内容正文:
绝密★考试结束前
2024年学年第二学期浙南名校联盟寒假返校联考
高二年级生物学科 试题
考生须知:
1.本卷共8页满分100分,考试时间90分钟;
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效;
4.考试结束后,只需上交答题纸。
选择题部分
一、选择题(本大题共20题,每小题2分,共40分。每小题列出的四个备选项只有一个是符合要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列不属于人体内环境的组成成分是 ( )
A. DNA 聚合酶 B. 血浆蛋白 C. 脂肪酸 D. 尿素
2. 全球性生态环境问题日益突出,臭氧减少危及地球所有生物,引发臭氧减少的主要原因是人类排放到大气中的两种气体,这两种气体是 ( )
A. 二氧化碳、甲烷 B. 二氧化碳、氢氟碳化物
C. 氟利昂、二氧化硫 D. 氟利昂、哈龙
3. 大多数慢性鼻窦炎患者会因嗅觉神经元损伤而发生某种程度的嗅觉缺损。当炎症持续存在时,嗅觉基底层干细胞只能自我更新,无法再生嗅觉神经元。由此说明炎症阻碍了( )
A. 细胞衰老 B. 细胞生长 C. 细胞分裂 D. 细胞分化
4. 细胞色素C是细胞内普遍含有的一种蛋白质,约有104个氨基酸。它是一种线粒体内膜蛋白,参与将[H]中电子传递给氧气的过程。据推算,它的氨基酸序列每2000万年才发生1%的改变。下列关于细胞色素C的叙述不正确的是( )
A. 可由C、H、O、N等元素组成
B. 是一种能催化ATP分解的蛋白质
C. 是一种由单体所组成的生物大分子
D. 其序列相似性可作为生物进化的证据
5. 在探究土壤小动物类群丰富度的实验中,某小组设计的采集小动物的装置如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 采集原理是利用土壤动物的趋光性
B. 用金属筛网能分离出体积小于筛网孔径的土壤小动物
C. 为了固定土壤动物及防止腐烂,广口瓶中应加入 70%酒精
D. 该调查可以反映群落中土壤动物物种数目的多寡
6. 生物学是一门以实验为基础的自然学科。下列关于遗传学发展史上几个重要实验的叙述,错误的是 ( )
A. 孟德尔通过豌豆杂交实验揭示了遗传的两大定律
B. 摩尔根依据果蝇杂交实验首次证实了基因位于染色体上
C. 赫尔希和蔡斯以T₂噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了 DNA是大肠杆菌的遗传物质
D. 艾弗里的肺炎链球菌离体转化实验证明了DNA 是肺炎链球菌的遗传物质
7. 关于HIV 和艾滋病的叙述,下列错误的是 ( )
A. HIV 最初侵入人体时,免疫系统能摧毁大多数HIV 病毒
B. HIV 通过识别并结合辅助性T细胞表面的受体进入细胞
C. HIV 侵染细胞后形成DNA 需要宿主细胞提供逆转录酶和所需原料
D. 共用注射器和纹身器械是会传播艾滋病的危险行为
8. 如图为甲状腺激素的分泌调节示意图,其中a、b和c表示人体的内分泌腺或内分泌细胞,①~③表示三种不同的激素。下列叙述错误的是 ( )
A. 幼年时激素③过少会患呆小症
B. a表示下丘脑,②表示促甲状腺激素释放激素
C. 血液中激素③水平降低会引起激素②分泌增加
D. 甲状腺激素的分泌调节存在分级调节和反馈调节
9. 为探究酶活性的影响因素,有学习小组利用γ淀粉酶、α淀粉酶和淀粉进行了相关实验。反应后,每支试管分别加入 4 滴碘液检测,实验结果见下表。下列叙述错误的是 ( )
不同温度下y淀粉酶和α淀粉酶实验结果
试管
添加试剂
实验结果
冰浴组
室温组
60°C组
85℃组
1号
1mL淀粉+0.5ml
++++
++++
++++
++++
2号
lml淀粉+0.5 ml y淀粉酶(10mg/ml)
+++
+++
-
+++
3号
lml淀粉+0.5 mly淀粉酶(5 mg/ml)
+++
+++
-
++
4号
lml淀粉+0.5 ml α淀粉酶(5mg/ml)
-
-
-
-
【注】 “+”表示溶液显蓝色; “+”的数目表示蓝色的深浅; “一”表示不变蓝
A. 本实验的自变量是酶的种类、酶的浓度和温度
B. 根据结果推测1 号试管可能是加入蒸馏水的空白对照
C. 若改用本尼迪特试剂代替碘液也能得到相同的实验结论
D. 相较于α淀粉酶,γ淀粉酶在催化反应中对温度有较高的敏感性
10. 某小组用一定量的培养液在适宜条件下培养酵母菌来探究酵母菌种群数量的变化,得出种群增长速率随时间变化的曲线,如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A. a-c时间段,酵母菌种群数量呈“S”形增长
B. 酵母菌种群数量达到最大值的时刻是b点
C. 增加培养液酵母菌的初始数量,其K值不变
D. de时段种群增长速率为负值可能是资源有限导致
11. 稻水象甲是水稻第二大害虫,成虫体长约 3mm,一般在沼泽地越冬,来年迁到秧田蚕食叶片,4月下旬将卵产在浸入水中的叶鞘,孵化后幼虫在根部发育。6月上旬化蛹,7天后羽化,此时刚好为穗期,成虫从蛹中爬出,吸食叶片直至水稻收割,随后迁移至附近草场过冬。下列叙述正确的是( )
A. 稻田中的全部水稻、稻水象甲构成了生物群落
B. 精准监测稻水象甲成虫数量需用标志重捕法
C. 稻水象甲天敌春季田间捕食成功的概率不高
D. 干田播种对稻水象甲的定殖、扩张起阻碍作用
12. 龙胆花在处于低温 下30min内发生闭合,而在转移至正常生长温度光照条件下30min内重新开放,这与花冠近轴表皮细胞膨压(原生质体对细胞壁的压力变化引起)变化有关,水通道蛋白在该过程中发挥了重要作用,其相关机理如下图所示。下列叙述错误的是 ( )
【注】细胞膜水通道蛋白磷酸化运输水的活性增强
A. 水分子进出细胞的运输方式有简单扩散和易化扩散
B. 水通道蛋白通过囊泡转移到细胞膜体现了生物膜的流动性
C. GsCPK16使水通道蛋白磷酸化不会引起水通道蛋白构象的改变
D. 龙胆花由低温转移至正常温度、光照条件下重新开放过程中膨压增大
阅读下列材料,回答下列小题。
血红蛋白由2条α肽链和2条β(或γ)肽链组成。编码α肽链基因A位于16号染色体,编码β肽链的基因B和编码γ肽链的基因D均位于11号染色体。人出生后,D基因的启动子被甲基化,导致D基因的表达由开启变为关闭,而B基因开始表达。
β地中海贫血(简称“β地贫”)是血红蛋白合成障碍导致的遗传病,是由于B基因突变引起的。β地贫患者甲的症状明显比普通β地贫患者轻。研究发现患者甲的D基因的mRNA和γ肽链均显著高于正常人和普通β地贫患者;患者甲和普通β地贫患者的DNA甲基转移酶(能使DNA某些区域添加甲基基团)其中一个氨基酸存在区别,其他氨基酸序列相同。
13. 下列有关“β地贫”遗传叙述错误的是 ( )
A. A(a)和B (b)的遗传遵循基因的自由组合定律
B. 胎儿血红蛋白的肽链组成为两条α链和两条γ链
C. 胎儿和新生儿的D基因的碱基种类相同、序列不同
D. β地贫可体现基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状
14. 对甲的症状明显较轻的具体原因分析及“β地贫”诊断分析错误的是 ( )
A. 甲的DNA 甲基转移酶基因发生了碱基对的替换
B. DNA 甲基转移酶结构异常可能无法催化D基因的启动子甲基化
C. D基因表达出γ肽链,可与α肽链结合形成正常的血红蛋白
D. 可以用染色体组型检查进行“β地贫”患者的诊断
15. 某 mRNA 的碱基序列为3’-AUGAGAUCUC…40个碱基…CAGUAGCUAA-5’ (省去的碱基中不含起始密码子和终止密码子)。已知AUG、GUG为起始密码子,UAA、UGA、UAG为终止密码子,以此 mRNA 控制合成的蛋白质含氨基酸的数目为( )
A. 16个 B. 17个 C. 19个 D. 20个
16. 鲫鱼能够在寒冷、缺氧的水环境中生存数天。其细胞呼吸过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 鲫鱼细胞无氧呼吸的终产物可以是乳酸或者酒精和CO2
B. 鲫鱼细胞无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能散失
C. 骨骼肌细胞有氧呼吸和无氧呼吸过程均需要线粒体参与
D. 图示两种细胞线粒体中与呼吸作用有关的酶不完全相同
17. 乐清市岭底乡某村民将枇杷和生猪种养结合,形成一个良性循环的农业生态系统,如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 该生态系统实现了资源的多层次利用或循环利用
B. 流经该农业生态系统的能量是枇杷、大豆、杂草等生产者固定的太阳能
C. 枇杷所同化的能量除了用于呼吸之外,其余的能量用于自身的生长、繁殖
D. 该生态系统中分解者生产的有机物属于次级生产量
18. 在某坐骨神经上放置两个电极,给予适宜电刺激后测两个电极间电位差,出现的负波和正波如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 神经是由许多神经纤维被结缔组织包围而成
B. 若增加刺激强度导致动作电位幅度增大,是因为有更多的神经纤维兴奋
C. 负波的幅度明显大于正波的原因可能是不同神经纤维上兴奋传导速率的差异
D. 图中t₁~t₂电位的变化是因为Na⁺内流,t₃~t₄电位的变化是因为K⁺外流
19. 低温层积处理是解除种子休眠的一种方法,即将种子埋在湿沙中置于1~10℃温度下,经1~3个月的低温处理就能有效地解除休眠。在层积处理期间种子中的几种激素会发生如图所示的相应变化。下列叙述错误的是( )
A. 在低温层积处理过程中,植物不能以干种子形式通过春化
B. 图中b点时,种子中的脱落酸和赤霉素含量相等
C. 在低温层积处理期间细胞分裂素和赤霉素含量升高有助于种子解除休眠
D. 春化作用的出现是植物应对恶劣环境的一种策略,有利于生物的繁衍和进化
20. 某种动物(2n=6) 的基因型为AaBbDdXTY, 其中A、B 基因位于同一条常染色体上, D、d基因位于另一对常染色体上。该动物的一个精原细胞经减数分裂产生甲、乙、丙、丁四个精细胞,甲和乙来自一个次级精母细胞,丙和丁来自另一个次级精母细胞。已知甲的基因型为 AbDXTY,不考虑基因突变和染色体结构变异,下列叙述错误的是 ( )
A. 产生甲的过程中发生了基因重组和染色体数目变异
B. 乙的基因型是 AbDXTY
C. 丙含2条染色体
D. 丁的基因型可能为aBd或 abd或ABd
非选择题部分
二、非选择题(本大题共5小题,共60分)
21. 青藏高原被誉为世界屋脊,是我国重要的生态安全屏障和高寒生物种质资源宝库。在我国生态保护和修复工作中居于特殊重要地位。该地区的藏羚羊是中国特有物种,被誉为“高原精灵”。请回答下列问题:
(1)青藏高原包括森林、灌丛、高寒草原、高寒草甸和荒漠等群落类型,其中________的垂直结构最复杂。决定该地区群落类型的主要环境因素是_______________。
(2)高原部分地区曾经大规模捕杀野生动物造成草场退化,说明生态系统的________是有限的。经过十几年的人工保护才逐渐恢复,这一过程属于群落的_______演替,这说明了人类的活动改变了群落演替的________。
(3)研究人员通过航空遥感技术监测藏羚羊数量变化,主要操作流程是选取样方、空中拍照、识别照片中该种动物并计数。与标志重捕法计数相比,航空遥感技术计数具有________的优点。从保护生物多样性角度分析,我国保护藏羚羊是为了保护________多样性。
(4)青藏高原的草原返青时,藏羚羊先在远处通过识别植物的绿色来搜寻食物,然后在近处通过植物的气味来辨别和摄取食物,这一现象涉及信息传递的________信息。
(5)青藏高原东北部矿藏丰富,金属资源的不断开采及施工导致岩石裸露,矿渣堆积,山体土壤松散,滑坡频发,植被严重破坏。下列各项有关边坡修复技术正确的是哪几项? 。
A. 矿渣堆积边坡需要对重金属有分解作用的草种
B. 最好以当地的乡土草种为主
C. 岩石边坡比土质边坡容易修复
D. 水泥抹面不能从根本上修复生态环境
22. 大豆作为固氮作物,虽然能够通过生物固氮获得一部分氮素,但由于大豆籽粒蛋白含量高,对氮素需求量大,增施氮肥仍然是大豆增产的必要措施。但增施氮肥不仅增加生产成本,且易对环境造成危害。因此,筛选和培育耐低氮大豆品种具有重要价值。某科研团队进行了相关实验,结果如下表。
表:不同氮肥处理对大豆光合作用的影响
品种
氮处理
叶绿素含量
(mg/g Fw)
净光合速率
(mmolCO-m-2.s-1)
气孔导度
( umolCOm2.s--1)
胞间CO2浓度
( umol/mol
叶可溶性
糖含量
(mg/g)
根可溶性
糖含量
(mg/g)
甲
N0.75
6.09
19.45
472.21
213.65
40.49
11.25
N75
7.51
25.12
530.10
262.34
37.91
9.44
乙
N0.75
3.44
14.91
394.65
155.61
42.52
1066
N.75
6.14
21.20
509.34
241.32
38.01
9.43
【注】N0.7s为低氮处理0.75 mmol/L,Nz.s为正常氮处理7.5 mmolL请回答下列问题:
(1)测定大豆叶片叶绿素含量时,选择叶片应控制________、叶片大小基本一致;为防止叶绿素被破坏,研磨时应加入少量________,然后过滤并测定滤液对________光的吸光率,计算得出叶绿素含量。
(2)据表分析,低氮胁迫引起大豆植株净光合速率下降,可能的原因是大豆吸收氮素减少,叶肉细胞合成______(填至少两种)等物质受阻,从而抑制光反应。同时由于________,碳反应所需原料供应不足,五碳糖的再生速率______。
(3)植物的光合产物主要以________形式提供给各器官。据表分析,品种_________(填“甲”或“乙”)为耐低氮大豆,依据是______。
(4)在氮素缺乏时,细胞内游离氨基酸可分解产生氨,重新提供氮素。科研团队进一步研究相关氮代谢指标,相较于低氮敏感大豆,耐低氮大豆具有以下哪些特性?
A. 根部结瘤固氮能力有所增加
B. 根部氨基酸和蛋白质含量大幅下降
C. 根部氮素同化相关酶活性高
D. 根部细胞膜氮素转运蛋白表达水平高
23. 已知某昆虫的性别决定方式为XY 型,其翅型的正常翅和裂翅、体色的灰体和黄体分别由等位基因A(a)和B (b)控制,两对基因均不位于Y染色体上。为研究其遗传机制,进行杂交实验结果如表所示。
P
F1
♀
♂
♀
♂
裂翅黄体
裂翅灰体
裂翅灰体︰正常翅灰体=2∶ 1
裂翅黄体︰正常翅黄体-2∶1
请回答下列问题:
(1)基因A 和基因B的本质区别是______。
(2)灰体和黄体是该昆虫体色的不同表现形式,属于________。控制该体色的基因位于________染色体上,判断的依据是________。
(3)只考虑A (a)和B(b)这两对等位基因,杂交实验中父本的基因型为________。若让全部F₁相同翅型的个体自由交配,F₂中正常翅黄体雄虫占F₂总数的______。
(4)进一步研究发现,裂翅基因A所在染色体上还存在一个隐性基因t,该基因可能与致死有关,但不影响存活个体的其他性状,F₁裂翅果蝇的相关基因在染色体上的位置如图甲。为了解释F₂果蝇裂翅与正常翅的性状分离比为2:1,有人提出两种假设:一种假设是 AA纯合致死,另一种假设是 tt纯合致死。现有如图所示的四种基因型的昆虫作为实验材料,需要通过一代杂交实验证明其中一种假设成立(不考虑其他致死原因及交叉互换)。请完成下列有关的实验思路:
①思路一:将 ______ (填“甲”或“乙”或“丙”或“丁”)基因型雌雄个体相互交配。若子代________,则AA 纯合致死;若子代______,则tt纯合致死。
②思路二:分别将甲与丙、甲与丁杂交,统计子代的表型及比例。若前者的子代裂翅 :正常翅=________,后者的子代裂翅 :正常翅=2:1,则AA纯合致死;若前者的子代______,后者的子代______,则tt纯合致死。
24. 2023年,科学家卡塔林·卡里科和德鲁·韦斯曼二人因在 mRNA疫苗研究上的突破性贡献被授予诺贝尔生理学或医学奖。下图是某mRNA 疫苗作用模式图,①~⑥表示相关的过程。请回答下列问题:
(1)从免疫学角度讲,接种疫苗属于_________(填“主动”或“被动”)免疫。制备的mRNA疫苗常用脂质体包裹后才用于接种,其原因是________。
(2)甲、乙、丙细胞中能特异性识别抗原的是________。图中细胞具有抗原-MHC 受体的有________。
(3)接种疫苗后,mRNA 进入机体细胞,通过过程①______产生病毒蛋白;过程②病毒蛋白通过细胞中的_________(填细胞器)水解成抗原肽;过程③抗原肽与MHC 分子结合形成________,并通过过程④呈递到细胞膜上,最后引发特定的免疫应答。
(4)过程⑤⑥属于特异性免疫的______阶段,该阶段主要发生在________(填免疫器官),都需要辅助性T细胞分泌的________的刺激。
25. 2024年第33届夏季奥运会在法国巴黎举行。运动员在体育运动中需要机体各器官系统共同协调完成,机体往往会出现大量出汗、血糖变化、心跳加快等生理反应。请回答下列问题:
(1)运动过程中,通过体表散失的水分增加,使得细胞外液的渗透压上升,这信号被________的渗透压感受器转化成动作电位,传至________引起渴觉,另一方面导致垂体释放的________上升,引起尿量减少。
(2)体育运动会消耗糖分,需及时补充糖分。研究发现γ-氨基丁酸(GABA)是人体中枢神经系统产生的一种神经递质。GABA 也存在于胰岛细胞中,并参与血糖调节,如图所示。
补充糖分使血糖升高时,胰岛β细胞分泌的激素a与结构c________结合作用于胰岛α细胞,从而增加其细胞膜上GABA受体数量。已知GABA受体是一种氯离子通道,则GABA与受体结合后会引起细胞膜内电位绝对值________,最终抑制胰高血糖素的分泌,以阻止血糖的上升。另一方面,GABA 还可以与胰岛β细胞膜上的受体结合,通过引起________,导致细胞溶胶中Ca²⁺浓度上升,从而激活细胞生长和存活的信息通路。
(3)运动过程中,运动员会出现心跳加快等机体反应。生理学家发现用电流刺激交感神经会造成心跳加快,对此提出以下两种假设:
假设一:交感神经受电流刺激后,电信号直接传导造成心脏跳动加快;
假设二:交感神经分泌某种化学物质造成心脏跳动加快。
某同学为了探究哪种假设正确,以蛙心为实验材料设计以下实验步骤,请补充完整实验步骤并回答下列问题:
I.实验步骤:
①制备如图带有交感神经的搏动的离体蛙心,用插管插入蛙心的心室腔中,插管内有任氏液,心脏的血液已被任氏液代替。
②取按步骤①制好的蛙心两个,分别置于盛有等量且适量任氏液的容器A和B 中,用心率测量仪测量A、B中蛙心的心率,分别记为HAl、HBl。
