2019-2020年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第23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23講 從雜交育種到基因工程 1.下列有關(guān)基因工程中限制性內(nèi)切酶的描述，錯(cuò)誤的是(　　) A．一種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序列 B．限制性內(nèi)切酶的活性受溫度影響 C．限制性內(nèi)切酶能識(shí)別和切割RNA D．限制性內(nèi)切酶可從原核生物中提取 答案：C 解析：限制性內(nèi)切酶主要存在于微生物中。一種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并能在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。其作用對(duì)象不是RNA分子，故C錯(cuò)誤。 2．質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體，有關(guān)質(zhì)粒的說(shuō)法正確的是(　　) A．質(zhì)粒不僅存在于細(xì)菌中，某些病毒也具有 B．細(xì)菌的基因只存在于質(zhì)粒上 C．質(zhì)粒為小型環(huán)狀DNA分子，存在于擬核(或細(xì)胞核)外的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中 D．質(zhì)粒是基因工程中的重要工具酶之一 答案：C 解析：質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物中，是細(xì)胞染色體外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子，在病毒、動(dòng)植物細(xì)胞中是不存在的，故A錯(cuò)誤；細(xì)菌的基因除少部分在質(zhì)粒上外，大部分在擬核中的DNA分子上，故B錯(cuò)誤。 3．在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過(guò)程中，下列操作錯(cuò)誤的是(　　) A．用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸 B．用DNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體 C．將重組DNA分子導(dǎo)入煙草原生質(zhì)體 D．用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞 答案：A 解析：本題考查基因工程的工具和基本操作步驟，意在考查考生對(duì)基因工程技術(shù)過(guò)程的理解及應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)生活中的能力。限制性核酸內(nèi)切酶切割的是DNA，而煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)為RNA。 4．下列敘述符合基因工程概念的是(　　) A．B淋巴細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞融合，雜交瘤細(xì)胞中含有B淋巴細(xì)胞中的抗體基因 B．將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌，獲得能產(chǎn)生人干擾素的菌株 C．用紫外線照射青霉菌，使其DNA發(fā)生改變，通過(guò)篩選獲得青霉素高產(chǎn)菌株 D．自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后其DNA整合到細(xì)菌DNA上 答案：B 解析：本題考查基因工程的概念，意在考查考生的理解能力?；蚬こ逃纸谢蚱唇蛹夹g(shù)或DNA重組技術(shù)，是一種人為的操作過(guò)程。A屬于細(xì)胞工程；B符合基因工程的概念；C屬于誘變育種；D是自然發(fā)生的，不是人為操作的，不屬于基因工程。 5．人們?cè)噲D利用基因工程的方法，用乙種生物生產(chǎn)甲種生物的一種蛋白質(zhì)。