32.(11分)杂种优势泛指杂种品种即F1(杂合子)表现出的某些性状或综合性状优越于其亲本品种(纯系)的现象。现阶段,我国大面积推广种植的优质、高产玉米品种,均为杂合子。请回答:
(1)玉米是单性花,雌雄同株的作物。在杂交过程中,玉米相对于豌豆可以简化________环节,在开花前直接给雌、雄花序________处理即可。
(2)在农业生产时,玉米杂交种(F1)的杂种优势明显,但是F2会出现杂种优势衰退现象。这可能是F1产生配子时发生了________,使F2出现一定比例纯合子所致。
(3)玉米的大粒杂种优势性状由一对等位基因(A1、A2)控制,现将若干大粒玉米杂交种平分为甲、乙两组,相同条件下隔离种植,甲组自然状态授粉,乙组人工控制自交授粉。若所有的种子均正常发育,第3年种植时甲组和乙组杂种优势衰退率(小粒所占比例)分别为____、____。该实验的目的是__________。
(4)玉米的大穗杂种优势性状由两对等位基因(B1、B2和C1、C2)共同控制,两对等位基因都纯合时表现为衰退的小穗性状。若大穗杂交种(B1B2C1C2)自交,F2出现衰退的小穗性状的概率为1/2,则说明这两对等位基因位于
___________________________________________________________。
(5)如果玉米的某杂种优势性状由n对等位基因控制,且每对等位基因都独立遗传。若某杂种优势品种n对基因都杂合,其后代n对基因都纯合时才表现衰退,该品种自然状态授粉留种,第二年种植时(F2)表现衰退的概率为________,由此推断F2杂种优势衰退率与杂合等位基因对数的关系是___________。
【解析】 (1)在杂交过程中,为了防止自花传粉,豌豆需去雄后套袋处理,而玉米是雌雄同株的单性花植物,雄花在上面,雌花在下面,因此可以简化的是去雄环节,只需要在开花前直接给雌、雄花序套袋处理即可。
(2)在农业生产时,玉米杂交种(F1)的杂种优势明显,但是F2会出现杂种优势衰退现象。这可能是F1产生配子时发生了基因分离,使F2出现一定比例纯合子所致。(3)如题所述,第3年种植时,应该是甲组个体随机交配两次得到的子代,由于甲组个体是随机交配,后代基因型频率计算应从基因频率入手,甲组(A1A2)中A1的基因频率=1/2,A2的基因频率=1/2,随机交配后种群的基因频率不变,因此第3年种植时,A1A2的基因型频率=2×1/2×1/2=1/2,所以甲组杂种优势衰退率为1-1/2=1/2,第3年种植时,应该是乙组个体自交两次得到的子代,A1A2的基因型频率=1/2×1/2=1/4,由此可知乙组杂种优势衰退率是1-1/4=3/4;对比两实验自变量及因变量可知,该实验的目的是研究授粉方式对杂种优势衰退率的影响。(4)由题意可知,若两对基因(B1、B2和C1、C2)位于两对同源染色体上,大穗杂交种(B1B2C1C2)自交,F2出现衰退的小穗性状的概率为1/2×1/2=1/4,与题中给的概率1/2不符,说明这两对等位基因位于一对同源染色体上,且不发生交叉互换。(5)由(3)的分析可知,如果玉米的某杂种优势性状由一对等位基因控制,自然授粉后其后代中纯合子的概率是1/2,如果玉米的某杂种优势性状由两对等位基因控制,自然授粉后其后代中纯合子的概率是1/2×1/2=1/4,由此可以推出,如果玉米的某杂种优势性状由n对等位基因控制,且每对等位基因都独立遗传,其后代n对基因都纯合时才表现衰退,该品种自然状态授粉留种,第二年种植时(F2)表现衰退的概率为1/2n,由此推断F2杂种优势衰退率与杂合等位基因对数的关系是杂种优势性状F1基因型的杂合等位基因对数越多,F2中的衰退率越低。
【答案】 (1)去雄 套袋
(2)基因分离
(3)1/2 3/4 研究授粉方式对杂种优势衰退率的影响
(4)一对同源染色体上,且不发生交叉互换
(5)1/2n(2分) 杂种优势性状F1基因型的杂合等位基因对数越多,F2中的衰退率越低(2分)
三、选做题
39.【生物——选修1 生物技术实践】(15分)
近年来,纪录片《舌尖上的中国》引发全民关注美食的热潮,其中多次讲述了利用不同微生物的发酵作用制作的美味食品。请回答:
(1)腐乳生产是在严格的无菌条件下,将优良的毛霉菌种接种到豆腐上,这样可以______________________。
