高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

小麦是自花传粉植物。在种植白色籽粒小麦的田间偶然发现有一株小麦所结籽粒为红色。研究表时红色籽粒小麦是由种皮中色素所引起的。第二年将该小麦的800多颗红色籽粒播种后，有600多株发育成熟，其中有160多株结白色籽粒，其余仍结红色籽粒。（答题中基因型用A表示显性基因，a表示隐性基因。）
（1）最初产生结红色籽粒植株的原因很可能是由于          ；红色籽粒中胚的基因型是             。
（2）若采用单倍体育种的方法尽快获得稳定遗传的红色籽粒小麦品种。具体步骤是：
①将最初得到的红色籽粒播种后，最好培养至        （传粉前/传粉后），取
            进行离体培养；
②待得到       时，用秋水仙素处理使其         后，培养至成熟；得到的植株基因型为           。
③待      时，选红色籽粒留种。

普通西瓜植株为二倍体（2N=22），花单性，雌雄同株，用普通西瓜培育三倍体无籽西瓜的主要过程可用下图表示：

（1）在幼苗期用一定浓度的秋水仙素处理二倍体植株，秋水仙素的作用机理是       。
（2）西瓜的红瓤（R）对黄瓤（r）为显性。用基因型为rrrr的四倍体植株做母本，基因型为RR的二倍体植株做父本杂交，当年所结西瓜的瓜瓤的颜色是      ，将其种子种下去，长成的植株的基因型是               。
（3）已知西瓜的果皮深色（B）对浅色（b）是显性。若将四倍体西瓜（bbbb）和二倍体西瓜（BB）间行种植，结果发现四倍体西瓜植株上所结的种子，播种后发育成的植株中既有四倍体又有三倍体。那么，能否从这些植株所结西瓜的果皮颜色直接判断出这些植株是四倍体还是三倍体呢？请用遗传图解解释，并作简要说明。

下图表示用豌豆的两个品系①和②培育出品种⑥的可能方法，据图回答：

 
（1）填出下列过程的交配方式：Ⅰ是              
V是               
（2）品种④是一种                  植株，
由③经过程Ⅲ培育④常用的方法是                        
④获得的概率是：              
（3）品种④形成⑥经过的过程Ⅵ中常用                  处理
其作用机理是：                                       
（4）由品种①直接形成品种⑤的过程需经                        
由品种⑤产生品种⑥的最简便方法是                        
（5）若要在最短的时间内培育出品种⑥，你认为最佳的培育途径是：
                             (用过程Ⅰ、Ⅱ…及“→”表示)

31、回答下列有关小麦杂交育种的问题
假设小麦高产与低产受一对等位基因控制（用A、a表示），基因型AA为高产，Aa为中产，aa为低产，抗锈病与不抗锈病受另一对等位基因控制（用B、b表示），只要有一个B基因就表现为抗病，这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。现有高产不抗锈病与低产抗锈病两个纯种品系杂交产生F₁，F₁自交得F₂。
⑴F₂中能稳定遗传的高产抗锈病个体的基因型为                      ，占F₂中该性状个体的比例为           ，在下图中画出F₂各表现型及其数量比例的柱形图。
⑵选出F₂中抗锈病品系自交得到F₃中基因型BB：Bb:bb=                  
⑶在上述小麦品种的选育过程中，在实验田里发现了一株小麦出现的新性状，经初步研究证明导致这一新性状的出现是由于在受精卵时期发生了基因突变或染色体变异。请你设计一个简单的实验进一步探究这一新性状出现的原因，写出实验的思路和可能出现的实现现象和结论。
① 实验思路：                                          
② 实验结果预测和分析：
A：                                                       
B：                                       

根据下图回答下列的问题。

（1）此图为_______果蝇的染色体图解。此图中有_______对同源染色体。与性别决定有关的染色体是图中的____________。
（2）此图表示果蝇的原始生殖细胞经过减数分裂能产生______种染色体组合的配子。
（3）写此此果蝇的基因型___________。

为了提高玉米的产量，在农业生产中玉米使用的都是杂交种，杂交玉米的性状不能稳定遗传，因此农民每年都需要购买玉米杂交种。现有长果穗(A)白粒(b)和短果穗(a)黄粒(B)两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒(AaBb)杂交种玉米的目的，请你以遗传图解并简要说明的形式，设计出你的育种方案。

