中科院上海植物生理生态研究所在“神舟四号”飞船进入太空后为一对“新人”——黄花烟草原生质体和革新一号烟草原生质体举办了特殊的“婚礼”。将两个“新人”放入融合器中,当充满液体的融合器加上直流电场,两个原本相互游离的细胞一下子贴到一起,开始了“窃窃私语”。紧接着,在瞬间高压脉冲的作用下,细胞膜被击出了一个小孔,透过这微小的空间,两股细胞质展开了“心灵沟通”。渐渐地,细胞核也扭摆着“亲热”起来,20min后,它们俩已是你中有我,我中有你,一个新生命就这样诞生了。地面实验结果显示:用于融合的两个“新人”,一个开的是粉花(标记为“一号”),一个开的是黄花(标记为“二号”)融合后的细胞再生植株开的是黄花,但形状却和一号相同(称“一号形状”,另一个称“二号形状”)。这种“太空烟草”比普通烟草个子矮,株秆粗,烟叶多,是我国太空育种试验的一项重大成果。
根据上述材料回答下列问题:
(1)由于细胞的密度不同,因此在地面上进行细胞融合非常困难。从理论上讲,在太空中细胞更容易融合,可能的原因是 。在显微镜下观察,“新人”的细胞膜融合在一起,使细胞呈圆球状,这是因为膜具有 。
(2)“细胞婚礼”中用到的诱导融合技术是 。融合后的杂种细胞再生得到杂种植株需经过 和 两个过程,所形成的植株属
倍体。
(3)植物体细胞融合技术与传统的有性杂交相比,其优点是 。利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中,遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律?___________。
(4)“太空烟草”能稳定遗传吗?为什么? 。
某科学家做“杂种”病毒侵染实验。车前草病毒(HRV)和烟草花叶病毒(TMV)都是以RNA为遗传物质的病毒,由于所含RNA不同,因而侵染后导致的植物症状不同(如图a、b所示),将病毒的RNA和蛋白质分离,使其单独感染植物;或使不同病毒的RNA和蛋白质之间重新组合形成“杂种”病毒,然后使其感染植物(感染图示如c所示)。
(1)图a、图b的表现症状不同,其根本原因是:________________________________。
(2)写出叶片①、叶片②、叶片③表现出的感染症状。_________、_________、_____。
(3)从以上感染实验可知,起感染作用的是______________________________________。
(4)画出叶片③中繁殖产生的子代病毒的图示。
(5)以上实验证明__________________________________________________________。
(6)该实验的设计思路是_____________________________________________________。
果蝇是做遗传实验很好的材料,在正常的培养温度25 ℃时,经过12天就可以完成一个世代,每只雌果蝇能产生几百个后代。某一兴趣小组,在暑期饲养了一批纯合长翅红眼果蝇幼虫,准备做遗传实验,因当时天气炎热气温高达35 ℃以上,他们将果蝇幼虫放在有空调的实验室中,调节室温至25 ℃培养。不料培养的第七天停电,空调停用一天,也未采取别的降温措施。结果培养出的成虫中出现了一定数量的残翅果蝇(有雌有雄)。
(1)基因对性状的控制有两种情况,一些基因通过____________控制来控制代谢过程,从而控制生物的性状;另一些基因是通过控制____________来直接影响性状。果蝇细胞中基因的载体有____________。
(2)关于本实验中残翅变异的形成有两种观点:①残翅是单纯温度变化影响的结果,其遗传物质没有发生改变。②残翅的形成是遗传物质改变造成的。请设计一个实验探究关于残翅形成的原因,简要写出你的实验设计思路,并对可能出现的结果进行分析。________________
___________________________________________________________________________。
(3)经研究发现正常情况下,残翅是常染色体隐性遗传,白眼为伴X隐性遗传。现让纯合的长翅白眼雄果蝇与纯合的残翅红眼雌果蝇杂交,F1雌雄个体交配,后代中残翅红眼果蝇中雌雄比例为_________________________________________________________________。
(4)你认为基因、环境因素、性状三者关系是怎样的?______________________________。
有一种菊科植物可以用“分根”的方法进行营养繁殖。这种植物生长在背阴地的叶形较大而且全缘,在向阳地生长的则叶形较小且叶缘呈缺刻状。这种差异是基因起决定作用还是环境因素所致?为此,请你完成下面的实验设计,并预测结果,得出相应结论。
(1)实验设计:
①春天,从向阳地(或背阴地)生长的植株中选择若干幼芽生长状况符合要求的植株。
②分根处理后,将其从________________移栽到____________。
③移栽后,待芽萌发,枝叶展开后____________。
收集实验数据,并与________________植株的叶为对照。
④整理数据,总结实验结果。(请写出下表中首行空格和首列空格)
观测对象 |
原地植株(阳) |
原地植株(阴) |
|
叶缘形态 |
(2)预测结果,得出相应结论。
预测1:__________________________________________________________。
结论是____________________________________________________________。
预测2:__________________________________________________________。
结论是____________________________________________________________。
预测3:__________________________________________________________。
结论是____________________________________________________________。
油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径,如图甲所示,其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。浙江农科院陈锦清教授根据这一机制培养出高产油菜,产油率由原来的35%提高到58%。
图甲图乙
(1)酶a与酶b在结构上的区别是_______________________________________________
___________________________________________________________________________。
(2)图乙表示基因B,基因B的表达过程包括_____________________________________
___________________________________________________________________________。
(3)在基因B中,α链是转录链,转录出α′链,陈教授及助手诱导β链也能转录,转录出β′链,从而形成双链mRNA,那么这双链mRNA的组成链是______________________。
(4)为什么基因B转录出双链mRNA就能提高油脂产量?___________________________
___________________________________________________________________________。
(5)如果基因A的转录链为β,其互补链为α,想要提高氨基酸的产量,基本思路是_____
___________________________________________________________________________。
根据下图回答问题:
图甲图乙
(1)图甲中含有_________种核苷酸,缬氨酸的遗传密码子是_________,该图表示了DNA中遗传信息的_________过程。
(2)连接甲硫氨酸和赖氨酸之间的化学键的结构式是______________。
(3)某遗传病是该蛋白质分子的多肽链上,一个赖氨酸被一个天冬酰胺(密码子是AAU、AAC)所替代造成的。此种遗传病的根本原因是_________,即_________发生了改变。
(4)若用DNA分子做探针来诊断该遗传病,所利用的原理是______________________。
(5)若通过“PCR”技术得到31个乙图中的DNA片段,则至少要向试管中加入______________个腺嘌呤脱氧核苷酸。