高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

报春花的花色白色(只含白色素)和黄色(含黄色锦葵色素)为一对相对性状，由两对等位基因 (A和a，B和b)共同控制，其生化机制如图所示。据此回答下列问题：

（1）基因A的表达过程包括         。据图判断，报春花的花色性状的遗传遵循               定律。开黄花的报春花植株的基因型可能是       。
（2）若基因型AaBb×AaBb的亲本个体杂交，后代的表现型及比例为       。
请用竖线（｜）表示相关染色体，用点(·)表示相关基因位置，在下图圆圈中画出亲本体细胞的基因型示意图。

（3）将一个报春花细胞的DNA用¹⁵N标记，放入含¹⁴N的4种脱氧核苷酸培养液中，连续进行有丝分裂2次，第二次分裂中期时，每条染色体中有_____条染色单体被¹⁵N标记。
（4）科学工作者欲利用基因突变的原理，改良缺乏某种抗病性的报春花品种，宜采用的育种方法是      。
（5）若用植物体细胞杂交技术，将报春花的原生质体和水仙的原生质体融合，成功地培育出了“报春花—水仙”杂种植株。此技术涉及的原理是                             。

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            。

现有两纯种小麦，一纯种小麦性状是高秆（D）、抗锈病（T）；另一纯种小麦的性状是矮秆(d)、易染锈病(t)（两对基因独立遗传）。育种专家提出了如图I、II两种育种方法以获得抗倒伏、抗病小麦新品种，问：

（1）要缩短育种年限，应选择的方法是       ，该方法称为                          。
（2）图中①和④的基因组成分别是                           ；
（3）（三）过程的实现，所用的方法是                   。
（4）方法II一般从F₁经（五）过程后开始选种，这是因为                           。

在蜜蜂的蜂巢中，有由受精卵发育来的蜂王和工蜂（均为雌性），以及由未受精的卵细胞发育来的雄蜂。蜜蜂的附肢有沟（花粉筐）、沟边有毛（花粉刷），自然界的野生工蜂为短毛、浅沟性状的“非富蜜型”。科研人员在自然界中偶然得到极少数具有长毛、深沟性状的“富蜜型”雄蜂，作了如下杂交实验，请分析回答下列问题：

组别	母本（♀）	父本（♂）	杂交结果
实验一	非富蜜型	富蜜型	♀、♂均为非富蜜型（F1）
实验二	F1非富蜜型	富蜜型	♀、♂均为四种表现型且比例为1:1:1:1
实验三	富蜜型	F1非富蜜型	♂富蜜型，♀非富蜜型

（1）一个蜂巢中的蜂王、工蜂、雄蜂等全部个体构成了一个__________________。同样由受精卵发育来的个体，由于获得的营养不同，只有一只雌蜂发育为蜂王，其余都发育为雌性工蜂，可见生物的性状是_________________共同作用的结果。
（2）用龙胆紫溶液将雄蜂和工蜂的有丝分裂细胞染色，在显微镜下观察并记录有丝分裂________期细胞的染色体数目，则观察到的结果为___________。
（3）蜜蜂的长毛、深沟的性状最初是通过________产生的。据实验结果分析，这两对相对性状中_______为显性。
（4）由实验二结果可推知母本产生了_________________________配子，说明控制两对相对性状的基因的遗传符合_________________定律。

下面各图分别表示不同的育种方法，请据图回答：

F．获取甲种生物的某基因→通过某种载体将该基因带入乙种生物→性状稳定的新品种
（1）A图所示过程称克隆技术，新个体丙的基因型应与亲本中的_______________个体相同。
（2）B图所示的育种方法为            ，①处发生___________________，
（3）C图所示的育种方法叫_________________，该方法最常用的药剂是________________。
（4）D图表示的育种方法叫_____________，其原理是                。
（5）E图中过程②常用的方法是___________________，与D方法相比，E方法突出的优点是___________________。如果使E方法所得的植株具有可育性，需经过人工诱导，使它的_________________________加倍。
（6）e方法培育出的新类型生物可以表达出甲种生物的某基因的遗传信息，该表达过程应包括遗传信息的          和           过程。

分析回答有关玉米遗传变异的问题:
（1）为研究玉米早熟和晚熟（由E、e、F、f两对基因控制）的遗传规律，进行了以下实验：
实验1：早熟×晚熟→F₁表现为早熟F₂表现为15早熟：1晚熟；
实验2：早熟×晚熟→F₁表现为早熟F₂表现为3早熟：1晚熟；
实验结果表明：控制早熟、晚熟的两对等位基因位于_______对同源染色体上，实验1中F₂早熟品种的基因型有________种；实验2中亲本早熟品种的基因型为________。
（2）玉米籽粒的黄色和白色分别由位于9号染色体上的等位基因T和t控制。
            
