（14分）酵母菌、大肠杆菌等微生物是遗传学上常用的实验材料之一，在生物技术上应用广泛。请分析回答下列问题：
（1）与其他生物相比，微生物代谢非常旺盛，其原因是                          。
（2）下图是一研究酵母菌呼吸作用的实验装置，A烧杯溶液中是酵母菌和煮沸后冷却的葡萄糖液，表面覆盖石蜡；B试管内有某种溶液。据图回答问题：

①实验中会产生       气体，验证该气体一般采用                溶液。用煮沸又冷却了的葡萄糖液，并在其表面覆盖一层液体石蜡，是为了                          。
②写出装置A内发生反应的方程式：                                           。
（3）下图表示在有限容器中培养大肠杆菌的生长曲线。

①ab段大肠杆菌的增长_____(填“是”或“不是”)“J”型增长曲线吗？试分析原因：________________________
②图中bc段表示大肠杆菌数量相对稳定，但cd段出现快速下降，其原因是                               。
（4）某生物兴趣小组为了探究不同量的氧气与酵母菌有氧呼吸强度的关系，请根据以下实验装置中的相关信息，设计实验表格。（要求：表格中要注明自变量、因变量）

（8分）2009年12月，联合国气候变化会议在哥本哈根召开，提出用“低碳生活”、“减少CO₂排放”拯救地球。
（1）大气CO₂浓度变化具年周期性，夏季由于植物的________增强，CO₂浓度______。
（2）全球暖化可引起局部干旱或洪涝灾害。干旱时，农作物根细胞__________吸水受阻；若长时间浸水，根细胞则因___________而受毒害。
（3）全球暖化后，低纬度地区的生物可能入侵到较高纬度地区。这一变化可能的威胁是：                                                     。
（4）两极被认为是受全球暖化影响较大的生态系统，下图表示南极洲一个简化的食物网。

①近年磷虾的数量急剧下降，受这一变化影响最大的种群是                                      。写出其所在的食物链        。
②小齿鲸的数量远小于图中其他动物，请用生态学原理解释                                                                                     。

（7分）科学家研究发现一种树突状细胞（DC细胞），能参与人体的免疫的过程（如下图示意），请回答下列问题：

（1）DC细胞处理抗原后，细胞外出现特定的结构能与T细胞有识别作用的受体相结合，激活信号分子（S1、S2）从而激发T细胞出现免疫效应，此过程体现细胞膜的                       功能。
（2）由图知，DC细胞在免疫调节中的具体功能是                              。DC细胞的研究成果已应用于医学，DC细胞免疫疗法是指通过一定的方法获取患者的DC细胞，经                        技术体外增殖后，回输入该患者体内，提高清除抗原的效果。
（3）免疫调节不仅积极应对外来抗原的入侵，同时也随时应对体内的异常细胞，这体现了免疫系统的                                         功能。
（4）艾滋病病毒（HIV）通过T淋巴细胞表面的特异性CD₄受体识别T淋巴细胞并侵染，从而破坏人类免疫系统。科学家正在研究将病毒引诱到能导致其死亡的人体“陷阱”细胞中，以防止病毒增殖。其研究思路是：利用HIV可识别                  细胞，让HIV识别并侵染，侵染这种细胞后的HIV病毒却无法增殖。请简要说明HIV在这种“陷阱”细胞中无法增殖的原因：____________________________________。

（9分）2007年我国科学家率先完成了家蚕基因组精细图的绘制，将13000多个基因固定位于家蚕染色体DNA上，家蚕是二倍体生物（2N=56），雄蚕含有两个同型的性染色体ZZ，雌蚕含有两个异型的性染色体ZW。请回答有关家蚕遗传变异的问题
（1）家蚕中D、d基因位于Z染色体上，d是隐性致死基因(导致相应基因型的受精卵不能发育，但Z^d配子有活性)。____(填“能”或“不能”)选择出相应基因型的雌雄蚕杂交，使后代只有雄性？请说明理由                           。
（2）在家蚕的一对常染色体上有控制蚕茧颜色的黄色基因(Y)与白色基因(y)。在另一对常染色体上有I、i基因，当基因I存在时会抑制黄色基因Y的作用，从而使蚕茧变为白色；而i基因不会抑制黄色基因Y的作用。则结黄茧蚕的基因型是__________;若基因型为IiYy、iiyy的两个个体交配，产生了足够多的子代，子代的表现型及其比例为____       ____。若基因型为IiYy的两个个体交配，子代出现结白色茧的概率是______________。
（3）家蚕幼虫皮斑的普通斑(P）对素白斑(p)是显性，控制皮斑的这对基因与第（2）题的两对基因分别位于3对不同的常染色体上。如果基因型为PpYyIi的雄蚕与基因型为ppyyii的雌蚕交配，产生了足够多的子代，则子代的表现型有________种，表现型及比例是                                                            。

