高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

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。        

单倍体育种能明显缩短育种年限，在育种过程中用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使植物细胞内的染色体加倍，那么，用一定时间的低温(4℃)处理萌发的种子或幼苗，是否也能诱导细胞内染色体数目加倍呢？请就低温对细胞内染色体数目的影响是否与秋水仙素作用相同的问题进行实验探究。
材料用具：A小麦的高秆(显性)抗锈病(显性)纯种、B小麦的矮秆不抗锈病纯种、小烧杯或培养皿若干、清水、冰箱、2%的秋水仙素、龙胆紫、显微镜。
(1)针对上面的问题作出假设：低温同秋水仙素一样可以诱导细胞内染色体数目的加倍。提出此假设的依据是____________________________。
(2)请根据你的假设写出设计方案步骤：
F₁高抗→F₁高抗→花药离体培养→单倍体植株。
②a.______________________________________________________________；
b．将三组生长状况相同的单倍体植株分别放入三个培养皿中，其中1号放在室温下，2号______________，3号______________，培养时间相同。
③制成装片在显微镜下观察。
(3)实验结果预测与结论_____________________________________________。

A、B、C、D、E分别表示几种不同的育种方法，根据图回答：
A．
B．
C．
D．
E．
（1）A图所示过程称克隆技术，新个体丙的性别决定于________亲本。
（2）在B图中，由物种P突变为物种P′，是指导蛋白质合成时，③处的氨基酸由物种P的________改变成了________。（缬氨酸GUC；谷氨酰胺CAG；天冬氨酸GAC）
（3）C图所表示的育种方法最常用的做法是在①处____________。
（4）D图表示的育种方法是杂交育种，若要在F₂中选出最符合生产要求的新品种，最简单的方法是____________。
（5）E图中过程②常用的方法是________，与D方法相比，E方法的突出特点是__________。

家蚕（2n=56）属于ZW型性别决定的二倍体生物。幼蚕斑纹由复等位基因A^B（黑色斑）、A^S（黑缟斑）、A（普通斑）、a（素斑）控制，前者对后者所有基因均完全显性，且基因位于2号染色体上。请回答下列问题：
（1）若对家蚕基因组进行研究，需对    条染色体中的DNA进行测序。幼蚕黑色斑是皮肤细胞产生并沉积黑色素形成的，这说明基因AB通过控制   而控制斑纹性状。
（2）黑缟斑幼蚕的基因型有____种，正常的幼蚕细胞中基因A^s最多有____个。
（3）某个体X与黑缟斑个体Y杂交，若子代仅有黑缟斑和普通斑两种类型，且个体Y的基因型为A^SA，则个体X的表现型为____；若子代有黑缟斑、普通斑与素斑三种类型，则个体X与Y的基因型为______。
（4）在基因型为Aa蚕卵的孵化过程中，用X射线进行处理，在雌蚕幼体中发现有少数个体表现为素斑、或为普通斑与素斑的嵌合体；另有少数普通斑雌蚕成熟后，其测交子代斑纹表现为伴性遗传。对这些变异类型进行研究，发现细胞中基因及染色体的变化如图所示（其他基因及染色体均正常）。

①上述事实表明，射线引起的突变具有____的特点。
②若嵌合体幼蚕的部分细胞为突变II，则其是在细胞进行____过程中发生了____导致的。
③突变Ⅲ这类变异称为     ，突变Ⅲ个体减数分裂能产生   种基因组成的卵细胞。
④突变Ⅲ（基因型为aZW^A）与正常个体侧交，子代中雄蚕为素斑的概率为   ，雌蚕的基因型为____。

利用卵细胞培育二倍体是目前鱼类育种的重要技术，其原理是经辐射处理的精子入卵后不能与卵细胞核融合，只激活卵母细胞完成减数分裂，后代的遗传物质全部来自卵细胞。关键步骤包括：①精子染色体的失活处理；②卵细胞染色体二倍体化等。请据图回答：（每空3分，共15分）

