Rubisco酶(R酶)是植物光合作用时固定CO2的一种酶,科研人员试图改善其自然状态下催化效率较低的问题。
(1)R酶催化_____ 反应中CO2的固定,生成的在光反应产生的_____ 作用下,最终将CO2转化为糖类等有机物。
(2)科研人员发现某种自养型细菌的R酶有很强的催化活性,欲用其替代烟草自身的R酶,以增强CO2的固定效率,研究情况如下。
①敲除烟草自身的R酶基因,将含有_____ 的DNA片段与载体连接,构建表达载体,导入烟草细胞后,通过_____ 技术获得转基因烟草植株,并检测CO2吸收速率如图1所示。
②地球表面平均大气CO2浓度在400μmolmol-1左右,据图1可知,与野生型相比,胞间CO2浓度低于1500μmolmol-1时,_____ 。科研人员证实,CO2浓度低于1500μmolmol-1,转基因植物中R酶的活性不是光合作用的限制因素。
请在表横线上填写为此说法提供证据的检测参数及结果。
(3)实验室检测发现,转基因烟草在CO2浓度大约为10000μmolmol-1时催化活性明显提高。请对上述科研结果进行评价并阐述理由。_____
(1)R酶催化
(2)科研人员发现某种自养型细菌的R酶有很强的催化活性,欲用其替代烟草自身的R酶,以增强CO2的固定效率,研究情况如下。
①敲除烟草自身的R酶基因,将含有
②地球表面平均大气CO2浓度在400μmolmol-1左右,据图1可知,与野生型相比,胞间CO2浓度低于1500μmolmol-1时,
请在表横线上填写为此说法提供证据的检测参数及结果。
检测参数 | 野生型 | 转基因烟草 |
R酶含量 | 高 | 低 |
叶绿素含量 | 相近 | 相近 |
气孔导度 | 相近 | 相近 |
(3)实验室检测发现,转基因烟草在CO2浓度大约为10000μmolmol-1时催化活性明显提高。请对上述科研结果进行评价并阐述理由。
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更新时间:2023-04-17 10:33:09
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【推荐1】下图为光合作用过程示意图。请据图回答:
(1)暗反应发生的场所是________ 。
(2)光反应为暗反应提供的物质是b________ 和c________ 。
(3)光合作用过程中的能量转变是:光能→ATP中活跃的化学能→________ 中稳定的化学能。
(4)小麦在适宜条件下栽培,突然将d降至极低水平,则短时间内小麦叶片中的三碳化合物含量将_____ (填“增加”“减少”或“不变”)。
(1)暗反应发生的场所是
(2)光反应为暗反应提供的物质是b
(3)光合作用过程中的能量转变是:光能→ATP中活跃的化学能→
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解题方法
【推荐2】强光照条件下,植物细胞可以通过“苹果酸/草酰乙酸穿梭”和“苹果酸/天冬氨酸穿梭”(如图1)实现叶绿体和线粒体中物质和能量的转移,并可以通过信号传递调节植物的生理活动以适应环境变化。回答下列问题:(1)研究表明,缺磷会抑制光合作用,一方面缺磷会影响_______ (结构)的形成,导致光反应速率降低,另一方面缺磷会抑制_______ 运出叶绿体,从而导致暗反应速率降低。
(2)当光照过强时,“苹果酸/草酰乙酸穿梭”可有效地将光反应产生的_______ 中含有的还原能输出叶绿体,再经过“苹果酸/天冬氨酸穿梭”转换成线粒体中的_______ 中含有的还原能,最终在_______ (场所)转化为ATP中的化学能。
(3)当光照过强时,植物细胞释放到胞外的ATP(eATP)可通过受体介导的方式,调节植物生理活动。为探究eATP对光合速率的影响,科研人员用去离子水配制了适宜浓度eATP的溶液处理豌豆叶片,结果如图2所示。①AMP-PCP作为一种eATP抑制剂,能有效抑制eATP对细胞的调节作用,但却不改变细胞外的eATP浓度,推测其可能的作用是_______________ 。
②该实验自变量为_________ 。
③该实验对照组的处理方式为_______ ,并在相同的条件下培养。根据实验结果,推测eATP调节植物光合速率的机制:______________ 。
(2)当光照过强时,“苹果酸/草酰乙酸穿梭”可有效地将光反应产生的
(3)当光照过强时,植物细胞释放到胞外的ATP(eATP)可通过受体介导的方式,调节植物生理活动。为探究eATP对光合速率的影响,科研人员用去离子水配制了适宜浓度eATP的溶液处理豌豆叶片,结果如图2所示。①AMP-PCP作为一种eATP抑制剂,能有效抑制eATP对细胞的调节作用,但却不改变细胞外的eATP浓度,推测其可能的作用是
