高考生物一轮必备基础训练提升训练挑战训练杂交育种到基因工程新人教版

高考生物一轮必备基础训练提升训练挑战训练杂交育种到基因工程新人教版

第23讲　杂交育种到基因工程 ‎1．杂交育种是利用基因重组的原理选育新品种的育种方法之一，在获得选育的新品种之外，杂交的另一个结果是获得(　　)‎ A．纯种 B．杂种表现的优势 C．基因突变 D．染色体变异 ‎2．2012·南通二调空间诱变育种是将农作物种子或试管苗送到太空，利用太空特殊环境的诱变作用，使种子或试管苗产生变异，培育新品种。空间诱变育种(　　)‎ A．培育出的新品种都是地球上原本不存在的物种 B．加快了变异的速率，缩短了育种年限 C．需人工筛选，获得的优良性状均可以稳定遗传 D．与转基因作物的培育原理相同，都存在食品安全性问题 ‎3．下列有关育种的叙述正确的是(　　)‎ A．诱变育种可以定向地改变生物的性状 B．通过杂交育种所获得的新品种均需要从F3开始选取 C．多倍体育种中，低温处理与秋水仙素诱导的作用机理相似 D．获得转基因动物可以用受精卵或动物细胞作为受体细胞 ‎4．2012·绍兴二检下列有关基因工程的叙述正确的是(　　)‎ A．DNA 连接酶能将碱基互补的两个黏性末端的碱基对连接起来 B．获得目的基因一定要使用限制性核酸内切酶 C．目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物 D．利用质粒上的标记基因可用来筛选含重组DNA 的细胞和转基因植物 ‎5．用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)进行育种时，一种方法是杂交得到F1，F1再自交得F2；另一种方法是用F1的花药进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。下列叙述正确的是(　　)‎ A．前一种方法所得的F2中重组类型和纯合子各占5/8、1/4‎ B．后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为2/3‎ C．前一种方法的原理是基因重组，原因是非同源染色体自由组合 D．后一种方法的原理是染色体变异，是由于染色体结构发生改变 ‎6．现有基因型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，下列有关叙述不正确的是(　　)‎ A．杂交育种可获得AAbb，其变异发生在减数分裂第二次分裂后期 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人工诱变可获得aaBb，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 ‎7．为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了如图K231所示的方法：‎ 图K231‎ 图中两对相对性状独立遗传。据图分析正确的是(　　)‎ A．过程①的自交代数越多，杂合高蔓抗病植株的比例越高 B．过程②是杂交育种过程中最关键的一个步骤 C．过程③主要利用了植物组织培养技术 D．过程④通常需要用秋水仙素处理幼苗 ‎8．研究人员将抗虫基因(SCK基因)导入水稻，筛选出SCK基因成功整合到染色体上的抗虫植株(假定SCK基因都能正常表达)。某些抗虫植株体细胞含两个SCK基因，假设这两个基因在染色体上随机整合，出现如图K232所示三种情况。下列相关说法正确的是(　　)‎ ‎　　　　　 甲　　　　　　乙　　　　　　丙 图K232‎ A．甲图个体自交，F1中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为3∶1‎ B．乙图个体与正常水稻进行杂交，子代中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为1∶1‎ C．丙图个体减数分裂产生的配子有1/2含SCK基因 D．丙图个体自交，F1中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为9∶1‎ ‎9．下面为6种不同的育种方法，据图回答下列问题：‎ ‎　‎ 图K233‎ ‎(1)图中A至D方向所示的途径表示____________育种方式，这种方法属常规育种，一般从F2开始选种，这是因为____________________。A→B→C的途径表示________育种方式。这两种育种方式中后者的优越性主要表现在______________________。‎ ‎(2)B常用的方法为____________。‎ ‎(3)E方法依据的原理是____________，所用的方法如____________、____________。育种时所需处理的种子应是萌发的(而非休眠的)种子，原因是________________________________________________。‎ ‎(4)上述育种过程中，哪两个过程所使用的方法相同？______(填字母)，具体使用的方法有________________________________(至少回答两个)，其作用机理是__________________________________。‎ ‎(5)G过程原理是____________，H和I分别表示______________和____________过程。