高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

玉米（2N＝20）是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆、易倒伏（A）对矮秆、抗倒伏（a）为显性，抗病（B）对易感病（b）为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。现有两个纯合的玉米品种甲（AABB）和乙（aabb），据此培养AAbb品种。根据材料分析回答：

（1）由品种AABB、aabb经过a、b、c过程培育出新品种的育种方式称为________，F2的高秆抗病玉米中纯合子占________。
（2）将图1中F1与另一玉米品种丙杂交，后代的表现型及其比例如图2所示，则丙的基因型为________。
（3）上述育种方法中，最不容易获得矮秆目标品种的是[ ] ______________________，原因是________。
（4）过程e常采用___________由AaBb得到Ab个体。与过程a、b、c的育种方法相比，过程a、e、f的优势是______________________。与过程g的育种方式相比，过程d育种的优势_______________________。

假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种，为培育出优良品种AAbb，可采用的方法如图所示。请据图回答问题：

（1）由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方式称为____________，其原理是__________。
（2）若经过过程②产生的子代总数为1 552株，则其中基因型为AAbb的植株在理论上有______株。基因型为Aabb的植株经过过程③，子代中AAbb与aabb数量比是___________。
（3）过程⑤常采用___________技术得到Ab个体。与过程①②③的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是________。
（4）与过程⑦比较，过程④的明显优势是_____________。

玉米非糯性基因（A）对糯性基因（a）是显性，植株紫色基因（B） 对植株绿色基因（b）是显性，这两对等位基因分别位于第9号和第6号染色体上。玉 米非糯性籽粒及花粉遇碘液变蓝色，糯性籽粒及花粉遇碘液变棕色。现有非糯性紫株、 非糯性绿株和糯性紫株三个纯种品系供实验选择。请回答：
（1）若验证基因的自由组合定律，则两亲本基因型为___            ___并且在花期进行套袋和人工授粉等操作。如果筛选糯性绿株品系需在第______年选择糯性籽粒留种，下一年选择___        ___自交留种即可。
（2）当用X射线照射亲本中非糯性紫株玉米花粉并授于非糯性绿株的个体上，发现在F1代734株中有2株为绿色。经细胞学的检查表明，这是由于第6号染色体载有紫色基因（B）区段缺失导致的。已知第6号染色体区段缺失的雌、雄配子可育，而缺失纯合体（两条同源染色体均缺失相同片段）致死。
①若在幼嫩花药中观察上图染色体现象，应选择处于____    __分裂的______期细胞。
②在做细胞学的检査之前，有人认为F1代出现绿株的原因是：经X射线照射的少数花粉中紫色基因（B）突变为绿色基因（b），导致F1代绿苗产生。某同学设计了以下杂交实验，探究X射线照射花粉产生的变异类型。
实验步骤：
第一步：选F1代绿色植株与亲本中的___        ___杂交，得到种子（F2代）；
第二步：F2代植株的自交，得到种子（F3代）；
第三步：观察并记录F3代植株颜色及比例。
结果预测及结论：
若F3代植株的紫色 : 绿色为3:1，说明花粉中紫色基因（B）突变为绿色基因（b），没有发生第6染色体载有紫色基因（B）的区段缺失。
若F3代植株的紫色 : 绿色为_____     _说明花粉中第6染色体载有紫色基因（B）的区段缺失。

果蝇是遗传学研究的经典材料，下图是雄果蝇甲的两对等位基因在染色体上的分布情况，其中红眼（E）对白眼（e）、灰身（B）对黑身（b）为完全显性。

（1）雄果蝇甲有    对同源染色体，细胞最多有    个染色体组。
（2）假设雄果蝇甲的一个精原细胞产生了一个基因型为BX^E的配子，则另外三个配子的基因型为                     。
（3）雄果蝇甲与另一雌果蝇杂交，后代雌果蝇中，灰身红眼与黑身红眼的比例为1：1，后代雄果蝇中，灰身红眼、灰身白眼、黑身红眼、黑身白眼的比例为1：1：1：1，则亲本雌果蝇的基因型为        ，表现型为    。若后代出现基因型为bbX^eX^eY黑身白眼雄果蝇（不考虑基因突变），这属于     变异，出现这种变异的原因是          。

