优化探究（新课标）高考生物一轮复习 6从杂交育种到基因工程随堂训练 新人教版必修2.docVIP

6从杂交育种到基因工程题组、不同育种方式的分析及应用1(2013年高考四川卷)大豆植株的体细胞含40条染色体。用放射性60co处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株x，取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株，其中抗病植株占50%。下列叙述正确的是()a用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性b单倍体植株的细胞在有丝分裂后期，共含有20条染色体c植株x连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低d放射性60co诱发的基因突变，可以决定大豆的进化方向解析：花药离体培养获得的植株，仍含有全套的遗传物质，故细胞仍具有全能性，a项正确；单倍体植株细胞内含20条染色体，有丝分裂后期含40条染色体，b项错误；根据花药离体培养获得的单倍体植株，其中抗病植株占50%可知，植株x是杂合子，连续自交若干代，纯合抗病植株的比例是(11/2n)/21/21/2n1，其比例逐代升高，c项错误；自然选择决定生物的进化方向，d项错误。答案：a2(2014年高考四川卷)油菜物种甲(2n20)与乙(2n16)通过人工授粉杂交，获得的幼胚经离体培养形成幼苗丙，用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁，待丁开花后自交获得后代戊若干。下列叙述正确的是()a秋水仙素通过促进着丝点分裂，使染色体数目加倍b幼苗丁细胞分裂后期，可观察到36或72条染色体c丙到丁发生的染色体变化，决定了生物进化的方向d形成戊的过程未经过地理隔离，因而戊不是新物种解析：秋水仙素通过抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，a项错误；幼苗丙的顶芽经过秋水仙素的处理得到幼苗丁，染色体数是36条，有丝分裂后期是72条，但幼苗丁除顶芽外的其他细胞如根尖细胞染色体数是18条，有丝分裂后期是36条，b项正确；变异能为进化提供原材料，自然选择决定生物进化的方向，c项错误；一个物种的形成必须要经过生殖隔离，但不一定经过地理隔离，如多倍体的产生，d项错误。答案：b3(2014年高考新课标全国卷)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代的种植规模，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：(1)通过杂交育种，可将两个或多个品种的优良性状集中在一起。(2)抗病与感病、高秆与矮秆各自受一对等位基因控制，两对基因位于两对同源染色体上均符合分离定律时，才可依据自由组合定律对杂交结果进行正确预测。(3)纯合抗病高秆和感病矮秆杂交获得f1，让f1与感病矮秆测交，若测交后代有抗病高秆、抗病矮秆、感病高秆和感病矮秆四种表现型，且比例为1111，则这两对等位基因满足上述3个条件。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；控制这两对性状的基因位于非同源染色体上(3)将纯合的抗病高秆与感病矮秆杂交，产生f1，让f1与感病矮秆杂交。4(2014年高考安徽卷)香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。(1)香稻品种甲的香味性状受隐性基因(a)控制，其香味性状的表现是因为_，导致香味物质积累。(2)水稻香味性状与抗病性状独立遗传。抗病(b)对感病(b)为显性。为选育抗病香稻新品种，进行了一系列杂交实验。其中，无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示，则两个亲代的基因型是_。