高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

玉米叶片叶绿素的合成受其7号染色体上一对等位基因（A、a）的控制，同时也受光照的影响。在玉米植株中，体细胞含2个A的植株叶片呈深绿色，含一个A的植株叶片呈浅绿色；体细胞没有A的植株叶片呈黄色，会在幼苗期后死亡。
（1）在正常光照下，AA植株叶片呈深绿色，而在遮光条件下却呈黄色，从基因与性状的关系角度分析其原因是                                                    。
（2）在浅绿色植株体内某些正常细胞中含有两个A基因，原因是                        ，有一批浅绿色植株（P），如果让它们相互授粉得到F₁，F₁植株随机交配得到F₂，逐代随机交配得到F_n，那么在F_n代成熟植株中a基因频率为       （用繁殖代数n的表达式表示）。
（3）现有一浅绿色突变体成熟植株甲，其体细胞（如图）中一条7号染色体的片段m发生缺失，记为q；另一条正常的7号染色体记为p。片段m缺失的花粉会失去受精活力，且胚囊中卵细胞若无A或a基因则不能完成受精作用。有人推测植株甲的A或a基因不会在片段m上，你认为他的推测正确吗？请作出判断并说明理由：                         。为了进一步确定植株甲的基因A、a在染色体p、q上的分布，现将植株甲进行自交得到F₁，待F₁长成成熟植株后，观察并统计F₁表现型及比例。

请预测结果并得出结论：
Ⅰ、若F₁全为浅绿色植株，则                                      。
Ⅱ、若F₁              ，则植株甲体细胞中基因A位于p上，基因a位于q上。

下图表示利用某二倍体农作物①、②两个品种培育④、⑤、⑥三个新品种的过程，Ⅰ-Ⅴ表示育种过程，两对基因独立遗传，分析回答：

（1）由图中 Ⅰ→Ⅱ获得④称为            育种，其育种原理是                。
（2）由图中Ⅰ→Ⅲ→Ⅳ 获得④过程称为          育种，其育种原理是          ，其中Ⅲ表示        技术。该育种方法优点是                   。
（3）图中Ⅳ、Ⅴ过程常用的方法是                       。
（4）品种⑥为     倍体，它接受④花粉后结     （有、无）籽果实。

下图表示被子植物花粉的发育过程，据图完成下列各题。

（1）利用月季的花药离体培养产生单倍体时,选材非常重要。一般来说,在      期花药培养的成功率最高。为了选择该时期的花药,通常选择             的花蕾。确定花粉发育时期最常用的方法有        法；但是对于花粉细胞核不易着色的植物,需采用       法,该法能将花粉细胞核染成     色。
（2）图中所示的植物的基因型为AaBb（两对基因遵循自由组合定律遗传），则①的基因型为        ，②的基因型可能为                 。
（3）⑦、⑧所指的结构依次是      、      ；两者的基因型是否相同？       。

据下图回答：

（1）果蝇体细胞中有        条染色体，________对同源染色体。
（2）果蝇的性别决定属于_______型。决定果蝇性别的染色体是图中的____________。
（3）果蝇体细胞中8条染色体可以分成_____个染色体组，其中每组共有_______条染色体，果蝇属于______倍体生物。

(10分)下图是三倍体西瓜育种原理的流程图：

(1)用秋水仙素处理________时，可诱导多倍体的产生，因为这时的细胞具有________的特征，秋水仙素的作用在此为_______。
(2)三倍体植株需要授以二倍体的成熟花粉，这一操作的目的在于______________________________2分。
(3)四倍体母本上结出的果实，其果肉细胞为_______倍体，种子中的胚为________倍体。三倍体植株不能进行减数分裂的原因是______________________________，由此而获得三倍体无子西瓜。
(4)三倍体西瓜高产、优质、无子，这些事实说明染色体组倍增的意义在于________；上述过程中需要的时间周期为_______。

请回答以下有关实验的问题：
（1）下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是    
A．原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极
B．解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离
C．染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色
D．观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变
（2）以下是与高中生物实验有关的内容．请回答以下问题：
①生物组织中还原糖的鉴定         
②观察细胞中的脂肪颗粒
③生物组织中蛋白质的鉴定         
④观察植物细胞的质壁分离和复原
⑤叶绿体中色素的提取和分离       
⑥比较过氧化氢酶和Fe³⁺的催化效率
⑦观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 
⑧探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用
在上述实验过程中，必须借助显微镜才能完成的是        ，需要水浴加热的是        ，需要用颜色反应鉴定的是        （以上均填标号）．
由于实验材料用品或试剂所限，有时候需要设法替代，下列各项处理中正确的是        
A．做⑦实验时，可用蒜叶代替洋葱根尖
B．做④实验时，可用鸡血红细胞代替紫色洋葱表皮细胞
C．做⑤实验时，可用干净的细沙代替二氧化硅
D．做③实验时，可用龙胆紫代替双缩脲试剂
（3）调查人类遗传病时，应选取发病率高的         （单基因遗传病\多基因遗传病\染色体遗传病）来调查，若调查该病的发病率，最好用         方法来调查．
A.人群中随机抽样调查        
B.在患病家族中逐代调查．

(16分)猫是XY型性别决定的二倍体生物，当猫细胞中存在两条或两条以上X染色体时，只有l条X染色体上的基因能表达，其余X染色体高度螺旋化失活成为巴氏小体，如下图所示。请回答：

(1)利用显微镜观察巴氏小体可用_____         ___染色。巴氏小体能用来区分正常猫的性别，理由是                                     。
(2)性染色体组成为XXX的雌猫体细胞的细胞核中应有_____________个巴氏小体。高度螺旋化的染色体上的基因由于_____________过程受阻而不能表达。
(3)控制猫毛皮颜色的基因A(橙色)、a(黑色)位于X染色体上，基因型为X^AY的猫毛皮颜色是_________。现观察到一只橙黑相间的雄猫体细胞核中有一个巴氏小体，则该雄猫的基因型为_____________；若该雄猫的亲本基因型为X^aX^a和X^AY，则产生该猫是由于其_____________ (填“父方”或“母方”)形成了异常的生殖细胞，导致出现这种异常生殖细胞的原因是                                            。

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)水稻的大穗(A)对小穗(a)为显性。基因型为Aa的水稻自交，子一代中，基因型为__________的个体表现出小穗，应淘汰；基因型为__________ 的个体表现出大穗，需进一步自交和选育。
(2)水稻的晚熟(B)对早熟(b)为显性，请回答利用现有纯合水稻品种，通过杂交育种方法培育纯合大穗早熟水稻新品种的问题。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__________________________________。

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。