下图①②③是三种因相应结构发生变化而产生变异的示意图，请据图回答。

（1）过程能在光学显微镜下观察到;图中过程①的变异类型为            。
（2）猫叫综合征的变异属于上述过程中第        种类型，图中过程③的变异类型为         。
（3）青霉素高产菌株的获得所依据的原理与过程          相同。
（4）地中海贫血患者具有明显的区域特征，正常人（AA）易患疟疾，而携带者（Aa）既不患贫血，又抗疟疾，因此存活率明显提高，这体现了变异的利与害取决于            。在疟疾的选择下，基因a的频率增加，说明            。
（5）地中海贫血症是基因突变造成的，为调查地中海贫血症发病率，不正确的做法是      。
a．调查群体要足够大
b．必须以家庭为单位逐个调查
c．要注意保护被调查人的隐私
d．不能在特定人群中调查，要随机调查

Ⅰ.下图为甲病（M、m）和乙病（N、n）的遗传系谱图，其中乙病为伴性遗传病，请回答下列问题：

（1）甲病属于_____________。

A．常染色体显性遗传病

B．常染色体隐性遗传病

C．伴X染色体显性遗传病

D．伴X染色体隐性遗传病

（2）Ⅱ－5的基因型是_______________________________。
（3）如果Ⅲ－11与Ⅲ－12婚配，则所生孩子患病的概率是_____________。
Ⅱ.某二倍体自花传粉植物的抗病（T）对易感病（t）为显性，圆形果（R ）对扁形果（r）为显性，且两对等位基因位于两对同源染色体上。
（4）两株植物杂交，F₁中易感病圆形果出现的概率为3/8，则两个亲本的基因型为_____
（5）若在自花传粉时，含t 基因的花粉有一半死亡，则
①让纯种抗病圆形果植株与纯种易感病扁形果植株杂交得 F₁，F₁自交时，则 F₂代的表现型及其比例是___________________________________。
②由于受到某种环境因素的影响，一株基因型为 Rr的圆形果植株幼苗染色体加倍成为基因型为RRrr的四倍体植株，假设该四倍体植株自交后代均能存活，圆形果对扁形果为完全显性，则其自交后代的表现型种类及其比例为_____________。正常二倍体植株加倍成为四倍体植株后R基因频率___________（填“变小”、“不变”或“变大”），该四倍体植株与正常二倍体植株是不是同一个物种？_________（填“是”或“不是”）。

现在种植的普通小麦是由一粒小麦、拟斯卑尔脱山羊草、粗山羊草三种野生植物经过远缘杂交，历经9000多年的自然选择和人工种植而形成的。图1为小麦进化历程中细胞内染色体数的变化，其中①﹣④表示育种过程。一粒小麦的产量低，二粒小麦的产量比一粒小麦高，但其面粉不能发面；普通小麦产量高，且其面粉可以发面。请回答下列问题：

（1）杂种F2高度不育的原因是__________。普通小麦的面粉可以发面，其相关基因来源于___________物种。
（2）一粒小麦、二粒小麦和普通小麦体现了生物的___________多样性，由一粒小麦进化到普通小麦的内在因素是___________，外在因素是___________。
（3）①﹣④的育种过程中，相同的过程是___________。图2是研究人员在诱导染色体数目加倍时的实验处理和结果，本实验的目的是探究___________对细胞内染色体数目加倍效果的影响，实验效果最好的处理方法是___________。

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               。

某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R 和r 控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因（D、d，E、e）控制，同时含有D 和E 表现为矮茎，只含有D 或E 表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。
请回答：
（1）自然状态下该植物一般都是_______合子。
（2）若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有______
和有害性这三个特点。
（3）若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F₂等分离世代中          抗病矮茎个体，再经连续自交等          手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的          。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F₁ 在自然状态下繁殖，则理论上，F₂的表现型及比例为__________。
（4）若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有         。请用遗传图解表示其过程（说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例）。

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。