高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

如图所示，科研小组用⁶⁰Co照射棉花种子。诱变当代获得棕色（纤维颜色）新性状，诱变1代获得低酚（棉酚含量）新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因（A、a）控制，棉酚含量由另一对基因（B、b）控制，两对基因独立遗传。

（1）此种育种方法的原理是__________________。
（2）两个新性状中，棕色是________性状，低酚是______性状。诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是_______，白色、高酚的棉花植株基因型是_______。
（3）棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变1代中棕色、高酚植株自交，则自交后代中纯合棕色、高酚植株所占比例为______，可选这样的一个纯合子作为一个亲本，再从诱变I代中选择______（填表现型）亲本，杂交选育出抗虫高产（棕色、低酚）的纯合棉花新品种。为缩短育种年限，可采用________育种方法。

填空题：（每空2分，共30分）
（1）可遗传的变异有三种                 、             、               。
（2）现代生物进化理论的核心是                              ，现代进化论的基本观点是：          是生物进化的基本单位；                               是产生进化的原材料；                    决定生物进化的方向；            导致物种形成。
（3）生物多样性包括：                   、                   、               。
（4）DNA分子的复制需要模板、原料、能量和           等基本条件。
（5）写出下面育种方法的名称。
a、用花药离体培养成水稻新品系：________________。
b、用二倍体和四倍体西瓜培育无籽西瓜：_______________________。
c、经射线照射而培育出成熟期早的水稻新品系：_________________。

已知普通小麦的高秆和矮秆、抗病和易感病是两对相对性状，控制这两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组进行了如下三组实验：

（1）实验一：F₁264株高秆普通小麦中杂合子的理论值为___________株。
（2）实验二：杂交方式是          ，该组实验能验证控制高秆和矮秆这对相对性状的等位基因的遗传遵循           定律。
（3）实验三：如果控制高秆和矮秆、抗病和易感病这两对相对性状的等位基因分别用D、d和T、t表示，其中F₁植株可以产生的生殖细胞的类型和比例是                 ；F₁自交后代得到矮秆抗病植株的比例为          。
（4）若要快速得到纯合的矮秆抗病品种，应采取的育种方式是              。

填出下列各题的育种方法：(14分)
（1）花药离体培养出的烟草新品种是__________________________。
（2）用抗倒伏、不抗锈病的小麦与不抗倒伏、抗锈病的小麦F1培育出既抗倒伏又抗锈病的小麦的品种是______________________________。
（3）用紫外线线辐射稻种, 培育出成熟期提前、蛋白质含量高的品系是_______________。
（4）无子西瓜的培育是______________________________。
（5）培育青霉素高产菌株的方法是________________________。
（6）将人胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内的技术是_______________________________。
（7）利用兰花的离体组织大规模培育兰花属于_____________________________。

Ⅰ．有两个纯种小麦，一个是高秆抗锈病（DDTT），另一个是矮秆易染锈病（ddtt），现有三组实验：第一组是：  DDTT× ddtt → F₁（自交）→ F₂→选取矮秆抗锈病品种连续自交、筛选
第二组是：  DDTT× ddtt → F₁，并将F₁的花药进行离体培养，然后染色体加倍
第三组是：  DDTT进行X射线、紫外线综合处理。
实验结果发现：三组实验中都出现了矮秆抗锈病品种。试问：
（1）第一组F₂中能稳定遗传的矮秆抗锈病占_________。
（2）第二组育种的方法，在遗传育种上称为____________________，在培育中首先要应用花药离体培养方法，然后用_______________________使其染色体加倍，这种育种方法的优点是                                      。
（3）第三组方法出现ddTT后代是偶然的、个别的，它是DDTT通过____________来实现的。
Ⅱ．铁蛋白是细胞内储存多余Fe³⁺的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe³⁺、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe³⁺浓度高时，铁调节蛋白由于结合而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题：

（1）图中甘氨酸的密码子是        ，铁蛋白基因中决定的模板链碱基序列为                            。
（2）浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了                          ，从而抑制了翻译的起始；浓度高时，铁调节蛋白由于结合而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免对细胞的毒性影响，又可以减少                                 。
（3）若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由             。

小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖。请设计小麦品种间杂交育种程序选育矮秆（aa）、抗病（BB）的小麦新品种，要求用遗传图解表示并加以简要说明。（写出包括亲本在内的前三代即可）

为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种育种方法，过程如下。请回答问题：
（1）从对该种除草剂敏感的二倍体水稻植株上取花药离体培养，诱导成________幼苗。
（2）用γ射线照射上述幼苗，目的是_____________；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有_____________。
（3）取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体________，获得纯合________，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。

下图为农业生产上两种不同育种途径，请回答：

（1）箭头“→”所示的途径为___________育种,其原理是_______________ “”所示的途径为___________育种,其原理是____________________。
（2）图中A和B处理的手段依次为_______________和___________。
（3）从F₁到F₄连续多代自交的目的是提高__________的含量，从F₂开始逐代进行人工选择是为了淘汰__________________________。
（4）图示的两种方法都从亲本杂交开始，这样做的目的是什么？_______________。

