回答有关生命活动调节的问题。
(1)图1表示某离体神经纤维受刺激前后,膜内、外两侧电位差的变化。a段表示 电位,此时膜内是 电位,b点Na+ 流,跨膜运输方式为 。
(2)图2中神经信号在X处和Y处的传导(传递)有什么不同?________________
_________________________________________________________________ 。
(3)在Y处给予某种药物后,再在X处给予适宜的刺激,发现神经冲动的传递被阻断,但检测到Y处神经递质的量与给予药物之前相同,这是由于该药物的作用机制最可能是抑制了 的功能。
(4)如果图2代表人在寒风中瑟瑟发抖时身体内某处的调节示意图,则细胞甲可能是 细胞,分泌物a可代表其分泌的激素,该激素可随血液循环带到垂体,并促进垂体分泌 激素。当血液中的激素b的含量增加到一定程度时,又会反过来抑制细胞甲的活动。
如图表示人体内某激素的分泌及作用机制(图中数字代表物质,字母代表生理过程),请据图分析回答:
(1)寒冷环境中,甲分泌的 激素增多,作用于乙,导致甲状腺分泌的激素①增多,此时激素①的生理作用主要是 ______________________
_________________________________________________________________。
(2)若人体内的激素①增多,进行负反馈调节的过程是 。
(3)激素①进入细胞内可通过影响基因的表达过程而调节生命活动,图中的过程e、f分别表示______________________________________________________。
(4)③进入细胞质时穿越了 层生物膜结构。若在③上同时结合多个核糖体,则经过f过程得到的④是否相同?____。
(5)若②中的某个碱基对改变了,则④的结构和功能是否改变? 。理由是_______________________________________________________________。
以下是有关细胞分化和衰老的探索实验,请依据实验回答问题:
(1)斯图尔德将胡萝卜韧皮部细胞进行培养,最终获得发育完整的新个体。实验过程如下:
从根的切片分离出单个细胞细胞团胚状体→植株
①A过程称为 ,诱导这一过程的物质有 _________________________
_________________________________________________________________ 。
②这一实验的原理是_______________________________________________。
(2)在探索细胞衰老的过程中,研究人员发现,衰老动物体内细胞分裂速度明显减慢。但把衰老动物体内的细胞移植到幼龄动物体内,这些细胞的分裂次数增加。Krohn用近交系小鼠进行皮肤移植实验。他将小鼠F的皮肤移植到小鼠F1身上,当小鼠F1变老时,又移植到小鼠F2身上,这样他进行了系列移植,结果移植的皮肤细胞可生活7年~8年,远远超过其原来供体的寿命。
①Krohn的实验目的是: _____________________________________________
_________________________________________________________________。
②Krohn的实验能说明什么? __________________________________________
_________________________________________________________________ 。
下表列出了教材中部分实验的材料、实验条件和观察内容,请回答有关问题。
组别 |
材料 |
实验条件 |
观察内容 |
A |
浸泡过的 花生种子 |
清水、苏丹Ⅲ染液、50%酒精溶液等 |
细胞中着色的小颗粒 |
B |
菠菜叶 |
无水乙醇、层析液等 |
滤纸条上的色素带 |
C |
洋葱根尖 |
解离液、龙胆紫溶液等 |
植物细胞有丝分裂 |
(1)A组实验中50%酒精溶液的作用是 ___________________________________
_________________________________________________________________ 。
(2)B组实验中,若取材合适且提取色素的过程操作很规范,但得到的滤纸条上的色素带颜色均非常淡,可能的原因除了滤纸条湿度大,没有预先进行干燥处理外,最可能的还有 _________________________________________________
