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专题04 生物与环境
1. 湿地生境与种群特征:海三棱藨草是长江口滨海湿地的先锋种,其球茎是珍禽小天鹤、白头鹤和野鸭等候鸟的越冬食物来源之一。研究人员在崇明东滩鸟类自然保护区内设置了9个实验样地采样点(见图1),检测并探究不同生境海三棱藨草自然种群特征的动态变化特点。
(1)滩涂群落中,各物种之间通过________相互作用联系在一起形成复杂的营养结构。在食物网中,海三棱藨草所属层次为_________,小天鹅所属层次为_________。(编号选填)①种内关系 ②种间关系 ③第一营养级 ④第二营养级 ⑤第三营养级
(2)崇明东滩湿地植被的演替遵循“光滩裸地→海三棱藨草群落→芦苇群落”规律,该演替过程属于_________。(编号选填)①初生演替 ②次生演替
(3)环境胁迫对海三棱藨草种群数量的变化具有显著的影响,结合图1和已有知识,以下属于环境胁迫因子的有 。(多选)
A 淹水 B. 盐度 C. 叶绿素含量 D. 土壤pH
研究发现,北侧和东侧群落结构比较单一,南侧植物物种多样性较高。图2是研究者对不同生境的海三棱藨草种群高度的部分统计数据,h<20cm为新生幼苗,20<h≤40cm为幼年植株,h>40cm为成年植株。
(4)图2中,对不同生境中海三棱藨草种群年龄结构的推测合理的是 。(单选)
A. 7月中旬,S3为稳定型 B. 7月下旬,S9为稳定型
C. 8月下旬,S8为衰退型 D. 8月下旬,S6为增长型
(5)对8月下旬南侧群落海三棱藨草种群长势分析不合理的是 。(单选)
A. 南侧种群植株高度最低 B. 复杂生境中海三棱藨草具有竞争优势
C. 南侧种间竞争最激烈 D. 环境胁迫对南侧种群增长阻力最大
(6)植物在胁迫环境下受到的伤害与活性氧有关,海三棱藨草球茎中防御活性氧的过氧化物酶(POD)等酶活性与盐度呈正相关。以下关于盐胁迫的分析正确的是 。(单选)
A. 使海三棱藨草产生活性氧酶促清除系统
B. 使海三棱藨草种群中POD基因频率下降
C. 抑制海三棱藨草细胞中POD基因的表达
D. 对海三棱藨草的适应性生长进行了选择
(7)图3所示为“围垦”对崇明东滩海三棱藨草和白头鹤种群数量变化的影响。过度“围垦”对湿地生态系统结构与功能的影响分析合理的有 。(多选)
A. 破坏了候鸟的越冬栖息地 B. 可能导致物种减少
C. 使能量流动方向逆转 D. 可能减弱自我调节能力
2. 监测环境中的四环素
科研团队通过转基因获得了一种大肠杆菌工程菌,成为监测残留在生物组织或环境中四环素水平的“报警器”,其监测原理如图1所示,天然大肠杆菌不具备图1中所示基因。
备注:启动子有利于RNA聚合酶识别并启动特定基因的转录,GFP蛋白可在一定条件下发出荧光。
(1)在上述研究中,需导入天然大肠杆菌的目的基因有_______。(编号选填)
①四环素合成相关基因 ②GFP基因 ③TetR基因 ④RNA聚合酶基因
(2)据图1,当环境中不含四环素时,该大肠杆菌工程菌________(选填“能发出”“不发出”)荧光;环境中四环素水平越高,该种大肠杆菌工程菌的荧光_________(选填“增强”“减弱”“不变”)。试概述该种四环素检测方法的原理:_____________________________。
图2示2个DNA片段、质粒及其上的限制性内切核酸酶的识别序列的分布情况;其中质粒上的Ampr代表青霉素抗性基因。表为相关限制性内切核酸酶的识别序列与切割位点。
限制酶
EcoRⅠ
XbaⅠ
SpeⅠ
BamHⅠ
识别序列及切割位点
(3)若要拼接DNA片段1和2,结合图2和表中信息,在特定工具酶作用下能成功拼接的位点处碱基序列为_____________。(编号选填)
编号
①
②
③
④
拼接位点处的碱基序列
(4)研究人员设计了一个同时含DNA片段1和2的重组质粒的拼接方案,结合图和表2信息,你认为最终建构成功的重组质粒示意图最合理的是 。(单选)
A. B.
C. D.
(5)下列操作能够证明重组质粒和大肠杆菌工程菌建构成功方法及现象有 。(多选)
A. 通过琼脂糖凝胶电泳实验证明重组质粒的大小符合预期
B. 大肠杆菌工程菌不能在含有青霉素的培养基上生长
C. 用显微镜观察重组质粒上的外源DNA片段的碱基序列
D. 四环素浓度变化能引起大肠杆菌工程菌荧光强度的相应改变
(6)为提高对环境中四环素水平监测的有效性,研究人员将GFP的第65位丝氨酸突变成苏氨酸后,增强了绿色荧光稳定性和强度。该项技术属于__________。(编号选填)
①细胞工程