某地区的湖泊湿地生态系统。近年来,由于流入污水增多,水体重金属污染加剧。研究人员发现可通过定期收割沉水植物地上部分,修复镉等重金属污染水体。
(1)沉水植物其根部能从底泥和水中吸收Cd等无机盐离子,净化水体,体现生态系统具有________能力。此湿地由浅水区向陆地方向依次生长着芦苇、破蓬、柽柳等,这体现了群落的________结构。
(2)为筛选适合该湿地镉污染修复的沉水植物,用不同浓度镉溶液处理本地4种沉水植物4天后,检测其对镉(Cd)的耐受性和富集能力,结果如表和图。
沉水植物 | 半数抑制浓度(mg·L-1) |
黑藻 | 0.51 |
狐尾藻 | 0.81 |
金鱼藻 | 0.03 |
菹草 | 0.12 |
(半数抑制浓度指抑制沉水植物半数生长的外部Cd浓度)
表数据显示4种沉水植物中对镉的耐受性最大的是________。结合图1的实验结果,选择黑藻和菹草作为进一步研究的对象,不选用狐尾藻和金鱼藻的原因是________。
(3)研究者从该湖泊取底泥,将黑藻和菹草分别栽种其中,用自来水培养。测定其生长率(图)和不同部位的富集系数和迁移系数(指由根系向地上部分的迁移能力),结果如表。
沉水植物 | 富集系数 | 迁移系数 | |
地上部分 | 根部 | ||
黑藻 | 0.33 | 0.41 | 0.79 |
菹草 | 0.21 | 1.01 | 0.21 |
综合分析,研究者认为黑藻是最适合修复Cd污染水体的物种,其重要证据有:①________;②________。
(4)富集镉的沉水植物必须及时收割并无害化处理,一是因为镉等重金属能够通过________逐级积累和浓缩,在高营养级生物体内富集。二是因为________而造成水体的二次污染。
母亲孕期肥胖或高血糖会增加后代患肥胖和代谢疾病的风险。科学家用小鼠进行实验,研究孕前高脂饮食对子代代谢调节的影响。
(1)从孕前4周开始,实验组雌鼠给予高脂饮食,对照组雌鼠给予正常饮食,食物不限量。测定妊娠第20天两组孕鼠相关代谢指标,结果如下表。
分组 | 体重 (g) | 胰岛素 抵抗指数 | 脂肪含量 (mg/dL) | 瘦素含量 (ng/dL) | 脂联素含量 (μg/dL) |
对照组 | 38.8 | 3.44 | 252 | 3.7 | 10.7 |
实验组 | 49.1 | 4.89 | 344 | 6.9 | 5.6 |
①正常情况下,体脂增加使脂肪细胞分泌的瘦素增多,瘦素经____运输作用于下丘脑饱中枢,抑制食欲,减少脂肪合成,该机制为_____调节。表中结果显示,实验组孕鼠瘦素含量_____,但瘦素并没有发挥相应作用,这种现象称为“瘦素抵抗”。
②脂联素是脂肪细胞分泌的一种多肽激素,能增加细胞对胰岛素的敏感性。据此推测实验组孕鼠出现胰岛素抵抗的原因是________。
(2)24周龄时,给两组子代小鼠空腹注射等量的葡萄糖或胰岛素,检测结果如图1。
图1 结果显示,与对照组相比,________,推测实验组子鼠出现了“胰岛素抵抗”。
(3)研究发现,幼鼠脂肪组织的瘦素和脂联素含量与各自母鼠均呈正相关。测定幼鼠脂联素基因和瘦素基因的表达量、基因启动子所在区域的组蛋白甲基化水平,结果如图2。
①结果显示,实验组通过________脂联素基因启动子所在区域的组蛋白甲基化水平,从而________,影响脂联素的合成,使组织细胞对胰岛素的敏感性降低。
②瘦素基因的表达量与其启动子所在区域的组蛋白甲基化水平呈________相关。但由于血脂过高会抑制瘦素向脑内运输,导致瘦素抵抗,引起肥胖。
(4)根据该项研究结果,对备孕或孕期女性提出合理建议:________。
血管性痴呆(VD)是因脑血管阻塞导致脑缺血、缺氧,引起脑神经损伤所致的严重认知功能障碍综合征。常伴随记忆力减退、语言障碍、大小便失禁等症状。
(1)某VD患者不能说话,但能听懂别人讲话,原因可能是损伤了位于________的语言中枢的S区。大小便失禁的VD患者,其排尿反射的神经中枢位于________。
(2)为研究白藜芦醇对VD患者学习和记忆的影响,研究人员以大鼠为实验对象开展了相关研究。
将45只健康雄性大鼠随机分成A、B、C三组,分别进行如下表所示的处理。各组大鼠在相同的环境下饲养4周后,进行了水迷宫实验:将大鼠放入水中,进行逃生训练,记录各组平均逃生时间及典型逃生路线,结果分别如图1、如图2所示。
分组/处理 | A组 | B组 | C组 |
40mg/kg白藜芦醇预处理四周 | ? | - | + |
手术结扎颈动脉(血流量减少30%) | ? | + | + |
注:+表示进行处理;-表示未进行处理
①逃生训练前对A组的处理是________。
②如图1所示的结果为________。
