【名师一号 模块新课标】2023高考生物总复习 3.23从杂交育种到基因工程计时双基练 新人教版必修2

计时双基练(二十三)　从杂交育种到基因工程(计时：45分钟　满分：100分)一、选择题(每小题5分，共60分)1．下列有关基因工程中限制性内切酶的描述，错误的是(　　)A．一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B．限制性内切酶的活性受温度影响C．限制性内切酶能识别和切割RNAD．限制性内切酶可从原核生物中提取解析　限制性内切酶主要存在于微生物中。一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并能在特定的切点上切割DNA分子。其作用对象不是RNA分子，故C项错误。答案　C2．质粒是基因工程中最常用的运载体，有关质粒的说法正确的是(　　)A．质粒不仅存在于细菌中，某些病毒也具有B．细菌的基因只存在于质粒上C．质粒为小型环状DNA分子，存在于拟核(或细胞核)外的细胞质基质中D．质粒是基因工程中的重要工具酶之一解析　质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，能够自主复制的很小的环状DNA分子，在病毒、动植物细胞中是不存在的，故A项错误；细菌的基因除少部分在质粒上外，大部分在拟核中的DNA分子上，故B项错误。答案　C3．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是(　　)A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体C．将重组DNA分子导入烟草原生质体D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞解析　本题考查基因工程的工具和基本操作步骤，意在考查考生对基因工程技术过程的理解及应用于实际生产生活中的能力。限制性核酸内切酶切割的是DNA，而烟草花叶病毒的遗传物质为RNA。答案　A4．下列叙述符合基因工程概念的是(　　)A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上8\n解析　本题考查基因工程的概念，意在考查考生的理解能力。基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术，是一种人为的操作过程。A属于细胞工程；B符合基因工程的概念；C属于诱变育种；D是自然发生的，不是人为操作的，不属于基因工程。答案　B5．人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。生产流程是：甲生物的蛋白质→mRNA目的基因与质粒DNA重组导入乙细胞获得甲生物的蛋白质，下列说法正确的是(　　)A．①过程需要的酶是逆转录酶，原料是A、U、G、CB．②要用限制酶切断质粒DNA，再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起C．如果受体细胞是细菌，可以选用枯草杆菌、炭疽杆菌等D．④过程中用的原料不含有A、U、G、C解析　①过程是逆转录，利用逆转录酶合成DNA片段，需要的原料是A、T、G、C；②是目的基因与质粒DNA重组阶段，需要限制酶切断质粒DNA，再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起；③如果受体细胞是细菌，则不应该用致病菌，而炭疽杆菌是致病菌；④过程是基因的表达过程，原料中含有A、U、G、C。答案　B6．用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗病小麦新品种的方法如下，下列有关此育种方法的叙述中，正确的是(　　)高秆抗锈病×矮秆易染锈病F1雄配子幼苗选出符合生产要求的品种A．过程①的作用原理为染色体变异B．过程③必须经过受精作用C．过程④必须使用生长素处理幼苗D．此育种方法可选出符合生产要求的品种占1/4解析　图示为单倍体育种，过程①原理为基因重组；③是将花药培育为幼苗，属于植物组织培养；④过程应该用一定浓度的秋水仙素处理幼苗。答案　D7．某线性DNA分子含有5000个碱基对(bp)，先用限制酶a切割，再把得到的产物用限制酶b切割，得到的DNA片段大小如下表，限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示，下列有关说法正确的是(　　)酶a切割产物(bp)酶b再次切割产物(bp)8\n21001400100050019002008006001000500A．在该DNA分子中，酶a与酶b的识别序列分别有3个和2个B．酶a与酶b切出的黏性末端不能相互连接C．酶a与酶b切断的化学键不相同D．用酶a切割与该线性DNA碱基序列相同的质粒，得到4种切割产物解析　依据线性DNA分子用限制酶a切割后产生4个DNA片段，可推知该DNA分子中含有3个酶a的切点；经酶a切割后再用酶b切割，产生了6个片段，说明该DNA分子中含有2个酶b的切点，故A项正确。依图示可知酶a和酶b切割后将产生相同的黏性末端，因此能够相互连接，故B项错误；酶a与酶b切断的化学键均为核苷酸之间的磷酸二酯键，故C项错误；若用酶a切割环状DNA分子，将获得3种切割产物，故D项错误。