③用电流刺激A 中蛙心的交感神经,测量蛙心的心率,记为HA2。
④_________, 测量B 组蛙心的心率, 记为HB2。
II.实验结果与结论:
若________,说明交感神经受电流刺激后,电信号直接传导造成心脏跳动加快;若________,说明交感神经分泌某种化学物质造成心脏跳动加快。
III.分析与讨论:
a.根据实验过程,推测任氏液的生理作用是________。
b.步骤④中_________(填“能”或“不能”)刺激B中蛙心的交感神经后,再观察测量蛙心的心率,原因是_______。
c.进一步研究发现,心脏接受交感神经和副交感神经的双重支配,其意义是________。
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2024年学年第二学期浙南名校联盟寒假返校联考
高二年级生物学科 试题
考生须知:
1.本卷共8页满分100分,考试时间90分钟;
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效;
4.考试结束后,只需上交答题纸。
选择题部分
一、选择题(本大题共20题,每小题2分,共40分。每小题列出的四个备选项只有一个是符合要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列不属于人体内环境的组成成分是 ( )
A. DNA 聚合酶 B. 血浆蛋白 C. 脂肪酸 D. 尿素
【答案】A
【解析】
【分析】人体内的液体都叫体液,可以分成细胞内液和细胞外液,其中细胞外液是人体细胞直接生存的环境,又叫内环境;内环境由血浆、组织液和淋巴组成,内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
【详解】A、DNA聚合酶存在于细胞内,不属于内环境成分,A错误;
B、血浆蛋白是血浆中的蛋白质,是内环境的重要组成部分,B正确 ;
C、脂肪酸是细胞组成部分,也是细胞代谢的产物,可以存在于内环境中,C正确;
D、尿素是蛋白质代谢的产物,是细胞代谢废物,通过血液循环运输到肾脏排出,因此也是内环境的一部分,D正确。
故选A。
2. 全球性生态环境问题日益突出,臭氧减少危及地球所有生物,引发臭氧减少的主要原因是人类排放到大气中的两种气体,这两种气体是 ( )
A. 二氧化碳、甲烷 B. 二氧化碳、氢氟碳化物
C. 氟利昂、二氧化硫 D. 氟利昂、哈龙
【答案】D
【解析】
【分析】全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、 土地荒漠化、生物多样性丧失和环境污染等环境问题,其危害具有全球性。
【详解】人类大量使用氟利昂、哈龙等物质会破坏臭氧层,如氟利昂易挥发,进入大气层的平流层后,能破坏臭氧层,D正确。
故选D。
3. 大多数慢性鼻窦炎患者会因嗅觉神经元损伤而发生某种程度的嗅觉缺损。当炎症持续存在时,嗅觉基底层干细胞只能自我更新,无法再生嗅觉神经元。由此说明炎症阻碍了( )
A. 细胞衰老 B. 细胞生长 C. 细胞分裂 D. 细胞分化
【答案】D
【解析】
【分析】细胞分化:(1)概念:在个体发育中,由一个或多个细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生一系列稳定性差异的过程。(2)特征:具有持久性、稳定性和不可逆性。(3)意义:是生物个体发育的基础。(4)原因:基因选择性表达的结果,遗传物质没有改变。
【详解】ABC、根据题干信息,“当炎症持续存在时,嗅觉基底层干细胞只能自我更新”,说明细胞能衰老、生长和分裂,ABC不符合题意;
D、根据题干信息,“无法再生嗅觉神经元”,说明无法细胞分化,进而形成特定的组织和器官,由此说明炎症阻碍了细胞分化,D符合题意。
故选D。
4. 细胞色素C是细胞内普遍含有的一种蛋白质,约有104个氨基酸。它是一种线粒体内膜蛋白,参与将[H]中电子传递给氧气的过程。据推算,它的氨基酸序列每2000万年才发生1%的改变。下列关于细胞色素C的叙述不正确的是( )
A. 可由C、H、O、N等元素组成
B. 是一种能催化ATP分解的蛋白质
C. 是一种由单体所组成的生物大分子
D. 其序列相似性可作为生物进化的证据
【答案】B
【解析】
【分析】蛋白质的元素组成是C、H、O、N等,由氨基酸脱水缩合而成的,能构成蛋白质的氨基酸一般有氨基和羧基连接在同一个碳原子上。
【详解】A、细胞色素C是一种蛋白质,由氨基酸脱水缩合而成,含有C、H、O、N等化学元素,A正确;
B、细胞色素C参与将[H]中电子传递给氧气的过程,是电子传递链的组成成分,不是催化ATP分解的酶,B错误;
C、细胞色素C是蛋白质,是由氨基酸脱水缩合形成的生物大分子,C正确;
D、细胞色素C的氨基酸序列每2000万年才发生1%的改变,其序列的相似性可作为生物进化的证据,D正确。
故选B。
5. 在探究土壤小动物类群丰富度的实验中,某小组设计的采集小动物的装置如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 采集原理是利用土壤动物的趋光性
B. 用金属筛网能分离出体积小于筛网孔径的土壤小动物
C. 为了固定土壤动物及防止腐烂,广口瓶中应加入 70%酒精
D. 该调查可以反映群落中土壤动物物种数目的多寡
【答案】A
【解析】
【分析】在探究土壤小动物类群丰富度的实验中,采集的原理是利用土壤动物的避光、避高温、趋湿的生活习性; 灯罩的功能是保证更多的光线和热量集中到土壤样品; 一些小动物可通过金属筛网向下移动进入广口瓶; 广口瓶中需要加入体积分数为70%的酒精溶液,作用是杀死样本,并进行防腐处理。
【详解】A、采集的原理应是利用土壤动物的趋暗、避高温、趋湿的生活习性,A错误;
B、金属筛网可阻止泥土滑落,但小动物可向下移动,用金属筛网能分离出体积小于筛网孔径的土壤小动物,B正确;
C、广口瓶中需要加入体积分数为70%的酒精溶液,目的是为了固定土壤动物及防止腐烂,便于保存小动物,C正确;
D、该调查可以反映群落中土壤动物物种数目的多寡(物种多样性),D正确。
故选A。
6. 生物学是一门以实验为基础的自然学科。下列关于遗传学发展史上几个重要实验的叙述,错误的是 ( )
A. 孟德尔通过豌豆杂交实验揭示了遗传的两大定律
B. 摩尔根依据果蝇杂交实验首次证实了基因位于染色体上
C. 赫尔希和蔡斯以T₂噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了 DNA是大肠杆菌的遗传物质
D. 艾弗里的肺炎链球菌离体转化实验证明了DNA 是肺炎链球菌的遗传物质
【答案】C
【解析】
【分析】1、孟德尔以豌豆为实验材料,运用假说—演绎法得出两大遗传定律,即基因的分离定律和自由组合定律;
2、肺炎双球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质;
3、萨顿运用类比推理法提出基因在染色体上的假说,摩尔根运用假说—演绎法证明基因在染色体上。
【详解】A、孟德尔用豌豆杂交实验,成功揭示了分离定律和自由组合定律,A正确;
B、摩尔根用果蝇杂交实验证明了基因在染色体上,该结论的得出用的是假说演绎法,B正确;
C、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验,证明了DNA是噬菌体的遗传物质,没有证明大肠杆菌的遗传物质,C错误;
D、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是使R型菌发生遗传变化的物质,即DNA是遗传物质,D正确。
故选C。
7. 关于HIV 和艾滋病的叙述,下列错误的是 ( )
A. HIV 最初侵入人体时,免疫系统能摧毁大多数HIV 病毒
B. HIV 通过识别并结合辅助性T细胞表面的受体进入细胞
C HIV 侵染细胞后形成DNA 需要宿主细胞提供逆转录酶和所需原料
D. 共用注射器和纹身器械是会传播艾滋病的危险行为
【答案】C
【解析】
【分析】艾滋病:
(1)艾滋病的中文名称是获得性免疫缺陷综合征(AIDS),其病原体是人类免疫缺陷病毒(HIV)。HIV病毒属于RNA病毒,以RNA作为遗传物质,RNA是单链结构,十分不稳定,其变异具有突变频率高、突变方向多的特点;HIV病毒侵入宿主细胞后会利用宿主细胞内的核苷酸进行逆转录得到DNA,再利用宿主细胞表达自己的DNA,合成自身复制所需要的蛋白质;
(2)艾滋病的致病原理:HIV病毒进入人体后,与人体的T淋巴细胞结合,破坏T淋巴细胞,使免疫调节受到抑制,使人的免疫系统瘫痪,最后使人无法抵抗其他细菌、病毒的入侵,让人死亡;
(3)艾滋病的传播途径包括:血液传播、性传播、母婴传播。
【详解】A、HIV最初侵入人体时,人体的免疫系统可以发挥作用,能摧毁大多数HIV病毒,A正确;
B、HIV主要攻击辅助性T细胞,它能通过识别并结合辅助性T细胞表面的受体进入细胞,B正确;
C、HIV侵染细胞后形成DNA的过程是逆转录,需要HIV自身携带的逆转录酶,所需原料由宿主细胞提供,而不是逆转录酶也由宿主细胞提供,C错误;
D、艾滋病主要通过性传播、血液传播和母婴传播,共用注射器和纹身器械可能会通过血液传播艾滋病,是危险行为,D正确。
故选C。
8. 如图为甲状腺激素的分泌调节示意图,其中a、b和c表示人体的内分泌腺或内分泌细胞,①~③表示三种不同的激素。下列叙述错误的是 ( )
A. 幼年时激素③过少会患呆小症
B. a表示下丘脑,②表示促甲状腺激素释放激素
