【題目】閱讀下面材料，完成（1）~（4）題

厭氧膜生物反應(yīng)器處理高濃度有機(jī)廢水的研究

隨著科學(xué)技術(shù)和生物工程的發(fā)展，微生物作為污水的“清道夫”應(yīng)用越來越廣泛。微生物能夠快速繁殖，分解污染物并將其轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對污水的高效處理。

在現(xiàn)有的各類污水處理技術(shù)中，好氧生物處理技術(shù)發(fā)展較為成熟，但存在能耗高、污泥產(chǎn)量高以及資源回收率低等缺點(diǎn)。厭氧生物處理是厭氧微生物利用有機(jī)廢水中的有機(jī)質(zhì)作為自身營養(yǎng)物質(zhì)，在適宜的條件下（如合適的溫度、pH 等）將其轉(zhuǎn)化為沼氣的過程。后者具有能耗低、污泥產(chǎn)量少及易于控制等優(yōu)點(diǎn)。

厭氧膜生物處理技術(shù)結(jié)合了厭氧生物處理與膜過濾系統(tǒng)，成為處理高濃度有機(jī)廢水的研究熱點(diǎn)。厭氧膜生物反應(yīng)器（AnMBR）是此項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，其工作過程分為厭氧消化與膜過濾兩個(gè)階段，具體裝置如圖所示。

厭氧消化過程是由厭氧微生物所進(jìn)行的一系列生物化學(xué)的耦合反應(yīng)。由于厭氧反應(yīng)器內(nèi)部各區(qū)域的差異，造成非產(chǎn)甲烷細(xì)菌、產(chǎn)甲烷細(xì)菌出現(xiàn)有規(guī)律的演替，通過各種群之間的相互利用、相互制約，

構(gòu)成一個(gè)相對穩(wěn)定的微生物群落，從而保證了生物代謝過程的正常進(jìn)行。厭氧反應(yīng)器是AnMBR的核心裝置之一，其設(shè)計(jì)必須保證微生物停留的時(shí)間足

夠長，這樣才能減少污染物與膜的接觸，減少膜污染的發(fā)生。

選擇合適的膜材料和膜組件是反應(yīng)器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。應(yīng)用于AnMBR的膜材料可分為3種形態(tài)：疏水性有機(jī)聚合膜、金屬膜和非金屬膜（陶瓷膜）。膜污染是各類膜生物反應(yīng)器技術(shù)都面臨的難題之一。在污水處理過程中，反應(yīng)器中的物質(zhì)（水溶性有機(jī)物、細(xì)胞裂解產(chǎn)物和無機(jī)沉淀物等）會在膜孔、膜表面沉積，形成膜垢。膜結(jié)垢后使得整個(gè)操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性減小，從而降低了反應(yīng)器的處理效能。解決這些問題的方法除了更換膜，還可以對膜進(jìn)行清潔。物理法清潔主要包括反沖洗、表面沖洗和超聲波處理；化學(xué)法是指運(yùn)用特定的試劑（酸、堿和氧化劑等）來去除膜的污染；生物法是指采用酶制劑來清洗膜污染物中的有機(jī)污染物。

如果能有效解決AnMBR目前存在的各種問題，此技術(shù)將在污水處理方面發(fā)揮更大的作用。

（1）根據(jù)材料信息可以看出，厭氧膜生物處理技術(shù)是利用微生物的________作用和膜的過濾功能，有效處理高濃度有機(jī)廢水。應(yīng)用此技術(shù)可以__________（選擇下列序號填寫），實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。

a.促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)再生 b.促進(jìn)新物種的產(chǎn)生 c.提高人類對生態(tài)系統(tǒng)能量利用的效率

（2）研究發(fā)現(xiàn)，用AnMBR處理海產(chǎn)品加工的高鹽度廢水時(shí)，常常出現(xiàn)處理效果差，去除速度低等現(xiàn)象，可能的原因是____________。

（3）科研人員欲利用現(xiàn)有能分解不同有機(jī)污染物的各菌種和基因工程技術(shù)，培育出一種能同時(shí)高效降解多種有機(jī)污染物的超級菌，用以提高AnMBR處理廢水的能力。請簡述培育思路。__________

（4）結(jié)合文中信息分析，與物理法和化學(xué)法清潔膜相比，生物法清潔膜的優(yōu)勢。 __________

【答案】分解 ac 較高鹽度會使厭氧微生物失水或酶的活性受抑制 將不同菌中分解不同有機(jī)污染物質(zhì)的相關(guān)基因?qū)胪晃⑸镏校?/span>

