名师一号高考生物总复习 第23讲 从杂交育种到基因工程体验双基考题 新人教版必修2含模拟题Word文档格式.docx

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D．Ⅱ－3的丈夫表现型正常，其儿子的基因诊断中出现142bp片段的概率为1/2

解析　图①显示：

这个过程的基因突变是改变了H基因的特定序列，使BclⅠ酶切位点消失。

因此基因位于X染色体上，Ⅱ－1的父亲与母亲都正常，所以Ⅱ－1的致病基因来自其母亲，其父母的基因型分别为XHY、XHXh，Ⅱ－2表现为正常女性，出现了142bp、99bp、43bp三个片段，其基因型应为XHXh，Ⅱ－3的基因型为XHXH或XHXh，丈夫表现正常，基因型为XHY，所生儿子基因型为XhY的概率为1/4。

答案　D

3．现有一长度为1000碱基对（bp）的DNA分子，用限制性核酸内切酶EcoRI酶切后得到的DNA分子仍是1000bp，用KpnI单独酶切后得到400bp和600bp两种长度的DNA分子，用EcoRI、KpnI同时酶切后得到200bp和600bp两种长度的DNA分子。

图中DNA分子的酶切图谱正确的是（　　）

解析　根据题意，单独用EcoRI酶切后得到的DNA分子与切割前分子中bp总量不变，说明原DNA上仅有一个EcoRI酶切点，且原DNA呈环状（如图①所示）。

用KpnI单独酶切得到400bp和600bp两种长度的DNA分子，可以确定KpnI在环状DNA分子中有两个切点（如图②所示），而用EcoRI、KpnI同时酶切后得到200bp和600bp两种长度的DNA分子，实际应该是三个DNA片段，bp依次为600、200、200（如图③所示）。

4．玉米的抗病和不抗病（基因为A、a）、高秆和矮秆（基因为B、b）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：

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4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）。

另一实验表明，以甲和丁为亲本进行杂交，子一代均为抗病高秆。

请回答：

（1）对上述1株白化苗的研究发现，控

制其叶绿素合成的基因缺失了一段DNA，因此该基因不能正常________，功能丧失，无法合成叶绿素，表明该白化苗的变异具有________的特点，该变异类型属于________。

（2）上述培育抗病高秆玉米的实验运用了________、单倍体育种和杂交育种技术，其中杂交育种技术依据的原理是________________。

（3）从基因组成看，乙与丙植株杂交的F1中抗病高秆植株能产生________种配子。

（4）请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到F1的过程。

解析　此题考查基因突变、遗传育种等知识。

（1）γ射线照射玉米种子，可能会导致叶绿素合成基因发生突变，产生白化苗，该种变异对幼苗本身是有害的。

（2）本实验中运用了多种育种方法。

γ射线照射种子是运用了诱变育种方法；

抗病矮秆（乙）和不抗病高秆（丙）杂交得到F1，运用了杂交育种方法；

最后选取F1中抗病高秆植株的花药进行离体培养获得幼苗，再用秋水仙素处理后得到纯合二倍体的抗病高秆植株，这是单倍体育种方法。

花药离体培养过程中，可通过诱导愈伤组织分化成胚状体获得再生植株，也可直接诱导愈伤组织分化出根、芽，获得再生植株。

（3）不抗病矮秆（甲）和抗病高秆（丁）杂交，子一代均为抗病高秆，这说明抗病、高秆均为显性，故甲、丁基因型分别为aabb、AABB。

由甲突变来的乙、丙植株基因型分别为Aabb、aaBb。

乙与丙杂交得到的F1中抗病高秆植株基因型

为AaBb，AaBb植株可产生Ab、AB、aB、ab四种配子。

（4）乙、丙植株基因型分别为Aabb、aaBb。

书写遗传图解时注意不要漏写P、配子、F1及各种表现型的比例等。

答案　

（1）表达　有害性　基因突变

（2）诱变育种　基因重组

（3）4

（4）

1．已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指。

如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，那么会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。

