(16分)AS综合征是一种由于患儿脑细胞中UBE3A蛋白含量缺乏导致的神经系统发育性疾病。UBE3A蛋白由位于15号染色体上的UBE3A基因控制合成,该基因在人脑细胞中的表达与其来源有关:来自母方的UBE3A基因可正常表达,来自父方的UBE3A基因由于邻近的SNRPN基因产生的反义RNA干扰而无法表达(如右下图所示)。请分析回答以下问题:
(1)UBE3A蛋白是泛素-蛋白酶体的核心组分之一,后者可特异性“标记”P53蛋白并使其降解。由此可知AS综合征患儿脑细胞中P53蛋白积累量较 。检测P53蛋白的方法是 。细胞内蛋白质降解的另一途径是通过 (细胞器)来完成的。
(2)由于UBE3A基因和SNRPN基因 ,所以它们的遗传关系不遵循自由组合定律。对绝大多数AS综合征患儿和正常人的UBE3A基因进行测序,相应部分碱基序列如右图所示。由此判断绝大多数AS综合征的致病机理是:来自 方的UBE3A基因发生 ,从而导致基因突变发生。
(3)研究表明,人体非神经组织中的来自母方或父方的UBE3A基因都可以正常表达,只有在神经组织中才会发生UBE3A基因被抑制的现象,说明该基因的表达具有 性。
(4)动物体细胞中某对同源染色体多出一条的个体称为“三体”。现产前诊断出一个15号染色体为“三体”的受精卵是由正常卵细胞与异常精子受精形成的,其UBE3A基因全部正常。该受精卵可随机丢失一条15号染色体而完成胚胎发育,则发育成AS综合征患者的几率是 (不考虑基因突变,请用分数表示)。
(5)丙种球蛋白缺乏症(XLA)是一种伴X染色体隐性遗传病,某家族中的XLA男性患者在未接受有效治疗的前提下,一部分幼年夭折,一部分能活到四、五十岁。请分析出现这种情况可能的两点原因: 。
团头鲂(2n=48)是我国一种名贵淡水鱼类。研究人员用低温处理野生型团头鲂一定数量的次级卵母细胞,使其不分裂出极体(姐妹染色单体已分开);这些次级卵母细胞在室温下最终发育成团头鲂。新培育的团头鲂多数为纯合子,少数为杂合子。新培育的团头鲂( )
A.与野生型团头鲂之间存在生殖隔离 |
B.纯合子的基因型都相同 |
C.体细胞染色体数为24 |
D.杂合子产生的原因主要是染色体交叉互换 |
玉米植株的抗锈病(T)和不抗锈病(t)的基因以及籽粒的非甜(A)和甜(a)的基因分别位于两对同源染色体上。有人以纯合的不抗锈病非甜玉米甲为材料,用射线处理其种子获得了抗锈病非甜个体乙;用射线处理其花药并进行相关培养,获得了可育的不抗锈病甜粒个体丙。(甲、乙、丙均为二倍体)请回答:
(1)丙的基因型是____________,在获得丙的过程中运用的育种方法有____________。
(2)研究表明,乙与甲相比只有一个基因发生改变,若将乙于丙杂交,理论上,F1有______种表现型,从F1中选择抗锈病非甜个体自交,F2抗锈病甜粒个体中抗锈病基因的频率是__________。
(3)上述实验所用玉米甲为非糯性,将甲的种子用射线处理后单独隔离种植,发现有两株植株所结的籽粒表现型及比例均为非糯性∶糯性=3:1。现要研究这两株玉米的糯性突变是发生在同一对基因上,还是分别发生在两对不同的基因上,某兴趣小组设计了如下实验:
设计思路:选取两株植株的糯性籽粒种植并相互杂交,统计F1的表现型及比例。
实验结果及结论:
若__________________,则这两株玉米的糯性突变发生在同一对基因上。
若__________________,则这两株玉米的糯性突变发生在两对不同的基因上。
家蚕蚕体有斑纹由常染色体上的基因A控制,基因型aa表现为无斑纹。斑纹颜色由常染色体上另一对基因(B/b)控制,BB或Bb为黑色,bb为灰色。
(1)现选用两纯合亲本甲、乙杂交得到F1,F1测交结果如下表:(注意:只有有斑纹时才分为黑色和灰色)、亲本甲性状为无斑纹,乙的基因型为 。
(2)F1雌雄交配所得F2的性状和分离比为 。F2中自交不发生性状分离的个体占_______。
(3)A/a所在染色体偶见缺失现象,如图所示。染色体缺失的卵细胞不育,染色体缺失的精子可育。基因型为A0a的蚕雌雄交配,子代的表现型和比例为 。
(4)家蚕中,雌性性染色体为ZW,雄性性染色体为ZZ。家蚕体壁正常基因(T)与体壁透明基因(t)是位于Z染色体上的一对等位基因。现用有斑纹体壁透明雌蚕(A0aZtW)与 有斑纹体壁正常雄蚕(A0aZTZT)杂交得到F1,将其中有斑纹个体相互交配,后代中有斑纹体壁正常雄性个体和有斑纹体壁正常雌性个体分别占_______、_______。
