高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

下图为几种不同育种过程的示意图。请分析回答问题：

（1）图甲中①②③过程的育种方法是_____，依据的原理是_____。
（2）图甲中，让所有被选择保留下来的F2植株自交，能发生性状分离的植株占_____。
（3）图甲中，过程⑤依据的生物学原理是_____，理论上可获得_____种单倍体；①④⑤⑥过程培育新品种的最大优点是_____。
（4）图乙中，黑麦和普通小麦杂交所得的杂种植株不育的原因是杂种植株细胞中的染色体在减数分裂时_____，导致其不能产生正常的配子。科学家为了解决这一问题，过程B采用的方法是用_____试剂处理杂种个体幼苗。

Ⅰ.下图为甲病（M、m）和乙病（N、n）的遗传系谱图，其中乙病为伴性遗传病，请回答下列问题：

（1）甲病属于_____________。

A．常染色体显性遗传病

B．常染色体隐性遗传病

C．伴X染色体显性遗传病

D．伴X染色体隐性遗传病

（2）Ⅱ－5的基因型是_______________________________。
（3）如果Ⅲ－11与Ⅲ－12婚配，则所生孩子患病的概率是_____________。
Ⅱ.某二倍体自花传粉植物的抗病（T）对易感病（t）为显性，圆形果（R ）对扁形果（r）为显性，且两对等位基因位于两对同源染色体上。
（4）两株植物杂交，F₁中易感病圆形果出现的概率为3/8，则两个亲本的基因型为_____
（5）若在自花传粉时，含t 基因的花粉有一半死亡，则
①让纯种抗病圆形果植株与纯种易感病扁形果植株杂交得 F₁，F₁自交时，则 F₂代的表现型及其比例是___________________________________。
②由于受到某种环境因素的影响，一株基因型为 Rr的圆形果植株幼苗染色体加倍成为基因型为RRrr的四倍体植株，假设该四倍体植株自交后代均能存活，圆形果对扁形果为完全显性，则其自交后代的表现型种类及其比例为_____________。正常二倍体植株加倍成为四倍体植株后R基因频率___________（填“变小”、“不变”或“变大”），该四倍体植株与正常二倍体植株是不是同一个物种？_________（填“是”或“不是”）。

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）用遗传图解解释该男孩的情况（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______（ “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分离异常。
（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概率是__________。
（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24条染色体的____________序列。

如图中植株①为绿色（yy）、皱缩（rr）子叶的纯种豌豆，植株②为黄色（YY）、饱满（RR）子叶的纯种豌豆，这两对基因独立遗传，现对植株①与植株②进行了一定的处理，结果如下图所示，请据图回答下列问题：

（1）处理①产生无种子豆荚可以采用的方法是              。
（2）处理②进行之前，首先对植株①进行          处理．处理②形成的种子，其子叶的表现型及基因型分别是             、            。将处理②所结种子第二年全部种下，在自然条件下长出的植株，所结的种子中黄色、皱缩的种子中纯合子占           。
（3）处理③的方法是                  ，处理④的作用原理是               。

小麦可同偃麦草远缘杂交，培育成了多个小偃麦品种。请回答下列有关小麦遗传育种的问题：
（1）如果小偃麦早熟（A）对晚熟（a）是显性，抗干热（B）对不抗干热（b）是显性（两对基因自由组合），在研究这两对相对性状的杂交试验中，以某亲本与双隐性纯合子杂交，F₁代性状分离比为1：1，请写出此亲本可能的基因型：________________。
（2）如果决定小偃麦抗寒与不抗寒的一对基因在叶绿体DNA上，若以抗寒晚熟与不抗寒早熟的纯合亲本杂交，要得到抗寒早熟个体，需用表现型为____________的个体作母本，该纯合的抗寒早熟个体最早出现在________代。
（3）小偃麦有蓝粒品种，如果有一蓝粒小偃麦变异株，籽粒变为白粒，经检查，体细胞缺少一对染色体，如果将这一变异小偃麦同正常小偃麦杂交，得到的F₁代自交，请分别分析F₂代中出现染色体数目正常与不正常个体的原因：_____________。

（10 分）某自花且闭花授粉植物， 抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。 抗病和感病由基因 R 和 r 控制， 抗病为显性； 茎的高度由两对独立遗传的基因（D 、 d ， E 、 e）控制， 同时含有 D 和 E 表现为矮茎， 只含有 D 或 E 表现为中茎， 其他表现为高茎。 现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子， 欲培育纯合的抗病矮茎品种。。
请回答：
（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 ______ 和有害性这三个特点。
（3）若采用杂交育种， 可通过将上述两个亲本杂交， 在 F 2 等分离世代中 _____ 抗病矮茎个体， 再经连续自交等筛选手段， 最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。 据此推测， 一般情况下， 控制性状的基因数越多， 其育种过程所需的 _________ 。 若只考虑茎的高度， 亲本杂交所得的 F1在自然状态下繁殖， 则理论上， F2 的表现型及比例为 _______ 。
（4）若采用单倍体育种， 该过程涉及的原理有 ________  ,最后选育的品种所占比例为 ________。
（5）若此植物群体能随机交配，每种基因型的成活率相同，其后代有9900株抗病和100株感病，则后代中Rr的基因型频率为＿＿＿。但实际上，在天然环境中，感病的比例会＿＿＿，这是＿＿＿＿＿＿的结果。

