高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

下列各图中，所表示的是某些植物的体细胞，请根据下列条件判断：

（1）肯定是单倍体的是_______图，它是由______倍体的生殖细胞直接发育形成的。
（2）茎秆较粗壮但不能产生种子的是______图，判断的理由是_______________________。
其不能产生种子的原因是                                         
（3）如果C图中的植株是由某植物的卵细胞直接发育形成的，那么它是几倍体?________。形成它的那个植物是几倍体?___________，原来植物有性生殖形成种子时，发育中的胚乳细胞内含________个染色体组。

现有两株纯种六倍体普通小麦(体细胞中含有42条染色体)，一株普通小麦性状是高秆(D)抗锈病(T)；另一株普通小麦的性状是矮秆(d)易染锈病(t)，两对基因独立遗传。育种专家提出了如图所示的Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。

(1)方法Ⅰ的主要育种原理是　　　　　；方法Ⅱ的育种名称是　　　　　。
(2)(二)过程中，D和d的分离发生在　　　　　　　　　　　；(三)过程常用的方法为　　　　　　　；
(3)(五)过程产生的矮秆抗锈病植株中的纯合子占　　　　；如果让F₁按(五)、(六)过程连续自交两代，则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占　　　　。
(4)如将方法Ⅰ中获得的③植株与⑤植株杂交，再让所得到的后代自交，则自交后代的基因型及比例为　　　　　　　　　　　　。
(5)(三)过程中，一个细胞中最多可含有　　　　个染色体组，⑤植株有丝分裂后期的细胞中有　　　　对同源染色体，　　　　个染色体组。

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，为培育出优良新品种AAbb，可以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法称为           ，原理是         。若经过②过程产生的子代总数为1552株，则其中基因型为AAbb的理论上有      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⑤⑥的育种方法称为              ，常采用             方法由AaBb得到Ab个体。 与“过程①②③”的育种方法相比，“过程⑤⑥”育种的优势是             。
（3）过程④是利用哪种生物工程技术？              。
（4）“过程⑦”的育种方法是             。
（5）与“过程⑦”相比，“过程④”育种的优势是                             。

黄萎病是棉花的的病害，在栽培棉种中，仅海岛棉具有高度抗黄萎病的特性，但我国大部分地区不适于种植。
（1）为了使我国广为种植的陆地棉也具有高度抗黄萎病的特性，有人选择抗黄萎病的海岛棉与不抗黄萎病的陆地棉进行有性杂交，结果几乎不产生杂交子代，原因是这两个物种间存在                   。
（2）科学家已经培育出转基因抗黄萎病、转基因抗虫、转基因低酚三个陆地棉品种。已知抗黄萎病（A）对不抗黄萎病（a）为显性，抗虫（D）对不抗虫（d）为显性，低酚（R）对高酚（r）为显性，假设这三对基因自由组合，请你利用甲（AAddrr）、乙（aaDDrr）、丙（aaddRR）三个陆地棉品种，快速培育出基因型为AADDRR的陆地棉植株。（用遗传图解加必要的文字描述培育过程）

已知水稻抗病（R）对感病（ｒ）为显性，有芒（B）对无芒（ｂ）为显性。两对基因自由组合，体细胞染色体数为24条。现用单倍体育种方法选育抗病、有芒新品种。
（1）诱导单倍体所用的花药，应取自基因型为                   的植株。
（2）为了获得上述植株，应采取基因型为            和               的两亲本进行杂交。
（3）在培养过程中，常用的试剂为                   ，作用原理为                     。
（4）与杂交育种相比，单倍体育种的主要优点为                         ，而杂交育种的主要目的是                     （A获得纯合子 B获得杂种优势）。

图甲和乙分别是果蝇细胞的局部结构示意图，1、2、3、4、5、6、7、8 分别表示染色体，A、a、B、b、C、c、D、d分别表示所在染色体上控制一定性状的基因。请据图回答：

