为了应对干旱和强降雨等灾害性天气,很多城市增设了雨水截流储存和利用的设施,如布设于道路周边或地势较低区域的生物滞留池。生物滞留池内土壤,植物和微生物等构成了小型生态系统。某城市道路生物滞留池内收集到的雨水含有高浓度污染物,其中的多环芳怪(PAHs)严重危害城市水环境。科研人员从解决污染问题和维护生态安全两方面考虑,在当地环境中筛选耐受菌,并通过转基因技术获得高效降解污染物的工程菌。回答下列问题:
(1)经检测发现,生物滞留池内PAHs中的芘含量相对较高。科研人员尝试筛选能降解芘的菌种。
①筛选能降解芘的菌种的基本操作步骤如下。请将下列“方框”内字母后面的内容补充完整:a_________ ;b________ ;c__________ ;d_________ ;e_________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/1/196d40c8-354e-4aa7-b8d6-e7d4f05aac12.png?resizew=498)
②在对培养基进行高压蒸汽灭菌时,发现灭菌锅内压力达到100kPa而温度未达到121℃,为同时达到设定的温度和压力要求,此时应该进行的操作是_________ 。
③从对照区域和生物滞留池中分别培养出占比较高的菌属,结果如图1、图2所示。在两个区域中均能检测出的菌属有__________ 个,此结果能够说明滞留池土壤中_________ 出现了明显的变化。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/1/7ec597bb-08e5-45e2-8702-41a6540d3b43.png?resizew=513)
④在另一个筛选对芘具有耐受性的菌株的实验中,分离得到四个菌属中的菌株,其生长曲线如图3所示。科研人员欲从中选择一个构建工程菌。结合图1、图2所示的结果,你认为应选择_________ ,理由是_________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/1/9ab474c5-c645-422f-89b0-3b730c920e72.png?resizew=286)
(2)科研人员将能高效降解芘的外源基因重组至所选受体菌的同时,还转入了含Lac启动子的核酸酶基因。在半乳糖苷分子的诱导下该启动子会被激活,表达的核酸酶会将自身遗传物质降解,进而发生菌体自毁。转人含Lac启动子的核酸酶基因在维护生态安全方面的意义是_________ 。
(3)试举一例说明人类在改造自然的过程中,可能会带来的生物安全隐患:__________ 。
(1)经检测发现,生物滞留池内PAHs中的芘含量相对较高。科研人员尝试筛选能降解芘的菌种。
①筛选能降解芘的菌种的基本操作步骤如下。请将下列“方框”内字母后面的内容补充完整:a
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②在对培养基进行高压蒸汽灭菌时,发现灭菌锅内压力达到100kPa而温度未达到121℃,为同时达到设定的温度和压力要求,此时应该进行的操作是
③从对照区域和生物滞留池中分别培养出占比较高的菌属,结果如图1、图2所示。在两个区域中均能检测出的菌属有
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④在另一个筛选对芘具有耐受性的菌株的实验中,分离得到四个菌属中的菌株,其生长曲线如图3所示。科研人员欲从中选择一个构建工程菌。结合图1、图2所示的结果,你认为应选择
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(2)科研人员将能高效降解芘的外源基因重组至所选受体菌的同时,还转入了含Lac启动子的核酸酶基因。在半乳糖苷分子的诱导下该启动子会被激活,表达的核酸酶会将自身遗传物质降解,进而发生菌体自毁。转人含Lac启动子的核酸酶基因在维护生态安全方面的意义是
(3)试举一例说明人类在改造自然的过程中,可能会带来的生物安全隐患:
更新时间:2023-04-01 15:36:25
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【推荐1】习近平主席在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会上强调秉持生态文明理念,共同构建地球生命共同体,开启人类高质量发展新征程。回答下列问题:
(1)生物多样性锐减是全球性生态环境问题之一,生物多样性包括基因多样性、___________ 、___________ ,保护生物多样性,关键是______________________ 。为加快生物多样性保护,我国正加快构建以国家公园为主体的自然保护地体系,这种保护措施属于______________________ 。
(2)2022年,举世瞩目的北京冬奥会圆满落下帷幕,冬奥会森林公园在施工过程中,充分考虑了生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积,即_____________ ,也就是人类活动对生态环境的影响。
(3)冬奥森林公园的建成能够固碳释氧、改善周边的环境质量,这充分体现了生物多样性的____________ 价值。冬奥村工程实施过程中,需要有效选择生物组分并合理布局,还要保证系统的物质迁移与转化,从而变成了“万物一体,天人合一”世人瞩目的山水家园。该过程中依据的生态工程原理有________________________ 。(答出2点)
(1)生物多样性锐减是全球性生态环境问题之一,生物多样性包括基因多样性、
