高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

分析有关遗传病的资料，回答问题。
下图显示一种单基因遗传病（甲病G—g）在两个家族中的遗传系谱，其中，Ⅱ—9不携带致病基因，Ⅲ—14是女性。

1．甲病的遗传方式是_____。Ⅲ—14的基因型是_____。
2．除患者外，Ⅲ—13的直系血亲中，携带有甲病基因的是_____。
下图显示Ⅲ—14细胞内9号染色体及其在减数分裂产生配子过程中的变化。A、B、C、 D、E是位于染色体上的基因，其中A—a控制乙病，乙病为显性遗传病。

3．上图甲表示的过程显示9号染色体的结构发生了变异，这种结构变异的类型是_____。图22乙的过程①中，染色体发生的行为有____（多选）。
A．螺旋化    B．交换     C．联会    D．自由组合
4．下列对甲病和乙病致病基因的描述中，正确的是______（多选）。
A．两者的脱氧核苷酸序列不同
B．各自遵循基因的分离定律遗传
C．两者之间能发生基因重组
D．致病基因仅由母亲传递
5．Ⅲ—14与健康的Ⅲ—13生育一个患甲乙两种病孩子的概率是_______。

果蝇X染色体上存在控制棒眼性状的基因B，雌蝇表现为棒眼， 表现为严重棒眼，雄蝇也表现为严重棒眼，、均表现正常眼。请根据题意回答：
(1)研究表明，棒眼性状是4号染色体片段与X染色体片段互换，连接到X染色体上导致的，这种变异类型是________。
(2)棒眼雌果蝇与正常眼雄果蝇杂交，子一代雌果蝇的表现型是________ ，若让子一代果蝇自由交配，子二代中严重棒眼果蝇的比例为________。
(3)果蝇的性别由受精卵中X染色体的数目决定，下表为果蝇受精卵中性染色体组成及发育情况（其他性染色体异常情况胚胎致死）：

①果蝇在卵细胞形成时经常会发生同源的X染色体不分离的现象，研究者需要保存这些果蝇进行研究，为保证其后代的雄蝇都可育，应选择性染色体组成为________的雌性个体进行保存。
②现利用性染色体正常的棒眼雌果蝇与正常眼雄果蝇进行杂交实验，根据后代性状表现及比例，研究卵细胞在形成过程中X染色体的不分离现象。
若后代中____________，说明卵细胞在形成过程中同源的X染色体均未分离。
若后代中____________，说明卵细胞在形成过程中携带B基因的X染色体均未分离。
若后代中____________，说明卵细胞在形成过程中携带b基因的X染色体均未分离。

Ⅰ、拟南芥的A基因位于1号染色体上，影响减数分裂时染色体交换频率，a基因无此功能；B基因位于5号染色体上，使来自同一个花粉母细胞的四个花粉粒分离，b基因无此功能。用植株甲(AaBB)与植株乙(AAbb)作为亲本进行杂交实验，在F₂中获得了所需的植株丙(aabb)。
(1)a基因是通过将TDNA插入到A基因中获得的，要确定TDNA插入位置时，应从下图中选择的引物组合是________。

注：I 、II、 III 为引物
(2)杂交前，乙的1号染色体上整合了荧光蛋白基因C、R。两代后，丙获得C、R基因(图2)。带有C、R基因的花粉粒能分别呈现出蓝色、红色荧光。

①丙获得了C、R基因是由于它的亲代中的___在减数分裂形成配子时发生了染色体交换。
②丙的花粉母细胞进行减数分裂时，若染色体在C和R基因位点间只发生一次交换，则产生的四个花粉粒呈现出的颜色分别是________________________。
Ⅱ、有一果蝇品系，其一种突变体的X染色体上存在ClB区段(用X^ClB表示)。B基因表现显性棒眼性状；l基因的纯合子在胚胎期死亡(X^ClBX^ClB与X^ClBY不能存活)；ClB存在时，X染色体间非姐妹染色单体不发生交换；正常果蝇X染色体无ClB区段(用X^＋表示)。 请回答下列问题：

上图是研究X射线对正常眼果蝇X染色体诱变示意图。为了鉴定X染色体上正常眼基因是否发生隐性突变，需用正常眼雄果蝇与F1中____果蝇杂交，X染色体的诱变类型能在其杂交后代_____果蝇中直接显现出来，且杂交后代中雄果蝇X染色体来源于________。

