(4分)2004年2月,玉米育种、栽培专家李登海的“高产玉米新品种掖单13号”荣获国家科技进步一等奖。该品种具有“大果穗”、“紧凑型”等特点,提高了单株生产力并可以进行较高密度种植,创造并保持着夏玉米1096.29公斤/亩的世界纪录,为粮食生产和农民增收做出了重要贡献。
(1)在玉米种群中偶然发现了“大果穗”这一性状,且可以遗传,这种变异类型最可能属于__________。
(2)“紧凑型”玉米(叶片夹角小,上冲)克服了“平展型”玉米植株间互相遮挡阳光的缺点,在新品种增产方面起了很大的作用。“紧凑型”有利于增产的原因是_____________________
(3)若玉米“紧凑型”(A)与“平展型”(a)是一对相对性状,“大果穗”(B)与“小果穗”(b)是另一对相对性状,控制这两对相对性状的基因分别位于非同源染色体上。如果你是育种专家,用文字或图解描述如何选育能稳定遗传的高产品种。
青霉素是一种抗菌素。几十年来,由于反复使用,致使某些细菌对青霉素的抗性越来越强。请回答:
(1)青霉素使用之前,细菌对青霉素的抗性存在着______。患者使用青霉素后,体内绝大多数细菌被杀死,这叫做_______;极少数抗药性强的细菌活了下来并繁殖后代,这叫做____________。青霉素的使用对细菌起了_____,这种作用是通过细菌与青霉素之间的________实现的。由于青霉素的反复使用,就会使抗药性状逐代_____并加强。从这个过程可以看出,虽然生物的______是不定向的,但_________在很大程度上是定向的。
(2)自然选择是把自然界中早已存在的________变异选择出来,并使之逐代积累、加强,最终形成生物新品种。
(3)上述过程表明自然选择是一个_____________的过程。
(每空2分 共20分)野生猕猴桃是一种多年生的富含VC的二倍体(2n=58)小野果。下图是某科研小组以大量的野生猕猴桃种子(aa)为实验材料培育抗虫猕猴桃无籽新品种的过程,据图回答:
(1)各代号表示的育种类型中:①表示 ③表示 。
(2)③⑦过程用到的药剂是 ,原理是
(3)若④过程是自交,则产生的AAAA的概率是 。
(4)若⑤过程是杂交,产生的AAA植株,其体细胞含染色体数目是 ,该植株所结果实无籽的原因是 ;AA植株和AAAA植株是否为同一个物种,并说明原因 。
(5)⑥过程中用到的工具酶是 。AAA的细胞成功接受抗虫基因B后,经植物组织培养产生幼苗,移栽后长成AAAB的抗虫新品种植株,这种变异属于 。
下图为具有两对相对性状的某自花传粉的植物种群中甲植株的一个A基因和乙植株的一个B基因分别发生突变的过程(已知甲和乙的原基因型相同,都是纯合子;A基因和B基因是独立遗传的,且突变发生在营养器官中),请分析该过程,回答下列问题:
(1)上述两个基因发生突变是由于DNA分子中发生___________________,而引起基因结构的改变。
(2)如图为乙植株发生了基因突变的细胞,它的基因型为___________,表现型是__________,请在图1中标明基因与染色体的关系。
(3)甲、乙发生基因突变后,各自的自交子一代均不能表现突变性状,为什么?__________________。
(4)a基因和b基因分别控制两种优良性状。请利用已表现出突变性状的植株为实验材料,设计实验,通过简易的方法培育出同时具有两种优良性状的植株(用遗传图解表示)。
(7分)利用遗传变异的原理培育作物新品种,在现代农业生产上得到广泛应用。请回答下面的问题:
(1)水稻的穗大(A)对穗小(a)显性。基因型为Aa的水稻自交,子一代中,基因型为 的个体表现出穗小,应淘汰;基因型为 的个体表现出穗大,需进一步自交和选育。
(2)水稻的晚熟(B)对早熟(b)显性,请回答利用现有纯合体水稻品种,通过杂交育种方法培育纯合大穗早熟水稻新品种的问题。
①培育纯合大穗早熟水稻新品种,选择的亲本基因型分别是 和 。两亲本杂交的目的是 。
②将F1所结种子种下去,长出的水稻中表现为大穗早熟的几率是 ,在这些大穗早熟植株中约有 是符合育种要求的。
果蝇卷翅基因A是2号染色体(常染色体)上的一个显性突变基因,其等位基因a控制野生型翅型。
(1)杂合卷翅果蝇的体细胞中2号染色体上DNA碱基排列顺序 (相同/不相同),位于该对染色体上决定不同性状基因的传递 (遵循/不遵循)基因自由组合定律。
(2)卷翅基因A纯合时致死,推测在随机交配的果蝇群体中,卷翅基因的频率会逐代 。
(3)研究者发现2号染色体上的另一纯合致死基因B,从而得到“平衡致死系”果蝇,其基因与染色体关系如右图。
该品系的雌雄果蝇交配(不考虑交叉互换和基因突变),其子代中杂合子的概率是 ;子代与亲代相比,子代A基因的频率 (上升/下降/不变)。
(4)欲利用“平衡致死系”果蝇来检测野生型果蝇的一条2号染色体上是否出现决定新性状的隐性突变基因,可做下列杂交实验(不考虑杂交过程中的交叉互换及新的基因突变):
P“平衡致死系”果蝇(♀)×待检野生型果蝇(♂)
F1选出卷翅雌雄果蝇随机交配
F2 ?
