2019-2020年高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第七單元 第24講 從雜交育種到基因工程教案考綱要求1.生物變異在育種上的應(yīng)用()。2.轉(zhuǎn)基因食品的安全()。一、雜交育種與誘變育種1雜交育種(1)含義：將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。(2)育種原理：基因重組。(3)方法：雜交自交選種自交。2誘變育種(1)含義：利用物理因素或化學(xué)因素來處理生物，使生物發(fā)生基因突變。(2)育種原理：基因突變。判一判1太空育種能按人的意愿定向產(chǎn)生優(yōu)良性狀()2雜交育種的范圍只能在有性生殖的植物中()3誘變育種的優(yōu)點(diǎn)之一是需大量處理實(shí)驗(yàn)材料()提示此特點(diǎn)為缺點(diǎn)，不是優(yōu)點(diǎn)。4誘變育種時(shí)突變的個(gè)體中有害個(gè)體多于有利個(gè)體()5雜交育種和誘變育種都能產(chǎn)生前所未有的新基因，創(chuàng)造變異新類型()6雜合子品種的種子只能種一年，需要年年制種()二、基因工程1基因工程的工具包括限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、運(yùn)載體，其中兩種工具酶作用的化學(xué)鍵都是磷酸二酯鍵。2原理：基因重組。3步驟：提取目的基因、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與鑒定。4應(yīng)用：(1)育種，如抗蟲棉；(2)藥物研制，如胰島素等；(3)環(huán)境保護(hù)，如超級(jí)細(xì)菌分解石油。解惑(1)基因工程操作水平分子水平；操作環(huán)境體外。(2)操作工具有三種，但工具酶只有兩種，另一種工具運(yùn)載體的化學(xué)本質(zhì)為DNA。考點(diǎn)一比較幾種遺傳育種1比較下表中的遺傳育種方法原理常用方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)代表實(shí)例雜交育種基因重組雜交操作簡(jiǎn)單，目標(biāo)性強(qiáng)育種年限長(zhǎng)矮稈抗病小麥誘變育種基因突變輻射誘變、激光誘變等提高突變率，加速育種進(jìn)程有利變異少，需大量處理實(shí)驗(yàn)材料高產(chǎn)青霉菌株多倍體育種染色體變異秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗操作簡(jiǎn)單，且能在較短的時(shí)間內(nèi)獲得所需品種所得品種發(fā)育遲緩，結(jié)實(shí)率低；在動(dòng)物中無法開展無子西瓜、八倍體小黑麥單倍體育種染色體變異花藥離體培養(yǎng)后，再用秋水仙素處理明顯縮短育種年限技術(shù)復(fù)雜，需要與雜交育種配合“京花1號(hào)”小麥基因工程育種基因重組將一種生物特定的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物細(xì)胞中能定向改造生物的遺傳性狀有可能引發(fā)生態(tài)危機(jī)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉2分析以下幾種育種方法(1)雜交育種是最簡(jiǎn)捷的方法，而單倍體育種是最快獲得純合子的方法，可縮短育種年限。(2)讓染色體加倍可以用秋水仙素等進(jìn)行處理，也可采用細(xì)胞融合的方法，且此方法能在兩個(gè)不同物種之間進(jìn)行。(3)原核生物不能進(jìn)行減數(shù)分裂，所以不能運(yùn)用雜交的方法進(jìn)行育種，一般采用的方法是誘變育種。易錯(cuò)警示與雜交育種有關(guān)的4點(diǎn)注意(1)雜交育種不一定需要連續(xù)自交。若選育顯性優(yōu)良純種，則需要連續(xù)自交篩選直至性狀不再發(fā)生分離；若選育隱性優(yōu)良純種，則只要在子二代出現(xiàn)該性狀個(gè)體即可。(2)誘變育種與雜交育種相比，前者能產(chǎn)生前所未有的新基因，創(chuàng)造變異新類型；后者不能產(chǎn)生新基因，只是實(shí)現(xiàn)原有基因的重新組合。(3)雜交育種與雜種優(yōu)勢(shì)不同：雜交育種是在雜交后代眾多類型中選擇符合育種目標(biāo)的個(gè)體進(jìn)一步培育，直到獲得穩(wěn)定遺傳的具有優(yōu)良性狀的新品種；雜種優(yōu)勢(shì)主要是利用雜種F1的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳上的穩(wěn)定。(4)雜交種與多倍體的比較：二者都可產(chǎn)生很多優(yōu)良性狀如莖稈粗壯、抗倒伏、產(chǎn)量提高、品質(zhì)改良，但多倍體生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，晚熟；而雜交種可早熟，故根據(jù)成熟期早晚可判定是多倍體還是雜交種。1要將基因型為AaBB的植物，培育出以下基因型的品種：AaBb；AaBBC；AAaaBBBB；aB。