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江苏省仪征中学2022级高三生物暑期检测一
一、单选题本部分包括20题,每题2分,共40分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 蓝莓酒和蓝莓醋被称为“液体黄金”“口服化妆品”等。如图是以新鲜蓝莓为原料制作蓝莓酒和蓝莓醋的过程简图。下列相关叙述错误的是( )
A. 在制作蓝莓酒时,温度应该控制在18~30℃
B. 若氧气、糖源充足,蓝莓汁可直接经过程③发酵为蓝莓醋
C. 若处理不当,在酒精发酵旺盛时,醋酸菌可将糖分解为乙酸
D. 在酸性条件下用重铬酸钾溶液检测,若出现灰绿色说明有蓝莓酒产生
【答案】C
【解析】
【分析】参与果酒制作的微生物是酵母菌,其生存的适宜温度是18-25℃,新陈代谢类型为异养兼性厌氧型,参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型,果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
【详解】A、参与果酒制作的微生物是酵母菌,其最适生长温度约为28℃,在制作蓝莓酒时,温度应该控制在18~30℃,A正确;
B、过程③是乙酸发酵,所用的微生物是醋酸菌,醋酸菌在氧气、糖源都充足的条件下可直接将蓝莓汁发酵为蓝莓醋,B正确;
C、酒精发酵为无氧环境,而醋酸菌是好氧细菌,即使发酵装置中含有醋酸菌,在酒精发酵旺盛时,醋酸菌也不能将果汁中的糖分解为乙酸,C错误;
D、在酸性条件下用重铬酸钾溶液检测,若果汁出现灰绿色说明有蓝莓酒产生,D正确。
故选C。
2. 谷氨酰胺酶(PG酶)是一种催化L-β-谷氨酰胺水解成L-谷氨酸和氨的反应的酶,能增大蛋白质的溶解性,提高食品工业中蛋白质的利用率。研究人员利用谷氨酰胺-甘氨酸(谷氨酰胺-甘氨酸遇热易分解)为唯一氮源从土壤中筛选产PG酶的金黄杆菌,实验过程如下图。下列有关叙述错误的是( )
A. 经过程③接种后的培养皿不能立即倒置培养
B. 培养基Ⅱ可用于土壤中能产生PG酶的金黄杆菌的分离
C. 培养基Ⅲ可用于金黄杆菌的发酵培养以获得PG酶
D. 对培养基Ⅰ进行灭菌时应选择高压蒸汽灭菌
【答案】D
【解析】
【分析】1、培养基:(1)概念:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出的供其生长繁殖的营养基质;(2)营养构成:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐,此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性,培养细菌时需将pH调至中性或微碱性,培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
【详解】A、如果接种后,立即将培养基倒置,可能造成培养液滴落,所以为防止培养液滴落,接种后的培养皿不能立即倒置培养,A正确;
B、分析题图可知,培养基II是固体培养基,可用于土壤中能产生PG酶的金黄杆菌的分离,B正确;
C、养基III是液体培养基,可用于金黄杆菌的发酵培养以获得PG酶,C正确;
D、培养基I中谷氨酰胺-甘氨酸遇热易分解,灭菌时温度不宜过高,不能选择高压蒸汽灭菌,D错误。
故选D。
3. 维生素B1与ATP反应生成焦磷酸硫胺素(TPP)。丙酮酸脱氢酶只有与TPP结合,才能催化丙酮酸氧化分解。维生素B1缺乏的人丙酮酸脱氢酶活性降低,丙酮酸会被转化为乳酸,引起高乳酸血症。下列有关叙述正确的是( )
A. TPP主要在线粒体基质中起作用
B. 甲亢患者对维生素B1的需求量降低
C. 高乳酸血症患者无氧呼吸产生的CO2增多
D. 维生素B1缺乏导致供给丙酮酸氧化分解的活化能减少
【答案】A
【解析】
【分析】有氧呼吸的第二阶段为丙酮酸氧化分解释放能量,发生在线粒体基质中;酶的作用机理是降低化学反应所需活化能。
【详解】A、分析题干信息可知,丙酮酸脱氢酶只有与TPP结合,才能催化丙酮酸氧化分解,丙酮酸氧化分解主要发生在线粒体中,故TPP主要在线粒体基质中起作用,A正确;
B、维生素B1缺乏者,丙酮酸脱氢酶活性降低,丙酸氧化分解供能减少,而甲亢患者甲状腺激素分泌较多,需要维生素B1促进丙酮酸的氧化分解,因此甲亢患者对维生素B1的需求量升高 ,B错误;
C、高乳酸血症患者无氧呼吸不产生的CO2,C错误;
D、维生素B1缺乏使丙酮酸脱氢酶活性降低,丙酮酸氧化分解反应所需的活化能升高,而不是供给丙酮酸氧化分解反应所需的活化能减少,D错误。
故选A。
4. 下图为生物学中常见的曲线图,下列叙述与之相符的是( )
A. 细胞内酶促反应速率(y)随底物浓度(x)增加的变化趋势
B. 人体成熟红细胞吸收K+速率(y)随O2浓度(x)增加的变化趋势
C. 绿色植物光合作用强度(y)随光照强度(x)增加的变化趋势
D. 洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离复原过程中液泡中水分含量(y)随时间(x)变化
【答案】D
【解析】
【分析】哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞器。
【详解】A、当底物浓度(x)为0时,细胞内酶促反应速率(y)也为0,A不符合题意;
B、人体成熟红细胞没有线粒体,不能进行有氧呼吸,吸收K+的能量由无氧呼吸提供,所以人体成熟红细胞吸收K+速率(y)不会随O2浓度的变化而变化,B不符合题意;
C、当光照强度(x)为0时,绿色植物光合作用强度(y)也为0,C不符合题意;
D、在质壁分离复原过程中,最初液泡是有一定水分的,随着细胞吸水,液泡中的水分含量逐渐增多,由于细胞壁的存在,液泡中的水分含量不会一直增多,最终保持稳定,D符合题意。
故选D。
5. 2019年诺贝尔生理学或医学奖授予发现细胞缺氧诱导因子HIF1α科学家,他们的研究揭示了细胞缺氧会引发包括细胞周期改变等诸多效应,进一步研究发现高浓度ATP也会影响细胞周期(如图所示:AMPK、p21、p27、p53表示相关蛋白质)。下列叙述正确的是( )
A. 据图推测p27作用机理与秋水仙素类似
B. 据图推测细胞缺氧和高浓度ATP均可促进p21的形成,并作用于G1期与S期之间
C. 4N→2N时期含有细胞内染色体数目最多的时期
D. 4N→2N时期同源染色体上的等位基因会发生分离
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图可知,细胞缺氧会激活HIF1α,HIF1α再激活p27、p21的合成,p27抑制细胞分裂的分裂期、p21抑制细胞分裂的分裂间期(DNA分子复制),进而抑制细胞分裂,阻断细胞增殖;AMPK具有激活p53的作用,p53能激活p21、p27的合成,因此AMPK也具有抑制细胞增殖的作用,而高浓度ATP通过抑制AMPK而促进细胞增殖。
【详解】A、秋水仙素是在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成从而使姐妹染色单体分开后无法移向两极,p27抑制细胞分裂的分裂期,不一定是抑制纺锤体的形成,A错误;
B、由分析可知,细胞缺氧可促进p21的形成,p21抑制分裂间期的S期DNA分子复制,而高浓度ATP通过抑制AMPK从而抑制p21的形成,B错误;
C、DNA分子数从4N→2N发生在后期到末期,因此染色体数目最多的时期是DNA分子数4N→2N的阶段,C正确;
D、有丝分裂过程中同源染色体不会分开,D错误。
故选C。
6. 下图是食物促进胃上皮细胞分泌胃酸的过程。胃酸除了具有辅助消化功能之外,分泌过量时能导致胃灼热。下列说法错误的是( )
A. 食物和组织胺均可作为信号促进胃上皮细胞分泌胃酸
B. 胃酸分泌时上皮细胞朝向胃腔的膜面积有所增大,有利于胃酸的分泌
C. 产生胃灼热的患者可以采取服用抑制组织胺或者抑制H+/K+-ATP酶的药物来减轻症状
D. H+/K+-ATP酶通过主动运输的方式将H+运输到内环境当中,会导致胃液酸性增加
【答案】D
【解析】
【分析】题图分析:题图是食物促进胃上皮细胞分泌胃酸的过程,受到食物刺激时无活性的 酶变成有活性的H+/K+-ATP酶并且使上皮细胞朝向胃腔的膜面积有所增大,ATP分解提供能量,胃上皮细 胞排出H+,吸收钾离子,使胃液呈酸性,组织胺能起到相同的作用。
