高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

如图①～④列举了四种作物的育种方法，请回答相应问题：( 1０分)

（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_______           。。

以下是小麦的几种育种方法，图中涉及的小麦两种相对性状独立遗传，据图回答：
A．高秆白粒小麦×矮秆红粒小麦→F_l→ F₂→稳定遗传的矮秆白粒小麦
B．高秆抗锈病小麦×矮秆染锈病小麦→F_l→花粉→a→稳定遗传的矮秆抗锈病小麦

（1）A组育种方法的原理是________________。
（2）B组育种方法所产生的a是         倍体。与A组育种方法相比，B组育种方法的优点是
______________________________________。
（3）在A组中，由F_l到F₂，育种工作者采用的方法是               。B组a代表的个体通常
具有的特点是                                                          。
（4）C组的育种方法中①过程采取的方法是                           。三倍体上结出的西瓜
没有种子的原因                                                    。
（5）若要改变上述小麦亲本原有的遗传信息，则应该采用的常规育种方法是__________。

下图所示为用农作物①和②两个品种分别培养出④⑤⑥⑦四个品种的过程。

（1）用①和②通过Ⅰ和Ⅱ过程培育出⑤的过程所依据的遗传学原理是_______。由③自交产生的后代中AAbb所占的比例为      。
（2）通过Ⅲ和Ⅴ培育出⑤的育种方法是_______。该方法培育出的个体都（是/不是）    纯合体。
（3）由③培育出的⑥是____倍体。该个体体细胞中的染色体组数目是      个。
（4）⑤通过Ⅵ过程培育出⑦的过程叫_________________________。
（5）③培育出④过程叫________________，Ⅴ过程需要用_________________处理。

(18分)玉米是遗传实验常用的材料。在自然状态下，花粉既可以落到同一植株的柱头上，也可以落到其他植株的柱头上（如图所示）。

请回答：
（1）选择玉米作为遗传实验材料的优点是（两条）
_________________________________。
（2）玉米的高茎对矮茎为显性。为探究一高茎玉米植株的果穗上所结子粒的基因型，某同学选取了该玉米果穗上2粒种子单独隔离种植，观察记录并分别统计后代植株的性状，结果后代全为高茎，该同学即判断玉米果穗所有子粒为纯种。他的结论是否科学，为什么？__________________________________ 。
（3）玉米的常态叶与皱叶是一对相对性状。某研究性学习小组计划以自然种植多年后收获的一批常态叶与皱叶玉米的种子为材料，通过实验判断该相对性状的显隐性。思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒，种植，杂交，观察子代性状，请帮助预测实验结果及得出相应结论。
________________________________________________________
（4）为培育玉米新品种，科学家用基因型相同的玉米种子进行人工诱变实验，获得两种突变类型，分别培育成甲乙两种植株，右下图表示甲乙两植株的突变原因。已知两对基因是独立遗传的，请分析该过程，回答下列问题：

①右图两个基因发生突变是属于碱基对的           ；
②若A、a基因和B、b基因分别控制两种性状，经诱变产生的
新基因所控制的性状为优良性状，请你设计利用甲、乙两植株
作为实验材料，培育出同时具有两种优良性状能稳定遗传的杂
交育种程序，要求用遗传图解表示并加以简要说明。

鸡的性别决定方式属ZW型,芦花与非芦花是一对相对性状,芦花(B)对非芦花(b)为显性,基因位于Z染色体上。研究表明,某些原因会造成染色体区段连带基因丢失的现象。若B、b中的一个丢失会造成个体生活力下降但能存活,若一对基因都丢失则个体无法存活。现有一芦花母鸡Z^BW与非芦花公鸡Z^bZ^b杂交,子代出现了一只非芦花公鸡。请采用两种不同的方法判断这只非芦花公鸡的出现是由染色体缺失引起的,还是由于基因突变造成的?
方法一 显微镜观察法:取该非芦花公鸡的部分精巢细胞用   酶处理,然后按解离、   、   、制片等步骤制成临时装片,置于显微镜下,找到       时期的细胞进行观察,观察染色体是否出现“拱形”结构。如果有,则是由   引起的,反之则是由   造成的。
方法二 杂交实验法:将该非芦花公鸡与多只   (填“芦花”、“非芦花”或“芦花和非芦花均可”)母鸡进行交配。简要阐述你的理由:                                                       
                                                                                       。

果蝇是遗传学研究中重要的实验材料。请回答下列相关的问题：
（1）图A和图B表示果蝇甲和果蝇乙X染色体上的部分基因。请据图回答：

①图A中的朱红眼基因与深红眼基因是___        _（等位／非等位）基因。
②与图A相比，图B发生了变异，此变异属于        。
（2）果蝇种群中常出现性染色体异常的个体，从而产生不同的表现型（见下表）

