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热考题型二　长句作答类
　　高考中生物学科强调能力立意,尤其注重考查考生的表达能力,要求考生能运用文字、图表以及数学方式描述生物学方面的内容。长句作答类题目表面上考查考生的表达能力,其实质是对考生思维推理的逻辑性、科学性及全面性的考查。长句表达是大多数考生的弱项,往往失分严重。长句作答类试题可以分为原因分析类、依据反推类和机理分析类。
1.原因分析类
这类试题的形式是给出某一现象或结果,要求考生回答出现这些现象(或结果)的事实或理论支撑。解题思路是在题干中找“现象”(因)和“结果”(果),然后基于所学的生物学原理向前反推导致该“结果”的可能原因,直至“现象”,关键点是需形成完整的逻辑链条,逻辑链条不能跳跃。答题模式如下:
　　典例1　
(2022·海南卷节选)细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐,不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25 ℃相比,4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是
　。
　　对点练1　(2023·浙江卷1月节选)亚洲象常年的栖息地热带雨林,植物生长茂盛,凋落物多,但土壤中有机质含量低。土壤中有机质含量低的原因是在雨林高温、高湿的环境条件下,　 。
　　
描述事实(因) 高温、高湿环境
分析本质(逆推) ↓分解者的活动增强,分解者将有机物快速分解为无机物↑土壤有机质的来源(植物凋落物)<去路(分解者的分解)↑
得出结论(果) 土壤有机质含量低
2.依据反推类
这类试题的形式一般是先要求考生作出判断,然后说明判断的依据,解答此类题的关键是找到有关事物的显著特征,并结合题干有关信息给予说明。
　　典例2　(2022·全国乙卷节选)农业生产中,农作物生长所需的氮素可以N的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收N的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题:
由图可判断N进入根细胞的运输方式是主动运输,判断的依据是 　。
　　
找到有关事物的显著特征 主动运输的显著特征是需要能量、逆浓度运输(选择其中之一即可)
结合题干描述能体现显著特征的事物 根细胞吸收N需要能量的体现:O2浓度小于a时,根细胞对N的吸收速率与O2浓度呈正相关
　　对点练2　(2023·全国乙卷节选)植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开,反之关闭。保卫细胞含有叶绿体,在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。有研究发现,用饱和红光(只用红光照射时,植物达到最大光合速率所需的红光强度)照射某植物叶片时,气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题:
某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片,气孔开度可进一步增大,因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。请推测该研究小组得出这一结论的依据: 　。
　　
找到有关事物的显著特征 气孔开度增大的显著特征是保卫细胞细胞质浓度增大,吸水体积膨大;蓝光促进保卫细胞吸水的原因有两个,一是促进保卫细胞光合作用合成有机物,二是作为信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+
结合题干描述能体现显著特征的事物 饱和红光照射使光合作用达到饱和,此时补充蓝光,光合速率不再增加,由此排除了蓝光通过光合作用产物对气孔开度进一步增大的影响
3.机理分析类
这类试题的形式是给出某一结论,要求考生回答出现这一结论的原理或机理。原理一般来源于教材,应用教材原话作答;机理一般用题图中提供的信息进行描述。答题模式如下:
　　典例3　(2022·湖南卷节选)从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理是 　。
　　
　　对点练3　抑郁症是近年来高发的一种精神疾病。研究表明,抑郁症与去甲肾上腺素(NE)减少有关。结合下图回答下列相关问题:
据图分析,杂环类抗抑郁剂治疗抑郁症的机理是 　。
　　
描述事实的因(从题干或图中找) 图中分析可知,事实的因是杂环类抗抑郁剂能抑制NE的再摄取,能解除NE对突触前神经元释放NE的抑制作用
分析原理或机理(从教材中或题中找) 抑郁症与NE减少有关,因此治疗抑郁症的机理是增加NE的含量
得出结论或结果(照抄题干) 治疗抑郁症
题型专项训练2　长句作答类对应专题训练卷P5
1.(2023·衡水一调)根据光合作用中固定CO2方式,可将植物分为C3植物和C4植物等类型。一些C4植物的叶肉细胞和维管束鞘细胞都含有叶绿体,但后者叶绿体缺乏基粒,两类细胞之间有大量的胞间连丝;叶肉细胞含磷酸烯醇式丙酮酸化酶(PEPC),该酶具有高CO2亲和力,可在低浓度CO2条件下高效固定CO2。下图表示C4植物光合作用的基本反应过程,回答下列问题:
(1)结构P为　　　　,叶肉细胞和维管束鞘细胞间具有大量该结构的意义是　。
(2)综合以上信息,更适宜在高温、高光强环境中生存的是　　　　(填“C3植物”或“C4植物”),依据是　 　。
(3)植物体光合作用产物常以蔗糖形式运输,为验证光合作用产物以蔗糖的形式运输,研究人员将酵母菌蔗糖酶基因转入植物,并将该基因表达的蔗糖酶定位在维管束鞘细胞的细胞壁上,结果发现转基因植物出现严重的小根、小茎现象,原因是 　。
　　
2.(2023·齐齐哈尔一模)小鼠的某种感觉神经元能选择性地高表达FGF13(一种生长因子),下图1为组胺引起痒觉反应的示意图,其中H1R为组胺受体,NaV1.7为一种钠离子通道。FGF13基因敲除的小鼠对组胺引起的痒觉做出的抓挠行为显著减少。研究发现,抓挠产生的疼痛在一定程度上可以缓解痒觉,部分神经调控机制如图2所示,其中Glu(谷氨酸)是一种神经递质。回答下列问题:
(1)图1中,组胺刺激使正常小鼠在大脑皮层产生痒觉的过程　　　　　(填“属于”或“不属于”)反射,理由是　。
