内容正文:
广州市实验外语学校2007届10月月考生物试题
1. 顺德双皮奶是省级非遗美食,主要原料是水牛奶、鸡蛋清和白糖。下列叙述正确的是( )
A. 水牛奶中含有Ca、P、Zn、Cu等大量元素
B. 水牛奶的脂肪可被苏丹Ⅲ染成橘黄色
C. 加热会使双皮奶中的蛋白质肽键断裂
D. 双皮奶中的白糖可作为还原糖检测的材料
2. 下列关于细胞结构与功能的叙述,正确的是( )
A. 细胞膜的功能特性是具有一定的流动性,这是细胞间信息交流的基础
B. 线粒体是细胞的“动力车间”,葡萄糖在线粒体中被彻底氧化分解
C. 溶酶体含有水解酶,能分解受损细胞器,杀死侵入细胞的病毒或细菌
D. 核仁是遗传信息库,与rRNA的合成以及核糖体的形成密切相关
3. 海洋是生命的摇篮。深海热泉周围存在一类具有细胞结构、能够独立生存的特殊微生物,它们不是真核生物,也不属于典型的原核生物。下列关于该类生物的推测,合理的是( )
A. 该生物依赖叶绿体进行光合作用
B. 细胞内酶的最适温度比常见生物体的高
C. 具有生物膜,可通过自由扩散跨膜运输无机盐
D. 没有染色体和核糖体
4. 洋葱表皮细胞的质膜紧贴细胞壁。欲知某荧光标记的蛋白质是否定位于细胞膜上,可使细胞质壁分离后再观察。下列分析正确的是( )
A. 质壁分离过程中,细胞液的渗透压逐渐减小
B. 原生质层比细胞壁的伸缩性小是质壁分离的原因之一
C. 紫色洋葱鳞片叶的内表皮在高渗溶液中不发生质壁分离
D. 可利用纤维素酶和果胶酶制备原生质体后进行荧光观察
5. 红型叶绿素是光系统Ⅰ(PSI)中的叶绿素a二聚体,仅能吸收远红光。深海海草PSI相关蛋白的氨基酸位点改变,丧失了红型叶绿素,同时PSI捕光面积增大,可适应深海弱光。下列叙述正确的是( )
A. 选用无水乙醇提取并分离海草叶片中的光合色素
B. PSI分布在叶绿体基质,可完成光反应的能量转化
C. 海草丧失红型叶绿素后无法吸收远红光和蓝紫光
D. 海草红型叶绿素丧失的根本原因是发生基因突变
6. 谷草转氨酶(AST)在肝脏内发生转氨基作用产生氨基酸,其代谢产物在细胞内参与丙酮酸氧化脱羧进而分解为二氧化碳的过程。临床上可以测定血浆中AST酶活力辅助诊断肝功能情况。下列分析错误的是( )
A. AST转氨基作用可生成机体代谢所需要的必需氨基酸
B. 推测AST存在于线粒体中,主要影响有氧呼吸第二阶段
C. 血浆中AST含量明显升高说明肝细胞可能破裂损伤
D. AST既是细胞外液的成分,又是细胞内液的成分
7. 野生菌裸盖菇含有神经毒素赛洛西宾,其结构与神经递质5-羟色胺(5-HT)相近,可结合大脑突触后膜的5-HT受体,过度激活神经通路,使人产生幻觉。下列叙述正确的是( )
A. 赛洛西宾阻断了神经信号的传递
B. 后膜上形成外正内负的动作电位
C. 中毒后幻觉的产生与大脑皮层有关
D. 服用促进5-HT释放的药物可以解毒
8. 幽门螺杆菌(HP)定植于人体胃黏膜,是慢性胃炎、消化性溃疡的主要致病因子。HP可产生脲酶分解尿素生成氨,在菌体周围形成“氨云”以抵御胃酸;其分泌的VacA毒素可通过受体介导的内吞进入胃上皮细胞,引发细胞凋亡;毒素还会损伤巨噬细胞,抑制辅助性T细胞的活化,从而对机体造成危害。下列叙述正确的是( )
A. 可以用放射性15N标记尿素,HP携带者可检测到放射性氨
B. 毒素损伤巨噬细胞,会阻止B细胞对HP抗原的识别
C. HP感染引发的胃上皮细胞凋亡,属于机体免疫自稳功能异常的表现
D. 毒素可使患者辅助性T细胞释放的细胞因子减少,削弱机体的特异性免疫
9. 为了验证“植物主茎顶芽产生的生长素能够抑制侧芽生长”,某同学进行了以下实验:选取健壮、生长状态一致的幼小植株,分为甲、乙、丙、丁4组,四组植株顶芽处理如下图所示,在相同的适宜条件下培养一段时间。下列叙述错误的是( )
A. 各组植株侧芽的预期生长情况为:甲、丁组生长;乙、丙组生长受抑制
B. 比较甲组与乙组的预期结果,能够说明顶芽生长抑制侧芽的生长
C. 比较乙组和丙组的预期结果,能够说明琼脂块对侧芽生长没有影响
D. 比较丙组和丁组的预期结果,能够说明对侧芽生长起抑制作用的是生长素
10. 佛山西樵山国家森林公园栖息着半野生猕猴、玉带凤蝶、鸟类等多种生物,生态系统相对稳定。下列叙述错误的是( )
A. 公园里群落的外貌和结构随季节变化而变化
B. 西樵山国家森林公园的各种动植物及微生物构成一个稳定的生态系统
C. 可采用样方法调查玉带凤蝶卵的种群密度
D. 鸟类的垂直分层与植物的分层有密切关系
11. 研究人员利用万寿菊防治早稻害虫,调查了早稻种植期内的害虫及害虫天敌数量,实验分组和结果如图所示。下列分析错误的是( )
A. 万寿菊可通过增加天敌数量实现害虫防控
B. 三种处理方法对害虫控制的效果基本一致
C. 为实现可持续的害虫防控,应优先选择T4方法
D. 不同种类的害虫天敌会因生态位的重叠导致种间竞争
12. 粤东地区推广“稻稻油”(早稻-晚稻-冬油菜)一年三熟轮作模式,将冬闲田种植油菜。油菜秸秆还田,作为绿肥节省了氮肥投入,实现生态与经济双赢。下列叙述正确的是( )
A. 该模式提高了光能利用率,提高了流入农田生态系统的总能量
B. 通过秸秆还田,秸秆中的能量被水稻同化,实现能量循环利用
C. 通过秸秆还田,秸秆中的有机物被水稻同化,实现物质循环利用
D. 该轮作模式提高了生态系统的能量传递效率
13. 鼠兔和牦牛是青藏高原重要的草食动物,分析粪便中叶绿体rbcL基因序列可判定它们的食物组成。不同牦牛放牧强度下,两者的食物重叠度指数和牦牛食物中优势禾草占比如图。下列叙述正确的是( )
A. 牦牛与鼠兔食物种类的判定利用了染色体上遗传信息的特异性
B. 放牧强度为a时,牦牛与鼠兔的食物重叠度指数高,二者竞争激烈
C. 放牧强度高于b时,牦牛与鼠兔食物生态位分化程度随放牧强度增大而升高
D. 随牦牛放牧强度增大,鼠兔食物中优势禾草的占比持续增大
14. 黄瓜的花有雌花、雄花和两性花,但只有雌花能够结出商品瓜。我国科学家发现基因ARF3在雌花形成过程中起重要作用,如图。下列叙述错误的是( )
A. 乙烯作为信号分子,调控基因表达影响花的分化
B. IAA既可激活ARF3促进心皮发育,也可启动基因4表达
C. 对ARF3缺失突变体补喷乙烯利,可促进雌花形成
D. 低温影响雌花形成,体现了基因与环境共同调节植物生长发育
