内容正文:
大题预测01(江苏卷)
三组大题特训,快速提升
【题组一】
非选择题:共5题,共60分。
1.为了研究高温胁迫下CO2浓度升高对番茄生长的影响,研究人员进行了相关实验,实验过程如下:番茄幼苗高度达到20cm后,每日8:00~17:00对其进行CO2浓度控制,分别控制为1000μmol/mol(A组),700μmol/mol(B组)和416μmol/mol(C组,环境CO2浓度),在开花结果期进行连续3天高温胁迫(日均温度38℃)和适宜生长温度(日均温度26℃)试验处理,并测定了番茄净光合速率(An)的日均变化,结果如下图1所示。回答下列问题:
(1)该实验的自变量为 ,番茄的净光合速率可用单位时间内叶片 (填“吸收”或“固定”)CO2的量来表示,若要获得番茄的总光合速率,还需要进一步测定 (用CO2的相关量表示)。
(2)光合作用过程中,位于 的RuBP羧化酶可催化CO2与C5结合生成C3,C3在 提供能量的情况下被 进一步还原为 。
(3)据图1分析,高温对番茄净光合速率的影响为 ,相较于环境CO2浓度下,在高温条件下升高CO2浓度可使番茄的净光合速率 。研究人员又进一步测定了不同CO2浓度下高温和低温处理时番茄CO2固定速率(Vc.max)日均值变化以及C5再生速率(Jmax)日均值变化,结果如图2和图3所示,则据图分析,可以得出的结论是 (答出两点),并进一步推测,此时暗反应为光反应提供 (写出物质名称)的速率也会发生相应变化,从而使光反应速率发生相应变化。
2.水稻是我国主要的粮食作物,为雌雄同花一年生植物。已知水稻的叶形、株高、育性分别由三对等位基因A/a、B/b、M/m控制,野生型表现为宽叶高秆雄性可育。为获得宽叶高秆雄性不育个体以用于杂交育种,现将野生植株甲与窄叶矮秆雄性不育突变体乙杂交,表现为宽叶矮秆雄性可育,自交得。表现为宽叶矮秆雄性可育:宽叶矮秆雄性不育:宽叶高秆雄性可育:窄叶矮秆雄性可育:窄叶矮秆雄性不育:窄叶高秆雄性可育=6:3:3:2:1:1。
(1)亲本的基因型为 ,让个体随机交配,子代高杆雄性可育个体所占比例约为 。上述杂交实验并没有出现所需的宽叶高秆雄性不育个体,从相关基因的角度分析,具体原因最可能是 。
(2)SSR是DNA中的简单重复序列,非同源染色体上的SSR重复单位不同(如CA重复或GT重复),不同品种的同源染色体上的SSR重复次数也不同,可用于基因定位。为了对水稻的叶形基因A/a进行染色体定位,对植株甲、乙、以及提取DNA,表型一致的DNA作混合样本,用不同的SSR引物扩增不同样本的SSR遗传标记,电泳结果如下图:
据电泳结果推测,A/a基因位于 号染色体上,理由是 。进一步对本实验F2宽叶个体中该染色体上的SSR进行扩增检测,电泳后出现的电泳带有 种分布情况。
(3)正常情况下利用雄性不育培育的杂交水稻需要每年制种,原因是 。通过水稻的无融合生殖(不发生雌、雄配子的融合而产生种子的一种繁殖过程)可解决这一问题,水稻无融合生殖受两对基因控制:含基因E的植株形成雌配子时,减数分裂Ⅰ时同源染色体移向同一极,减数分裂Ⅱ正常进行,使雌配子染色体数目加倍;含基因F的植株产生的雌配子不经受精直接发育成植株。雄配子的发育不受基因E、F的影响。下图表示部分水稻品系杂交的过程。
子代中植株Ⅱ自交产生的种子基因型是 。应选择基因型为 的植株通过无融合生殖制备杂交,可以无需年年制备种子。
3.血浆外泌体是由活细胞分泌到血液中的囊泡。研究发现,阿尔茨海默病(AD)患者血浆外泌体上蛋白质Aβ1-42含量显著升高,为快速诊断AD,科研人员开发了免疫磁珠外泌体聚合酶链式反应(iMEP)技术。请回答下列问题。
(1)外泌体可参与细胞间的通讯,其上蛋白质的成熟常发生在 (填细胞器)。图1为外泌体与抗体-磁珠偶联物及DNA抗体偶联物的结合示意图,外泌体与DNA抗体偶联物特异性结合的原理是 。选择CD63蛋白制备抗体磁珠的原因是 。
(2)图2为实时荧光定量PCR的过程示意图,除所示组分外,实时荧光定量PCR的反应体系中还需加入 。设计TaqMan探针的序列的依据是模板DNA的中部序列,不选择两端序列的原因是 。若PCR循环中过程①温度设置过高,会导致相同循环次数下总荧光强度 。R基团与Q基团距离近时,R的荧光能量被Q吸收,检测不到荧光信号。过程②中,TaqDNA聚合酶可催化TaqMan探针的磷酸二酯键键断裂,导致位于探针 (填5'或3')端的R基团远离Q基团,其能量不再被吸收,从而发出荧光信号。
(3)图3为PCR循环次数与实时荧光定量PCR反应体系中荧光强度的关系图,其中Ct值为达到阈荧光强度时的循环次数。PCR的循环次数达到一定次数后,再进行PCR,总荧光强度基本不增加,出现平台期,原因是受 (至少答2点)等的限制。若利用iMEP技术检测时,甲和乙两位待测者的达到Ct值的循环次数分别为10和30,其中 更可能为AD患者,甲、乙体内血浆外泌体中Aβ1-42含量比约为 。利用iMEP技术可快速诊断AD的机制是 。
4.生态农业是指运用生态学原理,在环境与经济协调发展的思想指导下,应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。下图表示利用生态学相关原理,将种植业、养殖业和渔业进行有机整合而形成的稻田生态系统能量流动过程与人类干预环节。表为稻田生态系统中部分能量流动情况(单位:106 kJ/(cm2⋅a)。
生物类型
x
传递给分解者的能量
未利用
的能量
传给下一营养级的能量
外来有机物输入的能量
生产者
62
8.3
一
23.0
0
初级消费者
12.5
2.5
13.0
Y
8.0
次级消费者
7.4
—
6.2
Z
15.0
三级消费者
4.7
0.8
3.3
1.8
8
稻田生态系统中部分能量流动情况[单位:106 kJ/(cm2⋅a)
(1)该稻田生态系统的结构包括 。稻田中许多土壤动物有较强的活动能力,而且身体微小,所以常用 的方法进行采集和调查。为获得最大的经济效益,鱼的种群数量最好控制在K/2左右,其原因是 。
(2)表中X代表的能量为 ,Y代表的能量值等于 k J / (cm2 •a) ,第三营养级与下一营养级之间的能量传递效率为 。
(3)稻田中往往分布着杂草等植物以及二化螟等水稻虫害动物,利用性引诱剂诱杀农田害虫属于 防治。研究发现,适宜的人类干预可有效提高农田生态系统的主体生产者的产量,请结合图示,从种间关系的角度分析其原因: (答出1点即可)
5.细菌接合是供体细菌将自身遗传物质通过接合通道转移到受体细菌而导致基因重组的过程。供体细菌中的接合质粒含有编码接合装置的基因(tra),可控制供体细菌和受体细菌之间形成接合通道;同时该质粒中的诱动基因(mob)表达的酶能识别并切割转移起点(oriT),使质粒线性化,从而使接合质粒通过接合通道进入受体细菌。供体细菌中的有些非接合质粒往往缺乏mob而不能线性化,但当细胞中共存有相应mob的其他质粒,在其辅助下也可通过接合通道转移到受体细菌。研究人员运用三亲接合转移技术获得能表达出HEP234(一种富含多种动物必需氨基酸组成的短肽,可作动物饲料添加剂)的鱼腥藻(一种蓝细菌)菌株,部分流程如图。回答下列问题:
(1)细菌的接合作用在进化上的意义是 。
(2)图中重组质粒是 (填“接合”或“非接合”)质粒;将该质粒导入大肠杆菌细胞时,应先用 处理大肠杆菌细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,然后再将该质粒导入其中,筛选后获得大肠杆菌细胞A.
(3)大肠杆菌细胞A和大肠杆菌细胞B混合后发生接合,可筛选获得含有 质粒的大肠杆菌细胞A,即大肠杆菌细胞C;筛选时,应在培养基中添加 (填抗生素名称)。
(4)大肠杆菌细胞C和鱼腥藻细胞混合后发生接合,可筛选获得含有 质粒的鱼腥藻细胞。与大肠杆菌作为受体细胞生产HEP234相比,使用鱼腥藻细胞作为受体细胞的优点是 (答出1点即可)。
【题组二】
非选择题:共5题,共60分。
1.科研人员采用重叠延伸PCR技术,成功构建了突变的IKBA基因(以下称IKBAm),使IKBA蛋白中第32、36位氨基酸由丝氨酸突变为丙氨酸,阻断了IKBA蛋白的磷酸化,IKBA蛋白磷酸化与哺乳动物组织中广泛存在的某种转录因子的功能有关。该技术采用具有互补末端的引物,使PCR产物形成了重叠链,从而在随后的扩增反应中通过重叠链的延伸,将不同来源的扩增片段重叠拼接起来,获得定点突变的新基因,原理如图,回答下列问题:
(1)利用重叠延伸PCR技术诱变IKBA基因时,将预期的突变碱基设计在PCR的引物3和引物4中,分别进行PCR体系1和PCR体系2的扩增。PCR体系1中加入的引物是 。PCR体系1和PCR体系2必须分开进行的原因是 。
(2)将PCR体系1、2的产物(图中a、b和c、d)混合后,继续进行下一次PCR反应。在该PCR反应体系中经过高温变性后,当温度下降到55℃,能够互补配对的DNA链相互结合,理论上有 种结合的可能,其中能进行进一步延伸的是 组合的DNA片段。
(3)质粒A上有限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ的识别序列,为将IKBAm与质粒A正确连接,在设计IKBAm的扩增引物时,需在引物 的端分别添加相应的限制酶的识别序列。下表为重叠延伸PCR引物序列表,引物3的①位置上有关的碱基序列是 (填写出6个碱基)。
名称
引物序列
备注
引物1
GATCGGATCCCGTTCCAGGCGGCCGAGCGCCCCCA
BamH I的识别序列:
G↓GATCC
引物2
TCCTGAATTCTCATAACGTCAGACGCTGGCC
EcoR I的识别序列:
G↓AATTC
引物3
①_____TTCATGGCGTCCAGGCCGGCGTCGTGGCG
引物4
CGCCACGAC……ATGAAAGACGA
“…”表示省略的碱基
(4)已知IKBA基因的部分序列为:
数字94、95、96、106表示碱基位置,丙氨酸的密码子:GCU、GCC、GCA、GCG,则突变引物4中省略的碱基是 (选填①、②、③、④)。
①AGC、GGC、CTG、GAC、GCC
②UCG、GGC、CTG、GAC、ACC
③GCC、GGC、CTG、GAC、GCC
④TCG、CCG、GAC、CTG、AGG
2.威海市位于山东半岛东端,北、东、南三面濒临黄海,海洋养殖业是威海市济发展的重要增长点,海水立体养殖是海洋养殖业发展的新方向。在某海水立体养殖的深海网箱中,表层养殖海带等大型藻类,中层养殖以细小浮游植物、有机碎屑等为食的牡蛎、扇贝和以小鱼、贝类、有机碎屑为食的黑鮶、六线鱼,底层养殖以底栖藻类、生物遗体残骸、有机碎屑为食的海参。深海网箱中各营养级的能量流动图解如下图所示,M、N表示营养级,各数值代表能量值(单位为)。
(1)研究人员将深海网箱作为生态系统进行研究,其依据是 。
(2)图中流经整个生态系统的总能量为 ;M用于生长、发育和繁殖的能量为 ;由M到N的传递效率为 %(保留一位小数)。M、N营养级生物的摄食量中均有一部分未被同化的能量,这部分能量的最终去向是 。
(3)为研究某种有机饲料投放后对各个种群数量的影响,技术人员通过一定的方法估了多个种群的种群密度,在用样方法取样调查海参数量时,取样的关键是 。在用标记重捕法调查黑鲫的种群密度时,由于被标记的鱼受到惊吓后重捕的概率降低,可能会导致估算的种群密度比实际 (填“偏大”或“偏小”)
