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哺乳动物血液中CO2含量变化能够作用于神经系统,调节呼吸运动的频率和强度,20世...

哺乳动物血液中CO2含量变化能够作用于神经系统,调节呼吸运动的频率和强度,20世纪初,人们认为该反射过程的CO2感受器可能位于脑部或躯体的动脉管壁上。科研人员为了研究该反射过程的感受器是否位于躯体的动脉管壁上,开展了实验。

(要求与说明:补充完善实验思路,具体操作过程不作要求,实验条件适宜;人工呼吸机是一种辅助呼吸的装置,可通过调整有关参数,控制血氧浓度;颈动脉和颈静脉切断后靠近大脑一端设为B端,靠近心脏一端设为H端)

1)实验思路:

①将甲狗连接头部与躯干的颈动脉和颈静脉切断,保留由动脉传向脑的传入神经。

②将甲狗切断的颈动脉和颈静脉一端分别与乙狗相应血管相连,另一端封闭。

③保持乙狗处于呼吸正常平稳状态,甲狗躯干的呼吸运动由人工呼吸机维持和控制。

______________

2)分析与讨论

实验过程中,甲狗切断后的颈动脉和颈静脉的______________B/H)端与乙狗相应血管相连,保持乙狗呼吸处于正常平稳状态的目的是保证甲狗脑部血液中______________含量的稳定。

3)哺乳动物因剧烈运动产生的______________等酸性物质能与血浆中HCO3-反应,使血液中CO2含量升高,CO2浓度变化可以使特定的感受器兴奋,该过程有关的信号变化是______________,这种维持内环境pH稳态的过程是在______________调节下,主要通过呼吸系统和______________系统等系统的协调活动来实现的。

4CO2感受器本质上是传入神经末梢,已知CO2感受器的静息电位为-70mV,动作电位峰值为40mV。若将该感受器及神经完整剥离后置于生理溶液中,在0至一定浓度范围内调节溶液中CO2含量,测量并记录各CO2浓度下的膜电位峰值。请预测测量结果并用坐标曲线图形式表示__________________

 

将呼吸机暂停一小段时间,检测甲狗血液CO2含量,观察甲狗呼吸运动的频率和强度 B CO2 乳酸 化学信号转变成电信号 神经一体液 循环 【解析】 体液调节是指体内的一些细胞能生成并分泌某些特殊的化学物质(如激素、二氧化碳、代谢产物等),经体液(血液、组织液等)运输。达到全身的组织细胞或某些特殊的组织细胞,通过作用于细胞上相应的受体。对这些细胞的活动进行调节。 (1)将甲狗头部与躯干的颈动脉和颈静脉切断后,并且和乙狗的血管相连,保持乙狗的呼吸平稳,这样保证了甲狗血液中CO2的供应,实验目的是研究该反射过程的感受器是否位于躯体的动脉管壁上,所以需要将呼吸机暂停一小段时间,检测甲狗血液CO2含量,观察甲狗呼吸运动的频率和强度。 (2)B端靠近大脑,H段靠近心脏,为了保证大脑的血液供应,所以选择颈动脉和颈静脉的B段与乙狗相应血管相连;实验过程中,始终保持B狗处于呼吸平稳状态,目的是保证A狗脑部血液中CO2含量保持稳定。 (3)哺乳动物因剧烈运动,部分细胞进行无氧呼吸产生乳酸,乳酸等酸性物质能与血浆中HCO3-反应,使血液中CO2含量升高;CO2浓度变化可以使一些特定的感受器兴奋,兴奋以神经冲动(动作电位)的形式沿传入神经传导至呼吸中枢,使呼吸运动加深加快,信号变化是化学信号变为电信号;这种维持内环境pH稳态的过程是在神经-体液调节的作用下,通过呼吸系统和循环系统协调活动实现的。 (4)在神经纤维上刺激必须达到一定的强度才能产生兴奋,所以在0至一定浓度范围内调节溶液中CO2含量,测量并记录各CO2浓度下的膜电位峰值用图示表示如下:
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考点分析:
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回答下列(一)、(二)小题:

(一)分离以尿素为氮源的微生物时,同学们各自将取来的菌液稀释至10-5倍后在培养皿中进行培养,A同学培养皿中得到约150个菌落,其他同学的培养皿中得到大约50个菌落,各位同学实验后均剩余少量空白平板。请回答:

1)微生物实验中各种实验器皿高压蒸汽灭菌后,通常需要将其放入________℃的烘箱中烘干,以除去灭菌时的水分。实验操作前,应将需要使用的器皿从烘箱中取出,放到超净台上,打开紫外灯和________,灭菌30min

2)同学们在此实验中使用的微生物分离方法称为______________,该分离方法通常以每个培养皿中有__________个以内的菌落最为合适。在培养基中加入酚红可以对此实验中分离的微生物进行鉴定,原因是______________

3)同学们对实验结果进行分析后认为,导致A同学实验结果的可能原因是培养基配制时没有用___________替换琼脂,或者是培养基配制时被杂菌污染了。证明A同学的培养基是否被杂菌污染的方法是___________

