高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

(7分)利用遗传变异的原理培育作物新品种，在现代农业生产上得到广泛应用。请回答下面的问题：
(1)水稻的穗大(A)对穗小(a)显性。基因型为Aa的水稻自交，子一代中，基因型为      的个体表现出穗小，应淘汰；基因型为           的个体表现出穗大，需进一步自交和选育。
(2)水稻的晚熟(B)对早熟(b)显性，请回答利用现有纯合体水稻品种，通过杂交育种方法培育纯合大穗早熟水稻新品种的问题。
①培育纯合大穗早熟水稻新品种，选择的亲本基因型分别是           和      。两亲本杂交的目的是           。
②将F₁所结种子种下去，长出的水稻中表现为大穗早熟的几率是           ，在这些大穗早熟植株中约有           是符合育种要求的。

（共16分，每空2分）科学家们用长穗偃麦草(二倍体)与普通小麦(六倍体)杂交培养小麦新品种----小偃麦。相关实验如下,请回答有关问题。
(1)长穗偃麦草与普通小麦杂交,子一代体细胞中染色体组数为       。长穗偃麦草与普通小麦杂交所得的子一代不育,可用            处理子一代幼苗,获得可育的小偃麦。
(2)小偃麦中有个品种为蓝粒小麦(40W+2E),40W来自普通小麦的染色体,2E表示携带有控制蓝色色素合成基因的一对长穗偃麦草染色体。若丢失了长穗偃麦草的一个染色体，则蓝粒单体小麦(40W+1E),这属于                 变异。为了获得白粒小偃麦 (一对长穗偃麦草染色体缺少)，可将蓝粒单体小麦自交,在减数分裂过程中,产生两种配子,其染色体组成分别为            和               ,这两种配子自由结合,产出的后代中白粒小偃麦的染色体组成是                  。
(3)为了确定白粒小偃麦的染色体组成,需要做细胞学实验进行鉴定.取该小偃麦的              作实验材料,制成临时装片进行观察,其中              期细胞染色体最清晰。

（10分，每空2分）荨麻草的花为单性花（指一朵花中只有雄蕊或只有雌蕊），且雌雄异株，其性别分化受两对独立遗传的基因控制，基因A控制雄蕊分化，B控制雌蕊分化，当A和B同时存在时，A和B互相排斥，与aabb遗传效应一样，雌雄蕊都不能分化，形成无花蕊植株而败育（不能形成配子）。据此回答下列问题：
（1）荨麻草天然植株中雌株和雄株的基因型分别为            、             。
（2）请写出用荨麻草天然植株杂交获得F₁的遗传图解：
（3）研究者采用单倍体育种得到大量雄株，其基因型为          ，将此雄株与天然雌株杂交，子代表现型及比例为                      。

果蝇的染色体组如图所示。如果Ⅳ号染色体多一条(这样的个体称为Ⅳ—三体)或少一条(Ⅳ—单体)均能正常生活，而且可以繁殖后代。三体在减数分裂时，3条同源染色体中的任意2条配对联会并正常分离，另一条染色体随机移向细胞一极，各种配子的形成机会和可育性相同。请分析回答下列问题：

(1)Ⅳ—三体雄果蝇在减数分裂时可产生________种配子，次级精母细胞中含Y染色体的数目是________。
(2)野生型果蝇(EE)经基因突变可形成无眼果蝇(ee)，该等位基因位于Ⅳ号染色体，据此回答下列问题：(注：实验中的亲本无眼果蝇染色体组成均正常)
①基因E和e的根本区别是__________________________________________________。
②将无眼果蝇与野生型Ⅳ—单体果蝇杂交，子一代的表现型及比例_______________。
③将无眼果蝇与野生型Ⅳ—三体果蝇杂交，子一代中，正常∶三体等于____________。
选择子一代中的Ⅳ—三体雌果蝇与无眼雄果蝇测交，请用遗传图解表示该测交过程(需有配子及子代的种类和比例)。

某二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为显性，高茎(H)对矮茎(h)为显性，红花(R)对白花(r)为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上。
现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，确定该突变体的基因组成是哪一种。(注：各型配子活力相同；控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡)

实验步骤：①____________________________________________________________；
②观察、统计后代表现型及比例。
结果预测：Ⅰ.若________，则为图甲所示的基因组成；
Ⅱ.若____________________，则为图乙所示的基因组成；
Ⅲ.若____________________，则为图丙所示的基因组成。

在玉米中，控制某种除草剂抗性(简称抗性，T)与除草剂敏感(简称非抗，t)、非糯性(G)与糯性(g) 的基因分别位于两对同源染色体上。有人以纯合的非抗非糯性玉米(甲)为材料，经过EMS诱变处理获得抗性非糯性个体(乙)；甲的花粉经EMS诱变处理并培养等，获得可育的非抗糯性个体(丙)。
请回答：
(1)获得丙的过程中，运用了诱变育种和______________育种技术。
(2)若要培育抗性糯性的新品种，采用乙与丙杂交，F₁只出现抗性非糯性和非抗非糯性的个体；从F₁中选择表现型为______________的个体自交，F₂中有抗性糯性个体，其比例是__________。
(3)采用自交法鉴定F₂中抗性糯性个体是否为纯合子。若自交后代中没有表现型为____________的个体，则被鉴定个体为纯合子；反之则为杂合子。请用遗传图解表示杂合子的鉴定过程。

下列甲—戊列举了五种育种方法，请回答相关问题：

(1)甲、丁两种育种方法所依据的遗传学原理依次是________________、________________
(2)C常用的方法是____________；与甲育种方法相比，乙方法的优越性在于____________。
(3)E过程一般是用________处理萌发的种子或幼苗，其作用原理是____________________。
(4)戊方法中，抗虫基因与运载体结合所需的两种酶是________________、______________；抗虫基因能够在植物细胞中表达，是因为________。

(13分)小麦的染色体数为42条。下图表示小麦的三个纯种品系的部分染色体及基因组成：I、II表示染色体，A为矮杆基因，B为抗矮黄病基因，E为抗条斑病基因，均为显性。乙品系和丙品系由普通小麦与近缘种偃麦草杂交后，经多代选育而来（图中黑色部分是来自偃麦草的染色体片段）

（1）乙、丙品系在培育过程中发生了染色体的                变异。该现象如在自然条件下发生，可为            提供原材料。
（2）甲和乙杂交所得到的F自交， F自交所得F中有                  种基因型，其中仅表现抗矮黄病的基因型有            种。
（3）甲和丙杂交所得到的F自交，减数分裂中Ⅰ甲与Ⅰ丙因差异较大不能正常配对，而其它染色体正常配对，可观察到               个四分体；该减数分裂正常完成，可生产          种基因型的配子，配子中最多含有         条染色体。

（16分，每空2分）下图表示某种农作物①和②两个品种分别培育出 ④、⑤、⑥ 3个品种的过程。根据上述过程，回答下列问题：

（1）用①和②的农作物品种通过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称                  （填几倍体）。

下面①—⑤列举了五种育种方法，请回答相关问题：

⑴属于杂交育种的是       （填序号），一般从F₂开始选种，这是因为_______________。
⑵①过程的育种方法是              。
⑶若用方法③培育高产抗病的小麦新品种，与方法②相比其突出优点是_____  ______。   
⑷通过④途径获得的新品种往往表现出茎秆粗壮、营养丰富、发育延迟、结实率低等特点；育种中使用的秋水仙素的主要作用是___________。

二倍体动物缺失一条染色体称为单体。大多数单体动物不能存活，但在黑腹果蝇中，点状染色体(Ⅳ号染色体)缺失一条可以存活，而且能够繁殖后代。
(1)形成单体的变异属于___         _____，若要研究某雄性单体果蝇的基因组，则需测定________条染色体上的碱基序列。水稻体细胞有24条染色体，那么水稻基因组计划要研究的DNA分子数为        个。
(2)果蝇群体中存在无眼个体，无眼基因位于常染色体上，将无眼果蝇个体与纯合野生型个体交配，子代的表现型及比例见表：据此判断，显性性状为________，理由是__________________________________。

