2016届高三生物第一轮复习第6章从杂交育种到基因工程练习新人教版必修2.doc

从杂交育种到基因工程练习教师版一、基础全面练(共10小题，每小题4分，共40分)1.下列不属于诱变育种的是()A.用一定剂量的射线处理，引起变异而获得新性状B.用X射线照射处理，得到高产青霉素菌株C.用亚硝酸处理，得到动物和植物的新类型D.通过组织培养获得脱毒马铃薯【解析】选D。诱变育种是利用物理因素(如X射线、射线等)或化学因素(如亚硝酸等)处理生物，引起基因突变。脱毒马铃薯与亲本性状相同，不属于新品种。2.(2015·潍坊模拟)诱变育种有很多突出优点，也存在一些缺点，下列分析正确的是()结实率低，发育迟缓提高变异频率，使后代变异性状较快稳定，因而加快育种进程大幅度改良某些性状茎秆粗壮，果实种子大，营养物质含量高有利个体不多，需要大量的材料A.B.C.D.【解析】选B。结实率低，发育迟缓属于多倍体的特点；由于基因突变具有低频性的特点，所以人工诱变可以提高突变率，使后代变异性状较快稳定，因而加快育种进程；由于基因突变具有低频性的特点，所以人工诱变可以提高突变率，大幅度改良某些性状；茎秆粗壮，果实种子大，营养物质含量高属于多倍体的特点；由于基因突变具有少利多害性和不定向性的特点，所以人工诱变产生的有利个体不多，需要大量的材料。【加固训练】下列关于培育生物新品种的叙述，正确的是()A.诱变育种获得的新品种都能稳定遗传B.单倍体育种是为了获得单倍体新品种C.多倍体育种得到的新品种果实较小D.杂交育种可获得集中双亲优良性状的新品种【解析】选D。诱变育种获得的新品种不一定都是纯合子，故诱变育种获得的新品种不一定都能稳定遗传；单倍体育种目的是缩短育种年限，快速获得纯合新品种，而不是单倍体新品种，因为单倍体高度不育；多倍体育种得到的新品种果实较大；杂交育种可通过集中双亲的优良性状而获得新品种。3.下列关于生物学中常见育种方法的叙述错误的是()A.在杂交育种中，一般从F2开始选种，因为从F2开始发生性状分离B.在单倍体育种中，常先筛选F1的花粉再进行花药离体培养C.在多倍体育种中，用秋水仙素处理的目的是使染色体加倍D.在诱变育种中，常选用萌发的种子或幼苗作为处理材料【解析】选B。在单倍体育种中，通常先将F1的花粉进行花药离体培养，待秋水仙素处理获得纯合子后再进行筛选。4.(2015·大连模拟)现有三粒基因型为Aa的二倍体植株的种子，其中正常株高植株(A)对矮生株高植株(a)为显性，用适宜浓度的秋水仙素溶液处理这三粒正在萌发的种子后，分别得到基因型为AAaa、aa和AA的三棵植株。以下说法正确的是()A.在基因型为AAaa、aa和AA的三棵植株形成过程中，秋水仙素起作用的时期都是有丝分裂后期B.将基因型为AAaa的植株与基因型为aa的植株杂交，理论上后代的基因型及其比例为AAaAaaaaa=121C.若已知在未用秋水仙素处理前，该二倍体植株的体细胞中含20条染色体，将题干中基因型为aa的植株的花粉授给基因型为AA的植株，若A和a基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离，产生的雌配子染色体数目为11D.AAaa与AA杂交后代不可育的原因是减数分裂过程中同源染色体无法正常联会【解析】选D。秋水仙素能抑制纺锤体的形成，作用于前期，A错误。基因型为AAaa的植株形成的配子比例为AAAaaa=141，故与基因型为aa的植株杂交，理论上后代的基因型及其比例为AAaAaaaaa=141，B错误。若A基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离，产生的雌配子染色体数目为11或9，C错误。AAaa与AA杂交后代细胞内含有3个染色体组，在减数分裂时同源染色体无法正常联会，从而表现为不可育，D正确。【知识总结】育种的相关问题(1)要获得本物种没有的性状可通过诱变育种和基因工程育种，其中基因工程育种是有目的的改良。(2)杂交育种是最简捷的育种方法；单倍体育种是最快获得纯合子的方法，可缩短育种年限。(3)染色体加倍可以采用秋水仙素处理等方法，也可以采用细胞融合，细胞融合可在两个不同物种之间进行。(4)原核生物不能进行减数分裂，所以不能采用杂交育种，细菌的育种一般采用诱变育种。