②该实验自变量为
③该实验对照组的处理方式为
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【推荐3】Ⅰ.多肉植物是指营养器官肥厚多汁并且储藏大量水分的植物,能够在高温干旱的条件下良好生长。多肉植物叶片上的气孔夜间开放吸收CO2,生成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用。请回答下列问题:
(1)多肉植物白天进行光合作用所需CO2来源有________ 和________ (请填写相关生理过程)。多肉植物夜晚能吸收CO2,却不能合成(CH2O)的原因是________________ 。
Ⅱ.铁皮石斛为药用草本植物,图1为其叶肉细胞内的部分代谢过程;图2为某科研小组测定的其在光照和黑暗条件下的CO2吸收速率,请回答下列问题:
(2)据图1分析,铁皮石斛进行光反应的场所是________________ ,在有光条件下,铁皮石斛吸收的CO2在________ 中被固定为________ ,然后生成糖类等有机物。研究发现铁皮石斛叶片变黄过程中叶绿素的含量明显减少,类胡萝卜素的含量基本不变,但黄叶基本不转化光能,由此推测________ (色素)参与光反应中能量的转化。
(3)铁皮石斛由光下进入暗处的短时间内叶肉细胞中C5的含量变化是________ (填“增加”或“减少”)。虽然黑暗条件下,铁皮石斛通过细胞呼吸产生并释放CO2,但据图2实验结果显示分析,铁皮石斛不同于一般植物的特点是____________________ ;实验人员研究发现铁皮石斛的气孔在暗处开放。综合题图和上述结果推测,铁皮石斛在光照下吸收CO2不足,而暗处可以________________________________________ ,进而提高光合速率。
(1)多肉植物白天进行光合作用所需CO2来源有
Ⅱ.铁皮石斛为药用草本植物,图1为其叶肉细胞内的部分代谢过程;图2为某科研小组测定的其在光照和黑暗条件下的CO2吸收速率,请回答下列问题:
(2)据图1分析,铁皮石斛进行光反应的场所是
(3)铁皮石斛由光下进入暗处的短时间内叶肉细胞中C5的含量变化是
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【推荐1】稻飞虱是一类稻田常见的害虫,它从露出水面的水稻茎秆中吸吮汁液危害水稻,同时传播条纹叶枯病病毒使水稻患病,它的粪便还常常落至叶片上招致霉菌滋生影响水稻的生长。稻蟹共作模式能防治稻飞虱以提高水稻产量。在该模式中需提高稻田水位来养殖蟹,并可投放饵料来提高蟹的产量。回答下列问题。
(1)水稻与条纹叶枯病病毒的种间关系是___________ 。
(2)从霉菌可在稻飞虱的粪便上滋生来看,霉菌属于生态系统组成成分中的____________ ,输入霉菌的能量来自____________ 同化的能量,在一定的时间范围内,该生物除将能量传递给霉菌这种生态系统成分以外,其余同化的能量的去路有____________ 。
(3)与水稻单作相比,稻蟹共作能提高水稻产量,除了蟹对稻飞虱有捕食和威慑作用外,提高水位和投放饵料也能提高水稻产量的原因是____________ 。
(1)水稻与条纹叶枯病病毒的种间关系是
(2)从霉菌可在稻飞虱的粪便上滋生来看,霉菌属于生态系统组成成分中的
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【推荐2】玉米叶片中的花环型结构由外层的叶肉细胞和内层的维管束鞘细胞组成。叶肉细胞能利用PEP酶固定CO2,产生的C4进入内层的维管束鞘细胞并在维管束鞘细胞中分解释放出CO2参与卡尔文循环,利用叶肉细胞产生的ATP和NADPH合成有机物。相关结构与过程如图所示(图中的PEP酶与CO2的亲和力远大于Rubisco酶与CO2的亲和力)。回答下列问题:
(1)除正常叶绿体外,玉米叶片中还有一种不含基粒的叶绿体,结合上图分析,不含基粒的叶绿体最可能分布在_________ (填“叶肉”或“维管束鞘”)细胞中。
(2)图中的PEP分子含有_________ 个碳原子;PEP酶和Rubisco酶都分布在叶绿体的_________ 中。叶肉细胞的有氧呼吸过程中,丙酮酸在_________ (填场所)中产生,丙酮酸将与水一起被分解产生_________ 并释放少量能量。
(3)玉米无明显的光合午休现象(是指中午前后光合速率下降的现象),结合题意分析,原因是___________________________ 。
