题目内容

【题目】科学家们用长穗偃麦草(二倍体)与普通小麦(六倍体)杂交培育小麦新品种:小偃麦。相关的实验如下,请回答有关问题:

1)长穗偃麦草与普通小麦杂交所得的F1不育,其原因是________________________________

2)小偃麦中有个品种为蓝粒小麦(40W+2E),40W表示来自普通小麦的染色体,2E表示携带有控制蓝色色素合成基因的1对长穗偃麦草染色体。若丢失了长穗偃麦草的一个染色体则成为蓝粒单体小麦(40W+1E),这属于__________变异。为了获得白粒小偃麦(1对长穗偃麦草染色体缺失),可将蓝粒单体小麦自交,在减数分裂过程中,产生两种配子,其染色体组成分别为__________________。这两种配子自由结合,产生的后代中白粒小偃麦的染色体组成是__________

3)为了确定白粒小偃麦的染色体组成,需要做细胞学实验进行鉴定。取该小偃麦的__________________作实验材料,制成临时装片进行观察。

【答案】减数分裂时(同源染色体)联会紊乱,不能产生正常配子 染色体数目 20W20W+1E 40W 根尖(芽尖、分生组织)

【解析】

长穗偃麦草的配子有一个染色体组,普通小麦的配子有三个染色体组,所以F1体细胞有四个染色体组。丢失一条染色体属于染色体数目变异(单体),2E变成1E后减数分裂时没有与1E配对的同源染色体,所以形成的配子中一种有E,一种没有E。这两种配子自由结合的后代中的白粒个体是两个没有E的配子结合的结果。选择实验材料时,不能精确到分生区等部位,所以要写根尖或芽尖。

1)长穗偃麦草与普通小麦是两个物种,在能实现种间杂交的情况下,得到的后代体细胞中含有两个物种的染色体,因此该杂种后代在进行减数分裂时,会因为联会紊乱不能形成正常的配子。

2)由题干中提供的“丢失了长穗偃麦草的一个染色体”,可知该变异为染色体数目变异;蓝粒单体小麦(40W+1E)自交,其减数分裂可产生两种类型的配子:20W20W+1E;若这两种配子自由结合,产生的后代有三种染色体组成,分别是:40W40W+1E40W+2E,其中白粒小偃麦的染色体组成是40W

3)如要观察细胞的染色体组成,需选择分裂旺盛的细胞(根尖或芽尖)作为实验材料。

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【题目】生物是如何“感知”光的?

光为植物提供光合作用的能量,也调控植物的生长、发育、繁殖,如茎的伸长、开花诱 导、对病虫害的防御等。早期研究中,科学家用红光及远红光短时间交替照射莴苣的种子, 然后放在黑暗中三、四天,发现最后一次照射红光的种子绝大部分都能发芽,且生长得非常 好,而最后一次照射远红光的,绝大部分都不能发芽,因此推测种子里含有一种能区分红光 和远红光的物质。后来的研究发现这种物质就是光敏色素。

光敏色素是一类红光/远红光受体,在自然光照条件下,植物体内同时存在非活化、活 化的光敏色素(分别简写为 PrPfr)。光敏色素蛋白一旦被红光激活,暴露出核定位信号, 即可参与基因表达的调控。

科研人员提取了红光处理前、后的野生型及光敏色素突变体植株的 RNA,通过比对发 现,光敏色素调控表达的基因种类发生了改变,并且部分 mRNA 发生了选择性剪接。科研 人员还发现,光敏色素还诱导了部分基因启动子的选择性使用,即转录起点发生了变化,产 生的 mRNA 比正常情况下多了一段 5’端序列。对部分不同长度的 mRNA 翻译产物定位研究 表明,较短肽链折叠的蛋白质大多定位于细胞质基质,而更长肽链折叠形成的蛋白质在胞内 的定位主要在叶绿体,也有部分蛋白质定位在细胞核、细胞膜结构等以适应环境变化带来的震荡。研究光敏色素作用机理,有利于理解光信号对植物体生命活动的精密而有序的调 节过程,从而进一步理解植物对环境的适应过程。

在细菌基因组内也存在类似光敏色素的感光蛋白,可以帮助细菌产生趋光性以获得能量, 还参与昼夜节律、生物膜形成、致病性等生理过程。对各类生物的光敏色素的研究,从 进化角度认识生物对于光的感知,利于人类深入理解生物体适应环境的精妙之处。

1)光敏色素的基本组成单位是_______。由于远红光诱导光敏色素发生_________ 变化,使其转化为________Pr Pfr)形式,因此最后一次照射远红光的莴苣种子,绝 大部分都不能发芽。

2)根据资料所示,以下说法或推测正确的是_____(选填下列字母)。

a.光敏色素能同时接收红光和远红光的信号诱导,说明该受体不具有特异性

bPr 暴露核定位信号,可以被相应分子转运并且通过核孔的选择作用进入细胞核发挥作用

c.光敏色素介导的基因转录过程中启动子的选择性使用是长期自然选择的结果

3)根据文中信息,概括光敏色素介导的调控植物体生命活动的三种方式____________

4)对光敏色素的相关研究可以应用于_____(选填下列字母)。

a.用于培育富含花青素的蔬菜品种,促进新物种的产生

b.通过不同波长的光的组合,促进药材中特定有效成分的生成和积累

c.提高特定波长的光的循环利用效率,减少资源的浪费

d.通过研究光敏色素在不同物种的异同,为进化提供依据

e.细菌的致病性机理以及相关药物的研发

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