高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

玉米为一年生植物。某农场种植的H品种玉米自交后代中，发现了叶片颜色为黄绿色的变异植株。此变异植株因光合作用不足，在开花前死亡。请分析回答：
（1）有研究者提出：玉米叶片为黄绿色的原因是叶绿素含量减少。取等质量的黄绿色叶片和正常的绿色叶片进行研磨，为了研磨充分和防止色素被破坏，应该分别加入       和       ，获取滤液；再用纸层析法分离滤液中的色素。若黄绿色叶片色素分离的实验结果如下图中的          （甲，乙）所示，则说明上述假设成立。

（2）研究者对上述变异有两种假设：
假设1：与叶绿素合成相关的酶的基因（M基因）发生了基因突变；
假设2：叶片黄绿色是由于“含M基因”的染色体片段丢失所致。
研究者让H品种玉米进行单株自交，其中某株玉米所结种子再种植，子一代中叶片黄绿色有125株，叶片绿色有335株。
①上述性状分离结果可用假设      解释。假设2所述的变异属于           变异。
②若假设1成立，则叶片黄绿色变异为        （显性，隐性）突变。检测该变异是否由单基因突变引起      （能，不能）用测交实验，理由是                 。
③提取         的DNA，进行体外扩增，若        ，则证明假设2不成立。
（3）若绿色玉米种植在缺乏镁元素的土壤中，也会出现黄绿色玉米植株，此现象         （属于，不属于）变异。

请分析回答有关玉米遗传变异的有关问题：
(1)玉米非甜味(D)对甜味(d)为显性，非糯性(G)对糯性(g)为显性,两对基因独立遗传。现有甲、乙、丙三个品系的纯种玉米，其基因型如下表所示：

品系	甲	乙	丙
基因型	DDGG	ddGG	DDgg

①要利用玉米非糯性与糯性这一对相对性状来验证基因自由组合定律，可作为亲本的组合有_______。
②现有纯种非甜非糯玉米与甜味糯性玉米杂交得F₁，F₁与某品种杂交，后代的表现型及比例是非甜非糯：甜味非糯＝3：1，那么该品种的基因型是________。若再从其杂交后代选出甜味非糯自交，后代中的甜味糯性玉米占________。
(2)甜玉米比普通玉米蔗糖含量高，主要由基因d控制。基因e对d起增强效应，从而形成超甜玉米。研究发现，d位于9号染色体上，e对d增强效应的具体表现是：ee使蔗糖含量提高100%(非常甜)，Ee提高25%(比较甜)，EE则无效。最初研究者为了探究d和e基因独立遗传，设计了如下的实验：用杂合子普通玉米(DdEe)与超甜玉米(ddee)杂交，取所结的子粒，测定蔗糖的含量，若表现型及其比例为________时，则d和e基因独立遗传。但实际结果是，子代的表现型仅有普通和非常甜两种，且数量大致相等。对此结果的合理解释是：________。
(3)如果玉米第6号染色体的两条姐妹染色单体之间发生部分交换，通常对生物的遗传有无影响？为什么？________________________________。
(4)为了提高玉米的产量，在农业生产中使用的玉米种子都是杂交种。现有长果穗(H)白粒(f)和短果穗(h)黄粒(F)两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒(HhFf)玉米杂交种的目的，科研人员设计了如下图所示的快速育种方案。其中的处理方法A和B分别是指_______________、____________。

已知某雌雄异株二倍体植物的一对常染色体上含有一对等位基因A、a，该对同源染色体由于某种原因易发生片段的缺失（缺失部分不含有A和a基因），含有缺失染色体的配子不能正常发育。现有两株个体染色体组成如下图所示，请据图回答下列问题。

（1）现将个体l和个体2做杂交，产生一个基因型为AAA的三倍体，则该个体的形成一定是____    （个体1，个体2）在减数第一次分裂过程中发生了基因重组，而产生了含A的配子。
（2）产生的基因型为AAA三倍体是     （个体1，个体2）在进行（减数第一次，减数第二次）分裂异常，产生含有两个A的配子，与含有1个A的正常配子受精而产生。
（3）取个体l和个体2的体细胞，利用植物组织培养技术获得幼苗，对幼苗进行秋水仙素处理，分别得到个体1和个体2的四倍体植株，再将两个四倍体植株进行杂交，则后代F1的基因型为    。

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。请据图回答：

（1）经辐射处理可导致精子染色体断裂失活，这属于＿＿＿＿变异。
（2）卵细胞的二倍体化有两种方法。用方法一获得的了代是纯合二倍体，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＿＿＿。

番茄是二倍体植物（染色体2N=24）。有一种三体番茄，其第6号染色体有三条，三体在减数分裂过程中联会时2条随机配对，另1条不能配对。如图所示，回答下列问题：

（1）设三体番茄的基因型为AABBb，则花粉的基因型为___              __                  _，根尖分生区细胞连续分裂2次所得子细胞的基因型为__________。
（2）从变异的角度分析，三体形成属于_______________。
（3）与正常的番茄杂交，形成正常个体的几率为________。

紫色洋葱的叶分为管状叶和鳞片叶，管状叶伸展于空中，进行光合作用；鳞片叶富含营养物质，如图。以洋葱为材料进行如下实验：

（1）观察植物细胞的质壁分离和复原的常用材料是_______。提取和分离绿叶中的色素，可选用_________作为实验材料。两个实验中所用材料均有颜色，色素的存在部位分别是___________，为防止绿叶中色素在研磨过程中被破坏，可加入少许_______。
（2）观察细胞的有丝分裂，装片制作的操作流程为：取材→解离→__    _→染色→制片，其中解离的目的是________。观察有丝分裂需找到______区，该部位细胞与管状叶细胞相比，其主要特点是_________。
（3）用浓度适宜的秋水仙素处理植物分生组织5～6小时，能够诱导细胞内染色体加倍。那么，用一定时间的低温（如4℃）处理水培养的洋葱根尖（2N=16条）时，是否也能诱导细胞内染色体加倍呢?请对这个问题进行实验探究。
针对以上问题，你作出的假设是________________。
你提出此假设的依据是________________________。

假设A、b代表玉米种子的优良基因，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____________，其原理是______________。用此育种方式一般从F₂才能开始选育Abb个体，是因为____________________。
（2）若经过过程②产生的性状符合要求的子代，则其中能稳定遗传的植株所占的比例为____________。
（3）过程⑤常采用______________技术得到单倍体，在这些个体中AAbb所占比例为_________________。与过程①②③的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是______________。
（4）过程⑦的育种原理是____________。如果在得到AAbb的基础上想进一步得到玉米品种AAAbbb，一般应用的育种方法为____________________，发生的变异（是或不是）______________可遗传变异，玉米品种AAAbbb在生产上______________（有或没有）现实意义。

下图表示利用某二倍体农作物①、②两个品种培育④、⑤、⑥三个新品种的过程，Ⅰ-Ⅴ表示育种过程，两对基因独立遗传，分析回答：

（1）由图中 Ⅰ→Ⅱ获得④称为            育种，其育种原理是                。
（2）由图中Ⅰ→Ⅲ→Ⅳ 获得④过程称为          育种，其育种原理是          ，其中Ⅲ表示        技术。该育种方法优点是                   。
（3）图中Ⅳ、Ⅴ过程常用的方法是                       。
（4）品种⑥为     倍体，它接受④花粉后结     （有、无）籽果实。

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。请根据图回答问题。

(1)由品种AABB、aabb经过①、②、③过程培育出新品种的育种方式称为_________，其原理是此过程中会出现_________。应用此育种方式一般从F₂才能开始选育AAbb个体，是因为_______________.
(2)若经过过程②产生的子代总数为1552株，则其中基因型为AAbb的植株在理论上有______株。基因型为Aabb的植株经过过程③，子代中AAbb与aabb的数量比是___。
(3)过程⑤常采用_________技术得到Ab个体。与过程“①②③”的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是___________________________。
(4)过程⑦的育种方式是_______________________________。

用秋水仙素处理植物分生组织，能诱导细胞内染色体数目加倍，形成多倍体植物细胞，那么，用一定时间的低温（4℃）处理水培的洋葱根尖时，是否也能诱导细胞内染色体数目的加倍，形成多倍体植物细胞呢？请就低温对细胞内染色体数目的影响是否与秋水仙素作用相同这个问题进行实验探究。
材料用具：长出根的洋葱（2N=16）若干、小烧杯或培养皿若干、清水、冰箱、2%的秋水仙素溶液。
（1）针对上面的问题作出的假设是：低温（与秋水仙素作用相同，）可以诱导细胞内染色体数目加倍或低温（与秋水仙素作用不同，）不能诱导细胞内染色体数目加倍。
（2）根据你的假设，请完善设计方案步骤：
①取三个洁净的培养皿，分别编号为1、2、3。
②分别在1号和2号培养皿中加入适量且等量的清水，3号培养皿中加入____________。
③将三组生长状况相同的长出根的洋葱分别放入三个培养皿中，让洋葱的根浸泡或接触液体，然后将三组实验装置整套分别放在不同环境中处理，其中1号放在室温下，2号放在       中，3号放在______________下，培养一定时间。
④实验结果检测：制作洋葱根尖临时装片，放在光学显微镜下观察染色体的数目变化。制作根尖临时装片前要将根尖放入卡诺氏液中浸泡一段时间，其目的是_____________。
（3）实验结果预测与结论：①若1号与2号结果相同，则______________。②若______________结果相同，则低温可诱导细胞内染色体数目加倍。

