2024届高考生物二轮复习：光合作用和呼吸作用

生物填空题分类练习（一）光合作用和呼吸作用 1. (12分)植物通过将某种化学物质释放到环境中对其他植物造成影响，该过程为植物化感作用。可利用水生植物对藻类的化感抑制作用治理水华。水生植物化感抑藻的机制之一是抑制藻类的光合作用，下图为光反应过程示意图。请回答下列问题。 (1) 光系统Ⅱ中，光使叶绿素中的一个电子由低能状态激发到高能状态，这个高能电子随后丢失能量而进入光系统Ⅰ，这时一部分丢失的能量便转化为________中的能量。光系统Ⅱ中丢失的电子由________中的电子补充；光系统Ⅰ中也有高能电子，其作用是形成____________。 (2) 图示反应发生的场所是________。化感物质能阻断电子传递过程，电子不能正常传递给NADP＋，从而影响了光合作用的效率。叶绿体中的光合色素的作用是____________________。 (3) 为进一步探究化感物质是否通过降低藻类细胞的叶绿素含量而降低光合作用水平。科学家利用蛋白核小球藻(水华常见种，为单细胞绿藻)、肉桂酸(水生植物产生的一种化感物质)设计以下实验： ①取蛋白核小球藻均分为两组，A组藻类置于完全培养液中培养，作为对照组，B组藻类__________________________________________，作为实验组。 ②相同且适宜的环境下培养相同时间，分别提取两组藻类的光合色素，提取色素时需加入____________________等。 ③测定两组提取液在________光下的吸光值，计算、比较两组藻类的叶绿素含量。 (4) 通过水生植物的化感作用抑制藻类生长属于________防治。除通过化感作用对藻类起到抑制作用，水生植物还可以通过__________________________ ___等途径抑制藻类的生长。 2. (9分)右图是马铃薯叶细胞光合作用产物的形成及运输过程示意图。马铃薯细胞内光合作用的主要终产物除淀粉外还有蔗糖，且白天和黑夜的生理活动存在差异。请据图分析并回答问题。 (1) 图中Ⅱ过程需要光反应提供________________将C3转变成丙糖磷酸。在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿体的“脂质仓库”。这些颗粒的体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是________ ____________________________________________________________________。 (2) 蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是______________。为了验证光合产物是以蔗糖的形式运输，研究人员将酵母菌蔗糖酶基因转入植物，该基因表达的蔗糖酶定位在叶肉细胞的细胞壁上。结果发现转基因植物出现严重的短根、短茎现象，据图分析，其原因可能是叶肉细胞壁上的蔗糖酶将蔗糖水解成________，导致__________________，根和茎得到的糖不足，生长缓慢。 (3) 叶绿体中淀粉的含量昼夜变化很大，被称为“过渡性淀粉”。过渡性淀粉的存在有重要意义，据图推测，这样既能保障白天光合作用进程快于白天蔗糖的利用，又能在夜间____________________________________________________。 (4) 2021年9月，中科院天津工业生物技术研究所马延和团队在实验室中首次实现了从CO2到淀粉分子的全合成。核磁结果显示，合成淀粉与自然淀粉没有区别。该研究成果的意义有(写出两点)_________________________________ ____________________________________________________________________。 3. (12分)淀粉和蔗糖是光合作用的两种主要产物，马铃薯叶片合成的有机物主要运向块茎储存，红薯叶片合成的有机物主要运向块根储存。右图是马铃薯和红薯光合作用产物的形成及运输示意图。请回答下列问题。 (1) 物质A是指________， 光反应为过程Ⅱ提供的物质是________， 叶肉细胞中产生蔗糖的场所是________。 (2) 如果突然将太阳光照改为黄色光照，其他条件不变，则短时间内物质B的含量变化是________。 (3) 若将马铃薯叶片处于C18O2的环境，给以正常光照，一段时间后，块茎中的淀粉会含有18O，请写出元素18O转移的路径_________________________ _____(用图中相关物质及箭头表示)。 (4) 研究人员将酵母菌蔗糖酶基因转入红薯，该基因表达的蔗糖酶定位在红薯叶肉细胞的细胞壁上，操作所得红薯块根的大小变化是________。 (5) 在一定浓度的CO2和30℃条件下(假设细胞呼吸最适温度为30 ℃，光合作用最适温度为25 ℃)，测定马铃薯和红薯的相关生理指标，结果如下表所示。 