(2)2022年,举世瞩目的北京冬奥会圆满落下帷幕,冬奥会森林公园在施工过程中,充分考虑了生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积,即
(3)冬奥森林公园的建成能够固碳释氧、改善周边的环境质量,这充分体现了生物多样性的
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【推荐2】森林群落对维持生态系统结构与功能的稳定有重要的作用。请回答下列问题:
(1)从生态系统的营养结构分析,森林生态系统具有较强的自我调节能力的原因是________ ,森林中的绿色植物是生产者,生产者是生态系统的基石,原因是______________ 。
(2)森林发生局部火灾后,仍能恢复原状的原因是__________________ ,森林火灾使生物多样性降低,保护生物多样性的最有效措施是__________________ 。
(3)防治森林虫害的措施之一是使用人工合成的性引诱剂诱杀雄性个体来降低害虫的发生率,其原理是________________________________________________________________________ 。
(1)从生态系统的营养结构分析,森林生态系统具有较强的自我调节能力的原因是
(2)森林发生局部火灾后,仍能恢复原状的原因是
(3)防治森林虫害的措施之一是使用人工合成的性引诱剂诱杀雄性个体来降低害虫的发生率,其原理是
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【推荐3】运用所学知识回答下列种群和群落的相关问题:
(1)种群最基本的数量特征是__________________ ,预测某一种群数量的未来发展趋势的主要因素是该种群的__________________ 。若往稻田生态系统中同时引入相同数量的两种食草昆虫甲和乙(二者均可适应该地环境)下图中曲线表示甲的种群数量变化情况,试在图中画出乙种群数量随时间变化的曲线。__________________
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/15/2830058139516928/2831081673187328/STEM/98ce57ec-5d7e-49d3-a7b3-e99f1cc9309d.png)
(2)图表示某种群数量变化可能的四种情况(“J”型、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),其中a点表示外界因素的变化。请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/15/2830058139516928/2831081673187328/STEM/31e23707-745f-4be2-bf23-bc7df5c1cb69.png)
①若某种群数量变化呈现图中“J”型曲线,其种群增长率__________________ 。图中阴影部分表示因环境阻力而减的个体数,这种变化可引起种群的__________________ 发生改变,从而可导致生物进化。
②若某种群为长江流域生态系统中的野生扬子鳄,当种群数量在a点后的变化曲线为Ⅲ、且种群数量为K2时,对野生扬子鳄种群最有效的保护是__________________ 。
③若某种群为东亚飞蝗,应控制其种群数量__________________ 。(K1、K2、0),以有利于维持该地区生态系统的稳定性。干旱能抑制造成蝗虫患病的一种丝状菌的生长,若a点变化为干旱,则a点后东亚飞蝗种群数量变化曲线可能为__________________ 。
(1)种群最基本的数量特征是
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(2)图表示某种群数量变化可能的四种情况(“J”型、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),其中a点表示外界因素的变化。请回答下列问题:
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①若某种群数量变化呈现图中“J”型曲线,其种群增长率
②若某种群为长江流域生态系统中的野生扬子鳄,当种群数量在a点后的变化曲线为Ⅲ、且种群数量为K2时,对野生扬子鳄种群最有效的保护是
③若某种群为东亚飞蝗,应控制其种群数量
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【推荐1】堆肥是畜牧业和农业废弃物处理最佳方式之一,可将粪便及秸秆中的纤维素资源转化为可被利用的肥料。某研究小组按照下列流程图从香菇样本中分离到了高效降解纤维素的细菌菌株,该菌株还具有一定的固氮能力。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/12/028d6fd3-d28a-4d12-9134-6c2397a6226d.png?resizew=669)
回答下列问题:
(1)从功能上分析,C培养基属于_______ 培养基,在A、B培养基上生长的某些细菌都能分泌______ 。
(2)刚果红染色实验中,接种菌株后在纤维素分解菌周围会形成透明圈,若需挑选高效分解纤维素的菌株,应挑选出_____ 的菌落。刚果红实验的原理是___________ 。
(3)筛选出的菌株用于堆肥后,肥料可用于还田,其意义是__________ (答出两点即可)。
