【题目】自然状态下生物会发生各种变异,请结合变异的知识回答相关问题。
Ⅰ.德国小蠊是蟑螂的品种之一,性别决定为XO型,雌性的性染色体组成为XX,雄性的性染色体组成为XO。
(1)某正常德国小蠊,体细胞中有23条染色体,则该个体的性别是_______,其减数分裂后产生配子的染色体组成是__________________________。
(2)下图是该个体减数分裂过程示意图(表示部分染色体,含性染色体),则符合该个体分裂过程的选项是___________________。
请画出该细胞减数第二次分裂后期图________________(注:写清染色体的序号)。
(3)若德国小蠊减数分裂时发生了交叉互换,会导致同源染色体上的______基因会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换,导致_________上的基因重组。
Ⅱ.果蝇为XY型性别决定,下表为果蝇受精卵中性染色体组成及发育情况,分析回答:
受精卵中性染色体组成 | 发育情况 |
XX、 XXY | 雌性,可育 |
XY、XYY | 雄性,可育 |
XXX、YO(没有X染色体)、YY | 胚胎期致死 |
XO(没有Y染色体) | 雄性,不育 |
(1)由上表可知,果蝇的性别取决于____________ 的数目。
(2)在正常的果蝇群体中有一种“嵌合体”果蝇,研究发现“嵌合体”果蝇左侧身体细胞性染色体组成为XX,右侧身体细胞性染色体组成为XO。该果蝇染色体的变异产生于__________(原始生殖、体)细胞的___________分裂过程中。
(3)用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交,在F1群体中发现一只白眼雄果蝇(记作“M”)。M果蝇出现的原因有三种可能:第一种是环境改变引起表现型变化,但基因型未变;第二种是亲本果蝇发生基因突变;第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。设计杂交实验确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
实验步骤:M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交,分析子代的表现型。
结果预测:
①若__________________________________,则是环境改变;
②若__________________________________,则是基因突变;
③若________________________,则是减数分裂时X染色体不分离。
Ⅲ.研究发现,转基因抗虫植物能杀死昆虫的原理是该基因控制合成的蛋白质被昆虫食用后,在消化道中被蛋白酶水解产生具有毒性的活性肽,与昆虫肠道细胞上的受体结合,使细胞渗透压失衡,最终导致昆虫死亡。科学家从苏云金杆菌中获取某抗虫基因以培养抗虫玉米。已知抗虫基因能够成功整合到玉米染色体上,某玉米植株体细胞中该抗虫基因在染色体上的整合情况如图所示(黑点表示该抗虫基因的整合位点),该植株进行自交,子一代中具有抗虫特性的植株所占比例为__________,此育种方法的原理是_____________________。
【答案】雄性 11条常染色体+X和11条常染色体 B 等位基因 染色单体 X染色体 体 有丝 子代出现红眼(雌)果蝇 子代表现型全部为白眼 无子代产生 63/64 基因重组
【解析】
根据题意,德国小蠊性别决定为XO型,雌性的性染色体组成为XX,雄性的性染色体组成为XO,而雌性个体中的染色体是成对存在的,故XO的雄性个体中染色体数为奇数,雄性个体产生生殖细胞过程中细胞是均等分裂,因此题图中符合XO个体减数分裂的应是B;交叉互换是在减数第一次分裂四分体时期位于同源染色体上的非姐妹染色单体片段的交换,而位于同源染色体上的基因是等位基因,因此交叉互换会导致等位基因发生交换,该变异属于基因重组。分析表格可知,受精卵中的X染色体的数目决定雌性或雄性,并且XXX、YO(没有X染色体)、YY还会导致胚胎期致死,XO(没有Y染色体)为雄性不育。
Ⅰ.(1)由题意可知,雌性个体的染色体是成对存在的,雄性个体的性染色体只有一条X染色体,因此德国小蠊体细胞中有23条染色体,则该个体的性别是雄性;在减数分裂形成配子时,同源染色体分离,因此形成的生殖细胞的染色体组成是(11+X)或11。
(2)分析题图可知,1和2是一对同源染色体,3是一条X染色体,没有同源染色体,该个体为雄性,因此符合该个体分裂过程的选项是B;减数第二次分裂过程中着丝点分裂,染色单体分开,在纺锤丝的牵引下移向细胞两极,如下图:
(3)若德国小蠊减数分裂时发生了交叉互换,会导致同源染色体上的等位基因会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换,导致染色单体上的基因重组。
Ⅱ.(1)由表格可以看出,如果有两条X染色体则为雌性,如果只有一条X染色体则为雄性,可知果蝇的性别取决于X染色体的数目。
(2)根据题意描述,身体两侧染色体组成不同,则不可能来源于原始生殖细胞,因为原始生殖细胞发生染色体变异一定会使所有细胞都保持一致,所以一定是发生于体细胞,体细胞进行的是有丝分裂。
