高考生物总复习 第7单元 第23讲 从杂交育种到基因工程学案

第23讲 从杂交育种到基因工程考纲点击1.生物变异在育种上的应用()2.转基因食品的安全()一、杂交育种与诱变育种1杂交育种与诱变育种的比较杂交育种诱变育种原理基因重组基因突变过程选择具有相对性状的亲本通过杂交获得F1，F1自交，获得F2，从中筛选获得需要的类型利用射线或化合物等理化因素诱导分裂的细胞发生基因突变，并选取需要的类型2.生物育种原理、方法、实例连一连 巧 记常考的育种方法巧记二、基因工程及其应用1概念基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术，即按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状。2基因操作的基本工具连一连3基因操作的基本步骤获取目的基因目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的表达与检测。4基因工程的应用1杂交育种的两个特点：能将多个优良性状集中到同一生物个体上；耗时较长。2诱变育种的方法和特点(1)两种诱变方法：物理诱变、化学诱变。(2)两个特点：多害少利；能产生新基因，创造生物新类型。3基因工程的三种工具(1)限制性核酸内切酶：能识别并切割特定的核苷酸序列。(2)DNA连接酶：连接两个DNA片段之间的脱氧核糖和磷酸。(3)运载体：将外源基因送入受体细胞。常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。考法一以变异为基础，考查生物育种1五种育种方法的比较项目原理常用方法优点缺点举例杂交育种基因重组选育纯种：杂交自交选种自交选育杂种：杂交杂交种使不同个体优良性状集中到一个个体上操作简便育种时间较长局限于亲缘关系较近的个体矮秆抗病小麦诱变育种基因突变辐射、激光、空间诱变等提高变异频率，加速育种进程，大幅度改良性状有很大盲目性，有利变异少，需大量处理实验材料青霉素高产菌株单倍体育种染色体变异花药离体培养，用秋水仙素处理明显缩短育种年限子代均为纯合子技术复杂，需与杂交育种配合单倍体育种获得矮秆抗病小麦多倍体育种染色体变异用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗器官大，提高营养物质含量只适用于植物，发育延迟，结实率低三倍体无子西瓜基因工程育种基因重组将一种生物的特定基因转移到另一种生物细胞中打破物种界限，定向改造生物的遗传性状技术复杂，生态安全问题较多转基因抗虫棉的培育2.单倍体育种与杂交育种的关系3针对不同目的杂交育种流程(1)培育杂合子品种在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接使用，如水稻、玉米等。其特点是可以利用杂种优势，获得的品种高产、抗性强，但种子只能种一年。培育的基本步骤如下：选取符合要求的纯种双亲杂交()F1(即为所需品种)。(2)培育隐性纯合子品种选取双亲杂交()F1F2选出表现型符合要求的个体种植并推广。(3)培育显性纯合子品种选取双亲杂交()F1F2选出表现型符合要求的个体F3选出稳定遗传的个体推广种植。视角1以基础判断或图示分析的形式，考查育种原理及图解分析1(2016北京朝阳模拟)下图所示为利用玉米(2N20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图。下列分析不正确的是()A过程中可能会发生基因突变 B植株B为纯合子的概率为25%C植株C为单倍体，由配子发育而来D整个流程体现了体细胞与生殖细胞均具有全能性解析：选B。过程是组织培养，细胞分裂过程中DNA复制，可能会发生基因突变，A正确；植株B是花粉细胞离体培养成的幼苗，经秋水仙素处理染色体加倍形成，都是纯合子，B错误；由配子直接发育而成的个体是单倍体，C正确；实验过程体现了体细胞与生殖细胞均具有全能性，D正确。2(原理判断类)(2016吉林长春模拟)下列有关人工培育作物新品种的说法，不正确的是()A诱变育种不能定向的改变种群的基因频率B杂交育种所依据的主要遗传学原理是基因重组C杂交育种可快速、高效地培育出具有新性状的作物新品种D基因工程属于定向改造新品种，人工选择育种属于定向选择新品种解析：选C。诱变育种原理是基因突变，具有不定向性，A正确；杂交育种所依据的主要遗传学原理是基因重组，B正确；单倍体育种可快速、高效地培育出具有新性状的作物新品种，C错误；基因工程属于定向改造新品种，选择育种关键在于人工的选择，二者都属于定向选择新品种，D正确。