（1）假如图甲为果蝇的一个卵原细胞，则：该卵原细胞中含有     对同源染色体，写出其中的一个染色体组          ；若将该卵原细胞的一个DNA分子用¹⁵N标记，并只供给卵原细胞含¹⁴N的原料，正常情况下该卵原细胞分裂形成的卵细胞中含¹⁴N的比例为          。
（2）假如图乙为果蝇的一个体细胞，设常染色体上的基因A（长翅）对a（残翅）显性，性染色体X上的基因D（红眼）对d（白眼）显性。用图示代表的果蝇与另一果蝇杂交得到的子代中，若残翅与长翅各占一半，雌蝇均为红眼，那么与图示果蝇进行杂交的果蝇的基因型是         ，表现型为       。
（3）果蝇的卵原细胞在减数分裂形成卵细胞过程中常常发生染色体不分开的现象，因此常出现性染色体异常的果蝇，并产生不同的表型，如下表所示：

受精卵中异常的性染色体组成方式	表现型
XXX	在胚胎期致死，不能发育为成虫
YO（体细胞中只有一条Y染色体，没有X染色体)	在胚胎期致死，不能发育为成虫
XXY	表现为雌性可育
XYY	表现为雄性可育
XO（体细胞中只有一条X染色体，没有Y染色体)	表现为雄性不育

为探究果蝇控制眼色的基因是否位于性染色体上,著名的遗传学家摩尔根做了下列杂交实验。
让白眼雄果蝇和红眼雌果蝇交配，后代全部是红眼果蝇；让白眼雌果蝇和红眼雄果蝇交配，子代雄性果蝇全是白眼的，雌性果蝇全是红眼的。他的学生蒂更斯用白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配，子代大多数雄果蝇都是白眼，雌果蝇都是红眼，但有少数例外，大约每2000个子代个体中，有一个白眼雌蝇或红眼雄蝇，该红眼雄蝇不育。
请根据上表信息用遗传图解，解释蒂更斯实验中为什么会出现例外（设有关基因为D、d）。

传统的农作物育种途径往往是通过杂交获得，随着生物工程技术的不断发展，新品种的培育途径逐渐被拓宽。目前培育农作物新品种的途径被广泛应用。下图为水稻的几种不同育种方法示意图。据图回答：

（1）图中A、D方向所示的途径表示_________________育种方式，A→B→C途径表示______________育种方式。这两种育种方式相比较，后者优越性主要表现在____________________________________________。
（2）B常用方法为_________________, C、F过程中最常用的药剂是__________________。
（3）图中E常用各种射线照射或者用亚硝酸等处理，此种育种方法利用的遗传学原理是____________________。
（4）由G的过程涉及的生物工程技术为______________________________。
（5）能定向改造生物性状的育种方法是___________________。

番茄的抗病（R）对感病（r）为显性，高秆（D）对矮秆（d）为显性，控制上述两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合高秆抗病番茄植株，研究人员采用了如图所示的方法。

（1）若过程①的F₁自交3代，产生的后代中纯合抗病植株占              。
（2）过程②，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单倍体幼苗的基因型，在理论上应有     种；若单倍体幼苗通过加倍后获得M株番茄，通过筛选得到的高秆抗病植株的基因型为            ，约有         株。
（3）过程③由导入抗病基因的叶肉细胞培养成转基因植株需要利用             技术
（4）过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是                    。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                                                                            
                                                                。

小麦是一种重要的粮食作物，改善小麦的遗传性状是广大科学工作者不断努力的目标，下图是遗传育种的一些途径。请回答下列问题：

（1）以矮秆易感病（ddrr）和高秆抗病（DDRR）小麦为亲本进行杂交，培育矮秆抗病小麦品种过程中，F₁自交产生F₂，其中矮秆抗病类型出现的比例是   ，选F₂矮秆抗病类型连续自交、筛选，直至                                 。
（2）若要在较短时间内获得上述（矮秆抗病）品种小麦，可选图中      （填字母）途径所用的方法，其中的F环节是                    。此种育种方法称为              。
（3）科学工作者欲使小麦获得燕麦抗锈病的性状，应该选择图中      （填字母）表示的技术手段最为合理可行。
（4）小麦与玉米杂交，受精卵发育初期出现玉米染色体在细胞分裂时全部丢失的现象，将杂交种子中的胚取出进行组织培养，得到的小麦是    倍体植株。

