高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

小麦的染色体数为42条。下图表示小麦的三个纯种品系的部分染色体及基因组成：I、II表示染色体，A为矮杆基因，B为抗矮黄病基因，E为抗条斑病基因，均为显性。乙品系和丙品系由普通小麦与近缘种偃麦草杂交后，经多代选育而来（图中黑色部分是来自偃麦草的染色体片段）

（1）乙、丙系在培育过程中发生了染色体的       变异。该现象如在自然条件下发生，可为         提供原材料。
（2）甲和乙杂交所得到的F₁自交，所有染色体正常联会，则基因A与a可随同源染色体的分开而分离。F₁自交所得F₂中有           种基因型，其中仅表现抗矮黄病的基因型有          种。
（3）甲和丙杂交所得到的F₁自交，减数分裂中甲Ⅰ与丙Ⅰ因差异较大不能正常配对，而其它染色体正常配对，可观察到      个四分体；该减数分裂正常完成，可产生       种基因型的配子，配子中最多含有
条染色体。
（4）让（2）中F₁ 与（3）中F₁ 杂交，若各种配子的形成机会和可育性相等，产生的种子均发育正常，则后代植株同时表现三种性状（矮杆、抗矮黄病、抗条斑病）的几率为            。

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。

一对毛色正常的鼠交配，产下多只鼠，其中一只雄鼠的毛色异常，分析认为，鼠毛色出现异常的原因有两种：一是基因突变的直接结果（控制毛色基因的显隐性未知，突变只涉及一个亲本常染色体上一对等位基因中的一个基因）；二是隐性基因携带者之间交配的结果（只涉及亲本常染色体上一对等位基因）．假定这只雄鼠能正常生长发育，并具有生殖能力，后代可成活．为探究该鼠毛色异常的原因，用上述毛色异常的雄鼠分别与其同一窝的多只雌鼠交配，得到多窝子代．请预测结果并作出分析．
（1）如果每窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为     ，则可推测毛色异常是    性基因突变为 显 性基因的直接结果，因为                  ．
（2）如果不同窝子代出现两种情况，一中是同一窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例为      ，另一种是同一窝子代全部表现为      鼠，则可推测毛色异常是隐性基因携带者之间交配的结果．

紫色洋葱的叶分为管状叶和鳞片叶，管状叶伸展于空中，进行光合作用；鳞片叶富含营养物质，如图。以洋葱为材料进行如下实验：

（1）观察植物细胞的质壁分离和复原的常用材料是_______。提取和分离绿叶中的色素，可选用_________作为实验材料。两个实验中所用材料均有颜色，色素的存在部位分别是___________，为防止绿叶中色素在研磨过程中被破坏，可加入少许_______。
（2）观察细胞的有丝分裂，装片制作的操作流程为：取材→解离→__    _→染色→制片，其中解离的目的是________。观察有丝分裂需找到______区，该部位细胞与管状叶细胞相比，其主要特点是_________。
（3）用浓度适宜的秋水仙素处理植物分生组织5～6小时，能够诱导细胞内染色体加倍。那么，用一定时间的低温（如4℃）处理水培养的洋葱根尖（2N=16条）时，是否也能诱导细胞内染色体加倍呢?请对这个问题进行实验探究。
针对以上问题，你作出的假设是________________。
你提出此假设的依据是________________________。

下图A、B分别为某假想动物S（2n）雌雄个体的部分基因分布图，C、D、E为异常个体的基因分布图。

假设雌雄个体2号染色体上的基因完全连锁；缺少整条染色体的生殖细胞致死，但个体不致死，其他变异类型均不致死。有关染色体、基因与性状的关系见下表。

2号染色体	X染色体
M	m	N	n	L	l
体大	体小	奔跑快	奔跑慢	花斑	棕色

（1）具有A、B基因型的雌雄个体交配，得到花斑体色体大奔跑快的个体的概率为_______；得到花斑体色体大奔跑快且能稳定遗传的概率是______。
（2）C个体的变异发生在_________分裂；D个体的变异发生在___________分裂中，因为_________。
（3）E发生的变异类型是_________；E个体减数分裂产生的生殖细胞的基因型及其比例为________。
（4）若只研究常染色体遗传，且不考虑三条染色体移向同极的情况，C个体与正常个体测交，后代表现型及其比例为___   __。
（5）B与D个体交配，子代表现型及其比例是（    ）。
A．花斑体大奔跑快：花斑体大奔跑慢：棕色体小奔跑快：棕色体小奔跑慢=1：1：1：1
B．花斑体大奔跑快：花斑体大奔跑慢：棕色体大奔跑快：棕色体大奔跑慢=3：3：1：1
C．花斑体大奔跑快：花斑体大奔跑慢：棕色体大奔跑快：棕色体大奔跑慢=1：1：1：1
D．花斑体大奔跑快：花斑体大奔跑慢：棕色体小奔跑快=1：2：1

