高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

某二倍体植物（2n=16）开两性花，可自花传粉。研究者发现有雄性不育植株（即雄蕊发育异常不能产生有功能的花粉，但雄蕊发育正常能接受正常花粉而受精结实），欲选育并用于杂交育种．请回答下列问题：
（1）雄性不育与可育是一对相对性状．将雄性不育植株与可育植株杂交，F₁代均可育，F₁自交得F₂，统计其性状，结果如表，说明控制这对性状的基因遗传遵循_________定律。
表F₂性状统计结果：

编号	总株数	可育：不育
1	35	27∶8
2	42	32∶10
3	36	27∶9
4	43	33∶10
5	46	35∶11

（2）在杂交育种中，雄性不育植株只能作为亲本中的 （父本/母本），其应用优势是不必进行       操作。
（3）为在开花前即可区分雄性不育植株和可育植株，育种工作者培育出一个三体新品种，其体细胞中增加一条带有易位片段的染色体．相应基因与染色体的关系如图（基因M控制可育，m控制雄性不育；基因R控制种子为茶褐色，r控制黄色）。

①三体新品种的培育利用了______原理。
②带有易位片段的染色体不能参与联会，因而该三体新品种的细胞在减数分裂时可形成 个正常的四分体：____（时期）联会的两条同源染色体彼此分离，分别移向细胞两极，而带有易位片段的染色体随机移向一极．故理论上，含有9条染色体的雄配子占全部雄配子的比例为  ，经研究发现这样的雄配子不能与雌配子结合。
③此品种植株自交，所结的黄色种子占80%且发育成的植株均为雄性不育，其余为茶褐色种子，发育成的植株可育。结果说明三体植株产生的含有9条染色体和含有8条染色体的可育雌配子的比例是     ，这可能与带有易位片段的染色体在减数分裂时的丢失有关。
④若欲利用此品种植株自交后代作为杂交育种的材料，可选择       色的种子；若欲继续获得新一代的雄性不育植株，可选择__   色的种子种植后进行自交。

玉米宽叶基因（T）与窄叶基因（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的宽叶植株A，其细胞中9号染色体如图一所示。

（1）可通过观察有丝分裂     期细胞进行     分析得知该植株发生了突变，该宽叶植株的变异类型属于     变异。
（2）为了确定植株A的T基因是位于正常染色体还是异常染色体上，让其作为父本与正常的窄叶进行测交。如果F₁表现型为     ，则说明T基因位于异常染色体上。请用遗传图解解释上述现象。
（3）若（2）中测交产生的F₁中，发现了一株宽叶植株B,其染色体及基因型组成如图二。从细胞水平分析出现该植株的原因是由于父本在减数分裂过程中       未分离而导致的。
（4）若（3）中得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机地移向细胞两极并最终生成含有1条9号染色体和含有2条9号染色体的配子，请据此写出植株B可育花粉的基因型        。

决定玉米籽粒有色（C）和无色（c）、淀粉质（W）和蜡质（w）的基因位于9号染色体上，结构异常的9号染色体一端有染色体结节，另一端有来自8号染色体的片段（见图1）。家利用玉米染色体的特殊性进行了图2所示的研究。请回答问题：

（1）8号染色体片段转移到9号染色体上的变异现象称为       。
（2）图2中的母本在减数分裂形成配子时，这两对基因所在的染色体_____（填“能”或“不能”）发生联会。
（3）图2中的亲本杂交时，F1出现了四种表现型，其中表现型为无色蜡质个体的出现，说明亲代_____________细胞在减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间发生了__________，产生了基因型为_______________的重组型配子。
（4）由于异常的9号染色体上有__________________作为C和wx的细胞标记，所以可在显微镜下通过观察染色体来研究两对基因的重组现象。将F1表现型为无色蜡质个体的组织细胞制成临时装片观察，观察到___________________的染色体，可作为基因重组的细胞证据。

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______________        。

果蝇红眼对白眼为显性，控制这对性状的基因位于X染色体上，果蝇缺失1条Ⅳ号染色体仍能正常生存和繁殖，缺失两条则死亡。一对都缺失1条Ⅳ号染色体的红眼果蝇杂交（亲本雌果蝇为杂合子），F₁中，白眼雄果蝇占       ，红眼雌果蝇占              ，染色体数正常的红眼果蝇占         ，缺失一条Ⅳ号染色体的白眼果蝇占        。

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。

家蚕是二倍体生物，含56条染色体，ZZ为雄性，ZW为雌性。幼蚕体色中的有斑纹和无斑纹性状分别由Ⅱ号染色体上的A和a基因控制。雄蚕由于吐丝多，丝的质量好，更受蚕农睐，但在幼蚕阶段，雌雄不易区分。于是，科学家采用下图所示的方法培育出了“限性斑纹雌蚕”解决这个问题。请回答：

