高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。

（1）正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为_____________，在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是_____________条。
（2）白眼雌果蝇（X^rX^rY）最多能产生X^r、X^rX^r、_____________和_____________四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇（X^RY）杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为________。（3）用黑身白眼雌果蝇（aaX^rX^r）与灰身红眼雄果蝇（AAX^RY）杂交，F₁雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。F₂中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为_____________，从F₂灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为_____________。
（4）用红眼雌果蝇（X^RX^R）与白眼雄果蝇（X^rY）为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇（记为“M”），M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。请设计简便的杂交试验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
实验步骤：__________。结果预测：I．若                ,则是环境改变;
II．若        ,则是基因突变;III．若        ,则是减数分裂时X染色体不分离．

将基因型为AA和aa的两植株杂交，得到F₁，将F₁植株再进一步做如下图解所示的处理，请分析回答：

（1）乙植株的基因型是___________。
（2）用乙植株的花粉直接培育出的后代是丁，丁体细胞中具有    个染色体组，属于___________倍体。
（3）丙一般无子，原因是                                  。
（4）秋水仙素的作用是                                  。

玉米(2n＝20)是一种雌雄同株植物。下表表示5个玉米纯系的表现型、相应的基因型及基因所在的染色体。其中②～⑤品系均只有一个性状属隐性，其他性状均为显性。

(1)若要进行自由组合定律的实验，选择品系②和③作亲本是否可行？       ；
原因是                                                             。
(2)选择品系③和⑤做亲本杂交得F₁，F₁再自交得F₂，则F₂表现为长节高茎的植株中，纯合子的几率为               。
(3)为了提高玉米的产量，在农业生产中使用的玉米种子都是杂交种。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)玉米杂交种的目的，科研人员设计了以下快速育种方案。
①请在括号内填写相关的基因型。

②处理方法A和B分别是指     、     。以上方案所依据的育种原理有    和     。

科学家发现人睾丸决定基因是睾丸发育的必要条件，该基因位于Y染色体上。当含该基因的一段Y染色体移接到其他染色体上，人群中会出现性染色体组型为XX的男性（每20000名男子中有一个）。下图为某家系患甲种遗传病（用B或b表示）的遗传图谱，3和8不携带致病基因，图中6号为性染色体组型为XX的男性。

请分析回答：
（1）甲种遗传病的致病基因位于        染色体上，属于       遗传病。4号个体的基因型是       。7号和8号个体再生一个患甲遗传病男孩的几率是     。
（2）6号个体的睾丸决定基因可能位于什么染色体上？                     。
（3）若不考虑基因突变，请解释6号个体不患甲遗传病的原因                               。

下图为几种生物细胞内染色体示意图，请回答：

(1)甲图为科研机构对某人染色体进行的分析结果。请指出该人的性别________，从染色体组成看，该人是否患病？________。如果患病，则患_____________________。
(2)普通小麦的染色体组成可表示为AABBDD(如乙图所示)，则一个染色体组的染色体数为________条。若丙图表示四倍体水稻的染色体数，则由其生殖细胞直接发育成的个体叫________。
(3)丁为人工培育的八倍体小黑麦染色体图，其培育方法是用普通小麦和黑麦(2n＝14)杂交，然后用________处理得到的；与二倍体植物相比，多倍体的显著特点是
________________________________________________________________________。
(4)若将乙、丙、丁的花药离体培养成幼苗，能产生正常后代的是________。
(5)马和驴杂交产生的骡子，不能繁殖后代的原因是____________________________。

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

(12分)染色体断裂的片段会在细胞中形成微核。通过染色可观察到微核，常用含微核的细胞数占细胞总数的比例（微核率）来检测有毒物质对细胞的危害程度，微核率越大，有毒物质对细胞的危害程度越大，某研究小组应用微核检测技术做了以下实验。
实验步骤：
①配制从低浓度到高浓度的氯苯溶液，分别等量加入到细胞培养瓶中。
②向各培养瓶中加入等量的培养液和人成纤维细胞，放入CO2培养箱中培养一段时间。
③取各培养瓶中培养液，制成装片，在显微镜下观察并计数，统计微核率。
请回答下列问题：
（1）该实验的实验目的是                              。
（2）该实验步骤中有错误存在，请指出               。
（3）用曲线图表示最可能的实验结果。
(4）研究发现某种特定浓度的x物质可以使细胞抵抗氯苯对细胞毒害作用。为验证x物质这种作用，可以在上述实验中同时进行实验，实验步骤如下：
①在上述实验的基础上，再取五个细胞培养瓶编号，分别加入   和   及等量培养液和人成纤维细胞。
②放入CO2培养箱中培养一段时间。
③取各培养瓶中培养液,制成装片在显微镜下观察计数并           。

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。

在大面积种植只含一种抗虫基因的转基因甘蓝（2N=18）以后，调查发现，小菜蛾种群对该种甘蓝产生的毒蛋白具有更强的抗性。为此研究人员培育了体细胞含有两种外源抗虫基因（分别用A和B表示）的转基因甘蓝。这两种基因在染色体上的整合位点存在下图所示的情况（细胞中只有2个抗虫基因）。请回答（不考虑染色体的交叉互换）:

（1）检测A基因和B基因在细胞中是否产生相应毒蛋白可采用               技术。
（2）甘蓝是雌雄同株植物。体细胞含两种抗虫基因的甘蓝表现为强抗虫，含一种抗虫基因的植株表现为弱抗虫，没有抗虫基因的植株不抗虫（普通甘蓝）。
①体细胞含两个抗虫基因的转基因甘蓝与普通甘蓝杂交，若F₁中表现为强抗虫的植株所占比例为50%，则该转基因甘蓝的两个抗虫基因的整合位点属上图       类型，若F₁部分表现为弱抗虫，则该转基因甘蓝的两个抗虫基因的整合位点属上图          类型
②可选取上图        类型的转基因甘蓝的花粉培育出单倍体强抗虫转基因甘蓝，利用花粉培养出幼苗的技术属于       育种。
③上图甲所示类型的植株自交，F₁中表现为强抗虫的植株所占的比例是        ；上图乙所示类型的植株自交，F₁中表现为强抗虫的植株所占的比例是        ；上图丙所示类型的植株自交，F₁中表现为强抗虫的植株所占的比例是         。
（3）若甲与丙杂交，F₁中弱抗虫的植株所占的比例是            。
（4）下图表示人工远缘杂交培育含有4个染色体组的可育萝卜-甘蓝植株的示意图:

图中过程①需要做的处理是        或          ；图中的受精卵处于有丝分裂后期时细胞中含有     条染色体，      个DNA分子，      条脱氧核苷酸链，      对同源染色体，       个萝卜染色体组。