(4)为验证该菌株是否具有固氮能力,某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路:_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/12/028d6fd3-d28a-4d12-9134-6c2397a6226d.png?resizew=669)
回答下列问题:
(1)从功能上分析,C培养基属于
(2)刚果红染色实验中,接种菌株后在纤维素分解菌周围会形成透明圈,若需挑选高效分解纤维素的菌株,应挑选出
(3)筛选出的菌株用于堆肥后,肥料可用于还田,其意义是
(4)为验证该菌株是否具有固氮能力,某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路:
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(0.65)
名校
【推荐2】测定水样是否符合饮用水卫生标准,常用滤膜法测定大肠杆菌的数目。流程如图所示,滤膜法的大致流程:用滤膜过滤待测水样→水样中的细菌留在滤膜上→将滤膜转移到伊红美蓝的培养基(EMB培养基,伊红美蓝遇上大肠杆菌呈黑色)上培养→统计菌落数目。据图回答问题:
(1)过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶首先需要进行消毒灭菌处理,保证实验不受其它微生物干扰。与过滤有关的操作都要在___________ 旁进行。
(2)将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上,这属于微生物培养中的___________ 操作。从物理状态角度分析,EMB培养基属于___________ 培养基,制备培养基时需要采用___________ 法灭菌。为了检测该培养基灭菌是否彻底,对于该培养基应采用的检测方法是___________ 。
(3)某生物兴趣小组的某同学尝试按照上述方法进行测定,无菌操作下将10ml待测水样加入到90ml无菌水中,稀释后的100ml菌液通过滤膜法测得EMB培养基上的菌落数平均为124,黑色菌落数平均为31,则推测1升待测水样中的大肠杆菌数目为___________ 个。
(4)该同学进一步思考,利用滤膜法也可能用于测定待测水样中其他微生物的数目。他取了两份水样,一份待测水样来自变酸的果酒,从中检测到两种微生物,它们在结构上的主要区别是_______ 。另一份来自某公园的观赏湖,若要通过测量蓝细菌的数目来研究水华,培养基配方中则必需添加_______ (水、无机盐、碳源、氮源)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/16/7438c217-7e5f-4c8c-9c92-983dd9015d95.png?resizew=498)
(1)过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶首先需要进行消毒灭菌处理,保证实验不受其它微生物干扰。与过滤有关的操作都要在
(2)将完成过滤之后的滤膜紧贴在EMB培养基上,这属于微生物培养中的
(3)某生物兴趣小组的某同学尝试按照上述方法进行测定,无菌操作下将10ml待测水样加入到90ml无菌水中,稀释后的100ml菌液通过滤膜法测得EMB培养基上的菌落数平均为124,黑色菌落数平均为31,则推测1升待测水样中的大肠杆菌数目为
(4)该同学进一步思考,利用滤膜法也可能用于测定待测水样中其他微生物的数目。他取了两份水样,一份待测水样来自变酸的果酒,从中检测到两种微生物,它们在结构上的主要区别是
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(0.65)
解题方法
【推荐3】如表所示为某微生物培养基的配方。
(1)依物理性质,该培养基属于____ 培养基,依功能看,该培养基属于____ 培养基。
(2)培养基配制时,灭菌与调pH的先后顺序是____ 。下列对培养基进行灭菌的最适方法是____ 灭菌。
A.高压蒸汽
B.紫外灯照射
C.加入适量的广谱抗生素
D.过滤
(3)若用该培养基培养分解纤维素的细菌,应除去的物质有____ ,应加入的碳源是____ 。
(4)图甲是细菌纯化培养结果,据图分析,在培养基上划线接种时,划线的顺序依次是____ 。(用编号表示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/2/11/3430648024498176/3430718715658240/STEM/41d4d6b2073942349259ccd7b15595cf.png?resizew=110)
(5)研究者在接种操作培养过程中,得到了一个菌落分布如图乙所示的平板,该接种方法是____ ;推测接种时可能的操作失误是____ 。
成分 | NaNO3 | K2HPO4 | KCl | MgSO4·7H2O | FeSO4 | (CH2O) | H2O | 抗生素 |
含量 | 3g | 1g | 0.5g | 0.01g | 0.05g | 30g | 1000mL | 0.1万单位 |
(2)培养基配制时,灭菌与调pH的先后顺序是
A.高压蒸汽
B.紫外灯照射
C.加入适量的广谱抗生素
D.过滤
(3)若用该培养基培养分解纤维素的细菌,应除去的物质有
(4)图甲是细菌纯化培养结果,据图分析,在培养基上划线接种时,划线的顺序依次是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/2/11/3430648024498176/3430718715658240/STEM/41d4d6b2073942349259ccd7b15595cf.png?resizew=110)
