河南省高三第二次质量预测理综生物试题（解析版）

第15页/共15页高中毕业年级第二次质量预测理科综合试题卷一、选择题；1.研究者改造蓝藻和酵母菌，使蓝藻成为酵母细胞的内共生体。改造后的酵母菌在光照条件下，能在无碳培养基中繁殖15～20代。下列叙述不正确的是（）A.蓝藻和酵母菌的遗传信息都储存在脱氧核糖核酸中B.酵母菌为兼性厌氧菌，其有氧呼吸主要在线粒体中进行C.改造后的酵母菌可以依靠蓝藻获得能源物质D.改造后的酵母菌中的蓝藻依靠酵母菌的核糖体来合成自身蛋白质【答案】D【解析】【分析】细胞生物的遗传物质都是DNA，其遗传信息储存在碱基对（脱氧核苷酸）的排列顺序中。有氧呼吸第一阶段的场所是细胞质基质，第二三阶段的场所是线粒体。【详解】A、蓝藻和酵母菌都是细胞生物，因此其遗传物质都是DNA，其遗传信息都储存在脱氧核糖核酸中，A正确；B、酵母菌为兼性厌氧菌，其有氧呼吸第二和第三阶段在线粒体中进行，B正确；C、有题干可知，蓝藻成为酵母细胞的内共生体，可以通过蓝藻的光合作用为酵母菌提供能源物质，C正确；D、蓝藻是原核生物，自身含有核糖体，不依靠酵母菌的核糖体来合成自身蛋白质，D错误。故选D。2.某同学在探究植物细胞吸水和失水的原理时，尝试将临时装片中的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在一定浓度的硫酸铜溶液中，观察到视野中很多紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞变为黄色或橘黄色，并出现轻度质壁分离现象。下列相关叙述不合理的是（）A.质壁分离的细胞发生了渗透作用失水，该过程中细胞的吸水能力不断增强B.实验中细胞颜色改变说明有溶质分子通过主动运输的方式进入细胞C.细胞发生质壁分离的前提是细胞的原生质层结构完整，外界溶液的浓度大于细胞液的浓度D.实验中细胞轻度质壁分离后可能很快会发生质壁分离的自动复原现象【答案】B【解析】【分析】植物细胞的原生质层相当于一层半透膜（由细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质组成），细胞发生质壁分离的前提是细胞的原生质层结构完整，外界溶液的浓度大于细胞液的浓度。【详解】A、质壁分离的细胞发生了渗透作用失水，该过程中细胞液不断失水，细胞液浓度增大，细胞的吸水能力不断增强，A正确；B、主动运输是指细胞有选择性地吸收细胞生命活动所需的物质，需要借助蛋白质和消耗能量，实验中细胞颜色改变说明有溶质分子进入细胞，但是仅凭题干无法推断出溶质分子是通过主动运输进入细胞的，B错误；C、植物细胞的原生质层相当于一层半透膜（由细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质组成），细胞发生质壁分离的前提是细胞的原生质层结构完整，外界溶液的浓度大于细胞液的浓度，C正确；D、实验中细胞轻度质壁分离，且有溶质分子进入，则实验中细胞轻度质壁分离后可能很快会发生质壁分离的自动复原现象（当细胞液浓度大于外界溶液浓度时），D正确。故选B。3.物理和化学技术的进步常常对生物学的发展起到助推器的作用。下列运用物理、化学方法进行生物学研究的相关叙述，正确的是（）A.用斐林试剂和双缩脲试剂可以检测生物组织中是否含有糖类和蛋白质B.用同位素示踪技术研究大肠杆菌繁殖和人鼠细胞融合，证明DNA的半保留复制和细胞膜的流动性C.用放射性同位素标记和离心技术研究T2噬菌体中的Р和S的去向，证明DNA是主要的遗传物质D.用吡罗红甲基绿染色剂、改良苯酚品红染液给细胞染色，分别观察细胞中的DNA、RNA的分布和染色体【答案】D【解析】【分析】赫尔希和蔡斯用放射性同位素标记和离心技术研究T2噬菌体中的Р和S的去向，证明DNA是T2噬菌体的遗传物质。