图2中,痒觉产生的过程中,兴奋传至a处时,a处膜外电位变化为　　　　　　　　　。
(2)分析图1,用组胺刺激敲除FGF13基因的小鼠,该小鼠抓挠行为显著减少的原因可能是 　。
(3)根据图2推测抓挠止痒的机理: 　。
　　
3.(2023·宣城调研)H2O2能够参与激素信号的转导,研究表明脱落酸(ABA)诱导的气孔关闭是通过H2O2起作用的。科研人员以蚕豆为实验材料,研究了乙烯对外源H2O2诱导气孔关闭的影响,获得如下实验结果。图中CK为空白对照组,H+E为H2O2和乙烯处理组,H+DPI为H2O2和H2O2合成抑制剂处理组。请回答下列问题:
(1)比较CK组和H2O2组,可以获得的结论是 　;
比较CK组、H2O2组和H+E组,可以获得的结论是　。
(2)比较CK组、H2O2组和H+DPI组可知,DPI不能抑制H2O2诱导的气孔关闭,其原因可能是 　。
(3)有同学认为该实验设计并不完善,还应补充　　　　处理组,其理由是　 　。
　　
4.(2023·岳阳一模)生活垃圾是城市环境污染的主要原因之一,例如大量厨余垃圾堆积会污染周围空气和水源。为解决相关问题,科研人员设计了下图所示的选育无臭菌种方案,根据所学知识回答问题:
(1)选育无臭菌种的培养基均是以厨余垃圾粉碎并严格灭菌后制得的,目的是 　。
厨余垃圾产生的异味来自细菌发酵产物,因此③过程浇注分离时需要检测　　　　。④过程划线纯化后应该在划线的末端选择较大的菌落作为目的菌种,理由是　。
(2)厨余垃圾中高盐分、高油脂影响细菌的正常生活,很难获得高效无臭分解菌。因此研究人员从其他耐盐、耐油菌种中获取了相关耐性基因,并构建表达载体,此过程中使用含有抗青霉素基因的质粒的作用是　。
(3)转基因无臭分解菌经过⑤扩大培养后获得大量菌体,烘干测定发现其中蛋白质含量高达65%,有人提议大量培养该菌体,然后通过分离获得丰富的蛋白粉以满足市场需求。你的意见是 　。
　　
5.(2023·辽宁协作)将长势相同的黑藻均分为八等份,编为A、B两组,每组四等份。将A组分别放入装有400 mL自来水的4只烧杯中,放入光照培养箱中,控制光照强度分别为0 lx、1 500 lx、3 000 lx、4 500 lx ;将B组分别放入装有400 mL自来水且溶解有NaHCO3浓度依次为0、0.1%、0.5%、2% 的4只烧杯中,放入光照培养箱中,控制光照强度为1 500 lx。用溶解氧传感器检测两组烧杯中黑藻的放氧情况(单位:mg·L-1),每2分钟采集一次数据,连续采集10分钟,实验结果如下图所示(忽略不同光照强度对水温的影响):
(1)黑藻的叶绿素分布在　　　　　　　　上,在光反应中,可将光能转化为　　　　　　中的化学能。
(2)本实验中涉及的自变量有　。
(3)A组实验中,光照强度为1 500 lx时,10分钟内黑藻通过光合作用产生的氧气量大约为　　　　mg(注:曲线上的点对应纵轴上的数值为整数)。光照强度为4 500 lx时,8~10分钟溶解氧量几乎没有发生变化,原因是　 　。
(4)B组实验中有一只烧杯溶解氧量几乎未发生变化,该烧杯中黑藻所处的实验条件是　　　　　　　　,此时叶肉细胞中光合速率　　　　(填“<”、“=”或“>”)呼吸速率。该烧杯中溶解氧量变化与其他三只烧杯明显不同,测定其产氧量较低,原因是　 　。
　　
6.(2023·北京模拟)氮沉降指大气中的氮元素降落到陆地和水体的过程。科研人员开展实验探究氮沉降背景下刈割(割除草本植物的地上部分)对草地生态系统储碳功能的影响。
(1)科研人员在同一人工草地生态系统选取多样性不同的样地开展实验,实验处理及结果如图1。
①添加硝酸铵(NH4NO3)的目的是 　。
②据图1可知,刈割可在氮沉降背景下更明显地对抗多样性降低对生态系统生产力的负效应。得出此结论的依据是 　。
(2)微生物残体碳是生态系统土壤碳库中有机碳的重要组成,真菌残体碳比细菌残体碳更难降解。科研人员进一步研究了氮沉降背景下,刈割对草原植物群落和土壤真菌残体碳总量的影响,结果如图2所示。
①真菌主导的微生物群落可　　　　土壤有机碳的积累及稳定性。
②综合以上研究成果和碳循环的过程,阐明氮沉降背景下刈割增强草地生态系统储碳功能的途径: 　。
　　
7.(2023·泰安模拟)2018年,科研人员在产生抑郁情绪的神经环路这一领域的研究取得了突破性进展,他们发现大脑中“反奖赏中心”——外侧缰核(LHb)中的神经元活动是抑郁情绪的来源。LHb神经元可以被厌恶性条件如压力、消极、恐惧等刺激,导致产生簇状放电(发放连续高频的动作电位),对下游“奖赏中心”产生抑制,使机体出现抑郁。部分机制如图所示。
(1)LHb神经元进行单个放电时,该部位膜两侧的电位变化是　　　　　　　　。在厌恶性条件作用下,模型小鼠LHb神经元的兴奋性会　　　　(填“增强”或“减弱”)。兴奋在神经细胞间只能单向传递的原因是　 。
(2)研究证明,位于LHb神经元的T型钙通道、NMDAR通道对神经元的簇状放电至关重要,NMDAR通道可以改变细胞膜对Ca2+的通透性。若长期处于压力的状态下,机体则容易出现抑郁。从离子运输的角度,结合题图分析原因: 　。
(3)氯胺酮是一种抗抑郁的药物,其作用机制为 　。
若长期服用氯胺酮,其抗抑郁效果会下降,原因可能是　 。
　　
8.(2023·湖北联合调研)在全球气候变化日益加剧的背景下,多重联合胁迫对作物生长发育和产量造成的不利影响日益显著。研究者设计了如图甲所示的实验,分析了不同处理条件下苗期玉米的光合生理差异,部分结果如图乙所示。
(1)图甲的实验设计中,各组均用“25天最适条件”培养的目的是 　。
(2)图乙中,在胁迫期作物净光合速率最低对应的处理条件是　　　　　　。干旱导致作物光合速率下降的主要原因是　 　。
(3)该研究显示:干旱能够明显缓解冷胁迫对玉米光合作用和生长等造成的损伤。请结合图乙所示数据,说明得出该结论的依据: 　。
　　
9.(2023·合肥一模)罗非鱼(非洲鲫鱼)是我国主要养殖水产品。其肉质鲜美、少刺、蛋白质含量高,富含人体所需的8种必需氨基酸,其中谷氨酸和甘氨酸含量特别高。在罗非鱼人工养殖中,雄性鱼比雌性鱼生长快。为增加鱼产量,可以采用控制罗非鱼性别的方法进行罗非鱼的全雄化培养,回答下列问题:
(1)莫桑比克罗非鱼性别决定方式为XY型,霍诺鲁姆罗非鱼性别决定方式为ZW型,用这两种罗非鱼进行杂交,以莫桑比克罗非鱼为　　　　(填“父本”或“母本”)、霍诺鲁姆罗非鱼为　　　　(填“父本”或“母本”),可以使F1性染色体组成为XZ,性别为雄性,说明　　　　染色体与Y染色体表现出相同特点。