(4)向网箱中过量投放有机饲料,一段时间后牡蛎、扇贝等贝类的数量减少,从群落中生物相互关系的角度分析,原因是 。
3.神经系统可以通过下丘脑和自主神经调节甲状腺激素的分泌。研究人员设计了一系列实验来探寻具体的调节机制。回答下列问题:
(1)下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素可以运输到 ,促进其分泌促甲状腺激素(TSH),TSH随血液运输,作用于甲状腺,从而形成 调控轴。甲状腺也受自主神经系统的控制,也会进行反射活动,这种反射活动 (填“受”或“不受”)人体意识支配。
(2)选取年龄、性别、生理状况相同的健康大鼠,随机均分为甲、乙两组,甲组切除垂体,乙组做假手术作为对照,分别定期检测血液中甲状腺激素含量,请用曲线图表示最可能的实验结果 。用急性寒冷刺激甲、乙两组大鼠,15分钟后测定血液中甲状腺激素含量,发现甲组和刺激前无显著变化,乙组血液中甲状腺激素含量 。
(3)喉返神经(RLN)是自主神经,颈部左右两侧的RLN分别直接支配左右两侧的甲状腺。为探究RLN对大鼠甲状腺的影响,选取年龄、性别、生理状况相同的健康大鼠,随机均分为六组,做相应手术处理后,均腹腔注射适量,4小时后,测定各组大鼠颈部两侧甲状腺摄碘量。实验处理和结果如表。
处理
甲状腺摄碘量(cpm)
处理
甲状腺摄碘量(cpm)
假手术
右侧
3376a
切除垂体+假手术
右侧
2585c
左侧
3414a
左侧
2564c
切断单侧RLN
切断侧
3612b
切除垂体+切断单侧RLN
切断侧
2825d
对侧
3387a
对侧
2603c
切断单侧RLN+刺激外周端
实验侧
3419a
切除垂体+切断单侧RLN+刺激外周端
实验侧
2648c
对侧
3398a
对侧
2616c
注:数据后面的小写字母不同,代表数据差异显著;数据后面的小写字母相同,代表数据差异不显著。
分析与讨论。
①腹腔注射适量的原因是: 。
②实验结果说明RLN对甲状腺摄碘起 作用。
③切除垂体组中切断单侧RLN或切断单侧RLN后电刺激其外周端(属于周围神经系统)引起的效应与未切除垂体组 (填“相同”或“不同”),这说明 。
④相对于假手术组,推测RLN切断侧的甲状腺细胞中的线粒体数量 (填“增加”“减少”或“不变”),分泌囊泡数量 (填“增加”“减少”或“不变”)。
4.水稻雄性不育在杂交育种中有着广泛的应用。现有两个光周期依赖的雄性不育突变体甲和乙。研究发现,基因A和基因B是花粉育性正常的必需基因,突变体甲(aaBB)在长日照条件下雄性半不育(花粉只有50%可育),在短日照条件下育性正常;突变体乙(aabb)在长日照条件下雄性半不育,在短日照条件下雄性完全不育。在相同光周期条件下,基因型为AAbb个体的育性与基因型为aaBB个体的相同,不考虑染色体互换,回答下列问题:
(1)在短日照条件下,纯合野生型水稻与突变体乙杂交,则母本应为 ;在长日照条件下,纯合野生型水稻与突变体甲杂交,获得F1,F1随机受粉,F2的育性及比例为 。
(2)将基因型为aaBB和AAbb的亲本杂交,获得F1并自交,得到F2。长日照条件下,若F2表型及比例为 ,可说明这两对基因位于非同源染色体上;若F2表型及比例为 ,可说明这两对基因位于同源染色体上。
(3)对基因A和基因a的碱基序列进行检测,检测结果如下图所示。
注:起始密码子为AUG、GUG;终止密码子为UAA、UAG、UGA。图中“____”代表无相应碱基,“■”代表终止。
图中氨基酸S的密码子是 ,a基因编码的多肽链比A基因编码的多肽链至少少了 个氨基酸。据此分析,在长日照条件下突变体甲雄性半不育的原因是 。
(4)根据以上水稻雄性育性遗传研究结果分析,生物性状与基因、环境之间的关系是 。
5. “中国茶”名扬四海,但茶树喜酸性土壤,生长易受诸多因素影响。为研究遮光对茶树品质的影响,科研人员分别用黑色遮阳网(AN)、蓝色遮阳网(BN)和红色遮阳网(RN)遮盖茶树,并于第20天采集茶树叶片,测定其相关蛋白质的含量。(如图1所示,CK表示不遮光处理。)
(1)据图4和所学知识判断,结构I产生的物质有______________。
A.水、ATP B.NADPH、O2和ATP C.NADH、ATP D.ADP和Pi
(2)下列①~⑥表示茶树叶肉细胞内的部分物质变化。据图4判断,蓝光对吲哚乙酸生物合成的影响主要表现在光合作用的 反应阶段,该阶段主要的物质变化有 (编号选填)。
① ADP+Pi→ATP
② NAD++H+e-→NADH
③ ATP→ADP+Pi
④ H2O→O2+H++e-
⑤ CO2+五碳糖→三碳化合物→三碳糖
(3)根据图4对不同遮阳网及其影响的相关分析合理的是____。
A.红色遮阳网能促进光反应光能的捕获与转化
B.蓝色遮阳网可能导致顶端优势现象
C.选择蓝色遮阳网不利于茶树生长
D.与对照组相比较,使用黑色遮阳网易引起植株矮小
《北苑别录》记载:“茶园内为桐木则留焉。桐木之性与茶相宜,茶至夏而畏日,桐木至春而渐茂……”。间作(相间种植2种或以上植物)也是提高茶树品质的一种方法,其有利于提高茶树净光合速率(Pn),还有利于改善土壤环境。
(4)图2中的a曲线是植桐木前茶树Pn的曲线,在10:00-12:00时间段,茶树净光合作用下降的可能原因 。
(5)种植桐木后茶树Pn的曲线是 (选填:a/b/c),此种植模式下,茶树一天内有机物含量最多的时刻为 。
(6)土壤中的氮是保障茶树生长的重要元素,缺N可能影响体内重要化合物和结构的形成,以下可能会在缺N时受到影响的有________。
A.捕光复合物 B.细胞膜 C.葡萄糖 D.ATP
(7)有机质包括土壤微生物、土壤动物及其分泌物,以及植物残体和植物分泌物,其含量与土壤pH值呈负相关:茶叶中茶多酚在茶汤中主要呈现苦味,而氨基酸影响茶汤的鲜味,茶叶“酚氨比”与茶汤鲜爽度呈负相关。在不影响茶叶鲜爽度的前提下,选出表中生态茶园的最佳种植方案编号 。
方案编号
种植植
物类型
茶多酚(mg/g)
氨基酸(mg/g)
酚氨比
土壤含氮量(mg/g)
有机质含量(mg/g)
A
仅种茶
树(对照)
284.50a
26.60a
10.10a
0.40a
20a
B
茶树与金
盖菊间作
254.00b
26.30a
9.66a
0.38a
32b
C
茶树与白
三叶间作
280.02b
32.35b
8.66b
0.35b
32b
D
茶树与金
花菜间作
223.50b
27.25b
8.20b
0.31b
25b
数据均为多次实验的平均值;数字后小写字母与对照组不同表示与对照组相比差异显著(P<0.05)
【题组三】
非选择题:共5题,共60分。
1.蒙顶山茶是中国传统绿茶。茶树是典型的C₃植物,具有光呼吸作用。茶树叶片的光合作用对其产量和品质有重要影响,不同间作模式下茶树叶片生理代谢活动也会随着环境变化而表现出一定差异。研究人员以纯茶园(CK)、马缨花—茶间作茶园(MT)、冬樱花—茶间作茶园(DT)、核桃——茶间作茶园(HT)4种种植模式进行研究得到以下数据。
(1)净光合速率是指单位时间内植物有机物的 。根据结果可知,茶树净光合速率在12:00—14:00增加的是 模式。研究发现,胞间CO₂ 浓度降低会抑制光呼吸的进行。光呼吸是一种消耗能量和有机物的过程,其减少可以间接提高光合效率,从而导致净光合速率增加。据图分析茶树净光合速率变化为该模式的可能原因是 。
(2)根据结果可知,茶树净光合速率在16:00—18:00 时出现大幅度降低,甚至出现了低于0的值,可能的原因是 。
(3)茶叶叶肉细胞的 Rubisco酶具有“两面性”,即在光下叶绿体中的 C₅能与CO₂形成C₃,当CO₂/O₂比值低时,C₅也能与 O₂反应形成C₂等化合物。C₂在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。Rubisco酶的存在场所应为 。为了提高产量,减少不必要的光呼吸损耗,请设计一种较简单的方法: ,并说明原因: 。
2.棉铃虫是棉花生产中的重要害虫之一,转Bt毒蛋白基因棉花被广泛用于棉铃虫的防治。但随着转基因棉花的广泛种植,棉铃虫种群的抗性也在不断发展。研究人员在不同区域发现了两只单基因突变的抗性棉铃虫Bt抗性个体1和2,将其带回实验室用野生型棉花叶片进行饲养,并使其与纯合敏感性棉铃虫杂交,以研究两种Bt抗性的遗传方式。杂交实验过程及结果如下(不考虑变异)。请回答下列问题。
实验1:Bt抗性个体1×敏感性→敏感性(F1)→雌雄交配→敏感性:Bt抗性=3:1(F2)
实验2:Bt抗性个体2×敏感性→敏感性:Bt抗性=1:1
实验3:实验2的子代中Bt抗性个体→雌雄交配→敏感性:Bt抗性=1:3
(1)在大规模种植转基因棉花的区域释放Bt抗性棉铃虫会导致 ,这标志着棉铃虫种群出现了进化。
(2)Bt毒蛋白的长度一般在1150至1200个氨基酸之间。下图是Bt毒蛋白基因编码区开始部分碱基序列,β链是其转录的模板链。请写出Bt毒蛋白的前三个氨基酸序列: 。已知部分氨基酸的密码子:脯氨酸(CCU、CCC、CCA、CCG),甲硫氨酸(AUG,起始密码子),色氨酸(UGG),天冬氨酸(GAU、GAC),异亮氨酸(AUU、AUC、AUA),天冬酰胺(AAU、AAC)。
α链5'-⋯CCCATGGATAACAATCCGAACATG⋯⋯-3'
β链3'-…GGGTACCTATTGTTAGGCTTGTAC……-5'
(3)由实验1的杂交结果可以判断,抗性1属于 (填“显性”或“隐性”)突变,若给子代F2饲喂野生型棉花叶片,其随机交配产生的后代表型及比例为 。若给实验3产生的子代饲喂转基因棉花叶片,其随机交配产生的后代表型及比例应为 。
(4)为了研究Bt抗性个体1和2的抗性基因之间的关系,研究人员使部分F1与实验2的子代中Bt抗性个体交配,获得F3。
①若Bt抗性个体1、2的抗性基因互为等位基因,这说明基因突变具有 的特点。
②若Bt抗性个体1、2的抗性基因为非同源染色体上的非等位基因,则用转基因棉花叶片饲喂F3,并使其随机交配,产生的子代表型及比例应为 。
3.人的一生约有1/3时间在睡眠中度过。研究发现,睡眠时大脑会释放促睡眠因子。长期睡眠不足可能引发在脑毛细血管中大量积累、肾上腺糖皮质激素过度分泌等,部分机制如图所示。其中,VLPO神经元可通过分泌抑制性神经递质GABA诱发睡眠,同时脑中还存在激发觉醒的神经元(TMN)通过分泌兴奋性神经递质HA激发觉醒。Ⅰ表示免疫细胞,IL-6是一种促进炎症反应的细胞因子,IFNA是一种抗病毒的细胞因子,①~⑩表示过程,→表示促进,——表示抑制。请回答下列问题:
注:①②③是一条途径,⑥⑤是另一条途径。
(1)图中激素B是 ,判断依据是 。
(2)有学者提出“VLPO-TMN跷跷板”模型,以解释机体在睡眠与觉醒之间的调节机制。机体的“觉醒-睡眠-觉醒-睡眠……”会有规律的交替出现,与脑脊液中的水平呈昼夜节律性波动有关,睡眠时浓度逐渐降低,觉醒时浓度逐渐升高。请结合上图分析机体从觉醒一段时间后会进入睡眠的调节机制 。
(3)现有一种用于改善失眠症状的中药制剂(M),某小组研究了高、中、低剂量M对睡眠剥夺斑马鱼模型的影响。(说明:睡眠剥夺是一种造成动物失眠的有效方式。)
①睡眠剥夺模型的建立:选择若干生理状态相同的健康斑马鱼,以适当浓度的咖啡因处理,观测其静息状态的时长。与未做处理的斑马鱼相比,若 ,则说明模型建成。
