优化方案2017版高考生物大一轮复习 第七单元 生物变异、育种和进

第24讲 从杂交育种到基因工程

[基础题]

1．无子西瓜的培育、高产青霉素菌株的产生、杂交育种所依据的原理分别是( ) ①基因突变 ②基因分离 ③基因重组 ④染色体变异 A．③②① B．④①② C．①③④ D．④①③

解析：选D。无子西瓜的培育利用了染色体变异的原理，属于多倍体育种。高产青霉素菌株的产生属于人工诱变育种，原理是基因突变。杂交育种的原理是基因重组。

2．有一种塑料在乳酸菌的作用下能迅速分解为无毒物质，可以降解，不至于对环境造成严重的“白色污染”。培育专门“吃”这种塑料的细菌能手的方法是( )

A．杂交育种 B．诱变育种 C．单倍体育种 D．多倍体育种

解析：选B。细菌的生殖方式是无性生殖，其他三个选项都是不行的。诱变育种是在特殊条件下，对生物进行处理，使之发生基因突变。

3．下图为水稻的几种不同育种方法示意图，下列叙述正确的是( )

A．通过A、D过程培育新品种的方法叫杂交育种，其特点是把不同亲本的优良性状集中在一起，其原理是基因重组

B．B过程常用的方法是花药离体培养，不能体现植物细胞的全能性

C．C、F过程可用秋水仙素进行处理，原理是抑制着丝点分裂，使细胞内染色体数目加倍

D．E过程能打破物种的界限，需要的酶是限制酶、DNA聚合酶 解析：选A。F过程可用秋水仙素处理，使染色体数目加倍，其原理是抑制纺锤体的形成；培育新品种的E过程属于基因工程，需要的酶是限制酶和DNA连接酶。

4．两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

解析：选B。单倍体育种的过程为：两纯种亲本杂交所得的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育种年限但操作复杂，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。

5．下列各种措施中，能产生新基因的是( )

A．高秆抗锈病小麦和矮秆不抗锈病小麦杂交获得矮秆抗锈病小麦优良品种 B．用秋水仙素诱导二倍体西瓜获得四倍体西瓜 C．用X射线、紫外线处理青霉菌获得高产青霉菌株 D．用花药离体培育单倍体小麦植株

解析：选C。只有基因突变可以产生新基因。选项A的原理是基因重组，选项B、D的原理为染色体变异。

6．以基因型为RRYY和rryy的二倍体植株为亲本，欲培育出基因型为RRrrYYyy的植株，下列方法可行的是( )

①F1不断自交 ②以秋水仙素处理F1 ③利用F1的花粉进行离体培养 ④运用植物体细胞杂交技术培育

A．②或③ B．③或④ C．①或② D．②或④

解析：选D。以基因型为RRYY和rryy的二倍体植株为亲本，培育出基因型为RRrrYYyy的四倍体植株，染色体组的数目成倍增加，可用秋水仙素处理F1或用植物体细胞杂交技术处理。而用F1的花粉进行离体培养，会使染色体组的数目成倍减少。

7．下列关于育种原理或方法的叙述中，正确的是( ) A．我国著名育种专家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻品种，这是利用了自由组合原理

B．英国科学家利用细胞核移植技术克隆出小绵羊，只利用了染色体变异原理

C．二倍体植株的花药离体培养，并经秋水仙素处理，使之成为纯合子，这体现了基因重组原理

D．乘宇宙飞船上过太空的辣椒种子结出的果实较平常的大一倍以上，这是诱变育种 解析：选D。袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻品种的原理是基因重组。克隆技术培育新品种的原理是细胞核的全能性。二倍体植株的花药离体培养，并经秋水仙素处理，使之成为纯合子，是单倍体育种，原理是染色体变异。

8．野生猕猴桃是一种多年生富含维生素C的二倍体(2n＝58)小野果。如图是某科研小组以大量的野生猕猴桃种子(aa)为实验材料培育抗虫猕猴桃无子新品种的过程，以下分析正确的是( )