【详解】A、用斐林试剂和双缩脲试剂可以检测生物组织中是否含有还原糖和蛋白质，A错误；B、用荧光标记技术研究人鼠细胞融合，证明细胞膜的流动性；同位素示踪技术研究大肠杆菌繁殖，证明DNA的半保留复制，B错误；C、用放射性同位素标记和离心技术研究T2噬菌体中的Р和S的去向，证明DNA是T2噬菌体的遗传物质，C错误；D、利用吡罗红和甲基绿与DNA和RNA的亲和性不同，用吡罗红甲基绿染色剂观察细胞中的DNA、RNA的分布，用改良苯酚品红染液为碱性染料给细胞染色，观察细胞中的染色体，D正确。故选D。4.为了探究在干旱发生时，植物之间信息交流的发生情况﹐研究者设计了如下图所示的实验装置，将11株盆栽豌豆等距排列，6～11号植株在根部有管子相通，这样在不移动土壤的情况下，化学信息可以通过管子进行交流；1～6号的根部不联系。用高浓度的甘露醇浇灌刺激6号植株，15min后测定所有植株的气孔开放度，结果如图2所示。下列相关分析不正确的是（）A.对照组的结果说明，在不受干旱胁迫时，各植株的气孔开放度无显著差异B.在干旱条件下，植物气孔关闭，导致光合速率下降的主要原因是缺少水分C.干旱条件下植物之间能够通过地下部分交流信息D.对6号植株进行持续1h的干旱胁迫，可能会导致6～11号植株的大多数气孔关闭【答案】B【解析】【分析】分析图2可知，模拟干旱环境后，1～5号气孔开放度差别不大，可以看到根部有联系的植株气孔开放度更低，且6～11号植株的气孔开放度与距离6号的远近有关，故说明干旱条件下植物之间能够通过地下部分交流信息。【详解】A、结合图2中对照组柱形图的高度可知，在不受干旱胁迫时，各植株的气孔开放度无显著差异，A正确；B、在干旱条件下，植物气孔关闭，导致光合速率下降的主要原因是二氧化碳浓度降低（光合作用暗反应的原料），B错误；C、分析图2可知，模拟干旱环境后，1～5号气孔开放度差别不大，可以看到根部有联系的植株气孔开放度更低，且6～11号植株的气孔开放度与距离6号的远近有关，故说明干旱条件下植物之间能够通过地下部分交流信息，C正确；D、对6号植株进行持续1h的干旱胁迫，该植株产生胁迫信号，并通过地下通路传递给7～11号植株，可能会导致6～11号植株的大多数气孔关闭，从而减少水分散失，D正确。故选B。5.某二倍体植物染色体上的基因B是由其等位基因B突变而来的，若不考虑染色体变异，下列叙述不正确的是（）A.基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中B.基因B1和B2含有的碱基对数目可能相同，也可能不同C.基因B2也有可能再突变成基因B1D.基因B1和B2编码的蛋白质可能相同，也可能不同【答案】A【解析】【分析】基因突变：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变，基因突变不一定会导致生物性状的改变。【详解】A、体细胞是有丝分裂产生的，基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中，配子是由减数分裂产生的，等位基因会发生分离，基因B1和B2不能同时存在于同一个配子中，A错误；B、基因突变是基因的碱基对发生替换、增添或缺失导致的，基因突变的结果为产生新的等位基因，若发生的是基因碱基对的替换，则基因B1和B2含有的碱基对数目相同，若发生的是碱基对的增添或缺失，则基因B1和B2含有的碱基对数目不相同，B正确；C、有的基因存在回复突变，即突变体经过第二次突变又完全地或部分地恢复为原来的基因型和表现型，即基因B2也有可能再突变成基因B1，C正确；D、由于密码具有简并性，基因B1和B2编码的蛋白质可能相同，也可能不同，D正确。故选A。6.某种植物既能进行自花传粉，也能进行异花传粉。该植物的宽叶和窄叶受一对等位基因A、a控制，宽叶为显性。