高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

为比较不同处理方法对洋葱（2n＝16）根尖细胞分裂指数（即视野内分裂期细胞数占细胞总数的百分比）的影响，某研究性学习小组进行了相关实验，实验步骤如下：
①将洋葱的老根去除，经水培生根后取出。
②将洋葱分组同时转入质量分数为0.01%、0.1%秋水仙素溶液中，分别培养24h、36h、48h；秋水仙素处理停止后再转入清水中分别培养0h、12h、24h、36h。
③剪取根尖，用卡诺氏液处理8h，然后将根尖浸泡在15%盐酸溶液和95%酒精溶液中5～8min。
④步骤D_______。
⑤用苯酚品红染液进行染色。
⑥制片、镜检；计数、拍照。
实验结果：不同方法处理后的细胞分裂指数（%）如下表。

秋水仙素溶液处理	清水培养时间/h
质量分数/%	时间/h	0	12	24	36
0.01	24	10.71[	13.68	14.19[源:Z_xx_k.Com]	14.46
36	9.94	11.99	13.59	13.62
48	7.98	10.06	12.22	11.97
0.1	24	7.74	9.09	11.07	10.86
36	6.12	7.87	9.98	9.81
48	5.97	6.68	7.98	8.56

请分析上述实验，回答有关问题：
（1）步骤③中卡诺氏液的作用是__________________________；“将根尖浸泡在15%盐酸溶液和95%酒精溶液中”的目的是_______________________________。
（2）步骤④中”D”的操作是___________________。
（3）该实验中，秋水仙素的作用是____________________________________，由实验可知，提高细胞分裂指数的最佳方法是_____________________________________________。

下图是科学家以二倍体水稻（2N＝24）为亲本的几种不同育种方法示意图，请据图回答：

（1）科学家培育出了抗旱的水稻新品种，而海岛水稻从来没有出现过抗旱类型，有人打算也培养出抗旱的海岛水稻新品种，但是用海岛水稻与抗旱的陆地水稻进行了多次杂交，始终得不到子代，原因是________。
（2）A→D 表示的育种方法称为杂交育种，其依据的原理是________，与A→B→C 表示的育种方法相比，后者的优点表现在_________。
（3）B常用的方法是__________。E 表示的育种方法是_________，其基本的工具是__________。
（4）F表示的育种方法依据的原理是____________。

如图①～③列举了三种作物的育种方法，请回答相应问题：[ ]中填序号，横线上填文字。

（1）①～③对应的分别属于_______育种、_________育种和_________育种。
（2）第②种方法中使用秋水仙素的作用是____________，其作用机理是____________。
（3）若用方法②培育高产抗病的小麦新品种，与方法①相比其突出优点是_______________。

以下是小麦的几种育种方法，图中涉及的小麦两种相对性状独立遗传，据图回答：
A．高秆白粒小麦×矮秆红粒小麦→F_l→ F₂→稳定遗传的矮秆白粒小麦
B．高秆抗锈病小麦×矮秆染锈病小麦→F_l→花粉→a→稳定遗传的矮秆抗锈病小麦

（1）A组育种方法的原理是________________。
（2）B组育种方法所产生的a是         倍体。与A组育种方法相比，B组育种方法的优点是
______________________________________。
（3）在A组中，由F_l到F₂，育种工作者采用的方法是               。B组a代表的个体通常
具有的特点是                                                          。
（4）C组的育种方法中①过程采取的方法是                           。三倍体上结出的西瓜
没有种子的原因                                                    。
（5）若要改变上述小麦亲本原有的遗传信息，则应该采用的常规育种方法是__________。

玉米（2N＝20）是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆（A）对矮秆（a）为显性，抗病（B）对易感病（b）为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。现有两个纯合的玉米品种甲（AABB）和乙（aabb），据此培养aaBB品种。根据材料回答下列问题：

（1）图1中，经过a、b、c过程培育出新品种的育种方式称为，F₂的高秆抗病玉米中纯合子占；将F₁与另一玉米品种丙杂交，后代的表现型及其比例如图2所示，则丙的基因型为。
（2）过程e常采用方法来获得aB个体。与过程a、b、c的育种方法相比，过程a、e、f育种的优势是。与过程g的育种方式相比，过程d育种的优势是___。
（3）欲使玉米中含有某种动物蛋白成分可采用过程d育种方法，其原理是，若现有玉米均为晚熟品种，欲培育早熟品种可采用过程[]育种方法

假设A,b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB,aabb两个品种，为培育出优良品种AAbb；可采用的方法如图所示。请根据图回答问题。

（1）由品种AABB、aabb经过①、②、③过程培育出新品种的育种方式称为_________。应用此育种方式一般从__________才能开始选育AAbb个体，是因为__________________________________．
（2）若经过过程②产生的子代总数为1552株，则其中基因型为AAbb的植株在理论上有______株。基因型为Aabb的植株经过过程③，子代中AAbb与aahb的数量比是___。
（3）过程⑤常采用_________技术得到Ab个体。与过程“①②③”的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是___________________________。

