32.(11分)雜種優(yōu)勢(shì)泛指雜種品種即F1(雜合子)表現(xiàn)出的某些性狀或綜合性狀優(yōu)越于其親本品種(純系)的現(xiàn)象,F(xiàn)階段,我國(guó)大面積推廣種植的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)玉米品種,均為雜合子。請(qǐng)回答:
(1)玉米是單性花,雌雄同株的作物。在雜交過(guò)程中,玉米相對(duì)于豌豆可以簡(jiǎn)化________環(huán)節(jié),在開花前直接給雌、雄花序________處理即可。
(2)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí),玉米雜交種(F1)的雜種優(yōu)勢(shì)明顯,但是F2會(huì)出現(xiàn)雜種優(yōu)勢(shì)衰退現(xiàn)象。這可能是F1產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生了________,使F2出現(xiàn)一定比例純合子所致。
(3)玉米的大粒雜種優(yōu)勢(shì)性狀由一對(duì)等位基因(A1、A2)控制,現(xiàn)將若干大粒玉米雜交種平分為甲、乙兩組,相同條件下隔離種植,甲組自然狀態(tài)授粉,乙組人工控制自交授粉。若所有的種子均正常發(fā)育,第3年種植時(shí)甲組和乙組雜種優(yōu)勢(shì)衰退率(小粒所占比例)分別為____、____。該實(shí)驗(yàn)的目的是__________。
(4)玉米的大穗雜種優(yōu)勢(shì)性狀由兩對(duì)等位基因(B1、B2和C1、C2)共同控制,兩對(duì)等位基因都純合時(shí)表現(xiàn)為衰退的小穗性狀。若大穗雜交種(B1B2C1C2)自交,F(xiàn)2出現(xiàn)衰退的小穗性狀的概率為1/2,則說(shuō)明這兩對(duì)等位基因位于
___________________________________________________________。
(5)如果玉米的某雜種優(yōu)勢(shì)性狀由n對(duì)等位基因控制,且每對(duì)等位基因都獨(dú)立遺傳。若某雜種優(yōu)勢(shì)品種n對(duì)基因都雜合,其后代n對(duì)基因都純合時(shí)才表現(xiàn)衰退,該品種自然狀態(tài)授粉留種,第二年種植時(shí)(F2)表現(xiàn)衰退的概率為________,由此推斷F2雜種優(yōu)勢(shì)衰退率與雜合等位基因?qū)?shù)的關(guān)系是___________。
【解析】 (1)在雜交過(guò)程中,為了防止自花傳粉,豌豆需去雄后套袋處理,而玉米是雌雄同株的單性花植物,雄花在上面,雌花在下面,因此可以簡(jiǎn)化的是去雄環(huán)節(jié),只需要在開花前直接給雌、雄花序套袋處理即可。
(2)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí),玉米雜交種(F1)的雜種優(yōu)勢(shì)明顯,但是F2會(huì)出現(xiàn)雜種優(yōu)勢(shì)衰退現(xiàn)象。這可能是F1產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生了基因分離,使F2出現(xiàn)一定比例純合子所致。(3)如題所述,第3年種植時(shí),應(yīng)該是甲組個(gè)體隨機(jī)交配兩次得到的子代,由于甲組個(gè)體是隨機(jī)交配,后代基因型頻率計(jì)算應(yīng)從基因頻率入手,甲組(A1A2)中A1的基因頻率=1/2,A2的基因頻率=1/2,隨機(jī)交配后種群的基因頻率不變,因此第3年種植時(shí),A1A2的基因型頻率=2×1/2×1/2=1/2,所以甲組雜種優(yōu)勢(shì)衰退率為1-1/2=1/2,第3年種植時(shí),應(yīng)該是乙組個(gè)體自交兩次得到的子代,A1A2的基因型頻率=1/2×1/2=1/4,由此可知乙組雜種優(yōu)勢(shì)衰退率是1-1/4=3/4;對(duì)比兩實(shí)驗(yàn)自變量及因變量可知,該實(shí)驗(yàn)的目的是研究授粉方式對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)衰退率的影響。(4)由題意可知,若兩對(duì)基因(B1、B2和C1、C2)位于兩對(duì)同源染色體上,大穗雜交種(B1B2C1C2)自交,F(xiàn)2出現(xiàn)衰退的小穗性狀的概率為1/2×1/2=1/4,與題中給的概率1/2不符,說(shuō)明這兩對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上,且不發(fā)生交叉互換。(5)由(3)的分析可知,如果玉米的某雜種優(yōu)勢(shì)性狀由一對(duì)等位基因控制,自然授粉后其后代中純合子的概率是1/2,如果玉米的某雜種優(yōu)勢(shì)性狀由兩對(duì)等位基因控制,自然授粉后其后代中純合子的概率是1/2×1/2=1/4,由此可以推出,如果玉米的某雜種優(yōu)勢(shì)性狀由n對(duì)等位基因控制,且每對(duì)等位基因都獨(dú)立遺傳,其后代n對(duì)基因都純合時(shí)才表現(xiàn)衰退,該品種自然狀態(tài)授粉留種,第二年種植時(shí)(F2)表現(xiàn)衰退的概率為1/2n,由此推斷F2雜種優(yōu)勢(shì)衰退率與雜合等位基因?qū)?shù)的關(guān)系是雜種優(yōu)勢(shì)性狀F1基因型的雜合等位基因?qū)?shù)越多,F(xiàn)2中的衰退率越低。
【答案】 (1)去雄 套袋
(2)基因分離
(3)1/2 3/4 研究授粉方式對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)衰退率的影響
(4)一對(duì)同源染色體上,且不發(fā)生交叉互換
(5)1/2n(2分) 雜種優(yōu)勢(shì)性狀F1基因型的雜合等位基因?qū)?shù)越多,F(xiàn)2中的衰退率越低(2分)
三、選做題
39.【生物——選修1 生物技術(shù)實(shí)踐】(15分)
近年來(lái),紀(jì)錄片《舌尖上的中國(guó)》引發(fā)全民關(guān)注美食的熱潮,其中多次講述了利用不同微生物的發(fā)酵作用制作的美味食品。請(qǐng)回答:
(1)腐乳生產(chǎn)是在嚴(yán)格的無(wú)菌條件下,將優(yōu)良的毛霉菌種接種到豆腐上,這樣可以______________________。
腐乳制作的過(guò)程中,加鹽的作用是________________和____________________。從微生物培養(yǎng)的角度來(lái)看,豆腐應(yīng)該屬于________。
(2)在果醋制作時(shí),醋酸菌在________供應(yīng)和糖源充足時(shí),將糖分解成醋酸;在糖源不充足時(shí),也可以利用________生成醋酸。
(3)制作泡菜的原理是_________________________。
(4)胡蘿卜素是重要的藥物和食品添加劑,在胡蘿卜素的萃取中,所用的有機(jī)萃取溶劑應(yīng)該具有較高的________,以便胡蘿卜素能充分溶解其中。對(duì)萃取的胡蘿卜素樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行點(diǎn)樣層析時(shí),如果出現(xiàn)________(現(xiàn)象),則說(shuō)明胡蘿卜素提取成功。
【解析】 (1)傳統(tǒng)腐乳制作中所需的毛霉來(lái)自空氣中的毛霉孢子,而現(xiàn)代的腐乳生產(chǎn)是將優(yōu)良的毛霉菌種接種在豆腐上,這樣可以避免其他菌種的污染,保證產(chǎn)品的質(zhì)量;腐乳制作過(guò)程中,加鹽可以析出豆腐中的水分,使豆腐塊變硬,在后期的制作過(guò)程中不會(huì)過(guò)早酥爛,同時(shí),鹽能抑制微生物的生長(zhǎng),避免豆腐塊腐敗變質(zhì);從微生物培養(yǎng)的角度來(lái)看,豆腐應(yīng)該屬于培養(yǎng)基。(2)在果醋制作時(shí),醋酸菌在氧氣供應(yīng)和糖源充足時(shí),將糖分解成醋酸;在糖源不充足時(shí),醋酸菌也可以利用酒精生成醋酸。(3)制作泡菜的原理是乳酸菌在無(wú)氧的環(huán)境下大量繁殖,將葡萄糖分解成乳酸。(4)在胡蘿卜素的萃取中,所用的有機(jī)萃取溶劑應(yīng)該具有較高的沸點(diǎn),以便胡蘿卜素能充分溶解其中;對(duì)萃取的胡蘿卜素樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行點(diǎn)樣層析時(shí),如果出現(xiàn)對(duì)應(yīng)層析帶,則說(shuō)明胡蘿卜素提取成功。
【答案】 (1)避免其他菌種的污染,保證產(chǎn)品的質(zhì)量 析出豆腐中的水分,使豆腐塊變硬 抑制微生物生長(zhǎng),避免豆腐塊變質(zhì) 培養(yǎng)基(1分)
(2)氧氣(1分) 酒精(1分)
(3)乳酸菌在無(wú)氧的環(huán)境下大量繁殖,將葡萄糖分解成乳酸
(4)沸點(diǎn) 對(duì)應(yīng)層析帶
40.【生物——現(xiàn)代生物科技專題】(15分)
鼠源單克隆抗體用于疾病的治療時(shí),易發(fā)生不良反應(yīng),科學(xué)家通過(guò)對(duì)鼠和人控制抗體產(chǎn)生的基因進(jìn)行拼接,實(shí)現(xiàn)了對(duì)鼠源單克隆抗體的改造,生產(chǎn)出對(duì)人體不良反應(yīng)小、效果更好的單克隆抗體。請(qǐng)回答:
(1)鼠源單克隆抗體是將經(jīng)過(guò)免疫的小鼠__________細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合,然后篩選出______________________的雜交瘤細(xì)胞,并通過(guò)體內(nèi)或體外培養(yǎng)生產(chǎn)的抗體。
(2)動(dòng)物細(xì)胞融合常用________誘導(dǎo),細(xì)胞融合體現(xiàn)了細(xì)胞膜的________。在體外培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞時(shí),培養(yǎng)液中通常加入________等天然成分,將其置于95%空氣加5%CO2的氣體環(huán)境中,CO2的作用是____________________。
(3)基因拼接用到的工具有__________和__________。
(4)單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)是________________。
【解析】 (1)單克隆抗體是將經(jīng)過(guò)免疫的小鼠B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合,然后篩選出能產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞,并通過(guò)體內(nèi)或體外培養(yǎng)生產(chǎn)的抗體。(2)動(dòng)物細(xì)胞融合常用滅活的病毒誘導(dǎo),該過(guò)程體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性,在體外培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞時(shí),培養(yǎng)液中通常加入動(dòng)物血清等天然成分,將其置于95%空氣加5%CO2的氣體環(huán)境中,CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH。(3)基因工程中構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和運(yùn)載體,還需DNA連接酶將目的基因和運(yùn)載體連接起來(lái)。(4)單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)是特異性強(qiáng)、靈敏度高,并可大量制備。
【答案】 (1)B淋巴 既能無(wú)限增殖,又能產(chǎn)生所需抗體
(2)滅活的病毒(或聚乙二醇) 流動(dòng)性(1分) 血清(或血漿) 維持培養(yǎng)液的pH
(3)限制性核酸內(nèi)切酶(或限制酶)(1分) DNA連接酶(1分)
(4)特異性強(qiáng)、靈敏度高,并可大量制備