高考生物一輪復(fù)習 第七單元 生物的變異、育種和進化 第23講 從雜交育種到基因工程-人教版高三生物試題

第23講從雜交育種到基因工程(限時:40分鐘)測控導(dǎo)航表知識點題號及難易度1.誘變育種和雜交育種1,2,3,12,132.各種育種方法的比較5,6,7,8(中),9(中),10(中),11(中),14(中),15(難)3.基因工程的原理及應(yīng)用41.(2015遼寧撫順模擬)下列關(guān)于誘變育種的說法,不正確的是(B)A.能夠在較短的時間內(nèi)獲得更多的變異類型B.一次誘變處理供實驗的生物一定能獲得所需的變異類型C.誘變育種能大幅度改良生物的某些性狀D.誘變育種過程能出現(xiàn)新的基因而雜交育種過程則不能解析:誘變育種與自然突變相比能提高突變頻率,能在較短的時間內(nèi)獲得較多的變異類型,從而加快育種進程;由于基因突變是隨機發(fā)生的、不定向的,誘變處理供實驗的生物不能定向獲得所需的變異類型;誘變育種使生物發(fā)生基因突變,產(chǎn)生新基因,能大幅改良生物的某些性狀;誘變育種過程能創(chuàng)造新的基因,而雜交育種過程則不能,雜交育種只能產(chǎn)生新的基因型。2.(2015陜西岐山質(zhì)量檢測)下圖是高產(chǎn)糖化酶菌株的育種過程,下列有關(guān)敘述錯誤的是(D)原始菌株挑取200個單細胞菌體選出50株選出5株多輪重復(fù)篩選A.通過上圖篩選過程獲得的高產(chǎn)菌株未必能作為生產(chǎn)菌株B.X射線處理既可以引起基因突變也可能導(dǎo)致染色體變異C.上圖篩選高產(chǎn)菌株的過程是定向選擇過程D.每輪誘變相關(guān)基因的突變率都會明顯提高解析:由于基因突變是不定向的,且獲得的個體可能是雜合體,所以通過圖中篩選過程獲得的高產(chǎn)菌株未必能作為生產(chǎn)菌株;X射線處理既可以引起基因突變也可能導(dǎo)致染色體變異;由于人工選擇具有目的性,所以圖中篩選高產(chǎn)菌株的過程是定向選擇過程;由于基因突變具有不定向性,低頻率性,所以誘變能提高基因的突變率,但不一定都使誘變相關(guān)基因的突變率提高。3.(2016安徽合肥月考)番茄是自花授粉的植物,高光效M對低光效m為顯性,子粒少N對子粒多n為顯性,以上兩對基因獨立遺傳?，F(xiàn)用純合子高光效多子粒和低光效少子粒番茄通過雜交育種的方式培育高光效少子粒的優(yōu)質(zhì)品種。以下分析正確的是(D)A.該育種方式能產(chǎn)生新基因,使后代表現(xiàn)出優(yōu)良性狀B.該育種過程中,讓F1自交與讓F2自交的目的相同C.F2重組類型占5/8,高光效少子粒中純合子占1/16D.得到純合的高光效少子粒植株的種子至少需要4年解析:題中所述育種方式為雜交育種,雜交育種方式的原理是基因重組,該育種能將優(yōu)良性狀集中到一起,但不能產(chǎn)生新基因,新基因的產(chǎn)生是通過基因突變;讓F1自交與讓F2自交的目的不同,F1自交的目的是產(chǎn)生性狀分離,得到所需的性狀,F2自交是為了提高純合子比例;F2重組類型是高光效少子粒和低光效多子粒,占9/16+1/16=5/8,高光效少子粒中純合子占(1/16)/(9/16)=1/9;F3植株成熟后必須授粉才能看到子粒的多少,故必須授粉才能選,在F3授粉后即可得到純合的高光效少子粒植株的種子,這一過程需要4年。4.下圖表示一項重要生物技術(shù)的關(guān)鍵步驟,X是獲得外源基因并能夠表達的細胞。下列有關(guān)說法不正確的是(C)A.X是能合成胰島素的細菌細胞B.質(zhì)粒具有多個限制酶切點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(jù)圖示,重組質(zhì)粒導(dǎo)入的是細菌細胞,所以X是能合成胰島素的細菌細胞。質(zhì)粒作為運載體需要有多個限制酶切點以便轉(zhuǎn)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(dǎo)入到受體細胞內(nèi)?；蚺c運載體的重組需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶?；蚬こ痰奶攸c是能夠定向改造生物的性狀。5.要用基因型為AaBB的植物培育出以下基因型的品種:①AaBb,②AaBBC,③AAaaBBBB,④aB。則對應(yīng)的育種方法依次是(A)A.誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、多倍體育種、花藥離體培養(yǎng)B.雜交育種、花藥離體培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、多倍體育種C.花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、多倍體育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)D.多倍體育種、花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)解析:用基因型為AaBB的植物培育出AaBb品種,可利用物理或化學方法處理材料,通過基因突變獲得;要獲得AaBBC的品種,由于本物種沒有C基因,所以必須通過轉(zhuǎn)基因技術(shù);要獲得AAaaBBBB的品種,可通過多倍體育種的方法使其染色體數(shù)目加倍而獲得;要獲得aB的品種,可利用花藥離體培養(yǎng)。6.(2016遼寧師大附屬中學期中)為獲得具有優(yōu)良性狀的純合子,將基因型為Aa的小麥逐代自交,且逐代淘汰基因型為aa的個體,下列說法不正確的是(C)A.該育種方法與單倍體育種相比所需育種年限長B.此過程中F1出現(xiàn)aa個體的基礎(chǔ)是等位基因分離C.育種過程中若不發(fā)生基因突變,則該物種沒有進化D.可通過單倍體育種得到100%的純合品種解析:與雜交育種方式相比,單倍體育種方式能明顯縮短育種年限,A正確;Aa自交后代出現(xiàn)性狀分離是等位基因分離的結(jié)果,B正確;生物進化的實質(zhì)就是種群基因頻率的改變,該育種過程中雖然沒發(fā)生突變,但逐代淘汰aa,種群的基因頻率發(fā)生了改變,所以該物種發(fā)生了進化,C錯誤;基因型為Aa的小麥通過單倍體育種可得到AA和aa純合品種,D錯誤。7.(2015山東德州模擬)已知小麥高稈對矮稈為顯性、抗病對不抗病為顯性,以純合高稈抗病小麥和純合矮稈不抗病小麥為親本,培育矮稈抗病小麥新品種,下列敘述不正確的是(A)A.單倍體育種方法最快,因為取F1的花藥離體培養(yǎng),即可從中篩選出所需品種B.雜交育種過程需要不斷篩選、自交,直到矮稈抗病個體的后代不發(fā)生性狀分離C.利用射線、亞硝酸鹽等處理矮稈不抗病小麥種子可提高突變頻率,但成功率低D.育種中的篩選過程實質(zhì)上是通過選擇實現(xiàn)種群中抗病基因頻率的定向提高解析:單倍體育種可以明顯縮短育種年限,F1的花藥離體培養(yǎng)得到的是單倍體幼苗,需經(jīng)染色體加倍產(chǎn)生純種植株后,即可從中篩選出所需品種;雜交育種到F2代出現(xiàn)符合要求的矮稈抗病性狀,但是由于抗病是顯性性狀,矮稈抗病類型中有一部分是雜合子,雜合子性狀不穩(wěn)定,易在后代中出現(xiàn)性狀分離,因此需要不斷篩選、自交,直到矮稈抗病個體的后代不發(fā)生性狀分離;利用物理(射線)、化學(亞硝酸鹽)等誘變因子處理萌發(fā)的矮稈不抗病小麥種子可提高突變頻率,但由于基因突變的不定向性、少利多害性,因此成功率很低;和自然選擇一樣,育種中的人工淘汰不抗病的類型、保留抗病類型,其實質(zhì)上是實現(xiàn)種群中抗病基因頻率的定向提高。8.(2015云南昆明三中模擬)下列有關(guān)不同育種方法優(yōu)缺點的說法中,不正確的是(B)A.基因工程育種的最大優(yōu)點是定向改造生物B.多倍體育種的優(yōu)點是快速獲得性狀遺傳穩(wěn)定的純合子C.人工誘變育種的優(yōu)點是能夠大幅度改良生物的性狀D.雜交育種的優(yōu)點之一是獲得雜種并表現(xiàn)雜種優(yōu)勢解析:多倍體育種只適用于植物,其優(yōu)點是所得植株器官大,可提高營養(yǎng)物質(zhì)的含量。9.(2016廣東揭陽期中)用純合的二倍體水稻品種高稈抗銹病(DDTT)和矮稈不抗銹病(ddtt)進行育種時,一種方法是雜交得到F1,F1再自交得到F2;另一種方法是用F1的花藥進行離體培養(yǎng),再用秋水仙素處理幼苗得到相應(yīng)植株。下列相關(guān)敘述正確的是(C)A.前一種方法所得的F2中重組類型占5/8B.后一種方法所得到的植株中可用于生產(chǎn)的類型比例為2/3C.前一種方法的原理是基因重組,原因是非同源染色體自由組合D.后一種方法的原理是染色體變異,是由于染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變解析:前一種方法是雜交育種,原理是基因重組,原因是非同源染色體自由組合,DDTT×ddtt→F1(DdTt),F1自交得F2為DT∶Dtt∶ddT∶ddtt=9∶3∶3∶1,其中重組類型(與親本表現(xiàn)型不同的類型)是高稈不抗銹病(Dtt)和矮稈抗銹病(ddT),在F2中占3/8;后一種方法是單倍體育種,原理是染色體變異,是由于染色體數(shù)目發(fā)生改變,用F1(DdTt)的花藥進行離體培養(yǎng),再用秋水仙素處理幼苗所得植株的基因型及比例為DDTT∶DDtt∶ddTT∶ddtt=1∶1∶1∶1,可用于生產(chǎn)的類型(ddTT)比例為1/4。

10.(2015湖北襄陽聯(lián)考)為獲得純合高蔓抗病番茄植株,采用了下圖所示的方法,圖中兩對相對性狀獨立遺傳。據(jù)圖分析,正確的是(C)A.圖中的篩選過程不會引起番茄種群的進化B.①過程說明,抗病與高蔓均為顯性性狀C.過程②可以選擇F1任一植株的適宜花藥作培養(yǎng)材料D.過程③體現(xiàn)了所有高等生物細胞都具有全能性解析:篩選過程中有淘汰和選擇,因此會使種群的基因頻率發(fā)生改變,會引起番茄種群的進化。①逐代自交,然后進行人工篩選高蔓抗病植株,不能確定顯隱性關(guān)系,花藥離體培養(yǎng)時,不用對花藥進行篩選,過程③只能體現(xiàn)植物細胞的全能性,人工篩選可改變基因頻率。11.(2015湖北調(diào)研)已知傘花山羊草是二倍體,二粒小麥是四倍體,普通小麥是六倍體。為了將傘花山羊草攜帶的抗葉銹病基因轉(zhuǎn)入小麥,并且盡最大可能保證新品種具備普通小麥的優(yōu)良性狀,研究人員做了如圖所示的操作。下列有關(guān)敘述正確的是(D)A.雜種P能產(chǎn)生正常的可育配子B.異源多倍體與普通小麥雜交產(chǎn)生的雜種Q中一定含有抗葉銹病基因C.射線照射雜種R使抗葉銹病基因的染色體片段移接到小麥染色體上,屬于基因重組D.兩次與普通小麥雜交可保證雜種R中含有較多普通小麥染色體解析:雜種P是異源三倍體,不能產(chǎn)生配子;傘花山羊草若是雜合子,雜種P有的有抗葉銹病基因、有的沒有,所以雜種Q中也不一定含有抗葉銹病基因;易位屬于染色體結(jié)構(gòu)變異;兩次與普通小麥雜交可保證雜種R中含有較多普通小麥染色體。12.(2015湖北七市(州)調(diào)研)從油菜種子中榨出的油因含有芥酸會使品質(zhì)降低,其芥酸含量只有高、中、低三種類型,受兩對獨立遺傳的等位基因(H和h,G和g)控制,兩種顯性基因均可降低菜油的芥酸含量。研究人員擬利用基因型為HHgg和hhGG的兩個中芥酸品種培育低芥酸的純合品種。請回答下列相關(guān)問題。(1)題中兩個中芥酸品種雜交所結(jié)種子中的芥酸含量表現(xiàn)為;讓F1自交獲得F2,讓F2植株自交,單株收獲并統(tǒng)計所結(jié)種子的芥酸含量,不同植株所結(jié)種子芥酸含量的六種情況為:全部為低芥酸,全部為中芥酸,全部為高芥酸,有低芥酸和中芥酸,,有低芥酸、中芥酸與高芥酸。其中,所結(jié)種子為低芥酸和中芥酸的植株占F2的。

