高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

图1表示细胞分裂的不同时期染色体数与核DNA数比例的变化关系；图2表示某动物处于细胞分裂不同时期的图像。请据图回答：

（2）图1中BC段形成的原因是              ，DE段形成的原因是                         。
（2）图2中                细胞处于图1中的CD段，具有同源染色体的是              细胞。
（3）图2中丁细胞的名称为                 ，若丁细胞中的M为X染色体，则其在减数分裂过程的一个细胞中数量最多为           条。
（4）图2中丙细胞含有             条染色单体，该细胞处于               期。

（5）画出丙图上一时期的细胞图像

下图为利用玉米（2N=20）的幼苗芽尖细胞（基因型BbTt）进行实验的流程示意图。请分析并回答：

（1）植株A的体细胞内最多时有        个染色体组，过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是       。
（2）基因重组发生在图中       （填编号）过程。
（3）利用幼苗2培育出植株B的育种过程的最大优点是             ，植株B纯合的概率为       。

罗汉果甜苷具有重要的药用价值，它分布在罗汉果的果肉、果皮中，种子中不含这种物质，而且有种子的罗汉果口感很差。为了培育无子罗汉果，科研人员利用秋水仙素处理二倍体罗汉果，诱导其染色体加倍，得到下表所示结果。请分析回答：

处理	秋水仙素溶 液浓度（%）	处理株 数（棵）	处理时 间（d）	成活率（%）	变异率（%）
滴芽尖生长点法	0．05	30	5	100	1．28
0．1	86．4	24．3
0．2	74．2	18．2

（1）在诱导染色体数目加倍的过程中，秋水仙素的作用是________。选取芽尖生长点作为处理的对象，理由是___________。
（2）上述研究中，自变量是________，因变量是_________。该研究中，诱导罗汉果染色体加倍的最适处理方法是_______________。
（3）鉴定体细胞中染色体数目是确认罗汉果染色体数目是否加倍最直接的证据。首先取变异植株幼嫩的芽尖进行固定，再经解离、________、________和制片，制得变异植株芽尖的临时装片，最后选择处于________的细胞进行染色体数目统计。
（4）获得了理想的变异株后，要培育无子罗汉果，还需要继续进行的操作是________。

（13 分）玉米是雌雄同株异花植物，有宽叶和窄叶，抗病和不抗病等性状。已知宽叶（A）对窄叶（a）为显性，且在玉米苗期便能识别。根据生产实践获知，杂交种（Aa）所结果实在数目和粒重上都表现为高产，分别比显性和隐性品种产量高12%、20%。某农场在培育玉米杂交种时，将纯种宽叶玉米和纯种窄叶玉米进行了间行均匀种植，但由于错过了人工授粉的时机，结果导致大面积自然授粉［同株异花授粉（自交）与品种间异株异花授粉（杂交）］。根据上述信息回答下列问题：
（1）按照上述栽种方式，两个品种玉米授粉方式共计有  种。F₁植株的基因型是   。
（2）如果用上述自然授粉收获的种子用于第二年种植，预计收成将比单独种植杂交种减少8%，因此到了收获的季节，应收集      （宽叶、窄叶）植株的种子，第二年播种后，在幼苗期选择      （宽叶、窄叶）植株栽种，才能保证产量不下降。
（3）玉米籽粒的颜色与细胞中的色素有关，当细胞中含有甲物质时呈紫色，含有乙物质时呈红色，无甲和乙时呈白色。与这些色素合成有关的部分酶和基因情况如下表所示（注：各图甲图乙对等位基因中的显性基因对隐性基因完全显性，隐性基因不能控制相应酶的合成，并且在形成配子过程中不发生交叉互换）,请回答问题:

