高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

已知水稻抗病(R)对感病(r)为显性，有芒(B)对无芒(b)为显性，两对基因自由组合，体细胞染色体数为24条。现用单倍体育种方法选育抗病、有芒水稻新品种。
（1）诱导单倍体所用的花药，应取自基因型为     　　　  的植株。
（2）为获得上述植株，应采用基因型为     　　   和      　　     的两亲本进行杂交。
（3）在培养过程中，单倍体有一部分能自然加倍成为二倍体植株，该二倍体植株的花粉表现为            (可育或不育)，结实性为           （结实或不结实），体细胞染色体数为           。
（4）在培养过程中，一部分花药壁细胞能发育成植株，该植株的花粉表现为   (可育或不育)，结实性为            （结实或不结实），体细胞染色体数为      　 。
（5）自然加倍植株和花药壁植株中都存在抗病、有芒的表现型。为获得稳定遗传的抗病、有芒新品种，本实验应选以上两种植株中的      　　    植株，因为自然加倍植株     　　     ，花药壁植株    　　      。

优质彩棉是通过多次杂交获得的品种，其自交后代常出现色彩、纤维长短和粗细等性状遗传不稳定的问题。请分析回答：
 
(1)彩棉自交后代性状遗传不稳定的现象遗传学上称为_____________，欲解决此问题可通过______________
（育种方法）快速获得纯合子。
(2)右图是研究人员在诱导染色体数目加倍时的实验处理和结果，本探究实验的自变量是_______________，实验效果最好的实验处理是__________________。
(3)欲检测染色体数目已加倍的植株是否为纯合子，在实践中可采用的最简便方法是______________。
(4)经研究得知彩棉中的纤维粗细性状由A/a和B/b两对独立遗传的基因共同控制，当A基因存在时植株表现为粗纤维性状，但B基因存在时会抑制A基因的表达。基因型分别为AABB和aabb的两纯合细纤维彩棉植株杂交，理论上F₂ 代彩棉植株在纤维粗细性状上的表现型及比例为________________________，其中粗纤维植株中能稳定遗传的个体应占_______。这种育种方法的原理是________________。

小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖。控制小麦高杆的基因A和控制小麦矮杆的基因a是一对等位基因。控制小麦抗病的基因B和控制小麦感病的基因b是一对等位基因，两对基因位于两对同源染色体上。

(1)若要通过杂交育种的方法选育矮杆(aa)抗病(BB)的小麦新品种，所选择亲本的基因型是_____________________；确定表现型为矮杆抗病小麦是否为理想类型的最适台的方法是_____________________。
(2)某同学设计了培育小麦矮杆抗病新品种的另一种育种方法，过程如右图所示。其中的③表示_________________技术，乙植株中矮杆抗病个体占__________________。
(3)为探究DNA分子的半保留复制特点。某同学首先采用适当的方法使小麦根尖细胞染色体的DNA全部被³H胸腺嘧啶脱氧核苷标记，然后转移到不含³H胸腺嘧啶脱氧核苷的培养基培养，观察细胞中每条染色体的染色单体的标记情况。
①对根尖细胞的有丝分裂进行观察时，最佳选择是有丝分裂_____________期的细胞。
②转移培养基培养后，细胞第一次有丝分裂的标记特点是每条染色体的_________条染色单体被标记，细胞第二次有丝分裂的标记特点是每条染色体的__________条染色单体被标记。

(11分）果蝇是常用的遗传学实验材料，请分析并回答：
摩尔根利用果蝇群体中出现的一只白眼雄性果蝇，设计了如下表所示的一系列杂交实验。

⑴从实验一的结果分析，果蝇眼色的遗传符合孟德尔的             定律，但实验一F₂中眼色的性状表现与          相关联。
⑵摩尔根由此提出以下假设：控制白眼的基因是        （显/隐）性基因，且位于X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因。上表中哪一组实验结果对支持其假设起到关键作用         。
⑶实验证明摩尔根的假设是成立的。若用B、b分别表示控制红眼和白眼的基因，则实验一中F₂红眼雌果蝇的基因型是        ；欲检测实验一中F₁红眼雌性个体眼色的基因组成，所选用的另一亲本的基因型是          。
⑷果蝇的正常翅和缺刻翅是一对相对性状，观察缺刻翅果蝇的染色体，如图所示，果蝇翅形的变异属于             。

⑸上述果蝇遗传实验说明，基因与染色体的关系是          。

在玉米中，控制某种除草剂抗性（简称抗性，T）与除草剂敏感（简称非抗，t）、非糯性（G）与糯性（g）的基因分别位于两对同源染色体上。有人以纯合的非抗非糯性玉米（甲）为材料，经过EMS诱变处理获得抗性非糯性个体（乙）；甲的花粉经EMS诱变处理并培养，获得可育的非抗糯性个体（丙）。
请回答：
（1）获得丙的过程中，运用了诱变育种和 育种技术。
（2）若要培育抗性糯性的新品种，采用乙与丙杂交，F1只出现抗性非糯性和非抗非糯性的个体；从F1中选择表现型为   的个体自交，F2中有抗性糯性个体，其比例是    。
（3）采用自交法鉴定F2中抗性糯性个体是否为纯合子。若自交后代中没有表现型为   的个体，则被鉴定个体为纯合子；反之则为杂合子。请用遗传图解表示杂合子的鉴定过程。

