高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

玉米（2N=20）是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆、易倒伏（D）对矮秆、抗倒伏（d）为显性，抗病（R）对易感病（r）为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗病玉米植株，研究人员采用了下图所示的方法。根据材料分析回答：
 
(1)过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是＿＿＿＿。
(2)若过程①的F₁，自交3代，产生的F₄代中纯合抗病植株占＿＿＿＿ 。
(3)过程②，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单倍体幼苗的基因型，在理论上应有＿＿＿种；若单倍体幼苗通过加倍后获得M株番茄，通过筛选得到的矮秆抗病植株的基因型为＿＿＿＿，在理论上有＿＿＿株。
(4)盐碱地是一种有开发价值的土地资源，为了开发利用盐碱地,从而扩大耕地面积，增加粮食产量，我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐玉米新品系。
①由导入耐盐基因的玉米细胞培养成植株需要利用植物组织培养技术，该过程可以简要归结为：

则A过程称为＿＿＿＿，诱导这一过程的两种植物激素是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
②为了确定耐盐转基因玉米是否培育成功，既要用放射性同位素标记的＿＿＿＿＿＿＿作探针进行分子杂交检测，又要用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的方法从个体水平鉴定玉米植株的耐盐性。

中国是世界上最大的茄子生产国，为培育优良品种，育种工作者应用了多种育种方法。请回答：
（1）茄子的早期栽培品种为二倍体，有人利用秋水仙素处理二倍体茄子的幼苗，选育出四倍体茄子。其原理是：秋水仙素作用于正在分裂的植物细胞，会抑制＿＿＿＿的形成，导致＿＿＿＿＿＿＿＿加倍。
（2）茄子晚开花（A）对早开花（a）为显性，果实颜色有深紫色（BB）、淡紫色（Bb）与白色（bb）之分，两对基因自由组合。为培育早开花深紫色果实的茄子，选择基因型AABB与aabb的植株为亲本杂交，F1自交得到的F₂中有＿＿种表现型，其中早开花深紫色果实的植株应占＿＿＿＿。
（3）青枯病是茄子的主要病害，抗青枯病（T）对易感青枯病（t）为显性，基因T、t与控制开花期的基因A、a自由组合。若采用二倍体早开花、易感青枯病茄子（aatt）与四倍体晚开花、抗青枯病茄子（AAAATTTT）为育种材料，运用杂交和花药离体培养的方法，培育出纯合的二倍体早开花、抗青枯病茄子，则主要步骤为：
①第一步：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
②第二步：以基因型＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的茄子为亲本杂交，得到F₁（AaTt）。
③第三步：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（用遗传图解或文字简要描述）。

已知猫的毛色由等位基因B和b控制，黑色（B）对黄色（b）为显性，基因B和b其同存在时表现为虎斑色。通常情况下，雌猫的毛色有三种，而雄猫毛色只有黑色和黄色，没有虎斑色。现有虎斑色雌猫和黄色雄猫交配，子代的性别及毛色如睛图所示。请回答下列问题：

（1）控制猫毛色的基因位于＿＿＿染色体上，亲代中虎斑色雌猫的基因型为＿＿＿，黄色雄猫基因型为＿＿＿ 。
（2）若黑色雌猫与黄色雄猫交配，子代性别和毛色表现为＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）在猫群中偶尔会出一只虎斑色雄猫，但无繁殖能力。在这只虎斑色雄猫的体细胞中多了＿＿＿＿＿＿＿＿＿，这种改变称为＿＿＿＿＿＿。该虎斑雄猫的基因型为＿＿＿ 。

下图是某些动物的细胞分裂图像，据图回答下列问题（设有关生物均为二倍体）：

（1）表示含有4个染色体组的图有＿＿；表示减数分裂的图有＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）图A中的细胞染色体、染色单体和DNA之比为＿＿＿＿；图F细胞处于＿＿＿＿＿＿＿＿时期。
（3）图E和图A产生的子细胞分别是＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）图中含有同源染色体的细胞分别是＿＿＿＿，不含染色单体的细胞是＿＿＿＿。
（5）＿＿ 图中可能发生分离规律和自由组合规律。

