(10分)由南京农业大学的李顺鹏教授领导的团队经过多年研究，-优题课

(10分)由南京农业大学的李顺鹏教授领导的团队经过多年研究，首创了农药残留微生物降解技术。其中有机磷降解菌专一降解甲基对硫磷(一种含氮有机农药)，并依赖降解产物生存，且降解效果达100%。目前使用该项技术生产的无公害大米经中国绿色食品测碎中心检测,无农药残留，获得绿色食品证书。下图是研究人员筛选有机磷降解菌的主要步骤，请分析回答问题：

（1）图中“?”是素有“微生物天然培养基”之称的____。据题意图中的“化合物A”是____，而且该化合物也是培养基唯一的____源，这样的培养基被称做培养基。
（2）为了得到单个菌落，比较简便的接种方法是____，但该方法不宜对菌落计数。
（3）培养过程中需振荡培养，由此推测该“目的菌”的细胞呼吸类型为____。
（4）获得的髙效降解“目的菌”在恒定容积的液体培养基中培养，定期取样检测细菌数。请回答:
①绘出细菌种群数量随时间变化的曲线____。
②自然生态系统中的种群数量的“S”型增长有异于①曲线的原因是___ _。

科目生物题型综合题难度中等

知识点：利用生物净化原理治理环境污染

濒危植物云南红豆杉（以下称红豆杉）是喜阳喜湿高大乔木，郁闭度对其生长有重要影响。研究人员对某区域无人为干扰生境和人为干扰生境的红豆杉野生种群开展了调查研究。选择性采伐和放牧等人为干扰使部分上层乔木遭破坏，但尚余主要上层乔木，保持原有生境特点。无人为干扰生境下红豆杉野生种群年龄结构的调查结果如图所示。回答下列问题：

（1）调查红豆杉野生种群密度时，样方面积最合适的是＿＿＿＿＿＿（填“ $1$ ”“ $20$ ”或“ $400$ ”） $m^{2}$ ，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。由图可知，无人为干扰生境中红豆杉种群年龄结构类型为＿＿＿＿＿＿。

（2）调查发现人为干扰生境中，树龄 $\leq 5$ 年幼苗的比例低于无人为干扰生境，可能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。分析表明，人为干扰生境中 $6 ～ 25$ 年树龄红豆杉的比例比无人为干扰生境高 $11 %$ ，可能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。选择性采伐与红豆杉生态位重叠度＿＿＿＿＿＿（填“高”或“低”）的部分植物，有利于红豆杉野生种群的自然更新。

（3）关于红豆杉种群动态变化及保护的说法，下列叙述正确的是＿＿＿＿＿＿。

①选择性采伐和放牧等会改变红豆杉林的群落结构和群落演替速度

②在无人为干扰生境中播撒红豆杉种子将提高 $6 ～ 25$ 年树龄植株的比例

③气温、干旱和火灾是影响红豆杉种群密度的非密度制约因素

④气候变湿润后可改变红豆杉的种群结构并增加种群数量

⑤保护红豆杉野生种群最有效的措施是人工繁育

基因检测是诊断和预防遗传病的有效手段。研究人员采集到一遗传病家系样本，测序后发现此家系甲和乙两个基因存在突变：甲突变可致先天性耳聋；乙基因位于常染色体上，编码产物可将叶酸转化为 $N^{5} ﹣$ 甲基四氢叶酸，乙突变与胎儿神经管缺陷（ $N T D s$ ）相关；甲和乙位于非同源染色体上。家系患病情况及基因检测结果如图所示。不考虑染色体互换，回答下列问题：

（1）此家系先天性耳聋的遗传方式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 $Ⅰ ﹣ 1$ 和 $Ⅰ ﹣ 2$ 生育一个甲和乙突变基因双纯合体女儿的概率是＿＿＿＿＿＿。

（2）此家系中甲基因突变如图所示：

研究人员拟用 $P C R$ 扩增目的基因片段，再用某限制酶（识别序列及切割位点为）酶切检测甲基因突变情况，设计了一条引物为 $5' ﹣ G G C A T G ﹣ 3'$ ，另一条引物为＿＿＿＿＿＿（写出 $6$ 个碱基即可）。用上述引物扩增出家系成员 $Ⅱ ﹣ 1$ 的目的基因片段后，其酶切产物长度应＿＿＿＿＿＿ $b p$ （注：该酶切位点在目的基因片段中唯一）。

