高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

下图表示几种育种方法大致过程。请分析回答：

（1）在图一所示①→②过程中发生了       。
若以②的碱基序列为模板经转录和翻译形成③，此过程与以①为模板相
比一定发生变化是    。
（多选）
A．mRNA碱基序列
B．tRNA种类
C．氨基酸种类
D．蛋白质结构
（2）图二中控制高产、中产、低产（A、a）和抗病与感病（B、b）的两对等位基因分别位于两对同源染色体上。F₂的表现型有     种。F₂中高产抗病植株占           。
（3）鉴别高产抗病植株是否为纯合子的方法是        。收获种子种植，若子代                 ，则说明植株为纯合子。若向高产感病植株中转入抗虫基因，需要用        酶将抗虫基因与运载体DNA连接，然后导入受体细胞。
（4）图二中利用F₁的花粉形成个体④所应用技术的理论依据是         ，
通过花粉到④和⑤的育种方式的最大优点是          。
（5）图二所示的育种方法的原理有                。

图示为某二倍体生物的一个正在分裂的细胞，据图回答：

（1）若图中的2、3表示两个X染色体，则说明该细胞进行的分裂方式是        ，图中有同源染色体    对，共含有__________个染色体组；有_________条染色单体，该细胞分裂产生的子细胞是        。
（2）该生物的单倍体染色体数目为         条，如果是被子植物，常用                    的方法获得单倍体。
（3）若该生物为果蝇，其后代中性状差异甚多，则这种变异的来源主要是_________。
（4）基因型为AaBb的母牛，其产生的生殖细胞的种类为_________种；若2号染色体上有B基因，正常情况下，b基因位于图中____________号染色体上。
（5）若某植物的基因型为AaBb并符合基因的自由组合定律，在该植物的自交后代中表现型不同于该植物的个体所占的比例为_____________。
（6）假设果蝇的一个精原细胞中的一个DNA分子用¹⁵ N进行标记，正常情况下该细胞分裂形成的精细胞中，含¹⁵N的精细胞所占的比例为_____________。

石刀板是一种名贵蔬菜,为XY型性别决定，雌雄异株植物。野生型石刀板叶窄，产量低。在某野生种群中，发现生长着少数几株阔叶石刀扳(突变型)，雌株、雄株均有。
(1)石刀板雄株的产量高于雌株，有人从提高经济效益的角度考虑设计了两种获得大量雄株的方案：

①两种方案中进行组织培养的材料A和B分别是___________、_______________
②试简述方案二如何由C、D获得大量XY植株？                                            
(2)为检验阔叶型石刀板是否由于染色体数目加倍导致，某生分别取窄叶型于阔叶型石刀板的            制成装片，其具体操作步骤是     ____、        、         、
           。镜检比较        期细胞染色体数目。 
(3)野生石刀板种群历经百年,窄叶基因频率由98％变为10％，则石刀板是否已发生了生物的进化？并说明原因

下图是有关生物变异来源的概念图，请据图回答：

（1）图中③的含义包括          ；④的含义是            ；此过程发生在时期。
（2）将①的原理应用在育种中，常利用物理因素如             或化学因素如来处理生物（各举一例）
（3）番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，导致害虫无法消化食物而被杀死，人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内。玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，玉米新品种的这种变异的来源是图中[  ]            。传统的育种方法一般只能在同一种生物中进行。基因工程的出现使人类有可能      。

I.大豆是两性花植物。下面是大豆某些性状的遗传实验：
大豆子叶颜色（BB表现深绿；Bb表现浅绿；bb呈黄色，幼苗阶段死亡）和花叶病的抗性（由R、r基因控制）遗传的实验结果如下表：

组合	母本	父本	F1的表现型及植株数
一	子叶深绿不抗病	子叶浅绿抗病	子叶深绿抗病220株；子叶浅绿抗病217株
二	子叶深绿不抗病	子叶浅绿抗病	子叶深绿抗病110株；子叶深绿不抗病109株； 子叶浅绿抗病108株；子叶浅绿不抗病113株

（1）组合一中父本的基因型是                    
（2）用表中F₁的子叶浅绿抗病植株自交，在F₂的成熟植株中，表现型及其比例为                   
                                                   
（3）用子叶深绿与子叶浅绿植株杂交得F₁，F₁随机交配得到的F₂成熟群体中，B基因的基因频率为________________。
（4）将表中F₁的子叶浅绿抗病植株的花粉培养成单倍体植株，再将这些植株的叶肉细胞制成不同的原生质体。如要得到子叶深绿抗病植株，需要用                         基因型的原生质体进行融合。
II.我国育种专家成功地培育出了一种可育农作物新品种，该品种是由普通小麦与黑麦杂交培育出的新作物。它既有普通小麦的特性，又综合了黑麦的耐贫瘠，抗病力强，种子蛋向质含量高等优点。据资料表明，普通小麦（2N=6x=42。AABBDD）是野生二粒小麦（2N=4x=28，AABB）与方穗山羊草的杂交后代。（①从播种到收获种子需两年。②生物学中把x代表染色体组。）
现有原始物种及其所含染色体组的资料，见下表：

序号	原始物种	体细胞中染色体组数	体细胞中所含染色体组	体细胞染色体数
①	黑麦	2	EE	14
②	拟斯俾尔脱山羊草	2	BB	14
③	方穗山羊草	2	DD	14
④	野生一粒小麦	2	AA	14

（1）填写完成培育可育农作物新品种的过程：
①          ×         →杂种幼苗经秋水仙素处理染色体加倍，培育为野生二粒小麦。
②          ×            →杂种幼苗经秋水仙素处理染色体加倍培育为普通小麦。
③          ×            →杂种幼苗经秋水仙素处理染色体加倍培育为可育新品种。
（2）获得该农作物新品种植株，整个培育过程至少需要          年。
（3）该新品种细胞中染色体组的组成可写为          ，育种过程中          是杂交后代可育的关键。

右图表示某种育种方法的大致过程。

请分析回答：
(1) 图中控制产量(A，a)和抗病与感病（B，b)的两对等位基因分别位于两对同源染色体上。F₂的表现型有     种，F₂中高产抗病植株占____。
(2) 鉴别高产抗病植株是否为纯合子的最简便方法是          。若子代        ，
则说明该植株为纯合子。
(3) 在转入抗虫基因时，常用        酶将抗虫基因与运载体(载体DNA)连接。
(4) 培育新个体④所应用技术依据的原理是       ，在培养过程中，花粉细胞必须经过     过程才能形成胚状体或丛芽。
(5) 该图所示的育种方法的原理有               。

家蚕是二倍体，体细胞中有28 对染色体。雄蚕性染色体为ZZ ，雌蚕性染色体为ZW。请分析回答下列有关家蚕的问题。
（1）雄蚕比雌蚕的丝质好，出丝率高，及早鉴别出蚕的雌雄具有重要的经济意义。生物科技工作者用X射线处理蚕蛹，将家蚕第10号染色体上含有黑卵基因的一段染色体转移，连接到_______染色体上，从而可以借助光电自动选卵机将黑卵选出并杀死，达到去雌留雄的目的。蚕卵的这种变异类型在遗传学上称为         变异。
（2）在家蚕中皮肤正常(A)对皮肤油性(a)为显性，且A和a基因只位于Z染色体上。现有一对皮肤性状不同的家蚕杂交，其子代雌雄都有油性蚕和正常蚕，则亲本的基因型（母本×父本)是             。
（3）在家蚕的一对常染色体上有控制蚕茧颜色的黄色基因(Y)与白色基因(y）。在另一对常染色体上有I、i 基因，当基因I存在时会抑制黄色基因Y 的作用，从而使蚕茧变为白色；而i 基因不会抑制黄色基因Y 的作用。若基因型为IiYy×iiyy的两个个体交配，产生了足够多的子代,则子代的表现型及比例是        。
（4）家蚕幼虫皮斑的普通斑（P）对素白斑（p）是显性，控制皮斑的这对基因与上题的两对基因分别位于3对不同的常染色体上。如果基因型为PpYyIi的雄蚕与基因型为ppyyii的雌蚕交配，产生了足够多的子代，则子代的表现型有          种，表现型及比例是                    。

