生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用A組基礎(chǔ)過關(guān)1.下列有關(guān)生物育種的敘述中,錯誤的是()A.雜交育種除了能選育新品種外,還能獲得雜種表現(xiàn)的優(yōu)勢B.利用六倍體植物的花粉離體培養(yǎng),獲得的植株為三倍體C.用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗能誘導(dǎo)染色體加倍D.基因工程育種能定向改變生物的性狀,但不能定向引起基因突變答案B雜交育種除了可以選育新品種外,還可以獲得雜種表現(xiàn)的優(yōu)勢,A正確;利用六倍體植物的花粉離體培養(yǎng),獲得的植株是含有三個染色體組的單倍體,B錯誤;在育種過程中用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗,可以誘導(dǎo)植物細(xì)胞內(nèi)的染色體加倍,C正確;基因工程的原理是基因重組,其能定向改造生物的遺傳性狀,但由于基因突變具有不定向性,其不能定向引起基因突變,D正確。2.研究人員用抗病黃果肉番茄與易感病紅果肉番茄為親本,通過雜交、選擇、純合化等手段培育出能穩(wěn)定遺傳的抗病紅果肉優(yōu)良品種。這種育種方法為()A.單倍體育種B.雜交育種C.多倍體育種D.誘變育種答案B由題意可知通過雜交、選擇和純合化等手段最終培育出了能穩(wěn)定遺傳的所需品種,這屬于雜交育種,B正確。單倍體育種需要先用花藥離體培養(yǎng)法,然后再用秋水仙素處理使染色體數(shù)目加倍,A錯誤。多倍體育種用低溫或秋水仙素進(jìn)行處理,C錯誤。誘變育種利用物理因素、化學(xué)因素引起基因突變或染色體畸變從而得到新性狀,D錯誤。3.野生獼猴桃是一種多年生富含維生素C的二倍體(2n=58)小野果。如圖是某科研小組以大量的野生獼猴桃種子(aa)為實驗材料培育抗蟲獼猴桃無籽新品種的過程,以下分析正確的是()A.該培育過程中不可使用花藥離體培養(yǎng)B.過程必須使用秋水仙素C.圖中AAA個體的親本不是同一物種D.過程得到的個體是四倍體答案C據(jù)圖可知,aa變?yōu)锳a,發(fā)生了基因突變,因此對應(yīng)的育種方式為誘變育種;Aa變成AAaa,表明染色體數(shù)目加倍,對應(yīng)的育種方式是多倍體育種;過程是將另一種生物的基因B導(dǎo)入基因型為AAA的個體中,屬于基因工程育種。圖中過程可使用花藥離體培養(yǎng)技術(shù)和用秋水仙素處理的方法,A錯誤。過程也可以利用低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍,B錯誤。過程產(chǎn)生的三倍體(AAA)高度不育,說明兩親本具有生殖隔離,是不同的物種,C正確。過程屬于基因工程育種,實質(zhì)是基因重組,染色體組數(shù)保持不變,D錯誤。4.下列有關(guān)育種的敘述正確的是()A.誘變育種可以定向地改變生物的性狀B.通過雜交育種所獲得的新品種均需要從F3開始選取C.多倍體育種中,用低溫處理與用秋水仙素誘導(dǎo)的作用機(jī)理相似D.獲得轉(zhuǎn)基因動物可以用受精卵或體細(xì)胞作為受體細(xì)胞答案C誘變育種的原理主要是基因突變,基因突變具有多方向性,A錯誤;雜交育種一般從F2開始選種,因為從F2開始發(fā)生性狀分離,故B錯誤;用低溫處理和用秋水仙素處理植物都能抑制有絲分裂過程中紡錘體的形成,故C正確;由于動物體細(xì)胞的全能性受到限制,所以只能用受精卵作為受體細(xì)胞,D錯誤。5.下列有關(guān)基因工程的敘述正確的是()A.大腸桿菌質(zhì)粒上具有控制質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移的基因B.