《水经注》记:“巨马河出代郡广昌县涞山”。拒马河古称涞水,汉时改称“巨马”,有水大流急如巨马奔腾之意。现有研究人员对拒马河北京段湿地及河中动植物环境进行了调查。
(1)研究人员为进行植物群落调查,选取表现均一、没有明显中断的群落片段,采用_________法统计记录其内的植物种名、高度等和各样地的生境因子。
(2)五种优势植物重要值变化调查结果如下图。
注:荩草、三叶鬼针草和酸模叶蓼为一年生植物;假稻和犬问荆为多年生植物;重要值的大小能够表明物种在群落中的优势度
请解释不同月份重要值变化的原因_________。
(3)研究人员进一步对拒马河北京段内多个站点鱼类种类及分布情况进行了系统研究。研究人员在调查过程中,为减少对鱼类种群的长远影响,应选择网眼_________的粘网和地笼对不同水层的鱼类进行捕捞。根据北京市房山区渔政站资料显示,拒马河中历史上曾发现过鱼类42种,其中有华北地区最珍贵的品种多鳞产颌鱼及罕见品种东方薄鳅和黄线薄鳅, 还有国家二级重点保护水生野生动物大鲵和水獭。但在本次调查中,仅发现鱼类 24种,且优势种仅麦穗鱼一种, 种类____________。从对比结果可以看出,拒马河北京段中的鱼类_____多样性丧失已非常严重。
(4)拒马河水生动物保护区主要兽类动物有豹、狼、狍子、黄羊、狐狸、野兔、松鼠等数十种;鸟类有褐马鸡、百灵、啄木鸟、杜鹃、柳雀、猫头鹰等;爬行和两栖动物有林蛙、红蝮蛇、蜥蜴等。请写出一条可出现在拒马河流域的食物链_______。
(5)图为近年来拒马河北京段年径流量图,请简述鱼类多样性减少的原因及保护对策。
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诺如病毒是一种单链RNA 病毒,可引起流行性急性肠胃炎的重要病原体。诺如病毒衣壳P蛋白上含有抗原位点和受体识别位点,在体外可单独表达,被用于疫苗的免疫实验研究。
(1)人体感染诺如病毒后,会引发_______免疫,在康复者血清中能够检测到_________(物质)。有研究表明感染后第 180 天记忆B细胞仍具有持久性,说明这些细胞对机体具有___________作用。
(2)研究人员希望借P蛋白治疗由β蛋白沉积导致的阿尔茨海默症,选取β蛋白作为免疫原,利用诺如病毒P颗粒作为疫苗载体,研究其免疫原性。研究人员将β蛋白基因插入P蛋白基因的恰当位置,制备了重组P蛋白基因P-β(1780bp)后,采用双酶切方法,通过NdeⅠ和XhoⅠ酶和pET载体质粒(5230bp)构建重组质粒pET-P-β,如图1。对照组应选用___________。
①诺如病毒RNA ②P蛋白基因与pET载体质粒构建的重组质粒pET-P ③pET载体质粒
(3)为了鉴定重组质粒pET-P-β是否构建成功,NdeⅠ和XhoⅠ酶分别对重组质粒pET-P-β和pET载体质粒进行酶切,然后酶切片段和重组P蛋白基因进行电泳,请将你判断的电泳结果画到表中对应的泳道上。
7000bp
4000bp
1000bp
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DNA标记 | P-β | pET | pET-P-β |
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(4)想要获得目的蛋白,需要将构建的重组质粒pET-P-β、pET-P和pET分别转入用________处理的成为感受态的大肠杆菌细胞,培养处理后提取蛋白质。过程如下:
若干健康小鼠随机分为3组,将提取的蛋白质分别溶于PBS缓冲液,对小鼠进行皮下免疫,并对4次免疫后的血清进行不同梯度稀释,用__________(β蛋白/P蛋白)作为抗原,通过免疫法检测重组P-β蛋白的免疫原性。如图2所示,请据图描述出能够表明P-β蛋白可以在小鼠体内引起免疫反应,具有特异的免疫原性的实验结果____________。
阅读下列材料,回答问题
