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课时提升练(二十二)从杂交育种到基因工程(参考时间：45分钟)A基础层1．(2015·广东珠海综合测试二)通过下列育种方法产生的后代，其染色体数一定发生变化的是()A．杂交育种B．多倍体育种C．诱变育种D．基因工程育种【解析】多倍体育种会使染色体数目加倍，B正确。【答案】B2．现有2个小麦纯合品种，即抗锈病有芒、感锈病无芒，已知抗锈病对感锈病为显性，无芒对有芒为显性，且这两对相对性状各由一对等位基因控制。下列正确的一项是A．育种的目的是获得抗锈病无芒的个体B．F1全为抗锈病无芒个体，无需要再进行杂交即可获得符合要求的种子C．F2中抗锈病有芒个体自交，所得F3中纯合子占2/3D．F2中的双显性杂合子测交，后代比例都为1∶1∶1∶1【解析】育种的目的是获得抗锈病无芒的纯合子，A不正确；F1全为杂合子，不符合育种要求；F2中抗锈病有芒个体基因型有1/16AAbb和2/16Aabb，前者自交全为纯合子，后者自交纯合子占1/2，综合计算，占2/3，C正确；一对基因杂合、一对基因纯合的双显性杂合子测交比例为1∶1，D不正确。【答案】C3．(2015·安徽六校素质测试)花卉在大量繁殖、栽培过程中有时会发生叶形、叶色、花形、花色的变异。这种变异有时很有价值，若发现一株植物的一个枝条上的花形有变异，要想保留这种变异培育新的花卉品种。最可行的方法是()A．诱变育种B．扦插或植物组织培养C．杂交育种D．多倍体育种【解析】要想保留这种变异培育新的花卉品种，即不改变其遗传物质，应采用无性繁殖的方式。【答案】B4．(2015·浙江嘉兴一中摸底)生物世界广泛存在着变异，人们研究并利用变异可以培育高产、优质的作物新品种。下列能产生新基因的育种方式是()A．“杂交水稻之父”袁隆平通过杂交技术培育出高产的超级水稻B．用X射线进行大豆人工诱变育种，从诱变后代中选出抗病性强的优良品种C．通过杂交和人工染色体加倍技术，成功培育出抗逆能力强的八倍体小黑麦D．通过单倍体育种技术，由高秆抗病玉米培育出矮秆抗病玉米【解析】基因突变能产生新基因，基因重组和染色体变异均不能产生新基因。通过杂交技术培育高产的超级水稻利用的原理是基因重组，八倍体小黑麦的培育采用的是多倍体育种，多倍体育种、单倍体育种利用的原理是染色体数目变异。【答案】B5．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．①、②两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化B．与④过程相比，③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【解析】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。分析题图可知，①、②两过程均为细胞脱分化的过程，均需要植物激素来诱导，A项正确；由于花药由花药壁(2n)和大量花粉(n)等组分组成，由花药壁培养成的再生植株可能为二倍体，B项正确；利用花粉培养成的再生植株为单倍体，再用秋水仙素处理，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，C项正确；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，D项错误。【答案】D6．(2015·河南豫南九校第二次联考)玉米(2N＝20)是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆、易倒伏(D)对矮秆、抗倒伏(d)为显性，抗病(R)对易感病(r)为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗病玉米植株，研究人员采用了下图所示的方法。根据材料分析回答问题。(1)过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是_______。(2)若过程①的F1自交3代，产生的F4中纯合抗病植株占________。(3)过程②，若只考虑F1中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因，则利用其花药离体培育成的单倍体幼苗的基因型，在理论上应有________种；若单倍体幼苗通过加倍后获得M株玉米，通过筛选得到的矮秆抗病植株的基因型为________，在理论上有________株。【解析】(1)航天育种是利用宇宙射线来提高基因突变的频率。(2)根据连续多代自交的公式，Fn杂合子的比例为1/2n，纯合子的比例为1－1/2n，纯合抗病个体的比例为1/2(1－1/2n)。(3)n对等位基因位于n对同源染色体上，符合自由组合定律，F1产生2n种配子，单倍体幼苗也有2n种。通过单倍体育种获得四种基因型的植株都为纯合子，这四种植株所占比例相等，所以矮秆抗病植株的基因型为ddRR，占1/4。【答案】(1)基因突变(2)7/16(3)2nddRRM/4B能力层7．某农科所通过如图所示的两种育种方法培育成了高品质的糯小麦。下列有关叙述正确的是()A．a、b两过程应用的遗传学原理分别是染色体变异和基因重组B．b过程需要通过杂交来提高纯合率C．a过程需要使用秋水仙素，其只能作用于萌发的种子D．a过程提高了突变率，从而明显缩短了育种年限【解析】a过程属于单倍体育种，原理为染色体变异；由于通过花药离体培养只能获得幼苗，故秋水仙素只能作用于幼苗；单倍体幼苗经秋水仙素处理后均为纯合子，因而可明显缩短育种年限。b过程属于杂交育种，原理为基因重组，由YyRr获得yyRR需要通过连续自交提高纯合率。【答案】A8．研究人员将抗虫基因(SCK基因)导入水稻，筛选出SCK基因成功整合到染色体上的抗虫植株(假定SCK基因都能正常表达)。某些抗虫植株体细胞含两个SCK基因，假设这两个基因在染色体上随机整合，出现如图所示三种情况。下列相关说法正确的是()A．甲图个体自交，F1中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为3∶1B．乙图个体与正常水稻进行杂交，子代中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为1∶1C．