高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

科学家发现多数抗旱性农作物能通过细胞代谢，产生一种代谢产物，调节根部细胞液的渗透压，此代谢产物在叶肉细胞和茎部细胞中却很难找到。
(1)该代谢产物能够使细胞液的渗透压________(填“增大”或“减小”)。
(2)这种代谢产物在茎部和叶肉细胞中很难找到，而在根部细胞中却能产生的根本原因是____________________。
(3)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(旱敏基因)：R、r的部分核苷酸序列为r∶ATAAGCATGACATTA；R∶ATAAGCAAGACATTA。抗旱基因突变为旱敏基因的根本原因是________      。研究得知与抗旱有关的代谢产物主要是糖类，该抗旱基因控制抗旱性状是通过基因控制_____________实现的。
(4)已知抗旱性和多颗粒属显性，各由一对等位基因控制，且分别位于两对同源染色体上。纯合的旱敏多颗粒植株与纯合的抗旱少颗粒植株杂交，F1自交：
①F2抗旱多颗粒植株中双杂合子占的比例是________。
②若拔掉F2中所有的旱敏型植株后，剩余植株自交。从理论上讲F3中旱敏型植株的比例是________。
(5)请设计一个快速育种方案，利用抗旱少颗粒(Rrdd)和旱敏多颗粒(rrDd)两植物品种做亲本，通过一次杂交，使后代个体全部都是抗旱多颗粒杂交种(RrDd)，用文字简要说明。

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。

某种雌雄异株（XY型）的二倍体高等植物，控制株色和叶形两对性状的两对等位基因中，一对（A、a）位于2号常染色体上，一对（X^B、X^b）位于X染色体上。已知缺失一条常染色体的植株仍能正常生存和繁殖，缺失一条常染色体的雌雄配子成活率极低且相等，缺失一对常染色体的植株不能成活。现有都缺失一条2号常染色体的植株杂交，结果如图。请据图分析回答：

（1）株色和叶形两对性状中，显性性状分别是_________________，控制叶形的基因位于  _____________染色体上，亲本的基因型是____________________。
（2）理论上，F₁中绿色宽叶和绿色窄叶植株的数量比接近__________________，这两种植株中是否存在染色体缺失的个体?_______________________。
（3）若上图两个亲本中只有一方缺失了一条2号常染色体，利用该亲本再进行杂交实验并预测结果（分析时只考虑A、a基因控制的性状，正常亲本为纯合子）。若亲本中雌性植株缺失了一条2号常染色体，那么F₁表现为_____________________；若亲本中雄性植株缺失了一条2号常染色体，那么F₁表现为_____________________。

下面为6种不同的育种方法，据图回答下列问题：

（1）图中A至D方向所示的途径一般从F₂代开始选种，这是因为                               。
（2）为了得到稳定遗传的抗倒伏、抗锈病的优良品种，根据提供的材料：a.小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种b.小麦的矮秆（隐性）不抗锈病（隐性）纯种要尽快得到所需品种，选择途径                         （用字母和箭头表示）最合适，预期产生所需性状类型的概率：                 。
（3）C、F过程最常用药剂的作用是                              。
（4）G过程涉及的工具酶有                                   。
（5）K过程成功的标志是                              。方法2、方法5和方法6都应用了                   技术。

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_____。若经过②过程产生的子代总数为１５５２株，则其中基因型为AAbb的植株理论上有  株。
(2)过程⑤常采用     的方法得到Ab幼苗。与过程①②③的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是______________。
(3)与过程⑦的育种方法相比，过程④的明显优势是   。
(4)过程⑥需要使用的化学药剂是    ；过程⑦的育种原理是       。

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。

在蜜蜂的蜂巢中，有由受精卵发育来的蜂王和工蜂（均为雌性），以及由未受精的卵细胞发育来的雄蜂。蜜蜂的附肢有沟（花粉筐）、沟边有毛（花粉刷），自然界的野生工蜂为短毛、浅沟性状的“非富蜜型”。科研人员在自然界中偶然得到极少数具有长毛、深沟性状的“富蜜型”雄蜂，作了如下杂交实验，请分析回答下列问题：

组别	母本（♀）	父本（♂）	杂交结果
实验一	非富蜜型	富蜜型	♀、♂均为非富蜜型（F1）
实验二	F1非富蜜型	富蜜型	♀、♂均为四种表现型且比例为1:1:1:1
实验三	富蜜型	F1非富蜜型	♂富蜜型，♀非富蜜型

（1）一个蜂巢中的蜂王、工蜂、雄蜂等全部个体构成了一个__________________。同样由受精卵发育来的个体，由于获得的营养不同，只有一只雌蜂发育为蜂王，其余都发育为雌性工蜂，可见生物的性状是_________________共同作用的结果。
（2）用龙胆紫溶液将雄蜂和工蜂的有丝分裂细胞染色，在显微镜下观察并记录有丝分裂________期细胞的染色体数目，则观察到的结果为___________。
（3）蜜蜂的长毛、深沟的性状最初是通过________产生的。据实验结果分析，这两对相对性状中_______为显性。
（4）由实验二结果可推知母本产生了_________________________配子，说明控制两对相对性状的基因的遗传符合_________________定律。

