2019-2020年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第3單元第3講 從雜交育種到基因工程.doc

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2019-2020年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第3單元第3講 從雜交育種到基因工程 1．科學(xué)家將豌豆染色體片段導(dǎo)入玉米細(xì)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(guān)敘述正確的是 (　　) A．新品種玉米的培育原理是染色體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的變異；導(dǎo)入的染色體片段上有多個(gè)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(huì)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　A 2．各種育種方法或技術(shù)都有其優(yōu)劣之處，下列相關(guān)敘述不正確的是 (　　) A．傳統(tǒng)的育種方法周期長(zhǎng)，可選擇的范圍有限 B．通過(guò)人工誘變，人們有目的地選育新品種，能避免育種的盲目性 C．雜交育種難以克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，過(guò)程繁雜緩慢，效率低 D．基因工程可以實(shí)現(xiàn)基因在不同物種之間的轉(zhuǎn)移，人們可以定向選育新品種 解析　雜交育種的缺點(diǎn)：育種周期長(zhǎng)，可選擇的范圍有限；誘變育種的原理是基因突變，突變是不定向的，避免不了盲目性；雜交育種必須選擇同種生物進(jìn)行雜交，不能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙?；蚬こ炭稍诓煌锓N之間進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移，定向地改造生物的某些性狀。 答案　B 3．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 (　　) ①誘變育種?、趩伪扼w育種　③轉(zhuǎn)基因技術(shù)?、芙M織培養(yǎng)技術(shù) A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ 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)獲得的植株為雜合子，需要對(duì)其進(jìn)行單倍體育種才能獲得穩(wěn)定遺傳的抗性水稻品種。 答案　B 4．通過(guò)下列育種方法產(chǎn)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(xì)胞雜交育種 C．雜交育種 D．轉(zhuǎn)基因育種 解析　單倍體育種過(guò)程中用秋水仙素處理幼苗，后代的染色體數(shù)沒(méi)有發(fā)生變化；植物體細(xì)胞雜交產(chǎn)生的后代的染色體數(shù)是兩種植物體細(xì)胞的染色體數(shù)之和。 答案　B 5．如圖為DNA分子的某一片段，其中①②③分別表示某種酶的作用部位，則相應(yīng)的酶依次是 (　　) A．DNA連接酶、限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶 B．限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶、DNA連接酶 C．解旋酶、限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶 D．限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、解旋酶 答案　C 6．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) B．DNA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 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)堿基間的磷酸二酯鍵；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。 答案　A 7．如圖表示某種農(nóng)作物品種①和②培育出⑥的幾種方法，有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (　　) A．培育品種⑥的最簡(jiǎn)捷途徑是Ⅰ→V B．通過(guò)Ⅱ→Ⅳ過(guò)程最不容易到達(dá)目的 C．通過(guò)Ⅲ→Ⅵ過(guò)程的原理是染色體變異 D．