
2.選擇題答案必須使用2B鉛筆(按填涂樣例)正確填涂;非選擇題答案必須使用0.5毫米黑色簽字筆書寫,繪圖時,可用2B鉛筆作答,字體工整、筆跡清楚。
3.請按照題號在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答,超出答題區(qū)域書寫的答案無效;在草稿紙、試題卷上答題無效。保持卡面清潔,不折疊、不破損。
一、選擇題:本題共15小題,每小題2分,共30分。每小題只有一個選項符合題目要求。
1. 心肌細胞膜上的-交換器(NCX)可利用的濃度梯度來驅(qū)動的排出,從而維持心肌細胞內(nèi)的穩(wěn)態(tài)。適當(dāng)刺激會導(dǎo)致心肌細胞膜上的通道打開,內(nèi)流,引起心肌細胞收縮。下列說法錯誤的是( )
A. NCX發(fā)揮作用時空間構(gòu)象不發(fā)生改變
B. 氧供應(yīng)不足會影響NCX的正常工作
C. NCX抑制劑會使心肌細胞更易收縮
D. 內(nèi)流速度與膜兩側(cè)的濃度差有關(guān)
【答案】A
【分析】易化擴散又稱協(xié)助擴散,具有順濃度梯度運輸、需要轉(zhuǎn)運蛋白、不消耗能量的特點。主動運輸具有逆濃度梯度運輸、需要載體蛋白、消耗能量的特點。
【詳解】A、題意顯示,心肌細胞膜上的 Na+ - Ca2+ 交換器(NCX)可利用 Na+ 的濃度梯度來驅(qū)動 Ca2+ 的排出,即 Ca2+ 的排出方式為主動運輸,該過程中NCX的空間構(gòu)象發(fā)生改變,A錯誤;
B、NCX轉(zhuǎn)運鈣離子的過程是主動運輸,消耗的是鈉離子梯度勢能,而鈉離子的梯度勢能的維持是需要消耗能量的,因而可知,氧供應(yīng)不足會影響NCX的正常工作,B正確;
C、適當(dāng)刺激會導(dǎo)致心肌細胞膜上的 Ca2+ 通道打開, Ca2+ 內(nèi)流,引起心肌細胞收縮,若NCX被抑制,則鈣離子無法實現(xiàn)主動運出,因而也會影響細胞膜外鈣離子濃度較高的狀態(tài),則受到適當(dāng)刺激后,Ca2+ 內(nèi)流減少,鈉離子內(nèi)流增多,因而會使心肌細胞更易收縮,C正確;
D、Ca2+ 內(nèi)流是順濃度梯度進行的,不消耗能量,因此鈣離子內(nèi)流的速度與膜兩側(cè) Ca2+ 的濃度差有關(guān),D正確。
故選A。
2. 研究發(fā)現(xiàn),低溫處理一段時間后的葫蘆蘚葉片細胞變得不易發(fā)生質(zhì)壁分離。下列說法錯誤的是( )
A. 細胞保持活性是發(fā)生質(zhì)壁分離的必要條件
B. 發(fā)生質(zhì)壁分離的過程中,細胞液濃度逐漸增大
C. 低溫環(huán)境下,葫蘆蘚葉片細胞內(nèi)結(jié)合水與自由水的比值增大
D. 葫蘆蘚葉片細胞可通過降低細胞液滲透壓來適應(yīng)低溫環(huán)境
【答案】D
【分析】細胞內(nèi)的水的存在形式是自由水和結(jié)合水,結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分;自由水是良好的溶劑,是許多化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì),自由水還參與許多化學(xué)反應(yīng),自由水對于營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的運輸具有重要作用;自由水與結(jié)合水不是一成不變的,可以相互轉(zhuǎn)化,自由水與結(jié)合水的比值越高,細胞代謝越旺盛,抗逆性越低,反之亦然。
【詳解】A、活細胞的植物細胞才可能發(fā)生質(zhì)壁分離,可見細胞保持活性是發(fā)生質(zhì)壁分離的必要條件,A正確;
B、發(fā)生質(zhì)壁分離的過程中,細胞發(fā)生滲透失水,細胞液濃度逐漸增大,B正確;
C、結(jié)合水越多,細胞抵抗干旱和寒冷等不良環(huán)境的能力就越強;低溫環(huán)境下,葫蘆蘚葉片細胞內(nèi)結(jié)合水與自由水的比值增大,C正確;
D、題干信息:低溫處理一段時間后的葫蘆蘚葉片細胞變得不易發(fā)生質(zhì)壁分離,可見葫蘆蘚葉片細胞可通過提高細胞液滲透壓來適應(yīng)低溫環(huán)境,D錯誤。
故選D。
3. GTP(鳥苷三磷酸)的結(jié)構(gòu)和作用與ATP類似。線粒體分裂時,細胞質(zhì)基質(zhì)中具有GTP酶活性的發(fā)動蛋白有序排布到線粒體分裂面的外膜上,組裝成環(huán)線粒體的纖維狀結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)依靠GTP水解提供的能量進行縊縮,使線粒體一分為二,下列說法正確的是( )
A. GTP因含三個特殊的化學(xué)鍵而具有較多能量
B. GTP酶為GTP的水解提供了活化能
C. 推測發(fā)動蛋白具有催化、運動等功能
D. GTP去掉兩個磷酸基團后的結(jié)構(gòu)是組成DNA的基本單位
【答案】C
【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。水解時遠離A的磷酸鍵容易斷裂,釋放大量的能量,供給各項生命活動。
【詳解】A、GTP含有2個特殊的化學(xué)鍵,A錯誤;
B、酶的作用機理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能而非提供活化能,B錯誤;
C、結(jié)合題意分析可知,發(fā)動蛋白具有GTP酶活性,說明其具有催化作用,且線粒體分裂時發(fā)動蛋白有序的排布到線粒體分裂面的外膜上,該過程體現(xiàn)了發(fā)動蛋白具有運動功能,C正確;
D、GTP(鳥苷三磷酸)的結(jié)構(gòu)和作用與ATP類似,GTP去掉兩個磷酸基團后的結(jié)構(gòu)是組成RNA的基本單位,D錯誤。
故選C。
4. 科研人員向線粒體仍保持完好的酵母菌勻漿中加入適量NADH,并置于無氧條件下。在某一時刻向勻漿中通入,檢測到勻漿中濃度的變化情況如圖所示。伴隨著濃度的下降,檢測到線粒體內(nèi)膜上產(chǎn)生了大量的ATP。已知不能自由透過線粒體內(nèi)膜,但可以自由透過線粒體外膜。下列說法錯誤的是( )
A. NADH最終與的結(jié)合發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上
B. 加入后,以被動運輸?shù)姆绞竭\出線粒體基質(zhì)
C. 濃度下降的過程中,伴隨著能量的釋放
D. 線粒體內(nèi)、外膜上蛋白質(zhì)種類和數(shù)量有較大差異
【答案】B
【分析】由圖所示結(jié)果可知,當(dāng)向裝置中通入O2后溶液的氫離子濃度立即上升,說明通入O2后,質(zhì)子立即從內(nèi)膜向內(nèi)外膜間隙轉(zhuǎn)運,由此可證明線粒體內(nèi)外膜間質(zhì)子梯度差的產(chǎn)生和NADH的氧化有關(guān)。
【詳解】A、NADH與O2結(jié)合發(fā)生在有氧呼吸的第三階段,場所為線粒體內(nèi)膜,A正確;
B、加入氧后,溶液中氫離子濃度立即上升,是因為NADH在有氧條件下氧化產(chǎn)生電子,線粒體內(nèi)膜上發(fā)生電子傳遞,形成了跨線粒體內(nèi)膜的電勢差和質(zhì)子(氫離子)梯度差,隨后緩慢下降并推動ATP合成,說明H+ 以主動運輸?shù)姆绞竭\出線粒體基質(zhì),之后H+再順濃度推動ATP的合成,B錯誤;
C、H+ 濃度下降的過程中,伴隨著H+電化學(xué)梯度能量的釋放,并推動ATP的合成,C正確;
D、H+ 不能自由透過線粒體內(nèi)膜,但可以自由透過線粒體外膜,說明線粒體內(nèi)、外膜上蛋白質(zhì)種類和數(shù)量有較大差異,D正確。
故選B。
5. 關(guān)于“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗,下列說法錯誤的是( )
A. 設(shè)置的有氧條件組和無氧條件組均為實驗組
B. 在有氧條件組中,可將空氣直接通入酵母菌培養(yǎng)液