视角2以案例分析的形式，考查育种程序的选择3现有小麦种子资源包括：高产、感病；低产、抗病；高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下述育种方法可行的是()A利用、品种杂交筛选获得aB对品种进行染色体加倍处理筛选获得bCc的培育不可采用诱变育种方法D用转基因技术将外源抗旱基因导入中获得c 解析：选D。欲获得a，应利用和品种间进行杂交筛选，A错误；染色体加倍后结实率降低，欲获得b应对进行诱变育种处理，B错误；诱变育种可以产生新基因，因此a、b、c都可以通过诱变育种获得，C错误；基因工程可定向改造生物的性状，可用转基因技术将外源抗旱基因导入中获得c，D正确。4下图为水稻的几种不同育种方法示意图，据图回答下列问题：(1)B过程常用的方法是_，图中用到秋水仙素的过程有_(用图中字母表示)。(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)假设你想培育一个能稳定遗传的水稻品种，选育的性状都是由隐性基因控制的，其最简单的育种方法是_(用图中字母表示)；如果选育的性状都是由显性基因控制的，为缩短育种年限，常采用的方法是_(用图中的字母表示)。(4)现有三个水稻品种，的基因型为aaBBDD，的基因型为AAbbDD，的基因型为AABBdd，三对等位基因分别位于三对同源染色体上。现运用杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株，用文字简要描述获得过程_。解析：图中A过程代表杂交，D过程代表自交，B过程代表花药离体培养，C和F过程代表用秋水仙素使染色体数目加倍，E过程代表基因工程。其中基因工程可以在不同生物之间进行，该技术的原理为基因重组。如果选育的性状都是隐性性状，最简单的方法是杂交育种，因为隐性性状表现出来即为纯合，可稳定遗传，即AD过程；如选育的性状都是显性性状，用杂交育种年限比较长，可明显缩短育种年限的育种方法是单倍体育种，即ABC过程。三个水稻品种，基因型均为“双显一隐”的组合方式。要利用杂交育种培育基因型为aabbdd的品种，可选择任意两个品种作亲本杂交得到F1，然后F1与剩下一个品种杂交得到F2，F1自交即可得基因型为aabbdd的种子，由基因型为aabbdd的种子长成的植株即为符合要求的植株。答案：(1)花药离体培养C、F(2)E基因重组(3)ADABC(4)与杂交得到F1，F1与杂交，得到F2，F2自交，可以得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成基因型为aabbdd的植株(合理即可)考法二利用图解法突破基因工程的操作工具及基本步骤基因工程操作步骤图解1限制酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，只是前者切开，后者连接。2要想从DNA上切下某个基因，应切2个切口，产生4个黏性末端。3获取目的基因、切割运载体需要用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。4将目的基因导入受体细胞，没有涉及碱基互补配对。5动物一般用受精卵作为受体细胞；植物一般用体细胞作为受体细胞，再通过植物组织培养方式形成新个体；微生物常用不致病的大肠杆菌作为受体细胞。视角1以基础判断的形式，考查基因工程基础知识1(模式图类)(2016北京朝阳质检)下面是质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，ampr为氨苄青霉素抗性基因，tetr为四环素抗性基因，箭头表示限制性核酸内切酶的酶切位点。若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组质粒的细胞，应选择合适的酶切位点是()解析：选C。ori为复制必需的序列，不能有酶切位点；要得到能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组质粒的细胞，限制性核酸内切酶的酶切位点应在氨苄青霉素抗性基因内，破坏氨苄青霉素抗性基因，使其不抗青霉素，不能破坏四环素抗性基因，C正确。