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精练14理解原理、把握操作,全面解决生物育种问题一、选择题(每小题6分,共66分)1.用高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)的二倍体水稻品种进行育种时,方法一是杂交得到F1,F1再自交得到F2,然后选育所需类型;方法二是用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.方法二所得植株中纯合子、可用于生产的类型比例分别为1/2、1/4 B.方法一所得F2中重组类型、纯合子各占3/8、1/4C.方法一和方法二依据的主要原理分别是基因重组和染色体结构变异D.方法二的最终目的是获得单倍体植株,秋水仙素可提高基因突变频率2.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3.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4.豌豆的高产和抗病基因分别用A、B表示,为了培育能稳定遗传的高产抗病豌豆植株,某同学做了如图所示的育种图解,下列说法合理的是() A.基因的自由组合仅发生在图示、过程中B.图中、属于单倍体育种,过程所获得的豌豆不但弱小且高度不育C.图中、过程均需要用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗D.过程得到的是四倍体高产抗病豌豆5.如下图所示,将二倍体植株和杂交得到,再对做进一步处理。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6.下列有关人工培育作物新品种的说法,不正确的是()A.诱变育种和杂交育种均能定向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.只有单倍体育种能明显缩短育种年限D.基因工程属于定向改造新品种,选择育种属于定向选择新品种7.下图是与水稻有关的育种途径,相关叙述不正确的是()A.AB过程可获得原水稻没有的优良性状B.CD过程能定向改变水稻的性状C.EH过程依据的原理是基因重组D.EG过程用秋水仙素处理成熟植株8.利用两个纯合的玉米品种尝试多种育种方式,如下图所示。有关叙述正确的是()A.过程通常利用适宜浓度秋水仙素处理萌发种子或幼苗B.过程和过程所示育种方式的原理都有基因重组C.射线使a基因发生了定向突变D.个体AAbbC的产生意味着产生了新的物种9.下列关于作物育种的叙述,正确的是()A.人工诱变可提高突变频率,获得新物种B.改良缺乏某种抗病性的水稻品种可用转基因育种C.杂交育种一般都需连续自交5、6代才能获得稳定遗传的纯合子D.单倍体育种和多倍体育种原理相同,且都需要进行植物组织培养10.下图为利用纯合高秆(D)抗病(E)水稻和纯合矮秆(d)易染病(e)水稻快速培育优良品种纯合矮秆抗病水稻(ddEE)的示意图,下列有关此图叙述正确的是()A.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.过程中非同源染色体的自由组合发生在减数第一次分裂前期C.过程获得的植株为单倍体,单倍体就是指体细胞中含有一个染色体组的个体D.获得无子番茄所用原理与过程相同11.芥酸会降低菜籽油的品质。油菜由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.、两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化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,利用花粉培养筛选低芥酸植株(HHGG)的效率最高D.F1减数分裂时,H基因所在染色体会与G基因所在染色体发生联会二、非选择题(共34分)12.(12分)谷蛋白是水稻种子中含量较高的贮藏蛋白,是稻米蛋白中可供人体吸收的主要成分。而低谷蛋白稻米可以满足蛋白质代谢障碍患者的特殊需求。有人利用普通水稻品种,进行高产低谷蛋白水稻新品系的选育,过程如下图,对不同水稻品种相关指标进行测定,结果如表。名称株高(cm)每穗粒数千粒重(g)谷蛋白含量/种子干重(%)武育粳3号89.3141.027.66.5南粳4699.3206.422.85.8南粳47103.7160.921.07.4LGC-192.485.621.44新品种93.8181.524.34.1新品种94.5223.827.13.8新品种116.8228.323.04.6(1)育种过程中选择的A品种是表中,理由是。(2)试验田中除种植杂交亲本和创新品系外,还种植了常规水稻,并对其相应指标进行测量,目的是。(3)研究发现低谷蛋白特性受显性单基因控制,在杂交育种中,进行多代自交的原因是。(4)根据各品种的综合表现,表中品种可满足蛋白质代谢异常的患者等特殊人群对蛋白质摄入量的要求,并可进行大规模生产。