過(guò)程Ⅵ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(guò)雜交育種獲得符合要求的新品種是最簡(jiǎn)便的方法，A正確；由①―→④屬于基因突變，由于突變率很低，故通過(guò)Ⅱ―→Ⅳ過(guò)程不易達(dá)到目的，B正確；Ⅲ―→Ⅵ過(guò)程是單倍體育種過(guò)程，其原理是染色體變異，C正確；過(guò)程Ⅵ是通過(guò)花粉的離體培養(yǎng)獲得單倍體，不存在種子，D錯(cuò)誤。 答案　D 8．無(wú)子西瓜的培育過(guò)程如下列簡(jiǎn)圖所示： 根據(jù)上述圖解，結(jié)合你所學(xué)過(guò)的生物學(xué)知識(shí)，下列敘述中正確的是 (　　) A．①過(guò)程只能用秋水仙素處理，它的作用主要是抑制細(xì)胞有絲分裂前期紡錘體的形成 B．由三倍體種子發(fā)育成無(wú)子西瓜，與中心體有密切的關(guān)系 C．四倍體西瓜與二倍體西瓜不存在生殖隔離，它們屬于同一物種 D．四倍體植株所結(jié)的西瓜，果皮細(xì)胞內(nèi)含有4個(gè)染色體組 解析　除秋水仙素外，還可低溫誘導(dǎo)染色體加倍；西瓜屬于高等植物，無(wú)中心體；四倍體和二倍體雜交不能產(chǎn)生可育后代，存在生殖隔離；果皮、種皮的染色體組成和植株相同。 答案　D 9．現(xiàn)有甲、乙兩種植株（均為二倍體純種），其中甲種植株的光合作用能力高于乙種植株，但乙種植株很適宜在鹽堿地種植。要利用甲、乙兩種植株各自的優(yōu)勢(shì)，培育出高產(chǎn)、耐鹽的植株，有多種生物技術(shù)手段可以利用。下列所采用的技術(shù)手段中不可行的是 （　　） A．利用植物細(xì)胞融合技術(shù)，可獲得滿足要求的四倍體雜種目的植株 B．將乙種植株耐鹽基因?qū)爰追N植株的受精卵中，可培育出目的植株 C．兩種植株雜交后，得到的F1取其花粉，進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)獲得目的植株 D．誘導(dǎo)兩種植株的花粉融合并培育成幼苗，幼苗用秋水仙素處理，可培育出目的植株 解析　甲、乙為不同物種，不同物種間存在生殖隔離，不能雜交或雜交產(chǎn)生的后代不育，所以C項(xiàng)不可行。A、D兩項(xiàng)均利用了植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。體細(xì)胞雜交技術(shù)可以克服植物體遠(yuǎn)源雜交不親和障礙，因此是可行的。B項(xiàng)是利用的基因工程技術(shù)，基因工程技術(shù)就是人為地讓目的基因在宿主細(xì)胞中表達(dá)，因此也是可行的。 答案　C 10．下列品種的培育與育種原理相符的是 （　?。? A．無(wú)子西瓜的培育——染色體數(shù)目變異 B．高產(chǎn)青霉菌株的培育——基因重組 C．用花粉（Ab）培養(yǎng)成幼苗，再用秋水仙素處理獲得純種植株（AAbb）——基因突變 D．培育能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌——染色體結(jié)構(gòu)變異 解析　A項(xiàng)的育種方式屬于多倍體育種，原理是染色體數(shù)目變異。B項(xiàng)的育種方式屬于誘變育種，原理是基因突變。C項(xiàng)的育種方式是單倍體育種，原理是染色體數(shù)目變異。D項(xiàng)的育種方式是基因工程育種，原理是基因重組。 答案　A 11．通過(guò)DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造的動(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)，下圖表示這一技術(shù)的基本過(guò)程，在該工程中所用的基因“剪刀”能識(shí)別的序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，請(qǐng)回答下面的問(wèn)題。 (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)胞染色體中需要的酶是________。 (2)請(qǐng)畫(huà)出質(zhì)粒被切割形成黏性末端的過(guò)程圖。 －G↓GATC C—―→ (3)人體蛋白質(zhì)基因之所以能連接到羊的染色體DNA中，原因是_____________，人體蛋白質(zhì)基因?qū)胙蚣?xì)胞時(shí)常用的工具是________。 (4)此過(guò)程中目的基因的檢測(cè)與表達(dá)中的表達(dá)是指________________。 (5)你認(rèn)為此類羊產(chǎn)的奶安全可靠嗎？理由是什么？ _______________________________。 