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，一个纯种麦性状是高杆(D)，抗锈病(T)；另一个纯种麦的性状是矮杆(d)，易染锈病(t)。两对基因独立遗传。育种专家提出了如下图所示Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。问：
⑴要缩短育种年限，应选择的方法是      ，依据的变异原理是           ；另一种方法的育种原理是            。
⑵图中①和④基因组成分别为               。
⑶（二）过程中，D和d的分离发生在          ；（三）过程采用的方法称为    ______；
（四）过程常用的化学药剂是                ，该化学药剂的作用是   _____      
⑷（五）过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占     ；如果让F₁按（五）、(六)过程连续选择自交三代，则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占                
⑸如将方法Ⅰ中获得的③⑤植株杂交，再让所得到的后代自交，则后代的基因型比例为           。

李振声院士获得了2006年度国家最高科技奖，其主要成就是实现了小麦同偃麦草的远远缘杂交，培育出了多个小偃麦品种。请回答下列有关小麦遗传育种的问题：
（1）如果小偃麦早熟（A）对晚熟（a）是显性，抗干热（B）对不抗干热（b）是显性（两对基因自由组合），在研究这两对相对性状的杂交实验中，以某亲本与双隐性纯合子杂交，F₁代性状分离比为1：1，请写出此亲本可能的基因型：                        。
（2）小偃麦有蓝粒品种。如果有一蓝粒小偃麦变异株，籽粒变为白粒，经检查，体细胞缺少一对染色体，这属于染色体变异中的      变异。如果将这一变异小偃麦同正常小偃麦杂交，得到的F₁代自交，请分别分析F₂代中出现染色体数目正常与不正常个体的原因：
                                                                             。
（3）除小偃麦外，我国也实现了普通小麦与黑麦的远缘杂交。
①普通小麦（六倍体）配子中的染色体数为21，配子形成时处于减数第二分裂后期的每个细胞中的染色体数为         ；
②黑麦配子中的染色体数和染色体组数分别为7和1，则黑麦属于    倍体植物；
③普通小麦与黑麦杂交，F₁代体细胞中的染色体组数为    ，由此F₁代可进一步育成小黑麦。

水稻是全球最重要的粮食作物，维持着世界上半数人口的生存。根据下列材料回答有关问题：
（1）我国著名水稻专家袁隆平培育的杂交水稻为解决粮食问题作出了重要贡献，我国目前广泛种植的杂交水稻，具有分蘖能力强，抗逆性高、产量高等特点。从杂交水稻的获得方式上看，它是一种        生殖，这种生殖方式产生的后代具有较       的变异性。
（2）2001年10月，中国率先在世界上完成了水稻基因组的“工作框架图”和数据库，若右图为水稻的体细胞染色体图。请问：水稻基因组的测序，需要测定其细胞中      条染色体。若该图表示水稻花粉细胞中的染色体组成，则产生这种花粉的植株体细胞中含_______个染色体组。如果用水稻的花粉培育新品种，该育种方法的原理是可遗传变异中的                    。

（3）下表是袁隆平所做的三组杂交实验的统计数据（D和d表示株高的显、隐性基因，T和t表示水稻抗性的显、隐性基因）据表回答以下问题：

	亲本组合	后代表现型和株数
组别	表现型	高茎抗病	高茎易染病	矮茎抗病	矮茎易染病
甲	高茎抗病×矮茎抗病	627	203	617	212
乙	高茎抗病×高茎易染病	724	750	243	262
丙	高茎易染病×矮茎抗病	517	523	499	507

①上述两对性状中，显性性状分别是         和          。
②最容易获得双隐性个体的杂交组合是     。写出该过程遵循的基因自由组合定律实质_________________________________________________。
请写出该组合的遗传图解（4分，要求：写出亲本、配子、子代的基因型、表现型及比例）。

(6分)下面是三倍体西瓜育种及原理的流程图。据图回答下列问题：
　　（1）四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交时，所得果实果皮细胞含__________条染色体，所得种
子胚乳细胞染色体数目是            。
（2）三倍体植株不能进行减数分裂的原因是                  ，由此可获得三倍体无籽西瓜。
（3）上述过程需要的时间周期为__________年。
（4）同源四倍体西瓜与普通西瓜杂交是否遵循遗传的基本规律？       。获得三倍体西瓜应用的原理是                          。

