生物必修2《遗传与进化》第六章 从杂交育种到基因工程综合与测试复习练习题

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(满分:100分;时间:50分钟)

一、选择题(每小题3分,共54分)

1.下列育种过程不能缩短育种年限的是(　　)

A.神舟九号搭载灵芝和石斛种子以培育新品种。

B.高秆抗锈病小麦和矮秆易染锈病小麦杂交获得矮秆抗锈病优良品种

C.用烟草的花药离体培育成烟草新品种

D.将人的生长激素基因导入细菌细胞内制造“工程菌”

2.已知小麦中高秆对矮秆(抗倒伏)为显性、抗病对不抗病为显性,以纯合高秆抗病小麦和纯合矮秆不抗病小麦为亲本,培育抗病抗倒伏小麦,相关说法正确的是(　　)

A.利用杂交育种培育抗病抗倒伏小麦是最简便的方法

B.育种过程只要出现矮秆抗病个体就可以留种

C.利用射线、亚硝酸等处理矮秆不抗病小麦种子可实现人工诱变,且成功率高

D.该育种中筛选过程实质上是获得目的植株的过程

3.下列有关育种的叙述,正确的是(　　)

①培育杂合子优良品种可用自交法完成

②多倍体育种仅局限在植物范围内

③欲使植物体表达动物蛋白可用诱变育种的方法

④由单倍体育种直接获得的二倍体良种为纯合子

⑤培育无子西瓜是利用生长素促进果实发育的原理

⑥培育八倍体小黑麦是利用染色体变异的原理

⑦我国用来生产高产青霉素的菌种的选育原理和杂交育种的原理相同

A.①②③ B.③④⑤

C.④⑤⑥⑦ D.④⑥

4.下列关于几种常见育种方法的叙述,错误的是(　　)

A.在诱变育种中,常选用萌发的种子或幼苗作为处理材料

B.在单倍体育种中,常先筛选F1花粉类型再进行花药离体培养

C.在杂交育种中,一般从F2开始选种,因为从F2开始发生性状分离

D.基因工程可以实现基因在不同种生物间的转移,迅速培育出前所未有的生物新品种

5.下列育种实例与其原理相符合的是(　　)

A.“太空椒”的培育——染色体数目变异

B.利用高茎豌豆和高茎豌豆杂交培育矮茎豌豆——基因重组

C.“黑农5号”大豆新品种的选育——基因突变

D.培育能产生胰岛素的大肠杆菌——染色体结构变异

6.下列关于诱变育种的叙述,正确的是(　　)

A.诱变育种通常采用的方法是用秋水仙素处理萌发的种子

B.诱变育种能比其他育种方式更快地得到新品种

C.诱变育种能够大幅度改良某些性状,且能够定向育种

D.既要提高农作物的变异频率,又要使后代变异性状较快稳定,可采用诱变育种法

7.如图表示利用某种农作物品种①和②培育出⑥的几种方法,据图分析错误的是(　　)

A.过程Ⅳ和Ⅵ均可处理萌发的种子或幼苗

B.培育品种⑥最简便的途径是Ⅰ→Ⅴ

C.通过Ⅲ→Ⅵ过程育种的原理是染色体变异

D.通过Ⅱ→Ⅳ过程育种最不容易达到目的

8.某农科院通过如图所示的育种过程培育成高品质小麦新品种。下列有关叙述错误的是(　　)

A.a过程需要使用秋水仙素处理幼苗

B.a过程提高突变率,从而明显缩短了育种年限

C.b过程中能够集中不同个体上的优良性状

D.b过程需要通过不断自交来提高纯合率

9.下列关于育种的说法,正确的是(　　)

A.多倍体育种和单倍体育种的最终目的分别是得到多倍体和单倍体

B.单倍体育种相对杂交育种的优势是更易获得显性纯合子

C.三倍体无子西瓜培育时使用的秋水仙素作用于细胞减数分裂的过程

D.自然状态下基因突变是不定向的,而诱变育种时基因突变是定向的

10.已知水稻的高秆(A)对矮秆(a)为显性,抗病(B)对易感病(b)为显性,控制这两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗病水稻植株,研究人员采用了如图所示的方法。下列分析错误的是(　　)