C. 血液中激素③水平降低会引起激素②分泌增加
D. 甲状腺激素的分泌调节存在分级调节和反馈调节
【答案】B
【解析】
【分析】1、下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素促进垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺激素,进而促进代谢增加产热,这属于分级调节。当甲状腺激素含量过多时,会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动,这叫做负反馈调节;
2、甲状腺激素的分泌属于分级调节和反馈调节,图示过程③激素可作用于a和c器官,说明③是甲状腺激素,b是甲状腺,a是垂体,②是促甲状腺激素,c是下丘脑,①是促甲状腺激素释放激素。
【详解】A、根据负反馈调节机制,③激素可作用于a和c器官,说明③是甲状腺激素,甲状腺激素能促进神经系统的形成和发育,幼年时激素③过少才会导致患呆小症,A正确;
B、a表示垂体,②表示促甲状腺激素,B错误;
C、③甲状腺激素水平降低,负反馈调节垂体,使②促甲状腺激素增加,C正确;
D、甲状腺激素的分泌存在下丘脑-垂体-甲状腺的分级调节过程,同时存在反馈调节,D正确。
故选B。
9. 为探究酶活性的影响因素,有学习小组利用γ淀粉酶、α淀粉酶和淀粉进行了相关实验。反应后,每支试管分别加入 4 滴碘液检测,实验结果见下表。下列叙述错误的是 ( )
不同温度下y淀粉酶和α淀粉酶实验结果
试管
添加试剂
实验结果
冰浴组
室温组
60°C组
85℃组
1号
1mL淀粉+0.5ml
++++
++++
++++
++++
2号
lml淀粉+0.5 ml y淀粉酶(10mg/ml)
+++
+++
-
+++
3号
lml淀粉+0.5 mly淀粉酶(5 mg/ml)
+++
+++
-
++
4号
lml淀粉+0.5 ml α淀粉酶(5mg/ml)
-
-
-
-
【注】 “+”表示溶液显蓝色; “+”的数目表示蓝色的深浅; “一”表示不变蓝
A. 本实验的自变量是酶的种类、酶的浓度和温度
B. 根据结果推测1 号试管可能是加入蒸馏水的空白对照
C. 若改用本尼迪特试剂代替碘液也能得到相同的实验结论
D. 相较于α淀粉酶,γ淀粉酶在催化反应中对温度有较高的敏感性
【答案】C
【解析】
【分析】1、温度对酶活性的影响:在温度较低时,酶促反应速率会随温度的升高而加快,当温度升高到最适温度,酶促反应速率会随温度的升高而降低;温度偏高或偏低,酶活性都会明显降低,温度过高可能使酶永久失活;低温下抑制酶的活性,但不会使酶失活;
2、用淀粉酶作用于淀粉和蔗糖来验证酶的专一性时,可用斐林试剂检测,不能用碘液,因为蔗糖及其分解产物葡萄糖和果糖与碘液不发生颜色反应,不能确定蔗糖是否水解。探究温度对酶活性的影响,底物选择淀粉溶液时,检测试剂不宜用斐林试剂,因为使用斐林试剂需要进行水浴加热,而实验需要严格控制温度。
【详解】A、从表格中可以看出,实验设置了不同的酶(γ淀粉酶、α淀粉酶)、不同的酶浓度(如2号试管γ淀粉酶浓度为10mg/ml,3号试管γ淀粉酶浓度为5mg/ml)以及不同的温度(冰浴组、室温组、60°C组、85°C组),所以本实验的自变量是酶的种类、酶的浓度和温度,A正确;
B、1号试管在各个温度组都呈现很强的蓝色(++++),说明淀粉没有被分解,很可能是加入蒸馏水的空白对照,用于与其他添加酶的实验组进行对比,B正确;
C、碘液可用于检测淀粉是否存在,从而反映酶对淀粉的水解情况,而本尼迪特试剂是用于检测还原糖的,在该实验中,若使用本尼迪特试剂,由于酶促反应后的产物不一定都是还原糖,且不同温度下酶活性不同,产生的还原糖量也不同,同时本尼迪特试剂检测需要水浴加热,会改变实验的温度条件,从而影响实验结果,所以不能用本尼迪特试剂代替碘液得到相同的实验结论,C错误。
D、对比2号、3号试管(γ淀粉酶)和4号试管(α淀粉酶)的实验结果,γ淀粉酶在不同温度下蓝色深浅变化更为明显,说明相较于α淀粉酶,γ淀粉酶在催化反应中对温度有较高的敏感性,D正确。
故选C。
10. 某小组用一定量的培养液在适宜条件下培养酵母菌来探究酵母菌种群数量的变化,得出种群增长速率随时间变化的曲线,如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A. a-c时间段,酵母菌种群数量呈“S”形增长
B. 酵母菌种群数量达到最大值的时刻是b点
C. 增加培养液酵母菌的初始数量,其K值不变
D. de时段种群增长速率为负值可能是资源有限导致
【答案】B
【解析】
【分析】分析题图:图中a-c种群增长速率大于0,种群数量增大;d-f种群增长速率小于0,种群数量减小。
【详解】A、据图可知,ac时间段酵母菌的增长速率从0开始增加到最大,又从最大减小到0,种群数量一直增加直到数量相对稳定,因此ac时间段,酵母菌种群数量呈“S”型增长,A正确;
B、酵母菌种群数量达到最大值的时刻是c点,B错误;
C、酵母菌最终的种群数量受限于生存空间、培养液浓度等,故增加培养液酵母菌的初始数量,其K值不变,C正确;
D、de时间段增长速率为负值,即种群数量开始下降,原因可能是培养液中营养物质减少或代谢废物增多或有毒物质积累,D正确。
故选B。
11. 稻水象甲是水稻第二大害虫,成虫体长约 3mm,一般在沼泽地越冬,来年迁到秧田蚕食叶片,4月下旬将卵产在浸入水中的叶鞘,孵化后幼虫在根部发育。6月上旬化蛹,7天后羽化,此时刚好为穗期,成虫从蛹中爬出,吸食叶片直至水稻收割,随后迁移至附近草场过冬。下列叙述正确的是( )
A. 稻田中的全部水稻、稻水象甲构成了生物群落
B. 精准监测稻水象甲成虫数量需用标志重捕法
C. 稻水象甲天敌春季田间捕食成功的概率不高
D. 干田播种对稻水象甲的定殖、扩张起阻碍作用
【答案】D
【解析】
【分析】1、生物群落是具有直接或间接关系的各类生物种群的集合,是生态系统中所有生物的组合,包括动物、植物、微生物等各物种的种群。生物群落不是一个机械地把各种生物随意凑合在一起的集合体,而是由相互作用、相互依存的种类组成的一个有机整体。生物群落是生物之间以及生物与环境之间通过能量流动和物质循环密切联系在一起的有机整体;
2、标志重捕法是指的是在一定范围内,对活动能力强,活动范围较大的动物种群进行粗略估算的一种生物统计方法,是根据自由活动的生物在一定区域内被调查与自然个体数的比例关系对自然个体总数进行数学推断。在被调查种群的生存环境中,捕获一部分个体,将这些个体进行标志后再放回原来的环境,经过一段时间后进行重捕,根据重捕中标志个体占总捕获数的比例来估计该种群的数量。是种群密度的常用调查方法之一。
【详解】A、生物群落是指在一定时间内一定空间内上的分布各物种的种群集合,包括动物、植物、微生物等各个物种的种群,而稻田中的全部水稻、稻水象甲只是部分生物,不能构成生物群落,A错误;
B、标志重捕法适用于活动能力强、活动范围大的动物,稻水象甲成虫体长约3mm,个体较小,活动范围小,精准监测其数量不适合用标志重捕法,一般对于活动能力弱、活动范围小的动物采用样方法,B错误;
C、根据题干信息,稻水象甲在4月下旬将卵产在浸入水中的叶鞘,孵化后幼虫在根部发育,6月上旬化蛹,7天后羽化,此时刚好为穗期,成虫从蛹中爬出,吸食叶片直至水稻收割,所以它在春季田间也是可以捕食的,C错误;
D、因为稻水象甲4月下旬将卵产在浸入水中的叶鞘,干田播种没有水,不满足其产卵条件,所以对稻水象甲的定殖、扩张起阻碍作用,D正确。
故选D。
12. 龙胆花在处于低温 下30min内发生闭合,而在转移至正常生长温度光照条件下30min内重新开放,这与花冠近轴表皮细胞膨压(原生质体对细胞壁的压力变化引起)变化有关,水通道蛋白在该过程中发挥了重要作用,其相关机理如下图所示。下列叙述错误的是 ( )
【注】细胞膜水通道蛋白磷酸化运输水的活性增强
A. 水分子进出细胞的运输方式有简单扩散和易化扩散
B. 水通道蛋白通过囊泡转移到细胞膜体现了生物膜的流动性
C. GsCPK16使水通道蛋白磷酸化不会引起水通道蛋白构象的改变
D 龙胆花由低温转移至正常温度、光照条件下重新开放过程中膨压增大
【答案】C
【解析】
【分析】物质跨膜运输的方式:(1)自由扩散:物质从高浓度到低浓度,不需要载体,不耗能,例如气体、小分子脂质;(2)协助扩散:物质从高浓度到低浓度,需要膜转运蛋白的协助,不耗能,如葡萄糖进入红细胞;(3)主动运输:物质从低浓度到高浓度,需要载体蛋白的协助,耗能,如离子、氨基酸、葡萄糖等。
【详解】A、由图可知,水分子进出龙胆花冠近轴表皮细胞的方式有两种,一种需要水通道蛋白,这种运输方式为易化扩散,另一种不需要水通道蛋白,这种运输方式为简单扩散,A正确;
B、水通道蛋白通过囊泡转移到细胞膜上的过程中有膜与膜的融合,这体现了生物膜的流动性,B正确;
C、磷酸化会造成蛋白质空间构象发生改变,故蛋白激酶GsCPK16使水通道蛋白磷酸化会引起水通道蛋白构象的改变,C错误;
D、龙胆花由低温转移至正常温度、光照条件下,水分子通过自由扩散和协助扩散进入花冠近轴表皮细胞中,导致花冠近轴表皮细胞膨压逐渐增大,引起龙胆花重新开放,D正确。
故选C。
阅读下列材料,回答下列小题
血红蛋白由2条α肽链和2条β(或γ)肽链组成。编码α肽链的基因A位于16号染色体,编码β肽链的基因B和编码γ肽链的基因D均位于11号染色体。人出生后,D基因的启动子被甲基化,导致D基因的表达由开启变为关闭,而B基因开始表达。
