“白菜—甘蓝”是科学家用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种,它具有生长周期短,耐热性强和易储存等优点。
下图是“白菜—甘蓝”培育过程示意图,请完成下列有关问题:
(1)由杂种细胞D培育成 “白菜—甘蓝”植株,采用的技术手段是 。该过程说明植物细胞具有 。
(2)要制备“白菜—甘蓝”的人工种子,要在d步骤选取具有生根发芽能力的 (结构),包裹上人造种皮制得。
(3)在a过程中诱导原生质体融合最常用的诱导剂是 ,融合依据的原理是 。
(4)要获得上图中白菜和甘蓝的原生质体,首先需要分别除去白菜和甘蓝细胞的细胞壁。现提供以下材料和用具:紫色洋葱磷片叶、适宜浓度的蔗糖溶液、纤维素酶和果胶酶、蒸馏水、镊子、显微镜、载玻片等。请你从中选择合适的材料,完成下面检验是否已除去细胞壁实验的方法步骤,并预测和解释实验结果。
主要实验步骤:
①选取适宜浓度的蔗糖溶液,加入适量纤维素酶和果胶酶配制成细胞壁分解液。其中选取适宜浓度的蔗糖溶液而不用蒸馏水的理由是:适宜浓度的蔗糖溶液 。
②检验细胞壁分解液除去细胞壁。
第一步:用镊子撕取一小块紫色洋葱鳞片叶放在载玻片中央,滴加适量细胞壁分解液,制成临时装片,得到实验组装片。
第二步: 。
第三步:在显微镜下观察比较实验组和对照组装片洋葱细胞的形态。
结果预测和解释:
。
(9分)据美国《纽约时报》2月18日报道,美国政府将启动一项可媲美人类基因组计划的“脑活动绘图”计划,以人脑为研究对象,增加对人脑如何工作的完整了解,为医学界寻找有效治疗阿尔茨海默氏症、帕金森氏症、孤独症等疾病的治疗方法。请回答下列有关神经调节相关的问题:
(1)在一条离体神经纤维的左侧施加电刺激如图甲,使其兴奋。请在答题卡相应的图甲上,在兴奋部位和未兴奋部位的膜两侧标出电荷类型,然后再在膜内外两侧标出局部电流的方向。
(2)当神经冲动在通过图乙所示的结构时,会发生信号模式的转变:电信号→化学信号→电信号,其中m、n代表的结构分别是________、__________。
(3)图丙表示人在受到寒冷刺激时,通过神经和体液的调节使甲状腺激素分泌量增加的过程。在此过程中,神经调节的效应器是__________,甲状腺激素在反馈调节时作用的靶细胞是____________。当体内缺乏碘元素时,将导致甲状腺激素合成受阻,将引起激素①②分泌量__________。
(4)阿尔茨海默氏症也称老年性痴呆症,经研究发现,患者的神经元轴突末端呈现了由βA4蛋白质形成的“老年斑”。经DNA序列分析,发现表明,患者的第711位的缬氨酸变成变成了苯丙氨酸,有的则是第670和671位的赖氨酸和甲硫氨酸变成了天冬酰胺和亮氨酸,这表明这种病与遗传物质的(基因突变/基因重组/染色体变异)有关。
(5)美国研究人员最新发现认为,成年人大脑中有一种pirb蛋白质能阻止大脑神经元之间生成新的连接,这将可能影响成年人的__________(瞬时记忆/短时记忆/长时记忆),从而在生理上减缓了成人接受新事物的速度。
(9分)利用玉米秸秆生产乙醇,其技术流程为:
(1)玉米秸杆经预处理后,应该选用纤维素酶进行水解,使之转化为发酵所需的葡萄糖。纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌培养液中提取。某同学设计了如下分离土壤中纤维素分解菌的实验流程:土壤取样→选择培养→梯度稀释→鉴别培养。
①从土壤中分离出分解纤维素细菌的培养基配方如下:纤维素粉5g、 NaNO3 1g、Na2HPO4• 7HZ0 1.2g、KH2PO4 0.9 g、MgS04·7H20 0.5g、KCl0.5g、酵母膏0.5g、水解酪素0.5g(蒸馏水定容到IOOOmU9该培养基能初步选择出分解纤维素细菌的原因是。
②为了鉴别纤维素分解菌和进一步纯化菌种,可以在鉴别培养基上加入染液,将筛选获得的菌液稀释后用涂布平板法方法接种到鉴别培养基上,然后挑选产生的菌落作为菌种进行扩大培养。
③从分解纤维素细菌中提取出的纤维素酶首先要检测,以便更好地将酶用于生产实践。为了使分离出的纤维素酶能够反复使用,最好采用或方法将酶固定化。
(2)发酵阶段需要的菌种是酵母菌,在产生酒精时要控制的必要条件是。
(3)发酵时乙醇浓度升高会对酵母菌产生毒性,从而影响进一步的发酵。科学家利用基因工程方法创造出一种对乙醇浓度有高耐受力的酵母菌新菌种,该过程需采用PCR 技术扩增目的基因。在PCR反应体系中,除了要加入模板、原料外,还需要加入和等
(19分)I.(10分)有一种药物能阻断兴奋的传导或传递。请你根据下面反射弧的结构,完成相关探究实验并回答问题:
(1)为了探究该药物的作用部位,请完成下面实验:
①步骤1:刺激,观察。
