【題目】光合能力是作物產(chǎn)量的重要決定因素。為研究水稻控制光合能力的基因，科研人員獲得了種植株高度和籽粒重量都明顯下降的水稻突變體，并對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

(l)葉綠體中的光合色素分布在類(lèi)囊體膜上，能夠 ___和利用光能．光反應(yīng)階段生成的 ATP和[H]參與在____（場(chǎng)所）中進(jìn)行的C3____過(guò)程，該過(guò)程的產(chǎn)物可以有 一系列酶的作用下轉(zhuǎn)化為蔗糖和淀粉。

(2)科研人員用電鏡觀察野生型和突變體水稻的葉綠體，結(jié)果如下圖所示，與野生型相比，突變體的葉綠體出現(xiàn)了兩方面的明顯變化：① ___；②____。此實(shí)驗(yàn)從________水平分析了突變體光合產(chǎn)量變化的原因。

(3)半乳糖脂是類(lèi)囊體膜的主要脂質(zhì)成分，對(duì)于維持類(lèi)囊體結(jié)構(gòu)具有重要作用，酶G參與其合成過(guò)程。測(cè)序發(fā)現(xiàn)，該突變體的酶G基因出現(xiàn)異常。科研人員測(cè)定了野生型、突變體和轉(zhuǎn)入酶G基因的突變體中的半乳糖脂及葉綠素含量，結(jié)果如下表所示。

對(duì)比三種擬南芥的測(cè)定結(jié)果可知，____。

(4)綜合上述研究，請(qǐng)解釋在相同光照條件下，突變體產(chǎn)量下降的原因____。

(5)若要利用酶G基因培育高產(chǎn)水稻，一種可能的思路是：將酶G基因轉(zhuǎn)入____（選填“野生型”或“突變體”）水稻，檢測(cè) ___是否提高。

【答案】吸收 葉綠體基質(zhì) 還原 類(lèi)囊體結(jié)構(gòu)散亂 淀粉粒數(shù)量減少 細(xì)胞 突變體的半乳糖脂和葉綠素含量均低于野生型，轉(zhuǎn)入酶G基因后兩者含量恢復(fù) 酶G基因異常，半乳糖脂和葉綠素含量降低，影響類(lèi)囊體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響光反應(yīng)，導(dǎo)致暗（碳）反應(yīng)合成的蔗糖和淀粉減少 野生型 產(chǎn)量（或“光合速率”）

【解析】

1、光合作用的過(guò)程：

2、影響光合作用的因素有：（1）環(huán)境因素：光照的影響、溫度的影響、CO2濃度的影響、水分含量的影響和礦質(zhì)元素的影響；（2）內(nèi)部因素的影響：葉綠素的含量、酶的含量以及C5的含量。

3、分析題意可知，該題以突變體水稻為材料研究控制光合能力的基因，比較電鏡下觀察到的野生型和突變體水稻的葉綠體結(jié)構(gòu)可知，與野生型水稻的葉綠體相比，突變體水稻的葉綠體中類(lèi)囊體結(jié)構(gòu)分布散亂，且葉綠體中合成的淀粉粒數(shù)量明顯減少；根據(jù)測(cè)序發(fā)現(xiàn)，突變體的酶G基因出現(xiàn)異常，科研人員測(cè)定了野生型、突變體和轉(zhuǎn)入酶G基因的突變體中的半乳糖脂及葉綠素含量，根據(jù)結(jié)果可知酶G基因影響了葉綠體的結(jié)構(gòu)和色素含量。

（1）葉綠體中的光合色素分布在類(lèi)囊體膜上，色素的作用能夠吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能。光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP參與葉綠體基質(zhì)中的暗反應(yīng)過(guò)程，用于的C3還原形成以糖為代表的有機(jī)物。

（2）科研人員用電鏡觀察野生型和突變體水稻的葉綠體，比較二者的葉綠體結(jié)構(gòu)可知：①突變體的葉綠體與野生型的葉綠體相比，類(lèi)囊體結(jié)構(gòu)分布散亂；②圖中可以明顯看到，突變體的葉綠體比野生型的葉綠體中的淀粉粒減少。此實(shí)驗(yàn)從通過(guò)對(duì)比葉綠體的結(jié)構(gòu)組成分析了光合作用的變化原因，因此屬于細(xì)胞水平上的研究。

（3）科研人員測(cè)定了野生型、突變體和轉(zhuǎn)入酶G基因的突變體中的半乳糖脂及葉綠素含量，分析表中的結(jié)果，對(duì)比三種擬南芥的測(cè)定結(jié)果可知：突變體的半乳糖脂和葉綠素含量均低于野生型，而轉(zhuǎn)入酶G基因后表中數(shù)據(jù)顯示，兩者含量均恢復(fù)到野生型水平上。

（4）根據(jù)上述研究可知，突變體由于酶G基因異常，導(dǎo)致半乳糖脂和葉綠素含量降低，影響類(lèi)囊體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響光反應(yīng)，而光反應(yīng)可以為暗反應(yīng)提供[H]和ATP，進(jìn)而影響暗反應(yīng)，導(dǎo)致暗（碳）反應(yīng)合成的蔗糖和淀粉減少，從而使突變體產(chǎn)量下降。

