内容正文:
专题15 非选择题必刷
目 录
一、6大题型知识点归纳
【基础知识1】 细胞的能量代谢
【基础知识2】 遗传与变异
【基础知识3】 内环境与稳态
【基础知识4】 种群、群落与生态系统
【基础知识5】 发酵工程
【基础知识6】 细胞工程与基因工程
二、最新模考题组练
PART 1 6大题型分类归纳
【基础知识1】细胞的能量代谢
【典例分析1-1】(2023·四川广安模拟)研究小组将长势相同的某种植物幼苗均分为A、B两组。A组给予正常自然光照,B组进行遮光处理(光照强度为正常光照的70%),然后置于相同且适宜的条件下,测定7:00~17:00之间两组植物的净光合速率,结果如图。回答下列问题:
(1)对B组植物进行一定程度的遮光,将使叶绿体中_____膜上的光合色素捕获的光能减少,导致光反应产生_____等物质的速率降低,进而影响暗反应的速率。
(2)与A组相比。B组未出现明显的光合“午休现象”,原因_____。分析实验结果发现,13:00时光照强度大于9:00时,但两组幼苗的净光合速率都低于9:00时,最可能的原因是_____。
(3)研究小组进一步发现,在7:00~17:00之间,A组植物有机物的积累量大于B组。据此_____(填“能”或“不能”)得出“该植物幼苗不适宜在遮光条件下生长”的结论,理由是_____。
解析:光合作用的过程可以分为光反应阶段和暗反应阶段,光反应主要方式水的光解和ATP的合成,可以为暗反应提供[H]和ATP,暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原两个过程。
(1)
光合色素主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上;光反应的产物ATP和[H]可用于暗反应过程中C3的还原。
(2)
分析题意可知,B组是遮光处理组,据图可知,B组未出现明显的光合“午休现象”,原因可能是B组遮光后蒸腾作用减弱,气孔关闭程度较小;净光合速率=总光合速率-呼吸速率,而与9:00时相比,13:00时光照强度大于9:00时,但两组幼苗的净光合速率都低于9:00时,最可能的原因是13:00时温度更高,呼吸速率增加更快,导致消耗的有机物多。
(3)
由于未设置其他遮光比例处理的实验组,故虽然在7:00~17:00之间A组植物有机物的积累量大于B组,也不能得出该植物幼苗不适宜在遮光条件下生长”的结论。
【答案】(1) 类囊体 ATP、[H]
(2) B组遮光后蒸腾作用减弱,气孔关闭程度较小 13:00时温度更高,呼吸速率增加更快
(3) 不能 未设置其他遮光比例处理的实验组
【典例分析1-2】(2024·河南开封调研·)某学校研究小组利用叶面积相等的A、B两种植物的叶片分别进行了以下两组实验(假设两组实验在相同且适宜的温度下进行,且忽略光照对呼吸作用的影响):
实验一:将A、B两种植物的叶片分别放置在相同的密闭小室中,给予充足的光照,利用红外测量仪每隔5min测定小室中的CO2浓度,结果如图1所示。
实验二:给予不同强度的光照,测定A、B两种植物叶片的CO2吸收量和CO2释放量,结果如图2所示。请据下图分析回答:
(1)分析图1可知在低浓度二氧化碳时,固定CO2能力较强的植物是____________。
(2)实验一从开始经过10min时,通过光合作用制造的有机物总量:A植物___________。(填“大于”“等于”或“小于”)B植物。
(3)若B植物在第5min时,光照突然降低,C5含量在短时间内将_____________。
(4)25-40min期间,两个密闭小室内CO2含量相对稳定,反映出A、B两种植物叶片在此时间段内光合作用强度_____________(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用强度。
(5)实验二中,若给予的光照强度为xklx(a<x<b),每日光照12小时,一昼夜中A植物的干重将____________,B植物的干重将_____________。
解析:图1中A、B两种植物均处于密闭透光的小室,由于光合作用大于呼吸作用,光合作用需要的CO2浓度除来自呼吸作用外,还从密闭小室中吸收,故导致密闭小室内CO2浓度变化趋势均是逐渐降低,一段时间后,由于小室内CO2浓度越来越低,导致光合作用速率等于呼吸作用速率,最终CO2浓度降低到一定水平后不再降低且维持在这个水平上。图中减少的二氧化碳含量表示净光合量。由图2曲线可知,光照强度为0时,植物只进行呼吸作用,A植物的呼吸速率小于B植物的呼吸速率。
(1)图1中可知A植株在20分钟之后密室中二氧化碳浓度一直维持在0.8mmol/L,说明此时A植株光合作用速率=呼吸速率,而B植株在20分钟之后密室中二氧化碳浓度维持在0.4mmol/L,说明此时B植株光合作用速率=呼吸速率,说明在低浓度二氧化碳时,B植物固定CO2能力较强。
(2)从图一可知,当实验一从开始经过10min时,CO2浓度减少量相同,即AB植物的净光合量是相等的,但是从图二中光照强度为0时二氧化碳的释放量可知,A植物单位时间呼吸消耗有机物量低于B植物,由于总光合制造的有机物量=净光合量+呼吸消耗有机物量,可知从开始经过10min时,A植物通过光合作用制造的有机物总量比B植物少。
(3)光照突然降低,则光反应为暗反应提供的ATP和还原态氢瞬间变少,导致C3的还原受阻,不能继续生成C5,且固定二氧化碳消耗的C5不变,则C5在短时间内的含量将会下降。
(4)25~40min,因为密室中二氧化碳浓度降低到一定程度,使得光合速率降低,与呼吸速率恰好相等,光合作用消耗的二氧化碳正好等于呼吸作用释放的二氧化碳量,即光合作用强度等于呼吸作用强度。
(5)由于A植物的呼吸速率为1mg.m-2.h-1,B植物的呼吸速率为2mg.m-2.h-1,光照强度在a到b的光照范围内,A植物白天时的最小净光合速率净值大于1mg.m-2.h-1,能满足于晚上的消耗,故每日光照12小时,一昼夜中A植物的干重将增加;而B植物的白天的最大净光合小于2mg.m-2.h-1,此时不能满足B植物晚上的消耗,所以每日光照12小时,一昼夜中B植物干重会减少。
【答案】(1)B
(2)小于 (3)下降 (4)等于
(5) 增加 减少
【典例分析1-3】(2024·青海·海南藏族模拟)下图是某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图。I~Ⅶ代表物质,①~③代表过程。回答下列问题:
(1)在图甲中,消耗CO2的场所是_________,在强光下ATP的移动方向是_________。
(2)在光照条件下,叶肉细胞中消耗ADP的场所有_________。若将该植物由1%的CO2浓度突然置于0.3%CO2浓度下(光照强度不变),图甲中的C3的含量将_________,C5的含量将_________。
(3)图乙与马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢相比,特有的步骤是_________(填数字标号),这些过程发生在_________部位。
(4)若用18O标记图乙中参与②过程的H2O,则在细胞呼吸产物中能首先测到放射性的是_________,甲、乙两图中不同数字代表同一物质的标号是_________。
解析:(1)在甲图中,消耗CO2的场所是叶绿体基质;光反应产生的ATP用于暗反应,故ATP从叶绿体类囊体薄膜移动到叶绿体基质。
(2)在光照条件下,叶肉细胞中进行光合作用和呼吸作用,光反应阶段和有氧呼吸的三个阶段都产生ATP,故消耗ADP的场所有叶绿体、细胞质基质和线粒体;若将该植物由1%的CO2浓度突然置于0.3%的CO2浓度下(光照强度不变),由于CO2浓度降低,CO2被C5固定形成的C3减少,但光反应正常进行,C3继续还原成C5,故C3的含量将减少,C5含量增加。
(3)
乙图进行的是有氧呼吸,马铃薯块茎细胞在缺氧时进行的是无氧呼吸,无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同,故有氧呼吸特有的步骤是②③,其场所是线粒体基质和内膜(或线粒体)。
(4)
若用18O标记乙图中的H2O,水参与细胞呼吸中的第二阶段,产生二氧化碳,故在细胞呼吸产物中能首先测到放射性的是二氧化碳;甲、乙两图中Ⅱ与Ⅵ都代表氧气,Ⅲ与Ⅶ都代表二氧化碳。
答案:(1) 叶绿体基质 从类囊体薄膜到叶绿体基质
(2) 叶绿体、细胞质基质、线粒体 减少 增加
(3) ②③ 线粒体基质和线粒体内膜(或线粒体)
(4) 二氧化碳(或C18O2) Ⅱ与Ⅵ、Ⅲ与Ⅶ
【典例分析1-4】(2023·陕西咸阳模拟·)据下图回答下列与光合作用有关的问题:
(1)光合色素分布在图甲中的[ ]________上,绿叶中色素的提取和分离实验中,为了防止色素被破坏,需要加入的物质是________。
(2)图乙所示装置可用来探究光照强度对光合作用强度的影响。根据该图的材料及设置,控制本实验自变量的方法是________________,观察指标是________________。
(3)图丙表示连翘的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时,单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化(呼吸底物为葡萄糖)。在光照强度为b时,根尖分生区细胞中能够产生ATP的场所有________,此时连翘叶肉细胞的光合速率与呼吸速率的比值约为________。
解析:题图分析:图甲为叶绿体,其中①表示外膜,②表示基粒,是由类囊体堆叠形成的,③表示内膜,④叶绿体基质;图乙可用来探究光照强度对光合作用强度的影响;图丙中,a光照条件下,细胞释放二氧化碳,不产生氧气,此时细胞只进行呼吸作用,且呼吸速率为二氧化碳释放量等于6;b光照条件下释放的二氧化碳与氧气的产生总量相等,说明光合作用小于呼吸作用;c不再释放二氧化碳,氧气产生总量为6,光合速率等于呼吸速率、d过程细胞不再释放二氧化碳,氧气产生总量为8,说明光合作用大于呼吸作用。
(1)
叶绿体中②类囊体薄膜有较大的面积,光合色素就分布在类囊体傅膜上,可以充分的吸收太阳能:提取和分离叶绿体色素实验中,加入的碳酸钙可以和液泡被破坏后释放的有机酸反应,避免叶绿素受破坏。
(2)
利用图乙所示装置探究光照强度对光合作用强度的影响,可利用台灯距烧杯的距离调节光照强度,控制实验的自变量,因变量是光合速率的变化,叶圆片光合作用产生氧气,使叶圆片上浮,根据单位时间内叶圆片上浮的数量或单个叶圆片上浮至水面的时间判断光合作用的强弱,即本实验的观察指标可以是单位时间内叶圆片上浮的数量或单个叶圆片上浮至水面的时间。
(3)
根尖分生区细胞只能进行呼吸作用,能够产生ATP的场所包括细胞质基质和线粒体,在光合作用过程中,氧气产生量等于二氧化碳消耗量,在光照强度为b时,二氧化碳释放量等于氧气产生总量,说明呼吸作用产生的二氧化碳量一半被释放,一半用于光合作用,则此时连翘叶肉细胞的呼吸速率是光合速率的二倍,即此时连翘叶肉细胞的光合速率与呼吸速率的比值约为1∶2。
答案:(1) ②类囊体薄膜(或基粒) 碳酸钙(CaCO3)
(2) 利用台灯距烧杯的距离调节光照强度,实现自变量的控制 单位时间内叶圆片上浮的数量或单个叶圆片上浮至水面的时间
(3) 细胞质基质和线粒体 1∶2。
【基础知识2】遗传与变异
【典例分析2-1】(2024·珠海斗门模拟·)鹦鹉羽毛的颜色有蓝色、绿色、黄色和白色四种,由两对独立遗传的等位基因控制,其中B、b这对等位基因位于Z染色体上,其遗传机理如图。现有多组绿色雄鹦鹉与白色雌鹦鹉杂交(正交),后代雌、雄鹦鹉的羽毛均为绿色;反交后代中,雄鹦鹉羽毛均为绿色,雌鹦鹉羽毛均为蓝色。回答下列问题。
(1)由鹦鹉羽毛颜色的遗传机理可知,基因与生物性状的关系是___________________。
(2)控制羽毛颜色的基因型共有_____种,正交亲本中绿色雄鹦鹉和白色雌鹦鹉的基因型分别是_____________________。若某鹦鹉蓝色羽毛出现白色斑点,是由于_____________。
(3)养鸟专家在配制鹦鹉饲料时,发现含某微量元素的3号饲料会抑制黄色物质的合成,使黄羽变为白羽。现有3号饲料长期饲喂的一只蓝色雄鹦鹉和正常饲料喂养的各种雌鹦鹉,请设计杂交实验,确定该蓝色雄鹦鹉为纯合子还是杂合子。
实验思路:____________________________________________________________
预测结果及结论:______________________________________________________
解析:(1)由鹦鹉羽毛颜色的遗传机理可知,基因与生物性状的关系是基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物性状一种性状可由两个基因控制。
(2)鹦鹉羽毛的颜色有蓝色、绿色、黄色和白色四种,由两对独立遗传的等位基因控制,其中B、b这对等位基因位于Z染色体上,因此基因A应在常染色体上,所以控制羽毛颜色的基因型在常染色体上有AA、Aa、aa3种基因型,在Z染色体的的B的基因型有ZBZB、ZBZb、ZbZb、ZBW、ZbW等5种基因型,因此控制羽毛颜色的基因型共有3×5=15种。由题意可知正交的雄性绿鹦鹉为基因型为A_ZBZ-与白色雌鹦鹉aaZbW杂交后代雌、雄鹦鹉的羽毛均为绿色,也即后代中的雄鹦鹉都为AaZBZb,而雌鹦鹉都为AaZBW,因此正交亲本中绿色雄鹦鹉和白色雌鹦鹉的基因型分别是AAZBZB、aaZbW。蓝色鹦鹉的基因型是A_ZbZb或A_ZbW,若某鹦鹉蓝色羽毛出现白色斑点,是由于体细胞发生了基因突变或染色体缺失。
(3)由题意可知该蓝色的雄鹦鹉可能的基因型为A_ZBZ_或A_ZbZb,要验证其是纯合子还是杂合子可用该蓝色雄鹦鹉与多只白色雌(aaZbW)鹦鹉杂交,子代用正常饲料喂养,观察并统计子代表现型及比例,若子代雌、雄鹦鹉的羽毛都为绿色或者都为蓝色,则该个体为纯合子;否则为杂合子。
答案: 基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物性状一种性状可由两个基因控制 15 AAZBZB、aaZbW 体细胞发生了基因突变或染色体缺失 用该蓝色雄鹦鹉与多只白色雌鹦鹉杂交,子代用正常饲料喂养,观察并统计子代表现型及比例 若子代雌、雄鹦鹉的羽毛都为绿色或者都为蓝色,则该个体为纯合子;否则为杂合子
【典例分析2-2】(2023·河南·新蔡县模拟)有研究表明,肥胖者的脂肪细胞中某基因(miR)的表达异常活跃。旨在研究miR的表达对人脂肪细胞的影响,根据以下实验材料完成实验思路,并预测实验结果及分析。
实验材料:培养瓶若干,细胞培养液,脂肪前体细胞悬液、成熟脂肪细胞悬液,抑制剂P(抑制miR的表达),TUNEL检测试剂盒(检测细胞凋亡情况),流式细胞测定仪(检测细胞周期分布),血细胞计数板,显微镜等。
(要求和说明:不考虑加入抑制剂P后体积变化等误差。细胞只进行原代培养且培养条件适宜。成熟脂肪细胞不具分裂能力。各种仪器操作和指标检测均不作具体要求)
(1)完善实验思路:
①取培养瓶并各加入等量适量的细胞培养液,分组处理如下,每组设置若干个重复样品
A组:+脂肪前体细胞悬液;______________;D组:+成熟脂肪细胞悬液+抑制剂P。
②各组样品在相同且适宜的条件下培养一段时间后,用TUNEL检测试剂盒检测成熟脂肪细胞凋亡情况,_______________,用流式细胞测定仪脂肪前体细胞的细胞周期分布;
③重复②若干次;
④对所得数据进行统计并分析。
(2)预测实验结果:图1为实验中A、B组某次测定的结果。请在图2坐标系中绘制成熟脂肪细胞数量变化曲线示意图(N0表示原始数量)。
(3)分析与讨论
①实验结果表明,抑制剂P主要阻滞脂肪前体细胞分裂周期的______________期,从而抑制细胞增殖。另外,抑制剂P还能显著提高成熟脂肪细胞的凋亡率。
②接种细胞时,脂肪前体细胞接种的原始数量要比N0______________(填“多”或“少”)一些,其原因是_______________。在实验期间,若每天使用比浊计A组和B组培养瓶中的浑浊度并进行比较分析,其结果是______________。
③综上分析,miR的活跃表达对脂肪细胞起到______________作用,导致肥胖。
解析:(1)①实验目的是研究miR的表达对人脂肪细胞的影响,而抑制剂P可抑制miR的表达,故实验的自变量是miR的表达与否,可通过是否加入抑制剂P,来表示脂肪细胞内miR的表达数量,因变量是人脂肪细胞的数量。故实验设计四组,A组+脂肪前体细胞悬液,B组+脂肪前体细胞悬液+抑制剂P;C组+成熟脂肪细胞悬液,D组+成熟脂肪细胞悬液+抑制剂P。
②各组样品在相同且适宜的条件下培养一段时间后,用TUNEL检测试剂盒检测成熟脂肪细胞的凋亡情况,并借助显微镜用血细胞计数板检测成熟脂肪细胞的数目;同时还需要用流式细胞测定仪检测脂肪前体细胞的细胞周期,以探究抑制剂P作用于细胞周期中的哪个时期。
(2)根据(3)中分析讨论①,可知抑制剂P还能显著提高成熟脂肪细胞的凋亡率,可知加入抑制剂P的D组细胞凋亡比C组更快,细胞数量更少,因此曲线图为: 。
(3)
①根据图1可知,加入抑制剂P的B组G1期的细胞百分数比A组增加,而S期和G2+M期的细胞百分数减少,说明抑制剂P可使脂肪前体细胞的G1延长,即抑制剂P主要阻滞脂肪前体细胞分裂周期的G1期,使分裂期和G2期的细胞数减少,从而抑制了细胞的增殖。
②由于本实验需要检测脂肪前体细胞增殖,而成熟的脂肪细胞只有凋亡,所以脂肪前体细胞接种的原始数量应比接种的成熟脂肪细胞的N0少一些。由于抑制剂P能抑制脂肪前体细胞的增殖,因此培养一段时间后,A和B组的细胞都会增殖,但B组的细胞数量应少于A组,即用比浊计检测A和B组细胞时,A组和B组浑浊度均逐渐增大,但A组大于B组。
③根据A组和B组的结果分析可知,miR的活跃表达可促进脂肪前体细胞分裂,形成更多的脂肪细胞,根据C组和D组的结果分析可知,miR的活跃表达可抑制成熟脂肪细胞凋亡,使脂肪细胞数量增加。
答案:(1) B组:+脂肪前体细胞悬液+抑制剂P;C组:+成熟脂肪细胞悬液 借助显微镜用血细胞计数板检测成熟脂肪细胞的数目/检测各组细胞的细胞数目
(2)
(3) G1 少 需检测脂肪前体细胞增殖,(而成熟的脂肪细胞只有凋亡) A组和B组浑浊度均逐渐增大,且A组大于B组 促进细胞分裂、减缓凋亡
【典例分析2-3】(2024·北京师大附中模拟) 某地有两个猴面花姐妹种——粉龙头和红龙头,二者分布区重叠,前者由黄蜂授粉,后者由蜂鸟授粉。红龙头细胞中编码类胡萝卜素分解酶的基因(a)是有缺陷的,导致酶完全失活,花瓣细胞中有类胡萝卜素积累,表现为红色。而粉龙头细胞中该基因(A)是正常的,因此花瓣只呈现由花青素导致的粉红色。
(1)科研工作者把粉龙头和红龙头定为两个物种的理由是______________________。
(2)研究人员猜测粉龙头和红龙头起源于一个粉色花的祖先种。祖先种发生A基因的突变后,产生橙红色突变体,突变体改为由蜂鸟授粉,导致祖先种分裂进化为粉龙头和红龙头两个种。为了检验这一猜想,研究人员用杂交的方法获得了基因型为aa,但其他基因均来自粉龙头的变异型粉龙头,流程如下:
①用粉龙头和红龙头为亲本杂交,子一代表现为___________。
②用子一代与________杂交,利用分子生物学技术从杂交后代中筛选出基因型为_________个体,多次重复。
③将筛选出的个体_________,获得基因型为aa,但其他基因均来自粉龙头的变异型粉龙头。
(3)研究人员又培育出基因型为AA,但其他基因均来自红龙头的变异型红龙头。变异型粉龙头开橙黄色花,变异型红龙头开深粉色花。研究人员调查了黄蜂和蜂鸟对四种植物的访花率,得到下表所示结果。该数据支持了研究人员的猜想:单基因突变导致了祖先种的分裂进化,理由是________________。
黄蜂(访花率103每小时每花)
蜂鸟(访花率103每小时每花)
粉龙头野生型(粉红色)
15.4
0.0212
粉龙头变异型(橙黄色)
2.63
1.44
红龙头野生型(红色)
0.148
189
红龙头变异型(深粉色)
10.9
168
(4)变异型粉龙头的蜂鸟访花率远低于野生型红龙头,依据现代生物进化理论尝试对这一现象做出解释:_________________。
解析:(1)由于粉龙头和红龙头由不同的动物授粉,存在生殖隔离,故科研工作者把粉龙头和红龙头定为两个物种。
(2)根据题干信息,红龙头细胞中编码类胡萝卜素分解酶的基因(a)是有缺陷的,导致酶完全失活,花瓣细胞中有类胡萝卜素积累,表现为红色,推断红龙头的基因型为aa,根据粉龙头细胞中该基因(A)是正常的,因此花瓣只呈现由花青素导致的粉红色,两者存在生殖隔离,基因不能交流,推断粉龙头的基因型为AA。
①用粉龙头AA和红龙头aa为亲本杂交,子一代Aa表现为粉龙头。
②用子一代Aa与粉龙头AA杂交,利用分子生物学技术从杂交后代中筛选出基因型为Aa的个体,多次重复。
③将筛选出的个体Aa自交,获得基因型为aa,但其他基因均来自粉龙头的变异型粉龙头。
(3)
研究人员调查了黄蜂和蜂鸟对四种植物的访花率,得到表中所示结果,分析表格可知,与野生型粉龙头相比,变异型粉龙头黄蜂的访花率大幅下降,而蜂鸟的访花率上升,说明单基因突变会导致授粉者的比例大幅改变,从而导致分裂进化,故该数据支持了研究人员的猜想:单基因突变导致了祖先种的分裂进化。
