小麦是我国重要的粮食作物,白粉病是一种造成小麦严重减产的病害。我国科研人员为培育抗病的优质小麦进行了一系列研究。
(1)小麦的感病与抗病是一对____________ 性状。
(2)科研人员获得了1种抗病小麦品系甲,但其产量和株高明显低于野生型小麦。
①科研人员将品系甲与野生型小麦进行杂交,结果如上表。根据杂交结果可知:抗病性状相对于野生型的感病性状为_______ 性状,且根据F2的表现型及比例还可作出的判断___________________________ 。
②为阐明甲的抗病性状的遗传基础,研究者分别选取野生型和甲品系的叶片,对候选染色体1和2上的相关基因进行 PCR 扩增,电泳结果如图1,推测甲品系抗病性状出现的根本原因是________ 染色体上感病基因发生突变。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/1/2948789252145152/2949546564288512/STEM/c7dc94b8da384e4096e50b20dbced06d.png?resizew=257)
③DNA序列分析发现抗病基因的出现是感病基因缺失一部分碱基序列造成的。图2 为感病基因序列示意图,推测出现图1所示条带是选用引物1和引物___________ 进行PCR扩增造成的。
(3)研究人员欲将甲抗病基因转移到具高产品质的野生型小麦基因组内,进行了下列杂交试验。
回交是子代与亲本之一进行杂交的方法。目的是加强杂种子代个体中某一亲本性状的表现型。研究人员将均为纯合子的野生型与甲杂交,将杂交实验一中的F1与野生型连续回交多代并利用分子标记辅助筛选,如图3所示。
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①经过杂交实验一和二后,BC2的基因型及比例为_________ (抗病基因与感病基因用R/r表示)
②科研人员在实验二所做的杂交和筛选工作的目的是______________ 。
(4)由于借助于分子标记对BCn的筛选较难操作,请你设想一种利用某一直观的相对性状(等位基因D、d),能更快速筛选抗病高产优质野生型小麦的方法。画出其与抗病基因在染色体上的位置关系。
(1)小麦的感病与抗病是一对
(2)科研人员获得了1种抗病小麦品系甲,但其产量和株高明显低于野生型小麦。
组别 | 亲本 | F1 | F2表型及比例 |
1 | ♀甲 ╳ ♂野生型 | 自交 | 野生型:抗病≈2.76:1 |
②为阐明甲的抗病性状的遗传基础,研究者分别选取野生型和甲品系的叶片,对候选染色体1和2上的相关基因进行 PCR 扩增,电泳结果如图1,推测甲品系抗病性状出现的根本原因是
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③DNA序列分析发现抗病基因的出现是感病基因缺失一部分碱基序列造成的。图2 为感病基因序列示意图,推测出现图1所示条带是选用引物1和引物
(3)研究人员欲将甲抗病基因转移到具高产品质的野生型小麦基因组内,进行了下列杂交试验。
回交是子代与亲本之一进行杂交的方法。目的是加强杂种子代个体中某一亲本性状的表现型。研究人员将均为纯合子的野生型与甲杂交,将杂交实验一中的F1与野生型连续回交多代并利用分子标记辅助筛选,如图3所示。
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①经过杂交实验一和二后,BC2的基因型及比例为
②科研人员在实验二所做的杂交和筛选工作的目的是
(4)由于借助于分子标记对BCn的筛选较难操作,请你设想一种利用某一直观的相对性状(等位基因D、d),能更快速筛选抗病高产优质野生型小麦的方法。画出其与抗病基因在染色体上的位置关系。