（5）根據(jù)以上研究可知，酶G基因可以有助于提高葉綠素的含量和增加類(lèi)囊體的數(shù)量，從而提高產(chǎn)量。若要利用酶G基因培育高產(chǎn)水稻，根據(jù)基因工程的方法，可以將酶G基因轉(zhuǎn)入野生型水稻中，檢測(cè)野生型水稻的產(chǎn)量是否提高。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中生物 來(lái)源： 題型：

【題目】將新鮮的綠色苔蘚植物葉片，放入其中加有少量紅墨水的質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中，在顯微鏡下觀察，你會(huì)看到苔蘚細(xì)胞的狀態(tài)如圖所示。此時(shí)，部位①和部位②的顏色分別是

A.無(wú)色、綠色

B.紅色、綠色

C.紅色、無(wú)色

D.紅色、紅色

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科目：高中生物 來(lái)源： 題型：

【題目】某校生物興趣小組在學(xué)習(xí)了“探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式”后，想進(jìn)一步探究酵母菌細(xì)胞在有氧和無(wú)氧的條件下產(chǎn)生等量C02時(shí)，哪種條件下消耗葡萄糖較少的問(wèn)題。他們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：將無(wú)菌葡萄糖溶液與少許酵母菌混勻后密封（瓶中無(wú)氧氣），按下圖裝置實(shí)驗(yàn)。當(dāng)測(cè)定甲、乙裝置中CaCO3沉淀相等時(shí)，撤，將甲、乙兩錐形瓶溶液分別用濾菌膜過(guò)濾，除去酵母菌，得到濾液1和濾液2。請(qǐng)分析回答：

利用提供的U形管（若濾液中的葡萄糖不能通過(guò)U形管底部的半透膜，其余物質(zhì)能通過(guò)）、濾液1和濾液2等，完成探究實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）將________的濾液1和濾液2分別倒入U形管的A、B兩側(cè)并標(biāo)記；

（2）一段時(shí)間后觀察__________的變化。

（3）CO2可以使用_______________進(jìn)行檢測(cè)，溶液由藍(lán)變綠再變_____。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)和結(jié)論：

（4）①如果A側(cè)液面__________，B側(cè)液面__________，則有氧呼吸消耗的葡萄糖少；

②如果A側(cè)液面__________，B側(cè)液面__________，則有氧呼吸消耗的葡萄糖多；

③如果____________________________________________________________。

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科目：高中生物 來(lái)源： 題型：

【題目】某動(dòng)物細(xì)胞的甲、乙、丙三種細(xì)胞器，測(cè)定其中三種有機(jī)物的含量如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是（ ）

A.真核細(xì)胞中都含有細(xì)胞器甲

B.乙一定與分泌蛋白的加工修飾有關(guān)

C.細(xì)胞中丙的數(shù)量越多，則核仁體積越大

D.酵母菌與該細(xì)胞共有的細(xì)胞器只有丙

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科目：高中生物 來(lái)源： 題型：

【題目】為研究焦慮癥的機(jī)理，科研人員利用小鼠為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(1)科研人員敲除野生型小鼠（WT鼠）的焦慮抑制基因——N基因，得到N基因敲除鼠(N-KO鼠)。N-KO鼠進(jìn)入圖1所示高架十字迷宮的開(kāi)放臂時(shí)，視網(wǎng)膜感光細(xì)胞接受刺激，產(chǎn)生_____，沿 _______神經(jīng)傳至相關(guān)腦區(qū)的神經(jīng)中樞，引起恐阻和焦慮行為，因而更多地躲進(jìn)封閉區(qū)。WT鼠在探索新奇環(huán)境的沖動(dòng)下，會(huì)重復(fù)進(jìn)入開(kāi)放臂玩耍。

(2)科研人員推測(cè)，I基因與N基因有相似的功能：為驗(yàn)證該推測(cè)，科研人員用相同方法得到I基因敲除鼠（I-KO鼠）和N基因、I基因雙敲除小鼠（NI-KO鼠），若推測(cè)正確， 則I-KO鼠在圖l所示迷宮上的預(yù)期行為表現(xiàn)是____：實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示．I-KO鼠、 NI-KO鼠與WT鼠的行為表現(xiàn)一致，這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果與上述推測(cè)_______（選填“相符” 或“不相符”）．由此推測(cè)I基因?qū)π∈螽a(chǎn)生焦慮情緒的作用是_____。

(3)研究發(fā)現(xiàn)，B區(qū)和C區(qū)是處理焦慮等情緒的兩個(gè)關(guān)鍵腦區(qū)（如圖2）：科研人員將上述四 種小鼠置于圖l所示迷宮上一段時(shí)間后，檢測(cè)小鼠兩個(gè)腦區(qū)中神經(jīng)元的活躍度．得到圖 3所示結(jié)果。

