高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

如图①～④列举了四种作物的育种方法，请回答相应问题：


（1）上述育种方法中，属于诱变育种的是_____（填序号），其形成的原理是________。
（2）在第②种方法中，若只考虑F1中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因，则利用其花药离体培育成的幼苗的基因型，在理论上应有_______种类型。
（3）第③种方法中使用秋水仙素的作用是促使染色体加倍，其作用机理是_________________。
（4）①代表的育种方法是_________________。

2004年2月，玉米育种栽培专家李登海的“高产玉米新品种掖单13号的选育和推广”荣获国家科技进步一等奖，登上了人民大会堂的领奖台。该品种在较高密度下提高了单株生产量，创造并保持着夏玉米单产1 096.29千克的世界纪录，为我国农业粮食生产和农民增收做出了重要贡献。
(1)在玉米种群中发现了“大果穗”这一突变性状后，连续培育到第三代才选育出能稳定遗传的突变类型，该突变应是显性突变(b→B)还是隐性突变(B→b)?_________________。
(2)紧凑型、大果穗等原来分别存在于不同玉米品种的性状被完美地结合到了一个新品种中，这一过程使用的育种方法主要是________________________________，其原理是________________________。这一新品种经较长时间的大面积种植，依然保持着各种优良性状，没有发生性状分离，说明此品种是精心选育得到的________________________。
(3)若玉米“紧凑型(A)”与“平展型(a)”是一对相对性状，“大果穗(B)”与“小果穗(b)”是另一对相对性状，控制两对相对性状的基因分别位于非同源染色体上，则紧凑型、小果穗与平展型、大果穗两个纯合亲本杂交，子二代中性状表现符合要求的植株出现的比例为______________，其中符合育种要求的个体所占的比例应是_______________。

将基因型为AA和aa的两植株杂交，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：

（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，其基因型及比例是___________。
（3）丙植株的体细胞中有___________个染色体组，基因型及比例是___________。

下图所示为用农作物①和②两个品种分别培养出④⑤⑥⑦四个品种的过程。

（1）用①和②通过I和II过程培育出⑤的过程所依据的遗传学原理是           。
（2）通过Ⅲ和V培育出⑤的育种方法的优点是                            
（3）由③培育出的⑥是            倍体。
（4）由①和②通过I和III过程培育出⑤的过程叫            ，③培育出④过程叫                 ，V过程需要用             处理___     _____。

假如有两种纯种小麦，一种是是高秆(D)，能抗锈病(T)；另一种是矮秆(d)，易染锈病(t)。用这两种纯种小麦进行以下两种不同的育种试验。请回答下列问题。
A：高秆抗锈病×矮秆易染锈病→F₁高秆抗锈病→F₂ 矮秆抗锈病→F₃矮秆抗锈病……→能稳定遗传的矮秆抗锈病
B：矮秆抗锈病→配子→幼苗→能稳定遗传的矮秆抗锈病
(1) A方法为       育种，这种育种方法依据的原理是                 。
(2) A方法中，F₂矮秆抗锈小麦的基因型有      种，其中符合要求的小麦品种的基因型为              ，占植株总数的       。
(3) B方法为        育种，①过程最常用的方法是              。

玉米是一种雌雄同株的植物，其顶部开雄花，下部开雌花。在一个育种实验中，采用A、B两棵植株进行如右图所示的杂交实验：

实验一：在杂交Ⅰ中，将植株A的花粉传授到同一植株的雌花上，授粉后，雌花发育成穗轴上的玉米粒。
实验二：在杂交Ⅱ中，植株B的花粉被传授到同一植株的雌花上，进行授粉。
实验三：在杂交Ⅲ中，植株A的花粉被传授到与植株B具有相同基因型的另一植株的雌花上进行授粉。
上述三种杂交所获得玉米粒的颜色如下表所示

杂交	紫红玉米粒	黄玉米粒
Ⅰ	587	196
Ⅱ	0	823
Ⅲ	412	386

根据上述实验分析，请回答下列问题：
（1）三组杂交实验中，其性状分离比符合测交试验结果的一组是______。
（2）在玉米粒颜色这一对相对性状中，隐性性状是__________，从杂交______中可判断出，理由是：_____________________。
（3）用G代表显性性状，g代表隐性性状，则植株A的基因型为____________，植株B的基因型为______________。杂交Ⅰ的子代中，紫红色玉米粒的基因型是__________________。
（4）由于长期育种的需要，须保持植株B的性状，则应采用__________(杂交Ⅰ或杂交Ⅱ)的方式。

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。

小麦的高秆（D）对矮秆（d）是显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）是显性，这两对基因独立遗传。现有高秆抗锈病（DDTT）和矮秆不抗锈病（ddtt）的两个品种，经杂交后得到F₁，F₁自交后得F₂。请回答：
⑴上述培育新品种的方法属于             。
⑵ F₂中共有            种基因型，其中最理想的基因型是            。
⑶在3200株F₂中，理论上计算符合生产要求的有            株

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：_________________。

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。

下图为以二倍体水稻（2N=24）为亲本的几种不同育种方法示意图，请据图回答：
（计20分）

(1) B常用的方法是            。
C、F过程常用的药剂是         ，该药剂的主要生理作用是                          
                         。
(2) 突破物种生殖隔离界限的育种方法是         （用图中的字母表示），该方法所遵循的原理是                  。
(3) 假设你想培育一个能够稳定遗传的二倍体水稻品种，若它的优良性状都是由隐性基因控制的，则最简单的育种方法是             （用图中的字母表示）；如果其优良性状都是由显性基因控制的，为缩短育种时间常采用的方法是             （用图中的字母表示）。通过这两种方法培育出的水稻品种中，一个正常的胚细胞和胚乳细胞中的染色体数目分别是       条和       条。
(4) 现有三个水稻品种，①的基因型为aaBBDD，②的基因型为AAbbDD，③的基因型为AABBdd，三对等位基因分别位于三对同源染色体上。如果每年只繁殖一代，若要获得aabbdd植株，至少需要       年的时间。