1、第22讲从杂交育种到基因工程课时跟踪训练测控导航表知识点题号1.杂交育种1,32.诱变育种23.基因工程4,5,94.生物育种的综合运用6,7,8,10,11,12,13,14,15基础过关1.下列有关选择育种的说法,正确的是(C)A.选择育种的过程是一个选择的过程,但选择的方向和自然选择的方向完全相同B.选择育种是创造新品种、新类型的重要方法之一C.选择育种周期长、可选择的范围有限D.选择育种是对定向的变异进行人工逐代选择解析:选择育种是利用生物的变异,通过长期选择,劣汰留良,培育出优良品种的过程,其选择的方向和自然选择的方向不一定相同;选择育种的缺点是育种周期长,可选择的范围有限,不能创造
2、新品种和新类型;变异是不定向的。2.(2017黑龙江大庆摸底)20世纪50年代以前,水稻都是高秆的。由于高秆容易倒伏,不利于密植而影响产量。为尽快培育出矮秆水稻新品种,以利于合理密植提高产量,最好选择下列哪种育种方法(B)A.杂交育种 B.诱变育种C.单倍体育种D.多倍体育种解析:依题意,50年代以前的水稻都是高秆的,所以矮秆水稻属于新性状,产生前所未有的新性状,只能采取诱变育种的方法。3.(2017河北邯郸开学考)下列有关杂交育种的叙述正确的是(D)A.杂交水稻利用了不同亲本染色体重组的原理B.杂交能将不同物种的优良性状集中到一个个体中C.杂交后代表现出优良性状就成为优良品种D.该育种方法也
3、可以用于家禽、家畜的育种解析:杂交水稻利用了不同亲本基因重组的原理;杂交能将同一物种不同个体的优良性状集中到一个个体中,不同物种之间存在着生殖隔离,不能应用杂交育种法;水稻的优良品种应为纯合子,而表现出优良性状的杂交后代可能是纯合子,也可能是杂合子;杂交育种适用于进行有性生殖的生物,如农作物、家禽、家畜。4.下列对基因工程中限制酶的叙述,正确的是(B)A.限制酶广泛存在于各种生物中B.限制酶能识别特定核苷酸序列C.限制酶能在不同切点切割DNA分子D.所有限制酶的切点都相同解析:限制酶主要存在于微生物中;限制酶具有专一性,即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列;限制酶具有专一性,只能在特定的切
4、点切割DNA分子;酶具有专一性,一种限制酶只能识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列。5.下列关于基因工程的叙述中,正确的是(C)A.基因工程是细胞水平上的生物工程B.基因工程产生的变异属于人工诱变C.基因工程育种的优点之一是目的性强D.基因工程的产物对人类都是有益的解析:基因工程是分子水平上的生物工程;基因工程产生的变异属于基因重组;基因工程可定向改变生物的遗传性状,目的性强;基因工程的产物对人类不一定有益,也可能给食品安全、环境安全、生物安全等方面带来负面影响。6.下列关于育种的相关叙述,正确的是(A)A.诱变育种的原理是基因突变B.多倍体育种因优点突出,广泛应用于动植物育种C.单倍体育种
5、涉及的原理包括基因重组和染色体畸变D.杂交育种过程都需要经过杂交、选择和纯化等手段解析:诱变育种是利用诱变因子,诱发基因突变;多倍体育种主要应用于植物育种;单倍体育种的原理是染色体数目变异,不涉及基因重组;杂交育种如果是要获得显性纯合子,一般都需要杂交、选择和纯化,如果要获得隐性纯合子则不需要纯化。能力达标7.(2016湖南永州模拟)已知小麦的高秆对矮秆(抗倒伏)为显性,抗病对不抗病为显性,以纯合高秆抗病小麦和纯合矮秆不抗病小麦为亲本,培育矮秆抗病小麦。下列相关说法中,不正确的是(D)A.单倍体育种利用了花粉细胞具有全能性及秋水仙素能抑制纺锤体的形成等原理B.杂交育种过程需要不断自交、筛选、直
6、到矮秆抗病个体的后代不发生性状分离C.利用射线、亚硝酸盐等处理矮秆不抗病小麦种子可实现人工诱变,但成功率低D.育种过程中的筛选,实质上是通过自然选择实现种群中抗病基因频率的定向提高解析:育种过程中的筛选是通过人工选择定向提高抗病基因频率,而不是自然选择。8.下列有关育种的叙述,正确的是(D)培育杂合子优良品种可用自交法完成多倍体育种仅局限在植物范围欲使植物体表达动物蛋白可用诱变育种的方法由单倍体育种直接获得的二倍体良种为纯合子培育无子西瓜是利用生长素促进果实发育的原理培育八倍体小黑麦是利用染色体变异的原理我国用来生产青霉素的菌种的选育原理和杂交育种的原理相同A. B.C.D.解析:培育杂合子优
7、良品种需要用杂交法,而不是自交法;多倍体育种主要用于植物,但不是仅限于植物;植物体表达动物蛋白应该用基因工程育种;单倍体育种获得的二倍体是纯合子;培育无子西瓜应用的是多倍体育种,其原理是染色体数目变异;培育八倍体小黑麦是多倍体育种,利用的是染色体数目变异;选育生产青霉素的菌种是诱变育种,其原理是基因突变,而杂交育种的原理是基因重组。9.科研人员将抗虫基因转入菊花,培养出抗虫菊花。卡那霉素抗性基因KanR为标记基因,菊花叶片对卡那霉素高度敏感,下面有关获得转基因菊花的表述中,不正确的是(B)A.基因工程可以定向改造生物的遗传性状B.质粒是只存在于原核细胞中的环状DNAC.常用相同限制酶切割目的基