科学家们用长穗偃麦草(二倍体)与普通小麦(六倍体)杂交培育小麦新品种——小偃麦。相关的实验如下，请回答有关问题：
(1)长穗偃麦草与普通小麦杂交，F₁体细胞中的染色体组数为＿＿＿＿。长穗偃麦草与普通小麦杂交所得的F₁不育，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，可用＿＿＿＿＿＿＿＿处理F₁幼苗，获得可育的小偃麦。
(2)小偃麦中有个品种为蓝粒小麦(40W+2E)，40W表示来自普通小麦的染色体，2E表示携带有控制蓝色色素合成基因的1对长穗偃麦草染色体。若丢失了长穗偃麦草的一个染色体则成为蓝粒单体小麦(40W+1E)，这属于＿＿＿＿＿＿＿＿变异。为了获得白粒小偃麦(1对长穗偃麦草染色体缺失)，可将蓝粒单体小麦自交，在减数分裂过程中，产生两种配子，其染色体组成分别为＿＿＿＿＿＿＿＿，这两种配子自由结合，产生的后代中自粒小偃麦的染色体组成是＿＿＿＿＿＿＿＿。
(3)为了确定白粒小偃麦的染色体组成，需要做细胞学实验进行鉴定。取该小偃麦的＿＿＿＿作实验材料，制成临时装片进行观察，其中＿＿＿＿期的细胞染色体最清晰。

基因型为AaBb（两对基因自由组合）的二倍体水稻，其体细胞中含有24条染色体。用它的花药进行离体培养，在获得由花粉发育成的单倍体植株的同时，也会得到一些由花药壁细胞发育成的二倍体植株。
（1）由花粉发育成的单倍体植株和由花药壁细胞发育成的二倍体植株在幼胚期，形态上并无明显差别，可以采用＿＿＿＿的方法，对它们加以区分。
（2）对花药离体培养过程中得到的幼胚，用0.2%—0.4%的秋水仙素进行处理，得到了许多染色体数目增加一倍的植株。其中，两对性状均为显性的基因型是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；只表现出一种显性性状的基因型有两种，统计这两种植株，其比例与1：1相差甚远，可能原因是：①＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

下图为几种生物细胞内染色体示意图，请回答：

（1）甲图为科研机构对某人染色体进行的分析结果。请指出该人的性别是＿＿＿＿,从染色体组成看，该人是否患病？如果患病，则患＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）普通小麦的染色体组成可表示为AABBDD（如乙图所示），则一个染色体组的染色体数为＿＿条。若丙图表示四倍体水稻的染色体数，则由其生殖细胞直接发育成的个体叫＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）丁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，多倍体的显著优点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）若将乙、丙、丁的花药离体培养成幼苗，能产生正常后代的是＿＿＿。
（5）马和驴杂交产生的骡子，不能繁殖后代的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

(7分)人类遗传病发病率逐年增高．相关遗传学研究备受关注。根据以下信息回答问题：
（1）上图为两种遗传病系谱图．甲病基因用A、a表示，乙病基因用B、b表示，6号个体无致病基因。4号个体基因型为______，7号个体基因型为______，如果8与9婚配，生出正常孩子的概率为______。
(2)人类的F基因前段存在CGG重复序列。科学家对CGG重复次数与F基因表达两者之间的关系进行调查研究，统计结果如下：

此项研究的结论是：____________。进一步可以推测出：CGG重复次数可能影响mRNA与______的结合。

(3)用小鼠睾丸作实验材料观察细胞分裂：看到一些处于分裂期中期的细胞，假如它们正常分裂，能产生的子细胞有______。右图是观察到的同源染色体(A₁和A₂)联会配对的情况，若A₁正常，A₂发生改变．原因是____________。

石刁柏（嫩茎俗称芦笋）是一种名贵蔬菜，为XY型性别决定的雌．雄异株植物。野生型石刁柏叶窄，产量低。在某野生种群中，发现生长着少数几株阔叶石刁柏（突变型），雌株．雄株均有，雄株的产量高于雌株。
（1）有人认为阔叶突变型株是具有杂种优势或具有多倍体特点的缘故。请设计一个简单实验来鉴定突变型的出现是否染色体加倍所致？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）若已证实阔叶为基因突变所致，有两种可能：一是显性突变．二是隐性突变，请设计一个简单实验方案加以判定。（要求写出杂交组合，杂交结果，得出结论）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）若已证实为阔叶显性突变所致，突变基因可能位于常染色体上，还可能位于Ｘ染色体上。请设计一个简单实验方案加以判定（要求写出杂合组合，杂交结果，得出结论）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）同为突变型的阔叶石刁柏，其雄株的产量与质量都超过雌株，请你从提高经济效益的角度考虑提出两种合理的育种方案（用图解表示）。