②分组与处理:设置甲、乙、丙3组睡眠剥夺模型斑马鱼分别用高、中、低剂量M处理,另外,再设置丁、戊两组对照,这两组的处理分别是 。
③观察与记录:观察记录各组斑马鱼静息状态的时长。
④实验结论: 。
4.麋鹿是我国特有的珍稀物种,曾是长江、黄河中下游湿地生态系统的关键种,20世纪初,野生麋鹿种群灭绝。作为我国麋鹿重新引入项目的重要部分,1986年江苏大丰自然保护区从英国的几家动物园共引入39头麋鹿。请回答下列问题:
(1)要对自然保护区麋鹿种群的发展进行预测,应研究种群的数量特征,如麇鹿的种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、 、 等。麋鹿曾经广泛分布于东亚地区,主要采食水生和陆生的禾本科和豆科植物,由于气候变化,禾本科和豆科植物数量锐减,在汉朝末年时麋鹿几乎绝种。据题分析,世界上野生麋鹿种群灭绝的原因可能与其 有关。
(2)2003年起大丰麋鹿保护区进行了麋鹿野生放归,野生麋鹿数量也逐年增加,与保护区内半散养相比,野生麋鹿出生率较低,但野生放归对种群发展有利,其根本原因是 。观察发现,在繁殖季节只有雄性鹿王才有交配权,雄性麋鹿为争夺王位而开展剧烈搏斗,这将会导致麋鹿种群的基因频率发生 。
(3)互花米草属于外来入侵物种,长期入侵会使当地生物多样性降低甚至丧失。研究人员开展互花米草的控制和综合利用研究。
①对互花米草的治理方法有物理、化学和生物方法。在人力难以到达的互花米草分布区内,使用无人机喷洒灭草剂,属于 方法;在近海滩涂种植海桑、秋茄、桐花树、海榄雌、红树等植物,以抑制互花米草的生长,这属于 方法。
②麋鹿喜食互花米草,这对当地生态的意义是 。科研人员欲构建“互花米草防治与麋鹿保护耦合生态系统”,在构建该生态系统时,必须合理确定麋鹿的 (答出一点)。麋鹿适当强度的采食和踩踏会使互花米草将更多的能量用于 ,从而阻断互花米草繁殖,降低其在群落中的优势度。
5. RCA是一种核基因(rca) 编码的一种叶绿体蛋白。为研究RCA 对光合作用的影响及机理,科研人员构建反义 rca基因表达载体 (rca基因反向插入表达载体),利用农杆菌转化法导入玉米细胞,成功获得 rca基因沉默的转基因品种(如图),①~⑥表示相关过程。请回答下列问题:
(1)参与过程①的酶有 ,合成的 rac 基因中 (填“存在”或“不存在”)启动子,在引物设计时,需分别在上下游引物的5'端添加 、 的识别序列,以确保反义表达载体的构建。
(2)C4pdk 启动子的基本单位是 ,经过程②替换 Ti质粒上原有启动子的目的是 。
(3)过程④常用的方法是 ,经过程⑤后,可利用含 的培养基筛选出转染成功的玉米细胞。
(4)培育成功的转基因玉米叶肉细胞中反义基因 rac表达会产生反义mRNA,从而使 rac基因沉默,其原理可能是 ,进而抑制翻译过程。
A.反义mRNA 与前体正义 mRNA 结合, 阻止其加工
B.反义 mRNA 与 DNA 上相关基因的起始密码子结合
C.反义 mRNA 与正义 mRNA 结合, 引发正义 mRNA 降解
D.反义 mRNA 与正义 mRNA 结合, 阻止正义 mRNA 与核糖体的结合
(5)为研究RCA 对光合作用的影响及机理,科研人员将野生型玉米和转基因玉米在适宜的光照条件下进行培养,一段时间后分别测定相关指标,结果如下表(Rubisco是光合作用暗反应中的一种关键酶)。
品种
检测指标
光合速率
叶绿素总量
Rubisco含量
Rubisco活力
野生型玉米
19.88
9.07
1.68
32.68
转基因玉米
9.57
9.09
3.21
14.95
据表分析,RCA对玉米的光合作用具有 (从“促进”或“抑制”中选填)作用,其机理主要是通过 来影响光合作用强度。
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大题预测01(江苏卷)
三组大题特训,快速提升
【题组一】
非选择题:共5题,共60分。
1.为了研究高温胁迫下CO2浓度升高对番茄生长的影响,研究人员进行了相关实验,实验过程如下:番茄幼苗高度达到20cm后,每日8:00~17:00对其进行CO2浓度控制,分别控制为1000μmol/mol(A组),700μmol/mol(B组)和416μmol/mol(C组,环境CO2浓度),在开花结果期进行连续3天高温胁迫(日均温度38℃)和适宜生长温度(日均温度26℃)试验处理,并测定了番茄净光合速率(An)的日均变化,结果如下图1所示。回答下列问题:
(1)该实验的自变量为 ,番茄的净光合速率可用单位时间内叶片 (填“吸收”或“固定”)CO2的量来表示,若要获得番茄的总光合速率,还需要进一步测定 (用CO2的相关量表示)。
(2)光合作用过程中,位于 的RuBP羧化酶可催化CO2与C5结合生成C3,C3在 提供能量的情况下被 进一步还原为 。
(3)据图1分析,高温对番茄净光合速率的影响为 ,相较于环境CO2浓度下,在高温条件下升高CO2浓度可使番茄的净光合速率 。研究人员又进一步测定了不同CO2浓度下高温和低温处理时番茄CO2固定速率(Vc.max)日均值变化以及C5再生速率(Jmax)日均值变化,结果如图2和图3所示,则据图分析,可以得出的结论是 (答出两点),并进一步推测,此时暗反应为光反应提供 (写出物质名称)的速率也会发生相应变化,从而使光反应速率发生相应变化。
【答案】(1) CO2浓度和温度 吸收 黑暗条件下单位时间内叶片的CO2释放量
(2) 叶绿体基质 ATP和NADPH NADPH C5和糖类等有机物
(3) 高温降低了番茄的净光合速率 升高(增加) 高温降低了CO2固定速率和C5再生速率;升高CO2浓度可提高高温下的CO2固定速率和C5再生速率 ADP、Pi和NADP⁺
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段:光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收光能、传递光能,并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气,另一部分光能用于合成ATP;暗反应发生场所是叶绿体基质,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物在光反应产生的NADPH和ATP的作用下被还原,进而合成有机物。
【详解】(1)该实验研究高温胁迫下CO2浓度升高对番茄生长的影响,在实验过程中对CO2浓度进行了不同设置,同时设置了高温胁迫和适宜生长温度两种温度条件,所以自变量为CO2浓度和温度。净光合速率是指总光合速率减去呼吸速率,可用单位时间内叶片吸收CO2的量来表示。因为总光合速率 = 净光合速率+呼吸速率,所以若要获得番茄的总光合速率,还需要进一步测定呼吸速率,即需要在黑暗条件下,测得单位时间内叶片的CO2释放量。
(2) RuBP羧化酶参与光合作用的暗反应阶段,暗反应发生在叶绿体基质中,所以位于叶绿体基质的RuBP羧化酶可催化CO2与C5结合生成C3。在光反应中产生的ATP和NADPH可以为C3的还原提供能量。在ATP和NADPH提供能量的情况下,C3被NADPH进一步还原为C5和糖类等有机物。
(3) 观察图1,对比高温处理组和适宜生长温度处理组,可知高温降低了番茄的净光合速率。 在高温条件下,A、B组的净光合速率均高于C组,所以相较于环境CO2浓度下,在高温条件下升高CO2浓度可使番茄的净光合速率升高。观察图2和图3,对比不同CO2浓度下高温和低温处理的CO2固定速率和C5再生速率,可以得出高温降低了CO2固定速率和C5再生速率;升高CO2浓度可提高高温下的CO2固定速率和C5再生速率。暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP⁺,当暗反应速率发生变化时,这些物质的供应速率也会发生相应变化,从而使光反应速率发生相应变化。
2.水稻是我国主要的粮食作物,为雌雄同花一年生植物。已知水稻的叶形、株高、育性分别由三对等位基因A/a、B/b、M/m控制,野生型表现为宽叶高秆雄性可育。为获得宽叶高秆雄性不育个体以用于杂交育种,现将野生植株甲与窄叶矮秆雄性不育突变体乙杂交,表现为宽叶矮秆雄性可育,自交得。表现为宽叶矮秆雄性可育:宽叶矮秆雄性不育:宽叶高秆雄性可育:窄叶矮秆雄性可育:窄叶矮秆雄性不育:窄叶高秆雄性可育=6:3:3:2:1:1。
(1)亲本的基因型为 ,让个体随机交配,子代高杆雄性可育个体所占比例约为 。上述杂交实验并没有出现所需的宽叶高秆雄性不育个体,从相关基因的角度分析,具体原因最可能是 。
(2)SSR是DNA中的简单重复序列,非同源染色体上的SSR重复单位不同(如CA重复或GT重复),不同品种的同源染色体上的SSR重复次数也不同,可用于基因定位。为了对水稻的叶形基因A/a进行染色体定位,对植株甲、乙、以及提取DNA,表型一致的DNA作混合样本,用不同的SSR引物扩增不同样本的SSR遗传标记,电泳结果如下图:
据电泳结果推测,A/a基因位于 号染色体上,理由是 。进一步对本实验F2宽叶个体中该染色体上的SSR进行扩增检测,电泳后出现的电泳带有 种分布情况。
(3)正常情况下利用雄性不育培育的杂交水稻需要每年制种,原因是 。通过水稻的无融合生殖(不发生雌、雄配子的融合而产生种子的一种繁殖过程)可解决这一问题,水稻无融合生殖受两对基因控制:含基因E的植株形成雌配子时,减数分裂Ⅰ时同源染色体移向同一极,减数分裂Ⅱ正常进行,使雌配子染色体数目加倍;含基因F的植株产生的雌配子不经受精直接发育成植株。雄配子的发育不受基因E、F的影响。下图表示部分水稻品系杂交的过程。
子代中植株Ⅱ自交产生的种子基因型是 。应选择基因型为 的植株通过无融合生殖制备杂交,可以无需年年制备种子。
【答案】(1) AAbbMM、aaBBmm 1/3 基因B/b、M/m位于一对同源染色体上,且高秆基因b与雄性可育基因M在一条染色体上,矮秆基因B与雄性不育基因m位于另一条染色体上,且不发生互换,无法产生bbmm个体
(2) 3 F2中窄叶混合样本未检测到甲SSR-3的扩增产物 两
(3) 杂交水稻会发生性状分离 eF、ef EeFf
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质:进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中,位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代,同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【详解】(1)由于F1表现为宽叶矮秆雄性可育,且宽叶、矮秆、雄性可育为显性性状,亲本野生植株甲为宽叶高秆雄性可育,基因型为AAbbMM,窄叶矮秆雄性不育突变体乙的基因型为aaBBmm,F1基因型为AaBbMm。由于杂交实验并没有出现宽叶高秆雄性不育(A_bbmm)个体,由此推测基因B/b、M/m位于一对同源染色体上,且高秆基因b与雄性可育基因M在一条染色体上,矮秆基因B与雄性不育基因m位于另一条染色体上,且不发生互换,无法产生bbmm个体。F2个体产生雌雄配子的种类及比例为bM:Bm=1:1,让 F2个体随机交配,子代的基因型及比例为bbMM:BbMm:BBmm==1:2:1,由于Bm表现为雄性不育,无法产生BBmm个体,因此高杆雄性可育个体(bbM_)所占比例约为1/3。