A.过程①是利用杂交育种的原理,F2中符合要求的个体占3/16

B.过程②可运用秋水仙素溶液或低温处理单倍体幼苗来实现染色体加倍

C.过程③中获得转基因植株需要使用限制酶和DNA连接酶

D.过程④不易获得aaBB个体的原因是基因突变具有不定向性

11.如图1为某植物育种流程,图2表示利用一定的方法获得某种转基因植物的部分操作步骤。下列相关叙述错误的是(　　)

图1

图2

A.图1子代Ⅰ与原种保持遗传稳定性,子代Ⅱ和子代Ⅲ选育原理相同

B.图1子代Ⅲ选育显性性状需自交多代,子代Ⅴ可能发生基因突变和染色体变异

C.图2中①过程的完成需要限制酶和DNA连接酶的参与

D.图2中⑥可与多个核糖体结合,并可以同时翻译出多种蛋白质

12.我国科学家利用基因工程技术将海藻合成酶基因转移到甘蔗体内,获得了抗旱、高产、高糖的甘蔗新品种。以下关于基因工程的说法,不正确的是(　　)

A.我国转基因抗虫棉的目的基因来自某种真菌

B.利用基因工程的方法可以获取干扰素、凝血因子等药物

C.培育抗除草剂的玉米需要使用限制酶、DNA连接酶等工具酶

D.通过基因工程可以提高作物的抗盐碱和抗干旱的能力

13.下列关于生物育种操作,最合适的途径是(　　)

A.单倍体育种中,先用秋水仙素处理幼苗,待其长成成熟植株后进行花药离体培养

B.哺乳动物杂交育种得到F2后,对所需表现型采用测交方法鉴别选出所需的显性纯合个体

C.植物杂交育种中,先让具有不同优良性状的个体交配,产生的子代个体间再进行随机交配

D.诱变育种中,对种子用诱变剂处理后,对未出现所需性状的个体继续使用同种诱变剂

14.利用对生物性状的改造,可以得到人类所需的生物产品。下列有关叙述错误的是(　　)

A.利用基因突变原理培育成青霉素高产菌株和生产人胰岛素的酵母菌

B.利用染色体变异可以培育含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜等

C.利用基因重组原理可以培育高产抗病小麦

D.利用基因工程手段培育转基因奶牛和超级绵羊等

15.下列关于变异和育种的叙述,不正确的是(　　)

A.杂交育种和培育转基因植物的变异类型相同

B.由环境引起的变异不一定都是不可遗传变异

C.若基因a1突变为a2,则该等位基因表达的产物可能相同

D.用二倍体植株的花药进行离体培养可得到稳定遗传的植株

16.下列有关育种方式的描述,不正确的是(　　)

A.各种育种方式都不能通过产生新基因而产生新性状

B.各种育种方式都需要经过人的筛选过程

C.若要快速获得纯种,可用单倍体育种方法

D.基因工程可用于作物育种,原理是基因重组

17.利用60Co可进行诱变育种,有关说法错误的是　(　　)

A.利用60Co放出的γ射线照射种子时一般不选用干种子

B.若处理后的种子萌发后不具备新性状,即可抛弃

C.处理后只有少部分种子发生基因突变

D.产生的新性状大多对生产不利

18.为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物上,科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中。其原因是(　　)

A.叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中

B.受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞

C.转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流

D.植物杂交的后代不会出现性状分离

二、非选择题(共46分)

19.(14分)玉米基因图谱已经绘出,这一成果将有助于科学家们改良玉米和其他谷类粮食作物(水稻、小麦和大麦)的品种。研究者说“现在,科学家可以对玉米基因组进行准确而有效地研究,帮助找到改良品种、增加产量和抵抗干旱与疾病的新方法。”

(1)作物基因图谱主要研究基因的定位,以及基因中的　　　　　　排列顺序等。 

(2)现有3个纯种品系的玉米,其基因型分别是甲aaBBCC、乙AAbbCC和丙AABBcc。由基因a、b、c所决定的性状可提高玉米的市场价值,请回答下列问题(假定三对基因是独立分配的,玉米可以自交和杂交):