光补偿点 (klx) 光饱和点 (klx) 光饱和时，CO2吸收量 (mg/100 cm2叶·小时) 黑暗条件下，CO2释放量 (mg/100 cm2叶·小时) 红　薯 1 3 11 6 马铃薯 3 9 30 15 ①25 ℃条件下，测得红薯光补偿点会________(填“小于”“大于”或“等于”)1 klx。 ②实验条件下，光照强度为3 klx时，红薯的真正光合速率________(填“小于”“大于”或“等于”)马铃薯的真正光合速率。 ③据表中数据分析，红薯与马铃薯两种植物，较适合生活在弱光环境中的是________，判断的依据是_______________________________________________。 4. (12分)线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。图1所示为线粒体内膜上发生的质子转运和ATP合成过程；图2所示为发生在类囊体膜上的光合磷酸化过程。图1和图2中①～⑤表示过程，⑥～⑧表示结构。图3所示为叶肉细胞中部分代谢途径，虚线框内表示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”途径，据图回答下列问题。 (1) 图中①②③⑤过程都表示质子的跨膜运输，其中属于主动运输的过程是________。参与②⑤过程的蛋白质是同一种，由CF0、CF1两部分构成，其中亲水部分应为________，该蛋白质的作用是_________________________________。 (2) 据图2判断，水的光解发生在________(填“⑥”“⑦”或“⑧”)。叶绿素a(P680和P700)接受光的照射后被激发，释放势能高的电子，电子的最终供体是________，水的光解造成膜内外质子势能差，而高能的电子沿电子传递链传递时又促进③过程，进一步加大了质子势能差。导致质子势能差加大的另一个原因是_______________________________ _________________________________。 (3) 图3中叶肉细胞进行光合作用时，CO2与C5结合产生三碳酸，继而还原成三碳糖(C3)，其中一部分C3运到____________中去合成蔗糖，继而运出细胞。 (4) 在光照过强时，叶肉细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能，避免细胞损伤。草酰乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的________中的能量输出叶绿体，并经线粒体转化为________中的化学能。 (5) 为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素(电子传递链抑制剂)处理大麦，实验方法：取培养10～14天大麦苗，将其茎浸入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后测定，计算光合放氧速率(单位时间内每毫克叶绿素释放氧气的量)。请完成下表。 实验步骤的目的 简要操作过程 配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液 寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓度母液，并用丙酮稀释成不同药物浓度，用于加入水中 设置寡霉素为单一变量的对照组 ①____________________________ ②____________________ 对照组和各实验组均测定多个大麦叶片 光合放氧测定 用氧电极测定叶片放氧 ③____________________ 称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定 生物填空题分类练习（二）人体生命活动调节 1. (11分)关于抑郁症发病机制有两种假说：单胺类递质假说认为是大脑内神经递质5­羟色胺(5­HT)缺乏；神经内分泌假说认为与下丘脑—垂体—肾上腺轴(HPA轴)过度激活有关。图1是5­HT在突触间隙发挥作用以及再摄取示意图；图2是HPA轴及相关激素示意图，字母代表物质、数字代表过程。请回答下列问题。 (1) 据图1可知，当兴奋传导到轴突末梢时，Ca2+由电压敏感钙通道以________方式进入细胞，促进5­HT由突触前膜释放，5­HT 与突触后膜上的受体结合引起____________________________________, 进而引起突触后膜兴奋。 (2) 5­HT发挥作用后被5­HT转运体重新转移到细胞内的去向有____________________________； 当突触间隙5­HT含量过多时其与突触前受体结合通过过程③抑制5­HT的释放，意义是________________________________。 (3) 图2中HPA轴过度激活可能是过程④和⑤所示的________调节出现障碍。 (4) 根据上述假说，可以研发一些5­HT水解酶和5­HT转运体的________(填“促进剂”或“抑制剂”)来治疗抑郁症。 (5) 科研人员研究了有氧运动(跑速15 m/min, 30 min/d, 每周运动三天)对HPA轴过度激活型抑郁症大鼠的影响，已知氟西汀为常见的抗抑郁的药物。