玉米的抗锈病和易感锈病是一对相对性状。某科研小组对玉米（属于风媒花类型）实验田调查发现抗锈病品种所占比例为84%，该玉米品种留种，第二年种植后发现有性状分离现象。请回答以下问题：
（1） 推测该实验田中的抗锈病纯合体和杂合体的基因型频率分别是_____________。
（2） 科研人员第三年在原种圃内选择100~200株生长良好的抗锈病植株___________，这样做的目的是提高________的比例，如此重复连续多代可培育出优良的遗传性稳定的抗锈病玉米品种。
（3） 造成玉米减产的另一重要是其易受棉铃虫危害，损失很大，科学家利用基因工程向玉米中转入了苏云金芽孢杆菌Bt晶体毒素蛋白基因，培育出了抗虫玉米。
①请列举至少两个原因说明Bt基因能在玉米细胞中成功表达的原因：
② 如果要将上述两种已分别纯化的玉米培育既抗锈病又抗虫的纯合玉米新品种（两对基因分别位与非同源染色体上），请选择亲本并写出杂交育种过程（抗锈病和易感锈病性状可用T、t表示；抗虫和非抗虫性状由B、b表示）。

已知二倍体番茄红果(A)对黄果(a)为显性，双子房(B)对多子房(b)为显性，高蔓(C)对矮蔓(c)为显性。现有三个纯系品种：Ⅰ（黄色、多子房、高蔓），Ⅱ（黄色、双子房、矮蔓），Ⅲ（红色、双子房、高蔓），为了快速获取红色、多子房、矮蔓纯系新品种。
（1）请完善以下实验步骤。
第一步：Ⅰ×Ⅱ→获得植株Ⅳ，让Ⅳ自交，从子代中选取黄色、多子房、矮蔓植株Ⅴ。
第二步：
第三步：
（2）将上述植株的离体细胞与的离体细胞融合，形成杂种细胞。
①促进融合时常采用的化学诱导剂是__________________________。
②请画出该融合细胞中控制红色与黄色这对性状的染色体组成图，并标明相关基因。
（3）据报道，番茄红素具有一定的防癌效果。科学家将含有酵母S—腺苷基蛋氨酸脱羧酶基因（简称S基因）cDNA片断导入普通番茄植株，培育了番茄红素高的新品种。
①获得cDNA片断的方法是____________________。
②假设S基因的一条链A和T的总量为2400个，占该片断总碱基的60%，用PCR扩增该基因，该基因复制n次共要dGTP_______________个。
③为确保S基因在番茄中表达，在构建基因表达载体时应插入特定的_________________。
④将基因表达载体导入番茄的方法有农杆菌转化法_____________和__________等。

有一种绿色能源树种——柴油树，其种子榨取的油的结构与石油相似，只需稍加提炼和加工就能得到柴油。“神舟六号”上搭载了四株柴油树试管苗。
（1）科学家以幼苗为实验材料的理由是                 。
（2）经过太空旅行的柴油树试管苗，运用植物组织培养技术而形成的植株，其中大部分植株的产油量                 （选填“增加”、“减少”或“基本不变”）。
（3）柴油树属于双子叶植物，其种子中贮藏油的结构是                      。
（4）现有某一株DdTt基因型的高产油植株（一年生植物，高产油由D和T基因共同控制），若让该植株自交，则其后代中既高产又能稳定遗传的植株占           ，为尽快获得既高产又能稳定遗传的植株，选用的育种方法是：                   。
（5）柴油树种子在成熟和萌发过程中，糖类和脂肪的变化曲线如图：

从图A可以看出柴油树种子贮存能量的主要物质是            ，从图B的两条曲线   的变化可以看出                     。

利用遗传变异的原理培育作物新品种，在现代农业生产上得到广泛应用。请回答下面的问题：
(1) 水稻的穗大(A)对穗小(a)显性。基因型为Aa的水稻自交，子一代中，基因型为      的个体表现出穗小，应淘汰；基因型为           的个体表现出穗大，需进一步自交和选育；按照这种自交→淘汰→选育的育种方法，理论上第n代种子中杂合体的比例是           。
(2) 水稻的晚熟(B)对早熟(b)显性，请回答利用现有纯合体水稻品种，通过杂交育种方法培育纯合大穗早熟水稻新品种的问题。
① 培育纯合大穗早熟水稻新品种，选择的亲本基因型分别是           和      。两亲本杂交的目的是           。
② 将F₁所结种子种下去，长出的水稻中表现为大穗早熟的几率是           ，在这些大穗早熟植株中约有           是符合育种要求的。