报春花的花色表现为白色（只含白色素）和黄色（含黄色锦葵色素）一对相对性状，由两对等位基因（A和a，B和b）共同控制，显性基因A控制以白色素为前体物合成黄色锦葵色素的代谢过程，但当显性基因B存在时可抑制其表达（生化机制如下图所示）。

据此回答：（1）开黄花的报春花植株的基因型可能是：__________。
（2）现有AABB、aaBB和aabb三个纯种白色报春花品种，为了培育出能稳定遗传的黄色品种，某同学设计了如下程序：
Ⅰ．选择______________和______________两个品种进行杂交，得到F₁种子；
Ⅱ．F₁种子种下得F₁植株，F₁随机交配得F₂种子；
Ⅲ．F₂种子种下得F₂植株，F₂自交，然后选择开黄色花植株的种子混合留种；
Ⅳ．重复步骤Ⅲ若干代，直到后代不出现性状分离为止。
①补充完整以上程序。
②F₁植株能产生比例相等的四种配子，原因是：            。
③报春花的雌蕊和雄蕊不等长，自然状态下可以进行异花传粉。为了让F₂自交，可以进行以下处理：从花蕾期开始                直到受精结束。
④F2植株中开黄花的占_____，在这些开黄花的植株中纯合子占______。
⑤有同学认为这不是一个最佳方案，你能说出能明显缩短育种年限的育种方法吗？

下列甲、乙、丙三图分别是某些二倍体生物细胞的染色体组成和分裂过程中物质或结构变化的相关模式图。请分析回答：

（1）图甲的①～⑥中，细胞结构显著不同于其他细胞的是_____；含有一个染色体组的细胞是图___；图③分裂产生的子细胞名称是_______。
（2）如果图丙中①→②完成了图乙中AB段的变化，则图丙a、b、c中表示染色体的是_____。
（3）若⑤个体的基因型为AABBDD，则出现⑤这一结果的原因是___________。
（4）某种抗癌药物能专一性地与DNA聚合酶发生不可逆结合。动物实验中，动物服用该种抗癌药物后其癌细胞将在图乙中的__________段受阻。
（5）乙图若代表减数分裂, BC段可代表的时期                             .
（6）⑥代表的个体的性别是      .

下图为某植物的部分染色体图，请回答。

（1）图示为这种植物（基因型为Dd）         分裂        （时期）部分染色体的示意图。图中显示了
条染色体。如果1号染色单体上的基因为D，则2号染色单体相应位置的基因最可能是           。
（2）该植物早熟（A）对晚熟（a）是显性，抗干热（B）对不抗干热（b）是显性（两对基因自由组合），在研究这两对相对性状的杂交试验中，以某亲本与双隐性纯合子杂交，F₁代性状分离比为1：1，请写出此亲本可能的基因型                    。
（3）用基因型为MMHH（宽叶高茎）和mmhh（窄叶矮茎）的植株为亲本杂交（符合自由组合定律），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     。
（4）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基因型为Hh的细胞，最可能的原因是                        。
（5）假设另外有两种纯合突变体丙（A₁A₁）和丁（A₂A₂）都是由控制株高的A基因突变产生的，检测突变基因转录出的mRNA，发现丙第二个密码子中的第二个碱基由C变为U，丁在第二个密码子的第二个碱基前多了一个U。与正常植株相比，一般来说，突变体      的株高变化可能更大，原因是                 。

下图所示为二倍体西瓜形成多倍体西瓜的操作图解，分析回答：

（1）基因型为Aa的二倍体经秋水仙素处理加倍后，形成的四倍体基因型为___________，该个体形成的配子基因型为___________，比值依次为___________。
（2）如果基因型为AA的西瓜幼苗加倍后作母本，接受基因型AA作父本的花粉，则发育成种子胚的基因型为___________。

二倍体大麦是一种闭花授粉植物，每株约有6～20朵花，若大面积杂交育种，会造成十分繁重的人工操作，因此应用这种育种方式不切合实际。研究表明雄性可育基因M对雄性不育（植株不能产生花粉或花粉败育而不能授粉的现象）基因m为显性，褐色种皮基因R对黄色种皮基因r为显性。某育种工作者获得三体大麦，其减数分裂仅能产生两种配子，其是否可育如图所示（注意：有些雄配子尽管具有M基因，但是由于其比正常配子多一条染色体，导致不能与卵细胞进行正常受精而不育）。请回答下列问题（不考虑交叉互换）：

（1）若采用二倍体大麦杂交育种，需要对母本进行__________（用文字加箭头表示）一套袋等操作。
（2）由二倍体大麦变成三体大麦属于________变异。
（3）若以上述三体大麦为实验材料，选育出适合进行大面积杂交育种的母本，需对三体大麦进行自交，将子代中表现型为________的植株作为选育出的母本，而表现型为________的植株继续作为选育上述母本的材料。

