Question

本题由两个小题组成（22分）：

I．（8分）为研究细胞分裂周期所经历的时间，科学家应用³H-TdR（氚标记胸苷）短期饲养植物愈伤组织细胞（10个细胞），数分钟到半小时后，将³H-TdR洗脱，置换新鲜培养液继续培养。随后，每隔半小时定期测定带标记的细胞数（见图l。假定洗脱后的细胞分裂中，如果两条姐妹染色单体中只有一条染色单体带有标记时，则姐妹染色单体分开后总是带有标记的染色体移向同一极）。统计带标记细胞数占总细胞数的比例，结果如下图2所示。

(1)从图可知，培养的10个细胞是____        （填同步或非同步）进入细胞分裂周期的；一个细胞周期所经历的时间约是___    _h。

(2) ³H-TdR开始掺入DNA分子的区段是____(填AB或BC或CD)；着丝点分裂姐妹染色单体分开分别向两极移动过程，发生两次的区段是____（填BC或CD或FG）。

Ⅱ．（14分）玉米、高粱等C4植物含有与CO₂亲和力高约60倍的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，因而比水稻、小麦等C3植物光合作用能力强。科学家应用PCR方法从C。植物高梁的基因组中分离出磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因，构建重组的表达载体后，利用农杆菌介导的方法转入小麦体内。这种转基因小麦光合作用强度明显提高，千粒干重明显增加。

(1)应用PCR方法从C₄植物高粱的基因组中分离出磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因，需要知道磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因两端的一部分核苷酸序列，以便根据这一序列合成两种      _______    。

(2)植物光合作用的强度，简单地说是指植物______________的数量。植物光合作用的暗反应阶段，二氧化碳中碳原子的转移途径是_________________________。

(3)下图表示转基因小麦（导入磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的小麦）和非转基因小麦（未导入磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的同品种小麦）在不同C0₂浓度和光照强度条件下C0₂的同化量。

  ①从图甲可知，转基因小麦能利用___________，这是因为转基因小麦体内含有__________________。

  ②如果是干旱地区，适合栽种_______________小麦；多施有机肥更能提高______________小麦的产量。

Answer

（共22分）

Ⅰ.（8分，每空2分）（1）同步 20 （2）AB BC

Ⅱ. （14分，每空2分）（1）引物

（2）在单位时间内通过光合作用制造糖类 二氧化碳→三碳化合物→糖类

（3）①低浓度的CO2。 与CO2亲和力高（约60 倍）的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶

②转基因 非转基因

【解析】

试题分析：I.（1）依题意，3H-TdR（氚标记胸苷）是合成DNA的原料。用3H-TdR（氚标记胸苷）短期饲养植物愈伤组织细胞，依据DNA分子半保留复制的特点，第一次有丝分裂结束后所形成的子细胞中，每条染色体上的DNA分子的两条链中都有1条链被3H标记；将3H-TdR洗脱，置换新鲜培养液继续培养，凡是新合成的脱氧核苷酸子链都不再有3H标记。在第二次有丝分裂的前期、中期，每条染色体含两条姐妹染色单体，其中1条染色单体上的DNA分子有1条链被3H标记，另1条染色单体上的DNA分子没有被3H标记，在有丝分裂后期，着丝点分裂，每条染色体形成2条子染色体，导致细胞中有半数的染色体被3H标记。已知姐妹染色单体分开后总是带有标记的染色体移向同一极，若培养的10个细胞是同步进入细胞分裂周期，则在第二次有丝分裂结束后所形成的子细胞中，被标记的细胞数占总细胞数的1/2，与图乙中的D的相对应；同理，在第三次有丝分裂结束后所形成的子细胞中，被标记的细胞数占总细胞数的比例分别为1/4，大约与图乙中的F点相对应。图乙曲线中的垂直线段（如CD段、EF段）表示有丝分裂的末期，据此可判断一个细胞周期所经历的时间约是20h。

（2）DNA分子的复制发生在有丝分裂的间期，因此3H-TdR开始在有丝分裂间期掺入DNA分子，使细胞被3H标记。在图乙的AB区段，被3H标记的细胞所占的比例迅速达到100%，说明3H-TdR开始在此区段掺入DNA分子；着丝点分裂姐妹染色单体分开分别向两极移动，发生在有丝分裂后期，图乙中包含两次有丝分裂后期的区段是BC。

Ⅱ.（1）应用PCR技术扩增目的基因的前提，是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。

（2）植物光合作用的强度，简单地说是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。植物光合作用的暗反应阶段，二氧化碳中碳原子的转移途径是二氧化碳→三碳化合物→糖类。

（3）①转基因小麦由于导入了磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因，该基因的表达产物磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶与CO2亲和力高（约60 倍），因此能利用低浓度的CO2。

②绿叶通过气孔从外界吸收CO2，当土壤缺水时，叶片气孔大量关闭，会导致CO2的供应量减少，而转基因小麦能利用低浓度的CO2，所以干旱地区，适合栽种转基因小麦。多施有机肥能提高小麦等植物的光合作用强度，分析图示可知，转基因小麦的光合作用强度明显高于非转基因小麦，所以多施有机肥更能提高非转基因小麦的产量。

考点：本题考查有丝分裂、DNA复制、基因工程、光合作用的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题的能力。