精英班育種專題訓練

1、精英班育種問題專題訓練1嗜熱土壤芽胞桿菌產(chǎn)生的-葡萄糖苷酶（BglB）是一種耐熱纖維素酶，為使其在工業(yè)生產(chǎn)中更好地應用，開展了以下試驗：.利用大腸桿菌表達BglB酶（1）PCR擴增bglB基因時，選用 基因組DNA作模板。（2）右圖為質(zhì)粒限制酶酶切圖譜。bglB基因不含圖中限制酶識別序列。為使PCR擴增的bglB基因重組進該質(zhì)粒，擴增的bglB基因兩端需分別引入 和 不同限制酶的識別序列。（3）大腸桿菌不能降解纖維素，但轉(zhuǎn)入上述建構(gòu)好的表達載體后則獲得了降解纖維素的能力，這是因為 。.溫度對BglB酶活性的影響（4）據(jù)圖1、2可知，80保溫30分鐘后，BglB酶會 ；為高效利用BglB酶降解纖

2、維素，反應溫度最好控制在 （A.50 B.60 C.70 D.80.利用分子育種技術提高BglB酶的熱穩(wěn)定性在PCR擴增bglB基因的過程中，加入誘變劑可提高bglB基因的突變率。經(jīng)過篩選，可獲得能表達出熱穩(wěn)定性高的BglB酶的基因。（5）與用誘變劑直接處理嗜熱土壤芽胞桿菌相比，上述育種技術獲得熱穩(wěn)定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR過程中 （多選）。A.僅針對bglB基因進行誘變 B.bglB基因產(chǎn)生了定向突變C.bglB基因可快速累積突變 D.bglB基因突變不會導致酶的氨基酸數(shù)目改變2若用兩種識別切割序列完全不同的限制酶E和F從基因組DNA上切下目的基因(1.2kb)，并將

3、之取代質(zhì)粒pZHZ1(3.7kb，1kb1000對堿基)上相應的EF區(qū)域(0.2kb)，形成重組質(zhì)粒pZHZ2，請據(jù)圖回答下列問題：圖7161(1)限制酶E和限制酶F在結(jié)構(gòu)和功能上的不同之處分別在于_；_。(2)pZHZ2所含有的堿基對數(shù)為_kb。(3)將重組質(zhì)粒pZHZ2導入至山羊的受精卵細胞中，若pZHZ2進入細胞后插入在一條染色體DNA上，那么獲得轉(zhuǎn)基因純合子山羊的方式是_。(4)上述目的基因模板鏈中的TGA序列對應一個密碼子，翻譯時識別該密碼子的tRNA上相應的反密碼子堿基序列是_。【答案】(1)蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)不同(氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同) 識別的核苷酸序

4、列不同 (2)4.7 (3)轉(zhuǎn)基因山羊間相互交配 (4)UGA3、科學家用植物細胞雜交方法，將番茄的原生質(zhì)體和馬鈴薯的原生質(zhì)體融合，成功地培育出了“番茄-馬鈴薯”雜種植株，如圖1所示，其中表示過程，英文字母表示細胞、組織或植株。育種工作者還利用番茄進行了如下三組實驗如圖2.。據(jù)圖回答下列問題：(1)實現(xiàn)過程的技術是 ，在此之前使用 酶處理細胞以除去細胞壁。過程原生質(zhì)體經(jīng)過 再生，與此密切相關的細胞器為_ 。(2)過程后，在顯微鏡下觀察融合的活細胞中有供體的 存在，這一特征可作為初步篩選雜種細胞的標志。(3)若番茄細胞內(nèi)有m條染色體，馬鈴薯細胞含n條染色體，則“番茄-馬鈴薯”細胞內(nèi)含_條染色體；

5、若雜種細胞培育成為“番茄-馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經(jīng)離體培育得到的植株屬于_倍體植株。(4)如果形成c細胞的a、b細胞都是番茄細胞，那么更簡單的得到番茄植株f的處理方法是 。(5)若雜種植株在有絲分裂在過程中，僅保留番茄的染色體而馬鈴薯的染色體會不斷丟失，采用特異性引物對番茄和馬鈴薯基因組DNA進行PCR擴增，得到兩親本的差異性條帶，可用于雜種植株的鑒定。圖3是用該引物對雙親及4棵再生植株14進行PCR擴增的結(jié)果。據(jù)圖判斷，再生植株14中一定是雜種植株的有（多選） 。(6)用紅果多室(Yymm)番茄植株的花粉進行、有關實驗，則過程中，培育植物體B的方法()稱為_。植物體C的基因

