内容正文:
高三生物
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 内质网质量控制机制可防止前体蛋白错误折叠、累积,必要时通过启动自噬通路清除错误蛋白。下列说法错误的是( )
A. 内质网质量控制机制的启动需要的能量主要来自于线粒体
B. 错误蛋白在细胞内的移动离不开细胞骨架
C. 动物细胞中错误蛋白的清除需要溶酶体的参与
D. 将15N标记的氨基酸注射到细胞后,通过检测放射性可追踪错误蛋白去向
【答案】D
【解析】
【详解】A、内质网质量控制机制启动时,蛋白质折叠、修饰等过程需消耗能量,细胞中能量主要由线粒体通过细胞呼吸产生ATP提供,A正确;
B、错误蛋白在细胞内移动需依赖细胞骨架(如微管和微丝)的运输功能,细胞骨架是细胞内物质定向运输的基础,B正确;
C、动物细胞中,自噬通路清除错误蛋白时,溶酶体负责降解错误蛋白,因其含有水解酶,C正确;
D、15N是稳定同位素,不具有放射性,无法通过检测放射性追踪;通常使用放射性同位素(如14C或3H)进行标记和放射性检测,D错误。
故选D。
2. 肠腔中的葡萄糖经小肠上皮细胞膜上的SGLT1转运蛋白逆浓度梯度进入细胞,随后通过GLUT2转运蛋白顺浓度梯度进入组织液。当肠腔中葡萄糖浓度较高时,小肠上皮细胞吸收和输出葡萄糖主要由GLUT2参与转运。下列叙述错误的是( )
A. 转运蛋白SGLT1在介导葡萄糖转运过程中会发生构象改变
B. 转运蛋白GLUT2参与的葡萄糖跨膜转运方式是易化扩散
C. 小肠上皮细胞从肠腔中吸收葡萄糖的过程不都需要消耗能量
D. 通过SGLT1和GLUT2的作用都会降低膜两侧葡萄糖的浓度差
【答案】D
【解析】
【分析】转运蛋白在转运物质时,通常会与被转运的物质特异性结合,然后发生构象改变,将物质转运到膜的另一侧。 SGLT1转运蛋白能将肠腔中的葡萄糖逆浓度梯度转运进入细胞,它在介导葡萄糖转运过程中必然会与葡萄糖结合并发生构象变化,以实现物质的跨膜运输
【详解】A、转运蛋白在转运物质时,通常会与被转运的物质特异性结合,然后发生构象改变,将物质转运到膜的另一侧。 SGLT1转运蛋白能将肠腔中的葡萄糖逆浓度梯度转运进入细胞,它在介导葡萄糖转运过程中必然会与葡萄糖结合并发生构象变化,以实现物质的跨膜运输,A正确;
B、易化扩散(协助扩散)的特点是物质从高浓度一侧向低浓度一侧运输,需要载体蛋白的协助,但不消耗能量。 已知GLUT2转运蛋白能使葡萄糖顺浓度梯度从细胞进入组织液,并且需要该转运蛋白的参与,符合易化扩散的特点,B正确;
C、小肠上皮细胞从肠腔中吸收葡萄糖有两种情况。当肠腔中葡萄糖浓度较低时,需要通过SGLT1转运蛋白逆浓度梯度吸收葡萄糖,此过程是主动运输,需要消耗能量。 当肠腔中葡萄糖浓度较高时,小肠上皮细胞吸收葡萄糖主要由GLUT2参与转运,GLUT2介导的是顺浓度梯度的运输,不消耗能量。所以小肠上皮细胞从肠腔中吸收葡萄糖的过程不都需要消耗能量,C正确;
D、SGLT1转运蛋白将肠腔中的葡萄糖逆浓度梯度转运进入细胞,会使细胞内葡萄糖浓度升高,膜两侧葡萄糖的浓度差增大。 GLUT2转运蛋白将细胞内的葡萄糖顺浓度梯度转运到组织液,会使膜两侧葡萄糖的浓度差减小。所以并不是通过SGLT1和GLUT2的作用都会降低膜两侧葡萄糖的浓度差,D错误。
故选D。
3. 剧烈运动后低氧条件下,肌肉细胞线粒体的乳酰化转移酶被激活,催化乳酸修饰PDHA1蛋白和CPT2蛋白,抑制丙酮酸在线粒体中继续参与细胞呼吸,进而抑制运动能力。下列说法正确的是( )
A. 乳酰化转移酶可为乳酸修饰蛋白质提供活化能
B. 抑制线粒体中乳酰化转移酶的活性可提高个体持久运动的耐力
C. 低温和高温均会破坏乳酰化转移酶的空间结构,使其不可逆失活
D. 乳酸修饰PDHA1和CPT2进而抑制运动能力的原因是ATP分解量增加
【答案】B
【解析】
【详解】A、乳酰化转移酶能够降低化学反应的活化能,而不是为乳酸修饰蛋白质提供活化能,A错误;
B、由题意“肌肉细胞线粒体的乳酰化转移酶被激活,催化乳酸修饰PDHA1蛋白和CPT2蛋白,抑制丙酮酸在线粒体中继续参与细胞呼吸,进而抑制运动能力”可知,抑制线粒体中乳酰化转移酶的活性可提高个体持久运动的耐力,B正确;
C、低温只是抑制酶的活性,不会破坏酶的空间结构,过酸、过碱、高温均会破坏酶的空间结构使其失活,C错误;
D、乳酸修饰PDHA1和CPT2进而抑制运动能力的原因是抑制了丙酮酸在线粒体中继续参与细胞呼吸,即抑制了有氧呼吸的第二、第三阶段,降低了ATP与ADP的转化,进而抑制运动能力,D错误。
故选B。
4. 关于细胞衰老的机制,目前大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说,下列有关说法正确的是( )
A. 人的成熟红细胞在衰老过程中其端粒会逐渐变短
B. 自由基攻击DNA可能导致细胞中蛋白质种类或数量发生改变
C. 过多的自由基攻击磷脂可能会损伤核糖体、内质网等细胞器
D. 若自由基攻击酪氨酸酶,会导致衰老细胞内黑色素的积累
【答案】B
【解析】
【详解】A、人的成熟红细胞在成熟过程中已失去细胞核和染色体,因此不存在端粒结构,其衰老过程不涉及端粒缩短,A错误;
B、自由基攻击DNA可能导致DNA损伤或基因突变,进而影响转录和翻译过程,使细胞中蛋白质的种类或数量发生改变,B正确;
C、过多的自由基攻击磷脂会引发脂质过氧化,破坏生物膜(如内质网膜),但核糖体是无膜的核糖核蛋白颗粒,主要由RNA和蛋白质组成,攻击磷脂不会直接损伤核糖体,C错误;
D、酪氨酸酶是催化黑色素合成的关键酶,若自由基攻击酪氨酸酶,会导致酶活性丧失,减少黑色素合成,从而引起黑色素缺乏,而非积累,D错误。
故选B。
5. 下列有关生物实验的说法正确的是( )
A. 伞藻嫁接实验和核移植实验符合单一变量原则,均可直接证明细胞核是遗传的控制中心
B. 为检测酒精生成,应向无氧组的酵母菌培养液中加入重铬酸钾
C. 纸层析法分离叶绿体色素时,以多种有机溶剂的混合物作为层析液
D. 洋葱根尖细胞有丝分裂实验中,将染色后的根尖放在载玻片上,轻轻盖上盖玻片即可观察
【答案】C
【解析】
【详解】A、伞藻嫁接实验,符合单一变量原则,但仅能证明伞帽的形态与假根有关,不能直接证明细胞核是遗传的控制中心,因为假根的细胞质中也存在遗传物质;核移植实验直接操作细胞核,可证明细胞核是遗传的控制中心,A错误;
B、检测酒精生成时,应取无氧组酵母菌培养液的上清液,在酸性条件下与重铬酸钾反应,观察颜色由橙色变为灰绿色。直接向培养液中加入重铬酸钾会干扰酵母菌活性且未控制酸性条件,操作错误,B错误;
C、纸层析法分离叶绿体色素时,层析液需由多种有机溶剂(如石油醚、丙酮、苯等)按比例混合而成,以分离不同色素在滤纸上的扩散速率,C正确;
D、洋葱根尖细胞有丝分裂实验中,染色后的根尖需放在载玻片上,滴加清水,盖上盖玻片后用手指轻压使细胞分散(压片法),才能观察清晰,D错误。
故选C。
6. 在细胞分裂过程中,染色体的着丝粒分裂时可能会发生异常横裂,从而形成两条“等臂染色体”如图,“等臂染色体”随后会分别移向细胞两极。基因型为Aa(位于Ⅰ号染色体)的卵原细胞进行细胞分裂时,一条Ⅰ号染色体发生了异常横裂。不考虑其他突变和基因被破坏的情况,下列说法正确的是( )
A. 染色体发生异常横裂,会导致子细胞染色体结构和数目发生变异
B. 若该卵原细胞进行有丝分裂,子细胞的基因组成最多有3种可能
C. 若该卵原细胞进行减数分裂,产生卵细胞的基因组成最多有5种可能
D. 若该卵原细胞减数分裂产生的卵细胞中不含A,则第二极体的基因组成最多有6种可能
【答案】D
【解析】
【详解】A、染色体发生异常横裂,会导致染色体的结构发生改变,但是细胞中染色体的数目并没有发生变化,A错误;
B、若该卵原细胞进行有丝分裂,一条 I 号染色体发生异常横裂,若为含a的染色体发生异常横裂,则产生的子细胞基因组成可能为Aaa、A,若为含A的染色体发生异常横裂,则产生的子细胞基因组成可能为AAa、a,B错误;
C、正常情况下,卵细胞的基因型可能为A或a,减数分裂Ⅱ时,姐妹染色单体上的基因为AA或aa,着丝粒横裂,卵细胞的基因型可能为AA、aa、O(表示没有相应的基因),若减数分裂Ⅰ时同源染色体中的非姐妹染色单体发生互换,卵细胞的基因组成还可以是Aa,故图甲分裂方式产生的卵细胞基因型最多有6种可能,C错误;
D、正常情况下,第二极体的基因型可能为A或 a,减数分裂II时,姐妹染色单体上的基因为AA或aa,着丝粒横裂,第二极体的基因型可能为AA、aa、O(表示没有相应的基因),若减数第一次分裂时同源染色体中的非姐妹染色单体发生互换,第二极体的基因组成还可以是Aa,第二极体基因组成最多有6种可能,D正确。
故选D。
7. 将一对灰体长翅、黑体残翅果蝇杂交,子一代全为灰体长翅果蝇。用子一代雌蝇进行测交,子二代为灰体长翅:黑体残翅:灰体残翅:黑体长翅=42:42:8:8;用子一代雄蝇进行测交,子二代为灰体长翅:黑体残翅=1:1(不考虑伴性遗传)。下列叙述正确的是( )
A. 果蝇体色和翅型的遗传遵循基因的分离定律和自由组合定律
