【题目】小球藻是一种单细胞的绿藻,它是生物实验室中一种重要的实验植物。美国科学家卡尔文等用小球藻作实验材料,发现了有关植物光合作用的“卡尔文循环”,卡尔文因此获得了 1961 年诺贝尔化学奖。如图为卡尔文循环反应示意图。回答下列问题:
(1)卡尔文循环的反应场所为____________________________。由图可知,卡尔文循环可分为三个阶段:CO2 的摄取期(羧化阶段)、碳还原期和 RuBP 再生期,结合所学的知识分析,其中属于暗反应中 CO2 的固定阶段的是图中的 CO2 的摄取期,这一步反应的意义是把原本并不活泼的____________分子活化;属于暗反应中 C3 的还原阶段的是图中的__________________,该阶段所需的 ATP 和 NADPH 来自____________________________,6 分子 CO2 经过一次循环后最终可得到______________分子葡萄糖。
(2)实验人员用小球藻、绿色植物作实验材料,以甲、乙装置来研究光合作用速率(以 CO2 吸收速率表示)与 NaHCO3 溶液浓度之间的关系,实验结果如图丙、丁所示。回答下列问题:
①丙图为甲装置中小球藻的 CO2 吸收速率曲线,c 点以后 CO2 吸收速率下降的最可能原因是________________________。
②丁图为乙装置中绿色植物的 CO2 吸收速率曲线,B点以后限制 CO2 吸收速率的主要外界因素是______________。若乙装置中的 NaHCO3 溶液的量一定,则随着测试时 间 的 延 长 , 绿色植物的光合速率逐渐下降,原 因 是 密 闭 的 钟 罩 中______________________,此时,叶绿体中的_____(填“C3”或“C5”)含量下降。
【答案】叶绿体基质 二氧化碳 碳还原期和RuBP再生期 光反应 1 NaHCO3溶液浓度升高会导致小球藻失水,影响其代谢水平,从而影响光合作用速率 温度、光照强度等 CO 2浓度逐渐降低 C3
【解析】
卡尔文循环是光合作用中碳反应的一部分,反应场所为叶绿体内的基质。循环可分为三个阶段:羧化、还原和二磷酸核酮糖的再生。大部分植物会将吸收到的一分子二氧化碳通过一种叫1,5-二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一个五碳糖分子1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)的第二位碳原子上,此过程称为二氧化碳的固定,这一步反应的意义是,把原本并不活泼的二氧化碳分子活化,使之随后能被还原,但这种六碳化合物极不稳定,会立刻分解为两分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸。后者在光反应中生成的NADPH+H还原,此过程需要消耗ATP,产物是3-磷酸丙糖。后来经过一系列复杂的生化反应,一个碳原子将会被用于合成葡萄糖而离开循环。剩下的五个碳原子经一系列变化,最后再生成一个1,5-二磷酸核酮糖,循环重新开始,循环运行六次,生成一分子的葡萄糖。
(1)卡尔文循环研究的是CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径,因此属于光合作用的暗反应阶段,场所是叶绿体基质。分析题图可知,CO2的固定阶段对应的是图中的CO2的摄取期,这一步反应的意义是把原本并不活泼的CO2分子活化;属于暗反应中C3的还原阶段的是图中的碳还原期和RuBP再生期,该阶段所需的ATP和NADPH来自光反应,6分子CO2经过一次循环后最终可得到1分子葡萄糖。
(2)①c点以后随NaHCO3溶液浓度升高,光合作用吸收的CO2速率反而下降,最可能的原因是高浓度的NaHCO3溶液会导致小球藻失水,影响其代谢水平,从而影响光合作用速率。
②B点的确切含义是植物光合作用速率达到最大时的最小CO2浓度,这一点以后,影响因素还有其他因素,如温度、光照强度等。若乙装置中的NaHCO3溶液的量一定,随着测试时间的延长,绿色植物光合速率逐渐下降,原因是密闭的钟罩中CO2浓度逐渐降低,此时由于C3的生成量减少,而光照强度不变,即C3的消耗量不变,故叶绿体中C3的含量下降。
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【题目】用放射性同位素分别标记培养基中的U和T,将标记后的碱基用来培养某种生物的细胞,测定其培养过程中这两种碱基被细胞利用的速率,绘制成如图所示的曲线。下列对此结果的分析中不正确的是( )
A.在c~e段主要进行DNA分子的复制
B.显微镜下观察时,处于a~f段的细胞数量较多
C.处于e点的细胞中染色体数目是处于a点细胞中的两倍
D.用化学药物阻断碱基T的利用,可抑制癌细胞的增殖
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【题目】双子叶植物甲含有抗旱基因而具有极强的抗早性,乙抗旱性低。若将该抗旱基因转移至植物乙中,有可能提高后者的抗旱性。利用基因工程技术将甲的抗旱基因转移至乙的体内,可提高植物乙的抗旱性。回答下列问题:
(1)为获取抗早基因.可以先从植物甲中提取该基因mRNA然后经___________________过程获得cDNA。基因工程的核心步骤是_____________________________。
(2)使用PCR技术扩增抗旱基因时,可选择图中A、B、C、D四种单链DNA片段中的___________________作为引物,此过程还需要____________酶,但不需要解旋酶,而是利用____________使DNA解旋。
(3)获得了抗旱基因的植物乙,种植时一般要与传统作物间隔足够远的距离,以免___________________。
