高中生物现代生物技术在育种中的应用试题

I．玉米籽粒黄色和白色是一对相对性状，发现黄色基因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Tt的黄色籽粒植株A，其细胞中9号染色体如下图所示。

（1）为了确定植株A的T基因位于正常染色体还是异常染色体上，让其进行自交产生F₁。如果F₁表现型及比例为            ，则说明T基因位于异常染色体上。
（2）以植株A为父本，正常的白色籽粒植株为母本杂交产生的F₁中，发现了一株黄色籽粒植株B，其染色体及基因组成如上右图所示。该植株的出现可能是由于亲本中的         本减数分裂过程中         未分离造成的。
II．下图是一个尿黑酸症（D对d显性）家族系谱图，请回答：

（3）该致病基因在      染色体上       遗传，Ⅲ₁₁的基因型是       ，如果Ⅱ₄已经怀孕，为了判断胎儿是否患病，可采取的有效手段是           （遗传咨询、B超检查、基因检测）。

无子西瓜的培育、高产青霉素菌株的产生、杂交育种所依据的原理分别是（   ）
①基因突变 ②基因分离 ③基因重组 ④染色体变异

A．③②①

B．④①②

C．①③④

D．④①③

当环境中存在一定浓度的某些致突变物时，会导致染色体断裂，不含着丝粒的断裂片段在有丝分裂时不能进入子细胞核中，而是在细胞溶胶中形成椭圆形异常结构，称为微核，微核与主核有相同染色效果，但体积较小（如图所示）。某研究所在蝴蝶兰培育的过程中使用了磷胺杀虫剂，发现磷胺的污染可能导致细胞中出现微核，研究人员以蝴蝶兰根尖细胞为实验材料，通过观测统计出微核率和微核细胞率的大小，来探究磷胺对染色体的影响。
材料和用具：蝴蝶兰幼苗、蒸馏水、0．1 g·L^－1、1g·L^－1、10g·L^－1的磷胺溶液、显微镜及制作临时装片所需的试剂。
（1）本实验的实验原理是：        。
（2）方法步骤：①将蝴蝶兰幼苗随机均分为4组，并编号ABCD。
②分别浸泡在等体积的磷胺浓度为0、0．1 g·L^－1，1g·L^－1，10g·L^－1溶液中，其它条件相同且适宜。
③一段时间后，取出蝴蝶兰幼苗，然后用蒸馏水冲洗，并移至蒸馏水中再培养一段时间（约4个细胞周期），
④制作根尖临时装片：写出制作根尖临时装片的主要步骤和所用试剂。
⑤用显微镜观察临时装片。为了减少实验误差，保证实验结果的准确性，应该观察，记录总细胞数、微核细胞数、微核数，并统计出微核细胞率和微核率。
（3）若下图为研究小组在探究过程中某一个实验方案的实验结果，则符合该实验结果的假设是：

（4）若一直在清水中培养的根尖细胞中也偶尔出现微核，其原因是        。

已知果蝇翅膀后端边缘的缺刻性状是由染色体上某个DNA片段缺失所致，在果蝇群体中不存在缺刻翅的雄性个体。用缺刻翅红眼雌蝇（没有白眼基因）与正常翅白眼雄蝇杂交，F₁出现了缺刻翅白眼雌果蝇且雌雄比为2：1。以下分析错误

A．决定缺刻翅性状的DNA片段缺失可用光学显微镜直接观察

B．果蝇的白眼和缺刻翅基因均位于X染色体的缺失片段上

C．F1缺刻翅白眼雌蝇的X染色体一条片段缺失，另一条带有白眼基因

D．F1雌雄比为2：1的原因是含缺失DNA片段染色体的雌配子致死

以下有关变异的叙述，正确的是

A．用普通二倍体西瓜培育出四倍体西瓜，再用普通二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，则四倍体植株上会结出三倍体无子西瓜

B．基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表现型

C．基因重组导致杂合子Aa自交后代出现性状分离，产生新的基因

D．花药离体培养过程中，基因重组、基因突变和染色体变异均有可能发生

现有两个品种的番茄，一种是高茎红果（DDRR），另一种是矮茎黄果（ddrr）。将上述两个品种的番茄进行杂交，得到F1。请回答下列问题：
（（1）欲用较快的速度获取纯合矮茎红果植株，应采用的育种方法是_______。
（2）将F₁进行自交得到F₂，获得的矮茎红果番茄群体中，R的基因频率是__________。
（3）如果将上述亲本杂交获得的F₁在幼苗时期就用秋水仙素处理，使其细胞内的染色体加倍，得到的植株与原品种是否为同一个物种？请简要说明理由__________。
（4）如果在亲本杂交产生F₁过程中，D基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离，产生的所有配子都能成活，则F₁的表现型有_________。

