【题目】科学研究发现,在光照、高氧和低CO2情况下,叶肉细胞在进行光合作用的同时会发生“光呼吸”作用,它是光合作用时发生的一个损耗能量的副反应。即催化C5与CO2结合生成C3的Rubisco酶同时还可以使C5与O2结合,形成一个同样的C3和另一个C2,C2可参与线粒体的有氧呼吸,其部分中间产物经ATP和[H]还原转变成C3参与暗反应,过程如图甲所示。在图乙实验装置中,已知通过配制不同浓度CO2缓冲液X可以调节并维持空气中不同浓度的CO2,而空气中CO2浓度值可以通过CO2浓度感应器测定。
(1)据图甲分析,Rubisco酶发挥作用的场所是______________,图中ATP的水解与细胞内的_______(填“吸能”或“放能”)反应相联系。
(2)已知ATP和[H]的积累会对叶绿体造成伤害,依据图甲信息,解释植物在干旱天气和过强光照下,光呼吸的积极意义是______________。
(3)利用图乙装置,提供高氧和低浓度CO2缓冲液,给予一定光照发现红色液滴向左移动,结合图甲信息,分析液滴向左移动的具体原因是_____________________。
(4)在农业生产上可利用图乙装置测定CO2浓度对于植物净光合速率的影响,为给大棚种植户提供增产的科学数据,请简述利用该装置测定植物达到最大净光合速率时对应的最小CO2浓度的实验思路是______________。
【答案】叶绿体基质 吸能 “光呼吸”作用可以消耗多余的NADPH和ATP,对细胞起到保护作用。 光呼吸消耗了装置中的氧气导致的液滴左移 首先取长势相同的待研究植物若干株并分别置于已经准备好的若干装置乙(提前准备相同的装置乙若干)中;然后将配制好的不同浓度的CO2缓冲液X置于上述准备好的装置乙中,以调节并维持装置乙中不同浓度梯度的CO2浓度,给上述装置相同且适宜的光照,记录各组装置中液滴移动的速率并统计,通过分析实验结果找到该植物最大净光合速率时对应的最小CO2浓度。(或将配制好的不同浓度的CO2缓冲液X置于上述准备好的装置乙中,以调节并维持装置乙中不同浓度梯度的CO2浓度,给上述装置相同且适宜的光照,记录各组装置中液滴移动的速率并统计,通过分析实验结果找到该植物最大净光合速率时对应的最小CO2浓度。)
【解析】
1.光合作用的具体的过程:
①光反应阶段:场所是类囊体薄膜
a.水的光解:2H2O4[H]+O2 b.ATP的生成:ADP+PiATP
②暗反应阶段:场所是叶绿体基质
a.CO2的固定:CO2 +C52C3 b.三碳化合物的还原:2C3 (CH2O)+C5+H2O
2. 细胞中的吸能反应往往与ATP的水解相联系,而放能反应往往与ATP的合成相联系。
(1)图甲显示,Rubisco酶既能催化C5和CO2反应,又能催化C5和O2反应,由光合作用的过程可推测,Rubisco酶发挥作用的场所是叶绿体基质,ATP的水解过程要释放能量,故应该与细胞内的吸能反应相联系。
(2)植物在干旱天气和过强光照下,植物的自我调节性的适应会导致气孔关闭,气孔关闭引起CO2供应不足,会导使CO2的固定产物C3减少,进而引起.NADPH和ATP的消耗减少,造成NADPH和ATP在叶绿体内积累,对叶绿体造成伤害,而“光呼吸”作用可以消耗多余的NADPH和ATP,对细胞起到保护作用。
(3)题意显示“光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧与低二氧化碳情况下发生的一个生化过程”,而图乙装置,提供高氧和低浓度CO2缓冲液,并给予一定光照条件,显然装置中的植物可进行光呼吸作用,结合图甲可知,光呼吸过程中消耗O2并释放出CO2,而装置乙中的CO2缓冲液X会维持CO2浓度的稳定,也就是说引起液滴移动的原因是氧气浓度的变化,而红色液滴向左移动,是因为光呼吸消耗了装置中的氧气导致的。
(4)实验目的为用图乙装置测定CO2浓度对于植物净光合速率的影响,由实验目的可知实验的单一变量是CO2浓度的不同,因变量是净光合速率的变化,这里应该是装置中液滴移动的距离,因此利用该装置测定植物达到最大净光合速率时对应的最小CO2浓度的实验思路为:首先取长势相同的待研究植物若干株并分别置于已经准备好的若干装置乙(提前准备相同的装置乙若干)中;然后将配制好的不同浓度的CO2缓冲液X置于上述准备好的装置乙中,以调节并维持装置乙中不同浓度梯度的CO2浓度,给上述装置相同且适宜的光照,记录各组装置中液滴移动的速率并统计,通过分析实验结果找到该植物最大净光合速率时对应的最小CO2浓度。
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【题目】图1表示含有目的基因D的DNA片段和部分碱基序列,图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspI、BamHI、MboI、SmaI 四种限制性核酸内切酶,它们识别的碱基序列和酶切位点分别为:C↓CGGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。下列分析中正确的是( )
A.限制酶MspI 和SmaI 的识别序列相同,切割后的产物也相同
B.要把图 2 中质粒和目的基因 D 拼接应选限制酶BamHI 和MboI
C.若用BamHI 切割图 2 质粒,则抗生素 B 抗性基因为标记基因
D.若图 1 用限制酶SmaI 完全切割后会产生 4 种不同的 DNA 片段
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【题目】下图是某同学在“目镜10×,物镜40×”时显微镜下看到的洋葱根尖细胞有丝分裂图像,据图分析正确的结论是( )
A.视野中的图像按④③②①顺序构成一个细胞周期
B.若不考虑基因突变,则①中移向两极的染色体互为同源染色体,基因组成相同
