高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

下面为6种不同的育种方法，据图回答下列问题：

（1）图中A至D方向所示的途径一般从F₂代开始选种，这是因为                               。
（2）为了得到稳定遗传的抗倒伏、抗锈病的优良品种，根据提供的材料：a.小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种b.小麦的矮秆（隐性）不抗锈病（隐性）纯种要尽快得到所需品种，选择途径                         （用字母和箭头表示）最合适，预期产生所需性状类型的概率：                 。
（3）C、F过程最常用药剂的作用是                              。
（4）G过程涉及的工具酶有                                   。
（5）K过程成功的标志是                              。方法2、方法5和方法6都应用了                   技术。

已知二倍体番茄圆果(H)对梨果(h)为显性，植株抗病(R)对感病(r)为显性。某同学以纯合的圆果感病品种为母本，纯合的梨果抗病品种为父本进行杂交实验，在母本植株上获得的F₁种子都表现为圆果。在无相应病原体的生长环境中，播种所有的F₁种子，长出许多F₁植株，然后严格自交得到F₂种子，以株为单位保存F₂种子，发现绝大多数F₁植株所结的F₂种子都出现梨果与圆果的分离，而只有一株F₁植株(A)所结的F₂种子全部表现为圆果，可见这株F₁植株(A)控制圆果的基因是纯合的。请回答：
(1)据分析，导致A植株圆果基因纯合的原因有两个：一是母本自交，二是父本的一对等位基因中有一个基因发生突变。为了确定是哪一种原因，可以分析F₂植株的抗病性状，因此需要对这些圆果基因为纯合的F₂植株进行处理，这种处理是_____________。如果是由于母本自交，这些F₂植株的表现型为____________，其基因型是_________；如果是由于父本控制梨果的一对等位基因中有一个基因发生突变，这些F₂植株表现型为_____________，其基因型为________________。
(2)如果该同学以纯合的梨果抗病品种为母本，纯合的圆果感病品种为父本，进行同样的实验，出现同样的结果，即F₁中有一株植株所结的F₂种子全部表现为圆果，则这株植株圆果基因纯合的原因是__________________，其最可能的基因型为           。
(3)控制圆果和梨果的基因位于5号染色体上，现发现一株圆果番茄比正常番茄多一条5号染色体(减数第一次分裂时，两条5号染色体正常配对后分离，另一条5号染色体随机分离到一个子细胞中)。该圆果番茄的基因型有_______种可能类型，若要设计实验对上述情况进行鉴别，应该_____________________       ，然后通过对实验获得的数据进行分析，得出结论。

科学家发现多数抗旱性农作物能通过细胞代谢，产生一种代谢产物，调节根部细胞液的渗透压，此代谢产物在叶肉细胞和茎部细胞中却很难找到。
(1)该代谢产物能够使细胞液的渗透压________(填“增大”或“减小”)。
(2)这种代谢产物在茎部和叶肉细胞中很难找到，而在根部细胞中却能产生的根本原因是____________________。
(3)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(旱敏基因)：R、r的部分核苷酸序列为r∶ATAAGCATGACATTA；R∶ATAAGCAAGACATTA。抗旱基因突变为旱敏基因的根本原因是________      。研究得知与抗旱有关的代谢产物主要是糖类，该抗旱基因控制抗旱性状是通过基因控制_____________实现的。
(4)已知抗旱性和多颗粒属显性，各由一对等位基因控制，且分别位于两对同源染色体上。纯合的旱敏多颗粒植株与纯合的抗旱少颗粒植株杂交，F1自交：
①F2抗旱多颗粒植株中双杂合子占的比例是________。
②若拔掉F2中所有的旱敏型植株后，剩余植株自交。从理论上讲F3中旱敏型植株的比例是________。
(5)请设计一个快速育种方案，利用抗旱少颗粒(Rrdd)和旱敏多颗粒(rrDd)两植物品种做亲本，通过一次杂交，使后代个体全部都是抗旱多颗粒杂交种(RrDd)，用文字简要说明。

