植物具有向重力生长的特性,下列是研究根向重力生长机理的两个实验。
实验一:将空白琼脂和含EDTA的琼脂做成帽状,分别套在甲、乙两组玉米胚根的根冠外(示意图如下)。提示:EDTA的作用是去除与其临接部位的 Ca2+。
将胚根水平放置培养一定时间后,观察到甲组胚根向重力(下)生长,乙组胚根水平生长。根据上述实验结果,得出实验结论: 。
实验二:水平放置的胚根弯曲向下生长,与根冠近地侧的Ca2+浓度明显高于远地侧有关。研究表明,根总是朝着Ca 2+浓度高的方向弯曲生长。为验证这一结论,有人设计了下列实验方案。请根据提供的实验材料和用具,写出第二步及以后的实验步骤和实验结果,并回答问题。
(1)实验材料和用具:胚根等长的萌发玉米种子,空白琼脂帽,含EDTA的琼脂帽,上面部分含Ca2+的琼脂帽(水平方向),培养皿等。
(2)实验步骤:
第一步:取若干个培养皿,在每个培养皿中放置适量的萌发玉米种子,按实验一中乙组的方法处理胚根一定时间后,移去根冠外的琼脂帽。然后将培养皿平均分成两组,编号为 A组、B 组。
第二步: 。
第三步: 。
(3)实验结果: 。
(4)科学家进一步证实,根冠中生长素的分布受Ca2+浓度影响,当胚根水平放置时,重力诱导Ca2+向根冠下侧移动,导致近地侧的生长素浓度比远地侧高。请分析胚根的生长素分布与向重力生长的关系: 。
(共8分,每空1分)如图为细胞重要的生命活动图解。请据图回答下面的问题。
(1)A、B、C、D中,染色体结构动态变化主要发生在________过程中。
(2)细胞增殖的主要方式是________________________。
(3)细胞分化是个体发育的基础,就同一个个体来说,乳腺细胞与心肌细胞的遗传信息________,形态、结构和生理功能不同,这是因为_________________________________。
(4)李白有诗云:“君不见高堂明镜悲白发,朝如青丝暮成雪。”导致这种变化的原因是______________________。
(5)细胞的凋亡由于受到严格的由遗传机制决定的程序性控制,所以也称为______________。
(6)该图可以用来表示下列哪些生物的细胞重大生命活动?________(填写序号)。
①噬菌体 ②酵母菌 ③乳酸菌 ④变形虫 ⑤海带 ⑥蚯蚓 ⑦玉米 ⑧蘑菇
(7)对于人体来说,在A、B、C、D四项生命活动中,有积极意义的是________。
下图是植物细胞杂交过程示意图,请据图回答:
(1)植物体细胞杂交的第①步是去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体。目前此步聚最常用的方法是酶解法,也就是在温和的条件下用 等分解植物的细胞壁。
(2)②过程的发生,必须进行人工诱导。人工诱导原生质体融合的物理方法是:利
用 等(至少写出两种)促使原质体融合;化学方法是
用 等试剂作为诱导剂诱导融合。动物细胞融合与植物生质体融合的基本原理相同,诱导融合的方法类似,动物细胞的融合还常用到 作为诱导剂。
(3)③表示融合后的原生质体再产生样的细胞壁,新细胞壁的产生与细胞内________(细胞器)有密切关系。
(4)在④⑤过程中,细胞分裂的主要方式是___________。
(5)植物体细胞杂交在育种工作中具有广泛的应用价值,其突出的优点是可以 。目前,动物细胞融合技术最重要的用途是 。
(11分)植物甲具有极强的耐旱性,其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因,并将其转移到耐旱性低的植物乙中,有可能提高后者的耐旱性。
回答下列问题:
(1)理论上,基因组文库含有生物的基因;而cDNA文库中含有生物的基因。
(2)若要从植物甲中获得耐旱基因,可首先建立该植物的基因组文库,再从中筛选出所需的耐旱基因;若利用PCR技术耐旱基因,需要在反应体系中添加的有机物质有、、4种脱氧核苷酸三磷酸和 ,扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。
(3)将耐旱基因导入农杆菌,常用Ca2+处理农杆菌,其目的是。并通过法将其导入植物的体细胞中,经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达,应检测此再生植株中该基因的,如果检测结果呈阳性,再在田间试验中检测植株的是否得到提高。
(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交,子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时,则可推测该耐旱基因整合到了(填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”)。
(14分,每空2分)嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(BglB)是一种耐热纤维素酶,为使其在工业生产中更好地应用,开展了以下试验:
Ⅰ.利用大肠杆菌表达BglB酶
(1)PCR扩增bglB基因时,选用基因组DNA作模板。
(2)右图为质粒限制酶酶切图谱。bglB基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒,扩增的bglB基因两端需分别引入和不同限制酶的识别序列。
(3)大肠杆菌不能降解纤维素,但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力,这是因为。
Ⅱ.温度对BglB酶活性的影响
(4)据图1、2可知,80℃保温30分钟后,BglB酶会;为高效利用BglB酶降解纤维素,反应温度最好控制在(单选)。
A.50℃ B.60℃C.70℃ D.80℃
Ⅲ.利用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性
在PCR扩增bglB基因的过程中,加入诱变剂可提高bglB基因的突变率。经过筛选,可获得能表达出热稳定性高的BglB酶的基因。
(5)与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽胞杆菌相比,上述育种技术获得热稳定性高的BglB酶基因的效率更高,其原因是在PCR过程中(多选)。
A.仅针对bglB基因进行诱变 B.bglB基因产生了定向突变
C.bglB基因可快速累积突变 D.bglB基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变
棉花幼铃(幼果)获得光合产物不足会导致其脱落。为研究某种外源激素对棉花光合产物调配的影响,某课题组选择生长整齐的健壮植株,按题9图1步骤进行实验,激素处理方式和实验结果如题9图2所示(上述处理不影响叶片光合与呼吸强度)。
(1)选择生长整齐的健壮植株是为了控制变量; 标记的元素是;A组作为对照组,处理方式是。
(2)由实验结果推断,幼铃脱落显著减少的是组。B组幼铃放射性强度百分比最低,说明B组叶片的光合产物。
(3)为优化实验设计,增设了D组, 处理方式是,各组幼铃的放射性强度百分比由高到低排序是。由此可知,正确使用该激素可改善光合产物调配,减少棉铃脱落。