_________________________________________________________________ 。
(3)在做C组实验时,应选择图甲 (填编号)处细胞为材料。某同学在低倍显微镜下观察到图乙所示图像,此视野中处于分裂期的细胞数目过少,可能的原因有 _______。
a.视野选择不合适
b.取材时间不合适
c.制片时压片力量不合适
d.解离时间不合适
(4)研究洋葱根尖处于有丝分裂各阶段细胞核中DNA和细胞质中mRNA的含量变化,获得如图丙所示曲线。在a和c两时期, 催化mRNA分子合成,在e时期,最活跃的细胞器是 。图丁①→②、②→③表示的生理变化过程分别发生在有丝分裂的 (时期)。
酵母菌是研究细胞呼吸常用的实验材料。请分析回答:
(1)酵母菌有氧呼吸过程中[H]在 处与氧结合生成水,水中的氢来自反应物中的 。适宜温度下,在锥形瓶中加入含有酵母菌的葡萄糖溶液并密封(如图1),图2曲线中能正确表示实验结果的是 。
(2)某研究小组利用如图3所示装置进行酵母菌细胞呼吸的研究。图中刻度玻璃管可以用来读取液面的高度(假设水压对气体体积变化的影响忽略不计)。
实验步骤:
a.将10 mL酵母菌培养液和10 mL加热煮沸后冷却的酵母菌培养液分别加入甲、乙两个烧杯中。
b.将甲、乙两个烧杯分别放入气密性完好的两个气球中,排尽空气后分别向两个气球内注入等量且适量的氧气,扎紧气球保持密闭状态,再分别放入如图所示实验装置中。
c.两组装置均放入20℃恒温水浴中。从注水口注入等量的温水,调节刻度玻璃管液面至起始刻度。
d.记录实验结果。
实验分析:
①该实验的自变量是_______________________________________________,
因变量是_________________________________________________________。
②实验刚开始的短时间内,两组装置的刻度玻璃管液面均不发生变化的原因分别是:____________________________________________________________;
___________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
③一段时间后,装有甲烧杯的装置中刻度玻璃管液面 ,原因是 _____________________________________________________________
_________________________________________________________________ 。
如图所示为科学家利用番茄叶细胞和马铃薯叶细胞杂交培育“番茄—马铃薯”植株的过程,请回答下列问题。
(1)①②过程使用了________酶,以使植物原生质体相互分离,此处使用的溶液浓度较大,以保证植物细胞会发生________,以保护原生质体不被破坏;在动物细胞培养技术中,使细胞分离开来的酶是_________。
(2)过程③在化学药剂的作用下会发生细胞融合;动物细胞融合的方法与植物细胞不相同的是________。
(3)过程⑤属于脱分化,过程⑥属于再分化,细胞发生分化的根本原因是__________。
(4)植物体细胞杂交的意义是 。
在进行DNA亲子鉴定时,需大量的DNA。PCR技术(多聚酶链式反应)可以使样品DNA扩增,获得大量DNA克隆分子。该技术的原理是利用DNA的半保留复制,在试管中进行DNA的人工复制(如图,图中黑色短线是引物)。在很短的时间内将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍,使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。
(1)图中的变性、延伸分别是指_____________________________________________________________。
(2)假设PCR反应中的DNA模板为P,第一轮循环的产物2个子代DNA为N1,第二轮的产物4个子代DNA为N2,N1、N2中分别含有模板DNA单链的DNA分别有______个、______个。若继续循环,该DNA片段共经过30次循环后能形成_______个DNA片段。
(3)某样品DNA分子中引物之间的序列共含3 000个碱基对,碱基数量满足:=,若经5次循环,至少需要向试管中加入______个腺嘌呤脱氧核苷酸。(不考虑引物所对应的片段)
下图是获得抗虫棉的技术流程示意图。卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。
(1)在该基因工程中,抗虫基因属于 ,离体棉花叶片组织属于 。
