1994年,科研人员发现一株拟南芥突变株,由于NPR1基因突变,使其系统获得性抗性相关蛋白基因的应答性表达被彻底破坏,后来采用定位克隆技术从拟南芥中克隆到了NPR1基因,发现它的表达与植物抗细菌和真菌毒性提高有关。以NPR1基因作为目的基因可人工获得抗性植株。请回答:
(1)抗性相关蛋白基因的应答性表达过程包括____________两个步骤。从野生拟南芥中分离出NPR1基因的mRNA后,以其为模板可_____________出目的片段,然后用PCR技术可实现目的片段的克隆。与生物体内的DNA复制相比,PCR技术的特殊之处有_______________(答出两项)等。
(2)由于DNA复制时,子链只能由5'向3'方向延伸,故利用PCR扩增NPR1基因时,可以从图1的A、B、C、D四种单链DNA片段中选取___________作为引物。PCR扩增进行50个循环后,理论上可以产生约为___________个DNA分子,将这些DNA分子与载体连接后储存在一个受体菌群中,这个受体菌群就叫做拟南芥的_____________,扩增获得的目的基因与拟南芥细胞中该基因碱基序列_______(填“相同”或“不同”)。
(3)将人工合成的NPR1基因导入普通植物之前,需要构建__________。对NPR1基因片段和质粒(图2所示)进行酶切时,可选用限制酶的组合为___________或_____________。
高三生物综合题中等难度题
1994年,科研人员发现一株拟南芥突变株,由于NPR1基因突变,使其系统获得性抗性相关蛋白基因的应答性表达被彻底破坏,后来采用定位克隆技术从拟南芥中克隆到了NPR1基因,发现它的表达与植物抗细菌和真菌毒性提高有关。以NPR1基因作为目的基因可人工获得抗性植株。请回答:
(1)抗性相关蛋白基因的应答性表达过程包括____________两个步骤。从野生拟南芥中分离出NPR1基因的mRNA后,以其为模板可_____________出目的片段,然后用PCR技术可实现目的片段的克隆。与生物体内的DNA复制相比,PCR技术的特殊之处有_______________(答出两项)等。
(2)由于DNA复制时,子链只能由5'向3'方向延伸,故利用PCR扩增NPR1基因时,可以从图1的A、B、C、D四种单链DNA片段中选取___________作为引物。PCR扩增进行50个循环后,理论上可以产生约为___________个DNA分子,将这些DNA分子与载体连接后储存在一个受体菌群中,这个受体菌群就叫做拟南芥的_____________,扩增获得的目的基因与拟南芥细胞中该基因碱基序列_______(填“相同”或“不同”)。
(3)将人工合成的NPR1基因导入普通植物之前,需要构建__________。对NPR1基因片段和质粒(图2所示)进行酶切时,可选用限制酶的组合为___________或_____________。
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科研人员获得了两种单基因被“敲除”的拟南芥突变体——C2和C5,与野生型比较,根毛长度或主根长度发生了变化,如下图所示。
(I)科研人员通过____法将T-DNA上插入了青霉素抗性基因的Ti质粒转入拟南芥细胞中,经筛选获得C2和C5突变体。从功能上来说,筛选转基因拟南芥时所使用的含有青霉素的培养基属于____培养基。
(2)据图可知,C2的表现型是____,推测C2的基因被“敲除”后,很可能影响了细胞的____生长。
(3)将C2和C5突变体杂交,F1全部表现为野生型,说明这两种突变均为____突变。让F1植株随机授粉,将所得的种子播种在含有青霉素的培养基中,发现有l%的种子不能完成萌发,推测这两对基因____。预测双突变体植株的表现型为____,双突变体植株在F2中所占比例为____。
(4)研究发现,C5植株根部的分生细胞在有丝分裂时缺乏一种周期性出现和消失的酶,这种酶与纤维素的合成有关。请解释C5植株出现突变性状的原因________________。
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科研人员获得了两种单基因被“敲除”的拟南芥突变体——C2和C5,与野生型比较,根毛长度或主根长度发生了变化,如下图所示。
(I)科研人员通过____法将T-DNA上插入了青霉素抗性基因的Ti质粒转入拟南芥细胞中,经筛选获得C2和C5突变体。从功能上来说,筛选转基因拟南芥时所使用的含有青霉素的培养基属于____培养基。
(2)据图可知,C2的表现型是____,推测C2的基因被“敲除”后,很可能影响了细胞的____生长。
(3)将C2和C5突变体杂交,F1全部表现为野生型,说明这两种突变均为____突变。让F1植株随机授粉,将所得的种子播种在含有青霉素的培养基中,发现有l%的种子不能完成萌发,推测这两对基因____。预测双突变体植株的表现型为____,双突变体植株在F2中所占比例为____。
(4)研究发现,C5植株根部的分生细胞在有丝分裂时缺乏一种周期性出现和消失的酶,这种酶与纤维素的合成有关。请解释C5植株出现突变性状的原因________________。
