高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

某一果蝇品系，有两对相对性状,分别由两对等位基因控制。其中控制棒眼和正常眼的基因位于X染色体上，用B、b来表示。控制长翅和残翅的基因位于常染色体上，用A、a来表示。某—研究组利用两个亲本杂交得到的F₁代的表现型及比例如下：

表现型	棒眼长翅	棒眼残翅	正常眼长翅	正常眼残翅
比例	6	2	3	1

请回答下列问题：
（1）根据上述表格中的F₁代的表现型和比例，可推断亲代的基因型为                  。
（2）进一步研究发现，F₁中出现异常分离比的原因是某一亲本的一条X染色体上出现一个突变基因，基因的纯合子在胚胎期间死亡（X^lX^l或X^lY不能存活）。请判断存在该突变基因的亲本是    (填“母本”、“父本”）。该亲本中X染色体上基因的分布是         。
 
（3）现要从F₁中选出不携带突变基因的棒眼雌果蝇用于后续的研究，需用棒眼雌性与           杂交，观察后代的表现型和比例，若             ，则该果蝇即是所需果蝇；若_                          ， 则不是所需果蝇。
（4）另一个研究组用棒眼雌蝇(X^BlX^b)和棒眼雄蝇(X^BY)做杂交验，在F₁中偶然发现染色体组成为X0的雄果蝇，后续研究发现是亲本精子形成过程中减数第一次分裂发生染色体异常分离，推断该果蝇的基因型是       ，请用遗传图解和必要的文字说明描述该果蝇的形成过程(请写出配子）      。[X0(雄性不育），XXY(雌性可育），XXX(死亡），〇Y(死亡）]

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。

（1）途径1、4依据的遗传学原理分别               、                 。
（2）通过途径2、3获得幼苗的过程都应用了植物组织培养技术，该技术依据的生物学原理是                                。
（3）通过途径2获得新品种的方法是                  ，其中能稳定遗传的个体占          。
（4）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    ，该过程中秋水仙素的作用机理是                           。

以下分别表示几种不同的育种方法。请分析回答：

（1）A所示过程称“克隆”技术，新个体丙的基因型应与亲本中的        个体相同.
（2）B过程中，由物种P突变为物种P₁。在指导蛋白质合成时，③处的氨基酸由物种P的       改变成了          。（缬氨酸GUC；谷氨酰胺CAG；天门冬氨酸GAC）
（3）C过程所示的育种方法叫做         ，该方法最常用的做法是在①处          。
（4）D表示的育种方法是        ，若要在F₂中选出最符合要求的新品种，最常用的方法是                                                                 。
（5）E过程中，②常用的方法是                  ，与D过程相比，E方法的突出优点是                  。

普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制两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矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占
_   ________________________ 。
(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是     类。
(3)A、B、C三种方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是   组，原因是_____________________________________________________________。
(4)通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病小麦新品种最常用的方法是 _____________
 _________________________________________________________________。
获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占    _____________。
(5)在一块高秆(纯合子)小麦田中，发现了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究该矮秆性状出现的可能原因(简要写出所用方法、结果和结论)。
___________________________________________________________________ 
 ___________________________________________________________________
 ___________________________________________________________________
 _________________________________________________________________。

玉米籽粒的颜色有黄色、白色和紫色三种。为了解玉米籽粒颜色的遗传方式，研究者设置了以下6组杂交实验，实验结果如下。

	第一组	第二组	第三组	第四组	第五组	第六组
亲本 组合	纯合紫色× 纯合紫色	纯合紫色× 纯合黄色	纯合黄色× 纯合黄色	黄色×黄色	紫色×紫色	白色×白色
F1籽 粒颜色	紫色	紫色	黄色	黄色、白色	紫色、 黄色、 白色	白色

（1）若第五组实验的F₁籽粒颜色及比例为紫色：黄色：白色=12：3：1，据此推测玉米籽粒的颜色由         对等位基因控制，第五组中F₁紫色籽粒的基因型有      种。第四组F₁籽粒黄色与白色的比例应是         ；第五组F₁中所有黄色籽粒的玉米自交，后代中白色籽粒的比例应是         。（每空一分）
（2）若只研究黄色和白色玉米籽粒颜色的遗传，发现黄色基因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号染色体如下图一。

①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。如果F₁表现型及比例为          ，则说明T基因位于异常染色体上。
②以植株A为父本，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上图二。该植株的出现可能是由于亲本中的       。
本减数分裂过程中          未分离造成的。
③若②中的植株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       。

家蚕是二倍体生物，含56条染色体，ZZ为雄性，ZW为雌性。
(1)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的两个个体的F₁自由交配，F₂中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（基因型Z^dZ^d、Z^dW的受精卵不能发育，但Z^d的配子有活性）。问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＿＿＿。

(16分)下图是某一年生白花传粉植物(2n=12)的某些基因在亲本细胞染色体上的排列情况。该种植物的高度由三对等位基因B、b，F、f，G、g共同决定，显性基因具有增高效应，且增高效应都相同，还可以累加，即显性基因的个数与植株高度呈正相关。已知图示中母本高75 cm，父本高45 cm，据此回答下列问题。

（1）若图示母本细胞正处于分裂过程中，则该细胞内可形成_______________个四分体。
（2）上述亲本杂交子代F₁的高度是________________cm，若考虑图中所示全部基因，F₁测交后代中高度为55 cm的植株有_________________种基因型。
（3）若基因E纯合会导致个体死亡，则F₁自交得到的F₂中杂合子Ee所占比例为___________________。
（4）该种植物红花与白花由两对等位基因控制，基因D、d位于l、2号染色体上，另一对等位基因为A、a，且D控制色素的合成，A抑制色素的合成。请完善下列实验步骤，探究基因A和a是否也位于1、2号染色体上(不考虑交叉互换和突变)。
第一步：选择基因型为__________________的纯合亲本进行杂交得到F₁种子。
第二步：种植F₁种子，待植株成熟让其_________________交，得到F₂种子。
第三步：种植F₂种子，待其长出花朵，观察统计花的颜色及比例。
结果及结论：
①若F₂植株的_______________________________，说明A、a不位于1、2号染色体上。
②若F₂植株的_______________________________，说明A、a位于1、2号染色体上。

下图为果蝇体细胞染色体及部分基因位置的示意图，请回答有关问题：

(1)果蝇的体细胞内有               个染色体组，一个卵细胞内的染色体组成可表示为                (用图中序号表示)。
(2)实验得知，基因(C、c)与(D、d)位于III号染色体上，基因型为dd的个体胚胎致死。两对等位基因功能互不影响，且在减数分裂过程不发生交叉互换。这两对等位基因        (遵循／不遵循)自由组合定律。以基因型如上图所示的雌雄果蝇为亲本进行自由交配，后代中基因型为CcDd个体所占比例为   。
(3)摩尔根通过果蝇伴性遗传实验证明了基因位于染色体上(白眼基因b位于X染色体上)。他的学生布里奇斯在重复其果蝇伴性遗传实验时，又发现了例外现象。他观察了大量的白眼雌蝇与红眼雄蝇的杂交后代，发现大约每2000个子代个体中，有一个可育的白眼雌蝇或不育的红眼雄蝇。已知几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如下表所示：

染色体 组成	XXY	XO	YO	XYY	XXX
性状	雌性， 可育	雄性， 不育	死亡	雄性， 可育	死亡

这些例外现象的产生是由于X染色体在        (填具体时期)不分开，产生了性染色体组成为       的卵细胞。该例外的可育白眼雌果蝇与正常红眼雄果蝇杂交，子代中自眼雄果蝇的基因型为        。
(4)多一条IV号染色体的三体果蝇可以正常生活且能正常减数分裂，但性状和正常个体不同，可用于遗传学研究。果蝇的正常眼(E)对无眼(e)是显性，等位基因位于常染色体上。现利用无眼果蝇与纯合的正常眼IV号染色体三体果蝇交配，探究无眼基因是否位于IV号染色体上。
实验步骤：①用无眼果蝇与纯合正常眼三体果蝇杂交，得F₁；
②将F₁中三体果蝇与       交配，得F₂；
③观察并统计F₂的表现型及比例。
结果预测：若F2中        ，则说明无眼基因位于IV号染色体上；
若F2中        ，则说明无眼基因不在IV号染色体上。

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组用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品种的是         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              。获得的矮杆抗病植株中能稳定遗传的占       。
（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矮杆性状出现的可能原因（简要写出所用方法、结果和结论）

玉米植株的抗锈病（T）和不抗锈病（t）的基因以及籽粒的非甜（A）和甜（a）的基因分别位于两对同源染色体上。有人以纯合的不抗锈病非甜玉米甲为材料，用射线处理其种子获得了抗锈病非甜个体乙；用射线处理其花药并进行相关培养，获得了可育的不抗锈病甜粒个体丙。（甲、乙、丙均为二倍体）请回答：
（1）丙的基因型是____________，在获得丙的过程中运用的育种方法有____________。
（2）研究表明，乙与甲相比只有一个基因发生改变，若将乙于丙杂交，理论上，F₁有______种表现型，从F₁中选择抗锈病非甜个体自交，F₂抗锈病甜粒个体中抗锈病基因的频率是__________。
（3）上述实验所用玉米甲为非糯性，将甲的种子用射线处理后单独隔离种植，发现有两株植株所结的籽粒表现型及比例均为非糯性∶糯性=3:1。现要研究这两株玉米的糯性突变是发生在同一对基因上，还是分别发生在两对不同的基因上，某兴趣小组设计了如下实验：
设计思路：选取两株植株的糯性籽粒种植并相互杂交，统计F₁的表现型及比例。
实验结果及结论：
若__________________，则这两株玉米的糯性突变发生在同一对基因上。
若__________________，则这两株玉米的糯性突变发生在两对不同的基因上。

家蚕蚕体有斑纹由常染色体上的基因A控制,基因型aa表现为无斑纹。斑纹颜色由常染色体上另一对基因(B/b)控制,BB或Bb为黑色,bb为灰色。

(1)现选用两纯合亲本甲、乙杂交得到F₁,F₁测交结果如下表:(注意:只有有斑纹时才分为黑色和灰色)、亲本甲性状为无斑纹,乙的基因型为                         。

(2)F₁雌雄交配所得F₂的性状和分离比为                     。F₂中自交不发生性状分离的个体占_______。
(3)A/a所在染色体偶见缺失现象,如图所示。染色体缺失的卵细胞不育,染色体缺失的精子可育。基因型为A⁰a的蚕雌雄交配,子代的表现型和比例为     。
(4)家蚕中,雌性性染色体为ZW,雄性性染色体为ZZ。家蚕体壁正常基因(T)与体壁透明基因(t)是位于Z染色体上的一对等位基因。现用有斑纹体壁透明雌蚕(A⁰aZ^tW)与 有斑纹体壁正常雄蚕(A⁰aZ^TZ^T)杂交得到F₁,将其中有斑纹个体相互交配,后代中有斑纹体壁正常雄性个体和有斑纹体壁正常雌性个体分别占_______、_______。

某二倍体植物（2n=14）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，但雌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，结果如下表，说明控制这对相对性状的基因遗传遵循         定律。

（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右下图（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8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70%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8条染色体和含有7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         色的种子留种；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。

某二倍体植物的花色受独立遗传且完全显性的三对基因（用 Dd 、 Ii 、 Rr 表示）控制。研究发现，体细胞中 r 基因数多于 R 时， R 基因的表达减弱而形成粉红花突变体。基因控制花色色素合成的途径、粉红花突变体体细胞中基因与染色体的组成（其它基因数量与染色体均正常）如图所示。

（1）正常情况下，甲图中红花植株的基因型有 _____ 种。某正常红花植株自交后代出现了两种表现型，子代中表现型的比例为 _________ 。 
（2）突变体①、②、③的花色相同，这说明花色素的合成量与体细胞内 _________ 有关。对 R 与 r 基因的 mRNA 进行研究，发现其末端序列存在差异，如图所示。二者编码的氨基酸在数量上相差 _____ 个（起始密码子位置相同， UAA 、 UAG 与 UGA 为终止密码子），其直接原因是 _______________ 。
（3）基因型为 iiDdRr 的花芽中，出现基因型为 iiDdr 的一部分细胞，其发育形成的花呈 _____ 色，该变异是细胞分裂过程中出现 __________ 的结果。基因型为 iiDdr 的突变体自交所形成的部分受精卵不能发育，其根本原因是 _____ 。 
（4）现在基因组成为iiDDRR正常植株若干，分别与突变①、②、③杂交（假设实验过程中不存在突变与染色体互换，各型配子活力相同），请预测其子代表现型及比例。
与突变①杂交子代的表现性与比例                         
与突变②杂交子代的表现性与比例                         
与突变③杂交子代的表现性与比例                         

我国科学家率先完成了家蚕(2n=56)基因组精细图谱的绘制。家蚕中，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染色体的数量最多是_________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结构变异中的__________________。由“变异家蚕”培育出“限性斑纹雌蚕”的过程中，F1的基因型有__________种，此育种方法所依据的原理是_________________。

(3)雄蚕由于吐丝多、丝质好，更受蚕农青睐。在生产中可以利用限性斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕培育出根据体色辨别性别的后代，请用遗传图解和适当的文字描述选育雄蚕的过程(4分)。  
(4)已知幼蚕体色正常基因(T)与油质透明基因(t)是位于z染色体上的一对等位基因，结天然绿色蚕茧基因(G)与白色蚕茧基因(g)是位于常染色体上的一对等位基因，T对t，G对g为显性。现有一杂交组合：，F1中结天然绿色蚕茧的雄性个体所占比例为____________，F2中幼蚕体色油质透明且结天然绿色蚕茧的雌性个体所占比例为________________________。

如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。乙品系是通过转基因技术获得的品系，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）。

（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）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）。
（4）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秆抗白粉病纯合子的过程。