（3）女性的乙基因纯合突变会增加胎儿 $N T D s$ 风险。叶酸在人体内不能合成，孕妇服用叶酸补充剂可降低 $N T D s$ 的发生风险。建议从可能妊娠或孕前至少 $1$ 个月开始补充叶酸，一般人群补充有效且安全剂量为 $0.4 ～ 1.0 m g • d^{﹣ 1}$ ， $N T D s$ 生育史女性补充 $4 m g • d^{﹣ 1}$ 。经基因检测胎儿（ $Ⅲ ﹣ 2$ ）的乙基因型为﹣/﹣，据此推荐该孕妇（ $Ⅱ ﹣ 1$ ）叶酸补充剂量为＿＿＿＿＿＿ $m g • d^{﹣ 1}$ 。

长时程增强（ $L T P$ ）是突触前纤维受到高频刺激后，突触传递强度增强且能持续数小时至几天的电现象，与人的长时记忆有关。如图是海马区某侧支 $L T P$ 产生机制示意图，回答下列问题：

（1）依据以上机制示意图， $L T P$ 的发生属于＿＿＿＿＿＿（填“正”或“负”）反馈调节。

（2）若阻断 $N M D A$ 受体作用，再高频刺激突触前膜，未诱发 $L T P$ ，但出现了突触后膜电现象。据图推断，该电现象与＿＿＿＿＿＿内流有关。

（3）为了探讨 $L$ 蛋白的自身磷酸化位点（图中 $α$ 位和 $β$ 位）对 $L$ 蛋白自我激活的影响，研究人员构建了四种突变小鼠甲、乙、丙和丁，并开展了相关实验，结果如表所示：

组别结果项目	正常小鼠	甲	乙	丙	丁
组别结果项目	正常小鼠	α位突变为缬氨酸，该位点不发生自身磷酸化	α位突变为天冬氨酸，阻断Ca²⁺/钙调蛋白复合体与L蛋白结合	β位突变为丙氨酸，该位点不发生自身磷酸化	L蛋白编码基因缺失
L蛋白活性	+	+++	++++	+	﹣
高频刺激	有LTP	有LTP	？	无LTP	无LTP

注：“+”多少表示活性强弱，“﹣”表示无活性。据此分析：

①小鼠乙在高频刺激后＿＿＿＿＿＿（填“有”或“无”） $L T P$ 现象，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

② $α$ 位的自身磷酸化可能对 $L$ 蛋白活性具有＿＿＿＿＿＿作用。

③在甲、乙和丁实验组中，无 $L$ 蛋白 $β$ 位自身磷酸化的组是＿＿＿＿＿＿。

接种疫苗是预防传染病的一项重要措施，乙肝疫苗的使用可有效阻止乙肝病毒的传播，降低乙型肝炎发病率。乙肝病毒是一种DNA病毒。重组乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技术获得的乙肝病毒表面抗原（一种病毒蛋白）。回答下列问题。

（1）接种上述重组乙肝疫苗不会在人体中产生乙肝病毒，原因是　　。

（2）制备重组乙肝疫苗时，需要利用重组表达载体将乙肝病毒表面抗原基因（目的基因）导入酵母细胞中表达。重组表达载体中通常含有抗生素抗性基因，抗生素抗性基因的作用是　　。能识别载体中的启动子并驱动目的基因转录的酶是　　。

（3）目的基因导入酵母细胞后，若要检测目的基因是否插入染色体中，需要从酵母细胞中提取　进行DNA分子杂交，DNA分子杂交时应使用的探针是　　。

（4）若要通过实验检测目的基因在酵母细胞中是否表达出目的蛋白，请简要写出实验思路。

　　。

为了研究蛋白质的结构与功能，常需要从生物材料中分离纯化蛋白质。某同学用凝胶色谱法从某种生物材料中分离纯化得到了甲、乙、丙3种蛋白质，并对纯化得到的3种蛋白质进行SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶电泳，结果如图所示（“+”“﹣“分别代表电泳槽的阳极和阴极）。已知甲的相对分子质量是乙的2倍，且甲、乙均由一条肽链组成。回答下列问题。

（1）图中甲、乙、丙在进行SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶电泳时，迁移的方向是　　（填“从上向下”或“从下向上”）。

（2）图中丙在凝胶电泳时出现2个条带，其原因是　　。

（3）凝胶色谱法可以根据蛋白质　　的差异来分离蛋白质。据图判断，甲、乙、丙3种蛋白质中最先从凝胶色谱柱中洗脱出来的蛋白质是　　，最后从凝胶色谱柱中洗脱出来的蛋白质是　　。

（4）假设甲、乙、丙为3种酶，为了减少保存过程中酶活性的损失，应在　（答出1点即可）条件下保存。