2017高考生物總復(fù)習(xí) 第7單元 第23講 從雜交育種到基因工程學(xué)案

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1、 第23講 從雜交育種到基因工程 [考綱點擊]　1.生物變異在育種上的應(yīng)用(Ⅱ)　2.轉(zhuǎn)基因食品的安全(Ⅰ) 一、雜交育種與誘變育種 1．雜交育種與誘變育種的比較 雜交育種 誘變育種 原理 基因重組 基因突變 過程 選擇具有相對性狀的親本通過雜交獲得F1，F(xiàn)1自交，獲得F2，從中篩選獲得需要的類型 利用射線或化合物等理化因素誘導(dǎo)分裂的細(xì)胞發(fā)生基因突變，并選取需要的類型 2.生物育種原理、方法、實例[連一連] 　 巧 記?？嫉挠N方法巧記 二、基因工程及其應(yīng)用 1．概念 基因工程又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)，即按照人們的意愿，把一種生物的某種

2、基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向改造生物的遺傳性狀。 2．基因操作的基本工具[連一連] 3．基因操作的基本步驟 獲取目的基因→目的基因與運載體結(jié)合→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的表達(dá)與檢測。 4．基因工程的應(yīng)用 1．雜交育種的兩個特點：能將多個優(yōu)良性狀集中到同一生物個體上；耗時較長。 2．誘變育種的方法和特點 (1)兩種誘變方法：物理誘變、化學(xué)誘變。 (2)兩個特點：多害少利；能產(chǎn)生新基因，創(chuàng)造生物新類型。 3．基因工程的三種工具 (1)限制性核酸內(nèi)切酶：能識別并切割特定的核苷酸序列。 (2)DNA連接酶：連接兩個DNA片段之間的脫

3、氧核糖和磷酸。 (3)運載體：將外源基因送入受體細(xì)胞。常用的運載體有質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒等。 考法一　以變異為基礎(chǔ)，考查生物育種 1．五種育種方法的比較 項目 原理 常用方法 優(yōu)點 缺點 舉例 雜交育種 基因重組 ①選育純種：雜交→自交→選種→自交 ②選育雜種：雜交→雜交種 ①使不同個體優(yōu)良性狀集中到一個個體上 ②操作簡便 ①育種時間較長 ②局限于親緣關(guān)系較近的個體 矮稈抗病小麥 誘變育種 基因突變 輻射、激光、空間誘變等 提高變異頻率，加速育種進(jìn)程，大幅度改良性狀 有很大盲目性，有利變異少，需大量處理實驗材料 青霉素 高產(chǎn)菌株單倍

4、體育種 染色體變異 花藥離體培養(yǎng)，用秋水仙素處理 ①明顯縮短育種年限 ②子代均為純合子 技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合 單倍體 育種獲得矮稈抗病小麥多倍體育種 染色體變異 用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 器官大，提高營養(yǎng)物質(zhì)含量 只適用于植物，發(fā)育延遲，結(jié)實率低 三倍體無子西瓜 基因工程育種 基因重組 將一種生物的特定基因轉(zhuǎn)移到另一種生物細(xì)胞中 打破物種界限，定向改造生物的遺傳性狀 技術(shù)復(fù)雜，生態(tài)安全問題較多 轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育 2.單倍體育種與雜交育種的關(guān)系 3．針對不同目的雜交育種流程 (1)培育雜合子品種 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，可以將雜種一代作為種子直

5、接使用，如水稻、玉米等。其特點是可以利用雜種優(yōu)勢，獲得的品種高產(chǎn)、抗性強，但種子只能種一年。培育的基本步驟如下： 選取符合要求的純種雙親雜交(♀×♂)→F1(即為所需品種)。 (2)培育隱性純合子品種 選取雙親雜交(♀×♂)→F1F2→選出表現(xiàn)型符合要求的個體種植并推廣。 (3)培育顯性純合子品種 選取雙親雜交(♀×♂)→F1F2→選出表現(xiàn)型符合要求的個體F3……選出穩(wěn)定遺傳的個體推廣種植。 視角1?　以基礎(chǔ)判斷或圖示分析的形式，考查育種原理及圖解分析 1．(2016·北京朝陽模擬)下圖所示為利用玉米(2N＝20)的幼苗芽尖細(xì)胞(基因型BbTt)進(jìn)行實驗的流程示意圖。下列分析

6、不正確的是(　　) A．①過程中可能會發(fā)生基因突變 B．植株B為純合子的概率為25% C．植株C為單倍體，由配子發(fā)育而來 D．整個流程體現(xiàn)了體細(xì)胞與生殖細(xì)胞均具有全能性 解析：選B。①過程是組織培養(yǎng)，細(xì)胞分裂過程中DNA復(fù)制，可能會發(fā)生基因突變，A正確；植株B是花粉細(xì)胞離體培養(yǎng)成的幼苗，經(jīng)秋水仙素處理染色體加倍形成，都是純合子，B錯誤；由配子直接發(fā)育而成的個體是單倍體，C正確；實驗過程體現(xiàn)了體細(xì)胞與生殖細(xì)胞均具有全能性，D正確。 2．(原理判斷類)(2016·吉林長春模擬)下列有關(guān)人工培育作物新品種的說法，不正確的是(　　) A．誘變育種不能定向的改變種群的基因頻率 B．

7、雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是基因重組 C．雜交育種可快速、高效地培育出具有新性狀的作物新品種 D．基因工程屬于定向改造新品種，人工選擇育種屬于定向選擇新品種 解析：選C。誘變育種原理是基因突變，具有不定向性，A正確；雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是基因重組，B正確；單倍體育種可快速、高效地培育出具有新性狀的作物新品種，C錯誤；基因工程屬于定向改造新品種，選擇育種關(guān)鍵在于人工的選擇，二者都屬于定向選擇新品種，D正確。 視角2?　以案例分析的形式，考查育種程序的選擇 3．現(xiàn)有小麥種子資源包括：①高產(chǎn)、感??；②低產(chǎn)、抗??；③高產(chǎn)、晚熟等品種。為滿足不同地區(qū)及不同環(huán)境條件下的栽培需求，育