(4)
由于变异型粉龙头与蜂鸟在协同进化的过程中,形成了更多利于蜂鸟授粉的适应性特征,并将决定这些适应性特征的遗传物质传递下去,逐代累计,形成了野生型红龙头,故其蜂鸟的访花率远低于野生型红龙头。
答案:(1)二者由不同的动物授粉,存在生殖隔离
(2) 粉龙头 粉龙头 Aa 自交
(3)与野生型粉龙头相比,变异型粉龙头黄蜂的访花率大幅下降,而蜂鸟的访花率上升,说明单基因突变会导致授粉者的比例大幅改变,从而导致分裂进化
(4)变异型粉龙头与蜂鸟在协同进化的过程中,形成了更多利于蜂鸟授粉的适应性特征,并将决定这些适应性特征的遗传物质传递下去,逐代累计,形成了野生型红龙头,故其蜂鸟的访花率远低于野生型红龙头
【典例分析2-4】(2023·安徽·六安模拟)一万年前,内华达州比现在湿润得多,许多湖泊(A、 B、C、D)通过纵横交错的小溪流连结起来,湖中有不少鱼。后来气候逐渐干燥,小溪流渐渐消失,形成了若干个独立的湖泊,各湖泊生活的鱼形态差异也变得明显(分别称为a、b、c、d鏘鱼)。如图为内华达州1万多年以来湖泊地质的变化示意图。
(1)当气候逐渐干燥,小溪流渐渐消失,形成了若干个独立的湖泊之后,各个湖泊中的鏘鱼就不会发生基因交流,其原因是存在____________________。
(2)现有人将四个湖泊中的一些鏘鱼混合养殖,结果发现∶A、B两湖的鏘鱼(a和b)可进行杂交,但其后代的雄性个体不能产生正常的精子∶来自C、 D两湖的鏘鱼(c和d)杂交,能产生具有正常生殖能力的子代∶ A、B两湖鏘鱼的繁殖期在5月,C、D两湖的鏘鱼繁殖期在7月。C、D湖中的鏘鱼的差异体现了基因多样性,而A、B湖中鏘鱼的差异体现________多样性,这些多样性的形成是生物与生物、生物与环境之间_________的结果。
(3)某项调查发现,B湖鏘鱼中AA、Aa和aa的基因型频率分别为20%、30%和50%,则a基因频率为_______。 若B湖的环境发生改变,使得aa个体每年减少10%,AA和Aa个体每年增加10%,则下一年种群中 a的基因频率约为_________。
(4)如果鏘鱼种群无限大,群体内的个体随机交配,没有突变发生,没有任何形式的选择压力,那么群体中的各种基因型的比例每代保持不变。随机抽样调查测知D湖种群中有基因型AA、Aa、aa 的个体若干只,由此可以计算出A和a的基因频率,而根据A和a的基因频率,可以推测出这个种群中Aa的频率(N)大约是
A.0≤N≤100% B.0<N≤50% C.0≤N<50% D.N> 50%
解析:(1)根据题意和图示可知,1万多年后,自然条件下,各个湖泊中的鏘鱼在空间上存在地理隔离,因此不会发生基因交流。
(2)由于A、B两湖的鏘鱼(a和b)能进行交配,但其后代的雄性个体不能产生正常的精子,所以A、B两湖的鏘鱼产生了生殖隔离;来自C、D两湖的鏘鱼(c和d)交配,能生育具有正常生殖能力的子代,说明C、 D两湖的鏘鲋鱼还是同一个物种,没有产生生殖隔离。因此C、D 两湖的鏘鱼的差异体现基因多样性,A、B湖中鏘鱼的差异体现物种多样性。这些生物多样性的形成是生物与生物、生物与环境之间的协同进化的结果。
(3)已知B湖鏘鱼中AA、Aa和aa的基因型频率分别为20%、30%和50%,则a基因频率=50%+1/2 × 30%=65%;若B湖的环境发生改变,使得aa个体每年减少10%,AA和Aa个体每年增加10%,假设第一年总数为100,AA、Aa和aa的基因型频率分别为20%、30%和50%,可以知道第一年AA数目为20,Aa数目为30,aa数目为50,则一年后AA的数目20+20 × 10%=22,Aa的数目30+30 × 10%=33,aa的数目50-50 × 10%=45,再根据种群中各基因型个体数求某基因频率的方法计算出基因频率,则a基因频率= (45×2+33)/(22×2+33×2+55×2 )=61.5%
(4)由题意知,该种群无限大,群体内的个体随机交配,没有突变发生,没有任何形式的选择压力,因此遵循遗传平衡定律,根据A和a的基因频率计算Aa基因型频率的公式是:Aa=2pq=2p(1-p)=1/2-2(p-1/2)2,因此Aa的基因型频率大于0,且小于或等于1/2,即0<N≤50%,故选B。
答案:(1)地理隔离
(2) 物种 协同进化
(3) 65% 61.5%
(4)B
【典例分析2-5】(2023·浙江普陀模拟·)已知某二倍体雌雄同株植物,基因g纯合会导致其雄性不育成为雌株。现将抗虫基因(B+)转入不抗虫的该种植物,获得转基因抗虫植株若干(假设转基因过程中,B+基因可插入到不同的染色体上,一条染色体上至多只插入一个B+基因,无抗虫基因用B表示)。将某一纯合抗虫雌株(甲)与另一纯合抗虫正常株(乙)杂交,F1全为抗虫正常株。F1自交产生的F2表现型及数量:抗虫雌株193株、不抗虫雌株13株、抗虫正常株591株、不抗虫正常株39株。回答下列问题:
(1)甲与乙杂交得到的F1可产生____种基因型配子。F2中出现抗虫与不抗虫的表现型及数量的原因是_________
(2)取F2中不抗虫正常株与甲进行杂交,子代(F3)的表现型及比例为____,子代(F3)随机授粉,F4中抗虫雌株所占比例为_______。
(3)为确定上述F3中抗虫正常株的基因型,设计测交实验进行验证,用遗传图解表示该过程。
(4)在实际生产中,获得的转基因抗虫植株种植多代后,其抗虫能力呈下降趋势,其可能的原因是害虫种群_________频率上升。为减缓转基因植株抗虫能力下降的趋势,可采用的种植措施是_______
解析:(1)根据上述分析可知,甲与乙杂交得到的F1基因型为GgB+BB+B,Gg产生G、g两种配子,B+BB+B产生B+B+、B+B、BB三种配子,因此F1产生2×3=6种配子。根据上述分析可知,甲和乙的抗虫基因位于非同源染色体上,因此甲和乙上抗虫基因的遗传遵循自由组合定律,故F2中出现抗虫∶不抗虫≈15∶1。
(2)F2中不抗虫正常株基因型为1/3GGBBBB、2/3GgBBBB,甲植株的基因型为ggB+B+BB,二者杂交后代的计算可分别计算每对基因,1/3GG、2/3Gg与gg杂交后代为2/3Gg、1/3gg,BBBB与B+B+BB杂交后代为B+BBB,因此子代(F3)的表现型及比例为抗虫正常株∶抗虫雌株=2∶1。由于gg会导致其雄性不育成为雌株,因此F3中随机传粉时,做母本的为2/3GgB+BBB、1/3ggB+BBB,做父本的为GgB+BBB,雌配子种类和比例为GB+B∶gB+B: GBB: gBB=1∶2 : 1 :2,雄配子种类和比例为GB+B∶gB+B: GBB : gBB =1∶1 : 1: 1,F4中抗虫雌株(ggB ---)所占比例为2/6×1/4×3=1/4。
(3)确定上述F3中抗虫正常株的基因型可让其与不抗虫雌株测交,遗传图解如下:
(4)
在实际生产中,获得的转基因抗虫植株种植多代后,其抗虫能力呈下降趋势,其可能的原因是害虫种群抗性基因频率上升。为减缓转基因植株抗虫能力下降的趋势,可在转基因植株中间隔种植少量普通植株。
答案:(1) 6 甲和乙的抗虫基因位于非同源染色体上,甲和乙上抗虫基因的遗传遵循自由组合定律
(2) 抗虫正常株:抗虫雌株=2:1 1/4
(3)
(4) 抗性基因 在转基因植株中间隔种植少量普通植株
【基础知识3】 内环境与稳态
【典例分析3-1】(2024·湖北·黄石调研)如图是高等动物体内细胞与外界环境进行物质交换图,如图为人体某组织示意图,请据图回答下列问题:
(1)如图中虚线内物质构成的环境称为______,其中A代表______。
(2)填写左图中D、E系统的名称:D______;E______。
(3)当人接触过敏原会出现局部组织水肿现象,请从渗透压变化角度解释出现水肿的原因________。
(4)维持机体稳态的主要调节机制是____________调节网络。
(5)图②处细胞直接生活的环境是①④⑥中的______处。④中渗透压的大小主要与______的含量有关。
(6)如果图为胰腺组织局部结构模式图,则④⑥⑦中二氧化碳浓度最高的是______处。
解析:(1)结合分析可知,虚线内A、B、C分别是血浆、组织液、淋巴,三者总称为内环境。
(2)由图可知营养物质需要通过D进入血液循环,所以D是消化系统;尿素、尿酸、水等通过E系统排出体外,所以E是泌尿系统。
(3)当人接触过敏原会出现局部组织水肿现象,原因是过敏原会刺激相关细胞释放组织胺等物质,导致毛细血管的通透性增加,血浆蛋白渗出到组织液,使得组织液渗透压大于血浆渗透压,组织液吸水,使得局部组织出现水肿现象。
(4)目前普遍认为,维持机体稳态的主要调节机制是神经-体液-免疫调节网络。
(5)②表示毛细淋巴管,毛细淋巴管壁细胞生活的具体内环境是淋巴和组织液,即①⑥;④表示血浆,血浆渗透压的大小主要与无机盐与蛋白质的含量有关。
(6)④表示血浆,⑥表示组织液,⑦表示组织细胞,二氧化碳的运输方式属于自由扩散,由高浓度向低浓度运输,二氧化碳在组织细胞中产生,故⑦组织细胞中二氧化碳浓度最高。
答案:(1) 内环境##细胞外液 血浆
(2) 消化系统 泌尿系统
(3)过敏原会刺激相关细胞释放组织胺等物质,导致毛细血管的通透性增加,血浆蛋白渗出到组织液,使得组织液渗透压大于血浆渗透压
(4)神经—体液—免疫调节网络
(5) ①⑥ 无机盐、蛋白质
(6)⑦
【典例分析3-2】(2024·四川船山模拟·)瘦素是一种由脂肪细胞分泌的蛋白质类激素,它进入血液循环后会参与糖、脂肪及能量代谢的调节,促使机体减少摄食量,增加能量释放,抑制脂肪的合成,进而使体重减轻,其调节过程如图所示。请回答下列问题:
(1)当体内脂肪水平上升时,脂肪细胞分泌的瘦素通过___________运输,作用于下丘脑中的神经细胞使其兴奋,此时神经细胞膜上发生的信号转变是______________。
(2)下丘脑发出的交感神经通过____________方式释放神经递质作用于脂肪细胞,这种释放方式的意义是____________。
(3)实验研究发现,给肥胖小鼠注射肾上腺素后,体重会明显下降。据图分析,注射肾上腺素后小鼠体重下降的机制是_____________。
(4)检查发现,大多数肥胖者血液中的瘦素水平较高,但其体重却没有降低,进一步研究发现,这些肥胖者体内存在着“瘦素抵抗”。出现“瘦素抵抗”的原因可能是_____________(答出一点即可)。
解析:(1)脂肪细胞分泌的瘦素释放到组织液,经过体液的运输,作用于下丘脑;静息状态下膜电位外正内负,兴奋时膜电位变成外负内正。
(2)交感神经末梢会通过胞吐作用释放神经递质;单个小泡释放的递质,无法引起突触后电位,只有达到或超过阈电位才能够引发动作电位。通过胞吐方式可短时间大量集中释放神经递质,从而高效完成信息的跨突触传递。
(3)肾上腺素引起蛋白激酶A的激活,该酶促进UCP基因表达成UCP蛋白,UCP蛋白可以进入线粒体促进脂肪滴的氧化分解,进而使体重减轻。
(4)瘦素需要与受体结合才能发挥作用,若与受体结合出现障碍,则瘦素的作用会受到影响,可能会出现“瘦素抵抗”。
答案:(1) 体液(血液) 由外正内负变成外负内正
(2) 胞吐 短时间大量集中释放神经递质,从而高效完成信息的跨突触传递。
(3)肾上腺素引起蛋白激酶A的激活,该酶促进UCP基因表达成UCP蛋白,UCP蛋白可以进入线粒体促进脂肪滴的氧化分解,进而使体重减轻。
(4)与受体结合出现障碍
【典例分析3-3】 (2023·四川·阆中调研)神经系统对人体内分泌功能的调节有甲、乙、丙三种方式,如图所示。结合题图回答下列问题。
(1)寒冷环境中,相应的神经冲动传到下丘脑,下丘脑分泌的_____通过体液运输并作用于垂体,促使垂体分泌某激素,再调节甲状腺激素的合成和分泌,这种调节方式称为激素分泌的_____。
(2)抗利尿激素的合成和分泌是通过图中_____(填“甲”、“乙”或“丙”)方式完成的,剧烈运动后其分泌量_____。
(3)饭后_____(填细胞名称)分泌的_____(填激素名称)增加,该激素的主要作用是_____。
(4)兴奋传递过程中,图中A处这一结构中完成的信号转换,A的结构包括_____。
解析:(1)
寒冷环境中,相应的神经冲动传到下丘脑,下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素(TRH)作用于垂体;调节垂体分泌促甲状腺激素(TSH)并作用于甲状腺,进而调节甲状腺激素的分泌,这种调节方式是激素分泌的分级调节。
(2)
抗利尿激素是由下丘脑分泌、垂体释放的,可见是通过图中乙方式完成的;剧烈运动后失水(出汗)较多,细胞外液渗透压升高,抗利尿激素增多,增加肾小管和集合管对水的重吸收,使尿量减少,进而使渗透压下降。
(3)
饭后血糖上升,胰岛B细胞分泌的胰岛素增多,加速组织细胞摄取、利用、储存葡萄糖,使血糖下降。
(4)
A是突触。兴奋传递过程中,在突触中完成的信号转换过程是:电信号→化学信号→电信号。
答案:(1) 促甲状腺激素释放激素 分级调节
(2) 乙 增加
(3) 胰岛B细胞 胰岛素 加速组织细胞摄取、利用、储存葡萄糖
(4)突触前膜、突触间隙、突触后膜
【典例分析3-4】(2023·江苏连云港调研·)如图是人体对某病毒的部分免疫过程示意图,序号Ⅰ~Ⅶ表示不同种类的细胞,辅助性T细胞(Th)是T细胞的一种,a~g代表不同的物质。回答下列问题:
(1)图中细胞Ⅰ在免疫过程中的作用是_____________,图中除_____________(填序号)均能特异性识别抗原,细胞V成熟的场所是_____________。
(2)辅助性T细胞,能识别抗原,分泌的d、e、f称为_____________,既能辅助细胞V活化,又能辅助细胞Ⅱ产生免疫应答,从多方面引起和增强免疫能力。在体液免疫过程中未被消灭的病毒可侵入宿主细胞此时,图中[ ]_____________(物质)不能进入宿主细胞与病毒结合,要消灭宿主细胞中的病毒,要依靠_____________免疫,即图中的细胞_____________(填序号)与靶细胞特异性结合,使靶细胞裂解,释放出病毒进而通过体液免疫消灭病毒。
(3)当入侵的病毒被消灭之后,人体在很长时间内能够保持对这种抗原的记忆,当再次接触这种抗原时,图中细胞_____________(填序号)能迅速增殖分化,快速产生大量的抗体。
(4)为验证已存在的抗体会对同种抗体的产生有抑制作用,研究人员用家兔进行了以下实验。
A组处理:注射抗原。
B组处理:注射同种抗原,约50d后,抽出部分血液去除抗体后回输。每日测定家兔体内相应的抗体浓度,结果如图。
由上述实验可以证明已存在的抗体_____________(填“会”或“不会”)对同种抗体的产生有抑制作用,主要原因是__________________________,在一定条件下抗体可以与B细胞结合,从而抑制B细胞的功能,导致抗体分泌减少。人体内还有一种抗体调节方式,B细胞受抗原刺激能够产生抗体,当体内抗体浓度升高时,通过抗原与抗体结合,使B细胞受抗原刺激减少,导致抗体分泌量也_____________。
解析:(1)图中细胞Ⅰ是吞噬细胞,在免疫过程中的作用是摄取、处理、呈递抗原,图中Ⅰ吞噬细胞和Ⅶ浆细胞不能特异性识别抗原,细胞V是B细胞,成熟的场所是骨髓;
(2)辅助性T细胞分泌的d、e、f是淋巴因子,既能辅助细胞V活化,又能辅助细胞Ⅱ产生免疫应答,从多方面引起和增强免疫能力。在体液免疫过程中未被消灭的病毒可侵入宿主细胞,此时,图中[g]抗体不能进入宿主细胞与病毒结合,要消灭宿主细胞中的病毒,要依靠细胞免疫,即图中的细胞Ⅲ与靶细胞特异性结合,使靶细胞裂解,释放出病毒进而通过体液免疫消灭病毒。
(3)当再次接触这种抗原时,图中细胞Ⅵ(记忆B细胞)能迅速增殖分化,快速产生大量的抗体。
(4)B组处理:注射等量同种抗原,约50天后,抽出部分血液去除抗体后回输,据实验结果可知,B组抗体浓度先降低,后升高,故上述实验可以证明已存在的抗体会对同种抗体的产生有抑制作用,可能的原因是B细胞表面存在抗体受体,抗体浓度较高时可以与B细胞结合,从而抑制B细胞的功能,导致抗体分泌下降。
答案 摄取、处理、呈递抗原 Ⅰ和Ⅶ 骨髓 淋巴因子 g 抗体 细胞 Ⅲ Ⅵ 会 B细胞(表面)存在抗体的受体 下降
【基础知识4】种群、群落与生态系统
【典例分析4-1】(2023.广东揭阳调研·)如图表示种群的数量特征之间的关系。请回答:
(1)[A]_____是种群最基本的数量特征。调查藏羚种群密度时常用的方法是_____。
(2)种群密度取决于[B]_____、[C]_____、迁入率和[D]_____。
(3)调查草地中某种双子叶植物的种群密度可以使用_____法,取样的关键是要做到_____。
(4)可用[E]_____来预测一个种群的数量变化,如_____型的种群数量会越来越少。
(5)用人工合成的信息素诱杀某种害虫的雄性个体,可以破坏害虫种群的_____,从而使一些雌性个体不能完成交配,降低种群密度。
解析 (1)A种群密度是种群最基本的数量特征,是指在单位面积或单位体积中的个体数。藏羚行动敏捷,调查藏羚种群密度时常用的方法是标记重捕法。
(2)种群密度取决于B出生率、C死亡率、迁入率和D迁出率。
(3)调查草地中某种双子叶植物的种群密度可以使用样方法,取样的关键是要做到随机取样。
(4)E年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例,故可用其来预测一个种群的数量变化,如衰退型的种群数量会越来越少。
(5)用人工合成的信息素诱杀某种害虫的雄性个体,可以破坏害虫种群的性别比例,从而使一些雌性个体不能完成交配,降低种群密度。
答案:(1) 种群密度 标记重捕法
(2) 出生率 死亡率 迁出率
(3) 样方 随机取样
(4) 年龄结构 衰退
(5)性别比例
【典例分析4-2】(2024·黑龙江·宾县二模)研究人员对某草原生态系统进行了相关的生态调查。在无迁入、迁出的情况下,调查鼠的种群数量时,计算当年种群数量与一年前种群数量的比值(λ)得到的曲线。请据此回答下列问题:
(1)图1可得,该种群在_____段时呈“J”型增长,用公式表示t年后种群数量____________,e点种群数量比d点______,de区间种群增长率_________(大于0或小于0或等于0)。
(2)根据图2可知____________点捕捞有利于持续获得较大的鱼产量,____________点适合有害生物的防治。
(3)图2中,AB段的种群年龄组成类型为____________;C点后,该种群死亡率明显增加,可能的原因是____________。
解析:(1)
图中bc段,种群的 λ大于1且维持稳定,种群数量呈"J型增长,用公式表示t年后种群数量为Nt=No入t。据图分析已知,de段 λ小于1,种群数量在不断减少,即e点种群数量比d点少,同时也说明了种群增长率小于0。
(2)
根据图2可知差值代表了种群的增长率,且差值表现为先增加后减小,想达到有利于持续获得较大的鱼产量这一目的,应在K/2后去捕捞,根据题图可知对应C点;有害生物的防治应在种群数量小的时候,图中A、B、C、D四个点,A点的种群数量最小,因此A点适合有害生物的防治。
(3)
图2中AB段出生率大于死亡率,此时种群的年龄组成为增长型;C点以后种群数量达到较多的水平,由于资源空间有限,种内个体对资源空间的斗争加剧,同时天敌的数量增多,都导致种群的死亡率上升。
答案 (1) bc Nt=No入t 少 小于0
(2) C A
(3) 增长型 资源和空间有限(或天敌增多、种内斗争加剧等)
【典例分析4-3】(2023·南浔模拟·)近年来,我国积极践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念,在一些地区实施了退耕还林工程。下图表示某山区实施退耕还林之后,群落经过数十年的演替而发展为树林的三个连续阶段,图中甲、乙、丙分别表示群落演替的三个阶段中优势植物种群数量的变化情况。回答下列问题
(1)退耕还林过程中群落发生了_____________演替;若从裸岩上演替为森林,经历的阶段依次有___________。
(2)调查该退耕地植物的_____________情况,可获知群落的垂直结构,其中第_____________阶段这种特征最为明显。群落具有这种特征的意义:一是_____________;二是为动物创造了栖息空间和食物条件。
(3)据图分析,甲、乙、丙物种之间为_____________关系;演替过程中后一阶段优势物种的兴起不会造成前一阶段优势物种的消亡,原因是_____________。
(4)塞罕坝人创造了荒原变林海的绿色奇迹,用实际行动诠释了“绿水青山就是金山银山”的理念,说明人类活动_____________。
解析: (1)退耕还林的过程中由于具有土壤和一定的植被条件,故发生的演替属于次生演替;发生在裸岩上的演替经过:裸岩→地衣→苔藓→草本植物→灌木→森林六个阶段。
(2)
群落垂直结构是指在垂直方向上,大多数群落具有明显的分层现象,故调查该退耕地植物的不同物种的分层情况,可获得群落的垂直结构;由图可知,甲可能为草本植物,乙可能为灌木,丙可能为乔木,第3阶段的乔木、灌木和草本植物相对稳定,故该阶段的垂直额分布最为明显;群落的垂直结构提高了对阳光等环境资源的利用能力,还为动物创造了栖息空间和食物条件。
(3)
