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2019-2020年高考生物 第24講 從雜交育種到基因工程限時規(guī)范特訓 [組題說明] 1.農業(yè)生產上常常需要進行作物育種，以保證正常的農業(yè)生產活動。下列有關作物育種方法的敘述，正確的是(　　) A．作物育種中最簡捷的方法是雜交育種和單倍體育種 B．只有單倍體育種能明顯縮短育種年限 C．采用克隆的方法培育作物品種能保持親本的優(yōu)良性狀 D．體細胞中染色體組數為奇數的作物品種都是經花藥培養(yǎng)得來的 解析：雜交育種時間長、工作量大；單倍體育種與雜交育種相比，能明顯縮短育種年限，但不是縮短育種年限的唯一方法；克隆是無性生殖，能保持親本的優(yōu)良性狀；三倍體無子西瓜的體細胞中染色體組數為奇數，但其并不是經花藥培養(yǎng)得來的。 答案：C 2．小麥高稈(A)對矮稈(a)為顯性，抗病(B)對易感病(b)為顯性，如圖表示培育矮稈抗病品種的幾種途徑，下列相關說法正確的是(　　) A．過程①的原理是基因突變，最大的優(yōu)點是育種周期短 B．過程⑥使用的試劑是秋水仙素，在有絲分裂間期發(fā)揮作用 C．過程⑤為單倍體育種，可明顯縮短育種年限 D．④過程產生的子代中純合子所占比例是2/3 解析：過程①為誘變育種，最大的優(yōu)點是變異頻率高，可在較短的時間內獲得更多的優(yōu)良變異類型；秋水仙素作用于有絲分裂前期；過程②⑤⑥結合起來稱為單倍體育種；③過程產生的基因型為aaB_的個體中含有1/3aaBB和2/3aaBb，自交后代純合子所占的比例為1/31＋2/31/2＝2/3。 答案：D 3．下列關于育種方法的敘述，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1/4為純合子 D．用基因型為DdTt的植株進行多倍體育種，所育的新品種和原品種雜交一定能產生可育后代 解析：誘變育種的生物學原理為基因突變，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 4．將某種植物的①②兩個植株雜交，得到③，對③的處理如圖所示。下列分析不正確的是(　　) A．由③到④的育種過程依據的原理是基因突變 B．通過⑤⑥植株雜交得到的⑧植株不屬于新物種 C．若③的基因型為AaBbdd，則⑩植株中能穩(wěn)定遺傳的個體占總數的1/4 D．由⑦到⑨的過程中會發(fā)生突變和重組，可為生物進化提供原材料 解析：由⑦到⑨的過程是通過有絲分裂來實現的，而基因重組發(fā)生在減數分裂過程中，故D錯誤。 答案：D 5．下圖中甲、乙表示水稻的兩個品種，A、a和B、b分別表示位于兩對同源染色體上的兩對等位基因，①～⑦表示培育水稻新品種的過程，下列敘述不正確的是(　　) A．①→②過程簡便，但育種周期長 B．②和⑥的變異都發(fā)生于有絲分裂間期 C．③過程常用的方法是花藥離體培養(yǎng) D．⑤和⑦過程的育種原理不相同 解析：①→②過程為雜交育種，育種年限比較長；②過程發(fā)生了基因重組，基因重組發(fā)生在減數第一次分裂過程中，⑥過程需要用秋水仙素處理幼苗，秋水仙素作用于細胞分裂前期；③過程為花藥離體培養(yǎng)；⑤過程的原理為基因突變，⑦過程的原理為基因重組。 答案：B 6．在實驗田中偶然出現了一株抗旱、抗鹽的玉米，設想利用該植株培育能穩(wěn)定遺傳的抗旱、抗鹽水稻品種，用到的育種方法和技術應有(　　) ①誘變育種 ?、趩伪扼w育種 　 ③轉基因技術 　 ④組織培養(yǎng)技術 A．①②③ 　　　　　　　 B．②③④ C．①③④ D．①②④ 解析：題干中強調玉米植株中出現了抗性基因，要使水稻植株中含有該抗性基因，必須利用轉基因技術，將抗性基因轉入后進行組織培養(yǎng)，獲得雜合子植株，還需要對其進行單倍體育種才能獲得能穩(wěn)定遺傳的抗性水稻品種。 答案：B 7．下列有關育種的敘述中，錯誤的是(　　) A．用于大田生產的優(yōu)良品種不一定是純合子 B．通過植物組織培養(yǎng)技術培育脫毒苗，篩選培育抗病毒新品種 C．誘變育種可提高突變頻率，加速新基因的產生，從而加速育種進程 D．三倍體無子西瓜需年年制種，可利用植物組織培養(yǎng)快速繁殖 解析：通過植物組織培養(yǎng)技術培育的脫毒苗沒有病毒，但不一定能抗病毒。 答案：B 8．某農科所通過如圖所示的兩種育種方法培育成了高品質的糯小麥。下列有關敘述正確的是(　　) A．a、b兩過程應用的遺傳學原理分別是染色體變異和基因重組 B．b過程需要通過雜交來提高純合率 C．a過程需要使用秋水仙素，其只能作用于萌發(fā)的種子 D．a過程提高了突變率，從而明顯縮短了育種年限 解析：a過程屬于單倍體育種，原理為染色體變異；由于通過花藥離體培養(yǎng)只能獲得幼苗，故秋水仙素只能作用于幼苗；單倍體幼苗經秋水仙素處理后均為純合子，因而可明顯縮短育種年限。