8、種專家要培育3類品種：a.高產(chǎn)、抗?。籦.高產(chǎn)、早熟；c.高產(chǎn)、抗旱。下述育種方法可行的是(　　) A．利用①、③品種雜交篩選獲得a B．對品種③進(jìn)行染色體加倍處理篩選獲得b C．c的培育不可采用誘變育種方法 D．用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)擘壑蝎@得c 解析：選D。欲獲得a，應(yīng)利用①和②品種間進(jìn)行雜交篩選，A錯誤；染色體加倍后結(jié)實率降低，欲獲得b應(yīng)對③進(jìn)行誘變育種處理，B錯誤；誘變育種可以產(chǎn)生新基因，因此a、b、c都可以通過誘變育種獲得，C錯誤；基因工程可定向改造生物的性狀，可用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)擘壑蝎@得c，D正確。 4．下圖為水稻的幾種不同育種方法示意圖，據(jù)圖回答下

9、列問題： (1)B過程常用的方法是____________，圖中用到秋水仙素的過程有______________(用圖中字母表示)。 (2)打破物種界限的育種方法是________(用圖中的字母表示)，該方法所運用的原理是________________________________________________________________________。 (3)假設(shè)你想培育一個能穩(wěn)定遺傳的水稻品種，選育的性狀都是由隱性基因控制的，其最簡單的育種方法是________________(用圖中字母表示)；如果選育的性狀都是由顯性基因控制的，為縮短育種年限，常采用的方法是___

10、_______(用圖中的字母表示)。 (4)現(xiàn)有三個水稻品種，①的基因型為aaBBDD，②的基因型為AAbbDD，③的基因型為AABBdd，三對等位基因分別位于三對同源染色體上。現(xiàn)運用雜交育種方法利用以上三個品種獲得基因型為aabbdd的植株，用文字簡要描述獲得過程________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ __________________

11、______________________________________________________。 解析：圖中A過程代表雜交，D過程代表自交，B過程代表花藥離體培養(yǎng)，C和F過程代表用秋水仙素使染色體數(shù)目加倍，E過程代表基因工程。其中基因工程可以在不同生物之間進(jìn)行，該技術(shù)的原理為基因重組。如果選育的性狀都是隱性性狀，最簡單的方法是雜交育種，因為隱性性狀表現(xiàn)出來即為純合，可穩(wěn)定遺傳，即A→D過程；如選育的性狀都是顯性性狀，用雜交育種年限比較長，可明顯縮短育種年限的育種方法是單倍體育種，即A→B→C過程。三個水稻品種，基因型均為“雙顯＋一隱”的組合方式。要利用雜交育種培育基因型為aab

12、bdd的品種，可選擇任意兩個品種作親本雜交得到F1，然后F1與剩下一個品種雜交得到F2，F(xiàn)1自交即可得基因型為aabbdd的種子，由基因型為aabbdd的種子長成的植株即為符合要求的植株。 答案：(1)花藥離體培養(yǎng)　C、F (2)E　基因重組 (3)A→D　A→B→C (4)①與②雜交得到F1，F(xiàn)1與③雜交，得到F2，F(xiàn)2自交，可以得到基因型為aabbdd的種子，該種子可長成基因型為aabbdd的植株(合理即可) 考法二　利用圖解法突破基因工程的操作工具及基本步驟 基因工程操作步驟圖解 1．限制酶和DNA連接酶的作用部位都是脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，只是前者切開，后者連

13、接。 2．要想從DNA上切下某個基因，應(yīng)切2個切口，產(chǎn)生4個黏性末端。 3．獲取目的基因、切割運載體需要用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。 4．將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，沒有涉及堿基互補配對。 5．動物一般用受精卵作為受體細(xì)胞；植物一般用體細(xì)胞作為受體細(xì)胞，再通過植物組織培養(yǎng)方式形成新個體；微生物常用不致病的大腸桿菌作為受體細(xì)胞。 視角1?　以基礎(chǔ)判斷的形式，考查基因工程基礎(chǔ)知識 1．(模式圖類)(2016·北京朝陽質(zhì)檢)下面是質(zhì)粒的示意圖，其中ori為復(fù)制必需的序列，ampr為氨芐青霉素抗性基因，tetr為四環(huán)素抗性基因，箭頭表示限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點。若要得到一個

14、能在四環(huán)素培養(yǎng)基上生長而不能在氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長的含重組質(zhì)粒的細(xì)胞，應(yīng)選擇合適的酶切位點是(　　) 解析：選C。ori為復(fù)制必需的序列，不能有酶切位點；要得到能在四環(huán)素培養(yǎng)基上生長而不能在氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長的含重組質(zhì)粒的細(xì)胞，限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點應(yīng)在氨芐青霉素抗性基因內(nèi)，破壞氨芐青霉素抗性基因，使其不抗青霉素，不能破壞四環(huán)素抗性基因，C正確。 2．(原理判斷類)下列與基因工程載體有關(guān)的敘述，正確的是(　　) A．質(zhì)粒是最常用的載體，在細(xì)菌中以獨立于擬核之外的方式存在 B．質(zhì)粒作為載體的原因之一是它為環(huán)狀，便于切割后與目的基因連接 C．載體中的標(biāo)記基因可促進(jìn)目的基因的