甲、乙、丙之间有重复的生态位,所以有种间竞争关系;演替过程中,虽然后一阶段优势物种的兴起,能使前一优势物种的数量降至较低水平,但一般不会造成前一阶段优势物种的消亡,原因是优势取代的原因主要是对于光照的利用率不同,原先的优势种也是长期自然选择的结果,能适应环境。
(4)
塞罕坝人通过植树造林将“昔日的茫茫荒原变为林的海洋”,这一绿色奇迹的创造,充分说明人类活动会使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
答案 (1) 次生 裸岩→地衣→苔藓→草本植物→灌木→森林
(2) 不同物种的分层 3 提高了对阳光等环境资源的利用能力
(3) 种间竞争 前一个阶段的优势种在阳光等资源的竞争中占劣势,但仍可适应环境,是自然选择的结果
(4)会使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行
【典例分析4-4】(2024·四川宜宾二模·)图1为某一生态系统的碳循环示意图;图2为该生态系统中能量流经第二营养级的示意图;图3为该生态系统中甲、乙、丙三个物种构成的食物关系。请据图回答下列问题:
(1)生态系统物质循环的特点是_________________。
(2)图1中,C→A过程主要通过________来实现的;碳在A→F过程中主要以________形式进行传递,图1中不构成捕食食物链的生物成分是________(填字母)。
(3)图2中B表示________________的能量。B中的能量除被分解者利用、被次级消费者同化外,还有一部分____________。
(4)仅从图3中甲、乙、丙的关系分析,若丙从甲中所获能量比例为x,要使丙能量增加A kJ,至少需要消耗甲的能量值是__________kJ。
解析:(1)物质循环是组成生物体的化学元素不断从生物群落进入无机环境,又从无机环境进入生物群落的过程,具有全球性,反复利用、循环流动的特点。
(2)
图1中,C→A是生产者固定CO2的过程,主要是通过绿色植物的光合作用实现的;碳在A→F过程是碳在食物链中流动的过程,以有机物的形式传递,图中B是分解者,不构成捕食食物链。
(3)
图2中B是初级消费者生长、发育、繁殖的能量;其中的能量除被分解者利用、被次级消费者同化外,还有一部分未被利用。
(4)
图3存在两条食物链,甲→丙,甲→乙→丙,要使丙能量增加A kJ,至少需要消耗甲的能量,传递消耗按20%计算,计算公式是5Ax+5×5×(1-x)A=25A-20Ax。
答案 (1)全球性,反复利用、循环流动
(2) 光合作用 有机物 B
(3) 用于生长、发育、繁殖 未被利用
(4)25A-20Ax
【基础知识5】发酵工程
【典例分析5-1】(2023·江苏调研)利用微生物制作发酵食品在我国有着悠久的历史,泡菜即是其中之一。下图为泡菜制作的方法:
请回答下列问题:
(1)制作泡菜利用的微生物主要是_______________。发酵初期,泡菜坛水槽内经常有气泡产生,其主要原因是发酵初_______________等生长旺盛,产生较多的_______________所致。泡菜坛长时间放置,坛内有时会长出一层白膜,与白膜形成有关的主要微生物是_____________。
(2)装坛时往往加入老泡菜水,这是为了增加______________的量。调味料除了蒜瓣、生姜及其他香辛料外,还要加人少量白酒能使泡菜更加脆爽、清香的同时还能起到_______________的作用。
(3)泡菜腌制的质量可以从_______________、_______________等方面来评价。
(4)泡菜制作过程中,泡菜表面杂菌产生的硝酸还原酶将硝酸盐还原成亚硝酸盐,在特定条件下能转变成有致癌作用的亚硝胺。下图是三种食盐浓度的泡菜中亚硝酸盐含量与发酵天数的关系。
①与食盐浓度为3%、7%相比较食盐浓度为5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化的特点是_______________。
②发酵初期食盐浓度为7%的泡菜中亚硝酸盐含量较低的原因主要是_______________。
③泡菜虽然美味却不宜过量食用。根据图中的相关数据,对泡菜腌制和食用的合理建议有__________。
解析:(1)制作泡菜利用的微生物主要是乳酸菌,利用乳酸菌厌氧呼吸产生乳酸。发酵初期,发酵初期大肠杆菌、酵母菌等生长旺盛,产生较多的CO2,因此泡菜坛水槽内经常有气泡产生。泡菜坛长时间放置,坛内有时会长出一层白膜,与白膜形成有关的主要微生物是酵母菌。
(2)老泡菜水中含有乳酸菌,装坛时往往加入老泡菜水这是为了增加接种(乳酸菌)的量。调味料除了蒜瓣、生姜及其他香辛料外,还要加人少量白酒能使泡菜更加脆爽、清香同时还能起到抑制杂菌生长的作用。
(3)泡菜腌制的质量可以从色泽和风味、乳酸菌含量等方面来评价。
(4)①从图中可以看出,与食盐浓度为3%、7%相比较,食盐浓度为5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化的特点是亚硝酸盐含量变化最快;亚硝酸盐峰值最高,最低值最低。
②高盐浓度有利于抑制杂菌的生长繁殖,产生的硝酸还原酶少,减缓了硝酸盐还原,因此发初期食盐浓度为7%的泡菜中亚硝酸盐合较低。
③泡菜虽然美味却不宜过量食用。根据图中的相关数据,对泡菜腌制和食用的合理建议有使用适宜浓度(或5%浓度)的食盐腌制泡菜:泡菜腌制到一定时间后(或9~11天后)才能食用。
答案 乳酸菌 大肠杆菌(酵母菌) CO2 酵母菌 接种(乳酸菌) 抑制杂菌生长 色泽和风味 乳酸菌含量 亚硝酸盐含量变化最快,亚硝酸盐峰值最高,最低值最低 高盐浓度有利于抑制杂菌的生长繁殖,产生的硝酸还原酶少,减缓了硝酸盐还原 使用适宜浓度(或5%浓度)的食盐腌制泡菜;泡菜腌制到一定时间后(或9~11天后)才能食用
【典例分析5-2】(2024.·福建·晋江市调研)中央电视台《舌尖上的中国》栏目介绍了我国各地的美食,其中利用发酵技术制作的各类特色食品,如果醋、腐乳、泡菜等,很好的展现了广大人民群众的智慧。请回答下列问题:
(1)“天地一号”苹果醋是我国著名的果醋。工业上酿制苹果醋通常有两条途径,一条途径是向捣碎的苹果汁中直接接种_____(填微生物名称)。经过一次发酵制成,在发酵过程中需要经常向发酵液中通入_____。
(2)“王致和”腐乳是我国的著名品牌,通过发酵,豆腐中营养物质的种类_____(填“增多”或“减少”)。制作腐乳时加盐腌制后需要加入卤汤,若卤汤中的酒精含量过高,则会导致腐乳_____。
(3)泡菜具有独特的风味,在我国的泡菜品种中,东北酸菜和四川泡菜都非常有名,它们的制作过程基本类似,都是利用_____(微生物名称)发酵。向坛中注入盐水前,煮沸所用盐水的目的是_____。在泡菜制作过程中,亚硝酸盐含量的变化情况是_____。
解析:(1)参与果醋制作的微生物是醋酸杆菌,由于醋酸菌是需氧型微生物,所以它在发酵过程中需要不断向发酵液中通入无菌空气。
(2)根据前面的分析可知,豆腐通过毛霉等微生物分泌的酶分解,其中营养物质的种类会增多。制作腐乳时加盐腌制后需要加入卤汤,若卤汤中的酒精含量过高,会破坏霉菌产生的部分发酵酶,进而则会导致腐乳成熟时间延长。
(3)泡菜都是利用乳酸菌发酵制成。向泡菜坛中注入盐水前,煮沸所用盐水的目的主要是杀灭细菌,其次又除去部分溶解氧。在泡菜制作过程中,亚硝酸盐含量的变化情况是先增加后减少。
答案 (1) 醋酸菌 无菌空气
(2) 增多 成熟时间延长
(3) 乳酸菌 杀灭细菌(或灭菌) 先增加后减少
【典例分析5-3】(2024·山东·莱芜模拟)中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H,以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液,含较多蔗糖)为原料,在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料,期望提高甘蔗的整体利用价值,工艺流程如图。
回答下列问题:
(1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,可在液体培养基中将蔗糖作为______,并不断提高其浓度,经多次传代培养(指培养一段时间后,将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用______的方法进行菌落计数,评估菌株增殖状况。此外,选育优良菌株的方法还有______等。(答出两种方法即可)
(2)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性,研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统,其培养基盐浓度设为60g/L,pH为10,菌株H可正常持续发酵60d以上。该系统不需要灭菌的原因是__________________。(答出两点即可)
(3)研究人员在工厂进行扩大培养,在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵,结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期,并产生了少量乙醇等物质,说明发酵条件中______可能是高密度培养的限制因素。发酵工程的中心环节是______。
(4)菌株H还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产PHA,说明其能分泌______________。
解析:(1)根据题意分析,该实验的目的是提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,结合微生物的代谢需求,其液体培养基应该以蔗糖作为唯一碳源 。并不断提高其浓度,经多次传代培养可筛选出目标菌株;稀释涂布平板法可以通过系列稀释和涂布平板最终获得由单个细胞繁殖来的菌落,因此培养过程中可定期取样并用稀释涂布平板法将菌液接种到固体培养基上,待形成菌落后进行菌落计数,评估菌株增殖状况;此外,选育优良菌株的方法还有诱变育种(利用物理或化学方法诱变处理,从中筛选优良菌株)、基因工程育种(利用转基因技术将优良基因导入受体细胞,定向改造菌株性状)等。
(2)
已知菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强等特性,因此当培养基盐浓度为60g/L,pH为10时, 菌株H可正常持续发酵60d以上,而盐浓度为60g/L的条件下,其他杂菌因失水过多而死亡;pH为10的条件下,其他杂菌的酶变性失活,生长繁殖受抑制,故该系统不需要灭菌。
(3)
分析题意,扩大培养时,营养物浓度、温度、pH等条件下适宜,而发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期,并产生了少量乙醇等物质,说明发酵条件中氧气不足,使菌种进行无氧呼吸产生乙醇,即氧气(O2或溶解氧)是限制高密度培养的重要因素;发酵工程一般包括菌种选育、扩大培养、培养基的配置、灭菌、接种、发酵、产品的分离和提纯等,其中心环节是发酵罐内发酵。
(4)
根据酶具有专一性特点可知, 菌株H之所以能通过分解主要含蛋白质、淀粉、油脂等的餐厨垃圾来生产PHA,说明其能分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。
答案:(1) 唯一碳源 稀释涂布平板法 诱变育种、基因工程育种
(2)盐浓度为60g/L的条件下,其他杂菌因失水过多而死亡;pH为10的条件下,其他杂菌的酶变性失活,生长繁殖受抑制
(3) 氧气(O2或溶解氧) 发酵罐内发酵
(4)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等
【基础知识6】细胞工程与基因工程
【典例分析6-1】(2024·宁夏·平罗模拟)胚胎工程对于加快优良动物的繁殖有绝对的优势。下图为试管牛繁殖过程图示,请回答下列问题。
(1)试管牛的培育属于_____(“有性繁殖”或“无性繁殖”);得到该试管牛用到了胚胎工程的_____和_____技术。
(2)受精完成的标志是_____。
(3)胚胎移植是指将早期胚胎移植到_____种的,生理状态相同的其他_____性动物体内,使之继续发育为新个体的过程。
(4)母牛子宫之所以能移入胚胎,是因其与B牛的_____是相同的。
(5)可用显微手术将一枚发育至_____期的胚胎分割为二分胚、四分胚,经移植可得同卵双胎或多胎。胚胎分割的理论基础是_____。
(6)胚胎工程的发展离不开实验和理论的支持。1890年英国剑桥大学生物学家将纯种安哥拉兔的两个4细胞胚胎移入一只纯种比利时兔的输卵管内,成功得到两只纯种安哥拉子兔。这个实验首次证实了_____的可能性。
解析:(1)试管牛的培育中有精子和卵细胞结合成为受精卵的过程,故属于有性生殖;该技术涉及体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植技术,其中属于胚胎工程的是属于早期胚胎培养和胚胎移植技术。
(2)当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精。
(3)胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术。
(4)母牛子宫之所以能移入胚胎,是因其与B牛的生理状态是相同的,不会对外来胚胎发生排斥。
(5)为取得同卵双胎或多胎,可以在胚胎发育的 桑椹胚或囊胚期用机械方法进行胚胎分割;胚胎分割的理论基础是早期胚胎细胞具有很强的分裂能力,并保持着细胞的全能性。
(6)将纯种的安哥拉兔的两个4细胞胚胎移入一只纯种的比利时兔的输卵管内,成功地得到了两只纯种的安哥拉子兔。由于安哥拉兔和比利时兔为两个不同的品种,故这个实验可证实同种动物的胚胎在异体动物体内发育的可能性。
答案 (1) 有性繁殖 早期胚胎培养 胚胎移植技术
(2)在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体
(3) 同 雌
(4)生理状态
(5) 桑椹胚或囊胚 早期胚胎细胞具有很强的分裂能力,并保持着细胞的全能性
(6)同种动物的胚胎在异体动物体内发育
【典例分析6-2】(2024·安阳模拟·)寨卡病毒(ZIKV)是一种可通过蚊虫叮咬等途径传播的单股正链 RNA病毒,该病毒编码的NS2B蛋白在病毒复制、组装及致病过程中具有重要作用。通过基因工程技术构建携带NS2B基因的重组原核表达质粒,采用大肠杆菌作为表达菌株,通过诱导表达。纯化获得NS2B目的蛋白。用纯化后的 NS2B蛋白通过如图示过程制备抗 NS2B蛋白的单克隆抗体,图中 X、Y表示相关细胞。请回答下列相关问题∶
(1)通过基因工程技术构建可表达 NS2B蛋白大肠杆菌菌株,该操作技术的核心是________。首先需获得NS2B蛋白合成基因,其途径为∶提取 ZIKV的 RNA,通过_____过程获取相应的 DNA,再利用限制性核酸内切酶选择性切割 DNA获得NS2B蛋白合成基因。
(2)通过聚合酶链式反应技术对 NS2B蛋白合成基因进行扩增,与常态酶不同,该过程使用的聚合酶必须要____,循环流程是________。
(3)图中对X进行筛选需要做__________检测,通过筛选获得的细胞 Y具有的特点是____。
(4)当前新冠肺炎正在危害全球人类的健康,依据上述防治寨卡病毒(ZIKV)的现代科学技术原理;请你提出针对新冠肺炎单克隆抗体生产及新冠肺炎治疗的方案,简述方案设计思路___________。
解析:(1)
基因工程的核心是构建基因表达载体。获得NS2B蛋白合成基因时,提取 ZIKV的 RNA,通过反转录过程获得相应的DNA。
(2)
PCR中需要用到耐高温的DNA聚合酶,其操作包括变性(高温)、复性(模板与引物的结合)和延伸(子链的合成)。
(3)
图中X为杂交瘤细胞,不一定能产生针对抗 NS2B蛋白的单克隆抗体,需要进行专一抗体检测,获得能产生抗 NS2B蛋白的单克隆抗体放入杂交瘤细胞Y。Y细胞既能无限增殖,又能产生特异性(抗 NS2B)的抗体。
(4)
根据单克隆抗体的制备流程,可以先获得能编码新冠肺炎病毒特异性蛋白的基因,通过基因工程获得新冠肺炎病毒特异性蛋白,制备筛选出能产生抗新冠肺炎病毒特异性蛋白抗体的杂交瘤细胞,制备对新冠肺炎有免疫能力的单克隆抗体,给感染者注射治疗。
答案:(1) (NS2B蛋白)基因表达载体的构建 逆转录(反转录)
(2) 耐高温(或"具有热稳定性") 变性--退火(复性)--延伸
(3) 专一抗体(阳性) 既能无限增殖,又能产生特异性(抗 NS2B)的抗体
(4)获得能编码新冠肺炎病毒特异性蛋白的基因,通过基因工程获得新冠肺炎病毒特异性蛋白,制备筛选出能产生抗新冠肺炎病毒特异性蛋白抗体的杂交瘤细胞,制备对新冠肺炎有免疫能力的单克隆抗体,给感染者注射治疗
【典例分析6-3】(2024·河北武强模拟)医院做乙肝检测时,常用乙肝病毒单克隆抗体用作体外诊断试剂,单克隆抗体在诊断的应用上,具有准确、高效、简易、快速的优点。为缓解临床上乙肝病毒单克隆抗体供不应求的局面,利用动物细胞工程中杂交瘤技术取得了成效。回答下列问题:
(1)在制备乙肝病毒单克隆抗体的过程中,要先向小鼠注射灭活的乙肝病毒,使小鼠发生_______免疫,从而获得_________。
(2)最常用_________(填诱导因素)使B淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行融合。再用特定的选择培养基进行筛选,_________都会死亡,只有相应的杂交瘤细胞才能生长,该细胞具有的特点是_________。
(3)对获得的杂交瘤细胞还要经过克隆化培养和_________,经过多次筛选就可以获得足够量的能分泌相应抗体的细胞。应用获得的乙肝病毒单克隆抗体检测乙肝表面抗原的原理是_________。
解析:
单克隆抗体制备流程:先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应,之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B淋巴细胞;诱导B细胞和骨髓瘤细胞融合,利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞;进行抗体检测,筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞;进行克隆化培养,即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养;最后从培养液或小鼠腹水中获取单克隆抗体。
(1)
在注射的抗原(灭活的乙肝病毒)的刺激下,小鼠体内会发生相应的特异性免疫反应,生成能产生能分泌乙肝病毒抗体的B细胞(浆细胞)。
(2)
得到的能分泌乙肝病毒抗体的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞经PEG诱导,可以得到3种两两融合的细胞,分别是B淋巴细胞自身融合的细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞和杂交瘤细胞,未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞在选择性培养基都会死亡,有相应的杂交瘤细胞才能生长,该细胞具有的特点是即能无限增殖又能产生大量乙肝病毒抗体。
(3)
对筛选出的杂交瘤细胞,还需要进行克隆化培养和抗体检测(专一抗体阳性检测),经多次筛选,就可以获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。应用获得的乙肝病毒单克隆抗体检测乙肝表面抗原的原理是抗原抗体可以特异性结合。
答案:(1) 特异性 能分泌乙肝病毒抗体的B细胞
(2) PEG#聚乙二醇 未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞 能无限增殖、产生大量乙肝病毒抗体
(3) 抗体检测 抗原抗体特异结合(抗体特异性)
【典例分析6-4】(2024.·天津大港模拟)草甘膦是一种常用除草剂,科学家从黑麦草植株中获取抗草甘膦基因,通过转基因技术获得了抗草甘膦的玉米新品种。请回答下列问题:
(1)在野外自然环境下,科研人员若想筛选抗草甘膦的黑麦草植株,具体的操作是____。从这些抗草甘膦的黑麦草细胞质中提取 _________________,构建cDNA文库,从中选取抗草甘膦基因。
(2)为了让目的基因能够表达和发挥作用,需要构建基因表达载体。除了目的基因外,基因表达载体的组成,还包括___________。为将抗草甘膦基因导入受体细胞,需要将该基因导入农杆菌的Ti质粒上的____中,这样做的目的是____。
(3)获取重组细胞后,再利用_________技术获得试管苗。但发现该玉米新品种抗草甘膦的能力较低,此后可通过____修饰或改造抗草甘膦的基因。
(4)抗草甘膦基因从黑麦草转移到玉米中,玉米能表现出与黑麦草一样的抗草甘膦特性,其原因是 ___。
