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- 2021-09-28 发布
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江苏省启东中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题
一、单项选择题:
1.病人注射用的氯化钠溶液的质量分数为0.9%,也叫生理盐水。下列有关生理盐水的叙述,错误的是
A. 生理盐水的渗透压与人体血浆渗透压相当
B. 生理盐水中的Na +浓度和Cl- 浓度与细胞外液中的相同
C. 剧烈运动后,可适当饮用生理盐水补充体内丢失的水和盐分
D. 其他动物的细胞在生理盐水中的形态可能会发生显著变化
【答案】B
【解析】
【详解】A、生理盐水的渗透压与人体血浆渗透压相当,A正确;
B、细胞外液中除了Na+和Cl-外,还有其他离子和蛋白质等溶质,它们共同维持细胞外液渗透压的稳定,而生理盐水中只有Na+和Cl-,故生理盐水中的Na+浓度和Cl-浓度与细胞外液中的不同,B错误;
C、剧烈运动会使人体丢失水和盐,可适当饮用生理盐水补充体内丢失的水和盐分,C正确;
D、不同动物的血浆渗透压不一定相同,质量分数为0.9%的氯化钠溶液与人体血浆渗透压相等,不一定与其他动物血浆渗透压相等,D正确。
故选B。
2.如图是人体内某调节过程的示意图,图中X为纵坐标,Y为曲线,Z为某常数。则下列X,Y组合不合理的是
A. 直肠温度,运动后的体温调节过程
B. 血浆渗透压,大量饮水后的渗透压调节
C. 血糖浓度,进食后的血糖调节
D. 甲状腺激素,寒冷刺激下甲状腺激素含量的调节
【答案】B
【解析】
【详解】A、运动后,机体的产热量增加,体温暂时升高,通过体温调节,使得体温维持相对恒定,A正确;
B、大量饮水后,细胞外液的渗透压降低,与图不符,B错误;
C、进食后,由于消化吸收,使得血糖浓度升高,通过机体调节,血糖能维持相对稳定,C正确;
D、寒冷刺激下甲状腺激素分泌增加,甲状腺激素分泌增加到一定程度通过反馈调节使其含量处于动态平衡,D正确。
故选B。
3.下列关于人类生命活动表现与其对应的调节机制,正确的是( )
A. 甲亢患者——甲状腺分泌的甲状腺激素增加
B. 马拉松选手比赛——肾上腺分泌的肾上腺素减少以升高血糖
C. 正常人饮水不足——下丘脑合成的抗利尿激素分泌减少
D. 糖尿病患者——胰岛B细胞在高尔基体中合成的胰岛素减少
【答案】A
【解析】
【详解】甲亢患者是由于甲状腺分泌的甲状腺激素偏高,A正确;马拉松选手比赛时,随着血糖的消耗,血糖浓度降低,此时肾上腺分泌的肾上腺素增加,促进肝糖原转化,使血糖升高,B错误;正常人饮水不足会引起细胞外液渗透压升高,下丘脑合成并由垂体释放的抗利尿激素增加,促进肾小管和集合管对水分的重吸收,C错误;胰岛素为分泌蛋白,在胰岛B细胞的核糖体上合成,D错误。故选A。
4.当人感到极度危险时,不会发生的是( )
A. 胰岛素分泌增加,血糖利用减慢
B. 呼吸中枢活动加强,呼吸急促
C. 肾上腺素分泌增加,心跳加快
D. 甲状腺激素分泌增多,神经系统兴奋性增强
【答案】A
【解析】
【详解】当人感到极度危险时,胰岛素分泌增加,血糖利用加快,A符合题意;当人感到极度危险时,人在面临紧急情况时,通过神经-体液调节,促使肾上腺素的分泌量急剧增加,B不符合题意;当人感到极度危险时,肾上腺素增加后会刺激人的交感神经异常兴奋,心跳与呼吸频率加快,C不符合题意;当人感到极度危险时,甲状腺激素可以促进新陈代谢和生长发育,提高神经系统的兴奋性, D不符合题意。故选A。
5.下列关于植物生长素的叙述,正确的是
A. 达尔文在金丝雀虉草胚芽鞘向光性实验中发现了生长素
B. 植物顶端优势的产生与顶芽产生的生长素极性运输有关
C. 生长素的化学本质是吲哚乙酸,以自由扩散方式在细胞间转移
D. 同种植物体内,幼嫩细胞对生长素的敏感程度低于成熟细胞
【答案】B
【解析】
【详解】达尔文通过金丝雀虉草胚芽鞘向光性实验得出:胚芽鞘尖端受单侧光刺激后,向下边的伸长区传递某种影响,造成伸长区背光面比向光面生长快,A错误。顶端优势是因为顶芽产生生长素向侧芽进行极性运输,积累在侧芽,而侧芽对生长素浓度较为敏感,因此它的发育受到抑制,B正确。生长素的化学本质是吲哚乙酸,以主动运输的方式在细胞间转移,C错误。同种植物体内,幼嫩细胞对生长素的敏感程度高于成熟细胞,D错误。
6.下列关于种群和群落的叙述错误的是
A. 种群最基本的数量特征是种群密度
B. 自然条件下,种群数量都呈“S”型增长
C. 区别不同群落的重要特征是物种组成
D. 捕食关系对维持群落稳定有重要作用
【答案】B
【解析】
【详解】
种群密度是种群的最基本数量特征,A正确;自然条件下,由于食物和空间条件是有限的,种群数量一般呈“S”型增长,B错误;物种组成是区别不同群落的重要特征,C正确;捕食、竞争关系对维持群落稳定有重要作用,D正确。故选:B。
7.用经过处理后的鸡粪沼液来培养小球藻,以降低沼液中的氨氮、总磷等含量。下列叙述正确的是
A. 鸡粪便中所含的能量属于鸡未摄入的能量
B. 此生态系统中,小球藻既是生产者,又是分解者
