限时集训(二十四) 从杂交育种到基因工程(限时30分钟 满分100分)一、选择题(每小题5分，共50分)1．下列关于育种的叙述中，正确的是( )A．用物理、化学等因素诱变处理可提高突变率B．诱变育种和杂交育种均可形成新的基因C．三倍体植物不能由受精卵发育而来D．诱变获得的突变体多数表现出优良性状2．(2022·洛阳统考)有关育种的说法，正确的是( )A．杂交育种所依据的主要遗传学原理是基因突变B．生产上通常采用多倍体育种的方法来获得无子番茄C．诱变育种可以快速获得具有新基因的纯合子D．植物体细胞杂交育种可以克服远缘杂交不亲和的障碍3．将某种植物的①②两个植株杂交，得到③，对③的处理如下图所示。下列分析不正确的是( )A．由③到④的育种过程依据的原理是基因突变B．通过⑤⑥植株杂交得到的⑧植株属于新物种C．若③的基因型为AaBbdd，则植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4D．由⑦到⑨的过程中会发生突变和重组，可为生物进化提供原材料4．下列关于育种方法的叙述正确的是( )A．用杂交的方法进行育种，往往从F1自交后代中可筛选出符合人类需要的优良品种B．用辐射的方法进行诱变育种，诱变后的植株一定比诱变前的植株具备更多优良性状C．用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，所育的新品种自交后代中约有1/4为纯合子D．用基因型为DdTt的植株进行多倍体育种，所育的新品种和原品种杂交一定能产生可育后代5.小麦高秆(A)对矮秆(a)为显性，抗病(B)对易感病(b)为显性，右图表示培育矮秆抗病品种的几种途径，下列相关说法正确的是( )A．过程①的原理是基因突变，最大的优点是育种周期短6\nB．过程⑥使用的试剂是秋水仙素，在有丝分裂间期发挥作用C．过程⑤为单倍体育种，可明显缩短育种年限D．④过程产生的子代中纯合子所占比例是2/36．(2022·长春调研)下图为利用纯合高秆(D)抗病(E)小麦和纯合矮秆(d)染病(e)小麦快速培育纯合优良矮秆抗病小麦(ddEE)品种的示意图，下列有关此图的叙述错误的是( )A．①过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起B．②过程中发生了非同源染色体的自由组合C．③过程依据的主要生物学原理是细胞增殖D．④过程中要用到一定浓度的秋水仙素溶液7．下列关于基因工程中有关酶的叙述不正确的是( )A．限制酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNAB．DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接C．DNA聚合酶能够从引物末端延伸DNA或RNAD．逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA8．(2022·温州八校联考)下列关于生物工程中常见的几种酶的叙述，正确的是( )A．DNA连接酶可把目的基因与载体的黏性末端的碱基黏合，形成重组DNAB．限制性核酸内切酶将一个DNA分子片段切成两个片段需消耗两个水分子C．Taq酶是用PCR仪对DNA分子扩增过程中常用的一种耐高温的DNA连接酶D．纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体，便于植物杂交育种9．下列关于基因工程及转基因食品的安全性的叙述，正确的是( )A．基因工程经常以抗生素抗性基因为目的基因B．通过转基因技术可获得抗虫粮食作物，从而增加粮食产量，减少农药使用C．通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制性核酸内切酶处理运载体DNAD．若转入甘蔗中的外源基因来源于自然界，则生产出来的甘蔗不存在安全性问题10．生物变异为生物进化和育种提供了材料，下列关于培育生物新品种的叙述，正确的是( )A．基因突变是不定向的，但是人工诱变是定向的B．单倍体育种的原理是染色体变异，目的是获得单倍体新品种C．人工诱导多倍体育种可以得到新的物种D．两亲本杂交一定能获得集中双亲优良性状的新品种6\n二、非选择题(共50分)11．(10分)(2022·西城一模)优质彩棉是通过多次杂交获得的品种，其自交后代常出现色彩、纤维长短等性状遗传不稳定的问题。请分析回答：(1)欲解决彩棉性状遗传不稳定的问题，理论上可直接培养________，通过________育种方式，快速获得纯合子。但此技术在彩棉育种中尚未成功。(2)为获得能稳定遗传的优质彩棉品种，研究人员以白色棉品种574做母本，棕色彩棉做父本杂交，授粉后存在着精子与卵细胞不融合但母本仍可产生种子的现象。