高中生物综合题

某地区内，适宜生存于某群落生态环境的所有物种构成该群落的物种库，物种库大小指物种的总数目。存在于该群落物种库中，但未在该群落出现的物种称为缺失物种。群落完整性可用群落物种丰富度与物种库大小的比值表示。

（1）区别同一地区不同群落的重要特征是_____，该特征也是决定群落性质最重要的因素。调查群落中植物的物种丰富度常用样方法，此法还可用于估算植物种群的_____。

（2）两个群落的物种丰富度相同，缺失物种数也相同，这两个群落的物种库_____（填“一定”或“不一定”）相同，原因是_____。

（3）调查时发现某物种为某群落的缺失物种，在该群落所在地区建立保护区后此物种自然扩散到该群落，针对此物种的保护类型为_____。缺失物种自然扩散到该群落，以该群落为唯一群落的生态系统的抵抗力稳定性_____（填“提高”或“降低”）。

（4）分析受到破坏的荒漠和草原两个群落的生态恢复成功程度的差异时，最合适的指标为_____（填标号）。

A．

群落的物种丰富度

B．

群落缺失的物种数目

C．

群落完整性

D．

群落物种库大小

草地生态系统是全球分布最广阔的生态系统之一。随着生物入侵的日益增加，草地生态系统的保护和恢复迫在眉睫。

（1）加拿大一枝黄花是草地生态系统的一级危害入侵植物。入侵后会造成________。

①草地物种多样性下降

②草地原来的食物链、食物网结构发生改变

③草地生态系统中本地植物生态位变窄

④草地生态系统抵抗力稳定性增强

A．

①②④

B．

①③④

C．

②③④

D．

①②③

（2）为探究草地生态系统对抗生物入侵的机制，我国科研人员开展如图1所示试验，结果见图2。

①该实验的自变量是________和________。

②根据灭菌土壤中入侵植物生物量的变化，可推出本地植物品种数量的变化会导致________发生改变，从而促进入侵植物的生长。新鲜土壤中，入侵植物生物量随本地植物品种数量的增加而下降，导致该结果的主要因素是________。

③结果表明：草地生态系统可通过土壤的________调节机制抑制入侵植物生长，维持草地生态系统的稳定性；为对抗入侵植物对草地生态系统的干扰，可采取的措施是________。

人体的脂质合成存在昼夜节律，长期熬夜会破坏脂质合成的节律，从而增加患肥胖等代谢性疾病的风险。

（1）光信号影响脂质合成的过程如图1所示，昼夜节律的调节中枢SCN位于_________。光信号通过神经影响激素的分泌，从而调节脂质合成，这种调节方式属于_________调节。

（2）熬夜会增加促肾上腺皮质激素的分泌。研究者测定了两组志愿者体内的皮质醇含量（图2A），推测②比①_________。皮质醇变化引起脂肪组织EGR3基因的表达变化是熬夜导致肥胖的重要原因。由图2B推测，EGR3对脂质合成的作用是_______。

（3）保持良好的作息习惯有利于控制体重。与熬夜相比，正常作息时，夜间体内会发生的过程有________。

A．	感光细胞向SCN传递的兴奋信号减少
B．	皮质醇促进EGR3基因的表达
C．	肾上腺皮质的活动增强
D．	脂肪组织EGR3基因的表达量增加

7S球蛋白是大豆最主要的过敏原蛋白，三种大豆脂氧酶Lox-1，2，3是大豆产生腥臭味的原因。大豆食品深加工过程中需要去除7S球蛋白和三种脂氧酶。科研人员为获得7S球蛋白与三种脂氧酶同时缺失的大豆新品种，将7S球蛋白缺失的大豆植株与脂氧酶完全缺失的植株杂交，获得 $F_1$种子。 $F_1$ 植株自交得到 $F_2$种子。对 $F_1$种子和 $F_2$种子的7S球蛋白和脂氧酶进行蛋白质电泳检测，不同表现型的电泳条带示意如下图。

注：图中黑色条带为抗原—抗体杂交带，表示相应蛋白质的存在。M泳道条带为相应标准蛋白所在位置， $F_1$种子泳道的条带待填写。

根据电泳检测的结果，对 $F_2$ 种子表现型进行分类统计如下表。

回答下列问题：

（1）7S球蛋白缺失型属于_____（填“显性”或“隐性”）性状。

（2）表中①②的表现型分别是_____、_____。脂氧酶 Lox—1，2，3分别由三对等位基因控制，在脂氧酶是否缺失的性状上， $F_2$种子表现型只有四种，原因是_____。

