1999年5月,康奈尔大学的一个研究组在《Nature》杂志上发表文章,声称用带有转基因抗虫玉米花粉的马利筋(一种杂草)叶片饲喂美国大斑蝶,导致44%的幼虫死亡,由此引发GMO环境安全性的争论。
事实上,这一实验是在实验室完成的,并不反映田间情况,因而缺乏说服力,且没有提供花粉量的数据,现在这个事件已有了科学的结论:第一,玉米的花粉大而重,扩散不远,在玉米地以外5米,每平方厘米马利筋叶片上只找到一粒玉米花粉;第二,2000年开始在美国3个州和加拿大进行的田间试验证明,抗虫玉米花粉对斑蝶并不构成威胁,实验室实验中用l0倍于田间的花粉量来喂大斑蝶的幼虫,也没有发现对其生长发育有影响。目前研究已经证实,斑蝶减少的真正原因,一是农药的过度使用,二是作为大斑蝶越冬地的墨西哥生态环境遭到破坏。
如果我们是科学家,该如何设计一个转基因花粉对大斑蝶幼虫的影响的实验。
实验材料:大小、形态和生理状况相同的美国大斑蝶幼虫若干只,马利筋叶片若干,转基因玉米花粉,天然玉米花粉。
1、实验步骤设计:
(1)
(2)
(3)
2、实验结果预测及结论
(1)
(2)
从某种真核细胞中提取出大量核糖体,放入含有下列几种有机物(其中的氮原子已被15N标记)的培养液里,假设培养液里含有核糖体完成其功能所需的一切物质和条件。请回答:
(1)实验中,核糖体所需要完成的功能就是把上述物质中的[]__________,通过__________方式合成多肽(蛋白质),可以用________试剂检测。
(2)实验中所用的培养液相当于细胞内的__________。
(3)上述有机物合成的多肽至少含有__________个氨基和__________个羧基,称为__________肽,可能有__________种(只考虑每种一个的情况)。
(4)实验中,检测到某一多肽含20个15N,则该多肽最多有________个肽键。
玉米是一种主要的农作物,为了提高玉米的产量,科学家在玉米育种中和栽培中作了大量的研究。下图是关于玉米培养的过程,请据图回答:
(1)取玉米幼苗的茎尖进行组织培养如图A→C,发育成植株D,取D的花药进行离体培养成幼苗如图E→F,经秋水仙素处理后发育成为植株G。从生殖方式上分析,A→D属于_____生殖。从细胞分裂方式上分析,E→F过程中进行了_________分裂。
(2)若用14C标记CO2分子,则14C在玉米光合作用过程中,将依次出现在(化合物)。淀粉产生在 细胞内。
(3)收获时我们发现,有的健壮玉米穗上的籽粒缺少,分析其原因最可能是。
(4)农业生产中为了提高作物产量,常将玉米和大豆间隔种植(间作),有关间作好处有
。
(5)即使土壤中矿质营养丰富,但在非常潮湿的气候条件下,玉米上部叶片也容易出现矿质营养缺乏症,其主要原因是______
下图为某植物细胞结构、代谢途径和改造过程,请据图回答下列问题:
(1)如果该植物为豆科植物,则其与根瘤菌之间的关系为,原因在于。
(2)如果该细胞所在部位为植物吸收矿质元素的主要部位,则在图A中不应出现的细胞器有,为该过程提供的能量最多来源于图B中的过程。
(3)如果图A为玉米维管束鞘细胞,则该细胞特有的结构特点是。
(4)水中的氢元素经ab过程转移到C6H12O6,在转移过程中,还原了A,则A代表,影响a、b过程的环境因素主要是。若氢元素经c向e过程转移时,A代表。
(5)图C所示过程称为,其理论基础是。其中Ⅰ过程需要用处理。Ⅱ过程常用的化学试剂为。该过程能够顺利进行必需依赖于细胞膜的。与Ⅲ过程密切相关的细胞器为。Ⅳ、Ⅴ过程可以称为植物组织培养,与之相比,动物细胞培养技术中培养基中必需额外添加的成分是。
已知,人类多种先天性贫血是由于红细胞本身的遗传缺陷引起的。请回答:
(1)某人常出现紫绀,经医生检查其血红蛋白的β链上第67位氨基酸为谷氨酸(密码子为GAA或GAG),而正常人是缬氨酸(密码子为GUU或GUC、GUA、GUG),该病在医学上称为先天性高铁血红蛋白血症Ⅱ型。
①该病的根本原因是患者有关的基因,在转录中起模板作用的一条链上的一个脱氧核苷酸发生改变,即_________________。
②基因中控制血红蛋白β链上第67位氨基酸的碱基若发生改变,是否一定会引发该遗传病?请举例说明。________________,___________________________________。
(2)人类有一种非球形红细胞性贫血(Ⅱ型),经查为糖代谢过程某个环节发生障碍。本病有红细胞自溶现象。如加入三磷酸腺苷后,自溶现象可明显降低。
①以下为成熟红细胞糖代谢途径中与ATP变化有关的过程简图:
研究人员根据代谢过程,在红细胞的细胞质基质中加入各种代谢中间产物(除丙酮酸外),均无法得到丙酮酸,则该病最可能是由于缺乏_________,从而不能生成ATP所引起的。
②在无该病史的家族中出现了一个患病的孩子,引起孩子致病的可能原因是_______。
③一个患病的女孩的父母及叔叔均正常,但其祖父和婶婶是患者。那么他的婶婶生出一个正常男孩的概率为_______。为避免生出有病的孩子,该家族应采取的措施有(写出两条你认为可行的措施)_______________________________________。
④随着科学技术的发展,我们完全有理由相信,不久的将来人们可以采用_______的方法来治疗这类遗传病,其做法是______________________________。
(3)上述类型的遗传病都能导致贫血,影响氧气的运输,将直接影响人体细胞中什么细胞器的正常工作?____________。
生长素能促进细胞伸长生长,其作用机理的假说指出:生长素是以扩散作用通过细胞壁,然后与细胞膜上的蛋白质结合。这种结合激活了细胞膜上转运氢离子的载体,将氢离子向膜外运输,使细胞壁酸化,酸化后的细胞壁变得松弛,水分因渗透作用进入细胞产生压力,使细胞伸长生长。为了验证生长素是以酸化细胞壁的方式促进细胞生长,请用燕麦胚芽鞘为实验材料,设计实验步骤,预测实验结果,并写出实验结论。
(一)实验材料和用具:燕麦胚芽鞘若干、中性缓冲溶液、弱酸性缓冲溶液、适宜浓度的生长素溶液、蒸馏水、同型号小瓶若干、刻度滴管、小刀、直尺、镊子、标签等。(提示:缓冲溶液可以维持酸碱度的恒定且对植物的代谢没有影响,两种缓冲溶液均为低浓度溶液)
(二)实验方法和步骤:
(1)实验材料预处理:为了验证这个实验,你应该对实验用的燕麦胚芽鞘作怎样的处理:
(2)请写出实验步骤
(三)预测实验结果,得出实验结论:
(1)实验结果预测: