- 孟德尔的豌豆杂交实验(二)
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油菜和大麻是两种重要的经济作物,前者是雌雄同株植物,后者是雌雄异株植物。为了培育优良作物,科学家利用二者进行了以下相关研究。请分析资料回答问题:
资料一:图甲表示油菜体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运输到种子内的两条转变途径。其酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。科学家根据这一机制培育出高产油油菜,产油率由原来的35%提高到58%。
资料二:图乙表示大麻的性染色体示意图。图中同源部分(Ⅰ片段)基因互为等位,非同源部分(Ⅱ1,Ⅱ2片段)基因不互为等位。科学家研究发现,大麻种群中雌雄个数均有抗病和不抗病的个体存在,已知抗病性状受显性基因D控制,为伴性遗传。
(1)图甲中酶a与酶b结构上的区别是,构成它们的氨基酸的________可能不同,并且二者的空间结构也不同。根据图甲中油脂或氨基酸的合成途径,说明基因可以通过________控制代谢过程,从而影响生物性状。
(2)已知基因B某一片段碱基排列:,其中α链是转录链,转录出α′链;科学家诱导β链也实现转录,转录出β′链,从而形成双链mRNA。请写出这个双链mRNA的碱基序列:________。由于该双链mRNA不能与________结合,因此不能合成酶b;但细胞能正常合成酶a,所以高产油油菜的油脂产量高。
(3)要想提高氨基酸的产量,除上述方法外,还可采用________育种方法,培育出不能合成酶a的植株。
(4)由资料二信息可知,控制大麻的抗病基因不可能位于图乙中的________段。假设某物质在两个显性基因共同存在时才能合成,基因G,g位于Ⅰ片段上,另一对等位基因(E、e)位于一对常染色体上。两个不能合成该物质的亲本杂交,子一代均能合成该物质,子二代中能合成该物质、不能合成该物质的比例为9:7,则两个亲本的基因型为________、________。
正确答案
(1)种类、数目和排列顺序 控制酶的合成
(2)
(3)诱变(答案合理即可)
(4)Ⅱ1 EEXgYg eeXGXG(或EEXgXg、eeXGYG)
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_______。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_________。
(2)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。____________________。
(3)如果在亲本杂交产生F1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株高的表现型有____________。
正确答案
(1)单倍体育种 66.7%
(2)不是同一物种,因为与原品种之间存在生殖隔离,杂交后产生的后代是不育的
(3)高茎和矮茎
已知水稻的高秆(A)对矮秆(a)显性,抗病(B)对感病(b)为显性,有芒(D)对无芒(d)为显性,三对相对性状独立遗传。请回答:
(1)现有三个纯系水稻品种:①矮秆感病有芒,②高秆感病有芒,③高秆抗病无芒。为了在最短时间内获得矮秆抗病无芒纯系新品种,请写出育种过程。
第一步:________________________________。
第二步:________________________________。
第三步:________________________________。
(2)为获得矮秆无芒的新品种,科研人员设计了育种方案,如下图。
根据预期,F1植株所结种子分株保存、播种后长出的植株应既有高秆,又有矮秆。但研究人员发现有一植株所结的种子后代全部表现为矮秆,并据此推断F1植株中有纯合矮秆。通过分析,认为F1纯合矮秆植株的可能有二种原因:一是由于母本去雄不彻底,母本自交;二是由于父本在减数分裂形成花粉时,一个高秆基因发生了基因突变。为了确定是哪一种原因,可以通过分析F2矮秆植株上所结种子有芒和无芒的表现情况作出判断:
①.如果所结种子表现型为__________,则原因是母本去雄不彻底,发生了自交。
②.如果所结种子表现型为__________,则原因是父本在减数分裂形成花粉时,一个高秆基因发生了基因突变。
正确答案
(1)第一步:选择①和③杂交得到F1第二步:取F1的花药进行离体培养,获得单倍体幼苗
