性遺傳病,若甲病為伴X染色體隱性遺傳病,則圖1中Ⅰ3、Ⅰ4基因型不同,酶切結(jié)果也不同,與圖示結(jié)果不符,故可判斷甲病是常染色體隱性遺傳病,致病基因?yàn)閍;只考慮甲病,則I2基因型為aa,I3和I4基因型均為Aa,Ⅱ8基因型為AA。
2、分析乙?。篒1和I2、I3和I4都不患乙病,但I(xiàn)1和I2的子代Ⅱ5、I3和I4的子代Ⅱ8患乙病,可確定乙病為隱性遺傳病,結(jié)合題干信息,確定乙病為常染色體隱性遺傳病,假設(shè)致病基因?yàn)閎。
【詳解】A、若只考慮甲病,由圖2可知,根據(jù)限制酶切點(diǎn)的位置看出正?;蛲ㄟ^限制酶切成兩段基因片段,突變基因通過限制酶切下為一整個基因片段。Ⅰ2只有一種突變基因片段,Ⅰ2是純合子,Ⅰ3、Ⅰ4有3種不同的基因片段,分別是正?;蚝屯蛔兓颍f明Ⅰ3、Ⅰ4均為雜合子,Ⅱ8有兩個正常基因片段,Ⅱ8為純合子;由圖1可知,Ⅰ2患甲病,Ⅰ3、Ⅰ4均為正常個體,Ⅱ8不患甲??;故突變基因?yàn)榧撞≈虏』?,甲病為隱性遺傳病。若甲病為伴X染色體隱性遺傳病,則圖1中Ⅰ3、Ⅰ4基因型不同,酶切結(jié)果也不同,與圖示結(jié)果不符,故可判斷甲病是常染色體隱性遺傳病,A正確;
B、由A項(xiàng)分析可知,只考慮甲?。篒2基因型為aa,I3和I4基因型均為Aa,Ⅱ8基因型為AA;由圖1可知Ⅱ6基因型為aa,Ⅱ7基因型為1/3AA、2/3Aa;則Ⅲ9患甲病(aa)的概率為2/3×1/2=1/3;分析乙?。ㄖ豢紤]乙?。赫€體I3和I4的子代Ⅱ8患乙病,則乙病屬于隱性遺傳病,根據(jù)題干信息可知,乙病屬于常染色體隱性遺傳病,則Ⅱ8基因型為bb,故I3和I4基因型均為Bb,Ⅱ7基因型為1/3BB、2/3Bb;Ⅱ5患乙病基因型為bb,則I1和I2基因型均為Bb,故Ⅱ6基因型為1/3BB、2/3Bb;由Ⅱ6和Ⅱ7乙病基因型可以得出Ⅲ9患乙?。╞b)的概率為2/3×2/3×1/4=1/9,故Ⅲ9患病的概率是患甲病的概率+患乙病的概率+同時患甲病和乙病的概率=1/3+1/9+1/3×1/9=11/27,Ⅲ9患病男孩的概率是11/27×1/2=11/54,B錯誤;
C、根據(jù)B項(xiàng)分析結(jié)果,只考慮甲病,Ⅱ7基因型為1/3AA、2/3Aa;只考慮乙病,Ⅱ7基因型為1/3BB、2/3Bb;則Ⅱ7同時攜帶兩種致病基因的概率是2/3×2/3=4/9,C正確;
D、只考慮乙病,Ⅱ7基因型為1/3BB、2/3Bb;由題干信息乙病在人群中的發(fā)病率為1/10000,則b基因頻率為1/100,B基因頻率為99/100,BB=(99/100)2,Bb的基因型頻率=2×1/100×99/100,該健康男子為Bb的概率=Bb/(BB+Bb)=Bb/(1-bb)=2/101;Ⅱ7與另一健康男子再婚,要生一個患乙病的孩子,則Ⅱ7的基因型為Bb,健康男子的基因型為Bb,故Ⅱ7與另一健康男子再婚,生一個患乙病孩子(bb)的概率為=2/3×2/101×1/4=1/303,D正確。
故選B。
非選擇題部分
二、非選擇題(本大題共5小題,共60分)
21. 海洋是地球表面覆蓋最廣的水域,珊瑚礁被譽(yù)為“海洋中的熱帶雨林”,約21%的海洋物種依賴于它們生存。隨著全球工業(yè)的發(fā)展和人口的增長,海洋生態(tài)系統(tǒng)面臨各種威脅,其中最主要的是過度捕撈、環(huán)境污染和氣候變化?;卮鹣铝袉栴}
(1)海洋的不同水層存在不同生物,體現(xiàn)了群落的_______結(jié)構(gòu)。群落中每種生物都占據(jù)著不同的生態(tài)位,意義是______。下圖是能量流經(jīng)底棲動物的變化示意圖,圖中B表示底棲動物用于_____的能量。
(2)為了保護(hù)魚類資源不受破壞,并能持續(xù)獲得最大捕魚量,根據(jù)種群增長的“S”形曲線,應(yīng)使該魚的種群數(shù)量保持在K/2水平,原因是______。
(3)某種有毒的塑料微粒進(jìn)入海洋生態(tài)系統(tǒng),可能會通過_____途徑逐漸累積和濃縮,對生物造成危害。若該有毒的塑料微粒能抑制某種雄魚精子的活力,可能會使該魚類種群的_____下降,進(jìn)而影響種群密度。
(4)珊瑚礁是由珊瑚蟲及其分泌的石灰質(zhì)骨架組成的。調(diào)查珊瑚礁中某種珊瑚蟲的種群密度可采用_____法。研究發(fā)現(xiàn),珊瑚蟲能與體內(nèi)的藻類形成共生體,有時也會捕食海水中的浮游生物,推測該共生體屬于_____(填生態(tài)系統(tǒng)的生物成分)。由于環(huán)境污染和全球變暖的影響,珊瑚礁逐漸減少,大量依賴珊瑚礁的海洋生物也將會因失去______逐漸消失,導(dǎo)致生物多樣性中的______下降。