现有一批杂合宽叶植株，以这些植株为亲本分别进行如下处理，方案①：单株种植并隔离管理（植株间不能相互传粉），得到的每代种子再分别用同样的方法种植；方案②：常规种植管理（种植在同一块地方），得到的每代种子均常规种植。下列相关说法正确的是（）A.方案①，F2宽叶植株中纯合子约占1/3B.方案①，随种植代数的增加，A基因的基因频率逐渐增高C.方案②，从子一代开始，每代宽叶植株与窄叶植株比约为3：1D.方案②，随种植代数的增加，a基因的基因频率逐渐降低【答案】C【解析】【分析】该植物既能进行自花传粉，也能进行异花传粉，方案①为单独种植管理，得到的每代种子再分别单独种植，植株间不能相互传粉，该方案相当于自交；方案②为常规种植管理，得到的每代种子均常规种植，相当于自由交配。

【详解】A、方案①为单独种植管理，得到每代种子再分别单独种植，该方案相当于自交，杂合宽叶植株Aa自交，F1基因型及比例为AA：Aa：aa=1：2：1，再单独种植，则F2中AA和aa均占3/8，Aa占1/4，F2中宽叶基因型及比例为AA：Aa=3：2，其中纯合子占3/5，A错误；B、方案①相当于自交，自交情况下杂合子的比例会逐代降低，即基因型为Aa的植株的比例会逐渐减少，而基因型为AA的植株与基因型为aa的植株的比例相等，A基因的基因频率不变，B错误；C、方案②为常规种植管理，得到的每代种子均常规种植，相当于自由交配，每一代中配子A与a所占的比例都为1/2，每代宽叶植株与窄叶植株比约为3：1，C正确；D、方案②相当于自由交配，没有淘汰和自然选择的情况下，不管种植多少代，A、a的基因频率始终不变，D错误。故选C。

7.下图是某叶肉细胞进行光合作用的示意图，其中光系统Ⅰ（PSI）和光系统Ⅱ（PSⅡ）主要由蛋白质和光合色素组成，Rubisco是催化C5固定CO2的酶。请回答下列问题。（1）PSⅡ和PSI主要分布在叶绿体的__________上，该结构含有的两类光合色素是___________，这两类光合色素均在__________光区出现吸收高峰。（2）过程①所产生的氧气量可用来表示光合作用的__________（填“净值”或“总值”），若图中C3含量突然下降，可能改变的外界条件是__________或__________。（3）适量增施氮肥有利于提高光合作用速率，试从PSⅡ和PSI的物质组成上解释其原因___________。图中的H+的跨膜运输方式是____________（填“自由扩散”、“主动运输”或“协助扩散”）。判断依据是___________。（4）强光条件下，植物吸收的光能超过光合作用的利用量，过剩的光能，有时可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。据图分析，光抑制导致光合作用强度下降的原因可能是__________。【答案】（1）①.类囊体薄膜②.叶绿素和类胡萝卜素③.蓝紫（2）①.总值②.CO2浓度下降③.光照强度增大（3）①.PSII和PSI含有蛋白质和叶绿素，这两类物质的合成均需要N元素②.协助扩散③.运输过程需要蛋白质参与，从浓度高的一侧到浓度低的一侧（没有消耗ATP）（4）强光导致PSII和PSI受损伤或叶绿体结构损伤【解析】【分析】光合作用光反应的场所是叶绿体类囊体薄膜，其上分布由与光合作用有关的色素和酶。当CO2浓度或光照强度出现骤变时，会导致ATP、NADPH、C3、C5等物质含量发生变化。协助扩散的特点：①需转运蛋白参与②不耗能③顺浓度梯度进行。【小问1详解】由图可知，PSⅡ和PSI主要分布某种膜结构上，又由题干“光系统Ⅰ（PSI）和光系统Ⅱ（PSⅡ）主要由蛋白质和光合色素组成”可推知，PSⅡ和PSI主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，其含有的光合色素为叶绿素和类胡萝卜素，都吸收蓝紫光。