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【生物】河南省平顶山市2018-2019学年高二下学期期末考试试题(解析版)
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河南省平顶山市2018-2019学年高二下学期期末考试试题
1.下列关于人体内环境稳态与调节的叙述,错误的有几项
①垂体分泌的促甲状腺激素,通过体液定向运送到甲状腺
②胰岛素和胰高血糖素的分泌主要受血糖含量的调节,也受神经的支配
③内环境中发生的丙酮酸氧化分解,给细胞提供能量,有利于生命活动的进行
④饮水不足会引起垂体释放的抗利尿激素增多,促进肾小管和集合管重吸收水
⑤维持内环境中Na+、K+浓度的相对稳定有利于维持神经细胞的正常兴奋
⑥给正常家兔静脉注射一定量的高渗葡萄糖溶液后,短时间内家兔的尿量会减少
A. 一项 B. 二项 C. 三项 D. 四项
【答案】B
【解析】
【分析】
1、内分泌腺产生的激素,弥散到内环境中通过体液运输到靶器官或靶细胞。
2、血糖浓度可直接作用于胰岛B细胞和胰岛A细胞,胰岛B细胞和胰岛A细胞也受神经系统的调节。
3、体内水少或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素多→肾小管、集合管重吸收增加→尿量减少。
4、内环境的理化性质主要包括温度、渗透压和pH,其中人体血浆pH的相对稳定与血浆中的缓冲物质相关。
5、内环境稳态是指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,内环境的稳态的调节机制是:神经-体液-免疫调节网络。
【详解】①垂体分泌的促甲状腺激素,通过体液运送到全身组织,但只作用于甲状腺细胞上的受体,①错误;
②胰岛素和胰高血糖素的分泌主要受血糖浓度的调节,也受下丘脑的相关神经调节,②正确;
③细胞中可发生丙酮酸氧化分解,给细胞提供能量,有利于生命活动的进行,③错误;
④饮水不足,细胞外液渗透压升高,会引起下丘脑产生并由垂体释放抗利尿激素,促进肾小管和集合管重吸收水,尿量减少,④正确;
⑤神经细胞兴奋的产生与Na+内流有关,恢复静息电位与K+外流有关,维持内环境中Na+、K+浓度的相对稳定有利于维持神经细胞的正常兴奋,⑤正确;
⑥给正常家兔静脉注射高渗葡萄糖溶液后,短时间内家兔的细胞外液渗透压升高,会引起下丘脑产生并由垂体释放抗利尿激素,促进肾小管和集合管重吸收水,尿量减少,⑥正确。
故选:B。
2.下图中a、b、c三个神经元构成了1、2两个突触,甲、乙、丙3条曲线为不同刺激引起神经元c上的电位变化。下列叙述正确的是
A. 甲表明刺激a时兴奋以电信号形式迅速传导给c
B. 乙表明兴奋在突触间的传递是单向的
C. 乙也可表示只刺激b时,a神经元的电位变化
D. 丙表明b神经元能释放抑制性神经递质
【答案】D
【解析】
据图分析,甲表示只刺激a,c神经元产生了电位变化,即兴奋通过突触1由a传到了c,但是不能说明两者之间以电信号传递,A错误;由于没有设置对照实验,因此不能说明兴奋在突触间是单向传递的,B错误;乙表示只刺激b,结果c没有产生电位变化;丙表示同时刺激a、b,结果c产生了电位变化,但是与单独刺激a相比减弱了,说明刺激b抑制了a向c传递兴奋,进而说明b神经元能释放抑制性神经递质,C错误、D正确。
3.下列关于植物激素的说法正确的是
A. 植物没有神经系统,其生命活动的调节方式只有激素调节
B. 植物的向光性生长和根的向地性生长不都体现生长素的两重性
C. 光照、温度等环境因子不会影响植物激素的合成
D. 用生长素类似物处理插条的不同方法中,浸泡法要求溶液的浓度较高
【答案】B
【解析】
【分析】
1、激素调节只是植物生命活动调节的一部分。
2、植物激素是由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物;人们发现的植物激素有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。
3、在植物个体生长发育和适应环境的过程中,各种植物激素不是孤立地起作用,而是相互协调、共同调节,植物激素的合成受基因的控制,也对基因的程序性表达具有调节作用。
【详解】A、激素调节只是植物生命活动调节的一部分,还受基因的调控,A错误;
B、植物向光性原因是背光侧生长素分布多生长快,向光侧生长素分布少,生长慢,不存在高浓度抑制现象,因此不能体现生长素作用的两重性,B正确;
C、光照、温度等环境因子的变化会引起植物体内包括植物激素的合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节而影响植物的生命活动,C错误;
D、用生长素类似物处理插条的方法中,沾蘸法要求溶液的浓度较高,D错误。
故选:B。
4.胰岛素可以改善脑神经元的生理功能,其调节机理如图所示。某糖尿病人胰岛功能正常,但体内胰岛素受体InR对胰岛素的敏感性下降,从而导致InR对GLUT转运葡萄糖的促进作用减弱,同时对炎症因子的抑制作用降低,进而出现相关症状。下列说法错误的是
A. 正常人体内,胰岛素激活InR可抑制神经元凋亡,并抑制炎症因子释放导致的神经细胞变性、坏死
B. 该病人体内胰岛素对lnR的激活能力下降,最终加强了炎症因子对GLUT的抑制作用
C. 该病人体内神经元摄取葡萄糖的速率下降
D. 与正常人相比,该病人体内胰岛素含量偏低
【答案】D
【解析】
【分析】
1、分析题图:胰岛素和InR结合,胰岛素受体(InR)的激活,可以促进神经元轴突末梢释放神经递质;可以抑制炎症因子的作用,从而抑制神经元凋亡,坏死;可以促进GLUT转运葡萄糖,从而使血糖浓度降低;
2、血糖平衡的调节的模型:
【详解】A、胰岛素激活InR后,胰岛素可以抑制神经元凋亡,通过抑制炎症因子的作用,抑制神经细胞的坏死,A正确;
B、某些糖尿病人胰岛功能正常,但体内胰岛素对InR的激活能力下降,导致InR对GLUT转运葡萄糖的直接促进作用减弱,同时对炎症因子的抑制作用降低,从而加强了炎症因子对GLUT的抑制能力,B正确;
C、糖尿病人体内对InR的激活能力下降,神经元摄取葡萄糖的速率下降,C正确;
D、胰岛素受体(InR)激活障碍的糖尿病患者,由于胰岛素受体的激活障碍问题,不能被识别灭活,故此类病人体内胰岛素含量偏高,患者体内胰岛素含量一般高于正常人,D错误。
故选:D。
5.某地山区有甲、乙两块森林砍伐迹地封山育林的20年中,甲地自然恢复生长,乙地山民种植了一些乔木进行恢复,下表是两群落中植物类别、物种数量统计数据。下列相关叙述错误的是
A. 采集表中的物种数量可以采用样方法调查
B. 调查结果显示甲、乙两地在第20年时物种丰富度最高
C. 第10年甲砍伐地各草本植物的种群密度都达到最大
D. 表中数据说明人类活动影响群落的次生演替速度
【答案】C
【解析】
【分析】
1、据表格分析,群落演替属于次生演替。
2、群落垂直结构:在垂直方向上,大多数群落具有明显的分层现象(主要受阳光的影响);