b過程屬于雜交育種，原理為基因重組，由YyRr獲得yyRR需要通過連續(xù)自交提高純合率。 答案：A 9．如圖所示某種二倍體農作物不同的育種方法，據圖判斷下列有關敘述正確的是(　　) A．通過③④⑤途徑培育新品種的過程中，E幼苗和F植株的染色體數目相同 B．若A、B兩品種的基因型分別是AABBdd、aabbdd，則D植株中不能穩(wěn)定遺傳的個體占總數的3/4 C．⑤過程中也可用秋水仙素處理E萌發(fā)的種子來獲得F植株 D．④過程中使用的花藥可以從A、B、C三個品種植株上采集 解析：③④⑤過程為單倍體育種過程，主要包括花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗和用秋水仙素處理幼苗獲得正常植株，因此經過⑤過程形成的F植株的染色體數目是E幼苗的2倍，故A錯誤；A、B兩品種的基因型分別是AABBdd、aabbdd，可得C的基因型為AaBbdd，其后代中不能穩(wěn)定遺傳的比例為1－1/21/21＝3/4，故B正確；E幼苗是由二倍體的花藥發(fā)育成的，是高度不育的，不能形成種子，故C錯誤；④過程中使用的花藥只能在C植株上采集才能獲得新品種，故D錯誤。 答案：B 10．下列關于限制酶和DNA連接酶的理解，正確的是 (　　) A．其化學本質都是蛋白質 B．DNA連接酶可以恢復DNA分子中的氫鍵 C．它們不能被反復使用 D．在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA連接酶 解析：限制酶與DNA連接酶的化學本質都是蛋白質；DNA連接酶連接的是兩個DNA片段間相鄰兩個脫氧核苷酸間的磷酸二酯鍵；酶在化學反應前后其數量、性質、功能均不發(fā)生改變，因此可以反復利用；DNA聚合酶是在細胞內DNA分子復制時發(fā)揮作用的，不能替代DNA連接酶。 答案：A 11．下列關于基因工程及轉基因食品的安全性的敘述，正確的是(　　) A．基因工程經常以抗生素抗性基因作為目的基因 B．通過轉基因技術可獲得抗蟲糧食作物，從而增加糧食產量，減少農藥使用 C．通常用一種限制性核酸內切酶處理含目的基因的DNA，用另一種限制性核酸內切酶處理運載體DNA D．若轉入甘蔗中的外源基因來源于自然界，則生產出來的甘蔗不存在安全性問題 解析：基因工程常以抗生素抗性基因作為標記基因；在基因工程的實驗操作中一定要注意用同一種限制性核酸內切酶來處理含目的基因的DNA和運載體DNA，使它們產生相同的黏性末端；若轉基因甘蔗中的外源基因來源于自然界，則仍可能存在食品安全、環(huán)境安全等安全性問題。 答案：B 12．下圖表示一項重要生物技術的關鍵步驟，X是獲得外源基因并能夠表達的細胞。下列有關說法不正確的是(　　) A．X是能合成胰島素的細菌細胞 B．質粒具有多個標記基因和多個限制酶切點 C．基因與運載體的重組只需要DNA連接酶 D．該細菌的性狀被定向改造 解析：根據圖示，重組質粒導入的是細菌細胞，所以X是能合成胰島素的細菌細胞；質粒作為運載體需要有多個限制酶切位點以便轉運多種目的基因，同時具有標記基因以便于檢測目的基因是否導入到受體細胞內；基因與運載體的重組需要限制酶和DNA連接酶；基因工程的特點是能夠定向改造生物的遺傳性狀。 答案：C 13．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。請回答下列問題。 (1)現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，科研人員設計了育種方案，如圖所示。根據預期，F1植株所結種子分株保存，播種后長出的植株應既有高稈，又有矮稈。但研究人員發(fā)現有一株植株所結的種子播種后長出的植株全部表現為矮稈，并據此推斷F1中有純合矮稈植株。通過分析認為，F1中純合矮稈植株出現的原因可能有兩種：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矮稈植株上所結種子的表現情況來進行判斷。 ①如果所結種子的表現型為____________，則原因是母本去雄不徹底，發(fā)生了自交。 ②如果所結種子的表現型為____________，則原因是父本在減數分裂形成花粉時，一個高稈基因發(fā)生了基因突變。 解析：(1))根據育種要求，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，F1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矮稈植株上所結種子全為有芒，則可推測是母本去雄不徹底；②若父本減數分裂形成花粉時發(fā)生基因突變，則父本的基因型為Aadd，和母本雜交，F1的基因型為aaDd和AaDd，F1自交，后代中既有有芒，也有無芒。 答案：(1)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 　 ②有芒和無芒 14．