【小问2详解】过程①所产生的氧气量为叶绿体中产生的氧气量，包括进入到线粒体中被呼吸消耗的部分氧气，因此课代表光合作用的总值。当CO2浓度降低时，CO2的固定速率降低，同时C3的还原速率不变，所以C3的含量降低；光照强度升高时，生成NADPH和ATP数量增多，CO2固定加快，C3消耗得多，而C3还原不变，导致C3的含量降低。【小问3详解】PSII和PSI含有蛋白质和叶绿素，这两类物质的合成均需要N元素，因此增施氮肥有利于提高光合作用速率。由图可知，H+跨膜运输需要转运蛋白协助，同时伴随着ATP合成（利用H+浓度差的电化学势能），说明其是顺浓度梯度运输的，因此是协助扩散。【小问4详解】由图可以推测，当光能超过光合作用的利用量时，有可能导致类囊体膜受损即PSII和PSI受损伤，或叶绿体结构损伤，从而减低光合作用强度。8.实验室有3组成年疾病模型小鼠，甲、乙两组小鼠行动呆笨迟缓精神萎靡、食欲不振；丙组小鼠躁动不安、食欲亢进。现有每组模型小鼠各30只，且同组小鼠病因相同。为探究各组模型小鼠的病因，科研人员抽血检测了上述3组小鼠和正常小鼠相关激素的浓度，结果如下表所示。请根据相关信息完成下列问题。促甲状腺激素释放激素含量促甲状腺激素含量甲状腺激素含量正常小鼠正常正常正常模型小鼠甲偏高偏低偏低模型小鼠乙偏高偏高偏低模型小鼠丙偏低偏高偏高（1）甲组小鼠最可能的病因是腺体____________损伤。（2）乙组小鼠可能的病因有：病因一是腺体_____________损伤；病因二是机体缺乏____________（填化学元素）。除上述模型小鼠之外，实验室还有下列研究材料：A、普通饲料，B、加入适量相关激素饲料，C、加入适量相关元素的普通饲料，测量小鼠体长的仪器，测量小鼠耗氧量的仪器。为探究乙组成年疾病模型小鼠的真正病因，请你选择合适的研究材料，完善实验设计思路，并预测实验结果与结论。①将乙组模型小鼠随机平均分成3组，编号1、2、3，分别每日饲喂等量的A、B、C饲料，在____________环境下隔离饲养。②培养一段时间后，____________③预测实验结果与结论：若________________________，则乙组小鼠患病原因是病因一；若________________________，则乙组小鼠患病原因是病因二。（3）经检测发现丙组小鼠体内出现抗甲状腺抗体，据表中信息分析，该抗体的作用可能与_____________激素作用相似，该病属于免疫失调症中的____________病。【答案】（1）垂体（2）①.甲状腺②.碘③.相同且适宜④.测定各组小鼠单位时间的耗氧量，记录数据，统计分析⑤.1组与3组耗氧量接近，且均小于2组⑥.2组与3组耗氧量接近，且均大于1组（3）①.促甲状腺②.自身免疫【解析】【分析】甲状腺激素分泌的分级调节主要受下丘脑控制，下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体，从而垂体再分泌促甲状腺激素，促甲状腺激素作用于甲状腺，进而分泌甲状腺激素；分析题中所给表格：模型小鼠甲促甲状腺激素释放激素含量偏高，而促甲状腺激素含量和甲状腺激素含量均偏低，故模型小鼠甲最有可能的病因是腺体垂体损伤（促甲状腺激素释放激素含量偏高，是由于甲状腺激素含量低，作用于下丘脑导致，意味着下丘脑没有损伤，而垂体受损则会导致促甲状腺激素和甲状腺激素含量均低）；模型小鼠乙促甲状腺激素释放激素含量偏高，促甲状腺激素含量也偏高，意味着下丘脑和垂体均正常，而甲状腺激素含量偏低，最有可能的生理性病因是腺体甲状腺损伤，无法正常分泌甲状腺激素。