丙图个体减数分裂产生的配子有1/2含SCK基因D．丙图个体自交，F1中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为9∶1【解析】图甲所示基因型可看作AA，而非转基因水稻基因型可看作aa，图乙所示基因型可看作Aa(因两个SCK基因都在一条染色体上)，图丙所示基因型可看作AaBb(A，B任一基因都是抗虫基因)。则甲图个体自交，F1中所有的个体都抗虫，A错误；乙图个体(Aa)与正常水稻(aa)进行杂交，子代中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为1∶1，B正确；丙图个体减数分裂产生的配子有3/4含SCK基因，C错误；丙图个体自交，F1中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为15∶1，D错误。【答案】B9．为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下降的问题，人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是()A．利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新个体B．用被γ射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成新个体C．将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中，然后培育形成新个体D．用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，然后培育形成新个体【解析】A项中利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，使细胞中的染色体数目加倍，将发育成四倍体的个体；B项中处理之后，新个体其实由卵细胞直接发育而来，因此新个体是含一个染色体组的单倍体；C项中是利用胚胎细胞进行克隆，获得的个体依然是二倍体；D项中受精后的次级卵母细胞中含三个染色体组，若阻断次级卵母细胞释放极体，则三个染色体组共存于受精卵中，由受精卵发育为三倍体的新个体。【答案】D10．下图表示基因型为AaBb的水稻单倍体育种的部分过程，下列说法错误的是()A．图中②过程可以发生染色体变异和基因突变B．①过程细胞的形态和数目均发生变化C．AaBb的水稻单倍体育种培育出的二倍体水稻有两种基因型D．图中培养出的二倍体水稻的基因型为AABB【解析】①过程是脱分化，指花药细胞经过分裂或不分裂逐渐失去原来的结构和功能而恢复分生状态，形成无组织结构的细胞团或愈伤组织的过程，B项正确；②过程是再分化，该过程伴随细胞的分裂和分化，可以发生染色体变异和基因突变，A项正确；图示花粉的基因型为AB，其单倍体植株经秋水仙素诱导培育出的二倍体水稻的基因型为AABB，D项正确；AaBb的水稻单倍体育种培育出的二倍体水稻有四种基因型，分别为AABB、AAbb、aaBB、aabb，C项错误。【答案】C11．如图所示，科研小组用60Co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。(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、高酚的棉花植株基因型是__________，白色、高酚的棉花植株基因型是________。(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。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变1代中选择另一个亲本，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)由诱变当代自交，诱变1代发生性状分离可确定棕色为显性性状，低酚是隐性性状。(2)由诱变当代棕色、高酚自交结果，颜色发生性状分离，高酚稳定遗传，可确定棕色高酚植株的基因型为AaBB，同理可确定白色高酚植株的基因型为aaBb。(3)诱变1代中棕色高酚植株有纯合的AABB和杂合的AaBB植株，自交不发生性状分离的为纯合体AABB的植株。要培育棕色低酚的纯合植株AAbb，需用AABB植株与诱变1代的白色、低酚aabb植株杂交，因要求尽快选育则需用可明显缩短育种年限的单倍体育种方法培育。【答案】(1)显性隐性(2)AaBBaaBb(3)不发生性状分离(或全为棕色棉，或没有出现白色棉)如图：表现为棕色、低酚(AAbb)性状的植株即为所要选育的新品种12．棉花的棉纤维大多为白色，目前各种天然彩棉很受大众喜爱。棉纤维白色(B)和红色(b)是一对相对性状，育种专家发现深红棉(棉纤维深红色)基因型为bb，其单倍体植株为粉红棉(棉纤维粉红色)，为了获得产量高的粉红棉新品种，育种专家对深红棉作了如图(Ⅰ和Ⅱ为染色体)所示过程的技术处理，得到了基因型为ⅡⅡb的粉红棉新品种。(1)图中培育新品种的处理过程发生了染色体________变异，该粉红棉新品种自交后代发生性状分离出现了另一种白色棉，该新品种白色棉的基因型是________。请用遗传图解说明该新品种白色棉产生的过程。(2)通过分析，以上种子不能大面积推广，欲得到能大量推广的粉色棉种子，育种专家最简单的育种方法是_________________(写明材料和方法即可)。(3)图中基因A、a分别控制抗旱与不抗旱性状，则图新品种自交产生的子代中，抗旱粉红棉的概率是____________。【解析】(1)图中少了染色体片段，发生了染色体结构(或缺失)变异，粉红棉新品种ⅡⅡb自交后代发生性状分离出现了另一种白色棉的基因型是ⅡⅡ。(2)为大量推广种植粉红棉，育种专家最简单的育种方法是用深红棉(ⅡbⅡb)与以上新品种白色棉(ⅡⅡ)杂交。(3)基因A、a分别控制抗旱与不抗旱性状，位于染色体Ⅰ上，与控制颜色的基因分别位于不同的染色体上，遵循基因的自由组合定律。所以图示新品种自交产生的子代中，抗旱粉红棉的概率是3/4×1/2＝3/8。【答案】(1)结构ⅡⅡ(2)用深红色棉与以上新品种白色棉杂交(3)3/8