（3）在对应的图中画出 $F_1$种子表现型的电泳条带。

（4）已知Lox基因和7S球蛋白基因独立遗传。图中第_____泳道的种子表现型为7S球蛋白与三种脂氧酶同时缺失型，这些种子在 $F_2$ 中的比例是_____。利用这些种子选择并获得稳定遗传种子的方法是_____。

（5）为提高大豆品质，利用基因工程方法提出一个消除野生型大豆7S球蛋白过敏原的设想。

下丘脑通过整合来自循环系统的激素和消化系统的信号调节食欲，是食欲调节控制中心。下丘脑的食欲调节中枢能调节A神经元直接促进食欲。A神经元还能分泌神经递质GABA，调节B神经元。GABA的作用机制如图。回答下列问题：

（1）下丘脑既是食欲调节中枢，也是_____调节中枢（答出1点即可）。

（2）据图分析，GABA与突触后膜的受体结合后，将引发突触后膜_____（填“兴奋”或“抑制”），理由是_____。

（3）科研人员把小鼠的A神经元剔除，将GABA受体激动剂（可代替GABA直接激活相应受体）注射至小鼠的B神经元区域，能促进摄食。据此可判断B神经元在食欲调节中的功能是_____。

（4）科研人员用不同剂量的GABA对小鼠灌胃，发现 $30mg·k{g}^{-1}$ GABA能有效促进小鼠的食欲，表明外源的GABA被肠道吸收后也能调节食欲。有人推测外源GABA信号是通过肠道的迷走神经上传到下丘脑继而调节小鼠的食欲。请在上述实验的基础上另设4个组别，验证推测。

①完善实验思路：将生理状态相同的小鼠随机均分成4组。

A组：灌胃生理盐水；

B组：假手术＋灌胃生理盐水；

C组：假手术＋ _____；

D组：_____＋_____；

（说明：假手术是指暴露小鼠腹腔后再缝合。手术后的小鼠均需恢复后再与其他组同时处理。）

连续处理一段时间，测定并比较各组小鼠的摄食量。

②预期结果与结论：若_____，则推测成立。

栅藻是一种真核微藻，具有生长繁殖快、光合效率高、可产油脂等特点。为提高栅藻的培养效率和油脂含量，科研人员在最适温度下研究了液体悬浮培养和含水量不同的吸附式膜培养（如图1）对栅藻生长和产油量的影响，结果如图2。

回答下列问题：

（1）实验中，悬浮培养和膜培养装置应给予相同的_____（答出2点即可）。

（2）为测定两种培养模式的栅藻光合速率，有人提出可以向装置中通入 $C^{18}{O}_2$，培养一段时间后检测 $C^{18}{O}_2$ 释放量。你认为该方法_____（填“可行”或“不可行”），理由是_____。

（3）由图2的结果可知，膜培养的栅藻虽然叶绿素含量较低，但膜培养仍具一定的优势，体现在 ① 。结合图1，从影响光合效率因素的角度分析，膜培养具有这种优势的原因是 ② 。

（4）根据图2的结果，对利用栅藻生产油脂的建议是_____。

草地是陆地生态系统的重要组成部分。为研究不同放牧强度对草地植物生物量和昆虫多样性的影响，科研人员在某高山天然草甸选取了相同条件的甲、乙、丙三块地，分别进行不放牧、轻度放牧和重度放牧三种方式的处理，测定相关指标，部分结果如图所示。

回答下列问题：

（1）该草地不同植食性昆虫物种之间属于＿＿＿＿＿＿关系。

（2）由图可知，为提高甲地昆虫多样性，可采取＿＿＿＿＿＿放牧方式；在这种方式下，植食性昆虫的环境容纳量将＿＿＿＿＿＿（填“上升”或“不变”或“下降”）。

（3）当地为恢复草地生态，将乙、丙两地退牧还草。经一段时间后乙地恢复到不放牧状态，丙地恢复到轻度放牧状态，则这段时间内乙地固定 $C{O}_2$ 的量＿＿＿＿＿＿（填“大于”或“等于”或“小于”）丙地，判断依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）乙、丙群落在退牧还草后开始次生演替，假设演替过程中环境没有剧烈变化且没有人为干扰，群落＿＿＿＿＿＿（填“能”或“不能”）演替到森林群落，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