A．该培育过程中不可使用花药离体培养 B．③⑦过程必须使用秋水仙素

C．图中AAA个体的亲本不是同一物种 D．⑥过程得到的个体是四倍体

解析：选C。据图可知，aa变为Aa，发生了基因突变，因此对应的育种方式为诱变育种；Aa变成AAaa，表明染色体数目加倍，对应的育种方式是多倍体育种；⑥过程是将另一种生物的基因B导入基因型为AAA的个体中，属于基因工程育种。图中②过程可使用花药离体培养技术和秋水仙素处理的方法获得，A错误。③⑦过程也可以利用低温诱导使染色体数目加倍，B错误。⑤过程产生的三倍体(AAA)高度不育，说明两亲本具有生殖隔离，是不同的物种，C正确。⑥过程属于基因工程育种，实质是基因重组，染色体组数保持不变，D错误。

9．(2014·高考安徽卷，31)香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。 (1)香稻品种甲的香味性状受隐性基因(a)控制，其香味性状的表现是因为

2

________________________________________________________________________，

导致香味物质积累。

(2)水稻香味性状与抗病性状独立遗传。抗病(B)对感病(b)为显性。为选育抗病香稻新品种，进行了一系列杂交实验。其中，无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示，则两个亲代的基因型是______________。上述杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为________。

(3)用纯合无香味植株作母本与香稻品种甲进行杂交，在F1中偶尔发现某一植株具有香味性状。请对此现象给出两种合理的解释：①________________________________________________________________________；

②__________________________________。 (4)单倍体育种可缩短育种年限。离体培养的花粉经脱分化形成________，最终发育成单倍体植株，这表明花粉具有发育成完整植株所需的______________。若要获得二倍体植株，应在________时期用秋水仙素进行诱导处理。

解析：(1)根据题意分析，a基因控制香味性状的出现，说明a基因纯合时，参与香味物质代谢的某种酶缺失，导致香味物质不能转化为其他物质，从而使香味物质积累。(2)据图中杂交结果分析，无香味∶有香味＝3∶1，抗病∶感病＝1∶1，可知亲本的基因型为Aabb(无香味感病)、AaBb(无香味抗病)，则F1基因型为1/8AABb、1/8AAbb、1/4AaBb、1/4Aabb、1/8aaBb、1/8aabb，其中只有AaBb、aaBb的植株自交才能获得能稳定遗传的有香味抗病植株(aaBB)，有香味抗病植株(aaBB)占F2的比例为1/4×1/4×1/4＋1/8×1×1/4＝3/64。(3)纯合无香味植株基因型为AA，香稻品种甲的基因型为aa，正常情况下两者杂交后代基因型为Aa，表现为无香味，但子代出现了有香味的植株，可能是由于某一雌配子形成时，A基因突变为a基因，在子代中出现了基因型为aa的植株；或者某一雌配子形成时，含A基因的染色体片段缺失，子代由于只含基因a而出现香味性状。(4)植物组织培养过程中，离体细胞在培养基中先脱分化形成愈伤组织，再通过再分化形成根或芽等，最终形成完整植株。单倍体育种中，花粉细胞能够表现出全能性是因为花粉细胞中含有该种植物的全部遗传信息。花药离体培养获得的是单倍体植株，对单倍体幼苗用秋水仙素处理可使幼苗细胞中染色体数目加倍，最终发育为正常的二倍体植株。

答案：(1)a基因纯合，参与香味物质代谢的某种酶缺失 (2)Aabb、AaBb 3/64

(3)某一雌配子形成时，A基因突变为a基因 某一雌配子形成时，含A基因的染色体片段缺失

(4)愈伤组织 全部遗传信息 幼苗

10．(2016·安徽黄山二模)下图表示由甲、乙两种植物逐步培育出戊种植物的过程，请据图回答：

3

(1)通过Ⅰ过程培育出丙种植物的方法有以下两种：

方法一：将甲、乙两种植物杂交得到基因型为________的植株，并在________期用________(化学物质)处理，从而获得基因型为bbDD的丙种植物。

方法二：先取甲、乙两种植物的________，利用__________处理，获得具有活力的________；然后用________方法诱导融合、筛选出基因型为________的杂种细胞；接下来将该杂种细胞通过________技术培育出基因型为bbDD的丙种植物，此种育种方法的优点是________________________________________________________________________。

