高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

下图表示某种农作物①和②两个品种分别培育出 ④、⑤、⑥3个品种的过程。根据上述过程，回答下列问题：

（1）用①和②所通过I和II方法培育⑤分别称______和____，其培育出⑤所依据的原理是__________。
（2）由③培育出④的常用方法III是_____________，由④培育成⑤品种所用的试剂是_____，通过Ⅲ和Ⅴ过程培育⑤品种的育种方法叫               ，其优点是                     。
（3）由③培育形成的⑥属于____倍体。

下图表示番茄植株（HhRr）作为实验材料培育新品种的途径。请据图分析回答：

（1）通过途径2、3获得幼苗的过程都应用了植物组织培养技术，该技术依据的生物学原理是________。
（2）要尽快获得稳定遗传的优良品种应采用途径_______，该过程中秋水仙素的作用机理是__________。
（3）品种A与途径3中幼苗基因型相同的概率为________，品种C的基因型是________。
（4）品种C与B是否为同一个物种？________，原因是____________________________。
（5）途径4依据的原理是_____，此途径与杂交育种相比，最突出的特点是____________________。

香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。

（1）水稻香味性状与抗病性状独立遗传。抗病（B）对感病（b）为显性。为选育抗病香稻新品种，进行一系列杂交实验。其中，无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示，则两个亲代的基因型是__________。上述杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为_________。
（2）单倍体育种可缩短育种年限。离体培养的花粉经脱分化形成         ，最终发育成单倍体植株，这表明花粉具有发育成完整植株所需要的________。若要获得二倍体植株，应在____时期用秋水仙素进行诱导处理。

现有两纯合小麦品种，一个是高秆抗锈病(DDTT)，一个是矮秆不抗锈病 (ddtt)。采用不同的方法，利用这两品种可培育出矮杆抗锈病新品种。下图为培育过程的部分图解。请分析并回答问题：

（1）A组F₂中所得矮秆抗锈病类型的基因型是           。
（2）B组F₂中的矮秆抗锈病类型还不能直接利用，原因是                       ，但通过          处理，可以直接产生理想的矮抗品种，其基因型是              。
（3）C组育种方法所依据的生物学原理是             。一般来说，该育种方法成功率不高，从该种变异的特点上分析，其原因是            和              。
（4） 通常情况下，上述三种育种方法中，耗时最短的育种方法是             组。

家蚕为ZW型性别决定，凡具有ZW染色体的个体发育为雌性，而有ZZ染色体的个体则发育为雄性。某蛾类仅具有一对常染色体（C1和C2），并以与家蚕相同的ZW方式决定其性别。
（1）下图为某蛾类的原始生殖细胞，该生物产生的染色体组合为C1Z 的配子的概率为           。

（2）某基因只位于该蛾类的W染色体上，其突变表型为显性，此种个体会产生具生殖能力且能发出荧光的子代。现将能发出荧光的雌蛾与不能发出荧光的雄蛾交配，其子代能发出荧光的蛾类百分率为        ，其中性别比为        。
（3）在某些雄蛾中发现一种遗传性白化症。研究者把5只有关的雄蛾进行检测，发现其中3只带有白化基因，将这3只雄蛾与多只正常雌蛾（无亲缘关系）交配，得到220个幼蛾，其中55只白化幼蛾均为雌性,该白化性状属于  性状，且控制该性状的基因位于     染色体上。
（4）家蚕是二倍体，体细胞中有28对染色体，假如家蚕中f是位于Z、W染色体同源区段上的隐性致死基因，即Z^fZ^f、Z^fW^f的受精卵将不能发育。为了得到雄性:雌性=2:1的后代，选择亲本的基因型是__________________。为了得到雌性:雄性=2:1的后代，选择亲本的基因型是__________________。
（5）家蚕有一种三体，其6号同源染色体有三条（比正常的多一条）。三体在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条正常联会，然后分离，而另1条染色体不能配对随机地移向细胞的任何一极，而其他染色体正常配对、分离，控制蚕茧颜色的黄色基因B与白色基因b在第6号染色体上。现以正常二倍体白色茧（bb）家蚕为父本，三体黄色茧家蚕为母本（纯合体）进行杂交得到F₁，再让F₁的三体黄色茧家蚕与正常二倍体白色茧家蚕杂交得到F₂，F₂中出现黄色茧三体的家蚕的概率是_____________，基因型为_____________。