C.图中观察到的细胞不能用于组织培养,因为实验观察到的是死细胞
D.②是观察染色体形态、数目的最佳时期,此时细胞中每条染色体含2条相同染色单体,2条DNA单链
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【题目】某二倍体昆虫性别由X、Y染色体决定,其体色由一对等位基因A、a控制且A基因纯合的个体表现为灰色;眼色则由另一对等位基因B、b控制;两对基因分别位于哪对染色体上未知,但均不位于X、Y同源区段。现有一只灰身紫红眼雌虫与一只黑身红眼雄虫杂交,F1表现型如下表。请回答:
性状 | 灰身红眼 | 灰身紫红眼 | 黑身红眼 | 黑身紫红眼 |
F1雌性 | 152 | 51 | ||
F1雄性 | 52 | 156 |
(1)F1中体色表现型比例在雌性和雄性中不同的原因是____,体色和眼色两对相对性状的遗传____(遵循/不遵循)孟德尔的自由组合定律,原因是____。
(2)F1雄虫某一正在分裂的细胞中含有2条Y染色体,4个体色基因,则此细胞处于____期,此时细胞中含有____个染色体组。
(3)F1中灰身红眼雌虫的基因型是____,取F1中的黑身雌雄个体相互杂交,则F2黑身个体中紫红眼雌性占____。
(4)请写出F1中黑身雌性与灰身雄性个体相互杂交获得子代的遗传图解。____。
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【题目】研究表明,主动运输根据能量的来源不同分为三种类型,如图中a、b、c所示,■、▲、●代表跨膜的离子或小分子。下列叙述正确的是( )
A.a类型中Y离子转运所需的能量来自于X离子的转运过程
B.肌细胞吸收氨基酸分子是通过b类型进行的
C.蓝藻、水绵、叶肉细胞、荧火虫发光器细胞内均可发生c类型
D.温度、酸碱度、氧气浓度均会影响abc三种类型的运输速率
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【题目】已知某种小鼠的体色由复等位基因A1、A2、A3控制,A1控制灰色,A2控制黑色,A3控制黄色,基因B控制色素的形成,基因型bb的小鼠为白色。科研工作者通过转基因技术将基因M定向插入到基因B或b所在的染色体上,并培育出均含有一个基因M的小鼠品系:灰色①、黑色②、黄色③,M基因纯合致死。每个小鼠品系中雌雄个体各有若干只,且基因型相同。已知上述基因均位于常染色体上,染色体结构缺失个体正常存活。对这三个品系小鼠进行了两组杂交实验,结果如下:
实验一: 实验二:
(1)由杂交实验一、二可知,基因A1、A2、A3的显隐性关系是______________。杂交亲本①②③的基因型依次为_____________________。
(2)通过上述实验推断,在品系①②③中基因M与基因___________(填“B”或“b”)位于同一条染色体上。
(3)仅根据上述实验不能确定基因B、b与基因A1、A2、A3之间遵循基因自由组合定律,请说明理由___________。进一步研究确定基因B、b与基因A1、A2、A3位于非同源染色体上,若让实验一F1中的多只灰色鼠相互交配,子代表现型及比例为____________________。
(4)在多次进行实验二的过程中,F1代偶然出现了一只黄色雄鼠。为探明其产生机理,科研工作者进行了如下操作:提取该鼠性腺中处于联会期细胞,用六种颜色的特殊荧光分子分别对细胞中可能存在的基因M、B、b、A1、A2、A3进行特异性染色,然后将未被相应基因结合的荧光分子洗脱,在显微镜下检测基因的着色情况,每个被染上颜色的基因都会出现一个光点。请分析下列变异类型会出现的光点的颜色和数量。
①若该黄色雄鼠是由于环境因素导致而遗传物质没有发生变化,则一个细胞中可能出现5种颜色10个光点或___________。
②若该黄色雄鼠是由于某个基因突变产生的,则一个细胞中出现___________。
③若该黄色雄鼠是由于某条染色体结构缺失导致的,则一个细胞中出现___________。
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【题目】2015年2月3日,英国议会下院通过一项历史性法案,允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。
据图分析,下列叙述错误的是( )
A、该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代
B、捐献者携带的红绿色盲基因不能遗传给三亲婴儿
C、三亲婴儿的染色体全部来自母亲提供的细胞核
D、三亲婴儿的培育还需要早期环胎培养和胚胎移植等技术
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【题目】下图为人体内血糖的来源和去向示意图,相关叙述正确的是( )
A.胰高血糖素的作用结果会影响胰高血糖素的分泌
B.胰岛素主要通过抑制①、②、③过程来使血糖降低
C.一般情况下,X主要为肝糖原,Y主要为肌糖原
D.寒冷环境中,甲状腺激素主要通过促进④、⑤、⑥过程来增加产热
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【题目】蓝莓酒和蓝莓醋被称为“液体黄金”“口服化妆品”等。下图是以鲜蓝莓为原料天然发酵制作蓝莓酒和蓝莓醋的过程简图。下列叙述错误的是( )
A.去除蓝莓枝梗应在冲洗之后,目的是防止杂菌污染
B.过程③在氧气、糖源充足条件下可直接发酵为蓝莓醋
C.在过程④时,榨出的蓝莓汁需经过高压蒸汽灭菌后才能密闭发酵
D.过程⑤中酒精可作为醋酸菌的碳源和能源
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