15. 果肉细胞中,液泡膜上的质子泵消耗ATP将H+运入液泡,转运蛋白TST可利用H+浓度梯度在运输H+的同时将蔗糖运入液泡储存,增加果实甜度。下列叙述错误的是( )
A. 质子泵是一种载体蛋白,也是一种能催化ATP水解的酶
B. 质子泵在运输H+的过程中空间结构会发生变化
C. TST运输蔗糖的方向和其运输H+的方向相同
D. 抑制细胞呼吸,会间接降低TST转运蔗糖的速率
16. 研究发现,长期处于高温环境可能通过下丘脑形成持久“记忆”而改变机体代谢平衡,是全球变暖背景下代谢疾病流行的关键成因。下图为热应激对机体稳态的长期“编程”作用的分子机制及外周干预方法。下列分析正确的是( )
A. 神经胶质细胞在“皮肤-下丘脑”轴中起接收信号、储存“记忆”的核心作用
B. 神经胶质细胞分泌-氨基丁酸影响催产素能神经元活性,属于神经-体液调节
C. 推测ALKBH1属于甲基化酶,热应激通过影响神经细胞基因序列而改变代谢
D. 相比于外周干预,减弱热应激代谢失衡从中枢干预副作用会更小、效果更好
17. 近年来,倒春寒的发生频率和强度呈上升趋势,成为制约小麦优质高产的主要胁迫因子。探究小麦抵御低温的机制和低温胁迫后影响光合作用恢复的因素,对保障粮食安全具有重要意义。研究人员将小麦幼苗放入低温环境培养一段时间后,再进行室温恢复培养,检测相关指标如表所示。回答下列问题:
相关指标
叶绿素(mg·L-1)
净光合速率(μmol·m-2·s-1)
低温处理前
12.35
270.3
低温培养72 h
5.38
75.52
室温恢复培养72 h
14.12
180.64
(1)测定叶绿体中的叶绿素含量时,应先对绿叶中的叶绿素进行提取,提取叶绿素常用的试剂是__________,加入碳酸钙的作用是__________。
(2)叶绿素主要吸收__________光,叶绿素吸收的光能转化为化学能储存在__________中,为暗反应提供能量。
(3)据表可知,室温恢复培养72 h,小麦叶绿素含量高于低温处理前,但是净光合速率仍然低于初始水平;研究人员进一步探究发现,低温会诱导小麦细胞产生大量的活性氧,攻击生物膜系统。据此推测,室温恢复培养72 h后小麦光合速率仍相对较低的原因是____________________。
(4)低温胁迫下,脱落酸(ABA)含量升高可有效减少低温损伤。研究人员对两组生长状况相同且经低温处理的小麦幼苗分别外施等量的ABA溶液和蒸馏水,检测其叶片组织中SOD(抗氧化酶,能清除活性氧)的活性,结果如下图所示。
①据图分析,哪一组是用ABA溶液处理的,并简述理由_______________________。
②为验证“ABA是通过提高SOD活性缓解低温引起的损伤”,研究人员增设C组:对生长状况相同且经低温处理的小麦施加等量的__________(填字母)
可供选择试剂:a.蒸馏水 b.ABA溶液 c.ABA受体特异性拮抗剂 d.SOD特异性抑制剂
18. “稻—萍—鸭”是广东省立体农业模式之一,该模式将水稻种植、红萍培养和鸭子养殖三者有机结合在一起。其中红萍是一种小型浮水植物,其叶片中的鱼腥藻能将空气中的氮气转化为含氮化合物,从而为红萍提供氮素营养。这种种养模式既减少了田间杂草和害虫,又能做到水稻增产、红萍鸭粪肥田、肉蛋产品输出。回答下列问题:
(1)鸭子可以取食水稻的部分下部叶片,从植物光合作用和呼吸作用的关系分析,这一取食行为有利于水稻增产的原因是__________________________________。
(2)请分析“稻—萍—蛙”立体农业模式中的种间关系(写出三种,书写模式为“某生物和某生物的某种种间关系”):_________________。
(3)稻飞虱是常见的稻田害虫,请写出影响稻飞虱种群数量的三个密度制约因素:_________________。
(4)红萍和水稻都是绿色植物,但红萍使水稻产量不降反增,从生态位和物质循环的角度分析原因:____________________________________________________________________。
(5)除“稻—萍—蛙”立体农业外,“稻—萍—鱼”立体养殖也是常见的农业生态模式,研究人员调查了其第一、二营养级的能量流动情况如表(净同化量是指用于生长、发育、繁殖的能量,单位:J·cm-2·a-1)。
项目
净同化量
呼吸消耗量
流向分解者
未利用
人工输入
第一营养级
276
150
26
214
0
第二营养级
54.2
31.8
6.2
30
50
流经该生态系统的总能量是_________________;第一营养级到第二营养级的能量传递效率是_________________。
19. 当前处理厨余垃圾的方式有直接丢弃、与其他垃圾混合处理,这样处理不仅造成资源浪费,也加重了环境负担。蚯蚓的体表可分泌黏液,使皮肤保持湿润,利用皮肤和外界进行气体交换。某兴趣小组尝试设计“蚯蚓塔”解决该问题。“蚯蚓塔”是通过吸引土壤中的蚯蚓分解厨余垃圾并产出蚯蚓粪的埋地管,工作原理如下图。
回答下列问题:
(1)蚯蚓将厨余垃圾中的有机物分解为无机物,这些无机物可被生产者重新利用,这体现了生态系统的_________________功能。
(2)蚯蚓塔采用不透明PVC管制作,在顶部给蚯蚓塔加盖子,从蚯蚓生活习性的角度分析,这样选材和设计的目的是_________________。(答出两点即可)
(3)土壤中的重金属、难以降解的残留农药等物质可通过蚯蚓体表被蚯蚓吸收,并累积在体内造成_________________现象。
(4)为研究不同类别的厨余垃圾对蚯蚓生存的影响,兴趣小组向2个装置中分别投入等量不同类别的厨余垃圾,在相同且适宜条件下运行一段时间,结果如下表所示:
装置
投入垃圾类别(主要成分)
蚯蚓存活率
1号
菜叶、果皮(纤维素)
97%
2号
肉类(脂肪、较高食盐)
32%
结果显示,2号装置蚯蚓存活率显著低于1号,可能的原因是_________________。(答出两点即可)
(5)在社区绿化带、城市公园内安放蚯蚓塔的意义有_________________。(答出两点即可)
20. 慢性应激会导致体内糖皮质激素(GC)水平升高,进而造成免疫失调及行为异常,调控过程如图所示。
回答下列问题:
(1)GC分泌的过程存在分级调节,是通过__________轴来进行的。分级调节可逐级放大激素的调节效应,表明激素调节具有__________特点。
(2)研究发现,慢性应激导致下丘脑GC受体表达下降,据此分析,慢性应激导致体内GC水平升高的原因是__________。
(3)通过束缚处理(每日束缚4小时,连续21天)可构建慢性应激模型小鼠。为证明慢性应激造成免疫细胞分泌细胞因子F过量,进而导致小鼠行为异常(糖水偏好率下降),研究人员以正常小鼠、免疫细胞F基因敲除小鼠(F表达量低,糖水偏好率处于正常水平)为材料进行实验,具体如下表。完善表中的实验处理与实验结果。
组别
处理方法
实验结果
甲组
正常小鼠+无束缚处理
细胞因子F含量正常、糖水偏好率正常
乙组
正常小鼠+束缚处理
__________
丙组
__________
细胞因子F含量较低、糖水偏好率接近甲组
(4)依据上述研究,为缓解慢性应激造成的免疫失调及行为异常提出一项治疗建议:__________。
21. 番茄是我国栽培面积最大的蔬菜,红光可通过多种途径参与其逆境响应。回答以下问题:
(注:相对电导率可反映细胞膜受损程度,盐害越重,相对电导率越高)
(1)植物细胞中光敏色素的化学本质是_________________。光敏色素感受红光信号后会抑制ABA(脱落酸)合成基因的表达,能缓解盐胁迫下ABA含量过高造成的_________________,进而维持光合效率。
(2)光敏色素互作因子(SIPIF)是光信号与逆境响应的核心物质。为探究红光条件、SIPIF与番茄耐盐性之间的关系,科研人员以番茄野生型(WT)、SIPIF突变体(KO)和SIPIF过表达体(OE)为材料,在不同条件下进行实验。结果如图1、图2所示。根据实验结果可推测:____________________________________________________________________。
(3)研究人员提出:SIPIF可能通过影响细胞中海藻糖(具有吸水保水功能)的合成,进而影响植物耐盐性。为此研究人员检测海藻糖合成的关键基因TPS的表达量,结果如图3。请结合以上实验结果,在图4中完善红光调节番茄耐盐性的分子机制_______________(括号内填“+”代表促进/“-”代表抑制,横线上填“↑”代表升高/“↓”代表下降)。
(4)综上所述,植物生长发育的调控是由_____________________________________________共同完成的。
(5)请基于以上研究内容,从环境调控和基因编辑技术角度提出提高番茄耐盐性的思路:①从环境调控角度,______________________________;②从基因编辑技术角度,______________________________。
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广州市实验外语学校2007届10月月考生物试题
1. 顺德双皮奶是省级非遗美食,主要原料是水牛奶、鸡蛋清和白糖。下列叙述正确的是( )
A. 水牛奶中含有Ca、P、Zn、Cu等大量元素
B. 水牛奶的脂肪可被苏丹Ⅲ染成橘黄色
C. 加热会使双皮奶中的蛋白质肽键断裂
D. 双皮奶中的白糖可作为还原糖检测的材料
【答案】B
【解析】
【详解】A、细胞内的大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg,Zn、Cu属于微量元素,A错误;
B、脂肪可与苏丹Ⅲ染液发生颜色反应,被染成橘黄色,B正确;
C、加热会使蛋白质的空间结构被破坏而发生变性,但肽键不会断裂,C错误;
D、白糖的主要成分为蔗糖,蔗糖属于非还原糖,无法作为还原糖检测的实验材料,D错误。
2. 下列关于细胞结构与功能的叙述,正确的是( )
A. 细胞膜的功能特性是具有一定的流动性,这是细胞间信息交流的基础
B. 线粒体是细胞的“动力车间”,葡萄糖在线粒体中被彻底氧化分解
C. 溶酶体含有水解酶,能分解受损细胞器,杀死侵入细胞的病毒或细菌
D. 核仁是遗传信息库,与rRNA的合成以及核糖体的形成密切相关
【答案】C
【解析】
【详解】A、细胞膜的结构特性是具有一定的流动性,功能特性是选择透过性,A错误;
B、葡萄糖首先在细胞质基质中被分解为丙酮酸,丙酮酸才能进入线粒体被彻底氧化分解,线粒体不能直接分解葡萄糖,B错误;
C、溶酶体被称为“消化车间”,内部含有多种水解酶,能够分解衰老、损伤的细胞器,还可以吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌,C正确;
D、细胞核是遗传信息库,核仁的功能是与rRNA的合成以及核糖体的形成有关,核仁不是遗传信息库,D错误。
3. 海洋是生命的摇篮。深海热泉周围存在一类具有细胞结构、能够独立生存的特殊微生物,它们不是真核生物,也不属于典型的原核生物。下列关于该类生物的推测,合理的是( )
A. 该生物依赖叶绿体进行光合作用
B. 细胞内酶的最适温度比常见生物体的高
C. 具有生物膜,可通过自由扩散跨膜运输无机盐
D. 没有染色体和核糖体
【答案】B
【解析】
【详解】A、叶绿体是真核生物特有的细胞器,该生物不是真核生物,A错误;
B、深海热泉周围温度较高,该生物可在此环境正常生存,因此其细胞内酶的最适温度比常见生物体的高,B正确;
C、无机盐跨膜运输的方式为主动运输或协助扩散,无法通过自由扩散进行跨膜运输,C错误;
D、该生物是原核生物,不存在染色体,D错误。
4. 洋葱表皮细胞的质膜紧贴细胞壁。欲知某荧光标记的蛋白质是否定位于细胞膜上,可使细胞质壁分离后再观察。下列分析正确的是( )
A. 质壁分离过程中,细胞液的渗透压逐渐减小
B. 原生质层比细胞壁的伸缩性小是质壁分离的原因之一
C. 紫色洋葱鳞片叶的内表皮在高渗溶液中不发生质壁分离
D. 可利用纤维素酶和果胶酶制备原生质体后进行荧光观察
【答案】D
【解析】
【详解】A、质壁分离过程中细胞不断失水,细胞液浓度升高,渗透压随浓度升高而逐渐增大,A错误;
B、质壁分离的内因是原生质层的伸缩性比细胞壁大,B错误;
C、紫色洋葱鳞片叶内表皮是具有大液泡的成熟植物细胞,在高渗溶液中会发生质壁分离,但其液泡不含色素不易观察到质壁分离现象,C错误;
