活页作业(二十二) 从杂交育种到基因工程一、选择题1．用杂合子种子尽快获得纯合子植株的方法是( )A．种植→F2→选取不分离者→纯合子B．种植→秋水仙素处理→纯合子C．种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合子D．种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合子解析：利用花药离体培养获得单倍体，再经人工诱导使染色体加倍，可迅速获得纯系植株。答案：C2．(2022·山西检测)下列关于育种的说法，不正确的是( )A．基因突变普遍存在，可用于诱变育种B．诱变育种和杂交育种均可产生新的基因型C．三倍体植物可由受精卵发育而来D．培养普通小麦花粉得到的个体是三倍体3．如图所示为利用纯合高杆(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小麦品种矮秆抗病小麦(ddEE)的过程，有关此图叙述不正确的是( )A．图中进行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．实施③过程依据的主要生物学原理是细胞增殖D．④过程的实施中通常用一定浓度的秋水仙素解析：实施③过程依据的主要生物学原理是细胞全能性。答案：C4．下列实例与所用的原理中，正确的是( )A．无子番茄——多倍体育种B．无子西瓜——单倍体育种8\nC．青霉素高产菌株——基因突变D．克隆羊“多利”的培育——基因重组解析：无子番茄是人工涂抹生长素获得的；无子西瓜是多倍体育种；克隆羊运用的是细胞工程技术。答案：C解析：品种①的基因型为AABB，品种②的基因型为aabb，要培育出基因型为AAbb的品种⑥最快的途径应为单倍体育种，所以应为途径Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ，而Ⅰ→Ⅴ途径获得的子代中既有纯合体又有杂合体，还需要不断的连续自交进行筛选才能获得需要的品种⑥。答案：D6．下列关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是( )供体剪刀针线运载体受体A质粒限制酶DNA连接酶提供目的基因的生物大肠杆菌等B提供目的基因的生物DNA连接酶限制酶质粒大肠杆菌等C提供目的基因的生物限制酶DNA连接酶质粒大肠杆菌等D大肠杆菌等DNA连接酶限制酶质粒8\n提供目的基因的生物解析：供体是提供目的基因的生物，受体是接受目的基因的生物，剪刀是限制酶，针线是DNA连接酶，常用的运载体是质粒。答案：C7．用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)进行育种时，一种方法是杂交得到F1，F1再自交得F2；另一种方法是用F1的花药进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。下列叙述正确的是( )A．前一种方法所得的F2中重组类型和纯合子各占5/8,1/4B．后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为2/3C．前一种方法的原理是基因重组，原因是非同源染色体自由组合D．后一种方法的原理是染色体变异，是由于染色体结构发生改变引起的答案：D9．培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：纯种的高秆(D)抗锈病(T)×纯种的矮秆(d)易染锈病(t)F1雄配子幼苗选出符合要求的品种8\n下列有关该育种方法的叙述中，正确的是( )A．过程(1)(2)(3)是杂交B．过程(4)必须使用生长素处理C．过程(3)必须经过受精作用D．过程(2)有减数分裂解析：该育种过程中，(1)为杂交，(2)为减数分裂产生配子的过程，(3)为花药离体培养获得单倍体的过程，(4)为用秋水仙素处理，使染色体数目加倍，而恢复成正常纯合个体，故D对。答案：D10．现有三个番茄品种，A种的基因型为aaBBDD，B种的基因型为AAbbDD，C的基因型为AABBdd，三种等位基因分别位于三对同源染色体上。若通过杂交育种获得aabbdd植株，且每年只繁殖一代，至少需要的时间为( )A．2年 B．3年 C．4年 D．