题目内容

1.干旱、除草剂等因素都会影响农作物产量,科学家们对此进行了研究.
(1)研究发现,多数抗旱作物会产生一种代谢产物,调节根部细胞液的渗透压,此代谢产物在叶肉细胞中却很难找到,根本原因是基因选择性表达.
(2)图为用探针检验某一抗旱植物基因型的原理,相关基因用R和r表示.若被检植物发生A现象,不发生B、C现象,则被检植物的基因型为RR.图中用PCR技术扩增R或r基因时,需要用引物寻找抗旱基因的位置.

(3)EPSPS是叶绿体中的一种酶,能催化芳香族氨基酸合成;草甘膦是一种除草剂,它能竞争性抑制EPSPS的作用,破坏叶绿体结构,使植物死亡,原因是氨基酸合成受阻直接影响蛋白质合成.
(4)研究人员利用如图所示方法成功培育出抗草甘膦大豆,据图分析

要测定EPSPS基因是否整合到大豆的某一染色体上,可用DNA分子杂交方法,或直接测定该染色体DNA的碱基(脱氧核苷酸)排列顺序(序列).上述过程③需将胚尖首先放入含农杆菌的侵染液中处理,然后再转入到含草甘膦的培养基中筛选出抗性芽,再经④过程形成抗草甘膦的大豆植株.

分析 1、细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程.细胞分化的实质:基因的选择性表达.
2、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

解答 解:(1)根部细胞和叶肉细胞都是由受精卵发育而来,但所含代谢产物不同,这是由于细胞发生了分化,而细胞分化的实质是基因的选择性表达.
(2)被检植物发生A现象,不发生B、C现象,即r探针没有形成杂交环,所以被检植物的基因型为RR.用PCR技术扩增R或r基因时,需要用引物寻找抗旱基因的位置.
(3)EPSPS能催化芳香族氨基酸合成,而草甘膦能竞争性抑制EPSPS的作用,影响芳香族氨基酸的合成,从而接影响蛋白质的合成,破坏叶绿体结构,使植物死亡.
(4)检测目的基因是否整合到受体细胞的染色体上,可采用DNA分子杂交技术,或直接测定该染色体DNA的碱基排列顺序.过程③属于将目的基因导入受体细胞,常用农杆菌转化法,所以要将胚尖首先放入含农杆菌的侵染液中处理,然后再转入到含草甘膦的培养基中筛选出抗性芽,再经④植物组织培养过程形成抗草甘膦的大豆植株.
故答案为:
(1)基因选择性表达
(2)RR     引物
(3)氨基酸合成受阻直接影响蛋白质合成
(4)DNA分子杂交    碱基(脱氧核苷酸)排列顺序(序列)   农杆菌     草甘膦

点评 本题考查细胞分化、基因工程等知识,要求考生识记细胞分化的概念,掌握细胞分化的实质;识记基因工程的原理及操作步骤,掌握各操作步骤中需要注意的细节问题,能结合所学的知识准确答题.

练习册系列答案
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16.科学家尝试使用Cre/loxP位点特异性重组系统,在检测目的基因导入成功后,删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因.其技术过程如下(图中的■代表基因前的启动子),据图回答:
(1)loxP是一种只有34个碱基对构成的小型DNA片段,是有两个13个碱基对反向重复序列和中间间隔的8个碱基对序列共同组成,自身不会表达,插入质粒后也不影响原有基因的表达,其碱基序列如下:

Cre酶能特异性地识别此序列并在箭头处切开loxP,其功能类似于基因工程中的限制酶.从遗传学角度分析,Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的基因重组.
(2)将重组质粒导入到植物细胞中最常用的方法是农杆菌转化法.作为标记基因,抗除草剂基因用于检测目的基因是否导入成功的原因是抗除草剂基因和目的基因在同一个质粒上.
(3)经检测成功后,抗除草剂基因已没有用途,继续留在植物体内可能会造成的安全问题是抗除草剂基因可能转移到杂草中.经Cre酶处理后,质粒中的两个loxP序列分别被切开后,可得到如上图右侧的这两个DNA分子.由于抗除草剂基因前没有了启动子的原因,抗除草剂基因不再表达,之后会在培养过程中消失.
(4)loxP序列是有方向性的.如果经Cre酶处理后,发现抗除草剂基因反向连接在质粒一上,则原来质粒一中这两个loxP序列的方向是C.
A.两个都是正向       B.两个都是反向
C.一个正向一个反向   D.与方向无关.
13.下表是一森林生态系统的能量流动情况调查结果,表中的A、B、C表示生产者、消费者、分解者,Pg表示生物同化作用固定能量的总量,Pn表示生物体贮存的能量(Pn=Pg-R),R表示生物呼吸消耗的能量.下图是该森林在遭受大火完全烧毁前后(b点为发生火灾的时间),草本、灌木和乔木植物体内贮存的能量变化示意图.
单位:102千焦/m2/年
PgPnR
A157.865.092.8
B870.7369.4501.3
C211.520.1191.4
(1)据表分析回答:
①能量流动是从A、B、C中哪个成分开始的?B为什么?B所含能量最多,是生产者.
②从能量输入和输出角度看,这个生态系统仍处于逐渐发展壮大之中,判断的依据是什么?该生态系统输入的总能量大于所有生物消耗能量之和或答Pg(生产者的)>R(所有生物的呼吸消耗).
(2)据图分析回答:
①a~b段,三类植物在群落中的斑块镶嵌分布,形成了群落的水平结构.
②b~d段,显示火灾后植物群落的演替情况,其演替的过程是先出现草本植物群落,再出现灌木群落,最后出现乔木群落(草本植物群落→灌木群落→乔木群落).该演替类型属于次生演替.
③在整个演替过程中,生产者固定的太阳能总量的变化趋势是逐渐增大直至稳定,各种群的种群数量一般呈S型增长.
④演替到相对稳定状态时的群落类型,由气候、土壤(写出二种影响因素)等环境条件决定.

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