高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

某雌雄异株植物为XY型性别决定，该植物花色（红、紫、白）由两对独立遗传的基因控制，其中A、a基因位于常染色体上。A、B基因共存时植株开紫花；仅有A基因而没有B基因时植株开红花；没有A基因时，不管有无B基因植株都开白花。现有两个亲本杂交，其中雄紫花为纯合子，结果如图：

（1）等位基因B、b位于        染色体上。
（2）研究者用射线照射亲本雄紫花的花粉并授于亲本雌红花的个体上，发现在F₁代雄花中出现了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，上述引起的变异类型是           。由此可推知亲本中雌红花植株的基因型为                 。F₁雄白花植株的基因型为                    。请用遗传图解的方式写出上述白花出现过程（只要求写出与白花有关的配子和后代）
（3）科学家想通过基因工程将另一物种的橙色基因导入该种植物，因不清楚该基因的核苷酸序列，因此首先建立了               ，然后从中找到了该橙色基因。为最终将该基因导入并能够整合到该植物的染色体上，所选择的质粒上必须有控制                 的基因，最终的目的是希望橙色基因在该种植物中能够稳定和高效           。

人类Y染色体上有编码睾丸决定因子的基因，即SRY基因。该基因可引导原始性腺细胞发育成睾丸而不是卵巢，该基因能编码204个氨基酸的多肽。如图为甲、乙、丙、丁一家四口的性染色体组成情况， B、b表示控制色盲性状的等位基因。回答下列问题：

（1）SRY基因至少含有        个脱氧核苷酸（不考虑终止密码子）。
（2）有一性染色体为XY，但其却为女性，依据题干信息，其原因可能是          。
(3)丁产生的原因是          （填甲或乙）产生了异常的生殖细胞。
(4)丙的性别趋向为        （填男性或女性），为什么？                     。丙的SRY基因最终来自      （填甲或乙）的         （填X或Y）染色体。 
(5)若甲、乙没有白化病，他们的双亲也没有白化病，他们都有一个患白化病的弟弟，则他们再生一个既患白化又患色盲的小孩的概率是                   。他们生的女孩中正常的概率为        。（减数分裂正常，均无基因突变和交叉互换）

图1表示果蝇体细胞的染色体组成，图2表示果蝇性染色体X和Y的非同源区段和同源区段。已知控制果蝇刚毛（B）和截毛（b）的等位基因位于XY染色体的同源区段。

请分析回答：
（1）基因B和b的根本区别是          ，它们所控制性状的遗传遵循          定律。若只考虑这对基因，截毛雄果蝇的基因型可表示为                  。
（2）若某雄果蝇X染色体的非同源区段有一显性致病基因，与正常雌果蝇交配，后代发病率为      ；若此雄果蝇Y染色体的非同源区段同时存在另一致病基因，与正常雌果蝇交配，后代发病率为      。
（3）研究人员发现，果蝇群体中偶尔会出现Ⅳ-三体（Ⅳ号染色体多一条）的个体。从变异类型分析，此变异属于      。已知Ⅳ-三体的个体均能正常生活，且可以繁殖后代，则三体雄果蝇减数分裂过程中，次级精母细胞中Ⅳ号染色体的数目可能有      条（写出全部可能性）。从染色体组成的角度分析，此种三体雄果蝇经减数分裂可产生      种配子，与正常雌果蝇杂交，子一代中正常个体和三体的比例为      。

正常果蝇体细胞内有4对同源染色体，下图是几种性染色体异常的果蝇的性别、育性等情况。

（1）对果蝇基因组进行研究，应对       条染色体上的DNA进行测序。
（2）按照遗传规律，白眼雌果蝇（X^rX^r）和红眼雄果蝇交配，后代雄果蝇都应该是白眼的，雌果蝇都应该是红眼的；但是会出现偶尔的例外，即会有白眼雌果蝇或者红眼雄果蝇的产生。请用以上性染色体异常的原理解释：白眼雌果蝇或者红眼雄果蝇是在     （雌、雄）配子的形成中，产生的异常配子，经过受精后发育而成的。在下图中绘出其中一种异常配子的染色体组成。

