高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

以下各图分别表示几种不同的育种方法。

(1）A图所示过程是一种克隆动物的新技术，新个体丙的性别决定于　　　　亲本。
（2）在B图中，由物种P突变为物种P′，在指导蛋白质合成时，③处的氨基酸由物种P的　　　　　　改变成了　　　　　　　。（缬氨酸GUC；谷氨酰胺CAG；天门冬氨酸GAC）
（3）C图所示的育种方法叫 　　　　　　，小黑麦是       倍体，该方法最常用的做法是在1处　　 　　　　    　　 。
（4）D图所表示的育种方法叫　　　   ,原理是             。若要在F₂中选出最符合生产要求的新品种，最简便的方法是                                 。
（5）E图中过程3常用的方法是　　　   　　　，与D方法相比，E方法的突出优点是　　　                         。过程1代表          ,过程2代表       ,基因重组发生在过程          中.

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）途径1、4依据的遗传学原理分别               、                 。
（2）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                                。
（3）通过途径2获得新品种的方法是                  ，其中能稳定遗传的个体占          。
（4）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    ，该过程中秋水仙素的作用机理是                           。

用浓度为2％的秋水仙素，处理植物分生组织5～6小时，能够诱导细胞内染色体加倍。那么，用一定时间的低温(如4 ℃)处理水培的洋葱根尖时，是否也能诱导细胞内染色体加倍呢?请对这个问题进行实验探究。
(1)针对以上问题，你作出的假设是：                         。
你提出此假设的依据是                                     。
(2)低温处理植物材料时，通常需要较长时间才能产生低温效应，根据这个提示将你设计的实验组合以表格形式列出来。
(3)按照你的设计思路，以                                  作为鉴别低温是否诱导细胞内染色体加倍的依据。为此，你要进行的具体操作是：
第一步：剪取根尖2～3mm。
第二步：按照              →            →             →            步骤制作                    。

石刁柏(幼茎俗称芦笋)是一种名贵蔬菜，为XY型性别决定的雌雄异株植物。野生型石刁柏叶片窄、产量低，在野生种群中，发现生长着少数几株阔叶石刁柏(突变型)，雌株、雄株均有，且雄株产量高于雌株。
(1)请设计一个简单的实验来鉴定突变型植株的出现是基因突变还是染色体组加倍所致。
实验步骤：
第一步：取突变型和野生型石刁柏的根尖，分别制作细胞有丝分裂临时装片。
第二步：__________________________________________________________。
结果预测与分析：
(2)同为突变型的阔叶石刁柏，其雄株的产量与质量都超过雌株，请你从提高经济效益的角度考虑，提出两种合理的育种方案。
方案一：利用_____________技术进行无性生殖。
方法二：利用______________方法得到XX和XY植株，再让其杂交产生大量雄株。
对方案二用图解表示：

果蝇是遗传学实验常用的材料，一对果蝇每代可以繁殖出许多后代。请回答下列问题：
(1)已知红眼对白眼为显性。一只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交，F₁果蝇有红眼和白眼，其中白眼果蝇都是雄性。果蝇眼色遗传　　　　（是/否）遵循基因分离定律。
(2)果蝇（AaDdX^BY^b）在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为　　　　, 在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是　　　　条。此果蝇的一个精原细胞产生的一个精子基因组成为adX^BX^B，则其余三个精子的基因型为　　　　　　            　　　。
(3)以下是几种性染色体异常果蝇的性别、育性等示意图。

①白眼雌果蝇(X^eX^eY)最多能产生　　　　种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇(X^EY)杂交,子代中白眼雌果蝇的基因型为　　         　　。
②用红眼雌果蝇(X^EX^E)与白眼雄果蝇(X^eY)为亲本杂交, 在F₁群体中发现一只白眼雄果蝇,经分析该果蝇出现的原因有三种可能: 一是基因型未变，环境影响了表现型; 二是亲本果蝇发生基因突变; 三是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体未分离。请设计简便杂交实验, 确定此白眼雄果蝇出现的原因。
实验步骤: 　 　 　 　 　 　 　                               　 　 　　。
结果预测:
ⅰ.若　　　　　　　                　　　　　　, 则是环境改变;
ⅱ.若　　　　　　　          　　　　　　　　　, 则是基因突变;
ⅲ.若　　　　           　　　　　　　　　　　, 则是减数分裂时X染色体未分离。