现有两种纯种小麦，一种性状是不抗倒伏（D）、抗锈病（T）；另一种性状是抗倒伏（d）、易染锈病（t）(两对基因独立遗传)。育种专家提出了如图A和B所示两种育种方法，来获取小麦新品种。请根据下图回答：
　( 1 ) 如果要缩短育种年限，应选择的育种方法是_________。（选择A和B）
　( 2 ) 图中⑥表示的植株是依据____________原理获得的。
　（3）图中①和④植株的基因组成分别是________和_________。
　（4）II过程中，D和d的分离发生在_____________________。III过程的育种方法是___________________。Ⅳ过程需要用_______________处理幼苗。
　（5）Ⅴ过程产生的抗倒伏抗锈病植株中纯合体占抗倒伏抗锈病植株的比例为________________________。
　（6）从Ⅴ过程中选出抗倒伏抗锈病的植株连续自交2代，获得能稳定遗传的抗倒伏抗锈病的植株占子二代植株中的比例为：__________。
　（7）如果将方法A中获得的③和⑤植株杂交，得到F1代后自交，则后代基因型及比例为______________________。

将多种植物的种子随飞船带入太空进行实验，然后随飞船的回收舱返回地面。该种子种植后，植物出现了新的变异特性。这种变异特性的来源主要是植物种子经过太空中_________的辐射后，其_________发生了改变。现在一般把这种育种方法称为___________。这种育种方法的优点之一是___________。

以下各图分别表示几种不同的育种方法。请根据图完成问题。

（1）A图所示过程称为克隆技术，新个体丙的基因型与亲本中的________相同。
（2）在B图中，由于物种P突变为物种P₁，在指导蛋白质合成时，③处氨基酸由物种P的________改变为________（缬氨酸GUC；谷氨酰氨CAG；天门冬氨酸GAC）
（3）C图所示的育种方法叫________，该方法最常用的做法是在①处________________________________。
（4）D图表示的育种方法是________，若要在F₂中选出最符合生产要求的新品种，最简便的方法是________________________________。
（5）E图中过程②常用的方法是________，与D方法相比较，E的突出优点是________。

玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家在玉米育种和栽培中作了大量的研究。下图是关于玉米培养的过程，请据图完成下列问题：


（1）取玉米幼苗的茎尖进行组织培养如图A→C，发育成植株D，取D的花药进行离体培养成幼苗如图E→F，经秋水仙素处理后发育成为植株G。从生殖方式上分析，A→D属于________生殖。从细胞分裂方式上分析，E→F过程中进行了________分裂。
（2）若用¹4C标记CO₂分子，则¹4C在玉米光合作用过程中，将依次出现在________________________。淀粉产生在________细胞内。
（3）收获时我们发现，有的健壮玉米穗上的子粒缺少，分析其原因最可能是________________________________________。
（4）农业生产中为了提高作物产量，常将玉米和大豆间隔种植(间作)，如右图所示，有关间作的好处有________________________________________________________________。（5）即使土壤中矿质营养丰富，在非常潮湿的气候条件下，玉米上部叶片也容易出现矿质营养缺乏症，其主要原因是________________________________________________。

在水稻中，有芒（A）对无芒（a）为显性，抗病（R）对不抗病（r）为显性，用有芒抗病（AARR）和无芒不抗病（aarr）的两种水稻作亲本，培育无芒抗病的良种水稻供农民使用。
（1）用杂交育种方法培育这一良种供农民使用至少需要4年时间，每一年的方法和目的是什么？请完成下表：

时间	方法	目的
第1年		获得F1
第2年
第3年
第4年	自交	扩大培养

（2）第1年对作为母本的水稻应该作________处理，这项工序应该在开花________（填“前”或“后”）进行。
（3）第________年开始出现无芒抗病类型，它约占群体的比率为________；若用单倍体育种，开始出现无芒抗病类型约占群体的比率为________。
（4）就抗病和不抗病这对相对性状而言，让F₁自交三代，在自然情况下，基因频率的变化是________。
A.R增大
B.r增大
C.R＝r
D.无法确定