解析:(1)
在野外自然环境下,科研人员若想筛选抗草甘膦的黑麦草植株,则需要给黑麦草提供除草剂的条件,具体的操作是用一定浓度的草甘膦溶液喷洒黑麦草,之后能正常生长的就是对草甘膦有抗性的植株,然后,从这些抗草甘膦的黑麦草细胞质中提取mRNA(或RNA),通过逆转录方法,构建cDNA文库,从中选取抗草甘膦基因。
(2)
为了让目的基因能够表达和发挥作用,需要构建基因表达载体。除了目的基因外,基因表达载体的组成,还包括启动子、终止子、标记基因等,其中标记基因的作用是为了筛选出成功导入目的基因的受体细胞。为将抗草甘膦基因导入受体细胞,需要将该基因导入农杆菌的Ti质粒上的T-DNA中,这样一方面可以避免目的基因被分解,另一方面T-DNA是可转移的DNA,能够携带目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上,使目的基因对照受体细胞DNA的复制而复制。
(3)
获取重组细胞后,根据细胞的全能性,可利用植物组织培养技术获得试管苗。但发现该玉米新品种抗草甘膦的能力较低,为了达到预期的目的,此后可通过蛋白质工程修饰或改造抗草甘膦的基因,然后再通过基因工程的手段获得对草甘膦具有较强抗性的新品种。
(4)
抗草甘膦基因从黑麦草转移到玉米中,说明不同生物的基因 的结构和基本组成单位具有一致性,同时,抗草甘膦基因在啊玉米细胞中进行了正常的表达,进而使玉米能表现出与黑麦草一样的抗草甘膦特性,这些事实说明生物体共用一套遗传密码。
答案:(1) 用一定浓度的草甘膦溶液喷洒黑麦草,选择正常生长的 mRNA(或RNA)
(2) 启动子、终止子、标记基因等 T-DNA T-DNA是可转移的DNA,能够携带目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上
(3) 植物组织培养 蛋白质工程
(4)生物体共用一套遗传密码
PART 2 最新模考组练
1(2023·重庆模拟)线粒体是细胞的“动力工厂”,为细胞代谢提供能量,回答下列与线粒体有关的问题:
(1)长期以来,人们都认为细胞在有氧条件下主要进行有氧呼吸,无氧条件下主要进行无氧呼吸。但科学家研究发现,癌细胞在有氧和无氧条件下都主要进行无氧呼吸。由于无氧呼吸能量转化效率___________, 所以癌细胞在有氧条件下比正常细胞消耗的葡萄糖_______(填“更多"“更少”或“相同”),同时产生大量___________并排出细胞,超过了内环境中_______等缓冲物质的调节作用,从面对正常细胞造成严重伤害。根据上述原理,可利用 ________ 的方法对葡萄糖进行标记,从而检测来识别机体内的癌细胞。
(2)研究发现,癌细胞中线粒体产生的活性氧自由基(ROS) 水平较高,ROS可攻击细胞中的DNA导致细胞发生_________(变异类型)。线粒体DNA比细胞核DNA更容易被ROS攻击,推测其原因是线粒体DNA_________(填“有”或“没有”)与蛋白质结合。
(3)线粒体是一种可以分裂的半自主细胞器,其分裂过程与一种关键蛋白Drp1有关。Drp1磷酸化后可被激活,与线粒体膜上LRRK2蛋白结合,从而完成线粒体的分裂。研究发现,缺氧可使Drp1磷酸化程度增加,最终导致正常细胞的线粒体出现碎片化(线粒体数量变多,体积变小),结构损伤明显。科学家测定了正常小鼠+不缺氧,正常小鼠+缺氧,Drp1基因敲除小鼠+缺氧三种条件下的线粒体碎片化程度的相对大小,请用柱状图表示出预期实验结果_______。
解析:(1)
癌细胞在有氧和无氧条件下都主要进行无氧呼吸,由于有氧呼吸是将葡萄糖彻底氧化分解,释放的能量更多,而无氧呼吸只释放少量的能量,能量转化效率低,所以癌细胞在有氧条件下比正常细胞消耗的葡萄糖更多。人体细胞无氧呼吸的产物为乳酸,由于癌细胞无氧呼吸释放了大量的乳酸到内环境中,超过了内环境中NaHCO3或Na2HPO4等缓冲物质的调节作用,从面对正常细胞造成严重伤害。根据上述原理,可利用 同位素标记的方法对葡萄糖进行标记,从而检测来识别机体内的癌细胞。
(2)
癌细胞中线粒体产生的活性氧自由基(ROS) 水平较高,ROS可攻击细胞中的DNA导致基因中碱基序列发生改变,从而引起细胞发生基因突变。细胞核中的DNA常与蛋白质结合在一起构成染色体,而线粒体DNA比细胞核DNA更容易被ROS攻击,可推测线粒体DNA没有与蛋白质结合,而是裸露状态的。
(3)
根据题意可知,缺氧可使Drp1磷酸化程度增加,最终导致正常细胞的线粒体出现碎片化,因此可知“正常小鼠+缺氧”组的线粒体碎片化高于“正常小鼠+不缺氧”组,又知线粒体分裂过程与一种关键蛋白Drp1有关。Drp1磷酸化后可被激活,与线粒体膜上LRRK2蛋白结合,从而完成线粒体的分裂,因此“Drp1基因敲除小鼠+缺氧”组的线粒体碎片化不受缺氧条件的影响,即线粒体碎片化程度最低,故实验结果为:
。
【答案】(1) 低 更多 乳酸 NaHCO3或Na2HPO4 同位素标记
(2) 基因突变 没有
(3)
2.(2024·山东德城模拟·)如图表示人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程。A、B、C、D表示四种体 液,图1中①②等序号表示有关的物质,图2中①②等序号表示有关的系统。请据图回答:
(1)图1的A〜D中 ____________(填字母及名称)是体内绝大多数细胞直接生活的环境。
(2)图1中如果①代表O2,由体外进入到D中细胞需要穿过__________ 层膜。
(3)图2中,食物经①④到组织细胞中利用、气体经②④⑤能实现组织细胞与外界环境的气体 交换,主要依赖的系统有__________________ 。
(4)如图3为人体肝组织局部结构示意图,中午午饭前,a端血浆中葡萄糖的含量_____b端,(填“大于”、“小于”或“等于”),a端血浆中氧气浓度_____b端氧气(填“大于”、“小于”或“等于)。
解析:图1表示人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程图,B为单向循环、为淋巴;淋巴来自于组织液,回到血浆,故A为血浆,C为组织液,D为细胞内液,①为细胞从外界获得的氧气等营养物质的过程,②为细胞排出的二氧化碳等代谢废物的过程。
图2表示人体细胞经内环境及各系统与外界环境之间进行物质交换的过程图,图中①为消化系统,②为呼吸系统,③为泌尿系统,④⑤表示细胞与内环境进行物质交换,⑥表示细胞与外界环境通过内环境进行物质交换。
(1)
体液分细胞内液和细胞外液,细胞外液构成内环境,图1A~D中C组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境。
(2)
图1中如果①代表O2,由体外进入到D细胞内液中需要穿过1层肺泡(2层膜)+1层毛细血管壁细胞(2层膜)+1层细胞膜=5层生物膜。
(3)
图2中,食物经①④到组织细胞中利用,主要依赖的系统是①消化系统和④循环系统,而经过②④⑤能实现组织细胞与外界环境进行气体交换,主要依赖的系统是③呼吸系统和④循环系统,因此食物经①④到组织细胞中利用、气体经②④⑤能实现组织细胞与外界环境的气体 交换,主要依赖的系统有消化系统、呼吸系统、循环系统。
(4)
由图可知,a是动脉端,b是静脉端,中午午饭前,血糖浓度会降低,肝糖原分解葡萄糖进入血浆,维持血糖浓度的稳定,故a端血浆中血糖浓度小于b端;肝组织细胞会进行有氧呼吸消耗氧气,产生二氧化碳,因此a端血浆中氧气浓度大于b端氧气。
【答案】(1)C组织液
(2)5
(3)消化系统、呼吸系统、循环系统
(4) 小于 大于
3.(2023河北沧州模拟·)下图为从蛙体内剥离出的一个神经肌肉标本,如果该神经是传人神经,则肌肉中分布着该神经的末梢,可以感受刺激;如果是传出神经,则神经与肌肉间的接头可以看成突触。回答下列问题:
(1)若刺激神经,肌肉未收缩,则反射弧的五部分中该标本有______________。
(2)若图中神经是传出神经,则与肌肉相连的部分是神经元的___________(填“树突”或“轴突”),该结构兴奋后,膜内Na+的浓度____________(填“高于”“等于”或“低于”)膜外Na+的浓度。
(3)若图中神经是传出神经,某同学利用该神经肌肉标本做了以下实验。请完善实验步骤、结果及结论。
实验目的:探究肌肉收缩的直接能源物质是ATP还是葡萄糖。
实验步骤:第一步:将两个相同的这种标本浸人任氏液(可保持标本的生物活性)中,用电极反复刺激神经,直到肌肉不再收缩为止。(“反复刺激直到肌肉不再收缩为止”的目的是___________________。)
第二步:将第一步中的标本分成A、B两组,A组加入一定量的ATP溶液,B组加入________。
第三步:再用电极刺激神经,观察肌肉是否收缩。
预期结果:在较短的时间内,_______________________。
实验结论:肌肉收缩的直接能源物质是ATP。
解析:1、兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜。兴奋在突触处传递的信号转换是电信号→化学信号→电信号。
2、传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放神经递质,神经递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
(1)反射弧五部分包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。刺激神经,肌肉不收缩,说明兴奋不能从神经传递到肌肉,因此该标本有传入神经和感受器。
(2)若图中是传出神经,则与肌肉相连的应该是神经元的轴突。不管该结构兴奋与否,膜内Na+浓度始终低于膜外Na+浓度。
(3)实验前反复刺激标本直到不收缩,目的是消耗细胞内部已有的ATP和葡萄糖,避免干扰后续实验。由题意知,实验目的为探究直接能源物质是ATP还是葡萄糖,因此B组应加等量的葡萄糖溶液。细胞内,ATP是直接能源物质,因此,短时间内,A组肌肉收缩,B组肌肉不收缩。
答案 感受器、传入神经 轴突 低于 耗尽肌肉细胞中已有的ATP和葡萄糖 等量的葡萄糖溶液 A组肌肉收缩,B组肌肉不收缩
4.(2024·天津·静海模拟)铅中毒会影响青少年学习记忆,所以要减少摄食含铅多的食物如罐装饮料、烧烤等。科研人员为验证铅对大鼠神经细胞有毒害作用,用如图水迷宫进行实验,60天后检测其学习记忆能力。
组别
醋酸铅溶液
浓度/g·L-1
脑组织铅
含量/g·gprot-1
AChE活性/
U·mgprot-1
到达原平台
水域时间/s
①
0
0.18
1.56
22.7
②
0.05
0.29
1.37
23.1
③
1
0.57
1.08
26.9
④
2
1.05
0.76
36.4
实验方法:将大鼠分为四组,饮用不同浓度的醋酸铅溶液,让大鼠从入水点入水,训练其寻找水面下隐蔽平台(池水黑色,大鼠无法看到平台),重复训练4天后撤去平台,测定大鼠从入水点到达原平台水域的时间,推测小鼠学习记忆能力的强弱。
研究发现,ACh是与学习记忆有关的兴奋性递质,所以测定脑组织铅含量多少及乙酰胆碱酯酶(AChE)活性高低,也可以间接说明记忆能力强弱。[AChE活性检测原理:AChE可将乙酰胆碱(ACh)水解为胆碱和乙酸,胆碱与显色剂显色,根据颜色深浅计算酶活性]据此分析,回答下列问题:
(1)观察表格可知,____组大鼠学习记忆能力最强。水迷宫实验结论是___________。
(2)ACh这种递质由突触前膜释放进入突触间隙,该处的体液是_____,然后ACh会与突触后膜上的_________结合,引发突触后膜内的电位发
生____的变化。
(3)发挥效应后ACh在____的催化下水解,所以脑组织中铅含量越高,ACh水解速度越____,进而影响记忆能力。
(4)短期记忆的形成与____下的_______有关,不重复就会遗忘。因此短期记忆转化为长期记忆的措施是及时重复训练,以此建立____。
解析:(1)根据表格信息可知,①组大鼠达到原平台所需的时间最短,说明其学习记忆能力最强。根据表格数据可以得出结论:铅浓度增大,会降低大鼠的记忆力。
(2)突触间隙充满组织液,Ach是兴奋性递质,与突触后膜上的特异性受体结合后,引发突触后膜由静息电位(内负外正)变为动作电位(内正外负),故膜内会发生由负到正的变化。
(3)发挥效应后Ach在AchE(乙酰胆碱酯酶)催化下可水解为胆碱和乙酸,所以脑组织铅含量越高,AchE活细越低,Ach水解速度越慢,进而影响记忆能力。
(4)短期记忆的形成与神经元的活动及神经元之间的联系有关,尤其与大脑皮层下的海马区有关,长期记忆与新突触的建立有关,需要经过多次重复训练,建立更多的突触,以转化为长期记忆。
答案 ① 铅会导致学习记忆能力下降 组织液 特异性受体 由负到正 AChE 慢 大脑皮层 海马区 新突触
5.(2023·四川·宁南调研)乙酰胆碱是形成记忆所必需的神经递质和长期记忆的生理基础。“胆碱能神经元”是一种能合成并能在兴奋时从神经末梢释放乙酰胆碱的传出神经元。目前认为,老年性痴呆与中枢“胆碱能神经元”的大量死亡和丢失有关。某研究小组为研究老年性痴呆的机制,定位损伤大鼠的脑,利用水迷宫测试观察其行为学的改变。其中利用水迷宫进行学习以及记忆巩固能力的测验实验处理和结果如下表,分析并回答问题:
组别
实验处理
实验结果
错误次数
完成学习所需时间(秒)
A
不做任何处理
8.76
112.39
B
向大鼠脑的一定区域缓慢注射0.5M缓冲液溶解的鹅膏蕈氨酸lμL
15.72
149.73
(1)神经元受到刺激后产生兴奋,兴奋在同一个神经元内部以______的形式传导,在不同的神经元之间以_______信号通过_____结构来传递。
(2)胆碱能神经元活动与受体有关,毒蕈碱受体是乙酰胆碱的一种受体,B组实验处理的目的是让鹅膏蕈氨酸与突触后膜上的毒蕈碱受体结合,使乙酰胆碱______与受体结合,进而产生与______________________相似的效果,达到研究老年性痴呆机制的目的。
(3)表中数据表明,B组大鼠的___________能力较差,从而为老年性痴呆与“胆碱能神经元”有关的猜测提供了实验证据。
(4)B组的实验处理需要进行相应的手术,才能将药物注射到大鼠脑的一定区域,如果仅有A组实验作对照,该实验在设计上不够严密,需增加一组__________________的实验,当新增一组实验所得的数据与_________组相近时,可进一步支持上述猜测。
解析:(1)
兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的,这种电信号也叫神经冲动,即神经元受到刺激后产生兴奋,兴奋在同一个神经元内部以电信号(神经冲动、局部电流)的形式传导。神经元之间的兴奋传递是通过突触以神经递质的方式传递的,以电信号→化学信号→电信号在突触前膜→突触间隙→突触后膜进行传递,故在不同的神经元之间以化学信号通过突触结构来传递。
(2)
受体存在于突触后膜上,与神经递质发生特异性结合,使下一个神经元产生兴奋或抑制。B组实验向大鼠脑的一定区域缓慢注射0.5M缓冲液溶解的鹅膏蕈氨酸lμL,使得鹅膏蕈氨酸与突触后膜上的毒蕈碱受体结合,使乙酰胆碱不能与受体结合,产生了胆碱能神经元死亡和丢失相似的效果。
(3)
表中的完成学习所需时间(秒)实验数据表明了B组大鼠的学习能力,错误次数实验数据表明了B组大鼠的记忆巩固能力。根据表格数据可知,B组大鼠错误次数更多和完成学习所需时间更长,说明B组大鼠的学习和记忆巩固能力较差,从而为老年性痴呆与“胆碱能神经元”有关的猜测提供了实验证据。
(4)
对照实验要遵循单一变量原则,故需增加一组做与B组相同的手术,注射不含鹅膏蕈氨酸的缓冲液的实验,当新增一组实验所得的数据与A组相近时,说明手术对实验鼠没有影响,可进一步支持老年性痴呆与中枢“胆碱能神经元”的大量死亡和丢失有关。
答案:(1) 电信号##神经冲动##局部电流) 化学 突触
(2) 不能 胆碱能神经元死亡和丢失
(3)学习和记忆巩固
(4) 做与B组相同手术,注射不含鹅膏蕈氨酸的缓冲液 A
6.(2024·湖北随州模拟·)某兴趣小组以“脊蛙”为材料进行实验,请完善下列实验思路、预测结果及结论。材料和用具:头部挂在铁支架上在左后肢大腿背面暴露出坐骨神经的“脊蛙”一只,小烧杯,1%的硫酸溶液,清水,剪刀,药用棉,电位计等。
(1)①用1%的硫酸溶液刺激“脊蛙”左侧后肢趾部,两侧后肢都会出现屈腿反射;用1%的硫酸溶液刺激“脊蛙”右侧后肢趾部,两侧后肢都出现__________;
②用__________清洗刺激部位;
③剪断左大腿背面已暴露的坐骨神经;
④待“脊蛙”__________后,用1%的硫酸溶液刺激“脊蛙”__________侧后肢趾部,左右侧后
肢都不出现屈腿反射;用1%的硫酸溶液刺激“脊蛙”__________侧后肢趾部,实验现象为__________。
⑤上述实验证明了坐骨神经是__________。
(2)另取一“脊蛙”,用手术暴露蛙左后肢屈反射的传入神经和传出神经,连接电位计ⓐ和ⓑ(如下图),用1%的硫酸溶液刺激“脊蛙”左侧后肢趾部。实验显示,电位计ⓐ和ⓑ都有电位波动,并出现屈腿反射。
①如用1%的硫酸溶液刺激“脊蛙”右侧后肢趾部,预测电位计ⓐⓑ情况__________。
②若在蛙心灌注液中添加某种药物,一段时间后,再次刺激蛙左后肢趾尖,电位计ⓐ有波动,电位计ⓑ未出现波动,左后肢未出现屈反射,其原因可能有(写出2个):_____________________;_________________。
解析:
图示表示反射弧结构,包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。兴奋在神经纤维上双向传导,但在神经元之间单向传递。
(1)①用1%的硫酸溶液刺激“脊娃”左侧后肢趾部,两侧后肢都会出现屈腿反射;用1%的硫 酸溶液刺激“脊蛙”右侧后肢趾部,两侧后肢都会出现屈腿反射,说明“脊蛙”屈腿反射的反射弧结构完整;
②用清水清洗刺激部位;
③剪断左大腿背面已暴露的坐骨神经,再给予刺激,观察;
④若用1%的硫酸溶液刺激“脊蛙”左侧后肢趾部,左右侧后肢都不出现屈腿反射;用1%的硫酸溶液刺激“脊蛙”右侧后肢趾部,右侧后肢出现屈腿反射,左侧后肢不出现屈腿反射,说明“脊蛙”的坐骨神经既有传入神经又有传出神经,是混合神经。所以待“脊蛙”平静后,用1%的硫酸溶液刺激“脊蛙”左侧后肢趾部,然后再用其刺激“脊蛙”右侧后肢趾部,并观察记录现象。
⑤上述实验证明了坐骨神经既有传入神经又有传出神经,是混合神经。
(2)①兴奋在神经元之间单向传递,只能由突触前膜形成突触小泡经胞吐方式分泌到突触间隙,与突触后膜的受体蛋白结合,引起下一个神经细胞兴奋或抑制,因此刺激“脊蛙”右侧后肢趾部,观察到电位计b有电位波动和左后肢屈腿,电位计a未出现电位波动。
②灌注某种药物后a电位计能记录到电位波形,在b电位计能记录到电位波形,说明该药物并非抑制神经纤维膜上电压门控钠离子通道,而是抑制突触兴奋的传递,因此该药物的作用可能是使突触前膜释放的递质不能与突触后膜上的特异性受体结合,也可能是使突触前膜不能释放递质。
答案 : 屈腿反射 清水 恢复正常 左 右 右侧后肢出现屈腿反射,左侧后肢不出现屈腿反射 混合神经 电位计ⓐ不出现波动,ⓑ有波动 突触前膜不能释放神经递质 突触前膜释放的神经递质不能与突触后膜上的特异性受体结合(或突触后膜上的特异性受体损伤)
7.(2023·江苏徐州调研·)新型冠状病毒(SARS-CoV-2)是一种具有包膜结构的RNA 病毒,该病毒依靠蛋白S识别靶细胞膜上的血管紧张素转化酶2(ACE2)以侵染人体细胞;科研人员通过培养某新冠康复者的外周血单核细胞获得抗体,抗体能阻断病毒S蛋白与ACE2受体的结合(如下图1),并经小鼠实验证明能降低感染小鼠肺部的病毒量。请回答下列问题:
(1)与T2噬菌体相比,SARS-CoV-2中特有碱基是__________,该病毒突变率较__________。
(2)SARS-CoV-2 除感染肺部外,有些患者还出现肠道感染,推测可能是由于__________。
(3)新冠康复者外周血中的抗体是由__________分泌的,参与抗体合成与分泌的具膜细胞器有__________,图中抗体具有与__________分子相似的结构域。
(4)研究人员分析来自公共数据库103株SARS-CoV-2的基因组,发现在一个保守序列的28144位点编码的氨基酸,约70%的病毒为亮氨酸(L),定义该类病毒为L型病毒,约30%病毒对应的氨基酸为丝氨酸(S),定义该类病毒为S型病毒。
①通过与其他近缘冠状病毒的该保守序列进行比较,发现其他近缘冠状病毒在28144位点与S型病毒相同,而与L型病毒不同,据此初步推测__________。
A.L型由S型进化而来 B.S型由L型进化而来 C.S型和L型无亲缘关系
②按照从患者体内提取病毒的时间和病毒类型,对SARS-CoV-2进行统计。结果如图2所示,患者主要感染的是__________型病毒,尤其在1月7日__________更明显。科研人员据此推测该类型病毒的传播能力更强、潜伏期更短,随着医疗和隔离措施的实施,__________型病毒面临的选择淘汰压力更大,SARS-CoV-2毒株群体的__________发生了定向改变,病毒类型所占比例发生了变化。
解析:(1)
