(12分)【生物—生物技术实践】
乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,具有重要应用价值。乳糖酶的制备及固定化步骤如下:
(1)筛选产乳糖酶的微生物L时,宜用__________作为培养基中的唯一碳源。培养基中琼脂的作用是___________。从功能上讲,这种培养基属于___________。
(2)培养微生物L前,宜采用__________方法对接种环进行灭菌。
(3)纯化后的乳糖酶可用电泳法检测其分子量大小。在相同条件下,带电荷相同的蛋白质电泳速度越快,说明其分子量越___________.
(4)乳糖酶宜采用化学结合法(共价键结合法)进行固定化,可通过检测固定化乳糖酶的___________确定其应用价值。除化学结合法外,酶的固定化方法还包括___________、_____________、离子吸附法及交联法等。
细叶桉(喜光耐旱的高大乔木)和蛤蒌(常生长在树林中半阴处)均为湛江地区常见的植物。图甲为这两种植物在温度、水分均最适的条件下,光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的曲线图,据图回答。
(1)图中表示细叶桉的是曲线。
(2)当光照强度为a时,B植物叶肉细胞内产生ATP的细胞器有。光照强度在c点之后,限制B植物P/R值增大的主要外界因素是。
(3)某科研人员研究了细叶桉凋落叶对蛤蒌幼苗的影响,部分研究结果见图乙。研究结果表明:在凋落叶量为30(g/kg土壤)时,主要影响了蛤蒌幼苗光合作用中的光反应速率,依据是;在凋落叶含量为90(g/kg土壤)时,由于C3生成速率下降,说明蛤蒌幼苗对的利用下降。
(4)图丙是研究人员测定的不同土壤含水量条件下蛤蒌叶片的气孔导度(气孔开放程度)和胞间CO2浓度的结果。随着土壤含水量降低,气孔导度降低,胞间CO2并未因光合作用消耗而降低,反而逐渐升高,对此有两种不同观点:观点一认为光合产物的输出变慢,导致细胞内光合产物积累,阻碍了CO2吸收利用;观点二认为水分亏缺导致叶绿体类囊体结构破坏,而且不能恢复。
为验证上述观点,将培养在低土壤含水量条件下的蛤蒌幼苗分为两组,实验组蛤蒌幼苗进行___________处理,对照组保持原有状态。若实验组蛤蒌幼苗光合速率___________________,则观点二成立。
I.某种鸟类(2N=76)为ZW性别决定,其羽毛中的黑色素由等位基因A、a中的A基因控制合成,且A基因越多,色素越多。回答下列问题:
(1)若等位基因A、a位于Z染色体上
①雌性鸟类羽毛的颜色有____________种,其基因型是________________________。
②用两只羽毛颜色相同的个体杂交,子代出现了性状分离现象,则亲代雌雄个体的基因型分别为____________,子代中黑色羽毛:灰色羽毛:白色羽毛=____________。
(2)若等位基因A、a位于常染色体上,另有一对不在性染色体上的控制色素分布的等位基因B、b。研究者进行了右图所示的杂交实验:
①根据杂交实验可以判断,这两对等位基因的遗传_________(填“是”或“否”)遵循基因的自由组合定律;灰色斑点的基因型是___________。
②F2中基因型种类最多的性状是__________,让F2中的纯灰色雄鸟与灰色斑点雌鸟杂交,子代新出现的羽毛性状占____________。
③斑点羽毛的鸟在自然环境中比纯色羽毛的鸟更容易被天敌发现,将F2全部个体放归自然界多年后,种群中a基因的频率将____________(“变大”或“不变”或“变小”)。
II.下图是制备抗埃博拉病毒(EBOV)VP40蛋白单克隆抗体的过程。请据图回答:
(1)利用PCR获取目的基因的过程中,反应体系内要加入含有VP40基因的DNA、dNTP、Taq酶和根据______________合成的引物,且反应需要在一定的_________溶液中才能进行。
(2)选用EcoRI和XhoI双酶切的优点是___________________________________________;VP40基因进入大肠杆菌细胞,并在大肠杆菌内维持稳定和表达,该过程可称为___________。