白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18。以白菜为母本，甘蓝为父本，经人工授粉后，将雌蕊离体培养，可得到“白菜—甘蓝”杂种幼苗。请回答问题：
（1）白菜和甘蓝是两个不同的物种，存在     隔离。自然条件下，这两个物种间不能通过       的方式产生后代。雌蕊离体培养获得“白菜-甘蓝”杂种幼苗，所依据的理论基础的植物细胞具有              。
（2）为观察“白菜—甘蓝”染色体的数目和形态，通常取幼苗的      做临时装片，用          染料染色。观察、计数染色体的最佳时期是          。
（3）二倍体“白菜—甘蓝”的染色体数为       。这种植株通常不育，原因是减数分裂过程中       。为使其可育，可通过人工诱导产生四倍体“白菜-甘蓝”这种变异属于                。

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         ，依据的变异原理是          。
（2）图中①和④的基因组成分别为                 ；
（3）（二）过程中，D和d的分离发生在                （时期），
（三）过程采用的操作称为           ，获得的植株往往表现为             等特点。
（四）过程所作的的处理是                   ；使用的药剂的作用是             。
（4）方法II一般从F₁经（五）过程后开始选种，这是因为                    。
（五）过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占         ，让F₁按该方法经（五）（六）过程连续进行2代，则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占        。
（5）如将方法I中获得的③⑤植株杂交，再让所得到的后代自交，则后代基因型及比例为             。

我国科学家率先完成了家蚕基因组精细图谱的绘制,将13000多个基因定位于家蚕染色体DNA上。家蚕是二倍体生物,含56条染色体,ZZ为雄性,ZW为雌性。请回答下列问题:
(1)研究家蚕的基因组,应研究    条染色体上的基因。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        。
(4)家蚕中D、d基因位于Z染色体上,d是隐性致死基因(导致相应基因型的受精卵不能发育,但Z^d的配子有活性)。能否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说明理由:    。

下图表示以某种农作物用①和②两个品种为基础，培育出④、⑤、⑥、⑦四个品种的过程。根据下图，回答下列问题：

（1）用①和②培育出⑤所采用的方法Ⅰ和Ⅱ分别称为                  和                    ，其培育出⑤所依据的原理是                  。
（2）由③培育出④的常用方法Ⅲ是                     ；由④培育成⑤的目的是                     ，其优点                                  。
（3）由③培育出⑥的常用手段是                      ，其形成的⑥称                     。
（4）由②培育出⑦的育种方法Ⅵ是                                       。

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。请根据图回答问题。

(1)由品种AABB、aabb经过①、②、③过程培育出新品种的育种方式称为           ，其原理是此过程中会出现         。应用此育种方式一般从F₂才能开始选育AAbb个体，是因为                .
(2)若经过过程②产生的子代总数为1552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的数量比是            。
(3)过程⑤常采用            方法得到Ab个体。与过程“①②③”的育种方法相比，过程
⑤⑥的优势是                    。
(4)过程⑦的育种方式是                        。

某二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为显性，高茎(H)对矮茎(h)为显性，红花(R)对白花(r)为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上。

(1)基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如图，起始密码子均为AUG。若基因M的b链中箭头所指碱基C突变为A，其对应的密码子将由____                变为     。止常情况下，基
因R在细胞中最多有________个，其转录时的模板位于____           （填“a”或“b”）链中。
(2)用基因型为MMHH和mmhh的植株为亲本杂交获得F1，F1自交获得F2，F2中白交性状不分离植株所占的比例为____    ；用隐性亲本与F2中宽叶高茎植株测交，后代中宽叶高茎与窄叶矮茎植株的比
例为____。
(3)现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙、丙中的一种，
其他同源染色体数目及结构正常。现只有缺失一条2号染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，
确定该突变体的基因组成是哪一种。（注：各型配子活力相同：控制某一性状的基因都缺失时．幼胚死亡

实验步骤：①____                     ：
②观察、统计后代表现型及比例。
结果预测：I．若____             ，则为图甲所示的基因组成；
II．若____                   ，则为图乙所示的基因组成；
III．若____                              ，则为图丙所示的基因组成。

克氏综合征是一种性染色体数目异常的疾病。现有一对表现型正常的夫妇生了一个患克氏综合征并伴有色盲的男孩，该男孩的染色体组成为44+XXY。请回答：
（1）画出该家庭的系谱图并注明每个成员的基因型（色盲等位基因以B 和b 表示，用、表示患病或正常男性，用、表示患病或正常女性）。
（2）导致上述男孩患克氏综合征的原因是：他的     （填 “父亲”或“母亲”）的生殖细胞在进行  分裂形成配子时发生了染色体不分离。
（3）假设上述夫妇的染色体不分离只是发生在体细胞中，①他们的孩子中是否会出现克氏综合征患者
②他们的孩子患色盲的可能性是         。
（4）基因组信息对于人类疾病的诊治有重要意义。人类基因组计划至少应测       条染色体的碱基序列。

