高中生物现代生物技术在育种中的应用综合题

如图表示小麦的三个品系的部分染色体及基因组成：I、II表示染色体，D为矮杆基因，T为抗白粉病基因，R为抗矮黄病基因，均为显性，d为高杆基因。乙品系是通过转基因技术获得的品系，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）普通小麦为六倍体，染色体数是42条，若每个染色体组包含的染色体数相同，则小麦的一个染色体组含有        条染色体。
（2）乙品系的变异类型是        ，丙品系的变异类型是        。
（3）甲和丙杂交得到F₁若减数分裂中I_甲与I_丙因差异较大不能正常配对，将随机移向细胞的任何一极，F₁产生的配子中DdR占        （用分数表示）。
（4）若把甲和乙杂交得到的F₁基因型看作DdTt， 请用遗传图解和必要的文字表示F₁经单倍体育种得到矮秆抗白粉病纯合子的过程。        

已知果蝇是XY型性别决定，体细胞中含一条X染色体的是雄性（如6+XY，6+X，6+XYY，其中6+X不育），含两条X染色体的是雌性（如6+XX，6+XXY，都可育），含3条或0条X染色体表现为胚胎期致死，有Y或无Y染色体都不影响性别。现有一只基因型为X^rX^r的白眼雌果蝇和基因型为X^RY的红眼雄果蝇杂交，F₁中出现白眼雄果蝇和红眼雌果蝇，还出现少数白眼雌果蝇和不育的红眼雄果蝇。如将F₁中白眼雌果蝇与基因型为X^RY的红眼雄果蝇杂交，F₂中出现白眼雄果蝇和红眼雌果蝇，又出现少数白眼雌果蝇和可育的红眼雄果蝇。
（1）F₁中白眼雄果蝇、红眼雄果蝇的基因型分别是           、           。
（2）F₁中红眼雄果蝇的X染色体来自亲本中的     蝇，白眼雌果蝇的X染色体来自亲本中的     蝇，并将其传给F₂中表现型为                     的果蝇。
（3）F₂中红眼雌果蝇的基因型是             。

(16分）玉米非糯性基因（A）对糯性基因（a）是显性，植株紫色基因(B) 对植株绿色基因（b）是显性，这两对等位基因分别位于第9号和第6号染色体上。玉米非糯性品系的籽粒及花粉遇碘液变蓝色，糯性品系的籽粒及花粉遇碘液变棕色。现有非糯性紫株、非糯性绿株和糯性紫株三个纯种品系供实验选择。请回答：
（1）若采用花粉鉴定法验证基因分离定律，应选择非糯性紫株与糯性紫株杂交。如果用碘液处理F₁代的花粉，则显微镜下观察到花粉颜色及比例为         。
（2）若验证基因的自由组合定律，则两亲本基因型为______。如果要筛选糯性绿株品系，需在第______年选择糯性籽粒留种，下一年选择______自交留种即可。
（3）用X射线照射亲本中非糯性紫株玉米花粉并授于非糯性绿株的个体上，发现在F₁代734株中有2株为绿色。经细胞学的检查表明，这是由于第6号染色体载有紫色基因（B）区段缺失导致的。已知第6号染色体区段缺失的雌、雄配子可育，而缺失纯合体（两条同源染色体均缺失相同片段）致死。
①在上述F₁代绿株的幼嫩花药中观察到下图所示染色体，请根据题意在图中选择恰当的基因位点并在位点上正确标出F₁代绿株的基因组成：

②有人认为F₁代出现绿株的原因可能是经X射线照射的少数花粉中紫色基因（B）突变为绿色基因（b），导致F₁代绿苗产生。某同学设计了以下杂交实验，探究X射线照射花粉产生的变异类型。
实验步骤：
第一步：选F₁代绿色植株与亲本中的______杂交，得到种子（F₂代）；
第二步：F₂代的植株自交，得到种子（F₃代）；
第三步：观察并记录F₃代植株颜色及比例。
结果预测及结论：
若F₃代植株的紫色：绿色为______，说明花粉中紫色基因（B）突变为绿色基因（b），没有发生第6染色体载有紫色基因（B）的区段缺失。
若F₃代植株的紫色：绿色为______说明花粉中第6染色体载有紫色基因（B）的区段缺失。