遗传学上，将同源染色体中有一个是易位染色体的生物个体称为易位杂合体，将同源染色体都含有相同易位片段的生物个体称为“易位纯合体”。下图甲、乙分别代表某种植物两个不同个体细胞的部分染色体与基因组成，其中高茎（A）对矮茎（a）显性，卷叶（B）对直叶（b）显性，红花（C）对白花（c）显性，请回答：

（1）从染色体组成看，两植株中，正常的植株是       植株，从变异来源看，另一植株发生了何种变异？               。
（2）若该种植物的配子失去图示三种基因中的任意一种，都会导致配子死亡。（不考虑同源染色体的交叉互换）
①植株乙自交后代中易位纯合体占       。
②为了区分某高茎卷叶红花植株是甲类型还是乙类型，工作人员选择若干未发生染色体易位的矮茎直叶白花植株对其进行测交。
预期结果与结论：
若测交后代有4种表现型，则该高茎卷叶红花植株是甲类型；
若                              ，则该高茎卷叶红花植株是乙类型。
写出被测植株为乙类型时的遗传图解。
(3)拟采用转基因技术培育抗虫植株。通常将抗虫基因和农杆菌的Ti 质粒连接，形成             ，再转移到该植株的培养细胞中，然后常根据质粒上的         进行筛选，再通过植物               获得转基因抗虫植株。

果蝇是雌雄异体的二倍体动物，研究发现野生果蝇正常翅（h）可以突变为毛翅（H），另一对基因R、r,本身没有控制具体性状，但rr 会抑制H基因的表达。上述两对基因位于两对常染色体上。请分析回答：
（1）正常翅果蝇的基因型有     种，其中杂合子基因型为           。
（2）假如一对基因型相同的毛翅果蝇交配，产生的子代中正常翅与毛翅的比例为1∶3，为了确定该对果蝇的基因型，研究者选择了基因型为       的雌性纯合个体与亲代雄果蝇交配（研究者此前已培育成有关的纯合体果蝇品系），并作了以下两种分析：
①若后代中只有毛翅，则该果蝇的基因型是                   。
②若                            ，则该果蝇的基因型是RrHH。
用遗传图解解释第二种情况。

（3）二倍体动物缺失一条染色体称为单体，形成单体的变异属于染色体数目变异中的         。假如等位基因Rr位于Ⅳ号染色体上，我们可用带荧光标记的R、r共有的序列作探针，与某果蝇（Ⅳ号染色体缺失的单体）各细胞内染色体上R、r基因杂交，观察处于有丝分裂后期的细胞，细胞中有________个荧光点。

报春花的花色白色(只含白色素)和黄色(含黄色锦葵色素)为一对相对性状，由两对等位基因 (A和a，B和b)共同控制，其生化机制如图所示。据此回答下列问题：

（1）基因A的表达过程包括         。据图判断，报春花的花色性状的遗传遵循               定律。开黄花的报春花植株的基因型可能是       。
（2）若基因型AaBb×AaBb的亲本个体杂交，后代的表现型及比例为       。
请用竖线（｜）表示相关染色体，用点(·)表示相关基因位置，在下图圆圈中画出亲本体细胞的基因型示意图。

（3）将一个报春花细胞的DNA用¹⁵N标记，放入含¹⁴N的4种脱氧核苷酸培养液中，连续进行有丝分裂2次，第二次分裂中期时，每条染色体中有_____条染色单体被¹⁵N标记。
（4）科学工作者欲利用基因突变的原理，改良缺乏某种抗病性的报春花品种，宜采用的育种方法是      。
（5）若用植物体细胞杂交技术，将报春花的原生质体和水仙的原生质体融合，成功地培育出了“报春花—水仙”杂种植株。此技术涉及的原理是                             。

如图表示番茄植株（HhRr）作为实验材料培育新品种的途径，请据图分析回答。

（1）途径4依据的遗传学原理是                             。
（2）通过途径2、3获得幼苗的过程都应用了         技术，其依据的生物学原理是           。
（3）通过途径2获得新品种的方法是                            。
（4）品种B与品种C基因型相同的概率为        ，品种C的基因型是        。
（5）如果想得到基因型为HhRrT这样的植株，常采用               技术。

现有两纯种小麦，一纯种小麦性状是高秆（D）、抗锈病（T）；另一纯种小麦的性状是矮秆(d)、易染锈病(t)（两对基因独立遗传）。育种专家提出了如图I、II两种育种方法以获得抗倒伏、抗病小麦新品种，问：

（1）要缩短育种年限，应选择的方法是       ，该方法称为                          。
（2）图中①和④的基因组成分别是                           ；
（3）（三）过程的实现，所用的方法是                   。
（4）方法II一般从F₁经（五）过程后开始选种，这是因为                           。