(2)F1个体减数分裂过程的显微现象可证明两种罗非鱼不是同一物种,但X和Z染色体是一对同源染色体,得出以上结论的依据是 　。
(3)利用雌激素处理莫桑比克罗非鱼的雄性仔鱼,可以使其雌性化,得到转化系雌鱼。上述现象说明了生物的性状表达　　　　　　　　　　　　　　。染色体组成为YY的罗非鱼表现为超雄鱼。利用转化系雌鱼与正常雄鱼杂交,F1的性别比例为　　　　　　　　　　。为区分F1中的正常雄鱼与超雄鱼,将F1的雄鱼分别与正常雌鱼进行杂交,若F2性别表现为　　　　　　　,则F1为正常雄鱼;若F2性别表现为　　　　　　　,则F1为超雄鱼。
　　
10.(2023·马鞍山质检)抑郁症临床表现为情绪低落悲观,研究发现其与体内的5-羟色胺(一种使人产生愉悦情绪的神经递质)、去甲肾上腺素等含量有关。研究人员为研究皂苷A的抗抑郁效果,利用正常鼠和抑郁鼠进行了相关实验,处理情况及所获得的相关数据如下表,回答下列问题:
组别 皂苷A处理情况 5-羟色胺/(μg·mL-1) 去甲肾上腺素/(μg·mL-1)
正常组 - 1 013±89 839±95
抑郁组 - 412±60 211±57
抑郁组 低浓度 525±58 285±48
抑郁组 中浓度 987±90 804±88
抑郁组 高浓度 1 002±99 815±91
(1)能为突触前膜释放5-羟色胺提供能量的场所是　　　　,5-羟色胺与突触后膜结合引起突触后膜兴奋的原因是　 。
(2)据表格分析,抑郁的原因可能是 　;
皂苷A的作用效果是 　。
(3)研究者同时发现抑郁鼠的去甲肾上腺素氧化酶的活性显著高于正常组,据此提供一条研发新药的思路: 　。
(4)去甲肾上腺素既可作为神经递质又可作为激素参与生命活动调节,其在神经调节和激素调节过程中的相同点有
　(至少答2点)。
　　
11.(2023·梅州二模)科研人员发现植物的细胞呼吸除具有与动物细胞相同的途径外,还有另一条借助交替氧化酶(AOX)的途径,进一步研究表明,AOX途径与光合作用有关。研究人员进行了相关实验,其处理方式和实验结果如表所示。请回答下列相关问题:
组别 处理方式 实验结果
A 叶片+正常光照+AOX途径抑制剂
B 叶片+正常光照
C 叶片+高光+AOX途径抑制剂
D 叶片+高光
(1)AOX能参与催化有氧呼吸第三阶段的反应,AOX分布在植物细胞的　　　　上。在寒冷的早春,某些植物的花细胞中的AOX基因表达增加,从而提高花序温度,以吸引昆虫传粉,其提高花序温度的机理是　 　。
(2)提取绿叶中的色素时,常使用　　　　溶解色素,色素吸收的光能用于驱动水的分解和　　　　的合成,为C3的还原提供能量。
(3)实验中的自变量是　,
根据实验结果分析,AOX途径能　　　　(填“提高”或“降低”)光合色素的光能捕获效率。与正常光照条件下相比,高光条件下AOX途径对光合色素光能捕获效率的影响较大,判断依据是　 　　　　　　　　　　　　(用计算式表示)。
　　
12.(2023·衡阳联考)为探讨妊娠期糖尿病(GDM)的病因,甲研究小组选择GDM孕妇(GDM组)和健康孕妇(对照组)为研究对象,测定相关指标如表1所示。回答下列问题:
表1　两组孕妇血糖、胰岛素指标比较
组别 GDM组 对照组
例数 160 160
FBG/(mmol·L-1) 6.42 4.19
OGTT 1 h后血糖/(mmol·L-1) 9.02 8.49
OGTT 2 h后血糖/(mmol·L-1) 7.93 6.45
FINS/(μU·mL-1) 3.04 3.72
HOMA-β 36.58 107.83
HOMA-IR 1.52 0.69
注:FBG——空腹血糖;OGTT——口服葡萄糖;FINS——空腹胰岛素;HOMA-β——胰岛B细胞功能指数;HOMA-IR——胰岛素抵抗指数
(1)据表1推测,GDM的病因是 　。
(2)为比较不同孕周给予胰岛素治疗GDM的临床效果,乙研究小组将66位GDM孕妇均分为实验组(孕周<32周时用药)和参照组(孕周≥32周时用药),测定血糖水平如表2所示。
表2　参照组与实验组治疗前后血糖水平比较
组别 时间 空腹血糖/(mmol·L-1) 餐后2 h血糖/(mmol·L-1)
参照组 治疗前 9.23 13.42
治疗后 7.53 10.21
实验组 治疗前 9.11 13.37
治疗后 5.44 8.34
利用胰岛素治疗糖尿病时,常采取　　　　(填“注射”或“口服”)法。据表2可得出的结论是　 　。
(3)丙研究小组发现GDM与miR-330-3p、LncRNA-SNHG17的表达水平有关,如图所示。
结合该图和表1,丙研究小组认为:miR-330-3p和LncRNA-SNHG17表达水平异常导致机体血糖和胰岛素指标异常,从而导致GDM。请以健康且血糖正常的妊娠小鼠为实验材料,设计实验探究丙的观点是否正确。(要求写出实验思路,对具体操作方法不作要求) 　 。
　　
热考题型二　长句作答类
　　高考中生物学科强调能力立意,尤其注重考查考生的表达能力,要求考生能运用文字、图表以及数学方式描述生物学方面的内容。长句作答类题目表面上考查考生的表达能力,其实质是对考生思维推理的逻辑性、科学性及全面性的考查。长句表达是大多数考生的弱项,往往失分严重。长句作答类试题可以分为原因分析类、依据反推类和机理分析类。
1.原因分析类
这类试题的形式是给出某一现象或结果,要求考生回答出现这些现象(或结果)的事实或理论支撑。解题思路是在题干中找“现象”(因)和“结果”(果),然后基于所学的生物学原理向前反推导致该“结果”的可能原因,直至“现象”,关键点是需形成完整的逻辑链条,逻辑链条不能跳跃。答题模式如下:
　　典例1　
(2022·海南卷节选)细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐,不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25 ℃相比,4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是
　。
　　答案　温度降低,酶的活性降低,细胞呼吸速率降低,为主动运输提供的能量减少
　　对点练1　(2023·浙江卷1月节选)亚洲象常年的栖息地热带雨林,植物生长茂盛,凋落物多,但土壤中有机质含量低。土壤中有机质含量低的原因是在雨林高温、高湿的环境条件下,　。
