1、第24讲从杂交育种到基因工程课时训练知能提升 限时式检测 梯级式提升 (时间:40分钟分值:90分)测控导航表知识点题号及难易度1.杂交育种的过程、原理及特点1,2,3,11,12(中)2.诱变育种的原理及特点4,5,6,13(中)3.基因工程及其应用7,8, 9(中),10,14(中)一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,共40分。1.两个亲本的基因型分别为Aabb和aaBB,这两对基因按自由组合定律遗传。要培育出基因型为aabb的新品种,最简捷的方法是(D)A.人工诱变育种 B.细胞工程育种C.单倍体育种 D.杂交育种解析:此题选育的品种是aabb隐性纯合个体,且要求方法最简捷,用杂交
2、育种即可直接选出。2.用杂合子种子尽快获得纯合子植株的方法是(C)A.种植F2选不分离者纯合子B.种植秋水仙素处理纯合子C.种植花药离体培养单倍体幼苗秋水仙素处理纯合子D.种植秋水仙素处理花药离体培养纯合子解析:种植后直接用秋水仙素处理,虽然能得到纯合子,但后代染色体数目加倍,用染色体数目加倍的个体产生的花粉离体培养得到的个体染色体倍性虽然恢复正常,但不一定是纯合子。3.某育种公司有基因型为AAbb、aaBB的两个玉米品种(这两对基因是自由组合的)。现要在短时间内培育基因型为AABB、aabb的两个玉米新品种,可以选择不同、简便而且合理的育种方法分别是(C)A.杂交育种单倍体育种B.诱变育种杂
3、交育种C.单倍体育种杂交育种D.基因工程育种多倍体育种解析:由题意可知,新品种中并没有新基因出现,故不需要用诱变育种和基因工程育种,而且也不涉及多倍体育种。如果用杂交育种获得品种AABB,则需要经历杂交、自交、淘汰、连续自交等过程,不符合短时间育种的要求;如果用亲本杂交后,再经单倍体育种,只需两个世代即可获得新品种AABB。品种aabb的获得,不管用杂交育种还是单倍体育种都只需两个世代,但相对单倍体育种而言,杂交育种更简便。4.(2014北京东城模拟)让植株、杂交得到,再将分别作如图所示处理。有关分析正确的是(D)A.图中秋水仙素的作用是使染色单体分离,染色体数目加倍B.由至过程中产生的变异都
4、是有利的C.获得和植株的育种原理基本上相同D.由到的过程涉及减数分裂和细胞全能性的表现解析:秋水仙素的作用是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,使细胞内染色体加倍,A错误;至过程为人工诱变,而基因突变大多是有害的,B错误;获得植株的育种原理为基因突变,获得植株的育种原理为染色体数目的变异,C错误;由幼苗形成花粉,需进行减数分裂,而由花粉形成试管苗需进行植物组织培养,其原理为细胞的全能性,D正确。5.天宫一号是中国首个目标飞行器,于2011年9月29日在甘肃酒泉卫星发射中心发射成功,为航天工程育种提供了丰富的试验环境和有力的技术支持。下列说法错误的是(A)A.航天工程育种获得的突变体多数表现出优良性状
5、B.航天器上搭载的植物种子必须是正处于萌发时期的种子C.通过航天工程育种可使控制某性状的基因突变成等位基因D.基因突变能为生物的进化提供原材料解析:诱变育种能提高突变率,可形成新的基因,但突变体多数表现出不良性状;萌发的种子细胞正在分裂,DNA在间期复制过程中可能会发生基因突变;基因突变的结果是某基因突变后产生其等位基因,为生物进化提供原材料。6.(2014山西高三上学期诊考)下列关于育种的说法,不正确的是(D)A.基因突变普遍存在,可用于诱变育种B.诱变育种和杂交育种均可产生新的基因型C.三倍体植物可由受精卵发育而来D.培养普通小麦花粉得到的个体是三倍体解析:基因突变具有普遍性,诱变育种的原