‎ ‎(6)K→L→M这种育种方法的优越性表现在________________________________________________ 。‎ ‎(7)上述A～I过程中，哪些过程作用前后没有改变作用对象的基因型？________(填字母)。‎ ‎10. 通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术可使羊乳中含有人体蛋白质，如图K234表示这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是－G↓GATCC－，请回答：‎ 图K234‎ ‎(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是________________，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中需要的酶是____________。‎ ‎(2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。‎ ‎(3)人体蛋白质基因之所以能连接到羊的染色体DNA中，原因是________________________，人体蛋白质基因导入羊细胞时常用的工具是________。‎ ‎(4)此过程中目的基因的检测与表达中的表达是指________________________________________________________________________。‎ ‎(5)你认为此类羊产的奶安全可靠吗？理由是什么？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎11．研究发现，多数抗旱性作物能通过细胞代谢产生一种代谢产物，调节根部细胞液内的渗透压，此代谢产物在叶肉细胞中却很难找到。‎ ‎(1)在抗旱性农作物的叶肉细胞中找不到与抗旱有关代谢产物的根本原因是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)现有一抗旱植物，其体细胞内有一个抗旱基因R，其等位基因为r(不抗旱)。R、r基因转录链上部分核苷酸序列如下：‎ r：…ATAAGCATGACATTA… ‎ R：…ATAAGCAAGACATTA…‎ ‎①请写出R基因转录成的RNA链上的核苷酸序列：…__________________________…。这一片段编码的肽链中对应的氨基酸数目是________个。‎ ‎②已知旱敏型rr植株的某一细胞基因型变成了Rr，则此变化是基因中____________所导致的；若该细胞是一卵原细胞，则其分裂产生的卵细胞基因型是R的几率是________。‎ ‎(3)现已制备足够多的R探针和r探针(探针是一小段单链DNA或者RNA片段，用于检测与其互补的核酸序列)，通过探针来检测某植物相关的基因型。据图回答下列问题：‎ 图K235‎ ‎①若已提取到某抗旱植物Rr的叶肉细胞总DNA，________(能/不能)以DNA为模板直接扩增抗旱基因。‎ ‎②细胞中R或r基因的解旋发生在____________过程中。‎ ‎③DNA杂交发生在______________两者之间。‎ ‎④若被检植物发生A现象，不发生C现象，则被检植物的基因型为__________。‎ ‎(4)为培育能稳定遗传、具抗旱性和多颗粒产量的农作物，科研人员按以下两种流程图进行育种。(已知抗旱性和多颗粒是显性，两对性状各由一对等位基因控制)‎ A．纯合旱敏性多颗粒产量农作物×纯合抗旱性少颗粒产量农作物→F1→F1 自交→F2 人工选择(汰劣留良)→自交→F3→人工选择→自交……→性状稳定的优良品种 B．纯合旱敏性多颗粒产量农作物×纯合抗旱性少颗粒产量农作物→F1→F1花药离体培养得到许多单倍体幼苗→人工诱导染色体数目加倍→若干植株→F1人工选择→性状稳定的新品种 ‎①杂交育种利用的变异原理是________。‎ ‎②A流程图中的“筛选和自交”环节从F2代开始，这是因为F2才出现符合要求的______________，具体操作是将F2中的种子种植在________环境中，经多年筛选才能获得理想品种。 ‎ ‎③B流程与A流程相比，B流程育种的突出优点是________________________________。花粉细胞能发育成单倍体植株，表现出全能性，原因是细胞内有____________________。‎ ‎1．B　[解析] 杂交过程体现的是基因重组，没有基因突变和染色体变异。杂交是无法得到纯种的，杂交育种的另一个重要功能就是获得具有杂种优势的杂交种，比如杂交水稻和杂交玉米等。‎ ‎2．B　[解析] 太空诱变与地球上的人工诱变的原理相同，通过物理、化学等因素诱导生物体发生基因突变，而基因突变将产生相应的等位基因，只是出现新的性状，新品种与原品种仍是同一物种，而不是形成新的物种；诱变育种的优点是可以提高变异频率、缩短育种进程；诱变育种的原理是基因突变而基因工程的原理是基因重组。‎ ‎3．C　[解析] 诱变育种的原理是基因突变，基因突变具有不定向性，A错误；杂交育种一般从F2开始选种，因为从F2开始发生性状分离，故B错误；低温处理和秋水仙素处理植物都是抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，故C正确；由于动物细胞的全能性受到限制，所以只能用受精卵作为受体细胞，D错误。‎ ‎4．