【详解】A、食物和组织胺作用于胃上皮细胞,会导致胃上皮细胞的H+/K+-ATP酶被激活,促进胃上皮细 胞分泌胃酸,A正确;
B、结合图示可以看出,胃酸分泌时上皮细胞朝向胃腔的膜出现皱褶,膜面积增大,有利于胃酸的分泌,B正确;
C、胃酸分泌过量时能导致胃灼热,因此为了缓解产生胃灼热的患者可以采取服用抑制组织胺或者抑制H+/K+-ATP酶的药物,进而减少胃酸的分泌来减轻症状,C正确;
D、H+/K+-ATP酶将H+泵到胃腔,胃腔不属于内环境,D错误。
故选D。
7. 中心体在细胞周期中具有复制—分离—复制的周期性,下列相关叙述错误的是( )
A. 中心体由两个相互垂直排列的中心粒及周围物质组成
B. 有丝分裂时,中心粒在分裂间期复制、分裂前期分离
C. 处于分裂中期的洋葱根尖细胞中可观察到两个中心体
D. 和DNA一样,中心粒在每个细胞周期中只能复制一次
【答案】C
【解析】
【分析】中心体是一种无膜结构的细胞器,由两个空间相互垂直的中心粒及其周围物质组成。每个中心粒包含由蛋白质构成的若干组管状结构。中心体主要存在于动物细胞和低等植物细胞中,在细胞增殖中起重要作用。
【详解】A、中心体是一种无膜结构的细胞器,由两个空间相互垂直的中心粒及其周围物质组成,A正确;
B、有丝分裂时,中心体在分裂间期复制合成,在分裂前期移向两极,发出星射线形成纺锤体,B正确;
C、洋葱是高等植物细胞,不含有中心体,C错误;
D、每个细胞周期内DNA和中心粒只复制一次,随细胞分裂平均分配到两个子细胞中去,D正确。
故选C。
8. 下列关于酵母菌的相关实验的描述,正确的是( )
实验
实验名称
相关描述
①
果酒的制作
发酵液中加入酸性重铬酸钾,出现灰绿色,则有酒精产生
②
酵母菌种群数量变化
血细胞计数板在显微镜下观察计数之前要静置片刻
③
探究酵母菌的呼吸方式
控制的无关变量有温度、培养液浓度、有无O2等
④
酵母菌的纯培养
配制培养基、倒平板、接种需要在酒精灯火焰旁进行
A. 实验① B. 实验② C. 实验③ D. 实验④
【答案】B
【解析】
【分析】1、制备培养基的步骤:计算、称量、溶化、(调节 pH)、灭菌、倒平板。
2、探究酵母菌种群数量的变化实验中,实验流程为:
(1)酵母菌培养 (液体培养基,无菌条件);
(2)振荡培养基(酵母菌均匀分布于培养基中);
(3)观察并计数(对于压在方格边上的酵母菌,只计数相邻两边及其顶点的个体)。
【详解】①葡萄糖也能使酸性重铬酸钾溶液由橙色变成灰绿色,因此发酵液中加入酸性重铬酸钾后溶液变成灰绿色,不能说明有酒精产生,①错误;
②计数板在显微镜下观察计数之前要静置片刻,待酵母菌沉降到计数室底部,再在显微镜观察、计数,②正确;
③酵母菌的呼吸类型为兼性厌氧型,探究酵母菌的呼吸方式,有无O2是自变量,③错误;
④酒精灯火焰附近是无菌区域,倒平板和接种在酒精灯火焰旁进行,由于需对培养基进行灭菌,因此配制培养基时不需要在酒精灯火焰旁进行,④错误。
综上所述ACD错误,B正确。
故选B。
9. 下列以紫色洋葱为材料的实验中,不可能实现实验目的的是( )
A. 洋葱鳞片叶研磨后进行DNA的粗提取,并用二苯胺鉴定
B. 洋葱绿色管状叶研磨后,进行叶绿体色素的提取与分离
C. 洋葱根尖经解离-染色-漂洗-制片处理后,观察有丝分裂过程染色体的状态
D. 洋葱鳞片叶外表皮临时装片上滴加不同浓度蔗糖溶液,观察质壁分离和复原
【答案】C
【解析】
【分析】质壁分离指的是原生质体和细胞壁分离。植物细胞由于液泡失水而使原生质体与细胞壁分离的现象,叫做质壁分离。如果把发生了质壁分离现象的细胞再浸入浓度很低的溶液或清水中,外面的水就进入细 胞,液泡变大,整个原生质层又慢慢恢复到原来的状态,这种现象叫做质壁分离复原。
【详解】A、洋葱鳞片叶含有DNA,DNA遇二苯胺显蓝色,A不符合题意;
B、洋葱绿色管状叶中含有光合色素,可进行色素的提取与分离,B不符合题意;
C、染色体装片制作的顺序为:洋葱根尖经解离-漂洗-染色-制片,C符合题意;
D、洋葱鳞片叶外表皮含有紫色大液泡,临时装片上滴加不同浓度蔗糖溶液,可发生质壁分离及复原,D不符合题意。
故选C。
10. 真核生物的生物膜将细胞内分隔成不同的“区室”,有利于细胞代谢高效、有序地进行,下列关于细胞内的不同“区室”说法正确的是( )
A. 植物细胞的色素分子只储存于双层膜包围成的区域中
B. 由双层膜包围而成的区域均既可产生 ATP,也可消耗ATP
C. 产生水的反应既可发生在双层膜包围的区域,也可发生在无膜包围的区域
D. 蛋白质、糖类、核酸、脂质的合成均发生于单层膜围成的区域中
【答案】C
【解析】
【分析】生物膜系统是指在真核细胞中,细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器,在结构和功能上是紧密联系的统一整体,生物膜系统在成分和结构上相似,在结构和功能上相互联系。细胞中,双层膜的结构有细胞核、线粒体、叶绿体,无膜结构的有中心体和核糖体。
【详解】A、植物细胞的色素除了分布在双层膜的叶绿体中,还分布在单层膜的液泡中,A错误;
B、由双层膜包围而成的区域,可以是线粒体、叶绿体 、细胞核,其中细胞核只消耗ATP,不产生ATP,B错误;
C、线粒体中有氧呼吸第三阶段可以产生水,叶绿体中进行的光合作用也可以产生水,细胞核中合成DNA也产生水,核糖体无膜包围,在核糖体中氨基酸脱水缩合可形成多肽,C正确;
D、蛋白质的合成在核糖体中,核糖体无膜结构,D错误。
故选C。
【点睛】
11. 嗜盐单胞菌是一类嗜盐微生物,能够在高 pH、高盐和高温等极端条件下生长。聚羟基脂肪酸酯(PHA)是由微生物利用多种碳源发酵产生的高分子聚酯的总称,它具有类似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具备的生物可降解性等许多优秀性能。下图为实验室利用嗜盐单胞菌生产 PHA 的工艺流程,下列说法错误的是( )
A. 使用嗜盐单胞菌能够节约资源,还能建立抗杂菌污染的开放式发酵系统
B. 实验室用嗜盐单胞菌发酵产生 PHA 时,需要提供无氧等发酵条件
C. 发酵过程中,要及时添加必需的营养组分,严格控制温度等发酵条件
D. 可在发酵结束之后,采用分离和提纯等方法将 PHA 从发酵液中分离出来
【答案】B
【解析】
【分析】图示为实验室发酵过程,利用嗜盐单胞菌发酵获取PHA,回收利用餐厨垃圾在适宜条件下进行生产。
【详解】A、嗜盐单胞菌是一类嗜盐微生物,能够在高pH、高盐和高温等极端条件下生长,所以使用嗜盐单胞菌能够节约淡水资源,即便在没有灭菌的情况下也很难感染杂菌,A正确;
B、图示用嗜盐单胞菌发酵产生PHA时有提供空气,所以提供的是有氧发酵等条件,B错误;
C、环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖,而且会影响微生物代谢物的形成。发酵过程中除了要了解发酵进程外,还要及时添加必需的营养组分,要严格控制温度、pH和溶解氧与转速等发酵条件,C正确;
D、PHA是嗜盐单胞菌的代谢产物,在发酵后应采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品,D正确。
故选B。
12. 科研人员发现塔宾曲霉菌可通过分泌塑料降解酶来降解塑料,不同酸碱度、温度条件下塑料降解酶的活性如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 进行图1实验时,需要保持各组实验时温度相同且在37℃
B. 塑料降解酶可以降低化学反应的活化能,以加快反应速率
C. 塑料降解酶可降解塑料而不能降解纤维素体现了酶的高效性
D. 塔宾曲霉菌在pH=5、温度为37℃条件下降解塑料的效果较好
【答案】C
【解析】
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;酶的特性:专一性、高效性、作用条件温和;酶促反应的原理:酶能降低化学反应所需的活化能。
【详解】A、由图2分析可知温度为40℃时,酶活性过低,在进行图1实验时,应将温度控制在37℃,A正确;
B、塑料降解酶可以降低化学反应的活化能,但不能增加产物的量,而是加快到达化学反应平衡点的时间,B正确;
C、塑料降解酶可降解塑料但不能降解纤维素,体现了酶具有专一性,C错误;
D、由图1、图2可知,在pH=5、温度为37℃条件下塔宾曲霉菌降解塑料的效果较好,D正确。
故选C。