15、表達(dá) D．當(dāng)受體細(xì)胞為大腸桿菌時，多種噬菌體均可作為載體，如λ噬菌體和T2噬菌體 解析：選A。質(zhì)粒是最常用的載體，在細(xì)菌中以獨立于擬核之外的方式存在，A正確；質(zhì)粒之所以能作為載體，是由于它在受體細(xì)胞中能大量增殖，含有1個或多個限制性核酸內(nèi)切酶的切點，以便與外源基因連接，具有某些標(biāo)記基因，以便進(jìn)行篩選，B錯誤；載體中的標(biāo)記基因只是便于篩選，并不能促進(jìn)目的基因表達(dá)，C錯誤；當(dāng)受體細(xì)胞為大腸桿菌時，并不是多種噬菌體均可作為載體，λ噬菌體是溫和型，T2噬菌體是致死型，載體進(jìn)入受體細(xì)胞中是要大量復(fù)制，同時還要帶著目的基因在受體中得到表達(dá)，D錯誤。 視角2?　以材料分析的形式，考查基因工程技術(shù)的應(yīng)用

16、 3．(圖解信息類)(2016·安徽江南十校聯(lián)考)某致病基因b與其正常基因B中的某一特定序列，經(jīng)限制酶A切割后產(chǎn)生的片段如圖1(bp表示堿基對)，據(jù)此可進(jìn)行基因診斷；圖2為某家庭有關(guān)該病的遺傳系譜圖。下列分析不正確的是(　　) A．圖2中Ⅱ1的基因型為bb，其致病基因來自雙親 B．圖2中Ⅰ2基因診斷會出現(xiàn)142bp、99bp、43bp三個片段 C．圖1中限制酶A的作用結(jié)果能體現(xiàn)酶的專一性特點 D．對家庭成員進(jìn)行基因診斷還可用DNA分子雜交技術(shù) 解析：選A。根據(jù)圖2只能判斷該遺傳病為隱性遺傳病，但無法判斷致病基因位于常染色體上還是性染色體上，如果是伴性遺傳，則致病基因來自其母

17、親，所以A錯誤。無論是常染色體隱性遺傳還是伴X染色體隱性遺傳，Ⅰ2一定有致病基因b，所以用限制酶處理后能得到142bp、99bp、43bp三個片段，B正確。圖1中限制酶A只能識別并切割B而不能切割b，說明該限制酶具有專一性，C正確。對該遺傳病除了圖1中的用限制酶A處理的方法外，還可以通過DNA分子雜交技術(shù)進(jìn)行診斷，D正確。 4．(原理判斷類)下列實踐活動包含基因工程技術(shù)的是(　　) A．水稻F1花藥經(jīng)培養(yǎng)和染色體加倍，獲得基因型純合新品種 B．抗蟲小麥與矮稈小麥雜交，通過基因重組獲得抗蟲矮稈小麥 C．將含抗病基因的重組DNA導(dǎo)入玉米細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得抗病植株 D．用射線照射大豆使其

18、基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆 解析：選C。A項為單倍體育種，用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)；B項為傳統(tǒng)的雜交育種；C項抗病植株的培育用到基因工程技術(shù)和植物組織培養(yǎng)技術(shù)；D項為誘變育種。 [誤區(qū)補短] 易錯點1　混淆“最簡便”與“最快速” [點撥]　 “最簡便”著重于技術(shù)含量應(yīng)為“易操作”，如雜交育種，雖然年限長，但農(nóng)民自己可簡單操作，但“最快速”則未必簡便如單倍體育種可明顯縮短育種年限，但其技術(shù)含量卻較高，單就花粉培養(yǎng)成幼苗已很難實現(xiàn)。 易錯點2　混淆無子西瓜培育過程中父本與母本的選擇與處理 [點撥]　(1)無子西瓜的培育過程中，兩次傳粉的目的：第一次傳粉是為了雜交得到

19、三倍體種子，第二次傳粉是為了刺激子房發(fā)育成果實。(2)如果以二倍體西瓜為母本，四倍體西瓜為父本，也能得到三倍體種子，但這種三倍體種子結(jié)的西瓜，因珠被發(fā)育成厚硬的種皮，故達(dá)不到“無子”的目的。(3)用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗使之成為四倍體時，處理的對象應(yīng)是“幼苗或萌發(fā)的種子”。因為萌發(fā)的種子和幼苗具有分生能力，細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，秋水仙素處理后可達(dá)到使產(chǎn)生的新細(xì)胞染色體數(shù)目加倍的目的。 易錯點3　對基因工程中一些觀點、說法辨析不清 [點撥]　(1)限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用部位都是脫氧核苷酸之間形成的磷酸二酯鍵(不是氫鍵)，只是一個切開，一個連接。(2)DNA酶即DNA水解酶，是將

20、DNA水解的酶；DNA聚合酶是在DNA復(fù)制過程中，催化形成新DNA分子的酶，是將單個游離的脫氧核苷酸加到DNA片段上，需要模板。(3)質(zhì)粒是最常用的運載體，不要把質(zhì)粒同運載體等同，除此之外，噬菌體和動植物病毒也可作為運載體。運載體的化學(xué)本質(zhì)為DNA，其基本單位為脫氧核苷酸。(4)基因工程可按照人們的意愿定向培育新品種，且可突破生殖隔離，實現(xiàn)不同物種間的基因重組。 ?微觀清障 1．判斷下列有關(guān)生物育種的敘述 (1)誘變育種和雜交育種均可形成新基因。(　　) (2)若用AAbb和aaBB的植株培育出AABB的植株至少需用3年的時間。(　　) (3)花藥離體培養(yǎng)可獲得抗銹病高產(chǎn)小麥新品種。

21、(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)× 2．判斷下列有關(guān)基因工程的敘述 (1)在所有的基因工程步驟中都涉及堿基互補配對。(　　) (2)沒有限制酶就無法使用質(zhì)粒運載體。(　　) (3)我國已經(jīng)對轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品強制實施了產(chǎn)品標(biāo)識制度。(　　) (4)重組質(zhì)粒中每個限制酶識別位點至少插入一個目的基因。(　　) (5)自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后其DNA整合到細(xì)菌DNA上屬于基因工程。(　　) (6)“將含抗病基因的重組DNA導(dǎo)入玉米細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得抗病植株”包含了基因工程技術(shù)。(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√