利用遗传变异的原理培育作物新品种，在现代农业生产上得到广泛应用。用某自花且闭花授粉的植物进行育种实验。请回答下面的问题：
（1）自然状态下该植物一般都是______合子。
（2）若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有______、________ 和多害性这三个特点。
（3）该植物的穗大（A）对穗小（a）为显性，晚熟（B）对早熟（b）为显性，请利用现有的纯合子品种，通过杂交育种的方法培育纯合大穗早熟新品种。
①培育纯合大穗早熟水稻新品种时，选择的亲本基因型分别是________和________。两亲本杂交的目的是______________。
②将F₁所结种子种下去，从长出的水稻中选出表现为大穗早熟的植物，这些大穗早熟植株中约有______是符合育种要求的。
（4）假设杂交涉及到n对相对性状，每对相对性状各受一对等位基因控制，彼此间各自独立遗传。在完全显性的情况下，从理论上讲，F₂杂合基因型共有______种。

A、B、C、D、E分别表示几种不同的育种方法，根据图回答：
A．
B．
C．
D．
E．
（1）A图所示过程称克隆技术，新个体丙的性别决定于________亲本。
（2）在B图中，由物种P突变为物种P′，是指导蛋白质合成时，③处的氨基酸由物种P的________改变成了________。（缬氨酸GUC；谷氨酰胺CAG；天冬氨酸GAC）
（3）C图所表示的育种方法最常用的做法是在①处____________。
（4）D图表示的育种方法是杂交育种，若要在F₂中选出最符合生产要求的新品种，最简单的方法是____________。
（5）E图中过程②常用的方法是________，与D方法相比，E方法的突出特点是__________。

细胞周期包括分裂间期（分为G₁期、S期、G₂期）和分裂期（M期），下图为某种生物细胞周期示意图，请据图回答相关问题：

（1）若某种化学物质能使处于S期的细胞立刻被抑制，而处于其他时期的细胞不受影响，预计在加入这种化学物质约________h后，细胞都将停留在S期。若用含放射性同位素的胸苷（DNA复制的原料之一）短期培养这种生物细胞后，处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测。预计最快约________h后会检测到被标记的M期细胞。从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时，所经历的时间为________h。
（2）如果用低温诱导茎尖分生区细胞，多倍体细胞形成的比例能否达到100%？为什么？

我国科学家率先完成了家蚕基因组精细图谱的绘制，将13000多个基因定位于家蚕染色体DNA上。家蚕是二倍体生物，含56条染色体，ZZ为雄性，ZW为雌性。

（1）研究家蚕的基因组，应研究       条染色体上的基因。正常情况下，雌蚕减数分裂过程中产生的次级卵母细胞中含有W染色体的数量是           条。
（2）下图为科学家培育出“限性斑纹雌蚕”过程图。图中“变异家蚕”的变异类型属于染色体变异中的            。由“变异家蚕”培育出“限性斑纹雌蚕”所采用的育种方法是____________。
（3）在家蚕的一对常染色体上有控制蚕茧颜色的黄色基因（Y）与白色基因（y）。在另一对常染色体上有I、i基因，当基因I存在时会抑制黄色基因Y的作用，从而使蚕茧变为白色；而i基因不会抑制黄色基因Y的作用。若基因型为IiYy、iiyy的两个个体交配，产生了足够多的子代，子代的表现型及其比例为             。若基因型为IiYy的两个个体交配，子代出现结白色茧的概率是____________。
（4）家蚕中D、d基因位于Z染色体上，d是隐性致死基因（导致相应基因型的受精卵不能发育，但Z^d的配子有活性）。是否能选择出相应基因型的雌雄蚕杂交，使后代只有雄性？______，请根据亲代和子代基因型情况说明理由                 。

下列关于动植物选种的操作，错误的是

A．植物杂交育种获得F1后，可以采用不断自交选育新品种

B．哺乳动物杂交育种获得F2后，可采用测交鉴别选出纯合个体

C．植物杂交育种获得F2后，可通过测交检验选出新品种

D．如果用植物的营养器官进行繁殖，则只要后代出现所需性状即可留种

克氏综合征是一种性染色体数目异常的疾病。现有一对表现型正常的夫妇生了一个患克氏综合征并伴有色盲的男孩，该男孩的染色体组成为44+XXY。请回答：
（1）画出该家庭的系谱图并注明每个成员的基因型（色盲等位基因以B 和b 表示，用、表示患病或正常男性，用、表示患病或正常女性）。
（2）导致上述男孩患克氏综合征的原因是：他的     （填 “父亲”或“母亲”）的生殖细胞在进行  分裂形成配子时发生了染色体不分离。
（3）假设上述夫妇的染色体不分离只是发生在体细胞中，①他们的孩子中是否会出现克氏综合征患者
②他们的孩子患色盲的可能性是         。
（4）基因组信息对于人类疾病的诊治有重要意义。人类基因组计划至少应测       条染色体的碱基序列。