13. 2021年9月,我国科学家在实验室中首次实现从CO2到淀粉分子的全合成,其过程简图如下。经核磁共振等检测显示,该人工合成的淀粉分子与天然淀粉分子的结构组成一致。下列相关说法正确的是( )
A. 图中H2的作用类似于叶绿体中的NADH
B. 在固定等量CO2的情况下,与自然绿色植物相比,人工合成过程的淀粉积累量较少
C. 植物体内类似CO2转化为C6中间体进而转化为淀粉的过程,往往发生在叶绿体基质中
D. “C6中间体”如果被植物根细胞利用,在有氧或无氧条件下氧化分解时,在细胞质基质中合成ATP的量不同
【答案】C
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收、传递和转换光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP,暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
【详解】A、叶绿体光合作用过程中,水光解释放出的H+结合氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH),A错误;
B、人工合成淀粉不涉及呼吸消耗,所以在固定等量CO2的情况下,淀粉积累量更多,B错误;
C、CO2转化为C6中间体进而转化为淀粉的过程,在植物光合作用过程中,发生在暗反应中,场所为叶绿体基质,C正确;
D、光合作用生产的糖类在细胞质基质中参与有氧呼吸或无氧呼吸的反应时,均只在第一阶段释放少量能量,生产的ATP量相同,D错误。
故选C。
14. 研究发现,RAB7蛋白与HPO-27蛋白共存于溶酶体膜上,当RAB7活性丧失时会抑制HPO-27在溶酶体膜上的富集,导致溶酶体内pH改变,结构异常。HPO-27与溶酶体分裂的关系如图所示,下列说法错误的是( )
A. 溶酶体的分裂过程体现膜的流动性
B. RAB7活性丧失会导致管状溶酶体出现
C. 增加细胞中HPO-27的表达量会抑制溶酶体的分裂
D. HPO-27功能缺失的巨噬细胞,溶酶体内水解酶活性降低
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图可知:HPO-27与溶酶体分裂有关,当HPO-27功能缺失会导致管状溶酶体出现,当HPO-27功能正常,会在溶酶体膜上富集,导致溶酶体分裂。当RAB7活性丧失时会抑制HPO-27在溶酶体膜上的富集,导致溶酶体内pH改变,结构异常。
【详解】A、溶酶体的分裂过程涉及膜的凹陷,体现膜的流动性,A正确;
B、RAB7活性丧失会抑制HPO-27在溶酶体膜上的富集,导致管状溶酶体出现,B正确;
C、HPO-27与溶酶体分裂有关,增加细胞中HPO-27的表达量会促进溶酶体的分裂,C错误;
D、HPO-27功能缺失的巨噬细胞内管状溶酶体出现,溶酶体内pH改变,溶酶体内水解酶活性降低,D正确。
故选C。
二、多选题本部分包括5题,每题3分,共15分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对的得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15. 下图是液泡膜上各种离子跨膜运输机制示意图。下列叙述正确有( )
A. 图示物质运输过程体现了液泡膜具有选择透过性
B. Ca2+以主动运输的方式从液泡进入细胞质基质
C. 液泡与动物细胞的溶酶体内都因H+浓度高而呈酸性
D. H+运出液泡伴随Na+进入液泡,Na+进入液泡的方式是主动运输
【答案】ACD
【解析】
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量;协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要载体,不需要能量;主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体和能量。
【详解】A、图中Na+、Ca2+、H+以主动运输方式进入液泡内,H+以协助扩散的方式出液泡外,主动运输和协助扩散都体现了液泡膜具有选择透过性,A正确;
B、图中显示,Ca2+从液泡进入细胞质基质蛋白质协助,不消耗能量,方式是协助扩散,B错误;
C、图中H+进入液泡需要消耗能量,属于主动运输,从低浓度到高浓度,因此推测液泡内H+浓度高,溶酶体含量大量的酸性水解酶,因此液泡与动物细胞的溶酶体内都因H+浓度高而呈酸性,C正确;
D、H+运出液泡是高浓度到低浓度,浓度差势能为Na+进入液泡提供能量,因此Na+进入液泡的方式是主动运输,D正确。
故选ACD。
16. 某生物兴趣小组欲测定温度对植物光合作用速率的影响,他们将生长状况相同的同种植物随机均分为4组进行实验,在不同的温度下测定叶片质量变化(均考虑为有机物的质量变化)。如图表示在不同温度下;测定某植物叶片质量变化情况的操作流程及结果。下列说法正确的是( )
A. 从操作流程分析,该植物的呼吸速率可表示为Xmg/h
B. 从操作流程分析,该植物的总光合速率可表示为(X+Y)mg/h
C. 在13~16℃之间,随温度升高,光合作用强度先升高后下降,呼吸强度将增强
D. 在15℃下维持12小时光照后12小时黑暗,该植物叶片会增重24mg
【答案】AD
【解析】
【分析】据图分析:X表示呼吸作用速率,净光合作用速率=单位时间内有光处理前后质量增加量=(M+Y)-(M-X)=Y+X,因此Y表示净光合作用速率。真正的光合速率=呼吸速率+净光合速率=X+Y+X=2X+Y。
【详解】A、呼吸作用速率=单位时间内无光处理前后质量减少量=M-(M-X)=X,因此X表示呼吸作用速率,A正确;
B、该植物的总光合速率=净光合速率+呼吸速率=(M+Y)-(M-X)+M-(M-X)=Y+X+X=2X+Y,B错误;
C、呼吸作用速率=M-(M-X)=X,在13~16℃之间,随着温度的升高,呼吸作用强度增强,Y+2X代表实际光合速率,故真正光合作用分别为4,7,8,9,故光合作用强度持续增加,C错误;
D、在左图所示实验中,净光合速率为(M+Y)-(M-X)=Y+X,15℃时,维持12小时光照,12小时黑暗,有机物的积累量为12(Y+X)-12X=12Y=12×2=24mg,D正确。
故选AD。
17. 胞间连丝是贯穿两个相邻细胞细胞壁的圆柱形细胞质通道。高等植物大多数相邻的细胞间能形成胞间连丝。初生胞间连丝是在形成细胞板时因内质网膜的插入而形成的;次生胞间连丝是由一些水解酶的作用使完整的细胞壁穿孔而形成的。正确的是( )
A. 体细胞的初生胞间连丝是在有丝分裂中期时形成
B. 次生胞间连丝的形成与纤维素酶、果胶酶等有关
C. 胞间连丝使相邻细胞的生物膜形成了结构上的联系
D. 胞间连丝有利于相邻细胞间的物质交换和信息交流
【答案】BCD
【解析】
【分析】细胞间的信息交流,大多与细胞膜的糖蛋白(糖被、受体)有关,受体有膜上受体(信号分子不能进入细胞,如抗利尿激素、神经递质等)和胞内受体(信号分子能进入细胞内,如性激素);高等植物细胞间信息的交流是通过胞间连丝实现的。细胞间的信息交流有多种方式,比如通过化学物质传递信息、细胞膜直接接触或胞间连丝传递信息。胞间连丝传递信息时不需要受体。
【详解】A、初生胞间连丝是在形成细胞板时因内质网膜的插入而形成的,体细胞的初生胞间连丝是在有丝分裂末期时形成 ,A错误;
B、次生胞间连丝是由一些水解酶的作用使完整的细胞壁穿孔而形成的,水解细胞壁需要纤维素酶、果胶酶,次生胞间连丝的形成与纤维素酶、果胶酶等有关 ,B正确;
C、初生胞间连丝是在形成细胞板时因内质网膜的插入而形成的,胞间连丝使相邻细胞的生物膜形成了结构上的联系 ,C正确;
D、胞间连丝是细胞壁、细胞膜上的通道,有利于相邻细胞间的物质交换和信息交流 ,D正确。
故选BCD。
18. 水是一种极性小分子,研究发现水分子通过细胞膜的方式有两种(如下图),相关叙述正确的是( )
A. 结构a分子的尾部有屏障细胞内外环境作用
B. 通道蛋白跨膜部分含有较多的疏水性氨基酸
C. 方式2属于协助扩散,该过程中通道蛋白会发生自身构象改变
D. 水通道蛋白失活的植物细胞在高渗溶液中仍能发生质壁分离
【答案】ABD
【解析】
【分析】分析题图:图示为水分子进入细胞的两种方式,水跨膜不需要水通道蛋白的协助,只通过磷脂双分子层的跨膜运输方式为自由扩散,方式1表示自由扩散;水跨膜用过通过水通道蛋白的协助,不需要消耗能量,属于协助扩散,方式2表示借助水通道蛋白的协助扩散。
