【題目】科研人員用基因工程技術(shù)構(gòu)建擬南芥突變體庫,并研究光信號(遠(yuǎn)紅光)控制擬南芥種子萌發(fā)時(shí)下胚軸生長的分子機(jī)制。
(1)擬南芥突變體庫的構(gòu)建過程如下。
①將插入了氨芐青霉素抗性基因的T-DNA與農(nóng)桿菌在液體培養(yǎng)基中振蕩培養(yǎng),獲得轉(zhuǎn)化液。將轉(zhuǎn)化液稀釋后對野生型擬南芥進(jìn)行轉(zhuǎn)化,繼續(xù)培養(yǎng)擬南芥植株并收獲其種子,再將種子放入含有____________的培養(yǎng)基中培養(yǎng)篩選出能正常萌發(fā)的種子,命名為F1代種子, F1代種子因插入了含有氨芐青霉素抗性基因的T-DNA導(dǎo)致DNA分子發(fā)生了_____________這一分子結(jié)構(gòu)上的變化。
②下面是利用F1種子構(gòu)建純合突變體庫的流程圖。
將每株F1植株所結(jié)種子(F2代種子)單株存放,用①中的方法篩選F2代種子,表現(xiàn)為正常萌發(fā)和不能正常萌發(fā)比例約為____________時(shí),F(xiàn)1植株為單拷貝插入(只有一個位點(diǎn)插入T-DNA)的雜合轉(zhuǎn)基因植株用同樣的方法篩選出單株F2。植株所結(jié)種子(F3代種子),若都能正常萌發(fā),則F3植株為純合轉(zhuǎn)基因植株;F3自交得到F4代種子即為純合突變體庫。
(2)將上述突變體庫中的種子置于遠(yuǎn)紅光條件下培養(yǎng),挑選出擬南芥種子萌發(fā)時(shí)下胚軸明顯變長的甲、乙、丙三個突變體植株。
①將甲、乙、丙分別與野生型雜交,其后代種子在遠(yuǎn)紅光下培養(yǎng),萌發(fā)時(shí)均表現(xiàn)為下胚軸長度與野生型無明顯差異,說明3株突變均為___________突變。
②將甲和乙雜交得到種子在遠(yuǎn)紅光下培養(yǎng),萌發(fā)時(shí)下胚軸長度與甲和乙兩株相比均無明顯差異。請?jiān)趫D畫出甲、乙突變基因與其以及對應(yīng)的染色體的關(guān)系______(甲的基因用A或a、乙的基因用B或b表示)。
③將甲和丙雜交得到種子在遠(yuǎn)紅光下培養(yǎng),萌發(fā)時(shí)表現(xiàn)為________則可推測甲和丙的突變基因?yàn)榉堑任换颉?/span>
(3)科研人員還獲得了甲和丙的雙突變體,并在遠(yuǎn)紅光條件下培養(yǎng),測定其種子萌發(fā)時(shí)下胚軸的長度,結(jié)果如下圖。
有人提出了下面兩種種子萌發(fā)時(shí)基因調(diào)控下胚軸生長的示意圖(A、a表示甲的相關(guān)基因;D、d表示丙的相關(guān)基因)。
為驗(yàn)證上述兩種推測是否正確,進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)。
①已知A基因控制A蛋白的合成,D基因控制D蛋白的合成。研究發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)紅光下,D蛋白進(jìn)核后才能調(diào)控種子萌發(fā)時(shí)下胚軸的生長。將綠色熒光蛋白基因與D基因啟動子連接,分別轉(zhuǎn)入野生型和突變體甲,將其幼苗在黑暗處理4天,再在遠(yuǎn)紅光處理30分鐘,發(fā)現(xiàn)兩種轉(zhuǎn)基因植株細(xì)胞核中均出現(xiàn)綠色熒光且強(qiáng)度無明顯差異。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明_____________________________
②分別提取黑暗條件和遠(yuǎn)紅光條件下野生型和突變型甲的細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核蛋白,得到D蛋白的電泳結(jié)果如下圖。
上述結(jié)果表明,在遠(yuǎn)紅光條件下,磷酸化D蛋白只在___________擬南芥植株的__________中大量積累,由此推測______________(圖1、圖2)更為合理。
【答案】氨芐青霉素 堿基對的增加 3:1 隱性 下胚軸長度與野生型無明顯差別 A蛋白不參與遠(yuǎn)紅光條件下D蛋白向核內(nèi)的轉(zhuǎn)移 野生型 細(xì)胞核 圖1
【解析】
1、Ti質(zhì)粒上有一段特殊的DNA區(qū)段,當(dāng)農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞時(shí),該DNA區(qū)段能自發(fā)轉(zhuǎn)移,插入植物染色體DNA中,Ti質(zhì)粒上的這一段能轉(zhuǎn)移的DNA被稱為T-DNA。根據(jù)這一現(xiàn)象,將Ti質(zhì)粒進(jìn)行改造,將相關(guān)基因置入T-DNA區(qū)段中,可通過農(nóng)桿菌侵染細(xì)胞,實(shí)現(xiàn)外源基因?qū)χ参锏倪z傳轉(zhuǎn)化。利用農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞,是獲得植物突變體的一種重要方法;