群落水平结构:由于地形的变化、土壤湿度和盐碱的差异、光照强度的不同等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异。
3、群落:生活在一定的自然区域内,相互之间具有直接或间接的各种生物种群的总和。
【详解】A、样方法既可以调查种群密度,也可以调查群落丰富度,所以表中植物种类数据是能利用样方法获得的,A正确;
B、据图分析可知,在第二十年时两地物种丰富度最高,B正确;
C、图中只能看出物种数量而无法看出植物的种群密度,C错误;
D、甲乙两地的不同在于有无受到人类活动影响,甲乙两地次生演替的发展不同可以证明人类活动影响群落的次生演替速度,D正确。
故选:C。
6.某种细菌能分泌胞外酶将有机磷杀虫剂乐果降解,某研究小组进行了该细菌对某水稻田泥土中残留乐果的分解能力的研究,结果如图。下列相关分析中正确的是
A. 本实验中的自变量有泥土含水量、温度、处理时间
B. 本实验采用的对照方法有空白对照和相互对照
C. 本实验需要测定泥土中乐果初始含量和3天后的含量
D. 该细菌分解泥土中乐果效果最好的条件是20℃、泥土含水量20%-40%
【答案】C
【解析】
【分析】
本实验的自变量有泥土含水量、温度,处理时间属于无关变量;实验组是经过处理的;对照组是未经过处理的;实验过程中可变化的因素称之为变量;想研究并可人为改变的变量称为自变量;随着自变量的变化而变化的变量称为因变量;在实验中存在的一些可变因素,能对结果造成影响,这些变量称为无关变量。
【详解】A、本实验的自变量有泥土含水量、温度,处理时间属于无关变量,A错误;
B、本实验设置的对照有不同温度的相互对照,不同泥土含量的相互对照,没有设置空白对照,B错误;
C、由图可知本实验需要测定乐果在泥土中的初始含量以及三天后的含量,C正确;
D、由图可知,20℃的情况下三天后泥土中的乐果含量最低,可知该细菌分解泥土中乐果效果最好的条件是20摄氏度左右,但是由于缺少泥土含水量低于20%和高于80%的实验数据,无法确认何种情况下效果最好,D错误。
故选:C。
7.如图为影响血糖调节的因素及激素发挥作用的过程图中字母表示物质数字代表结构和过程丙和丁代表不同细胞。请据图回答下列问题:
(1)当血糖浓度升高时机体进行神经调节涉及的反射弧是___________(用图中汉字、数字及箭头表示)
(2)分析图示可推测图中D代表___________,丙分泌的C的生理功能是___________,从而调节血糖浓度。
(3)胰岛素可通过作用于下丘脑神经元抑制胰高血糖素的分泌验证此现象的实验思路是:将大鼠随机分成两组,实验组在其下丘脑神经元周围施加适量的___________溶液,对照组施加等体积生理盐水,测定并比较___________。为使实验结果更明显,实验过程中应将大鼠血糖维持在比正常浓度___________(填“稍高”或“稍低”)的水平。
(4)当某人血液中存在抗体1或抗体2时,可判定其患有糖尿病;其中可通过注射胰岛素达到降低血糖效果的糖尿病是由___________(填“抗体I”或“抗体2”)引起的。
【答案】 (1). 感受器甲→4→下丘脑→5→丙 (2). 胰高血糖素 (3). 促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖 (4). 胰岛素 (5). 施加试剂前后血液中胰高血糖素的浓度 (6). 稍低 (7). 抗体1
【解析】
【分析】
1、据图分析:当血糖浓度上升时,葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋,通过下丘脑血糖调节中枢,最终由传出神经末梢释放神经递质,与胰岛B细胞(丙)膜上相应的受体结合,引起胰岛素分泌增多,当血糖浓度下降时,葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋,通过下丘脑血糖调节中枢,最终由传出神经末梢释放神经递质,与胰岛A细胞(丁)膜上相应的受体结合,引起胰高血糖素分泌增多。
2、胰岛素是人体内唯一降低血糖的激素,当血糖浓度降低时,胰高血糖素可以升高血糖浓度,胰岛素与胰高血糖素在调节血糖过程中具有拮抗作用。
【详解】(1)根据图示分析,当血糖浓度升高时,机体进行神经调节涉及的反射弧是:感受器甲→4→下丘脑→5→丙。
(2)分析图示可推测,图中丙代表胰岛B细胞,D代表胰高血糖素;丙分泌的C(胰岛素)的生理功能是促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖浓度降低。
(3)根据题意,该实验的目的是探究胰岛素可通过作用于下丘脑神经元抑制胰高血糖素的分泌,自变量是胰岛素的有无,因变量是血液中胰高血糖素的浓度,故实验组在其下丘脑神经元周围施加适量的胰岛素溶液;对照组施加等体积生理盐水,测定并比较施加试剂前后血液中胰高血糖素的浓度;为使实验结果更明显,实验过程中应将血糖浓度维持在比正常浓度稍低水平。
(4)当某人血液中存在抗体1或抗体2时,可判定其患有糖尿病;抗体1致病原因是由于抗体与胰岛B细胞膜上的葡萄糖受体结合,导致胰岛B细胞对葡萄糖浓度上升的敏感度降低,引起胰岛素分泌量减少,血糖浓度升高,可通过注射胰岛素达到降低血糖效果。
【点睛】易错点:1型糖尿病是由于胰岛B细胞被严重损害引起的,1型糖尿病患者自身不能分泌胰岛素,需要终身依靠胰岛素治疗;2型糖尿病病友体内产生胰岛素的能力并非完全丧失,有的患者体内胰岛素甚至产生过多,是由于受体缺乏引起的。
8.癌症是当前严重危害人类健康重大疾病。研究人员利用与癌细胞在某些方面具有相似性的诱导多功能干细胞(iPSC)进行了抗肿瘤的免疫学研究。研究人员进行的系列实验如下:
免疫组小鼠:每周注射1次含失去增殖活性的iPSC悬液,连续4周;
空白组小鼠:每周注射1次不含失去增殖活性的iPSC的缓冲液,连续4周;
(1)实验一:取免疫组和空白组小鼠的血清分别与iPSC、DB7(一种癌细胞)和MEF(一种正常体细胞)混合,检测三种细胞与血清中抗体的结合率,结果见下表。
①比较表中iPSC与两组小鼠血清作用的结果可知,兔疫组的数值明显___________空白组的数值,说明失去增殖活性的iPSC悬液已经刺激小鼠产生了特异性抗体。
②表中DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异,说明DB7有_______。
实验二:给免疫组和空白组小鼠皮下注射DB7,一周后皮下形成肿瘤。随后空白组小鼠肿瘤体积逐渐增大,免疫组小鼠肿瘤体积逐渐缩小(与细胞裂解死亡有关),由此推测:iPSC还能刺激机体产生特异性抗肿瘤的___________免疫。
(2)研究人员另取小鼠进行实验,验证了上述实验二的推测。下图为实验组的实验过程及结果示意图。请在右图C~F中选择字母填入左图①~③处,从A或B中选择字母填入④处。
_____
(3)该系列研究潜在的应用前景是iPSC可以用于______。
【答案】 (1). 高于 (2). 与iPSC相似的抗原,可与iPSC刺激小鼠产生的特异性抗体结合 (3). 细胞 (4). ①F;②D;③C; ④B (5). 预防和治疗癌症
【解析】
【分析】
分析表格数据:免疫组的DB7和iPSC细胞与抗体结合率明显高于正常细胞,说明生活的iPSC细胞刺激机体产生的抗体,同样对DB7细胞起作用,说明DB7有与iPSC相似的抗原,可与iPSC刺激小鼠产生的抗体结合。
【详解】(1)免疫组小鼠:每周注射1次含失去增殖活性的iPSC悬液,连续4周,空白组小鼠:每周注射1次不含失去增殖活性的iPSC的缓冲液,连续4周。两组的变量是:是否注射了失去增殖活性的iPSC,免疫组就会产生针对iPSC的抗体,该抗体主要分布在血清中。
实验一:取免疫组和空白组小鼠的血清分别与iPSC、DB7(一种癌细胞)和MEF(一种正常体细胞)混合,检测三种细胞与血清中抗体的结合率,
①比较表中iPSC与两组小鼠血清作用的结果可知,免疫组的数值明显高于空白组的数值,说明iPSC刺激小鼠产生了特异性抗体。
②表中DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异,说明DB7有与iPSC相似的抗原,可与iPSC刺激小鼠产生的抗体结合。
实验二:给免疫组和空白组小鼠皮下注射DB7,一周后皮下形成肿瘤。随后空白组小鼠肿瘤体积逐渐增大,免疫组小鼠肿瘤体积逐渐缩小。由此推测:iPSC还能刺激机体产生特异性抗肿瘤的细胞免疫(对抗肿瘤,主要是细胞免疫起作用)。
(2)要验证iPSC与癌细胞(DB7)表面具有类似的抗原,实验过程中,一组小鼠①注射DB7(F)(标记为1组),一周后皮下形成肿瘤。随后小鼠肿瘤体积逐渐增大,另一组(标记为2组)②注射失去增殖活性的iPSC(D),4周后,取其T细胞(C)③(这里边包含已经产生的效应T细胞)注射到1组,由于iPSC与癌细胞(DB7)表面具有类似的抗原,则2组产生的免疫细胞也能对抗1组小鼠的肿瘤,则1组小鼠的④肿瘤(B)会变小。
(3)免疫组的DB7和iPSC细胞和抗体结合率都比较高,而正常细胞和抗体结合率比较低,实验结果表明说明iPSC与癌细胞(DB7)表面具有类似的抗原,而正常细胞表面没有,因此该系列的研究前景是iPSC可以用于抑制肿瘤生长或治疗肿瘤。
【点睛】【点睛】易错点:认真分析实验结果和数据得出结论,比如通过免疫组的DB7和iPSC细胞与抗体结合率明显高于正常细胞这个现象就可以得出DB7有与iPSC相似的抗原,可与iPSC刺激小鼠产生的抗体结合。
9.为探究油菜素内酯(BL)对生长素AA)生理作用的影响做了如图实验:
(1)实验一:利用不同浓度的BL和IAA处理油菜萌发的种子观察其对主根伸长的影响,结果如图1所示。单独IAA处理,对主根伸长的影响是___________;BL与LAA同时处理,在IAA浓度范围为___________ nmol/L时,BL对主根伸长的抑制作用逐渐增强;当IAA浓度继续增加时,BL对主根伸长的影响是___________。
(2)实验二:用放射性碳标记的IAA处理油菜主根,检测油菜素内酯对于生长素运输的影响,实验方法及结果如图2所示。标记的生长素在根部的运输方向为___________(填“单向”或“双向”),BL可以___________(填“促进”或“抑制”)生长素运输,且对___________ (运输方向)的作用更显著。
(3)在农业生产中利用生长素类似物处理植物比用天然的生长素更有效,其原因_________。
【答案】 (1). 低浓度促进伸长,高浓度抑制伸长 (2). 0-10 (3). 抑制作用减弱 (4). 双向 (5). 促进 (6). 极性运输 (形态学上端→下端) (7). 人工合成的生长素类似物具有生长素的作用,但植物体内没有分解它的酶,因而能长时间发挥作用
【解析】
【分析】
(1)分析图甲:图甲表示不同浓度的BL和IAA处理油菜萌发的种子时对主根伸长的影响,上面那条曲线表示单独用IAA处理后主根的伸长情况,下面那条曲线表示BL和IAA同时处理后主根的伸长情况。
(2)分析图乙:图乙表示用放射性碳标记的IAA处理主根,检测油菜素内酯对于生长素运输的影响,两种实验情况下,都检测到了放射性碳标记的IAA,这说明生长素在根部的运输方向是双向的,右侧更明显,说明BL对极性运输过程的促进作用更强;
【详解】(1)图甲中上面那条曲线未加BL,是IAA对主根伸长的影响曲线,与IAA浓度为0的对照组相比,主根长度有大于对照组的,也有小于对照组的,这说明生长素作用具有两重性,即低浓度促进伸长,高浓度抑制伸长;BL与IAA同时处理,在IAA浓度范围为0-10nmol/L时,随着IAA浓度的升高,曲线逐渐降低,说明BL对主根伸长的抑制作用逐渐增强;当IAA浓度继续增加时,曲线逐渐升高,说明BL对主根伸长的影响是将其抑制作用减弱。
(2)从图中看出,两种实验情况下,都检测到了放射性碳标记的IAA,这说明生长素在根部的运输方向是双向的;加了BL 的一组中(阴影)检测到的IAA(放射性)都多于对照组(空白),可以看出BL促进了生长素的运输;图乙中,右侧阴影高出空白更多,这说明BL对极性运输过程的促进作用更强。
(3)在农业生产中利用生长素类似物处理植物比用天然的生长素更有效,其原因是人工合成的生长素类似物具有生长素的作用,但植物体内没有分解它的酶,因而能长时间发挥。
【点睛】易错点:植物体内原有的酶不能分解人工合成的生长素类似物,与生长素相比,生长素类似物效果更好;放射性标记法可以通过放射性同位素来得出某些结论。
10.如图为某池塘生态系统内藻类、植食性鱼类和分解者的关系示意图,字母表示能量,请据图回答问题。
(1)___________是该生态系统的基石,藻类用于呼吸作用的能量为___________(用图中字母表示)
(2)根据示意图画出食物链:________________;能量在藻类和植食性鱼类间的传递效率为___________(用图中字母表示)。
(3)养殖中发现,光照时间充足时鱼类产卵量大,光照属于___________信息,这体现信息传递的作用是___________。
【答案】 (1). 藻类 (2). B (或A-C) (3). 藻类→植食性鱼类 (4). D/A×100% (5). 物理 (6). 有利于生物种群繁衍
【解析】
【分析】
分析题图:图示为某池塘生态系统内藻类、植食性鱼类和分解者的关系示意图,其中A为输入该生态系统的总能量,B表示呼吸消耗的能量,C表示有机物的积累量,D表示植食性鱼类的同化量。
【详解】(1)生态系统的基石是生产者,即藻类;呼吸作用消耗量应为光合作用有机物生成量-光合作用有机物积累量,即图中的B(或A-C)。
(2)根据示意图可以画出食物链是:藻类→植食性鱼类;营养级之间的能量传递效率应为同化量的比值,藻类的同化量即为有机物生成量,故传递效率应为D/A×100%。
(3)在生态系统中光照属于物理信息;养殖中发现,光照时间充足时鱼类产卵量大,图示过程可体现出生态系统信息传递的作用是有利于生物种群繁衍。
【点睛】易错点:呼吸作用消耗量=光合作用有机物生成量-光合作用有机物积累量如果要计算两个营养级之间能量传递的效率,应该用同化量代入公式进行计算。