有人调查了2792种植物和2315种动物的染色体数目，按偶数和奇数从大到小地排列起来， 发现95.8％的植物和93.4％的动物的染色体数目2N=6，8，10，12，14……等偶数，只有4.2％的植物和6.6％的动物的染色体数目是2N=7，9，11……等奇数①；而且不论染色体数目是奇数或是偶数，每一数值的染色体都不只一个“种”。如2N=24的植物有227种，动物有50种；2N=27的植物有10种，动物有9种②。
（1）就①列举两项产生这种现象的原因：a．________________；b．________________。
（2）就②回答：227种植物都有24条染色体，但它们的性状不相同，根本原因是_______
_______________________，实质上是________________________________。
（3）三倍体西瓜不能形成配子，原因______________________________________________。

燕麦的颖色受两对基因（B——b, Y——y）控制，有黑色B         ，黄色bbY    ,白色bbyy三种类型，现有黑颖（甲）和黄颖（乙）两纯合亲本杂交，F₁全为黑颖，F₁自交后，F₂为黑颖：黄颖：白颖=12：3：1。请回答下列问题：
（1）两纯合亲本基因型为：甲          ，乙          。
（2）请问这两对等位基因是否位于两对同源染色体上？     。（填“是”或“不是”）
（3）若F₁与白颖燕麦杂交，则子代性状及分离比为              。
（4）若基因型为BBYY的燕麦且有更强的抗逆性和更高的蛋白质含量，下面是利用甲、乙两亲本培育出此品种的育种方案，请补充完整。育种过程：
①杂交，得到F₁：BbYy    (黑颖)
②取F₁配子→        →单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯系植株
③随机选取黑颖植株并编号，其基因型为BBYY,BByy，选取后，每株的部分种子留存，部分种子种植，并与白颖植株杂交，得F₃；
④将F₃自交，观察后代性状情况，若后代          ，则原黑颖植株所结种子即为BBYY；否则应淘汰。

以下是四种不同育种方法示意图， 据图回答下列问题

（1）四个品种的育种方法从左到右依次是（   ）

A．杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种

B．杂交育种、单倍体育种、多倍体育种、诱变育种

C．诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、诱变育种

D．多倍体育种、杂交育种、诱变育种、单倍体育种

（2）培育新品种Ⅱ的原理是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，B过程称为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，B过程的原理是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）E过程对种子或幼苗进行相关处理的最佳作用时期是细胞分裂＿＿＿期。F过程最常用的试剂是＿＿＿＿＿＿＿，此试剂发挥作用的时期是细胞分裂＿＿＿期。
（4）现有水稻的纯系品种AArr（无芒易感病）和aaRR（有芒抗病），两对相对性状独立遗传。为培育无芒抗病的新品种Ⅱ，若采用A→B→C表示的育种方法，则无芒抗病的新品种Ⅱ占纯合二倍体植株的比例为＿＿＿。

下图①～⑤列举了五种作物育种方法，请回答相应问题：

（1）第①种方法属于常规育种，一般从F₂开始选种，这是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）第⑤种方法属于基因工程。采用这种方法培育出的新品种可以表达丙种微生物的某些遗传信息，其表达过程是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。该遗传工程得以实现的重要理论基础之一是，无沦是真核生物还是原核生物，它们在合成蛋白质的过程中，决定氨基酸的＿＿＿＿都是相同的。
（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）第④种方法中发生的变异一般是基因突变。卫星搭载的种子应当选用刚萌发的而非休眠的种子，原因是刚萌发的种子在进行＿＿＿＿＿＿＿＿，需要大量地复制DNA并在复制过程中容易受到外界因素的影响发生基因突变 。

农业上常用的育种方法如下：
a.甲品种 × 乙品种→F₁→F₁自交→F₂人工选择→自交→F₃→人工选择→自交……→性状稳定的新品种
b.甲品种 × 乙品种→F_l→F₁花粉离体培养得到许多小苗→秋水仙素处理→若干植株→人工选择→性状稳定的新品种
c.正常幼苗→秋水仙素处理→人工选择→性状稳定的新品种
d.种子搭载人造卫星到太空→返回地面种植→性状稳定的新品种
（1）a方法属于常规育种，一般从F₂代开始选种，这是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。选中的个体还需要经过若干代的自交、鉴别，直到不发生性状分离为止，这是因为新品种必定是＿＿＿＿＿＿。
（2）b方法与第(1)种方法相比，突出的优点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。若F₁有n对杂合的基因(分别位于n对染色体上)，则利用其花粉离体培养育成的小苗理论上应有＿＿种类型。
（3）通过c途径获得的新品种应属于＿＿＿＿＿＿体，它们往往表现为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等特点；育种中使用的秋水仙素的主要作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）d方法中搭载的种子应当是＿＿＿＿＿＿(干燥的、萌发的、休眠的)；种子返回地面种植后，其变异＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿(全是对人类有益的、不全是对人类有益的、全是对人类有害的)，所以要对其进行＿＿＿＿＿＿。