【答案】(1) ①. 垂直 ②. 充分利用環(huán)境資源/減少競爭,充分利用環(huán)境資源 ③. 生長、繁殖/生長、發(fā)育、繁殖
(2)種群增長速率(度)最大/在這個水平上種群增長速率(度)最大/單位時間內(nèi)種群增長量最大
(3) ①. 食物鏈/食物鏈和食物網(wǎng) ②. 出生率
(4) ①. 樣方 ②. 生產(chǎn)者和消費(fèi)者 ③. 棲息地/食物和棲息地 ④. 遺傳多樣性/物種多樣性和遺傳多樣性
【解析】
【分析】1、生物群落具有垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu),垂直結(jié)構(gòu)主要與食物和棲息空間等因素有關(guān),水平結(jié)構(gòu)是指生物群落在水平方向上,由于地形的起伏、光照的陰暗、濕度的大小等因素的影響,在不同地段有不同的分布。2、生物富集作用亦稱“生物放大作用”。指通過生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈或食物網(wǎng)的各營養(yǎng)級的傳遞,某些污染物,如放射性化學(xué)物質(zhì)和合成農(nóng)藥等,在生物體內(nèi)逐步濃集增大的趨勢。而且隨著營養(yǎng)級的不斷提高,有害污染物的濃集程度也越高,最高營養(yǎng)級的肉食動物最易受害
【小問1詳解】
生物群落具有垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu),垂直結(jié)構(gòu)主要與食物和棲息空間等因素有關(guān),海洋的不同水層存在不同生物,體現(xiàn)了群落的垂直結(jié)構(gòu)。群落中的每種生物占據(jù)不同的生態(tài)位,對資源等的生態(tài)需求存在差異,可使不同的生物充分利用環(huán)境資源。圖示信息底棲動物攝入的能量有一部分被同化,成為A同化量,同化量中有一部分A用于呼吸作用而散失,另一部分B用于底棲動物的生長、發(fā)育和繁殖。
【小問2詳解】
K值是種群的環(huán)境容納量,K/2時種群增長速率(度)最大,種群數(shù)量保持在K/2水平可快速恢復(fù)數(shù)量,達(dá)到最大收益。
【小問3詳解】
若某種有毒的塑料微粒由于某種原因隨著污水進(jìn)入并影響該海洋生態(tài)系統(tǒng),可能會通過食物鏈逐級累積和濃縮,最終在圖甲中最高營養(yǎng)級體內(nèi)含量最高,若該有毒的塑料微粒能抑制某種雄魚精子的活力,可能會出現(xiàn)的結(jié)果是該魚類種群的繁殖能力將下降,使其出生率降低,種群密度下降。
【小問4詳解】
珊瑚蟲的活動范圍小,活動能力弱,可以用樣方法調(diào)查種群密度。珊瑚蟲能與體內(nèi)的藻類形成共生體,有時也會捕食海水中的浮游生物,該共生體的藻類屬于生產(chǎn)者,珊瑚蟲屬于消費(fèi)者。當(dāng)珊瑚礁減少時,依賴珊瑚礁的生物失去了棲息地,棲息地的破壞導(dǎo)致了這些生物數(shù)量減少,可能影響了遺傳多樣性和物種多樣性,但不會影響生態(tài)系統(tǒng)多樣性。
22. 為研究低溫對番茄的光合作用的影響,科研人員在其他條件適宜的環(huán)境中用6℃低溫對生長期的番茄進(jìn)行處理。同時以最適溫度(25℃)作為對照,測定葉片的相關(guān)指標(biāo)(光能轉(zhuǎn)換效率與Rubisco酶活性,后者能催化CO2和五碳糖反應(yīng)),結(jié)果如圖所示。
回答下列問題:
(1)番茄果實(shí)發(fā)育及成熟過程中,果皮的顏色由綠色漸變?yōu)榧t色,該過程果實(shí)所需的有機(jī)物來自____(填部位)的光合作用。果皮中的紅色光合色素主要吸收______光。欲將紅色的果皮脫色,常使用的試劑是_____。
(2)光反應(yīng)中的光能轉(zhuǎn)換效率可通過檢測葉綠體中_______的含量來判定,這些物質(zhì)將參與碳反應(yīng)的____過程。
(3)本研究中的Rubisco酶活性是以_____為檢測指標(biāo)。該酶發(fā)揮作用的場所是_____。該酶活性的下降導(dǎo)致光能的轉(zhuǎn)化效率下降,可能的原因是_____。
