(10分)图A为某生态系统的食物网图,图B为我国北方某农场居民食物结构图,据图回答下列问题。
(1)图A中,属于三级消费者的有 ,占有两个营养级的生物是 ,该食物网体现的生物种间关系是 。
(2)壬同化的能量最终来自 所固定的 ,壬可利用的能量 (大于、等于、小于)辛、庚和己可利用的能量之和。
(3)由于某种原因戊全部死亡,丙的数量将会 (增多、不变、减少),理由是: 。(2分)
(4)图B中,若调整农场居民的食物结构,将植物性食物与动物性食物的比例由1:1调整为5:1,可养活的人口数量将增加 倍。(能量传递效率按10%计算)
下图是获得抗虫棉的技术流程示意图。卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。
(1)在该基因工程中,抗虫基因属于,离体棉花叶片组织属于。
(2)在抗虫棉的转基因培养过程中,重组质粒的导入不是直接导入棉花体细胞,而是通过土壤农杆菌间接导入的,这主要是利用了农杆菌对植物和植物的感染能力,因为这些植物体在受到损伤时,伤口处细胞会分泌化合物,吸引农杆菌移向这些细胞,细菌体内的Ti质粒中片段可以转移到棉花细胞并整合到棉花细胞的染色体上。
(3)抗虫基因是否导入棉花细胞,可以通过基因进行检测,抗虫基因是否整合到棉花细胞染色体上可以通过分子杂交检测,抗虫基因是否转录可以通过_______分子杂交检测,抗虫基因是否表达可以通过分子杂交检测,而抗虫棉是否能抗虫的个体检测方法则是进行饲喂实验。
当个体水平检测已经证明抗虫棉具有了抗虫特性后,抗虫棉的子代一般有一部分不具有抗虫特性,这
种现象叫,原因是。
新能源的开发是现代生物工程研究的重要领域,现在许多科学家在研究将木质纤维转化为新的能源——乙醇。下图是工业上利用微生物把纤维素转化为乙醇的基本工作流程,请回答相关问题。
(1)自然界中①环节需要的微生物大多分布在富含纤维素的环境中。将从土壤中获得该微生物方法是用以纤维素为碳源、并加入________的培养基上筛选周围有________的菌落。
(2)如上所述的筛选中获得了三个菌落,对它们分别培养,并完成环节②。在三种等量酶液中酶蛋白浓度相同时,三种酶液的活性不一定相同,可以通过_________________________________进行定量测定。
(3)根据测定结果,①环节常选择毛霉,则②中获得的酶是______酶。该酶至少包括__________三个组分。
(4)生产中可以满足④环节的常见菌种是________,为了确保获得产物乙醇,⑤环节要注意保证无氧条件,④过程要注意避免________________。
(5)该技术虽然有广阔的前景,但存在酶的成本高等问题,为了降低成本主要从以下几方面入手改进该过程。首先要通过______________等技术手段对产酶微生物改造,提高酶的产量。其次,可利用______________等技术使酶能够重复利用。
山楂酒具有活血、补气、健脾等功效,对恢复体力、增加精力、促进食欲有较显著的功效。以下为山楂酒制作的有关过程。分析回答下列问题。
主要原料 |
山楂 |
设备 |
榨汁机、发酵桶、地下室、大锅等 |
制作过程 |
山楂经充分水洗,用榨汁机榨汁。将山楂汁倒入发酵桶中,经7~10 d的发酵,即成果酒。将经过发酵的果酒滤出,倒入发酵容器内,存在地下室里,进行30 d的再发酵。并继续放置在阴凉的地下室进行陈酿,陈酿期间,要坚持倒桶(换桶),并保持酒桶常满,即得原汁山楂酒 |
(1)请写出山楂酒制作的原理(用反应式表示):____________________________。
(2)家庭酿造山楂酒与山楂酒发酵有关的微生物主要来源是____________,其代谢类型从异化作用角度说是 。
(3)发酵的温度应该在__________℃,在发酵过程中要先通气后密封,先通气的原因是________________。
(4)检验是否产生酒精可在酸性条件下,用____________试剂检验。