（12分，每空2分）玉米籽粒黄色基因T与白色基因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的黄色籽粒植株A，其细胞中9号染色体如图一。

（1）该黄色籽粒植株的变异类型属于染色体结构变异中的________。
（2）为了确定植株A的T基因位于正常染色体还是异常染色体上,让其进行自交产生F₁,实验结果为F₁表现型及比例为_________________，说明T基因位于异常染色体上。
（3）以植株A为父本（T在异常染色体上），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B,其染色体及基因组成如图二。分析该植株出现的原因是由于       （父本，母本）减数分裂过程中_________________未分离。
（4）若（3）中得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机的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B为父本进行测交，后代的表现型及比例_________________________，其中得到的染色体异常植株占______。

分析回答有关玉米遗传变异的问题:
（1）为研究玉米早熟和晚熟（由E、e、F、f两对基因控制）的遗传规律，进行了以下实验：
实验1：早熟×晚熟→F₁表现为早熟F₂表现为15早熟：1晚熟；
实验2：早熟×晚熟→F₁表现为早熟F₂表现为3早熟：1晚熟；
实验结果表明：控制早熟、晚熟的两对等位基因位于_______对同源染色体上，实验1中F₂早熟品种的基因型有________种；实验2中亲本早熟品种的基因型为________。
（2）玉米籽粒的黄色和白色分别由位于9号染色体上的等位基因T和t控制。
            
①为了确定图甲植株A（杂合子）中的T基因位于正常染色体还是异常染色体上，最简单的方法是让其________产生后代（无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用）。若后代表现型及其比例为________，则说明T基因位于异常染色体上。
②已知黄色基因T纯合时致死，则随机交配的玉米群体中，T基因的频率会逐代_______；9号染色体上还有另一纯合致死基因B，其基因与染色体的关系如图乙，若图中所示的玉米品系自由交配（不考虑交叉互换），其子代中杂合子的概率是________；利用图乙所示的玉米来检测某白色玉米的9号染色体上是否出现了决定新性状的隐性突变基因，做了图丙的实验（不考虑交叉互换及其他的基因突变）：
若F₂代的表现型及其比例为________，则说明待检测玉米的9号染色体上没有出现决定新性状的隐性突变基因；
若F₂代的表现型及其比例为________，则说明待检测玉米的9号染色体上出现了决定新性状的隐性突变基因。

由于日本福岛核电站发生核物质泄漏，我国政府从2012年3月24日起，禁止从日本12个都县进口食品、食用农产品及饲料。请回答下列有关问题。
(1)核电站泄漏的高浓度放射性物质可能导致高等生物产生的变异类型是                   ，这些变异会通过                      遗传给后代。
(2)某研究小组对生活在核电站周边的小鼠进行了遗传研究。小鼠尾长的长尾与短尾(由基因A、a控制)，尾形的弯曲与正常(由基因B、b控制)各为一对相对性状。从鼠群中选择多只基因型相同的雌鼠作母本，多只基因型相同的雄鼠作父本，杂交所得F₁的表现型及其比例如图一所示，请分析回答问题。

①小鼠的尾长和尾形这两对性状的遗传是否符合基因的自由组合定律？请简述判断的理由                                                 。
②母本通过减数分裂产生卵细胞的基因型为                            。
③让F₁中全部长尾弯曲尾雌鼠与短尾正常尾雄鼠杂交，F₂中短尾正常尾雌鼠所占的比例为          。
④小鼠毛色的黄与灰是一对相对性状(黄对灰为显性)，由位于常染色体上的基因D、d控制，且基因D纯合使胚胎致死。若亲本基因型为DdX^BX^b和DdX^BY，请参照图一格式在图二中表示出子代的表现型及比例。

