Question

16．苧麻俗稱“中國(guó)草”，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(diǎn)，頗受國(guó)內(nèi)外消費(fèi)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(guò)程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)基本階段，其場(chǎng)所分別是細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)．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(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能．
（2）如圖表示在適宜的光照、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的還原過(guò)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(shí)對(duì)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(lái)源是自身呼吸作用產(chǎn)生．
③若溫度保持在20℃的條件下，長(zhǎng)時(shí)間每天交替進(jìn)行12h光照、12h黑暗，該苧麻能否正常生長(zhǎng)？不能，原因是該植株24h內(nèi)凈積累的有機(jī)物為0．
（3）為解決苧麻纖維顏色單一和提高苧麻品質(zhì)，科研人員利用基因工程對(duì)苧麻進(jìn)行了改良，其基本流程如下圖．請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：

①構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，需要用到限制酶和DNA連接酶，質(zhì)粒的③端會(huì)和切出的目的基因的②端 （填①或②） 相連接．
②苧麻莖尖細(xì)胞通過(guò)植物組織培養(yǎng)（填生物技術(shù)名稱）獲得完整植株的過(guò)程，有力地證明了即使高度分化的細(xì)胞仍具有全能性．

Answer 1

分析 分析曲線圖：實(shí)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(lái)．所以形成重組質(zhì)粒時(shí)，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(gè)基本階段，轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細(xì)胞核，翻譯發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上．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(shí)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(guò)程．溫度通過(guò)影響酶的活性來(lái)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(jiàn)，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(shí)，凈光合速率為零，對(duì)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(shuō)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(lái)自自身呼吸產(chǎn)生外，還來(lái)自外界環(huán)境．
③植物一晝夜有機(jī)物的積累量大于零時(shí)，植物才能生長(zhǎng)．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(jī)物的積累量=12×2-12×2=0，所以長(zhǎng)時(shí)間每天交替進(jìn)行12h光照、12h黑暗，該苧麻將不能正常生長(zhǎng)．
（3）①構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，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(lái)，所以質(zhì)粒的③端會(huì)和切出的目的基因的②端相連接．
②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．
故答案為：
（1）細(xì)胞核   細(xì)胞質(zhì)   降低化學(xué)反應(yīng)的活化能
（2）①C₃的還原    呼吸
②40    自身呼吸作用產(chǎn)生
③不能     該植株24h內(nèi)凈積累的有機(jī)物為0
（3）①限制酶和DNA連接    ②
②植物組織培養(yǎng)     全能

點(diǎn)評(píng) 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(shí)，意在考查考生的識(shí)記能力和理解所學(xué)知識(shí)要點(diǎn)的能力；分析曲線圖獲取有效信息的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論．