高中生物微生物的分离和培养综合题

野生型果蝇的腹部和胸部都有短刚毛，而一只突变果蝇的腹部却生出长刚毛，研究者对果蝇的突变进行了系列研究。用这两种果蝇进行杂交实验的结果见图。

（1）根据实验结果分析，果蝇腹部的短刚毛和长刚毛是一对性状，其中长刚毛是性性状。图中①、②基因型（相关基因用表示）依次为。
（2）实验2结果显示：与野生型不同的表现型有种。③基因型为，在实验2后代中该基因型的比例是。
（3）根据果蝇③和果蝇基因型的差异，解释导致前者胸部无刚毛、后者胸部有刚毛的原因：。
（4）检测发现突变基因转录的相对分子质量比野生型的小，推测相关基因发生的变化为。
（5）实验2中出现的胸部无刚毛的性状不是由₁新发生突变的基因控制的。作出这一判断的理由是：虽然胸部无刚毛是一个新出现的性状，但，说明控制这个性状的基因不是一个新突变的基因。

亨廷顿舞蹈症是一种遗传神经退化疾病，主要病因是患者第四号染色体上的Huntington基因（用字母H表示）发生变异，产生了变异的蛋白质，该蛋白质在细胞内逐渐聚集，形成大的分子团。一般患者在中年发病，逐渐丧失说话、行动、思考和吞咽的能力，病情大约会持续发展15年到20年，并最终导致患者死亡。在一次人口普查过程中，偶然发现一特殊罕见男患者，其病情延迟达30年以上。通过家谱发现，该男子的父亲患该病，母亲正常，但其外祖父和外祖母皆因患该病死亡。经基因检测，发现该男患者与其他患者相比，出现一个A基因。
（1）由该家族的情况判断，亨廷顿舞蹈症遗传方式为________。
（2）出现A基因的根本原因是________。从发病机理分析，A基因能够使病情延迟大30年以上，最可能的解释是________________________。
（3）若已知A基因位于常染色体上且与H基因不在同一对染色体上。该男患者已经与一正常女性婚配，生一个正常男孩的几率是______。若他们的第二个孩子已确诊患有亨廷顿舞蹈症，则该小孩出现病情延迟的几率是______。

I．烟草是雌雄同株植物，却无法自交产生后代。这是由S基因控制的遗传机制所决定的，其规律如下图所示（注：精子通过花粉管输送到卵细胞所在处，完成受精）。

（1）烟草的S基因分为S₁、S₂、S₃等15种，它们互为_____________，这是_____________的结果。如图可见，如果花粉所含S基因与母本的任何一个S基因种类相同，花粉管就不能伸长完成受精。据此推断在自然条件下，烟草不存在S基因的____________个体。
（2）研究发现，S基因包含控制合成S核酸酶和S因子的两个部分，前者在雌蕊中表达，后者在花粉管中表达，这导致雌蕊和花粉管细胞中所含的________________等分子有所不同。传粉后，雌蕊产生的S核酸酶进入花粉管中，与对应的S因子特异性结合，进而将花粉管中的rRNA降解，据此分析花粉管不能伸长的直接原因是  ____________________________       。
（3）自然界中许多植物具有与烟草一样的自交不亲和性，这更有利于提高生物遗传性状的___________，为物种的进化提供更丰富的____________，使之更好地适应环境。
II．以一个具有正常叶舌的水稻纯系的种子为材料，进行辐射诱变试验。将辐射后的种子单独隔离种植，发现甲、乙两株的后代各分离出无叶舌突变株，且正常株与无叶舌突变株的分离比例均为3:1。经观察，这些叶舌突变都能真实遗传。请回答：
（1）甲和乙的后代均出现3∶1的分离比，表明辐射诱变处理均导致甲、乙中各有  ________个基因发生________   性突变。甲株后代中，无叶舌突变基因的频率为  ____    。
（2）现要研究甲、乙两株叶舌突变是发生在同一对基因上，还是发生在两对基因上，请以上述实验中的甲、乙后代分离出的正常株和无叶舌突变株为实验材料，设计杂交实验予以判断。
①实验设计思路：选取甲、乙后代的    ____________  进行单株杂交，统计F₁的表现型及比例。
②预测实验结果及结论：       
若F₁全为无叶舌突变株，则           ____                     ；
若F₁     ________     ，则    ____                            。

