通过60CoGy辐射诱变水稻野生型中恢 8015(WT),从其后代中分离鉴定出一个无花粉型雄性不育突变体gamyb5,对其突变基因定位并研究其功能,为雄性不育株系进行育种应用提供理论基础和基因资源(如图)。
(1)以突变体gamyb5 为__________________ (填“父本”或“母本”) 与野生型中恢 8015 杂交, 其 F₁植株花粉育性正常,F₁自交后代中突变体约占1/4,说明gamyb5 突变性状为_______________________ 性状,且至少由_____________________ 对基因控制。
(2)对野生型和突变体 gamyb5 中的 GAMYB 基因进行 PCR 扩增和测序。测序结果如图甲,gamyb5 突变体中的基因GAMYB 从第446个碱基起,存在______________________________________ ,最终导致____________________ 使翻译提前终止。因此,gamyb5突变性状的基因很可能为___________________ 的等位基因。
(3)已知基因UDT1、TDR 促进花药发育,在减数分裂早期大量表达。有研究报道表明,GAMYB基因影响基因UDT1 表达,从而促进 TDR 表达,调控花药发育,结合图乙中 gamyb5 与中恢8015野生型隐性核雄性不育关键基因表达量,分析其分子水平上的依据:_____________________________________ 。
(1)以突变体gamyb5 为
(2)对野生型和突变体 gamyb5 中的 GAMYB 基因进行 PCR 扩增和测序。测序结果如图甲,gamyb5 突变体中的基因GAMYB 从第446个碱基起,存在
(3)已知基因UDT1、TDR 促进花药发育,在减数分裂早期大量表达。有研究报道表明,GAMYB基因影响基因UDT1 表达,从而促进 TDR 表达,调控花药发育,结合图乙中 gamyb5 与中恢8015野生型隐性核雄性不育关键基因表达量,分析其分子水平上的依据:
更新时间:2024-04-02 08:42:31
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【推荐1】某雌雄同株的二倍体植物的花色有白色、红色、紫色和粉红色,受A/a、B/b两对基因控制,其花色控制途径如图所示。植株茎的高度由C/c基因控制。下表是某小组用8株植株所做的4组杂交实验的结果。请回答下列问题。
(1)针对花色基因的遗传而言,该植物种群中,开粉红花的植株的基因型是________ 。
(2)若只考虑植株茎的高度,让乙组杂交子代中的全部高茎植株自交产生子二代,子二代中的全部高茎植株自交,则子三代中纯合高茎植株所占的比例为________ 。
(3)在不考虑同源染色体交叉互换的情况下,该小组提出的假说之一是:A/a基因与C/c基因可能在同一对同源染色体上,B/b基因在另一对同源染色体上。根据上述实验结果,该小组最多还能提出_____ 种合理的假说。从表中选择植株做亲本,设计一最简单的实验来检验假说一的正确性(不考虑变异)。
实验思路:__________________________________ 。
预期结果及结论:若____________________________ ,则假说一正确;否则,假说一错误。
组别 | 亲本组合 | F1的表现型及比例 | |||
甲 | 红花×红花 | 紫花 | 红花 | 粉红花 | 白花 |
3/16 | 6/16 | 3/16 | 4/16 | ||
乙 | 高茎×高茎 | 高茎 | 矮茎 | ||
3/4 | 1/4 | ||||
丙 | 紫花高茎×白花矮茎 | 全为红花高茎 | |||
丁 | 粉红花高茎×紫花高茎 | 全为红花高茎 |
(2)若只考虑植株茎的高度,让乙组杂交子代中的全部高茎植株自交产生子二代,子二代中的全部高茎植株自交,则子三代中纯合高茎植株所占的比例为
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【推荐2】基因组印记是指亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象,属于表观遗传。印记基因是指仅一方亲本来源的同源基因表达,而来自另一亲本的则不表达的基因。小鼠常染色体上的等位基因A+、A-的来源及表型如表所示,请回答下列问题:
(1)等位基因A+与A-的根本区别是________ 。
(2)据表可知,小鼠A+基因的遗传________ (填“符合”或“不符合”)基因组印记的特征,判断依据是________ 。
(3)研究发现,A+基因的表达是由印记控制区碱基序列(ICR)甲基化决定的,ICR甲基化后不能与CTCF蛋白结合。此时,CTCF蛋白便与A+基因的启动子结合,使基因发挥作用。