回答下列小麦杂交育种的问题：
（1）设小麦的高产与低产受一对等位基因控制，基因型AA为高产，Aa为中产，aa为低产。抗锈病与不抗锈病受另一对等位基因控制（用B、b表示），只要有一个B基因就表现为抗病。这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。现有高产不抗锈病与地产抗锈病两个纯种品系杂交产生F₁，F₁自交得F₂．
①F₂的表现型有    种，其中能稳定遗传的高产抗锈病个体的基因型为        ，占F₂的比例为    。
②选出F₂中抗锈病的品系自交的F₃．请在下表中填写F₃各种基因型的频率。

子代	基因型及基因型频率
BB	Bb	bb
F3

（2）另假设小麦高产与低产由两对同源染色体上的两对等位基因（A₁与a₁，A₂与a₂）控制，且含显性基因越多产量越高。现有高产与低产两个纯系杂交得F₁，F₁自交得F₂，F₂中出现了高产、中高产、中产、中低产、低产五个品系。
①F₂中，中产的基因型为                   。
②在右图中画出F₂中高产、中高产、中产、中低产、低产五个品系性状分离比的柱状图（请在答题卷指定位置作答）

小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖。控制小麦高杆的基因A和控制小麦矮杆的基因a是一对等位基因，控制小麦抗病的基因B和控制小麦感病的基因b是一对等位基因，两对基因位于两对同源染色体上。
（1）若要通过杂交育种的方法选育矮杆（aa）抗病（BB）的小麦新品种，所选择亲本的基因型是                ；确定表现型为矮杆抗病小麦是否为理想类型的最适合的方法是                     。该育种方法的原理是       。F₂出现矮杆抗病的概率是            ，
（2）某同学设计了培育小麦矮杆抗病新品种的另一种育种方法，过程如右图所示。其中的③表示             方法，④应在甲植株生长发育的       时期进行处理；用                使其染色体加倍，这种育种方法叫         ，其优点是                                              。乙植株中矮杆抗病个体占       。

（3）自然情况下，A基因转变为a基因的变异属于            。

右图是果蝇体细胞模式图，请据图回答：

（1）该图表示的是    性的果蝇。判断的依据是         。
（2）细胞中有      对同源染色体，有     个染色体组。其中一个染色体组可以表示为              。
（3）图中的W是红眼基因、w是白眼基因。该个体若与另一只白眼果蝇交配，后代中雌性白眼果蝇占总数的        。

假如有两个纯种小麦，一个的性状是高秆（D，易倒伏），能抗锈病（T）；另一个的性状是矮秆（d,抗倒伏），易锈病（t）。用这两种纯种小麦进行以下两种不同的育种试验。请据图回答问题。
A：小麦高秆抗锈病×小麦矮秆易染锈病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：小麦矮秆抗锈病配子幼苗能稳定遗传的矮秆抗锈病
（1）A所示的育种方法是叫      育种，这种育种方法依据的原理是                。
（2）F₂矮秆抗锈小麦的基因型为         和        两种，其中符合要求的小麦品种的基因型为    。
（3）B所示的育种方法叫         育种，这种育种方法的优点是                   。①过程最常用的方法是             。

基因突变、基因重组和染色体变异是生物产生可遗传变异的三个来源。右图是生产实践中的几种不同育种方法。请分析回答下面的问题。

（1）图中A、D所示方向的育种方式与A→B→C方向所示的育种方式相比较，后者的优越性主要表现在　　　　　　               。 
（2）过程B常用的方法为　　　　        ，植株的获得利用了细胞的＿＿＿＿＿＿＿；过程F经常采用的药剂为　　　　     ， 其作用原理是       
（3）请分别写出这些育种方式所依据的遗传学原理：
①E：　　　　　　　　　　　　　；②F：　　　　　　　　　　　　　；
③GHIJ：　　　　　　　　　　　　　　
（4）过程GHIJ所代表的育种方法需要使用的工具酶有                  。

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                       ；经过①⑤⑥培育出新品种的育种方式称为                    ；经过⑦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                                                                              。