2025年高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)二輪專題生物Y課后習(xí)題大題分析與表達(dá)練含答案5.生物與環(huán)境(分值:46分)學(xué)生用書P255

1.(2024·福建龍巖二模)(12分)輪葉黑藻和穗花狐尾藻是沉水植物,凈水能力強(qiáng)、易存活,常用于水體富營養(yǎng)化的治理?；卮鹣铝袉栴}。(1)水體富營養(yǎng)化是由水體中N、P等物質(zhì)富集,引起藍(lán)細(xì)菌、綠藻等大量繁殖,這對(duì)水中的動(dòng)、植物會(huì)造成嚴(yán)重危害,造成危害的原因是。發(fā)生富營養(yǎng)化的水體可引入輪葉黑藻、穗花狐尾藻等進(jìn)行控制。在引種植物時(shí)應(yīng)充分調(diào)研引種植物在原生地的生態(tài)位,調(diào)研角度有(答兩點(diǎn))。引種時(shí)還需遵循自生原理,通過合理布設(shè),使引入的輪葉黑藻和穗花狐尾藻與本地植物之間形成的關(guān)系。

(2)福壽螺是一種食量大、繁殖能力強(qiáng)的外來入侵物種。研究人員就福壽螺入侵后,對(duì)輪葉黑藻、穗花狐尾藻生長的影響,進(jìn)而導(dǎo)致水質(zhì)的變化進(jìn)行了探究。在培養(yǎng)有輪葉黑藻和穗花狐尾藻的水槽中放入福壽螺,測量兩種植物生物量的變化,結(jié)果如圖。①據(jù)圖(填“能”或“不能”)說明福壽螺更偏好取食輪葉黑藻,依據(jù)是。

②福壽螺對(duì)藻類種群密度的影響屬于(填寫“密度”或“非密度”)制約因素。

(3)調(diào)查發(fā)現(xiàn),在大蒜種植區(qū)域內(nèi),福壽螺的種群密度很低,具有逃離傾向。有人認(rèn)為是大蒜分泌的大蒜素能殺死福壽螺,請(qǐng)以大蒜素為材料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來探究此觀點(diǎn)(寫出實(shí)驗(yàn)思路即可):

。

答案(1)大量浮游生物會(huì)遮蓋水面,導(dǎo)致部分水生植物因長期光照不足而死亡;同時(shí)會(huì)導(dǎo)致水體中的溶氧量降低,導(dǎo)致水生動(dòng)物缺氧死亡出現(xiàn)頻率、種群密度、植株高度、與其他物種的關(guān)系(或種間關(guān)系)互利共生(2)①能加入福壽螺后,輪葉黑藻生物量下降的幅度更大,且(最終)會(huì)低于穗花狐尾藻的生物量②密度(3)將福壽螺均分為兩組培養(yǎng),一組加入大蒜素,一組加入等量清水,一段時(shí)間后觀察對(duì)比兩組福壽螺的成活率解析(1)水體富營養(yǎng)化是由水體中N、P等物質(zhì)富集,引起藍(lán)細(xì)菌、綠藻等大量繁殖,這對(duì)水中的動(dòng)、植物會(huì)造成嚴(yán)重危害,主要原因是大量浮游生物會(huì)遮蓋水面,導(dǎo)致部分水生植物因長期光照不足而死亡;同時(shí)會(huì)導(dǎo)致水體中的溶氧量降低,導(dǎo)致水生動(dòng)物缺氧死亡。在引種植物時(shí)應(yīng)充分調(diào)研引種植物在原生地的生態(tài)位,調(diào)研角度有出現(xiàn)頻率、種群密度、植株高度、與其他物種的關(guān)系(或種間關(guān)系)等。引種時(shí)還需遵循自生原理,通過合理布設(shè),使引入的輪葉黑藻和穗花狐尾藻與本地植物之間形成互利共生的關(guān)系。(2)①加入福壽螺后,輪葉黑藻的生物量明顯下降,但是穗花狐尾藻的生物量下降不明顯,說明福壽螺偏好取食輪葉黑藻。②有些因素的作用強(qiáng)度是隨種群密度的變化而變化的,這些因素稱為密度制約因素。福壽螺取食藻類,所以福壽螺對(duì)藻類種群密度的影響屬于密度制約因素。(3)要探究大蒜分泌的大蒜素能否殺死福壽螺,實(shí)驗(yàn)的自變量是有無大蒜素,因變量是福壽螺是否死亡。故實(shí)驗(yàn)基本思路為:將福壽螺均分為兩組培養(yǎng),一組加入大蒜素,一組加入等量清水,一段時(shí)間后觀察對(duì)比兩組福壽螺的成活率。2.(2024·廣東廣州二模)(9分)海草床生態(tài)系統(tǒng)具有巨大的碳儲(chǔ)潛力,其中的有機(jī)碳大部分存儲(chǔ)于沉積物,被稱為沉積物有機(jī)碳。近年來,海草床急劇衰退,其沉積物有機(jī)碳儲(chǔ)存潛力下降,海草床生態(tài)系統(tǒng)從吸收CO2的“碳匯”轉(zhuǎn)變?yōu)榕欧臗O2的“碳源”。下圖是海草床退化導(dǎo)致碳損失的示意圖?；卮鹣铝袉栴}。海草床退化導(dǎo)致碳損失示意圖(1)海草床作為海洋生物育幼、覓食和庇護(hù)的場所,可為水生動(dòng)物提供?？蒲泄ぷ髡咭芯亢２荽仓袆?dòng)物的生態(tài)位,需要研究其

。

(2)全球碳循環(huán)是指碳在之間循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程。人類活動(dòng)干擾水體并造成水體富營養(yǎng)化,從而影響海草床的碳存儲(chǔ)功能,原因是