C. 小球藻吸收沼液中的无机氮可用于合成自身的叶绿素、核酸等
D. 对鸡粪沼液的处理能提高营养级之间能量的传递效率
【答案】C
【解析】
【详解】A、鸡粪便中所含的能量属于鸡摄入的能量,但不属于鸡同化的能量,A错误;
B、此生态系统中,小球藻属于生产者,但不属于分解者,B错误;
C、小球藻吸收沼液中的无机氮可用于合成自身的叶绿素、核酸等,C正确;
D、对鸡粪沼液的处理能提高能量的利用率,但不能提高能量的传递效率,D错误。
故选C。
8.下列有关生物多样性及其保护叙述,正确的是
A. 建立濒危物种繁育中心是对生物多样性最有效的保护
B. 食用和药用价值属于直接价值,观赏价值属于间接价值
C. 新发现的物种具有潜在价值,人们所熟知的生物不具有潜在价值
D. 在没有物种灭绝和生态系统破坏的情况下,生物多样性也可能改变
【答案】D
【解析】
【详解】A、就地保护是对生物多样性最有效的保护,A错误;
B、药用、科研、观赏等都属于直接价值,间接价值是指生态功能,如防风固沙、调节气候等,B错误;
C、潜在价值是指人类尚不清楚的价值,人们所熟知的物种也可能具有潜在价值,C错误;
D、多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性,没有物种灭绝和生态系统破坏的情况下,基因多样性也可能改变,D正确。
故选D。
9. 下列属于基因运载体所必须具有的条件是( )
①具有某些标记基因 ②具有环状的DNA分子 ③能够在宿主细胞内复制 ④具有多种限制性内切酶
A. ①③ B. ②④ C. ①② D. ③④
【答案】A
【解析】
【详解】①基因运载体要具有某些标志基因,便于筛选含有重组DNA的受体细胞,①正确;
②基因运载体不一定是具有环状的DNA分子,②错误;
③基因运载体要能够在宿主细胞内稳定存在并复制,③正确;
④基因运载体要具有多种限制性内切酶切割位点,以便于目的基因的插入,④错误。
故选:A。
10.如图为植物组织培养过程示意图,下列叙述不正确的是
外植体→①→②→试管苗
A. 外植体可以是植物体细胞、卵细胞或花药
B. ②→试管苗过程的基础是细胞的分裂、分化
C. 将①包上人造种皮即可获得人工种子
D. 赤霉素和脱落酸也可用于植物组织培养
【答案】C
【解析】
【详解】A、外植体可以是植物体细胞、卵细胞或花药,A正确;
B、②即胚状体→试管苗过程的基础是细胞的分裂、分化,B正确;
C、将②即胚状体包上人造种皮即可获得人工种子,C错误;
D、不同植物所需的激素种类也不同,浓度也不同,植物组织培养中主要用到生长素和细胞分裂素,有时也用到赤霉素和脱落酸,D正确。
故选C。
11.在人体血浆中,有多种不同功能的蛋白质,这些蛋白质的功能不包括( )
A. 催化蛋白质水解为多肽
B. 与抗原特异性相结合
C. 刺激B细胞增殖和分化
D. 降低血糖浓度
【答案】A
【解析】
【详解】A、催化蛋白质水解形成多肽的酶是蛋白酶,蛋白酶不存在于血浆中,A正确;
B、与抗原特异性结合的是抗体,抗体存在于血浆中,B错误;
C、刺激B细胞增殖、分化的物质是抗原,抗原可存在于血浆中,C错误;
D、血浆中的胰岛素的本质是蛋白质,能降低血糖的浓度,D错误。
故选A。
12.在冬季长跑过程中,人体会进行复杂的稳态调节。以下叙述错误的是
A. 大脑皮层和下丘脑参与体温调节过程
B. 皮肤血管舒张,机体散热量大于产热量
C. 非糖物质转化为葡萄糖,以维持血糖平衡
D. 下丘脑既接受神经信号也接受激素信号
【答案】B
【解析】
【详解】体温调节中枢在下丘脑,同时受大脑皮层的调控,A正确;寒冷条件下,皮肤血管收缩,血流量减少,机体产热量与散热量相等,B错误;葡萄糖分解加快以增加产热量,导致葡萄糖浓度降低,则机体调节肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,以维持血糖平衡,C正确;寒冷条件下的体温调节为神经-体液调节,下丘脑既接受神经信号也接受激素信号,D正确。
13.常见的重症肌无力是一种由神经-肌肉接头传递功能障碍引起的疾病,患者的病重程度与体内乙酰胆碱受体抗体浓度呈正相关,临床上可用胆碱酯酶抑制剂进行治疗。相关叙述错误的是
A. 题干描述的重症肌无力属于一种自身免疫病
B. 乙酰胆碱受体属于细胞膜上的一种蛋白质
C. 患者体内乙酰胆碱受体抗体主要分布在血浆中
D. 胆碱酯酶抑制剂治疗原理是降低乙酰胆碱浓度
【答案】D
【解析】
【详解】A.自身免疫病是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病,重症肌无力是体内乙酰胆碱受体抗体破坏了膜上的乙酰胆碱受体,因此属于自身免疫病,A正确;
B.乙酰胆碱受体属于细胞膜上的一种蛋白质,B正确;
C.抗体是在抗原物质刺激下,由B细胞分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白,其主要分布在血浆中,C正确;
D.胆碱酯酶抑制剂治疗原理是提高乙酰胆碱浓度,D错误。
故选D。
14.褪黑素是由哺乳动物和人的松果体产生的激素,它能缩短入睡时间、延长睡眠时间,从而起到调整睡眠的作用。褪黑素的分泌调节过程如图所示,下列说法错误的是
A. 该过程不能体现激素的分级调节