有两个纯种小麦，一个是高秆抗锈病光颖（DDTTpp）品种，另一个是矮秆易感锈病毛颖（ddttPP）品种，现有3组实验：

实验结果是：A、B、C三组实验中都出现了矮秆抗锈病品种。请回答：
（1）A组实验方法在育种上属于       ，原理是      ，A组出现ddTTPP的概率是       。
（2）B组的方法在育种上属于         ，原理是     ， 其优点是          。
（3）C组出现矮秆抗锈病的后代是通过     ，这种方法在育种上叫          。

下面①—⑤列举了五种育种方法，请回答相关问题：

（1）属于杂交育种的是       （填序号），依据的原理是               。
（2）①过程的育种方法是              。
（3）若用方法③培育高产抗病的小麦新品种，与方法②相比其突出优点是        。
（4）③④中使用秋水仙素的作用原理是          。
（5）若用方法⑤培育抗虫棉，此过程需要使用的工具酶有          。

某科研小组利用植物染色体杂交技术，将携带R（抗倒伏基因）和A（抗虫基因）的豌豆染色质片段直接导入玉米体细胞，两种染色质片段可随机与玉米染色质融合形成杂交细胞，将杂交细胞筛选分化培育成既抗虫又抗倒伏性状的可育植株（F₁），过程如下图。据图回答。

（1）杂交细胞发生的可遗传变异类型是__________。
（2）杂交细胞在第一次有丝分裂中期时含有__________个A基因（不考虑变异）。
（3）若杂交植物同源染色体正常分离，则杂交植物在__________代首次出现性状分离，其中既抗虫又抗倒伏个体中纯合子所占比例为__________。
（4）另一个科研小组利用相同技术进行同样的育种过程，却发现F₂出现了不同情况，只出现3种表现型：只抗虫不抗倒伏、只抗倒伏不抗虫，既抗虫又抗倒伏；他们推测这是R基因和A基因整合在杂交细胞染色体上的位置不同造成的，请用遗传图解说明。
注：用（·）在染色体上表示相关基因位置，染色体上有抗倒伏基因用R^＋表示，没有用R^－表示，染色体上有抗虫基因用A^＋表示，没有用A^－表示。

回答下列与育种有关的问题：
在水稻中，有芒(A)对无芒(a)为显性，抗病(B)对不抗病(b)为显性。有两种不同的纯种水稻，一个品种无芒、不抗病，另一个品种有芒、抗病。这两对性状独立遗传。下图是培育无芒抗病类型的育种方法。
A．无芒、不抗病×有芒、抗病F1F2稳定遗传无芒、抗病的类型
B．无芒、不抗病×有芒、抗病F1配子幼苗稳定遗传无芒、抗病的类型
(1)方法A.B的育种原理分别是___________、____________。
(2)f过程所用的方法称为_________________，g过程所用试剂的作用原理是                 。孟德尔遗传规律发生的细胞学基础所阐述的过程是上图中的___________过程。
(3)方法A的F2中符合要求的类型占无芒抗病类型的比例是____________，方法A.B相比，B的突出优点是______________________________________________。

家蚕是二倍体生物，含56条染色体，ZZ为雄性，ZW为雌性。幼蚕体色中的有斑纹和无斑纹性状分别由Ⅱ号染色体上的A和a基因控制。雄蚕由于吐丝多，丝的质量好，更受蚕农青睐，但在幼蚕阶段，雌雄不易区分。于是，科学家采用如图所示的方法培育出了“限性斑纹雌蚕”来解决这个问题。请据图回答下面的问题。

(1)家蚕的一个染色体组含有________条染色体。
(2)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________。图中的限性斑纹雌蚕的基因型为________。
(3)在生产中，可利用限性斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕培育出根据体色辨别幼蚕性别的后代。请用遗传图解和适当的文字，描述选育雄蚕的过程。

现有两个纯种小麦，一个纯种小麦性状是高秆(D)、抗锈病(T)；另一个纯种小麦的性状是矮秆(d)、易染锈病(t)(两对基因独立遗传)，育种专家提出了如图中工、Ⅱ所示的两种育种方法以获得小麦新品种。问：

(1)方法Ⅰ应选择的方法是　　       　 ；此方法的优点是　　       　           。
(2) (三)过程采用的方法称为　       　   ；(四)过程最常用的化学药剂是　　    　         。
(3)图中①和④的基因组成分别为　　       　   和　　       　   。

为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种育种方法，过程如下。请回答问题。
(1)从对该种除草剂敏感的二倍体水稻植株上取花药离体培养，培育成________幼苗。
(2)用γ射线照射上述幼苗，目的是__________________；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有________________________。
(3)取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体____________________，获得_______________植株，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。秋水仙素的作用机制是                                            。
(4)对抗性的遗传基础做一步研究，可以选用抗性植株与__________________________杂交，如果__________________________________，表明抗性是隐性性状。F1自交，若F2的性状分离比为15(敏感)∶1(抗性)，初步推测该水稻的抗药性是由     对等位基因控制的，说明用γ射线照射后突变出了            基因型的单倍体幼苗。