玉米(2n=20)是古印第安人选择培育的世界级粮食作物。
(1)纯种长粒玉米和圆粒玉米间行种植,圆粒玉米的果穗上结有长粒玉米的籽粒,长粒玉米的果穗上找不到圆粒玉米的籽粒。某同学为了验证孟德尔的基因分离规律,应选择上述的
________玉米果穗上结的________玉米来播种。
(2)将苋菜合成红色素的基因通过________工程整合到玉米的核DNA上,可培育出红粒玉米的新品种,其花药离体培养后,可得到________苗。取其幼嫩的胚乳细胞通过________
________技术可得到三倍体苗,已知籽粒的红色是胚乳呈现的,由B基因控制,B基因越多,合成的红色素就越多。现用核基因型为Bb玉米自交授粉,收获的籽粒颜色最多为________种。
(3)将上述的红粒玉米进行射线诱变处理,得到紫色籽粒的玉米,该诱变过程利用的原理是________。
研究发现,紫色玉米合成紫色素的代谢途径及相关基因的信息如下表:
色素 酶 | 白色物质 红色素 紫色素 | ||
控制酶的基因 | a | B | C |
其等位基因 | A | b | c |
基因所在的染色体 | 8号 | 9号 | 10号 |
红籽粒玉米的基因型是aaB_cc,那么,紫色玉米的基因型是________,白色玉米的基因型是________。
(4)某一紫色玉米长成的植株自交,后代的性状分离比是9紫:3红:4白,则该株玉米的基因型是________。
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萌发的禾谷类种子中淀粉酶的含量显著增高,主要有α-淀粉酶和β-淀粉酶。α-淀粉酶不耐酸、较耐热,在pH为3.6、0℃下可迅速失活,而β-淀粉酶耐酸、不耐热,在70℃条件下15min后失活。根据它们的这种特性,可分别测定一种酶的催化效率。某实验小组进行了“提取小麦种子中α-淀粉酶并测定α-淀粉酶催化淀粉水解的最适温度”等相关实验。
实验材料:萌发3天的小麦种子(芽长约1cm)。
主要试剂及仪器:1mg/mL的标准麦芽糖溶液、5%的可溶性淀粉溶液、碘液、蒸馏水、石英砂、恒温水浴锅等。
实验步骤:
步骤一:制备酶溶液。
步骤二:略。
步骤三:取 6支干净的、体积相同并具刻度的试管依次编号,按下表要求加入试剂,再观察各试管内的颜色变化(注:+表示碘液变蓝色,-表示碘液不变色)。
试管编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
5%的可溶性淀粉溶液(mL) | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
恒温水浴5min(℃) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
α-淀粉酶保持活性而β-淀粉酶失去活性的溶液 (mL) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
恒温水浴5min(℃) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
溶液混合,振荡后恒温水浴5min(℃) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
加入碘液,振荡后观察颜色变化 | +++ | ++ | + | - | ++ | +++ |
请回答下列问题:
(1)资料表明:小麦种子发芽时,胚产生赤霉素,赤霉素扩散到糊粉层,诱导淀粉酶的合成。赤霉素诱导淀粉酶合成的主要机理是▲________。选用萌发的小麦种子提取酶液的主要理由是▲________。
(2)步骤二的具体操作是▲ 。
(3)加入碘液,振荡后观察颜色变化,发现试管4中碘液不变色,能否据此推断α-淀粉酶的最适合温度一定是60℃?▲ 。理由是▲ 。该实验中不能选用斐林试剂检测实验结果的主要原因是▲。
(4)若要进一步研究小麦种子中β-淀粉酶的最适温度,则需获得β-淀粉酶保持活性而α-淀粉酶失活的酶溶液。请简要写出制备该种酶溶液的方法:
________▲________。
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生长素(IAA)是植物体内一种重要激素。请回答下列问题:
(1)为了研究单侧光对生长素分布的影响,某兴趣小组进行了如下图所示实验。该实验中,A与B之间对照表明了________▲________;A与C、B与D之间对照表明了▲ ________;C与D之间对照表明了▲________。
(2)不同浓度的生长素对胚芽鞘生长的影响不同。为了验证上述假设,某同学以萌发的玉米种子、空白琼脂块、浓度为1 mol·L-1的标准IAA溶液、蒸馏水、刀片、刻度尺(或量角器)等为实验材料,进行了相关实验。请补充完成实验步骤:
①取1 mol·L-1的标准IAA溶液和蒸馏水,配制获得浓度梯度为10-8、10-7、10-6、10-5、10-4、10-3、10-2 mol·L-1的IAA溶液,________▲ ________。
②________▲ ________。
③▲ ________。
