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植物在漫长的进化过程中逐渐形成了对病原体的特异性防卫反应(植物免疫反应):为探究水杨酸(SA)对植物免疫的影响,科研人员进行实验:

1)科研人员将特定基因转入烟草愈伤组织细胞,经过________过程后发育成SA缺陷突变体植株。通过植物组织培养技术获得SA缺陷突变体植株的原理是________________。用烟草花叶病毒(TMV)分别侵染野生型和突变体植株,得到图6所示结果。据图分析,SA________植物的抗病性。

2)研究发现,细胞内存在两种与SA结合的受体,分别是受体abSA优先与受体b结合。结合态的受体a和游离态的受体b都能抑制抗病蛋白基因的表达。病原体侵染时,若抗病蛋白基因不能表达,则会导致细胞凋亡。依据上述机理分析,SA含量适中时,植物抗病性强的原因是_______________________________,抗病蛋白基因的表达未被抑制,抗病性强;SA含量过高会导致细胞凋亡,原因是_______________________抑制抗病蛋白基因表达,导致细胞凋亡。

3)研究发现,植物一定部位被病原体侵染,一段时间后未感染部位对病原体的抗性增强。为探究机理,科研人员在左图所示烟草的3号叶片上接种TMV,得到右图所示结果。

  

实验结果显示,接种后96小时,3号叶片中SA含量明显升高,未感染的上位叶片中SA含量略有升高,随着时间延长,_______________________________________________________

4)科研人员测定各叶片中SA合成酶的活性,发现该酶活性仅在3号叶片中明显增加,据此推测,未感染的上位叶片中SA的来源是__________________________________________________________

 

再分化 细胞全能性 提高(或“增强”) 含量适中的SA优先与细胞内游离态的受体b结合,导致细胞内几乎没有游离态的受体b和结合态的受体a(或“游离态的受体b几乎全部与SA结合,受体a未与SA结合”) 结合态的受体a 3号叶片中SA含量进一步升高,未感染的上位叶片中SA含量显著增加 由3号叶片合成并运输而来 【解析】 本题以实验为载体考查植物组织培养技术、细胞凋亡、实验探究等问题。分析本题关键要结合(2)小题的信息,得出只有SA含量在植株体内适中时,由于无缺少游离态的受体b和结合态的受体a,所以细胞内抗病蛋白基因的表达增多,则表现为抗病性增强。 (1)根据植物组织培养过程:外植体经脱分化形成愈伤组织,愈伤组织经再分化首先形成胚状体,进而发育为植株。通过植物组织培养技术获得SA缺陷突变体植株的原理是植物细胞的全能性。转基因植株的培育是愈伤组织经过再分化形成并发育为SA积累缺陷突变体植株。结合前面的分析可知,无SA积累的突变体植株感染病斑面积比有SA积累的野生型植株大,说明SA能增强植株的抗病性。 (2)根据前面分析,只有SA在植物体内含量适中,植株的抗病性才最高的原理可知:由于SA优先与细胞内的受体b结合,当SA含量适中时,细胞缺少游离态的受体b和结合态的受体a,所以细胞内抗病蛋白基因的表达增多,则表现为抗病性增强;当SA含量过多时,细胞内结合态的受体a多,它会抑制抗病蛋白基因的表达,则表现为抗病性减弱。 (3)根据实验结果分析,接种后96小时,3号叶片中SA含量明显升高,未感染的上位叶片中SA含量略有升高,随着时间延长到144h,3号叶片中SA含量进一步升高,未感染的上位叶片中SA含量显著增加。 (4)结合前面的分析可知,由于只有3号叶片中SA合成酶的活性明显增加,据此推测,未感染的上位叶片中SA的来源是3号叶片合成并运输而来。
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考点分析:
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现有五个果蝇品系都是纯种,其表现型及相应基因所在的染色体如下表所示。其中,2-5果蝇品系均只有一个性状为隐性,其他性状均为显性纯合,且都由野生型(长翅、红眼、正常身、灰身)突变而来。请据表回答问题:

亲本序号

1

2

3

4

5

染色体

 

第Ⅱ染色体

X染色体

第Ⅲ染色体

第Ⅱ染色体

性状

野生型(显性纯合子)

残翅(v

白眼(b

毛身(h

黑身(a

其余性状均为纯合显性性状

 

1)若要验证基因自由组合规律,选择14做亲本是否可行?________,原因是_______________________

2)现有多只基因型为XBXb的雌果蝇,其细胞中的X染色体均如下图所示,基因e在纯合(XBXBXBY)时能使胚胎致死,并且与基因B始终连锁在一起为检测经射线辐射后的白眼雄果蝇M的精子中X染色体上是否发生了其他隐性致死突变,实验步骤如下:将雄果蝇M与多只题中所给的基因型为XBXb的雌果蝇交配,得到F1,淘汰F1中白眼雌果蝇后,使F1雌雄果蝇相互交配得到F2,统计F2果蝇的雌雄数量比。

