2018年秋高中生物 第六章 從雜交育種到基因工程 第1節(jié) 雜交育種與誘變育種練習 新人教版必修2.doc

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第1節(jié) 雜交育種與誘變育種 1．我國科學家袁隆平多年來一直堅持的水稻育種方法是(　　) A．單倍體育種　　　　 B．多倍體育種 C．雜交育種 D．誘變育種 答案：C 2．下列各項措施中，能夠產(chǎn)生新基因的是(　　) A．高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥雜交 B．用秋水仙素處理二倍體西瓜得到四倍體 C．用花藥離體培養(yǎng)小麥植株 D．用X射線處理獲得青霉素高產(chǎn)菌株 答案：D 3．現(xiàn)有兩種玉米，一種玉米黃色顆粒飽滿，一種玉米紫色顆粒較小，要想獲取紫色顆粒飽滿的玉米，比較簡單有效的方法是 (　　) A．單倍體育種 B．雜交育種 C．誘變育種 D．多倍體育種 答案：B 4．基因型AaBb的玉米，將其花藥(花粉)離體培養(yǎng)獲得若干幼苗。這些幼苗基因型為aaBB的概率為(　　) A．0 B．1/16 C．1/9 D．1/4 解析：基因型為AaBb的玉米植株的花粉(基因型有AB、aB、Ab、ab)經(jīng)離體培養(yǎng)得到單倍體幼苗，基因型為AB、aB、Ab、ab，人工誘導染色體加倍后得到的植株的基因型為AABB、aaBB、AAbb、aabb，由此可見，用其花粉培養(yǎng)成幼苗，所得幼苗都是單倍體，其中基因型為aaBB的比例為0。 答案：A 5．某農(nóng)科所通過如圖所示的育種過程培育成了高品質(zhì)的糯小麥。下列有關敘述正確的是(　　) A．a(chǎn)過程中運用的遺傳學原理是基因重組 B．b過程能提高突變率，從而明顯縮短了育種年限 C．a(chǎn)過程需要使用秋水仙素，作用于萌發(fā)的種子 D．b過程需要通過自交來提高純合率 答案：D 6．下圖表示番茄植株(HhRr)作為實驗材料培育新品種的途徑。請據(jù)圖分析回答： (1)通過途徑2、3獲得幼苗的過程都應用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)依據(jù)的生物學原理是______________________________ ________。 (2)要盡快獲得穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種應采用途徑_____________，該過程中秋水仙素的作用機理是________________ _____________________________________________________。 (3)品種A與途徑3中幼苗基因型相同的概率為______，品種C的基因型是________。 (4)途徑4依據(jù)的原理是__________，此途徑與雜交育種相比，最突出的特點是________________。 解析：分析題圖可知，途徑1是雜交育種，途徑2是單倍體育種，途徑3是多倍體育種，途徑4是誘變育種。(1)單倍體育種和多倍體育種都應用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)依據(jù)的生物學原理是植物細胞的全能性。(2)單倍體育種能明顯縮短育種年限，該過程中秋水仙素的作用機理是抑制細胞分裂時紡錘體的形成。(3)品種A與途徑3中幼苗基因型相同的概率為1/4；葉肉細胞經(jīng)組織培養(yǎng)得到的幼苗基因型為HhRr，經(jīng)秋水仙素作用后得到的品種C的基因型是HHhhRRrr。(4)途徑4依據(jù)的原理是基因突變，與雜交育種相比，最突出的特點是能夠產(chǎn)生新基因。 答案：(1)植物細胞的全能性 (2)2　抑制細胞分裂時紡錘體的形成 (3)1/4　HHhhRRrr (4)基因突變　能夠產(chǎn)生新基因 A級　基礎鞏固 1．