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(16分)科研人员向野生型拟南芥的核基因组中随机插入已知序列的Ds片段(含卡那霉素抗性基因),导致被插入基因突变,筛选得到突变体Y。因插入导致某一基因(基因A)的功能丧失,从突变体Y的表现型可以推测野生型基因A的功能。
(1)将突变体Y自交所结的种子用70%酒精_____ ___处理后,接种在含有卡那霉素的培养基中,适宜条件下光照培养。由于卡那霉素能引起野生型植物黄化,一段时间后若培养基上的幼苗颜色为绿色,则可确定植株DNA中含有______ __。
(2)统计培养基中突变体Y的自交后代,绿色幼苗3326株、黄色幼苗3544株,培养基中突变体Y的自交后代结果表明相关基因______ __(填“符合”或“不符合”)孟德尔自交实验的比例。
(3)研究人员进一步设计测交实验以检测突变体Y产生的__________ ____,实验内容及结果见下表。
测交亲本 | 实验结果 |
突变体Y(♀)×野生型(♂) | 绿色:黄色=1.03:1 |
突变体Y(♂)×野生型(♀) | 黄色 |
由实验结果可知,Ds片段插入引起的基因突变会导致____ __致死,进而推测基因A的功能与______ __有关。
(4)提取突变体Y的基因组DNA,限制酶切割后用_______ _连接,依据Ds片段的已知序列设计引物,扩增出_____ ____,进一步测定其序列。
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基因A、基因B、基因C是某正常植株中与生长发育密切相关的基因。科研人员获得基因A、基因B、基因C失活的多种突变体,并且测量蛋白X和蛋白Y的表达情况如下表。下列有关A、B、C三种基因及其作用的说法,正确的是( )
植株序号 | ABC基因的突变情况 | 有关蛋白的测定情况 | 植株平均株高 | |
蛋白X | 蛋白Y | |||
1 | 无突变基因 | 无 | 无 | 150cm |
2 | A基因突变 | 有 | 有 | 50cm |
3 | A、B基因突变 | 无 | 有 | 70cm |
4 | A、C基因突变 | 有 | 无 | 60cm |
5 | A、B、C基因突变 | 无 | 无 | 150cm |
A.基因A的表达产物可能有促进蛋白X和蛋白Y降解的作用
B.基因B和C分别控制蛋白Y和蛋白X的合成
C.与基因B相比,基因C的表达产物对植株生长的抑制作用更强
D.蛋白X和蛋白Y只有单独作用时才能对植株的生长起抑制作用
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(18分)科研人员为了探究拟南芥A基因的功能,进行了如下研究。
(1)科研人员将T-DNA中插入了卡那霉素抗性基因的农杆菌在__________培养基中震荡培养,获得转化液。用__________至适当浓度的转化液对野生型拟南芥进行转化,T-DNA插入导致A基因发生__________,得到突变型拟南芥。
(2)科研人员用突变型拟南芥进行了杂交实验,结果如下表所示。
亲本 | 子代(卡那霉素抗性/卡那霉素敏感) |
突变型拟南芥自交 | 2.93 |
突变型♀×野生型♂ | 1.03 |
突变型♂×野生型♀ | 0.47 |
依据__________,判断突变型拟南芥的基因型为Aa,依据__________不同,推测A基因丧失影响雄配子的产生。子代卡那霉素敏感型个体的基因型为__________。
(3)为探究A基因在联会过程中对交换频率的影响,科研人员将黄色(Y)和绿色(C)荧光蛋白基因整合到突变型和野生型拟南芥的同一条染色体上,得到基因型为aaYyCc和AAYyCc的植株。观察并统计aaYyCc植株产生的不同荧光的花粉数量(假设最多只发生一次交换),与AAYyCc植株进行比较,得到下表所示结果。
花粉数量 | ||||
无荧光 | 黄色和绿色荧光 | 黄色荧光 | 绿色荧光 | |
AAYyCc植株(对照组) | 2631 | 2631 | 731 | 731 |
aaYyCc植株(实验组) | 991 | 991 | 168 | 168 |
据表分析,__________荧光的花粉是通过交叉互换产生的,对照组未发生交叉互换的花粉母细胞的数量是__________。对照组植株和实验组植株的重组配子所占的比例分别为__________,由此说明A基因功能丧失导致交换频率__________。
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大豆花叶病毒会严重降低大豆的产量和品质。为预防抗病大豆品种乙的抗病能力减弱,科研人员用 EMS 诱变感病大豆,获得新的抗病品种甲。科研人员利用甲、乙两个品种对抗性遗传进行研究。
(1)因为基因突变具有___________性,EMS 诱变后,非入选大豆植株可能含有________的基因,需要及时处理掉这些植株。
(2)利用甲、乙两品种大豆进行杂交试验,结果如下表
组别 | 亲本组合 | F1 | F2 | ||