B. 子一代雄蝇的初级精母细胞在减数分裂过程中发生了染色体互换
C. 子一代雌蝇的初级卵母细胞在减数分裂过程中,约有16%发生染色体互换
D. 若将子一代的果蝇进行随机交配,子二代中灰体长翅约占71%
【答案】D
【解析】
【详解】A、体色和翅型的基因位于同一对染色体,遵循分离定律和连锁互换定律,而非自由组合定律,A错误;
B、雄蝇测交结果为1:1,说明未发生染色体互换,B错误;
C、重组率为16%,对应32%的初级卵母细胞发生互换(重组率=互换细胞比例×1/2),C错误;
D、子一代雌配子为42%AB、42%ab、8%Ab、8%aB,雄配子为50%AB、50%ab。随机交配时,灰体长翅(A_B_)概率为0.42×1 + 0.42×1/2 + 0.08×1/2 + 0.08×1/2 = 71%,D正确。
故选D。
8. 科学技术和科学方法推动了生物学的研究与发展,下列说法正确的是( )
A. 沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构模型属于物理模型
B. 提出“基因通常是具有遗传效应的DNA片段”运用了完全归纳法
C. 艾弗里实验中向细胞提取物中加入不同的酶利用了“加法原理”
D. 萨顿提出“基因位于染色体上”这一结论运用了假说—演绎法
【答案】A
【解析】
【详解】A、沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构模型是以实物形式直观展示DNA空间结构的物理模型,属于物理模型的范畴,A正确;
B、提出“基因通常是具有遗传效应的DNA片段”这一结论,是基于对部分生物(如肺炎链球菌)的实验证据进行归纳推理,属于不完全归纳法,而非考察所有可能情况的完全归纳法,B错误;
C、艾弗里实验中,通过向细胞提取物中加入DNA酶、RNA酶或蛋白酶等,特异性去除某种物质以观察转化现象是否消失,利用了“减法原理”(即排除干扰因素),C错误;
D、萨顿提出“基因位于染色体上”是基于基因与染色体行为的平行现象(如均分、自由组合)进行的类比推理;而假说—演绎法是由摩尔根通过果蝇杂交实验(提出假说并设计测交实验验证)完成的,D错误。
故选A。
9. 细胞中的RNA和RNA结合蛋白质(RBPs)相互作用形成核糖核酸蛋白质(RNP)复合物。RNP复合物分布广泛,功能众多。蛋白质的生物合成过程有多种RNA分子参与,有的与对应的RNA结合蛋白质形成RNP复合物。下列关于RNP复合物的叙述,错误的是( )
A. 基因的表达过程存在RNP复合物的形成
B. 酶的合成都包括基因的转录、mRNA的加工、翻译等过程
C. 肺炎链球菌细胞内会形成大量RNA和蛋白质复合物
D. 细胞内的核糖体可看作是RNP复合物
【答案】B
【解析】
【分析】根据题干信息“RNP由细胞中的RNA和RNA结合蛋白(RBPs)组成,共同参与细胞中蛋白质的生物合成过程”可知,构成RNP的基本单位核糖核苷酸和氨基酸,元素组成是C、H、O、N、P。在蛋白质合成中RNA也起着重要作用,既可以运载丙氨酸也可以充当编码区,核糖体是蛋白质的合成场所,主要由RNA和蛋白质组成,RNA聚合酶参与转录过程,转录的产物是RNA,包括mRNA、tRNA、rRNA。
【详解】A、基因的表达过程核糖体、RNA聚合酶的形成,A正确;
B、少数酶的化学本质是RNA,其合成过程,有基因的转录,但没有mRNA的加工、翻译过程,B错误;
C、肺炎链球菌是原核生物,有唯一的细胞器核糖体,核糖体主要由RNA和蛋白质组成,所以肺炎链球菌细胞内会形成大量RNA和蛋白质复合物,C正确;
D、核糖体主要由RNA和蛋白质组成,核糖体是RNA和蛋白质复合物,D正确;
故选B。
10. 某常染色体遗传病致病基因为H,在一些个体中可因甲基化而失活(不表达),又会因去甲基化而恢复表达。由于遗传背景的差异,H基因在精子中为甲基化状态,在卵细胞中为去甲基化状态,且都在受精后被子代保留。该病的某系谱图如下,Ⅲ1的基因型为Hh,不考虑其他表观遗传效应和变异的影响,下列说法错误的是( )
A. Ⅰ1和Ⅰ2均含有甲基化的H基因
B. Ⅱ1为杂合子的概率1/2
C. Ⅱ2和Ⅱ3再生育子女的患病概率是1/3
D. Ⅲ1的h基因只能来自父亲
【答案】C
【解析】
【详解】A、Ⅲ1的基因型为Hh,该个体患病,说明H来自Ⅱ2,Ⅱ2不患病,说明其H来自Ⅰ1,Ⅰ1不患病,Ⅰ1含有甲基化的H基因;Ⅱ1患病,其H基因来自Ⅰ2,Ⅰ2不患病,说明Ⅰ2含有甲基化的H基因,A正确;
B、Ⅲ1的基因型为Hh,其H来自Ⅱ2,Ⅱ2不患病,其H基因来自Ⅰ1,Ⅱ1患病,其H基因来自Ⅰ2,Ⅰ1和Ⅰ2均含有H基因且都不患病,基因型必定都为Hh,为了区分来自Ⅰ1和Ⅰ2的H基因,Ⅰ1基因型为H1h,Ⅰ2基因型为H2h,已知Ⅱ1患病,其H基因需要来自母亲,因此Ⅱ1的基因型为H1H2或H2h,杂合子的概率为1/2,B正确;
C、已知Ⅱ2基因型为Hh,Ⅱ2和Ⅱ3再生育子女的患病只受母亲Ⅱ2的影响,因此子代获得H基因就患病,否则就不患病,因此Ⅱ2和Ⅱ3再生育子女的患病概率是1/2,C错误;
D、Ⅲ1的基因型为Hh,该个体患病,说明H来自Ⅱ2,Ⅲ1的h基因只能来自父亲,D正确。
故选C。
11. 兴奋在神经纤维上传导的过程,主要是钠钾离子跨膜运输实现的。钠离子通过离子通道内流形成的跨膜电流称为内向电流,而钾离子通过离子通道外流形成的跨膜电流则称为外向电流,如图所示兴奋在神经纤维上传导时的电流变化。下列说法正确的是( )
A. a点神经纤维没有离子的跨膜运输
B. af段神经纤维膜内钠离子均低于膜外
C. c点时神经纤维的膜电位为外正内负
D. ce段外向电流的形成需要消耗能量
【答案】B
【解析】
【详解】A、a点之后,细胞存在内向电流,即钠离子内流,形成动作电位,所以推测a点时神经纤维膜没有受到刺激,处于静息电位,此时有钾离子外流,A错误;
B、无论是静息状态还是兴奋状态,神经纤维膜内钠离子均低于膜外,受到刺激时,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子顺浓度梯度内流,因此af段神经纤维膜内钠离子均低于膜外,B正确;
C、c点前钠离子不断内流,c点时神经纤维处于动作电位,此时膜内为正电位,膜外为负电位,C错误;
D、ce段的外向电流是恢复静息电位的过程,由钾离子顺浓度梯度外流引起的,该过程不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,D错误。
故选B。
12. 由肝细胞合成分泌、胆囊储存释放的胆汁属于消化液,其分泌与释放的调节方式如图所示。为研究下丘脑所在通路胆汁分泌是否受小肠Ⅰ细胞所在通路的影响,科研人员对生理状态相似的小鼠进行以下实验处理:一组小鼠不做注射处理,另一组小鼠注射CCK抗体。下列说法错误的是( )
A. 肝细胞分泌的胆汁需通过导管注入胆囊
B. 实验的检测指标应为两组小鼠的胆汁释放量
C. ACh和CCK作用于靶细胞均需要通过体液进行运输
D. 迷走神经接受下丘脑传来的刺激后,兴奋在迷走神经纤维上的传导是单向的
【答案】B
【解析】
【详解】A、胆汁属于消化液,肝细胞分泌的胆汁会通过导管注入胆囊,A正确;
B、本实验的目的是研究下丘脑所在通路胆汁分泌是否受小肠Ⅰ细胞所在通路的影响,实验处理为一组小鼠不做注射处理(作为对照),另一组小鼠注射CCK抗体(CCK是小肠Ⅰ细胞分泌的物质,注射CCK抗体可阻断小肠Ⅰ细胞所在通路)。Ach的释放量能直接反映下丘脑所在通路胆汁分泌是否受到小肠Ⅰ细胞所在通路的影响,所以实验的检测指标应为两组小鼠的单位时间内Ach的释放量,B错误;
C、Ach 是迷走神经释放的神经递质,通过突触间隙(组织液) 运输至肝细胞(靶细胞);CCK 是小肠 I 细胞分泌的激素,通过体液(血液)运输至胆囊平滑肌,C正确;
D、兴奋在离体神经纤维上的传导是双向的,但在反射弧中的神经纤维上,兴奋的传导是单向的(由突触结构决定),D正确。
故选B。
13. 小肠上皮L.细胞可以分泌胰高血糖素样肽-1(GLP-1),该激素有促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌、提高细胞对胰岛素的敏感性等功能。作用于L细胞的交感神经兴奋能抑制GLP-1的分泌。下列说法正确的是( )
A. 作用于L细胞的交感神经兴奋有助于血糖升高
B. 交感神经调节GLP-1分泌的方式为神经-体液调节
C. 人体中交感神经活动占优势时胃肠蠕动和消化腺的分泌活动会加强
D. GLP-1受体阻滞剂可用于治疗胰岛素分泌不足引发的糖尿病
【答案】A
【解析】
【分析】分析题干可知:GLP-1可增强胰岛素的合成和分泌,同时抑制胰高血糖素的分泌,从而降低血糖浓度。胰岛素的作用是机体内唯一降低血糖的激素,胰岛素可促进组织细胞加速、摄取、利用存储葡萄糖,从而降低血糖浓度,胰高血糖素能促进肝糖原的分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高。