11.六氣苯(HCB)是一种具有长期残留和高毒性的有机污染物质,对人类健康和环境具有严重危害。科研人员通过人工筛选获得高效的HCB降解菌,将其扩大培养后投入污染土壤中,可降解土壤中的HCB。请冋答下列问题:
(1)欲选择性获得能降解HCB的降解菌,应该在培养基中加入HCB为唯一碳源,除此之外,还需要加入___________等营养物质。扩大培养时,将得到的菌株接种到液体培养基中混匀后,一部分静置培养,另一部分振荡培养,结果发现:震荡培养的细菌比静置培养的降解菌生长速度___________;分析原因是___________。
(2)将筛选的HCB降解菌固定在一定的空间内定殖于土壤中能提高降解效率,固定HCB降解菌一般方法为包埋法,不使用化学结合法和物理吸附法的原因是___________。用于包埋HCB降解菌的载体应该具有的特点是___________。(试举2个特点)
(3)研究人员从HCB降解菌中分离出HCB降解酶,分离该降解酶的常用方法有凝胶色谱法和___________。凝胶色谱法分离蛋白质时相对分子质量___________的蛋白质先从层析柱中洗脱出来,原因是___________。
(4)HCB降解菌在-20℃长期保存时,菌液中常需要加入一定量的___________。(填“蒸馏水”甘油”或“碳酸钙”)
【答案】 (1). 氮源,水,无机盐 (2). 快 (3). 震荡培养能提高培养液中溶解氧的含量,并有利于降解菌与营养物质充分接触,降解菌生长速度快 (4). 体积大的细胞难以被吸附或结合 (5). 不溶于水、化学性质稳定、物理性质优良、寿命长、无毒、价格低廉及易制备 (6). 电泳法 (7). 大 (8). 相对分子质量大的蛋白质无法进入凝胶内部通道,路程较短 (9). 甘油
【解析】
【分析】
化学结合法、物理吸附法和包埋法是用来固定化酶和固定化细胞的常用方法;电泳法和凝胶色谱法是实验室中分离蛋白质常用的方法。
【详解】(1)实验室培养微生物所用的营养物质一般有氮源、水、无机盐;适当提高PCBs的浓度能使底物降解速率增加,其原因是PCBs是待降解的底物,底物浓度适当升高,酶促反应速率随底物浓度增加而加快;实验室中大规模培养微生物所用的培养基一般为液体培养基,溶液中的含氧量增大可以使细胞线粒体产生的能量增多,且震荡可使降解菌分散开接触营养物质,加快其生长。
(2)固定化酶和固定化细胞所用的方法有化学结合法、物理吸附法和包埋法,固定化细胞一般用包埋法,其原因是体积大的细胞难以被吸附或结合;用于包埋PCBs降解菌的载体要长期存在于土壤中,因此应该具备不溶于水、化学性质稳定、物理性质优良、寿命长、无毒及易制备的特点。
(3)实验室分离蛋白质常用的方法有电泳法和凝胶色谱法;用凝胶色谱法分离蛋白质的原理是依据蛋白质的相对分子质量大小,相对分子质量大的蛋白质无法进入凝胶内部通道,只能在凝胶外运动,因此路程较短,先从层析柱中洗脱出来。
(4)长期保存菌种用甘油管藏法,因此,乳酸菌在-20℃长期保存时,菌液中常需要加入一定量的甘油。
【点睛】易错点:在酶促反应中,底物的浓度是影响反应速率的一个因素,当底物浓度增大时,反应速率加快,底物浓度减小时,反应速率减慢;在培养微生物的液体或者固体培养基中,氮源是最为重要必不可少的成分。
12.干旱会影响农作物产量,科学家们对此进行了研究。如图为用探针检验某一抗旱植物基因型的原理,相关基因用R和r表示。
(1)基因R与r的本质区别是___________的不同。在利用PCR技术扩增R或r基因过程中,利用___________可寻找抗旱基因的位置并进行扩增。PCR技术操作步骤中包括两次升温和一次降温,其中降温的目的是___________。
(2)若被检植株发生B现象,不发生A、C现象,则被检植物的基因型为___________。
(3)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法,其依据主要是:当植物受到损伤时,伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物,吸引农杆菌移向这些细胞,这时农杆菌中的Ti质粒上的___________。
(4)经检测,抗旱基因已经导入烟草细胞,但未检测出抗早基因转录出的mRNA,从构建基因表达载体的角度推测,最可能的原因是___________。
(5)为防止转基因植物将外源基因扩散到其他植物,对生态环境造成潜在危害。科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,以避免目的基因通过___________向其他植物扩散。基因组分为基因区和基因间隔区,通常将基因间隔区序列作为插入位点,其目的是___________。
【答案】 (1). 脱氧核苷酸排列顺序(或碱基对排列顺序) (2). 引物 (3). 使引物和模板链结合 (4). Rr (5). T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA 上 (6). 基因表达载体上的目的基因首端未加入启动子 (7). 花粉 (8). 避免了外源基因插入后对叶绿体内源基因表达造成影响
【解析】
【分析】
基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(4)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:
①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;
②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;
③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。
【详解】(1)基因R与r的本质区别是脱氧核苷酸的排列顺序(或碱基对排列顺序)的不同;需要用引物寻找抗旱基因的位置;PCR的操作过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:使引物结合到互补模板链DNA上;③中温延伸:合成子链。
(2)被检植物发生B现象,不发生A、C现象,即R、r探针有形成杂交环,所以被检植物的基因型为Rr。
(3)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法,其依据主要是:当植物受到损伤时,伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物,吸引农杆菌移向这些细胞,这时农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上。
(4)经检测,抗旱基因已经导入到烟草细胞,但未检测出抗旱基因转录出的mRNA,从构建基因表达载体的角度推测,最可能的原因是基因表达载体上目的基因首端未加入启动子。
(5)研究表明,转基因植物可以通过花粉将外源基因扩散到其他植物,从而对生态环境造成潜在的危害,因此,科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,以防止目的基因通过花粉向其他植物扩散;将基因间隔区序列作为插入位点就可以避免外源基因对叶绿体内源基因表达造成影响。
