高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

棉花的纤维大多数为白色，天然彩色棉很受大众喜爱，棉纤维的白色（B）和红色（b）是一对相对性状，育种专家对深红棉做了如图（Ⅰ和Ⅱ为常染色体）所示过程的技术处理，得到了基因型为Ⅱ^bⅡ的粉红棉品种。请回答下列问题：

（1）利用深红棉花粉粒培育出的棉花植株，一般不结棉花的原因是_______________________
（2）图中培育新品种的过程发生了____________________变异。
（3）该粉红棉新品种自交后代将产生一种新品种白色棉，该现象称为____________，该新品种的基因型为_________。若图中基因A、a分别控制抗旱与不抗旱性状，则图中的新品种自交产生的子代中，抗旱粉红棉的概率为_______________。
（4）如果你是育种工作者，你该如何从深红棉、粉红棉和新的白色棉中挑选合适的品种，培育出大量的粉红棉种子（请用图解说明）。

决定玉米籽粒有色（A）和无色（a）、淀粉质（B）和蜡质（b）的基因位于9号染色体上，结构异常的9号染色体一端有染色体结节，另一端有来自8号染色体的片段（结节会随A基因同时转移，片段会随b基因同时转移）。科学家利用玉米染色体的特殊性进行了图乙所示的研究。请回答问题：

（1）8号染色体片段转移到9号染色体上的变异现象称为       。
（2）图乙中的母本在减数分裂形成配子时，这两对基因所在的染色体_____（填“能”或“不能”）发生联会。
（3）若图乙中的亲本杂交时，F₁出现了四种表现型，其中无色蜡质个体的基因型是    ，无色蜡质个体的出现说明亲代      （父本/母本）的________细胞在减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间发生了________，产生了基因型为ab的重组型配子。
（4）由于异常的9号染色体上有______和______分别作为A和b的细胞学标记，所以可在显微镜下通过观察染色体来研究两对基因的重组现象。将F₁表现型为无色蜡质个体的组织细胞制成临时装片观察，观察到_____________的染色体，可作为基因重组的细胞学证据。

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所示育种方法以获得小麦新品种，请据图分析回答：

（1）与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育，但是，利用单倍体植株培育新品种能明显________________________。
（2）图中（三）过程采用的方法称为___________________________；图中（四）过程最常用的化学药剂是___________________，该物质作用于正在分裂的细胞，引起细胞内染色体数目加倍的原因是__________________________________________。
（3）图中标号④基因组成为_________。用这种方法培育得到的植株中，符合人们要求的矮秆抗锈病植株所占的比例为_________。

如图为三种不同的育种方法，分析回答：

⑴图中A、B、C方向所示途径表示杂交育种，其选种工作通常从F₂开始，理由是__________________________。若选育植物优良品种，欲获得能稳定遗传的个体，C通常采用_____________方法。若选育动物优良品种，C则更多采用________方法对F₂所选品种进行鉴定留种；但若所选品种的优良性状为________性状，则无须经过C过程即可直接留种。
⑵若某植物的亲本基因型有以下四种类型，两亲本相互杂交，后代表现型为3：l的杂交组合是___________；选乙、丁为亲本，经A、D、E途径可培育出______种纯合植物，此培育过程的基本原理是__________。

⑶如果在植物组织培养过程中，运用F方法培育新品种，其最佳处理的对象为___________，该育种原理是_____________                  ___。

猫是XY型性别决定的二倍体生物，当猫细胞中存在两条或两条以上的X染色体时，只有一条X染色体上的基因能表达，其余X染色体高度螺旋化失活成为巴氏小体，如下图所示。请回答：

⑴利用显微镜观察巴氏小体可用        染色。巴氏小体能用来区分正常猫的性别，理由是           。
⑵显微镜下观察到某雌猫体细胞的细胞核中有2个巴氏小体，该雌猫的性染色体组成为   。高度螺旋化的染色体上的基因由于            过程受阻而不能表达。
⑶控制猫毛皮颜色的基因A（橙色）、a（黑色）位于X染色体上，基因型为X^AY的猫毛皮颜色是             。现观察到一只橙黑相间的雄猫体细胞核中有一个巴氏小体，则该雄猫的基因型为         ；若该雄猫的亲本基因型为X^aX^a和X^AY，则产生该猫是由于其             （填“父方”或“母方”）形成了异常的生殖细胞，导致出现这种异常生殖细胞的原因是                   。