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(每空2分，共18分）：
   
（1）用<1>和<2>培育出<5>所采用的方法I和II分别称为______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>的方法V称____，其优点_______。
（3）由<3>培育出<6>的常用方法IV是_______，其形成的<6>称_______。
（4）由<2>培育出<7>的方法VI是_______

已知金鱼的正常眼和龙眼为一对相对性状。
(1)传统育种人员通过人工定向选择龙眼金鱼，实现了金鱼种群的进化，其实质是________________。
(2)现育种人员在龙眼金鱼后代中发现了一只具有更高观赏价值的朝天眼金鱼。科研人员直接利用卵细胞培育二倍体金鱼的方法快速得到具有新性状的个体，其关键步骤包括：第一步：精子染色体的失活处理(失活后的精子可激活卵母细胞完成减数分裂形成卵细胞)；第二步：诱导卵细胞染色体加倍。具体操作步骤如下图所示，请回答下列问题：

①辐射处理可导致精子染色体断裂失活，该变异类型属于__________。
②二倍体金鱼的育种有两种方法；用方法一获得的子代是纯合二倍体，导致染色体数目加倍的原理是__________：用方法二获得的子代可能出现杂合二倍体，请写出两种可能的原因_________和_________。
③用上述方法一繁殖金鱼并统计子代性别比例，可判断其性别决定机制。若子代性别为     ，则其性别决定为XY型；若子代性别为_______，则其性别决定为ZW型(WW或YY个体不能成活)。

(8分)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)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_____。

某二倍体植物（2n=16）开两性花，可自花传粉。研究者发现有雄性不育植株（即雄蕊发育异常不能产生有功能的花粉，但雄蕊发育正常能接受正常花粉而受精结实），欲选育并用于杂交育种．请回答下列问题：
（1）雄性不育与可育是一对相对性状．将雄性不育植株与可育植株杂交，F₁代均可育，F₁自交得F₂，统计其性状，结果如表，说明控制这对性状的基因遗传遵循_________定律。
表F₂性状统计结果：

编号	总株数	可育：不育
1	35	27∶8
2	42	32∶10
3	36	27∶9
4	43	33∶10
5	46	35∶11

（2）在杂交育种中，雄性不育植株只能作为亲本中的 （父本/母本），其应用优势是不必进行       操作。
（3）为在开花前即可区分雄性不育植株和可育植株，育种工作者培育出一个三体新品种，其体细胞中增加一条带有易位片段的染色体．相应基因与染色体的关系如图（基因M控制可育，m控制雄性不育；基因R控制种子为茶褐色，r控制黄色）。

①三体新品种的培育利用了______原理。
②带有易位片段的染色体不能参与联会，因而该三体新品种的细胞在减数分裂时可形成 个正常的四分体：____（时期）联会的两条同源染色体彼此分离，分别移向细胞两极，而带有易位片段的染色体随机移向一极．故理论上，含有9条染色体的雄配子占全部雄配子的比例为  ，经研究发现这样的雄配子不能与雌配子结合。
③此品种植株自交，所结的黄色种子占80%且发育成的植株均为雄性不育，其余为茶褐色种子，发育成的植株可育。结果说明三体植株产生的含有9条染色体和含有8条染色体的可育雌配子的比例是     ，这可能与带有易位片段的染色体在减数分裂时的丢失有关。
④若欲利用此品种植株自交后代作为杂交育种的材料，可选择       色的种子；若欲继续获得新一代的雄性不育植株，可选择__   色的种子种植后进行自交。

(11分)以酒待客是我国的传统习俗,有些人喝了一点酒就脸红,我们称为“红脸人”,有人喝了很多酒，脸色却没有多少改变，我们称为“白脸人”。乙醇进入人体后的代谢途径如下，请回答：

