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课时提升作业(二十六)
从杂交育种到基因工程
(45分钟 100分)
一、选择题(包括12个小题，每个小题5分，共60分)
1.要把两个不同物种的优良性状集中在一起，应接受的育种方法是 ( )
A.杂交育种 B.单倍体育种
C.诱变育种 D.基因工程育种
2.(2022·廊坊模拟)实施基因工程的最终目的是 ( )
A.定向提取生物体的DNA分子
B.定向地对DNA分子进行人工剪切
C.在生物体外对DNA分子进行改造
D.定向地改造生物的遗传性状
3.(2022·桂林模拟)以六倍体小麦为母本，二倍体玉米为父本进行杂交，杂种合子在最初几次细胞分裂中玉米染色体被排解，最终形成只具有小麦染色体的幼胚，经培育获得植株M。下列相关叙述不正确的是 ( )
A.培育获得的M为不同于双亲的新物种
B.该方法应用于育种可显著缩短育种年限
C.植株M是单倍体，具有高度不育的特性
D.该方法能解决花药培育不易产生愈伤组织的问题
4.(2022·秦皇岛模拟)人类B型血友病属于伴X染色体隐性遗传病，由于血液中缺少凝血因子Ⅸ导致凝血特殊。下列关于对患者进行基因治疗的设计，正确的是 ( )
A.逆转录病毒的核酸可直接用作运载体
B.需将凝血因子Ⅸ和运载体连接起来
C.必需把目的基因插入X染色体
D.需选择患者自身细胞作为受体细胞
5.(2022·广州模拟)下列关于生物学中常见育种方法的叙述错误的是 ( )
A.在杂交育种中，一般从F2开头选种，由于从F2开头发生性状分别
B.在单倍体育种中，常先筛选F1的花粉再进行花药离体培育
C.在多倍体育种中，用秋水仙素处理的目的是使染色体加倍
D.在诱变育种中，常选用萌发的种子或幼苗作为处理材料
6.(2022·金华模拟)科学家在某种农杆菌中找到了抗枯萎病的基因，并以质粒为运载体，接受转基因方法培育出了抗枯萎病的金花茶新品种。下列有关叙述正确的是 ( )
A.质粒是最常用的运载体之一，质粒的存在与否对受体细胞的生存有打算性作用
B.为了保证金花茶植株抗枯萎病，只能以受精卵细胞作为基因工程的受体细胞
C.抗枯萎病基因进入金花茶细胞后，其传递和表达不再遵循中心法则
D.通过该方法获得的抗枯萎病金花茶，将来产生的花粉中不愿定含有抗病基因
7.(2022·湛江模拟)基因工程是将目的基因通过确定过程转入受体细胞，经过受体细胞的分裂，使目的基因的遗传信息扩大，再进行表达，从而培育成工程生物或生产基因产品的技术。你认为支持基因工程技术的理论有 ( )
①遗传密码的通用性
②不同基因可独立表达
③不同基因表达相互影响
④DNA作为遗传物质能够严格地自我复制
A.①②④ B.②③④ C.①③ D.①④
8.(2022·宜昌模拟)要用基因型为AaBB的植物培育出以下基因型的品种：①AaBb，②AaBBC，③AAaaBBBB，④aB。则对应的育种方法依次是 ( )
A.诱变育种、转基因技术、细胞融合、花药离体培育
B.杂交育种、花药离体培育、转基因技术、多倍体育种
C.花药离体培育、诱变育种、多倍体育种、转基因技术
D.多倍体育种、花药离体培育、诱变育种、转基因技术
9.(力气挑战题)下图中的①②③表示培育番茄新品种的三种育种方法。下列有关说法不正确的是 ( )
A.方法①和③的育种原理都是基因重组，但接受方法③的变异是定向的
B.方法②诱导单倍体的过程中，细胞全能性的表达与植物激素亲热相关
C.方法③可将抗病基因直接导入叶肉细胞，使其与细胞中的DNA分子整合
D.上述三种育种方法都没有培育出新物种
10.(2022·张家界模拟)豌豆是一年生植物，高茎对矮茎为显性，绿色豆荚对黄色豆荚为显性。用纯合矮茎绿色豆荚豌豆和纯合高茎黄色豆荚豌豆培育出矮茎黄色豆荚豌豆植株，用杂交育种和单倍体育种，分别需要的时间是 ( )
A.3、2 B.2、2 C.3、3 D.2、1
11.农科所通过如下育种过程培育出了高品质的糯小麦，相关叙述正确的是
( )
A.该育种过程中运用的遗传学原理是基因突变
B.要获得yyRR，b过程需要进行连续自交来提高纯合率
C.a、c过程都需要使用秋水仙素，都作用于萌发的种子
D.a过程能提高突变率，明显缩短育种年限
12.(2022·西安模拟)多倍体鱼类较正常鱼个体大、生长快、抗逆性强。下面是接受低温存秋水仙素处理，利用二倍体鱼培育多倍体鱼的示意图。下列选项正确的是 ( )