(4)人们担心这种行为会打开“潘多拉魔盒”,驱使一些科研者开展人类基因编辑研究,出现“基因完美的定制人”。在这些研究中,外源基因能与受体细胞DNA成功重组的原因是______________,这种重组DNA技术若用于对人类基因进行编辑,由于是随机的,因此有非常大的风险,甚至导致生命活动必需的基因遭到破坏。
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【题目】基因定点整合可替换特定基因,该技术可用于单基因遗传病的治疗。苯丙酮尿症是由PKU基因突变引起的,将正常PKU基因定点整合到PKU基因突变的小鼠胚胎干细胞的染色体DNA上,替换突变基因,可用来研究该病的基因治疗过程。定点整合的过程是:从染色体DNA上突变PKU基因两侧各选择一段DNA序列HB1和HB2,根据其碱基序列分别合成HB1和HB2,再将两者分别与基因、
连接,中间插入正常PKU基因和标记基因
,构建出如图所示的重组载体。重组载体和染色体DNA中的HB1和HB2序列发生交换,导致两者之间区域发生互换,如图所示。
(1)构建重组载体时,常用的工具酶有________。该实验用小鼠胚胎干细胞作为PKU基因的受体细胞以培育出转基因小鼠,除了胚胎干细胞能大量增殖外,还因为胚胎干细胞_________。
(2)为获得小鼠的胚胎干细胞,可将小鼠囊胚中的_________取出,并用_________处理使其分散成单个细胞进行培养,培养过程中大部分细胞会贴附在培养瓶的表面生长,这种现象称为___________。
(3)用图中重组载体转化胚胎干细胞时,会出现PKU基因错误整合。错误整合时,载体的两个中至少会有一个与
一起整合到染色体DNA上。已知含有
的细胞具有G418的抗性,
、
的产物都能把DHPG转化成有毒物质而使细胞死亡。转化后的胚胎干细胞依次在含有G418及同时含有G418和DHPG的培养液中进行培养,在双重选择下存活下来的是__________的胚胎干细胞,理由是_________。
(4)将筛选得到的胚胎干细胞培育成小鼠,从个体生物学水平检测,若小鼠__________,说明PKU基因成功表达。
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【题目】如图为苹果酒的发酵装置示意图,下列叙述错误的是( )
A.随着发酵时间延长,酒精积累量越来越多,由于过高浓度酒精对酵母菌发酵起抑制作用,发酵后期酒精产生速率越来越慢
B.集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的CO2
C.发酵过程中酵母种群呈“S”型增长
D.若发酵液表面出现菌膜,最可能原因是发酵瓶漏气
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【题目】青霉素能通过抑制细菌细胞壁的形成来杀死细菌,某研究小组探究了物质M(实验中该物质的浓度不变)和不同浓度的青霉素对某种细菌死亡率的影响,处理方法和结果如下图所示。下列说法合理的是()
A. 青霉素对具有细胞壁的各种细胞都具有抑制作用
B. 该实验中的自变量为不同浓度的青霉素
C. 物质M会减弱不同浓度的青霉素对细菌细胞壁形成的抑制作用
D. 青霉素对细菌的抑制作用随着青霉素浓度的增大而增强,但物质M对细菌没有抑制作用
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【题目】如图表示神经系统、内分泌系统和免疫系统之间的相互关系,其中细胞因子是细胞对刺激应答时分泌的物质(如淋巴因子),是促肾上腺皮质激素释放激素,
是促肾上腺皮质激素。下列叙述错误的是( )
A. 上述机体调节方式是通过神经、体液和免疫调节共同完成的
B. 应激状态下,下丘脑释放的增多,最终导致糖皮质激素增多
C. 病毒感染能刺激细胞分泌细胞因子通过增强效应
细胞的功能增强细胞免疫
D. 病毒感染通过促进的分泌,使糖皮质激素增多进而增强免疫系统的功能
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【题目】器官移植中供体器官的严重缺乏一直是困扰需要器官移植患者的问题。中山大学眼科中心主任葛坚领导的研究小组培育出了猴鼠嵌合体——“猴鼠”,期待成果可用于人体角膜等器官的移植。根据科研过程示意图回答有关问题:
(1)图中①体外培养时,应将培养皿或松盖培养瓶置于含______________的混合气体的培养箱中进行培养。为了防止杂菌污染要在培养基中加入一定量的___________;而由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全弄清楚,所以还要加入_________________。
(2)应将猴子的皮肤干细胞注射到小鼠囊胚的_______________部位,才能伴随其发育成某种组织。猴鼠嵌合体中体细胞的基因型_________(相同或不同)。
(3)若想进一步提高胚胎的利用率,可采用_______________________技术,要注意的是_________________________,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
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【题目】如图为ATP—ADP的循环图解。下列叙述正确的是( )
A.①属于放能反应,在细胞内与其他吸能反应密切联系
B.人的成熟红细胞吸收葡萄糖时需要②过程提供能量
C.人在饥饿时,细胞内的过程①和②也能达到平衡
D.各种生物均能独立完成ATP—ADP循环
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