用僅以有機(jī)污染物為碳源的選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因的微生物；

經(jīng)篩選得到分解有機(jī)污染物效果最好的超細(xì)菌（工程菌） 酶制劑沒有二次污染，而且對膜不產(chǎn)生損害；酶制劑可以反復(fù)利用；酶制劑效率高

【解析】

依據(jù)題干信息“厭氧膜生物處理技術(shù)結(jié)合了厭氧生物處理與膜過濾系統(tǒng)，成為處理高濃度有機(jī)廢水的研究熱點(diǎn)”，可知厭氧微生物通過分解污染物中的有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)利用，同時(shí)提高了能量的利用率，據(jù)此答題。

（1）依據(jù)材料信息，厭氧膜生物處理技術(shù)結(jié)合了厭氧生物處理與膜過濾系統(tǒng)，其中微生物能夠快速繁殖，分解污染物并將其轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對污水的高效處理。此項(xiàng)技術(shù)可以促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)再生以及提高人類對生態(tài)系統(tǒng)能量利用的效率。

（2）在高濃度的鹽水中，較高鹽度會使厭氧微生物失水或酶的活性受抑制，從而會導(dǎo)致污染物處理效果差，去除速度低等現(xiàn)象。

（3）利用基因工程技術(shù)將能分解不同有機(jī)污染物的各菌種培育出一種能同時(shí)高效降解多種有機(jī)污染物的超級菌的具體過程為：首先將不同菌中分解不同有機(jī)污染物質(zhì)的相關(guān)基因?qū)胪晃⑸镏�，然后用僅以有機(jī)污染物為碳源的選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因的微生物，最后篩選得到分解有機(jī)污染物效果最好的超細(xì)菌（工程菌）。

（4）生物法清潔膜與物理法和化學(xué)法清潔膜相比具有顯著的優(yōu)勢，表現(xiàn)在酶制劑沒有二次污染，而且對膜不產(chǎn)生損害；酶制劑可以反復(fù)利用；酶制劑效率高等等。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】虎皮鸚鵡性別決定為ZW型，羽毛顏色豐富，黃色、綠色、藍(lán)色的遺傳機(jī)理如圖所示，其中A基因位于1號（常）染色體上，酶A、酶B均不能合成時(shí)表現(xiàn)為白色。據(jù)此分析下列問題：

（1）兩只藍(lán)色虎皮鸚鵡交配，后代表現(xiàn)藍(lán)色和白色，這種現(xiàn)象在遺傳學(xué)上稱為______。子代藍(lán)色虎皮鸚鵡的基因型是______。

（2）欲利用一只純合藍(lán)色雄性虎皮鸚鵡確定B（b）基因的位置，請從純合的黃色、白色、藍(lán)色、綠色四個(gè)品種中選擇實(shí)驗(yàn)材料，對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行補(bǔ)充完善（不考慮交叉互換）。

選取______品種與該藍(lán)色雄性鸚鵡交配，觀察子代雌雄個(gè)體的毛色。

若F1表現(xiàn)為______，則該基因位于Z染色體上；

若F1表現(xiàn)為______，則該基因位于常染色體上。

再讓F1雌雄個(gè)體相互交配，若F2表現(xiàn)型及其比例為藍(lán)：綠：黃=1：2：1，則該基因也位于1號染色體上；

若F2表現(xiàn)型及其比例為______，則該基因位于其他常染色體上。

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞存在冷敏神經(jīng)元和熱敏神經(jīng)元，它們的放電頻率（單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的興奮次數(shù)）因體溫變化而相應(yīng)改變，如圖中實(shí)線所示，C、W曲線交于S點(diǎn)，此點(diǎn)對應(yīng)的溫度為正常體溫。

（1）維持體溫的熱量來源主要是________。體溫在一定范圍內(nèi)維持穩(wěn)定是________相對平衡的結(jié)果。體溫的調(diào)節(jié)方式是________。

（2）機(jī)體感染病毒后，冷敏神經(jīng)元和熱敏神經(jīng)元的放電領(lǐng)率如圖中虛線所示。此時(shí)，機(jī)體溫度會在______維持平衡，若高燒持續(xù)不退，應(yīng)采取的措施是___________________。

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】馬鈴薯葉片光合作用合成的有機(jī)物以蔗糖的形式通過韌皮部的篩管運(yùn)輸?shù)降叵碌馁橘胫�，用于分解供能或儲存。研究人員對蔗糖的運(yùn)輸、利用和儲存進(jìn)行了研究。