菠萝又名凤梨，是湛江地区常见的热带水果。
（1)菠萝的栽培品种较多，主要有卡因类、皇后类、西班牙类和杂交类等，这体现了生物多样性中的＿＿＿多样性。卡因类书皇后类在植株、果型等方面差距很大，但遗传学家仍将其归为同一物种，做出这一判断的最主要依据是＿＿＿＿＿＿
(2)优良菠萝品种"3136"是由皇后类的“菲律宾”品种和卡因类的“夏威夷”品种杂交培育而成的，其育种原理是＿＿＿。现有纯种的无刺不耐寒（卡因类）菠萝和纯种的有莉耐寒（皇后类）菠萝（两对性状的遗传符合基因自由组合定律），杂交后F₁均表现为无刺不耐寒。将F₁相互授粉，得F₂,选择F₂中的无刺耐寒个体自交，F₃中无刺耐寒个体所占的比率为＿＿＿＿（用分数羡示）
(3）与二倍体菠萝相比，多倍体菠萝具有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等优点（至少答出两点）、生产上常使用＿＿＿＿＿＿＿＿处理菠萝的幼苗，以获得多倍体菠萝。处理后得到的菠萝幼苗大多同时含有二倍体细胞和四倍体细胞，这两种细胞可经讨＿＿＿＿＿＿＿＿、制片等装片制作步骤后，利用光学显微镜加以区分。
(4）下表为不同浓度的乙烯利溶液对“珍珠菠萝”品种果实纵径和横径生长的影响。据表可以得出的结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

图示番茄植株（HhRr）作为实验材料培育新品种的途径，请据图分析回答下列相关问题：

幼苗

（1）通过途径                  （填编号）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                   ；途径4依据的遗传学原理是                。
（2）通过途径2获得新品种的方法是            ，其中能稳定遗传的个体占          。
（3）品种A与途径3中幼苗表现型相同的概率为          ，基因型相同的概率为          ；品种B与品种C基因型相同的概率为          ；品种C的基因型是           。
（4）若想获得基因型为hhrr的番茄植物，最简便的方法是利用途径       ，至少需要多少      年。
（5）如果想得到基因型为HhRrT（T不属该物种基因库的基因）这样的植株，常采用                 技术，该技术的核心是            ，可克服                   障碍。

家蚕原产于我国，是丝绸原料的主要来源，它在人类经济生活及文化历史上有重要地位。请回答下列有关家蚕的问题。
（1）家蚕是二倍体，体细胞中有28对染色体，其中一对是性染色体，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。正常情况下，雌蚕体细胞有丝分裂后期，含有______条Z染色体，减数第二次分裂后期，含有______条Z染色体。
（2）在家蚕中皮肤正常（A）对皮肤油性（a）为显性，且A和a基因只位于Z染色体上。雄蚕比雌蚕的丝质好，出丝率高，所以极早鉴别出蚕的雌雄具有明显的经济意义。根据油蚕幼虫皮肤油纸样透明和身体虚弱等特点，易于把雌蚕分开，大量淘汰雌蚕，保留雄蚕。可利用表现型为______________________的亲本杂交，杂种F1代中，雄蚕全部正常，而雌蚕都是油蚕。
（3）生物科技工作者用X射线处理蚕蛹，将家蚕第10号染色体上含有黑卵基因的一段染色体转移，连接到___________染色体上，从而可以借助光电自动选卵机将黑卵选出并杀死，达到去雌留雄的目的。蚕卵的这种变异类型在遗传学上称为___________________________。
（4）在家蚕的一对常染色体上有控制蚕茧颜色的黄色基因（Y）与白色基因（y）。在另一对常染色体上有I、i基因，当基因I存在时会抑制黄色基因Y的作用，从而使蚕茧变为白色；而i基因不会抑制黄色基因Y的作用。若基因型为IiYy、iiyy的两个个体交配，产生了足够多的子代，子代的表现型及比例是__________________。

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，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_______。由③自交产生的后代中AAbb所占的比例为      。
（2）通过Ⅲ和Ⅴ培育出⑤的育种方法是_______。该方法培育出的个体都（是/不是）    纯合体。
（3）由③培育出的⑥是____倍体。该个体体细胞中的染色体组数目是      个。
（4）⑤通过Ⅵ过程培育出⑦的过程叫_________________________。
（5）③培育出④过程叫________________，Ⅴ过程需要用_________________处理。

下图①～⑤列举了五种育种方法，请回答相关问题：

(1)①属于________育种。水稻某一优良性状(A)对不良性状(a)为显性，如用第①种方法育种，杂合子Aa逐代自交3次，后代中纯合子的比例是________。
(2)第④种育种方法的原理是________，红色种皮的花生种子第④种育种方法培育获得了一株紫色种皮的变异植株，其自交后代中有些结出了红色种皮的种子，其原因是__________________。
(3)三倍体无子西瓜的培育采用的是方法______，能体现细胞具全能性的是方法______(选填①～⑤)。与方法①相比方法②的优点是_________                    _。
(4)通过育种方法⑤培育抗虫棉属基因工程育种，此操作过程中抗虫基因表达时的遗传信息传递方向是____________________。