（3）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（记作“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。现提供染色体正常的红眼、白眼雌雄果蝇若干，请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
设计思路：                               ，分析子代的表现型。
结果预测：①若                           ，则是环境改变；
②若                           ，则是基因突变；
③若                           ，则是减数分裂时X染色体不分离。

普通小麦中有高杆抗病（TTRR）和矮杆易感病（ttrr）两个品种，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：

请分析回答：
（1）A组由F₁获得F₂的方法是        ，F₂矮杆抗病植株中不能稳定遗传的占       。
（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮杆抗病植株中，最可能产生不育配子的是       类。
（3）A、B、C三组方法中，最不容易获得矮杆抗病小麦新品种的方法是     组，原因是          。
（4）通过矮杆抗病Ⅱ获得矮杆抗病小麦新品种的方法是                       。
（5）在一块高杆（纯合体）小麦田中，发现了一株矮杆小麦。请设计实验方案探究该性状出现的可能原因（简要写出所用方法、结果和结论）__________________         。

生物中缺失一条染色体的个体叫单体(2n— 1)。大多数动物的单体不能存活，但在黑腹果蝇(2n=8)中，点状染色体(4号染色体)缺失一条也可以存活，而且能够繁殖后代，可以用来进行遗传学研究。果蝇短肢基因位于常染色体上,将短肢果蝇个体与纯合正常肢个体交配得F₁，F₁自由交配得F₂，子代的表现型及比例如下表：

	短肢	正常肢
F1	0	85
F2	79	245

(1)某果蝇体细胞染色体组成如图，则该果蝇的性别是            。
(2)4号染色体单体果蝇所产生的配子中的染色体数目为                。
(3)现利用正常染色体正常肢和短肢、4号染色体单体的正常肢和短肢共4种纯合果蝇，来探究短肢基因是否位于4号染色体上。请完成以下实验设计：
实验步骤：
①选择__________________________亲本果蝇杂交，获得子代；
②统计子代的性状表现，并记录。
实验结果预测及结论：
a.若                               ，则说明短肢基因位于4号染色体上；
b.若_______________________________；则说明短肢基因不位于4号染色体上。
(4)若通过(3)确定了短肢基因位于4号染色体上，则将非单体的正常肢(纯合)果蝇与短肢4号染色体单体果蝇交配，后代出现正常肢4号染色体单体果蝇的概率为_______。

野生猕猴桃是一种多年生的富含V.C的二倍体（2n=58）小野果。下图是某科研小组以大量的野生猕猴桃种子（aa）为实验材料培育抗虫猕猴桃无籽新品种的过程，据图回答：

（1）填育种类型：①            ③             ⑥             
（2）若②过程是自交，在产生的子代植株中AA的概率为          ；
（3）③⑦过程用到的药剂是           ，原理是                          ，经③过程产生的AAaa植株是        （填“纯合子”或“杂合子”）；
（4）若④过程是自交，则产生的AAAA的概率是          。
(5)若⑤过程是杂交，产生的AAA植株的体细胞含染色体数目是                       ，该植株所结果实无籽的原因是减数分裂过程中                       ；AA植株和AAAA植株不是一个物种的原因是                            。
（6）⑥过程中用到的工具酶是                 、                 ，操作步骤的第三步是              ；AAA的细胞成功接受抗虫B基因后，经植物组织培养产生幼苗，移栽后长成AAAB的抗虫新品种植株，该过程中产生的变异类型是        。

甲、乙为某种二倍体植物的2个植株，其体细胞中2对同源染色体（Ⅰ和Ⅱ）及相关基因分别见图甲和图乙，其中图乙表示变异情况。减数分裂时，染色体联会过程均不发生交叉互换。A和B是显性基因，A和a分别控制高茎和矮茎；B和b分别控制红花和白花。

