高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

玉米（2N＝20）是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆、易倒伏（A）对矮秆、抗倒伏（a）为显性，抗病（B）对易感病（b）为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。现有两个纯合的玉米品种甲（AABB）和乙（aabb），据此培养AAbb品种。根据材料分析回答：

（1）由品种AABB、aabb经过a、b、c过程培育出新品种的育种方式称为________，F2的高秆抗病玉米中纯合子占________。
（2）将图1中F1与另一玉米品种丙杂交，后代的表现型及其比例如图2所示，则丙的基因型为________。
（3）上述育种方法中，最不容易获得矮秆目标品种的是[ ] ______________________，原因是________。
（4）过程e常采用___________由AaBb得到Ab个体。与过程a、b、c的育种方法相比，过程a、e、f的优势是______________________。与过程g的育种方式相比，过程d育种的优势_______________________。

番茄是二倍体植物。有一种三体，其6号染色体的同源染色体有3条，在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条随意配对联会形成一个二价体，另1 条同源染色体不能配对而形成一个单价体。减数第一次分裂的后期，组成二价体的同源染色体正常分离，组成单价体的1条染色体随机地移向细胞的任何一极，而其他染色体正常配对、分离。
（1）从变异类型的角度分析，三体的形成属于          。
（2）若三体番茄的基因型为AABBb，则其产生的花粉的基闪型及其比例为          ，其根尖分生区一细胞连续分裂两次所得到的子细胞的基因型为         。
（3）现以马铃薯叶型（dd）的二倍体番茄为父本，以正常叶型（DD或DDD）的三体 纯合子番茄为母本，设计杂交实验，判断D （或d）基因是否在第6号染色体上。最简单可行的实验方案是          。
实验结果：
①若杂交子代         ，则                 。
②若杂交子代            ，则                 。

某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R 和r 控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因（D、d，E、e）控制，同时含有D 和E 表现为矮茎，只含有D 或E 表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。
请回答：
（1）自然状态下该植物一般都是_______合子。
（2）若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有______
和有害性这三个特点。
（3）若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F₂等分离世代中          抗病矮茎个体，再经连续自交等          手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的          。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F₁ 在自然状态下繁殖，则理论上，F₂的表现型及比例为__________。
（4）若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有         。请用遗传图解表示其过程（说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例）。

西瓜消暑解渴，深受百姓喜爱，其中果皮深绿（G）对浅绿（g）为显性，大子（B）对小子（b）为显性，红瓤（R）对黄瓤（r）为显性，三对基因位于三对非同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。已知西瓜的染色体数目2n＝22，请根据下列几种育种方法的流程图回答有关问题。

注：甲为深绿皮黄瓤小子，乙为浅绿皮红瓤大子，且甲、乙都能稳定遗传。
（1）②过程常用的试剂2作用和目的是____________；
通过③过程得到无子西瓜B与通过①过程获得无子西瓜A，从产生变异的来源来看，其区别是_______。
（2）通过⑧过程获得的单倍体植株中拥有的染色体数是________。
（3）若将四倍体西瓜（gggg）和二倍体西瓜（GG）间行种植，结果发现四倍体西瓜植株上所结的种子，播种后发育成的植株中既有四倍体又有三倍体。那么，能否从这些植株所结西瓜的果皮颜色直接判断出这些植株是四倍体还是三倍体呢？请作简要说明。

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F₁自交，所有染色体正常联会，则基因A与a可随同源染色体的分开而分离。F₁自交所得F₂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F₁自交，减数分裂中甲Ⅰ与丙Ⅰ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，可产生       种基因型的配子，配子中最多含有
条染色体。
（4）让（2）中F₁ 与（3）中F₁ 杂交，若各种配子的形成机会和可育性相等，产生的种子均发育正常，则后代植株同时表现三种性状（矮杆、抗矮黄病、抗条斑病）的几率为            。

如图丁是基因型为AaBb的雌性高等动物细胞分裂图象及细胞分裂过程中染色体数目变化曲线，请回答相关问题：
（1）甲细胞内有    个染色体组，分裂产生的子细胞的基因型是    ．不具有同源染色体的细胞有    ．
（2）丙图所示细胞名称为     ，其染色体变化对应丁图的    段．
（3）若用光学显微镜观察到图中细胞所示的染色体，需用       染色；若鉴定染色体的主要成分时，需用到    试剂和     试剂．
（4）若乙图细胞分裂完成后形成了基因型为AaB的子细胞，其原因最可能是            ．
（5）若丙图中一条染色体上的B基因变为b基因，则产生这种情况的原因可能是           ．

