将细胞置于含有BrdU的某种培养基中培养，细胞能不断增殖。当细胞的DNA复制时，BrdU可替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸掺入到DNA的子链中。将处于不同细胞周期的中期细胞进行常规制片，经特殊染色后，在显微镜下观察每条染色体的姐妹染色单体的着色情况。由于掺入BrdU的情况不同，着色的深浅也不同：在染色单体中，若DNA只有一条单链掺有BrdU，则着色深；若DNA的两条单链都掺有BrdU，使DNA双链螺旋程度降低，从而着色浅。请分析回答：
（1）若细胞中的所有染色体上的两条姐妹染色单体着色深，则该细胞正处于第 个细胞周期的中期。
（2）若细胞中的所有染色体上的两条姐妹染色单体一条着色深、一条着色浅，则该细胞正处于第 个细胞周期的中期。判断的理由
是 。
（3）科学研究表明，在细胞周期中，染色体的两条姐妹染色单体之间可能发生部分交换。若用显微镜观察，如何判断姐妹染色单体又发生了部分交换？
以前，某乡镇的居民生活污水以及食品厂、造纸厂等企业的工业有机废水都向同一条河流中排放，使原本清澈的河水变得又黑又臭。在环保部门配合下，他们对污水进行了相关处理后(如图所示)，情况大有改观。
(1)大量污水的排放使河水发黑发臭，鱼虾几乎绝迹。从生态系统稳定性的角度分析其原因是 。
(2)沼气池中沼气发酵是一个极其复杂的生物化学过程，包括各种不同类型微生物所完成的各种代谢途径。如s—菌系分解乙醇产H2，H2对它继续分解乙醇有抑制作用，而MOH—菌系可利用H2和CO2合成沼气中的甲烷，以上两种菌系的关系在生物学上称为 。
(3)陆地栽培植物在土壤淹水时，根部细胞会进行 ，产生 等物质，对根细胞造成伤害。
(4)水耕蔬菜池中还生活着一些细菌、原生动物和其他生物类群，实质上，水耕蔬菜池就是一个小型的 。水耕蔬菜如空心菜、水芹菜、菱白等的生长，能抑制水中浮游藻类的繁殖和生长，实现了水体净化，并进一步实现了生态系统中 多层次的循环利用，其中水耕蔬菜和浮游藻类的生态关系是 。
人们在生活中使用聚乙烯塑料袋已经成为一个严重的社会问题，并造成环境污染，被称为“白色污染”。从生态系统物质循环的角度来看，造成“白色污染”的根本原因是 。
分析有关遗传病的资料，回答问题。（共16分）
下图是甲病（白化病）和乙病（血友病）的遗传系谱图，假设白化病由a基因控制，血友病由b基因控制。
1．从变异的角度分析，I-1白化基因的来源除了基因突变外，可能来源还有 。Ⅱ-3的细胞在有丝分裂中期含有的白化基因的数目为 。如果我们从Ⅳ中获取白化基因，应选用 个体。
2．该系谱图中，属于Ⅱ-4旁系血亲的同性别个体有 。
3．Ⅱ-6在正常情况下产生的次级卵母细胞后期可能的基因型有 。
4．若Ⅲ-7 和Ⅲ-8为正常的同卵孪生兄弟，则这两个孪生子基因型相同的概率为 ；若Ⅲ-7和Ⅲ-8为正常的异卵孪生兄弟，则这两个孪生子基因型不同的概率为 。
5．为了鉴定图中Ⅳ-16与本家族的亲子关系，需采取特殊的鉴定方案，此方案为_________。
将长势一致、健壮的黄瓜幼苗随机均分为甲、乙、丙三组，分别置于人工气候室中，控制不同条件培养（其他条件适宜）。一段时间后，测得黄瓜幼苗叶片的叶绿素a、b含量及其他相关数据如下表。
请据表回答下列问题：
（1）与乙组相比，丙组黄瓜幼苗的光补偿点、光饱和点的变化分别是 ，表明其光合作用强度 ，发生这些变化的内在原因之一是幼苗叶片中的 。
（2）根据上述实验结果，当黄瓜处于冬春栽培季节，光照减弱，可适当 ，以提高其光合作用强度。
（3）为验证乙、丙两组黄瓜幼苗叶片色素含量的变化情况，应进行以下操作：
①用无水乙醇分别提取乙、丙两组黄瓜幼苗叶片色素；
②利用 法分离所提取的色素；
③观察比较乙、丙两组滤纸条上 。
(4)叶绿体在光下把ADP和Pi合成ATP的过程称为光合磷酸化。为探究ATP形成的原动力，Jagendorf等科学家在黑暗中进行了如下实验。图中平衡的目的是让类囊体内部的pH和外界溶液相同。
实验在黑暗中进行的目的是 。
根据实验结果，叶绿体中ATP形成的原动力来自 。
α1-抗胰蛋白缺乏症是一种在北美较为常见的单基因遗传病，患者成年后会出现肺气肿及其他疾病，严重者甚至死亡。对于该致病患者常可采用注射人α1-抗胰蛋白酶来缓解症状。
（1）图1表示获取人α1-抗胰蛋白酶基因的两种方法，请回答下列问题： 
①a过程是在 酶的作用下完成的，该酶的作用特点是 。
②c过程称为 ，该过程需要的原料是 。
③要确定获得的基因是否是所需的目的基因，可以从分子水平上利用
技术检测该基因的碱基序列。
（2）利用转基因技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵，最终培育出能在乳腺细胞表达人α1-抗胰蛋白酶的转基因羊，从而更易获得这种酶，简要过程如图2。
①获得目的基因后，常利用 技术在体外将其大量扩增。
②载体上绿色荧光蛋白（GEP）基因的作用是便于 。基因表达载体d，除图中的标示部分外，还必须含有 。
③若要使转基因羊的后代均保持其特有的性状，理论上应选用 技术进
行繁殖。
某同学开展有关果酒制作的探究如下图。
（1）植物组织培养的探究由上述实验结果推测：葡萄幼苗可能产生了 。若要确定其化学成分，可直接从葡萄幼苗中 。
（2）该某同学尝试使用罐头瓶在常温（21±3℃）下制作果酒。
①开始时，向消过毒的罐头瓶中加入的新鲜葡萄汁是酵母菌的液体培养基，一般包括有 。
②葡萄汁装入瓶中时要留出大约1/3的空间。在以后的过程中，每隔12小时左右将瓶盖拧松一次（不是打开瓶盖），此后再拧紧，这样做的目的是 。
③制果酒过程过程后一阶段的主要化学反应式为： 。
④若用稀释涂布平板法计数酵母菌活菌的个数，要想使所得估计值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释的 。
⑤加入的新鲜葡萄汁没有进行过灭菌处理，但是在制出的果酒中基本检测不出酵母菌以外的杂菌。从生态学角度分析：一是大量的酵母菌在与杂菌之间的竞争中取得优势，二是果酒中的 ，从而淘汰掉杂菌。
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