2(原理判断类)下列与基因工程载体有关的叙述，正确的是()A质粒是最常用的载体，在细菌中以独立于拟核之外的方式存在B质粒作为载体的原因之一是它为环状，便于切割后与目的基因连接C载体中的标记基因可促进目的基因的表达D当受体细胞为大肠杆菌时，多种噬菌体均可作为载体，如噬菌体和T2噬菌体解析：选A。质粒是最常用的载体，在细菌中以独立于拟核之外的方式存在，A正确；质粒之所以能作为载体，是由于它在受体细胞中能大量增殖，含有1个或多个限制性核酸内切酶的切点，以便与外源基因连接，具有某些标记基因，以便进行筛选，B错误；载体中的标记基因只是便于筛选，并不能促进目的基因表达，C错误；当受体细胞为大肠杆菌时，并不是多种噬菌体均可作为载体，噬菌体是温和型，T2噬菌体是致死型，载体进入受体细胞中是要大量复制，同时还要带着目的基因在受体中得到表达，D错误。视角2以材料分析的形式，考查基因工程技术的应用3(图解信息类)(2016安徽江南十校联考)某致病基因b与其正常基因B中的某一特定序列，经限制酶A切割后产生的片段如图1(bp表示碱基对)，据此可进行基因诊断；图2为某家庭有关该病的遗传系谱图。下列分析不正确的是()A图2中1的基因型为bb，其致病基因来自双亲B图2中2基因诊断会出现142bp、99bp、43bp三个片段C图1中限制酶A的作用结果能体现酶的专一性特点D对家庭成员进行基因诊断还可用DNA分子杂交技术解析：选A。根据图2只能判断该遗传病为隐性遗传病，但无法判断致病基因位于常染色体上还是性染色体上，如果是伴性遗传，则致病基因来自其母亲，所以A错误。无论是常染色体隐性遗传还是伴X染色体隐性遗传，2一定有致病基因b，所以用限制酶处理后能得到142bp、99bp、43bp三个片段，B正确。图1中限制酶A只能识别并切割B而不能切割b，说明该限制酶具有专一性，C正确。对该遗传病除了图1中的用限制酶A处理的方法外，还可以通过DNA分子杂交技术进行诊断，D正确。4(原理判断类)下列实践活动包含基因工程技术的是()A水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种B抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦C将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株D用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆解析：选C。A项为单倍体育种，用到植物组织培养技术；B项为传统的杂交育种；C项抗病植株的培育用到基因工程技术和植物组织培养技术；D项为诱变育种。 误区补短易错点1混淆“最简便”与“最快速”点拨 “最简便”着重于技术含量应为“易操作”，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作，但“最快速”则未必简便如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高，单就花粉培养成幼苗已很难实现。易错点2混淆无子西瓜培育过程中父本与母本的选择与处理点拨(1)无子西瓜的培育过程中，两次传粉的目的：第一次传粉是为了杂交得到三倍体种子，第二次传粉是为了刺激子房发育成果实。(2)如果以二倍体西瓜为母本，四倍体西瓜为父本，也能得到三倍体种子，但这种三倍体种子结的西瓜，因珠被发育成厚硬的种皮，故达不到“无子”的目的。(3)用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗使之成为四倍体时，处理的对象应是“幼苗或萌发的种子”。因为萌发的种子和幼苗具有分生能力，细胞进行有丝分裂，秋水仙素处理后可达到使产生的新细胞染色体数目加倍的目的。易错点3对基因工程中一些观点、说法辨析不清点拨(1)限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键(不是氢键)，只是一个切开，一个连接。(2)DNA酶即DNA水解酶，是将DNA水解的酶；DNA聚合酶是在DNA复制过程中，催化形成新DNA分子的酶，是将单个游离的脱氧核苷酸加到DNA片段上，需要模板。(3)质粒是最常用的运载体，不要把质粒同运载体等同，除此之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。(4)基因工程可按照人们的意愿定向培育新品种，且可突破生殖隔离，实现不同物种间的基因重组。微观清障1判断下列有关生物育种的叙述(1)诱变育种和杂交育种均可形成新基因。