杂交实验表明,桦尺蠖体色受到一对等位基因S和s控制,黑色S对浅色s为显性。在曼彻斯特地区,19世纪中期,桦尺蠖的栖息地(树干)上长满了地衣,种群中S基因频率在5%以下。到了20世纪,随着英国工业的发展,工业污染使地衣不能生长,树皮暴露,并被煤烟熏成黑色,S基因频率上升到95%以上。请回答下面的问题。
(1)从遗传学角度分析,S基因频率增高的遗传学基础是________
(2)从进化理论角度分析,种群S基因频率升高的原因是________
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袁隆平被称为“杂交水稻之父”。他研究成功的水稻杂交技术为我国水稻产量的提高作出了巨大贡献,被誉为农业上的一次绿色革命,他因此而获得了我国的最高科学技术奖。
水稻杂交技术利用了植物的“雄性不育”。植物为什么会发生雄性不育现象呢?研究表明,小麦、水稻和玉米等作物,它们的雄蕊是否可育,是由细胞核和细胞质中的基因共同决定的。在细胞核和细胞质中,都含有决定雄蕊是否可育的基因。其中,细胞核的不育基因用r表不,可育基因用R表示,并且R对r为品性;细胞质的不育基因用S表示,可育基因用N表示。
在上述4种基因的关系中,细胞核可育基因(R)能够抑制细胞质不育基因(S)的表达。因此,当细胞核可育基因(R)存在时,植株都表现为雄性可育,当细胞质基因为可育基因(N)时,无论细胞核具有可育基因还是不育基因,植株都表现为雄性可育,只有当细胞核不育基因(r)与细胞质不育基因(S)同时存在时,植株才能表现为雄性不育。
用基因型为N(rr)的品种作为父本,与基因型为S(rr)的雄性不育系杂交,杂交后代的基因型就是S(rr),表现为雄性不育(如图)。这里,基因型为N(rr)的品种,既能使母本结实,又使后代保持了不育的特性,因此叫做雄性不育保持系(简称保持系)。
用基因型为N(RR)的品种作为父本,与基因型为S(rr)的雄性不育系杂交,才能使后代恢复可育性,这种能够使雄性不育系的后代恢复可育性的品种,叫做雄性不育恢复系(简称恢复系)。用这样的种子在田间大面积播种,长成的植株既可以通过传粉而结实,又可以在各方面表现出较强的优、势,在杂交育种中,雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系必须配套配合,这就是人们常说的三系配套。
袁隆平成功了,但他没有止步,在“三系法”的基础上,又研究成功了“二系法”,最后向“一系法”冲击。……
阅读以上资料,回答下面的问题。
(1)
画出水稻雄性可育的3种以上基因图解。
(2)
画出雄性不育系与雄性不育恢复系的杂交图解。
(3)
上述杂交的父本的基因组成是________,母本的基因组成是________,原因是________。
(4)
使用以S(rr)不育系作母本的优点是________。
(5)
生产上使用的杂交水稻的基因组成是________。
我国科学家鲍文奎等农业科技人员用普通小麦和黑麦杂交培育的新品种——小黑麦,创造了自然界的新生物类型。下图(如图)是他们培育的大概过程。请回答:
普通小麦和黑麦杂交是________间杂交。
普通小麦的配子中有________个染色体组,共________条染色体。
黑麦配子中有________个染色体组,共________条染色体。
普通小麦和黑麦杂交的杂种一代是________倍体,它本身不能形成________,因为它体内没有________。
给杂种一代进行染色体加倍(0.3%~0.5%秋水仙素处理)形成的小黑麦体细胞中有________个染色体组,共________条染色体,该小黑麦称为________。
为提高农作物的单产量,获得早熟、抗倒伏、抗病等性状,科学工作者往往要采取多种育种方法来培育符合农民要求的新品种,请根据下面提供的材料,设计一套育种方案。
生物材料:A小麦的高秆(显性)抗锈病(显性)纯种,B小麦的矮秆不抗锈病纯种,C水稻的迟熟种子;非生物材料:根据需要自选。
(1)育种名称:________育种。
(2)所选择的生物材料:________。
(3)希望得到的结果:________。
(4)预期产生这种结果(所需性状类型)的概率:________。
(5)写出育种的简要过程(可用图解)。
(6)选择能稳定遗传的新品种的方法。
人们在蚕茧生产中发现,雄蚕产丝多、质量好。为了在幼虫时期能及时鉴别雌雄,以便淘汰雌蚕,保留雄蚕,人们根据伴性遗传的原理,设计一个杂交组合,较好地解决了这一问题。请根据下面提供的资料和条件,设计一个实验。
(1)家蚕的性染色体为ZW型(即:雄性为ZZ,雌性为ZW)。
(2)正常蚕幼虫的皮肤不透明,是由显性基因A控制,“油蚕”幼虫的皮肤透明如油纸(可以看到内部器官)是由隐性基因a控制。A对a是显性,它们都位于Z染色体上。
(3)现有正常蚕和“油蚕”两个品种雌雄幼虫各若干条。请根据以上提供的资料和条件,利用伴性遗传的原理,设计一个杂交组合方案,能在幼虫时,就可以根据皮肤特征,很容易地把雌雄蚕分开来,要求用图解方式表示,并作简要说明。
