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非选择题-解答题 较难0.4 引用1 组卷130
Bt毒素是由苏云金芽孢杆菌产生的一种毒蛋白,对多种昆虫具有较强的杀伤力,而对人和其它脊椎动物没有毒性。
(1)以Bt毒蛋白为有效成分的农药长期使用,会导致害虫种群____,使药效减弱直至丧失,无法在生产中继续使用。
(2)以家蚕为材料,研究昆虫抗药性遗传特性。测定生命力大致相同的多品种家蚕幼虫致死50%的Bt浓度(LC50),结果如下:

家蚕品种

A

B

C

D

E

F

G

H

LC50(mg/L)

59.4

37.5

94.2

118.6

118.6

118.7

129.0

>375


1研究人员欲选择敏感型和抗药型家蚕为亲本进行杂交实验,据上表结果,最好选择家蚕品种是_______________
②杂交实验及结果如下表:

亲本

实验一

♀抗药型

×♂敏感型

实验二

♀敏感型

×♂抗药型

实验三

实验一的

F1×抗药型

实验四

实验二的

F1×敏感型

实验五

实验一的

F1自交

实验六实验二的F1自交

子代

抗药型

0

0

67

0

37

34

敏感型

80

80

83

150

113

116


实验一和实验二的结果表明,家蚕抗药型是由位于____________染色体上的____性基因控制的;实验____的结果表明,F1产生两种配子且比例为1:1
(3)Bt毒蛋白与家蚕幼虫的中肠细胞特异性受体结合,使细胞膜穿孔,细胞裂解,幼虫死亡。为从分子水平上阐明家蚕产生抗药性的原因,研究人员从实验一亲本________________细胞中提取总RNA,获取cDNA,测定亲本受体基因碱基序列如图。

起始密码子

终止密码子

酪氨酸密码子

AUG/GUG

UAA/UAG

UAU/UAC


从分子水平推测家蚕抗药性产生的原是敏感型受体基因中插入3个碱基对,导致____(填写变异类型),进而在受体蛋白中插入一个氨基酸(酪氨酸),受体蛋白结构改变,使受体不能与Bt毒蛋白结合而产生抗药性。
(4)依据Bt受体基因设计的靶向sgRNA,可以与限制酶Cas9结合,定点切除受体基因的39个核苷酸。sgRNA和Cas9mRNA的混合物注射到____型家蚕受精卵中,若其发育成的家蚕幼虫表现为________,则进一步证明上述推测成立。
(5)基因编辑技术能精确靶向修饰生物体基因组特定位点,人为改造生物体的遗传信息。请从利或弊某一方面说明该技术的应用是一把“双刃剑”: ____
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水稻的花为两性花,且很小。袁隆平院士利用雄性不育系水稻,培育出的杂交水稻为解决粮食问题作出了巨大贡献。现在,越来越多的新技术用于作物改良,如获2020年诺贝尔化学奖的CRISPR/Cas9基因编辑系统。该系统主要包含向导RNA(sgRNA)和Cas9蛋白两部分:sgRNA能特异性识别特定的DNA序列,能引导Cas9蛋白到相应位置切割DNA,最终实现对靶基因序列定点编辑。
(1)科研人员发现一株温敏雄性不育突变株甲(基因型为tms5 tms5),在温度高于25℃时表现为雄性不育。水稻雄性育性与TMS5、Ub基因有关。TMS5基因编码的核酸酶X能降解Ub mRNA.高温会诱导花粉母细胞中的Ub基因过量表达,若Ub蛋白大量积累将导致花粉败育(如图)。

①当温度高于25℃时,基因型为TMS5tms5的水稻表现型为_____(填“雄性可育”或“雄性不育”),结合以上信息说明原因_____
②现有另一株温敏雄性不育植株乙,其雄性不育的起点温度为21℃。考虑到大田中环境温度会有波动,制备水稻杂交种子时,选用植株乙作母本进行杂交更合适,理由是_____
(2)为了培育不受温度影响的雄性不育株,研究人员将CRISPR/Cas9体系对水稻相关基因进行编辑,Cas9蛋白对TMS5基因剪切后,断裂的DNA分子会自动修复,在中断点处插入碱基A后,两个片段在_____酶的作用下重新连接,得到编辑成功的基因。CRISPRCas9基因编辑技术有时存在编辑对象出错而造成“脱靶”,sgRNA的识别序列越短,基因编辑的脱靶率越高。请分析原因:_____
(3)科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑系统,将纯合野生稻(2n)甲中的冷敏型基因g改造为耐冷型基因G,筛选得到纯合耐冷突变体丁。同时利用转基因技术将抗虫基因转入不抗虫野生稻中,培育得到纯合抗虫水稻乙和丙,外源的抗虫基因可以插入到不同的染色体上。科研人员进行实验如下表:
实验亲本F1表现型F2表现型及数量
A甲×丁耐冷型耐冷型280,冷敏型200
B乙×丙全抗虫抗虫1502,不抗虫99
①实验A的F2中耐冷型植株与冷敏型植株的数量比是7:5,有人提出假设:F1产生的雌配子育性正常,但带有G基因的花粉成活率很低(假设其花粉成活率保持不变)。请设计杂交实验,检验上述假设,并写出支持该假设的子代表现型及比例。
实验方案及结果:_____
②实验B的F2出现该性状分离比的原因是_____
斑马鱼是一种常用的遗传学实验材料,具有常年产卵、胚胎透明、发育迅速等特点。斑马鱼体表有纵条和豹斑两种花纹,受一对等位基因(A、a)控制。现有纵条鱼和豹斑鱼各一批,同一批鱼基因型相同。研究人员利用它们进行了相关实验,结果见下表。
交配组合亲代子代(尾)
纵条豹斑
纵条×纵条3270
豹斑×豹斑0105
组合一子代×组合二子代3060
组合三子代×组合子三代25384
组合四子代纵条鱼×组合四子代纵条鱼27935