下列不屬于誘變育種的是 (　　) A．用一定劑量的γ射線處理，引起變異而獲得新性狀 B．用X射線照射處理，得到高產(chǎn)青霉素菌株 C．用亞硝酸處理，得到植物的新類型 D．人工種植的馬鈴薯塊莖逐年變小 答案：D 2．甲地區(qū)的油菜，籽大抗性差；乙地區(qū)的油菜，籽小抗性強。要提高兩地的油菜品種質(zhì)量，通常采用的繁殖技術(shù)是(　　) A．雜交育種　　 B．誘變育種 C．多倍體育種 D．單倍體育種 答案：A 3．下列優(yōu)良品種與遺傳學原理相對應的是(　　) A．三倍體無子西瓜——染色體變異 B．射線誘變出青霉素高產(chǎn)菌株——基因重組 C．高產(chǎn)抗病小麥品種——基因突變 D．花藥離體培養(yǎng)得到的矮稈抗病玉米——基因重組 答案：A 4．家兔的黑色對白色為顯性，短毛對長毛為顯性。這兩對基因分別位于一對同源染色體上。下列關于利用黑色短毛純種兔和白色長毛純種兔培育出黑色長毛純種兔的做法，錯誤的是(　　) A．黑色短毛純種兔白色長毛純種兔，得F1 B．選取健壯的F1個體自交，得F2 C．從F2中選取健壯的黑色長毛兔與白色長毛兔測交 D．根據(jù)測交結(jié)果，選取F2中穩(wěn)定遺傳的黑色長毛雌、雄兔 答案：B 5．豌豆從播種到收獲為1年時間，純種高莖豌豆與純種矮莖豌豆雜交得F1種子，F(xiàn)1自交產(chǎn)生的F2中高莖和矮莖的比例為3∶1。純種黃色圓粒豌豆與純種綠色皺粒豌豆雜交得F1，F(xiàn)1自交得F2中各種表現(xiàn)型的比例為9∶3∶3∶1。上述實驗分別需要在第幾年才能得出結(jié)果(　　) A．3年、2年 B．2年、2年 C．3年、3年 D．2年、3年 解析：豌豆植株的高度表現(xiàn)在當代植株上，第一年將純種高莖豌豆與純種矮莖豌豆雜交得F1種子，第二年將F1種子播種，F(xiàn)1植株自交產(chǎn)生的F2種子，第三年F2種子播種后長出F2植株，表現(xiàn)為高莖和矮莖的比例為3∶1。豌豆籽粒的性狀表現(xiàn)是在上一代植株上，第一年將純種黃色圓粒豌豆與純種綠色皺粒豌豆雜交得黃色圓粒種子即F1，第二年將F1自交得到種子播種即是F2的四種表現(xiàn)型且比例為9∶3∶3∶1。 答案：A 6．如圖表示利用某二倍體農(nóng)作物①、②兩個品種培育④、⑤、⑥三個新品種的過程，Ⅰ—Ⅴ表示育種過程，兩對基因獨立遺傳，分析回答： (1)由圖中Ⅰ→Ⅱ獲得④稱為________育種，其育種原理是________，其中過程Ⅰ是________，過程Ⅱ是________。 (2)由圖中Ⅰ→Ⅲ→Ⅳ獲得④過程稱為________育種，其育種原理是________，其中Ⅲ表示________技術(shù)。該育種方法的優(yōu)點是__________________________________________________________。 (3)由圖中Ⅰ→Ⅱ獲得④時，AAbb所占比例為________，由圖中Ⅰ→Ⅲ→Ⅳ獲得④時，AAbb所占比例為______。 (4)圖中Ⅳ、Ⅴ過程常用的方法是________。 (5)品種⑥為________倍體，它接受④花粉后結(jié)________(有、無)子果實。 (6)你認為成功率最高且工作量最小的培育品種④的途徑是________(用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等及→表示)。 解析：(1)由圖中Ⅰ→Ⅱ獲得④稱為雜交育種，其育種原理是基因重組。其中過程Ⅰ是雜交，過程Ⅱ是自交。 (2)由圖中Ⅰ→Ⅲ→Ⅳ獲得④過程稱為單倍體育種，其育種原理是染色體變異，其中Ⅲ表示花藥離體培養(yǎng)。由于獲得的單倍體經(jīng)秋水仙素處理后都是純合體，自交后代不發(fā)生性狀分離，所以該育種方法優(yōu)點是明顯縮短育種年限。(3)由圖中Ⅰ→Ⅱ獲得④時，AAbb所占比例為1/41/4＝1/16，由圖中Ⅰ→Ⅲ→Ⅳ獲得④時，因為③AaBb能夠產(chǎn)生4種配子：AB、Ab、aB、ab，每種各占1/4，花藥離體培養(yǎng)得到單倍體幼苗，再用秋水仙素處理，得到正常純合體，其中AAbb所占比例為1/4。