高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

请回答下列水稻育种的相关问题：
（1）水稻杂交育种是最常用的育种方法。其特点是将两个纯合亲本的______通过杂交集中在一起，再经过选择和培育获得新品种。若这两个杂交亲本各具有期望的优点，则杂交后，F1自交能产生多种非亲本类型，其原因是F1在形成配子过程中，位于              基因通过自由组合，或者位于                 基因通过非姐妹染色单体交换进行重新组合。从F2代起，一般都要进行连续自交提纯。
（2）水稻育种也经常综合应用多种培育种方法，如快速培育抗某种除草剂的水稻。从对该种除草剂敏感的二倍水稻植株上取花药离体培养，诱导成          幼苗。用 射线照射上述幼苗，然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，取该部分绿色组织再进行组织培养，用秋水仙素处理幼苗，使染色体        ，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。对抗性的遗传基础做一步研究，可以选用抗性植株与敏感植株杂交，若F₂的性状分离比为15（敏感）：1（抗性），初步推测该抗性植株中有         个基因发生了突变。

果蝇因繁殖快、易饲养和染色体数少常作为遗传学研究对象。
（1）二倍体动物缺失一条染色体称为单体。大多数单体动物不能存活，但在黑腹果蝇中，点状染色体（Ⅳ号染色体）缺失一条可以存活，而且能够繁殖后代。形成单体的变异原理属于                   。果蝇中存在无眼个体，无眼基因位于常染色体，且为隐性基因，为探究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上，请完成以下实验：
实验步骤：
①让正常二倍体无眼果蝇与野生型单体（纯合有眼）果蝇交配，获得F₁代；
②统计F₁代的                                 ，并记录。
实验结果预测及结论
①F₁代                             ，则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上。
②若F₁代                             ，则说明无眼基因不位于Ⅳ号染色体上。
（2）某果蝇的一条染色体发生缺失变异，缺失染色体上具有红色基因D，正常染色体上具有白色隐性基因d（如下图）。获得该缺失染色体的雄配子不育，若以该果蝇为父本，测交后代中有表现为红色性状的个体，请提出两种合理解释                                    ，
                                    。

（3）长翅红眼雄蝇与长翅红眼雌蝇交配，产下一只染色体为XXY的残翅白眼果蝇。已知翅长基因（A—长翅，a—残翅）、眼色基因（B—红眼，b—白眼）分别位于常染色体和X染色体上（如左下图），在没有基因突变情况下，亲代雌蝇产生异常卵细胞的同时，会产生异常第二极体。
①参照左下图，请在方框内画出与异常卵细胞来自于同一个次级卵母细胞的第二极体细胞图（要求标出相关基因）。
②请写出长翅红眼雄蝇与长翅红眼雌蝇交配，产下一只染色体为XXY的残翅白眼果蝇的遗传图解（配子中仅要求写出参与形成该异常个体的配子基因型）。

在蜜蜂的蜂巢中，有由受精卵发育来的蜂王和工蜂（均为雌性），以及由未受精的卵细胞发育来的雄蜂。蜜蜂的附肢有沟（花粉筐）、沟边有毛（花粉刷），自然界的野生工蜂为短毛、浅沟性状的“非富蜜型”。科研人员在自然界中偶然得到极少数具有长毛、深沟性状的“富蜜型”雄蜂，作了如下杂交实验，请分析回答下列问题：

组别	母本（♀）	父本（♂）	杂交结果
实验一	非富蜜型	富蜜型	♀、♂均为非富蜜型（F1）
实验二	F1非富蜜型	富蜜型	♀、♂均为四种表现型且比例为1:1:1:1
实验三	富蜜型	F1非富蜜型	♂富蜜型，♀非富蜜型