注:每个交配组合取多尾雌、雄鱼随机配对,每对独立饲养,子代数为各交配组合的总计。
回答下列问题:
(1)交配组合一、二的结果表明,其亲代鱼均为_______。体表花纹的显性现象的表现形式称为______
(2)斑马鱼_____的特点使研究人员可对同一代亲本进行多项杂交实验。从交配组合二、三的子代中选择个体,用于鉴定交配组合五亲代某尾纵条鱼的基因型。以下哪一项能达到目的?_______
(A.仅组合二能             B.仅组合三能             C.组合二、三均能             D.组合二、三均不能)
(3)取交配组合二、三产生的受精卵各一批,分别记为甲、乙。利用转基因技术向每个受精卵插入一个基因G(含G的胚胎会发绿色荧光)至某条染色体上。待甲、乙发育为成体后,让两者杂交,杂交子代中胚胎期无荧光的豹斑个体占10%。在乙中,G基因整合在_________(填“A”或“a”)基因所在的染色体上。理论上子代中胚胎期发绿色荧光的纵条鱼占________
(4)C/P系统由C蛋白和两个P核苷酸序列组成。C蛋白为R基因的表达产物,可删除两个P序列间的片段。研究人员发现了一种导致斑马鱼脊柱畸形的隐性突变基因d,在d两侧添加P序列后将其转入受精卵中D基因的内部,经筛选获得一批脊柱畸形的雄鱼。让其与基因型为R+R-DD雌鱼(R+表示导入R基因,R-表示未导入R基因)杂交,得到F1让F1随机交配,预计F2中不含d基因的个体占______(已知两对基因独立遗传)。用遗传图解表示以上亲本杂交产生F1的过程。______
(说明:上述基因操作的分子及表型效应如下表所示,R基因在所有组织中都表达,且C蛋白的删除效率为100%。)
基因操作图示基因种类脊柱形态
    D正常
转入d    d(D基因失活)畸形
删除d    D(D基因失活)畸形

果蝇是很好的遗传学实验材料,某小组以果蝇为材料进行了下列相关实验。
(1)如果将孵化后4—7d的长翅果蝇幼虫放在35-37℃环境下(正常培养温度为25℃)处理6-24h,结果培养出的成虫中出现了一定数量雌雄皆有的残翅果蝇,这些残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是长翅果蝇,此现象说明______________________________
(2)实验小组在对果蝇体细胞中的染色体和基因进行研究时,绘制出下图所示图像,有关说法正确的是_________(填写字母序号)

A.此果蝇体内除精子外,其余细胞内均含有两个染色体组
B.位于X染色体上的基因均能在Y染色体上找到相应的等位基因
C.若此果蝇一个精原细胞减数分裂产生了一个DX的精子,则另外三个精子的基因型为DY,dX,dY
D.果蝇的一个染色体组含有的染色体是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
(3)已知果蝇中灰身与黑身、截刚毛与正常刚毛、对CO2敏感与对CO2有抗性为三对相对性状,其中控制正常刚毛和截刚毛的基因位于X和Y染色体上,现选取果蝇的两个纯系品种进行两组杂交,其杂交方式及结果如下:

杂交一:

P:♀黑身、截刚毛   ♂灰身、正常刚毛

对CO2敏感 ×   对CO2有抗性

F1       灰身、正常刚毛、对CO2敏感

杂交二:

P:♀灰身、正常刚毛   ♂黑身、截刚毛

对CO2有抗性 ×   对CO2敏感

F1       灰身、正常刚毛、对CO2有抗性


根据以上实验结果分析回答:
对CO2有抗性的性状其遗传方式属于_________遗传。研究发现,果蝇对CO2有抗性产生的根本原因是控制对CO2敏感的基因上有一个碱基被替换,从而使相应蛋白质的第151位丝氨酸被脯氨酸替代,已知丝氨酸的密码子是UCU、UCC、UCA、UCG、AGU、AGC,脯氨酸的密码子是CCU、CCC、CCA、CCG,由此推测DNA模板链上决定第151号位氨基酸的有关碱基_____________________替换。
(4)基因突变大多数对生物有害,甚至导致死亡。在做果蝇实验时发现1只由于单基因突变从而表现突变性状的雌蝇(简称为突变型),让这只雌蝇与1只野生型的雄蝇进行交配(Y染色体上无相关基因),F1中野生型与突变型之比为2:1,且雌雄个体之比也为2:1。请你用遗传图解对这个现象进行解释并作说明___________(相关基因用R、r表示,要求写出亲代的基因型、表现型以及子代所有的基因型和表现型。)

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