（12分，每空2分）玉米籽粒黄色基因T与白色基因t是位于9号染色体上的一对等位基因，已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Tt的黄色籽粒植株A，其细胞中9号染色体如图一。

（1）该黄色籽粒植株的变异类型属于染色体结构变异中的________。
（2）为了确定植株A的T基因位于正常染色体还是异常染色体上,让其进行自交产生F₁,实验结果为F₁表现型及比例为_________________，说明T基因位于异常染色体上。
（3）以植株A为父本（T在异常染色体上），正常的白色籽粒植株为母本杂交产生的F₁中，发现了一株黄色籽粒植株B,其染色体及基因组成如图二。分析该植株出现的原因是由于       （父本，母本）减数分裂过程中_________________未分离。
（4）若（3）中得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机的移向细胞两极并最终形成含1条和2条9号染色体的配子，那么以植株B为父本进行测交，后代的表现型及比例_________________________，其中得到的染色体异常植株占______。

出芽酵母的生活史如下图1所示，其野生型基因发生突变后，表现为突变型（如图2所示）。研究发现该突变型酵母（单倍体）中有少量又回复为野生型表现型，请分析回答：

（1）酵母的生殖方式Ⅱ与Ⅰ、Ⅲ相比，在减数分裂过程中能发生    ，因而产生的后代具有更大的变异性。
（2）依据图2和表1分析，A基因的突变会导致相应蛋白质的合成        ，进而使其功能缺失。
（3）研究者提出两种假设来解释突变型酵母回复为野生型表现型的原因。
①假设一：a基因又突变回A基因。提出此假设的依据是基因突变具有   性。
②假设二：a基因未发生突变，编码能携带谷氨酰胺的tRNA的基因B突变为b基因（a、b基因位于非同源染色体上）。在a基因表达过程中，b基因的表达产物携带的氨基酸为________，识别的密码子为     ，使a基因指导合成出完整的、有功能的蛋白质。
（4）为检验以上假设是否成立，研究者将回复后的单倍体野生型酵母与原始单倍体野生型酵母进行杂交，获取二倍体个体（F₁），培养F₁，使其减数分裂产生大量单倍体后代，检测并统计这些单倍体的表现型。
①若F₁的单倍体子代表现型为                                       ，则支持假设一。
②若F₁的单倍体子代野生型与突变型比例为3:1，则支持假设二，F₁的单倍体子代中野生型个体的基因型是                  ，来源于一个F₁细胞的四个单倍体子代酵母细胞的表现型及比例可能为    。

观赏植物藏报春是一种多年生草本植物，两性花、异花传粉。在温度为20℃～25℃的条件下，红色(A)对白色(a)为显性，基因型AA和Aa为红花，基因型aa为白花，若将开红花的藏报春移到30℃的环境中，基因型AA、Aa也为白花。试回答：
(1)根据基因型为AA的藏报春在不同温度下表现型不同，说明__________________，温度对藏报春花的颜色的影响最可能是由于温度影响了________________。
(2)现有一株开白花的藏报春，如何判断它的基因型？
①在人工控制的20℃～25℃温度条件下种植藏报春，选取开白花的植株作亲本甲。
②在_________期，去除待鉴定的白花藏报春(亲本乙)的雄蕊，并套纸袋。
③待亲本乙的雌蕊成熟后，________________，并套袋。
④收取亲本乙所结的种子，并在________温度下种植，观察________________。
⑤结果预期：若杂交后代都开白花，则鉴定藏报春的基因型为_________；若杂交后代_________，则待鉴定藏报春的基因型为AA；若杂交后代既有红花，又有白花，则待鉴定藏报春的基因型为________。

某油料植物细胞中有一种中间代谢产物简称为PEP，其运输到种子后有下图所示的两条转化途径。科研人员根据PEP的转化途径培育出了高油植物（即产油率由原来的35%提高到了58%），请回答下列问题：

