高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

香味性状是优质水稻品种的重要特征之一。
（1）水稻的香味性状与抗病性状独立遗传。香稻品种的香味性状受隐性基因（a）控制，抗病（B）对感病（b）为显性。为选育抗病水稻新品种，进行了一系列杂交实验。其中，无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如下图所示，则两个亲代的基因型是  __________。上述杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占的比例为__________ 。

（2）单倍体育种可以缩短育种年限。离体培养的花粉经脱分化形成__________，最终发育成单倍体植株，这表明花粉具有发育成完整植株所需的 __________。若要获得二倍体植株，应在__________时期用秋水仙素进行诱导处理。

果蝇的染色体组如图所示。如果Ⅳ号染色体多一条(这样的个体称为Ⅳ—三体)或少一条(Ⅳ—单体)均能正常生活，而且可以繁殖后代。三体在减数分裂时，3条同源染色体中的任意2条配对联会并正常分离，另一条染色体随机移向细胞一极，各种配子的形成机会和可育性相同。请分析回答下列问题：

（1）从变异类型分析，单体果蝇形成属于_______   _，要确定该生物染色体的数目和形态特征的全貌，需对其进行_______   _分析。
（2）正常的雄果蝇产生的次级精母细胞中含Y染色体的数目是________。
（3）野生型果蝇(EE)经基因突变可形成无眼果蝇(ee)，该等位基因位于Ⅳ号染色体，据此回答下列问题：(注：实验中的亲本无眼果蝇染色体组成均正常)
①将无眼果蝇与野生型Ⅳ—单体果蝇杂交，子一代的表现型及比例为_____________。
②将无眼果蝇与野生型Ⅳ—三体果蝇杂交，子一代中，正常∶三体等于____________，选择子一代中的Ⅳ—三体雌果蝇与无眼雄果蝇测交，请用遗传图解表示该测交过程(配子不作要求)。

某自然种群的雌雄异株植物为XY型性别决定，该植物的花色（白色、蓝色和紫色）由位于常染色体上的等位基因A、a和X染色体的等位基因B、b共同控制。抑制其紫花形成的生化途径如图所示。

（1）图中①表示______________过程。
（2）研究者用射线处理雄性紫花植株（纯合体）的花粉并授到雌性蓝花植株上，发现在F₁代雄性中出现了1株白花。镜检表明，其原因是射线照射导致一条染色体上载有基因A的区段缺失。由此可推亲本中雌性蓝花植物的基因型为______________，请写出对应的遗传图解（要求写出与F₁雄白植株产生有关的配子及后代）。______________
（3）用杂交方法也能验证上述变异类型，原理是：虽然一条染色体区段缺失不影响个体生存，但是当两条染色体均缺失相同区段时有致死效应。当杂交后代出现致死效应时，就会出现特殊的性状比例。请完善下面的验证实验。
①选F₁雄性白花植物与纯合的雌性蓝花植株杂交，得到种子（F₂）；
②__________________________________________；
③种植并统计F₃植株花的颜色及比例。
结果分析：F₃植株中蓝花：白花为______________时，即可验证上述变异类型。

玉米宽叶基因（T）与窄叶基因（t）是位于9号染色体上的一对等位基因，已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Tt的宽叶植株A，其细胞中9号染色体如图一所示。
（1）可通过观察有丝分裂   期细胞进行   分析得知该植株发生了突变，该宽叶植株的变异类型属于   变异。
（2）为了确定植株A的T基因是位于正常染色体还是异常染色体上，让其作为父本与正常的窄叶进行测交。如果F₁表现型为   ，则说明T基因位于异常染色体上。请用遗传图解解释上述现象。

（3）若（2）中测交产生的F₁中，发现了一株宽叶植株B,其染色体及基因型组成如图二。从细胞水平分析出现该植株的原因是由于父本在减数分裂过程中     未分离而导致的。
（4）若（3）中得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机地移向细胞两极并最终生成含有1条9号染色体和含有2条9号染色体的配子，请据此写出植株B可育花粉的基因型       。

二倍体大麦是一种闭花授粉植物，每株约有6～20朵花，若大面积杂交育种，会造成十分繁重的人工操作，因此应用这种育种方式不切合实际。研究表明雄性可育基因对雄性不育（植株不能产生花粉或花粉败育而不能授粉的现象）基因m为显性，褐色种皮基因对黄色种皮基因r为显性。某育种工作者获得三体大麦，其减数分裂仅能产生两种配子，其是否可育如图所示（注意：有些雄配子尽管具有基因，但是由于其比正常配子多一条染色体，导致不能与卵细胞进行正常受精而不育）。请回答下列问题（不考虑交叉互换）