　　答案　分解者将有机物快速分解为无机物
描述事实(因) 高温、高湿环境
分析本质(逆推) ↓分解者的活动增强,分解者将有机物快速分解为无机物↑土壤有机质的来源(植物凋落物)<去路(分解者的分解)↑
得出结论(果) 土壤有机质含量低
2.依据反推类
这类试题的形式一般是先要求考生作出判断,然后说明判断的依据,解答此类题的关键是找到有关事物的显著特征,并结合题干有关信息给予说明。
　　典例2　(2022·全国乙卷节选)农业生产中,农作物生长所需的氮素可以N的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收N的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题:
由图可判断N进入根细胞的运输方式是主动运输,判断的依据是 　。
　　答案　主动运输需要呼吸作用提供能量,O2浓度小于a时,根细胞对N的吸收速率与O2浓度呈正相关
找到有关事物的显著特征 主动运输的显著特征是需要能量、逆浓度运输(选择其中之一即可)
结合题干描述能体现显著特征的事物 根细胞吸收N需要能量的体现:O2浓度小于a时,根细胞对N的吸收速率与O2浓度呈正相关
　　对点练2　(2023·全国乙卷节选)植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开,反之关闭。保卫细胞含有叶绿体,在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。有研究发现,用饱和红光(只用红光照射时,植物达到最大光合速率所需的红光强度)照射某植物叶片时,气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题:
某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片,气孔开度可进一步增大,因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。请推测该研究小组得出这一结论的依据: 　。
　　答案　饱和红光照射使叶片的光合速率达到最大,排除了光合作用产物对气孔开度进一步增大的影响
找到有关事物的显著特征 气孔开度增大的显著特征是保卫细胞细胞质浓度增大,吸水体积膨大;蓝光促进保卫细胞吸水的原因有两个,一是促进保卫细胞光合作用合成有机物,二是作为信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+
结合题干描述能体现显著特征的事物 饱和红光照射使光合作用达到饱和,此时补充蓝光,光合速率不再增加,由此排除了蓝光通过光合作用产物对气孔开度进一步增大的影响
3.机理分析类
这类试题的形式是给出某一结论,要求考生回答出现这一结论的原理或机理。原理一般来源于教材,应用教材原话作答;机理一般用题图中提供的信息进行描述。答题模式如下:
　　典例3　(2022·湖南卷节选)从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理是 　。
　　答案　基因突变影响与色素形成有关酶的合成,导致叶片变黄
　　对点练3　抑郁症是近年来高发的一种精神疾病。研究表明,抑郁症与去甲肾上腺素(NE)减少有关。结合下图回答下列相关问题:
据图分析,杂环类抗抑郁剂治疗抑郁症的机理是 　。
　　答案　杂环类抗抑郁剂抑制NE的再摄取,同时解除了NE对突触前神经元释放NE的抑制作用,使突触间隙的NE含量升高,从而治疗抑郁症
描述事实的因(从题干或图中找) 图中分析可知,事实的因是杂环类抗抑郁剂能抑制NE的再摄取,能解除NE对突触前神经元释放NE的抑制作用
(续表)
分析原理或机理(从教材中或题中找) 抑郁症与NE减少有关,因此治疗抑郁症的机理是增加NE的含量
得出结论或结果(照抄题干) 治疗抑郁症
题型专项训练2　长句作答类对应专题训练卷P5
1.(2023·衡水一调)根据光合作用中固定CO2方式,可将植物分为C3植物和C4植物等类型。一些C4植物的叶肉细胞和维管束鞘细胞都含有叶绿体,但后者叶绿体缺乏基粒,两类细胞之间有大量的胞间连丝;叶肉细胞含磷酸烯醇式丙酮酸化酶(PEPC),该酶具有高CO2亲和力,可在低浓度CO2条件下高效固定CO2。下图表示C4植物光合作用的基本反应过程,回答下列问题:
(1)结构P为　　　　,叶肉细胞和维管束鞘细胞间具有大量该结构的意义是　。
(2)综合以上信息,更适宜在高温、高光强环境中生存的是　　　　(填“C3植物”或“C4植物”),依据是　 　。
(3)植物体光合作用产物常以蔗糖形式运输,为验证光合作用产物以蔗糖的形式运输,研究人员将酵母菌蔗糖酶基因转入植物,并将该基因表达的蔗糖酶定位在维管束鞘细胞的细胞壁上,结果发现转基因植物出现严重的小根、小茎现象,原因是 　。
　　答案　(1)胞间连丝　提高物质运输效率　(2)C4植物　温度过高、蒸腾作用过强导致气孔导度减小时,C4植物叶肉细胞中的PEPC具有高CO2亲和力,能固定叶肉细胞中低浓度CO2,进而维持维管束鞘细胞叶绿体中的高浓度CO2　(3)维管束鞘细胞的细胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖,导致进入韧皮部的蔗糖减少,根和茎得到的糖不足,生长缓慢
解析　(1)由题意“叶肉细胞和维管束鞘细胞之间有大量的胞间连丝”可知,叶肉细胞产生的苹果酸通过P(胞间连丝)进入维管束鞘细胞,胞间连丝能提高物质运输效率。(2)在高温、高光强环境中,由于温度过高、蒸腾作用过强,气孔导度会减小,而C4植物叶肉细胞中的PEPC具有高CO2亲和力,能固定叶肉细胞中低浓度CO2,进而维持维管束鞘细胞叶绿体中的高浓度CO2,因此C4植物更适宜在高温、高光强环境中生存。(3)由实验可知,维管束鞘细胞的细胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖,导致进入韧皮部的蔗糖减少,根和茎得到的糖不足,生长缓慢,从而导致转基因植物出现严重的小根、小茎现象。
2.(2023·齐齐哈尔一模)小鼠的某种感觉神经元能选择性地高表达FGF13(一种生长因子),下图1为组胺引起痒觉反应的示意图,其中H1R为组胺受体,NaV1.7为一种钠离子通道。FGF13基因敲除的小鼠对组胺引起的痒觉做出的抓挠行为显著减少。研究发现,抓挠产生的疼痛在一定程度上可以缓解痒觉,部分神经调控机制如图2所示,其中Glu(谷氨酸)是一种神经递质。回答下列问题:
(1)图1中,组胺刺激使正常小鼠在大脑皮层产生痒觉的过程　　　　　(填“属于”或“不属于”)反射,理由是　。
图2中,痒觉产生的过程中,兴奋传至a处时,a处膜外电位变化为　　　　　　　　　。
(2)分析图1,用组胺刺激敲除FGF13基因的小鼠,该小鼠抓挠行为显著减少的原因可能是 　。
(3)根据图2推测抓挠止痒的机理: 　。
　　答案　(1)不属于　组胺刺激机体产生痒觉的过程没有经过完整的反射弧　由正电位变为负电位　(2)敲除FGF13基因后,细胞不能合成FGF13,即使用组胺刺激,Na+通道也不能正常打开,导致Na+无法内流形成动作电位,因此不能产生兴奋,大脑皮层也不会产生痒觉,故抓挠行为减少　(3)抓挠时皮肤痛觉感受器兴奋,通过传入神经合成和释放的Glu作用于c细胞,产生抑制性神经递质,抑制b细胞的兴奋,从而抑制大脑皮层产生痒觉
解析　(1)反射的发生需要经过完整的反射弧,图1中,组胺刺激机体产生痒觉的过程没有经过传出神经和效应器,故不属于反射。兴奋传至a处时,外正内负的静息电位变为内正外负的动作电位,故膜外电位变化为由正电位变为负电位。(2)Na+内流产生动作电位后产生兴奋,导致大脑皮层产生痒觉,而敲除FGF13基因后,细胞不能合成FGF13,即使用组胺刺激,Na+通道也不能正常打开,导致Na+无法内流形成动作电位,因此不能产生兴奋,大脑皮层也不会产生痒觉,故抓挠行为减少。(3)分析图2,大脑皮层产生痒觉是因为b细胞产生兴奋,抓挠时皮肤痛觉感受器兴奋,通过传入神经合成和释放的Glu作用于c细胞,产生抑制性神经递质,抑制b细胞的兴奋,从而抑制大脑皮层产生痒觉。
3.(2023·宣城调研)H2O2能够参与激素信号的转导,研究表明脱落酸(ABA)诱导的气孔关闭是通过H2O2起作用的。科研人员以蚕豆为实验材料,研究了乙烯对外源H2O2诱导气孔关闭的影响,获得如下实验结果。图中CK为空白对照组,H+E为H2O2和乙烯处理组,H+DPI为H2O2和H2O2合成抑制剂处理组。请回答下列问题:
(1)比较CK组和H2O2组,可以获得的结论是 　;
比较CK组、H2O2组和H+E组,可以获得的结论是　。
(2)比较CK组、H2O2组和H+DPI组可知,DPI不能抑制H2O2诱导的气孔关闭,其原因可能是 　。
(3)有同学认为该实验设计并不完善,还应补充　　　　处理组,其理由是　 　。
　　答案　(1)外源H2O2能诱导气孔关闭　乙烯能抑制H2O2诱导的气孔关闭　(2)DPI虽然能够抑制H2O2的合成,但不能降低已存在的H2O2含量　(3)乙烯(E)　排除乙烯对气孔关闭的影响
解析　(1)CK为空白对照组,其气孔孔径比H2O2处理组的大,由此可知,外源H2O2能诱导气孔关闭。H+E组的气孔孔径比H2O2处理组的大,比CK组小,由此可知,乙烯能抑制H2O2诱导的气孔关闭。(2)DPI虽然能够抑制H2O2的合成,但不能降低已存在的H2O2含量,所以DPI不能抑制H2O2诱导的气孔关闭。(3)分析题图可知,该实验不能排除乙烯对气孔关闭的影响,故还需要补充乙烯(E)处理组。
4.(2023·岳阳一模)生活垃圾是城市环境污染的主要原因之一,例如大量厨余垃圾堆积会污染周围空气和水源。为解决相关问题,科研人员设计了下图所示的选育无臭菌种方案,根据所学知识回答问题:
(1)选育无臭菌种的培养基均是以厨余垃圾粉碎并严格灭菌后制得的,目的是 　。
厨余垃圾产生的异味来自细菌发酵产物,因此③过程浇注分离时需要检测　　　　。④过程划线纯化后应该在划线的末端选择较大的菌落作为目的菌种,理由是　。
(2)厨余垃圾中高盐分、高油脂影响细菌的正常生活,很难获得高效无臭分解菌。因此研究人员从其他耐盐、耐油菌种中获取了相关耐性基因,并构建表达载体,此过程中使用含有抗青霉素基因的质粒的作用是　。
(3)转基因无臭分解菌经过⑤扩大培养后获得大量菌体,烘干测定发现其中蛋白质含量高达65%,有人提议大量培养该菌体,然后通过分离获得丰富的蛋白粉以满足市场需求。你的意见是 　。
　　答案　(1)选择适宜在厨余垃圾上生长的菌种并防止杂菌污染　产物的成分(或气味)　一般末端才可能形成单菌落,菌落越大代表菌种活性越强　(2)便于选择与鉴定　(3)需要检验该菌体蛋白质的安全性和可食用性,避免带来健康风险和食品污染
解析　(1)④过程所用的方法为平板划线法,在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌落数逐渐减少,最后可能形成单菌落,菌落越大代表菌种活性越强,因此划线纯化后应该在划线的末端选择较大的菌落作为目的菌种。(2)基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等,标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选。(3)略。
5.(2023·辽宁协作)将长势相同的黑藻均分为八等份,编为A、B两组,每组四等份。将A组分别放入装有400 mL自来水的4只烧杯中,放入光照培养箱中,控制光照强度分别为0 lx、1 500 lx、3 000 lx、4 500 lx ;将B组分别放入装有400 mL自来水且溶解有NaHCO3浓度依次为0、0.1%、0.5%、2% 的4只烧杯中,放入光照培养箱中,控制光照强度为1 500 lx。用溶解氧传感器检测两组烧杯中黑藻的放氧情况(单位:mg·L-1),每2分钟采集一次数据,连续采集10分钟,实验结果如下图所示(忽略不同光照强度对水温的影响):
(1)黑藻的叶绿素分布在　　　　　　　　上,在光反应中,可将光能转化为　　　　　　中的化学能。
(2)本实验中涉及的自变量有　。
(3)A组实验中,光照强度为1 500 lx时,10分钟内黑藻通过光合作用产生的氧气量大约为　　　　mg(注:曲线上的点对应纵轴上的数值为整数)。光照强度为4 500 lx时,8~10分钟溶解氧量几乎没有发生变化,原因是　 　。
(4)B组实验中有一只烧杯溶解氧量几乎未发生变化,该烧杯中黑藻所处的实验条件是　　　　　　　　,此时叶肉细胞中光合速率　　　　(填“<”、“=”或“>”)呼吸速率。该烧杯中溶解氧量变化与其他三只烧杯明显不同,测定其产氧量较低,原因是　 　。
