高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

果蝇红眼（E）对白眼（e）为显性。研究者得到果蝇杂交实验的结果如下：

（1）红眼和白眼为一对__________，控制该眼色的基因位于X染色体上，遵循__________定律，据此推断上述杂交产生的果蝇本应表现的性状为__________两种，若F₁只出现这两种性状时，则亲子代间性状表现出的遗传特点为__________。
（2）已知果蝇X染色体数量多于Y染色体数量时表现为雌性，只含有来自于父方的X染色体时表现为雄性。根据上述杂交实验推测：
①亲代雌蝇产生的异常卵细胞中，性染色体的组成为__________（选填选项前的符号）。
a．X^EX^E        b．X^eX^e           c．X^e         d．O（表示无X染色体）
②受精卵中X染色体多于2条或不含有X染色体时，会引起胚胎致死或夭折，亲代异常卵细胞与正常精子受精后，果蝇的基因型为__________（选填选项前的符号）。
a．X^eX^eY        b．X^eX^eX^e        c．X^EO        d．YO
（3）通过记录F₁中异常染色体组成的受精卵数（用“M”表示）和受精卵总数（用“N”表示），可计算得到F₁中正常雄蝇的比例，算式为__________。
（4）研究者利用显微镜观察细胞中__________的行为证实了上述推测，通过进一步观察发现F₁中异常雌蝇与正常雄蝇交配时，异常后代的存活率非常高，可能是初级卵母细胞在减数分裂过程中更倾向于分配到细胞两极的性染色体分别为__________。

果蝇是常用的遗传学材料，下图为果蝇体细胞染色体及部分基因位置的示意图,请回答下列问题：

（1）果蝇的体细胞内有______个染色体组，一个精子细胞内的染色体组成可表示为______ (用图中序号表示）。研究发现性别由X染色体数目与常染色体组数之比（性指数）决定，性指数≥1时发育为雌性，性指数≤0.5发育为雄性，推测性染色体是XYY、XXY的果蝇分别发育成            性。
（2）果蝇眼色的红色由常染色体上A基因决定，具有A基因的个体能产生红色素，aa 的个体不能产生色素表现为白眼。而显性基因B 使得色素呈紫色，b则无作用。现将 2个纯合品系白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，F1全为紫眼,则雌雄亲本的基因型分别为______、______。让F1雌雄个体相互交配得到F2，F2雄性个体中紫眼:红眼：白眼为_____。为确定F2代中某紫眼雄蝇的基因型，将其与双隐性纯合雌蝇测交。若后代性状表现为___________两种，则其基因型为___________；若后代中表现型及比例是          ，则其基因型为________。
(3) 进一步研究发现：A基因的表达产物是果蝇眼色表现红色所需的一种酶，这一事实表明基因可以通过控制________来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。

某育种工作者在一次重复盂德尔的杂交试验时，偶然发现了一个罕见现象：选取的高茎（DD）豌豆植株与矮茎（dd）豌豆植株杂交，得到的E全为高茎；其中有一棵F₁植株自交得到的F₂出现了高茎：矮茎=35:1的性状分离比。请分析回答以下相关问题。
（1）对题干中“分离现象”的解释：
①由于环境骤变如降温的影响，该F₁植株可能发生了          变异，幼苗发育成为基因型是____的植株。
②该F₁植株产生含该性状基因的配子所占比例为            。
③该F₁自交，产生的F₂基因型有____种，其比例为            。
（2）对上述解释的验证：
为验证以上的解释，理论上需要通过          实验来测定F₁的基因型，即选择表现型为    
的豌豆对其进行异诧授粉。预期子代表现型及其比例为____。

下图是利用玉米（2N=20）的幼苗芽尖细胞（基因型BbTt）进行实验的流程示意图。下列分析不正确的是

A．基因重组发生在图中②过程，过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期

B．秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成

C．植株A为二倍体，其体细胞内最多有4个染色体组；植株C属于单倍体，其发育起点为配子

D．利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为25%．

在一个自然果蝇种群中，灰身与黑身为一对相对性状(由A、a控制)；棒眼与红眼为一对相对性状(由B、b控制)。现有两果蝇杂交，得到F₁表现型和数目(只)如下表。

请回答：
(1)该种群中控制灰身与黑身的基因位于        ；控制棒眼与红眼的基因位于         。
(2)亲代果蝇的基因型分别为     和     。
(3)F₁中黑身棒眼雌雄果蝇随机交配，F₂表现型及比例为       。
(4)1915年，遗传学家Bridges发现用红眼雌果蝇与X射线处理过的棒眼雄果蝇进行杂交，总能在某些杂交组合的F₁中发现红眼雌果蝇。该种红眼雌果蝇的出现是由于发生了基因突变还是父本棒眼果蝇X染色体缺失了显性基因B(B和b基因都没有的受精卵不能发育)。
①请你设计杂交实验进行检测。
实验步骤：                             。
结果预测及结论：
若子代棒眼雌果蝇：红眼雄果蝇=                    ，则是由于基因突变。
若子代棒眼雌果蝇：红眼雄果蝇=                    ，则是由于父本棒眼果蝇X染色体缺失。
②以下四幅图是Bridges对幼虫的唾腺细胞进行镜检发现的两条X染色体联会情况示意图(字母表示染色体上不同的区段)，哪个支持上面的第二种预测?(    )

Ⅰ. 某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。回答下列问题：

（1）观察异常染色体应选择处于分裂  期的细胞。
（2）图甲所示的变异属于           （填“基因突变”、“基因重组”或“染色体变异”）
（3）如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有  种。
Ⅱ. 果蝇为XY型性别决定，下表为果蝇受精卵中性染色体组成及发育情况，请分析回答：

受精卵中性染色体组成	发育情况
XX、 XXY	雌性，可育
XY、XYY	雄性，可育
XXX、YO（没有X染色体）、YY	胚胎期致死
XO（没有Y染色体）	雄性，不育

（1）由上表可知，果蝇的性别取决于            的数目。
（2）在正常的果蝇群体中有一种“嵌合体”果蝇，研究发现“嵌合体”果蝇左侧身体细胞性染色体组成为XX，右侧身体细胞性染色体组成为XO。该果蝇染色体的变异产生于          （原始生殖、体）细胞的           分裂过程中。

果蝇的染色体组如下图所示。如果Ⅳ号染色体多一条（这样的个体称为Ⅳ一三体）或少一条（Ⅳ一单体）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条配对并正常分离，另1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）从变异类型分析，单体果蝇的形成属于            。
（2）Ⅳ一三体雄果蝇在减数分裂时可产生            种精子，次级精母细胞中含Y染色体的数目是            。
（3）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，据此回答以下问题（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一单体果蝇杂交，子一代的表现型及比例为            。
③将无眼果蝇与野生型Ⅳ一三体果蝇杂交，子一代中，正常：三体等于            。
（4）白眼雌果蝇（X^wX^w）和红眼雄果蝇（X^WY）交配，在无基因突变的情况下，子一代中出现了一只白眼雌果蝇和一只红眼雄果蝇，请回答：
①子一代中白眼雌果蝇和红眼雄果蝇的基因型分别是          、          。
（提示：果蝇的性别是由X染色体的条数所决定的，只有两条X染色体才能产生足够的雌性化学信号。）
②子一代出现的红眼雄果蝇是亲本中     （填“雌”或“雄”）果蝇在减数第______次分裂异常所致。
（5）果蝇体表硬而长的毛称为刚毛，一个自然繁殖的纯合直刚毛果蝇种群中，偶然出现了一只卷刚毛雄果蝇。
①若不考虑环境因素的影响，卷刚毛性状最可能来自        。
②将这只卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇杂交，Fl全部直刚毛，F1雌雄果蝇随机交配，F2中直刚毛雌果蝇：直刚毛雄果蝇：卷刚毛雄果蝇=2：l：l，据此现象请提出一种合理的            。

已知果蝇灰身（A）对黑身（a）为显性，有眼（B）对无眼（b）为显性，控制有眼、无眼的基因位于常染色体上。
（1）二倍体动物缺失一条染色体称为单体。果蝇中的Ⅳ号染色体只缺失一条可以存活，而且能够繁殖后代。现有一群正常染色体的有眼（纯合子、杂合子混在一起）和无眼果蝇，选取一部分果蝇受精卵，经处理、培养，筛选出了多只Ⅳ号染色体单体有眼果蝇。
①欲探究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上，应设计的交配方案为：______________________________
____________________________________。
②若无眼基因位于Ⅳ号染色体上，Ⅳ号染色体单体有眼果蝇减数分裂中偶然出现了一个BB型配子，最可能的原因是_______________________________________。
（2）若无眼基因位于Ⅳ号染色体上，为了研究A、a与B、b的位置关系，选取一对表现型为灰身有眼的正常染色体的雄果蝇和黑身无眼的正常染色体的雌果蝇进行杂交试验， F₁代雌、雄果蝇中均出现四种表现型：灰身有眼、黑身有眼、灰身无眼、黑身无眼。
①如果F₁代四种表现型比例为1︰1︰1︰1，则基因A、a可能位于        染色体上；让F₁代中灰身有眼果蝇相互交配，在F₂代的所有灰身果蝇中纯合子所占的比例为               。
②如果F₁代四种表现型中，亲本类型偏多，重组类型偏少，则F₁代同时出现上述四种表现型的原因最可能是                               。 

球茎紫堇的有性生殖为兼性自花授粉，即开花期遇到持续降雨，只进行自花、闭花授粉。天气晴朗，可借助蜜蜂等昆虫进行传粉。紫堇的花色(紫色AA.黄色AA.白色aa)与花梗长度(长梗对短梗为显性，基因用“B.b”表示)两对性状独立遗传。现将相等数量的紫花短梗(AAbb)和黄花长梗(AaBB)两个品种的球茎紫堇间行种植，请回答：
(1)若开花期连续阴雨，黄花长梗(AaBB)植物上收获种子的基因型有    种，所控制对应性状的表现型为                    。若开花期内短暂阴雨后，天气晴朗，则紫花短梗植株上所收获种子的基因型为                   。
(2)紫堇花瓣的单瓣与重瓣是由一对等位基因(E、e)控制的相对性状。自然界中紫堇大多为单瓣花，偶见重瓣花。人们发现所有的重瓣紫堇都不育(雌、雄蕊发育不完善)，某些单瓣植株自交后代总是产生大约50％的重瓣花。
①根据实验结果可知，紫蔓的单瓣花为        性状，Fl单瓣花的基因型为       。
②研究发现，造成上述实验现象的根本原因是等位基因（E、e）所在染色体发生部分缺失，而染色体缺失的花粉致死所致。下图为F1单瓣紫堇花粉母细胞中等位基因（E、e）所在染色体联会示意图，请在染色体上标出相应基因。

③为探究“染色体缺失的花粉致死”这一结论的真实性，某研究小组设计了以下实验方案：

预期结果和结论：
若                          ，则上述结论是真实的：
若                          ，则上述结论是不存在的。

小麦是一种重要的粮食作物，小麦品种是纯合体，通过自花授粉繁殖后代。下图是小麦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，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。此育种方式的关键技术环节是 和                      。
（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，原理是          。
（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，其特点是                            。

如图所示，科研小组用⁶⁰Co照射棉花种子。诱变当代获得棕色（纤维颜色）新性状，诱变I代获得低酚（棉酚含量）新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因（A、a）控制，棉酚含量由另一对基因（B、b）控制，两对基因独立遗传。

（1）两个新性状中，棕色是________性状，低酚是______性状。
（2）诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是_______，白色、高酚的棉花植株基因型是_______。
（3）棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变I代中棕色、高酚植株自交。每株自交后代种植在一个单独的区域，从_____     _的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变I代中选择另一个亲本，涉及一方案，选育出抗虫高产（棕色、低酚）的纯合棉花新品种（用遗传图解和必要的文字表示）。

科学家发现多数抗旱型农作物能通过细胞代谢，产生一种代谢产物，调节根部细胞液的渗透压，此代谢产物在叶肉细胞和茎部细胞中却很难找到。
(1)该代谢产物能够使细胞液的渗透压________(填“增大”或“减小”)。
(2)这种代谢产物在茎部和叶肉细胞中很难找到，而在根部细胞中却能产生的根本原因是________________________________________________________________________。
(3)现有一抗旱植物，其体细胞内有一个抗旱基因R，其等位基因为r(旱敏基因)。R、r的部分核苷酸序列如下：r：ATAAGCATGACATTA；R：ATAAGCAAGACATTA。抗旱基因突变为旱敏基因的根本原因是________。研究得知与抗旱有关的代谢产物主要是糖类，该抗旱基因控制抗旱性状是通过________________实现的。
(4)已知抗旱型(R)和多颗粒(D)属于显性性状，且控制这两种性状的基因位于两对同源染色体上。纯合的旱敏型多颗粒植株与纯合的抗旱型少颗粒植株杂交，F₁自交：
①F₂抗旱型多颗粒植株中双杂合子所占比例是________。
②若拔掉F₂中所有的旱敏型植株后，剩余植株自交。从理论上讲F₃中旱敏型植株所占比例是________。
③某人用一植株和一旱敏型多颗粒的植株作亲本进行杂交，发现后代出现4种表现型，性状的统计结果显示抗旱∶旱敏＝1∶1，多颗粒∶少颗粒＝3∶1。若只让F₁中抗旱型多颗粒植株相互受粉，F₂的性状分离比是________。
(5)请设计一个快速育种方案，利用抗旱型少颗粒(Rrdd)和旱敏型多颗粒(rrDd)两植物品种作亲本，通过一次杂交，使后代个体全部都是抗旱型多颗粒杂交种(RrDd)，用文字简要说明。_______________________________________________________________。

Ⅰ.兔子皮下脂肪的颜色受一对等位基因(A和a)的控制。研究人员选择纯种亲本进行了如下两组杂交实验，请分析回答问题。

(1)控制兔子皮下脂肪颜色的基因位于________染色体上，________是显性性状。F₂性状表现说明家兔皮下脂肪颜色的表现是________共同作用的结果。
(2)兔子体内某一基因控制合成的蛋白质可以催化黄色素分解，说明这一基因是通过控制________来控制生物性状的。
Ⅱ.将①、②两个植株杂交，得到种子③，再做进一步处理，如图所示，分析并回答以下问题：

(1)由③到④的育种过程依据的主要原理是________。
(2)判断⑤与⑥是两个物种的依据是看是否存在________隔离。
(3)③到⑦的过程常用的方法是________，由③到⑨这种育种方法最大的优点是________________。

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。
(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：

	无眼	野生型
F1	0	85
F2	79	245

据此判断，显性性状为________，理由是_______________________________________________________________。
(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。

甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。
回答下列问题：
(1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用________酶和________酶去除细胞壁，获得具有活力的________，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成________组织，然后经过________形成完整的杂种植株。这种培育技术称为______________。
(2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指_______________ _______________。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是_____________________。
(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的____________________等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。