SARS-CoV-2是一种RNA病毒,其特有的碱基是U(尿嘧啶);RNA分子单链不稳定,RNA病毒突变率较高。
(2)
病毒与宿主细胞表面的受体结合,人体肠道细胞表面具有ACE2 受体,因此也出现感染。
(3)
效应B细胞(浆细胞)能分泌抗体,与抗原结合,使其失去侵染作用或毒性;抗体是分泌蛋白,由核糖体合成,经内质网和高尔基体进行加工,并由线粒体提供能量,因此具膜细胞器是内质网、高尔基体、线粒体;抗体的本质是免疫球蛋白,与细胞膜表面的ACE2受体结构类似,都能与新冠病毒的S蛋白结合。
(4)
①其他近缘冠状病毒在28144位点与S型病毒相同,而与L型病毒不同,说明L型是变异产生的,是进化后的,L型由S型进化而来,A正确。
故选A。
②结合图示来看,L型病毒占比更大,因此患者主要感染的是L型病毒;尤其是在2020.1.7前,比例高达96.7%,更明显;结合图示可知,S型病毒的比例越来越大,L型的比例越来越小,说明S型的潜伏期更长,且更难杀死,因此随着医疗和隔离措施的实施,L型病毒面临的选择淘汰压力更大;随着菌株类型的改变,基因频率发生改变,导致该群体发生定向改变。
答案:(1) U(尿嘧啶) 高
(2)人体肠道细胞表面具有ACE2 受体
(3) 效应B细胞(浆细胞) 内质网、高尔基体、线粒体 ACE2受体
(4) A L 前 L 基因频率
8.(2024·福建·晋江市调研)下图1为细胞毒性T细胞通过表面受体(TCR)识别抗原呈递细胞呈递的肿瘤抗原后被激活,进而攻击肿瘤细胞的示意图。图2为肿瘤细胞的一种免疫逃逸机制示意图。肿瘤细胞大量表达PD-L1,与细胞毒性T细胞表面的PD-1结合,抑制细胞毒性T细胞活化,逃避细胞毒性T细胞的攻击。请回答下列问题:
(1)图1中抗原呈递细胞通过________方式摄取肿瘤抗原。
(2)图1中细胞毒性T细胞识别肿瘤抗原后被激活,增殖并________形成新的细胞毒性T细胞和________细胞。
(3)图1中细胞毒性T细胞通过TCR只能识别带有同样抗原的肿瘤细胞,故发挥的免疫作用具有_____性,细胞毒性T细胞识别并接触相同的肿瘤细胞,使其_____死亡。图1所示过程体现了免疫系统的_________功能。
(4)为阻断图2中肿瘤细胞的免疫逃逸通路,利用单克隆抗体制备技术,制备了抗PD-L1抗体。该抗体注入体内后通过_______传送与_______结合,可解除细胞毒性T细胞的活化抑制。
解析:由图1可知,TCR是辅助性T细胞表面的特异性受体,可以识别肿瘤抗原。TCR识别吞噬细胞处理呈递的肿瘤抗原后,可以增殖分化出记忆T细胞和活化的细胞毒性T细胞,活化的细胞毒性T细胞可以识别并攻击肿瘤细胞,引起肿瘤细胞的裂解死亡。
由图2可知,肿瘤细胞表面的PD-L1通过与活化的细胞毒性T细胞表面的PD-1蛋白特异性结合,抑制T细胞增殖分化,从而逃避免疫系统的攻击。
(1)
抗原属于大分子物质,抗原呈递细胞通过胞吞摄取肿瘤抗原,处理后呈递给辅助性T细胞。
(2)
由图1可知,细胞毒性T细胞表面的TCR识别肿瘤抗原后,可以增殖分化出记忆T细胞和新的细胞毒性T细胞,细胞因子能加速这一过程。
(3)
图1中细胞毒性T细胞通过TCR只能识别带有同样抗原的肿瘤细胞,而不能识别其他抗原,故发挥的免疫作用具有特异性。新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环,它们可以识别并接触、裂解被同样病原体感染的靶细胞。免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能,则图1所示过程体现了免疫系统的免疫监视功能。
(4)
由图2可知,肿瘤细胞表面的PD-L1通过与T细胞表面的PD-1蛋白特异性结合,抑制T细胞增殖分化,从而逃避免疫系统的攻击,故可以通过注射抗PD-L1抗体阻断肿瘤细胞的逃逸通路。抗PD-L1抗体进入人体后,通过体液运输与肿瘤细胞表面的PD-1蛋白结合,可解除细胞毒性T细胞的活化抑制。
答案 (1)胞吞
(2) 分化 记忆T
(3) 特异 裂解 免疫监视
(4) 体液 肿瘤细胞表面的PDL1
9.(2024·福建·泉州调研)2021年11月2日,全国新增新冠疫情本土病例93例,分布在11个省(自治区、直辖市),全国多地调整疫情防控政策。新冠病毒感染人体,会激发人体免疫系统产生特异性免疫(如图)。请回答下列问题:
(1)甲为________________细胞,乙为____________细胞。
(2)B细胞的活化需要两个信号的刺激:信号①为_______________________,信号②为辅助性T细胞表面特定分子发生变化并与B细胞接触。此外,还需要过程1产生的___________(填物质)作用。
(3)当病毒入侵细胞后,抗体消灭细胞内的病毒,要靠乙________________(写出过程2),从而让病毒暴露,抗体与之结合。
解析:据图分析,甲细胞为辅助性T细胞,乙为细胞毒性T细胞,信号①是少数病原体可直接刺激B细胞,信号②是辅助性T细胞与B细胞结合并分泌细胞因子。
(1)
据图可知,甲可以接受抗原呈递细胞传递的信号,且可将信号传递给B细胞和细胞毒性T细胞,故为辅助性T细胞;乙细胞可由细胞毒性T细胞和记忆T细胞分化而来,故为细胞毒性T细胞。
(2)
B细胞的活化需要两个信号的刺激:其中信号①为病原体和B细胞接触,信号②为辅助性T细胞表面特定分子发生变化并与B细胞接触,同时还需要辅助性T细胞产生的细胞因子的刺激作用。
(3)
病毒属于胞内寄生物,而抗体只能在细胞外起作用,故当病毒入侵细胞后,抗体消灭细胞内的病毒,要靠乙识别并接触、裂解(被同样病原体感染的)靶细胞,将病原体释放出来,从而让病毒暴露,抗体与之结合。
答案 (1) 辅助性T 细胞毒性T
(2) 病原体和B细胞接触 细胞因子
(3)识别并接触、裂解(被同样病原体感染的)靶细胞
10.(2024·福建福清模拟·)研究表明,拟南芥中光敏色素介导的光信号与植物激素脱落酸(ABA)代谢途径相互作用。phyB突变体水稻无法合成光敏色素,利用野生型和光敏色素突变体水稻作为研究材料,分析光敏色素介导的光信号对ABA生物代谢的影响,结果如下图所示。请回答下列问题:
(1)ABA的生理作用除了维持种子休眠外,还可以______________________(至少写两点)。
(2)分析实验,phyB突变体与野生型相比,体内内源ABA含量差异的可能原因是实验(b)中ABA合成代谢相关基因是图中的OsABAOX________(填“1”“2”或“3”),在phyB突变体中的表达水平明显________野生型,而ABA降解代谢相关基因是OsABAOX________(填“1”“2”或“3”)。
(3)另有实验表明,外源ABA明显抑制光照下生长的水稻种子的萌发,且外源ABA对phyB突变体种子萌发的抑制效果更明显。据此推测,在野生型水稻体内光敏色素通过感受光信号________(填“削弱”或“增强”)了ABA对种子萌发的抑制效果。
(4)简述光敏色素介导的光信号反应机制_________________。
解析:1、脱落酸(ABA) 可以解除种子休眠,还可以抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落,促进气孔关闭。
2、光敏色素是指吸收红光远红光可逆转换的光受体(色素蛋白质)。光敏色素分布在植物各个器官中。受到光照射时,细胞膜上的光敏色素接受到光的刺激后被激活,结构发生变化,从而将信号经过传导,传递到细胞核内,引发细胞内相应基因的表达,最终表现出生物学效应。
(1)
脱落酸(ABA) 可以解除种子休眠,还可以抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落,促进气孔关闭。
(2)
根据以上分析已知,b图中显示突变体的OsABAOX2基因和OsABAOX3基因的表达水平都高于野生型,导致叶片和幼苗的突变体内源ABA含量都高于野生型;而突变体的OsABAOX1基因的表达水平低于野生型,说明ABA降解代谢相关基因是OsABAOX1。
(3)
根据题意分析,外源ABA明显抑制光照下生长的水稻种子的萌发,且外源ABA对phyB突变体种子萌发的抑制效果更明显,说明在野生型水稻体内光敏色素通过感受光信号削弱了ABA对种子萌发的抑制效果。
(4)
光敏色素是指吸收红光远红光可逆转换的光受体(色素蛋白质)。光敏色素分布在植物各个器官中。受到光照射时,细胞膜上的光敏色素接受到光的刺激后被激活,结构发生变化,从而将信号经过传导,传递到细胞核内,引发细胞内相应基因的表达,最终表现出生物学效应。
答案 :(1)抑制细胞分裂;促进叶和果实的衰老和脱落;促进气孔关闭
(2) 2、3##3、2 高于 1
(3)削弱
(4)受到光照射时,光敏色素被激活结构发生变化,这一变化的信息传到细胞核内影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应。
11.(2024·广东惠州模拟·)下图一是生长素对燕麦胚芽鞘生长作用影响的曲线,图二是将含有生长素的琼脂块放在去尖端的胚芽鞘的一侧时,胚芽鞘的弯曲情况(弯曲角度用A表示)。据图回答下列问题:
(1)生长素是对植物的生长发育具有_____作用的一类有机化合物,它是由___________经过系列反应转变而成的。
(2)据图一知,在探究胚芽鞘向光性实验中,若向光侧的生长素浓度为m时,则背光侧的生长素浓度X的范围为___________。图二琼脂块中的生长素浓度为__________(用图一中字母)时,A值最小。
(3)番茄种子成熟后需经低温储藏才能萌发,图三为该种子中的两种关键激素在低温储藏实验中的含量变化,a最可能是____________,b最可能是____________。据图推测,番茄种子低温储藏至少_____个月以后播种才能顺利萌发。
解析:(1)
生长素对植物的生长发育起调节作用,它是由色氨酸经过一系列反应转变而成的。
(2)
在胚芽鞘向光性实验中,如果m点浓度是向光侧浓度,则背光侧生长素浓度应高于向光侧,且促进效果也高于向光侧,所以X的范围应为m<X<2m。当生长素浓度为g时对胚芽鞘生长的促进作用最强,胚芽鞘弯曲最大,A值最小。
(3)
由图三可知,随着低温储藏时间的增长,a激素的含量降低,b激素的含量逐渐增多,所以a最可能是脱落酸,b可能是赤霉素。这两种激素表现出激素间相互作用类型中的拮抗作用。由图表明,番茄种子低温储藏至少6个月以后(脱落酸含量降低到较低水平,赤霉素含量开始增多)播种才能顺利萌发。
答案:(1) 调节 色氨酸
(2) m<X<2m g
(3) 脱落酸 赤霉素 6
12.(2024·黑龙江牡丹江模拟·)保护生态环境,实现可持续发展,某地区废弃农田经过数十年的演替发展为森林,森林主要以高大的乔木为主,同时拥有丰富的其他动植物资源。回答下列问题:
(1)下图甲、乙、丙分别表示群落演替的三个连续阶段中植物优势种群数量的变化情况:
据图分析,该群落的演替类型是______,在该演替过程中,由于群落的物种数目即_____提高。该群落发展至第3阶段时,甲、乙、丙之间为______关系。
(2)若要调查该地区的物种数量,依据图甲可知选取样方的最佳面积为___________。
(3)森林生态系统中的苔藓、油松、松鼠、红隼等全部生物共同构成了_____,其除了明显的垂直结构,有利于提高利用阳光等资源的能力之外,还具有________结构。
(4)森林生态系统中的部分地区人工林纯度较高,容易出现虫灾。图乙所示为林业部门对某次害虫生物防治过程中种群数量变化的调查结果,由图可知,该防治依据的原理是______,导致害虫种群数量下降的直接原因是_____________________。
解析:(1)
根据题意分析,图示为某地区废弃农田经过数十年的演替发展为森林,属于次生演替;由于原有的土壤条件基本保留,甚至保留了植物的种子或者其他繁殖体,该演替过程物种丰富度提高了。在三个连续群落演替阶段中,甲、乙、丙依次作为优势种群,但在演替过程中,前者被后者替代,所以三者之间为竞争关系。
(2)
图甲中S5和S6中物种的数目一样多,且比较稳定,所以若要调查该地区的物种数量,依据图甲可知选取样方的最佳面积为S5。
(3)
生物群落的定义是一定的自然区域内的所有生物。森林生态系统中的苔藓、油松、松鼠、红隼等全部生物共同构成了生物群落,其除了明显的垂直结构,有利于提高利用阳光等资源的能力之外,还具有水平结构。
(4)
图乙所示为林业部门对某次害虫生物防治过程中种群数量变化的调查结果,由图可知,生物防治后生物的环境容纳量更小了,因此该防治依据的原理是降低有害生物的环境容纳量,导致害虫种群数量下降的直接原因是死亡率大于出生率。
答案 (1) 次生演替 (物种)丰富度 竞争
(2)S5
(3) 生物群落 水平
(4) 降低环境容纳量(K) 害虫死亡率大于出生率
13.(2024·四川省内江市模拟)某山区由于乱砍滥伐、盲目开垦,造成水土流失严重。科研人员在该地区进行相关研究,将某区域平分为两组,A组实施退耕还林、合理开发利用等措施,B组仍沿用原利用模式。十年后,对两地不同植被类型的生物量(指某一调查时刻单位面积内现存生物的有机物总量)进行测定,获得图1所示结果。图2中甲、乙、丙分别表示A组群落演替的三个连续阶段中的植物优势种群。回答下列问题。
(1)调查林地植被的种群密度常用方法是_____法。图1中代表A组生物量的是________(填“S1”或“S2”)。从群落的空间结构来看,图1中草本、灌木、乔木等组成的群落具有明显的________结构。
(2)图2中第1阶段到第3阶段的演替类型是________,甲、乙、丙之间的种间关系为______。在演替过程中,甲和乙没有消失,仅表现为优势上被取代,相较于甲和乙,丙的优势是_____________。(答出一点即可)
(3)退耕还林有利于改善生态环境,许多野生种群的环境容纳量(K值)将会________。在退耕还林实践中,人们发现种植一些灌木和乔木并加以保护,群落的丰富度达到最大的时间将会提前,从群落演替的角度来看,说明人类活动______________________。
解析:(1)调查植物的种群密度常用样方法。据图1可知,A组进行退耕还林,植被生物量应该高于未处理的B组,故S1代表A组生物量。从群落的空间结构来看,图1中草本、灌木、乔木等组成的群落具有明显的垂直结构,可以合理的利用光能。
(2)
图2中,从第1阶段到第3阶段,原有植被类型没有消失,仅表现为优势上被取代,因此为次生演替。甲、乙、丙均为植物,因此种间关系为为竞争。相较于甲、乙类型,丙类型的优势是植株高大,争夺更多阳光;根系发达,争夺更多水和无机盐等。
(3)
退耕还林有利于改善生态环境,有利于种群增长,即许多野生种群的环境容纳量(K值)将会增大。在退耕还林实践中,人们发现种植一些灌木和乔木并加以保护,群落的丰富度达到最大的时间将会提前,说明人类活动可以改变群落的演替速度。
答案:(1) 样方 S1 垂直
(2) 次生演替 竞争 植株高大,争夺更多阳光,根系发达,争夺更多水和无机盐等
(3) 增大 可以改变群落的演替速度
14.(2023·辽宁鞍山模拟·)加拿大一枝黄花花色艳丽,曾作为观赏植物被引种至世界各地,逸生后扩散,对入侵地的农林生产以及荒地植被、生物多样性造成了严重的危害。回答下列问题:
(1)加拿大一枝黄花会影响入侵地土壤小动物类群的丰富度。调查入侵地土壤小动物丰富度变化时,用___________法进行土壤采样,并用___________器采集小动物进行调查研究。
(2)研究人员在加拿大一枝黄花的轻度入侵区(I型)、中度入侵区(II型)和重度入侵区(III型)三处试验样地以及对照样地取样,调查土壤小动物类群的变化,结果如下表;
采样区
I型
Ⅱ型
Ⅲ型
试验样地
对照样地
试验样地
对照样地
试验样地
对照样地
类群数
13
11
11
11
9
8
个体数
2478
1879
1670
1261
l251
1361
植物覆盖度(%)
18.27
14.26
56.54
25.54
82.53
56.58
注:每个样地分别将试验样地就近的相同生境,存在当地植物的样地设置为相对应的对照样地,对照样地覆盖多种植物
外来植物入侵会改变地上部分的初级生产力(植物群落在单位时间、单位面积上所产生有机物质的总量)和植物组织化学的特性。加拿大一枝黄花轻度入侵会提高入侵区土壤小动物类群的丰富度,结合上表分析,原因可能是___________;随着入侵程度加剧,土壤小动物的生存受到抑制,依据是___________。
(3)随着时间的推移,入侵地的草本植物群落逐渐被加拿大一枝黄花群落替代,则发生替代的可能原因是___________,群落演替的类型为____________。
解析:
(1)
取样器取样法适用于小型动物,如蚯蚓等,可以用来调查小动物的丰富度;体型小的动物可用吸虫器采集。
(2)
由于入侵区的植物覆善度较高,加拿大一枝黄花通过枯枝败叶为土壤小动物提供更好的食物和柄息条件,因此加拿大一枝黄花轻度入侵会提高入侵区土壤小动物类群的丰富度;随着入侵程度加剧,重度入侵区的小动物类群数和个体数明显降低,土壤小动物的生存受到抑制。
(3)
由于加拿大一枝黄花与其他植物竞争能获得取大的优势,入侵地的草本植物群落逐渐被加拿大一枝黄花群落替代;由于原来有生物定居,因此属于次生演替。
答案:(1) 取样器取样 诱虫(或吸虫)
(2) 入侵区的植物覆善度较高,加拿大一枝黄花通过枯枝败叶为土壤小动物提供更好的食物和柄息条件 重度入侵区的小动物类群数和个体数明显降低
(3) 加拿大一枝黄花与其他植物竞争能获得取大的优势 次生演替
15.(2024·四川成都模拟·)图1为某生态系统的碳循环示意图,其中甲、乙、丙为生态系统中的三种生物组成成分,A、B、C、D是乙中的四种生物;图2为某生态系统中能量流经某几个营养级的示意图(其中字母表示能量值,数字标号表示生理过程)。据图回答下列问题:
(1)图1中表示生产者的是________,碳元素在无机环境和生物群落之间的循环是以________形式进行的,碳元素从生物群落到无机环境则是通过________生理过程实现的。
(2)写出图1中存在的食物网:________。
(3)图2中过程①释放的能量=________(用图2中的字母和运算符号表示,下同);初级消费者到次级消费者的能量传递效率可表示为________。
(4)图2中c________(填“大于”“小于”或“等于”)(d+h),原因是________。
(5)若图2所示群落向森林群落演替,在这一演替过程中,生产者吸收的CO2量________(填“大于”“小于”或“等于”)整个生物群落排出的CO2量,营养结构逐渐复杂,生态系统的________稳定性逐渐增强。
解析:(1)
由于生产者可以和大气之间进行双向的物质交换,因此可以确定甲是生产者;碳在无机环境和生物群落之间的循环是以CO2的形式进行;碳元素从生物群落到无机环境则是通过分解者的分解作用和生产者、消费者的呼吸作用完成的。
(2)
图中ABCD表示四种消费者,B、C能量相当,能量传递效率为10~20%,所以构成的食物网为: 。
(3)
图2中①和②表示的生理过程是消费者的呼吸作用,其中过程①释放的能量=同化量-生长、发育、繁殖的能量=b-c;
图1中能量g表示该营养级的粪便中的未被同化的能量,所以属于生产者同化的能量。初级消费者到次级消费者的能量传递效率可表示为e/b×100%。
(4)
由于c中有部分未被利用的能量,所以图1中c>(d+h)。
(5)
群落向森林群落演替,在这一演替过程中,植被的种类增多,光合作用增加,所以生产者吸收的CO2量大于整个生物群落排出的CO2量,营养结构逐渐复杂,生态系统抵抗力稳定性逐渐增强。
答案:(1) 甲 CO2 呼吸作用或分解者的分解作用和生产者、消费者的呼吸作用
(2)
(3) b-c e/b×100%
(4) 大于
c中有部分未被利用的能量
(5) 大于 抵抗力
16.(2024· 四川顺庆模拟)如图表示果酒和果醋生产过程中的物质变化情况,请回答下列相关问题:
(1)过程①②均发生在酵母菌的___________中。
(2)过程④是醋酸菌在__________________________________时,将酒精变成乙醛,再将乙醛变成醋酸;过程⑤是醋酸菌在________________________________时,将葡萄糖转变成醋酸。
(3)果酒的制作离不开酵母菌,家庭制作葡萄酒时,菌种主要来自_____________________________。制作果酒时,温度应该控制在___________。
(4)制作果酒的条件是先通气后密封,先通入无菌空气的目的是_________________;后密封的目的是___________________________________________________________________________________。
(5)若要提高果酒的产量,发酵过程中关键要控制好哪些条件? __________________________。
(6)葡萄酒呈现深红色的原因是___________________________________________________________。
(7)若在果汁中就含有醋酸菌,则在果酒发酵旺盛时,醋酸菌___________(填“能”或“不能”)将果汁中的糖发酵为醋酸,原因是________________________________________________________。
