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【题目】小球藻是一种单细胞的绿藻,它是生物实验室中一种重要的实验植物。美国科学家卡尔文等用小球藻作实验材料,发现了有关植物光合作用的“卡尔文循环”,卡尔文因此获得了1961年诺贝尔化学奖。如图为卡尔文循环反应示意图。回答下列问题:


1)由图可知,卡尔文循环可分为三个阶段:CO2的摄取期(羧化阶段)、碳还原期和RuBP再生期,结合所学的知识分析,其中属于暗反应中CO2的固定阶段的是图中的CO2的摄取期,这一步反应的意义是把原本并不活泼的___________分子活化;属于暗反应中C3的还原阶段的是图中的___________,该阶段所需的ATPNADPH来自___________

2)如图是研究人员通过实验得出的温度对草莓光合作用的影响(以测定的放氧速率为指标)。据图分析回答:


①由图可知,适合草莓生长的最适温度是___________。该温度___________(填“是”或“不是”或“不一定是”)草莓光合作用的最适温度,原因是______________________

②实验测得,40℃培养条件下草莓叶肉细胞间隙的CO2浓度高于35℃培养条件下,分析主要原因是___________

【答案】二氧化碳 碳还原期和RuBP再生期 光反应 35 不一定是 因为实际光合速率=净光合速率+呼吸速率。35℃条件下净光合速率最大,但没有测定该温度下的呼吸速率,所以无法确定实际(真正)光合速率的大小,也就不能确定是否是光合作用最适温度 40℃培养条件下,放氧速率降低,草莓净光合速率减小叶肉细胞对CO2的利用(吸收)速率减小,导致40℃培养条件下草莓叶肉细胞间隙的CO2浓度高于35℃培养条件下

【解析】

由图可知,卡尔文循环可分为三个阶段:CO2的摄取期(羧化阶段)、碳还原期和RuBP再生期。卡尔文循环或暗反应的进行需要光反应提供的ATPNADPH

1)二氧化碳的固定过程是为了将原本不活泼的二氧化碳分子活化;属于暗反应中C3的还原阶段的是图中的碳还原期和RuBP再生期,该阶段所需的ATPNADPH来自光反应。
2)图示纵坐标为净光合作用速率;
最适草莓生长温度为35℃左右,这时放氧速率最大;该温度不一定是草莓光合作用的最适温度,因为实际光合速率=净光合速率+呼吸速率。35℃条件下净光合速率最大,但没有测定该温度下的呼吸速率,所以无法确定实际(真正)光合速率的大小,也就不能确定是否是光合作用最适温度。
②40℃培养条件下,放养速率降低,光合作用减弱,对细胞间隙CO2利用减弱,故其细胞间隙CO2浓度高于35℃培养条件。

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【题目】普通小麦为六倍体,染色体的组成为AABBDD=42。普通小麦的近缘物种有野生一粒小麦(AA)、提莫菲维小麦(AAGG)和黑麦(RR)等,其中A、B、D、G、R分别表示一个含7条染色体的染色体组。黑麦与普通小麦染色体组具有部分同源关系。研究人员经常采用杂交育种的方法来改善小麦品质。

(1)野生一粒小麦含抗条锈病基因和抗白粉病基因,普通小麦无相应的等位基因,改良普通小麦通常采用如下操作:将纯合野生一粒小麦与普通小麦进行杂交获得F1,然后再___________获得F2。若两个基因独立遗传,则在F2中同时具有抗条锈病和抗白粉病的个体最可能占_______________

(2)野生提莫菲维小麦(AAGG)含抗叶斑病基因(位于G组染色体上),可以通过如下方案改良普通小麦:

①杂种F1染色体的组成为_______________

②F1产生的配子中,理论上所有配子都含有_______________组染色体。

③检测发现F2中G组染色体的抗病基因转移到了A组染色体上,原因是60Co射线照射F1导致细胞内发生___________________________变化,F2与普通小麦杂交选育F3,F3自交多代选育抗叶锈病普通小麦新品种(AABBDD)。

(3)利用黑麦(RR)采取与(2)相同的操作改良普通小麦时,培育出了多个具有黑麦优良性状的普通小麦改良品种(AABBDD),而且自交多代稳定遗传。为研究相关机制,科研人员利用黑麦R组第6号、7号、3号染色体和普通小麦特异性引物扩增,相关结果如下:

图1R组的6号染色体特异引物pSc119.1扩增结果

注:M:标准物;1:黑麦;2:普通小麦;3:R组6号染色体;4~15:待测新品系。

图2R组的7号染色体特异引物CGG26扩增结果

注:M:标准物;1:黑麦的7号染色体;2:普通小麦;3~8:待测新品系。

图3R组的3号染色体特异引物SCM206扩增结果

注:M:标准物;1:黑麦的3号染色体;2:普通小麦;3~7:待测新品系。

在上述检测中R组6号染色体的750bp条带,R组7号染色体的150bp条带,R组3号染色体的198bp条带对应的品种具有不同的优良抗病性状。其中__________号品系具有全部抗病性状。

(4)研究人员通过光学显微镜观察普通小麦改良品种染色体,观察有丝分裂中期染色体的_____________,观察减数分裂染色体的_______________行为,可以从细胞学角度判断新品系是否稳定遗传。

(5)进一步利用不同荧光素标记的探针检测小麦和黑麦染色体片段,可知普通小麦改良品种染色体中含有R组染色体片段。由于R组染色体中有普通小麦染色体的同源区段,因此普通小麦改良品种在进行减数分裂时_____________,从而使其细胞中染色体更加稳定,该研究也为小麦品种改良提供新思路。

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