儿茶素(C)是从茶叶中提取的一种天然多酚类化合物,有一定的抗菌作用,但作用较弱。研究人员用稀土离子Yb3+对儿茶素(C)进行化学修饰,形成配合物Yb3+-C,并探究其抗菌效果和机理。
(1)细菌的细胞膜以_____________为基本支架,儿茶素(C)与细胞膜的亲和力强,可以穿过细胞膜。稀土离子Yb3+可与细菌内的某些酶发生竞争性结合而降低酶的活性,也可水解磷酸二酯键进而损伤细菌的遗传物质_______。但稀土离子与细胞的亲和力较弱,难以到达作用靶点,影响了其抗菌活性。
(2)为了确定配合物中Yb3+:C的最佳摩尔比,研究人员利用_________方法将金黄色葡萄球菌接种到培养基上,培养基的成分应包括_________、水、无机盐等。待培养基布满菌落后,用不同摩尔比的Yb3+-C配合物处理滤纸片,将其置于培养基中(见下图)一段时间后,比较滤纸片周围___________的直径,结果显示Yb3+:C的最佳摩尔比为________。
编号 | Yb3+:C的摩尔比 |
1 | 1:1 |
2 | 1:2 |
3 | 1:3 |
4 | 1:4 |
5 | 1:5 |
(3)将金黄色葡萄球菌制成菌悬液,分别加入等量的C、Yb3+和最佳摩尔比的Yb3+-C,测定24h内金黄色葡萄球菌存活数量变化(A600值越大,细菌数量越多),结果见下表。
时间 组别 A600 | 0h | 2h | 4h | 8h | 16h | 24h |
对照组 | 0.40 | 0.40 | 0.38 | 0.35 | 0.35 | 0.35 |
C处理 | 0.40 | 0.12 | 0.13 | 0.07 | 0.02 | 0.01 |
Yb3+处理 | 0.40 | 0.14 | 0.11 | 0.04 | 0.02 | 0.01 |
Yb3+-C处理 | 0.40 | 0.02 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
由此得出的结论是________________________。
(4)为探究配合物Yb3+-C 的抗菌机理,研究人利用透射电镜观察了各组金黄色葡萄球菌细胞内的超微结构,结果如下图。
结果显示:
(a)未加抗菌剂:细菌菌体较小,其细胞质分布均匀;
(b)C处理:细胞壁和细胞膜等结构不光滑,略显粗糙;
(c)Yb3+ 处理:细胞质出现较明显的固缩及空泡化现象;
(d)Yb3+-C 处理:细胞壁及细胞膜等结构发生破裂,细胞质出现了严重的固缩及空泡化现象。
由此可见,儿茶素(C)和Yb3+作用的主要位点分别是_______、_______,推测Yb3+ -C具有更强抗菌作用的机理是_____________。
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科学工作者利用基因工程技术获得苏云金芽抱杆菌的抗虫基因,导入棉花中,培育出了抗虫棉。请回答下列问题:
(1)获取抗虫基因的常用方法有_______和人工合成两种。在利用PCR技术扩增抗虫基因时,Taq酶所起的作用是________________。
(2)获得抗虫基因后,要构建基因表达载体,此时需要_______酶把抗虫基因与载体连接起来。基因表达载体除了具有目的基因外,还必须有启动子、终止子以及__________等。
(3)把抗虫基因导入棉花细胞中,常用的方法是__________。要确定抗虫基因导入棉花细胞后,是否赋予了棉花抗虫特性,在个体水平上需要做_______实验。将已经成功接收基因表达载体的棉花体细胞培育成一个新的植株所依据的生物学原理是_____________________。
(4)我国西北的一些地区年降雨量很小,只适宜种植少数的草本植物,但却被硬性规定种植转基因的抗虫棉,结果造成减产。这个案例主要违背了生态工程的________________原理。
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物质W是一种含氮有机物,会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌(目标菌)。回答下列问题。
(1)要从土壤中分离目标菌,所用选择培养基中的氮源应该是_________。
(2)在从土壤中分离目标菌的过程中,发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。如果要得到目标菌,应该选择________菌落进一步纯化,选择的依据是________。
(3)土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源,请简要写出实验思路、预期结果和结论,即_______。
(4)该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌,使大肠杆菌产生能降解W的酶(酶E)。为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异,该小组拟进行如下实验,请完善相关内容。
①在含有一定浓度W的固体培养基上,A处滴加含有酶E的缓冲液,B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液,C处滴加_________,三处滴加量相同。