基因工程的基本原理是讓目的基因在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定存在和高效復(fù)制C.用氯化鈣處理植物細(xì)胞,可增加細(xì)胞壁的通透性D.將乙肝抗原導(dǎo)入酵母菌可以獲得能生產(chǎn)乙肝疫苗的工程菌答案A基因工程的基本原理是讓目的基因在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定存在和高效表達(dá);用氯化鈣處理大腸桿菌細(xì)胞,可增加細(xì)胞壁的通透性;將乙肝抗原基因?qū)虢湍妇梢垣@得能生產(chǎn)乙肝疫苗的工程菌。6.用純合的二倍體水稻品種高稈抗銹病(DDTT)和矮稈不抗銹病(ddtt)進(jìn)行育種時,一種方法是雜交得到F1,F1再自交得到F2;另一種方法是用F1的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng),再用秋水仙素處理幼苗得到相應(yīng)植株。下列敘述正確的是()A.用前一種方法所得的F2中重組類型、純合子各占5/8、1/4B.用后一種方法所得的相應(yīng)植株中可用于生產(chǎn)的類型比例為2/3C.前一種方法的原理是基因重組,實質(zhì)是非同源染色體自由組合D.后一種方法的原理是染色體畸變,是由染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變引起的答案C用前一種方法所得的F2中重組類型、純合子各占3/8、1/4,A錯誤;用后一種方法所得的相應(yīng)植株都是純合子,但只有基因型為ddTT的個體可用于生產(chǎn),所占比例為1/4,B錯誤;前一種方法是雜交育種,原理是基因重組,實質(zhì)是非同源染色體自由組合,C正確;后一種方法是單倍體育種,原理是染色體數(shù)目變異。7.(2018北京理綜,30,17分)水稻是我國最重要的糧食作物。稻瘟病是由稻瘟病菌(Mp)侵染水稻引起的病害,嚴(yán)重危害我國糧食生產(chǎn)安全。與使用農(nóng)藥相比,抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和經(jīng)濟(jì)的措施。(1)水稻對Mp表現(xiàn)出的抗病與感病為一對相對。為判斷某抗病水稻是否為純合子,可通過觀察自交子代來確定。(2)現(xiàn)有甲(R1R1r2r2r3r3)、乙(r1r1R2R2r3r3)、丙(r1r1r2r2R3R3)三個水稻抗病品種,抗病(R)對感病(r)為顯性,三對抗病基因位于不同染色體上。根據(jù)基因的DNA序列設(shè)計特異性引物,用PCR方法可將樣本中的R1、r1、R2、r2、R3、r3區(qū)分開。這種方法可用于抗病品種選育中基因型的鑒定。甲品種與感病品種雜交后,對F2不同植株的R1、r1進(jìn)行PCR擴(kuò)增。已知R1比r1片段短。從擴(kuò)增結(jié)果(下圖)推測可抗病的植株有。為了在較短時間內(nèi)將甲、乙、丙三個品種中的抗病基因整合,選育新的純合抗病植株,下列育種步驟的正確排序是。a.甲乙,得到F1b.用PCR方法選出R1R1R2R2R3R3植株c.R1r1R2r2r3r3植株丙,得到不同基因型的子代d.用PCR方法選出R1r1R2r2R3r3植株,然后自交得到不同基因型的子代(3)研究發(fā)現(xiàn),水稻的抗病表現(xiàn)不僅需要自身抗病基因(R1、R2、R3等)編碼的蛋白,也需要Mp基因(A1、A2、A3等)編碼的蛋白。只有R蛋白與相應(yīng)的A蛋白結(jié)合,抗病反應(yīng)才能被激活。若基因型為R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻,被基因型為a1a1A2A2a3a3的Mp侵染,推測這兩種水稻的抗病性表現(xiàn)依次為。