减肥与健康
肥胖症本身并不致命,但肥胖会带来一系列的代谢问题:肥胖者比普通人更容易表现为高胆固醇血症、高甘油三酯血症,容易患高血压、血脂紊乱及糖尿病。在肥胖问题持续加重以及国内不断提高的爱美和健康意识,国人开始关注健康减肥,生酮饮食逐步走入人们的视野。
生酮饮食是一种能比较快速地减轻体重,尤其是减少体脂率的饮食方式。它的饮食特点是高脂肪、适量蛋白、低碳水化合物。正常情况下机体主要靠糖类来供应能量,在生酮饮食中糖类摄入量很少,使机体的由糖类供能转变为脂肪供能。
当人体需要脂肪供能时,脂肪酶作用于脂肪将其分解为甘油和脂肪酸。脂肪酸进入血液中,在氧气充足时被活化,生成脂酰辅酶A后被转运到线粒体中,发生氧化后生成乙酰辅酶A,进入柠檬酸循环最终释放能量(合成ATP),这部分能量占脂肪供能的95%。
需要注意的是柠檬酸循环中脂肪酸与糖类是同步协作供能的,缺一不可:当体内脂肪分解过多,糖类较少,脂肪酸氧化生成的乙酰辅酶A会因为无法进入柠檬酸循环而大量积聚。为维持人体供能,肝脏会将乙酰辅酶A转化为酮体——约30%乙酰乙酸,60%~70%的β-羟丁酸和极少量的丙酮,这三者统称为酮体,过程如下图所示:
酮体的产生是人体自然保护机制,合成的酮体会及时被其他组织消耗,但当酮体生成的量超过组织细胞的利用能力时,血液中酮体浓度过高,血液酸碱平衡会被破坏,从而引起酸中毒,称为酮症酸中毒。因此生酮饮食虽减脂效果较好,但仍需慎重选用。
(1)在文中涉及到的能源物质有________,通过细胞呼吸过程,将_______________等有机物分解产生的能量用于合成___________,为生物体供能。
(2)结合本文分析,图中脂肪分解产生酮体发生①过程的条件是 _____________,结合酮体的物质组成分析可知,在______(有/无)葡萄糖参与脂肪代谢时,脂肪代谢产生能量更多。
(3)现网上流传一份生酮饮食食谱,10天瘦3公斤,其食谱如下
早餐:半个西柚、两个鸡蛋、腌肉
午餐:半个西柚,蔬菜沙拉,肉类
晚餐:半个西柚,蔬菜沙拉,肉类
该食谱中缺少富含_____(有机物)的食物,该食谱不能长期食用的理由是______。
(4)正常情况下,人体酮体含量很低尿液中是测不到的,当酮体大量产生时,多余的酮体会随尿液排出,可用尿酮试纸检测。某人在按(3)中食谱进行减肥的同时用尿酮试纸监测酮体产生量,下图为比色卡说明,若持续检测到紫色色块产生,他应采取哪些措施。
颜色 | 浅黄色块 | 浅灰色块 | 浅褐色块 | 深红色块 | 紫色色块 |
说明 | 浅黄色表示阴性,尿液中不含酮体,随着颜色的加深,表明体内酮体含量增多 |
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为探究肠道菌群AKK是否为IFNγ(一种淋巴因子)影响机体葡萄糖代谢过程的中间介质,科学家利用野生型小鼠和IFNγ基因敲除且肠道中AKK菌群检测为阴性的小鼠(IFNγKO/AKK阴性)进行实验,并对小鼠的血糖(分别在0(注射葡萄糖之前)、15、30、60、120分钟时)进行检测。实验过程(图1)及结果如下,请回答:
(1)小鼠注射葡萄糖后,血糖水平会________,最后趋于相对稳定,在该过程中起作用的关键激素是___________。
(2)据图2分析,野生型小鼠和IFNγKO/AKK阴性小鼠相比,注射葡萄糖后二者的血糖变化趋势_______,而当IFNγKO/AKK阴性小鼠接种AKK菌成为IFNγKO/AKK阳性小鼠后,其血糖________(高于/低于)野生型小鼠和IFNγKO/AKK阴性小鼠,说明AKK菌能够____________________ 。
(3)接种AKK菌两周后分别给IFNγKO/AKK阴性小鼠和IFNγKO/AKK阳性小鼠再注射重组INFγ质粒,检测甲乙两组小鼠肠道内AKK菌含量,结果如图3所示:
实验结果说明IFNγ能够__________(增多/减少)肠道内的AKK菌数量。