(4)圖中Ⅳ、Ⅴ過程常用的是秋水仙素處理萌發(fā)的幼苗(單倍體通常沒種子)。(5)品種⑥的細胞中含4個染色體組，為四倍體。而品種④的細胞中含2個染色體組，為二倍體，所以④和⑥雜交后代為三倍體。故⑥接受④花粉后結(jié)有子果實。(6)培育品種⑥成功率最高且工作量最小的方法是單倍體育種(Ⅰ→Ⅲ→Ⅳ)。 答案：(1)雜交　基因重組　雜交　自交　(2)單倍體　染色體變異　花藥離體培養(yǎng)　明顯縮短育種年限　(3)1/16　1/4　(4)用秋水仙素處理萌發(fā)的幼苗　(5)四　有　(6)Ⅰ→Ⅲ→Ⅳ B級　能力訓練 7．下列關于雜交育種與誘變育種的敘述，正確的是(　　) A．誘變育種是通過改變原有基因結(jié)構(gòu)而導致新品種出現(xiàn)的方法 B．雜交育種的原理是基因重組，基因重組發(fā)生在受精作用過程中 C．誘變育種一定能較快選育出新的優(yōu)良品種 D．玉米單株自交后代中出現(xiàn)一定比例的白化苗是基因突變的結(jié)果 解析：誘變育種的原理是基因突變，該育種方法是通過改變原有基因的結(jié)構(gòu)而導致新品種出現(xiàn)的方法，A正確；雜交育種的原理是基因重組，基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，B錯誤；誘變育種的原理是基因突變，基因突變具有多害少利性和盲目性，因此該方法不一定能較快選育出新的優(yōu)良品種，C錯誤；玉米單株自交后代中出現(xiàn)一定比例的白化苗是基因分離的結(jié)果，若只出現(xiàn)個別白化苗，則可能是基因突變的結(jié)果，D錯誤。 答案：A 8．現(xiàn)有基因型aabb與AABB的水稻品種，通過不同的育種方法可以培育出不同的類型，下列有關敘述不正確的是(　　) A．雜交育種可獲得AAbb，其變異發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期 B．單倍體育種可獲得AAbb，變異的原理有基因重組和染色體變異 C．將aabb人工誘變可獲得aaBb，其等位基因的產(chǎn)生來源于基因突變 D．多倍體育種獲得的AAaaBBbb，其染色體數(shù)目加倍發(fā)生在有絲分裂后期 解析：雜交育種可獲得AAbb的原理是基因重組，其變異發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的前期或后期。 答案：A 9．下列關于動植物選種的操作，錯誤的是(　　) A．植物雜交育種獲得F1后，可以采用不斷自交選育新品種 B．哺乳動物雜交育種獲得F2后，可采用測交鑒別選出純合個體 C．植物雜交育種獲得F2后，可通過測交檢驗選出新品種 D．如果用植物的營養(yǎng)器官進行繁殖，則只要后代出現(xiàn)所需性狀即可留種 解析：雜交育種得到F1，F(xiàn)1自交產(chǎn)生的F2中會出現(xiàn)新的性狀且含雜合子，所以可以采用不斷自交選育新品種，A項正確；F2出現(xiàn)所需的各種性狀后，對于動物可再采用測交鑒別選出F2中的純合個體，B項正確；自花傳粉植物雜交育種得到的F2出現(xiàn)性狀分離，選擇所需的性狀連續(xù)自交，直到不發(fā)生性狀分離，即所需的品種，異花傳粉的植物雜交育種得到的F2，選擇所需的性狀與隱性性狀個體測交，鑒別出純合個體，即所需的品種，C項錯誤；無性繁殖的后代不發(fā)生性狀分離，因此用植物的營養(yǎng)器官來繁殖的植物，雜交后代出現(xiàn)所需性狀后即可留種，D項正確。 答案：C 10．下列有關育種的敘述，錯誤的是(　　) A．利用花藥離體培養(yǎng)技術(shù)可獲得單倍體植株 B．雜交育種能將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起 C．三倍體無子西瓜的細胞中無同源染色體，不能進行正常的減數(shù)分裂 D．