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专题15生物变异在生产上的应用生物(浙江选考专用)考点生物育种的原理和方法A组自主命题·浙江卷题组五年高考1.(2018浙江4月选考,3,2分)将某种海鱼的抗冻基因导入西红柿细胞中,培育成耐低温的西红柿新品种。这种导入外源基因的方法属于 ()A.杂交育种B.转基因技术C.单倍体育种D.多倍体育种答案B考查转基因技术的应用。将某种海鱼的抗冻基因导入西红柿细胞中培育出耐低温的西红柿新品种,突破了物种间生殖隔离的障碍,属于转基因技术。素养解读本题通过转基因西红柿的培育,考查了生命观念。2.(2017浙江4月选考,7,2分)研究人员用X射线处理野生型青霉菌,选育出了高产青霉菌新菌株。这种育种方法属于 ()A.杂交育种B.单倍体育种C.诱变育种D.多倍体育种答案C经X射线照射处理(辐射诱变)从而选育出高产青霉菌新菌株的育种方式属于诱变育种,C正确。素养解读本题通过高产青霉菌的培育,考查了生命观念。3.(2016浙江10月选考,5,2分)用γ射线处理籼稻种子,选育出了新品种。该育种方法属于 ()A.杂交育种B.诱变育种C.单倍体育种D.转基因育种答案B人为地用γ射线处理籼稻种子,诱发基因突变,可以提高突变率,培育新品种,该育种方法属于诱变育种。素养解读本题通过籼稻新品种的培育,考查了生命观念。4.(2016浙江4月选考,10,2分)用六倍体小麦和二倍体黑麦培育出异源八倍体小黑麦。这种育种方法属于 ()A.转基因育种B.辐射诱变育种C.化学诱变育种D.多倍体育种答案D用六倍体小麦和二倍体黑麦培育出异源八倍体小黑麦,这种育种方法属于多倍体育种。素养解读本题通过异源八倍体小黑麦的培育,考查了生命观念。5.(2015浙江10月选考,13,2分)下列属于诱变育种的是 ()A.用γ射线处理籼稻种子,培育出早熟的新品种B.将抗虫基因转入普通棉的体细胞中,培育出抗虫棉C.用秋水仙素处理二倍体草莓幼苗,培育出多倍体草莓D.将抗病黄果肉番茄与感病红果肉番茄杂交,培育出新品种答案A用射线处理籼稻种子培育新品种,属于诱变育种,A正确;将抗虫基因转入普通棉的体细胞中从而培育抗虫棉,属于转基因育种,B不符合题意;多倍体草莓的培育属于多倍体育种,C不符合题意;将抗病黄果肉番茄与感病红果肉番茄杂交培育新品种属于杂交育种,D不符合题意。素养解读本题通过籼稻新品种的培育,考查了生命观念。6.(2015浙江理综,32,18分)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γ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)。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=1∶6∶9(4)基因重组和染色体畸变 解析(1)由题干信息“某自花且闭花授粉植物”可推知自然状态下该植物一般都是纯合子。(2)诱变育种时需要处理大量种子的主要原因在于基因突变具有多方向性、稀有性(低频性)和有害性。(3)因为育种目的是培育纯合的抗病矮茎品种,因此可在F2等分离世代中选择抗病矮茎个体,经过连续自交等纯合化育种手段,最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。一般情况下,杂交育种需要连续自交选育,因此控制性状的基因数越多,使每对基因都达到纯合的自交代数越多,所需的年限越长。茎的高度由两对独立遗传的基因控制,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,若只考虑茎的高度,亲本基因型为DDEE和ddee,F1自交得到的F2代中,D_E_∶(D_ee+ddE_)∶ddee=9∶6∶1。(4)遗传图解见答案。素养解读本题通过植物新品种的培育,考查了生命观念和科学思维。考点生物育种的原理和方法B组统一命题、省(区、市)卷题组1.(2019北京理综,4,6分)甲、乙是严重危害某二倍体观赏植物的病害。研究者先分别获得抗甲、乙的转基因植株,再将二者杂交后得到F1,结合单倍体育种技术,培育出同时抗甲、乙的植物新品种。以下对相关操作及结果的叙述,错误的是 ()A.将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞B.通过接种病原体对转基因的植株进行抗病性鉴定C.调整培养基中植物激素比例获得F1花粉再生植株D.经花粉离体培养获得的若干再生植株均为二倍体答案D本题借助育种相关知识,考查考生运用所学知识,分析某些生物学问题、作出合理判断的能力;试题通过抗甲、乙病害的植物新品种的培育,体现了科学思维素养中的演绎与推理要素。基因工程中需将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞,A正确;通过接种病原体,可在个体生物学水平上对转基因的植株进行抗病性鉴定,B正确;在花粉离体培养过程中,生长素与细胞分裂素的比例影响脱分化与再分化过程,调整培养基中生长素与细胞分裂素比例有利于获得F1花粉再生植株,C正确;经花粉离体培养获得的若干再生植株均为单倍体,D错误。2.(2019江苏单科,4,2分)下列关于生物变异与育种的叙述,正确的是 ()A.基因重组只是基因间的重新组合,不会导致生物性状变异B.基因突变使DNA序列发生的变化,都能引起生物性状变异C.弱小且高度不育的单倍体植株,进行加倍处理后可用于育种D.多倍体植株染色体组数加倍,产生的配子数加倍,有利于育种答案C基因重组通过基因的重新组合,会使个体的生物性状发生变异,A错误;由于密码子具有简并性,DNA中碱基序列的改变不一定导致生物性状的改变,B错误;由二倍体植物的花粉发育而来的单倍体植株常常高度不育,但若用秋水仙素处理,使之染色体组加倍后,也可成为可育的植株从而用于育种,C正确;相比正常个体,诱导产生的多倍体植株染色体组数加倍,产生的配子中染色体数目也加倍,但产生的配子数目并不一定加倍,D错误。