高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

分析有关遗传病的资料，回答问题。
下图显示一种单基因遗传病（甲病G—g）在两个家族中的遗传系谱，其中，Ⅱ—9不携带致病基因，Ⅲ—14是女性。

1．甲病的遗传方式是_____。Ⅲ—14的基因型是_____。
2．除患者外，Ⅲ—13的直系血亲中，携带有甲病基因的是_____。
下图显示Ⅲ—14细胞内9号染色体及其在减数分裂产生配子过程中的变化。A、B、C、 D、E是位于染色体上的基因，其中A—a控制乙病，乙病为显性遗传病。

3．上图甲表示的过程显示9号染色体的结构发生了变异，这种结构变异的类型是_____。图22乙的过程①中，染色体发生的行为有____（多选）。
A．螺旋化    B．交换     C．联会    D．自由组合
4．下列对甲病和乙病致病基因的描述中，正确的是______（多选）。
A．两者的脱氧核苷酸序列不同
B．各自遵循基因的分离定律遗传
C．两者之间能发生基因重组
D．致病基因仅由母亲传递
5．Ⅲ—14与健康的Ⅲ—13生育一个患甲乙两种病孩子的概率是_______。

某二倍体植物宽叶（M）对窄叶（m）为显性，高茎（H）对矮茎（h）为显性，红花（R）对白花（r）为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上。

（1）基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如图，起始密码子均为AUG。若基因M的b链中箭头所指碱基C突变为A， 其对应的密码子由     变为     。正常情况下，基因R在细胞中最多有     个,其转录时的模板位于     （填“a”或“b”）链中。
（2）用基因型为MMHH和mmhh的植株为亲本杂交获得F1，F1自交获得F2，F2中自交性状不分离植株所占的比例为     ，用隐性亲本与F2中宽叶高茎植株测交，后代中宽叶高茎与窄叶矮茎植株的比例为     。
（3）基因型为Hh的植株减数分裂时，出现了一部分处于减数第二次分裂中期的Hh型细胞，最可能的原因是                        。缺失一条4号染色体的高茎植株减数分裂时，偶然出现一个HH型配子，最可能的原因是                            。
（4）现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，确定该突变体的基因组成是哪一种。（注：各型配子活力相同；控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡）

实验步骤：①                               ；                                               
②观察、统计后代表现性及比例
结果预测：Ⅰ.若                                       ，则为图甲所示的基因组成；
Ⅱ.若                                       ，则为图乙所示的基因组成；
Ⅲ.若                                       ，则为图丙所示的基因组成。

西瓜消暑解渴，深受百姓喜爱，其中果皮深绿(G)对浅绿(g)为显性，大子(B)对小子(b)为显性，红瓤(R)对黄瓤(r)为显性，三对基因分别位于三对同源染色体上。已知西瓜的染色体数目2n＝22，请根据下面的几种育种方法流程图回答有关问题。

注：甲为深绿皮黄瓤小子，乙为浅绿皮红瓤大子，且甲、乙都能稳定遗传。
(1)通过①过程获得无子西瓜A时用到的试剂1是________。
(2)②过程常用的试剂2是________；通过③过程得到无子西瓜B与通过①过程获得无子西瓜A，从产生变异的来源来看，其区别是________________。
(3)若甲、乙为亲本，通过杂交获得F₁，F₁相互受粉得到F₂，该过程的育种方式为________。
(4)通过⑧过程获得的单倍体植株中拥有的染色体数是________。
(5)若将四倍体西瓜(gggg)和二倍体西瓜(GG)间行种植，结果发现四倍体西瓜植株上所结的种子，播种后发育成的植株中既有四倍体又有三倍体。那么，能否从这些植株所结西瓜的果皮颜色直接判断出这些植株是四倍体还是三倍体呢？请用遗传图解解释，并作简要说明。

