高中生物现代生物技术在育种中的应用试题

现有两纯种小麦，一纯种小麦性状是高秆（D），抗锈病（T）；另一纯种小麦的性状是矮秆(d)，易染锈病(t)（两对基因独立遗传）。育种专家提出了如图I、II两种育种方法以获得小麦新品种，问：

（1）要缩短育种年限，应选择的方法是        ，该方法称         ，依据的变异原理是          。
（2）图中①和④的基因组成分别为                 ；
（3）（二）过程中，D和d的分离发生在                （时期），
（三）过程采用的操作称为           ，获得的植株往往表现为             等特点。
（四）过程所作的的处理是                   ；使用的药剂的作用是             。
（4）方法II一般从F₁经（五）过程后开始选种，这是因为                    。
（五）过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占         ，让F₁按该方法经（五）（六）过程连续进行2代，则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占        。
（5）如将方法I中获得的③⑤植株杂交，再让所得到的后代自交，则后代基因型及比例为             。

（一）亲本的基因型为AABB和aabb的小麦杂交，取F₁的花药进行离体培养，再用秋水仙素处理，使其长成植株，试问：
（1）这些植株的基因型可能是         、         、        、        。
（2）这样培养出来的植株与杂交育种后代不同的是，它们都是_____________，自交后代不会发生____________，这种育种方式可以_________育种年限。
（二）将基因型为AA和aa的两个植株杂交，得到F_l，将F₁再作进一步处理，请分析原因回答：

（3）甲植株的基因型是________，乙植株的基因型是___________。
（4）丙植株的体细胞中含有__________个染色体组。

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。

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？

人们在野兔中发现了一种使毛色为褐色的基因（T）位于X染色体上。已知没有X染色体的胚胎是致死的。如果褐色的雌兔（染色体组成为XO）与正常灰色（t）雄兔交配，预期子代中褐色兔所占比例和雌、雄之比分别为（   ）

A．3/4与1:1	B．2/3与2:1
C．l／2与1：2	D．1/3与1:1

以下有关变异的叙述，正确的是

A．用普通二倍体西瓜培育出四倍体西瓜，再用普通二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，则四倍体植株上会结出三倍体无子西瓜

B．基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表现型

C．基因重组导致杂合子Aa自交后代出现性状分离，产生新的基因

D．花药离体培养过程中，基因重组、基因突变和染色体变异均有可能发生

当环境中存在一定浓度的某些致突变物时，会导致染色体断裂，不含着丝粒的断裂片段在有丝分裂时不能进入子细胞核中，而是在细胞溶胶中形成椭圆形异常结构，称为微核，微核与主核有相同染色效果，但体积较小（如图所示）。某研究所在蝴蝶兰培育的过程中使用了磷胺杀虫剂，发现磷胺的污染可能导致细胞中出现微核，研究人员以蝴蝶兰根尖细胞为实验材料，通过观测统计出微核率和微核细胞率的大小，来探究磷胺对染色体的影响。
材料和用具：蝴蝶兰幼苗、蒸馏水、0．1 g·L^－1、1g·L^－1、10g·L^－1的磷胺溶液、显微镜及制作临时装片所需的试剂。
（1）本实验的实验原理是：        。
（2）方法步骤：①将蝴蝶兰幼苗随机均分为4组，并编号ABCD。
②分别浸泡在等体积的磷胺浓度为0、0．1 g·L^－1，1g·L^－1，10g·L^－1溶液中，其它条件相同且适宜。
③一段时间后，取出蝴蝶兰幼苗，然后用蒸馏水冲洗，并移至蒸馏水中再培养一段时间（约4个细胞周期），
④制作根尖临时装片：写出制作根尖临时装片的主要步骤和所用试剂。
⑤用显微镜观察临时装片。为了减少实验误差，保证实验结果的准确性，应该观察，记录总细胞数、微核细胞数、微核数，并统计出微核细胞率和微核率。
（3）若下图为研究小组在探究过程中某一个实验方案的实验结果，则符合该实验结果的假设是：

（4）若一直在清水中培养的根尖细胞中也偶尔出现微核，其原因是        。

I．玉米籽粒黄色和白色是一对相对性状，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号染色体如下图所示。

（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右图所示。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。
II．下图是一个尿黑酸症（D对d显性）家族系谱图，请回答：

（3）该致病基因在      染色体上       遗传，Ⅲ₁₁的基因型是       ，如果Ⅱ₄已经怀孕，为了判断胎儿是否患病，可采取的有效手段是           （遗传咨询、B超检查、基因检测）。

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X染色体时，只有1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。请回答下面的问题。

（1）巴氏小体能用来区分正常猫的性别，理由是_______________。
（2）性染色体组成为XXX的雌猫体细胞的细胞核中应有________个巴氏小体。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，则产生该猫是由于其________（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_______________。

有机物X具有毒性，可诱发染色体断裂。现提供下列材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。
（1）材料用具：新鲜的肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素（刺激淋巴细胞分裂）；显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，滴管；吉姆萨染液（使染色体着色），有机物X溶液等。
（2）实验过程：
①在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞，取4等份，备用。
②利用甲、乙、丙、丁4组装置，按下表步骤操作（“√”表示已完成的步骤）。

	甲	乙	丙	丁
步骤一：加人肝脏培养液	√	√	√	√
步骤二：加入有机物X溶液	√		√
步骤三：放置肝脏小块	√

上表中还需进行的操作是              。
③培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。
④一段时间后取4组淋巴细胞分别进行         ，并制成装片，在显微镜下选择          期的细胞观察            ，并对比分析。
（3）预期结果与结论：
若             ，则说明肝脏小块对有机物X具有解毒作用。

下列关于生物学实验中常用技术及方法的相关描述，正确的是（   ）

A．检测生物组织中的还原糖、蛋白质和鉴定脂肪都需要进行水浴加热

B．用显微镜观察小麦根尖成熟区表皮细胞，可观察到有丝分裂的图像

C．运用数学模型建构的方法研究某种群数量变化规律

D．诱导植物细胞染色体数目加倍必须使用一定浓度秋水仙素处理

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。

如图所示细胞中所含的染色体，下列叙述正确的是

A．图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组

B．如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体

C．如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体

D．图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体

中国科学家屠呦呦获得2015诺贝尔生理学或医学奖的获奖理由是“有关疟疾新疗法的发现”——可以显著降低疟疾患者死亡率的青蒿素。青蒿素是治疗疟疾的重要药物。利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍体，体细胞染色体数为18），通过传统育种和现代生物技术可培育高青蒿素含量的植株。请回答以下相关问题：
（1）假设野生型青蒿白青秆（A）对紫红秆（a）为显性，稀裂叶（B）对分裂叶（ｂ）为显性，两对性状独立遗传，则野生型青蒿最多有_________种基因型；若F1代中白青秆、稀裂叶植株所占比例为3/8，则其杂交亲本的基因型组合为_________，该F1代中紫红秆、分裂叶植株所占比例为_____________。
（2）四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，低温处理野生型青蒿正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株，推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是___________，四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为_________。
（3）从青蒿中分离了cyp基因（题31图为基因结构示意图），其编码的cyp酶参与青蒿素合成。①若该基因一条单链中（G+T）/（A+C）=2/3，则其互补链中（G+T）/（A+C）= _________。②若该基因经改造能在大肠杆菌中表达CYP酶，则改造后的cyp基因编码区无_________ （填字母）。③若cyp基因的一个碱基对被替换，使cyp酶的第50位氨基酸由谷氨酸变成缬氨酸，则该基因突变发生的区段是_________ （填字母）。

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                        。