A.由a、b分别受精后发育成的①和②所含染色体组数目相同
B.育种过程中可发生3种可遗传的变异
C.秋水仙素阻挡着丝点分裂导致染色体加倍
D.①中雌雄个体杂交产生的后代基因型可能不同
二、非选择题(包括3个小题，共40分)
13.(14分)一般小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，把握两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。试验小组利用不同的方法进行了如下三组试验：
请分析回答：
(1)A组由F1获得F2的方法是 ，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占
_ ________________________ 。
(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是 类。
(3)A、B、C三种方法中，最不简洁获得矮秆抗病小麦品种的是 组，缘由是 _____________________________________________________________。
(4)通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病小麦新品种最常用的方法是 _____________
_________________________________________________________________。
获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占 _____________。
(5)在一块高秆(纯合子)小麦田中，发觉了一株矮秆小麦。请设计试验方案探究该矮秆性状毁灭的可能缘由(简要写出所用方法、结果和结论)。
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
14.(12分)(2022·南京模拟)通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列是—GGATCC—，切点在GG之间。请回答下面的问题。
(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是 ，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中需要的酶是 ___。
(2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。
(3)人体蛋白质基因之所以能连接到羊的染色体DNA中，缘由是 ___________，
人体蛋白质基因导入羊体细胞时常用的工具是 _____。
(4)此过程中目的基因的检测与表达中的表达是指
。
15.(14分)(2022·通化模拟)下图为水稻的几种不同育种方法示意图，据图回答：
(1)B常用的方法是 _________________________________________________，
C、F过程常用的药剂是 _______________________________ 。
(2)打破物种界限的育种方法是 (用图中的字母表示)，该方法所运用的原理是 _________________________________________________________。
(3)假设你想培育一个稳定遗传的水稻品种，它的性状都是由隐性基因把握的，最简洁的育种方法是 (用图中的字母表示)；假如都是由显性基因把握的，为缩短育种时间常接受的方法是 (用图中的字母表示)。
(4)现有三个水稻品种，①的基因型为aaBBDD，②的基因型为AAbbDD，③的基因型为AABBdd，三对等位基因分别位于三对同源染色体上。假如每年只繁殖一代，若要获得aabbdd植株，至少需要 年的时间。
答案解析
1.【解析】选D。杂交育种是在同一物种间进行的，不同物种间不能进行杂交，它们之间存在生殖隔离；单倍体育种不会集合优良的性状；诱变育种能产生新基因；把两个不同物种的优良性状集中在一起，应接受基因工程育种方法。