【详解】AB、根据题干信息可知,作用于L细胞的交感神经兴奋抑制GLP-1的分泌,属于神经调节;交感神经兴奋会导致胰岛素分泌分泌减少,胰高血糖素分泌增加,有助于血糖升高,A正确;B错误;
C、人体中交感神经活动占优势时胃肠蠕动和消化腺的分泌活动会减弱,C错误;
D、GLP-1受体阻滞剂会导致GLP-1与相应靶细胞受体结合受阻,细胞对胰岛素的敏感性降低,胰岛素分泌减少,不能用于治疗胰岛素分泌不足引发的糖尿病,D错误。
故选A。
14. 下列有关免疫细胞的说法正确的是( )
A. 人体的免疫细胞都分布在免疫器官和淋巴液中
B. 树突状细胞能够处理和呈递抗原,淋巴细胞不能呈递抗原
C. 吞噬细胞的溶酶体分解病毒与细胞毒性T细胞抵抗病毒的机制不同
D. 病毒与辅助性T细胞接触为B细胞的激活提供第二个信号
【答案】C
【解析】
【详解】A、人体的免疫细胞包括淋巴细胞和吞噬细胞等,它们不仅分布在免疫器官和淋巴液中,还广泛存在于血液、组织液等全身各处,A错误;
B、树突状细胞是专职抗原呈递细胞,能摄取、处理并呈递抗原给T细胞;而淋巴细胞中的B细胞也能识别抗原,并处理呈递抗原给辅助性T细胞,参与特异性免疫应答,B错误;
C、吞噬细胞通过吞噬作用摄入病毒,依赖溶酶体内的水解酶将病毒分解,属于非特异性免疫;细胞毒性T细胞则通过识别被病毒感染细胞表面的抗原-MHCI类复合物,释放穿孔素和颗粒酶等物质,诱导靶细胞凋亡,属于特异性细胞免疫。两者抗病毒机制不同(前者直接分解病原体,后者杀伤感染细胞),C正确;
D、B细胞的激活需要两个信号:第一信号是抗原直接与B细胞受体结合;第二信号是抗原呈递细胞摄取、处理并呈递抗原给T细胞,辅助性T细胞通过细胞表面分子发生变化与B细胞结合,或分泌细胞因子提供,而非病毒直接与辅助性T细胞接触,D错误。
故选C。
15. 蔷薇科植物的种子成熟后常处于休眠状态,需经低温处理才能萌发。研究发现,低温处理会显著降低种子内脱落酸的浓度,同时提高赤霉素的含量。下列说法正确的是( )
A. 低温处理直接破坏种皮结构,减少脱落酸积累并诱导赤霉素分泌
B. 低温处理后种子中脱落酸浓度降低,说明脱落酸只能在低温条件下合成
C. 赤霉素含量升高是种子萌发的根本原因,与基因表达无关
D. 脱落酸与赤霉素的比值降低是打破休眠、促进萌发的关键信号
【答案】D
【解析】
【详解】A、低温处理主要通过调节激素水平打破种子休眠,而非直接破坏种皮结构,种皮结构破坏通常需物理或化学处理,而非低温处理的主要作用,A错误;
B、分析题意可知,低温处理会显著降低种子内脱落酸的浓度,但脱落酸在多种环境条件下均可合成,如干旱、高温等逆境,B错误;
C、赤霉素含量升高是种子萌发与基因表达有关,C错误;
D、植物生理过程中,激素间的动态平衡常起决定性作用,脱落酸抑制萌发,赤霉素促进萌发,两者比值降低(脱落酸减少、赤霉素增多)是打破休眠的关键信号,D正确。
故选D。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. YBX1蛋白可与丙酮酸转运蛋白相互作用,影响细胞呼吸。科研人员对敲除了YBX1基因的小鼠细胞应用13C标记的葡萄糖示踪技术.检测到线粒体中部分物质的含量发生异常变化,且细胞的耗氧速率是正常水平的2倍。下列相关分析正确的是( )
A. 线粒体中13C标记的葡萄糖和丙酮酸的含量高于正常水平
B. 丙酮酸转运蛋白主要在线粒体内膜上和线粒体基质中
C. 若YBX1蛋白的含量增多,细胞消耗O2的速率会下降
D. 无氧条件下,细胞呼吸产生的乳酸和CO2的量会增多
【答案】C
【解析】
【分析】高等植物的细胞呼吸可以分为有氧呼吸和无氧呼吸两类,有氧呼吸分为三个阶段,分别为葡萄糖在细胞质基质分解为丙酮酸和[H],丙酮酸在线粒体基质分解为二氧化碳和[H],氧气和[H]在线粒体内膜上生成水三个过程。而无氧呼吸是在没有氧气的条件下,第一阶段产生的丙酮酸在细胞质基质被分解为酒精和二氧化碳。
【详解】A、葡萄糖不能进入线粒体,A错误;
B、丙酮酸转运蛋白主要在线粒体内、外膜上,B错误;
C、敲除了YBX1基因的小鼠细胞的耗氧速率是正常水平的2倍,说明YBX1蛋白抑制细胞呼吸,若YBX1蛋白的含量增多,细胞消耗O2的速率会下降,C正确;
D、小鼠无氧呼吸产生乳酸,不产生CO2,无氧条件下,细胞呼吸产生的乳酸会增多,CO2的量不会增多,D错误。
故选C。
17. 家蚕的性别决定方式为ZW型,其体色有斑纹和无斑纹分别由IV号常染色体上的等位基因A、a控制。科研人员通过辐射对基因型为Aa的家蚕受精卵进行处理,得到了一只雌蚕突变体。镜检发现,该雌蚕一条IV号染色体的部分片段移接到Z染色体的末端,其余部分丢失。现将这只雌蚕与基因型为Aa的雄蚕交配得F1,选取F1中有斑纹雌雄个体相互交配得F2。已知雌蚕突变体在减数分裂时,未移接的IV号常染色体随机移向一极;至少含有一条完整IV染色体的受精卵可以正常发育。不考虑其他突变和染色体互换,下列说法正确的是( )
A. 若F1中有斑纹︰无斑纹=1︰1,则说明该雌蚕中的A基因丢失
B. 若F1中有斑纹︰无斑纹=3︰1,则说明该雌蚕中的a基因移接到Z染色体上
C. 若该雌蚕中的A基因移接到Z染色体上,则F2中有斑纹︰无斑纹=5︰1
D. 若该雌蚕中的a基因丢失,则F2中a的基因频率为1/6
【答案】AC
【解析】
【详解】A、若Aa的雌蚕突变体的A基因丢失,则该雌蚕的基因型为aO,产生的配子为1/2a、1/2O,与基因型为Aa的雄蚕(ZZ)杂交,产生的配子为A:a=1:1,F1中有斑纹∶无斑纹=1∶1,A正确;
B、若该雌蚕中的a基因移接到Z染色体上,则该雌蚕的基因型为AZaW,产生的配子为AZa、W、AW、Za,与基因型为Aa的雄蚕(ZZ)杂交,产生的配子为AZ:aZ=1:1,则F1中有斑纹∶无斑纹=3∶1,若雌蚕中的A基因移接到Z染色体上,F1中有斑纹:无斑纹也是3: 1,B错误;
C、若该雌蚕中的A基因移接到Z染色体上,则该雌蚕的基因型为aZAW,产生的配子为1aZA、1W、1aW、1ZA,基因型为Aa的雄蚕(ZZ)产生的配子为AZ:aZ=1:1,则F1雄性基因型为(Aa、A_、aa、a_)ZAZ,均为有斑纹,产生的雄配子为AZA:aZ:AZ:aZA:ZA:Z=1:2:1:2:1:1,雌性有斑纹为AOZW:AaZW=1:1,产生的雌配子为AZ:AW:aZ:aW:Z:W=2:2:1:1:1:1,不含完整IV号染色体的受精卵不能发育,致死份数为4,F2中无斑纹(aa)份数为10,存活总份数为8×8-4=60,有斑纹:无斑纹=5:1,C正确;
D、若该雌蚕中的a基因丢失,则该雌蚕的基因型为AOZW,产生的配子为1/2A、1/2O,与基因型为Aa的雄蚕(ZZ)杂交,产生的配子为A:a=1:1,F1为1AA、1Aa、1AO、1aO,F1有斑纹雌雄个体交配,F1产生的配子为4A、1a、1_,产生F2为16/36AA、8/36Aa、8/36A_、1/36aa、2/36a_、1/36_ _(致死),不含完整IV号染色体的受精卵不能发育,F2中a的基因频率为1/5,D错误。
故选AC。
18. RNA特异性腺苷脱氨酶(ADAR)是最常见的RNA修饰工具。转录时ADAR的一端与DNA的特定部位结合,另一端催化mRNA特定部位的腺苷基团脱去氨基转变为胸苷,胸苷会被识别为鸟苷。当该修饰作用发生在mRNA编码区时,其翻译产生的蛋白质结构和功能可能发生变化导致生物变异。下列说法错误的是( )
A. 转录过程中游离的核糖核苷酸将被添加到已合成mRNA的5'端
B. 若修饰作用发生在终止密码子上,则相应蛋白质的结构和功能可能发生变化
C. 与修饰前的mRNA相比,修饰后的mRNA逆转录形成的DNA稳定性更高
D. ADAR对RNA修饰后引发的变异会遗传给下一代
【答案】AD
【解析】
【详解】A、转录过程中,DNA模板被转录方向是3'端到5'端,RNA链的合成方向是5'端到3'端,因此游离的核糖核苷酸被添加到已合成mRNA的3'端,A错误;
B、终止密码子不编码氨基酸,当修饰作用发生在终止密码子上时,可能会使肽链变长或变短,可能会引起蛋白质结构和功能变化,B正确;
C、DNA稳定性与碱基对有关,G- C对越多,DNA越稳定。ADAR可以催化mRNA特定部位的腺苷基团脱去氨基变为胸苷,胸苷易被识别为鸟苷,修饰后的mRNA逆转录时,被识别的鸟苷(G)增多,形成的DNA中G- C对增多,因此稳定性更高,C正确;
D、遗传物质的变异引起的变异成为可遗传变异,因此ADAR对RNA修饰不会遗传给下一代,D错误。
故选AD。
19. 恐惧、创伤等应激刺激均会导致抗利尿激素(ADH)分泌异常增多,进而引起细胞外液渗透压降低,水分过多,超过机体特别是肾的调节能力,并产生一系列症状,该现象称为水中毒。下列说法正确的是( )
A. 正常机体能通过负反馈调节方式调节水盐平衡
B. 恐惧、创伤等应激刺激可能刺激垂体分泌更多的ADH
C. ADH异常增多,可能使患者肾小管细胞膜上水通道蛋白数量增多
D. 利用药物抑制ADH与其受体的结合,有利于缓解患者水中毒症状