。

(3)從生態(tài)工程的角度出發(fā),提出適用于海草床修復(fù)的兩條措施:。

答案(1)食物和棲息空間棲息地、食物、天敵以及與其他物種的關(guān)系等(2)生物群落和無機(jī)環(huán)境水體富營養(yǎng)化會(huì)使藻類暴發(fā),使水體中的光照強(qiáng)度減弱,從而導(dǎo)致海草床的光合作用減弱,影響海草床的碳存儲(chǔ)功能(3)禁止過度開發(fā)海岸線、禁止隨意采摘海草和捕撈魚蝦、加強(qiáng)海草床檢測、建立海草床自然保護(hù)區(qū)等(合理即可)解析(1)海草床可為水生動(dòng)物提供食物和棲息空間;要研究海草床中動(dòng)物的生態(tài)位,需要研究其棲息地、食物、天敵以及與其他物種的關(guān)系等。(2)碳循環(huán)是指碳在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程;水體富營養(yǎng)化會(huì)使藻類暴發(fā),使水體中的光照強(qiáng)度減弱,從而導(dǎo)致海草床的光合作用減弱,影響海草床的碳存儲(chǔ)功能。(3)在海草床的修復(fù)過程中,可采取的措施有:禁止過度開發(fā)海岸線、禁止隨意采摘海草和捕撈魚蝦、加強(qiáng)海草床檢測、建立海草床自然保護(hù)區(qū)等。3.(2024·河北邢臺(tái)二模)(16分)2022年我國成功舉辦了《濕地公約》第十四屆締約方大會(huì),向世界展示了我國生態(tài)文明建設(shè)的成果。人類的生產(chǎn)、生活同濕地有著密切聯(lián)系,但目前一些河流、湖泊等仍然面臨嚴(yán)峻的生態(tài)問題。回答下列問題。圖1圖2(1)圖1表示某湖泊中部分生物的食物關(guān)系,鰱魚、鳙魚等濾食性魚類與輪蟲、枝角類等浮游動(dòng)物之間的種間關(guān)系包括。

(2)圖2表示該湖泊中部分營養(yǎng)關(guān)系(圖中的數(shù)值表示能量的相對(duì)值),其中A表示的能量去向是,a的數(shù)值是,能量在Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率約為(保留整數(shù))。如果人類對(duì)該生態(tài)系統(tǒng)利用強(qiáng)度較大,應(yīng)給予的投入,以保證內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定。

(3)水體富營養(yǎng)化會(huì)引起藍(lán)細(xì)菌的爆發(fā)性增殖,其中微囊藍(lán)細(xì)菌會(huì)分泌毒素引起一系列生態(tài)問題。生態(tài)學(xué)家提出“投放一定數(shù)量的肉食性魚類”的經(jīng)典治理方案,該方案可抑制藍(lán)細(xì)菌數(shù)量增長的機(jī)理是

。

(4)為了提高經(jīng)典治理藍(lán)細(xì)菌方案的效果,科學(xué)家又提出第二種方案:“投放一定數(shù)量的濾食性魚類”。圖3表示在放養(yǎng)一定數(shù)量鰱魚后的相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(用高氮、低氮模擬水體污染程度)。圖3①高氮實(shí)驗(yàn)條件下,浮游動(dòng)物優(yōu)勢物種發(fā)生了改變,造成該變化的原因可能是

。

②根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,放養(yǎng)一定數(shù)量的鰱魚在條件下對(duì)經(jīng)典治理方案促進(jìn)作用更明顯。

答案(1)捕食和種間競爭(2)流向分解者1518.83%相應(yīng)的物質(zhì)和能量(3)肉食性魚類捕食濾食性魚類,導(dǎo)致浮游動(dòng)物數(shù)量增加,可以大量捕食藻類,從而抑制藻類數(shù)量的增加(4)(高氮條件下)鰱魚對(duì)枝角類的捕食較多低氮解析(1)由圖1可知,鰱魚、鳙魚等濾食性魚類,輪蟲、枝角類等浮游動(dòng)物均會(huì)捕食藍(lán)細(xì)菌、綠藻等,形成了種間競爭關(guān)系,而鰱魚、鳙魚等濾食性魚類會(huì)捕食輪蟲、枝角類等浮游動(dòng)物,形成了捕食關(guān)系,所以濾食性魚類和浮游動(dòng)物之間的種間關(guān)系包括捕食和種間競爭。(2)由圖2可知,Ⅰ同化的能量=呼吸作用消耗的能量+產(chǎn)品輸出的能量+流入下一營養(yǎng)級(jí)的能量+流入分解者的能量,其中a表示的能量去向是流向分解者的能量,由公式計(jì)算出Ⅰ流向下一營養(yǎng)級(jí)的能量=3.6+2.3+20.8+40.1=66.8,a=Ⅰ同化的能量-呼吸作用消耗的能量-產(chǎn)品輸出的能量-流入下一營養(yǎng)級(jí)的能量=(2200+44.4)-21.5-637.3-66.8=1518.8。能量在Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率為66.8/(2200+44.4)×100%≈3%。如果人類對(duì)該生態(tài)系統(tǒng)利用強(qiáng)度較大,應(yīng)給予相應(yīng)的物質(zhì)和能量的投入,以保證內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定。(3)生態(tài)學(xué)家提出“投放一定數(shù)量的肉食性魚類”的經(jīng)典治理方案,該方案可抑制藍(lán)細(xì)菌數(shù)量增長的機(jī)理是肉食性魚類捕食濾食性魚類,導(dǎo)致浮游動(dòng)物數(shù)量增加,可以大量捕食藻類,從而抑制藻類數(shù)量的增加。(4)由圖3可知,高氮組隨著培養(yǎng)天數(shù)的增加,橈足類的數(shù)量在增加,枝角類的數(shù)量在減少,說明優(yōu)勢物種由枝角類變成橈足類,可能是因?yàn)楦叩獥l件下鰱魚對(duì)枝角類的捕食較多。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,在低氮的條件下,藍(lán)細(xì)菌數(shù)量降得更低,所以放養(yǎng)一定數(shù)量的鰱魚在低氮條件下對(duì)經(jīng)典治理方案的促進(jìn)作用更明顯。4.(2024·廣東三模)(9分)DDT是一種不易被分解的有機(jī)類殺蟲劑,是最常見的環(huán)境污染物之一。研究人員對(duì)某海域及三類生物體內(nèi)的DDT含量進(jìn)行了相關(guān)調(diào)查,結(jié)果如圖?；卮鹣铝袉栴}。(1)魚類屬于生態(tài)系統(tǒng)組成成分中的,能加快生態(tài)系統(tǒng)的。

(2)蝦類同化的能量有兩個(gè)去向

。

圖中魚類可能處于該海域三類生物中的最高營養(yǎng)級(jí),判斷依據(jù)是

。

(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明,生物體對(duì)DDT具有作用,該現(xiàn)象具有全球性,原因是。