D、植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,使用纤维素酶和果胶酶可专一性分解细胞壁获得原生质体,原生质体的最外层即为细胞膜,可通过观察荧光分布判断蛋白质是否定位在细胞膜上,D正确。
5. 红型叶绿素是光系统Ⅰ(PSI)中的叶绿素a二聚体,仅能吸收远红光。深海海草PSI相关蛋白的氨基酸位点改变,丧失了红型叶绿素,同时PSI捕光面积增大,可适应深海弱光。下列叙述正确的是( )
A. 选用无水乙醇提取并分离海草叶片中的光合色素
B. PSI分布在叶绿体基质,可完成光反应的能量转化
C. 海草丧失红型叶绿素后无法吸收远红光和蓝紫光
D. 海草红型叶绿素丧失的根本原因是发生基因突变
【答案】D
【解析】
【详解】A、无水乙醇可用于提取光合色素,但分离光合色素需使用层析液(纸层析法),A错误;
B、光系统Ⅰ(PSI)参与光反应过程,分布在叶绿体的类囊体薄膜上,叶绿体基质是暗反应的场所,B错误;
C、红型叶绿素仅能吸收远红光,海草还存在其他光合色素(如普通叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素等),可吸收蓝紫光,因此丧失红型叶绿素后仍可吸收蓝紫光,C错误;
D、红型叶绿素丧失的直接原因是PSI相关蛋白的氨基酸位点改变,蛋白质的氨基酸序列由基因决定,因此根本原因是相关基因发生了基因突变,D正确。
6. 谷草转氨酶(AST)在肝脏内发生转氨基作用产生氨基酸,其代谢产物在细胞内参与丙酮酸氧化脱羧进而分解为二氧化碳的过程。临床上可以测定血浆中AST酶活力辅助诊断肝功能情况。下列分析错误的是( )
A. AST转氨基作用可生成机体代谢所需要的必需氨基酸
B. 推测AST存在于线粒体中,主要影响有氧呼吸第二阶段
C. 血浆中AST含量明显升高说明肝细胞可能破裂损伤
D. AST既是细胞外液的成分,又是细胞内液的成分
【答案】A
【解析】
【详解】A、必需氨基酸是人体细胞不能合成、必须从外界环境中直接获取的氨基酸,转氨基作用只能合成非必需氨基酸,无法生成必需氨基酸,A错误;
B、丙酮酸氧化脱羧并分解为二氧化碳的过程属于有氧呼吸第二阶段,发生在线粒体基质中,因此可推测AST存在于线粒体中,主要影响有氧呼吸第二阶段,B正确;
C、AST主要存在于肝细胞内,正常情况下血浆中AST含量很低,若血浆中AST含量明显升高,说明肝细胞可能破裂损伤,将AST释放到血浆中,这也是该酶可辅助诊断肝功能的原理,C正确;
D、AST正常情况下主要位于细胞内,属于细胞内液的成分,血浆(属于细胞外液)中也存在少量AST,因此AST既是细胞外液的成分,又是细胞内液的成分,D正确。
7. 野生菌裸盖菇含有神经毒素赛洛西宾,其结构与神经递质5-羟色胺(5-HT)相近,可结合大脑突触后膜的5-HT受体,过度激活神经通路,使人产生幻觉。下列叙述正确的是( )
A. 赛洛西宾阻断了神经信号的传递
B. 后膜上形成外正内负的动作电位
C. 中毒后幻觉的产生与大脑皮层有关
D. 服用促进5-HT释放的药物可以解毒
【答案】C
【解析】
【详解】A、题干明确说明赛洛西宾可过度激活神经通路,并未阻断神经信号传递,A错误;
B、动作电位的电位表现是外负内正,外正内负是静息电位的特征,B错误;
C、大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢,感觉、意识、幻觉等的产生都与大脑皮层有关,C正确;
D、服用促进5-HT释放的药物会使更多5-HT结合受体,进一步过度激活神经通路,加重中毒症状,无法解毒,D错误。
8. 幽门螺杆菌(HP)定植于人体胃黏膜,是慢性胃炎、消化性溃疡的主要致病因子。HP可产生脲酶分解尿素生成氨,在菌体周围形成“氨云”以抵御胃酸;其分泌的VacA毒素可通过受体介导的内吞进入胃上皮细胞,引发细胞凋亡;毒素还会损伤巨噬细胞,抑制辅助性T细胞的活化,从而对机体造成危害。下列叙述正确的是( )
A. 可以用放射性15N标记尿素,HP携带者可检测到放射性氨
B. 毒素损伤巨噬细胞,会阻止B细胞对HP抗原的识别
C. HP感染引发的胃上皮细胞凋亡,属于机体免疫自稳功能异常的表现
D. 毒素可使患者辅助性T细胞释放的细胞因子减少,削弱机体的特异性免疫
【答案】D
【解析】
【详解】A、15N是稳定同位素,不具有放射性,无法检测到放射性氨,A错误;
B、B细胞可直接识别HP抗原,不需要依赖巨噬细胞的抗原呈递,因此损伤巨噬细胞不会阻止B细胞对HP抗原的识别,B错误;
C、免疫自稳功能异常会引发自身免疫病,HP分泌毒素诱导胃上皮细胞凋亡是病原体的直接致病作用,不属于免疫自稳功能异常,C错误;
D、辅助性T细胞活化后可释放细胞因子,参与调控体液免疫和细胞免疫过程,毒素抑制辅助性T细胞活化,会使细胞因子释放减少,削弱机体特异性免疫,D正确。
9. 为了验证“植物主茎顶芽产生的生长素能够抑制侧芽生长”,某同学进行了以下实验:选取健壮、生长状态一致的幼小植株,分为甲、乙、丙、丁4组,四组植株顶芽处理如下图所示,在相同的适宜条件下培养一段时间。下列叙述错误的是( )
A. 各组植株侧芽的预期生长情况为:甲、丁组生长;乙、丙组生长受抑制
B. 比较甲组与乙组的预期结果,能够说明顶芽生长抑制侧芽的生长
C. 比较乙组和丙组的预期结果,能够说明琼脂块对侧芽生长没有影响
D. 比较丙组和丁组的预期结果,能够说明对侧芽生长起抑制作用的是生长素
【答案】A
【解析】
【详解】A、植物主茎顶芽产生的生长素能够抑制侧芽生长,预期生长情况应为甲、丁组侧芽生长受抑制,乙、丙组侧芽生长,A错误;
B、甲组保留顶芽、乙组去除顶芽,单一变量为是否有顶芽,对比结果可说明顶芽生长会抑制侧芽的生长,B正确;
C、乙组无琼脂块、丙组放置空白琼脂块,单一变量为是否有空白琼脂块,两组侧芽均生长,说明琼脂块对侧芽生长无影响,C正确;
D、丙组放不含生长素的琼脂块、丁组放含生长素的琼脂块,单一变量为琼脂块是否含生长素,丁组侧芽受抑制、丙组侧芽生长,可说明对侧芽生长起抑制作用的是生长素,D正确。
10. 佛山西樵山国家森林公园栖息着半野生猕猴、玉带凤蝶、鸟类等多种生物,生态系统相对稳定。下列叙述错误的是( )
A. 公园里群落的外貌和结构随季节变化而变化
B. 西樵山国家森林公园的各种动植物及微生物构成一个稳定的生态系统
C. 可采用样方法调查玉带凤蝶卵的种群密度