方法技巧判定单倍体、二倍体及多倍体判定单倍体、二倍体及多倍体时首先看该生物的发育来源,如果该生物体是由配子直接发育而成的,则无论体细胞中含有几个染色体组,都称为单倍体;如果该生物体是由受精卵(合子)发育而成的,则需要看其体细胞中含有几个染色体组,体细胞中含有几个染色体组,该生物就称为几倍体,含有两个染色体组的个体叫二倍体,含有三个及三个以上染色体组的个体可称为多倍体。3.(2018天津理综,2,6分)芦笋是雌雄异株植物,雄株性染色体为XY,雌株为XX;其幼茎可食用,雄株产量高。以下为两种培育雄株的技术路线。有关叙述错误的是 () A.形成愈伤组织可通过添加植物生长调节剂进行诱导B.幼苗乙和丙的形成均经过脱分化和再分化过程C.雄株丁的亲本的性染色体组成分别为XY、XXD.与雄株甲不同,雄株丁培育过程中发生了基因重组答案C本题主要考查育种的相关知识。植物组织培养过程中,利用植物生长调节剂调节愈伤组织的形成与分化,A正确;由花粉形成单倍体幼苗乙、丙的过程包括脱分化、再分化两个阶段,B正确;雄株丁的亲本乙、丙由雄株的花粉经单倍体育种培育而来,只有植物乙、丙的性染色体组成为XX、YY时,雄株丁的性染色体组成才为XY,C错误;雄株丁的培育过程中经历了减数分裂产生花粉的过程,该过程中发生了基因重组,D正确。知识拓展植物激素在植物组织培养中的作用植物组织培养过程中,生长素和细胞分裂素两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。生长素用量比细胞分裂素用量,比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成;比值适中时,促进愈伤组织的形成。4.(2017北京理综,30,18分)玉米(2n=20)是我国栽培面积最大的作物,近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。(1)单倍体玉米体细胞的染色体数为,因此在分裂过程中染色体无法联会,导致配子中无完整的。(2)研究者发现一种玉米突变体(S),用S的花粉给普通玉米授粉,会结出一定比例的单倍体籽粒(胚是单倍体;胚乳与二倍体籽粒胚乳相同,是含有一整套精子染色体的三倍体。见图1)。①根据亲本中某基因的差异,通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源,结果见图2。 从图2结果可以推测单倍体的胚是由发育而来。②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫∶白=3∶5,出现性状分离的原因是,推测白粒亲本的基因型是。③将玉米籽粒颜色作为标记性状,用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体,过程如下:请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型。(3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H),欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。结合(2)③中的育种材料与方法,育种流程应为:;将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子;选出具有优良性状的个体。答案(1)10减数染色体组(2)①卵细胞②紫粒亲本是杂合子aaRr/Aarr③单倍体籽粒胚的表型为白色,基因型为ar;二倍体籽粒胚的表型为紫色,基因型为AaRr;二者胚乳的表型均为紫色,基因型为AaaRrr(3)G与H杂交;将所得F1为母本与S杂交;根据籽粒颜色挑出单倍体解析本题考查遗传规律及育种的相关知识。(1)单倍体玉米体细胞的染色体数为20/2=10,没有同源染色体,因此在减数分裂过程中染色体无法联会,染色体随机分配到子细胞,导致配子中无完整的染色体组。(2)①由图2可以直接看出,F1单倍体胚的基因与母本完全相同,说明单倍体胚是由母本的卵细胞发育而来的。②由紫粒玉米和白粒玉米杂交后代的表型比例3/8=3/4×1/2可以推出,亲本中相关的两对基因,一对基因在两个亲本中都是杂合的,另一对基因在一个亲本中是杂合的,在另一个亲本中是隐性纯合的,所以紫粒亲本的基因型为AaRr,白粒亲本的基因型为aaRr/Aarr。③由题意可知该杂交实验后代中,二倍体籽粒胚的基因来自亲本双方,单倍体籽粒胚的基因只来自母本,二者的胚乳都由精子与极核结合形成的受精极核发育而来,所以单倍体籽粒胚的基因型为ar,表型为白色;二倍体籽粒胚的基因型为AaRr,表型为紫色;二者的胚乳基因型为AaaRrr,表型为紫色。(3)结合(2)③中的育种方法可知,可以通过子代玉米籽粒的颜色筛选出S与普通玉米杂交后代中的单倍体,因此育种流程应为:用G和H杂交,将优良性状组合在一起,再将所得F1为母本与S杂交,获得单倍体籽粒和二倍体籽粒,根据籽粒颜色挑选出单倍体;最后将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子,选出具有优良性状的个体。方法技巧解答本题的关键是:①结合题图,明确玉米突变体(S)与普通玉米杂交,所获得的子代基因组成特点。②以“结出的籽粒中紫∶白=3∶5”为切入点定位基因型与表现型的关系,进而判断出亲本的基因型。5.(2017江苏单科,27,8分)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株,决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题: (1)要判断该变异株的育种价值,首先要确定它的物质是否发生了变化。(2)在选择育种方法时,需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体,则可采用育种方法①,使早熟基因逐渐,培育成新品种1。为了加快这一进程,还可以采集变异株的进行处理,获得高度纯合的后代,选育成新品种2,这种方法称为育种。(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株,可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式,由此造成不规则的,产生染色体数目不等、生活力很低的,