高中生物综合题

每年的7月11日被定为“世界人口日”，人口问题越来越受到国际社会的重视。右图表示三种可能的人口增长曲线。请回答：

(1)16世纪以来，世界人口增长表现为图a曲线，人口剧增带来的严重后果有________________________________________________________________________。
如果这种现状不能得到有效改善，人口增长趋势终将表现为图中____________曲线。
(2)按生态学原理，世界人口增长应该表现为图中____________曲线，该曲线与a曲线产生差别的原因是______________。若地球环境对人类种群的容纳量(K)为110亿，则全球人口的最适数量为____________。
(3)为缓解人口增长带来的世界性粮食紧张状况，人类可以适当改变膳食结构。若将(草食)动物性与植物性食物的比例由1∶1调整为1∶4，地球可供养的人口数量是原来的____________倍(能量传递效率按10%计算，结果精确到小数点后两位数字) 。
(4)我国现阶段实行计划生育政策，提倡晚婚晚育，一对夫妇只生一个孩子。这一政策能有效地控制人口增长过快的趋势，原因是_______________________________________。

请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题：
（1）精细胞经变形后，高尔基体发育形成精子的顶体，顶体内含有的      能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。
（2）某动物排卵时，减数第一次分裂尚未完成，此时卵子处于      卵母细胞阶段，当该细胞发育至减数第二次分裂      期时，才具备受精能力。若在卵黄膜和透明带之间看到两个极体，则表明           
过程已完成。
（3）动物的早期胚胎移植到同种且      与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎，常用      激素对供体进行处理，其目的是获得更多的      ，经人工受精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜      。
（4）若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到桑葚期或囊胚期阶段的早期胚胎进行      处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于      条件下。

胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。

（1）从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是_____；从良种公牛采集的精子需_____后才能进行受精作用。
（2）在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O₂以维持细胞呼吸外，还需要提供____气体以维持____。
（3）图中过程A称为_____，它在胚胎工程中的意义在于_____。
（4）研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是____；获得转基因母牛后，如果_____即说明目的基因已经表达。

请回答胚胎工程和基因工程方面的问题：
（1）应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、＿＿＿＿、＿＿＿＿＿以及在母体中发育和产出等过程。
（2）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其＿＿＿＿＿。另外，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和＿＿＿＿＿。
（3）通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是＿＿＿＿＿＿＿、基因表达载体的构建、＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿。若要获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是＿＿＿＿＿（显微注射法、农杆菌转化法），为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是＿＿＿＿＿（受精卵、乳腺细胞）。

随着人们生活水平的提高，乳制品需求越来越大，为了扩大生产，提高产崽率，要进行良种牛的培育。下图为胚胎移植的基本程序及早期胚胎发育过程，请据图回答：

(1)用________激素处理使供，受体母牛同期发情。
(2)冲卵实质上是用特定装置将供体母牛子宫内的________冲洗出来。
(3)从A到E中，适宜于牛的胚胎移植时期有________。
(4)图中标号3为________，它将来发育为胎膜和胎盘。
(5)若一次给受体母牛移入多个胚胎，产生的多个后代基因型相同吗？为什么？
________________________________________________________________________。
(6)若对A细胞利用基因工程技术加以改造，将人的血清白蛋白基因导入，在成体的雌牛的乳汁中提取出人血清白蛋白。该基因工程操作的基本步骤是
________________________________________________________________________。
(7)对于植物来说，导入外源基因，容易引起基因污染，科学家就将外源基因导入叶绿体或线粒体内，原因是________________________________________________________________________。

牛胚胎移植的基本程序如下图，请据图回答：

(1)图中a、b、c过程分别是指__________、____________、______________。
(2)供体牛的主要职能是___________；受体母牛必须具备_____________。
(3)为了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是______；处理的时期是________；理由是____________________________。
(4)从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞，称为ES或EK细胞。这类细胞的形态特征有________________________________________。
(5)你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些？
_____________________________________________。

通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是—G^↓GATCC—，请回答：

(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是________________，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中需要的酶是_____________________________________________。
(2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。
(3)人体蛋白质基因之所以能连接到羊的染色体DNA中，原因是_________________________，
人体蛋白质基因导入羊细胞时常用的工具是_______________________________________。
(4)此过程中目的基因的检测与表达中的表达是指
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)你认为此类羊产的奶安全可靠吗？理由是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因，现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花，培育抗病棉花品系。请回答下列问题：
(1)要获得该抗病基因，可采用__________、__________等方法。为了能把该抗病基因转入到棉花细胞中，常用的运载体是__________。
(2)要使运载体与该抗病基因连接，首先应使用__________进行切割。假如运载体被切割后，得到的分子末端序列为，则能与该运载体连接的抗病基因分子末端是(　　)