D. 鸟类的垂直分层与植物的分层有密切关系
【答案】B
【解析】
【详解】A、群落具有季节动态的特征,外貌和结构会随季节变化发生规律性改变,A正确;
B、生态系统由生物群落和非生物的物质和能量共同组成,动植物、微生物等生物成分仅能构成群落,缺少非生物的物质和能量,不能构成生态系统,B错误;
C、玉带凤蝶卵活动能力极弱、活动范围极小,符合样方法的调查适用条件,C正确;
D、植物的垂直分层为鸟类提供了多样的食物和栖息空间,因此鸟类的垂直分层依赖于植物的分层,D正确。
11. 研究人员利用万寿菊防治早稻害虫,调查了早稻种植期内的害虫及害虫天敌数量,实验分组和结果如图所示。下列分析错误的是( )
A. 万寿菊可通过增加天敌数量实现害虫防控
B. 三种处理方法对害虫控制的效果基本一致
C. 为实现可持续的害虫防控,应优先选择T4方法
D. 不同种类的害虫天敌会因生态位的重叠导致种间竞争
【答案】B
【解析】
【详解】A、对比对照组T1和T2组,种植万寿菊后害虫天敌的相对数量明显上升,早稻害虫相对数量显著下降,说明万寿菊可通过增加天敌数量实现害虫防控,A正确;
B、T2、T4组害虫天敌数量高,可通过生物防治长期抑制害虫数量;T3组仅依靠万寿菊提取物短期压低害虫数量,且害虫天敌数量少,后续害虫易再次爆发,三种处理的害虫防控效果并不一致,B错误;
C、T4处理既可以有效降低当前害虫数量,又能维持较高的害虫天敌数量,可实现长期可持续的害虫防控,应优先选择该方法,C正确;
D、不同种类的害虫天敌如果生态位重叠,会竞争相同的食物、栖息空间等资源,存在种间竞争关系,D正确。
12. 粤东地区推广“稻稻油”(早稻-晚稻-冬油菜)一年三熟轮作模式,将冬闲田种植油菜。油菜秸秆还田,作为绿肥节省了氮肥投入,实现生态与经济双赢。下列叙述正确的是( )
A. 该模式提高了光能利用率,提高了流入农田生态系统的总能量
B. 通过秸秆还田,秸秆中的能量被水稻同化,实现能量循环利用
C. 通过秸秆还田,秸秆中的有机物被水稻同化,实现物质循环利用
D. 该轮作模式提高了生态系统的能量传递效率
【答案】A
【解析】
【详解】A、该模式将原本闲置的冬闲田种植油菜,一年三熟的模式延长了光合作用时间,提高了光能利用率,流入农田生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能,增加了一季生产者固定的能量,因此流入农田生态系统的总能量提高,A正确;
B、生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减的特点,无法循环利用,秸秆中的能量会被分解者分解以热能形式散失,水稻不能同化秸秆中的能量,B错误;
C、水稻是自养生物,只能吸收无机盐等无机物,无法直接同化秸秆中的有机物,秸秆的有机物需要经分解者分解为无机物后才能被水稻吸收利用,C错误;
D、能量传递效率是相邻两个营养级之间同化量的比值,通常稳定在10%~20%,轮作模式只能提高能量的利用率(使更多能量流向对人类有益的部分),不能提高能量传递效率,D错误。
13. 鼠兔和牦牛是青藏高原重要的草食动物,分析粪便中叶绿体rbcL基因序列可判定它们的食物组成。不同牦牛放牧强度下,两者的食物重叠度指数和牦牛食物中优势禾草占比如图。下列叙述正确的是( )
A. 牦牛与鼠兔食物种类的判定利用了染色体上遗传信息的特异性
B. 放牧强度为a时,牦牛与鼠兔的食物重叠度指数高,二者竞争激烈
C. 放牧强度高于b时,牦牛与鼠兔食物生态位分化程度随放牧强度增大而升高
D. 随牦牛放牧强度增大,鼠兔食物中优势禾草的占比持续增大
【答案】B
【解析】
【详解】A、判定食物种类依据的是叶绿体的rbcL基因,叶绿体基因位于细胞质中,不在染色体上,A错误;
B、放牧强度为a时,二者食物重叠度指数最高,说明食物种类重合度高,对食物资源的竞争最激烈,B正确;
C、放牧强度高于b时,随放牧强度增大,食物重叠度指数升高,说明二者食物生态位更相似,分化程度降低,C错误;
D、题图仅给出牦牛食物中优势禾草的占比变化,没有鼠兔食物组成的相关数据,无法得出鼠兔食物中优势禾草占比的变化趋势,D错误。
14. 黄瓜的花有雌花、雄花和两性花,但只有雌花能够结出商品瓜。我国科学家发现基因ARF3在雌花形成过程中起重要作用,如图。下列叙述错误的是( )
A. 乙烯作为信号分子,调控基因表达影响花的分化
B. IAA既可激活ARF3促进心皮发育,也可启动基因4表达
C. 对ARF3缺失突变体补喷乙烯利,可促进雌花形成
D. 低温影响雌花形成,体现了基因与环境共同调节植物生长发育
【答案】C
【解析】
【详解】A、乙烯是植物激素,属于信号分子,由题图通路可知其可通过调控相关基因的表达影响花的分化,A正确;
B、由题图可知,IAA可作用于ARF3,进而促进基因2表达推动心皮发育,同时心皮产生的IAA可启动基因4表达,B正确;
C、ARF3缺失突变体中,乙烯→IAA→ARF3的下游调控通路被阻断,补喷乙烯利也无法完成后续促进心皮发育的过程,不能促进雌花形成,C错误;
D、低温是环境因素,可通过调控基因3的表达参与雌花形成的调控,体现了基因与环境共同调节植物的生长发育,D正确。
15. 果肉细胞中,液泡膜上的质子泵消耗ATP将H+运入液泡,转运蛋白TST可利用H+浓度梯度在运输H+的同时将蔗糖运入液泡储存,增加果实甜度。下列叙述错误的是( )
A. 质子泵是一种载体蛋白,也是一种能催化ATP水解的酶
B. 质子泵在运输H+的过程中空间结构会发生变化
C. TST运输蔗糖的方向和其运输H+的方向相同
D. 抑制细胞呼吸,会间接降低TST转运蔗糖的速率
【答案】C
【解析】
【详解】A、质子泵可作为载体蛋白运输H+,同时能催化ATP水解为运输过程供能,因此也属于ATP水解酶,A正确;
B、载体蛋白运输物质时会与被运输的离子或分子结合,自身空间结构发生相应改变,因此质子泵运输H+的过程中空间结构会变化,B正确;
C、由题干可知,质子泵消耗ATP将H+运入液泡,因此液泡内H+浓度高于细胞质基质,TST利用H+浓度梯度运输时,H+顺浓度梯度从液泡向细胞质基质运输,而蔗糖通过TST被运入液泡,二者运输方向相反,C错误;
D、抑制细胞呼吸会导致细胞ATP生成减少,质子泵运输H+的速率下降,液泡内外H+浓度梯度减小,TST转运蔗糖的动力不足,因此转运速率会间接降低,D正确。
