高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

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)。

四川是我国重要的蚕桑基地，家蚕是二倍体，雄蚕含有两个同型的性染色体ZZ，雌蚕含有两个异型的性染色体ZW。
（1）家蚕遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基的特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的        性。
（2）家蚕基因突变可以发生在个体发育的任何时期，说明基因突变具有       性。
（3）家蚕细胞中的一组        ，在形态和功能上各不相同，但又相互协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
（4）在家蚕的一对常染色体上有控制蚕茧颜色的黄色基因（A）与白色基因（a）。在另一对常染色体上有B、b基因，当基因b存在时可能会抑制黄色基因A的表达，从而使蚕茧变为白色；而基因B不会抑制黄色基因A的作用。
① 该两对基因遗传时遵循      定律，若B基因与b基因不存在抑制关系，则结黄茧蚕的基因型是   。基因型为AaBb的两个个体交配，子代出现结白色茧的概率是___。
② 若B基因能抑制b基因的表达：基因型为AaBb的两个个体交配，子代出现结白色茧的概率是______；基因型不同的两个结白茧的蚕杂交，产生了足够多的子代，子代中结白茧的与结黄茧的比例是3：1。这两个亲本的基因型组合可能是          。
（5）家蚕中D、d基因只位于Z染色体上，Z^d使雌配子致死，若要选择出相应基因型的雌雄蚕杂交，使后代只有雌性，请写出亲本的基因型组合                  。

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_______           。。

如图甲是某二倍体生物体细胞染色体模式图，A～F是细胞发生变异后的染色体组成模式图，据图回答：

（1）图中A～F中显示发生染色体变异的是       ，其中能引起染色体上基因数目或排列顺序发生改变的是       。
（2）B、C显示的变异方式分别叫       。
（3）A显示的变异类型是       ，发生在      过程中。
（4）甲产生E的过程可通过       来实现。

下图表示基因型AaBb的玉米植株的四种生殖过程，从上到下依次为A、B、C、D过程。请据图回答：

（1）A过程中获得单倍体植株的方法是                  ，要使它能够产生可育后代，常采用一定浓度的秋水仙素处理幼苗，其作用机理是：                        。
（2）B过程中，该植株的一个初级性母细胞形成的卵细胞基因型为                 ；种子形成过程中，①细胞中来自母方的染色体所占比值是       。
（3）制备人工种子的关键是C过程中经            、            阶段培育成具有生根发芽能力的胚状体，然后用人工种皮包裹胚状体并在其中填充营养液从而制成人工种子，其中营养液相当于玉米种子中的         结构。
（4）C过程中，细胞分裂后期每一极的基因组成是                 。D过程中，经两个原生质融合后形成的融合细胞内有     个染色体组。
（5）在玉米光合作用过程中，淀粉产生于         细胞内。

野生型果绳（纯合体）的眼形是圆眼，某遗传学家在研究中偶然生现一只棒眼雄果蝇，他想探究蝇眼形的遗传方式，设计了下图（左）实验。雄果蝇染色体的模式图及性染色体放大图如下图（右）。分析回答：

（1）由F₁可知，果蝇眼形中         是显性性状。
（2）若F₂中圆眼：棒眼=3：1，且雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因位于
                染色体上。
（3）若F₂中圆眼：棒眼=3：1，但仅在雄果蝇中有棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因有可能位于      ，也有可能位            于。（请据图回答）
（4）请从野生型、F₁、F₂中选择合适的个体，设计方案，对上述（3）中的问题作出判断。
实验步骤：
①用F₂中棒眼雄果蝇与F₁中雌果蝇交配，得到F₃；
②用F₃中的       与野生型雄果蝇交配，观察子代中有没有      个体出现。预期结果与结论：
实验结果与结论：
①          ，则圆、棒眼基因位于        。
②          ，则圆、棒眼基因位于         。

下图表示某植物细胞内色素的合成途径(字母表示控制相应酶的基因)。红色素和蓝色素混合使花瓣表现为紫色，蓝色素和黄色素混合使花瓣表现为绿色，白色表示该化合物不是色素。若两纯合亲本杂交得F₁，F₁自交得到的F₂中紫色：绿色：蓝色=9：3：4。

请回答：
(1)亲本的基因型可能是____________________。图示过程所体现的基因控制生物性状的方式是通过控制_________________，进而控制生物性状。
(2)若F₂中的绿色植株自交，其子一代中杂合子所占的比例为_______。F₂中紫色个体与白色个体杂交，其子代________(能／不能)出现白色个体，理由是______________。
(3)在重复上述实验过程中，研究人员发现了一株发生“性状分离”的F₁植株(部分枝条上开出了蓝色花)，该变异是细胞分裂过程中出现________或________的结果。
(4)根据上述F₂的表现型及比例只能证明其中的两对等位基因______分别位于两对同源染色体上，不足以做出上述三对等位基因分别位于三对同源染色体上的判断，若要进一步验证，实验设计思路：让________________杂交得到F₁，F₁自交，统计F₂的性状表现及比例并据此做出判断。若上述三对等位基因分别位于三对同源染色体上，则F₂的基因型应为_________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。

