(一)利用遗传和变异的原理培育农作物的新品种在现代农业生产上得到了广泛应用。用某闭花受粉的植物进行育种实验。请回答下列问题:
(1)自然状态下该植物一般都是____________合子。若采用诱变育种,在用γ射线处理时,需要处理大量种子,其原因是基因突变具有________、______________和少利多害性等特点。
(2)生产中使用的该植物品种都是具有优良性状的杂合子(杂种优势),且该植物的穗大(A)对穗小(a)为显性,黄粒(B)对白粒(b)为显性。请利用现有的穗大白粒和穗小黄粒品种(基因型未知)设计一个快速的育种方案,以实现长期培育穗大黄粒(AaBb)优良品种的目的。(6分) 【解析】(1)闭花受粉的植物自然条件下只进行自交,一般都是纯合子;诱变育种的原理是基因突变,基因突变具有随机性、低频性、不定向性、少利多害性等特点。(2)因现有的穗大白粒和穗小黄粒品种基因型未知,故可先用单倍体育种的方法快速获得纯合的穗大白粒(AAbb)和穗小黄粒(aaBB)植株,两者杂交即可获得穗大黄粒(AaBb)的优良品种。又因需达到长期培育该品种的目的,故需每年留一部分穗大白粒 (AAbb)和穗小黄粒(aaBB)植株自交,分别留种,以便下年杂交获得穗大黄粒(AaBb)品种。 答案:(1)纯 低频性 不定向性
(2)①分别种植穗大白粒、穗小黄粒植株,性成熟后分别取其花药离体培养至单倍体幼苗,然后用秋水仙素处理得到二倍体纯合子,分别自交,选择穗大白粒(AAbb)、穗小黄粒(aaBB)植株分别留种。
②分别种植穗大白粒(AAbb)、穗小黄粒(aaBB)的植株,选择其中的一部分植株进行杂交,获得穗大黄粒(AaBb)的杂合子品种。
③其余另一部分植株进行自交,获得穗大白粒(AAbb)、穗小黄粒(aaBB)植株,分别留种。 (二)(2019届四川省南充市高三第一次诊断性考试)【微生物的培养与应用】
有机磷农药是用于防治植物害虫的含磷有机化合物,广泛应用于农业生产中,有时会造成瓜果蔬菜等食品农药残留超标,不少品种对人、畜的毒性很强,人误食后如不及时医治就会危及生命。某班同学欲从土壤中分离高效降解有机磷农药的微生物。请回答下列问题: (1)为了获得能降解有机磷农药的微生物菌种,可在被有机磷农药污染的土壤中取样,并在含有碳源、氮源及_________等的选择培养基上添加适量的_____________进行选择培养。 (2)在制备固体培养基时需加入的常用凝固剂是__________。若培养基需要调节pH,则应在灭菌之_____________(填“前”或“后”)调节。
(3)该小组在接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间,这样做的目的是 。
(4)若要测定培养液中选定菌种的菌体数,既可在显微镜下用 ____________直接计数,也可选用____________________法统计活菌数目。
(5)将获得的3种待选微生物菌种甲、乙、丙分别接种在1L含20mg有机磷农药的相同培养液中培养(培养液中其他营养物质充裕、条件适宜),观察从实验开始到微生物停止生长所用的时间,甲、乙、丙分别为32小时、45小时、16小时,则应选择微生物_____(填“甲”、“乙”或“丙”)作为菌种进行后续培养,理由是_________________________。 【答案】(1)水和无机盐 有机磷农药 (2)琼脂 前
(3)检测培养基平板灭菌是否合格 (4)血细胞计数板 稀释涂布平板
(5)丙 微生物丙分解有机磷农药的能力比甲、乙强
【解析】 (1) 为了获得能降解有机磷农药的微生物菌种,就要人为提供有利于该微生物的生长条件,同时抑制或阻止其他微生物的生长,因此所用的选择培养基除了含有碳源、氮源及水和无机盐等微生物生长所需的基本营养成分外,还需添加适量的有机磷农药,以便进行选择培养。(2) 在制备固体培养基时,常需加入凝固剂琼脂。平板培养基配制的基本流程为:计算→称量→溶化→调节pH→灭菌→倒平板,即调节pH应在灭菌之前调节。(3)为检测培养基平板灭菌是否合格,在接种前需随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间,观察有无菌落形成。若无菌落形成,则说明培养基平板灭菌合格。(4) 测定并统计培养液中选定菌种的菌体数,既可在显微镜下用血细胞计数板直接计数,也可选用稀释涂布平板法统计活菌数目。 (5) 依题意可知,甲、乙、丙培养液中的微生物从实验开始到停止生长所用的时间分别为32小时、45小时、16小时,说明微生物丙分解有机磷农药的能力比甲、乙强,因此应选择微生物丙作为菌种进行后续培养。 (三)据图回答问题:
(1)过程①②是用________________________处理细胞的细胞壁,后经③过程诱导原生质体融合,实际融合的过程中原生质体可能会形成________(1分)种细胞团(只考虑两个细胞融合的情况)。④是________________的过程,与此过程密切相关的细胞器主要是__________________________________________。