	无眼	野生型
F1	0	85
F2	79	245

 
(3)根据上述判断结果，可利用正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配，探究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上。请完成以下实验设计：实验步骤：
①让正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配，获得子代；
②统计子代的_____             __，并记录。
实验结果预测及结论：
①若子代中出现___                     _____，则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上；
②若子代全为_____           ___，说明无眼基因不位于Ⅳ号染色体上。

提高作物与家禽的产量，改良各种农产品、畜产品的品质，增强农作物、畜牧品种的抗性事关民生大计，科学家通过各种育种方案实现了我们对这些产品的需求。请完成下列育种问题
(1)杂交育种是一种最       的方法，它可将多个亲本的       性状集中在一起，再经过选择和培育获得新品种，选种一般从F2开始的原因是                   。
(2)为了能够在较短时间内获得稳定遗传新品种，我们一般采用单倍体育种，该育种方案先需用   
       技术获取单倍体，再用           溶液处理后选种即可。
（3）短时间内能够大量繁殖植物体的技术我们称为              ，利用植物体的          的细胞可培育出脱病毒植株。植物体细胞杂交技术可克服           不亲和的障碍，选择的体细胞先用             酶去除细胞壁后加了          溶液可诱导融合，再通过         和         过程可获得杂交植株。

科学家发现人睾丸决定基因是睾丸发育的必要条件，该基因位于Y染色体上。当含该基因的一段Y染色体移接到其他染色体上，人群中会出现性染色体组型为XX的男性（每20000名男子中有一个）。下图为某家系患甲种遗传病（用B或b表示）的遗传图谱，3和8不携带致病基因，图中6号为性染色体组型为XX的男性。

请分析回答：
（1）甲种遗传病的致病基因位于        染色体上，属于       遗传病。4号个体的基因型是       。7号和8号个体再生一个患甲遗传病男孩的几率是     。
（2）6号个体的睾丸决定基因可能位于什么染色体上？                     。
（3）若不考虑基因突变，请解释6号个体不患甲遗传病的原因                               。

下图中，甲、乙是几种不同育种方法的示意图。

Ⅰ．图甲中D和d、E和e两对等位基因分别位于两对同源染色体上，据图回答相关问题。
（1）图甲中包含的育种方法有                                               。
（2）②③过程通过                    的手段，选择并获得纯合新品种。
（3）④过程中必然发生的可遗传变异是                                          。
Ⅱ．科学家采用图乙所示过程，培养出适应高寒地区生长的八倍体小黑麦。据图回答下列问题。
（1）科学家用黑麦和普通小麦进行杂交，目的是                                      。
（2）黑麦和普通小麦的杂交后代，不育的原因是                                      。
（3）过程B中采用的方法是                                                        。
（4）图乙育种方法的原理是                                                        。

(12分)染色体断裂的片段会在细胞中形成微核。通过染色可观察到微核，常用含微核的细胞数占细胞总数的比例（微核率）来检测有毒物质对细胞的危害程度，微核率越大，有毒物质对细胞的危害程度越大，某研究小组应用微核检测技术做了以下实验。
实验步骤：
①配制从低浓度到高浓度的氯苯溶液，分别等量加入到细胞培养瓶中。
②向各培养瓶中加入等量的培养液和人成纤维细胞，放入CO2培养箱中培养一段时间。
③取各培养瓶中培养液，制成装片，在显微镜下观察并计数，统计微核率。
请回答下列问题：
（1）该实验的实验目的是                              。
（2）该实验步骤中有错误存在，请指出               。
（3）用曲线图表示最可能的实验结果。
(4）研究发现某种特定浓度的x物质可以使细胞抵抗氯苯对细胞毒害作用。为验证x物质这种作用，可以在上述实验中同时进行实验，实验步骤如下：
①在上述实验的基础上，再取五个细胞培养瓶编号，分别加入   和   及等量培养液和人成纤维细胞。
②放入CO2培养箱中培养一段时间。
③取各培养瓶中培养液,制成装片在显微镜下观察计数并           。