2021高考生物限时规范特训：第24讲-从杂交育种到基因工程

1.【题文】农业生产上经常需要进行作物育种，以保证正常的农业生产活动。下列有关作物育种方法的叙述，正确的是()A．作物育种中最简捷的方法是杂交育种和单倍体育种B．只有单倍体育种能明显缩短育种年限C．接受克隆的方法培育作物品种能保持亲本的优良性状D．体细胞中染色体组数为奇数的作物品种都是经花药培育得来的【解析】杂交育种时间长、工作量大；单倍体育种与杂交育种相比，能明显缩短育种年限，但不是缩短育种年限的唯一方法；克隆是无性生殖，能保持亲本的优良性状；三倍体无子西瓜的体细胞中染色体组数为奇数，但其并不是经花药培育得来的。【答案】C2．【题文】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①的原理是基因突变，最大的优点是育种周期短B．过程⑥使用的试剂是秋水仙素，在有丝分裂间期发挥作用C．过程⑤为单倍体育种，可明显缩短育种年限D．④过程产生的子代中纯合子所占比例是2/3【解析】过程①为诱变育种，最大的优点是变异频率高，可在较短的时间内获得更多的优良变异类型；秋水仙素作用于有丝分裂前期；过程②⑤⑥结合起来称为单倍体育种；③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。【答案】D3．【题文】下列关于育种方法的叙述，正确的是()A．用杂交的方法进行育种，往往从F1自交后代中可筛选出符合人类需要的优良品种B．用辐射的方法进行诱变育种，诱变后的植株确定比诱变前的植株具备更多优良性状C．用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，所育的新品种自交后代中约有1/4为纯合子D．用基因型为DdTt的植株进行多倍体育种，所育的新品种和原品种杂交确定能产生可育后代【解析】诱变育种的生物学原理为基因突变，基因突变具有多害少利和不定向的特点，故诱变后的植株不愿定比诱变前的植株具备更多优良性状，故B错误；用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，产生的新品种全为纯合子，其自交后代也全为纯合子，故C错误；二倍体植株染色体加倍后成为四倍体植株，四倍体植株和原二倍体植株杂交得到的三倍体植株是高度不育的，故D错误。【答案】A4．【题文】将某种植物的①②两个植株杂交，得到③，对③的处理如图所示。下列分析不正确的是()A．由③到④的育种过程依据的原理是基因突变B．通过⑤⑥植株杂交得到的⑧植株不属于新物种C．若③的基因型为AaBbdd，则⑩植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4D．由⑦到⑨的过程中会发生突变和重组，可为生物进化供应原材料【解析】由⑦到⑨的过程是通过有丝分裂来实现的，而基因重组发生在减数分裂过程中，故D错误。【答案】D5．【题文】下图中甲、乙表示水稻的两个品种，A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑦表示培育水稻新品种的过程，下列叙述不正确的是()A．①→②过程简便，但育种周期长B．②和⑥的变异都发生于有丝分裂间期C．③过程常用的方法是花药离体培育D．⑤和⑦过程的育种原理不相同【解析】①→②过程为杂交育种，育种年限比较长；②过程发生了基因重组，基因重组发生在减数第一次分裂过程中，⑥过程需要用秋水仙素处理幼苗，秋水仙素作用于细胞分裂前期；③过程为花药离体培育；⑤过程的原理为基因突变，⑦过程的原理为基因重组。【答案】B6．【题文】在试验田中偶然毁灭了一株抗旱、抗盐的玉米，设想利用该植株培育能稳定遗传的抗旱、抗盐水稻品种，用到的育种方法和技术应有()①诱变育种②单倍体育种③转基因技术④组织培育技术A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②④【解析】题干中强调玉米植株中毁灭了抗性基因，要使水稻植株中含有该抗性基因，必需利用转基因技术，将抗性基因转入后进行组织培育，获得杂合子植株，还需要对其进行单倍体育种才能获得能稳定遗传的抗性水稻品种。【答案】B7．【题文】下列有关育种的叙述中，错误的是()A．用于大田生产的优良品种不愿定是纯合子B．通过植物组织培育技术培育脱毒苗，筛选培育抗病毒新品种C．诱变育种可提高突变频率，加速新基因的产生，从而加速育种进程D．三倍体无子西瓜需年年制种，可利用植物组织培育快速繁殖【解析】通过植物组织培育技术培育的脱毒苗没有病毒，但不愿定能抗病毒。【答案】B8．【题文】某农科所通过如图所示的两种育种方法培育成了高品质的糯小麦。下列有关叙述正确的是()A．a、b两过程应用的遗传学原理分别是染色体变异和基因重组B．