小问1详解】甲状腺激素分泌的分级调节主要受下丘脑控制，下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体，从而垂体再分泌促甲状腺激素，促甲状腺激素作用于甲状腺，进而分泌甲状腺激素；分析题中所给表格：模型小鼠甲促甲状腺激素释放激素含量偏高，而促甲状腺激素含量和甲状腺激素含量均偏低，故模型小鼠甲最有可能的病因是腺体垂体损伤（促甲状腺激素释放激素含量偏高，是由于甲状腺激素含量低，作用于下丘脑导致，意味着下丘脑没有损伤，而垂体受损则会导致促甲状腺激素和甲状腺激素含量均低）。【小问2详解】模型小鼠乙促甲状腺激素释放激素含量偏高，促甲状腺激素含量也偏高，意味着下丘脑和垂体均正常，而甲状腺激素含量偏低，最有可能生理性病因是腺体甲状腺损伤，无法正常分泌甲状腺激素；也有可能是机体缺乏碘元素（合成甲状腺激素的重要元素），导致小鼠甲状腺分泌不足。①实验遵循单一变量和等量原则，实验的自变量为饲料的种类，通过分组以及自变量的控制之后，需要将所有组的小鼠置于相同且适宜的条件下饲养，防止除自变量以外的其他因素的干扰；②实验的因变量为甲状腺激素的分泌情况，甲状腺激素具有促进机体新陈代谢，加速有机物氧化分解的作用，故可以测定各组小鼠单位时间的耗氧量，记录数据，统计分析，以此比较各组小鼠分泌甲状腺激素情况；③若1组（普通饲料，对照组）与3组（加入合成甲状腺激素的相关元素）耗氧量接近，且均小于2组（加入相关激素），则乙组小鼠患病原因是病因一（甲状腺受损）；若2组（加入相关激素）与3组（加入合成甲状腺激素的相关元素）耗氧量接近，且均大于1组（普通饲料，对照组），则则乙组小鼠患病原因是病因二（缺乏合成甲状腺激素的相关元素）。【小问3详解】抗甲状腺抗体，意味着该抗体会将甲状腺当初非正常组织进行攻击，识别并与甲状腺细胞结合，故该抗体的作用可能与促甲状腺激素作用相似，该病属于免疫失调症中的自身免疫病。9.近年来我们越发认识到生态保护的重要性，党的二十大报告明确提出；“大自然是人类赖以生存发展的基本条件”、“积极稳妥推进碳达峰、碳中和”，“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生”……。请运用你所学生物学知识对相关的政策进行解读。不同强度的放牧对草场的影响不同。下图表示放牧强度对草场地上、地下生物量影响的柱形图。请回答下列有关问题：（1）牛、羊等以牧草为食物的家畜属于第____________营养级，其同化量流向分解者的途径有：_____________。（2）由图可知，重度放牧的情况下，草地中植物采取的“策略”是_____________，这种“策略”具有的意义是_____________。（3）下表显示某地哺乳动物和鸟类生存受到威胁的主要原因及其比例：原因哺乳动物鸟类偷猎31%20%丧失栖息地32%60%生物入侵17%12%其他原因20%8%据上表分析，两类生物相比，____________对生存环境的要求相对较高，原因是______________。（4）为了尽快实现碳达峰和碳中和，就要不断减少二氧化碳等温室气体排放量，这与生态系统的______________功能关系最密切，我们可以采取的具体措施有：______________（答出两点即可）。【答案】（1）①.二②.通过牛羊的遗体残骸流向分解者；通过第三营养级的粪便流向分解者（2）①.把更多的同化产物（生物量）分配给地下部分②.为植物的再生长提供物质和能量的储备（3）①.鸟类②.丧失栖息地对鸟类生存的威胁比例远高于对哺乳动物生存的威胁程度，且远高于其他因素对鸟类的威胁程度（或“在所研究的各种原因中威胁程度最高”），体现了栖息地环境改变后鸟类相对于哺乳动物更难以生存，难以适应改变后的新环境，说明鸟类对生存环境的要求相对更高（4）①.物质循环②.植树造林、开发清洁新能源、减少煤、石油等化石燃料的使用、提倡绿色出行等【解析】【分析】1、在一定的空间范围内，生物与环境所形成的统一的整体叫做生态系统，包括生物部分和非生物部分。