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5.水稻白叶枯病病菌可使水稻叶片形成病斑导致水稻减产.研究者将野生稻中找到的抗白叶枯病基因X转入水稻植株中,培育出抗白叶枯病水稻,对其白叶枯病抗性进行鉴定和遗传分析.
(1)将基因X与载体结合构建基因表达载体,用农杆菌转化法导入感病水稻,获得T0代植株.
(2)用无菌水稀释白叶枯病菌液,接种于T0代植株,以病斑面积占叶片面积的百分率(M)作为抗病反应参数,以接种白叶枯病病菌的感病水稻作为感病对照,筛选抗病植株.
(3)选T0代植株中M为1%,PCR鉴定基因X为阳性的植株种植,收获自交(填“自交”、“杂交”或“测交”)种子种植获得T1代,对T1代进行抗病及分子鉴定,其结果如下表所示:(注:15%为抗感界限)
百分率(M)株数PCR鉴定结果
>15%11阴性
15~10%0-
<10%34阳性
据表分析,T1代的抗病性状出现了性状分离现象,说明T0代植株为(转基因)杂合子.最早在T2代能够选择到稳定遗传的抗病植株.
(4)T1代某一植株表现为感病,但PCR检测为阳性,最可能的原因是插入的基因X不表达(或“低表达”、“突变”)造成的.
(5)研究人员发现有一转基因水稻植株自交后代的统计结果中,抗白叶枯病植株:不抗白枯叶病植株=15:1,检测其转入的基因X功能正常,推测转入了两个抗性基因,且两个抗性基因位于非同源染色体上.

分析 根据基因工程的操作,是将一个基因导入到受体细胞中,因此可以用基因型为Aa的杂合子表示转基因植物.
而Aa基因型的个体自交会发生性状分离,即会出现3(1AA、2Aa):1(aa)的分离比.
15:1是基因自由组合定律中9:3:3:1分离比的变式,因此表明是位于非同源染色体上的两对等位基因控制一对相对性状.

解答 解:(1)目的基因和运载体结合可以构建基因表达载体.
(2)要稀释白叶枯病菌液,防止杂菌污染,必须使用无菌水;由于白叶枯病病菌可使水稻叶片形成病斑,因此可以病斑面积占叶片面积的百分率(M)作为抗病反应参数,对照组应该用接种白叶枯病病菌的感病水稻,才能证明植株的抗病性状.
(3)根据表格中T1代表现型比例可知,阳性(抗感):隐性=3:1,这是杂合子自交的结果.因此说明亲代即T0代为杂合子,T0代自交产生的T1代出现性状分离.由于T1代不一定为纯合子(AA或Aa),故需要自交得到的T2代中不出现性状分离的即为纯合子.
(4)由于PCR检测为阳性,说明目的基因已经导入,而植株表现为感病,最可能的原因是目的基因未表达,或表达程度低,或者发生基因突变.
(5)由于转基因水稻植株自交后代的统计结果中,抗白叶枯病植株:不抗白枯叶病植株=15:1,该比例是两对相对性状的杂合子自交结果的变式,即9:3:3:1的变式,说明抗白病和不抗白叶病这对相对性状是受两对等位基因控制的,符合基因的自由组合定律,应该位于非同源染色体上.
故答案为:
(1)基因表达载体(或“重组DNA”)
(2)无菌水   病斑面积     接种白叶枯病病菌的感病水稻
(3)自交     性状分离    (转基因)杂合子       T2
(4)不表达(或“低表达”、“突变”)   
(5)非同源染色体

点评 本题考查了基因工程以及遗传定律的相关知识,意在考查考生的分析能力、实验设计能力和应用能力,具有一定的难度.考生要明确具有目的基因的受体细胞相当于杂合子,因此不能稳定遗传;考生还要能够灵活运用3:1和9:3:3:1的分离比解决相关问题,并明确遗传定律的实质.

练习册系列答案
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科目:高中生物 来源: 题型:选择题

15.有关研究发现,黄曲霉毒素能引起细胞中的核糖体从内质网上脱落.若发生黄曲霉毒素中毒将首先导致(  )
A.基因突变B.细胞呼吸受到影响
C.生物膜系统被破坏D.分泌蛋白质合成受到影响

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科目:高中生物 来源: 题型:选择题

16.某蛋白质由n条肽链组成,氨基酸的平均相对分子质量为a,控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对,则该蛋白质的相对分子质量约为(  )
A.$\frac{2ab}{3}$-6b+18nB.$\frac{ab}{3}$-($\frac{b}{3}$-n)×18C.($\frac{b}{3}$-a)×18D.$\frac{ab}{3}$-6b