1.下列关于人体内环境稳态与调节的叙述,错误的有几项
①垂体分泌的促甲状腺激素,通过体液定向运送到甲状腺
②胰岛素和胰高血糖素的分泌主要受血糖含量的调节,也受神经的支配
③内环境中发生的丙酮酸氧化分解,给细胞提供能量,有利于生命活动的进行
④饮水不足会引起垂体释放的抗利尿激素增多,促进肾小管和集合管重吸收水
⑤维持内环境中Na+、K+浓度的相对稳定有利于维持神经细胞的正常兴奋
⑥给正常家兔静脉注射一定量的高渗葡萄糖溶液后,短时间内家兔的尿量会减少
A. 一项 B. 二项 C. 三项 D. 四项
【答案】B
【解析】
【分析】
1、内分泌腺产生的激素,弥散到内环境中通过体液运输到靶器官或靶细胞。
2、血糖浓度可直接作用于胰岛B细胞和胰岛A细胞,胰岛B细胞和胰岛A细胞也受神经系统的调节。
3、体内水少或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素多→肾小管、集合管重吸收增加→尿量减少。
4、内环境的理化性质主要包括温度、渗透压和pH,其中人体血浆pH的相对稳定与血浆中的缓冲物质相关。
5、内环境稳态是指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,内环境的稳态的调节机制是:神经-体液-免疫调节网络。
【详解】①垂体分泌的促甲状腺激素,通过体液运送到全身组织,但只作用于甲状腺细胞上的受体,①错误;
②胰岛素和胰高血糖素的分泌主要受血糖浓度的调节,也受下丘脑的相关神经调节,②正确;
③细胞中可发生丙酮酸氧化分解,给细胞提供能量,有利于生命活动的进行,③错误;
④饮水不足,细胞外液渗透压升高,会引起下丘脑产生并由垂体释放抗利尿激素,促进肾小管和集合管重吸收水,尿量减少,④正确;
⑤神经细胞兴奋的产生与Na+内流有关,恢复静息电位与K+外流有关,维持内环境中Na+、K+浓度的相对稳定有利于维持神经细胞的正常兴奋,⑤正确;
⑥给正常家兔静脉注射高渗葡萄糖溶液后,短时间内家兔的细胞外液渗透压升高,会引起下丘脑产生并由垂体释放抗利尿激素,促进肾小管和集合管重吸收水,尿量减少,⑥正确。
故选:B。
2.下图中a、b、c三个神经元构成了1、2两个突触,甲、乙、丙3条曲线为不同刺激引起神经元c上的电位变化。下列叙述正确的是
A. 甲表明刺激a时兴奋以电信号形式迅速传导给c
B. 乙表明兴奋在突触间的传递是单向的
C. 乙也可表示只刺激b时,a神经元的电位变化
D. 丙表明b神经元能释放抑制性神经递质
【答案】D
【解析】
据图分析,甲表示只刺激a,c神经元产生了电位变化,即兴奋通过突触1由a传到了c,但是不能说明两者之间以电信号传递,A错误;由于没有设置对照实验,因此不能说明兴奋在突触间是单向传递的,B错误;乙表示只刺激b,结果c没有产生电位变化;丙表示同时刺激a、b,结果c产生了电位变化,但是与单独刺激a相比减弱了,说明刺激b抑制了a向c传递兴奋,进而说明b神经元能释放抑制性神经递质,C错误、D正确。
3.下列关于植物激素的说法正确的是
A. 植物没有神经系统,其生命活动的调节方式只有激素调节
B. 植物的向光性生长和根的向地性生长不都体现生长素的两重性
C. 光照、温度等环境因子不会影响植物激素的合成
D. 用生长素类似物处理插条的不同方法中,浸泡法要求溶液的浓度较高
【答案】B
【解析】
【分析】
1、激素调节只是植物生命活动调节的一部分。
2、植物激素是由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物;人们发现的植物激素有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等。
3、在植物个体生长发育和适应环境的过程中,各种植物激素不是孤立地起作用,而是相互协调、共同调节,植物激素的合成受基因的控制,也对基因的程序性表达具有调节作用。
【详解】A、激素调节只是植物生命活动调节的一部分,还受基因的调控,A错误;
B、植物向光性原因是背光侧生长素分布多生长快,向光侧生长素分布少,生长慢,不存在高浓度抑制现象,因此不能体现生长素作用的两重性,B正确;
C、光照、温度等环境因子的变化会引起植物体内包括植物激素的合成在内的多种变化,进而对基因组的表达进行调节而影响植物的生命活动,C错误;
D、用生长素类似物处理插条的方法中,沾蘸法要求溶液的浓度较高,D错误。
故选:B。
4.胰岛素可以改善脑神经元的生理功能,其调节机理如图所示。某糖尿病人胰岛功能正常,但体内胰岛素受体InR对胰岛素的敏感性下降,从而导致InR对GLUT转运葡萄糖的促进作用减弱,同时对炎症因子的抑制作用降低,进而出现相关症状。下列说法错误的是
A. 正常人体内,胰岛素激活InR可抑制神经元凋亡,并抑制炎症因子释放导致的神经细胞变性、坏死
B. 该病人体内胰岛素对lnR的激活能力下降,最终加强了炎症因子对GLUT的抑制作用
C. 该病人体内神经元摄取葡萄糖的速率下降
D. 与正常人相比,该病人体内胰岛素含量偏低
【答案】D
【解析】
【分析】
1、分析题图:胰岛素和InR结合,胰岛素受体(InR)的激活,可以促进神经元轴突末梢释放神经递质;可以抑制炎症因子的作用,从而抑制神经元凋亡,坏死;可以促进GLUT转运葡萄糖,从而使血糖浓度降低;
2、血糖平衡的调节的模型:
【详解】A、胰岛素激活InR后,胰岛素可以抑制神经元凋亡,通过抑制炎症因子的作用,抑制神经细胞的坏死,A正确;
B、某些糖尿病人胰岛功能正常,但体内胰岛素对InR的激活能力下降,导致InR对GLUT转运葡萄糖的直接促进作用减弱,同时对炎症因子的抑制作用降低,从而加强了炎症因子对GLUT的抑制能力,B正确;
C、糖尿病人体内对InR的激活能力下降,神经元摄取葡萄糖的速率下降,C正确;
D、胰岛素受体(InR)激活障碍的糖尿病患者,由于胰岛素受体的激活障碍问题,不能被识别灭活,故此类病人体内胰岛素含量偏高,患者体内胰岛素含量一般高于正常人,D错误。
故选:D。
5.某地山区有甲、乙两块森林砍伐迹地封山育林的20年中,甲地自然恢复生长,乙地山民种植了一些乔木进行恢复,下表是两群落中植物类别、物种数量统计数据。下列相关叙述错误的是
A. 采集表中的物种数量可以采用样方法调查
B. 调查结果显示甲、乙两地在第20年时物种丰富度最高
C. 第10年甲砍伐地各草本植物的种群密度都达到最大
D. 表中数据说明人类活动影响群落的次生演替速度
【答案】C
【解析】
【分析】
1、据表格分析,群落演替属于次生演替。
2、群落垂直结构:在垂直方向上,大多数群落具有明显的分层现象(主要受阳光的影响);
群落水平结构:由于地形的变化、土壤湿度和盐碱的差异、光照强度的不同等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异。
3、群落:生活在一定的自然区域内,相互之间具有直接或间接的各种生物种群的总和。