请完成下列表格。 实验步骤 实验步骤要点 ①________ ________ 将40只8周龄雄性大鼠注射等量的肾上腺皮质激素，使其表现出抑郁症状 适应性培养 另取10只健康大鼠与抑郁症模型鼠一起在相同且适宜的环境条件下培养一周 实验分组 将上述大鼠分为5组：甲组为正常对照组，乙组为抑郁对照组，丙组为运动干预组，丁组为②________干预组， 戊组为运动联合氟西汀干预组 实验处理 甲组在食物充足，温度为22 ℃，湿度为40%～50%等环境条件下培养8周； 乙组③________________。丙、戊组每周三天进行有氧运动，丁、戊组每天用氟西汀灌胃，其他培养条件与甲组相同 相关数 据测定 对所有小鼠进行麻醉，测定促肾上腺皮质激素释放激素(CRH) 的量，甲、乙、丙、丁、戊五组小鼠的CRH平均值分别为： 5、15、8、7、6 OD/μm2 实验结论：④____________________________________________________________________________________________________________________________。 2. (11分)新型冠状病毒曾肆虐全球，我国始终坚持“人民至上，生命至上”的抗疫理念和动态清零的防疫总方针。图1表示免疫力正常的人感染新冠病毒后，体内病毒及一些指标的变化情况；图2为新冠病毒入侵细胞后的增殖示意图。请回答下列问题。 (1) 人体感染新冠病毒初期，核酸检测阳性，抗体检测阴性，主要是________免疫尚未被激活，病毒在其体内快速增殖。曲线③④上升趋势一致，表明抗体的产生与T细胞数量的增加有一定的相关性，原因是体液免疫中，辅助性T细胞参与________，同时分泌________，促进B细胞增殖分化为浆细胞，浆细胞分泌抗体。某人同时进行了核酸检测和抗体检测发现核酸检测阴性，抗体检测阳性，说明该个体________________________。 (2) 准确、快速地判断个体是否被病毒感染是实现动态清零的前提。为了确保核酸检测的准确性，设计PCR引物时必须依据病毒RNA的________________来进行设计。目前除了核酸检测还可以使用抗原检测法，因其方便快捷可作为补充检测手段，但抗原检测的敏感性相对较低，据图1分析，抗原检测在________时间段内进行才可能得到阳性结果。 (3) 常见的病毒疫苗有灭活疫苗，mRNA疫苗和腺病毒载体疫苗等。已知新冠病毒的特异性蛋白S(具有抗原性)的编码序列(目的基因)。我国科研团队针对病毒蛋白S来制备蛋白疫苗和腺病毒(DNA病毒)重组疫苗。 ①据图2分析，重组疫苗中的S基因应编码________(填字母)。 A. 能被免疫细胞识别的抗原蛋白 B. 与病毒核酸结合的蛋白 C. 催化病毒核酸复制的酶 　　　D. 帮助病毒组装的蛋白 ②腺病毒重组疫苗是一种基因工程疫苗，其基本制备步骤：先将腺病毒的复制基因敲除，以新冠病毒的S基因为模板合成DNA，再插入腺病毒基因组从而构建重组腺病毒载体。腺病毒重组疫苗在人体细胞内表达产生S蛋白抗原，从而引发特异性免疫反应。上述步骤中，将腺病毒的复制基因敲除的目的是_________________________，S基因插入腺病毒基因组需要利用的工具酶是_______________。 3. (12分)糖尿病的特征之一是患者的血糖长期高于标准值，其形成有两个主要原因，一是胰脏无法生产足够的胰岛素，二是细胞对胰岛素不敏感。胰岛素的分泌及作用机制分别如图1、图2所示，图中字母A表示物质，编号①②表示生理过程。请据图分析并回答问题。 (1) GLUT2与GLUT4均为葡萄糖转运蛋白，葡萄糖通过GLUT2进入_______细胞，直接参与GLUT2合成的膜性细胞器有________________________。 (2) 图1中物质A表示________，ATP敏感K＋通道在ATP/ADP比例________时会关闭，导致膜电位发生的变化是________________，导致Ca2+通道开放，进入细胞内引起的效应①是_______________________________________。 (3) 当胰岛素与靶细胞膜上的受体结合后，通过信号传导引起一系列的变化，导致________________，促进葡萄糖进入细胞，产生了相应效应②有__________。 (4) 用电刺激下丘脑的外侧核或副交感神经，即使摘除胰岛的动物，肝糖原合成酶活性也能增强，肝糖原的合成仍能增加，这种调节方式实现调节血糖的途径最可能是_____________________________________________。 (5) 糖尿病患者往往会出现“三多一少”的症状，其中多尿的形成原因是_________________________________________________________________________。 4. (12分)尼古丁会使人产生严重的依赖性和成瘾性，还会对呼吸系统、心血管系统、消化系统等造成损伤。下图1表示尼古丁影响人体某些生命活动的机制。请分析并回答下列问题。 (1) 由图可知，当尼古丁与POMC神经元膜上的________结合后，会引起POMC神经元________(填“兴奋”或“抑制”)。戒烟后体重上升是一种常见的现象，引起该现象的可能原因是_________________________________________。 (2) 研究显示，尼古丁会影响人体对血糖的调节。图2和图3是利用小鼠模拟尼古丁对血糖调节相关指标的测量结果。 据上述结果分析，下列叙述合理的有(　　) A. 吸烟诱发胰岛素分泌不足，导致血糖升高 B. 吸烟诱发胰高血糖素分泌增加，导致血糖升高 C. 吸烟诱发胰岛素抵抗，即降血糖的功能下降 D. 长期吸烟会增加患糖尿病的风险 (3) 尼古丁与脑特定神经元膜受体的结合会激活“尼古丁厌恶反应”。当血糖过高时，会抑制脑特定神经元的“尼古丁厌恶反应”活动，由此判断，患糖尿病的吸烟者戒烟______(填“更容易”或“更困难”)。 (4) 研究人员发现大鼠大脑的mHb区中TCF7L2基因表达量与大鼠对尼古丁摄入调控密切相关。通过向野生型大鼠和TCF7L2基因敲除的突变型大鼠注射不同浓度尼古丁后，测定其对尼古丁的主动摄入量，实验结果见图4。 ①图4结果表明TCF7L2基因的表达产物能够________(填“促进”或“抑制”)尼古丁摄入。 ②尼古丁可与乙酰胆碱受体(nAChR)结合，从而引起多巴胺的释放，产生愉悦感。长期大量吸烟的人，nAChR的敏感度降低，结合图4推测，TCF7L2基因的存在可以________nAChR对尼古丁的敏感性，理由是______________________________________________________。 ③在尼古丁大量摄入的突变体大鼠体内，研究者并没有检测到血糖升高的现象，推测由尼古丁摄入引发的血糖升高依赖于_____________________的正常表达。 生物填空题分类练习（三）遗传规律 1. (12分)下图为某家族两种遗传病的系谱图，这两种单基因遗传病分别由位于常染色体上的基因(A、a)及性染色体上的基因(B、b)控制。以往研究表明在正常人群中Aa基因型的频率为10-4。请结合下列遗传病的资料，请据图分析并回答下列问题。 (1) 甲病的遗传方式为____________，乙病的遗传方式为____________。 (2) Ⅲ14个体的基因型为________， 其X染色体来自第Ⅰ代中的________。 (3) 若Ⅲ11个体与一个正常女子结婚，他们后代男孩中只患甲病的概率是________。 (4) 假定Ⅲ11个体与15号个体结婚，若卵细胞a与精子e受精，发育成的16号个体患两种病，其基因型是________。若卵细胞a与精子b受精，则发育成的17号个体的基因型是________。若17号个体与一个双亲正常，但兄弟姐妹中有甲病患者的正常人结婚，他们后代所生男孩中不患病的概率是________。 (5) 中国婚姻法规定“直系血亲和三代以内的旁系血亲禁止结婚”，主要是为了降低________遗传病的发病率。该系谱图中，属于Ⅱ6个体的旁系血亲有____________________。 2. (12分)暹罗猫的性别决定方式为XY型，其毛色受基因B＋、B和b控制，它们之间的关系如下图所示，该组基因位于常染色体上。选择黑色和巧克力色暹罗猫作为亲本进行杂交，所得F1中黑色∶巧克力色∶白色＝2∶1∶1。请分析并回答下列问题。 (1) 基因B＋、B和b的遗传符合________定律，这三个基因之间的显隐性关系是_________________________________________________________。 (2) F1中黑色猫基因型是__________________，让F1黑色雌雄猫和巧克力色雌雄猫混在一起自由交配，理论上，F2中白色猫出现的概率是________，F2黑色猫中纯合子占________。 (3) 暹罗猫的毛色还受到另一对等位基因R和r控制，R基因能控制红色色素，而基因r无法控制色素合成。当红色基因R纯合时，毛色均表现为红色；当R基因杂合时，基因B＋和R均可表达，毛色表现为红黑相间，这类猫称为玳瑁猫。 ①为了判断R/r基因是否位于X染色体上，科研人员选择纯合的红色雄猫与纯合的黑色雌猫进行杂交，若后代表型为____________________________，则可推测R/r基因位于X染色体上。 ②已证实R/r基因位于X染色体上。研究发现，在哺乳动物雌性个体胚胎发育过程中，细胞中的2条X染色体会随机失活1条(失活的染色体上的基因无法表达)。请推测基因型为B＋B＋XRXr个体的毛色表现为红黑相间的原因是_________ ______________________________________________________________。 ③调查发现一只红色雌猫(bbXRXR)与一只黑色雄猫(B＋B＋XrY)交配生下一只玳瑁雄猫，仅考虑减数分裂染色体分离异常，该雄猫的基因型是________，若让其与白色雌猫杂交，理论上，后代出现玳瑁雄猫的概率是________。 3. (11分)果蝇的翅形有正常翅和网状翅、体色有灰体和黄体，它们各为一对相对性状，等位基因分别用A、a和B、b表示，控制这些性状的等位基因不在Y染色体上。研究小组做了如下杂交实验。请回答下列问题。 