现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是（　　）

A．3　　　　B．4　　　　C．9　　　　D．12

解析　若该线性DNA分子在3个酶切位点切断，得到4种长度不同的DNA片段；

若在2个酶切位点切断，得到3种长度不同的DNA片段；

若在1个酶切位点切断，得到2种长度不同的DNA片段。

因此最多能产生4＋3＋2＝9（种）长度不同的DNA片段。

答案　C

2．利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素。

下列相关叙述，正确的是（　　）

A．人和大肠杆菌在合成胰岛素时，转录和翻译的场所是相同的

B．DNA连接酶能把两个黏性末端经碱基互补配对后留下的缝隙“缝合”

C．通过检测，大肠杆菌中没有胰岛素产生则可判断重组质粒未导入受体菌

D．人和大肠杆菌在合成胰岛素时，用于转录的模板链是相同的

解析　A项，大肠杆菌的转录在核区，而人的转录在细胞核中，故A错；

C项，导入了重组质粒的大肠杆菌并不一定能产生胰岛素，故C错；

D项，人在合成胰岛素时，用于转录的模板链含内含子，而导入大肠杆菌的胰岛素基因不含内含子，故转录的模板链不同，故D错。

答案　B

3．切取某动物合成生长激素的基因，用某方法将此基因转移到鲇鱼的受精卵中，从而使鲇鱼比同类个体大了3～4倍，此项研究遵循的原理是（　　）

A．基因突变　DNA→RNA→蛋白质

B．基因工程　DNA→RNA→蛋白质

C．细胞工程　

→RNA→蛋白质

D．基因工程　

4．下列关于育种的说法，不正确的是（　　）

A．利用花药离体培养培育烟草新品种的方法是单倍体育种

B．将人胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内的技术属于基因工程

C．利用兰花的离体组织大规模培育兰花属于诱变育种

D．无子西瓜的培育方法是多倍体育种

解析　利用兰花的离体组织可以在短时间内获得大量性状相同的个体，利用的原理是细胞的全能性，属于细胞工程育种。

5．用秋水仙素处理正常的幼苗，所不能引起的变化是（　　）

①提高突变频率　②获得无子果实　③大幅度改良某些性状　④抑制细胞有丝分裂中纺锤体的形成　⑤获得单倍体植株

A．①②③　　　　　　　　B．②④⑤

C．②⑤D．①③

解析　秋水仙素处理幼苗

有两个作用：

一是提高基因突变的频率，可能会大幅度改良某些性状；

二是能够抑制纺锤体形成，引起染色体数目加倍。

6．普通小麦中有高秆抗病（TTRR）和矮秆易感病（ttrr）两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。

实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：

请分析回答：

（1）A组由F1获得F2的方法是________，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占________。

（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是________类。

（3）A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是________组，原因是____________。

（4）通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病小麦新品种的方法是________。

获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占________。

（5）在一块高秆（纯合体）小麦田中，发现了一株矮秆小麦。

请设计实验方案探究该矮秆性状出现的可能原因（简要写出所用方法、结果和结论）。

解析　

（1）将F1高秆抗病类型自交，在F2中可获得高秆抗病、矮秆抗病、高秆易感病和矮秆易感病四种类型，从四种类型中选择矮秆抗病Ⅰ。

该矮秆抗病类型的基因组成为ttRR或ttRr，其中，不能稳定遗传的（ttRr）在矮抗植株中占2/3。

（2）B组矮秆抗病类型Ⅱ是由F1高秆抗病类型的花药离体培养直接获得，其基因组成为tR，属单倍体，高度不育。

（3）由题干信息可知，A为杂交育种，B为单倍体育种，C为诱变育种，因诱变育种具有突变率低且不定向等特点，所以C组最不易获得矮秆抗病品种。

（4）矮秆抗病Ⅱ是单倍体，要经过秋水仙素（或低温）诱导染色体加倍，才能得到矮秆抗病小麦新品种，基因型

为ttRR，全部为纯合体。

（5）一块高秆（纯合体）小麦田中，发现了一株矮秆小麦，属于变异。

导致变异的原因有两种：

环境条件导致的不可遗传的变异和遗传物质变化引起的可遗传的变异，所以探究该矮秆性状出现可能原因的实验思路是通过判断该变异性状能否遗传来获得结论，如该变异性状能遗传，则是基因突变的结果；