b过程需要通过杂交来提高纯合率C．a过程需要使用秋水仙素，其只能作用于萌发的种子D．a过程提高了突变率，从而明显缩短了育种年限【解析】a过程属于单倍体育种，原理为染色体变异；由于通过花药离体培育只能获得幼苗，故秋水仙素只能作用于幼苗；单倍体幼苗经秋水仙素处理后均为纯合子，因而可明显缩短育种年限。b过程属于杂交育种，原理为基因重组，由YyRr获得yyRR需要通过连续自交提高纯合率。【答案】A9．【题文】如图所示某种二倍体农作物不同的育种方法，据图推断下列有关叙述正确的是()A．通过③④⑤途径培育新品种的过程中，E幼苗和F植株的染色体数目相同B．若A、B两品种的基因型分别是AABBdd、aabbdd，则D植株中不能稳定遗传的个体占总数的3/4C．⑤过程中也可用秋水仙素处理E萌发的种子来获得F植株D．④过程中使用的花药可以从A、B、C三个品种植株上采集【解析】③④⑤过程为单倍体育种过程，主要包括花药离体培育获得单倍体幼苗和用秋水仙素处理幼苗获得正常植株，因此经过⑤过程形成的F植株的染色体数目是E幼苗的2倍，故A错误；A、B两品种的基因型分别是AABBdd、aabbdd，可得C的基因型为AaBbdd，其后代中不能稳定遗传的比例为1－1/2×1/2×1＝3/4，故B正确；E幼苗是由二倍体的花药发育成的，是高度不育的，不能形成种子，故C错误；④过程中使用的花药只能在C植株上采集才能获得新品种，故D错误。【答案】B10．【题文】下列关于限制酶和DNA连接酶的理解，正确的是()A．其化学本质都是蛋白质B．DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键C．它们不能被反复使用D．在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶【解析】限制酶与DNA连接酶的化学本质都是蛋白质；DNA连接酶连接的是两个DNA片段间相邻两个脱氧核苷酸间的磷酸二酯键；酶在化学反应前后其数量、性质、功能均不发生转变，因此可以反复利用；DNA聚合酶是在细胞内DNA分子复制时发挥作用的，不能替代DNA连接酶。【答案】A11．【题文】下列关于基因工程及转基因食品的平安性的叙述，正确的是()A．基因工程经常以抗生素抗性基因作为目的基因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，削减农药使用C．通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的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平安性问题【解析】基因工程常以抗生素抗性基因作为标记基因；在基因工程的试验操作中确定要留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，则仍可能存在食品平安、环境平安等平安性问题。【答案】B12．【题文】下图表示一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是()A．X是能合成胰岛素的细菌细胞B．质粒具有多个标记基因和多个限制酶切点C．基因与运载体的重组只需要DNA连接酶D．该细菌的性状被定向改造【解析】依据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以X是能合成胰岛素的细菌细胞；质粒作为运载体需要有多个限制酶切位点以便转运多种目的基因，同时具有标记基因以便于检测目的基因是否导入到受体细胞内；基因与运载体的重组需要限制酶和DNA连接酶；基因工程的特点是能够定向改造生物的遗传性状。【答案】C13．【题文】已知水稻的高秆(A)对矮秆(a)为显性，抗病(B)对感病(b)为显性，有芒(D)对无芒(d)为显性，三对相对性状独立遗传。请回答下列问题。(1)现有三个纯系水稻品种：①矮秆感病有芒、②高秆感病有芒、③高秆抗病无芒。要在最短时间内获得矮秆抗病无芒纯系新品种，请写出育种过程。第一步：_____________________________________________。其次步：_____________________________________________。第三步：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)为获得矮秆无芒的新品种，科研人员设计了育种方案，如图所示。依据预期，F1植株所结种子分株保存，播种后长出的植株应既有高秆，又有矮秆。但争辩人员发觉有一株植株所结的种子播种后长出的植株全部表现为矮秆，并据此推断F1中有纯合矮秆植株。通过分析认为，F1中纯合矮秆植株毁灭的缘由可能有两种：一是母本去雄不彻底，母本自交：二是父本在减数分裂形成花粉时，一个高秆基因发生了基因突变。