高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

下图表示某种农作物品种①和②培育出品种⑥的方法。请回答下列问题：

(1)由品种①和②培育出品种③，再由品种③培育出品种⑥的过程V的育种方法在生物学上叫              。
（2）过程Ⅱ依据的原理是             。
（3）过程Ⅲ常用的方法是                 ，培养出的④植株叫是否可育           （填“可育”或“不育”）。
（4）将品种④培养成品种⑥常常用化学物质秋水仙素处理幼苗，其作用机制是                       。

金鱼是重要的观赏鱼，品种众多，可观赏的性状多种多样。请利用遗传学和生物进化知识回答下列问题。
（1）实验证明，任何品种的金鱼都能与野生鲫鱼杂交，并产生可育后代。这说明金鱼与野生鲫鱼之间不存在                现象。
（2）研究表明，金鱼的性别由性染色体决定，属于XY型。金鱼培育专家培育的珍贵品种——“蓝剑”，其性染色体组成为XYY。该金鱼所以珍贵，其原因之一是“蓝剑”不能直接产生后代，最根本的原因是“蓝剑”不能产生正常配子。“蓝剑”的产生可能是亲本中              性个体在减数第        次分裂时遗传物质分配异常所造成的。
（3）基因Aa和Bb是位于非同源染色体上的两对基因。两只金鱼杂交，若子代中雌鱼全部表现为B控制的性状，雄鱼既有B控制性状又有表现为b控制性状，则亲本的基因型应为                         (只写关于B/b的基因型)；若子代中不管雌雄个体都表现为A__∶aa=3∶1，B__∶bb=1∶1，则亲本的基因型为                                       。

下面①—⑤列举了五种育种方法，请回答相关问题：

（1）属于杂交育种的是        （填序号），依据的原理是        。
（2）①过程的育种方法是           。
（3）若用方法③培育高产抗病的小麦新品种，与方法②相比其突出优点是         。
（4）③④中使用秋水仙素的作用原理是           。
（5）若用方法⑤培育抗虫棉，需要使用的工具酶有           、           。

下面是以小麦为材料所进行的实验，请回答有关问题。
（1）在盛有10ml3%过氧化氢溶液的试管中，加入新鲜的发芽的小麦种子研磨液时，试管中有大量气泡生成，将点燃的卫生香插入试管，火焰变得明亮，这个实验证明发芽的小麦种子中含有________________。
（2）小麦幼根吸水能力最强的部位是___  _____区（根冠、分生区、伸长区和根毛区）。
（3）为了研究小麦染色体数目、大小和形态特征，应以显微镜观察并计数小麦根尖的分生区处于______期的细胞染色体。若以适宜浓度的秋水仙素处理培育中的小麦幼苗根部，则此根尖分生组织细胞中的染色体与处理前相比较，其数目__ ______。
（4）若利用小麦的根毛细胞进行质壁分离实验，由于观察的细胞无色透明，为了取得更好的观察效果，调节显微镜的操作措施是：__________    ___________________。
（5）现有在培养皿中萌发至3cm的小麦幼苗，罩以侧面开一个小孔的纸盒，胚芽鞘弯向小孔生长。请设计一个实验方法，在细胞水平上证明，向光一侧细胞生长慢，背光一侧细胞生长快：_________________。

下图表示利用某种农作物①和②两个品种分别培育出④、⑤、⑥三个品种的过程。根据上述过程，回答下列问题：

(1)用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ和Ⅱ分别称为___________和_________,该过程所依据的原理是________________________。
(2)用③经④培育成⑤的方法称为____________，其优点是____________________。
(3)用③培育成④常用方法Ⅲ是_______________________________________。
(4)由③培育出⑥的常用方法Ⅳ是____                     __，其形成的⑥称为______________。

用甲物种农作物的①和②两个品种以及乙物种作原材料，分别培育出四个品种的过程如下图表示。请根据图回答问题:

(1)①和②作为亲本经过Ⅰ和Ⅱ过程培育成⑤的育种方法称为杂交育种，其中过程Ⅱ是通过__________实现的，杂交育种所依据的原理是______________。
⑵用③培育④的常用方法是______________。由③培育出④再培育出⑤的育种方法称为______________，其优点是___________________。
(3)由③培育成⑥常用的方法是___________________，形成的⑥称为______倍体。

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)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。