（1）基因A与物质C在化学组成上的区别是前者含有                      。
（2）分析上图可知，该油料植物含油量提高的原因是        的形成抑制了酶b合成过程中的       阶段。
（3）该油料植物的花色有黄、白之分（用A、a表示），种子中芥酸含量有高、低之分（用B、b表示）。黄花低芥酸和白花高芥酸植物杂交，F₁全部为白花高芥酸，F₁自交得到的F₂有白花高芥酸和黄花低芥酸两种，比例约为3:1。
①两对性状中显性性状                                   。
②请在下侧圆圈中画出F₁的染色体组成并标出基因的位置。

③若要研究控制花色与芥酸含量的基因在遗传时是否遵循基因自由组合定律， 可让F₁的白花高芥酸植株与          植株杂交，如果子代                     ，则说明与芥酸含量的基因在遗传时遵循基因自由组合；如果子代                    ，则说明与芥酸含量的基因在遗传时不遵循基因自由组合。

I．玉米籽粒颜色的黄色(T)和白色(t)基因位于9号染色体上（含异常9号染色体的花粉不能参与受精作用）。现有基因型为Tt的黄色籽粒植株甲，其细胞中9号染色体有一条异常。
(1)为了确定植株甲的T基因位于正常染色体还是异常染色体上，最简便的方法是让其    产生F1。如果     ，则说明T基因位于正常染色体上；如果        ，则说明T基因位于异常染色体上。
(2)以植株甲为父本，正常的白色籽粒植株为母本杂交产生的F1中，发现了一株黄色籽粒植株乙，其9号染色体上基因组成为Ttt，且T位于异常染色体上。该植株的出现可能是由于        造成的。
(3)若(2)中的植株乙在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机地移向细胞两极并最终形成含l条和2条9号染色体的配子，形成配子的基因型及比例是        ，以植株乙为父本进行测交，后代中得到的含异常染色体的植株占       。
Ⅱ．某科研小组利用转基因技术，将豌豆的A（抗虫基因）导入玉米体细胞．以获得具有抗虫性状的新品种。请回答下列问题。
(1)若要从豌豆中获得抗虫基因，可首先建立豌豆的基因组文库，再从中   出所需的抗虫基因。理论上，基因组文库含有生物的全部基因，cDNA文库中含有生物的   基因。
(2)利用PCR技术扩增抗虫基因时，需要在反应体系中添加的有机物有    、    、4种脱氧核苷酸和耐热的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。
(3)导入抗虫基因的玉米细胞通过        技术培养成完整植株，该技术包括  和    两个阶段。
(4)若要检查杂交细胞中是否具有A基因，在分子水平上，常采用        技术，该技术用到DNA分子探针，常用   或荧光标记。

（12分,每空2分，第（4）小题4分）公鸡和母鸡在鸡冠的结构上存在区别，通常公鸡的鸡冠较大、肉垂较大、颜色鲜艳；而母鸡的鸡冠较小、肉垂较小、颜色暗淡。假如已知鸡的鸡冠结构受常染色体上的一对等位基因（A、a）控制，而且所有母鸡的鸡冠都是小鸡冠，但是公鸡可以是大鸡冠也可以是小鸡冠。现用都是小鸡冠的一对公鸡和母鸡交配，杂交结果如下表所示，请根据相关信息回答下列问题：

亲代性状	子代性状	比例
小鸡冠母鸡小鸡冠公鸡	小鸡冠母鸡	100%
小鸡冠公鸡：大鸡冠公鸡	3 : 1

(1)亲代都是小鸡冠，而在子代出现了小鸡冠和大鸡冠，这是一种      现象，子代中母
鸡的鸡冠都是小鸡冠，而公鸡可以是大、小鸡冠都有，这说明表现型跟     有关。
(2)控制小鸡冠的遗传过程中遵循            定律。
(3)该子代母鸡的基因型是：                                     。
(4)若基因型Aa的母鸡与大鸡冠的公鸡杂交，请用遗传图解的形式表示此杂交过程。
考点：基因的分离规律的实质及应用