(1)“白脸人”两种酶都没有,其基因型有　　　　、　　　　，“红脸人”体内只有ADH,饮酒后血液中　　　　　　　　含量相对较高,毛细血管扩张而引起脸红。由此说明基因可通过控制　　　　　　　　　　　　,进而控制生物的性状。 
(2)有一种人既有ADH,又有ALDH,号称“千杯不醉”,就上述材料而言,酒量大小与性别　　关，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)21三体综合征是一种染色体异常遗传病,调查中发现经常过量饮酒者和高龄产妇,生出患儿的概率增大。医院常用染色体上的一段短串联重复序列作为遗传标记(“+”表示有该标记,“-”表示无),对该病进行快速诊断。
①为了有效预防21三体综合征的发生,可采取的措施有　　　　、　　　　。
②现诊断出一个21三体综合征患儿(标记为“++ -”),其父亲为“+ -”,母亲为“- -”。该小孩患病的原因是其　　　　（父亲/母亲）产生生殖细胞时　　　染色体在      　 　时没有移向两极。 

球茎紫堇的有性生殖为兼性自花授粉，即开花期遇到持续降雨，只进行自花、闭花授粉。天气晴朗，可借助蜜蜂等昆虫进行传粉。紫堇的花色(紫色AA、黄色Aa、白色aa)与花梗长度(长梗对短梗为显性，基因用“B、b”表示)两对性状独立遗传。现将相等数量的紫花短梗(AAbb)和黄花长梗(AaBB)两个品种的球茎紫堇间行种植，请回答：
(1)若开花期连续阴雨，黄花长梗(AaBB)植物上收获种子的基因型有______________种，所控制对应性状的表现型为______________________________。若开花期内短暂阴雨后，天气晴朗，则紫花短梗植株上所收获种子的基因型为______________。
(2)紫堇花瓣的单瓣与重瓣是由一对等位基因(E、e)控制的相对性状。自然界中紫堇大多为单瓣花，偶见重瓣花。人们发现所有的重瓣紫堇都不育(雌、雄蕊发育不完善)，某些单瓣植株自交后代总是产生大约50％的重瓣花。
①根据实验结果可知，紫蔓的单瓣花为___________性状，Fl单瓣花的基因型为___________________。

②研究发现，造成上述实验现象的根本原因是等位基因（E、e）所在染色体发生部分缺失，而染色体缺失的花粉致死所致。下图为F1单瓣紫堇花粉母细胞中等位基因（E、e）所在染色体联会示意图，请在染色体上标出相应基因
③为探究“染色体缺失的花粉致死”这一结论的真实性，某研究小组设计了以下实验方案：

图示方案获得F₂的育种方式称为__________。该过程需要经过①_______、②________后得到F₂，最后观察并统计F₂的花瓣性状表现。
预期结果和结论：
若_____________________，则上述结论是真实的：
若_____________________，则上述结论是不存在的。

克氏综合征是一种性染色体数目异常的疾病。现有一对表现型正常的夫妇生了一个患克氏综合征并伴有色盲的男孩，该男孩的染色体组成为44+XXY。请回答：
（1）画出该家庭的系谱图并注明每个成员的基因型（色盲等位基因以B 和b 表示，用、表示患病或正常男性，用、表示患病或正常女性）。
（2）导致上述男孩患克氏综合征的原因是：他的     （填 “父亲”或“母亲”）的生殖细胞在进行  分裂形成配子时发生了染色体不分离。
（3）假设上述夫妇的染色体不分离只是发生在体细胞中，①他们的孩子中是否会出现克氏综合征患者
②他们的孩子患色盲的可能性是         。
（4）基因组信息对于人类疾病的诊治有重要意义。人类基因组计划至少应测       条染色体的碱基序列。

玉米宽叶基因（T）与窄叶基因（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的宽叶植株A，其细胞中9号染色体如图一所示。

（1）可通过观察有丝分裂     期细胞进行     分析得知该植株发生了突变，该宽叶植株的变异类型属于     变异。
（2）为了确定植株A的T基因是位于正常染色体还是异常染色体上，让其作为父本与正常的窄叶进行测交。如果F₁表现型为     ，则说明T基因位于异常染色体上。请用遗传图解解释上述现象。
（3）若（2）中测交产生的F₁中，发现了一株宽叶植株B,其染色体及基因型组成如图二。从细胞水平分析出现该植株的原因是由于父本在减数分裂过程中       未分离而导致的。
（4）若（3）中得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机地移向细胞两极并最终生成含有1条9号染色体和含有2条9号染色体的配子，请据此写出植株B可育花粉的基因型        。

（16分)某医师通过对一对正常夫妻(Ⅲ)(妻子已怀孕)的检查和询问，判断出丈夫家族中有人患有甲种遗传病(显性基因为A，隐性基因为a)，他的祖父和祖母是近亲结婚；妻子家族中患有乙种遗传病(显性基因为B，隐性基因为b)，她有一个年龄相差不多患21三体综合征的舅舅；夫妻均不带有对方家族的致病基因。医师将两个家族的系谱图绘制出来(如图所示)，请回答下列相关问题：

（1）甲病的致病基因位于________染色体上，是________性遗传病。
（2）乙病的致病基因位于________染色体上，是________性遗传病。
（3）丈夫的基因型是________。
（4）该夫妇再生一个男孩患病的概率是________。
（5）21三体综合征可能是由染色体组成为________的卵细胞或________的精子或正常的生殖细胞受精后发育而来。

决定玉米籽粒有色（C）和无色（c）、淀粉质（W）和蜡质（w）的基因位于9号染色体上，结构异常的9号染色体一端有染色体结节，另一端有来自8号染色体的片段（见图1）。家利用玉米染色体的特殊性进行了图2所示的研究。请回答问题：

（1）8号染色体片段转移到9号染色体上的变异现象称为       。
（2）图2中的母本在减数分裂形成配子时，这两对基因所在的染色体_____（填“能”或“不能”）发生联会。
（3）图2中的亲本杂交时，F1出现了四种表现型，其中表现型为无色蜡质个体的出现，说明亲代_____________细胞在减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间发生了__________，产生了基因型为_______________的重组型配子。
（4）由于异常的9号染色体上有__________________作为C和wx的细胞标记，所以可在显微镜下通过观察染色体来研究两对基因的重组现象。将F1表现型为无色蜡质个体的组织细胞制成临时装片观察，观察到___________________的染色体，可作为基因重组的细胞证据。

遗传和变异是生物界的普遍现象，现运用你所学的有关知识回答下列有关遗传和变异的问题。注：某植物(2N＝24)的正常植株(A)对矮生植株(a)为显性。

(1)如图为这种植物(基因型为Aa)减数分裂四分体时期部分染色体的示意图。
如果1号染色单体上的基因为A，则2号最可能是__________。
(2)若该植物为AA，A基因所在的那一对同源染色体在减数第一次发裂时不分离，则母本产生的配子染色体数目为__________或__________。此种变异类型属于可遗传变异中的______________。
(3)假设两种纯合突变体甲和乙都是由控制株高的A基因突变产生的，检测突变基因转录的mRNA，发现甲的第二个密码子中的第二个碱基由C变为U，乙在第二个密码子的第二个碱基前多了一个U。与正常植株相比，突变体__________的株高变化更大。

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      ____，用此育种方式一般从F₂才能开始选育AAbb个体。
(2)过程⑤常采_ _ ___的方法得到Ab幼体，再利用    ___处理得到AAbb植株。与过程①②③的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是        ________，过程⑤⑥应用的遗传学原理为____________。
(3)过程⑦的育种方式是____ ______，与过程⑦比较，过程④的明显优势是______________        。