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遗传标记在遗传学研究中的重要作用例题1、番茄茎的颜色由基因A、a控制，正常叶和缺刻叶由基因B、b控制，植株的茸毛性状由基因D、d控制。根据茸毛密度，可将番茄植株分为浓毛型、多毛型和少毛型。用绿茎浓毛和紫茎少毛为亲本进行杂交实验，结果如下图。（考查：基因的分离、自由组合定律，基因和染色体的关系，减数分裂与配子形成，基因重组） P 绿茎浓毛 紫茎少毛F1 紫茎多毛 F2 紫茎浓毛 紫茎多毛 紫茎少毛 绿茎浓毛 绿茎多毛 绿茎少毛 58株 122株 60株 22株 38株 20株 （1）番茄茸毛的浓毛、多毛和少毛互为 ，茸毛和茎的颜色性状的遗传遵循 定律。（2）F2有 种基因型，F2紫茎浓毛型中纯合子的比例为 。D D（3）科研人员对一株浓毛型紫茎正常叶植株X进行研究。取植株X的花药，经离体培养获得 后，在幼苗期用 处理，获得四种表现型的二倍体植株，其比例约为：浓毛紫茎正常叶浓毛紫茎缺刻叶浓毛绿茎正常叶浓毛绿茎缺刻叶=1:4:4:1。请在下图中标出植株X中A、a、B、b基因的位置（图中“|”表示相关染色体）。例题2、（2020年抽测卷 有改动）野生型果蝇为灰身、长翅。灰身基因（A）突变后出现黑身表型，长翅基因（B）突变后出现残翅表型。已知控制这两对性状的基因都位于常染色体上。用灰身长翅（P1）与黑身残翅（P2）两种果蝇进行的杂交实验结果如下：请回答相关问题：（考查：基因的分离定律，减数分裂与配子形成，基因和染色体的关系，PCR和电泳结果分析，基因突变，基因重组）（1） 请解释实验一和实验二结果不同的原因。（2） 为从细胞水平证明只有雌果蝇能够产生新的基因组合的配子，请写出实验思路，并预期实验结果。例题3、决定玉米籽粒有色（C）和无色（c）、淀粉质（Wx）和蜡质（wx）的基因位于9号染色体上，结构异常的9号染色体一端有染色体结节，另一端有来自8号染色体的片段（见图11）。科学家利用玉米染色体的特殊性进行了图12所示的研究。（考查：基因重组、染色体变异、减数分裂与配子形成）图12图11（1）8号染色体片段转移到9号染色体上的变异现象称为 。（2）图12中的母本在减数分裂形成配子时，这两对基因所在的染色体_（填“能”或“不能”）发生联会。（3）图12中的亲本杂交时，F1出现了四种表现型，其中表现型为无色蜡质个体的出现，说明亲代_细胞在减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间发生了_，产生了基因型为_的重组型配子。（4）由于异常的9号染色体上有_作为C和wx的细胞学标记，所以可在显微镜下通过观察染色体来研究两对基因的重组现象。将F1表现型为无色蜡质个体的组织细胞制成临时装片观察，观察到_的染色体，可作为基因重组的细胞学证据。反馈题：玉米是我国第一大粮食作物。玉米腐霉茎腐病在我国广泛发生，严重危害粮食生产安全，相关研究具有重要的经济价值和社会意义。（1）玉米对腐霉茎腐病表现出的抗病与感病为一对_。（2）观察发现，玉米品种甲（纯系）对腐霉茎腐病表现为抗病，品种乙（纯系）表现为感病。研究人员将品种甲与品种乙杂交，得到F1；再将F1自交，得到F2。检测发现，产生的F1全部为抗病；产生的673株F2中，626株为抗病，47株为感病。F2中的抗病:感病15:1，因此可推知抗病与感病由_染色体上的_对基因控制。（形态学标记：研究遗传规律）研究人员又对F2进行单株自交，将每株收获的种子分别种植，观察表现型。有的F2单株自交子代都为抗病、有的F2单株自交子代都为感病、有的F2单株自交子代既有抗病又有感病。若上述三种F2的比例为_，即可验证（2）所得结论。（形态学标记：研究遗传规律）（3）进一步研究发现，品种甲的抗病基因R1位于玉米1号染色体上。已知抗病玉米品种丙（纯系）的显性抗病基因Q也位于1号染色体上。在玉米1号染色体上的特定位置有分子标记，如z263，它在玉米的不同品系里的长度可能不同，但起始和终止序列相同。类似的还有z459、z319和z256。已知品种丙的Q基因与z263、z459、z319和z256紧密连锁（不发生交叉互换）。科研人员根据这几个分子标记的起始和终止序列设计_，分别以品种甲、乙的基因组DNA为_进行PCR扩增后电泳检测。下图所示实验结果初步说明R1与Q是_（填“相同”或“不同”）基因，判断依据是_。（分子标记：研究基因之间的关系）科研人员将品种甲与品种丙杂交，得到F1，F1均表现为抗病。再将F1自交，得到F2。F2出现感病植株，直接验证（3）的结论。推测F2出现感病植株的原因是（只考虑R1和Q基因）_。（宏观现象的微观解释）（个体细胞染色体基因水平）巩固提升.玉米自交系（遗传稳定的育种材料）B具有高产、抗病等优良性质，但难以直接培育成转基因植株，为使其获得抗除草剂性状，需依次进行步骤I、II试验。获得抗除草剂转基因玉米自交系A，技术路线如下图。（1）为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用2种限制酶，选择的原则是_（单选）。Ti质粒内，每种限制酶只有一个切割位点G基因编码蛋白质的序列中，每种限制酶只有一个切割位点酶切后，G基因形成的两个黏性末端序列不相同酶切后，Ti质粒形成的两个黏性末端序列相同A B C D（2）下表是4种玉米自交系幼胚组织培养不同阶段的结果。