則對(duì)應(yīng)的育種方法依次是()A誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、細(xì)胞融合、花藥離體培養(yǎng)B雜交育種、花藥離體培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、多倍體育種C花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、多倍體育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)D多倍體育種、花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)答案A解析用基因型為AaBB的植物要培育出AaBb的品種，可利用物理或化學(xué)方法處理材料，通過基因突變獲得；要獲得AaBBC的品種，由于本物種沒有C基因，所以必須通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)；要獲得AAaaBBBB的品種，可通過細(xì)胞融合；要獲得aB的品種，可利用花藥離體培養(yǎng)。2假設(shè)A、b代表玉米的優(yōu)良基因，這兩種基因是自由組合的?，F(xiàn)有AABB、aabb兩個(gè)品種，為培育出優(yōu)良品種AAbb，可采用的方法如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖回答問題：(1)由品種AABB、aabb經(jīng)過過程培育出新品種的育種方式稱為_，其原理是_。用此育種方式一般從_才能開始選育AAbb個(gè)體，是因?yàn)開。(2)若經(jīng)過過程產(chǎn)生的子代總數(shù)為1 552株，則其中基因型為AAbb的植株在理論上有_株?；蛐蜑锳abb的植株經(jīng)過過程，子代中AAbb與aabb的數(shù)量比是_。(3)過程常采用_技術(shù)得到Ab個(gè)體。與過程的育種方法相比，過程的優(yōu)勢(shì)是_。(4)過程的育種方式是_，與過程比較，過程的明顯優(yōu)勢(shì)是_。答案(1)雜交育種基因重組F2從F2開始出現(xiàn)AAbb個(gè)體(或從F2開始出現(xiàn)性狀分離)(2)9711(3)花藥離體培養(yǎng)能明顯縮短育種年限(4)誘變育種過程產(chǎn)生的變異是定向的(或基因工程育種轉(zhuǎn)入的基因是已知的，用基因工程手段產(chǎn)生的變異是定向的)解析根據(jù)孟德爾自由組合定律，F(xiàn)2中基因型為AAbb的植株占1/16，所以共97株。Aabb自交后代AAbb和aabb的比例為11。過程是單倍體育種，包括了花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍兩個(gè)步驟，可以明顯縮短育種年限。屬于誘變育種。過程與相比，其具有的明顯優(yōu)勢(shì)是能定向地改造生物的遺傳性狀。技法提煉根據(jù)育種目的選擇育種方式1若要培育隱性性狀個(gè)體，可用自交或雜交，只要出現(xiàn)該性狀即可。2有些植物如小麥、水稻等，雜交實(shí)驗(yàn)較難操作，其最簡(jiǎn)便的方法是自交。3若要快速獲得純種，可用單倍體育種方法。4若要提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，可用多倍體育種方法。5若要培育原先沒有的性狀，可用誘變育種。6若培育植物為營(yíng)養(yǎng)繁殖，如土豆、地瓜等，則只要出現(xiàn)所需性狀即可，不需要培育出純種?？键c(diǎn)二基因工程育種根據(jù)下面基因工程操作步驟圖解，填寫相關(guān)內(nèi)容易錯(cuò)警示與基因工程有關(guān)的3點(diǎn)提示(1)限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用部位都是脫氧核苷酸之間形成的磷酸二酯鍵(不是氫鍵)，只是一個(gè)切開，一個(gè)連接。(2)質(zhì)粒是最常用的運(yùn)載體，不要把質(zhì)粒等同于運(yùn)載體，除此之外，噬菌體的衍生物和動(dòng)植物病毒也可作為運(yùn)載體。運(yùn)載體的化學(xué)本質(zhì)為DNA，其基本單位為脫氧核苷酸。(3)要想從DNA上切下某個(gè)基因，應(yīng)切2個(gè)切口，產(chǎn)生4個(gè)黏性末端。3下列有關(guān)基因工程技術(shù)的敘述，正確的是()A重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、DNA連接酶和運(yùn)載體B所有的限制酶都只能識(shí)別同一種特定的核苷酸序列C選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因?yàn)榧?xì)菌繁殖快D只要目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞就能成功實(shí)現(xiàn)表達(dá)答案C解析重組DNA技術(shù)所用的工具有三種，但其中工具酶是限制酶和DNA連接酶，運(yùn)載體不是工具酶；限制酶具有專一性，每種限制酶只能識(shí)別特定的核苷酸序列；目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞不一定就能成功實(shí)現(xiàn)表達(dá)，需要通過檢測(cè)來確定。4通過DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造而得到的動(dòng)物稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。運(yùn)用這一技術(shù)可使羊奶中含有人體蛋白質(zhì)，下圖表示了這一技術(shù)的基本過程，在該過程中所用的基因“剪刀”能識(shí)別的序列和切點(diǎn)是GGATCC，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)從羊染色體中“剪下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是_。