Question

Ⅰ.油菜叶片发育的良好是菜籽产量和品质的基础,通过对油菜叶片发育过程中光合特性的研究,探索叶片发育过程中光合生产能力,可为油菜的栽培管理提供科学依据。以下是某研究小组的研究结果,请据此回答相关问题:

(1)为探究叶片发育过程中的光合生产能力,最好选择晴好天气做净光合速率的测定,并于9:00～11:00左右测定。可根据    的释放量来衡量净光合速率。在叶肉细胞中消耗O₂的部位是    。

(2)图1显示,萌发后,幼叶叶面积在一段时间内不断扩大,这主要是细胞    的结果。在叶片发育的过程中,其净光合速率逐渐升高可能与两个因素有关,一是光合结构逐渐完善,    逐渐增强;二是随着叶片的展开和扩展,与叶片发育密切相关的    增加量较少。

(3)光补偿点是指当光合作用强度等于呼吸作用强度时的光照强度。在光补偿点能产生ATP的细胞器有    。由图2可知,油菜叶片的光补偿点与    (因素)有关。随着叶片的发育,油菜对弱光的利用能力    (填“增强”或“减弱”)。

Ⅱ.油菜的株高由等位基因G和g决定,GG为高秆,Gg为中秆, gg为矮秆。B基因是另一种植物的高秆基因,B基因与G基因在油菜的株高上有相同的效果,并且株高与这两个基因的数量呈正相关。下图是培育转基因油菜的操作流程。请回答下列问题:

(1)步骤①中用到的工具酶是    ,可用含    的培养基来筛选含有目的基因的油菜受体细胞。

(2)若将一个B基因连接到了矮秆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达,且B基因与g基因位于非同源染色体上,这样的转基因油菜表现为    ,该转基因油菜自交产生的子一代中,高秆植株应占   。

(3)若将一个B基因连接到了中秆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达,培育了甲、乙、丙、丁四种转基因油菜(如下图)。

①这四种油菜中,丙植株的表现型与其余三种植株不同,理由是    。

②在不考虑交叉互换的前提下,这四种转基因油菜分别自交,子代有3种表现型的是    。

Answer

Ⅰ.(1)单位时间O2 线粒体内膜

(2)增殖与分化 光合作用 细胞呼吸(有氧呼吸)

(3)线粒体和叶绿体 叶片萌芽后时间(叶龄) 增强

Ⅱ.(1)DNA连接酶 草丁膦

(2)中秆 1/4(或25%)

(3)①B基因插入G基因中,导致G基因被破坏,植株体细胞内的高秆基因只有一个,仍表现为中秆

②丙

【解析】

试题分析：

Ⅰ.（1）衡量净光合速率的指标可以是氧气的释放量、二氧化碳的吸收量或有机物的积累量；叶肉细胞中消耗O2的过程为有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体内膜。

（2）萌发后叶面积在一段时间内不断扩大，主要是细胞增殖与分化的结果；光合速率逐渐升高可能是光合作用不断增强和呼吸作用增加减少有关。

（3）光补偿点时，叶肉细胞既进行光合作用又进行呼吸作用，则产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体；由图2可知，油菜叶片的光补偿点与叶片萌芽后时间(叶龄)有关；随着叶片的发育，油菜对弱光的利用能力增强。

Ⅱ.（1）步骤①包括构建基因表达载体和把基因表达载体导入受体细胞，需要DNA连接酶连接目的基因和质粒；草丁膦抗性基因是质粒上的标记基因，故可用含草丁膦的培养基来筛选含有目的基因的油菜受体细胞。

（2）B基因与G基因在油菜的株高上有相同的效果，Gg为中秆，将一个B基因连接到了矮秆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达，则该植株基因型为Bgg，表现为中杆；Bgg自交，子代为1/4BBgg（高杆），1/4gg(矮杆)，1/2Bgg(中杆)。

（3）①丙植株B基因插入G基因中，导致G基因被破坏，植株体细胞内的高秆基因只有一个B基因，仍表现为中秆，甲、乙、丁都有2个高杆基因，表现为高杆。

②在不考虑交叉互换的前提下，甲的B基因与G、g基因不在同一对同源染色体上，它们的遗传遵循基因的自由组合定律，所以甲自交的后代有9种基因型，5种表现型（含有4个显性基因、含有3个显性基因、含有2个显性基因、含有1个显性基因、不含显性基因）。乙的B基因与G、g基因在同一对同源染色体上，它们的遗传不遵循基因的自由组合定律，所以乙自交的后代只有3种基因型（均含有2个显性基因），1种表现型。丙中相当于只有一个显性基因，其自交的后代为1BB（高杆）：2Bg（中杆）：1gg（矮杆），有3种表现型。丁的B基因插入g基因中，导致g基因被破坏，植株细胞中只有两个显性基因B和G，丁自交的子代为1GG(高杆)：2GB（高杆）：1BB（高杆），全是高杆。

考点：本题考查光合作用、基因自由组合定律的实质及应用的相关知识，意在考查考生运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力。