为了验证基因的分离规律，甲、乙两组同学都将纯合的非甜玉米和甜玉米间行种植，分别挂牌，试图按孟德尔的实验原理进行操作，以验证F的分离比。
 
甲组试验中，亲本的杂交如图所示（箭头表示授粉方式）。实验结果符合预期：F全为非甜玉米，F自交得到F，F有非甜和甜两种玉米，甜玉米约占1／4,．
乙组试验中，F即出现了与预期不同的结果：亲本A上结出的全是非甜玉米；亲本B上结出的既有非甜玉米，又有甜玉米，经统计分别约占9／10和1／10。
请回答下列问题。
（1）甲组试验表明，玉米的非甜是_____性状。（填“显性”或“隐性”）
（2）用遗传图解表示甲组的试验过程（相关基因用T、t表示）。
（3）乙组试验中，在F₁出现了与预期不同的结果，是由于在操作上存在失误，该失误最可能出现在_____环节。
（4）乙组试验中，亲本B的性状是_____。（填“非甜”或“甜”）
（5）如果把乙组试验中亲本B所结的全部玉米粒播种、栽培，并能正常结出玉米棒，这些玉米棒上的玉米粒情况是_____。

(15分)现有味甘汁多、消暑解渴、稳定遗传的绿皮（G）红瓤（R）、小籽（e）西瓜品种甲与白皮（g）黄瓤（r）、大籽（E）西瓜品种乙，三对基因自由组合。已知西瓜的染色体数目2n=22，请根据下面提供的西瓜育种流程图回答有关问题：

（1）图中①过程所用的试剂为     ，通过②途径培育无籽西瓜的育种方法叫做    　，所结西瓜果实的表现型为      ，基因型为　　 　。
（2）通过③途径培育的无籽西瓜所依据的原理是  　  ，此培育过程产生的变异属于         变异。  
（3）用品种甲作母本、品种乙作父本，通过⑤途径制得杂交种F₁，待其播种开花后彼此相互授粉，结出的瓜比亲本个大、味甜、品位高，这是人们在作物育种中，利用了　  　原理。将此瓜所结种子（即F₂）留下，这些种子胚的基因型在理论上有    种，来年再种的结果是产量、品质大大下降，这种现象在遗传学上称    　。
（4）品种乙与四倍体通过④细胞融合途径形成杂种体细胞，该杂种细胞形成杂种植株称属于　倍体，若由杂种植株去获得单倍体植株，该单倍体植株体细胞胞中含有　　个染色体组。
（5）用品种甲作母本、品种乙作父本，通过⑤途径形成的F₁种子中的胚乳细胞，用　 　的方法理论上也能形成西瓜幼苗。在其体细胞中含有       个染色体组，其中有       个染色体组来自品种甲。由它结出的西瓜有籽还是没籽？    。

(6分)芦笋是一种高档蔬菜，为雌雄异株，属于XY型性别决定，其雄株产量与质量都超过雌株。请你从提高经济效益、缩短繁殖周期等角度考虑，写出两种快速繁殖芦笋的方法并用文字或箭头简述其过程。
(1)第一种方法是  ▲  ，其过程为  ▲  。
(2)第二种方法是  ▲  ，其过程为  ▲  。

下图表示花药离体培养及单倍体育种的大致过程，据图回答下列问题：

( 1 ）过程 ① 是把幼小的花药分离出来，在无菌条件下放在MS培养基上进行离体培养，配制该培养基时，需要的物质应该有          。（至少答三种） (2分)
( 2 ）过程 ② 是花药在MS培养基所提供的特定条件下脱分化，发生多次细胞分裂，形成                               ，此过程进行细胞分裂的方式是              。
( 3 ）过程 ③ 是诱导再分化出芽和根，最后长成植株，长成的植株（不考虑核与核之间融合)是           植株，其特点是植株弱小，高度不孕 ，生产上没有推广应用的价值，若要使其结子结果，可在移栽后在幼苗         滴加适宜浓度的B物质，通常用到的B物质是                                     。
（4）过程②与过程③所用培养基有差异，主要是                的差异。

下图列举了几种植物的育种方式，请据图回答相关问题。

（1）甲育种方式称为         。
（2）通过丁种方式可以获得脱毒苗，培养过程中c常常取用茎尖的原因是             。
（3）乙方式通常用射线处理植物的愈伤组织能获得较好效果，原因是                  。
（4）丙方式将外源目的基因导入受体植物细胞，最常采用的方法是                   。在通过丙方式获得转基因植株的过程中，核心步骤是                          。
（5）甲、丙两种育种方式与传统杂交育种相比，其优点是                           。

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                   。