第24講從雜交育種到基因工程一、單項(xiàng)選擇題1．(廣東珠海聯(lián)考)自從人類開(kāi)頭種植作物和飼養(yǎng)動(dòng)物以來(lái)，就從未停止對(duì)品種的改良。下列對(duì)幾種育種方法的優(yōu)點(diǎn)說(shuō)法不正確的是()A．雜交育種的優(yōu)點(diǎn)是能使不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中在一個(gè)個(gè)體上B．誘變育種的優(yōu)點(diǎn)是提高突變頻率C．單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)是子代大多為純合體D．基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)是定向轉(zhuǎn)變生物性狀2．(南通二調(diào))空間誘變育種是將農(nóng)作物種子或試管苗送到太空，利用太空特殊環(huán)境的誘變作用，使種子或試管苗產(chǎn)生變異，培育新品種。空間誘變育種()A．培育出的新品種都是地球上原本不存在的物種B．加快了變異的速率，縮短了育種年限C．需人工篩選，獲得的優(yōu)良性狀均可以穩(wěn)定遺傳D．與轉(zhuǎn)基因作物的培育原理相同，都存在食品平安性問(wèn)題3．(湖北武漢調(diào)研)現(xiàn)有基因型aabb與AABB的水稻品種，通過(guò)不同的育種方法可以培育出不同的類型，下列有關(guān)敘述不正確的是()A．雜交育種可獲得AAbb，其變異發(fā)生在減數(shù)分裂其次次分裂后期B．單倍體育種可獲得AAbb，變異的原理有基因重組和染色體變異C．將aabb人工誘變可獲得aaBb，則等位基因的產(chǎn)生來(lái)源于基因突變D．多倍體育種獲得的AAaaBBbb比個(gè)體AaBb可表達(dá)出更多的蛋白質(zhì)4.如上圖所示，下列有關(guān)基因工程酶功能的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．切斷a處的酶為限制性內(nèi)切酶B．連接a處的酶為DNA連接酶C．切斷b處的酶為解旋酶D．連接b處的酶為RNA聚合酶5．(廣東汕尾統(tǒng)考)下列有關(guān)基因工程中限制酶的描述，錯(cuò)誤的是()A．一種限制酶只能識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序列B．限制酶的活性受溫度的影響C．限制酶能識(shí)別和切割RNAD．限制酶能從原核生物中提取6．(2021·惠州二模)基因污染是指在自然?物種的DNA中嵌入了人工重組基因，這些外來(lái)基因可隨被污染生物的繁殖、傳播而發(fā)生集中。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．基因工程間接導(dǎo)致了基因污染B．基因工程破壞了生物原有的基因組成C．基因工程是通過(guò)染色體的重組發(fā)生基因交換，從而獲得了生物的新性狀D．人類在推廣轉(zhuǎn)基因作物時(shí)，沒(méi)有充分考慮生物和環(huán)境之間的相互影響二、雙項(xiàng)選擇題7．圖示為由①②兩個(gè)水稻品種分別培育出④⑤⑥三個(gè)品種的過(guò)程，下列敘述中正確的是()A．步驟Ⅲ中通常使用花藥離體培育法B．步驟Ⅳ中通常用秋水仙素處理C．由③經(jīng)步驟Ⅲ、Ⅴ培育出⑤的方法屬于多倍體育種D．由①和②經(jīng)步驟Ⅰ、Ⅱ培育出⑤，育種時(shí)間最短8．現(xiàn)代生物技術(shù)利用突變和基因重組的原理，來(lái)轉(zhuǎn)變生物的遺傳性狀，以達(dá)到人們所期望的目的。下列有關(guān)敘述中錯(cuò)誤的是()A．轉(zhuǎn)基因技術(shù)導(dǎo)致基因重組，可產(chǎn)生不定向的變異B．體細(xì)胞雜交技術(shù)克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和性，可培育新品種C．人工誘變沒(méi)有轉(zhuǎn)變基因突變的本質(zhì)，但可使生物發(fā)生定向變異D．現(xiàn)代生物技術(shù)和人工選擇的綜合利用，使生物性狀更符合人類需求三、非選擇題9．(珠海一中)通過(guò)DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造的動(dòng)物稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。運(yùn)用這一技術(shù)可使羊奶中含有人體蛋白質(zhì)，下圖表示這一技術(shù)的基本過(guò)程，在該工程中所用的基因“剪刀”能識(shí)別的序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，請(qǐng)回答下面的問(wèn)題。(1)從羊染色體中“剪下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是__________，人體蛋白質(zhì)基因“插入”后連接在羊體細(xì)胞染色體中需要的酶是____________。