某植物种子的子叶有黄色和绿色两种，由两对基因控制，现有两个绿色子叶的种子X、Y，种植后分别与纯合的黄色子叶植株进行杂交获得大量种子（F₁），子叶全部为黄色，然后再进行如下实验：（相关基因用M、m和N、n表示）
I：X的F₁全部与基因型为mmnn的个体相交，所得后代性状及比例为：黄色：绿色=3：5
II.Y的F₁全部自花传粉，所得后代性状及比例为：黄色：绿色=9：7
请回答下列问题：
（1）实验I中，花粉成熟前需对母本做的人工操作有_________________。
（2）Y的基因型为_____________，X的基因型为______________          。
（3）纯合的绿色子叶个体的基因型有__________种；若让Y的F₁与基因型为mmnn的个体相交，其后代的性状及比例为_______________。
（4）遗传学家在研究该植物减数分裂时，发现处于某一时期的细胞（仅研究两对染色体），大多数如图1所示，少数出现了如图2所示的“十字形”图像。（注：图中每条染色体只表示了一条染色单体）

①图1所示细胞处于_________            期，图2中发生的变异是___________     。
②图1所示细胞能产生的配子基因型___________                                 。研究发现，该植物配子中出现基因缺失时不能存活，若不考虑交叉互换，则图2所示细胞产生的配子基因型有___________种。

21三体综合征又称先天愚型或唐氏综合症，患者智能低下、体格发育迟缓面容特殊，是人类染色体病中最常见的一种，发生率约1/700，母亲年龄愈大，后代本病的发病率愈高。人21号染色体上特有的短串联重复序列（一段核苷酸序列）可作为遗传标记对21三体综合征做出快速的基因诊断（遗传标记可理解为等位基因，三条染色体共有三个控制相对性状的基因）。现有一21三体综合征患儿，其遗传标记的基因型记为NNn，其父亲该遗传标记的基因型为nn，母亲该遗传标记的基因型为Nn。

（1）若该21三体综合征患儿为男孩，其体细胞的染色体组成是          ，从变异类型分析，此变异属于            。出现此情况是双亲中____________的第21号染色体在减数第____________次分裂中未正常分离，其减数分裂过程如右图，在右图所示细胞中，不正常的细胞有            。
（2）21三体综合征、镰刀型细胞贫血症都能用光学显微镜检出，检测材料分别是人体的_________________和________________。
（3）21三体综合征患者很常见，而20、19、18等染色体三体综合征却很少见，你认为可能原因是                                                          。
（4）研究人员发现，21三体综合征男性患者多不育，女性患者可产生后代，早期干预基本能正常生活，问某女性21三体综合征患者（遗传标记的基因型为NNn，减数分裂时三条染色体两条配对，一条成单）减数分裂理论上可产生的配子种类及比例为____________________________________，与正常个体婚配，后代患三体综合征的比例为______________，基于很高的患病比例，所以要做好产前诊断。

人类第7号染色体和第9号染色体之间可能发生如甲图所示变异，变异后细胞内基因结构和种类未发生变化。后代若出现9号染色体“部分三体”(细胞中9号染色体的某一片断有三份)，表现为痴呆；出现9号染色体“部分单体”(细胞中9号染色体的某一片断只有一份)，胚胎早期流产。乙图为由于第7号、9号染色体变异而导致的流产、痴呆系谱图。已知系谱各成员细胞染色体数均为46条，I—l、II—1、III—2染色体正常；I—2、II—2表现正常，但均为7号、9号染色体变异携带者(细胞中7号和9号染色体组成为AA+BB-)；发生变异的7号、9号染色体能与正常7号、9号染色体联会，形成配子。请回答。

(1)甲图所示，9号染色体上的片段移接到7号染色体上，这种变异属于     变异。变异的7号或9号染色体上基因的           发生了改变。
(2)个体III—1的7号和9号染色体组成为         (用甲图中的字母表示)。
(3)9号染色体“部分单体”的后代早期流产，胎儿不能成活，则成活的III—3个体为7号、9号染色体变异携带者的概率是         。
(4)III—3婚配，为避免生出染色体异常的患儿，妊娠期间须进行              ，如羊水检查。将胎儿脱落的细胞从羊水中分离并通过           技术增殖细胞，适时加入秋水酰胺(与秋水仙素功能相似)，通过抑制分裂细胞内          ，使染色体不能移向细胞两极。选取有丝分裂      期的细胞进行观察，从面诊断出胎儿染色体是否异常。

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，如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，其中杂合矮秆抗病类型出现的比例高达           ，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（抗矮秆病）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                 。
（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，该技术手段属于：           水平上的育种工作。
（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，将种子中的胚取出进行组织培养，得到的是小麦            植株。
（5）图中的遗传育种途径，         （填字母）所表示的方法具有典型的不定向性。