若F2的表现型及比例为 ,说明待检野生型果蝇的2号染色体上没有决定新性状的隐性突变基因。
若F2的表现型及比例为 ,说明待检野生型果蝇的2号染色体上有决定新性状的隐性突变基因。
下列甲—戊列举了五种育种方法,请回答相关问题:
(1)甲、丁两种育种方法所依据的遗传学原理依次是________________、________________
(2)C常用的方法是____________;与甲育种方法相比,乙方法的优越性在于____________。
(3)E过程一般是用________处理萌发的种子或幼苗,其作用原理是____________________。
(4)戊方法中,抗虫基因与运载体结合所需的两种酶是________________、______________;抗虫基因能够在植物细胞中表达,是因为________。
如图甲是某二倍体生物体细胞染色体模式图,A~F是细胞发生变异后的染色体组成模式图,据图回答:
(1)图中A~F中显示发生染色体变异的是 ,其中能引起染色体上基因数目或排列顺序发生改变的是 。
(2)B、C显示的变异方式分别叫 。
(3)A显示的变异类型是 ,发生在 过程中。
(4)甲产生E的过程可通过 来实现。
请回答下列有关遗传的问题
Ⅰ.图①—③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题:
(1)过程①发生的时期是 和
(2)细胞中过程②发生的主要场所是 ,该过程是在 酶的作用下,将核糖核苷酸连接在一起形成α链。
(3)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占30%、20%,则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为 。
(4)图中y是某种tRNA,它由 (三个或多个)个核糖核苷酸组成的,其中CAA称为 ,一种y可以转运 种氨基酸。若合成该蛋白质的基因含有600个碱基对,则该蛋白质最多由 种氨基酸组成。
Ⅱ.下图表示乙醇进入猕猴(2n=42)机体内的代谢途径,若猕猴体内缺乏酶1,喝酒脸色基本不变但易醉,称为“白脸猕猴”;缺乏酶2,喝酒后乙醛积累刺激血管引起脸红,称为“红脸猕猴”;若上述两种酶都有,则乙醇能彻底氧化分解,号称“不醉猕猴”。请据图回答下列问题:
(1)乙醇进入机体的代谢途径,说明基因控制性状是通过__________________:从以上资料可判断猕猴的乙醇代谢与性别关系不大,判断的理由是___________。
(2)基因b由基因B突变形成,基因B也可以突变成其他多种形式的等位基因,这体现了基因突变具有__________的特点。若对猕猴进行基因组测序,需要检测______________条染色体。
(3)“红脸猕猴”的基因型有_____________种;一对“红脸猕猴”所生的子代中,有表现为“不醉猕猴”和“白脸猕猴”的个体,则再生一个“不醉猕猴”雄性个体的概率是_____________。
(4)请你补充完成设计实验,判断某“白脸猕猴”雄猴的基因型。
实验步骤:
①让该“白脸猕猴”与多只纯合的“不醉猕猴”交配,并产生多只后代:
②观察、统计后代的表现型及比例。
结果预测:
I.若子代_____________________,则该“白脸猕猴”雄猴基因型为aaBB。
II.若子代_____________________,则该“白脸猕猴”雄猴基因型为aaBb。
Ⅲ.若子代_____________________,则该“白脸猕猴”雄猴基因型为aabb。
果蝇的性染色体组成为XY型,其中R和r控制果蝇的红眼和白眼,B和b控制果蝇的刚毛和截毛。R、r和B、b两对基因位于性染色体上(如图乙)。图甲中Ⅰ表示X和Y染色体的同源区段,在该区段上基因成对存在,Ⅱ和Ⅲ是非同源区段,在Ⅱ和Ⅲ上分别含有X和Y染色体所特有的基因。请回答下列问题。
(1)果蝇的B和b基因位于图甲中的_________(填序号)区段,R和r基因位于图甲中的________(填序号)区段。
(2)在减数分裂时,图甲中的X和Y染色体之间有交叉互换现象的是________(填序号)区段。
(3)已知某一刚毛雄果蝇的体细胞中有B和b两种基因,请写出该果蝇可能的基因型,并设计实验探究B和b在性染色体上的位置情况。
①可能的基因型:______________________________。
②设计实验:______________________________________________________________________。
③预测结果和结论:如果后代中雌性个体全为刚毛,雄性个体全为截毛,说明_______________;
如果后代中雌性个体全为截毛,雄性个体全为刚毛,说明______________________________。
青蒿素是治疗疟疾的重要药物。利用雌雄同株的野生型青蒿(二倍体,体细胞染色体数为18),通过传统育种和现代生物技术可培育高青蒿素含量的植株。请回答以下相关问题:
(1)假设野生型青蒿白青秆(A)对紫红秆(a)为显性,稀裂叶(B)对分裂叶(b)为显性,两对性状独立遗传,则野生型青蒿最多有 种基因型;若F1代中白青秆、稀裂叶植株所占比例为3/8,则其杂交亲本的基因型组合为 ,该F1代中紫红秆、分裂叶植株所占比例为 。