这样的种子萌发后，会出现少量的父本单倍体植株、母本单倍体植株及由父本和母本单倍体细胞组成的嵌合体植株。①欲获得纯合子彩棉，应选择________植株，用秋水仙素处理植株的________，使其体细胞染色体数目加倍。②下图是研究人员在诱导染色体数目加倍时的实验处理和结果，本实验的目的是探究__________________________________，实验效果最好的实验处理是_________________。③欲鉴定枝条中染色体数目是否加倍，可以通过直接测量________________，并与单倍体枝条进行比较作出判断。(3)欲检测染色体数目已加倍的植株是否为纯合体，在实践中应采用________的方法，依据后代是否出现________作出判断。12．(20分)(2022·合肥二模)植物生物反应器是指通过基因工程途径，以常见的农作物作为“化学工厂”，通过大规模种植，生产具有重要功能的蛋白，如人或动物的疫苗、抗体、工农业用酶等各种高价值的生物制品的方法。列举几例如下表，请据此回答问题：反应器名称药物名称作用芜菁生物反应器干扰素抗病毒烟草生物反应器Ⅰ生长激素促进生长烟草生物反应器Ⅱ核糖体抑制蛋白抑制HIV增殖番茄生物反应器狂犬病病毒糖蛋白(G蛋白)疫苗马铃薯生物反应器人血清白蛋白(HSA)维持渗透压、pH缓冲、营养等6\n(1)从基因工程的角度分析，将目的基因导入植物受体细胞的最常用的方法是________，运载体是________，目的基因能在植物体内稳定遗传的关键是____________________________。在检测受体细胞中是否已经导入目的基因时，分子水平上的检测方法名称是_______________________________________________________。(2)从细胞工程的角度分析，建立“化学工厂”的理论基础是____________。从生态学角度考虑操作过程需要______________。(3)分析说明烟草生物反应器Ⅱ生产的药物作用机理是______________________。(4)从细胞膜的结构和功能上分析，生长激素不能使烟草细胞生长的原因是__________________________；吃G蛋白基因已有效表达的番茄果实________(能、不能)预防狂犬病。13．(20分)(2022·郑州模拟)玉米(2N＝20)是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆、易倒伏(D)对矮秆、抗倒伏(d)为显性，抗病(R)对易感病(r)为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗病玉米植株，研究人员采用了下图所示的方法。根据材料分析回答问题。(1)过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是________。(2)若过程①的F1自交3代，产生的F4中纯合抗病植株占________。(3)过程②，若只考虑F1中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因，则利用其花药离体培育成的单倍体幼苗的基因型，在理论上应有________种；若单倍体幼苗通过加倍后获得M株玉米，通过筛选得到的矮秆抗病植株的基因型为________，在理论上有________株。(4)盐碱地是一种有开发价值的土地资源，为了开发利用盐碱地，从而扩大耕地面积，增加粮食产量，我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐玉米新品系。为了确定耐盐转基因玉米是否培育成功，既要用放射性同位素标记的__________作探针进行分子杂交检测，又要用________的方法从个体水平鉴定玉米植株的耐盐性。答案限时集训(二十四)1．选A 杂交育种只能产生新的基因型，不能产生新的基因。三倍体植物可以由四倍体植株与二倍体植株杂交形成的受精卵发育而来。突变大多是有害的。6\n2．选D 杂交育种依据的遗传学原理是基因重组；生产上主要利用一定浓度的生长素或生长素类似物来获得无子番茄；诱变育种的原理是基因突变，即使得到具有新基因的个体，其基因纯合的可能性也很低，所以诱变育种不能快速获得具有新基因的纯合子。3．选D 由⑦到⑨的过程是通过有丝分裂来实现的，而基因重组发生在减数分裂过程中。4．选A 诱变育种的生物学原理为基因突变，基因突变具有多害少利和不定向的特点，诱变后的植株不一定比诱变前的植株具备更多优良性状。用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，产生的新品种全为纯合子，其自交后代也全为纯合子。