生物 热门试卷

自然界中不同微生物之间存在着复杂的相互作用。有些细菌具有溶菌特性，能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。科学家试图从某湖泊水样中分离出有溶菌特性的细菌。

（1）用于分离细菌的固体培养基包含水、葡萄糖、蛋白胨和琼脂等成分，其中蛋白胨主要为细菌提供___________和维生素等。

（2）A菌通常被用做溶菌对象。研究者将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。培养一段时间后，薄层变浑浊（如图），表明______________________。

（3）为分离出具有溶菌作用的细菌，需要合适的菌落密度，因此应将含菌量较高的湖泊水样___________后，依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后，能溶解A菌的菌落周围会出现___________。采用这种方法，研究者分离、培养并鉴定出P菌。

（4）为探究P菌溶解破坏A菌的方式，请提出一个假设，该假设能用以下材料和设备加以验证。

主要实验材料和设备：P菌、A菌、培养基、圆形滤纸小片、离心机和细菌培养箱。

细胞膜的选择透过性与细胞膜的静息电位密切相关。科学家以哺乳动物骨骼肌细胞为材料，研究了静息电位形成的机制。

（1）骨骼肌细胞膜的主要成分是___________，膜的基本支架是___________。

（2）假设初始状态下，膜两侧正负电荷均相等，且膜内K+浓度高于膜外。在静息电位形成过程中，当膜仅对K+具有通透性时，K+顺浓度梯度向膜外流动，膜外正电荷和膜内负电荷数量逐步增加，对K+进一步外流起阻碍作用，最终K+跨膜流动达到平衡，形成稳定的跨膜静电场，此时膜两侧的电位表现是___________。K+静电场强度只能通过公式“K+静电场强度（mV）”计算得出。

（3）骨骼肌细胞处于静息状态时，实验测得膜的静息电位为—90mV，膜内、外K+浓度依次为155mmol/L和4mmol/L（），此时没有K+跨膜净流动。

①静息状态下，K+静电场强度为___________mV，与静息电位实测值接近，推测K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。

②为证明①中的推测，研究者梯度增加细胞外K+浓度并测量静息电位。如果所测静息电位的值___________，则可验证此假设。

为了研究城市人工光照对节肢动物群落的影响，研究者在城市森林边缘进行了延长光照时间的实验（此实验中人工光源对植物的影响可以忽略；实验期间，天气等环境因素基本稳定）。实验持续15天：1~5天，无人工光照；6~10天，每日黄昏后和次日太阳升起前人为增加光照时间；11~15天，无人工光照。在此期间，每日黄昏前特定时间段，通过多个调查点的装置捕获节肢动物，按食性将其归入三种生态功能团，即植食动物（如蛾类幼虫）、肉食动物（如蜘蛛）和腐食动物（如蚂蚁），结果如图。

（1）动物捕获量直接反映动物的活跃程度。本研究说明人为增加光照时间会影响节肢动物的活跃程度，依据是：与1~5、11~15天相比，__________________________________________________________________。

（2）光是生态系统中的非生物成分。在本研究中，人工光照最可能作为___________对节肢动物产生影响，从而在生态系统中发挥作用。

（3）增加人工光照会对生物群落结构产生多方面的影响，如：肉食动物在黄昏前活动加强，有限的食物资源导致___________加剧；群落空间结构在___________两个维度发生改变。

（4）有人认为本实验只需进行10天研究即可，没有必要收集11~15天的数据。相比于10天方案，15天方案除了增加对照组数量以降低随机因素影响外，另一个主要优点是_________________________________。

（5）城市是人类构筑的大型聚集地，在进行城市小型绿地生态景观设计时应___________（多选）。

二十大报告提出“种业振兴行动”。油菜是重要的油料作物，筛选具有优良性状的育种材料并探究相应遗传机制，对创制高产优质新品种意义重大。

（1）我国科学家用诱变剂处理野生型油菜（绿叶），获得了新生叶黄化突变体（黄化叶）。突变体与野生型杂交，结果如图甲，其中隐性性状是___________。

（2）科学家克隆出导致新生叶黄化的基因，与野生型相比，它在DNA序列上有一个碱基对改变，导致突变基因上出现了一个限制酶B的酶切位点（如图乙）。据此，检测F2基因型的实验步骤为：提取基因组DNA→PCR→回收扩增产物→___________→电泳。F2中杂合子电泳条带数目应为___________条。

（3）油菜雄性不育品系A作为母本与可育品系R杂交，获得杂交油菜种子S（杂合子），使杂交油菜的大规模种植成为可能。品系A1育性正常，其他性状与A相同，A与A1杂交，子一代仍为品系A，由此可大量繁殖A。

在大量繁殖A的过程中，会因其他品系花粉的污染而导致A不纯，进而影响种子S的纯度，导致油菜籽减产。油菜新生叶黄化表型易辨识，且对产量没有显著影响。科学家设想利用新生叶黄化性状来提高种子S的纯度。育种过程中首先通过一系列操作，获得了新生叶黄化的A1，利用黄化A1生产种子S的育种流程见图丙。

①图丙中，A植株的绿叶雄性不育子代与黄化A1杂交，筛选出的黄化A植株占子一代总数的比例约为_______________。

②为减少因花粉污染导致的种子S纯度下降，简单易行的田间操作用____________________________。

调控植物细胞活性氧产生机制的新发现

能量代谢本质上是一系列氧化还原反应。在植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量代谢的重要场所。叶绿体内氧化还原稳态的维持对叶绿体行使正常功能非常重要。在细胞的氧化还原反应过程中会有活性氧产生，活性氧可以调控细胞代谢，并与细胞凋亡有关。

我国科学家发现一个拟南芥突变体m（M基因突变为m基因），在受到长时间连续光照时，植株会出现因细胞凋亡而引起的叶片黄斑等表型。M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。与野生型相比，突变体m中M酶活性下降，脂肪酸含量显著降低。

为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因，研究人员以诱变剂处理突变体m，筛选不表现细胞凋亡，但仍保留m基因的突变株。通过对所获一系列突变体的详细解析，发现叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物I（催化有氧呼吸第三阶段的酶）等均参与细胞凋亡过程。由此揭示出一条活性氧产生的新途径（如图）：A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质，从叶绿体经细胞质基质进入到线粒体中，在mMDH酶的作用下产生NADH（[H]）和B酸，NADH被氧化会产生活性氧。活性氧超过一定水平后引发细胞凋亡。

在上述研究中，科学家从拟南芥突变体m入手，揭示出在叶绿体和线粒体之间存在着一条A酸-B酸循环途径。对A酸-B酸循环的进一步研究，将为探索植物在不同环境胁迫下生长的调控机制提供新的思路。

（1）叶绿体通过___________作用将CO2转化为糖。从文中可知，叶绿体也可以合成脂肪的组分___________。

（2）结合文中图示分析，M基因突变为m后，植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是：____________________________________________，A酸转运到线粒体，最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。

（3）请将下列各项的序号排序，以呈现本文中科学家解析“M基因突变导致细胞凋亡机制”的研究思路：______________________。

①确定相应蛋白的细胞定位和功能

②用诱变剂处理突变体m

③鉴定相关基因

④筛选保留m基因但不表现凋亡的突变株

（4）本文拓展了高中教材中关于细胞器间协调配合的内容，请从细胞器间协作以维持稳态与平衡的角度加以概括说明。