（1）若采用二倍体大麦杂交育种，需要对母本进行              （用文字加箭头表示）→套袋等操作。
（2）由二倍体大麦变成三体大麦属于          变异。
（3）若以上述三体大麦为实验材料，选育出适合进行大面积杂交育种的母本，需对三体大麦进行自交，将子代中表现型为             的植株作为选育出的母本，而表现型为           的植株继续作为选育上述母本的材料。

玉米宽叶基因（T）与窄叶基因（t）是位于9号染色体上的一对等位基因，已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Tt的宽叶植株A，其细胞中9号染色体如图一所示。

（1）可通过观察有丝分裂   期细胞进行   分析得知该植株发生了突变，该宽叶植株的变异类型属于   变异。
（2）为了确定植株A的T基因是位于正常染色体还是异常染色体上，让其作为父本与正常的窄叶进行测交。如果F₁表现型为   ，则说明T基因位于异常染色体上。请用遗传图解解释上述现象。
（3）若（2）中测交产生的F₁中，发现了一株宽叶植株B,其染色体及基因型组成如图二。从细胞水平分析出现该植株的原因是由于父本在减数分裂过程中     未分离而导致的。
（4）若（3）中得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机地移向细胞两极并最终生成含有1条9号染色体和含有2条9号染色体的配子，请据此写出植株B可育花粉的基因型       。

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____________。

现有两个小麦品种，一个纯种小麦性状是高杆（ D ），抗锈病（ T ）；另一个纯种小麦的性状是矮杆（ d ），易染锈病（ t ）。两对基因独立遗传。育种专家提出了如下图所示的Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。问：

（1） 方法Ⅰ与方法Ⅱ相比，前者的优势在于            ________ 。
（2） 图中①和④基因组成分别为              和               。
（3）（三）过程采用的方法称为             ；（四）过程最常用的化学药剂是             ；（五）过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占             ；

水稻是我国南方地区重要的粮食作物，但在水稻的生育期中，稻瘟病危害水稻的生长发育，导致减产。稻瘟病引起水稻病症主要有褐色病斑型和白点病斑型，采用适宜播种方式可控制感病程度。下表是株高和株型相近的水稻A、B两品种在不同播种方式下的实验结果：

注：“+”的数目越多表示发病程度越高或产量越高，“一”表示未染病。
据题干信息及表中信息回答下列问题：
（1）抗白点病斑型的水稻是品种       ，判断依据是       。
（2）设计1、2两组实验，可探究        。
（3）1、3、4三组相比，第3组产量最高，可能原因是       。
（4）稻瘟病病原体与水稻之间属于     关系。若实验田的水稻被某种鸟大量捕食而明显减少时，该鸟的部分个体会另觅取食地，这属于生态系统中的       信息，体现了生态系统的      功能。若用标志重捕法调查该鸟的种群密度时标志物脱落，计算所得数值与实际数值相比，可能        （选填“偏小”或“相等”或“偏大”）。

研究人员用四倍体马铃薯（4n=48）和抗青枯病的野生型二倍体马铃薯（2n=24）进行体细胞杂交，培育抗青枯病的马铃薯。
（1）研究人员用四倍体马铃薯的叶片探究原生质体制备条件，结果如表所示：

组别	酶的种类	酶的浓度 （%）	原生质体产量 （×10^6个/g）	镜检结果
1	纤维素酶	1．0	0．4	未解离的细胞团多
果胶酶	0．5
2	纤维素酶	1．0	0．08	有许多碎片
果胶酶	1．0
3	纤维素酶	0．5	1．5	未完全解离
果胶酶	0．5
4	纤维素酶	0．5	3．4	解离较好，细胞破碎严重
果胶酶	1．0
5	纤维素酶	0．4	18．8	解离充分，碎片少
果胶酶	0．7

①据表分析，制备原生质体的最佳组合是第____组，叶片解离程度主要取决于________的浓度。
②制备的原生质体应置于浓度___________马铃薯叶片细胞液浓度的溶液中进行培养，以保持原生质体的正常形态。
（2）为了便于在显微镜下对杂种细胞进行镜检筛选，将用四倍体马铃薯叶片制备的原生质体与用野生型二倍体马铃薯的_______（填“叶片”或“幼根”）为材料制备的原生质体进行融合。把两种原生质体置于加入____________的溶液中促融。
（3）为进一步从染色体水平上检测杂种植株，科学家选取杂种植株根尖进行_________后用碱性染料染色并制片，显微镜下对_________期的细胞进行染色体计数。