(5)若要进一步制作果醋,应在发酵液中加入____________菌种,并控制好温度和通气条件。
荷斯坦奶牛的性别决定为XY型。该奶牛体色有黑色、花斑和白色三种表现型,体色由两对独立遗传的基因控制。色素产生必须有基因A存在,能产生色素的奶牛体色有黑色、花斑,不产生色素的奶牛体色呈白色。基因B使奶牛体色呈花斑,而该基因为隐性时,奶牛体色为黑色。基因A控制色素合成过程如下图。已知花斑雄牛与多头基因型相同的白色雌牛杂交,子一代若干,其中雄牛全是黑色,雌牛全是花斑。请回答下列问题。
(1)b过程能发生碱基互补配对的两种物质是__________。
(2)若色素酶中有一段氨基酸序列为“-缬氨酸-苏氨酸-精氨酸-”,转运缬氨酸、苏氨酸和精氨酸的tRNA上的反密码子分别为CAU、UGG、GCG,则基因A中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为__________ 。
(3)等位基因A、a位于__________ 染色体上,亲本花斑雄牛的基因型是__________。
(4)让F1雌、雄奶牛杂交得到F2。F2的雌牛中纯合体的比例是__________。
(5)运用基因工程技术已经成功培育乳汁中含有人干扰素的荷斯坦奶牛。培育中,人干扰素基因从cDNA文库中获取,并与__________等调控组件重组在一起,然后与载体相连构建成为表达载体;再通过显微注射方法,将表达载体导入羊的受精卵,获得重组细胞。将获得的重组细胞培养成早期胚胎后,移植到经过__________处理的受体母牛子宫内。由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全研究清楚,所以在早期胚胎的培养中,往往还需要添加__________。
(6)用PCR技术能得到足够量的人干扰素基因。PCR反应体系需要__________酶;在PCR反应过程中,有一个环节是从较高的温度冷却到相对较低的55℃左右,其作用是__________。
三羟基异黄酮(简称GST)是从豆科植物根部分离得到的一种天然产物。它具有显著的抗癌、抑菌、抗氧化等作用。经研究发现:GST可通过影响细胞凋亡基因(Bcl-2基因和Bax基因)的表达而诱导癌细胞凋亡。科研人员为研究GST对鼻咽癌细胞的影响和作用机制,进行了以下实验。请完善实验并分析回答相关问题。
实验步骤
(1)取5个相同的培养瓶,编号A、B、C、D、E,分别加入等量的培养液。向A瓶接种正常细胞,B、C、D、E瓶接种_____。
(2)向C、D、E瓶中分别加入_____μmol/L GST溶液。其他培养条件相同且适宜。
(3)培养一段时间后,检测并统计______________________________,结果记录于表1。
(4)重复上述步骤,检测、统计_____,结果记录于表2。
表1 |
Bcl-2基因表达率 |
Bax基因表达率 |
正常细胞 |
不表达 |
全部表达 |
鼻咽癌细胞 |
90% |
19% |
5μmol/L GST干预组 |
75% |
58% |
10μmol/L)GST干预组 |
49% |
67% |
15 μmol/L)GST干预组 |
22% |
85% |
表2 |
鼻咽癌细胞凋亡率 |
5μmol/L GST干预组 |
15.72% |
10μmol/L)GST干预组 |
27.33% |
15 μmol/L)GST干预组 |
35.48% |
分析与讨论
(1)表1数据说明:从基因水平上看,GST诱导鼻咽癌细胞凋亡与Bcl-2基因和Bax基因的表达有关。当Bcl-2蛋白/Bax蛋白的比值出现__________趋势时,会诱导鼻咽癌细胞凋亡。
(2)表2数据说明GST可诱导鼻咽癌细胞凋亡,且与_____有关。
(3)培养动物细胞要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织,而培养癌细胞不需要相关酶处理的原因是癌细胞膜上的_____等物质减少,易游离而从癌组织转移出去。