（1）葉肉細(xì)胞中的________與CO2結(jié)合形成C3，據(jù)圖2判斷丙糖磷酸是否為碳（暗）反應(yīng)的第一個(gè)產(chǎn)物C3，作出判斷的依據(jù)是________。

（2）葉肉細(xì)胞合成的蔗糖通過篩管運(yùn)輸至根、莖等器官。

①蔗糖“裝載”進(jìn)入篩管可能通過________使篩管中的蔗糖積累到很高的濃度（選擇下列序號填寫）。

a.自由擴(kuò)散 b.協(xié)助擴(kuò)散 c.主動運(yùn)輸

②為了驗(yàn)證光合產(chǎn)物以蔗糖形式運(yùn)輸，研究人員將酵母菌蔗糖酶基因轉(zhuǎn)入植物，該基因表達(dá)的蔗糖酶定位在葉肉細(xì)胞的細(xì)胞壁上。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：轉(zhuǎn)基因植物出現(xiàn)嚴(yán)重的短根、短莖現(xiàn)象，其原因是_________；該酶還導(dǎo)致葉肉細(xì)胞外________含量升高，被葉肉細(xì)胞吸收后通過_________調(diào)節(jié)機(jī)制抑制了光合作用。

（3）馬鈴薯塊莖是通過地下莖頂端的側(cè)向膨脹而不斷發(fā)育的（見圖）。篩管中的蔗糖在此處“卸載”，進(jìn)入地下莖細(xì)胞中，細(xì)胞中的蔗糖酶催化蔗糖水解，蔗糖合酶參與催化蔗糖轉(zhuǎn)化成淀粉的過程。據(jù)上述信息和圖3分析，蔗糖合酶主要分布的部位是__________，其生物學(xué)意義是__________。

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】南極磷蝦廣泛分布在南極海域，它們主要攝食海水表層的浮游植物，同時(shí)也是部分魚類、企鵝、海鳥、鯨、海豹等生物的餌料，在南極生態(tài)系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。

（1）南極海域中的各種生物共同構(gòu)成________，南極磷蝦屬于生態(tài)系統(tǒng)組成成分中的_________。長期捕食磷蝦的生物中，藍(lán)鯨長有密集的鯨須，食蟹海豹的牙齒具有復(fù)雜缺刻、能夠彼此交合，這些過濾結(jié)構(gòu)為捕食成群的南極磷蝦提供了方便，體現(xiàn)了生物體的_________相適應(yīng)的特點(diǎn)。

（2）藍(lán)鯨是南極海域捕食磷蝦量最大的生物。當(dāng)極晝來臨，藍(lán)鯨在南極海域聚集，它們潛入一定深度捕食，回到水面排泄，鯨糞中含有豐富的氮、磷、鐵等，這種行為加快了生態(tài)系統(tǒng)的_________，對缺乏礦質(zhì)元素的極地表層水域非常重要。此時(shí)，表層水體中浮游植物爆發(fā)性生長，其原因是_________（寫出2點(diǎn)）。

（3）據(jù)調(diào)查，磷蝦的數(shù)量已經(jīng)連續(xù)數(shù)十年呈下降趨勢，具體原因還不十分確定。圖所示為最近100年藍(lán)鯨種群數(shù)量的變化趨勢。你認(rèn)為這種變化會使南極磷蝦種群數(shù)量增加、減少，還是無法確定？請闡述你的理由。________

（4）雖然南極磷蝦資源蘊(yùn)藏量巨大，但人類開發(fā)利用仍然需要十分謹(jǐn)慎。若想達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益雙贏，應(yīng)采取怎樣的措施？________

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】地中海貧血癥是一種在我國長江以南各省高發(fā)的單基因遺傳病，發(fā)病原因是由于珠蛋白合成異常導(dǎo)致紅細(xì)胞易破裂發(fā)生溶血。

（1）某地區(qū)的地中海貧血癥患者的β珠蛋白基因出現(xiàn)圖1所示變化，該突變將導(dǎo)致______，使其無法與α珠蛋白結(jié)合，導(dǎo)致α珠蛋白在細(xì)胞中相對過剩，沉積在紅細(xì)胞中造成細(xì)胞被破壞，因而出現(xiàn)貧血病癥。