(4)把實(shí)驗(yàn)組溫度從6℃升高到25℃,發(fā)現(xiàn)光合作用強(qiáng)度遠(yuǎn)低于對照組的數(shù)據(jù),推測可能的原因是______。
【答案】(1) ①. 葉(片)和果皮(果實(shí))、(幼莖) ②. 藍(lán)紫 ③. 95%乙醇/有機(jī)溶劑
(2) ①. ATP、NADPH ②. 三碳酸的還原/CO?的還原
(3) ①. 單位酶量(酶蛋白)在單位時間內(nèi)消耗(固定/吸收/同化)的CO?量/每分鐘每毫克酶消葉綠體 ②. 基質(zhì) ③. Rubisco酶活性的下降導(dǎo)致碳反應(yīng)速率下降,從而導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)物ATP、NADPH增加,進(jìn)而導(dǎo)致光反應(yīng)速率下降,光能的轉(zhuǎn)化效率也下降/Rubisco酶活性的下降導(dǎo)致碳反應(yīng)速率下降,從而對光反應(yīng)產(chǎn)物ATP、NADPH的需求量減少,進(jìn)而導(dǎo)致光反應(yīng)速率下降,光能的轉(zhuǎn)化效率也下降
(4)低溫使葉綠體結(jié)構(gòu)發(fā)生(不可逆)破壞/低溫使光合色素(葉綠素)含量下降
【解析】
【分析】光合作用的過程分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)(碳反應(yīng))兩個階段,光反應(yīng)的場所為類囊體薄膜,包括水的光解生成還原氫和氧氣,以及ATP、NADPH的合成;暗反應(yīng)(碳反應(yīng))的場所為葉綠體基質(zhì),包括二氧化碳的固定和三碳化合物的還原兩個過程。
【小問1詳解】
綠色果皮細(xì)胞含有葉綠體,能進(jìn)行光合作用,葉肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物也回運(yùn)往果實(shí),番茄果實(shí)發(fā)育過程中,果皮的顏色由綠色漸變?yōu)榧t色,該過程果實(shí)所需的有機(jī)物來自果皮和葉片的光合作用。光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,紅色的色素不吸收紅光,主要吸收藍(lán)紫光。光合色素是脂溶性的,可用有機(jī)溶劑如95%乙醇提取。
【小問2詳解】
光反應(yīng)中的光能轉(zhuǎn)化效率是指光合產(chǎn)物中貯存在ATP和NADPH中的化學(xué)能占光合作用吸收的有效能量的百分率,故光反應(yīng)中反映的光能轉(zhuǎn)換效率可通過檢測光反應(yīng)的產(chǎn)物,即葉綠體中的 ATP、NADPH 含量來定量判定,而ATP、NADPH參與碳反應(yīng)中三碳酸的還原。
【小問3詳解】
根據(jù)圖示的縱坐標(biāo),本研究中的Rubisco酶活性是以酶蛋白在單位時間內(nèi)消耗的CO2量來衡量的。該酶的在碳反應(yīng)中發(fā)揮作用,光合作用碳反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)。由圖分析可得:低溫(6℃)處理會抑制光合作用的原因主要包括兩方面:一方面,低溫會導(dǎo)致光能轉(zhuǎn)換效率下降從而引起光反應(yīng)減弱;另一方面,低溫還能降低 Rubisco 酶的活性,Rubisco酶能催化 CO2和 RuBP 反應(yīng),從而導(dǎo)致碳反應(yīng)速率下降。
【小問4詳解】
把實(shí)驗(yàn)組溫度從 6℃升高到 25℃,發(fā)現(xiàn)光合作用強(qiáng)度與對照組的數(shù)據(jù)差距明顯,可能的原因是低溫使光合色素含量下降,導(dǎo)致光反應(yīng)速度降低,進(jìn)而導(dǎo)致光合作用速度降低。
23. 獼猴桃美味可口、營養(yǎng)豐富,市場需求高,現(xiàn)欲將來自擬南芥的抗病基因X轉(zhuǎn)入獼猴桃,培育抗病獼猴桃品系。
注:啟動子35S:真核細(xì)胞啟動子,啟動下游基因在真核細(xì)胞內(nèi)的表達(dá);
綠色熒光蛋白基因:作為報(bào)告基因并與目的基因融合表達(dá),通過熒光強(qiáng)度可反映目的基因表達(dá)量;卡那霉素、潮霉素:2種抗生素,通過抑制核糖體功能對細(xì)菌、動物、植物產(chǎn)生廣譜殺傷作用。
限制性酶
NheI
XbaI
BglⅡ
BamHI
識別序列及酶切位點(diǎn)
回答下列問題:
(1)構(gòu)建表達(dá)載體。根據(jù)上述信息,為使基因X定向插入Ti質(zhì)粒,需分別在引物F和R的末端添加限制性酶______的堿基序列。
(2)轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌。將構(gòu)建好的表達(dá)載體與經(jīng)______處理制備的農(nóng)桿菌懸液混合、再經(jīng)約42℃短暫的熱刺激轉(zhuǎn)化。將其慢搖復(fù)蘇后轉(zhuǎn)移至添加有_______的LB培養(yǎng)液中振蕩培養(yǎng)12h,該過程的培養(yǎng)目的是_______,最終在選擇培養(yǎng)基平板上挑選目標(biāo)單菌落。
(3)下列方案中,哪幾項(xiàng)不適用于鑒定單菌落是否轉(zhuǎn)化成功的?_______
A. 提取各個單菌落質(zhì)粒并用(1)中所選限制性酶酶切消化,后通過電泳檢測有無基因X
B. 以F和R為引物對各個單菌落進(jìn)行PCR擴(kuò)增,后通過電泳檢測有無基因X
C. 用抗X蛋白的單克隆抗體作探針來鑒定各個單菌落的蛋白質(zhì)成分
D. 用特定波長光源作激發(fā)光觀察鑒定各個單菌落是否發(fā)出綠色熒光
(4)轉(zhuǎn)化植物愈傷組織。選取野生獼猴桃長勢健康的幼嫩枝條一支,在超凈臺中消毒后用_______沖洗,再_____后接種到若干培養(yǎng)基中,使其在適宜條件下誘導(dǎo)發(fā)生_____過程;接著向其中倒入目標(biāo)菌懸液,侵染后部分愈傷組織細(xì)胞的染色體上已整合了T—DNA,但是由于_______,所以不能馬上使用潮霉素來殺除殘留農(nóng)桿菌。最終篩選出的愈傷組織繼續(xù)誘導(dǎo)培養(yǎng)獲得_______,包埋形成______,便于遠(yuǎn)距離運(yùn)輸、快速繁殖轉(zhuǎn)基因獼猴桃品種。
【答案】(1)BamHI、XbaI
(2) ①. CaCl2、/Ca2+低濃度低溫的CaCl2 ②. 卡那霉素 ③. 富集含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌/篩選并擴(kuò)大培養(yǎng)含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌 (3)ACD
(4) ①. 無菌水 ②. 分割/切割/剪切/切/割 ③. 脫分化 ④. 潮霉素抗性基因在植物細(xì)胞中尚未表達(dá)/潮霉素抗性基因在植物細(xì)胞中處于低表達(dá)水平,抗性不夠/T—DNA在愈傷組織細(xì)胞中穩(wěn)定表達(dá)需要一定的時間 ⑤. 胚狀體/體細(xì)胞胚/芽 ⑥. 人工種子
【解析】
【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟:(1)目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸熘蝎@取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建:是基因工程的核心步驟,基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞:根據(jù)受體細(xì)胞不同,導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法;將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最有效的方法是顯微注射法;將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。(4)目的基因的檢測與鑒定:分子水平上的檢測:①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因——DNA分子雜交技術(shù)或PCR技術(shù);②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA——分子雜交技術(shù)或PCR技術(shù);③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)——抗原—抗體雜交技術(shù)。個體水平上的鑒定:抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。
