人类糖尿病的发病机理十分复杂,下图是Ⅰ型、Ⅱ型两种糖尿病部分发病机理示意图,请回答:
(1)图中①表示的物质是 。②表示的结构是 。正常情况下,当血糖浓度升高时,结构②活动加强,据图分析,影响②发挥作用的主要物质和结构有ATP、 。
(2)如果图中靶细胞是肝细胞,当血糖浓度降低时,作用于肝脏细胞的激素主要是 。
(3)研究发现某抗原的结构酷似胰岛B细胞膜的某结构,则因该抗原刺激机体后产生的特异性抗体攻击胰岛B细胞而导致的糖尿病属 (填Ⅰ型或Ⅱ型)糖尿病;从免疫学角度分析该疾病属于 病。在临床中 (填Ⅰ型或Ⅱ型)糖尿病不能通过注射胰岛素治疗。
(4)在用15N标记的氨基酸研究①物质合成和分泌的过程时,发现依次出现放射性的细胞器是 。
(5)如果将正常胰岛B细胞分别接种于含有5.6 mmol/L葡萄糖(低糖组)和16.7 mmol/L葡萄 糖(高糖组)的培养液中,培养一段时间后进行检测,高糖组释放胰岛素多。此结果说明____________________。
(6)利用细胞体外培养方法验证胰岛A细胞的分泌物能促进正常胰岛B细胞分泌胰岛素,方案如下:
①用高糖培养液培养胰岛A细胞,一段时间后过滤得到细胞和滤液。
②用含有滤液的培养液培养胰岛B细胞,一段时间后测定培养液中胰岛素的含量。
请指出上述方案的错误:
①________________________________________。
②________________________________________。
Ⅰ人类的苯丙酮尿症是一种单基因遗传病,患病的原因之一是患者体内苯丙氨酸羟化酶基因发生了改变,该基因的模板链局部碱基序列由GTC突变为GTG,使其编码的氨基酸由谷氨酰胺变成了组氨酸,导致患者体内缺乏苯丙氨酸羟化酶,使体内的苯丙氨酸不能正常转变成酪氨酸,而只能转变成苯丙酮酸,苯丙酮酸在体内积累过多就会损伤婴儿的中枢神经系统。请分析回答下列问题:
(1)苯丙酮尿症是由于相应基因的碱基对发生了________________而引起的一种遗传病。
(2)从上述材料分析可知,编码谷氨酰胺的密码子为________________。
(3)以下为某家族苯丙酮尿症(设基因为B、b)和进行性肌营养不良病(设基因为D、d)遗传家系图,其中II4家族中无进行性肌营养不良的致病基因。
①Ⅲ4的基因型是;II1和II3基因型相同的概率为_______。
② 若Ⅲ5的性染色体组成为XXY,那么产生异常生殖细胞的是其____________(填“父亲”或“母亲”)。
Ⅱ下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程设计图解。请据图回答:
(1)图中②所示的细胞是________。
(2)图中③、④所示的生物工程技术分别是________、________。
(3)过程④的完成需要用到的基因操作工具有____________________。
(4)图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是________________。
Ⅲ (8分)经研究发现卡那霉素能引起野生型苎麻植株(2N)黄化,育种专家向野生型苎麻的核基因组中随机插入已知序列的sDNA片段(含卡那霉素抗性基因),通过筛选得到突变体Y,sDNA片段的插入使基因A的功能丧失,从突变体的表现型可以推测野生型基因A的功能。
(1)将突变体自交所结的种子用75%酒精消毒处理30s后,接种在含有卡那霉素的培养基中,实验设置3个重复组,在适宜条件下光照培养。一段时间后若培养基上有色幼苗,则可确定苎麻植株的DNA中含有sDNA片段。
(2)育种专家进一步设计杂交实验以检测突变体Y产生的,实验内容及结果见下表:
杂交亲本 |
含卡那霉素培养基中的实验结果 |
突变体Y(♀)×野生型(♂) |
绿色∶黄色=1∶1 |
突变体Y(♂)×野生型(♀) |
黄色 |
由实验结果可知, sDNA片段插入引起的变异会导致致死,进而推测基因A的功能与有关。
下图为某草原生态系统的营养结构,E表示牧草一年固定的太阳能总量,E1、E2、E3分别表示流入牲畜、昆虫、鼠的能量。请据图回答下列问题:
(1)草原上的牧草在生长发育过程中不断地与牲畜、昆虫、鼠等生物进行着信息交流,其作用在于。
(2)第一营养级传递到第二营养级的能量传递效率×100%(用图中字母表示)。
