第3講從雜交育種到基因工程(時間：45分鐘)A級基礎演練1(2013·南京一模)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(2013·銀川、吳忠聯(lián)考)育種專家在稻田中發(fā)現(xiàn)一株十分罕見的“一稈雙穗”植株，經鑒定該變異性狀是由基因突變引起的。下列敘述正確的是()。A這種現(xiàn)象是由顯性基因突變成隱性基因引起的B該變異株自交可產生這種變異性狀的純合個體C觀察細胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置D將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺傳的高產品系解析由題意可知，該突變也可能是顯性突變，A錯；基因突變在光學顯微鏡下是不可見的，C錯；花藥離體培養(yǎng)得到的是單倍體，需要用秋水仙素處理單倍體幼苗，才能獲得能穩(wěn)定遺傳的純合子，D錯。答案B3(2013·泉州質檢)下列有關育種方法的敘述中，正確的是()。A多倍體育種需在獲得單倍體植株的基礎上進行B單倍體育種需在親本植株染色體數(shù)加倍的基礎上進行C雜交育種的親本雙方可以是具有相對性狀的雜合子D誘變育種可以獲得目的基因發(fā)生定向變異的新類型解析人工誘導多倍體的方法很多，如低溫處理，目前最常用而且最有效的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，而非在單倍體植株的基礎上進行；單倍體育種是先采用花藥(花粉)離體培養(yǎng)的方法得到單倍體，然后經過人工誘導使染色體加倍，使其重新恢復到正常植株的染色體數(shù)目；雜交育種利用的原理是基因重組，雙親既可以是雜合子，也可以是純合子；誘變育種的原理是基因突變，基因突變是不定向的，所以育種過程中需要篩選出變異的新類型。答案C4(2013·蘇錫常鎮(zhèn)四市一調)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(2012·北京西城區(qū)期末)下列有關基因工程操作的敘述正確的是()。A用同種限制性核酸內切酶切割運載體與目的基因可獲得相同黏性末端B以蛋白質的氨基酸序列為依據(jù)合成的目的基因與原基因的堿基序列相同C檢測到受體細胞含有目的基因就標志著基因工程操作的成功D用含抗生素抗性基因的質粒作為運載體是因為其抗性基因便于與外源基因連接解析因多種密碼子可決定一種氨基酸，故以蛋白質的氨基酸序列為依據(jù)合成的目的基因與原基因的堿基序列不一定完全相同；目的基因在受體細胞中表達才能說明基因工程操作的成功；用含抗生素抗性基因的質粒作為運載體是因為便于篩選。答案A7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)8(2012·廣東茂名一模，27)已知水稻的光效(光能利用效率)由一對基因(A、a)控制，抗病性由另一對基因(B、b)控制，兩對基因獨立遺傳。高光效抗病水稻的育種方案如下，請回答下列問題。純合低光效抗病水稻(甲),輻射水稻(乙),自交F1(F1中低光效抗病水稻與高光效抗病水稻31)(1)水稻的低光效與高光效這對相對性狀中，_是顯性性狀，而甲的基因型為_。(2)假設輻射處理后得到一株水稻，檢測突變基因轉錄出的mRNA，發(fā)現(xiàn)第二個密碼子中的一個堿基發(fā)生替換，問該水稻的光能利用效率一定提高嗎？_，原因是_。(3)若用乙培育高光效抗病水稻新品種，為了提高其在子代中的比例，應采用的育種方法是_，其比例為_。(4)若右圖為一株水稻(Aa)減數(shù)分裂過程中的一個細胞，同一條染色體兩條姐妹染色單體的同一位點上的基因分別是A和a，造成這種結果可能的原因有_。若要使水稻的高光效基因在玉米植株中表達，從理論上講常用的育種方法是_。解析(1)由F1(F1中低光效抗病水稻與高光效抗病水稻31)可推出低光效是顯性性狀，且乙的基因型是AaBB或Aabb，因此，甲的基因型為AABB或AAbb。