(二)回答下列与现代生物技术有关的问题:

1)某农户建立了小型的蔬菜-鸡、猪-沼气人工生态系统。此系统可称为___________生态工程,属于小型农业生态工程,在分析该生态系统的经济效益时,除了考虑系统内部的投入与产出、系统的实际消费外,还需考虑系统的有效贡献,也就是系统____________

2)利用一定的技术可以将两个或多个细胞融合成一个细胞,上世纪80年代发明的____________技术,是效率很高的新型细胞融合技术。基因型不同的细胞间的融合就是细胞杂交,利用杂交细胞检测特定染色体丢失与特定蛋白质减少的对应关系可以进行____________

3)用噬菌体抗体库技术可获得人单克隆抗体,该技术的原理是将人抗体基因插入噬菌体载体,让重组噬菌体侵染大肠杆菌并合成抗体。获取人抗体基因时,可从人的____________细胞中获取RNA,再通过逆转录获得抗体基因。由于噬菌体能自主吸附并将DNA分子注入大肠杆菌,理论上可以不使用____________处理大肠杆菌。为保证合成的抗体以分泌蛋白的形式分泌出大肠杆菌,抗体基因与噬菌体基因间需设计一个____________密码子的对应序列,否则,抗体可能和病毒蛋白以融合蛋白的形式附着在噬菌体表面。

 

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某雌雄异株植物,花全为红色,花色受两对基因控制,其中一对(用Aa表示)位于X染色体上,另一对(用Bb表示)位置未确定。研究小组用射线多次处理纯合红花品系,经筛选获得一白花雄株(甲)。利用白花雄株(甲)进行了杂交实验,结果如下表,请回答相关问题:

P

红花×♂白花(甲)

F1

红花,红花

F2

红花:红花:白花=8:7:1

 

1Bb基因位于______________染色体上,判断的理由是______________

2)白花雄株(甲)的基因型是______________,研究小组经射线多次处理、筛选后才获得白花雄株(甲),其原因是______________

3)请从F1F2中选择植株作为亲本,通过一次杂交实验培育获得白花雌株。请用遗传图解表示培育的过程,并推测子代雌株中白花所占的比例。

 

遗传图【解析】
__________________________               

子代雌株中白花所占的比例为____________________________

 

 

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最近科学研究发现某种蓝藻可利用近红外光(NIR)进行光合作用。科学家设计了4组不同光的成分分别处理生长状态相同的蓝藻,10天后测定相关量,请据表分析回答:

组别

光的成分

白光

白光+蓝紫光

白光+NIR

白光+蓝紫光+NIR

叶绿素含量/mg·g-1

叶绿素a

053

064

053

063

叶绿素b

O12

014

008

007

叶绿素f

002

002

098

098

光合速率/μmolCO2m-2·s-1

49

66

68

32

气孔导度/mmolH20m-2·s-1

234

214

240

184

 

 

 

1)叶绿素f位于蓝藻细胞的___________(结构)上,它在细胞内的大量形成与____________有关。

2)实验组一的作用是______________,若在实验组一中给予一定强度的NIR光照,短时间内,细胞中RuBP含量______________(填升高降低几乎不变)。

3)第四组实验中光合速率低的主要原因是______________,导致光合作用______________阶段反应速率降低,光合速率变小,该阶段的最终产物是______________

 

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某人工鱼塘的主要食物链是浮游植物→A→B”,由于某消费者C的入侵,一段时间后,导致A显著减少,B的数量基本不变,食物网中的营养级级数也未变。请回答:

1)消费者C的入侵改变了群落原有的生物种类构成和____________,这种改变属于群落的__________演替。

2)食物链和食物网是生态系统的______________,它们是生态系统中能量流动和物质移动的通道。消费者C在该生态系统中处于第______________营养级,请在下图中补充完整消费者C入侵后该生态系统的食物网关系______________

浮游植物→A→B

3)研究发现该生态系统中第一营养级生物所含能量明显少于第二营养级,若要维持该生态系统的相对稳定,常用的方法是______________

 

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已知野生型果蝇眼色为红褐色(RR),果蝇的亮红眼由R的两对非等位基因隐性突变而来,其中一对基因隐性突变即可使眼色呈亮红色。某实验小组以甲、乙两个品系的亮红眼果蝇为材料进行了如下杂交实验。下列说法正确的是(   

组合

交配方式

甲品系的果蝇随机交配

均为亮红眼

乙品系的果蝇随机交配

均为亮红眼

甲品系×乙品系

雌性红褐眼∶雄性亮红眼=11

 

 

A.甲品系果蝇和野生型果蝇杂交可验证基因的自由组合定律

B.控制乙品系果蝇的亮红眼基因可能位于常染色体上

C.组合Ⅲ中雌雄果蝇随机交配,后代亮红眼占5/8

D.甲品系雌果蝇和乙品系雄果蝇杂交,后代均为亮红眼

 

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