(3)调查发现出现了有耐旱性状的牧草新物种,从生物进化的角度分析,原因是在自然选择的作用下导致牧草的种群基因频率发生定向改变,最终与其它种类的牧草产生了。
(4)甲图表示该草原上仓鼠种群数量变化图(K0表示仓鼠种群在适宜条件下的环境容纳量)。请回答:
据甲图分析,仓鼠的种群数量呈型增长;迁入新天敌后在捕食压力下,仓鼠种群的环境容纳量在之间。
马铃薯具有很高的营养价值和药用价值。回答下列问题。
(1) 观察发现块茎暴露在土壤表面的部分为绿色,在土壤中的是淡黄色。原因是________。
(2) 用组织培养可以快速大量地繁殖优良的马铃薯品种,在实验室培养过程中为了促进愈伤组织的形成,生长素和细胞分裂素的使用方法是(填“单独使用生长素”、“单独使用细胞分裂素”、或“同时使用”)。
(3)下图为在恒温、密闭的透明玻璃箱中模拟大棚栽种马铃薯的相关实验数据,其中甲图为一天中光照强度变化的曲线。乙图为CO2浓度为300 μL·L-1时光照强度对光合作用影响的曲线。据图回答下列问题。
①14点与10点相比,叶绿体合成有机物速率较快的是____点,原因是______________________。
②若通过缓冲液维持密闭容器中CO2浓度恒定为300 μL·L-1,9点C5的合成速率________(填“小于”、“等于”或“大于”)10点C5的合成速率;分析甲、乙两图可知,12点的光反应速率(填“小于”、“大于”或“等于”)13点的光反应速率。
(4)将长势相同的马铃薯幼苗分成若干等份,在不同的温度下先暗处理1h,测得其干重即葡萄糖的量的(单位g)变化如甲曲线所示;再分别置于同一光照强度下照射1h后,测得其干重与暗处理前的变化如乙曲线,则马铃薯叶肉细胞内呼吸酶的最适温度为_______℃;此时合成葡萄糖的速率是g/h。
某雌雄同株的二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为显性,高茎(H)对矮茎(h)为显性,红花(R)对白花(r)为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上,基因H、h在4号染色体上。
(1)植物出现窄叶是宽叶基因突变导致的,M基因突变前的部分序列(含起始密码信息)如图所示(注:起始密码子为AUG)。
图中所示的M基因片段在转录时,________链作为模板链;转录时________酶与DNA分子的结合;正常情况下基因M在细胞中最多有________个。
(2)现有一个宽叶红花变异个体,基因型为MR,请你用竖线(|)表示相关染色体,用点(·)表示相关基因位置,该植株的体细胞中的基因M、R与染色体关系示意图为________(写出一种情况),该变异属于可遗传变异中的____________。该植株与基因型为mmrr的个体杂交获得F1,请用遗传图解表示该过程。(说明:①各种配子的活力相同;②不要求写出配子;③只要求写出一种情况。)
(3)用某植株(MmHh)的花药进行离体培养,用秋水仙素处理________(填“幼苗”“休眠的种子”“萌发的种子”或“幼苗或萌发的种子”),使染色体数目加倍,形成可育纯合子。
(12分)科学研究表明:细胞外液中K+浓度会影响神经纤维静息电位的大小,而细胞外液中Na+浓度几乎不影响;但细胞外液中Na+浓度会影响受刺激神经膜电位的变化幅度和速率。请根据以下提供的材料和用具设计实验证明。要求写出实验思路,预测实验结果并分析预测结果。
材料和用具:测量电位变化的测量仪器、刺激器、生理状态一致的枪乌贼离体神经纤维若干、正常海水、低K+海水、高K+海水、低Na+海水、高Na+海水等(注:不同海水的渗透压相等但K+或Na+浓度不同)
(1)实验思路:;
;
。
(2)预测实验结果
①在不同K+浓度的海水中,按静息电位绝对值由大到小排序,顺序是。
②在答题纸的坐标中画出不同Na+浓度海水中枪乌贼离体神经纤维受刺激后的膜电位变化曲线(假设在正常海水中:静息电位是-70mV,变化的最大幅度是105mv,从开始去极化到复极化完成大约需1.5ms时间)。
(3)分析预测结果
①在不同K+浓度的海水中,静息电位如此排序,这是因为在不同K+浓度的海水中,不同,造成静息电位不同。
②在不同Na+浓度海水中神经纤维受刺激后的膜电位变化曲线呈现图中所示结果,是因为在不同Na+浓度的海水中不同,造成电位变化的幅度和速率不同。