16. 研究发现,长期处于高温环境可能通过下丘脑形成持久“记忆”而改变机体代谢平衡,是全球变暖背景下代谢疾病流行的关键成因。下图为热应激对机体稳态的长期“编程”作用的分子机制及外周干预方法。下列分析正确的是( )
A. 神经胶质细胞在“皮肤-下丘脑”轴中起接收信号、储存“记忆”的核心作用
B. 神经胶质细胞分泌-氨基丁酸影响催产素能神经元活性,属于神经-体液调节
C. 推测ALKBH1属于甲基化酶,热应激通过影响神经细胞基因序列而改变代谢
D. 相比于外周干预,减弱热应激代谢失衡从中枢干预副作用会更小、效果更好
【答案】A
【解析】
【详解】A、热应激作用于皮肤后,信号沿“皮肤-下丘脑”轴传递至下丘脑的神经胶质细胞,神经胶质细胞内发生表观遗传重编程形成长期的“记忆”效应,后续通过分泌物质调控下游神经元功能,是该通路中接收信号、储存长期“记忆”的核心环节,A正确;
B、热应激刺激皮肤产生肽酶14作用于神经胶质细胞分泌γ-氨基丁酸,直接作用于相邻的催产素能神经元,γ-氨基丁酸属于神经递质,仅在相邻细胞间局部传递信号,无内分泌腺分泌激素经体液运输的环节,不属于神经-体液调节,B错误;
C、图中明确标注该过程属于表观遗传重编程,表观遗传的特点是不改变基因的碱基序列;同时ALKBH1促进γ-氨基丁酸的合成,是去甲基化酶,C错误;
D、中枢干预直接作用于下丘脑这一核心调控中枢,会广泛影响下丘脑的多项重要生理调控功能,相比作用于外周组织的干预方式,副作用更大,D错误。
17. 近年来,倒春寒的发生频率和强度呈上升趋势,成为制约小麦优质高产的主要胁迫因子。探究小麦抵御低温的机制和低温胁迫后影响光合作用恢复的因素,对保障粮食安全具有重要意义。研究人员将小麦幼苗放入低温环境培养一段时间后,再进行室温恢复培养,检测相关指标如表所示。回答下列问题:
相关指标
叶绿素(mg·L-1)
净光合速率(μmol·m-2·s-1)
低温处理前
12.35
270.3
低温培养72 h
5.38
75.52
室温恢复培养72 h
14.12
180.64
(1)测定叶绿体中的叶绿素含量时,应先对绿叶中的叶绿素进行提取,提取叶绿素常用的试剂是__________,加入碳酸钙的作用是__________。
(2)叶绿素主要吸收__________光,叶绿素吸收的光能转化为化学能储存在__________中,为暗反应提供能量。
(3)据表可知,室温恢复培养72 h,小麦叶绿素含量高于低温处理前,但是净光合速率仍然低于初始水平;研究人员进一步探究发现,低温会诱导小麦细胞产生大量的活性氧,攻击生物膜系统。据此推测,室温恢复培养72 h后小麦光合速率仍相对较低的原因是____________________。
(4)低温胁迫下,脱落酸(ABA)含量升高可有效减少低温损伤。研究人员对两组生长状况相同且经低温处理的小麦幼苗分别外施等量的ABA溶液和蒸馏水,检测其叶片组织中SOD(抗氧化酶,能清除活性氧)的活性,结果如下图所示。
①据图分析,哪一组是用ABA溶液处理的,并简述理由_______________________。
②为验证“ABA是通过提高SOD活性缓解低温引起的损伤”,研究人员增设C组:对生长状况相同且经低温处理的小麦施加等量的__________(填字母)
可供选择试剂:a.蒸馏水 b.ABA溶液 c.ABA受体特异性拮抗剂 d.SOD特异性抑制剂
【答案】(1) ①. 无水乙醇 ②. 防止研磨中色素(或“叶绿素”)被破坏
(2) ①. 蓝紫光和红光 ②. ATP和NADPH
(3)活性氧攻击类囊体,导致其膜结构受损,使光反应速率降低,进而使光合速率降低
(4) ①. A组,ABA可提高SOD的活性以清除活性氧,减少低温损伤,而只有A组处理SOD活性上升 ②. b、d
【解析】
【小问1详解】
叶绿素易溶于有机溶剂,提取绿叶中叶绿素常用试剂为无水乙醇;研磨时加入碳酸钙,可中和细胞液中的有机酸,防止叶绿素被有机酸破坏。
【小问2详解】
叶绿素主要吸收蓝紫光和红光;光反应阶段,叶绿素吸收光能,将光能转化为活跃的化学能,储存在 ATP 和 NADPH 中,ATP 与 NADPH 可为暗反应 C₃的还原提供能量。
【小问3详解】
室温恢复 72 h 叶绿素含量已经高于低温处理前,说明色素不是净光合速率低的限制因素;题干指出低温诱导产生大量活性氧,攻击生物膜系统。类囊体薄膜是光反应的场所,活性氧损伤类囊体薄膜,光反应受阻,即便叶绿素含量恢复,光反应依旧不能恢复原有水平,光合速率无法回到初始值。
【小问4详解】
①由题干可知 ABA 含量升高可减少低温损伤,SOD 能够清除活性氧,因此 ABA 应使 SOD 活性升高。图中 A 组 SOD 活性随时间显著上升,故 A 组为 ABA 溶液处理组。 ②实验目的验证 “ABA 是通过提高 SOD 活性缓解低温引起的损伤”,自变量为 SOD 能否发挥作用。C 组施加 ABA 溶液(b)同时施加 SOD 特异性抑制剂(d),抑制 SOD 活性;若 ABA 的缓解效果消失,即可证明 ABA 依靠提高 SOD 活性起作用。
18. “稻—萍—鸭”是广东省立体农业模式之一,该模式将水稻种植、红萍培养和鸭子养殖三者有机结合在一起。其中红萍是一种小型浮水植物,其叶片中的鱼腥藻能将空气中的氮气转化为含氮化合物,从而为红萍提供氮素营养。这种种养模式既减少了田间杂草和害虫,又能做到水稻增产、红萍鸭粪肥田、肉蛋产品输出。回答下列问题:
(1)鸭子可以取食水稻的部分下部叶片,从植物光合作用和呼吸作用的关系分析,这一取食行为有利于水稻增产的原因是__________________________________。
(2)请分析“稻—萍—蛙”立体农业模式中的种间关系(写出三种,书写模式为“某生物和某生物的某种种间关系”):_________________。
(3)稻飞虱是常见的稻田害虫,请写出影响稻飞虱种群数量的三个密度制约因素:_________________。
(4)红萍和水稻都是绿色植物,但红萍使水稻产量不降反增,从生态位和物质循环的角度分析原因:____________________________________________________________________。