B. 长时间光照会使褪黑素的分泌减少
C. 该过程中褪黑素的分泌存在反馈调节
D. 微量注射褪黑素作用于下丘脑能促进动物睡眠
【答案】D
【解析】
【详解】A、分级调节是一种分层控制的方式,比如下丘脑能够控制垂体,再由垂体控制相关腺体,本题中下丘脑直接控制松果体,不能体现激素的分级调节,A正确;
B、据图分析可知,暗信号会促进褪黑激素的分泌,而长时间光照会使褪黑素的分泌减少,B正确;
C、据图可知,褪黑素由松果体分泌后,经体液运输到下丘脑,反过来抑制下丘脑的活动,属于(负)反馈调节,C正确;
D、褪黑素能缩短入睡时间、延长睡眠时间,微量注射褪黑素作用于下丘脑会抑制褪黑激素的分泌,对促进睡眠不利,D错误。故选D。
15.胰岛素可使骨骼肌细胞膜上葡萄糖转运载体(GLUT4)的数量增加,GLUT4转运葡萄糖的过程不消耗ATP。下列相关分析不正确的是( )
A. 胰岛素以胞吐方式从胰岛B细胞释放到细胞外
B. 葡萄糖通过主动运输进入骨骼肌细胞内
C. GLUT4的数量增加可促进葡萄糖进入骨骼肌细胞
D. GLUT4基因突变使其功能丧失可导致高血糖
【答案】B
【解析】
【详解】胰岛素是胰岛B细胞分泌的蛋白质,蛋白质分泌出细胞的方式为胞吐,A正确;由题干可知葡萄糖通过葡萄糖转运载体(GLUT4)运输过程不消耗能量,因此葡萄糖进入骨骼肌细胞的方式为协助扩散,而不是主动运输,B错误;由题干的“胰岛素可使骨骼肌细胞膜上葡萄糖转运载体(GLUT4)的数量增加,”可知GLUT4的数量增加可促进葡萄糖进入骨骼肌细胞,C正确;若GLUT4基因突变使其功能丧失,那么它就不具备运输葡萄糖的功能,从而使葡萄糖不能进入骨骼肌细胞,这样可导致血糖升高,D正确;因此应选B。
16.下图表示巨噬细胞摄取、加工和呈递抗原的过程,以下叙述错误的是
A. 巨噬细胞吞噬细菌需要受体的识别和ATP供能
B. 巨噬细胞MHC-II将细菌的抗原呈递给效应T细胞
C. 图示过程可发生在体液免疫和细胞免疫过程中
D. MHC-II加工及定位体现了生物膜系统的统一性
【答案】B
【解析】
【详解】巨噬细胞吞噬细菌的方式是胞吞,需要受体的识别和ATP供能,A正确;巨噬细胞MHC-II将细菌的抗原呈递给T细胞,B错误;体液免疫和细胞免疫过程都会发生巨噬细胞摄取、加工和呈递抗原的过程,C正确;MHC-II加工及定位体现了生物膜系统的统一性,D正确。
17.图为探究2,4-D(生长素类似物)浓度对洋葱生根影响的实验及结果,以下叙述正确的是
A. 适宜浓度生长素主要促进细胞分裂从而促进根仲长
B. 调节洋葱生根的激素全部来自施加的2.4-D溶液
C. 培养6天的实验结果未体现生长素作用的两重性
D. 促进洋葱芽生长的最适2,4-D溶波浓度也是10-8mol/L
【答案】C
【解析】
【详解】A、适宜浓度生长素主要促进细胞的生长从而促进根伸长,A错误;
B、调节洋葱生根的激素一部分来自于自身产生的生长素,另一部分来自施加的2,4-D溶液,B错误;
C、据曲线可知,培养6天的实验结果未体现生长素作用的两重性,C正确;
D、据图可知,促进月季枝条生根的最适2,4-D溶液浓度在10-8 mol/L附近,但不能确定10-8mol/L就是最适浓度,而且不同器官对生长素的敏感度不同,D错误。
故选C。
18.将相同的一组胚芽鞘去顶静置一段时间后,用含不同浓度生长素的三个琼脂块C1、C2、C3放置到切去尖端的胚芽鞘上,如图所示。一段时间后测量胚芽鞘弯曲的角度分别为α1、α2、α3(均小于90°),且关系为α1=α2>α3。下列叙述错误的是
A. 胚芽鞘去顶静置一段时间目的是消耗掉自身的生长素
B. 生长素在琼脂块与胚芽鞘中的运输方式相同,均为主动运输
C. 若C1生长素浓度高于C2,两者均表现为低浓度促进生长
D. 根据题意无法确定三个浓度之间的大小关系
【答案】B
【解析】
【详解】A、胚芽鞘去顶静置一段时间的目的是消耗掉自身的生长素,避免本身IAA对实验的影响,A正确;
B、生长素在琼脂块中通过扩散运输,不是主动运输,B错误;
C、通过题干信息可知,胚芽鞘弯曲的角度分别为α1、α2、α3(均小于90°),α1=α2>α3说明IAA浓度C1、C2、C3对胚芽鞘都是促进生长,故C1和C2
浓度的IAA,对胚芽鞘均表现为低浓度促进生长,C正确;
D、不同弯曲角度对应浓度C1、C2、C3,根据题意无法确定三个浓度之间的大小关系,D正确。
故选B。
19.对不同经营强度下毛竹林土壤动物类群进行调查,结果如下表。以下叙述错误是
经营强度
土壤动物类群(种/m2)
杂食
腐食
植食
捕食
总计
粗放经营林(低强度)
2
4
5
3
14
笋竹两用林(中强度)
3
3
3
3
12
笋用林(高强度)
1
3
3
1
8
A. 常采用标志重捕法调查土壤动物类群的丰富度
B. 土壤中的腐食动物作为分解者有利于物质循环
C. 结果表明过度经营会降低土壤动物的物种多样性
D. 不同的经营强度会改变自然群落的演替方向
【答案】A
【解析】
【详解】由于土壤小动物的体积较小,因此一般不适宜用标志重捕法调查土壤动物类群的丰富度,A错误;土壤中的腐食动物为分解者,且可以分解土壤中的有机物为无机物,有利于生态系统的物质循环,B正确;根据表格分析已知,笋用林(高强度)的物种丰富度最低,粗放经营林(低强度)的物种丰富度最高,说明过度经营会降低土壤动物的物种多样性,C正确;表格中不同的经营强度下的物种丰富度不同,说明不同的经营强度会改变自然群落的演替方向,D正确。