生產(chǎn)流程是：甲生物的蛋白質(zhì)→mRNA目的基因與質(zhì)粒DNA重組導(dǎo)入乙細(xì)胞獲得甲生物的蛋白質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．①過(guò)程需要的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶，原料是A、U、G、C B．②要用限制酶切斷質(zhì)粒DNA，再用DNA連接酶將目的基因與質(zhì)粒連接在一起 C．如果受體細(xì)胞是細(xì)菌，可以選用枯草桿菌、炭疽桿菌等 D．④過(guò)程中用的原料不含有A、U、G、C 答案：B 解析：①過(guò)程是逆轉(zhuǎn)錄，利用逆轉(zhuǎn)錄酶合成DNA片段，需要的原料是A、T、G、C；②是目的基因與質(zhì)粒DNA重組階段，需要限制酶切斷質(zhì)粒DNA，再用DNA連接酶將目的基因與質(zhì)粒連接在一起；③如果受體細(xì)胞是細(xì)菌，則不應(yīng)該用致病菌，而炭疽桿菌是致病菌；④過(guò)程是基因的表達(dá)過(guò)程，原料中含有A、U、G、C。 6．用純種的高稈(D)抗銹病(T)小麥與矮稈(d)易染銹病(t)小麥培育矮稈抗病小麥新品種的方法如下，下列有關(guān)此育種方法的敘述中，正確的是(　　) 高稈抗銹病矮稈易染銹病F1雄配子幼苗選出符合生產(chǎn)要求的品種 A．過(guò)程①的作用原理為染色體變異 B．過(guò)程③必須經(jīng)過(guò)受精作用 C．過(guò)程④必須使用生長(zhǎng)素處理幼苗 D．此育種方法可選出符合生產(chǎn)要求的品種占1/4 答案：D 解析：圖示為單倍體育種，過(guò)程①原理為基因重組；③是將花藥培育為幼苗，屬于植物組織培養(yǎng)；④過(guò)程應(yīng)該用一定濃度的秋水仙素處理幼苗。 7．某線性DNA分子含有5000個(gè)堿基對(duì)(bp)，先用限制酶a切割，再把得到的產(chǎn)物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如下表，限制酶a和b的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)如圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) 酶a切割產(chǎn)物(bp) 酶b再次切割產(chǎn)物(bp) 2100∶1400∶1000∶500 1900∶200∶800∶600∶1000∶500 A．在該DNA分子中，酶a與酶b的識(shí)別序列分別有3個(gè)和2個(gè) B．酶a與酶b切出的黏性末端不能相互連接 C．酶a與酶b切斷的化學(xué)鍵不相同 D．用酶a切割與該線性DNA堿基序列相同的質(zhì)粒，得到4種切割產(chǎn)物 答案：A 解析：依線性DNA分子用限制酶a切割后產(chǎn)生4個(gè)DNA片段，可推知該DNA分子中含有3個(gè)酶a的切點(diǎn)；經(jīng)酶a切割后再用酶b切割，產(chǎn)生了6個(gè)片段，說(shuō)明該DNA分子中含有2個(gè)酶b的切點(diǎn)，故A正確。依圖示可知酶a和酶b切割后將產(chǎn)生相同的黏性末端，因此能夠相互連接，故B錯(cuò)誤；酶a與酶b切斷的化學(xué)鍵均為核苷酸之間的磷酸二酯鍵，故C錯(cuò)誤；若用酶a切割環(huán)狀DNA分子，將獲得3種切割產(chǎn)物，故D錯(cuò)誤。 8．如圖所示為由①②兩個(gè)水稻品種培育出④⑤⑥三個(gè)品種的過(guò)程，下列敘述正確的是(　　) A．步驟Ⅲ中通常使用花藥離體培養(yǎng)法 B．步驟Ⅳ中通常用物理或化學(xué)的方法進(jìn)行誘變育種 C．由③經(jīng)步驟Ⅲ、Ⅴ培育出⑤的方法屬于多倍體育種 D．由①和②經(jīng)步驟Ⅰ、Ⅱ培育出⑤，育種時(shí)間最短 答案：A 解析：由③經(jīng)④到⑤為單倍體育種，也是時(shí)間最短的育種方法，所以步驟Ⅲ通常使用花藥離體培養(yǎng)法，A正確，C、D錯(cuò)誤；由③經(jīng)步驟Ⅳ培育的⑥為多倍體育種而不是誘變育種，B錯(cuò)誤。 9．為獲得純合高蔓抗病番茄植株，采用了下圖所示的方法： 圖中兩對(duì)相對(duì)性狀獨(dú)立遺傳。據(jù)圖分析，不正確的是(　　) A．