- 现代生物技术在育种上的应用
- 共87题
阳光穿过森林空隙形成的“光斑”会随太阳移动和枝叶的摆动而移动。下图表示一株生长旺盛的植物在光斑照射前后光合作用过程中吸收CO2和释放O2有关的变化曲线,此曲线说明
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正确答案
甲型血友病是由X染色体上的隐性基因导致的遗传病(H对h为显性)。图1中两个家系都有血友病发病史,Ⅲ2和Ⅲ3婚后生下一个性染色体组成是XXY的非血友病儿子(Ⅳ2),家系中的其他成员性染色体组成均正常。
(1)根据图1, (填“能”或“不能”)确定Ⅳ2两条X染色体的来源;Ⅲ4与正常女子结婚,推断其女儿患血友病的概率是 。
(2)两个家系的甲型血友病均由凝血因子Ⅷ(简称F8,即抗血友病球蛋白)基因碱基对缺失所致。为探明Ⅳ2的病因,对家系的第Ⅲ、Ⅳ代成员F8基因的特异片段进行了PCR扩增,其产物电泳结果如图2所示,结合图Ⅰ,推断3的基因型是 。请用图解和必要的文字说明Ⅳ2非血友病XXY的形成原因。
(3)现Ⅲ3再次怀孕,产前诊断显示胎儿(Ⅳ3)细胞的染色体为46,XY;F8基因的PCR检测结果如图2所示。由此建议Ⅲ3 。
(4)补给F8可治疗甲型血友病。采用凝胶色谱法从血液中分离纯化F8时,在凝胶装填色谱柱后,需要用缓冲液处理较长时间,其目的是 ;若F8比某些杂蛋白收集到,说明F8的相对分子质量较这些杂蛋白 ______ 。
(5)利用转基因猪乳腺生物反应器可生产F8。要使乳腺细胞合成F8,构建表达载体时,必须将F8基因cDNA与猪乳腺蛋白基因的 等调控组件重组在一起。F8基因cDNA可通过克隆筛选获得,该cDNA比染色体上的F8基因短,原因是该cDNA没有 _______ 。
(6)为获得更多的转基因母猪,可以采用体细胞克隆技术,将纯合转基因母猪的体细胞核注入 ,构成重组胚胎进行繁殖。
正确答案
(1)不能 0
(2)XHXh
(3)终止妊娠
(4)使凝胶装填紧密 大
(5)启动子 内含子
(6)去核的卵母细胞
棉花的纤维有白色的,也有紫色的;植株有因高酚而抗虫的,也有低酚不抗虫的,控制这两对性状的基因分别位于不同的同源染色体上,彩色棉作为一种具有天然颜色的特殊棉花,它不需要染色就可制成各种原色棉布,低酚棉是一种特殊类型的棉花品种,具有棉纤维酚含量低,对人体皮肤无副作用的优点,但低酚棉由于酚含量低,使得低酚棉的抗虫能力普遍下降。现有白色低酚不抗虫棉及紫色高酚抗虫棉的两种纯合品种,欲培育出紫色低酚抗虫棉品种。某育种机构设计的育种方案如下图所示,请回答该方案中的相关问题:
(1)从理论上讲,F2群体中的基因型、表现型及其中纯种依次为____种。截止F2的这一阶段在育种工作上经常采用,它依据的遗传原理是________________。
(2)要制备出所需要的转基因细胞,作为其中的受体细胞应从表现型为_________的棉株上获得,而作为所用的目的基因,一般应先在细胞外形成__________再导入受体细胞,为检测目的基因是否导入,一般是通过__________是否表达来确定。
(3)由转基因细胞培育紫色低酚抗虫棉的过程,所采用的生物工程技术为____________。
(4)用此方案培育的这种品种不一定是纯合体,若要快速获得紫色低酚抗虫棉的纯台体,可通过______育种,具体操作方法是_________________。
正确答案
(1)9、4、4 基因重组
(2)紫色低酚不抗虫 重组DNA(或重组质粒) 标记基因
(3)植物组织培养
(4)单倍体 先用紫色低酚抗虫棉的花药离体培养得到单倍体幼苗,再用秋水仙素处理成纯合体
玉米(2N=20)是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆、易倒伏(D)对矮秆、抗倒伏(d)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。现有两个纯合的玉米品种甲(DDRR)和乙(ddrr)根据材料分析回答:
(1)图甲示杂交育种过程,其原理是____。F2代的高秆抗病类型中能稳定遗传的概率为____,F2代中重组类型的概率为____。
(2)将图甲中F1代与另一玉米品种丙杂交,后代的表现型及其比例如图乙所示,则丙的基因型为____。
(3)运用杂交育种培育符合生产要求的新品种时,按照图甲中的程序得到F2代后,应该选择____的个体,并通过______来逐代淘汰不符合生产要求的个体。
