A.只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达 B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C.将目的基因导入受体细胞的过程中要发生碱基互补配对行为
D.基因工程是人工进行基因切割、重组、转移和表达的技术,是在分子水平上对生物遗传做人为干预 解析 目的基因进入受体细胞不一定表达,A项错误;一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的位点进行切割,B项错误;将目的基因导入受体细胞的过程中不发生碱基互补配对行为,C项错误;基因工程是指按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向地改造了生物的遗传性状,所以是一种在分子水平上对生物遗传进行人为干预的技术。
答案 D
二、非选择题(共40分)
11.(13分)(2016·成都一诊)某二倍体植物有多对容易区分的相对性状,其中部分性状受相关基因控制的情况如下表。回答下列问题:
显性纯合 A-a B-b D-d 红花 窄叶 粗茎 杂合 隐性纯合 白花 宽叶 中粗茎 细茎 (1)基因是有________________的DNA片段,其遗传信息蕴藏在________________之中。基因控制性状的方式之一是通过控制酶的合成来控制________________过程,进而控制生物体的性状。
(2)若表中三对等位基因分别位于三对常染色体上,则基因型为AaBbDd与aabbdd的两植株杂交,子代中窄叶植株占的比例为________,子代中红花窄叶细茎植株占的比例为________________。
(3)若某植株体细胞的三对基因在染色体上的分布如图所示。如果该植株形成配子时,部分四分体中相邻的两条非姐妹染色单体之间,基因D与d所在片段发生过交叉互换,则该植株可形成 种基因型的
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配子;如果该植株形成配子时没有发生交叉互换,则该植株自交产生的红花窄叶子代中纯合子占的比例为 。
(4)已知用电离辐射处理该植物的幼苗,能使A、a基因所在的染色体片段从原染色体随机断裂,然后随机结合在B、b所在染色体的末端,形成末端易位,但仅有一条染色体发生这种易位的植株高度不育。现将一基因型如上图所示的植株在幼苗时期用电离辐射处理,欲判定该植株是否发生易位及易位的类型,可通过观察该植株自交后代的表现型进行判断。
(注:仅研究花色和叶形两对性状,不考虑交叉互换)
①若出现 种表现型的子代,则该植株没有发生染色体易位; ②若 ,则该植株仅有一条染色体发生末端易位;
③若子代表现型及比例为 ,则A、a所在染色体片段均发生了易位,且A基因连在b基因所在的染色体上,a基因连在B基因所在的染色体上。
解析 (1)基因是有遗传效应的DNA片段,其遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中,基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。(2)若三对等位基因分别位于三对常染色体上,则基因型为AaBbDd与aabbdd的两植株杂交,子代中窄叶植株(B_)占的比例为1/2,子代中红花窄叶细茎植株(A_B_dd)所占的比例为1/2×1/2×1/2=1/8。(3)若图示植株形成配子时基因D与d所在片段发生过交叉互换,则该植株可形成ABd、Abd、aBD、abD、ABD、AbD、aBd、abd共8种配子。若图示植株形成配子时没有发生交叉互换,自交后代中红花窄叶占3/4×3/4=9/16,红花窄叶纯合子占1/4×1/4=1/16,故红花窄叶子代中纯合子占1/9。(4)该小题可以通过顺向思维推理,再逆向书写来解决。①假设没有发生染色体易位,则A、a与B、b两对等位基因自由组合,自交后代红花窄叶:红花宽叶:白花窄叶:白花宽叶=9:3:3:1,共4种表现型。②据题中信息可知,一条染色体发生易位的植株高度不育。假设仅有一条染色体发生末端易位,则不可能产生后代。③假设A、a所在染色体片段均发生了易位,且A基因连在b基因所在的染色体上,a基因连在B基因所在的染色体上,则只产生Ab和aB两种配子,自交后代中基因型(表现型)及所占比例为1/4AAbb(红花宽叶)∶1/2AaBb(红花窄叶)∶1/4aaBB(白花窄叶)=1∶2∶1。
答案 (1)遗传效应 4种碱基的排列顺序 代谢 (2)1/2 1/8 (3)8 1/9 (4)①4 ②没有子代产生 ③红花宽叶∶红花窄叶∶白花窄叶=1∶2∶1
12.(13分)(2015·广州调研)在大面积种植只含一种抗虫基因的转基因甘蓝(2N=18)以后,调查发现,小菜蛾种群对该种甘蓝产生的毒蛋白具有更强的抗性。为此研究人员培育了体细胞含有两种外源抗虫基因(分别用A和B表示)的转基因甘蓝。这两种基因在染色体上的整合位点存在下图所示的情况(细胞中只有2个抗虫基因)。请回答下列问题(不考虑染色体的交叉互换):
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(1)检测A基因和B基因在细胞中是否得到转录可采用_________ _______________________技术。 (2)请根据现代生物进化理论解释小菜蛾种群抗性增强的原因:________________________________。 (3)甘蓝是雌雄同株植物。体细胞含两种抗虫基因的甘蓝表现为强抗虫,含一种抗虫基因的甘蓝表现为弱抗虫,没有抗虫基因的甘蓝不抗虫(普通甘蓝)。
