种子成熟过程受脱落酸(ABA)等植物激素调控。为研究种子成熟的调控机制,研究者以拟南芥为材料进行了实验。
(1)ABA是对植物生长发育起_________ 作用的微量有机物,在种子成熟过程中起重要作用。
(2)研究发现,种子成熟阶段S蛋白和J蛋白均有表达。研究者检测了不同拟南芥种子的成熟程度,结果如图1.根据图分析,S蛋白和J蛋白对种子成熟的调控作用分别是_________ 。(3)S蛋白可与J蛋白结合。为探究两蛋白在植物体中的作用关系,研究者在纯化的J蛋白溶液中分别加入野生型及S蛋白缺失突变体的种子细胞裂解液,使用药剂M进行相关处理,检测结果如图2.结果说明:S蛋白可使J蛋白______ 。(4)检测发现,S蛋白缺失突变体比野生型体内的ABA含量低。编码S蛋白基因的启动子区有转录调控因子T的结合序列,T可被ABA激活。J蛋白也为一种转录调控因子。为研究T、J蛋白对S蛋白基因表达的调控,研究者构建了图3所示质粒并转化烟草叶肉原生质体,实验结果如图4.图4结果说明:____ 。
(5)种子成熟对于种子提高萌发活力等具有重要作用。综合上述研究,分析ABA对种子成熟的调控机制______ 。
(1)ABA是对植物生长发育起
(2)研究发现,种子成熟阶段S蛋白和J蛋白均有表达。研究者检测了不同拟南芥种子的成熟程度,结果如图1.根据图分析,S蛋白和J蛋白对种子成熟的调控作用分别是
(5)种子成熟对于种子提高萌发活力等具有重要作用。综合上述研究,分析ABA对种子成熟的调控机制
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更新时间:2024-05-13 05:39:50
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【推荐1】已知豌豆(2n=14)的花色受非同源染色体上的两对基因 A、a 和 B、b 控制。红花(A)对白花(a) 为完全显性。B 基因为修饰基因,淡化花的颜色,BB 与 Bb 的淡化程度不同:前者淡化为白色,后者淡化 为粉红色。现将一株纯合的红花植株和一株白花植株(aaBB)杂交产生的大量种子(F1)用射线处理后萌发, F1 植株中有一株白花,其余为粉红花。请回答下列问题:
(1)关于 F1 白花植株产生的原因,科研人员提出了以下几种假说:
假说一:F1 种子发生了一条染色体丢失;
假说二:F1 种子发生了上述基因所在的一条染色体部分片段(含相应基因)缺失;
假说三:F1 种子一条染色体上的某个基因发生了突变。
①经显微镜观察,F1 白花植株减数第一次分裂前期四分体的个数为______ 个,可以否定假说一;
②已知 4 种不同颜色的荧光可以对 A、a 和 B、b 基因进行标记。经显微镜观察,F1 白花植株的小孢子母细胞(同动物的初级精母细胞)中荧光点的数目为_____ 个,可以否定假说二。
(2)现已确定种子萌发时某个基因发生了突变。
①有人认为:F1 种子一定发生了 A→a 的隐性突变。该说法是否正确?_____ 。原因是_________________ 。
②专家认为:F1 种子中另一对基因中的一个基因发生了显性突变(突变基因与 A、B 基因不在同一条染色体 上),突变基因的产物可以抑制 A 基因的功能,但对 a、B、b 无影响,导致 F1 出现白花植株。若假设正确,F1 白花植株自交,子代表现型及比例为____ 。
(3)生物体的性状是由基因与基因、_____ 以及基因与环境之间相互作用、精确调控的结果, 上述实验结果可以对此提供一些依据。
(1)关于 F1 白花植株产生的原因,科研人员提出了以下几种假说:
假说一:F1 种子发生了一条染色体丢失;
假说二:F1 种子发生了上述基因所在的一条染色体部分片段(含相应基因)缺失;
假说三:F1 种子一条染色体上的某个基因发生了突变。
①经显微镜观察,F1 白花植株减数第一次分裂前期四分体的个数为
②已知 4 种不同颜色的荧光可以对 A、a 和 B、b 基因进行标记。经显微镜观察,F1 白花植株的小孢子母细胞(同动物的初级精母细胞)中荧光点的数目为
(2)现已确定种子萌发时某个基因发生了突变。
①有人认为:F1 种子一定发生了 A→a 的隐性突变。该说法是否正确?
②专家认为:F1 种子中另一对基因中的一个基因发生了显性突变(突变基因与 A、B 基因不在同一条染色体 上),突变基因的产物可以抑制 A 基因的功能,但对 a、B、b 无影响,导致 F1 出现白花植株。若假设正确,F1 白花植株自交,子代表现型及比例为
(3)生物体的性状是由基因与基因、
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【推荐2】分析有关遗传的资料,回答问题。(共15分)
Ⅰ.某些遗传病具有家族性遗传的特征,非家族成员一般也是非携带者。下图是关于两个不同家族的遗传病的图谱。其中乙家族患红绿色盲(B-b)。请据图回答。(10分)
1.图甲中的遗传病,其致病基因位于____ 染色体上,是____ 性遗传。该家族系谱图中属于Ⅱ-5个体的旁系血清有______________ 。图甲中Ⅲ-8与Ⅲ-7为异卵双生(由不同的受精卵发育而来),则Ⅲ-8表现型是否一定正常?______ ,原因是__________________ 。若图甲中Ⅲ-9是先天愚型,则其可能是由染色体组成为_______ 的卵细胞和________ 的精于受精发育而来,这种可遗传的变异称为________ 。
2.图乙中Ⅱ-4的为杂合体的概率__________ 。
3.若图甲中的Ⅲ-8与图乙中的Ⅲ-5结婚,则他们生下两病兼患男孩的概率是_____ 。
Ⅱ.红眼(A)、正常刚毛(B)和灰体色(D)的正常果蝇经过人工诱变产生基因突变的个体。下图表示该突变个体的X染色体和常染色体及其上的相关基因。(5分)
4.人工诱变的物理方法有_________________________________________ 。
5.若只研究眼色,不考虑其他性状,白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,F1雌雄果蝇的表现型及其比例是___________________________________ 。(2分)
Ⅰ.某些遗传病具有家族性遗传的特征,非家族成员一般也是非携带者。下图是关于两个不同家族的遗传病的图谱。其中乙家族患红绿色盲(B-b)。请据图回答。(10分)
1.图甲中的遗传病,其致病基因位于
2.图乙中Ⅱ-4的为杂合体的概率
3.若图甲中的Ⅲ-8与图乙中的Ⅲ-5结婚,则他们生下两病兼患男孩的概率是
Ⅱ.红眼(A)、正常刚毛(B)和灰体色(D)的正常果蝇经过人工诱变产生基因突变的个体。下图表示该突变个体的X染色体和常染色体及其上的相关基因。(5分)
4.人工诱变的物理方法有
5.若只研究眼色,不考虑其他性状,白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,F1雌雄果蝇的表现型及其比例是
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解题方法
【推荐3】小麦作为雌雄同花、自花传粉的作物,培育出雄性不育株,是实现杂交育种的关键。目前已探索获得不同的杂交小麦生产体系。请回答下列问题。
(1)XYZ杂交小麦生产体系中,雄性不育突变基因(m)位于小麦5号染色体上,雄性育性基因(M)和标记基因(H)位于黑麦5R号染色体上。X系和Y系分别导入了2条和1条黑麦5R染色体,如下图所示。标记基因H在开花时会表现为穗下节多毛性状,可用以区分X系、Y系和乙系。___ (填“有”或“无”)5R的同源染色体,在X系中M与m的遗传遵循___ 定律。
②利用Z系进行水稻育种的优点是___ 。X系与Z系杂交可获得___ 系,Y系与Z系杂交可获得___ 系。
(2)通过转基因技术将雄性育性基因M与雄配子致死基因P、蓝色素生成基因R一起导入基因型为mm的Z系个体(雄性不育)中,并使其插入到一条不含m基因的染色体上如下图所示。基因R的表达可使种子呈现蓝色,无基因R的种子呈现白色。___ 。
②将转基因个体(PRMmm)自交并收获水稻种子,请写出快速辨别雄性不育种子和转基因雄性可育种子的方法:___ 。
③若某转基因个体(PRMmm)中的基因R由于发生突变而不能表达,又该如何快速挑选出雄性不育种子?请以该突变转基因个体和Z系个体为材料,设计一个可快速挑选出雄性不育种子的实验方案(写出杂交组合并说明挑选方法):___ 。
