圆褐固氮菌是自生固氮菌,为经济有效地提高农作物产量,人们一直在努力研究、寻找固氮基因。对基因的研究常常因研究样品中DNA含量太低而难以进行,PCR技术有效地解决了这个问题。如今对基因的深入研究使人类跨入了蛋白组研究时代,从复杂的细胞混合物中提取、分离高纯度的蛋白质是该研究要做的基本工作之一。
(1)某同学在做微生物实验时,不小心把圆褐固氮菌样品和酵母菌样品混在一起,已知青霉素会影响固氮菌的生长繁殖,但不影响真菌的生长繁殖。请填空完成分离这两种菌的主要实验步骤:
①分别配置 的培养基和 的培养基,分别分成两份,依次标上A、a、B、b备用;
②分别向A、B培养基接种 ;
③把接种后的培养基放在恒温箱中3d—4d;
④从A、B培养基上生长的 中挑取生长良好的菌株,分别接种到 中;
⑤ 。
(2)用基因工程技术从经过分离、提纯的圆褐固氮菌中获取固氮基因,然后进行PCR扩增。下列表1和表2分别表示用PCR扩增固氮基因的反应体系及反应条件。
| PCR反应体系 | 50ul |
| 缓冲液 | 5ul |
| 脱氧核苷酸 | 1ul |
| 引物A | 0.5ul |
| 引物B | 0.5ul |
| DNA聚合酶 | 0.5U |
| 模板DNA | 1-2ul |
| 加去离子水补足至50 ul | |
| 反应条件 | ||
| 温度 | 时间 | |
| 变 性 | 95℃ | 30s |
| 复 性 | 55℃ | 30s |
| 延 伸 | 72℃ | 1min |
| 30个循环后 | 适宜 | 5-10min |
| 保 温 | 4℃ | 2h |
①从上表中可得出,PCR技术与DNA复制相比较,主要区别之一是 。
此外,从反应条件看,所使用的DNA聚合酶应具有__________的特点。每次循环都需要2种引物的主要原因是_______________ ________________。
②下图为第1轮循环产生的产物。请绘出以a链和b链为模板经PCR扩增的产物。
![]()
(3)在对固氮基因产物的生产研究中,需要从复杂的细胞混合物中提取、分离高纯度的蛋白质。下图表示蛋白质提取和分离实验涉及的相关原理。
①图甲表示相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶色谱法分离的过程。试管中收集到的液体最先出现的是相对分子质量较大的蛋白质,原因是 。
②图乙所示实验模拟电泳现象,U型管左侧的颜色逐渐变深,原因是 。
![]()
植物生命活动调节的基本形成是激素调节,下面是有关植物激素的知识及实验研究,请根据有关信息分别回答下列问题:
(1)植物激素对植物的生长发育产生显著调节作用,植物的生长发育是由多种激素相互协调、共同调节的。下表是植物不同部位各种激素的相对浓度,请分析回答:
| 部位 | 激素的相对浓度 | |||
| 生长素 | 赤霉素 | 细胞分裂素 | 脱落素 | |
| 茎尖 | +++ | +++ | +++ | — |
| 幼叶 | +++ | +++ | — | — |
| 伸长茎 | ++ | ++ | — | — |
| 侧 芽 | + | + | — | — |
| 成熟叶 | + | + | — | +++ |
| 根 | + | + | — | — |
| 根 尖 | ++ | — | — | — |
| +++表示含量高;++表示含量中等;+表示含量低;—表示无 | ||||
①目前公认的植物激素共有五大类,除上表中的四大类外,植物体内还有一类物质也属于植物激素,该激素的主要作用是______________________________。
②比较茎尖和伸长茎中各种激素的含量,从细胞角度分析植物的生长,说明生长素和赤霉素主要通过促进________,从而促进生长;细胞分裂素主要通过促进___________,而促进生长。
(2)分析上表可知,成熟叶中含有较多的脱落酸而不含细胞分裂素。科学家通过进一步分析研究可知:脱落酸能抑制核酸、蛋白质的合成,促使叶片衰老。而细胞分裂素则抑制叶绿素、核酸和蛋白质的降解,抑制叶片衰老。所以在生产中可利用细胞分裂素作保鲜剂。
请你设计一个实验证明细胞分裂素有延缓叶片衰老的作用。
③实验原理:叶绿素逐渐丧失而失去绿色的叶片衰老最明显的特点,离体叶片很快就会出现衰老的特点,因此,可通过___________________________________来证明。
④实验步骤:
第一步:选取________________叶片随机分成两组,分别标记为甲组、乙组。
第二步:在甲组叶片的局部位置涂上一定浓度的细胞分裂素,乙组叶片________。
第三步:____________________________________________________________。
⑤实验结果预测:______________________________________
⑥实验结论:细胞分裂素有延缓叶片衰老的作用
热带雨林是陆地上最重要的生态系统。请回答下列问题:
(1)下表是六类生态系统的有关方面的比较表:
| 生态系统 | 冻原 | 北方针叶林 | 温带落叶林 | 温带草原 | 热带雨林 |
| 净初级生产量 (吨/公顷·年) | l.5 | 7.5 | 11.5 | 7.5 | 50 |
| 生物量(吨/公顷) | 10 | 200 | 350 | 18 | 300 |
| 枯叶输入量 (吨/公顷·年) | 1.5 | 7.5 | 11.5 | 7.5 | 50 |
| 枯叶现存量 (吨/公顷) | 44 | 35 | 15 | 5 | 5 |
①从上表中可以看出,生产力最高的生态系统是________,判断依据是表中的__________,造成生产力最高的环境因素是________________。
②热带雨林的土壤是贫瘠的,判断依据是表中的________________,
造成贫瘠的主要原因是________________________________________。
(2)据考察,赤道附近的一个小岛(热带雨林)虽然面积不到0.5km2,哺乳动物却多达58种,这一现象说明热带雨林具有复杂的________。
油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径,如图甲所示,其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。浙江农科院陈锦清教授根据这一机制培育出高产油油菜,产油率由原来的35%提高到58%。
(1)酶a与酶b结构上的区别是 。
(2)图乙表示基因B,基因B的表达过程包括 。
(3)在基因B中,α链是转录链,转录出α′链,陈教授及助手诱导β链也能转录,转录出β′链,从而形成双链mRNA,那么这双链mRNA的组成链是 。
(4)为什么基因B转录出双链mRNA就能提高油脂产量?
(5)如果基因A的转录链为β,其互补链为α,想要提高氨基酸的产量,基本思路是 。