【详解】A、样方法既可以调查种群密度,也可以调查群落丰富度,所以表中植物种类数据是能利用样方法获得的,A正确;
B、据图分析可知,在第二十年时两地物种丰富度最高,B正确;
C、图中只能看出物种数量而无法看出植物的种群密度,C错误;
D、甲乙两地的不同在于有无受到人类活动影响,甲乙两地次生演替的发展不同可以证明人类活动影响群落的次生演替速度,D正确。
故选:C。
6.某种细菌能分泌胞外酶将有机磷杀虫剂乐果降解,某研究小组进行了该细菌对某水稻田泥土中残留乐果的分解能力的研究,结果如图。下列相关分析中正确的是
A. 本实验中的自变量有泥土含水量、温度、处理时间
B. 本实验采用的对照方法有空白对照和相互对照
C. 本实验需要测定泥土中乐果初始含量和3天后的含量
D. 该细菌分解泥土中乐果效果最好的条件是20℃、泥土含水量20%-40%
【答案】C
【解析】
【分析】
本实验的自变量有泥土含水量、温度,处理时间属于无关变量;实验组是经过处理的;对照组是未经过处理的;实验过程中可变化的因素称之为变量;想研究并可人为改变的变量称为自变量;随着自变量的变化而变化的变量称为因变量;在实验中存在的一些可变因素,能对结果造成影响,这些变量称为无关变量。
【详解】A、本实验的自变量有泥土含水量、温度,处理时间属于无关变量,A错误;
B、本实验设置的对照有不同温度的相互对照,不同泥土含量的相互对照,没有设置空白对照,B错误;
C、由图可知本实验需要测定乐果在泥土中的初始含量以及三天后的含量,C正确;
D、由图可知,20℃的情况下三天后泥土中的乐果含量最低,可知该细菌分解泥土中乐果效果最好的条件是20摄氏度左右,但是由于缺少泥土含水量低于20%和高于80%的实验数据,无法确认何种情况下效果最好,D错误。
故选:C。
7.如图为影响血糖调节的因素及激素发挥作用的过程图中字母表示物质数字代表结构和过程丙和丁代表不同细胞。请据图回答下列问题:
(1)当血糖浓度升高时机体进行神经调节涉及的反射弧是___________(用图中汉字、数字及箭头表示)
(2)分析图示可推测图中D代表___________,丙分泌的C的生理功能是___________,从而调节血糖浓度。
(3)胰岛素可通过作用于下丘脑神经元抑制胰高血糖素的分泌验证此现象的实验思路是:将大鼠随机分成两组,实验组在其下丘脑神经元周围施加适量的___________溶液,对照组施加等体积生理盐水,测定并比较___________。为使实验结果更明显,实验过程中应将大鼠血糖维持在比正常浓度___________(填“稍高”或“稍低”)的水平。
(4)当某人血液中存在抗体1或抗体2时,可判定其患有糖尿病;其中可通过注射胰岛素达到降低血糖效果的糖尿病是由___________(填“抗体I”或“抗体2”)引起的。
【答案】 (1). 感受器甲→4→下丘脑→5→丙 (2). 胰高血糖素 (3). 促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖 (4). 胰岛素 (5). 施加试剂前后血液中胰高血糖素的浓度 (6). 稍低 (7). 抗体1
【解析】
【分析】
1、据图分析:当血糖浓度上升时,葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋,通过下丘脑血糖调节中枢,最终由传出神经末梢释放神经递质,与胰岛B细胞(丙)膜上相应的受体结合,引起胰岛素分泌增多,当血糖浓度下降时,葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋,通过下丘脑血糖调节中枢,最终由传出神经末梢释放神经递质,与胰岛A细胞(丁)膜上相应的受体结合,引起胰高血糖素分泌增多。
2、胰岛素是人体内唯一降低血糖的激素,当血糖浓度降低时,胰高血糖素可以升高血糖浓度,胰岛素与胰高血糖素在调节血糖过程中具有拮抗作用。
【详解】(1)根据图示分析,当血糖浓度升高时,机体进行神经调节涉及的反射弧是:感受器甲→4→下丘脑→5→丙。
(2)分析图示可推测,图中丙代表胰岛B细胞,D代表胰高血糖素;丙分泌的C(胰岛素)的生理功能是促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖浓度降低。
(3)根据题意,该实验的目的是探究胰岛素可通过作用于下丘脑神经元抑制胰高血糖素的分泌,自变量是胰岛素的有无,因变量是血液中胰高血糖素的浓度,故实验组在其下丘脑神经元周围施加适量的胰岛素溶液;对照组施加等体积生理盐水,测定并比较施加试剂前后血液中胰高血糖素的浓度;为使实验结果更明显,实验过程中应将血糖浓度维持在比正常浓度稍低水平。
(4)当某人血液中存在抗体1或抗体2时,可判定其患有糖尿病;抗体1致病原因是由于抗体与胰岛B细胞膜上的葡萄糖受体结合,导致胰岛B细胞对葡萄糖浓度上升的敏感度降低,引起胰岛素分泌量减少,血糖浓度升高,可通过注射胰岛素达到降低血糖效果。
【点睛】易错点:1型糖尿病是由于胰岛B细胞被严重损害引起的,1型糖尿病患者自身不能分泌胰岛素,需要终身依靠胰岛素治疗;2型糖尿病病友体内产生胰岛素的能力并非完全丧失,有的患者体内胰岛素甚至产生过多,是由于受体缺乏引起的。
8.癌症是当前严重危害人类健康重大疾病。研究人员利用与癌细胞在某些方面具有相似性的诱导多功能干细胞(iPSC)进行了抗肿瘤的免疫学研究。研究人员进行的系列实验如下:
免疫组小鼠:每周注射1次含失去增殖活性的iPSC悬液,连续4周;
空白组小鼠:每周注射1次不含失去增殖活性的iPSC的缓冲液,连续4周;
(1)实验一:取免疫组和空白组小鼠的血清分别与iPSC、DB7(一种癌细胞)和MEF(一种正常体细胞)混合,检测三种细胞与血清中抗体的结合率,结果见下表。
①比较表中iPSC与两组小鼠血清作用的结果可知,兔疫组的数值明显___________空白组的数值,说明失去增殖活性的iPSC悬液已经刺激小鼠产生了特异性抗体。
②表中DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异,说明DB7有_______。
实验二:给免疫组和空白组小鼠皮下注射DB7,一周后皮下形成肿瘤。随后空白组小鼠肿瘤体积逐渐增大,免疫组小鼠肿瘤体积逐渐缩小(与细胞裂解死亡有关),由此推测:iPSC还能刺激机体产生特异性抗肿瘤的___________免疫。
(2)研究人员另取小鼠进行实验,验证了上述实验二的推测。下图为实验组的实验过程及结果示意图。请在右图C~F中选择字母填入左图①~③处,从A或B中选择字母填入④处。
_____
(3)该系列研究潜在的应用前景是iPSC可以用于______。
【答案】 (1). 高于 (2). 与iPSC相似的抗原,可与iPSC刺激小鼠产生的特异性抗体结合 (3). 细胞 (4). ①F;②D;③C; ④B (5). 预防和治疗癌症
【解析】
【分析】
分析表格数据:免疫组的DB7和iPSC细胞与抗体结合率明显高于正常细胞,说明生活的iPSC细胞刺激机体产生的抗体,同样对DB7细胞起作用,说明DB7有与iPSC相似的抗原,可与iPSC刺激小鼠产生的抗体结合。