（1）一个蜂巢中的蜂王、工蜂、雄蜂等全部个体构成了一个__________________。同样由受精卵发育来的个体，由于获得的营养不同，只有一只雌蜂发育为蜂王，其余都发育为雌性工蜂，可见生物的性状是_________________共同作用的结果。
（2）用龙胆紫溶液将雄蜂和工蜂的有丝分裂细胞染色，在显微镜下观察并记录有丝分裂________期细胞的染色体数目，则观察到的结果为___________。
（3）蜜蜂的长毛、深沟的性状最初是通过________产生的。据实验结果分析，这两对相对性状中_______为显性。
（4）由实验二结果可推知母本产生了_________________________配子，说明控制两对相对性状的基因的遗传符合_________________定律。

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。

玉米籽粒黄色基因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号染色体图一。

（1）该黄色籽粒植株的变异类型属于染色体结构变异中的________。
（2）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,实验结果为F₁表现型及比例为                   ，说明T基因位于异常染色体上。
（3）以植株A为父本（T在异常染色体上），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图二。分析该植株出现的原因是由于     （父本，母本）减数分裂过程中    _____   ___未分离。
（4）若（3）中得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机的移向细胞两极并最终形成含1条和2条9号染色体的配子，那么以植株B为父本进行测交，后代的表现型及比例_________________,其中得到的染色体异常植株占______。

番茄是一种常见的二倍体农作物(染色体 2N＝24)，开两性花。请回答下列一组问题。
(1)番茄植株在生长过程中，幼叶面积不断增大，这是细胞________和细胞________的结果；同时幼叶的绿色不断加深，这是由于__________含量增加的缘故。
(2)番茄叶型的正常叶对马铃薯叶显性。为了了解一株正常叶的番茄植株是纯合子还是杂合子，请补充完成以下实验思路：让该正常叶植株_____________，再观察其后代的叶型，如果后代表现为___________，则可以认为该植株是纯合子；如果后代表现为_______________________，则该植株是杂合子。
（3）番茄中有一种三体，其 6号染色体有三条 (比正常的番茄多了一条 6号染色体，如右图所示 )。三体在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条配对，另1条同源染色体不能配对，减数第一次分裂的后期，配对的2条同源染色体正常分离，不能配对的那 1条染色体随机地移向细胞的任何一极，而其他染色体(如5号染色体)则正常配对、分离。

①三体番茄________（“是”或“不是”）二倍体。
②从变异的角度分析，三体番茄的形成属于___________。
③在答题卷的方框中绘出三体番茄细胞减数第一次分裂后期图解。(只要求画出 5、6号染色体，并用“5号、6号”字样标明相应的染色体)。

根据所给资料回答有关遗传问题：
资料一：某校研究小组调查某种遗传病得到如下系谱图，经分析得知，两对独立遗传且表现完全显性的基因（分别用字母Aa、Bb表示）与该病有关，且都可以单独致病。在调查对象中没有发现基因突变和染色体变异的个体。
请回答下列问题:

（1）该种遗传病的遗传方式是          。
（2）假设第Ⅰ代个体的两对基因中均至少有一对基因是纯合的，Ⅱ-3的基因型为AAbb，且Ⅱ-3与Ⅱ-4的后代均正常，则Ⅲ-1的基因型为       。Ⅱ-2的基因型为     。
（3）在上述假设的情况下，如果Ⅱ-2与Ⅱ-5婚配，其后代携带致病基因的概率为      。
资料二：近日，我省某地发现一例人类染色体异常核型，患者缺少一条性染色体，并且5号染色体长臂出现裂隙，经鉴定，该染色体异常核型为世界首报。
另据调查，某外地也有一男子有类似遗传病，其表现型正常，但其一条14 号和一条21 号染色体相互连接形成一条异常染色体，如下图1。
减数分裂时异常染色体发生三条染色体会配对在一起，如下图2，配对的三条染色体中，在分离时，任意配对的两条染色体移向一极，另一条染色体随机移向细胞另一极。

请回答下列问题：
（4）观察异常染色体应选择处于          期的细胞。图2所示的异常染色体行为是           。（多选）

A．交换

B．联会

C．螺旋化

D．着丝粒的分裂

（5）图1所示的变异是           。
（6）如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有        种。试分析该男子与正常女子婚配能否生育染色体组成正常的后代           。