(2)雜交到F2后,由于表現(xiàn)為低芥酸的種子種植后后代可能發(fā)生性狀分離,不能保證后代的性狀一致,需要進行純化才能得到穩(wěn)定遺傳的低芥酸純合品種。上述雜交育種方法的原理是,該育種方法的缺點是。

解析:(1)根據(jù)題意可知,兩個中芥酸品種雜交(HHgg×hhGG)所結(jié)種子(HhGg)中的芥酸含量表現(xiàn)為低芥酸;讓F2植株自交,單株收獲并統(tǒng)計所結(jié)種子的芥酸含量,不同植株所結(jié)種子芥酸含量的六種情況為:基因型為HHGG的植株所結(jié)種子全部為低芥酸,基因型為HHgg和hhGG的植株所結(jié)種子全部為中芥酸,基因型為hhgg的植株所結(jié)種子全部為高芥酸,基因型為HHGg和HhGG的植株所結(jié)種子有低芥酸和中芥酸,基因型為HhGg的植株所結(jié)種子有低芥酸、中芥酸與高芥酸,基因型為Hhgg和hhGg的植株所結(jié)種子有中芥酸和高芥酸;其中,所結(jié)種子為低芥酸和中芥酸的植株(HHGg和HhGG)占F2的比例為2/4×1/4+2/4×1/4=1/4。(2)雜交育種的原理是基因重組;該育種方法的缺點是育種周期長;單倍體育種可明顯縮短育種年限。答案:(1)低芥酸有中芥酸和高芥酸1/4(2)基因重組育種周期長13.(2013浙江理綜)在玉米中,控制某種除草劑抗性(簡稱抗性,T)與除草劑敏感(簡稱非抗,t)、非糯性(G)與糯性(g)的基因在分別位于兩對同源染色體上。有人以純合的非抗非糯性玉米(甲)為材料,經(jīng)過EMS誘變處理獲得抗性非糯性個體(乙);甲的花粉經(jīng)EMS誘變處理并培養(yǎng)等,獲得可育的非抗糯性個體(丙)。請回答:(1)獲得丙的過程中,運用了誘變育種和育種技術(shù)。

(2)若要培育抗性糯性的新品種,采用乙與丙雜交,F1只出現(xiàn)抗性非糯性和非抗非糯性的個體;從F1中選擇表現(xiàn)型為的個體自交,F2中有抗性糯性個體,其比例是。

(3)采用自交法鑒定F2中抗性糯性個體是否為純合子。若自交后代中沒有表現(xiàn)型為的個體,則被鑒定個體為純合子;反之則為雜合子。請用遺傳圖解表示雜合子的鑒定過程。

(4)擬采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良上述抗性糯性玉米的抗蟲性。通常從其他物種獲得,將其和農(nóng)桿菌的用合適的限制性核酸內(nèi)切酶分別切割,然后借助連接,形成重組DNA分子,再轉(zhuǎn)移到該玉米的培養(yǎng)細胞中,經(jīng)篩選和培養(yǎng)等獲得轉(zhuǎn)基因抗蟲植株。

解析:(1)純合非抗非糯性個體(ttGG)的花粉(tG)經(jīng)EMS誘變處理,可能產(chǎn)生基因突變(tG→tg),再經(jīng)花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理后,可獲得可育的非抗糯性個體丙(ttgg)。該育種過程運用了誘變育種和單倍體育種技術(shù)。(2)乙(抗性非糯性)與丙(非抗糯性)雜交,F1只出現(xiàn)抗性非糯性和非抗非糯性的個體,由此推出乙的基因型為TtGG,而丙的基因型為ttgg,則F1個體的基因型為TtGg、ttGg;從F1中只有選表現(xiàn)型為抗性非糯性(TtGg)的個體自交,F2中才有抗性糯性(Tgg)出現(xiàn),根據(jù)基因的自由組合定律,F2中抗性糯性個體的比例為3/4×1/4=3/16。

