2019-2020年高考生物一輪復習 第3單元第3講 從雜交育種到基因工程.doc

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2019-2020年高考生物一輪復習 第3單元第3講 從雜交育種到基因工程1科學家將豌豆染色體片段導入玉米細胞，培育出具有豌豆優(yōu)良性狀而染色體數(shù)目不變的玉米新品種。下列有關敘述正確的是()A新品種玉米的培育原理是染色體結構變異B新品種玉米表現(xiàn)出的豌豆性狀一定是單基因控制的性狀C新品種玉米自交后代仍然都具有豌豆的優(yōu)良性狀D新品種玉米能表現(xiàn)出玉米和豌豆的所有性狀解析由題意知新品種玉米的某染色體上加入了豌豆的染色體片段，發(fā)生了染色體結構的變異；導入的染色體片段上有多個基因，所以新品種玉米表現(xiàn)出的豌豆性狀也可能是多基因控制的性狀，且該玉米自交后代可能會發(fā)生性狀分離，不一定都具有豌豆的優(yōu)良性狀，該玉米不能表現(xiàn)出玉米和豌豆的所有性狀。 答案A2各種育種方法或技術都有其優(yōu)劣之處，下列相關敘述不正確的是()A傳統(tǒng)的育種方法周期長，可選擇的范圍有限B通過人工誘變，人們有目的地選育新品種，能避免育種的盲目性C雜交育種難以克服遠緣雜交不親和的障礙，過程繁雜緩慢，效率低D基因工程可以實現(xiàn)基因在不同物種之間的轉移，人們可以定向選育新品種解析雜交育種的缺點：育種周期長，可選擇的范圍有限；誘變育種的原理是基因突變，突變是不定向的，避免不了盲目性；雜交育種必須選擇同種生物進行雜交，不能克服遠緣雜交不親和的障礙?；蚬こ炭稍诓煌锓N之間進行基因轉移，定向地改造生物的某些性狀。答案B3在實驗田中偶然出現(xiàn)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()誘變育種單倍體育種轉基因技術組織培養(yǎng)技術A BC D 解析題干中強調玉米植株中出現(xiàn)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)獲得的植株為雜合子，需要對其進行單倍體育種才能獲得穩(wěn)定遺傳的抗性水稻品種。答案B4通過下列育種方法產生的后代，其染色體數(shù)一定發(fā)生變化的是()A單倍體育種 B植物體細胞雜交育種C雜交育種 D轉基因育種解析單倍體育種過程中用秋水仙素處理幼苗，后代的染色體數(shù)沒有發(fā)生變化；植物體細胞雜交產生的后代的染色體數(shù)是兩種植物體細胞的染色體數(shù)之和。答案B5如圖為DNA分子的某一片段，其中分別表示某種酶的作用部位，則相應的酶依次是()ADNA連接酶、限制性核酸內切酶、解旋酶B限制性核酸內切酶、解旋酶、DNA連接酶C解旋酶、限制性核酸內切酶、DNA連接酶D限制性核酸內切酶、DNA連接酶、解旋酶答案C6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BDNA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片段間相鄰兩個堿基間的磷酸二酯鍵；酶在化學反應前后其數(shù)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A7如圖表示某種農作物品種和培育出的幾種方法，有關說法錯誤的是()A培育品種的最簡捷途徑是VB通過過程最不容易到達目的C通過過程的原理是染色體變異D過程常用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗解析通過雜交育種獲得符合要求的新品種是最簡便的方法，A正確；由屬于基因突變，由于突變率很低，故通過過程不易達到目的，B正確；過程是單倍體育種過程，其原理是染色體變異，C正確；過程是通過花粉的離體培養(yǎng)獲得單倍體，不存在種子，D錯誤。答案D8無子西瓜的培育過程如下列簡圖所示：根據(jù)上述圖解，結合你所學過的生物學知識，下列敘述中正確的是 ()A過程只能用秋水仙素處理，它的作用主要是抑制細胞有絲分裂前期紡錘體的形成B由三倍體種子發(fā)育成無子西瓜，與中心體有密切的關系C四倍體西瓜與二倍體西瓜不存在生殖隔離，它們屬于同一物種D四倍體植株所結的西瓜，果皮細胞內含有4個染色體組解析除秋水仙素外，還可低溫誘導染色體加倍；西瓜屬于高等植物，無中心體；四倍體和二倍體雜交不能產生可育后代，存在生殖隔離；果皮、種皮的染色體組成和植株相同。答案D9現(xiàn)有甲、乙兩種植株（均為二倍體純種），其中甲種植株的光合作用能力高于乙種植株，但乙種植株很適宜在鹽堿地種植。要利用甲、乙兩種植株各自的優(yōu)勢，培育出高產、耐鹽的植株，有多種生物技術手段可以利用。