高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

现有两个小麦品种，一个纯种小麦性状是高杆(D)，抗锈病(T)；另一个纯种小麦的性状是矮杆(d)，易染锈病(t).两对基因独立遗传.育种专家提出了如右图8-5所示的Ⅰ.Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种.问：

（1）要缩短育种年限，应选择的方法是_________；另一种方案的育种原理是_________.
（2）图中①和④基因组成分别为_________和_________.
（3）（三）过程采用的方法称为_________；（四）过程最常用的化学药剂是_________.
（4）(五)过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占______；如果让F₁（子一代）按（五）.（六）过程连续自交2代，则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占_______.

Ⅰ.以下是有关生物变异来源的概念图，请据图回答：

（1）图中⑤过程发生在________时期。
（2）将①的原理应用在育种中，常利用物理因素如________________或化学因素如________________来处理生物(各举一例)。
（3）番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，导致害虫无法消化食物而被杀死，人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内，玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，玉米新品种的这种变异的来源是图中[　]______。将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内时，常用的运载体有 _______(至少列举两例)。
（4）下列左图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，右图是一个家族中该病的遗传系谱图（控制基因为B与b），请据图回答（已知谷氨酸的密码子是GAA，GAG）：

从图中可以看出，该病产生的根本原因是由于DNA分子中发生了碱基对的_________。β链碱基组成为____。镰刀型细胞贫血症的致病基因位于___染色体上，属于_____性遗传病。Ⅱ6和Ⅱ7婚配后生患病男孩的概率是______。
Ⅱ.果蝇的自然群体中，第Ⅱ号染色体的变异很多。下表表示为果蝇的三种第Ⅱ号染色体突变类型（A、B、C），在不同温度下的存活能力与标准型果蝇的比较（以标准型为100）。请分析并回答下面的问题。

类型	25．5^0C	30^0C	16．5^0C
标准型	100	100	100
A	99	98	100
B	101	110	87
C	92	89	109

（1）分析表中数据并结合所学知识，可看出生物突变的特点是　　   　　，因其具有上述特点，所以它不能决定生物进化的方向，那么生物进化的方向
由                    决定，提供进化原材料的是                  。
（2）如果果蝇生存环境的温度明显下降，经过较长时间后，若这一新品种与原类型之间出现了　　　 　　　，就是一个新物种，这也是大多数新物种形成的过程，新物种的形成导致生物多样性的形成，生物多样性包括_____________________。

假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种，为培育出优良品种AAbb，可采用的方法如下图所示：

（1）由品种AABB、aabb经过①、②、③过程培育出新品种的育种方式称为       。若经过②过程产生的子代总数为1552株，则其中基因型为AAbb理论上有     株。基因型为Aabb的类型经过过程③，子代中AAbb与aabb的数量比是     。
（2）过程⑤常采用       由AaBb得到Ab个体。与“过程①②③”的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是       。
（3）过程④在完成目的基因与运载体的结合时，必须用到的工具酶是     。与过程⑦的育种方式相比，过程④育种的优势是           。

（8分，每空1分）中国青年科学家成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力，试分析回答：
（1）抗病毒烟草的培育应用了基因工程技术，与诱变育种相比，此育种方法的优点是                                                                      。
（2）在培育过程中，所用的基因“剪刀”是_       ___，基因的“针线”是__         ____，基因的“运载工具”是______       ____。
（3）基因工程的四个基本操作步骤分别为提取目的基因、                        、
将目的基因导入受体细胞、                                                。
（4）烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生了_____                            __。
（5）烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，但并不影响该基因的表达，从基因功能角度考虑，说明___________________ __           __________________。

(12分)如图表示水稻育种的一些途径。请回答下列 问题：

(1)以矮秆易感稻瘟病(ddrr)和高秆抗稻瘟病(DDRR)水稻为亲本进行杂交，得F1。F1自交产生F2，F2中不能稳定遗传的占________，选F2中的矮秆抗病的水稻植株进行自交，若发生性状分离，则所有子代中的ddRR和ddRr的比是 ________。
(2)若要在较短时间内获得上述新品种水稻，可选图中_____(填数字)途径所用的方法。
(3)科学工作者欲培育能产生人体蛋白的水稻新品种，应该选择图中________(填数字)表示的途径最为合理可行，该技术手段主要包括四个步骤，即：提取目的基因、目的基因和运载体结合、将目的基因导入受体细胞、________。
(4)图中________(填数字)所表示的育种途径具有典型的不定向性。

下面①～⑤列举了五种育种方法，请回答相关问题：
①甲品种×乙品种→F₁→F₁自交→F₂→人工选择→自交→F₃→人工选择→自交……→性状稳定遗传（新品种）.
②甲品种×乙品种→F₁→F₁花药离体培养→若干幼苗→秋水仙素处理芽尖→若干植株→人工选择→新品种.
③正常的幼苗→秋水仙素处理→人工选择→新品种.
④人造卫星搭载种子→返回地面种植→发生多种变异→人工选择→新品种.
⑤获取甲种生物的某基因（目的基因）→通过某种运载体将该基因携带入乙种生物→
新生物个体
(1)第①种方法属常规育种，一般从F₂代开始选种，这是因为                                    ，这一育种方法所应用的遗传学原理是                    。
(2)第②种方法称为           育种，这种育种方法的优点是                          
(3)第③种方法称为           育种，下列经其培育而成的新品种是           ，

A．太空椒

B．高产青霉菌株

C．克隆羊

D．无籽西瓜

(4)第④种方法中发生的变异一般是基因突变，该育种方法称为              育种
(5)第⑤种方法培育的新生物个体属于转基因生物，该方法常用的运载体有     、    、       。

（每空2分，共18分）有两纯种小麦,一种是高秆抗锈病(DDTT),另一种是矮秆易感锈病(ddtt)。要利用这两个品种的小麦培育出矮秆抗锈病的优良小麦品种,育种小组提出了三种育种方案:
方案一:DDTT × ddtt→F₁→F₂------→矮秆抗病新品种
方案二:DDTT × ddtt→F₁→F₁花药离体培养→单倍体------→矮秆抗病新品种
方案三:DDTT和ddtt的种子幼苗进行X射线、紫外线照射综合处理------→矮秆抗病新品种
(1)方案一的育种原理是             。F₂中选出的矮秆抗病的植株占全部F₂植株的比例是      ，F₂中选出的矮秆抗病的植株中不符合性状稳定要求的是     。
(2)方案二的育种方法叫       , F₁产生的花粉的基因型为        。改变染色体数目，用            _____________处理植物的分生组织。此种育种方式的原理是           。
(3)方案三的育种原理是         。
(4)三种育种方案中,育种的时间短且成功率高的方案是          。

假设A、b是玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种，为培育出优良新品种AAbb，可以采用的方法如右图所示。请据图回答下列问题：

（1）由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方法称为________。经过②过程产生的表现型符合育种要求的植株中，不能稳定遗传的占_____。将A_bb的玉米植株自交，子代中AAbb与Aabb的比是________。
（2）过程⑤常采用_________得到Ab幼苗。与过程①②③的育种方法相比，过程⑤⑥的育种优势是_________。
（3）过程⑦是用γ射线处理获取新品种的方法，处理对象常选用萌发的种子或幼苗，这是因为______________。

将基因型为AA和aa的两个植株杂交，得到F₁，将F₁植株再进一步做如下图解所示的处理，请分析回答：
甲植株
AA×aa→F₁                      →丙植株
乙植株
（1）乙植株的基因型是__________，属于__________倍体。
（2）用乙植株的花粉直接培育出的后代属于__________倍体，其基因型及其比例是__________。
（3）丙植株的体细胞中有__________个染色体组，基因型有__________种。

假如水稻高杆（D）对矮杆（d）为显性，抗稻瘟病（R）对易感稻瘟病（r）为显性，两对性状独立遗传。现用一个纯合易感稻瘟病的矮杆品种（抗倒伏）与一个纯合抗稻瘟病的高杆品种（易倒伏）杂交选育品种，回答下列问题：
（1）两对性状独立遗传的根本原因是___________________________。
（2）F2中出现纯合子的概率是________，既抗病又抗倒伏的类型所占比例为_________，在抗病又抗倒伏的类型中，纯合子的概率是________。
（3）为了选育既抗病又抗倒伏的纯种，准备继续以下工作：单株收获F2中表现型符合要求的个体的种子，每株所有的种子种植在一起得到一个株系。在所有的株系中，有     的株系后代全表现为既抗病又抗倒伏，有     的株系后代出现抗病：感病=3:1的分离比。这种方法     能/不能）达到目的。
（4）请你设计另一种不同的育种方法来培育该品种（请用相关的遗传图解和文字描述来表达你的设计思路）

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。