8、因和运载体D.检测菊花有无卡那霉素抗性判断抗虫基因是否转入菊花细胞解析:基因工程是将一种生物的基因进行修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状;质粒存在于细菌、酵母菌等微生物细胞内,酵母菌为真核生物;基因工程过程中为了获得相同的黏性末端,常用相同的限制酶切割目的基因和运载体;通过抗性基因等标记基因可检测目的基因是否导入受体细胞。10.目前市场上食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株,如图所示为某三倍体香蕉的培育过程。下列叙述组合正确的一组是(B)“无子香蕉”培育过程的原理主要是基因重组图中染色体加倍的原因是有丝分裂前期纺锤体的形成受阻野生香蕉和四倍体有子香蕉虽能杂交,但它们仍然存
9、在生殖隔离若图中无子香蕉3n的基因型为Aaa,则有子香蕉4n的基因型可能为AAaa该过程所发生的变异是生物进化的原材料之一该育种方法的优点是明显缩短育种年限A.B.C. D.解析:该“无子香蕉”培育的方法为多倍体育种,其原理是染色体变异,错误;染色体加倍的原因是有丝分裂前期纺锤体的形成受阻,但不影响着丝点分裂,正确;野生香蕉和四倍体有子香蕉虽能杂交,但它们的后代为三倍体,减数分裂时染色体联会紊乱导致不育,所以仍然存在生殖隔离,正确;若图中无子香蕉3n的基因型为Aaa,则有子香蕉4n的基因型可能为AAaa,野生香蕉的基因型为Aa,正确;染色体变异是生物进化的原材料之一,正确;明显缩短育种年限是单
10、倍体育种的优点,错误。11.某生物的基因型为AaBB,通过下列技术可以分别将它转变为以下基因型的生物:AABBaBAaBBCAAaaBBBB。则以下排列正确的是(B)A.诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合B.杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种C.花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术D.多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术解析:由AaBB转变为AABB可以用杂交育种的方法;aB为单倍体,由AaBB转变为aB,可以采用花药离体培养的方法;相比于AaBB,AaBBC多了C基因,可应用基因工程的方法(转基因技术);AAaaBBBB是由AaBB染色体加倍而来,可
11、采用多倍体育种的方法。12.为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下降的问题,人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是(D)A.利用水压抑制受精卵的第一次卵裂,然后培育形成新个体B.用被射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞,然后培育形成新个体C.将早期胚胎细胞的细胞核植入去核的卵细胞中,然后培育形成新个体D.用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体,然后培育形成新个体解析:抑制第一次卵裂导致染色体加倍,培育而成的个体为四倍体;用被射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞,然后形成的新个体为单倍体;利用核移植方法获得的个体为二倍体;极体中含有一个染色体组,受精卵含有两个染色体组,含
12、有极体的受精卵中含有三个染色体组,发育而成的个体为三倍体。13.水稻是重要的粮食作物之一,是一年生禾本科植物,一年种植一次。已知水稻的高秆(A)对矮秆(a)为显性,抗病(B)对易感病(b)为显性,有芒(D)对无芒(d)为显性。控制上述三对性状的基因分别位于三对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗病水稻植株,研究人员采用了下图所示的方法。根据材料分析回答问题:(1)过程的育种原理是,若F1自交3代,产生的F4中纯合抗病植株占 。(2)过程中诱导加倍的方法是 ,其作用原理是 。(3)过程中将抗病基因导入叶肉细胞过程中使用的工具酶是 ,将叶肉细胞培养成转基因植株的技术手段是。从变异角度来看,相比于其他育种