①获得aabbcc个体的杂交方案有多种,请补全下面的杂交方案。

第一年:　　　　　　　　　　　　　　　; 

第二年:种植F1和纯系乙(丙、甲),让F1与纯系乙(丙、甲)杂交,获得F2种子;

第三年:　　　　　　　　　　; 

第四年:种植F3,植株长成后,选择aabbcc表现型个体,使其自交,保留种子。

②此杂交育种方案中,aabbcc表现型个体出现的概率是　　　　　　。 

(3)玉米中aa基因型植株不能长出雌花而成为雄株,而基因B控制的性状是人类所需要的某种优良性状。现有基因型为aaBb的植株,为在短时间内获得大量具有这种优良性状的纯合雄性植株,请你写出简要的实验方案:

①　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②用秋水仙素使单倍体加倍成纯合的二倍体,选取aaBB性状的植株。

③　　　　　　　　　　　　　　　　。 

20.(14分)假设小麦的低产基因用A表示,高产基因用a表示;抗病基因用B表示,不抗病基因用b表示,两对基因独立遗传。如图是利用低产抗病小麦(AABB)及高产不抗病小麦(aabb)两个品种,通过多种育种方式培育出高产抗病小麦(aaBB)新品种的过程图解,请据图回答:

(1)经过①、②、③过程培育出高产抗病小麦(aaBB)新品种的育种方法称为　　　　　　,原理是　　　　　　。 

(2)经过⑥过程的育种方法叫做　　　　　　,除利用X射线等物理因素外,还可以利用亚硝酸盐等　　　　　　因素来处理生物,使生物发生　　　　　　,但利用这种方法不一定能获得高产抗病小麦(aaBB)新品种,因为这种变异是　　　　　　。 

(3)经过①、④、⑤过程的育种方法称为　　　　　　,该过程中用到一种试剂——　　　　　　,它的作用是　　　　　　。从育种周期来看,这种育种方法的优点是　　　　　　。 

21.(18分)玉米(2N=20)是重要的粮食作物之一。已知玉米的抗病(A)对易感病(a)为显性,高秆、易倒伏(B)对矮秆、抗倒伏(b)为显性,控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。现有两个纯合的玉米品种甲(AABB)和乙(aabb),据此培养AAbb品种。根据材料分析回答下列问题:

(1)由品种AABB、aabb经过a、b、c过程培育出新品种的育种方式称为　　　　　　　　,F2的高秆抗病玉米中纯合子占　　。 

(2)将图1中F1与另一玉米品种丙杂交,后代的表现型及其比例如图2所示,则丙的基因型为　　　　。 

(3)过程e常采用　　　　　　　　方法由AaBb得到Ab个体。与过程a、b、c的育种方法相比,过程a、e、f的优势是　　　　　　　　　　　　。与过程g的育种方式相比,过程d育种的优势是　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)上述育种方法中,最不容易获得矮秆目标品种的是[　]　　　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

答案全解全析

一、选择题

1.B　A选项为诱变育种,可以提高突变率,缩短育种年限,不符合要求;B选项为杂交育种,操作简单,但育种周期长,符合要求;C选项为单倍体育种,可以缩短育种年限,快速获得纯合体,不符合要求;D选项为基因工程育种,可实现不同物种之间的基因交流,明显缩短育种年限,不符合要求。

2.A　从操作角度考虑杂交育种最简便,A正确。由于抗病性状是显性的,所以出现的抗病个体不一定是纯合体,需要进一步自交,B错误。由于基因突变具有不定向性,所以诱变育种的成功率往往很低,C错误。该育种过程中的筛选过程是获得种子的过程,D错误。

3.D　培育杂合子优良品种需要用杂交法完成,①错误;多倍体育种不只局限在植物范围内,在动物中也可进行,如三倍体鲤鱼,②错误;欲使植物体表达动物蛋白可用基因工程育种的方法,③错误;由单倍体育种直接获得的二倍体良种为纯合子,自交后代不会出现性状分离,④正确;培育无子西瓜是利用染色体数目变异的原理,⑤错误;培育八倍体小黑麦是利用染色体数目变异的原理,⑥正确;我国用来生产高产青霉素的菌种的选育原理是基因突变,杂交育种的原理是基因重组,二者的原理不同,⑦错误,故选D。