要确定是哪一种缘由，可以通过分析F2矮秆植株上所结种子的表现状况来进行推断。①假如所结种子的表现型为____________，则缘由是母本去雄不彻底，发生了自交。②假如所结种子的表现型为____________，则缘由是父本在减数分裂形成花粉时，一个高秆基因发生了基因突变。【解析】(1))依据育种要求，需通过杂交将矮秆、抗病、无芒基因集中在同一生物体中，因此选择①和③杂交，F1的基因型为AaBbDd，然后通过单倍体育种方法获得纯合矮秆抗病无芒纯合子。(2)接受逆推法，母本的基因型为aaDD，父本的基因型为AAdd，二者杂交形成F1，①若母本去雄不彻底，母本发生自交，则F1中还有基因型为aaDD的个体，该植株自交后代全为矮秆有芒，因此，若F2矮秆植株上所结种子全为有芒，则可推想是母本去雄不彻底；②若父本减数分裂形成花粉时发生基因突变，则父本的基因型为Aadd，和母本杂交，F1的基因型为aaDd和AaDd，F1自交，后代中既有有芒，也有无芒。【答案】(1)第一步：选择①和③杂交得到F1其次步：取F1的花药进行离体培育，获得单倍体幼苗第三步：用秋水仙素处理单倍体幼苗，然后选育矮秆抗病无芒的纯系新品种(2)①全为有芒②有芒和无芒14．【题文】下图为水稻的几种不同育种方法示意图，据图回答下列问题：(1)B过程常用的方法是________，用到秋水仙素的过程有________(用图中字母表示)。(2)打破物种界限的育种方法是________(用图中的字母表示)，该方法所运用的原理是______________________________________________________________。(3)假设你想培育一个稳定遗传的水稻品种，它的性状都是由隐性基因把握的，最简洁的育种方法是____________；假如都是由显性基因把握的，为缩短育种时间常接受的方法是________(用图中的字母表示)。(4)现有三个水稻品种，①的基因型为aaBBDD，②的基因型为AAbbDD，③的基因型为AABBdd，三对等位基因分别位于三对同源染色体上。现运用杂交育种方法，利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株：______________________________________________________________________________________________________________________________________________(用文字简要描述获得过程即可)。【解析】图中A过程代表杂交，D过程代表自交，B过程代表花药离体培育，C和F过程代表用秋水仙素处理使染色体加倍，E过程代表基因工程，其中基因工程可以在任何生物之间进行，该技术的原理为基因重组。假如选育的性状都是隐性性状，最简洁的方法是杂交育种，即A→D过程，由于表现出隐性性状的个体为纯合子，可稳定遗传；假如选育的性状都是显性性状，杂交育种年限比较长，可明显缩短育种年限的育种方法是单倍体育种，即A→B→C过程。(4)中三个水稻品种的基因型均为“双显＋一隐”的组合方式，要利用杂交育种方法培育基因型为aabbdd的品种，可选择任意两个品种作亲本杂交得到杂交一代，然后杂交一代与剩下的一个品种杂交得到杂交二代，杂交二代自交即可得到基因型为aabbdd的种子，由基因型为aabbdd的种子长成的植株即为符合要求的植株。【答案】(1)花药离体培育CF(2)E基因重组(3)ADABC(4)①与②杂交得到杂交一代，杂交一代与③杂交得到杂交二代，杂交二代自交，得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成基因型为aabbdd的植株15．【题文】回答下列有关遗传和变异以及育种的问题。(1)设小麦的高产与低产受一对等位基因把握，基因型为AA的小麦为高产，基因型为Aa的小麦为中产，基因型为aa的小麦为低产。抗锈病与不抗锈病受另一对等位基因(用B、b表示)把握，只要有一个B基因，小麦就表现为抗病。这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。现有高产不抗锈病与低产抗锈病两个纯种品系杂交产生F1，F1自交得F2。①F2的表现型有________种，其中高产抗锈病个体的基因型为________，占F2的比例为________。②选出F2的高产抗锈病个体之后，对高产性状________(填“需要”或“不需要”)连续选育，缘由是______________________。(2)农业生产上使用的玉米都是杂交种，杂交玉米的性状不能稳定遗传，因此农夫每年都需要购买玉米杂交种。现有长果穗(A)白