2014屆高考生物一輪限時規(guī)范訓(xùn)練 3-3 從雜交育種到基因工程（含解析）新人教版必修2

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1、第3講　從雜交育種到基因工程 (時間：45分鐘) A級　基礎(chǔ)演練 1．(2013·南京一模)科學(xué)家將豌豆染色體片段導(dǎo)入玉米細胞，培育出具有豌豆優(yōu)良性狀而染色體數(shù)目不變的玉米新品種。下列有關(guān)敘述正確的是 (　　)。 A．新品種玉米的培育原理是染色體結(jié)構(gòu)變異 B．新品種玉米表現(xiàn)出的豌豆性狀一定是單基因控制的性狀 C．新品種玉米自交后代仍然都具有豌豆的優(yōu)良性狀 D．新品種玉米能表現(xiàn)出玉米和豌豆的所有性狀 解析　由題意知新品種玉米的某染色體上加入了豌豆的染色體片段，發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)的變異；導(dǎo)入的染色體片段上有多個基因，所以新品種玉米表現(xiàn)出的豌豆性狀也可能是多基因控制的性狀，且該玉

2、米自交后代可能會發(fā)生性狀分離，不一定都具有豌豆的優(yōu)良性狀，該玉米不能表現(xiàn)出玉米和豌豆的所有性狀。 答案　A 2．(2013·銀川、吳忠聯(lián)考)育種專家在稻田中發(fā)現(xiàn)一株十分罕見的“一稈雙穗”植株，經(jīng)鑒定該變異性狀是由基因突變引起的。下列敘述正確的是 (　　)。 A．這種現(xiàn)象是由顯性基因突變成隱性基因引起的 B．該變異株自交可產(chǎn)生這種變異性狀的純合個體 C．觀察細胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置 D．將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系 解析　由題意可知，該突變也可能是顯性突變，A錯；基因突變在光學(xué)顯微鏡下是不可見的，C錯；花藥離體培養(yǎng)得到的是

3、單倍體，需要用秋水仙素處理單倍體幼苗，才能獲得能穩(wěn)定遺傳的純合子，D錯。 答案　B 3．(2013·泉州質(zhì)檢)下列有關(guān)育種方法的敘述中，正確的是 (　　)。 A．多倍體育種需在獲得單倍體植株的基礎(chǔ)上進行 B．單倍體育種需在親本植株染色體數(shù)加倍的基礎(chǔ)上進行 C．雜交育種的親本雙方可以是具有相對性狀的雜合子 D．誘變育種可以獲得目的基因發(fā)生定向變異的新類型 解析　人工誘導(dǎo)多倍體的方法很多，如低溫處理，目前最常用而且最有效的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，而非在單倍體植株的基礎(chǔ)上進行；單倍體育種是先采用花藥(花粉)離體培養(yǎng)的方法得到單倍體，然后經(jīng)過人工誘導(dǎo)使染色體加倍，使其重新

4、恢復(fù)到正常植株的染色體數(shù)目；雜交育種利用的原理是基因重組，雙親既可以是雜合子，也可以是純合子；誘變育種的原理是基因突變，基因突變是不定向的，所以育種過程中需要篩選出變異的新類型。 答案　C 4．(2013·蘇錫常鎮(zhèn)四市一調(diào))通過下列育種方法產(chǎn)生的后代，其染色體數(shù)一定發(fā)生變化的是 (　　)。 A．單倍體育種 B．植物體細胞雜交育種 C．雜交育種 D．轉(zhuǎn)基因育種 解析　單倍體育種過程中用秋水仙素處理幼苗，后代的染色體數(shù)沒有發(fā)生變化；植物體細胞雜交產(chǎn)生的后代的染色體數(shù)是兩種植物體細胞的染色體數(shù)之和。 答案　B 5．如圖為DNA分子的某一片段，其中①②③分別表示某種酶的作用

5、部位，則相應(yīng)的酶依次是 (　　)。 A．DNA連接酶、限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶 B．限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶、DNA連接酶 C．解旋酶、限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶 D．限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、解旋酶 答案　C 6．(2012·北京西城區(qū)期末)下列有關(guān)基因工程操作的敘述正確的是 (　　)。 A．用同種限制性核酸內(nèi)切酶切割運載體與目的基因可獲得相同黏性末端 B．以蛋白質(zhì)的氨基酸序列為依據(jù)合成的目的基因與原基因的堿基序列相同 C．檢測到受體細胞含有目的基因就標志著基因工程操作的成功 D．用含抗生素抗性基因的質(zhì)粒作為運載體是因為其抗性基因便于與外源基因連接 解

