高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

农业上常用的育种方法如下：
a.甲品种×乙品种→F₁→F₁自交→人工选择→自交→F₂→人工选择→自交……→性状稳定的新品种
b．甲品种×乙品种→F₁→F₁花粉离体培养得到许多小苗→秋水仙素处理→若干植株→F₂→人工选择→性状稳定的新品种
c．正常幼苗→秋水仙素处理→人工选择→性状稳定的新品种
d．种子搭载人造卫星到太空→返回地面种植→性状稳定的新品种
e．获取甲种生物的某基因→通过某种载体将该基因导入乙种生物→性状稳定的新品种
(1)a方法属于常规育种，一般从F₂开始选种，这是因为_________________。选中的个体还需要经过若干代的自交、鉴别，直到不发生性状分离为止，这是因为新品种一定要是________。
(2)b方法与a方法相比，突出的优点是_____________。
(3)通过c途径获得的新品种应属于________体，它们往往表现出__________等特点；育种中使用秋水仙素的主要作用是___________________。
(4)d方法中搭载的种子应当是________(填“干燥的”“萌动的”或“休眠的”)；种子返回地面种植后，其变异_________(填“全是对人类有益的”“不全是对人类有益的”或“全是对人类有害的”)，所以要对其进行_______。
(5)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控制的性状，该表达过程应包括遗传信息的_______________过程。

果蝇是遗传学研究中的模式生物。请结合所学知识回答以下问题：
(1)果蝇正常减数分裂过程中，含有两条Y染色体的细胞是___________________。
(2)性染色体三体（比正常果蝇多一条性染色体）果蝇在减数分裂过程中，3条性染色体中的任意两条配对联会而正常分离，另一条性染色体不能配对而随机移向细胞的一极。则性染色体组成为XYY的果蝇，所产生配子的性染色体组成种类及比例为_________________________。
(3)果蝇的卷曲翅(A)对正常翅(a)为显性。现有下表中四种果蝇若干只，可选做亲本进行杂交实验。

序号	甲	乙	丙	丁
表现型	卷曲翅♂	卷曲翅♀	正常翅♂	正常翅♀

①若表中四种果蝇均为纯合子，要通过一次杂交实验确定基因A、a是在常染色体上还是在X染色体上，可设计如下实验：选用______________（填序号）为亲本进行杂交。若子代性状表现为____________________________，则基因位于X染色体上。
②若不确定表中四种果蝇是否为纯合子，已确定A、a基因在常染色体上，为进一步探究该基因是否存在显性纯合致死现象（胚胎致死），可设计如下实验：选取____________做亲本杂交，如果子代表现型及比例为______________________________,则存在显性纯合致死，否则不存在。

碗豆高茎(D)和矮茎(d)的基因，圆粒(R)和皱粒(r)的基因位于不同对染色体上。现有高茎圆粒和矮茎皱粒两个纯合豌豆品种，欲培育出高茎皱粒豌豆新品种。请将以下简单的计划补充完整并进行相关的分析。
Ⅰ.育种计划
(1)第一年：①将上述两品种的豌豆种子分别种植在不同地块上，获得亲本植株。
②若以高茎圆粒豌豆为母本，则需在_______以前对母本进行人工去雄和套袋操作。
③在适宜时期取矮茎皱粒豌豆的花粉对母本进行人工授粉。
④收获F₁种子。
(2)第二年：①种植F₁种子，获得F₁植株。任其自交，获得F₂种子。
②选出F₂种子中的________，这样的种子约占F₂种子总数的________。
(3)第三年：①种植第二年选出的F₂种子，获得F₂植株。
②只保留F₂植株中的________，这样的植株约占本年植株总数的________。
③任其自交，产生F₃种子单独收获，分别种植在不同地块上，获得多份F₃种子。
(4)第四年：将多份F₃种子分别种植在不同地块上，获得F₃植株；从____________________获得所需纯种。
Ⅱ.相关分析
(1)杂交育种所依据的主要遗传学原理是________。
(2)在此育种计划中，F₂种子将出现________种基因型，F₃种子将出现________种基因型。
(3)利用上述亲本，若想快速培育，可采用            的方法，其原理是       。