人體蛋白質(zhì)基因“插入”后連接在羊體細(xì)胞染色體中時(shí)需要的酶是_。(2)人體蛋白質(zhì)基因之所以能“插入”到羊的染色體內(nèi)，原因是_。(3)將人體蛋白質(zhì)基因?qū)胙蝮w內(nèi)并成功地表達(dá)，使羊產(chǎn)生新的性狀。這種變異屬于_，這里“成功地表達(dá)”的含義是_。(4)你認(rèn)為此類羊產(chǎn)生的奶安全可靠嗎？理由是什么？_。答案(1)限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶(2)人和羊DNA分子的空間結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成相同；有互補(bǔ)的堿基序列(答出其中一點(diǎn)即可)(3)基因重組人體蛋白質(zhì)基因在羊體細(xì)胞內(nèi)控制合成人體蛋白質(zhì)(4)安全，因?yàn)槟康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞后沒有改變，控制合成的人體蛋白質(zhì)成分沒有改變(或不安全，因?yàn)槟康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞后，可能由于羊細(xì)胞中某些成分的影響，使合成的蛋白質(zhì)成分發(fā)生一定的改變)解析本題主要考查基因工程的一般步驟、操作工具、應(yīng)用以及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性等知識(shí)。(1)基因工程的基本操作中用到的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶。(2)不同生物的DNA分子的化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)相同，即都具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。(3)人體蛋白質(zhì)基因?qū)胙蝮w內(nèi)并成功地表達(dá)，使羊產(chǎn)生新的性狀，這是將一種基因?qū)肓硪环N生物，變異類型屬于基因重組，目的基因成功表達(dá)的含義是人體蛋白質(zhì)基因在羊體細(xì)胞內(nèi)通過轉(zhuǎn)錄、翻譯兩個(gè)過程控制合成人體蛋白質(zhì)。(4)為開放性的題目，但要注意回答的理由要與觀點(diǎn)相對(duì)應(yīng)?；蚬こ滩僮鞯臍w納總結(jié)1DNA酶即DNA水解酶，是將DNA水解的酶；DNA聚合酶是在DNA復(fù)制過程中，催化形成新DNA分子的酶，是將單個(gè)游離的脫氧核苷酸加到DNA片段上，需要模板；但DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段的兩個(gè)缺口同時(shí)連接，不需要模板，兩者作用的化學(xué)鍵相同，都是磷酸二酯鍵。2原核生物基因(如抗蟲基因來自蘇云金芽孢桿菌)可為真核生物(如棉花)提供目的基因。3受體細(xì)胞動(dòng)物一般用受精卵，植物若用體細(xì)胞則通過組織培養(yǎng)的方式形成新個(gè)體。4抗蟲棉只能抗蟲，不能抗病毒、細(xì)菌。5第一步和第二步需要限制酶，且要求用同一種，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。6第二步中有兩種工具酶并用到了運(yùn)載體，故是基因工程中最核心的一步。7對(duì)基因操作是否成功不但要在分子水平上鑒定還要在個(gè)體水平上鑒定。8目的基因指要表達(dá)的基因，標(biāo)記基因指運(yùn)載體上且用于鑒定篩選的基因。9目的基因表達(dá)的標(biāo)志：通過轉(zhuǎn)錄、翻譯產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)。序號(hào)錯(cuò)因分析正確答案序號(hào)錯(cuò)因分析正確答案受思維定勢(shì)影響，忽視了題干中“F1獲得F2的方法”自交忽視了“矮稈抗病中”而不是“F2中”2/3不理解矮稈抗病植株的來源答案不完整，要點(diǎn)不全基因突變頻率低且不定向?qū)忣}不清，沒有準(zhǔn)確獲取題干信息秋水仙素(或低溫)誘導(dǎo)染色體加倍忽視了高稈為顯性，誤認(rèn)為矮稈為顯性方法一：將矮稈小麥與高稈小麥雜交，如果子一代為高稈，子二代高稈矮稈31(或出現(xiàn)性狀分離)，則矮稈性狀是基因突變?cè)斐傻?；否則，矮稈性狀是由環(huán)境引起的方法二：將矮稈小麥與高稈小麥種植在相同環(huán)境條件下，如果兩者未出現(xiàn)明顯差異，則矮稈性狀由環(huán)境引起；否則，矮稈性狀是基因突變的結(jié)果該題是“矮稈抗病”中，而且是F1的花藥全部培養(yǎng)得到100%題組一有關(guān)遺傳育種1(xx天津卷，2)芥酸會(huì)降低菜籽油的品質(zhì)。油菜有兩對(duì)獨(dú)立遺傳的等位基因(H和h，G和g)控制菜籽的芥酸含量，下圖是獲得低芥酸油菜新品種(HHGG)的技術(shù)路線。已知油菜單個(gè)花藥由花藥壁(2n)及大量花藥(n)等組分組成，這些組分的細(xì)胞都具有全能性。