(16分) 生态学家在德昌县弃耕地紫茎泽兰入侵区,开展轻度、中度、重度入侵区的群落植物多样性调查(结果如图1)。 同时对轻度入侵区的能量流动进行了研究(结果如图2)。
(1)群落中物种数目随紫茎泽兰入侵程度的增加而________ _。重度入侵区植物物种数变化较小的原因是__________________ ___。调查说明外来物种的入侵能改变群落演替的___________ 。
(2)紫茎泽兰与本地植物之间构成___________关系。紫茎泽兰能分泌化学物抑制其它植物,同时能引起昆虫和动物拒食。可见,信息能够调节生物的_________ _。
(3)研究发现,经济植物黑麦草能抑制紫茎泽兰的生长。为了解其抑制机制,进行如下实验:
①用完全营养液培养黑麦草幼苗;
②取一定量培养过黑麦草的营养液加入用于培养紫茎泽兰幼苗的完全营养液中作为实验组,对照组加入等量的培养紫茎泽兰幼苗的完全营养液。
③在适宜条件下培养一段时间,观察并比较两组紫茎泽兰幼苗的长势。
该实验的目的是探究______________________________________________________。
(4)在研究能量流动时,可通过____________ __调查初级消费者田鼠种群密度。若标记个体更易于被捕食,则种群密度的估计值_______ __(填“偏高”“偏低”“不变”)。初级消费者到次级消费者的能量传递效率是_______ ___。
(16分)2012年诺贝尔化学奖授予在G蛋白偶联受体领域作出杰出贡献的科学家。下图表示位于甲状腺细胞膜内侧的G蛋白在与促甲状腺激素受体结合形成G蛋白偶联受体后被活化,进而引起细胞内一系列代谢变化的过程。请回答:
(1)促甲状腺激素是由______________分泌的,它与促甲状腺激素受体结合形成G蛋白偶联受体的过程体现了细胞膜具有________________的功能。推测“功能蛋白A”的生物效应是促进___________________的合成和分泌。上图的作用机理也说明激素调节的特点之一是作用于___________________________。
(2)人体不同组织细胞的相同DNA进行①过程时启用的起始点_______________(在“都相同” 、“都不同”、“不完全相同”中选择),其原因是___________________ ________。
(3)若该功能蛋白A起催化作用,说明功能蛋白A基因通过_________________________,进而控制生物的性状。科研人员发现有些功能蛋白A分子量变小,经测序表明这些分子前端氨基酸序列正确,但从某个谷氨酸开始以后的所有氨基酸序列丢失,则功能蛋白A基因转录的模板链上相应的位置碱基发生的变化为___________________(已知谷氨酸密码子:GAA、GAG,终止密码子: UAA、UAG、UGA)。
(16分)小鼠饲养简单、繁殖速度较快,可作为遗传学研究的实验材料。一个常规饲养的小鼠种群中个体均为黑毛。该种群中偶然发现几只小鼠出现无毛性状,无毛小鼠既有雌性也有雄性。(有毛与无毛基因用A、a表示)
(1)由上表判断,无毛基因的遗传方式为_____ ___。
(2)由表中数据可知 基因的频率将呈下降趋势。其下降的原因是
___ _ _______。
(3)进一步研究发现,无毛基因表达的蛋白质使甲状腺激素受体的功能下降。通过表中 两组数据对比,能较清晰的说明这种现象。这种蛋白质的产生使甲状腺激素的_____________________功能不能正常发挥。
(4)如果上述第2组亲本小鼠继续交配产仔,发现后代中出现一只白毛雄性个体,该雄性个体与第2组的予代有毛雌性个体交配,后代中雌性均为白毛,雄性均为黑毛。则白毛基因的遗传方式为_________ ___ 。上述交配产生的后代中,表现型及其比例为________________________,其中无毛个体的基因型为____ 。(黑毛与白毛基因用B、b表示)
(16分)科研人员向野生型拟南芥的核基因组中随机插入已知序列的Ds片段(含卡那霉素抗性基因),导致被插入基因突变,筛选得到突变体Y。因插入导致某一基因(基因A)的功能丧失,从突变体Y的表现型可以推测野生型基因A的功能。
