油菜属于二倍体植物,具有两性花,其育性正常和雄性不育这一对相对性状由等位基因A1、A2、A3控制,其显隐性关系为A1>A2>A3。油菜的育性杂合植株表现出明显的杂种优势,其油菜籽产量远高于育性正常品系,但这种优势无法在自交后代中保持。现有少量育性正常品系1、雄性不育系和育性正常品系3三个品系的种子,基因型分别为A1A1、A2A2、A3A3,回答下列问题。
(1)请以上述三个品系为材料设计实验,验证A1、A2、A3基因之间的显隐性关系_________ 。
(2)去雄是杂交育种的关键步骤,但人工去雄耗时费力,在生产上不具有可操作性。利用上述雄性不育系(雄蕊异常,肉眼可辨)进行杂交育种制备可育杂交种子(YF1)的大致过程如下。
①让上述雄性不育系与品系3杂交,获得F1全为雄性不育株;再让F1与品系3杂交,获得F2;然后继续选择F2中雄性不育株与品系3杂交,获得F3;如此连续杂交n次,获得大量种子。
②将最后获得的上述种子种成母本行,将基因型为_______ 的品系种成父本行,用于制备YF1。
③在油菜刚开花时,拔除母本行中具有育性正常的植株,然后父本行与母本行杂交,获得兼具两种品系优良性状的可育杂交种子YF1,供农业生产使用。
结合育种过程分析回答:
a.步骤①中,连续杂交获得的Fn中雄性不育株所结种子的基因型及比例为________ 。
b.步骤②中,父本行品系的基因型为________ 。
c.步骤③中,若不拔除育性正常植株,得到的种子给农户种植后,会导致油菜籽减产,原因是____________________________ 。制备的可育杂交种子(YF1)的基因型为_____________ 。
(3)上述育种过程中拔除育性正常植株,只能在油菜刚开花时(传粉前)通过观察雄蕊发育情况加以辨别,且操作时间短,易出现错辨漏拔等问题。有人设想:“利用油菜植株开花前长期、稳定表现的某一直观性状,对雄性不育植株加以辨别”,请用控制该性状的基因(E)及其与A基因的位置关系,展示此设想_____________ 。
(1)请以上述三个品系为材料设计实验,验证A1、A2、A3基因之间的显隐性关系
(2)去雄是杂交育种的关键步骤,但人工去雄耗时费力,在生产上不具有可操作性。利用上述雄性不育系(雄蕊异常,肉眼可辨)进行杂交育种制备可育杂交种子(YF1)的大致过程如下。
①让上述雄性不育系与品系3杂交,获得F1全为雄性不育株;再让F1与品系3杂交,获得F2;然后继续选择F2中雄性不育株与品系3杂交,获得F3;如此连续杂交n次,获得大量种子。
②将最后获得的上述种子种成母本行,将基因型为
③在油菜刚开花时,拔除母本行中具有育性正常的植株,然后父本行与母本行杂交,获得兼具两种品系优良性状的可育杂交种子YF1,供农业生产使用。
结合育种过程分析回答:
a.步骤①中,连续杂交获得的Fn中雄性不育株所结种子的基因型及比例为
b.步骤②中,父本行品系的基因型为
c.步骤③中,若不拔除育性正常植株,得到的种子给农户种植后,会导致油菜籽减产,原因是
(3)上述育种过程中拔除育性正常植株,只能在油菜刚开花时(传粉前)通过观察雄蕊发育情况加以辨别,且操作时间短,易出现错辨漏拔等问题。有人设想:“利用油菜植株开花前长期、稳定表现的某一直观性状,对雄性不育植株加以辨别”,请用控制该性状的基因(E)及其与A基因的位置关系,展示此设想
更新时间:2020-05-02 14:12:19
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【推荐1】小鼠的体色有灰色与白色一对相对性状。某校生物科研小组的同学为了确定灰色与白色哪个性状为显性性状,用8只小鼠(编号①~⑧)同时进行了一代杂交实验。下表是杂交组合及所得第一胎子鼠的体色情况。请分析后回答问题:
(1)小鼠是生物学研究中重要的实验材料。科学家选用它作实验材料的原因有哪些?_________________ 。(要求写出两点)
(2)另一个小组的同学认为,根据表格中的实验结果并不能确认哪个性状是显性性状,需要利用编号①~⑧的8只小鼠再设计新的杂交组合,以确定这对性状的显隐性。请你简要写出最合理的实验方案(要求只进行一代杂交实验),并预测实验结果及相应的结论。
实验方案:__________________________________ 。
预测结果及相应的结论:________________________________________ 。
(3)假如你所设计的实验方案已经确定了灰色为显性性状,能否同时也确定了灰色与白色基因是位于常染色体上还是X染色体上呢?如果能,请说明理由。如果不能,请选用编号①~⑧的8只小鼠设计合理的杂交方案(要求只进行一代杂交实验)进行确定。___________________________________________ 。
(1)小鼠是生物学研究中重要的实验材料。科学家选用它作实验材料的原因有哪些?