实验测得某些细胞周期持续时间（t/h）如下表，请回答有关问题。

细胞类型	分裂间期	分裂期（M期）	细胞周期
蚕豆根尖分生区细胞	15.3	2	17.3
人的肝细胞	21	1	22
人的宫颈癌细胞	20.5	1.5	22

⑴分析表格中的数据，可得出的结论是                                                 。
⑵表中细胞最适合用作观察有丝分裂的是                              。由于各个细胞的分裂
是                   的，因此在同一组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。
⑶下图中的数字代表对应线段的时间长度，其中能表达一个细胞周期的是               。

⑷若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养人宫颈癌细胞，之后洗脱细胞外的含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测。从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时，所经历的时间为       h，处于M期的一个细胞中染色单体数目的变化情况是                         ，当其染色体数目最多时具有         对同源染色体。
⑸与人正常宫颈细胞相比，宫颈癌细胞              （填写供选项前的序号）。
①在适宜条件下能无限增殖   ②遗传物质和形态结构发生改变  ③表面糖蛋白增多
④原癌基因与抑癌基因发生了突变         ⑤线粒体减少

下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为矮秆基因，T为抗白粉病基因，R为抗矮黄病基因，均为显性，d为高秆基因。乙品系是通过基因 工程获得的品系，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）甲和乙杂交，得到的F₁中矮秆抗白粉病植株再与丙杂交，后代基因型有         种（只考虑图中的有关基因）。
（5）甲和乙杂交得到F₁，请画出F₁能产生dT配子的次级精母细胞后期图（假设不发生同源染色体非姐妹染色单体的片段交换，只需画出I、II染色体，要求标出相应基因，请画在答题卷的虚线框内）。

（6）若把甲和乙杂交得到的 F₁基因型看作DdT⁺T^-，请用遗传图解和简要说明表示F₁经单倍体育种得到矮秆抗白粉病纯合子的过程。

．豌豆素是野生型豌豆天然产生的一种抵抗真菌侵染的化学物质。已知决定产生豌豆素的基因A对a为显性，但另一对等位基因B、b中，显性基因B存在时，会抑制豌豆素的产生。研究人员用两个无法产生豌豆素的纯种(突变品系1和突变品系2)分别与纯种野生型豌豆进行杂交实验，得到F₁，F₁自交得到F₂，结果如下：

组别	亲本	F1表现型	F2表现型
Ⅰ	突变品系1×野生型	有豌豆素	有豌豆素，无豌豆素
Ⅱ	突变品系2×野生型	无豌豆素	有豌豆素无豌豆素
Ⅲ	突变品系1×突变品系2	无豌豆素	有豌豆素，无豌豆素

(1)根据以上信息，可判断上述杂交亲本中，野生型、突变品系1、突变品系2的基因型分别为________、________、________。
(2)若从第Ⅰ、Ⅲ组的F₂中各取一粒均能产生豌豆素的豌豆，二者基因型相同的概率为________。
(3)为鉴别表中第Ⅱ组F₂中无豌豆素豌豆的基因型，研究人员利用该豌豆自交，并进行了相关统计，请预测实验结果并得出相应的结论。①若后代__________________________，则其基因型为____________；②若后代________________________，则其基因型为________________。
(4)进一步研究表明，基因A是通过控制酶A的合成来催化一种前体物质转化为豌豆素的。而基因B、b本身并不直接表达性状，但基因B能抑制基因A的表达。请尝试用概念图的方式(文字加箭头的形式)解释上述遗传现象。

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lcm左右，剪取根尖0.5～1cm，置于盛有清水的培养皿内，并在冰箱的冷藏室诱导培养36h。将诱导后的根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h，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______________________________________________。

根据提供的材料，回答以下问题：
Ⅰ.为研究水稻D基因的功能，研究者将T-DNA插入到D基因中，致使该基因失活，失活后的基因记为d。现以野生植株和突变植株作为亲本进行杂交实验，统计母本植株的结实率，结果如下表所示。

杂交编号	亲本组合	结实数/授粉的小花数	结实率
①	♀DD×♂dd	16/158	10％
②	♀dd×♂DD	77/154	50％
③	♀DD×♂DD	71/141	50％