β地中海贫血(简称“β地贫”)是血红蛋白合成障碍导致的遗传病,是由于B基因突变引起的。β地贫患者甲的症状明显比普通β地贫患者轻。研究发现患者甲的D基因的mRNA和γ肽链均显著高于正常人和普通β地贫患者;患者甲和普通β地贫患者的DNA甲基转移酶(能使DNA某些区域添加甲基基团)其中一个氨基酸存在区别,其他氨基酸序列相同。
13. 下列有关“β地贫”遗传叙述错误的是 ( )
A. A(a)和B (b)的遗传遵循基因的自由组合定律
B. 胎儿血红蛋白的肽链组成为两条α链和两条γ链
C. 胎儿和新生儿的D基因的碱基种类相同、序列不同
D. β地贫可体现基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状
14. 对甲的症状明显较轻的具体原因分析及“β地贫”诊断分析错误的是 ( )
A. 甲的DNA 甲基转移酶基因发生了碱基对的替换
B. DNA 甲基转移酶结构异常可能无法催化D基因的启动子甲基化
C. D基因表达出γ肽链,可与α肽链结合形成正常的血红蛋白
D. 可以用染色体组型检查进行“β地贫”患者的诊断
【答案】13. C 14. D
【解析】
【分析】1、DNA分子中由于碱基对的增添、缺失和替换而导致基因结构的改变叫做基因突变。
2、生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传。
【13题详解】
A、依题意,基因A位于16号染色体,基因B位于11号染色体,故A(a)和B (b)独立遗传,遗传遵循基因的自由组合定律,A正确;
B、依题意,人出生后导致D基因的表达关闭,B基因开始表达,说明胎儿时D基因表达、B基因关闭。又知“β地贫”由B基因突变引起的,故“β地贫”的A基因正常。综合以上分析,“β地贫”胎儿血红蛋白的肽链组成为两条α链和两条γ链,B正确;
C、依题意,胎儿和新生儿的D基因的区别在于是否被甲基化,甲基化并不改变基因的碱基种类和序列,故胎儿和新生儿的D基因的碱基种类相同、序列相同,C错误;
D、依题意,“β地贫”是血红蛋白合成障碍导致的遗传病,体现基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状,D正确。
故选C。
【14题详解】
A、依题意,患者甲和普通β地贫患者的DNA甲基转移酶其中一个氨基酸存在区别,其他氨基酸序列相同,说明患者甲的相关基因与普通β地贫患者的相关基因间只有对应的一个氨基酸的信息发生改变,故甲的DNA 甲基转移酶基因应该发生了碱基对的替换。如果是碱基对的增添、缺失都会引起不止一个氨基酸的变化,A正确;
B、DNA 甲基转移酶结构异常可能无法催化D基因的启动子甲基化,无法关闭D基因的表达,才会导致患者甲的D基因的mRNA和γ肽链均显著高于正常人和普通β地贫患者,B正确;
C、依题意,“β地贫”由B基因突变引起的,故D基因表达出γ肽链,可与α肽链结合形成正常的血红蛋白,C正确;
D、“β地贫”是由基因突变引起的遗传病,无法通过染色体组型检查进行“β地贫”患者的诊断,D错误。
故选D。
15. 某 mRNA 的碱基序列为3’-AUGAGAUCUC…40个碱基…CAGUAGCUAA-5’ (省去的碱基中不含起始密码子和终止密码子)。已知AUG、GUG为起始密码子,UAA、UGA、UAG为终止密码子,以此 mRNA 控制合成的蛋白质含氨基酸的数目为( )
A. 16个 B. 17个 C. 19个 D. 20个
【答案】A
【解析】
【分析】信使RNA上三个相邻的碱基构成一个密码子,并且一个密码子决定一个氨基酸,其中AUG、GUG为起始密码子,UAA、UGA、UAG为终止密码子,并且终止密码子不决定氨基酸。
【详解】 mRNA 控制合成的蛋白质从mRNA的5‘到3‘进行(从右往左认读),已知AUG和GUG是起始密码子,UAA、UGA和UAG是终止密码子,且终止密码不决定氨基酸,故该mRNA序列中能决定氨基酸的碱基个数=5+40(40个碱基)+3=48个,三个相邻的碱基构成一个密码子,且决定一个氨基酸,故此 mRNA 控制合成的蛋白质含氨基酸的数目为48÷3=16个,A正确,BCD错误。
故选A。
16. 鲫鱼能够在寒冷、缺氧的水环境中生存数天。其细胞呼吸过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A. 鲫鱼细胞无氧呼吸的终产物可以是乳酸或者酒精和CO2
B. 鲫鱼细胞无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能散失
C. 骨骼肌细胞有氧呼吸和无氧呼吸过程均需要线粒体参与
D. 图示两种细胞线粒体中与呼吸作用有关的酶不完全相同
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,其他组织细胞进行无氧呼吸产生乳酸,乳酸通过循环系统进入骨骼肌细胞,可转化为丙酮酸,丙酮酸进入线粒体,可以在无氧条件下转化为乙醛和CO2,乙醛再转化为酒精。
【详解】A、由图可知,其他组织细胞进行无氧呼吸产生乳酸,乳酸通过循环系统进入骨骼肌细胞,可转化为丙酮酸,通过无氧呼吸产生酒精和CO2,A正确;
B、鲫鱼细胞无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以留存在乳酸或酒精中,B错误;
C、由图可知,骨骼肌细胞有氧呼吸和无氧呼吸过程均需要线粒体参与,C正确;
D、因为酶具有专一性,图示两种细胞线粒体中与呼吸作用的产物不同,可能呼吸作用有关的酶不完全相同,D正确;
故选B。
17. 乐清市岭底乡某村民将枇杷和生猪种养结合,形成一个良性循环的农业生态系统,如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 该生态系统实现了资源的多层次利用或循环利用
B. 流经该农业生态系统的能量是枇杷、大豆、杂草等生产者固定的太阳能
C. 枇杷所同化的能量除了用于呼吸之外,其余的能量用于自身的生长、繁殖
D. 该生态系统中分解者生产的有机物属于次级生产量
【答案】B
【解析】
【分析】同化的能量有两个去向:呼吸作用散失的能量+用于生长发育和繁殖的能量。用于生长发育和繁殖的能量有两个去向:传递给下一个营养级+流向分解者。
【详解】A、生态农业可减少污染,实现资源的多级利用和循环利用,提高了能量的利用率,A正确;
B、流经该农业生态系统的能量除了生产者固定的太阳能,还有饲料内的化学能,B错误;
C、 同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能量,因此枇杷所同化的能量除了用于呼吸之外,其余的能量用于自身的生长、繁殖,C正确;
D、动物和其他异养生物靠消耗初级生产量制造的有机物或固定的能量,称为次级生产量,D正确。
故选B。
18. 在某坐骨神经上放置两个电极,给予适宜电刺激后测两个电极间的电位差,出现的负波和正波如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 神经是由许多神经纤维被结缔组织包围而成
B. 若增加刺激强度导致动作电位幅度增大,是因为有更多的神经纤维兴奋
C. 负波的幅度明显大于正波的原因可能是不同神经纤维上兴奋传导速率的差异
D. 图中t₁~t₂电位的变化是因为Na⁺内流,t₃~t₄电位的变化是因为K⁺外流
【答案】D
【解析】
【分析】静息时,K+外流,造成膜两侧的电位表现为内负外正,受刺激后,Na+内流,造成膜两侧的电位表现为内正外负。
【详解】A、神经是由许多神经纤维组成的,这些神经纤维被结缔组织(如神经内膜、神经束膜和神经外膜)包围,形成一个整体结构,A正确;
B、动作电位的幅度在单根神经纤维上是是固定的,不会随着刺激强度的增加而增大,然而,在多根神经纤维组成的神经中,增加刺激强度可能会使更多的神经纤维达到阈值而兴奋,从而导致整体测量的电位幅度增大,B正确;
C、坐骨神经含有多根神经纤维,不同神经纤维的传导速率不同,导致兴奋到达两个电极的时间不同,负波的幅度较大可能是因为不同神经纤维的动作电位叠加的结果,而正波的幅度较小可能是因为复极化过程相对分散,C正确;
D、图中t1~t2和t3~t4电位的变化都包含了Na⁺内流和K⁺外流过程,从t1到负波峰值和从t3到正波峰值是由Na⁺内流引起,从负波峰值到t2和从正波峰值到t4是由K⁺内流引起,D错误。
故选D。
19. 低温层积处理是解除种子休眠的一种方法,即将种子埋在湿沙中置于1~10℃温度下,经1~3个月的低温处理就能有效地解除休眠。在层积处理期间种子中的几种激素会发生如图所示的相应变化。下列叙述错误的是( )
A. 在低温层积处理过程中,植物不能以干种子形式通过春化
B. 图中b点时,种子中的脱落酸和赤霉素含量相等
C. 在低温层积处理期间细胞分裂素和赤霉素含量升高有助于种子解除休眠
D. 春化作用的出现是植物应对恶劣环境的一种策略,有利于生物的繁衍和进化
【答案】B
【解析】
【分析】1、生长素类具有促进植物生长的作用,在生产上的应用主要有:(1)促进扦插的枝条生根;(2)促进果实发育;(3)防止落花落果。
2、赤霉素的生理作用是促进细胞伸长,从而引起茎秆伸长和植物增高;此外,它还有防止器官脱落和解除种子、块茎休眠促进萌发等作用。
3、细胞分裂素在根尖合成,在进行细胞分裂的器官中含量较高,细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂,此外还有诱导芽的分化,延缓叶片衰老的作用。