上述杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为_。(3)用纯合无香味植株作母本与香稻品种甲进行杂交，在f1中偶尔发现某一植株具有香味性状。请对此现象给出两种合理的解释：_；_。(4)单倍体育种可缩短育种年限。离体培养的花粉经脱分化形成_，最终发育成单倍体植株，这表明花粉具有发育成完整植株所需的_。若要获得二倍体植株，应在_时期用秋水仙素进行诱导处理。解析：(1)基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制性状，也可直接控制蛋白质的合成直接控制性状。从题中可看出香味物质积累，应是参与香味物质代谢的某种酶缺失所致。(2)两对相对性状独立遗传时，每对相对性状都符合分离定律：无香味有香味31，可推知亲本基因型为aaaa，抗病感病11，可推知亲本基因型为bbbb，综合亲本表现型故其基因型为aabbaabb；子代抗病的基因型及比例为1/2bb，则子代自交，后代bb的几率为1/21/41/8，子代有关香味的基因型及比例为1aa2aa1aa，自交后，aa的几率为1/21/41/43/8，能稳定遗传的有香味抗病植株(aabb)的几率为1/83/83/64。(3)aaaa杂交得到的后代应全为aa，表现为无香味，偶尔发现某一植株具有香味性状，原因可能是母本减数分裂产生配子时发生了基因突变，也可能是由于染色体变异，缺失了a基因，产生了只有一个a基因的雌配子。(4)离体的细胞经脱分化形成愈伤组织；花粉具有发育成完整植株的能力，说明其具有全能性，含有该植株所需的全套遗传信息；单倍体诱导形成二倍体植株，需在幼苗期用秋水仙素处理。答案：(1)a基因纯合，参与香味物质代谢的某种酶缺失(2)aabb、aabb(3)某一雌配子形成时，a基因突变为a基因某一雌配子形成时，含a基因的染色体片段缺失(4)愈伤组织全部遗传信息幼苗5(2012年高考浙江卷)玉米的抗病和不抗病(基因为a、a)、高秆和矮秆(基因为b、b)是两对独立遗传的相对性状。现有不抗病矮秆玉米种子(甲)，研究人员欲培育抗病高秆玉米，进行以下实验：取适量的甲，用合适剂量的射线照射后种植，在后代中观察到白化苗4株、抗病矮秆1株(乙)和不抗病高秆1株(丙)。将乙与丙杂交，f1中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高秆和不抗病矮秆。选取f1中抗病高秆植株上的花药进行离体培养获得幼苗，经秋水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病高秆植株(丁)。另一实验表明，以甲和丁为亲本进行杂交，子一代均为抗病高秆。请回答：(1)对上述1株白化苗的研究发现，控制其叶绿素合成的基因缺失了一段dna，因此该基因不能正常_，功能丧失，无法合成叶绿素，表明该白化苗的变异具有_的特点，该变异类型属于_。(2)上述培育抗病高秆玉米的实验运用了_、单倍体育种和杂交育种技术，其中杂交育种技术依据的原理是_。花药离体培养中，可通过诱导愈伤组织分化出芽、根获得再生植株，也可通过诱导分化成_获得再生植株。(3)从基因组成看，乙与丙植株杂交的f1中抗病高秆植株能产生_种配子。(4)请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到f1的过程。解析：此题考查基因突变、遗传育种等知识。(1)射线照射玉米种子，可能会导致叶绿素合成基因发生突变，产生白化苗，该种变异对幼苗本身是有害的。(2)本实验中运用了多种育种方法。射线照射种子是运用了诱变育种方法；抗病矮秆(乙)和不抗病高秆(丙)杂交得到f1，运用了杂交育种方法；最后选取f1中抗病高秆植株的花药进行离体培养获得幼苗，再用秋水仙素处理后得到纯合二倍体的抗病高秆植株，这是单倍体育种方法。花药离体培养过程中，可通过诱导愈伤组织分化成胚状体获得再生植株，也可直接诱导愈伤组织分化出根、芽，获得再生植株。