题目内容

【题目】某XY决定型植物的胚有白色、红色和橙色三种,A/a控制红色的番茄红素的合成,B/b控制橙色的胡萝卜素的合成,其中番茄红素是胡萝卜素的前体。现有某一株系出现以下杂交结果。回答下列问题:

杂交

编号

母本植株数目

(表现型)

父本植株数目

(表现型)

F1植株数目(表现型/性别)

Ⅰ

1(红色)

1(白色)

29 31 32 30

(橙色♀)(白色♀)(红色♂)(白色♂)

Ⅱ

1(橙色)

1(橙色)

31 28 15 17 29

(橙色♀)(白色♀)(橙色♂)(红色♂)(白色♂)

(1)已知a基因比A基因多了三对碱基,这种变异属于________________。 这种变异与染色体片段缺失都具有有害性、稀有性和________________性的特征。

(2)A/a基因位于________________染色体上,其中基因________________控制番茄红素的合成。

(3)组合Ⅰ亲本的基因型是________________、________________。组合Ⅱ子代比例的形成是________________致死导致的。

(4)为培育富含胡萝卜素的转基因作物,科研人员将上述基因导入某农作物植株。已知上述基因能1次或多次插入并整合到该农作物植株的受体细胞染色体上。结果发现该转基因作物某植株自交后代中出现橙色∶白色=15∶1的现象,有人对此提出了两种不同的解释:一是上述两个基因插入了同一条染色体,即记作________________________________;二是上述基因在不同的染色体上,即记作________________________________(说明:可用数字编号代表染色体,在数字编号右上角写字母代表基因,如1AB1代表一对1号染色体,其中一条上同时插入了A和B基因。且不论是谁控制番茄红素的合成,因为该作物原本没有上述基因,在这里都可记作A。B/b同理。不考虑交叉互换。)

【答案】基因突变 多方向 常 A AaXbXb aaXBY A花粉(A 精子) 1AB1 2AB2 1B1B 2A2 3A3

【解析】

分析题文描述和表中信息:无论是组合Ⅰ还是组合Ⅱ,F1的表现型的性状分离比在雌雄个体中均存在差异,说明有一对基因位于常染色体上,另一对基因位于X染色体上。在组合Ⅰ中,胚红色的母本与胚白色的父本杂交,F1的表现型及其比例为橙色♀∶白色♀∶红色♂∶白色♂≈1∶1∶1∶1,说明A控制红色的番茄红素的合成,B控制橙色的胡萝卜素的合成,而且前体物质(白色)→番茄红素(红色)→胡萝卜素(橙色)。假设A/a位于常染色体上,B/b位于X染色体上,则组合Ⅰ亲本的基因型分别为AaXbXb与aaXBY,F1的表现型及其比例为橙色♀(AaXBXb)∶白色♀(aaXBXb)∶红色♂(AaXbY)∶白色♂(aaXbY)=1∶1∶1∶1,与表中信息相符,说明假设成立。

(1) 基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失而引起的基因结构的改变。可见,a基因比A基因多了三对碱基,这种变异属于基因突变。 基因突变具有有害性、稀有性和多方向性的特征。

(2) 组合Ⅰ中的胚红色的母本与胚白色的父本杂交,F1的表现型及其比例为橙色♀∶白色♀∶红色♂∶白色♂≈1∶1∶1∶1,说明A/a与B/b这两对基因中仅有一对位于X染色体上,而且A控制番茄红素的合成,B控制胡萝卜素的合成。假设A/a位于常染色体上,B/b位于X染色体上,则组合Ⅰ亲本的基因型分别为AaXbXb与aaXBY,F1的表现型及其比例为橙色♀(AaXBXb)∶白色♀(aaXBXb)∶红色♂(AaXbY)∶白色♂(aaXbY)=1∶1∶1∶1,与表中信息相符,说明假设成立。综上分析,亲本的A/a基因位于常染色体上,其中基因A控制番茄红素的合成。