麋鹿是我国一级保护动物，喜食外来入侵种互花米草。某滩涂湿地互花米草泛滥成灾，导致当地草本植物基本消失。为保护麋鹿和治理互花米草，该地设置围栏区放养麋鹿。上述物种种群数量在互花米草入侵后变化如图。回答下列问题：

（1）物种D属于该生态系统组成成分的＿＿＿＿＿＿。

（2）若将同等条件的麋鹿在阶段Ⅱ引入围栏区，＿＿＿＿＿＿（填“会”或“不会”）影响围栏区内麋鹿的环境容纳量，理由是＿＿＿＿＿＿。

（3）由图可知，存在两个发生植物种群衰退的阶段，土壤肥力增加较多的是阶段＿＿＿＿＿＿。该阶段C种群生态位＿＿＿＿＿＿（填“会”或“不会”）发生改变，原因是＿＿＿＿＿＿。

学习以下材料，回答（1）～（4）题。

筛选组织特异表达的基因

筛选组织特异表达的基因，对研究细胞分化和组织、器官的形成机制非常重要。“增强子捕获”是筛选组织特异表达基因的一种有效方法。

真核生物的基本启动子位于基因5'端附近，没有组织特异性，本身不足以启动基因表达。增强子位于基因上游或下游，与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子，实际上包含增强子和基本启动子。

很多增强子具有组织特异的活性，它们与特定蛋白结合后激活基本启动子，驱动相应基因在特定组织中表达（图A）。基于上述调控机理，研究者构建了由基本启动子和报告基因组成的“增强子捕获载体”（图B），并转入受精卵。捕获载体会随机插入基因组中，如果插入位点附近存在有活性的增强子，则会激活报告基因的表达（图C）。

获得了一系列分别在不同组织中特异表达报告基因的个体后，研究者提取每个个体的基因组DNA，通过PCR扩增含有捕获载体序列的DNA片段。对PCR产物进行测序后，与相应的基因组序列比对，即可确定载体的插入位点，进而鉴定出相应的基因。

研究者利用各种遗传学手段，对筛选得到的基因进行突变、干扰或过表达，检测个体表型的改变，研究其在细胞分化和个体发育中的作用，从而揭示组织和器官形成的机理。

（1）在个体发育中，来源相同的细胞在形态、结构和功能上发生___________的过程称为细胞分化，分化是基因___________的结果。

（2）对文中“增强子”的理解，错误的是________。

A．	增强子是含有特定碱基序列的DNA片段
B．	增强子、基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体上
C．	一个增强子只能作用于一个基本启动子
D．	很多增强子在不同组织中的活性不同

（3）研究者将增强子捕获技术应用于斑马鱼，观察到报告基因在某幼体的心脏中特异表达。鉴定出捕获载体的插入位点后，发现位点附近有两个基因G和H，为了确定这两个基因是否为心脏特异表达的基因，应检测___________。

（4）真核生物编码蛋白的序列只占基因组的很少部分，因而在绝大多数表达报告基因的个体中，增强子捕获载体的插入位点位于基因外部，不会造成基因突变。研究者对图B所示载体进行了改造，期望改造后的载体随机插入基因组后，在“捕获”增强子的同时，也造成该增强子所调控的基因发生突变，以研究基因功能。请画图表示改造后的载体，并标出各部分名称。

灵敏的嗅觉对多数哺乳动物的生存非常重要，能识别多种气味分子的嗅觉神经元位于哺乳动物的鼻腔上皮。科学家以大鼠为材料，对气味分子的识别机制进行了研究。

（1）嗅觉神经元的树突末梢作为感受器，在气味分子的刺激下产生___________，经嗅觉神经元轴突末端与下一个神经元形成的___________，将信息传递到嗅觉中枢，产生嗅觉。

（2）初步研究表明，气味受体基因属于一个大的基因家族。大鼠中该家族的各个基因含有一些共同序列（保守序列），也含有一些有差异的序列（非保守序列）。不同气味受体能特异识别相应气味分子的关键在于___________序列所编码的蛋白区段。