解析:(1)过程①为细胞呼吸的第一阶段,发生在酵母菌的细胞质基质中;过程②为无氧呼吸的第二阶段,也发生在酵母菌的细胞质基质中。
(2)过程④是醋酸菌在缺少糖源,氧气充足时,将酒精变成乙醛,再将乙醛变成醋酸;过程⑤是醋酸菌在氧气,糖源充足时,将葡萄糖转变成醋酸。
(3)家庭制作葡萄酒时,菌种主要是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌,酵母菌的最适生长温度为18~25℃,故制作果酒时,温度应该控制在18~25℃。
(4)在制作果酒时,先通气的目的是让酵母菌在有氧条件下大量繁殖,后密封的目的是让酵母菌在无氧条件下发酵产生酒精,故制作果酒时要先通气后密封。
(5)若要提高果酒的产量,发酵过程中要控制好适宜的温度、pH、通气量等。
(6)葡萄酒呈现深红色的原因是红葡萄皮中的色素进入发酵液。
(7)醋酸菌是好氧细菌,果酒发酵时的缺氧环境会抑制醋酸菌生长,故在果酒发酵旺盛时,醋酸菌不能将果汁中的糖发酵为醋酸。
答案: 细胞质基质 缺少糖源、氧气充足 氧气、糖源充足 附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 18~25℃ 让酵母菌在有氧条件下大量繁殖 让酵母菌在无氧条件下产生酒精 适宜的温度、pH、通气量等 红葡萄皮中的色素进入发酵液 不能 醋酸菌是好氧细菌,果酒发酵时的缺氧环境会抑制醋酸菌生长
17.(2024·资阳调研·)木瓜酒味美、营养丰富,且具备延缓衰老、增强免疫之功效。木瓜酒的制作方法如下:首先将成熟的木瓜洗净,用干净抹布擦去水分,切成圆片,再把木瓜片、砂糖。米酒放入容器中,密封后置于阴凉处保存。回答下列问题:
(1)将木瓜洗净的目的是_____。请写 出木瓜酒制作的原理______(用反应式表示)。
(2)上述木瓜酒制作过程中,菌种来源于____,该菌种_______(填“没有”或“有")染色体;在阴凉处发酵的主要理由是_____________。
(3)将制作好的木瓜酒过滤后可以直接食用,某同学想将其制作成果醋,需要利用的微生物为__________。 该名同学将菌种直接放人果酒瓶中并拧紧瓶盖防止杂菌污染,结果发现果醋未制作成功,原因是____________。
解析:(1)
将木瓜洗干净的目的主要是尽可能防止杂菌污染;制作木瓜酒的原理即发酵,其化学方程式为C6H12O6→2C2H5OH+2CO2。
(2)
将木瓜放入米酒中,米酒中有酵母菌,可以作为酿酒菌种的来源,酵母菌为真核生物,有染色体;适合酵母菌发酵的温度为18~25℃,因此应在阴凉处发酵。
(3)
用酒精作为原料制成醋需要醋酸菌,但是醋酸菌为好氧菌,拧紧瓶盖会导致缺氧,因此无法制得果醋。
答案:(1) 尽可能防止杂菌的污染(或除去污染物) C6H12O6→2C2H5OH+2CO2
(2) 米酒中的酵母菌(或米酒) 有 适合酵母菌发酵的温度为18~25℃(或为发酵提供较适宜的温度)
(3) 醋酸菌 醋酸菌为好氧菌,其在无氧条件下无法进行醋酸发酵
18.(2023·湖北广水模拟·)2020年初新型冠状病毒肆虐全球,生物医学工作者进行了专业应对,尤其是我国一大批医护人员和相关研究专家,做出了突出的贡献。研究发现新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道粘膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵入人体,引起肺炎。请回答下列问题:
(1)采集、扩增:核酸检测样本多采集于咽、鼻,也可采集血清进行检测,不管哪种方法都应该将样本低温保存,尽快检测,这样做的可能原因是______。
(2)检测:近期某地区爆发新冠病毒传染,需进行全民多次检测。医务工作者为加快检测进度,将多人的样本采集后,放到同一根采样管中进行检测。如果检测结果为阳性,则说明:______,为进一步确定感染者,医务工作者下一步要做的工作是:______。
(3)研制抗体:研制抗s蛋白单克隆抗体,需先注射______免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞。当杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养时,为防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,应采取的措施是______。新型冠状病毒化学发光检测试剂盒以单克隆抗体为主要“部件”,该试剂盒能快速准确地检测出病例是利用了单克隆抗体的______等优点。
(4)生产灭活疫苗:灭活疫苗的制备需要经过细胞培养、病毒培养、灭活、纯化等步骤,细胞培养的目的是______。细胞培养需要在二氧化碳培养箱中进行,二氧化碳的作用是______。上海团队是利用体外培养的人肝癌细胞分离出新型冠状病毒毒株的,病毒在不同动物身体内翻译出基本相同的多肽链,这是因为 ______。
(5)RNA疫苗:RNA疫苗是用脂质体包裹mRNA形成。你认为研制新冠mRNA疫苗还需要考虑的问题有______。
①mRNA在细胞质中易被降解 ②mRNA在细胞中可能难以正确翻译③mRNA可能会插入到人体的染色体 ④该疫苗是否适于快速大批量生产
(6)腺病毒载体重组疫苗:腺病毒载体重组疫苗和mRNA疫苗产生抗原的场所都是在______(填“内环境”或“细胞内”)。与传统的减毒疫苗相比,腺病毒载体重组疫苗和mRNA疫苗等新型疫苗的安全性有所提高,是因为______。
(7)突破性病例是指完成第二剂疫苗接种至少2周内,仍感染新冠病毒的病例。产生突破性病例可能的原因是:______。
解析:(1)
由于RNA不稳定容易被酶降解,而低温可以降低酶活性,故为避免RNA被酶解,应该将样本低温保存。
(2)
新冠病毒具有传染性,将多人的样本采集后,放到同一根采样管中进行检测,若检测结果为阳性,说明被检测的几个人中,有一人或多人被感染;因上述样本是多人的混合样本,故为进一步确定感染者,需要对上述多人再次采样并进行单独检测。
(3)
为研制抗s蛋白单克隆抗体,需要先注射S蛋白免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞;动物园细胞培养时为防止细胞代谢产物积累对细胞的危害,应定期更换培养液;单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高等优点,试剂盒能快速准确地检测出病例。
(4)
病毒无细胞结构,必须寄生在活细胞内才能增殖,故灭活疫苗的制备需要经过细胞培养,为病毒培养提供寄主细胞;细胞培养时二氧化碳的作用是维持培养液的pH;由于密码子的简并性,即所有生物共用一套密码子,故病毒在不同动物身体内翻译出基本相同的多肽链。
(5)
研制新冠mRNA疫苗还需要考虑的问题有:①mRNA为单链结构,在细胞质中易被降解;②mRNA为翻译的模板,但mRNA在细胞中可能难以正确翻译;④由于技术等因素限制,该疫苗是否适于快速大批量生产;mRNA疫苗不会整合到人体细胞的染色体基因组中。故选①②④。
(6)
腺病毒载体重组疫苗和mRNA疫苗产生抗原的场所都是在细胞内;与传统的减毒疫苗相比,腺病毒载体重组疫苗和mRNA疫苗等新型疫苗的安全性较高,是因为疫苗中不含完整的病原体(或疫苗在细胞中表达产物成分单纯,或不会整合到人体的染色体的DNA上),在细胞中表达产物成分单纯。
(7)
由于新冠病毒的遗传物质是RNA,容易发生变异,故第二剂疫苗接种至少2周内,仍可能感染新冠病毒。
答案:(1)RNA不稳定容易被酶降解,低温可以降低酶活性
(2) 被检测的几个人中,有一人或多人被感染 对上述多人再次采样并进行单独检测
(3) S蛋白 定期更换培养液 特异性强、灵敏度高
(4) 为病毒培养提供寄主细胞 维持培养液的pH 所有生物共用一套密码子
(5)①②④
(6) 细胞内 疫苗中不含完整的病原体(或疫苗在细胞中表达产物成分单纯,或不会整合到人体的染色体的DNA上)
(7)病毒发生变异等
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专题15 非选择题必刷
目 录
一、6大题型知识点归纳
【基础知识1】 细胞的能量代谢
【基础知识2】 遗传与变异
【基础知识3】 内环境与稳态
【基础知识4】 种群、群落与生态系统
【基础知识5】 发酵工程
【基础知识6】 细胞工程与基因工程
二、最新模考题组练
PART 1 6大题型分类归纳
【基础知识1】细胞的能量代谢
【典例分析1-1】(2023·四川广安模拟)研究小组将长势相同的某种植物幼苗均分为A、B两组。A组给予正常自然光照,B组进行遮光处理(光照强度为正常光照的70%),然后置于相同且适宜的条件下,测定7:00~17:00之间两组植物的净光合速率,结果如图。回答下列问题:
(1)对B组植物进行一定程度的遮光,将使叶绿体中_____膜上的光合色素捕获的光能减少,导致光反应产生_____等物质的速率降低,进而影响暗反应的速率。
(2)与A组相比。B组未出现明显的光合“午休现象”,原因_____。分析实验结果发现,13:00时光照强度大于9:00时,但两组幼苗的净光合速率都低于9:00时,最可能的原因是_____。
(3)研究小组进一步发现,在7:00~17:00之间,A组植物有机物的积累量大于B组。据此_____(填“能”或“不能”)得出“该植物幼苗不适宜在遮光条件下生长”的结论,理由是_____。
【典例分析1-2】(2024·河南开封调研·)某学校研究小组利用叶面积相等的A、B两种植物的叶片分别进行了以下两组实验(假设两组实验在相同且适宜的温度下进行,且忽略光照对呼吸作用的影响):
实验一:将A、B两种植物的叶片分别放置在相同的密闭小室中,给予充足的光照,利用红外测量仪每隔5min测定小室中的CO2浓度,结果如图1所示。
实验二:给予不同强度的光照,测定A、B两种植物叶片的CO2吸收量和CO2释放量,结果如图2所示。请据下图分析回答:
(1)分析图1可知在低浓度二氧化碳时,固定CO2能力较强的植物是____________。
(2)实验一从开始经过10min时,通过光合作用制造的有机物总量:A植物___________。(填“大于”“等于”或“小于”)B植物。
(3)若B植物在第5min时,光照突然降低,C5含量在短时间内将_____________。
(4)25-40min期间,两个密闭小室内CO2含量相对稳定,反映出A、B两种植物叶片在此时间段内光合作用强度_____________(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用强度。
(5)实验二中,若给予的光照强度为xklx(a<x<b),每日光照12小时,一昼夜中A植物的干重将____________,B植物的干重将_____________。
【典例分析1-3】(2024·青海·海南藏族模拟)下图是某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图。I~Ⅶ代表物质,①~③代表过程。回答下列问题:
(1)在图甲中,消耗CO2的场所是_________,在强光下ATP的移动方向是_________。
(2)在光照条件下,叶肉细胞中消耗ADP的场所有_________。若将该植物由1%的CO2浓度突然置于0.3%CO2浓度下(光照强度不变),图甲中的C3的含量将_________,C5的含量将_________。
(3)图乙与马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢相比,特有的步骤是_________(填数字标号),这些过程发生在_________部位。
(4)若用18O标记图乙中参与②过程的H2O,则在细胞呼吸产物中能首先测到放射性的是_________,甲、乙两图中不同数字代表同一物质的标号是_________。
【典例分析1-4】(2023·陕西咸阳模拟·)据下图回答下列与光合作用有关的问题:
(1)光合色素分布在图甲中的[ ]________上,绿叶中色素的提取和分离实验中,为了防止色素被破坏,需要加入的物质是________。
(2)图乙所示装置可用来探究光照强度对光合作用强度的影响。根据该图的材料及设置,控制本实验自变量的方法是________________,观察指标是________________。
(3)图丙表示连翘的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时,单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化(呼吸底物为葡萄糖)。在光照强度为b时,根尖分生区细胞中能够产生ATP的场所有________,此时连翘叶肉细胞的光合速率与呼吸速率的比值约为________。
【基础知识2】遗传与变异
【典例分析2-1】(2024·珠海斗门模拟·)鹦鹉羽毛的颜色有蓝色、绿色、黄色和白色四种,由两对独立遗传的等位基因控制,其中B、b这对等位基因位于Z染色体上,其遗传机理如图。现有多组绿色雄鹦鹉与白色雌鹦鹉杂交(正交),后代雌、雄鹦鹉的羽毛均为绿色;反交后代中,雄鹦鹉羽毛均为绿色,雌鹦鹉羽毛均为蓝色。回答下列问题。
(1)由鹦鹉羽毛颜色的遗传机理可知,基因与生物性状的关系是___________________。
(2)控制羽毛颜色的基因型共有_____种,正交亲本中绿色雄鹦鹉和白色雌鹦鹉的基因型分别是_____________________。若某鹦鹉蓝色羽毛出现白色斑点,是由于_____________。
(3)养鸟专家在配制鹦鹉饲料时,发现含某微量元素的3号饲料会抑制黄色物质的合成,使黄羽变为白羽。现有3号饲料长期饲喂的一只蓝色雄鹦鹉和正常饲料喂养的各种雌鹦鹉,请设计杂交实验,确定该蓝色雄鹦鹉为纯合子还是杂合子。
实验思路:____________________________________________________________
预测结果及结论:______________________________________________________
【典例分析2-2】(2023·河南·新蔡县模拟)有研究表明,肥胖者的脂肪细胞中某基因(miR)的表达异常活跃。旨在研究miR的表达对人脂肪细胞的影响,根据以下实验材料完成实验思路,并预测实验结果及分析。
实验材料:培养瓶若干,细胞培养液,脂肪前体细胞悬液、成熟脂肪细胞悬液,抑制剂P(抑制miR的表达),TUNEL检测试剂盒(检测细胞凋亡情况),流式细胞测定仪(检测细胞周期分布),血细胞计数板,显微镜等。
(要求和说明:不考虑加入抑制剂P后体积变化等误差。细胞只进行原代培养且培养条件适宜。成熟脂肪细胞不具分裂能力。各种仪器操作和指标检测均不作具体要求)
(1)完善实验思路:
①取培养瓶并各加入等量适量的细胞培养液,分组处理如下,每组设置若干个重复样品
A组:+脂肪前体细胞悬液;______________;D组:+成熟脂肪细胞悬液+抑制剂P。
②各组样品在相同且适宜的条件下培养一段时间后,用TUNEL检测试剂盒检测成熟脂肪细胞凋亡情况,_______________,用流式细胞测定仪脂肪前体细胞的细胞周期分布;
③重复②若干次;
④对所得数据进行统计并分析。
(2)预测实验结果:图1为实验中A、B组某次测定的结果。请在图2坐标系中绘制成熟脂肪细胞数量变化曲线示意图(N0表示原始数量)。
(3)分析与讨论
①实验结果表明,抑制剂P主要阻滞脂肪前体细胞分裂周期的______________期,从而抑制细胞增殖。另外,抑制剂P还能显著提高成熟脂肪细胞的凋亡率。
②接种细胞时,脂肪前体细胞接种的原始数量要比N0______________(填“多”或“少”)一些,其原因是_______________。在实验期间,若每天使用比浊计A组和B组培养瓶中的浑浊度并进行比较分析,其结果是______________。
③综上分析,miR的活跃表达对脂肪细胞起到______________作用,导致肥胖。
【典例分析2-3】(2024·北京师大附中模拟) 某地有两个猴面花姐妹种——粉龙头和红龙头,二者分布区重叠,前者由黄蜂授粉,后者由蜂鸟授粉。红龙头细胞中编码类胡萝卜素分解酶的基因(a)是有缺陷的,导致酶完全失活,花瓣细胞中有类胡萝卜素积累,表现为红色。而粉龙头细胞中该基因(A)是正常的,因此花瓣只呈现由花青素导致的粉红色。
(1)科研工作者把粉龙头和红龙头定为两个物种的理由是______________________。
(2)研究人员猜测粉龙头和红龙头起源于一个粉色花的祖先种。祖先种发生A基因的突变后,产生橙红色突变体,突变体改为由蜂鸟授粉,导致祖先种分裂进化为粉龙头和红龙头两个种。为了检验这一猜想,研究人员用杂交的方法获得了基因型为aa,但其他基因均来自粉龙头的变异型粉龙头,流程如下:
①用粉龙头和红龙头为亲本杂交,子一代表现为___________。
②用子一代与________杂交,利用分子生物学技术从杂交后代中筛选出基因型为_________个体,多次重复。
③将筛选出的个体_________,获得基因型为aa,但其他基因均来自粉龙头的变异型粉龙头。
(3)研究人员又培育出基因型为AA,但其他基因均来自红龙头的变异型红龙头。变异型粉龙头开橙黄色花,变异型红龙头开深粉色花。研究人员调查了黄蜂和蜂鸟对四种植物的访花率,得到下表所示结果。该数据支持了研究人员的猜想:单基因突变导致了祖先种的分裂进化,理由是________________。
黄蜂(访花率103每小时每花)
蜂鸟(访花率103每小时每花)
粉龙头野生型(粉红色)
15.4
0.0212
粉龙头变异型(橙黄色)
2.63
1.44
红龙头野生型(红色)
0.148
189
红龙头变异型(深粉色)
10.9
168
(4)变异型粉龙头的蜂鸟访花率远低于野生型红龙头,依据现代生物进化理论尝试对这一现象做出解释:_________________。
【典例分析2-4】(2023·安徽·六安模拟)一万年前,内华达州比现在湿润得多,许多湖泊(A、 B、C、D)通过纵横交错的小溪流连结起来,湖中有不少鱼。后来气候逐渐干燥,小溪流渐渐消失,形成了若干个独立的湖泊,各湖泊生活的鱼形态差异也变得明显(分别称为a、b、c、d鏘鱼)。如图为内华达州1万多年以来湖泊地质的变化示意图。
(1)当气候逐渐干燥,小溪流渐渐消失,形成了若干个独立的湖泊之后,各个湖泊中的鏘鱼就不会发生基因交流,其原因是存在____________________。
(2)现有人将四个湖泊中的一些鏘鱼混合养殖,结果发现∶A、B两湖的鏘鱼(a和b)可进行杂交,但其后代的雄性个体不能产生正常的精子∶来自C、 D两湖的鏘鱼(c和d)杂交,能产生具有正常生殖能力的子代∶ A、B两湖鏘鱼的繁殖期在5月,C、D两湖的鏘鱼繁殖期在7月。C、D湖中的鏘鱼的差异体现了基因多样性,而A、B湖中鏘鱼的差异体现________多样性,这些多样性的形成是生物与生物、生物与环境之间_________的结果。
(3)某项调查发现,B湖鏘鱼中AA、Aa和aa的基因型频率分别为20%、30%和50%,则a基因频率为_______。 若B湖的环境发生改变,使得aa个体每年减少10%,AA和Aa个体每年增加10%,则下一年种群中 a的基因频率约为_________。
(4)如果鏘鱼种群无限大,群体内的个体随机交配,没有突变发生,没有任何形式的选择压力,那么群体中的各种基因型的比例每代保持不变。随机抽样调查测知D湖种群中有基因型AA、Aa、aa 的个体若干只,由此可以计算出A和a的基因频率,而根据A和a的基因频率,可以推测出这个种群中Aa的频率(N)大约是
A.0≤N≤100% B.0<N≤50% C.0≤N<50% D.N> 50%
【典例分析2-5】(2023·浙江普陀模拟·)已知某二倍体雌雄同株植物,基因g纯合会导致其雄性不育成为雌株。现将抗虫基因(B+)转入不抗虫的该种植物,获得转基因抗虫植株若干(假设转基因过程中,B+基因可插入到不同的染色体上,一条染色体上至多只插入一个B+基因,无抗虫基因用B表示)。将某一纯合抗虫雌株(甲)与另一纯合抗虫正常株(乙)杂交,F1全为抗虫正常株。F1自交产生的F2表现型及数量:抗虫雌株193株、不抗虫雌株13株、抗虫正常株591株、不抗虫正常株39株。回答下列问题:
(1)甲与乙杂交得到的F1可产生____种基因型配子。F2中出现抗虫与不抗虫的表现型及数量的原因是_________
(2)取F2中不抗虫正常株与甲进行杂交,子代(F3)的表现型及比例为____,子代(F3)随机授粉,F4中抗虫雌株所占比例为_______。
(3)为确定上述F3中抗虫正常株的基因型,设计测交实验进行验证,用遗传图解表示该过程。
(4)在实际生产中,获得的转基因抗虫植株种植多代后,其抗虫能力呈下降趋势,其可能的原因是害虫种群_________频率上升。为减缓转基因植株抗虫能力下降的趋势,可采用的种植措施是_______
【基础知识3】 内环境与稳态
【典例分析3-1】(2024·湖北·黄石调研)如图是高等动物体内细胞与外界环境进行物质交换图,如图为人体某组织示意图,请据图回答下列问题:
(1)如图中虚线内物质构成的环境称为______,其中A代表______。
