高中生物综合题

常见的酿酒酵母菌只能利用葡萄糖而不能利用木糖,自然界中一些酵母菌能分解木糖产生酒精但对酒精的耐受能力较差。下面是利用木糖发酵产生酒精的酿酒酵母菌的培育过程,请分析回答下列问题:
(1)将自然界中采集到的葡萄带回实验室,用   将葡萄皮上的微生物冲洗到无菌的三角瓶中,瓶中的液体经适当稀释后,用     法接种于固体培养基上,在适宜的条件下培养,获得各种菌落。
(2)将培养基上的酵母菌菌株转接到以木糖为唯一碳源的培养基中,无氧条件下培养一周后,有些酵母菌死亡,说明这些酵母菌            。从存活的酵母菌提取DNA,并用PCR技术大量扩增目的基因。
(3)将目的基因连接到一种穿梭质粒(可以在大肠杆菌中复制和在酿酒酵母菌中表达的质粒)上。该质粒具有两种标记基因,即氨苄青霉素抗性基因和尿嘧啶合成酶基因。大肠杆菌被该质粒转化后,应接种于含   的培养基上进行筛选。将质粒导入酵母菌时,由于氨苄青霉素不能抑制酵母菌繁殖,应选择缺乏   能力的酿酒酵母菌作为受体菌。从细胞结构看,酵母菌不同于大肠杆菌的主要特点是                 。
(4)对转基因酿酒酵母菌发酵能力进行测试,结果如下图所示。

据图分析,将转基因酿酒酵母菌接种在   为碳源的培养基中进行发酵能力测试,最初培养基中的   糖被快速消耗,随着发酵继续进行,转基因酿酒酵母菌能够                 ,说明所需菌株培育成功。

有人通过实验探究某海藻的最佳培养条件,以获得最大生物量(注:生物量指单位体积的藻体干重)。
(1)在有光条件下培养海藻时,培养液中必须含有       ,还需定时向培养液中通入空气,目的是提供   。海藻光合速率随着不同光照强度的变化曲线如下图,图中B点表示最佳的培养条件。

(2)该海藻在无光条件下仍能生长,但需在培养液中添加葡萄糖等有机物,目的是提供   。
(3)向培养液中添加葡萄糖配成不同浓度的培养液,在一定光照条件下培养该海藻,测定海藻的生物量如下表:

葡萄糖 浓度(g/L)	0	0.1	0.2	0.4	0.6	1.0
海藻生 物量(g/L)	0.84	0.93	1.00	1.03	0.79	0.67

要确定培养海藻的最佳葡萄糖浓度,还需设计          的实验。
(4)综合上述实验,获得该海藻最大生物量的培养条件是                                    。

有些细菌可分解原油,从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。回答问题:
(1)在筛选过程中,应将土壤样品稀释液接种于以       为唯一碳源的固体培养基上,从功能上讲,该培养基属于   培养基。
(2)纯化菌种时,为了得到单菌落,常采用的接种方法有两种,即   和     。
(3)为了筛选出高效菌株,可比较单菌落周围分解圈的大小,分解圈大说明该菌株的降解能力   。
(4)通常情况下,在微生物培养过程中,实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、   和   。无菌技术要求实验操作应在酒精灯   附近进行,以避免周围环境中微生物的污染。

胡萝卜素是一种常用的食用色素,可从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得,流程如下:

(1)筛选产胡萝卜素的酵母菌R时,可选用      或平板划线法接种。采用平板划线法接种时需先灼烧接种环,其目的是   。
(2)培养酵母菌R时,培养基中的蔗糖和硝酸盐可分别为酵母菌R的生长提供   和   。
(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素时,干燥过程应控制好温度和   以防止胡萝卜素分解;萃取过程中宜采用   方式加热以防止温度过高;萃取液浓缩前需进行过滤,其目的是。
(4)纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素。鉴定过程中需用胡萝卜素标准品作为   。

某同学为了研究环境中重金属元素对生物的污染情况,分别测定了池塘和草原生态系统中某重金属元素在各种生物体内的质量分数,结果如下表。请据表回答问题。

生物及环境因素	重金属质 量分数/%		生物及环 境因素	重金属质 量分数/%
土壤	0.01	池塘水	0.02
猫头鹰	12	浮游植物	0.5
食虫鸟	5	浮游动物	2
昆虫	0.2	大鱼	10
草	0.02	小鱼	5