(3)F2中抗性糯性的基因型有兩種:TTgg、Ttgg;純合子能穩(wěn)定遺傳,自交后代不發(fā)生性狀分離,后代無非抗糯性個體產(chǎn)生。遺傳圖解的書寫應(yīng)注意:①標清親代(P)、子一代(F1)、自交(?)等符號;②個體基因型、表現(xiàn)型及比例。(4)欲使抗性糯性玉米具有抗蟲性,必須將從其他物種獲得的抗蟲基因作為目的基因,通過基因工程培育出具抗蟲基因的玉米。在基因工程中,必須用合適的限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因和質(zhì)粒,露出相同的黏性末端,再用DNA連接酶構(gòu)建基因表達載體。農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)?？赊D(zhuǎn)移至受體細胞,并且整合到受體細胞染色體DNA上。故所用載體應(yīng)為農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒。答案:(1)單倍體(2)抗性非糯性3/16(3)非抗糯性(4)抗蟲(基因)(或目的基因)Ti質(zhì)粒DNA連接酶14.假設(shè)A、b代表玉米的優(yōu)良基因,這兩種基因是自由組合的?，F(xiàn)有AABB、aabb兩個品種,為培育出優(yōu)良新品種AAbb,可以采用的方法如圖所示。請據(jù)圖回答下列問題。(1)由品種AABB、aabb經(jīng)過①②③過程培育出新品種的育種方法稱為,其原理是此過程中會出現(xiàn)。這種育種方式的不足之處是。

(2)若經(jīng)過過程②產(chǎn)生的子代總數(shù)為1552株,則其中基因型為AAbb的植株理論上有株?；蛐虯abb的植株經(jīng)過過程③,子代中AAbb與aabb的數(shù)量比是。

(3)過程⑤常采用技術(shù)得到Ab個體。

(4)過程⑦的育種方式是,與過程⑦比較,過程④的明顯優(yōu)勢是。

解析:(1)由品種AABB、aabb經(jīng)過①②③過程培育出新品種的育種方式稱為雜交育種,其原理是基因重組;雜交育種的不足之處是育種時間長、受遠緣雜交不親和性的限制。(2)過程②是基因型為AaBb的玉米自交,其后代中基因為AAbb(在后代中所占比例為1/4×1/4=1/16)的個體在理論上有1552×1/16=97(株);基因型為Aabb的植株經(jīng)過過程③,即基因型為Aabb的植株自交,子代中AAbb與aabb的數(shù)量比是1∶1。(3)過程⑤常采用花藥離體培養(yǎng)技術(shù)得到Ab個體。(4)過程⑦是誘變育種,過程④是基因工程育種,基因工程育種可定向改變生物的性狀。答案:(1)雜交育種基因重組育種時間長、受遠緣雜交不親和性的限制(2)971∶1(3)花藥離體培養(yǎng)(4)誘變育種產(chǎn)生的變異是定向的(或:基因工程育種轉(zhuǎn)入的基因是已知的,或基因工程育種目的明確)15.(2015江西師大附中期末)下圖①～⑤列舉了五種育種方法,請回答下列相關(guān)問題:(1)①屬于育種。水稻某一優(yōu)良性狀(A)對不良性狀(a)為顯性,如用第①種方法育種,通過連續(xù)自交并逐代淘汰子代中具有不良性狀個體,提高具有優(yōu)良性狀個體比例。則雜合子Aa逐代自交3次,后代中純合子的比例是。

(2)第④種育種方法的原理是,紅色種皮的花生種子經(jīng)第④種育種方法培育獲得了一株紫色種皮的變異植株,其自交后代中有些結(jié)出了紅色種皮的種子,其原因是。

(3)一定能體現(xiàn)細胞具全能性的是方法(選填①～⑤)。與方法①相比方法②的優(yōu)點是。

(4)通過育