2007年夏天,太湖爆发蓝藻灾害,导致水质严重恶化,无锡市因此出现饮用水荒。“无锡太湖蓝藻的爆发,既有自然因素,也有人为因素。”国家环保总局官员在新闻发布会上如是说。从自然因素上来讲,太湖水位今年比往年要低,水少;另外,由于去年是暖冬,今年4月无锡气温在20度左右,适合蓝藻生长。但是,人为因素也非常重要,上游河流污染物排放严重,太湖湖体中的氮、磷浓度升高,造成水体富营养化。
(1)太湖蓝藻爆发时湖面漂浮着一层绿膜,部分游客认为这是绿藻而不是蓝藻。对此,可以通过显微镜观察细胞是否具有________________来判断。
(2)水位低是太湖蓝藻爆发的原因之一,从本质上来看这是降低了太湖生态系统的_____。而温度是通过影响细胞内_______的活性来影响蓝藻的生长。
(3)为了防止太湖水源被污染,环保部门加强对太湖上游流域沿岸工厂的监测,现怀疑某工厂是污染源之一,并对其排污口进行了检测。检测员沿河每隔100米取水样一次,共取9份并依次编号为①一⑨,已知⑤号水样正对工厂排水口。检验员对所取水样进行了如下处理:I.检测水样中的蓝藻数量(A组);II.滤除水样中全部蓝藻后,每份水样分为三等份,编号B、C、D,其中B、C组分别添加适量的N和P,D组不添加无机盐。然后加入等量的蓝藻,放置在阳光下若干天,再检测水样中蓝藻量,统计数据如下表(蓝藻数量,单位:百万细胞/mm3),请回答有关问题:
水样编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | ⑨ |
A组(原始水样) | 0.2 | 0.3 | 0.3 | 1 | 10 | 10 | 7 | 7 | 6.5 |
B组(添加N) | 1 | 1.5 | 2 | 2.5 | 20 | 19 | 18 | 17 | 18 |
C组(添加P) | 8 | 9 | 9.5 | 10 | 11 | 9.5 | 7.5 | 7.5 | 7 |
D组(无添加) | 0.2 | 0.2 | 0.3 | l | 10 | 9 | 7 | 7 | 6.5 |
① 通过A组数据可以判断该工厂是污染源,依据是____________________________。
②进行B、C、D分组实验的目的是探究工厂排出的污染物主要是N含量超标还是P含量超标,其中D组起__________作用。实验结果显示,工厂上游和下游水域限制蓝藻增长的主要因素分别是_____和________,由此得出的结论是_______________________________。
(1)成型的细胞核(或叶绿体等细胞器,只要答出一种真核细胞特有的细胞器也给分。)
(2)自净能力(或自我调节能力,或抵抗力稳定性,或稳定性) 酶
(3)①工厂排水口和下游河水中的蓝藻数量明显多于上游。
②对照 P N 工厂排出的污染物主要是P含量超标
调查与统计是科学研究的重要方法,被广泛应用于生物科学研究之中。以下是调查统计方法的具体运用,请回答有关问题:
(1)为了解一些遗传病的遗传方式和发病率,某班同学拟从青少年型糖尿病和红绿色盲中选取一种,在全校学生及其家庭中开展调查。
①人类的大多数疾病都与遗传基因有关,受一对或多对等位基因的控制。其中,青少年型糖尿病属于________________基因遗传病,红绿色盲属于________________基因遗传病。
②青少年型糖尿病和红绿色盲,一般选取后者开展调查比较可行。请说明理由。
③在调查时,全班同学分为若干个小组,分工进行调查。为了保证调查的群体足够大,调查调束后应如何处理各小组的调查数据?________________
(2)为了模拟样方法测定种群密度,两位同学分别在一张50cm×50cm的白纸上制作方格表,将200粒绿豆种子随机撒在白纸上,选择5个方格进行计数,再计算出种群密度。
①计数完成后,应如何计算种群密度?________________
②两位同学的调查结果有较大差异,你认为原因可能有哪些?(答出两点)
________________________________; ________________________________。
(1)①多 单
②因为红绿色盲目是单基因遗传病,易于调查和分析(或青少年型糖尿病是多基因遗传病,影响因素多,不便于分析)。
③应把各小组的调查数据进行汇总
(2)①先求每个样方的种群密度,再计算所有样方种群密度的平均值
②取样方法(或样方位置,随机取样),样方大小(或样方面积,所画方格大小)
阅读有关生物膜结构探索历程的材料,回答相关问题。
资料1:l 895年Overton在研究各种未受精卵细胞的透性时,发现脂溶性物质容易透过细胞膜,不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。
资料2:20世纪初,科学家们第一次将细胞膜从某种细胞中分离出来,化学分析表明,它们的主要成分是磷脂和蛋白质。
资料3:1925年荷兰科学家用丙酮从某种细胞中提取脂质,在空气一水界面上铺展成单分子层,测得单分子层的面积恰为细胞表面积的2倍。
资料4:19世纪30年代初,科学家通过实验发现细胞膜不可能是单纯磷脂分子构成,再通过实验进一步发现可能还有蛋白质,于是提出在磷脂双分子层内外两侧都有蛋白质分子覆盖的假说。
资料5:l 959年,罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的“暗一亮一暗”的三层结构。
按照“三明治”模型,科学家经过计算认为生物膜至少厚约1 5—20nm。但电镜照片中,实际测得细胞膜的厚度约为7-10nm。
资料6:1 970年,科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞等做了一系列相关融合实验。
(1)仅通过对资料l的分析,你能对膜结构提出什么样的假说?