(1)请分别写出两个生态系统中最长的一条食物链。
池塘生态系统:                                                                         。
草原生态系统:                                                                       。
(2)重金属元素在这两条食物链中的各种生物体内的分布有什么规律?
(3)出现这种现象,你认为合理的假设应当是                                        
                                                                              
    。
(4)在上述池塘生态系统中,属于生产者的是  ;在上述草原生态系统中,属于消费者的是。
(5)人如果误服重金属盐会引起中毒,原因是                     ,采取解毒的相应措施是可服用大量的  (选填:A.水;B.食盐水;C.牛奶;D.蛋清;E.豆浆)(多选)。

回答下列与生态学有关的问题:
(1)某人将未经检疫的外来鱼类和水草大量引进某水域生态系统后,导致生物多样性下降。从种间关系的角度分析,引起这种不良后果的原因是本地原有物种和外来物种之间可能存在着   、   、   的关系。
(2)某相对稳定的水域生态系统中主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群,各种群生物体内某重金属的含量如下表。已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种群构成的食物网中,消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。

种群	甲	乙	丙	丁	戊
重金属含量(μg/kg 鲜重)	0.003 7	0.003 7	0.035	0.035	0.34

据表中数据绘出该生态系统的食物网。

某生态系统的食物网示意图如下:

回答下列问题:
(1)在该食物网中,共有  条食物链,最高营养级属于第  营养级。
(2)乙和丙的种间关系是                                                  。
(3)为了调查该生态系统中乙种群数量,某研究小组捕获了100只乙,经标记后放回。一段时间后,重新捕获100只,其中有10只带有标记。在该生态系统中,乙的种群数量大约为  只。

生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者四部分,其中非生物的物质和能量、生产者和分解者在一个生态系统中占有非常重要的地位。为了验证其重要性和不可缺少性,设计如下实验进行验证。实验过程如图所示。
在同样形状同样体积的锥形瓶中加等量的水(1、2号加清水,3、4号加少许河泥)、同样的金鱼、等量的金鱼藻(2~4号),用橡胶塞塞紧。1~3号放在阳光下,4号放入黑暗的纸箱中。(均放于室温20 ℃条件下)

(1)1号瓶中的金鱼与4号瓶中的金鱼相比   生活时间长。因为                     。
(2)上述1~4号瓶中   瓶中金鱼生存时间最长。因为                              
                                                                              
                                                                             
       。
(3)1、2、3号锥形瓶相比较,相同的非生物因素有   ,3、4号锥形瓶相比较,生态系统的成分中不同的是               。 
(4)4号锥形瓶中的鱼存活时间最短,说明   是生态系统根本的能量来源;3号锥形瓶的鱼最后也死亡,其主要原因是                                                                         。 
(5)2号与3号对照,能否说明分解者是生态系统的必备成分?   。若不能,如何设置实验才能证明?                                                                                   。
(6)本实验所得结论是                                                                     。

下面图1为碳循环示意图,图2为某一食物网示意图,请据图回答问题:


(1)通过过程①,碳由无机环境中的   转变成绿色植物(如玉米)中的   。
(2)图1过程②越复杂,则该生态系统的抵抗力稳定性越   。设过程②代表的生物之间有如图2所示的关系,若E种群的能量为5.8×10⁹ kJ,B种群的能量为1.3×10⁸ kJ,D种群的能量为1.5×10⁸ kJ,能量传递效率为10%,则A种群的能量是   kJ。
(3)过程④表示   作用。参与过程④的生物与同区域中的动植物等其他生物共同构成了   。
(4)由图1可见,碳循环的特点是        。伴随着物质循环进行的能量流动具有的特点是         。

如图为某农田生态系统及对秸秆进行进一步利用的示意图,请据图回答有关问题。

(1)流经此生态系统的总能量是      ;与自然生态系统相比,该生态系统的优势主要是
                                                                                   。
(2)秸秆利用后产生的废渣可以还田,其中的有机物可被   分解,产生的水、二氧化碳、无机盐可用于植物的光合作用,提高农作物的产量。
(3)若蛇的食物有1/5来自蛙,4/5来自鼠,则从理论上讲,蛇每增加1 kg体重,至少消耗植物kg;农田中的生物可以通过捕食与被捕食传递信息,体现了信息传递在生态系统中的作用是                                                                           
       。
(4)若要调查鼠的种群密度,利用的方法应是    ,当生态系统处于相对稳定状态时,蛙的种群数量一般处于   (K或K/2)值。