①據(jù)圖2、3可知，N-KO鼠 ___，C區(qū)輸出的抑制信號(hào)增強(qiáng)，導(dǎo)致出現(xiàn)焦慮行為。

②請(qǐng)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，解釋NI-KO鼠與WT鼠行為一致的原因____。

(4)科研人員再選取上述小鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證I基因的功能，圖4為實(shí)驗(yàn)方案。

①在上圖中正確選擇a、b，c或物質(zhì)d、e填人I—Ⅳ處____________。

②預(yù)期l—4組小鼠在高架十字迷宮實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)動(dòng)軌跡依次為圖5中的________。

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科目：高中生物 來(lái)源： 題型：

【題目】下表為人體從一個(gè)卵原細(xì)胞開(kāi)始發(fā)生連續(xù)生理過(guò)程時(shí)，細(xì)胞染色體組數(shù)變化及各階段相關(guān)特點(diǎn)的描述。

(1)性激素的靶細(xì)胞是_________________。

(2)甲過(guò)程和丙過(guò)程中都有著絲粒的分裂，前者進(jìn)行了______次著絲粒分裂。

(3)丁過(guò)程的實(shí)質(zhì)就是基因________的過(guò)程。

(4)乙過(guò)程體現(xiàn)了細(xì)胞膜的_______功能，該功能與細(xì)胞膜表面的______物質(zhì)有關(guān)。

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科目：高中生物 來(lái)源： 題型：

【題目】已知雙子葉植物三裂葉豚草具有極強(qiáng)的抗寒、再生能力，短時(shí)間內(nèi)能大量瘋長(zhǎng)，其花粉中的水溶性蛋白與人接觸后迅速釋放，引起過(guò)敏反應(yīng)，是人類(lèi)健康和作物生產(chǎn)的危害性雜草。為減少三裂葉豚草的危害，某示范區(qū)選取紫穗槐等經(jīng)濟(jì)作物來(lái)控制三裂葉豚草的增長(zhǎng)，結(jié)果三裂葉豚草的數(shù)量迅速下降，如圖是該示范區(qū)部分種群數(shù)量隨時(shí)間變化的曲線圖，相關(guān)描述不正確的是

A. 若無(wú)紫穗槐等經(jīng)濟(jì)作物的競(jìng)爭(zhēng)，三裂葉豚草的數(shù)量變化很可能是曲線Ⅰ，調(diào)查其種群密度的方法為樣方法

B. 三裂葉豚草在該區(qū)的數(shù)量增長(zhǎng)最終可能為曲線Ⅱ，紫穗槐等發(fā)揮了重要的限制作用

C. 若曲線Ⅱ的Oe段代表紫穗槐的數(shù)量變化，為獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益，一般應(yīng)在b點(diǎn)砍伐

D. 若想預(yù)測(cè)三裂葉豚草的數(shù)量變化趨勢(shì)，應(yīng)調(diào)查分析該時(shí)期其種群的年齡組成來(lái)判斷

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科目：高中生物 來(lái)源： 題型：

【題目】肥胖是引發(fā)糖尿病的危險(xiǎn)因素之一。肥胖糖尿病患者多會(huì)發(fā)生心血管并發(fā)癥。

（1）胰島素作為________分子調(diào)節(jié)血糖含量。健康人血糖濃度升高時(shí)，______細(xì)胞分泌的胰島素增加。胰島素與靶細(xì)胞膜上的受體結(jié)合后，激活細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)通路，促進(jìn)血液中的葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞。葡萄糖在細(xì)胞中通過(guò)______過(guò)程釋放能量，也可合成糖原或轉(zhuǎn)化為_________。

（2）已有研究發(fā)現(xiàn)物質(zhì)A與肥胖糖尿病患者心血管疾病的發(fā)生有關(guān)。為研究物質(zhì)A的作用,科研人員分別在不同培養(yǎng)基中培養(yǎng)大鼠正常心肌細(xì)胞，用適量胰島素處理后進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如圖1。

實(shí)驗(yàn)中使用高糖高脂培養(yǎng)基模擬的是_________。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明物質(zhì)A的作用是____________________。

（3）圖2所示為胰島素調(diào)節(jié)的主要信號(hào)通路。為進(jìn)一步研究物質(zhì)A的作用機(jī)制，科研人員檢測(cè)了上述實(shí)驗(yàn)中高糖高脂培養(yǎng)基中細(xì)胞內(nèi)相關(guān)物質(zhì)含量，結(jié)果如圖3。綜合圖2 和圖3可知，物質(zhì)A影響胰島素作用的機(jī)制是________。

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科目：高中生物 來(lái)源： 題型：

【題目】細(xì)胞具有多樣性和統(tǒng)一性，如圖所示的是幾種常見(jiàn)的單細(xì)胞生物結(jié)構(gòu)示意圖。下列敘述正確的是（ ）

A.圖中各細(xì)胞都有兩種核酸

B.具有核膜、核仁的細(xì)胞是①②③

C.②③④⑤是異養(yǎng)型生物

D.具有細(xì)胞壁的細(xì)胞是①④⑤

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