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________。

玉米子粒颜色的黄色（T）和白色（t）基因位于9号染色体上（只含异常9号染色体的花粉不能参与受精作用）。现有基因型为Tt的黄色子粒植株甲，其细胞中9号染色体有一条异常。请回答问题：
（1）为了确定植株甲的T基因位于正常染色体还是异常染色体上，最简便的方法是让其________产生F₁。
如果___________，则说明T基因位于正常染色体上；如果___________，则说明T基因位于异常染色体上。
（2）以植株甲为父本，正常的白色子粒植株为母本杂交产生的F₁中，发现了一株黄色子粒植株乙，其9号染色体上基因组成为Ttt，且T位于异常染色体上。该植株的出现可能是由于__________造成的。
（3）若（2）中的植株乙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形成含1条和2条9号染色体的配子，形成配子的基因型及比例是____________，以植株乙为父本进行测交，后代中得到的含异常染色体的植株占________。

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．

某二倍体昆虫的三对相对性状分别由三对等位基因（Aa、Bb、Dd）控制。下图甲表示基因组成为AaBbDd的个体细胞分裂某时期图像。图乙表示其细胞分裂过程中mRNA的含量和每条染色体所含DNA分子数的变化（实线表示）。请据图回答：

（1）Bb、Dd控制的两对相对性状的遗传是否遵循基因的自由组合定律_______，为什么？_____________。
（2）导致图甲中2，4号染色体上B、b不同的原因可能是_________、__________。
（3）图甲所示细胞中含有_______个染色体组。图中所示分裂时期处于图乙中的________阶段（填图中字母）。
（4）诱变育种时，诱变剂发挥作用的时期一般处于图乙中的阶段_________（填图中字母）。
（5）若用3H标记该个体体细胞的DNA分子，再转入正常的培养液中培养，在第二次细胞分裂中期，一个细胞中的染色体总数和被3H标记的染色体数分别为____________、____________。

科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，育成了抗叶锈病的小麦，育种过程见右图。图中A、B、C、D表示4个不同的染色体组，每组有7条染色体，C染色体组中含携带抗病基因的染色体。请回答下列问题：

（1）异源多倍体是由两种植物AABB与CC远缘杂交形成的后代，经              方法培育而成。
（2）杂交后代①染色体组的组成为           ，进行减数分裂时形成        个四分体，体细胞中含有
     条染色体。
（3）杂交后代②中C组的染色体减数分裂时易丢失，这是因为减数分裂时这些染色体            。
（4）为使杂交后代③的抗病基因稳定遗传，常用射线照射花粉，使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上，这种变异称为              。
（5）除这种方法外，还可以用         方法获得抗病基因的小麦，其作用的原理是

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。

小麦的染色体数为42条。下图表示小麦的三个纯种品系的部分染色体及基因组成：
Ⅰ、Ⅱ表示染色体，A为矮秆基因，B为抗矮黄病基因，E为抗条斑病基因，均为显性。乙品系和丙品系由普通小麦与近缘种偃麦草杂交后，经多代选育而来（图中黑色部分是来自偃麦草的染色体片段）。

（1）乙、丙品系在培育过程发生了染色体的________变异。该现象如在自然条件下发生，可为________提供原材料。
（2）甲与乙杂交所得到的F₁自交，所有染色体正常联会，则基因A与a可随____________的分开而分离。F₁自交所得F₂中有______种基因型，其中仅表现抗矮黄病的基因型有________种。
（3）甲与丙杂交所得到的F₁自交，减数分裂中Ⅰ_甲与Ⅰ_丙因差异较大不能正常配对，而其他染色体正常配对，可观察到________个四分体；该减数分裂正常完成，可产生________种基因型的配子，配子中最多含有________条染色体。
（4）让（2）中F₁与（3）中F₁杂交，若各种配子的形成机会和可育性相等，产生的种子均发育正常，则后代植株同时表现三种性状的几率为________。