【題目】不久前去世的英國著名物理學(xué)家霍金患有肌肉萎縮性側(cè)索硬化癥(ALS)俗稱“漸凍人”,該病也叫運動神經(jīng)元病,是累及上運動神經(jīng)元(大腦、腦干、脊髓),又影響到下運動神經(jīng)元(顱神經(jīng)核、脊髓前角細(xì)胞)及其支配的軀干、四肢和頭面部肌肉的一種慢性進行性變性疾病。臨床上常表現(xiàn)為上、下運動神經(jīng)元合并受損的混合性癱瘓。風(fēng)靡全球的“ALS冰桶挑戰(zhàn)賽”活動的初衷是為了讓人們了解并體會被稱為“漸凍人”的罕見病,同時為患者募捐治病。科學(xué)家嘗試從不同角度揭示“漸凍人”病因根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題。
(1)如圖為“漸凍人”的某反射弧,若刺激Ⅲ處,在③處______(“能”或“不能”)檢測到神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,若以針刺S“漸凍人”______(“能”或“不能”)感覺到疼痛。
(2)ALS有20%的病例是由于基因和DNA變化而引起的,生理學(xué)中這類病例屬于______病。
(3)有學(xué)者指出,肌肉萎縮性側(cè)素硬化癥病因是自由基攻擊神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的______,加快神經(jīng)細(xì)胞衰老;也有學(xué)者指出,其病因是某些因子激活人體的免疫反應(yīng)去對抗運動神經(jīng)元,造成運動神經(jīng)元的死亡,從免疫角度分析該病屬于______病。
(4)研究發(fā)現(xiàn)“漸凍癥”的病因之一是由于運動神經(jīng)元中D﹣絲氨酸分解酶基因發(fā)生變異,導(dǎo)致D﹣絲氨酸分解酶功能降低,進而使激活神經(jīng)的D﹣絲氨酸增加并蓄積,破壞了運動神經(jīng)元的正常功能,引起肌肉萎縮。請?zhí)峁┮环N治療該病的設(shè)想:___________。
【答案】能 能 遺傳病 磷脂、蛋白質(zhì)、DNA 自身免疫病 植入正常的神經(jīng)干細(xì)胞或?qū)⒆儺惖?/span>D﹣絲氨酸分解酶基因替換或注射能夠提高D﹣絲氨酸分解酶活性的藥物
【解析】
本題是關(guān)于神經(jīng)傳導(dǎo)和傳遞的問題,圖像反射弧的中樞在脊髓,圖中①是傳入神經(jīng),③是突觸結(jié)構(gòu),②是傳出神經(jīng)。
(1)Ⅲ位于傳入神經(jīng)纖維上,③是傳出神經(jīng),刺激Ⅲ處,在③處能檢測到神經(jīng)遞質(zhì)的釋放;由于漸凍人的上下運動神經(jīng)元,傳入神經(jīng)元正常,因此,以針刺S“漸凍人”能感覺到疼痛。
(2)遺傳病是由于遺傳物質(zhì)改變引起的疾病,ALS有20%的病例是由于基因和DNA變化而引起的,生理學(xué)中這類病例屬于遺傳病。
(3)細(xì)胞衰老的自由基學(xué)說是指自由基攻擊自身的細(xì)胞的磷脂,蛋白質(zhì)或者DNA,因此,認(rèn)為肌肉萎縮性側(cè)素硬化癥病因是自由基攻擊神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的磷脂、蛋白質(zhì)、DNA,加快神經(jīng)細(xì)胞衰老;也有學(xué)者指出,其病因是某些因子激活人體的免疫反應(yīng)去對抗運動神經(jīng)元,造成運動神經(jīng)元的死亡,從免疫角度分析該病屬于自身免疫病。
(4)研究發(fā)現(xiàn)“漸凍癥”的病因之一是由于運動神經(jīng)元中D﹣絲氨酸分解酶基因發(fā)生變異,導(dǎo)致D﹣絲氨酸分解酶功能降低,進而使激活神經(jīng)的D﹣絲氨酸增加并蓄積,破壞了運動神經(jīng)元的正常功能,引起肌肉萎縮。因此我們可以替換正常的神經(jīng)細(xì)胞或者正常的基因,或者提高有關(guān)酶的活性,所以思路為植入正常的神經(jīng)干細(xì)胞或?qū)⒆儺惖?/span>D﹣絲氨酸分解酶基因替換或注射能夠提高D﹣絲氨酸分解酶活性的藥物。
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【題目】杜鵑又叫布谷鳥,一般棲于森林上層,是捕捉松毛蟲的能手。下圖是杜鵑豐富的某人工林的能量流動圖解,N1~N8表示能量數(shù)值,據(jù)圖回答下列問題:
(1)森林中的杜鵑以松毛蟲為食,所以人們又稱它是“森林衛(wèi)士”,據(jù)此判斷杜鵑屬于第____________營養(yǎng)級,所謂營養(yǎng)級是指__________________________________________。 人工林的物種相對來說較單一,所以種植者常常設(shè)法再種植或引人多種且數(shù)量不多的其他生物,這樣做的意義是_________________。
(2)N6______________(填“是”或“不是”)由初級消費者流向蜣螂的能量,其中初級消費者用于自身生長、發(fā)育和繁殖的能量為_______________(用圖中字母表示)。能量由第一營養(yǎng)級傳遞給第二營養(yǎng)級的傳遞效率為_______________________(用圖中字母表示)。