如该变异性状不能遗传，则是环境引起的。

实验方法有两种，其一将矮秆小麦与高秆小麦杂交，如果子二代高秆矮秆＝31（或出现性状分离），则矮秆性状是基因突变造成的，否则，矮秆性状是环境引起的。

其二，将矮秆小麦与高秆小麦种植在相同环境条件下，如果两者未出现明显差异，则矮秆性状由环境引起，否则是基因突变的结果。

答案　

（1）自交　2/3

（2）Ⅱ

（3）C　基因突变频率低且不定向

（4）秋水仙素（或低温）诱导染色体加倍　100%

（5）将矮秆小麦与高秆小麦杂交；

如果子一代为高秆、子二代高秆矮秆＝31（或出现性状分离），则矮秆性状是基因突变造成的；

否则，矮秆性状是环境引起的。

或将矮秆小麦与高秆小麦种植在相同环境条件下，如果两者未出现明显差异，则矮秆性状由环境引起；

否则，矮秆性状是基因突变的结果。

7．如图表示利用基因工程培育抗虫棉过程的示意图。

请据图回答下列有关问题：

（1）科学家在进行图中[①]操作时，要用________________分别切割运载体和目的基因，运载体的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过________________而结合。

（2）基因工程的理论基础是________法则，可用公式（图解）表示为__________________________。

（3）Ⅲ是导入目的基因的受体细胞，经培养、筛选获得一株有抗虫特性的转基因植株。

经分析，该植株细胞中含有一个携带目的基因的DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。

理论上，在该转基因植株自交产生的F1代中，仍具有抗虫特性的植株占总数的________。

将上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后，后代往往有很多植株不再具有抗虫特性，原因是________。

要想获得纯合子，常采用的方法是________。

（4）下列是几种氨基酸的密码子，据此推断图中合成的多肽，其前三个氨基酸的种类（按前后顺序排列）________________。

[甲硫氨酸（AUG）、甘氨酸（GGA）、丝氨酸（UCU）、酪氨酸（UAC）、精氨酸（AGA）、丙氨酸（GCU）]

解析　根据题意，该植株具有抗性说明该基因可以在子代中表达，并且题目中提出“可以把它看作是杂合子”，那么不妨用Aa（A表示抗虫基因，a表示没有抗虫基因）来表示该植株。

对于Aa自交来说，子代有三种基因型（AA:

Aa:

aa＝1:

2:

1），则两种表现型比例为3:

1。

答案　

（1）同一种限制性内切酶　碱基互补配对

（2）中心　

（3）3/4　发生了性状分离　连续自交

（4）甲硫氨酸、丙氨酸、丝氨酸

8．番茄（2n＝24）的正常植株（A）对矮生植株（a）为显性，红果（B）对黄果（b）为显性，两对基因独立遗传。

请回答下列问题：

（1）现有基因型AaBB与aaBb的番茄杂交，其后代的基因型有________种，________基因型的植株自交产生的矮生黄果植株比例最高，自交后代的表现型及比例为______________________。

（2）在♀AA×

♂aa杂交中，若A基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离，产生的雌配子染色体数目为________，这种情况下杂交后代的株高表现型可能是________。

（3）假设两种纯合突变体X和Y都是由控制株高的A基因突变产生的，检测突变基因转录的mRNA，发现X的第二个密码子中第二碱基由C变为U，Y在第二个密码子的第二碱基前多了一个U。

与正常植株相比，________突变体的株高变化可能更大，试从蛋白质水平分析原因：

________________________________________________________________________。

（4）转基因技术可以使某基因在植物体内过量表达，也可以抑制某基因表达。

假设A基因通过控制赤霉素的合成来控制番茄的株高，请完成如下实验设计，以验证假设是否成立。

①实验设计：

（借助转基因技术，但不要求转基因的具体步骤）

a．分别测定正常与矮生植株的赤霉素含量和株高。

b．________________________________________________________________________。

c．________________________________________________________________________。

②支持上述假设的预期结果：

________________________________________________________________________。

③若假设成立，据此说明基因控制性状的方式：

________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

解析　本题综合性强，考查了细胞的减数分裂，基因的分离与自由组合定律，基因的突变及基因的表达，基因与性状的关系，以及实验的设计、结果的预测与分析等知识，并注重考查综合运用知识的能力。

