在生命科学研究中,“放射性同位素示踪法”是常用的研究手段。请分析下列几个科学实验,回答有关问题:
(1)将大肠杆菌的DNA分子用3H标记后,放在普通培养基上繁殖两代,如下图所示。该实验有力地证明了DNA分子的复制方式是 。若在此过程中,共消耗了游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸183个,则亲代DNA分子中含腺嘌呤脱氧核苷酸 个。
(2)鲁宾和卡门用放射性18O分别标记H2O和CO2分子,证明了光合作用过程中产生的O2来自于 ;卡尔文用14C标记的CO2研究光合作用暗反应过程中C的转移,14C在化合物中的出现顺序依次是:14CO2→ 化合物→ 。
(11分)几丁质(一种多糖)是昆虫外骨骼的重要成分,几丁质的催化降解主要依赖于NAGase(一种酶)的作用。温度、pH和NAGase催化水解产物对NAGase催化活力的影响如下图所示,请回答下列问题:
⑴NAGase的最适温度和最适pH分别在 和 左右。
⑵以NAGase催化水解的产物葡萄糖、半乳糖、蔗糖为效应物,这三种糖对NAGase的催化活力均有 (填“抑制”或“促进”)作用,其中作用最强的是 。
⑶研究发现,精氨酸能降低NAGase的催化效率。下图是降低酶活力的两个模型,判断精氨酸降低NAGase活力类型的方法是:在研究实验中加入精氨酸,同时不断提高底物浓度,如果酶促反应速率 ,则属于模型A;如果酶促反应速率 ,则属于模型B。
(11分)取某植物的少量根尖组织,滴加清水制成临时装片如图A,以此研究植物细胞的一些生命活动,整个实验过程保证细胞始终为生活状态:
(1)向盖玻片一侧滴加一定浓度的X溶液,在另一侧用吸水纸吸水,使根尖组织周围充满X溶液,用一定的方法检测细胞内X的浓度随时间的变化情况如图C,据图判断物质X进入细胞的方式应该为,细胞吸收X的速率由决定。
(2)在显微镜下同时观察到图B所示细胞,整个实验过程中,该细胞发生的形态变化是,发生此变化的条件为:①植物细胞的相当于一层半透膜,②之间存在浓度差。
(3)为了更好的观察图B所示细胞在实验过程中的现象,可以选择紫色洋葱表皮细胞作为材料,实验开始后液泡的颜色变化为(填“变深”或者“变浅”)。
(8分)科研人员在不同条件测定发育良好的某绿色植物光合速率变化情况,结果如图所示,请分析回答:
(1)其他条件不变,若f点时的光照突然减弱,短时间内叶绿体内C3含量将 (填“上升”或“下降”);b~c段限制叶片光合速率的主要环境因素是 、 。
(2)c~d时段植物体内有机物总量的变化情况是 ,h~i段急剧下降的主要原因是 。
(3)d点时叶肉细胞内合成[H]的场所有 ,h点时叶肉细胞产生的O2的去向为 。
(4)经测定,晴天遮光条件下该植物的CO2释放速率为0.8μ mol/(m2·s),则g点时植物中葡萄糖的产生速率为 。
(10分)果蝇是遗传学研究常用的生物材料,请回答下列有关果蝇遗传试验的问题:
(1)已知果蝇黄身和黑身为一对相对性状,控制该性状的基因位于常染色体上,一对体色为黑身的果蝇交配,后代有多只黑身果蝇和一只黄身雄果蝇,分析认为体色异常原因有两种:一是基因突变(只考虑一个基因)的结果,二是隐性基因携带者之间交配的结果,请设计杂交实验并预测试验结果。
试验方案:将这只黄身雄果蝇与________交配,获得若干后代,若后代________,则为原因一;若后代______________,则为原因二。
(2)科学家布里吉斯发现白眼雌果蝇(XbXb)和红眼雄果蝇(XBY)杂交的子一代出现了一个白眼雌果蝇,大量观察发现,上述杂交中,2000—3000只红眼雌果蝇中会出现一只白眼雌果蝇,同样在2000—3000只白眼雄果蝇中会出现一只红眼雄果蝇。对于果蝇来说,染色体与性别关系如下表,该白眼雌果蝇的出现可能为基因突变也可能为染色体变异,请设计简单杂交实验确定是哪一种原因引起的。
XXY |
XO |
XXX |
YO |
雌性可育 |
雄性不可育 |
死亡 |
死亡 |
实验方案:,统计F1的表现型情况;
结果预测:若____________,则为基因突变;若____________,则为染色体变异。
(9分)某植物茎秆有短节与长节,叶形有皱缩叶与正常叶,叶脉色有绿色和褐色,茎秆有甜与不甜。下面是科研人员用该植物进行的两个实验(其中控制茎秆节的长度的基因用A和a表示,控制叶形的基因用B和b表示)。请回答下列问题:
(1)【实验一】纯合的短节正常叶植物与纯合的长节皱缩叶植物杂交,F1全为长节正常叶植株,F2中长节正常叶∶长节皱缩叶∶短节正常叶∶短节皱缩叶=9∶3∶3∶1
①从生态学方面解释上述实验中F1的性状表现有利于。
②请画出实验一中F1基因在染色体的位置(用“|”表示染色体,用“·”表示基因在染色体上的位置)。
(2)【实验二】纯合的绿色叶脉茎秆不甜植株与纯合的褐色叶脉茎秆甜植株杂交,F1全为绿色叶脉茎秆不甜植株,F2中只有两种表现型,且绿色叶脉茎秆不甜植株∶褐色叶脉茎秆甜植株=3∶1(无突变、致死现象等发生)。
①与实验一的F2结果相比,请尝试提出一个解释实验二的F2结果的假设。。
②根据你的假设,实验二中F1产生配子的种类有种。
③为验证你的假设是否成立,可采用法,若实验结果为,则假设成立。