高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

（14分，每空2分）人类第7号和第9号染色体之间可以发生相互易位（如图甲所示，正常及易位后的7号、9号染色体分别用A、A+、B、B-表示），但易位后细胞内基因结构和种类并未发生变化，第9号染色体上的R片段异常会造成流产、痴呆等疾病。若个体的体细胞中有三份R片段，表现为痴呆病；若只有一份R片段，则导致早期胚胎流产。乙图表示因发生第7和第9号染色体之间易位而导致的流产、痴呆病的系谱图，已知I—2、II—4均为甲图所示染色体易位的携带者。请据图回答。

（1）染色体易位能改变染色体上基因的                 ，从而导致生物性状发生改变。为防止生出患染色体异常遗传病的孩子，妊娠期间使用光学显微镜进行羊水检查，       （能/不能）检测出染色体异常的胎儿细胞。
（2）乙图中，个体II—4产生的配子中，7和9号染色体的组合类型有       种，个体Ⅲ—6的7和9号的染色体组合为           。
（3）若Ⅲ—8为存活个体，则其为第7和第9号染色体易位携带者的概率是          。
（4）已知7号染色体上有一基因M，其编码的蛋白质的前3个氨基酸对应的DNA序列如下图所示，起始密码子为AUG。正常情况下，其转录时的模板位于       链中。若箭头所指的碱基C突变为G，其对应的密码子将由GUC变为         。

下图表示以某种农作物（1）和（2）两个品种为基础，培育出（4）、（5）、（6）、（7）四个品种的过程。根据下图，回答下列问题(每空2分，共18分）：
   
（1）用<1>和<2>培育出<5>所采用的方法I和II分别称为______和_____，其培育出<5>所依据的原理是_______。
（2）由<3>培育出<4>的常用方法III是___；由<4>培育成<5>的方法V称____，其优点_______。
（3）由<3>培育出<6>的常用方法IV是_______，其形成的<6>称_______。
（4）由<2>培育出<7>的方法VI是_______

分紫堇的花色(紫色AA、黄色Aa、白色aa)、花梗长度(长梗B对短梗b为显性)、花瓣类型(单瓣与重瓣，基因用E、e表示)独立遗传，请分析回答：
(1)紫堇的有性生殖为兼性自花授粉，即开花期遇到持续降雨，只进行自花、闭花授粉。天气晴朗，可借助蜜蜂等昆虫进行传粉。现将相等数量的紫花短梗(AAbb)和黄花长梗(AaBB)两个品种的紫堇间行种植，若开花期连续阴雨，则黄花长梗(AaBB)植株上收获的种子基因型有____________种，所控制对应性状的表现型为黄花长梗和______________，其中黄花长梗所占的比例是_______________。若开花期内遇阴雨又转晴天，则紫花短梗植株上所收获种子的基因型为____________________________________。
(2)自然界中紫堇大多为单瓣花，偶见重瓣花。人们发现所有的重瓣花的紫堇都不育(雌、雄蕊发育不完善)，某些单瓣花紫堇植株自交后代总是产生大约50％的重瓣花，则紫堇的单瓣花为___________(显性或隐性)性状，F₁单瓣花的基因型为____________。出现上述实验结果的根本原因很可能是等位基因(E、e)所在染色体发生部分缺失，而染色体缺失的花粉致死。如图为F₁单瓣紫堇花粉母细胞中等位基因(E、e)所在染色体联会示意图，请在染色体上标出相应基因。

(3)为验证“染色体缺失的花粉致死”这一假设是否成立，某研究小组设计了以下实验方案：

预期结果和结论：
若__________________________________________________________，则上述假设成立：
若__________________________________________________________，则上述假设不成立。

球茎紫堇的有性生殖为兼性自花授粉，即开花期遇到持续降雨，只进行自花、闭花授粉。天气晴朗，可借助蜜蜂等昆虫进行传粉。紫堇的花色(紫色AA、黄色Aa、白色aa)与花梗长度(长梗对短梗为显性，基因用“B、b”表示)两对性状独立遗传。现将相等数量的紫花短梗(AAbb)和黄花长梗(AaBB)两个品种的球茎紫堇间行种植，请回答：
(1)若开花期连续阴雨，黄花长梗(AaBB)植物上收获种子的基因型有______________种，所控制对应性状的表现型为______________________________。若开花期内短暂阴雨后，天气晴朗，则紫花短梗植株上所收获种子的基因型为______________。
(2)紫堇花瓣的单瓣与重瓣是由一对等位基因(E、e)控制的相对性状。自然界中紫堇大多为单瓣花，偶见重瓣花。人们发现所有的重瓣紫堇都不育(雌、雄蕊发育不完善)，某些单瓣植株自交后代总是产生大约50％的重瓣花。
①根据实验结果可知，紫蔓的单瓣花为___________性状，Fl单瓣花的基因型为___________________。