（1）AaBB与aaBb杂交，其杂交子代有AaBB、aaBB、AaBb、aaBb四种基因型，有正常株红果、矮生株红果两种表现型。

AaBB自交产生矮生株黄果的概率为0。

aaBb自交产生矮株生红果与矮生株黄果两种类型，其比例为3:

1，其中产生矮生株黄果的概率为25%。

（2）若♀AA植株的A基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离，则其产生的雌配子中要么有两个A基因及相应的两条染色体，要么没有A基因及相应的染色体，故其产生的雌配子中染色体数目为13或11，这种情况下♀AA×

♂aa杂交后代的基因型为AAa或a，表现型为正常或矮生。

（3）在突变体X株高基因转录形成的mRNA中，第二个密码子中第二个碱基由C变为U，此为碱基替换导致基因突变，翻译形成的蛋白质中最多只有一个分子氨基酸发生了改变，甚至没有改变。

在突变体Y株高基因产生的mRNA中，第二个密码子的第二个碱基前多了一个U，此为碱基增添而引起的基因突变，在翻译形成蛋白质时，含增多的碱基U及其后面

的密码子对应的氨基酸都可能发生了改变。

（4）①题干中提到“假设A基因通过控制赤霉

素的合成来控制番茄的株高”。

若要通过实验来证明假设是正确的，则根据“转基因技术可以使某基因在植物个体内过量表达，也可以抑制某基因表达”而设计实验的思路：

a．分别测定正常株（AA或Aa）与矮生株（aa）的赤霉素含量和株高。

（题中已给出，其引导作用是实验现象的测量依据）

b．用转基因技术使A基因在矮生株体内过量表达，用转基因技术抑制A基因在正常株中的表达。

（扣题干中的提示信息）

c．测定两组植株体内的赤霉素含量和两组植株株高情况并记录结果。

（扣a中的引导信息）

②与③的答案已经在题干文字信息中存在了，但需要变通。

赤霉素不是蛋白质，基因是通过控制蛋白质的合成而控制生物性状的，包括通过控制结构蛋白而直接控制生物性状和通过控制酶的合成控制代谢，进而控制生物性状两种方式。

答案　

（1）4　aaBb　矮生红果:

矮生黄果＝3:

1

（2）13或11　正常或矮生

（3）Y　Y突变体的蛋白质中氨基酸的改变比X突变体可能更多（或：

X突变体的蛋白质可能只有一个氨基酸发生改变，Y突变体的蛋白质氨基酸序列可能从第一个氨基酸以后都改变）

（4）①答案一：

b．通过转基因技术，一是抑制正常植株A基因的表达，二是使A基因在矮生植株中过量表达

c．测定两个实验组植株的赤霉素含量和株高

答案二：

b．通过转基因技术，抑制正常植株A基因的表达，测定其赤霉素含量和株高

c．通过转基因技术，使A基因在矮生植株中过量表达，测定其赤霉素含量和株高

（答案二中b和c次序不做要求）

②与对照比较，正常植株在A基因表达被抑制后，赤霉素含量降低，株高降低；

与对照比较，A基因在矮生植株中过量表达后，

该植株赤霉素含量增加，株高增加

③基因通过控制酶的合成来控制代谢途径，进而控制生物性状

9．9.来源于豇豆的胰蛋白酶抑制剂基因（CpTI基因）具有广谱的抗虫特性。

但直接把该基因转入农作物后，发现转基因植株中合成的CpTI蛋白质的积累量并没有达到强烈抑制害虫的程度。

于是，科研工作者在体外对CpTI基因进行了修饰，在其两端分别融合了“信号肽”序列和“内质网滞留信号”序列，在它们的共同作用下，CpTI蛋白质在转基因植株中的积累量得到了明显提高。

修饰和表达过程如图所示：

（1）在此项基因工程中，供体细胞是________；

CpTI基因是人们所需要的特定基因，称为________。

（2）在体外对CpTI基因进行修饰时，首先用________________处理，形成黏性末端。

（3）“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的化学本质是______________________________。

