的相关受体,突触后膜出现一个膜电位变化。
(2)如果在H区的传入纤维上施加100次/秒、持续1秒的强刺激(HFS),在刺激后几小时之内,只要再施加单次强刺激突触后膜的电位变化都会比未受过HFS处理时高2~3倍,研究者认为是HFS使H区神经细胞产生了“记忆”,下图为这一现象可能的机制。
如图所示,突触后膜上的N受体被激活后,Ca2+会以_________________方式进入胞内,Ca2+与_______________共同作用,使C酶的_______________发生改变,C酶被激活。 (3)为验证图中所示机制,研究者开展了大量工作,如:
①对小鼠H区传入纤维施加HFS,休息30分钟后,检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加,该结果为图中的_______________(填图中序号)过程提供了实验证据。 ②图中A受体胞内肽段(T)被C酶磷酸化后,A受体活性增强,为证实A受体的磷酸化位点位于T上,需将一种短肽导入H区神经细胞内,以干预C酶对T的磷酸化,其中,实验组和对照组所用短肽分别应与T的氨基酸_______________
A.数目不同序列不同 B.数目相同序列相反 C.数目相同序列相同
③为验证T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的“记忆”这一假设,将T的磷酸化位点发生突变的一组小鼠,用HFS处理H区传入纤维,30分钟后检测H区神经细胞突触后膜A受体能否磷酸化,请评价该实验方案并加以完善_______________。
(4)图中内容从_______________水平揭示学习、记忆的一种可能机制,为后续研究提供了理论基础。 【答案】(1)神经递质
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(2)易化扩散/协助扩散 钙调蛋白 空间结构
(3)①Ⅱ ②C、B ③该实验方案存在两处缺陷:第一,应补充一组对未突变小鼠同样处理的对照实验。第二,应补充施加HFS后检测和比较以上两组小鼠突触后膜的电位变化的实验 (4)细胞和分子
【名师点睛】解答该题时,考生容易在以下两个方面出错:①没有弄清(3)②涉及实验的自变量是导致该小题出错的主要原因;②没有注意到应设置对照试验和实验的因变量可检测是该题出错的主要原因。 30. (18分)
玉米(2n=20)是我国栽培面积最大的作物,今年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。 (1)单倍体玉米体细胞的染色体数为_______,因此在____分裂过程中染色体无法联会,导致配子中无完整的______。
(2)研究者发现一种玉米突变体(S),用S的花粉给普通玉米授粉,会结出一定比例的单倍体籽粒(胚是单倍体,胚乳与二倍体籽粒胚乳相同,是含有一整套精子染色体的三倍体。见图1) ①根据亲本中某基因的差异,通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源,结果见图2。
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从图2结果可以推测单倍体的胚是由___发育而来。
②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色,紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫∶白=3∶5,出现性状分离的原因是_______。推测白粒亲本的基因型是_______。
③将玉米籽粒颜色作为标记性状,用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体,过程如下
请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出表现相应的基因型_______。
(3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H),欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。结合(2)③中的育种材料与方法,育种流程应为:______;将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子;选出具有优良性状的个体。 【答案】(1)10 减数 染色体组
(2)①卵细胞 ②紫粒亲本是杂合子 aaRr/Aarr ③单倍体籽粒胚的表现型为白色,基因型为ar;二倍体籽粒胚的表现型为紫色,基因型为AaRr;二者籽粒胚乳的表现型为紫色,基因型为AaaRrr。 (3)用G和H杂交,将所得F1为母本与S杂交;根据籽粒颜色挑出单倍体
【解析】(1)单倍体体细胞染色体数目与本物种配子染色体数目相同,为20/2=10。单倍体细胞中无同源染色体,减数分裂过程中无法联会,染色体随机分配,导致配子中无完整的染色体组。(2) ①由图可以直接看出,单倍体子代PCR结果与母本完全相同,说明单倍体的胚是由母本的卵细胞发育而来。②A、a与
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R、r独立遗传,共同控制籽粒的颜色,紫粒玉米与白粒玉米杂交出现性状分离的原因是两对等位基因各自相互分离后,非等位基因又发生了自由组合;根据紫∶白=3∶5的性状分离比,紫粒占3/8,由“3/8=3/4×1/2”可推出亲本中一个双杂合,一个单杂合+隐形基因。③根据图中的亲本的基因型可知,二倍体籽粒的颜色应为紫色,基因型为AaRr;单倍体籽粒是由母本的配子发育而来,所以其基因型为ar。胚乳都是一个精子(基因组成AARR)和两个极核(基因组成都为ar)结合后发育而来,基因组成为AaaRrr。(3)按照第(2)小题中③的方法,可将G和H杂交,得到F1,再以F1为母本授以突变体S的花粉,得到的一些单倍体籽粒的基因型与F1的配子基因型相同,都属于单倍体。 【名师点睛】遗传学中,常用数学的方法对实验结果进行分析;本题中,“3/8=3/4×1/2”这个数学变化是解答该题(2)②小题的突破口。
31. (16分)疟原虫是一种单细胞动物。它能使人患疟疾,引起周期性高热、寒战和出汗退热等临床症状,严重时致人死亡。
(1)在人体内生活并进行细胞分裂的过程中,疟原虫需要的小分子有机物的类别包括_______________(写出三类)。
(2)进入血液循环后,疟原虫选择性地侵入红细胞,说明它能够_________________并结合红细胞表面受体。
(3)疟原虫大量增殖后胀破红细胞进入血液,刺激吞噬细胞产生致热物质。这些物质与疟原虫的代谢产物共同作用于宿主下丘脑的_________________中枢,引起发热。
(4)疟原虫的主要抗原变异频繁,使疟原虫能避免被宿主免疫系统_________________性清除,从而使该物种得以________________________。
(5)临床应用青蒿素治疗疟疾取得了巨大成功,但其抗疟机制尚未完全明了。我国科学家进行了如下实验。
组别 实验材料 实验处理 实验结果 (线粒体膜电位的相对值) 1 2 3 4 仓鼠细胞的线粒体 疟原虫的线粒体 不加入青蒿素 加入青蒿素 不加入青蒿素 加入青蒿素 100 60 100 97 ①1、2组结果表明_________________;由3、4组结果可知青蒿素对仓鼠细胞线粒体膜电位无明显影响。据此可以得出的结论是____________________。
②将实验中仓鼠细胞的线粒体替换为_______________,能为临床应用青蒿素治疗疟疾提供直接的细胞生物
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