【详解】A、结构a为磷脂双分子层,磷脂分子疏水性尾端,可阻止水溶性分子或离子通过,具有屏障细胞内外环境的作用,A正确;
B、通道蛋白质跨膜部分与磷脂双分子层疏水尾部接触,因而这部分含有较多疏水性氨基酸,B正确;
C、方式2是水分子依赖通道蛋白的扩散,属于协助扩散,在转运过程中通道蛋白不与水分子结合,通道蛋白分子的空间构象不发生改变,C错误;
D、由于水分子不仅依赖方式2运输,也可通过方式1(自由扩散)运输,因此即使水通道蛋白失活,植物细胞仍可在高渗溶液中渗透失水,发生质壁分离,D正确。
故选ABD。
19. 常规PCR只能扩增两引物间的DNA区段,要扩增已知DNA序列两侧的未知DNA序列,可用反向PCR技术。反向PCR技术扩增的原理如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 切割M和N时选用的限制酶可以相同,也可以不同
B. 环化之后产生的DNA分子没有游离的磷酸基团
C. 图中引物,应选择引物1和引物4,且二者间不能互补配对
D. PCR扩增,每轮循环前应加入限制酶将环状DNA切割成线状
【答案】ABC
【解析】
【分析】PCR只能扩增两端序列已知的基因片段,反向PCR可扩增中间一段已知序列,而两端序列未知的基因片段。酶切时用限制性内切酶,环化时用DNA链接酶,再用引物和DNA聚合酶扩增。在环化后,通过一对方向相反的引物实现已知序列两侧基因序列的扩增。
【详解】A、切割M和N时选用的限制酶要保证产生相同的黏性末端,可以选相同的酶,也可以是不同酶,A正确;
B、环状DNA分子没有游离的磷酸基团,B正确;
C、PCR过程需要两种引物,能分别与目的基因两条链的3'端通过碱基互补配对结合,为保证延伸的是已知序列两侧的未知序列,应该选择引物1和引物4,且二者间不能互补配对,C正确;
D、PCR的扩增不需要加入限制酶,D错误。
故选ABC。
三、综合题(本部分合计45分)
20. 玉米是禾本科的一年生草本植物,原产于中美洲和南美洲,是世界重要的粮食作物,广泛分布于美国、中国、巴西和其他国家。玉米与传统的水稻、小麦等粮食作物相比,具有很强的耐旱、耐寒、耐贫瘠性以及极好的环境适应性。研究表明,小麦是C3植物,玉米是C4植物。C4植物的耐干旱特性可能与其特殊的光合作用途径相关,其叶肉细胞和维管束鞘细胞都含有叶绿体,且其叶肉细胞中的PEP羧化酶对CO2有较强的亲和力。C4植物的这两类细胞之间有大量的胞间连丝,C4植物光合作用的具体途径如下图所示。请回答下列问题:
(1)玉米苗多为绿色,但可在玉米田中偶见白化苗或黄化苗,若要验证异常幼苗的叶肉细胞内的色素种类,先将叶片进行研磨使细胞____,再用____(试剂)提取叶绿体中的光合色素,并用____法分离色素。与绿色幼苗的叶肉细胞的色素分离结果相比,黄化幼苗的叶肉细胞的色素分离结果中色素带缺第____条(从上到下)。
(2)由上述过程推知,玉米光合作用过程中能固定CO2的物质是____。
(3)玉米的两类细胞都有叶绿体,但玉米的维管束鞘细胞只能进行碳反应,从细胞结构的角度分析,是因为玉米的维管束鞘细胞的叶绿体内____,这一差异导致玉米植株中只有叶肉细胞能进行____。形成C4植物这两类细胞结构差异的根本原因是____。
(4)从光合作用物质能量变化原理分析,除C4以外,玉米叶肉细胞可能还需向维管束鞘细胞运输____等物质,这些进入维管束鞘细胞的通道最可能是____。
(5)上午9:00时,突然降低环境中CO2浓度的一小段时间内,玉米细胞和小麦细胞中C3含量的变化分别是____和____。
(6)图2所示为玉米与小麦的光合速率与环境CO2体积分数的关系曲线,其中最可能表示小麦曲线的是曲线____,作出上述判断的依据是图2呈现出的____这一信息。
【答案】(1) ①. 破碎/破裂 ②. 95%乙醇 ③. 纸层析 ④. 3、4
(2)PEP(磷酸烯醇式丙酮酸)和C5(五碳糖)
(3) ①. 没有类囊体/没有基粒/没有光合膜 ②. 光反应 ③. 基因的选择性表达
(4) ①. ATP、NADPH ②. 胞间连丝
(5) ①. 基本不变 ②. 降低
(6) ①. B ②. 低浓度CO2条件下小麦光合速率低于玉米
【解析】
【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验,提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、二氧化硅(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏);分离色素时采用纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着不同色素在滤纸条上扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡梦卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿b(黄绿色)。2、光合作用的过程:①光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体薄膜):水的光解产生NADPH与O2,以及ATP的形成;②暗反应阶段(场所是叶绿体的基质):CO2被C5固定形成C3,在光反应提供的ATP和,NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【小问1详解】
叶绿体中的色素位于类囊体薄膜上,需先将叶片研磨使细胞破裂;提取叶绿体中的色素常用无水乙醇或者用体积分数为95%的乙醇加入适量的无水碳酸钠;分离色素的方法是纸层析法,原理是色素在层析液中的溶解度不同,随着不同色素在滤纸条上扩散的速度不同,最后的结果是观察到四条色素带,从上到下依次是胡梦卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿b(黄绿色),黄化苗不含叶绿素或叶绿素含量极低,因此叶绿素a(黄绿色)的色素带和叶绿素b(蓝绿色)的色素带会缺失或颜色极浅。
小问2详解】
根据图1分析,PEP(磷酸烯醇式丙酮酸)可以将二氧化碳固定成C4,C5(五碳糖)可以将二氧化碳固定成C3。
【小问3详解】
光反应的场所是类囊体薄膜,叶肉细胞可以进行光反应,而玉米的维管束鞘细胞只能进行碳反应,可能的原因是玉米的维管束鞘细胞的叶绿体内没有类囊体(没有基粒/没有光合膜);同一个生物不同的细胞基因选择性表达,导致细胞分化,进而导致结构和功能的差异。
【小问4详解】
由题干中可知肉细胞和维管束鞘细胞之间存在大量胞间连丝,可推出两类细胞之间主要通过胞间连丝运输物质,故叶肉细胞中叶绿体的光反应产物ATP、NADPH进入维管束鞘细胞的通道最可能是胞间连丝。
【小问5详解】
突然降低环境中CO2浓度的一小段时间内,玉米细胞可利用低浓度的CO2,C3的含量基本不变;小麦细胞中固定的CO2减少,C3含量下降
【小问6详解】
分析题图可知上述C4植物光合作用中能够与CO2发生碳固定的物质是五碳化合物;③玉米是C 4植物,小麦是C 3植物,由于叶肉细胞中PEP羧化酶对CO2有较强的亲和力,相比较而言,C4植物在低浓度CO2条件下具有更高的光合速率,故玉米的光合速率高于小麦,因此A曲线最可能表示玉米,B曲线最可能表示小麦。
21. 研究发现,果糖的过量摄入与肠肿瘤有关,研究人员以小鼠为动物模型,进行了如下实验。
(1)果糖不能水解,可直接被细胞吸收,属于糖类中的_________。实验组以正常膳食和25%的果糖溶液喂养小鼠,对照组以_________喂养小鼠,测定小鼠的肠绒毛长度,结果如图1。
(2)肠绒毛长度增加常引发肿瘤发生,肠上皮细胞增殖和死亡的平衡决定了肠绒毛长度。正常情况下,肠道干细胞经过_________产生新的肠上皮细胞,肠上皮细胞在向末端迁移的过程中,逐渐远离血液供应导致末端细胞缺氧凋亡。研究人员利用肠细胞系进行研究,图2结果表明果糖_________,从而解释了图1产生的现象。
(3)HIF-1α是细胞缺氧适应的关键转录因子,丙酮酸激酶(PKM2)与细胞代谢密切相关,研究人员继续进行了实验,结果如图3。
缺氧影响细胞存活的机制存在图4所示通路,据图3可知①处应为_________(选填“升高”或“降低”)。研究人员推测果糖能影响上述通路,且主要在_________(选填“a”或“b”)环节发挥作用,做出推测的理由是_________。
【答案】(1) ①. 单糖 ②. 等量的正常膳食和清水
