苏云金杆菌是一种对昆虫有毒害作用的细菌,其杀虫活性物质主要是一类伴孢晶体蛋白。伴孢晶体蛋白经昆虫肠液消化成毒性肽,并因此导致昆虫死亡。自从培育转基因植物抗虫棉成功后,研究人员又试图将抗虫基因导入水稻细胞中,从而培养出转基因抗虫水稻。研究人员从相关生物体内提取出的部分物质或结构如下图所示:图1表示含有目的基因(抗虫基因)的DWA片段长度(bp为碱基对)和部分碱基序列,图2表示作为运载体的一种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp I,BamH I,Mbo I ,Sma I 4种限制性核酸内切酶,它们所识别的碱基序列和酶切位点(用“↓”表示)分别为C ↓CGG;G ↓ GATCC;n↓ GATC;CCC ↓ GGG。请回答下列问题:
(1)若用限制酶Sma I完全切割图1中所示DNA片段,则其产物有______种,长度分别为______。
(2)若将图2中质粒和目的基因通过同种限制酶处理后进行连接,形成重组质粒,那么应选用的限制酶是______。
(3 )在导入重组质粒后,为了筛选出含重组质粒的水稻细胞,需配置相应培养基,其中添加的碳源是______,目的是提供营养和______。另外,培养基中除了含有必要营养物质、琼脂和激素外,一般还需要添加______(抗生素A/抗生素B),该培养基从用途上看属于______培养基。
(4)在培养过程中,除必要的温度、光照和氧气等外界条件外,成功的另一个关键是操作过程必须保证无菌,镊子等器械及培养基都可使用的灭菌方法是______。
果蝇是遗传学实验常用的材料,一对果蝇每代可以繁殖出许多后代。回答下列问题:
Ι.果蝇中有一种突变型,其翅向两侧展开45°。利用这种突变型果蝇和纯合野生型果蝇做了下列杂交实验:
亲本 |
子代 |
|
组合一 |
突变型×野生型 |
突变型∶野生型=1∶1 |
组合二 |
突变型×突变型 |
突变型∶野生型=2∶1 |
(1)若上述性状是受常染色体上的一对等位基因(D、d)控制,则由杂交组合一可知野生型为________性性状,突变型的基因型为______________。在组合二中子代中出现的特殊性状分离比的原因是______________,请用遗传图解解释组合二的遗传过程(不要求写出配子)。
(2)现获得一批基因型相同的纯合果蝇回复体,让这批果蝇与__________________杂交,即可判断其基因型是HHrr还是hhRR。若实验结果表明这批果蝇为假回复体,请利用这批果蝇及纯合野生正常翅果蝇设计杂交实验,判断这两对基因是位于同一对染色体上还是位于不同对的染色体上。
①实验步骤(写出要点即可):
________________________________________________________________________。
②预测实验结果并得出相应结论:
若________________________,则这两对基因位于不同对的染色体上。
研究表明,人类多种先天性贫血是由于红细胞本身的遗传缺陷引起的。请回答:
(1)医生检查某种先天性贫血患者的血红蛋白,发现其血红蛋白的β链上第67位氨基酸为谷氨酸(密码子为GAA或GAG),而正常人是缬氨酸(密码子为GUU或GUC、GUA、GUG),该病在医学上称为先天性高铁血红蛋白血症Ⅱ型。
①该病的根本原因是患者有关的基因在转录中起模板作用的一条链上的一个脱氧核苷酸发生了改变,具体变化是____________________________________________。
②基因中控制血红蛋白β链上第67位氨基酸的碱基若发生改变,不一定会引发该遗传病,请举例说明。______________________________________________。
(2)人类有一种先天性贫血症,是一种单基因遗传病,受一对基因B-b控制。
①在无该病史的家族中出现了一个患病的孩子,引起孩子致病的可能原因__________________。
②下图是该先天性贫血症遗传系谱图。则该致病基因最可能位于________染色体,属________性遗传病。图中Ⅲ11还同时患有白化病,若Ⅱ7、Ⅱ8又生了一个男孩,则这个男孩同时患有白化病和该先天性贫血症的概率是______。
某地区从1964年开始使用杀虫剂杀灭蚊子幼虫,至1967年中期停用。如图是五年间蚊子幼虫基因型频率变化曲线。R表示杀虫剂抗性基因,S表示野生敏感型基因。据图回答:
(1)R基因的出现是__________的结果。
(2)在RR基因型频率达到峰值时,RS、SS基因型频率分别为4%和1%,此时R基因的频率为___________。
(3)1969年中期RR基因型几近消失,表明在________的环境条件下,RR基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存适应能力_________。
(4)该地区从此不再使用杀虫剂。预测未来种群中,最终频率最高的基因型是_________,原因是________________________。
玉米的抗病和不抗病(基因为A、a)、高秆和矮秆(基因为B、b)是两对独立遗传的相对性状。现有不抗病矮秆玉米种子(甲),研究人员欲培育抗病高秆玉米,进行以下实验:取适量的甲,用合适剂量的γ射线照射后种植,在后代中观察到白化苗4株、抗病矮秆1株(乙)和不抗病高秆1株(丙),将乙
与丙杂交,F1中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高秆和不抗病矮秆。选取F1中抗病高秆植株上的花药进行离体培养获得幼苗,经秋水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病高秆植株(丁)。
另一实验表明,以甲和丁为亲本进行杂交,子一代均为抗病高秆。
请回答:
(1)对上述1株白化苗的研究发现,控制其叶绿素合成的基因缺失了一段DNA,因此该基因不能正常___________,功能丧失,无法合成叶绿素,表明该白化苗的变异具有___________的特点,该变异类型属于______________。
(2)上述培育抗病高秆玉米的实验运用了_______、单倍体育种和杂交育种技术,其中杂交育种技术依据的原理是_________。花药离体培养中,可通过诱导愈伤组织分化出芽、根获得再生植株,也可通过诱导分化成_______获得再生植株。
(3)从基因组成看,乙与丙植株杂交的F1中抗病高秆植株能产生______种配子。
(4)请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到F1的过程。
登革热病毒感染蚊子后,可在蚊子唾液腺中大量繁殖,蚊子在叮咬人时将病毒传染给人,可引起病人发热、出血甚至休克。科学家用以下方法控制病毒的传播。
(1)将S基因转入蚊子体内,使蚊子的唾液腺细胞大量表达S蛋白,该蛋白可以抑制登革热病毒的复制。为了获得转基因蚊子,需要将携带S基因的载体导入蚊子的 细胞。如果转基因成功,在转基因蚊子体内可检测出 、 和 。
(2)科学家获得一种显性突变蚊子(AABB)。A、B基因位于非同源染色体上,只有A或B基因的胚胎致死。若纯合的雄蚊(AABB)与野生型雌蚊(aabb)交配,F1群体中A基因频率是 ,F2群体中A基因频率是 。
(3)将S基因分别插入到A、B基因的紧邻位置(如图),将该纯合的转基因雄蚊释放到野生群体中,群体中蚊子体内病毒的平均数目会逐代 ,原因是 。