高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

右图示某果蝇体细胞中染色体组成及部分基因分布，期中长翅（A）对残翅（a）为显性，红眼（D）对白眼（d）为显性。分析回答：

（1）A、a是一对                    ，其产生的根本原因是                  。
（2）该果蝇与残翅红颜果蝇交配，后代雄果蝇有四种表现型，则：
①后代雄果蝇可能的表现型为                  ，比例为      。
②分析与后代中长翅白眼雄果蝇形成有关的卵细胞染色体组成，将其绘制在答题卡相应位置，并注明相关的基因。
（3）该果蝇与一只红颜果蝇杂交，得到一只性染色体组成为XXY的白眼果蝇，可能的原因是                                                              。

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。

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。

分优质彩棉是通过多次杂交获得的品种，其自交后代常出现色彩、纤维长短等性状遗传不稳定的问题。请分析回答下列问题。
(1)欲解决彩棉性状遗传不稳定的问题，理论上可直接培养________，通过________育种方式，快速获得纯合子。但此技术在彩棉育种中尚未成功。
(2)为获得能稳定遗传的优质彩棉品种，研究人员以白色棉品种57－4做母本，棕色彩棉做父本杂交，受粉后存在着精子与卵细胞不融合但母本仍可产生种子的现象。这样的种子萌发后，会出现少量的父本单倍体植株、母本单倍体植株及由父本和母本单倍体细胞组成的嵌合体植株。
①欲获得纯合子彩棉，应选择________植株，用秋水仙素处理植株的________，使其体细胞染色体数目加倍。
②下图是研究人员在诱导染色体数目加倍时的实验处理和结果，本实验的目的是探究___________________________________________________________________________，实验效果最好的实验处理是________________。

③欲鉴定枝条中染色体数目是否加倍，可以通过直接测量________________，并与单倍体枝条进行比较作出判断。
(3)欲检测染色体数目已加倍的植株是否为纯合体，在实践中应采用________的方法，依据后代是否出现________作出判断。

水稻是重要的农作物，科学育种能改良水稻性状，提高产量。甲硫磺酸乙酯（EMS ）能使鸟嘌呤（G）变为7 - 乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶（C）配对而与胸腺嘧啶（T）配对，从而使DNA 序列中G-C 对转换成G-T对。育种专家为获得更多的变异水稻类型，常先将水稻种子用EMS 溶液浸泡，再在大田种植，通过选育可获得株高、抗病、穗形、叶色等性状变异的多种植株。





（1）下图表示水稻一个基因片段的部分碱基序列。若用EMS溶液浸泡处理水稻种子后，该DNA序列中所有鸟嘌呤（G）均变为7 -乙基鸟嘌呤。请在答题卡相应方框的空白处，绘出该基因片段经复制后所形成的两个DNA分子（片段）的碱基序列。
（2）用EMS浸泡种子是为了提高基因突变的频率，某一性状出现多种变异类型，说明变异具有   ▲    。水稻矮秆是一种优良性状，某纯种高秆水稻种子经EMS 溶液浸泡处理，种植后植株仍表现为高秆，但其自交后代中出现了一定数量的矮秆植株。请简述该矮秆植株形成的原因    ▲     。
（3）已知水稻的抗病（B）对不抗病（b）为显性，假定现有三个水稻纯合品种：矮秆易染病、高秆易染病、高秆抗病（控制水稻株高的基因用A、a表示）。请你选用其中的亲本在较短时间内选育出矮秆抗病的新品种，用遗传图解表示选育过程，并作简要说明。
（4）如果你选育的矮秆抗病的新品种在生产上使用多年后，有少数植株表现为高秆，另有少数植株表现为不抗病，你应采取何种方法，去除这两种类型的植株，使后代一致表现矮秆抗病的特征?

下图表示果蝇精原细胞减数分裂过程。已知红眼（E）对白眼（e）为显性，基因位于X染色体上；灰翅（B）对黑翅（b）为显性，基因位于Ⅱ号染色体上。据图回答：

（1）由精原细胞到甲细胞的变化过程中，同源染色体一定会发生___________。
（2）摩尔根用红眼雌蝇与白眼雄蝇杂交，F₁全为红眼；F₁的雌雄交配，F₂雌蝇全为红眼，雄蝇1/2为红眼，1/2为白眼。对于这实验现象，摩尔根在萨顿假说的基础上作出的主要解释是              ，后来又通过           等方法进一步验证这些解释。果蝇眼色的遗传方式属于                  。
（3）上图中果蝇精原细胞有         个染色体组。果蝇眼色与翅色两对性状的遗传会遵循              定律，原因是                                    。
（4）若精原细胞的基因组成为BbX^EY，细胞乙与一只黑翅红眼雌果蝇产生的卵细胞结合，发育成一只黑翅白眼雄果蝇；则细胞丙与该黑翅红眼雌果蝇产生的卵细胞结合，发育成的果蝇表现型为                    。