20.下面为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少),下列相关叙述正确的是
A. 图中b=h+c+d+e+f+i
B. 生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%
C. 在“草→兔→狼”这一食物链中,兔粪便中的能量属于乙
D. 通过圈养减少f可以提高初级消费者到次级消费者能量传递效率
【答案】D
【解析】
【详解】A、由图可知,初级消费者的摄入量b=h+c,A错误;
B、生产者与初级消费者之间的能量传递效率=×100%=c/a×100%,B错误;
C、在“草→兔→狼”这一食物链中,狼粪便中的能量属于上一营养级兔的同化能中用于生长、发育与繁殖的能量,即图中乙,C错误;
D、通过圈养减少f可以提高初级消费者到次级消费者的能量传递效率,D正确。
故选D。
21.在“探究培养液中酵母菌种群数量变化”的实验中,将酵母菌培养液稀释103倍后,用血细胞计数板(规格为1mm×1mm×0.1mm)进行计数,观察到如图的视野。有关叙述错误的是
A. 血细胞计数板计数时,应先在计数室上方加盖玻片,再滴加少量样液
B. 计数同一样品时,可对同一计数板上的两个计数室进行计数,并取平均值
C. 滴加培养液后要静置一段时间,以使酵母菌全部沉降到计数室底部,再计数
D. 若仅依据图示结果,可以估算培养液中酵母菌密度为3.5×108个·mL-1
【答案】D
【解析】
【详解】A、血细胞计数板计数时,应先放置盖玻片,在盖玻片的边缘滴加培养液,待培养液从边缘处自行渗入计数室,吸去多余培养液,再进行计数,A正确;
B、计数同一样品时,可对同一计数板上的两个计数室进行计数,并取平均值,B正确;
C、滴加培养液后要静置一段时间,以使酵母菌全部沉降到计数室底部,再计数,C正确;
D、此血球计数板的计数室是25×16型,即大方格内分为25中格,每一中格又分为16小格。原1mL培养液中的酵母菌数为=每个小格中的平均酵母菌数×400个小格×酵母菌培养稀释倍数×10000,则该1ml样品中酵母菌数约=14÷16×400×1000×10000=3.5×109个,D错误。
故选D。
22.环境雌激素(EEs)影响动物和人类的性腺发育。斑马鱼在EEs的诱导下,会表达出卵黄蛋白原(vtg)。已知绿色荧光蛋白(GFP)基因能使斑马鱼发光,欲获得能检测水中是否含有EEs的转基因斑马鱼,下列操作合理的是( )
A. 将vtg基因的启动子与GFP基因重组
B. 将EEs基因的启动子与GFP基因重组
C. 将GFP基因的启动子与GFP基因重组
D. 将GFP基因的启动子与vtg基因重组
【答案】A
【解析】
【详解】欲获得能检测水中是否含有EEs的转基因斑马鱼,需要将vtg基因的启动子与GFP基因重组,若水中含有EEs,则斑马鱼会表达出vtg和GFP,根据是否发光即可以判断vtg基因是否表达,进而判断出水中是否含有EEs。
综上所述,BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
23.细胞工程中选择合适的生物材料是成功的关键。下列选择不合理的是
A. 选择高度分化的动物体细胞进行培养有利于获得大量细胞
B. 选择胚胎细胞作为核供体可提高克隆动物的成功率
C. 选择一定大小的植物茎尖进行组织培养可获得脱毒苗
D. 选择植物的愈伤组织进行诱变处理可获得优质的突变体
【答案】A
【解析】
【详解】A、高度分化的细胞已经失去分裂能力,因此选择高度分化的动物体细胞进行培养不有利于获得大量细胞,A错误;
B、选择胚胎细胞作为核供体进行核移植可提高克隆动物的成功率,B正确;
C、茎尖等分生区组织几乎不含病毒,因此选择一定大小的植物茎尖进行组织培养可获得脱毒苗,C正确;
D、愈伤组织细胞处于分生状态,易受外界环境因素影响,因此选择植物的愈伤组织进行诱变处理,再进行人工选择,可获得优质的突变体,D正确。
故选A。
24.下列有关动物细胞工程和胚胎工程的叙述,正确的是
A. 动物细胞培养时,需对细胞进行一次脱分化和两次胰蛋白酶处理
B. 适宜条件下进行动物细胞培养,细胞周期的长短不随细胞培养进程而改变
C. 胚胎工程中常对桑葚胚或囊胚进行二分割,可以获得基因型完全相同的两个胚胎
D. 为了防止早期胚胎培养过程中发生微生物污染,应将培养箱抽成真空以消毒、灭菌
【答案】C
【解析】
【详解】A、动物细胞培养时,需对细胞或组织进行胰蛋白酶处理,A错误;
B、适宜条件下进行动物细胞培养,细胞周期的长短可随细胞培养进程而改变,B错误;
C、胚胎工程中常对桑椹胚或囊胚进行二分割,可以获得基因型完全相同的两个胚胎,C正确;
D、为了防止早期胚胎培养过程中发生微生物污染可进行全过程的严格消毒、灭菌,并在培养液中适量添加抗生素,D错误。
故选C。
25.治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义,简要流程如图。下列有关叙述正确的是( )
