高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

如图所示，科研小组用⁶⁰Co照射棉花种子。诱变当代获得棕色（纤维颜色）新性状，诱变1代获得低酚（棉酚含量）新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因（A、a）控制，棉酚含量由另一对基因（B、b）控制，两对基因独立遗传。

（1）此种育种方法的原理是__________________。
（2）两个新性状中，棕色是________性状，低酚是______性状。诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是_______，白色、高酚的棉花植株基因型是_______。
（3）棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变1代中棕色、高酚植株自交，则自交后代中纯合棕色、高酚植株所占比例为______，可选这样的一个纯合子作为一个亲本，再从诱变I代中选择______（填表现型）亲本，杂交选育出抗虫高产（棕色、低酚）的纯合棉花新品种。为缩短育种年限，可采用________育种方法。

我国于2010年10月1日成功发射“嫦娥二号”飞船，“嫦娥二号”除了用于月球探测外，还进行了许多科学实验。某农科所通过太空育种技术，将普通白色纤维的棉花培育出免染色、含有天然紫色素的低碳环保型新品种。若用紫色短纤维新品种植株（甲）、（乙）分别与白色长纤维植株（丙）进行杂交，结果如下表。

组合序号	杂交组合类型	子代的表现型和植株数目
紫色短纤维	白色短纤维
1	紫色短纤维（甲）×白色长纤维（丙）	210	208
2	紫色短纤维（乙）×白色长纤维（丙）	280	0

 
（控制棉花纤维的白色与紫色、长与短的基因分别用A、a和B、b表示)
请回答：；
（1）太空育种技术的遗传学原理是           。通常采用萌发的种子作为处理材料，主要原因是                              。
（2）从上述实验结果分析，两对性状中，          是显性性状。两组杂交子代中的紫色短纤维基因型是     

假如水稻高杆（D）对矮杆（d）为显性，抗稻瘟病（R）对易感稻瘟病（r）为显性，两对性状独立遗传。现用一个纯合易感稻瘟病的矮杆品种（抗倒伏）与一个纯合抗稻瘟病的高杆品种（易倒伏）杂交选育品种，回答下列问题：
（1）两对性状独立遗传的根本原因是___________________________。
（2）F2中出现纯合子的概率是________，既抗病又抗倒伏的类型所占比例为_________，在抗病又抗倒伏的类型中，纯合子的概率是________。
（3）为了选育既抗病又抗倒伏的纯种，准备继续以下工作：单株收获F2中表现型符合要求的个体的种子，每株所有的种子种植在一起得到一个株系。在所有的株系中，有     的株系后代全表现为既抗病又抗倒伏，有     的株系后代出现抗病：感病=3:1的分离比。这种方法     能/不能）达到目的。
（4）请你设计另一种不同的育种方法来培育该品种（请用相关的遗传图解和文字描述来表达你的设计思路）

下图表示某种农作物①和②两个品种分别培育出④、⑤、⑥ 3个品种的过程。
根据上述过程，回答下列问题：

（1）用①和②所通过I和II方法培育⑤分别称________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品种所用的试剂是_____，通过Ⅲ和Ⅴ过程培育⑤品种的育种方法叫               ，其优点是                     。
（3）由③培育形成的⑥称                  。

回答下列有关育种的问题
I. 小麦品种是纯合子，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，两对基因独立遗传。
(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合的方法是                      。
(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，过程如下图所示。其中③的方法是            ， 甲植株经染色体加倍后得到的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，常选择有丝分裂            期的细胞。
② 转移培养基培养后，细胞第一次有丝分裂的染色体的标记特点是       ，细胞第二次有丝分裂的标记特点是每条染色体的两条染色单体的            被标记。
(4) 两种亲缘关系较远的植物进行杂交，常出现子代不可育现象，这时可用           进行处理。
II. 无子西瓜的培育过程可用下图表示（二倍体西瓜的体细胞中染色体数为2N）：

(1)若用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的地上部分，则该西瓜植株根细胞中的染色体数是       。
(2)在自然状态下，若二倍体西瓜细胞的基因型由AaBb变为ABb，说明发生了            。

（10分，每空2分）下图表示用某种农作物①和②两个品种分别培育出④⑤⑥三个品种的过程。请回答下列问题：

（1）用①和②培育⑤所采用的步骤Ⅰ和Ⅱ分别是杂交和自交，通过该过程培育出⑤所依据的原理是_________                         __。
（2）由③培育出④的常用步骤Ⅲ是_________  __；通过步骤Ⅲ和Ⅴ培育得到⑤的育种方法与步骤Ⅱ相比，其明显优点是______         _____。
（3）由③培育出⑥的常用方法Ⅳ是用___            ___，其形成的⑥含_______个染色体组。