C. 若培養(yǎng)液中殘留有葡萄糖,會對酒精的檢測產(chǎn)生影響
D. 應(yīng)將酵母菌培養(yǎng)液置于密閉條件下一段時間,再檢測無氧呼吸釋放出的CO2
【答案】B
【分析】探究酵母菌細胞呼吸方式實驗的原理是:(1)酵母菌是兼性厭氧型生物;(2)酵母菌呼吸產(chǎn)生的CO2可用溴麝香草酚藍水溶液或澄清石灰水鑒定,因為CO2可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃,或使澄清石灰水變渾濁;(3)酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的酒精可用重鉻酸鉀鑒定,由橙色變成灰綠色。
【詳解】A、設(shè)置的有氧條件組和無氧條件組均為實驗組,因此 該實驗為對比實驗,A正確;
B、有氧呼吸的裝置中,不可將空氣直接通入酵母菌的培養(yǎng)液,應(yīng)先用NaOH吸收除去空氣中的二氧化碳,否則空氣中的二氧化碳會對實驗結(jié)果造成干擾,B錯誤;
C、若培養(yǎng)液中殘留有葡萄糖,會對酒精檢測產(chǎn)生影響,因為葡萄糖也會與酸性重鉻酸鉀發(fā)生反應(yīng),造成干擾,C正確;
D、應(yīng)將酵母菌培養(yǎng)液置于密閉條件下一段時間,再檢測無氧呼吸釋放出的 CO2,這樣可以保證引起澄清石灰水變渾濁的是無氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳,D正確。
故選B。
6. 凋亡小體是細胞凋亡過程末期出現(xiàn)的含胞質(zhì)、細胞器及核碎片的小體。凋亡小體內(nèi)的細胞器等被細胞膜包繞,沒有細胞內(nèi)容物的外泄。下列說法錯誤的是( )
A. 凋亡小體可以作為區(qū)分細胞凋亡和細胞壞死的標(biāo)志
B. 細胞凋亡是免疫系統(tǒng)清除被病毒感染的細胞的重要手段
C. 凋亡小體一般不會引起機體的炎癥反應(yīng)
D. 細胞凋亡是基因決定的細胞程序性死亡,不受環(huán)境影響
【答案】D
【分析】細胞凋亡指由基因決定的細胞自動結(jié)束生命的過程就叫細胞凋亡,又叫細胞編程性死亡。在成熟的生物體中,細胞的自然更新、被病原體感染的細胞的清除, 也是通過細胞凋亡完成的。 細胞凋亡對于多細胞生物體完成正常發(fā)育,維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定,以及抵御外界各種因素的干擾都起著非常關(guān)鍵的作用。
【詳解】A、細胞凋亡是基因決定的細胞自動結(jié)束生命的過程,而細胞壞死是外界不利因素引起的,凋亡小體是細胞凋亡過程末期出現(xiàn)的含胞質(zhì)、細胞器及核碎片的小體,凋亡小體可以作為區(qū)分細胞凋亡和細胞壞死的標(biāo)志,A正確;
B、在成熟的生物體中,細胞的自然更新、被病原體感染的細胞的清除, 也是通過細胞凋亡完成的,即細胞凋亡是免疫系統(tǒng)清除被病毒感染的細胞的重要手段,B正確;
C、凋亡小體內(nèi)的細胞器等被細胞膜包繞,沒有細胞內(nèi)容物的外泄,凋亡小體一般不會引起機體的炎癥反應(yīng),C正確;
D、細胞凋亡是基因決定的細胞程序性死亡,也會受到環(huán)境影響,D錯誤。
故選D。
7. 觀察洋蔥(2n=16)根尖細胞有絲分裂裝片時,生物興趣小組將不同時期的細胞標(biāo)記為①~④。下列說法正確的是( )
A. 向細胞①滴加秋水仙素,不會導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍
B. 細胞②中的染色體形態(tài)穩(wěn)定,可清晰的觀察到8個四分體
C. 細胞③中發(fā)生了著絲粒分裂,其核DNA數(shù)目是細胞②的兩倍
D. 細胞④處于末期,細胞膜逐漸向內(nèi)凹陷,將細胞縊裂成兩部分
【答案】A
【分析】觀察植物細胞有絲分裂實驗:
(1)解離:剪取根尖2-3mm(最好每天的10-14點取根,因此時間是洋蔥根尖有絲分裂高峰期),立即放入盛有質(zhì)量分數(shù)為15%的氯化氫溶液和體積分數(shù)為95%的酒精溶液的混合液(1:1)的玻璃皿中,在室溫下解離3-5min;
(2)漂洗:待根尖酥軟后,用鑷子取出,放入盛有清水的玻璃皿中漂洗約10min。
【詳解】A、細胞①處于前期,秋水仙素的作用是抑制有絲分裂前期紡錘體的形成,由于經(jīng)過解離細胞已經(jīng)死亡,故向細胞①滴加秋水仙素,不會導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍,A正確;
B、細胞②中期,有絲分裂不出現(xiàn)四分體,故細胞②中不可觀察到8個四分體,B錯誤;
C、細胞③中發(fā)生了著絲粒分裂,其染色體數(shù)目是細胞②的兩倍,但是核DNA數(shù)目一樣,C錯誤;
D、細胞④處于末期,植物細胞不會出現(xiàn)細胞膜逐漸向內(nèi)凹陷,將細胞縊裂成兩部分,同時細胞已經(jīng)死亡,也不會出現(xiàn)細胞板,D錯誤。
故選A。
8. 果蠅的長翅和截翅、正常眼和棘眼、體色褐色和黃色分別由等位基因A/a、B/b、D/d控制?,F(xiàn)取一只長翅正常眼褐色雌果蠅與一只長翅正常眼褐色雄果蠅作為親本進行雜交實驗①,再取一只基因型與實驗①親本相同的雌果蠅和一只截翅棘眼黃色雄果蠅進行雜交實驗②,F(xiàn)表型及比例如表所示。不考慮突變,且雄果蠅產(chǎn)生配子時不會發(fā)生染色體互換。下列說法正確的是( )
A. 長翅、棘眼、褐色為顯性性狀
B. 親本雌果蠅基因型為Dd
C. 通過實驗①分析,確定A/a基因僅位于X染色體上
D. 實驗②的F,中長翅正常眼褐色果蠅相互交配,獲得隱性純合個體的概率為1/16
【答案】B
【分析】基因自由組合定律的實質(zhì)是:位于非同源染色體上的非等位基因的分離或自由組合是互不干擾的;在減數(shù)分裂過程中,同源染色體上的等位基因彼此分離的同時,非同源染色體上的非等位基因自由組合。
【詳解】A、僅根據(jù)實驗①和實驗②中的表型比例,不能直接確定長翅、棘眼、褐色為顯性性狀,需要進一步分析雜交組合及后代比例關(guān)系才能判斷性狀的顯隱性,A錯誤;
B、對于實驗②,♀均為截翅正常眼:長翅棘眼:長翅正常眼:截翅棘眼 = 97:97:3:3,這一比例不符合基因的自由組合定律。由于雄果蠅產(chǎn)生配子時不會發(fā)生染色體互換,說明親本雌果蠅產(chǎn)生四種配子,且出現(xiàn)多:多:少:少的情況,所以可以推測出親本雌果蠅的基因型為DdXAbXaB,B正確;
C、從實驗①的表型比例長翅♀:長翅♂:截翅♂ = 2:1:1來看,長翅與截翅在雌雄中的比例不同,存在伴性遺傳的可能,但僅根據(jù)這一實驗不能確定A/a基因僅位于X染色體上,也有可能位于X和Y染色體的同源區(qū)段,C錯誤;
D、由實驗②可知,長翅正常眼褐色果蠅的基因型為DdXAbY和DdXAbXaB,它們相互交配,由于D/d基因位于常染色體,XAb/XaB位于性染色體,需要分別計算再相乘。對于D/d基因,Dd×Dd得到隱性純合子dd的概率為1/4;對于XAb/XaB基因,由于雌性個體產(chǎn)生配子時有可能發(fā)生染色體互換,計算得到隱性純合子的概率較為復(fù)雜,并非簡單的1/4,所以獲得隱性純合個體的概率可能不是1/16,D錯誤。
故選B。
9. 理論上,下列關(guān)于人類遺傳病的說法,正確的是( )
A. 遺傳咨詢可確定胎兒是否患唐氏綜合征
B. 產(chǎn)前診斷可確定胎兒是否患所有的先天性疾病
C. 紅綠色盲在男性中的發(fā)病率等于該病致病基因的基因頻率
D. 抗維生素D佝僂病在女性中的發(fā)病率等于該病致病基因的基因頻率
【答案】C
【分析】人類遺傳病分為單基因遺傳病、多基因遺傳病和染色體異常遺傳?。?br>(1)單基因遺傳病包括常染色體顯性遺傳病(如并指)、常染色體隱性遺傳病(如白化?。?、伴X染色體隱性遺傳?。ㄈ缪巡 ⑸ぃ?、伴X染色體顯性遺傳?。ㄈ缈咕S生素D佝僂病);
(2)多基因遺傳病是由多對等位基因異常引起的,如青少年型糖尿?。?br>(3)染色體異常遺傳病包括染色體結(jié)構(gòu)異常遺傳?。ㄈ缲埥芯C合征)和染色體數(shù)目異常遺傳病(如21三體綜合征);
遺傳病的監(jiān)測和預(yù)防:
(1)產(chǎn)前診斷:胎兒出生前,醫(yī)生用專門的檢測手段確定胎兒是否患某種遺傳病或先天性疾病,產(chǎn)前診斷可以大大降低病兒的出生率;
(2)遺傳咨詢:在一定的程度上能夠有效的預(yù)防遺傳病的產(chǎn)生和發(fā)展。
【詳解】A、遺傳咨詢是醫(yī)生對咨詢對象進行身體檢查,了解家族病史,對是否患有某種遺傳病作出診斷,但不能確定胎兒是否患唐氏綜合征,產(chǎn)前診斷(如羊水檢查、B超檢查等)才能確定胎兒是否患唐氏綜合征,A錯誤;
B、產(chǎn)前診斷只能確定胎兒是否患有某種遺傳病和先天性疾病中的一部分,而不是所有的先天性疾病,B錯誤;
C、紅綠色盲是伴X染色體隱性遺傳病,男性只有一條X染色體,所以紅綠色盲在男性中的發(fā)病率等于該病致病基因的基因頻率,C正確;
D、抗維生素D佝僂病是伴X染色體顯性遺傳病,設(shè)致病基因為D,女性的基因型為XDXD、XDXd、XdXd,女性中發(fā)病率為P(XDXD) + P(XDXd),不等于致病基因頻率,D錯誤。
故選C。
10. 基因M發(fā)生基因突變導(dǎo)致了某種遺傳病。下圖為某患者及其父母基因M相關(guān)序列的檢測結(jié)果(同源染色體上的兩個基因M均做檢測,每個基因M序列僅列出一條鏈,其他未顯示序列均正常)。父親具有①突變位點,母親具有②突變位點,但均未患?。换颊呔哂孝俸廷谕蛔兾稽c。下列說法錯誤的是( )
A. 該遺傳病為單基因隱性遺傳病
B. 該實例表明基因突變具有不定向性
C. 該患者患病的原因是其父母在產(chǎn)生配子的過程中發(fā)生了基因重組
D. 患者同源染色體的①和②位點間發(fā)生互換,可產(chǎn)生出正常的配子
【答案】C
【分析】基因突變概念:DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添和缺失,而引起的基因結(jié)構(gòu)改變?;蛲蛔?nèi)舭l(fā)生在配子中,將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代;若發(fā)生在體細胞中則不能遺傳;
結(jié)合圖示可知,患者獲得父親的下面一條鏈和母親的下面一條鏈,均為突變的鏈,說明未突變P基因的位點甲堿基對為C-G、位點乙為A-T。
【詳解】A、父親具有①突變位點,母親具有②突變位點,但均未患病,而患者同時具有①和②突變位點才患病,這符合隱性遺傳病的特點,即隱性純合子患病,雜合子不患病,A正確;
B、從圖中可以看出,基因M發(fā)生了不同位點突變,產(chǎn)生了不同的結(jié)果,這表明基因突變具有不定向性,B正確;
C、基因重組是指在生物體進行有性生殖的過程中,控制不同性狀的基因的重新組合,而這里是基因突變導(dǎo)致的遺傳病,與基因重組無關(guān),C錯誤;
D、患者同源染色體的①和②位點間發(fā)生互換,就有可能使突變位點①和突變位點②出現(xiàn)在同一條染色體上,另一條染色體上沒有突變位點,從而產(chǎn)生出正常的配子,D正確。
故選C。
11. 細胞色素c是線粒體中普遍含有的一種蛋白質(zhì),約有104個氨基酸。據(jù)測算,細胞色素c的氨基酸序列每2000萬年才發(fā)生1%的改變,而碳酸酐酶I的進化速度則快的多。不同生物與人的細胞色素c氨基酸序列的差異如下表所示。下列說法錯誤的是( )
A. 細胞色素c可作為生物進化細胞水平的證據(jù)
B. 表中生物與人的親緣關(guān)系最近的是黑猩猩
C. 細胞色素c的變化可反映出線粒體的進化歷程
D. 若進一步研究人與黑猩猩的進化關(guān)系可選擇碳酸酐酶I
【答案】A
【分析】分析表格信息可知,與人親緣關(guān)系越近的生物,其細胞色素c的氨基酸組成的差異越小,與人親緣關(guān)系越遠的生物,其細胞色素c的氨基酸組成的差異越大。
【詳解】A、細胞色素c是蛋白質(zhì),可作為生物進化分子水平的證據(jù),A錯誤;
B、通過上表數(shù)據(jù)的比較可知:細胞色素c的氨基酸組成差異越小,親緣關(guān)系越近,與人親緣關(guān)系近的動物是黑猩猩,B正確;
C、細胞色素c是線粒體中普遍含有的一種蛋白質(zhì),所以細胞色素c的變化可反映出線粒體的進化歷程,C正確;
D、細胞色素c的氨基酸序列每2000萬年才發(fā)生1%的改變,而碳酸酐酶I的進化速度則快的多,人和黑猩猩的細胞色素c沒有差異,所以若進一步研究人與黑猩猩的進化關(guān)系可選擇碳酸酐酶I,D正確。
故選A。
12. 視網(wǎng)膜感光細胞接受光刺激后產(chǎn)生興奮,興奮經(jīng)雙極細胞和視神經(jīng)傳遞到大腦皮層視覺中樞形成視覺。其中雙極細胞可以分為ON雙極細胞和OF雙極細胞,感光細胞釋放的谷氨酸可以引起ON雙極細胞興奮,OF雙極細胞抑制。下列說法正確的是( )
A. 視神經(jīng)屬于腦神經(jīng)中支配內(nèi)臟器官的神經(jīng)
B. 感光細胞通過胞吐將谷氨酸釋放到組織液不需要蛋白質(zhì)的參與
C. ON和OF雙極細胞內(nèi)的受體基因不同導(dǎo)致細胞膜表面受體不同
D. 適宜光線下讀書會引起大腦皮層視覺中樞和V區(qū)興奮
【答案】D
【分析】興奮的傳導(dǎo)和傳遞的過程:
靜息時,神經(jīng)細胞膜對鉀離子的通透性大,鉀離子大量外流,形成內(nèi)負外正的靜息電位;受到刺激后,神經(jīng)細胞膜的通透性發(fā)生改變,對鈉離子的通透性增大,鈉離子內(nèi)流,形成內(nèi)正外負的動作電位;興奮部位和非興奮部位形成電位差,產(chǎn)生局部電流,興奮就以電信號的形式傳遞下去;
興奮在神經(jīng)元之間需要通過突觸結(jié)構(gòu)進行傳遞,突觸包括突觸前膜、突觸間隙、突觸后膜,其具體的傳遞過程為:興奮以局部電流的形式傳導(dǎo)到軸突末梢時,突觸小泡釋放神經(jīng)遞質(zhì)(化學(xué)信號),神經(jīng)遞質(zhì)作用于突觸后膜,引起突觸后膜產(chǎn)生膜電位(電信號),從而將興奮傳遞到下一個神經(jīng)元;興奮在神經(jīng)元細胞間的傳遞時在突觸部位發(fā)生的信號轉(zhuǎn)換為電信號→化學(xué)信號→電信號。
【詳解】A、視神經(jīng)屬于腦神經(jīng)中支配頭面部的神經(jīng),A錯誤;
B、感光細胞通過胞吐將谷氨酸釋放到組織液需要蛋白質(zhì)的參與,但不需要載體蛋白,B錯誤;
C、題意顯示,感光細胞釋放的谷氨酸可以引起ON雙極細胞興奮,OF雙極細胞抑制,這是因為ON和OF雙極細胞膜表面與谷氨酸結(jié)合的受體不同,因而產(chǎn)生的效應(yīng)不同,但ON和OF雙極細胞內(nèi)的基因是相同的,只是進行了選擇性表達,C錯誤;
D、適宜光線下讀書涉及的中樞為視覺中樞和視性語言中樞,即此時大腦皮層視覺中樞和V區(qū)興奮,D正確。
故選D。
13. 氟哌啶醇是一種抗精神病藥物。研究發(fā)現(xiàn)氟哌啶醇可以作用于小鼠的大腦皮層,使小鼠不能隨意運動,但受刺激后可以跳躍。下列說法錯誤的是( )
A. 注射氟哌啶醇的小鼠大腦無法正常發(fā)出指令
B. 氟哌啶醇通過抑制分解興奮性神經(jīng)遞質(zhì)的酶活性而發(fā)揮作用
C. 電刺激注射了氟哌啶醇小鼠的前爪,前爪會產(chǎn)生收縮反應(yīng)
D. 氟哌啶醇可以作為躁狂癥發(fā)作期的治療藥物
【答案】B
【分析】神經(jīng)纖維未受到刺激時,K+外流,細胞膜內(nèi)外的電荷分布情況是外正內(nèi)負,當(dāng)某一部位受刺激時,Na+內(nèi)流,其膜電位變?yōu)橥庳搩?nèi)正。神經(jīng)元之間興奮的傳導(dǎo)是通過突觸完成的,突觸小泡內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)通過胞吐的方式進入突觸間隙,作用于突觸后膜,引起離子的跨膜運動,使其產(chǎn)生興奮或抑制。
【詳解】A、氟哌啶醇作用于小鼠的大腦皮層后,使小鼠不能隨意運動,說明注射氟哌啶醇的小鼠大腦無法正常發(fā)出指令,A正確;
BD、氟哌啶醇通過促進分解興奮性神經(jīng)遞質(zhì)的酶活性而發(fā)揮作用,使興奮性神經(jīng)遞質(zhì)減少,可用于治療躁狂癥,B錯誤,D正確;
C、電刺激注射了氟哌啶醇小鼠的前爪,由于脊髓仍正常,因此前爪會產(chǎn)生收縮反應(yīng),C正確。
故選B。
14. 葡萄糖刺激胰島素分泌的機制與細胞中ATP/ADP比率有關(guān)。葡萄糖進入胰島B細胞后經(jīng)氧化分解使ATP/ADP比率改變,引起細胞膜上的ATP敏感性K+通道關(guān)閉,抑制外流,最終促進胰島素的分泌。下列說法錯誤的是( )
A. 機體進入高原缺氧時,胰島素分泌會減少
B. 血漿中濃度升高,會抑制胰島素的分泌
C. 胰島素作用于肝細胞時,可抑制肝糖原分解和非糖物質(zhì)的轉(zhuǎn)化
D. 某些神經(jīng)遞質(zhì)作用于胰島B細胞也可以促進胰島素的分泌
【答案】B
【分析】胰島A細胞分泌胰高血糖素,能升高血糖,只有促進效果沒有抑制作用,即促進肝糖原的分解和非糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化;胰島B細胞分泌胰島素是唯一能降低血糖的激素,其作用分為兩個方面:促進血糖氧化分解、合成糖原、轉(zhuǎn)化成非糖類物質(zhì);抑制肝糖原的分解和非糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化。
【詳解】A、機體進入高原缺氧時,有氧呼吸減弱,ATP減少,會導(dǎo)致ATP敏感性K+通道開放,促進K+外流,抑制胰島素分泌,A正確;
B、由題意可知,ATP敏感性K+通道關(guān)閉,抑制K+外流,最終促進胰島素的分泌,當(dāng)血漿中 K+ 濃度升高時,K+外流受抑制,會促進胰島素的分泌,B錯誤;
C、胰島素可抑制肝糖原分解和非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖,進而降低血糖,C正確;
D、血糖平衡受神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié),因此某些神經(jīng)遞質(zhì)作用于胰島B細胞也可以促進胰島素的分泌,D正確。
故選B。
15. 雄激素主要來源于睪丸,促腎上腺皮質(zhì)激素也可以促進腎上腺皮質(zhì)分泌雄激素。某腎上腺皮質(zhì)增生患者由于體內(nèi)某種酶的缺陷,使腎上腺皮質(zhì)激素(如醛固酮和皮質(zhì)醇)合成減少,最終引起腎上腺皮質(zhì)合成大量雄激素。下列說法錯誤的是( )
A. 該患者體內(nèi)促腎上腺皮質(zhì)激素和促性腺激素合成增多
B. 該患者可能會出現(xiàn)有機物代謝紊亂和低血鈉的癥狀
C. 睪丸和腎上腺皮質(zhì)分泌雄激素都受到分級調(diào)節(jié)的調(diào)控
D. 該患者體內(nèi)雄激素水平長期偏高,可導(dǎo)致生育能力降低
【答案】A
【分析】激素調(diào)節(jié)的分級調(diào)節(jié)機制:下丘腦分泌促激素釋放激素,促進垂體分泌促激素,進而促進某內(nèi)分泌腺分泌激素;
在一個系統(tǒng)中,系統(tǒng)本身工作的效果,反過來又作為信息調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的工作,這種調(diào)節(jié)方式叫作反饋調(diào)節(jié)。
【詳解】A、腎上腺皮質(zhì)激素的分泌存在負反饋調(diào)節(jié),某腎上腺皮質(zhì)增生患者由于體內(nèi)某種酶的缺陷,使腎上腺皮質(zhì)激素(如醛固酮和皮質(zhì)醇)合成減少,對垂體的抑制作用減弱,因此垂體分泌的促腎上腺皮質(zhì)激素增加,該患者腎上腺皮質(zhì)合成大量雄激素,血液中較高濃度的雄性激素對垂體的抑制作用增強,使垂體合成、分泌的促性腺激素減少,A錯誤;
B、醛固酮和皮質(zhì)醇可調(diào)節(jié)水鹽代謝和有機物的代謝,其中醛固酮可促進腎小管和集合管對鈉離子的重吸收,該患者醛固酮和皮質(zhì)醇合成減少,因此該患者可能會出現(xiàn)有機物代謝紊亂和低血鈉的癥狀,B正確;
C、機體內(nèi)存在下丘腦→垂體→性腺軸和下丘腦→垂體→腎上腺皮質(zhì)軸,因此睪丸和腎上腺皮質(zhì)分泌雄激素都受到分級調(diào)節(jié)的調(diào)控,C正確;
D、該患者體內(nèi)雄激素水平長期偏高,會抑制垂體釋放促性腺激素,而促性腺激素能促進性腺的發(fā)育和生殖細胞的成熟,該患者體內(nèi)雄激素水平長期偏高,會導(dǎo)致促性腺激素分泌減少,可導(dǎo)致生育能力降低,D正確。
故選A。
二、選擇題:本題共5小題,每小題3分,共15分。每小題有一個或多個選項符合題目要求,全部選對得3分,選對但不全的得1分,有選錯的得0分。
16. 下圖表示一個動物細胞內(nèi)外不同物質(zhì)的相對濃度,相關(guān)說法正確的是( )
A. 細胞內(nèi)外濃度差的維持依賴于膜上的通道蛋白
B. 維持細胞內(nèi)外的濃度差需要消耗能量
C. 胰島素以胞吞的方式進入細胞
D. 通過被動運輸?shù)姆绞竭\出細胞
【答案】BD
【分析】助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白進出細胞的物質(zhì)擴散方 式,叫作協(xié)助擴散;轉(zhuǎn)運蛋白可以分為載體蛋白和通道蛋白兩種類型。載 體蛋白只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過,而且每次轉(zhuǎn)運時都會發(fā)生自身構(gòu)象的改變;通道蛋白只容 許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的 分子或離子通過。分子或離子通過通道蛋白時,不需要與 通道蛋白結(jié)合。
【詳解】A、細胞內(nèi)外Na+濃度差的維持不是依賴于膜上的通道蛋白,A錯誤;
B、維持細胞內(nèi)外的K+濃度差依賴于膜上的Na+-K+泵,需要消耗能量,B正確;
C、胰島素化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),其屬于信息分子,題圖可知,胰島素不進入細胞內(nèi),C錯誤;
D、細胞內(nèi)由于呼吸作用使二氧化碳濃度升高時,二氧化碳便通過自由擴散作用排出細胞,進入細胞外液,自由擴散屬于被動運輸,可見CO2通過被動運輸?shù)姆绞竭\出細胞,D正確。
故選BD。
17. 同位素標(biāo)記法是生物學(xué)研究中常用的方法,下列說法錯誤的是( )
A. 用含3H標(biāo)記鳥苷的培養(yǎng)液培養(yǎng)動物細胞,可在核糖體、線粒體中檢測到放射性
B. 給細胞提供18O標(biāo)記的葡萄糖,被18O標(biāo)記的化合物均為細胞呼吸的產(chǎn)物
C. 噬菌體侵染細菌的實驗若用15N標(biāo)記噬菌體,則上清液和沉淀物中都有放射性
D. 用14C標(biāo)記的CO2供小球藻光合作用,可根據(jù)放射性化合物出現(xiàn)的先后順序推斷暗反應(yīng)過程中碳原子的轉(zhuǎn)移路徑
【答案】BC
【分析】用物理性質(zhì)特殊的同位素來標(biāo)記化學(xué)反應(yīng)中原子的去向,就是同位素標(biāo)記法。同位素標(biāo)記可用于示蹤物質(zhì)的運行和變化規(guī)律。通過追蹤同位素標(biāo)記的化合物,可以弄清楚化學(xué)反應(yīng)的詳細過程。生物學(xué)研究中常用的同位素有的具有放射性,如14C、32P、3H、35S等;有的不具有放射性,是穩(wěn)定同位素,如15N、18O等。
【詳解】A、3H標(biāo)記的鳥苷是合成DNA和RNA的原料,而DNA在動物細胞中主要分布在細胞核中,此外在線粒體中也含有少量,RNA在線粒體和核糖體中也存在,因此用含3H標(biāo)記鳥苷的培養(yǎng)液培養(yǎng)動物細胞,可在細胞核、核糖體和線粒體檢測到放射性,A正確;
