花椰菜(2n=18)是人们喜爱的蔬菜,种植时容易遭受病菌侵害,形成病斑,紫罗兰(2n=14)具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种。
(1)科研人员分别取紫罗兰叶片和______(填“光照”或“黑暗”)处发芽的花椰菜胚轴,经_________处理后,得到两种原生质体。用______试剂诱导两种原生质体融合,选择特征为___________的细胞,通过_________技术形成试管苗。进一步选择叶片形态特征介于二者之间的植株作为待测植株。
(2)通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白,结果如右图所示。据图判断,____号为杂种植株。
(3)检测筛选到的杂种植株的染色体数目,发现大多数细胞为28条。取杂种植株部分组织,用流式细胞仪测定了约250个细胞的DNA含量,请在图3的框内绘出你的预期结果________。
(4)科研人员将病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上,一段时间后,测定___________的百分比,以筛选抗病性强的杂种植株。
水稻穗粒数可影响水稻产量。研究者筛选到一株穗粒数异常突变体,并进行了相关研究。
(1)农杆菌Ti质粒上的T-DNA序列,可以从农杆菌中转移并随机插入到被侵染植物的__________中,导致被插入的基因功能丧失。研究者用此方法构建水稻突变体库,并从中筛选到穗粒数异常突变体。
(2)研究者分别用EcoRⅠ、HindⅢ、BamHⅠ三种限制酶处理突变体的总DNA,用HindⅢ处理野生型的总DNA,处理后进行电泳,使长短不同的DNA片段分离。电泳后的DNA与DNA分子探针(含放射性同位素标记的T-DNA片段)进行杂交,得到如图所示放射性检测结果。
①由于杂交结果中_____________________,表明T-DNA成功插入到水稻染色体基因组中。(注:T-DNA上没有EcoRⅠ、HindⅢ、BamHⅠ三种限制酶的酶切位点)
②不同酶切结果,杂交带的位置不同,这是由于_____________________________不同。
③由实验结果判断突变体为T-DNA单个位点插入,依据是____________________。
(3)研究者用某种限制酶处理突变体的DNA(如下图所示),用_______将两端的黏性末端连接成环,以此为模板,再利用图中的引物________组合进行PCR,扩增出T-DNA插入位置两侧的未知序列。经过与野生型水稻基因组序列比对,确定T-DNA插入了2号染色体上的B基因中。
(4)研究发现,该突变体产量明显低于野生型,据此推测B基因可能_____(填“促进”或“抑制”)水稻穗粒的形成。
(5)育种工作者希望利用B基因,对近缘高品质但穗粒数少的低产水稻品系2进行育种研究,以期提高其产量,下列思路最可行的是(_________)。
a.对水稻品系2进行60Co照射,选取性状优良植株
b.培育可以稳定遗传的转入B基因的水稻品系2植株
c.将此突变体与水稻品系2杂交,筛选具有优良性状的植株
哺乳动物受精卵的前几次分裂异常可能导致子细胞出现多核现象,进而引起胚胎发育异常。科研人员利用小鼠(2n=40)受精卵对此进行研究。
(1)正常情况下,小鼠受精卵细胞以_____分裂方式,将亲代细胞的染色体______________,从而保证亲子代细胞间遗传物质的稳定性。
(2)科研人员利用荧光蛋白研究分裂过程中纺锤体的变化,得到图1所示结果。
①据图1可知,第一次分裂开始时,受精卵细胞内首先形成两个相对独立的纺锤体,两个纺锤体主轴间的夹角(锐角)逐渐________,形成“双纺锤体”。
②来自________的两组染色体在处于分裂________时会排在同一平面。分裂后期,_______随着丝粒的分离而分开,染色体平分为两组,在纺锤丝的牵引下移向两极。
(3)为研究多核形成原因,科研人员用药物N(可使双纺锤体相对位置关系异常)处理部分小鼠受精卵,观察受精卵第一次分裂,结果如图2所示。
在药物N处理组中,发现两种典型细胞图像A和B,它们继续完成分裂后,形成的子细胞内细胞核和染色体数应分别为(选填下列字母):细胞A:_______;细胞B:________。
a.一个子细胞单核,另一个子细胞双核 d.单核子细胞的染色体数为40条
b.两个子细胞均单核 e.双核子细胞的每个核内染色体数为20条
c.两个子细胞均双核 f.双核子细胞的每个核内染色体数为40条
(4)综合上述结果,可推测受精卵第一次分裂时,若_________________,则会形成多核细胞。
科研人员以蚕豆为实验材料研究甲醇对植物光合作用的影响。
(1)用两种不同浓度的甲醇溶液处理蚕豆,一段时间后处理组与未处理组植株上典型叶片的大小如图1所示。实验结果表明,浓度为________的甲醇可促进蚕豆叶片生长,因此选取此浓度甲醇进行系列实验。
(2)研究发现,喷施甲醇能够提高叶片的光合速率,且气孔开放程度显著增大,推测甲醇处理增加了_______量,使_________中进行的暗反应的速率提高。
(3)为深入研究甲醇促进气孔开放的作用机理,研究者提取甲醇处理前与处理2h、6 h后叶片细胞中的蛋白,用__________方法特异性检测F蛋白(一种调节气孔的蛋白)的表达量,结果如图2所示。实验结果说明,甲醇处理可______________________。
(4)已有研究表明F蛋白可与细胞膜上H+-ATP酶(可转运H+)结合。研究者制备了膜上含H+-ATP酶的细胞膜小囊泡,并在小囊泡内加入特定荧光染料,质子与荧光染料结合可引起荧光猝灭。在含有上述小囊泡的体系中加入ATP和H+,测定小囊泡内特定荧光的吸光值,得到图3所示结果。
①体系中加入ATP的作用是______。
②由实验结果可知,甲醇处理6h组吸光值比未处理组降低了约_____倍。
(5)综合(3)、(4)研究结果,推测甲醇处理_______,从而改变保卫细胞的渗透压,导致气孔开放程度增大。
研究发现,细胞内脂肪的合成与有氧呼吸过程有关,机理如图1所示。
(1)据图1可知,蛋白A是内质网膜上运输Ca2+的______蛋白,蛋白S与其结合,使Ca2+以___________方式从___________进入内质网。Ca2+通过内质网与线粒体间的特殊结构,进入线粒体内,调控在__________中进行的有氧呼吸第二阶段反应,影响脂肪合成。
(2)研究发现,蛋白S基因突变体果蝇的脂肪合成显著少于野生型果蝇。为探究其原因,科研人员分别用13C标记的葡萄糖饲喂野生型果蝇和蛋白S基因突变体,一段时间后检测其体内13C-丙酮酸和13C-柠檬酸的量,结果如图2。结合图1推测,蛋白S基因突变体脂肪合成减少的原因可能是__________。
(3)为进一步验证柠檬酸与脂肪合成的关系,科研人员对A、B两组果蝇进行饲喂处理,一段时间后在显微镜下观察其脂肪组织,结果如图3所示。图中A组和B组果蝇分别为_________果蝇,饲喂的食物X应为____________的食物。
(4)以蛋白S基因突变体为材料,利用蛋白N(可将Ca2+转运出线粒体)证明“脂肪合成受到线粒体内的Ca2+浓度调控”的研究思路是__________。
下列关于实现农业可持续发展的叙述,正确的是( )
A.建立生态农业,延长食物链,降低系统总能量利用率
B.“桑基鱼塘”农业生态系统可实现能量的多级利用
C.开荒辟地,围湖造田,扩大粮食种植面积
D.使用农药防治病虫害,保证粮食稳产