高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。

(1)正常果蝇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。
(2)白眼雌果蝇(X^rX^rY)最多能产生X^r、X^rX^r、　　　　和　　　　四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇(X^RY)杂交,子代中红眼雌果蝇的基因型为　　　　。
(3)用黑身白眼雌果蝇(aaX^rX^r)与灰身红眼雄果蝇(AAX^RY)杂交, F₁雌果蝇表现为灰身红眼, 雄果蝇表现为灰身白眼。F₂中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为　　　　, 从F₂灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交, 子代中出现黑身白眼果蝇的概率为　　　　。
(4)用红眼雌果蝇(X^RX^R)与白眼雄果蝇(X^rY)为亲本杂交, 在F₁群体中发现一只白眼雄果蝇(记为“M”)。M果蝇出现的原因有三种可能: 第一种是环境改变引起表现型变化, 但基因型未变; 第二种是亲本果蝇发生基因突变; 第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。请设计简便的杂交实验, 确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
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染色体不分离。

图示为5种不同的育种方法，据图回答下列问题：

（1）图中A至D方向所示的途径一般从F₂代开始选种，这是因为_________________。
（2）为了得到稳定遗传的抗倒伏、抗锈病的优良品种，根据提供的材料：
a．小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种
b．小麦的矮秆（隐性）不抗锈病（隐性）纯种
要尽快得到所需品种，选择_________________（填字母）途径最合适。
（3）B过程的原理是_______________，C过程常用药剂的作用是____________________，G过程需要的基本工具有________________________。
（4）方法3的原理是_______________，方法4的原理是_______________，方法2育种的优点是____________________________。
（5）若要观察F过程是否成功，可进行装片检测。首先用__________________浸泡待观察组织0.5～1h，其目的是固定细胞形态，用95%酒精冲洗后制作装片。为使染色更简便、更稳定，通常选用__________________进行染色。

生物中缺失一条染色体的个体叫单体(2n-l)。大多数动物的单体不能存活，但在黑腹果蝇 (2n=8)中，点状染色体 (4号染色体)缺失一条也可以存活，而且能够繁殖后代，常用来进行遗传学研究。分析回答:
（1）从变异类型看，单体属于                        。若要研究果蝇的基因组，
则需测定 __________条染色体上的碱基序列。
（2）果蝇单体的一个处于有丝分裂中期的细胞，其核中含有         条脱氧核苷酸链，           对同源染色体。
（3）果蝇群体中存在短肢个体，短肢基因位于常染色体上，短肢果蝇个体与纯合正常肢个体交配得F₁，F_l自由交配得F₂，子代的表现型及比例如下表，据表中信息可推断显性性状是　　　　  　　　　。

非单体的纯合正常肢雌雄果蝇互交，后代产生了4号染色体单体的正常肢果蝇（不考虑基因突变），欲利用其探究短肢基因是否位于4号染色体上。实验步骤如下:
①非单体的短肢果蝇个体与该4号染色体单体的正常肢果蝇交配，获得子代；
②统计子代的性状表现并记录。
实验结果预测及结论:
若子代果蝇                                ，则说明短肢基因位于4号染色体上；
若子代果蝇                            _____，则说明短肢基因不位于4号染色体上。

以下是几种不同育种方法示意图，据图回答：

⑴图中AD表示的育种方法的原理是                ，为了克服远源杂交的高度不育性，常利用            的原理，通过     （填字母）过程可获得可育的人工多倍体。
⑵杂种优势在抗逆性等方面明显优于纯种亲本。马铃薯、甘薯等作物，生产上只要选择那些具有杂种优势的优良品种进行            ，就可以保留其杂种优势。玉米、小麦等作物的杂种优势一般只能利用F₁，F₂开始就会出现           现象，为减少每年均需制种的工作量，可利用               技术，将F₁的体细胞通过培养得到大量的杂种幼苗。
⑶现有水稻的纯系品种AArr（无芒易感病）和aaRR（有芒抗病），两对相对性状独立遗传。为培育无芒抗病的品种，若采用ABC表示的育种方法，用遗传图解表示从F₁开始的育种程序，并作相应的文字说明。

罗汉果甜苷具有重要的药用价值，它分布在罗汉果的果肉、果皮中，种子中不含这种物质，而且有种子的罗汉果口感很差。为了培育无子罗汉果，科研人员先利用秋水仙素处理二倍体罗汉果，诱导其染色体加倍，得到下表所示结果。请分析回答：

（1）在诱导染色体数目加倍的过程中，秋水仙素的作用是                     。选取芽尖生长点作为处理的对象，理由是                                。
（2）上述研究中，自变量是             ，因变量是           。研究表明，诱导罗汉果染色体加倍最适处理方法是                                 。
（3）鉴定细胞中染色体数目是确认罗汉果染色体数加倍最直接的证据。首先取变异植株幼嫩的茎尖，再经固定、解离、          、            和制片后，制得鉴定植株芽尖的临时装片。最后选择处于               的细胞进行染色体数目统计。
（4）获得了理想的变异株后，要培育无子罗汉果，还需要继续进行的操作是               。

研究人员在研究虎皮鹦鹉羽色的遗传时发现，若将纯种的绿色和白色鹦鹉杂交，F1都是绿色的；让F1自交，F2羽毛产生四种表型：绿、蓝、黄、白，比例为9：3：3：l。研究人员认为，鹦鹉羽色由两对等位基因控制，且遵循自由组合定律，等位基因可以用A、a和B、b表示。请回答下列问题：
（1）请利用上述实验材料，设计一个杂交实验对研究人员的观点加以验证。
实验方案：                                                         。
预测结果：                                                         。
后来经过研究知道，A基因控制合成蓝色素，B基因控制合成黄色素，其机理如下所示。

（2）根据上述信息推断，亲本绿色鹦鹉和白色鹦鹉的基因型分别是       ，F2中蓝色鹦鹉的基因型是       。
（3）F2鹦鹉中，一只蓝色鹦鹉和一只黄色鹦鹉杂交，后代       （可能、不可能）出现“1：1”的性状分离比。
（4）若绿色鹦鹉A基因和B基因所在的染色体片段发生了互换属于哪种变异？
（5）鸟类性别决定类型是ZW型。为了保护珍稀濒危鸟类，安全、准确的进行性别鉴定非常重要，因为性别比例是影响种群     的因素之一。1999年研究人员从鸟粪中提取了一种位于其性染色体上的DNA特异序列并进行PCR扩增，将扩增产物用      进行酶切，再对酶切产物聚丙烯酰胺凝胶电泳或电泳检测，成功地对鸮鹦鹉的性别进行了鉴定。

在正常人体细胞中，非受体型酪氨酸蛋白结合酶基因abl位于9号染色体上，表达量极低，不会诱发癌变。在慢性骨髓瘤病人细胞中，该基因却被转移到第22号染色体上，与bcr基因相融合。发生重排后基因内部结构不受影响，但表达量大为提高，导致细胞分裂失控，发生癌变。下图一表示这种细胞癌变的机理，图二表示基因表达的某一环节，据图回答：

（1）细胞癌变是细胞畸形分化的结果，据图一分析，细胞分化的根本原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，其调控机制主要发生在[    ]___________过程。
（2）细胞癌变的病理很复杂，图示癌变原因，从变异的类型看属于__________________。
（3）图二示图一中的[    ]_______________过程，其场所是[    ]______________。
（4）分析图二可见，缬氨酸的密码子是______________，连接甲硫氨酸和赖氨酸之间的化学键的结构式是______________。
（5）bcr/abl融合基因的遗传信息在从碱基序列到氨基酸序列的传递过程中，遗传信息的传递有损失的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

罗汉果甜苷具有重要的药用价值，它分布在罗汉果的果肉、果皮中，种子中不含这种物质，而且有种子的罗汉果口感很差。为了培育无子罗汉果，科研人员先利用秋水仙素处理二倍体罗汉果，诱导其染色体加倍，得到下表所示结果。请分析回答：

处理	秋水仙素浓度（%）	处理株或种子数	处理时间	成活率（%）	变异率（%）
滴芽尖生长点法	0.05	30	5d	100	1.28
0.1	86.4	24.3
0.2	74.2	18.2

（1）在诱导染色体数目加倍的过程中，秋水仙素的作用是                   。选取芽尖生长点作为处理的对象，理由是                                    。
（2）上述研究中，自变量是           ，因变量是                    。研究表明，诱导罗汉果染色体加倍最适处理方法是              。
（3）鉴定细胞中染色体数目是确认罗汉果染色体数加倍最直接的证据。首先取变异植株幼嫩的茎尖，再经固定、解离、      、      和制片后，制得鉴定植株芽尖的临时装片。最后选择处于的细胞进行染色体数目统计。
（4）获得了理想的变异株后，要培育无子罗汉果，还需要继续进行的操作是      。

(9分)下图甲是无籽西瓜育种的流程图，但无籽西瓜在栽培过程中会出现空心果，科研人员发现这种现象与P基因有关(以P+表示正常果基因，p-表示空心果基因)。他们利用生物技术对此基因的变化进行了检测，结果如下图乙。请据图回答下列有关问题：

(1)图甲用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗或               时，可诱导四倍体的产生，处理后形成的四倍体植株体细胞染色体组数可能有               。
(2)图甲中培育三倍体无籽西瓜依据的原理是                ；依据图甲所示过程培育三倍体西瓜制种过程很烦琐，因此可以采取植物细胞工程中                技术进行培育。
(3)根据图乙分析，正常果基因成为空心果基因的根本原因是                 ；已知限制酶X识别序列为CCGG，若用限制酶X完全切割图乙中空心果的p-基因部分区域，那么空心果的基因则被切成长度为              对碱基和              对碱基的两种片断。
(4)若从某三倍体无籽西瓜正常果中分离出其中所含的各种P基因有关区域，经限制酶X完全切割后，共出现170、220、290和460对碱基的四种片段，那么该三倍体无籽西瓜的基因型是                     。

遗传性乳光牙是一种单基因遗传病，某生物学习小组对一个乳光牙女性患者的家庭成员 情况进行调查后，记录下表所示（“V”表示患者，“O”表示正常。），请分析回答：

（1）该病的遗传方式为        ，若该女性患者与一个正常男性结婚，生下一个正常男孩的可能性是        。
（2）若该乳光牙女性患者的父母、姐姐及其本人色觉都正常，但其弟弟是红绿色盲患者，则该女性与一个牙齿正常但患有红绿色盲的男性结婚，则生下的男孩正常的可能性、只患一种病的可能性分别是               。
（3）遗传性乳光牙是由于正常基因中第45位决定谷氨酰胺的一对碱基发生了改变，从而引起该基因编码的蛋白质合成终止而导致的。已知谷氨酰胺的密码子是（CAA、CAG），终止密码子是（UAA、UAG、UGA），那么，该基因突变发生的碱基对变化是       ，与正常基因控制合成的蛋白质相比，乳光牙致病基因控制合成的蛋白质的相对分子质量减少”或“不变”）。
（4）人类的疾病并不都是由基因的改变引起的，也可能是         异常或       因素影响造成的。

下图表示某种农作物①和②两品种分别培育出④⑤⑥三个品种，据图回答问题：
（1）用①和②培育⑤所采用的育种方法称为           ，由①和②培育⑤所依据的原理是             。
（2）用③培育出④的常用方法Ⅲ是                         ，由④培育出⑤的过程中常用化学药剂               处理④的幼苗，方法Ⅲ和Ⅴ合称为              育种，其优点是                 。
（3）由③培育出⑥的常用方法为                ，形成的⑥叫            。

几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。

XXY（雌性，可育）  XO（雄性，不育）   XXX（死亡）       OY（死亡）
（1）正常果蝇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。
（2）白眼雌果蝇（XrXr Y）最多能产生Xr、XrXr、Y和Xr Y四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇（XR Y）杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为                       。
（3）用黑身白眼雌果蝇（aa XrXr）与灰身红眼雄果蝇（AA XRY）杂交，F1雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。F2中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为___________。
（4）用红眼雌果蝇（XRXR）与白眼雄果蝇（Xr Y）为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇（记为“M”），M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。请设计简便的杂交试验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
实验思路：M果蝇与                 果蝇杂交，分析子代的表现型。
结果预测：
I若子代出现                               ，则是环境改变
II若子代出现                             ，则是基因突变;
III若                             ，则是减数分裂时X染色体不分离．

（8分，每空2分）无子西瓜的培育过程可用下图表示：

(1)用               处理二倍体西瓜（2N）幼苗的地上部分，可得到四倍体西瓜，则该西瓜植株根细胞中的染色体数是             。培育无子西瓜的原理是                   。
(2)在自然状态下，若二倍体西瓜细胞的基因型由AaBb变为ABb，从染色体变异角度分析，可能原因是                                              。

人体细胞内含有抑制癌症发生的P⁵³基因，生物技术可对此类基因的变化进行检测。
（1）下图表示从正常人和患者体内获取的P⁵³基因的部分区域。与正常人相比，患者在该区域的碱基会发生改变，在下图中用方框圈出发生改变的碱基对，这种变异属于基因突变中的__________。

（2）已知限制酶E识别序列为CCGG，若用限制酶E分别完全切割正常人和患者的P53基因部分区域（见上图），那么正常人的会被切成__________个片段，而患者的则被切割成长度为__________对碱基的两种片段。
（3）如果某人的P53基因部分区域经限制酶E完全切割后，共出现170、220、290和460碱基对的四种片段，那么该人的基因型是__________（以P^＋表示正常基因，P^－表示异常基因），两基因所在的染色体联会发生__________时期，次级性母细胞在分裂后期细胞中携带异常基因的染色体数目为__________个。

果蝇是遗传学的经典实验材料。人工X射线辐射会产生多种基因突变类型，（基因突变为显性基因的是显性突变，基因突变为隐性基因的是隐性突变），请回答：
（1）已知果蝇白眼是X染色体上隐性突变，显性性状为红眼（A）。现有一对亲本杂交，其子代中雄性全部为白眼，雌性全为红眼，则这对亲本的基因型是______和_______。
（2）若一只雌果蝇经X射线辐射，使得野生型性状变为突变型，让其与野生型雄果蝇杂交得F1，再从F1取出野生型雌果蝇、突变型雄果蝇个体进行杂交得F2。结果如下表：

组别	突变型、雌	野生型、雌	突变型、雄	野生型、雄
F1	25%	25%	25%	25%
F2	100%	0	0	100%

由此可推知该基因突变类型是______且位于______染色体上。
（3）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（如图所示），而且能够繁殖后代；若两条点状染色体均缺失，则不能存活。

①从变异类型看，果蝇的单体属于可遗传变异中的_________。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。
②Ⅳ号染色体单体果蝇所产生的配子中的染色体数目为         ，若选这样的单体果蝇相互交配，其后代为单体的概率为      。