(1)将突变体Y自交所结的种子用70%酒精_____ ___处理后,接种在含有卡那霉素的培养基中,适宜条件下光照培养。由于卡那霉素能引起野生型植物黄化,一段时间后若培养基上的幼苗颜色为绿色,则可确定植株DNA中含有______ __。
(2)统计培养基中突变体Y的自交后代,绿色幼苗3326株、黄色幼苗3544株,培养基中突变体Y的自交后代结果表明相关基因______ __(填“符合”或“不符合”)孟德尔自交实验的比例。
(3)研究人员进一步设计测交实验以检测突变体Y产生的__________ ____,实验内容及结果见下表。
测交亲本 | 实验结果 |
突变体Y(♀)×野生型(♂) | 绿色:黄色=1.03:1 |
突变体Y(♂)×野生型(♀) | 黄色 |
由实验结果可知,Ds片段插入引起的基因突变会导致____ __致死,进而推测基因A的功能与______ __有关。
(4)提取突变体Y的基因组DNA,限制酶切割后用_______ _连接,依据Ds片段的已知序列设计引物,扩增出_____ ____,进一步测定其序列。
(16分)请回答下列有关遗传问题:
(1)研究发现,某果蝇中,与正常酶1比较,失去活性的酶1氨基酸序列有两个突变位点,如下图:
注:字母代表氨基酸,数字表示氨基酸位置,箭头表示突变的位点
(1)据图推测,酶1氨基酸序列a、b两处的突变都是控制酶1合成的基因发生突变的结果,a处和b处分别是发生碱基对的 导致的。进一步研究发现,失活酶1的相对分子质量明显小于正常酶1,出现此现象的原因可能是基因突变导致翻译过程 。
(2)果蝇的眼色遗传中,要产生色素必须含有位于常染色体上的基因 A,且位于X染色体上的基因B和b分别会使眼色呈紫色和红色(紫色对红色为显性)。果蝇不能产生色素时眼色为白色。现将纯合白眼雄果蝇和纯合红眼雌果蝇杂交,后代中有紫色个体。请回答下列问题:
①F1中雌果蝇的基因型及雄果蝇的表现型分别为______ __ 。让F1 雌雄个体相互交配得到F2,F2中紫眼∶红眼∶ 白眼比例为__ 。F2代中红眼个体的基因型有 种。
②请设计合理的实验方案,从亲本或 F1中选用个体以探究 F2 中白眼雌蝇的基因型:
第一步:让白眼雌蝇与基因型为________ 的雄蝇交配;
第二步:观察并统计后代的表现型。预期结果和结论之一是如果子代__ ,则F2中白眼雌蝇的基因 型为aaXBXb。
(3)玉米籽粒黄色基因T与白色基因t是位于9号染色体上的一对等位基因,已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Ttt的黄色籽粒植株B,其细胞中9号染色体如图二。
若植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机的移向细胞两极并最终形成含1条和2条9号染色体的配子,那么以植株B为父本进行测交,后代的表现型及比例为 ,其中得到的染色体异常植株占的比例为:___ ___。
(16分)回答下列有关果蝇遗传问题。
(1)已知果蝇裂翅由基因B控制,且裂翅基因B纯合致死。为研究裂翅基因的遗传特点,科研人员设计了两组杂交实验,过程和结果如下。
杂交亲本 | 子代表现型及数量 | ||||
裂翅♀ | 裂翅♂ | 非裂翅♀ | 非裂翅♂ | ||
第一组 | ♀裂翅×非裂翅♂ | 90 | 82 | 98 | 103 |
第二组 | 非裂翅♀×裂翅♂ | 83 | 79 | 87 | 92 |
上述的杂交结果说明,裂翅基因位于 (常、X)染色体上。
(2)已知果蝇的眼色由2号染色体上的基因R,r控制,体色由3号染色体上的基因A、a控制。科研人员设计了两个杂交实验,过程和结果如下。
根据杂交一、杂交二的结果推测,裂翅基因位于 号染色体上;在翅型、眼色、体色三对相对性状的遗传中,符合自由组合定律的是 。
(3)P基因指导合成的苯丙氨酸羟化酶(PAH)使果蝇眼睛呈红色。紫眼果蝇出现的原因是P基因中插入了一个DNA片段,导致PAH不能正常合成。
① P基因中插入了一个DNA片段,将直接导致基因表达过程中 的产物异常,进而使PAH中的 发生了变化。
②P基因中因为插入一个DNA片段所导致的变异属于 。
(4)有人提取了红眼果蝇的mRNA,用 法获得正常P基因的有效片段,再通过 法将其扩增,然后导入紫眼果蝇的早期胚胎中,观察发育成熟的果蝇眼色。发育成熟的果蝇眼色为 。