(2)由丙种植物经Ⅱ过程培育成丁种植物，发生的变异属于________________；将丁种植物经Ⅲ培育成戊种植物的过程，在育种上称为____________。

(3)若B基因控制着植株的高产，D基因决定着植株的抗病性。如何利用戊种植物(该植物为两性花)，采用简便的方法培育出高产抗病的新品种(不考虑同源染色体的交叉互换)？请画图作答并作简要说明。

(4)通过图中所示育种过程，________(填能或否)增加物种的多样性。

解析：(1)分析图示并结合题意可知，方法一为多倍体育种，其过程为：甲(bb)、乙(DD)两种植物杂交得到基因型为bD的植株；因基因型为bD的植株不育，因此需要在幼苗期用秋水仙素处理，使其细胞中的染色体数目加倍，从而获得基因型为bbDD的丙种植物。方法二是利用植物体细胞杂交技术培育新品种，其过程是：先取甲、乙两种植物的体细胞，用纤维素酶和果胶酶处理，去除细胞壁，获得有活力的原生质体，再用物理或化学方法诱导原生质体融合，筛选出基因型为bbDD的杂种细胞；将该杂种细胞通过植物组织培养技术，培育出基因型为bbDD的丙种植物；此种育种方法的优点是克服了不同生物远缘杂交(不亲和)的障碍。(2)题图显示，由丙种植物经Ⅱ过程培育成丁种植物的过程中，b和D基因所在的两条非同源染色体发生了易位，所以该变异属于染色体结构的变异(染色体易位)。将丁种植物经Ⅲ培育成戊种植物的过程中发生了基因突变，该育种方法为诱变育种。(3)利用戊种植物(该植株为两性花)培育出高产抗病的新品种，所采用的简便育种方案就是让戊种植物自交，其遗传图解及简要说明如下：

从子代中选出高产抗病的植株，不断自交选育，直到不再发生性状分离为止，即可培育B D

出基因型为=====B D的高产抗病的新品种。(4)通过图中所示育种过程培育出的丙种植物，与亲本甲种植物和乙种植物都存在生殖隔离，是一个新物种，所以能增加物种的多样性。

答案：(1)bD 幼苗 秋水仙素 体细胞 纤维素酶和果胶酶 原生质体 物理或化学 bbDD 植物组织培养 克服了不同生物远缘杂交(不亲和)的障碍

4

(2)染色体结构的变异(染色体易位) 诱变育种 (3)如图所示

从子代中选出高产抗病的植株，不断自交选育，直到不再发生性状分离为止，即可培育B D

出基因型为=====B D的高产抗病的新品种。

(4)能

[提升题]

11．(2016·湖北重点中学联考)育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是( )

A．这种现象最可能是由显性基因突变成隐性基因引起的 B．该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体

C．观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置 D．将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系

解析：选B。据题意可知，该突变性状是由基因突变引起的，而基因突变具有低频性，由此推出该基因突变最可能是隐性基因突变成显性基因；该变异株为杂合子，自交后产生的后代中有1/4的这种变异性状的纯合个体；基因突变在光学显微镜下观察不到，故不可以通过观察染色体的形态来判断基因突变的位置；花药离体培养只能得到高度不育的单倍体植株，其幼苗经秋水仙素或低温处理后才能得到稳定遗传的高产品系。

12．(创新改编题)将基因型为AAbbcc、aaBBcc植株杂交得到幼苗，将幼苗分别作如图所示处理，下列叙述不正确的是( )

A．获得具有新的理想性状的①植株需要经过多次选育 B．②植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4 C．③植株能够提供9种类型的雄配子

D．④到⑤过程中，基因A、a所在的染色体会移向细胞同一极

解析：选D。获得①植株的过程属于诱变育种，由于基因突变具有不定向性，所以获得具有新的理想性状的①植株需要经过多次选育，A正确。幼苗的基因型为AaBbcc，自交后代中，能稳定遗传的个体占总数的1/4，B正确。③植株的基因型为AAaaBBbbcccc，AAaa能产生AA、Aa、aa三种配子，BBbb能产生BB、Bb、bb三种配子，cccc能产生cc一种配子，故③植株能产生3×3×1＝9种配子，C正确。④植株通过秋水仙素处理后得到的⑤全部为纯合子，故不会出现A、a所在染色体移向细胞同一极这种情况，D错误。