6、理是基因突变,A正确;诱变育种可通过基因突变产生新的基因进而形成新的基因型,杂交育种可通过基因重组而产生新的基因型,B正确;三倍体植物可由四倍体和二倍体的生殖细胞形成的受精卵发育而来,C正确;培养普通小麦花粉得到的个体为单倍体,D错误。7.下列关于基因工程中有关酶的叙述不正确的是(C)A.限制酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNAB.DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接C.DNA聚合酶能够从引物末端延伸DNA或RNAD.逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA解析:DNA聚合酶只能从引物末端延伸DNA而不能延伸RNA;限制酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNA;DNA连接酶可将末端碱
7、基互补的两个DNA片段连接;逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA。8.(2014浙江温州八校联考)下列关于生物工程中常见的几种酶的叙述,正确的是(B)A.DNA连接酶可把目的基因与载体的黏性末端的碱基黏合,形成重组DNAB.限制性核酸内切酶将一个DNA分子片段切成两个片段需消耗两个水分子C.Taq酶是用PCR仪对DNA分子扩增过程中常用的一种耐高温的DNA连接酶D.纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体,便于植物杂交育种解析:DNA连接酶连接的是核苷酸之间的磷酸二酯键;DNA分子是双链,因此切割DNA分子产生两个片段时需要两分子的水;Taq酶是热稳定DNA聚合酶,是连接单个脱氧核苷酸的
8、,不是DNA连接酶;植物杂交育种是借助有性生殖实现,纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体应用于细胞工程。9.某线性DNA分子含有5 000个碱基对(bp),先用限制酶a切割,再把得到的产物用限制酶b切割,得到的DNA片段大小如下表,限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示,下列有关说法正确的是(A)酶a切割产物(bp)酶b再次切割产物(bp)2 1001 4001 0005001 9002008006001 000500A.在该DNA分子中,酶a与酶b的识别序列分别有3个和2个B.酶a切割后的产物不能相互连接C.酶a与酶b切断的化学键不相同D.用酶a切割与该线性DNA碱基序列相同的质粒,得
9、到4种切割产物解析:依线性DNA分子用限制酶a切割后产生4个DNA片段,可推知该DNA分子中含有3个酶a的切点;经酶a切割后再用酶b切割,产生了6个片段,说明该DNA分子中含有2个酶b的切点,A项正确。依图示可知酶a和酶b切割后将分别产生相同的黏性末端,能够相互连接,B项错误;酶a与酶b切断的化学键均为核苷酸之间的磷酸二酯键,C项错误;若用酶a切割环状DNA分子,将获得3种切割产物,D项错误。10.下列关于基因工程及转基因食品的安全性的叙述,正确的是(B)A.基因工程经常以抗生素抗性基因为目的基因B.通过转基因技术可获得抗虫粮食作物,从而增加粮食产量,减少农药使用C.通常用一种限制性核酸内切酶