①据此分析,父源A+基因在小鼠子代体内不表达,原因是________ 。
②假设ICR的甲基化能稳定遗传,且A+基因对A-基因为显性。若让小鼠甲、乙交配得到F1,则F1中表现为显性性状的小鼠占________ 。
小鼠基因来源 | 小鼠表型 | ||
雌性小鼠甲 | 母源A+ | 父源A- | 与A+基因纯合子表型相同 |
雄性小鼠乙 | 母源A- | 父源A+ | 与A-基因纯合子表型相同 |
(2)据表可知,小鼠A+基因的遗传
(3)研究发现,A+基因的表达是由印记控制区碱基序列(ICR)甲基化决定的,ICR甲基化后不能与CTCF蛋白结合。此时,CTCF蛋白便与A+基因的启动子结合,使基因发挥作用。
①据此分析,父源A+基因在小鼠子代体内不表达,原因是
②假设ICR的甲基化能稳定遗传,且A+基因对A-基因为显性。若让小鼠甲、乙交配得到F1,则F1中表现为显性性状的小鼠占
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【推荐3】用甲基磺酸乙酯处理水稻宽叶梗(KYJ)纯合品系,变获得窄叶突变体zy17品系。回答下列问题:
(1)用甲基磺酸乙酯诱导水稻发生基因突变,会导致同一个体中有多个基因发生突变,由此推测人工诱变具有__________________________ 特点,如:A基因突变为a、B基因突变为b、c基因突变为C……。
(2)研究表明:宽叶和窄叶这对相对性状受一对等位基因控制,且窄叶为隐性性状。请设计一种实验方案来验证这一结论并预期实验结果。
实验方案:_______________________________________________________________ 。
预期实验结果:__________________________________________________ 。
(3)若B、b基因与A、a基因位于不同的染色体上。诱变宽叶粳(AABB)获得两种水稻突变体,下图为两种突变体水稻减数分裂过程中的染色体行为变化。据图推测,基因A和B的突变会导致减数分裂发生的变化分别是_____________________________________________ 和_____________________________________________________________________ 。
(1)用甲基磺酸乙酯诱导水稻发生基因突变,会导致同一个体中有多个基因发生突变,由此推测人工诱变具有
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实验方案:
预期实验结果:
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【推荐1】miRNA是真核细胞中具有调控功能但不编码蛋白质的小分子RNA,某些miRNA能抑制W基因控制的蛋白质(W蛋白)的合成,某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图如下。请回答下列问题:
(1)过程①需要的原料是_______________ ,合成的分子经过程②多次加工剪切后,其碱基的数量_________ 。
(2)细胞核中W基因合成的mRNA经过_________ 进入细胞质中。分析上图可知,miRNA通过抑制_________ 过程来抑制W蛋白的合成。
(3)图中涉及的遗传信息的传递方向为___________________________ (用→和文字来表示)。多聚核糖体是指一个mRNA上结合多个核糖体,多聚核糖体形成的意义是_________ 。
(1)过程①需要的原料是
(2)细胞核中W基因合成的mRNA经过
(3)图中涉及的遗传信息的传递方向为
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【推荐2】冷驯化指植物经过不致死低温短时间处理后,可以获得更强的抗冷能力。为阐明植物对低温响应的分子机制,科研工作者利用拟南芥展开了相关研究。
(1)在冷驯化过程中,植物感受低温信号后会启动相关冷响应基因(COR基因)的表达以提高冷冻耐受性。CBF蛋白可以结合在COR基因的启动子上,调控COR基因的_______ 过程。研究结果显示,CBF过表达导致冷冻耐受性增强,而CBF缺失突变体表现为对冷冻敏感,以上信息表明CBF蛋白______ 。
(2)染色体主要由_______ 和组蛋白组成。组蛋白乙酰化使染色质区域结构变松散,利于相关蛋白与某些基因的启动子结合,增强基因的表达水平。组蛋白去乙酰化酶(D)可以去除乙酰基团。已有实验证实,S蛋白能够直接与D相互作用。检测野生型、S缺失突变体和D缺失突变体在低温下的生长状况(如下表),实验结果表明蛋白S和D分别能够_______ 冷冻耐受性。