(2) ①. 有丝分裂和分化 ②. 减轻缺氧造成的肠上皮细胞凋亡情况
(3) ①. 降低 ②. a ③. 缺氧条件下,组2的HIF-1α表达量显著高于组1,说明果糖影响上述通路;但组3和组4无显著差异,说明PKM2处于激活状态时,果糖无法发挥作用,果糖主要在a环节发挥作用。
【解析】
【分析】1、糖类由C、H、O三种元素组成的,分为单糖、二糖和多糖,常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等;植物细胞中常见的二糖是蔗糖和麦芽糖,动物细胞中常见的二糖是乳糖;植物细胞中常见的多糖是纤维素和淀粉,动物细胞中常见的多糖是糖原。
2、设计实验时要遵循三大基本原则:单一变量原则、等量原则、对照原则:单一变量原则是指实验中只有一个变量,等量原则是指除单一变量可以变化外,其他的实验条件要是一样的,要保持相同且适宜。
【小问1详解】
单糖是指不能水解,可直接被细胞吸收的糖类,因此果糖属于糖类中的单糖。
根据题干可知,本实验的自变量为果糖有无,实验应遵循对照原则、等量原则和单一变量原则,因此对照组以等量的正常膳食和清水喂养小鼠。
小问2详解】
肠道干细胞和肠上皮细胞在形态结构和功能上不同,故肠道上皮细胞经过有丝分裂和分化产生新的肠上皮细胞。
由图2可知,缺氧条件+果糖曲线和缺氧条件曲线相比,细胞凋亡相对值明显降低,可知果糖可降低缺氧条件下肠上皮细胞的凋亡数量,即图2结果表明果糖能减轻缺氧造成的肠上皮细胞凋亡情况。
【小问3详解】
根据题干“丙酮酸激酶(PKM2)与细胞代谢密切相关”可知,细胞缺氧时,PKM2活性下降。
根据图3可知,缺氧条件下,组2的HIF-1α表达量显著高于组1,说明果糖影响上述通路;但组3和组4无显著差异,说明PKM2处于激活状态时,果糖无法发挥作用,因此果糖主要在a环节发挥作用。
【点睛】本题以果糖的过量摄入与肠肿瘤的关系为素材,考查单糖的定义和实例、细胞分裂和分化、细胞凋亡等相关知识,解答本题的关键在于遵循实验设计的原则进行相关的实验设计,并能根据实验结果进行分析和作出结论。
22. 图甲表示小鼠上皮细胞一个细胞周期的4个阶段(分裂间期包括G1、S和G2期。G1期主要合成RNA和蛋白质;S期是DNA合成期;G2期DNA合成终止,合成RNA及蛋白质;分裂期即M期)。图乙表示用流式细胞仪测定的细胞群体中处于不同时期的细胞数量和核DNA的相对含量。据图回答下列问题:
(1)用图甲中所示字母与箭头表示一个完整的细胞周期____。在电子显微镜下观察处于M期的细胞,可见由细胞两极的____发出星射线。在M期,染色单体的消失发生在____期,染色体数与核DNA数之比为1:2的时期是____期。
(2)图乙中细胞数量呈现两个峰值,两个峰值之间(不含峰值)的细胞对应图甲中的____期细胞。细胞有丝分裂的重要意义是将亲代细胞的染色体经过复制之后,精确地____到两个子细胞中。由于染色体上有____,从而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
(3)若向小鼠上皮细胞培养液中加入过量胸苷,处于S期的细胞立刻被抑制,而处于其他期的细胞不受影响。现测得小鼠肠上皮细胞细胞周期各阶段时间如下表所示:
分裂时期
分裂间期
分裂期
合计
G1
S
G2
M
时长/h
3.4
7.9
2.2
1.8
15.3
预计加入过量胸苷约____h后,会有部分细胞停留在S期,其他细胞应该停留在G1期与S期的交界处。
(4)下列是关于细胞周期过程中细胞内变化的叙述,能正确表示一个细胞周期内分裂过程的顺序是____(用序号和箭头表示)。
①两个相同核DNA分子完全分开
②出现放射状排列的细丝
③中心体发生倍增
④着丝粒排列在一个平面上
(5)某同学探究相关因素对洋葱根尖细胞有丝分裂的影响,部分结果如下(注:有丝分裂指数=分裂期细胞数/观察细胞总数×100%):
处理
CuSO4浓度(mol/L)
0
0.05
0.10
0.20
取材时间(h)
24
48
24
48
24
48
24
48
实验结果
有丝分裂指数(%)
6.97
7.51
6.46
6.28
5.84
5.44
5.73
4.27
该实验的自变量有____;根据实验结果分析,可以得到的结论有____。
【答案】(1) ①. G1→S→G2→M ②. 中心粒 ③. 后 ④. 前、中
(2) ①. S ②. 平均分配 ③. 遗传物质DNA
(3)7.4 (4)③→②→④→①
(5) ①. CuSO4浓度和取材时间 ②. CuSO4对洋葱根尖细胞有丝分裂具有抑制作用;且一定范围内,随着CuSO4浓度的增大和作用时间的延长,其抑制作用逐渐增强
【解析】
【分析】分析甲图:表示小鼠上皮细胞一个细胞周期的4个阶段(G1期主要合成RNA和蛋白质;S期是DNA合成期;G2期DNA合成终止,合成RNA及蛋白质;M期是细胞分裂期)。
乙图:左侧峰值表示DNA含量为2的细胞,对应图甲中的G1期细胞,右侧峰值表示DNA含量为4的细胞,对应图甲中的G2和M细胞。
【小问1详解】
由图甲可知,一个完整的细胞周期是G1→S→G2→M;小鼠细胞是动物细胞,在分裂前期可见由细胞两极的中心体发出星射线;在M期,染色单体的消失发生在后期(着丝点分裂,姐妹染色单体分开,成为独立的染色体),在前期和中期,每条染色体含有2条染色单体,染色体数与核DNA数之比为1:2。
【小问2详解】
图乙左侧峰值表示DNA含量为2的细胞,对应图甲中的G1期细胞,右侧峰值表示DNA含量为4的细胞,对应图甲中的G2和M期细胞,故两个峰值之间(不含峰值)的细胞对应图甲中的S期细胞。细胞有丝分裂的重要意义是将亲代细胞的染色体经过复制之后,精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,从而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
【小问3详解】
加入过量胸苷,经历的时间为2.2+1.8+3.4=7.4h,会有部分细胞停留在S期,其他细胞应该停留在G1期与S期的交界处。
【小问4详解】
①两个相同DNA分子完全分开,发生在有丝分裂后期;②出现放射状排列的细丝,是纺锤体的形成,发生在前期;③中心体发生倍增,发生在间期;④着丝点排列在一个平面上,发生在中期,故正确表示一个细胞周期内分裂过程的顺序是③→②→④→①。
【小问5详解】
由表格可知,该实验的自变量有CuSO4浓度和取材时间。根据实验结果分析可知,CuSO4对洋葱根尖细胞有丝分裂具有抑制作用;且一定范围内,随着CuSO4浓度的增大和作用时间的延长,其抑制作用逐渐增强。
23. 多不饱和脂肪酸(PUFAs)是人体必需脂肪酸,猪肉是我国主要的肉类消费品,提高其PUFAs含量对居民健康具重要意义。为解决猪肉中PUFAs含量不足的问题,研究者从线虫中获得控制PUFAs合成的必需酶基因fat1,培育转fat1基因猪,操作过程如图1。图中GFP基因表达出绿色荧光蛋白。
(1)利用PCR技术扩增fat1基因时,应在两种引物的一端分别加上限制酶______________识别与切割的序列。为防止酶切产物自身环化,构建表达载体一般选用两种限制酶,选择的原则是______________(选填下列选项)。
a、目的基因编码蛋白质的序列中有两种限制酶切割位点
b、表达载体内,每种限制酶只有一个切割位点
c、酶切后,目的基因两端的黏性末端序列相同
d、酶切后,载体形成的两个黏性末端序列不同
(2)图1中的连接产物需先导入大肠杆菌中的原因是______________。
(3)将重组表达载体转染猪成纤维细胞,另设一组空白对照。48小时后于荧光显微镜下观察到________________,说明转染成功。然后以转基因细胞为核供体构建克隆胚胎,最终获得转fat1基因猪。
(4)研究者提取转基因猪的基因组DNA,利用限制酶DraⅢ将其完全酶切并电泳分离。然后用探针通过______________的方法,检测fat1基因是否成功整合在猪基因组DNA中,酶切方式及检测结果如图2。
①转基因猪1、2、3中分别被转入了______________个fat1基因。
②该实验不能说明成功培育转基因猪,理由是__________________。
【答案】(1) ①. EcoRI、BamHI ②. bd
(2)连接产物为混合物,需先导入大肠杆菌筛选正确的重组表达载体,再导入猪成纤维细胞,以提高转基因的成功率
(3)转染重组表达载体的猪成纤维细胞有绿色荧光,而空白对照组无绿色荧光