4、脱落酸在根冠和萎蔫叶片中合成较多,在将要脱落和进入休眠期的器官和组织中含量较多;脱落酸是植物生长抑制剂,它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落,促进休眠和提高抗逆能力等作用。
5、乙烯主要作用是促进果实成熟,此外,还有促进老叶等器官脱落的作用;植物体各部位都能合成乙烯。
【详解】A、低温层积处理(春化作用)是解除种子休眠的一种方法,能够从休眠状态转变为活跃状态,种子自由水占比增加,故植物不能以干种子形式通过春化,A正确;
B、图中b点时,种子中的脱落酸含量约为2μg/10g干重,而赤霉素含量约为10μg/10g干重,二者含量不相等,B错误;
C、据图可知,在低温层积处理期间细胞分裂素和赤霉素含量升高,脱落酸含量减少,有助于种子解除休眠,C正确;
D、春化作用使种子在适宜的环境条件下能够萌发,是植物适应环境变化(环境恶化)的一种策略,有利于生物的繁衍和进化,D正确。
故选B。
20. 某种动物(2n=6) 的基因型为AaBbDdXTY, 其中A、B 基因位于同一条常染色体上, D、d基因位于另一对常染色体上。该动物的一个精原细胞经减数分裂产生甲、乙、丙、丁四个精细胞,甲和乙来自一个次级精母细胞,丙和丁来自另一个次级精母细胞。已知甲的基因型为 AbDXTY,不考虑基因突变和染色体结构变异,下列叙述错误的是 ( )
A. 产生甲的过程中发生了基因重组和染色体数目变异
B. 乙的基因型是 AbDXTY
C. 丙含2条染色体
D. 丁的基因型可能为aBd或 abd或ABd
【答案】B
【解析】
【分析】某种动物(2N=6)的基因型为AaBbDdXTY,由于A、B基因位于同一条常染色体上,且甲的基因型为AbDXTY,则该动物减数分裂过程中,发生了同源染色体之间的非姐妹染色单体交叉互换。若A与a发生交叉互换,则产生的两个次级精母细胞的基因型为AabbDDXTXTYY、AaBBdd,继续进行减数第二次分裂,前者产生甲(AbDXTY)和乙(abDXTY),后者产生丙和丁,即aBd、ABd;若B与b发生交叉互换,则产生的两个次级精母细胞的基因型为AABbDDXTXTYY、aaBbdd,继续进行减数第二次分裂,前者产生甲(AbDXTY)和乙(ABDXTY),后者产生丙和丁,即aBd、abd。
【详解】A、正常情况下,减数第一次分裂后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合,会发生基因重组。而甲的基因型为AbDXTY,其中XT和Y是同源染色体,在正常减数分裂过程中应该分离,现在同时出现在甲精细胞中,说明产生甲的过程中发生了染色体数目变异(同源染色体未正常分离),同时减数第一次分裂过程中存在非同源染色体自由组合这一基因重组过程,所以产生甲的过程中发生了基因重组和染色体数目变异,A正确;
B、甲的基因型为AbDXTY,含有同源染色体,说明减数第一次分裂后期异常,同时根据题干信息,A和B位于一条染色体上,且甲的基因型为AbDXTY,说明在四分体时期发生了交叉互换,若发生在B与b之间时,在产生AbDXTY的同时,乙细胞的基因型ABDXTY,若发生在A与a之间时,在产生AbDXTY的同时,乙细胞的基因型abDXTY,因此乙的基因型为ABDXTY 或 abDXTY,B错误;
C、该动物体细胞染色体数2n = 6,正常减数分裂形成的精细胞含3条染色体。由于甲中多了一条性染色体,所以丙中染色体数目会减少一条,即丙含2条染色体,C正确;
D、交叉互换可能发生在A与a之间,也可能是B与b之间,故丁的基因型可能为aBd、abd、ABd,D正确。
故选B。
非选择题部分
二、非选择题(本大题共5小题,共60分)
21. 青藏高原被誉为世界屋脊,是我国重要的生态安全屏障和高寒生物种质资源宝库。在我国生态保护和修复工作中居于特殊重要地位。该地区的藏羚羊是中国特有物种,被誉为“高原精灵”。请回答下列问题:
(1)青藏高原包括森林、灌丛、高寒草原、高寒草甸和荒漠等群落类型,其中________的垂直结构最复杂。决定该地区群落类型的主要环境因素是_______________。
(2)高原部分地区曾经大规模捕杀野生动物造成草场退化,说明生态系统的________是有限的。经过十几年的人工保护才逐渐恢复,这一过程属于群落的_______演替,这说明了人类的活动改变了群落演替的________。
(3)研究人员通过航空遥感技术监测藏羚羊数量变化,主要操作流程是选取样方、空中拍照、识别照片中该种动物并计数。与标志重捕法计数相比,航空遥感技术计数具有________的优点。从保护生物多样性角度分析,我国保护藏羚羊是为了保护________多样性。
(4)青藏高原的草原返青时,藏羚羊先在远处通过识别植物的绿色来搜寻食物,然后在近处通过植物的气味来辨别和摄取食物,这一现象涉及信息传递的________信息。
(5)青藏高原东北部矿藏丰富,金属资源的不断开采及施工导致岩石裸露,矿渣堆积,山体土壤松散,滑坡频发,植被严重破坏。下列各项有关边坡修复技术正确的是哪几项? 。
A. 矿渣堆积边坡需要对重金属有分解作用的草种
B. 最好以当地的乡土草种为主
C. 岩石边坡比土质边坡容易修复
D. 水泥抹面不能从根本上修复生态环境
【答案】(1) ①. 森林 (群落) ②. 气候和土壤条件 (平均温度和年降雨量)
(2) ①. 自我调节能力 ②. 次生 ③. 速度和方向(进程)
(3) ①. 及时获取羚羊数量信息、缩短调查周期、对藏羚羊的影响小 ②. 遗传、物种
(4)物理和化学 (5)BD
【解析】
【分析】群落的空间结构包括垂直结构和水平结构。
垂直结构:①概念:指群落在垂直方向上的分层现象。②原因:植物的分层与对光的利用有关,动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物,其次也与不同层次的环境有关。
水平结构:①概念:指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。②原因:由于在水平方向上地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异,它们常呈镶嵌分布。
【小问1详解】
森林群落中生物种类繁多,包含乔木、灌木、草本等多个层次,垂直结构最复杂。气候和土壤条件 (平均温度和年降雨量)是决定该地区群落类型的主要环境因素。
【小问2详解】
生态系统具有自我调节能力,但这种能力是有限的,高原部分地区大规模捕杀野生动物造成草场退化,体现了生态系统自我调节能力的限度。该地区有一定的土壤条件和植物繁殖体等基础,经过人工保护逐渐恢复,属于次生演替。人类的捕杀活动和后来的保护活动,使得群落演替朝着与自然演替不同的方向和速度进行,改变了群落演替的方向和速度。
【小问3详解】
航空遥感技术计数不需要直接捕捉动物,不会对藏羚羊造成伤害,相比标记重捕法,能及时获取羚羊数量信息、缩短调查周期、对藏羚羊的影响小。藏羚羊是一个物种,保护藏羚羊是为了保护物种(遗传)多样性。
【小问4详解】
植物的绿色属于物理信息,植物的气味属于化学信息,所以这一现象涉及物理信息和化学信息。
【小问5详解】
A 、草种不能对重金属进行分解,应该选择对重金属有富集作用的草种来修复矿渣堆积边坡,A错误;
B、当地乡土草种更适应本地环境,容易存活,有利于边坡修复,B正确;
C、岩石边坡缺少土壤,植物难以扎根生长,比土质边坡更难修复,C错误;
D、水泥抹面只是一种表面处理方式,不能为植物生长提供必要的条件,不能从根本上修复生态环境,D正确。
故选BD。
22. 大豆作为固氮作物,虽然能够通过生物固氮获得一部分氮素,但由于大豆籽粒蛋白含量高,对氮素需求量大,增施氮肥仍然是大豆增产的必要措施。但增施氮肥不仅增加生产成本,且易对环境造成危害。因此,筛选和培育耐低氮大豆品种具有重要价值。某科研团队进行了相关实验,结果如下表。
表:不同氮肥处理对大豆光合作用的影响
品种
氮处理
叶绿素含量
(mg/g Fw)
净光合速率
(mmolCO-m-2.s-1)
气孔导度
( umolCOm2.s--1)
胞间CO2浓度
( umol/mol
叶可溶性
糖含量
(mg/g)
根可溶性
糖含量
(mg/g)
甲
N0.75
6.09
19.45
472.21
213.65
40.49
11.25
N.75
7.51
25.12
530.10
262.34
37.91
9.44
乙
N0.75
3.44
14.91
394.65
155.61
42.52
10.66
N.75
6.14
21.20
509.34
241.32
38.01
9.43
【注】N0.7s为低氮处理0.75 mmol/L,Nz.s为正常氮处理7.5 mmolL请回答下列问题:
(1)测定大豆叶片叶绿素含量时,选择叶片应控制________、叶片大小基本一致;为防止叶绿素被破坏,研磨时应加入少量________,然后过滤并测定滤液对________光的吸光率,计算得出叶绿素含量。
(2)据表分析,低氮胁迫引起大豆植株净光合速率下降,可能的原因是大豆吸收氮素减少,叶肉细胞合成______(填至少两种)等物质受阻,从而抑制光反应。同时由于________,碳反应所需原料供应不足,五碳糖的再生速率______。
(3)植物的光合产物主要以________形式提供给各器官。据表分析,品种_________(填“甲”或“乙”)为耐低氮大豆,依据是______。
(4)在氮素缺乏时,细胞内游离氨基酸可分解产生氨,重新提供氮素。科研团队进一步研究相关氮代谢指标,相较于低氮敏感大豆,耐低氮大豆具有以下哪些特性?