據(jù)圖分析，下列敘述錯(cuò)誤的是()A、兩過程均需要植物激素來誘導(dǎo)細(xì)胞脫分化B與過程相比，過程可能會(huì)產(chǎn)生二倍體再生植株C圖中三種途徑中，利用花粉培養(yǎng)篩選低芥酸植株(HHGG)的效率最高DF1減數(shù)分裂時(shí)，H基因所在染色體會(huì)與G基因所在染色體發(fā)生聯(lián)會(huì)答案D解析過程均為植物組織培養(yǎng)中的脫分化，均需要利用植物激素來誘導(dǎo)，A項(xiàng)正確。兩親本雜交使H基因和G基因集中到一個(gè)生物個(gè)體中，可通過雜交育種的方法獲得雙顯性性狀個(gè)體，但要獲得HHGG純合子需要H_G_個(gè)體連續(xù)多年自交，育種效率不高；根據(jù)自由組合定律推知：F1產(chǎn)生的花粉有HG、Hg、hG、hg四種，花藥離體培養(yǎng)獲得的再生單倍體植株也是四種，使用秋水仙素處理后可根據(jù)性狀直接篩選獲得純合的HHGG植株，其效率最高；F1花藥離體培養(yǎng)所得的再生植株中，除HG、Hg、hG、hg四種單倍體植株外，還可能有花藥壁細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)獲得的HhGg二倍體植株，因而其育種效率較花粉離體培養(yǎng)低，B、C兩項(xiàng)正確。分析題干得出：H基因和G基因位于兩對(duì)同源染色體上，減數(shù)分裂時(shí)非同源染色體不發(fā)生聯(lián)會(huì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2(xx浙江卷，32)玉米的抗病和不抗病(基因?yàn)锳、a)、高稈和矮稈(基因?yàn)锽、b)是兩對(duì)獨(dú)立遺傳的相對(duì)性狀?，F(xiàn)有不抗病矮稈玉米種子(甲)，研究人員欲培育抗病高稈玉米，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：取適量的甲，用合適劑量的射線照射后種植，在后代中觀察到白化苗4株、抗病矮稈1株(乙)和不抗病高稈1株(丙)。將乙與丙雜交，F(xiàn)1中出現(xiàn)抗病高稈、抗病矮稈、不抗病高稈和不抗病矮稈。選取F1中抗病高稈植株上的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得幼苗，經(jīng)秋水仙素處理后選出純合二倍體的抗病高稈植株(丁)。另一實(shí)驗(yàn)表明，以甲和丁為親本進(jìn)行雜交，子一代均為抗病高稈。請(qǐng)回答：(1)對(duì)上述1株白化苗的研究發(fā)現(xiàn)，控制其葉綠素合成的基因缺失了一段DNA，因此該基因不能正常_，功能喪失，無法合成葉綠素，表明該白化苗的變異具有_的特點(diǎn)，該變異類型屬于_。(2)上述培育抗病高稈玉米的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了_、單倍體育種和雜交育種技術(shù)，其中雜交育種技術(shù)依據(jù)的原理是_?；ㄋ庪x體培養(yǎng)中，可通過誘導(dǎo)愈傷組織分化出芽、根獲得再生植株，也可通過誘導(dǎo)分化成_獲得再生植株。(3)從基因組成看，乙與丙植株雜交的F1中抗病高稈植株能產(chǎn)生_種配子。(4)請(qǐng)用遺傳圖解表示乙與丙植株雜交得到F1的過程。答案(1)表達(dá)有害性基因突變(2)誘變育種基因重組胚狀體(3)4(4)如圖解析(1)DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或替換而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變屬于基因突變。由此可以判斷，控制其葉綠素合成的基因缺失了一段DNA屬于基因突變，突變后的基因不能正常表達(dá)而影響細(xì)胞正常的生理功能。基因突變具有低頻性、不定向性、多害少利性等特點(diǎn)。(2)取適量甲種子，用合適劑量的射線照射，屬于誘變育種的方法；雜交育種的原理為基因重組；單倍體育種常采用花藥離體培養(yǎng)技術(shù)，在該過程中，可通過誘導(dǎo)其脫分化形成愈傷組織，再分化出芽、根獲得再生植株，也可以通過誘導(dǎo)分化成胚狀體獲得再生植株。(3)根據(jù)甲與丁雜交的結(jié)果可判斷抗病對(duì)不抗病為顯性、高稈對(duì)矮稈為顯性。因?yàn)橐覟榭共“?，其基因型為A_bb，丙為不抗病高稈，其基因型為aaB_，再根據(jù)乙與丙雜交的結(jié)果，可判斷乙的基因型為Aabb，丙的基因型為aaBb。乙與丙雜交，F(xiàn)1中抗病高稈的基因型為AaBb，根據(jù)基因自由組合定律可知，它能產(chǎn)生AB、Ab、aB、ab四種數(shù)目相等的配子。(4)根據(jù)乙、丙的基因型，寫出遺傳圖解如下：題組二基因工程3(xx浙江卷，6)將ada(腺苷酸脫氨酶基因)通過質(zhì)粒pET28b導(dǎo)入大腸桿菌并成功表達(dá)腺苷酸脫氨酶。下列敘述錯(cuò)誤的是()A每個(gè)大腸桿菌細(xì)胞至少含一個(gè)重組質(zhì)粒B每個(gè)重組質(zhì)粒至少含一個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)C每個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)至少插入一個(gè)adaD每個(gè)插入的ada至少表達(dá)一個(gè)腺苷酸脫氨酶分子答案C解析大腸桿菌成功表達(dá)出腺苷酸脫氨酶，說明這些大腸桿菌都至少含有一個(gè)重組質(zhì)粒，A項(xiàng)正確；作為載體的條件為至少含有一個(gè)或多個(gè)酶切位點(diǎn)，所以作為載體的質(zhì)粒至少含有一個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)，B項(xiàng)正確；作為基因表達(dá)載體應(yīng)包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因四部分，但并不是每個(gè)酶切位點(diǎn)都至少插入一個(gè)ada，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于這些目的基因成功表達(dá)，所以每個(gè)ada至少表達(dá)一個(gè)腺苷酸脫氨酶分子，D項(xiàng)正確。