6、析　因多種密碼子可決定一種氨基酸，故以蛋白質(zhì)的氨基酸序列為依據(jù)合成的目的基因與原基因的堿基序列不一定完全相同；目的基因在受體細胞中表達才能說明基因工程操作的成功；用含抗生素抗性基因的質(zhì)粒作為運載體是因為便于篩選。 答案　A 7．通過DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造的動物稱為轉(zhuǎn)基因動物。運用這一技術(shù)可使羊奶中含有人體蛋白質(zhì)，下圖表示這一技術(shù)的基本過程，在該工程中所用的基因“剪刀”能識別的序列和切點是—G↓GATCC—，請回答下面的問題。 (1)從羊染色體中“剪下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是________________，人體蛋白質(zhì)基因“插入”后連接在羊體細胞染色體中需要的酶是________

7、。 (2)請畫出質(zhì)粒被切割形成黏性末端的過程圖。 －G↓GATC C—―→ (3)人體蛋白質(zhì)基因之所以能連接到羊的染色體DNA中，原因是_____________，人體蛋白質(zhì)基因?qū)胙蚣毎麜r常用的工具是________。 (4)此過程中目的基因的檢測與表達中的表達是指________________。 (5)你認為此類羊產(chǎn)的奶安全可靠嗎？理由是什么？ _______________________________。 解析　本題的第(1)問比較簡單，難點是第(2)問，首先要按照堿基互補配對原則，由已知的一條鏈完成質(zhì)粒雙鏈上的堿基序列，再根據(jù)切點寫出切割后形成的黏性末端。(3)要

8、求回答基因能夠拼接的原因，不同生物的DNA化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)相同，即都具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。目的基因?qū)胧荏w細胞需要先與運載體結(jié)合，最常用的運載體是質(zhì)粒，也可以用動物病毒。(4)基因的表達是指基因通過控制蛋白質(zhì)的合成來控制生物的性狀，即通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。(5)為開放性的問題，但要注意回答的理由要與觀點相對應(yīng)。 答案　(1)限制性核酸內(nèi)切酶　DNA連接酶 (2) (3)具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(有互補的堿基序列)　細菌質(zhì)?；騽游锊《尽?4)人體蛋白質(zhì)基因在羊體細胞內(nèi)控制合成人體蛋白質(zhì)　(5)安全。因目的基因?qū)胧荏w細胞后，控制合成的人奶蛋白質(zhì)成分沒有改變(或

9、不安全，因目的基因?qū)胧荏w細胞后，可能由于羊細胞中某些成分的影響，合成的蛋白質(zhì)成分可能發(fā)生一定的改變) 8．(2012·廣東茂名一模，27)已知水稻的光效(光能利用效率)由一對基因(A、a)控制，抗病性由另一對基因(B、b)控制，兩對基因獨立遺傳。高光效抗病水稻的育種方案如下，請回答下列問題。 純合低光效抗病水稻(甲) ,輻射 水稻(乙) ,自交 F1(F1中低光效抗病水稻與高光效抗病水稻＝3∶1) (1)水稻的低光效與高光效這對相對性狀中，________是顯性性狀，而甲的基因型為________。 (2)假設(shè)輻射處理后得到一株水稻，檢測突變基因轉(zhuǎn)錄出的m

10、RNA，發(fā)現(xiàn)第二個密碼子中的一個堿基發(fā)生替換，問該水稻的光能利用效率一定提高嗎？________，原因是 _______________。 (3)若用乙培育高光效抗病水稻新品種，為了提高其在子代中的比例，應(yīng)采用的育種方法是________，其比例為____________。 (4)若右圖為一株水稻(Aa)減數(shù)分裂過程中的一個細胞， 同一條染色體兩條姐妹染色單體的同一位點上的基因分 別是A和a，造成這種結(jié)果可能的原因有____________________________________________。 若要使水稻的高光效基因在玉米植株中表達，從理論上講常用的育種方法是_____

11、___。 解析　(1)由F1(F1中低光效抗病水稻與高光效抗病水稻＝3∶1)可推出低光效是顯性性狀，且乙的基因型是AaBB或Aabb，因此，甲的基因型為AABB或AAbb。(2)由于密碼子具有簡并性，基因突變不一定會引起性狀的改變，因此，輻射處理后得到一株水稻，檢測突變基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA，發(fā)現(xiàn)第二個密碼子中的一個堿基發(fā)生替換，該水稻的光能利用效率不一定提高。(3)單倍體育種能在較短時間內(nèi)得到純合體。由于乙的基因型是AaBB或Aabb，因此，用乙培育高光效抗病水稻新品種的比例為。(4)一株水稻(Aa)減數(shù)分裂過程中的一個細胞，同一條染色體的兩條姐妹染色單體的同一位點上的基因分別是A和a，造成