I、狗的毛色由两对基因（A和a,D和d） 控制，这两对基因独立遗传，但与性别无关。据表回答问题。

项 目	基因组合	A、D同时存在（A_D_型）	A存在、D不存在（A_dd型）	B存在、A不存在（aaD_型）	A和B都不存在（aadd） 型
毛色	白色	花色	黄色	黑色
杂 交 组 合	甲：白色×黑色→F1白色、花色、黄色、黑色
乙：花色×花色→F1花色、黑色
丙：黄色×花色→F1全是白色

（1） 甲组杂交方式在遗传学上称为            ；甲组杂交F₁中四种表现型比例是            。
（2） 除了上述的3种组合，如果进行白色×黑色，得到的后代表现型只有花色和白色，则该花色的基因型是                     。
（3） 让乙组后代F₁中花色的狗与另一纯合黄色的狗杂交，杂交后代表现型及比例在理论上是                                  。
（4） 基因型为AaDd与Aadd的个体杂交，它们的后代基因型的种类有             种。
Ⅱ（每空1分） 下图为四种不同的育种方法,请回答下列问题。

（1）图中A、D途径表示杂交育种,一般从F₂开始选种,这是因为_________________________。
（2）图中通过E方法育种所运用的原理是              。
（3）无子番茄的培育原理________,无子西瓜的培育原理是___________,其中无子性状能遗传的有____________。

良种对于提高农作物产量、品质、和抗病性等具有重要作用。目前培养良种有多种途。其一是具有不同优点的亲本杂交，从其后代中选择理想的变异类型，变异来源于          ，选育过程中性状的遗传遵循            、                等规律。其二是通过射线处理，改变已有品种的个别重要性状，变异来源于          ，实质上是细胞中DNA分子上的碱基发生改变。其三是改变染色体数目，例如用秋水仙素处理植物的分生组织，经过培育和选择能得到             植株。

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？

下图表示某种农作物①和②两个品种分别培育出④、⑤、⑥三个品种的过程，根据上述过程，回答下列问题：

（1）用①和②培育⑤所采用的方法I和Ⅱ分别称         和        ，其培育出⑤所依据的原理是               。
（2）用③培育出④的常用方法Ⅲ是                     。方法Ⅲ和方法V合称        育种，其优点是                       。
（3）由③培育出⑥的最常用方法Ⅳ                                        ，所依据的原理是              ，其形成的⑥称              。
（4）若要获得AAbbC的新品种，可通过             实现。

为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法。图中两对相对性状独立遗传，高蔓（A）、感病（B）是显性性状。据图分析回答：

（1）过程①表示的育种方式是_________，F1自交获得的F2中，高蔓抗病植株中纯合子占_______________。
（2）过程②表示的育种方式是_______________，可以取任一植株的适宜花药作培养材料，培养得到的单倍体基因型有______种；用秋水仙素处理，使染色体数目加倍，获得的二倍体植株的基因型分别是_______。
（3）过程③表示的育种方式是__________，叶肉细胞培育成转基因植株的过程体现了细胞的__________性。
（4）过程④表示的育种方式是__________，该育种方法的优点是_______。

青虾细胞的染色体数目多而且形态较小，为确定其染色体数目，需要制备染色体标本。科研人员挑选若干组数量相等、活动力强、性成熟的同等条件下青虾，分别向腹肌注射0．1mL质量分数不等的秋水仙素，对照组注射等量的生理盐水；24 h后，取出心脏等6种器官组织，分别制成装片，通过观察和统计，得出结论。以下是该实验的部分结果，请据此回答问题。
结果一：不同器官组织中处于分裂期细胞的比例（%）。

结果二：不同质量分数的秋水仙素（抑制纺锤丝的出现）处理后，处于有丝分裂中期细胞的比例和染色体形态。

秋水仙素质量分数（×10^-3）	有丝分裂中期细胞（﹪）	染色体形态
0	1．0	正常
1	1．2	正常
2	1．5	正常
3	3．1	正常
4	11．2	正常
5	11．5	不正常
6	12．3	不正常