①体细胞含两个抗虫基因的转基因甘蓝与普通甘蓝杂交,若F1中表现为强抗虫的植株所占比例为25%,则该转基因甘蓝的两个抗虫基因的整合位点属于上图________________类型。
②可选取上图________________类型的转基因甘蓝的花粉培育出单倍体强抗虫转基因甘蓝。利用花粉培养出幼
苗
的
技
术
所
依
据
的
原
理
是
_____________________
___________________________________________________。
③上图甲所示类型的植株自交,F1中表现为强抗虫的植株所占的比例是________________。 (4)下面为人工远缘杂交培育含有4个染色体组的可育萝卜-甘蓝植株的示意图。
图
中
过
程
①
需
要
做
的
处
理
是
_________________________________
____________________________________________;
图中的受精卵处于有丝分裂后期时细胞中含有________________条染色体。
解析 (1)采用分子杂交技术(DNA-RNA分子杂交)可检测A、B基因在细胞中是否转录。(2)通过自然选择,小菜蛾种群中抗性基因频率增加,抗性个体增多。(3)图甲的基因型可记为AaBb,产生的配子为Ab和aB,与aabb个体杂交,得到的子代基因型及其比例为Aabb∶aaBb=1∶1,无强抗虫植株。图乙的基因型可记为AaBb,产生的配子为AB、ab,与aabb个体杂交,得到的子代基因型及其比例为AaBb∶aabb=1∶1,强抗虫植株占50%。图丙中基因型可记为AaBb,产生的配子为AB、Ab、aB、ab,与aabb个体杂交,得到的子代基因型及其比例为AaBb∶aaBb∶Aabb∶aabb=1∶1∶1∶1,强抗虫植株占25%。培育单倍体强抗虫转基因甘蓝,需要A、B两个基因位于同一花粉细胞中,即图乙类型或图丙类型转基因甘蓝产生的花粉,所依据的原理是植物细胞的全能性。图甲所示类型自交,产生的子代基因型为AAbb、aaBB、AaBb,表现为强抗虫的植株占50%。(4)图中过程①为染色体数目加倍,可用秋水仙素处理。受精卵处于有丝分裂后期时细胞中含有72条染色体。
答案 (1)分子杂交(或RNA-DNA分子杂交、核酸分子杂交、RNA分子杂交) (2)通过自然选择,小菜蛾种群中抗性基因频率增加 (3)①丙 ②乙、丙 植物细胞的全能性 ③1/2 (4)秋水仙素处理 72
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13.(14分)玉米(2N=20)是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆易倒伏(D)对矮秆抗倒伏(d)为显性,抗锈病(R)对易染锈病(r)为显性,控制上述性状的两对基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗锈病玉米植株,研究人员采用了如图所示的方法,请分析并回答问题。
(1)若过程①中的F1连续自交3代,则产生的F4中纯合抗锈病植株占________________。若从F2开始逐代筛选出矮秆抗锈病植株,让其自交,淘汰掉易染锈病植株,那么在得到的F4抗锈病植株中纯合子占________________。
(2)过程②中,若只考虑F1中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因,则利用花药离体培养技术培育成的单倍体幼苗的基因型在理论上应有________________种。
(3)过程③中为了确定抗锈病转基因玉米是否培育成功,既要用放射性同位素标记的________________________________
作
为
探
针
进
行
分
子
杂
交
检
测
,
又
要
用
________________________________________________的方法从个体水平鉴定玉米植株的抗病性。
解析 (1)F1的基因型为DdRr,只考虑抗病和不抗病性状,自交三代产生的杂合子占1/8,纯合子占7/8,显性纯合子占7/8×1/2=7/16。F2中矮秆抗锈病植株的基因型为1/3ddRR、2/3ddRr;1/3ddRR自交的后代都是纯合子,2/3ddRr自交的后代中ddRR占2/3×1/4=1/6,ddRr占2/3×1/2=1/3;1/3ddRr再自交,后代ddRR占1/3×1/4=1/12,ddRr占1/3×1/2=1/6,故F4中矮秆抗锈病植株占1/3+1/6+1/12+1/6=9/12,矮秆抗锈病的纯合子占1/3+1/6+1/12=7/12,所以F4抗锈病植株中纯合子占7/9。(2)根据分离定律和自由组合定律可以推出,Rr可产生2种配子,可培育为2种单倍体;DdRr可产生4种配子,可培育为4种单倍体,所以含n对独立遗传的等位基因的个体,可产生2种配子,可培育为2种单倍体。(3)检测转基因作物是否培育成功,可以用同位素标记法,也可以从个体水平来检测。
答案 (1)7/16 7/9 (2)2
(3)抗锈病基因(目的基因) 玉米锈病相应的病原体来侵染玉米植株
n
n
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