玉米叶片叶绿素的合成受其7号染色体上一对等位基因（A、a）的控制，同时也受光照的影响。在玉米植株中，体细胞含2个A的植株叶片呈深绿色，含一个A的植株叶片呈浅绿色；体细胞没有A的植株叶片呈黄色，会在幼苗期后死亡。
（1）在正常光照下，AA植株叶片呈深绿色，而在遮光条件下却呈黄色，从基因与性状的关系角度分析其原因                            。
（2）在浅绿色植株体内某些正常细胞中含有两个A基因，原因是                                       ，有一批浅绿色植株（P），如果让它们相互授粉得到F₁，F₁植株随机交配得到F₂，逐代随机交配得到Fn，那么在Fn代成熟植株中a基因频率为       （用繁殖代数n的表达式表示）。
（3）现有一浅绿色突变体成熟植株甲，其体细胞（如图）中一条7号染色体的片段m发生缺失，记为q；另一条正常的7号染色体记为p。片段m缺失的花粉会失去受精活力，且胚囊中卵细胞若无A或a基因则不能完成受精作用。请推测该浅绿突变体成熟植株甲的A或a基因是否位于片段m上？                （填“一定”、“可能”或“不可能”）。假设A、a不位于片段m上，要确定植株甲的基因A、a在染色体p、q上的分布，现将植株甲进行自交得到F₁，待F₁长成成熟植株后，观察并统计F₁表现型及比例。
请预测结果并得出结论：

①若F₁                      ，则植株甲体细胞中基因A位于q上，基因a位于p上。
②若F₁                      ，则植株甲体细胞中基因A位于p上，基因a位于q上。

(16分)玉米是生物实验的好材料，玉米是雌雄同株植物(顶部生雄花序，侧面生雌花序)，玉米的染色体有20条(2N＝20)，下面以玉米为材料来完成相关的实验。
（1）将发芽的玉米种子研磨液过滤置于试管中，加入斐林试剂，并55℃水浴加热2 min，试管中如果出现砖红色沉淀，则说明有          的存在。
（2）将水培的玉米幼苗置于冰箱低温室（4℃）诱导培养36h，欲观察染色体的形态和数目，需用显微镜观察根尖分生区处于______期的细胞，细胞中染色体的形态有       种，数目可能有           条。
（3）在一个育种实验中，采用植株A、B玉米进行如图所示的实验。请回答下列问题：

①在进行以上三种传粉实验时，常需要将雌、雄花序在人工授粉前和授粉后用袋子罩住，目的是防止________________。
②用G代表显性性状，g代表隐形性状，则植株A和植株B的基因型分别为            ，授粉Ⅰ的子代中，紫红色玉米粒的基因型是              。
③若只进行授粉Ⅲ一种实验，根据表Ⅲ中实验结果，如何进一步设计实验确定玉米粒色的显隐性关系                                                            。

水稻动态株型与正常株型是一对相对性状。动态株型主要特征是生长前期长出的叶片与茎秆夹角较大，叶片伸展较平展，生长后期长出的叶片直立（与茎秆夹角较小），使株型紧凑，呈宝塔形，而正常株型前后期长出的叶片都较直立。动态株型产量比正常株型高20%。为研究这对相对性状的遗传规律，科学家做了以下实验，结果如表所示。

组别	杂交组合	总株数	表现型
动态株型	正常株型
A	动态株型×动态株型	184	184	0
B	正常株型×正常株型	192	0	192
C	动态株型（♀）×正常株型（）	173	173	0
D	动态株型（）×正常株型（♀）	162	162	0
E	C组的F1自交	390	290	100
F	C组的F1×正常株型	405	200	205

根据以上信息回答下列问题：
（1）动态株型产量高于正常株型，原因是：动态株型在生长前期，叶较平展，有利于               ；生长后期，叶直立，在开花期时株型紧凑，呈宝塔形，上部叶片既能接受较多的光照，也能减少                          ，使下部（平展）叶片也能接受较多的光能。生长前期和后期均能提高                 ，有利于高产。
（2）表中属于正交与反交的杂交组合是            两组，因水稻是两性花，为避免自花传粉，需                。正交与反交的结果说明动态株型与正常株型这一对相对性状是受           基因控制的。理由是                             。
（3）由C组和D组杂交结果可以说明动态株型为显性，还可通过分析      组的子代比例判断显性与隐性。
（4）E组的子代具有两种表现型，此遗传现象称之为              。
（5）F组的杂交方式称为          。因为一方为隐性，产生的配子只有隐性基因，不改变子代的表现型，子代表现型的类型及比例即为         的类型及比例。此特点可用于间接验证      定律。