(5)除“稻—萍—蛙”立体农业外,“稻—萍—鱼”立体养殖也是常见的农业生态模式,研究人员调查了其第一、二营养级的能量流动情况如表(净同化量是指用于生长、发育、繁殖的能量,单位:J·cm-2·a-1)。
项目
净同化量
呼吸消耗量
流向分解者
未利用
人工输入
第一营养级
276
150
26
214
0
第二营养级
54.2
31.8
6.2
30
50
流经该生态系统的总能量是_________________;第一营养级到第二营养级的能量传递效率是_________________。
【答案】(1)水稻下部光照强度弱,其光合速率小于呼吸速率,被鸭取食有利于水稻增加有机物的积累
(2)①水稻和杂草种间竞争,②害虫和水稻(蛙和害虫)捕食,③红萍和鱼腥藻互利共生
(3)食物来源(水稻),天敌(蛙),种内竞争,和其他害虫之间的种间竞争
(4)水稻和红萍的生态位重叠少;红萍固氮提高土壤肥力(作为绿肥经分解者的分解作用产生二氧化碳和无机盐被水稻吸收)
(5) ①. 476J.cm-2.a-1 ②. 8.5%
【解析】
【小问1详解】
鸭子可以取食水稻的部分下部叶片,水稻下部光照强度弱,其光合速率小于呼吸速率,被鸭取食有利于水稻增加有机物的积累,即这一取食行为有利于水稻积累更多的有机物实现增产。
【小问2详解】
“稻—萍—蛙”立体农业模式中存在的种间关系有捕食、种间竞争和互利共生,如稻和萍之间存在竞争关系,蛙和害虫为捕食关系,红萍和鱼腥藻互利共生关系。此外还可能存在寄生和原始合作等关系。
【小问3详解】
稻飞虱是常见的稻田害虫,影响种群数量的因素有非生物因素和生物因素,其中生物因素对种群数量的影响与种群密度有关,如作为稻飞虱食物来源的水稻、稻飞虱的天敌,如蛙,与稻飞虱有种间竞争关系的其他害虫等。
【小问4详解】
红萍和水稻都是绿色植物,水稻和红萍的生态位重叠少;红萍固氮提高土壤肥力,因而尽管二者存在较弱的种间竞争关系,由于能提高水体中的含氮量,因而红萍使水稻产量不降反增。
【小问5详解】
结合表格信息可知,流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能和人为输入的能量,即为276+150+50=476J.cm-2.a-1;第一营养级流向第二营养级的能量为54.2+31.8-50=36J.cm-2.a-1;则第一营养级到第二营养级的能量传递效率是36/(276+150)×100%=8.5%。
19. 当前处理厨余垃圾的方式有直接丢弃、与其他垃圾混合处理,这样处理不仅造成资源浪费,也加重了环境负担。蚯蚓的体表可分泌黏液,使皮肤保持湿润,利用皮肤和外界进行气体交换。某兴趣小组尝试设计“蚯蚓塔”解决该问题。“蚯蚓塔”是通过吸引土壤中的蚯蚓分解厨余垃圾并产出蚯蚓粪的埋地管,工作原理如下图。
回答下列问题:
(1)蚯蚓将厨余垃圾中的有机物分解为无机物,这些无机物可被生产者重新利用,这体现了生态系统的_________________功能。
(2)蚯蚓塔采用不透明PVC管制作,在顶部给蚯蚓塔加盖子,从蚯蚓生活习性的角度分析,这样选材和设计的目的是_________________。(答出两点即可)
(3)土壤中的重金属、难以降解的残留农药等物质可通过蚯蚓体表被蚯蚓吸收,并累积在体内造成_________________现象。
(4)为研究不同类别的厨余垃圾对蚯蚓生存的影响,兴趣小组向2个装置中分别投入等量不同类别的厨余垃圾,在相同且适宜条件下运行一段时间,结果如下表所示:
装置
投入垃圾类别(主要成分)
蚯蚓存活率
1号
菜叶、果皮(纤维素)
97%
2号
肉类(脂肪、较高食盐)
32%
结果显示,2号装置蚯蚓存活率显著低于1号,可能的原因是_________________。(答出两点即可)
(5)在社区绿化带、城市公园内安放蚯蚓塔的意义有_________________。(答出两点即可)
【答案】(1)物质循环
(2)为蚯蚓提供阴暗、湿润(保持湿润减少水分蒸发,利于体壁呼吸;防止雨水过多进入导致缺氧)、凉爽(不因阳光照射导致温度过高)的环境
(3)生物富集 (4)肉类含盐量高,高渗环境使蚯蚓失水受损;蚯蚓利用分解脂肪的能力弱;脂肪腐败分解耗氧多、产生有害物质,不利于蚯蚓生存等
(5)实现厨余垃圾就地资源化、减量化和无害化处理;增加土壤肥力、改善土壤结构,促进植物生长;减少环境污染、宣传生态环保理念
【解析】
【小问1详解】
蚯蚓作为分解者,将有机物分解成无机物归还无机环境,供生产者再利用,属于生态系统物质循环功能。
【小问2详解】
蚯蚓的生活习性:喜阴暗(避光)、喜潮湿、怕积水、靠湿润体壁呼吸、适宜温度较稳定。采用不透明PVC管+顶部加盖的目的:避光,满足蚯蚓昼伏夜出、喜阴暗的习性;减少水分蒸发,保持管内湿润,利于蚯蚓用湿润体壁进行气体交换;减少雨水直接进入造成积水缺氧,避免影响蚯蚓呼吸;保温/避免温度剧烈变化,提供较稳定的微环境;盖子还可防止异味扩散、防止其他动物(如鼠、鸟)破坏或取食(答出两点即可)。
【小问3详解】
土壤中的重金属、难以降解的残留农药等物质可通过蚯蚓体表被蚯蚓吸收,并累积在体内造成生物富集,且随着营养级的升高生物体内重金属含量越高。
【小问4详解】
2号投入肉类(脂肪多、食盐含量高),存活率低,可能原因:食盐(NaCl)浓度高,造成高渗透压,使蚯蚓体壁失水,影响其正常生理活动甚至死亡;脂肪类有机物不易被蚯蚓直接分解利用,且腐败分解过程可能消耗大量氧气、产生有害物质(如有机酸、氨等),造成缺氧或毒害;肉类腐败易滋生大量微生物,分解时耗氧多、产生高温或有毒物质,不利于蚯蚓生存;蚯蚓主要以腐殖质、植物残体(纤维素)为食,不适应高蛋白高脂肪食物(答出两点即可) 。
【小问5详解】
在社区绿化带、公园安放蚯蚓塔的意义表现在:就地处理厨余垃圾,减少垃圾清运量与混合垃圾处理压力,实现垃圾减量化、资源化;蚯蚓分解产生蚓粪,提高土壤肥力,促进植物生长,改善绿化带/公园土壤结构;减少环境污染(减少填埋/焚烧带来的污染),实现物质循环利用;科普环保理念,增强居民垃圾分类与生态循环意识;促进生态系统物质循环,增加土壤生物多样性。
20. 慢性应激会导致体内糖皮质激素(GC)水平升高,进而造成免疫失调及行为异常,调控过程如图所示。
回答下列问题:
(1)GC分泌的过程存在分级调节,是通过__________轴来进行的。分级调节可逐级放大激素的调节效应,表明激素调节具有__________特点。
