高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

玉米是遗传学实验的好材料，请分析回答下列问题。
（1）下图表示紫色玉米籽粒中两种相关色素的合成途径。请回答：

①决定红色籽粒的基因型有           种。
②基因型为AaBb的植株自交，后代籽粒中紫色籽粒占                  。
（2）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。

①该宽叶植株的变异类型属于染色体结构变异中的          。
②为了确定植株A的T基因位于正常染色体还是异常染色体上，让其进行自交产生F₁，如果F_l表现型及比例为                                   则说明T基因位于异常染色体上。
③以植株A为父本，正常的植株为窄叶母本杂交产生的F₁中，发现了一株宽叶植株B，其染色体及基因组成如图二。分析该植株出现的原因是由于           （父本或母本）减数分裂过程中                 未分离。
④若③中得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机的移向细胞两极并最终形成含l条和2条9号染色体的配子，那么以植株B为父本进行测交，后代的表现型及比例是          ，其中得到的染色体异常植株占        。

果蝇、小鼠等生物由于其繁殖力强、性状多样而成为遗传学研究的常用材料，回答下列有关问题：
Ⅰ1917年，布里奇斯发现了一种翅膀后端边缘缺刻(缺刻翅)的红眼雌果蝇．并用这种果蝇做了如图所示的实验：

⑴其它实验证实，控制翅型的基因位于x染色体上，Y染色体上没有。假设缺刻翅是由X染色体上控制翅型的基因发生突变引起的，与正常翅是一对等位基因控制的相对性状。如果缺刻翅由隐性基因控制，则后代中不应该有              (2分)果蝇出现；如果缺刻翅是由显性基因控制，则后代中应该有          果蝇出现。
⑵从果蝇的眼色性状分析，后代雌蝇有两种表现型，说明雌性亲本产生了     种类型的配子。理论上讲如上图所示的实验，子代应该有       种类型。
Ⅱ科学家在研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因（B）对截刚毛基因(b)为显性。刚毛基因（B）对截刚毛基因(b)为显性。若这对等位基因存在于X、Y染色体的同源区段，则刚毛雄果蝇可表示为X^BY^B或X^BY^b或X^bY^B；若仅位于X染色体上，则只能表示为X^BY。现有纯合的刚毛雌、雄果蝇个体和截毛雌、雄果蝇个体若只(雌雄均可育)，利用一次杂交实验来推断这对等位基因是位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上。
请完成推断过程：
①实验方法：首先选用                          (2分)作亲本进行杂交
②预测结果：
若子代雄果蝇表现为                       (2分)，则此对基因位于X、Y染色体上的同源区段；
若子代雄果蝇表现为                       (2分)，则此对基因仅位于X染色体上。
③雌雄果蝇刚毛基因和截刚毛基因的遗传遵循                   定律
Ⅲ 下面是不同鼠种的毛色及尾长性状遗传研究的几种情况，在实验中发现有些基因有纯合致死现象(在胚胎时期就使个体死亡）。请分析回答下列问题。
(1)甲种鼠的一个自然种群中，体色有黄色(Y)和灰色(y)，尾巴有短尾(D)和长尾(d)。任意取雌雄两只黄色短尾鼠经多次交配，F₁的表现型为：黄色短尾:黄色长尾:灰色短尾:灰色长尾=4:2:2:1。则该自然种群中，黄色短尾鼠的基因型可能为______________；让上述F₁代中的灰色短尾雌雄鼠自由交配，则F₂代中灰色短尾鼠占______________。
(2) 乙种鼠的一个自然种群中，体色有三种：黄色、灰色、靑色。其生化反应原理如下图所示。已知基因A控制酶1的合成，基因B控制酶2的合成，基因b控制酶3的合成(基因B能抑制基因b的表达。纯合aa的个体由于缺乏酶1使黄色素在鼠内积累过多而导致50%的个体死亡。分析可知：

黄色鼠的基因型有______种，两只青色鼠交配，后代只有黄色和青色，且比例为1：6，则这两只青色鼠其中一只基因型一定是________。让多只基因型为AaBb的成鼠自由交配，则后代个体表现型比例为黄色：青色：灰色=______________。