下图为四种不同的育种方法，分析回答：

（1）图中A、D方向所示的途径表示杂交育种方式，一般从F₂开始选种，这是因为  ，从F₂以后一般采用                的方法来获得可稳定遗传的新品种。
（2）为了在较短时间内培育出新品种，最好采用               育种方法。请用图中字母和箭头连接的方式说明该育种过程。
（3）通过A、H方向和E方向培育成的新品种，本质上的区别是后者               。
（4）E和F都是在种子或幼苗期进行处理效果才好，理由是               。
（5）按照现代生物进化理论的观点，利用上述育种方法选择培育符合生产要求的新品种，都能定向改变该种群的               ，导致该种群按一定方向发展进化。

回答下列关于遗传的问题
（Ⅰ）人21号染色体上的短串联重复序列（STR，一段核昔酸序列）可作为遗传标记对21三体综合症做出快速的基因诊断（遗传标记可理解为等位基因）。现有一个21三体综合症患儿，该遗传标记的基因型为NNn，其父亲该遗传标记的基因型为Nn，母亲该遗传标记的基因型为nn。

(1)该21三体综合症的患儿为男孩，其体细胞的染色体组成是          ，双亲中哪一位的21号染色体在减数分裂中未发生正常分离？       。其减数分裂过程如右图，在右图所示精（卵）细胞，不正常的是                      。
(2)21三体综合症个体细胞中，21号染色体上的基因在表达时，它的转录是发生在
         中。
(3)能否用显微镜检测出21三体综合症和镰刀型细胞贫血症？请说明其依据。
______________________________________________________________________
(4)某生物的某个体因个别基因丢失，导致两对同源染色体上的基因组成为ABb，则丢失的基因是          ，最可能的原因是                                       
(5)如果这种在细胞减数分裂中的不正常情况发生在性染色体，其产生的异常卵子可与一个正常的精子受精而形成不同类型的合子，如下图所示（注：在此只显示性染色体）。则XO型的合子可能发育成一个个体，但YO型的合子却不能，此现象可能的原因是____________                                                        

（Ⅱ）大部分普通果蝇身体呈褐色(YY)，具有纯合隐性基因的个体呈黄色(yy)。但是，即使是纯合的YY品系，如果用含有银盐的食物饲养，长成的成体也为黄色，这就称为“表型模拟”，是由环境造成的类似于某种基因型所产生的表现型。
(1)从变异的类型分析这种“表型模拟”属于___________________________________，理由是                           。
(2)现有一只黄色果蝇，你如何设计实验判断它是属于纯合yy还是“表型模拟”?
                                                                          

已知番茄的红果(A)对黄果(a)为显性，二室(B)对多室(b)为显性，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。育种工作者利用不同的方法进行了如下四组实验。请据图回答问题：

(1)图I过程培育植物体A主要应用了          的原理；在珍贵药材、花卉培养上常用这种方法，其中一个原因是这种育种方式能够保持                。
(2)用红果多室(Aabb)番茄植株的花粉进行Ⅱ、Ⅲ有关实验，则Ⅱ过程中，从花粉形成幼苗B所进行的细胞分裂方式是          分裂。培育植物体B的方法(Ⅱ)称为          ；该育种方式的优越性主要表现在                    ，如果只考虑花粉之间两两融合，图Ⅲ中植物体C的基因型有      种。
(3)要将植物的器官、组织、细胞培养成完整植株，除了需要一定的营养条件和植物激素、适宜温度和一定光照、无菌条件等之外，还需要____________。
(4)图中Ⅳ过程，通常植物体D能表现出两个亲本的遗传性状，根本原因是          。

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的比例是     ，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，可选图中             （填字母）途径所用的方法。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             
              。
（5）图中               （填字母）所表示的育种方法具有典型的不定向性。