(3)②③④過程實現(xiàn)的意義為_______________________。
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【題目】研究發(fā)現(xiàn),保衛(wèi)細(xì)胞中K+濃度影響氣孔運動,K+進入保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi),可導(dǎo)致氣孔開放。而AMP- PCP(ATP競爭性抑制劑)能與細(xì)胞膜上ATP跨膜受體蛋白結(jié)合,進而影響K+進入保衛(wèi)細(xì)胞。為了探究AMP一PCP對菜豆光合作用的影響,科研人員用AMP-PCP溶液處理菜豆葉片,測定其CO2吸收速率,結(jié)果如圖所示;卮鹣铝袉栴}。
(1)由圖可知,隨著AMP- PCP濃度增大,葉片的CO2吸收速率_____________,推測原因是AMP-PCP限制了ATP運輸?shù)郊?xì)胞外,影響K+進入保衛(wèi)細(xì)胞,導(dǎo)致氣孔開放程度_______________從而抑制了光合作用的_____________反應(yīng)。
(2)要驗證上述推測是否正確,可用適宜的__________處理菜豆葉片作為實驗組,以________處理菜豆葉片作為對照進行實驗,測定葉片的氣孔開放程度和CO2吸收速率。若實驗組的氣孔開放程度和CO2吸收速率均________對照組,則證明上述推測成立。
(3)實驗中,用1.0mmol·L-1 的AMP-PCP處理葉片后,立即檢測葉肉細(xì)胞葉綠體中ADP/ATP的比值,發(fā)現(xiàn)短時間內(nèi)該比值下降,請分析該比值下降的機理:___________________。
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【題目】生物興趣小組試圖探究山羊的瘤胃中的微生物對尿素是否有分解作用,設(shè)計了以下實驗,并成功篩選到能降解尿素的細(xì)菌(目的菌)。培養(yǎng)基成分如表所示,實驗步驟如圖所示。請分析回答問題:
KH2PO4 | 1.4g |
Na2HPO4 | 2.1g |
MgSO47H2O | 0.2g |
葡萄糖 | 10g |
尿素 | 1g |
瓊脂 | 15g |
溶解后自來水定容到1000mL |
(1)該實驗中所用培養(yǎng)基在成分上的特殊要求是___ 。培養(yǎng)基中葡萄糖可以為細(xì)菌提供___ 。
(2)實驗中所用錐形瓶、試管都必須進行滅菌,常用的滅菌方法是___。圖中接種的方法為___ 法,獲得單菌落后繼續(xù)篩選。實驗過程中,除了需將接種后的平板放在適宜的環(huán)境中培養(yǎng)一段時間,還需設(shè)置一在相同條件下培養(yǎng)的“未接種的空白平板”的對照實驗,其目的是___。
(3)為進一步確定取自瘤胃中液體的適當(dāng)稀釋倍數(shù),將接種的培養(yǎng)皿放置在37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2448h,觀察并統(tǒng)計具有紅色環(huán)帶的菌落數(shù),結(jié)果見下表,其中___倍的稀釋比較合適。用該方法統(tǒng)計的細(xì)菌數(shù)目會比實際數(shù)目___(偏大/基本相同/偏。,其原因是___ 。
稀釋倍數(shù) | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 |
菌落數(shù) | >500 | 367 | 248 | 36 | 18 |
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【題目】果蠅某條染色體上部分基因的分布如圖甲所示,該條染色體經(jīng)變異后部分基因的分布如圖乙所示。下列說法不正確的是
A.一條染色體上有多個基因,基因在染色體上呈線性排列
B.該染色體發(fā)生了基因突變,為生物進化提供原材料
C.白眼和朱紅眼的遺傳不符合基因自由組合定律
D.圖中甲—乙發(fā)生的變異可以在顯微鏡下直接觀察到
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【題目】2006年,Yamanaka將Oct﹣4、Sox2、c﹣Myc和K1f4四個轉(zhuǎn)錄因子導(dǎo)入小鼠胚胎成纖維細(xì)胞,獲得“誘導(dǎo)多能干細(xì)胞”(iPSc)。雖然iPSC具有非常高的應(yīng)用價值和前景,但應(yīng)用于臨床仍有問題阻礙,例如其供體細(xì)胞需從患者皮膚穿刺獲得皮膚成纖維細(xì)胞,給患者帶來痛苦,同時誘導(dǎo)效率非常低,初始化效率甚至低于0.01%. 因此近年來iPSc研究熱點為如何選用來源便捷、數(shù)目充足的成熟體細(xì)胞,以及如何提高基因的轉(zhuǎn)錄效率。
(1)iPSc能在適當(dāng)?shù)恼T導(dǎo)條件下分化為3個胚層的細(xì)胞,具有多能分化能力,類似_____細(xì)胞的特性。
(2)有科學(xué)家利用成熟的T淋巴細(xì)胞作為供體細(xì)胞,成熟的T淋巴細(xì)胞在體外不能增殖分化,利用刀豆蛋白A(ConA)活化成熟T淋巴細(xì)胞,使之增殖分化為_____細(xì)胞,在這里刀豆蛋白A(ConA)充當(dāng)_____。
