高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

玉米是进行遗传学实验的良好材料，其宽叶基因T与窄叶基因t是位于9号染色体上的—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。请分析回答下列问题。

（1）该宽叶植株的变异类型属于             。
（2）以植株A为父本，正常的窄叶植株为母本进行杂交，需在花期进行套袋和            等操作。若产生的F1中，发现了一株宽叶植株B，其染色体及基因组成如图二。分析该植株出现的原因是由于         。
（3）若（2）中得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机的移向细胞两极并最终形成含l条和2条9号染色体的配子，那么以植株B为父本进行测交，后代的表现型及比例是             ，其中得到的染色体异常植株占      。
（4）为了探究植株A的T基因是位于正常染色体还是异常染色体上，请设计一个简便的杂交实验：
实验步骤：                                                         。
结果预测：若                             则说明T基因位于异常染色体上。
若                             则说明T基因位于正常染色体上。
（5）研究者发现玉米体细胞内2号染色体上存在两个纯合致死基因E、F，从而得到“平衡致死系”的玉米，其基因与染色体关系如下图所示。该品系的玉米随机自由交配（不考虑交叉互换和基因突变），其子代中杂合子的概率是            ；子代与亲代相比，子代中F基因的频率             （上升/下降/不变）。

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。请据图回答问题：

(1)由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方式称为      ____，用此育种方式一般从F₂才能开始选育AAbb个体。
(2)过程⑤常采_ _ ___的方法得到Ab幼体，再利用    ___处理得到AAbb植株。与过程①②③的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是        ________，过程⑤⑥应用的遗传学原理为____________。
(3)过程⑦的育种方式是____ ______，与过程⑦比较，过程④的明显优势是______________        。

自然界的女娄菜（2N=46）为雌雄异株植物，其性别决定方式为XY型，右图为其性染色体简图。X和Y染色体有一部分是同源的（图中I区段），该部分存在等位基因；另一部分是非同源的（图中Ⅱ-1和Ⅱ-2区段），该部分不存在等位基因。以下是针对女娄菜进行的一系列研究，请回答相关问题：

（1）在减数分裂形成配子时，X、Y染色体的彼此分离发生在减数        次分裂。
（2）若要测定女娄菜的基因组应该对               条染色体进行研究。
（3）若在X染色体I区段有一基因“E”，则在Y染色体的I区段同一位点可以找到基因        ；此区段一对基因的遗传遵守          定律。
（4）女娄菜抗病性状受显性基因B控制。若这对等位基因存在于X、Y染色 体上的同源区段，则不抗病个体的基因型有X^bY^b和X^bX^b，而抗病雄性个体的基因型有                 。
（5）现有各种表现型的纯种雌雄个体若干，期望利用一次杂交实验来推断抗病基因是位于X、Y 染色体的同源区段还是仅位于X染色体上，则所选用的母本和父本的表现型分别应为                。
预测该实验结果并推测相应结论：
①                                                                        。
②                                                                         。

玉米籽粒的颜色有黄色、白色和紫色三种。为了解玉米籽粒颜色的遗传方式，研究者设置了以下6组杂交实验，实验结果如下。

	第一组	第二组	第三组	第四组	第五组	第六组
亲本 组合	纯合紫色× 纯合紫色	纯合紫色× 纯合黄色	纯合黄色× 纯合黄色	黄色×黄色	紫色×紫色	白色×白色
F1籽 粒颜色	紫色	紫色	黄色	黄色、白色	紫色、 黄色、 白色	白色

（1）若第五组实验的F₁籽粒颜色及比例为紫色：黄色：白色=12：3：1，据此推测玉米籽粒的颜色由         对等位基因控制，第五组中F₁紫色籽粒的基因型有      种。第四组F₁籽粒黄色与白色的比例应是         ；第五组F₁中所有黄色籽粒的玉米自交，后代中白色籽粒的比例应是         。（每空一分）
（2）若只研究黄色和白色玉米籽粒颜色的遗传，发现黄色基因T与白色基因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的黄色籽粒植株A，其细胞中9号染色体如下图一。

①为了确定植株A的T基因位于正常染色体还是异常染色体上,让其进行自交产生F₁。如果F₁表现型及比例为          ，则说明T基因位于异常染色体上。
②以植株A为父本，正常的白色籽粒植株为母本杂交产生的F₁中，发现了一株黄色籽粒植株B，其染色体及基因组成如上图二。该植株的出现可能是由于亲本中的       。
本减数分裂过程中          未分离造成的。
③若②中的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机的移向细胞两极并最终形成含1条和2条9号染色体的配子，那么以植株B为父本进行测交，后代的表现型及比例          ，其中得到的染色体异常植株占       。

研究发现，多数抗旱作物能通过细胞代谢，产生一种代谢产物，调节根部细胞液内的渗透压，此代谢产物在叶肉细胞中却很难找到。
(1)在抗旱性农作物的叶肉细胞中找不到与抗旱有关代谢产物的根本原因是____________。
(2)现有一抗旱植物，其体细胞内有一个抗旱基因R，其等位基因为r(不抗旱)。R、r基因转录链上部分核苷酸序列为：r：…ATAAGCATGACATTA…  R：…ATAAGCAAGACATTA…
①请写出R基因转录成的RNA链上的核苷酸序列：…________________…。这一片段编码的肽链中对应的氨基酸数目是_____个。
②已知旱敏型rr植株的某一细胞基因型变成了Rr，则此变化是由基因中________________所导致的；若该细胞是一卵原细胞，则其分裂产生的卵细胞基因型是R的概率是________。
(3)现已制备足够多的R探针和r探针，通过探针来检测某植物相关的基因型。