①由上表可知，果蝇的性别取决于        染色体的数目。
②探究果蝇眼色的遗传方式过程中，摩尔根做了下列杂交实验：
白眼雄果蝇×红眼雌果蝇→全部红眼
白眼雌果蝇×红眼雄果蝇→雄果蝇全部是白眼，雌果蝇全部是红眼
但他的学生蒂更斯通过大量实验发现白眼雌果蝇与红眼雄果蝇的杂交子代有少数例外：每2000—3000只雌果蝇中出现一只白眼可育果蝇，同时每2000~ 3000只雄果蝇中也会出现一只红眼不育果蝇。从性染色体异常角度分析，很可能的原因是亲本____（白眼雌／红眼雄）果蝇在减数分裂过程中            导致的。据此分析，杂交子代中的白眼珂育雌果蝇和红眼不育雄果蝇的基因型分别是（控制红白眼色基因分别用B、b表示）        。
（3）遗传学上将染色体上某一片段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失。若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，常导致个体死亡，但此缺失发生在雄性的X染色体上，也会致死。若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子，生活力降低但能存活。
①现有正常红眼雄果蝇与白眼雌果蝇杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。选该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为2:1。若白眼雌果蝇出现的原因是基因突变，则杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比应为_        ___。因此这只白眼雌果蝇的出现可能是由于___        造成的。
②根据上述假设推断，此白眼果蝇在减数分裂过程中，配对的染色体会出现            现象。可用___        方法直接证实。

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____________________。

I．玉米籽粒黄色和白色是一对相对性状，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号染色体如下图所示。

（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面右图所示。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。
II．下图是一个尿黑酸症（D对d显性）家族系谱图，请回答：

（3）该致病基因在      染色体上       遗传，Ⅲ₁₁的基因型是       ，如果Ⅱ₄已经怀孕，为了判断胎儿是否患病，可采取的有效手段是        （遗传咨询、B超检查、基因检测）。

抗旱性农作物因能在缺水环境下正常生长，所以其有重要的经济价值。多数抗旱性农作物能通过细胞代谢，产生一种代谢产物，调节根部细胞液内的渗透压，此代谢产物在叶肉细胞中却很难找到。
(1)解释为什么在抗旱性农作物的叶肉细胞中很难找到与抗旱有关的代谢产物的根本原因_____________
(2)现有一抗旱植物，其体细胞内有一个抗旱基因R，其等位基因为r(不抗旱)。己知旱敏型rr植物的分生区某细胞在有丝分裂过程中发生了基因突变。其产生的两个子细胞基因型分别为Rr和rr，请在右面方框内画出该分生区细胞突变后的有丝分裂中期图。

(3)现已制备足够多的R探针和r探针．通过探针来检测某植物相关的基因型。据图回答下列问题：

①若已提取到某抗旱植物Rr的叶肉细胞总DNA， ____(能、不能)以DNA为模板扩增抗旱基因。
②R或r基因经过处理变成单链DNA，若该处理方法不能用解旋酶，可以采取__________方法处理。
③若被检植物发生A现象．不发生C现象，则被检植物的基因型为___________。
④若杂交斑的深浅与形成的杂交带数量成正相关，则ABC形成的杂交斑的深浅强度为_______________。
(4)为培育能稳定遗传的具抗旱性和多颗粒产量的农作物，科研人员按以下流程图进行杂交育种。(注：已知抗旱性和多颗粒属显性，各由一对等位基因控制。)

①杂交育种利用的遗传学原理是________________________
②在流程图中的“筛选和交配”环节中。你会用什么方法筛选具抗旱性和多颗粒的植物? ________________________________________________________
③最早在_____代即可选出符合要求的品种．
④若考虑单倍体育种，则应在______代选取花粉粒。花粉细胞能发育成单倍体植株，表现出全能性，原因是______________________________________________________

回答下列有关遗传和变异的问题。
(1)从人类遗传病的类型来分析，不携带遗传病致病基因的个体会患的遗传病是     ，该类遗传病可通过对患者的        进行检查而确诊。
(2)“眼耳肾综合症”是一种罕见的遗传病．其遗传有明显的选择性，即：母亲患病，子女都可能患病，而父亲患病则只有女儿患病。据此可以判断出该病的遗传方式为      ，人群中男女患病的情况是        。
(3)某种鸟类体色(基因用A、a表示)、条纹的有无(基因用B、b表示)是两对独立遗传的相对性状，下表是三组相关杂交实验情况。请分析回答闷题。

①根据        组杂交实验结果，可判断这两对性状中的显性性状分别是        。
②第3组杂交实验后代比例为2：1，请推测其原因最可能是         (2分)。根据这种判断，若第二组后代中绿色无纹个体自由交配，F₂的表现型及其比例应为            (2 分)。

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组中，由F1获得F2的方法是________，这种育种方法称为____________。
(2)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是______类，该类植株还需要用________ 处理诱导染色体数目加倍，才能成为可育植株。
(3)A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦新品种的方法是______组，原因是基因突变的频率极低且不定向。