（8分）下图的甲、乙分别为植物和动物细胞的亚显微结构模式图，图丙为某生物体内细胞分裂示意图。据图回答下列问题：

（1）若图甲为洋葱根尖分生区细胞，则图中不应有的结构有______（填标号），蓝藻与该图所示细胞在结构上最主要的差别是________________________。
（2）图乙细胞是由______________细胞增殖、分化而成。该细胞产生的抗体在合成和分泌过程中，依次经过的生物膜为____________（填标号）。
（3）若图乙细胞发生癌变，则该细胞易扩散转移的主要原因是____________________。
（4）图丙细胞中具有同源染色体的有_________（填字母），具有染色单体的有_______      （填字母），D细胞的名称为__________________。

（10分）下图为某囊性纤维化病的系谱图。请回答问题：

（1）据图分析，囊性纤维化病的遗传方式为______________，Ⅱ-1和Ⅱ-2后代的再发风险率为___________，所以生育前应该通过遗传咨询和____________等手段，对遗传病进行监控和预防。
（2）囊性纤维化病是CFTR基因突变导致的人类遗传病，迄今为止，已经发现超过1000种可以导致囊性纤维化的CFTR基因突变，这体现了基因突变具有___________的特点。其中的一些患者是由于CFTR基因缺失了三个碱基对，导致其编码的CFTR蛋白缺失了一个苯丙氨酸，苯丙氨酸的密码子为UUU或UUC，据此可推知基因缺失的序列为________。
（3）在正常肺部组织细胞中，细胞膜上的CFTR蛋白帮助氯离子转运出细胞。突变导致合成的CFTR蛋白____________改变，使其功能异常，导致细胞外水分________（填“增多”或“减少”），患者的肺部黏液堆积增多，易被细菌反复感染。
（4）以上事实说明，基因通过控制_____________直接控制生物体性状。
（5）科研人员利用经过修饰的病毒作为___________，将正常的CFTR基因导入患者的肺部组织细胞中，这种治疗方法称为___________。

（7分）决定玉米籽粒有色（C）和无色（c）、淀粉质（Wx）和蜡质（wx）的基因位于9号染色体上，结构异常的9号染色体一端有染色体结节，另一端有来自8号染色体的片段（见左图）。科学家利用玉米染色体的特殊性进行了右图所示的研究。请回答问题：

（1）8号染色体片段转移到9号染色体上的变异现象称为　      。
（2）右图中的母本在减数分裂形成配子时，这两对基因所在的染色体_____（填“能”或“不能”）发生联会。
（3）右图中的亲本杂交时，F₁出现了四种表现型，其中表现型为无色蜡质个体的出现，说明亲代_____________细胞在减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间发生了__________，产生了基因型为_______________的重组型配子。
（4）由于异常的9号染色体上有__________________作为C和wx的细胞学标记，所以可在显微镜下通过观察染色体来研究两对基因的重组现象。将F₁表现型为无色蜡质个体的组织细胞制成临时装片观察，观察到___________________的染色体，可作为基因重组的细胞学证据。

（7分）动物通过嗅觉感受器探测外界环境的气味分子，下图为嗅觉感受器细胞接受刺激产生兴奋的过程示意图。请据图回答有关问题。

（1）气味分子与细胞膜上的__________结合后，再通过G蛋白激活蛋白X，蛋白X使ATP分子转化为环腺苷酸（cAMP），由此可知蛋白X具有___________功能。气味分子所引起的系列反应体现了细胞膜___________的功能。
（2）cAMP分子可开启细胞膜上的________，引起大量的Na⁺____________，使膜电位变为___________________，产生的神经冲动传导到_________________，形成嗅觉。

根据所学生物学知识回答：（第4小题1分，其他每空2分）
（1）如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的      中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的      上。
（2）目前临床上使用的红细胞生成素（一种糖蛋白，用于治疗肾衰性贫血）主要来自基因工程技术生产的重组人红细胞生成素（rhEPO）。检测rhEPO的体外活性需用抗rhEPO的单克隆抗体。分泌该单克隆抗体的      细胞，可由rhEPO免疫过的小鼠     细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成。
（3）在“试管牛”的培育过程中，采用激素处理可使良种母牛一次排出多枚卵母细胞，最常用的激素是      。从良种公牛采集的精子需      后才能进行受精作用。在胚胎移植前，通过      技术可获得较多胚胎。
（4）生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快有其他物种占据它原来的生态位置，从而避免系统结构或功能失衡。这体现了生态工程的什么原理（   ）（1分）

在生物技术实践过程中，往往需要注意某些实验步骤的操作，请将下列实验中的注意事项填写完整：
（1）在腐乳的制作时，用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用          消毒。
（2）在“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”课题中，往往需要稀释土壤溶液，为了避免杂菌污染，此过程每一步都要在          旁操作。
（3）在提取植物细胞的DNA时，需要先用洗涤剂溶解          。
（4）在花药离体培养中剥离花药时，要彻底去除          ，因为与其相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。
（5）为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量离心管、枪头、缓冲液和蒸馏水等在使用前必须进行          。
（6）在固定化酵母细胞中加热溶解海藻酸钠时，最好采用          的方法。
（7）在血红蛋白的提取和分离中，若红细胞的洗涤次数过少，将无法除去          。
（8）胡萝卜素提取的萃取过程应采用          加热，因为有机溶剂都是易燃物。