過(guò)程①的自交代數(shù)越多，純合高蔓抗病植株的比例越高 B．過(guò)程②可以取任一植株的適宜花藥作培養(yǎng)材料 C．過(guò)程③包括組織培養(yǎng)的過(guò)程 D．圖中篩選過(guò)程不改變抗病基因頻率 答案：D 解析：過(guò)程①屬于雜交育種，通過(guò)連續(xù)自交，不斷淘汰不需要的類型，后代純合高蔓抗病植株的比例越來(lái)越高；過(guò)程②屬于單倍體育種，由于F1植株的基因型相同，所以取任一植株的花藥離體培養(yǎng)都能達(dá)到相同的目的；過(guò)程③是植物組織培養(yǎng)的過(guò)程。圖中篩選過(guò)程使抗病基因頻率升高。 10．現(xiàn)有高稈不抗病(Bbcc)和矮稈抗病(bbCc)兩作物品種，為了達(dá)到長(zhǎng)期培育高稈抗病(BbCc)雜交種的目的。下列有關(guān)快速育種方案的敘述中，正確的是(　　) A．每年讓高稈不抗病(Bbcc)和矮稈抗病(bbCc)雜交就可以達(dá)到目的 B．利用誘變育種技術(shù)可以達(dá)到快速育種的目的 C．制備純合的親本對(duì)長(zhǎng)期培育雜交種是必要的 D．只要使用單倍體育種技術(shù)就能實(shí)現(xiàn)快速育種的目的 答案：C 解析：達(dá)到長(zhǎng)期培育高稈抗病(BbCc)雜交種的目的，就必須先培育出BBcc和bbCC的純合子，可以利用單倍體育種或連續(xù)自交的方法，選出純合子。 11．用純合的二倍體水稻品種高稈抗銹病(DDTT)和矮稈不抗銹病(ddtt)進(jìn)行育種時(shí)，一種方法是雜交得到F1，F(xiàn)1再自交得F2；另一種方法是用F1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，再用秋水仙素處理幼苗得到相應(yīng)植株。下列敘述正確的是(　　) A．前一種方法所得的F2中重組類型和純合子各占5/8、1/4 B．后一種方法所得的植株中可用于生產(chǎn)的類型比例為2/3 C．前一種方法的原理是基因重組，原因是非同源染色體自由組合 D．后一種方法的原理是染色體變異，是由于染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變 答案：C 解析：根據(jù)題意可知F1基因型是DdTt，F(xiàn)1自交得F2，根據(jù)基因的自由組合定律可得F2中重組類型占3/8，純合子占1/4。后一種方法所得的植株中可用于生產(chǎn)的類型比例為1/4。后一種方法的原理是染色體變異，是由于染色體數(shù)目發(fā)生改變。 12．(xx山東德州模擬)玉米(2n＝20)是一種雌雄同株植物。下表表示5個(gè)玉米純系的表現(xiàn)型、相應(yīng)的基因型及基因所在的染色體。其中②～⑤品系均只有一個(gè)性狀屬隱性，其他性狀均為顯性。 品系 ① ②粒色 ③節(jié)長(zhǎng) ④果穗長(zhǎng)短 ⑤莖高 表現(xiàn)型(基因型) 顯性(純合子) 白粒(bb) 短節(jié)(ee) 短果穗(aa) 矮莖(dd) 所在染色體 Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ Ⅰ Ⅰ Ⅲ Ⅳ (1)如果研究玉米的基因組，應(yīng)測(cè)定________條染色體上的DNA堿基序列。 (2)若要進(jìn)行自由組合定律的實(shí)驗(yàn)，選擇品系②和③作親本是否可行？________；原因是___________________________________。 (3)選擇品系③和⑤做親本雜交得F1，F(xiàn)1再自交得F2，則F2表現(xiàn)為長(zhǎng)節(jié)高莖的植株中，純合子的幾率為_(kāi)_______。 (4)為了提高玉米的產(chǎn)量，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的玉米種子都是雜交種?，F(xiàn)有長(zhǎng)果穗(A)白粒(b)和短果穗(a)黃粒(B)兩個(gè)玉米雜合子品種，為了達(dá)到長(zhǎng)期培育長(zhǎng)果穗黃粒(AaBb)玉米雜交種的目的，科研人員設(shè)計(jì)了以下快速育種方案。 ①請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)內(nèi)填寫(xiě)相關(guān)的基因型。 ②處理方法A和B分別是指________、________。以上方案所依據(jù)的育種原理有________。 答案：(1)10 (2)不可行　控制粒色和節(jié)長(zhǎng)的基因位于同一對(duì)同源染色體(Ⅰ)上 (3)1/9 (4)①答案如圖 ②花藥離體培養(yǎng)　秋水仙素處理　基因重組和染色體變異 解析：(1)由于玉米是雌雄同株的植物，不含性染色體，所以研究玉米基因組時(shí)測(cè)定10條染色體。 (2)由于控制粒色和節(jié)長(zhǎng)的基因在一對(duì)同源染色體上，所以選擇品系②和③研究基因自由組合定律不可行。 (3)品系③和⑤控制節(jié)長(zhǎng)、莖高的基因型分別是eeDD和EEdd，雜交得F1再自交得F2，則F2表現(xiàn)為長(zhǎng)節(jié)高莖E_D_的植株占：3/43/4＝9/16，其中純合子的幾率為1/9。 (4)欲快速獲得長(zhǎng)果穗黃粒(AaBb)玉米雜交種，需選擇單倍體育種的方法，選擇的親本分別是長(zhǎng)果穗白粒和短果穗黃粒，待它們開(kāi)花后取花藥離體培養(yǎng)，并用秋水仙素處理加倍得到可育植株，然后讓這兩種可育植株雜交獲得AaBb種子，該過(guò)程利用的原理是基因重組和染色體變異。 1. (xx海南單科)已知小麥無(wú)芒(A)與有芒(a)為一對(duì)相對(duì)性狀，用適宜的誘變方式處理花藥可導(dǎo)致基因突變。為了確定基因A是否突變?yōu)榛騛，有人設(shè)計(jì)了以下4個(gè)雜交組合，雜交前對(duì)每個(gè)組合父本的花藥進(jìn)行誘變處理，然后與未經(jīng)處理的母本進(jìn)行雜交。若要通過(guò)對(duì)雜交子一代表現(xiàn)型的分析來(lái)確定該基因是否發(fā)生突變，則最佳的雜交組合是(　　) A．♂無(wú)芒♀有芒(♂AA♀aa) B．♂無(wú)芒♀有芒(♂Aa♀aa) C．♂無(wú)芒♀無(wú)芒(♂Aa♀Aa) D．♂無(wú)芒♀無(wú)芒(♂AA♀Aa) 答案：A 解析：本題考查育種原理及其應(yīng)用的知識(shí)。在四個(gè)選項(xiàng)中，A選項(xiàng)中♀、♂個(gè)體均為純合子，是具有相對(duì)性狀的親本組合，其雜交后代只有一種表現(xiàn)型，即顯性性狀，若♂無(wú)芒個(gè)體中A突變?yōu)閍，則雜交后代將會(huì)出現(xiàn)有芒和無(wú)芒，A選項(xiàng)適合；而B(niǎo)、C、D選項(xiàng)中，其親本♀、♂個(gè)體，均有雜合子，故通過(guò)雜交實(shí)驗(yàn)無(wú)法檢測(cè)♂無(wú)芒個(gè)體中的基因A是否突變?yōu)榛騛。 2．(xx浙江理綜)玉米的抗病和不抗病(基因?yàn)锳、a)、高稈和矮稈(基因?yàn)锽、b)是兩對(duì)獨(dú)立遺傳的相對(duì)性狀?，F(xiàn)有不抗病矮稈玉米種子(甲)，研究人員欲培育抗病高稈玉米，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)： 取適量的甲，用合適劑量的γ射線照射后種植，在后代中觀察到白化苗4株、抗病矮稈1株(乙)和不抗病高稈1株(丙)。將乙與丙雜交，F(xiàn)1中出現(xiàn)抗病高稈、抗病矮稈、不抗病高稈和不抗病矮稈。選取F1中抗病高稈植株上的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得幼苗，經(jīng)秋水仙素處理后選出純合二倍體的抗病高稈植株(丁)。 另一實(shí)驗(yàn)表明，以甲和丁為親本進(jìn)行雜交，子一代均為抗病高稈。 請(qǐng)回答： (1)對(duì)上述1株白化苗的研究發(fā)現(xiàn)，控制其葉綠素合成的基因缺失了一段DNA，因此該基因不能正常________，功能喪失，無(wú)法合成葉綠素，表明該白化苗的變異具有________的特點(diǎn)，該變異類型屬于________。 (2)上述培育抗病高稈玉米的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了________、單倍體育種和雜交育種技術(shù)，其中雜交育種技術(shù)依據(jù)的原理是________________。 (3)從基因組成看，乙與丙植株雜交的F1中抗病高稈植株能產(chǎn)生________種配子。 (4)請(qǐng)用遺傳圖解表示乙與丙植株雜交得到F1的過(guò)程。 