1982年,澳大利亚学者巴里·马歇尔和罗宾·沃伦发现了幽门螺杆菌,并证明该细菌感染胃部会导致胃炎、胃溃疡和十二指肠溃疡。这一成果革命性地改变了世人对胃病的认识,大幅度提高了胃炎等患者获得彻底治愈的机会,为改善人类生活质量作出了贡献,并最终获得2005年诺贝尔生理学和医学奖。
幽门螺杆菌是一种单极、多鞭毛、末端钝圆、螺旋形弯曲的细菌(如图)。人类是幽门螺杆菌唯一自然宿主。据估计,全世界约50%的人胃部都“藏”有幽门螺杆菌,但只有极少数受感染的人会患上胃溃疡等胃病。
(1)目前,已经可以通过抗体试验、内窥镜检查和呼气试验等诊断幽门螺杆菌感染。抗生素(如青霉素、庆大霉素等)的治疗方法已被证明能够根治胃溃疡等疾病。对于抗生素杀菌的原理,有人做了如下探究实验:将不同浓度的新鲜血清,分盛在特定的容器中。分别加入等量的幽门螺杆菌菌种,培养一段时间后,测定各容器中菌体数量I;再往各容器中加入等剂量的青霉素,继续培养一段时间后,测定各容器中菌体数量II。如下表所示:
容器编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
不同浓度的血清 |
浓缩1倍 |
浓缩0.5倍 |
标准血清 |
稀释0.5倍 |
|
菌体数量(个/mL) |
I(未加入青霉素) |
2200 |
2180 |
2180 |
2000 |
II(加入青霉素) |
3000 |
2000 |
0 |
0 |
根据表中数据,回答下列问题:
①抗生素杀菌原理是__________________________________________________ (2分)
②请你在上述实验的基础上增设一个简便易行的步骤(所需材料自定)验证这一杀菌的原理:
A.增设的实验步骤是:_________________________________________________(2分)
B.预测实验结果并分析:_______________________________________________(2分)
(2)在该实验的基础上,根据你所学的知识对影响幽门螺杆菌种群生长的因素的推测,进一步确定一个探究实验的课题:_____________________ (2分)
I.下图表示神经内分泌系统和免疫系统之间的相互关系,其中细胞因子是细胞对刺激应答时分泌的物质(如淋巴因子),CRH是促肾上腺皮质激素释放激素,ACTH是促肾上腺皮质激素。据图回答:
(1)应激状态下,下丘脑释放的CRH增多,最终导致糖皮质激素增多。在此过程中下丘脑属于反射弧组成部分中的,血液中糖皮质激素含量增多对下丘脑、垂体的分泌活动有作用,从而使血液中的糖皮质激素含量保持相对稳定。糖皮质激素能限制骨骼和脂肪组织对葡萄糖的摄取和利用,与(激素)的作用相反。
(2)病毒感染能刺激T细胞分泌细胞因子IL-2,使效应T细胞的功能增强,从而增强免疫功能。
(3)有研究表明,老年动物(包括人)在应激条件下容易引起感染和肿瘤。结合图中信息,分析原因:。
II.根据下面甲、乙两图,回答有关植物激素的相关问题:
(1)根尖生长素可以由甲图中C区的细胞产生,主要作用于甲图中区。
(2)以赤霉素处理大麦糊粉层1 h,α-淀粉酶的mRNA就大量出现,α-淀粉酶累积速率随时间推后而显著增加,由此可见,赤霉素具有的作用。
(3)利用根尖产生的植物激素,如或其类似物处理材料,可以明显缩短细胞周期,有利于观察有丝分裂分裂期图像;观察植物细胞有丝分裂取材最好选择甲图中区的细胞。
(4)赤霉素促进茎的伸长主要与细胞壁的伸展性有关。有人进行了CaCl2和赤霉素对某植物种子胚轴生长速率影响的实验,结果如图乙所示。由图乙分析可知,一定浓度的CaCl2溶液对细胞壁的伸展起作用;加入赤霉素溶液的时间在图中的(填“A点”、“B点”或“C点”)。
(5)下表是梯度浓度的油菜素内酯水溶液对芹菜幼苗生长影响的实验结果(表中①为清水,②~⑥为浓度由低到高的五种油菜素内酯水溶液)。
组别 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
平均株高(cm) |
16 |
21 |
37 |
51 |
43 |
24 |
请分析:该实验结果能否说明油菜素内酯对芹菜幼苗的生长具有两重性?。理由是。
(13分)某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合作用强度测试的研究课题,设计了如下装置。请你利用下列装置完成光合作用强度的测试实验,并分析回答有关问题:
Ⅰ.实验步骤
(1)先测定植物的呼吸作用强度,方法步骤是:
①甲、乙两装置的D中都放入,装置乙作对照。
②将装置甲、乙的玻璃钟罩处理,放在温度等相同的环境中。
③30分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度。
(2)测定植物的净光合作用强度,方法步骤是:
①甲、乙两装置D中放入。
②把装置甲、乙放在。
③30分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度。
(3)实验操作30分钟后,请在下表中记录甲装置红墨水滴移动情况:
实验30分钟后红墨水滴移动情况 |
||
测定植物 呼吸作用强度 |
甲装置 |
(填左或右移)1.5 cm |
乙装置 |
右移0.5 cm |
|
测定植物净 光合作用强度 |
甲装置 |
(填左或右移)4.5 cm |
乙装置 |
右移0.5 cm |
Ⅱ.实验分析:
假设红墨水滴每移动1cm,植物体内的葡萄糖增加或减少1g。那么该植物的呼吸作用速率是g/h;白天光照15h,一昼夜葡萄糖的积累量是g。(不考虑昼夜温差影响)
III.正常进行光合作用的叶片,若突然停止供给CO2,请在右图中绘出叶绿体中NADPH([H])含量在短时间内的变化曲线。
IV.某生物兴趣小组以该转基因作物实验材料,研究不同条件下光合作用速率和呼吸作用速率,绘制了如甲、乙、丙、丁所示的四幅图。除哪幅图外,其余三幅图中“a”点都可表示光合作用速率与呼吸作用速率相等( )
(共20分)将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗,饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表。
请根据以上图表回答下列问题。
(1)在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中,使用的DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶,其最主要的特点是。通过PCR技术扩增目的基因前,需要根据这两个基因的一段已知核苷酸序列来合成。
(2)PCR过程中退火(复性)温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。表1为根据模板设计的两对引物序列,图2为引物对与模板结合示意图。请判断哪一引物对需采用较高的退火温度?__________。
(3)图1步骤③所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求?。
(4)为将外源基因转入马铃薯,图1步骤⑥转基因所用的细菌B通常为。
(5)对符合设计要求的重组质粒T进行酶切,假设所用的酶均可将识别位点完全切开,根据图1中标示的酶切位点和表2所列的识别序列可知,采用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切得到DNA片段是_________种。
(6)构建重组DNA分子所用的限制性内切酶和DNA连接酶分别作用于图中的处,(填“a”或“b”)
(7)若将目的基因成功导入马铃薯细胞后通常需用到技术得到马铃薯植株。该技术的核心步骤是与再分化。
(8)马铃薯块茎合成淀粉时需要酶A的催化,若要获得马铃薯块茎生物反应器,则在构建动物致病菌的抗原基因表达载体时,应选择基因的启动子。
某种鸟(2N=28)的羽色受两对相互独立的等位基因控制,其中A、a基因在性染色体的非同源区,B、b基因在常染色体上,位置如图1所示。基因A控制蓝色物质的合成,基因B控制黄色物质的合成,aabb个体显白色,其遗传机理如图2所示。鸟类含性染色体ZZ时为雄性;含ZW时为雌性。图3为这种鸟一个家系的羽色遗传系谱图,请回答下列问题:
(1)2号基因型为________,3号与2号交配生出7号时,产生的卵细胞基因型为______,并在图4的方框中画出3号减数分裂产生此卵细胞减数第一次分裂后期的图像(只需画相关基因的染色体,并在染色体的对应位置标注相关基因)。
(2)若5号与6号交配,后代8号为白色羽毛的概率为________。
(3)图2说明基因通过___________,从而控制生物性状。若已知酶A的氨基酸排列顺序,并不能确认基因A转录的mRNA的碱基排列顺序,原因是___________。若要测定该种鸟的基因组序列,则应测定_____条染色体上的碱基序列。
(4)欲在一个繁殖季节内鉴定某黄色雄性个体的基因型,请设计以下杂交实验:
第一步:选择多只_________________________________雌性个体与之杂交;
第二步:若子代______________________________,该黄色个体为杂合子;
第三步:若子代______________________________,该黄色个体很可能为纯合子。
红掌是半阴生高等植物,如图表示夏季时红掌在不同遮光处理条件下净光合速率的日变化曲线,请分析回答相关问题:
(1)适当遮光,叶绿素含量会增加,叶片对光和光的吸收能力显著增强。
(2)图中b点叶肉细胞内合成ATP的场所有;M点时,对红掌体内所有能进行光合作用的细胞来说,叶绿体消耗的CO2量(填“大于”“等于”或“小于”)细胞呼吸产生的CO2量。
(3)c~d对应时段,植物体内有机物总量的变化情况是(填“增加”或“减少”);e~f对应时段,净光合速率下降的直接原因是(填“温度”“光照”或“CO2”)。
(4)6:30左右,在不遮光的条件下适当增加该植物周围的CO2浓度,光合速率的变化情况是。(填“基本不变”“增大”或“下降”)