大气中浓度持续升高的CO2会导致海水酸化，影响海洋藻类生长进-优题课

大气中浓度持续升高的CO ₂会导致海水酸化，影响海洋藻类生长进而影响海洋生态。龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类，生长速度快，一年可多次种植和收获。科研人员设置不同大气CO ₂浓度（大气CO ₂浓度LC和高CO ₂浓度HC）和磷浓度（低磷浓度LP和高磷浓度HP）的实验组合进行相关实验，结果如下图所示。

回答下列问题：

（1）本实验的目的是探究在一定光照强度下，____________。

（2）ATP水解酶的主要功能是____________。ATP水解酶活性可通过测定____________表示。

（3）由图1、2可知，在较强的光照强度下，HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低，推测原因是在酸化环境中，龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素，因而细胞____________增强，导致有机物消耗增加。

（4）由图2可知，大气CO ₂条件下，高磷浓度能____________龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量排放导致了某海域海水富营养化，有人提出可以在该海域种植龙须菜。结合以上研究结果，从经济效益和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是____________。

科目生物题型实验题难度中等

为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达，运用重组酶技术构建质粒，如图1所示。请回答下列问题：

（1）分别进行 $P C R$ 扩增片段 $F 1$ 与片段 $F 2$ 时，配制的两个反应体系中不同的有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，扩增程序中最主要的不同是＿＿＿＿＿＿。

（2）有关基因序列如图2。引物 $F 2 ﹣ F 、 F 1 ﹣ R$ 应在下列选项中选用＿＿＿＿＿＿。

A．	$A T G G T G ﹣ ﹣ ﹣ ﹣ ﹣ C A A C C A$
B．	$T G G T T G ﹣ ﹣ ﹣ ﹣ C A C C A T$
C．	$G A C G A G ﹣ ﹣ ﹣ C T G C A G$
D．	$C T G C A G ﹣ ﹣ ﹣ ﹣ ﹣ C T C G T C$

（3）将 $P C R$ 产物片段与线性质粒载体混合后，在重组酶作用下可形成环化质粒，直接用于转化细菌。这一过程与传统重组质粒构建过程相比，无需使用的酶主要有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，下列叙述错误的有＿＿＿＿＿＿。

A．	稀释涂布平板需控制每个平板 $30 ～ 300$ 个菌落
B．	抗性平板上未长出菌落的原因一般是培养基温度太高
C．	抗性平板上常常会出现大量杂菌形成的菌落
D．	抗性平板上长出的单菌落无需进一步划线纯化

（5）为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计，用不同菌落的质粒为模板，用引物 $F 1 ﹣ F$ 和 $F 2 ﹣ R$ 进行了 $P C R$ 扩增，质粒 $P 1 ～ P 4$ 的扩增产物电泳结果如图3。根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有＿＿＿＿＿＿。

（6）对于 $P C R$ 产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

糖尿病显著增加认知障碍发生的风险。研究团队发现在胰岛素抵抗（ $I R$ ）状态下脂肪组织释放的外必囊泡（ $A T ﹣ E V$ ）中有高含量的 $m i R ﹣ 9 ﹣ 3 p$ （一种 $m i R N A$ ），使神经细胞结构功能改变，导致认知水平降低。图1示 $I R$ 鼠脂肪组织与大脑信息交流机制。

请回答下列问题：

（1）当神经冲动传导至①时，轴突末梢内的＿＿＿＿＿＿移至突触前膜处释放神经递质，与突触后膜的受体结合，使＿＿＿＿＿＿打开，突触后膜电位升高。若突触间隙 $K^{+}$ 浓度升高，则突触后膜静息电位绝对值＿＿＿＿＿＿。

（2）脂肪组织参与体内血糖调节，在胰岛素调控作用下可以通过＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿降低血糖浓度， $I R$ 状态下由于脂肪细胞的胰岛素受体＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，降血糖作用被削弱。图1中由②释放的③经体液运输至脑部， $m i R ﹣ 9 ﹣ 3 p$ 进入神经细胞，抑制细胞内＿＿＿＿＿＿。

（3）为研究 $m i R ﹣ 9 ﹣ 3 p$ 对突触的影响，采集正常鼠和 $I R$ 鼠的 $A T ﹣ E V$ 置于缓冲液中，分别注入 $b 、 c$ 组实验鼠， $a$ 组的处理是＿＿＿＿＿＿。 $2$ 周后检测实验鼠海马突触数量，结果如图2。分析图中数据并给出结论：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）为研究抑制 $m i R ﹣ 9 ﹣ 3 p$ 可否改善 $I R$ 引起的认知障碍症状，运用腺病毒载体将 $m i R ﹣ 9 ﹣ 3 p$ 抑制剂导入实验鼠。导入该抑制剂后，需测定对照和实验组 $m i R ﹣ 9 ﹣ 3 p$ 含量，还需通过实验检测＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

帕金森综合征是一种神经退行性疾病，神经元中 $α ﹣ S y n u c l e i n$ 蛋白聚积是主要致病因素。研究发现患者普遍存在溶酶体膜蛋白 $T M E M 175$ 变异，如图所示。为探究 $T M E M 175$ 蛋白在该病发生中的作用，进行了一系列研究。请回答下列问题：