(4)研究人員每年用Mp(A1A1a2a2a3a3)人工接種水稻品種甲(R1R1r2r2r3r3),幾年后甲品種喪失了抗病性,檢測水稻的基因未發(fā)現(xiàn)變異。推測甲品種抗病性喪失的原因是。(5)水稻種植區(qū)的Mp是由不同基因型組成的群體。大面積連續(xù)種植某個含單一抗病基因的水稻品種,將會引起Mp種群,使該品種抗病性逐漸減弱直至喪失,無法在生產(chǎn)中繼續(xù)使用。(6)根據(jù)本題所述水稻與Mp的關(guān)系,為避免水稻品種抗病性喪失過快,請從種植和育種兩個方面給出建議 。答案(1)性狀性狀是否分離(2)1和3a、c、d、b(3)感病、抗病(4)Mp的A1基因發(fā)生了突變(5)(A類)基因(型)頻率改變(6)將含有不同抗病基因的品種輪換/間隔種植;將多個不同抗病基因通過雜交整合到一個品種中解析(1)水稻的抗病與感病為一對相對性狀。為判斷某抗病水稻是否為純合體,可讓其自交。若自交后代出現(xiàn)性狀分離,則該水稻為雜合子;若自交后代沒出現(xiàn)性狀分離,則該水稻為純合子。(2)由于基因R1比r1片段短,可判斷植株1、3中含有R1,故植株1、3抗病。為培育R1R1R2R2R3R3植株,可先將甲乙雜交,獲得F1(R1r1R2r2r3r3),然后將F1與丙雜交,從二者后代中用PCR方法選出R1r1R2r2R3r3植株,再將R1r1R2r2R3r3自交獲得不同基因型的子代,用PCR方法從中選出R1R1R2R2R3R3植株即可。(3)只有R蛋白與相應(yīng)A蛋白結(jié)合后,水稻的抗病反應(yīng)才能被激活,基因型為a1a1A2A2a3a3的Mp可產(chǎn)生A2蛋白,故被該Mp侵染時,R1R1r2r2R3R3水稻表現(xiàn)為不抗病,r1r1R2R2R3R3水稻表現(xiàn)為抗病。(4)每年用基因型為A1A1a2a2a3a3的Mp人工接種水稻品種甲R1R1r2r2r3r3,兩者只要有一者發(fā)生突變,水稻品種就可能失去抗性,若檢測水稻基因未發(fā)現(xiàn)變異,那說明很可能是Mp的A1基因發(fā)生了突變。(5)由于自然選擇,大面積連續(xù)種植單一抗病基因水稻品種,會引起Mp種群基因頻率的改變,使水稻品種的抗病性逐漸減弱直至喪失。(6)為避免水稻品種的抗病性喪失過快,我們可以將不同水稻品種間隔種植,或?qū)⒍鄠€不同抗病基因通過雜交整合到一個品種中。B組能力提升1.誘變育種、雜交育種、單倍體育種、多倍體育種都是傳統(tǒng)的育種技術(shù),轉(zhuǎn)基因技術(shù)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的新技術(shù)。下列敘述錯誤的是() A.雜交育種和單倍體育種過程中通常都涉及基因重組原理B.采用上述技術(shù)的目的是獲得具有所需性狀的品種C.上述技術(shù)中,僅多倍體育種會育出與原物種生殖隔離的個體D.與傳統(tǒng)育種比較,轉(zhuǎn)基因的優(yōu)勢是能使物種出現(xiàn)新基因和性狀答案D雜交育種和單倍體育種過程中通常都涉及基因重組原理,A正確;采用題述技術(shù)的目的是獲得具有所需性狀的品種,B正確;一般而言,題述技術(shù)中,僅多倍體育種會育出與原物種生殖隔離的個體,C正確;與傳統(tǒng)育種比較,轉(zhuǎn)基因的優(yōu)勢是能使物種出現(xiàn)新基因型和性狀組合類型,D錯誤。2.下列有關(guān)生物變異和育種的敘述,正確的是()A.單倍體育種的目的是獲得莖稈粗壯、營養(yǎng)豐富的植株B.雜交育種可將優(yōu)良性狀從一個物種轉(zhuǎn)移到另一個物種C.誘變育種能定向改變生物的性狀,獲得人們所需的品種D.