()(2)若用AAbb和aaBB的植株培育出AABB的植株至少需用3年的时间。()(3)花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种。()答案：(1)(2)(3)2判断下列有关基因工程的叙述(1)在所有的基因工程步骤中都涉及碱基互补配对。()(2)没有限制酶就无法使用质粒运载体。()(3)我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度。()(4)重组质粒中每个限制酶识别位点至少插入一个目的基因。()(5)自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上属于基因工程。()(6)“将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株”包含了基因工程技术。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)能力培优根据育种流程图来辨别育种方式信息解读(1)根据育种目的和提供的材料选择合适的育种方法集中不同亲本的优良性状：a.一般情况下，选择杂交育种，这也是最简捷的方法；b.需要缩短育种年限(快速育种)时，选择单倍体育种。培育果实较大或植株较大或营养物质含量较高的新物种多倍体育种。提高变异频率，“改良”“改造”或“直接改变”现有性状，获得当前不存在的基因或性状诱变育种。若要培育隐性性状个体，可选择自交或杂交育种，只要出现该性状即可。实现定向改变现有性状基因工程育种。若培育的植物的生殖方式为营养繁殖(如马铃薯)，则不需要培育成纯种，只要出现该性状即可。(2)根据育种流程图来辨别育种方式杂交育种：涉及亲本的杂交和子代的自交。诱变育种：涉及诱变因子，产生的子代中会出现新的基因，但基因的总数不变。单倍体育种：常用方法为花药离体培养，然后人工诱导染色体加倍，形成纯合子。多倍体育种：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。强化训练1(2016广东中山模拟)如下图所示，将二倍体植株和杂交得到，再将作进一步处理。对此分析错误的是()A由得到的育种原理是基因重组B图中秋水仙素的作用是使染色体数目加倍C若的基因型是AaBbdd，则的基因型可能是aBdD至的过程中，所产生的变异都有利于生产解析：选D。由得到的育种是杂交育种，其原理是基因重组，A正确；图中秋水仙素的作用是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，使染色体数目加倍，B正确；若的基因型是AaBbdd，能产生4种配子，则的基因型可能是aBd，也可能是ABd、Abd或abd，C正确；基因突变具有多害少利性，所以由至过程中产生的变异大多数不利于生产，D错误。2(2016福建武平月考)古法榨菜籽油，油中的芥子油苷和芥酸对人体健康有害，芥酸会降低菜籽油的品质。油菜有两对独立遗传的等位基因(H和h，G和g)控制菜籽的芥酸含量，下图是获得低芥酸油菜新品种(HHGG)的技术路线。已知油菜单个花药由花药壁(2n)及大量花粉(n)等组分组成，这些组分的细胞都具有全能性。据图分析，下列叙述错误的是()A图示育种过程中所发生的可遗传的变异有基因重组和染色体变异B与过程相比，过程可能会产生二倍体再生植株C图中三种途径中，利用花药培养筛选低芥酸植株(HHGG)的效率最高D、两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化，不需要光照解析：选C。图示育种方法有杂交育种和单倍体育种，杂交育种利用的原理为基因重组，单倍体育种的原理为染色体变异，A正确；由于单个花药由花药壁和花粉组成，因而与过程相比，过程可能会产生二倍体再生植株，B正确；图中三种途径中，利用花粉培养筛选低芥酸植株(HHGG)的效率最高，C错误；、两过程为脱分化，在此过程中需要植物激素来诱导，不需要光照，D正确。3普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：A组B组C组P高秆抗病矮秆易感病P高秆抗病矮秆易感病P高秆抗病 射线F1高秆抗病F1高秆抗病F1矮秆抗病 花药离体培养F2矮秆抗病F2矮秆抗病请分析回答：(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)、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三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是_组，原因是_。