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更新时间:2022-04-02 16:10:45
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【推荐1】科学家在研究果蝇的羽化(从蛹变为蝇)昼夜节律过程中,克隆出野生型昼夜节律基因per及其三个等位基因pers、perL、perOl。实验证明该组等位基因位于X染色体上、野生型果蝇的羽化节律周期为24h,突变基因pers、perL、perOl分别导致果蝇的羽化节律周期变为19h、29h和无节律。请回答:
(1)不同等位基因的产生体现了基因突变的______ 性。
(2)四种品系自由交配若干代后种群基因型共有______ 种。纯合突变体果蝇与纯合野生型果蝇进行正交和反交,果蝇的羽化节律周期一定不同的是______ (填“雄蝇”或“雌蝇”)。
(3)果蝇的小翅和大翅受一对等位基因控制,大翅为显性。假设正常节律基因为显性、无节律perOl基因为隐性。一只大翅正常节律的雌果蝇与一只小翅无节律的雄果蝇杂交后代中,大翅正常节律:小翅正常节律:大翅无节律:小翅无节律=1:1:1:1。
根据杂交结果,______ (填“能”或“不能”)证明翅型基因在常染色体上,请作出解释______ 。
(1)不同等位基因的产生体现了基因突变的
(2)四种品系自由交配若干代后种群基因型共有
(3)果蝇的小翅和大翅受一对等位基因控制,大翅为显性。假设正常节律基因为显性、无节律perOl基因为隐性。一只大翅正常节律的雌果蝇与一只小翅无节律的雄果蝇杂交后代中,大翅正常节律:小翅正常节律:大翅无节律:小翅无节律=1:1:1:1。
根据杂交结果,
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【推荐2】GAL4/UAS是从酵母菌中发现的DNA序列,GAL4蛋白是一个转录激活因子,可以特异性识别并结合DNA分子上的UAS序列,激活该序列下游的基因转录。研究人员将GAL4基因和上游连接UAS序列的待测基因(基因N)分别转入果蝇细胞中,通过控制基因N的表达来研究基因N的功能。研究过程如下图所示。
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(1)步骤1:为获得GAL4基因纯合的果蝇品系(GAL4品系),研究者进行了如下操作。
①GAL4基因本身不控制特定性状,因此研究人员以红眼基因作为标记基因,将GAL4基因转入白眼果蝇中(白眼基因是位于X染色体上的隐性基因,可用b表示)。已知外源基因是单拷贝插入(每个转基因果蝇只插入一个基因)的,选择白眼雌蝇与转基因红眼雄蝇杂交,F1代表现型为________ ,说明外源基因插入到了X染色体上。
②果蝇X染色体上基因m能使带有该基因的雌配子致死,研究人员取带有该基因的________ 眼雄蝇与F1代中的红眼雌蝇杂交,将子代中________ 果蝇选出,相互交配后获得的子代即为GAL4品系。
(2)步骤2:获得UAS-基因N品系的相关操作。
①某品系果蝇2号染色体上有纯合致死的卷翅基因D和另一纯合致死的基因E,如图所示。该品系(平衡致死系)果蝇相互交配,子代性状为_________ 。
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②将2号染色体上导入单拷贝的基因群2的果蝇(不含有致死基因的果蝇)与上述平衡致死系果蝇杂交,选择子代中性状为________ 的果蝇相互交配,产生的新一代果蝇将出现________ 的性状分离比,挑选其中________ 性状的果蝇即为所需的纯合UAS-基因N品系。
