22.(14分)大豆是两性花植物,下面是大豆某性状的遗传实验:
(1)大豆叶颜色(BB表现深绿;Bb表现浅绿;bb呈黄色,幼苗阶段死亡)和花叶病的抗性(由R、r基因控制)遗传的实验结果如下表:
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组合 |
母本 |
父本 |
F1的表现型及植株数 |
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一 |
子叶深绿不抗病 |
子叶浅绿抗病 |
子叶深绿抗病220株;子叶浅绿抗病217株 |
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二 |
子叶深绿不抗病 |
子叶浅绿抗病 |
子叶深绿抗病110株;子叶深绿不抗病109株 子叶浅绿抗病108株;子叶浅绿不抗病113株 |
①组合一中父本的基因型是________,组合二中父本的基因型是____________。
②用表中F1的子叶浅绿抗病植株自交,在F1的成熟植株中,表现型的种类有________________________________________________________________________,
其比例为________。
③用子叶深绿与子叶浅绿植株杂交得F1,F1随机交配得到的F2成熟群体中,B基因的基因频率为________。
④将表中F1的子叶浅绿抗病植株的花粉培养成单倍体植株,再将这些植株的叶肉细胞制成不同的原生质体。如要得到子叶深绿抗病植株,需要用__________________基因型的原生质体进行融合。
⑤请选用表中植物材料设计一个杂交育种方案,要求在最短的时间内选育出纯合的子叶深绿抗病大豆材料___________________________
________________________________________________________________________。
(2)有人试图利用细菌的抗病毒基因对不抗病大豆进行遗传改良,以获得抗病大豆品种。
①构建含外源抗病毒基因的重组DNA分子时,使用的酶有
______________________。
②判断转基因大豆遗传改良成功的标准是________________,
具体的检测方法______________________________________,
________________________________________________________________________。
(3)有人发现了一种受细胞质基因控制的大豆芽黄突变体(其幼苗叶片明显黄化,长大后与正常绿色植株无差异)。请你以该芽黄突变体和正常绿色植株为材料,用杂交实验的方法,验证芽黄性状属于细胞质遗传。(要求:用遗传图解表示)
[解析] (1)①根据组合一中不抗病母本与抗病父本杂交,所得后代全为抗病植株可知,抗病对不抗病为显性,再根据各组合中F1的表现型及比例可推出组合一中父本基因型为BbRR,组合二中父本基因型为BbRr。
②表中F1浅绿抗病植株基因型为BbRr,若每对性状分别考虑,其自交所得的F2成熟植株中子叶的基因型为bb的个体幼苗阶段死亡,表现型只有2种(深绿1/3、浅绿2/3),花叶病抗性表现型有2种(抗病3/4,不抗病1/4),所以两种性状组合的表现型应有4种,其中深绿抗病占1/3×3/4,深绿不抗病占1/3×1/4。浅绿抗病占2/3×3/4,浅绿不抗病占2/3×1/4。其比例为子叶深绿抗病∶子叶深绿不抗病∶子叶浅绿抗病∶子叶浅绿不抗病=3∶1∶6∶2。
③假设bb能生长为成熟植株且不死亡,并且随机交配对基因频率无影响,则B的基因频率为75%,b的基因频率为25%,根据遗传平衡定律得F2中BB的基因型频率为(75%)2,bb的基因频率为(25%)2,Bb的基因型频率即2×75%×25%,但实际上bb死亡,所以F2中B的基因频率实际应为:
=即80%。
④表中F1子叶浅绿抗病植株基因型为BbRr,能产生BR、Br、bR、br4种类型花粉,要想得到子叶深绿抗病植株(BBRR或BBRr),可用BR与BR或者BR与Br的原生质体融合而成。
⑤大豆是两性花,所以可利用组合一中父本(浅绿抗病BbRR)自交,抗病基因纯合不再发生分离,所得子代中子叶绿色即为纯合类型。
(2)①构建重组DNA分子时,必须用同一种限制性内切酶切割目的基因和载体,再用DNA连接酶将其连接。
②转基因成功的标志是生物体表现出目的基因控制的性状。
(3)细胞质遗传具有母系遗传的特点,所以可通过正反交实验来进行验证。
[答案] (1)①BbRR BbRr ②子叶深绿抗病∶子叶深绿不抗病∶子叶浅绿抗病∶子叶浅绿不抗病 3∶1∶6∶2 ③80%④BR与BR、BR与Br ⑤用组合一的父本植株自交,在子代中选出子叶深绿类型即为纯合的子叶深绿抗病大豆材料。
(2)①限制性内切酶和DNA连接酶 ②培育的植株具有病毒抗性 用病毒分别感染转基因大豆植株和不抗病植株,观察比较植株的抗病性
(3)P ♀芽黄突变体×正常绿色植株♂
↓
F1幼苗均呈芽黄(黄化)
p ♀正常绿色植株×芽黄突变体♂
↓
F1幼苗均呈正常绿色
21. (7分)由于基因突变,导致蛋白质中的一个赖氨酸发生了改变。根据以下图、表回答问题:
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第一个 字母 |
第二个字母 |
第三个 字母 |
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U |
C |
A |
G |
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A |
异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸 |
苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 |
天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 |
丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 |
U C A G |
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(1)图中Ⅰ过程发生的场所是_________,Ⅱ过程叫_________。
(2)除赖氨酸以外,图解中X是密码子表示哪一种氨基酸的可能性最小?_________。原因是_________。
(3)若图中X是甲硫氨酸,且②链与⑤链只有一个碱基不同,那么⑤链不同于②链上的那个碱基是_________。
(4)从表中可看出密码子具有_________特点,它对生物体生存和发展的意义是_________。
[解析] (1)Ⅰ过程为翻译,在细胞质的核糖体上进行。Ⅱ过程是转录,在细胞核中进行。(2)由赖氨酸与表格中其他氨基酸的密码子的对比可知:赖氨酸与异亮氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、天冬氨酸、精氨酸的密码子相比,只有一个碱基的差别,而赖氨酸与丝氨酸密码子有两个碱基的差别,故图解中X是丝氨酸的可能性最小。(3)由表格中甲硫氨酸与赖氨酸的密码子知:②链与⑤链的碱基序列分别为:TTC与TAC,差别的碱基是A。(4)从增强密码容错性的角度来解释,当密码子中有一个碱基改变时,由于密码的简并性,可能并不会改变其对应的氨基酸;从密码子使用频率来考虑,当某种氨基酸使用频率高时,几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。
[答案] (1)核糖体 转录 (2)丝氨酸 要同时突变两个碱基 (3)A (4)简并性 增强了密码容错性;保证了翻译的速度
19.一项用于寻找两种飞蛾:浅色斑点蛾和黑蛾(有黑色翅膀的飞蛾)在一个国家不同地区的分布状况的科学研究已经进行了几年,结果如下:
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郊区 |
工业区 |
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浅色蛾 |
95% |
5% |
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黑色蛾 |
5% |
95% |
以下哪一项是对飞蛾在研究区域内的不均衡分布的最确切解释( )
A.自然选择发生在郊区选择了浅色飞蛾,在工业区选择了黑色飞蛾
B.生活在工业区的孩子们喜欢抓浅色飞蛾玩,解释了那里浅色飞蛾减少的原因
C.浅色飞蛾更喜欢生活在郊区
D.悬浮于高度污染的空气中的烟灰染黑了飞蛾
[解析] 郊区几乎没有工业,周围颜色浅,有利于浅色蛾的生存;工业区被污染,周围颜色深,有利于深色蛾的生存,这是一种自然选择。
[答案] A