(4)通过矮秆抗病获得矮秆抗病小麦新品种的方法是_。获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占_。(5)在一块高秆(纯合体)小麦田中，发现了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究该矮秆性状出现的可能原因(简要写出所用方法、结果和结论)。_。解析：本题侧重于对诱变育种、杂交育种和单倍体育种的比较。(1)杂交育种是具有两对相对性状的纯合子杂交得F1，F1再自交得F2，在F2中出现所需的类型，若是显性性状还需连续自交直至不发生性状分离为止。F2中矮秆抗病有1ttRR、2ttRr，其中不能稳定遗传的(ttRr)占2/3。(2)花药离体培养得到的是单倍体植株，不能进行正常的减数分裂，所以不能产生正常的配子。(3)基因突变的频率较低，而且是不定向的。(4)单倍体育种是先通过花药离体培养获得单倍体，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，诱导染色体加倍，得到的个体一定是纯合体。(5)高秆(纯合体)小麦田中，发现了一株矮秆小麦，可能有两个原因：基因突变或环境因素的影响。前者引起的变异是能遗传的；仅环境影响引起的变异是不能遗传的，仍是高秆基因。因是探究实验，结果和结论要分别考虑这两种情况。答案：(1)自交2/3(2)(3)C基因突变的频率极低且不定向(4)秋水仙素(或低温)诱导染色体加倍100%(5)将矮秆小麦与高秆小麦杂交；如果子一代为高秆，子二代高秆矮秆31(或出现性状分离)，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，如果两者未出现明显差异，则矮秆性状由环境引起，否则，矮秆性状是基因突变的结果考点一变异原理在育种实践上的应用1(2016福建厦门质检)现有基因型aabb和AABB的水稻品种，利用不同的育种方法可培育出不同的类型，相关叙述错误的是()A通过杂交育种获得AAbb，原理是受精作用过程中发生基因重组B通过单倍体育种获得aaBB，原理是基因重组和染色体变异C通过诱变育种获得aaBb，原理是基因突变D通过多倍体育种获得AAAABBBB，原理是染色体变异导学号29520395解析：选A。通过杂交育种获得AAbb，原理是基因重组发生在减数第一次分裂过程中，A错误；单倍体育种获得aaBB，先发生基因重组，生成AaBb个体，配子aB通过染色体加倍获得aaBB个体，B正确；杂交育种获得AaBb，再通过诱变育种获得aaBb，原理是基因突变，C正确；AABB通过诱导染色体组加倍获得AAAABBBB，原理是染色体变异，D正确。2(2016福建宁德月考)下图是与水稻有关的育种途径，相关叙述不正确的是()AAB过程可获得原水稻没有的优良性状BCD过程能定向改变水稻的性状CEH过程依据的原理是基因重组DEG过程用秋水仙素处理成熟植株导学号29520396解析：选D。图中AB过程是诱变育种，可获得原水稻没有的优良性状，A正确；CD过程是基因工程育种，能定向改变水稻的性状，B正确；EH过程是杂交育种，依据的原理是基因重组，C正确；EG过程是单倍体育种，用秋水仙素处理幼苗，D错误。3(2016吉林长春质检)下列有关育种的叙述，错误的是()A利用花药离体培养技术可获得单倍体植株B杂交育种能将两个或多个品种的优良性状集中在一起C三倍体无子西瓜的细胞中无同源染色体，不能进行正常的减数分裂D诱变育种可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型导学号29520397解析：选C。利用花药离体培养技术可获得单倍体植株，A正确；杂交育种能将两个或多个品种的优良性状集中在一起，B正确；三倍体无子西瓜细胞中存在同源染色体，C错误；诱变育种可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型，D正确。考点二育种程序的选择及实施4(2016北京朝阳调研)改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的方法是()A诱变 B花药离体培养C基因工程 D杂交导学号29520398解析：选B。