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【題目】水稻是自花傳粉的植物,其雜種一代會出現(xiàn)雜種優(yōu)勢(產量等性狀優(yōu)于雙親),但這種優(yōu)勢無法在自交后代中保持?蒲腥藛T為解決這一問題做了相關實驗。請回答問題:

1)自然條件下,篩選出水稻品種ZH11的雄性不育突變體(hms1)。在雜交育種中,雄性不育植株只能作為親本中的____________(父本/母本),其應用優(yōu)勢是不必進行__________操作,極大地減輕了人的工作量。

2)若將野生型ZH11和突變體(hms1)雜交,F2中突變型占1/4,說明這對相對性狀是由__________對基因控制的,遵循__________定律。

3)為研究濕度與雄性不育突變體產生的關系,研究人員將野生型ZH11和突變體(hms1)分別在不同濕度條件下自交,結實率如圖1,將野生型和突變體的花粉放置于高濃度溶液中做脫水實驗,結果如圖2

由圖1實驗結果突變體在__________條件下表現(xiàn)為雄性不育。

由圖2實驗結果推測:突變體的花粉可能在結構或化學組成方面存在缺陷,導致花粉___________________,產生雄性不育突變體。

4)進一步研究發(fā)現(xiàn),突變體的產生是由于HMS1基因插入了8個堿基對而發(fā)生基因突變,轉變?yōu)?/span>hms1基因后,其轉錄出的mRNA,在翻譯時_____________________,使花粉細胞中催化脂肪酸鏈延伸的酶A分子量變小。特長鏈脂肪酸的缺少會影響花粉壁中含油層的形成。

5)綜上研究,闡述產生雄性不育突變體的可能機理_________________。

6)結合以上材料,請設計對利用hms1培育生產用水稻雜交種或如何保存突變體(hms1其一的簡要流程____________________。

【答案】母本 去雄 一對 基因分離 低濕度(濕度小于55% 易脫水(保水能力差) 蛋白質合成提前終止 HMS1基因突變,蛋白質合成提前終止,使花粉細胞中催化脂肪酸鏈延伸的酶A分子量變小,花粉保水能力差,導致突變體在低濕度條件下表現(xiàn)為雄性不育。 培育水稻雜交種:在濕度小55%條件下,以突變體(hms1)為母本,與普通水稻雜交,收獲突變體(hms1)植株上所結的種子即為生產中所用的雜交種;保存突變體(hms1):在濕度大于75%條件下,使突變體S自交,收獲種子,獲得突變體(hms1)以備來年使用

【解析】

1.雜交實驗過程中,需要對母本進行去雄處理,而雄性不育的個體不需要去雄;一對等位基因的測交實驗中,后代的性狀分離比為11。

2.根據題干信息和圖形分析,實驗的自變量是濕度、時間、水稻的品種,因變量是結實率、花粉脫水率。圖1顯示,野生型ZH11雜不同的濕度條件下都可育,而突變體(hms1)在濕度大于55%后也可育了;圖2顯示,將野生型和突變體的花粉放置于高濃度溶液中做脫水實驗,隨著時間的延長,野生型的花粉脫水率先增加后維持相對平衡,而突變體的花粉脫水率開始一直為0,一段時間后出現(xiàn)了逐漸增加的現(xiàn)象。

1)雄性不育個體不能作為父本,只能作為母本,可以省去雜交育種過程中的去雄的操作步驟。

2)讓野生型ZH11(隱性純合子)和突變體(hms1、雜合子)雜交,子二代中突變體占1/4(=1/2×1/2),說明子一代突變體占1/2,進而說明這對相對性狀是由一對基因控制的,遵循基因的分離定律。

3)據圖1分析可知,突變體在低濕度(濕度小于55%)條件下表現(xiàn)為雄性不育,而濕度大于55%后也可育了;結合圖2分析,突變體雄性不育的花粉的脫水率幾乎為0,說明突變體的花粉可能在結構或化學組成方面存在缺陷,導致花粉易脫水(保水能力差),產生雄性不育突變體。

4)根據題意分析,基因通過翻譯指導蛋白質的合成,而突變體產生的酶A分子(本質是蛋白質)量變小,說明翻譯時蛋白質合成提前終止了。

5)結合以上分析,產生雄性不育突變體的可能機理是:HMS1基因突變,蛋白質合成提前終止,使花粉細胞中催化脂肪酸鏈延伸的酶A分子量變小,花粉保水能力差,導致突變體在低濕度條件下表現(xiàn)為雄性不育。

6)根據以上雄性不育突變體的產生機理,設計實驗培育水稻雜交種:在濕度小55%條件下,以突變體(hms1)為母本,與普通水稻雜交,收獲突變體(hms1)植株上所結的種子即為生產中所用的雜交種;保存突變體(hms1):在濕度大于75%條件下,使突變體S自交,收獲種子,獲得突變體(hms1)以備來年使用。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】為了合理增施CO2,提高溫室植物產量,研究者利用番茄進行相關研究,結果如下圖。請分析回答問題:

1CO2的含量直接影響光合作用的_______階段而影響光合作用的強度;光照充足的狀態(tài)下,當CO2的含量突然升高時,葉綠體中[H]的含量最初的變化是_______。

2)某晴天上午10時左右,番茄葉肉細胞光合作用固定的CO2來源于_______。

3)由圖可知,常溫+CO2處理組在超過29天后,凈光合速率開始下降,直至低于常溫處理組。此階段,常溫+CO2組的淀粉含量與凈光合速率的變化趨勢_______(選填“相同”“相反”),說明葉綠體中淀粉的積累對光合作用的進行可能有_______(選填“促進”、“抑制”)作用。

4)由圖可知,在增施CO2情況下,適當升高溫度可以______(選填“提高”、“降低”)光合作用速率。這可能是由于升高溫度促進了_______,從而減弱其對光合作用的影響。

5)通過本項研究,你認為合理增施CO2,提高溫室植物產量的注意事項是適當地______________不宜太長。

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【題目】如圖是人體內某些信息分子作用的示意圖。下列說法正確的是(

A.信息分子AE不都是內環(huán)境的成分

B.信息分子B是胰高血糖素

C.幼兒體內信息分子D過少時患侏儒癥

D.信息分子E能夠促進B淋巴細胞分化為漿細胞和記憶細胞

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科目:高中生物 來源: 題型:

【題目】為了驗證植物向光性與植物生長素的關系,有人設計了如下實驗方案。

1)方法步驟

6個小花盆,各栽入一株品種、粗細和大小都相同的玉米幼苗(要求幼苗的真葉未突破胚芽鞘)。

按如圖所示方法進行實驗處理。接通臺燈電源24h后,打開紙盒,觀察并記錄6株玉米幼苗的生長情況。

2)實驗結果預測

在圖示裝置中,玉米幼苗保持直立生長的是________號裝置,而玉米幼苗不生長不彎曲的是________號裝置。

3)部分實驗結果的分析與推論

①根據________號和________號裝置之間實驗記錄的對照分析,可以說明玉米幼苗產生向光性是由單側光照射引起的。

②根據________號和________號裝置之間實驗記錄的對照分析,可以說明玉米幼苗的向光性生長與玉米幼苗尖端的存在與否有關。

③根據________號和________號裝置之間實驗記錄的對照分析,可以說明玉米幼苗感光部位在尖端。

④根據5號和6號裝置之間實驗記錄的對照分析,可以說明_________________

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【題目】春天,青蛙是池塘食物網的一部分,到了秋天,它轉移到陸地,又加入了草地食物網。因此,青蛙是池塘和草地這兩個不同食物網的連接點。下列有關說法不正確的是(

A.池塘中的所有生物構成了一個生物群落

B.池塘里的蝌蚪和草地上的青蛙屬于兩個物種

C.狐貍屬于消費者,草地食物網的最高營養(yǎng)級

D.池塘和草地這兩個生態(tài)系統(tǒng)的能量最終都源于太陽能

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【題目】貝殼杉烷二萜( Ra)是擬南芥的代謝產物,Ra能夠通過調節(jié)生長素的運輸來影響擬南芥的生長發(fā)育。請回答問題:

1)生長素是植物體內合成的一類起調節(jié)作用的_______的有機物,其化學本質是__________

2)為探究Ra對擬南芥生長的影響,研究人員選擇長勢一致的野生型擬南芥幼苗置于含有不同濃度的Ra的培養(yǎng)基上培養(yǎng),野生型及突變體幼苗于 5 d 后取出拍照、固定并測定擬南芥幼苗主根長以及統(tǒng)計側根和側根原基數,側根原基按照其發(fā)展過程分為A、B、CD四個時期(A<3細胞層,B>3細胞層,C<0.5mm D >0.5mm)。實驗結果圖1和圖2所示

①依據圖1可知,低濃度的Ra對野生型擬南芥幼苗根的生長__________作用,而高濃度Ra_____________擬南芥幼苗根的生長。

②依據圖2分析,高濃度Ra對側根及側根原基的作用表現(xiàn)為____________,說明高濃度Ra對側根發(fā)育有延遲作用。

3)為進一步探究Ra對擬南芥的幼苗主根及側根發(fā)育是否與生長素分布改變有關,科研人員通過轉基因報告株系DR5DR5GFP(熒光基因,DR5啟動子可反映細胞中生長素水平)檢測Ra處理DR5DR5GFP報告株系幼苗24小時和48小時報告基因熒光強度及分布情況如圖3。

熒光主要分布在根尖的__________區(qū),Ra處理的幼苗可__________________48小時高濃度處理的幼苗根尖部熒光分布范圍與對照組比有擴展趨勢,說明Ra對擬南芥主根及側根的作用效應與其改變了__________有關。

4)有人提出,Ra對根尖部生長素分布變化影響是通過對生長素極性運輸PIN 蛋白的調節(jié)作用實現(xiàn)的,請選出可以用于驗證此說法的實驗組材料。_________

