高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

二、非选择题（共42分）
1.如图表示五种不同的育种方法示意图，请根据图回答下面的问题：

（1）图中A、D方向所示的途径表示     育种方式，其中从F₁到F₂再到F_n连续多代自交的目的是为了提高           的含量，且从F₂开始逐代进行人工选择是为了淘汰      的个体；A→B→C的途径表示        育种方式。比较两种育种方式，后者的优越性主要表现在     。
（2）B常用的方法                 。
（3）E方法所运用的原理是            。
（4）C、F过程中最常采用的药剂是       。

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，通过连续自交并逐代淘汰子代中具有不良性状个体，提高具有优良性状个体比例。则杂合子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）一定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_________________________________________。

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。

某同学在做“低温诱导植物染色体数目的变化”实验时，将大蒜根尖随机分为12组，实验处理和结果如下表所示，请回答有关问题。

组别	实验处理及处理时间	染色体数目加倍的细胞所占的百分比(%)
组1	0 ℃	36小时	0
组2	72小时	0
组3	96小时	0
组4	2 ℃	36小时	5
组5	72小时	20
组6	96小时	24
组7	4 ℃	36小时	12
组8	72小时	30
组9	96小时	43
组10	6 ℃	36小时	0
组11	72小时	0
组12	96小时	0

（1）低温诱导植物染色体数目加倍的原理是低温会使细胞分裂过程中________的形成受阻，从而使细胞分裂过程中染色体数目加倍而细胞不分裂。低温处理与秋水仙素处理相比，具有________________________等优点。
（2）实验中选择大蒜根尖________区细胞进行观察，效果最佳，原因是此处的细胞分裂比较________，在显微镜下观察，此处细胞的特点表现为________________。
（3）实验过程中需要用__________________对大蒜根尖细胞的染色体进行染色。
（4）由实验结果可知，__________________的条件下，加倍效果最为明显。

家蚕是二倍体生物，含56条染色体，ZZ为雄性，ZW为雌性。幼蚕体色中的有斑纹和无斑纹性状分别由Ⅱ号染色体上的A和a基因控制。雄蚕由于吐丝多、丝的质量好，更受蚕农青睐，但在幼蚕阶段，雌雄不易区分。于是，科学家采用如图所示的方法培育出了“限性斑纹雌蚕”来解决这个问题。请回答：

（1）家蚕的一个染色体组含有________条染色体。
（2）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__________________。图中的限性斑纹雌蚕的基因型为________。
（3）在生产中，可利用限性斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕培育出可根据体色辨别幼蚕性别的后代。请用遗传图解和适当的文字描述选育雄蚕的过程。

科学家们用长穗偃麦草(二倍体)与普通小麦(六倍体)杂交培育小麦新品种——小偃麦。相关的实验如下，请回答有关问题：
（1）长穗偃麦草与普通小麦杂交，F₁体细胞中的染色体组数为________。长穗偃麦草与普通小麦杂交所得的F₁不育，其原因是__________________，可用____________处理F₁幼苗，获得可育的小偃麦。
（2）小偃麦中有个品种为蓝粒小麦(40W＋2E)，40W表示来自普通小麦的染色体，2E表示携带有控制蓝色色素合成基因的1对长穗偃麦草染色体。若其丢失了长穗偃麦草的一个染色体，则成为蓝粒单体小麦(40W＋1E)，这属于________变异。为了获得白粒小偃麦(1对长穗偃麦草染色体缺失)，可将蓝粒单体小麦自交，在减数分裂过程中，产生两种配子，其染色体组成分别为________________________________，这两种配子自由结合，产生的后代中白粒小偃麦的染色体组成是______________。
（3）为了确定白粒小偃麦的染色体组成，需要做细胞学实验。取该小偃麦的____________作实验材料，制成临时装片进行观察，其中____________期的细胞染色体最清晰。

将基因型为AaBb的月季的花粉细胞通过无菌操作接入对应的培养基中，在一定条件下诱导形成幼苗，其过程如下：
月季的花粉细胞①→愈伤组织②→丛芽③→植株④
（1）①→②过程需要的条件有（填序号）__________