6、型有_。（細胞A為兩兩融合細胞，寫出具體的基因型。）(8)三種育種得到的植物體A、B、C中一定為純合體的是 ?！敬鸢浮?1)原生質(zhì)體融合 纖維素酶和果膠 細胞壁 高爾基體（線粒體）(2)葉綠體(3)m+n 單(4)用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗(5)1、2、4(6)單倍體育種 YYmm或Yymm或yymm(8)植物體B8（16分）擬南芥（2n=10）是自花傳粉植物，花蕊的分化受多對基因控制，其中的兩對等位基因（獨立遺傳）與花蕊分化的關系如下表所示：基因型A_B_aaB_A_bb或aabb花蕊分化情況有雄蕊和雌蕊只有雌蕊無花蕊（1）花蕊細胞分化的本質(zhì)是 。由表中可推知， 基因決定擬南芥花蕊的發(fā)生

7、。如需對擬南芥的基因組進行測序，應測 條染色體。（2）基因型為AaBb的擬南芥種群自交，F(xiàn)1中能分化出雌蕊的植株所占的比例為 。若讓F1植株繼續(xù)繁殖若干代，預計群體中B基因的頻率將會 （填“增大”、“減小”或“不變”）；此時與親本相比，種群是否發(fā)生了進化，為什么？ 。 （3）目前主要利用浸花轉(zhuǎn)基因法對擬南芥的性狀進行改良，主要流程如下： 從流程圖中可知，該育種方法選用了 作為標記基因。與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)基因技術相比，浸花轉(zhuǎn)基因法不需要使用 技術，從而大大提高了育種速度?！敬鸢浮浚?6分，每空2分）（1）基因的選擇性表達 B 5（2）3/4 增大 是（1分），因為種群基因頻率發(fā)生了改變（1分）（3）青霉素

8、抗性基因（或“抗青霉素基因”） 植物組織培養(yǎng)9蘆筍雌（XX）、雄（XY）異株，但X、Y形態(tài)大小幾乎無差異。請分析下列資料，回答問題。資料一：蘆筍雄株產(chǎn)量高，研究人員為篩選出雄性種子，對蘆筍的Y染色進行了研究，發(fā)現(xiàn)有S和K兩段特殊序列只存在于Y染色體上（如圖），因而可通過檢測它們而判斷雄性個體。（1）從特殊序列與性別基因的距離以及同源染色體的交叉互換兩個角度看，更適合作為檢測性別的特殊序列是 序列。（2）檢測過程中，要Y染色上截取某特殊序列，再以其為模板人工合成含32P的特殊序列單鏈，然后用該單鏈與大量的待檢DNA單鏈“雜交”，若出現(xiàn) （填結(jié)果），則證明待檢種子為雄性，整個檢測過程涉及的酶有 （

9、寫出兩種）。資料二：不同品種的蘆筍對不同癌癥的抵抗力有差異，品種表現(xiàn)高抗肝癌（用A表示），品種表現(xiàn)高抗胃癌（用B表示），A、B均位于常染色上。純合品種、雜交得F1，取F1花粉粒離體培養(yǎng)，統(tǒng)計單倍體幼苗的表現(xiàn)型及比例，結(jié)果為雙高抗：高抗肝癌：高抗胃癌=1：1：1。（3）單倍體幼苗不出現(xiàn)雙低抗類型的原因是 。（4）若讓F1 中的雄株與變種雌株交配，則子代中雙高抗比例是 。（5）將癌細胞培養(yǎng)在含蘆筍抗癌因子和3H標記的胸腺嘧啶的細胞培養(yǎng)液中，結(jié)果顯示癌細胞中幾乎沒有放射性，由此推測，蘆筍抗癌因子的作用機理是 。資料三：蘆筍的性別由一對位于性染色體上的等位基因（M、m）決定。雄株開雄花，雌株開雌花，但

10、極少數(shù)雄株偶爾開兩性花，這種植株叫雄性雌型株（無變異），雄性雌型株自交，子代的雄株：雌株=3：1。（6）分析資料三可知，蘆葦?shù)男坌允?（顯性/隱性）。（7）請寫出雄性雌型株自交后代出現(xiàn)雄株：雌株=3：1的遺傳圖解（要求寫出配子）（1）K（2）含32P的雙鏈DNA分子 限制酶和DNA聚合酶（3）ab花粉粒致死（4）2/3（5）阻止細胞增殖（或阻止DNA復制）（6）顯性（7）PXmYMF1雄性雌型株比例配子ab1 ： 3Xm 、YMXm 、YMXmYM雄性雌型株Xm XmXmYMYM YMXmYM雄株雄株雄株雌株12請回答基因工程方面的有關問題:(1)利用PCR技術擴增目的基因,其原理與細胞內(nèi)DN