(16分)猫是XY型性别决定的二倍体生物，当猫细胞中存在两条或两条以上X染色体时，
只有l条X染色体上的基因能表达，其余X染色体高度螺旋化失活成为巴氏小体，如下
图所示。请回答：

(1)利用显微镜观察巴氏小体可用_____________染色。巴氏小体能用来区分正常猫的性别，理由是                                                  。
(2)性染色体组成为XXX的雌猫体细胞的细胞核中应有_____________个巴氏小体。高度螺旋化的染色体上的基因由于_____________过程受阻而不能表达。
(3)控制猫毛皮颜色的基因A(橙色)、a(黑色)位于X染色体上，基因型为X^AY的猫毛皮颜色是_____________。现观察到一只橙黑相间的雄猫体细胞核中有一个巴氏小体，则该雄猫的基因型为_____________；若该雄猫的亲本基因型为X^aX^a和X^AY，则产生该猫是由于其_____________ (填“父方”或“母方”)形成了异常的生殖细胞，导致出现这种异常生殖
细胞的原因是                                                         。

棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，如图表示棉花的两个品系的部分染色体及基因组成：I、II表示染色体，D为矮化基因，T为抗虫基因，均为显性，d为高杆基因。乙品系是通过基因工程获得的品系。

（1）乙品系是将          通过体外重组后导入受体细胞内，该过程需使用的工具酶是           。
（2）T基因的特性是能控制合成有关的毒蛋白。其转录时，首先是______________与基因的启动子结合，基因的相应片段双螺旋解开，该过程发生的场所是____________。
（3）甲和乙杂交得到F₁ ，F₁基因型有     种。请画出F₁能产生dT配子的次级精母细胞后期图（假设不发生交叉互换，只需画出I、II染色体，要求标出相应基因，请画在下边的线框内）。

（4）棉花的纤维大多数为白色，但也存在彩色棉花。在某一个彩色棉花种群中，测得存在的基因型及表现型个体数如下表：

总数	基因型、表现型及个体数
E^+E^+ (深红色)	E^+E (红色)	E^+e (浅红色)	EE （灰色）	Ee (浅灰色)	ee （栗色）
760	180	230	0	120	230	0

如果红色的棉花与浅灰色的棉花杂交，后代中灰色的棉花所占比例是__________;市场调查发现浅红色的棉花最受欢迎，现在想要尽快选育出较多浅红色的棉花品种，应该选择基因型是______________和______________的棉花品种进行杂交。

刺毛鼠的背上有硬棘毛（简称有刺），体色有浅灰色和沙色，浅灰色对沙色显性。在实验中封闭饲养的刺毛鼠群体中，偶然发现了一只无刺雄鼠，并终身保留无刺状态。
请回答下列问题：
（1）产生该无刺雄鼠的原因是                                  。有刺基因和无刺基因最本质的区别是_______________________________________不同。
（2）让这只无刺雄鼠与有刺雌鼠交配，F₁全有刺；F₁雌雄鼠自由交配，生25只有刺鼠和8只无刺鼠，其中无刺鼠全为雄性。这说明有刺和无刺这对相对性状中_________是隐性，控制有刺无刺的基因位于________________染色体上。
（3）若控制体色的基因为A、a，有刺无刺的基因为B、b，则浅灰色无刺雄鼠的基因型是________________。如果它与沙色有刺雌鼠交配子代的表现型为浅灰无刺：浅灰有刺：沙色无刺：沙色有刺为1：1：1：1，则沙色有刺雌鼠基因型为___________。
（4）刺毛鼠的染色体组成2n=16。如果此无刺雄鼠与有刺雌鼠交配，生了一个染色体组成是14＋XYY的子代个体，则其原因应是亲代中的雄鼠在减数第________次分裂过程中发生了差错；此次减数分裂同时产生的另外三个精子的染色体组成应依次为______________________________________________。
（5）若要繁殖出无刺雌鼠，则最佳方案是：先让此无刺雄鼠和纯种有刺雌鼠交配，然后再让_______与__________交配。

如图为四种不同的育种方法,请回答下列问题。

（1）图中A、D途径表示杂交育种,一般从F₂开始选种,这是因为__________________。
（2）若亲本的基因型有以下四种类型:

①两亲本相互杂交,后代表现型为3∶1的杂交组合是_________。
②选乙、丁为亲本,经A、B、C途径可培育出   种纯合植物。
（3）图中通过E方法育种所运用的原理是             。
（4）与杂交育种、诱变育种相比，基因工程育种的优点分别是___________________、____________________________。

如图是小麦育种的一些途径。请回答下列问题：

（1）已知高秆（D）对矮秆（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。亲本基因型为ddrr和DDRR，在培育矮秆抗病小麦品种过程中，F₁自交产生F₂，F₂中矮秆抗病类型所占的比例是        。
（2）E→F→G途径的育种方法是            ，其中F过程是               ，G过程常用的方法是                                                  。
（3）要使小麦获得燕麦抗锈病的性状，应该选择图中       （填字母）表示的技术手段最合理，该育种方法是             。
（4）图中能产生新基因的育种途径是       （填字母）。
（5）请写出基因工程的第二个步骤：                                                

(每空2，共12分)玉米籽粒的黄色(A)对白色(a)为显性，非糯性(B)对糯性(b)为显性，两对性状自由组合。请回答。
(1)已知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。若用碘液处理AaBb的花粉，则显微镜下观察到花粉颜色及比例为_________。
(2)现有两纯合亲本，黄色糯性植株与白色非糯性植株，杂交得到F₁， F₁自交得到F₂，问出现的重组类型中纯合子的比例为      。F₂黄色非糯性植株产生的配子基因型及比例为     。
(3)已知基因A、a位于9号染色体上，且无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Aa的植株甲，其细胞中9号染色体如图一所示。

①为了确定植株甲的A基因是位于正常染色体上，还是异常染色体上，让其进行自交产生F₁，F₁的表现型及比例为___________，证明A基因位于异常染色体上。
②以植株甲为父本，以正常的白色籽粒植株为母本，杂交产生的F₁中，发现了一株黄色籽粒植株乙，其染色体及基因组成如图二所示。该植株形成的可能原因是:父本减数分裂过程中_______________未分离。
③若植株乙在减数第一次分裂过程中，3条9号染色体随机移向细胞两极，并最终形成含1条和2条9号染色体的配子，那么以植株乙为父本，以正常的白色籽粒植株为母本进行测交，后代的表现型及比例是_________________。

(10分)果蝇是遗传学研究常用的生物材料，请回答下列有关果蝇遗传试验的问题：
(1)已知果蝇黄身和黑身为一对相对性状，控制该性状的基因位于常染色体上，一对体色为黑身的果蝇交配，后代有多只黑身果蝇和一只黄身雄果蝇，分析认为体色异常原因有两种：一是基因突变(只考虑一个基因)的结果，二是隐性基因携带者之间交配的结果，请设计杂交实验并预测试验结果。
试验方案：将这只黄身雄果蝇与________交配，获得若干后代，若后代________，则为原因一；若后代______________，则为原因二。
(2)科学家布里吉斯发现白眼雌果蝇(X^bX^b)和红眼雄果蝇(X^BY)杂交的子一代出现了一个白眼雌果蝇，大量观察发现，上述杂交中，2000—3000只红眼雌果蝇中会出现一只白眼雌果蝇，同样在2000—3000只白眼雄果蝇中会出现一只红眼雄果蝇。对于果蝇来说，染色体与性别关系如下表，该白眼雌果蝇的出现可能为基因突变也可能为染色体变异，请设计简单杂交实验确定是哪一种原因引起的。

XXY	XO	XXX	YO
雌性可育	雄性不可育	死亡	死亡

实验方案：                       ，统计F₁的表现型情况；
结果预测：若____________，则为基因突变；若____________，则为染色体变异。

下图表示某一观花植物花色形成的遗传机理，其中字母表示控制对应过程所需的基因，且各等位基因表现出完全显性，非等位基因间独立遗传。若紫色色素与红色色素同时存在时，则表现为紫红色。请回答：

（1）该植物花色的遗传遵循         定律。
（2）若同时考虑三对等位基因，则能产生含红色色素的植株基因型有   种，紫花的植株基因型是               。
（3）现有纯合紫花的植株与纯合红花的植株杂交，所得F₁的表现型为                 。F₁自交，则F₂中白花的植株所占的比例是       ，紫红花的植株所占比例是          。
（4）已知该植物为二倍体，某植株某性状出现了可遗传的新表现型，请设计一个简单实验来鉴定这个新表现型的出现是由于基因突变还是染色体组加倍所致？（写出实验思路）                                                                   。
（5）某花农只有纯合紫花的植株和纯合红花的植株，希望能在最短时间内培养出可稳定遗传的白花植株，可采用的育种方法是          ，该育种方法依据的主要原理是              。

玉米（2n=20）是雌雄同株异花植物，有宽叶和窄叶，抗病和不抗病等相对性状。
I.下图为利用玉米的幼苗芽尖细胞进行实验的流程示意图。请分析并回答：

（1）基因重组发生在图中        （填编号）过程，图中秋水仙素的作用是        。利用幼苗2培育出植株B育种过程的最大优点是            。
（2）植株A的体细胞内最多时有      个染色体组，过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是       。植株C属于单倍体是因为              。
II.已知玉米宽叶（A）对窄叶（a）为显性，在苗期便能识别出来，并且杂交种（Aa）所结果实与纯合品种相比表现为高产。某农场在培育杂交种时，将纯种宽叶玉米和纯种窄叶玉米进行了间行种植，但由于错过了人工授粉的时机，结果导致大面积自然授粉。
（3）按照上述栽种方式，F₁植株的基因型有     种。
（4）如果用上述自然授粉收获的种子用于第二年种植，预计收成将比单独种植杂交种减产8%，因此到了收获季节，应收集       （宽叶、窄叶）植株的种子，第二年播种后，在幼苗期选择           （宽叶、窄叶）植株栽种，才能保证产量不下降。
（5）玉米花叶病由花叶病毒引起，苗期出现黄绿相间条纹状叶。已知抗花叶病（b）为隐性。现有纯种宽叶不抗病与纯种窄叶抗病两品种玉米，要获得高产且抗花叶病的品种，可用两纯合亲本进行       ，得到F₁，再用F₁进行          ，即能在较短时间内获得所需品种植株，其基因型是           。  

玉米籽粒的颜色有黄色、白色和紫色三种。为了解玉米籽粒颜色的遗传方式，研究者设置了以下6组杂交实验，实验结果如下。

(1)若第五组实验的F₁籽粒颜色及比例为紫色：黄色：白色=12：3：1，据此推测玉米籽粒的颜色由__________对等位基因控制，第五组中F₁紫色籽粒的基因型有__________种。第四组F₁籽粒黄色与白色的比例应是___________；第五组F₁中所有黄色籽粒的玉米自交，后代中白色籽粒的比例应是__________。
(2)若只研究黄色和白色玉米籽粒颜色的遗传，发现黄色基因T与白色基因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的黄色籽粒植株A，其细胞中9号染色体如下图一。

①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F₁表现型及比例为_____________，则说明T基因位于异常染色体上。
②以植株A为父本，正常的白色籽粒植株为母本杂交产生的F₁中，发现了一株黄色籽粒植株B，其染色体及基因组成如上图二。该植株的出现可能是由于亲本中的   _________本减数分裂过程中__________未分离造成的。
③若②中的植株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1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_____________，其中得到的染色体异常植株占___________。