高中生物现代生物技术在育种中的应用试题

果蝇X染色体上存在控制棒眼性状的基因B，雌蝇表现为棒眼， 表现为严重棒眼，雄蝇也表现为严重棒眼，、均表现正常眼。请根据题意回答：
(1)研究表明，棒眼性状是4号染色体片段与X染色体片段互换，连接到X染色体上导致的，这种变异类型是________。
(2)棒眼雌果蝇与正常眼雄果蝇杂交，子一代雌果蝇的表现型是________ ，若让子一代果蝇自由交配，子二代中严重棒眼果蝇的比例为________。
(3)果蝇的性别由受精卵中X染色体的数目决定，下表为果蝇受精卵中性染色体组成及发育情况（其他性染色体异常情况胚胎致死）：

①果蝇在卵细胞形成时经常会发生同源的X染色体不分离的现象，研究者需要保存这些果蝇进行研究，为保证其后代的雄蝇都可育，应选择性染色体组成为________的雌性个体进行保存。
②现利用性染色体正常的棒眼雌果蝇与正常眼雄果蝇进行杂交实验，根据后代性状表现及比例，研究卵细胞在形成过程中X染色体的不分离现象。
若后代中____________，说明卵细胞在形成过程中同源的X染色体均未分离。
若后代中____________，说明卵细胞在形成过程中携带B基因的X染色体均未分离。
若后代中____________，说明卵细胞在形成过程中携带b基因的X染色体均未分离。

黑腹果蝇为生物实验常用材料，进一步研究发现下果蝇的性别与染色体组成有关，如下表，其中XXY个体能够产生正常配子。

果蝇的长翅（B）对残翅（b）为显性，基因位于常染色体上；红眼（R）对白眼（r）是显性，基因位于X染色体C区域中（如下图），该区域缺失的X染色体记为X^－，其中XX^－为可育雌果蝇，X^－Y因缺少相应基因而死亡。

用长翅红眼雄果蝇（BbX^RY）与长翅白眼雌果蝇（BbX^rX^r）杂交得到F₁，发现残翅中有一只例外白眼雌果蝇（记为W）。现将W与正常红眼雄果蝇杂交产生F₂：
（1）根据F₂性状判断产生W的原因
①若子代________          ，则是由于亲代配子基因突变所致；
②若子代________          ，则是由X染色体C区段缺失所致；
③若子代________          ，则是由性染色体数目变异所致。
（2）如果结论③成立，则W的基因型是         ，其产生的配子类型及比例为____      F₂中的果蝇有           种基因型。
（3）若实验证实W个体是由体细胞突变引起，则F₂中眼色基因R：r=        。
（4）将F₁的长翅果蝇自由交配，后代中长翅红眼雌果蝇占          。

粗糙脉孢菌是一种真菌，约10天完成一个生活周期（见下图），合子分裂产生的孢子是按分裂形成的顺序排列的。请分析回答：

（1）从合子到8个孢子的过程中，细胞核内的DNA发生了____次复制。上图中8个子代菌丝体都是____（单倍体，二倍体）。若要观察减数分裂过程中各个时期细胞，染色后可通过观察细胞中染色体的       来判断该细胞所处的分裂时期。
（2）野生型脉胞菌能在只含水、无机盐、蔗糖和维生素的基本培养基中生长。研究人员用X 射线照射野生型脉孢菌孢子，经选择培养获得了三种营养缺陷型突变菌株（如下图）。

（注：×表示不能产生相应的酶，而精氨酸是脉胞菌正常生活所必需的营养物质）
①如果培养B突变型脉胞菌，需要在基本培养基中加入   。
②欲证明A突变型菌株的酶缺陷是某一条染色体上的基因突变造成的，应让该突变型菌株与   杂交，根据   定律，预期其后代（孢子）的表现型及其比例是   ，若实验结果与预期一致，则说明A突变型菌株的酶缺陷是某一条染色体上的基因突变造成的。
（3）上图中顺序排列的8个孢子中，如果第一个与第二个性状不同，原因可能是有丝分裂过程中发生了   （填选项字母，可多选）；如果第二个与第三个性状不同，原因可能是合子减数分裂过程中发生了____（填选项字母，可多选）。
a．基因突变    b．基因重组    c．染色体变异