　　答案　(1)叶绿体类囊体薄膜　ATP、NADPH　(2)光照强度、NaHCO3浓度、时间　(3)1.2　随植物光合作用的进行,自来水中CO2浓度降低,植物光合速率下降,与呼吸速率大致相等,溶解氧量几乎不变　(4)2% NaHCO3、1 500 lx　>　NaHCO3浓度较高,植物吸水困难(或植物失水较多),光合作用强度减弱
解析　(1)(2)略。(3)光合作用产生氧气量表示总光合速率,总光合速率=净光合速率+呼吸速率,无光照(光照强度为0 lx)时黑藻只进行呼吸作用,10分钟内黑藻通过呼吸作用吸收了(4-2) mg·L-1×0.4 L=0.8 mg的氧气,光照强度为1 500 lx时,10分钟内氧气的释放量为(5-4) mg·L-1×0.4 L=0.4 mg,故10分钟内黑藻通过光合作用产生的氧气量大约为0.8+0.4=1.2 mg。(4)分析B组实验结果图可知,黑藻在2% NaHCO3的实验条件下烧杯中溶解氧量几乎未发生变化,因此该烧杯中黑藻所处的实验条件是2% NaHCO3、1 500 lx;烧杯溶解氧量几乎未发生变化,说明植物净光合速率为0,而植物细胞除了进行光合作用的叶肉细胞外,还有一些只进行呼吸作用的细胞(如根尖分生区细胞),所以此时叶肉细胞中光合速率>呼吸速率。分析B组实验结果可知,在一定的NaHCO3浓度范围内,随着NaHCO3浓度的增大,光合作用增强,而2% NaHCO3浓度较高,使外界溶液浓度较大,细胞吸水困难,而水是光合作用和呼吸作用的原料,水的减少使光合作用和细胞呼吸强度均减弱。
6.(2023·北京模拟)氮沉降指大气中的氮元素降落到陆地和水体的过程。科研人员开展实验探究氮沉降背景下刈割(割除草本植物的地上部分)对草地生态系统储碳功能的影响。
(1)科研人员在同一人工草地生态系统选取多样性不同的样地开展实验,实验处理及结果如图1。
①添加硝酸铵(NH4NO3)的目的是 　。
②据图1可知,刈割可在氮沉降背景下更明显地对抗多样性降低对生态系统生产力的负效应。得出此结论的依据是
　。
(2)微生物残体碳是生态系统土壤碳库中有机碳的重要组成,真菌残体碳比细菌残体碳更难降解。科研人员进一步研究了氮沉降背景下,刈割对草原植物群落和土壤真菌残体碳总量的影响,结果如图2所示。
①真菌主导的微生物群落可　　　　土壤有机碳的积累及稳定性。
②综合以上研究成果和碳循环的过程,阐明氮沉降背景下刈割增强草地生态系统储碳功能的途径: 　。
　　答案　(1)①营造氮沉降背景　②第6组的生态系统生产力高于第3组的生态系统生产力　(2)①提高　②氮沉降背景下刈割可以提高植物的丰富度和土壤真菌残体碳总量,植物的丰富度提高,植物对大气中二氧化碳的吸收利用更多,制造的含碳有机物更多,刈割通过增强植物的光合作用而增强生态系统储碳功能;微生物残体碳是生态系统土壤碳库中有机碳的重要组成,真菌残体碳比细菌残体碳更难降解,土壤中真菌残体碳总量增加,刈割通过减弱微生物的分解作用而增强生态系统储碳功能
解析　(1)①结合题干“科研人员开展实验探究氮沉降背景下刈割(割除草本植物的地上部分)对草地生态系统储碳功能的影响”可知,添加硝酸铵(NH4NO3)的目的是营造氮沉降背景,便于实验的正常展开。②分析题图,实验的自变量为是否添加硝酸铵、生态系统多样性的程度、是否刈割,因变量为生态系统的生产力。1、2、3组均未添加硝酸铵;4、5、6组均添加硝酸铵,营造了氮沉降背景,且第6组(氮沉降背景下刈割处理)的生态系统的生产力高于第3组(非氮沉降背景下刈割处理),说明刈割可在氮沉降背景下更明显地对抗多样性降低对生态系统生产力的负效应。(2)①结合题干“微生物残体碳是生态系统土壤碳库中有机碳的重要组成,真菌残体碳比细菌残体碳更难降解”可知,真菌主导的微生物群落可提高土壤有机碳的积累及稳定性。②略。
7.(2023·泰安模拟)2018年,科研人员在产生抑郁情绪的神经环路这一领域的研究取得了突破性进展,他们发现大脑中“反奖赏中心”——外侧缰核(LHb)中的神经元活动是抑郁情绪的来源。LHb神经元可以被厌恶性条件如压力、消极、恐惧等刺激,导致产生簇状放电(发放连续高频的动作电位),对下游“奖赏中心”产生抑制,使机体出现抑郁。部分机制如图所示。
(1)LHb神经元进行单个放电时,该部位膜两侧的电位变化是　　　　　　　　。在厌恶性条件作用下,模型小鼠LHb神经元的兴奋性会　　　　(填“增强”或“减弱”)。兴奋在神经细胞间只能单向传递的原因是　 　。
(2)研究证明,位于LHb神经元的T型钙通道、NMDAR通道对神经元的簇状放电至关重要,NMDAR通道可以改变细胞膜对Ca2+的通透性。若长期处于压力的状态下,机体则容易出现抑郁。从离子运输的角度,结合题图分析原因: 　 。
(3)氯胺酮是一种抗抑郁的药物,其作用机制为 　。
若长期服用氯胺酮,其抗抑郁效果会下降,原因可能是　 。
　　答案　(1)由外正内负变成外负内正　增强　神经递质只能由突触前膜释放,且神经递质的受体只存在于突触后膜上　(2)若受到压力刺激,NMDAR通道和T型钙通道被激活,Ca2+内流,对下游“奖赏中心”产生过度抑制　(3)抑制NMDAR通道的打开,降低了细胞膜对Ca2+的通透性　NMDAR通道对氯胺酮的敏感性降低
解析　(1)LHb神经元在静息状态时膜两侧的电位表现为外正内负,进行单个放电(动作电位)时,该部位膜两侧的电位变成外负内正。据图可知,在厌恶性条件作用下,NMDAR通道和T型钙通道被激活,Ca2+内流,对下游“奖赏中心”产生抑制,使机体出现抑郁,故模型小鼠LHb神经元的兴奋性会增强。(2)略。(3)氯胺酮是一种抗抑郁的药物,由图可知,氯胺酮抑制NMDAR通道的打开,降低了细胞膜对Ca2+的通透性,使LHb神经元的兴奋性减弱,产生单个放电,解除对下游“奖赏中心”产生的抑制,恢复正常。若长期服用氯胺酮,其抗抑郁效果会下降,原因可能是长期服用氯胺酮,会使NMDAR通道对氯胺酮的敏感性降低,导致Ca2+的通透性增大。
8.(2023·湖北联合调研)在全球气候变化日益加剧的背景下,多重联合胁迫对作物生长发育和产量造成的不利影响日益显著。研究者设计了如图甲所示的实验,分析了不同处理条件下苗期玉米的光合生理差异,部分结果如图乙所示。
(1)图甲的实验设计中,各组均用“25天最适条件”培养的目的是 　。
(2)图乙中,在胁迫期作物净光合速率最低对应的处理条件是　　　　　　。干旱导致作物光合速率下降的主要原因是　
　。
(3)该研究显示:干旱能够明显缓解冷胁迫对玉米光合作用和生长等造成的损伤。请结合图乙所示数据,说明得出该结论的依据: 　。