二倍体观赏植物蓝铃花的花色（紫色、蓝色、白色）由三对常染色体上的等位基因（A、a，E、e，F、f）控制，下图为基因控制物质合成的途径。请分析回答下列问题：

（1）研究发现有A基因存在时花色为白色，则基因A对基因E的表达有    作用。
（2）选取纯合的白花与紫花植株进行杂交，F₁全为紫花，F₂中白花、蓝花、紫花植株的比例为4：3：9，请推断图中有色物质Ⅱ代表      （填“蓝色”或“紫色”）物质，亲本白花植株的基因型是          ，将F₂中的紫花植株自交，F₃中蓝花植株所占的比例是       。
（3）基因型为AAeeff的植株和纯合的蓝花植株杂交，F₂植株的表现型与比例为          。
（4）已知体细胞中f基因数多于F基因时，F基因不能表达。下图是基因型为aaEeFf的两种突变体类型与其可能的染色体组成（其他染色体与基因均正常，产生的各种配子正常存活）。

①图中甲所示的变异类型是         ，基因型为aaEeFff的突变体花色为        。
②现有纯合的紫花和蓝花植株，欲通过一代杂交确定aaEeFff植株属于图中的哪一种突变体类型，请完善实验步骤及结果预测。
实验步骤：让该突变体与纯合蓝花植株杂交，观察并统计子代的表现型与比例。
结果预测：
Ⅰ．若子代中蓝：紫=3:1，则其为突变体         ；
Ⅱ．若子代中         ，则其为突变体         。

小麦是一种重要的粮食作物，改善小麦的遗传性状是科学工作者不断努力的目标，下图是遗传育种的一些途径。

（1）以矮秆易感病（ddrr）和高秆抗病（DDRR）小麦为亲本进行杂交，培育矮秆抗病小麦品种过程中，F₁自交产生F₂，其中矮秆抗病类型出现的比例是________，选F₂矮秆抗病类型连续自交、筛选，直至__________。
（2）如想在较短时间内获得上述新品种小麦，可选图中__________（填字母）途径所用的方法。其中的F环节是_____________。
（3）科学工作者欲使小麦获得燕麦抗锈病的性状，应该选择图中__________（填字母）表示的技术手段最为合理可行，一般要经过的四个步骤是：_________；_________；__________；_________。
（4）小麦与玉米杂交，受精卵发育初期出现玉米染色体在细胞分裂时全部丢失的现象，将种子中的胚取出进行组织培养，得到的是小麦__________植株。

下图是某一年生自花传粉植物（2n=12）的某些基因在亲本细胞染色体上的排列情况。该种植物的高度由三对等位基因B、b，F、f，G、g共同决定，显性基因具有增高效应，且增高效应都相同，还可以累加，即显性基因的个数与植株高度呈正相关。已知图示中母本高75 cm，父本高45 cm，据此回答下列问题。

（1）若图示母本细胞正处于分裂过程中，则该细胞内可形成_____个四分体。
（2）上述亲本杂交子代F₁的高度是____cm，若考虑图中所示全部基因，F₁测交后代中高度为55 cm的植株有____种基因型。
（3）若基因E纯合会导致个体死亡，则F₁自交得到的F₂中杂合子Ee所占比例为______．
（4）该种植物红花与白花由两对等位基因控制，基因D、d位于l、2号染色体上，另一对等位基因为A、a，且D控制色素的合成，A抑制色素的合成。请完善下列实验步骤，探究基因A和a是否也位于1、2号染色体上（不考虑交叉互换和突变）。
第一步：选择基因型为_____的纯合亲本进行杂交得到F₁种子。
第二步：种植F₁种子，待植株成熟让其____交，得到F₂种子。
第三步：种植F₂种子，待其长出花朵，观察统计花的颜色及比例。
结果及结论：
①若F₂植株的_____，说明A、a不位于1、2号染色体上。
②若F₂植株的_____，说明A、a位于1、2号染色体上。