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)核泄漏发生后，放射性物质在生物体之间传递的途径主要是________，由于生态系统的________，所以，在世界各地几乎都检测到了微量的放射性物质。
(3)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。

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：

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。

摩尔根的学生布里奇从纯合红眼的果蝇种群中发现一只缺刻翅的变异雌蝇，为研究该变异类型，布里奇进行了如下实验：
（1）用该缺刻翅雌果蝇与正常翅雄果蝇杂交，下一代雌性缺刻翅、正常翅各一半，雄性只有正常翅，且雌雄比例为2：1。布里奇根据实验结果做出假设一：缺刻翅是由一种伴性的显性基因所控制，缺刻基因使雄性             。
（2）布里奇又用该缺刻翅红眼雌蝇同正常翅白眼雄蝇杂交，其子一代情况如下：
①F₁缺刻翅雌蝇都是白眼。
②雄蝇中无缺刻翅。
③雌雄比例为2:1。
若用假设一解释①现象，F₁缺刻翅雌蝇的眼色应为         ，这与事实不符。因此，布里奇又做出了假设二：缺刻翅这种变异并非基因突变引起的，可能是发生了                变异，使       基因消失。含有这种变异的雌性个体在杂合状态下          （能/不能）生存，含有这种变异的雄性个体            （能/不能）生存。
（3）上述两种假设可以通过           观察，最终证明假设二是正确的。

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为矮杆基因，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、丙系在培育过程中发生了染色体的                 变异。该现象如在自然条件下发生，可为               提供原材料。
（2）甲和乙杂交所得到的F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。F自交所得F中有                   种基因型，其中仅表现抗矮黄病的基因型有             种。
（3）甲和丙杂交所得到的F自交，减数分裂中Ⅰ_甲与Ⅰ_丙因差异较大不能正常配对，而其它染色体正常配对，可观察到                个四分体；该减数分裂正常完成，可生产             种基因型的配子，配子中最多含有          条染色体。
（4）让（2）中F与（3）中F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                      。

造成人类遗传病的原因有多种。在不考虑基因突变的情况下，回答下列问题：
(1)21三体综合征一般是由于第21号染色体____异常造成的。A和a是位于第21号染色体上的一对等位基因，某患者及其父、母的基因型依次为Aaa、AA和aa，据此可推断，该患者染色体异常是其____的原始生殖细胞减数分裂异常造成的。
(2)猫叫综合征是第5号同源染色体中的l条发生部分缺失造成的遗传病。某对表现型正常的夫妇（丈夫的基因型为BB，妻子的基因型为bb）生出了一个患有猫叫综合征的孩子，若这个孩子表现出基因b的性状，则其发生部分缺失的染色体来自于____（填“父亲”或“母亲”）。
(3)原发性高血压属于____基因遗传病，这类遗传病容易受环境因素影响，在人群中发病率较高。
(4)就血友病和镰刀型细胞贫血症来说，如果父母表现型均正常，则女儿有可能患____，不可能患____。这两种病的遗传方式都属于单基因____遗传。

分析有关遗传病的资料，回答问题。
下图显示一种单基因遗传病（甲病G—g）在两个家族中的遗传系谱，其中，Ⅱ—9不携带致病基因，Ⅲ—14是女性。

1．甲病的遗传方式是_____。Ⅲ—14的基因型是_____。
2．除患者外，Ⅲ—13的直系血亲中，携带有甲病基因的是_____。
下图显示Ⅲ—14细胞内9号染色体及其在减数分裂产生配子过程中的变化。A、B、C、 D、E是位于染色体上的基因，其中A—a控制乙病，乙病为显性遗传病。

3．上图甲表示的过程显示9号染色体的结构发生了变异，这种结构变异的类型是_____。图22乙的过程①中，染色体发生的行为有____（多选）。
A．螺旋化    B．交换     C．联会    D．自由组合
4．下列对甲病和乙病致病基因的描述中，正确的是______（多选）。
A．两者的脱氧核苷酸序列不同
B．各自遵循基因的分离定律遗传
C．两者之间能发生基因重组
D．致病基因仅由母亲传递
5．Ⅲ—14与健康的Ⅲ—13生育一个患甲乙两种病孩子的概率是_______。