抗病 | 易感 | 抗病 | 易感 | ||
实验一 | 甲×易感 | 0 | 18 | 111 | 348 |
实验二 | 乙×易感 | 15 | 0 | 276 | 81 |
据表分析,甲、乙两品种抗病性状依次为______________性性状。
(3)已知品种乙的抗性基因位于14号染色体上,为探究品种甲抗性基因的位置,科研人员设计如下杂交实验:甲乙杂交, F1自交,统计F2性状分离比。
①预期一:若F1均抗病,F2抗病∶易感为13∶3,说明两品种抗病性状的遗传是由_______对等位基因控制的,且位于______________染色体上。
②预期二: 若F1、 F2均抗病,说明甲、乙两品种抗性基因可能是___________或同一对染色体上不发生交叉互换的两个突变基因。
(4)SSR是DNA中的简单重复序列,非同源染色体上的SSR不同,不同品种的同源染色体上的SSR也不同,常用于染色体特异性标记。科研人员扩增出实验一若干个体中的SSR序列,用于确定甲品系抗性基因的位置,电泳结果如图所示:
图中结果说明甲品系抗性基因在_______号染色体上,依据是____________________。
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大豆花叶病毒会严重降低大豆的产量和品质。为预防抗病大豆品种乙的抗病能力减弱,科研人员用EMS诱变感病大豆,获得新的抗病品种甲。科研人员利用甲、乙两个品种对抗性遗传进行研究。
(1)因为基因突变具有______性,结果是产生一个或多个__________。EMS诱变后,非入选大豆植株可能含有不利的基因,需要及时处理掉这些植株。
(2)利用甲、乙两品种大豆进行杂交试验,结果如表
组别 | 亲本组 | F1 | F2 | ||
抗病 | 易感 | 抗病 | 易感 | ||
实验一 | 甲×易感 | 0 | 18 | 113 | 345 |
实验二 | 乙×易感 | 15 | 0 | 256 | 81 |
据表分析,甲、乙两品种抗病性状依次为________、________性性状。
(3)已知品种乙的抗性基因位于14号染色体上,为探究品种甲抗性基因的位置,科研人员设计如下杂交实验:甲乙杂交,F1自交,统计F2性状分离比。
①预期一:若F1均抗病,F2抗病:易感为13:3,说明两品种抗病性状的遗传是由______对等位基因控制的,且位于____________染色体上。F2抗病植株中纯合子所占比例_________。
②预期二:若F1、F2均抗病,说明甲、乙两品种抗性基因可能是__________________或同一对染色体上不发生交叉互换的两个突变基因。
(4)SSR是DNA中的简单重复序列,非同源染色体上的SSR不同,不同品种的同源染色体上的SSR也不同,常用于染色体特异性标记。科研人员扩增出实验一若干个体中的SSR序列,用于确定甲品系抗性基因的位置,电泳结果如图所示:
注:F2中的1、4、7表现抗病,其余表现易感。
图中结果说明甲品系抗性基因在______号染色体上,依据是__________________________。
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科研人员在某地发现一株轮叶黑藻发生了基因突变,使其对某种曾经非常有效的除草剂产生了抗性,一段时间后,发现该地几乎所有的轮叶黑藻都产生了抗性。下列有关说法错误的是
A. 轮叶黑藻中一定有抗性基因的等位基因
B. 抗性基因的产生与除草剂选择无直接关系
C. 若抗性基因产生于体细胞,也能够遗传
D. 该地轮叶黑藻基因突变频率低且发生了进化
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生长素(IAA)对植物根系生长具有重要作用。为探讨IAA作用机制,科研人员做了如下研究。
(1)用浓度为0.1mg/L的IAA处理拟南芥植株,并检测拟南芥植株中一系列基因的表达量,其中V蛋白基因表达量结果如图1。
由图得知V蛋白基因表达量___________,推测V蛋白可能参与IAA作用过程。
(2)已有研究表明,V蛋白需要与其它蛋白质结合发挥作用。科研人员为了寻找细胞中与 V蛋白相互作用的蛋白质,通过图2所示体系(YN、YC两种蛋白结合后可发出荧光), 利用相关蛋白的基因构建表达载体并导入拟南芥原生质体,实验处理如表1。
①___________ ②___________ ③___________ ④___________
利用此方法选出了与V蛋白相互作用的R蛋白,V蛋白将R蛋白运输并定位在细胞膜上,从而使R蛋白接受胞外信号,利于主根的生长。
(3)科研人员用浓度为0.1mg/L的 IAA处理拟南芥的野生型植株和V蛋白功能缺失的突变体植株,测量主根长度,结果如图3。
结果表明,此浓度的IAA对主根伸长有_________作用,且对_________植株的作用更显著。
(4)综合上述实验,请解释在浓度为0.1mg/L 的IAA作用下野生型拟南芥出现图3结果的原因是___________。
高三生物综合题极难题查看答案及解析