B、給細胞提供18O標(biāo)記的葡萄糖后,這些葡萄糖不僅可以通過細胞呼吸被氧化分解為含18O的化合物如二氧化碳,還可以作為合成其他有機物的原料(如糖原、脂肪、氨基酸等)。故被18O標(biāo)記的化合物不完全是細胞呼吸的產(chǎn)物,B錯誤;
C、15N是穩(wěn)定同位素,不具有放射性,故若用15N標(biāo)記噬菌體,則上清液和沉淀物中都無放射性,C錯誤;
D、以14CO2作為小球藻光合作用的原料,根據(jù)帶14C標(biāo)記的化合物出現(xiàn)時間的先后順序,推測出了C的轉(zhuǎn)移過程,光合作用的暗反應(yīng)的物質(zhì)變化為:暗反應(yīng)中14CO2經(jīng)固定成214C3,再還原成14C6H12O6和C5,故C的轉(zhuǎn)移過程可表示為14CO2→14C3→14C6 H12O6+C5,D正確。
故選BC。
18. 人類14號與21號染色體的長臂在著絲粒處融合形成14/21平衡易位染色體,該染色體攜帶者在進行減數(shù)分裂時細胞中會形成聯(lián)會復(fù)合物,如圖所示。該聯(lián)會復(fù)合物中任意配對的兩條染色體分離時,另一條染色體隨機移向細胞的任意一極。已知某顯性遺傳病由位于14號染色體上的基因A/a控制,某男性患者(基因型為Aa)是14/21平衡易位染色體攜帶者,且基因A位于14/21平衡易位染色體上。不考慮基因突變,下列說法錯誤的是( )
A. 該患者的初級精母細胞中含有25種形態(tài)不同的染色體
B. 該患者的次級精母細胞中的染色體數(shù)可能為22、23、44、46
C. 若不考慮染色體互換,該男性產(chǎn)生正常精子的概率為1/4
D. 若該患者的某精原細胞A/a所在片段發(fā)生一次互換,產(chǎn)生含a正常精子的概率為1/6
【答案】D
【分析】染色體變異是指染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的改變。染色體結(jié)構(gòu)的變異主要有缺失、重復(fù)、倒位、易位四種類型。染色體數(shù)目變異可以分為兩類:一類是細胞內(nèi)個別染色體的增加或減少,另一類是細胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少。
【詳解】A、根據(jù)題干信息可知,14/21平衡易位染色體是由14號和21號兩條染色體融合成一條染色體,該患者的初級精母細胞中含有22種常染色體+X+Y+14/21平衡易位染色體=25種形態(tài)不同的染色體,A正確;
B、該患者的次級精母細胞在減數(shù)分裂Ⅱ的前期和中期含有22或23條染色體,在減數(shù)分裂Ⅱ的后期含有44或46條染色體,因此該患者的次級精母細胞中的染色體數(shù)可能為22、23、44、46,B正確;
C、將圖中14/21染色體標(biāo)記為①,21號染色體標(biāo)記為②,14號染色體標(biāo)記為③,根據(jù)題干信息:聯(lián)會復(fù)合物中任意配對的兩條染色體分離時,另一條染色體隨機移向細胞的任意一極,則會存在以下兩類種情況,若①和②分離,③隨機移向兩極,可得到①③、②、①、②③四種配子,若①和③分離,②隨機移向兩極,可得到①②、③、①、②③四種配子,綜合之后,②③的配子為21、14號染色體的正常配子,即2/8=1/4,C正確;
D、基因A/a位于14號染色體上,該病為顯性遺傳病,正常情況下男性產(chǎn)生正常精子的概率為1/4,A/a所在片段發(fā)生一次互換,含含a正常精子的概率為1/2×1/4=1/8,D錯誤。
故選D。
19. 苯丙酮尿癥是由PH基因突變引起,已知PH基因兩側(cè)存在限制酶Msp的切點,且切點的分布有兩種形式,如圖1。某家庭父母均正常,但生了一個患苯丙酮尿癥的女兒①,如圖2.提取該家庭不同個體的PH基因所在DNA用Msp切割,并經(jīng)PCR和電泳后得到圖3的結(jié)果,已知①是23kb/23kb純合體。下列說法錯誤的是( )
A. 19kb片段代表正常的PH基因,23kb片段代表突變的PH基因
B. ①患病原因是②③減數(shù)分裂產(chǎn)生了含致病基因的精子和卵細胞
C. 若胎兒④電泳檢測結(jié)果為23kb/19kb,則④為患病男孩的概率為1/8
D. 若胎兒④電泳檢測結(jié)果為23kb/23kb,則④不一定患病
【答案】AC
【分析】題圖分析:①為患病女孩,而其父母正常,說明苯丙酮尿癥屬于常染色體隱性遺傳病。設(shè)控制該性狀的基因為A/a,則①、②、③號基因型分別為aa、Aa、Aa。
【詳解】A、①是23kb/23kb純合體,表現(xiàn)患病,②也是23kb/23kb純合體,但表現(xiàn)正常,③號是19kb/23kb雜合體,表現(xiàn)正常,因而可推測,19kb片段中含有正常的PH基因,②號有一個23kb片段中也含有正常的PH基因,A錯誤;
B、①是患者,且該病為常染色體隱性遺傳病,因而推測其患病原因是②③減數(shù)分裂產(chǎn)生了含致病基因的精子和卵細胞,B正確;
C、若胎兒④電泳檢測結(jié)果為23kb/19kb,由于19kb只能來自③號,且其中含有正常的PH基因,因此,④一定表現(xiàn)正常,C錯誤;
D、若胎兒④電泳檢測結(jié)果為23kb/23kb,則④不一定患病,因為②是23kb/23kb純合體,且表現(xiàn)正常,即②號個體中的23kb片段一個含有正?;?,一個含有患病基因,因而無法做出判斷,D正確。
故選AC。
20. 為研究河豚毒素對興奮在神經(jīng)元之間傳遞的影響,科研人員選用槍烏賊的神經(jīng)組織進行相關(guān)處理后,刺激神經(jīng)元a并分別測量位點1、位點2處的動作電位,結(jié)果如下表,槍烏賊的神經(jīng)組織部分結(jié)構(gòu)如圖。下列說法錯誤的是( )
A. 測量位點1處的動作電位時,應(yīng)將兩個電極均置于膜外
B. 增大刺激的強度,實驗數(shù)值會增大
C. 增大槍烏賊神經(jīng)組織外的Na+濃度,實驗數(shù)值將增大
D. 結(jié)果表明河豚毒素影響興奮在神經(jīng)元之間的傳遞,不影響在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)
【答案】ABD
【分析】據(jù)表分析,第1組處理說明,神經(jīng)元興奮時,膜外負電位,膜內(nèi)為正電位,膜外比膜內(nèi)電位低75mV。室溫下,微電極刺激突觸前神經(jīng)元測得動作電位0.5ms后,才能測到突觸后神經(jīng)元的動作電位,這被稱為“興奮的延遲”。延遲的原因之一是突觸前膜以胞吐的方式釋放神經(jīng)遞質(zhì),該物質(zhì)被突觸后膜上的特異性受體識別。已知河豚毒素對突觸后膜識別信息分子的敏感性無影響,即對突觸后膜上受體無影響。從2、3、4組可推斷,神經(jīng)突觸后神經(jīng)元動作電位的降低應(yīng)該是作用于突觸后膜的神經(jīng)遞質(zhì)數(shù)量減少引起的,由此可知,河豚毒素對神經(jīng)興奮的傳遞起抑制作用。
【詳解】A、測量位點1處的動作電位時,應(yīng)將兩個電極一個置于膜外,一個置于膜內(nèi),A錯誤;
BC、動作電位的峰值由神經(jīng)元內(nèi)外兩側(cè)的Na+濃度差決定,再增大刺激強度,動作電位峰值也保持不變,實驗數(shù)值不會增大,增大槍烏賊神經(jīng)組織外的Na+濃度,實驗數(shù)值將增大,B錯誤,C正確;
D、結(jié)果表明河豚毒素影響興奮在神經(jīng)元之間的傳遞,也影響在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo),如從2、3、4組可知,隨著浸潤在河豚毒素中時間延長,神經(jīng)元a動作電位實驗數(shù)值減小,D錯誤。
故選ABD。
三、非選擇題:本題共5小題,共55分。
21. 生物膜系統(tǒng)是真核細胞中細胞膜、核膜以及細胞器膜的統(tǒng)稱,它們在結(jié)構(gòu)和功能上是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一整體,在細胞的生命活動中發(fā)揮著極其重要的作用。
