小麦的染色体数为42条。下图表示小麦的三个纯种品系的部分染色体及基因组成:Ⅰ、Ⅱ表示染色体,A为矮杆基因,B为抗矮黄病基因,E为抗条斑病基因,均为显性。乙品系和丙品系由普通小麦与近缘种偃麦草杂交后,经多代选育而来(图中黑色部分是来自偃麦草的染色体片段)
(1)乙、丙品系在培育过程中发生了染色体的 ____________变异。该现象如在自然条件下发生,可为生物进化提供原材料。
(2)甲和乙杂交所得到的F1自交,所有染色体正常联会,则基因A与a可随同源染色体的分开而分离。F1自交所得F2中有9种基因型,其中仅表现抗矮黄病的基因型有________种。
(3)甲与丙杂交所得到的F1自交,减数分裂中Ⅰ甲与Ⅰ丙因差异较大不能正常配对,而其它染色体正常配对,可观察到__________个四分体;该减数分裂正常完成,可生产 ________种基因型的配子,配子中最多含有________条染色体。
(4)让(2)中F1与(3)中F1杂交,若各种配子的形成机会和可育性相等,产生的种子均发育正常,则后代植株同时表现三种性状的几率为__________。
某课题小组研究红光和蓝光对花生幼苗光合作用的影响,实验结果如图所示。(注:气孔导度越大,气孔开放程度越高)
(1)与15d幼苗相比,30d幼苗的叶片净光合速率。与对照组相比,光处理组的叶肉细胞对CO2的利用率高,据图分析,其原因是。
(2)叶肉细胞间隙CO2至少需要跨层磷脂双分子层才能达CO2固定的部位。
(3)某同学测定30d幼苗的叶片叶绿素含量,获得红光处理组的3个重复实验数据分别为2.1mg·g-1、3.9 mg·g-1、4.1 mg·g-1。为提高该组数据的可信度,合理的处理方法是。
下图①~⑥表示细胞结构,甲、乙表示结构中的物质。请据图回答问题:
(1)在⑥和植物细胞叶绿体中,能显著增大膜面积、有利于酶的附着以提高代谢效率的结构分别是_____________、_____________。
(2)⑥中的某类物质大部分在结构①中合成,少部分在⑥中合成,此事实表明,⑥的结构和功能由存在于________________的基因控制。
(3)若上图表示胰腺细胞,为研究其合成、分泌消化酶的过程,将3H标记的亮氨酸注射到细胞中,则3H依次经过的细胞结构是(用箭头和序号表示),实验过程中培养胰腺细胞的培养液里_______(含/不含)3H标记的亮氨酸。
葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。人体细胞膜上分布有葡萄糖转运体家族(简称G,包括G1、G2、G3、G4等多种转运体)。
(1)G在细胞中的合成,经过加工后,分布到细胞膜上。
(2)
由上图分析可知,葡萄糖通过的方式运输进入上述两种细胞。研究表明,G1分布于大部分成体组织细胞,其中红细胞含量较丰富。G2主要分布于肝脏和胰岛B细胞。两种转运体中,G1与葡萄糖的亲和力,保障红细胞在血糖浓度时也能以较高速率从细胞外液摄入葡萄糖。当血糖浓度增加至餐后水平(10mmol/L)后,与红细胞相比,肝脏细胞增加很多,此时肝脏细胞摄入的葡萄糖作为储存起来。同时,血糖浓度的增加,也会引起胰岛B细胞分泌
增多。
(3)研究表明,G3分布于脑内神经元细胞膜上,G4主要在肌肉和脂肪细胞表达。人体不同的组织细胞膜上分布的G的种类和数量不同,这种差异既保障了不同的体细胞独立调控葡萄糖的,又维持了同一时刻机体的浓度的稳定。
(4)肿瘤细胞代谢率高,与正常细胞相比,其细胞膜上G1的含量。临床医学上可用G1含量作为预后指标。
果蝇3号常染色体上有裂翅基因。为培育果蝇新品系,研究人员进行如下杂交实验(以下均不考虑交叉互换)。