2、含有氨芐青霉素抗性基因的擬南芥植株產(chǎn)生的種子,在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中能正常萌發(fā)。光信號(遠(yuǎn)紅光)對擬南芥種子萌發(fā)時(shí)下胚軸的長度有影響。
(1)①將氨芐青霉素抗性基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA中,構(gòu)建基因表達(dá)載體,即重組質(zhì)粒,并導(dǎo)入農(nóng)桿菌中。將轉(zhuǎn)化液稀釋后對野生型擬南芥進(jìn)行轉(zhuǎn)化,繼續(xù)培養(yǎng)擬南芥植株并收獲其種子,再將種子放入含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)篩選出能正常萌發(fā)的種子,命名為F1代種子, F1代種子因插入了含有氨芐青霉素抗性基因的T-DNA導(dǎo)致基因突變,即DNA分子發(fā)生了堿基對的增加這一分子結(jié)構(gòu)上的變化。
②F1植株為單拷貝插入(只有一個位點(diǎn)插入T-DNA)的雜合轉(zhuǎn)基因植株用同樣的方法篩選出單株F2。植株所結(jié)種子(F3代種子),若都能正常萌發(fā),則F3植株為純合轉(zhuǎn)基因植株;F3自交得到F4代種子即為純合突變體庫。由于F1植株為雜合子,即突變型擬南芥(假設(shè)基因型為Aa)自交后代中,氨芐青霉素抗性(A_):氨芐青霉素敏感(aa)=3:1,將每株F1植株所結(jié)種子(F2代種子)單株存放,用①中的方法篩選F2代種子,含有氨芐青霉素抗性基因的種子能夠正常萌發(fā),因此,表現(xiàn)為正常萌發(fā)和不能正常萌發(fā)比例約為3:1。
(2)①基因突變分為顯性突變和隱性突變。將甲、乙、丙分別與野生型雜交,其后代種子在遠(yuǎn)紅光下培養(yǎng),萌發(fā)時(shí)均表現(xiàn)為下胚軸長度與野生型無明顯差異,說明野生型為顯性性狀, 3種突變均為隱性突變。
②甲和乙發(fā)生的均為隱性突變,將甲和乙雜交得到種子在遠(yuǎn)紅光下培養(yǎng),萌發(fā)時(shí)下胚軸長度與甲和乙兩株相比均無明顯差異,說明長度與甲、乙比,沒有區(qū)別,因此,是同一位點(diǎn)的基因突變。甲的基因用A或a、乙的基因用B或b表示,則甲突變個體是A突變?yōu)閍,乙突變個體是B突變?yōu)閎,甲、乙突變基因與其以及對應(yīng)的染色體的關(guān)系如圖所示:
③將甲和丙雜交得到種子在遠(yuǎn)紅光下培養(yǎng),萌發(fā)時(shí)表現(xiàn)為下胚軸長度與野生型無明顯差異,說明甲丙突變的不是同一位點(diǎn),則可推測甲和丙的突變基因?yàn)榉堑任换颉?/span>
(3)①經(jīng)過前面的分析,突變體均為隱性突變,故野生型基因型為AADD,甲突變體的基因型為aaDD,丙突變體的基因型為AAdd,雙突變體的基因型為aadd。已知A基因控制A蛋白的合成,D基因控制D蛋白的合成。研究發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)紅光下,D蛋白進(jìn)核后才能調(diào)控種子萌發(fā)時(shí)下胚軸的生長。將綠色熒光蛋白基因與D基因啟動子連接,分別轉(zhuǎn)入野生型和突變體甲,將其幼苗在黑暗處理4天,再在遠(yuǎn)紅光處理30分鐘,發(fā)現(xiàn)兩種轉(zhuǎn)基因植株細(xì)胞核中均出現(xiàn)綠色熒光且強(qiáng)度無明顯差異。野生型有A基因,即有A蛋白,甲無A基因,即無A蛋白,故自變量為A蛋白的有無,而兩者細(xì)胞核中均有綠色熒光,即兩者均有D蛋白向細(xì)胞核轉(zhuǎn)移,因此,該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明A蛋白不參與遠(yuǎn)紅光條件下D蛋白向核內(nèi)的轉(zhuǎn)移。
②D蛋白的電泳結(jié)果圖表明,1代表磷酸化D蛋白,即為功能異常的D蛋白,2代表非磷酸化D蛋白,即為功能正常的D蛋白,在遠(yuǎn)紅光條件下,野生型的細(xì)胞核中既有磷酸化D蛋白,又有非磷酸化D蛋白,而甲突變體aaDD的細(xì)胞核中只有正常功能的D蛋白,說明甲突變體aaDD抑制了D基因的磷酸化,因此,磷酸化D蛋白只在野生型擬南芥植株的細(xì)胞核中大量積累,由此推測圖1更為合理。
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【題目】如圖表示在最適pH、底物濃度一定的條件下,某酶促反應(yīng)速率在不同溫度條件下的變化曲線。下列敘述錯誤的是
A.溫度為a時(shí)反應(yīng)速率大的原因是相關(guān)酶的活性高
B.溫度超過c后,相關(guān)酶將完全失去活性
C.適當(dāng)升高或降低反應(yīng)體系的pH,b點(diǎn)都將下移
D.適當(dāng)提高反應(yīng)體系中底物的量,a點(diǎn)將右移
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【題目】如圖表示某基因型為AaBb 的二倍體動物(2n=4)一個正在分裂的細(xì)胞。下列敘述正確的是
A.該細(xì)胞可能為次級精母細(xì)胞或第二極體
B.該細(xì)胞中每一極的3 條染色體組成一個染色體組
C.該細(xì)胞形成過程中發(fā)生染色體畸變和基因突變
D.若該細(xì)胞分裂形成的子細(xì)胞參與受精,形成的后代為三體
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【題目】在冬春季溫室蔬菜生產(chǎn)中,低溫脅迫和光照不足是影響作物生長的重要因素。研究人員以“海豐16號”甜椒為對象,研究LED補(bǔ)光和根區(qū)加溫對甜椒生物量的影響,結(jié)果如下表所示。請回答下列問題:
處理 | 株高(cm) | 地上鮮重(g) | 地上干重(g) | 根系鮮重(g) | 根系干重(g) | 果實(shí)數(shù)量 | 單果重(g) | 單株產(chǎn)量 |
CK | 72.50 | 313.33 | 40.71 | 29.76 | 5.06 | 2.80 | 119.15 | 332.82 |
T15 | 77.63 | 329.67 | 42.19 | 32.59 | 5.56 | 3.60 | 131.48 | 468.66 |
T18 | 81.13 | 349.33 | 49.49 | 36.19 | 7.71 | 4.20 | 136.74 | 573.30 |
L | 75.13 | 319.67 | 45.41 | 34.66 | 5.95 | 3.20 | 131.40 | 409.28 |
T15+L | 79.00 | 333.33 | 50.08 | 36.80 | 7.17 | 5.20 | 121.80 | 633.04 |
T18+L | 86.13 | 388.33 | 57.25 | 42.72 | 8.41 | 5.00 | 131.05 | 649.02 |
(注:CK:對照;T15:根區(qū)加溫15℃;T18:根區(qū)加溫18℃;L:冠層補(bǔ)光;T15+L:根區(qū)加溫15℃和冠層補(bǔ)光;T18+L根區(qū)加溫18℃和冠層補(bǔ)光)
(1)植物根區(qū)溫度降低主要通過____________________來影響根系細(xì)胞呼吸,進(jìn)一步影響根系對礦質(zhì)養(yǎng)料的吸收,從而影響植物生長。
(2)由表可知,在只進(jìn)行根區(qū)加溫的條件下, __________℃對甜椒生長指標(biāo)的影響更顯著。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, __________(填“T”“L”或“T+L”)處理能大幅度提高甜椒產(chǎn)量,對提高甜椒單株產(chǎn)量效果最明顯的處理方式是______________________________。
(4)實(shí)際生產(chǎn)中,椒農(nóng)常選擇T15+L而不選擇T18+L處理的原因是______________________________。
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【題目】P115蛋白是高爾基體上重要的囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,與胃癌細(xì)胞增殖有關(guān)。為進(jìn)一步確定P115與胃癌細(xì)胞增殖的關(guān)系,研究人員展開系列實(shí)驗(yàn)。
(1)與P115蛋白合成和加工密切相關(guān)的細(xì)胞器有____________和高爾基體,P115蛋白的______與其作用效果密切相關(guān)。
(2)分別收集100mg新鮮胃癌組織及正常胃粘膜組織,檢測其中P115蛋白含量,兩組相對值分別為0.75和0.35,由此推測胃癌細(xì)胞中__________________。進(jìn)一步分別提取總RNA,測得P115的mRNA相對值分別為0.7和0.5,初步證實(shí)上述推測是合理的。
(3)為研究P115在胃癌細(xì)胞株增殖中的作用,研究人員構(gòu)建了含有P115-shRNA的表達(dá)載體(P115-shRNA可使相應(yīng)基因沉默),導(dǎo)入胃癌細(xì)胞株BGC-823,成功轉(zhuǎn)染后檢測各組P115蛋白含量,結(jié)果如下圖。
