②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色,紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫:白=3:5,出现性状分离的原因是紫粒玉米和白粒玉米均为杂合子.推测白粒亲本的基因型是Aarr或aaRr.
③将玉米籽粒颜色作为标记性状,用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体,过程如下:
请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出表现相应的基因型单倍体基因型为ar为白粒、二倍体基因型为AaRr表现型为紫粒.
(3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H),欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种.结合(2)③中的育种材料与方法,育种流程应为:用G和H杂交获得种子,再与突变体杂交得到单倍体,再利用秋水仙素处理萌发种子或幼苗;将得到的植株进行染色体加倍以获得纯合子;选出具有优良性状的个体.
【考点】87:基因的自由组合规律的实质及应用;9C:生物变异的应用
【专题】111:图文信息类简答题;527:基因分离定律和自由组合定律;52A:基因重组、基因突变和染色体变异.
【分析】1、单倍体生物是由未经受精作用的配子发育成的个体,其染色体数为本物种配子染色体数.
2、玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,遵循基因的自由组合定律.A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色,则紫色的基因型为A_R_,白色的基因型为A_rr、aaR_、aarr.
【解答】解:(1)玉米(2n=20)的正常体细胞中含20条染色体,所以其配子中含有10条染色体.由于配子发育而成的单倍体玉米体细胞的染色体数为10条,不含同源染色体,因此单倍体玉米在减数第一次分裂过程中染色体无法联会,导致配子中无完整的染色体组.
(2)①从图2结果可以看出,F1单倍体胚与普通玉米母本所含DNA片段相同,所以可推测单倍体的胚是由普通玉米的卵细胞发育而来.
②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色,紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫:白=3:5,是3:1:3:1的变式.出现性状分离的原因是紫粒玉米和白粒玉米均为杂合子.推测紫粒亲本的基因型是AaRr,白粒亲本的基因型是Aarr或aaRr.
③由于单倍体的胚是由普通玉米的卵细胞发育而来,而母本是普通玉米白粒aarr,所以单倍体基因型为ar为白粒.则二倍体基因型为AaRr,表现型为紫粒.
(3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H),欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种.其育种流程应为:用G和H杂交获得种子,再与突变体杂交得到单倍体,再利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,使得到的植株细胞中染色体加倍以获得纯合子,从而选出具有优良性状的个体.
故答案为:
(1)10减数第一次染色体组
(2)普通玉米的卵细胞
(3)紫粒玉米和白粒玉米均为杂合子Aarr或aaRr单倍体基因型为ar为白粒、二倍体基因型为AaRr表现型为紫粒
(3)用G和H杂交获得种子,再与突变体杂交得到单倍体,再利用秋水仙素处理萌发种子或幼苗
【点评】本题综合考查染色体变异、基的自由组合定律和育种的相关知识,意在考查学生的识图能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力.
8.(16分)疟原虫是一种单细胞动物.它能使人患疟疾,引起周期性高热、寒战和出汗退热等临床症状,严重时致人死亡.
(1)在人体内生活并进行细胞分裂的过程中,疟原虫需要的小分子有机物的类别包括单糖、氨基酸、核苷酸、脂肪酸(写出三类).
(2)进入血液循环后,疟原虫选择性地侵入红细胞,说明它能够识别并结合红细胞表面受体.
(3)疟原虫大量增殖后胀破红细胞进入血液,刺激吞噬细胞产生致热物质.这些物质与疟原虫的代谢产物共同作用于宿主下丘脑的体温调节中枢,引起发热.
(4)疟原虫的主要抗原变异频繁,使疟原虫能避免被宿主免疫系统特异性清除,从而使该物种得以生存与繁衍.
(5)临床应用青蒿素治疗疟疾取得了巨大成功,但其抗疟机制尚未完全明了.我国科学家进行了如下实验.
组别实验材料实验处理实验结果(线粒体膜电位的相对值)
1疟原虫的线粒体不加入青蒿素100
2加入青蒿素60
3仓鼠细胞的线粒体不加入青蒿素100
4加入青蒿素97
①1、2组结果表明青蒿素能显著降低疟原虫线粒体膜电位;由3、4组结果可知青蒿素对仓鼠细胞线粒体膜电位无明显影响.据此可以得出的结论是青蒿素对线粒体膜电位的影响存在物种间差异.
②将实验中仓鼠细胞的线粒体替换为人体细胞的线粒体,能为临床应用青蒿素治疗疟疾提供直接的细胞生物学实验证据.
【考点】2D:线粒体、叶绿体的结构和功能;E4:人体免疫系统在维持稳态中的作用
【专题】114:实验性简答题;516:细胞器;534:免疫调节.
【分析】1、疟原虫营寄生生活,进入人红细胞,在红细胞内增殖时,合成DNA、蛋白质的原料均来自红细胞.破坏红细胞后,释放出大量的代谢产物所引起的,最终导致红细胞破裂;
2、疟原虫属于寄生虫,是病原体;传染源是指能够散播病原体的人或动物,疟疾病人及带虫者属于传染源;疟疾通过蚊虫叮咬传播,蚊虫等害虫属于生物媒介传播;从传播途径分析,疟疾属于血液传染病,从免疫的角度分析,疟原虫属于抗原.
【解答】解:(1)疟原虫体内的大分子物质多糖、蛋白质、核酸、脂肪的基本组成单位分别是单糖、氨基酸、核苷酸、脂肪酸.
(2)识别后才能侵入.
(3)疟原虫大量增殖后胀破红细胞进入血液,刺激吞噬细胞产生致热物质.这些物质与疟原虫的代谢产物共同作用于宿主下丘脑的体温调节中枢,引起发热.