(1)将某裂翅果蝇与非裂翅果蝇杂交,F1表现型比例为裂翅:非裂翅=1:1,F1非裂翅果蝇自交,F2均为非裂翅,由此可推测出裂翅性状由性基因控制。F1裂翅果蝇自交后代中,裂翅与非裂翅比例接近2:1的原因最可能是。
(2)将裂翅品系的果蝇自交,后代均为裂翅而无非裂翅,这是因为3号染色体上还存在另一基因(b),且隐性纯合致死,所以此裂翅品系的果蝇虽然均为,但自交后代不出现性状分离,因此裂翅基因能一直保留下来。
(3)果蝇的2号染色体上有卷翅基因D和另一基因E(纯合致死)。卷翅品系的果蝇自交后代均为卷翅,与上述裂翅品系果蝇遗传特点相似。利用裂翅品系和卷翅品系杂交培育裂卷翅果蝇品系,F1基因型及表现型如下图甲所示。
欲培育出图乙所示的裂卷翅果蝇,可从图甲所示F1中选择合适的果蝇进行杂交。若从F1中选与裂卷翅果蝇杂交,理论上应产生四种表现型的子代,但实际上没有裂卷翅果蝇。推测可能是F1裂卷翅果蝇产生的含有基因的配子死亡,无法产生相应的后代。若从F1中选表现型为与的果蝇杂交,子代裂卷翅果蝇有种基因型,其中包含图乙所示裂卷翅果蝇,进而培养出新品系。
(4)分析可知,欲保留果蝇某致死基因且自交后代该基因频率一直不变,还需保留与该基因在上的另一致死基因。
褪黑素(MLT)是机体分泌的一种激素,主要通过下丘脑-垂体-性腺轴对动物生殖产生一定影响。
(1)机体内的MLT由腺体分泌后,经运输到下丘脑,对下丘脑分泌的激素产生影响,进而影响垂体细胞对催乳素(PRL)和促黄体素(LH)等相关促性腺激素的分泌。
(2)科研人员通过体外培养,研究单独使用不同浓度MLT以及不同浓度MLT和hCG(人绒毛膜促性腺激素)共同使用对蒙古母羊垂体细胞分泌激素的影响。实验过程中每24小时更换一次培养液,并且分别在24h时、48h时测定激素含量,结果如下。
表母羊垂体细胞对MLT和hCG处理的反应
结果 处理 |
LH含量(mIU/ml) |
PRL含量(uIU/ml) |
||
24h时 |
48h时 |
24h时 |
48h时 |
|
对照组(只用细胞培养液培养) |
15.79 |
14.78 |
127.74 |
115.61 |
10pg/ml的MLT |
15.28 |
15.51 |
85.77 |
91.55 |
100pg/ml的MLT |
13.40 |
14.39 |
93.53 |
96.32 |
1000pg/ml的MLT |
14.04 |
14.56 |
96.69 |
98.87 |
10IU/ml的hCG |
167.2626 |
153.55 |
95.21 |
94.50 |
10pg/ml的MLT十10IU/ml的hCG |
149.40 |
165.72 |
74.3 |
88.20 |
100pg/ml的MLT十10IU/ml的hCG |
170.70 |
155.80 |
79.95 |
101.50 |
1000pg/ml的MLT十10IU/ml的hCG |
155.71 |
156.96 |
107.61 |
111.97 |
分析上述实验结果可以看出:
①单独使用MLT处理时,对垂体细胞分泌LH的影响不显著,而加入hCG后该激素的分泌,但与MLT的无明显关系。可能的原因是动物体内的垂体细胞分泌LH受雌激素含量的调节,MLT可通过影响血液中雌激素含量间接影响垂体分泌LH。而本实验是体外培养垂体细胞,只加入MLT没加雌激素,因此对LH的分泌影响不大。
②单独添加MLT或hCG后各组垂体细胞分泌PRL的含量对照组,表明MLT或hCG垂体细胞分泌PRL。当用MLT和hCG共同作用于垂体细胞时,随着,PRL的分泌呈增长趋势,表明MLT和hCG可相互作用,从而影响PRL的分泌。