(2)請(qǐng)畫出質(zhì)粒被切割形成黏性末端的過(guò)程圖。－G↓GATCC→(3)人體蛋白質(zhì)基因之所以能連接到羊的染色體DNA中，緣由是－G↓GATCC→(4)此過(guò)程中目的基因的檢測(cè)與表達(dá)中的表達(dá)是指__________。(5)你認(rèn)為此類羊產(chǎn)的奶平安牢靠嗎？理由是什么？______________10．(江蘇生物)科學(xué)家將培育的異源多倍體的抗葉銹病基因轉(zhuǎn)移到一般小麥中，育成了抗葉銹病的小麥，育種過(guò)程見(jiàn)圖。圖中A、B、C、D表示4個(gè)不同的染色體組，每組有7條染色體，C染色體組中含攜帶抗病基因的染色體。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)異源多倍體是由兩種植物AABB與CC遠(yuǎn)緣雜交形成的后代，經(jīng)_____________________方法培育而成，還可用植物細(xì)胞工程中______________方法進(jìn)行培育。(2)雜交后代①染色體組的組成為_(kāi)___________________，進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)形成____________個(gè)四分體，體細(xì)胞中含有________條染色體。(3)雜交后代②中C組的染色體減數(shù)分裂時(shí)易丟失，這是由于減數(shù)分裂時(shí)這些染色體________。(4)為使雜交后代③的抗病基因穩(wěn)定遺傳，常用射線照射花粉，使含抗病基因的染色體片段轉(zhuǎn)接到小麥染色體上，這種變異稱為_(kāi)_________。11．玉米(2N＝20)是重要的糧食作物之一。已知玉米的高稈、易倒伏(D)對(duì)矮稈、抗倒伏(d)為顯性，抗病(R)對(duì)易感病(r)為顯性，把握上述兩對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。為獲得純合矮稈抗病玉米植株，爭(zhēng)辯人員接受了下圖所示的方法。依據(jù)材料分析回答：(1)過(guò)程④“航天育種”方法中主要的變異類型是______________。(2)若過(guò)程①的F1，自交3代，產(chǎn)生的F4代中純合抗病植株占________。(3)過(guò)程②，若只考慮F1中分別位于n對(duì)同源染色體上的n對(duì)等位基因，則利用其花藥離體培育成的單倍體幼苗的基因型，在理論上應(yīng)有________種；若單倍體幼苗通過(guò)加倍后獲得M株番茄，通過(guò)篩選得到的矮稈抗病植株的基因型為_(kāi)_______，在理論上有________株。(4)鹽堿地是一種有開(kāi)發(fā)價(jià)值的土地資源，為了開(kāi)發(fā)利用鹽堿地，從而擴(kuò)大耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，我國(guó)科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽玉米新品系。①由導(dǎo)入耐鹽基因的玉米細(xì)胞培育成植株需要利用植物組織培育技術(shù)，該過(guò)程可以簡(jiǎn)要?dú)w結(jié)為：玉米細(xì)胞eq\o(→,\s\up7(A))愈傷組織eq\o(→,\s\up7(B))根、芽→植物體。則A過(guò)程稱為_(kāi)_______，誘導(dǎo)這一過(guò)程的兩種植物激素是_____________。②為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因玉米是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的________作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè)，又要用__________________的方法從個(gè)體水平鑒定玉米植株的耐鹽性。12．已知二倍體番茄紅果(A)對(duì)黃果(a)為顯性，雙子房(B)對(duì)多子房(b)為顯性，高蔓(C)對(duì)矮蔓(c)為顯性?，F(xiàn)有三個(gè)純系品種：Ⅰ(黃色、多子房、高蔓)，Ⅱ(黃色、雙子房、矮蔓)，Ⅲ(紅色、雙子房、高蔓)，為了快速獵取紅色、多子房、矮蔓純系新品種。(1)請(qǐng)完善以下試驗(yàn)步驟。第一步：Ⅰ×Ⅱ→獲得植株Ⅳ，讓Ⅳ自交，從子代中選取黃色、多子房、矮蔓植株Ⅴ。其次步：______________。第三步：______________。(2)據(jù)報(bào)道，番茄紅素具有肯定的防癌效果?？茖W(xué)家將含有酵母S—腺苷基蛋氨酸脫羧酶基因(簡(jiǎn)稱S基因)cDNA片斷導(dǎo)入一般番茄植株，培育了番茄紅素高的新品種。①獲得cDNA片斷的方法是________________________。②cDNA與質(zhì)粒構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)所用到的工具酶有__________________和______________________。③為確保S基因在番茄中表達(dá)，在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)應(yīng)插入特定的________________。④將基因表達(dá)載體導(dǎo)入番茄的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和______________等。