回答下列有关遗传与变异的问题：
右图是科学家对某女性患者一对常染色体上部分基因的测序结果。请据图回答：

（1）与图l相比，图2发生了  ▲   。
（2）据图分析，基因C、c和基因D、d两对基因在形成配子时，是否遵循基因的自由组合定律？ ▲ ；为什么？ ▲ 。
（3）在果蝇的X染色体上存在控制眼色的基因，红眼对白眼为显性，这种眼色基因可能会因为染色体片段的缺失而丢失（X⁰）
若雌、雄果蝇体内的X染色体上都没有眼色基因，则它们均无法存活，现有一红眼雄果蝇（X^WY）与一只白眼雌果蝇（X^wX^w）杂交，子代中出现了一只白眼雌果蝇。现欲利用一次杂交来判断这只果蝇的出现是由染色体缺失造成的还是基因突变造成的，可以用这只白眼雌果蝇与  ▲  （白眼、红眼、两种眼色均可）的雄果蝇交配，如果  ▲   ，则是基因突变造成的，如果 ▲ ，
则是染色体缺失造成的。

请回答下列有关生物变异或育种问题：
（1）果蝇的性染色体有如下异常情况：XXX与OY（无X染色体）都为胚胎期致死型、XXY为可育雌蝇、XO（无Y染色体）为不育雄蝇。如果出现性染色体组成为XXX的受精卵，则有可能是亲本中的            减数分裂时产生异常的生殖细胞导致的。若用X^A和X^a表示控制果蝇红眼、白眼的等位基因，摩尔根的同事完成多次重复实验，发现正常白眼雌蝇与正常红眼雄蝇杂交，F1有1/2000的概率出现X^AX^aY和不育的红眼雄蝇。则：F1中基因型为X^AX^aY的个体的表现型为              ；产生的原因是             ；F1不育的红眼雄蝇的基因型为          。
（2）水稻是二倍体植物（2N=24），有一种三体水稻，其第6号染色体有三条，三体在减数分裂过程中联会时2条随机配对，另1条不能配对。如图所示，该三体水稻的基因型为AABbb，则花粉的基因型为         ，该三体水稻根尖分生区细胞连续分裂2次所得子细胞的基因型为           。

（3）该三体水稻与正常的水稻杂交，（不考虑其它变异）形成染色体数目正常个体的概率为          。
（4）单倍体育种可缩短育种年限。离体培养的正常水稻花粉可发育成单倍体植株，这表明花粉具有发育成完整植株所需要的            ，若要进一步获得二倍体水稻植株，应用秋水仙素处理          。

科学家们用长穗偃麦草(二倍体)与普通小麦(六倍体)杂交培育小麦新品种——小偃麦。相关的实验如下，请回答有关问题：
（1）长穗偃麦草与普通小麦杂交，F₁体细胞中的染色体组数为________。长穗偃麦草与普通小麦杂交所得的F₁不育，其原因是__________________，可用____________处理F₁幼苗，获得可育的小偃麦。
（2）小偃麦中有个品种为蓝粒小麦(40W＋2E)，40W表示来自普通小麦的染色体，2E表示携带有控制蓝色色素合成基因的1对长穗偃麦草染色体。若其丢失了长穗偃麦草的一个染色体，则成为蓝粒单体小麦(40W＋1E)，这属于________变异。为了获得白粒小偃麦(1对长穗偃麦草染色体缺失)，可将蓝粒单体小麦自交，在减数分裂过程中，产生两种配子，其染色体组成分别为________________________________，这两种配子自由结合，产生的后代中白粒小偃麦的染色体组成是______________。
（3）为了确定白粒小偃麦的染色体组成，需要做细胞学实验。取该小偃麦的____________作实验材料，制成临时装片进行观察，其中____________期的细胞染色体最清晰。