(3)不抗病矮秆(甲)和抗病高秆(丁)杂交，子一代均为抗病高秆，这说明抗病、高秆均为显性，故甲、丁基因型分别为aabb、aabb。由甲突变来的乙、丙植株基因型分别为aabb、aabb。乙与丙杂交得到的f1中抗病高秆植株基因型为aabb，aabb植株可产生ab、ab、ab、ab四种配子。(4)乙、丙植株基因型分别为aabb、aabb。书写遗传图解时注意不要漏写p、配子、f1及各种表现型的比例等。答案：(1)表达有害性基因突变(2)诱变育种基因重组胚状体(3)4(4)一、选择题1(2013年高考大纲全国卷)下列实践活动包含基因工程技术的是()a水稻f1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种b抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦c将含抗病基因的重组dna导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株d用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆解析：本题主要考查不同育种方式所用到的技术。a项为单倍体育种，用到植物组织培养技术；b项为传统的杂交育种；c项抗病植株的培育用到基因工程技术和植物组织培养技术；d项为诱变育种。答案：c2下图表示利用二倍体西瓜(2n)培育出三倍体无子西瓜(3n)过程中染色体数目变化的情况，下列说法不正确的是()a过程中染色体复制两次细胞分裂一次b过程可能产生突变和基因重组c图中只包含有两个不同的物种d三倍体无子西瓜可能产生极少量可育的配子解析：过程中染色体复制一次，细胞未分裂，导致染色体数目加倍，a错误；过程为杂交，减数分裂产生配子过程可能产生突变和基因重组，b正确；图中二倍体和四倍体杂交产生不可育的三倍体，故图中有二倍体西瓜和四倍体西瓜两个物种，c正确；三倍植株减数分裂时，由于联会紊乱，不能产生正常配子，但也有可能产生极少量可育的配子，d正确。答案：a3下列叙述正确的是()a马和驴杂交的后代骡是二倍体，一群骡是一个种群b六倍体普通小麦的花药离体培养后，长成的植株细胞中含三个染色体组，是三倍体c单倍体幼苗用秋水仙素处理后得到的植株，不一定是纯合的二倍体d二倍体番茄和四倍体马铃薯体细胞融合后形成的杂种植株含三个染色体组解析：骡不能繁殖后代，不是一个种群，a项错误；花药离体培养得到的植株不论有多少个染色体组，均为单倍体，b项错误；二倍体番茄与四倍体马铃薯体细胞融合后形成的杂种植株含六个染色体组，d项错误；若基因型为aaaa的植株，其单倍体幼苗的基因型有aa、aa、aa三种，经秋水仙素处理后为四倍体，基因型有aaaa、aaaa、aaaa三种，故选c。答案：c4我国曾捕捉到一只罕见的白色雄猴(隐性突变)，要想在短期内利用这只白色雄猴繁殖更多的白色猴，下列最佳方案是()a让这只白雄猴与棕雌猴交配，再用f1相互交配而产生白猴b让这只白雄猴与棕雌猴交配，就可以得到白猴c让这只白雄猴与棕雌猴交配，在f1中选出白猴与该白猴交配d让这只白雄猴与棕雌猴交配，在f1中选出棕雌猴与该白猴交配解析：由于白色雄猴是隐性突变，让这只白雄猴与棕雌猴交配，得到棕色猴(f1)，在f1中选出棕雌猴与该白猴交配，就可以在短期内得到白色猴。答案：d5(2015年烟台检测)现有三个番茄品种，a种的基因型为aabbdd，b种的基因型为aabbdd，c种的基因型为aabbdd，三种等位基因分别位于三对同源染色体上。若通过杂交育种要获得aabbdd植株，且每年只繁殖一代，至少需要的时间为()a2年b3年c4年 d5年解析：aabbddaabbddaabbdd一年aabbddaabbddaabbdd一年aabbddaabbdd一年种植aabbdd种子一年得aabbdd植株，所以需要4年的时间。答案：c6(2015年大连双基测试)相关资料显示，利用太空种子播种能大力提高农业生产效益，小麦、水稻等粮食类亩产可增产18%左右，蔬菜类平均增产约25%。