A．营养

B．激素

C．光照

D．pH）。

最适合进行培养花药的时期为__________，选择花药时，一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期，最常用的方法为__________。
（2）形成花粉的细胞分裂方式是_________，花粉发育成植物体的细胞分裂方式是__________，要促进花粉细胞发育成完整植株，培养基中应加入有__________两种激素。
（3）植株④叫做__________。若要得到可育植株，需要用__________对③进行处理，所得的植株基因型为____________________。

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，结果如右表，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）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。

果蝇的染色体组如图所示。如果Ⅳ号染色体多一条(这样的个体称为Ⅳ—三体)或少一条(Ⅳ—单体)均能正常生活，而且可以繁殖后代。三体在减数分裂时，3条同源染色体中的任意2条配对联会并正常分离，另一条染色体随机移向细胞一极，各种配子的形成机会和可育性相同。请分析回答下列问题：

（1）从变异类型分析，单体果蝇形成属于_______   _，要确定该生物染色体的数目和形态特征的全貌，需对其进行_______   _分析。
（2）正常的雄果蝇产生的次级精母细胞中含Y染色体的数目是________。
（3）野生型果蝇(EE)经基因突变可形成无眼果蝇(ee)，该等位基因位于Ⅳ号染色体，据此回答下列问题：(注：实验中的亲本无眼果蝇染色体组成均正常)
①将无眼果蝇与野生型Ⅳ—单体果蝇杂交，子一代的表现型及比例为_____________。
②将无眼果蝇与野生型Ⅳ—三体果蝇杂交，子一代中，正常∶三体等于____________，选择子一代中的Ⅳ—三体雌果蝇与无眼雄果蝇测交，请用遗传图解表示该测交过程(配子不作要求)。

(16分）玉米非糯性基因（A）对糯性基因（a）是显性，植株紫色基因(B) 对植株绿色基因（b）是显性，这两对等位基因分别位于第9号和第6号染色体上。玉米非糯性品系的籽粒及花粉遇碘液变蓝色，糯性品系的籽粒及花粉遇碘液变棕色。现有非糯性紫株、非糯性绿株和糯性紫株三个纯种品系供实验选择。请回答：
（1）若采用花粉鉴定法验证基因分离定律，应选择非糯性紫株与糯性紫株杂交。如果用碘液处理F₁代的花粉，则显微镜下观察到花粉颜色及比例为         。
（2）若验证基因的自由组合定律，则两亲本基因型为______。如果要筛选糯性绿株品系，需在第______年选择糯性籽粒留种，下一年选择______自交留种即可。
（3）用X射线照射亲本中非糯性紫株玉米花粉并授于非糯性绿株的个体上，发现在F₁代734株中有2株为绿色。经细胞学的检查表明，这是由于第6号染色体载有紫色基因（B）区段缺失导致的。已知第6号染色体区段缺失的雌、雄配子可育，而缺失纯合体（两条同源染色体均缺失相同片段）致死。
①在上述F₁代绿株的幼嫩花药中观察到下图所示染色体，请根据题意在图中选择恰当的基因位点并在位点上正确标出F₁代绿株的基因组成：

②有人认为F₁代出现绿株的原因可能是经X射线照射的少数花粉中紫色基因（B）突变为绿色基因（b），导致F₁代绿苗产生。某同学设计了以下杂交实验，探究X射线照射花粉产生的变异类型。
实验步骤：
第一步：选F₁代绿色植株与亲本中的______杂交，得到种子（F₂代）；第二步：F₂代的植株自交，得到种子（F₃代）；第三步：观察并记录F₃代植株颜色及比例。
结果预测及结论：
若F₃代植株的紫色：绿色为______，说明花粉中紫色基因（B）突变为绿色基因（b），没有发生第6染色体载有紫色基因（B）的区段缺失。
若F₃代植株的紫色：绿色为______说明花粉中第6染色体载有紫色基因（B）的区段缺失。

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       。

研究发现，雌性哺乳动物细胞核中存在X染色体高度浓缩形成的巴氏小体，科研人员对此进行了研究。
（1）显微镜下观察巴氏小体时，需用______染色后制片。某些性染色体数目异常的细胞核具有不同数目的巴氏小体，如XXY有1个、XXX有2个、XXXX有3个，而XO没有巴氏小体，据此判断巴氏小体数目等于______。X染色体浓缩成巴氏小体的生物学意义是维持雌性个体与雄性个体的X染色体上_____量相同。
（2）为探究胚胎发育早期X染色体上Xist基因的表达与X染色体失活的关系，科研人员将某种雌鼠的胚胎干细胞（PGK细胞）中两条X染色体分别记为X¹和X²（如图1），通过基因工程方法将其中X²上的Xist基因敲除，获得XT细胞。对PGK细胞、XT细胞及由它们分化形成的细胞许多细胞中E和e基因的表达量进行定量分析，实验结果如图2所示。