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、正常机体出现细胞外液渗透压降低等情况时,可通过神经-体液调节等方式,减少ADH的分泌,减少水分的重吸收,排出多余水分,从而提升细胞外液渗透压,维持水盐平衡,这是一种负反馈调节机制,A正确;
B、抗利尿激素(ADH)是由下丘脑合成并分泌,垂体释放的,B错误;
C、ADH与肾小管细胞的特异性受体结合,可能激活细胞内一系列反应,从而增加肾小管细胞膜上水通道蛋白的数量,从而使水分的重吸收增加,C正确;
D、利用药物抑制ADH与其受体的结合,减少肾小管细胞对水的重吸收,有利于缓解患者水中毒症状,D正确。
故选ACD。
20. 研究者用不同浓度的生长素类似物NAA分别在黑暗和光照条件下处理拟南芥刚萌发的种子,一段时间后测量下胚轴长度,结果如下表。下列分析错误的是( )
NAA浓度(μM)
0
0.1
1
5
10
50
下胚轴长度(mm)
黑暗
11.5
11
8.1
5
2.9
1.5
光照
1.2
1.3
1.6
2.1
2.3
1.8
A. 光照作为信号作用于特定受体,抑制下胚轴伸长生长
B. 促进拟南芥下胚轴伸长生长的NAA的最适浓度是10μM
C. 在黑暗条件下,任何浓度的NAA都会抑制下胚轴伸长生长
D. NAA和光照信号在调控下胚轴伸长生长中表现出协同作用
【答案】BCD
【解析】
【详解】A、黑暗条件下(NAA 浓度为 0 时)下胚轴长度是 11.5mm,而光照条件下(NAA 浓度为 0 时)下胚轴长度仅 1.2mm,说明光照能抑制下胚轴伸长生长,且光照作为环境信号,可通过作用于特定受体传递信号,进而调控生长,A正确;
B、在光照条件下,NAA 浓度为 10μM 时,下胚轴长度(2.3mm)是光照组中最大的,但 “最适浓度” 是指促进效果最强的浓度,而表格中仅设置了有限的 NAA 浓度梯度,无法确定 10μM 就是 “最适浓度”(可能存在更优的浓度);且黑暗条件下所有 NAA 浓度均表现为抑制作用,B错误;
C、黑暗条件下,NAA 浓度为 0.1μM 时,下胚轴长度(11mm)略低于对照组(11.5mm),但抑制作用极弱;更关键的是,“任何浓度” 的表述绝对化(若存在更低浓度的 NAA,可能表现为促进),C错误;
D、“协同作用” 是指两种信号共同作用时,效果强于单独作用的总和。但表格中: 黑暗 + NAA:表现为抑制下胚轴伸长; 光照 + NAA:低浓度 NAA 可缓解光照的抑制作用(如下胚轴长度从 1.2mm 增至 2.3mm)。 二者并非 “协同抑制”,反而存在部分抵消的效果,D错误。
故选BCD。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 细胞膜的功能是由它的成分和结构决定,如膜上蛋白质参与细胞的生命活动。
(1)细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。磷脂分子由亲水性头部和疏水性尾部组成,虽然细胞膜的磷脂双分子层内部是疏水的,但水分子仍能跨膜运输,其原因是________。一般认为细胞膜不是静止的,而是具有流动性,其流动性主要表现为________。
(2)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时,会引起靶细胞产生相应的生理变化,这一过程体现细胞膜的功能是________。
(3)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白,对不同物质的跨膜运输起着决定性作用,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特点是________。细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞,在有呼吸抑制剂的条件下,根细胞对K+的吸收速率降低,原因是________。
(4)细胞膜上的H+-ATP酶是一种转运H+的载体蛋白,能催化ATP水解,利用ATP水解释放的能量将H+泵出细胞,导致细胞外的pH________;此过程中,H+-ATP酶作为载体蛋白在转运H+时发生的变化是________。
【答案】(1) ①. 水分子极小,可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙(可以直接通过磷脂分子);膜上存在水通道蛋白,水分子可以借助水通道蛋白通过膜 ②. 构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动(磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动)
(2)进行细胞间信息交流
(3) ①. 选择透过性 ②. K+通过载体蛋白逆浓度梯度运输需要消耗能量(运输方式是主动运输需要消耗能量),呼吸抑制剂使细胞呼吸产生的能量减少
(4) ①. 降低 ②. 载体蛋白发生磷酸化(与H+结合),导致其空间结构改变
【解析】
【分析】1、细胞膜的功能:将细胞与外界环境分开;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息交流。
2、大分子物质一般通过胞吐和胞吞的方式进行运输,它们均需要消耗能量,并且能够体现细胞膜的流动性。
【小问1详解】
水分子跨膜运输的核心原因有两点:一是水分子体积极小,能穿过磷脂双分子层因磷脂分子运动形成的间隙,直接跨膜;二是细胞膜上存在水通道蛋白,为水分子提供了专属运输通道,助力其快速通过。 细胞膜流动性的关键表现是构成膜的磷脂分子可侧向自由移动,且膜中的大多数蛋白质分子也能进行运动,这使得细胞膜不是固定不变的结构。
【小问2详解】
人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时,会引起靶细胞产生相应的生理变化,这一过程体现的细胞膜的功能是细胞膜具有进行细胞间的信息交流的作用。
【小问3详解】
通道蛋白、载体蛋白对不同物质的跨膜运输具有选择性,只允许特定物质通过,这直接体现了细胞膜“选择透过性”的功能特点。根细胞逆浓度梯度吸收K+的方式为主动运输,该过程必须消耗能量。呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸,导致细胞产生的ATP减少,主动运输的能量供应不足,因此K+的吸收速率降低。
【小问4详解】
细胞膜上的H+-ATP酶是一种转运H+的载体蛋白,能催化ATP水解,利用ATP水解释放的能量将H+泵出细胞,导致细胞外的pH降低,这个过程属于主动运输,此过程中H+-ATP酶作为载体蛋白在转运H+时发生的变化是载体蛋白发生磷酸化,导致其空间结构发生变化。
22. 叶绿素分子吸收光能后由基态跃升为激发态,激发态的叶绿素通过能量转移回到基态的过程称为淬灭。若激发态的叶绿素不能及时淬灭,会与环境中的氧分子作用,产生氧化性非常强的活性氧(ROS),破坏叶肉细胞的光合复合体-PSⅡ。PSⅡ是光反应的重要场所,DI蛋白是PSⅡ的核心蛋白,DI对ROS尤为敏感,极易受到破坏。损伤的DI可不断被新合成的DI取代,使PSⅡ得以修复。超氧化物歧化酶(SOD)可消除ROS,实验室中常用四氰乙烯抑制SOD的活性。
(1)光合作用时叶绿素主要吸收________光。为叶片提供18O2,产物中的葡萄糖会含18O,请写出元素18O转移的路径________(用相关物质的名称及箭头表示)。
(2)激发态的叶绿素分子在淬灭时,可将能量迅速转移至类胡萝卜素分子。激发态的类胡萝卜素不形成活性氧,因此,类胡萝卜素在光反应中的作用有________。
(3)活性氧(ROS)会和细胞中的脂质分子反应并对细胞结构造成伤害,据此分析,首先受到伤害的叶绿体结构最可能是________,作出该判断的理由是________。强光会造成叶绿体内ROS的大量累积,导致PSⅡ的修复效率下降,原因是________。
(4)为探究PSⅡ颗粒中是否存在内源性SOD,研究人员从菠菜的叶绿体中分离提纯了PSⅡ颗粒,并进行了如下实验:将含有PSⅡ颗粒的缓冲液分成甲、乙、丙三组,甲组不添加试剂,乙组添加SOD,丙组添加四氰乙烯。在强光条件下,三组的ROS测定结果如图。在实验过程中,除了光照外,还需通入________(填“O2”“CO2”或“N2”)。若甲组、乙组和丙组的ROS相对值分别为________时,说明PSⅡ颗粒中存在内源性SOD。
【答案】(1) ①. 红光和蓝紫 ②. 18O2→H218O→C18O2→C6H1218O6
(2)吸收、传递光能;保护光合复合体(PSII)
(3) ①. 类囊体薄膜 ②. 叶绿体色素分布在类囊体薄膜上,类囊体薄膜含有较多的脂质(磷脂),活性氧(ROS)最容易和这些脂质反应从而破坏类囊体薄膜 ③. 强光导致ROS积累,损伤D1多于新合成(D1的合成受抑制)
(4) ①. O2 ②. 37%、8%、100%
【解析】