实验① 实验② P　正常翅灰体(♀)×网状翅灰体(♂) ↓ F1　正常翅灰体　　 正常翅黄体 3　　∶　　1 P　网状翅黄体(♀)×正常翅灰体(♂) ↓ F1　正常翅灰体(♀) 正常翅黄体(♂) 1　　∶　　1 (1) 果蝇的翅形和体色中显性性状分别为________，实验②亲本的基因型为______________________，两对相对性状的遗传遵循________定律。 (2) 在实验①的F1群体中，b的基因频率为________；将实验①F1个体中的雄果蝇与实验②F1个体中的雌果蝇相互交配，其子代中网状翅黄体雌果蝇的比例为________。 (3) 如果Y染色体上具有控制翅形性状的基因(A、a)，但不具有控制体色的基因(B、b)，则实验②F1中正常翅黄体果蝇与亲本网状翅黄体果蝇回交，子代表型及比例为____________________________。 (4) 研究表明位于一对同源染色体上位置相距非常远的两对等位基因，与非同源染色体上的两对等位基因在形成配子时的比例很接近而难以区分。已知在减数分裂时，雌果蝇的非姐妹染色单体间发生交叉互换，而雄果蝇不发生。假设控制果蝇翅无斑和有斑的等位基因(D、d)，与控制果蝇正常翅和网状翅的等位基因(A、a)位于一对同源染色体上且相距非常远。研究小组通过以下杂交实验证实了该假设是正确的，但子代表型及比例出现两种结果，见下表： 亲本杂交组合 子代表型及比例的两种结果Ⅰ和Ⅱ 无斑正常翅× 无斑正常翅 Ⅰ：无斑正常翅∶无斑网状翅∶有斑正常翅∶有斑网状翅＝5∶1∶1∶1 Ⅱ：　　　？ ①画出结果Ⅰ所对应的亲本雄果蝇中控制这两种性状的基因在染色体上的位置关系。(用“”表示，其中横线表示染色体，圆点表示基因所在位置，不考虑基因在染色体上的顺序)。 ②结果Ⅱ的表型比例为________。 4. (11分)某实验室保存有野生型和一些突变型果蝇。下图为果蝇的部分隐性突变基因及其在染色体上的位置示意图。请回答下列问题。 (1) 由图可知，一只黑檀体紫眼焦刚毛果蝇的基因型为________________。图中所列基因中，不能与翅外展基因发生自由组合的是________。 (2) 同学甲用翅外展粗糙眼果蝇与野生型(正常翅正常眼)纯合果蝇进行正反交，F1雌雄个体相互交配得到F2，F2 中翅外展正常眼个体出现的概率为________。 (3) 同学乙用焦刚毛白眼雄蝇与野生型(直刚毛红眼)纯合雌蝇进行杂交(正交)，则子代中直刚毛白眼个体出现的概率为________；若进行反交(焦刚毛白眼雌蝇与直刚毛红眼雄蝇杂交)，子代雄蝇中焦刚毛白眼个体出现的概率为________。 (4) 二倍体中缺失1条染色体的个体称为单体(2n－1), 多1条染色体的个体称为三体(2n＋1)。在果蝇中，Ⅳ号染色体缺失1条或多1条都可以存活，且能繁殖后代，如下图所示。已知果蝇的无眼性状是由常染色体上的基因发生隐性突变引起的，为判断该无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上，某科研小组从无眼二倍体、野生型二倍体、野生型Ⅳ­单体和野生型Ⅳ­三体四种纯种果蝇中选取实验材料，并进行相关实验。 　　　　　　 ①选择无眼二倍体与野生型Ⅳ­单体果蝇进行杂交，若子代表型及比例为________， 则该无眼基因位于Ⅳ号染色体上；否则该无眼基因不位于Ⅳ号染色体上。 ②选择无眼二倍体与野生型Ⅳ-三体果蝇进行杂交，F1全为野生型，将F1中Ⅳ-三体果蝇与无眼二倍体果蝇杂交，若子代表型及比例为________，则可证明该无眼基因位于Ⅳ号染色体上。 生物填空题分类练习（四）生态系统 1. (12分)池塘水中生活着多种浮游动植物，其中大型溞是常见杂食性浮游动物，具有较强的摄食能力，可用于控制水体中藻类的过度增长。为探究大型溞对藻类的影响，某实验室进行了以下相关实验。请据图分析并回答问题。 (1) 多次采集池塘水，混匀后分别装入________塑料桶中，并将塑料桶随机分成5组(C0～C4组)，向桶中加入大型溞，使其密度依次为0只/L、5只/L、15只/L、25只/L、50只/L。将水桶置于适宜光照下，每三天计数一次，统计每组水样中藻类植物细胞密度，实验结果如图1所示。 ①实验水样中的所有生物可看作微型________，输入其中的总能量是__________________________。 ②第4天到第7天期间，C0、C1、C2组藻类植物细胞数量下降的原因可能有_________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 ③研究小组将藻类细胞样液稀释100倍，采用血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm)计数，观察到的计数室中藻类细胞分布如右图所示，培养液中藻类细胞的密度是_______________。 (2) 研究者还统计了各组水体中小型浮游动物的密度变化，结果如图2所示。大型溞与小型浮游动物的种间关系是________。据此分析，图1中C4组对藻类抑制效果反而不如C3 组的原因是__________________________________________。 (3) 由上述实验可知，池塘中投放大型溞可用于______________________，但需考虑大型溞的投放________等问题。 2. (11分)某研究小组用一定量的培养液在适宜条件下培养酵母菌，得出种群增长速率随时间变化如下图1所示；同时在对某淡水养殖湖泊研究后，绘制了该湖泊中生物之间的捕食关系如下图2所示和碳循环过程如下图3所示。图3中A～D代表生态系统的相关成分，请据图分析并回答问题。 (1) 图1中种群数量达到最大的时间点是________。时间点f时，种群数量是否为0？________(填“是”“否”或“不一定”)。 (2) 在探究种群数量变化的实验中，兴趣小组成员将稀释100倍的酵母菌培养液摇匀后从中吸取少量菌液滴在血细胞计数板(1 mm×1 mm×0.1 mm)上，在显微镜下计数。若实验者计数了25个中方格中的5个，共有44个酵母菌，其中被台盼蓝染色的有4个，则培养液中酵母菌活菌密度为________个/mL。 (3) 图2中底栖动物和虾类的种间关系是________。调查发现青鱼、乌鱼的种群数量较少，从生态系统能量流动的角度看，原因是______________________ ______________________。在养殖湖泊中搭配水草时，需要考虑的因素有水草是否可以净化水质、水草是否适应水生环境和当地气候条件，水草之间的种间关系等，这体现了生态工程的_______________原理。 (4) 图3中有而图2中没有的生态系统的成分有________(填字母)。图3中，碳元素以CO2形式传递的过程有________(填数字序号)。 (5) 若将图3修改为该淡水养殖湖泊生态系统的能量流动示意图，需要将A的含义改为“以热能的形式散失的能量”，增加光和________的能量输入，删除图中的过程________(填数字序号)。 3. (11分)1935年，加拿大一枝黄花作为观赏植物在我国引种，后入侵到农田等环境中，表现出明显的优势。为研究加拿大一枝黄花对农作物的化感作用(某种生物释放的化学物质对其他生物生长产生影响)，研究者利用其鲜叶浸提液处理小麦和绿豆种子，测定其对种子幼根生长抑制率，结果如图所示。请回答下列问题。 (1) 在生态系统营养结构中，加拿大一枝黄花属于________， 能将碳元素以________形式固定下来。 (2) 实验结果表明，加拿大一枝黄花产生的化感物质对小麦和绿豆作用分别为___________________________________________________________________。 (3) 研究者推测化感作用和资源竞争是植物入侵的原因。通过设置不同土壤条件，对本地具有化感作用的植物与加拿大一枝黄花进行比较，得到如图所示的结果。 　 ①上述实验设计中，设置的不同土壤条件是________，除此之外，该实验中设置的自变量还有______________________________________________________。 ②生物干扰率的测定：在不同氮素浓度下，用上述供体植物和小麦各10株共培养，30天后与相同氮素浓度下________的小麦比较干重，计算生物干扰率。 ③化感作用干扰率的测定：移出各培养箱中的植物，将培养液调至实验初始时的氮素浓度水平，移入________________________，30天后比较干重，计算化感作用干扰率。 ④资源竞争干扰率这一指标反映本地化感植物、加拿大一枝黄花与小麦竞争氮素资源从而对小麦生长情况产生的影响，则资源竞争干扰率＝______________ __________。基于实验结果，加拿大一枝黄花具有入侵优势，理由是___________ _____________________________________________________________。 4. (11分)长江江豚是评估长江生态系统状况的重要指示物种，目前其种群极度濒危。下图是长江江豚某自然保护区部分生物类群及食物关系示意图，下表是其部分生态系统特征参数。 特征参数 数值/[t/(km2·a)] 系统总呼吸量(TR) 169.68 流向碎屑总量(TDE) 947.08 系统总生产量(TP) 889.90 总初级生产量(TPP) 797.94 　 注：总初级生产量与总呼吸量的比值(TPP/TR)是用来描述生态系统发育程度的参数指标，状态较为稳定的生态系统TPP/TR值为1 (1) 对活动能力强的动物种群密度调查的常用方法是______________，而科研人员通过监测长江江豚独特的声呐信号调查其种群数量，这种方法的优点是______________________________________________________________________。 (2) 长江江豚与鲌的种间关系是________。该自然保护区禁渔后的鲌等食鱼性鱼类的增多________(填“有利于” 或“不利于”)长江江豚数量增长。 (3) 该保护区生态系统__________(填“达到”或“未达到”)成熟生态系统的标准，能量的积累________(填“大于”或“小于”)消耗，若适当增加该保护区生态系统中____________________________________的生物量，提高能量的利用率，则可以提升该长江江豚自然保护区栖息地质量。 (4) 船舶噪声干扰长江江豚个体间声通讯，这体现了信息传递在生态系统中的作用是________________________________；航运发展及水利建设使长江江豚栖息地破碎化，导致其环境容纳量_______，主要原因是_______________________。 (5) 下列关于长江江豚栖息地的叙述，正确的是________。 A. 洞庭湖、鄱阳湖湿地调蓄洪水体现了生物多样性的直接价值 B. 过度渔业捕捞、污染物排放是长江江豚种群数量减少的重要原因 C. 合理开发利用长江河道资源的同时应当在非航道开展鱼类栖息地修复 D. 长江十年禁渔计划及《长江保护法》的实施有助于提高该生态系统的恢复力稳定性 生物填空题分类练习（五）基因工程 1. (12分)脑心肌炎病毒(EMCV，其RNA结构如图1所示)是引起人脑炎和心肌炎的病原体。为研制疫苗，科研人员按下图2所示流程培育转基因酵母菌，来生产EMCV的衣壳蛋白VP1。其中受体酵母菌是组氨酸合成缺陷型，HIS4基因表达的酶催化组氨酸的合成，G418是一种抗生素。请回答下列问题。 5′…… 已知 序列1 约m个 未知碱基 已知 序列2 已知 序列3 已知 序列1 VP1片段约 m个碱基 已知 序列2 已知 序列4 ……3′ 图1　EMCV的RNA结构 (1) 衣壳蛋白VP1的合成基因(目的基因)是将EMCV的RNA经过________合成DNA，该过程与DNA复制相比，其特有的碱基配对方式为________。 (2) 目的基因用PCR进行扩增，结合图1分析，应先用________________设计引物并扩增，扩增的产物转移到另一试管中进行第二阶段反应，不在同一试管完成的主要原因是_____________________________________________________。 (3) 直接PCR是一种不经核酸提取而直接使用动物或植物组织等直接进行扩增的PCR技术。下列叙述正确的有(　　) A. Taq酶与模板DNA上的复制原点结合，启动PCR过程 B. 该方法无须进行繁琐的标本DNA提纯的预处理 C. 该方法变性温度为生物体内的最适温度 D. 该方法扩增原核生物DNA的效果可能优于真核生物 图3是直接PCR和常规PCR的电泳图，泳道1最可能是______PCR结果。 (4) 构建重组质粒：将NotⅠ切开的载体与添加同源序列的VP1混合，用特定的DNA酶处理形成质粒—VP1结合体(质粒2)并导入大肠杆菌，利用大肠杆菌中的________酶等完成质粒的环化。过程③将质粒2导入大肠杆菌除前述目的，还能实现____________________。 (5) 线性DNA整合到酵母细胞染色体DNA时，可能是单拷贝整合，也可能是多拷贝整合。过程⑦先将酵母菌培养在缺乏________的培养基中，筛选获得导入目的基因的酵母菌；然后将筛选出的酵母菌接种于含2 mg/L G418的培养基中进行培养，选择生长良好的酵母菌再转接到含4 mg/L G418的培养基中继续培养，其目的是___________________________ ______________________________________________________________________________。 (6) 研究人员用免抗EMCV血清与酵母细胞生产的VP1蛋白进行抗原—抗体免疫反应试验，其目的是_______________________________________________。 2. (12分)红景天中的HMA3基因能编码Cd转运蛋白，科研人员将红景天中的HMA3基因转入栾树，以实现栾树的定向改良，使其增强对Cd的富集能力，从而更有效治理Cd污染。实验的主要流程如下，其中Hygr为潮霉素抗性基因，Kanr为卡那霉素抗性基因。请回答下列问题。 (1) 重组质粒的构建、扩增、保存 ①从红景天细胞中提取总RNA为模板，进行RT­PCR。其中PCR的反应条件：98 ℃ 10 s，55 ℃ 30 s，72 ℃ 1 min，35个循环，其中55 ℃ 30 s过程称为________。若模板双链cDNA的数量为a个，经过35个循环需要消耗引物的数量是____________。 ②为构建Cd转运蛋白与绿色荧光蛋白(GFP)的融合蛋白，需确保目的基因与质粒正确连接。构建重组质粒时用__________________酶切PCR纯化产物(已添加相应酶切位点)及Ti质粒，然后通过DNA连接酶进行连接制备重组质粒，并依次转入大肠杆菌和农杆菌。 (2) 栾树愈伤组织的诱导 切割无菌苗将其茎段插入愈伤组织培养基，培养基应添加________________ ________________(填植物激素的名称)，放入培养箱，经过21天的黑暗诱导，茎段经______________形成愈伤组织。 (3) 农杆菌介导转化体系的建立 将农杆菌单克隆菌株对栾树愈伤组织进行侵染转化，并用添加________的培养基筛选出转化成功的愈伤组织，将愈伤组织继续培养成完整植株。待幼苗长出较为发达的根系后进行移栽炼苗，炼苗的目的是__________________。 (4) 原生质体制备及目的基因的检测和鉴定 ①取4 g筛选后愈伤组织，用镊子轻轻捣碎，冲洗。用滤网过滤溶液，将愈伤组织转移至含____________的酶解液中处理一段时间获得原生质体。 ②在激光共聚焦下观测到细胞膜发出绿色荧光。在本研究中选择GFP与Cd转运蛋白构建融合蛋白的目的是______________________________。若要从个体生物学水平上进行目的基因的检测与鉴定，则可以检测比较转基因栾树与野生型栾树________________________________________________________________。 3. (11分)甜玉米与普通玉米相比，甜玉米中可溶性糖向淀粉的转化较慢导致可溶性糖含量高，汁多质脆，富含多种维生素。为了使甜玉米更富有生产应用价值，科研人员通过转基因技术培育出了超量表达P蛋白转基因甜玉米。在超量表达P基因载体的构建中，所用DNA片段和Ti质粒的酶切位点如图1所示。请回答下列问题。 (1) 强启动子是一段有特殊结构的DNA片段，能被____________识别并结合，驱动基因的持续转录。为使P基因在玉米植株中超量表达，应优先选用__________酶组合，将DNA片段和Ti质粒切开后构建重组表达载体。 (2) 外植体经脱分化形成的玉米________放入农杆菌液浸泡后进行植物组织培养，培养基中需加入________进行筛选，最终获得多个玉米株系a1、a2、a3、a4。通过对a1、a2、a3、a4四株甜玉米株系的蛋白质表达量进行测定，结果如图2所示，导致a4株系的表达量低于野生型的原因是________________。 (3) 真核基因的编码区含有内含子和外显子，右图为淀粉酶合成基因片段，其转录后形成的前体RNA需通过剪接(切去内含子对应序列)和加工后方能用于翻译。为了进一步提高甜玉米中淀粉的含量，科研人员提出通过降低淀粉酶合成有关基因的表达实现生产目标。研究人员研究发现吗啉反义寡核苷酸是一种RNA剪接抑制剂，将其注入植物细胞内会使基因表达受阻，科研人员将吗啉反义寡核苷酸导入玉米的受精卵中起到明显效果。针对它的具体作用，科研人员提出以下假说： 假说1：导致RNA前体上内含子1的对应序列不能被剪。 假说2：导致RNA前体上内含子1和外显子2的对应序列同时被剪切。 ①为了验证上述假说，分别从受精卵发育后3天的实验组和对照组胚细胞中提取________，逆转录形成cDNA。若假说1成立，使用如图所示引物2和引物4进行PCR后电泳的结果为________(填字母)。 A. 实验组有目的条带 B. 实验组无目的条带 C. 对照组有目的条带 D. 对照组无目的条带 ②若要证明假说2成立，需要选择如图所示引物________进行PCR。 ③某次实验结果电泳发现：实验组和对照组都没有任何条带，从PCR操作过程角度解释可能的原因是_________________________________________________________________ ___________________________________________________。 23. (12分)全面接种新冠疫苗可有效防止新冠病毒的大规模传染。新冠疫苗有多种类型，如灭活疫苗、重组疫苗、mRNA疫苗等。重组疫苗的研发可以利用腺病毒作为载体。请回答下列问题。 (1) 新冠病毒依赖其表面的S蛋白与宿主细胞膜上ACE2受体结合而最终实现感染。ACE2受体的化学本质是________。该结合过程体现了细胞膜的________功能。 (2) 新冠病毒是一种RNA病毒。研制疫苗时，需利用RT­PCR技术获取S蛋白基因，该过程除逆转录酶外，还有________酶参与，此酶需要________(离子)的激活。PCR的最后一个循环结束后通常还需要在72 ℃维持7 min左右，其目的是__________________________ _______________________。 (3) 腺病毒是一种DNA病毒，基因组中的E基因与其复制有关。将其作为运载S蛋白基因的载体时，需对腺病毒进行的改造是___________________________， 以提高该种新冠疫苗的安全性。 （4）接种灭活疫苗一般需2～3次，而接种重组DNA疫苗一般只需1次，根据疫苗作用原理和人体特异性免疫反应机制分析，可能的原因是____________________________ ______。 (5) 在基因组中敲除并整合基因，其技术流程通常如下图1所示。 图1 ①利用大肠杆菌DNA进行PCR，无需从细胞中提取DNA，可在培养出菌落后直接挑取菌落进行，分析其原因是________________________，DNA得以释放。 ②利用PCR获得对应产物的关键是________设计。 ③PCR5时需要加入的引物是________。 ④利用电泳技术鉴定PCR产物，结果如图2所示。其中阳性泳道使用的样品是荧光基因M，可与待测泳道中DNA进行对比：标准泳道使用的样品是不同已知长度(大小)的DNA片段，作用是__________________________________________________________________ ____。 学科网（北京）股份有限公司 $$