如图表示五种不同的育种方法示意图，请根据图回答下面的问题：

(1)图中A、D方向所示的途径表示      育种方式，其中从F₁到F₂再到F_n连续多代自交的目的是为了提高            的含量，且从F₂开始逐代进行人工选择是为了淘汰       ；A→B→C的途径表示         育种方式。比较两种育种方式，后者的优越性主要表现在      。
(2)B常用的方法                  。
(3)E方法所运用的原理是             。
(4)C、F过程中最常采用的药剂是        。
(5)G过程的原理是__________      _。
（6）茄子晚开花（A）对早开花（a）为显性，抗青枯病（T）对易感青枯病（t）为显性，基因T、t与控制开花期的基因A、a自由组合。为培育早开花抗青枯病的茄子，选择基因型为AATT 与aatt的植株为亲本杂交，设计一个方案，尽快选育出符合要求的能稳定遗传的品种（用遗传图解结合简要文字描述）。

猫是XY型性别决定的二倍体生物，当猫细胞中存在两条或两条以上的X染色体时，只有一条X染色体上的基因能表达,其余X染色体高度螺旋化失活成为巴氏小体,如下图所示。请回答：

(1)利用显微镜观察巴氏小体可用           染色。巴氏小体能用来区分正常猫的性别，理由是                       。
(2)显微镜下观察到某雌猫体细胞的细胞核中有2个巴氏小体，该雌猫的性染色体组成为        。高度螺旋化的染色体上的基因由于         过程受阻而不能表达。
(3)控制猫毛皮颜色的基因A（橙色）、a（黑色）位于X染色体上，基因型为X^AY的猫毛皮颜色是   。现观察到一只橙黑相间的雄猫体细胞核中有一个巴氏小体，则该雄猫的基因型为     ；若该雄猫的亲本基因型为X^aX^a和X^AY，则产生该猫是由    于            （填 “父方”或“母方”）形成了异常的生殖细胞，导致出现这种异常生殖细胞的原因是          。
(4)已知某环境条件下猫的AA和Aa个体全部存活，aa个体在出生前会全部死亡，现有该动物的一个大群体，只有AA、Aa两种基因型，其比例为1：2。假设每对亲本只交配一次且成功受孕，均为单胎。在上述环境条件下，理论上该群体随机交配产生的第一代中AA和Aa的比例是     。

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。请据图回答问题：

(1)由品种AABB、aabb经过①②③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的植株理论上有  株。
(2)过程⑤常采用     的方法得到Ab幼苗。与过程①②③的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是______________。
(3)与过程⑦的育种方法相比，过程④的明显优势是   。
(4)过程⑥需要使用的化学药剂是    ；过程⑦的育种原理是       。

下图表示以某种农作物（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      ，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）的方法Ⅴ称            ，其优点是             。
（3）由(3)培育出(6)常用的试剂是        ， 其作用的时期为        。
（4）由(2)培育出(7)的方法Ⅵ是                  。

果蝇的繁殖能力强，相对性状明显，是常用的遗传实验材料。请回答：
（1）某果蝇红眼（A）对白眼（a）为显性，位于X染色体上；长翅（B）对残翅（b）为显性，位于常染色体上。一只基因型为BbX^aY的雄果蝇，它的白眼基因来自亲本的    果蝇；若此果蝇的一个精原细胞减数分裂时产生了一个基因型为BbbX^a的精子，则另外三个精子的基因型分别为___________。
（2）现有五个果蝇品系都是纯种，其表现型及相应基因所在的染色体如下表。其中， 2～5果蝇品系均只有一个性状为隐性，其他性状均为显性纯合，且都由野生型（长翅、红眼、正常身、灰身）突变而来。请据表回答问题：

亲本序号	1	2	3	4	5
染色体		第Ⅱ染色体	X染色体	第Ⅲ染色体	第Ⅱ染色体
性状	野生型（显性纯合子）	残翅(v)	白眼(a)	毛身(h)	黑身(b)
其余性状均为纯合显性性状