【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收光照,吸收光能、传递光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP;暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
2、色素吸收的光:光合作用时叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
【小问1详解】
光合作用时叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。为叶片提供18O2,氧气(18O2)参与的是有氧呼吸的第三阶段:[H]+18O2→H218O,并释放大量能量,H218O又可以作为有氧呼吸第二阶段的反应物:H218O+丙酮酸→C18O2+[H] ,C18O2直接
参与光合作用中的暗反应:C18O2+C5→C3→(CH218O)n,因此18O转移的路径为:18O2→H218O→C18O2→C6H1218O6
【小问2详解】
激发态的叶绿素可通过能量转移至类胡萝卜素进行淬灭,避免活性氧(ROS)产生,且类胡萝卜素自身不形成ROS。因此,类胡萝卜素在光反应中的作用包括:吸收光能并传递给叶绿素,淬灭激发态叶绿素,防止ROS产生,保护光合复合体(PSII)。
【小问3详解】
叶绿体色素分布在类囊体薄膜上,而类囊体薄膜含有较多的脂质(磷脂),由题意可知:活性氧(ROS)会和细胞中的脂质分子反应并对细胞结构造成伤害,因此活性氧(ROS)最容易和类囊体薄膜上的脂质反应从而破坏类囊体薄膜;强光下,叶绿素过度激发导致ROS累积,ROS会破坏PSII的核心蛋白D1。虽然损伤的D1可被新合成的D1取代以修复PSII,但ROS累积会抑制D1蛋白的合成,ROS引起氧化应激,损伤mRNA、核糖体或相关酶,阻碍新D1的生成。强光下, ROS持续破坏PSII的核心蛋白D1,使修复速度赶不上破坏速度,导致修复效率下降。
【小问4详解】
由题干可知:激发态的叶绿素不能及时淬灭,会与环境中的氧分子作用,产生氧化性非常强的活性氧(ROS),超氧化物歧化酶(SOD)可消除ROS,因此实验中需提供O2以确保ROS生成的条件。甲组(不添加试剂):如有内源性SOD,它能部分消除ROS,ROS相对值中等(高于乙组但低于丙组),对应图中ROS相对值为37%; 乙组(添加SOD):外源SOD增多,可消除较多ROS,ROS相对值最低,对应图中ROS相对值为8%;丙组(添加四氰乙烯):四氰乙烯抑制SOD活性(包括内源性SOD),ROS清除受阻,ROS相对值最高,对应图中ROS相对值为100%。 此结果对比表明PSⅡ颗粒中内源性SOD存在并发挥作用。
23. 果蝇的长翅对短翅为显性,相关基因位于染色体上,由A/a表示;有眼与无眼、灰身与黑身性状的显隐性未知,相关性状分别由基因B/b、E/e控制。三对基因均不位于Y染色体上,不考虑突变和染色体变异。
(1)现有一群黑身有眼雌果蝇和灰身有眼雄果蝇杂交,F1数量及表型如下表。
F1表型
灰身有眼雌果蝇
灰身有眼雄果蝇
灰身无眼雄果蝇
数量(只)
798
603
199
据表分析,有眼与无眼相对性状中的显性性状是________,基因B/b、E/e分别位于________染色体上。
(2)现有纯合的有眼长翅雌、雄果蝇和纯合的无眼短翅雌、雄果蝇若干。从中选用________果蝇进行杂交,若子一代________,则说明基因A/a位于X染色体上。
(3)若基因A/a位于常染色体上。现用一对纯合果蝇作亲本杂交得F1,F1雌雄相互交配得F2。因某种精子没有受精能力,导致F2灰身长翅∶灰身短翅∶黑身长翅∶黑身短翅=5∶3∶3∶1,则亲本果蝇的基因型为________,F2灰身长翅果蝇中双杂合子个体所占的比例为________。
(4)进一步研究发现,果蝇的常染色体上有性别转换基因H,隐性基因纯合(hh)时雌果蝇转化为不育雄性,但在雄果蝇中没有性转变效应。将某亲代无眼雌果蝇与有眼雄果蝇杂交得F1,F1果蝇中雌∶雄=1∶3。F1中雌性果蝇的基因型为________。让F1中雌雄果蝇自由交配得到F2,F2中雌果蝇所占的比例为________,F2有眼雄果蝇中可育果蝇的比例为________。
【答案】(1) ①. 有眼 ②. X、常
(2) ①. 纯合无眼短翅雌果蝇和纯合有眼长翅雄 ②. 雌果蝇全为有眼长翅,雄果蝇全为无眼短翅
(3) ①. aaEE和AAee ②. 3/5
(4) ①. HhXBXb ②. 5/16 ③. 8/11
【解析】
【分析】当生物的体细胞中存在两对或两对以上独立遗传的非等位基因时,在减数分裂形成配子的过程中:每对等位基因会随同源染色体的分离而彼此分离(遵循分离定律);同时,非同源染色体上的非等位基因会自由组合,最终形成多种基因型的配子。
【小问1详解】
亲代都是有眼果蝇,子代出现了无眼果蝇,根据 “无中生有为隐性”,可知有眼是显性性状。观察子代中有眼和无眼表现型,在雌雄中比例不同(雌果蝇全为有眼,雄果蝇中有眼和无眼都有),说明控制有眼和无眼的基因B/b位于X染色体上;而灰身与黑身在雌雄中的表现与性别无关,说明控制灰身与黑身的基因E/e位于常染色体上。
【小问2详解】
要判断基因A/a是否位于X染色体上,可选用纯合无眼短翅雌果蝇和纯合有眼长翅雄果蝇进行杂交。若基因A/a位于X染色体上,亲本基因型为XabXab(无眼短翅雌)和XABY(有眼长翅雄),子一代雌果蝇基因型为XABXab(有眼长翅),雄果蝇基因型为XabY(无眼短翅),即子一代雌果蝇全为有眼长翅,雄果蝇全为无眼短翅。
【小问3详解】
亲本基因型:F2表型比例为5:3:3:1,是9:3:3:1的变式,说明F1基因型为AaEe。由于某种精子无受精能力,导致比例改变,推测无受精能力的精子基因型为AE。亲本为纯合果蝇,所以亲本基因型为aaEE和AAee。F2灰身长翅(A_E_)果蝇中,基因型及比例为AaEe:AAEe:AaEE=3:1:1,双杂合子(AaEe)所占比例为3/5。
【小问4详解】
已知有眼与无眼基因(B/b)位于X染色体上,性别转换基因(H/h)位于常染色体上,隐性纯合(hh)时雌果蝇转化为不育雄性,雄果蝇中无性别转换效应。亲本无眼雌果蝇(XbXb)与有眼雄果蝇(XBY)杂交,关于B/b的子代基因型为XBXb(雌性)、XbY(雄性)。又因F1雌:雄=1:3,说明亲本雌果蝇常染色体上基因型为Hh,雄果蝇常染色体上基因型为hh(这样才会出现部分雌果蝇因hh转化为雄性,导致雌雄比例改变)。所以F1中雌性果蝇的基因型为HhXBXb。F2中雌果蝇比例: F1中雌雄果蝇基因型(常染色体H/h,性染色体B/b):雌性为HhXBXb;雄性为HhXbY、hhXbY(hh的雌果蝇转化为不育雄性)。 考虑常染色体上H/h的组合:Hh×hh后代H_:hh=5:3;性染色体上XBXb×XbY后代XBXb:XbXb:XBY:XbY=1:1:1:1。 计算雌果蝇(性染色体为XX,且常染色体上非hh,因为hh的XX会转化为雄性)比例: 仅考虑性染色体,XX占1/2;常染色体上,hh的XX占1/2×3/8=3/16(hh占3/8,XX占1/2),所以可育雌果蝇(XX且非hh)占1/2−3/16=5/16; F2有眼雄果蝇中可育比例:有眼雄果蝇包括正常雄性XBY(1/4)和雌性转化的XBXb(3/8×1/4=3/32)。所以可育比例为1/4÷(1/4+3/32)=8/11。
24. 肠道菌群通过“肠—脑轴”显著影响抑郁症的发生和发展,菌群调控可能成为未来抑郁症治疗的补充手段。为验证肠道菌群通过“肠—脑轴”影响抑郁症的假说,研究人员设计了甲、乙、丙三组实验。
甲组:将抑郁症患者的粪便菌群移植到健康小鼠的肠道内;
乙组:将健康志愿者的粪便菌群移植到另一组健康小鼠的肠道内;
丙组:将甲组小鼠培养一段时间后再补充双歧杆菌制剂(每日灌胃)。
所有小鼠均接受相同的应激处理(如禁食、昼夜颠倒等),持续3周后,检测强迫游泳实验不动时间(抑郁行为越严重不动时间越长)、5-羟色胺水平、肠道菌群中厚壁菌门与拟杆菌门的比例(健康菌群中厚壁菌门比例较高),结果如下表。
组别
厚壁菌门与拟杆菌门的比例
5-羟色胺水平(ng/g)
不动时间(秒)
甲组
0.5
60
220
乙组
2.8
95
130
丙组
2.0
85
150
(1)副交感神经在“肠—脑轴”中发挥重要作用,当人处于安静状态时,副交感神经的活动占据优势,胃肠的蠕动和消化液的分泌会________(填“增强”或“减弱”)。5-羟色胺是一种神经递质,神经递质在神经元之间传递信号,在这个过程中突触前膜发生的变化有________。传递信号后,神经递质会被________,以免持续发挥作用。
(2)实验结果表明,抑郁症患者的粪便菌群进入小鼠肠道后,会________(填“加重”或“减缓”)小鼠的抑郁行为。研究表明,膳食纤维不能被人体消化吸收,但多摄入膳食纤维却有助于缓解抑郁症,据实验结果推测,可能的原因是________。
(3)若要进一步探究“肠—脑轴”是通过迷走神经影响小鼠的抑郁行为,需要增设一个实验组,该实验组的设计思路是________。
【答案】(1) ①. 增强 ②. 与突触小泡融合,通过胞吐的方式将神经递质释放入突触间隙 ③. 迅速降解或回收进细胞
