高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

图1表示果蝇体细胞的染色体组成，图2表示果蝇性染色体X和Y的非同源区段和同源区段。已知控制果蝇刚毛（B）和截毛（b）的等位基因位于XY染色体的同源区段。

请分析回答：
（1）基因B和b的根本区别是          ，它们所控制性状的遗传遵循          定律。若只考虑这对基因，截毛雄果蝇的基因型可表示为                  。
（2）若某雄果蝇X染色体的非同源区段有一显性致病基因，与正常雌果蝇交配，后代发病率为      ；若此雄果蝇Y染色体的非同源区段同时存在另一致病基因，与正常雌果蝇交配，后代发病率为      。
（3）研究人员发现，果蝇群体中偶尔会出现Ⅳ-三体（Ⅳ号染色体多一条）的个体。从变异类型分析，此变异属于      。已知Ⅳ-三体的个体均能正常生活，且可以繁殖后代，则三体雄果蝇减数分裂过程中，次级精母细胞中Ⅳ号染色体的数目可能有      条（写出全部可能性）。从染色体组成的角度分析，此种三体雄果蝇经减数分裂可产生      种配子，与正常雌果蝇杂交，子一代中正常个体和三体的比例为      。

正常果蝇体细胞内有4对同源染色体，下图是几种性染色体异常的果蝇的性别、育性等情况。

（1）对果蝇基因组进行研究，应对       条染色体上的DNA进行测序。
（2）按照遗传规律，白眼雌果蝇（X^rX^r）和红眼雄果蝇交配，后代雄果蝇都应该是白眼的，雌果蝇都应该是红眼的；但是会出现偶尔的例外，即会有白眼雌果蝇或者红眼雄果蝇的产生。请用以上性染色体异常的原理解释：白眼雌果蝇或者红眼雄果蝇是在     （雌、雄）配子的形成中，产生的异常配子，经过受精后发育而成的。在下图中绘出其中一种异常配子的染色体组成。

（3）用红眼雌果蝇（X^RX^R）与白眼雄果蝇（X^rY）为亲本杂交，在F₁群体中发现一只白眼雄果蝇（记作“M”）。M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。现提供染色体正常的红眼、白眼雌雄果蝇若干，请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
设计思路：                               ，分析子代的表现型。
结果预测：①若                           ，则是环境改变；
②若                           ，则是基因突变；
③若                           ，则是减数分裂时X染色体不分离。

普通小麦中有高杆抗病（TTRR）和矮杆易感病（ttrr）两个品种，控制两对相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组由F₁获得F₂的方法是        ，F₂矮杆抗病植株中不能稳定遗传的占       。
（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮杆抗病植株中，最可能产生不育配子的是       类。
（3）A、B、C三组方法中，最不容易获得矮杆抗病小麦新品种的方法是     组，原因是          。
（4）通过矮杆抗病Ⅱ获得矮杆抗病小麦新品种的方法是                       。
（5）在一块高杆（纯合体）小麦田中，发现了一株矮杆小麦。请设计实验方案探究该性状出现的可能原因（简要写出所用方法、结果和结论）__________________         。

已知果蝇是XY型性别决定，体细胞中含一条X染色体的是雄性（如6+XY，6+X，6+XYY，其中6+X不育），含两条X染色体的是雌性（如6+XX，6+XXY，都可育），含3条或0条X染色体表现为胚胎期致死，有Y或无Y染色体都不影响性别。现有一只基因型为X^rX^r的白眼雌果蝇和基因型为X^RY的红眼雄果蝇杂交，F₁中出现白眼雄果蝇和红眼雌果蝇，还出现少数白眼雌果蝇和不育的红眼雄果蝇。如将F₁中白眼雌果蝇与基因型为X^RY的红眼雄果蝇杂交，F₂中出现白眼雄果蝇和红眼雌果蝇，又出现少数白眼雌果蝇和可育的红眼雄果蝇。
（1）F₁中白眼雄果蝇、红眼雄果蝇的基因型分别是           、           。
（2）F₁中红眼雄果蝇的X染色体来自亲本中的     蝇，白眼雌果蝇的X染色体来自亲本中的     蝇，并将其传给F₂中表现型为                     的果蝇。
（3）F₂中红眼雌果蝇的基因型是             。

