题目内容
【题目】转基因抗虫棉是将从苏云金芽孢杆菌中分离出来的Bt毒蛋白基因转入植物细胞培育获得,回答下列相关问题。
(1)从苏云金芽孢杄菌获得Bt毒蛋白基因后,可通过PCR技术进行扩增,该过程需要有________作为引物,该技术中所用的酶是________。
(2)将Bt毒蛋白基因导入植物细胞常用________法,该方法中需将Bt基因插入到Ti质粒的________上,其原因是________________________。
(3)检测Bt毒蛋白基因是否导入植物细胞,可以用________________________________作为探针进行检测,导入成功的标志是________________________________。将含有Bt毒蛋白基因的植物细胞培育成抗虫植株需通过________技术。
【答案】一段已知Bt毒蛋白基因的核苷酸序列 Taq酶(或热稳定DNA聚合酶) 农杆菌转化 T-DNA T-DNA可携带目的基因进入受体细胞,并整合到受体细胞的染色体DNA上 放射性同位素标记的Bt毒蛋白基因的一条链 显示出杂交带 植物组织培养
【解析】
基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取方法有:从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
(1)PCR技术中所用的酶为耐高温的热稳定DNA聚合酶,即Taq酶,PCR技术扩增目的基因首先要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成引物。
(2)将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法,该方法中,需将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上,利用T-DNA的转移作用,将目的基因携带进入受体细胞,并将目的基因整合到受体细胞染色体的DNA上。
(3)检测目的基因是否导入受体细胞,用DNA分子杂交技术,该方法需用放射性同位素标记的Bt毒蛋白基因的一条链作为探针,若显示杂交带,则说明受体细胞中含有目的基因,导入成功。将含有目的基因的植物细胞培育成转基因植株需通过植物组织培养技术。
【题目】党参的根具有重要的药用价值。合理密植可提高经济效益,生物学“最后产量恒值法则”,即种植密度达到一定值后,单位面积的植株(根、茎、叶等)干物质总量是恒定的。为了探索党参的最佳种植密度,研究者测定了四种种植密度(M1<M2<M3<M4)条件下党参植株叶肉细胞的胞间CO2浓度、净光合速率和单位面积根的千重,结果如表所示。回答下列问题。
密度 | 胞间CO2浓度(mgL-1) | 净光合速率(molm-2s-1) | 根的干重(mg/m2) |
M1 | 262 | 12.78 | 215.29 |
M2 | 273 | 10.58 | 410.64 |
M3 | 279 | 9.89 | 541.31 |
M4 | 296 | 7.68 | 643.36 |
(1)据表分析,党参高密度种植时影响其光合速率的主要环境因素是____(填“光照强度”或“CO2浓度”)。
(2)随着种植密度增加,胞间CO2浓度上升,而净光合速率下降,从光合作用过程分析,原因是_________________________。
(3)根据最后产量恒值法则并结合党参根的干重数据的变化,推测随着种植密度增加,单位面积根的干重也增加的原因是_____________________。
【题目】阅读下面材料,完成(1)-(4)题。
《Science》发表的这项新发现会导致教科书重写吗?
据报道,研究人员发现了一种新型的光合作用——利用近红外光进行的光合作用,研究成果于2018年6月在《科学》杂志网站发表。
地球上绝大多数的放氧光合生物在光合作用过程中利用的都是可见光,但这种新类型光合作用利用的是近红外光,它们广泛存在于蓝(藻)细菌(cyanobacteria,blue-green algae)中。研究人员在澳大利亚赫伦岛海滩岩表面之下几毫米处发现了含有叶绿素f的蓝(藻)细菌,它们在缺少可见光的条件下也可以借助近红外光生长。
常见的光合作用利用来自红光的能量驱动。这一特征存在于我们已知的所有植物、藻类中,因此人们认为红光的能量为光合作用设定了“红色极限”。
然而,当一些蓝(藻)细菌在近红外光下生长时,常见的工作系统关闭了,取而代之的是叶绿素f(chlorophyll-f)的系统。在此研究成果公布之前,人们一直认为植物中叶绿素f只起捕获光能的作用。新的研究表明,在荫蔽或者光线较暗的条件下,叶绿素f在光合作用中起着关键作用,利用低能量的近红外光来进行复杂的化学反应,这就是“超越红色极限”的光合作用。在新的光合作用工作系统中,通常被称为“辅助色素”的叶绿素f,实际上是在执行关键的化学步骤,而不是教科书中所描述的发挥辅助作用。
研究人员彼得·伯林森评价:这是光合作用的一个重要发现,它突破了我们对生命的理解,比尔·卢瑟福教授和英国伦敦帝国理工学院的研究团队应该得到祝贺,因为他们揭示了光合作用基础过程的一个新途径。
这一发现改变了我们对光合作用基本机制的认识,教科书中的相关内容应该重写;它扩大了我们寻找外星生命存在的范围,并为培育更有效利用光能的作物新品种提供了参考。
(1)将你学过的光合作用知识与本文中介绍的新知识进行比较,将不同之处填入下表。
叶绿素种类 | 相应功能 | |
教材知识 | ____________________ | ____________________ |
本文知识 | ____________________ | ____________________ |
(2)请解释上述材料中“红色极限”的含义:____________________________。
(3)本项研究最重要的发现是_______
A. 存在一种新的叶绿素——叶绿素f
B. 具有叶绿素f的生物中没有其它叶绿素
C. 叶绿素f具有吸收近红外光的作用
D. 叶绿素f在光合作用中起到辅助作用
E. 叶绿素f可作为关键色素转换光能
(4)请结合本文撰写一段文字,作为教科书中介绍叶绿素的内容。_________________(120字以内)