13、方法的最大特点是 。(4)过程涉及的主要变异类型是,所选种子应处于阶段。该过程最不易获得基因型为aaBB新品的主要原因是 。(5)现有三个纯系水稻品种,矮秆易感病有芒、高秆易感病有芒、高秆抗病无芒。为了在最短时间内获得矮秆抗病无芒纯系新品种,请写出育种过程。第一步: 。第二步: 。第三步: 。解析:(1)过程是杂交育种,其原理是基因重组。连续多代自交后,杂合子的比例为1/2n(n表示自交代数),纯合子的比例为1-1/2n,所以F4中纯合抗病个体的比例为(1-),即1-()3=7/16。(3)过程为基因工程育种,需要限制酶和DNA连接酶。将离体的叶肉细胞培养成转基因植株的技术手段是植物组织培养技
14、术。基因工程可定向改变生物的遗传性状,而诱变育种等是不定向的。(4)过程为诱变育种,基因突变主要发生在DNA复制时,所以用萌发的种子作为实验材料,诱导成功率较高。基因突变具有不定向性,所以通过诱变育种最不易获得基因型为aaBB的新品种。(5)最短时间内获得所需品种,需采用单倍体育种的方法。根据育种要求,需通过杂交将矮秆、抗病、无芒基因集中在同一生物体中,因此选择与杂交,F1的基因型为AaBbDd,然后通过单倍体育种获得纯合矮秆抗病无芒纯合子。答案:(1)基因重组7/16(2)用秋水仙素溶液或低温处理抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成(3)限制酶和DNA连接酶植物组织培养技术可定向改变生物的遗传性状
15、(4)基因突变萌发基因突变具有不定向性(5)选择与杂交得到F1取F1的花药进行离体培养,获得单倍体幼苗用秋水仙素处理单倍体幼苗,然后选育矮秆抗病无芒纯系新品种。14.优质彩棉是通过多次杂交获得的品种,其自交后代常出现色彩、纤维长短等性状遗传不稳定的问题。请分析回答:(1)欲解决彩棉性状遗传不稳定的问题,理论上可直接培养,通过育种方式,快速获得纯合子。但此技术在彩棉育种中尚未成功。(2)为获得能稳定遗传的优质彩棉品种,研究人员以白色棉品种574作母本,棕色彩棉作父本杂交,受粉后存在着精子与卵细胞不融合但母本仍可产生种子的现象。这样的种子萌发后,会出现少量的父本单倍体植株、母本单倍体植株及由父本和
16、母本单倍体细胞组成的嵌合体植株。欲获得纯合子彩棉,应选择植株,用秋水仙素处理(填部位名称),使其体细胞染色体数目加倍。下图是研究人员在诱导染色体数目加倍时的实验处理和结果,本实验的目的是探究 ,实验效果最好的处理是 。欲鉴定枝条中染色体数目是否加倍,可以通过直接测量 ,并与单倍体枝条进行比较做出判断。(3)欲检测染色体数目已加倍的植株是否为纯合体,在实践中应采用的方法,依据后代是否出现做出判断。解析:(1)利用单倍体育种可迅速获得纯合子,其具体做法是先用组织培养技术,将花粉培育为单倍体植株,然后用秋水仙素处理,获得符合要求的纯合植株。(2)父本为棕色彩棉,欲获得纯合子彩棉应选择父本单倍体植株,
17、可用秋水仙素处理其幼苗或芽,使体细胞染色体数目加倍;分析题图可知,用0.05%的秋水仙素诱导12小时,染色体加倍百分比为22%,实验效果最好;可根据多倍体植株的特点,直接测量茎的粗细、叶面积的大小。(3)自交是鉴定纯合体的最简便的方法,可能过观察自交后代是否出现性状分离来做出判断。答案:(1)彩棉花粉(花药)单倍体(2)父本单倍体芽(茎的生长点)不同秋水仙素浓度和不同处理时间对细胞内染色体数目加倍效果的影响0.05%秋水仙素,处理12小时茎的粗细、叶面积的大小(营养器官的大小)(3)(连续)自交性状分离拓展提升15.下图表示由甲、乙两种植物逐步培育出戊植株的过程,请据图回答:(1)通过过程培育
18、出丙种植物,可将甲、乙两种植物杂交得到基因型为的植株,并在期用(化学物质)处理,从而获得基因型为bbDD的丙种植物。(2)将丙种植物经过程培育成丁植株,发生的变异属于 ;将丁植株经过程培育成戊植株的过程,在育种上称为 。(3)若B基因控制着植株的高产,D基因决定着植株的抗病性。如何利用戊植株(该植株为两性花),采用简便的方法培育出高产抗病的新品种(不考虑同源染色体的交叉互换)?请画图作答并作简要说明。(4)通过图中所示育种过程,(填“能”或“否”)增加物种的多样性。解析:(1)分析图示并结合题意可知,方法为多倍体育种,其过程为甲(bb)、乙(DD)两种植物杂交得到基因型为bD的植株,在幼苗期用
19、秋水仙素处理,使其细胞中的染色体数加倍,从而获得基因型为bbDD丙种植物。(2)由图可知:由丙种植物经过程培育成丁植株的过程中,b和D基因所在的两条非同源染色体发生了易位,所以该变异属于染色体结构的变异(染色体易位)。将丁植株经过过程培育成戊植株的过程中发生了基因突变,该育种方法为诱变育种。(3)利用戊植株(该植株为两性花)培育出高产抗病的新品种,所采用的简便育种方案是让戊植株自交,其遗传图解及简要说明见答案。(4)通过图中所示育种过程培育出的丙种植物,与亲本甲种植物和乙种植物都存在生殖隔离,是一个新物种,所以能增加物种的多样性。答案:(1)bD幼苗秋水仙素(2)染色体结构的变异(染色体易位)诱变育种(3)如图所示从子代中选出高产抗病的植株,不断自交选育,直到不再发生性状分离为止,即可培育出基因型为BBDD的高产抗病的新品种(4)能