动物直接或间接的以植物为食，为消费者，促进物质循环；细菌、真菌分解动植物的遗体来维持生活，属于分解者，把有机物转化成二氧化碳、水和无机盐，供植物利用，促进物质循环。2、对图分析可知，与在轻度放牧条件下相比，在中度放牧条件下，生物量分配比无明显变化；在重度放牧条件下，地上生物量分配明显减小，地下生物量分配明显增加。从轻度放牧到重度放牧，土壤有机质及各养分含量先显著降低而后显著增大。【小问1详解】牛、羊等以牧草为食物的家畜属于第二营养级，其同化量流向分解者的途径有：通过牛羊的遗体残骸流向分解者；通过第三营养级的粪便流向分解者。【小问2详解】据图可知，从轻度放牧到中度放牧，地下部分生物量占总生物量的比值降低。由图可知，重度放牧明显降低了地上生物量分配，增加了地下生物量分配，在重度放牧区，地下生物量占总生物量的比值显著高于轻度和中度放牧，植物这种生存策略的意义是在重度放牧压力下，由于牲畜对植物地上部分大量消耗，导致植物把更多的同化产物分配给地下部分，为放牧过后植物的再生长提供物质和能量的储备。【小问3详解】据表分析，两类生物相比，丧失栖息地对鸟类生存的威胁比例远高于对哺乳动物生存的威胁程度，且远高于其他因素对鸟类的威胁程度（或“在所研究的各种原因中威胁程度最高”），体现了栖息地环境改变后鸟类相对于哺乳动物更难以生存，难以适应改变后的新环境，说明鸟类对生存环境的要求相对更高。【小问4详解】为了尽快实现碳达峰和碳中和，就要不断减少二氧化碳等温室气体排放量，这与生态系统的物质循环功能关系最密切，我们可以采取的具体措施有植树造林、开发清洁新能源、减少煤、石油等化石燃料的使用、提倡绿色出行等。10.家鸡属于鸟纲，是由原鸡长期驯化而来。家鸡具有多对易于区分的相对性状，是遗传学研究常用的实验材料。结合所学知识回答下列问题：（1）公鸡和母鸡性染色体组成分别为_____________。（2）“牝鸡司晨”是我国古代人民早就发现的性反转现象。如果一只母鸡性反转成公鸡，这只公鸡与母鸡交配，后代的性别比例是______________。（不含Z染色体的胚胎不能发育存活）（3）家鸡腿的长度受多对独立遗传的等位基因控制，只有隐性纯合子才能表现为短腿。现有一只杂合的长腿雄鸡，但不知有几对基因杂合，将该雄鸡与多只短腿的雌鸡测交。若测交后代中长腿：短腿=7：1，说明控制长腿的基因有____________对杂合。（4）家鸡羽毛颜色金色对银色为显性，由一对基因（A、a）控制。羽毛生长快对生长慢为显性，由另一对基因（B、b）控制。假设A/a、B/b这两对等位基因都位于Z染色体上，现有各种表型的纯合品系若干，请选择合适的品系为材料，设计一次杂交实验对这一假设进行验证。①杂交实验亲本的性状分别为：父本____________；母本____________。预期实验结果为____________。【答案】（1）ZZ、ZW（2）雄性：雌性=1：2（3）3（4）①.银色生长慢②.金色生长快③.子代雄性均为金色生长快，雌性均为银色生长慢【解析】【分析】鸡属于ZW性别决定的生物，公鸡是ZZ，母鸡是ZW。牝鸡司晨是母鸡性反转为公鸡，但性染色体依然是ZW。【小问1详解】公鸡性染色体是ZZ，母鸡性染色体是ZW。【小问2详解】性反转的公鸡性染色体组成是ZW，与母鸡ZW交配，WW致死，因此后代ZZ：ZW=1：2，即雄性：雌性=1：2。【小问3详解】因为腿的长度受多对独立遗传的等位基因控制，因此可以利用分离定律解决自由组合问题，逐对分析，每一对等位基因测交后比例为1：1，该杂交组合的后代中短腿（隐性纯合子）占比例为1/8，为（1/2）3，因此控制长腿的基因有3对杂合。【小问4详解】判断基因位置，可以选择同隐异显黄金组合，因此可以选择ZabZab×ZABW，即银色生长慢公鸡和金色生长快母鸡杂交，子代为ZABZab、ZabW，即雄性均为金色生长快，雌性均为银色生长慢。