答案　A8．芥酸会降低菜籽油的品质，油菜由两对独立遗传的等位基因(A和a，B和b)控制菜籽的芥酸含量。下图是利用两种中芥酸植株(AAbb和aaBB)通过单倍体育种法获得低芥酸油菜新品种(AABB)的过程。下列叙述错误的是(　　)A．F1植株产生花粉时会发生基因重组B．①过程体现了生殖细胞的全能性C．②过程中常用秋水仙素通过抑制着丝点断裂来获取纯合植株D．②过程后获取纯合植株中有3/4为非低芥酸植株解析　F1产生花粉为减数分裂过程，减Ⅰ时会发生基因重组，A项正确。①为花粉离体培养过程，体现了生殖细胞的全能性，B项正确。②过程用秋水仙素处理通过抑制纺锤体的形成来获取纯合植株。答案　C9．现有高秆不抗病(Bbcc)和矮秆抗病(bbCc)两作物品种，为了达到长期培育高秆抗病(BbCc)杂交种的目的。下列有关快速育种方案的叙述中，正确的是(　　)8\nA．每年让高秆不抗病(Bbcc)和矮秆抗病(bbCc)品种杂交就可以达到目的B．利用诱变育种技术可以达到快速育种的目的C．制备纯合的亲本对长期培育杂交种是必要的D．只要使用单倍体育种技术就能实现快速育种的目的解析　达到长期培育高秆抗病(BbCc)杂交种的目的，就必须先培育出BBcc和bbCC的纯合子，可以利用单倍体育种或连续自交的方法，选出纯合子。答案　C10．用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)进行育种时，一种方法是杂交得到F1，F1再自交得F2；另一种方法是用F1的花药进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。下列叙述正确的是(　　)A．前一种方法所得的F2中重组类型和纯合子各占5/8、1/4B．后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为2/3C．前一种方法的原理是基因重组，原因是非同源染色体自由组合D．后一种方法的原理是染色体变异，是由于染色体结构发生改变解析　根据题意可知F1基因型是DdTt，F1自交得F2，根据基因的自由组合定律可得F2中重组类型占3/8，纯合子占1/4。后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为1/4。后一种方法的原理是染色体变异，是由于染色体数目发生改变。答案　C11．(2014·河北衡水调研)如图为利用玉米(2N＝20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图。下列有关分析不正确的是(　　)A．基因重组发生在图中②过程，过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期B．秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成C．植株A为二倍体，其体细胞内最多有4个染色体组，植株C属于单倍体，其发育起点为配子D．利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为25%解析　8\n本题考查植物育种方式的相关知识，意在考查考生的综合应用能力。难度中等。在自然条件下，基因重组发生在有性生殖形成配子的过程中，即发生在图中②过程，过程③是植物的有丝分裂过程，因此在显微镜下能观察到染色单体的时期是前期和中期；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍，在多倍体育种和单倍体育种中都有所应用；植株A为二倍体，其在有丝分裂后期的细胞中含有4个染色体组，植株C是通过花药离体培养获得的，为单倍体；植物B纯合的概率为100%，因此D错误。答案　D12．基因a、B为玉米的优良基因，分别控制矮秆和抗叶斑病。现有基因型为AABB、aabb(两对基因分别位于两对同源染色体上)的两个品种，下图表示不同的培育方法，下列说法正确的是(　　)A．①过程的育种原理是基因突变，定向产生新基因aB．⑤和⑦过程可用秋水仙素处理萌发的种子C．表现型为矮秆、抗叶斑病的植株经④过程后，子代中基因型为aaBB的植株所占比例是5/6D．②过程是将优良基因集中于同一生物体解析　本题主要考查生物育种的相关知识，意在考查考生运用知识的能力。①过程利用的原理是基因突变，基因突变具有不定向性。因此不一定能产生新基因a；⑦过程只能用秋水仙素处理单倍体幼苗，而不能对萌发的种子进行处理，因为单倍体高度不育；表现型为矮秆、抗叶斑病的植株的基因型及其比例为1aaBB2aaBb，子代中aaBB所占的比例为1－2/3×3/4＝1/2；②过程即杂交过程，其目的是将位于不同个体的优良基因集中于同一生物体。答案　D二、非选择题(共40分)8\n13．(12分)据报道袁隆平、李必湖等科学家研究的高产水稻——“东方魔稻”魔力衰减，究其原因是当中国还在使用常规手段育种的时候，美国已在用分子生物技术育种。请回答下列问题：(1)“当中国还在使用常规手段育种的时候，美国已在用分子生物技术育种”，这里的“常规手段”指的是________，“分子生物技术”则指的是________。