拟南芥由于其植株小、结实多、生命周期短、基因组简单、遗传操作简便,近四十年来由田野里不起眼的小草成为植物研究领域最耀眼的明星。如图甲、乙是拟南芥光合作用和细胞呼吸过程示意图。Ⅰ~Ⅶ代表物质,①~③代表过程。据图回答下列问题:
(1)甲图中的H2O、CO2消耗的场所分别是 、 。乙图中CO2产生于第 阶段(填图中序号)。
(2)与马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢相比,乙图特有的步骤是 (填序号),马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢产物是 。
(3)研究者用仪器检测拟南芥叶片在光-暗转换条件下CO2吸收量的变化,每2s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。
①图中显示,拟南芥叶片在照光条件下,CO2吸收量集中在0.2~0.6μmol•m-2•s-1范围内,在300s时CO2
达到2.2μmol•m-2•s-1。由此得出,叶片的真正光合速率大约是 μmol CO2•m-2•s-1。
②为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自叶绿体中的五碳化合物,可利用 技术进行探究。
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拟南芥由于其植株小、结实多、生命周期短、基因组简单、遗传操作简便,近四十年来由田野里不起眼的小草成为植物研究领域最耀眼的明星。如图甲、乙是拟南芥光合作用和细胞呼吸过程示意图。Ⅰ~Ⅶ代表物质,①~③代表过程。据图回答下列问题:
(1)甲图中的H2O、CO2消耗的场所分别是 、 。乙图中CO2产生于第 阶段(填图中序号)。
(2)与马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢相比,乙图特有的步骤是 (填序号),马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢产物是 。
(3)研究者用仪器检测拟南芥叶片在光-暗转换条件下CO2吸收量的变化,每2s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。
①图中显示,拟南芥叶片在照光条件下,CO2吸收量集中在0.2~0.6μmol•m-2•s-1范围内,在300s时CO2
达到2.2μmol•m-2•s-1。由此得出,叶片的真正光合速率大约是 μmol CO2•m-2•s-1。
②为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自叶绿体中的五碳化合物,可利用 技术进行探究。
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拟南芥由于植株小、结实多、生命周期短、遗传操作简便,近四十年来由田野里不起眼的小草成为植物研究领域最耀眼的明星。如图甲、乙是拟南芥光合作用和细胞呼吸过程示意图。Ⅰ~Ⅶ代表物质,①~③代表过程。据图回答下列问题:
(1)甲图中的H2O、CO2消耗的场所分别是 、 。乙图中CO2产生于第 阶段(填图中序号)。
(2)与马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢相比,乙图特有的步骤是 (填序号),马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢产物是 。
(3)研究者用仪器检测拟南芥叶片在光-暗转换条件下CO2吸收量的变化,每2s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。
①图中显示,拟南芥叶片在照光条件下,CO2吸收量集中在0.2~0.6μmol•m-2•s-1范围内,在300s时CO2
量达到2.2μmol•m-2•s-1。由此得出,叶片的真正光合速率大约是 μmol CO2•m-2•s-1。
②为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自叶绿体中的五碳化合物,可利用 技术进行探究。
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拟南芥为十字花科、自花授粉的植物,由于其具有基因组小、繁殖快等特点,成为遗传学研究的首选材料。研究者发现在野生型拟南芥中出现一株花期明显提前的植株并命名为“早花”,为研究其早花性状,研究者做了以下实验。