(2) ①. 加重 ②. 膳食纤维能抑制拟杆菌门增殖(或促进厚壁菌门的增殖)、提升5-羟色胺水平,从而缓解抑郁症
(3)将健康小鼠的迷走神经切断后,与甲组进行同样处理和检测
【解析】
【分析】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。兴奋在神经元之间的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,刺激突触小泡,突触小泡与突触前膜融合,释放神经递质(化学信号)到突触间隙,经组织液运输,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。
【小问1详解】
当人处于安静状态时,副交感神经的活动占据优势,此时,心跳减慢,但肠胃的蠕动和消化液的分泌会加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收。当轴突末梢有神经冲动传来时,突触小泡受到刺激,就会向突触前膜移动并与它融合,同时以胞吐的形式将神经递质释放入突触间隙。传递信号后,神经递质会被迅速降解或回收进入细胞,以免持续发挥作用。
【小问2详解】
抑郁行为越严重,强迫游泳实验不动时间越长,根据表格可知,甲组小鼠的不动时间为220秒,远远大于其他两组,说明甲组的小鼠的抑郁行为会被加重。从表格中实验结果还能看出,健康菌群中厚壁菌门比例越高或者拟杆菌门的比例越低,5-羟色胺水平越高,不动时间越短,抑郁行为越轻,说明提高健康菌群中厚壁菌门比例或降低拟杆菌门的比例和提高5-羟色胺水平都能减轻小鼠的抑郁行为。膳食纤维不能被人体消化吸收,但多摄入膳食纤维却有助于缓解抑郁症,据实验结果推测,可能的原因是膳食纤维能抑制拟杆菌门增殖(或促进厚壁菌门的增殖)、提升5-羟色胺水平,从而缓解抑郁症。
【小问3详解】
实验目的是探究“肠—脑轴”是通过迷走神经影响小鼠的抑郁行为,因此实验变量是迷走神经,对照组是未经过实验变量处理的组,保持自然状态,即健康小鼠存在迷走神经,而实验组要经实验变量处理的组,可以利用“减法原理”处理,即将健康小鼠的迷走神经切断后,与甲组进行同样处理和检测,然后检测强迫游泳实验不动时间。
25. 针灸是中国传统医学中独具特色的疗法之一,可通过针刺身体特定部位调节机体的生理状态从而达到治疗疾病的目的。
(1)针灸或电针刺激足三里穴位,穴位在被针刺时感到疼痛,但并不会缩回,这属于________反射。针灸或电针刺激足三里穴位都能引起肾上腺分泌的去甲肾上腺素、肾上腺素增加,该过程属于________调节。利用针刺激穴位时,一般不会流血。若出现血肿现象,则原因可能是________。
(2)细菌内毒素(LPS)可与免疫细胞表面受体结合,介导免疫细胞分泌炎症因子TNF,引发小鼠全身炎症反应。为了揭示针灸疗法缓解炎症反应的生理机制,研究人员构建P受体感觉神经元缺失的模型小鼠P'。分别给正常小鼠和P'小鼠注射LPS,之后用0.5mA电针刺激小鼠ST36(足三里穴位),检测TNF含量。据图结果可知,电针刺激小鼠ST36,可缓解LPS引发的炎症反应,该作用效果依赖于具有P受体的感觉神经元,做出判断的依据是________。
(3)膈下迷走神经属于副交感神经,交感神经和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的,其意义是________。膈下迷走神经作为传出神经参与P受体感觉神经元介导的缓解炎症反应。科研人员构建了光敏蛋白高表达于P受体感觉神经元的小鼠PC(光敏蛋白接受光刺激后Ca2+内流引起神经元兴奋)。为进一步证实抗炎症反应依赖P受体感觉神经元且与迷走神经有关,请从a~i中选择合适字母填入下表①~④中。
组别
实验材料
处理1
检测迷走神经动作电位频率
处理2
处理3
检测
甲组
正常小鼠
②
极低
甲1:③
注射LPS后,再进行同②的处理
TNF含量
甲2:假手术
注射④,其他处理同上
乙组
①
同上
高
乙1:同甲1组
同甲1组
乙2:同甲2组
同甲2组
a.正常小鼠 b.P' c.PC d.电刺激ST36 e.光照刺激ST36 f.切断迷走神经 g.破坏神经中枢 h.LPS i.生理盐水
①________;②________;③________;④________,预期实验结果________。
【答案】(1) ①. 条件 ②. 神经 ③. 针刺破血管后,导致血液流入组织间隙(组织液),进而可引起血肿
(2)正常鼠0.5mA电针刺激组TNF含量低于未受刺激组,模型鼠P'0.5mA电针刺激组和未受刺激组TNF含量基本相当
(3) ①. 可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化 ②. c ③. e ④. f ⑤. h ⑥. 预期结果:(乙2组TNF含量低于甲2,甲2组TNF含量低于甲1组TNF含量,甲1组TNF含量等于乙1组TNF含量)或乙2组TNF含量低,甲1、乙1与甲2无显著差异,均高于乙2组)
【解析】
【分析】人体神经调节的方式是反射,反射的结构基础是反射弧,反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五部分构成,兴奋在反射弧上单向传递,兴奋在突触处产生电信号到化学信号再到电信号的转变。
【小问1详解】
针灸或电针刺激足三里穴位,穴位在被针刺时感到疼痛,但并不会缩回, 该应答反射不是先天生来就有的,是后天通过学习训练而来的,因此是条件反射。针灸或电针刺激足三里穴位都能引起肾上腺分泌的去甲肾上腺素、肾上腺素增加,是刺激神经,引起激素分泌,该过程属于神经调节,激素分泌是神经调节的效应部分。利用针刺激穴位时,一般不会流血。若出现血肿现象,则原因可能是针刺破血管后,导致血液流入组织间隙(组织液),进而可引起血肿。
【小问2详解】
分析实验数据可知正常鼠0.5mA电针刺激组TNF含量低于未受刺激组,模型鼠P’0.5mA电针刺激组和未受刺激组TNF含量基本相当,说明针灸疗法可缓解LPS引发的炎症反应,该作用效果依赖于具有P受体的感觉神经元。
【小问3详解】
交感神经和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的,其意义是可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化。本实验中甲组是正常小鼠作为对照组,乙组为实验组小鼠,所以乙组的实验材料要PC小鼠(c),由于实验要验证证实抗炎症反应依赖P受体感觉神经元且与迷走神经有关,所以处理1两组小鼠都使用光照刺激ST36(e),然后检测迷走神经动作电位频率。接下来处理2两组小鼠就应该都切断迷走神经(f),同时还要注射LPS(h),最终检测TNF含量。证实抗炎症反应依赖P受体感觉神经元且与迷走神经有关,只有乙2会感受光刺激,经感觉神经元、迷走神经最终炎症反应减弱,TNF含量低;甲1、甲2不感受光刺激,乙1切断迷走神经,三组反射均不发生,三组实验的TNF含量无显著差异且均高于乙2组。所以预期实验结果应该是乙2组TNF含量低,甲1、乙1与甲2无显著差异,均高于乙2组。
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高三生物
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 内质网质量控制机制可防止前体蛋白错误折叠、累积,必要时通过启动自噬通路清除错误蛋白。下列说法错误的是( )
A. 内质网质量控制机制的启动需要的能量主要来自于线粒体
B. 错误蛋白在细胞内的移动离不开细胞骨架
C. 动物细胞中错误蛋白的清除需要溶酶体的参与
D. 将15N标记的氨基酸注射到细胞后,通过检测放射性可追踪错误蛋白去向
2. 肠腔中的葡萄糖经小肠上皮细胞膜上的SGLT1转运蛋白逆浓度梯度进入细胞,随后通过GLUT2转运蛋白顺浓度梯度进入组织液。当肠腔中葡萄糖浓度较高时,小肠上皮细胞吸收和输出葡萄糖主要由GLUT2参与转运。下列叙述错误的是( )
A. 转运蛋白SGLT1在介导葡萄糖转运过程中会发生构象改变
B. 转运蛋白GLUT2参与的葡萄糖跨膜转运方式是易化扩散
C. 小肠上皮细胞从肠腔中吸收葡萄糖的过程不都需要消耗能量
D. 通过SGLT1和GLUT2的作用都会降低膜两侧葡萄糖的浓度差
3. 剧烈运动后低氧条件下,肌肉细胞线粒体的乳酰化转移酶被激活,催化乳酸修饰PDHA1蛋白和CPT2蛋白,抑制丙酮酸在线粒体中继续参与细胞呼吸,进而抑制运动能力。下列说法正确的是( )
A. 乳酰化转移酶可为乳酸修饰蛋白质提供活化能
B. 抑制线粒体中乳酰化转移酶的活性可提高个体持久运动的耐力
C. 低温和高温均会破坏乳酰化转移酶的空间结构,使其不可逆失活
D. 乳酸修饰PDHA1和CPT2进而抑制运动能力的原因是ATP分解量增加
4. 关于细胞衰老的机制,目前大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说,下列有关说法正确的是( )