(2)在抗虫棉的转基因培养过程中,重组质粒的导入不是直接导入棉花体细胞,而是通过土壤农杆菌间接导入的,这主要是利用了农杆菌对 植物和 植物的感染能力,因为这些植物体在受到损伤时,伤口处细胞会分泌 化合物,吸引农杆菌移向这些细胞,细菌体内的Ti质粒中 片段可以转移到棉花细胞并整合到棉花细胞的染色体上。
(3)抗虫基因是否导入棉花细胞,可以通过 基因进行检测,抗虫基因是否整合到棉花细胞染色体上可以通过 分子杂交检测,抗虫基因是否转录可以通过_______ 分子杂交检测,抗虫基因是否表达可以通过 分子杂交检测,而抗虫棉是否能抗虫的个体检测方法则是进行饲喂实验。
当个体水平检测已经证明抗虫棉具有了抗虫特性后,抗虫棉的子代一般有一部分不具有抗虫特性,这
种现象叫 ,原因是 。
新能源的开发是现代生物工程研究的重要领域,现在许多科学家在研究将木质纤维转化为新的能源——乙醇。下图是工业上利用微生物把纤维素转化为乙醇的基本工作流程,请回答相关问题。
(1)自然界中①环节需要的微生物大多分布在富含纤维素的环境中。将从土壤中获得该微生物方法是用以纤维素为碳源、并加入________的培养基上筛选周围有________的菌落。
(2)如上所述的筛选中获得了三个菌落,对它们分别培养,并完成环节②。在三种等量酶液中酶蛋白浓度相同时,三种酶液的活性不一定相同,可以通过_________________________________进行定量测定。
(3)根据测定结果,①环节常选择毛霉,则②中获得的酶是______酶。该酶至少包括__________三个组分。
(4)生产中可以满足④环节的常见菌种是________,为了确保获得产物乙醇,⑤环节要注意保证无氧条件,④过程要注意避免________________。
(5)该技术虽然有广阔的前景,但存在酶的成本高等问题,为了降低成本主要从以下几方面入手改进该过程。首先要通过______________等技术手段对产酶微生物改造,提高酶的产量。其次,可利用______________等技术使酶能够重复利用。
山楂酒具有活血、补气、健脾等功效,对恢复体力、增加精力、促进食欲有较显著的功效。以下为山楂酒制作的有关过程。分析回答下列问题。
主要原料 |
山楂 |
设备 |
榨汁机、发酵桶、地下室、大锅等 |
制作过程 |
山楂经充分水洗,用榨汁机榨汁。将山楂汁倒入发酵桶中,经7~10 d的发酵,即成果酒。将经过发酵的果酒滤出,倒入发酵容器内,存在地下室里,进行30 d的再发酵。并继续放置在阴凉的地下室进行陈酿,陈酿期间,要坚持倒桶(换桶),并保持酒桶常满,即得原汁山楂酒 |
(1)请写出山楂酒制作的原理(用反应式表示):____________________________。
(2)家庭酿造山楂酒与山楂酒发酵有关的微生物主要来源是____________,其代谢类型从异化作用角度说是 。
(3)发酵的温度应该在__________℃,在发酵过程中要先通气后密封,先通气的原因是________________。
(4)检验是否产生酒精可在酸性条件下,用____________试剂检验。
(5)若要进一步制作果醋,应在发酵液中加入____________菌种,并控制好温度和通气条件。
三羟基异黄酮(简称GST)是从豆科植物根部分离得到的一种天然产物。它具有显著的抗癌、抑菌、抗氧化等作用。经研究发现:GST可通过影响细胞凋亡基因(Bcl-2基因和Bax基因)的表达而诱导癌细胞凋亡。科研人员为研究GST对鼻咽癌细胞的影响和作用机制,进行了以下实验。请完善实验并分析回答相关问题。
实验步骤
(1)取5个相同的培养瓶,编号A、B、C、D、E,分别加入等量的培养液。向A瓶接种正常细胞,B、C、D、E瓶接种_____。
(2)向C、D、E瓶中分别加入_____μmol/L GST溶液。其他培养条件相同且适宜。
(3)培养一段时间后,检测并统计______________________________,结果记录于表1。
(4)重复上述步骤,检测、统计_____,结果记录于表2。
表1 |
Bcl-2基因表达率 |
Bax基因表达率 |
正常细胞 |
不表达 |
全部表达 |
鼻咽癌细胞 |
90% |
19% |
5μmol/L GST干预组 |
75% |
58% |
10μmol/L)GST干预组 |
49% |
67% |
15 μmol/L)GST干预组 |
22% |
85% |
表2 |
鼻咽癌细胞凋亡率 |
5μmol/L GST干预组 |
15.72% |
10μmol/L)GST干预组 |
27.33% |
15 μmol/L)GST干预组 |
35.48% |
分析与讨论
(1)表1数据说明:从基因水平上看,GST诱导鼻咽癌细胞凋亡与Bcl-2基因和Bax基因的表达有关。当Bcl-2蛋白/Bax蛋白的比值出现__________趋势时,会诱导鼻咽癌细胞凋亡。