10、处理含目的基因的DNA,用另一种限制性核酸内切酶处理运载体DNAD.若转入甘蔗中的外源基因来源于自然界,则生产出来的甘蔗不存在安全性问题解析:基因工程常以抗生素抗性基因作为标记基因;在基因工程的实际操作中一定要注意用同一种限制性核酸内切酶来处理含目的基因的DNA和运载体DNA,使它们产生相同的黏性末端;若转基因甘蔗中的外源基因来源于自然界,则仍可能存在食品安全、环境安全等安全性问题。二、非选择题:本大题共4小题,共50分。11.(2013安徽江南十校一模)(8分)玉米(2N=20)是雌雄同株的植物,顶生雄花序,侧生雌花序,已知玉米的高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,
11、控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上,现有两个纯合的玉米品种甲(DDRR)和乙(ddrr),试根据下图分析回答:(1)玉米的等位基因R、r的遗传遵循定律,欲将甲乙杂交,其具体做法是 。(2)将图1中F1与另一玉米品种丙杂交,后代的表现型及比例如图2所示,则丙的基因型为。丙的测交后代中与丙基因型相同的概率是。(3)已知玉米高秆植株易倒伏。为获得符合生产要求且稳定遗传的新品种,按照图1中的程序得到F2后,对植株进行处理,选出表现型为植株,通过多次自交并不断选择后获得所需的新品种。(4)科研人员在统计实验田中成熟玉米植株的存活率时发现,易感植株存活率是1/2,高秆植株存活率是2/3,其他植
12、株的存活率是1,据此得出上图1中F2成熟植株表现型有种,比例为 (不论顺序)。解析:(1)等位基因遗传遵循分离定律。(2)F1基因型为DdRr,由图2知,F1与丙杂交的后代中高秆矮秆=11,抗病易感病=31,说明丙基因型为ddRr。若对丙进行测交,则测交后代中ddRr的概率为1/2。(3)在F2出现了性状分离,需要通过对比茎秆高度,进行病原体感染选择出矮秆抗病植株,再通过连续自交提高品种的纯合率。(4)图1中F1DdRrF2DRddRDrrddrr=9331,据题意,易感病植株存活率是1/2,高秆植株存活率是2/3,其他性状的植株存活率是1,可知,F2有四种表现型,其比(92/3)(31)(3
13、2/31/2)(11/2)=12621。答案:(1)基因的分离对雌雄花分别套袋处理,待花蕊成熟后,将甲(或乙)花粉撒在乙(或甲)的雌蕊上,再套上纸袋(2)ddRr1/2(3)病原体感染矮秆抗病(4)41262112.(2014达州质检)(10分)已知某种植物的花色有白花和紫花两种。两株开白花的植株杂交,子一代全部开紫花,子一代随机交配产生了96株后代,其中53株开紫花,43株开白花。根据以上信息回答下列问题:(1)该植物花色的遗传受对等位基因控制,遵循定律。(2)欲利用亲本在最短的时间内培育出能稳定遗传的紫花品种,请用遗传图解及相关的文字说明表示育种过程。解析:(1)子一代随机交配产生的子二代
14、中紫花白花=534397,该比例是9331的变式,说明控制花色性状的基因有两对,并且遵循基因自由组合定律。(2)根据子二代中紫花白花97可知,紫花的基因型为AB,推知子一代紫花的基因型为AaBb;单倍体育种能明显缩短育种年限,因此若要在最短时间内获得能稳定遗传的品种(AABB),应采用单倍体育种的方法,先利用亲本杂交获得子一代(AaBb)后,将子一代的花药离体培养获得单倍体植株,再用一定浓度的秋水仙素处理单倍体植株的幼苗,获得二倍体植株,并从中选出能开紫花的植株即为能稳定遗传的品种。答案:(1)两基因的自由组合(2)13.(18分)育种专家们受达尔文进化思想的启发,广泛开展了人工动、植物育种研
15、究,通过人工创造变异选育优良的新品种。(1)为丰富植物育种的种质资源材料,利用钴的射线辐射植物种子,筛选出不同性状的突变植株。这属于育种。(2)若以某植物抗病高秆品种与感病矮秆品种杂交,选育抗病矮秆品种。其依据的遗传学原理是 。(3)通常情况下,控制抗病与染病(A与a)、高秆与矮秆(B与b)这两对相对性状的基因应分别位于不同对同源染色体上,杂交育种的效果较好。从实验植株中获得了显性高秆抗病植株(纯合子)和隐性矮秆染病植株(纯合子),为验证控制这两对相对性状的基因是否分别位于两对同源染色体上,请参与实验设计并完善实验方案:步骤1:选择和杂交。预期结果: 。步骤2: 。预期结果: 。观察实验结果,