答案：(1)表達(dá)　有害性　基因突變 (2)誘變育種　基因重組 (3)4 (4) 解析：此題考查基因突變、遺傳育種等知識(shí)。 (1)γ射線照射玉米種子，可能會(huì)導(dǎo)致葉綠素合成基因發(fā)生突變，產(chǎn)生白化苗，該種變異對(duì)幼苗本身是有害的。(2)本實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用了多種育種方法。γ射線照射種子是運(yùn)用了誘變育種方法；抗病矮稈(乙)和不抗病高稈(丙)雜交得到F1，運(yùn)用了雜交育種方法；最后選取F1中抗病高稈植株的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得幼苗，再用秋水仙素處理后得到純合二倍體的抗病高稈植株，這是單倍體育種方法?；ㄋ庪x體培養(yǎng)過(guò)程中，可通過(guò)誘導(dǎo)愈傷組織分化成胚狀體獲得再生植株，也可直接誘導(dǎo)愈傷組織分化出根、芽，獲得再生植株。(3)不抗病矮稈(甲)和抗病高稈(丁)雜交，子一代均為抗病高稈，這說(shuō)明抗病、高稈均為顯性，故甲、丁基因型分別為aabb、AABB。由甲突變來(lái)的乙、丙植株基因型分別為Aabb、aaBb。乙與丙雜交得到的F1中抗病高稈植株基因型為AaBb，AaBb植株可產(chǎn)生Ab、AB、aB、ab四種配子。(4)乙、丙植株基因型分別為Aabb、aaBb。書(shū)寫(xiě)遺傳圖解時(shí)注意不要漏寫(xiě)P、配子、F1及各種表現(xiàn)型的比例等。 3．(xx江蘇單科)科學(xué)家將培育的異源多倍體的抗葉銹病基因轉(zhuǎn)移到普通小麥中，育成了抗葉銹病的小麥，育種過(guò)程見(jiàn)圖。圖中A、B、C、D表示4個(gè)不同的染色體組，每組有7條染色體，C染色體組中含攜帶抗病基因的染色體。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)異源多倍體是由兩種植物AABB與CC遠(yuǎn)緣雜交形成的后代，經(jīng)________________方法培育而成，還可用植物細(xì)胞工程中________方法進(jìn)行培育。 (2)雜交后代①染色體組的組成為_(kāi)_______，進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)形成________個(gè)四分體，體細(xì)胞中含有________條染色體。 (3)雜交后代②中C組的染色體減數(shù)分裂時(shí)易丟失，這是因?yàn)闇p數(shù)分裂時(shí)這些染色體___________________________。 (4)為使雜交后代③的抗病基因穩(wěn)定遺傳，常用射線照射花粉，使含抗病基因的染色體片段轉(zhuǎn)接到小麥染色體上，這種變異稱為_(kāi)_____________。 答案：(1)秋水仙素誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍　植物體細(xì)胞雜交 (2)AABBCD　14　42 (3)無(wú)同源染色體配對(duì) (4)染色體結(jié)構(gòu)變異 解析：此題考查多倍體及多倍體育種相關(guān)的知識(shí)。(1)異源多倍體AABBCC是由兩種植物AABB與CC遠(yuǎn)緣雜交產(chǎn)生的后代ABC，再經(jīng)過(guò)秋水仙素誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍形成。在生產(chǎn)中還可由AABB細(xì)胞與CC細(xì)胞通過(guò)誘導(dǎo)融合產(chǎn)生。(2)親本AABBCC和AABBDD雜交，雜交后代①的基因組成為AABBCD。雜交后代①體細(xì)胞中染包體數(shù)目為76＝42條，該個(gè)體減數(shù)分裂時(shí)，由于C、D組染色體無(wú)同源染色體配對(duì)，因此只形成72＝14個(gè)四分體。(3)C組染色體由于無(wú)同源染色體配對(duì)，故減數(shù)分裂時(shí)易丟失。(4)射線照射有可能引起C組攜帶抗病基因的染色體片段裂斷，而后又重接到普通小麥的A或B組染色體上，這種變異稱為易位，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。