某植物种子的子叶有黄色和绿色两种，由两对基因控制，现有两个绿色子叶的种子X、Y，种植后分别与纯合的黄色子叶植株进行杂交获得大量种子（F₁），子叶全部为黄色，然后再进行如下实验：（相关基因用M、m和N、n表示）
I：X的F₁全部与基因型为mmnn的个体相交，所得后代性状及比例为：黄色：绿色=3：5
II.Y的F₁全部自花传粉，所得后代性状及比例为：黄色：绿色=9：7
请回答下列问题：
（1）实验I中，花粉成熟前需对母本做的人工操作有_________________。
（2）Y的基因型为_____________，X的基因型为______________          。
（3）纯合的绿色子叶个体的基因型有__________种；若让Y的F₁与基因型为mmnn的个体相交，其后代的性状及比例为_______________。
（4）遗传学家在研究该植物减数分裂时，发现处于某一时期的细胞（仅研究两对染色体），大多数如图1所示，少数出现了如图2所示的“十字形”图像。（注：图中每条染色体只表示了一条染色单体）

①图1所示细胞处于_________            期，图2中发生的变异是___________     。
②图1所示细胞能产生的配子基因型___________                                 。研究发现，该植物配子中出现基因缺失时不能存活，若不考虑交叉互换，则图2所示细胞产生的配子基因型有___________种。

21三体综合征又称先天愚型或唐氏综合症，患者智能低下、体格发育迟缓面容特殊，是人类染色体病中最常见的一种，发生率约1/700，母亲年龄愈大，后代本病的发病率愈高。人21号染色体上特有的短串联重复序列（一段核苷酸序列）可作为遗传标记对21三体综合征做出快速的基因诊断（遗传标记可理解为等位基因，三条染色体共有三个控制相对性状的基因）。现有一21三体综合征患儿，其遗传标记的基因型记为NNn，其父亲该遗传标记的基因型为nn，母亲该遗传标记的基因型为Nn。

（1）若该21三体综合征患儿为男孩，其体细胞的染色体组成是          ，从变异类型分析，此变异属于            。出现此情况是双亲中____________的第21号染色体在减数第____________次分裂中未正常分离，其减数分裂过程如右图，在右图所示细胞中，不正常的细胞有            。
（2）21三体综合征、镰刀型细胞贫血症都能用光学显微镜检出，检测材料分别是人体的_________________和________________。
（3）21三体综合征患者很常见，而20、19、18等染色体三体综合征却很少见，你认为可能原因是                                                          。
（4）研究人员发现，21三体综合征男性患者多不育，女性患者可产生后代，早期干预基本能正常生活，问某女性21三体综合征患者（遗传标记的基因型为NNn，减数分裂时三条染色体两条配对，一条成单）减数分裂理论上可产生的配子种类及比例为____________________________________，与正常个体婚配，后代患三体综合征的比例为______________，基于很高的患病比例，所以要做好产前诊断。

图A和图B分别表示甲、乙果蝇某染色体上的部分基因 （果蝇甲和果蝇乙是亲子代关系）。请据图回答：

（1）与图A相比，图B发生了               变异。
（2）图A染色体上控制白眼性状基因与控制棒眼性状基因的根本区别在于                       _。
（3）一个自然繁殖、表现型正常的果蝇种群，性别比例偏离较大，经研究发现该种群的基因库中存在致死基因，它能引起某种基因型的个体死亡。从该种群中选取一对雌雄果蝇相互交配，F₁中有202个雌性个体和98个雄性个体。请回答：
①导致上述结果的致死基因具有         性致死效应，位于     染色体上。让F₁中雌雄果蝇相互交配，F₂中出现致死的几率为             。
②从该种群中任选一只雌果蝇，如何鉴别它是纯合子还是杂合子？
                                                                            。
（4）二倍体动物缺失一条染色体称为单体。假如某等位基因Rr位于果蝇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。

人类第7号染色体和第9号染色体之间可能发生如甲图所示变异，变异后细胞内基因结构和种类未发生变化。后代若出现9号染色体“部分三体”(细胞中9号染色体的某一片断有三份)，表现为痴呆；出现9号染色体“部分单体”(细胞中9号染色体的某一片断只有一份)，胚胎早期流产。乙图为由于第7号、9号染色体变异而导致的流产、痴呆系谱图。已知系谱各成员细胞染色体数均为46条，I—l、II—1、III—2染色体正常；I—2、II—2表现正常，但均为7号、9号染色体变异携带者(细胞中7号和9号染色体组成为AA+BB-)；发生变异的7号、9号染色体能与正常7号、9号染色体联会，形成配子。请回答。

(1)甲图所示，9号染色体上的片段移接到7号染色体上，这种变异属于     变异。变异的7号或9号染色体上基因的           发生了改变。
(2)个体III—1的7号和9号染色体组成为         (用甲图中的字母表示)。
(3)9号染色体“部分单体”的后代早期流产，胎儿不能成活，则成活的III—3个体为7号、9号染色体变异携带者的概率是         。
(4)III—3婚配，为避免生出染色体异常的患儿，妊娠期间须进行              ，如羊水检查。将胎儿脱落的细胞从羊水中分离并通过           技术增殖细胞，适时加入秋水酰胺(与秋水仙素功能相似)，通过抑制分裂细胞内          ，使染色体不能移向细胞两极。选取有丝分裂      期的细胞进行观察，从面诊断出胎儿染色体是否异常。