(3)植物组织培养过程中,培养基中的不同种类激素的比例对诱导细胞脱分化和再分化具有重要的调节作用。当分化培养基中________▲ ________的比例偏低时,有利于愈伤组织分化形成根。
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为研究高等动物的神经调节,科学家进行相关实验。请回答下列有关问题:
(1)在蛙的坐骨神经表面放置两个电极,连接到一个电表上(电表指针偏转方向代表电流方向)。静息时,电表没有测出电位差(如下图中①所示)。若在图①所示神经右侧的相应位置给予一适当的刺激,则电流表指针偏转的顺序依次为B→
________▲________。
依据所观测到的电流表指针偏转情况,绘制出的电流变化情况曲线是下图中的
▲。
该实验表明:在一个神经元内,兴奋是以▲ 的形式沿着神经纤维传导的。
(2)某反射弧结构完整,效应器为骨骼肌。科研人员用电极分别刺激传入神经和骨骼肌,同时用电流表分别记录传出神经的电流变化情况,则两次电流表的偏转情况依次为▲ 、▲ 。
(3)某研究人员通过实验分离获得两个蛙的心脏:第一个蛙心带有完整神经,第二个蛙心通过手术剔除全部神经。将两个蛙心都装上蛙心插管,并充以少量“任氏液”。持续刺激第一个蛙心脏的神经几分钟,发现心跳加速;随即将其中的任氏液吸出并转移到第二个未被刺激的蛙心脏内,发现后者的跳动也加速了。实验中的“任氏液”相当于蛙体内的▲(填成分名称),以维持蛙心正常的生理功能。根据该实验,可以作出的推断为________▲。
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产前诊断是优生学的主要措施之一,其中的羊水检查是针对孕妇进行的一种检查手段,主要检查羊水和羊水中胎儿脱落的细胞。检查项目包括细胞培养、染色体核型分析和羊水生化检查等,以确定胎儿成熟程度和健康状况,并诊断胎儿是否患有某些遗传病。下图甲是羊水检查的主要过程,图乙是某患者家系遗传系谱简图。请据图回答下列问题:
(1)在对获取的胎儿细胞进行悬浮培养过程中,需配制培养基(液)。合成培养基(液)中除了葡萄糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素等营养物质外,往往还需添加一定量的▲ ,以保证细胞正常的分裂和生长。为了防止培养过程中的杂菌污染,还需向培养液中添加一定量▲。若需检测胎儿是否患有21三体综合征,最好选用▲ 期的细胞在显微镜下观察、鉴别。
(2)某次羊水检查中发现一男性胎儿(上图乙中的III-10)表现正常,但调查却发现其姐姐(上图乙中的III-9)患有某种遗传病(用A、a表示)。请根据图乙,分析并回答下列问题:
①该遗传病的遗传方式是▲ ________。
②若III-7与III-9婚配,则生一个患病女孩的概率为▲________。
③若Ⅱ5再次怀孕后到医院进
行遗传咨询,医生将该家系
中部分成员A、a基因所在
的DNA分子进行处理,经
电泳分离后结果如右图所
示。由电泳图谱分析可知,
该胎儿是否患该种遗传病?▲________。理由是▲。
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甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤,这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对,从而使DNA序列中G—C对转换成A—T对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型,常先将水稻种子用EMS溶液浸泡,再在大田种植,通过选育可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题:
(1)下图表示水稻一个基因片段的部分碱基序列。若用EMS溶液浸泡处理水稻种子后,该DNA序列中所有鸟嘌呤(G)的N位置上均带有了乙基而成为7-乙基鸟嘌呤。请在答题卡相应方框的空白处,绘出经过一次DNA复制后所形成的两个DNA分子(片段)的碱基序列。
(2)水稻矮杆是一种优良性状。某纯种高秆水稻种子经EMS溶液浸泡处理后仍表现为高杆,但其自交后代中出现了一定数量的矮杆植株。请简述该矮杆植株形成的过程▲。
(3)某水稻品种经处理后光反应酶的活性显著提高,这可能与相关基因突变有关。在叶肉细胞内控制光反应酶的相关基因可能分布于▲(填细胞结构名称)中。
(4)已知水稻的穗形受两对等位基因(Sd1和sd1、Sd2和sd2)共同控制,两对基因独立遗传,并表现为基因互作的累加效应,即:基因型为Sd1_Sd2_的植株表现为大穗,基因型为sd1sd1Sd2_、Sd1_sd2sd2的植株均表现为中穗,而基因型为sd1sd1sd2sd2的植株则表现为小穗。某小穗水稻种子经EMS处理后,表现为大穗。为了获得稳定遗传的大穗品种,下一步应该采取的方法可以是▲。
(5)实验表明,某些水稻种子经甲磺酸乙酯(EMS)处理后,DNA序列中部分G—C碱基对转换成A—T碱基对,但性状没有发生改变,其可能的原因有▲
(至少写出两点)。