11、A復制類似(如下圖所示)。圖中引物為單鏈DNA片段,它是子鏈合成延伸的基礎。從理論上推測,第四輪循環(huán)產(chǎn)物中含有引物A的DNA片段所占的比例為 。在第 輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段。(2)設計引物是PCR技術關鍵步驟之一。某同學設計的兩組引物(只標注了部分堿基序列)都不合理(如下圖),請分別說明理由。第1組: ;第2組: 。(3) PCR反應體系中含有熱穩(wěn)定DNA聚合酶,下面的表達式不能正確反映DNA聚合酶的功能,這是因為 。(4)用限制酶EcoRV、Mbo單獨或聯(lián)合切割同一種質(zhì)粒,得到的DNA片段長度如下圖(1 kb即1 000個堿基對),請畫出質(zhì)粒上EcoRV、Mbo

12、的切割位點?！敬鸢浮?1)15/16 三(2)引物和引物局部發(fā)生堿基互補配對而失效引物自身折疊后會出現(xiàn)局部堿基互補配對而失效(3) DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸連續(xù)結(jié)合到雙鏈DNA片段的引物鏈上(4)見圖13、已知玉米因受到玉米螟危害而減產(chǎn)，玉米螟食用某種原核生物分泌的-蛋白后死亡。因此，可將-蛋白基因轉(zhuǎn)入到玉米體內(nèi)，使玉米獲得抗玉米螟危害的能力。請據(jù)此回答下列問題：（1）為了獲得-蛋白的基因，在已知-蛋白的氨基酸序列的基礎上，推測出-蛋白的 序列，據(jù)此可利用 方法合成目的基因。獲得-蛋白的基因還可用 、 方法。（2）如下圖，若用限制酶E和F從原核生物基因組DNA上切下-蛋白的基因，并將之

13、取代質(zhì)粒Z1上相應的EF區(qū)域 (0.4kb，1kb=1000對堿基)。（圖中E、F、G、H是4種識別序列完全不同的限制酶及其部分識別位點）此時所形成的重組質(zhì)粒Z2的大小為5.4kb，問目的基因的大小是_；若用限制酶E和F處理Z2，則會出現(xiàn)Z2_；A既能被E也能被F切開 B能被E但不能被F切開C既不能被E也不能被F切開 D能被F但不能被E切開若用限制酶G切割Z1，可得到一種2.5 kb的DNA片段；若用限制酶G切割Z2，可得到2.5kb、1.4 kb和0.1 kb三種片段，問Z2上有 個限制酶G識別位點。（3）若用含有重組質(zhì)粒的土壤農(nóng)桿菌直接感染玉米植株的根部傷口，則該植株的種子中 （填“含有”

14、或“不含”）-蛋白基因?！敬鸢浮浚?）基因（DNA堿基）化學 基因文庫 PCR（2） 0.8kb A 4 （3）不含 14、登革熱病毒感染蚊子后，可在蚊子唾液腺中大量繁殖。蚊子在叮咬人時將病毒傳染給人，可引起病人發(fā)熱、出血甚至休克?？茖W家擬用以下方法控制病毒的傳播。(1)將S基因轉(zhuǎn)入蚊子體內(nèi)，使蚊子的唾液腺細胞大量表達S蛋白，該蛋白可以抑制登革熱病毒的復制。為了獲得轉(zhuǎn)基因蚊子，需要將攜帶S基因的載體導入蚊子的_細胞。如果轉(zhuǎn)基因成功，在轉(zhuǎn)基因蚊子體內(nèi)可檢測出_、_和_。(2)科學家獲得一種顯性突變蚊子(AABB)。A、B基因位于非同源染色體上，只有A基因或B基因的胚胎致死。若純合的雄蚊(AABB

15、)與野生型雌蚊(aabb)交配，F(xiàn)1群體中A基因頻率是_，F(xiàn)2群體中A基因頻率是_。(3)將S基因分別插入到A、B基因的緊鄰位置(如上圖)，將該純合的轉(zhuǎn)基因雄蚊釋放到野生型群體中，群體中蚊子體內(nèi)病毒的平均數(shù)目會逐代_，原因是_?！敬鸢浮?1)受精卵S基因S基因轉(zhuǎn)錄出的mRNAS蛋白(2)50%（2分）60%15、草甘膦是一種廣譜除草劑，其除草機制是抑制植物體內(nèi)EPSPS酶的合成，最終導致植物死亡。但是，它的使用有時也會影響到植物的正常生長。目前，已發(fā)現(xiàn)可以從一種抗草甘膦的大腸桿菌突變株中分離出EPSPS基因，若將該基因轉(zhuǎn)入植物細胞內(nèi)，從而獲得的轉(zhuǎn)基因植物就能耐受高濃度的草甘膦。取6株植物，其中