(2)由图可知,F2中窄叶混合样本未检测到甲SSR-3的扩增产物,由此可知,A/a基因位于3号染色体上,F2宽叶基因型为Aa、AA,进一步对F2宽叶的3号染色体上的SSR进行扩增、检测,电泳后结果是出现的电泳带有2种分布情况。
(3)杂交水稻会发生性状分离,因此正常情况下利用雄性不育培育的杂交水稻需要每年制种。子代Ⅱ号的基因型为eeFf,其基因型中含有F基因,含基因F的植株产生的雌配子不经受精直接发育成植株,其产生的雌配子的基因型为eF和ef,则后代的基因型均为eF和ef。无融合生殖个体的基因型为EeFf,其产生后代的基因型不变,显然无融合生殖可使水稻的杂种优势稳定遗传,因此应选择基因型为EeFf的植株通过无融合生殖制备杂交,可以无需年年制备种子。
3.血浆外泌体是由活细胞分泌到血液中的囊泡。研究发现,阿尔茨海默病(AD)患者血浆外泌体上蛋白质Aβ1-42含量显著升高,为快速诊断AD,科研人员开发了免疫磁珠外泌体聚合酶链式反应(iMEP)技术。请回答下列问题。
(1)外泌体可参与细胞间的通讯,其上蛋白质的成熟常发生在 (填细胞器)。图1为外泌体与抗体-磁珠偶联物及DNA抗体偶联物的结合示意图,外泌体与DNA抗体偶联物特异性结合的原理是 。选择CD63蛋白制备抗体磁珠的原因是 。
(2)图2为实时荧光定量PCR的过程示意图,除所示组分外,实时荧光定量PCR的反应体系中还需加入 。设计TaqMan探针的序列的依据是模板DNA的中部序列,不选择两端序列的原因是 。若PCR循环中过程①温度设置过高,会导致相同循环次数下总荧光强度 。R基团与Q基团距离近时,R的荧光能量被Q吸收,检测不到荧光信号。过程②中,TaqDNA聚合酶可催化TaqMan探针的磷酸二酯键键断裂,导致位于探针 (填5'或3')端的R基团远离Q基团,其能量不再被吸收,从而发出荧光信号。
(3)图3为PCR循环次数与实时荧光定量PCR反应体系中荧光强度的关系图,其中Ct值为达到阈荧光强度时的循环次数。PCR的循环次数达到一定次数后,再进行PCR,总荧光强度基本不增加,出现平台期,原因是受 (至少答2点)等的限制。若利用iMEP技术检测时,甲和乙两位待测者的达到Ct值的循环次数分别为10和30,其中 更可能为AD患者,甲、乙体内血浆外泌体中Aβ1-42含量比约为 。利用iMEP技术可快速诊断AD的机制是 。
【答案】(1) 高尔基体 抗原抗体的特异性结合/抗原抗体杂交 外泌体上存在CD63蛋白,且与CD63抗体特异性结合
(2) dNTP、缓冲液和Mg2+ 影响引物和模板链的结合 降低 5’
(3) 探针数、引物数、dNTP数及TaqDNA聚合酶的活性(至少答2点) 甲 220 利用DNA抗体偶联物可将蛋白质信号转变为核酸信号,并通过实时荧光定量PCR的灵敏性实现定量检测
【分析】PCR是聚合酶链式反应的缩写,它是一项根据DNA半保留复制的原理,在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件,对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
【详解】(1)根据题意“血浆外泌体是由活细胞分泌到血液中的囊泡”可知,外泌体上的蛋白质经过内质网和高尔基体的依次加工,故外泌体上蛋白质的成熟常发生在高尔基体中。图1为外泌体与抗体-磁珠偶联物及DNA抗体偶联物的结合示意图,由图1可知,外泌体与DNA抗体偶联物特异性结合依赖于外泌体上的Aβ1-42与DNA抗体偶联物上的抗Aβ1-42抗体的特异性结合。由于外泌体上存在CD63蛋白,CD63蛋白可以与CD63抗体特异性结合,故选择CD63蛋白制备抗体磁珠。
(2)图2为实时荧光定量PCR的过程示意图,图中显示已经加入引物、TaqMan探针和TaqDNA聚合酶,除此之外,实时荧光定量PCR的反应体系中还需加入dNTP(原料)、缓冲液和Mg2+。由于引物要结合在模板链的两端,故设计TaqMan探针的序列的依据是模板DNA的中部序列,以避免影响引物和模板链的结合。图2中过程①为复性,若PCR循环中过程①温度设置过高,会导致探针不能与待测目标有效结合,故相同循环次数下总荧光强度会降低。延伸时,脱氧核苷酸的添加方向为5’到3’,故探针的左侧为5’端。过程②中,TaqDNA聚合酶可催化TaqMan探针的磷酸二酯键键断裂,导致位于探针5'端的R基团远离Q基团,其能量不再被吸收,从而发出荧光信号。
(3)由于探针数、引物数和dNTP的数目有限,以及受TaqDNA聚合酶的活性的影响,PCR的循环次数达到一定次数后,再进行PCR,总荧光强度基本不增加,会出现平台期。荧光信号强度达到设定的阈值时所经历的循环数越少,说明待测样本中含有的Aβ1-42的密度越大,故甲更可能为AD患者。由于甲循环10次就可达到乙循环30次的Ct值,二者相差了20次循环的量,故甲、乙体内初始的Aβ1-42含量比约为220。说明甲结合图2和图3可知,利用DNA抗体偶联物可将蛋白质信号转变为核酸信号(图2显示),并通过实时荧光定量PCR的灵敏性实现定量检测(图3显示),故利用iMEP技术可快速诊断AD。
4.生态农业是指运用生态学原理,在环境与经济协调发展的思想指导下,应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。下图表示利用生态学相关原理,将种植业、养殖业和渔业进行有机整合而形成的稻田生态系统能量流动过程与人类干预环节。表为稻田生态系统中部分能量流动情况(单位:106 kJ/(cm2⋅a)。
生物类型
x
传递给分解者的能量
未利用
的能量
传给下一营养级的能量
外来有机物输入的能量
生产者
62
8.3
一
23.0
0
初级消费者
12.5
2.5
13.0
Y
8.0
次级消费者
7.4
—
6.2
Z
15.0
三级消费者
4.7
0.8
3.3
1.8
8
稻田生态系统中部分能量流动情况[单位:106 kJ/(cm2⋅a)
(1)该稻田生态系统的结构包括 。稻田中许多土壤动物有较强的活动能力,而且身体微小,所以常用 的方法进行采集和调查。为获得最大的经济效益,鱼的种群数量最好控制在K/2左右,其原因是 。
(2)表中X代表的能量为 ,Y代表的能量值等于 k J / (cm2 •a) ,第三营养级与下一营养级之间的能量传递效率为 。
(3)稻田中往往分布着杂草等植物以及二化螟等水稻虫害动物,利用性引诱剂诱杀农田害虫属于 防治。研究发现,适宜的人类干预可有效提高农田生态系统的主体生产者的产量,请结合图示,从种间关系的角度分析其原因: (答出1点即可)
【答案】(1) 生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网) 取样器取样 此时种群增长速率最快,种群数量能在短时间内快速恢复
(2) 呼吸作用散失的能量 3×106 14.4%
(3) 生物 通过除草剂、人工和鱼鸭除草,降低杂草等其他生产者与主体生产者之间的竞争;通过捕杀、释放天敌和养殖鱼鸭降低以主体生产者为食的有害的初级消费者的数量,使水稻生长良好
【分析】①生态系统的结构包括生态系统的组成成分(非生物物质和能量、生产者、消费者和分解者)和营养结构(食物链和食物网);
②根据能量流动过程,同化量=呼吸作用散失的能量+用于自身生长、发育和繁殖的能量,其中用于自身生长、发育和繁殖的能量=传递给分解者的能量+未利用的能量+传给下一营养级的能量;本题中,生态系统有人类干预,因此流入消费者的能量有两个来源:从上一营养级同化+外来有机物输入,由此可获得消费者的能量计算公式:外来有机物输入+同化量=呼吸作用散失的能量+传递给分解者的能量+未利用的能量+传给下一营养级的能量。
【详解】(1)①生态系统的结构包括生态系统的组成成分(非生物物质和能量、生产者、消费者和分解者)和营养结构(食物链和食物网);
②对于稻田中活动能力较强且身体微小的土壤动物,常采用取样器取样法进行采集和调查,这是因为该方法适合调查这类不易被直接观察和捕捉的小型土壤动物;
③在种群增长的“S”形曲线中,种群数量在K/2左右时,种群的增长速率最快,因此,捕捞时将鱼的种群数量最好控制在K/2左右,这样种群数量能够在短时间内快速恢复,可以持续获得较大的经济效益。
(2)①根据能量流动过程,同化量=呼吸作用散失的能量+用于自身生长、发育和繁殖的能量,其中用于自身生长、发育和繁殖的能量=传递给分解者的能量+未利用的能量+传给下一营养级的能量,结合表中信息可得,X代表的能量为呼吸作用散失的能量;
②根据题目信息可知此生态系统有人类干预,因此流入消费者的能量有两个来源:从上一营养级同化+外来有机物输入,结合(2)①分析可获得消费者的能量计算公式:外来有机物输入+同化量=呼吸作用散失的能量+传递给分解者的能量+未利用的能量+传给下一营养级的能量,分析表中数据可得,第二营养级(初级消费者)能量计算等式为:23+8=12.5+2.5+13+Y,计算可得Y=3×106 kJ/(cm2⋅a);
③结合②分析表中数据可得:第三营养级(次级消费者)传给下一营养级的能量Z=4.7+0.8+3.3+1.8-8=2.6×106 kJ/(cm2⋅a),第三营养级的同化量=15+Y=18×106 kJ/(cm2⋅a),第三营养级与下一营养级之间的能量传递效率=Z/(15+Y)×100%=2.6/18×100%≈14.4%。
(3)①利用性引诱剂诱杀农田害虫属于生物防治;性引诱剂可以吸引害虫的雄性个体,干扰害虫的正常交配,从而降低害虫的出生率,达到控制害虫的目的;
②从种间关系的角度来看,在稻田生态系统中,通过除草剂、人工与鱼鸭除草,减少了杂草等其他生产者的数量,降低杂草等其他生产者与主体生产者(水稻)之间的竞争,使水稻能够获得更多的资源,如阳光、水分、无机盐等;同时,通过捕杀、释放天敌和养殖鱼鸭等方式,降低了以生产者为食的有害的初级消费者(如二化螟等水稻虫害动物)的数量,减少了水稻被捕食的压力,使水稻生长良好,从而有效提高了农田生态系统主体生产者的产量。
5.细菌接合是供体细菌将自身遗传物质通过接合通道转移到受体细菌而导致基因重组的过程。供体细菌中的接合质粒含有编码接合装置的基因(tra),可控制供体细菌和受体细菌之间形成接合通道;同时该质粒中的诱动基因(mob)表达的酶能识别并切割转移起点(oriT),使质粒线性化,从而使接合质粒通过接合通道进入受体细菌。供体细菌中的有些非接合质粒往往缺乏mob而不能线性化,但当细胞中共存有相应mob的其他质粒,在其辅助下也可通过接合通道转移到受体细菌。研究人员运用三亲接合转移技术获得能表达出HEP234(一种富含多种动物必需氨基酸组成的短肽,可作动物饲料添加剂)的鱼腥藻(一种蓝细菌)菌株,部分流程如图。回答下列问题:
(1)细菌的接合作用在进化上的意义是 。
(2)图中重组质粒是 (填“接合”或“非接合”)质粒;将该质粒导入大肠杆菌细胞时,应先用 处理大肠杆菌细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,然后再将该质粒导入其中,筛选后获得大肠杆菌细胞A.
