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结核俗称“痨病”,是结核杆菌侵入到人体内引起的慢性传染病,以肺结核最为常见。根据化石证据显示,早在新石器时代,结核杆菌就开始危害人类健康了。结核病夺去了无数人的生命。1921年卡介苗被用于预防结核病。1943年治疗结核病的特效药——链霉素的发现以及其后多种抗结核药的大规模生产和使用,使很多患者得以康复。
结核杆菌的检测有多种方法。如将痰等提取物涂片后进行染色,在显微镜下直接观察;也可以先在固体培养基上接种培养,观察到如图所示的典型现象后,再挑取细菌在显微镜下观察。由于结核杆菌可以产生维生素B3,某些经济欠发达地区的医生将此特征作为诊断肺结核病的依据之一。
一方面结核杆菌给人类造成了很大痛苦。另一方面结核杆菌在人类进化的过程中也许还可能扮演了一个非常重要的角色。
当人类的祖先开始直立行走时,食物的构成也从植物逐渐转向动物。肉类不但含有丰富的蛋白质,还能提供各种人体必需的维生素。尤其是植物性食物中很少见的B族维生素,在人类大脑进化的过程中起到了非常关键的作用。大约在1万年前,人类进入农耕时代,肉类的摄取量大为减少。但是人类的大脑并没有因此而萎缩,原因在于有一大批能够分泌B族维生素的细菌进驻到人类的肠道当中,和人类建立了共生关系。迄今为止,科学家们已经在人肠道中找到了几乎所有B族维生素的分泌者,唯独缺少维生素B2。而维生素B3是神经发育过程中非常重要的一种化学物质。
那么人类是如何补充这种维生素的呢?有研究人员提出假设,人类在漫长的进化过程中,需要结核杆菌来替人类制造维生素B3。人类的身体渐渐学会了与结核杆菌和平共处。对于结核杆菌,人类的免疫系统不杀死它们,而是控制它们的活动。但如果肉类长期缺乏,身体对结核杆菌的依赖性过于严重,结核杆菌的数量会大幅增加甚至失控,使人患上结核。研究人员找到了一些证据,例如,英国因结核病死亡人数的有关数据(如下表所示)。
| 1850年 | 1907年 | 1963年 |
人口数(百万) | 17.9 | 34.9 | 47.0 |
因结核病死亡人数(人) | 60385 | 56201 | 2962 |
虽然有一些证据支持,但目前为止这仍只是假设,还需要进行深入研究。
(1)结核杆菌的遗传物质与人的细胞相同,都是___________。但它的细胞结构中___________成形的细胞核。
(2)在接种样品之前,需要将配制好的培养基进行___________处理。接种后将培养皿放置在温度为___________的恒温培养箱中培养。经过一段时间培养,如果培养基上生长出了如图所示的___________,可以初步判断样品中有结核杆菌。
(3)研究人员分析认为,1907年因结核病死亡人数与之前相比减少,可能的原因是英国人民生活水平提高,___________消费增加。1963年因结核病死亡人数显著减少,主要的原因是__________。
冬季风干物燥,我们要注意防范火灾事故。当可燃液体发生火灾时,消防员常用氟蛋白泡沫灭火剂灭火。泡沫喷在着火液体上后能浮在液面起覆盖作用。火灭后,这些泡沫灭火剂若得不到有效处理就会随水流入河流、湖泊等水域生态系统。关于泡沫灭火剂对环境的影响,研究人员进行了如下实验探究。
实验材料:健康、体长一致的斑马鱼若干条。
实验步骤:设置1个对照组和5个氟蛋白泡沫灭火剂浓度分别为5.0%、6.0%、6.5%、7.5%、8.5%的实验组,在每组容器内随机放入30条斑马鱼,适宜温度条件下饲养。定期喂食、换水和清理杂质。分别于24小时、48小时、72小时、96小时观察记录,结果如图1所示。
(1)斑马鱼用___________呼吸,体表有___________覆盖,通过尾部和躯干部的摆动以及___________的协调作用游泳。因为斑马鱼的基因与人类基因相似度达到87%,这意味着在它身上得出的水质监测结果,多数情况下都___________(填“适用”或“不适用”)于人类,所以斑马鱼常用于水质环境的监测。
(2)本探究实验的题目是:_________________________________。