①为了确定图甲植株A（杂合子）中的T基因位于正常染色体还是异常染色体上，最简单的方法是让其________产生后代（无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用）。若后代表现型及其比例为________，则说明T基因位于异常染色体上。
②已知黄色基因T纯合时致死，则随机交配的玉米群体中，T基因的频率会逐代_______；9号染色体上还有另一纯合致死基因B，其基因与染色体的关系如图乙，若图中所示的玉米品系自由交配（不考虑交叉互换），其子代中杂合子的概率是________；利用图乙所示的玉米来检测某白色玉米的9号染色体上是否出现了决定新性状的隐性突变基因，做了图丙的实验（不考虑交叉互换及其他的基因突变）：
若F₂代的表现型及其比例为________，则说明待检测玉米的9号染色体上没有出现决定新性状的隐性突变基因；
若F₂代的表现型及其比例为________，则说明待检测玉米的9号染色体上出现了决定新性状的隐性突变基因。

阅读下列材料，回答有关问题：
科学家发现在两栖类的某些蛙中，雄性个体的性染色体组成是XY，雌性个体的性染色体组成是XX。如果让它们的蝌蚪在20℃左右发育时，雌雄比率约为1∶1；如果让这些蝌蚪在30℃左右发育时，不论具有何种性染色体组成，蝌蚪都发育成雄性。
(1)请你推测温度(30℃)改变这种蛙性别的原因：
①可能是只改变性别的表现型；② 可能是________。
若是后者，该变化是否会一定遗传给后代？________。(会、不会、不一定)
(2)若温度(30℃)只改变性别的表现型，两只XX的蝌蚪分别在30℃和20℃条件下发育成青蛙，能否交配产生后代？________________。若不能写出理由，若能请写出交配后产生的后代在20℃条件下的性别是________。
(3)若要证明以上两种推测哪一种正确，科研人员设计了以下实验，请完善实验：
Ⅰ.材料、用具：用一双亲产生的适量的蛙受精卵、相同的饲料、显微镜、各种试剂等。
Ⅱ.实验步骤：
①取同一双亲产生的适量的蛙受精卵，平均分成两份，处理：
实验组甲和对照组乙的处理分别是：________________。
②在每个组中随机选取若干只成蛙编号(如1～20，要求样本足够大)，分别从其体内选取有分裂能力的细胞经过分散处理后，再进行______________，最后制成装片；
③在显微镜下观察________________时的________________并进行统计；
④预期实验结果并进行实验分析：
A.实验预期：若甲、乙两组实验的装片被观察到蛙细胞的性染色体组成均是XX∶XY≈1∶1；
结果分析：略
B.实验预期：________________；结果分析：________。

番茄是一种常见的二倍体农作物(染色体 2N＝24)，开两性花。请回答下列一组问题。
(1)番茄植株在生长过程中，幼叶面积不断增大，这是细胞________和细胞________的结果；同时幼叶的绿色不断加深，这是由于__________含量增加的缘故。
(2)番茄叶型的正常叶对马铃薯叶显性。为了了解一株正常叶的番茄植株是纯合子还是杂合子，请补充完成以下实验思路：让该正常叶植株_____________，再观察其后代的叶型，如果后代表现为___________，则可以认为该植株是纯合子；如果后代表现为_______________________，则该植株是杂合子。
（3）番茄中有一种三体，其 6号染色体有三条 (比正常的番茄多了一条 6号染色体，如右图所示 )。三体在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条配对，另1条同源染色体不能配对，减数第一次分裂的后期，配对的2条同源染色体正常分离，不能配对的那 1条染色体随机地移向细胞的任何一极，而其他染色体(如5号染色体)则正常配对、分离。

①三体番茄________（“是”或“不是”）二倍体。
②从变异的角度分析，三体番茄的形成属于___________。
③在答题卷的方框中绘出三体番茄细胞减数第一次分裂后期图解。(只要求画出 5、6号染色体，并用“5号、6号”字样标明相应的染色体)。