A. 过程①、②分别应用了核移植技术和胚胎移植技术
B. 细胞培养中需提供5%CO2,目的是调节细胞外液的渗透压
C. 胚胎干细胞可来源于囊胚中内细胞团,具有发育的全能性
D. 将图中获得的组织器官移植给个体A,不会发生免疫排斥反应
【答案】C
【解析】
【详解】①是核移植技术,②是早期胚胎培养,A错误;5%的二氧化碳的作用是维持培养液的pH,B错误;胚胎干细胞来源于囊胚的内细胞团或原始性腺,具有发育的全能性,C正确;图中的重组细胞的细胞核来自个体B,因此将图中获得的组织器官移植给A个体,会发生免疫排斥,D错误。因此,本题答案选C。
二、非选择题:
26.用微电极记录细胞膜上的电位变化是研究神经冲动产生、传导和突触传递原理的常用方法。根据以下实验方法和结果,分析和解决相关问题。
(1)当图1中的微电极M记录到动作电位时,突触小泡将依次产生的反应是_________。突触后膜上将依次产生的反应是___________。
(2)研究表明,在突触小体未产生动作电位的情况下,微电极N上也会记录到随机产生的、幅度几乎相等的微小电位变化,如图2所示。结合突触的结构和突触传递的过程,分析导致该电位变化产生的原因:_____。
(3)在某些突触中,突触小体产生动作电位后,微电极N上记录到电位负值增大的抑制性突触后电位(IPSP),如图3所示。已知K+和C1—通道都参与了IPSP的形成,IPSP产生的原理是___________。
(4)已知从刺激开始到动作电位产生有一短暂的延迟,且与刺激强度有关。为了规避该延迟对测量精度的影响,请利用微电极记录技术设计实验,精确测量动作电位在神经轴突上的传导速度:__________。(实验仪器:微电极记录设备、刺激器、计时器、刻度尺等。)
【答案】 (1). 突触小泡向突触前膜移动,与突触前膜融合,突触前膜以胞吐的方式释放神经递质 (2). 突触后膜上受体与神经递质结合,引起突触后膜产生动作电位 (3). 发挥完作用的神经递质没有被彻底降解,极微量的神经递质引起微小的电位变化,但不足以引起动作电位 (4). K+外流和C1—内流 (5). 先用刻度尺测量两个微电极之间的距离,用刺激器刺激1次,同时用计时器记录两个微电极记录设备发生变化的时间差,再计算出传导速率
【解析】
【详解】(1)当图1中的微电极M记录到动作电位时,即兴奋传导到轴突末梢时,突触小泡逐渐向突触前膜移动,与突触前膜融合后,以胞吐的方式释放神经递质。突触后膜上受体结合神经递质后,引起突触后膜上发生电位变化。
(2)在突触小体未产生动作电位的情况下,微电极N上也会记录到随机产生的、幅度几乎相等的微小电位变化,如图2所示,说明有神经递质作用于突触后膜,但不能引发动作电位,推测可能原因是发挥作用后的神经递质没有被彻底降解,极微量的神经递质作用于突触后膜的受体,引起微小的电位变化,但不足以引起动作电位。
(3)正常情况下,静息时神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位;受到刺激后,神经细胞膜的通透性发生改变,对钠离子的通透性增大,钠离子内流,因此形成内正外负的动作电位,如图3所示,微电极N上记录到电位负值增大的抑制性突触后电位(IPSP),已知K+和C1—通道都参与了IPSP的形成,则在电位负值增大的过程中膜内负电位增强,是C1—内流的结果,而在抑制性突触后电位恢复成静息电位过程中是K+外流的结果,故IPSP的产生是K+外流和C1—内流的结果。
(4)已知从刺激开始到动作电位产生有一短暂的延迟,且与刺激强度有关。若要规避该延迟对测量精度的影响,精确测量动作电位在神经轴突上的传导速度,可通过测量两个电极之间的距离,同时测量电极记录到的动作电位的起始点的时间差即可,即:先用刻度尺测量两个微电极之间的距离,用刺激器刺激1次,同时用计时器记录两个微电极记录设备发生变化的时间差,从而根据时间和距离的关系式计算出传导速率。
27.胰岛B细胞是可兴奋细胞,存在外正内负的静息电位。其细胞外Ca2+浓度约为细胞内的10 000倍,细胞内K+浓度约为细胞外的30倍。下图1为血糖浓度升高时,胰岛B细胞分泌胰岛素的机制示意图。请回答下列问题:
(1)据图1分析可知,葡萄糖通过________方式进入胰岛B细胞,氧化分解后产生ATP,ATP作为________,与ATP敏感的K+通道蛋白上的识别位点结合,导致ATP敏感的K+通道关闭,进而触发______。使胰岛B细胞兴奋,此时膜内电位发生的变化为________。
(2)葡萄糖转运载体(GLUT)有多个成员,其中对胰岛素敏感的为GLUT-4,其作用机制如图2所示。
①GLUT1~3几乎分布于全身所有组织细胞,它们的生理功能不受胰岛素的影响,其生理意义在于______________,以保证细胞生命活动的基本能量需要。
②据图2分析,当胰岛素与蛋白M结合后,经过细胞内信号传递,引起________的融合,从而提高了细胞对葡萄糖的转运能力。胰岛素促进细胞内葡萄糖去向中的①和②指的是________________________、________________________。
【答案】 (1). 协助扩散 (2). 信号分子(或信息分子) (3). Ca2+通道打开 (4). 由负电位变为正电位 (5). 维持细胞对葡萄糖的基础转运量 (6). 含GLUT-4的嚢泡与细胞膜 (7). 合成糖原 (8). 转化成非糖物质