（1）经辐射处理可导致精子染色体断裂失活，这属于染色体结构变异。
（2）卵细胞的二倍体化有两种方法。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因是_______________；用方法二获得的子代通常是杂合二倍体，这是因为同源染色体的非姐妹染色单体发生了交叉互换造成的。
（3）用上述方法繁殖鱼类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（雌性为XX，雄性为XY）；若子代性别为__________，则其性别决定为ZW型（雌性为ZW，雄性为ZZ，WW个体不能成活）。
（4）已知金鱼的正常眼（A）对龙眼（a）为显性，基因B能抑制龙眼基因表达，两对基因分别位于两对常染色体上。偶然发现一只有观赏价值的龙眼雌鱼，若用卵细胞二倍体化的方法进行大量繁殖，子代出现龙眼个体的概率为__________；若用基因型为AABB的雄鱼与该雌鱼杂交，子二代出现龙眼个体的概率为__________。

(14分)某二倍体植物的花色由位于三对同源染色体上的三对等位基因(A与a、B与b、D与d)控制，研究发现体细胞中的d基因数多于D基因时，D基因不能表达，且A基因对B基因表达有抑制作用(如图甲所示)。某黄色突变体细胞基因型与其可能的染色体组成如图乙所示(其他染色体与基因均正常，产生的各种配子正常存活)。分析回答：

（1）由图甲可知，正常情况下，黄花性状的可能基因型有________种。图乙中，突变体aaBbDdd的花色为_________。
（2）图乙中，突变体②、③的变异类型分别属于_________和_________。
（3）基因型为AAbbdd的白花植株和纯合黄花植株杂交获得F_l，F₁自交，F₂植株的表现型及其比例为_________，F₂白花中纯合子的比例为_________。
（4）为了确定aaBbDdd植株属于图乙中的哪一种突变体，有人设计了以下实验步骤，请补充完整结果预测。
实验步骤：让该突变体与基因型为aaBBDD的植株杂交，观察并统计子代的表现型及其比例。
结果预测：I．若子代中__________，则其为突变体①；II．若子代中__________，则其为突变体②；III．若子代中__________，则其为突变体③。

果蝇是遗传学研究中的模式生物。请结合所学知识回答以下问题：
(1)果蝇正常减数分裂过程中，含有两条Y染色体的细胞是___________________。
(2)性染色体三体（比正常果蝇多一条性染色体）果蝇在减数分裂过程中，3条性染色体中的任意两条配对联会而正常分离，另一条性染色体不能配对而随机移向细胞的一极。则性染色体组成为XYY的果蝇，所产生配子的性染色体组成种类及比例为_________________________。
(3)果蝇的卷曲翅(A)对正常翅(a)为显性。现有下表中四种果蝇若干只，可选做亲本进行杂交实验。

序号	甲	乙	丙	丁
表现型	卷曲翅♂	卷曲翅♀	正常翅♂	正常翅♀

①若表中四种果蝇均为纯合子，要通过一次杂交实验确定基因A、a是在常染色体上还是在X染色体上，可设计如下实验：选用______________（填序号）为亲本进行杂交。若子代性状表现为____________________________，则基因位于X染色体上。
②若不确定表中四种果蝇是否为纯合子，已确定A、a基因在常染色体上，为进一步探究该基因是否存在显性纯合致死现象（胚胎致死），可设计如下实验：选取____________做亲本杂交，如果子代表现型及比例为______________________________,则存在显性纯合致死，否则不存在。

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。        

图A和图B分别表示甲、乙果蝇某染色体上的部分基因 （果蝇甲和果蝇乙是亲子代关系）。请据图回答：

（1）与图A相比，图B发生了_____    __变异。
（2）图A染色体上控制白眼性状基因与控制棒眼性状基因的根本区别在于___           _________。
（3）一个自然繁殖、表现型正常的果蝇种群，性别比例偏离较大，经研究发现该种群的基因库中存在致死基因，它能引起某种基因型的个体死亡。从该种群中选取一对雌雄果蝇相互交配，F₁中有202个雌性个体和98个雄性个体。请回答：
①导致上述结果的致死基因具有         性致死效应，位于         染色体上。让F₁中雌雄果蝇相互交配，F₂中出现致死的几率为       。
②从该种群中任选一只雌果蝇，如何鉴别它是纯合子还是杂合子？                        。
（4）二倍体动物缺失一条染色体称为单体。假如某等位基因Rr位于果蝇Ⅳ号染色体上，我们可用带荧光标记的R、r共有的序列作探针，与某果蝇（Ⅳ号染色体缺失的单体）各细胞内染色体上R、r基因杂交，观察处于有丝分裂后期的细胞，细胞中有________个荧光点。