APIN 蛋白突變體 B.敲除PIN蛋白基因的擬南芥幼苗

C.生長素合成缺陷的擬南芥幼苗 D.野生型擬南芥幼苗

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【題目】下圖為某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動模型,其中P代表生產者固定的太陽能,A代表呼吸作用釋放的能量,B代表未被利用的能量,C代表流向分解者的能量。下列相關敘述錯誤的是(

A.P大于A1、A2、A3之和

B.若該生態(tài)系統(tǒng)一年內干物質總量基本不變,則其抵抗力穩(wěn)定性也不變

C.上圖中B1+C1+D1的總能量為生產者儲存在植物體中用于生長、發(fā)育、繁殖的能量

D.生產者到植食性動物的能量傳遞效率為(B2+C2+D2/D1×100%

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【題目】人體維持內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)并與外界環(huán)境相適應,都離不開生命活動的調節(jié),神經系統(tǒng)在其中的作用十分重要。下圖甲表示神經調節(jié)中反射弧的基本結構,圖乙是神經纖維局部放大的示意圖;卮鹣铝袉栴}:

1)圖甲所示的反射弧中,表示感受器的是_______(填圖中標號),感受器的作用是________

2)研究發(fā)現(xiàn),某鎮(zhèn)痛藥是通過作用于圖甲中的突觸而起作用的,從興奮傳遞的角度分析,該藥物的作用機理可能是____________________________________

3)圖乙表示神經纖維受到刺激后,膜內外電荷的分布情況,在A、BC中屬于未興奮部位的是_________。圖乙中B、C之間能夠產生局部電流,原因是_______________________。

4)以圖甲中的神經纖維作為實驗材料,利用電流表測定其受刺激前后的電位變化(如下圖)。若在b點右側刺激,則電流表的指針的偏轉情況依次是④→________→④。

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【題目】

基因與環(huán)境的“共舞”

生物體的細胞中有一本生命之書——基因組。人的生命源于一個受精卵,初始的全能或多能細胞中的DNA,在轉錄因子的協(xié)同作用下被激活或抑制,讓細胞走向不同的“命運”,最終在細胞中表達“一套特定組合”的基因。

生命處于不斷變化的環(huán)境中,億萬年的進化讓生命之書中蘊藏了應對環(huán)境變化的強大潛力。細胞中基因的表達始于染色質的解螺旋,各種轉錄因子結合到DNA上,啟動表達。研究發(fā)現(xiàn),這些過程中都存在著調控,這種調控不改變DNA序列,但會對基因進行修飾,從而引起基因表達的變化及表型改變,并且有的改變是可遺傳的,即表觀遺傳。例如DNA上結合一個甲基基團(甲基化),能引起染色質結構、DNA構象的改變,從而改變基因表達。表觀遺傳提供了基因何時、何處、合成何種RNA及蛋白的指令,從而更精確地控制著基因表達。

表觀遺傳是個體適應外界環(huán)境的機制,在環(huán)境變化時,生物可以通過重編程消除原有的表觀遺傳標記,產生適應新環(huán)境的表觀遺傳標記,這樣既適應了環(huán)境變化,也避免了DNA反復突變造成的染色體不穩(wěn)定與遺傳信息紊亂。

表觀遺傳與人的發(fā)育和疾病密不可分。胚胎發(fā)育早期,建立與子宮內環(huán)境相適應的表觀遺傳修飾是胚胎發(fā)育過程的核心任務。母體的飲食、供氧、感染、吸煙等與后代的高血壓、II型糖尿病等疾病密切相關。表觀遺傳改變增加了患有特定疾病的風險,但人體可在相當程度上忍受這些改變而不發(fā)病,經歷十幾年或者幾十年的持續(xù)壓力,表觀修飾的彈性被耗盡,細胞或者組織再也無法正常行使功能,從而產生疾病。

現(xiàn)代進化理論認為生物進化是種群基因頻率的改變,現(xiàn)代分子遺傳學則認為基因型決定生物個體的表型。然而,表觀遺傳學的研究表明,遺傳并不是那么簡單,表觀遺傳對遺傳觀的沖擊,也使進化觀的討論更加復雜。

生命本質上是物質、能量和信息的統(tǒng)一體,基因與環(huán)境的“共舞”,才會奏響生命與環(huán)境相適應、協(xié)同進化的美妙“樂章”。

1)全能或多能細胞走向不同“命運”的過程稱為_______,依據本文,這一過程是________的結果。

2)遺傳學家提出中心法則,概括了自然界生物的遺傳信息傳遞過程。請在方框內繪出已概括的中心法則圖_______。

3)基因突變和基因重組不屬于表觀遺傳,其原因是基因突變和基因重組_______發(fā)生了改變。

4)人們用病來如山倒形容疾病的發(fā)生比較突然。請結合文中內容,用30字內的一句話,作為反駁這種觀點的內容:_______

5)在進化上,有一種觀點叫做“獲得性遺傳”,認為“獲得的變異可遺傳給后代”。從基因與環(huán)境關系角度,這種觀點是否有科學依據?請結合本文闡述理由:_______。

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