22、 [能力培優(yōu)] 根據(jù)育種流程圖來辨別育種方式 　[信息解讀] (1)根據(jù)育種目的和提供的材料選擇合適的育種方法 ①集中不同親本的優(yōu)良性狀：a.一般情況下，選擇雜交育種，這也是最簡捷的方法；b.需要縮短育種年限(快速育種)時，選擇單倍體育種。 ②培育果實較大或植株較大或營養(yǎng)物質(zhì)含量較高的新物種——多倍體育種。 ③提高變異頻率，“改良”“改造”或“直接改變”現(xiàn)有性狀，獲得當(dāng)前不存在的基因或性狀——誘變育種。 ④若要培育隱性性狀個體，可選擇自交或雜交育種，只要出現(xiàn)該性狀即可。 ⑤實現(xiàn)定向改變現(xiàn)有性狀——基因工程育種。 ⑥若培育的植物的生殖方式為營養(yǎng)繁殖(如馬鈴薯)，則不需要培

23、育成純種，只要出現(xiàn)該性狀即可。 (2)根據(jù)育種流程圖來辨別育種方式 ①雜交育種：涉及親本的雜交和子代的自交。 ②誘變育種：涉及誘變因子，產(chǎn)生的子代中會出現(xiàn)新的基因，但基因的總數(shù)不變。 ③單倍體育種：常用方法為花藥離體培養(yǎng)，然后人工誘導(dǎo)染色體加倍，形成純合子。 ④多倍體育種：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。 ?強化訓(xùn)練 1．(2016·廣東中山模擬)如下圖所示，將二倍體植株①和②雜交得到③，再將③作進(jìn)一步處理。對此分析錯誤的是(　　) A．由⑤得到⑥的育種原理是基因重組 B．圖中秋水仙素的作用是使染色體數(shù)目加倍 C．若③的基因型是AaBbdd，則⑨的基因型可能是aBd

24、D．③至④的過程中，所產(chǎn)生的變異都有利于生產(chǎn) 解析：選D。由⑤得到⑥的育種是雜交育種，其原理是基因重組，A正確；圖中秋水仙素的作用是抑制細(xì)胞分裂過程中紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍，B正確；若③的基因型是AaBbdd，能產(chǎn)生4種配子，則⑨的基因型可能是aBd，也可能是ABd、Abd或abd，C正確；基因突變具有多害少利性，所以由③至④過程中產(chǎn)生的變異大多數(shù)不利于生產(chǎn)，D錯誤。 2．(2016·福建武平月考)古法榨菜籽油，油中的芥子油苷和芥酸對人體健康有害，芥酸會降低菜籽油的品質(zhì)。油菜有兩對獨立遺傳的等位基因(H和h，G和g)控制菜籽的芥酸含量，下圖是獲得低芥酸油菜新品種(HHGG)的技術(shù)路

25、線。已知油菜單個花藥由花藥壁(2n)及大量花粉(n)等組分組成，這些組分的細(xì)胞都具有全能性。 據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是(　　) A．圖示育種過程中所發(fā)生的可遺傳的變異有基因重組和染色體變異 B．與④過程相比，③過程可能會產(chǎn)生二倍體再生植株 C．圖中三種途徑中，利用花藥培養(yǎng)篩選低芥酸植株(HHGG)的效率最高 D．①、②兩過程均需要植物激素來誘導(dǎo)細(xì)胞脫分化，不需要光照 解析：選C。圖示育種方法有雜交育種和單倍體育種，雜交育種利用的原理為基因重組，單倍體育種的原理為染色體變異，A正確；由于單個花藥由花藥壁和花粉組成，因而與④過程相比，③過程可能會產(chǎn)生二倍體再生植株，B正確；圖中三

26、種途徑中，利用花粉培養(yǎng)篩選低芥酸植株(HHGG)的效率最高，C錯誤；①、②兩過程為脫分化，在此過程中需要植物激素來誘導(dǎo)，不需要光照，D正確。 3．普通小麥中有高稈抗病(TTRR)和矮稈易感病(ttrr)兩個品種，控制兩對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。實驗小組利用不同的方法進(jìn)行了如下三組實驗： 　　　　　A組　　　　　　　　　B組　　　　　　　　　C組 P　高稈抗病×矮稈易感病　P高稈抗病×矮稈易感病　P　高稈抗病 　↓ ↓ ↓γ射線 F1　　高稈抗病　　　　　　　F1高稈抗病　　　　　F

27、1矮稈抗?、? ↓ ↓ 花藥離體培養(yǎng) F2　　矮稈抗?、瘛　　　　　2矮稈抗病Ⅱ 請分析回答： (1)A組由F1獲得F2的方法是__________，F(xiàn)2矮稈抗病植株中不能穩(wěn)定遺傳的占____________。 (2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三類矮稈抗病植株中，最可能產(chǎn)生不育配子的是____________類。 (3)A、B、C三組方法中，最不容易獲得矮稈抗病小麥品種的是______組，原因是________________________________________________________________________。

28、 (4)通過矮稈抗?、颢@得矮稈抗病小麥新品種的方法是__________________________。獲得的矮稈抗病植株中能穩(wěn)定遺傳的占________。 (5)在一塊高稈(純合體)小麥田中，發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥。請設(shè)計實驗方案探究該矮稈性狀出現(xiàn)的可能原因(簡要寫出所用方法、結(jié)果和結(jié)論)。________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ____

29、____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：本題側(cè)重于對誘變育種、雜交育種和單倍體育種的比較。(1)雜交育種是具有兩對相對性狀的純合子雜交得F1，F(xiàn)1再自交得F2，在F2中出現(xiàn)所需的類型，若是顯性性狀