答案(1)消費(fèi)者物質(zhì)循環(huán)(2)通過呼吸作用以熱能的形式散失,其余用于自身生長、發(fā)育和繁殖等生命活動(dòng)DDT在生物體內(nèi)的濃度沿食物鏈不斷升高,圖中三類生物體內(nèi)的DDT平均含量由小到大為軟體類、蝦類、魚類,說明魚類的營養(yǎng)級(jí)最高(3)富集DDT可以通過大氣、水和生物遷移等途徑擴(kuò)散到世界各地解析(1)魚類作為生態(tài)系統(tǒng)中的消費(fèi)者,能加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。(2)某營養(yǎng)級(jí)的同化量一方面通過呼吸作用以熱能的形式散失,其余用于自身生長、發(fā)育和繁殖等生命活動(dòng)。含有DDT的生物被更高營養(yǎng)級(jí)的動(dòng)物捕食,DDT就會(huì)沿著食物鏈逐漸在生物體內(nèi)富集,最終積累在食物鏈的頂端,圖中三類生物體內(nèi)的DDT平均含量大小為蝦類、軟體類小于魚類,DDT在生物體內(nèi)的濃度沿食物鏈不斷升高,因此,魚類可能處于該海域三類生物中的最高營養(yǎng)級(jí)。(3)海水中的DDT平均含量均低于三類生物體內(nèi),且魚類體內(nèi)的DDT平均含量最高,說明生物體對(duì)DDT具有富集作用。由于DDT可以通過大氣、水和生物遷移等途徑擴(kuò)散到世界各地,因此,這種現(xiàn)象具有全球性。6.生物技術(shù)與工程(分值:82分)學(xué)生用書P257

1.(2024·內(nèi)蒙古包頭三模)(13分)海洋石油污染正引起廣泛關(guān)注,利用基因工程菌進(jìn)行生物降解具有巨大的應(yīng)用潛力。P450是石油降解的關(guān)鍵酶,科研人員將獲得的P450基因與質(zhì)粒重組,構(gòu)建基因表達(dá)載體,導(dǎo)入土著菌種Y9,獲得了基因工程菌P450/Y9。回答下列問題。(1)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)微生物離不開培養(yǎng)基,而培養(yǎng)基中主要的四大類營養(yǎng)物質(zhì)是,常用的接種方法有(答出兩種即可)。

(2)微生物培養(yǎng)最基本的要求是無菌操作,下列對(duì)培養(yǎng)基、接種環(huán)、雙手、牛奶所采用的滅菌消毒方法的正確順序依次是(填序號(hào):①化學(xué)消毒、②高壓蒸汽滅菌、③灼燒滅菌、④巴氏消毒法)。

(3)為進(jìn)一步探究并比較P450/Y9和Y9兩個(gè)菌株在不同條件下降解石油的能力,研究人員選用兩種培養(yǎng)基(成分如下表)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):培養(yǎng)基類型成分培養(yǎng)基ⅠK2HPO4、MgSO4、NH4NO3、石油培養(yǎng)基ⅡK2HPO4、MgSO4、石油步驟一,將P450/Y9、Y9兩個(gè)菌株分別接種在兩液體培養(yǎng)基Ⅰ中,得到P450/Y9、Y9菌液。步驟二,另取培養(yǎng)基Ⅰ、Ⅱ,添加瓊脂分別制成平板Ⅰ、Ⅱ。在平板Ⅰ上制作兩個(gè)直徑相等的孔,標(biāo)號(hào)ⅠA、ⅠB,平板Ⅱ也進(jìn)行同樣的操作,兩個(gè)孔分別標(biāo)號(hào)ⅡA、ⅡB。步驟三,將等量等濃度的P450/Y9菌液、Y9菌液分別接種到平板Ⅰ的ⅠA、ⅠB,平板Ⅱ也進(jìn)行同樣的操作。步驟四,相同且適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間,記錄平板Ⅰ、Ⅱ的透明圈大小如下表:平板平板Ⅰ平板Ⅱ菌株ⅠAⅠBⅡAⅡB透明圈大小+++++++-注:“+”表示有透明圈,“+”越多表示透明圈越大,“-”表示無透明圈。①培養(yǎng)基Ⅰ和培養(yǎng)基Ⅱ中提供碳源的都是。

②本實(shí)驗(yàn)的自變量是,平板上出現(xiàn)透明圈的原因是。

③本實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是

。

答案(1)碳源、氮源、無機(jī)鹽和水平板劃線法和稀釋涂布平板法(2)②③①④(3)①石油②培養(yǎng)基的成分和菌株的類型細(xì)菌將平板中的石油分解③在有氮源的培養(yǎng)基上,P450/Y9菌株降解石油的能力高于Y9菌株;在無氮源的培養(yǎng)基上,Y9菌株無降解石油的能力,P450/Y9菌株降解石油的能力減弱解析(1)培養(yǎng)基中主要的四大類營養(yǎng)物質(zhì)是碳源、氮源、無機(jī)鹽和水,常用的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法。(2)培養(yǎng)基要進(jìn)行②高壓蒸汽滅菌;接種環(huán)進(jìn)行③灼燒滅菌;雙手進(jìn)行①化學(xué)消毒;牛奶采用④巴氏消毒法進(jìn)行消毒。(3)實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑樘骄坎⒈容^P450/Y9和Y9兩個(gè)菌株在不同條件下降解石油的能力。①培養(yǎng)基Ⅰ和培養(yǎng)基Ⅱ中提供碳源的都是石油。②本實(shí)驗(yàn)中人為改變的變量是培養(yǎng)基的成分和菌株的類型,所以培養(yǎng)基的成分和菌株的類型是本實(shí)驗(yàn)的自變量。由于細(xì)菌將平板中的石油分解,則在平板上出現(xiàn)透明圈。③培養(yǎng)基Ⅰ和培養(yǎng)基Ⅱ的區(qū)別就是培養(yǎng)基Ⅰ有氮源,培養(yǎng)基Ⅱ沒有氮源,所以根據(jù)本實(shí)驗(yàn)中透明圈的大小可以判斷在有氮源的培養(yǎng)基上,P450/Y9菌株降解石油的能力高于Y9菌株;在無氮源的培養(yǎng)基上,Y9菌株無降解石油的能力,但P450/Y9菌株降解石油的能力減弱。2.(2024·廣東廣州二模)(10分)癌癥的免疫療法通過重新激活抗腫瘤的免疫細(xì)胞,克服腫瘤的免疫逃逸,科研人員在不斷研究中發(fā)現(xiàn)多種免疫治療方法的結(jié)合是提高治療效果的途徑之一。請(qǐng)回答下列問題。圖1圖2(1)免疫系統(tǒng)能夠識(shí)別和清除突變的細(xì)胞,這體現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的功能。

(2)由于基因突變,癌細(xì)胞表面物質(zhì)發(fā)生改變,如某些種類癌細(xì)胞表面高表達(dá)膜蛋白PSMA和PD-L1。圖1中PD-L1能抑制T細(xì)胞的活化,使癌細(xì)胞發(fā)生免疫逃逸。臨床上可利用PD-1的單克隆抗體進(jìn)行癌癥治療,據(jù)圖1推測,其原因是