A. 根部结瘤固氮能力有所增加
B. 根部氨基酸和蛋白质含量大幅下降
C. 根部氮素同化相关酶活性高
D. 根部细胞膜氮素转运蛋白表达水平高
【答案】(1) ①. 叶龄 (或取材部位) ②. 碳酸钙 ③. 红光
(2) ①. 叶绿素、光合酶、ADP、NADP⁺、磷脂 ②. 气孔导度下降(胞间 CO₂浓度下降) ③. 降低
(3) ①. 蔗糖 ②. 甲 ③. 净光合速率下降幅度低(或优先将光合产物分配至根中,促进吸收土壤中的氮素) (4)ACD
【解析】
【分析】影响光合作用的环境因素:
①温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱;
②二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强;
③光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
【小问1详解】
测定大豆叶片叶绿素含量时,为了保证实验的准确性和科学性,需要控制无关变量,所以选择叶片应控制叶龄 (或取材部位)基本一致、叶片大小基本一致;叶绿素容易被破坏,研磨时应加入少量碳酸钙(CaCO3)来防止叶绿素被破坏,然后过滤并测定滤液对红光的吸光率,通过计算得出叶绿素含量;
【小问2详解】
据表分析,低氮胁迫引起大豆植株净光合速率下降,可能是因为大豆吸收氮素减少,而叶绿素、光合酶、ADP、NADP⁺、磷脂等物质的合成都需要氮元素,所以叶肉细胞合成这些物质受阻,从而抑制光反应。同时由于气孔导度下降(或胞间 CO₂浓度下降),导致二氧化碳进入细胞减少,碳反应所需原料供应不足,五碳糖的再生速率降低;
【小问3详解】
植物的光合产物主要以蔗糖形式提供给各器官。据表分析,品种甲为耐低氮大豆,依据是在低氮处理(N0.75)下,品种甲的净光合速率、叶绿素含量等指标相对较高,即净光合速率下降幅度低(或优先将光合产物分配至根中,促进吸收土壤中的氮素),说明其在低氮环境下光合作用受影响较小,更能适应低氮环境;
【小问4详解】
A、根部结瘤固氮能力有所增加,这样可以获取更多的氮素,有利于在低氮环境下生存,A正确;
B、根部氨基酸和蛋白质含量大幅下降不利于植物生长,不是耐低氮大豆的特性,B错误;
C、根部氮素同化相关酶活性高,有利于氮素的利用和转化,是耐低氮大豆的特性,C正确;
D、根部细胞膜氮素转运蛋白表达水平高,有利于氮素的吸收和转运,是耐低氮大豆的特性,D正确。
故选ACD。
23. 已知某昆虫的性别决定方式为XY 型,其翅型的正常翅和裂翅、体色的灰体和黄体分别由等位基因A(a)和B (b)控制,两对基因均不位于Y染色体上。为研究其遗传机制,进行杂交实验结果如表所示。
P
F1
♀
♂
♀
♂
裂翅黄体
裂翅灰体
裂翅灰体︰正常翅灰体=2∶ 1
裂翅黄体︰正常翅黄体-2∶1
请回答下列问题:
(1)基因A 和基因B的本质区别是______。
(2)灰体和黄体是该昆虫体色的不同表现形式,属于________。控制该体色的基因位于________染色体上,判断的依据是________。
(3)只考虑A (a)和B(b)这两对等位基因,杂交实验中父本的基因型为________。若让全部F₁相同翅型的个体自由交配,F₂中正常翅黄体雄虫占F₂总数的______。
(4)进一步研究发现,裂翅基因A所在染色体上还存在一个隐性基因t,该基因可能与致死有关,但不影响存活个体的其他性状,F₁裂翅果蝇的相关基因在染色体上的位置如图甲。为了解释F₂果蝇裂翅与正常翅的性状分离比为2:1,有人提出两种假设:一种假设是 AA纯合致死,另一种假设是 tt纯合致死。现有如图所示的四种基因型的昆虫作为实验材料,需要通过一代杂交实验证明其中一种假设成立(不考虑其他致死原因及交叉互换)。请完成下列有关的实验思路:
①思路一:将 ______ (填“甲”或“乙”或“丙”或“丁”)基因型的雌雄个体相互交配。若子代________,则AA 纯合致死;若子代______,则tt纯合致死。
②思路二:分别将甲与丙、甲与丁杂交,统计子代的表型及比例。若前者的子代裂翅 :正常翅=________,后者的子代裂翅 :正常翅=2:1,则AA纯合致死;若前者的子代______,后者的子代______,则tt纯合致死。
【答案】(1)碱基(对)的排列顺序不同(或脱氧核苷酸(对)的排列顺序不同)
(2) ①. 相对性状 ②. X ③. 亲本黄体雌性和灰体雄性杂交,子代雌性全为灰体,雄性有黄体和灰体(亲本黄体雌性和灰体雄性杂交,子代雌雄表型不一致)
(3) ①. AaXBY ②. 3/20
(4) ①. 乙 ②. 裂翅:正常翅=2:1 ③. 全为裂翅 ④. 1:1 ⑤. 裂翅:正常翅=1:2 ⑥. 裂翅:正常翅=3:1
【解析】
【分析】基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【小问1详解】
基因是有遗传效应的DNA片段,由此可知,基因A 和基因B的本质区别是碱基(对)的排列顺序不同(或脱氧核苷酸(对)的排列顺序不同)。
【小问2详解】
灰体和黄体是该昆虫体色的两种不同表现形式,都是由同一对基因B和b控制的,因此它们属于相对性状。亲本黄体雌性和灰体雄性杂交,子代雌性全为灰体,雄性有黄体和灰体(亲本黄体雌性和灰体雄性杂交,子代雌雄表型不一致),由此可推测控制该体色的基因位于X染色体上。
【小问3详解】
选取一只裂翅黄体雌虫与一只裂翅灰体雄虫杂交,F1表型及比例为裂翅灰体雌虫:裂翅黄体雄虫:正常翅灰体雌虫:正常翅黄体雄虫=2:2:1:1,分析F1表型可以发现,雌虫全为灰体,雄虫全为黄体,又因为控制翅型和体色的两对等位基因均不位于Y染色体上,因此可推测控制体色的基因位于X染色体上,且黄体为隐性性状。裂翅黄体雌虫与裂翅灰体雄虫杂交,F1出现了正常翅的性状,可以推测裂翅为显性性状,正常翅为隐性性状。由以上分析可以推出亲本裂翅黄体雌虫的基因型为AaXbXb,裂翅灰体雄虫的基因型为为AaXBY。AaXbXb和AaXBY杂交,正常情况下,F1中裂翅:正常翅=3:1,实际得到F1中裂翅:正常翅=2:1,推测应该是AA存在致死情况。AaXbXb和AaXBY杂交,F1表型及比例为裂翅灰体雌虫(AaXBXb):裂翅黄体雄虫(AaXbY):正常翅灰体雌虫(aaXBXb):正常翅黄体雄虫(aaXbY)=2:2:1:1。AaXbXb和AaXBY杂交,将两对基因分开计算,先分析Aa和Aa,子代Aa:aa=2:1,让全部F1相同翅型的个体自由交配,即2/3Aa和Aa,1/3aa和aa杂交,2/3Aa和Aa杂交,因AA致死,子代为1/3Aa、1/6aa;1/3aa和aa杂交,子代为1/3aa,因此子代中Aa:aa=2:3,即Aa占2/5,aa占3/5。再分析XBXb和XbY,后代产生XbY的概率是1/4,综上可知,F2中正常翅黄体雄虫(aaXbY)占F2总数=3/5×1/4=3/20。
【小问4详解】
F1中的裂翅雌雄个体相互交配,发现F2代无论雄性还是雌性,裂翅果蝇与正常翅果蝇的比例均为2:1,本来是3:1,说明存在致死效应,可能是AA致死或tt致死,通过给定的材料进行杂交实验判断是AA致死还是tt致死,则选取的材料杂交后应得到含AA或tt的基因型,则可以选取的材料进行的杂交实验为:
①思路一:将乙基因型(子代有AA、tt类型)的雌雄个体相互交配,由于其产生的配子及比例为AT:at=1:1,正常情况下子代基因型及比例为:AATT:AaTt:aatt=1:2:1,若AA纯合致死,则子代裂翅:正常翅=2:1,若tt致死,则子代全为裂翅。
思路二:将甲(配子为At、aT)与丙(配子为aT、at)、甲(配子为At、aT)与丁(AT、aT)杂交,甲×丙→AaTt:Aatt:aaTT:aaTt=1:1:1:1,甲×丁→AATt:AaTt:AaTT:aaTT=1:1:1:1,若AA致死,前者的子代裂翅 :正常翅=1:1,后者裂翅 :正常翅=2: 1;若tt纯合致死,前者的子代裂翅 :正常翅=1:2,后者裂翅 :正常翅=3:1。
24. 2023年,科学家卡塔林·卡里科和德鲁·韦斯曼二人因在 mRNA疫苗研究上的突破性贡献被授予诺贝尔生理学或医学奖。下图是某mRNA 疫苗作用模式图,①~⑥表示相关的过程。请回答下列问题:
(1)从免疫学角度讲,接种疫苗属于_________(填“主动”或“被动”)免疫。制备mRNA疫苗常用脂质体包裹后才用于接种,其原因是________。
(2)甲、乙、丙细胞中能特异性识别抗原的是________。图中细胞具有抗原-MHC 受体的有________。