參考答案一、單項(xiàng)選擇題1．解析：雜交育種的原理是基因重組，其優(yōu)點(diǎn)是能將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起，從而獲得新品種；誘變育種的原理是基因突變，其優(yōu)點(diǎn)是提高變異的頻率、加速育種進(jìn)程且大幅度地改良某些性狀；單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)是明顯縮短育種年限，所得品種為純合子，即子代全為純合體而不是大多為純合體，C錯(cuò)誤。基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)是打破物種界限，定向轉(zhuǎn)變生物性狀。答案：C2．解析：太空誘變與地球上的人工誘變的原理相同，通過(guò)物理、化學(xué)等因素誘導(dǎo)生物體發(fā)生基因突變，培育出的新品種由于沒(méi)有消滅生殖隔離，屬于地球上原本存在的物種，A錯(cuò)誤；誘變育種的優(yōu)點(diǎn)是可以提高變異頻率、縮短育種進(jìn)程，B正確；誘變育種獲得的優(yōu)良性狀往往是雜合子，不能穩(wěn)定遺傳，C錯(cuò)誤。誘變1育種的原理是基因突變，而基因工程的原理是基因重組，D錯(cuò)誤。答案：B3．解析：雜交育種可獲得AAbb，其變異來(lái)自基因重組，F(xiàn)1代自交產(chǎn)生配子的過(guò)程中，發(fā)生在減數(shù)分裂第一次分裂后期，同源染色體上的等位基因分別，非同源染色體上的非等位基因自由組合，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。單倍體育種可獲得AAbb，其方法是aabb與AABB雜交得到AaBb，減數(shù)分裂得到花粉(配子)Ab，經(jīng)花藥的離體培育得到單倍體Ab，再經(jīng)秋水仙素誘導(dǎo)得到純合子Aabb，該變異的原理有基因重組和染色體變異，B項(xiàng)正確。將aabb人工誘變可獲得aaBb，則等位基因的產(chǎn)生來(lái)源于基因突變，C項(xiàng)正確。多倍體植株的特點(diǎn)是莖稈粗大，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等養(yǎng)分物質(zhì)的含量都有所增加，D項(xiàng)正確。答案：A4．解析：本題考查基因工程和DNA復(fù)制中不同酶的作用部位。RNA聚合酶的作用是催化DNA的轉(zhuǎn)錄，b處的連接通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)方式實(shí)現(xiàn)縫合，所需的酶為DNA聚合酶。答案：D5．解析：限制酶的特點(diǎn)是只能識(shí)別特定的脫氧核苷酸序列，且在特定位點(diǎn)上切割DNA分子，故A正確、C錯(cuò)誤；限制酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，其活性受溫度、酸堿度、重金屬等因素影響，故B正確；限制酶主要來(lái)源于原核生物，真核生物內(nèi)少見(jiàn)，故D正確。答案：C6．解析：基因工程打破自然物種原有界限、二次污染、重組出有害的病原微生物、毒蛋白等，間接導(dǎo)致了基因污染；轉(zhuǎn)基因生物集中到種植區(qū)之外變成野生種類、成為入侵的外來(lái)物種、后果組出有害的病原體、成為超級(jí)雜草、有可能造成“基因污染”等?；蚬こ逃纸蠨NA重組技術(shù)，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，定向改造生物性狀的方法，其原理是基因重組，C錯(cuò)誤。答案：C二、雙項(xiàng)選擇題7．解析：本題考查多種育種方法，屬中檔題。A正確，Ⅲ過(guò)程獲得的是單倍體，所以通常接受花藥離體培育法。B正確，Ⅳ過(guò)程獲得的是多倍體，常用的方法是用秋水仙素處理。C錯(cuò)誤，由通過(guò)Ⅲ、Ⅴ獲得到⑤的方法屬于單倍體育種，優(yōu)點(diǎn)是大大縮短了育種時(shí)間。D錯(cuò)誤，由①和②經(jīng)Ⅰ、Ⅱ獲得⑤的過(guò)程屬于雜交育種，此方法具有育種周期長(zhǎng)、過(guò)程繁瑣等缺點(diǎn)。答案：AB8．解析：轉(zhuǎn)基因技術(shù)定向改造生物的性狀，產(chǎn)生的變異是定向的；人工誘變沒(méi)有轉(zhuǎn)變突變的本質(zhì)，產(chǎn)生的變異是不定向的。答案：AC三、非選擇題9．