（2）地中海貧血癥患者除了需要輸血緩解癥狀之外，常見的治療手段是進(jìn)行異體骨髓移植，它的局限性主要是_________。目前利用生物工程技術(shù)將患者的體細(xì)胞轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞，以獲得用于自體移植的細(xì)胞。

（3）研究者利用慢病毒載體建立相應(yīng)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，對上述多能干細(xì)胞進(jìn)行基因修復(fù)。具體操作過程如圖2所示。

①I：表達(dá)載體含HIV病毒逆轉(zhuǎn)錄形成的cDNA片段，該片段幫助外源基因整合到_______上，使外源基因穩(wěn)定表達(dá)。為達(dá)到糾正患者α珠蛋白與β珠蛋白的比例異常的問題，需要構(gòu)建兩種表達(dá)載體，分別以_______和α珠蛋白干擾基因作為目的基因。

②II：需要將________（選擇下列序號填寫）導(dǎo)入包裝細(xì)胞，一段時(shí)間后可以獲得能夠轉(zhuǎn)化患者多能干細(xì)胞的慢病毒顆粒。

a.包裝載體 b.表達(dá)載體

③III：為了便于篩選出成功轉(zhuǎn)化的多能干細(xì)胞，其中________（選擇下列序號填寫）含有易檢測的標(biāo)記基因。

a.包裝載體 b.表達(dá)載體

（4）理論上在獲得成功轉(zhuǎn)化的多能干細(xì)胞后，需要誘導(dǎo)其定向分化為_________，然后植入患者骨髓，檢測_________以確認(rèn)此技術(shù)可應(yīng)用于地中海貧血癥的治療。

（5）本項(xiàng)研究目前僅在動物實(shí)驗(yàn)中完成，尚未進(jìn)行人體臨床實(shí)驗(yàn)。請分析整個(gè)研究過程，你認(rèn)為進(jìn)行人體臨床試驗(yàn)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)有哪些？請寫出其中1個(gè)風(fēng)險(xiǎn)。_________

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】如圖1中A~E是從幾種生物細(xì)胞中分離出來的5種細(xì)胞器，圖2中a~d是幾種膜結(jié)構(gòu)中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)�；卮鹣铝袉栴}：

（1）圖1中的細(xì)胞器E是______（填名稱）。圖2中化學(xué)反應(yīng)a、b可發(fā)生于圖1中細(xì)胞器______、______（填圖中字母）中。

（2）圖1中5種細(xì)胞器都含有的有機(jī)物是_______（填名稱）。

（3）若某細(xì)胞含有圖1中5種細(xì)胞器，也能進(jìn)行圖2中的所有化學(xué)反應(yīng)，則該細(xì)胞是______（填“動物”、“高等植物”或“低等植物”）細(xì)胞。

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科目：高中生物 來源： 題型：

【題目】2018年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予美國免疫學(xué)家詹姆斯艾利森（James Allison）和日本免疫學(xué)家本庶佑（TasukuHonjo），以表彰他們在癌癥免疫治療領(lǐng)域做出的突出貢獻(xiàn)。惡性腫瘤患者體內(nèi)T細(xì)胞功能往往是被抑制的，這兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，T細(xì)胞表面的CTLA-4蛋白和PD-1分子會對腫瘤細(xì)胞“手下留情”。以下相關(guān)說法錯(cuò)誤的是（ ）

A.惡性腫瘤細(xì)胞表面的糖蛋白數(shù)量減少

B.人體所有細(xì)胞都有CTLA-4基因和PD-1基因

C.對癌變細(xì)胞的清除體現(xiàn)了免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能

D.注射對抗CTLA-4蛋白和PD-1分子的抗體，激活T細(xì)胞，可有效治療惡性腫瘤

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【題目】下圖是人的神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)示意圖，甲、乙、丙、丁分別表示四種腺體，請分析回答：

（1）人過度緊張時(shí)，在大腦皮層相關(guān)部位的影響下，下丘腦中的一些細(xì)胞能合成并分泌_________________，最終促使乙合成并分泌甲狀腺激素；當(dāng)甲狀腺激素含量增加到一定程度時(shí)，可以抑制下丘腦和甲的分泌活動，這種調(diào)節(jié)作用稱為_____調(diào)節(jié)。

（2）當(dāng)人體的血糖含量降低時(shí)，丙分泌的__________和丁分泌的胰高血糖素增加，使血糖濃度升高。

（3）甲分泌的__________與甲狀腺激素在調(diào)節(jié)機(jī)體正常生長發(fā)育方向表現(xiàn)為____________作用。

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同步練習(xí)冊答案