腐乳制作的过程中,加盐的作用是________________和____________________。从微生物培养的角度来看,豆腐应该属于________。
(2)在果醋制作时,醋酸菌在________供应和糖源充足时,将糖分解成醋酸;在糖源不充足时,也可以利用________生成醋酸。
(3)制作泡菜的原理是_________________________。
(4)胡萝卜素是重要的药物和食品添加剂,在胡萝卜素的萃取中,所用的有机萃取溶剂应该具有较高的________,以便胡萝卜素能充分溶解其中。对萃取的胡萝卜素样品和标准样品进行点样层析时,如果出现________(现象),则说明胡萝卜素提取成功。
【解析】 (1)传统腐乳制作中所需的毛霉来自空气中的毛霉孢子,而现代的腐乳生产是将优良的毛霉菌种接种在豆腐上,这样可以避免其他菌种的污染,保证产品的质量;腐乳制作过程中,加盐可以析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬,在后期的制作过程中不会过早酥烂,同时,盐能抑制微生物的生长,避免豆腐块腐败变质;从微生物培养的角度来看,豆腐应该属于培养基。(2)在果醋制作时,醋酸菌在氧气供应和糖源充足时,将糖分解成醋酸;在糖源不充足时,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无氧的环境下大量繁殖,将葡萄糖分解成乳酸。(4)在胡萝卜素的萃取中,所用的有机萃取溶剂应该具有较高的沸点,以便胡萝卜素能充分溶解其中;对萃取的胡萝卜素样品和标准样品进行点样层析时,如果出现对应层析带,则说明胡萝卜素提取成功。
【答案】 (1)避免其他菌种的污染,保证产品的质量 析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬 抑制微生物生长,避免豆腐块变质 培养基(1分)
(2)氧气(1分) 酒精(1分)
(3)乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖,将葡萄糖分解成乳酸
(4)沸点 对应层析带
40.【生物——现代生物科技专题】(15分)
鼠源单克隆抗体用于疾病的治疗时,易发生不良反应,科学家通过对鼠和人控制抗体产生的基因进行拼接,实现了对鼠源单克隆抗体的改造,生产出对人体不良反应小、效果更好的单克隆抗体。请回答:
(1)鼠源单克隆抗体是将经过免疫的小鼠__________细胞与骨髓瘤细胞融合,然后筛选出______________________的杂交瘤细胞,并通过体内或体外培养生产的抗体。
(2)动物细胞融合常用________诱导,细胞融合体现了细胞膜的________。在体外培养杂交瘤细胞时,培养液中通常加入________等天然成分,将其置于95%空气加5%CO2的气体环境中,CO2的作用是____________________。
(3)基因拼接用到的工具有__________和__________。
(4)单克隆抗体的优点是________________。
【解析】 (1)单克隆抗体是将经过免疫的小鼠B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,然后筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞,并通过体内或体外培养生产的抗体。(2)动物细胞融合常用灭活的病毒诱导,该过程体现了细胞膜的流动性,在体外培养杂交瘤细胞时,培养液中通常加入动物血清等天然成分,将其置于95%空气加5%CO2的气体环境中,CO2的作用是维持培养液的pH。(3)基因工程中构建基因表达载体时,需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,还需DNA连接酶将目的基因和运载体连接起来。(4)单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高,并可大量制备。
【答案】 (1)B淋巴 既能无限增殖,又能产生所需抗体
(2)灭活的病毒(或聚乙二醇) 流动性(1分) 血清(或血浆) 维持培养液的pH
(3)限制性核酸内切酶(或限制酶)(1分) DNA连接酶(1分)
(4)特异性强、灵敏度高,并可大量制备