（4）检测修饰后的CpTI基因是否表达的最好方法是______________________________________。

（5）当前，转基因大豆、转基因棉花等转基因农作物已经进入了我们的生活，请从生物学角度谈谈转基因农作物可能带来的利与弊（各举一条）。

①利：

____________________________________________________________________。

②弊：

_____________________________________________________________________。

解析　本题考查转基因技术及其安全性问题。

提供CpTI基因的供体细胞是豇豆细胞，该基因为目的基因。

在修饰时，首先用DNA限制性内切酶切割，以形成黏性末端。

从题干知“信号肽”序列和“内质网滞留信号”序列能与CpTI基因结合，说明它们都是DNA。

高科技是双刃剑，故分析基因工程作物的利弊时可从两个方面阐述。

答案　

（1）豇豆细胞　目的基因

（2）限制性核酸内切酶

（3）DNA

（4）让害虫食用农作物叶片，观察其抗虫情况

（5）①可以让人类获得具有优良品质的作物，如蛋白质含量更高、抗逆性更强；

打破传统育种界限，如植物表达微生物的抗虫性状等

②转基因农作物也可能变异成为对人类或环境有害的物种，如抗逆性极强的“超级杂草”会严重破坏生物多样性；

转入的基因可能会导致某种尚不为人知

的对人体健康有害的性状的产生；

造成基因污染；

影响食品安全等（其他合理答案也可）

杂交育种（hybridization）

杂交育种是指不同种群、不同基因型个体间进行杂交，并在其杂种后代中通过选择而育成纯合品种的方法。

杂交可以使双亲的基因重新组合，形成各种不同的类型，为选择提供丰富的材料；

基因重组可以将双亲控制不同性状的优良基因结合于一体，或将双亲中控制同一性状的不同微效基因积累起来，产生在该性状上超过亲本的类型。

正确选择亲本并予以合理组配是杂交育种成败的关键。

根据育种目标要求，一般应按照下列原则进行：

①亲本应有较多优点和较少缺点，亲本间优缺点力求达到互补。

②亲本中至少有一个是适应当地条件的优良品种，在条件严酷的地区，双亲最好都是适应的品种。

③亲本之一的目标性状

应有足够的遗传强度，并无难以克服的不良性状。

④生态类型、亲缘关系上存在一定差异，或在地理上相距较远。

⑤亲本一般配合力较好，主要表现在加性效应的配合力高。

杂交育种是培育家畜新品种的主要途径。

通过选用具有优良性状的品种、品系以至个体进行杂交，繁殖出符合育种要求的杂种种群。

在扩大杂种数量的同时要适当进行近交，加强选择，分化和培育出高产而遗传性稳定，并符合选育要求的各小群，综合为新品种。

所谓杂交育种，一般指种内不同品种间的杂交育种。

杂交技术因不同作物特点而异，其共同要点为：

调节开花期，通过分期播种、调节温度、光照及施肥管理等措施，使父、母本花期相同；

控制授粉，在母本雌蕊成熟前进行人工去雄，并套袋隔离，避免自交和天然杂交，然后适期授以纯净新鲜花粉，作好标志并套袋隔离和保护。

用于杂交的父本和母本分别用P1和P2表示，其代表符号分别为♂和♀；

×

表示杂交。

杂交所得种子

种植而成的个体群称杂种一代（子一代），用F1表示。

F1群体内个体间交配或自交所得的子代为F2，F3、F4等表示随后各世代。

安排亲本或杂种成对使之交配的杂交方式有：

成对杂交（单交），即两个不同品种或系统间的杂交，两亲本可互为父、母本（正反交）；

复合杂交，即几个品种分别先后进行多次杂交。

回交是以杂种后代与亲本之一再交配的杂交方式。

杂交创造的变异材料要进一步加以培育选择，才能选育出符合育种目标的新品种。

培育

选择的方法主要有系谱法和混合法。

系谱法是自杂种分离世代开始连续进行个体选择，并予以编号记载直至选获性状表现一致且符合要求的单株后裔（系统），按系统混合收获，进而育成品种。

这种方法要求对历代材料所属杂交组合、单株、系统、系统群等均有按亲缘关系的编号和性状记录，使各代育种材料都有家谱可查，故称系谱法。

典型的混合法是从杂种分离世代F2开始各代都按组合取样混合种植，不予选择，直至一定世代才进行一次个体选择，进而选拔优良系统以育成品种。

在典型的系谱法和混合法之间又有各种变通方法