(1)研究者将该“早花”与野生型的杂交,子代表现型统计如下表所示,据实验结果可判断该早花性状的产生属于____________变异且“早花”为_____性状。
(2)来自拟南芥突变体库中的一个隐性突变体A3(aa)表现型与此“早花”极为相似(该“早花”突变基因用B/b表示)。
①已知A3的突变基因a位于2号染色体上(如图1所示),该“早花”基因B/b在染色体上的定位有几种情况?请试着在图2中标注出纯合品系中基因A/a和B/b的可能位置关系。
______
②为判断基因A/a与基因B/b的位置关系,研究者用_____________杂交,若子一代表现为____________ ,则A3的突变基因a与该“早花”的突变基因互为等位基因,由此推测该“早花”性状由基因A突变所致。若为乙中突变,则子一代表现为____________ ,则A3的突变基因a与该“早花”的突变基因在遗传过程中一定遵循的是___________定律。
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拟南芥为十字花科、自花授粉的植物,由于其具有基因组小、繁殖快等特点,成为遗传学研究的首选材料。研究者发现在野生型拟南芥中出现一株花期明显提前的植株并命名为“早花”,为研究其早花性状,研究者做了以下实验。
(1)为判断该“早花”是否发生了可遗传变异,最简便的验证方法是________,若后代中出现早花性状,可判断早花性状属于可遗传变异 。研究者将该“早花”与野生型的杂交子代表现型统计如下表所示,该“早花”为_____性状。
(2)来自突变体库中的一个隐性突变体A3(aa)表现型与此“早花”极为相似(该“早花”突变基因用B/b表示)。
①已知A3的突变基因a位于2号染色体上(如图1所示),该“早花”基因B/b在染色体上的定位有几种情况?请试着在图2中标注出基因A/a和B/b的可能位置关系。______
② 为判断基因A/a与基因B/b的位置关系,研究者用A3与该“早花”杂交,子一代表现型均为____________ ,则 A3的突变基因a与该“早花”的突变基因互为等位基因,由此推测该“早花”性状由基因A突变所致。
③ 为验证上述推测是否正确,研究者将A基因与质粒经__________________酶处理构建基因表达载体分别转入到A3和该“早花”突变体中,转基因株系均__________________,说明b基因由基因A突变所致,使植株出现早花性状。
(3)为探究早花性状产生的分子机制,研究者分别提取A3、该“早花”和野生型的mRNA,经过______形成cDNA,利用_____技术在体外特异性扩增A基因,对扩增结果进行电泳。结果如下图所示,推测“早花”性状产生的原因是___________________。
注:图中ACTIN基因在活细胞中均表达且表达量相近。
(4)综合上述实验结果,分析推测基因A的功能为________________________。
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矮牵牛植株再生容易,是进行遗传转化研究植物花色变化的模式植物。为符合大众的审美需要改良矮牵牛的花色性状,成为扩大矮牵牛产业规模的必然途径。矮牵牛的花色基因工程中,常用农杆菌介导技术进行操作。
(1)培育“转基因矮牵牛”的基因工程操作四步曲中,其核心是____________________,该过程用到的工具酶有______________________________。
(2)Ti质粒是独立于农杆菌__________外的,能够自主__________的环状DNA分子。当植物体受损时,伤口处的细胞会分泌大量的__________化合物,吸引农杆菌移向这些细胞。
(3)在矮牵牛的花色基因工程操作中将____________________基因转移至T-DNA,然后在一定条件下将外植体在含____________________的培养基上培养,此时修饰的T-DNA可以传入植物细胞,并整合到____________________中。
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拟南芥是路边常见的一种小草(如图所示),从种子萌发到开花结果大约需要40天,自花传粉,其基因组是目前已知植物基因组中最小的,用理化因素处理后突变率高,容易获得代谢功能缺陷型。拟南芥作为遗传学实验材料的优点不包括
A.染色体数目少,有利于基因克隆和突变体库的建立
B.植株个体较小,便于杂交实验的操作
C.生命周期很短,子代数量多
D.自花传粉,野生型基因高度纯合