玉米（2N＝20）是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆（A）对矮秆（a）为显性，抗病（B）对易感病（b）为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。现有两个纯合的玉米品种甲（AABB）和乙（aabb），据此培养aaBB品种。根据材料回答下列问题：

（1）图1中，经过a、b、c过程培育出新品种的育种方式称为，F₂的高秆抗病玉米中纯合子占；将F₁与另一玉米品种丙杂交，后代的表现型及其比例如图2所示，则丙的基因型为。
（2）过程e常采用方法来获得aB个体。与过程a、b、c的育种方法相比，过程a、e、f育种的优势是。与过程g的育种方式相比，过程d育种的优势是___。
（3）欲使玉米中含有某种动物蛋白成分可采用过程d育种方法，其原理是，若现有玉米均为晚熟品种，欲培育早熟品种可采用过程[]育种方法

某同学在做“低温诱导植物染色体数目的变化”实验时，将大蒜根尖随机分为12组，实验处理和结果如下表所示，请回答有关问题。

组别	实验处理及处理时间	染色体数目加倍的细胞所占的百分比(%)
组1	0 ℃	36小时	0
组2	72小时	0
组3	96小时	0
组4	2 ℃	36小时	5
组5	72小时	20
组6	96小时	24
组7	4 ℃	36小时	12
组8	72小时	30
组9	96小时	43
组10	6 ℃	36小时	0
组11	72小时	0
组12	96小时	0

（1）低温诱导植物染色体数目加倍的原理是低温会使细胞分裂过程中________的形成受阻，从而使细胞分裂过程中染色体数目加倍而细胞不分裂。低温处理与秋水仙素处理相比，具有________________________等优点。
（2）实验中选择大蒜根尖________区细胞进行观察，效果最佳，原因是此处的细胞分裂比较________，在显微镜下观察，此处细胞的特点表现为________________。
（3）实验过程中需要用__________________对大蒜根尖细胞的染色体进行染色。
（4）由实验结果可知，__________________的条件下，加倍效果最为明显。

小麦是一种重要的粮食作物，改善小麦的遗传性状是广大科学工作者不断努力的目标，如图是遗传育种的一些途径。请回答下列问题：

（1）以矮秆易感病（ddrr）和高秆抗病（DDRR）小麦为亲本进行杂交，培育矮秆抗病小麦品种过程中，F1自交产生F2，其中杂合矮秆抗病类型出现的比例高达           ，选F2矮秆抗病类型连续自交、筛选，直至                  。
（2）若要在较短时间内获得上述（抗矮秆病）品种小麦，可选图中           （填字母）途径所用的方法。其中的F环节是                 。
（3）科学工作者欲使小麦获得燕麦抗锈病的性状，应该选择图中       （填字母）表示的技术手段最为合理可行，该技术手段属于：           水平上的育种工作。
（4）小麦与玉米杂交，受精卵发育初期出现玉米染色体在细胞分裂时全部丢失的现象，将种子中的胚取出进行组织培养，得到的是小麦            植株。
（5）图中的遗传育种途径，         （填字母）所表示的方法具有典型的不定向性。

玉米是遗传实验经常用到的材料，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)。请回答下列有关问题：

(1)请列举玉米作为遗传实验材料的优点：①                 ②       。
(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。可老师认为他的结论不科学，理由是什么？
                                                                             。
(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。
①甲同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米种子各若干粒，分别单独隔离种植，
观察子一代性状：若子一代发生性状分离，则亲本为             性状；若子一代未发生性状分离，则需要                                                                                      
                                                                             。
②乙同学的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。
                                                                                 

家蚕是二倍体生物，含56条染色体，ZZ为雄性，ZW为雌性。幼蚕体色中的有斑纹和无斑纹性状分别由Ⅱ号染色体上的A和a基因控制。雄蚕由于吐丝多、丝的质量好，更受蚕农青睐，但在幼蚕阶段，雌雄不易区分。于是，科学家采用如图所示的方法培育出了“限性斑纹雌蚕”来解决这个问题。请回答：

（1）家蚕的一个染色体组含有________条染色体。
（2）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__________________。图中的限性斑纹雌蚕的基因型为________。
（3）在生产中，可利用限性斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕培育出可根据体色辨别幼蚕性别的后代。请用遗传图解和适当的文字描述选育雄蚕的过程。