(4)请结合图文资料分析,写出AKK、IFNγ在影响机体葡萄糖代谢中的作用关系__________。
(5)试从IFNγ和AKK菌两方面谈治疗糖尿病的新方向__________。
健康人被雌性按蚊叮咬或输入有疟原虫寄生者的血液,有可能感染疟疾。研究人员设想利用“基因驱动系统技术”影响雌蚊的繁殖率,从而切断按蚊叮咬的传播途径,降低疟疾的感染率。
(1)dF基因是控制按蚊雌性性别的关键基因,研究人员通过转基因技术将驱动基因单元C——包含DNA识别区域、核酸内切酶基因和报告基因(如红色荧光蛋白基因)转入野生型雌蚊体内,使dF+/+(野生型)基因发生________,形成突变体(dFC/+)。
(2)根据孟德尔的遗传定律,基因型为dFC/+的雌雄个体杂交,预期F1基因型及比例应为________________。
(3)通过实验现象观察,发现含驱动基因单元的个体在F1代中的比例为100%,不同于上述预期。
①含驱动基因的性母细胞在进行减数分裂形成生殖细胞的过程中,由于驱动基因的作用,将驱动基因单元复制到对应的同源染色体上,此为图示的_____过程(用序号表示),形成_________基因型的配子;
②该突变体与_________按蚊杂交,产生F1代,因此所有个体均为含驱动基因单元的子代;
③F1雌雄个体间或F1与野生型交配,产生F2代如图,________基因型的雌蚊不育,但不影响雄蚊的育性。
(4)研究人员为观察该驱动基因单元的传递效率,进行如下实验:饲养多笼按蚊,每笼配备300只雌性野生型(dF+/+)、150只雄性野生型(dF+/+)和150只雄性杂合突变体(dFC/+),计算每代含驱动基因单元的按蚊比例。如图所示。
①根据实验可知,最初笼养按蚊的驱动基因频率为______________;
②通过统计学模型建构(如下图),笼养1组中按蚊驱动基因频率在第7代达到100%,据此推测,该种群会在第_______代崩溃、消亡,达到消灭按蚊传播疟疾的目的。
(5)目前此突变按蚊只进行了实验室饲养,请你从生态系统稳定性的角度分析,如果发生突变体按蚊泄露到野外,会引发什么样的生态问题?_________
松毛虫是我国最主要的森林害虫,性别决定方式为ZW型(2N=60),赤眼蜂是可用于针对松毛虫等害虫的卵期寄生蜂,运用赤眼蜂可进行生物防治。赤眼蜂的性别由染色体数目决定,二倍体为雌性,单倍体为雄性。
(1)雄性松毛虫的染色体组成为_____________。自然界雌雄松毛虫的比例接近1∶1,其原因是雌性个体产生两种比例为1∶1的卵细胞,且两种卵细胞和精子结合发育为后代的比例_________________。
(2)赤眼蜂可以进行有性生殖,也可以进行无性生殖。在有性生殖过程中,已交配的雌蜂可产生受精卵和未受精卵,其中受精卵发育成雌性后代。孤雌生殖过程中,经减数分裂后未受精的卵细胞直接发育成________(性别)后代。
(3)图为赤眼蜂体内的某一细胞图(只画出部分染色体,英文字母表示基因),请判断它可能是___________________细胞。
(4)Wolbachia(一种细菌)广泛寄生赤眼蜂体内,可诱导其发生孤雌产雌生殖现象,即未受精的卵恢复二倍体发育成雌蜂。科研人员认为:Wolbachia使宿主细胞第一次有丝分裂失败,促使染色体数目________,导致未受精卵发育成雌性。为了探究四环素处理对赤眼蜂孤雌产雌生殖的影响,随机选取生长一致的多只赤眼蜂分为 4 组,1 组为对照组,喂食________________;其余3组分别喂食含有浓度为5mg /mL、15mg /mL、25mg /mL四环素的蜂蜜水。连续饲喂4个世代,观察统计各世代赤眼蜂的子代雄蜂比,结果如图。由图可知,用 _____________处理可以获得最高程度赤眼蜂子代雄蜂比。请说明四环素如何通过对Wolbachia的作用处理赤眼蜂后,后代产生雄性个体的原因_______。
(5)请结合(4)研究成果,提出繁殖大量赤眼蜂用于防治害虫的措施__________。