(5)研究者在接种操作培养过程中,得到了一个菌落分布如图乙所示的平板,该接种方法是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/2/11/3430648024498176/3430718715658240/STEM/d71374693d794088a20023eadfafec69.png?resizew=94)
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【推荐1】番茄光系统是由光合色素、脂类和蛋白质构成的复合物,高强度光照射后,会受到破坏从而抑制光合作用。研究人员对番茄抗高光胁迫的系统调控机制进行了相关研究。
(1)高光胁迫时,位于_________ 膜(结构)上的光系统,可以________ 过量光能,将其转化为大量热能,破坏光系统。而番茄会通过NPQ(一种光保护机制)散失过多热能,避免高光胁迫造成的损伤。
(2)为研究V基因在高光条件下对NPQ机制的作用,科研人员利用病毒诱导基因沉默技术(VIGS技术)特异性地使V基因沉默。该技术的原理如图1所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/1/2948789252145152/2949546564272128/STEM/73259aa9-2034-414f-9f7e-1f19ac4886df.png?resizew=490)
①结合信息,本实验中目的基因应选用________ 。该目的基因可通过________ 技术获得,利用____________________ 酶可将其与病毒载体连接,构建重组病毒载体,转入特殊农杆菌中。已知普通农杆菌能将自身Ti质粒上的T-DNA转入植物细胞,请据图1说出该过程中特殊农杆菌的作用特点_________________ 。
②应用该技术最终获得V基因沉默番茄,与野生型番茄经过相同高光处理,实验结果如图2,说明________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/1/2948789252145152/2949546564272128/STEM/fa509ec9-3615-4814-8808-7a22fe3e88ae.png?resizew=215)
(3)番茄上部叶片经高光处理后,未受光照的下部叶片中V基因表达量会随之发生变化,从而使整株植物均可抵抗高光。推测上部叶片产生的HY5(一种转录因子)传递到下部叶片,导致V基因表达量的变化。科研人员利用不同的番茄植株进行嫁接实验以验证上述猜测。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/1/2948789252145152/2949546564272128/STEM/4cfa00d2-db22-439c-bcca-326f73f254e6.png?resizew=181)
①在上表横线处完善实验设计,Ⅰ、Ⅱ的番茄植株应分别选用_______ 、_______ 。(填写字母)
A. HY5过表达植株
B. HY5沉默植株
C. 野生型植株
②若出现___________________________ 的结果,则证明上述推测成立。
(4)综上所述,请解释高光胁迫时,番茄整株植物抵抗高光的分子机制。______ 。
(1)高光胁迫时,位于
(2)为研究V基因在高光条件下对NPQ机制的作用,科研人员利用病毒诱导基因沉默技术(VIGS技术)特异性地使V基因沉默。该技术的原理如图1所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/1/2948789252145152/2949546564272128/STEM/73259aa9-2034-414f-9f7e-1f19ac4886df.png?resizew=490)
①结合信息,本实验中目的基因应选用
②应用该技术最终获得V基因沉默番茄,与野生型番茄经过相同高光处理,实验结果如图2,说明
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/1/2948789252145152/2949546564272128/STEM/fa509ec9-3615-4814-8808-7a22fe3e88ae.png?resizew=215)
(3)番茄上部叶片经高光处理后,未受光照的下部叶片中V基因表达量会随之发生变化,从而使整株植物均可抵抗高光。推测上部叶片产生的HY5(一种转录因子)传递到下部叶片,导致V基因表达量的变化。科研人员利用不同的番茄植株进行嫁接实验以验证上述猜测。
1组 | 2组 | 3组 | |
上部叶片 | HY5沉默植株 | 野生型 | Ⅰ___ |
下部叶片 | 野生型 | 野生型 | Ⅱ___ |
检测下部叶片V基因表达量 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/1/2948789252145152/2949546564272128/STEM/4cfa00d2-db22-439c-bcca-326f73f254e6.png?resizew=181)
①在上表横线处完善实验设计,Ⅰ、Ⅱ的番茄植株应分别选用
A. HY5过表达植株
B. HY5沉默植株
C. 野生型植株
②若出现
(4)综上所述,请解释高光胁迫时,番茄整株植物抵抗高光的分子机制。