已知金鱼的正常眼和龙眼为一对相对性状。
(1)传统育种人员通过人工定向选择龙眼金鱼，实现了金鱼种群的进化，其实质是________________。
(2)现育种人员在龙眼金鱼后代中发现了一只具有更高观赏价值的朝天眼金鱼。科研人员直接利用卵细胞培育二倍体金鱼的方法快速得到具有新性状的个体，其关键步骤包括：第一步：精子染色体的失活处理(失活后的精子可激活卵母细胞完成减数分裂形成卵细胞)；第二步：诱导卵细胞染色体加倍。具体操作步骤如下图所示，请回答下列问题：

①辐射处理可导致精子染色体断裂失活，该变异类型属于__________。
②二倍体金鱼的育种有两种方法；用方法一获得的子代是纯合二倍体，导致染色体数目加倍的原理是__________：用方法二获得的子代可能出现杂合二倍体，请写出两种可能的原因_________和_________。
③用上述方法一繁殖金鱼并统计子代性别比例，可判断其性别决定机制。若子代性别为     ，则其性别决定为XY型；若子代性别为_______，则其性别决定为ZW型(WW或YY个体不能成活)。

有两组纯种小麦品种，一个是高秆抗锈病（DDTT），一个是矮秆不抗锈病（DDtt）。现将这两个品种进行下列三组实验：

假如以上三组实验都是矮秆抗锈病出现，分析以下问题：
(1)A组所得矮抗类型的基因型是__________________和_____________；B组所得矮抗类型的基因型是________________。
(2)C组获得矮抗是由于发生了基因突变。但一般说来，这种情况不容易发生，因为
______________________________________。
(3)A组F₂中的矮抗类型不能直接用作大田栽种，原因是___________________________。
(4)B组获得的矮抗类型也不能直接利用，原因是__________________________________，但通过________________处理，可以直接产生理想的矮抗品种，其基因型是_______________。

图A和图B分别表示甲、乙果蝇某染色体上的部分基因 （果蝇甲和果蝇乙是亲子代关系）。请据图回答：

（1）与图A相比，图B发生了_____    __变异。
（2）图A染色体上控制白眼性状基因与控制棒眼性状基因的根本区别在于___           _________。
（3）一个自然繁殖、表现型正常的果蝇种群，性别比例偏离较大，经研究发现该种群的基因库中存在致死基因，它能引起某种基因型的个体死亡。从该种群中选取一对雌雄果蝇相互交配，F₁中有202个雌性个体和98个雄性个体。请回答：
①导致上述结果的致死基因具有         性致死效应，位于         染色体上。让F₁中雌雄果蝇相互交配，F₂中出现致死的几率为       。
②从该种群中任选一只雌果蝇，如何鉴别它是纯合子还是杂合子？                        。
（4）二倍体动物缺失一条染色体称为单体。假如某等位基因Rr位于果蝇Ⅳ号染色体上，我们可用带荧光标记的R、r共有的序列作探针，与某果蝇（Ⅳ号染色体缺失的单体）各细胞内染色体上R、r基因杂交，观察处于有丝分裂后期的细胞，细胞中有________个荧光点。

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红绿色盲的男孩，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类型（色盲等位基因以B和b表示）。
（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____(填“会”或“不会”)出现克氏综合征患者。
②他们的孩子中患色盲的可能性是____。

细胞周期包括分裂间期（分为G₁期、S期、G₂期）和分裂期（M期），下图为某种生物细胞周期示意图，请据图回答相关问题：

（1）若某种化学物质能使处于S期的细胞立刻被抑制，而处于其他时期的细胞不受影响，预计在加入这种化学物质约________h后，细胞都将停留在S期。若用含放射性同位素的胸苷（DNA复制的原料之一）短期培养这种生物细胞后，处于S期的细胞都会被标记。洗脱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。预计最快约________h后会检测到被标记的M期细胞。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。
（2）如果用低温诱导茎尖分生区细胞，多倍体细胞形成的比例能否达到100%？为什么？

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)。                                 。