(3)大肠杆菌细胞A和大肠杆菌细胞B混合后发生接合,可筛选获得含有 质粒的大肠杆菌细胞A,即大肠杆菌细胞C;筛选时,应在培养基中添加 (填抗生素名称)。
(4)大肠杆菌细胞C和鱼腥藻细胞混合后发生接合,可筛选获得含有 质粒的鱼腥藻细胞。与大肠杆菌作为受体细胞生产HEP234相比,使用鱼腥藻细胞作为受体细胞的优点是 (答出1点即可)。
【答案】(1)细菌能够快速地获取和分享有益的遗传特性
(2) 非接合 钙离子
(3) 重组质粒、接合 卡那霉素、氨苄青霉素
(4) 重组 成本低、易培养
【分析】基因工程的基本操作步骤主要包括四步:目的基因的获取;基因表达载体的构建;将目的基因导入受体细胞;目的基因的检测与表达。从分子水平上检测目的基因的方法:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。
【详解】(1)接合作为细菌间遗传物质交换的重要方式,对于细菌的进化具有重要意义。通过接合,细菌能够快速地获取和分享有益的遗传特性,如抗生素抗性、代谢能力等。
(2)接合质粒含有促进不同细胞间性结合的转移基因,重组质粒不含编码结合装置的基因,属于非接合质粒;钙离子可以增大细胞膜的通透性,使转化更容易。
(3)大肠杆菌细胞A中的重组质粒没有转化能力,需获得接合质粒的编码接合装置的基因(tra),因此筛选含接合质粒、重组质粒的大肠杆菌细胞A,即大肠杆菌细胞C;由于大肠杆菌细胞C含两种质粒,含有卡那霉素和氨苄青霉素抗性基因,因此筛选时,应在培养基中添加卡那霉素和氨苄青霉素,以筛选含有两种抗生素抗性基因的重组质粒。
(4)大肠杆菌细胞C含有接合质粒,其上含有相应mob,在其辅助下可通过接合通道将重组质粒转移到受体细菌鱼腥藻细胞中,因此筛选含有卡那霉素的重组质粒的鱼腥藻细胞即可;鱼腥藻是一种蓝细菌,可以进行光合作用,培养成本低。
【题组二】
非选择题:共5题,共60分。
1.科研人员采用重叠延伸PCR技术,成功构建了突变的IKBA基因(以下称IKBAm),使IKBA蛋白中第32、36位氨基酸由丝氨酸突变为丙氨酸,阻断了IKBA蛋白的磷酸化,IKBA蛋白磷酸化与哺乳动物组织中广泛存在的某种转录因子的功能有关。该技术采用具有互补末端的引物,使PCR产物形成了重叠链,从而在随后的扩增反应中通过重叠链的延伸,将不同来源的扩增片段重叠拼接起来,获得定点突变的新基因,原理如图,回答下列问题:
(1)利用重叠延伸PCR技术诱变IKBA基因时,将预期的突变碱基设计在PCR的引物3和引物4中,分别进行PCR体系1和PCR体系2的扩增。PCR体系1中加入的引物是 。PCR体系1和PCR体系2必须分开进行的原因是 。
(2)将PCR体系1、2的产物(图中a、b和c、d)混合后,继续进行下一次PCR反应。在该PCR反应体系中经过高温变性后,当温度下降到55℃,能够互补配对的DNA链相互结合,理论上有 种结合的可能,其中能进行进一步延伸的是 组合的DNA片段。
(3)质粒A上有限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ的识别序列,为将IKBAm与质粒A正确连接,在设计IKBAm的扩增引物时,需在引物 的端分别添加相应的限制酶的识别序列。下表为重叠延伸PCR引物序列表,引物3的①位置上有关的碱基序列是 (填写出6个碱基)。
名称
引物序列
备注
引物1
GATCGGATCCCGTTCCAGGCGGCCGAGCGCCCCCA
BamH I的识别序列:
G↓GATCC
引物2
TCCTGAATTCTCATAACGTCAGACGCTGGCC
EcoR I的识别序列:
G↓AATTC
引物3
①_____TTCATGGCGTCCAGGCCGGCGTCGTGGCG
引物4
CGCCACGAC……ATGAAAGACGA
“…”表示省略的碱基
(4)已知IKBA基因的部分序列为:
数字94、95、96、106表示碱基位置,丙氨酸的密码子:GCU、GCC、GCA、GCG,则突变引物4中省略的碱基是 (选填①、②、③、④)。
①AGC、GGC、CTG、GAC、GCC
②UCG、GGC、CTG、GAC、ACC
③GCC、GGC、CTG、GAC、GCC
④TCG、CCG、GAC、CTG、AGG
【答案】(1) 引物1和引物3 引物3和引物4存在碱基互补配对片段,置于同一反应体系会导致引物失效(或若将两个体系混合扩增,引物1和引物2同时存在,会扩增出IKBA基因)
(2) 4 a和d
(3) 1和2 TCGTCT
(4)③
【分析】PCR原理:在解旋酶作用下,打开DNA双链,每条DNA单链作为母链,以4种游离脱氧核苷酸为原料,合成子链,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物,其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。PCR反应过程是:变性→复性→延伸。
【详解】(1)为了获得定点突变的新基因,采用PCR扩增时需要改变引物的部分碱基,引物是与目的基因复制起始端互补配对的单链DNA,结合图示和题干信息分析,PCR体系1需要引物1和引物3,PCR体系2需要引物2和引物4。引物3和DNA一条链互补配对,引物4和DNA对应部位的另一条链互补配对,即引物3和引物4碱基互补配对,若PCR体系1和PCR体系2混合进行,两种引物结合形成双链,引物失效则无法高效的进行PCR扩增,因此必须分开进行扩增。
(2)由于引物3和引物4碱基序列互补配对,PCR扩增产物经过高温变性后会形成a、b、c、d四种单链,当温度下降到55℃,能够互补配对的DNA链相互结合,a和b结合,a和d结合,b和c结合,c和d结合,共四种结合方式。
a和b结合以及c和d结合没有突出的单链部分,不能延伸,b和c结合有突出的单链部分,但是DNA延伸方向必须是从自身的5'→3',b和c结合也不能延伸,能进行进一步延伸的是a和d组合的DNA片段。
(3)由于引物3和引物4是和目的基因的中间碱基序列互补配对的,要将目的基因和质粒连接形成重组的DNA分子,则需要在目的基因的两端增加限制酶识别序列,因此需要在引物1和2的端分别添加相应的限制酶的识别序列。由于引物3和4是碱基互补配对的,引物4的3'的前6个碱基是AGCAGA,则引物引物3的①位置上有关的碱基序列是TCGTCT。
(4)结合引物4的已知序列和IKBA基因的部分序列可知,引物4的碱基序列和图示中的IKBA基因的单链部分序列基本相同(除突变位点外),已知第32位氨基酸需要时丙氨酸,根据丙氨酸对应的密码子分析,94、95、96对应的碱基是GCC,96和106号碱基之间的序列和图示相同,为GGCCTGGAC,第36为氨基酸也需要是丙氨酸,因此TCC改变为GCC,综合分析,突变引物4中省略的碱基是③GCC、GGC、CTG、GAC、GCC。
2.威海市位于山东半岛东端,北、东、南三面濒临黄海,海洋养殖业是威海市济发展的重要增长点,海水立体养殖是海洋养殖业发展的新方向。在某海水立体养殖的深海网箱中,表层养殖海带等大型藻类,中层养殖以细小浮游植物、有机碎屑等为食的牡蛎、扇贝和以小鱼、贝类、有机碎屑为食的黑鮶、六线鱼,底层养殖以底栖藻类、生物遗体残骸、有机碎屑为食的海参。深海网箱中各营养级的能量流动图解如下图所示,M、N表示营养级,各数值代表能量值(单位为)。
(1)研究人员将深海网箱作为生态系统进行研究,其依据是 。
(2)图中流经整个生态系统的总能量为 ;M用于生长、发育和繁殖的能量为 ;由M到N的传递效率为 %(保留一位小数)。M、N营养级生物的摄食量中均有一部分未被同化的能量,这部分能量的最终去向是 。
(3)为研究某种有机饲料投放后对各个种群数量的影响,技术人员通过一定的方法估了多个种群的种群密度,在用样方法取样调查海参数量时,取样的关键是 。在用标记重捕法调查黑鲫的种群密度时,由于被标记的鱼受到惊吓后重捕的概率降低,可能会导致估算的种群密度比实际 (填“偏大”或“偏小”)
(4)向网箱中过量投放有机饲料,一段时间后牡蛎、扇贝等贝类的数量减少,从群落中生物相互关系的角度分析,原因是 。
【答案】(1)深海网箱是由各类生物组成的生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体,属于生态系统(或“深海网箱中包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量”)
(2) 24017 10110 6.5 被分解者分解后以热能形式散失
(3) 随机取样,不能掺入主观因素 偏大
(4)投放有机饲料后,黑鮶、六线鱼、牡蛎、扇贝数量短期均增多,牡蛎、扇贝被黑鮶、六线鱼捕食的量多于其自身增长量
【分析】生态系统是指由生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体。生态系统三大基本功能是物质循环、能量流动和信息交流。
【详解】(1)生态系统是指由生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体,深海网箱是由各类生物组成的生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体,属于生态系统(或“深海网箱中包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量”)。
(2)流经整个生态系统的总能量为生产者固定的太阳能加上有机饲料中的化学能,生产者固定的太阳能=呼吸作用消耗的能量(6553)十分解者分解利用的能量(6561)十流向下一营养级的能量(3281)=16395kJ/m²·a,有机饲料中的化学能为7622kI/㎡·a,所以流经整个生态系统的总能量为24017kJ/m²·a。M用于生长、发育和繁殖的能量为分解者分解利用的能量(9224)+流向下一营养级的能量(886)=10110kJ/㎡·a。M的同化量=呼吸作用消耗的能量(3619)十分解者分解利用的能量(9224)十流向下一营养级的能量(886)=13729kJ/m2·a,所以N的同化量=来自M的能量=886kJ/m2·a,由M到N的传递效率为886÷13729×100%=6.5%。M、N营养级生物的摄食量中均有一部分未被同化的能量,这部分能量的最终去向是被分解者分解后以热能形式散失。
(3)样方法调查种群密度时,为了保证结果的准确性,一定要随机取样,不能掺入主观因素。标记重捕法计算公式:种群中个体数(N)÷标记总数=重捕总数一重捕中被标记的个体数,由于被标记的鱼受到惊吓后重捕的概率降低,会导致重捕中被标记的个体数偏少,这样会导致计算结果偏大。
(4)投放有机饲料后,黑鮶、六线鱼、牡蛎、扇贝数量短期均增多,牡蛎、扇贝被黑鮶、六线鱼捕食的量多于其自身增长量。故一段时间后牡蛎、扇贝等贝类的数量减少。
3.神经系统可以通过下丘脑和自主神经调节甲状腺激素的分泌。研究人员设计了一系列实验来探寻具体的调节机制。回答下列问题:
(1)下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素可以运输到 ,促进其分泌促甲状腺激素(TSH),TSH随血液运输,作用于甲状腺,从而形成 调控轴。甲状腺也受自主神经系统的控制,也会进行反射活动,这种反射活动 (填“受”或“不受”)人体意识支配。
(2)选取年龄、性别、生理状况相同的健康大鼠,随机均分为甲、乙两组,甲组切除垂体,乙组做假手术作为对照,分别定期检测血液中甲状腺激素含量,请用曲线图表示最可能的实验结果 。用急性寒冷刺激甲、乙两组大鼠,15分钟后测定血液中甲状腺激素含量,发现甲组和刺激前无显著变化,乙组血液中甲状腺激素含量 。