请阅读下列几段文字后回答问题。
A.有人把蚕的DNA分离出来,用一种酶“剪切”下制造丝蛋白的基因,再从细菌细胞中提取一种叫“质粒”的DNA分子,把它和丝蛋白基因拼接在一起再送回细菌细胞中。结果,此细菌就有生产蚕丝的本领。
B.法国科学家发现,玉米、烟草等植物含有类似人体血红蛋白的基因,如加入“Fe”原子,就可以制造出人的血红蛋白,从而由植物提供医疗中所需要的人体血液。
C.瑞士科学家找到了一种与果蝇眼睛形成有关的基因,将此基因注入果蝇幼虫不同细胞以后,果蝇的翅和其他部位都长出了眼睛。这为人造“器官”供移植使用提供了可能。
D.1991年,我国复旦大学遗传所科学家成功地进行了世界上首例用基因疗法治疗血友病的临床实验。我国科学家还通过将高等动物生长激素基因移入泥鳅的受精卵,获得比普通泥鳅重三倍的大泥鳅。
E.江苏省农科院开展“转基因抗虫棉”的科技攻关研究,成功的将有关基因导入棉花细胞中,得到的棉花新品种对棉铃虫等害虫毒杀效果高达80%~100%。
所有这些实验统称为________工程,所有这些实验的结果,有没有生成前所未有的新型蛋白质?________。
A段中实验结果的细菌具有生产蚕丝的本领,说明________。
B段中由玉米、烟草的基因生产人类血红蛋白为什么要加入“Fe”原子?________,植物中含类似人类血红蛋白基因,从进化上看,说明________。
瑞士科学家的实验说明________;我国“863”计划15周年成果展览中类似的实例是________。
人类基因组计划(HGP)测定了人体中________条染色体的基因序列,D段中血友病基因疗法中有关的染色体是________染色体;我国科学家培育出的大泥鳅称为________产品,你认为此类产品的研究推广应做到________。
(6)
“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递可以表示为________,该项科技成果在环境保护上的重要作用是________,科学家们预言,此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后,也将出现不抗虫的植株,此现象来源于________。
昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫产生基因突变,导致酯酶活性升高,该酶可催化分解有机磷农药。近年来已将昆虫控制酯酶合成的基因分离出来,通过生物工程技术将它导入细菌体内,并与细菌内的DNA分子结合,经这样处理的细菌仍能分裂繁殖。请根据上述资料回答下面的问题。
人工诱变在生产实践中已得到广泛应用,因为它能提高________,通过人工选择获得________。
酯酶的化学本质是________,基因控制酯酶合成要经过________和________两个过程。
通过生物工程产生的细菌,其后代同样能分泌酯酶,这是由于________。
请你具体说出一项上述科研成果的实际应用:________。
下图(如下图)为表示从苏云金杆菌分离出来的杀虫晶体蛋白基因(简称Bt基因)及形成转基因抗虫植物的图解。请根据图回答下面的问题。
在下列含有ATP、有关的酶的试管中(如下图),大量而快捷获取Bt基因最佳方案是
A.
B.
C.
D.
写出b过程的表达式:________。
由于不同的Bt菌株产生的晶体蛋白质不同,其根本原因是由于组成不同菌株DNA的________
脱氧核苷酸种类不同
空间结构不同
脱氧核苷酸排列顺序不同
合成方式不同
活化的毒性物质应是一种________分子,活化的毒性物质全部或部分嵌合于昆虫的细胞膜上,使细胞膜产生孔道,导致细胞由于________平衡的破坏而破裂。
任何科学技术都是双刃剑,谈谈转基因技术的利与弊:
下图纵轴表示青霉菌的菌株数,横轴表示青霉菌产生的青霉素产量,曲线a表示使用诱变剂前菌株数与产量之间的变化,曲线b、c、d表示使用不同剂量的诱变剂后菌株数与产量之间的变化。请根据下图回答下面的问题。
(1)曲线b和a相比,说明了________。
(2)b、c、d3条曲线比较,说明了________。
(3)比较b、c、d3条曲线的变化,最符合人们的菌株是________,从中我们可得到什么启示?
在家兔中黑色(B)对褐色(b)为显性,短毛(E)对长毛(e)为显性,这些基因是独立分配的。现有纯合黑色短毛兔和褐色长毛兔。请回答下面的问题。
试设计培育出能稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案(简要程序):
第一步________;
第二步________;
第三步________。
F2中黑色长毛兔的基因型有________和________两种,其中纯合体占黑色长毛兔总数的________,杂合体占F2总数的________。
此题属于基因的________定律。