【小問1詳解】
根據(jù)題目信息,目基因應(yīng)插入T-DNA中,T-DNA中含有BglⅡ和NheI兩個酶切序列,在目的基因中存在的這兩個序列可破壞目的基因,根據(jù)表格的信息BglⅡ形成的黏性末端和BamHI形成的黏性末端抑制,NheI形成的黏性末端與XbaI形成的黏性末端一致,根據(jù)目的基因序列上面的鏈為編碼鏈,下面的鏈?zhǔn)悄0彐湥瑸榱吮WC定向連接,需要把目的基因的左邊插入到接近啟動子的一側(cè),故引物F上應(yīng)添加BamHI序列,而引物R上應(yīng)添加XbaI序列。
【小問2詳解】
細(xì)菌經(jīng)過Ca2+處理后,可處于易于吸收外源DNA的狀態(tài),有利于表達(dá)載體進(jìn)入農(nóng)桿菌。因基因表達(dá)載體中含有卡那霉素基因,可作為標(biāo)記基因用于篩選目的基因,故需要加入卡那霉素。用含有卡那霉素的LB培養(yǎng)基振蕩培養(yǎng),可篩選的同時增大含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌的數(shù)量,即目的是篩選并擴(kuò)大培養(yǎng)含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌。
【小問3詳解】
A、目的基因在T-DNA上,T-DNA可轉(zhuǎn)移到染色體DNA上,提取質(zhì)粒進(jìn)行檢測未必檢測到,A錯誤;
B、F和R作為引物可擴(kuò)增出目的基因,用二者作為引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增后,有X基因的證明含有目的基因,導(dǎo)入成功,B正確;
C、35S是真核細(xì)胞的啟動子,目的基因在真核細(xì)胞中才能表達(dá),菌落中不能表達(dá),用抗X蛋白抗體檢測不到基因表達(dá)產(chǎn)物,C錯誤;
D、發(fā)出綠色熒光證明綠色熒光蛋白基因成功表達(dá),不能說明目的基因?qū)?,D錯誤。
故選ACD。
【小問4詳解】
消毒的試劑長時間存在可影響細(xì)胞活性,需要用無菌水進(jìn)出沖洗;沖洗后需要對外植體即獼猴桃枝條進(jìn)行切割,因?yàn)橹参锛?xì)胞具有全能性,在適宜條件下課脫分化形成愈傷組織,愈傷組織再經(jīng)過誘導(dǎo)可再分化;當(dāng)侵染后部分愈傷組織細(xì)胞的染色體上已整合了T—DNA時,目的基因及標(biāo)記基因的表達(dá)水平很低,潮霉素抗性基因在植物細(xì)胞中處于低表達(dá)水平,抗性不夠,不能馬上使用潮霉素殺滅殘留農(nóng)桿菌。愈傷組織再分化可形成一定的結(jié)構(gòu),如胚狀體、體細(xì)胞胚或者芽等,加入一定的營養(yǎng)物質(zhì)和種皮可形成人工種子,方面儲存和運(yùn)輸。
24. 某雌雄同株植物的野生型(AABBdd)有成分R,科研人員通過誘導(dǎo)獲得了3個無成分R的單基因突變體甲、乙、丙(由顯性基因突變?yōu)殡[性基因,稱為隱性突變;反之為顯性突變)?,F(xiàn)用這3個純合子進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),F(xiàn)1自交得F2,結(jié)果見下表。
編號
雜交組合
F1表型
F2表型及株數(shù)
實(shí)驗(yàn)一
甲x乙
有
有(630株)無(490株)
實(shí)驗(yàn)二
甲x丙
無
有(210株)無(910株)
注:“有”表示有成分R,“無”表示無成分R
回答下列問題:
(1)從實(shí)驗(yàn)一和二的結(jié)果可知,乙和丙的基因型不同,判斷的依據(jù)是_____。據(jù)以上實(shí)驗(yàn)_____(填“能”或“不能”)判斷出3對等位基因是否分別位于3對同源染色體上。
(2)由實(shí)驗(yàn)一可知,甲、乙均為________(填“顯”或“隱”)性突變,實(shí)驗(yàn)一中F?基因型為_______。該突變過程體現(xiàn)了基因突變具有_____的特點(diǎn)。