(5)杂交育种与杂种优势不同：杂交育种是在杂交后代众多类型中选择符合育种目标的个体进一步培育，直至获得稳定遗传的具有优良性状的新品种；杂种优势主要是利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传上的稳定。5.现有基因型为aabb与AABB的水稻品种，通过不同的育种方法可以培育出不同的类型，下列有关叙述中，不正确的是()A.杂交育种可获得AAbb的个体，其变异发生在减数第二次分裂后期B.单倍体育种可获得AAbb，变异的原理有基因重组和染色体变异C.将aabb的个体人工诱变可获得aaBb的个体，则等位基因的产生来源于基因突变D.多倍体育种获得的AAaaBBbb比个体AaBb可表达出更多的蛋白质【解析】选A。杂交育种可获得AAbb的个体，其变异来自F1自交产生配子过程中的基因重组，发生在减数第一次分裂后期，等位基因分离非等位基因自由组合，A项错误。单倍体育种可获得AAbb的个体，其方法是aabb的个体与AABB的个体杂交得到AaBb的个体，减数分裂得到配子Ab，经花药离体培养得到单倍体Ab，再经秋水仙素诱导得到纯合子AAbb，该变异的原理有基因重组和染色体变异，B项正确。将aabb的个体人工诱变可获得aaBb的个体，则等位基因的产生来源于基因突变，C项正确。多倍体植株的特点是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加，D项正确。6.(2013·江苏高考)某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可应用多种技术获得大量优质苗，下列技术中不能选用的是()A.利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗B.采用花粉粒组织培养获得单倍体苗C.采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上D.采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养【解析】选B。本题考查个体克隆无性生殖。A项中，利用茎段扦插诱导生根技术不存在基因重组，可以保存该种珍稀花卉的优良性状，故正确。B项中，花粉粒是减数分裂产生的，经过组织培养形成的单倍体往往比较弱小且高度不育，不能保存该种珍稀花卉的优良性状，故错误。C项中，幼芽嫁接属于无性生殖，可以保存该种珍稀花卉的优良性状，故正确。D项中，采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养，属于无性生殖，可以保存该种珍稀花卉的优良性状，故正确。【易错提醒】无性生殖生物可行的育种方式上题中兰花很难获得种子，常进行无性生殖。进行无性生殖的生物，可行的育种方式有诱变育种、基因工程育种、多倍体育种。不可行的育种方式有杂交育种和单倍体育种。7.(2015·南通模拟)已知小麦中高秆对矮秆(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，培育抗病抗倒伏小麦，下列相关说法中，不正确的是()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】选D。单倍体育种首先要通过花药离体培养得到单倍体幼苗，其原理是细胞的全能性，再使用秋水仙素处理使染色体数目加倍，作用的机理是前期抑制纺锤体的形成，A正确；杂交育种过程需要通过多次自交筛选才能得到稳定遗传的个体，B正确；基因突变的频率较低且具有不定向性，C正确；育种过程中的筛选是通过人工选择完成的，D错误。8.下列关于培育生物新品种的叙述，不正确的是()A.培育三倍体转基因植物可以防止基因污染B.基因工程育种的原理是基因突变C.单倍体育种的优点是明显缩短育种年限D.多倍体育种得到的新品种结实率较低【解析】选B。三倍体植物不能繁殖后代，因此培育三倍体转基因植物可以防止基因污染，基因工程育种的原理是基因重组；单倍体育种的优点是明显缩短育种年限；多倍体育种得到的新品种果实大，但结实率较低。9.小麦高秆(A)对矮秆(a)为显性，抗病(B)对易感病(b)为显性，如图表示培育矮秆抗病品种的几种途径，下列相关说法正确的是()A.过程的原理是基因突变，最大的优点是育种周期短B.过程使用的试剂是秋水仙素，在有丝分裂间期发挥作用C.过程为单倍体育种，可明显缩短育种年限D.过程产生的子代中纯合子所占比例是2/3【解题指南】解答本题的关键是：(1)明确各种育种方式的原理和特点。(2)明确秋水仙素抑制纺锤体形成，纺锤体在有丝分裂前期形成。【解析】选D。A项中，过程为诱变育种，最大的优点是可提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。B项中，秋水仙素作用于有丝分裂前期。C项中，过程结合起来称为单倍体育种。D项中，过程产生的基因型为aaB_的个体中含有1/3aaBB和2/3aaBb，自交后代纯合子所占的比例为1/3×1+2/3×1/2=2/3。【延伸探究】上题过程是什么育种过程？该过程对母本做什么处理？提示：杂交育种。杂交育种时，需要对母本在花粉成熟之前做去掉雄蕊的处理。10.下列有关基因工程技术的叙述中，正确的是()A.目的基因导入受体细胞就能成功实现表达B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C.将目的基因导入受体细胞的过程中要发生碱基互补配对行为D.基因工程是人工进行基因切割、重组、转移和表达的技术，是在分子水平上对生物遗传做人为干预【解析】选D。目的基因导入受体细胞不一定表达，A项错误；一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点进行切割，B项错误；将目的基因导入受体细胞的过程中不发生碱基互补配对行为，C项错误；基因工程是指按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，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，所以是一种在分子水平上对生物遗传进行人为干预的技术，D项正确。二、能力培优练(共2小题，每小题6分，共12分)11.要用基因型为AaBB的植物培育出以下基因型的品种：AaBb，AaBBC，AAaaBBBB，aB。则对应的育种方法依次是()A.诱变育种、转基因技术、细胞融合、花药离体培养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】选A。用基因型为AaBB的植物培育出AaBb品种，可利用物理或化学方法处理材料，通过基因突变获得；要获得AaBBC的品种，由于本物种没有C基因，所以必须通过转基因技术；要获得AAaaBBBB的品种，可通过细胞融合；要获得aB的品种，可利用花药离体培养。【延伸探究】(1)获得品种，遵循染色体变异原理的是哪几个？提示：和。(2)获得品种，遵循基因重组原理的是哪几个？提示：。12.玉米(2N=20)是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆、易倒伏(A)对矮秆、抗倒伏(a)为显性，抗病(B)对易感病(b)为显性，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(AABB)和乙(aabb)，据此培养AAbb品种。根据材料分析正确的是()A.由品种AABB、aabb经过a、b、c过程培育出新品种的育种方式称为杂交育种B.将图1中F1(AaBb)与另一玉米品种丙杂交，后代的表现型及其比例如图2所示，则丙的基因型为aabbC.与过程g的育种方式相比，过程d育种的优势是明显缩短育种年限D.上述育种方法中，最不容易获得矮秆目标品种的是d【解析】选A。图1中由甲品种与乙品种经a、b、c过程培育出新品种的育种方式为杂交育种，经a、e、f过程培育出新品种的育种方式为单倍体育种，经g过程培育出新品种的方式为诱变育种，d过程则为基因工程育种；根据图2，高秆个体矮秆个体=11，抗病个体易感病个体=31，丙的基因型为aaBb；d过程为基因工程育种，优势是能定向改造生物性状；最不容易获得矮秆目标品种的是g，因为基因突变的频率较低，而且是不定向的。三、大题规范练(共2小题，共48分)13.(28分)(2013·浙江高考)在玉米中，控制某种除草剂抗性(简称抗性，T)与除草剂敏感(简称非抗，t)、非糯性(G)与糯性(g)的基因分别位于两对同源染色体上。有人以纯合的非抗非糯性玉米(甲)为材料，经过EMS诱变处理获得抗性非糯性个体(乙)；甲的花粉经EMS诱变处理并培养等，获得可育的非抗糯性个体(丙)。请回答：(1)获得丙的过程中，运用了诱变育种和育种技术。(2)若要培育抗性糯性的新品种，采用乙与丙杂交，F1只出现抗性非糯性和非抗非糯性的个体；从F1中选择表现型为的个体自交，F2中有抗性糯性个体，其比例是。(3)采用自交法鉴定F2中抗性糯性个体是否为纯合子。若自交后代中没有表现型为的个体，则被鉴定个体为纯合子；反之则为杂合子。请用遗传图解表示杂合子的鉴定过程。(4)拟采用转基因技术改良上述抗性糯性玉米的抗虫性。通常从其他物种获得，将其和农杆菌的用合适的限制性核酸内切酶分别切割，然后借助连接，形成重组DNA分子，再转移到该玉米的培养细胞中，经筛选和培养等获得转基因抗虫植株。【解题指南】解答本题需注意以下几点：(1)单倍体育种过程：取花药进行花药离体培养，如取AaBb的花药AB培养，得到单倍体幼苗(从幼苗看不出性状)，再用秋水仙素处理幼苗，得到纯合正常植株。(2)基因工程的过程：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。【解析】本题综合考查了单倍体育种、诱变育种、杂交育种和基因工程育种等相关内容。(1)甲ttGG产生的花粉为tG，在EMS的诱变下，通过花药离体培养获得单倍体tg，再由单倍体tg获得可育的丙(非抗糯性ttgg)，需要秋水仙素处理使染色体加倍，这个过程属于单倍体育种。(2)甲ttGG通过诱变产生乙TtGG，乙和丙ttgg杂交，可以获得TtGg和ttGg，从中选出表现型为抗性非糯性(TtGg)的个体自交，F2中有抗性糯性T_gg的个体，其比例为3/16。(3)采用自交法，纯合子不会发生性状分离，杂合子出现性状分离。F2中抗性糯性T_gg的个体有可能为TTgg，其自交结果不会发生性状分离。如果出现性状分离且抗性糯性非抗糯性=31，则为杂合子Ttgg。(4)转基因技术的第一步是获取目的基因，可以从其他生物直接获取抗虫基因，用同一种限制性核酸内切酶分别切割目的基因和质粒，然后在DNA连接酶的作用下将其拼接到运载体质粒上构建基因表达载体(农杆菌转化法中是将目的基因插入Ti质粒的T-DNA中)，然后通过农杆菌转化法导入受体细胞玉米细胞中，通过组织培养获得抗虫植株，最后检测和鉴定。答案：(1)单倍体(2)抗性非糯性3/16(3)非抗糯性P抗性糯性TtggF1雌配子雄配子TgtgTgTTgg抗性糯性Ttgg抗性糯性tgTtgg抗性糯性ttgg非抗糯性抗性糯性非抗糯性=31(4)抗虫基因(或目的基因)Ti质粒DNA连接酶14.(20分)(2014·新课标全国卷)现有两个纯合的某作物品种：抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏)品种。已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。回答下列问题：(1)在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种目的是获得具有优良性状的新品种。(2)杂交育种前，为了确定F2的种植规模，需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是 。(3)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件，可用测交实验来进行检验。请简要写出该测交实验的过程。【解析】本题主要考查孟德尔遗传定律的应用及杂交育种知识。(1)杂交育种的目的是获得集多种优良性状于一身的纯合新品种，分析题意知，抗病与矮秆(抗倒伏)为优良性状。(2)题中两对相对性状应分别受一对等位基因控制，且只有两对基因分别位于两对同源染色体上，才遵循基因的自由组合定律。(3)测交是指用杂合子和隐性纯合子杂交，而题干无杂合子，故应先杂交得到杂合子，然后再进行测交实验。答案：(1)抗病矮秆(2)高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上(3)将纯合抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交，产生F1，让F1与感病矮秆植株杂交。【延伸探究】将纯合抗病高秆与感病矮秆植株杂交，产生F1，让F1自交，F2中符合生产要求的个体占多大比例？提示：1/16。- 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