生物中缺失一条染色体的个体叫单体(2n— 1)。大多数动物的单体不能存活，但在黑腹果蝇(2n=8)中，点状染色体(4号染色体)缺失一条也可以存活，而且能够繁殖后代，可以用来进行遗传学研究。果蝇短肢基因位于常染色体上,将短肢果蝇个体与纯合正常肢个体交配得F₁，F₁自由交配得F₂，子代的表现型及比例如下表：

	短肢	正常肢
F1	0	85
F2	79	245

(1)某果蝇体细胞染色体组成如图，则该果蝇的性别是            。
(2)4号染色体单体果蝇所产生的配子中的染色体数目为                。
(3)现利用正常染色体正常肢和短肢、4号染色体单体的正常肢和短肢共4种纯合果蝇，来探究短肢基因是否位于4号染色体上。请完成以下实验设计：
实验步骤：
①选择__________________________亲本果蝇杂交，获得子代；
②统计子代的性状表现，并记录。
实验结果预测及结论：
a.若                               ，则说明短肢基因位于4号染色体上；
b.若_______________________________；则说明短肢基因不位于4号染色体上。
(4)若通过(3)确定了短肢基因位于4号染色体上，则将非单体的正常肢(纯合)果蝇与短肢4号染色体单体果蝇交配，后代出现正常肢4号染色体单体果蝇的概率为_______。

某种雌雄异株（XY型）的二倍体高等植物，控制株色和叶形两对性状的两对等位基因中，一对（A、a）位于2号常染色体上，一对（X^B、X^b）位于X染色体上。已知缺失一条常染色体的植株仍能正常生存和繁殖，缺失一条常染色体的雌雄配子成活率极低且相等，缺失一对常染色体的植株不能成活。现有都缺失一条2号常染色体的植株杂交，结果如图。请据图分析回答：

（1）株色和叶形两对性状中，显性性状分别是_________________，控制叶形的基因位于  _____________染色体上，亲本的基因型是____________________。
（2）理论上，F₁中绿色宽叶和绿色窄叶植株的数量比接近__________________，这两种植株中是否存在染色体缺失的个体?_______________________。
（3）若上图两个亲本中只有一方缺失了一条2号常染色体，利用该亲本再进行杂交实验并预测结果（分析时只考虑A、a基因控制的性状，正常亲本为纯合子）。若亲本中雌性植株缺失了一条2号常染色体，那么F₁表现为_____________________；若亲本中雄性植株缺失了一条2号常染色体，那么F₁表现为_____________________。

野生猕猴桃是一种多年生的富含V.C的二倍体（2n=58）小野果。下图是某科研小组以大量的野生猕猴桃种子（aa）为实验材料培育抗虫猕猴桃无籽新品种的过程，据图回答：

（1）填育种类型：①            ③             ⑥             
（2）若②过程是自交，在产生的子代植株中AA的概率为          ；
（3）③⑦过程用到的药剂是           ，原理是                          ，经③过程产生的AAaa植株是        （填“纯合子”或“杂合子”）；
（4）若④过程是自交，则产生的AAAA的概率是          。
(5)若⑤过程是杂交，产生的AAA植株的体细胞含染色体数目是                       ，该植株所结果实无籽的原因是减数分裂过程中                       ；AA植株和AAAA植株不是一个物种的原因是                            。
（6）⑥过程中用到的工具酶是                 、                 ，操作步骤的第三步是              ；AAA的细胞成功接受抗虫B基因后，经植物组织培养产生幼苗，移栽后长成AAAB的抗虫新品种植株，该过程中产生的变异类型是        。

出芽酵母的生活史如下图1所示，其野生型基因发生突变后，表现为突变型（如图2所示）。研究发现该突变型酵母（单倍体）中有少量又回复为野生型表现型，请分析回答：

（1）酵母的生殖方式Ⅱ与Ⅰ、Ⅲ相比，在减数分裂过程中能发生    ，因而产生的后代具有更大的变异性。
（2）依据图2和表1分析，A基因的突变会导致相应蛋白质的合成        ，进而使其功能缺失。
（3）研究者提出两种假设来解释突变型酵母回复为野生型表现型的原因。
①假设一：a基因又突变回A基因。提出此假设的依据是基因突变具有   性。
②假设二：a基因未发生突变，编码能携带谷氨酰胺的tRNA的基因B突变为b基因（a、b基因位于非同源染色体上）。在a基因表达过程中，b基因的表达产物携带的氨基酸为________，识别的密码子为     ，使a基因指导合成出完整的、有功能的蛋白质。
（4）为检验以上假设是否成立，研究者将回复后的单倍体野生型酵母与原始单倍体野生型酵母进行杂交，获取二倍体个体（F₁），培养F₁，使其减数分裂产生大量单倍体后代，检测并统计这些单倍体的表现型。
①若F₁的单倍体子代表现型为                                       ，则支持假设一。
②若F₁的单倍体子代野生型与突变型比例为3:1，则支持假设二，F₁的单倍体子代中野生型个体的基因型是                  ，来源于一个F₁细胞的四个单倍体子代酵母细胞的表现型及比例可能为    。

甲、乙为某种二倍体植物的2个植株，其体细胞中2对同源染色体（Ⅰ和Ⅱ）及相关基因分别见图甲和图乙，其中图乙表示变异情况。减数分裂时，染色体联会过程均不发生交叉互换。A和B是显性基因，A和a分别控制高茎和矮茎；B和b分别控制红花和白花。

（1）若甲植株进行自交产生的子代为N。N的矮茎红花个体中纯合子占       ；若选择N的全部高茎红花植株自由交配，其子代中矮茎白花个体占         。
（2）乙植株发生了的变异类型是     ；发生该变异时，图中所示基因B的碱基序列是否改变？         。（填“是”或“否”）。
（3）甲植株图中相关基因的遗传符合          定律。

玉米的除草剂抗性（简称抗性，T）与除草剂敏感（简称非抗，t）、非糯性（G）与糯性（g）互为相对性状，它们分别位于两对同源染色体上。现在以纯合的非抗非糯性玉米（甲）为材料，经过诱变处理获得抗性非糯性个体（乙）；同时对甲的花粉进行诱变处理并培养等，获得可育的非抗糯性个体（丙）。

请回答：
（1）获得丙的过程中，运用了诱变育种和________________育种技术。
（2）若要培育抗性糯性的新品种，采用乙与丙杂交，F₁只出现抗性非糯性和非抗非糯性的个体；从F₁中选择表现型为________的个体自交，F₂中有抗性糯性个体，其比例是_______。
（3）采用自交法鉴定F₂中抗性糯性个体是否为纯合子。若自交后代中没有表现型为__________的个体，则被鉴定个体为纯合子；反之则为杂合子。请用遗传图解表示杂合子的鉴定过程。
（4）A和a是玉米DNA上的一对等位基因。为了研究T、t与A、a的位置关系，遗传学家对若干基因型为AaTt和AATT个体杂交后代的基因型进行了分析。结果发现这些后代的基因型只有AaTT 和AATt两种。据此，可以判断这两对基因位于_________染色体上，理由是_______。

(10分)在某严格自花传粉的二倍体植物中，发现甲、乙两类矮生突变体(如图所示)，矮化植株无A基因，矮化程度与a基因的数量呈正相关。丙为花粉不育突变体，含b基因的花粉败育。请同答下列问题：

（1）甲类变异属于          ，乙类变异是在甲类变异的基础上，染色体的结构发生了          。
（2）乙减数分裂产生            种花粉，在分裂前期，一个四分体中最多带有          个a基因。
（3）甲的自交后代只有一种表现型，乙的自交后代中(各类型配子和植株的成活率相同)，F₁有        种矮化类型，F₂植株矮化程度由低到高，数量比为              。
（4）为鉴定丙的花粉败育基因b是否和a基因位于同源染色体上，进行如下杂交实验：丙(♀)与甲(♂)杂交得F₁。再以F₁做        (父本，母本)与甲回交。
①若F₂中，表现型及比例为          ，则基因b、a位于同源染色体上。
②若F₂中，表现型及比例为          ，则基因b、a位于非同源染色体上。

（每空2分，共16分）紫罗兰的单瓣与重瓣是由一对等位基因（A、a）控制的相对性状。研究人员发现所有的重瓣紫罗兰都不育（雌、雄蕊发育不完善），单瓣紫罗兰自交后代总是存在约50%的单瓣花和50%重瓣花。自交实验结果如图所示：

（1）根据实验结果可知：紫罗兰花瓣中              为显性性状，实验中F₁重瓣紫罗兰的基因型为              。
（2）经研究发现，出现上述实验现象的原因是等位基因（A、a）所在染色体发生部分缺失(不影响减数分裂过程)，而且染色体缺失的花粉致死，染色体缺失的雌配子可育。若A^-、a^-表示基因位于缺失染色体上，A、a表示基因位于正常染色体上，请写出上述实验中F₂单瓣紫罗兰的雌配子基因型及其比例                                     ；雄配子的基因型为           。
（3）某兴趣小组为探究“染色体缺失的花粉是否致死”，设计了如下实验方案。
实验步骤：
①取上述实验中            的花药进行离体培养，获得单倍体；
②                                                                          ；
③统计、观察子代的花瓣性状。
实验结果及结论：
若子代花瓣                           ，则染色体缺失的花粉致死；
若子代花瓣                           ，则染色体缺失的花粉可育。

现有4种（2、6、7、10号）三体玉米，即第2、6、7、10号同源染色体分别多出一条。三体玉米减数分裂一般产生两类配子，一类是n+1型（非常态），即配子含有两条该同源染色体；一类是n型（常态），即配子含有一条该同源染色体。n+1型配子若为卵细胞可正常参与受精作用产生子代，若为花粉则不能参与受精作用。已知玉米抗病（B）对感病（b）为显性。现以纯合抗病普通玉米（BB）为父本，分别与上述4种三体且感病的玉米（母本）杂交，从F₁中选出三体植株作为父本，分别与感病普通玉米（bb）进行杂交，得出的F₂的表现型及数目如下表：

三体感病母本	2号	6号	7号	10号
F2	抗病	239	325	191	402
感病	217	317	183	793

 
请补充完整下列分析过程，以确定等位基因（B、b）位于哪号染色体上。

（1）若等位基因（B、b）位于三体染色体上，则亲本①的基因型是bbb；F₁三体②的基因型为                ，其产生的花粉种类及比例为：B:b:Bb:bb=1：2：2：1；F₂的表现型及比例为                       。
（2）若等位基因（B、b）不位于三体染色体上，则亲本①的基因型为              ；F₂的表现型及比例为                       。
（3）综上分析，依据表中实验结果，等位基因（B、b）位于        号同源染色体上。

动物中缺失一条染色体的个体叫单体(2n-1)。大多数动物的单体不能存活,但在黑腹果蝇(2n=8)中,点状染色体(4号染色体)缺失一条也可以存活,而且能够繁殖后代,可以用来进行遗传学研究。
(1)某果蝇体细胞染色体组成如图,则该果蝇的性别是   ,从变异类型看,单体属于   。

(2)4号染色体单体的果蝇所产生的配子中的染色体数目为   。
(3)果蝇群体中存在短肢个体,短肢基因位于常染色体上,将短肢果蝇个体与纯合正常肢个体交配得F₁,F₁自由交配得F₂,子代的表现型及比例如表所示。据表判断,显性性状为   ,理由是              。

	短肢	正常肢
F1	0	85
F2	79	245

(4)根据判断结果,可利用非单体的短肢果蝇与正常肢(纯合)4号染色体单体果蝇交配,探究短肢基因是否位于4号染色体上。请完成以下实验设计。
实验步骤:
①让非单体的短肢果蝇个体与正常肢(纯合)4号染色体单体果蝇交配,获得子代;
②统计子代的性状表现,并记录。
实验结果预测及结论:
①若                                              ,则说明短肢基因位于4号染色体上;
②若                                              ,则说明短肢基因不位于4号染色体上。
(5)若通过(4)确定了短肢基因位于4号染色体上,则将非单体的正常肢(杂合)果蝇与短肢4号染色体单体果蝇交配,后代出现短肢果蝇的概率为   。
(6)图示果蝇与另一果蝇杂交,若出现图示果蝇的某条染色体上的所有隐性基因都在后代中表达,可能的原因是        (不考虑突变、非正常生殖和环境因素);若果蝇的某一性状的遗传特点是子代的表现总与亲代中雌果蝇一致,请尝试解释最可能的原因                                         。

小麦是一种重要的粮食作物，改善小麦的遗传性状是科学工作者不断努力的目标，下图是遗传育种的一些途径。

（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，其中矮秆抗病类型出现的比例是________，选F₂矮秆抗病类型连续自交、筛选，直至__________。
（2）如想在较短时间内获得上述新品种小麦，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，一般要经过的四个步骤是：_________；_________；__________；_________。
（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。