（1）要研究家蚕的基因组，需要测定家蚕   条染色体上DNA的碱基序列。
（2）图中变异家蚕的“变异类型”属于        。由变异家蚕培育出限性斑纹雌蚕所采用的育种方法是          。图中的限性斑纹雌蚕的基因型为             。
（3）在生产中，可利用一些杂交组合通过一代杂交实验培育出可根据体色辨别幼蚕性别的后代，从而淘汰雌蚕，保留雄蚕。请写出这样的杂交组合的基因型        （雌蚕基因型写在前面）。

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小麦新品种，问：

（1）要缩短育种年限，应选择的方法依据的变异原理是             ，图中①的基因组成是             。
（2）（四）过程所作的的处理是                 。方法II一般从F1经（五）过程后开始选种，这是因为                  。
（3）（五）过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占                  ，若要在其中选出最符合生产要求的新品种，最简便的方法是                 ，让F1按该方法经（五）（六）过程连续进行2代，则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占            。
（4）如将方法I中获得的③⑤植株杂交，再让所得到的后代自交，则后代基因型及比例为                 。
（5）除上述方法外，也可将高杆抗锈病纯种小麦用γ射线等照射获得矮抗是由于发生了               。

猫是XY型性别决定的二倍体生物，当猫细胞中存在两条或两条以上的X染色体时，只有一条X染色体上的基因能表达，其余X染色体高度螺旋化失活成为巴氏小体，如下图所示。请回答：

（1）利用显微镜观察巴氏小体可用     染色。巴氏小体能用来区分正常猫的性别，理由是                                                         。
（2）显微镜下观察到某雌猫体细胞的细胞核中有2个巴氏小体，该雌猫的性染色体组成为   。高度螺旋化的染色体上的基因由于            过程受阻而不能表达。
（3）控制猫毛皮颜色的基因A（橙色）、a（黑色）位于X染色体上，基因型为X^AY的猫毛皮颜色是             。现观察到一只橙黑相间的雄猫体细胞核中有一个巴氏小体，则该雄猫的基因型为         ；若该雄猫的亲本基因型为X^aX^a和X^AY，则产生该猫是由于其             （填“父方”或“母方”）形成了异常的生殖细胞，导致出现这种异常生殖细胞的原因是             。

香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。

（1）香稻品种甲的香味性状受隐性基因（a）控制，其香味性状的表现是因为________________________，导致香味物质累积。
（2）水稻香味性状与抗病性状独立遗传。抗病（B）对感病（b）为显性。为选育抗病香稻新品种，进行一系列杂交实验。其中，无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示，则两个亲代的基因型是_____________________。上述杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为_________。
（3）用纯合无香味植株作母本与香稻品种甲进行杂交，在F₁中偶尔发现某一植株具有香味性状。请对此现象给出合理解释：①______________；②_______________。
（4）单倍体育种可缩短育种年限。离体培养的花粉经脱分化形成         ，最终发育成单倍体植株，这表明花粉具有发育成完整植株所需要的_______________。若要获得二倍体植株，应在________时期用秋水仙素进行诱导处理。

下图表示某种农作物①和②两个品种分别培育出 ④、⑤、⑥ 3个品种的过程。根据上述过程，回答下列问题：

（1）用①和②的农作物品种通过I和II方法培育⑤分别称________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品种所用的试剂是__________，通过Ⅲ和Ⅴ过程培育⑤品种的育种方法叫             ，其优点是                    __。
（3）由③培育形成的⑥称                  （填几倍体）。

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。

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所示育种方法以获得小麦新品种，请据图分析回答：

（1）与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育，但是，利用单倍体植株培育新品种却能明显                       。
（2）图中（三）过程采用的方法称为               ；图中（四）过程最常用的化学药剂是           ，该物质作用于正在分裂的细胞，引起细胞内染色体数目加倍的原因是                          。
（3）图中标号④基因组成为      。用这种方法培育得到的植株中，符合人们要求的矮秆抗锈病植株所占的比例为      。

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                 。

如图为四种不同的育种方法,请回答:

(1)图中A→D的育种方式为杂交育种, 该育种方式的基本原理是                  。
(2)若亲本的基因型有以下四种类型:

①两亲本相互杂交,后代表现型为3∶1的杂交组合是    。
②选乙、丁为亲本,经A→B→C途径可培育出                 种纯合植物。该育种方法突出的优点是                     。
(3)E方法最不易获得所需品种的原因是                             。
(4)F方法常用的试剂是                 ，该试剂作用的时间为有丝分裂的     期。
（5）家蚕是二倍体生物，含56条染色体，ZZ为雄性，ZW为雌性。幼蚕体色中的有斑纹和无斑纹性状分别由Ⅱ号染色体上的A和a基因控制。雄蚕由于吐丝多，丝的质量好，更受蚕农青睐，但在幼蚕阶段，雌雄不易区分。于是，科学家采用如图所示的方法培育出了“限性斑纹雌蚕”来解决这个问题。请回答下面的问题。

①家蚕的一个染色体组含有       条染色体。
②图中变异家蚕的“变异类型”属于染色体变异中的                    。由变异家蚕培育出限性斑纹雌蚕所采用的育种方法是              。图中的限性斑纹雌蚕的基因型为         。