【解析】
【详解】(1)据图1可知葡萄糖由高浓度向低浓度运输进入胰岛B细胞,需要载体,不消耗能量,故运输方式为协助扩散。葡萄糖氧化分解使细胞中ATP含量升高,ATP作为信号分子,与ATP敏感的K+通道蛋白上的识别位点结合,导致ATP敏感的K+通道关闭,进而触发Ca2+通道打开,Ca2+内流增加,促进胰岛素的分泌。胰岛B细胞兴奋时,膜电位为外负内正,即此时膜内电位发生的变化为由负电位变为正电位。
(2)①葡萄糖转运载体(GLUT)的作用是运输葡萄糖,GLUT1〜3几乎分布于全身所有组织细胞,它们的生理功能不受胰岛素的影响,其生理意义在于维持细胞对葡萄糖的基础转运量,以保证细胞生命活动的基本能量需要。
②分析示意图2,当胰岛素与受体结合之后,经过细胞内信号转导,引起含GLUT-4的嚢泡与细胞膜的融合,囊泡的形成直接与高尔基体有关,通过囊泡的活动增加了细胞膜上葡萄糖转运载体GLUT-4的含量,从而提高了细胞对葡萄糖的摄取、储存和利用能力。进入细胞的葡萄糖主要的去向是氧化分解供能,另外还可以在肝脏或肌肉细胞中合成糖原或在细胞内转化形成非糖物质。故胰岛素促进细胞内葡萄糖去向中的①和②指的是合成糖原和转化成非糖物质。
28.感染人乳头瘤病毒(HPV)可诱发宫颈癌等恶性肿瘤。研究机构为评估某种HPV疫苗的效果,在志愿者中进行接种。一段时间后,统计宫颈癌出现癌前病变(癌变前病理变化,可发展为恶性肿瘤)的人数,结果见表。
组别
接种物
总人数
癌前病变人数
A(接种前未检出HPV的DNA)
A1
对照剂
7 863
83
A2
疫苗
7 848
4
B(接种前检出HPV的DNA)
B1
对照剂
1 125
126
B2
疫苗
1 121
125
回答下列问题:
(1)为制备该疫苗,将HPV外壳蛋白L1基因与________连接,导入受体细胞。受体细胞将目的基因转录,再以_______为原料翻译出L1蛋白。这样就获得了疫苗的有效成分。
(2)人体接种该疫苗后,____________作为抗原刺激机体产生特异性抗体。一旦HPV侵入机体,______会迅速增殖分化,产生大量抗体。这些抗体与游离的HPV结合,阻止HPV____。故A2组出现癌前病变的比例明显低于对照组。
(3)B1组人群中出现癌前病变比例显著高于____组,据此推测HPV是诱发癌前病变的因素之一。
(4)B2组与B1组人群出现癌前病变比例没有明显差异,原因可能是该疫苗未能明显诱导______清除体内HPV。
(5)综上所述,该疫苗可用于宫颈癌的_______。
【答案】 (1). 载体 (2). 氨基酸 (3). L1蛋白 (4). 记忆(B)细胞 (5). 吸附宿主细胞 (6). A1 (7). 细胞免疫 (8). 预防
【解析】
【详解】(1)采用基因工程技术制备该疫苗时,获取目的基因后,需先构建基因表达载体,即将HPV外壳蛋白L1基因与载体连接形成重组DNA,再将目的基因导入受体细胞.翻译的原料是氨基酸。
(2)HPV外壳蛋白L1基因表达产生的L1蛋白作为疫苗,人体接种该疫苗后,L1蛋白作为抗原刺激机体产生特异性抗体和记忆细胞,一旦HPV侵入机体,记忆B细胞会迅速增殖、分化形成浆细胞,产生大量抗体。这些抗体与游离的HPV结合,阻止HPV吸附宿主细胞。故A2组出现癌前病变的比例明显低于对照组。
(3)由表中数据可知,B1组和A1组的自变量为是否感染HPV,结果B1组出现癌前病变的比例显著高于A1组,据此推测感染HPV是诱发癌前病变的因素之一。
(4)B2组与B1
组人群出现癌前病变的比例没有明显差异,原因可能是该疫苗的作用主要是诱导体液免疫产生抗体和记忆细胞,不能明显诱导细胞免疫清除体内HPV。
(5)综上所述,该疫苗可用于预防宫颈癌。
29.棉花栽培中,适时打顶(去顶芽)是棉花高产栽培的关键技术之一。打顶解除了顶端优势,会改变棉株的生长中心,影响植株体内光合产物和矿质养分的分配,但打顶后棉株叶片在花铃后期出现早衰现象。科研人员研究了打顶后涂抹NAA对长绒棉结铃和产量的影响,结果如下表。请回答:
处理组
单株结铃数/个
单株成铃数/个
单株成铃率/%
单株产量/g
①不打顶
33.6
16.7
49.7
44.1
②打顶
29.6
19.3
65.2
56.9
③打顶+N0
29.3
19.2
65.5
57.7
④打顶+N1
37.0
29.7
80.3
71.9
⑤打顶+N2
27.0
17.0
62.8
47.9
注: N0:打顶后立即将空白羊毛脂放在切口;N1:打顶后立即将含浓度为3×10-3mmol·L-1NAA的羊毛脂放在切口;N2:打顶后立即将含浓度为3×10-2mmol·L-1NAA的羊毛脂放在切口。
(1)顶端优势体现了生长素生理作用具有_____________________。
(2)处理②和③的实验结果相差不大,说明________________。处理④棉株的单株产量较高的原因是外源适宜浓度的NAA能____________,提高结铃数和成铃率。
(3)打顶后涂抹一定浓度的NAA既保证了打顶后棉株体内的合理的生长素水平,有利于更多的光合产物分配到________器官,又可避免因不打顶使棉株具有旺盛的顶端生长优势,从而使养分过多消耗在________器官上。