(2)资料2、3中要获得纯净细胞膜,最好选择哺乳动物的哪一类细胞?试简述理由。
(3)从资料3的实验结果可以得出什么结论?
(4)资料4、5中,通过比较分析生物膜的计算厚度和实测厚度,科学家对膜结构模型提出了什么样的假说?
(5)资料6中,科学家最早是用红色荧光染料标记人细胞的膜蛋白,用绿色荧光染料标记小鼠细胞的膜蛋白,进行融合实验。刚融合时,融合细胞一半发绿色荧光,另一半发红色荧光。在37℃下经过40min,两种颜色的荧光均匀分布,这一实验现象表明________________.
(6)1972年,桑格和尼克森综合以上实验,并在新的观察和实验证据基础上,提出了为大多数人所接受的________________模型。
(1)膜是由脂质组成的(或膜含有脂质)
(2)成熟的红细胞。因为哺乳动物的成熟红细胞没有细胞器膜和核膜(或其他膜结构)。
(3)膜中的脂质分子必然排列为连续的两层(或膜含有双层脂质分子)
(4)细胞膜上的蛋白质应该镶嵌(或不是覆盖)在磷脂双分子层中。
(5)组成细胞膜的蛋白质分子是可以流动的(或膜有流动性)
(6)流动镶嵌
阅读以下资料,回答有关问题:
皮肤干细胞的研制成功被评为2007年国际十大科技新闻之一。美国和日本的两个科研小组于2007年11月20日同时宣布:成功地利用人体皮肤细胞制造出具备胚胎干细胞功能的干细胞。随后,美国科学家利用皮肤干细胞治疗老鼠的镰刀型细胞贫血症获得进展,病鼠的血液功能恢复正常。这是科学界利用皮肤干细胞进行医疗研究的首次尝试。随着研究的深入,这一技术将有望用于人类糖尿病、癌症等疾病的干细胞研究和治疗,从而避开利用胚胎干细胞研究面临的伦理争议。并且皮肤细胞可以取自自体,所以不会发生身体排斥反应。
(1)皮肤细胞在体内无法转变成其它体细胞,这是因为它是高度分化的细胞,其分化的根本原因是________________。
(2)由皮肤干细胞可以诱导形成各种体细胞,其根本原因是________________。
(3)皮肤干细胞和癌细胞都具有旺盛的________________能力。但是皮肤干细胞却可以通过诱导而发生__________,形成各种体细胞。而癌细胞由于细胞膜上的_____________等物质减少,容易在体内分散和转移。
(4)利用皮肤干细胞进行疾病研究和治疗,与利用胚胎干细胞相比具有很多优势,请你说出其中两点。
(1)在个体发育过程中遗传信息的执行情况不同
(2)细胞含有一整套的遗传信息
(3)分裂 分化 糖蛋白
(4) 优点一:利用皮肤干细胞可以避开利用胚胎干细胞面临的伦理争议。
优点二:皮肤细胞可以取自自体,不会发生排斥反应。
优点三:皮肤细胞比胚胎细胞更容易采集。
报春花的花色表现为白色(只含白色素)和黄色(含黄色锦葵色素)一对相对性状,由两对等位基因(A和a,B和b)共同控制,显性基因A控制以白色素为前体物合成黄色锦葵色素的代谢过程,但当显性基因B存在时可抑制其表达(生化机制如下图所示)。
据此回答:
(1)开黄花的报春花植株的基因型可能是:________________________________。
(2)现有AABB、aaBB和aabb三个纯种白色报春花品种,为了培育出能稳定遗传的黄色
品种,某同学设计了如下程序:
I.选择一和________________两个品种进行杂交, 得到F1种子;
II.F1种子种下得F1植株,F1随机交配得F2种子;
III.F2种子种下得F2植株,F2自交,然后选择开黄色花植株的种子混合留种;
IV.重复步骤III若干代,直到后代不出现性状分离为止。
①补充完整以上程序。
②F1植株能产生比例相等的四种配子,原因是:________________________________。
③报春花的雌蕊和雄蕊不等长,自然状态下可以进行异花传粉。为了让F2自交,应该怎样处理?
④F2植株中开黄花的占______,在这些开黄花的植株上所结的种子中黄色纯合子占______
⑤有同学认为这不是一个最佳方案,你能在原方案的基础上进行修改,以缩短培育年限吗?请简要概述你的方案。
(1)AAbb或Aabb
(2)①I.AABB和aabb
②A和a、B和b分别位于3号和l号染色体上,产生配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合。
③从花蕾期开始套袋直到受精结束。
④3/16 1/2
⑤方案一:对F2中开黄花植株分开留种和播种,后代不出现性状分离的即为纯种。
方案二:取F1植株的花药进行离体培养,用秋水仙素处理幼苗,成熟后开黄花的植株即为纯种。
方案三:对F2中开黄花的植株进行测交,判断是否纯合,对纯合的进行标记,下一年再留种。
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