由此推断,同型半胱氨酸导致VSMC分化程度___________(升高/降低),功能紊乱。
(4)已知血管保护药物R对VSMC没有直接影响,但可改善同型半胱氨酸对VSMC的作用。以小鼠VSMC为材料,在细胞水平研究上述作用时,应设计三组实验,即_______________、同型半胱氨酸处理组和___________________;每组内设三个重复,其目的是_____________。
【答案】 (1). 减少 (2). 体液 (3). 空间结构 (4). 降低 (5). 对照组 (6). R+同型半胱氨基处理组 (7). 减少随机误差
【解析】【分析】本题考查体液调节及相关的实验设计方面的内容。动物与人生命活动的调节包括神经调节、体液调节与免疫调节,准确理解概念才能正确判断三者。实验设计的基本原则有对照原则、单一变量原则与平行重复原则。明确实验的目的,能正确区分实验的变量,并能根据探究实验的原则完善实验过程;能根据实验现象进行合理分析并得出正确的结论。
【详解】(1)据题意可知,血管内皮细胞分泌的一氧化氮可以降低VSMC膜上Ca运输蛋白的活性,因此可以导致进入细胞内的Ca减少,引起血管平滑肌舒张。体液调节是激素等化学物质通过体液传送的方式对生命活动的调节。一氧化氮属于一种化学物质,其可以引起血管平滑肌舒张,此种调节方式属于体液调节。
(2)内质网的功能之一是对蛋白质进行加工,使其形成空间结构,内质网功能紊乱,无法使蛋白质形成正确的空间结构,导致蛋白质不能正常行使其功能。
(3)据表格内容可知,用同型半胱氨酸处理处理小鼠分化型VSMC后,其形态变为椭圆形,相对增殖能力变强,相对迁移能力变强,类似于癌细胞的特征,而癌细胞是一种分化程度较低的细胞,说明小鼠分化型VSMC经过处理后,其分化程度降低,功能紊乱。
(4)实验要遵循对照原则及平行重复原则,本实验要探究保护药物R是否可改善同型半胱氨酸对VSMC的作用,因此要设置空白对照组、同型半胱氨酸处理组及R+同型半胱氨酸处理,通过这三组实验即可确定保护药物R的作用。在科学探究过程中,为了减少误差,避免偶然现象,使结果更真实,应该做多次重复实验。
【点睛】解答本题需要掌握体液调节的概念,即体液中的化学物质对生命活动进行调节,掌握实验设计的基本原则,能够分清实验的自变量、因变量、无关变量,同时要能够区分实验组与对照组。
8. 为研究森林生态系统的碳循环,对西黄松老龄(未砍伐50~250年)和幼龄(砍伐后22年)生态系统的有机碳库及年碳收支进行测试,结果见下表,据表回答:
碳量 生产者活生物量 (g/m2) 死有机质 (g/m2) 土壤有机碳 (g/m2) 净初级生产力 (g/m2.年) 异氧呼吸 (g/m2.年) 2+
2+
西黄松生态系统 12730 2560 3240 5330 4310 470 360 440 390 老龄 幼龄
1460 ※净初级生产力:生产者光合作用固定总碳的速率减去自身呼吸总用消耗碳的速率 ※※异养呼吸:消费者和分解者的呼吸作用
(1)西黄松群落被砍伐后,可逐渐形成自然幼龄群落,体现了生态系统的_________稳定性。 (2)大气中的碳主要在叶绿体_________部位被固定,进入生物群落。幼龄西黄松群落每平方米有____________克碳用于生产者当年的生长、发育、繁殖,储存在生产者活生物量中;其中,部分通过生态系统中___________的呼吸作用,部分转变为死有机质和土壤有机碳后通过__________________________的分解作用,返回大气中的CO2库。
(3)西黄松幼龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力___________(大于/等于/小于)老龄群落。根据年碳收支分析,幼龄西黄松群落_________(能/不能)降低大气碳总量。
(1). 恢复力 (2). 基质 (3). 360 (4). 消费者 (5). 分解者 (6). 大于 (7). 不【答案】能
【解析】【分析】本题以森林生态系统的碳循环为素材考查了生态系统的物质循环、能量流动相关知识,意在考查学生的识记、理解能力、能从表格提取有效信息解决问题的能力。物质循环是指在生态系统中,组成生物体的化学元素,从无机环境开始,经生产者,消费者和分解者又回到无机环境中,完成一个循环过程,其特点是物质循环是周而复始的。能量流动和物质循环都是通过生物之间的取食过程完成的,它们是密切相关、不可分割的,能量流动伴随物质循环,能量流动的特点是单向的、逐级递减的、不可循环的。除最高营养级外,某一营养级的总能量去路由四个部分组成:自身呼吸消耗的能量、流向分解者的能量、流向下一营养级的能量与未被利用的能量。
【详解】(1)恢复力稳定性是指生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状的能力。西黄松群落被砍伐遭到破坏后,又逐渐形成自然幼龄群落,体现了生态系统的恢复力稳定性。
(2)大气中的碳主要以CO2的形式在叶绿体基质被固定,进入生物群落。生长、发育、繁殖,储存在生产者活生物量=生产的同化量-生产者呼吸消耗量,即为表格中的净初级生产力,即幼龄西黄松群落每平方米360克碳用于生产者当年的生长、发育、繁殖,储存在生产者活生物量中。幼龄西黄松群落一部分被消费者食用,通过消费者的呼吸作用以热能形式释放,一部分即残枝败叶转变为死有机质和土壤有机质,进而通过分解者的分解作用,返回大气中的CO2库。
(3)由图可知,西黄松幼龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力为360/1460≈0.25;西黄松老龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力为470/12730≈0.04,因此,西黄松幼龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力大于老龄群落。根据年碳收支分析,幼龄西黄松群落的净初级生产力360,异氧呼吸消耗量为390,净初级生产力小于异氧呼吸消耗速率,故不会有有机物的积累,即幼龄西黄松群落不能降低大气碳总量。