①由图2分析，大多数PGK和XT细胞中的X染色体__________。PGK分化细胞中E基因和e基因表达量高于80%的细胞数目接近相等，说明X染色体失活是________的。
②由图2分析，XT分化细胞中_________染色体失活。实验结果表明__________。
③PGK分化细胞的不同细胞中E、e基因表达的差异，是由于这些细胞的________不同。
（3）据上述实验推测，在胚胎发育过程中，雄性哺乳动物体细胞中Xist基因_______（填“会”或“不会”）转录。一般情况下，红绿色盲基因携带者的表现型是________。

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       。

人民网2014年9月2日讯 据俄新网消息，俄罗斯科学院生物医学问题研究所发言人透露，携带壁虎、果蝇、蚕卵、蘑菇和高等植物种子的“光子-M”四号生物卫星于9月1日在奥伦堡着陆。其中五只壁虎全部“殉职”，果蝇却存活下来。果蝇以发酵烂水果上的酵母为食，广泛分布于世界各温带地区。果蝇具有生活周期短、容易饲养、繁殖力强、染色体数目少而易于观察等特点，因而是遗传学研究的最佳材料。
（1）现有两瓶世代连续的果蝇，甲瓶中的个体全为灰身，乙瓶中的个体既有灰身也有黑身。让乙瓶中的全部灰身果蝇与异性黑身果蝇交配，若后代只有一种性状，则可以认为_____瓶中果蝇为亲本。
（2）图1表示雌果蝇一个卵原细胞，染色体1、2、3、4为常染色体。该细胞经减数分裂过程形成的卵细胞的基因组成为（不考虑交叉互换）____________；如果考虑发生了一次交叉互换，则交叉互换发生在染色体___________（填编号）之间。

（3）果蝇体细胞内染色体组成如图2所示。果蝇的直翅基因和弯翅基因位于在第IV号染色体上，灰身基因和黑体基因位于第II号染色体上。研究人员用直翅、灰身、红眼果蝇作母本和弯翅、黑身、白眼果蝇作父本杂交得F₁，F₁全为直翅灰身红眼，再用F₁雄果蝇与弯翅、黑身、白眼雌果蝇杂交得F₂，若子代出现8种表现型且比例相等，则红眼和白眼这对等位基因的位置是：一定不在__________染色体上。
（4）果蝇的灰体（E）对黑檀体(e)为显性。灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交，在后代群体中出现了一只黑檀体果蝇，原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。（注：一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死；各型配子活力相同）
①用该黑檀体果蝇与基因型为___________（填EE或Ee或ee）的果蝇杂交，获得F₁；②F₁自由交配，观察、统计F₂表现型及比例。
结果预测：如果F₂表现型及比例为灰体：黑檀体=3：1，则为基因突变；如果F₂表现型及比例为_________________，则为染色体片段缺失。

（除标注外，每空2分，16分）芦笋的幼苗是一种名贵蔬菜，又名石刀板，为XY型性别决定。在某野生型窄叶种群中偶见几株阔叶芦笋幼苗，雌雄株都有。
⑴仅从染色体分析，雄性芦笋幼苗产生的精子类型将有     种，比例为         
⑵有人对阔叶芦笋幼苗的出现进行分析，认为可能有两种原因：一是因为基因突变，二可能是染色体加倍成为多倍体。请设计一个简单的实验鉴定阔叶石刀板出现的原因。
                                                                                
                                                                           
⑶现已证实阔叶为基因突变的结果，为确定是显性突变还是隐性突变，选用多株阔叶雌雄株进行交配，并统计后代表现型。若               ，则为                     若                        ，则为                                            
⑷已经知道阔叶是显性突变所致，由于雄株芦笋幼苗产量高于雌株，养殖户希望在幼苗期就能区分雌雄，为了探求可行性，求助于科研工作者。技术人员先用多株野生型雌石刀板与阔叶雄株杂交，你能否推断该技术人员作此实验的意图                                                                                                        
若杂交实验结果出现                             ，养殖户的心愿可以实现。