(3)為提高誘導(dǎo)為iPSc的效率,首先應(yīng)提高運載體的導(dǎo)入受體細(xì)胞的效率,科學(xué)家利用HIV﹣1病毒改造的(無致病性,高感染性)慢病毒作為載體,這類慢病毒屬于_____(RNA/DNA)病毒。同時在慢病毒中構(gòu)建GFP基因(綠色熒光蛋白基因)作為_____,以便直觀方便的檢驗慢病毒是否導(dǎo)入受體細(xì)胞。
(4)為驗證慢病毒對T淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)導(dǎo)效率,科學(xué)家用腺病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)T淋巴細(xì)胞作為對照,設(shè)置不同MOI(MOI=轉(zhuǎn)染時的病毒顆粒數(shù)/細(xì)胞數(shù))實驗組得到下圖結(jié)果,由此可得出的結(jié)論為_____________________________________________________________________________。
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【題目】翠湖被譽為鑲嵌在昆明城的“綠寶石”,紅嘴鷗每年都成群地飛到這里過冬。圖甲是某研究小組經(jīng)過調(diào)查研究,得到的翠湖部分食物網(wǎng)簡圖,圖乙是翠湖中底棲動物的能量流動示意圖,a~d表示能量值的多少。請回答下列問題:
(1)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括_______,圖甲的食物網(wǎng)中有_____條食物鏈,紅嘴鷗屬于第_________營養(yǎng)級,蝦和上層魚類的種間關(guān)系是__________。
(2)圖乙中M2表示__________,P表示_____________。若底柄植物同化的能量為e,則從底棲植物到底棲動物的能量傳遞效率為 ___________×100%。圖乙體現(xiàn)了能量流動具有____________的特點。
(3)翠湖成群的海鷗吸引了無數(shù)觀賞的游客,這體現(xiàn)了生物多樣性的______價值。
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【題目】玉米具有易種植、遺傳背景清晰等特點,是遺傳學(xué)家常用的實驗材料。
(1)研究者利用一種紫色籽粒玉米品系與無色籽粒玉米品系進行雜交實驗,實驗過程及結(jié)果如圖1所示。據(jù)此推測,籽粒顏色的遺傳由__________對基因控制,符合__________定律。
(2)為研究花斑性狀出現(xiàn)的原因,研究者進行了系列實驗。
①利用F2代花斑籽粒玉米進行測交實驗,發(fā)現(xiàn)后代中超過10%的玉米籽粒顏色為紫色,該現(xiàn)象__________(填“可能”或“不可能”)是由于發(fā)生了基因突變,原因是__________。
②針對花斑性狀的這種“不穩(wěn)定性”,有學(xué)者提出決定玉米籽粒顏色的基因(A/a)中存在一種移動因子,可以插入到基因中,也可以從基因中切離,該因子的移動受到另一對等位基因(B/b)控制。因此花斑性狀產(chǎn)生的原因是玉米發(fā)育過程中進行__________分裂時,B基因的存在使得a基因中的移動因子隨機切離,恢復(fù)為A基因,這一事件在發(fā)育過程越早的時期,紫斑越__________。類似地,測交實驗后代中出現(xiàn)紫色性狀的原因是__________。
③研究者發(fā)現(xiàn)上述測交實驗中恢復(fù)為紫色籽粒的玉米中,又出現(xiàn)了一些籽粒無色、凹陷、非蠟質(zhì)的新表型(圖2a)。經(jīng)研究,決定籽粒顏色、性狀、蠟質(zhì)的基因均位于9號染色體上(圖2b)。
由此,研究者提出切離的移動因子可能會插入其他位置,并從其他位置切離導(dǎo)致染色體斷裂。根據(jù)該推測,請在圖2b中畫出移動因子插入、切離的位置_____。
(3)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的移動因子可以導(dǎo)致頻繁的_____(變異類型),從而為育種提供豐富的材料。請根據(jù)本題信息,提出基于移動因子的育種基本思路_________。
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【題目】研究者將乳腺細(xì)胞(M)誘導(dǎo)成為乳腺癌細(xì)胞(記為Me),研究細(xì)胞癌變后的代謝水平變化(如圖所示),其中圖2是在培養(yǎng)液中加入線粒體內(nèi)膜呼吸酶抑制劑后測得的相關(guān)數(shù)據(jù)。下列分析正確的是
A. M中的原癌基因和抑癌基因選擇性表達導(dǎo)致Me產(chǎn)生
B. M對該呼吸酶抑制劑的敏感性大于Me
C. Me的線粒體對葡萄糖的攝取能力高于M
D. Me的培養(yǎng)液中酒精含量要高于M的培養(yǎng)液
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