因题中交代的是缺乏某种抗病性的水稻品种，欲改良其品种，可以用基因工程的方法，定向导入该种抗病性基因以改变其性状；也可以用杂交育种的方法，将该水稻品种与另一有该抗病性的水稻品种杂交，使优良性状集中在一起；或者可采用诱变育种的方法，诱导该水稻品种发生基因突变，产生该抗病性基因。5(2016安徽宿州一检)如图表示利用某种农作物品种和培育出的几种方法，据图分析错误的是() A过程是用秋水仙素处理正在萌发的种子B培育品种的最简捷的途径是C通过过程育种的原理是染色体变异D通过过程育种最不容易达到目的导学号29520399解析：选A。图中过程是单倍体育种，原理是染色体变异，由于单倍体高度不育，不能形成种子，所以是用秋水仙素处理幼苗，A错误、C正确；是杂交育种，是最简捷的育种途径，B正确；是诱变育种，由于基因突变是不定向的，所以该育种最不容易达到目的，D正确。6下列有关培育生物新品种的叙述，正确的是()A单倍体育种过程中，通过花药离体培养能获得稳定遗传的纯合子B用二倍体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C诱变育种过程中，能够通过基因突变定向产生所需基因D多倍体育种得到的新品种，果实一般较大导学号29520400解析：选D。单倍体育种过程中，通过花药离体培养获得的是单倍体植株，单倍体植株经秋水仙素处理后才能得到稳定遗传的纯合子，A错误；用二倍体植株进行多倍体育种，若所育新品种是四倍体，其与原品种杂交的子代是不育的三倍体，B错误；基因突变具有不定向性，C错误；多倍体育种得到的新品种，果实一般较大，D正确。7.(2016郑州质量预测)用玉米的花药进行组织培养，得到的单倍体幼苗经秋水仙素处理后形成二倍体植株(不考虑基因突变)。在此过程中某时间段内细胞核内DNA含量变化如图所示。下列叙述正确的是() Aef过程中细胞内可能发生基因重组B与cd过程相比，de过程中细胞内发生了染色体数目的加倍C秋水仙素作用于c点之前而导致染色体数目加倍De点后细胞内染色体组最多有4个，且各染色体组的基因组成相同导学号29520401解析：选D。图中所示过程中发生的是有丝分裂，而有丝分裂过程中不会出现基因重组，故A项错误；图中de段发生DNA的复制，染色体数目并未加倍，故B项错误；秋水仙素作用的时期为有丝分裂前期，对应图中cd段，故C项错误；单倍体玉米体细胞内只有1个染色体组，经秋水仙素处理后得到的二倍体玉米为纯合子，体细胞中含有2个染色体组，而在有丝分裂后期染色体数目加倍，染色体组有4个，且每个染色体组的基因组成相同，故D项正确。8(2016江西八校联考)欲获得能稳定遗传的优良品种，某生物育种小组用基因型为Dd的玉米用两种方法进行育种试验，第一种育种方法为连续自交并逐代淘汰隐性个体，第二种育种方法为随机交配并逐代淘汰隐性个体。下列说法正确的是()A上述两种育种方法所遵循的原理为基因重组B上述两种育种过程中，子代的基因频率始终不变C通过上述两种育种方法所得的F2中Dd的频率相等D第一种育种方法比第二种育种方法的育种效率更高导学号29520402解析：选D。题中涉及一对等位基因，遵循的原理是基因分离定律，A错误；两种育种过程都会淘汰隐性个体，因此隐性基因频率会逐渐下降，显性基因频率逐渐上升，B错误；第一种育种方法中，F1中淘汰隐性个体后，DD占1/3，Dd占2/3，自交后F2中Dd2/31/21/3，DD占1/32/31/41/2，淘汰dd，Dd占2/5。第二种育种方法中，F1中淘汰隐性个体后，DD占1/3，Dd占2/3，随机交配，F2中Dd2/31/324/9，DD2/32/34/9，淘汰dd，Dd占1/2，C错误；第一种育种方法显性纯合子随着交配代数的增加，所占的比例要高于第二种育种方法，因此更有效，D正确。9(2016浙江金华模拟)下图是某转基因抗虫水稻培育流程图，下列有关分析错误的是()A毒蛋白基因的获得需要DNA连接酶B过程所依据的理论基础之一是DNA分子结构的相似性C该基因工程的基本原理是让毒蛋白基因在宿主细胞中稳定和高效的表达D过程依据细胞的全能性原理导学号29520403解析：选A。目的基因的获取需要限制性核酸内切酶，不需要DNA连接酶，A错误；表示目的基因和运载体结合，理论基础就是DNA分子结构的相似性，B正确；该基因工程的基本原理是让毒蛋白基因在宿主细胞中稳定和高效的表达，C正确；表示植物组织培养，原理为植物细胞的全能性，D正确。