第三步:用秋水仙素处理单倍体幼苗,然后选育矮秆抗病无芒纯系新品种
(2)①.全为有芒 ②.有芒和无芒
玉米在遗传学研究方面备受青睐,主要原因有:正常玉米植株是雌雄异花,有利于杂交处理;后代个体多,有利于增强统计结果的真实性;有便于区分相对性状等。请根据以下信息回答问题:
(1)玉米体细胞内有10对同源染色体,如对玉米的基因组进行测定的话,需要检测_________条染色体。
(2)玉米的雌雄花是同株还是异株,受A/a和B/b两对独立遗传的等位基因控制。已知当A和B基因同时存在时玉米为正常植株(顶部开雄花,中部开雌花),不含B基因的植株为雌株(只开雌花),其余基因型的植株为雄株(只开雄花)。亲本基因型为AaBb的植株自交,F1的表现型及比例为_________利用亲本,可通过__________育种方法茌短时间内得到纯合的雌株和雄株,获得的植株中雌株和雄株分别占___________。
(3)高茎胚乳红色的植株与矮茎胚乳白色的植株杂交,F1全是高茎胚乳红色的植株,用表现型为___________的植株与F1进行测交,对测交后代进行统计,结果后代只有高茎胚乳红色2050株和矮茎胚乳白色1980株。结果是否符合孟德尔的自由组合定律?____________。为什么?____________。
正确答案
(1)10
(2)正常植株:雄株:雌株=9:3:4 单倍体 1/2和1/4
(3)矮茎胚乳白色 不符合 因为F1是双杂合,其测交结果如果符合孟德尔的自由组合定律,应该是高茎胚乳红色:矮茎胚乳白色:高茎胚乳白色:矮茎胚乳红色=1:1:1:1,而实际结果只有高茎胚乳红色和矮茎胚乳白色植株,且比例接近1:1(合理即可)
在一个远离大陆且交通不便的海岛上,居民中有66%为甲种遗传病(基因为A,a)致病基因携带者。岛上某家族系谱中,除患甲病外,还患有乙种遗传病(基因为B,b)。两种病中有一种为血友病。请据图回答问题:
(1)_______病为血友病,另一种遗传病的基因在________染色体上,为________性遗传病。
(2)Ⅲ-11在形成配子时,在相关的基因传递中,遵循的遗传规律是:________________。
(3)若Ⅲ-11与该岛一个表现型正常的女子结婚,则其孩子中患甲病的概率为_________。
(4)Ⅱ-6的基因型为_________,Ⅲ-13的基因型为____________。
(5)我国婚姻法禁止近亲结婚,若Ⅲ-11和Ⅲ-13婚配,则其孩子中只患甲病的概率为__________,只患乙病的概率为__________;只患一种病的概率为___________;同时患有两种病的概率为____________。
正确答案
(1)乙;常;隐
(2)基因的自由组合定律
(3)11%
(4)AaXBXb;aaXbXb(5)1/6;1/3;1/2;1/6
在牧草中,白花三叶草有两个稳定遗传的品种,叶片内含氰(HCN)的和不含氰的。现已研究查明,白花三叶草听片内的氰化物是经下列生化途径产生的:
基因D分别决定产氰糖苷酶的合成,d无此功能;基因H决定氰酸酶的合成,h无此功能。现用两个不产氰的品种杂交,F1全部产氰,F1自交得F2,F2中有产氰的,也有不产氰的。用F2各表现型的叶片的提取液做实验,实验时在提取液中分别加入含氰糖苷和氰酸酶,然后观察产氰的情况,结果记录于下表:
(1)根据题意,F1植株叶片中全部含氰,推测其可能的基因型是________。
(2)叶片Ⅱ不含氰,在其提取液中只加入含氰糖苷不产氰,而只加入氰酸酶就能产氰,说明其叶肉细胞中缺________酶,不缺________酶,其可能的基因型是________;同理推知叶片Ⅲ可能有的基因型是________。
(3)叶片Ⅳ不含氰,在其提取液中只加入含氰糖苷不产氰,只加入氰酸酶也不产氰,说明其叶肉细胞中缺_______;其基因型是______;如果在其提取液中同时加入含氰糖苷和氰酸酶,是否能产氰?_________。
(4)根据上述分析,两个不产氰的品种的基因型为______;在其F2中产氰和不产氰的理论比例为_______。
正确答案
(1)DdHh
(2)氰酸 产氰糖苷 D_hh ddH_
(3)产氰糖苷酶和氰酸酶 ddhh 能
(4)ddHH和DDhh 9:7
某小组以果蝇为材料进行遗传实验。已知果蝇中长翅对残翅为显性(A、a),控制翅形基因位于常染色体上。
(1)某实验小组在25℃环境下正常孵化一批果蝇受精卵,4~7d后从这批孵化的幼虫中随机挑出了大量的长翅果蝇幼虫放在A试管内,如果将其继续放在35℃环境下处理6~24h,培养出的成虫中会出现了一定数量雌雄皆有的残翅果蝇(假设没有基因突变发生)。该现象说明____________________________________。