(4)为探究打顶后棉叶出现早衰现象的原因,科研人员在花铃后期检测了处理①、②、④
组的棉株叶片内相关植物激素的含量变化,结果如图。据图分析,叶片出现早衰现象的原因是____________________,同时说明植物生命活动是多种激素____________的结果。
(5)综合研究结果,对棉花生产的指导意义是________________________。
【答案】 (1). 两重性 (2). 羊毛脂对实验结果几乎没有影响 (3). 促进果实的发育,防止落花落果 (4). 生殖(花、果实等) (5). 营养(茎、叶等) (6). 脱落酸的含量上升 (7). 相互作用、共同调节 (8). 棉株需要适时打顶,同时补充适量的外源生长素更有利于产量的提高
【解析】
【详解】(1)顶端优势指由顶芽形成的生长素向下运输,使侧芽附近生长素浓度加大,由于侧芽对生长素敏感而被抑制;顶芽浓度低,优先生长。故顶端优势体现了生长素生理作用具有两重性。
(2)②打顶,③打顶+N0的实验结果相差不大,说明羊毛脂对实验结果几乎没有影响。④的处理是打顶+N1,棉株的单株产量较高,是因为外源适宜浓度的NAA能促进果实的发育,防止落花落果,提高结铃数和成铃率。
(3)通过表格知道④的处理是打顶+N1,单株成铃率/%和单株产量/g都较高,故说明打顶后涂抹一定浓度的NAA既保证了打顶后棉株体内的合理的生长素水平,有利于更多的光合产物分配到生殖(花、果实等)器官,又可避免因不打顶使棉株具有旺盛的顶端生长优势,从而使养分过多消耗在营养(茎、叶等)器官上。
(4)据图分析,叶片出现早衰现象的原因是脱落酸的含量上升,促进叶片脱落;植物体内含有多种激素,植物的生长、发育、衰老等过程由多种激素相互作用、共同调节。
(5)结合实验结果分析可知,棉株需要适时打顶,同时补充适量的外源生长素更有利于产量的提高。
30.栗斑腹鹀(wú)是一种世界性濒危鸟类,多栖息于有矮树的山坡草地等中,主食植物种子,夏季也吃小型昆虫。某地区由于修建车道、开垦耕地、火烧等原因导致栗斑腹鹀种群生境破碎化(如图)。为研究生境破碎化后斑块面积及周边环境对栗斑腹鹀种群密度的影响,科研人员调查了该地区食物资源相似的4个斑块,结果如下表。分析回答:
斑块1
斑块2
斑块3
斑块4
面积(Km2)
0.38
1.2
0.2
1.25
栗斑腹鹀数量
10
6
2
33
(1)栗斑腹鹀属于生态系统中的_________(成分),其采食同化的碳元素,除通过呼吸作用释放到无机环境中外,还可流向__________、__________。
(2)请根据表中数据,在答题卡指定位置画出各斑块中栗斑腹鹀种群密度柱状图 __________。
(3)生境破碎化后4个斑块中的栗斑腹鹀种群是否存在地理隔离?____。理由是_________。
(4)根据本实验结果,你能得出的结论是______________________________。
【答案】 (1). 消费者 (2). 下一营养级生物 (3). 分解者 (4). (5). 不存在 (6). 栗斑腹鹀可以在4个斑块间飞行活动,进行基因交流(交配) (7). 斑块面积大小对种群密度无显著影响,周边环境对种群密度影响显著
【解析】
【详解】(1)分析题意可知,栗斑腹鹀“主食植物种子,夏季也吃小型昆虫”,因此属于生态系统中的消费者,其采食同化的碳元素,除通过呼吸作用释放到无机环境中外,还可流向下一营养级、分解者。
(2)种群密度为单位空间内某种群个体数量,因此可以根据表格中数据进行计算,如斑块1种群密度=栗斑腹鹀数量÷面积=10÷0.38≈26只/Km2,其它依次可以根据表格数据计算,画出柱形图:。
(3)生境破碎化后,栗斑腹鹀可以在4个斑块间飞行,进行基因交流,因此4个斑块中的栗斑腹鹀种群之间不存在地理隔离。
(4)根据本实验结果,可以得出斑块面积大小对种群密度无显著影响,周边环境对种群密度影响显著。
31.某植物蛋白酶抑制剂Ⅱ基因是重要的抗虫基因,该基因转录的mRNA下游序列已知,但其上游序列未知。现利用PCR等技术扩增该基因,具体原理如下图所示,其中①〜③表示有关过程,Ⅰ〜Ⅲ表示有关物质。请回答下列问题:
(1)过程①反应体系中,需要加入__________种引物,还需加入__________酶,生成杂合链物质Ⅰ。
(2)利用DNA末段转移酶催化过程②,使cDNA单链左侧末端增加十多个腺嘌呤脱氧核苷酸序列(AAA(A)n),其目的是_________________,进而利于过程③扩增获得目的基因序列Ⅲ,过程③反应体系需要添加的新引物序列是____________________。
(3)与物质Ⅲ相比,物质Ⅰ化学组成不同的是____________________。与过程③相比,过程①中碱某配对方式的不同之处是__________。
(4)在物质Ⅲ的两端通常还需要增加__________序列,以便与相应的载体重组,再利用__________处理大肠杆菌等,以利于将重组质粒导入细胞,构建cDNA文库。
【答案】 (1). 1 (2). 逆转录 (3). 便于设计引物 (4). TTT(T)n (5). 含核糖和尿嘧啶(U) (6). U-A (7). 限制酶识别 (8). (冰冻的)Ca2+