②一段时间后,测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈,说明___________;若A、B处形成的透明圈直径大小相近,说明___________。
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某种处于试验研究阶段的止痛药Q存在一定的副作用,表现为实验动物的肝肿大和代谢减慢,且连续服药两个月内效果愈加显著。现提供下列材料,请完成对该止痛药Q副作用的研究。
材料用具:成年实验兔、止痛药Q(已用生理盐水配制成试剂)、注射器、饲料、天平、氧浓度传感器等。
(说明:达到实验数据差异显著所需时间为10天;各指标具体测定方法不作要求;以上材料用具的数量均能满足实验要求)
(1)实验思路:
第一步:选取①______________________的成年实验兔130只,先用相关仪器对其中的10只依次测定②______________________,并记录;
第二步;将剩余的成年实验兔均分为甲、乙两组;
第三步:除正常饲养外,甲组实验兔每天定时注射适量的止痛剂Q,乙组③__________________________________;
第四步:④______________________________________,依次测定相关指标的数据,并记录;
第五步:对所得实验数据进行统计分析。
(2)预测实验结果:在如图坐标系中绘制相关指标的变化曲线。
__________________________________
(3)分析讨论:
①有人认为本实验选用成年实验兔比幼年实验兔更为科学,理由是_________________________________。
②另有研究表明,甲组兔子的某些神经突触间隙中乙酰胆碱(一种兴奋性化学递质)的含量升高,据此推测,止痛药Q的作用机理可能是_____________________________________。
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生物技术在生产实践中有广泛应用,请回答相应问题:
(1)腐乳制作中盐、酒和各种香辛料的作用的共同之处是___________。
(2)如图是某生物活动小组记录的3种食盐浓度下泡菜中的亚硝酸盐含量与发酵天数的关系图,据图分析选择___________浓度的食盐制作,且在___________天以后食用较为适宜。
(3)用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量,在同一稀释倍数下得到以下结果:涂布的3个平板,统计的菌落数分别是27、169和176,取平均值124。请对该实验结果的可信度进行_________。
(4)图中所示的接种方法不能对土壤中的纤维素分解菌进行准确计数,其原因是___________。
(5)萃取法提取薄荷油,用石油醚室温浸泡薄荷粉末而不用加热浸泡的原因是___________。
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某种自花传粉的植物的花色由两对等位基因(A与a、B与b)控制。已知花色有三种表现型,紫花、粉花和白花。当A基因存在时,植株花细胞中含有的白色前体物质能够转化为粉色色素,当B基因存在时,细胞能进一步将粉色色素转化为紫色色素。无色素存在时,植株表现为白花。下表为某探究小组所做的杂交实验结果,请分析回答下列问题:
组别 | 亲本 | F1的表现型及比例 | ||
紫花 | 粉花 | 白花 | ||
甲 | 紫花×紫花 | 9/16 | 3/16 | 4/16 |
乙 | 紫花×白花 | 3/4 | 1/4 | 0 |
丙 | 粉花×粉花 | 0 | 3/4 | 1/4 |
(1)乙组紫花和白花亲本的基因型分别是_________________。
(2)让乙组的F1中的所有紫花植株进行自花传粉,其子代植株中粉花植株的比例为__________。
(3)某实验田现有一株未知基因型的白花植株及纯合紫花植株、纯合粉花植株及纯合白花植株。欲通过一代杂交实验判断该白花植株的基因型。请写出实验思路、预期结果及相应的结论(假设一次杂交的后代数量足够多)。
实验思路:利用该白花植株与__________________杂交,观察子代的表现型。
实验结果和结论:
①若杂交后代________________,则该白花植株的基因型为aaBB;
②若杂交后代既有紫花植株又有粉花植株,则该白花植株的基因型是___________;
③若杂交后代_____________________,则该白花植株的基因型是aabb。
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科研人员对家猪的某种遗传病进行研究,得出遗传实验图解如下,回答下列问题。
(1根据实验现象提出以下解释:患病性状只在雄性家猪中表现,控制该遗传病的基因位于两对常染色体上的两位等位基因;只要个体的基因型中含有一个显性基因即表现为正常,此解释属于假说—演绎法中的哪个步骤?____________________________________。
(2)依据上述解释,杂交组合一的亲本中,雄猪的基因型为___________________(用A.a和B.b表示)。
(3)现有F1和F2所得到的家猪,请设计简便的实验验证上述解释。