(3)实验步骤中对照组的容器内氟蛋白泡沫灭火剂的浓度应为___________。每组实验都需观察记录___________,再经过计算得出斑马鱼的死亡率。以下是实验记录表上的部分实验数据,但数据有部分污损。对照图1可知此污迹两处的数值分别为A___________、B___________。
(4)由实验结果(图1)分析可知,处理96 h,斑马鱼的死亡率随氟蛋白泡沫灭火剂的浓度增加而___________。当体积浓度一定时,随着时间延长,斑马鱼死亡率___________。当氟蛋白泡沫灭火剂体积浓度为___________%时,72 h后斑马鱼全部死亡。
(5)该实验启示我们,对于氟蛋白泡沫灭火剂的使用需要充分考虑到其可能对环境造成的影响。请你提出一条避免泡沫灭火剂污染环境的建议:______________________。
下图为微生物在物质循环中的作用示意图。请回答下列问题。
(1)a表示___________,植物可以将a与水合成为有机物,并将___________转变为储藏在有机物中的能量。
(2)兔和鹿属于生态系统成分中的___________,它们可以通过___________作用分解有机物,获得能量。
(3)微生物可以将动、植物遗体分解成为a和b,其中b表示___________,这些物质又能被植物吸收利用。
如图分别是蜗牛、果蝇、蜂鸟、青蛙、鲨鱼、鳄鱼6种动物,请用所学知识分析回答下列问题。
(1)A的身体柔软,具有贝壳,属于无脊椎动物中的___________动物。根据体内有无脊柱将上述动物分成两组,与E同组的有___________(填字母)。
(2)动物生活环境不同,呼吸器官也有所区别。如D的成体用___________呼吸,皮肤辅助呼吸,F用___________呼吸。
(3)上述动物中,体温恒定的是___________(填字母)。
(4)上图中的动物,按结构由简单到复杂的排序是:______________________。(填字母)
蚯蚓是花园土壤中常见的动物,对土壤的改良有重要作用。达尔文晚年对蚯蚓进行了详细的观察研究。请回答下列有关问题。
(1)蚯蚓属于___________动物,依靠___________与刚毛配合完成运动。运动所需要的能量是细胞利用氧将有机物分解释放出来的。氧气和二氧化碳的交换通过___________进行。
(2)生活在果园、森林土壤中的蚯蚓可以取食落叶,排出蚓粪,形成疏松的土壤表层。从生态系统组成成分分析,蚯蚓属于___________。
(3)达尔文在观察蚯蚓时发现,蚯蚓虽然没有眼睛,但对光照有反应。当遮住蚯蚓身体其他部位,只用光照射它身体前端,即图中___________(填字母)端时,蚯蚓有反应。而___________时,蚯蚓没有反应。因此推测蚯蚓的主要感光部位在前端。
医院收治了一位突然昏迷的患者。医生检查发现,患者眼睛和耳的结构完好,医生叩击患者膝盖下面的韧带时发生膝跳反射,但是当医生呼唤他的姓名时他没有任何反应。患者其他生命体征如呼吸、心跳等都正常。
(1)下图为膝关节示意图。A为密闭的___________,其内含有滑液。滑液的作用是___________。
(2)当医生叩击髌骨下的韧带时,神经冲动产生和传导的路径是:感受器→传入神经→___________→传出神经→___________。患者小腿抬起,发生膝跳反射。膝跳反射属于___________(填“简单反射”或“复杂反射”)。
(3)患者眼睛的结构完好。人体眼睛结构中晶状体的作用是___________;对光线敏感的细胞分布在___________上。
(4)耳中对声波敏感的细胞分布在___________。虽然患者耳的结构完好,但是当医生呼唤他的姓名时却没有任何反应。
(5)医生综合患者情况,初步诊断患者最可能是由于神经系统中的___________(填字母)受到较大损害,导致昏迷。
A. 脊髓 B. 脑干 C. 小脑 D. 大脑
(6)在后续的进一步检查中发现,患者的血糖值高于正常值。医生立即给患者静脉注入___________,以降低血糖。