(3)實(shí)驗(yàn)二中F2無成分R植株中純合子所占比例為______。若讓實(shí)驗(yàn)二中的F1與甲雜交,所產(chǎn)生的后代表型及比例為______。
(4)下圖中,能解釋該遺傳性狀相關(guān)的代謝途徑有_______。
(5)科研人員發(fā)現(xiàn)該植物的抗凍性狀和冷敏性狀受一對等位基因M和m控制,且含M的雄配子有80%的致死率,為此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證??蛇x擇基因型為_____進(jìn)行正反交,結(jié)果是:__________。此外,還可以通過自交驗(yàn)證、__________等方法驗(yàn)證。
【答案】(1) ①. 實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二的F1性狀不同,F(xiàn)2的性狀分離比不相同 ②. 不能
(2) ①. 隱 ②. AaBbdd ③. 普遍性
(3) ①. 3/13 ②. 有成分R:無成分R=1:3
(4)①③ (5) ①. Mm與mm(順序可調(diào)換) ②. Mm作父本時,子代抗凍型:冷敏型=1:5/5:1;Mm作母本時,子代抗凍型:冷敏型=1:1 ③. 單倍體育種/花藥離體培養(yǎng)
【解析】
【分析】1、分析實(shí)驗(yàn)一:甲(無R成分)×乙(無R成分)獲得F1有R成分,F(xiàn)1自交獲得F2,F(xiàn)2有R成分:無R成分=9:7,為9:3:3:1變式,F(xiàn)2有R成分為雙顯,F(xiàn)1有R成分為雙顯雙雜合子,題干信息野生型(AABBdd)有成分R,可以推理出甲和乙均為隱性突變。假設(shè)甲是A突變成a,甲的基因型為aaBBdd,則乙的基因型為AAbbdd,則F1基因型為AaBbdd,F(xiàn)2基因型為A_B_dd(有):(A_bbdd+aaB_dd+aabbdd)(無)=9:7,符合題意;假設(shè)甲是B突變成b,甲的基因型為AAbbdd,則乙的基因型為aaBBdd,則F1基因型為AaBbdd,F(xiàn)2基因型為A_B_dd(有):(A_bbdd+aaB_dd+aabbdd)(無)=9:7,符合題意。
2、分析實(shí)驗(yàn)二:甲(無R成分)×丙(無R成分)獲得F1無R成分,F(xiàn)1自交獲得F2,F(xiàn)2有R成分:無R成分=3:13,為9:3:3:1變式;由實(shí)驗(yàn)一分析可知,甲和乙是顯性突變,則丙屬于顯性突變,丙的基因型為AABBDD,實(shí)驗(yàn)二F1基因型為AaBBDd,F(xiàn)2基因型為A_BBD_:A_BBdd:aaBBD_:aaBBdd=9:3:3:1,則根據(jù)題干信息野生型(AABBdd)有R成分,F(xiàn)2基因型A_BBdd為有R成分。
【小問1詳解】
分析實(shí)驗(yàn)一:無R成分的甲與無R成分的乙雜交獲得F1有R成分,F(xiàn)1自交獲得F2有R成分:無R成分=9:7,為9:3:3:1變式,說明F1基因型為AaBbdd,F(xiàn)2基因型為A_B_dd(有):(A_bbdd+aaB_dd+aabbdd)(無)=9:7,則甲和乙屬于隱性突變,一個是A突變成a,一個是B突變成b,若甲的基因型為AAbbdd,則乙的基因型為aaBBdd;甲的基因型為aaBBdd,則乙的基因型為AAbbdd,兩種情況F1基因型均為AaBbdd均為都符合題意,由此我們還可以得出A/a與B/b獨(dú)立遺傳;根據(jù)題意科研人員通過誘導(dǎo)獲得了3個無成分R的單基因突變體甲、乙、丙,野生型為(AABBdd)有成分R,則丙的基因型為AABBDD。實(shí)驗(yàn)二甲與丙雜交獲得F1,F(xiàn)1自交獲得F2,F(xiàn)2有:無=3:13,則F1為雙顯雙雜,假設(shè)甲的基因?yàn)樾蜑锳Abbdd,則F1基因型為AABbDd,F(xiàn)2基因型為AAB_dd:(AAB_D_+AAB_dd+AAbbdd)=3:13,假設(shè)甲的基因?yàn)樾蜑閍aBBdd,則F1基因型為AaBBDd,F(xiàn)2基因型為A_BBdd:(A_BBD_+aaBBD_+aaBBdd)=3:13,兩種情況均符合題意,說明A/a與D/d獨(dú)立遺傳,或B/b與D\d獨(dú)立遺傳;即三對等位基因的關(guān)系:第一種情況A/a與B/b獨(dú)立遺傳、A/a與D/d獨(dú)立遺傳;第二種情況A/a與B/b獨(dú)立遺傳、B/b與D/d獨(dú)立遺傳,無論哪種情況都無法得出3對等位基因均獨(dú)立遺傳。故由以上分析可知從實(shí)驗(yàn)一和二的結(jié)果可知,乙和丙的基因型不同,判斷的依據(jù)是乙是隱性突變,丙是顯性突變,基因型不同或者實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二的F1性狀不同,F(xiàn)2的性狀分離比不相同;以上實(shí)驗(yàn)不能判斷出3對等位基因分別位于3對同源染色體上。