下图为以二倍体水稻(2N=24)为亲本的几种不同育种方法示意图，请据图回答：

(1) B常用的方法是             。C、F过程常用的药剂是                ，该药剂的主要生理作用是                                          。
(2)突破物种生殖隔离界限的育种方法是        （用图中的字母表示），该方法所遵循的原理是                 。
(3)假设你想培育一个能够稳定遗传的二倍体水稻品种，若它的优良性状都是由隐性基因控制的，则最简单的育种方法是           （用图中的字母表示）；如果其优良性状都是由显性基因控制的，为缩短育种时间常采用的方法是           （用图中的字母表示）。
(4)现有三个水稻品种，①的基因型为aaBBDD，②的基因型为AAbbDD，③的基因型为AABBdd，三对等位基因分别位于三对同源染色体上。如果每年只繁殖一代，若要获得aabbdd植株，至少需要     年的时间。

小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖。请设计小麦品种间杂交育种程序选育矮秆（aa）、抗病（BB）的小麦新品种，要求用遗传图解表示并加以简要说明。（写出包括亲本在内的前三代即可）

下图是用某种作物的两个品种①和②分别培育出④、⑤、⑥品种的示意图，试分析回答：

（1）、用①和②培育⑤所采用的D和F步骤分别是                和                    。
其应用的遗传学原理是           。
（2）、用③培育⑤所采用的E和H步骤分别是                   和                     。
其应用的遗传学原理是                     。                                        

下图为普通小麦（异源六倍体）的形成过程示意图。据材料分析有关问题：

（1）试分析甲丁的染色体组数及可育性
甲：      组_________(可/不可)育    丁：      组_________(可/不可)育    
（2）在A、C（染色体数目加倍）过程中常用的化学方法：                      ；
（3）我国育种工作者利用野生黑麦与普通小麦培育出了既高产又适应高原环境的八倍体小黑麦。请判断八倍体小黑麦是否为一个新种?_______
物种形成的三个基本环节是：             、             、              。

用纯种的高秆（D）抗锈病（T）小麦和矮杆（d）易染锈病（t）小麦，培育矮杆抗锈病小麦新品种的步骤如下：（两对基因位于非同源染色体上）
P：DDTT×ddtt→F₁:DdTt→dT花粉→dT幼苗→ddTT植株
(1) 过程A叫做__________；B过程是____________；C过程是_______________；D过程常用的化学药剂是____________。
(2) C和D构成的育种方法叫__________，用这种方法培育新品种只需_____年。
(3) 从F1开始，还可以采用______________育种方法来培育基因型为ddTT的矮秆抗锈病小麦，理论上F2中基因型为ddTT的个体占____________。

已知普通小麦的高秆和矮秆、抗病和易感病是两对相对性状，控制这两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组进行了如下三组实验：

（1）实验一：F₁264株高秆普通小麦中杂合子的理论值为___________株。
（2）实验二：杂交方式是          ，该组实验能验证控制高秆和矮秆这对相对性状的等位基因的遗传遵循           定律。
（3）实验三：如果控制高秆和矮秆、抗病和易感病这两对相对性状的等位基因分别用D、d和T、t表示，其中F₁植株可以产生的生殖细胞的类型和比例是                 ；F₁自交后代得到矮秆抗病植株的比例为          。
（4）若要快速得到纯合的矮秆抗病品种，应采取的育种方式是              。

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，可采用的方法如下图所示：

（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       。若经过②过程产生的子代总数为1552株，则其中基因型为AAbb理论上有     株。基因型为Aabb的类型经过过程③，子代中AAbb与aabb的数量比是     。
（2）过程⑤常采用       由AaBb得到Ab个体。与“过程①②③”的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是       。
（3）过程④在完成目的基因与运载体的结合时，必须用到的工具酶是     。与过程⑦的育种方式相比，过程④育种的优势是           。

填空题：（每空2分，共30分）
（1）可遗传的变异有三种                 、             、               。
（2）现代生物进化理论的核心是                              ，现代进化论的基本观点是：          是生物进化的基本单位；                               是产生进化的原材料；                    决定生物进化的方向；            导致物种形成。
（3）生物多样性包括：                   、                   、               。
（4）DNA分子的复制需要模板、原料、能量和           等基本条件。
（5）写出下面育种方法的名称。
a、用花药离体培养成水稻新品系：________________。
b、用二倍体和四倍体西瓜培育无籽西瓜：_______________________。
c、经射线照射而培育出成熟期早的水稻新品系：_________________。

如图①～④列举了四种作物的育种方法，请回答相应问题：


（1）上述育种方法中，属于诱变育种的是_____（填序号），其形成的原理是________。
（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。
（3）第③种方法中使用秋水仙素的作用是促使染色体加倍，其作用机理是_________________。
（4）①代表的育种方法是_________________。