(1)XYZ杂交小麦生产体系中,雄性不育突变基因(m)位于小麦5号染色体上,雄性育性基因(M)和标记基因(H)位于黑麦5R号染色体上。X系和Y系分别导入了2条和1条黑麦5R染色体,如下图所示。标记基因H在开花时会表现为穗下节多毛性状,可用以区分X系、Y系和乙系。
①在野生小麦的染色体中
②利用Z系进行水稻育种的优点是
(2)通过转基因技术将雄性育性基因M与雄配子致死基因P、蓝色素生成基因R一起导入基因型为mm的Z系个体(雄性不育)中,并使其插入到一条不含m基因的染色体上如下图所示。基因R的表达可使种子呈现蓝色,无基因R的种子呈现白色。
①转基因个体(PRMmm)自交后得F1,F1个体之间随机授粉,得到的种子中雄性不育种子所占比例为
②将转基因个体(PRMmm)自交并收获水稻种子,请写出快速辨别雄性不育种子和转基因雄性可育种子的方法:
③若某转基因个体(PRMmm)中的基因R由于发生突变而不能表达,又该如何快速挑选出雄性不育种子?请以该突变转基因个体和Z系个体为材料,设计一个可快速挑选出雄性不育种子的实验方案(写出杂交组合并说明挑选方法):
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解题方法
【推荐1】植物对病原菌的过度防御会引起植物衰老,平衡植物衰老与植物免疫对于农业生产十分重要,为研究R基因在二者平衡中的作用,科研人员利用拟南芥进行研究。
(1)乙烯作为植物激素,对植物生长发育具有_______ 作用,为检验R基因是否通过调控乙烯信号途径影响植物免疫与植物衰老,科研人员进行了如下实验。
①用真菌感染三种拟南芥,一段时间后测定单位质量叶片上剩余的真菌孢子数(孢子为真菌的繁殖体),结果如图1,剩余真菌孢子数越低,说明植物抗病性越_______ 。根据图1结果推测R基因可以_______ 拟南芥抗病性。同时乙烯在R基因调控的植物抗病性中起负向作用,作出推测的理由是_______ 。
②进一步研究R基因与植物衰老的关系,以叶片衰老比率作为植物衰老情况的指标,结果如图2,结果说明_______ 。
(2)研究发现,R基因还可以促进W基因表达,进一步对3种拟南芥R基因的表达情况进行检测,结果如下表
注:“+”数目越多,表示表达程度越高
请推测与组2相比,组3拟南芥的抗病性和植物衰老情况为_______ 。综合上述研究,请用文字和箭头将答题纸上R基因对植物衰老和抗病性平衡的调控内容补充完整_____________ 。
(1)乙烯作为植物激素,对植物生长发育具有
①用真菌感染三种拟南芥,一段时间后测定单位质量叶片上剩余的真菌孢子数(孢子为真菌的繁殖体),结果如图1,剩余真菌孢子数越低,说明植物抗病性越
②进一步研究R基因与植物衰老的关系,以叶片衰老比率作为植物衰老情况的指标,结果如图2,结果说明
(2)研究发现,R基因还可以促进W基因表达,进一步对3种拟南芥R基因的表达情况进行检测,结果如下表
组别 | 实验材料 | R基因的表达情况 |
1 | WT | ++ |
2 | R | +++ |
3 | RW | ++ |
(给R转入额外的W基因) |
请推测与组2相比,组3拟南芥的抗病性和植物衰老情况为
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【推荐2】植物体内普遍存在着一类以甾类化合物为骨架的激素—一油菜素内酯(BR),BR在植物的生长发育中有着重要的作用。请回答下列问题:
(1)在BR之前,科学家已经发现了五大类植物激素,如能促进种子萌发的______ (激素名称)。
(2)用BR处理油菜幼茎节间,引起该部位显著伸长且细胞数目增多,节间膨大甚至开裂,这说明BR具有________________ 的功能。
(3)为研究BR在不同器官向性生长中的作用,科研人员用野生型和BR合成缺陷突变体的油菜幼苗进行实验,三组幼苗均水平放置,其中一组野生型幼苗施加外源BR,另外两组不施加,测定0—14 h内三组幼苗胚轴和主根的弯曲度,结果如右图所示。分析实验结果可知,主根和胚轴弯曲的方向____ (填“相同”或“相反”)。施加外源BR的野生型幼苗的胚轴、主根在____ h时就可达到最大弯曲度,而BR合成缺陷突变体的最大弯曲度形成的时间较其他两组延迟,说明_________________ 。