16、，植物A和D對草甘膦敏感，B和E對草甘膦天然具有抗性，C和F則經(jīng)過了轉(zhuǎn)基因處理，但是是否成功還未知。圖1為4種限制酶的識別序列和酶切位點，圖2為含有目的基因的DNA片段及其具有的限制酶切點。據(jù)圖回答下列問題：（1）若A-C澆清水，D-F澆的水中含有草甘膦，上述植物中，肯定能健康成長的是 。（2）一個完整的基因表達載體除了目的基因、復制原點、啟動子和終止子外，還應包括 。若需利用酶切法獲得目的基因，最應選擇的限制酶是 和。（3）假設EPSPS基因已被成功轉(zhuǎn)移到植物F中，但植物F仍沒有表現(xiàn)出抗性，分析可能的原因。（4）下圖甲是某目的基因（4.0kb，1kb=1000對堿基）與大腸桿菌pUC18質(zhì)粒

17、（2.7kb）重組的示意圖。圖中Ap是抗氨芐青霉素基因，lacZ是顯色基因，其上的EcoRI識別位點位于目的基因插入位點的右側(cè)，其控制合成的物質(zhì)能使菌落呈現(xiàn)藍色。（圖乙中深色圓點即為藍色菌落）圖乙的培養(yǎng)基中含有氨芐青霉素，請判斷圖乙中所出現(xiàn)的白色和藍色兩種菌落中，何種會含有重組質(zhì)粒。 ?，F(xiàn)用EcoRI酶切重組成功的質(zhì)粒（重組質(zhì)粒上目的基因的插入位點與EcoRI的識別位點之間的堿基對忽略不計），酶切后進行電泳觀察，會出現(xiàn)長度為 kb的片段。（2分）【答案】（1）ABCE （2）標記基因 Msp Sma（3）目的基因沒有成功表達或表達的產(chǎn)物失活 （4）白色菌落 3、3.7或1、5.7（2分一個一分

18、）18野生獼猴桃是一種多年生的富含V.C的二倍體（2n=58）小野果。下圖是某科研小組以大量的野生獼猴桃種子（aa）為實驗材料培育抗蟲獼猴桃無籽新品種的過程，據(jù)圖回答：（1）填育種類型： （2）若過程是自交，在產(chǎn)生的子代植株中AA的概率為 ；（3）過程用到的藥劑是 ，原理是 ，經(jīng)過程產(chǎn)生的AAaa植株是 （填“純合子”或“雜合子”）；（4）若過程是自交，則產(chǎn)生的AAAA的概率是 。(5)若過程是雜交，產(chǎn)生的AAA植株的體細胞含染色體數(shù)目是 ，該植株所結(jié)果實無籽的原因是減數(shù)分裂過程中 ；AA植株和AAAA植株不是一個物種的原因是 。（6）過程中用到的工具酶是 、 ，操作步驟的第三步是 ；AAA的

19、細胞成功接受抗蟲B基因后，經(jīng)植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生幼苗，移栽后長成AAAB的抗蟲新品種植株，該過程中產(chǎn)生的變異類型是 ?！敬鸢浮空T變育種 多倍體育種 基因工程（育種） 1/4 秋水仙素 抑制紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍 雜合子 1/36 87 聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生能育（有效）的配子 雜交后代不育限制酶 DNA連接酶 將目的基因?qū)胧荏w細胞 基因重組19家蠶是二倍體生物，含56條染色體，ZZ為雄性，ZW為雌性。(1)正常情況下，雌蠶減數(shù)分裂過程中產(chǎn)生的次級卵母細胞中含有W染色體的數(shù)量是 條。(2)下圖為科學家培育出“限性斑紋雌蠶”過程圖。圖中“變異家蠶”的變異類型屬于染色體變異中的。由“變異家蠶”培育出“限性斑紋雌蠶”所采用的育種方法是。(3)在家蠶的一對常染色體上有控制蠶繭顏色的黃色基因(Y)與白色基因(y)。在另一對常染色體上有I、i基因，當基因I存在時會抑制黃色基因Y的作用，從而使蠶繭變?yōu)榘咨?；而i基因不會抑制黃色基因Y的作用。若基因型為IiYy、iiYy的兩個個體交配，產(chǎn)生了足夠多的子代，子代的表現(xiàn)型及其比例為。若基因型為IiYy的兩個個體的F1自由交配，F(xiàn)2中出現(xiàn)結(jié)白色繭的概率是。(4)家蠶中D、d基因位于Z染色體上，d是隱性致死基因（基因型ZdZd、ZdW的受精卵不能發(fā)育，但Zd的配子有活性）。問是否能選擇出相應基因型的雌雄蠶雜交，