12、這種結(jié)果可能的原因有基因突變或同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換。 答案　(1)低光效　AABB或AAbb (2)不一定　密碼子具有簡并性(或一個氨基酸可以由幾個不同的密碼子來決定) (3)單倍體育種　 (4)基因突變或同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換　基因工程 B級　智能提升 9．(2013·西安一模，4)如圖表示某種農(nóng)作物品種①和②培育出⑥的幾種方法，有關(guān)說法錯誤的是 (　　)。 A．培育品種⑥的最簡捷途徑是Ⅰ→V B．通過Ⅱ→Ⅳ過程最不容易到達目的 C．通過Ⅲ→Ⅵ過程的原理是染色體變異 D．過程Ⅵ常用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 解析　通過雜交育種

13、獲得符合要求的新品種是最簡便的方法，A正確；由①―→④屬于基因突變，由于突變率很低，故通過Ⅱ―→Ⅳ過程不易達到目的，B正確；Ⅲ―→Ⅵ過程是單倍體育種過程，其原理是染色體變異，C正確；過程Ⅵ是通過花粉的離體培養(yǎng)獲得單倍體，不存在種子，D錯誤。 答案　D 10．(2013·襄陽調(diào)研)下列關(guān)于育種方法的敘述正確的是 (　　)。 A．用雜交的方法進行育種，往往從F1自交后代中可篩選出符合人類需要的優(yōu)良品種 B．用輻射的方法進行誘變育種，誘變后的植株一定比誘變前的植株具備更多優(yōu)良性狀 C．用基因型為DdTt的植株進行單倍體育種，所育的新品種自交后代中約有為純合子 D．用基因型為DdTt的植

14、株進行多倍體育種，所育的新品種和原品種雜交一定能產(chǎn)生可育后代 解析　誘變育種的生物學(xué)原理為基因突變，基因突變具有多害少利和不定向的特點，故誘變后的植株不一定比誘變前的植株具備更多優(yōu)良性狀，故B錯誤。用基因型為DdTt的植株進行單倍體育種，產(chǎn)生的新品種全為純合子，其自交后代也全為純合子，故C錯誤。二倍體植株染色體加倍后成為四倍體植株，四倍體植株和原二倍體植株雜交得到的三倍體植株是高度不育的，故D錯誤。 答案　A 11．(2011·浙江五校聯(lián)考，18)下圖為利用純合高稈(D)抗病(E)小麥和純合矮稈(d)染病(e)小麥快速培育純合優(yōu)良小麥品種矮稈抗病小麥(ddEE)的示意圖，下列有關(guān)

15、此圖的敘述錯誤的是 (　　)。 ddEE (花藥)(單倍體) A．②過程中發(fā)生了非同源染色體的自由組合 B．實施④過程通常用一定濃度的秋水仙素 C．實施③過程依據(jù)的主要生物學(xué)原理是細胞增殖 D．實施①過程的主要目的是讓控制不同優(yōu)良性狀的基因組合到一起 解析　③過程為花藥離體培養(yǎng)過程，依據(jù)的主要生物學(xué)原理是細胞的全能性；②過程為減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程，發(fā)生了非同源染色體的自由組合；實施④過程通常用一定濃度的秋水仙素使染色體數(shù)目加倍；①過程為具有相對性狀的親本雜交，其主要目的是讓控制不同優(yōu)良性狀的基因組合到一起。 答案　C 12．(2012·蘇錫常鎮(zhèn)四市一調(diào))李振聲院士運用小麥

16、與偃麥草(一種野生牧草)遠緣雜交并誘導(dǎo)染色體移接，成功培育出多個優(yōu)良小麥新品種。下列有關(guān)敘述中不正確的是 (　　)。 A．小麥和偃麥草之間存在生殖隔離 B．大多數(shù)染色體變異對生物體是不利的 C．染色體移接屬于染色體數(shù)目變異 D．這項研究體現(xiàn)了生物多樣性的價值 解析　小麥和偃麥草是兩個物種，二者之間存在生殖隔離；大多數(shù)染色體變異對生物體是不利的；染色體移接屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；題中所述研究體現(xiàn)了生物多樣性的直接價值。 答案　C 13．(2012·南京四校聯(lián)考)已知水稻的高稈(A)對矮稈(a)為顯性，抗病(B)對感病(b)為顯性，有芒(D)對無芒(d)為顯性，三對相對性狀獨立遺傳。請

