控制哺乳动物的性别对于畜牧业生产有着十分重要的意义。目前,分离精子技术是有效的性别控制方法。例如:牛的X精子的DNA含量比Y精子的高出4%左右,利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来,再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如下图所示)。
根据以上信息回答下列相关问题:
(1)图中过程①通常采用的是__________技术,在这个过程中_________的精子与卵细胞结合形成受精卵。为获得更多的卵细胞需要给良种母牛注射适宜剂量的__________。
(2)过程②中受精卵培养发育至________时期,再经胚胎移植到代孕母牛,从而获得后代。若希望同时获得多个性状相同的个体,可以使用__________技术。
(3)动物“生物反应器”是转基因动物技术中最诱人的部分之一。为了提高牛奶中赖氨酸的含量,某大学研究人员利用现代生物工程技术,得到了一头转入外源赖氨酸基因的克隆奶牛,预计将来其分泌的乳汁中含有更多的赖氨酸。下图为培育转基因克隆动物的技术流程图,获得外源赖氨酸基因所需要的工具酶是__________。该基因不能从人体细胞中获得,原因是____________________。
已知该奶牛培育过程中所用受体细胞为一只雌性奶牛胎儿的成纤维细胞,导入目的基因常用的方法是_________________,把该含有外源基因的受体细胞培育成为一头奶牛还需要用到的技术有____________________(至少写出两种)。
请分析下列与遗传和变异有关的问题:
(1)水稻(2N=24)正常植株(E)对矮生植株(e)为显性,抗病(F)对不抗病(f)为显性。两对基因独立遗传。
①在EE×ee杂交中,若E基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离,产生的雌配子中染色体数目为____________。
②假设两种纯合突变体X和Y都是由控制株高的E基因突变产生的,检测突变基因转录的mRNA,发现X第二个密码子中的第二个碱基由U变为C,Y在第二个密码子的第二个碱基前多了一个C。与正常植株相比,_______突变体的株高变化可能更大,试从蛋白质水平分析原因____________________________________________。
③现有正常不抗病和矮生抗病两种纯种水稻,希望快速得到正常抗病纯种植株,应采取的育种方法是__________,理想的基因型以及该基因型所占比例依次是_______________。
(2)狗的皮毛颜色是由位于两对常染色体上的两对基因(A,a和B,b)控制的,共有四种表现型:黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、红色(A_bb)和黄色(aabb)。
①若图示为一只红色狗(Aabb)产生的一个初级精母细胞,1位点为A,2位点为a,造成这一现象的可能原因是__________。
②两只黑色狗交配产下一只黄色雄性小狗,则它们再产下一只纯合褐色雌性小狗的概率是_______________。
子叶黄色(Y,野生型)和绿色(y,突变型)是孟德尔研究的豌豆相对性状之一。野生型豌豆成熟后,子叶由绿色变为黄色。
(1)在黑暗条件下,野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化见图。其中,反映突变型豌豆叶片总叶绿素含量变化的曲线是____________。
(2)Y基因和y基因的翻译产物分别是SGRY蛋白和SGRy蛋白,其部分氨基酸序列见图。据图推测,Y基因突变为y基因的原因是发生了碱基对的_______和_______。进一步研究发现,SGRY蛋白和SGRy蛋白都能进入叶绿体。可推测,位点_______的突变导致了该蛋白的功能异常,从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱,最终使突变型豌豆子叶和叶片维持“常绿”。
(3)水稻Y基因发生突变,也出现了类似的“常绿”突变植株y2,其叶片衰老后仍为绿色。为验证水稻Y基因的功能,设计了以下实验,请完善。
(一)培育转基因植株:
Ⅰ.植株甲:用含有空载体的农杆菌感染________的细胞,培育并获得纯合植株。
Ⅱ.植株乙:________,培育并获得含有目的基因的纯合植株。
(二)预测转基因植株的表现型:
植株甲:________维持“常绿”;植株乙:________。
(三)推测结论:________。
细胞周期包括分裂间期(分为期、S期和
期)和分裂期(M期)。下图标注了甲动物(体细胞染色体数为12)肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量。请回
答下列问题:
(1)若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养甲动物肠上皮细胞后,处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷,换用无放射性的新鲜培养液培养,定期检测。预计最快约h后会检测到被标记的M期细胞。
(2)从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时,所经历的时间为期的时间,处于该期的一个细胞中染色体数目的变化情况是。
(3)若向甲动物肠上皮细胞培养液中加人过量胸苷,处于S期的细胞立刻被抑制,而处于其他时期的细胞不受影响。预计加人过量胸苷约h后,细胞都将停留在S期。
(4)乙动物肠上皮细胞的细胞周期时长为24 h,M期时长为l.9 h。若要在显徽镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化,选用(填“甲”或“乙”)动物肠上皮细胞更合适。
(5)在光学显徽镜下观察,同处于分裂末期的动物肠上皮细胞与洋葱根尖细胞,形态上最主要的区别是。
实验探究:
生物进化的实质是种群基因频率的改变,其中影响种群基因频率的因素有很多,如自然选择、基因突变、基因重组、遗传漂变、生物个体的迁入和迁出等。某种学生物研究小组为探究人工选择对种群基因频率是否有影响,选用了纯种长翅果蝇和残翅果蝇进行实验。已知果蝇的长翅(B)对残翅(b)为显性,基因位于常染色体上。他们的实验过程如下:
A.选择一只纯种雄性长翅果蝇与一残翅雌性果蝇进行杂交,获得子一代雌雄果蝇;
B.让子一代果蝇连续自由交配5次,同时在每一代中都要除去残翅果蝇;
C.当子6代所有长翅果蝇自由交配后,统计子7代中长翅果蝇和残翅果蝇在种群中的百分比;
D.根据残翅果蝇的百分比计算出B、b基因在种群中的基因频率,得出结论。
请分析回答:
(1)该实验过程设计是否科学?请说出你的理由。
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(2)若让你对此实验过程进行改进,请你设计出所改进后的步骤:
①选择一只纯种雄性果蝇与一只残翅雌性果蝇进行杂交,获得子一代雌雄果蝇;
②__________________________________________________________
③__________________________________________________________
④__________________________________________________________
(3)请预期这种人工选择种群基因频率的影响:
_____________________________________________________________
探究实验:
在探索生物进化证据的研究中,人们常常用生理学上的免疫反应实验来探究人与不同动物之间的亲缘关系的远近,从而为进化理论的建立提供依据。下面提供人、黑猩猩和猕猴的血清若干、试管数支、活家兔一只,以及其他实验用具,在互联网查阅相关资料,设计实验方案来探究人与黑猩猩、猕猴之间的亲缘关系的远近。
实验原理和实验假设:(略)
(1)实验方法和步骤:
(2)结果分析: