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16.苎麻俗称“中国草”,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,颇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,其场所分别是细胞核和细胞质.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降低化学反应的活化能.
(2)如图表示在适宜的光照、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来源是自身呼吸作用产生.
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,科研人员利用基因工程对苎麻进行了改良,其基本流程如下图.请分析回答下列问题:

①构建重组质粒时,需要用到限制酶和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.
②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.

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,转录主要发生在细胞核,翻译发生在细胞质中的核糖体上.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.
②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.
故答案为:
(1)细胞核   细胞质   降低化学反应的活化能
(2)①C3的还原    呼吸
②40    自身呼吸作用产生
③不能     该植株24h内净积累的有机物为0
(3)①限制酶和DNA连接    ②
②植物组织培养     全能

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.

练习册系列答案
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4.植物鹅掌花喜温暖湿润的半阴环境,忌强光照射.图1表示夏季时鹅掌花在不同遮光 处理条件下净光合速率的日变化曲线.请分析并回答:
(1)适当遮光,叶绿素含量会增加,叶片对蓝紫光光的吸收能力将显著增强.
(2)曲线ab段叶肉细胞内能合成[H]的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体; 曲线cd段,植物体内有机物总量的变化情况是增加.
(3)M 点时,对红掌体内所有能进行光合作用的细胞来说,叶绿体消耗的CO2量大于(填“大于”“等于”或“小于”)细胞呼吸产生的CO2量.
(4)若将植物突然转移到高温、强光照、干燥的环境中,此时叶肉细胞内C3物质含量的变化是减少.30%遮光处理避免了强光照和过高温度对植株的不利影响,与曲线Ⅱ相比,曲线Ⅰ未明显出现“午休”现象的原因是强光照和过高温度鹅掌花不遮光会造成气孔关闭,出现“午休”现象,而遮光可以有效避免这些损害.
(5)6:30 左右,在不遮光的条件下适当增加该植物周围的CO2浓度,光合速率的变化情况基本不 变,原因是光照强度较弱.
(6)要探究最适于鹅掌花光合的遮光程度,需设计一系列以遮光度为自变量的装置;为了摸索实验合理的自变量取值范围,先要进行预实验.
(7)理论上有多种方法可用来测定植物的光合作用速率.在光照适宜、温度恒定的条件下,用图2的实验装置测量一小时内密闭容器中CO2的变化量绘成曲线如图3.该绿色植物前30分钟实际光合作用的平均速率为
64ppm/min.

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