基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的,并有赖于微生物学理论和技术的发展运用。基因工程基本操作流程如右图所示,请据图回答:
(1)甲是 ,完成图中剪接过程需要 酶的作用。
(2)在上述过程中,遵循碱基互补原则的步骤有: 。(用图解中字母表示)
(3)不同种生物之间的基因能拼接成功,从分子结构角度分析是因为: ,目的基因在不同的生物细胞中能正确表达,说明了不同生物共用 。
(4)研究发现,番茄体内有一种酶可以抑制害虫的消化功能,现科学家已成功的分离出这种基因并导入到玉米的体细胞中,培育出了具有与番茄相似抗虫性状的玉米植株,在此过程中使用了哪些现代生物科技手段? ,而玉米这种变异的来源属于 (基因突变,基因重组,染色体变异)。
(5)在培育转基因植物时,我国科学家发明了一种“花粉管通道法”, 就是利用植物受精后花粉萌发形成的花粉管通道,将DNA分子注入胚囊中,此过程相当于基因工程操作中的 步骤。若把目的基因导入该植物的叶绿体DNA中,则其产生的配子中 (填“一定”或“不一定”)含有该基因。
四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多,为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温,特设计如下实验。
(1)实验主要材料:大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为95%的酒精溶液、显微镜、改良苯酚品红染液等。
(2)实验步骤
①取五个培养皿,编号并分别加入纱布和适量的水。
②将培养皿分别放入-4 ℃、0 ℃、________、________、________的恒温箱中1 h。
③________________________________________________________________________。
④分别取根尖________cm,放入________中固定0.5~1 h,然后用________冲洗2次。
⑤制作装片:解离→________→________→制片。
⑥低倍镜检测,________________,并记录结果。
(3)实验结果:染色体数目加倍率最高的一组为最佳低温。
(4)实验分析
①设置实验步骤②的目的是________________________________________________。
②对染色体染色还可以用________________、______________等。
③除低温外,____________也可以诱导染色体数目加倍,原理是__________________。
优质彩棉是通过多次杂交获得的品种,其自交后代常出现色彩、纤维长短等性状遗传不稳定的问题。请分析回答:
(1)欲解决彩棉性状遗传不稳定的问题,理论上可直接培养________,通过________育种方式,快速获得纯合子。但此技术在彩棉育种中尚未成功。
(2)为获得能稳定遗传的优质彩棉品种,研究人员以白色棉品种57-4做母本,棕色彩棉做父本杂交,受粉后存在着精子与卵细胞不融合但母本仍可产生种子的现象。这样的种子萌发后,会出现少量的父本单倍体植株、母本单倍体植株及由父本和母本单倍体细胞组成的嵌合体植株。
①欲获得纯合子彩棉,应选择________植株,用秋水仙素处理植株的________,使其体细胞染色体数目加倍。
②下图是研究人员在诱导染色体数目加倍时的实验处理和结果,本实验的目的是探究___________________________________________________________,
实验效果最好的实验处理是____________________________________________________。
③欲鉴定枝条中染色体数目是否加倍,可以通过直接测量________,并与单倍体枝条进行比较作出判断。
(3)欲检测染色体数目已加倍的植株是否为纯合体,在实践中应采用________的方法,依据后代是否出现________作出判断。
几种染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。
(1)正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为________,在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是________条。
(2)白眼雌果蝇(XrXrY)最多能产生Xr、XrXr、_______________________________________
和________四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)杂交,子代中红眼雌果蝇的基因型为________。
(3)用黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)与灰身红眼雄果蝇(AAXRY)杂交,F1雌果蝇表现为灰身红眼,雄果蝇表现为灰身白眼。F2中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为________,从F2灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交,子代中出现黑身白眼果蝇的概率为________。
(4)用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交,在F1群体中发现一只白眼雄果蝇(记为“M”)。M果蝇出现的原因有三种可能:第一种是环境改变引起表现型变化,但基因型未变;第二种是亲本果蝇发生基因突变;第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。请设计简便的杂交实验,确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
实验步骤:____________________________________________________________________。
结果预测:Ⅰ.若_________________________________________________,则是环境改变;
Ⅱ.若_________________________________________________________,则是基因突变;
Ⅲ.若__________________________________________,则是减数分裂时X染色体不分离。
如图示某生物细胞分裂时,两对联会的染色体(注:图中姐妹染色单体画成一条染色体,黑点表示着丝点)之间出现异常的“十字型结构”现象,图中字母表示染色体上的基因。据此所作推断中,正确的是()
A.此种异常源于基因重组 |
B.该生物产生的异常配子很可能有HAa或hBb型 |
C.此细胞可能正在进行有丝分裂 |
D.此种变异可能会导致生物体不育,从而不能遗传给后代 |
下图为具有2对相对性状的某自花传粉的植物种群中甲植株(纯种)的一个A基因和乙植株(纯种)的一个B基因发生突变的过程(已知A基因和B基因是独立遗传的),请分析该过程,回答下列问题:
(1)上述两个基因发生突变是由于________引起的。
(2)下图为甲植株发生了基因突变的细胞,它的基因型为________,表现型是________,请在图中标明基因与染色体的关系。
(3)甲、乙发生基因突变后,该植株及其子一代均不能表现突变性状,为什么?可用什么方法让其后代表现出突变性状。
(4)a基因和b基因分别控制两种优良性状。请利用已表现出突变性状的植株为实验材料,设计实验,培育出同时具有两种优良性状的植株(用遗传图解表示)。