研究者对某水域浮游生物群落进行调查,绘制出如下能量金字塔,据图回答:

(1)该群落共有   个营养级。各营养级获得能量的方式分别是:                        。
(2)该群落中从生产者到初级消费者的能量传递效率远低于10%,原因是                         。
(3)能量在流动过程中逐级   ,该群落必须   ,才能维持生态系统的正常功能。
(4)调查该群落中浮游生物的种类及数量一般用   (抽样统计方法),调查发现受到生活废水的轻微污染后,浮游生物的种类和数量不会受到明显的影响,这说明                                   。

人们使用含三丁基锡、三苯基锡等有机锡化合物的油漆涂于船只、海洋建筑物等的表面,有效防止了海洋生物附着生长,但近年来的研究发现油漆中的有机锡可释放入海,对多种生物造成毒害。有关该污染的部分研究如下,请回答:
(1)较低浓度的有机锡即能抑制软体动物雌性个体的雌性激素合成,这些雌性个体的繁殖功能有何变化?           。小鼠在食用含较高剂量三丁基锡的食物后胸腺萎缩,请推测其细胞免疫和体液免疫功能各有何变化?             。该污染物通过   的富集可能对鱼类、鸟类甚至人类造成危害。
(2)有机锡污染导致某海域一种鱼的种群年龄组成发生改变(如图),请预测该种群数量的变化趋势。

(3)某海域受有机锡污染后,部分海藻以及多种软体动物的生物量显著下降,个别物种消亡,而沙蚕等多毛纲动物变为优势类群,这是在   水平上研究的结果。
(4)以上资料表明,如果有机锡长期污染将会导致   下降,从而降低生态系统的      。若想探究海洋底泥中是否存在分解三丁基锡的细菌,以便用于今后的生态修复,筛选目标菌株的培养基成分为:蛋白胨、   、NaCl、H₂O和琼脂。

如图中,曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示某野生动物种群数量超过环境容纳量后,其未来种群数量变化三种可能的情况。

(1)图中曲线   说明该种群对其栖息地的破坏程度较轻。当曲线Ⅲ趋近零时,对该动物种群已不宜采取   保护的措施。图中阴影部分可能引起该种群的   发生改变,进而导致物种进化。
(2)若图中物种处于最高营养级,当其数量下降,且其他条件不变时,流向该营养级其他物种的能量会   。处于该营养级物种的种间关系是   。
(3)若图中物种为食草动物,当看到青草明显减少时,部分个体会另觅取食地,这体现了生态系统的   功能。
(4)人类对野生动物栖息地的过度利用也会导致出现图中的三种情况。16世纪以来,世界人口表现为“J”型增长,因此需控制“J”型增长数学方程式中   参数,以实现人口和野生动物资源的协调发展。

为观察生态系统的稳定性,某生物兴趣小组的同学设计了4个密闭、透明的生态瓶,各瓶内的组成和条件见下表。经过一段时间的培养和观测后,发现甲瓶是最稳定的生态系统。

生态系统的组成	光	水草	藻类	浮游动物	小鱼	泥沙
生态瓶编号	甲 乙 丙 丁	+ - + +	+ + + +	+ + + +	+ + + +	- - - +	+ + - +

 
注:“+”表示有;“-”表示无。
请回答以下问题:
(1)乙瓶中,藻类的种群密度变化趋势为   ,原因是    
                                                                              
    。
(2)丙瓶比甲瓶有较多的有机物,原因是                                                   。
(3)丁瓶与甲瓶相比,氧气含量     ,原因是                                      。
(4)根据观察结果,得出结论:
①                                                                            
       ;
②                                                                            
       。

假设a、b、c、d是一个简单生态系统中最初仅有的四个种群,其a、c、d的营养关系为a→c→d,a与b的关系如图,a是该生态系统主要的自养生物,请回答:

(1)该生态系统中a和b的种间关系是   。
(2)若d大量死亡,则一定时间内种群密度增加的种群是   ,种群密度减少的种群是   。
(3)若持续干旱使a大量死亡,c和d种群密度将会                                         。
(4)当受到外界的轻微干扰后,经过一段时间,该生态系统可以恢复到原来的状态,说明该系统具有       。与热带雨林相比,该生态系统的抵抗力稳定性   (填“低”或“高”)。
(5)为了调查该系统c种群的密度,捕获了50个个体,将这些个体标记后放掉,一段时间后重新捕获了40个个体,其中有5个带有标记,c种群的数量约为   个。