小麦育种专家周中普教授带领科研小组经过10年努力，采用化学诱变、物理诱变和远源杂交的三结合育种方法培育出了营养价值极高的彩色小麦，并被列入我国太空育种计划。
（1）化学诱变和物理诱变可提高________，创造出更多的可供人类选择的变异类型。
（2）运用________技术，可以克服亲本远源杂交不亲和现象。
（3）如果专家将从太空返回的彩色小麦进行种植，发现一隐性性状变为显性性状，则表现为该显性性状的种子能否大面积推广？________，说明理由。________________________________。
（4）科学研究表明，冬小麦必须经低温处理才能抽穗，感受低温的部位是胚。取数十粒冬小麦种子分为甲乙两组，甲组给予低温处理，乙组不处理。将每粒种子切成两半，按下图方式黏合（黏合后种子仍有活力），并置于相同适宜的条件下，将来可能抽穗的是________。

养蚕在我国有3千多年的历史，经研究发现其染色体组成为2n=56，其性别由ZW型性染色体决定，即雄性个体的体细胞含两个同型的性染色体，用ZZ表示，雌性个体的体细胞含两个异型的性染色体，用ZW表示。西南农业大学与中科院北京基因研究所的研究人员,于2003年11月15日在世界上率先完成了家蚕基因框架图,2006年1月2日,又研制成功家蚕基因芯片与表达图谱，2008年12月,完成世界首张蚕基因组精细图谱，并利用基因工程技术，成功的使家蚕吐出了天然的金黄、鹅黄、绿、粉红、白、赭色蚕丝，而且永不褪色，重现了中华丝绸之路的光芒。请回答有关问题： 
（1）欲测定家蚕基因组的DNA序列，应该测                 条染色体上的DNA。
（2）采用基因工程技术将丝蛋白基因导入其他动物体内时，提取这种目的基因的途径是             ；
（3）因雄蚕比雌蚕的丝质好，出丝率高，所以及早鉴别出蚕的雌雄具有明显的经济意义。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。现有皮肤正常和皮肤油性两个品种的雌、雄尚未交配的纯种蚕蛾若干，则选择基因型是       为父本，基因型是         为母本进行杂交，可在幼龄阶段就能区分雌雄个体。如果用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___________的变异。
（4）家蚕的黑色卵(B)对白色卵(b)为显性，绿茧(D)对黄茧(d)为显性，已知这两对等位基因都位于常染色体上，其中B和b位于第2号染色体上，现有纯合黑卵黄茧和白卵绿茧未交配过的雌雄蚕若干，请你设计实验方案，探究D和d是否也在第2号染色体上。
实验目的：探究D和d是否在第2号染色体上。
方法步骤：
第一步：_________________________________________________________________。
第二步：_________________________________________________________________。
预期结果及结论：
__________________________________________________  ______________________
_____________________________________________________     _________________。

下面是普通小麦自然条件下形成过程的示意图，请据图回答：

（1）由图可知，小麦的一个染色体组含有_____条染色体，最后得到的普通小麦是_____倍体，它的形成在自然演变过程中必须经历两个重要步骤，第一是完成________，第二是完成________，这两个步骤缺一不可。
（2）利用上述原理，我国科学家鲍文奎等利用普通小麦和黑麦（2n＝14）培育出了八倍体小黑麦，小黑麦的体细胞中含________条染色体，它的优点是耐________和________，面粉白，蛋白质含量高，茎秆可作青饲料。

玉米为雌雄同株，且具有双受精作用，现已知某株玉米植株上所结的一粒种子胚乳细胞的基因型为AAaBBb（两对等位基因独立遗传）。
（1）该玉米粒中胚的基因型是             
（2）若两株玉米杂交所结种子的胚乳细胞的基因型全为AAaBbb，则其中父本的基因型为        ，母本的基因型为           
（3）玉米中aa基因型的植株不能长出雌花序而成为雄株，而B控制的性状是人类所要的某种优良性状。现有基因型为aaBb的一植株，为在短时间内获得大量这种优良性状的纯合雄性植株，请你写出简要的设计方案：
①                             
② 用秋水仙素促使单倍体加倍成二倍体，选取aaBB性状的植株
③