2013届高考一轮复习生物课时提能训练：从杂交育种到基因工程（人教版）
(45分钟 100分)
一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分)
1.飞鹰太空育种基地占地约800亩，游客到现场可以参观难得一见的垒球大的西红柿、篮球大的太空茄子等。下列哪些品种培育所依据的原理和上述作物类似( )
A.人工栽培选育出矮秆抗锈病的小麦品种
B.用一定浓度的生长素处理番茄雌蕊柱头获得无子番茄
C.用X射线照射青霉菌使青霉素的产量提高
D.用一定浓度的秋水仙素处理，获得八倍体小黑麦
2.(2012·安徽联考)世博迎国庆主打红色植物，用红牡丹装扮中国馆。下面既可以快速繁殖无病毒花卉，又可以保持花卉本身优良性状的措施是( )
A．杂交育种并大面积种植
B．利用植物组织培养技术快速繁殖
C．诱变育种并大量种植
D．采用花药离体培养技术繁殖花卉
3.(易错题)人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。生产流程是： 下列说法正确的是( )
A.①过程需要的酶是逆转录酶，原料是A、U、G、C
B.②要用同种限制酶切割质粒DNA和目的基因，再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起
C.如果受体细胞是细菌，可以选用枯草杆菌、炭疽杆菌等
D.④过程中用的原料不含有A、U、G、C
4.现有A、B、C三个番茄品种，A品种的基因型为aaBBDD，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为AABBdd，三对基因分别位于三对同源染色体上。若要利用上述品种培育获得aabbdd植株，至少需要几年( )
A.2年 B.3年 C.4年 D.5年
5.(2012·芜湖模拟)某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按如图所示的程序进行实验。根据图示实验，分析错误的是( )
A.由花粉培养到植株A，体现了植物的生殖细胞具有全能性
B.植株A一定为单倍体植株，其特点之一是高度不育
C.在植株B的细胞中，每对染色体上的成对基因都是纯合的
D.由花粉培养到植株B，经历了两年的时间
6.两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传，要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是( )
A.单倍体育种 B.杂交育种
C.人工诱变育种 D.细胞工程育种
7.下列关于作物育种的叙述，正确的是( )
A.把两个小麦优良性状结合在一起常采用植物体细胞杂交技术
B.改良缺乏某种抗病性的水稻品种常采用单倍体育种
C.培育无子西瓜可用适宜浓度的生长素处理三倍体西瓜雌蕊柱头
D.袁隆平培育的高产、抗逆性强的杂交水稻是基因突变的结果
8.(预测题)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、1/4
B.后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为2/3
C.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
二、非选择题(共3小题，共52分)
9.(18分)(2012·安徽联考)如图为某农科所培育高品质小麦的过程，其中①③④⑤代表具体操作过程。
(1)具有②④⑤操作的育种方法是___________，依据的原理是___________。
(2)具有①③操作的育种方法是___________，依据的原理是_______________。
(3)操作③是__________。其目的是_____________。操作⑤是_____________，常用的方法有_________和_________，原理是___________________________。
(4)操作①是杂交，其目的是将两个纯合亲本的_______________通过杂交集中在一起，再经过选择和培育获得新品种。
10.(16分)(预测题)通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术可使羊乳中含有人体蛋白质，如图表示这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是-G↓GATCC-，请回答：
(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是_______，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中需要的酶是_______。
(2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。
(3)人体蛋白质基因之所以能连接到羊的染色体DNA中，原因是_____________，人体蛋白质基因导入羊细胞时常用的工具是_____________________________。
(4)此过程中目的基因的检测与表达中的表达是指________________________。
(5)你认为此类羊产的奶安全可靠吗？理由是什么？
___________________________________________________________________。
11.(18分)(探究创新题)假设A、b是玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种，为培育出优良新品种AAbb，可以采用的方法如图所示。请据图回答下列问题：
(1)由品种AABB、aabb经过过程①②③培育出新品种的育种方法称为________。经过过程②产生的表现型符合育种要求的植株中，不能稳定遗传的占________。将A_bb的玉米植株自交，子代中AAbb与Aabb的比是_____________________。
(2)过程⑤常采用_________得到Ab幼苗。与过程①②③的育种方法相比，过程⑤⑥的育种优势是____________。
(3)过程⑦是用γ射线处理获取新品种的方法，处理对象常选用萌发的种子或幼苗，这是因为__________。
(4)通过过程④培育基因型为AAbbC的植株，采用的生物工程技术有_________，与过程⑦的育种方法相比，过程④育种的优势是__________________________。