4(xx江蘇卷，18)下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因植物的敘述，正確的是()A轉(zhuǎn)入到油菜的抗除草劑基因，可能通過花粉傳入環(huán)境中B轉(zhuǎn)抗蟲基因的植物，不會(huì)導(dǎo)致昆蟲群體抗性基因頻率增加C動(dòng)物的生長(zhǎng)激素基因轉(zhuǎn)入植物后不能表達(dá)D如轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界，則不存在安全性問題答案A解析轉(zhuǎn)基因的抗蟲植物在長(zhǎng)期栽培過程中，會(huì)導(dǎo)致以該植物為食物來源的昆蟲的抗性基因頻率增加。動(dòng)物和植物共用一套遺傳密碼，因此轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)的動(dòng)物生長(zhǎng)激素基因也可能進(jìn)行表達(dá)。轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界，也可能存在食品安全、生物安全和環(huán)境安全等安全性問題。題組三與育種有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)5(xx安徽卷，31)如圖所示，科研小組用60Co照射棉花種子，誘變當(dāng)代獲得棕色(纖維顏色)新性狀，誘變代獲得低酚(棉酚含量)新性狀。已知棉花的纖維顏色由一對(duì)基因(A、a)控制，棉酚含量由另一對(duì)基因(B、b)控制，兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳。(1)兩個(gè)新性狀中，棕色是_性狀，低酚是_性狀。(2)誘變當(dāng)代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是_，白色、高酚的棉花植株基因型是_。(3)棕色棉抗蟲能力強(qiáng)，低酚棉產(chǎn)量高。為獲得抗蟲高產(chǎn)棉花新品種，研究人員將誘變代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代種植在一個(gè)單獨(dú)的區(qū)域，從_的區(qū)域中得到純合棕色、高酚植株。請(qǐng)你利用該純合體作為一個(gè)親本，再?gòu)恼T變代中選擇另一個(gè)親本，設(shè)計(jì)一方案，盡快選育出抗蟲高產(chǎn)(棕色、低酚)的純合棉花新品種(用遺傳圖解和必要的文字表示)。答案(1)顯性隱性(2)AaBBaaBb(3)不發(fā)生性狀分離(或全為棕色棉，或沒有出現(xiàn)白色棉)解析(1)因?yàn)檎T變當(dāng)代中的棕色、高酚性狀個(gè)體自交發(fā)生性狀分離，出現(xiàn)白色、高酚性狀，故棕色為顯性性狀，白色為隱性性狀；白色、高酚性狀個(gè)體自交也發(fā)生性狀分離，出現(xiàn)白色、低酚性狀，故高酚為顯性性狀，低酚為隱性性狀。(2)根據(jù)顯隱性關(guān)系以及誘變代的性狀表現(xiàn)，可以推斷誘變當(dāng)代中的棕色、高酚的棉花植株基因型為AaBB，而白色、高酚的棉花植株基因型為aaBb。(3)由題意知，純合棕色、高酚植株的基因型是AABB，需要培育的類型是棕色、低酚植株，其基因型是AAbb，則另一個(gè)親本的基因型是aabb，最快的育種方法是單倍體育種。即由以上兩個(gè)親本雜交得到F1，取F1的花粉進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)得到單倍體幼苗，再用秋水仙素處理單倍體幼苗，從其后代中選出棕色、低酚性狀的植株就是所要選育的新品種。【組題說明】考點(diǎn)題號(hào)錯(cuò)題統(tǒng)計(jì)錯(cuò)因分析育種方式1、2、3、4、5、6、7、8、9基因工程10、11、12育種方案的設(shè)計(jì)13、14、151農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常常需要進(jìn)行作物育種，以保證正常的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。下列有關(guān)作物育種方法的敘述，正確的是()A作物育種中最簡(jiǎn)捷的方法是雜交育種和單倍體育種B只有單倍體育種能明顯縮短育種年限C采用克隆的方法培育作物品種能保持親本的優(yōu)良性狀D體細(xì)胞中染色體組數(shù)為奇數(shù)的作物品種都是經(jīng)花藥培養(yǎng)得來的答案C解析雜交育種時(shí)間長(zhǎng)、工作量大；單倍體育種與雜交育種相比，能明顯縮短育種年限，但不是縮短育種年限的唯一方法；克隆是無性生殖，能保持親本的優(yōu)良性狀；三倍體無子西瓜的體細(xì)胞中染色體組數(shù)為奇數(shù)，但其并不是經(jīng)花藥培養(yǎng)得來的。