注:“+”的数量表示植株中绿叶的数量
(3)科研人员对0℃处理后的野生型和三种突变体进行了检测,结果如图。此结果支持S蛋白与D在同一通路,且S蛋白通过影响D的作用提高了COR基因启动子区域乙酰化水平这一推测,做出判断的理由是_____ 。
(4)为进一步研究S蛋白对D的具体作用,科研人员检测了施加蛋白质合成抑制剂条件下野生型和S缺失突变体中D的含量,实验结果如下。
请综合上述实验结果阐述CBF蛋白、D和S蛋白调控拟南芥冷冻耐受的分子机制______
(1)在冷驯化过程中,植物感受低温信号后会启动相关冷响应基因(COR基因)的表达以提高冷冻耐受性。CBF蛋白可以结合在COR基因的启动子上,调控COR基因的
(2)染色体主要由
22℃ | -4℃ | -6℃ | -8℃ | -10℃ | |
野生型 | ++++ | ++++ | +++ | ++ | |
S缺失突变体 | ++++ | ++++ | + | ||
D缺失突变体 | ++++ | ++++ | +++ | +++ | ++ |
(3)科研人员对0℃处理后的野生型和三种突变体进行了检测,结果如图。此结果支持S蛋白与D在同一通路,且S蛋白通过影响D的作用提高了COR基因启动子区域乙酰化水平这一推测,做出判断的理由是
(4)为进一步研究S蛋白对D的具体作用,科研人员检测了施加蛋白质合成抑制剂条件下野生型和S缺失突变体中D的含量,实验结果如下。
野生型 | S缺失突变体 | |||
不加入蛋白降解抑制剂 | 加入蛋白降解抑制剂 | 不加入蛋白降解抑制剂 | 加入蛋白降解抑制剂 | |
0℃处理时间(h) | 0 15 | 0 15 | 0 15 | 0 15 |
D | ||||
组蛋白 |
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(0.4)
【推荐3】下图是蛋白质合成示意图。请据图回答问题:
(1)转录的模板是[ ]_________ 中的一条链,该链的相应碱基顺序是__________________ 。
(2)翻译的场所是[ ]_________ ,翻译的模板是[ ]_________ ,运载氨基酸的工具是[ ]_________ ,翻译后的产物是_________ 。
(3)③由细胞核到达目的地需要通过_________ 。
(4)已知某mRNA中(A+U)/(G+C)=0.2,则合成它的DNA双链中(A+T)/(G+C)=_________ 。
(5)图中如果③发生改变,生物的性状_________ (填“ 一定”或“不一定” )改变,原因是__________________ 。
(1)转录的模板是[ ]
(2)翻译的场所是[ ]
(3)③由细胞核到达目的地需要通过
(4)已知某mRNA中(A+U)/(G+C)=0.2,则合成它的DNA双链中(A+T)/(G+C)=
(5)图中如果③发生改变,生物的性状
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【推荐1】科学家研究发现,生物的昼夜节律受PER、TIM基因控制。如下图所示,PER基因表达产生的蛋白质不断增多,可以与TIM蛋白结合进入细胞核,抑制自身基因的表达;而后随着PER蛋白的降解,抑制作用解除,PER基因又进入新的表达周期,使细胞中PER蛋白的含量以24小时为周期有规律地增多和减少。
请回答相关问题:
(1)图中X分子是_____ ;PER-TIM蛋白复合体进入细胞核后,能抑制PER基因表达的_____ 过程,这体现PER基因的表达存在反馈调节机制。
(2)科学家通过诱导使果蝇产生三种PER基因的突变体:PERL、PERS、PER0分别导致昼夜节律的周期变为29h(长节律)、19h(短节律)和无节律。PERL、PERS、PER0都是PER的_____ 基因,这一现象说明基因突变具有_____ 特点。
(3)现有正常节律和长节律两种果蝇(相关基因用+和L表示),某同学为了确定PER基因的位置,将两对果蝇(均为一只正常节律雌蝇和一只长节律雄蝇)放入不同培养箱,其中一对繁育的后代全都是正常节律,另一对的后代无论雌雄均为正常节律和长节律各一半。根据这一结果,能否判断PER基因是位于常染色体还是X染色体?请说明理由。_____________ 。
(4)请你设计另一杂交组合探究PER基因位于X染色体上,并预测实验结果。
杂交组合:______________________________ ;
预测结果:如果后代中__________ ,则说明PER基因位于X染色体上。
请回答相关问题:
(1)图中X分子是