　　答案　(1)保证各组玉米在胁迫干预前有基本相同的生理状态,排除玉米自身的生理状态对实验结果的影响　(2)冷+干旱胁迫　干旱导致作物气孔开度下降(或部分气孔关闭),CO2吸收量减少,即光合作用的原料减少,导致CO2固定减少,光合速率下降　(3)胁迫期C&D组玉米净光合速率小于C组,而恢复期C&D组玉米净光合速率明显大于C组(或与C组相比,C&D组恢复期和胁迫期玉米净光合速率的差值明显更大)
解析　(1)图甲所示的实验设计中,自变量为胁迫类型,其余可能影响实验结果的因素均为无关变量,需控制相同且适宜,故用“25天最适条件”培养的目的是保证各组玉米在胁迫干预前长势一致,排除玉米自身的生理状态对实验结果的影响。(2)由图乙可知,与CT组相比,胁迫期各组作物的净光合速率均下降,其中C&D组作物的净光合速率最低。干旱环境下,为防止蒸腾作用失水,作物气孔开度下降(或部分气孔关闭),CO2吸收量减少,即光合作用的原料减少,导致CO2固定减少,暗反应速率下降,进而限制光反应的进行,最终导致光合速率下降。(3)由图乙可知,在胁迫期,与CT组相比,C组的净光合速率明显下降,生长所需的有机物合成大大减少;在恢复期,C组的净光合速率仍明显低于CT组,但C&D组的净光合速率明显高于C组,有机物合成不足的状态明显得到缓解,说明干旱能够明显缓解冷胁迫对玉米光合作用和生长等造成的损伤。
9.(2023·合肥一模)罗非鱼(非洲鲫鱼)是我国主要养殖水产品。其肉质鲜美、少刺、蛋白质含量高,富含人体所需的8种必需氨基酸,其中谷氨酸和甘氨酸含量特别高。在罗非鱼人工养殖中,雄性鱼比雌性鱼生长快。为增加鱼产量,可以采用控制罗非鱼性别的方法进行罗非鱼的全雄化培养,回答下列问题:
(1)莫桑比克罗非鱼性别决定方式为XY型,霍诺鲁姆罗非鱼性别决定方式为ZW型,用这两种罗非鱼进行杂交,以莫桑比克罗非鱼为　　　　(填“父本”或“母本”)、霍诺鲁姆罗非鱼为　　　　(填“父本”或“母本”),可以使F1性染色体组成为XZ,性别为雄性,说明　　　　染色体与Y染色体表现出相同特点。
(2)F1个体减数分裂过程的显微现象可证明两种罗非鱼不是同一物种,但X和Z染色体是一对同源染色体,得出以上结论的依据是 　。
(3)利用雌激素处理莫桑比克罗非鱼的雄性仔鱼,可以使其雌性化,得到转化系雌鱼。上述现象说明了生物的性状表达　　　　　　　　　　　　　　。染色体组成为YY的罗非鱼表现为超雄鱼。利用转化系雌鱼与正常雄鱼杂交,F1的性别比例为　　　　　　　　　　。为区分F1中的正常雄鱼与超雄鱼,将F1的雄鱼分别与正常雌鱼进行杂交,若F2性别表现为　　　　　　　,则F1为正常雄鱼;若F2性别表现为　　　　　　　,则F1为超雄鱼。
　　答案　(1)母本　父本　Z　(2)F1个体减数分裂时,X和Z染色体能发生联会,但某些常染色体不能正常联会　(3)由基因决定,同时受环境影响　正常雌鱼∶正常雄鱼∶超雄鱼=1∶2∶1(雌性∶雄性=1∶3)　雌性∶雄性=1∶1(或既有雌性也有雄性)　只有雄性
解析　(1)欲使F1性染色体组成为XZ,则需要莫桑比克罗非鱼提供X染色体、霍诺鲁姆罗非鱼提供Z染色体,则以莫桑比克罗非鱼作母本(XX)、霍诺鲁姆罗非鱼作父本(ZZ),二者杂交后F1性染色体组成是XZ。性染色体组成为XZ的鱼性别是雄性,与性染色体组成为XY的个体性别一致,说明Z染色体与Y染色体表现出相同特点。(2)观察F1个体减数分裂过程的显微现象,发现两种罗非鱼不是同一物种,则存在同源染色体联会紊乱现象,即部分染色体不能正常联会,而X和Z染色体能发生联会。(3)利用雌激素处理莫桑比克罗非鱼的雄性仔鱼,可以使其雌性化,并没有改变雄鱼的遗传物质,说明了生物的性状表达由基因决定,同时受环境影响。转化系雌鱼的性染色体组成是XY,正常雄鱼的性染色体组成是XY,两者杂交后F1的性染色体组成是XX、XY、YY,且XX∶XY∶YY=1∶2∶1,即正常雌鱼∶正常雄鱼∶超雄鱼=1∶2∶1(或雌性∶雄性=1∶3)。若正常雄鱼(XY)与正常雌鱼(XX)杂交,则F2性别表现为雌性∶雄性=1∶1(或既有雌性也有雄性)。若超雄鱼(YY)与正常雌鱼(XX)杂交,则F2性别表现全部为雄性。
10.(2023·马鞍山质检)抑郁症临床表现为情绪低落悲观,研究发现其与体内的5-羟色胺(一种使人产生愉悦情绪的神经递质)、去甲肾上腺素等含量有关。研究人员为研究皂苷A的抗抑郁效果,利用正常鼠和抑郁鼠进行了相关实验,处理情况及所获得的相关数据如下表,回答下列问题:
组别 皂苷A处理情况 5-羟色胺/(μg·mL-1) 去甲肾上腺素/(μg·mL-1)
正常组 - 1 013±89 839±95
抑郁组 - 412±60 211±57
抑郁组 低浓度 525±58 285±48
抑郁组 中浓度 987±90 804±88
抑郁组 高浓度 1 002±99 815±91
(1)能为突触前膜释放5-羟色胺提供能量的场所是　　　　,5-羟色胺与突触后膜结合引起突触后膜兴奋的原因是　。
(2)据表格分析,抑郁的原因可能是 　;
皂苷A的作用效果是 　。
(3)研究者同时发现抑郁鼠的去甲肾上腺素氧化酶的活性显著高于正常组,据此提供一条研发新药的思路: 　。
(4)去甲肾上腺素既可作为神经递质又可作为激素参与生命活动调节,其在神经调节和激素调节过程中的相同点有
　(至少答2点)。
　　答案　(1)细胞质基质和线粒体　Na+通道打开,Na+内流　(2)5-羟色胺和去甲肾上腺素的浓度降低　可以抑制抑郁,且在一定浓度范围内,其浓度越高,抑制效果越好　(3)抑制去甲肾上腺素氧化酶的活性,提高去甲肾上腺素的浓度　(4)都作为信息分子,都与特异性受体结合并起作用,发挥作用后会被灭活或降解
解析　(1)5-羟色胺是小分子有机物,是一种神经递质,以胞吐的方式从突触前膜释放到突触间隙,需要消耗能量,能量由呼吸作用提供,产生能量的场所是细胞质基质和线粒体。5-羟色胺与突触后膜结合引起突触后膜兴奋的原因是Na+通道打开,Na+内流引发动作电位。(2)分析表格数据,抑郁鼠体内的5-羟色胺、去甲肾上腺素含量均低于正常组,所以抑郁的原因可能是5-羟色胺、去甲肾上腺素含量降低。使用皂苷A后抑郁组小鼠的5-羟色胺和去甲肾上腺素的含量都有所上升,且在一定浓度范围内,皂苷A浓度越高,两种物质的含量越高,可见皂苷A可以抑制抑郁,且在一定浓度范围内其浓度越高,抑制效果越好。(3)由于去甲肾上腺素具有抗抑郁的效果,因此抑制去甲肾上腺素氧化酶的活性,提高去甲肾上腺素的浓度可以治疗抑郁症。(4)略。