2小麥高稈(A)對(duì)矮稈(a)為顯性，抗病(B)對(duì)易感病(b)為顯性，如圖表示培育矮稈抗病品種的幾種途徑，下列相關(guān)說法正確的是()A過程的原理是基因突變，最大的優(yōu)點(diǎn)是育種周期短B過程使用的試劑是秋水仙素，在有絲分裂間期發(fā)揮作用C過程為單倍體育種，可明顯縮短育種年限D(zhuǎn)過程產(chǎn)生的子代中純合子所占比例是2/3答案D解析過程為誘變育種，最大的優(yōu)點(diǎn)是變異頻率高，可在較短的時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型；秋水仙素作用于有絲分裂前期；過程結(jié)合起來稱為單倍體育種；過程產(chǎn)生的基因型為aaB_的個(gè)體中含有1/3aaBB和2/3aaBb，自交后代純合子所占的比例為1/312/31/22/3。3下列關(guān)于育種方法的敘述，正確的是()A用雜交的方法進(jìn)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(jìn)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(jìn)行單倍體育種，所育的新品種自交后代中約有1/4為純合子D用基因型為DdTt的植株進(jìn)行多倍體育種，所育的新品種和原品種雜交一定能產(chǎn)生可育后代答案A解析誘變育種的生物學(xué)原理為基因突變，基因突變具有多害少利和不定向的特點(diǎn)，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(cuò)誤。用基因型為DdTt的植株進(jìn)行單倍體育種，產(chǎn)生的新品種全為純合子，其自交后代也全為純合子，故C錯(cuò)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(cuò)誤。4將某種植物的兩個(gè)植株雜交，得到，對(duì)的處理如圖所示。下列分析不正確的是()A由到的育種過程依據(jù)的原理是基因突變B通過植株雜交得到的植株屬于新物種C若的基因型為AaBbdd，則植株中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體占總數(shù)的1/4D由到的過程中會(huì)發(fā)生突變和重組，可為生物進(jìn)化提供原材料答案D解析由到的過程是通過有絲分裂來實(shí)現(xiàn)的，而基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，故D錯(cuò)誤。5下圖中甲、乙表示水稻的兩個(gè)品種，A、a和B、b分別表示位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因，表示培育水稻新品種的過程，下列敘述不正確的是()A過程簡(jiǎn)便，但育種周期長(zhǎng)B和的變異都發(fā)生于有絲分裂間期C過程常用的方法是花藥離體培養(yǎng)D和過程的育種原理不相同答案B解析過程為雜交育種，育種年限比較長(zhǎng)；過程發(fā)生了基因重組，基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過程中，過程需要用秋水仙素處理幼苗，秋水仙素作用于細(xì)胞分裂前期；過程為花藥離體培養(yǎng)；過程的原理為基因突變，過程的原理為基因重組。6在實(shí)驗(yàn)田中偶然出現(xiàn)了一株抗旱、抗鹽的玉米，設(shè)想利用該植株培育能穩(wěn)定遺傳的抗旱、抗鹽水稻品種，用到的育種方法和技術(shù)應(yīng)有()誘變育種單倍體育種轉(zhuǎn)基因技術(shù)組織培養(yǎng)技術(shù)A BC D答案B解析題干中強(qiáng)調(diào)玉米植株中出現(xiàn)了抗性基因，要使水稻植株中含有該抗性基因，必須利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將抗性基因轉(zhuǎn)入后進(jìn)行組織培養(yǎng)，獲得雜合子植株，還需要對(duì)其進(jìn)行單倍體育種才能獲得能穩(wěn)定遺傳的抗性水稻品種。7下列有關(guān)育種的敘述中，錯(cuò)誤的是()A用于大田生產(chǎn)的優(yōu)良品種不一定是純合子B通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育脫毒苗，篩選培育抗病毒新品種C誘變育種可提高突變頻率，加速新基因的產(chǎn)生，從而加速育種進(jìn)程D三倍體無子西瓜需年年制種，可利用植物組織培養(yǎng)快速繁殖答案B解析通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育的脫毒苗沒有病毒，但不一定能抗病毒。8某農(nóng)科所通過如圖所示的兩種育種方法培育成了高品質(zhì)的糯小麥。下列有關(guān)敘述正確的是()Aa、b兩過程應(yīng)用的遺傳學(xué)原理分別是染色體變異和基因重組Bb過程需要通過雜交來提高純合率Ca過程需要使用秋水仙素，其只能作用于萌發(fā)的種子Da過程提高了突變率，從而明顯縮短了育種年限答案A解析a過程屬于單倍體育種，原理為染色體變異；由于通過花藥離體培養(yǎng)只能獲得幼苗，故秋水仙素只能作用于幼苗；單倍體幼苗經(jīng)秋水仙素處理后均為純合子，因而可明顯縮短育種年限。b過程屬于雜交育種，原理為基因重組，由YyRr獲得yyRR需要通過連續(xù)自交提高純合率。