下列有关太空育种的叙述，正确的是()a在太空中强辐射、微重力和高真空等因素的诱导下，生物可以发生定向变异产生符合要求的新性状b太空育种过程繁杂，需从大量的变异品种中筛选才能获得所需的种子c太空育种产生的品种对人类都是有益的，可大量种植d太空育种的原理主要是通过基因重组形成大量具有新基因型的个体解析：太空育种的原理呈基因突变，突变是不定向的，产生的品种有些对人类是有益的，有些是有害的，需要从大量的变异品种中进行筛选才能获得所需的种子。答案：b7家蚕的性别决定为zw型。用x射线处理使第2号染色体上的含显性斑纹基因pb的区段易位到w染色体上，再将雌蚕与白体雄蚕交配，其后代凡是雌蚕都有斑纹，凡是雄蚕都无斑纹。这样有利于去雌留雄，提高蚕丝的质量。这种育种方法依据的原理是()a基因突变 b基因重组c染色体结构的变异 d染色体数目的变异解析：此题是用x射线处理基因区段而不是单个基因，属于染色体结构变异中的易位，不可能是基因突变，a不正确，c项正确；基因重组只发生在有性生殖或基因工程中，b不正确；由题意知无染色体数目的变化，d不正确。答案：c8.(2015年合肥模拟)将纯种的某二倍体植物品种甲(aa)与近缘纯种乙(ee)杂交后，经多代选育出如图所示的新品种丙(图中的同源染色体黑色部分是来自品种乙的染色体片段，品种甲没有此片段)。下列相关叙述错误的是()a杂交选育过程中一定发生过染色体结构上的变异b杂交选育过程中一定发生过dna上碱基对的替换c丙品种的产生为生物的进化提供了原材料d丙品种自交后代中有1/2个体能稳定遗传解析：据丙中染色体上基因的种类可知，在杂交育种过程中一定发生了染色体结构变异，a正确，b错误；染色体结构变异属于生物可遗传变异的来源之一，能够为生物进化提供原材料，c正确；图示丙品种自交后代的基因型及比例为aaeeaaeeaaee121，其中aaee和aaee为纯合体能稳定遗传，d正确。答案：b9下图表示基因型为aabb的水稻单倍体育种的部分过程，下列说法错误的是()a图中过程可以发生染色体变异和基因突变b过程细胞的形态和数目均发生变化caabb的水稻单倍体育种培育出的二倍体水稻有两种基因型d图中培养出的二倍体水稻的基因型为aabb解析：过程是脱分化，指花药细胞经过分裂或不分裂逐渐失去原来的结构和功能而恢复分生状态，形成无组织结构的细胞团或愈伤组织的过程，b项正确；过程是再分化，该过程伴随细胞的分裂和分化，可以发生染色体变异和基因突变，a项正确；图示花粉的基因型为ab，其单倍体植株经秋水仙素诱导培育出的二倍体水稻的基因型为aabb，d项正确；aabb的水稻单倍体育种培育出的二倍体水稻有四种基因型，分别为aabb、aabb、aabb、aabb，c项错误。答案：c10下图中的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方法和的原理都是基因重组，但方法的变异是定向的b方法形成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方法中将抗病基因导入受体细胞常用细菌质粒作运载体d图中筛选过程不改变抗病基因的频率解析：方法表示杂交育种，方法表示运用基因工程技术育种，它们依据的原理都是基因重组，基因工程能对生物的性状进行定向改变，a正确；花药离体培养形成单倍体的过程中，往往需要使用植物激素，人为地控制细胞的去分化和再分化，b正确；在基因工程操作中常用细菌质粒作为运载体，c正确；通过筛选过程使抗病基因的频率不断升高，d错误。答案：d11假设a、b为玉米的优良基因，现有aabb、aabb两个品种，控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上，实验小组用不同方法进行了实验(见图)，下列说法不正确的是()a过程育种方法运用的原理是基因突变，最大优点是能提高突变率，在短时间内获得更多的变异类型b过程使用的试剂是秋水仙素，它可作用于正在分裂的细胞，抑制纺锤体的形成c过程育种方法运用的原理是基因重组，基因型aab_的类型经后，子代中aabb所占比例是5/6d过程应用了单倍体育种的方法，最大的优点是明显缩短育种年限解析：是诱变育种。