(2)填写左图中D、E系统的名称:D______;E______。
(3)当人接触过敏原会出现局部组织水肿现象,请从渗透压变化角度解释出现水肿的原因________。
(4)维持机体稳态的主要调节机制是____________调节网络。
(5)图②处细胞直接生活的环境是①④⑥中的______处。④中渗透压的大小主要与______的含量有关。
(6)如果图为胰腺组织局部结构模式图,则④⑥⑦中二氧化碳浓度最高的是______处。
【典例分析3-2】(2024·四川船山模拟·)瘦素是一种由脂肪细胞分泌的蛋白质类激素,它进入血液循环后会参与糖、脂肪及能量代谢的调节,促使机体减少摄食量,增加能量释放,抑制脂肪的合成,进而使体重减轻,其调节过程如图所示。请回答下列问题:
(1)当体内脂肪水平上升时,脂肪细胞分泌的瘦素通过___________运输,作用于下丘脑中的神经细胞使其兴奋,此时神经细胞膜上发生的信号转变是______________。
(2)下丘脑发出的交感神经通过____________方式释放神经递质作用于脂肪细胞,这种释放方式的意义是____________。
(3)实验研究发现,给肥胖小鼠注射肾上腺素后,体重会明显下降。据图分析,注射肾上腺素后小鼠体重下降的机制是_____________。
(4)检查发现,大多数肥胖者血液中的瘦素水平较高,但其体重却没有降低,进一步研究发现,这些肥胖者体内存在着“瘦素抵抗”。出现“瘦素抵抗”的原因可能是_____________(答出一点即可)。
【典例分析3-3】 (2023·四川·阆中调研)神经系统对人体内分泌功能的调节有甲、乙、丙三种方式,如图所示。结合题图回答下列问题。
(1)寒冷环境中,相应的神经冲动传到下丘脑,下丘脑分泌的_____通过体液运输并作用于垂体,促使垂体分泌某激素,再调节甲状腺激素的合成和分泌,这种调节方式称为激素分泌的_____。
(2)抗利尿激素的合成和分泌是通过图中_____(填“甲”、“乙”或“丙”)方式完成的,剧烈运动后其分泌量_____。
(3)饭后_____(填细胞名称)分泌的_____(填激素名称)增加,该激素的主要作用是_____。
(4)兴奋传递过程中,图中A处这一结构中完成的信号转换,A的结构包括_____。
【典例分析3-4】(2023·江苏连云港调研·)如图是人体对某病毒的部分免疫过程示意图,序号Ⅰ~Ⅶ表示不同种类的细胞,辅助性T细胞(Th)是T细胞的一种,a~g代表不同的物质。回答下列问题:
(1)图中细胞Ⅰ在免疫过程中的作用是_____________,图中除_____________(填序号)均能特异性识别抗原,细胞V成熟的场所是_____________。
(2)辅助性T细胞,能识别抗原,分泌的d、e、f称为_____________,既能辅助细胞V活化,又能辅助细胞Ⅱ产生免疫应答,从多方面引起和增强免疫能力。在体液免疫过程中未被消灭的病毒可侵入宿主细胞此时,图中[ ]_____________(物质)不能进入宿主细胞与病毒结合,要消灭宿主细胞中的病毒,要依靠_____________免疫,即图中的细胞_____________(填序号)与靶细胞特异性结合,使靶细胞裂解,释放出病毒进而通过体液免疫消灭病毒。
(3)当入侵的病毒被消灭之后,人体在很长时间内能够保持对这种抗原的记忆,当再次接触这种抗原时,图中细胞_____________(填序号)能迅速增殖分化,快速产生大量的抗体。
(4)为验证已存在的抗体会对同种抗体的产生有抑制作用,研究人员用家兔进行了以下实验。
A组处理:注射抗原。
B组处理:注射同种抗原,约50d后,抽出部分血液去除抗体后回输。每日测定家兔体内相应的抗体浓度,结果如图。
由上述实验可以证明已存在的抗体_____________(填“会”或“不会”)对同种抗体的产生有抑制作用,主要原因是__________________________,在一定条件下抗体可以与B细胞结合,从而抑制B细胞的功能,导致抗体分泌减少。人体内还有一种抗体调节方式,B细胞受抗原刺激能够产生抗体,当体内抗体浓度升高时,通过抗原与抗体结合,使B细胞受抗原刺激减少,导致抗体分泌量也_____________。
【基础知识4】种群、群落与生态系统
【典例分析4-1】(2023.广东揭阳调研·)如图表示种群的数量特征之间的关系。请回答:
(1)[A]_____是种群最基本的数量特征。调查藏羚种群密度时常用的方法是_____。
(2)种群密度取决于[B]_____、[C]_____、迁入率和[D]_____。
(3)调查草地中某种双子叶植物的种群密度可以使用_____法,取样的关键是要做到_____。
(4)可用[E]_____来预测一个种群的数量变化,如_____型的种群数量会越来越少。
(5)用人工合成的信息素诱杀某种害虫的雄性个体,可以破坏害虫种群的_____,从而使一些雌性个体不能完成交配,降低种群密度。
【典例分析4-2】(2024·黑龙江·宾县二模)研究人员对某草原生态系统进行了相关的生态调查。在无迁入、迁出的情况下,调查鼠的种群数量时,计算当年种群数量与一年前种群数量的比值(λ)得到的曲线。请据此回答下列问题:
(1)图1可得,该种群在_____段时呈“J”型增长,用公式表示t年后种群数量____________,e点种群数量比d点______,de区间种群增长率_________(大于0或小于0或等于0)。
(2)根据图2可知____________点捕捞有利于持续获得较大的鱼产量,____________点适合有害生物的防治。
(3)图2中,AB段的种群年龄组成类型为____________;C点后,该种群死亡率明显增加,可能的原因是____________。
【典例分析4-3】(2023·南浔模拟·)近年来,我国积极践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念,在一些地区实施了退耕还林工程。下图表示某山区实施退耕还林之后,群落经过数十年的演替而发展为树林的三个连续阶段,图中甲、乙、丙分别表示群落演替的三个阶段中优势植物种群数量的变化情况。回答下列问题
(1)退耕还林过程中群落发生了_____________演替;若从裸岩上演替为森林,经历的阶段依次有___________。
(2)调查该退耕地植物的_____________情况,可获知群落的垂直结构,其中第_____________阶段这种特征最为明显。群落具有这种特征的意义:一是_____________;二是为动物创造了栖息空间和食物条件。
(3)据图分析,甲、乙、丙物种之间为_____________关系;演替过程中后一阶段优势物种的兴起不会造成前一阶段优势物种的消亡,原因是_____________。
(4)塞罕坝人创造了荒原变林海的绿色奇迹,用实际行动诠释了“绿水青山就是金山银山”的理念,说明人类活动_____________。
解析: (1)退耕还林的过程中由于具有土壤和一定的植被条件,故发生的演替属于次生演替;发生在裸岩上的演替经过:裸岩→地衣→苔藓→草本植物→灌木→森林六个阶段。
(2)
群落垂直结构是指在垂直方向上,大多数群落具有明显的分层现象,故调查该退耕地植物的不同物种的分层情况,可获得群落的垂直结构;由图可知,甲可能为草本植物,乙可能为灌木,丙可能为乔木,第3阶段的乔木、灌木和草本植物相对稳定,故该阶段的垂直额分布最为明显;群落的垂直结构提高了对阳光等环境资源的利用能力,还为动物创造了栖息空间和食物条件。
(3)
甲、乙、丙之间有重复的生态位,所以有种间竞争关系;演替过程中,虽然后一阶段优势物种的兴起,能使前一优势物种的数量降至较低水平,但一般不会造成前一阶段优势物种的消亡,原因是优势取代的原因主要是对于光照的利用率不同,原先的优势种也是长期自然选择的结果,能适应环境。
(4)
塞罕坝人通过植树造林将“昔日的茫茫荒原变为林的海洋”,这一绿色奇迹的创造,充分说明人类活动会使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
答案 (1) 次生 裸岩→地衣→苔藓→草本植物→灌木→森林
(2) 不同物种的分层 3 提高了对阳光等环境资源的利用能力
(3) 种间竞争 前一个阶段的优势种在阳光等资源的竞争中占劣势,但仍可适应环境,是自然选择的结果
(4)会使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行
【典例分析4-4】(2024·四川宜宾二模·)图1为某一生态系统的碳循环示意图;图2为该生态系统中能量流经第二营养级的示意图;图3为该生态系统中甲、乙、丙三个物种构成的食物关系。请据图回答下列问题:
(1)生态系统物质循环的特点是_________________。
(2)图1中,C→A过程主要通过________来实现的;碳在A→F过程中主要以________形式进行传递,图1中不构成捕食食物链的生物成分是________(填字母)。
(3)图2中B表示________________的能量。B中的能量除被分解者利用、被次级消费者同化外,还有一部分____________。
(4)仅从图3中甲、乙、丙的关系分析,若丙从甲中所获能量比例为x,要使丙能量增加A kJ,至少需要消耗甲的能量值是__________kJ。
【基础知识5】发酵工程
【典例分析5-1】(2023·江苏调研)利用微生物制作发酵食品在我国有着悠久的历史,泡菜即是其中之一。下图为泡菜制作的方法:
请回答下列问题:
(1)制作泡菜利用的微生物主要是_______________。发酵初期,泡菜坛水槽内经常有气泡产生,其主要原因是发酵初_______________等生长旺盛,产生较多的_______________所致。泡菜坛长时间放置,坛内有时会长出一层白膜,与白膜形成有关的主要微生物是_____________。
(2)装坛时往往加入老泡菜水,这是为了增加______________的量。调味料除了蒜瓣、生姜及其他香辛料外,还要加人少量白酒能使泡菜更加脆爽、清香的同时还能起到_______________的作用。
(3)泡菜腌制的质量可以从_______________、_______________等方面来评价。
(4)泡菜制作过程中,泡菜表面杂菌产生的硝酸还原酶将硝酸盐还原成亚硝酸盐,在特定条件下能转变成有致癌作用的亚硝胺。下图是三种食盐浓度的泡菜中亚硝酸盐含量与发酵天数的关系。
①与食盐浓度为3%、7%相比较食盐浓度为5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化的特点是_______________。
②发酵初期食盐浓度为7%的泡菜中亚硝酸盐含量较低的原因主要是_______________。
③泡菜虽然美味却不宜过量食用。根据图中的相关数据,对泡菜腌制和食用的合理建议有__________。
【典例分析5-2】(2024.·福建·晋江市调研)中央电视台《舌尖上的中国》栏目介绍了我国各地的美食,其中利用发酵技术制作的各类特色食品,如果醋、腐乳、泡菜等,很好的展现了广大人民群众的智慧。请回答下列问题:
(1)“天地一号”苹果醋是我国著名的果醋。工业上酿制苹果醋通常有两条途径,一条途径是向捣碎的苹果汁中直接接种_____(填微生物名称)。经过一次发酵制成,在发酵过程中需要经常向发酵液中通入_____。
(2)“王致和”腐乳是我国的著名品牌,通过发酵,豆腐中营养物质的种类_____(填“增多”或“减少”)。制作腐乳时加盐腌制后需要加入卤汤,若卤汤中的酒精含量过高,则会导致腐乳_____。
(3)泡菜具有独特的风味,在我国的泡菜品种中,东北酸菜和四川泡菜都非常有名,它们的制作过程基本类似,都是利用_____(微生物名称)发酵。向坛中注入盐水前,煮沸所用盐水的目的是_____。在泡菜制作过程中,亚硝酸盐含量的变化情况是_____。
【典例分析5-3】(2024·山东·莱芜模拟)中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H,以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液,含较多蔗糖)为原料,在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料,期望提高甘蔗的整体利用价值,工艺流程如图。
回答下列问题:
(1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率,可在液体培养基中将蔗糖作为______,并不断提高其浓度,经多次传代培养(指培养一段时间后,将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用______的方法进行菌落计数,评估菌株增殖状况。此外,选育优良菌株的方法还有______等。(答出两种方法即可)
(2)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性,研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统,其培养基盐浓度设为60g/L,pH为10,菌株H可正常持续发酵60d以上。该系统不需要灭菌的原因是__________________。(答出两点即可)
(3)研究人员在工厂进行扩大培养,在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵,结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期,并产生了少量乙醇等物质,说明发酵条件中______可能是高密度培养的限制因素。发酵工程的中心环节是______。
(4)菌株H还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产PHA,说明其能分泌______________。
【基础知识6】细胞工程与基因工程
【典例分析6-1】(2024·宁夏·平罗模拟)胚胎工程对于加快优良动物的繁殖有绝对的优势。下图为试管牛繁殖过程图示,请回答下列问题。
(1)试管牛的培育属于_____(“有性繁殖”或“无性繁殖”);得到该试管牛用到了胚胎工程的_____和_____技术。
(2)受精完成的标志是_____。
(3)胚胎移植是指将早期胚胎移植到_____种的,生理状态相同的其他_____性动物体内,使之继续发育为新个体的过程。
(4)母牛子宫之所以能移入胚胎,是因其与B牛的_____是相同的。
(5)可用显微手术将一枚发育至_____期的胚胎分割为二分胚、四分胚,经移植可得同卵双胎或多胎。胚胎分割的理论基础是_____。
(6)胚胎工程的发展离不开实验和理论的支持。1890年英国剑桥大学生物学家将纯种安哥拉兔的两个4细胞胚胎移入一只纯种比利时兔的输卵管内,成功得到两只纯种安哥拉子兔。这个实验首次证实了_____的可能性。
【典例分析6-2】(2024·安阳模拟·)寨卡病毒(ZIKV)是一种可通过蚊虫叮咬等途径传播的单股正链 RNA病毒,该病毒编码的NS2B蛋白在病毒复制、组装及致病过程中具有重要作用。通过基因工程技术构建携带NS2B基因的重组原核表达质粒,采用大肠杆菌作为表达菌株,通过诱导表达。纯化获得NS2B目的蛋白。用纯化后的 NS2B蛋白通过如图示过程制备抗 NS2B蛋白的单克隆抗体,图中 X、Y表示相关细胞。请回答下列相关问题∶
(1)通过基因工程技术构建可表达 NS2B蛋白大肠杆菌菌株,该操作技术的核心是________。首先需获得NS2B蛋白合成基因,其途径为∶提取 ZIKV的 RNA,通过_____过程获取相应的 DNA,再利用限制性核酸内切酶选择性切割 DNA获得NS2B蛋白合成基因。
(2)通过聚合酶链式反应技术对 NS2B蛋白合成基因进行扩增,与常态酶不同,该过程使用的聚合酶必须要____,循环流程是________。
(3)图中对X进行筛选需要做__________检测,通过筛选获得的细胞 Y具有的特点是____。
(4)当前新冠肺炎正在危害全球人类的健康,依据上述防治寨卡病毒(ZIKV)的现代科学技术原理;请你提出针对新冠肺炎单克隆抗体生产及新冠肺炎治疗的方案,简述方案设计思路___________。
【典例分析6-3】(2024·河北武强模拟)医院做乙肝检测时,常用乙肝病毒单克隆抗体用作体外诊断试剂,单克隆抗体在诊断的应用上,具有准确、高效、简易、快速的优点。为缓解临床上乙肝病毒单克隆抗体供不应求的局面,利用动物细胞工程中杂交瘤技术取得了成效。回答下列问题:
(1)在制备乙肝病毒单克隆抗体的过程中,要先向小鼠注射灭活的乙肝病毒,使小鼠发生_______免疫,从而获得_________。
(2)最常用_________(填诱导因素)使B淋巴细胞和骨髓瘤细胞进行融合。再用特定的选择培养基进行筛选,_________都会死亡,只有相应的杂交瘤细胞才能生长,该细胞具有的特点是_________。
(3)对获得的杂交瘤细胞还要经过克隆化培养和_________,经过多次筛选就可以获得足够量的能分泌相应抗体的细胞。应用获得的乙肝病毒单克隆抗体检测乙肝表面抗原的原理是_________。
【典例分析6-4】(2024.·天津大港模拟)草甘膦是一种常用除草剂,科学家从黑麦草植株中获取抗草甘膦基因,通过转基因技术获得了抗草甘膦的玉米新品种。请回答下列问题:
(1)在野外自然环境下,科研人员若想筛选抗草甘膦的黑麦草植株,具体的操作是____。从这些抗草甘膦的黑麦草细胞质中提取 _________________,构建cDNA文库,从中选取抗草甘膦基因。
(2)为了让目的基因能够表达和发挥作用,需要构建基因表达载体。除了目的基因外,基因表达载体的组成,还包括___________。为将抗草甘膦基因导入受体细胞,需要将该基因导入农杆菌的Ti质粒上的____中,这样做的目的是____。
(3)获取重组细胞后,再利用_________技术获得试管苗。但发现该玉米新品种抗草甘膦的能力较低,此后可通过____修饰或改造抗草甘膦的基因。
(4)抗草甘膦基因从黑麦草转移到玉米中,玉米能表现出与黑麦草一样的抗草甘膦特性,其原因是 ___。
PART 2 最新模考组练
1(2023·重庆模拟)线粒体是细胞的“动力工厂”,为细胞代谢提供能量,回答下列与线粒体有关的问题:
(1)长期以来,人们都认为细胞在有氧条件下主要进行有氧呼吸,无氧条件下主要进行无氧呼吸。但科学家研究发现,癌细胞在有氧和无氧条件下都主要进行无氧呼吸。由于无氧呼吸能量转化效率___________, 所以癌细胞在有氧条件下比正常细胞消耗的葡萄糖_______(填“更多"“更少”或“相同”),同时产生大量___________并排出细胞,超过了内环境中_______等缓冲物质的调节作用,从面对正常细胞造成严重伤害。根据上述原理,可利用 ________ 的方法对葡萄糖进行标记,从而检测来识别机体内的癌细胞。
(2)研究发现,癌细胞中线粒体产生的活性氧自由基(ROS) 水平较高,ROS可攻击细胞中的DNA导致细胞发生_________(变异类型)。线粒体DNA比细胞核DNA更容易被ROS攻击,推测其原因是线粒体DNA_________(填“有”或“没有”)与蛋白质结合。
(3)线粒体是一种可以分裂的半自主细胞器,其分裂过程与一种关键蛋白Drp1有关。Drp1磷酸化后可被激活,与线粒体膜上LRRK2蛋白结合,从而完成线粒体的分裂。研究发现,缺氧可使Drp1磷酸化程度增加,最终导致正常细胞的线粒体出现碎片化(线粒体数量变多,体积变小),结构损伤明显。科学家测定了正常小鼠+不缺氧,正常小鼠+缺氧,Drp1基因敲除小鼠+缺氧三种条件下的线粒体碎片化程度的相对大小,请用柱状图表示出预期实验结果_______。
2.(2024·山东德城模拟·)如图表示人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程。A、B、C、D表示四种体 液,图1中①②等序号表示有关的物质,图2中①②等序号表示有关的系统。请据图回答:
(1)图1的A〜D中 ____________(填字母及名称)是体内绝大多数细胞直接生活的环境。
(2)图1中如果①代表O2,由体外进入到D中细胞需要穿过__________ 层膜。
(3)图2中,食物经①④到组织细胞中利用、气体经②④⑤能实现组织细胞与外界环境的气体 交换,主要依赖的系统有__________________ 。
(4)如图3为人体肝组织局部结构示意图,中午午饭前,a端血浆中葡萄糖的含量_____b端,(填“大于”、“小于”或“等于”),a端血浆中氧气浓度_____b端氧气(填“大于”、“小于”或“等于)。
3.(2023河北沧州模拟·)下图为从蛙体内剥离出的一个神经肌肉标本,如果该神经是传人神经,则肌肉中分布着该神经的末梢,可以感受刺激;如果是传出神经,则神经与肌肉间的接头可以看成突触。回答下列问题:
(1)若刺激神经,肌肉未收缩,则反射弧的五部分中该标本有______________。
(2)若图中神经是传出神经,则与肌肉相连的部分是神经元的___________(填“树突”或“轴突”),该结构兴奋后,膜内Na+的浓度____________(填“高于”“等于”或“低于”)膜外Na+的浓度。
(3)若图中神经是传出神经,某同学利用该神经肌肉标本做了以下实验。请完善实验步骤、结果及结论。