9如圖所示某種二倍體農(nóng)作物不同的育種方法，據(jù)圖判斷下列有關(guān)敘述正確的是()A通過途徑培育新品種的過程中，E幼苗和F植株的染色體數(shù)目相同B若A、B兩品種的基因型分別是AABBdd、aabbdd，則D植株中不能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體占總數(shù)的3/4C過程中也可用秋水仙素處理E萌發(fā)的種子來獲得F植株D過程中使用的花藥可以從A、B、C三個(gè)品種植株上采集答案B解析過程為單倍體育種過程，主要包括花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗和用秋水仙素處理幼苗獲得正常植株，因此經(jīng)過過程形成的F植株的染色體數(shù)目是E幼苗的2倍，故A錯(cuò)誤；A、B兩品種的基因型分別是AABBdd、aabbdd，可得C的基因型為AaBbdd，其后代中不能穩(wěn)定遺傳的比例為11/21/213/4，故B正確；E幼苗是由二倍體的花藥發(fā)育成的，是高度不育的，不能形成種子，故C錯(cuò)誤；過程中使用的花藥只能在C植株上采集才能獲得新品種，故D錯(cuò)誤。10下列關(guān)于限制酶和DNA連接酶的理解，正確的是()A其化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)BDNA連接酶可以恢復(fù)DNA分子中的氫鍵C它們不能被反復(fù)使用D在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA連接酶答案A解析限制酶與DNA連接酶的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)；DNA連接酶連接的是兩個(gè)DNA片段間相鄰兩個(gè)脫氧核苷酸間的磷酸二酯鍵；酶在化學(xué)反應(yīng)前后其數(shù)量、性質(zhì)、功能均不發(fā)生改變，因此可以反復(fù)利用；DNA聚合酶是在細(xì)胞內(nèi)DNA分子復(fù)制時(shí)發(fā)揮作用的，不能替代DNA連接酶。11下列關(guān)于基因工程及轉(zhuǎn)基因食品的安全性的敘述，正確的是()A基因工程經(jīng)常以抗生素抗性基因作為目的基因B通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可獲得抗蟲糧食作物，從而增加糧食產(chǎn)量，減少農(nóng)藥使用C通常用一種限制性核酸內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA，用另一種限制性核酸內(nèi)切酶處理運(yùn)載體DNAD若轉(zhuǎn)入甘蔗中的外源基因來源于自然界，則生產(chǎn)出來的甘蔗不存在安全性問題答案B解析基因工程常以抗生素抗性基因作為標(biāo)記基因；在基因工程的實(shí)驗(yàn)操作中一定要注意用同一種限制性核酸內(nèi)切酶來處理含目的基因的DNA和運(yùn)載體DNA，使它們產(chǎn)生相同的黏性末端；若轉(zhuǎn)基因甘蔗中的外源基因來源于自然界，則仍可能存在食品安全、環(huán)境安全等安全性問題。12下圖表示一項(xiàng)重要生物技術(shù)的關(guān)鍵步驟，X是獲得外源基因并能夠表達(dá)的細(xì)胞。下列有關(guān)說法不正確的是()AX是能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞B質(zhì)粒具有多個(gè)標(biāo)記基因和多個(gè)限制酶切點(diǎn)C基因與運(yùn)載體的重組只需要DNA連接酶D該細(xì)菌的性狀被定向改造答案C解析根據(jù)圖示，重組質(zhì)粒導(dǎo)入的是細(xì)菌細(xì)胞，所以X是能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞。質(zhì)粒作為運(yùn)載體需要有多個(gè)限制酶切點(diǎn)以便轉(zhuǎn)運(yùn)多種目的基因，同時(shí)具有標(biāo)記基因以便于檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入到受體細(xì)胞內(nèi)?；蚺c運(yùn)載體的重組需要限制酶和DNA連接酶?；蚬こ痰奶攸c(diǎn)是能夠定向改造生物的遺傳性狀。13已知水稻的高稈(A)對(duì)矮稈(a)為顯性，抗病(B)對(duì)感病(b)為顯性，有芒(D)對(duì)無芒(d)為顯性，三對(duì)相對(duì)性狀獨(dú)立遺傳。請(qǐng)回答下列問題。(1)現(xiàn)有三個(gè)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(shí)間內(nèi)獲得矮稈抗病無芒純系新品種，請(qǐng)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(shè)計(jì)了育種方案，如圖所示。根據(jù)預(yù)期，F(xiàn)1植株所結(jié)種子分株保存，播種后長(zhǎng)出的植株應(yīng)既有高稈，又有矮稈。但研究人員發(fā)現(xiàn)有一株植株所結(jié)的種子播種后長(zhǎng)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(rèn)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(shí)，一個(gè)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(jié)種子的表現(xiàn)情況來進(jìn)行判斷。