(1)在BR之前,科学家已经发现了五大类植物激素,如能促进种子萌发的
(2)用BR处理油菜幼茎节间,引起该部位显著伸长且细胞数目增多,节间膨大甚至开裂,这说明BR具有
(3)为研究BR在不同器官向性生长中的作用,科研人员用野生型和BR合成缺陷突变体的油菜幼苗进行实验,三组幼苗均水平放置,其中一组野生型幼苗施加外源BR,另外两组不施加,测定0—14 h内三组幼苗胚轴和主根的弯曲度,结果如右图所示。分析实验结果可知,主根和胚轴弯曲的方向
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【推荐3】光是影响植物种子萌发的一种重要环境因素,科研人员为探究光对植物种子萌发的调节机制,进行了系列实验。
(1)光可以作为一种_______________ ,激活光敏色素,调控细胞内特定基因的表达。
(2)研究者推测光敏色素phyB可能与转录因子ER5和ER8结合,影响两者的表达,调控种子的萌发,为验证该推测,进行了相关实验。选取ER5和ER8的单基因突变体(er5、er8)、双基因突变体er5-er8及ER8过表达突变体,在图1所示的光照情况下,测定种子的萌发率,结果如图2。
①结果表明:在红光下,phyB光敏色素被激活,er5、er8和er5-er8双突变体的种子萌发率显著升高,说明ER5和ER8均可_______________ (促进、抑制或不影响)种子的萌发,且只在黑暗条件下起作用。
②在黑暗条件下,er5-er8双突变体的萌发率高的原因是_______________ 。
(3)脱落酸(ABA)是抑制种子萌发的一种重要激素,为探究转录因子ER8与ABA之间的互作关系,研究人员进行如下实验。
ABA的合成酶基因(AB2),其启动子中具一段序列——DRE,可能是转录因子ER8识别及结合的区域,科研人员利用凝胶迁移技术,检测两者的关系。
据图3电泳结果分析ER8转录因子经由AB2途径抑制种子萌发的机制_______________ 。
(4)为探究phyB、ER8、AB2和ABA的关系,科研人员利用野生型和ER8转基因植株(将ER8基因转入野生型)为实验材料,进行如下实验设计,为上述研究结果提供新的证据。请补充完善下列表格。
(1)光可以作为一种
(2)研究者推测光敏色素phyB可能与转录因子ER5和ER8结合,影响两者的表达,调控种子的萌发,为验证该推测,进行了相关实验。选取ER5和ER8的单基因突变体(er5、er8)、双基因突变体er5-er8及ER8过表达突变体,在图1所示的光照情况下,测定种子的萌发率,结果如图2。
①结果表明:在红光下,phyB光敏色素被激活,er5、er8和er5-er8双突变体的种子萌发率显著升高,说明ER5和ER8均可
②在黑暗条件下,er5-er8双突变体的萌发率高的原因是
(3)脱落酸(ABA)是抑制种子萌发的一种重要激素,为探究转录因子ER8与ABA之间的互作关系,研究人员进行如下实验。
ABA的合成酶基因(AB2),其启动子中具一段序列——DRE,可能是转录因子ER8识别及结合的区域,科研人员利用凝胶迁移技术,检测两者的关系。
据图3电泳结果分析ER8转录因子经由AB2途径抑制种子萌发的机制
(4)为探究phyB、ER8、AB2和ABA的关系,科研人员利用野生型和ER8转基因植株(将ER8基因转入野生型)为实验材料,进行如下实验设计,为上述研究结果提供新的证据。请补充完善下列表格。
组别 | 条件 | 实验材料 | 预期结果1 | 预期结果2 |
1 | 红光激活phyB | 野生型 | 将不同组种子的萌发率情况进行排序 | |
2 | 无红光 | AB2脱落酸合成酶基因的相对表达量高 | ||
3 | 红光激活phyB | 转入ER8基因的植株 | AB2脱落酸合成酶基因的相对表达量介于1和2组之间 |
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【推荐1】基因敲除技术是指通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的技术。通常意义上的基因敲除主要是应用DNA同源重组原理,用设计的同源片段替代靶基因片段,从而达到基因敲除的目的。基因敲除技术常用于建立某种特定基因缺失的生物模型。例如,基因敲除模式小鼠制备技术图解如下:
请回答:
(1)图中ES细胞(胚胎干细胞)存在囊胚的_______ 部位,它具有体积小、细胞核大、____________ 的特点。
(2)neor(新霉素抗性基因)位于基因表达载体的________ 和_________ 之间。
(3)转染ES细胞过程既可采用电穿孔法,亦可采用_________ 法。
(4)筛选中靶ES细胞需在动物细胞培养液中添加_____ ,图中字母X过程采用_____ 技术。
(5)嵌合鼠和白色纯合体小鼠交配产生的后代有___ 种表现型,其中黑色鼠是被破坏基因X的_____ (填“纯合体”或“杂合体”)。
请回答:
(1)图中ES细胞(胚胎干细胞)存在囊胚的
(2)neor(新霉素抗性基因)位于基因表达载体的
(3)转染ES细胞过程既可采用电穿孔法,亦可采用
(4)筛选中靶ES细胞需在动物细胞培养液中添加
(5)嵌合鼠和白色纯合体小鼠交配产生的后代有
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【推荐2】【生物——选修3:现代生物科技专题】
屠呦呦获得诺贝尔生理学奖后,最新研究表明,青蒿素还可用于糖尿病的治疗。研究人员利用基因工程培育出高产的转基因青蒿。
(1)青蒿的cDNA文库,是以从青蒿细胞中提取的_____________ 为模板,通过_____________ (方法)建立,该文库中的基因_____________ (填“含有”或“不含有”)启动子。
(2)基因工程操作的核心步骤是__________ 。若选择的限制酶切出的DNA片段是平末端,应选择__________ 进行连接。
(3)目的基因的大量扩增可以采用____________ 技术,该技术的原理是____________ ,该技术中需使用一种特殊的酶是____________ 。
屠呦呦获得诺贝尔生理学奖后,最新研究表明,青蒿素还可用于糖尿病的治疗。研究人员利用基因工程培育出高产的转基因青蒿。
(1)青蒿的cDNA文库,是以从青蒿细胞中提取的
(2)基因工程操作的核心步骤是
(3)目的基因的大量扩增可以采用
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【推荐3】猪繁殖和呼吸综合征病毒(PRRSV)是感染猪的一种常见病原体,科研人员利用RNA干扰(RNAi)技术培育PRRSV抗性猪品种,原理如下图所示。据图回答下列问题:
(1)构建表达载体时,科研人员需要根据____ 设计表达载体中的cDNA序列。
(2)将构建完成的表达载体与猪胚胎成纤维细胞混合后,需要在培养基中加入____ 以筛选转化成功的细胞。将筛选出的细胞移植入猪____ 细胞内,得到重组细胞。重组细胞在体外培养至早期胚胎后,进行____ ,获得转基因猪。
(3)获得转基因猪后,科研人员需要在多个水平上检测转基因是否成功。将下列表格填写完整:
(4)在转基因成功的猪体内,cDNA转录出shRNA后,Dicer酶通过切割____ 键加工shRNA产生siRNA,siRNA通过____ 来抑制病毒增殖。
(1)构建表达载体时,科研人员需要根据
(2)将构建完成的表达载体与猪胚胎成纤维细胞混合后,需要在培养基中加入
(3)获得转基因猪后,科研人员需要在多个水平上检测转基因是否成功。将下列表格填写完整:
检测水平 | 实验方法 | 实验操作 | 实验结果 |
DNA水平 | 荧光定量PCR(qPCR) | 将从转基因猪体内提取的DNA和等量标准样品,用shRNA表达载体特异性引物进行qPCR,qPCR中加入了荧光染料,荧光强度与双链DNA数量成正比,每个循环检测荧光强度,其达到标准值所需的循环数称为Ct值 | 标准样品Ct值为18,提取DNA的Ct值为20,说明提取DNA中含有表达载体量是标准样品的① |
RNA水平 | 核酸分子杂交 | 从转基因猪和非转基因猪体内提取② | 转基因组有杂交带,非转基因组没有 |
个体水平 | 鉴定抗病毒性状 | 用④ | 相对于非转基因组,转基因组⑤ |
(4)在转基因成功的猪体内,cDNA转录出shRNA后,Dicer酶通过切割
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