必修2 第3单元 第3讲从杂交育种到基因工程.docx

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必修2第3单元第3讲从杂交育种到基因工程

必修二第三单元第3讲从杂交育种到基因工程

（时间：

45分钟）

A级　基础演练

1．（2013·攀枝花模拟）将①、②两个植株杂交，得到③，将③再作进一步处理，如下图所示。

下列分析错误的是（　　）。

A．由③到④过程一定发生了等位基因分离、非同源染色体上非等位基因自由组合

B．由⑤×⑥到⑧的育种过程中，遵循的主要原理是染色体变异

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

D．由③到⑦过程可能发生突变和基因重组，为生物进化提供原材料

解析　③～④采用的是诱变育种，其原理应为基因突变。

答案　A

2．（2013·成都检测）现有三个番茄品种，A品种的基因型为aaBBDD，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为AABBdd，三对基因分别位于三对同源染色体上。

若要获得aabbdd植株至少需要几年（　　）。

A．4年B．3年

C．2年D．5年

解析　第一年可用A与B杂交得F1，第二年F1与C杂交得F2，第三年F2自交选育aabbdd种子，第四年将上述种子种下可获得aabbdd植株。

答案　A

3．（2013·成都七中模拟）如图是利用某农作物品种①和品种②培育作物新品种的几种方法，叙述正确的是（　　）。

A．③与⑥是同一个物种

B．过程Ⅵ需要限制酶和DNA聚合酶两种工具酶

C．过程V使用的药剂作用于有丝分裂的间期

D．过程Ⅶ产生的变异具有不定向性

解析　③AaBb是二倍体，⑥AAaaBBbb是四倍体，二者后代是三倍体，高度不育，因此属于不同的物种；过程Ⅵ属于基因工程育种，所需的酶有限制酶和DNA连接酶；过程Ⅴ使用的药剂常为秋水仙素，作用于有丝分裂的前期；过程Ⅶ属于诱变育种产生的变异具有不定向性。

答案　D

4．（2013·苏锡常镇四市一调）通过下列育种方法产生的后代，其染色体数一定发生变化的是（　　）。

A．单倍体育种B．植物体细胞杂交育种

C．杂交育种D．转基因育种

解析　单倍体育种过程中用秋水仙素处理幼苗，后代的染色体数没有发生变化；植物体细胞杂交产生的后代的染色体数是两种植物体细胞的染色体数之和。

答案　B

5．如图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是（　　）。

A．DNA连接酶、限制性核酸内切酶、解旋酶

B．限制性核酸内切酶、解旋酶、DNA连接酶

C．解旋酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶

D．限制性核酸内切酶、DNA连接酶、解旋酶

答案　C

6．（2012·北京西城区期末）下列有关基因工程操作的叙述正确的是（　　）。

A．用同种限制性核酸内切酶切割运载体与目的基因可获得相同黏性末端

B．以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同

C．检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作的成功

D．用含抗生素抗性基因的质粒作为运载体是因为其抗性基因便于与外源基因连接

解析　因多种密码子可决定一种氨基酸，故以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列不一定完全相同；目的基因在受体细胞中表达才能说明基因工程操作的成功；用含抗生素抗性基因的质粒作为运载体是因为便于筛选。

答案　A

7．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奶中含有人体蛋白质，下图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—，请回答下面的问题。

（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？

________________________________________________________________________。

解析　本题的第

（1）问比较简单，难点是第

（2）问，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）为开放性的问题，但要注意回答的理由要与观点相对应。

答案　

（1）限制性核酸内切酶　DNA连接酶

（3）具有相同的物质基础和结构基础（有互补的碱基序列）　细菌质粒或动物病毒　（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，控制合成的人奶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，可能由于羊细胞中某些成分的影响，合成的蛋白质成分可能发生一定的改变）

8．（2013·成都树德模拟）下图表示几种育种方法大致过程。

请分析回答：

（1）在图一中若以②的碱基序列为模板经转录和翻译形成③，此过程与以①为模板相比一定发生变化的________。

A．mRNA碱基序列B．tRNA种类

C．氨基酸种类D．蛋白质结构

（2）图二中控制高产、中产、低产（A、a）和抗病与感病（B，b）的两对等位基因分别位于两对同源染色体上。

F2的表现型有________种。

F2中高产抗病植株占________。

鉴别高产抗病植株是否为纯合子的最简便的方法是________________________________________________________________________，收获种子种植，若子代________________，则说明植株为纯合子。

（3）图二中利用F1的花粉形成个体④的培养过程中，细胞必须经过__________过程才能形成丛芽。

（4）图二所示的育种方法的原理有________________________________________________________________________。

（5）图三所示育种方法实现的理论依据是________________________________________________________________________。

答案　

（1）A、B　

（2）6　

　让该植株自交　不出现性状分离（或全部表现为高产抗病）　（3）脱分化和再分化　（4）基因重组和染色体变异　（5）动物细胞核具有全能性

B级　智能提升

9．（2013·西安一模，4）如图表示某种农作物品种①和②培育出⑥的几种方法，有关说法错误的是（　　）。

A．培育品种⑥的最简捷途径是Ⅰ→V

B．通过Ⅱ→Ⅳ过程最不容易到达目的

C．通过Ⅲ→Ⅵ过程的原理是染色体变异

D．过程Ⅵ常用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

解析　通过杂交育种获得符合要求的新品种是最简便的方法，A正确；由①―→④属于基因突变，由于突变率很低，故通过Ⅱ―→Ⅳ过程不易达到目的，B正确；Ⅲ―→Ⅵ过程是单倍体育种过程，其原理是染色体变异，C正确；过程Ⅵ是通过花粉的离体培养获得单倍体，不存在种子，D错误。

答案　D

10．（2013·攀枝花模拟）某农科所通过如图所示的育种过程培育成了高品质的小麦。

下列有关叙述正确的是（　　）。

A．该育种过程中运用的遗传学原理是基因突变

B．a过程提高突变率，从而明显缩短了育种年限

C．a过程需要使用秋水仙素，只作用于萌发的种子

D．b过程需要通过不断自交来提高纯合率

解析　该过程运用的遗传学原理有基因重组、染色体数目变异。

a过程利用秋水仙素处理幼苗，使幼苗染色体数目加倍从而快速获得纯合子，缩短育种年限。

a过程处理的材料只有幼苗。

答案　D

11．（2011·浙江五校联考，18）下图为利用纯合高秆（D）抗病（E）小麦和纯合矮秆（d）染病（e）小麦快速培育纯合优良小麦品种矮秆抗病小麦（ddEE）的示意图，下列有关此图的叙述错误的是（　　）。

ddEE

（花药）（单倍体）

A．②过程中发生了非同源染色体的自由组合

B．实施④过程通常用一定浓度的秋水仙素

C．实施③过程依据的主要生物学原理是细胞增殖

D．实施①过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起

解析　③过程为花药离体培养过程，依据的主要生物学原理是细胞的全能性；②过程为减数分裂产生配子的过程，发生了非同源染色体的自由组合；实施④过程通常用一定浓度的秋水仙素使染色体数目加倍；①过程为具有相对性状的亲本杂交，其主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起。

答案　C

12．（2013·成都高新区模拟）下图中的①②③表示培育番茄新品种的三种育种方法。

下列有关说法不正确的是（　　）。

A．方法①和③的原理都是基因重组，但方法③的变异是定向的

B．方法②诱导单倍体的过程中细胞全能性的表达与植物激素密切相关

C．方法③中的抗病基因导入受体细胞常用细菌质粒做运载体

D．图中筛选过程不改变抗病基因频率

解析　只要存在“筛选”必将改变种群的基因频率。

答案　D

13．（2012·南京四校联考）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：

__________________________________________________________。

第二步：

__________________________________________________________。

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。

根据预期，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。

但研究人员发现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中纯合矮秆植株出现的原因可能有两种：

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。

要确定是哪一种原因，可以通过分析F2矮秆植株上所结种子的表现情况来进行判断。

观察F1各植株所结种子长出的植株性状

①如果所结种子的表现型为________，则原因是母本去雄不彻底，发生了自交。

②如果所结种子的表现型为________，则原因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）根据育种要求，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）采用逆推法，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，则可推测是母本去雄不彻底；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

第二步：

取F1的花药进行离体培养，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．（2012·厦门质检）家蚕是二倍体生物，含56条染色体，ZZ为雄性，ZW为雌性。

幼蚕体色中的有斑纹和无斑纹性状分别由Ⅱ号染色体上的A和a基因控制。

雄蚕由于吐丝多，丝的质量好，更受蚕农青睐，但在幼蚕阶段，雌雄不易区分。

于是，科学家采用如图所示的方法培育出了“限性斑纹雌蚕”来解决这个问题。

请回答下面的问题。

（1）家蚕的一个染色体组含有________条染色体。

（2）图中变异家蚕的“变异类型”属于染色体变异中的________。

由变异家蚕培育出限性斑纹雌蚕所采用的育种方法是________。

图中的限性斑纹雌蚕的基因型为________。

（3）在生产中，可利用限性斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕培育出可根据体色辨别幼蚕性别的后代。

请用遗传图解和适当的文字，描述选育雄蚕的过程。

解析　

（1）二倍体家蚕体细胞中有56条染色体，其生殖细胞中有28条染色体，则其一个染色体组含有28条染色体。

（2）由图示可知，家蚕的变异属于染色体结构变异中的易位。

由变异家蚕培育出限性斑纹雌蚕利用的是杂交育种。

图中的限性斑纹雌蚕的基因型是aaZWA。

（3）可以用限性斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕杂交，其后代中无斑纹的都是雄蚕，有斑纹的都是雌蚕。

答案　

（1）28　

（2）染色体结构变异　杂交育种　aaZWA

（3）如图

文字说明：

后代中有斑纹的均为雌蚕，应淘汰；无斑纹的为雄蚕，应保留。

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