(2)另一个小组的同学认为,根据表格中的实验结果并不能确认哪个性状是显性性状,需要利用编号①~⑧的8只小鼠再设计新的杂交组合,以确定这对性状的显隐性。请你简要写出最合理的实验方案(要求只进行一代杂交实验),并预测实验结果及相应的结论。
实验方案:
预测结果及相应的结论:
(3)假如你所设计的实验方案已经确定了灰色为显性性状,能否同时也确定了灰色与白色基因是位于常染色体上还是X染色体上呢?如果能,请说明理由。如果不能,请选用编号①~⑧的8只小鼠设计合理的杂交方案(要求只进行一代杂交实验)进行确定。
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【推荐2】period基因(简写per,位于小鼠的常染色体上)与生物的节律有关,per基因表达产物per蛋白的浓度呈周期性变化,振荡周期为24 h,调节如图所示。请回答下列问题:
(1)①②过程分别表示_____________________ ,根据图示分析per蛋白的浓度呈周期性变化的机制:_______________________________________ 。
(2)无节律小鼠是研究节律性的好材料。正常小鼠(自然条件下均为纯合子)经过诱变后得到了一只无节律的小鼠。现需要通过杂交实验获得较多的纯种无节律小鼠(只考虑一对等位基因,不考虑后代个体数),进行了如下实验:
让正常小鼠与该只无节律的小鼠杂交得到F1代, F1代雌雄小鼠杂交得到F2代。
①若F1代表现型全为____________ ,则从F2代中直接选出所有无节律的小鼠留种,就是实验所需的纯种无节律小鼠。
②若从F2代中不能直接选出纯种无节律小鼠,说明__________ ,应该_________ ,并留种。
(1)①②过程分别表示
(2)无节律小鼠是研究节律性的好材料。正常小鼠(自然条件下均为纯合子)经过诱变后得到了一只无节律的小鼠。现需要通过杂交实验获得较多的纯种无节律小鼠(只考虑一对等位基因,不考虑后代个体数),进行了如下实验:
让正常小鼠与该只无节律的小鼠杂交得到F1代, F1代雌雄小鼠杂交得到F2代。
①若F1代表现型全为
②若从F2代中不能直接选出纯种无节律小鼠,说明
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【推荐3】研究者通过实验探究N基因和M基因对生菜结球影响的机制。
(1)将不结球纯合品系甲和结球纯合品系乙杂交,F1自交,F2中结球39株、不结球115株,说明结球性状的遗传遵循__________ 定律。
(2)叶片靠近上表皮的一侧为腹面,另一侧为背面。N基因编码的N蛋白调控叶片背腹面发育基因ASI、YAB1的表达(品系甲,乙的N基因分别记为N、Na)。
①与N相比,Na缺失一个碱基对,N蛋白肽链缩短。研究者敲除甲的N基因,获得纯合基因敲除株,发现植株表型为__________ ,证明N基因控制不结球性状。
②研究者将AS1、YABI基因的启动子分别与荧光素酶基因拼接后构建表达载体,与N或Na基因过表达载体共同导入烟草原生质体中,结果如图1。
观察发现,乙的叶片背面细胞数量增多、细胞体积较大且排列疏松。结合图1推测,结球表型出现的原因是__________ 。
(3)M基因编码的M蛋白抑制AS1基因转录。研究者利用基因工程在酵母菌细胞中表达出融合蛋白(BD-M、AD-N),若M、N蛋白相互作用,则AD与BD蛋白就能充分接近形成复合物,并启动组氨酸合成基因转录。研究者将不同表达载体导入亮氨酸、色氨酸和组氨酸合成缺陷型酵母菌中(甲组为阳性对照组),观察菌落生长情况,结果如图2。