曝光的毒胶囊事件中，问题胶囊铬超标，最高超标90倍。工业明胶中的六价铬是一种毒性很大的重金属，容易进入人体细胞，对肝、肾等内脏器官和DNA造成损伤，有资料称，给实验小鼠饲喂重铬酸钾(含六价铬)0.1～0.5 μg/kg可使培养的鼠胚胎细胞产生染色体畸变，从而引起新生个体产生变异。为探究重铬酸钾摄入量的多少对实验小鼠胚胎产生的危害程度(危害程度可以用胚胎细胞的畸变率，即畸变细胞占所观察细胞的比例来确定)，研究人员进行了如下实验。
(一)实验材料
重铬酸钾晶体，生理状况和年龄相同的实验用雌、雄小白鼠若干只，小白鼠饲料，鼠笼10只。
(二)实验步骤
(1)分组：将实验小鼠平均分成六组，并置于编号为1～6的笼中饲养，各个笼中放同样数量的雌、雄鼠。
(2)饲料的配制：饲喂小鼠的饲料中每公斤分别加入重铬酸钾____________________μg，以配成含有不同剂量重铬酸钾的鼠饲料。
(3)饲养：用以上方法所配制的六种饲料每天分别饲喂六组小白鼠，三周后提供不加重铬酸钾的饲料饲喂小白鼠，每个鼠笼中均保持通风和适宜温度，相同的给水量。
(4)实验结果：对各个鼠笼中产生的鼠仔取相同部位的分生组织细胞，观察细胞内的____________是否发生变化，将结果填写入相关的记录表中。
(三)讨论与分析
(5)对鼠仔的分生组织细胞检查前要先染色，用的染色剂是________________________。
(6)本实验中的无关变量为____________________________(至少写出两项)。
(7)请设计本实验的数据记录表。

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_________。应用此育种方式一般从__________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aahb的数量比是___。
（3）过程⑤常采用_________技术得到Ab个体。与过程“①②③”的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是___________________________。

下图表示小麦的三个品系的部分染色体及基因组成：Ⅰ、Ⅱ表示染色体，D为矮杆基因，T为抗白粉病基因，R为抗矮黄病基因，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，丙品系由普通小麦与近缘种偃麦草杂交后，经多代选育而来(图中黑色部分是来自偃麦草的染色体片段)。

甲   乙    丙
(1)普通小麦为六倍体，染色体数是42条，若每个染色体组包含的染色体数相同，则小麦的一个染色体组含有________条染色体。
(2)乙品系的变异类型是________，丙品系的变异类型是________。
(3)抗白粉病基因控制蛋白质合成的翻译阶段，________沿着________移动，氨基酸相继地加到延伸中的肽链上。
(4)甲和丙杂交得到F₁，若减数分裂中Ⅰ甲与Ⅰ丙因差异较大不能正常配对，将随机移向细胞的任何一极，F₁产生的配子中DdR占________(用分数表示)。
(5)甲和乙杂交，得到的F₁中矮杆抗白粉病植株再与丙杂交，后代基因型有________种(只考虑图中的有关基因)。
(6)甲和乙杂交得到F₁，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，请画在下面的虚线框内)。
细胞分裂图

(7)若把甲和乙杂交得到的 F₁基因型看作DdTt，请用遗传图解和必要的文字表示F₁经单倍体育种得到矮杆抗白粉病纯合子的过程。(请写在下面的虚线框内)
遗传图解

肝脏在人体健康中起着非常重要的作用，请分析回答下列问题。
（1）肝脏能分泌胆汁，并储存在胆囊中，当食糜进入十二指肠后，会引起胆囊分泌胆汁。完成该反射的结构基础是________________；肝脏还具有解毒作用，有助于维持_____________，从而保证机体正常的生命活动。
（2）研究人员发现肝细胞能将甲醛转化成甲酸从而解除甲醛毒害，为验证肝脏的这种功能而进行了相关实验，实验分组设计如下（“﹡”表示还没完成的实验步骤）。

①表中除A组外，还需放置肝脏小块的是           组。
②右图中曲线         是C组实验的结果，说明肝细胞在代谢过程中会               。
③右图中曲线乙是       组实验的结果，这说明                                。
（3）研究发现一定浓度的甲醛可诱发染色体断裂，为进一步验证肝脏的解毒功能，研究人员同时进行了如下实验：
①取新培养的具有分裂能力的正常淋巴细胞悬液3等份，备用。
②按上表的实验设计培养肝脏15分钟后，取三组装置中的                ，分别加入备用的淋巴细胞悬液中继续培养一段时间。再分别取淋巴细胞染色、制片。然后在显微镜下观察               ，并对比分析。
预测实验结果：添加了          组中的肝脏培养液的淋巴细胞出现异常，而其他两组的淋巴细胞正常。

将基因型为AaBb的月季的花粉细胞通过无菌操作接入对应的培养基中，在一定条件下诱导形成幼苗，其过程如下：
月季的花粉细胞①→愈伤组织②→丛芽③→植株④
（1）①→②过程需要的条件有（填序号）__________

A．营养

B．激素

C．光照

D．pH）。

最适合进行培养花药的时期为__________，选择花药时，一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期，最常用的方法为__________。
（2）形成花粉的细胞分裂方式是_________，花粉发育成植物体的细胞分裂方式是__________，要促进花粉细胞发育成完整植株，培养基中应加入有__________两种激素。
（3）植株④叫做__________。若要得到可育植株，需要用__________对③进行处理，所得的植株基因型为____________________。