16、进行统计分析:如果与相符,可证明控制这两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。解析:诱变育种的方法可以用物理方法如射线、X射线以及紫外线等处理;也可以用化学方法来处理,如硫酸二乙酯、亚硝酸盐等。如果控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上,则这两对等位基因控制的两对相对性状符合自由组合定律,即自交后代出现9331的性状分离比,测交后代出现1111的性状分离比。答案:(1)诱变(2)基因重组 (3)高秆抗病植株(纯合子)矮秆染病植株(纯合子)F1的表现型全为高秆抗病植株 测交方案:用F1与矮秆染病植株杂交后代中高秆抗病、高秆染病、矮秆抗病、矮秆染病植株的比例是1111(或自交方案:F1
17、自交后代中高秆抗病、矮秆抗病、高秆染病、矮秆染病植株的比例是9331)实际实验结果预期结果14.(2013陕西咸阳四校抽检)(14分)大豆是两性花植物。子叶颜色基因在号染色体上(BB表现深绿;Bb表现浅绿;bb呈黄色,幼苗阶段死亡)、花叶病(S病毒引起)的抗性R对不抗病r为显性,基因在号染色体上。(1)某些大豆品种具有抗花叶病的特性是因为R基因能控制合成与抗病有关的蛋白质。R基因刚转录的RNA需经过加工才能成为成熟的mRNA,加工的场所是。(2)子叶浅绿不抗花叶病与纯合的子叶深绿抗花叶病植株杂交得F1。将所得F1中子叶浅绿抗花叶病植株自交得F2,F2成熟植株的表现型及比例是,其中纯合子占(用分
18、数表示)。若通过基因工程把细菌的抗N病毒基因导入到F1的子叶浅绿抗花叶病大豆中,以获得抗N病毒大豆新品种。现得到一株抗N病毒基因成功整合到一条号染色体上的A植株。考虑子叶颜色、花叶病及抗N病毒三种性状,A植株自交所结的种子中,胚细胞的基因型有种。经研究发现,在某植株中有两个抗N病毒基因成功整合到两条非同源染色体上。该植株自交后代中,抗N病毒植株占(用分数表示)。(3)用子叶浅绿植株作亲本自交得F1,F1连续自交得到的F3成熟群体中。B基因的基因频率为(用分数表示)。(4)请用遗传图解表示子叶浅绿不抗花叶病植株与杂合的子叶深绿抗花叶病植株杂交得到F1的过程,要求写出配子。解析:(1)真核生物中刚
19、转录的RNA加工成为成熟mRNA的场所是细胞核。(2)根据题目信息,bb呈黄色,幼苗阶段死亡,故子叶浅绿抗花叶病植株自交所得F2中,深绿浅绿=12,抗病不抗病=31,故成熟植株表现型及比例为浅绿抗病深绿抗病浅绿不抗病深绿不抗病=6321,纯合子占1/6。A植物的基因型可表示为BbRrNn,根据基因分离定律,Bb自交后代有3种基因型,Rr自交后代有3种基因型,Nn自交后代有3种基因型,则胚细胞的基因型共有27种。若某植株中有两个抗N病毒基因成功整合到两条非同源染色体上,相当于两对等位基因位于两对非同源染色体上,符合基因自由组合定律,故抗病毒的植株占15/16。(3)Bb品种连续自交3次后,Bb占(1/2)3=1/8,BB和bb各占1-(1/2)3/2=7/16,由于浅绿色的植株自交后代有bb品种(幼苗阶段死亡),BB占7/9,Bb占2/9,则b的基因频率为1/9,B的基因频率为8/9。答案:(1)细胞核(2)浅绿抗花叶病深绿抗花叶病浅绿不抗花叶病深绿不抗花叶病=6321(只写表现型或比例不得分)1/62715/16(3)8/9 (4)如图F1基因型全对得分;F1表现型全对得分;F1比例得分;符号(包括配子)全对得分,符号错一项或漏写项,该项不得分。