（1）表中数据表明，D基因失活使       配子育性降低。为确定配子育性降低是由于D基因失活造成的，可将D基因作为目的基因，与载体连接后，导入到          （填“野生”或“突变”）植株的幼芽中，再经过        形成愈伤组织，最后观察转基因水稻配子育性是否得到恢复。
（2）进一步研究表明，配子育性降低是因为D基因失活直接导致配子本身受精能力下降。若让杂交①的F₁给杂交②的F₁授粉，所获得的F₂植株的基因型及比例为                  。
Ⅱ. 公园绿地是城市生态系统的重要组成部分，也是居民的主要休闲娱乐场所，是反映居民生活质量、环境质量和建设生态型城市的重要指标。
（1）某生态小组为了研究开园后的环境变化和生物多样性情况，开展了一定的调查。你认为调查植物种群密度常用的方法样方法，在取样时          、            等因素会对调查结果产生影响。
（2）对该绿地的四个物种食物组成进行观察和记录，结果如下表：

物种种类	食物组成
物种甲	全部来自植物
物种乙	4/5来自植物，1/5来自甲
物种丙	1/2来自甲，1/2来自乙
物种丁	2/3来自乙，1/3来自丙

若物种乙增加100kg，则至少消耗植物           kg。

(18分)
I科研人员尝试利用植物来回收环境中重金属元素,修复受污染的土壤或水体。下图是种植在受到不同程度铅污染的土壤中的三种植物体内铅含量。

上图植物中，最适合用于修复受铅污染较严重地区土壤的是   ，但所种植的植物不宜用作家畜饲料或者沼气池发酵，理由分别是          和             
II 油菜容易被胞囊线虫侵染造成减产，萝卜（具有两性花）具有抗线虫病基因。
（1）若对萝卜进行基因组测序，应对        条染色体进行DNA测序。
（2）科研人员以萝卜和油菜为亲本杂交，通过下图所示途径获得抗线虫病油菜。

①F₁植株由于减数第一次分裂时染色体不能________，因而高度不育。用秋水仙素处理使染色体__________，形成异源多倍体。
②将异源多倍体与亲本油菜杂交（回交），获得BC₁。BC₁细胞中的染色体组成为__________（用字母表示）。用BC₁与油菜再一次杂交，得到的BC₂植株群体的染色体数目为__________。
③获得的BC₂植株个体间存在胞囊线虫抗性的个体差异，其原因是不同植株获得的__________不同。

玉米胚乳由有色(A)对无色(a)、透明(B)对不透明(b)两对相对性状控制，且都位于玉米第9号染色体上。进行杂交实验(如图所示)时，其中雌性亲本9号染色体上，有一个“纽结”并且还有部分来自8号染色体的“片段”，而正常的9号染色体没有“纽结”和“片段”。请回答相关问题：

（1）8号染色体片段移接到9号染色体上称为                 ，可在           下观察该现象，需要将相应的组织细胞制成               。
（2）两亲本杂交，如果F₁有2种不同于亲本的表现型，则说明雌性亲本在减数分裂过程中发生了        ，从变异的角度上来说属于                 。请用遗传图解的形式表示该过程（要求写出配子）。

玉米是单性花，雄花位于顶部，雌花在中下部叶腋，体细胞中有10对同源染色体，下表表示玉米6个纯系的表现型、相应的基因（字母表示）及所在的染色体。②～⑥均只有一个性状属隐性纯合，其他均为显性纯合。

品系	①	②果皮	③节长	④叶宽	⑤高度	⑥胚颜色
性状	显性纯合子	白色pp	短节bb	窄叶ss	矮茎dd	黄胚gg
所在染色体	Ⅰ Ⅳ Ⅵ	Ⅰ	Ⅰ	Ⅳ	Ⅵ	Ⅵ

（1）若通过观察和记载后代中节的长短来进行基因分离规律的实验，选作的亲本组合是         （填品系号）；若要进行自由组合规律的实验，选择品系①和④做亲本为什么不可以？              ；若选择品系⑤和⑥作亲本杂交为什么不可以？                           。
（2）玉米穗长是由两对基因A和a、 B和b共同控制的，且两对基因位于两对同源染色体上。假定A对a、B对b为不完全显性，且A和B的作用在程度上也一样。现有两个亲本，一个是AABB，其玉米穗平均最长；一个是aabb，其玉米穗最短。两亲本杂交得到子一代AaBb，穗长在两个亲本之间。
①让子一代自交得到子二代，则子二代中表现型有       种。其中穗平均表现为与子一代相同的个体占子二代的比例是      。
②现有基因型为AABb、AaBB、AaBb三个玉米品系，让三个品系的个体均自交，一旦出现穗平均长度最长的子代，则能利用该个体结出的种子直接用于生产，理由是             。
（3）玉米从播种到种子成熟需一年，用AaBb的个体培育穗平均长度最长的品种，最简便、经济的培育方法是       。简要说说你的培育思路               。