(4) ①. 分子杂交 ②. 1、2、1 ③. 没有检测fat1基因是否成功表达;没有在个体生物学水平鉴定转基因猪的PUFAs含量
【解析】
【分析】1、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。
(3)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
2、基因表达载体必需具备的元件有目的基因、标记基因、启动子、终止子和复制原点。
3、目的基因的检测和鉴定:
(1)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。
(2)个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【小问1详解】
据题图可知,运载体有三种限制酶位点可供选择,分析目的基因fat1中也存在HindIII限制酶位点,所以不能选择HindIII,应在两种引物的一端分别加上限制酶EcoRI和BamHI识别与切割的序列。为防止酶切产物自身环化,构建表达载体需用两种限制酶,选择的原则是:
a、 目的基因编码蛋白质的序列中,不能有限制酶的切割位点,a错误;
b、表达载体内,每种限制酶只有一个切割位点,b正确;
c、酶切后,目的基因形成的两个黏性末端序列不相同,否则会自我环化,c错误;
d、酶切后,载体形成的两个黏性末端序列应该不同,否则会自我连接,d正确。
故选bd。
【小问2详解】
由于图1中的连接产物为混合物,要提高转基因的成功率,需先导入大肠菌筛选正确的重组表达载体,再导入猪成纤维细胞。
【小问3详解】
由题图可知,重组表达载体有绿色荧光蛋白(GFP)基因,而空白对照组无绿色荧光蛋白(GFP)基因,48 小时后于荧光显微镜下观察到转染重组表达载体的猪成纤维细胞有绿色荧光,而空白对照组无绿色荧光,则说明转染成功。
【小问4详解】
用DNA分子杂交技术检测fat1基因是否成功整合在猪基因组 DNA 中:用放射性同位素标记的fat1基因DNA片段作探针,使探针与基因组DNA杂交,如果显示出杂交带,就说明fat1基因已成功整合在猪基因组 DNA 中。
①由电泳结果图示可知,转基因猪1、2、3中分别被转入了1、2、1个fat1基因。
②转基因猪已经培育成功的标志是fat1基因在转基因猪体内成功表达,此时能够检测到转基因猪体内含有fat1基因表达的蛋白质,转基因猪体内具有较高的PUFAs含量。而该实验没有检测fat1基因是否成功表达;没有在个体生物学水平鉴定转基因猪的PUFAs含量,不能说明成功培育转基因猪。
24. 地宝兰属植物为兰科草本植物,具有观赏和药用等科研价值。为探讨地宝兰属植物的叶片解剖结构及光合特性,研究人员将长势良好的贵州地宝兰、地宝兰、大花地宝兰植株放入透光率为20%遮阴棚中,4个月后测量相关指标,部分结果如下表和图。请回答问题:
物种
叶片厚度
()
气孔密度
(个)
叶绿素含量()
日均净光合速率()
补偿点()
地宝兰
111.68
102.64
3.55
1.912
172.02
大花地宝兰
117.25
72.89
3.65
2.796
128.67
贵州地宝兰
60.67
94.80
3.20
1.901
165.61
(1)三种地宝兰属植物叶片解剖结构相似,气孔均只分布在下表皮,其生理意义是_____:根据上图,三种地宝兰属植物中,_____最适应弱光环境,_____利用低浓度的能力最强。
(2)在植物光合作用过程中,叶绿素承担着_____的功能。植物光合能力与叶绿素含量密切相关,为测定叶绿素含量,科研人员进行了如下操作:用打孔器取20片小圆片→剪碎后装入25mL容量瓶→用_____定容后置于暗处24h→测定提取液吸光值并计算叶绿素含量。上述操作中,将容量瓶“置于暗处”的原因是_____。
(3)根据上图,三种地宝兰属植物净光合速率日变化均呈“双峰型”曲线。为确定其光合“午休”现象是否由气孔限制因素引起,研究人员测定了胞间浓度的日变化。结果显示三种地宝兰属植物净光合速率的下降均伴随胞间浓度增加,这说明_____。
(4)与地宝兰相比,贵州地宝兰种群较小,属于濒危植物。下列可能属于贵州地宝兰濒危原因的有_____(填序号)。
①繁育机制的限制 ②传粉者数量限制 ③种间竞争能力低 ④人畜干扰破坏
为进一步探索贵州地宝兰濒危的机制,研究人员比较了同域分布的贵州地宝兰和地宝兰的传粉情况以及遗传多样性。结果显示贵州地宝兰的传粉者较少但基因杂合程度较高,推测可能与它们的繁殖方式(自交或异交)有关。请据此解释贵州地宝兰濒危的原因_____。
【答案】(1) ①. 可以避开了直射的阳光,防止植物体内的水分过度损失 ②. 大花地宝兰 ③. 大花地宝兰
(2) ①. 将吸收的光能转化为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中 ②. 95%乙醇 ③. 叶绿素在光照条件下会分解
(3)光合“午休”现象不是气孔因素引起的
(4) ①. ①②③④ ②. 繁殖障碍、花粉限制、近交衰退、遗传多样性低
【解析】
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生NADPH与氧气,同时合成ATP。光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【小问1详解】
三种地宝兰属植物叶片解剖结构相似,气孔均只分布在下表皮,其生理意义是可以避开了直射的阳光,防止植物体内的水分过度损失;由图可知,三种兰花放置的环境是透光率为20%遮阴棚中,大花地宝兰净光合速率最大,说明其最适应弱光环境;由图可知,大花地宝兰CO2的补偿点最低,利用低浓度CO2的能力最强。
【小问2详解】
叶绿素的功能是将吸收的光能转化为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中;乙醇能用来提取光合色素,故定容使用95%乙醇;叶绿素在光照条件下会分解,故置于暗处。
【小问3详解】
若光合“午休”现象是否由气孔限制因素引起,则其胞间CO2浓度低,但结果显示三种地宝兰属植物净光合速率的下降均伴随胞间CO2浓度增加,则说明光合“午休”现象不是气孔限制因素引起的。
【小问4详解】
①繁育机制的限制,繁殖力低,导致种群数量低;②传粉者数量限制,授粉率低,子代数量少,导致种群数量低;③种间竞争能力低,获得资源少,导致种群数量低 ;④人畜干扰破坏,直接导致种群数量低,故可能属于贵州地宝兰濒危原因的有①②③④;贵州地宝兰的传粉者较少,使得繁殖障碍、花粉限制,它们的繁殖方式为自交或异交,导致遗传多样性降低,有害等位基因纯化,故贵州地宝兰濒危的原因是繁殖障碍、花粉限制、近交衰退、遗传多样性低。
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江苏省仪征中学2022级高三生物暑期检测一
一、单选题本部分包括20题,每题2分,共40分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 蓝莓酒和蓝莓醋被称为“液体黄金”“口服化妆品”等。如图是以新鲜蓝莓为原料制作蓝莓酒和蓝莓醋的过程简图。下列相关叙述错误的是( )
A. 在制作蓝莓酒时,温度应该控制在18~30℃
B. 若氧气、糖源充足,蓝莓汁可直接经过程③发酵为蓝莓醋
C. 若处理不当,在酒精发酵旺盛时,醋酸菌可将糖分解为乙酸
D. 在酸性条件下用重铬酸钾溶液检测,若出现灰绿色说明有蓝莓酒产生
2. 谷氨酰胺酶(PG酶)是一种催化L-β-谷氨酰胺水解成L-谷氨酸和氨的反应的酶,能增大蛋白质的溶解性,提高食品工业中蛋白质的利用率。研究人员利用谷氨酰胺-甘氨酸(谷氨酰胺-甘氨酸遇热易分解)为唯一氮源从土壤中筛选产PG酶的金黄杆菌,实验过程如下图。下列有关叙述错误的是( )
A. 经过程③接种后的培养皿不能立即倒置培养
B. 培养基Ⅱ可用于土壤中能产生PG酶的金黄杆菌的分离
C. 培养基Ⅲ可用于金黄杆菌的发酵培养以获得PG酶
D. 对培养基Ⅰ进行灭菌时应选择高压蒸汽灭菌
3. 维生素B1与ATP反应生成焦磷酸硫胺素(TPP)。丙酮酸脱氢酶只有与TPP结合,才能催化丙酮酸氧化分解。维生素B1缺乏的人丙酮酸脱氢酶活性降低,丙酮酸会被转化为乳酸,引起高乳酸血症。下列有关叙述正确的是( )
A. TPP主要在线粒体基质中起作用
B. 甲亢患者对维生素B1的需求量降低
C. 高乳酸血症患者无氧呼吸产生的CO2增多
