I.(6分)利用植物修复技术治理重金属污染的实质是将某种特定的植物种植在被重金属污染的土壤上,植物收获后进行妥善处理,就可将重金属移出土体。目前科学家正尝试应用生物工程技术培育符合植物修复技术要求的转基因植物。
(1)在应用植物修复技术治理被重金属污染的土壤时,需选择符合要求的植物,这遵循了生态工程的 原理。
(2)获得目的基因后可采用 技术进行扩增。大部分特种的基因能拼接在一起,是因为它们的分子结构都是 结构。检测目的基因是否成功导入植物细胞,可采用的分子检测方法是 。
(3)将含有目的基因的植物细胞培养成植株需要应用 技术,该技术的理论依据是 。
II.(9分)2009年12月7日,联合国气候变化大会在丹麦首都哥本哈根开幕。大会宗旨是如何减少的全球排放量。生态学家研究出生态农业可以减少农业生产中
的排放,“四位一体”(人居-种植-养殖-沼气)生态农业是我国北方典型的生态农业模式,它以沼气为纽带,将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。下图是该系统物质循环的示意图,请分析回答下列问题:
(1)动物粪便中的臭味主要来自氨,在沼气池中,经过 (生物名称)的作用,可以形成硝酸盐被植物吸收利用。
(2)该生态系统中能量能否循环利用? 。该生态工程中的能量能够更多地被人类利用,原因是 。
(3)从图中可知,人类生活中所需的能源来自于太阳能、沼气等。利用这些能源与利用煤炭相比,它突出的优点是 。
(4)生态工程建设的目的就是遵循自然界 的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益的同步发展。与传统工程相比较,生态工程具有 等特点。
实验探究:加酶洗衣粉的使用条件和效果。实验目的:
(1)观察加酶洗衣粉在洗涤中的效果。
(2)探究加酶洗衣粉的最佳温度条件。
实验用具及材料:3个100 mL的三角瓶、镊子、两组恒温水浴锅、若干块沾有鸡血且放置一天的棉布、两种加酶洗衣粉及未加酶的洗衣粉。
主要实验步骤:
第一步:将两组恒温水浴分别调至40℃和80℃。
第二步:向9个三角瓶中各加水100 mL,将三角瓶分成A、B、C三组,每组三个,向A组各瓶中加入一种加酶洗衣粉0.5 g、向B组各瓶中加入另一种加酶洗衣粉0.5 g,①________。
第三步:将每组的3个三角瓶分别放在20℃室温下、40℃和80℃水浴中,保温一段时间。
第四步:②________。
试回答下列问题:
(1)试补全上述实验步骤。
①___________________________________________________
_____________________________________________________。
②___________________________________________________
____________________________________________________。
(2)实验中设置C组三角瓶的作用是_____________________
___________________________________________________。
(3)根据生活中衣物上“污渍”的成分分析,加酶洗衣粉中的酶可能有________________________。
(4)根据你对酶作用特点和温度与酶活性关系的理解,试为加酶洗衣粉编写“使用指南”(至少写出两点):________________________________________________________________。
自1973年博耶和科恩成功地使外源基因在原核细胞中表达开始,基因工程正式问世了,人们对DNA的关注也越来越多。分析并回答下列问题:
(1)从生物组织中提取DNA时,若要获取含有DNA的滤液,需破碎细胞;若为鸡的成熟红细胞,可以加入一定量的蒸馏水,原因是细胞________而涨破;若为植物细胞可以加入一定量的洗涤剂。
(2)利用DNA和RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异,可以将它们分离。如DNA的溶解度在NaCl溶液浓度为________时最小,可以使DNA与其他杂质初步分离。
(3)为了纯化提取的DNA,可以用95%的酒精去除滤液中的杂质。其原理是DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些物质却可以溶于酒精溶液,可以推测溶于酒精中的物质可能有________。
(4)一般DNA的鉴定试剂为________,沸水浴后溶液中有DNA则颜色为________。
请回答基因工程方面的有关问题:
(1)利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。图中引物为单链DNA 片段,它是子链合成延伸的基础。
①从理论上推测,第四轮循环产物中含有引物A 的DNA 片段所占的比例为________。
②在第________轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA 片段。
(2)设计引物是PCR 技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如下图),请分别说明理由。
①第1 组:________________________;
②第2 组:________________________。
(3)PCR反应体系中含有热稳定DNA 聚合酶,下面的表达式不能正确反映DNA 聚合酶的功能,这是因为____________________________________________________________。
(4)用限制酶EcoRV 、MboⅠ单独或联合切割同一种质粒,得到的DNA 片段长度如下图(1 kb 即1 000 个碱基对),请画出质粒上EcoRV 、MboⅠ的切割位点。
西瓜(2N=22)消暑解渴,深受百姓喜爱。三倍体无籽西瓜由日本植物细胞遗传学家木原均在1951年培育得到。已知西瓜的宽叶(A)对窄叶(a)为显性,不抗病(B)对抗病(b)为显性,两对等位基因自由组合。现有利用纯种宽叶不抗病品种甲和纯种窄叶抗病品种乙进行育种,请根据下列育种方法的流程图回答有关问题。
(1)通过①过程获得无子西瓜A时需要喷施的试剂是,该试剂的作用和过程④传粉的作用都是促进果实的。
(2)②过程最常用的试剂是,三倍体植株的基因型为,其不能产生配子的主要原因是减数分裂过程中出现。
(3)通过过程③最终获得纯种宽叶抗病植株的育种方式为,该育种方式的基本原理是,Fn植株与四倍体植株因存在,它们不属于同一物种。
下图甲表示某城市利用河流净化污水的基本原理,图乙表示污水从A处流入河流后不同地方几种成分相对含量的变化情况。结合所学知识分析,回答下列问题:
(1)图甲中完成过程①的生物属于生态系统成分中的,该河流生态系统的能量流入来源是,过程②和③表示的生理过程是。
(2)图乙中AB段溶解氧的降低主要原因是,BC段藻类大量繁殖的主要原因是。
(3)若排放进河流的不是生活污水,而是化肥厂的污水,则河流中首先增加的生物种类是。
(4)甲图的④中存在“藻类→浮游动物→……→鳙鱼”食物链,当第n个营养级的能量为akJ时,则第m(m>n)个营养级生物的能量最大值y的数学模型可表示为:
A.y=a×10n-m | B.y=a×10m | C.y=a×5n-m | D.y=a×5m-n |