。

(3)CD28是T細(xì)胞表面受體,T細(xì)胞的有效激活依賴于CD28在癌細(xì)胞與T細(xì)胞結(jié)合部位的聚集。因此,科研人員嘗試構(gòu)建既能結(jié)合PSMA又能結(jié)合CD28的雙特異性抗體PSMA×CD28,誘導(dǎo)T細(xì)胞定向殺傷癌細(xì)胞,如圖2所示。制備過程:先將分別注射到小鼠體內(nèi),分離出B淋巴細(xì)胞,誘導(dǎo)其與小鼠的骨髓瘤細(xì)胞融合,篩選得到,再誘導(dǎo)兩種細(xì)胞融合。成功融合的細(xì)胞會(huì)表達(dá)兩種L鏈和兩種H鏈,由于會(huì)產(chǎn)生多種抗體,因此還需進(jìn)行篩選,才能獲得所需的雙特異性抗體PSMA×CD28。

(4)科研人員將癌細(xì)胞和T細(xì)胞共同培養(yǎng),加入不同抗體,比較不同抗體對(duì)T細(xì)胞活化的作用。實(shí)驗(yàn)各組由活化T細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子IL-2含量如圖3所示,實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明

。

圖3答案(1)免疫監(jiān)視(2)PD-1的單克隆抗體與PD-1結(jié)合,阻斷了PD-1和PD-L1的結(jié)合,避免PD-L1抑制T細(xì)胞的活化(3)PSMA、CD28兩種雜交瘤細(xì)胞L鏈和H鏈隨機(jī)組合(4)PSMA×CD28和PD-1單抗聯(lián)合使用能夠顯著激活T細(xì)胞,且在一定范圍內(nèi)激活作用隨PSMA×CD28濃度的增加而增強(qiáng);單獨(dú)使用PSMA×CD28或PD-1單抗都不能顯著激活T細(xì)胞(合理即可)解析(1)免疫系統(tǒng)能夠識(shí)別和清除突變的細(xì)胞,這體現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的免疫監(jiān)視功能。(2)圖1中癌細(xì)胞表面的PD-L1和T細(xì)胞表面的PD-1結(jié)合,抑制T細(xì)胞的活化。PD-1的單克隆抗體與PD-1特異性結(jié)合,阻斷了PD-L1和PD-1的結(jié)合,避免PD-L1抑制T細(xì)胞的活化。(3)制備雙特異性抗體PSMA×CD28,則抗原是CD28和PSMA,將兩種物質(zhì)分別注射到小鼠體內(nèi),分離出兩類B淋巴細(xì)胞,將這兩類B淋巴細(xì)胞分別和小鼠的骨髓瘤細(xì)胞融合,形成雜交瘤細(xì)胞,再誘導(dǎo)雜交瘤細(xì)胞融合。成功融合的細(xì)胞會(huì)表達(dá)兩種L鏈和兩種H鏈,所需的雙特異性抗體PSMA×CD28是特定的L鏈和H鏈結(jié)合形成的,由于L鏈和H鏈隨機(jī)組合,因此還需要進(jìn)行篩選,才能獲得所需的抗體。(4)分析圖3可知,自變量是抗體種類,PSMA×CD28+PD-1單抗聯(lián)合使用能夠顯著激活T細(xì)胞,且在一定范圍內(nèi)激活作用隨PSMA×CD28濃度的增加而增強(qiáng);單獨(dú)使用PSMA×CD28或PD-1單抗都不能顯著激活T細(xì)胞。3.(2024·廣東佛山二模)(13分)“中中”和“華華”克隆猴的成功培育標(biāo)志著我國非人靈長類疾病動(dòng)物模型研究處于國際領(lǐng)先水平?！爸兄小焙汀叭A華”的克隆流程如圖1所示,回答下列問題。圖1(1)圖1中的細(xì)胞a是,操作①是指?？寺『锏年P(guān)鍵技術(shù)是,具體手段是將體細(xì)胞與去核細(xì)胞混合,用滅活的仙臺(tái)病毒短暫處理,滅活的仙臺(tái)病毒的作用是。

(2)科研人員發(fā)現(xiàn):對(duì)靈長類動(dòng)物供體細(xì)胞核進(jìn)行表觀遺傳修飾,激活重構(gòu)胚分化潛能調(diào)控基因A的表達(dá),是克隆成功的關(guān)鍵。研究表明染色體組蛋白H3動(dòng)態(tài)可逆地被修飾酶所改變,從而調(diào)控基因A的表達(dá),如圖2所示。為了激活基因A的表達(dá),研究人員將組蛋白H3去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重構(gòu)胚,同時(shí)用組蛋白脫乙酰酶抑制劑TSA處理重構(gòu)胚。圖2據(jù)圖2分析,給重構(gòu)胚注入Kdm4d的mRNA來促進(jìn)基因A表達(dá)的機(jī)理是

;

TSA可以抑制的活性,(填“提高”或“降低”)組蛋白的乙?；?進(jìn)而促進(jìn)基因A的表達(dá)。

(3)某人類藥物研究過程中,在進(jìn)行人體臨床試驗(yàn)前需要進(jìn)行動(dòng)物臨床試驗(yàn)。運(yùn)用上述克隆手段得到大批親代相同的克隆猴,用其代替小鼠進(jìn)行動(dòng)物臨床試驗(yàn)具有顯著優(yōu)勢,具體表現(xiàn)在

