美国科学家James E. Rothman、Randy W. Schekman以及德国科学家Thomas C. Südhof,由于发现了囊泡准确转运物质的调控机制,共同获得了2013年诺贝尔生理学或医学奖。细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡,囊泡被分成披网格蛋白小泡、COPI被膜小泡以及COPII被膜小泡三种类型。三种囊泡介导不同途径的运输,分工井井有条,在正确的时间把正确的细胞“货物”运送到正确的目的地。据图回答问题(括号填字母,横线上填文字)
(1)囊泡是一种细胞结构,但由于其结构不固定,因而不能称之为细胞器。图示细胞中,能产生囊泡的结构是 ;“a”表示的大分子物质通过细胞膜的方式与主动运输的区别是 。
(2)COPI被膜小泡则主要介导蛋白质从( ) 运回( ) 。COPII与结构C的融合体现了生物膜系统在结构上具有_ 。
(3)如果转运系统受到干扰,则会对有机体产生有害影响,并导致如糖尿病等疾病,糖尿病的产生原因除了可能是胰岛素合成过程(环节)有问题或者胰岛素作用的靶细胞对胰岛素不敏感外,还有可能的原因是 。
(4)为了研究参与膜泡运输的基因(sec基因)的功能,科学家筛选了两种酵母突变体,这两种突变体与野生型酵母电镜照片差异如下:
酵母突变体 |
与野生型酵母电镜照片的差异 |
sec12基因突变体 |
突变体细胞内内质网特别大 |
sec17基因突变体 |
突变体细胞内,尤其是内质网和高尔基体间积累大量的未融合小泡 |
据此推测,sec12基因编码的蛋白质的功能是与_____________________的形成有关。sec17基因编码的蛋白质的功能是__________________________________________。
(10分)下图为科学家在某一生态系统中开展了轻度、中度、重度入侵区的群落植物多样性调查(结果如图1)。同时对轻度入侵区的能量流动进行了研究(结果如图 2)。
(1)群落中物种数目的多少称为_________,其随入侵程度的增加而_________。重度入侵区植物物种数变化较小的原因是_____________________。弃耕地群落的形成是______演替的结果,调查说明外来物种的入侵能改变群落演替的________。
(2)该入侵物种能分泌化学物质抑制其它植物生长发育,同时能引起昆虫和动物拒食。入侵物种与本地植物之间构成___________关系,信息传递能够调节生物的__________。
(3)研究发现,经济植物黑麦草能抑制该入侵物种的生长。为了解其抑制机制,进行如下实验:
①用完全营养液培养黑麦草幼苗;
②取一定量培养过黑麦草的营养液加入用于培养该入侵物种幼苗的完全营养液中作为实验组,对照组加入等量的该入侵物种幼苗的完全营养液。
③在适宜条件下培养一段时间,观察并比较两组入侵物种幼苗的长势。
该实验的目的是探究__________________________________________________
(4)在研究能量流动时,可通过______________调查初级消费者田鼠种群密度。初级消费者到次级消费者的能量传递效率是__________。
玉米成熟时的植株高度由多对独立的等位基因控制,除了水肥等环境因素以外,在不使用植物生长调节剂的情况下,植株高度主要与等位基因的数量有关,与种类无关。显性基因的数量越多,植株越高。两株显性基因均不同、高度分别为54和66(单位:英寸,下同)的玉米纯合子杂交,F1自交得到的F2平均高度约为60,统计结果显示F2中,最矮的株高为36,最高的为84,且大约每256株中有1株最矮的和1株最高的。已知上述株高差异排除了环境因素的影响。
回答下列问题:
(1)控制玉米株高的多对基因的遗传遵循_________定律,遵循该定律的条件是______________________。
(2)F1的株高约为_______英寸。F2的株高类型有______种,株高约为__________英寸的植株数量最多。