30、還需連續(xù)自交直至不發(fā)生性狀分離為止。F2中矮稈抗病有1ttRR、2ttRr，其中不能穩(wěn)定遺傳的(ttRr)占2/3。(2)花藥離體培養(yǎng)得到的是單倍體植株，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂，所以不能產(chǎn)生正常的配子。(3)基因突變的頻率較低，而且是不定向的。(4)單倍體育種是先通過花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體，再用秋水仙素處理單倍體幼苗，誘導(dǎo)染色體加倍，得到的個體一定是純合體。(5)高稈(純合體)小麥田中，發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥，可能有兩個原因：基因突變或環(huán)境因素的影響。前者引起的變異是能遺傳的；僅環(huán)境影響引起的變異是不能遺傳的，仍是高稈基因。因是探究實驗，結(jié)果和結(jié)論要分別考慮這兩種情況。 答案：(1)自交　2/3

31、 (2)Ⅱ (3)C　基因突變的頻率極低且不定向 (4)秋水仙素(或低溫)誘導(dǎo)染色體加倍　100% (5)將矮稈小麥與高稈小麥雜交；如果子一代為高稈，子二代高稈∶矮稈＝3∶1(或出現(xiàn)性狀分離)，則矮稈性狀是基因突變造成的；否則，矮稈性狀是環(huán)境引起的。或?qū)捫←溑c高稈小麥種植在相同環(huán)境條件下，如果兩者未出現(xiàn)明顯差異，則矮稈性狀由環(huán)境引起，否則，矮稈性狀是基因突變的結(jié)果 考點一　變異原理在育種實踐上的應(yīng)用 1．(2016·福建廈門質(zhì)檢)現(xiàn)有基因型aabb和AABB的水稻品種，利用不同的育種方法可培育出不同的類型，相關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．通過雜交育種獲得AAbb，原理是

32、受精作用過程中發(fā)生基因重組 B．通過單倍體育種獲得aaBB，原理是基因重組和染色體變異 C．通過誘變育種獲得aaBb，原理是基因突變 D．通過多倍體育種獲得AAAABBBB，原理是染色體變異 [導(dǎo)學(xué)號29520395]　解析：選A。通過雜交育種獲得AAbb，原理是基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過程中，A錯誤；單倍體育種獲得aaBB，先發(fā)生基因重組，生成AaBb個體，配子aB通過染色體加倍獲得aaBB個體，B正確；雜交育種獲得AaBb，再通過誘變育種獲得aaBb，原理是基因突變，C正確；AABB通過誘導(dǎo)染色體組加倍獲得AAAABBBB，原理是染色體變異，D正確。 2．(2016·福建寧德

33、月考)下圖是與水稻有關(guān)的育種途徑，相關(guān)敘述不正確的是(　　) A．A→B過程可獲得原水稻沒有的優(yōu)良性狀 B．C→D過程能定向改變水稻的性狀 C．E→H過程依據(jù)的原理是基因重組 D．E→G過程用秋水仙素處理成熟植株 [導(dǎo)學(xué)號29520396]　解析：選D。圖中A→B過程是誘變育種，可獲得原水稻沒有的優(yōu)良性狀，A正確；C→D過程是基因工程育種，能定向改變水稻的性狀，B正確；E→H過程是雜交育種，依據(jù)的原理是基因重組，C正確；E→G過程是單倍體育種，用秋水仙素處理幼苗，D錯誤。 3．(2016·吉林長春質(zhì)檢)下列有關(guān)育種的敘述，錯誤的是(　　) A．利用花藥離體培養(yǎng)技術(shù)可獲得單倍體

34、植株 B．雜交育種能將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起 C．三倍體無子西瓜的細(xì)胞中無同源染色體，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂 D．誘變育種可以提高突變率，在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型 [導(dǎo)學(xué)號29520397]　解析：選C。利用花藥離體培養(yǎng)技術(shù)可獲得單倍體植株，A正確；雜交育種能將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起，B正確；三倍體無子西瓜細(xì)胞中存在同源染色體，C錯誤；誘變育種可以提高突變率，在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型，D正確。 考點二　育種程序的選擇及實施 4．(2016·北京朝陽調(diào)研)改良缺乏某種抗病性的水稻品種，不宜采用的方法是(　　) A．誘變 　　　　　　　　　

35、 B．花藥離體培養(yǎng) C．基因工程 D．雜交 [導(dǎo)學(xué)號29520398]　解析：選B。因題中交代的是缺乏某種抗病性的水稻品種，欲改良其品種，可以用基因工程的方法，定向?qū)朐摲N抗病性基因以改變其性狀；也可以用雜交育種的方法，將該水稻品種與另一有該抗病性的水稻品種雜交，使優(yōu)良性狀集中在一起；或者可采用誘變育種的方法，誘導(dǎo)該水稻品種發(fā)生基因突變，產(chǎn)生該抗病性基因。 5．(2016·安徽宿州一檢)如圖表示利用某種農(nóng)作物品種①和②培育出⑥的幾種方法，據(jù)圖分析錯誤的是(　　) A．過程Ⅵ是用秋水仙素處理正在萌發(fā)的種子 B．培育品種⑥的最簡捷的途徑是Ⅰ→Ⅴ C．通過Ⅲ→Ⅵ過程育種

36、的原理是染色體變異 D．通過Ⅱ→Ⅳ過程育種最不容易達(dá)到目的 [導(dǎo)學(xué)號29520399]　解析：選A。圖中Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ過程是單倍體育種，原理是染色體變異，由于單倍體高度不育，不能形成種子，所以Ⅵ是用秋水仙素處理幼苗，A錯誤、C正確；Ⅰ→Ⅴ是雜交育種，是最簡捷的育種途徑，B正確；Ⅱ→Ⅳ是誘變育種，由于基因突變是不定向的，所以該育種最不容易達(dá)到目的，D正確。 6．下列有關(guān)培育生物新品種的敘述，正確的是(　　) A．單倍體育種過程中，通過花藥離體培養(yǎng)能獲得穩(wěn)定遺傳的純合子 B．用二倍體植株進(jìn)行多倍體育種，所育的新品種和原品種雜交一定能產(chǎn)生可育后代 C．誘變育種過程中，能夠通過基因突變定向產(chǎn)生