③综合如图1和图2所示结果,可以得出的结论是________。
(3)神经细胞间传递信息的结构是________。白藜芦醇对血管性痴呆有一定预防作用,其机理是白藜芦醇能提高大脑皮层神经细胞中PSD95的表达量。nNOS(NO合成酶)与PSD95结合,催化NO产生。NO促进血管扩张,增加脑血流量,从而缓解脑缺血对脑部神经元的损伤。请写出验证上述推测的实验思路:________。
水稻叶片宽窄受细胞数目和细胞宽度的影响,为探究水稻窄叶突变体的遗传机理,科研人员进行了实验。
(1)科研人员利用化学诱变剂处理野生型宽叶水稻,可诱发野生型水稻的DNA分子中发生碱基对的__________,导致基因突变,获得水稻窄叶突变体。
(2)测定窄叶突变体和野生型宽叶水稻的叶片细胞数目和单个细胞宽度,结果如下图所示。该结果说明窄叶是由于__________所致。
(3)将窄叶突变体与野生型水稻杂交,F1均为野生型,F1自交,测定F2水稻的__________,统计得到野生型122株,窄叶突变体39株。据此推测叶片宽窄是受__________对等位基因控制。
(4)研究发现,窄叶突变基因位于2号染色体上。科研人员推测2号染色体上已知的三个突变基因可能与窄叶性状出现有关。这三个突变基因中碱基发生的变化如下表所示。
突变基因 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
碱基变化 | C→CG | C→T | CTT→C |
蛋白质 | 与野生型分子结构无差异 | 与野生型有一个氨基酸不同 | 长度比野生型明显变短 |
由上表推测,基因Ⅰ的突变没有发生在__________序列,该基因突变__________(填“会”或“不会”)导致窄叶性状。基因Ⅲ突变使蛋白质长度明显变短,这是由于基因Ⅲ的突变导致mRNA提前出现__________。
(5)随机选择若干株F2窄叶突变体进行测序,发现基因Ⅱ的36次测序结果中该位点的碱基35次为T,基因Ⅲ的21次测序结果中该位点均为碱基TT缺失。综合上述实验结果判断,窄叶突变体是由于基因__________发生了突变。
a.Ⅱ b.Ⅲ c.Ⅱ和Ⅲ同时
已知某植物的花色有金黄花(A__BB、aa__ __)、黄花(A__Bb)、白花(A__bb);叶片大小有小叶(D__XE__)、中叶(D__XeXe、D__XeY)、大叶(dd__ __),控制花色、叶片表面积的基因各自独立遗传。分析回答:
(1)用两株金黄花植株作为亲本进行杂交,F1全为黄花植株。F1雌雄杂交产生F2。F1植株的基因型是____________,F2的表现型及比例是_________________。若F2中的白花植株随机受粉后得到900株植株,则其中金黄花植株约有____________株。
(2)现有两株小叶植株杂交,所得F1只有小叶和中叶两种类型。
①亲本基因型杂交组合有____________种,F1中的中叶植株所占的比例是___________。
②请设计杂交实验,探究亲本小叶雄株的基因型。
实验思路:__________________________________________________________________。
实验现象及结论:
a._______________________________,_______________________________;
b._______________________________,_______________________________。
芍药一般为二倍体(2n=10),是我国的传统花卉。在将二倍体芍药与四倍体芍药(4n=20)杂交获得性状优良的新品种过程中,发现其育性较低。为此,科研人员首先对新品种芍药花粉母细胞的减数分裂进行了进一步研究。请回答问题:
(1)将捣碎的花药置于载玻片上,经________、漂洗后,滴加________染色1min,制成临时装片。显微镜下观察细胞中________的形态、数目和位置来判断该细胞所处的分裂时期。
(2)花粉母细胞经过________分离和姐妹染色单体分开,最终获得雄配子,将显微镜下观察到的图象(图1)按时间排序为________
(3)新品种芍药的花粉母细胞中具有________个染色体组。结合图2分析,导致其雄配子育性降低的原因可能有________。
a.图①染色体因着丝粒异常而未能正常分离,染色体断裂后导致某些基因功能丧失
b.图②中落后的染色体在分裂末期丢失,从而导致配子染色体数目减少
C.图③减Ⅱ后期有的子细胞的染色体相互靠近未能分离,最终形成三个雄配子
d.图④两个次级精母细胞分裂不同步,导致授粉时有些花粉未成熟
(4)二倍体芍药与四倍体芍药属于不同物种的原因是________。