(1)除正常叶绿体外,玉米叶片中还有一种不含基粒的叶绿体,结合上图分析,不含基粒的叶绿体最可能分布在
(2)图中的PEP分子含有
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【推荐3】农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动,促进作物的生长发育,达到增加产量的目的。回答下列问题:
(1)光照强度对玉米、甘蔗和大豆植株净光合速率的影响如下图所示,据图可知光照强度为A时玉米植株叶肉细胞中光合作用产生O2的去向是__________ 。光照强度由A增大到B时,暗反应速率会__________ (填“增大”、“减少”、“不变”),原因是_______ 。间作是指在同一块田地上同时分行相间种植两种或两种以上的作物,农业生产中应将玉米植株和 __________ (填“甘蔗”或“大豆”)植株间作,好处是_________ (答出一点即可)。
(2)轮作是指在同一块田块上有顺序地在季节间和年度间轮换种植不同作物的种植方式。农民通常将玉米和大豆按不同的年份进行轮作。玉米对土壤中氮和硅的吸收量较多,而对钙的吸收量较少;豆科植物吸收大量的钙,而吸收硅的量极少。玉米和大豆的根系吸收元素时,具有差异的直接原因是________________ 。根据题意可知,将玉米和大豆轮作的好处是_________________ (答出一点即可)。
(3)套种是在某种作物生长后期,在行间播种另一种作物,以充分利用土地资源,增加产量。大蒜套种玉米时,大蒜分泌的大蒜素具有辛辣气味,能驱散玉米蚜虫,使玉米菌核病发病率下降,大蒜向蚜虫传递的是___________ 信息,体现了信息传递的_________ 功能。
(1)光照强度对玉米、甘蔗和大豆植株净光合速率的影响如下图所示,据图可知光照强度为A时玉米植株叶肉细胞中光合作用产生O2的去向是
(2)轮作是指在同一块田块上有顺序地在季节间和年度间轮换种植不同作物的种植方式。农民通常将玉米和大豆按不同的年份进行轮作。玉米对土壤中氮和硅的吸收量较多,而对钙的吸收量较少;豆科植物吸收大量的钙,而吸收硅的量极少。玉米和大豆的根系吸收元素时,具有差异的直接原因是
(3)套种是在某种作物生长后期,在行间播种另一种作物,以充分利用土地资源,增加产量。大蒜套种玉米时,大蒜分泌的大蒜素具有辛辣气味,能驱散玉米蚜虫,使玉米菌核病发病率下降,大蒜向蚜虫传递的是
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【推荐1】双生病毒是一类世界范围内广泛发生的植物DNA病毒,其自身仅编码有限的遗传信息,需依赖与植物复杂的相互作用才能完成其生活史。有研究表明本氏烟的NbWhirly1基因是一个双生病毒的感病基因,因此可以利用转基因的方法抑制NbWhirly1基因的表达,即基因沉默,从而达到控制病害的效果。具体操作为:利用RNAi技术(RNA干扰技术),以本氏烟的NbWhirly1基因作为RNAi的干扰片段,构建RNAi重组载体,通过农杆菌转化法,将表达载体导入目的植株,获得沉默NbWhirly1基因的转基因烟草。RNAi技术的作用原理如下图所示:
(1)要获得目的基因,可从__________ 中提取__________ ,再通过__________ 的方法获得cDNA,通过PCR技术扩增目的基因片段,并通过__________ 次拼接,最终获得重组RNAi载体。
(2)由图可知,RNAi技术是通过抑制_____________ 过程来抑制基因的表达,图2中正反义目的基因转录场所发生在__________ 。据图分析RISC能与靶序列碱基互补配对的原因是_______________ 。
(3)理论上导入只含反义NbWhirly1基因片段不含正义NbWhirly1基因片段的表达载体也能抑制本氏烟细胞内NbWhirly1基因的表达,试分析其作用机制________________________________________ 。研究表明图1重组方式比上述方式抑制效果更佳,据图2分析原因___________________________ 。
(1)要获得目的基因,可从
(2)由图可知,RNAi技术是通过抑制
(3)理论上导入只含反义NbWhirly1基因片段不含正义NbWhirly1基因片段的表达载体也能抑制本氏烟细胞内NbWhirly1基因的表达,试分析其作用机制
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【推荐2】图示方案为人们获得生物新品种的过程,请回答下列问题:
(1)基因工程的核心步骤是____________________________________ .方案Ⅰ中,将抗冻蛋白基因导入烟草受体细胞常用的方法是__________________ 。从分子水平检测抗冻烟草是否培育成功的方法是:_____________________________ 。
(2)推测方案Ⅱ中A基因所起的作用是________________________________ 。
(3)方案Ⅲ中的转基因牛可以通过分泌乳汁来生产人的生长激素.人的生长激素基因在导入受体细胞前,基因的首段必须含有使其仅能在山羊___________ 细胞中特异性表达的___________________ 。
(4)方案Ⅲ中的早期胚胎在移植入受体母羊子宫之前,必须对胚胎进行性别鉴定,一般是取处于_______________ 时期的____________________ 细胞进行检测。
(1)基因工程的核心步骤是
(2)推测方案Ⅱ中A基因所起的作用是
(3)方案Ⅲ中的转基因牛可以通过分泌乳汁来生产人的生长激素.人的生长激素基因在导入受体细胞前,基因的首段必须含有使其仅能在山羊
(4)方案Ⅲ中的早期胚胎在移植入受体母羊子宫之前,必须对胚胎进行性别鉴定,一般是取处于
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【推荐3】我国拥有自主知识产权的Bt毒蛋白抗虫棉,某水稻研究中心尝试运用农杆菌转导法培育Bt毒蛋白抗虫水稻,其过程如图所示。回答下列问题:
(1)一般情况下单子叶植物不能利用农杆菌转导法,原因是______________ 。科学家在添加乙酰丁香酮后,可利用农杆菌将目的基因导入水稻的愈伤组织中,水稻幼胚愈伤组织在基因工程中是作为___________ 。
(2)获取Bt毒蛋白基因后可利用_________ 技术扩增Bt毒蛋白基因。表达载体除了Bt毒蛋白基因、潮霉素磷酸转移酶基因(可抗潮霉素)外,还必须有__________ 。
(3)要将表达载体转入农杆菌内,需用________ 处理农杆菌,使之成为感受态细胞。要获取幼胚愈伤组织,在培养基中除一定的营养物质以外,还需要___________ 。
(4)为了检测水稻的DNA上是否插入了Bt毒蛋白基因,需要使用DNA探针做标记进行DNA分子杂交,该DNA探针由_________________ 组成。
(5)若要验证该转基因水稻是否具有抗虫性,需进行__________________________ 。
(1)一般情况下单子叶植物不能利用农杆菌转导法,原因是
(2)获取Bt毒蛋白基因后可利用
(3)要将表达载体转入农杆菌内,需用
(4)为了检测水稻的DNA上是否插入了Bt毒蛋白基因,需要使用DNA探针做标记进行DNA分子杂交,该DNA探针由
(5)若要验证该转基因水稻是否具有抗虫性,需进行
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【推荐1】小麦赤霉病是全球性小麦病害,严重影响小麦产量和品质。利用植物细胞工程技术可加快抗赤霉病小麦的育种进程。请根据所学内容和材料信息回答下列问题:
(1)植物细胞工程是以植物细胞全能性为理论基础,以____________ 为技术支持,在细胞和亚细胞水平对植物进行遗传操作,从而实现对植物的改良和利用。
(2)为了加快抗病基因型的纯合速度,可采用玉米授粉诱导小麦加倍单倍体法。抗病小麦(6n=42)与玉米(2n=20)杂交后,在杂交后的最初3次细胞分裂过程中,来自玉米花粉的染色体会被逐渐排除掉,最终仅剩下来自母本小麦的染色体,形成了小麦单倍体胚。该单倍体胚经培养形成幼苗后,再进行染色体加倍。
①杂交后最初3次细胞分裂的过程中,细胞发生了_____________ 变异。
②小麦单倍体胚中含______________ 个染色体组,可用____________ (物质名称)对_____________ 进行染色体加倍处理,处理后的抗病小麦含有______________ 条染色体。
(1)植物细胞工程是以植物细胞全能性为理论基础,以
(2)为了加快抗病基因型的纯合速度,可采用玉米授粉诱导小麦加倍单倍体法。抗病小麦(6n=42)与玉米(2n=20)杂交后,在杂交后的最初3次细胞分裂过程中,来自玉米花粉的染色体会被逐渐排除掉,最终仅剩下来自母本小麦的染色体,形成了小麦单倍体胚。该单倍体胚经培养形成幼苗后,再进行染色体加倍。
①杂交后最初3次细胞分裂的过程中,细胞发生了
②小麦单倍体胚中含
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【推荐2】科研人员在杂交瘤细胞的基础上,获得了双杂交瘤细胞,每种杂交瘤细胞产生的抗体结构、与抗原结合的情况如下图1所示。请回答下列问题。