(請(qǐng)寫出兩點(diǎn))。答案(1)卵母細(xì)胞胚胎移植核移植技術(shù)促進(jìn)動(dòng)物細(xì)胞融合(2)Kdm4d可以表達(dá)組蛋白去甲基化酶,降低H3組蛋白的甲基化水平,進(jìn)而促進(jìn)基因A的表達(dá)組蛋白脫乙酰酶提高(3)短期培育出排異反應(yīng)小的器官移植供體,對(duì)個(gè)體生長發(fā)育機(jī)制的研究、疾病致病機(jī)制的研究、疾病模式動(dòng)物的獲得、新藥的研發(fā)等具有重要意義解析(1)圖1中的細(xì)胞a是卵母細(xì)胞,操作①是指胚胎移植。核移植技術(shù)是克隆猴的關(guān)鍵技術(shù),具體手段是將體細(xì)胞與去核細(xì)胞混合,用滅活的仙臺(tái)病毒短暫處理,此時(shí)滅活的仙臺(tái)病毒的作用是促進(jìn)動(dòng)物細(xì)胞融合,獲得重構(gòu)胚。(2)Kdm4d是組蛋白去甲基化酶,則Kdm4d的mRNA可以表達(dá)組蛋白去甲基化酶,降低H3組蛋白的甲基化水平,進(jìn)而促進(jìn)基因A的表達(dá)。TSA是組蛋白脫乙酰酶抑制劑,可以抑制組蛋白脫乙酰酶的作用,提高組蛋白的乙?；?進(jìn)而促進(jìn)基因A的表達(dá)。(3)某人類藥物研究過程中,在進(jìn)行人體臨床試驗(yàn)前需要進(jìn)行動(dòng)物臨床試驗(yàn)。運(yùn)用上述克隆手段得到大批親代相同的克隆猴,用其代替小鼠進(jìn)行動(dòng)物臨床試驗(yàn)具有顯著優(yōu)勢,具體表現(xiàn)在短期培育出排異反應(yīng)小的器官移植供體,對(duì)個(gè)體生長發(fā)育機(jī)制的研究、疾病致病機(jī)制的研究、疾病模式動(dòng)物的獲得、新藥的研發(fā)等具有重要意義。4.(2024·湖南懷化二模)(12分)抗菌肽是一類具有廣譜抗菌、抗病毒等功能的小分子多肽,細(xì)菌不易對(duì)其產(chǎn)生耐藥性且無殘留等,被認(rèn)為是理想的抗生素替代品。為了突破抗菌肽在畜禽養(yǎng)殖業(yè)廣泛應(yīng)用的瓶頸,我國研究人員運(yùn)用小分子泛素蛋白(SUMO)融合技術(shù)將含有重組抗菌肽LLv基因的質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌,表達(dá)融合蛋白SUMO-LLv,并優(yōu)化了表達(dá)條件,從而能高效獲得重組抗菌肽LLv。所用質(zhì)粒含有卡那霉素抗性基因(KanR)、LacZ基因及SacⅠ、XhoⅠ酶切位點(diǎn)等,其結(jié)構(gòu)和構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程如圖1所示。據(jù)此分析回答以下問題。圖1圖2注:LacZ基因編碼產(chǎn)生的β-半乳糖苷酶可以分解X-gal產(chǎn)生藍(lán)色物質(zhì),使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色;否則菌落為白色。(1)擴(kuò)增LLv基因時(shí),PCR反應(yīng)體系中含有的酶有;已知該基因序列不含圖1中限制酶的識(shí)別序列,為了使其能與已被酶切的質(zhì)粒連接,需根據(jù)設(shè)計(jì)引物。

(2)LLv基因以a鏈為轉(zhuǎn)錄模板鏈,轉(zhuǎn)錄時(shí)mRNA自身的延伸方向?yàn)?'→3'。該基因內(nèi)部沒有SacⅠ、XhoⅠ這兩種酶切位點(diǎn)。圖1中酶切位點(diǎn)1和2所對(duì)應(yīng)的酶分別是。

(3)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌時(shí),需用CaCl2處理大腸桿菌,其目的是

。

(4)為了將成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌篩選出來,甲同學(xué)在添加了卡那霉素、X-gal等成分的培養(yǎng)基中進(jìn)行接種,結(jié)果如圖2,該同學(xué)采用的接種方法是。圖2中出現(xiàn)的菌落即成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌落,判斷的理由是

。

答案(1)耐高溫的DNA聚合酶LLv基因兩端的部分核苷酸序列和SacⅠ、XhoⅠ的識(shí)別序列(2)XhoⅠ、SacⅠ(二者順序不可調(diào)換)(3)使大腸桿菌變?yōu)楦惺軕B(tài)細(xì)胞,便于從周圍環(huán)境吸收DNA分子(4)稀釋涂布平板法白色目的基因(或LLv基因)的插入破壞了LacZ基因的結(jié)構(gòu),使其不能正常表達(dá)形成β-半乳糖苷酶,不能分解底物X-gal產(chǎn)生藍(lán)色物質(zhì)解析(1)PCR技術(shù)的基本原理是在模板DNA、引物和四種脫氧核糖核苷酸存在下,依賴于TaqDNA聚合酶的酶促合成反應(yīng),即擴(kuò)增LLv基因時(shí),PCR反應(yīng)體系中含有的酶有耐高溫的DNA聚合酶。PCR過程需要兩種引物,能分別與目的基因兩條鏈的3'-端通過堿基互補(bǔ)配對(duì)結(jié)合。目的基因需要與質(zhì)粒進(jìn)行連接,但已知LLv基因序列不含圖1中限制酶(SacⅠ、XhoⅠ)的識(shí)別序列,為了使LLv基因能與被酶切的質(zhì)粒連接,需要根據(jù)LLv基因兩端的部分核苷酸序列和SacⅠ、XhoⅠ的識(shí)別序列設(shè)計(jì)引物。(2)LLv基因以a鏈為轉(zhuǎn)錄模板鏈,轉(zhuǎn)錄時(shí)mRNA自身的延伸方向?yàn)?'→3',DNA模板被轉(zhuǎn)錄方向是從3'→5',即圖1中酶切位點(diǎn)1對(duì)應(yīng)的酶為XhoⅠ,酶切位點(diǎn)2對(duì)應(yīng)的酶為SacⅠ。(3)將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞,常用Ca2+處理微生物,使微生物細(xì)胞處于感受態(tài),便于從外界環(huán)境吸收DNA分子。(4)分析菌落分布可知,采用的接種方法是稀釋涂布平板法。為了將成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌篩選出來,甲同學(xué)在添加了卡那霉素、X-gal等成分的培養(yǎng)基中進(jìn)行接種,目的基因(LLv基因)的插入破壞了LacZ基因的結(jié)構(gòu),使其不能正常表達(dá)形成β-半乳糖苷酶,底物X-gal不會(huì)被分解,不能產(chǎn)生藍(lán)色物質(zhì)使菌落為白色,因此圖2中出現(xiàn)的白色菌落即成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌落。5.(2024·安徽卷)(11分)丁二醇廣泛應(yīng)用于化妝品和食品等領(lǐng)域。興趣小組在已改造的大腸桿菌中引入合成丁二醇的關(guān)鍵基因X,以提高丁二醇的產(chǎn)量?；卮鹣铝袉栴}。(1)擴(kuò)增X基因時(shí),PCR反應(yīng)中需要使用TaqDNA聚合酶,原因是