(4)为了缩短育种年限,可采用____育种,具体方法首先是____,得到基因型为DR、Dr、dR、dr的幼苗,然后再经____处理,得到符合生产要求的个体,其基因型是____。
(5)若利用育种方法得到了几株符合生产要求的玉米苗,希望用它们快速繁殖还可通过____来实现,该过程依据的生物学原理是____。
正确答案
(1)基因重组 1/9 3/8
(2)ddRr
(3)矮秆(抗倒伏)抗病 连续自交
(4)单倍体 将F1花药离体培养 人工诱导(秋水仙素) ddRR
(5)植物组织培养 细胞的全能性
白皮甜粒玉米是人们喜爱的食品。已知D和d分别控制玉米的白果皮和黄果皮,R和r分别控制非甜性和甜性,且两对基因分别位于两对同源染色体上。现有两个纯合的玉米品种甲(DDRR)和乙(ddrr)。图一表示甲与乙杂交及后代自交选育纯合的白皮甜玉米的示意图,请分析回答:
(1)玉米是雌雄同株的单性花植物。为保证杂交的成功,需对甲、乙植株的)________花进行套袋处理,其目的是____________。
(2)图二中的1与2、3与4表示两对同源染色体。若控制玉米果皮颜色和甜度的基因分别位于1与2、3与4染色体上,请在图中标出F1个体体细胞中的基因分布关系。
(3)第一年收获的F1玉米种子的表现型是_________。第二年收获的F2种子中,表现为白色甜粒玉米的比例是________________。
(4)若利用现有甲、乙两品种通过单倍体育种技术获得符合需要的能稳定遗传的品种,该育种方法在第二年所进行的操作步骤是_________________。
正确答案
(1)雌 防止自花传粉
(2)
(3)白色非甜和黄色非甜 1/4
(4)种植F1种子长成植株,收集F1的花粉进行花药离体培养得到单倍体幼苗;用秋水仙素诱导幼苗的染色体加倍,形成纯合植株;选择符合要求的品种
磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤,这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对,从而使DNA序列中G-C对转换成A-T对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型,常先将水稻种子用EMS溶液浸泡,再在大田种植,通过选育可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题:
(1)下图表示水稻一个基因片段的部分碱基序列。若用EMS溶液浸泡处理水稻种子后,该DNA序列中所有鸟嘌呤(G)的N位置上均带有了乙基而成为7-乙基鸟嘌呤。请在相应方框的空白处,绘出经过一次DNA复制后所形成的两个DNA分子(片段)的碱基序列。
(2)水稻矮秆是一种优良性状。某纯种高秆水稻种子经EMS溶液浸泡处理后仍表现为高秆,但其自交后代中出现了一定数量的矮秆植株。请简述该矮秆植株形成的过程________。
(3)某水稻品种经处理后光反应酶的活性显著提高,这可能与相关基因突变有关。在叶肉细胞内控制光反应酶的相关基因可能分布于____(填细胞结构名称)中。
(4)已知水稻的穗形受两对等位基因(Sd1和sd1、Sd2和sd2)共同控制,两对基因独立遗传,并表现为基因互作的累加效应,即:基因型为Sd1_Sd2_的植 株表现为大穗,基因型为sd1sd1Sd2_、Sd1_sd2sd2的植株均表现为中穗,而基因型为sd1sd1sd2sd2的植株则表现为小穗。某小穗水稻种子经EMS处理后,表现为大穗。为了获得稳定遗传的大穗品种,下一步应该采取的方法可以是________。
(5)实验表明,某些水稻种子经甲磺酸乙酯(EMS)处理后,DNA序列中部分G-C碱基对转换成A-T碱基对,但性状没有发生改变,其可能的原因有_____(至少写出两点)。
正确答案
(1)
(2)高秆基因经处理发生(隐性)突变,自交后代(或F1)因性状分离出现矮秆
(3)细胞核、叶绿体
(4)取大穗水稻品种连续自交,直至获得能稳定遗传的大穗品种(或取该大穗水稻的花药离体培养,用秋水仙素处理幼苗获取纯合体,选取其中的大穗个体即可)
(5)密码子具有简并性(或突变后的密码子对应同一种氨基酸);突变发生在基因的非编码序列;突变发生在DNA的非基因区段;该突变为隐性突变;突变后的基因在环境中不能表达。
普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种,控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验请分析回答:
(1)A组由F1获得F2的方法是______,F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占_____。
(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中,最可能产生不育配子的是_________类。
(3)A、B、C三组方法中,最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是__________组,原因是_____________。
(4)通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病小麦新品种的方法是_____________。获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占_________________。
(5)在一块高秆(纯合体)小麦田中,发现了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究该矮秆性状出现的可能原因(简要写出所用方法、结果和结论)。 __________________________。
正确答案
(1)自交 2/3
(2)Ⅱ
(3)C 基因突变频率低且不定向
(4)秋水仙素(或低温)诱导染色体加倍 100%
(5)将矮秆小麦与高秆小麦杂交;如果子一代为高秆,子二代高秆:矮秆=3:1(或出现性状分离),则矮秆性状是基因突变造成的;否则,矮秆性状是环境引起的。或将矮秆小麦与高秆小麦种植在相同环境条件下;如果两者未出现明显差异,则矮秆性状由环境引起的;否则,矮秆性状是基因突变的结果。
科学家通过基因工程,成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株--抗虫棉,其过程大致如图所示。
(1)上述抗虫棉的培育过程中,将目的基因导入棉花细胞内使用的方法是_________,这种导入方法较经济、有效。目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是__________,还需要通过检测才能知道,检测采用的方法是______________。
(2)利用基因工程技术培育抗虫棉,相比诱变育种和传统的杂交育种方法,具有最突出的优点是_________,但是目前基因工程仍不能取代传统的杂交育种和诱变育种。与基因工程技术相比,杂交育种和诱变育种方法主要具有_______________的优点。
(3)某棉农在食用该抗虫棉种子压榨的棉籽油炒芹菜后,出现鼻塞流涕,皮肤骚痒难忍症状。停用一段时间后这些症状会自然消失,该现象很可能是_________________。
正确答案
(1)农杆菌转化;目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上;DNA分子杂交技术
(2)目的性强;操作简便易行
(3)过敏反应
现有两个品种的番茄,一种是高茎红果(DDRR),另一种是矮茎黄果(ddrr)。将上述两个品种的番茄进行杂交,得到F1。请回答下列问题:
(1)欲用较快的速度获取纯合矮茎红果植株,应采用的育种方法是___________。
(2)将F1进行自交得到F2,获得的矮茎红果番茄群体中,R的基因频率是___________________。
(3)如果将上述亲本杂交获得的F1在幼苗时期就用秋水仙素处理,使其细胞内的染色体加倍,得到的植株与原品种是否为同一物种?请简要说明理由:_________________。
(4)如果在亲本杂交产生F1的过程中,D基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离,产生的所有配子都能成活,则F1的表现型有__________________。
正确答案
(1)单倍体育种
(2)66.7%
(3)不是同一物种,与原品种之间存在生殖隔离,杂交后产生的后代是不育的
(4)高茎和矮茎
光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段,下列说法正确的是
[ ]
正确答案
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