答案解析
1.【解析】选C。太空育种依据的原理是基因突变，高产青霉菌的培育原理也是基因突变。
2.【解析】选B。能保持亲本优良性状并快速繁殖无病毒植株的是植物组织培养技术，其他选项中的几种繁殖技术不能保持花卉本身的优良性状。
3.【解析】选B。①过程是逆转录，利用逆转录酶合成DNA片段，需要的原料是A、T、G、C；②是目的基因与质粒DNA重组阶段，需要同种限制酶切割质粒DNA和目的基因，再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起；③如果受体细胞是细菌，则不应该用致病菌，而炭疽杆菌是致病菌；④过程是基因的表达过程，原料中含有A、U、G、C。
4.【解题指南】
1.知识储备：(1)单倍体育种能够明显缩短育种年限；
(2)植物杂交使不同生物的优良基因组合在一起。
2.解题关键：注意题干“至少”，含意是育种方式需要采取单倍体育种。
【解析】选B。单倍体育种可明显缩短育种年限，本题的育种过程可以是：第一年让基因型为aaBBDD的A品种与基因型为AAbbDD的B品种杂交得到基因型为AaBbDD的种子；第二年让基因型为AaBbDD的个体与基因型为AABBdd的C品种杂交得到基因型为AaBbDd的种子；第三年对AaBbDd进行单倍体育种，即可得到aabbdd植株。
5.【解析】选D。图示过程是单倍体育种，A是单倍体，高度不育，B是纯合子，每对染色体上的成对基因都是纯合的。D项中，花粉培育成植株A经历的时间较短，然后用秋水仙素加倍，时间也较短，远远少于一年的时间。
【误区警示】并不是所有的单倍体都高度不育，如四倍体马铃薯形成的单倍体是可育的。
6.【解析】选B。本题考查不同育种方式的特点以及理解能力、分析能力和推理能力。单倍体育种的过程为：两纯种亲本F1花药离体培养单倍体幼苗，用秋水仙素处理选择aabb新品种。该方式可以明显缩短年限但操作复杂，要求高而不简捷。人工诱变育种不能实现基因重组，且有很强的盲目性。细胞工程育种虽然目的性强，但无法实现基因重组得到aabb的个体，且操作复杂。杂交育种则可以实现基因重组，在两亲本杂交所得的F2中选择出aabb的新品种，这种操作比较简捷。
【误区警示】杂交育种不一定都需要连续自交过程。若选育显性优良纯种，则需要连续自交筛选直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要在子二代出现该性状个体即可。
7.【解析】选C。选项A应为杂交育种，选项B应采用基因工程，选项D应该是基因重组，选项C一般采用花粉刺激，如果用生长素处理亦能达到目的。
8.【解析】选C。杂交育种F2中重组类型有DDtt(1/16)、ddTT(1/16)、Ddtt(2/16)、ddTt(2/16)占3/8；单倍体育种的原理是染色体变异，由于F1产生的四种配子的比例为1∶1∶1∶1，故用此法所得植株中纯合类型占1/4；杂交育种的原理是基因重组，原因是非同源染色体的自由组合。
9.【解析】①③为杂交育种，杂交育种的目的是将两个纯合亲本的优良性状集中在一起，再经过选择和培育获得新品种。②④⑤要借助花药离体培养，为单倍体育种，其典型的优点为能明显缩短育种年限，利用的原理为染色体数目的变异。
答案：(1)单倍体育种 染色体数目变异
(2)杂交育种 基因重组
(3)连续自交 提高纯合子的比例(选出符合要求的个体) 染色体数目加倍
秋水仙素处理 低温处理 低温或秋水仙素抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而使细胞内的染色体数目加倍
(4)优良性状(基因)
【方法技巧】选定杂交育种合适操作流程的方法
(1)培育杂合子品种——杂种优势的利用：
在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。
①基本步骤：选取双亲P(♀、♂)→杂交→F1。
②特点：高产、优质、抗性强，但种子只能种一年。
(2)培育纯合子品种：
①培育隐性纯合子品种的基本步骤：
选取双亲P(♀、♂)→杂交→F1→自交→F2→选出表现型符合要求的个体种植推广。
②培育双显纯合子或一隐一显纯合子品种的基本步骤
选取双亲P(♀、♂)→杂交→F1→自交→F2→选出表现型符合要求的个体自交→F3→……→选出稳定遗传的个体推广种植。
③特点：操作简单，但需要的时间较长。
10.【解析】(1)目的基因的获取要用到限制性核酸内切酶，目的基因插入受体细胞时需要DNA连接酶。(2)首先要按照碱基互补配对原则，由已知的一条链完成质粒双链上的碱基序列，再根据切点写出切割后形成的黏性末端。(3)要求回答基因能够拼接的原因，不同生物的DNA化学组成和空间结构相同，即都具有相同的物质基础和结构基础。目的基因导入受体细胞需要先与运载体结合，最常用的运载体是质粒，也可以用动物病毒。(4)基因的表达是指基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状，即通过转录和翻译过程合成相应的蛋白质。
(5)转基因产品的安全性问题要辩证地分析，安全或不安全两个方面，都要说明理由。
答案：(1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶
(3)具有相同的物质基础和结构基础(有互补的碱基序列) 细菌质粒或病毒
(4)人体蛋白质基因在羊体细胞内控制合成人体蛋白质
(5)安全；因目的基因导入受体细胞后，没有改变，控制合成的人体蛋白质成分没有改变(或不安全，因目的基因导入受体细胞后，可能由于羊细胞中的某些成分的影响，合成的人体蛋白质成分可能发生一定的改变)
11.【解析】(1)①是杂交，②是自交，③也是自交，经过杂交过程，把优良基因集中在一起，经过连续自交，选取纯合的个体作为新品种，这属于杂交育种。经过过程②产生的表现型符合育种要求的植株基因型有AAbb、Aabb，其中Aabb占2/3。A_bb(1/3AAbb、2/3Aabb)玉米植株自交，子代中AAbb与Aabb的比是3∶2。
(2)过程⑤是花药离体培养，过程⑤⑥是单倍体育种，其优点是能够明显缩短育种年限。
(3)基因突变多发生在DNA复制时，萌发的种子或幼苗细胞分裂旺盛，DNA复制旺盛。
(4)过程④植物体内增加了新基因，只能是利用基因工程从外界导入的。
答案：(1)杂交育种 2/3 3∶2
(2)花药离体培养 明显缩短育种年限
(3)萌发的种子或幼苗细胞分裂旺盛，发生基因突变的几率较大
(4)基因工程、植物组织培养
定向改造生物的遗传性状
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