(3)切割完成后，采用__________将运载体与该抗病基因连接，连接后得到的DNA分子称为__________。
(4)再将连接得到的DNA分子导入农杆菌，然后用该农杆菌去__________棉花细胞，利用植物细胞具有的__________性进行组织培养，从培养出的植株中__________出抗病的棉花。
(5)该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是(　　)

A．淀粉	B．脂类
C．蛋白质	D．核酸

(6)转基因棉花获得的__________是由该表达产物来体现的。

目前基因工程所用的质粒载体主要是以天然细菌质粒的各种元件为基础重新组建的人工质粒，pBR322质粒是较早构建的质粒载体，其主要结构如图一所示。

(1)构建人工质粒时要有抗性基因，以便于________。
(2)pBR322分子中有单个EcoRⅠ限制酶作用位点，EcoRⅠ只能识别序列—GAATTC—，并只能在G与A之间切割。若在某目的基因的两侧各有1个EcoRⅠ的切点，请画出目的基因两侧被限制酶EcoRⅠ切割后所形成的黏性末端。
(3)pBR322分子中另有单个的BamHⅠ限制酶作用位点，现将经BamHⅠ处理后的质粒与用另一种限制酶BglⅡ处理得到的目的基因，通过DNA连接酶作用恢复________键，成功地获得了重组质粒。说明____________________________________________________。
(4)为了检测上述重组质粒是否导入原本无amp^R和tet^R的大肠杆菌，将大肠杆菌在含氨苄青霉素的培养基上培养，得到如图二的菌落。再将灭菌绒布按到培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图三的结果(空圈表示与图二对照无菌落的位置)。与图三空圈相对应的图二中的菌落表现型是____________，图三结果显示，多数大肠杆菌导入的是________________。

科研人员想研究“在胰岛素使用总量不变的前提下，胰岛素使用次数对同一组织不同细胞株克隆效率的影响”。请完成实验思路，并分析实验结果。
实验材料：M浓度胰岛素溶液(小鼠血浆昼夜平均胰岛素浓度)、培养液、小鼠皮肤生发层组织(能增殖)、胰蛋白酶、3种抗体、生理盐水等。
(要求与说明：答题时不考虑加入胰岛素溶液后的培养液体积变化等误差；不同浓度的胰岛素溶液加入细胞培养液的间隔时间为24小时；抗体能识别特定的膜蛋白质，但不损伤细胞)
(1)实验思路：
①向有小鼠皮肤生发层组织的培养液中加入   获得单细胞悬浮液，在每瓶中加入   从而获取3种特殊细胞，分别命名为细胞株1、2、3。
②将M浓度胰岛素溶液分别稀释到原浓度的1/2、1/3，备用。
③实验分组及操作。若实验在适宜条件下进行72小时，以细胞株1为例，将细胞株1均分为3份实验，请完成下列表格。

细胞株类型	胰岛素浓度	加入胰岛素次数	检测内容
细胞株1

(2)实验分析：
①本实验用克隆化细胞株而不是原代培养物作实验材料，原因是克隆化细胞株中的细胞具有  的特点，这样可以减少实验误差。
②按照上述实验操作，可能还会产生一定的误差，改进的办法是  。

沙棘对干旱缺水的环境有较强的适应性，是治理荒漠化的常用植物。某科研小组在夏季的晴天测定了三种沙棘的光合特性，其结果如下图所示。请据图分析并回答：

(1)从图1和图2看，直接影响碳反应的环境因素是   。除图中的环境因素外，还有  环境因素会影响光合作用。
(2)在严重荒漠化土地上栽种沙棘到形成沙棘林的过程属于   演替，但这种沙棘林易爆发沙棘木蠹蛾引起沙棘林大面积死亡，原因是   。白僵菌能寄生沙棘木蠹蛾致死，引入白僵菌增强了该沙棘林自我调节能力，使沙棘、沙棘木蠹蛾、白僵菌三者通过   调节保持该沙棘林的稳态。
(3)沙棘种子很难萌发，一定浓度的聚乙烯醇和低温共同处理沙棘种子，可显著提高沙棘种子的萌发率，聚乙烯醇和低温的生理作用最可能相当于植物激素中的   。

我市某校研究性学习小组同学前往市郊调查农业生态系统，经过交流和修改后绘制出了下图，请据图回答有关问题：

（1）流入这一生态系统的能量是       ，能量流动的特点是    。
（2）图示的生态系统能充分利用废弃物中的能量，形成“无废弃物农业”，这主要是遵循生态工程的      原理，与此密切相关的生物为      。
（3）在充分利用能量，减少环境的污染的同时，通过饲养家禽、家畜，栽培食用菌，提高农民经济收入，使保护环境和发展经济相互协调，体现了生态工程    原理。
（4）如果要提高农业生态系统的稳定性，一方面，对生态系统的利用不能超过生态系统的    能力，另一方面，应实施相应的物质和能量投入，例如    ，以保证生态系统内部结构和功能的协调。