（16分)某医师通过对一对正常夫妻(Ⅲ)(妻子已怀孕)的检查和询问，判断出丈夫家族中有人患有甲种遗传病(显性基因为A，隐性基因为a)，他的祖父和祖母是近亲结婚；妻子家族中患有乙种遗传病(显性基因为B，隐性基因为b)，她有一个年龄相差不多患21三体综合征的舅舅；夫妻均不带有对方家族的致病基因。医师将两个家族的系谱图绘制出来(如图所示)，请回答下列相关问题：

（1）甲病的致病基因位于________染色体上，是________性遗传病。
（2）乙病的致病基因位于________染色体上，是________性遗传病。
（3）丈夫的基因型是________。
（4）该夫妇再生一个男孩患病的概率是________。
（5）21三体综合征可能是由染色体组成为________的卵细胞或________的精子或正常的生殖细胞受精后发育而来。

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。

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)。                                 。

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            （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          。
(4)已知某环境条件下猫的AA和Aa个体全部存活，aa个体在出生前会全部死亡，现有该动物的一个大群体，只有AA、Aa两种基因型，其比例为1：2。假设每对亲本只交配一次且成功受孕，均为单胎。在上述环境条件下，理论上该群体随机交配产生的第一代中AA和Aa的比例是     。

豚鼠毛色的黄色基因R与白色基因r是位于9号常染色体上的一对等位基因，已知无正常9号染色体的精子不能参与受精作用。现有基因型为Rr的异常黄色雌豚鼠甲（含有异常9号染色体的豚鼠为异常豚鼠），其细胞中9号染色体及基因组成如图1所示。

（1）用甲豚鼠与正常的白色豚鼠作亲本杂交，其F₁随机交配所得的F₂中表现型及比例为________，异常白色豚鼠所占比例为_________。
（2）如果以图2所示染色体的雄豚鼠与正常的白色雌豚鼠杂交，产生的F₁中发现了一只黄色豚鼠，经检测染色体组成无异常，出现这种现象的原因是_______（填“父”或“母”）本形成配子的过程中发生了________；或者是_______（填“父”或“母”）本形成配子的过程中发生了__________。
（3）如果以图2所示染色体的雄豚鼠与正常的白色雌豚鼠杂交，产生的F₁中发现了一只黄色豚鼠，经检测，其9号染色体及基因组成如图3所示，出现这种现象的原因是_________。
（4）豚鼠的粗毛与细毛分别由位于4号常染色体染色体上的A与a控制，用染色体及基因组成如图4所示的雌雄豚鼠杂交，子代中黄色粗毛豚鼠所占比例为__________，白色细毛豚鼠所占比例为________。

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。

利用卵细胞培育二倍体是目前鱼类育种的重要技术，其原理是经辐射处理的精子入卵后不能与卵细胞核融合，只激活卵母细胞完成减数分裂，后代的遗传物质全部来自卵细胞。关键步骤包括：①精子染色体的失活处理；②卵细胞染色体二倍体化等。请据图回答：（每空3分，共15分）

（1）经辐射处理可导致精子染色体断裂失活，这属于染色体结构变异。
（2）卵细胞的二倍体化有两种方法。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因是_______________；用方法二获得的子代通常是杂合二倍体，这是因为同源染色体的非姐妹染色单体发生了交叉互换造成的。
（3）用上述方法繁殖鱼类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（雌性为XX，雄性为XY）；若子代性别为__________，则其性别决定为ZW型（雌性为ZW，雄性为ZZ，WW个体不能成活）。
（4）已知金鱼的正常眼（A）对龙眼（a）为显性，基因B能抑制龙眼基因表达，两对基因分别位于两对常染色体上。偶然发现一只有观赏价值的龙眼雌鱼，若用卵细胞二倍体化的方法进行大量繁殖，子代出现龙眼个体的概率为__________；若用基因型为AABB的雄鱼与该雌鱼杂交，子二代出现龙眼个体的概率为__________。

现有4种（2、6、7、10号）三体玉米，即第2、6、7、10号同源染色体分别多出一条。三体玉米减数分裂一般产生两类配子，一类是n+1型（非常态），即配子含有两条该同源染色体；一类是n型（常态），即配子含有一条该同源染色体。n+1型配子若为卵细胞可正常参与受精作用产生子代，若为花粉则不能参与受精作用。已知玉米抗病（B）对感病（b）为显性。现以纯合抗病普通玉米（BB）为父本，分别与上述4种三体且感病的玉米（母本）杂交，从F₁中选出三体植株作为父本，分别与感病普通玉米（bb）进行杂交，得出的F₂的表现型及数目如下表：

三体感病母本	2号	6号	7号	10号
F2	抗病	239	325	191	402
感病	217	317	183	793

 
请补充完整下列分析过程，以确定等位基因（B、b）位于哪号染色体上。

（1）若等位基因（B、b）位于三体染色体上，则亲本①的基因型是bbb；F₁三体②的基因型为                ，其产生的花粉种类及比例为：B:b:Bb:bb=1：2：2：1；F₂的表现型及比例为                       。
（2）若等位基因（B、b）不位于三体染色体上，则亲本①的基因型为              ；F₂的表现型及比例为                       。
（3）综上分析，依据表中实验结果，等位基因（B、b）位于        号同源染色体上。