真核细胞合成某种分泌蛋白，其氨基一端有一段长度为30个氨基酸的疏水性序列，能被内质网上的受体识别，通过内质网膜进入囊腔中，接着合成的多肽链其余部分随之而入。在囊腔中经过一系列的加工（包括疏水性序列被切去）和高尔基体再加工，最后通过细胞膜向外排出。乙图为甲图中3的局部放大示意图。请回答问题：
（1）乙图所示过程的场所是________。
（2）基因的表达包括________、_______两个过程，信使RNA上的GCA在人细胞中和猪细胞中决定的是         （相同、不同）氨基酸。
（3）根据甲图判断，核糖体合成多肽链时在mRNA 上移动的方向是__________（5'→3' /   3'→5'），请写出所涉及的所有RNA种类：____              ____。
（4）乙图中甘氨酸的密码子是________，若该蛋白质被分泌到细胞外时含有n个氨基酸，则控制该蛋白质合成的基因中至少有________个碱基（不考虑终止密码）。

小麦的染色体数为42条。下图表示小麦的三个纯种品系的部分染色体及基因组成：
Ⅰ、Ⅱ表示染色体，A为矮秆基因，B为抗矮黄病基因，E为抗条斑病基因，均为显性。乙品系和丙品系由普通小麦与近缘种偃麦草杂交后，经多代选育而来（图中黑色部分是来自偃麦草的染色体片段）。

（1）乙、丙品系在培育过程发生了染色体的________变异。该现象如在自然条件下发生，可为________提供原材料。
（2）甲与乙杂交所得到的F₁自交，所有染色体正常联会，则基因A与a可随____________的分开而分离。F₁自交所得F₂中有______种基因型，其中仅表现抗矮黄病的基因型有________种。
（3）甲与丙杂交所得到的F₁自交，减数分裂中Ⅰ_甲与Ⅰ_丙因差异较大不能正常配对，而其他染色体正常配对，可观察到________个四分体；该减数分裂正常完成，可产生________种基因型的配子，配子中最多含有________条染色体。
（4）让（2）中F₁与（3）中F₁杂交，若各种配子的形成机会和可育性相等，产生的种子均发育正常，则后代植株同时表现三种性状的几率为________。

如图所示为植株繁殖的四种人工方式示意图，请据图回答：

（1）图中单倍体植株通常的获取方式是________。若图中单倍体细胞含2个染色体组，A有4个染色体组，则③过程所用化学试剂的作用是________________________________。
（2）若想在C过程中获得突变体，进而培育成新品种植株，应用物理诱变或化学诱变的方法处理________。若要获得水稻的“人工种子”，则应选用图中的________结构，该结构与正常受精卵形成的________有类似的结构和发育过程。
（3）若D为胡萝卜－羊角芹，②过程最常用的诱导剂是_____________ ，融合依据的原理是______________。在融合细胞的培养过程中，培养基的成分通常包括琼脂、无机营养、有机营养和______________等。

据下图回答：

（1）果蝇体细胞中有        条染色体，________对同源染色体。
（2）果蝇的性别决定属于_______型。决定果蝇性别的染色体是图中的____________。
（3）果蝇体细胞中8条染色体可以分成_____个染色体组，其中每组共有_______条染色体，果蝇属于______倍体生物。

果蝇是遗传学常用的材料，回答下列有关遗传学问题。
   
（1）图1表示对雌果蝇眼型的遗传研究结果，由图分析，果蝇眼形由正常眼转变为棒眼是由于     导致的，其中雄性棒眼果蝇的基因型为         。
（2）研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系X^dBX^b，其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因d，且该基因与棒眼基因B始终连在一起，如图2所示。在纯合（X^dBX^dB、X^dBY）时能使胚胎致死。若棒眼雌果蝇（X^dBX^b）与野生正常眼雄果蝇（X^bY）杂交，F₁果蝇的表现型有三种，分别为棒眼雌果蝇、正常眼雄果蝇和          ，其中雄果蝇占    。若F₁雌果蝇随机交配，则产生的F₂中X^b频率为         。
（3）遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子。缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子导致个体胚胎期死亡。现有一红眼雄果蝇X^AY与一白眼雌果蝇X^aX^a杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请用杂交实验判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的？
实验设计：选该白眼雌果蝇与多只红眼雄果蝇杂交，观察统计子代中雌雄果蝇数量之比。
结果及结论：
①若子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为                ，则为基因突变引起的。
②若子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为                 ，则是由于缺失造成的。