克氏综合征是一种性染色体数目异常的疾病。现有一对表现型正常的夫妇生了一个患克氏综合征并伴有色盲的男孩，该男孩的染色体组成为44+XXY。请回答：
（1）画出该家庭的系谱图并注明每个成员的基因型（色盲等位基因以B 和b 表示，用、表示患病或正常男性，用、表示患病或正常女性）。
（2）导致上述男孩患克氏综合征的原因是：他的     （填 “父亲”或“母亲”）的生殖细胞在进行  分裂形成配子时发生了染色体不分离。
（3）假设上述夫妇的染色体不分离只是发生在体细胞中，①他们的孩子中是否会出现克氏综合征患者
②他们的孩子患色盲的可能性是         。
（4）基因组信息对于人类疾病的诊治有重要意义。人类基因组计划至少应测       条染色体的碱基序列。

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__________。

回答下列关于生物变异的问题：
（1）2013年8月18日，中国“神舟十号”飞船搭载的“大红袍1号”和“正山小种1号”等茶种顺利移交给武夷山茶叶育种基地的科研人员，进入了基地的培育与筛种阶段。这是利用太空条件使相关茶种发生了             （填变异类型），进而选育出品优或量高的新品种。但实际培育过程中，会出现处理过的种子有的出苗后不久就死亡，绝大多数的产量和品质下降等情况，这说明                        。在其中也发现了极少数的个体品质好、产量高，这说明变异是            。
（2）如图甲表示镰刀型细胞贫血症的发病机理，该病      （填“能”或“不能”）通过光学显微镜直接观察到，转运缬氨酸的tRNA一端裸露的三个碱基应该是          。

（3）某动物的基因型为AABb，该动物体的一个体细胞有丝分裂过程中一条染色体上的基因如图乙所示，则两条姐妹染色单体上的基因不同的原因是                        。

利用遗传变异的原理培育作物新品种，在现代农业生产上得到广泛应用。用某自花且闭花授粉的植物进行育种实验。请回答下面的问题：
（1）自然状态下该植物一般都是______合子。
（2）若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有______、________ 和多害性这三个特点。
（3）该植物的穗大（A）对穗小（a）为显性，晚熟（B）对早熟（b）为显性，请利用现有的纯合子品种，通过杂交育种的方法培育纯合大穗早熟新品种。
①培育纯合大穗早熟水稻新品种时，选择的亲本基因型分别是________和________。两亲本杂交的目的是______________。
②将F₁所结种子种下去，从长出的水稻中选出表现为大穗早熟的植物，这些大穗早熟植株中约有______是符合育种要求的。
（4）假设杂交涉及到n对相对性状，每对相对性状各受一对等位基因控制，彼此间各自独立遗传。在完全显性的情况下，从理论上讲，F₂杂合基因型共有______种。

遗传和变异是生物界的普遍现象，现运用你所学的有关知识回答下列有关遗传和变异的问题。注：某植物(2N＝24)的正常植株(A)对矮生植株(a)为显性。

(1)如图为这种植物(基因型为Aa)减数分裂四分体时期部分染色体的示意图。
如果1号染色单体上的基因为A，则2号最可能是__________。
(2)若该植物为AA，A基因所在的那一对同源染色体在减数第一次发裂时不分离，则母本产生的配子染色体数目为__________或__________。此种变异类型属于可遗传变异中的______________。
(3)假设两种纯合突变体甲和乙都是由控制株高的A基因突变产生的，检测突变基因转录的mRNA，发现甲的第二个密码子中的第二个碱基由C变为U，乙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，突变体__________的株高变化更大。

(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。

某种小麦中有高秆抗病（TTRR）和矮杆易感病（ttrr）两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：

请分析回答:
（1）A组F₂中出现了矮秆抗病（非亲本）类型，其原因是F₁在减数分裂形成配子过程中，位于非同源染色体上的非等位基因发生了              。
⑵A、B、C三组方法中，最不容易获得矮杆抗病小麦品种是               组。
⑶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮杆抗病植株中，最可能产生不育配子的是Ⅱ类，通过矮秆抗病Ⅱ获得可育矮杆抗病小麦新品种的方法是                              。
⑷假设A组杂交育种中涉及到n对相对性状，每对相对性状各受一对等位基因控制，彼此间各自独立遗传。在完全显性的情况下，从理论上讲，F₂表现型共有            种。从F₂代起，一般还要进行多代自交和选择，自交的目的是                                      。
⑸在一块高秆(纯合体)小麦田中，发现了一株矮秆小麦，请设计实验方案探究该矮杆性状出现的可能原因是基因突变还是环境影响(只需写实验步骤)。                                 。