D. 维生素B1缺乏导致供给丙酮酸氧化分解的活化能减少
4. 下图为生物学中常见的曲线图,下列叙述与之相符的是( )
A. 细胞内酶促反应速率(y)随底物浓度(x)增加的变化趋势
B. 人体成熟红细胞吸收K+速率(y)随O2浓度(x)增加的变化趋势
C. 绿色植物光合作用强度(y)随光照强度(x)增加的变化趋势
D. 洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离复原过程中液泡中水分含量(y)随时间(x)变化
5. 2019年诺贝尔生理学或医学奖授予发现细胞缺氧诱导因子HIF1α的科学家,他们的研究揭示了细胞缺氧会引发包括细胞周期改变等诸多效应,进一步研究发现高浓度ATP也会影响细胞周期(如图所示:AMPK、p21、p27、p53表示相关蛋白质)。下列叙述正确的是( )
A. 据图推测p27作用机理与秋水仙素类似
B. 据图推测细胞缺氧和高浓度ATP均可促进p21的形成,并作用于G1期与S期之间
C. 4N→2N时期含有细胞内染色体数目最多的时期
D. 4N→2N时期同源染色体上的等位基因会发生分离
6. 下图是食物促进胃上皮细胞分泌胃酸的过程。胃酸除了具有辅助消化功能之外,分泌过量时能导致胃灼热。下列说法错误的是( )
A. 食物和组织胺均可作为信号促进胃上皮细胞分泌胃酸
B. 胃酸分泌时上皮细胞朝向胃腔的膜面积有所增大,有利于胃酸的分泌
C. 产生胃灼热患者可以采取服用抑制组织胺或者抑制H+/K+-ATP酶的药物来减轻症状
D. H+/K+-ATP酶通过主动运输的方式将H+运输到内环境当中,会导致胃液酸性增加
7. 中心体在细胞周期中具有复制—分离—复制的周期性,下列相关叙述错误的是( )
A. 中心体由两个相互垂直排列的中心粒及周围物质组成
B. 有丝分裂时,中心粒分裂间期复制、分裂前期分离
C. 处于分裂中期的洋葱根尖细胞中可观察到两个中心体
D. 和DNA一样,中心粒在每个细胞周期中只能复制一次
8. 下列关于酵母菌的相关实验的描述,正确的是( )
实验
实验名称
相关描述
①
果酒的制作
发酵液中加入酸性重铬酸钾,出现灰绿色,则有酒精产生
②
酵母菌种群数量变化
血细胞计数板在显微镜下观察计数之前要静置片刻
③
探究酵母菌的呼吸方式
控制的无关变量有温度、培养液浓度、有无O2等
④
酵母菌的纯培养
配制培养基、倒平板、接种需要在酒精灯火焰旁进行
A. 实验① B. 实验② C. 实验③ D. 实验④
9. 下列以紫色洋葱为材料的实验中,不可能实现实验目的的是( )
A. 洋葱鳞片叶研磨后进行DNA的粗提取,并用二苯胺鉴定
B. 洋葱绿色管状叶研磨后,进行叶绿体色素的提取与分离
C. 洋葱根尖经解离-染色-漂洗-制片处理后,观察有丝分裂过程染色体的状态
D 洋葱鳞片叶外表皮临时装片上滴加不同浓度蔗糖溶液,观察质壁分离和复原
10. 真核生物的生物膜将细胞内分隔成不同的“区室”,有利于细胞代谢高效、有序地进行,下列关于细胞内的不同“区室”说法正确的是( )
A. 植物细胞的色素分子只储存于双层膜包围成的区域中
B. 由双层膜包围而成的区域均既可产生 ATP,也可消耗ATP
C. 产生水的反应既可发生在双层膜包围的区域,也可发生在无膜包围的区域
D. 蛋白质、糖类、核酸、脂质的合成均发生于单层膜围成的区域中
11. 嗜盐单胞菌是一类嗜盐微生物,能够在高 pH、高盐和高温等极端条件下生长。聚羟基脂肪酸酯(PHA)是由微生物利用多种碳源发酵产生的高分子聚酯的总称,它具有类似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具备的生物可降解性等许多优秀性能。下图为实验室利用嗜盐单胞菌生产 PHA 的工艺流程,下列说法错误的是( )
A. 使用嗜盐单胞菌能够节约资源,还能建立抗杂菌污染的开放式发酵系统
B. 实验室用嗜盐单胞菌发酵产生 PHA 时,需要提供无氧等发酵条件
C. 发酵过程中,要及时添加必需的营养组分,严格控制温度等发酵条件
D. 可在发酵结束之后,采用分离和提纯等方法将 PHA 从发酵液中分离出来
12. 科研人员发现塔宾曲霉菌可通过分泌塑料降解酶来降解塑料,不同酸碱度、温度条件下塑料降解酶的活性如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 进行图1实验时,需要保持各组实验时温度相同且在37℃
B. 塑料降解酶可以降低化学反应的活化能,以加快反应速率
C. 塑料降解酶可降解塑料而不能降解纤维素体现了酶的高效性
D. 塔宾曲霉菌在pH=5、温度为37℃条件下降解塑料的效果较好
13. 2021年9月,我国科学家在实验室中首次实现从CO2到淀粉分子的全合成,其过程简图如下。经核磁共振等检测显示,该人工合成的淀粉分子与天然淀粉分子的结构组成一致。下列相关说法正确的是( )
A. 图中H2的作用类似于叶绿体中的NADH
B. 在固定等量CO2的情况下,与自然绿色植物相比,人工合成过程的淀粉积累量较少
C. 植物体内类似CO2转化为C6中间体进而转化为淀粉的过程,往往发生在叶绿体基质中
D. “C6中间体”如果被植物根细胞利用,在有氧或无氧条件下氧化分解时,在细胞质基质中合成ATP的量不同
14. 研究发现,RAB7蛋白与HPO-27蛋白共存于溶酶体膜上,当RAB7活性丧失时会抑制HPO-27在溶酶体膜上的富集,导致溶酶体内pH改变,结构异常。HPO-27与溶酶体分裂的关系如图所示,下列说法错误的是( )
A. 溶酶体的分裂过程体现膜的流动性
B. RAB7活性丧失会导致管状溶酶体出现
C. 增加细胞中HPO-27的表达量会抑制溶酶体的分裂
D. HPO-27功能缺失的巨噬细胞,溶酶体内水解酶活性降低
二、多选题本部分包括5题,每题3分,共15分。每题有不止一个选项符合题意。每题全选对的得3分,选对但不全的得1分,错选或不答的得0分。
15. 下图是液泡膜上各种离子跨膜运输机制示意图。下列叙述正确的有( )
A. 图示物质运输过程体现了液泡膜具有选择透过性
B. Ca2+以主动运输的方式从液泡进入细胞质基质
C. 液泡与动物细胞的溶酶体内都因H+浓度高而呈酸性
D. H+运出液泡伴随Na+进入液泡,Na+进入液泡的方式是主动运输
16. 某生物兴趣小组欲测定温度对植物光合作用速率的影响,他们将生长状况相同的同种植物随机均分为4组进行实验,在不同的温度下测定叶片质量变化(均考虑为有机物的质量变化)。如图表示在不同温度下;测定某植物叶片质量变化情况的操作流程及结果。下列说法正确的是( )
A. 从操作流程分析,该植物的呼吸速率可表示为Xmg/h
B. 从操作流程分析,该植物的总光合速率可表示为(X+Y)mg/h
C. 在13~16℃之间,随温度升高,光合作用强度先升高后下降,呼吸强度将增强
D. 在15℃下维持12小时光照后12小时黑暗,该植物叶片会增重24mg
17. 胞间连丝是贯穿两个相邻细胞细胞壁圆柱形细胞质通道。高等植物大多数相邻的细胞间能形成胞间连丝。初生胞间连丝是在形成细胞板时因内质网膜的插入而形成的;次生胞间连丝是由一些水解酶的作用使完整的细胞壁穿孔而形成的。正确的是( )
A. 体细胞的初生胞间连丝是在有丝分裂中期时形成
B. 次生胞间连丝的形成与纤维素酶、果胶酶等有关
C. 胞间连丝使相邻细胞的生物膜形成了结构上的联系
D. 胞间连丝有利于相邻细胞间的物质交换和信息交流
18. 水是一种极性小分子,研究发现水分子通过细胞膜的方式有两种(如下图),相关叙述正确的是( )
A. 结构a分子的尾部有屏障细胞内外环境作用
B. 通道蛋白跨膜部分含有较多的疏水性氨基酸
C. 方式2属于协助扩散,该过程中通道蛋白会发生自身构象改变
D. 水通道蛋白失活的植物细胞在高渗溶液中仍能发生质壁分离
19. 常规PCR只能扩增两引物间的DNA区段,要扩增已知DNA序列两侧的未知DNA序列,可用反向PCR技术。反向PCR技术扩增的原理如下图所示。下列叙述正确的是( )
A. 切割M和N时选用的限制酶可以相同,也可以不同
B. 环化之后产生的DNA分子没有游离的磷酸基团
C. 图中引物,应选择引物1和引物4,且二者间不能互补配对
D. PCR扩增,每轮循环前应加入限制酶将环状DNA切割成线状
三、综合题(本部分合计45分)