（3）为了分离鉴定嗅觉神经元中的气味受体基因，科学家依据上述保守序列设计了若干对引物（图1），利用PCR技术从大鼠鼻腔上皮组织mRNA的逆转录产物中分别扩增基因片段，再用限制酶Hinf Ⅰ对扩增产物进行充分酶切。图2显示用某对引物扩增得到的PCR产物（A）及其酶切片段（B）的电泳结果。结果表明酶切片段长度之和大于PCR产物长度，推断PCR产物由___________组成。

（4）在上述实验基础上，科学家们鉴定出多种气味受体，并解析了嗅觉神经元细胞膜上信号转导的部分过程（图3）。

如果钠离子通道由气味分子直接开启，会使嗅觉敏感度大大降低。根据图丙所示机制，解释少量的气味分子即可被动物感知的原因。

植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应（应对不良环境的系列反应）的关系，研究者对其分子机制进行了探索。

（1）生长素（IAA）具有促进生长的作用，脱落酸（ABA）可提高抗逆性并抑制茎叶生长，两种激素均作为___________分子，调节植物生长及逆境响应。

（2）TS基因编码的蛋白（TS）促进IAA的合成。研究发现，拟南芥受到干旱胁迫时，TS基因表达下降，生长减缓。研究者用野生型（WT）和TS基因功能缺失突变株（ts）进行实验，结果如图1。

图1结果显示，TS基因功能缺失导致______________。

（3）为了探究TS影响抗旱性的机制，研究者通过实验，鉴定出一种可与TS结合的酶BG。已知BG催化ABA-葡萄糖苷水解为ABA。提取纯化TS和BG，进行体外酶活性测定，结果如图2。由实验结果可知TS具有抑制BG活性的作用，判断依据是：_______。

（4）为了证明TS通过抑制BG活性降低ABA水平，可检测野生型和三种突变株中的ABA含量。请在图3“（______）”处补充第三种突变株的类型，并在图中相应位置绘出能证明上述结论的结果。

（5）综合上述信息可知，TS能精细协调生长和逆境响应之间的平衡，使植物适应复杂多变的环境。请完善TS调节机制模型（从正常和干旱两种条件任选其一，以未选择的条件为对照，在方框中以文字和箭头的形式作答）

花葵的花是两性花，在大陆上观察到只有昆虫为它传粉。在某个远离大陆的小岛上，研究者选择花葵集中分布的区域，在整个花期进行持续观察。

（1）小岛上的生物与非生物环境共同构成一个_____________。

（2）观察发现：有20种昆虫会进入花葵的花中，有3种鸟会将喙伸入花中，这些昆虫和鸟都与雌、雄蕊发生了接触（访花），其中鸟类访花频次明显多于昆虫；鸟类以花粉或花蜜作为补充食物。研究者随机选取若干健康生长的花葵花蕾分为两组，一组保持自然状态，一组用疏网屏蔽鸟类访花，统计相对传粉率（如图）。

结果说明________________。由此可知，鸟和花葵的种间关系最可能是______（单选）。

A．

原始合作

B．

互利共生

C．

种间竞争

D．

寄生

（3）研究者增加了一组实验，将花葵花蕾进行套袋处理并统计传粉率。该实验的目的是探究____________。

（4）该研究之所以能够揭示一些不常见的种间相互作用，是因为“小岛”在生态学研究中具有独特优势。“小岛”在进化研究中也有独特优势，正如达尔文在日记中写道：“……加拉帕戈斯群岛上物种的特征一直深深地触动影响着我。这些事实勾起了我所有的想法。”请写出“小岛”在进化研究中的主要优势。

Usher综合征（USH）是一种听力和视力受损的常染色体隐性遗传病，分为α型、β型和γ型。已经发现至少有10个不同基因的突变都可分别导致USH。在小鼠中也存在相同情况。

（1）两个由单基因突变引起的α型USH的家系如图。

①家系1的II-2是携带者的概率为_______。

②家系1的II-1与家系2的II-2之间婚配，所生子女均正常，原因是______。

（2）基因间的相互作用会使表型复杂化。例如，小鼠在单基因 $G$或 $R$突变的情况下， $gg$表现为α型， $rr$表现为γ型，而双突变体小鼠 $ggrr$表现为α型。表型正常的 $GgRr$小鼠间杂交， $F_1$ 表型及占比为：正常9/16、α型3/8、γ型1/16。 $F_1$的α型个体中杂合子的基因型有______。