据表可知，细胞脱分化时使用的激素是_，自交系_的幼胚最适合培养成愈伤组织作为转化受体。（3）农杆菌转化愈伤组织时，T-DNA携带插入其内的片段转移到受体细胞。筛选转化的愈伤组织，需使用含_的选择培养基。（4）转化过程中，愈伤组织表面常残留农杆菌，导致未转化愈伤组织也可能在选择培养基上生长。含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达，其产物能催化无色物质K呈现蓝色。用K分别处理以下愈伤组织，出现蓝色的是_（多选）。A无农杆菌附着的未转化愈伤组织 B无农杆菌附着的转化愈伤组织C农杆菌附着的未转化愈伤组织 D农杆菌附着的转化愈伤组织（5）组织培养获得的转基因植株（核DNA中仅插入一个G基因）进行自交，在子代含G基因的植株中，纯合子占_。继续筛选，最终选育出抗除草剂纯合自交系A。II通过回交使自交系B获得抗除草剂性状（6）抗除草剂自交系A（GG）与自交系B杂交产生F1，然后进行多轮回交（下图）。自交系B作为亲本多次回交的目的是使后代_。（7）假设子代生活力一致，请计算上图育种过程F1、H1、H2、H3各代中含G基因植株的比例，并在图1中画出对应的折线图。若回交后每代不进行鉴定筛选，直接回交，请在图2中画出相应的折线图。（8）下表是鉴定含G基因植株的4种方法。请预测同一后代群体中，4种方法检出的含G基因植株的比例，从小到大依次是_。方法 检测对象 检测目标 检出的含G基因植株的比例PCR扩增 基因组DNA G基因 x1分子杂交 总mRNA G基因转录产物 x2抗原-抗体杂交 总蛋白质 G基因编码的蛋白质 x3喷洒除草剂 幼苗 抗除草剂幼苗 x4对Hn继续筛选，最终选育出高产、抗病、抗除草剂等优良性状的玉米自交系。资料阅读：遗传标记及其在生物技术中的应用遗传和变异作为生物的重要特征之一，决定着生物的生存和进化。在对物种的遗传和变异进行研究的过程中，遗传标记(Genetic Marker)是指那些表现变异性，且遵循简单遗传方式的性状或物质，是非常重要的任何遗传分析都不可缺少的工具，其作为遗传物质特殊的易于识别的表现形式，可以用来研究基因遗传和变异的规律。 1 遗传标记的发展 19世纪60年代，Mendel以豌豆为材料，详细研究了豌豆的7对相对性状的遗传规律。由于这些性状都具有典型的外部形态，很容易识别，从而构成了最早的遗传标记，即形态学标记，由此奠定了近代遗传学的基础。1900 年以后，Morgan等将Mendel所称的“遗传因子”(Inherited factor)的行为与细胞核内染色体的行为相联系进行研究，导致细胞遗传学的诞生，从而使细胞学标记得到应用。随着生物学各个分支学科的发展,遗传标记从可见形态的表现型扩展到生理、生化、细胞、发育和免疫等多个方面，但所有这些标记都是从生物学方面进行判别。1941年Beald和Tatum通过研究红色面包酶的生化突变型,提出了“一个基因一个酶”的假说,创立了生化遗传学,这也是第1个将生化标记用于遗传多样性分析的实例。生化标记在50年代末60年代初被大量应用。同工酶标记的兴起,使遗传标记的识别突破了活体形式,但仍然没有突破表达基因的范围。1953年,Watson和Crick提出了DNA分子结构的双螺旋模型,宣布分子遗传学时代的到来。1974年,Grodzicker等首次提出DNA限制性片段长度多态性(RFLP)可以作为遗传标记，开创了直接应用DNA多态性作为遗传标记的新阶段。1985年Mullis等发明了聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR),使直接扩增DNA的多态性成为可能,随着PCR的迅速发展,又产生了各种新型的分子标记,从而使遗传标记进入了一个日新月异的发展阶段。2遗传标记的分类 2.1形态学标记 形态学标记是最原始的生物性状遗传标记,是指肉眼可见的生物特定的外部特征特性。经过遗传学家的努力,已建立了许多形态标记的遗传图谱,但需要寻找或人工诱变突变体。这就使形态标记构建时间变长,并且这种标记易受环境影响,突变对有利形态标记会产生不利影响3。 2.2细胞学标记 随着遗传学和细胞学的发展,人们将遗传现象与染色体结合起来。染色体数目及结构的变化常常引起表型的变化,因此染色体的变化可以作为一种遗传标记。 2.3分子标记 生物体之间的差异本质上是DNA水平上的差异。以DNA多态性与性状间的紧密连锁关系为基础遗传标记,是性状基因的真实反映,能在不同发育阶段对不同组织DNA进行检测分析。分子标记具有以下优点:直接以DNA的形式出现,不受环境和其他因素的影响；多态性几乎遍及整个基因组;表现为中性标记;不影响目标性状的表达,与不良性状无必然连锁;有许多分子标记为共显性;部分分子标记可分析微量DNA样品。 3遗传标记检测技术的分类 DNA分子标记检测技术大致可分为3类:第1类是以电泳技术和分子杂交技术为核心的分子标记技术;第2类是以电泳技术和PCR技术为核心的分子标记技术;第3类是以DNA测序为核心的分子标记技术。 4遗传标记的应用 4.1遗传图谱的构建 一般步骤包括:选择用于作图的遗传标记;根据遗传材料的多态性确定作图群体的亲本和组合;培育具有