某植物种群，AA基因型个体占30％，aa基因型个体占20％，则：
（1）该植物种群A的基因频率是_________。
（2）该种群植物自交，后代中AA.aa基因型个体分别占_________________，这时A的基因频率是_________。
（3）依据现代生物进化理论，这种植物在两年内是否发生了进化？_______，原因是________________________________________________。
（4）用2%的秋水仙素处理该植物分生组织5-6小时，能够诱导细胞内染色体数目加倍。那么，用一定时间的低温（如4℃)处理该植物分生组织时，是否也能诱导细胞内染色体数目加倍呢？请对这个问题进行实验探究。
①针对以上问题，你作出的假设是：_________________________________________
_________________________________________ ；你提出此假设依据的生物学原理是：____________________________________________。
②低温处理植物材料时，通常需要较长时间才能产生低温效应。根据这个提示将你设计的实验组合以表格的形式列出来。
③如果你的假设成立，预期低温处理后可能观察到的实验现象是_____________________
_______________。

果蝇被广泛地应用于遗传学研究的各个方面，摩尔根以果蝇为材料进行遗传学研究获得了诺贝尔奖。右上图为果蝇某细胞染色体及部分基因位
置的示意图,请据图回答下列问题。

（1）图示细胞是          性果蝇的染色体图解，其基因型是                              。
（2）图中1和2是                                 ，2、4、6、8构成一个                               。
（3）已知长翅（A）对残翅（a）、灰身（B）对黑身（b）, 且基因A具有纯合致死效应。现有长翅黑身果蝇和残翅灰身果蝇杂交，F₁为长翅灰身和残翅灰身，比例为l︰l。当F₁的长翅灰身果蝇彼此交配时，其后代表现型和比例为                  。
（4）如果通过观察后代个体的红眼（D）和白眼（d）性状就能直接鉴别出后代果蝇的雌雄，请在右下图中绘出与该只果蝇进行交配的另一只果蝇的染色体组成，并在相应的染色体上标出与鉴定性别有关的基因。

如图中植株①为绿色（yy）、皱缩（rr）子叶的纯种豌豆，植株②为黄色（YY）、饱满（RR）子叶的纯种豌豆，这两对基因独立遗传，现对植株①与植株②进行了一定的处理，结果如下图所示，请据图回答下列问题：

（1）处理①产生无种子豆荚可以采用的方法是              。
（2）处理②进行之前，首先对植株①进行          处理．处理②形成的种子，其子叶的表现型及基因型分别是             、            。将处理②所结种子第二年全部种下，在自然条件下长出的植株，所结的种子中黄色、皱缩的种子中纯合子占           。
（3）处理③的方法是                  ，处理④的作用原理是               。

育种工作者利用不同的方法进行了如下四组实验。请据图回答问题。

（1）图Ⅰ过程由番茄韧皮细胞形成幼苗A的过程需要经过                  两个关键步骤，该过程依据的原理是                          。
（2）植物组织培养除了需要提供一定的营养、                     、温度和光照外，还必须在        的条件下培养。
（3）已知番茄的红果(Y)对黄果(y)为显性，少室(M)对多室(m)为显性，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。用红果多室(Yymm)番茄植株的花粉进行Ⅱ、Ⅲ有关实验，则II过程中，从花粉形成幼苗B所进行的细胞分裂方式是           。Ⅲ过程中植物体C的基因型                     。（细胞A为两两融合细胞）
（4）图Ⅲ、Ⅳ过程中需要去除细胞壁，获得具有活力的                     。
（5）在图中Ⅳ过程中，经过鉴别和筛选后，通常植物体D能表现出两个亲本的遗传性状，根本原因是                                      。

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。

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。

玉米的抗病和不抗病（基因为A、a）、高秆和矮秆（基因为B、b）是两对独立遗传的相对性状。现有不抗病矮秆玉米种子（甲），研究人员欲培育抗病高秆玉米，进行以下实验：
取适量的甲，用合适剂量的γ射线照射后种植，在后代中观察到白化苗4株、抗病矮秆1株（乙）和不抗病高秆1株（丙）。将乙与丙杂交，F₁中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高秆和不抗病矮秆。选取F₁中抗病高秆植株上的花药进行离体培养获得幼苗，经秋水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病高秆植株（丁）。
另一实验表明，以甲和丁为亲本进行杂交，子一代均为抗病高秆。
请回答：
（1）上述培育抗病高秆玉米的实验运用了诱变育种、              和杂交育种技术，其中杂交育种技术依据的原理是＿＿＿＿＿＿＿＿。花药离体培养中，可通过诱导愈伤组织分化出芽、根获得再生植株，也可通过诱导分化成________获得再生植株。
（2）从基因组成看，乙与丙植株杂交的F₁中抗病高秆植株自交能产生      种基因型。
（3）请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到F₁的过程。