2007年，陕西镇坪“华南虎”事件重新引起了人们对这种濒危生物的关注。华南虎(又称中国虎)是我国特有亚种，全球只剩下不到100只，在野外生存的华南虎可能只有10到30只。影响它们数量的首要原因是人虎冲突。一只虎至少需要15到30平方公里活动空间。近代的人口迅速增长，导致华南虎的栖息地碎裂化、岛屿化，很难满足华南虎的生存要求， 被孤立的华南虎个体之间很难交流和繁殖。第二个原因就是华南虎的很多食物是人类的经济动物，当人们的猎杀使这些动物的种群密度降低到一定程度时华南虎已经很难生存。
(1)野外的成年华南虎通常将尿液喷洒在树枝上作为确定它们领地的一种标志，这是一种_______信息
(2)从生态系统能量流动的角度来看，华南虎的生存需要较大领地的原因是____                       
(3)上述材料主要反映了人虎之间的____________________________关系。
(4)如果镇坪存在华南虎，对该区域内的华南虎最好的保护方式是______________。
(5)华南虎与东北虎均为我国国家一级保护动物，它们是两个不同的亚种。从进化角度看，其差异的实质是种群_____________________不同。

草甘膦是一种广谱除草剂，其除草机制是抑制植物体内EPSPS酶的合成，最终导致植物死亡。但是，它的使用有时也会影响到植物的正常生长。目前，已发现可以从一种抗草甘膦的大肠杆菌突变株中分离出EPSPS基因，若将该基因转入植物细胞内，从而获得的转基因植物就能耐受高浓度的草甘膦。
取6株植物，其中，植物A和D对草甘膦敏感，B和E对草甘膦天然具有抗性，C和F则经过了转基因处理，但是是否成功还未知。图1为4种限制酶的识别序列和酶切位点，图2为含有目的基因的DNA片段及其具有的限制酶切点。据图回答下列问题：

（1）若A-C浇清水，D-F浇的水中含有草甘膦，上述植物中，肯定能健康成长的是　　 　　。
（2）一个完整的基因表达载体除了目的基因、复制原点、启动子和终止子外，还应包括　　 　　。若需利用酶切法获得目的基因，最应选择的限制酶是　　 　　和　　　　　 　　。
（3）假设EPSPS基因已被成功转移到植物F中，但植物F仍没有表现出抗性，分析可能的原因
　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）下图甲是某目的基因（4.0kb，1kb=1000对碱基）与大肠杆菌pUC18质粒（2.7kb）重组的示意图。图中Ap′是抗氨苄青霉素基因，lacZ是显色基因，其上的EcoRI识别位点位于目的基因插入位点的右侧，其控制合成的物质能使菌落呈现蓝色。（图乙中深色圆点即为蓝色菌落）

①图乙的培养基中含有氨苄青霉素，请判断图乙中所出现的白色和蓝色两种菌落中，何种会含有重组质粒。
　　　　　　 　　　　　　。
②现用EcoRI酶切重组成功的质粒（重组质粒上目的基因的插入位点与EcoRI的识别位点之间的碱基对忽略不计），酶切后进行电泳观察，会出现长度为　　　　　 　　　　　kb的片段。

近几年来，工业污染使得湿地生态系统不断遭到破坏。科学工作者为修复被破坏的生态系统，在某地进行了人工引入互花米草的“种青引鸟”生态工程实验。在实验前后分别对该湿地植被类型、昆虫种类数、密度进行调查，结果统计见下表。根据调查结果，分析回答：
注：海蓬子和互花米草都生长在潮间带。

	主要植物类型	昆虫种类数	昆虫密度实验前
实验前	实验后	实验前	实验后	实验前	实验后
实验区	海蓬子	互花米草	47	20	14只/m^2	2.3只/m^2
对照区	海蓬子	海蓬子	47	40	13只/m^2	11只/m^2

(1)生态系统的结构包括　　　 　　　。
(2)调查该湿地中互花米草的种群密度应采用　　　 　　　法。实验结果说明了人类活动能影响群落演替的　　　　　　 　　　　　　。
(3)根据下侧的食物网，回答下列问题：

①a、b、c过程中碳的流动形式　　　 　　　。
②若鸟的食物有互花米草和植食性昆虫，由原来的2∶1调整为1∶1后，鸟的数量变为原来的　　　 　　　。(传递效率按20%计算)
③互花米草与植食昆虫之间进行的信息传递在生态系统中具有　　　 　　　的作用。
④鸟与植食性昆虫相比，能量流动的去向缺少了　　　 　　　途径。
(4)你认为此项生态工程是否达到了预期的目的　　　 　　。简要说明理由　　　 　　　。