(3) 结合对(2)的分析可知:组合I亲本的基因型是AaXbXb、aaXBY。组合Ⅱ亲本的基因型是AaXBXb、AaXBY,理论上组合Ⅱ子代的表现型及其比例为橙色♀(A_XBXB+A_XBXb)∶白色♀(aaXBXB+aaXBXb)∶橙色♂(A_XBY)∶红色♂(A_XbY)∶白色♂(aaXBY+aaXbY)=6∶2∶3∶3∶2,但实际上为橙色♀∶白色♀∶橙色♂∶红色♂∶白色♂≈2∶2∶1∶1∶2。由此推知:子代比例的形成是A花粉(A 精子)致死导致的。

(4)该转基因作物某植株自交后代中,橙色∶白色=15∶1,可以看作是 9∶3∶3∶1的变式,相当于两对同源染色体上的非等位基因自由组合所致。据此结合题意可推知:如果上述两个基因插入了同一条染色体,可以记作1AB1 2AB2;如果上述基因在不同的染色体上,即记作1B1B 2A2 3A3。

练习册系列答案
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【题目】回答下列(一)、(二)小题:

(一)黄素单加氧酶(FMO)是转化吲哚合成靛蓝(一种染料)的一种重要的酶。为提高表达FMO的重组大肠杆菌合成靛蓝的效率,对重组菌进行了固定化研究。回答下列问题:

(1)重组大肠杆菌的扩大培养:用_______________________挑取大肠杆菌单菌落接种于LB液体培养基中,放在______________________ ( 填设备)上培养过夜,将过夜培养物1mL转移至100mL LB液体培养基中继续培养。该过程所用培养基对于酸碱度的要求是_________________。

(2)重组大肠杆菌的固定化:分别使用卡拉胶、明胶、聚乙烯醇(网格较紧密,扩散性能最低)、海藻酸钠对重组大肠杆菌进行________ (填固定化方式)并分析各自对_________的转化效率。

(3)靛蓝取转化液5mL,离心后,沉淀部分用于靛蓝分析。沉淀用蒸馏水洗两遍,再用N,N-二甲基甲酰胺溶解,再离心,取上清液于610nm处测定OD值,和________________对照即得到靛蓝浓度。若所测得的OD值过大应采用的最佳措施是________________________。

(4)影响重组大肠杆菌转化吲哚合成靛蓝效率的因素有很多,如:工程菌FMO诱导表达的条件、固定化颗粒的理化性质、反应时间、pH、温度、辅助因子的再生、________________、________________(答出2 点即可)等。

(二)对疑似PRRS(猪繁殖与呼吸综合征)的病料(从得病的动物身上采集的组织或器官)进行病毒分离鉴定,获得一株高致病性PRRSV(猪繁殖与呼吸综合征病毒) ,通过对高致病性PRRSV的N蛋白进行研究来探讨该蛋白的抗原特性,并制备抗N蛋白的单克隆抗体。回答下列问题:

(1)PRRSV N 蛋白基因的克隆:提取PRRSV中的总RNA,以其中相应的RNA作为模板,利用________________酶逆转录成cDNA。再以cDNA为模板进行________________扩增,而获得N蛋白基因。

(2)表达N蛋白细胞的制备:用重组质粒________________合适的大肠杆菌细胞,为提高该过程的效率,需考虑重组质粒的___________________________等。将筛选过的受体细胞 37℃过夜培养。

(3)单克隆抗体的制备与检测:取免疫小鼠的脾细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合待融合细胞生长到培养孔底面积的1/10时进行________________________(填物质)筛选。检出的阳性孔用有限稀释法进行多次克隆化,建立单克隆抗体________________。最终获得的单克隆抗体是否达到实验要求的标志是_________________________,与无关蛋白不发生反应。

(4)猪干细胞的应用:胚胎干细胞可以进行________________________________,获得适合猴子移植的猪器官,减弱或消除排斥反应。

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