秋水仙素在單倍體育種和多倍體育種過程中的作用相同答案D一般來講,單倍體育種的目的是獲得能夠穩(wěn)定遺傳的純合子,A錯誤;雜交育種是將兩個或多個品種的優(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,B錯誤;誘變育種的原理是基因突變和染色體畸變,而基因突變和染色體畸變具有不定向性,C錯誤;秋水仙素在單倍體育種和多倍體育種過程中的作用相同,都是抑制紡錘體的形成,D正確。3.現(xiàn)有基因型ttrr與TTRR的水稻品種,通過不同的育種方法可以培育出不同的類型。下列敘述正確的是()A.單倍體育種可獲得TTrr,其育種原理主要是基因突變B.將ttrr人工誘變可獲得ttRr,其等位基因的產(chǎn)生來源于基因重組C.雜交育種可獲得TTrr,其變異發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期D.多倍體育種獲得的TTttRRrr,其染色體數(shù)目加倍可發(fā)生在有絲分裂的后期答案D親本ttrr與TTRR雜交產(chǎn)生F1,將F1的花藥離體培養(yǎng)成單倍體幼苗再用秋水仙素處理,從中可篩選出TTrr的植株,此過程為單倍體育種,育種原理是染色體畸變,A錯誤;將ttrr人工誘變可獲得ttRr屬于誘變育種,其等位基因的來源是基因突變,B錯誤;雜交育種可獲得TTrr,其原理是減數(shù)第一次分裂中的基因重組,C錯誤;多倍體育種獲得TTttRRrr的原理是染色體數(shù)目變異,其染色體數(shù)目加倍可發(fā)生在有絲分裂的后期,D正確。4.下列有關(guān)三倍體無籽西瓜的敘述正確的是()A.三倍體無籽西瓜是用生長素處理單倍體西瓜幼苗獲得的B.三倍體無籽西瓜因其不存在同源染色體而無法產(chǎn)生種子C.秋水仙素可以促進(jìn)三倍體無籽西瓜果實的發(fā)育D.利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可獲得大量三倍體無籽西瓜幼苗答案D三倍體無籽西瓜是用四倍體植株作母本,用二倍體植株作父本,進(jìn)行雜交,得到的種子種下去是三倍體植株,再用二倍體西瓜的花粉刺激三倍體植株的雌蕊獲得的,A錯誤;三倍體無籽西瓜因同源染色體有3條,聯(lián)會時出現(xiàn)紊亂,不能產(chǎn)生正常的配子而無法產(chǎn)生種子,B錯誤;秋水仙素處理可使細(xì)胞中染色體數(shù)加倍,生長素能促進(jìn)三倍體無籽西瓜果實的發(fā)育,C錯誤;利用植物組織培育技術(shù)培養(yǎng)三倍體無籽西瓜的細(xì)胞,可獲得大量幼苗,D正確。5.如圖是利用某植物(基因型為AaBb)產(chǎn)生的花粉進(jìn)行單倍體育種的示意圖,據(jù)圖判斷下列敘述錯誤的是()花粉植株A植株BA.通過過程得到的植株A即可用于推廣種植B.過程中有細(xì)胞的分裂、分化現(xiàn)象C.通過過程得到的植株B基因型為AABB的可能性為1/4D.過程通常使用的試劑是秋水仙素,作用時期為有絲分裂前期答案A通過過程花藥離體培養(yǎng)得到的植株A屬于單倍體植株,高度不育,不適合推廣種植,A錯誤;花藥離體培養(yǎng)涉及細(xì)胞的分裂、分化,B正確;基因型為AaBb的該植株產(chǎn)生的花粉有AB、Ab、aB、ab四種類型,通過秋水仙素誘導(dǎo)加倍得到AABB植株的可能性為1/4,C正確;過程通常使用秋水仙素處理,作用時期為有絲分裂前期,作用是抑制紡錘體的形成,D正確。6.(2017江蘇單科,27,8分)研究人員在柑橘中發(fā)現(xiàn)一棵具有明顯早熟特性的變異株,決定以此為基礎(chǔ)培育早熟柑橘新品種。請回答下列問題:(1)要判斷該變異株的育種價值,首先要確定它的物質(zhì)是否發(fā)生了變化。(2)在選擇育種方法時,需要判斷該變異株的變異類型。如果變異株是個別基因的突變體,則可采用育種方法,使早熟基因逐漸,培育成新品種1。為了加快這一進(jìn)程,還可以采集變異株的進(jìn)行處理,獲得高度純合的后代,選育成新品種2,這種方法稱為育種。