37、所需基因 D．多倍體育種得到的新品種，果實一般較大 [導(dǎo)學(xué)號29520400]　解析：選D。單倍體育種過程中，通過花藥離體培養(yǎng)獲得的是單倍體植株，單倍體植株經(jīng)秋水仙素處理后才能得到穩(wěn)定遺傳的純合子，A錯誤；用二倍體植株進(jìn)行多倍體育種，若所育新品種是四倍體，其與原品種雜交的子代是不育的三倍體，B錯誤；基因突變具有不定向性，C錯誤；多倍體育種得到的新品種，果實一般較大，D正確。 7.(2016·鄭州質(zhì)量預(yù)測)用玉米的花藥進(jìn)行組織培養(yǎng)，得到的單倍體幼苗經(jīng)秋水仙素處理后形成二倍體植株(不考慮基因突變)。在此過程中某時間段內(nèi)細(xì)胞核內(nèi)DNA含量變化如圖所示。下列敘述正確的是(　　) A．

38、e～f過程中細(xì)胞內(nèi)可能發(fā)生基因重組 B．與c～d過程相比，d～e過程中細(xì)胞內(nèi)發(fā)生了染色體數(shù)目的加倍 C．秋水仙素作用于c點之前而導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍 D．e點后細(xì)胞內(nèi)染色體組最多有4個，且各染色體組的基因組成相同 [導(dǎo)學(xué)號29520401]　解析：選D。圖中所示過程中發(fā)生的是有絲分裂，而有絲分裂過程中不會出現(xiàn)基因重組，故A項錯誤；圖中d～e段發(fā)生DNA的復(fù)制，染色體數(shù)目并未加倍，故B項錯誤；秋水仙素作用的時期為有絲分裂前期，對應(yīng)圖中c～d段，故C項錯誤；單倍體玉米體細(xì)胞內(nèi)只有1個染色體組，經(jīng)秋水仙素處理后得到的二倍體玉米為純合子，體細(xì)胞中含有2個染色體組，而在有絲分裂后期染色體數(shù)目加倍，

39、染色體組有4個，且每個染色體組的基因組成相同，故D項正確。 8．(2016·江西八校聯(lián)考)欲獲得能穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種，某生物育種小組用基因型為Dd的玉米用兩種方法進(jìn)行育種試驗，第一種育種方法為連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個體，第二種育種方法為隨機交配并逐代淘汰隱性個體。下列說法正確的是(　　) A．上述兩種育種方法所遵循的原理為基因重組 B．上述兩種育種過程中，子代的基因頻率始終不變 C．通過上述兩種育種方法所得的F2中Dd的頻率相等 D．第一種育種方法比第二種育種方法的育種效率更高 [導(dǎo)學(xué)號29520402]　解析：選D。題中涉及一對等位基因，遵循的原理是基因分離定律，A錯誤；兩種育種

40、過程都會淘汰隱性個體，因此隱性基因頻率會逐漸下降，顯性基因頻率逐漸上升，B錯誤；第一種育種方法中，F(xiàn)1中淘汰隱性個體后，DD占1/3，Dd占2/3，自交后F2中Dd＝2/3×1/2＝1/3，DD占1/3＋2/3×1/4＝1/2，淘汰dd，Dd占2/5。第二種育種方法中，F(xiàn)1中淘汰隱性個體后，DD占1/3，Dd占2/3，隨機交配，F(xiàn)2中Dd＝2/3×1/3×2＝4/9，DD＝2/3×2/3＝4/9，淘汰dd，Dd占1/2，C錯誤；第一種育種方法顯性純合子隨著交配代數(shù)的增加，所占的比例要高于第二種育種方法，因此更有效，D正確。 9．(2016·浙江金華模擬)下圖是某轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻培育流程圖，下列

41、有關(guān)分析錯誤的是(　　) A．毒蛋白基因的獲得需要DNA連接酶 B．①過程所依據(jù)的理論基礎(chǔ)之一是DNA分子結(jié)構(gòu)的相似性 C．該基因工程的基本原理是讓毒蛋白基因在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定和高效的表達(dá) D．④過程依據(jù)細(xì)胞的全能性原理 [導(dǎo)學(xué)號29520403]　解析：選A。目的基因的獲取需要限制性核酸內(nèi)切酶，不需要DNA連接酶，A錯誤；①表示目的基因和運載體結(jié)合，理論基礎(chǔ)就是DNA分子結(jié)構(gòu)的相似性，B正確；該基因工程的基本原理是讓毒蛋白基因在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定和高效的表達(dá)，C正確；④表示植物組織培養(yǎng)，原理為植物細(xì)胞的全能性，D正確。 10．(2016·內(nèi)蒙古赤峰質(zhì)檢)以下有關(guān)育種的敘述，正確

42、的是(　　) A．太空育種的原理為基因突變及基因重組 B．三倍體植物不能由受精卵發(fā)育而來 C．轉(zhuǎn)基因植物的培育與細(xì)胞的全能性表達(dá)有關(guān) D．雜交育種和誘變育種都能產(chǎn)生新基因 [導(dǎo)學(xué)號29520404]　解析：選C。太空育種的原理為基因突變，A錯誤；二倍體與四倍體雜交產(chǎn)生三倍體，B錯誤；轉(zhuǎn)基因植物的培育與細(xì)胞的全能性表達(dá)有關(guān)，C正確；誘變育種能產(chǎn)生新基因，但雜交育種不能產(chǎn)生新基因，D錯誤。 11．(2016·北京房山入學(xué)摸底)如圖甲、乙表示水稻兩個品種，A、a和B、b表示分別位于兩對同源染色體上的兩對等位基因，①～⑦表示培育水稻新品種的過程，則下列說法錯誤的是(　　) A．①→②