①若已提取到某抗旱植物Rr的叶肉细胞总DNA，________(填“能”或“不能”)以DNA为模板直接扩增抗旱基因。
②细胞中R或r基因的解旋发生在________________过程中。
③DNA杂交发生在________________两者之间。
④若被检植物发生A现象，不发生C现象，则被检植物的基因型为________。
(4)为培育能稳定遗传、具抗旱性和多颗粒产量的农作物，科研人员按以下两种流程图进行育种。(已知抗旱性和多颗粒是显性，两对性状各由一对等位基因控制)
A.纯合不抗旱多粒×纯合抗旱少粒→F₁→F₁自交→F₂人工选择(汰劣留良)→自交→F₃→人工选择→自交……→性状稳定的优良品种
B.纯合不抗旱多粒×纯合抗旱少粒→F₁→F₁花药离体培养得到许多单倍体幼苗→人工诱导染色体数目加倍→若干植株→F₁人工选择→性状稳定的新品种
①杂交育种利用的变异原理是________________。
②A流程图中的“筛选和自交”环节从F₂开始，这是因为F₂才出现符合要求的____________，具体操作是将F₂的种子种植在________环境中，经多年筛选才能获得理想品种。
③B流程图与A流程图相比，B流程图育种的突出优点是_____________________。花粉细胞能发育成单倍体植株，表现出全能性，原因是细胞内有__________________。

玉米叶片叶绿素的合成受其7号染色体上一对等位基因（A、a）的控制，同时也受光照的影响。在玉米植株中，体细胞含2个A的植株叶片呈深绿色，含一个A的植株叶片呈浅绿色；体细胞没有A的植株叶片呈黄色，会在幼苗期后死亡。
（1）在正常光照下，AA植株叶片呈深绿色，而在遮光条件下却呈黄色，从基因与性状的关系角度分析其原因是                                                    。
（2）在浅绿色植株体内某些正常细胞中含有两个A基因，原因是                        ，有一批浅绿色植株（P），如果让它们相互授粉得到F₁，F₁植株随机交配得到F₂，逐代随机交配得到F_n，那么在F_n代成熟植株中a基因频率为       （用繁殖代数n的表达式表示）。
（3）现有一浅绿色突变体成熟植株甲，其体细胞（如右图）中一条7号染色体的片段m发生缺失，记为q；另一条正常的7号染色体记为p。片段m缺失的花粉会失去受精活力，且胚囊中卵细胞若无A或a基因则不能完成受精作用。

有人推测植株甲的A或a基因不会在片段m上，你认为他的推测正确吗？请作出判断并说明理由：                         。为了进一步确定植株甲的基因A、a在染色体p、q上的分布，现将植株甲进行自交得到F₁，待F₁长成成熟植株后，观察并统计F₁表现型及比例。
请预测结果并得出结论：
Ⅰ、若F₁全为浅绿色植株，则                                      。
Ⅱ、若F₁              ，则植株甲体细胞中基因A位于p上，基因a位于q上。

下图表示利用某二倍体农作物①、②两个品种培育④、⑤、⑥三个新品种的过程，Ⅰ—— Ⅴ表示育种过程，两对基因独立遗传，分析回答：

（1）由图中 Ⅰ→Ⅱ获得④称为            育种，其育种原理是                ，其中过程Ⅰ是          ，过程Ⅱ是          
（2）由图中Ⅰ→Ⅲ→Ⅳ 获得④过程称为             育种。

I．玉米籽粒颜色的黄色(T)和白色(t)基因位于9号染色体上（含异常9号染色体的花粉不能参与受精作用）。现有基因型为Tt的黄色籽粒植株甲，其细胞中9号染色体有一条异常。
(1)为了确定植株甲的T基因位于正常染色体还是异常染色体上，最简便的方法是让其    产生F1。如果     ，则说明T基因位于正常染色体上；如果        ，则说明T基因位于异常染色体上。
(2)以植株甲为父本，正常的白色籽粒植株为母本杂交产生的F1中，发现了一株黄色籽粒植株乙，其9号染色体上基因组成为Ttt，且T位于异常染色体上。该植株的出现可能是由于        造成的。
(3)若(2)中的植株乙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形成含l条和2条9号染色体的配子，形成配子的基因型及比例是        ，以植株乙为父本进行测交，后代中得到的含异常染色体的植株占       。
Ⅱ．某科研小组利用转基因技术，将豌豆的A（抗虫基因）导入玉米体细胞．以获得具有抗虫性状的新品种。请回答下列问题。
(1)若要从豌豆中获得抗虫基因，可首先建立豌豆的基因组文库，再从中   出所需的抗虫基因。理论上，基因组文库含有生物的全部基因，cDNA文库中含有生物的   基因。
(2)利用PCR技术扩增抗虫基因时，需要在反应体系中添加的有机物有    、    、4种脱氧核苷酸和耐热的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。
(3)导入抗虫基因的玉米细胞通过        技术培养成完整植株，该技术包括  和    两个阶段。
(4)若要检查杂交细胞中是否具有A基因，在分子水平上，常采用        技术，该技术用到DNA分子探针，常用   或荧光标记。

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)。                                 。