如果所結(jié)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(jié)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(shí)，一個(gè)高稈基因發(fā)生了基因突變。答案(1)第一步：選擇和雜交得到F1第二步：取F1的花藥進(jìn)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(gè)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(jié)種子全為有芒，則可推測(cè)是母本去雄不徹底；若父本減數(shù)分裂形成花粉時(shí)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。14下圖為水稻的幾種不同育種方法示意圖，據(jù)圖回答下列問題：(1)B過程常用的方法是_，用到秋水仙素的過程有_(用圖中字母表示)。(2)打破物種界限的育種方法是_(用圖中的字母表示)，該方法所運(yùn)用的原理是_。(3)假設(shè)你想培育一個(gè)穩(wěn)定遺傳的水稻品種，它的性狀都是由隱性基因控制的，最簡(jiǎn)單的育種方法是_；如果都是由顯性基因控制的，為縮短育種時(shí)間常采用的方法是_(用圖中的字母表示)。(4)現(xiàn)有三個(gè)水稻品種，的基因型為aaBBDD，的基因型為AAbbDD，的基因型為AABBdd，三對(duì)等位基因分別位于三對(duì)同源染色體上?，F(xiàn)運(yùn)用雜交育種方法，利用以上三個(gè)品種獲得基因型為aabbdd的植株：_(用文字簡(jiǎn)要描述獲得過程即可)。答案(1)花藥離體培養(yǎng)C、F(2)E基因重組(3)ADABC(4)與雜交得到雜交一代，雜交一代與雜交得到雜交二代，雜交二代自交，得到基因型為aabbdd的種子，該種子可長(zhǎng)成基因型為aabbdd的植株解析圖中A過程代表雜交，D過程代表自交，B過程代表花藥離體培養(yǎng)，C和F過程代表用秋水仙素處理使染色體加倍，E過程代表基因工程，其中基因工程可以在任何生物之間進(jìn)行，該技術(shù)的原理為基因重組。如果選育的性狀都是隱性性狀，最簡(jiǎn)單的方法是雜交育種，即AD過程，因?yàn)楸憩F(xiàn)出隱性性狀的個(gè)體為純合子，可穩(wěn)定遺傳；如果選育的性狀都是顯性性狀，雜交育種年限比較長(zhǎng)，可明顯縮短育種年限的育種方法是單倍體育種，即ABC過程。(4)中三個(gè)水稻品種的基因型均為“雙顯一隱”的組合方式，要利用雜交育種方法培育基因型為aabbdd的品種，可選擇任意兩個(gè)品種作親本雜交得到雜交一代，然后雜交一代與剩下的一個(gè)品種雜交得到雜交二代，雜交二代自交即可得到基因型為aabbdd的種子，由基因型為aabbdd的種子長(zhǎng)成的植株即為符合要求的植株。15回答下列有關(guān)遺傳和變異以及育種的問題。(1)設(shè)小麥的高產(chǎn)與低產(chǎn)受一對(duì)等位基因控制，基因型為AA的小麥為高產(chǎn)，基因型為Aa的小麥為中產(chǎn)，基因型為aa的小麥為低產(chǎn)。抗銹病與不抗銹病受另一對(duì)等位基因(用B、b表示)控制，只要有一個(gè)B基因，小麥就表現(xiàn)為抗病。這兩對(duì)等位基因的遺傳遵循自由組合定律。現(xiàn)有高產(chǎn)不抗銹病與低產(chǎn)抗銹病兩個(gè)純種品系雜交產(chǎn)生F1，F(xiàn)1自交得F2。F2的表現(xiàn)型有_種，其中高產(chǎn)抗銹病個(gè)體的基因型為_，占F2的比例為_。選出F2的高產(chǎn)抗銹病個(gè)體之后，對(duì)高產(chǎn)性狀_(填“需要”或“不需要”)繼續(xù)選育，原因是_。(2)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上使用的玉米都是雜交種，雜交玉米的性狀不能穩(wěn)定遺傳，因此農(nóng)民每年都需要購(gòu)買玉米雜交種?，F(xiàn)有長(zhǎng)果穗(A)白粒(b)和短果穗(a)黃粒(B)的兩個(gè)玉米雜合品種，為了達(dá)到長(zhǎng)期培育長(zhǎng)果穗黃粒(AaBb)玉米雜交種的目的(即每年都可培育出AaBb的種子)，請(qǐng)你用單倍體育種及其他相關(guān)育種方法，設(shè)計(jì)育種方案。單倍體育種依據(jù)的原理是_。原始親本的基因型是_。為保證每年都能得到AaBb的種子，則每年必須留下的純合子的基因型為_。寫出你的育種方案(用遺傳圖解表示，并要求給出適當(dāng)?shù)奈淖终f明)。答案(1)6AABB、AABb3/16不需要表現(xiàn)為高產(chǎn)性狀的個(gè)體都為AA，可以穩(wěn)定遺傳(2)染色體變異Aabb、aaBbaaBB、AAbb如圖解析(1)純種的高產(chǎn)不抗銹病(AAbb)與低產(chǎn)抗銹病(aaBB)雜交產(chǎn)生F1(AaBb)，F(xiàn)1自交得F2，其中AaAa的后代有3種表現(xiàn)型，BbBb的后代有2種表現(xiàn)型，故F2的表現(xiàn)型有326(種)。在F2中AABB占1/16，AABb占2/16，因此高產(chǎn)抗銹病個(gè)體在F2中占3/16。(2)單倍體育種常用的方法為花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素誘導(dǎo)，依據(jù)的原理為染色體變異。由題干中“現(xiàn)有長(zhǎng)果穗(A)白粒(b)和短果穗(a)黃粒(B)的兩個(gè)玉米雜合品種”可知，原始親本的基因型是Aabb、aaBb。