43、過程簡便，但培育周期長 B．②和⑦的變異都發(fā)生于有絲分裂間期 C．③過程常用的方法是花藥離體培養(yǎng) D．⑥過程與⑦過程的育種原理相同 [導(dǎo)學(xué)號29520405]　解析：選B。根據(jù)題意和圖示分析可知：①→②過程是雜交育種，培育周期較長，A正確；②過程是連續(xù)自交，基因的自由組合發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過程中，⑦過程是用秋水仙素處理，抑制有絲分裂前期紡錘體形成，B錯誤；③是花藥離體培養(yǎng)，C正確；⑥過程與⑦過程的育種原理均為染色體變異，D正確。 12．(2016·福建泉州質(zhì)檢)某農(nóng)科所通過如圖所示的育種過程培育成了高品質(zhì)的糯小麥(aaBB)。下列敘述正確的是(　　) A．①過程中運用的遺傳學(xué)

44、原理是基因重組 B．②過程需要通過逐代自交來提高純合率 C．①過程需要用秋水仙素處理萌發(fā)的種子 D．②過程提高了突變率從而縮短育種年限 [導(dǎo)學(xué)號29520406]　解析：選B。據(jù)圖分析，①過程是單倍體育種，利用的原理是染色體數(shù)目變異，A錯誤；②過程是雜交育種，要想獲得純種，需要多代自交純化，B正確；由二倍體獲得的單倍體不可育，沒有種子，應(yīng)處理單倍體幼苗，C錯誤；雜交育種依據(jù)的原理是基因重組，不能提高突變率和縮短育種年限，D錯誤。 13．(原創(chuàng)題)早黑寶葡萄因穗大粒大、色澤紫黑、外觀性狀好、濃香味甜、口感極似玫瑰香而深受人們的喜愛，早黑寶葡萄的穗大(A)對穗小(a)為顯性，果粒大(B)

45、對果粒小(b)為顯性，兩對等位基因分別位于非同源染色體上?，F(xiàn)有X、Y、Z三個品系的純種早黑寶葡萄，其基因型如下表所示，某機構(gòu)利用它們開展了葡萄的雜交育種和多倍體育種等方面的研究。請回答相關(guān)問題： 品系 X Y Z 基因型 AABB aaBB AAbb (1)若要利用葡萄的穗大與穗小這一對相對性狀來驗證基因的分離定律，可作為親本的品系是______________________________。 (2)若利用品系Y和品系Z雜交得到F1，F(xiàn)1自交得到F2。在F2中存在不同于親本的表現(xiàn)型，其主要原因是________________________，在F2的穗大粒大葡萄植株中，

46、不能穩(wěn)定遺傳的個體占________。 (3)現(xiàn)有一穗小粒大的葡萄植株，請利用上述三個品系通過一次雜交實驗來檢測其基因型： ①實驗思路：________________________________________________________________________ ________________________。 ②預(yù)期實驗結(jié)果和結(jié)論：________________________________________________________________________ ____________________________________________

47、____________________________ ________________________________________________________________________。 (4)欲開展利用秋水仙素誘導(dǎo)早黑寶葡萄試管苗多倍體研究，實驗結(jié)果的觀測中，既可以通過顯微鏡觀察試管苗的________________________________，計算其加倍率；也可以將試管苗種植，根據(jù)________________________等特點，觀察它的外部形態(tài)特征。 [導(dǎo)學(xué)號29520407]　解析：(1)若要利用早黑寶葡萄的穗大與穗小這一對相對性狀來驗證基因的分離定

48、律，則親本中必須含有A和a這一對等位基因，由表格信息可知，品系X與品系Y(或品系Y與品系Z)的組合符合要求。(2)品系Y與品系Z雜交所得F1的基因型為AaBb，由于F1在形成配子時非等位基因會發(fā)生自由組合，所以F1自交所得F2中有不同于親本的表現(xiàn)型。在F2的穗大粒大葡萄植株中，能穩(wěn)定遺傳的個體占1/3×1/3＝1/9，故不能穩(wěn)定遺傳的個體占1－1/9＝8/9。(3)穗小粒大葡萄植株的基因型為aaBB和aaBb，與品系Z(AAbb)雜交，若雜交所得的子代全表現(xiàn)為穗大粒大，則該穗小粒大植株的基因型為aaBB；若子代中穗大粒大植株∶穗大粒小植株＝1∶1，則該穗小粒大植株的基因型為aaBb。(4)多倍

49、體育種過程中，需對秋水仙素處理過的試管苗的體細(xì)胞進(jìn)行染色固定，之后通過顯微鏡觀察其染色體數(shù)目，計算其加倍率，也可依據(jù)多倍體的植株具有莖粗、葉片大等特點來觀察秋水仙素的處理效果。 答案：(1)品系X與品系Y或品系Y與品系Z (2)非等位基因發(fā)生了自由組合　8/9 (3)①將該穗小粒大葡萄植株與品系Z雜交，觀察子代的性狀 ②若子代全為穗大粒大植株，則該穗小粒大植株的基因型為aaBB；若子代中穗大粒大植株∶穗大粒小植株＝1∶1，則該穗小粒大植株的基因型為aaBb (4)處于有絲分裂中期的細(xì)胞中的染色體數(shù)　多倍體莖粗、葉片大 14．某植物花色由三對獨立遺傳的基因共同決定，花中相關(guān)色素的合成

50、途徑如圖，請據(jù)圖回答問題： (1)該圖示體現(xiàn)的基因控制生物性狀的方式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)已知該植物自花傳粉和異花傳粉皆可，那么理論上紫花植株的基因型有________種。 (3)育種工作者將某白花植株與紅花植株雜交，其后代的表現(xiàn)型及比例為白花∶紫花∶紅花＝2∶1∶1，則該白花植株的基因型是________