①现有纯合红色玉米粒，请在上图方框中画出基因在染色体上可能的位置关系。
(注：方框内只要画出与上述基因相关的染色体，用竖线表示染色体，黑点表示基因的位点，并标上相应的基因符号)。
②若红色的籽粒长成的某一玉米植株自交，所结籽粒的性状分离比为紫:红:白＝0:3:1，则该植株的基因型为          。
③若某一基因型为AaBbDd 的玉米植株自交，所结籽粒的性状及分离比为       。
④四倍体玉米中玉米色素含量通常高于野生型玉米，低温处理野生型玉米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                           。四倍体玉米与野生型玉米是否属于同一物种？       ，为什么？                            。

大豆是两性花植物，下表表示大豆子叶颜色（BB表现深绿；Bb表现浅绿；bb呈黄色，幼苗阶段死亡）和花叶病抗性（由R、r基因控制）的遗传实验：

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）根据组合________可以判断大豆花叶病抗性的显性性状是________。
（2）组合二中母本的基因型是________，父本的基因型是________ 。
（3）用表中F₁的子叶浅绿抗病植株自交，F₂成熟植株中的表现型有___种,其对应比例为_____。
（4）某同学想要在最短的时间内选育出纯合的子叶深绿抗病大豆品种。设计育种方案如下：用组合一的________（父本/母本）植株自交，在子代中选出子叶深绿类型即为纯合的子叶深绿抗病大豆品种。此方法属于_____育种，所依据的遗传学原理是________。

如图为利用玉米（2N=20）的幼苗芽尖细胞（基因型BbTt）进行实验的流程示意图。请分析并回答：

（1）植株A的体细胞内最多时有        个染色体组，过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是       。
（2）基因重组发生在图中       （填编号）过程。
（3）利用幼苗2培育出植株B的育种过程的最大优点是             ，植株B纯合的概率为       。

下图表示某高等生物生活史中，细胞中的染色体相对含量的变化曲线，请回答：

（1）图1～6表示__________分裂，9～10细胞中染色体发生的主要变化是                。
（2）细胞内含有同源染色体的区段是________________(用数字表示)。
（3）染色体的着丝点的分裂发生在曲线的_______、       处 (填数字)。
（4）右上图细胞处在___________________期，对应处于曲线中的__________段(填数字)，如果B代表Y染色体，则形成该细胞的场所是____________。
（5）下图表示基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某雌性动物组织切片的显微图像，请据图回答有关问题：

①该动物的体细胞中最多有______条染色体；按分裂过程判断，图中标号的先后顺序应该是_________，通常情况下，该动物的基因A和a的分离发生在____________分裂过程中。
②细胞①分裂结束后，形成子细胞的名称是_______________。
③细胞③正常分裂结束后能产生_________种基因型的细胞，其基因型是__________。
④若图示的动物与基因型为Aabb个体交配，后代只出现一种显现性状的概率是________。

玉米为一年生植物。某农场种植的H品种玉米自交后代中，发现了叶片颜色为黄绿色的变异植株。此变异植株因光合作用不足，在开花前死亡。请分析回答：
（1）有研究者提出：玉米叶片为黄绿色的原因是叶绿素含量减少。取等质量的黄绿色叶片和正常的绿色叶片进行研磨，为了研磨充分和防止色素被破坏，应该分别加入       和       ，获取滤液；再用纸层析法分离滤液中的色素。若黄绿色叶片色素分离的实验结果如下图中的          （甲，乙）所示，则说明上述假设成立。

（2）研究者对上述变异有两种假设：
假设1：与叶绿素合成相关的酶的基因（M基因）发生了基因突变；
假设2：叶片黄绿色是由于“含M基因”的染色体片段丢失所致。
研究者让H品种玉米进行单株自交，其中某株玉米所结种子再种植，子一代中叶片黄绿色有125株，叶片绿色有335株。
①上述性状分离结果可用假设      解释。假设2所述的变异属于           变异。
②若假设1成立，则叶片黄绿色变异为        （显性，隐性）突变。检测该变异是否由单基因突变引起      （能，不能）用测交实验，理由是                 。
③提取         的DNA，进行体外扩增，若        ，则证明假设2不成立。
（3）若绿色玉米种植在缺乏镁元素的土壤中，也会出现黄绿色玉米植株，此现象         （属于，不属于）变异。

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。