(3)接种疫苗后,mRNA 进入机体细胞,通过过程①______产生病毒蛋白;过程②病毒蛋白通过细胞中的_________(填细胞器)水解成抗原肽;过程③抗原肽与MHC 分子结合形成________,并通过过程④呈递到细胞膜上,最后引发特定的免疫应答。
(4)过程⑤⑥属于特异性免疫的______阶段,该阶段主要发生在________(填免疫器官),都需要辅助性T细胞分泌的________的刺激。
【答案】(1) ①. 主动 ②. 脂质体与细胞膜的成分相似,易于通过膜的融合将疫苗送入细胞内(或“外源RNA分子不易进入人体细胞”或“被脂质体包裹的mRNA 不易被RNA 水解酶水解”)
(2) ①. 丙 ②. 辅助性T细胞、细胞毒性T细胞、丙细胞
(3) ①. 翻译 ②. 溶酶体 ③. 抗原-MHC复合体
(4) ①. 增殖分化 ②. 淋巴结 ③. 细胞因子(或白细胞介素-2)
【解析】
【分析】疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。接种疫苗后,人体内可产生相应的抗体,从而对特定传染病具有抵抗力。当给机体输入外源抗原时,免疫系统能够产生反应,而且这种反应具有特异性。mRNA疫苗通过疫苗中的mRNA进入人体细胞后表达出病原体的某种抗原蛋白,从而使机体产生产生强烈的免疫应答。
【小问1详解】
从免疫学角度讲,疫苗作为抗原,会刺激机体产生特异性免疫反应,因此,接种疫苗属于“主动”免疫。制备的mRNA疫苗常用脂质体包裹后才用于接种,这是因为脂质体与细胞膜的成分相似,易于通过膜的融合将疫苗送入细胞内,这样也可避免mRNA被分解。
【小问2详解】
甲、乙、丙细胞分别为吞噬细胞,浆细胞、细胞毒性T细胞,其中能特异性识别抗原的是丙。结合图示可知,图中细胞具有抗原-MHC 受体的有辅助性T细胞、细胞毒性T细胞、丙细胞,它们都能特异性识别抗原。
【小问3详解】
接种疫苗后,mRNA 进入机体细胞,通过过程①翻译产生病毒蛋白;过程②病毒蛋白通过细胞中的溶酶体水解成抗原肽,因为溶酶体是细胞中的消化车间;过程③抗原肽与MHC 分子结合形成抗原-MHC复合体,并通过过程④呈递到细胞膜上,进而被辅助性T细胞和细胞毒性T细胞识别,最后引发特定的免疫应答。
【小问4详解】
过程⑤⑥属于特异性免疫的效应阶段,表现为B淋巴细胞和细胞毒性T细胞的增殖、分化过程,该阶段主要发生在淋巴结,都需要辅助性T细胞分泌的细胞因子的刺激,即细胞因子能促进B细胞和T细胞的增殖分化过程,进而增强机体免疫能力。
25. 2024年第33届夏季奥运会在法国巴黎举行。运动员在体育运动中需要机体各器官系统共同协调完成,机体往往会出现大量出汗、血糖变化、心跳加快等生理反应。请回答下列问题:
(1)运动过程中,通过体表散失的水分增加,使得细胞外液的渗透压上升,这信号被________的渗透压感受器转化成动作电位,传至________引起渴觉,另一方面导致垂体释放的________上升,引起尿量减少。
(2)体育运动会消耗糖分,需及时补充糖分。研究发现γ-氨基丁酸(GABA)是人体中枢神经系统产生的一种神经递质。GABA 也存在于胰岛细胞中,并参与血糖调节,如图所示。
补充糖分使血糖升高时,胰岛β细胞分泌的激素a与结构c________结合作用于胰岛α细胞,从而增加其细胞膜上GABA受体数量。已知GABA受体是一种氯离子通道,则GABA与受体结合后会引起细胞膜内电位绝对值________,最终抑制胰高血糖素的分泌,以阻止血糖的上升。另一方面,GABA 还可以与胰岛β细胞膜上的受体结合,通过引起________,导致细胞溶胶中Ca²⁺浓度上升,从而激活细胞生长和存活的信息通路。
(3)运动过程中,运动员会出现心跳加快等机体反应。生理学家发现用电流刺激交感神经会造成心跳加快,对此提出以下两种假设:
假设一:交感神经受电流刺激后,电信号直接传导造成心脏跳动加快;
假设二:交感神经分泌某种化学物质造成心脏跳动加快。
某同学为了探究哪种假设正确,以蛙心为实验材料设计以下实验步骤,请补充完整实验步骤并回答下列问题:
I.实验步骤:
①制备如图带有交感神经的搏动的离体蛙心,用插管插入蛙心的心室腔中,插管内有任氏液,心脏的血液已被任氏液代替。
②取按步骤①制好的蛙心两个,分别置于盛有等量且适量任氏液的容器A和B 中,用心率测量仪测量A、B中蛙心的心率,分别记为HAl、HBl。
③用电流刺激A 中蛙心的交感神经,测量蛙心的心率,记为HA2。
④_________, 测量B 组蛙心的心率, 记为HB2。
II.实验结果与结论:
若________,说明交感神经受电流刺激后,电信号直接传导造成心脏跳动加快;若________,说明交感神经分泌某种化学物质造成心脏跳动加快。
III.分析与讨论:
a.根据实验过程,推测任氏液的生理作用是________。
b.步骤④中_________(填“能”或“不能”)刺激B中蛙心的交感神经后,再观察测量蛙心的心率,原因是_______。
c.进一步研究发现,心脏接受交感神经和副交感神经的双重支配,其意义是________。
【答案】(1) ①. 下丘脑 ②. 大脑皮层 ③. 抗利尿激素
(2) ①. 胰岛素受体 ②. 增大 ③. 钙离子运入细胞内、细胞内钙库释放钙离子
(3) ①. 将容器A中适量的溶液转移到容器B中(或将B容器中的心脏放到A容器中) ②. HA1<HA2,HB1=HB2 ③. HA1<HA2,HB1<HB2 ④. (给蛙心提供内环境,)维持蛙心正常的生理功能 ⑤. 不能 ⑥. 先电刺激蛙心的交感神经再测量蛙心的心率,则无论电信号直接传导还是分泌某种化学物质形式从传出神经传到效应器,都会使蛙心的心率加快 ⑦. 使得神经系统对心脏活动的调节更灵敏、更有效、更准确
【解析】
【分析】1、人体的水平衡调节过程:当人体失水过多、饮水不足或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素增多→肾小管、集合管对水分的重吸收增加→尿量减少。同时大脑皮层产生渴觉(主动饮水)。
2、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,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡通过胞吐释放神经递质(化学信号),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。由于递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
【小问1详解】
运动过程中,通过体表散失的水分增加,使得细胞外液的渗透压上升,位于下丘脑中的渗透压感受器感受到这种变化,导致由下丘脑合成和垂体释放的抗利尿激素上升,从而增加肾小管和集合管对水的重吸收,引起尿量减少,同时该信号可传至大脑皮层引起渴觉的产生。
【小问2详解】
补充糖分使血糖升高时,胰岛β细胞分泌的激素a胰岛素与胰岛α细胞的细胞膜上的结构c胰岛素受体结合,从而增加其细胞膜上GABA受体数量。GABA受体是一种氯离子通道,GABA与受体结合后会引起细胞膜内电位绝对值增大,最终抑制胰高血糖素的分泌,以阻止血糖的上升。另一方面,GABA 还可以与胰岛β细胞膜上的受体结合,通过引起钙离子运入细胞内、细胞内钙库释放钙离子,导致细胞溶胶中Ca²⁺浓度上升,从而激活细胞生长和存活的信息通路。
【小问3详解】
I.由于假设二交感神经分泌某种化学物质造成心脏跳动加快,所以实验步骤④中要将容器A中适量的溶液转移到容器B中,用心率测量仪测量B组蛙心的心率, 记为HB2。
II.若假说1成立,则甲蛙心的心率增加,而乙蛙心的心率不变,即HA1<HA2、HB1=HB2;若交感神经分泌某种化学物质造成心脏跳动加快,则B组中含有A容器中的溶液,也含有该化学物质,故两组的心率都会加快,即HA1<HA2,HB1<=HB2。
III.根据题意可知,任氏液是模拟蛙体的内环境(组织液、细胞外液等),以维持蛙心正常的生理功能。
若先刺激蛙心的交感神经再测量蛙心的心率,则无论电信号直接传导还是分泌某种化学物质形式从传出神经传到效应器,都会使蛙心的心率加快,所以步骤④中不能刺激B中蛙心的交感神经后,再观察测量蛙心的心率。
同一器官同时接受交感神经和副交感神经的共同控制,意义在于使器官作出的反应更加准确,更加地适应环境变化,维持内环境稳定。
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