(3)喉返神经(RLN)是自主神经,颈部左右两侧的RLN分别直接支配左右两侧的甲状腺。为探究RLN对大鼠甲状腺的影响,选取年龄、性别、生理状况相同的健康大鼠,随机均分为六组,做相应手术处理后,均腹腔注射适量,4小时后,测定各组大鼠颈部两侧甲状腺摄碘量。实验处理和结果如表。
处理
甲状腺摄碘量(cpm)
处理
甲状腺摄碘量(cpm)
假手术
右侧
3376a
切除垂体+假手术
右侧
2585c
左侧
3414a
左侧
2564c
切断单侧RLN
切断侧
3612b
切除垂体+切断单侧RLN
切断侧
2825d
对侧
3387a
对侧
2603c
切断单侧RLN+刺激外周端
实验侧
3419a
切除垂体+切断单侧RLN+刺激外周端
实验侧
2648c
对侧
3398a
对侧
2616c
注:数据后面的小写字母不同,代表数据差异显著;数据后面的小写字母相同,代表数据差异不显著。
分析与讨论。
①腹腔注射适量的原因是: 。
②实验结果说明RLN对甲状腺摄碘起 作用。
③切除垂体组中切断单侧RLN或切断单侧RLN后电刺激其外周端(属于周围神经系统)引起的效应与未切除垂体组 (填“相同”或“不同”),这说明 。
④相对于假手术组,推测RLN切断侧的甲状腺细胞中的线粒体数量 (填“增加”“减少”或“不变”),分泌囊泡数量 (填“增加”“减少”或“不变”)。
【答案】(1) (腺)垂体 下丘脑—垂体—甲状腺 不受
(2) 如图:
上升
(3) 碘是合成甲状腺激素的原料,甲状腺的摄碘功能可以反映甲状腺合成甲状腺激素的能力;有放射性,便于检测甲状腺摄碘量 抑制 相同 RLN对甲状腺摄碘的抑制作用不通过下丘脑—垂体—甲状腺轴实现,是完全的神经调节途径 增加 增加
【分析】甲状腺激素的分泌存在分级调节和反馈调节,使体内甲状腺激素的含量相对稳定。甲状腺激素可促进有机物的氧化分解,促进幼小动物体的发育,提高神经系统的兴奋性。
【详解】(1)下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素,促进垂体分泌促甲状腺激素,进而促进甲状腺激素的合成和分泌,形成下丘脑—垂体—甲状腺调控轴。自主神经系统控制的反射不受意识支配。
(2)切除垂体的大鼠甲状腺激素含量下降,曲线如图。
急性寒冷刺激使正常组乙组大鼠的甲状腺激素含量上升,使机体产生更多的热量。
(3)①腹腔注射适量Na131I 的原因是碘是合成甲状腺激素的原料,甲状腺的摄碘功能可以反映甲状腺合成甲状腺激素的能力;Na131I 有放射性,便于检测甲状腺摄碘量。
②分析数据可知,RLN切断侧的甲状腺摄碘量比未切断侧的多,说明RLN对甲状腺摄碘起抑制作用。
③切除垂体组中切断单侧RLN或切断单侧RLN后电刺激其外周端引起的效应与未切除垂体组相同,说明RLN对甲状腺摄碘的抑制作用不通过下丘脑—垂体—甲状腺轴实现,是完全的神经调节途径。
④相对于假手术组,RLN切断侧的甲状腺摄碘量增加,推测其甲状腺细胞合成分泌甲状腺激素的功能更强,所以线粒体数量增加,分泌囊泡数量增加。
4.水稻雄性不育在杂交育种中有着广泛的应用。现有两个光周期依赖的雄性不育突变体甲和乙。研究发现,基因A和基因B是花粉育性正常的必需基因,突变体甲(aaBB)在长日照条件下雄性半不育(花粉只有50%可育),在短日照条件下育性正常;突变体乙(aabb)在长日照条件下雄性半不育,在短日照条件下雄性完全不育。在相同光周期条件下,基因型为AAbb个体的育性与基因型为aaBB个体的相同,不考虑染色体互换,回答下列问题:
(1)在短日照条件下,纯合野生型水稻与突变体乙杂交,则母本应为 ;在长日照条件下,纯合野生型水稻与突变体甲杂交,获得F1,F1随机受粉,F2的育性及比例为 。
(2)将基因型为aaBB和AAbb的亲本杂交,获得F1并自交,得到F2。长日照条件下,若F2表型及比例为 ,可说明这两对基因位于非同源染色体上;若F2表型及比例为 ,可说明这两对基因位于同源染色体上。
(3)对基因A和基因a的碱基序列进行检测,检测结果如下图所示。
注:起始密码子为AUG、GUG;终止密码子为UAA、UAG、UGA。图中“____”代表无相应碱基,“■”代表终止。
图中氨基酸S的密码子是 ,a基因编码的多肽链比A基因编码的多肽链至少少了 个氨基酸。据此分析,在长日照条件下突变体甲雄性半不育的原因是 。
(4)根据以上水稻雄性育性遗传研究结果分析,生物性状与基因、环境之间的关系是 。
【答案】(1) 突变体乙 育性正常∶雄性半不育=3∶1
(2) 育性正常∶雄性半不育=9∶7 育性正常∶雄性半不育=1∶1
(3) UCU 38 基因a编码区部分碱基缺失,翻译提前终止,肽链变短导致功能异常
(4)基因决定性状,环境影响性状
【分析】分析图形可知,a基因的碱基序列中从编码S氨基酸以后缺失了若干,使终止信号提前出现。
【详解】(1)在短日照条件下,突变体乙(aabb)雄性完全不育,不能作为父本提供花粉,所以纯合野生型水稻与突变体乙杂交,母本应为突变体乙。纯合野生型水稻基因型为AABB,突变体甲(aaBB)在长日照条件下雄性半不育(花粉只有50%可育),AABB与aaBB杂交,F1的基因型均为AaBB,F1随机受粉,即使花粉只有50%可育,但产生的两种雄配子比例依然是1:1,产生的两种雌配子比例也是1:1,则后代基因型及比例为A_BB:aaBB=3:1,F2的育性及比例为育性正常∶雄性半不育=3∶1。
(2)若两对基因位于非同源染色体上,aaBB和AAbb杂交,F₁基因型为AaBb。F1自交,F2的基因型及比例为A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb = 9∶3∶3∶1 。在长日照条件下,A_B_表现为育性正常,A_bb和aaB_表现雄性半不育,aabb表现为雄性半不育,所以F2表型及比例为育性正常∶雄性半不育 = 9∶7 。若两对基因位于同源染色体上,aaBB和AAbb杂交,F1基因型为AaBb,F1产生的配子及比例为aB∶Ab = 1∶1 ,F1自交,F2的基因型及比例为aaBB∶AaBb∶AAbb = 1∶2∶1 ,在长日照条件下,aaBB和AAbb表现为一种育性,AaBb表现为另一种育性,所以F2表型及比例为育性正常∶雄性半不育 = 1∶1 。
(3)根据转录时碱基互补配对原则,按照图中终止密码子对应的基因序列,从图中可知与氨基酸S对应的DNA模板链碱基序列为AGA,所以其密码子是UCU。a基因缺失94个碱基,并使终止密码子提前,正常至少是94+30个碱基,对应至少有41个氨基酸,而a基因从缺失开始后面只含有3个氨基酸,所以a基因编码的多肽链比A基因编码的多肽链至少少了41-3=38个氨基酸。在长日照条件下突变体甲雄性半不育的原因是:基因a编码区部分碱基缺失,翻译提前终止,肽链变短导致功能异常。
(4)生物性状是基因和环境共同作用的结果,基因决定生物性状的可能性,环境影响生物性状的表现。水稻的雄性育性既受基因(如A、a、B、b等基因)的控制,又受光周期(长日照、短日照)环境条件的影响。
5. “中国茶”名扬四海,但茶树喜酸性土壤,生长易受诸多因素影响。为研究遮光对茶树品质的影响,科研人员分别用黑色遮阳网(AN)、蓝色遮阳网(BN)和红色遮阳网(RN)遮盖茶树,并于第20天采集茶树叶片,测定其相关蛋白质的含量。(如图1所示,CK表示不遮光处理。)
(1)据图4和所学知识判断,结构I产生的物质有______________。
A.水、ATP B.NADPH、O2和ATP C.NADH、ATP D.ADP和Pi
(2)下列①~⑥表示茶树叶肉细胞内的部分物质变化。据图4判断,蓝光对吲哚乙酸生物合成的影响主要表现在光合作用的 反应阶段,该阶段主要的物质变化有 (编号选填)。
① ADP+Pi→ATP
② NAD++H+e-→NADH
③ ATP→ADP+Pi
④ H2O→O2+H++e-
⑤ CO2+五碳糖→三碳化合物→三碳糖
(3)根据图4对不同遮阳网及其影响的相关分析合理的是____。
A.红色遮阳网能促进光反应光能的捕获与转化
B.蓝色遮阳网可能导致顶端优势现象
C.选择蓝色遮阳网不利于茶树生长
D.与对照组相比较,使用黑色遮阳网易引起植株矮小
《北苑别录》记载:“茶园内为桐木则留焉。桐木之性与茶相宜,茶至夏而畏日,桐木至春而渐茂……”。间作(相间种植2种或以上植物)也是提高茶树品质的一种方法,其有利于提高茶树净光合速率(Pn),还有利于改善土壤环境。
(4)图2中的a曲线是植桐木前茶树Pn的曲线,在10:00-12:00时间段,茶树净光合作用下降的可能原因 。
(5)种植桐木后茶树Pn的曲线是 (选填:a/b/c),此种植模式下,茶树一天内有机物含量最多的时刻为 。
(6)土壤中的氮是保障茶树生长的重要元素,缺N可能影响体内重要化合物和结构的形成,以下可能会在缺N时受到影响的有________。
A.捕光复合物 B.细胞膜 C.葡萄糖 D.ATP
(7)有机质包括土壤微生物、土壤动物及其分泌物,以及植物残体和植物分泌物,其含量与土壤pH值呈负相关:茶叶中茶多酚在茶汤中主要呈现苦味,而氨基酸影响茶汤的鲜味,茶叶“酚氨比”与茶汤鲜爽度呈负相关。在不影响茶叶鲜爽度的前提下,选出表中生态茶园的最佳种植方案编号 。
方案编号
种植植
物类型
茶多酚(mg/g)
氨基酸(mg/g)
酚氨比
土壤含氮量(mg/g)
有机质含量(mg/g)
A
仅种茶
树(对照)
284.50a
26.60a
10.10a
0.40a
20a
B
茶树与金
盖菊间作
254.00b
26.30a
9.66a
0.38a
32b
C
茶树与白
三叶间作
280.02b
32.35b
8.66b
0.35b
32b
D
茶树与金
花菜间作
223.50b
27.25b
8.20b
0.31b
25b
数据均为多次实验的平均值;数字后小写字母与对照组不同表示与对照组相比差异显著(P<0.05)
【答案】(1)B
(2) 碳反应阶段 ③⑤
(3)ABD
(4)外界光照强度过强,光合色素被破坏,光反应速率减弱,净光合速率降低;温度过高,气孔关闭,CO2供应减少,碳反应减弱,净光合速率降低;蒸腾作用过强,导致植物内部水分供应不足;温度升高,呼吸作用增强,净光合速率降低
(5) c 16:30
(6)ABCD
(7)C
【分析】光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氢气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程,暗反应阶段是利用光反应生成NADFH和ATP进行碳的同化作用,使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光,而只是依赖于NADPH和ATP地提供,故称为暗反应阶段。
【详解】(1)结构I是叶绿体的类囊体薄膜,其上分布着光合色素和与光反应有关的酶,光反应能产生水(光反应消耗水,但同时也有水的生成,如在光合磷酸化过程中)、NADPH、O2 和ATP 。而NADH是呼吸作用产生的;ADP和Pi是光反应消耗的物质,不是产生的。所以结构I产生的物质有NADPH、O2 和ATP。
故选B。
(2)下列①~⑥表示茶树叶肉细胞内的部分物质变化。据图4判断,蓝光对吲哚乙酸生物合成的影响主要表现在光合作用的碳反应阶段(暗反应阶段),因为场所在叶绿体基质,暗反应需要消耗ATP即反应③ ATP→ADP+Pi,以及进行二氧化碳的固定即反应⑤ CO2+五碳糖→三碳化合物→三碳糖。