5

13．(2016·福建泉州联考)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，有关叙述不正确的是( )

A．由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方式的优点在于可以将多种优良性状集中在一个生物体上

B．与①②③过程的育种方法相比，⑤⑥过程的优势是明显缩短了育种年限 C．图中A_bb的类型经过③过程，子代中AAbb与aabb的数量比是3∶1

D．④过程在完成目的基因和运载体的结合时，必须用到的工具酶是限制性核酸内切酶 解析：选D。④过程在完成目的基因和运载体的结合时，必须用到的工具酶除了限制性核酸内切酶外还需DNA连接酶，D错误。

14．(2016·珠海质监)玉米的抗病和不抗病、高秆和矮秆是两对独立遗传的相对性状。现有不抗病矮秆玉米种子(甲)，研究人员欲培育抗病高秆玉米，进行以下实验：

实验①：取适量的甲，用合适剂量的γ射线照射后种植，在后代中观察到白化苗6株、抗病矮秆1株(乙)和不抗病高秆1株(丙)。将乙与丙杂交，F1中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高秆和不抗病矮秆。选取F1中抗病高秆植株上的花药进行离体培养，获得幼苗，经秋水仙素处理后，选出纯合二倍体的抗病高秆植株(丁)。

实验②：以甲和丁为亲本进行杂交，F1都表现为抗病高秆。以下叙述中，不正确的是( ) A．实验②可以确定这两对相对性状之间的显、隐性关系 B．实验①F1中抗病高秆植株能产生四种类型的雌、雄配子 C．该育种实验运用了诱变育种、单倍体育种和杂交育种技术

D．实验①中的白化苗不能合成叶绿素，不久会死亡。这类变异属于不可遗传的变异 解析：选D。实验②是不抗病矮秆(甲)与纯合抗病高秆(丁)杂交，后代全表现为抗病高秆，这说明抗病对不抗病是显性性状，高秆对矮秆是显性性状；假设控制性状的基因为A(抗病)、a(不抗病)、B(高秆)、b(矮秆)，实验①中乙(抗病矮秆)的基因型为A_bb，丙(不抗病高秆)的基因型为aaB_，则F1中抗病高秆的基因型为AaBb，该个体可以产生AB、Ab、aB、ab四种类型的雌、雄配子；用合适剂量的γ射线照射甲后种植，该过程运用的是诱变育种的方法，用花药进行离体培养获得单倍体后，再用秋水仙素处理获得能稳定遗传的纯合子为单倍体育种；实验①中的白化苗是因物理射线处理导致遗传物质发生改变而形成的，这种变异是可遗传变异。

60

15．如图所示，科研小组用Co照射棉花种子，诱变当代获得棕色(纤维颜色)新性状，诱变1代获得低酚(棉酚含量)新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因(A、a)控制，棉酚含量由另一对基因(B、b)控制，两对基因独立遗传。

6

(1)两个新性状中，棕色是________性状，低酚是________性状。

(2)诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株的基因型是____________，白色、高酚的棉花植株的基因型是________。

(3)棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变1代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代种植在一个单独的区域，从________________的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合子作为一个亲本，再从诱变1代中选择另一亲本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产(棕色、低酚)的纯合棉花新品种(用遗传图解和必要的文字表示)。

解析：(1)从诱变当代棕色、高酚个体自交，后代出现棕色和白色，说明棕色为显性；从诱变当代白色、高酚个体自交，后代出现低酚和高酚性状，说明低酚为隐性。(2)从诱变当代个体自交后代的表现型即可判断出棕色、高酚的棉花植株的基因型为AaBB；白色、高酚的棉花植株的基因型为aaBb。(3)依题意，要尽快获得纯合的棕色低酚植株(AAbb)，结合已知纯合子AABB，只要从诱变子代中选取白色低酚(aabb)个体，并利用单倍体育种的方法即可。在书写遗传图解时，需要标明表现型、基因型，同时注明必要的文字如花药离体培养、秋水仙素处理等。

答案：(1)显性 隐性 (2)AaBB aaBb

(3)不发生性状分离(或全为棕色棉，或没有出现白色棉)

7

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/55w8.html