(2)科学家通过诱导使果蝇产生三种PER基因的突变体:PERL、PERS、PER0分别导致昼夜节律的周期变为29h(长节律)、19h(短节律)和无节律。PERL、PERS、PER0都是PER的
(3)现有正常节律和长节律两种果蝇(相关基因用+和L表示),某同学为了确定PER基因的位置,将两对果蝇(均为一只正常节律雌蝇和一只长节律雄蝇)放入不同培养箱,其中一对繁育的后代全都是正常节律,另一对的后代无论雌雄均为正常节律和长节律各一半。根据这一结果,能否判断PER基因是位于常染色体还是X染色体?请说明理由。
(4)请你设计另一杂交组合探究PER基因位于X染色体上,并预测实验结果。
杂交组合:
预测结果:如果后代中
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【推荐2】某XY型性别决定昆虫的体色有黑、灰两种,由A/a基因决定;眼色有紫、红两种,由B/b基因决定;翅形有长、短两种,由D/d基因决定。已知三对基因均不位于Y染色体上。现有一只黑身紫眼短翅雌性与一只灰身红眼长翅雄性杂交得F1,全部F1,再相互交配得F2,表型比例如下表。
表
回答下列问题:
(1)体色中的显性性状是__________ ,翅形中的显性性状是__________ ,B/b位于__________ 染色体上,D/d位于__________ 染色体上。
(2)基因A/a与B/b的遗传__________ 自由组合定律,基因A/a与D/d的遗传__________ 自由组合定律。(两空均填“遵循”或“不遵循”)
(3)研究者在F2中发现了一只基因型为AaBB的个体(染色体结构正常),该个体的产生最可能是__________ 的结果,子代比例未受影响,体现了该变异__________ 的特征。
(4)请写出P到F1的遗传图解。
表
F1 | F2 |
灰身紫眼长翅♀ | ♀♂均为∶灰身紫眼长翅∶黑身紫眼长翅∶灰身红眼长翅∶灰身紫眼短翅∶黑身紫眼短翅∶灰身红眼短翅=2∶1∶1∶2∶1∶1 |
灰身紫眼短翅♂ |
回答下列问题:
(1)体色中的显性性状是
(2)基因A/a与B/b的遗传
(3)研究者在F2中发现了一只基因型为AaBB的个体(染色体结构正常),该个体的产生最可能是
(4)请写出P到F1的遗传图解。
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【推荐3】豌豆是经典的遗传学材料。科研人员从分子水平上研究了豌豆子叶颜色和籽粒形状出现的原因,相关信息如表所示(两对等位基因独立遗传)。已知豌豆种子成熟时,子叶颜色会逐渐由绿色变为黄色。回答下列问题:
注:“—”表示“不存在”或“不能发生”。
(1)基因R的任意一段若插入了一段外来碱基序列,均可导致其突变为基因r,这体现了基因突变具有____________ 的特点;基因R、r中的____________ 交替连接构成了主链的基本骨架。
(2)子叶常绿的豌豆种子中,叶绿体中SGR蛋白的作用可能是______ (填“促进”或“抑制”)叶绿素的分解,该现象______ (填“能”或“不能”)体现出基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
(3)从豌豆种子中随机选取一粒黄色圆粒种子,将其培养成植株甲。若要判断植株甲的基因型,可选取多株绿色皱粒植株(植株乙)与植株甲杂交。
①在该方案中,植株甲最好作为______ (填“父本”“母本”或“父本、母本均可”)。
②若植株甲为纯合子,在F1中发现一株具有皱粒性状的植株,研究发现该皱粒性状是可以遗传的。对此现象,请给出两种合理的解释:____________________________________ 。
基因 | 表达产物 | 表达产物的作用 | 性状 |
R | 淀粉分支酶 | 催化蔗糖合成淀粉 | 种子 圆粒 |
r | — | — | 种子 皱粒 |
Y | SGRY蛋白 | 参与叶绿素合成或分解的代谢 | 种子子叶 黄色 |
y | SGRy蛋白 | 参与叶绿素合成或分解的代谢 | 种子子叶 常绿 |
注:“—”表示“不存在”或“不能发生”。
(1)基因R的任意一段若插入了一段外来碱基序列,均可导致其突变为基因r,这体现了基因突变具有
(2)子叶常绿的豌豆种子中,叶绿体中SGR蛋白的作用可能是
(3)从豌豆种子中随机选取一粒黄色圆粒种子,将其培养成植株甲。若要判断植株甲的基因型,可选取多株绿色皱粒植株(植株乙)与植株甲杂交。
①在该方案中,植株甲最好作为
②若植株甲为纯合子,在F1中发现一株具有皱粒性状的植株,研究发现该皱粒性状是可以遗传的。对此现象,请给出两种合理的解释:
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