(3)如果該早熟植株屬于染色體組變異株,可以推測該變異株減數(shù)分裂中染色體有多種聯(lián)會方式,由此造成不規(guī)則的,產(chǎn)生染色體數(shù)目不等、生活力很低的,因而得不到足量的種子。即使得到少量后代,早熟性狀也很難穩(wěn)定遺傳。這種情況下,可考慮選擇育種方法,其不足之處是需要不斷制備,成本較高。(4)新品種1與新品種3均具有早熟性狀,但其他性狀有差異,這是因為新品種1選育過程中基因發(fā)生了多次,產(chǎn)生的多種基因型中只有一部分在選育過程中保留下來。答案 (1)遺傳(2)純合花藥單倍體(3)染色體分離配子組培苗(4)重組解析本題考查育種的相關(guān)知識。(1)要判斷該變異株是否可用于育種,首先必須明確該變異是否為遺傳物質(zhì)改變引起的。(2)育種方法1為雜交育種,含有早熟基因的雜合子經(jīng)過不斷自交和選育,含有早熟基因的純合子比例逐漸增大。采用花藥離體培養(yǎng)獲得的是單倍體植株,再經(jīng)過人工誘導(dǎo)使染色體數(shù)目加倍的育種方法稱為單倍體育種。(3)如果該變異植株為染色體組變異株,在減數(shù)分裂過程中染色體有多種聯(lián)會方式,造成不規(guī)則的染色體分離,產(chǎn)生染色體數(shù)目不等、生活力很低的配子,因此種子數(shù)量減少。采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)育種,需要不斷制備組培苗。(4)新品種1是采用雜交育種方法獲得的,選育過程中基因發(fā)生多次重組,后代中有多種基因型,只有符合要求的部分在選育過程中被保留下來。7.某自花且閉花授粉植物,抗病性和莖的高度是獨立遺傳的性狀?？共『透胁∮苫騌和r控制,抗病為顯性;莖的高度由兩對獨立遺傳的基因(D、d,E、e)控制,同時含有D和E表現(xiàn)為矮莖,只含有D或E表現(xiàn)為中莖,其他表現(xiàn)為高莖?，F(xiàn)有感病矮莖和抗病高莖兩品種的純合種子,欲培育純合的抗病矮莖品種。請回答:(1)自然狀態(tài)下該植物一般都是合子。(2)若采用誘變育種,在射線處理時,需要處理大量種子,其原因是基因突變具有和有害性這三個特點。(3)若采用雜交育種,可通過將上述兩個親本雜交,在F2等分離世代中抗病矮莖個體,再經(jīng)連續(xù)自交等手段,最后得到穩(wěn)定遺傳的抗病矮莖品種。據(jù)此推測,一般情況下,控制性狀的基因數(shù)越多,其育種過程所需的。若只考慮莖的高度,親本雜交所得的F1在自然狀態(tài)下繁殖,則理論上F2的表現(xiàn)型及其比例為 。(4)若采用單倍體育種,該過程涉及的原理有。請用遺傳圖解表示其過程(說明:選育結(jié)果只需寫出所選育品種的基因型、表現(xiàn)型及其比例)。答案(1)純(2)多方向性、稀有性(3)選擇純合化年限越長高莖中莖矮莖=169(4)基因重組和染色體畸變解析本題主要考查學(xué)生對自由組合定律知識的掌握和靈活運(yùn)用能力。(1)由題干信息“某自花且閉花授粉植物”可推知自然狀態(tài)下該植物一般都是純合子。(2)誘變育種時需要處理大量種子的主要原因在于基因突變具有多方向性、稀有性(低頻性)和有害性。(3)因為育種目的是培育抗病矮莖品種,所以可在F2等分離世代中選擇抗病矮莖個體,經(jīng)過連續(xù)自交等純合化育種手段,最后得到穩(wěn)定遺傳的抗病矮莖品種。一般情況下,雜交育種需要連續(xù)自交選育,因此控制性狀的基因數(shù)越多,使每對基因都達(dá)到純合的自交代數(shù)越多,所需的年限越長。莖的高度由兩對獨立遺傳的基因控制,同時含有D和E表現(xiàn)為矮莖,只含有D或E表現(xiàn)為中莖,其他表現(xiàn)為高莖,若只考慮莖的高度,親本基因型為DDEE和ddee,F1自交得到的F2中,D_E_(D_ee+ddE_)ddee=961。(4)遺傳圖解見答案。