（1）若甲植株进行自交产生的子代为N。N的矮茎红花个体中纯合子占       ；若选择N的全部高茎红花植株自由交配，其子代中矮茎白花个体占         。
（2）乙植株发生了的变异类型是     ；发生该变异时，图中所示基因B的碱基序列是否改变？         。（填“是”或“否”）。
（3）甲植株图中相关基因的遗传符合          定律。

玉米的除草剂抗性（简称抗性，T）与除草剂敏感（简称非抗，t）、非糯性（G）与糯性（g）互为相对性状，它们分别位于两对同源染色体上。现在以纯合的非抗非糯性玉米（甲）为材料，经过诱变处理获得抗性非糯性个体（乙）；同时对甲的花粉进行诱变处理并培养等，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。
（4）A和a是玉米DNA上的一对等位基因。为了研究T、t与A、a的位置关系，遗传学家对若干基因型为AaTt和AATT个体杂交后代的基因型进行了分析。结果发现这些后代的基因型只有AaTT 和AATt两种。据此，可以判断这两对基因位于_________染色体上，理由是_______。

动物中缺失一条染色体的个体叫单体(2n-1)。大多数动物的单体不能存活,但在黑腹果蝇(2n=8)中,点状染色体(4号染色体)缺失一条也可以存活,而且能够繁殖后代,可以用来进行遗传学研究。
(1)某果蝇体细胞染色体组成如图,则该果蝇的性别是   ,从变异类型看,单体属于   。

(2)4号染色体单体的果蝇所产生的配子中的染色体数目为   。
(3)果蝇群体中存在短肢个体,短肢基因位于常染色体上,将短肢果蝇个体与纯合正常肢个体交配得F₁,F₁自由交配得F₂,子代的表现型及比例如表所示。据表判断,显性性状为   ,理由是              。

	短肢	正常肢
F1	0	85
F2	79	245

(4)根据判断结果,可利用非单体的短肢果蝇与正常肢(纯合)4号染色体单体果蝇交配,探究短肢基因是否位于4号染色体上。请完成以下实验设计。
实验步骤:
①让非单体的短肢果蝇个体与正常肢(纯合)4号染色体单体果蝇交配,获得子代;
②统计子代的性状表现,并记录。
实验结果预测及结论:
①若                                              ,则说明短肢基因位于4号染色体上;
②若                                              ,则说明短肢基因不位于4号染色体上。
(5)若通过(4)确定了短肢基因位于4号染色体上,则将非单体的正常肢(杂合)果蝇与短肢4号染色体单体果蝇交配,后代出现短肢果蝇的概率为   。
(6)图示果蝇与另一果蝇杂交,若出现图示果蝇的某条染色体上的所有隐性基因都在后代中表达,可能的原因是        (不考虑突变、非正常生殖和环境因素);若果蝇的某一性状的遗传特点是子代的表现总与亲代中雌果蝇一致,请尝试解释最可能的原因                                         。

下图表示番茄植株（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1、4依据的遗传学原理分别               、                 。
（2）通过途径2、3获得幼苗的过程都应用了植物组织培养技术，该技术依据的生物学原理是                                。
（3）通过途径2获得新品种的方法是                  ，其中能稳定遗传的个体占          。
（4）品种A与途径3中幼苗基因型相同的概率为       ，品种C的基因型是    ，该过程中秋水仙素的作用机理是                           。

普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：

请分析回答：
(1)A组由F₁获得F₂的方法是    ，F₂矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占
_   ________________________ 。
(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是     类。
(3)A、B、C三种方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是   组，原因是_____________________________________________________________。
(4)通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病小麦新品种最常用的方法是 _____________
 _________________________________________________________________。
获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占    _____________。
(5)在一块高秆(纯合子)小麦田中，发现了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究该矮秆性状出现的可能原因(简要写出所用方法、结果和结论)。
___________________________________________________________________ 
 ___________________________________________________________________
 ___________________________________________________________________
 _________________________________________________________________。