(1)科研人员将抗原a、β分别注射到不同的小鼠体内,引起机体发生_____ 免疫,其中的_____ 分泌相应抗体。
(2)制备杂交瘤细胞时,需将上述小鼠的脾脏组织处理获得单细胞后,再与小鼠的骨髓瘤细胞融合,经过两次筛选得到两种杂交瘤细胞,其中第二次筛选一般先通过_____ 再用_____ 获得单个杂交瘤细胞,并通过_____ 获得大量的这种杂交瘤细胞。如果两种杂交瘤细胞成功融合,则会同时表达出抗体的重链A、B和轻链a、b,这种细胞称作双杂交瘤细胞。
(3)抗体由两条重链和两条轻链组成,重链和轻链均分为恒定区和可变区,两条重链依赖于A1或B1进行组装(A1与B1相同),重链与轻链的组装依赖于恒定区A2、a或B2、b(a与b相同)。因此,双杂交瘤细胞产生的抗体种类较多,其中有一种抗体能同时与抗原a、β结合称为双特异性抗体,如下图2,请将合适的字母填入下面的表格中。
①_____ ;②_____ ;③_____ ;④_____ 。
(4)结合所学,下图3为甘蓝与萝卜体细胞杂交的原生质体融合过程示意图。下图4为图3的①过程中不同酶解时间下,萝卜细胞原生质体数量统计。请回答下列相关问题。
图3中①过程应用纤维素酶和果胶酶来处理萝卜细胞和甘蓝细胞。
据图4判断,①过程对萝卜细胞处理的最佳时间为_____ h,从细胞结构的角度分析,对甘蓝细胞处理的最佳时间和对萝卜细胞处理的最佳时间相近,推测理由是_____ 。
将图3杂种细胞培育成一个完整植株采用的技术手段是_____ 。该技术手段包括两大过程是_____ (按顺序填写)。
(1)科研人员将抗原a、β分别注射到不同的小鼠体内,引起机体发生
(2)制备杂交瘤细胞时,需将上述小鼠的脾脏组织处理获得单细胞后,再与小鼠的骨髓瘤细胞融合,经过两次筛选得到两种杂交瘤细胞,其中第二次筛选一般先通过
(3)抗体由两条重链和两条轻链组成,重链和轻链均分为恒定区和可变区,两条重链依赖于A1或B1进行组装(A1与B1相同),重链与轻链的组装依赖于恒定区A2、a或B2、b(a与b相同)。因此,双杂交瘤细胞产生的抗体种类较多,其中有一种抗体能同时与抗原a、β结合称为双特异性抗体,如下图2,请将合适的字母填入下面的表格中。
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
A2 | ① | ② | ③ | a | ④ |
(4)结合所学,下图3为甘蓝与萝卜体细胞杂交的原生质体融合过程示意图。下图4为图3的①过程中不同酶解时间下,萝卜细胞原生质体数量统计。请回答下列相关问题。
图3中①过程应用纤维素酶和果胶酶来处理萝卜细胞和甘蓝细胞。
据图4判断,①过程对萝卜细胞处理的最佳时间为
将图3杂种细胞培育成一个完整植株采用的技术手段是
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【推荐3】番茄营养丰富,具有开胃消食、防癌抗癌、延缓衰老的功效而深受人们的喜爱,但番茄细胞中的果胶酶破坏细胞壁后,其容易软化而不耐贮藏。科学家通过基因工程将一种抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄细胞,获得了抗软化番茄。下图是通过基因工程培育抗软化耐储藏番茄的过程及原理图。回答下列问题:(1)上图所示过程涉及基因工程技术和植物组织培养技术,前者的核心步骤是____________ ,后者利用的主要原理是____________ 。
(2)构建重组质料时,需要用到的工具酶是____________ ,为了将目的基因插入Ti质粒,一般采用双酶切法,使切开的DNA片段具有两个不同的末端,这么操作的目的是____________ 。
(3)一般以普通番茄的茎尖细胞作为受体细胞而培育无病毒转基因幼苗,理由是____________ 。
(4)根据图中转基因番茄细胞中的信息传递过程,分析转基因番茄抗软化的原因:______________________________ 。
(5)为了避免外源基因进入其他植物而造成的基因污染,培育转基因植物时可采取的措施是____________ 。
(2)构建重组质料时,需要用到的工具酶是
(3)一般以普通番茄的茎尖细胞作为受体细胞而培育无病毒转基因幼苗,理由是
(4)根据图中转基因番茄细胞中的信息传递过程,分析转基因番茄抗软化的原因:
(5)为了避免外源基因进入其他植物而造成的基因污染,培育转基因植物时可采取的措施是
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