。

(2)使用BamHⅠ和SalⅠ限制酶處理質(zhì)粒和X基因,連接后轉(zhuǎn)化大腸桿菌,并涂布在無抗生素平板上(如圖)。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步篩選含目的基因菌株的實(shí)驗(yàn)思路是

。

(3)研究表明,碳源和氮源的種類、濃度及其比例會(huì)影響微生物生長和發(fā)酵產(chǎn)物積累。如果培養(yǎng)基中碳源相對(duì)過多,容易使其氧化不徹底,形成較多的,引起發(fā)酵液pH下降。興趣小組通過單因子實(shí)驗(yàn)確定了木薯淀粉和酵母粉的最適濃度分別為100g·L-1和15g·L-1。在此基礎(chǔ)上,設(shè)置不同濃度的木薯淀粉(90g·L-1、100g·L-1、110g·L-1)和酵母粉(12g·L-1、15g·L-1、18g·L-1)篩選碳源和氮源濃度的最佳組合,以獲得較高發(fā)酵產(chǎn)量,理論上應(yīng)設(shè)置(填數(shù)字)組實(shí)驗(yàn)(重復(fù)組不計(jì)算在內(nèi))。

(4)大腸桿菌在發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行高密度發(fā)酵時(shí),溫度會(huì)升高,其原因是

。

(5)發(fā)酵工業(yè)中通過菌種選育、擴(kuò)大培養(yǎng)和發(fā)酵后,再經(jīng),最終獲得發(fā)酵產(chǎn)品。

答案(1)在PCR反應(yīng)中,需要利用高溫使DNA雙鏈解旋,普通的DNA聚合酶在高溫下會(huì)變性失活,而TaqDNA聚合酶能夠耐高溫,在高溫條件下依然具有活性(2)在平板中添加氯霉素,再將在含氯霉素的培養(yǎng)基中生長的菌落利用影印法影印到添加四環(huán)素的培養(yǎng)基中,在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能正常生長的菌落由導(dǎo)入目的基因的菌株形成(3)乳酸或有機(jī)酸9(4)大腸桿菌進(jìn)行細(xì)胞呼吸時(shí)會(huì)釋放大量熱量,且攪拌也會(huì)產(chǎn)熱(5)提取、分離、純化解析(1)在PCR反應(yīng)中,變性的溫度需要90℃以上,目的是利用高溫使DNA雙鏈解旋,普通的DNA聚合酶在高溫下會(huì)變性失活,而TaqDNA聚合酶能夠耐高溫,在高溫條件下依然具有活性,因此擴(kuò)增X基因時(shí),PCR反應(yīng)中需要使用TaqDNA聚合酶。(2)據(jù)圖可知,使用BamHⅠ和SalⅠ限制酶處理質(zhì)粒和X基因,四環(huán)素抗性基因被破壞,氯霉素抗性基因被保留,因此能在含氯霉素的培養(yǎng)基中生存,不能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中生存的大腸桿菌即是含目的基因的菌株,因此實(shí)驗(yàn)思路為:在平板中添加氯霉素,再將在含氯霉素的培養(yǎng)基中生長的菌落利用影印法影印到添加四環(huán)素的培養(yǎng)基中,在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能正常生長的菌落由導(dǎo)入目的基因的菌株形成。(3)碳源是微生物生長所需的主要能量來源,而氮源則是構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)和合成蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的基本原料。當(dāng)培養(yǎng)基中碳源相對(duì)過多時(shí),微生物可能會(huì)優(yōu)先利用碳源進(jìn)行能量代謝,而氮源的消耗相對(duì)較慢。這會(huì)導(dǎo)致碳源氧化不完全,形成較多的乳酸或有機(jī)酸。這些乳酸或有機(jī)酸會(huì)在溶液中解離,使發(fā)酵液的pH下降。要篩選碳源和氮源濃度的最佳組合,由于木薯淀粉濃度有3種,酵母粉濃度也有3種,因此理論上應(yīng)設(shè)置3×3=9組實(shí)驗(yàn)。(4)大腸桿菌進(jìn)行細(xì)胞呼吸時(shí)會(huì)釋放大量能量,絕大多數(shù)以熱能的形式釋放,且攪拌也會(huì)產(chǎn)熱,因此大腸桿菌在發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行高密度發(fā)酵時(shí),溫度會(huì)升高。(5)發(fā)酵工程一般包括菌種的選育,擴(kuò)大培養(yǎng),培養(yǎng)基的配制、滅菌,接種,發(fā)酵,產(chǎn)物的分離、提純等方面。由于丁二醇是目的菌的代謝物,因此發(fā)酵工業(yè)中通過菌種選育、擴(kuò)大培養(yǎng)和發(fā)酵后,再根據(jù)丁二醇的性質(zhì)經(jīng)提取、分離、純化措施,最終可獲得發(fā)酵產(chǎn)品。6.(2024·福建三明一模)(10分)表觀遺傳調(diào)節(jié)異常是腫瘤發(fā)生發(fā)展的重要因素之一,N6-甲基腺苷(m6A)是真核生物mRNA上最常見的一種修飾。研究發(fā)現(xiàn),胃癌細(xì)胞中存在m6A去甲基化酶(ALKBH5)過表達(dá)和STC2(癌癥相關(guān)基因)mRNA的m6A修飾水平降低的異常現(xiàn)象?？蒲腥藛T利用基因工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)ALKBH5基因沉默和STC2基因的過表達(dá),以研究ALKBH5介導(dǎo)的m6A甲基化修飾對(duì)胃癌細(xì)胞遷移的影響(其中STC2基因的α鏈為轉(zhuǎn)錄的模板鏈)。研究人員分別用不同方式處理胃癌細(xì)胞,并測得胃癌細(xì)胞遷移標(biāo)志蛋白含量如圖3所示。圖1圖2圖3注:A、B、C、D為四種引物序列;BamHⅠ、HindⅢ、SacⅠ為限制酶。(1)圖1PCR反應(yīng)體系中需加入4種dNTP、耐高溫的DNA聚合酶、模板和,還需加入引物(選“A、B、C、D”)等。