(1)生物膜的主要成分是_____。生物膜的研究具有廣泛的應(yīng)用價值,對海水進行淡化處理模擬了細胞膜的_____功能。
(2)細胞內(nèi)能夠同時有序進行多種化學(xué)反應(yīng),而不會互相干擾。請從生物膜的功能和酶的特性角度,闡釋多種化學(xué)反應(yīng)互不干擾的原因_____
(3)高爾基體膜上的RS受體能特異性識別并結(jié)合含有短肽序列RS的蛋白質(zhì),以出芽的形式形成囊泡,并通過囊泡將錯誤轉(zhuǎn)運到高爾基體的該類蛋白運回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)并釋放??贵w等分泌蛋白_____(填“含有”或“不含有”)短肽序列RS。已知RS受體與RS的結(jié)合能力隨pH升高而減弱,推測高爾基體內(nèi)RS受體所在區(qū)域的pH比內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的pH_____(填“高”或“低”)。
(4)為探究分泌蛋白合成和運輸?shù)倪^程,科研人員向豚鼠的胰腺腺泡細胞中注射3H標(biāo)記的亮氨酸(R基為—C?H9),預(yù)測出現(xiàn)放射性的細胞器依次是_____(用名稱和箭頭表示)。有同學(xué)認為該檢測結(jié)果并不準確,因為亮氨酸經(jīng)脫水縮合產(chǎn)生的水中也可能含有放射性,會對結(jié)果產(chǎn)生影響。針對這一問題,你的解決方案是:_____
【答案】(1)①. 脂質(zhì)和蛋白質(zhì) ②. 控制物質(zhì)進出細胞
(2)生物膜把各種細胞器分隔成一個個小的區(qū)室;酶具有專一性,不同區(qū)室(細胞器)內(nèi)酶的種類不同
(3)①. 不含有 ②. 低
(4)①. 核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體 ②. 將標(biāo)記在氨基酸的R基或用標(biāo)記亮氨酸
【分析】根據(jù)題意,高爾基體膜上的 RS 受體特異性識別并結(jié)合含有短肽序列 RS 的蛋白質(zhì),以出芽的形式形成囊泡,通過囊泡運輸?shù)姆绞綄㈠e誤轉(zhuǎn)運到高爾基體的該類蛋白運回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)并釋放,說明RS 受體和含有短肽序列 RS 的蛋白質(zhì)結(jié)合,將其從高爾基體運回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。RS受體與RS的結(jié)合能力隨pH升高而減弱,說明高爾基體內(nèi)RS受體所在區(qū)域的pH比內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的pH低
【詳解】(1)生物膜的主要成分是脂質(zhì)(磷脂)和蛋白質(zhì)。富集海水進行淡化處理是讓水分子通過生物膜,而相關(guān)鹽離子不能通過生物膜,模擬了細胞膜控制物質(zhì)進出的功能。
(2)生物膜把各種細胞器分隔成一個個小的區(qū)室,保證了各反應(yīng)相互不影響;酶具有專一性,不同區(qū)室(細胞器)內(nèi)酶的種類不同,從而使得細胞內(nèi)能夠同時有序進行多種化學(xué)反應(yīng),而不會互相干擾。
(3)由題意可知,含有RS短肽序列的蛋白質(zhì)是錯誤轉(zhuǎn)運到高爾基體的蛋白質(zhì),需重新運回內(nèi)質(zhì)網(wǎng),所以抗體等分泌蛋白不含有短肽序列RS。RS受體與RS的結(jié)合能力隨pH升高而減弱,其可以在高爾基體結(jié)合,在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放,可推測高爾基體內(nèi)RS受體所在區(qū)域的pH比內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的pH低。
(4)分泌蛋白依次經(jīng)過核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細胞膜,所以出現(xiàn)放射性的細胞器依次為核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體。可通過將 3H 標(biāo)記在氨基酸的R基(保證其不被脫水時脫去)或用 14C 標(biāo)記亮氨酸(水不含C),從而保證結(jié)果的準確性。
22. 類囊體膜上的光反應(yīng)過程如圖所示。當(dāng)光照過強時,供應(yīng)不足導(dǎo)致電子傳遞給產(chǎn)生超氧陰離子自由基()等有毒產(chǎn)物,這些有毒產(chǎn)物會攻擊PSⅡ(葉綠素蛋白質(zhì)復(fù)合體)反應(yīng)中心的D1蛋白,使得D1蛋白受到損傷進而發(fā)生降解,導(dǎo)致光合速率下降,這種現(xiàn)象稱為光抑制。研究發(fā)現(xiàn),在強光條件下,類囊體膜蛋白PSBS可感應(yīng)類囊體腔內(nèi)的高濃度而被激活,激活的PSBS抑制電子在類囊體膜上的傳遞,最終將過量的光能轉(zhuǎn)換成熱能釋放,從而防止強光對植物造成損傷。
(1)據(jù)圖分析、由類囊體腔進入葉綠體基質(zhì)的運輸方式為_____。若藥物X可以阻斷類囊體膜上PQ蛋白的功能,則噴施藥物X將_____(填“有利于”或“不利于”)PSBS發(fā)揮功能,原因是_____。
(2)推測干旱環(huán)境下,光抑制會_____(填“增強”或“減弱”),理由是_____。
(3)研究發(fā)現(xiàn),水楊酸可以在一定程度上緩解光抑制。為探究水楊酸緩解光抑制的機理,科研人員用清水處理灌漿期小麥(W)為對照組、0.3ml/L水楊酸溶液處理相同小麥(SA)為實驗組,設(shè)置適宜溫度中等強光(MTL)組、高等強光(HTL)組,處理一段時間后,提取不同條件下小麥葉綠體中的D1蛋白并進行電泳,實驗結(jié)果如圖所示。該實驗結(jié)果表明_____。
【答案】(1)①. 協(xié)助擴散 ②. 不利于 ③. 噴施藥物X后,PQ蛋白失去功能,使得類囊體腔內(nèi)的濃度偏低,不利于PSBS的激活
(2)①. 增強 ②. 干旱環(huán)境下氣孔關(guān)閉,胞間(濃度下降,使得暗反應(yīng)減慢,NADP?供應(yīng)不足,光抑制加劇
(3)水楊酸通過抑制D1蛋白的降解緩解光抑制
【分析】光合作用過程包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段。光反應(yīng)的場所是葉綠體類囊體薄膜,發(fā)生的物質(zhì)變化有水的光解、ATP和NADPH的生成;暗反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì),發(fā)生的物質(zhì)變化有CO2的固定和C3的還原,消耗ATP和NADPH。
【詳解】(1)據(jù)圖可知,水光解的一側(cè)為類囊體腔,H+由類囊體腔進入葉綠體基質(zhì)需要轉(zhuǎn)運蛋白的參與(同時能促進ATP的合成),但不消耗能量,因此運輸方式為協(xié)助擴散。由圖可知,PQ蛋白能將H+從類囊體膜外運到類囊體腔,該過程為逆濃度梯度運輸,可使類囊體腔積累H+,形成的H+濃度差有利于促進ATP的合成。已知在強光條件下,類囊體膜蛋白PSBS可感應(yīng)類囊體腔內(nèi)的高H+濃度而被激活,激活的PSBS抑制電子在類囊體膜上的傳遞,最終將過量的光能轉(zhuǎn)換成熱能釋放,從而防止強光對植物造成損傷。若藥物X可以阻斷類囊體膜上PQ蛋白的功能,則噴施藥物X后,PQ蛋白失去功能,使得類囊體薄膜兩側(cè)的H+濃度差會減小,不利于PSBS的激活。
(2)根據(jù)題意可知,光照過強時會產(chǎn)生光抑制,干旱環(huán)境下,植物為了保水,氣孔會關(guān)閉,導(dǎo)致胞間CO2濃度下降,使得暗反應(yīng)減慢,暗反應(yīng)生成的NADP+供應(yīng)不足,導(dǎo)致電子傳遞給O2產(chǎn)生超氧陰離子自由基(O2?1)等有毒產(chǎn)物,進而使得D1蛋白受到損傷進而發(fā)生降解,導(dǎo)致光合速率下降,因此光抑制會加劇。