家蚕是二倍体生物，含56条染色体，ZZ为雄性，ZW为雌性。
(1)正常情况下，雌蚕减数分裂过程中产生的次级卵母细胞中含有W染色体的数量是    条。
(2)下图为科学家培育出“限性斑纹雌蚕”过程图。图中“变异家蚕”的变异类型属于染色体变异中的＿＿＿。由“变异家蚕”培育出“限性斑纹雌蚕”所采用的育种方法是＿＿＿。

(3)在家蚕的一对常染色体上有控制蚕茧颜色的黄色基因(Y)与白色基因(y)。在另一对常染色体上有I、i基因，当基因I存在时会抑制黄色基因Y的作用，从而使蚕茧变为白色；而i基因不会抑制黄色基因Y的作用。若基因型为IiYy、iiYy的两个个体交配，产生了足够多的子代，子代的表现型及其比例为＿＿＿。若基因型为IiYy的两个个体的F₁自由交配，F₂中出现结白色茧的概率是＿＿＿。
(4)家蚕中D、d基因位于Z染色体上，d是隐性致死基因（基因型Z^dZ^d、Z^dW的受精卵不能发育，但Z^d的配子有活性）。问是否能选择出相应基因型的雌雄蚕杂交，使后代只有雄性？＿＿＿，请根据亲代和子代基因型情况说明理由＿＿＿。

下图为果蝇体细胞染色体及部分基因位置的示意图，请回答有关问题：

(1)果蝇的体细胞内有               个染色体组，一个卵细胞内的染色体组成可表示为                (用图中序号表示)。
(2)实验得知，基因(C、c)与(D、d)位于III号染色体上，基因型为dd的个体胚胎致死。两对等位基因功能互不影响，且在减数分裂过程不发生交叉互换。这两对等位基因        (遵循／不遵循)自由组合定律。以基因型如上图所示的雌雄果蝇为亲本进行自由交配，后代中基因型为CcDd个体所占比例为   。
(3)摩尔根通过果蝇伴性遗传实验证明了基因位于染色体上(白眼基因b位于X染色体上)。他的学生布里奇斯在重复其果蝇伴性遗传实验时，又发现了例外现象。他观察了大量的白眼雌蝇与红眼雄蝇的杂交后代，发现大约每2000个子代个体中，有一个可育的白眼雌蝇或不育的红眼雄蝇。已知几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如下表所示：

染色体 组成	XXY	XO	YO	XYY	XXX
性状	雌性， 可育	雄性， 不育	死亡	雄性， 可育	死亡

这些例外现象的产生是由于X染色体在        (填具体时期)不分开，产生了性染色体组成为       的卵细胞。该例外的可育白眼雌果蝇与正常红眼雄果蝇杂交，子代中自眼雄果蝇的基因型为        。
(4)多一条IV号染色体的三体果蝇可以正常生活且能正常减数分裂，但性状和正常个体不同，可用于遗传学研究。果蝇的正常眼(E)对无眼(e)是显性，等位基因位于常染色体上。现利用无眼果蝇与纯合的正常眼IV号染色体三体果蝇交配，探究无眼基因是否位于IV号染色体上。
实验步骤：①用无眼果蝇与纯合正常眼三体果蝇杂交，得F₁；
②将F₁中三体果蝇与       交配，得F₂；
③观察并统计F₂的表现型及比例。
结果预测：若F2中        ，则说明无眼基因位于IV号染色体上；
若F2中        ，则说明无眼基因不在IV号染色体上。

普通小麦中有高杆抗病（TTRR）和矮杆易感病（ttrr）两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：
请分析回答：

（1）A组用F₁获得F₂的方法是       ，F₂矮杆抗病植株中不能稳定遗传的占    。
（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮杆抗病植株中，最可能产生不育配子的是       类。
（3）A.B.C三组方法中，最不容易获得矮杆抗病小麦品种的是         组，原因是                                                                         。
（4）通过矮杆抗病Ⅱ获得矮杆抗病小麦新品种的方法是              。获得的矮杆抗病植株中能稳定遗传的占       。
（5）在一块高杆（纯合体）小麦田中，发现了一株矮杆小麦。请设计实验方案探究该矮杆性状出现的可能原因（简要写出所用方法、结果和结论）