(3)过程⑥常用的不同于植物原生质体融合的促融方法是用____________处理。若把在HAT选择培养基上存活的细胞全部培养在同一培养基中,并从中提取出的抗体_______是或不是)单克隆抗体。图示过应用的生物技术是____________________________________。
在某溶液中维持正常活性的离体神经纤维某部位受到适当刺激时,受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化,产生神经冲动。图1显示的是受刺激部位的膜内钠离子含量变化趋势。请据图回答:
(1)图中A点时,神经纤维膜内外的电位称____________,刺激发生点是____________点对应的时刻,C点时钠离子的跨膜方式为____________。若增加溶液中的钠离子浓度,则D点会向____________移。
(2)神经冲动在神经元之间传递时,若突触小泡释放的某种递质与突触后膜结合,可导致突触后膜神经元产生抑制。请在图2中正确表示突触后膜接受该递质后的膜电位表现。
(3)医学上常用一些药物来影响神经冲动在突触中的传递,从而造成神经冲动传递功能的改变。从理论上讲,药物可能让突触后膜持续兴奋的原因有_______________________________________________(写出2种可能)。
为探究CO2浓度倍增和干旱胁迫对紫花苜蓿光合生理特性的影响,研究者在适宜温度等条件下采用人工气候室和控水实验模拟CO2浓度倍增和干旱胁迫,实验结果如下:
根据实验结果回答下列问题:
(1)在干旱胁迫条件下净光合速率降低,其原因可能是__________________,进而影响卡尔文循环中的__________速率;在干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增能使光饱和点____________(“增大”或“减小”)。光照强度大于Q点时,限制B组光合作用的环境因素主要有_____________________。
(2)有实验结果可知,在干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增减缓了苜蓿叶片气孔开度的_______;干旱胁迫可导致叶肉细胞中光合色素等含量减少,使光反应减弱,供给暗反应的___________减少,从而使光合作用过程减弱。
(3)实验结果表明,当干旱胁迫发生时,CO2浓度倍增不仅能提高____________,还能通过提高_________缓解干旱胁迫对苜蓿的伤害,增强抗旱能力。
(16分)春节过后,柴静的纪录片《穹顶之下》引发了公众对于PM2.5的广泛关注。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm颗粒物,往往含有大量的有毒、有害物质,会对人体健康造成很大影响。为研究PM2.5对人体T细胞的影响,用含不同浓度颗粒物的培养液培养T细胞,48小时后检测Na+—K+—ATP酶活性及细胞活力。实验结果如下:
组别 |
颗粒物浓度/μg·mL-1 |
Na+-K+-ATP酶活性/U·mg pro-1 |
细胞活力(相对值) |
A |
0 |
35.8 |
1 |
B |
50 |
30.6 |
0.98 |
C |
100 |
20.5 |
0.87 |
D |
200 |
12.4 |
0.48 |
SDH是有氧呼吸的关键酶。细胞活力通过测定各组细胞SDH总活性来表示,用于反映颗粒物对细胞的毒性。
(1)颗粒物入肺会导致吞噬细胞的________(细胞器)膜破裂,释放水解酶破坏细胞结构。
(2)PM2.5超标的空气会引起过敏病人哮喘等症状,此时的PM2.5被称为____________,B淋巴细胞的细胞周期会____________。
(3)请写出实验目的。
(4)本实验评价指标所反映的颗粒物对T淋巴细胞的毒性,或表现为杀伤作用致细胞数减少,或表现为抑制了细胞的生理过程)。请写出实验结论。
(5)长期在超标PM2.5环境中暴露的人群,其T淋巴细胞参与的免疫发生障碍,导致识别、攻击癌细胞的能力下降,癌症发病风险提高。这体现出免疫系统具有___________功能。