淀粉的含量、直链和支链淀粉的比例及支链淀粉的结构等决定着水稻的产量和品质，因此水稻淀粉合成代谢的遗传研究备受关注。相关研究的部分信息如下图所示。请回答：

（1）用射线处理水稻进行诱变育种。从图中可以看出，由于水稻A基因1中发生了碱基对的_________，因而突变为A基因2。比较研究后发现，基因突变部位编码的氨基酸分别为酪氨酸（UAC）和丝氨酸（AGC）。请写出基因中编码这两个氨基酸的碱基序列__________________。
（2）育种工作者利用普通野生稻中存在的低比例直链淀粉突变体，以杂交育种方法培育出了优质栽培水稻品种。在杂交育种过程中，从F₂代起，一般要进行多代自交和选择，自交的目的是___________________________。
（3）普通野生稻含有3.75×10⁴对基因，假定每个基因的突变率都是10^-5，那么在约有10⁷个个体的种群中，每一代出现的基因突变数是__________________，它们是进化的原材料，也将是改良栽培稻的资源。我国的普通野生稻分布于南方8个省（区），每一个分布点的普通野生稻种群都是生物进化的 __________________。
（4）据调查，在近30年间，我国的一千多个普通野生稻分布点已消失了80％，从生物多样性角度看，其直接后果是普通野生稻的________（遗传、物种、生态系统）多样性减少。普通野生稻的濒危现状与后果已引起政府和民众的高度警觉，为此我国已将普通野生稻定为一级农业野生保护植物。

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。育种专家提出了如下图所示的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      （I或Ⅱ），依据的原理是            。
（2）图中①和④基因组成分别为             和              。
（3）(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      。

(共16分）请分析回答有关玉米遗传变异的有关问题：
(1)玉米非甜味（D)对甜味（d)为显性，非糯性（G)对糯性（g)为显性，两对基因独立遗传。现有甲、乙、丙三个品系的纯种玉米，其基因型如下表所示：

品系	甲	乙	丙
基因型	DDGG	ddGG	DDgg

 
①若要利用玉米非糯性与糯性这一对相对性状来验证基因分离定律，可作为亲本的组合有____________
②现有纯种非甜非糯玉米与甜味糯性玉米杂交得F₁，F₁与某品种杂交，后代的表现型及比例是非甜非糯:甜味非糯=3:1，那么该品种的基因型是____________。若再从其杂交后代选出甜味非糯自交，后代中的甜味糯性玉米占_________。
（2）甜玉米比普通玉米蔗糖含量高，主要由基因ｄ控制。基因e对d起增强效应，从而形成超甜玉米。研究发现，ｄ位于9号染色体上，e对ｄ增强效应的具体表现是：ee使蔗糖含量提高100%（非常甜），Ee提高25%（比较甜），EE则无效。最初研究者为验证ｄ和e基因独立遗传，设计了如下的实验：用杂合子普通玉米（DdEe）与超甜玉米（ddee）杂交，取所结的子粒，测定蔗糖的含量，若表现型及其比例为__________________________________时，则ｄ和e基因独立遗传。但实际结果是，子代的表现型仅有普通和非常甜两种，且数量大致相等。对此结果的合理解释是：___________ ________________。

（3）如果玉米第6号染色体的两条姐妹染色单体之间发生部分交换，通常对生物的遗传有无影响？为什么？________________________________________________________。
（4）为了提高玉米的产量，在农业生产中使用的玉米种子都是杂交种。现有长果穗（H）白粒（f）和短果穗（h）黄粒（F）两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒（HhFf）玉米杂交种的目的，科研人员设计了如下图所示的快速育种方案。其中的处理方法A和B分别是指____________________。以上方案所依据的育种原理有_________________________（填两个）。

某种雌雄异株（XY型）的二倍体高等植物，控制株色和叶形两对性状的两对等位基因中，一对（A、a）位于2号常染色体上，一对（X^B、X^b）位于X染色体上。已知缺失一条常染色体的植株仍能正常生存和繁殖，缺失一条常染色体的雌雄配子成活率极低且相等，缺失一对常染色体的植株不能成活。现有都缺失一条2号常染色体的植株杂交，结果如图。请据图分析回答：

（1）株色和叶形两对性状中，显性性状分别是_________________，控制叶形的基因位于_____________染色体上，亲本的基因型是____________________。
（2）理论上，F₁中绿色宽叶和绿色窄叶植株的数量比接近__________________，这两种植株中是否存在染色体缺失的个体?_______________________。
（3）若上图两个亲本中只有一方缺失了一条2号常染色体，利用该亲本再进行杂交实验并预测结果（分析时只考虑A、a基因控制的性状，正常亲本为纯合子）。若亲本中雌性植株缺失了一条2号常染色体，那么F₁表现为_____________________；若亲本中雄性植株缺失了一条2号常染色体，那么F₁表现为_____________________。