C　[解析] DNA连接酶连接的是碱基互补的两个黏性末端的磷酸二酯键，A错误；目的基因的获取可利用限制性核酸内切酶直接提取，也可人工合成获取，B错误；目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物，C正确；利用质粒上的标记基因可用来筛选含重组DNA的细胞，转基因植物常采用抗原—抗体杂交法，D错误。‎ ‎5．C　[解析] 前一种方法是杂交育种，其原理是基因重组，F1为DdTt, 自交得F2: 高秆抗锈病∶高秆不抗锈病∶矮秆抗锈病∶矮秆不抗锈病＝9∶3∶3∶1，重组类型占3/8，纯合子占1/4，A错误。F1的基因型是DdTt，对其花药进行离体培养，基因型有4种DT、Dt、dT、dt，经秋水仙素的处理，得到子一代也有4种，分别为DDTT、DDtt、TTdd、ddtt，所以可利用的为1/4，B错误。前一种方法的原理是基因重组，原因是非同源染色体上非等位基因自由组合，C正确。后一种方法的原理是秋水仙素抑制纺锤丝形成，致使染色体数增加，D错误。‎ ‎6．A　[解析] 杂交育种可获得AAbb，其变异来自基因重组，F1自交产生配子的过程中，发生在减数分裂第一次分裂后期，等位基因分离非同源染色体上非等位基因自由组合，故A项错误。单倍体育种可获得AAbb，其方法是aabb与AABB杂交得到AABb，减数分裂得到花粉(配子)Ab，经花药的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人工诱变可获得aaBb，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。‎ ‎7．D　[解析] 过程①的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高；过程②是单倍体育种；过程③是转基因技术，而非植物组织培养。‎ ‎8．B　[解析] 图甲所示基因型可看做AA，而非转基因水稻基因型可看做aa，图乙所示基因型可看做Aa(因两个SCK基因都在一条染色体上)，图丙所示基因型可看做AaBb(A、B任一都抗虫)。则甲图个体自交，F1中所有的个体都抗虫，A错误；乙图个体(Aa)与正常水稻(aa)进行杂交，子代中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为1∶1，B正确；丙图个体减数分裂产生的配子有3/4含SCK基因，C错误；丙图个体自交，F1中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为15∶1，D错误。‎ ‎9．(1)杂交　从F2开始发生性状分离　单倍体　明显缩短育种年限　(2)花药离体培养 ‎(3)基因突变　X射线(或紫外线、激光)　亚硝酸(或硫酸二乙酯)　种子萌发后进行细胞分裂，DNA在复制过程中可能由于某种因素的影响发生基因突变 ‎(4)C、F　低温处理和秋水仙素处理　抑制纺锤体形成，导致染色体不能移向两极而加倍 ‎(5)基因重组　脱分化　再分化 ‎(6)克服了远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本范围　(7)H、I ‎[解析] 方法1应为杂交育种，它的可操作性最强，但育种周期最长；方法2为单倍体育种，其最大优点为明显缩短育种年限；方法3为诱变育种，这种方法获得新品种的速度最快，但因有利变异往往不多，需大量处理实验材料；方法4为多倍体育种，它可获得性状改良的多倍体；方法5为转基因技术即基因工程育种，它可定向改造生物性状获得新品种；方法6为细胞工程育种，它可克服远缘杂交不亲和的障碍，培育生物新品种。‎ ‎10．(1)限制性核酸内切酶　DNA连接酶 ‎(2) ‎(3)具有相同的物质基础和结构基础(有互补的碱基序列)　细菌质粒或病毒 ‎ (4)人体蛋白质基因在羊体细胞内控制合成人体蛋白质 ‎(5)安全，因目的基因导入受体细胞后，没有改变，控制合成的人体蛋白质成分没有改变(或不安全，因目的基因导入受体细胞后，可能由于羊细胞中的某些成分的影响，合成的人体蛋白质成分可能发生一定的改变)‎ ‎[解析] (1)目的基因的获取要用到限制性核酸内切酶，目的基因插入受体细胞时需要DNA连接酶。(2)首先要按照碱基互补配对原则，由已知的一条链完成质粒双链上的碱基序列，再根据切点写出切割后形成的黏性末端。(3)要求回答基因能够拼接的原因，不同生物的DNA化学组成和空间结构相同，即都具有相同的物质基础和结构基础。目的基因导入受体细胞需要先与运载体结合，最常用的运载体是质粒，也可以用动物病毒。(4)基因的表达是指基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状，即通过转录和翻译过程合成相应的蛋白质。(5)转基因产品的安全性问题要辩证地分析，安全或不安全两个方面，都要说明理由。‎ ‎11．(1)基因选择性表达　(2)①UAUUCGUUCUGUAAU　5　②碱基对的替换　1/2　(3)①能　②DNA复制与转录　③探针与R或r基因(单链DNA)　④RR ‎(4)①基因重组　②基因型和表现型　干旱(缺水)‎ ‎③明显缩短育种年限　全部遗传信息 ‎[解析] 由于基因选择性表达，所以细胞有了分化，虽然有相同的基因，但在不同的细胞中表达的基因不同，所以其产物会有差异。翻译的模板RNA链是以DNA的一条链为模板转录来的，其上的三个相邻的碱基形成的一个密码子对应一个氨基酸。通过PCR技术扩增目的基因后再解旋成单链，进行分子杂交。杂交育种的原理是基因重组，单倍体育种的优点是明显缩短了育种年限。‎