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I(10分)人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体,它能像天然种子一样萌发生长。人工种子的核心部分是被外层物包埋的具有类似种子胚功能的胚状体。胚状体不同于一般种子的胚,是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物,所以又称“体细胞胚”或“花粉胚”。胚状体在一定的条件下,可以通过胚胎发育过程形成植株。
胚状体可从悬浮培养的单细胞中得到,也可以通过试管培养的茎尖、芽尖、子房、花粉等获得。将胚状体包埋在一个能提供营养的胶质中,便成了所谓的“人工种子”。培育过程如下图所示。
请根据以上材料回答:
(1)人工种子是依据什么原理进行的?________。
(2)某二倍体植物基因型为DdTt,利用这种生物技术采用________的方法,可培育成“花粉胚”,也可制成人工种子,这种种子萌发形成的个体称为 ,基因型为 ,从生殖类型看属于 生殖。
(3)②表示脱分化的过程,其实质是________;③表示再分化的过程,其实质是 。
Ⅱ.下图表示病菌感染人体后,免疫细胞做出应答的部分过程。请据图回答问题。
(1)⑦与④功能上的区别是,④在分化为⑦的过程中,同时也分化成________细胞。
(2)②④⑦中能特异性识别抗原的是________(填序号)。
(3)过程①需要________细胞的参与。
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应用生物工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题:
(1)转人生长激素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素,在基因表达载体中,人生长激素基因的首端必须含有________。
(2)prG能激发细胞不断分裂,通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体,Ⅱ最可能是________细胞,Ⅲ代表的细胞具有
________的特点。
(3)将携带外源基因的DNA导入动物受精卵细胞中一般采用_______________方法。
(4)在抗虫棉的培育过程中,目的基因导入植物细胞后,是否能够正常转录,可以通过_______________技术来确定。导入目的基因的植物细胞一般需要通过________ 的方法,才能获得新性状的植株。
(5)通过基因工程,科学家已经培育出了许多具有全新性状的农作物,但也有人对转基因食品的安全性提出了质疑,试阐述你对这一问题的看法。(至少答出两点)
① ;
② 。
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图甲为某草原生态系统的结构简图,“→”表示碳的流动方向。图乙为某植食性昆虫迁入该生态系统后的种群数量增长率变化曲线。请你回答:
(1)图甲中各种组成成分,通过________紧密联系,形成一个统一的整体。图甲中代表生产者、次级消费者、分解者的字母依次是________ 。
(2)草原生态系统与森林生态系统相比,前者自我调节能力较________。主要原因是________。
(3)若图甲中捕食者依据被捕食者的气味捕猎,则捕食者感受这种气味的细胞中发生的信息变化是________,这说明信息传递在生态系统中的作用是_________ ________ ____。
(4)根据图乙,请你在丙图中完成植食性昆虫在t0-t2时间段的数量变化曲线图。
(5)若生产者固定的太阳能为1000KJ,则该生态系统中D最多可得到能量________KJ。
(6)草原具有防风固沙的功能,这体现了草原具有一定的________价值。根据环境容纳量的概念,请你对草原的放牧提出合理建议:________
________。
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果蝇细胞分裂如下图所示。请你分析回答:
(1)图Ⅱ的细胞叫________,每个细胞有________ 对同源染色体,________个核DNA分子。
(2)已知果蝇的红眼(W)对白眼(w)为显性,这对基因位于X染色体上。若上图中的a与一只红眼雌果蝇产生的卵细胞结合,发育成一只白眼雄果蝇,则b与该红眼雌果蝇产生的卵细胞结合发育成的果蝇表现型为________或________。
(3)果蝇的小翅基因是由摩尔根的学生发现的一种突变性状。小翅与正常翅是由位于X染色体上的一对等位基因控制。现实验室有从自然界捕获的有繁殖能力的小翅雌、雄果蝇各一只和正常翅雌、雄果蝇各一只,你能否通过一次杂交试验确定这对相对性状中的显隐性关系?________(能或不能)。如果能,请写出杂交组合的亲本表现型,并预测子代可能出现的性状,作出相应的结论。
杂交组合的亲本类型: ________。
预测各种可能结果,得出结论:
① ________ ;
② ;
③________ 。
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