实验方案:_______________________________________________________________。
预期结果:________________________________________________________________。
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植物吸收光能产生的电子既可以与NADP+结合形成NADPH,又可以与O2结合形成自由基,自由基能破坏细胞内某些重要化合物的结构,从而影响植物的生长。植物细胞内的SOD可将自由基分解为O2。为探究赤霉素对盐胁迫条件下甜玉米相关指数的影响,科研人员做了一系列实验,结果如下表所示。回答下列问题:
处理 | 盐胁迫处理 | 赤霉素处理 | 72小时鲜重 增加量(g) | 72小时光合色 素增加量 | SOD活性 (U·g–1) |
对照组 | – | – | 2.09 | -1.363 | 1.184 |
1组 | + | – | 1.212 | -1.933 | 0.779 |
2组 | – | + | 1.637 | -4.113 | 4.424 |
3组 | + | + | 1.652 | 2.33 | 3.318 |
注:“+”表示进行相关处理;“–”表示不做处理
(1)根据结果分析,盐胁迫下SOD活性_________(填“降低”或“升高”),甜玉米的净光合作用_________(填“增强”“减弱”或“不变”)。
(2)植物吸收光能产生电子的场所是_________。盐胁迫会造成植物气孔_______,暗反应减慢,NADP+数量减少,从而使_________,造成自由基增多。
(3)依据题干信息及表中数据,推测盐胁迫下赤霉素能增加植物体光合色素含量的原因是_________。
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为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗,请用所提供的实验材料与用具,在给出的实验步骤和预测结果的基础上,继续完成实验步骤的设计和预测实验结果。
实验材料与用具:烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、NaHCO3稀溶液、真空泵、暗培养箱、日光灯。(实验过程中光照和温度条件适宜,空气中O2和CO2在水中的溶解度及无氧呼吸忽略不计)实验步骤和预测结果
(1)剪取若干相同小块的烟草叶片,随机分成两组,分别放入盛有等量蒸馏水(甲组)和NaHCO3稀溶液(乙组)的两支试管中。此时,叶片均浮在液面上;
(2)用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后,敞开试管口,可观察到叶片均下沉到试管底部;
(3)将两支试管放置________环境下,一段时间,乙组叶片上浮,甲组叶片仍在试管底部,乙组试管上浮的原因是_____________________________________。
(4)再将两支试管放置_______环境下,一段时间,实验结果_______________________。
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光合氮利用效率是指光合速率与单位叶面积含氮量之比,是氮素利用效率的指标之一。科研人员通过田间试验探究不同施氮水平对油菜苗期叶片光合速率及光合氮利用效率的影响,为提高油菜氮素利用效率提供理论依据。试验设3个施氮水平,分别为0、 180、360kg/hm2,用N0、N180、N360表示,其他条件相同且适宜,结果如下表。
施氮 水平 | 单位叶面积含氮量 (g/m2) | 叶绿素含量(mmol/m2) | 净光合速率[CO2umol/(m2•s)] | 氮素的分配比例 | 光合氮利用效率 [CO2umol/(g•s),N] | |
光合组分(%) | 非光合组分(%) | |||||
N0 | 1.31 | 0.73 | 13.2 | 589 | 42 | 10.07 |
N180 | 3.34 | 1.15 | 20.8 | 41 | 59 | 6.22 |
N360 | 3.37 | 1.15 | 20.6 | 38 | 62 | 6.11 |
(1)氮元素进入油菜植物后主要参与了__________________________等大分子物质的合成。在上述实验中要提取叶绿素使用的溶剂不能用蒸馏水,原因是_________________________,如果要分析叶绿素含量多少可以通过__________________________进行分离。
(2)从据表分析,还发现施加一定范围的氮素后叶肉细胞净光合速率升高、光合氮利用效率下降的可能原因是_________________________________。
(3)油菜花期植物对氮素的利用率不同于苗期,若欲通过实验进一步探究油菜花期施氮水平在210 kg/hm2条件下,净光合作用速率达到最大时的最小光照强度,请你写出实验思路。_____________________________
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