5年解析：aaBBDD×AAbbDD→AaBbDD一年；AaBbDD×AABBdd→AaBbDd一年；种植aabbdd种子一年，得aabbdd植株；所以需要4年的时间。答案：C11．下图中，甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑦表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是( )A．①→②过程简便，但培育周期长B．②和⑦的变异都发生于有丝分裂间期C．③过程常用的方法是花药离体培养D．③→⑥过程与⑦过程的育种原理相同8\n解析：分析题图，①→②过程和①→④→⑤过程为杂交育种过程，但培养目标不同，前者是为了获得AAbb个体，后者是为了获得aaBB个体。杂交育种操作简便，但培育周期长；⑦过程是多倍体育种过程，⑦过程发生的染色体变异是由于秋水仙素抑制分裂前期纺锤体的形成而产生的；③⑥表示的单倍体育种过程，其中③过程常用的方法是花药离体培养；单倍体育种与多倍体育种的原理都是染色体数目变异。答案：B12．下列关于限制酶和DNA连接酶的理解，正确的是( )A．其化学本质都是蛋白质B．DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键C．它们不能被反复使用D．在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶解析：限制酶与DNA连接酶的化学本质都是蛋白质；DNA连接酶连接的是两个DNA片段间相邻两个碱基间的磷酸二酯键；酶在化学反应前后其数量、性质、功能均不发生改变，因此可以反复利用；DNA聚合酶是在细胞内DNA分子复制时发挥作用的，不能替代DNA连接酶。答案：A二、非选择题13．假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种，为培育出优良品种AAbb，可采用的方法如图所示。请根据图回答问题：(1)由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方式称为__________，其原理是__________。用此育种方式一般从__________才能开始选育AAbb个体，是因为__________。(2)若经过过程②产生的子代总数为1552株，则其中基因型为AAbb的植株在理论上有________株。基因型为Aabb的植株经过过程③，子代中AAbb与aabb的数量比是________。(3)过程⑤常采用________技术得到Ab个体。与过程①②③的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是________。(4)过程⑦的育种方式是________，与过程⑦比较，过程④的明显优势是________。解析：根据孟德尔自由组合定律，F2中基因型为AAbb的植株占1/16，所以共97株。Aabb自交后代AAbb和aabb的比例为1∶1。⑤⑥过程是单倍体育种，包括了花药离体培养和秋水仙素诱导染色体加倍两个步骤；可以明显缩短育种年限。⑦是利用射线，属于诱变育种。过程④与⑦相比，其具有的明显优势是能定向地改造生物的遗传性状。答案：(1)杂交育种 基因重组 F2 从F2开始出现AAbb个体(或从F28\n开始出现性状分离) (2)97 1∶1 (3)花药离体培养 明显缩短了育种年限 (4)诱变育种 过程④产生的变异是定向的(或基因工程育种转入的基因是已知的，用基因工程手段产生的变异是定向的)14．(2022·温州十校调研)下表为4个不同小麦杂交组合及其子代的表现型和植株数目，其中抗病性用A、a表示，抗盐性用B、b表示，两对基因分别位于不同对同源染色体上。据表推断组合序号亲本子代的表现型和植株数目父本母本抗病抗盐抗病不抗盐易感病抗盐易感病不抗盐一易感病、不抗盐抗病、抗盐14501100二易感病、不抗盐易感病、抗盐004140三抗病、不抗盐抗病、不抗盐04220130四抗病、抗盐易感病、不抗盐175184176182(1)在题中所述两对相对性状中，____________是显性性状；写出第四组的亲本基因型(父本和母本基因型依次是)____________。(2)现有多株抗病、抗盐小麦，若想鉴定并保留纯合品系，采用最简单的交配方式是________，而最能缩短育种年限的方法是________。