【小問2詳解】
根據(jù)小問(1)分析可以知道,甲乙均為隱性突變,實(shí)驗(yàn)一種F1基因型為AaBbdd;基因突變的特點(diǎn)有普遍性(隨機(jī)性)、低頻性、可逆性、多方向性和多害少利性,該突變過程體現(xiàn)了基因突變具有普遍性的特點(diǎn)。
【小問3詳解】
根據(jù)小問(1)分析可知:實(shí)驗(yàn)二中F2無成分(A_BBD_+aaBBD_+aaBBdd或AAB_D_+AAB_dd+AAbbdd)中純合子所占比例為3/13;假設(shè)甲的基因型為AAbbdd,實(shí)驗(yàn)二中F1的基因型為AABbDd,甲產(chǎn)生的配子為Abd,F(xiàn)1產(chǎn)生的配子是ABD:ABd:AbD:Abd=1:1:1:1,則后代表型及比例為有:無=1:3;假設(shè)甲的基因型為aaBBdd,實(shí)驗(yàn)二中F1基因型為AaBBDd,甲產(chǎn)生的配子是aBd,F(xiàn)1產(chǎn)生的配子是ABD:ABd:aBD:aBd=1:1:1:1,則后代表型及比例為有:無=1:3;故若讓實(shí)驗(yàn)二中的F1與甲雜交,所產(chǎn)生的后代表型及比例為有:無=1:3。
【小問4詳解】
根據(jù)小問(1)分析的結(jié)果可知,若甲是A基因的突變體,則A_bbdd+aaB_dd+aabbdd表示無R成分,A_BBD_+aaBBD_+aaBBdd表示無R成分;若甲是B基因的突變體,則A_bbdd+aaB_dd+aabbdd表示無R成分,AAB_D_+AAB_dd+AAbbdd表示無R成分;無論哪種情況能用①③的代謝途徑解釋該遺傳性狀。
【小問5詳解】
一對等位基因遵循基因的分離定律,驗(yàn)證分離定律可以用自交、測交、單倍體育種/花藥離體培養(yǎng)、對于植物還可以用花粉鑒定法等;選擇Mm與mm進(jìn)行正反交實(shí)驗(yàn),假設(shè)M表示抗凍基因,m表示冷敏基因,Mm作父本時,子代抗凍型:冷敏型=1:5;Mm作母本時,子代抗凍型:冷敏型=1:1;假設(shè)M基因表示冷敏基因,m表示抗凍基因,Mm作父本時,子代抗凍型:冷敏型=5:1;Mm作母本時,子代抗凍型:冷敏型=1:1;此外,還可以通過自交驗(yàn)證、單倍體育種/花藥離體培養(yǎng)等方法驗(yàn)證。
25. 長時程增強(qiáng)(LTP)是突觸前纖維受到高頻刺激后,突觸傳遞強(qiáng)度增強(qiáng)且能持續(xù)數(shù)小時至幾天的電現(xiàn)象,與人的長時記憶有關(guān)。圖1是海馬區(qū)某側(cè)支LTP產(chǎn)生機(jī)制示意圖。圖2是突觸后膜小電位疊加實(shí)驗(yàn)示意圖。
回答下列問題:
(1)依據(jù)圖1所示,LTP的發(fā)生屬于_______(填“正”或“負(fù)”)反饋調(diào)節(jié)。突觸前膜上可發(fā)生_____(填信號轉(zhuǎn)化),神經(jīng)遞質(zhì)在突觸間隙______(填“主動運(yùn)輸”或“擴(kuò)散”或“胞吐”)到突觸后膜,與NMDA遞質(zhì)受體特異性結(jié)合,直接引發(fā)_______離子通道打開,造成突觸后膜_____。
(2)若阻斷NMDA受體作用,再高頻刺激突觸前膜,未誘發(fā)LTP,但可使突觸后膜產(chǎn)生動作電位。據(jù)圖推斷,該動作電位形成的原因是______。
(3)已知突觸后膜的小電位可疊加,達(dá)到一定閾值后會引發(fā)動作電位。某研究小組為驗(yàn)證此現(xiàn)象,進(jìn)行了以下四組實(shí)驗(yàn)(如圖2)。
(說明:實(shí)驗(yàn)條件適宜,實(shí)驗(yàn)過程中材料保持正常活性;每次刺激強(qiáng)度適宜且相同)
①給A連續(xù)兩個刺激(間隔稍長);
②給A連續(xù)兩個刺激(間隔很短);