(2)由于密碼子具有簡并性，基因突變不一定會引起性狀的改變，因此，輻射處理后得到一株水稻，檢測突變基因轉錄出的mRNA，發(fā)現(xiàn)第二個密碼子中的一個堿基發(fā)生替換，該水稻的光能利用效率不一定提高。(3)單倍體育種能在較短時間內得到純合體。由于乙的基因型是AaBB或Aabb，因此，用乙培育高光效抗病水稻新品種的比例為。(4)一株水稻(Aa)減數(shù)分裂過程中的一個細胞，同一條染色體的兩條姐妹染色單體的同一位點上的基因分別是A和a，造成這種結果可能的原因有基因突變或同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換。答案(1)低光效AABB或AAbb(2)不一定密碼子具有簡并性(或一個氨基酸可以由幾個不同的密碼子來決定)(3)單倍體育種(4)基因突變或同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換基因工程B級智能提升9(2013·西安一模，4)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D10(2013·襄陽調研)下列關于育種方法的敘述正確的是()。A用雜交的方法進行育種，往往從F1自交后代中可篩選出符合人類需要的優(yōu)良品種B用輻射的方法進行誘變育種，誘變后的植株一定比誘變前的植株具備更多優(yōu)良性狀C用基因型為DdTt的植株進行單倍體育種，所育的新品種自交后代中約有為純合子D用基因型為DdTt的植株進行多倍體育種，所育的新品種和原品種雜交一定能產生可育后代解析誘變育種的生物學原理為基因突變，基因突變具有多害少利和不定向的特點，故誘變后的植株不一定比誘變前的植株具備更多優(yōu)良性狀，故B錯誤。用基因型為DdTt的植株進行單倍體育種，產生的新品種全為純合子，其自交后代也全為純合子，故C錯誤。二倍體植株染色體加倍后成為四倍體植株，四倍體植株和原二倍體植株雜交得到的三倍體植株是高度不育的，故D錯誤。 答案A11(2011·浙江五校聯(lián)考，18)下圖為利用純合高稈(D)抗病(E)小麥和純合矮稈(d)染病(e)小麥快速培育純合優(yōu)良小麥品種矮稈抗病小麥(ddEE)的示意圖，下列有關此圖的敘述錯誤的是()。ddEE(花藥)(單倍體)A過程中發(fā)生了非同源染色體的自由組合B實施過程通常用一定濃度的秋水仙素C實施過程依據(jù)的主要生物學原理是細胞增殖D實施過程的主要目的是讓控制不同優(yōu)良性狀的基因組合到一起解析過程為花藥離體培養(yǎng)過程，依據(jù)的主要生物學原理是細胞的全能性；過程為減數(shù)分裂產生配子的過程，發(fā)生了非同源染色體的自由組合；實施過程通常用一定濃度的秋水仙素使染色體數(shù)目加倍；過程為具有相對性狀的親本雜交，其主要目的是讓控制不同優(yōu)良性狀的基因組合到一起。答案C12(2012·蘇錫常鎮(zhèn)四市一調)李振聲院士運用小麥與偃麥草(一種野生牧草)遠緣雜交并誘導染色體移接，成功培育出多個優(yōu)良小麥新品種。下列有關敘述中不正確的是()。A小麥和偃麥草之間存在生殖隔離B大多數(shù)染色體變異對生物體是不利的C染色體移接屬于染色體數(shù)目變異D這項研究體現(xiàn)了生物多樣性的價值解析小麥和偃麥草是兩個物種，二者之間存在生殖隔離；大多數(shù)染色體變異對生物體是不利的；染色體移接屬于染色體結構變異；題中所述研究體現(xiàn)了生物多樣性的直接價值。答案C13(2012·南京四校聯(lián)考)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(2012·廈門質檢)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。特別提醒：教師配贈習題、課件、視頻、圖片、文檔等各種電子資源見創(chuàng)新設計·高考總復習光盤中內容。