某二倍体植物宽叶（M）对窄叶（m）为显性，高茎（H）对矮茎（h）为显性，红花（R）对白花（r）为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上。

（1）基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如图，起始密码子均为AUG。若基因M的b链中箭头所指碱基C突变为A， 其对应的密码子由     变为     。正常情况下，基因R在细胞中最多有     个,其转录时的模板位于     （填“a”或“b”）链中。
（2）用基因型为MMHH和mmhh的植株为亲本杂交获得F1，F1自交获得F2，F2中自交性状不分离植株所占的比例为     ，用隐性亲本与F2中宽叶高茎植株测交，后代中宽叶高茎与窄叶矮茎植株的比例为     。
（3）基因型为Hh的植株减数分裂时，出现了一部分处于减数第二次分裂中期的Hh型细胞，最可能的原因是                        。缺失一条4号染色体的高茎植株减数分裂时，偶然出现一个HH型配子，最可能的原因是                            。
（4）现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，确定该突变体的基因组成是哪一种。（注：各型配子活力相同；控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡）

实验步骤：①                               ；                                               
②观察、统计后代表现性及比例
结果预测：Ⅰ.若                                       ，则为图甲所示的基因组成；
Ⅱ.若                                       ，则为图乙所示的基因组成；
Ⅲ.若                                       ，则为图丙所示的基因组成。

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，三对基因分别位于三对同源染色体上。已知西瓜的染色体数目2n＝22，请根据下面的几种育种方法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)通过①过程获得无子西瓜A时用到的试剂1是________。
(2)②过程常用的试剂2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________________。
(3)若甲、乙为亲本，通过杂交获得F₁，F₁相互受粉得到F₂，该过程的育种方式为________。
(4)通过⑧过程获得的单倍体植株中拥有的染色体数是________。
(5)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。

分析实验，回答问题：
中学实验室所做“秋水仙素诱导染色体数目变化”实验，在显微镜下观察只能看到染色体数目的增加，但增加的具体数目不容易确定。为了确定染色体的增加数目，有人对该实验的实验步骤进行改进，补充实验步骤并分析回答问题。
实验步骤：
(1)生根：将洋葱放在广口瓶上，瓶内装满清水，让洋葱的底部接触到瓶内的水面，把这个装置放在温暖的地方，注意经常换水。
(2)分组：待不定根长到2cm左右，实验分为2组，一组作为对照组在室温下继续培养，一组转到一定浓度的秋水仙素溶液中（室温下）处理2天。可见实验组根尖体积____________________________，出现此现象的原因是____________________________。
(3)取材并酶解：分别剪取上述2种条件下培养的根尖2~3mm，将其浸入一定浓度的纤维素酶和果胶酶溶液中，处理3h，去掉细胞壁。此时若用显微镜观察，细胞呈________形。
(4)低渗处理：倒去酶液后水洗根尖2~3次，用蒸馏水浸泡30min，目的是使细胞___________________________，染色体分散。
(5)固定后制备悬浮液：将低渗处理的根尖放在卡诺氏固定液中固定后，用机械方法磨碎根尖，制成根尖细胞悬浮液。
(6)染色、制片：吸取细胞悬浮液滴在载玻片上，在酒精灯火焰上烤1分钟，然后用石炭酸—品红试剂染色，制成临时装片并观察。火烤的目的除了将细胞固定在载玻片上外，还能____________________，利于染色。使用的石炭酸—品红试剂是____（酸或碱）性试剂。
(7)观察：在显微镜下看到结果如下图1和图2。

①只能在实验组中观察到的图像是___________________________________;
②一位同学在实验组的观察中，视野中既有图1的细胞又有图2的细胞，试分析原因_____
_____________________________________________________________________。