17、回答下列問題。 (1)現(xiàn)有三個純系水稻品種：①矮稈感病有芒，②高稈感病有芒，③高稈抗病無芒。要在最短時間內(nèi)獲得矮稈抗病無芒純系新品種，請寫出育種過程。 第一步：____________________________________。 第二步：_____________________________。 第三步：___________________________。 (2)為獲得矮稈無芒的新品種，科研人員設(shè)計了育種方案，如圖所示。根據(jù)預(yù)期，F(xiàn)1植株所結(jié)種子分株保存、播種后長出的植株應(yīng)既有高稈，又有矮稈。但研究人員發(fā)現(xiàn)有一株植株所結(jié)的種子播種后長出

18、的植株全部表現(xiàn)為矮稈，并據(jù)此推斷F1中有純合矮稈植株。通過分析認為，F(xiàn)1中純合矮稈植株出現(xiàn)的原因可能有兩種：一是母本去雄不徹底，母本自交；二是父本在減數(shù)分裂形成花粉時，一個高稈基因發(fā)生了基因突變。要確定是哪一種原因，可以通過分析F2矮稈植株上所結(jié)種子的表現(xiàn)情況來進行判斷。 P純合矮稈有芒(♀)×純合高稈無芒() F1植株 , F1植株上所結(jié)的種子分株保存 ,播種 觀察F1各植株所結(jié)種子長出的植株性狀 ①如果所結(jié)種子的表現(xiàn)型為________，則原因是母本去雄不徹底，發(fā)生了自交。 ②如果所結(jié)種子的表現(xiàn)型為________，則原因是父本在減數(shù)分裂形成花粉時，一個高稈基因發(fā)生了

19、基因突變。 解析　(1)根據(jù)育種要求，需通過雜交將矮稈、抗病、無芒基因集中在同一生物體中，因此選擇①和③雜交，F(xiàn)1的基因型為AaBbDd，然后通過單倍體育種方法獲得純合矮稈抗病無芒純合子。(2)采用逆推法，母本的基因型為aaDD，父本的基因型為AAdd，二者雜交形成F1，①若母本去雄不徹底，母本發(fā)生自交，則F1中還有基因型為aaDD的個體，該植株自交后代全為矮稈有芒，因此，若F2矮稈植株上所結(jié)種子全為有芒，則可推測是母本去雄不徹底；②若父本減數(shù)分裂形成花粉時發(fā)生基因突變，則父本的基因型為Aadd，和母本雜交，F(xiàn)1的基因型為aaDd和AaDd，F(xiàn)1自交，后代中既有有芒，也有無芒。 答案　(1

20、)第一步：選擇①和③雜交得到F1 第二步：取F1的花藥進行離體培養(yǎng)，獲得單倍體幼苗 第三步：用秋水仙素處理單倍體幼苗，然后選育矮稈抗病無芒的純系新品種 (2)①全為有芒?、谟忻⒑蜔o芒 14．(2012·廈門質(zhì)檢)家蠶是二倍體生物，含56條染色體，ZZ為雄性，ZW為雌性。幼蠶體色中的有斑紋和無斑紋性狀分別由Ⅱ號染色體上的A和a基因控制。雄蠶由于吐絲多，絲的質(zhì)量好，更受蠶農(nóng)青睞，但在幼蠶階段，雌雄不易區(qū)分。于是，科學(xué)家采用如圖所示的方法培育出了“限性斑紋雌蠶”來解決這個問題。請回答下面的問題。 (1)家蠶的一個染色體組含有________條染色體。 (2)圖中變異家蠶的“變異類型”

21、屬于染色體變異中的________。由變異家蠶培育出限性斑紋雌蠶所采用的育種方法是________。圖中的限性斑紋雌蠶的基因型為________。 (3)在生產(chǎn)中，可利用限性斑紋雌蠶和無斑紋雄蠶培育出可根據(jù)體色辨別幼蠶性別的后代。請用遺傳圖解和適當?shù)奈淖?，描述選育雄蠶的過程。 解析　(1)二倍體家蠶體細胞中有56條染色體，其生殖細胞中有28條染色體，則其一個染色體組含有28條染色體。(2)由圖示可知，家蠶的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。由變異家蠶培育出限性斑紋雌蠶利用的是雜交育種。圖中的限性斑紋雌蠶的基因型是aaZWA。(3)可以用限性斑紋雌蠶和無斑紋雄蠶雜交，其后代中無斑紋的都是雄蠶，有斑紋的都是雌蠶。 答案　(1)28　(2)染色體結(jié)構(gòu)變異　雜交育種　aaZWA (3)如圖 文字說明：后代中有斑紋的均為雌蠶，應(yīng)淘汰；無斑紋的為雄蠶，應(yīng)保留。 特別提醒：教師配贈習(xí)題、課件、視頻、圖片、文檔等各種電子資源見《創(chuàng)新設(shè)計·高考總復(fù)習(xí)》光盤中內(nèi)容。