据图2可知,M、N可以相互作用,理由是__________ 。
M、N基因同时存在时,生菜叶片中AS1表达量与N基因单独存在时没有显著差异,但明显高于M基因单独存在时,表明N可以_______ M对ASI表达的影响。
(4)研究发现,品系甲M基因突变为m,M蛋白丧失功能。(1)的F2结球类型中,有些植株的球型更加紧实,其基因型为_______ (N/Na,M/m表示基因)。
(1)将不结球纯合品系甲和结球纯合品系乙杂交,F1自交,F2中结球39株、不结球115株,说明结球性状的遗传遵循
(2)叶片靠近上表皮的一侧为腹面,另一侧为背面。N基因编码的N蛋白调控叶片背腹面发育基因ASI、YAB1的表达(品系甲,乙的N基因分别记为N、Na)。
①与N相比,Na缺失一个碱基对,N蛋白肽链缩短。研究者敲除甲的N基因,获得纯合基因敲除株,发现植株表型为
②研究者将AS1、YABI基因的启动子分别与荧光素酶基因拼接后构建表达载体,与N或Na基因过表达载体共同导入烟草原生质体中,结果如图1。
观察发现,乙的叶片背面细胞数量增多、细胞体积较大且排列疏松。结合图1推测,结球表型出现的原因是
(3)M基因编码的M蛋白抑制AS1基因转录。研究者利用基因工程在酵母菌细胞中表达出融合蛋白(BD-M、AD-N),若M、N蛋白相互作用,则AD与BD蛋白就能充分接近形成复合物,并启动组氨酸合成基因转录。研究者将不同表达载体导入亮氨酸、色氨酸和组氨酸合成缺陷型酵母菌中(甲组为阳性对照组),观察菌落生长情况,结果如图2。
据图2可知,M、N可以相互作用,理由是
M、N基因同时存在时,生菜叶片中AS1表达量与N基因单独存在时没有显著差异,但明显高于M基因单独存在时,表明N可以
(4)研究发现,品系甲M基因突变为m,M蛋白丧失功能。(1)的F2结球类型中,有些植株的球型更加紧实,其基因型为
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【推荐1】果蝇体细胞有4对染色体,其中2、3、4号为常染色体,野生型果蝇翅色无色透明。基因GAL4/UAS是存在于酵母中的基因表达调控系统,GAL4蛋白能够与DNA中特定序列UAS结合,驱动UAS下游的基因表达,将一个GAL4插入雄果蝇的2号染色体上,得到转基因雄果蝇甲;将一个UAS-绿色荧光蛋白基因(简称UAS-GFP)随机插入到雌果蝇的某条染色体上,得到转基因雌果蝇乙,绿色荧光蛋白基因只有在甲与乙杂交所得F1中才会表达。将甲与乙杂交得到F1,F1中绿色翅:无色翅=1:3;从F1中选择绿色翅雌雄果蝇随机交配得到F2。
(1)根据基因之间的关系,分析F1出现绿色翅的原因______________ 。
(2)根据F1性状比例不能判断UAS-GFP是否插入2号染色体上,理由是______________ 。
(3)根据F2性状比例,判断UAS-GFP是否插入2号染色体上?______________ 。
(4)若发现F2中雌雄果蝇翅色比例不同,推测最可能的原因是______________ ,F2果蝇的表现型及比例若为_______________ ,则说明推测正确。
(1)根据基因之间的关系,分析F1出现绿色翅的原因
(2)根据F1性状比例不能判断UAS-GFP是否插入2号染色体上,理由是
(3)根据F2性状比例,判断UAS-GFP是否插入2号染色体上?