是杂交育种，原理是基因重组，基因型aab_的类型中aabb占1/3，aabb占2/3，经过自交后，子代中aabb所占比例是1/2，故c错误。答案：c12(2012年高考海南卷)已知小麦无芒(a)与有芒(a)为一对相对性状，用适宜的诱变方式处理花药可导致基因突变。为了确定基因a是否突变为基因a，有人设计了以下4个杂交组合，杂交前对每个组合中父本的花药进行诱变处理，然后与未经处理的母本进行杂交。若要通过对杂交子一代表现型的分析来确定该基因是否发生突变，则最佳的杂交组合是()a无芒有芒(aaaa)b无芒有芒(aaaa)c无芒无芒(aaaa)d无芒无芒(aaaa)解析：本题考查育种原理及其应用的知识。在四个选项中，a选项中，、个体均为纯合子，是具有相对性状的亲本组合，其杂交后代只有一种表现型，即显性性状，若无芒个体中a突变为a，则杂交后代将会出现有芒和无芒，a选项符合题意；而b、c、d选项中，其亲本、个体，均有杂合子，故通过杂交实验无法检测无芒个体中的基因a是否突变为基因a。答案：a二、非选择题13(2015年焦作模拟)如图表示培育小麦的几种育种方式，纯种高秆抗锈病植株基因型为ddrr，纯种矮秆不抗锈病植株基因型为ddrr，两对基因分别位于两对同源染色体上。据图回答下列问题：(1)图中植株a培育的方法是_，将亲本杂交的目的是_，自交的目的是_。(2)植株b的培育运用的原理是_。(3)植株c需要染色体加倍的原因是_，诱导染色体加倍的最常用的方法是_。(4)植株e培育方法的原理是_，该育种方法和基因工程育种一样，都可以_。解析：(1)植株a的培育方法是杂交育种，第一步需要杂交，将相关的基因集中到f1上，但f1并未表现出所需性状，自交的目的就是使f1发生基因重组，在f2中出现所需性状(矮秆抗病)植株。(2)植株b的培育方法是诱变育种，其原理是基因突变。(3)植株c是单倍体，由于细胞中的染色体组为一个，所以不能正常进行减数分裂，个体不可育，为了使单倍体获得可育性，用秋水仙素处理单倍体幼苗，抑制了纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍。(4)从题图中可以看出，植株e的培育方法是利用了细胞工程中的植株体细胞杂交技术，其原理是染色体数目变异。该育种方法和基因工程育种一样，都可以克服远缘杂交不亲和的障碍。答案：(1)杂交育种将位于两个亲本中的矮秆基因和抗病基因集中到f1上通过基因重组使f2中出现矮秆抗病植株(2)基因突变(3)植株c中只有一个染色体组，不能进行减数分裂产生配子(不可育)利用秋水仙素处理幼苗c(4)染色体数目变异克服远缘杂交不亲和的障碍14优质彩棉是通过多次杂交获得的品种，其自交后代常出现色彩、纤维长短等性状遗传不稳定的问题。请分析回答：(1)欲解决彩棉性状遗传不稳定的问题，理论上可直接培养_，通过_育种方式，快速获得纯合子。但此技术在彩棉育种中尚未成功。(2)为获得能稳定遗传的优质彩棉品种，研究人员以白色棉品种574作母本，棕色彩棉做父本杂交，受粉后存在着精子与卵细胞不融合但母本仍可产生种子的现象。这样的种子萌发后，会出现少量的父本单倍体植株、母本单倍体植株及由父本和母本单倍体细胞组成的嵌合体植株。欲获得纯合子彩棉，应选择_植株，用秋水仙素处理植株的_，使其体细胞染色体数目加倍。下图是研究人员在诱导染色体数目加倍时的实验处理和结果，本实验的目的是探究_。实验效果最好的实验处理是_。欲鉴定枝条中染色体数目是否加倍，可以通过直接测量_，并与单倍体枝条进行比较作出判断。(3)欲检测染色体数目已加倍的植株是否为纯合体，在实践中应采用_的方法，依据后代是否出现_作出判断。解析：(1)利用单倍体育种可迅速获得纯合子，其具体做法是先用组织培养技术，将花粉培育为单倍体植株，然后用秋水仙素处理