(3)红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)杂交,正常后代为XRXr(红雌)、XRY(红雄)。分析题干可知,在三种可能的情况下,M果蝇基因型分别为XRY、XrY、XrO。若要通过杂交实验确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起,即通过实验鉴定M果蝇的基因型即可,因此,本实验可以用M果蝇与多只白眼雌果蝇(XrXr)杂交,统计子代果蝇的眼色,预测结果为:
①第一种情况,M应为XRY,XRY与XrXr杂交,子代为XRXr、XrY,若子代雌性果蝇全部为红眼,雄性果蝇全部为白眼,则为环境引起的表现型改变;
②第二种情况,M应为 XrY,XrY与XrXr杂交,子代为XrXr、XrY,若子代全部是白眼,则为基因突变引起的表型改变;
③第三种情况,M应为XrO,由题干所给图示可知XrO不育,因此M与XrXr杂交,若没有子代产生,则是减数分裂时X染色体没有分离。
Ⅲ.利用转基因技术培养抗虫玉米的方法利用的原理是基因重组,据图可知,3个抗虫基因分别位于三对同源染色体上,则该个体产生的配子含有抗虫基因的概率为7/8,不含有抗虫基因的概率为1/8,其自交后代中具有抗虫特性的植株=1-1/8×1/8=63/64。
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【题目】图是科学家对果蝇一条染色体上的基因测定结果,下列有关该图的说法正确的是( )
A. 控制朱红眼、深红眼、白眼、红宝石眼的基因是等位基因
B. 控制白眼和朱红眼的基因在遗传时遵循基因的分离定律
C. 黄身和白眼基因的区别是碱基的种类不同
D. 该染色体上的基因在果蝇的每个细胞中不一定都能表达
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【题目】如图表示一个由100个氨基酸构成的蛋白质分子,下列叙述正确的是
A. 该分子中含有98个肽键
B. 合成该蛋白质时相对分子质量减少1800
C. 该蛋白质中至少含有4个游离的羧基
D. 这100个氨基酸中至少有100个氨基
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【题目】下列关于密码子的叙述中,不正确的是
A.一种氨基酸可能有多种与之对应的密码子
B.GTA肯定不是密码子
C.每种密码子都有与之对应的氨基酸
D.mRNA上的GCA在人细胞中和猪细胞中决定的是同一种氨基酸
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【题目】牛的毛色与真黑素(黑色)和褐黑素(栗色)有关。如图表示牛黑色素细胞中正常基因E控制这两种色素合成的过程。
(1)图中①在细胞核中完成的过程称为_______。
(2)基因E可编码M受体蛋白(一条由317个氨基酸组成的肽链构成),若第296位的碱基C被T取代,则基因E突变成基因E+,导致M受体蛋白中第____位氨基酸发生改变,此时酪氨酸酶含量增高,真黑素增多;若基因E的编码区第310位缺失一个碱基G,则基因E突变成隐性基因e,导致____含量降低,褐黑素增多。
(3)在牛的某一个自然种群中,测得基因型及表现型个体数如下表:
①该种群中E的基因频率是_____。
②在该种群中,发现一头褐色公牛和一头褐色母牛交配产下一头栗色小牛,经DNA测定它的基因E没有发生突变,研究者检测出该牛体内A物质含量较高,还发现A物质也能与该M受体蛋白结合。该牛毛色为栗色的原因是:上图中____含量减少,导致酪氨酸酶含量减少,进而褐黑素含量增加,体色为栗色。
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【题目】我国南方某地环保部门向遭受严重污染的某湖泊中引入一些苦草、黑藻等沉水植物和螺蛳等底栖动物来修复该生态系统。图甲所示为该生态系统修复后的部分生物的营养关系,图乙表示该生态系统中另外一部分生物之间的营养关系。请据图回答:
(1)在修复该生态系统时要控制污水流入的速率,较慢的流入速率有利于有机污染物被充分分解,还有利于植物对无机盐的充分吸收,防止水体富营养化。该生态系统修复后物种丰富度逐渐增加,其群落演替类型是_____________。该生态系统得到修复后,为保护生物多样性不再被破坏,应采取的最有效的措施是__________________________。
(2)当图甲中的苦草等沉水植物大量繁殖后,部分浮游植物的数量下降,大型底栖动物的数量有所增加,这是在_________(填“群落”“种群”或“生态系统”)水平上研究的结果。沉水植物通过一定的信息传递吸引浮游动物栖息在其叶表面,从而抚育出高密度的浮游动物。浮游动物能够大量捕食浮游藻类,也间接地控制了浮游藻类的数量。这体现出信息传递的作用是_____________________________________。
(3)若图乙中E种群同化的能量为7.5×109kJ,B种群同化的能量为1.2×108kJ,D种群同化的能量为1.8×108kJ,则A种群同化的能量最多为____________kJ,此过程体现了生态系统的能量流动具有________特点。
(4)图丙所示为科研人员为有效控制某人工湿地生态系统中的某种害虫,引入了该害虫的天敌,并用一段时间的调查数据构建的数学模型(图中箭头方向代表曲线变化趋势),其曲线变化趋势反映了生态系统中普遍存在的__________(正反馈/负反馈)调节。若仅从该模型分析,图中最可能代表天敌K值的数据为_____(P1/ P2/P3)。
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