高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

下图①～⑤列举了五种作物育种方法，请回答相应问题：
（1）第①种方法属于_________，其变异原理为______。一般从F2开始选种，这是因为______________。
（2）在第②种方法中，若只考虑F1中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因，则利用其花药离体培育成的幼苗的基因型，在理论上应有________种类型。这种方法与第①种方法比较，其优点为__________。
（3）第③种方法中秋水仙素的作用机理是________。方法②与③依据的遗传学原理都是_____________。
（4）第④种方法是_______育种。卫星搭载的种子应当选用刚萌发的而非休眠的种子，原因是_________。
（5）第⑤种方法属于           。无论是真核生物还是原核生物，它们在合成蛋白质的过程中，决定氨基酸的__________都是相同的。

下列图1是细胞有丝分裂示意图，图2是细胞有丝分裂染色体数目变化曲线图，图3表示在低倍显微镜视野中看到的洋葱根尖细胞，请据图回答下列问题：

（1）图1中的A图表示细胞进行有丝分裂的       期。此时细胞中染色体排列有何特点？         。此细胞中染色单体_____条,DNA分子数为              。
（2）图1中的B图表示的有丝分裂过程相当于图2曲线的哪一段？              。此细胞中DNA分子数与前一个时期的相比，比值为_____。该生物的体细胞中染色体            条。
（3）图3中属于分生区细胞的是________ （填图中字母）。
（4）观察洋葱根尖细胞的有丝分裂时，剪取2～3 mm根尖，放入解离液中，其目的是____________。实验中，将洋葱根尖进行染色，染色主要是让细胞内的_______染上颜色，便于观察清楚。

某二倍体植物的花色受独立遗传且完全显性的三对基因（用Dd、Ii、Rr表示）控制。研究发现，体细胞中r基因数多于R时，R基因的表达减弱而形成粉红花突变体。基因控制花色色素合成的途径、粉红花突变体体细胞中基因与染色体的组成（其它基因数量与染色体均正常）如图所示。

（1）正常情况下，甲图中红花植株的基因型有_____种，甲图体现了基因对性状控制的方式是                   。某正常红花植株自交后代出现了两种表现型，其比例为_________。
（2）突变体①、②、③的花色相同，突变体③发生的染色体变异类型为             。对R与r基因的mRNA进行研究，发现其末端序列存在差异，如下图所示。

二者编码的氨基酸在数量上相差_____个（起始密码子位置相同，UAA、UAG与UGA为终止密码子），其直接原因是___________            ___。
（3）为了确定iiDdRrr植株属于图乙中的哪一种突变体，某小组进行了以下实验：（假设实验过程中不存在突变与染色体互换，各型配子活力相同，无致死现象）
实验步骤：让该突变体与基因型为iiDDrr的植株杂交，观察并统计子代的表现型与比例。
结果预测：Ⅰ.若子代中红：粉红：白=____________，则其为突变体①；
Ⅱ.若子代中红：粉红：白=____________，则其为突变体②；
Ⅲ.若子代中红：粉红：白=____________，则其为突变体③。

玉米非糯性基因（A）对糯性基因（a）是显性，植株紫色基因（B） 对植株绿色基因（b）是显性，这两对等位基因分别位于第9号和第6号染色体上。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。现有非糯性紫株、 非糯性绿株和糯性紫株三个纯种品系供实验选择。请回答：
（1）若验证基因的自由组合定律，则两亲本基因型为___            ___并且在花期进行套袋和人工授粉等操作。如果筛选糯性绿株品系需在第______年选择糯性籽粒留种，下一年选择___        ___自交留种即可。
（2）当用X射线照射亲本中非糯性紫株玉米花粉并授于非糯性绿株的个体上，发现在F1代734株中有2株为绿色。经细胞学的检查表明，这是由于第6号染色体载有紫色基因（B）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若在幼嫩花药中观察上图染色体现象，应选择处于____    __分裂的______期细胞。
②在做细胞学的检査之前，有人认为F1代出现绿株的原因是：经X射线照射的少数花粉中紫色基因（B）突变为绿色基因（b），导致F1代绿苗产生。某同学设计了以下杂交实验，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代绿色植株与亲本中的___        ___杂交，得到种子（F2代）；
第二步：F2代植株的自交，得到种子（F3代）；
第三步：观察并记录F3代植株颜色及比例。
结果预测及结论：
若F3代植株的紫色 : 绿色为3:1，说明花粉中紫色基因（B）突变为绿色基因（b），没有发生第6染色体载有紫色基因（B）的区段缺失。
若F3代植株的紫色 : 绿色为_____     _说明花粉中第6染色体载有紫色基因（B）的区段缺失。

