2010年5月1日,上海世博会正式开馆,美丽的场馆令人心驰神往。瑞士馆的造型是一个想象中未来世界的轮廓,顶部是一片青葱的植物。观众可在十分钟内乘坐环状缆车从底楼到顶楼。而法国馆以“感性城市”为主题,顶部也是一片绿色植物。屋顶的植物可以进行光合作用,对改善城市生态系统和生态农业工业化有重要意义。
为了提高屋顶植物的生态效益,有人做了相关实验,绘出下列四图。请回答有关的问题。
(1)图甲中a 物质的形成过程中,位于叶绿体的类囊体膜上的 _______将光能转换成电能。
(2)图乙表示在二氧化碳充足的条件下,某植物光合速度与光照强度和温度的关系。在温度为10℃时,光照强度大于 千勒克司后,该植株光合速度不再随光照强度增加而增加。当温度为20℃时,光照强度由4千勒克司瞬时上升至12千勒克司,此刻该植株叶绿体内C5化合物(RuBP)的含量将 。当温度为30℃、光照强度小于12千勒克司时,限制该植株光合速度的因素是 _____。
(3)图丙表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时,CO2释放量和O2吸收量的关系图,在a、b、c、d四浓度中,最适合该植物器官储藏的氧浓度是 ;若细胞呼吸的底物是葡萄糖,则在氧浓度为b时,厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的消耗葡萄糖的量 _________倍。
(4)丁图表示在适宜的条件下,一定时间内某无机离子从大麦幼根不同部位向茎叶的输出量和在大麦幼根相应部位积累量的变化。在自然情况下,土壤中该无机离子的浓度比根细胞中该无机离子的浓度 (低、高),所以幼根表皮细胞是通过 ___方式吸收土壤中该无机离子。只依据“幼根相应部位积累量”变化的曲线不能确定幼根20~60mm部位对该无机离子的吸收量,理由是 ______。
某化工厂生产的一种加酶洗衣粉,其包装袋上印有如下说明。
某研究性学习小组为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度,设计了如下装置进行实验,并将结果用下列曲线图A、B表示。
请回答以下各题:
(1)由图可知,使用该加酶洗衣粉的最适宜温度为________。
(2)在0℃和75℃时,酶的催化效率基本都为零。但当温度再度回到45℃时,后者酶的催化能力已不能恢复,这是因为_________________________________________________。
(3)在实验过程中可以通过直接测定______________________________(指标)来表示该洗衣粉中酶的催化效率。
(4)目前使用的加酶洗衣粉都是一次性的,某洗涤公司为降低生产成本研制了一种能多次重复使用加酶洗衣粉的设备,他们将酶固定在不溶于水的尼龙载体上,洗涤完衣物后,经过简单处理,这些酶还可以多次重复利用,这种方法制成的酶叫________。
(5)除加酶外,很多洗衣粉中还加有香精,高档洗衣粉中的香精都是由植物芳香油制成的,目前从植物中提取芳香油的方法有(答出两种即可)____________________。
(6)加酶洗衣粉中的淀粉酶可以从霉菌中提取。用固体培养基分离、纯化霉菌的方法有____________、__________。
回答生物技术在实践应用中的相关问题:
(1)某同学利用柑橘制作果酒,考虑到柑橘的糖含量不足,在制作过程中加入一定量的糖,加糖的主要目的是____________。为保证发酵过程的安全,发酵阶段需要适时拧松瓶盖,但不能完全打开,其主要目的是____________,实际操作中发现随着发酵时间的推移拧松瓶盖间隔时间延长,其原因是___________________________。
(2)某研究性学习小组的同学用适宜浓度的海藻酸钠溶液将活化的酵母细胞固定化后发酵无菌麦芽汁用来制酒,发酵条件符合操作要求。10天后检查发酵液发现麦芽汁几乎无酒味,发酵失败最可能的原因是__________________________________________。
(3)目前使用的加酶洗衣粉都是一次性的,为节约成本可将酶或细胞固定在一定空间内,称为固定化酶或固定化细胞。东北农业大学科研人员利用双重固定法,即采用戊二醛作交联剂(使酶相互连接),该种固定法为____________,而细胞多采用____________法进行固定。
(4)在血红蛋白的提取和分离实验中,从红细胞中释放出血红蛋白常用的方法是____________,纯化蛋白质常用的方法是________。
实验探究:加酶洗衣粉的使用条件和效果。实验目的:
(1)观察加酶洗衣粉在洗涤中的效果。
(2)探究加酶洗衣粉的最佳温度条件。
实验用具及材料:3个100 mL的三角瓶、镊子、两组恒温水浴锅、若干块沾有鸡血且放置一天的棉布、两种加酶洗衣粉及未加酶的洗衣粉。
主要实验步骤:
第一步:将两组恒温水浴分别调至40℃和80℃。
第二步:向9个三角瓶中各加水100 mL,将三角瓶分成A、B、C三组,每组三个,向A组各瓶中加入一种加酶洗衣粉0.5 g、向B组各瓶中加入另一种加酶洗衣粉0.5 g,①________。
第三步:将每组的3个三角瓶分别放在20℃室温下、40℃和80℃水浴中,保温一段时间。
第四步:②________。
试回答下列问题:
(1)试补全上述实验步骤。
①___________________________________________________
_____________________________________________________。
②___________________________________________________
____________________________________________________。
(2)实验中设置C组三角瓶的作用是_____________________
___________________________________________________。
(3)根据生活中衣物上“污渍”的成分分析,加酶洗衣粉中的酶可能有________________________。
(4)根据你对酶作用特点和温度与酶活性关系的理解,试为加酶洗衣粉编写“使用指南”(至少写出两点):________________________________________________________________。
自1973年博耶和科恩成功地使外源基因在原核细胞中表达开始,基因工程正式问世了,人们对DNA的关注也越来越多。分析并回答下列问题:
(1)从生物组织中提取DNA时,若要获取含有DNA的滤液,需破碎细胞;若为鸡的成熟红细胞,可以加入一定量的蒸馏水,原因是细胞________而涨破;若为植物细胞可以加入一定量的洗涤剂。
(2)利用DNA和RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异,可以将它们分离。如DNA的溶解度在NaCl溶液浓度为________时最小,可以使DNA与其他杂质初步分离。
(3)为了纯化提取的DNA,可以用95%的酒精去除滤液中的杂质。其原理是DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些物质却可以溶于酒精溶液,可以推测溶于酒精中的物质可能有________。
(4)一般DNA的鉴定试剂为________,沸水浴后溶液中有DNA则颜色为________。
请回答基因工程方面的有关问题:
(1)利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。图中引物为单链DNA 片段,它是子链合成延伸的基础。
①从理论上推测,第四轮循环产物中含有引物A 的DNA 片段所占的比例为________。
②在第________轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA 片段。
(2)设计引物是PCR 技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如下图),请分别说明理由。
①第1 组:________________________;
②第2 组:________________________。
(3)PCR反应体系中含有热稳定DNA 聚合酶,下面的表达式不能正确反映DNA 聚合酶的功能,这是因为____________________________________________________________。
(4)用限制酶EcoRV 、MboⅠ单独或联合切割同一种质粒,得到的DNA 片段长度如下图(1 kb 即1 000 个碱基对),请画出质粒上EcoRV 、MboⅠ的切割位点。