一对毛色正常的鼠交配，产下多只鼠，其中一只雄鼠的毛色异常，分析认为，鼠毛色出现异常的原因有两种：一是基因突变的直接结果（控制毛色基因的显隐性未知，突变只涉及一个亲本常染色体上一对等位基因中的一个基因）；二是隐性基因携带者之间交配的结果（只涉及亲本常染色体上一对等位基因）．假定这只雄鼠能正常生长发育，并具有生殖能力，后代可成活．为探究该鼠毛色异常的原因，用上述毛色异常的雄鼠分别与其同一窝的多只雌鼠交配，得到多窝子代．请预测结果并作出分析．
（1）如果每窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为     ，则可推测毛色异常是    性基因突变为 显 性基因的直接结果，因为                  ．
（2）如果不同窝子代出现两种情况，一中是同一窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例为      ，另一种是同一窝子代全部表现为      鼠，则可推测毛色异常是隐性基因携带者之间交配的结果．

如图为病毒X侵染宿主细胞过程的示意图。A～F表示物质，A~h表示过程。

（1）过程A、B分别是__________、__________；
（2）物质D是_________，过程e称为____________。物质F是_______。
（3）请据图写出中心法则的有关部分，过程名称用图中的编号表示。___________________。
（4）病毒X能否侵染噬菌体？为什么？_____________________。
（5）下列关于病毒变异的叙述，不正确的是（    ）（多选）。
A．病毒的变异包含基因突变、基因重组、染色体变异
B．病毒的变异包含基因突变、基因重组
C．病毒的变异只有基因突变，就是脱氧核苷酸的增加、缺失或者替换
D．病毒核酸碱基对的增加、缺失或者替换都会导致性状变异

下图A、B分别为某假想动物S（2n）雌雄个体的部分基因分布图，C、D、E为异常个体的基因分布图。

假设雌雄个体2号染色体上的基因完全连锁；缺少整条染色体的生殖细胞致死，但个体不致死，其他变异类型均不致死。有关染色体、基因与性状的关系见下表。

2号染色体	X染色体
M	m	N	n	L	l
体大	体小	奔跑快	奔跑慢	花斑	棕色

（1）具有A、B基因型的雌雄个体交配，得到花斑体色体大奔跑快的个体的概率为_______；得到花斑体色体大奔跑快且能稳定遗传的概率是______。
（2）C个体的变异发生在_________分裂；D个体的变异发生在___________分裂中，因为_________。
（3）E发生的变异类型是_________；E个体减数分裂产生的生殖细胞的基因型及其比例为________。
（4）若只研究常染色体遗传，且不考虑三条染色体移向同极的情况，C个体与正常个体测交，后代表现型及其比例为___   __。
（5）B与D个体交配，子代表现型及其比例是（    ）。
A．花斑体大奔跑快：花斑体大奔跑慢：棕色体小奔跑快：棕色体小奔跑慢=1：1：1：1
B．花斑体大奔跑快：花斑体大奔跑慢：棕色体大奔跑快：棕色体大奔跑慢=3：3：1：1
C．花斑体大奔跑快：花斑体大奔跑慢：棕色体大奔跑快：棕色体大奔跑慢=1：1：1：1
D．花斑体大奔跑快：花斑体大奔跑慢：棕色体小奔跑快=1：2：1

中国女科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理医学奖，她研制的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命。研究人员已经弄清了青蒿（二倍体，体细胞染色体数为18）细胞中青蒿素的合成途径（如图下图所示）。

（1）在FPP合成酶基因表达过程中，完成过程①需要        酶催化，mRNA从         进入细胞质。
（2）野生型青蒿白青秆（A）对紫红秆（a）为显性，稀裂叶（B）对分裂叶（b）为显性，两对性状独立遗传，则野生型青蒿最多有      种基因型；若F1代中白青秆、稀裂叶植株所占比例为3/8，则其杂交亲本的基因型组合为         （两种组合），该F1代中紫红秆、分裂叶植株占所比例为             。
（3）四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，低温处理野生型青蒿正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株。推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是____   ____。四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为________。

玉米子粒颜色的黄色（T）和白色（t）基因位于9号染色体上（只含异常9号染色体的花粉不能参与受精作用）。现有基因型为Tt的黄色子粒植株甲，其细胞中9号染色体有一条异常。请回答问题：
（1）为了确定植株甲的T基因位于正常染色体还是异常染色体上，最简便的方法是让其________产生F₁。
如果___________，则说明T基因位于正常染色体上；如果___________，则说明T基因位于异常染色体上。
（2）以植株甲为父本，正常的白色子粒植株为母本杂交产生的F₁中，发现了一株黄色子粒植株乙，其9号染色体上基因组成为Ttt，且T位于异常染色体上。该植株的出现可能是由于__________造成的。
（3）若（2）中的植株乙在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机地移向细胞两极并最终形成含1条和2条9号染色体的配子，形成配子的基因型及比例是____________，以植株乙为父本进行测交，后代中得到的含异常染色体的植株占________。

果蝇3号常染色体上有裂翅基因。为培育果蝇新品系，研究人员进行如下杂交实验（以下均不考虑交叉互换）。
（1）将某裂翅果蝇与非裂翅果蝇杂交，F1表现型比例为裂翅:非裂翅=1:1，F1非裂翅果蝇自交，F2均为非裂翅，由此可推测出裂翅性状由     性基因控制。F1裂翅果蝇自交后代中，裂翅与非裂翅比例接近2:1的原因最可能是           。
（2）将裂翅品系的果蝇自交，后代均为裂翅而无非裂翅，这是因为在__________（裂翅/非裂翅）基因所在的染色体上，还存在另一基因（b），且隐性纯合致死，所以此裂翅品系的果蝇虽然均为       ，但自交后代不出现性状分离，因此裂翅基因能一直保留下来。
（3）果蝇的2号染色体上有卷翅基因D和另一基因E（纯合致死）。卷翅品系的果蝇自交后代均为卷翅，与上述裂翅品系果蝇遗传特点相似。利用裂翅品系和卷翅品系杂交培育裂卷翅果蝇品系，F1基因型及表现型如下图甲所示。

欲培育出图乙所示的裂卷翅果蝇，可从图甲所示F1中选择合适的果蝇进行杂交。若从F1中选     与裂卷翅果蝇杂交，理论上应产生四种表现型的子代，但实际上没有裂卷翅果蝇。推测可能是F1裂卷翅果蝇产生的含有       基因的配子死亡，无法产生相应的后代。若从F1中选表现型为          与         的果蝇杂交，子代裂卷翅果蝇有       种基因型，其中包含图乙所示裂卷翅果蝇，进而培养出新品系。
（4）分析可知，欲保留果蝇某致死基因且自交后代该基因频率一直不变，还需保留与该基因在         上的另一致死基因。

某二倍体昆虫的三对相对性状分别由三对等位基因（Aa、Bb、Dd）控制。下图甲表示基因组成为AaBbDd的个体细胞分裂某时期图像。图乙表示其细胞分裂过程中mRNA的含量和每条染色体所含DNA分子数的变化（实线表示）。请据图回答：

（1）Bb、Dd控制的两对相对性状的遗传是否遵循基因的自由组合定律_______，为什么？_____________。
（2）导致图甲中2，4号染色体上B、b不同的原因可能是_________、__________。
（3）图甲所示细胞中含有_______个染色体组。图中所示分裂时期处于图乙中的________阶段（填图中字母）。
（4）诱变育种时，诱变剂发挥作用的时期一般处于图乙中的阶段_________（填图中字母）。
（5）若用3H标记该个体体细胞的DNA分子，再转入正常的培养液中培养，在第二次细胞分裂中期，一个细胞中的染色体总数和被3H标记的染色体数分别为____________、____________。

假设A、b代表玉米种子的优良基因，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，可采用的方法如图所示。请据图回答问题：

（1）由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方式称为____________，其原理是______________。用此育种方式一般从F₂才能开始选育Abb个体，是因为____________________。
（2）若经过过程②产生的性状符合要求的子代，则其中能稳定遗传的植株所占的比例为____________。
（3）过程⑤常采用______________技术得到单倍体，在这些个体中AAbb所占比例为_________________。与过程①②③的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是______________。
（4）过程⑦的育种原理是____________。如果在得到AAbb的基础上想进一步得到玉米品种AAAbbb，一般应用的育种方法为____________________，发生的变异（是或不是）______________可遗传变异，玉米品种AAAbbb在生产上______________（有或没有）现实意义。

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为矮秆基因，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）甲与乙杂交所得到的F₁自交，所有染色体正常联会，则基因A与a可随____________的分开而分离。F₁自交所得F₂中有______种基因型，其中仅表现抗矮黄病的基因型有________种。
（3）甲与丙杂交所得到的F₁自交，减数分裂中Ⅰ_甲与Ⅰ_丙因差异较大不能正常配对，而其他染色体正常配对，可观察到________个四分体；该减数分裂正常完成，可产生________种基因型的配子，配子中最多含有________条染色体。
（4）让（2）中F₁与（3）中F₁杂交，若各种配子的形成机会和可育性相等，产生的种子均发育正常，则后代植株同时表现三种性状的几率为________。