【点睛】解答本题的关键是理清流经每一营养级的能量去向及总初级生产量与净初级生产量的关系,掌握生态系统中碳循环的途径及特点,明确通过光合作用碳进入生物群落,通过呼吸作用,碳进入大气中的CO2库。
9. 为获得玉米多倍体植株,采用以下技术路线。据图回答:
(1)可用______________对图中发芽的种子进行处理。
(2)筛选鉴定多倍体时,剪去幼苗根尖固定后,经过解离、漂洗、染色、制片,观察_____区的细胞。若装片中的细胞均多层重叠,原因是__________________________。统计细胞周期各时期的细胞数和细胞染色体数。下表分别为幼苗I中的甲株和幼苗II中的乙株的统计结果。
细胞周期
幼苗
计数项目
间期 前期 中期 后期 末期
细胞数
甲株
细胞染色体数
乙株
可以利用表中数值____________和_____________,比较甲株细胞周期中的间期与分裂期的时间长短。 (3)依表结果,绘出形成乙株的过程中,诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体数变化曲线______。
细胞染色体数
/ /
/ /
y 2y
2y 4y
/ /
x1
x2
x3
x4
x5
【答案】 (1). 秋水仙素(或低温) (2). 分生 (3). 解离不充分或压片不充分 (4). x1 (5). x2
+x3 +x4 +x5 (6).
【解析】【分析】本题考查的知识点是生物的育种及“观察植物细胞的有丝分裂”的实验,意在考查学生对课本基础知识的识记、理解能力。生物的育种包括单倍体育种、多倍体育种、诱变育种、杂交育种等,其中多倍体育种的原理是染色体变异,需要用化学试剂秋水仙素或低温诱导染色体数目加倍。明确相关知识点,利用所学知识准确答题。
【详解】(1)据题意“为获得玉米多倍体植株”可用秋水仙素对萌发的种子进行处理,抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,导致细胞内的染色体数目加倍,从而得到多倍体玉米。
(2)筛选鉴定多倍体时,需要观察染色体的数目,取玉米幼苗的根尖固定后,经过解离、漂洗、染色、制片过程,进行观察。由于只有根尖的分生区进行细胞分裂,因此可观察分生区细胞的染色体数目。在进行有丝分裂实验中,解离是使细胞相互分离开,压片是进一步使细胞相互分散开,如果解离不充分或压片不充分,会使细胞均多层重叠。在观察细胞分裂时,材料经过解离已经死亡。观察到的某一状态的细胞数量越多,说明该时期持续时间越长。因此可用x1表示甲株细胞周期中的间期时间长短, 用x2 +x3 +x4 +x5来表示甲株细胞周期中的分裂期的时间长短。
(3)秋水仙素诱导导致幼苗在有丝分裂前期不出现纺锤体,因此后期染色体加倍后细胞不会分裂为两个子细胞,进而使细胞内的染色体数目是诱导之前染色体数目的两倍。再进行下一次细胞分裂时,按照加倍后的染色体数目进行正常的有丝分裂。因此诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体
数变化曲线如图所示:。
【点睛】多倍体的形成有两种途径,可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,也可以低温诱导,二者均可以使染色体数目加倍。在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中,需要学生注意的细节很多,如实验的原理、实验所用的试剂及试剂的作用、实验的步骤及各步骤的作用等,需要学生在学习中注意归纳总结。
10. 甲型流感病毒为RNA病毒,易引起流感大规模流行。我国科学家在2017年发明了一种制备该病毒活疫苗的新方法,主要环节如下。
(1)改造病毒的部分基因,使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力。以病毒RNA为模板,逆转录成对应DNA后,利用___________技术扩增,并将其中某些基因(不包括表面抗原基因)内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列。与改造前的基因相比,改造后的基因表达时不能合成完整长度的
___________,因此不能产生子代病毒。将该改造基因、表面抗原等其他基因分别构建重组质粒,并保存。 (2)构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。设计合成一种特殊tRNA的基因,其产物的反密码子能与(1)中的终止密码子配对结合,并可携带一个非天然氨基酸(Uaa)。将该基因与___________连接后倒入宿主细胞。提取宿主细胞的__________进行分子杂交鉴定,筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。 (3)利用转基因宿主细胞制备疫苗。将(1)中的重组质粒导入(2)中的转基因宿主细胞,并在补加__________的培养基中进行培养,则该宿主细胞能利用上述特定tRNA,翻译出改造病毒基因的完整蛋白,产生大量子代病毒,用于制备疫苗。特殊tRNA基因转录时,识别其启动子的酶是_________(单选)。 A.病毒的DNA聚合酶 B.宿主的DNA聚合酶 C.病毒的RNA聚合酶 D.宿主的RNA聚合酶
(4)上述子代病毒不能在正常宿主细胞中增殖,没有致病性,因此不经灭活或减毒即可制成疫苗。与不具侵染性的流感病毒灭活疫苗相比,该病毒活疫苗的优势之一是可引起_________免疫,增强免疫保护效果。 (1). PCR (2). 多肽 (3). 载体 (4). 总RNA (5). 非天然氨基酸【答案】(或蛋白质)(Uaa) (6). D (7). 细胞