(3)A、红色遮阳网处理后,叶绿素a/b连接蛋白含量明显增加,能促进光反应光能的捕获与转化,A正确;
B、蓝色遮阳网处理后,生长素合成相关基因表达量上升,可能会使顶芽生长素浓度过高,抑制侧芽生长,导致顶端优势现象,B正确;
C、蓝光能促进吲哚乙酸生物合成,有利于茶树生长,C错误;
D、黑色遮阳网处理后,叶绿素含量下降,光合作用受影响,易引起植株矮小,D正确。
故选ABD。
(4)在10:00-12:00时间段,外界光照强度过强,光合色素被破坏,光反应速率减弱,净光合速率降低;温度过高,气孔关闭,CO2供应减少,碳反应减弱,净光合速率降低;蒸腾作用过强,导致植物内部水分供应不足;温度升高,呼吸作用增强,净光合速率降低。
(5)种植桐木后茶树Pn的曲线是c。 依据:文中提到间作有利于提高茶树净光合速率(Pn)。对比三条曲线,a曲线是植桐木前茶树的Pn曲线,种植桐木后,由于桐木具有遮光作用,使其温度降低,蒸腾作用不会过高,因此气孔不会发生关闭,光合作用不会出现光合午休现象。
c曲线在16:30分后Pn小于0,干重降低,所以在16点30分植物干重最大。
(6)A、捕光复合物含有蛋白质和色素,蛋白质合成需要氮元素,所以缺N会影响捕光复合物的形成,A正确;
B、细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,蛋白质合成需要氮元素,所以缺N会影响细胞膜的形成,B正确;
C、葡萄糖属于糖类,不含氮元素,缺N一般不会影响葡萄糖的形成,C错误;
D、ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成,腺嘌呤含有氮元素,所以缺N会影响ATP的形成,D正确。
故选ABD。
(7)要在不影响茶叶鲜爽度的前提下,即酚氨比与对照组差异不显著(P>0.05),同时有机质含量较高。方案B和C的酚氨比与对照组相比差异不显著,且B、C方案有机质含量高于对照组,比较B、C方案,C方案氨基酸含量更高,所以生态茶园的最佳种植方案编号为C。
【题组三】
非选择题:共5题,共60分。
1.蒙顶山茶是中国传统绿茶。茶树是典型的C₃植物,具有光呼吸作用。茶树叶片的光合作用对其产量和品质有重要影响,不同间作模式下茶树叶片生理代谢活动也会随着环境变化而表现出一定差异。研究人员以纯茶园(CK)、马缨花—茶间作茶园(MT)、冬樱花—茶间作茶园(DT)、核桃——茶间作茶园(HT)4种种植模式进行研究得到以下数据。
(1)净光合速率是指单位时间内植物有机物的 。根据结果可知,茶树净光合速率在12:00—14:00增加的是 模式。研究发现,胞间CO₂ 浓度降低会抑制光呼吸的进行。光呼吸是一种消耗能量和有机物的过程,其减少可以间接提高光合效率,从而导致净光合速率增加。据图分析茶树净光合速率变化为该模式的可能原因是 。
(2)根据结果可知,茶树净光合速率在16:00—18:00 时出现大幅度降低,甚至出现了低于0的值,可能的原因是 。
(3)茶叶叶肉细胞的 Rubisco酶具有“两面性”,即在光下叶绿体中的 C₅能与CO₂形成C₃,当CO₂/O₂比值低时,C₅也能与 O₂反应形成C₂等化合物。C₂在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。Rubisco酶的存在场所应为 。为了提高产量,减少不必要的光呼吸损耗,请设计一种较简单的方法: ,并说明原因: 。
【答案】(1) 积累量 核桃-茶间作茶园(HT) 蒸腾速率增大,为了减小水分散失,气孔导度下降,胞间CO2下降,光呼吸强度降低,有机物消耗减少,从而导致净光合速率增加
(2)
16:00—18:00 光照逐渐减弱,光合作用逐渐减弱,甚至低于呼吸作用强度,导致净光合速率为负值
(3) 叶绿体基质 适当升高CO2浓度 适当升高CO2浓度一方面使光呼吸速率降低、消耗减少,另一方面使光合速率增加,有利于提高作物产量
【分析】①分析第一个图可得:在12:00—14:00时,纯茶园(CK)和马缨花—茶间作茶园(MT)模式的净光合速率下降,冬樱花—茶间作茶园(DT)模式的净光合速率基本不变,只有核桃——茶间作茶园(HT)模式净光合速率增加;
②净光合速率是指单位时间内植物植物有机物的积累量,净光合速率=总光合速率-呼吸速率。
【详解】(1)①净光合速率是指单位时间内植物植物有机物的积累量,净光合速率=总光合速率-呼吸速率;
②据第一个图可知,核桃—茶间作茶园(HT)种植模式下,茶树净光合速率增加;
③观察第二个图与第三个图中HT组的变化情况可得,在12:00—14:00茶树的蒸腾速率增大,为减少水分散失,气孔导度也发生下降,因此胞间CO2下降,结合题目信息可知,胞间CO2下降使光呼吸减弱,消耗有机物减少,因此净光合速率增加。
(2)净光合速率=总光合速率-呼吸速率,根据结果可知,茶树净光合速率在16:00—18:00时出现大幅度降低,甚至出现了低于0的值,原因是16:00—18:00 光照逐渐减弱,光合作用逐渐减弱,甚至低于呼吸作用强度,导致净光合速率为负值。
(3)①根据题目信息可知,Rubisco酶是暗反应中发挥作用的一种酶,因此Rubisco酶存在的场所为叶绿体基质;
②根据题目信息可知,Rubisco酶的作用取决于CO₂/O₂的比值,因此适当升高CO2浓度能够提高产量,减少不必要的光呼吸损耗;
③根据题目信息可知,当CO₂/O₂比值低时,会发生光呼吸,因此,适当升高CO2浓度一方面使光呼吸速率降低、消耗减少,另一方面使暗反应增强,光合速率增加,有利于提高作物产量。
2.棉铃虫是棉花生产中的重要害虫之一,转Bt毒蛋白基因棉花被广泛用于棉铃虫的防治。但随着转基因棉花的广泛种植,棉铃虫种群的抗性也在不断发展。研究人员在不同区域发现了两只单基因突变的抗性棉铃虫Bt抗性个体1和2,将其带回实验室用野生型棉花叶片进行饲养,并使其与纯合敏感性棉铃虫杂交,以研究两种Bt抗性的遗传方式。杂交实验过程及结果如下(不考虑变异)。请回答下列问题。
实验1:Bt抗性个体1×敏感性→敏感性(F1)→雌雄交配→敏感性:Bt抗性=3:1(F2)
实验2:Bt抗性个体2×敏感性→敏感性:Bt抗性=1:1
实验3:实验2的子代中Bt抗性个体→雌雄交配→敏感性:Bt抗性=1:3
(1)在大规模种植转基因棉花的区域释放Bt抗性棉铃虫会导致 ,这标志着棉铃虫种群出现了进化。
(2)Bt毒蛋白的长度一般在1150至1200个氨基酸之间。下图是Bt毒蛋白基因编码区开始部分碱基序列,β链是其转录的模板链。请写出Bt毒蛋白的前三个氨基酸序列: 。已知部分氨基酸的密码子:脯氨酸(CCU、CCC、CCA、CCG),甲硫氨酸(AUG,起始密码子),色氨酸(UGG),天冬氨酸(GAU、GAC),异亮氨酸(AUU、AUC、AUA),天冬酰胺(AAU、AAC)。
α链5'-⋯CCCATGGATAACAATCCGAACATG⋯⋯-3'
β链3'-…GGGTACCTATTGTTAGGCTTGTAC……-5'
(3)由实验1的杂交结果可以判断,抗性1属于 (填“显性”或“隐性”)突变,若给子代F2饲喂野生型棉花叶片,其随机交配产生的后代表型及比例为 。若给实验3产生的子代饲喂转基因棉花叶片,其随机交配产生的后代表型及比例应为 。
(4)为了研究Bt抗性个体1和2的抗性基因之间的关系,研究人员使部分F1与实验2的子代中Bt抗性个体交配,获得F3。
①若Bt抗性个体1、2的抗性基因互为等位基因,这说明基因突变具有 的特点。
②若Bt抗性个体1、2的抗性基因为非同源染色体上的非等位基因,则用转基因棉花叶片饲喂F3,并使其随机交配,产生的子代表型及比例应为 。
【答案】(1)种群中抗性基因频率上升(种群基因频率改变)
(2)甲硫氨酸--天冬氨酸--天冬酰胺
(3) 隐性 敏感性∶抗性=3∶1 抗性:敏感性=8:1
(4) 不定向性 抗性∶敏感性=49∶15
【分析】由实验1:Bt抗性个体1×敏感性→敏感性(F1)→雌雄交配→敏感性:Bt抗性=3:1,可判断抗性1为隐性突变,满足分离定律。
由实验2:Bt抗性个体2×敏感性→敏感性:Bt抗性=1:1,该比值符合一对相对性状的测交实验,亲本一个为杂合子,一个为纯合子,现已知敏感性棉铃虫为纯合子,所以Bt抗性个体2为杂合子,抗性2为显性突变。
【详解】(1)生物进化的实质是种群基因频率的改变。在大规模种植转基因棉花的区域释放Bt抗性棉铃虫后,自然选择导致种群中抗性基因频率上升(种群基因频率改变),标志着棉铃虫种群发生了进化。
(2)β链是转录的模板链,根据碱基互补配对原则,转录生成的mRNA序列为:5’-⋯CCC AUG GAU AAC AAU CCG AAC AUG⋯⋯-3',起始密码子为AUG,对应甲硫氨酸;后续密码子GAU对应天冬氨酸,AAC对应天冬酰胺。因此,前三个氨基酸为甲硫氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺。
(3)实验1中,Bt抗性个体1与敏感性杂交,F1全为敏感性,F2敏感性:Bt抗性=3:1,说明抗性1属于隐性突变,且抗性1和敏感性满足分离定律。假设抗性1和敏感性这一对相对性状受A/a控制,则抗性个体1基因型为aa,敏感性个体基因型为AA,F1基因型为Aa,F2中个体基因型及比例为1 AA:2Aa:1 aa。F2中A和a的基因频率均为50%,随机交配后,子代AA=1/2×1/2=1/4,Aa=2×1/2×1/2=1/2,aa=1/2×1/2=1/4,表型仍为敏感性∶Bt抗性=3∶1。实验2中,设抗性2和敏感性这一对相对性状受B/b控制,由于敏感性是纯合子,若敏感性对抗性2为显性,则敏感性个体基因型为BB,Bt抗性个体2×敏感性(BB)→后代应全为敏感性,不符合题意,所以抗性2应对敏感性为显性。由实验2“Bt抗性个体2×敏感性→敏感性:Bt抗性=1:1”可推出:Bt抗性个体2基因型为Bb,敏感性个体为bb,实验2的子代中Bt抗性个体基因型为Bb。实验3:实验2的子代中Bt抗性个体(Bb)雌雄交配,后代敏感性bb占1/4,Bt抗性中BB:Bb=1:2。若给实验3产生的子代饲喂转基因棉花叶片,敏感性个体死亡,Bt抗性个体(1/3BB、2/3Bb)产生的配子B:b=2:1,随机交配后代BB=2/3×2/3=4/9,Bb=2×2/3×1/3=4/9,bb=1/3×1/3=1/9,所以后代Bt抗性:敏感性=8:1。
(4)①若Bt抗性个体1、2的抗性基因互为等位基因,说明同一基因发生不同方向的突变,体现基因突变的不定向性。
②若Bt抗性个体1、2的抗性基因为非同源染色体上的非等位基因,则控制抗性1的基因a与控制抗性2的基因B独立遗传。抗性1属于隐性突变(aa),抗性2为显性突变(B_),所以敏感性个体基因型为A_bb,抗性个体的基因型为A_B_、aaB_、aabb。实验1:Bt抗性个体1(aabb)×敏感性(AAbb)→F1基因型为Aabb;实验2中Bt抗性个体2基因型为AABb,与敏感性个体(AAbb)杂交,子代中Bt抗性个体基因型为AABb。研究人员使部分F1(Aabb)与实验2的子代中Bt抗性个体(AABb)交配得到F3,F3基因型、表现型及比例为:AABb(Bt抗性):AAbb(易感性):AaBb(Bt抗性):Aabb(易感性)=1:1:1:1,用转基因棉花叶片饲喂F3,易感性个体死亡。F3中Bt抗性个体(1/2AABb、1/2AaBb)随机交配,先分析1/2AA、1/2Aa,产生配子3/4A、1/4a,自由交配,子代A_:aa=15:1;再看Bb个体,自由交配,子代B_:bb=3:1,综合分析:子代基因型及表现型的比例为(15A_:1aa)(3B_:1bb)=45A_B_(Bt抗性):15A_bb(敏感性):3aaB_(Bt抗性):1aabb(Bt抗性),所以子代表型及比例为Bt抗性:敏感性=49:15。