(3)生产上需种植整齐、中等株高的玉米品种,若从F2中选择植株做亲本制作生产用杂交种,宜选择株高为________和_________作亲本,理由是__________________________________________________。
胰岛素是已知的唯一降低血糖水平的激素,请分析胰岛素的作用机制模式图(如图所示),并回答有关问题:
(1)图中的刺激X最可能是, 下丘脑神经细胞接受刺激X兴奋后,膜外的电位变化为,最终引起传出神经末梢释放,与胰岛B细胞上相应受体结合,引起胰岛素分泌增多。
(2)由图可知,胰岛素与其受体结合后,一方面使增加,促进葡萄糖进入细胞;另一方面促进,从而降低血糖。
(3)如果给动物注射大剂量胰岛素,动物会因低血糖而休克。通过注射胰高血糖素能促使血糖升高,使休克的动物清醒。根据以下实验材料及用品,完成实验方案,证明胰高血糖素能升高血糖。
实验材料及用品:小白鼠、注射器、鼠笼、胰岛素溶液、胰高血糖素溶液、葡萄糖注射液、生理盐水。
实验方案:选择体重相近的健康小白鼠,按照下表进行处理、观察并填写相关内容。
分组 |
实验处理方法 |
预期结果 |
下一步实验处理方法 |
预期结果 |
A组(对照组) |
① |
清醒 |
![]() |
清醒 |
B组 |
注射大剂量的胰岛素溶液 |
休克 |
②等量的生理盐水 |
未清醒 |
C组 |
③ |
清醒 |
||
D组 |
④ |
清醒 |
回答有关光合作用和呼吸作用问题。如图甲表示白菜叶肉细胞内的物质代谢过程(a、b、c、d为生理过程),图乙表示白菜植株CO2吸收量随光照强度的变化,图丙表示温度与白菜真正光合速率、净光合速率及呼吸速率的关系。
(1)图甲中有ATP生成的生理过程是____________,人体细胞内可以发生的生理过程是____________。
(2)图乙中光照强度为乙时,能够发生的生理过程是____________(填图甲中的相关字母),此时白菜叶片O2的产生量____________(填“大于”/“小于”/“等于”)叶片CO2的产生量。
(3)图丙中代表净光合速率的曲线是____________。
(4)白天最好将温室中的温度控制在___________℃,原因____________________________________。
果蔬收获后一般需在低温条件下长途运输或储藏,请回答下列问题:
(1)低温有利于果蔬的保鲜,其主要原理是。
(2)长时间低温,会引起果蔬细胞膜的功能改变,导致电解质的渗透率增加,出现细胞伤害(冷害)现象。
(3)实验一:某兴趣小组研究甜菜碱(GB)对黄瓜果实低温储藏期间冷害发生的影响,实验结果如下:
冷害发生率(%) |
储藏天数 |
|||||||
0 |
3 |
5 |
7 |
9 |
11 |
13 |
||
甜菜碱浓度(mmol·L-1) |
0 |
— |
— |
5.26 |
15.79 |
23.68 |
34.21 |
44.74 |
5 |
— |
— |
— |
5.26 |
13.00 |
9.40 |
23.68 |
|
10 |
— |
— |
— |
— |
5.00 |
10.00 |
17.50 |
|
15 |
— |
— |
— |
— |
6.67 |
16.00 |
24.40 |
(注:“—”表示没有发生冷害现象)
①实验时,每组GB浓度都需处理多条黄瓜,目的是。
②据表数据分析:(填“能”或“不能”)推测冷害发生率与GB浓度呈负相关;
③表中记录的冷害发生率有一处数据有误,该数据所对应的GB浓度和储藏天数分别为。
(4)实验二:为了进一步探究GB抗冷害的作用机制,在“某浓度”GB作用下,检测细胞内超氧化物阴离子产生速率和超氧化物歧化酶(SOD)的活性变化,结果如下图。
①“某浓度”GB最可能采用实验一表格中mmol·L-1,原因是。
②有研究发现冷害的产生是细胞内超氧化物阴离子含量增加所致,依据图中两条曲线的变化推测GB的作用机制可能是:。