解析　本題的第(1)問(wèn)比較簡(jiǎn)單，難點(diǎn)是第(2)問(wèn)，首先要按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，由已知的一條鏈完成質(zhì)粒雙鏈上的堿基序列，再根據(jù)切點(diǎn)寫(xiě)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(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)。目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞需要先與運(yùn)載體結(jié)合，最常用的運(yùn)載體是質(zhì)粒，也可以用動(dòng)物病毒。(4)基因的表達(dá)是指基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)控制生物的性狀，即通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。(5)為開(kāi)放性的問(wèn)題，但要注意回答的理由要與觀點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。 答案　(1)限制性核酸內(nèi)切酶　DNA連接酶 (2) (3)具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(有互補(bǔ)的堿基序列)　細(xì)菌質(zhì)?；騽?dòng)物病毒　(4)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)　(5)安全。因目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，控制合成的人奶蛋白質(zhì)成分沒(méi)有改變(或不安全，因目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，可能由于羊細(xì)胞中某些成分的影響，合成的蛋白質(zhì)成分可能發(fā)生一定的改變) 12．葉銹病對(duì)小麥危害很大，傘花山羊草的染色體上攜帶抗體基因能抗葉銹病。傘花山羊草不能和普通小麥進(jìn)行雜交，只能與其親緣關(guān)系相近的二粒小麥雜交。這三種植物的染色體組成如下表所示： 植物種類 傘花山羊草 二粒小麥 普通小麥 染色體組成 2x＝14，CC 4x＝28，AABB 6x＝42，AABBDD 注：x表示染色體組，每個(gè)字母表示一個(gè)(含有7條染色體的)染色體組 為了將傘花山羊草攜帶的抗葉銹病基因轉(zhuǎn)入小麥，研究人員做了如圖所示的操作。 (1)雜種P由于_________________________________________________， 不能正常產(chǎn)生生殖細(xì)胞，因而高度不育。用秋水仙素處理，使________，形成異源多倍體。 (2)雜種Q的染色體組成可表示為_(kāi)___________，在其減數(shù)分裂過(guò)程中有________個(gè)染色體組的染色體因無(wú)法配對(duì)而隨機(jī)地趨向某一極，這樣形成的配子中，有的配子除了含有ABD組全部染色體以外，還可能含有________。當(dāng)這樣的配子與普通小麥的配子融合后，能夠產(chǎn)生多種類型的后代，選擇其中具有抗性的后代——雜種R，必然含有攜帶抗葉銹病基因的染色體。 (3)研究人員采用射線照射雜種R的花粉，目的使攜帶抗葉銹病基因的染色體片段能________到小麥的染色體上。經(jīng)照射誘變的花粉再授粉到經(jīng)過(guò)________處理的普通小麥花上，選擇抗葉銹病的子代普通小麥，經(jīng)________可獲得穩(wěn)定遺傳的抗葉銹病普通小麥。 Ⅱ.小麥品種是純合子，生產(chǎn)上用種子繁殖，現(xiàn)要選育矮稈(aa)、抗病(BB)的小麥新品種；馬鈴薯品種是雜合子(有一對(duì)基因雜合即可稱為雜合子)，生產(chǎn)上通常用塊莖繁殖，現(xiàn)要選育黃肉(Yy)、抗病(Rr)的馬鈴薯新品種。請(qǐng)分別設(shè)計(jì)小麥品種間雜交育種程序，以及馬鈴薯品種間雜交育種程序。要求用遺傳圖解表示并加以簡(jiǎn)要說(shuō)明。(寫(xiě)出包括親本在內(nèi)的前三代即可) 解析?、?(1)傘花山羊草和二粒小麥雜交，子代P染色體組成為ABC，因無(wú)同源染色體而不能產(chǎn)生可育配子。用秋水仙素處理可使其染色體加倍(六個(gè)染色體組)而形成多倍體。(2)異源多倍體與普通小麥配子的染色體組分別為：ABC和ABD，故雜種Q染色體組成為AABBCD，在其減數(shù)分裂過(guò)程中，因C、D兩個(gè)染色體組不能正常聯(lián)會(huì)配對(duì)而隨機(jī)移向細(xì)胞的某極。(3)因雜交得到的抗銹病普通小麥只攜帶一個(gè)抗病基因，故需要通過(guò)多代自交獲得純合子。 Ⅱ.(1)小麥雜交：將基因型為AABB的個(gè)體與基因型為aabb的個(gè)體作為親本雜交，得F1(基因型為AaBb的小麥)，再讓F1自交，在F2中選矮稈抗病(aaB_)植株再自交(因?yàn)槠渲邪薬aBB、aaBb兩種基因型)，淘汰雜合子，得到基因型為aaBB的純合子。