下圖為水稻的幾種不同育種方法示意圖，據圖回答下列問題： (1)B過程常用的方法是________，用到秋水仙素的過程有________(用圖中字母表示)。 (2)打破物種界限的育種方法是________(用圖中的字母表示)，該方法所運用的原理是_______________________________________ _______________________。 (3)假設你想培育一個穩(wěn)定遺傳的水稻品種，它的性狀都是由隱性基因控制的，最簡單的育種方法是____________；如果都是由顯性基因控制的，為縮短育種時間常采用的方法是________(用圖中的字母表示)。 (4)現有三個水稻品種，①的基因型為aaBBDD，②的基因型為AAbbDD，③的基因型為AABBdd，三對等位基因分別位于三對同源染色體上。現運用雜交育種方法，利用以上三個品種獲得基因型為aabbdd的植株：______________________________________________________________________________________________________________________________________________(用文字簡要描述獲得過程即可)。 解析：圖中A過程代表雜交，D過程代表自交，B過程代表花藥離體培養(yǎng)，C和F過程代表用秋水仙素處理使染色體加倍，E過程代表基因工程，其中基因工程可以在任何生物之間進行，該技術的原理為基因重組。如果選育的性狀都是隱性性狀，最簡單的方法是雜交育種，即A→D過程，因為表現出隱性性狀的個體為純合子，可穩(wěn)定遺傳；如果選育的性狀都是顯性性狀，雜交育種年限比較長，可明顯縮短育種年限的育種方法是單倍體育種，即A→B→C過程。(4)中三個水稻品種的基因型均為“雙顯＋一隱”的組合方式，要利用雜交育種方法培育基因型為aabbdd的品種，可選擇任意兩個品種作親本雜交得到雜交一代，然后雜交一代與剩下的一個品種雜交得到雜交二代，雜交二代自交即可得到基因型為aabbdd的種子，由基因型為aabbdd的種子長成的植株即為符合要求的植株。 答案：(1)花藥離體培養(yǎng)　 CF (2)E　 基因重組 　 (3)AD　 ABC (4)①與②雜交得到雜交一代，雜交一代與③雜交得到雜交二代，雜交二代自交，得到基因型為aabbdd的種子，該種子可長成基因型為aabbdd的植株 15．回答下列有關遺傳和變異以及育種的問題。 (1)設小麥的高產與低產受一對等位基因控制，基因型為AA的小麥為高產，基因型為Aa的小麥為中產，基因型為aa的小麥為低產。抗銹病與不抗銹病受另一對等位基因(用B、b表示)控制，只要有一個B基因，小麥就表現為抗病。這兩對等位基因的遺傳遵循自由組合定律?，F有高產不抗銹病與低產抗銹病兩個純種品系雜交產生F1，F1自交得F2。 ①F2的表現型有________種，其中高產抗銹病個體的基因型為________，占F2的比例為________。 ②選出F2的高產抗銹病個體之后，對高產性狀________(填“需要”或“不需要”)繼續(xù)選育，原因是______________________。 (2)農業(yè)生產上使用的玉米都是雜交種，雜交玉米的性狀不能穩(wěn)定遺傳，因此農民每年都需要購買玉米雜交種?，F有長果穗(A)白粒(b)和短果穗(a)黃粒(B)的兩個玉米雜合品種，為了達到長期培育長果穗黃粒(AaBb)玉米雜交種的目的(即每年都可培育出AaBb的種子)，請你用單倍體育種及其他相關育種方法，設計育種方案。 ①單倍體育種依據的原理是___________________________。 ②原始親本的基因型是________________________。 ⑧為保證每年都能得到AaBb的種子，則每年必須留下的純合子的基因型為_________________________________________________ ____________。 ④寫出你的育種方案(用遺傳圖解表示，并要求給出適當的文字說明)。 解析：(1)純種的高產不抗銹病(AAbb)與低產抗銹病(aaBB)雜交產生F1(AaBb)，F1自交得F2，其中AaAa的后代有3種表現型，BbBb的后代有2種表現型，故F2的表現型有32＝6(種)。在F2中AABB占1/16，AABb占2/16，因此高產抗銹病個體在F2中占3/16。(2)單倍體育種常用的方法為花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素誘導，依據的原理為染色體變異。由題干中“現有長果穗(A)白粒(b)和短果穗(a)黃粒(B)的兩個玉米雜合品種”可知，原始親本的基因型是Aabb、aaBb。 答案：(1)①6 　 AABB、AABb 　 3/16 　 ②不需要 　表現為高產性狀的個體都為AA，可以穩(wěn)定遺傳 (2)①染色體變異 　 ②Aabb、aaBb 　 ③aaBB、AAbb　 ④如圖