A. 人的成熟红细胞在衰老过程中其端粒会逐渐变短
B. 自由基攻击DNA可能导致细胞中蛋白质种类或数量发生改变
C. 过多的自由基攻击磷脂可能会损伤核糖体、内质网等细胞器
D. 若自由基攻击酪氨酸酶,会导致衰老细胞内黑色素的积累
5. 下列有关生物实验的说法正确的是( )
A. 伞藻嫁接实验和核移植实验符合单一变量原则,均可直接证明细胞核是遗传的控制中心
B. 为检测酒精生成,应向无氧组的酵母菌培养液中加入重铬酸钾
C. 纸层析法分离叶绿体色素时,以多种有机溶剂的混合物作为层析液
D. 洋葱根尖细胞有丝分裂实验中,将染色后的根尖放在载玻片上,轻轻盖上盖玻片即可观察
6. 在细胞分裂过程中,染色体的着丝粒分裂时可能会发生异常横裂,从而形成两条“等臂染色体”如图,“等臂染色体”随后会分别移向细胞两极。基因型为Aa(位于Ⅰ号染色体)的卵原细胞进行细胞分裂时,一条Ⅰ号染色体发生了异常横裂。不考虑其他突变和基因被破坏的情况,下列说法正确的是( )
A. 染色体发生异常横裂,会导致子细胞染色体结构和数目发生变异
B. 若该卵原细胞进行有丝分裂,子细胞的基因组成最多有3种可能
C. 若该卵原细胞进行减数分裂,产生卵细胞的基因组成最多有5种可能
D. 若该卵原细胞减数分裂产生的卵细胞中不含A,则第二极体的基因组成最多有6种可能
7. 将一对灰体长翅、黑体残翅果蝇杂交,子一代全为灰体长翅果蝇。用子一代雌蝇进行测交,子二代为灰体长翅:黑体残翅:灰体残翅:黑体长翅=42:42:8:8;用子一代雄蝇进行测交,子二代为灰体长翅:黑体残翅=1:1(不考虑伴性遗传)。下列叙述正确的是( )
A. 果蝇体色和翅型的遗传遵循基因的分离定律和自由组合定律
B. 子一代雄蝇的初级精母细胞在减数分裂过程中发生了染色体互换
C. 子一代雌蝇的初级卵母细胞在减数分裂过程中,约有16%发生染色体互换
D. 若将子一代的果蝇进行随机交配,子二代中灰体长翅约占71%
8. 科学技术和科学方法推动了生物学的研究与发展,下列说法正确的是( )
A. 沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构模型属于物理模型
B. 提出“基因通常是具有遗传效应的DNA片段”运用了完全归纳法
C. 艾弗里实验中向细胞提取物中加入不同的酶利用了“加法原理”
D. 萨顿提出“基因位于染色体上”这一结论运用了假说—演绎法
9. 细胞中的RNA和RNA结合蛋白质(RBPs)相互作用形成核糖核酸蛋白质(RNP)复合物。RNP复合物分布广泛,功能众多。蛋白质的生物合成过程有多种RNA分子参与,有的与对应的RNA结合蛋白质形成RNP复合物。下列关于RNP复合物的叙述,错误的是( )
A. 基因的表达过程存在RNP复合物的形成
B. 酶的合成都包括基因的转录、mRNA的加工、翻译等过程
C. 肺炎链球菌细胞内会形成大量RNA和蛋白质复合物
D. 细胞内的核糖体可看作是RNP复合物
10. 某常染色体遗传病致病基因为H,在一些个体中可因甲基化而失活(不表达),又会因去甲基化而恢复表达。由于遗传背景的差异,H基因在精子中为甲基化状态,在卵细胞中为去甲基化状态,且都在受精后被子代保留。该病的某系谱图如下,Ⅲ1的基因型为Hh,不考虑其他表观遗传效应和变异的影响,下列说法错误的是( )
A. Ⅰ1和Ⅰ2均含有甲基化的H基因
B. Ⅱ1为杂合子的概率1/2
C. Ⅱ2和Ⅱ3再生育子女的患病概率是1/3
D. Ⅲ1的h基因只能来自父亲
11. 兴奋在神经纤维上传导的过程,主要是钠钾离子跨膜运输实现的。钠离子通过离子通道内流形成的跨膜电流称为内向电流,而钾离子通过离子通道外流形成的跨膜电流则称为外向电流,如图所示兴奋在神经纤维上传导时的电流变化。下列说法正确的是( )
A. a点神经纤维没有离子的跨膜运输
B. af段神经纤维膜内钠离子均低于膜外
C. c点时神经纤维的膜电位为外正内负
D. ce段外向电流的形成需要消耗能量
12. 由肝细胞合成分泌、胆囊储存释放的胆汁属于消化液,其分泌与释放的调节方式如图所示。为研究下丘脑所在通路胆汁分泌是否受小肠Ⅰ细胞所在通路的影响,科研人员对生理状态相似的小鼠进行以下实验处理:一组小鼠不做注射处理,另一组小鼠注射CCK抗体。下列说法错误的是( )
A. 肝细胞分泌的胆汁需通过导管注入胆囊
B. 实验的检测指标应为两组小鼠的胆汁释放量
C. ACh和CCK作用于靶细胞均需要通过体液进行运输
D. 迷走神经接受下丘脑传来的刺激后,兴奋在迷走神经纤维上的传导是单向的
13. 小肠上皮L.细胞可以分泌胰高血糖素样肽-1(GLP-1),该激素有促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌、提高细胞对胰岛素的敏感性等功能。作用于L细胞的交感神经兴奋能抑制GLP-1的分泌。下列说法正确的是( )
A. 作用于L细胞的交感神经兴奋有助于血糖升高
B. 交感神经调节GLP-1分泌的方式为神经-体液调节
C. 人体中交感神经活动占优势时胃肠蠕动和消化腺的分泌活动会加强
D. GLP-1受体阻滞剂可用于治疗胰岛素分泌不足引发的糖尿病
14. 下列有关免疫细胞的说法正确的是( )
A. 人体的免疫细胞都分布在免疫器官和淋巴液中
B. 树突状细胞能够处理和呈递抗原,淋巴细胞不能呈递抗原
C. 吞噬细胞的溶酶体分解病毒与细胞毒性T细胞抵抗病毒的机制不同
D. 病毒与辅助性T细胞接触为B细胞的激活提供第二个信号
15. 蔷薇科植物的种子成熟后常处于休眠状态,需经低温处理才能萌发。研究发现,低温处理会显著降低种子内脱落酸的浓度,同时提高赤霉素的含量。下列说法正确的是( )
A. 低温处理直接破坏种皮结构,减少脱落酸积累并诱导赤霉素分泌
B. 低温处理后种子中脱落酸浓度降低,说明脱落酸只能在低温条件下合成
C. 赤霉素含量升高是种子萌发的根本原因,与基因表达无关
D. 脱落酸与赤霉素的比值降低是打破休眠、促进萌发的关键信号
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16. YBX1蛋白可与丙酮酸转运蛋白相互作用,影响细胞呼吸。科研人员对敲除了YBX1基因的小鼠细胞应用13C标记的葡萄糖示踪技术.检测到线粒体中部分物质的含量发生异常变化,且细胞的耗氧速率是正常水平的2倍。下列相关分析正确的是( )
A. 线粒体中13C标记的葡萄糖和丙酮酸的含量高于正常水平
B. 丙酮酸转运蛋白主要在线粒体内膜上和线粒体基质中
C. 若YBX1蛋白的含量增多,细胞消耗O2的速率会下降
D. 无氧条件下,细胞呼吸产生的乳酸和CO2的量会增多
17. 家蚕的性别决定方式为ZW型,其体色有斑纹和无斑纹分别由IV号常染色体上的等位基因A、a控制。科研人员通过辐射对基因型为Aa的家蚕受精卵进行处理,得到了一只雌蚕突变体。镜检发现,该雌蚕一条IV号染色体的部分片段移接到Z染色体的末端,其余部分丢失。现将这只雌蚕与基因型为Aa的雄蚕交配得F1,选取F1中有斑纹雌雄个体相互交配得F2。已知雌蚕突变体在减数分裂时,未移接的IV号常染色体随机移向一极;至少含有一条完整IV染色体的受精卵可以正常发育。不考虑其他突变和染色体互换,下列说法正确的是( )
A. 若F1中有斑纹︰无斑纹=1︰1,则说明该雌蚕中的A基因丢失
B. 若F1中有斑纹︰无斑纹=3︰1,则说明该雌蚕中的a基因移接到Z染色体上
C. 若该雌蚕中的A基因移接到Z染色体上,则F2中有斑纹︰无斑纹=5︰1
D. 若该雌蚕中的a基因丢失,则F2中a的基因频率为1/6
18. RNA特异性腺苷脱氨酶(ADAR)是最常见的RNA修饰工具。转录时ADAR的一端与DNA的特定部位结合,另一端催化mRNA特定部位的腺苷基团脱去氨基转变为胸苷,胸苷会被识别为鸟苷。当该修饰作用发生在mRNA编码区时,其翻译产生的蛋白质结构和功能可能发生变化导致生物变异。下列说法错误的是( )
A. 转录过程中游离的核糖核苷酸将被添加到已合成mRNA的5'端
B. 若修饰作用发生在终止密码子上,则相应蛋白质的结构和功能可能发生变化
C. 与修饰前的mRNA相比,修饰后的mRNA逆转录形成的DNA稳定性更高
D. ADAR对RNA修饰后引发的变异会遗传给下一代
19. 恐惧、创伤等应激刺激均会导致抗利尿激素(ADH)分泌异常增多,进而引起细胞外液渗透压降低,水分过多,超过机体特别是肾的调节能力,并产生一系列症状,该现象称为水中毒。下列说法正确的是( )
A. 正常机体能通过负反馈调节方式调节水盐平衡
B. 恐惧、创伤等应激刺激可能刺激垂体分泌更多的ADH
C. ADH异常增多,可能使患者肾小管细胞膜上水通道蛋白数量增多
D. 利用药物抑制ADH与其受体的结合,有利于缓解患者水中毒症状
20. 研究者用不同浓度的生长素类似物NAA分别在黑暗和光照条件下处理拟南芥刚萌发的种子,一段时间后测量下胚轴长度,结果如下表。下列分析错误的是( )
NAA浓度(μM)
0
0.1
1
5
10
50
下胚轴长度(mm)
黑暗
11.5
11
8.1
5
2.9
1.5
光照
1.2
1.3