51、__________。 (4)育種工作者將第(3)題中的兩個親本雜交產(chǎn)生的種子進(jìn)行誘變處理，種植后發(fā)現(xiàn)一植株上有開藍(lán)色花的枝條，其他為紫色花。他們提出兩種假設(shè)： 假設(shè)一：誘變產(chǎn)生了一個新的顯性基因(D)，能夠把白色前體物轉(zhuǎn)化為藍(lán)色素，在變異植株中紫色素仍能產(chǎn)生，只是被藍(lán)色掩蓋。 假設(shè)二：上圖中基因B發(fā)生了突變，轉(zhuǎn)變?yōu)闆Q定藍(lán)色素合成的基因。 現(xiàn)欲確定哪個假設(shè)正確，請完善下面的設(shè)計方案： 實驗步驟：將上述藍(lán)色花進(jìn)行________處理，讓其自交。將自交所結(jié)種子種植后，分析其性狀表現(xiàn)。 結(jié)果分析：若__________________________，則假設(shè)一正確；若__________

52、________________，則假設(shè)二正確。 [導(dǎo)學(xué)號29520408]　解析：(1)通過圖解可以看出基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物性狀。(2)通過圖示看出只要含有基因C就表現(xiàn)出紫花，這樣的基因型種類有3×3×2＝18(種)，不存在C基因時，基因型為aaB_cc的表現(xiàn)為紫花，此時基因型有2種，故紫花的基因型總共有20種。(3)白花植株的基因型是A_ _ _cc，紅花植株的基因型為aabbcc，根據(jù)雜交后代的表現(xiàn)型及比例為白花∶紫花∶紅花＝2∶1∶1，可推知親本中的白花植株的基因型為AaBbcc。(4)親本中的白花是AaBbcc，紅花是aabbcc，誘變處理后出現(xiàn)藍(lán)色花，

53、為證明突變的機理，可先將上述藍(lán)色花進(jìn)行套袋處理，讓其自交。將自交所結(jié)種子種植后，分析其性狀表現(xiàn)，若紅色花、紫色花、藍(lán)色花都有(一定比例的)出現(xiàn)，說明是誘變產(chǎn)生了一個新的顯性基因(D)，能夠把白色前體物轉(zhuǎn)化為藍(lán)色素，在變異植株中紫色素仍能產(chǎn)生，只是被藍(lán)色掩蓋。若只有紅色花和藍(lán)色花，沒有出現(xiàn)紫色花，說明基因B發(fā)生了突變，轉(zhuǎn)變?yōu)闆Q定藍(lán)色素合成的基因。 答案：(1)基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物性狀　(2)20　(3)AaBbcc　(4)套袋　紅色、紫色、藍(lán)色都有(一定比例的)出現(xiàn)　只有紅色和藍(lán)色，沒有出現(xiàn)紫色 15．(2015·高考浙江卷)某自花且閉花授粉植物，抗病性和莖的高度

54、是獨立遺傳的性狀。抗病和感病由基因R和r控制，抗病為顯性；莖的高度由兩對獨立遺傳的基因(D、d，E、e)控制，同時含有 D 和 E 表現(xiàn)為矮莖，只含有 D 或 E 表現(xiàn)為中莖，其他表現(xiàn)為高莖?，F(xiàn)有感病矮莖和抗病高莖兩品種的純合種子，欲培育純合的抗病矮莖品種。 請回答： (1)自然狀態(tài)下該植物一般都是________合子。 (2)若采用誘變育種，在γ射線處理時，需要處理大量種子，其原因是基因突變具有________________________________________________________________________ 和有害性這三個特點。 (3)若采用雜交

55、育種，可通過將上述兩個親本雜交，在F2等分離世代中________抗病矮莖個體，再經(jīng)連續(xù)自交等________手段，最后得到穩(wěn)定遺傳的抗病矮莖品種。據(jù)此推測，一般情況下，控制性狀的基因數(shù)越多，其育種過程所需的________。若只考慮莖的高度，親本雜交所得的F1在自然狀態(tài)下繁殖，則理論上F2的表現(xiàn)型及其比例為________________________________________________________________________ ______________。 (4)若采用單倍體育種，該過程涉及的原理有_________________________________

56、_______________________________________ ________________________________________________________________________。 請用遺傳圖解表示其過程(說明：選育結(jié)果只需寫出所選育品種的基因型、表現(xiàn)型及其比例)。 [導(dǎo)學(xué)號29520409]　解析：(1)雜合子連續(xù)自交，后代純合子比例逐漸增加，雜合子比例逐漸減小。因此，自然狀態(tài)下閉花授粉(連續(xù)自交)的植物一般都是純合子。 (2)基因突變有多方向性、突變頻率低和有害性等特點，這決定了誘變育種需處理大量的材料。 (3)雜交育種一般通過雜交、

57、選擇、純合化手段培育新品種，控制性狀的基因數(shù)越多，通過自交進(jìn)行純合化的時間會越長。根據(jù)題干信息可知，兩個親本感病矮莖和抗病高莖的基因型分別為rrDDEE和 RRddee, 若只考慮莖的高度，雜交得到的F1的基因型為DdEe，則F1自交后代F2有3種表現(xiàn)型：矮莖、中莖、高莖，其比例為9(D_E_)∶6(3D_ee、3ddE_)∶1(1ddee)。 (4)單倍體育種的過程包括花藥離體培養(yǎng)和染色體加倍兩個過程，其中涉及基因重組、染色體變異等原理。單倍體育種的遺傳圖解見答案。 答案：(1)純　(2)多方向性、稀有性　(3)選擇　純合化　年限越長　高莖∶中莖∶矮莖＝1∶6∶9　(4)基因重組和染色體變異 16