(2)袁隆平和他的助手在水稻田中发现一株矮秆植株，将这种水稻连续种植几代，仍保持矮秆，这种变异主要发生在细胞________分裂前的间期。(3)已知水稻高秆(T)对矮秆(t)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性，控制两对相对性状的基因是自由组合的，现以双杂合水稻植株为亲本选育纯合矮秆抗病新品种，一般情况下，耗时最短的育种方法是________。(4)“东方魔稻”是通过杂交育种的方法培育出来的，杂交育种是将两品种的________通过杂交集中在一起，再通过筛选和培育获得新品种的育种方法。若两个杂交亲本各具有期望的优点，则杂交后，F1自交能产生多种重组类型，其原因是F1在通过________产生配子的过程中，位于________________基因自由组合，或者四分体时期________________之间交叉互换进行了基因重组。解析　本题考查生物育种的有关知识，意在考查考生的知识运用能力。(1)杂交育种是常规育种方法，题中的分子生物技术指基因工程。(2)矮秆植株数量少，而且能遗传，应该是由基因突变引起的。基因突变主要发生在细胞分裂的间期，由于水稻能进行有性生殖，亲代体细胞中的基因突变很难传递给后代。只有配子中的基因突变才能传递给后代，而配子通过减数分裂形成，故该变异主要发生在细胞减数第一次分裂前的间期。(3)以双杂合水稻植株(TtRr)为亲本选育纯合矮秆抗病新品种，一般情况下耗时最短的育种方法是单倍体育种。单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限。(4)基因重组的产生途径主要有两种：一是减数第一次分裂后期，随着同源染色体的分离，位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合；二是四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换。答案　(1)杂交育种　基因工程(2)减数第一次(3)单倍体育种(4)优良性状　减数分裂　非同源染色体上的非等位　同源染色体上的非姐妹染色单体14．(12分)玉米的紫株和绿株由6号染色体上一对等位基因(H，h)控制，紫株对绿株为显性。紫株A经X射线照射后再与绿株杂交，子代出现少数绿株(绿株B)。为研究绿株B出现的原因，让绿株B与正常纯合的紫株C杂交得F1，F1自交得F2。请回答：(1)假设一：X射线照射导致紫株A发生了基因突变。若此假设成立，则F1的基因型为________；F2中紫株所占的比例为________。8\n(2)假设二：X射线照射导致紫株A的6号染色体断裂，含有基因H的片段缺失(注：一条染色体部分片段缺失的个体生存，两条同源染色体皆有相同部分片段缺失的个体死亡)。若此假设成立，则绿株B产生的雌雄配子各有________种，F1的表现型为________；F2中，紫株绿株＝________。(3)为验证假设二是否正确。最好选择________(紫株A/绿株B/紫株C)的根尖制成装片，在显微镜下观察和比较________(填分裂方式及分裂时期)的染色体形态。答案　(1)Hh　3/4(2)2　全部为紫株　61(3)绿株B　有丝分裂中期15．(16分)玉米(2n＝20)是一种雌雄同株植物。下表表示5个玉米纯系的表现型、相应的基因型及基因所在的染色体。其中②～⑤品系均只有一个性状属隐性，其他性状均为显性。(1)如果研究玉米的基因组，应测定________条染色体上的DNA碱基序列。(2)若要进行自由组合定律的实验，选择品系②和③作亲本是否可行？________；原因是_____________________________。(3)选择品系③和⑤做亲本杂交得F1，F1再自交得F2，则F2表现为长节高茎的植株中，纯合子的几率为________。(4)为了提高玉米的产量，在农业生产中使用的玉米种子都是杂交种。现有长果穗(A)白粒(b)和短果穗(a)黄粒(B)两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒(AaBb)玉米杂交种的目的，科研人员设计了以下快速育种方案。8\n①请在括号内填写相关的基因型。②处理方法A和B分别是指________、________。以上方案所依据的育种原理有___________________。解析　(1)由于玉米是雌雄同株的植物，不含性染色体，所以研究玉米基因组时测定10条染色体。(2)由于控制粒色和节长的基因在一对同源染色体上，所以选择品系②和③研究基因自由组合定律不可行。(3)品系③和⑤控制节长、茎高的基因型分别是eeDD和EEdd，杂交得F1再自交得F2，则F2表现为长节高茎E_D_的植株占：3/4×3/4＝9/16，其中纯合子的几率为1/9。(4)欲快速获得长果穗黄粒(AaBb)玉米杂交种，需选择单倍体育种的方法，选择的亲本分别是长果穗白粒和短果穗黄粒，待它们开花后取花药离体培养，并用秋水仙素处理加倍得到可育植株，然后让这两种可育植株杂交获得AaBb种子，该过程利用的原理是基因重组和染色体变异。答案　(1)10(2)不可行　控制粒色和节长的基因位于同一对同源染色体(Ⅰ)上(3)1/9(4)①答案如图②花药离体培养　秋水仙素处理　基因重组和染色体变异8