二倍体植株染色体加倍后成为四倍体植株，四倍体植株和原二倍体植株杂交得到的三倍体植株是高度不育的。5．选D 过程①为诱变育种，最大的优点是变异频率高，可在较短的时间内获得更多的优良变异类型；秋水仙素作用于有丝分裂前期；过程②⑤⑥结合起来为单倍体育种；③过程产生的基因型为aaB_的个体中含有1/3aaBB和2/3aaBb，自交后代纯合子所占的比例为1/3×1＋2/3×1/2＝2/3。6．选C 图中③过程为花药离体培养，其依据的原理是植物细胞的全能性。7．选C DNA聚合酶只能从引物末端延伸DNA而不能延伸RNA；限制酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNA；DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接；逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA。8．选B DNA连接酶连接的是核苷酸之间的磷酸二酯键；DNA分子是双链，因此切割DNA分子产生两个片段时需要两分子的水；Taq酶是热稳定DNA聚合酶，是连接单个脱氧核苷酸的，不是DNA连接酶；植物杂交育种是借助有性生殖实现，纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体应用于细胞工程。9．选B 基因工程常以抗生素抗性基因作为标记基因；在基因工程的实际操作中一定要注意用同一种限制性核酸内切酶来处理含目的基因的DNA和运载体DNA，使它们产生相同的黏性末端；若转基因甘蔗中的外源基因来源于自然界，则仍可能存在食品安全、环境安全等安全性问题。10．选C 人工诱变的原理是基因突变，所以也是不定向的，它只是增加了变异的频率；单倍体育种的目的是获得具有优良性状的纯合子；染色体加倍后形成的多倍体与原来的物种存在生殖隔离，所以多倍体育种可以产生新的物种。11．解析：(1)利用单倍体育种可迅速获得纯合子，其具体做法是先用组织培养技术，将花粉培育为单倍体植株，然后用秋水仙素处理，获得符合要求的纯合子。(2)①父本为棕色彩棉，欲获得纯合子彩棉应选择父本单倍体植株，可用秋水仙素处理其幼苗或芽，使体细胞染色体数加倍；②分析题图可知，用0.05%的秋水仙素诱导12小时，染色体加倍百分比为22%，实验效果最好；③可根据多倍体植株的特点，直接测量茎的粗细、叶面积的大小并与单倍体枝条进行比较。(3)自交是鉴定纯合体的最简便的方法，可通过观察自交后代是否出现性状分离来作出判断。答案：(1)彩棉花粉(花药) 单倍体6\n(2)①父本单倍体 芽(茎的生长点)②不同秋水仙素浓度和不同处理时间对细胞内染色体数目加倍效果的影响0．05%秋水仙素，处理12小时③茎的粗细、叶面积的大小(营养器官的大小)(3)(连续)自交 性状分离12．解析：(1)植物转基因的常用方法是农杆菌转化法，农杆菌中含有Ti质粒，其上的TDNA能将目的基因整合到植物染色体DNA上去。目的基因在受体细胞中稳定遗传的关键是目的基因是否整合到受体细胞的染色体DNA上，可以利用DNA分子杂交技术来检测。(2)化学工厂指利用转基因植株生产人类所需功能蛋白，转基因植物细胞形成转基因植株过程是通过植物组织培养来实现的，其原理是植物细胞的全能性。整个过程应无菌操作。(3)烟草生物反应器Ⅱ生产的是核糖体抑制蛋白，能抑制HIV感染者的T细胞中核糖体功能，导致HIV蛋白质合成受阻，从而抑制HIV的增殖。(4)植物细胞膜上没有生长激素的受体，所以生长激素不能促进植物细胞生长。G蛋白是大分子的蛋白质，食用G蛋白后被分解成氨基酸，不能达到预防狂犬病的目的。答案：(1)农杆菌转化法 Ti质粒 整合到受体细胞染色体的DNA上 DNA分子杂交技术(2)植物细胞的全能性 无菌操作(或预防微生物感染或预防杂菌污染)(3)该药物能抑制HIV感染者T细胞(或被HIV感染的人体细胞)的核糖体合成HIV蛋白质(4)烟草细胞(膜)上无生长激素的受体 不能13．解析：(1)航天育种是利用宇宙射线来提高基因突变的频率。(2)根据连续多代自交的公式，Fn杂合子的比例为1/2n，纯合子的比例为1－，纯合抗病个体的比例为(1－)。(3)n对等位基因位于n对同源染色体上，符合自由组合定律，F1产生2n种配子，单倍体幼苗也有2n种。通过单倍体育种获得四种基因型的植株都为纯合子，这四种植株所占比例相等，所以矮秆抗病植株的基因型为ddRR，占1/4。(4)要从分子水平上进行鉴定需要用到DNA分子杂交技术，要在个体水平上鉴定就要提供相应的环境来验证。答案：(1)基因突变 (2)7/16 (3)2n ddRR M/4(4)耐盐基因(目的基因) 一定浓度盐水浇灌(移栽到盐碱地中)6