(2)在⑤过程培养中,除了提供水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外,还需要在培养基中加入________(1分)。同时,在培养过程中,除必要的温度、光照和氧气等外界条件外,成功的另一个关键是操作过程中必须保证____________________。 (3)若番茄是二倍体,马铃薯是四倍体,则杂种植株为________倍体。
【解析】(1)分析题图可知,图中①②表示酶解法去除细胞壁的过程,此过程中所用的酶是纤维素酶和果胶酶。③过程是人工诱导细胞融合的过程,如果只考虑两个细胞融合的情况,则会有“番茄—番茄”细胞、“番茄—马铃薯”细胞、“马铃薯—马铃薯”细胞三种细胞团;④是融合后的原生质体重新生出细胞壁的过程,植物细胞中的高尔基体与细胞壁的形成关系密切。
(2)植物组织培养过程中,除提供必需的营养物质外,还需要提供一定配比的激素和无菌的环境。
(3)二倍体番茄和四倍体马铃薯体细胞杂交得到的是异源六倍体。 答案:(1)纤维素酶、果胶酶 3 再生出细胞壁 高尔基体 (2)激素 无菌 (3)六
(四)(2018届吉林省实验中学高三下学期第九次模拟考试)植物有效成分的提取】 我国是生姜的主产国之一,生姜精油在食品香料、制药及化妆品工业中应用前景十分广阔。以下是提取生姜精油的两种工艺流程:
工艺Ⅰ:鲜姜、茎、叶→粉碎→水气蒸馏→①→②→生姜精油 工艺Ⅱ:干姜→粉碎→乙醇萃取→③→④→ 生姜精油
(1)请写出上述工艺流裎中的步骤: ①__________,③__________。
(2)两种工艺都经历粉碎操作,目的是_________________________ (答一点即可)。
(3)工艺Ⅰ利用的原理是利用水蒸气____________________,②过程需要向分离的油层中加入_________。
(4)工艺Ⅱ萃取过程采用水浴加热的原因是
_____________________ ,提取的效率主要取决于__________。
(5)提取到得到生姜精油需要低温保存,目的是_________________。 【答案】(1)分离油层 过滤
(2)增大接触面积,使提取物能够充分溶解(破坏细胞结构,提高出油率) (3)将挥发性较强的生姜精油携带出来 无水Na2SO4
(4)有机溶剂(萃取剂)是易燃物,明火加热容易引起燃烧、爆炸 萃取剂的性质和使
用量
(5)防止精油挥发
【解析】(1)工艺Ⅰ的步骤:鲜姜、茎、叶→粉碎→水气蒸馏→分离油层→除水→生姜精油。工艺Ⅱ的步骤::干姜→粉碎→乙醇萃取→干燥→浓缩→ 生姜精油(2)粉碎的目的是增大接触面积,使提取物质可以充分溶解,提高出油率。(3)工艺Ⅰ的原理是利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来,形成油水混合物,冷却后,混合物会重新分出油层和水层。②过程要用无水Na2SO4 进行除水处理。(4)工艺Ⅱ萃取过程采用水浴加热的原因是萃取剂乙醇等是易燃物,为了防止燃烧爆炸,不能直接加热,采用水浴加热。提取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量,也受萃取时间、萃取温度和颗粒大小的影响。(5)因为精油高温易挥发,因此要低温保存。
(五)植物生命活动调节的基本形式是激素调节, 如表是植物不同部位各种激素的相对浓度,请根据有关信息分别回答下列问题:
激素的相对浓度 部位 生长素 茎尖 幼叶 伸长茎 侧芽 成熟叶 根尖 +++ +++ ++ + + ++ 赤霉素 +++ +++ ++ + + - 细胞素 +++ - - - - - 脱落酸 - - - - +++ - +++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,该物质为________,该激素的主要作用是__。
(2)题表中的激素可以促进种子萌发的是________,种子萌发后,各种激素在不同器官处的含量是不同的,根据题表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。
(3)由上可知,在植物生长发育和适应环境变化的过程中,各种植物激素并不是孤立地起作用,
而是______________________。若从基因与性状的关系考虑,体现了基因通过____________________(4分)。
【解析】(1)五大植物激素为生长素、赤霉素、脱落酸、细胞素、乙烯。乙烯的作用是促进果实成熟。
(2)促进种子萌发是赤霉素的作用。分析伸长茎与茎尖发现,伸长茎中不含有细胞素,只含有生长素和赤霉素,可见,生长素与赤霉素的作用为促进细胞的伸长。
(3)五大植物激素在调节生命活动的过程中,体现为相互作用,共同调节。从基因的角度来考虑,涉及基因、激素、酶、代谢等环节,总的来说,体现了基因通过控制酶的合成,控制代谢过程,进而控制生物的性状。 答案:(1)乙烯 促进果实的成熟 (2)赤霉素 细胞的伸长
(3)多种激素相互作用共同调节 控制酶的合成,控制代谢过程,进而控制生物的性状
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