Question

4．苧麻俗稱“中國草”，大竹縣被譽為“中國苧麻之鄉(xiāng)”．苧麻纖維所制紡織品具有挺括涼爽、易洗快干、牢固舒適等特點，受國內(nèi)外消費者青睞．

（1）苧麻的葡糖基轉(zhuǎn)移酶基因（GT-like）指導(dǎo)合成β-葡糖基轉(zhuǎn)移酶的過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個基本階段．β-葡糖基轉(zhuǎn)移酶能催化纖維素合成，該酶能提高反應(yīng)速率的機理是酶能顯著降低有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的活化能．
（2）如圖1表示在適宜的光照、CO₂濃度等條件下，苧麻在不同溫度條件下的凈光合作用速率和呼吸作用速率曲線．
①光合作用的光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]和ATP用于暗反應(yīng)中的C₃的還原（或三碳化合物的還原，或CO₂的還原）過程．光合作用和呼吸作用都受溫度的影響，其中與呼吸作用有關(guān)的酶的最適溫度更高．
②光合速率與呼吸速率相等時對應(yīng)的溫度是40℃．在溫度為40℃的條件下，該苧麻葉肉細(xì)胞葉綠體利用的CO₂來源是由線粒體移向葉綠體（自身呼吸產(chǎn)生的）和從細(xì)胞外（外界環(huán)境吸收）吸收的．
③若溫度保持在20℃的條件下，長時間每天交替進(jìn)行12h光照、12h黑暗，該苧麻能否正常生長？不能，原因是該植株24h內(nèi)凈積累的有機物為0．
（3）為解決苧麻纖維顏色單一和提高苧麻品質(zhì)，市農(nóng)科所的科研人員利用基因工程對苧麻進(jìn)行了改良，其基本流程如圖2所示．請分析回答下列問題：
①構(gòu)成質(zhì)粒的基本組成單位是脫氧核苷酸．
②構(gòu)建重組質(zhì)粒時，需要用到限制性核酸內(nèi)切酶（或限制酶）、DNA連接酶，質(zhì)粒的③端會和切出的目的基因的②端（填①或②）相連接．
③苧麻莖尖細(xì)胞通過植物組織培養(yǎng)（填生物技術(shù)名稱）獲得完整植株的過程，有力地證明了即使高度分化的細(xì)胞仍具有全能性．
④若把植株A自交，獲得的子代中能產(chǎn)生藍(lán)色纖維素的植株所占比例為$\frac{3}{4}$．

Answer 1

分析 分析曲線圖：實線代表凈光合作用速率曲線，虛線代表呼吸作用速率曲線．與光作用有關(guān)的酶的最適溫度約為30℃，而與呼吸作用有關(guān)的酶的最適溫度約為40℃．
分析題圖：①④是用BamHI酶切割的，產(chǎn)生的黏性末端相同；②③也是用SamI酶切割的，產(chǎn)生的黏性末端也相同．DNA連接酶能將相同的黏性末端連接起來．所以形成重組質(zhì)粒時，①和④連接，②和③連接．

解答 解：（1）β-葡糖基轉(zhuǎn)移酶是蛋白質(zhì)，基因控制蛋白質(zhì)合成包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個基本階段．酶能降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，從而提高化學(xué)反應(yīng)速率．
（2）實線代表凈光合作用速率曲線，虛線代表呼吸作用速率曲線．
①光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]和ATP，用于暗反應(yīng)中三碳化合物的還原的過程．溫度通過影響酶的活性來影響光合作用和呼吸作用速率，由圖可知：與光作用有關(guān)的酶的最適溫度約為30℃，而與呼吸作用有關(guān)的酶的最適溫度約為40℃，可見，與呼吸作用有關(guān)的酶的最適溫度更高．
②凈光合速率=真光合速率-呼吸速率，當(dāng)光合速率與呼吸速率相等時，凈光合速率為零，對應(yīng)的溫度是40℃．在溫度為40℃的條件下，苧麻的呼吸速率與光合速率相等，說明苧麻葉肉細(xì)胞的呼吸速率小于光合速率，所以該苧麻葉肉細(xì)胞葉綠體利用的CO₂除來自自身呼吸產(chǎn)生外，還來自外界環(huán)境．
③植物一晝夜有機物的積累量大于零時，植物才能生長．溫度保持在20℃的條件下，植物白天的凈光合速率為2，晚上呼吸速率也為2，則一晝夜有機物的積累量=12×2-12×2=0，所以長時間每天交替進(jìn)行12h光照、12h黑暗，該苧麻將不能正常生長．
（3）①質(zhì)粒是雙鏈環(huán)狀DNA分子，其基本組成單位是脫氧核苷酸．
②構(gòu)建重組質(zhì)粒時，先要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和質(zhì)粒，再用DNA連接酶將目的基因和質(zhì)粒連接形成重組質(zhì)粒．DNA連接酶能將相同的黏性末端連接起來，所以質(zhì)粒的③端會和切出的目的基因的②端相連接．
③采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能將苧麻莖尖細(xì)胞培養(yǎng)成完整植株，這也有力地證明了高度分化的細(xì)胞仍具有全能性．
④植株A是導(dǎo)入目的基因的雜合子，根據(jù)基因分離定律，其自交后代中能產(chǎn)生藍(lán)色纖維素的植株所占比例為$\frac{3}{4}$．
故答案：
（1）轉(zhuǎn)錄和翻譯       酶能顯著降低有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的活化能
（2）①C₃的還原（或三碳化合物的還原，或CO₂的還原）     呼吸
②40     由線粒體移向葉綠體（自身呼吸產(chǎn)生的）和從細(xì)胞外（外界環(huán)境吸收）吸收的
③不能       該植株24h內(nèi)凈積累的有機物為0
（3）①脫氧核苷酸    ②限制性核酸內(nèi)切酶（或限制酶）、DNA連接    ②
③植物組織培養(yǎng)     全能                ④$\frac{3}{4}$

點評 本題考查光合作用和呼吸作用的綜合應(yīng)用、基因工程及基因分離定律的相關(guān)知識，意在考查考生的識記能力和理解所學(xué)知識要點的能力；分析曲線圖獲取有效信息的能力；能運用所學(xué)知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論．