（3）r基因编码的 $R^N$蛋白比野生型R蛋白易于降解，导致USH。因此，抑制 $R^N$ 降解是治疗USH的一种思路。已知 $R^N$ 通过蛋白酶体降解，但抑制蛋白酶体的功能会导致细胞凋亡，因而用于治疗的药物需在增强 $R^N$ 稳定性的同时，不抑制蛋白酶体功能。红色荧光蛋白与某蛋白的融合蛋白以及绿色荧光蛋白与 $R^N$ 的融合蛋白都通过蛋白酶体降解，研究者制备了同时表达这两种融合蛋白的细胞，在不加入和加入某种药物时均分别测定两种荧光强度。如果该药物符合要求，则加药后的检测结果是_______。

（4）将野生型R基因连接到病毒载体上，再导入患者内耳或视网膜细胞，是治疗USH的另一种思路。为避免对患者的潜在伤害，保证治疗的安全性，用作载体的病毒必须满足一些条件。请写出其中两个条件并分别加以解释。

植物的光合作用效率与叶绿体的发育（形态结构建成）密切相关。叶绿体发育受基因的精细调控，以适应环境。科学家对光响应基因 $BG$ 在此过程中的作用进行了研究。

（1）实验中发现一株叶绿素含量升高的拟南芥突变体。经鉴定，其 $BG$ 基因功能缺失，命名为 $bg$。图1是使用_________观察到的叶绿体亚显微结构。与野生型相比，可见突变体基粒（“[”所示）中的_________增多。

（2）已知 $GK$蛋白促进叶绿体发育相关基因的转录， $BG$蛋白可以与 $GK$ 蛋白结合。研究者构建了 $GK$ 功能缺失突变体 $gk$（叶绿素含量降低）及双突变体 $bggk$。对三种突变体进行观察，发现双突变体的表型与突变体__________相同，由此推测 $BG$通过抑制 $GK$ 的功能影响叶绿体发育。

（3）为进一步证明 $BG$ 对 $GK$ 的抑制作用并探索其作用机制，将一定浓度的 $GK$ 蛋白与系列浓度 $BG$ 蛋白混合后，再加入 $GK$ 蛋白靶基因 $CAO$的启动子DNA片段，反应一段时间后，经电泳检测DNA所在位置，结果如图2。分析实验结果可得出 $BG$ 抑制 $GK$ 功能的机制是___________。

（4）基于突变体 $bg$的表型，从进化与适应的角度推测光响应基因 $BG$ 存在的意义。

链霉菌A能产生一种抗生素M，可用于防治植物病害，但产量很低。为提高M的产量，科研人员用紫外线和亚硝酸对野生型链霉菌A的孢子悬液进行诱变处理，筛选M产量提高的突变体（ $M^{+}$株），以应用于农业生产。

（1）紫外线和亚硝酸均通过改变DNA的_______，诱发基因突变。

（2）因基因突变频率低，孢子悬液中突变体占比很低；又因基因突变的_______性， $M^{+}$ 株在全部突变体中的占比低。要获得 $M^{+}$ 株，需进行筛选。

（3）链霉菌A主要进行孢子繁殖。研究者对链霉菌A发酵液进行了粗提浓缩，得到粗提液，测定粗提液对野生型链霉菌A孢子萌发的影响，结果如图。

由图可知，粗提液对野生型孢子萌发有_______作用。

（4）随后研究者进行筛选实验。诱变处理后，将适量孢子悬液涂布在含有不同浓度粗提液的筛选平板上，每个浓度的筛选平板设若干个重复，28℃培养7天。从每个浓度的筛选平板上挑取100个单菌落，再次分别培养后逐一测定M产量，统计结果如下表。

①用图中信息，解释表中IV组 $M^{+}$ 株占比明显高于Ⅲ组的原因。

②表中Ⅲ组和V组中 $M^{+}$ 株占比接近，但在筛选平板上形成的菌落有差异。下列叙述正确的有_______（多选）。

A．	Ⅲ组中有野生型菌落，而V组中没有野生型菌落
B．	V组中有M产量未提高的突变体菌落，而III组中没有
C．	与Ⅲ组相比，诱变处理后的孢子悬液中更多的突变体在V组中被抑制
D．	与Ⅲ组相比，诱变处理后的孢子悬液中更多的 $M^{+}$ 株在V组中被抑制

综上所述，用粗提液筛选是获得 $M^{+}$ 株的有效方法。