(2)研究发现,慢性应激导致下丘脑GC受体表达下降,据此分析,慢性应激导致体内GC水平升高的原因是__________。
(3)通过束缚处理(每日束缚4小时,连续21天)可构建慢性应激模型小鼠。为证明慢性应激造成免疫细胞分泌细胞因子F过量,进而导致小鼠行为异常(糖水偏好率下降),研究人员以正常小鼠、免疫细胞F基因敲除小鼠(F表达量低,糖水偏好率处于正常水平)为材料进行实验,具体如下表。完善表中的实验处理与实验结果。
组别
处理方法
实验结果
甲组
正常小鼠+无束缚处理
细胞因子F含量正常、糖水偏好率正常
乙组
正常小鼠+束缚处理
__________
丙组
__________
细胞因子F含量较低、糖水偏好率接近甲组
(4)依据上述研究,为缓解慢性应激造成的免疫失调及行为异常提出一项治疗建议:__________。
【答案】(1) ①. 下丘脑—垂体—肾上腺皮质 ②. 微量和高效
(2)慢性应激使下丘脑GC受体减少,GC对下丘脑的负反馈抑制作用减弱,CRH和ACTH分泌增多,通过分级调节使GC分泌增加
(3) ①. 细胞因子F含量升高、糖水偏好率降低/低于甲组 ②. 免疫细胞F基因敲除小鼠+束缚处理
(4)抑制细胞因子F的过量分泌/降低GC的含量
【解析】
【小问1详解】
根据图示,慢性应激作用于大脑皮层,进而影响下丘脑分泌CRH,CRH作用于垂体分泌ACTH,ACTH作用于肾上腺皮质分泌GC。这体现了下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴(HPA轴)的分级调节。分级调节可逐级放大激素的调节效应,表明激素调节具有微量高效的特点。
【小问2详解】
根据图示,GC对下丘脑和垂体有负反馈抑制作用。若下丘脑GC受体表达下降,则GC对下丘脑的负反馈抑制作用减弱,导致下丘脑分泌更多CRH,进而使垂体分泌更多ACTH,最终肾上腺皮质分泌更多GC,这会导致GC水平持续升高。
【小问3详解】
为证明慢性应激造成免疫细胞分泌细胞因子F过量,进而导致小鼠行为异常(糖水偏好率下降),实验的自变量是小鼠的类型,是否束缚处理,因变量是小鼠的细胞因子F含量以及糖水偏好率。实验设计需包含三组:甲组正常小鼠+无束缚处理(作为对照组,实验结果:细胞因子F正常,糖水偏好率正常);乙组正常小鼠+束缚处理(实验结果:细胞因子F应升高,糖水偏好率降低); 丙组F基因敲除小鼠+束缚处理(实验组,实验结果:细胞因子F应较低,糖水偏好率接近甲组)。
【小问4详解】
为缓解慢性应激造成的免疫失调及行为异常,可以通过使用GC受体拮抗剂,阻断GC与免疫细胞上GC受体的结合,减少细胞因子F的分泌; 使用细胞因子F的抑制剂,降低F的含量,缓解行为异常。
21. 番茄是我国栽培面积最大的蔬菜,红光可通过多种途径参与其逆境响应。回答以下问题:
(注:相对电导率可反映细胞膜受损程度,盐害越重,相对电导率越高)
(1)植物细胞中光敏色素的化学本质是_________________。光敏色素感受红光信号后会抑制ABA(脱落酸)合成基因的表达,能缓解盐胁迫下ABA含量过高造成的_________________,进而维持光合效率。
(2)光敏色素互作因子(SIPIF)是光信号与逆境响应的核心物质。为探究红光条件、SIPIF与番茄耐盐性之间的关系,科研人员以番茄野生型(WT)、SIPIF突变体(KO)和SIPIF过表达体(OE)为材料,在不同条件下进行实验。结果如图1、图2所示。根据实验结果可推测:____________________________________________________________________。
(3)研究人员提出:SIPIF可能通过影响细胞中海藻糖(具有吸水保水功能)的合成,进而影响植物耐盐性。为此研究人员检测海藻糖合成的关键基因TPS的表达量,结果如图3。请结合以上实验结果,在图4中完善红光调节番茄耐盐性的分子机制_______________(括号内填“+”代表促进/“-”代表抑制,横线上填“↑”代表升高/“↓”代表下降)。
(4)综上所述,植物生长发育的调控是由_____________________________________________共同完成的。
(5)请基于以上研究内容,从环境调控和基因编辑技术角度提出提高番茄耐盐性的思路:①从环境调控角度,______________________________;②从基因编辑技术角度,______________________________。
【答案】(1) ①. 一类蛋白质(色素-蛋白复合体) ②. 气孔关闭
(2)红光通过抑制SIPIF的表达,降低细胞膜受损程度,缓解盐害
(3) (4)基因表达调控、激素调节和环境因素
(5) ①. 对盐胁迫环境下的番茄适当补充红光照射,提升其耐盐性 ②. 敲除番茄的SIPIF基因,获得耐盐性提升的突变体番茄品系
【解析】
【小问1详解】
光敏色素化学本质为色素-蛋白复合体(一类蛋白质);ABA的作用是促进气孔关闭,盐胁迫下ABA大量合成会导致气孔关闭、CO2摄入不足,抑制光合效率,红光抑制ABA合成基因表达,即可缓解盐胁迫下ABA含量过高造成的气孔关闭,进而维持光合效率。
【小问2详解】
结合图1:盐胁迫下红光处理的各组相对电导率(细胞膜损伤程度)远低于黑暗组,且SIPIF过表达体OE的电导率最高、突变体KO电导率最低;图2显示红光处理下SIPIF的表达量显著低于黑暗组,说明红光通过抑制SIPIF表达,减轻盐胁迫造成的细胞膜损伤,提升番茄耐盐性。
【小问3详解】
图3显示SIPIF表达量越低(KO组),TPS表达量越高,SIPIF表达量越高(OE组),TPS表达量越低,说明SIPIF会抑制TPS表达;结合图2红光激活光敏色素后SIPIF表达量下降,因此红光调节番茄耐盐性的分子机制为:
【小问4详解】
植物生长发育的调控,是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。
【小问5详解】
结合题干要求从两个角度提出思路:环境调控方向:对盐胁迫环境下的番茄适当补充红光照射,提升其耐盐性;基因编辑方向:敲除番茄的SIPIF基因,获得耐盐性提升的突变体番茄品系。
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