以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a～h为操作过程，请据图回答有关问题：

（1）试管牛技术的操作流程是_________(填字母)，属于           生殖。
（2）图中用激素处理良种奶牛过程用到的激素是________________，其目的是获得更多的卵母细胞，排卵指            （填“卵子从卵泡中”或“卵泡从卵巢中”）排出。
（3）若a表示体内受精，则在此过程中防止多精入卵受精的两道屏障分别为           和           。
（4）图中数字标号代表的结构名称是①_________，③___________。将③处的细胞分离可在饲养层细胞上进行培养，饲养层细胞的作用是             。
（5）d操作的名称是____________，受体母牛必须和供体牛属于同一物种。移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是______________。
（6）若要获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到        阶段的早期胚胎进行________处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于___________条件下。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意           。

现在种植的普通小麦是由一粒小麦、拟斯卑尔脱山羊草、粗山羊草三种野生植物经过远缘杂交，历经9000多年的自然选择和人工种植而形成的。图1为小麦进化历程中细胞内染色体数的变化，其中①﹣④表示育种过程。一粒小麦的产量低，二粒小麦的产量比一粒小麦高，但其面粉不能发面；普通小麦产量高，且其面粉可以发面。请回答下列问题：

（1）杂种F2高度不育的原因是__________。普通小麦的面粉可以发面，其相关基因来源于___________物种。
（2）一粒小麦、二粒小麦和普通小麦体现了生物的___________多样性，由一粒小麦进化到普通小麦的内在因素是___________，外在因素是___________。
（3）①﹣④的育种过程中，相同的过程是___________。图2是研究人员在诱导染色体数目加倍时的实验处理和结果，本实验的目的是探究___________对细胞内染色体数目加倍效果的影响，实验效果最好的处理方法是___________。

下图为几种生物细胞内染色体示意图，请回答：

（1）普通小麦的染色体组可表示为AABBDD（如甲图所示），则一个染色体组的染色体数为________条。
（2）丙为人工培育的八倍体小黑麦染色体图，其培育方法是用普通小麦和黑麦（2n＝14）杂交，然后用___________处理得到的；与二倍体植物相比，多倍体的显著特点是___________。
（3）将甲、乙进行花药离体培养成的植株，可育的是___________ （填“甲”或“乙”）花药离体培养成的植株。

曼陀罗是一年生绿色植物，全株剧毒，但有较高的药用价值。某二倍体曼陀罗（2N＝24）宽叶（B）对窄叶（b）为显性，长叶柄（E）对短叶柄（e）为显性，两对基因独立遗传。请据图回答：

（1）如果让甲植株连续自交，并逐代淘汰隐性个体类型，在F₂代淘汰后的个体中，杂合子所占比例为__________。
（2）欲获得乙植株，除图中方法外，还可采用__________处理。若乙植株基因型为BBbb，其自交所得F₁中能稳定遗传的个体占         ，该过程________（填“遵循”或“不遵循”）基因的自由组合定律。
（3）现出现一种三体曼陀罗，其第五号染色体有三条。减数第一次分裂后期，有2条同源染色体正常分离，剩下的那条则随机移向任意一极，设三体曼陀罗的基因型为BBEEe，则花粉的基因型及其比例为_______________；茎尖生长点细胞连续分裂2次所得子细胞的基因型为__________。
（4）在纯合宽叶长叶柄植株的自交后代中发现一株基因突变后的宽叶超长叶柄（简写为宽超长）植株（丙），让丙与纯合窄叶短叶柄（简写为窄短）植株（丁）杂交，结果如下：

亲本组合	F1	F2
丙×丁	宽超长:宽长＝1:1	F1宽叶超长叶柄植株自交： 宽超长:宽短:窄超长:窄短＝9:3:3:1
F1宽叶长叶柄植株自交： 宽长:宽短:窄长:窄短＝9:3:3:1

请根据推测的基因突变的类型，写出用F₁的宽叶超长叶柄植株与纯合窄叶长叶柄植株杂交后，其后代的表现型及比例___________。

小麦是一种重要的粮食作物,改善小麦的遗传性状是科学工作者不断努力的目标,下图是遗传育种的一些途径。

（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,选F₂矮秆抗病类型连续自交、筛选,直至       。
（2）如想在较短时间内获得上述新品种小麦,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,该技术手段主要包括:
（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。

下图是以二倍体水稻（2N =24）为亲本的几种不同育种方法示意图，回答问题

（1）A-D表示的育种方法称为          。A—B育种途径中，常采用          方法来获取单倍体幼苗。
（2）如果要培育一个能够稳定遗传的隐性性状个体，则最简便的育种方法是          （用图中字母表示）。
（3）图中所示育种途径中，最不易获得所需品种的是        （填字母）。
（4）若亲本的基因型有以下四种类型：

①两亲本相互杂交，后代表现型为3:1的杂交组合是          。
②选乙、丁为亲本，经A、B、C途径可培育出          种纯合植物。
（5）科学家培育出了抗旱的水稻新品种，而海岛水稻没有抗旱类型，有人想培育出抗旱的海岛水稻新品种，但是用海岛水稻与抗旱的陆地水稻进行了多次杂交，始终得不到子代，原因可能是          。

I．西瓜是雌雄同株异花植物，二倍体西瓜（2N=22）经多倍体育种形成四倍体西瓜，发现其甜度增强，其中非甜（A）对甜（a）呈显性，该基因位于9号染色体上。基因b对a起增强效应，具体表现是：bb使含糖量提高100%（非常甜），Bb提高25%（比较甜），BB则无效（普通）。b亦可使非甜玉米的含糖量提高至普通。
（1）由二倍体西瓜幼苗形成四倍体植株，通常用____处理，四倍体西瓜植株群体属于不同于二倍体西瓜的新物种，理由是____。
（2）最初研究者为验证a和b基因独立遗传，设计了如下的实验：用杂合子普通（AaBb）与非常甜（aabb）杂交，取所结的子粒，测定含糖量，若普通：比较甜：非常甜为      时，则a和b基因独立遗传。但实际结果是，子代的表现型仅有普通和非常甜两种，且数量大致相等。对此结果的合理解释是：   。
（3）如果二倍体西瓜第6号染色体两条姐妹染色单体相应区段间发生部分交换，通常对生物的遗传无影响，因为      。
II．红瓤对黄瓤为显性，分别由R与r基因控制。现用红瓤（Rr）的二倍体西瓜培育三倍体西瓜植株，过程如图所示。请回答下列问题。

（4）图中四倍体植株产生配子中，同时含有R、r基因的配子占_____，获得的所有三倍体西瓜植株中RRR个体所占的比例为______。

现有两个品种的番茄，一种是高茎红果（DDRR），另一种是矮茎黄果（ddrr）。将上述两个品种的番茄进行杂交，得到F1。请回答下列问题：
（（1）欲用较快的速度获取纯合矮茎红果植株，应采用的育种方法是_______。
（2）将F₁进行自交得到F₂，获得的矮茎红果番茄群体中，R的基因频率是__________。
（3）如果将上述亲本杂交获得的F₁在幼苗时期就用秋水仙素处理，使其细胞内的染色体加倍，得到的植株与原品种是否为同一个物种？请简要说明理由。_______________________。
（4）如果在亲本杂交产生F₁过程中，D基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离，产生的所有配子都能成活，则F₁的表现型有_________。

如图甲是某二倍体生物体细胞染色体模式图，A～F是细胞发生变异后的染色体组成模式图，据图回答：

（1）图中A～F中显示发生染色体变异的是       ，其中能引起染色体上基因数目或排列顺序发生改变的是       。
（2）B、C显示的变异方式分别叫       。
（3）A显示的变异类型是       ，发生在      过程中。
（4）甲产生E的过程可通过       来实现。

20世纪50年代，科学家受达尔文进化思想的启发，广泛开展动植物育种研究，通过人工创造变异选育新品种，这一过程被人们形象地称为人工进化．图中甲～丙分别表示棉花、小麦、玉米等植物的人工进化过程，请分析回答：

（1）图甲中，棉花纤维颜色和棉酚含量出现新类型，是因为⁶⁰Co导致相应基因发生了碱基对的____________；⁶⁰Co处理后产生棕色、低酚等新性状，说明基因突变具有____________的特点。
（2）棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。从图甲诱变l代中选择表现型为______和______的植株作为亲本，利用______育种方法可以快速获得抗虫高产棉花新品种。
（3）图乙中，真菌的抗虫基因能整合到小麦DNA上的基础是______________；与图甲中的诱变育种方法相比，该技术最大的特点是_________。
（4）图丙中方法A处理后所得植株为____倍体；方法B处理可使细胞内染色体数目加倍，其原理是__________________________。
（5）分析图可知，人工进化与自然界生物进化的实质都是____________。

中国女科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理医学奖，她研制的青蒿素挽救了数百万人的生命。
青蒿素是治疗疟疾的重要药物，利用雌雄同株的野生型青蒿（2n=18），通过传统育种和现代生物技术可培育高青蒿素含量的植株。请回答以下相关问题：
（1）假设野生型青蒿白青秆（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，则野生型青蒿关于杆的颜色和叶形最多有        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           或            ，该F₁代中紫红秆、分裂叶植株所占比例为          。
（2）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         ，该后代不育的原因是在           时同源染色体联会紊乱。
（3）从青蒿中分离了cyp基因，其编码的cyp酶参与青蒿素合成。
①该事例说明基因通过控制           ，进而控制生物的性状。
②若该基因一条单链中（G+T）/（A+C）=2/3，则其互补链中（G+T）/（A+C）=             。
③若cyp基因的一个碱基对被替换，使cyp酶的第50位氨基酸由谷氨酸变为缬氨酸，则该变异称为          。