(3)與中等強光(MTL)組相比,高等強光(HTL)組中用清水處理灌漿期小麥(W)的D1蛋白含量明顯減少,而高等強光(HTL)組中用0.3ml/L水楊酸溶液處理小麥(SA)的D1蛋白含量與中等強光(MTL)組下接近,由于強光可促進D1蛋白的降解,因此上述結(jié)果說明水楊酸通過抑制D1蛋白的降解緩解光抑制。
23. 直鏈淀粉含量與米飯口感呈負相關(guān),是影響稻米品質(zhì)的主要因素。光合作用產(chǎn)生的蔗糖經(jīng)過一系列反應(yīng)生成支鏈淀粉,支鏈淀粉經(jīng)過淀粉合酶I(GBSSI,由W基因編碼)催化后得到直鏈淀粉??蒲腥藛T對某品系水稻誘變后篩選到了支鏈淀粉含量分數(shù)>95%的突變體,但種子干重明顯下降。進一步研究發(fā)現(xiàn),W基因編碼區(qū)替換了10個堿基對突變?yōu)閃r基因,Wr基因編碼的GBSSI蛋白分子量明顯變小,且不能起催化作用,也不影響W基因的表達。
(1)W基因會影響稻米的品質(zhì),原因是_____
(2)突變體水稻的基因型為_____。Wr基因編碼蛋白質(zhì)分子量變小的原因最可能是_____。
(3)水稻的葉形有正常葉和卷曲葉,分別由A、a控制;葉色有綠色葉和白條紋葉,分別由B、b控制。為獲得口感好、產(chǎn)量高的水稻品種,科研人員對兩株高產(chǎn)水稻(基因型AaBb)進行基因改造,使每株水稻中的一個W基因替換為基因,再將兩株水稻自交獲得的種子分別裝袋,從每袋中選出部分支鏈淀粉含量分數(shù)>95%的種子,分別提取胚中與葉形、葉色相關(guān)的基因進行PCR,并進行電泳分析,每袋分別出現(xiàn)了三種電泳結(jié)果如下,已知條帶IV代表基因b。
①請畫出產(chǎn)生袋1的親本細胞中三對基因(A、a;B、b;W、Wr)在染色體上的相對位置_____。
②為了在幼苗期就能選育出所結(jié)籽粒支鏈淀粉含量高的植株,應(yīng)選擇_____(填“袋1”或“袋2”)中的種子進行種植,葉形和葉色表型為_____的幼苗即為所需植株。
③將選育出的幼苗繼續(xù)種植并使其自交后,發(fā)現(xiàn)部分水稻籽粒口感較差,從產(chǎn)生配子的角度分析,原因最可能是_____?,F(xiàn)用Wr基因中替換部分的堿基序列設(shè)計PCR擴增引物,對選育出個體的Wr基因進行擴增、_____(填“能”或“不能”)根據(jù)擴增產(chǎn)物的有無選育出符合要求的個體,理由是_____。
【答案】(1)直鏈淀粉含量是影響稻米品質(zhì)的主要因素;W基因可通過控制淀粉合酶Ⅰ的合成控制支鏈淀粉到直鏈淀粉的轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致稻米中直鏈淀粉含量高
(2)①. ②. 較W基因,基因編碼區(qū)轉(zhuǎn)錄形成的mRNA中提前出現(xiàn)了終止密碼子,翻譯提前終止
(3)①. ②. 袋1 ③. 正常白條紋葉或卷曲白條紋葉 ④. 親本減數(shù)分裂產(chǎn)生配子過程中發(fā)生了染色體互換,產(chǎn)生了bW基因的配子,使篩選出的某些植株含有W基因 ⑤. 不能 ⑥. 雜合子W與純合子都含有基因,均有擴增產(chǎn)物
【分析】基因控制生物性狀的兩種方式:一是通過控制酶的合成來控制代謝過程,進而控制生物體的性狀;二是通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。
【詳解】(1)已知直鏈淀粉含量與米飯口感呈負相關(guān),是影響稻米品質(zhì)的主要因素。W基因編碼的淀粉合酶I能將支鏈淀粉轉(zhuǎn)化為直鏈淀粉,導(dǎo)致稻米中直鏈淀粉含量高,稻米品質(zhì)變差,因此W基因會影響稻米的品質(zhì)。
(2)根據(jù)題意,Wr基因不影響W基因的表達,因此可說明突變體內(nèi)不含W基因,因此突變體的基因型為WrWr。Wr基因編碼蛋白質(zhì)分子量變小可能是與W基因相比, Wr基因編碼區(qū)轉(zhuǎn)錄形成的mRNA中提前出現(xiàn)了終止密碼子,使翻譯提前終止。
(3)①根據(jù)(2)的分析可知,支鏈淀粉含量分數(shù)>95%的突變體基因型為WrWr,已知條帶IV代表基因b,袋1中的種子都含有b基因,說明Wr不能與B基因自由組合,即Wr與b基因連鎖,袋1中的種子均不含條帶Ⅲ,說明條帶Ⅲ為B基因。袋1中有的種子只含條帶Ⅰ,有的只含條帶Ⅱ,有的種子含有條帶Ⅰ和Ⅱ,說明條帶Ⅰ和Ⅱ表示A和a基因,該基因可與Wr基因自由組合,因此袋1的親本細胞中三對基因在染色體上的相對位置為。
②由圖可知,袋2中不含條帶IV,即不含基因b,由于Wr與b基因連鎖,因此為了在幼苗期就能選育出所結(jié)籽粒支鏈淀粉含量高的植株,應(yīng)選擇袋1中的種子進行種植,由于b基因控制的是白條紋葉,且與A和a之間可以自由組合,因此葉形和葉色表型為正常白條紋葉或卷曲白條紋葉的幼苗即為所需植株。
③將選育出的幼苗繼續(xù)種植并使其自交后,發(fā)現(xiàn)部分水稻籽??诟休^差,說明部分種子中直鏈淀粉含量較多,即含有了W基因,因此可推測是親本(AaBbWWr)減數(shù)分裂產(chǎn)生配子過程中B和b所在染色體的同源區(qū)段發(fā)生了互換,產(chǎn)生了bW基因的配子,從而使篩選出的某些植株含有W基因。由于雜合子WWr與純合子WrWr都含有Wr基因,用Wr基因中替換部分的堿基序列設(shè)計PCR擴增引物,擴增的結(jié)果均有擴增產(chǎn)物,因此對選育出個體的Wr基因進行擴增、不能根據(jù)擴增產(chǎn)物的有無選育出符合要求的個體。
24. 基因沉默是指由于各種原因,在未損傷原有DNA的情況下,基因不表達或低表達的現(xiàn)象,分為轉(zhuǎn)錄水平的沉默(TGS)和轉(zhuǎn)錄后水平的沉默(PTGS)。RNA介導(dǎo)的基因沉默主要是對mRNA進行干擾,起作用的有miRNA和siRNA.miRNA由基因組內(nèi)源DNA編碼產(chǎn)生,可與目標(biāo)mRNA配對,阻礙核糖體的移動;siRNA主要來自外源的雙鏈RNA分子,如病毒感染或?qū)嶒炇液铣?,siRNA可與目標(biāo)mRNA完全配對,導(dǎo)致目標(biāo)mRNA被水解。
(1)RNA介導(dǎo)的基因沉默屬于_____(填“TGS”或“PTGS”)。科研人員認為RNA介導(dǎo)的基因沉默屬于表觀遺傳,其依據(jù)是_____
(2)基因中部分堿基發(fā)生甲基化修飾,也可引起基因沉默,從基因表達的角度分析,其作用機理可能是_____。
(3)研究發(fā)現(xiàn),在個體發(fā)育的不同階段會產(chǎn)生不同的miRNA,推測其可能與_____有關(guān)。miRNA基因復(fù)制過程中兩條子鏈延伸方向是_____(填“5'端到3′端”或“3'端到5'端”),若miRNA基因中腺嘌呤有n個,占該基因全部堿基的比例為m,則該miRNA基因第4次復(fù)制所需的鳥嘌呤脫氧核苷酸為_____個。
(4)研究發(fā)現(xiàn),人體中載脂蛋白B水平的增高會導(dǎo)致心血管疾病的患病風(fēng)險增加,而用傳統(tǒng)的藥物治療很難控制載脂蛋白B的水平。請根據(jù)RNA介導(dǎo)的基因沉默提出降低體內(nèi)載脂蛋白B的水平、預(yù)防心血管疾病的思路:_____。
【答案】(1)①. PTGS ②. RNA介導(dǎo)的基因沉默不改變基因的堿基序列,但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化
(2)基因中部分堿基發(fā)生甲基化修飾后,導(dǎo)致啟動子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,RNA聚合酶不能識別并與之結(jié)合,基因的轉(zhuǎn)錄被抑制而不能表達
(3)①. 細胞分化(或基因的選擇性表達)②. 5'端到3'端 ③.