②研究发现，造成上述实验现象的根本原因是等位基因（E、e）所在染色体发生部分缺失，而染色体缺失的花粉致死所致。下图为F1单瓣紫堇花粉母细胞中等位基因（E、e）所在染色体联会示意图，请在染色体上标出相应基因
③为探究“染色体缺失的花粉致死”这一结论的真实性，某研究小组设计了以下实验方案：

图示方案获得F₂的育种方式称为__________。该过程需要经过①_______、②________后得到F₂，最后观察并统计F₂的花瓣性状表现。
预期结果和结论：
若_____________________，则上述结论是真实的：
若_____________________，则上述结论是不存在的。

有机物X具有毒性，可诱发染色体断裂。现提供下列材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。
（1）材料用具：新鲜的肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素（刺激淋巴细胞分裂）；显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，滴管；吉姆萨染液（使染色体着色），有机物X溶液等。
（2）实验过程：
①在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞，取4等份，备用。
②利用甲、乙、丙、丁4组装置，按下表步骤操作（“√”表示已完成的步骤）。

	甲	乙	丙	丁
步骤一：加人肝脏培养液	√	√	√	√
步骤二：加入有机物X溶液	√		√
步骤三：放置肝脏小块	√

上表中还需进行的操作是              。
③培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。
④一段时间后取4组淋巴细胞分别进行         ，并制成装片，在显微镜下选择          期的细胞观察            ，并对比分析。
（3）预期结果与结论：
若             ，则说明肝脏小块对有机物X具有解毒作用。

几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示：

（1）正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为     ，在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是     条。
（2）白眼雌果蝇（X^rX^rY）最多能产生X^r、X^rX^r、     和     四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇（X^RY）杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为     。
（3）用黑身白眼雌果蝇（aa X^rX^r）与灰身红眼雄果蝇（AA X^RY）杂交，F₁雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。F₂中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为
     ，从F₂灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为     。
（4）用红眼雌果蝇（X^RX^R）与白眼雄果蝇（X^rY）为亲本杂交，在F₁群体中发现一只白眼雄果蝇（记为“M”），M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。请设计简便的杂交试验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
实验思路：     。
结果预测：I．若     ,则是环境改变；II．若     ,则是基因突变；
III．若         ,则是减数分裂时X染色体不分离。

已知玉米籽粒的黄色(A)对白色(a)为显性，非糯性(B)对糯性(b)为显性，非糯性籽粒及花粉遇碘液变蓝色，糯性籽粒及花粉遇碘液变棕色，这两对基因自由组合。请回答：
⑴若用碘液处理杂合的非糯性植株的花粉，则显微镜下可清晰地观察到花粉颜色及比例为                  。
⑵取基因型双杂合的黄色非糯性植株的花粉进行离体培养，获得单倍体幼苗，其基因型为              。若对获得的幼苗用适宜浓度的           进行处理后得到一批可育的植株，则这些植株均自交，所得籽粒的性状在同一植株上表现       (填“一致”或“不一致”)。
⑶现已知基因A、a位于9号染色体上，且无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Aa的植株甲，其细胞中9号染色体如图一所示。

①植株甲的变异类型属于染色体结构变异中的     。
②为了确定植株甲的A基因是位于正常染色体上还是在异常染色体上，让甲进行自交产生F1，若F1的表现型及比例为            时可证明A基因位于异常染色体上。
③以植株甲为父本，以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，其染色体及基因组成如图二所示。该植株形成的一种可能原因是父本在减数分裂过程中                               。
④若植株乙在减数第一次分裂过程中，3条9号染色体随机移向细胞两极，并最终形成含1条和2条9号染色体的配子，那么以植株乙为父本，以正常的白色籽粒植株为母本进行测交，后代的表现型及其比例是                 。

已知果蝇是XY型性别决定，体细胞中含一条X染色体的是雄性（如6+XY，6+X，6+XYY，其中6+X不育），含两条X染色体的是雌性（如6+XX，6+XXY，都可育），含3条或0条X染色体表现为胚胎期致死，有Y或无Y染色体都不影响性别。现有一只基因型为X^rX^r的白眼雌果蝇和基因型为X^RY的红眼雄果蝇杂交，F₁中出现白眼雄果蝇和红眼雌果蝇，还出现少数白眼雌果蝇和不育的红眼雄果蝇。如将F₁中白眼雌果蝇与基因型为X^RY的红眼雄果蝇杂交，F₂中出现白眼雄果蝇和红眼雌果蝇，又出现少数白眼雌果蝇和可育的红眼雄果蝇。
（1）F₁中白眼雄果蝇、红眼雄果蝇的基因型分别是           、           。
（2）F₁中红眼雄果蝇的X染色体来自亲本中的     蝇，白眼雌果蝇的X染色体来自亲本中的     蝇，并将其传给F₂中表现型为                     的果蝇。
（3）F₂中红眼雌果蝇的基因型是             。

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)。                                 。