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【推荐2】 非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法,在细胞外构建多酶催化体系,获得目标产物的新技术,其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国科学家设计了4步酶促反应的非细胞合成路线(如图),可直接用淀粉生产肌醇(重要的医药食品原料),以期解决高温强酸水解方法造成的严重污染问题,并可以提高产率。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/21/2963210786938880/2963498995163136/STEM/6574bb0ce91d4a118e838837bb1b05f8.png?resizew=725)
回答下列问题:
(1)研究人员采用PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外,获得酶基因的方法还有___________ 。(答出两种即可)
(2)高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白,方法有___________ 。(答出两种即可)
(3)研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时,首先应制备___________ 细胞。为了检测目的基因是否转录,需要采用的方法有___________ 。
(4)依图所示流程,在一定的温度、pH等条件下,将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同,可能导致的结果是___________ 。在分子水平上,以蛋白质的___________ 及其与生物功能的关系作为基础,通过___________ ,对现有的蛋白质进行改造,实现对酶特性的改造和优化。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/21/2963210786938880/2963498995163136/STEM/6574bb0ce91d4a118e838837bb1b05f8.png?resizew=725)
回答下列问题:
(1)研究人员采用PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外,获得酶基因的方法还有
(2)高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白,方法有
(3)研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时,首先应制备
(4)依图所示流程,在一定的温度、pH等条件下,将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同,可能导致的结果是
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(0.65)
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【推荐3】基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段。如图是基因工程示意图,请据图回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/28/2472654001152000/2472932808081408/STEM/ff9442ff7ee04b2aa823f963cbd55616.png?resizew=539)
(1)利用PCR技术对目的基因进行扩增时,需加入____________ 酶。该技术依据的原理是____________ ,在操作步骤中需要加热至90~95℃使____________ ,然后降温至55~60℃,使________________________ 。
(2)进行①过程时,需用________________________ 酶切开载体以插入目的基因。若要使目的基因在受体细胞中表达,需要导入基因表达载体,而不是直接导入目的基因,其原因是:________________________________________________ (答出两点即可)。
(3)若图中宿主细胞为大肠杆菌,一般情况下②过程采用____________ 处理大肠杆菌,使其成为感受态细胞 。
(4)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解,在实验中应选用________________________ 缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞,并在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白酶的抑制剂。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/28/2472654001152000/2472932808081408/STEM/ff9442ff7ee04b2aa823f963cbd55616.png?resizew=539)
(1)利用PCR技术对目的基因进行扩增时,需加入
(2)进行①过程时,需用
(3)若图中宿主细胞为大肠杆菌,一般情况下②过程采用
(4)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解,在实验中应选用
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