下图表示基因型为AaBb的玉米植株的四种生殖过程，从上到下依次为A、B、C、D过程。请据图回答：

(1)A过程中获得单倍体植株的方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，要使它能够产生可育后代，常采用一定浓度的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿处理幼苗，其作用机理是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(2)B过程中，该植株的一个初级卵母细胞形成的卵细胞基因型为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；种子形成过程中，①(胚乳细胞)中母方的染色体所占比值是＿＿＿＿。
(3)制备人工种子的关键一步的C过程中经＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿阶段培育成具有生根发芽能力的胚状体。
(4)D过程中，经两个原生质体融合后形成的融合细胞内有＿＿＿＿个染色体组。

（最后一格2分，其余每格1分，共9分）美国著名的遗传学家摩尔根通过果蝇的遗传研究，创立了基因学说。下面是与果蝇有关的遗传学问题，请回答：

（1）图甲是雄性果蝇的原始生殖细胞中染色体组成及其部分基因的示意图。若该细胞分裂产生一个基因型为aX^BX^B的生殖细胞，则发生这种情况的时期最可能是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，由此产生的异常生殖细胞的概率为＿＿＿。
（2）图乙是研究人员对果蝇染色体上部分基因的测序结果，与A染色体相比，B染色体发生了＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）果蝇的灰身和黑身受位于常染色体上的一对等位基因控制；果蝇的红眼和白眼受位于X染色体上的一对等位基因控制。丙表示实验结果。
①判断F₂中红眼和白眼果蝇的性别分别是＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。
②现用纯合的灰身红眼果蝇(雌)与黑身白眼果蝇(雄)杂交，让F₁个体间杂交得F₂。预期F₂可能出现的基因型有＿＿＿种，雄性中黑身白眼果蝇出现的概率是＿＿＿。
（4）若一只雌果蝇产生的子代中，雄性果蝇的数目只有雌性果蝇的一半，试解释这种现象。(假设子代的数目很多，并非统计上的偶然性事件) ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

有两个纯种玉米，一个是高产非甜粒（DDTT），另一个是低产甜粒（ddtt），欲获得高产甜粒玉米，现有三组育种过程：
第一组是：  DDTT× ddtt → F₁（自交）→ F₂
第二组是：  DDTT× ddtt → F₁， F₁的配子发育，再染色体加倍。
第三组是：  DDTT进行X射线、紫外线等处理。
实验结果发现：三组实验中都出现了高产甜粒品种。试问：
（1）第一组采用的育种方法是               ，其原理是               。F₂出现高产甜粒的概率是            ，F₂的高产甜粒中纯合子占             。
（2）第二组采用的育种方法是               ，首先要通过                 获得单倍体幼苗，然后用                使其染色体加倍，这种育种方法的优点是             。
（3）第三组采用的育种方法是            ，一般是用射线处理          （休眠的、萌发的、干燥的）种子，原因是                                           。

下列各图中，所表示的是某些植物的体细胞示意图，请根据下列条件判断：

（1）染色体组数最多的细胞是    ，一个染色体组中含染色体条数最多的细胞是    ，
具有同源染色体的细胞是           。
（2）可能是单倍体的细胞是_______，用秋水仙素处理后肯定是纯合子的是        。
（3）一般不能产生种子的植物细胞是                 ，不能产生种子的原是                                                                   。

现有两个纯种小麦，一为高秆（D）抗锈病（T），另一为矮秆（d）染锈病（t）。这两对性状独立遗传。
（1）若用杂交育种法培育出矮秆抗锈病能稳定遗传的小麦品种，其主要步骤是：
高秆、抗锈病×矮秆、不抗锈病F₁F₂稳定遗传的矮秆抗锈病类型。
其中a、b过程分别是_________________，c过程处理的方法是在F2中选择表现型为__________________个体，然后逐代___________，选择_____________________的个体即为稳定遗传的新品种。
（2）若用单倍体育种法培育矮秆抗锈病能稳定遗传的小麦品种，其主要步骤是：
高秆、抗锈病×矮秆、不抗锈病F₁配子幼苗矮秆抗锈病植株。
在f过程中培养的是__________过程产生的_________；若想获得正常的矮秆抗锈病植株，必须在________过程使用秋水仙素，使其__________________________。

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，计划在5年之内要培育出优良新品种AAbb，可以采用的方法如右图所示。

（1）由品种AABB、aabb经过①、②、③过程培育出新品种的育种方法称为       　　　，原理是　　     　。
（2）过程④、过程⑤的技术方法分别是                       。
（3）该育种计划能否采用诱变育种的方法？     。原因是