人类的X染色体上的有一个色觉基因（A），能编码两种光受体蛋白：吸收红光的受体蛋白和吸收绿光的受体蛋白；在7号染色体上还有编码蓝光受体蛋白的基因（D），这三种光受体蛋白分别在三种感光细胞中表达，当一定波长的光线照射到视网膜时，这三种感光细胞分别产生不同程度的兴奋，然后通过视神经传至视觉中枢，即可产生某种色觉。当A基因突变为隐性基因a时，人不能分辨红色和绿色；当D基因突变为隐性基因d时，人不能分辨蓝色；当D基因和A基因都发生突变时，此人即为全色盲。
（1）对三种感光细胞来说，不同波长的光作为      ，能引起其膜       变化，导致感光细胞内的一系列生理反应。
（2）D，d基因和A，a基因的遗传遵循             定律，当夫妇双方的基因型为DdX^AX^a和DdX^AY时，他们生一个全色盲孩子的概率是        。
（3）X染色体上还有一个编码凝血因子Ⅸ的基因（H），该基因突变为隐性基因h时，凝血因子Ⅸ失去活性，从而引起血液无法凝固，这是一种血友病，称为血友病B；以下是B.Rath在1938年调查的一个家系的系谱图（2号在调查时已经死亡，且只知道其为血友病B患者，不知其是否为红绿色盲患者）：

分析系谱图可知，II代3号个体在形成生殖细胞时，      染色体一定发生了       。若2号只为血友病B患者，则3号的基因型是       ，在这种情况下，若3号再生一个男孩，只患一种病的可能性比两病兼患的可能性要        （填“大”或“小”或“一样大”）。
（4）采用基因治疗的方法有可能为治疗血友病B带来曙光，将          与运载体相结合，然后将其导入造血干细胞中，体外培养后输回人体，患者血液中即可检测到凝血因子Ⅸ。

四川是我国重要的蚕桑基地，家蚕是二倍体，雄蚕含有两个同型的性染色体ZZ，雌蚕含有两个异型的性染色体ZW。
（1）家蚕遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基的特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的        性。
（2）家蚕基因突变可以发生在个体发育的任何时期，说明基因突变具有       性。
（3）家蚕细胞中的一组        ，在形态和功能上各不相同，但又相互协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
（4）在家蚕的一对常染色体上有控制蚕茧颜色的黄色基因（A）与白色基因（a）。在另一对常染色体上有B、b基因，当基因b存在时可能会抑制黄色基因A的表达，从而使蚕茧变为白色；而基因B不会抑制黄色基因A的作用。
① 该两对基因遗传时遵循      定律，若B基因与b基因不存在抑制关系，则结黄茧蚕的基因型是   。基因型为AaBb的两个个体交配，子代出现结白色茧的概率是___。
② 若B基因能抑制b基因的表达：基因型为AaBb的两个个体交配，子代出现结白色茧的概率是______；基因型不同的两个结白茧的蚕杂交，产生了足够多的子代，子代中结白茧的与结黄茧的比例是3：1。这两个亲本的基因型组合可能是          。
（5）家蚕中D、d基因只位于Z染色体上，Z^d使雌配子致死，若要选择出相应基因型的雌雄蚕杂交，使后代只有雌性，请写出亲本的基因型组合                  。

两头乌猪是浙江省地方优良品种，两头乌猪因其皮薄骨细、肉质鲜美，与皮薄骨细有关的基因中，有两对基因（A、a与B、b）只要其中一对隐性基因纯合就为皮薄骨细，否则为皮厚骨粗，这两对基因独立遗传。若只考虑上述两对基因对猪品质的影响，用已知基因型为aaBB和AAbb的为亲本杂交，得到F₁，F₁自交获得F₂。
（1）正常情况下F₁的表现型为                ，F₂出现不同表现型的主要原因是
                                         ；如果这两对基因独立遗传，则F₂中皮薄骨细的基因型有             种，在F₂中所占比例为                  。
（2）假设F₂中各种基因型雌雄个体均有，如果要从F₂中选出双隐性纯合子，可以采用和亲本杂交的方法，如果杂交后代                      ，则表明皮薄骨细为非双隐性纯合子，如果杂交后代                       ，则表明皮薄骨细为双隐性纯合子，请用遗传图解写出后一种情况 (表现型不做要求) 。
（3）近年来两头乌猪优良性状退化严重，如出现瘦肉率下降，易感病等。有人利用野猪资源来改良现有猪品种，并取得初步成功。但是后代因为含有野猪的基因，仍然野性十足，不方便圈养。请设计一种仅利用杂交后代进行简便育种的方案：                                                   。

某昆虫肤色有白色、黄色、绿色三种类型，由两对等位基因A-a、B-b控制，其过程如图所示，请据图作答。

（1）图中过程①包括的两个阶段分别是________。绿色虫体中，只有皮肤细胞才呈现绿色，这是_____________的结果。
（2）一纯合黄雌虫与一白雄虫杂交，F₁全为绿色。则亲本雌虫基因型为_______。将F₁代雌雄虫随机交配，所得F₂代黄肤色后代中雌雄比例为____________。
（3）一对黄色雌雄虫杂交，生出一只白肤色、染色体组成为XXY的子代。若为某亲本形成配子的减数第二次分裂过程中染色体分配异常造成，则该亲本的基因型为____________。
（4）若该昆虫有一对相对性状由等位基因E-e控制，其中一个基因在纯合时能使受精卵致死（注：EE、X^eX^e、X^EY、X^eY等均视为纯合子）。有人用一对该物种昆虫杂交，得到F₁代昆虫共301只，其中雄性101只，由此可知，控制这一相对性状的基因位于____________染色体上。
①若F₁代雌虫中仅有一种表现型，则致死基因是___________；②若F₁代雌虫中共有两种表现型，则致死基因是___________________。让F₁随机交配，理论上F₂成活个体中基因E的频率为____________。

(18分）玉米非糯性基因（A）对糯性基因（a）是显性，植株紫色基因(B) 对植株绿色基因（b）是显性，这两对等位基因分别位于第9号和第6号染色体上。玉米非糯性品系的籽粒及花粉遇碘液变蓝色，糯性品系的籽粒及花粉遇碘液变棕色。现有非糯性紫株、非糯性绿株和糯性紫株三个纯种品系供实验选择。请回答：
（1）若采用花粉鉴定法验证基因分离定律，应选择非糯性紫株与糯性紫株杂交。如果用碘液处理F₁代的花粉，则显微镜下观察到花粉颜色及比例为          。
（2）若验证基因的自由组合定律，则两亲本基因型为______。如果要筛选糯性绿株品系，需在第______年选择糯性籽粒留种，下一年选择______自交留种即可。
（3）用X射线照射亲本中非糯性紫株玉米花粉并授于非糯性绿株的个体上，发现在F₁代734株中有2株为绿色。经细胞学的检查表明，这是由于第6号染色体载有紫色基因（B）区段缺失导致的。已知第6号染色体区段缺失的雌、雄配子可育，而缺失纯合体（两条同源染色体均缺失相同片段）致死。
①在上述F₁代绿株的幼嫩花药中观察到下图所示染色体，请根据题意在图中选择恰当的基因位点并在位点上正确标出F₁代绿株的基因组成：

②有人认为F₁代出现绿株的原因可能是经X射线照射的少数花粉中紫色基因（B）突变为绿色基因（b），导致F₁代绿苗产生。某同学设计了以下杂交实验，探究X射线照射花粉产生的变异类型。
实验步骤：
第一步：选F₁代绿色植株与亲本中的______杂交，得到种子（F₂代）；
第二步：F₂代的植株自交，得到种子（F₃代）；
第三步：观察并记录F₃代植株颜色及比例。
结果预测及结论：
若F₃代植株的紫色：绿色为______，说明花粉中紫色基因（B）突变为绿色基因（b），没有发生第6染色体载有紫色基因（B）的区段缺失。
若F₃代植株的紫色：绿色为______说明花粉中第6染色体载有紫色基因（B）的区段缺失。

现有3种(2、7、10号)三体水稻，即第2、7、10号同源染色体分别多出一条。三体水稻减数分裂一般产生两类配子，一类是n＋1型，即配子含有两条该同源染色体；一类是n型，即配子含有一条该同源染色体。n＋1型配子若为卵细胞可正常参与受精作用产生子代，若为花粉则不能参与受精作用。已知水稻抗病(B)对感病(b)为显性。现以纯合抗病普通水稻(BB)为父本，分别与上述3种三体且感病的水稻(母本)杂交，从F₁中选出三体植株作为父本，分别与感病普通水稻(bb)进行杂交，得出的F₂和表现型及数目如下表。请分析回答下列问题：

三体感病母本	2号	7号	10号
F2	抗病	221	187	131
感病	219	190	268

（1）若等位基因(B、b)位于三体染色体上，则三体亲本的基因型是bbb，F₁三体的基因型为________，其产生的花粉种类及比例为：B∶b∶Bb∶bb＝1∶2∶2∶1，F₂的表现型及比例为________ 。
（2）若等位基因(B、b)不位于三体染色体上，则亲本三体的基因型为________，F₂的表现型及比例为____________。
（3）实验结果表明等位基因(B、b)位于________号染色体上。