【易错提示】简洁错选A、C。错选A的缘由是忽视题干的关键信息“两个不同物种”，杂交育种能把同一物种的两个个体上的优良性状集中在一起；两个不同物种因存在生殖隔离不能用杂交方式。错选C的缘由是不明确是集中两优良的性状，还是产生新性状。
2.【解析】选D。基因工程是指依据人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赐予生物以新的遗传特性，从而制造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。其最终目的是定向改造生物的遗传性状。
3.【解析】选A。由题意可知M为六倍体小麦的单倍体，依据单倍体的概念：含有本物种配子染色体数的个体为单倍体。所以M不是新物种，A选项错误。
4.【解题指南】解答本题的突破点：
(1)明确蛋白质不能和运载体连接在一起。
(2)明确逆转录病毒是RNA病毒。
【解析】选D。A项中，逆转录病毒的核酸是RNA，凝血因子Ⅸ基因是DNA片段，逆转录病毒的核酸不行直接用作运载体。B项中，凝血因子Ⅸ是蛋白质，不能和运载体直接连接。C项中，细胞导入凝血因子Ⅸ基因，不是必需把目的基因插入X染色体。D项中，在体外将凝血因子Ⅸ基因导入患者自身细胞，然后将这些细胞输入患者体内。
5.【解析】选B。在单倍体育种中，通常先将F1的花粉进行花药离体培育，待秋水仙素处理获得纯合子后再进行筛选。
【加固训练】在生物遗传育种的过程中，能产生新基因的是 ( )
A.用杂交育种方式获得矮秆抗锈病小麦优良品种
B.用秋水仙素诱导二倍体西瓜获得四倍体西瓜
C.用X射线、紫外线处理青霉菌获得高产青霉素菌株
D.用六倍体一般小麦的花药培育单倍体小麦植株
【解析】选C。杂交育种的遗传学原理是基因重组，其可产生新的基因型；获得单倍体和多倍体的遗传学原理是染色体变异；用X射线、紫外线处理青霉菌获得高产青霉素菌株是利用基因突变的原理，基因突变能产生新基因。
6.【解析】选D。作为运载体的条件之一是能够在受体细胞中保存并大量复制，且对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命活动；转基因植物通常以植物体细胞作为受体细胞；任何基因在任何细胞中，其传递和表达都遵循中心法则。
7.【解析】选A。转基因之所以在不同种生物间可以进行，是由于遗传密码的通用性、不同基因表达的独立性、DNA自我复制的严格性。
【加固训练】(2022·杭州模拟)用DNA连接酶把被限制性核酸内切酶Ⅰ(识别序列和切点是-↓GATC-)切割过的质粒和被限制性核酸内切酶Ⅱ(识别序列和切点是-G↓GATCC-)切割过的目的基因连接起来后，该重组DNA分子(如图所示)能够再被限制性核酸内切酶Ⅰ切割开的概率是 ( )
A.1 B.7/16 C.1/4 D.1/2
【解析】选A。重组的DNA分子，具有两个-GATC-位点，能够再被限制性核酸内切酶Ⅰ切割开的概率是1。
8.【解析】选A。用基因型为AaBB的植物培育出AaBb品种，可利用物理或化学方法处理材料，通过基因突变获得；要获得AaBBC的品种，由于本物种没有C基因，所以必需通过转基因技术；要获得AAaaBBBB的品种，可通过细胞融合；要获得aB的品种，可利用花药离体培育。
【延长探究】
(1)获得①②③④品种，遵循染色体变异原理的是哪几个？
提示：③和④。
(2)获得①②③④品种，遵循基因重组原理的是哪几个？
提示：②。
9.【解题指南】学问储备：
(1)杂交育种与基因工程育种的原理都是基因重组。
(2)在花药离体培育过程中需要生长素和细胞分裂素的调整。
(3)新物种产生的标志是毁灭生殖隔离。
【解析】选C。图中方法①是杂交育种，方法②是单倍体育种，方法③是基因工程育种，所以方法①③的原理是基因重组，方法③的变异是定向的，故A项正确；方法②包括花药离体培育，体现了细胞全能性的表达，需要植物激素的调整，故B项正确；基因工程中抗病基因必需经过修饰改造，借助运载体导入叶肉细胞，故C项错误；三种方法培育的抗病新品种与原品种之间不存在生殖隔离，所以没有培育出新物种，故D项正确。
