用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一。
(1)Fe还原水体中NO3-的反应原理如右图所示。
①作负极的物质是()。
②正极的电极反应式是()。
(2)将足量铁粉投入水体中,经24小时测定NO3-的去除率和pH,结果如下:
pH=4.5时,NO3-的去除率低。其原因是()。
(3)实验发现:在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时,补充一定量的Fe2+可以明显提高NO3-的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设:
Ⅰ.Fe2+直接还原NO3-;
Ⅱ.Fe2+破坏FeO(OH)氧化层。
①做对比实验,结果如右图所示,可得到的结论是()。
②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4。结合该反应的离子方程式,解释加入Fe2+提高NO3-去除率的原因:()。
(4)其他条件与(2)相同,经1小时测定NO3-的去除率和pH,结果如下:
与(2)中数据对比,解释(2)中初始pH不同时,NO3-去除率和铁的最终物质形态不同的原因:()。
如图所示,质量为m,电荷量为q的带电粒子,以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场,在磁场中做匀速圆周运动。不计带电粒子所受重力。
(1)求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T;
(2)为使该粒子做匀速直线运动,还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场,求电场强度E的大小。
如图所示,电子由静止开始经加速电场加速后,沿平行于版面的方向射入偏转电场,并从另一侧射出。已知电子质量为m,电荷量为e,加速电场电压为U0,偏转电场可看做匀强电场,极板间电压为U,极板长度为L,板间距为d。
(1)忽略电子所受重力,求电子射入偏转电场时初速度v0和从电场射出时沿垂直版面方向的偏转距离Δy;
(2)分析物理量的数量级,是解决物理问题的常用方法。在解决(1)问时忽略了电子所受重力,请利用下列数据分析说明其原因。已知。
(3)极板间既有电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质,请写出电势φ的定义式。类比电势的定义方法,在重力场中建立“重力势”φG的概念,并简要说明电势和“重力势”的共同特点。
(1)动量定理可以表示为Δp=FΔt,其中动量p和力F都是矢量。在运用动量定理处理二维问题时,可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究。例如,质量为m的小球斜射到木板上,入射的角度是θ,碰撞后弹出的角度也是θ,碰撞前后的速度大小都是υ,如图1所示。碰撞过程中忽略小球所受重力。
a.分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化Δpx、Δpy;
b.分析说明小球对木板的作用力的方向。
(2)激光束可以看作是粒子流,其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动。激光照射到物体上,在发生反射、折射和吸收现象的同时,也会对物体产生作用。光镊效应就是一个实例,激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒。
一束激光经S点后被分成若干细光束,若不考虑光的反射和吸收,其中光束①和②穿过介质小球的光路如图②所示,图中O点是介质小球的球心,入射时光束①和②与SO的夹角均为θ,出射时光束均与SO平行。请在下面两种情况下,分析说明两光束因折射对小球产生的合力的方向。
a. 光束①和②强度相同;
b. 光束①比②强度大。
人感染埃博拉病毒(EV)会引起致命的出血热。为了寻找治疗EV病的有效方法,中外科学家进行了系列研究。
(1)EV表面的糖蛋白(EV-GP)作为()刺激机体产生()性免疫反应。
(2)科学家采集了多年前感染EV并已康复的甲、乙两人的血液,检测抗EV-GP抗体的水平。据图1,应选取()的血液分离记忆B细胞用以制备单克隆抗体(单抗)。
(3)将制备的多种单抗发呢呗与病毒混合,然后检测病毒对宿主细胞的感染率。根据图2,抑制效果最好的两种单抗是()。
(4)EV-GP具有多个与抗体结合的位点。为了研究上述两种单抗(分别称为A、B)与EV-GP结合的位点是否相同,可按图3所示简要流程进行实验。
①请将图3中应使用的抗体填入下表i、ii、iii、iv处(填“A”或“B”或“无关抗体”),完成实验方案(一种即可)。
i()
ii()
iii()
iv()
②若A、B与EV-GP结合的位点不同,与对照组1、2分别比较,实验组的荧光值应()。
(5)中国科学家用分子结构成像技术正式了A、B与EV-GP结合的位点不同。基于上述系列研究,请你为治疗EV病毒提供两种思路()。
研究植物激素作用机制常使用突变体作为实验材料,通过化学方法处理萌动的拟南芥种子可获得大量突变体。
(1)若诱变后某植株出现一个新形状,可通过()交判断该形状是否可以遗传,如果子代仍出现该突变性状,则说明该植株可能携带()性突变基因,根据子代(),可判断该突变是否为单基因突变。
(2)经大量研究,探明了野生型拟南芥中乙烯的作用途径,简图如下。
由图可知,R蛋白具有结合乙烯和调节酶T活性两种功能,乙烯与()结合后,酶T的活性(),不能催化E蛋白磷酸化,导致E蛋白被剪切,剪切产物进入细胞核,可调节乙烯相应基因的表达,植株表现有乙烯生理反应。
(3)酶T活性丧失的纯合突变体(1#)在无乙烯的条件下出现()(填“有”或“无”)乙烯生理反应的表现型,1#与野生型杂交,在无乙烯的条件下,F1的表现型与野生型相同。请结合上图从分子水平解释F1出现这种表现型的原因:()。
(4)R蛋白上乙烯结合位点突变的纯合体(2#)仅丧失了与乙烯结合的功能。请判断在有乙烯的条件下,该突变基因相对于野生型基因的显隐性,并结合乙烯作用途径陈述理由:()。
(5)番茄中也存在与拟南芥相似的乙烯作用途径,若番茄R蛋白发生了与2#相同的突变,则这种植株的果实成熟期会()。
嫁接是我国古代劳动人民早已使用的一项农业生产技术,目前也用于植物体内物质转运的基础研究。研究者将具有正常叶形的番茄(X)作为接穗,嫁接到叶形呈鼠耳形的番茄(M)砧木上,结果见图1。
(1)上述嫁接体能够成活,是因为嫁接部位的细胞在恢复分裂、形成()组织后,经()形成上下连通的输导组织。
(2)研究者对X和M植株的相关基因进行了分析,结果见图2。由图可知,M植株的P基因发生了类似于染色体结构变异中的()变异,部分P基因片段与L基因发生融合,形成P-L基因(P-L)。以P-L为模板可转录出(),在()上翻译出蛋白质,M植株鼠耳叶形的出现可能与此有关。
(3)嫁接体正常叶形的接穗上长出了鼠耳形的新叶。为探明原因,研究者进行了相关检测,结果见下表。
①检测P-LmRNA需要先提取总RNA,再以mRNA为模板()出cDNA,然后用PCR技术扩增的片段。
②检测P-LDNA需要提取基因组DNA,然后用PCR技术对图2中()(选填序号)位点之间的片段扩增。
a.Ⅰ~Ⅱ
b.Ⅱ~Ⅲ
c.Ⅱ~Ⅳ
d.Ⅲ~Ⅳ
(4)综合上述实验,可以推测嫁接体中P-L基因的mRNA()。