1.6
2.1
2.3
1.8
A. 光照作为信号作用于特定受体,抑制下胚轴伸长生长
B. 促进拟南芥下胚轴伸长生长的NAA的最适浓度是10μM
C. 在黑暗条件下,任何浓度的NAA都会抑制下胚轴伸长生长
D. NAA和光照信号在调控下胚轴伸长生长中表现出协同作用
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 细胞膜的功能是由它的成分和结构决定,如膜上蛋白质参与细胞的生命活动。
(1)细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。磷脂分子由亲水性头部和疏水性尾部组成,虽然细胞膜的磷脂双分子层内部是疏水的,但水分子仍能跨膜运输,其原因是________。一般认为细胞膜不是静止的,而是具有流动性,其流动性主要表现为________。
(2)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时,会引起靶细胞产生相应的生理变化,这一过程体现细胞膜的功能是________。
(3)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白,对不同物质的跨膜运输起着决定性作用,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特点是________。细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞,在有呼吸抑制剂的条件下,根细胞对K+的吸收速率降低,原因是________。
(4)细胞膜上的H+-ATP酶是一种转运H+的载体蛋白,能催化ATP水解,利用ATP水解释放的能量将H+泵出细胞,导致细胞外的pH________;此过程中,H+-ATP酶作为载体蛋白在转运H+时发生的变化是________。
22. 叶绿素分子吸收光能后由基态跃升为激发态,激发态的叶绿素通过能量转移回到基态的过程称为淬灭。若激发态的叶绿素不能及时淬灭,会与环境中的氧分子作用,产生氧化性非常强的活性氧(ROS),破坏叶肉细胞的光合复合体-PSⅡ。PSⅡ是光反应的重要场所,DI蛋白是PSⅡ的核心蛋白,DI对ROS尤为敏感,极易受到破坏。损伤的DI可不断被新合成的DI取代,使PSⅡ得以修复。超氧化物歧化酶(SOD)可消除ROS,实验室中常用四氰乙烯抑制SOD的活性。
(1)光合作用时叶绿素主要吸收________光。为叶片提供18O2,产物中的葡萄糖会含18O,请写出元素18O转移的路径________(用相关物质的名称及箭头表示)。
(2)激发态的叶绿素分子在淬灭时,可将能量迅速转移至类胡萝卜素分子。激发态的类胡萝卜素不形成活性氧,因此,类胡萝卜素在光反应中的作用有________。
(3)活性氧(ROS)会和细胞中的脂质分子反应并对细胞结构造成伤害,据此分析,首先受到伤害的叶绿体结构最可能是________,作出该判断的理由是________。强光会造成叶绿体内ROS的大量累积,导致PSⅡ的修复效率下降,原因是________。
(4)为探究PSⅡ颗粒中是否存在内源性SOD,研究人员从菠菜的叶绿体中分离提纯了PSⅡ颗粒,并进行了如下实验:将含有PSⅡ颗粒的缓冲液分成甲、乙、丙三组,甲组不添加试剂,乙组添加SOD,丙组添加四氰乙烯。在强光条件下,三组的ROS测定结果如图。在实验过程中,除了光照外,还需通入________(填“O2”“CO2”或“N2”)。若甲组、乙组和丙组的ROS相对值分别为________时,说明PSⅡ颗粒中存在内源性SOD。
23. 果蝇的长翅对短翅为显性,相关基因位于染色体上,由A/a表示;有眼与无眼、灰身与黑身性状的显隐性未知,相关性状分别由基因B/b、E/e控制。三对基因均不位于Y染色体上,不考虑突变和染色体变异。
(1)现有一群黑身有眼雌果蝇和灰身有眼雄果蝇杂交,F1数量及表型如下表。
F1表型
灰身有眼雌果蝇
灰身有眼雄果蝇
灰身无眼雄果蝇
数量(只)
798
603
199
据表分析,有眼与无眼相对性状中的显性性状是________,基因B/b、E/e分别位于________染色体上。
(2)现有纯合的有眼长翅雌、雄果蝇和纯合的无眼短翅雌、雄果蝇若干。从中选用________果蝇进行杂交,若子一代________,则说明基因A/a位于X染色体上。
(3)若基因A/a位于常染色体上。现用一对纯合果蝇作亲本杂交得F1,F1雌雄相互交配得F2。因某种精子没有受精能力,导致F2灰身长翅∶灰身短翅∶黑身长翅∶黑身短翅=5∶3∶3∶1,则亲本果蝇的基因型为________,F2灰身长翅果蝇中双杂合子个体所占的比例为________。
(4)进一步研究发现,果蝇的常染色体上有性别转换基因H,隐性基因纯合(hh)时雌果蝇转化为不育雄性,但在雄果蝇中没有性转变效应。将某亲代无眼雌果蝇与有眼雄果蝇杂交得F1,F1果蝇中雌∶雄=1∶3。F1中雌性果蝇的基因型为________。让F1中雌雄果蝇自由交配得到F2,F2中雌果蝇所占的比例为________,F2有眼雄果蝇中可育果蝇的比例为________。
24. 肠道菌群通过“肠—脑轴”显著影响抑郁症的发生和发展,菌群调控可能成为未来抑郁症治疗的补充手段。为验证肠道菌群通过“肠—脑轴”影响抑郁症的假说,研究人员设计了甲、乙、丙三组实验。
甲组:将抑郁症患者的粪便菌群移植到健康小鼠的肠道内;
乙组:将健康志愿者的粪便菌群移植到另一组健康小鼠的肠道内;
丙组:将甲组小鼠培养一段时间后再补充双歧杆菌制剂(每日灌胃)。
所有小鼠均接受相同的应激处理(如禁食、昼夜颠倒等),持续3周后,检测强迫游泳实验不动时间(抑郁行为越严重不动时间越长)、5-羟色胺水平、肠道菌群中厚壁菌门与拟杆菌门的比例(健康菌群中厚壁菌门比例较高),结果如下表。
组别
厚壁菌门与拟杆菌门的比例
5-羟色胺水平(ng/g)
不动时间(秒)
甲组
0.5
60
220
乙组
2.8
95
130
丙组
2.0
85
150
(1)副交感神经在“肠—脑轴”中发挥重要作用,当人处于安静状态时,副交感神经的活动占据优势,胃肠的蠕动和消化液的分泌会________(填“增强”或“减弱”)。5-羟色胺是一种神经递质,神经递质在神经元之间传递信号,在这个过程中突触前膜发生的变化有________。传递信号后,神经递质会被________,以免持续发挥作用。
(2)实验结果表明,抑郁症患者的粪便菌群进入小鼠肠道后,会________(填“加重”或“减缓”)小鼠的抑郁行为。研究表明,膳食纤维不能被人体消化吸收,但多摄入膳食纤维却有助于缓解抑郁症,据实验结果推测,可能的原因是________。
(3)若要进一步探究“肠—脑轴”是通过迷走神经影响小鼠的抑郁行为,需要增设一个实验组,该实验组的设计思路是________。
25. 针灸是中国传统医学中独具特色的疗法之一,可通过针刺身体特定部位调节机体的生理状态从而达到治疗疾病的目的。
(1)针灸或电针刺激足三里穴位,穴位在被针刺时感到疼痛,但并不会缩回,这属于________反射。针灸或电针刺激足三里穴位都能引起肾上腺分泌的去甲肾上腺素、肾上腺素增加,该过程属于________调节。利用针刺激穴位时,一般不会流血。若出现血肿现象,则原因可能是________。
(2)细菌内毒素(LPS)可与免疫细胞表面受体结合,介导免疫细胞分泌炎症因子TNF,引发小鼠全身炎症反应。为了揭示针灸疗法缓解炎症反应的生理机制,研究人员构建P受体感觉神经元缺失的模型小鼠P'。分别给正常小鼠和P'小鼠注射LPS,之后用0.5mA电针刺激小鼠ST36(足三里穴位),检测TNF含量。据图结果可知,电针刺激小鼠ST36,可缓解LPS引发的炎症反应,该作用效果依赖于具有P受体的感觉神经元,做出判断的依据是________。
(3)膈下迷走神经属于副交感神经,交感神经和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的,其意义是________。膈下迷走神经作为传出神经参与P受体感觉神经元介导的缓解炎症反应。科研人员构建了光敏蛋白高表达于P受体感觉神经元的小鼠PC(光敏蛋白接受光刺激后Ca2+内流引起神经元兴奋)。为进一步证实抗炎症反应依赖P受体感觉神经元且与迷走神经有关,请从a~i中选择合适字母填入下表①~④中。
组别
实验材料
处理1
检测迷走神经动作电位频率
处理2
处理3
检测
甲组
正常小鼠
②
极低
甲1:③
注射LPS后,再进行同②的处理
TNF含量
甲2:假手术
注射④,其他处理同上
乙组
①
同上
高
乙1:同甲1组
同甲1组
乙2:同甲2组
同甲2组
a.正常小鼠 b.P' c.PC d.电刺激ST36 e.光照刺激ST36 f.切断迷走神经 g.破坏神经中枢 h.LPS i.生理盐水
①________;②________;③________;④________,预期实验结果________。
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