为研究水稻D基因的功能，研究者将T-DNA插入到D基因中，致使该基因失活，失活后的基因记为d。现以野生植株和突变植株作为亲本进行杂交实验，统计母本植株的结实率，结果如下表所示。

杂交编号	亲本组合	结实数/授粉的小花数	结实率
①	♀DD×♂dd	16/158	10％
②	♀dd×♂DD	77/154	50％
③	♀DD×♂DD	71/141	50％

（1）表中数据表明，D基因失活使________配子育性降低。为确定配子育性降低是由于D基因失活造成的，可将________作为目的基因，与载体连接后，导入到________（填“野生”或“突变”）植株的幼芽经过________形成的愈伤组织中，最后观察转基因水稻配子育性是否得到恢复。
（2）用________观察并比较野生植株和突变植株的配子形成，发现D基因失活不影响二者的________分裂。
（3）进一步研究表明，配子育性降低是因为D基因失活直接导致配子本身受精能力下降。若让杂交①的F₁给杂交②的F₁授粉，预期结实率为________，所获得的F₂植株的基因型及比例为________。
（4）为验证F₂植株基因型及比例，研究者根据D基因、T-DNA的序列，设计了3种引物，如下图所示：

随机选取F₂植株若干，提取各植株的总DNA，分别用引物“Ⅰ+Ⅲ”组合及“Ⅱ+Ⅲ”组合进行PCR，检测是否扩增（完整的T-DNA过大，不能完成PCR）。若________，则相应植株的基因型为Dd；同理可判断其他基因型，进而统计各基因型比例。
（5）研究表明D基因表达产物（D蛋白）含有WD40（氨基酸序列），而通常含有WD40的蛋白都定位在细胞核内。为探究D蛋白是否为核蛋白，研究者将D基因与黄色荧光蛋白基因融合；同时将已知的核蛋白基因与蓝色荧光蛋白基因融合。再将两种融合基因导入植物原生质体表达系统，如果________，则表明D蛋白是核蛋白。

（每空2分，共16分）紫罗兰的单瓣与重瓣是由一对等位基因（A、a）控制的相对性状。研究人员发现所有的重瓣紫罗兰都不育（雌、雄蕊发育不完善），单瓣紫罗兰自交后代总是存在约50%的单瓣花和50%重瓣花。自交实验结果如图所示：

（1）根据实验结果可知：紫罗兰花瓣中              为显性性状，实验中F₁重瓣紫罗兰的基因型为              。
（2）经研究发现，出现上述实验现象的原因是等位基因（A、a）所在染色体发生部分缺失(不影响减数分裂过程)，而且染色体缺失的花粉致死，染色体缺失的雌配子可育。若A^-、a^-表示基因位于缺失染色体上，A、a表示基因位于正常染色体上，请写出上述实验中F₂单瓣紫罗兰的雌配子基因型及其比例                                     ；雄配子的基因型为           。
（3）某兴趣小组为探究“染色体缺失的花粉是否致死”，设计了如下实验方案。
实验步骤：
①取上述实验中            的花药进行离体培养，获得单倍体；
②                                                                          ；
③统计、观察子代的花瓣性状。
实验结果及结论：
若子代花瓣                           ，则染色体缺失的花粉致死；
若子代花瓣                           ，则染色体缺失的花粉可育。

烟草是雌雄同株植物，却无法自交产生后代。这是由S基因控制的遗传机制所决定的，其规律如下图所示（注：精子通过花粉管输送到卵细胞所在处，完成受精）。

（1）烟草的S基因分为S₁、S₂、S₃等15种，它们互为       ，这是       的结果。
（2）控制该性状的基因在遗传时是否遵循基因自由组合定律？      ，原因是            。
(3)如图可见，如果花粉所含S基因与母本的任何一个S基因种类相同，花粉管就不能伸长完成受精．据此推断在自然条件下，烟草不存在S基因的______个体。
（4）将基因型为S₁S₂和S₂S₃的烟草间行种植，全部子代的基因型种类为：       ，比例为：     。
（5）请设计一种育种方案，以基因型是SS的烟草为材料，培育基因型为SS的纯合体烟草。用遗传图解表示育种过程。