(3)若通过基因工程将该抗病基因转入棉花体细胞内，通常采用土壤农杆菌的质粒作为________，处理质粒需要用到________酶。将导入抗病基因的棉花细胞培养成抗病植株，需要采用的技术手段是________。解析：(1)第三组中的抗病和抗病杂交后代抗病和不抗病的比例是3∶1，则抗病性状是显性性状；第二组中的不抗盐和抗盐杂交后代都是抗盐，则抗盐性状是显性性状。第四组的亲本基因型(父本和母本基因型依次是)AaBb、aabb。(2)小麦可以自花传粉，因此鉴定抗病、抗盐小麦是否是纯合子，最简单的方法是采用自交。最能缩短育种年限的方法是单倍体育种法。(3)若通过基因工程将该抗病基因转入棉花体细胞内，通常采用土壤农杆菌的质粒作为载体，处理质粒需要用到限制性核酸内切酶。将导入抗病基因的棉花细胞培养成抗病植株，需要采用的技术手段是植物组织培养。答案：(1)抗病、抗盐 AaBb、aabb(2)自交 单倍体育种法(3)载体 限制性核酸内切 植物组织培养15．(2022·北京海淀期末)叶锈病对小麦危害很大，伞花山羊草的染色体上携带抗体基因能抗叶锈病。伞花山羊草不能和普通小麦进行杂交，只能与其亲缘关系相近的二粒小麦杂交。这三种植物的染色体组成如下表所示：8\n植物种类伞花山羊草二粒小麦普通小麦染色体组成2x＝14，CC4x＝28，AABB6x＝42，AABBDD注：x表示染色体组，每个字母表示一个(含有7条染色体的)染色体组为了将伞花山羊草携带的抗叶锈病基因转入小麦，研究人员做了如图所示的操作。(1)杂种P由于________________________________________________________，不能正常产生生殖细胞，因而高度不育。用秋水仙素处理，使________，形成异源多倍体。(2)杂种Q的染色体组成可表示为____________，在其减数分裂过程中有________个染色体组的染色体因无法配对而随机地趋向某一极，这样形成的配子中，有的配子除了含有ABD组全部染色体以外，还可能含有________。当这样的配子与普通小麦的配子融合后，能够产生多种类型的后代，选择其中具有抗性的后代——杂种R，必然含有携带抗叶锈病基因的染色体。(3)研究人员采用射线照射杂种R的花粉，目的使携带抗叶锈病基因的染色体片段能________到小麦的染色体上。经照射诱变的花粉再授粉到经过________处理的普通小麦花上，选择抗叶锈病的子代普通小麦，经________可获得稳定遗传的抗叶锈病普通小麦。Ⅱ.小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。(写出包括亲本在内的前三代即可)8\n解析：Ⅰ.(1)伞花山羊草和二粒小麦杂交，子代P染色体组成为ABC，因无同源染色体而不能产生可育配子。用秋水仙素处理可使其染色体加倍(六个染色体组)而形成多倍体。(2)异源多倍体与普通小麦配子的染色体组分别为：ABC和ABD，故杂种Q染色体组成为AABBCD，在其减数分裂过程中，因C、D两个染色体组不能正常联会配对而随机移向细胞的某极。(3)因杂交得到的抗锈病普通小麦只携带一个抗病基因，故需要通过多代自交获得纯合子。Ⅱ.(1)小麦杂交：将基因型为AABB的个体与基因型为aabb的个体作为亲本杂交，得F1(基因型为AaBb的小麦)，再让F1自交，在F2中选矮秆抗病(aaB_)植株再自交(因为其中包含了aaBB、aaBb两种基因型)，淘汰杂合子，得到基因型为aaBB的纯合子。(2)马铃薯杂交：由于现有的杂合品种有四种，即基因型分别为YYRr、YyRR、yyRr、Yyrr的个体，我们只能选择其中的yyRr和Yyrr个体作为亲本杂交，得到的后代中有四种表现型：黄肉抗病(YyRr)、黄肉不抗病(Yyrr)、白肉抗病(yyRr)、白肉不抗病(yyrr)，可以根据其表现型黄肉抗病确定其基因型为YyRr，再利用块茎来繁殖下一代即得到所要求的品种。如果选择其他基因型的个体杂交，如选YYRr×YyRR或YyRR×yyRr，杂交后代中表现为黄肉抗病的个体不止一种基因型，难以确定哪一种符合要求。答案：Ⅰ.(1)减数分裂时没有同源染色体，不能联会 染色体加倍(2)6x＝42，AABBCD 2 (几条)C组染色体(3)易位(或移接) 去雄(及套袋) 多代自交(或连续自交)Ⅱ.如图所示。小麦8