解析：本題的第(1)問(wèn)比較簡(jiǎn)潔，難點(diǎn)是第(2)問(wèn)，首先要依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，由已知的一條鏈完成質(zhì)粒雙鏈上的堿基序列，再依據(jù)切點(diǎn)寫出切割后形成的黏性末端。(3)要求回答基因能夠拼接的緣由，不同生物的DNA化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)相同，即都具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞需要先與運(yùn)載體結(jié)合，最常用的運(yùn)載體是質(zhì)粒，也可以用動(dòng)物病毒。(4)基因的表達(dá)是指基因通過(guò)把握蛋白質(zhì)的合成來(lái)把握生物的性狀，即通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。(5)為開(kāi)放性的問(wèn)題，但要留意回答的理由要與觀點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。答案：(1)限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶(2)eq\o(\s\up7(－G↓GATCC－),\s\do5(－CCTAG↑G－))用限制酶切割,eq\o(\s\up7(－GGATCC－),\s\do5(－CCTAGG－))(3)具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(有互補(bǔ)的堿基序列)細(xì)菌質(zhì)粒或動(dòng)物病毒(4)人體蛋白質(zhì)基因在羊體細(xì)胞內(nèi)把握合成人體蛋白質(zhì)(5)平安。因目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，把握合成的人奶蛋白質(zhì)成分沒(méi)有轉(zhuǎn)變(或擔(dān)憂全，因目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，可能由于羊細(xì)胞中某些成分的影響，合成的蛋白質(zhì)成分可能發(fā)生肯定的轉(zhuǎn)變)10．解析：(1)A、B、C、D表示4個(gè)不同的染色體組，植物AABB產(chǎn)生含AB的配子，植物CC產(chǎn)生含C的配子，結(jié)合后形成ABC受精卵并發(fā)育為相應(yīng)的種子，用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，形成可育的后代AABBCC；還可以利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得AABBCC的個(gè)體。(2)AABBCC產(chǎn)生的配子為ABC，AABBDD產(chǎn)生的配子為ABD，配子結(jié)合形成AABBCD的受精卵，減數(shù)分裂過(guò)程中同源染色體兩兩配對(duì)形成四分體，C染色體組和D染色體組中無(wú)同源染色體，不能形成四分體，兩個(gè)A染色體組可形成7個(gè)四分體，兩個(gè)B染色體組可形成7個(gè)四分體，共計(jì)14個(gè)四分體。由于①中有6個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組7條染色體，共42條。(3)雜交后代②，減數(shù)分裂過(guò)程中C組染色體無(wú)同源染色體配對(duì)而丟失。(4)射線可能會(huì)導(dǎo)致C染色體斷裂，斷裂的部分假如含有抗病基因，抗病基因可通過(guò)易位的方式轉(zhuǎn)移到另一條非同源染色體上，這種變異為染色體結(jié)構(gòu)變異。答案：(1)秋水仙素誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍植物體細(xì)胞雜交(2)AABBCD1442(3)無(wú)同源染色體配對(duì)(4)染色體結(jié)構(gòu)變異11．解析：本題主要考查雜交育種、誘變育種、單倍體育種和基因工程育種的有關(guān)學(xué)問(wèn)。(1)太空中的各種射線等物理因素會(huì)誘發(fā)基因突變，產(chǎn)生新的變異類型。(2)F1的基因型為DdRr，抗病雜合子對(duì)應(yīng)的基因型為Rr，Rr自交3代，所得F4中雜合子(Rr)的比例為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))3＝eq\f(1,8)，純合子(RR＋rr)的比例為1－eq\f(1,8)＝eq\f(7,8)，其中純合抗病植株為eq\f(1,2)×eq\f(7,8)＝eq\f(7,16)。(3)若F1中n對(duì)等位基因位于n對(duì)同源染色體上，則其配子的形成遵循基因自由組合定律，產(chǎn)生的配子有2n種，對(duì)應(yīng)的單倍體幼苗也為2n種；單倍體幼苗染色體加倍后均變?yōu)榧兒献樱透叨?、矮稈和抗病、易染病兩?duì)相對(duì)性狀而言，后代共產(chǎn)生4種類型，矮稈抗病植株為其中的一種類型，其基因型為ddRR，若后代共有M株番茄，則ddRR所占比