(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(Aa、Bb、Dd)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l。某黄色突变体细胞基因型与其可能的染色体组成如图2所示(其他染色体与基因均正常，产生的各种配子正常存活)。

(1)根据图1，正常情况下，黄花性状的可能基因型有__________________。
(2)基因型为AAbbdd的白花植株和纯合黄花植株杂交，F₁自交，F₂植株的表现型及比例为_____________，F₂白花中纯合子的比例为_____________。
(3)图2中，乙、丙的变异类型分别是___________________；基因型为aaBbDdd的突变体花色为____________________。
(4)为了确定aaBbDdd植株属于图乙中的哪一种突变体，设计以下实验。   
实验步骤：让该突变体与纯合橙红植株个体杂交，观察并统计子代的表现型与比例。
结果预测：I若子代中_________________，则其为突变体甲；
Ⅱ若子代中_________________，则其为突变体乙；
III若子代中黄色：橙红色=1：l，则其为突变体丙。
请写出III的遗传图解。________________________

果蝇是二倍体生物，是遗传学实验中常用的实验材料。请回答下列有关果蝇的问题。
（1）要观察果蝇细胞分裂期中染色体数目、形态，可用            染色。正常果蝇一个体细胞有丝分裂后期含有_       个染色体组。
（2）用高剂量的紫外线对若干只基因型为AADD的纯合果蝇进行照射，结果发现有两只果蝇发生基因突变，一只变突变为AaDD,另有一只突变为AADd，说明基因突变具有        的特点。
（3）突变型果蝇猩红眼与野生型深红眼是一对相对性状，由B、b基因控制。现让该猩红眼雄蝇与野生型深红眼雌蝇杂交得到F₁，F₁随机交配得到F₂，其表现型及比例如下表：

亲 本	F1	F2
雌	雄	雌	雄
野生型深红眼（♀）×猩红眼品系甲（♂）	全深红眼	全深红眼	深红眼：猩红眼=1：1

①B、b基因位于    （X/常）染色体上，亲本基因型为               _。
②让F₂代随机交配，所得F₃代中，雌蝇中猩红眼果蝇所占比例为               。
③果蝇缺失1条Ⅳ号染色体（为常染色体）仍能正常生存和繁殖，缺失2条则致死。一对都缺失1条Ⅳ号染色体的深红眼果蝇杂交（亲本雌果蝇为杂合子），F₁中缺失1条Ⅳ号染色体的猩红眼果蝇占       。

玉米籽粒的颜色有黄色、白色和紫色三种。为了解玉米籽粒颜色的遗传方式，研究者设置了以下6组杂交实验，实验结果如下。

	第一组	第二组	第三组	第四组	第五组	第六组
亲本 组合	纯合紫色× 纯合紫色	纯合紫色× 纯合黄色	纯合黄色× 纯合黄色	黄色×黄色	紫色×紫色	白色×白色
F1籽 粒颜色	紫色	紫色	黄色	黄色、白色	紫色、 黄色、 白色	白色

（1）若第五组实验的F₁籽粒颜色及比例为紫色：黄色：白色=12：3：1，据此推测玉米籽粒的颜色由         对等位基因控制，第五组中F₁紫色籽粒的基因型有      种。第四组F₁籽粒黄色与白色的比例应是         ；第五组F₁中所有黄色籽粒的玉米自交，后代中白色籽粒的比例应是         。（每空一分）
（2）若只研究黄色和白色玉米籽粒颜色的遗传，发现黄色基因T与白色基因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的黄色籽粒植株A，其细胞中9号染色体如下图一。

①为了确定植株A的T基因位于正常染色体还是异常染色体上,让其进行自交产生F₁。如果F₁表现型及比例为          ，则说明T基因位于异常染色体上。
②以植株A为父本，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B，其染色体及基因组成如上图二。该植株的出现可能是由于亲本中的       。
本减数分裂过程中          未分离造成的。
③若②中的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机的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B为父本进行测交，后代的表现型及比例          ，其中得到的染色体异常植株占       。

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)。

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。

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。