誘變育種可以提高突變率，在較短時間內(nèi)獲得更多的變異類型 解析：花藥中含有花粉，是植物的配子，通過花藥離體培養(yǎng)可獲得單倍體植株，A正確；雜交育種可以將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一個個體上，產(chǎn)生不同于親本的重組性狀，B正確；三倍體無子西瓜的細胞中含有三個染色體組，有同源染色體，但在減數(shù)分裂過程中聯(lián)會紊亂，不能進行正常的減數(shù)分裂，C錯誤；誘變育種可以提高突變率，縮短育種周期，能大幅度改良某些生物性狀，所以在較短時間內(nèi)可獲得更多的變異類型，D正確。 答案：C 11．放射性同位素60Co產(chǎn)生的γ射線作用于DNA，能夠誘發(fā)生物產(chǎn)生基因突變。某科技小組將10 000枚正在萌發(fā)的原本開紅花的某植物(只能通過種子繁殖)種子，用60Co處理后種植于大田，觀察植物性狀的變化，發(fā)現(xiàn)有50株突變植株，其中開白花的1株，開藍花的2株，其余47株在生長過程中逐漸死亡。假如，其中的紅花基因及突變基因決定的蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列如下，請據(jù)此回答問題： 紅花基因　精氨酸　苯丙氨酸　亮氨酸　蘇氨酸　脯氨酸 白花基因　精氨酸　亮氨酸　亮氨酸　蘇氨酸　脯氨酸 藍花基因　精氨酸　苯丙氨酸　蘇氨酸　酪氨酸　丙氨酸 (1)用60Co的γ射線輻射植物種子的目的是________。 (2)用60Co的γ射線輻射原本開紅花的植物種子，誘導產(chǎn)生了開白花、藍花的植株等，說明基因突變具有________性。50株突變植株中，47株逐漸死亡，說明基因突變具有________的特性。 (3)育種時用60Co的γ射線輻射正在萌發(fā)的種子，而不用60Co的γ射線輻射休眠的種子的原因是________________________________ ______________________________________________________。 (4)假如在用60Co的γ射線輻射正在萌發(fā)的種子的過程中，同時也誘導控制細胞色素C合成的基因發(fā)生了如白花、藍花基因的突變形式，其中對植物影響較大的突變形式是如________的突變。假如誘變產(chǎn)生的藍花植株自交，其后代中又出現(xiàn)了紅花植株，這說明藍花突變是________突變。 解析：(1)自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是非常低的，在誘變育種時，人為施加一些誘變因素如60Co產(chǎn)生的γ射線等，目的是提高變異頻率。(2)經(jīng)過誘變育種，產(chǎn)生白花、藍花等性狀，說明基因突變具有不定向性。50株突變植株，47株逐漸死亡，說明基因突變具有一般有害的特性。(3)基因突變發(fā)生在DNA復制過程中。休眠種子中所有細胞都處于休眠狀態(tài)，而萌發(fā)的種子中細胞分裂旺盛，易發(fā)生基因突變。(4)由題意知，白花基因的產(chǎn)生是由于堿基對的替換，而藍花基因的產(chǎn)生是由于堿基對的缺失或增添，因此，藍花基因的突變形式對生物的影響較大。藍花植株自交，后代中產(chǎn)生了紅花植株，說明藍花性狀是顯性性狀。 答案：(1)提高變異頻率　(2)不定向　一般有害　(3)萌發(fā)的種子中細胞分裂旺盛，DNA復制旺盛，易發(fā)生基因突變　(4)藍花基因　顯性 12．現(xiàn)有三個番茄品種，A品種的基因型為AABBdd，B品種的基因型為AAbbDD, C品種的基因型為aaBBDD。三對等位基因分別位于三對同源染色體上，并且分別控制葉形、花色和果形三對相對性狀。請回答： (1)如何運用雜交育種方法利用以上三個品種獲得基因型為aabbdd的植株？(用遺傳圖解和文字簡要描述獲得過程即可______ _______________________________________________________ (2)如果從播種到獲得種子需要一年，獲得基因型為aabbdd的植株最少需要________年？ (3)如果要縮短獲得aabbdd植株的時間，可采用什么方法？________(只寫出方法的名稱即可)。 解析：(1)根據(jù)基因的自由組合定律，把基因型為AABBdd的A品種，基因型為AAbbDD的B品種進行雜交，并將得到的雜交一代與基因型為aaBBDD的C品種雜交，得到雜交二代。再將雜交子二代自交，就可以得到基因型為aabbdd的種子，該種子可以長成基因型為aabbdd 的植株。 (2)第一年：A品種和B品種雜交，得到雜合植株：AaBbDD；第二年：雜合植株和C品種雜交，得到AABBDd、AaBBDd、AABbDd、AaBbDd；第三年，第二年收獲的種子形成的植株自交，得到含aabbdd的種子；第四年：第三年收獲的種子形成植株。 (3)縮短獲得aabbdd植株的時間的最好辦法是利用單倍體育種技術(shù)，因為通過單倍體育種得到的是純合體，自交后代不發(fā)生性狀分離。 答案：(1) (2)4年　(3)單倍體育種技術(shù) C級　拓展提升 13．某育種學家在農(nóng)田中發(fā)現(xiàn)一株大穗不抗病的小麥(控制麥穗大與小的基因分別用D、d表示，控制不抗病與抗病的基因分別用T、t表示)自花傳粉后獲得160粒種子，這些種子發(fā)育成的小麥中有30株為大穗抗病，有x(x≠0)株為小穗抗病，其余都不抗病。 分析回答下列問題： (1)30株大穗抗病小麥的基因型為________________，其中從理論上推測能穩(wěn)定遺傳的約為________株。 (2)上述育種方法是________。利用該株大穗不抗病小麥選育能穩(wěn)定遺傳的大穗抗病小麥經(jīng)常采用的育種方法是________，其具體步驟是： ①____________________________________________________。 ②____________________________________________________。 ③___________________________________________________。 (3)采用________________方法可以鑒定出抗病植株。 (4)在另一塊高稈C顯性純合子小麥田中，發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥。請設計實驗方案探究該矮稈性狀出現(xiàn)的可能原因(簡要寫出所用方法、結(jié)果和結(jié)論)。 解析：(1)根據(jù)題意，大穗不抗病的植株自花傳粉后得到的后代有大穗抗病、小穗抗病和不抗病等植株，可以推知其基因型為DdTt。其子代中的大穗抗病的基因型為DDtt或Ddtt。在D_tt中，能穩(wěn)定遺傳的個體占1/3，約有10株。(2)單倍體育種中，先要采集花藥進行離體培養(yǎng)，形成單倍體幼苗，然后用一定濃度的秋水仙素溶液處理幼苗使其染色體數(shù)目加倍，待加倍后的植株成熟后，選大穗抗病的個體即可。(3)要想鑒定抗病植株，可以采用病原體侵染的方法。(4)基因突變導致的變異是可以遺傳的，而環(huán)境引起的不可遺傳，由此設計雜交方案或在相同環(huán)境條件下比較其表現(xiàn)型。 答案：(1)DDtt或Ddtt　10　(2)雜交育種　單倍體育種?、俨杉撝晷←湹幕ㄋ?或花粉)進行離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗?、谟靡欢舛鹊那锼伤厝芤禾幚碛酌缡蛊淙旧w數(shù)目加倍?、圻x出大穗抗病個體　(3)病原體侵染　(4)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＝3∶1(或出現(xiàn)性狀分離)，則矮稈性狀是基因突變造成的；否則，矮稈性狀是由環(huán)境引起的?；?qū)捫←溑c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。