11.(2023·梅州二模)科研人员发现植物的细胞呼吸除具有与动物细胞相同的途径外,还有另一条借助交替氧化酶(AOX)的途径,进一步研究表明,AOX途径与光合作用有关。研究人员进行了相关实验,其处理方式和实验结果如表所示。请回答下列相关问题:
组别 处理方式 实验结果
A 叶片+正常光照+AOX途径抑制剂
B 叶片+正常光照
C 叶片+高光+AOX途径抑制剂
D 叶片+高光
(1)AOX能参与催化有氧呼吸第三阶段的反应,AOX分布在植物细胞的　　　　上。在寒冷的早春,某些植物的花细胞中的AOX基因表达增加,从而提高花序温度,以吸引昆虫传粉,其提高花序温度的机理是　 　。
(2)提取绿叶中的色素时,常使用　　　　溶解色素,色素吸收的光能用于驱动水的分解和　　　　的合成,为C3的还原提供能量。
(3)实验中的自变量是　 ,
根据实验结果分析,AOX途径能　　　　(填“提高”或“降低”)光合色素的光能捕获效率。与正常光照条件下相比,高光条件下AOX途径对光合色素光能捕获效率的影响较大,判断依据是　 　　　　　　　　　　　　(用计算式表示)。
　　答案　(1)线粒体内膜　AOX基因表达增加,使AOX含量增加,促进有氧呼吸第三阶段反应的进行,释放大量热能　(2)无水乙醇　ATP、NADPH　(3)是否有高光(光照强度)处理和是否有AOX途径抑制剂　提高　(d-c)>(b-a)
解析　(1)由题意可知,AOX能参与催化有氧呼吸第三阶段的反应,而有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜,所以AOX分布在植物细胞的线粒体内膜上。由题意可知,AOX能参与有氧呼吸,所以AOX基因表达增加,使AOX含量增加,促进有氧呼吸第三阶段反应的进行,释放更多热能,从而提高花序温度。(2)色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水乙醇等溶解色素。叶绿体中光合色素吸收的光能有以下两方面用途:一是将水分解为氧和H+,H+与氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)结合,形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH);二是在有关酶的催化作用下,提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。ATP、NADPH为暗反应中C3的还原提供能量。(3)实验中的自变量为是否有高光(光照强度)处理和是否有AOX途径抑制剂,因变量为光合色素光能捕获效率。比较A组和B组实验结果可知,A组AOX的表达被抑制,其光合色素光能捕获效率比B组低;同理,比较C组和D组,结果类似,说明AOX途径能提高光合色素的光能捕获效率。与正常光照条件下相比,高光条件下AOX途径对光合色素光能捕获效率的影响较大,因为C、D组(高光)的光合色素光能捕获效率的差值(d-c)明显大于A、B组(正常光照)的光合色素光能捕获效率的差值(b-a)。
12.(2023·衡阳联考)为探讨妊娠期糖尿病(GDM)的病因,甲研究小组选择GDM孕妇(GDM组)和健康孕妇(对照组)为研究对象,测定相关指标如表1所示。回答下列问题:
表1　两组孕妇血糖、胰岛素指标比较
组别 GDM组 对照组
例数 160 160
FBG/(mmol·L-1) 6.42 4.19
OGTT 1 h后血糖/(mmol·L-1) 9.02 8.49
OGTT 2 h后血糖/(mmol·L-1) 7.93 6.45
FINS/(μU·mL-1) 3.04 3.72
HOMA-β 36.58 107.83
HOMA-IR 1.52 0.69
注:FBG——空腹血糖;OGTT——口服葡萄糖;FINS——空腹胰岛素;HOMA-β——胰岛B细胞功能指数;HOMA-IR——胰岛素抵抗指数
(1)据表1推测,GDM的病因是 　。
(2)为比较不同孕周给予胰岛素治疗GDM的临床效果,乙研究小组将66位GDM孕妇均分为实验组(孕周<32周时用药)和参照组(孕周≥32周时用药),测定血糖水平如表2所示。
表2　参照组与实验组治疗前后血糖水平比较
组别 时间 空腹血糖/(mmol·L-1) 餐后2 h血糖/(mmol·L-1)
参照组 治疗前 9.23 13.42
治疗后 7.53 10.21
实验组 治疗前 9.11 13.37
治疗后 5.44 8.34
利用胰岛素治疗糖尿病时,常采取　　　　(填“注射”或“口服”)法。据表2可得出的结论是　
　。
(3)丙研究小组发现GDM与miR-330-3p、LncRNA-SNHG17的表达水平有关,如图所示。
结合该图和表1,丙研究小组认为:miR-330-3p和LncRNA-SNHG17表达水平异常导致机体血糖和胰岛素指标异常,从而导致GDM。请以健康且血糖正常的妊娠小鼠为实验材料,设计实验探究丙的观点是否正确。(要求写出实验思路,对具体操作方法不作要求) 　。
　　答案　(1)HOMA-IR增加、胰岛素分泌不足　(2)注射　对GDM患者治疗时,不同孕期治疗效果有差异,孕早期进行胰岛素治疗能有效降低患者血糖水平　(3)取健康且血糖正常的妊娠小鼠若干只,均分为A、B两组;A组促进miR-330-3p的表达水平、抑制LncRNA-SNHG17的表达水平,B组不做处理,其他条件相同且适宜,一段时间后检测两组血糖和胰岛素指标
解析　(1)分析表1,与对照组相比,GDM组HOMA-IR增加、HOMA-β降低,故推测GDM的病因与HOMA-IR增加、胰岛素分泌不足(胰岛B细胞分泌功能不足)有关。(2)利用胰岛素治疗糖尿病时,常采取注射法。与参照组(孕周≥32周时用药)相比,实验组(孕周<32周时用药)的血糖水平降低较明显,故据表2可得出的结论是对GDM患者治疗时,不同孕期治疗的效果有差异,孕早期时进行胰岛素治疗能有效降低患者血糖水平。(3)据图可知,GDM组miR-330-3p表达水平较高,LncRNA-SNHG17的表达水平较低。若miR-330-3p和LncRNA-SNHG17表达水平异常导致血糖和胰岛素指标异常,从而导致GDM,则可选择健康且血糖正常的妊娠小鼠若干只,均分为A、B两组;A组促进miR-330-3p的表达水平、抑制LncRNA-SNHG17的表达水平,B组不做处理,其他条件相同且适宜,一段时间后检测两组血糖和胰岛素指标。

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