摩尔根的学生布里奇从纯合红眼的果蝇种群中发现一只缺刻翅的变异雌蝇，为研究该变异类型，布里奇进行了如下实验：
（1）用该缺刻翅雌果蝇与正常翅雄果蝇杂交，下一代雌性缺刻翅、正常翅各一半，雄性只有正常翅，且雌雄比例为2：1。布里奇根据实验结果做出假设一：缺刻翅是由一种伴性的显性基因所控制，缺刻基因使雄性            。
（2）布里奇又用该缺刻翅红眼雌蝇同正常翅白眼雄蝇杂交，其子一代情况如下：
①F₁缺刻翅雌蝇都是白眼。
②雄蝇中无缺刻翅。
③雌雄比例为2:1。
若用假设一解释①现象，F₁缺刻翅雌蝇的眼色应为        ，这与事实不符。因此，布里奇又做出了假设二：缺刻翅这种变异并非基因突变引起的，可能是发生了               变异，使      基因消失。含有这种变异的雌性个体在杂合状态下         （能/不能）生存，含有这种变异的雄性个体           （能/不能）生存。
（3）上述两种假设可以通过          观察，最终证明假设二是正确的。

以下材料选自某同学所做实验的部分记录。
实验名称：低温诱导植物细胞染色体数目的变化
实验步骤
(1)培养固定：将洋葱放在装满清水的广口瓶上，待根长出l  cm左右，剪取根尖0.5～1  cm，置于盛有清水的培养皿内，并在冰箱的冷藏室诱导培养36  h。将诱导后的根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1  h，然后用体积分数为95%的酒精冲洗两次。
(2)装片制作：解离―→染色―→漂洗―→制片。
(3)观察：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂图像，确认某个细胞染色体发生数目变化后，再用高倍镜观察。
实验结论
低温条件下根尖所有细胞染色体数目都加倍。
问题
(1)请将上述内容中错误之处予以改正。
①________________；②________________；③________________。
(2)低温导致染色体加倍的原因是________________________________________________________________________。
如果要探究诱导染色体数目变化的最适温度，请写出简单的设计思路：________________________________________________________________________。
(3)洋葱体细胞的一个细胞周期约为12  h。某同学利用洋葱根尖观察细胞有丝分裂，得到了如下结果。

细胞周期	样本1	样本2	总数
间期	42	43	85
分裂期	前期	4	3	7
中期	1	0	1
后期	1	1	2
末期	2	3	5
计数细胞的总数	100

上述样本1和样本2表示________，间期为________h。
(4)观察蝗虫精巢细胞分裂装片时，判断某细胞是处在减数第一次分裂后期而非有丝分裂后期的依据是______________________________________________________________________。

Ⅰ、拟南芥的A基因位于1号染色体上，影响减数分裂时染色体交换频率，a基因无此功能；B基因位于5号染色体上，使来自同一个花粉母细胞的四个花粉粒分离，b基因无此功能。用植株甲(AaBB)与植株乙(AAbb)作为亲本进行杂交实验，在F₂中获得了所需的植株丙(aabb)。
(1)a基因是通过将TDNA插入到A基因中获得的，要确定TDNA插入位置时，应从下图中选择的引物组合是________。

注：I 、II、 III 为引物
(2)杂交前，乙的1号染色体上整合了荧光蛋白基因C、R。两代后，丙获得C、R基因(图2)。带有C、R基因的花粉粒能分别呈现出蓝色、红色荧光。

①丙获得了C、R基因是由于它的亲代中的___在减数分裂形成配子时发生了染色体交换。
②丙的花粉母细胞进行减数分裂时，若染色体在C和R基因位点间只发生一次交换，则产生的四个花粉粒呈现出的颜色分别是________________________。
Ⅱ、有一果蝇品系，其一种突变体的X染色体上存在ClB区段(用X^ClB表示)。B基因表现显性棒眼性状；l基因的纯合子在胚胎期死亡(X^ClBX^ClB与X^ClBY不能存活)；ClB存在时，X染色体间非姐妹染色单体不发生交换；正常果蝇X染色体无ClB区段(用X^＋表示)。 请回答下列问题：

上图是研究X射线对正常眼果蝇X染色体诱变示意图。为了鉴定X染色体上正常眼基因是否发生隐性突变，需用正常眼雄果蝇与F1中____果蝇杂交，X染色体的诱变类型能在其杂交后代_____果蝇中直接显现出来，且杂交后代中雄果蝇X染色体来源于________。