下图①～⑤列举了五种育种方法，请回答相关问题：

(1)①属于________育种。水稻某一优良性状(A)对不良性状(a)为显性，如用第①种方法育种，杂合子Aa逐代自交3次，后代中纯合子的比例是________。
(2)第④种育种方法的原理是________，红色种皮的花生种子第④种育种方法培育获得了一株紫色种皮的变异植株，其自交后代中有些结出了红色种皮的种子，其原因是__________________。
(3)三倍体无子西瓜的培育采用的是方法______，能体现细胞具全能性的是方法______(选填①～⑤)。与方法①相比方法②的优点是_________                     _。
(4)通过育种方法⑤培育抗虫棉属基因工程育种，此操作过程中抗虫基因表达时的遗传信息传递方向是____________________                                           。

下面各图分别表示不同的育种方法，请据图回答：

F．获取甲种生物的某基因→通过某种载体将该基因带入乙种生物→性状稳定的新品种
（1）A图所示过程称克隆技术，新个体丙的基因型应与亲本中的_______________个体相同。
（2）B图所示的育种方法为            ，①处发生___________________，
（3）C图所示的育种方法叫_________________，该方法最常用的药剂是________________。
（4）D图表示的育种方法叫_____________，其原理是                。
（5）E图中过程②常用的方法是___________________，与D方法相比，E方法突出的优点是___________________。如果使E方法所得的植株具有可育性，需经过人工诱导，使它的_________________________加倍。
（6）e方法培育出的新类型生物可以表达出甲种生物的某基因的遗传信息，该表达过程应包括遗传信息的          和           过程。

下图是五种不同育种方法的示意图，请据图回答：

(1)图中A→D表示的育种方法的原理是________，A→B→C表示的育种方法与A→D的相比较，其优越性在于_______________________________________________________。
(2)图中E过程对种子或幼苗进行相关处理时，最佳作用时期是细胞的________，请列举一种能引起E过程变化的化学物质：________；F过程最常用的一种化学试剂的作用原理是________________________。
(3)图中G→J过程中涉及的生物技术有________________________________________。

阅读下列材料，回答有关问题：
科学家发现在两栖类的某些蛙中，雄性个体的性染色体组成是XY，雌性个体的性染色体组成是XX。如果让它们的蝌蚪在20℃左右发育时，雌雄比率约为1∶1；如果让这些蝌蚪在30℃左右发育时，不论具有何种性染色体组成，蝌蚪都发育成雄性。
(1)请你推测温度(30℃)改变这种蛙性别的原因：
①可能是只改变性别的表现型；② 可能是________。
若是后者，该变化是否会一定遗传给后代？________。(会、不会、不一定)
(2)若温度(30℃)只改变性别的表现型，两只XX的蝌蚪分别在30℃和20℃条件下发育成青蛙，能否交配产生后代？________________。若不能写出理由，若能请写出交配后产生的后代在20℃条件下的性别是________。
(3)若要证明以上两种推测哪一种正确，科研人员设计了以下实验，请完善实验：
Ⅰ.材料、用具：用一双亲产生的适量的蛙受精卵、相同的饲料、显微镜、各种试剂等。
Ⅱ.实验步骤：
①取同一双亲产生的适量的蛙受精卵，平均分成两份，处理：
实验组甲和对照组乙的处理分别是：________________。
②在每个组中随机选取若干只成蛙编号(如1～20，要求样本足够大)，分别从其体内选取有分裂能力的细胞经过分散处理后，再进行______________，最后制成装片；
③在显微镜下观察________________时的________________并进行统计；
④预期实验结果并进行实验分析：
A.实验预期：若甲、乙两组实验的装片被观察到蛙细胞的性染色体组成均是XX∶XY≈1∶1；
结果分析：略
B.实验预期：________________；结果分析：________。

棉花的纤维有白色的，也有紫色的；植株有因高酚而抗虫的，也有低酚不抗虫的，控制这两对性状的基因分别位于不同的同源染色体上，彩色棉作为一种具有天然颜色的特殊棉花，它不需要染色就可制成各种原色棉布，低酚棉是一种特殊类型的棉花品种，具有棉纤维酚含量低，对人体皮肤无负影响的优点，但低酚棉由于酚含量低，使得低酚棉的抗虫能力普遍下降。 现有白色低酚不抗虫棉及紫色高酚抗虫棉的两种纯合品种，欲培育出紫色低酚抗虫棉品种。某育种机构设计的育种方案如图所示，请回答该方案中的相关问题：

（1）从理论上讲，F2群体中的纯种概率为_________。截止F2的这一阶段在育种工作上经常采用，因为它的优点是             ，它依据的遗传原理是_______________。
（2）要制备出所需要的转基因细胞，作为其中的受体细胞应从表现型为_________的棉株上获得，而作为所用的目的基因，一般应先在细胞外形成 _______________再导入受体细胞，为检测目的基因是否导入，一般是通过 _______________是否表达予以初步筛选。
（3）由转基因细胞培育紫色低酚抗虫棉的过程，所采用的生物工程技术为 _________。
（4）最终得到的紫色低酚抗虫棉转入了苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因，使其基因型发生了改变，它和亲本植株_____________（是或不是）同一物种。