结果三：下图一是青虾的细胞分裂中部分染色体行为示意图，三个细胞均来自同一个体；图二是青虾某种细胞分裂过程中染色体数目变化的数学模型（部分时期）。

（1）上述6种器官组织中，观察细胞分裂的最佳材料是_________。
（2）注射秋水仙素的最佳质量分数是_______，依据是___________________。
（3）结果三图一中甲细胞的名称是________________。
（4）结果三图二数学模型中，bc段形成的原因是_____________________；图二模型可表示图一中________细胞所对应的细胞分裂方式中染色体数目变化规律。

下列各图分别表示不同的育种方法，请据图完成下列问题：
A．
B．
C．普通小麦X黑麦→不育杂种→小黑麦
D．DDTT（高秆抗病）×ddtt（矮秆易染病）→F₁F₂纯合矮秆抗病品种
E．DDTT×ddtt→F₁配子幼苗能稳定遗传的矮秆抗病新品种
（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）在B图中，①处发生__________，③处的氨基酸由__________改变成了__________。（缬氨酸GUC；亮氨酸CUG；精氨酸CGG；丙氨酸GCC）
（3）C图表示的育种方法叫____________________，该方法最常用的药剂是__________，用于处理_______。（4）D图表示的育种方法叫_____________，若要在F₂中选出符合生产要求的新品种，常用的方法是__   _。（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。

请分析回答：
Ⅰ（1）双子叶植物大麻（2N=20）为雌雄异株，性别决定为XY型，大麻的某一对相对性状由等位基因（M、m）控制，其中的一个基因在纯合时能使合子致死（注：MM、X^mX^m、X^mY等均视为纯合子）。用雌雄株大麻杂交，得到F₁代共150株大麻，其中雄株50只。那么控制这一性状的基因位于     染色体上，成活大麻的基因型共有      种。若F₁代雌株共有两种表现型，则致死基因是        （M、m）。
（2）已知大麻抗病（B）对不抗病（b）、粗茎（C）对细茎（c）、条形叶（D）对披针叶（d）为显性，这三对基因分别位于三对常染色体上。将纯合抗病粗茎条形叶雌株与纯合不抗病细茎披针叶雄株杂交产生F₁，F₁间杂交得到F₂，F₂中抗病细茎条形叶植株所占比例是        ，F₂有        种基因型。
（3）为获得优质的纤维，可在定苗时选留雄苗拔除雌苗，还可将雄株进行花药离体培养，再将幼苗用秋水仙素处理，所得植株的染色体组成是            。
（4）在大麻野生型种群中，发现几株粗茎大麻（突变型），该性状是可遗传变异。请设计一个简单实验来判断该突变型的出现是基因突变还是染色体组加倍所致？
Ⅱ、西瓜消暑解渴，深受百姓喜爱，其中果皮深绿（G）对浅绿（g）为显性，大子（B）对小子（b）为显性，红瓤（R）对黄瓤（r）为显性，三对基因位于三对非同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。已知西瓜的染色体数目2n＝22，请根据下列几种育种方法的流程图回答有关问题。

注：甲为深绿皮黄瓤小子，乙为浅绿皮红瓤大子，且甲、乙都能稳定遗传。
（1）②过程常用的试剂2作用和目的是______________；
通过③过程得到无子西瓜B与通过①过程获得无子西瓜A，从产生变异的来源来看，其区别是_______。
（2）通过⑧过程获得的单倍体植株中拥有的染色体数是________。
（3）若将四倍体西瓜（gggg）和二倍体西瓜（GG）间行种植，结果发现四倍体西瓜植株上所结的种子，播种后发育成的植株中既有四倍体又有三倍体。那么，能否从这些植株所结西瓜的果皮颜色直接判断出这些植株是四倍体还是三倍体呢？请用遗传图解解释，并作简要说明

大豆是两性花植物。下面是大豆某些性状的遗传实验：大豆子叶颜色（BB表现深绿；Bb表现浅绿；bb呈黄色，幼苗阶段死亡）和花叶病的抗性（由R、r基因控制）遗传的实验结果如下表：

组合	母本	父本	F1的表现型及植株数
一	子叶深绿不抗病	子叶浅绿抗病	子叶深绿抗病220株；子叶浅绿抗病217株
二	子叶深绿不抗病	子叶浅绿抗病	子叶深绿抗病110株；子叶深绿不抗病109株； 子叶浅绿抗病108株；子叶浅绿不抗病113株

（1）组合一中父本的基因型是__________，组合二中父本的基因型是____________。
（2）用表中 F₁ 的子叶浅绿抗病植株自交，在 F₁的成熟植株中，表现型的种类有________，其比例为_____________。
（3）单倍体育种可缩短育种年限。离体培养的花粉发育成单倍体植株，若要获得二倍体植株，应在________时期用秋水仙素进行诱导处理。
（4）请选用表中植物材料设计一个杂交育种方案，要求在最短的时间内选育出纯合的子叶深绿抗病大豆材料____________。