②步骤2:用该药物分别处理a(突触间隙)和b,重复步骤①。如果,则说明该药物作用于a。
(2)回答问题:
①步骤1的目的是。
②如果通过实验,证明了该药物只能阻断兴奋在神经元之间的传递,则阻断的原因可能是该药物能引起突触后膜上某些阴离子进入细胞的通道蛋白(开放/关闭)。
II.(9分)为了探究甲状腺素(TH)对垂体细胞促甲状腺素(TSH)分泌的影响,某兴趣小组设计如下实验步骤:
(1)请指出实验步骤①、②、③中不合理之处。
步骤①。
步骤②。
步骤③。
(2)如果经改进后,探究实验的方法步骤正确,并且最终得出实验组大白鼠血液中TSH 含量较低的结果,那么能否由此得出“TH作用于垂体细胞,抑制其分泌TSH”的结论?并说明理由
(26分)
I.(14分)光呼吸是指植物在光照下吸收02、分解有机物、产生CO2、不产生ATP。光呼吸发生的场所有叶绿体和线粒体等等。
(1)比较细胞呼吸与光呼吸,细胞呼吸的场所是、不同于光呼吸的条件有不同于光呼吸的结果是。
(2)利用光呼吸抑制剂亚硫酸氢钠喷洒小麦,能取得明显的增产效果(其有效浓度:1OO-300ppm)。为了探究亚硫酸氢钠使小麦增产的适宜浓度,请完成下列实验步骤:
①将环境相同且适宜、小麦长势均相同的大块实验田平均分成4等份,分别标号为1、2、3、4。
②。
③在小麦生长期,适时地。
如果实验方法正确,则结果将使实验田小麦在上述亚硫酸氢钠浓度范围内,增产情况接近正态分布。
(3)以上实验避免了盲目操作造成的浪费,此实验被称为。为了进一步探究亚硫酸氢钠使小麦增产的最适宜浓度,应该如何进行实验?。
II.(12分)家蚕蚕体有斑纹由常染色体上的基因A控制,基因型aa表现为无斑纹。斑纹颜色由常染色体上另一对基因(B/b)控制,BB或Bb为黑色,bb为灰色。
(1)现选用两纯合亲本甲,乙杂交得到F1,F1测交结果如下表:
亲本甲的性状为无斑纹,乙的基因型为
(2)F1雌雄交配所得F2的性状和分离比为。F2中自交不发生上述性状分离的个体占。
(3)A/a所在染色体偶见缺失现象,如图所示。染色体缺失的卵细胞不育,染色体缺失的精子可育。基因型为A0a的蚕雌雄交配,子代的表现型和比例为。
(4)家蚕中,雌性性染色体为ZW,雄性性染色体为ZZ。家蚕体壁正常基因(T)与体壁透明基因(t)是位于Z染色体上的一对等位基因。现用有斑纹体壁透明雌蚕(A0aZtW)与 有斑纹体壁正常雄蚕(A0aZTZT)杂交得到F1 ,将其中有斑纹个体相互交配,后代中有斑纹体壁正常雄性个体和有斑纹体壁正常雌性个体分别占、。
自然界中能够产生生物荧光的酶的统称为荧光素酶。荧光素酶及其合成基因在生物研究中有着广泛的利用。
(1)荧光素酶基因常被作为基因工程中的标记基因,其作用是将__________________筛选出来。
(2)下表为4种限制酶的识别序列和酶切位点,右下图为含有荧光素酶基因的DNA片段及其具有的限制酶切点。若需利用酶切法(只用一种酶)获得荧光素酶基因,最应选择的限制酶是____________。
(3)利用PCR技术扩增荧光素酶基因是利用________________的原理,使荧光素酶基因数量呈______________方式增加。
(4)迄今为止,可将上述具有荧光素酶基因的运载体导入动物细胞的技术,应用最多的、最有效的是________________。经一系列步骤,将所获得的胚胎早期培养一段时间后,再移植到雌性动物的____________或子宫内,使其发育成为具有新性状的动物。
(5)囊胚阶段的胚胎进行胚胎分割,可以提高胚胎的利用率,但在进行分割时应注意____________________________。
(6)荧光素酶在ATP的参与下,可使荧光素发出荧光。生物学研究中常利用“荧光素一荧光素酶发光法”来测定样品中ATP的含量。某研究小组对“测定ATP时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”进行了探究。
[实验材料]1×10-8mol/L ATP标准液、缓冲溶液、70 mg/L荧光素溶液(过量)、浓度分别为10、20、30、40、50、60、70 mg/L的荧光素酶溶液。
[实验结果]见下图。
[实验分析与结论]
①实验过程:为使结果更加科学准确,应增设一组___________________________作为对照。除题目已涉及的之外,还需要严格控制的无关变量有__________(至少写出一个)。
②实验结果:由图C可知,____________点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。
(7)食品卫生检验中,可利用上述方法测定样品中细菌的ATP总含量,进而测算出细菌的数量,判断食品污染程度。测算的前提是每个细菌细胞中ATP的含量____________。