①上圖中1、2組為對照組,1組不導(dǎo)入質(zhì)粒,2組____________,3、4、5組分別導(dǎo)入含有P115-shRNA1、P115-shRNA2、P115-shRNA3的表達(dá)載體。
②β-actin是一種細(xì)胞骨架蛋白,可以在實(shí)驗(yàn)中作為參考標(biāo)準(zhǔn)的原因是____。
③選擇上圖中的第___組作為實(shí)驗(yàn)組,進(jìn)一步測定不同培養(yǎng)時(shí)間各組細(xì)胞數(shù)量相對值,結(jié)果如下表。
分組 培養(yǎng)時(shí)間 | 1組 | 2組 | 實(shí)驗(yàn)組 |
0h | 0.285 | 0.283 | 0.284 |
24h | 0.453 | 0.454 | 0.384 |
48h | 0.675 | 0.678 | 0.466 |
72h | 0.981 | 0.991 | 0.605 |
此結(jié)果說明P115蛋白______________。
④測定上述第1、2組和實(shí)驗(yàn)組處于細(xì)胞周期各時(shí)期細(xì)胞數(shù),結(jié)果如下圖。
由上圖可知P115-shRNA通過__________來抑制胃癌細(xì)胞BGC-823增殖。
(4)結(jié)合上述研究,提出治療胃癌的思路___________。
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【題目】(1)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中的物質(zhì)指的是________________________,循環(huán)的范圍是________與________之間。其特點(diǎn)具有________、________。
(2)碳在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)的形式是________,碳返回?zé)o機(jī)環(huán)境的途徑有:________________________、________、化石燃料的燃燒等。
(3)溫室效應(yīng)產(chǎn)生的原因很多,主要是________短時(shí)間內(nèi)大量燃燒,使大氣中________含量迅速增加,打破了生物圈________的平衡。
(4)在生態(tài)系統(tǒng)中,物質(zhì)循環(huán)和能量流動________,不可分割。物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動的________,能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)的________。
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【題目】如圖表示用燕麥胚芽鞘進(jìn)行的向光性實(shí)驗(yàn),箭頭表示光照方向,下列敘述正確的是
A.②與⑥對照可說明感受光刺激的部位是尖端
B.②和④的彎曲生長與生長素的橫向運(yùn)輸有關(guān)
C.①和⑤的彎曲生長與生長素的分布不均有關(guān)
D.③和⑥對照可說明向光彎曲生長與尖端有關(guān)
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【題目】溶酶體是一種含有多種水解酶的細(xì)胞器,其作用作用存在胞吞和自噬兩種途徑,下圖表示吞噬細(xì)胞內(nèi)溶酶體的產(chǎn)生和作用過程。下列有關(guān)敘述錯誤的是
A.溶酶體與囊泡形成異噬溶酶體需要消耗能量
B.溶酶體是由高爾基體形成的含有多種水解酶的小泡
C.溶酶體消化病原體的原因是溶酶體內(nèi)含有多種水解酶
D.溶酶體內(nèi)的水解酶泄露到細(xì)胞質(zhì)中不會引起細(xì)胞損傷
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【題目】下圖是植物水培生長系統(tǒng)的示意圖,培養(yǎng)槽中放置了能產(chǎn)生小氣泡的多孔固體作為氣泡石。下列有關(guān)分析錯誤的是
A. 氣泡石用于保持溶液中氧的飽和狀態(tài),避免根系細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸
B. 營養(yǎng)液中的水和礦質(zhì)元素充足時(shí),都以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入根系細(xì)胞
C. 相比土壤種植,水培系統(tǒng)增加了植物根系對礦質(zhì)營養(yǎng)的可利用性
D. 當(dāng)營養(yǎng)液的濃度過高時(shí),可能會抑制植物根系的生長發(fā)育
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