10(2016内蒙古赤峰质检)以下有关育种的叙述，正确的是()A太空育种的原理为基因突变及基因重组B三倍体植物不能由受精卵发育而来C转基因植物的培育与细胞的全能性表达有关D杂交育种和诱变育种都能产生新基因导学号29520404解析：选C。太空育种的原理为基因突变，A错误；二倍体与四倍体杂交产生三倍体，B错误；转基因植物的培育与细胞的全能性表达有关，C正确；诱变育种能产生新基因，但杂交育种不能产生新基因，D错误。11(2016北京房山入学摸底)如图甲、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，表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是()A过程简便，但培育周期长B和的变异都发生于有丝分裂间期C过程常用的方法是花药离体培养D过程与过程的育种原理相同导学号29520405解析：选B。根据题意和图示分析可知：过程是杂交育种，培育周期较长，A正确；过程是连续自交，基因的自由组合发生在减数第一次分裂过程中，过程是用秋水仙素处理，抑制有丝分裂前期纺锤体形成，B错误；是花药离体培养，C正确；过程与过程的育种原理均为染色体变异，D正确。12(2016福建泉州质检)某农科所通过如图所示的育种过程培育成了高品质的糯小麦(aaBB)。下列叙述正确的是()A过程中运用的遗传学原理是基因重组B过程需要通过逐代自交来提高纯合率C过程需要用秋水仙素处理萌发的种子D过程提高了突变率从而缩短育种年限导学号29520406解析：选B。据图分析，过程是单倍体育种，利用的原理是染色体数目变异，A错误；过程是杂交育种，要想获得纯种，需要多代自交纯化，B正确；由二倍体获得的单倍体不可育，没有种子，应处理单倍体幼苗，C错误；杂交育种依据的原理是基因重组，不能提高突变率和缩短育种年限，D错误。13(原创题)早黑宝葡萄因穗大粒大、色泽紫黑、外观性状好、浓香味甜、口感极似玫瑰香而深受人们的喜爱，早黑宝葡萄的穗大(A)对穗小(a)为显性，果粒大(B)对果粒小(b)为显性，两对等位基因分别位于非同源染色体上。现有X、Y、Z三个品系的纯种早黑宝葡萄，其基因型如下表所示，某机构利用它们开展了葡萄的杂交育种和多倍体育种等方面的研究。请回答相关问题：品系XYZ基因型AABBaaBBAAbb(1)若要利用葡萄的穗大与穗小这一对相对性状来验证基因的分离定律，可作为亲本的品系是_。(2)若利用品系Y和品系Z杂交得到F1，F1自交得到F2。在F2中存在不同于亲本的表现型，其主要原因是_，在F2的穗大粒大葡萄植株中，不能稳定遗传的个体占_。(3)现有一穗小粒大的葡萄植株，请利用上述三个品系通过一次杂交实验来检测其基因型：实验思路：_。预期实验结果和结论：_。(4)欲开展利用秋水仙素诱导早黑宝葡萄试管苗多倍体研究，实验结果的观测中，既可以通过显微镜观察试管苗的_，计算其加倍率；也可以将试管苗种植，根据_等特点，观察它的外部形态特征。导学号29520407解析：(1)若要利用早黑宝葡萄的穗大与穗小这一对相对性状来验证基因的分离定律，则亲本中必须含有A和a这一对等位基因，由表格信息可知，品系X与品系Y(或品系Y与品系Z)的组合符合要求。(2)品系Y与品系Z杂交所得F1的基因型为AaBb，由于F1在形成配子时非等位基因会发生自由组合，所以F1自交所得F2中有不同于亲本的表现型。在F2的穗大粒大葡萄植株中，能稳定遗传的个体占1/31/31/9，故不能稳定遗传的个体占11/98/9。(3)穗小粒大葡萄植株的基因型为aaBB和aaBb，与品系Z(AAbb)杂交，若杂交所得的子代全表现为穗大粒大，则该穗小粒大植株的基因型为aaBB；若子代中穗大粒大植株穗大粒小植株11，则该穗小粒大植株的基因型为aaBb。(4)多倍体育种过程中，需对秋水仙素处理过的试管苗的体细胞进行染色固定，之后通过显微镜观察其染色体数目，计算其加倍率，也可依据多倍体的植株具有茎粗、叶片大等特点来观察秋水仙素的处理效果。答案：(1)品系X与品系Y或品系Y与品系Z(2)非等位基因发生了自由组合8/9(3)将该穗小粒大葡萄植株与品系Z杂交，观察子代的性状若子代全为穗大粒大植株，则该穗小粒大植株的基因型为aaBB；若子代中穗大粒大植株穗大粒小植株11，则该穗小粒大植株的基因型为aaBb(4)处于有丝分裂中期的细胞中的染色体数多倍体茎粗、叶片大14某植物花色由三对独立遗传的基因共同决定，花中相关色素的合成途径如图，请据图回答问题：(1)该图示体现的基因控制生物性状的方式是_。