(5)研究中发现水稻细胞内存在DNA相似性达99.8%的两个谷蛋白基因GluB4和GluB5,GluB5基因末端缺失一段3.5 kb的DNA序列,丧失了终止子(终止转录过程的密码子),两基因末端尾尾连接。GluB5在转录时与GluB4发生通读,从而形成RNA的发夹结构,造成出现低谷蛋白性状。分析出现低谷蛋白性状的原因:。13.(10分)二倍体大麦是一种闭花受粉植物,每株约有620朵花,若大面积杂交育种,会造成十分繁重的人工操作,因此应用这种育种方式不切合实际。研究表明雄性可育基因M对雄性不育(植株不能产生花粉或花粉败育而不能受粉的现象)基因m为显性,褐色种皮基因R对黄色种皮基因r为显性。某育种工作者获得三体大麦,其减数分裂仅能产生两种配子,其是否可育如下图所示(注意:有些雄配子尽管具有M基因,但是由于其比正常配子多一条染色体,导致不能与卵细胞进行正常受精而不育)。请回答下列问题(不考虑交叉互换):(1)若采用二倍体大麦杂交育种,需要对母本进行、等操作。(2)由二倍体大麦变为三体大麦属于变异。(3)若以上述三体大麦为实验材料,选育出适合进行大面积杂交育种的母本,需对三体大麦进行自交,将子代中表现型为的植株作为选育出的母本,表现型为的植株继续作为选育上述母本的材料。14.(12分)罗汉果甜苷具有重要的药用价值,它分布在罗汉果的果肉、果皮中,种子中不含这种物质,而且有种子的罗汉果口感很差。为了培育无子罗汉果,科研人员利用秋水仙素处理二倍体罗汉果,诱导其染色体加倍,得到下表所示结果。请分析回答:处理秋水仙素溶液浓度(%)处理株数(棵)处理时间(d)成活率(%)变异率(%)滴芽尖生长点0.053051001.280.186.424.30.274.218.2(1)在诱导染色体数目加倍的过程中,秋水仙素的作用是。选取芽尖生长点作为处理的对象,理由是。(2)上述研究中,自变量是,因变量是。该研究中,诱导罗汉果染色体加倍的最适处理方法是。(3)鉴定体细胞中染色体数目是确认罗汉果染色体数目是否加倍最直接的证据。首先取变异植株幼嫩的芽尖进行固定,再经解离、和制片,制得变异植株芽尖的临时装片,最后选择处于的细胞进行染色体数目统计。(4)获得了理想的变异株后,要培育无子罗汉果,还需要继续进行的操作是。答案全解全析一、选择题1.B方法二所得植株中纯合子比例为1,可用于生产的类型比例为1/4,A错误;方法一F2中重组类型占1-(9/16+1/16)=3/8,纯合子占1/21/2=1/4,B正确;方法一依据的原理是基因重组,方法二依据的原理是染色体数目变异,C错误;方法二的最终目的是获得纯合二倍体,秋水仙素可诱导染色体数目加倍,D错误。2.B改良缺乏某种抗病性的水稻品种,可以用基因工程的方法,定向导入该种抗病基因以改变其性状;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状的水稻品种杂交,使优良性状集中在一起;或者采用诱变育种的方法,诱导该水稻品种发生基因突变,产生该抗病基因。3.A基因重组发生在减数分裂过程中,而非受精作用过程中,A错误;单倍体育种获得aaBB,原理是基因重组和染色体变异,B正确;利用基因型为aabb的个体形成aaBb的个体,原理是基因突变,C正确;AABB个体通过诱导染色体组加倍获得AAAABBBB个体,原理是染色体变异,D正确。4.D基因的自由组合发生在减数分裂过程中,在减数第一次分裂后期,随同源染色体分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合,A错误;图中、属于单倍体育种过程,为人工诱导染色体加倍的过程,所获得的豌豆为可育的纯合二倍体,B错误;过程用秋水仙素处理的是单倍体幼苗,题述单倍体无种子产生,过程可以用秋水仙素处理二倍体萌发的种子或幼苗获得四倍体,C错误、D正确。5.D的育种方式是杂交育种,其原理是基因重组,A正确;秋水仙素可以抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成,从而导致染色体数目加倍,B正确;若的基因型是AaBbdd,其能产生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,故过程中产生的变异大多数不利于生产,D错误。6.C育种过程是人们有目的地淘汰部分个体,保留人类生产生活所需要的个体的过程,因此种群的基因频率会发生定向改变,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;基因工程育种也可明显缩短育种年限,C错误;基因工程属于按照人们意愿定向改造新品种,选择育种属于定向选择新品种,D正确。7.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,应该用秋水仙素处理幼苗,D错误。8.B由于过程为花药离体培养,该过程得不到种子,只能得到单倍体幼苗,所以过程只能利用适宜浓度的秋水仙素处理幼苗,从而抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成,使细胞内的染色体数目加倍,A错误;过程育种方式为杂交育种,其原理是基因重组,过程所示育种方式的原理是基因重组和染色体变异,B正确;射线使a基因发生突变,但突变是不定向的,C错误;新物种形成的标志是产生生殖隔离,个体AAbbC的产生并不意味着产生了新的物种,D错误。