(3)铁蛋白是一种在各种生物细胞中普遍存在的蛋白质,由重链和轻链组成,能够结合Fe2+,避免细胞受Fe2+毒害。研究人员将GAL4品系雌蝇与UAS-humanFTL(人类铁蛋白轻链基因)品系雄蝇杂交,发现F1中绿色荧光果蝇出现因Fe2+毒害导致的刚毛缺失、复眼发育不良等UAS-humanFTL品系果蝇并不具有的性状。结合上述研究模型,分析该性状出现的原因是__________________ ,但形成的铁蛋白不能有效结合Fe2+以避免其毒害细胞,导致果蝇出现缺陷性状。这一研究为humanFTL基因突变造成的“晚期发作的基底神经中枢疾病”遗传病提供了机理方面的解释。
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(1)步骤1:为获得GAL4基因纯合的果蝇品系(GAL4品系),研究者进行了如下操作。
①GAL4基因本身不控制特定性状,因此研究人员以红眼基因作为标记基因,将GAL4基因转入白眼果蝇中(白眼基因是位于X染色体上的隐性基因,可用b表示)。已知外源基因是单拷贝插入(每个转基因果蝇只插入一个基因)的,选择白眼雌蝇与转基因红眼雄蝇杂交,F1代表现型为
②果蝇X染色体上基因m能使带有该基因的雌配子致死,研究人员取带有该基因的
(2)步骤2:获得UAS-基因N品系的相关操作。
①某品系果蝇2号染色体上有纯合致死的卷翅基因D和另一纯合致死的基因E,如图所示。该品系(平衡致死系)果蝇相互交配,子代性状为
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②将2号染色体上导入单拷贝的基因群2的果蝇(不含有致死基因的果蝇)与上述平衡致死系果蝇杂交,选择子代中性状为
(3)铁蛋白是一种在各种生物细胞中普遍存在的蛋白质,由重链和轻链组成,能够结合Fe2+,避免细胞受Fe2+毒害。研究人员将GAL4品系雌蝇与UAS-humanFTL(人类铁蛋白轻链基因)品系雄蝇杂交,发现F1中绿色荧光果蝇出现因Fe2+毒害导致的刚毛缺失、复眼发育不良等UAS-humanFTL品系果蝇并不具有的性状。结合上述研究模型,分析该性状出现的原因是
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【推荐3】“蝴蝶泉头蝴蝶树,蝴蝶飞来千万数。首尾连接数公尺,自树下垂疑花序”。每年的4、5月间,大理蝴蝶泉一带有数量庞大的大丽王蝴蝶种群,它们的翅色有黄翅黑斑和橙黄黑斑两种。 研究得知,黄翅黑斑(A)对橙黄黑斑(a)是显性,且亲代基因型比例是AA(30%)、 Aa(60%)、aa (10%)。请据孟德尔的分离定律计算并回答下列问题:
(1)大丽王蝴蝶个体间翅膀斑纹存在的差异,体现的是__________________ 多样性。若从分子水平检测这种多样性,可采用的简便技术是 _______________ (提示:该技术原理是根据碱基互补配对原则)
(2)根据题干中所给的基因型比例,计算该种群中基因A的频率是_____ 。若该种群中 aa个体不适应新环境遭到淘汰,其他基因型个体随机交配一代,则该种群性状分离比为显性:隐性=_____________
(3)若要使蝴蝶后代的基因频率维持在理想状态下,该种群应具备数量非常大,____________ ;自然选择对翅色这一性状没有作用;___________ ;没有突变等条件。
(4)近年代发现该种群出现了突变的白翅蝶,专家分析该种群的基因频率将会发生改变。请分析白翅基因的频率可能会怎样变化?____________________________
(1)大丽王蝴蝶个体间翅膀斑纹存在的差异,体现的是
(2)根据题干中所给的基因型比例,计算该种群中基因A的频率是
(3)若要使蝴蝶后代的基因频率维持在理想状态下,该种群应具备数量非常大,
(4)近年代发现该种群出现了突变的白翅蝶,专家分析该种群的基因频率将会发生改变。请分析白翅基因的频率可能会怎样变化?