(2)已知该植物自花传粉和异花传粉皆可，那么理论上紫花植株的基因型有_种。(3)育种工作者将某白花植株与红花植株杂交，其后代的表现型及比例为白花紫花红花211，则该白花植株的基因型是_。(4)育种工作者将第(3)题中的两个亲本杂交产生的种子进行诱变处理，种植后发现一植株上有开蓝色花的枝条，其他为紫色花。他们提出两种假设：假设一：诱变产生了一个新的显性基因(D)，能够把白色前体物转化为蓝色素，在变异植株中紫色素仍能产生，只是被蓝色掩盖。假设二：上图中基因B发生了突变，转变为决定蓝色素合成的基因。现欲确定哪个假设正确，请完善下面的设计方案：实验步骤：将上述蓝色花进行_处理，让其自交。将自交所结种子种植后，分析其性状表现。结果分析：若_，则假设一正确；若_，则假设二正确。导学号29520408解析：(1)通过图解可以看出基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状。(2)通过图示看出只要含有基因C就表现出紫花，这样的基因型种类有33218(种)，不存在C基因时，基因型为aaB_cc的表现为紫花，此时基因型有2种，故紫花的基因型总共有20种。(3)白花植株的基因型是A_ _ _cc，红花植株的基因型为aabbcc，根据杂交后代的表现型及比例为白花紫花红花211，可推知亲本中的白花植株的基因型为AaBbcc。(4)亲本中的白花是AaBbcc，红花是aabbcc，诱变处理后出现蓝色花，为证明突变的机理，可先将上述蓝色花进行套袋处理，让其自交。将自交所结种子种植后，分析其性状表现，若红色花、紫色花、蓝色花都有(一定比例的)出现，说明是诱变产生了一个新的显性基因(D)，能够把白色前体物转化为蓝色素，在变异植株中紫色素仍能产生，只是被蓝色掩盖。若只有红色花和蓝色花，没有出现紫色花，说明基因B发生了突变，转变为决定蓝色素合成的基因。答案：(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状(2)20(3)AaBbcc(4)套袋红色、紫色、蓝色都有(一定比例的)出现只有红色和蓝色，没有出现紫色15(2015高考浙江卷)某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)控制，同时含有 D 和 E 表现为矮茎，只含有 D 或 E 表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答： (1)自然状态下该植物一般都是_合子。 (2)若采用诱变育种，在射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有_和有害性这三个特点。 (3)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等分离世代中_抗病矮茎个体，再经连续自交等_手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的_。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上F2的表现型及其比例为_。(4)若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有_。请用遗传图解表示其过程(说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。导学号29520409解析：(1)杂合子连续自交，后代纯合子比例逐渐增加，杂合子比例逐渐减小。因此，自然状态下闭花授粉(连续自交)的植物一般都是纯合子。(2)基因突变有多方向性、突变频率低和有害性等特点，这决定了诱变育种需处理大量的材料。(3)杂交育种一般通过杂交、选择、纯合化手段培育新品种，控制性状的基因数越多，通过自交进行纯合化的时间会越长。根据题干信息可知，两个亲本感病矮茎和抗病高茎的基因型分别为rrDDEE和 RRddee, 若只考虑茎的高度，杂交得到的F1的基因型为DdEe，则F1自交后代F2有3种表现型：矮茎、中茎、高茎，其比例为9(D_E_)6(3D_ee、3ddE_)1(1ddee)。(4)单倍体育种的过程包括花药离体培养和染色体加倍两个过程，其中涉及基因重组、染色体变异等原理。单倍体育种的遗传图解见答案。答案：(1)纯(2)多方向性、稀有性(3)选择纯合化年限越长高茎中茎矮茎169(4)基因重组和染色体变异