3.人的一生约有1/3时间在睡眠中度过。研究发现,睡眠时大脑会释放促睡眠因子。长期睡眠不足可能引发在脑毛细血管中大量积累、肾上腺糖皮质激素过度分泌等,部分机制如图所示。其中,VLPO神经元可通过分泌抑制性神经递质GABA诱发睡眠,同时脑中还存在激发觉醒的神经元(TMN)通过分泌兴奋性神经递质HA激发觉醒。Ⅰ表示免疫细胞,IL-6是一种促进炎症反应的细胞因子,IFNA是一种抗病毒的细胞因子,①~⑩表示过程,→表示促进,——表示抑制。请回答下列问题:
注:①②③是一条途径,⑥⑤是另一条途径。
(1)图中激素B是 ,判断依据是 。
(2)有学者提出“VLPO-TMN跷跷板”模型,以解释机体在睡眠与觉醒之间的调节机制。机体的“觉醒-睡眠-觉醒-睡眠……”会有规律的交替出现,与脑脊液中的水平呈昼夜节律性波动有关,睡眠时浓度逐渐降低,觉醒时浓度逐渐升高。请结合上图分析机体从觉醒一段时间后会进入睡眠的调节机制 。
(3)现有一种用于改善失眠症状的中药制剂(M),某小组研究了高、中、低剂量M对睡眠剥夺斑马鱼模型的影响。(说明:睡眠剥夺是一种造成动物失眠的有效方式。)
①睡眠剥夺模型的建立:选择若干生理状态相同的健康斑马鱼,以适当浓度的咖啡因处理,观测其静息状态的时长。与未做处理的斑马鱼相比,若 ,则说明模型建成。
②分组与处理:设置甲、乙、丙3组睡眠剥夺模型斑马鱼分别用高、中、低剂量M处理,另外,再设置丁、戊两组对照,这两组的处理分别是 。
③观察与记录:观察记录各组斑马鱼静息状态的时长。
④实验结论: 。
【答案】(1) 肾上腺糖皮质激素 下丘脑一垂体一肾上腺皮质轴会影响激素B的分泌,肾上腺皮质可以合成和分泌肾上腺糖皮质激素
(2)觉醒状态下,脑脊液中PGD2水平升高,会通过细胞升高Ado水平,进而促进VLPO神经元释放GABA,同时抑制TMN神经元释放HA,使神经系统兴奋性下降,机体逐渐进入睡眠
(3) 静息状态时间明显变短 丁组:正常组,不做处理;戊组:模型组,不做处理 中药制剂M有改善失眠的效果,且三种不同剂量相比,高剂量的改善效果更好
【分析】兴奋在神经元之间的传递:兴奋在神经元之间的传递是通过突触完成的,突触包括突触前膜、突触后膜和突触间隙,突触前膜内的突触小泡含有神经递质,神经递质以胞吐的形式分泌到突触间隙,作用于突触后膜上的受体,引起突触后膜所在神经元兴奋或抑制;由于神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜上的受体,因此兴奋在神经元之间的传递是单向的。
【详解】(1)由图可以直接,下丘脑一垂体一肾上腺皮质轴影响激素B的分泌,肾上腺皮质可以合成和分泌肾上腺糖皮质激素,即激素B可能是肾上腺糖皮质激素。
(2)分析题图1,“从觉醒一段时间后会进入睡眠”的调节机制为:觉醒状态下,脑脊液中PGD2水平升高,会通过细胞Ⅱ升高Ado水平,进而促进VLPO神经元释放GABA,同时抑制TMN神经元释放HA,使神经系统兴奋性下降,机体逐渐进入睡眠。
(3)①建立模型时,斑马鱼采用适当浓度的咖啡因处理,神经系统兴奋性增强,静息状态时长与未做处理的斑马鱼相比较,明显缩短。
②设置甲、乙、丙3组睡眠剥夺模型斑马鱼分别用高、中、低剂量M处理,另外,为了减少实验误差,使实验结果更具有说服力,还需要设置丁组:正常组、不做处理作为对照;戊组:模型组,不做处理(观察模型组本身在没有中药制剂干预的情况下的静息状态,并与药物干预组构成对比),做标准对照。
④实验分析:依据题干信息可知,咖啡因处理后,斑马鱼静息时长缩短,使其失眠,研究高、中、低剂量M对睡眠剥夺斑马鱼模型的影响,结论是:中药制剂M有改善失眠的效果,且三种不同剂量相比,高剂量的改善效果更好。
4.麋鹿是我国特有的珍稀物种,曾是长江、黄河中下游湿地生态系统的关键种,20世纪初,野生麋鹿种群灭绝。作为我国麋鹿重新引入项目的重要部分,1986年江苏大丰自然保护区从英国的几家动物园共引入39头麋鹿。请回答下列问题:
(1)要对自然保护区麋鹿种群的发展进行预测,应研究种群的数量特征,如麇鹿的种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、 、 等。麋鹿曾经广泛分布于东亚地区,主要采食水生和陆生的禾本科和豆科植物,由于气候变化,禾本科和豆科植物数量锐减,在汉朝末年时麋鹿几乎绝种。据题分析,世界上野生麋鹿种群灭绝的原因可能与其 有关。
(2)2003年起大丰麋鹿保护区进行了麋鹿野生放归,野生麋鹿数量也逐年增加,与保护区内半散养相比,野生麋鹿出生率较低,但野生放归对种群发展有利,其根本原因是 。观察发现,在繁殖季节只有雄性鹿王才有交配权,雄性麋鹿为争夺王位而开展剧烈搏斗,这将会导致麋鹿种群的基因频率发生 。
(3)互花米草属于外来入侵物种,长期入侵会使当地生物多样性降低甚至丧失。研究人员开展互花米草的控制和综合利用研究。
①对互花米草的治理方法有物理、化学和生物方法。在人力难以到达的互花米草分布区内,使用无人机喷洒灭草剂,属于 方法;在近海滩涂种植海桑、秋茄、桐花树、海榄雌、红树等植物,以抑制互花米草的生长,这属于 方法。
②麋鹿喜食互花米草,这对当地生态的意义是 。科研人员欲构建“互花米草防治与麋鹿保护耦合生态系统”,在构建该生态系统时,必须合理确定麋鹿的 (答出一点)。麋鹿适当强度的采食和踩踏会使互花米草将更多的能量用于 ,从而阻断互花米草繁殖,降低其在群落中的优势度。
【答案】(1) 性别比例 年龄结构 食物来源减少
(2) 有利于增加麋鹿种群的遗传多样性 定向改变
(3) 化学防治 生物防治 有利于本地物种的保护,维持生物的多样性 投放数量、投放季节 自身的生长
【分析】种群的数量特征有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、性别比例、年龄结构等,最基本的数量特征是种群密度,调查种群密度的方法有样方法和标记重捕法。
【详解】(1)种群的数量特征有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、性别比例、年龄结构等。野生麋鹿种群灭绝的原因可能与其食物来源减少有关。
(2)野生麋鹿出生率较低,但野生放归对种群发展有利,其根本原因是有利于增加麋鹿种群的遗传多样性。在繁殖季节雄性麋鹿为争夺王位而开展剧烈搏斗,部分个体被淘汰,使种群的基因频率发生改变,基因频率的改变代表种群的进化,进化是定向的,所以基因频率的改变也是定向的。
(3)①利用灭草剂消灭互花米草,属于化学防治;种植海桑、秋茄、桐花树、海榄雌、红树等植物防治互花米草,利用了群落中种间竞争的原理,属于生物防治。
②互花米草属于外来入侵物种,长期入侵会使当地生物多样性降低甚至丧失,麋鹿喜食互花米草,该现象有利于本地物种的保护,维持生物的多样性。在构建生态工程时,需要处理好生物与环境、生物与生物间的协调与平衡,需要考虑环境容纳量,即需要合理确定麋鹿的投放数量和季节;麋鹿适当强度的采食和踩踏,导致互花米草植株受伤,不再适合繁殖,将导致互花米草将更多的能量用于自身的生长。
5. RCA是一种核基因(rca) 编码的一种叶绿体蛋白。为研究RCA 对光合作用的影响及机理,科研人员构建反义 rca基因表达载体 (rca基因反向插入表达载体),利用农杆菌转化法导入玉米细胞,成功获得 rca基因沉默的转基因品种(如图),①~⑥表示相关过程。请回答下列问题:
(1)参与过程①的酶有 ,合成的 rac 基因中 (填“存在”或“不存在”)启动子,在引物设计时,需分别在上下游引物的5'端添加 、 的识别序列,以确保反义表达载体的构建。
(2)C4pdk 启动子的基本单位是 ,经过程②替换 Ti质粒上原有启动子的目的是 。
(3)过程④常用的方法是 ,经过程⑤后,可利用含 的培养基筛选出转染成功的玉米细胞。
(4)培育成功的转基因玉米叶肉细胞中反义基因 rac表达会产生反义mRNA,从而使 rac基因沉默,其原理可能是 ,进而抑制翻译过程。
A.反义mRNA 与前体正义 mRNA 结合, 阻止其加工
B.反义 mRNA 与 DNA 上相关基因的起始密码子结合
C.反义 mRNA 与正义 mRNA 结合, 引发正义 mRNA 降解
D.反义 mRNA 与正义 mRNA 结合, 阻止正义 mRNA 与核糖体的结合
(5)为研究RCA 对光合作用的影响及机理,科研人员将野生型玉米和转基因玉米在适宜的光照条件下进行培养,一段时间后分别测定相关指标,结果如下表(Rubisco是光合作用暗反应中的一种关键酶)。
品种
检测指标
光合速率
叶绿素总量
Rubisco含量
Rubisco活力
野生型玉米
19.88
9.07
1.68
32.68
转基因玉米
9.57
9.09
3.21
14.95
据表分析,RCA对玉米的光合作用具有 (从“促进”或“抑制”中选填)作用,其机理主要是通过 来影响光合作用强度。
【答案】(1) 逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶 不存在 Sac Ⅰ BamH Ⅰ
(2) 脱氧核苷酸 可使目的基因在玉米叶肉细胞中特异性表达
(3) Ca2+处理法 潮霉素
(4)D
(5) 促进 RAC可提高Rubisco活力,促进暗反应,进而提高光合速率
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:可利用PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是钙离子处理法。(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测;①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因;②检测目的基因是否转录出了mRNA;③检测目的基因是否翻译成蛋白质:抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】(1)过程①为反转录PCR,因此需要的酶由逆转录酶和耐高温的DNA聚合酶,由于合成的rac基因是反转录而来,因此不存在启动子。由图可知,将rac基因插到启动子和终止子之间,且构建反义rac基因表达载体,因此在上游引物添加SacⅠ识别序列,在下游引物添加BamHⅠ识别序列以确保反义表达载体的构建。
(2)启动子是一段DNA序列,因此启动子的基本单位是脱氧核苷酸,C4pdk启动子是受光诱导的强启动子,驱动基因在玉米叶肉细胞中特异性表达,经过程②替换 Ti质粒上原有启动子的目的是可使目的基因在玉米叶肉细胞中特异性表达。
(3)过程④是将重组质粒导入到农杆菌中,常用的方法Ca2+处理农杆菌(感受态细胞法)。由图可知T-DNA内部含有潮霉素抗性基因,因此可利用含潮霉素的培养基筛选出转染成功的玉米细胞。
(4)培育成功的转基因玉米叶肉细胞中反义基因 rac 表达会产生反义mRNA,反义RNA与正义RNA结合,抑制核糖体与其结合,阻断翻译过程进而抑制基因表达,因此ABC错误,D正确。
故选D。
(5)与野生型玉米相比,转基因玉米的rac基因沉默,无RAC蛋白,光合速率降低,则可知RCA对玉米的光合作用具有促进作用。由表格数据可知,rac基因沉默时Rubisco活力下降,因此可推测RCA对玉米的光合作用的作用机理为RAC可提高Rubisco活力,促进暗反应,进而提高光合速率。
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