豚鼠毛色的黄色基因R与白色基因r是位于9号常染色体上的一对等位基因，已知无正常9号染色体的精子不能参与受精作用。现有基因型为Rr的异常黄色雌豚鼠甲（含有异常9号染色体的豚鼠为异常豚鼠），其细胞中9号染色体及基因组成如图1所示。

（1）用甲豚鼠与正常的白色豚鼠作亲本杂交，其F1随机交配所得的F2中表现型及比例为           。其中异常白色豚鼠所占比例为          。
（2）如果以图2所示染色体的雄豚鼠与正常的白雌豚鼠杂交，产生的F1中发现了一只黄色豚鼠，经检测染色体组成无异常，出现这种现象的原因是           （填“父”或“母”）本形成配子的过程中发生了              或者是          （填“父”或“母”）本形成配子的过程中发生了          。
（3）如果以图2所示染色体的雄豚鼠与正常的白色雌豚鼠杂交，产生的F1中发现了一只黄色豚鼠，经检测，其9号染色体及基因组成如图3所示，出现这种现象的原因是                。
（4）豚鼠的粗毛与细毛分别由位于4号染色体上的A与a控制，用染色体及基因组成如图4所示的雌雄豚鼠杂交，子代中黄色粗毛豚鼠所占比例为            。

中国科学家屠呦呦获得2015诺贝尔生理学或医学奖的获奖理由是“有关疟疾新疗法的发现”——可以显著降低疟疾患者死亡率的青蒿素。青蒿素是治疗疟疾的重要药物。利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍体，体细胞染色体数为18），通过传统育种和现代生物技术可培育高青蒿素含量的植株。请回答以下相关问题：
（1）假设野生型青蒿白青秆（A）对紫红秆（a）为显性，稀裂叶（B）对分裂叶（ｂ）为显性，两对性状独立遗传，则野生型青蒿最多有_________种基因型；若F1代中白青秆、稀裂叶植株所占比例为3/8，则其杂交亲本的基因型组合为_________，该F1代中紫红秆、分裂叶植株所占比例为_____________。
（2）四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，低温处理野生型青蒿正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株，推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是___________，四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为_________。
（3）从青蒿中分离了cyp基因（题31图为基因结构示意图），其编码的cyp酶参与青蒿素合成。①若该基因一条单链中（G+T）/（A+C）=2/3，则其互补链中（G+T）/（A+C）= _________。②若该基因经改造能在大肠杆菌中表达CYP酶，则改造后的cyp基因编码区无_________ （填字母）。③若cyp基因的一个碱基对被替换，使cyp酶的第50位氨基酸由谷氨酸变成缬氨酸，则该基因突变发生的区段是_________ （填字母）。

青虾细胞的染色体数目多而且形态较小，为确定其染色体数目，需要制备染色体标本。科研人员挑选若干组数量相等、活动力强、性成熟的同等条件下青虾，分别向腹肌注射0．1mL质量分数不等的秋水仙素，对照组注射等量的生理盐水；24 h后，取出心脏等6种器官组织，分别制成装片，通过观察和统计，得出结论。以下是该实验的部分结果，请据此回答问题。
结果一：不同器官组织中处于分裂期细胞的比例（%）。

结果二：不同质量分数的秋水仙素（抑制纺锤丝的出现）处理后，处于有丝分裂中期细胞的比例和染色体形态。

秋水仙素质量分数（×10^-3）	有丝分裂中期细胞（﹪）	染色体形态
0	1．0	正常
1	1．2	正常
2	1．5	正常
3	3．1	正常
4	11．2	正常
5	11．5	不正常
6	12．3	不正常

结果三：下图一是青虾的细胞分裂中部分染色体行为示意图，三个细胞均来自同一个体；图二是青虾某种细胞分裂过程中染色体数目变化的数学模型（部分时期）。

（1）上述6种器官组织中，观察细胞分裂的最佳材料是_________。
（2）注射秋水仙素的最佳质量分数是_______，依据是___________________。
（3）结果三图一中甲细胞的名称是________________。
（4）结果三图二数学模型中，bc段形成的原因是_____________________；图二模型可表示图一中________细胞所对应的细胞分裂方式中染色体数目变化规律。