如果F2中雌雄比例为________________,则辐射后雄果蝇M的精子中X染色体上未发生其他隐性致死突变;

如果F2中雌雄比例为________________,则辐射后雄果蝇M的精子中X染色体上发生了其他隐性致死突变。

 

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如图是表示某植物叶肉细胞平均光合作用和呼吸作用的示意图ABC代表场所,①、②、③代表物质。右图是该株植物在相同温度下,在一特定装置内测定CO2浓度随时间变化的曲线。请据图回答以下问题:

1)左图中AC分别是________________________________

2)当突然停止光照时,短时间内左图中②的生成速率________(填“变大”、“变小”或“基本不变”);当A中①的消耗速率恰好等于C中①的生成速率时,此时该植物光合作用速率________(填“大于”、“等于”或“小于”)呼吸作用速率。

3)据右图可知该植物呼吸作用产生CO2的平均速率是________ppm/min;在60120min时间段光合作用消耗CO2的平均速率是________ppm/min。(结果保留至小数点后一位)

 

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凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶,直接利用动、植物生产凝乳酶受多种因素限制,培育高酶活力凝乳酶微生物菌种是目前最有前途的发展方向。用紫外线照射芽孢杆菌,分离、培养,并检测各菌株所产生的凝乳酶活力,操作过程如图所示。请分析回答:

1)图所示紫外线照射的原理是________,接种用的平板培养基________(是、不是)选择培养基。

2)在一定温度下(35℃),一定时间内(通常为40分钟),凝固1mL10%脱脂奶粉的酶量为一个酶活力单位(U),凝乳酶活力检测结果如图2所示。

①据图所示,酶催化能力最强的是________组。

A2A5组酶活力单位与A0组芽孢杆菌相同,两位同学对此做出了推测。

同学甲:A2A5组芽孢杆菌未发生基因突变,因为基因突变具有________的特点。

同学乙:A2A5组芽孢杆菌发生基因突变,但凝乳酶蛋白未改变,其依据的理由是________________。为了验证上述2位同学的假设,可采用________________技术检测凝乳酶基因是否发生了突变。

3)从牛胃液中分离到的凝乳酶以催化能力强而被广泛应用,研究人员运用基因工程技术,将编码该酶的基因转移到了微生物细胞中。

①从牛胃细胞中提取________________,再反转录形成cDNA。以此cDNA为模板PCR扩增目的基因,有时需要在引物的起始端设计________(限制酶、DNA连接酶、RNA聚合酶)识别序列,以便构建重组DNA分子。

②构建重组DNA分子(如图所示)最好选用________________限制酶(填酶的名称),理由是________________

③工业化生产过程中,最初多采用重组大肠杆菌或芽孢杆菌生产凝乳酶,现多采用重组毛霉生产,毛霉作为受体细胞的优势是___________________________________________________________________

④研究发现,如果将该凝乳酶20位和24位氨基酸改变为半胱氨酸,其催化能力将提高2倍。通过蛋白质工程生产高效凝乳酶,所需步骤依次有________

a.蛋白质的结构设计

b.蛋白质的结构和功能分析

c.蛋白质结构的定向改造

d.凝乳酶基因的定向改造

e.将改造后的凝乳酶基因导入受体细胞

f.将定向改造的凝乳酶导入受体细胞

 

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人们在15亿年前的沉积物中发现了已灭绝的剑尾动物化石,对每个个体背甲的长/宽比都进行了测量,这一长/宽比用S表示。在图中,p曲线表示15亿年前时该动物S值的分布。在1亿年前的沉积物中,在三个不同地点发现了三个不同剑尾动物的群体,图中abc分别表示3种动物群体中S值的分布情况,下列说法错误的是(   

        

A.abc三个群体所生活的环境中,与原种群所在生活环境差异最大的是c

B.在发现该动物的三个地区中,环境最可能保持不变的是a,理由是群体性状与15亿年前的群体p最相似

C.S值的变化实质是反映了基因频率的变化,这种变化自然选择的结果,这种作用还决定了生物进化的方向

D.要形成新的物种必须经过基因突变和基因重组、自然选择、隔离三个环节

 

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已知水稻抗赤霉病与不抗赤霉病分别由基因A、a控制,高秆与矮秆分别由基因B、b控制,两对基因独立遗传。现有AABB、aabb的两个水稻品种,需要培育出基因型为AAbb优良新品种,可供选择的方法和过程如图所示。下列叙述正确的是

A.过程②所得的后代中,AAbb个体约占后代总数的1/8

B.过程⑥中,用秋仙素处理Ab个体的种子可得到AAbb个体

C.过程④最大的优点是可定向改造生物的遗传性状

D.过程⑦多倍体育种,通过染色体加倍培育新性状

 

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