若要进行基因自由组合规律的实验，选择1和4做亲本是否可行？______，为什么？_______；若选择2和5做亲本是否可行？_______，为什么？______________。
（3）研究人员构建了一个棒状眼雌果蝇CIB品系X^BX^b，其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因e，且该基因与棒状眼基因B始终连锁在一起，如图所示。e在纯合 (X^BX^B、X^BY)时能使胚胎致死，无其他性状效应，控制正常眼的基因用b表示。为检测经X射线辐射后的正常眼雄果蝇A的精子中X染色体上是否发生了其他隐性致死突变，实验步骤如下：将雄果蝇A与CIB系果蝇交配，得F₁，在F₁中选取大量棒状眼雌果蝇，与多个正常眼且细胞未发生致死突变的雄果蝇进行杂交，统计得到的F₂ 的雌雄数量比。

预期结果和结论：如果F₂中雌雄比例为____________，则诱变雄果蝇A的精子中X染色体上未发生其他隐性致死突变；如果F₂中雌雄比例为____________，则诱变雄果蝇A的精子中X染色体上发生了其他隐性致死突变。

香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。

（1）香稻品种甲的香味性状受隐性基因（a）控制，其香味性状的表现是因为_______，导致香味物质累积。
（2）水稻香味性状与抗病性状独立遗传。抗病（B）对感病（b）为显性。为选育抗病香稻新品种，进行一系列杂交实验。其中，无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示，则两个亲代的基因型是__________。上述杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为_________。
（3）用纯合无香味植株作母本与香稻品种甲进行杂交，在F₁中偶尔发现某一植株具有香味性状。请对此现象给出合理解释：①______       _；②___         ___。
（4）单倍体育种可缩短育种年限。离体培养的花粉经脱分化形成         ，最终发育成单倍体植株，这表明花粉具有发育成完整植株所需要的________。若要获得二倍体植株，应在__  __时期用秋水仙素进行诱导处理。

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。
（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___________    _。若基因型为IiYy的两个个体交配，子代出现结白色茧的概率是______________。
（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）。是否能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情况说明理由 ______             。

请分析回答有关玉米遗传变异的有关问题：
(1)玉米非甜味（D)对甜味（d)为显性，非糯性（G)对糯性（g)为显性，两对基因独立遗传。现有甲、乙、丙三个品系的纯种玉米，其基因型如下表所示：

①若要利用玉米非糯性与糯性这一对相对性状来验证基因分离定律，可作为亲本的组合有____________
②现有纯种非甜非糯玉米与甜味糯性玉米杂交得F₁ ，F₁与某品种杂交，后代的表现型及比例是 非甜非糯:甜味非糯=3:1，那么该品种的基因型是____________。若再从其杂交后代选出甜味非糯自交，后代中的甜味糯性玉米占_________。
（2）甜玉米比普通玉米蔗糖含量高，主要由基因ｄ控制。基因e对d起增强效应，从而形成超甜玉米。研究发现，ｄ位于9号染色体上，e对ｄ增强效应的具体表现是：ee使蔗糖含量提高100%（非常甜），Ee提高25%（比较甜），EE则无效。最初研究者为验证ｄ和e基因独立遗传，设计了如下的实验：用杂合子普通玉米（DdEe）与超甜玉米（ddee）杂交，取所结的子粒，测定蔗糖的含量，若表现型及其比例为__________________________________时，则ｄ和e基因独立遗传。但实际结果是，子代的表现型仅有普通和非常甜两种，且数量大致相等。对此结果的合理解释是： ___________ ________________。
（3）如果玉米第6号染色体的两条姐妹染色单体之间发生部分交换，通常对生物的遗传有无影响？为什么？________________________________________________________。
（4）为了提高玉米的产量，在农业生产中使用的玉米种子都是杂交种。现有长果穗（H）白粒（f）和短果穗（h）黄粒（F）两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒（HhFf）玉米杂交种的目的，科研人员设计了如右图所示的快速育种方案。其中的处理方法A和B分别是指_______________________________。以上方案所依据的育种原理有___________________________________________________________（填两个）。