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非选择题-解答题 较难0.4 引用3 组卷393
科学家在玉米中发现了一种单基因突变品系甲,甲品系玉米自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒。为探究玉米籽粒发育的遗传调控机制,科研人员进行了相关研究。
(1)将突变体甲自交,得到子代中籽粒正常与干瘪的比例约为3:1,子代随机授粉,后代的表型及比例为________
(2)有人认为:玉米的籽粒正常是由A基因控制的。研究者将克隆得到的A基因转化到F1中,获得了转入单个A基因的转基因玉米(A基因在染色体上的位置不详)。让该转基因玉米自交,若子代中籽粒干瘪占1/4,这一结果是否支持上述观点。做出判断并说明理由。________
(3)经实验确认A基因控制籽粒正常,为进一步确定A基因在玉米染色体上的位置,研究人员借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P与基因型为MM的甲品系杂交得F1,F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物,对F1植株果穗上籽粒干瘪(F2)胚组织的DNA进行PCR扩增,扩增结果如图所示的①、②、③三种类型。统计籽粒干瘪(F2)的数量,发现类型①最多、类型②很少、类型③极少。依据上述统计结果,基因A、a与M、m的位置关系是________(用横线表示染色体,圆点表示基因在染色体上的位置),出现极少数的类型③的原因是________

(4)进一步研究发现,籽粒干瘪是由A基因突变为a基因导致的。经DNA序列分析得到了A基因和a基因编码链(非模板链)的结构如图。据图分析,A基因突变后使其编码的蛋白质功能丧失的原因是________

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知识点:基因自由组合定律的实质和应用基因突变 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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玉米(2n= 20,染色体编号1-10)果穗上的每一个籽粒都由受精卵发育而来,已知籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔分离定律,甲品系玉米自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒,这种异常籽粒约占1/4。为探究籽粒干瘪性状的遗传机制,第一步就是寻找到控制该性状的基因在玉米的几号染色体上。
(1)科研人员构建了纯合籽粒正常玉米的一整套单体体系,分别编号1-10的单体品系(例如:1品系为1号染色体缺失1条,2-10 号染色体数目正常)
实验方案:甲品系分别与1-10号单体品系杂交,统计果穗上籽粒玉米的类型预测实验结果:若____,则该基因不在该单体品系对应的染色体上;若____,则该基因在该单体品系对应的染色体上。
(2)通过杂交实验,确定了该对基因位于5号染色体上,其上 A/a基因为疑似基因,为证实“A基因突变为a是导致籽粒干瘪的原因”。科研人员克隆了 A基因片段,将A基因导入到甲品系中,获得了多株转入单个A基因的转基因玉米(转入的A基因在染色体上的位置不详),并利用转基因玉米进行了相关实验。
实验方案:多株转基因玉米植株自交,单株收获玉米籽粒,单独统计每株玉米果穗上籽粒类型及比例
预期结果:若每株玉米果穗上异常籽粒都大约占到1/4,说明A基因突变不是导致籽粒干瘪的原因。若____,说明A基因突变是导致籽粒干瘪的原因。
(3)现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因,序列分析发现a基因是A 基因中插入了一段DNA,打乱了编码淀粉分支酶的基因,使A基因功能丧失,该实例反映了基因表达产物与性状的关系:____。此外,另对控制籽粒甜与非甜的 M/m基因也已经找到,用基因型为 mm且籽粒正常的纯合子 P与基因型为MM 的甲品系杂交得F1,F1自交得 F2。用 M、m基因的特异性引物,对F1植株果穗上干瘪籽粒(F2)胚组织的 DNA 进行 PCR 扩增,扩增结果有1、2、3三种类型,如图所示。统计干瘪籽粒(F2)的数量,发现类型1最多、类型2较少、类型3极少。请解释类型3数量极少的原因:____
玉米是我国重要的农作物,研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。
(1)玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米,其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒,这种异常籽粒约占1/4,这种现象称为________。若上述果穗上的正常籽粒均发育为植株,自交后,有些植株果穗上有约 1/4干瘪籽粒,这些植株所占比例约为________
(2)为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础,研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中,获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上,则转入的A基因与原a基因的遗传遵循________定律。请设计两种交配实验方案并预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因”。
①实验方案1:转基因玉米×甲品系;预期结果________
②实验方案2:________; 预期结果________
(3)现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因,序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA(见图1),使A基因功能丧失,打乱了编码淀粉分支酶的基因,使A基因功能丧失,该实例反映了基因表达产物与性状的关系:________。甲品系果穗上的正常籽粒发芽后,取其植株叶片,用图1中的引物1、2进行PCR扩增,若出现目标扩增条带则可知相应植株的基因型为________

   

(4)为确定A基因在玉米染色体上的位置,借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P与基因型为MM的甲品系杂交得F1, F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物,对F1植株果穗上干瘪籽粒(F2)胚组织的DNA进行PCR 扩增, 扩增结果有1、2、3三种类型, 如图2所示。

   

统计干瘪籽粒(F2)的数量,发现类型1最多、类型 2较少、类型3极少。依据上述统计结果分析,基因A、a与M、m的位置关系是________。类型3的基因型为________,产生类型3过程中最可能发生的变异类型为________
玉米是我国重要的农作物,研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。
(1)玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米,其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒,这种异常籽粒约占1/4。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的_______定律。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株,自交后,有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒,这些植株所占比例约为_______
(2)为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础,研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中,获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上,请设计杂交实验方案并预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因”。
杂交方案:_______
预期结果:_______
(3)现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因。为确定A基因在玉米染色体上的位置,借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P与基因型为MM的甲品系杂交得F1,F1自交得F2.用M、m基因的特异性引物,对F1植株果穗上干瘪籽粒(F2)胚组织的DNA进行PCR扩增,扩增结果有1、2、3三种类型,如下图所示。统干瘪籽粒(F2)的数量,发现类型1最多、类型2较少、类型3极少。依据上述统计结果,基因A、a与M、m的位置关系是_______
解释类型3数量极少的原因是_________

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