(2)為達(dá)到圖1目的需要對(duì)上述引物進(jìn)行設(shè)計(jì),你的設(shè)計(jì)思路是

。

(3)為確保擴(kuò)增的準(zhǔn)確性,設(shè)計(jì)的引物不能太短,太短會(huì)導(dǎo)致。

(4)據(jù)圖2可知,應(yīng)在培養(yǎng)基中添加來初步篩選含重組DNA分子的癌細(xì)胞。

(5)據(jù)圖3可知,ALKBH5基因過表達(dá)導(dǎo)致。

答案(1)擴(kuò)增緩沖液(或含Mg2+緩沖液)B、C(2)需要在引物C的5'端添加BamHⅠ識(shí)別序列和強(qiáng)啟動(dòng)子序列,在引物B的5'端添加SacⅠ識(shí)別序列(3)非特異性擴(kuò)增(4)卡那霉素(5)STC2基因表達(dá)(轉(zhuǎn)錄)的mRNA去甲基化解析(1)圖1PCR反應(yīng)體系中需加入4種dNTP作為原料,還需要加入耐高溫的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)、模板和擴(kuò)增緩沖液(或含Mg2+緩沖液),由于子鏈延伸時(shí)是從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸,因此引物需要連接在模板鏈的3'端,這樣才能保證擴(kuò)增的片段含有目的基因,據(jù)圖1可知,還需加入引物B和C。(2)利用PCR擴(kuò)增目的基因STC2時(shí),引物使DNA聚合酶能夠從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸,且STC2基因的α鏈為轉(zhuǎn)錄的模板鏈,由于形成的mRNA與模板鏈互補(bǔ),且方向相反,并且形成mRNA時(shí)mRNA鏈的延伸是從5'→3',即圖1中基因轉(zhuǎn)錄時(shí)由右向左進(jìn)行,因此啟動(dòng)子應(yīng)在引物C的5'端,即需要在引物C的5'端添加BamHⅠ識(shí)別序列和強(qiáng)啟動(dòng)子序列,在引物B的5'端添加SacⅠ識(shí)別序列。保證擴(kuò)增的DNA片段用BamHⅠ和SacⅠ切割后形成的目的基因含有強(qiáng)啟動(dòng)子。(3)為確保擴(kuò)增的準(zhǔn)確性,設(shè)計(jì)的引物不能太短,因?yàn)樘虝?huì)與多個(gè)位點(diǎn)結(jié)合,會(huì)導(dǎo)致非特異性擴(kuò)增。(4)由圖可知,由于潮霉素抗性基因被破壞,因此重組質(zhì)粒的抗性基因是卡那霉素抗性基因,應(yīng)在培養(yǎng)基中添加卡那霉素來初步篩選含重組DNA分子的癌細(xì)胞。(5)根據(jù)題意“胃癌細(xì)胞中存在m6A去甲基化酶(ALKBH5)過表達(dá)和STC2(癌癥相關(guān)基因)mRNA的m6A修飾水平降低的異常現(xiàn)象”,并結(jié)合圖示可知ALKBH5基因過表達(dá)導(dǎo)致STC2基因表達(dá)的mRNA去甲基化,進(jìn)而導(dǎo)致STC2基因過表達(dá)而引起癌細(xì)胞遷移。7.(2024·廣東深圳一模)(13分)番茄在種植過程中容易發(fā)生蟲害。研究人員將雙價(jià)抗蟲載體轉(zhuǎn)入番茄中,獲得具有抗蟲特性的轉(zhuǎn)基因番茄。下圖為所用載體的部分結(jié)構(gòu)示意圖,其中Bar為除草劑抗性基因,Cry1Ac為蘇云金桿菌毒蛋白基因,Pta為半夏凝集素基因。注:LB和RB為T-DNA的左右邊界?；卮鹣铝袉栴}。(1)雙價(jià)抗蟲載體中的P1、P2和P3屬于基因表達(dá)載體中的,其作用是。

(2)構(gòu)建的載體通常用法轉(zhuǎn)入番茄子葉中并進(jìn)行植物組織培養(yǎng),并在培養(yǎng)基中添加用于篩選轉(zhuǎn)基因番茄。

(3)為驗(yàn)證Pta基因是否轉(zhuǎn)入番茄基因組中,研究人員使用技術(shù)篩選轉(zhuǎn)基因番茄中的Pta基因,再進(jìn)行凝膠電泳鑒定,結(jié)果如圖所示。

圖中①為陽性對(duì)照,②為陰性對(duì)照,③為待測植株,試分析③中出現(xiàn)2條條帶的可能原因:。

(4)對(duì)于成功轉(zhuǎn)化的番茄植株還需進(jìn)一步進(jìn)行抗蟲鑒定,研究人員選取3株陽性轉(zhuǎn)基因番茄進(jìn)行小菜蛾幼蟲抗性實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下表。株系編號(hào)CK123幼蟲致死率/%039.86.548.9注:CK表示對(duì)照組。由表中可知,株系2的幼蟲致死率較低,推測原因可能是。

答案(1)啟動(dòng)子RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化除草劑(3)PCR所使用的Pta引物特異性不高(4)抗蟲基因在轉(zhuǎn)基因番茄株系2中的表達(dá)水平比較低解析(1)雙價(jià)抗蟲載體中的P1、P2和P3位于基因的首端,屬于基因表達(dá)載體中的啟動(dòng)子,啟動(dòng)子是轉(zhuǎn)錄的起點(diǎn),是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)。(2)番茄為雙子葉植物,常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將基因表達(dá)載體轉(zhuǎn)入番茄子葉中并進(jìn)行植物組織培養(yǎng),基因表達(dá)載體中有除草劑抗性基因,可作為標(biāo)記基因,可在培養(yǎng)基中添加除草劑用于篩選轉(zhuǎn)基因番茄。(3)為驗(yàn)證Pta基因是否轉(zhuǎn)入番茄基因組中,可使用PCR技術(shù),篩選轉(zhuǎn)基因番茄中的Pta基因,再進(jìn)行凝膠電泳鑒定,若PCR過程中引物特異性不高,可能會(huì)出現(xiàn)多條條帶,所以③中出現(xiàn)2條條帶的原因可能是所使用的Pta引物特異性不高。(4)由表中數(shù)據(jù)可知,株系2的幼蟲致死率較低,原因可能是抗蟲基因在轉(zhuǎn)基因番茄株系2中的表達(dá)水平比較低。7.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析(分值:31分)學(xué)生用書P261

1.(2024·湖南長沙二模)(9分)黃粉蟲,俗稱面包蟲,原是糧倉中常見的害蟲,其幼蟲含粗蛋白51%、脂肪28.5%,營養(yǎng)價(jià)值較高,常有人工飼養(yǎng)。中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)中可用黃粉蟲探究非生物因素的影響,生態(tài)學(xué)家常常用黃粉蟲進(jìn)行各種種群生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)?；卮鹣铝袉栴}。(1)如果往飼養(yǎng)黃粉蟲的容器里放一片面包,它們會(huì)聚集在面包片下面吃面包;如果把面包片翻過來,暴露在明處的黃粉蟲會(huì)很快爬到面包片的下面。該實(shí)驗(yàn)控制的自變量是,可以初步得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是

。

(2)生態(tài)學(xué)家將黃粉蟲置于裝有面粉的容器中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如圖是兩種具有捕食習(xí)性的黃粉蟲在不同環(huán)境下的生長情況(圖1表示甲、乙黃粉蟲生活在裝有面粉的容器內(nèi);圖2表示在甲、乙黃粉蟲生活的面粉中加入一些細(xì)玻璃管)。圖1圖2①上述實(shí)驗(yàn)中,黃粉蟲的卵、幼蟲、蛹和成蟲都生活在面粉里,由上圖可知兩種黃粉蟲之間的關(guān)系是。已知乙黃粉蟲比甲黃粉蟲小,在加入細(xì)玻璃管的情況下,甲、乙的種間關(guān)系的結(jié)果發(fā)生了變化,兩種黃粉蟲可以共存,請(qǐng)從生態(tài)位的角度予以解釋:

。

②甲黃粉蟲和乙黃粉蟲放一起在裝有面粉的容器內(nèi)的時(shí)候,不論異種還是同種產(chǎn)下的卵,都會(huì)遭到成蟲的捕食。斜吻棘頭蟲是一種寄生在這兩種黃粉蟲上的原生生物。圖3是在沒有寄生蟲與有寄生蟲的狀況下,兩種黃粉蟲在共同飼養(yǎng)一段時(shí)間后的數(shù)量相對(duì)值。圖3由圖3可知,斜吻棘頭蟲對(duì)(填“甲”或“乙”)黃粉蟲的抑制作用更強(qiáng),斜吻棘頭蟲在生態(tài)系統(tǒng)中的成分是。綜合圖1、2、3可知,環(huán)境條件改變對(duì)生物種群數(shù)量變化有很大的影響,寄生對(duì)宿主種群數(shù)量變化的作用屬于(填“密度制約”或“非密度制約”)因素。

答案(1)光黃粉蟲喜歡生活在陰暗的環(huán)境(2)①種間競爭玻璃管為乙面包蟲提供了隱蔽場所,甲、乙的生態(tài)位發(fā)生分化(重疊程度變小)②甲消費(fèi)者密度制約解析(1)根據(jù)題干信息:如果往飼養(yǎng)黃粉蟲的容器里放一片面包,它們會(huì)聚集在面包片下面吃面包;如果把面包片翻過來,暴露在明處的黃粉蟲會(huì)很快爬到面包片的下面,可知該實(shí)驗(yàn)控制的自變量是光,可得到初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是黃粉蟲喜歡生活在陰暗的環(huán)境。(2)①圖1表示甲、乙面包蟲生活在裝有面粉的容器內(nèi),甲面包蟲的數(shù)量明顯增多,而乙面包蟲的數(shù)量沒有增加,說明兩種面包蟲之間的關(guān)系是種間競爭關(guān)系;在不改變外界環(huán)境的情況下甲面包蟲占優(yōu)勢。由于乙面包蟲比甲面包蟲小,在加入細(xì)玻璃管的情況下,乙面包蟲可以爬進(jìn)細(xì)玻璃管中,兩種面包蟲可以共存,說明玻璃管為乙面包蟲提供了隱蔽場所,使得甲、乙的生態(tài)位發(fā)生了分化。②根據(jù)題意和圖示分析可知:在有寄生生物的狀況下,乙面包蟲的數(shù)量多,處于優(yōu)勢地位,甲黃粉蟲的數(shù)量少,斜吻棘頭蟲對(duì)甲黃粉蟲的抑制作用更強(qiáng)。由于斜吻棘頭蟲是一種寄生在這兩種黃粉蟲上的原生生物,所以在生態(tài)系統(tǒng)中屬于消費(fèi)者。寄主等天敵屬于生物因素對(duì)種群數(shù)量的作用強(qiáng)度,與該種群的密度是相關(guān)的,所以寄生對(duì)宿主種群數(shù)量變化的作用屬于密度制約因素。2.(2024·湖南卷)(12分)鉀是植物生長發(fā)育的必需元素,主要生理功能包括參與酶活性調(diào)節(jié)、滲透調(diào)節(jié)以及促進(jìn)光合產(chǎn)物的運(yùn)輸和轉(zhuǎn)化等。研究表明,缺鉀導(dǎo)致某種植物的氣孔導(dǎo)度下降,使CO2通過氣孔的阻力增大,還會(huì)導(dǎo)致Rubisco的羧化酶(催化CO2的固定反應(yīng))活性下降,最終導(dǎo)致凈光合速率下降。回答下列問題。(1)從物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化角度分析,葉綠體的光合作用即在光能驅(qū)動(dòng)下,水分解產(chǎn)生;光能轉(zhuǎn)化為電能,再轉(zhuǎn)化為中儲(chǔ)存的化學(xué)能,用于暗反應(yīng)的過程。

(2)長期缺鉀導(dǎo)致該植物的葉綠素含量,從葉綠素的合成角度分析,原因是

(答出兩點(diǎn)即可)。

(3)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)該植物群體中有一植株,在正常供鉀條件下,總?cè)~綠素含量正常,但氣孔導(dǎo)度等其他光合作用相關(guān)指標(biāo)均與缺鉀時(shí)相近,推測是Rubisco的編碼基因發(fā)生突變所致。Rubisco由兩個(gè)基因(包括1個(gè)核基因和1個(gè)葉綠體基因)編碼,這兩個(gè)基因及兩端的DNA序列已知。擬以該突變體的葉片組織為實(shí)驗(yàn)材料,以測序的方式確定突變位點(diǎn)。寫出關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)步驟:①

;

②

;

③

;

④基因測序;⑤。

答案(1)O2和H+ATP和NADPH(2)降低缺鉀會(huì)使葉綠素合成相關(guān)酶的活性降低;缺鉀會(huì)影響細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)能力,進(jìn)而影響細(xì)胞對(duì)Mg、N等元素的吸收,使葉綠素合成減少(3)①分別提取該組織細(xì)胞的細(xì)胞核DNA和葉綠體DNA②根據(jù)編碼Rubisco的兩個(gè)基因的兩端DNA序列設(shè)計(jì)相應(yīng)引物③利用提取的DNA和設(shè)計(jì)的引物分別進(jìn)行PCR擴(kuò)增并電泳⑤和已知基因序列進(jìn)行比較解析(1)光反應(yīng)過程中水的光解會(huì)產(chǎn)生O2和H+,H+再和NADP+結(jié)合