(4)設(shè)計針對載脂蛋白B基因的siRNA,并將其導(dǎo)入體內(nèi)
【分析】基因表達是指將來自基因的遺傳信息合成功能性基因產(chǎn)物的過程?;虮磉_產(chǎn)物通常是蛋白質(zhì),所有已知的生命,都利用基因表達來合成生命的大分子。轉(zhuǎn)錄過程由RNA聚合酶(RNAP)進行,以DNA為模板,產(chǎn)物為RNA。RNA聚合酶沿著一段DNA移動,留下新合成的RNA鏈。翻譯是以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的過程,場所在核糖體;
表觀遺傳現(xiàn)象是指基因表達發(fā)生改變但不涉及DNA序列的變化,能夠在代與代之間傳遞。表觀遺傳包括基因沉默、DNA甲基化、核仁顯性、休眠轉(zhuǎn)座子激活和基因組印記等方面。
【詳解】(1)RNA介導(dǎo)的基因沉默主要是對mRNA進行干擾,mRNA是轉(zhuǎn)錄后的產(chǎn)物,所以RNA介導(dǎo)的基因沉默屬于轉(zhuǎn)錄后水平的沉默(PTGS);RNA介導(dǎo)的基因沉默未損傷原有DNA的情況下使基因不表達或低表達,這種在不改變DNA序列的情況下基因表達發(fā)生可遺傳的改變符合表觀遺傳的特點,所以科研人員認為RNA介導(dǎo)的基因沉默屬于表觀遺傳;
(2)基因中部分堿基發(fā)生甲基化修飾后,導(dǎo)致啟動子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,RNA聚合酶不能識別并與之結(jié)合,從而抑制基因轉(zhuǎn)錄過程;或者影響轉(zhuǎn)錄后加工過程,如影響mRNA的剪接等,最終導(dǎo)致基因沉默;
(3)在個體發(fā)育的不同階段會產(chǎn)生不同的miRNA,推測其可能與細胞分化有關(guān),因為細胞分化是個體發(fā)育的基礎(chǔ),不同的細胞類型需要不同的基因表達調(diào)控,miRNA可以調(diào)控基因表達;DNA復(fù)制過程中兩條子鏈延伸方向都是5'端到3'端,miRNA基因復(fù)制也遵循DNA復(fù)制的基本規(guī)律,所以延伸方向是5'端到3'端;已知腺嘌呤有n個,占該基因全部堿基的比例為m,則該基因的總堿基數(shù)為n/m。根據(jù)堿基互補配對原則,A=T=n,G = C=1/2(n/m-2n)=n/2m-n。第4次復(fù)制所需的鳥嘌呤脫氧核苷酸為24-1×(n/2m-n)==8×(n/2m-n)=8n(1/2m-1);
(4)根據(jù)RNA介導(dǎo)的基因沉默提出降低體內(nèi)載脂蛋白B的水平、預(yù)防心血管疾病的思路:可以根據(jù)RNA介導(dǎo)的基因沉默原理,設(shè)計針對載脂蛋白B基因mRNA的siRNA或miRNA,將其導(dǎo)入體內(nèi),使載脂蛋白B基因的mRNA被水解或者阻礙其翻譯過程,從而降低載脂蛋白B的水平,達到預(yù)防心血管疾病的目的。
25. 胰液由胰腺分泌,通過導(dǎo)管進入小腸中發(fā)揮作用。胰液中含有的眾多化學(xué)成分,分別由胰腺中不同的細胞分泌。機體可以通過I、Ⅱ、Ⅲ三條通路調(diào)節(jié)胰液的分泌,如圖所示。
注:→表示促進;----表示分泌;ACh:乙酰膽堿;GRP:促胃液素釋放肽;CCK:縮膽囊素。
(1)接受同一刺激時,下丘腦通過途徑①和②控制胰腺分泌的反應(yīng)速度不同,從作用途徑的角度分析,原因是_____。
(2)通路Ⅱ中的物質(zhì)A是_____。為驗證兔子體內(nèi)存在通路Ⅱ,可以通過實驗進行驗證。已知靜脈注射鹽酸不會引起胰液分泌增加,請寫出實驗思路_____
(3)胰液中含有大量的,胰液分泌后_____(填“會”或“不會”)直接影響內(nèi)環(huán)境的pH。通過通路Ⅱ和通路Ⅲ調(diào)節(jié)所分泌的胰液中,各成分的含量會大不相同,原因是_____
(4)為探究通路Ⅱ?qū)ν发笫欠裼杏绊?,現(xiàn)選取多只生理狀態(tài)相同的小鼠,分別測定的含量,記錄為;阻斷通路Ⅱ,再次測定該物質(zhì)_____的含量,記錄為。若_____,則通路Ⅱ?qū)ν发笥写龠M作用。
【答案】(1)途徑①是神經(jīng)—體液調(diào)節(jié),促胃液素通過體液運輸,反應(yīng)速度較緩慢;途徑②只有神經(jīng)調(diào)節(jié),通過反射弧作用于胰腺,反應(yīng)速度迅速
(2)①. 促胰液素 ②. 將兔子的一段小腸剪下,刮下黏膜,將稀鹽酸加入黏膜磨碎,并制成提取液;將提取液注射到同一只兔子的靜脈中,觀察胰液的分泌量是否增加
(3)①. 不會 ②. 兩條通路中的激素主要作用于胰腺中不同的細胞
(4)①. CCK ②.
【分析】胰腺是哺乳動物的一種腺體,有外分泌部和內(nèi)分泌部之分。外分泌部分泌產(chǎn)生胰液,內(nèi)含多種消化酶;內(nèi)分泌部即胰島,其中胰島A細胞分泌胰高血糖素,胰島B細胞分泌胰島素。
(1)途徑①是神經(jīng)—體液調(diào)節(jié),促胃液素通過體液運輸,反應(yīng)速度較緩慢;途徑②只有神經(jīng)調(diào)節(jié),通過反射弧作用于胰腺,反應(yīng)速度迅速,因此,接受同一刺激時,下丘腦通過途徑①和②控制胰腺分泌的反應(yīng)速度不同。
(2)通路Ⅱ中的物質(zhì)A是促胰液素。為驗證兔子體內(nèi)存在通路Ⅱ,可以將兔子的一段小腸剪下,刮下黏膜,將稀鹽酸加入黏膜磨碎,并制成提取液;將提取液注射到同一只兔子的靜脈中,觀察胰液的分泌量是否增加。
(3)胰液中含有大量的 HCO3? ,胰液不屬于內(nèi)環(huán)境成分,分泌后不會直接影響內(nèi)環(huán)境的pH。通過通路Ⅱ和通路Ⅲ調(diào)節(jié)所分泌的胰液中,各成分的含量會大不相同,原因是兩條通路中的激素主要作用于胰腺中不同的細胞。
(4)為探究通路Ⅱ?qū)ν发笫欠裼杏绊?,現(xiàn)選取多只生理狀態(tài)相同的小鼠,分別測定的含量,記錄為 X1 ;阻斷通路Ⅱ,再次測定該物質(zhì)CCK的含量,記錄為X2 。若通路Ⅱ?qū)ν发笥写龠M作用,則X1>X2。
實驗①
長翅♀:長翅♂:截翅♂=2:1:1
正常眼♀:棘眼♀:正常眼♂=1:1:2
褐色♀:黃色♀:褐色♂:黃色♂=3:1:3:1
實驗②
♀♂均為:截翅正常眼:長翅棘眼:長翅正常眼:截翅棘眼=97:97:3:3
生物名稱
黑猩猩
獼猴
袋鼠
鯊魚
天蠶蛾
小麥
酵母菌
氨基酸差異/個
0
1
10
23
31
35
44
組號
處理
神經(jīng)元a動作電位
神經(jīng)元b動作電位
l
未加河豚毒素
75
75
2
浸潤河豚毒素中
5min后
65
65
3
10min后
50
25
4
15min后
40
0
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