玉米是进行遗传学实验的良好材料，其宽叶基因T与窄叶基因t是位于9号染色体上的—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。请分析回答下列问题。

（1）该宽叶植株的变异类型属于             。
（2）以植株A为父本，正常的窄叶植株为母本进行杂交，需在花期进行套袋和            等操作。若产生的F1中，发现了一株宽叶植株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         。
（3）若（2）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l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是             ，其中得到的染色体异常植株占      。
（4）为了探究植株A的T基因是位于正常染色体还是异常染色体上，请设计一个简便的杂交实验：
实验步骤：                                                         。
结果预测：若                             则说明T基因位于异常染色体上。
若                             则说明T基因位于正常染色体上。
（5）研究者发现玉米体细胞内2号染色体上存在两个纯合致死基因E、F，从而得到“平衡致死系”的玉米，其基因与染色体关系如下图所示。该品系的玉米随机自由交配（不考虑交叉互换和基因突变），其子代中杂合子的概率是            ；子代与亲代相比，子代中F基因的频率             （上升/下降/不变）。

豚鼠毛色的黄色基因R与白色基因r是位于9号常染色体上的一对等位基因，已知无正常9号染色体的精子不能参与受精作用。现有基因型为Rr的异常黄色雌豚鼠甲（含有异常9号染色体的豚鼠为异常豚鼠），其细胞中9号染色体及基因组成如图1所示。

（1）用甲豚鼠与正常的白色豚鼠作亲本杂交，其F1随机交配所得的F2中表现型及比例为           。其中异常白色豚鼠所占比例为          。
（2）如果以图2所示染色体的雄豚鼠与正常的白雌豚鼠杂交，产生的F1中发现了一只黄色豚鼠，经检测染色体组成无异常，出现这种现象的原因是           （填“父”或“母”）本形成配子的过程中发生了              或者是          （填“父”或“母”）本形成配子的过程中发生了          。
（3）如果以图2所示染色体的雄豚鼠与正常的白色雌豚鼠杂交，产生的F1中发现了一只黄色豚鼠，经检测，其9号染色体及基因组成如图3所示，出现这种现象的原因是                。
（4）豚鼠的粗毛与细毛分别由位于4号染色体上的A与a控制，用染色体及基因组成如图4所示的雌雄豚鼠杂交，子代中黄色粗毛豚鼠所占比例为            。

分控制生物性状的基因是位于常染色体上、X染色体上，还是位于X、Y染色体的同源区段是遗传学研究的重要内容。请回答相关问题。
(1)已知果蝇的暗红眼由隐性基因(r)控制，但不知控制该性状的基因(r)是位于常染色体上、X染色体上，还是Y染色体上，请你设计一个简单的调查方案进行调查，并预测调查结果。
方案：寻找暗红眼的果蝇进行调查，统计_______________________________。
结果：①________________，则r基因位于常染色体上；
②________________，则r基因位于X染色体上；
③________________，则r基因位于Y染色体上。
(2)动物多为二倍体，缺失一条染色体称为单体(2n－1)。大多数动物的单体不能存活，但在黑腹果蝇中，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。
在果蝇群体中，无眼性状为常染色体隐性遗传，由a基因控制；现利用________果蝇与纯合野生型4号染色体单体果蝇交配，通过统计子代的性状表现，从而判断无眼基因是否位于4号染色体上。
实验结果预测及结论：
①若____________，则说明无眼基因位于4号染色体上；
②若____________，则说明无眼基因不位于4号染色体上。

（一）亲本的基因型为AABB和aabb的小麦杂交，取F₁的花药进行离体培养，再用秋水仙素处理，使其长成植株，试问：
（1）这些植株的基因型可能是         、         、        、        。
（2）这样培养出来的植株与杂交育种后代不同的是，它们都是_____________，自交后代不会发生____________，这种育种方式可以_________育种年限。
（二）将基因型为AA和aa的两个植株杂交，得到F_l，将F₁再作进一步处理，请分析原因回答：

（3）甲植株的基因型是________，乙植株的基因型是___________。
（4）丙植株的体细胞中含有__________个染色体组。

正常的水稻体细胞染色体数为2n =24。现有一种三体水稻，细胞中7号染色体的同源染色体有三条，即染色体数为2n+1=25。下图为该三体水稻细胞及其产生的配子类型和比例示意图（6、7为染色体标号；A为抗病基因，a为非抗病基因；①～④为四种类型配子）。已知染色体数异常的配子（如①、③）中雄配子不能参与受精作用，其他配子均能参与受精作用。请冋答：

（1）若减数分裂过程没有发生基因突变和染色体交叉互换，且产生的配子均有正常活性，则配子②和③_____________(可能/不可能）来自一个初级精母细胞，配子④的7号染色体上的基因为___________。
（2）某同学取该三体的幼嫩花药观察减数分裂过程，欲观察7号染色体的配对状况，应选择处于_________期的细胞，若某次级精母细胞形成配子①，则该次级精母细胞中染色体数为_________________。
（3）现用非抗病水稻(aa)和该三体抗病水稻（AAa）杂交，已测得正交实验的F₁抗病水稻：非抗病=2:1。请预测反交实验的F₁中，非抗病水稻所占比例为_________，抗病水稻中三体所占比例为___________。
（4）香稻的香味由隐性基因（b）控制，普通稻的无香味由显性基因（B)控制，等位基因B、b可能位于6号染色体上，也可能位于7号染色体上。现有正常的香稻和普通稻，7号染色体三体的香稻和普通稻四种纯合子种子供选用，请你设计杂交实验并预测实验纺果，从而定位等位基因B、b的染色体位置。
实验步骤：
a选择正常的_________稻为父本和三体的_________稻为母本杂交得F₁。
b用正常的香味稻为母本与F₁中三体的普通稻为父本杂交。
c统计子代中的香稻和普通稻的性状分离比。实检结果：
d若子代中的香稻和普通稻的性状分离比为______________，则等位基因（B、b)位于7号染色体上。
e若子代中的香稻和普通稻的性状分离比为______________，则等位基因（B、b)位于6号染色体上。

玉米（2n=20）是一年生禾本科单性花草本植物。是重要的粮食作物和重要的饲料来源。请对以下问题作出回答：
（1）玉米常用作遗传实验材料与豌豆不同的理由有                          。
（2）下图一是在培育玉米新品种过程中，一个细胞的核DNA变化坐标图。
 
①用适宜浓度秋水仙素处理如图二所示，秋水仙素的作用是                     。处理后的玉米植株根细胞染色体数为         。
②该育种方式的原理是                   。
③假如秋水仙素作用迅速，在BD时间段滴加适宜浓度秋水仙素      （填“一定”或“不一定”）能得到图一所示核DNA变化坐标图。
（3）玉米叶片非甜（H）对甜（h）为显性，基因位于常染色体上，H^-和h^-表示该基因所在染色体发生部分缺失（缺失区段不包括H和h基因），缺失不影响减数分裂过程。染色体缺失的精子不育，而染色体缺失的卵细胞可育。
①现有基因型分别为HH、Hh、H^-h、hh^-、hh等5种玉米，欲设计实验验证“染色体缺失的精子不育，而染色体缺失的卵细胞可育”的结论，可选择基因型为             的测交亲本组合进行        实验。
②若上述结论成立，以H^-h 个体为母本，Hh^-个体为父本杂交得F₁，F₁植株间随机受粉，则后代的表现型及比例是                        。