某二倍体植物(2n=14)开两性花,可自花传粉。研究者发现有雄性不育植株(即雄蕊发育异常不能产生有功能的花粉,但雌蕊发育正常能接受正常花粉而受精结实),欲选育并用于杂交育种。请回答下列问题:
(1)雄性不育与可育是一对相对性状。将雄性不育植株与可育植株杂交,F1代均可育,F1自交得F2,统计其性状,结果如下表,说明控制这对相对性状的基因遗传遵循 定律。
(2)在杂交育种中,雄性不育植株只能作为亲本中的 (父本/母本),其应用优势是不必进行 操作。
(3)为在开花前即可区分雄性不育植株和可育植株,育种工作者培育出一个三体新品种,其体细胞中增加一条带有易位片段的染色体。相应基因与染色体的关系如右下图(基因M控制可育,m控制雄性不育;基因R控制种子为茶褐色,r控制黄色)。
①三体新品种的培育利用了 原理。
②带有易位片段的染色体不能参与联会,因而该三体新品种的细胞在减数分裂时可形成 个正常的四分体; (时期)联会的两条同染色体彼此分离,分别移向细胞两极,而带有易位片段的染色体随机移向一极。故理论上,含有8条染色体的雄配子占全部雄配子的比例为 ,经研究发现这样的雄配子不能与雌配子结合。
③此品种植株自交,所结的黄色种子占70%且发育成的植株均为雄性不育,其余为茶褐色种子,发育成的植株可育。结果说明三体植株产生的含有8条染色体和含有7条染色体的可育雌配子的比例是 ,这可能与带有易位片段的染色体在减数分裂时的丢失有关。
④若欲利用此品种植株自交后代作为杂交育种的材料,可选择 色的种子留种;若欲继续获得新一代的雄性不育植株,可选择 色的种子种植后进行自交。
某二倍体植物的花色受独立遗传且完全显性的三对基因(用 Dd 、 Ii 、 Rr 表示)控制。研究发现,体细胞中 r 基因数多于 R 时, R 基因的表达减弱而形成粉红花突变体。基因控制花色色素合成的途径、粉红花突变体体细胞中基因与染色体的组成(其它基因数量与染色体均正常)如图所示。
(1)正常情况下,甲图中红花植株的基因型有 _____ 种。某正常红花植株自交后代出现了两种表现型,子代中表现型的比例为 _________ 。
(2)突变体①、②、③的花色相同,这说明花色素的合成量与体细胞内 _________ 有关。对 R 与 r 基因的 mRNA 进行研究,发现其末端序列存在差异,如图所示。二者编码的氨基酸在数量上相差 _____ 个(起始密码子位置相同, UAA 、 UAG 与 UGA 为终止密码子),其直接原因是 _______________ 。
(3)基因型为 iiDdRr 的花芽中,出现基因型为 iiDdr 的一部分细胞,其发育形成的花呈 _____ 色,该变异是细胞分裂过程中出现 __________ 的结果。基因型为 iiDdr 的突变体自交所形成的部分受精卵不能发育,其根本原因是 _____ 。
(4)现在基因组成为iiDDRR正常植株若干,分别与突变①、②、③杂交(假设实验过程中不存在突变与染色体互换,各型配子活力相同),请预测其子代表现型及比例。
与突变①杂交子代的表现性与比例
与突变②杂交子代的表现性与比例
与突变③杂交子代的表现性与比例
已知果蝇翅膀后端边缘的缺刻性状是由染色体上某个DNA片段缺失所致,在果蝇群体中不存在缺刻翅的雄性个体。用缺刻翅红眼雌蝇(没有白眼基因)与正常翅白眼雄蝇杂交,F1出现了缺刻翅白眼雌果蝇且雌雄比为2:1。以下分析错误
A.决定缺刻翅性状的DNA片段缺失可用光学显微镜直接观察 |
B.果蝇的白眼和缺刻翅基因均位于X染色体的缺失片段上 |
C.F1缺刻翅白眼雌蝇的X染色体一条片段缺失,另一条带有白眼基因 |
D.F1雌雄比为2:1的原因是含缺失DNA片段染色体的雌配子致死 |
我国科学家率先完成了家蚕(2n=56)基因组精细图谱的绘制。家蚕中,ZZ为雄性,ZW为雌性。
(1)研究家蚕的基因组,应研究____________条染色体上的基因。正常情况下,雌蚕减数分裂过程中产生的次级卵母细胞中含有W染色体的数量最多是_________条。
(2)下图为科学家培育出“限性斑纹雌蚕”过程图。图中“变异家蚕”的变异类型属于染色体结构变异中的__________________。由“变异家蚕”培育出“限性斑纹雌蚕”的过程中,F1的基因型有__________种,此育种方法所依据的原理是_________________。
(3)雄蚕由于吐丝多、丝质好,更受蚕农青睐。在生产中可以利用限性斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕培育出根据体色辨别性别的后代,请用遗传图解和适当的文字描述选育雄蚕的过程(4分)。