青虾细胞的染色体数目多而且形态较小，为确定其染色体数目，需要制备染色体标本。科研人员挑选若干组数量相等、活动力强、性成熟的同等条件下青虾，分别向腹肌注射0．1mL质量分数不等的秋水仙素，对照组注射等量的生理盐水；24 h后，取出心脏等6种器官组织，分别制成装片，通过观察和统计，得出结论。以下是该实验的部分结果，请据此回答问题。
结果一：不同器官组织中处于分裂期细胞的比例（%）。

结果二：不同质量分数的秋水仙素（抑制纺锤丝的出现）处理后，处于有丝分裂中期细胞的比例和染色体形态。

秋水仙素质量分数（×10^-3）	有丝分裂中期细胞（﹪）	染色体形态
0	1．0	正常
1	1．2	正常
2	1．5	正常
3	3．1	正常
4	11．2	正常
5	11．5	不正常
6	12．3	不正常

结果三：下图一是青虾的细胞分裂中部分染色体行为示意图，三个细胞均来自同一个体；图二是青虾某种细胞分裂过程中染色体数目变化的数学模型（部分时期）。

（1）上述6种器官组织中，观察细胞分裂的最佳材料是_________。
（2）注射秋水仙素的最佳质量分数是_______，依据是___________________。
（3）结果三图一中甲细胞的名称是________________。
（4）结果三图二数学模型中，bc段形成的原因是_____________________；图二模型可表示图一中________细胞所对应的细胞分裂方式中染色体数目变化规律。

水稻性状中，抗瘟病（A）对易染瘟病（a）为显性，高秆（B）对矮秆（b）为显性。现用高秆抗病品种与矮秆易染病品种来培育可稳定遗传的矮秆抗病新品种，①～⑥表示培育过程中可采用的手段和过程。请分析回答：

（1）图中所示育种手段中，不能实现育种目标的是[  ]          （在括号内填图中序号，横线上写文字）。
（2）能获得育种需要的表现型植株，但性状不能稳定遗传的是[  ]           （在括号内填图中序号，横线上写文字），此育种方式最大的缺陷是           。
（3）①→②育种方式是           ，其依据的原理是           。
（4）③常用的方法是         ，④过程常用秋水仙素处理         。该育种方式突出的优点是         。

为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法。图中两对相对性状独立遗传，高蔓（A）、感病（B）是显性性状。据图分析回答：

（1）过程①表示的育种方式是_________，F1自交获得的F2中，高蔓抗病植株中纯合子占_______________。
（2）过程②表示的育种方式是_______________，可以取任一植株的适宜花药作培养材料，培养得到的单倍体基因型有______种；用秋水仙素处理，使染色体数目加倍，获得的二倍体植株的基因型分别是_______。
（3）过程③表示的育种方式是__________，叶肉细胞培育成转基因植株的过程体现了细胞的__________性。
（4）过程④表示的育种方式是__________，该育种方法的优点是_______。

利用遗传变异的原理培育作物新品种，在现代农业生产上得到广泛应用。用某自花且闭花授粉的植物进行育种实验。请回答下面的问题：
（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______、________ 和多害性这三个特点。
（3）该植物的穗大（A）对穗小（a）为显性，晚熟（B）对早熟（b）为显性，请利用现有的纯合子品种，通过杂交育种的方法培育纯合大穗早熟新品种。
①培育纯合大穗早熟水稻新品种时，选择的亲本基因型分别是________和________。两亲本杂交的目的是______________。
②将F₁所结种子种下去，从长出的水稻中选出表现为大穗早熟的植物，这些大穗早熟植株中约有______是符合育种要求的。
（4）假设杂交涉及到n对相对性状，每对相对性状各受一对等位基因控制，彼此间各自独立遗传。在完全显性的情况下，从理论上讲，F₂杂合基因型共有______种。

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：

⑴要尽快获得稳定遗传的优良品种应采用途径          ，该过程中秋水仙素的作用机理是                                          。
⑵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          。
⑶品种C与B是否为同一个物种？          ，原因是                             。
⑷途径4依据的原理是                ，此途径与杂交育种相比，最突出的优点是                                       。
⑸为确认某植株是否为单倍体，应在显微镜下观察根尖分生区细胞的染色体，观察的最佳时期为                         。
⑹若想获得无籽番茄可用适宜浓度的               涂在未受粉的番茄的雌蕊柱头上。