(4)若发现F2中雌雄果蝇翅色比例不同,推测最可能的原因是
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名校
【推荐2】拟南芥(2N=10)是一年生草本、十字花科植物,自花传粉。株高20cm左右,从发芽到开花约40天,果实为角果,每个果荚可生50~60粒种子,富有多对相对性状。因广近用于研究种子的萌发、植物光周期等遗传分子机制,被称为“植物界的果蝇”,回答下列问题:
(1)拟南芥作为良好的遗传学材料的优点有_______ (列举2项),对拟南芥进行人工杂交实验时,对母本进行的操作为_______ 。
(2)为研究影响拟南芥种子萌发的分子机制,研究人员以品系甲(DD)为材料,经诱变获得了D功能缺失的结合突变体1,利用二者进行了以下实验:
杂交①②的实验结果表明,D基因的功能是_______ 。由杂交③④的实验结果可推测子代种子萌发率降低的原因可能为_______ 。以此推测,杂交③的子代自交,所结种子中,高萌发率和低萌发率的种子数量比为_______ 。
(3)为阐明拟南芥花色的遗传分子机制,研究人员诱变出紫花杂合子突变体2和白花纯合子突变体3,突变体2与突变体3杂交,F1表现为紫花:红花:白花=1:6:1,挑选出F1中的紫花自交,F2表现为紫花:红花:白花=27:36:1,由此分析,拟南芥花色性状至少涉及独立遗传的_______ 对等位基因,上述F1中的红花基因型有_______ 种,F2红花中纯合子比例为_______ 。
(4)以上三种突变体的产生体现了基因突变具有_______ 特点。
(5)拟南芥雄性不育系在遗传学研究中有非常重要的作用,研究员分离到两组纯合雄性不育拟南芥株系N系,R系,两种品系的雄性不育性状各由一对等位基因控制且均为隐性突变所致,R经低温处理可以恢复育性,请利用株系N,R设计杂交实验推断两对基因在染色体上的位置关系_______ (简要写出实验思路、预期结果及结论)
(1)拟南芥作为良好的遗传学材料的优点有
(2)为研究影响拟南芥种子萌发的分子机制,研究人员以品系甲(DD)为材料,经诱变获得了D功能缺失的结合突变体1,利用二者进行了以下实验:
杂交组合 | 亲本类型 | 子代种子萌发率(%) |
杂交① | 品系甲×品系甲 | 70 |
杂交② | 突变体1×突变体1 | 10 |
杂交③ | 品系甲♀×突变体1♂ | 70 |
杂交④ | 突变体1♀×品系甲♂ | 10 |
(3)为阐明拟南芥花色的遗传分子机制,研究人员诱变出紫花杂合子突变体2和白花纯合子突变体3,突变体2与突变体3杂交,F1表现为紫花:红花:白花=1:6:1,挑选出F1中的紫花自交,F2表现为紫花:红花:白花=27:36:1,由此分析,拟南芥花色性状至少涉及独立遗传的
(4)以上三种突变体的产生体现了基因突变具有
(5)拟南芥雄性不育系在遗传学研究中有非常重要的作用,研究员分离到两组纯合雄性不育拟南芥株系N系,R系,两种品系的雄性不育性状各由一对等位基因控制且均为隐性突变所致,R经低温处理可以恢复育性,请利用株系N,R设计杂交实验推断两对基因在染色体上的位置关系
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(0.4)
【推荐3】科研人员为了探究拟南芥A基因的功能,进行了如下研究。
(1)科研人员将T-DNA中插入了卡那霉素抗性基因的农杆菌在__________ 培养基中振荡培养,获得转化液。用__________ 至适当浓度的转化液对野生型拟南芥进行转化,T-DNA插入导致A基因发生__________ ,得到突变型拟南芥。
(2)科研人员用突变型拟南芥进行了杂交实验,结果如下表所示。
依据__________ ,判断突变型拟南芥的基因型为Aa,依据__________ 不同,推测A基因丧失影响雄配子的产生。子代卡那霉素敏感型个体的基因型为__________ 。
(3)为探究A基因在联会过程中对交换频率的影响,科研人员将黄色(Y)和绿色(C)荧光蛋白基因整合到突变型和野生型拟南芥的同一条染色体上,得到基因型为aaYyCc和AAYyCc的植株。观察并统计aaYyCc植株产生的不同荧光的花粉数量(假设最多只发生一次交换),与AAYyCc植株进行比较,得到下表所示结果。
据表分析,__________ 荧光的花粉是通过交叉互换产生的,对照组未发生交叉互换的花粉母细胞的数量是__________ 。对照组植株和实验组植株的重组配子所占的比例分别为__________ ,由此说明A基因功能丧失导致交换频率__________ 。
(1)科研人员将T-DNA中插入了卡那霉素抗性基因的农杆菌在
(2)科研人员用突变型拟南芥进行了杂交实验,结果如下表所示。
亲本 | 子代(卡那霉素抗性/卡那霉素敏感) |
突变型拟南芥自交 | 2.93 |
突变型♀×野生型♂ | 1.03 |
突变型♂×野生型♀ | 0.47 |
依据
(3)为探究A基因在联会过程中对交换频率的影响,科研人员将黄色(Y)和绿色(C)荧光蛋白基因整合到突变型和野生型拟南芥的同一条染色体上,得到基因型为aaYyCc和AAYyCc的植株。观察并统计aaYyCc植株产生的不同荧光的花粉数量(假设最多只发生一次交换),与AAYyCc植株进行比较,得到下表所示结果。
花粉数量 | ||||
无荧光 | 黄色和绿色荧光 | 黄色荧光 | 绿色荧光 | |
AAYyCc植株(对照组) | 2631 | 2631 | 731 | 731 |
aaYyCc植株(实验组) | 991 | 991 | 168 | 168 |
据表分析,
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