Question

4．苎麻俗称“中国草”，大竹县被誉为“中国苎麻之乡”．苎麻纤维所制纺织品具有挺括凉爽、易洗快干、牢固舒适等特点，受国内外消费者青睐．

（1）苎麻的葡糖基转移酶基因（GT-like）指导合成β-葡糖基转移酶的过程包括转录和翻译两个基本阶段．β-葡糖基转移酶能催化纤维素合成，该酶能提高反应速率的机理是酶能显著降低有关化学反应的活化能．
（2）如图1表示在适宜的光照、CO₂浓度等条件下，苎麻在不同温度条件下的净光合作用速率和呼吸作用速率曲线．
①光合作用的光反应阶段产生的[H]和ATP用于暗反应中的C₃的还原（或三碳化合物的还原，或CO₂的还原）过程．光合作用和呼吸作用都受温度的影响，其中与呼吸作用有关的酶的最适温度更高．
②光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是40℃．在温度为40℃的条件下，该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的CO₂来源是由线粒体移向叶绿体（自身呼吸产生的）和从细胞外（外界环境吸收）吸收的．
③若温度保持在20℃的条件下，长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该苎麻能否正常生长？不能，原因是该植株24h内净积累的有机物为0．
（3）为解决苎麻纤维颜色单一和提高苎麻品质，市农科所的科研人员利用基因工程对苎麻进行了改良，其基本流程如图2所示．请分析回答下列问题：
①构成质粒的基本组成单位是脱氧核苷酸．
②构建重组质粒时，需要用到限制性核酸内切酶（或限制酶）、DNA连接酶，质粒的③端会和切出的目的基因的②端（填①或②）相连接．
③苎麻茎尖细胞通过植物组织培养（填生物技术名称）获得完整植株的过程，有力地证明了即使高度分化的细胞仍具有全能性．
④若把植株A自交，获得的子代中能产生蓝色纤维素的植株所占比例为$\frac{3}{4}$．

Answer 1

分析 分析曲线图：实线代表净光合作用速率曲线，虚线代表呼吸作用速率曲线．与光作用有关的酶的最适温度约为30℃，而与呼吸作用有关的酶的最适温度约为40℃．
分析题图：①④是用BamHI酶切割的，产生的黏性末端相同；②③也是用SamI酶切割的，产生的黏性末端也相同．DNA连接酶能将相同的黏性末端连接起来．所以形成重组质粒时，①和④连接，②和③连接．

解答 解：（1）β-葡糖基转移酶是蛋白质，基因控制蛋白质合成包括转录和翻译两个基本阶段．酶能降低化学反应所需的活化能，从而提高化学反应速率．
（2）实线代表净光合作用速率曲线，虚线代表呼吸作用速率曲线．
①光合作用光反应阶段产生的[H]和ATP，用于暗反应中三碳化合物的还原的过程．温度通过影响酶的活性来影响光合作用和呼吸作用速率，由图可知：与光作用有关的酶的最适温度约为30℃，而与呼吸作用有关的酶的最适温度约为40℃，可见，与呼吸作用有关的酶的最适温度更高．
②净光合速率=真光合速率-呼吸速率，当光合速率与呼吸速率相等时，净光合速率为零，对应的温度是40℃．在温度为40℃的条件下，苎麻的呼吸速率与光合速率相等，说明苎麻叶肉细胞的呼吸速率小于光合速率，所以该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的CO₂除来自自身呼吸产生外，还来自外界环境．
③植物一昼夜有机物的积累量大于零时，植物才能生长．温度保持在20℃的条件下，植物白天的净光合速率为2，晚上呼吸速率也为2，则一昼夜有机物的积累量=12×2-12×2=0，所以长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该苎麻将不能正常生长．
（3）①质粒是双链环状DNA分子，其基本组成单位是脱氧核苷酸．
②构建重组质粒时，先要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和质粒，再用DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒．DNA连接酶能将相同的黏性末端连接起来，所以质粒的③端会和切出的目的基因的②端相连接．
③采用植物组织培养技术能将苎麻茎尖细胞培养成完整植株，这也有力地证明了高度分化的细胞仍具有全能性．
④植株A是导入目的基因的杂合子，根据基因分离定律，其自交后代中能产生蓝色纤维素的植株所占比例为$\frac{3}{4}$．
故答案：
（1）转录和翻译       酶能显著降低有关化学反应的活化能
（2）①C₃的还原（或三碳化合物的还原，或CO₂的还原）     呼吸
②40     由线粒体移向叶绿体（自身呼吸产生的）和从细胞外（外界环境吸收）吸收的
③不能       该植株24h内净积累的有机物为0
（3）①脱氧核苷酸    ②限制性核酸内切酶（或限制酶）、DNA连接    ②
③植物组织培养     全能                ④$\frac{3}{4}$

点评 本题考查光合作用和呼吸作用的综合应用、基因工程及基因分离定律的相关知识，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点的能力；分析曲线图获取有效信息的能力；能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论．