9.B人工诱变可以提高基因的突变频率,改良生物的性状,但是并不一定会产生新的物种,新物种形成的标志是产生生殖隔离,A错误;转基因育种可在不同物种之间进行基因转移,定向地改造生物的某些性状,B正确;一般地,杂交育种从F2开始挑选,原因是从F2开始发生性状分离,选育后是否连续自交或自交代数的多少取决于所选优良性状是显性还是隐性,C错误;单倍体育种和多倍体育种原理均是染色体变异,单倍体育种需要进行植物组织培养,D错误。10.A题图所示为单倍体育种过程,是杂交过程,目的是将控制优良性状的基因集中到一个个体上,A正确;是减数分裂形成配子的过程,非同源染色体的自由组合发生在减数第一次分裂后期,B错误;过程是花药离体培养,获得的植株为单倍体,单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体,C错误;过程是人工诱导染色体数目加倍,通常使用一定浓度的秋水仙素处理幼苗,获得无子番茄的方法是使用一定浓度的生长素类似物处理未受精的雌蕊,染色体数目没有发生改变,D错误。11.D本题主要考查杂交育种、单倍体育种及减数分裂的特点等知识。通过杂交方法可将不同个体中的控制优良性状的基因集中到同一个体中;通过单倍体育种可大大缩短育种年限。分析题图可知,、两过程均为细胞脱分化的过程,均需要植物激素来诱导,故A正确;花药由花药壁(2n)和大量花粉(n)等组分组成,由花药壁培养成的再生植株为二倍体,故B正确;利用花粉培养成的再生植株为单倍体,用秋水仙素处理,使其染色体数目加倍,成为可育的纯合子,大大缩短了育种年限,故C正确;由于H基因所在的染色体与G基因所在的染色体不是一对同源染色体,因此,在减数分裂过程中,二者不会发生联会现象,故D错误。二、非选择题12.答案(1)LGC-1LGC-1具有低谷蛋白的特性(2)对照(3)得到纯合子(4)新品种(5)GluB5基因中碱基对的缺失,造成转录出异常RNA,不能完成翻译过程,谷蛋白含量低解析(1)比较表格中的武育粳3号、南粳46、南粳47以及LGC-1可知,武育粳3号、南粳46、南粳47都具有高产、高谷蛋白的特点,只有LGC-1有低谷蛋白的特性,由此可以确定育种过程中选择的A品种是表中的LGC-1。(2)试验田中除种植杂交亲本和创新品系外,还种植了常规水稻,并对其相应指标进行测量,目的是对照。(3)由于选育的低谷蛋白特性是由显性基因控制的性状,多代自交才能得到纯合子,因此在杂交育种中,需要进行多代自交并筛选出能够稳定遗传的品种。(4)根据各品种的综合表现,表中新品种的谷蛋白含量低等优点,可满足蛋白质代谢异常的患者等特殊人群对蛋白质摄入量的要求,并且该品种具有低株高、高产等优点,可进行大规模生产。(5)根据题意可知,“GluB5基因末端缺失一段3.5 kb的DNA序列”,即发生了碱基对的缺失,导致转录出异常的mRNA,从而不能完成翻译过程,最终导致谷蛋白含量低。13.答案(1)去雄(或“花蕾期去雄”)套袋人工授粉(或“授粉”)(2)染色体(或“染色体数目”)(3)黄色种皮雄性不育褐色种皮雄性可育解析(1)由于二倍体大麦是闭花受粉植物,所以采用二倍体大麦杂交育种时,应在花未开放时(花蕾期)去雄,避免自花传粉,同时要套袋,避免其他植株花粉的干扰,然后人工授粉。(2)三体大麦比正常二倍体大麦多了一条染色体,属于染色体数目变异。(3)由题意可知,雄性配子只有一种可育(mr),而雌配子都可育(MmRr、mr)。三体大麦进行自交,子代基因型为MmmRrr(褐色种皮雌性可育、褐色种皮雄性可育)、mmrr(黄色种皮雌性可育、黄色种皮雄性不育),故可选取黄色种皮雄性不育(mmrr)的植株作为选育出的母本,褐色种皮雄性可育(MmmRrr)的植株继续作为选育题述母本的材料进行自交。14.答案(1)抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成芽尖生长点细胞分裂旺盛,易变异(2)秋水仙素溶液的浓度被处理植株的成活率和变异率以浓度为0.1%的秋水仙素溶液滴芽尖生长点(3)漂洗染色有丝分裂中期(4)用四倍体罗汉果与二倍体罗汉果杂交,获得三倍体无子罗汉果解析(1)在诱导染色体数目加倍的过程中,秋水仙素的作用是抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成,使被处理的组织细胞染色体数目加倍。(2)根据表中信息可知,该实验的自变量是秋水仙素溶液的浓度,因变量是被处理植株的成活率和变异率;表中数据显示,使用浓度为0.1%的秋水仙素溶液处理芽尖生长点,变异率最高。(3)制作芽尖细胞有丝分裂临时装片时要经过解离、漂洗、染色、制片等过程,在显微镜下观察时,应在视野中观察处于有丝分裂中期的细胞,因为处于此时期的细胞中的染色体形态比较稳定,数目比较易于观察,便于进行染色体数目的统计。(4)本题可借鉴三倍体无子西瓜的培育过程,即选用四倍体罗汉果与二倍体罗汉果杂交,便可获得三倍体无子罗汉果。
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