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【推荐1】研究表明, Lm - PHB2蛋白在细胞核内起调节细胞周期的作用。为研究 Lm-PHB2蛋白的生物学活性, 研究人员进行了以下实验。RT- PCR是将RNA的反转录(逆转录 , RT)和cDNA的聚合酶链扩增(PCR)相结合的技术, LacZ基因的编码产物在x - ga1和IPTG存在下, 可使大肠杆菌菌落呈现蓝色, 否则菌落呈现白色。 回答下列问题.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/9/10/3321621945516032/3321921867931648/STEM/59ce74cb2c614b84a73fa55fcd058d78.png?resizew=554)
(1)过程①需要的酶有________ , 该过程需要在目的基因上添加适宜的酶切位点, 扩增时, 引物和酶切位点的设计依据分别是Lm-PHB2基因两侧的脱氧核苷酸序列和_________ 。
(2)过程③中筛选和培养大肠杆菌的培养基中需要加入________ 和碳源、氮源、水和无机盐 等物质, 挑取_______ 色菌落中的微生物培养并提取质粒, 用限制酶进行酶切, 再对产物进行检测。
(3)为检测过程⑤得到的大肠杆菌是否表达Lm- PHB2基因, 研究人员以注射了_____ 后获得的小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞制备单克隆抗体, 之后再用制备的单克隆抗体与大肠杆菌中蛋白质进行______ 实验。
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(1)过程①需要的酶有
(2)过程③中筛选和培养大肠杆菌的培养基中需要加入
(3)为检测过程⑤得到的大肠杆菌是否表达Lm- PHB2基因, 研究人员以注射了
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【推荐2】a.某科研小组尝试从光合细菌中提取类胡萝卜素,流程如图:
(1)将少量污泥样品接入液体培养基中,培养基中加入铵盐是为光合细菌的生长提供___________ ,培养基中没有加入有机碳,从功能上看这种培养基属于___________ 培养基。
(2)该小组进行过程②操作时,其中一个平板经培养后的菌落分布如下图所示,推测接种时可能的操作失误是___________________ 。
b.基因疫苗指的是DNA疫苗,即将编码外源性抗原的基因插入到质粒上,然后将质粒直接导入人或动物体内,让其在宿主细胞中表达出抗原蛋白,诱导机体产生免疫应答。回答下列问题:
(3)为了快速获得大量编码外源性抗原的基因,常用_________ 来扩增,完成后常采用____________ 来鉴定其产物。
(4)将编码外源性抗原的基因插入到质粒上,此步骤在基因工程中称作___________________ ,该过程需要_________ 酶和___________ 酶 ,此过程属于一般选受精卵作为受体细胞,将目的基因导入受体细胞常采用的方法是__________________ 。
(5)欲检测人或动物体内是否具有了抗原蛋白,在分子水平上检测的方法是从转基因人或动物中提取蛋白质,进行___________________ 。
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(1)将少量污泥样品接入液体培养基中,培养基中加入铵盐是为光合细菌的生长提供
(2)该小组进行过程②操作时,其中一个平板经培养后的菌落分布如下图所示,推测接种时可能的操作失误是
b.基因疫苗指的是DNA疫苗,即将编码外源性抗原的基因插入到质粒上,然后将质粒直接导入人或动物体内,让其在宿主细胞中表达出抗原蛋白,诱导机体产生免疫应答。回答下列问题:
(3)为了快速获得大量编码外源性抗原的基因,常用
(4)将编码外源性抗原的基因插入到质粒上,此步骤在基因工程中称作
(5)欲检测人或动物体内是否具有了抗原蛋白,在分子水平上检测的方法是从转基因人或动物中提取蛋白质,进行
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解题方法
【推荐3】表观遗传调节异常是肿瘤发生发展的重要因素之一,N6-甲基腺苷(m6A)是真核生物mRNA上最常见的一种修饰。研究发现,胃癌细胞中存在m6A去甲基化酶(ALKBH5)过表达和STC2(癌症相关基因)mRNA的m6A修饰水平降低的异常现象。科研人员利用基因工程技术实现ALKBH5基因沉默和STC2基因的过表达,以研究ALKBH5介导的m6A甲基化修饰对胃癌细胞迁移的影响(其中STC2基因的α链为转录的模板链)。研究人员分别用不同方式处理胃癌细胞,并测得胃癌细胞迁移标志蛋白含量如图3所示。
STC2基因:
(1)图1PCR反应体系中需加入4种dNTP、____________ 、模板和______________ ,还需加入引物(选“A、B、C、D”)等。
(2)为达到图1目的需要对上述引物进行设计,你的设计思路是____________ 。
(3)为确保扩增的准确性,设计的引物不能太短,太短会导致________________ ;也不能太长,太长会导致延伸的温度大于74℃,这样会造成__________ 。
(4)据图3可知,ALKBH5基因过表达导致____________ 。
STC2基因:
(1)图1PCR反应体系中需加入4种dNTP、
(2)为达到图1目的需要对上述引物进行设计,你的设计思路是
(3)为确保扩增的准确性,设计的引物不能太短,太短会导致
(4)据图3可知,ALKBH5基因过表达导致
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