(2)表2数据说明GST可诱导鼻咽癌细胞凋亡,且与_____有关。
(3)培养动物细胞要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织,而培养癌细胞不需要相关酶处理的原因是癌细胞膜上的_____等物质减少,易游离而从癌组织转移出去。
Ⅰ.西南大学生科院的科研人员研究了土壤含水量对某蔬菜品种甲和乙光合作用的影响。请据图分析回答。
⑴据图1分析,比较甲、乙品种蔬菜,土壤含水量对它们的光合作用速率影响_____。土壤含水量_____(填“大于”或“小于”)70%时,土壤含水量不成为限制蔬菜光合作用的因素。
(2)图2中,随着土壤含水量降低,气孔导度降低,胞间CO2并未因光合作用消耗而降低,反而逐渐升高,对此有学者认为水分亏缺导致叶绿体类囊体结构破坏,从而直接影响_________反应,而且不能恢复。
(3)为验证上述观点,将培养在低土壤含水量条件下的番茄幼苗分为两组,实验组番茄幼苗进行_____ 处理,对照组保持原有状态。若实验组番茄幼苗光合速率_______,则上述观点成立。
Ⅱ.下图表示人体神经系统对排尿的控制。请据图回答。
(1)体检时,没有尿意而在大脑控制下排出尿液_____(属于或不属于)反射。
(2)c神经纤维传导兴奋时膜外局部电流的方向是_____。
(3)轴突末梢具有较多的线粒体,其作用是为_____提供能量。
(4)尽管神经递质是小分子物质,但仍通过特定方式释放到突触间隙,其意义在于_____,从而保证了兴奋的快速传递。
(5)在动物体内的一个神经元,神经冲动的传导方向是单向的,总是由胞体传向_____。
下图为果蝇的染色体组成示意图,请据图回答:
(1)已知果蝇的Ⅲ号染色体上有黑檀体基因。现将黑檀体无眼果蝇与灰体有眼果蝇杂交,获得的F1均为灰体有眼果蝇,说明无眼为 性状;再将F1雌雄果蝇相互杂交,若F2表现型及比例______________则可推测控制无眼的基因不在Ⅲ号染色体上;将无眼基因与位于Ⅱ号染色体上的基因进行重组实验时,若实验结果与上述实验结果 ,则可推控制无眼的基因极可能位于Ⅳ号染色体上。
(2)已知控制果蝇翅型的基因在Ⅱ号染色体上。如果在一翅型正常的群体中,偶然出现一只卷翅的雄性个体,这种卷翅究竟是由于基因突变的直接结果,还是由于卷翅基因的“携带者”偶尔交配后出现的呢?
①分析:如果卷翅是由于基因突变的直接结果,则该卷翅雄性个体最可能为 (纯合子/杂合子);如果卷翅是由于卷翅基因的“携带者”偶尔交配后出现的,则该卷翅雄性个体可能为 。
②探究实验方案设计: 。
③结论:如果后代出现 ,则卷翅是由于基因突变的直接结果;如果后代出现 ,则卷翅是由于卷翅基因的“携带者”偶尔交配后出现的。
雄蚕有两个同型的性染色体ZZ,雌蚕有两个异型的性染色体ZW。蚕茧的颜色由常染色体上A基因(黄色)、a 基因(白色)决定, A基因由于缺失一段碱基序列导致不能表达而成为a基因。蚕茧的厚度由B、b基因控制。研究小组进行杂交育种实验如下(正交组合反交组都产生很多F1个体):
正交组:白色厚茧♀×黄色薄茧♂→F1:淡黄色厚茧♂,淡黄色薄茧♀
反交组:黄色薄茧♀×白色厚茧♂→F1:淡黄色厚茧♀,淡黄色厚茧♂, 1只白色厚茧♂
请回答下列问题:
(1)F1个体控制形成浅黄色茧的基因组成是 。A基因缺失的一段碱基对序列可能是与RNA聚合酶结合的 部位,这种变异来源属于
(2)反交组亲本的基因型是 。F1出现1只白色厚茧♂的可能原因如下:①基因突变;②A基因所在染色体发生 (填染色体畸变类型);③A基因所在染色体在减数分裂过程中未正常分离。若要鉴别这三种情况,最简单方法是经特殊处理后,观察该个体有丝分裂中期细胞的 。请用遗传图解方式按照第③种可能,对反交组的实验现象进行分析(只要求写出与实验现象有关的配子)。
(3)若要尽快培育能稳定遗传的黄色厚茧蚕,应选用F1中 (填基因型)与纯合白色厚茧蚕杂交,再让杂交后代中浅黄色茧雌雄个体相互交配,即可得到所需黄色厚茧个体。
糖尿病号称威胁人类健康第三大杀手,Ⅱ型糖尿病是因为靶细胞对胰岛素的敏感性降低所致。山奈酚可有效降低空腹血糖和胰岛素浓度,对Ⅱ型糖尿病有明显的缓解作用,且浓度越高效果越好,有望为Ⅱ型糖尿病人带人来福音。某研究者以大鼠为材料予以验证。请你根据以下提供的实验材料与用具,设计实验步骤,并预测实验结果。
材料:生理状态及体重、性别等相同的正常大鼠50只,用植物油配制的低、中、高三种浓度的山奈酚、植物油、链脲佐菌素(STZ)普通饲料、高糖饲料等。
提示:只给予高糖饲料,喂养4周后腹腔注射STZ可建立Ⅱ型糖尿病大鼠模型:
给药方法及检测指标的测定方法不作要求。
步骤:①分组:
②糖尿病大鼠模型建立:
③对照实验:
④结果检测:
预测实验结果(以柱状图表示):