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水体污染已是世界性问题。为探究菖蒲(一种湿地植物)对污水的净化作用，某研究小组进行了以下实验：
①从4个不同地点采集生活污水(1号)、工业污水(2号)、混合污水(3号)、人工池塘水(4号)。
②分别测定4种水样的BOD(即水中有机污染物经微生物分解所需要的总氧量)和总氮含量。
③取等量的上述4种水样，分别加入到4个相同的透明玻璃容器中，再将等重量的4份菖莆分别在4个容器中水培养15 d，定期观察、记录。结果表明菖莆在各种水样中生长良好。
④取经过菖蒲处理的4种水样，再次测定其BOD(单位：mg·L－1)和总氮含量(单位：mg·L－1)，数据整理后如下图所示：
请回答下列问题：
(1)4种水样中，有机污染物浓度最高的是____▲____。4号在实验中起____▲____作用。
(2)该实验中，可以通过观察菖蒲的____▲____等生理指标来比较其在各种水样中的生长态势。
(3)其他研究发现，水浮莲、水花生、金鱼藻等湿地植物对污水的净化效果与菖蒲相似。但在实际操作中，对水浮莲、水花生这类外来物种的应用必须谨慎，以防止它们对当地生态系统的危害。原因是这些物种____▲____。
(4)酸雨是指pH小于5.6的酸性降水。以小麦种子为实验材料尝试设计探究不同pH的酸雨对种子萌发率的影响。
①实验自变量：不同pH的酸雨。
②实验设计思路：____▲____。
③实验预期结果与分析：(写出3种即可)
第一种：____▲____。
第二种：____▲____。
第三种：____▲____。
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请回答胚胎工程和基因工程方面的问题：
（1）应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、________、________以及在母体中发育和产出等过程。
（2）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其________。另外，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和________。
（3）通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是________。
（4）利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是________、基因表达载体的构建、________和________。若要获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、________、________、________和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是________（显微注射法、农杆菌转化法），为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是________（受精卵、乳腺细胞）。
（5）若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到桑葚期或囊胚期阶段的早期胚胎进行________处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于________条件下。
选做题（考生只能选做一题，如两题全做，以A题计分）
A、萤火虫能发光是因为萤火虫体内可以通过荧光素酶催化一系列反应。如果荧光素酶存在于植物体内，也可使植物体发光。一直以来，荧光素酶的唯一来源是从萤火虫腹部提取。但加利福尼亚大学的一组科学家成功地通过转基因技术实现了将荧光素酶基因导入到大肠杆菌体内，并在大肠杆菌体内产生荧光素酶。请你根据已有的知识回答下列有关问题：
（1）在此转基因工程中，目的基因是_______________，提取目的基因通常有两种途径，提取该目的基因的方法最可能的途径是____________。
（2）在该过程中需要多种酶的参与，其中包括________________等。
（3）将此目的基因导入到大肠杆菌体内需要运载体的帮助。下列所列哪项不是选取运载体的时候必须考虑的？________
A、能够在宿主细胞内复制并稳定保存 B、具有特定的限制酶切点
C、具有与目的基因相同的碱基片断 D、具有某些标记基因
（4）在此转基因工程中，是由质粒承担运载体的。在将体外重组DNA导入大肠杆菌体内之前通常要用___________________________处理大肠杆菌，目的是_________________________________。
（5）由于荧光素酶的特殊作用，人们一直设想将其基因作为实验工具，将它和某一基因连接在一起，通过植物是否发光来确定该基因是否已经转入到植物体内，如判断固氮基因是否成功导入某植物体内。正常根瘤菌体内的固氮基因与萤火虫体内的荧光素酶基因相比，除了碱基对的顺序、数目不同以外，在结构方面还存在不同点，主要不同是_________________________________。
B、水体微生物对有机物有分解作用。右图所示为一种新的有机物吡啶羧酸（DPA）（分子式为C6H5NO2）进入池塘水体之后被水体微生物分解情况，其中箭头表示该有机物第二次进入该水体的时刻。回答下列问题：
（1）第一次吡啶羧酸进入水体被降解有较长的迟延期，其可能原因是______________________________。
（2）由图可知，第一次吡啶羧酸进入水体一段时期以后第二次再进入水体，吡啶羧酸急速下降，说明微生物代谢异常旺盛，其主要原因是________________________。
（3）吡啶羧酸为微生物代谢提供了____________营养。这些分解吡啶酸的微生物同化代谢类型最可能是___________________。
（4）吡啶羧酸进入水体后被微生物分解，这说明生态系统具有______________能力。该能力与生态系统的营养结构的复杂程度成正比。
（5）池塘属于______________生态系统，该生态系统又被称作“地球之肾”，是因为 _____________________________________。
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