③給B一個刺激,(間隔稍長)再同時給A、B一個刺激;
④給A、B交替連續(xù)多個刺激(間隔很短)。
記錄每組實(shí)驗(yàn)中的突觸后膜電位變化,只有④產(chǎn)生動作電位。
實(shí)驗(yàn)預(yù)測:參照①②將③④的突觸后膜電位變化畫在以下坐標(biāo)系中_____。
實(shí)驗(yàn)分析:②中突觸后膜小電位_______(選填“能”、“不能”)傳播,但是小電位可疊加的原因是____。若刺激神經(jīng)元的C處,_______(填“能”或“不能”)在A、B上測到電位變化。
【答案】(1) ①. 正 ②. 電信號轉(zhuǎn)化為化學(xué)信號/電信號→化學(xué)信號 ③. 擴(kuò)散 ④. 鈣/鈣離子/Ca2+ ⑤. 電位變化/產(chǎn)生小電位/去極化
(2)谷氨酸(Glu)可以與后膜上的AMPA受體結(jié)合,引起Na+內(nèi)流,使突觸后膜產(chǎn)生動作電位
(3) ①. ②. 不能 ③. 因?yàn)橥挥|前膜釋放的(神經(jīng))遞質(zhì)累加作用于突觸后膜/因?yàn)檫f質(zhì)與受體結(jié)合增多,更多的通道打開,鈉離子內(nèi)流加強(qiáng) ④. 不能
【解析】
【分析】1、分析圖1:突觸前膜受到刺激,引起突觸小泡移動到突觸前膜以胞吐的形式釋放神經(jīng)遞質(zhì)——谷氨酸,谷氨酸以擴(kuò)散的形式到達(dá)突觸后膜,與突觸后膜上的受體NMDA、AMPA結(jié)合;谷氨酸與NMDA受體結(jié)合后,引起Ca2+流入突觸后膜所在的神經(jīng)元內(nèi),與鈣調(diào)蛋白結(jié)合形成Ca2+/鈣調(diào)蛋白復(fù)合體,Ca2+/鈣調(diào)蛋白復(fù)合體激活L蛋白,激活的L蛋白促進(jìn)突觸后膜上的受體AMPA招募新的AMPA嵌入膜中,同時Ca2+/鈣調(diào)蛋白復(fù)合體可以激活NO合成酶合成NO,NO進(jìn)一步增強(qiáng)突觸前膜釋放神經(jīng)遞質(zhì);谷氨酸與AMPA受體結(jié)合,引起Na+內(nèi)流,導(dǎo)致突觸后膜膜電位發(fā)生改變。
2、結(jié)合題干,分析圖2和圖3可知:單獨(dú)用間隔時間較長的刺激,不能產(chǎn)生動作電位,只能產(chǎn)生微小的電位變化;單獨(dú)用間隔較短的兩個刺激仍然不能產(chǎn)生動作電位,只是產(chǎn)生稍微較大的電位變化;若用交替連續(xù)的間隔較短多個刺激,則會產(chǎn)生明顯的動作電位,由于動作電位與靜息電位相比,電位會發(fā)生明顯的逆轉(zhuǎn)。
【小問1詳解】
反饋調(diào)節(jié)分為正反饋和負(fù)反饋,正反饋是指某成分變化引起其他成分的一系列相應(yīng)變化,該變化又加速初始成分的變化,正反饋的結(jié)果遠(yuǎn)離穩(wěn)態(tài),負(fù)反饋是指某成分變化引起其他成分的一系列相應(yīng)變化,該變化抑制或減弱初始成分的變化,負(fù)反饋的結(jié)果是有利于維持穩(wěn)態(tài)。根據(jù)題干信息和圖1可知,LTP的發(fā)生屬于正反饋調(diào)節(jié);在突觸處信號轉(zhuǎn)化是電信號→化學(xué)信號→電信號,而突觸前膜上可發(fā)生電信號→化學(xué)信號;神經(jīng)遞質(zhì)在突觸間隙是高濃度到低濃度,無載體協(xié)助不消耗能量,通過擴(kuò)散達(dá)到突觸后膜,與NMDA遞質(zhì)受體特異性結(jié)合,直接引發(fā)Ca2+離子通道打開,造成突觸后膜電位變化。
【小問2詳解】
若阻斷NMDA受體作用,再高頻刺激突觸前膜,未誘發(fā)LTP,但可使突觸后膜產(chǎn)生動作電位。根據(jù)圖1可知神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸可以與突觸后膜上的受體NMDA、AMPA結(jié)合,阻斷NMDA受體作用,不影響神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸與AMPA結(jié)合;谷氨酸(Glu)與后膜上的AMPA受體結(jié)合后,引起Na+內(nèi)流,可使突觸后膜產(chǎn)生動作電位。
【小問3詳解】
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