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科研人员研究了周期节律对拟南芥光合作用的影响。
(1)科研人员使用化学诱变剂处理野生型拟南芥,诱导拟南芥发生基因突变,筛选得到周期节律改变的纯合突变体Z和T,在正常光照下条件下测定突变体和野生型植株的气孔导度(气孔开放程度),得到图1所示结果。据图可知,突变体Z的周期节律比野生型________,(填“短”、“长”)突变体T的周期节律则__________。(填“变短”、“变长”)
(2)研究者推测植物生物钟周期与环境昼夜周期可能共同影响光合作用。
①科研人员检测了野生型拟南芥在T20(光照和黑暗各10h)、T24(光照和黑暗各12h)和T28(光照和黑暗各14h)条件下叶片的叶绿素含量,图2结果表明植物生物钟周期长于或短于环境周期均导致拟南芥叶片叶绿素含量____________。
②科研人员为探究植物生物钟周期与环境昼夜周期之间匹配程度是否通过影响叶绿素含量而影响光合作用,继续进行了图3所示的实验。该实验方案有不足之处,请写出对该实验的改进措施:____________________________________________________________________。
(3)CO2浓度是影响光合作用的重要因素。研究人员发现,与野生型拟南芥相比,节律异常突变体C在 T24光照条件下碳固定量仅为前者一半。据图4和图5所示研究结果推测,突变体C碳固定量低的原因可能是生物节律异常使植物短期持续光照条件下____________较小,从而减小了CO2吸收量,从而导致较低的碳固定量。
(4)植物具有“周期共鸣”的特点,即植物内在的生物节律与外界昼夜的时间变化(正常昼夜周期为24小时)相互匹配。研究人员发现两者的完全“周期共鸣”可使拟南芥在35天内的干重增加明显高于其他“周期共鸣”匹配不完全的处理组。综合上述研究,请阐述“周期共鸣”对光合作用起调节作用的机制:①______________________________________;②_____________________________________。
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生长素(IAA)对植物根系生长具有重要作用。为探讨IAA作用机制,科研人员做了如下研究。
(1)用浓度为0.1mg/L的IAA处理拟南芥植株,并检测拟南芥植株中一系列基因的表达量,其中V蛋白基因表达量结果如图1。
由图得知V蛋白基因表达量___________,推测V蛋白可能参与IAA作用过程。
(2)已有研究表明,V蛋白需要与其它蛋白质结合发挥作用。科研人员为了寻找细胞中与 V蛋白相互作用的蛋白质,通过图2所示体系(YN、YC两种蛋白结合后可发出荧光), 利用相关蛋白的基因构建表达载体并导入拟南芥原生质体,实验处理如表1。
①___________ ②___________ ③___________ ④___________
利用此方法选出了与V蛋白相互作用的R蛋白,V蛋白将R蛋白运输并定位在细胞膜上,从而使R蛋白接受胞外信号,利于主根的生长。
(3)科研人员用浓度为0.1mg/L的 IAA处理拟南芥的野生型植株和V蛋白功能缺失的突变体植株,测量主根长度,结果如图3。
结果表明,此浓度的IAA对主根伸长有_________作用,且对_________植株的作用更显著。
(4)综合上述实验,请解释在浓度为0.1mg/L 的IAA作用下野生型拟南芥出现图3结果的原因是___________。
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研究植物激素作用机制常使用突变体作为实验材料,通过化学方法处理萌动的拟南芥种子可获得大量突变体。若诱变后某植株出现一个新形状,可通过 交判断该形状是否可以遗传,如果子代仍出现该突变性状,则说明该植株可能携带 性突变基因,根据子代 ,可判断该突变是否为单基因突变。
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独脚金内酯是近年新发现的一类植物激素。为了研究独脚金内酯类似物GR24对侧枝长发育的影响,科研人员用GR24处理拟南芥的野生型和突变型植株,结果如图1。下列相关叙述错误的是
A. 独脚金内酯是植物生命活动起调节作用的微量有机物
B. 由图结果可知,GR24的生理作用是抑制植株侧枝的产生
C. 由图结果可知,GR24对突变体植株的作用没有体现两重性作用
D. 由图结果可知,野生型植株可能出现了独脚金内酯信息传递的缺陷
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