[生物——选修1：生物技术实践]11.我国科学家发现“超级蠕虫”——黄粉虫（俗称面包虫）可以吃塑料，并从其肠道内分离出了能够降解聚苯乙烯（塑料的主要成分，缩写PS）的细菌，为解决全球塑料污染问题打开了一扇新的大门。某科研小组计划在实验室分离纯化能高效降解聚苯乙烯的细菌（目标菌），然后获取相关酶，以期实现塑料的生物酶降解。其基本思路如下：Ⅰ号培养基：水、无机盐、氮源、物质XⅡ号培养基；水、无机盐、氮源、物质X、物质Y（1）物质X和物质Y分别是____________和____________。（2）除了图中所示方法外，还可以通过_____________法在Ⅱ号培养基上纯化降解PS塑料的微生物菌群，使其生长出单个菌落。然后根据菌落的____________（至少写出3种）等特征来进行初步区分不同的品种，科研人员从中挑选了3株能稳定降解PS塑料的菌种P1、P2和P3。（3）科研人员将红色PS粉碎成粉末，均匀混合在无碳固体培养基中，之后再接种经过稀释的三种菌液，一段时间后可测得透明圈大小（D）与菌圈大小（d）（如下图所示）。若使用单一菌种进行扩大培养，应选用_____________菌种，理由是____________。（4）为测定PS降解酶降解塑料的能力，需要先将该酶分离出来，常用凝胶色谱法，凝胶色谱法分离PS降解酶的基本过程；样品加入后进行洗脱，而后收集PS降解酶。最后收集到的蛋白质样品与刚洗脱时收集到的蛋白质相比，分子质量较_____________（填大或小），原因是____________。（5）分离得到PS降解酶后，为提高生产效率，需要对酶固定化，可以采用的方法有_____________。【答案】（1）①.聚苯乙烯②.琼脂（2）①.平板划线②.形状、大小、隆起程度、颜色等（3）①.P1②.P1的D/d值最大，对PS塑料的降解效果最佳（4）①.小②.相对分子质量较小的蛋白质，通过色谱柱的路程较长，移动速率较慢（5）化学结合法和物理吸附法【解析】【分析】固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术，包括包埋法、化学结合法和物理吸附法，一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化。【小问1详解】结合题干，本实验的目的使分离纯化能高效降解聚苯乙烯的细菌，故Ⅰ号培养基为选择培养基，结合题干“并从其肠道内分离出了能够降解聚苯乙烯（塑料的主要成分，缩写PS）的细菌”可知Ⅰ号培养基中含有的成分为水、无机盐、氮源、聚苯乙烯（起到选择目标菌的作用），故物质X为聚苯乙烯，Ⅱ号培养基应为固体培养基，便于涂布和分离目标菌，故物质Y为琼脂。【小问2详解】平板划线法和稀释涂布平板法是常用的用来分离菌落的接种方法，由于图中已经使用了稀释涂平板法，故除了图中所示方法外，还可以通过平板划线法法在Ⅱ号培养基上纯化降解PS塑料的微生物菌群，使其生长出单个菌落。然后根据菌落的形状、大小、隆起程度、颜色等等特征来进行初步区分不同的品种，科研人员从中挑选了3株能稳定降解PS塑料的菌种P1、P2和P3。【小问3详解】透明圈意味着细菌降解红色PS的多少，结合题干，透明圈大小（D）与菌圈大小（d）的比值越大，意味着该菌对PS塑料的降解效果最佳，故使用单一菌种进行扩大培养，应选用P1菌种。【小问4详解】在利用凝胶色谱法分离聚乙烯降解酶的过程中分子质量较大的蛋白质不进入凝胶颗粒，通过色谱柱的路程较短，移动速率较快，故最后收集到的蛋白质样品与刚洗脱时收集到的蛋白质相比，分子质量较小。【小问5详解】固定化酶和固定化细胞是利用物理或化学方法将酶固定在一定空间内的技术，包括包埋法、化学结合法和物理吸附法，一般来说，酶更适合采用化学结合和物理吸附法固定化。[生物——选修3：现代生物科技专题]12.蜘蛛丝（丝蛋白）