（1）帕金森综合征患者 $T M E M 175$ 蛋白的第 $41$ 位氨基酸由天冬氨酸突变为丙氨酸，说明 $T M E M 175$ 基因发生＿＿＿＿＿＿而突变，神经元中发生的这种突变＿＿＿＿＿＿（从“能”“不能”“不一定”中选填）遗传。

（2）突变的 $T M E M 175$ 基因在细胞核中以＿＿＿＿＿＿为原料，由 $R N A$ 聚合酶催化形成＿＿＿＿＿＿键，不断延伸合成 $m R N A$ 。

（3） $m R N A$ 转移到细胞质中，与＿＿＿＿＿＿结合，合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成，再由囊泡包裹沿着细胞质中的＿＿＿＿＿＿由内质网到达高尔基体。突变的 $T M E M 175$ 基因合成的肽链由于氨基酸之间作用的变化使肽链的＿＿＿＿＿＿改变，从而影响 $T M E M 175$ 蛋白的功能。

（4）基因敲除等实验发现 $T M E M 175$ 蛋白参与溶酶体内酸碱稳态调节。如图1所示，溶酶体膜的＿＿＿＿＿＿对 $H^{+}$ 具有屏障作用，膜上的 $H^{+}$ 转运蛋白将 $H^{+}$ 以＿＿＿＿＿＿的方式运入溶酶体，使溶酶体内 $p H$ 小于细胞质基质。 $T M E M 175$ 蛋白可将 $H^{+}$ 运出，维持溶酶体内 $p H$ 约为 $4.6$ 。据图2分析， $T M E M 175$ 蛋白变异将影响溶酶体的功能，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（5）综上推测， $T M E M 175$ 蛋白变异是引起 $α ﹣ S y n u c l e i n$ 蛋白聚积致病的原因，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①～④表示场所。请回答下列问题：

（1）光照下，光驱动产生的 $N A D P H$ 主要出现在＿＿＿＿＿＿（从①～④中选填）； $N A D P H$ 可用于 $C O_{2}$ 固定产物的还原，其场所有＿＿＿＿＿＿（从①～④中选填）。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有 $H_{2} O$ 、＿＿＿＿＿＿（填写2种）等。

（2）研究证实气孔运动需要 $A T P$ ，产生 $A T P$ 的场所有＿＿＿＿＿＿（从①～④中选填）。保卫细胞中的糖分解为 $P E P$ ， $P E P$ 再转化为＿＿＿＿＿＿进入线粒体，经过 $T C A$ 循环产生的＿＿＿＿＿＿最终通过电子传递链氧化产生 $A T P$ 。

（3）蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的 $A H A$ ，消耗 $A T P$ 将 $H^{+}$ 泵出膜外，形成跨膜的＿＿＿＿＿＿，驱动细胞吸收 $K^{+}$ 等离子。

（4）细胞中的 $P E P$ 可以在酶作用下合成四碳酸 $O A A$ ，并进一步转化成 $M a l$ ，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞＿＿＿＿＿＿，促进气孔张开。

（5）保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中 $A T P$ 的关系，对拟南芥野生型 $W T$ 和 $N T T$ 突变 $n t t l$ （叶绿体失去运入 $A T P$ 的能力）保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其大小的变化如图2。下列相关叙述合理的有＿＿＿＿＿＿。

A．	淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供 $A T P$
B．	光照诱导 $W T$ 气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关
C．	光照条件下突变体 $n t t l$ 几乎不能进行光合作用
D．	长时间光照可使 $W T$ 叶绿体积累较多的淀粉

如图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的 $R u b i s c o$ 酶对 $C O_{2}$ 的 $K_{m}$ 为 $450 μ m o l • L^{﹣ 1}$ （ $K_{m}$ 越小，酶对底物的亲和力越大），该酶既可催化 $R u B P$ 与 $C O_{2}$ 反应，进行卡尔文循环，又可催化 $R u B P$ 与 $O_{2}$ 反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗 $O_{2}$ 并释放 $C O_{2}$ 的反应）。该酶的酶促反应方向受 $C O_{2}$ 和 $O_{2}$ 相对浓度的影响。与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与 $A T P$ 生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用 $P E P C$ 酶（ $P E P C$ 对 $C O_{2}$ 的 $K_{m}$ 为 $7 μ m o l • L^{﹣ 1}$ ）催化磷酸烯醇式丙酮酸（ $P E P$ ）与 $C O_{2}$ 反应生成 $C_{4}$ ，固定产物 $C_{4}$ 转运到维管束鞘细胞后释放 $C O_{2}$ ，再进行卡尔文循环。回答下列问题：

（1）玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是＿＿＿＿＿＿（填具体名称），该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成＿＿＿＿＿＿（填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”）后，再通过＿＿＿＿＿＿长距离运输到其他组织器官。

（2）在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度＿＿＿＿＿＿（填“高于”或“低于”）水稻。从光合作用机制及其调控分析，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出三点即可）。

（3）某研究将蓝细菌的 $C O_{2}$ 浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中 $C O_{2}$ 浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出三点即可）。