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科目:高中生物 来源: 题型:解答题

13.根据有关材料作答.
植物种类光补偿点(klx)光饱和点(klx)
a1~230~80
b0.2~0.350~80
c0.5~1.520~50
d0.1~0.25~10
Ⅰ.植物光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2相等时的光照强度称为光补偿点.光照强度增加到某一点时,再增加光照强度,光合强度也不增加,该点的光照强度称为光饱和点.a~d4种植物的单个植株在自然CO2浓度及最适温度下的光补偿点和光饱和点如下表.
(1)植物细胞产生CO2的具体部位是线粒体基质和细胞质基质;利用CO2的具体部位是叶绿体基质.
(2)光照强度为0.4klx时,表格中a、c植物的呼吸作用产生的CO2多于光合作用吸收的CO2
(3)仅考虑温度和CO2含量的影响,在温度较高,CO2较少的密闭温室中,植物的光补偿点较高.大田玉米群体的光饱和点比单株玉米的光饱和点要高,主要原因是植株间存在遮光现象(CO2浓度增加).
Ⅱ.科学家在黑暗时把叶绿体基粒放在pH=4的溶液中,让基粒类囊体膜腔的pH值下降至4,然后将基粒移入pH=8并含有ADP和Pi的缓冲溶液中(如图).一段时间后,有ATP产生.
(4)为获取叶绿体,先要破碎叶肉细胞,再用差速离心法分离.
(5)上述实验结果表明,基粒类囊体合成ATP的原因是膜内外存在H+梯度(H+浓度差).据此推测,叶绿体在自然状态下产生ATP的过程中,光能的作用是使水分解产生H+,使类囊体膜内外之间产生H+梯度(H+浓度差).

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20.下列有关植物组织培养的叙述,正确的是(  )
A.外植体的消毒原则是既杀死材料表面的微生物,又减少消毒剂对细胞的伤害
B.二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株
C.用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子
D.在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂,可获得染色体加倍的细胞

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10.下列关于显微镜操作的方法中,正确的是(  )
①对光时,阳光照在反光镜上,视野越亮越好    
②进行低倍镜与高倍镜的转换时,转动转换器  
③使用完毕后,要用干布拭去载物台上的水和脏物    
④装箱之前,应下降镜筒,使物镜插入通光孔中    
⑤取、放显微镜时,要左手托镜座,右手握镜臂,并且要轻拿、轻放.
A.②③⑤B.①②④C.②⑤D.②③④

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17.图甲表示洋葱根尖的不同区域,图乙表示洋葱根尖处于有丝分裂各阶段细胞核中DNA和细胞质中mRNA的含量变化.图丙呈现的是细胞分裂过程中的某一物质的形态变化.
请分析回答下列问题:
(1)图甲中①②③④细胞形态不同的根本原因是基因的选择性表达,进行实验获得图乙结果时,不能(能/不能)利用图甲②区细胞为材料,原因是图甲②区细胞是伸长区细胞,细胞没有分裂能力.
(2)从图乙中可看出,在a和c两时期,mRNA分子合成旺盛,在e时期,植物细胞中央会出现细胞板(或细胞壁).
(3)丙图①→②、②→③表示的生理变化过程分别发生在图乙的b和d阶段(填字母).
(4)在观察细胞有丝分裂的实验中,我们发现即使操作正确,也难以看到很多处于分裂期的细胞,主要原因是分裂期时间远远短于分裂间期时间.

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科目:高中生物 来源: 题型:解答题

14.互花米草是一种滩涂草本盐沼植物,对水淹的生态环境有很强的适应能力,曾被称为“保滩护堤、促淤造陆的最佳植物”.互花米草在引入我国后,出现生长蔓延、破坏生态环境的严重问题.为了探究互花米草对水淹生态环境的适应机制,进一步为调控措施的研究提供依据,某科研小组以“探究互花米草体内自由水与结合水的比值和潮汐水淹时间的关系”为课题,设计了实验.
(1)写出科研小组的实验思路(根据下图回答,培养的具体过程和测量方法不作要求):将互花米草平均分为5份份,每天分别给予0、3、6、12、24 小时的水淹处理.50天后,测量每组互花米草整株的自由水和结合水的含量.
(2)如图曲线甲是科研小组对互花米草处理50天后的结果,请回答:
①自由水与结合水的比值和植物的代谢能力及抗逆性有着密切的关系.根据实验结果可知,互花米草在水淹时间为3h/d的环境下,抗逆性最强;在水淹时间为0h/d的环境下,代谢活动最旺盛.
②长期水淹时植物进行无氧呼吸可造成供能不足及酒精中毒.该实验小组在做上述实验的同时还测定K+吸收速率与水淹时间的关系,如曲线乙所示.由图可知,互花米草吸收K+的方式是主动运输.

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科目:高中生物 来源: 题型:选择题

15.生物入侵是指由于人类有意或无意地把某种生物带入适宜它栖息和繁衍的地区,使其种群不断扩大,分布区域稳定扩展的现象.如果某物种造成生物入侵,将会使这些地区(  )
A.抵抗力稳定性增强B.基因多样性增加
C.原有物种的生存受到威胁D.生态系统的营养结构趋于复杂

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