(2)该小组的B试管内有1只残翅雄果蝇,但是不清楚其基因型,请以A试管的成虫果蝇为实验材料,设计一实验方案对B试管的残翅果蝇进行基因型的鉴定,请写出实验设计步骤并预测实验结果。
第一步:________________。第二步:_______________。
预测结果:_______________;________________;________________。
正确答案
(1)表现型受遗传和外界环境共同作用
(2) 第一步:利用A试管的果蝇雌雄随机交配,在25℃环境下孵化筛选出残翅果蝇aa
第二步:将该aa残翅果蝇与B试管中的残翅果蝇进行交配,将交配后代放在25℃下培养,观察后代情况
预测结果:如果后代全部是长翅,则B试管中的残翅果蝇为AA;如果后代长翅和残翅果蝇为1:1,则B试管中的残翅果蝇为Aa ;如果后代全是残翅果蝇,则B试管中的残翅果蝇为aa
普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种,控制两对相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两组实验:
请分析回答:
(1)A组由F1获得F2的方法是____________,F2矮秆抗病植株中能稳定遗传的占______。
(2)B组通过花药离体培养得到的矮秆抗病Ⅱ的基因型是__________,它不能直接用于生产,因为它_________,欲想获得符合生产要求的矮秆抗病小麦新品种还需用___________处理矮秆抗病Ⅱ的幼苗。
(3)基于B组实验而进行的育种方法叫_______________________。
正确答案
(1)自交;1/3
(2)tR;高度不育;秋水仙素(或低温)
(3)单倍体育种
育种工作者在研究番茄染色体变异时,用秋水仙素处理基因型为Aa的番茄幼苗,所获得的番茄植株是____倍体,基因型为________,属于________变异。
正确答案
四 AAaa 染色体变异
遗传病是威胁人类健康的一个重要因素。某校生物学习小组开展对当地几种遗传病的调查,请根据调查结果分析回答下列问题:
(1)遗传性乳光牙是一种单基因遗传病,小组同学对一个乳光牙女性患者的家庭成员情况进行调查后,记录如上表:
①.根据上表绘制遗传系谱图。
②.该病的遗传方式是________,该女性患者的基因型是________,若她与一个正常男性结婚后,生下一个正常男孩的可能性是________。
③.同学们进一步查阅相关资料得知,遗传性乳光牙是由于正常基因中第45位决定谷氨酰胺的一对碱基发生改变,引起该基因编码的蛋白质合成终止而导致的,已知谷氨酰胺的密码子(CAA、CAG),终止密码子(UAA、UAG、UGA),那么,该病基因发生突变的情况是________,与正常基因控制合成的蛋白质相比,乳光牙致病基因控制合成的蛋白质相对分子质量________,进而使该蛋白质的功能丧失。
(2)21三体综合征是一种染色体异常遗传病。调查中发现随母亲生育年龄增加,生出21三体综合征患儿的几率增大。经咨询了解到医院常用21号染色体上的短串联重复序列STR(一段核苷酸序列)作为遗传标记(可理解为等位基因)对该病进行快速的诊断。
①.若用“+”表示有该遗传标记,“-”表示无该遗传标记,现诊断出一个21三体综合征患儿,该遗传标记的基因型是“++-”,其父基因型是“+-”,母亲的基因型是“--”,那么这名患者21三体形成的原因是__________________________________。
②.根据上述材料分析,为有效预防该遗传病的发生,可采取的主要措施是_______。
(3)调查研究表明,人类的大多数疾病都可能与人类的遗传基因有关,据此有的同学提出:“人类所有的病都是基因病”,请你利用所学知识从正反两个方面对此作出评价:_________________________。
正确答案
(1)①.
②.常染色体显性遗传 AA或Aa 1/6
③.G-C突变成A-T 减小
(2)①.父亲的21号染色体在减数第二次分裂中没有分别移向两极
②.适龄生育和产前胎儿细胞的染色体分析
(3)人体患病也是人体所表现出来的性状,而性状是由基因控制的,所以说疾病都是基因病,是有一定道理的,然而,这种观点过于绝对化,人类的疾病并不都是由基因的缺陷或改变引起的,也可能是外界环境因素造成的,如由大肠杆菌引起的腹泻就不是基因病
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