(2)四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿,低温处理野生型青蒿正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离,从而获得四倍体细胞并发育成植株,推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是 ,四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为 。
(3)从青蒿中分离了cyp基因(下图为基因结构示意图),其编码的CYP酶参与青蒿素合成。①若该基因一条单链中(G+T)/(A+C)=2/3,则其互补链中(G+T)/(A+C)= 。②若该基因经改造能在大肠杆菌中表达CYP酶,则改造后的cyp基因编码区无 _____(填字母)。③若cyp基因的一个碱基对被替换,使CYP酶的第50位氨基酸由谷氨酸变成缬氨酸,则该基因突变发生的区段是 (填字母)。
中国科学家屠呦呦获得2015诺贝尔生理学或医学奖的获奖理由是“有关疟疾新疗法的发现”——可以显著降低疟疾患者死亡率的青蒿素。青蒿素是治疗疟疾的重要药物。利用雌雄同株的野生型青蒿(二倍体,体细胞染色体数为18),通过传统育种和现代生物技术可培育高青蒿素含量的植株。请回答以下相关问题:
(1)假设野生型青蒿白青秆(A)对紫红秆(a)为显性,稀裂叶(B)对分裂叶(b)为显性,两对性状独立遗传,则野生型青蒿最多有 种基因型;若F1代中白青秆、稀裂叶植株所占比例为3/8,则其杂交亲本的基因型组合为 ,该F1代中紫红秆、分裂叶植株所占比例为 。
(2)四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿,低温处理野生型青蒿正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离,从而获得四倍体细胞并发育成植株,推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是 ,四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为 。
(3)从青蒿中分离了cyp基因(题31图为基因结构示意图),其编码的CYP酶参与青蒿素合成。
①若该基因一条单链中(G+T)/(A+C)=2/3,则其互补链中(G+T)/(A+C)= 。
②若该基因经改造能在大肠杆菌中表达CYP酶,则改造后的cyp基因编码区无 (填字母)。
③若cyp基因的一个碱基对被替换,使CYP酶的第50位氨基酸由谷氨酸变成缬氨酸,则该基因突变发生的区段是 (填字母)。
下列两图为某哺乳动物细胞分裂过程中的坐标图和细胞的部分生命活动示意图。请据图回答下列问题:
(1)图甲中③阶段包括______________过程。
(2)图乙中c细胞中的染色体共含有__________条脱氧核苷酸链,在显微镜下可观察到存在同源染色体的是___________(填字母)细胞。
(3)基因的自由组合发生在图乙__________(填字母)细胞中,h细胞的名称是_______________,细胞分裂时星射线的形成与____________密切相关(填结构名称)。
(4)图乙中e细胞和f细胞的功能不同是___________的结果。如果e细胞变成了癌细胞,主要原因是_________________________发生了突变。
(5)在图甲中,如果在A点时将全部核DNA用放射性同位素标记,而分裂过程中所用的原料不含放射性同位素,则在GH段可检测到有放射性的脱氧核苷酸链占全部核苷酸链的比例为_________。
果蝇是遗传学常用的材料,回答下列有关遗传学问题。
(1)图1表示对雌果蝇眼型的遗传研究结果,由图分析,果蝇眼形由正常眼转变为棒眼是由于 导致的,其中雄性棒眼果蝇的基因型为 。
(2)研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系XdBXb,其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因d,且该基因与棒眼基因B始终连在一起,如图2所示。在纯合(XdBXdB、XdBY)时能使胚胎致死。若棒眼雌果蝇(XdBXb)与野生正常眼雄果蝇(XbY)杂交,F1果蝇的表现型有三种,分别为棒眼雌果蝇、正常眼雄果蝇和 ,其中雄果蝇占 。若F1雌果蝇随机交配,则产生的F2中Xb频率为 。
(3)遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失,若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子,若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子。缺失杂合子的生活力降低但能存活,缺失纯合子导致个体胚胎期死亡。现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交,子代中出现一只白眼雌果蝇。请用杂交实验判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的,还是由于基因突变引起的?
实验设计:选该白眼雌果蝇与多只红眼雄果蝇杂交,观察统计子代中雌雄果蝇数量之比。
结果及结论:
①若子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为 ,则为基因突变引起的。
②若子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为 ,则是由于缺失造成的。