(4)已知幼蚕体色正常基因(T)与油质透明基因(t)是位于z染色体上的一对等位基因,结天然绿色蚕茧基因(G)与白色蚕茧基因(g)是位于常染色体上的一对等位基因,T对t,G对g为显性。现有一杂交组合:,F1中结天然绿色蚕茧的雄性个体所占比例为____________,F2中幼蚕体色油质透明且结天然绿色蚕茧的雌性个体所占比例为________________________。
单倍体育种能明显缩短育种年限,在育种过程中用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,使植物细胞内的染色体加倍,那么,用一定时间的低温(4℃)处理萌发的种子或幼苗,是否也能诱导细胞内染色体数目加倍呢?请就低温对细胞内染色体数目的影响是否与秋水仙素作用相同的问题进行实验探究。
材料用具:A小麦的高秆(显性)抗锈病(显性)纯种、B小麦的矮秆不抗锈病纯种、小烧杯或培养皿若干、清水、冰箱、2%的秋水仙素、龙胆紫、显微镜。
(1)针对上面的问题作出假设:低温同秋水仙素一样可以诱导细胞内染色体数目的加倍。提出此假设的依据是____________________________。
(2)请根据你的假设写出设计方案步骤:
F1高抗→F1高抗→花药离体培养→单倍体植株。
②a.______________________________________________________________;
b.将三组生长状况相同的单倍体植株分别放入三个培养皿中,其中1号放在室温下,2号______________,3号______________,培养时间相同。
③制成装片在显微镜下观察。
(3)实验结果预测与结论_____________________________________________。
家蚕(2n=56)属于ZW型性别决定的二倍体生物。幼蚕斑纹由复等位基因AB(黑色斑)、AS(黑缟斑)、A(普通斑)、a(素斑)控制,前者对后者所有基因均完全显性,且基因位于2号染色体上。请回答下列问题:
(1)若对家蚕基因组进行研究,需对 条染色体中的DNA进行测序。幼蚕黑色斑是皮肤细胞产生并沉积黑色素形成的,这说明基因AB通过控制 而控制斑纹性状。
(2)黑缟斑幼蚕的基因型有____种,正常的幼蚕细胞中基因As最多有____个。
(3)某个体X与黑缟斑个体Y杂交,若子代仅有黑缟斑和普通斑两种类型,且个体Y的基因型为ASA,则个体X的表现型为____;若子代有黑缟斑、普通斑与素斑三种类型,则个体X与Y的基因型为______。
(4)在基因型为Aa蚕卵的孵化过程中,用X射线进行处理,在雌蚕幼体中发现有少数个体表现为素斑、或为普通斑与素斑的嵌合体;另有少数普通斑雌蚕成熟后,其测交子代斑纹表现为伴性遗传。对这些变异类型进行研究,发现细胞中基因及染色体的变化如图所示(其他基因及染色体均正常)。
①上述事实表明,射线引起的突变具有____的特点。
②若嵌合体幼蚕的部分细胞为突变II,则其是在细胞进行____过程中发生了____导致的。
③突变Ⅲ这类变异称为 ,突变Ⅲ个体减数分裂能产生 种基因组成的卵细胞。
④突变Ⅲ(基因型为aZWA)与正常个体侧交,子代中雄蚕为素斑的概率为 ,雌蚕的基因型为____。
(16分)玉米非糯性基因(A)对糯性基因(a)是显性,植株紫色基因(B) 对植株绿色基因(b)是显性,这两对等位基因分别位于第9号和第6号染色体上。玉米非糯性品系的籽粒及花粉遇碘液变蓝色,糯性品系的籽粒及花粉遇碘液变棕色。现有非糯性紫株、非糯性绿株和糯性紫株三个纯种品系供实验选择。请回答:
(1)若采用花粉鉴定法验证基因分离定律,应选择非糯性紫株与糯性紫株杂交。如果用碘液处理F1代的花粉,则显微镜下观察到花粉颜色及比例为 。
(2)若验证基因的自由组合定律,则两亲本基因型为______。如果要筛选糯性绿株品系,需在第______年选择糯性籽粒留种,下一年选择______自交留种即可。
(3)用X射线照射亲本中非糯性紫株玉米花粉并授于非糯性绿株的个体上,发现在F1代734株中有2株为绿色。经细胞学的检查表明,这是由于第6号染色体载有紫色基因(B)区段缺失导致的。已知第6号染色体区段缺失的雌、雄配子可育,而缺失纯合体(两条同源染色体均缺失相同片段)致死。
①在上述F1代绿株的幼嫩花药中观察到下图所示染色体,请根据题意在图中选择恰当的基因位点并在位点上正确标出F1代绿株的基因组成:
②有人认为F1代出现绿株的原因可能是经X射线照射的少数花粉中紫色基因(B)突变为绿色基因(b),导致F1代绿苗产生。某同学设计了以下杂交实验,探究X射线照射花粉产生的变异类型。
实验步骤:
第一步:选F1代绿色植株与亲本中的______杂交,得到种子(F2代);
第二步:F2代的植株自交,得到种子(F3代);
第三步:观察并记录F3代植株颜色及比例。
结果预测及结论:
若F3代植株的紫色:绿色为______,说明花粉中紫色基因(B)突变为绿色基因(b),没有发生第6染色体载有紫色基因(B)的区段缺失。
若F3代植株的紫色:绿色为______说明花粉中第6染色体载有紫色基因(B)的区段缺失。
水稻性状中,抗瘟病(A)对易染瘟病(a)为显性,高秆(B)对矮秆(b)为显性。现用高秆抗病品种与矮秆易染病品种来培育可稳定遗传的矮秆抗病新品种,①~⑥表示培育过程中可采用的手段和过程。请分析回答:
(1)图中所示育种手段中,不能实现育种目标的是[ ] (在括号内填图中序号,横线上写文字)。
(2)能获得育种需要的表现型植株,但性状不能稳定遗传的是[ ] (在括号内填图中序号,横线上写文字),此育种方式最大的缺陷是 。
(3)①→②育种方式是 ,其依据的原理是 。
(4)③常用的方法是 ,④过程常用秋水仙素处理 。该育种方式突出的优点是 。
下图表示由甲、乙两种植物逐步培育出戊植株的过程,请据图回答:
(1)通过I过程培育出丙种植物的方法有以下两种:
方法一:将甲、乙两种植物杂交得到基因型为____________的植株,并在____________期用____________(化学物质)处理,从而获得基因型为bbDD的丙种植物。
方法二:先取甲、乙两种植物的_____________,利用________________________处理,获得具有活力的_______________;然后用________________________方法诱导融合、筛选出基因型为_________________的杂种细胞;接下来将该杂种细胞通过____________________技术培育出基因型为bbDD的丙种植物。此种育种方法的优点是________________________ 。
(2)由丙种植物经II过程培育成丁植株,发生的变异属于____________________;将丁植株经III培育成戊植株的过程,在育种上称为________________________________。
(3)若B基因控制着植株的高产,D基因决定着植株的抗病性。如何利用戊植株(该植株为两性花),采用简便的方法培育出高产抗病的新品种(不考虑同源染色体的交叉互换)?请画图作答并作简要说明。
(4)通过图中所示育种过程,____(填能或否)增加物种的多样性。
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。
玉米是进行遗传学实验的良好材料,其宽叶基因T与窄叶基因t是位于9号染色体上的—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的宽叶植株A,其细胞中9号染色体如图一。请分析回答下列问题。
(1)该宽叶植株的变异类型属于 。
(2)以植株A为父本,正常的窄叶植株为母本进行杂交,需在花期进行套袋和 等操作。若产生的F1中,发现了一株宽叶植株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 。
(3)若(2)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l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是 ,其中得到的染色体异常植株占 。
(4)为了探究植株A的T基因是位于正常染色体还是异常染色体上,请设计一个简便的杂交实验:
实验步骤: 。
结果预测:若 则说明T基因位于异常染色体上。
若 则说明T基因位于正常染色体上。
(5)研究者发现玉米体细胞内2号染色体上存在两个纯合致死基因E、F,从而得到“平衡致死系”的玉米,其基因与染色体关系如下图所示。该品系的玉米随机自由交配(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,子代中F基因的频率 (上升/下降/不变)。