【解析】
试题分析:据图分析,过程①表示以mRNA为模板逆转录形成DNA的过程,需要1种引物;过程②表示在DNA末段转移酶催化作用下,在cDNA单链左侧末端增加十多个腺嘌呤脱氧核苷酸序列(AAA(A)n)的过程;过程③表示利用PCR技术扩增目的基因的过程。
(1)根据以上分析已知,过程①表示以mRNA为模板逆转录形成DNA的过程,需要1种引物,且需要逆转录酶的催化。
(2)过程②在cDNA末端增加十多个腺嘌呤脱氧核苷酸序列(AAA(A)n),其目的是便于设计引物,因此在过程③扩增获得目的基因序列Ⅲ时,反应体系需要添加的新引物序列是TTT(T)n。
(3)据图分析可知,物质Ⅲ的两条链都是DNA链,而物质Ⅰ的一条链是DNA链、一条链是RNA链,因此物质Ⅰ化学组成与Ⅲ相比的不同之处在于物质Ⅰ含有核糖和尿嘧啶;且与过程③相比,过程①中特有的碱某配对方式是U-A。
(4)根据题意分析,过程③表示利用PCR技术扩增目的基因的过程,因此在目的基因(物质Ⅲ)两端通常还需要增加限制酶识别序列,以便限制酶的识别与切割;将重组质粒导入大肠杆菌前,需要先用钙离子处理大肠杆菌,使之成为感受态细胞。
32.基因定点整合可替换特定基因,该技术可用于单基因遗传病的治疗。苯丙酮尿症是由PKU基因突变引起的,将正常PKU基因定点整合到PKU基因突变的小鼠胚胎干细胞的染色体DNA上,替换突变基因,可用来研究该病的基因治疗过程。定点整合的过程是:从染色体DNA上突变PKU基因两侧各选择一段DNA序列HB1和HB2,根据其碱基序列分别合成HB1和HB2,再将两者分别与基因、连接,中间插入正常PKU基因和标记基因,构建出如图所示的重组载体。重组载体和染色体DNA中的HB1和HB2序列发生交换,导致两者之间区域发生互换,如图所示。
(1)构建重组载体时,常用的工具酶有________。该实验用小鼠胚胎干细胞作为PKU基因的受体细胞以培育出转基因小鼠,除了胚胎干细胞能大量增殖外,还因为胚胎干细胞_________。
(2)为获得小鼠的胚胎干细胞,可将小鼠囊胚中的_________取出,并用_________处理使其分散成单个细胞进行培养,培养过程中大部分细胞会贴附在培养瓶的表面生长,这种现象称为___________。
(3)用图中重组载体转化胚胎干细胞时,会出现PKU基因错误整合。错误整合时,载体的两个中至少会有一个与一起整合到染色体DNA上。已知含有的细胞具有G418的抗性,、的产物都能把DHPG转化成有毒物质而使细胞死亡。转化后的胚胎干细胞依次在含有G418及同时含有G418和DHPG的培养液中进行培养,在双重选择下存活下来的是__________的胚胎干细胞,理由是_________。
(4)将筛选得到的胚胎干细胞培育成小鼠,从个体生物学水平检测,若小鼠__________,说明PKU基因成功表达。
【答案】 (1). 限制酶和DNA连接酶 (2). 具有全能性 (3). 内细胞团细胞 (4). 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 (5). 贴壁生长 (6). 正确互换整合 (7). 正确互换整合后的染色体上只有只有,无、,具有G418抗性,故能在含有G418和DHPG的培养液中生长,错误互换整合后的细胞中染色体DNA上含有和至少1个,而、的产物都能把DHPG转化成有毒物质,故在含有G418和DHPG的培养液中错误整合的细胞死亡 (8). 尿液中霉臭味显著降低
【解析】
【详解】(1)构建重组载体时,常用的工具酶有限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶。实验用小鼠胚胎干细胞作为PKU基因的受体细胞,除了胚胎干细胞能大量增殖外,还因为胚胎干细胞具有全能性。
(2)为获得小鼠的胚胎干细胞,可将小鼠囊胚中的内细胞团细胞取出,并用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理使其分散成单个细胞进行培养,培养过程中大部分细胞会贴附在培养瓶的表面生长,这种现象称为贴壁生长。
(3)已知含有的细胞具有G418的抗性,、的产物都能把DHPG转化成有毒物质而使细胞死亡,据分析可知,正确互换后的染色体上只有只有,无、,错误互换后的细胞中染色体DNA上含有和至少1个,因此,转化后的胚胎干细胞依次在含有G418及同时含有G418和DHPG的培养液中进行培养,在双重选择下存活下来的是正常互换整合的胚胎干细胞,原因是:正确互换后的染色体上只有只有,无、,具有G418抗性,故能在含有G418及同时含有G418和DHPG的培养液中生长,错误互换后的细胞中染色体DNA上含有和至少1个,而、的产物都能把DHPG转化成有毒物质,因此在含有G418和DHPG的培养液中死亡。
(4)苯丙酮尿症是由于苯丙氨酸代谢途径中的酶缺陷,使得苯丙氨酸不能转变成为酪氨酸,导致苯丙氨酸及其酮酸蓄积,并从尿中大量排出,主要表现为智力低下,尿液中有霉臭味,将筛选得到的胚胎干细胞培育成小鼠,若PKU基因成功表达,则从个体生物学水平检测,小鼠尿液中霉臭味显著降低。
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