【详解】(1)免疫组小鼠:每周注射1次含失去增殖活性的iPSC悬液,连续4周,空白组小鼠:每周注射1次不含失去增殖活性的iPSC的缓冲液,连续4周。两组的变量是:是否注射了失去增殖活性的iPSC,免疫组就会产生针对iPSC的抗体,该抗体主要分布在血清中。
实验一:取免疫组和空白组小鼠的血清分别与iPSC、DB7(一种癌细胞)和MEF(一种正常体细胞)混合,检测三种细胞与血清中抗体的结合率,
①比较表中iPSC与两组小鼠血清作用的结果可知,免疫组的数值明显高于空白组的数值,说明iPSC刺激小鼠产生了特异性抗体。
②表中DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异,说明DB7有与iPSC相似的抗原,可与iPSC刺激小鼠产生的抗体结合。
实验二:给免疫组和空白组小鼠皮下注射DB7,一周后皮下形成肿瘤。随后空白组小鼠肿瘤体积逐渐增大,免疫组小鼠肿瘤体积逐渐缩小。由此推测:iPSC还能刺激机体产生特异性抗肿瘤的细胞免疫(对抗肿瘤,主要是细胞免疫起作用)。
(2)要验证iPSC与癌细胞(DB7)表面具有类似的抗原,实验过程中,一组小鼠①注射DB7(F)(标记为1组),一周后皮下形成肿瘤。随后小鼠肿瘤体积逐渐增大,另一组(标记为2组)②注射失去增殖活性的iPSC(D),4周后,取其T细胞(C)③(这里边包含已经产生的效应T细胞)注射到1组,由于iPSC与癌细胞(DB7)表面具有类似的抗原,则2组产生的免疫细胞也能对抗1组小鼠的肿瘤,则1组小鼠的④肿瘤(B)会变小。
(3)免疫组的DB7和iPSC细胞和抗体结合率都比较高,而正常细胞和抗体结合率比较低,实验结果表明说明iPSC与癌细胞(DB7)表面具有类似的抗原,而正常细胞表面没有,因此该系列的研究前景是iPSC可以用于抑制肿瘤生长或治疗肿瘤。
【点睛】【点睛】易错点:认真分析实验结果和数据得出结论,比如通过免疫组的DB7和iPSC细胞与抗体结合率明显高于正常细胞这个现象就可以得出DB7有与iPSC相似的抗原,可与iPSC刺激小鼠产生的抗体结合。
9.为探究油菜素内酯(BL)对生长素AA)生理作用的影响做了如图实验:
(1)实验一:利用不同浓度的BL和IAA处理油菜萌发的种子观察其对主根伸长的影响,结果如图1所示。单独IAA处理,对主根伸长的影响是___________;BL与LAA同时处理,在IAA浓度范围为___________ nmol/L时,BL对主根伸长的抑制作用逐渐增强;当IAA浓度继续增加时,BL对主根伸长的影响是___________。
(2)实验二:用放射性碳标记的IAA处理油菜主根,检测油菜素内酯对于生长素运输的影响,实验方法及结果如图2所示。标记的生长素在根部的运输方向为___________(填“单向”或“双向”),BL可以___________(填“促进”或“抑制”)生长素运输,且对___________ (运输方向)的作用更显著。
(3)在农业生产中利用生长素类似物处理植物比用天然的生长素更有效,其原因_________。
【答案】 (1). 低浓度促进伸长,高浓度抑制伸长 (2). 0-10 (3). 抑制作用减弱 (4). 双向 (5). 促进 (6). 极性运输 (形态学上端→下端) (7). 人工合成的生长素类似物具有生长素的作用,但植物体内没有分解它的酶,因而能长时间发挥作用
【解析】
【分析】
(1)分析图甲:图甲表示不同浓度的BL和IAA处理油菜萌发的种子时对主根伸长的影响,上面那条曲线表示单独用IAA处理后主根的伸长情况,下面那条曲线表示BL和IAA同时处理后主根的伸长情况。
(2)分析图乙:图乙表示用放射性碳标记的IAA处理主根,检测油菜素内酯对于生长素运输的影响,两种实验情况下,都检测到了放射性碳标记的IAA,这说明生长素在根部的运输方向是双向的,右侧更明显,说明BL对极性运输过程的促进作用更强;
【详解】(1)图甲中上面那条曲线未加BL,是IAA对主根伸长的影响曲线,与IAA浓度为0的对照组相比,主根长度有大于对照组的,也有小于对照组的,这说明生长素作用具有两重性,即低浓度促进伸长,高浓度抑制伸长;BL与IAA同时处理,在IAA浓度范围为0-10nmol/L时,随着IAA浓度的升高,曲线逐渐降低,说明BL对主根伸长的抑制作用逐渐增强;当IAA浓度继续增加时,曲线逐渐升高,说明BL对主根伸长的影响是将其抑制作用减弱。
(2)从图中看出,两种实验情况下,都检测到了放射性碳标记的IAA,这说明生长素在根部的运输方向是双向的;加了BL 的一组中(阴影)检测到的IAA(放射性)都多于对照组(空白),可以看出BL促进了生长素的运输;图乙中,右侧阴影高出空白更多,这说明BL对极性运输过程的促进作用更强。
(3)在农业生产中利用生长素类似物处理植物比用天然的生长素更有效,其原因是人工合成的生长素类似物具有生长素的作用,但植物体内没有分解它的酶,因而能长时间发挥。
【点睛】易错点:植物体内原有的酶不能分解人工合成的生长素类似物,与生长素相比,生长素类似物效果更好;放射性标记法可以通过放射性同位素来得出某些结论。
10.如图为某池塘生态系统内藻类、植食性鱼类和分解者的关系示意图,字母表示能量,请据图回答问题。
(1)___________是该生态系统的基石,藻类用于呼吸作用的能量为___________(用图中字母表示)
(2)根据示意图画出食物链:________________;能量在藻类和植食性鱼类间的传递效率为___________(用图中字母表示)。
(3)养殖中发现,光照时间充足时鱼类产卵量大,光照属于___________信息,这体现信息传递的作用是___________。
【答案】 (1). 藻类 (2). B (或A-C) (3). 藻类→植食性鱼类 (4). D/A×100% (5). 物理 (6). 有利于生物种群繁衍
【解析】
【分析】
分析题图:图示为某池塘生态系统内藻类、植食性鱼类和分解者的关系示意图,其中A为输入该生态系统的总能量,B表示呼吸消耗的能量,C表示有机物的积累量,D表示植食性鱼类的同化量。
【详解】(1)生态系统的基石是生产者,即藻类;呼吸作用消耗量应为光合作用有机物生成量-光合作用有机物积累量,即图中的B(或A-C)。
(2)根据示意图可以画出食物链是:藻类→植食性鱼类;营养级之间的能量传递效率应为同化量的比值,藻类的同化量即为有机物生成量,故传递效率应为D/A×100%。
(3)在生态系统中光照属于物理信息;养殖中发现,光照时间充足时鱼类产卵量大,图示过程可体现出生态系统信息传递的作用是有利于生物种群繁衍。
【点睛】易错点:呼吸作用消耗量=光合作用有机物生成量-光合作用有机物积累量如果要计算两个营养级之间能量传递的效率,应该用同化量代入公式进行计算。
11.六氣苯(HCB)是一种具有长期残留和高毒性的有机污染物质,对人类健康和环境具有严重危害。科研人员通过人工筛选获得高效的HCB降解菌,将其扩大培养后投入污染土壤中,可降解土壤中的HCB。请冋答下列问题:
(1)欲选择性获得能降解HCB的降解菌,应该在培养基中加入HCB为唯一碳源,除此之外,还需要加入___________等营养物质。扩大培养时,将得到的菌株接种到液体培养基中混匀后,一部分静置培养,另一部分振荡培养,结果发现:震荡培养的细菌比静置培养的降解菌生长速度___________;分析原因是___________。
(2)将筛选的HCB降解菌固定在一定的空间内定殖于土壤中能提高降解效率,固定HCB降解菌一般方法为包埋法,不使用化学结合法和物理吸附法的原因是___________。用于包埋HCB降解菌的载体应该具有的特点是___________。(试举2个特点)
(3)研究人员从HCB降解菌中分离出HCB降解酶,分离该降解酶的常用方法有凝胶色谱法和___________。凝胶色谱法分离蛋白质时相对分子质量___________的蛋白质先从层析柱中洗脱出来,原因是___________。
(4)HCB降解菌在-20℃长期保存时,菌液中常需要加入一定量的___________。(填“蒸馏水”甘油”或“碳酸钙”)
【答案】 (1). 氮源,水,无机盐 (2). 快 (3). 震荡培养能提高培养液中溶解氧的含量,并有利于降解菌与营养物质充分接触,降解菌生长速度快 (4). 体积大的细胞难以被吸附或结合 (5). 不溶于水、化学性质稳定、物理性质优良、寿命长、无毒、价格低廉及易制备 (6). 电泳法 (7). 大 (8). 相对分子质量大的蛋白质无法进入凝胶内部通道,路程较短 (9). 甘油
【解析】
【分析】
化学结合法、物理吸附法和包埋法是用来固定化酶和固定化细胞的常用方法;电泳法和凝胶色谱法是实验室中分离蛋白质常用的方法。
【详解】(1)实验室培养微生物所用的营养物质一般有氮源、水、无机盐;适当提高PCBs的浓度能使底物降解速率增加,其原因是PCBs是待降解的底物,底物浓度适当升高,酶促反应速率随底物浓度增加而加快;实验室中大规模培养微生物所用的培养基一般为液体培养基,溶液中的含氧量增大可以使细胞线粒体产生的能量增多,且震荡可使降解菌分散开接触营养物质,加快其生长。
(2)固定化酶和固定化细胞所用的方法有化学结合法、物理吸附法和包埋法,固定化细胞一般用包埋法,其原因是体积大的细胞难以被吸附或结合;用于包埋PCBs降解菌的载体要长期存在于土壤中,因此应该具备不溶于水、化学性质稳定、物理性质优良、寿命长、无毒及易制备的特点。
(3)实验室分离蛋白质常用的方法有电泳法和凝胶色谱法;用凝胶色谱法分离蛋白质的原理是依据蛋白质的相对分子质量大小,相对分子质量大的蛋白质无法进入凝胶内部通道,只能在凝胶外运动,因此路程较短,先从层析柱中洗脱出来。
(4)长期保存菌种用甘油管藏法,因此,乳酸菌在-20℃长期保存时,菌液中常需要加入一定量的甘油。
【点睛】易错点:在酶促反应中,底物的浓度是影响反应速率的一个因素,当底物浓度增大时,反应速率加快,底物浓度减小时,反应速率减慢;在培养微生物的液体或者固体培养基中,氮源是最为重要必不可少的成分。
12.干旱会影响农作物产量,科学家们对此进行了研究。如图为用探针检验某一抗旱植物基因型的原理,相关基因用R和r表示。
(1)基因R与r的本质区别是___________的不同。在利用PCR技术扩增R或r基因过程中,利用___________可寻找抗旱基因的位置并进行扩增。PCR技术操作步骤中包括两次升温和一次降温,其中降温的目的是___________。
(2)若被检植株发生B现象,不发生A、C现象,则被检植物的基因型为___________。
(3)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法,其依据主要是:当植物受到损伤时,伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物,吸引农杆菌移向这些细胞,这时农杆菌中的Ti质粒上的___________。
(4)经检测,抗旱基因已经导入烟草细胞,但未检测出抗早基因转录出的mRNA,从构建基因表达载体的角度推测,最可能的原因是___________。
(5)为防止转基因植物将外源基因扩散到其他植物,对生态环境造成潜在危害。科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,以避免目的基因通过___________向其他植物扩散。基因组分为基因区和基因间隔区,通常将基因间隔区序列作为插入位点,其目的是___________。
【答案】 (1). 脱氧核苷酸排列顺序(或碱基对排列顺序) (2). 引物 (3). 使引物和模板链结合 (4). Rr (5). T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA 上 (6). 基因表达载体上的目的基因首端未加入启动子 (7). 花粉 (8). 避免了外源基因插入后对叶绿体内源基因表达造成影响
【解析】
【分析】
基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(4)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:
①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;
②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;
③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。
【详解】(1)基因R与r的本质区别是脱氧核苷酸的排列顺序(或碱基对排列顺序)的不同;需要用引物寻找抗旱基因的位置;PCR的操作过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:使引物结合到互补模板链DNA上;③中温延伸:合成子链。
(2)被检植物发生B现象,不发生A、C现象,即R、r探针有形成杂交环,所以被检植物的基因型为Rr。
(3)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法,其依据主要是:当植物受到损伤时,伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物,吸引农杆菌移向这些细胞,这时农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上。
(4)经检测,抗旱基因已经导入到烟草细胞,但未检测出抗旱基因转录出的mRNA,从构建基因表达载体的角度推测,最可能的原因是基因表达载体上目的基因首端未加入启动子。
(5)研究表明,转基因植物可以通过花粉将外源基因扩散到其他植物,从而对生态环境造成潜在的危害,因此,科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中,以防止目的基因通过花粉向其他植物扩散;将基因间隔区序列作为插入位点就可以避免外源基因对叶绿体内源基因表达造成影响。
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