下列所采用的技術手段中不可行的是 （）A利用植物細胞融合技術，可獲得滿足要求的四倍體雜種目的植株B將乙種植株耐鹽基因導入甲種植株的受精卵中，可培育出目的植株C兩種植株雜交后，得到的F1取其花粉，進行花藥離體培養(yǎng)獲得目的植株D誘導兩種植株的花粉融合并培育成幼苗，幼苗用秋水仙素處理，可培育出目的植株 解析甲、乙為不同物種，不同物種間存在生殖隔離，不能雜交或雜交產生的后代不育，所以C項不可行。A、D兩項均利用了植物體細胞雜交技術。體細胞雜交技術可以克服植物體遠源雜交不親和障礙，因此是可行的。B項是利用的基因工程技術，基因工程技術就是人為地讓目的基因在宿主細胞中表達，因此也是可行的。答案C10下列品種的培育與育種原理相符的是 （）A無子西瓜的培育染色體數(shù)目變異B高產青霉菌株的培育基因重組C用花粉（Ab）培養(yǎng)成幼苗，再用秋水仙素處理獲得純種植株（AAbb）基因突變D培育能產生人胰島素的大腸桿菌染色體結構變異解析A項的育種方式屬于多倍體育種，原理是染色體數(shù)目變異。B項的育種方式屬于誘變育種，原理是基因突變。C項的育種方式是單倍體育種，原理是染色體數(shù)目變異。D項的育種方式是基因工程育種，原理是基因重組。答案A11通過DNA重組技術使原有基因得以改造的動物稱為轉基因動物。運用這一技術可使羊奶中含有人體蛋白質，下圖表示這一技術的基本過程，在該工程中所用的基因“剪刀”能識別的序列和切點是GGATCC，請回答下面的問題。(1)從羊染色體中“剪下”羊蛋白質基因的酶是_，人體蛋白質基因“插入”后連接在羊體細胞染色體中需要的酶是_。(2)請畫出質粒被切割形成黏性末端的過程圖。GGATC C(3)人體蛋白質基因之所以能連接到羊的染色體DNA中，原因是_，人體蛋白質基因導入羊細胞時常用的工具是_。(4)此過程中目的基因的檢測與表達中的表達是指_。(5)你認為此類羊產的奶安全可靠嗎？理由是什么？_。解析本題的第(1)問比較簡單，難點是第(2)問，首先要按照堿基互補配對原則，由已知的一條鏈完成質粒雙鏈上的堿基序列，再根據(jù)切點寫出切割后形成的黏性末端。(3)要求回答基因能夠拼接的原因，不同生物的DNA化學組成和空間結構相同，即都具有相同的物質基礎和結構基礎。目的基因導入受體細胞需要先與運載體結合，最常用的運載體是質粒，也可以用動物病毒。(4)基因的表達是指基因通過控制蛋白質的合成來控制生物的性狀，即通過轉錄和翻譯過程合成相應的蛋白質。(5)為開放性的問題，但要注意回答的理由要與觀點相對應。答案(1)限制性核酸內切酶DNA連接酶(2) (3)具有相同的物質基礎和結構基礎(有互補的堿基序列)細菌質?；騽游锊《?4)人體蛋白質基因在羊體細胞內控制合成人體蛋白質(5)安全。因目的基因導入受體細胞后，控制合成的人奶蛋白質成分沒有改變(或不安全，因目的基因導入受體細胞后，可能由于羊細胞中某些成分的影響，合成的蛋白質成分可能發(fā)生一定的改變)12葉銹病對小麥危害很大，傘花山羊草的染色體上攜帶抗體基因能抗葉銹病。傘花山羊草不能和普通小麥進行雜交，只能與其親緣關系相近的二粒小麥雜交。這三種植物的染色體組成如下表所示：植物種類傘花山羊草二粒小麥普通小麥染色體組成2x14，CC4x28，AABB6x42，AABBDD注：x表示染色體組，每個字母表示一個(含有7條染色體的)染色體組為了將傘花山羊草攜帶的抗葉銹病基因轉入小麥，研究人員做了如圖所示的操作。(1)雜種P由于_，不能正常產生生殖細胞，因而高度不育。用秋水仙素處理，使_，形成異源多倍體。(2)雜種Q的染色體組成可表示為_，在其減數(shù)分裂過程中有_個染色體組的染色體因無法配對而隨機地趨向某一極，這樣形成的配子中，有的配子除了含有ABD組全部染色體以外，還可能含有_。當這樣的配子與普通小麥的配子融合后，能夠產生多種類型的后代，選擇其中具有抗性的后代雜種R，必然含有攜帶抗葉銹病基因的染色體。(3)研究人員采用射線照射雜種R的花粉，目的使攜帶抗葉銹病基因的染色體片段能_到小麥的染色體上。經(jīng)照射誘變的花粉再授粉到經(jīng)過_處理的普通小麥花上，選擇抗葉銹病的子代普通小麥，經(jīng)_可獲得穩(wěn)定遺傳的抗葉銹病普通小麥。.小麥品種是純合子，生產上用種子繁殖，現(xiàn)要選育矮稈(aa)、抗病(BB)的小麥新品種；馬鈴薯品種是雜合子(有一對基因雜合即可稱為雜合子)，生產上通常用塊莖繁殖，現(xiàn)要選育黃肉(Yy)、抗病(Rr)的馬鈴薯新品種。請分別設計小麥品種間雜交育種程序，以及馬鈴薯品種間雜交育種程序。要求用遺傳圖解表示并加以簡要說明。(寫出包括親本在內的前三代即可) 解析.(1)傘花山羊草和二粒小麥雜交，子代P染色體組成為ABC，因無同源染色體而不能產生可育配子。用秋水仙素處理可使其染色體加倍(六個染色體組)而形成多倍體。(2)異源多倍體與普通小麥配子的染色體組分別為：ABC和ABD，故雜種Q染色體組成為AABBCD，在其減數(shù)分裂過程中，因C、D兩個染色體組不能正常聯(lián)會配對而隨機移向細胞的某極。(3)因雜交得到的抗銹病普通小麥只攜帶一個抗病基因，故需要通過多代自交獲得純合子。.(1)小麥雜交：將基因型為AABB的個體與基因型為aabb的個體作為親本雜交，得F1(基因型為AaBb的小麥)，再讓F1自交，在F2中選矮稈抗病(aaB_)植株再自交(因為其中包含了aaBB、aaBb兩種基因型)，淘汰雜合子，得到基因型為aaBB的純合子。(2)馬鈴薯雜交：由于現(xiàn)有的雜合品種有四種，即基因型分別為YYRr、YyRR、yyRr、Yyrr的個體，我們只能選擇其中的yyRr和Yyrr個體作為親本雜交，得到的后代中有四種表現(xiàn)型：黃肉抗病(YyRr)、黃肉不抗病(Yyrr)、白肉抗病(yyRr)、白肉不抗病(yyrr)，可以根據(jù)其表現(xiàn)型黃肉抗病確定其基因型為YyRr，再利用塊莖來繁殖下一代即得到所要求的品種。如果選擇其他基因型的個體雜交，如選YYRrYyRR或YyRRyyRr，雜交后代中表現(xiàn)為黃肉抗病的個體不止一種基因型，難以確定哪一種符合要求。答案.(1)減數(shù)分裂時沒有同源染色體，不能聯(lián)會染色體加倍(2)6x42，AABBCD2(幾條)C組染色體(3)易位(或移接)去雄(及套袋)多代自交(或連續(xù)自交).如圖所示。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(xiàn)有三個純系水稻品種：矮稈感病有芒，高稈感病有芒，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(jù)預期，F(xiàn)1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(xiàn)有一株植株所結的種子播種后長出的植株全部表現(xiàn)為矮稈，并據(jù)此推斷F1中有純合矮稈植株。通過分析認為，F(xiàn)1中純合矮稈植株出現(xiàn)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(shù)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(xiàn)情況來進行判斷。P純合矮稈有芒()純合高稈無芒()F1植株,F1植株上所結的種子分株保存,播種觀察F1各植株所結種子長出的植株性狀如果所結種子的表現(xiàn)型為_，則原因是母本去雄不徹底，發(fā)生了自交。如果所結種子的表現(xiàn)型為_，則原因是父本在減數(shù)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(jù)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，因此選擇和雜交，F(xiàn)1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，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；若父本減數(shù)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，F(xiàn)1的基因型為aaDd和AaDd，F(xiàn)1自交，后代中既有有芒，也有無芒。答案(1)第一步：選擇和雜交得到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)全為有芒有芒和無芒14家蠶是二倍體生物，含56條染色體，ZZ為雄性，ZW為雌性。幼蠶體色中的有斑紋和無斑紋性狀分別由號染色體上的A和a基因控制。雄蠶由于吐絲多，絲的質量好，更受蠶農青睞，但在幼蠶階段，雌雄不易區(qū)分。于是，科學家采用如圖所示的方法培育出了“限性斑紋雌蠶”來解決這個問題。請回答下面的問題。(1)家蠶的一個染色體組含有_條染色體。(2)圖中變異家蠶的“變異類型”屬于染色體變異中的_。由變異家蠶培育出限性斑紋雌蠶所采用的育種方法是_。圖中的限性斑紋雌蠶的基因型為_。(3)在生產中，可利用限性斑紋雌蠶和無斑紋雄蠶培育出可根據(jù)體色辨別幼蠶性別的后代。請用遺傳圖解和適當?shù)奈淖?，描述選育雄蠶的過程。解析(1)二倍體家蠶體細胞中有56條染色體，其生殖細胞中有28條染色體，則其一個染色體組含有28條染色體。(2)由圖示可知，家蠶的變異屬于染色體結構變異中的易位。由變異家蠶培育出限性斑紋雌蠶利用的是雜交育種。圖中的限性斑紋雌蠶的基因型是aaZWA。(3)可以用限性斑紋雌蠶和無斑紋雄蠶雜交，其后代中無斑紋的都是雄蠶，有斑紋的都是雌蠶。答案(1)28(2)染色體結構變異雜交育種aaZWA(3)如圖文字說明：后代中有斑紋的均為雌蠶，應淘汰；無斑紋的為雄蠶，應保留。