高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

据报道袁隆平、李必湖等科学家研究的高产水稻——“东方魔稻”魔力衰减，究其原因是当中国还在使用常规手段的时候，美国已在用分子生物技术。请回答下列问题：
(1)“当中国还在使用常规手段的时候，美国已在用分子生物技术”，这里的“常规手段”指的是________，“分子生物技术”则指的是________。
(2)袁隆平和他的助手在水稻田中发现一株矮秆植株，将这种水稻连续种植几代，仍保持矮秆，这种变异主要发生在细胞________分裂的间期。
(3)已知水稻高秆(T)对矮秆(t)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性，控制两对相对性状的基因是自由组合的，现以双杂合水稻植株为亲本选育纯合矮秆抗病新品种，一般情况下，耗时最短的育种方法是________。
(4)“东方魔稻”是通过杂交育种的方法培育出来的，杂交育种是将两品种的________通过杂交集中在一起，再通过筛选和培育获得新品种。若两个杂交亲本各具有期望的优点，则杂交后，F₁自交能产生多种重组类型，其原因是F₁在通过________产生配子的过程中，位于________基因自由组合，或者四分体时期________之间交叉互换进行基因重组。

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。
(4)拟采用转基因技术改良上述抗性糯性玉米的抗虫性。通常从其它物种获得________，将其和农杆菌的________用合适的限制性核酸内切酶分别切割，然后借助________连接，形成重组DNA分子，再转移到该玉米的培养细胞中，经筛选和培养等获得转基因抗虫植株。

(9分)下图是细胞融合示意图，请据图回答：

(1)过程①②应使用________________________处理细胞，以去除植物细胞壁。
(2)过程③叫做________________，该过程常用的诱导方法是_______________。
(3)过程④是细胞壁的再生过程，与此过程密切相关的细胞器是__________。
(4)⑤过程中进行的细胞分裂方式是________________，该过程先诱导细胞分裂形成______________，再由它分化形成杂种植物幼苗。
(5)若番茄细胞内含A个染色体，马铃薯细胞内含B个染色体，则番茄—马铃薯细胞内含_____个染色体；若对番茄和马铃薯采用杂交育种方法能成功的话，得到的后代应含_______个染色体，若要使杂交后代恢复育性，必须用_________________来处理幼苗。

大豆为自花授粉植物，杂交育种比较麻烦。大豆田中偶然出现一株雄性不育（花中无花粉或花粉败育，但雌蕊正常）大豆，研究者想利用该大豆利用杂交育种的方法培育出便于杂交的雄性不育高蛋白纯种。
步骤一：研究者利用该雄性不育个体作为母本与正常大豆杂交，子一代全部表现为雄性可育，子一代自交获得子二代，发现子二代中雄性可育与雄性不育之比为3:1。取子二代中的雄性不育个体作为品种甲；
步骤二：选取表现为高蛋白（基因B控制）的个体连续自交选育获得纯合的高蛋白品种乙；
步骤三：选取品种甲与品种乙作为亲本杂交获得F₁。
（1）雄性不育个体出现的原因最可能是         ，若控制雄性可育或不育的基因用A、a表示，则亲本中甲的基因型是          ，乙的基因型是          。
（2）若②中高蛋白个体中BB、Bb比例分别为1/3和2/3，需要连续自交       代，纯合子比例会超过95%。
（3）研究者用步骤三中的F₁自交获得F₂，在F₂中表现为雄性不育高蛋白的个体基因型是               ；若要获得纯种丙，还需要                                    
                                                                      。
（4）题（3）方法所需时间较长，若想缩短育种年限，可以采用            育种。

下图表示以某种农作物①和②两个品种分别培育出不同品种的过程。请回答:

（1）用①和②经过程Ⅰ、Ⅱ培育成⑤，属于         育种，其原理是          。
（2）用③和④培育成⑤的过程属于        育种，过程Ⅲ常用的方法是          。
（3）过程Ⅳ常用的方法是                      ，品种⑥是        倍体。
（4）③导入外源基因C后培育成⑦，应用的原理是                   ，该过程需用到              、              和            3种工具。利用这种方法育种最大的优点是                          。
（5）②经射线处理培育成⑧的原理是              。该方法的成功率相对较低，其原因是                                                    。

假设A、b代表玉米的优良基因，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_________，用此育种方式一般从_______才能开始选育AAbb个体。
(2)过程⑤常采用__________的方法得到Ab幼体，再利用_________处理得到AAbb植株。与过程①②③的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是______________，过程⑤⑥应用的遗传学原理为______________。
(3)过程⑦的育种方式是_________         ___，与过程⑦比较，过程④的明显优势是______________           _______。

假如有两种纯种小麦，一种是是高秆(D)，能抗锈病(T)；另一种是矮秆(d)，易染锈病(t)。用这两种纯种小麦进行以下两种不同的育种试验。请回答下列问题。
(1)A方法为       育种，这种育种方法依据的原理是                。
(2)A方法中，F2矮秆抗锈小麦的基因型有      种，其中符合要求的小麦品种的基因型为             ，占植株总数的       。
(3)B方法为        育种，①过程最常用的方法是             。

分析下列图形中各细胞内染色体组成情况，并回答相关问题。

(1)上图中一定属于单倍体生物体细胞染色体组成的图是________。
(2)图B中含________个染色体组，每个染色体组含________条染色体。
(3)对于可以进行有性生殖的生物而言，若                    ，由C细胞组成的生物体是三倍体；若                       ，由C细胞组成的生物体是单倍体。由C细胞组成的生物体可育吗？如何处理才能产生有性生殖的后代？___________________________。
(4)假若A细胞组成的生物体是单倍体，则其正常物种体细胞内含________个染色体组。
(5)基因型分别为AAaBbb、AaBB、AaaaBBbb及Ab的体细胞，其染色体组成应依次对应图A～D中的________。

请回答下列有关遗传问题：
Ⅰ．2009年诺贝尔生理学或医学奖授予因发现端粒和端粒酶如何保护染色体的三位学者。端粒（右图中染色体两端所示）通常是由富含鸟嘌呤核苷酸（G）的短的串联重复序列组成。它们能防止不同染色体末端发生错误融合。但是，细胞每分裂一次，端粒就会丢失一部分；在细胞衰老过程中端粒逐渐变小。端粒酶可利用某段RNA序列作为模板合成端粒DNA，对端粒有延伸作用。

（1）非同源染色体末端发生错误融合属于染色体结构变异中的_________________，结果使染色体上基因的________________________发生改变。
（2）从功能上看，端粒酶属于_____________________酶。
（3）如果正常体细胞中不存在端粒酶的活性，你认为新复制出的DNA与亲代DNA完全相同吗？____________________________。体外培养正常组织细胞，细胞中端粒长度与细胞增殖能力呈______________（正相关、负相关）关系。
Ⅱ．正常小鼠体内常染色体上的B基因编码胱硫醚γ-裂解酶（G酶），体液中的H₂S主要由G酶催化产生。为了研究G酶的功能，现需要选育基因型为B^－B^－的小鼠。选育时可通过将小鼠一条常染色体上的B基因去除，培育出一只基因型为B^＋B^－的雄性小鼠（B^＋表示具有B基因，B^－表示去除了B基因，B^＋和B^－不是显隐性关系）。请回答：
（1）若在下图中A点将正常小鼠核DNA带上同位素标记后放在不含同位素标记的地方培养，则在GH段可检测到有放射性的脱氧核苷酸链占________ ,有放射性的精子所占的比例为__________。

（2）B基因控制G酶的合成，其中翻译过程在细胞质的核糖体上通过tRNA上的___________与mRNA上的相应碱基识别，将氨基酸转移到肽链上。
（3）下图表示不同基因型小鼠血浆中G酶浓度和H₂S浓度的关系。据图描述B^＋B^＋和B^＋B^－个体的基因型、G酶浓度与H₂S浓度之间的关系：_______________________________________。B^－B^－个体的血浆中没有G酶而仍有少量H₂S产生，可能的原因是              。

如图所示为农业上关于两对相对性状的两种不同育种方法的过程。据图回答：

(1)图中⇨所示的育种方法是________育种，其显著的优点是____________________，该育种方法中基因重组发生在________的过程中。
(2)从F₁到F₄连续多代自交的目的是提高________的含量；从F₂开始逐代进行人工选择是为了淘汰__________________。为什么这种选择必须从F₂开始而不能从F₁开始？_________________________。
(3)图示的两种育种方法都以亲本杂交开始，这样做的目的是什么？
________________________________________________________________________。

(10分)玉米籽粒的黄色(A)对白色(a)为显性，非糯性(B)对糯性(b)为显性，两对性状自由组合。请回答：
(1)已知玉米非糯性籽粒及花粉遇碘液变蓝色，糯性籽粒及花粉遇碘液变棕色。若用碘液处理杂合的非糯性植株的花粉，则显微镜下观察到花粉颜色及比例为____________。
(2)取基因型双杂合的黄色非糯性植株的花粉进行离体培养，获得单倍体幼苗，其基因型为____________；对获得的幼苗用__________进行处理，得到一批可育的植株，这些植株均自交，所得籽粒性状在同一植株上表现_____________(一致、不一致)。
(3)已知基因A、a位于9号染色体上，且无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Aa的植株甲，其细胞中9号染色体如图一所示。

①植株甲的变异类型属于染色体结构变异中的___________________________________。
②为了确定植株甲的A基因是位于正常染色体上，还是异常染色体上，让其进行自交产生F₁，F₁的表现型及比例为__________________(2分)，证明A基因位于异常染色体上。
③以植株甲为父本，以正常的白色籽粒植株为母本，杂交产生的F1中，发现了一株黄色籽粒植株乙，其染色体及基因组成如图二所示。该植株形成的可能原因是：父本减数分裂过程中_____________未分离。
④若植株乙在减数第一次分裂过程中，3条9号染色体随机移向细胞两极，并最终形成含1条和2条9号染色体的配子，那么以植株乙为父本，以正常的白色籽粒植株为母本进行测交，后代的表现型及比例是____________________________________(2分)。

下图表示某生物的育种过程，A和b为控制优良性状的基因，请据图回答问题：

（1）经过①、④、⑤过程培育出新品种的育种方式称为         ，和①、②、③育种过程相比，其优越性是                 。
（2）过程⑥所需试剂的作用是            。
（3）过程⑧育种方式的原理是             ，该方式诱导生物发生的变异具有       的特点，所以为获得优良品种，要扩大育种规模。

粗糙脉孢菌是一种真菌，约10天完成一个生活周期（见下图），合子分裂产生的孢子是按分裂形成的顺序排列的。请分析回答：

（1）从合子到8个孢子的过程中，细胞核内的DNA发生了       次复制。上图中8个子代菌丝体都是       （单倍体，二倍体）。
（2）顺序排列的8个孢子中，如果第一个与第二个性状不同，原因可能是有丝分裂过程中发生了       （填选项前的字母）；如果第二个与第三个性状不同，原因可能是合子减数分裂过程中发生了       （填选项前的字母）。
a．基因突变    b．基因重组    c．染色体畸变
（3）野生型脉胞菌能在只含水、无机盐、蔗糖和维生素的基本培养基中生长。研究人员用X射线照射野生型脉孢菌孢子，经选择培养，获得了三种营养缺陷型突变菌株（如下图）。

①如果培养C突变型脉胞菌，需要在基本培养基中加入      。
②欲证明A突变型菌株的酶缺陷是一个基因决定的，应让该突变型菌株与           杂交，根据          定律，预期其后代的8个孢子的表现型是         ，若实验结果与预期一致，则说明A突变型菌株的酶缺陷是一个基因决定的。

一株基因型为AaBb的桃树（2N=16）在某个侧芽的分化过程中受到环境因素的影响，形成了一枝染色体数目加倍的变异枝条（能开花结果），其它枝条正常。
（1）该植株所有细胞内染色体数目最多为     条。在进行减数分裂的细胞中最多有      个染色体组。
（2）桃树的高干基因（A）对矮干基因（a）是显性，植株开花数多基因（B）对开花数少基因（b）是显性，这两对等位基因分别位于第6号和第9号染色体上。当用X射线照射亲本中高干多花的花粉并授于高干少花的个体上，发现在F₁代734株中有2株为矮干。经细胞学的检查表明，这是由于第6号染色体载有高干基因（A）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据题干信息推导出亲本高干少花植株的基因型为          。
②请在下图中选择恰当的基因位点标出F₁代矮干植株的基因组成。

③在做细胞学的检査之前，有人认为F₁代出现矮干的原因是：经X射线照射的少数花粉中高干基因（A）突变为矮干基因（a），导致F₁代有矮干植株。某同学设计了以下杂交实验，以探究X射线照射花粉产生的变异类型。
实验步骤：
第一步：选F₁代矮干植株与亲本中的高干多花植株杂交，得到种子（F₂代）；
第二步：F₂代植株自交，得到种子（F₃代）；
第三步：观察并记录F₃代植株茎的高度及比例。
结果预测及结论：
若F₃代植株的高干：矮干为______，说明花粉中高干基因（A）突变为矮干基因（a），没有发生第6号染色体载有高干基因（A）的区段缺失。
若F₃代植株的高干：矮干为______说明花粉中第6号染色体载有高干基因（A）的区段缺失。

现有两个小麦品种，一个纯种小麦性状是高秆（D），抗锈病（T）；另一个纯种小麦的性状是矮秆（d），易染锈病（t）。两对基因独立遗传，育种专家提出了如图所示的Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。问：

（1）方法Ⅱ依据的遗传学原理是_____________；要缩短育种年限，应选择的方法是__________。
（2）图中④基因型为__________________。
（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子占___________；如果让F₁按（五）、（六）过程自交一代，则⑥中符合生产要求并能稳定遗传的个体占_____________。
（5）如果方法Ⅰ中（二）过程中掺杂了一些花药壁细胞进去，由花药壁细胞经过（三）过程形成的植株一定是_____________（纯合子、杂合子）。