罗汉果甜苷具有重要的药用价值，它分布在罗汉果的果肉、果皮中，种子中不含这种物质，而且有种子的罗汉果口感很差。为了培育无子罗汉果，科研人员利用秋水仙素处理二倍体罗汉果，诱导其染色体加倍，得到下表所示结果。请分析回答：

处理	秋水仙素溶 液浓度（%）	处理株 数（棵）	处理时 间（d）	成活率（%）	变异率（%）
滴芽尖生长点法	0．05	30	5	100	1．28
0．1	86．4	24．3
0．2	74．2	18．2

（1）在诱导染色体数目加倍的过程中，秋水仙素的作用是________。选取芽尖生长点作为处理的对象，理由是___________。
（2）上述研究中，自变量是________，因变量是_________。该研究中，诱导罗汉果染色体加倍的最适处理方法是_______________。
（3）鉴定体细胞中染色体数目是确认罗汉果染色体数目是否加倍最直接的证据。首先取变异植株幼嫩的芽尖进行固定，再经解离、________、________和制片，制得变异植株芽尖的临时装片，最后选择处于________的细胞进行染色体数目统计。
（4）获得了理想的变异株后，要培育无子罗汉果，还需要继续进行的操作是________。

回答下列关于遗传和变异的问题：

（1）高等动物在产生精子或卵细胞的过程中，位于非同源染色体上的基因会发生＿＿＿＿，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生＿＿＿＿，这两种情况都可能导致基因重组，从而产生基因组成不同的配子。
（2）假设物种的染色体数目为2n，在其减数分裂过程中，会出现不同的细胞，甲、乙2个模式图仅表示出了Aa、Bb基因所在的常染色体，那么，图甲表示的是＿＿＿＿（填“初级精母细胞”、“次级精母细胞”或“精细胞”），图乙表示的是＿＿＿＿（填“初级精母细胞”、“次级精母细胞”或“精细胞”）。
（3）某植物的染色体数目为2n，其产生的花粉经培养可得到单倍体植株。单倍体是指＿＿＿＿＿。

下图表示某高等生物生活史中，细胞中的染色体相对含量的变化曲线，请回答：

（1）图1～6表示__________分裂，9～10细胞中染色体发生的主要变化是                。
（2）细胞内含有同源染色体的区段是________________(用数字表示)。
（3）染色体的着丝点的分裂发生在曲线的_______、       处 (填数字)。
（4）右上图细胞处在___________________期，对应处于曲线中的__________段(填数字)，如果B代表Y染色体，则形成该细胞的场所是____________。
（5）下图表示基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某雌性动物组织切片的显微图像，请据图回答有关问题：

①该动物的体细胞中最多有______条染色体；按分裂过程判断，图中标号的先后顺序应该是_________，通常情况下，该动物的基因A和a的分离发生在____________分裂过程中。
②细胞①分裂结束后，形成子细胞的名称是_______________。
③细胞③正常分裂结束后能产生_________种基因型的细胞，其基因型是__________。
④若图示的动物与基因型为Aabb个体交配，后代只出现一种显现性状的概率是________。

请分析回答有关玉米遗传变异的有关问题：
(1)玉米非甜味(D)对甜味(d)为显性，非糯性(G)对糯性(g)为显性,两对基因独立遗传。现有甲、乙、丙三个品系的纯种玉米，其基因型如下表所示：

品系	甲	乙	丙
基因型	DDGG	ddGG	DDgg

①要利用玉米非糯性与糯性这一对相对性状来验证基因自由组合定律，可作为亲本的组合有_______。
②现有纯种非甜非糯玉米与甜味糯性玉米杂交得F₁，F₁与某品种杂交，后代的表现型及比例是非甜非糯：甜味非糯＝3：1，那么该品种的基因型是________。若再从其杂交后代选出甜味非糯自交，后代中的甜味糯性玉米占________。
(2)甜玉米比普通玉米蔗糖含量高，主要由基因d控制。基因e对d起增强效应，从而形成超甜玉米。研究发现，d位于9号染色体上，e对d增强效应的具体表现是：ee使蔗糖含量提高100%(非常甜)，Ee提高25%(比较甜)，EE则无效。最初研究者为了探究d和e基因独立遗传，设计了如下的实验：用杂合子普通玉米(DdEe)与超甜玉米(ddee)杂交，取所结的子粒，测定蔗糖的含量，若表现型及其比例为________时，则d和e基因独立遗传。但实际结果是，子代的表现型仅有普通和非常甜两种，且数量大致相等。对此结果的合理解释是：________。
(3)如果玉米第6号染色体的两条姐妹染色单体之间发生部分交换，通常对生物的遗传有无影响？为什么？________________________________。
(4)为了提高玉米的产量，在农业生产中使用的玉米种子都是杂交种。现有长果穗(H)白粒(f)和短果穗(h)黄粒(F)两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒(HhFf)玉米杂交种的目的，科研人员设计了如下图所示的快速育种方案。其中的处理方法A和B分别是指_______________、____________。