(2)馬鈴薯雜交：由于現(xiàn)有的雜合品種有四種，即基因型分別為YYRr、YyRR、yyRr、Yyrr的個(gè)體，我們只能選擇其中的yyRr和Yyrr個(gè)體作為親本雜交，得到的后代中有四種表現(xiàn)型：黃肉抗病(YyRr)、黃肉不抗病(Yyrr)、白肉抗病(yyRr)、白肉不抗病(yyrr)，可以根據(jù)其表現(xiàn)型黃肉抗病確定其基因型為YyRr，再利用塊莖來(lái)繁殖下一代即得到所要求的品種。如果選擇其他基因型的個(gè)體雜交，如選YYRrYyRR或YyRRyyRr，雜交后代中表現(xiàn)為黃肉抗病的個(gè)體不止一種基因型，難以確定哪一種符合要求。 答案　Ⅰ.(1)減數(shù)分裂時(shí)沒(méi)有同源染色體，不能聯(lián)會(huì)　染色體加倍 (2)6x＝42，AABBCD　2　(幾條)C組染色體 (3)易位(或移接)　去雄(及套袋)　多代自交(或連續(xù)自交) Ⅱ.如圖所示。 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(wú)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(wèn)題。 (1)現(xiàn)有三個(gè)純系水稻品種：①矮稈感病有芒，②高稈感病有芒，③高稈抗病無(wú)芒。要在最短時(shí)間內(nèi)獲得矮稈抗病無(wú)芒純系新品種，請(qǐng)寫(xiě)出育種過(guò)程。 第一步：____________________________________。 第二步：_____________________________。 第三步：___________________________。 (2)為獲得矮稈無(wú)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(guò)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(guò)分析F2矮稈植株上所結(jié)種子的表現(xiàn)情況來(lái)進(jìn)行判斷。 P純合矮稈有芒(♀)純合高稈無(wú)芒() F1植株 , F1植株上所結(jié)的種子分株保存 ,播種 觀察F1各植株所結(jié)種子長(zhǎng)出的植株性狀 ①如果所結(jié)種子的表現(xiàn)型為_(kāi)_______，則原因是母本去雄不徹底，發(fā)生了自交。 ②如果所結(jié)種子的表現(xiàn)型為_(kāi)_______，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。 解析　(1)根據(jù)育種要求，需通過(guò)雜交將矮稈、抗病、無(wú)芒基因集中在同一生物體中，因此選擇①和③雜交，F(xiàn)1的基因型為AaBbDd，然后通過(guò)單倍體育種方法獲得純合矮稈抗病無(wú)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F1，①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；②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(wú)芒。 答案　(1)第一步：選擇①和③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(wú)芒的純系新品種 (2)①全為有芒?、谟忻⒑蜔o(wú)芒 14．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(wú)斑紋性狀分別由Ⅱ號(hào)染色體上的A和a基因控制。雄蠶由于吐絲多，絲的質(zhì)量好，更受蠶農(nóng)青睞，但在幼蠶階段，雌雄不易區(qū)分。于是，科學(xué)家采用如圖所示的方法培育出了“限性斑紋雌蠶”來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。請(qǐng)回答下面的問(wèn)題。 (1)家蠶的一個(gè)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_(kāi)_______。 (3)在生產(chǎn)中，可利用限性斑紋雌蠶和無(wú)斑紋雄蠶培育出可根據(jù)體色辨別幼蠶性別的后代。請(qǐng)用遺傳圖解和適當(dāng)?shù)奈淖?，描述選育雄蠶的過(guò)程。 解析　(1)二倍體家蠶體細(xì)胞中有56條染色體，其生殖細(xì)胞中有28條染色體，則其一個(gè)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(jié)構(gòu)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(wú)斑紋雄蠶雜交，其后代中無(wú)斑紋的都是雄蠶，有斑紋的都是雌蠶。 答案　(1)28　(2)染色體結(jié)構(gòu)變異　雜交育種　aaZWA (3)如圖 文字說(shuō)明：后代中有斑紋的均為雌蠶，應(yīng)淘汰；無(wú)斑紋的為雄蠶，應(yīng)保留。