10.【解析】选A。杂交育种过程中，两种豌豆杂交获得F1种子需要一年时间(第一年)，F1自交获得F2种子需要一年(其次年)，第三年种下去就可以选择出矮茎黄色豆荚豌豆植株。单倍体育种需要两种豌豆杂交获得F1种子，此过程需要一年时间(第一年)，其次年种植F1种子，取F1的花药离体培育，形成单倍体幼苗，单倍体幼苗用秋水仙素加倍，就可以获得矮茎黄色豆荚豌豆植株，整个单倍体育种过程需要2年时间。
11.【解析】选B。图中a为单倍体育种，b为杂交育种，c为多倍体育种。杂交育种的原理是基因重组，单倍体育种和多倍体育种的原理是染色体变异。杂交育种过程中可以通过连续自交来提高纯合率。a过程中秋水仙素作用于单倍体幼苗，c过程中秋水仙素作用于萌发的种子或幼苗。a过程能够缩短育种年限，但不能提高突变率。
【延长探究】
(1)a、c过程使用的药物作用于细胞分裂的什么时期？
提示：作用于细胞分裂的前期。使用的药物是秋水仙素，其作用机理是抑制细胞分裂前期纺锤体的形成。
(2)yyRR与YYyyRRrr杂交，能否培育出高品质的糯小麦？
提示：不能。其后代是YyyRRr，有3个染色体组，联会紊乱，不能形成正常的配子。
12.【解析】选B。A项中，①是由含有2个染色体组的卵细胞和含1个染色体组的精子结合而成的，含有3个染色体组，②是由二倍体的受精卵在有丝分裂过程中经秋水仙素处理发育而成的，含4个染色体组；B项中，整个过程可能发生的变异是基因重组、染色体变异和基因突变；C项中，秋水仙素抑制纺锤体形成从而导致染色体数目加倍；D项中，个体①为三倍体，不能进行有性生殖。
【易错提示】本题简洁错选C项。在有丝分裂后期或减数其次次分裂后期，着丝点的分裂是自动分裂，与纺锤丝的牵引没有关系。秋水仙素抑制纺锤体的形成，不影响着丝点的分裂。
13.【解析】(1)A组是杂交育种，F1需要自交才能获得F2。F2矮秆抗病植株中1/3是纯合子，2/3是杂合子。
(2)矮秆抗病Ⅱ是单倍体，不存在同源染色体，最可能产生不育配子。
(3)基因突变频率低，且具有不定向性，最不简洁获得矮秆抗病小麦品种。
(4)矮秆抗病Ⅱ是单倍体，要获得正常个体，需要诱导染色体加倍。
(5)验证该矮秆小麦是否发生基因突变，可以进行杂交，获得子一代，自交观看子二代表现型及比例(或者将该个体和高秆个体一起培育，进行性状对比)。
答案：(1)自交 2/3
(2)Ⅱ
(3)C 基因突变频率低且不定向
(4)秋水仙素诱导染色体加倍 100%
(5)将矮秆小麦与高秆小麦杂交；假如子一代为高秆，子二代高秆∶矮秆=3∶1(或毁灭性状分别)，则矮秆性状是基因突变造成的；否则，矮秆性状是环境引起的(或将矮秆小麦与高秆小麦种植在相同环境条件下，假如两者未毁灭明显差异，则矮秆性状由环境引起；否则，矮秆性状是基因突变的结果)
14.【解析】依据碱基互补配对原则，由已知的一条链完成质粒双链上的碱基序列，再依据切点写出切割后形成的黏性末端。不同生物的DNA化学组成和空间结构相同，即都具有相同的物质基础和结构基础。目的基因导入受体细胞需要先与运载体结合，最常用的运载体是质粒，也可以用动物病毒。基因的表达是指基因通过把握蛋白质的合成来把握生物的性状，即通过转录和翻译过程合成相应的蛋白质。
答案：(1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶
(2)
(3)具有相同的物质基础和结构基础(有互补的碱基序列) 细菌质粒或动物病毒
(4)人体蛋白质基因在羊体细胞内把握合成人体蛋白质
15.【解析】单倍体育种先进行花药离体培育获得单倍体幼苗，然后再用秋水仙素处理获得纯合子；要培育的水稻品种，若性状都是由隐性基因把握的，最简洁的育种方法是杂交育种，若性状都是由显性基因把握的，快速育种常用的方法是单倍体育种。比较①②③三个品种与新品种的基因型，可以发觉新品种中含①②③三个品种的基因各1对，假如要想缩短获得aabbdd植株所需的时间，可适当接受单倍体育种：第一年可以先让①与②(或①与③或②与③)杂交得到杂交一代AaBbDD(或AaBBDd或AABbDd)，其次年再用杂交一代与③(或②或①)杂交，得到杂交二代，第三年种植杂交二代种子，待种子长成植株开花后，先用花药离体培育得到单倍体幼苗，然后再用秋水仙素处理单倍体幼苗，当年就能够获得aabbdd植株。
答案：(1)花药离体培育 秋水仙素
(2)E 基因重组 (3)AD ABC (4)3
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