玉米中非甜粒（D） 对甜粒（d）为显性，抗病（R）对易感病（r）为显性，两对相对性状独立遗传。现有基因型ddrr和DDRR的两个，品种玉米，欲培育ddRR玉米品种。请分析回答
下列问题：
（1）若通过杂交育种培育原理是      ，就研究的两对相对性状而言，该原理涉及的染色体行为发生在 
          （亲本、F₁）的__    过程中。
（2）F₂中选出甜粒抗病个体自交得F₃，在F₃中应淘汰____    个体，淘汰后群体中R基因频率为____
（3）若不改变育种方法，要在较短年限内获得ddRR品种，可将F₂中选出的甜粒抗病个体的种子进行    
          种植，然后筛选不出现性状分离的株系。此外，还可采用       育种缩短育种年限，该过程中须在              时期一定浓度的秋水仙素处理．以获得纯合植株。

正常的水稻体细胞染色体数为2n=24．现有一种三体水稻，细胞中7号染色体的同源染色体有三条．即染色体数为2n+1=25，如图为该水稻细胞及其产生的配子类型和比例示意图（6、7为染色体标号；A为抗病基因，a为非抗病基因；①--④为四种类型配子）．已知染色体数异常的配子（①、③）中雄配子不能参与受精作用，其他配子均能参与受精作用．请回答：

（1）若减数分裂过程没有发生基因突变和染色体交叉互换，且产生的配子均有正常活性，则配子②和③_____________________（可能/不可能）来自一个初级精母细胞，配子④的7号染色体上的基因为_____。
（2）现用非抗病水稻（aa）和该三体抗病水稻（AAa）杂交，已测得正交实验的F1抗病水稻:非抗病=2:1。请预测反交实验的F1中，非抗病水稻所占比例为________________，抗病水稻中三体所占比例为_____________。
（3）香稻的香味由隐性基因（b）控制，普通稻的五香味由显性基因（B）控制，等位基因B、b可能位于6号染色体上，也可能位于7号染色体上。现有正常的香稻和普通稻，7号染色体三体的香稻和普通稻四种纯合种子供选用，请你设计最简便的杂交实验并预测实验结果，从而定位等位基因B、b的染色体位置。实验步骤：
a．选择正常的普通稻为______（父/母）本和三体的________稻为______（父/母）本杂交得F₁。
b．利用F₁中的三体个体，构建实验方案为__________________，得F₂。
c．统计F₂代中的香稻和普通稻的性状比。
实验结果：
d．若F₂代中的香稻和普通稻的性状比为________，则等位基因（B、b）位于7号染色体上。
e．若F₂代中的香稻和普通稻的性状比为________，则等位基因（B、b）位于6号染色体上。

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。

草鱼(2n=48)是中国淡水养殖的四大家鱼之一，草鱼因其能迅速清除水体各种草类而被称为“拓荒者”。多倍体鱼类与相同的二倍体鱼类相比，其个体大、生长速度快、抗病及耐寒性强，可以通过人工方法诱导多倍体鱼类形成。多倍体鱼类的产生机制如下图， a、b、c 为成熟个体：
请回答下列问题：

（1）上述育种方法称为，原理是           。
（2）通过上述方法，得到的成熟个体a 为    倍体；通过“方法三”获得的草鱼个体体细胞中含    条染色体。
（3）秋水仙素诱导染色体加倍的原理是             。
（4）草鱼虽可控制杂草生长，但其天然繁殖能力强，易对水生植物造成严重损坏，因此可以通过      (填写图中方法的序号，例如“方法一、方法二、方法三”)培育不育的草鱼解决该问题。

某二倍体植物的花色由位于三对同源染色体上的三对等位基因(A与a、B与b、D与d)控制，研究发现体细胞中的d基因数多于D基因时，D基因不能表达，且A基因对B基因表达有抑制作用(如图甲所示)。某黄色突变体细胞基因型与其可能的染色体组成如图乙所示(其他染色体与基因均正常，产生的各种配子正常存活)。分析回答：

(1)由图甲可知，正常情况下，黄花性状的可能基因型有________种。图乙中，突变体aaBbDdd的花色为_________。
(2)突变体②、③的变异类型分别属于_________和_________。
(3)基因型为AAbbdd的白花植株和纯合黄花植株杂交获得F_l，F₁自交，F₂植株的表现型及其比例为_________，F₂白花中纯合子的比例为_________。
(4)为了确定aaBbDdd植株属于图乙中的哪一种突变体，有人设计了以下实验步骤，请补充完整结果预测。
实验步骤：让该突变体与基因型为aaBBDD的植株杂交，观察并统计子代的表现型及其比例。
结果预测：I.若子代中__________，则其为突变体①；
II.若子代中__________，则其为突变体②；
III.若子代中__________，则其为突变体③。