分析实验，回答问题：
中学实验室所做“秋水仙素诱导染色体数目变化”实验，在显微镜下观察只能看到染色体数目的增加，但增加的具体数目不容易确定。为了确定染色体的增加数目，有人对该实验的实验步骤进行改进，补充实验步骤并分析回答问题。
实验步骤：
(1)生根：将洋葱放在广口瓶上，瓶内装满清水，让洋葱的底部接触到瓶内的水面，把这个装置放在温暖的地方，注意经常换水。
(2)分组：待不定根长到2cm左右，实验分为2组，一组作为对照组在室温下继续培养，一组转到一定浓度的秋水仙素溶液中（室温下）处理2天。可见实验组根尖体积____________________________，出现此现象的原因是____________________________。
(3)取材并酶解：分别剪取上述2种条件下培养的根尖2~3mm，将其浸入一定浓度的纤维素酶和果胶酶溶液中，处理3h，去掉细胞壁。此时若用显微镜观察，细胞呈________形。
(4)低渗处理：倒去酶液后水洗根尖2~3次，用蒸馏水浸泡30min，目的是使细胞___________________________，染色体分散。
(5)固定后制备悬浮液：将低渗处理的根尖放在卡诺氏固定液中固定后，用机械方法磨碎根尖，制成根尖细胞悬浮液。
(6)染色、制片：吸取细胞悬浮液滴在载玻片上，在酒精灯火焰上烤1分钟，然后用石炭酸—品红试剂染色，制成临时装片并观察。火烤的目的除了将细胞固定在载玻片上外，还能____________________，利于染色。使用的石炭酸—品红试剂是____（酸或碱）性试剂。
(7)观察：在显微镜下看到结果如下图1和图2。

①只能在实验组中观察到的图像是___________________________________;
②一位同学在实验组的观察中，视野中既有图1的细胞又有图2的细胞，试分析原因_____
_____________________________________________________________________。

摩尔根的学生布里奇从纯合红眼的果蝇种群中发现一只缺刻翅的变异雌蝇，为研究该变异类型，布里奇进行了如下实验：
（1）用该缺刻翅雌果蝇与正常翅雄果蝇杂交，下一代雌性缺刻翅、正常翅各一半，雄性只有正常翅，且雌雄比例为2：1。布里奇根据实验结果做出假设一：缺刻翅是由一种伴性的显性基因所控制，缺刻基因使雄性            。
（2）布里奇又用该缺刻翅红眼雌蝇同正常翅白眼雄蝇杂交，其子一代情况如下：
①F₁缺刻翅雌蝇都是白眼。
②雄蝇中无缺刻翅。
③雌雄比例为2:1。
若用假设一解释①现象，F₁缺刻翅雌蝇的眼色应为        ，这与事实不符。因此，布里奇又做出了假设二：缺刻翅这种变异并非基因突变引起的，可能是发生了               变异，使      基因消失。含有这种变异的雌性个体在杂合状态下         （能/不能）生存，含有这种变异的雄性个体           （能/不能）生存。
（3）上述两种假设可以通过          观察，最终证明假设二是正确的。

以下材料选自某同学所做实验的部分记录。
实验名称：低温诱导植物细胞染色体数目的变化
实验步骤
(1)培养固定：将洋葱放在装满清水的广口瓶上，待根长出l  cm左右，剪取根尖0.5～1  cm，置于盛有清水的培养皿内，并在冰箱的冷藏室诱导培养36  h。将诱导后的根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1  h，然后用体积分数为95%的酒精冲洗两次。
(2)装片制作：解离―→染色―→漂洗―→制片。
(3)观察：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂图像，确认某个细胞染色体发生数目变化后，再用高倍镜观察。
实验结论
低温条件下根尖所有细胞染色体数目都加倍。
问题
(1)请将上述内容中错误之处予以改正。
①________________；②________________；③________________。
(2)低温导致染色体加倍的原因是________________________________________________________________________。
如果要探究诱导染色体数目变化的最适温度，请写出简单的设计思路：________________________________________________________________________。
(3)洋葱体细胞的一个细胞周期约为12  h。某同学利用洋葱根尖观察细胞有丝分裂，得到了如下结果。

细胞周期	样本1	样本2	总数
间期	42	43	85
分裂期	前期	4	3	7
中期	1	0	1
后期	1	1	2
末期	2	3	5
计数细胞的总数	100

上述样本1和样本2表示________，间期为________h。
(4)观察蝗虫精巢细胞分裂装片时，判断某细胞是处在减数第一次分裂后期而非有丝分裂后期的依据是______________________________________________________________________。