20. 玉米是禾本科的一年生草本植物,原产于中美洲和南美洲,是世界重要的粮食作物,广泛分布于美国、中国、巴西和其他国家。玉米与传统的水稻、小麦等粮食作物相比,具有很强的耐旱、耐寒、耐贫瘠性以及极好的环境适应性。研究表明,小麦是C3植物,玉米是C4植物。C4植物的耐干旱特性可能与其特殊的光合作用途径相关,其叶肉细胞和维管束鞘细胞都含有叶绿体,且其叶肉细胞中的PEP羧化酶对CO2有较强的亲和力。C4植物的这两类细胞之间有大量的胞间连丝,C4植物光合作用的具体途径如下图所示。请回答下列问题:
(1)玉米苗多为绿色,但可在玉米田中偶见白化苗或黄化苗,若要验证异常幼苗的叶肉细胞内的色素种类,先将叶片进行研磨使细胞____,再用____(试剂)提取叶绿体中的光合色素,并用____法分离色素。与绿色幼苗的叶肉细胞的色素分离结果相比,黄化幼苗的叶肉细胞的色素分离结果中色素带缺第____条(从上到下)。
(2)由上述过程推知,玉米光合作用过程中能固定CO2的物质是____。
(3)玉米的两类细胞都有叶绿体,但玉米的维管束鞘细胞只能进行碳反应,从细胞结构的角度分析,是因为玉米的维管束鞘细胞的叶绿体内____,这一差异导致玉米植株中只有叶肉细胞能进行____。形成C4植物这两类细胞结构差异的根本原因是____。
(4)从光合作用物质能量变化原理分析,除C4以外,玉米叶肉细胞可能还需向维管束鞘细胞运输____等物质,这些进入维管束鞘细胞的通道最可能是____。
(5)上午9:00时,突然降低环境中CO2浓度的一小段时间内,玉米细胞和小麦细胞中C3含量的变化分别是____和____。
(6)图2所示为玉米与小麦的光合速率与环境CO2体积分数的关系曲线,其中最可能表示小麦曲线的是曲线____,作出上述判断的依据是图2呈现出的____这一信息。
21. 研究发现,果糖的过量摄入与肠肿瘤有关,研究人员以小鼠为动物模型,进行了如下实验。
(1)果糖不能水解,可直接被细胞吸收,属于糖类中的_________。实验组以正常膳食和25%的果糖溶液喂养小鼠,对照组以_________喂养小鼠,测定小鼠的肠绒毛长度,结果如图1。
(2)肠绒毛长度增加常引发肿瘤发生,肠上皮细胞增殖和死亡的平衡决定了肠绒毛长度。正常情况下,肠道干细胞经过_________产生新的肠上皮细胞,肠上皮细胞在向末端迁移的过程中,逐渐远离血液供应导致末端细胞缺氧凋亡。研究人员利用肠细胞系进行研究,图2结果表明果糖_________,从而解释了图1产生的现象。
(3)HIF-1α是细胞缺氧适应的关键转录因子,丙酮酸激酶(PKM2)与细胞代谢密切相关,研究人员继续进行了实验,结果如图3。
缺氧影响细胞存活的机制存在图4所示通路,据图3可知①处应为_________(选填“升高”或“降低”)。研究人员推测果糖能影响上述通路,且主要在_________(选填“a”或“b”)环节发挥作用,做出推测的理由是_________。
22. 图甲表示小鼠上皮细胞一个细胞周期的4个阶段(分裂间期包括G1、S和G2期。G1期主要合成RNA和蛋白质;S期是DNA合成期;G2期DNA合成终止,合成RNA及蛋白质;分裂期即M期)。图乙表示用流式细胞仪测定的细胞群体中处于不同时期的细胞数量和核DNA的相对含量。据图回答下列问题:
(1)用图甲中所示字母与箭头表示一个完整的细胞周期____。在电子显微镜下观察处于M期的细胞,可见由细胞两极的____发出星射线。在M期,染色单体的消失发生在____期,染色体数与核DNA数之比为1:2的时期是____期。
(2)图乙中细胞数量呈现两个峰值,两个峰值之间(不含峰值)的细胞对应图甲中的____期细胞。细胞有丝分裂的重要意义是将亲代细胞的染色体经过复制之后,精确地____到两个子细胞中。由于染色体上有____,从而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
(3)若向小鼠上皮细胞培养液中加入过量胸苷,处于S期的细胞立刻被抑制,而处于其他期的细胞不受影响。现测得小鼠肠上皮细胞细胞周期各阶段时间如下表所示:
分裂时期
分裂间期
分裂期
合计
G1
S
G2
M
时长/h
3.4
7.9
2.2
1.8
15.3
预计加入过量胸苷约____h后,会有部分细胞停留在S期,其他细胞应该停留在G1期与S期的交界处。
(4)下列是关于细胞周期过程中细胞内变化的叙述,能正确表示一个细胞周期内分裂过程的顺序是____(用序号和箭头表示)。
①两个相同核DNA分子完全分开
②出现放射状排列的细丝
③中心体发生倍增
④着丝粒排列在一个平面上
(5)某同学探究相关因素对洋葱根尖细胞有丝分裂的影响,部分结果如下(注:有丝分裂指数=分裂期细胞数/观察细胞总数×100%):
处理
CuSO4浓度(mol/L)
0
0.05
0.10
0.20
取材时间(h)
24
48
24
48
24
48
24
48
实验结果
有丝分裂指数(%)
6.97
7.51
6.46
6.28
5.84
5.44
5.73
4.27
该实验的自变量有____;根据实验结果分析,可以得到的结论有____。
23. 多不饱和脂肪酸(PUFAs)是人体必需脂肪酸,猪肉是我国主要的肉类消费品,提高其PUFAs含量对居民健康具重要意义。为解决猪肉中PUFAs含量不足的问题,研究者从线虫中获得控制PUFAs合成的必需酶基因fat1,培育转fat1基因猪,操作过程如图1。图中GFP基因表达出绿色荧光蛋白。
(1)利用PCR技术扩增fat1基因时,应在两种引物的一端分别加上限制酶______________识别与切割的序列。为防止酶切产物自身环化,构建表达载体一般选用两种限制酶,选择的原则是______________(选填下列选项)。
a、目的基因编码蛋白质的序列中有两种限制酶切割位点
b、表达载体内,每种限制酶只有一个切割位点
c、酶切后,目的基因两端的黏性末端序列相同
d、酶切后,载体形成的两个黏性末端序列不同
(2)图1中的连接产物需先导入大肠杆菌中的原因是______________。
(3)将重组表达载体转染猪成纤维细胞,另设一组空白对照。48小时后于荧光显微镜下观察到________________,说明转染成功。然后以转基因细胞为核供体构建克隆胚胎,最终获得转fat1基因猪。
(4)研究者提取转基因猪的基因组DNA,利用限制酶DraⅢ将其完全酶切并电泳分离。然后用探针通过______________的方法,检测fat1基因是否成功整合在猪基因组DNA中,酶切方式及检测结果如图2。
①转基因猪1、2、3中分别被转入了______________个fat1基因。
②该实验不能说明成功培育转基因猪,理由是__________________。
24. 地宝兰属植物为兰科草本植物,具有观赏和药用等科研价值。为探讨地宝兰属植物的叶片解剖结构及光合特性,研究人员将长势良好的贵州地宝兰、地宝兰、大花地宝兰植株放入透光率为20%遮阴棚中,4个月后测量相关指标,部分结果如下表和图。请回答问题:
物种
叶片厚度
()
气孔密度
(个)
叶绿素含量()
日均净光合速率()
补偿点()
地宝兰
111.68
102.64
3.55
1.912
172.02
大花地宝兰
117.25
72.89
3.65
2.796
128.67
贵州地宝兰
60.67
94.80
3.20
1.901
165.61
(1)三种地宝兰属植物叶片解剖结构相似,气孔均只分布在下表皮,其生理意义是_____:根据上图,三种地宝兰属植物中,_____最适应弱光环境,_____利用低浓度的能力最强。
(2)在植物光合作用过程中,叶绿素承担着_____的功能。植物光合能力与叶绿素含量密切相关,为测定叶绿素含量,科研人员进行了如下操作:用打孔器取20片小圆片→剪碎后装入25mL容量瓶→用_____定容后置于暗处24h→测定提取液吸光值并计算叶绿素含量。上述操作中,将容量瓶“置于暗处”的原因是_____。
(3)根据上图,三种地宝兰属植物净光合速率日变化均呈“双峰型”曲线。为确定其光合“午休”现象是否由气孔限制因素引起,研究人员测定了胞间浓度的日变化。结果显示三种地宝兰属植物净光合速率的下降均伴随胞间浓度增加,这说明_____。
(4)与地宝兰相比,贵州地宝兰种群较小,属于濒危植物。下列可能属于贵州地宝兰濒危原因有_____(填序号)。
①繁育机制的限制 ②传粉者数量限制 ③种间竞争能力低 ④人畜干扰破坏
为进一步探索贵州地宝兰濒危的机制,研究人员比较了同域分布的贵州地宝兰和地宝兰的传粉情况以及遗传多样性。结果显示贵州地宝兰的传粉者较少但基因杂合程度较高,推测可能与它们的繁殖方式(自交或异交)有关。请据此解释贵州地宝兰濒危的原因_____。
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