实验目的:探究肌肉收缩的直接能源物质是ATP还是葡萄糖。
实验步骤:第一步:将两个相同的这种标本浸人任氏液(可保持标本的生物活性)中,用电极反复刺激神经,直到肌肉不再收缩为止。(“反复刺激直到肌肉不再收缩为止”的目的是___________________。)
第二步:将第一步中的标本分成A、B两组,A组加入一定量的ATP溶液,B组加入________。
第三步:再用电极刺激神经,观察肌肉是否收缩。
预期结果:在较短的时间内,_______________________。
实验结论:肌肉收缩的直接能源物质是ATP。
4.(2024·天津·静海模拟)铅中毒会影响青少年学习记忆,所以要减少摄食含铅多的食物如罐装饮料、烧烤等。科研人员为验证铅对大鼠神经细胞有毒害作用,用如图水迷宫进行实验,60天后检测其学习记忆能力。
组别
醋酸铅溶液
浓度/g·L-1
脑组织铅
含量/g·gprot-1
AChE活性/
U·mgprot-1
到达原平台
水域时间/s
①
0
0.18
1.56
22.7
②
0.05
0.29
1.37
23.1
③
1
0.57
1.08
26.9
④
2
1.05
0.76
36.4
实验方法:将大鼠分为四组,饮用不同浓度的醋酸铅溶液,让大鼠从入水点入水,训练其寻找水面下隐蔽平台(池水黑色,大鼠无法看到平台),重复训练4天后撤去平台,测定大鼠从入水点到达原平台水域的时间,推测小鼠学习记忆能力的强弱。
研究发现,ACh是与学习记忆有关的兴奋性递质,所以测定脑组织铅含量多少及乙酰胆碱酯酶(AChE)活性高低,也可以间接说明记忆能力强弱。[AChE活性检测原理:AChE可将乙酰胆碱(ACh)水解为胆碱和乙酸,胆碱与显色剂显色,根据颜色深浅计算酶活性]据此分析,回答下列问题:
(1)观察表格可知,____组大鼠学习记忆能力最强。水迷宫实验结论是___________。
(2)ACh这种递质由突触前膜释放进入突触间隙,该处的体液是_____,然后ACh会与突触后膜上的_________结合,引发突触后膜内的电位发
生____的变化。
(3)发挥效应后ACh在____的催化下水解,所以脑组织中铅含量越高,ACh水解速度越____,进而影响记忆能力。
(4)短期记忆的形成与____下的_______有关,不重复就会遗忘。因此短期记忆转化为长期记忆的措施是及时重复训练,以此建立____。
5.(2023·四川·宁南调研)乙酰胆碱是形成记忆所必需的神经递质和长期记忆的生理基础。“胆碱能神经元”是一种能合成并能在兴奋时从神经末梢释放乙酰胆碱的传出神经元。目前认为,老年性痴呆与中枢“胆碱能神经元”的大量死亡和丢失有关。某研究小组为研究老年性痴呆的机制,定位损伤大鼠的脑,利用水迷宫测试观察其行为学的改变。其中利用水迷宫进行学习以及记忆巩固能力的测验实验处理和结果如下表,分析并回答问题:
组别
实验处理
实验结果
错误次数
完成学习所需时间(秒)
A
不做任何处理
8.76
112.39
B
向大鼠脑的一定区域缓慢注射0.5M缓冲液溶解的鹅膏蕈氨酸lμL
15.72
149.73
(1)神经元受到刺激后产生兴奋,兴奋在同一个神经元内部以______的形式传导,在不同的神经元之间以_______信号通过_____结构来传递。
(2)胆碱能神经元活动与受体有关,毒蕈碱受体是乙酰胆碱的一种受体,B组实验处理的目的是让鹅膏蕈氨酸与突触后膜上的毒蕈碱受体结合,使乙酰胆碱______与受体结合,进而产生与______________________相似的效果,达到研究老年性痴呆机制的目的。
(3)表中数据表明,B组大鼠的___________能力较差,从而为老年性痴呆与“胆碱能神经元”有关的猜测提供了实验证据。
(4)B组的实验处理需要进行相应的手术,才能将药物注射到大鼠脑的一定区域,如果仅有A组实验作对照,该实验在设计上不够严密,需增加一组__________________的实验,当新增一组实验所得的数据与_________组相近时,可进一步支持上述猜测。
6.(2024·湖北随州模拟·)某兴趣小组以“脊蛙”为材料进行实验,请完善下列实验思路、预测结果及结论。材料和用具:头部挂在铁支架上在左后肢大腿背面暴露出坐骨神经的“脊蛙”一只,小烧杯,1%的硫酸溶液,清水,剪刀,药用棉,电位计等。
(1)①用1%的硫酸溶液刺激“脊蛙”左侧后肢趾部,两侧后肢都会出现屈腿反射;用1%的硫酸溶液刺激“脊蛙”右侧后肢趾部,两侧后肢都出现__________;
②用__________清洗刺激部位;
③剪断左大腿背面已暴露的坐骨神经;
④待“脊蛙”__________后,用1%的硫酸溶液刺激“脊蛙”__________侧后肢趾部,左右侧后
肢都不出现屈腿反射;用1%的硫酸溶液刺激“脊蛙”__________侧后肢趾部,实验现象为__________。
⑤上述实验证明了坐骨神经是__________。
(2)另取一“脊蛙”,用手术暴露蛙左后肢屈反射的传入神经和传出神经,连接电位计ⓐ和ⓑ(如下图),用1%的硫酸溶液刺激“脊蛙”左侧后肢趾部。实验显示,电位计ⓐ和ⓑ都有电位波动,并出现屈腿反射。
①如用1%的硫酸溶液刺激“脊蛙”右侧后肢趾部,预测电位计ⓐⓑ情况__________。
②若在蛙心灌注液中添加某种药物,一段时间后,再次刺激蛙左后肢趾尖,电位计ⓐ有波动,电位计ⓑ未出现波动,左后肢未出现屈反射,其原因可能有(写出2个):_____________________;_________________。
7.(2023·江苏徐州调研·)新型冠状病毒(SARS-CoV-2)是一种具有包膜结构的RNA 病毒,该病毒依靠蛋白S识别靶细胞膜上的血管紧张素转化酶2(ACE2)以侵染人体细胞;科研人员通过培养某新冠康复者的外周血单核细胞获得抗体,抗体能阻断病毒S蛋白与ACE2受体的结合(如下图1),并经小鼠实验证明能降低感染小鼠肺部的病毒量。请回答下列问题:
(1)与T2噬菌体相比,SARS-CoV-2中特有碱基是__________,该病毒突变率较__________。
(2)SARS-CoV-2 除感染肺部外,有些患者还出现肠道感染,推测可能是由于__________。
(3)新冠康复者外周血中的抗体是由__________分泌的,参与抗体合成与分泌的具膜细胞器有__________,图中抗体具有与__________分子相似的结构域。
(4)研究人员分析来自公共数据库103株SARS-CoV-2的基因组,发现在一个保守序列的28144位点编码的氨基酸,约70%的病毒为亮氨酸(L),定义该类病毒为L型病毒,约30%病毒对应的氨基酸为丝氨酸(S),定义该类病毒为S型病毒。
①通过与其他近缘冠状病毒的该保守序列进行比较,发现其他近缘冠状病毒在28144位点与S型病毒相同,而与L型病毒不同,据此初步推测__________。
A.L型由S型进化而来 B.S型由L型进化而来 C.S型和L型无亲缘关系
②按照从患者体内提取病毒的时间和病毒类型,对SARS-CoV-2进行统计。结果如图2所示,患者主要感染的是__________型病毒,尤其在1月7日__________更明显。科研人员据此推测该类型病毒的传播能力更强、潜伏期更短,随着医疗和隔离措施的实施,__________型病毒面临的选择淘汰压力更大,SARS-CoV-2毒株群体的__________发生了定向改变,病毒类型所占比例发生了变化。
8.(2024·福建·晋江市调研)下图1为细胞毒性T细胞通过表面受体(TCR)识别抗原呈递细胞呈递的肿瘤抗原后被激活,进而攻击肿瘤细胞的示意图。图2为肿瘤细胞的一种免疫逃逸机制示意图。肿瘤细胞大量表达PD-L1,与细胞毒性T细胞表面的PD-1结合,抑制细胞毒性T细胞活化,逃避细胞毒性T细胞的攻击。请回答下列问题:
(1)图1中抗原呈递细胞通过________方式摄取肿瘤抗原。
(2)图1中细胞毒性T细胞识别肿瘤抗原后被激活,增殖并________形成新的细胞毒性T细胞和________细胞。
(3)图1中细胞毒性T细胞通过TCR只能识别带有同样抗原的肿瘤细胞,故发挥的免疫作用具有_____性,细胞毒性T细胞识别并接触相同的肿瘤细胞,使其_____死亡。图1所示过程体现了免疫系统的_________功能。
(4)为阻断图2中肿瘤细胞的免疫逃逸通路,利用单克隆抗体制备技术,制备了抗PD-L1抗体。该抗体注入体内后通过_______传送与_______结合,可解除细胞毒性T细胞的活化抑制。
9.(2024·福建·泉州调研)2021年11月2日,全国新增新冠疫情本土病例93例,分布在11个省(自治区、直辖市),全国多地调整疫情防控政策。新冠病毒感染人体,会激发人体免疫系统产生特异性免疫(如图)。请回答下列问题:
(1)甲为________________细胞,乙为____________细胞。
(2)B细胞的活化需要两个信号的刺激:信号①为_______________________,信号②为辅助性T细胞表面特定分子发生变化并与B细胞接触。此外,还需要过程1产生的___________(填物质)作用。
(3)当病毒入侵细胞后,抗体消灭细胞内的病毒,要靠乙________________(写出过程2),从而让病毒暴露,抗体与之结合。
10.(2024·福建福清模拟·)研究表明,拟南芥中光敏色素介导的光信号与植物激素脱落酸(ABA)代谢途径相互作用。phyB突变体水稻无法合成光敏色素,利用野生型和光敏色素突变体水稻作为研究材料,分析光敏色素介导的光信号对ABA生物代谢的影响,结果如下图所示。请回答下列问题:
(1)ABA的生理作用除了维持种子休眠外,还可以______________________(至少写两点)。
(2)分析实验,phyB突变体与野生型相比,体内内源ABA含量差异的可能原因是实验(b)中ABA合成代谢相关基因是图中的OsABAOX________(填“1”“2”或“3”),在phyB突变体中的表达水平明显________野生型,而ABA降解代谢相关基因是OsABAOX________(填“1”“2”或“3”)。
(3)另有实验表明,外源ABA明显抑制光照下生长的水稻种子的萌发,且外源ABA对phyB突变体种子萌发的抑制效果更明显。据此推测,在野生型水稻体内光敏色素通过感受光信号________(填“削弱”或“增强”)了ABA对种子萌发的抑制效果。
(4)简述光敏色素介导的光信号反应机制_________________。
11.(2024·广东惠州模拟·)下图一是生长素对燕麦胚芽鞘生长作用影响的曲线,图二是将含有生长素的琼脂块放在去尖端的胚芽鞘的一侧时,胚芽鞘的弯曲情况(弯曲角度用A表示)。据图回答下列问题:
(1)生长素是对植物的生长发育具有_____作用的一类有机化合物,它是由___________经过系列反应转变而成的。
(2)据图一知,在探究胚芽鞘向光性实验中,若向光侧的生长素浓度为m时,则背光侧的生长素浓度X的范围为___________。图二琼脂块中的生长素浓度为__________(用图一中字母)时,A值最小。
(3)番茄种子成熟后需经低温储藏才能萌发,图三为该种子中的两种关键激素在低温储藏实验中的含量变化,a最可能是____________,b最可能是____________。据图推测,番茄种子低温储藏至少_____个月以后播种才能顺利萌发。
12.(2024·黑龙江牡丹江模拟·)保护生态环境,实现可持续发展,某地区废弃农田经过数十年的演替发展为森林,森林主要以高大的乔木为主,同时拥有丰富的其他动植物资源。回答下列问题:
(1)下图甲、乙、丙分别表示群落演替的三个连续阶段中植物优势种群数量的变化情况:
据图分析,该群落的演替类型是______,在该演替过程中,由于群落的物种数目即_____提高。该群落发展至第3阶段时,甲、乙、丙之间为______关系。
(2)若要调查该地区的物种数量,依据图甲可知选取样方的最佳面积为___________。
(3)森林生态系统中的苔藓、油松、松鼠、红隼等全部生物共同构成了_____,其除了明显的垂直结构,有利于提高利用阳光等资源的能力之外,还具有________结构。
(4)森林生态系统中的部分地区人工林纯度较高,容易出现虫灾。图乙所示为林业部门对某次害虫生物防治过程中种群数量变化的调查结果,由图可知,该防治依据的原理是______,导致害虫种群数量下降的直接原因是_____________________。
13.(2024·四川省内江市模拟)某山区由于乱砍滥伐、盲目开垦,造成水土流失严重。科研人员在该地区进行相关研究,将某区域平分为两组,A组实施退耕还林、合理开发利用等措施,B组仍沿用原利用模式。十年后,对两地不同植被类型的生物量(指某一调查时刻单位面积内现存生物的有机物总量)进行测定,获得图1所示结果。图2中甲、乙、丙分别表示A组群落演替的三个连续阶段中的植物优势种群。回答下列问题。
(1)调查林地植被的种群密度常用方法是_____法。图1中代表A组生物量的是________(填“S1”或“S2”)。从群落的空间结构来看,图1中草本、灌木、乔木等组成的群落具有明显的________结构。
(2)图2中第1阶段到第3阶段的演替类型是________,甲、乙、丙之间的种间关系为______。在演替过程中,甲和乙没有消失,仅表现为优势上被取代,相较于甲和乙,丙的优势是_____________。(答出一点即可)
(3)退耕还林有利于改善生态环境,许多野生种群的环境容纳量(K值)将会________。在退耕还林实践中,人们发现种植一些灌木和乔木并加以保护,群落的丰富度达到最大的时间将会提前,从群落演替的角度来看,说明人类活动______________________。
14.(2023·辽宁鞍山模拟·)加拿大一枝黄花花色艳丽,曾作为观赏植物被引种至世界各地,逸生后扩散,对入侵地的农林生产以及荒地植被、生物多样性造成了严重的危害。回答下列问题:
(1)加拿大一枝黄花会影响入侵地土壤小动物类群的丰富度。调查入侵地土壤小动物丰富度变化时,用___________法进行土壤采样,并用___________器采集小动物进行调查研究。
(2)研究人员在加拿大一枝黄花的轻度入侵区(I型)、中度入侵区(II型)和重度入侵区(III型)三处试验样地以及对照样地取样,调查土壤小动物类群的变化,结果如下表;
采样区
I型
Ⅱ型
Ⅲ型
试验样地
对照样地
试验样地
对照样地
试验样地
对照样地
类群数
13
11
11
11
9
8
个体数
2478
1879
1670
1261
l251
1361
植物覆盖度(%)
18.27
14.26
56.54
25.54
82.53
56.58
注:每个样地分别将试验样地就近的相同生境,存在当地植物的样地设置为相对应的对照样地,对照样地覆盖多种植物
外来植物入侵会改变地上部分的初级生产力(植物群落在单位时间、单位面积上所产生有机物质的总量)和植物组织化学的特性。加拿大一枝黄花轻度入侵会提高入侵区土壤小动物类群的丰富度,结合上表分析,原因可能是___________;随着入侵程度加剧,土壤小动物的生存受到抑制,依据是___________。
(3)随着时间的推移,入侵地的草本植物群落逐渐被加拿大一枝黄花群落替代,则发生替代的可能原因是___________,群落演替的类型为____________。
15.(2024·四川成都模拟·)图1为某生态系统的碳循环示意图,其中甲、乙、丙为生态系统中的三种生物组成成分,A、B、C、D是乙中的四种生物;图2为某生态系统中能量流经某几个营养级的示意图(其中字母表示能量值,数字标号表示生理过程)。据图回答下列问题:
(1)图1中表示生产者的是________,碳元素在无机环境和生物群落之间的循环是以________形式进行的,碳元素从生物群落到无机环境则是通过________生理过程实现的。
(2)写出图1中存在的食物网:________。
(3)图2中过程①释放的能量=________(用图2中的字母和运算符号表示,下同);初级消费者到次级消费者的能量传递效率可表示为________。
(4)图2中c________(填“大于”“小于”或“等于”)(d+h),原因是________。
(5)若图2所示群落向森林群落演替,在这一演替过程中,生产者吸收的CO2量________(填“大于”“小于”或“等于”)整个生物群落排出的CO2量,营养结构逐渐复杂,生态系统的________稳定性逐渐增强。
16.(2024· 四川顺庆模拟)如图表示果酒和果醋生产过程中的物质变化情况,请回答下列相关问题:
(1)过程①②均发生在酵母菌的___________中。
(2)过程④是醋酸菌在__________________________________时,将酒精变成乙醛,再将乙醛变成醋酸;过程⑤是醋酸菌在________________________________时,将葡萄糖转变成醋酸。
(3)果酒的制作离不开酵母菌,家庭制作葡萄酒时,菌种主要来自_____________________________。制作果酒时,温度应该控制在___________。
(4)制作果酒的条件是先通气后密封,先通入无菌空气的目的是_________________;后密封的目的是___________________________________________________________________________________。
(5)若要提高果酒的产量,发酵过程中关键要控制好哪些条件? __________________________。
(6)葡萄酒呈现深红色的原因是___________________________________________________________。
(7)若在果汁中就含有醋酸菌,则在果酒发酵旺盛时,醋酸菌___________(填“能”或“不能”)将果汁中的糖发酵为醋酸,原因是________________________________________________________。
17.(2024·资阳调研·)木瓜酒味美、营养丰富,且具备延缓衰老、增强免疫之功效。木瓜酒的制作方法如下:首先将成熟的木瓜洗净,用干净抹布擦去水分,切成圆片,再把木瓜片、砂糖。米酒放入容器中,密封后置于阴凉处保存。回答下列问题:
(1)将木瓜洗净的目的是_____。请写 出木瓜酒制作的原理______(用反应式表示)。
(2)上述木瓜酒制作过程中,菌种来源于____,该菌种_______(填“没有”或“有")染色体;在阴凉处发酵的主要理由是_____________。
(3)将制作好的木瓜酒过滤后可以直接食用,某同学想将其制作成果醋,需要利用的微生物为__________。 该名同学将菌种直接放人果酒瓶中并拧紧瓶盖防止杂菌污染,结果发现果醋未制作成功,原因是____________。
18.(2023·湖北广水模拟·)2020年初新型冠状病毒肆虐全球,生物医学工作者进行了专业应对,尤其是我国一大批医护人员和相关研究专家,做出了突出的贡献。研究发现新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道粘膜上皮细胞的ACE2受体结合,侵入人体,引起肺炎。请回答下列问题:
(1)采集、扩增:核酸检测样本多采集于咽、鼻,也可采集血清进行检测,不管哪种方法都应该将样本低温保存,尽快检测,这样做的可能原因是______。
(2)检测:近期某地区爆发新冠病毒传染,需进行全民多次检测。医务工作者为加快检测进度,将多人的样本采集后,放到同一根采样管中进行检测。如果检测结果为阳性,则说明:______,为进一步确定感染者,医务工作者下一步要做的工作是:______。
(3)研制抗体:研制抗s蛋白单克隆抗体,需先注射______免疫小鼠以激活小鼠的免疫细胞。当杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养时,为防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,应采取的措施是______。新型冠状病毒化学发光检测试剂盒以单克隆抗体为主要“部件”,该试剂盒能快速准确地检测出病例是利用了单克隆抗体的______等优点。
(4)生产灭活疫苗:灭活疫苗的制备需要经过细胞培养、病毒培养、灭活、纯化等步骤,细胞培养的目的是______。细胞培养需要在二氧化碳培养箱中进行,二氧化碳的作用是______。上海团队是利用体外培养的人肝癌细胞分离出新型冠状病毒毒株的,病毒在不同动物身体内翻译出基本相同的多肽链,这是因为 ______。
(5)RNA疫苗:RNA疫苗是用脂质体包裹mRNA形成。你认为研制新冠mRNA疫苗还需要考虑的问题有______。
①mRNA在细胞质中易被降解 ②mRNA在细胞中可能难以正确翻译③mRNA可能会插入到人体的染色体 ④该疫苗是否适于快速大批量生产
(6)腺病毒载体重组疫苗:腺病毒载体重组疫苗和mRNA疫苗产生抗原的场所都是在______(填“内环境”或“细胞内”)。与传统的减毒疫苗相比,腺病毒载体重组疫苗和mRNA疫苗等新型疫苗的安全性有所提高,是因为______。
(7)突破性病例是指完成第二剂疫苗接种至少2周内,仍感染新冠病毒的病例。产生突破性病例可能的原因是:______。
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