4.B　在单倍体育种中,先对F1的花粉进行离体培养,后经秋水仙素处理,长成植株后再进行筛选,B错误。

5.C　“太空椒”的培育是利用基因突变的原理,A不符合题意;高茎豌豆和高茎豌豆杂交培育矮茎豌豆,利用的是杂合高茎豌豆在减数分裂形成配子的过程中,等位基因分离,B不符合题意;“黑农5号”大豆新品种的选育,采用的是诱变育种,其原理是基因突变,C符合题意;培育能产生胰岛素的大肠杆菌,需借助基因工程,其原理是基因重组,D不符合题意。

6.D　诱变育种通常采用的方法是用物理因素(如X射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物,使其发生基因突变,用秋水仙素处理萌发的种子是获得多倍体的常用方法,A错误;诱变育种需要大量处理材料且具有不定向性,所以有可能达不到育种目的,即不能定向育种,也不能比其他育种方法更快地得到新品种,B、C错误;诱变育种的优点是能提高变异频率,变异后代也能较快稳定,D正确。

7.A　由于单倍体高度不育,不可能处理萌发的种子,所以过程Ⅵ常用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗,A错误。Ⅰ→Ⅴ过程为杂交育种,方法最简便,B正确。经过Ⅲ培育形成⑤常用的方法是花药离体培养;过程Ⅵ常用一定浓度的秋水仙素处理⑤的幼苗,使其染色体数目加倍,所以通过Ⅲ→Ⅵ过程的育种原理是染色体变异,C正确。由于变异是不定向的,所以通过诱变育种Ⅱ→Ⅳ过程最不容易达到目的,D正确。

8.B　由图可知,a过程为单倍体育种中用秋水仙素处理萌发的幼苗,A正确;a过程使用秋水仙素作用的原理是抑制纺锤体的形成,不诱导基因突变,即不会提高突变率,B错误;b是杂交育种,优点是能够集中不同个体上的优良性状到一个个体上,C正确;杂交育种需要通过不断自交来提高纯合率,D正确。

9.B　多倍体育种和单倍体育种的最终目的都是获得符合要求的种子,不是得到相关的多倍体和单倍体,A错误;隐性性状一旦出现就能够稳定遗传,而显性性状有纯合子和杂合子,所以单倍体育种相对杂交育种的优势是更易获得显性纯合子,B正确;三倍体无子西瓜培育时使用的秋水仙素作用于细胞有丝分裂的过程,C错误;自然状态下基因突变是不定向的,诱变育种时基因突变也是不定向的,D错误。

10.C　根据题干信息可知,纯合高秆抗病植株与纯合矮秆易感病植株杂交,F1基因型为AaBb,F1自交得F2,根据孟德尔两对相对性状的遗传学实验F2的结论可知,矮秆抗病(aaB_)占3/16,A正确;利用秋水仙素或低温处理单倍体幼苗可以使染色体加倍,B正确;获取目的基因和建立基因表达载体的过程需要限制酶和DNA连接酶,而过程③是叶肉细胞经过植物组织培养获得转基因植物的过程,不需要上述2种酶,C错误;基因突变是不定向的,过程④是太空育种,其原理是基因突变,所以不易获得aaBB个体,D正确。

11.D　子代Ⅰ是通过体细胞培养和营养繁殖获得的,属于无性繁殖,所以与原种保持着遗传稳定性,子代Ⅱ的选育过程为基因工程育种、子代Ⅲ的选育过程为杂交育种,选育的原理都为基因重组,A正确;子代Ⅲ的选育过程为杂交育种,如果需要显性纯合体,则需要自交选育多代,子代Ⅴ的选育过程需要用物理因素、化学因素等来处理生物,所以可能发生基因突变和染色体变异,B正确;图2中①过程是目的基因与运载体结合,其完成需要限制酶和DNA连接酶的参与,C正确;图2中⑥可与多个核糖体结合,并可以同时翻译出多个同种蛋白质分子,D错误。

12.A　我国的转基因抗虫棉是转入了苏云金杆菌(属于细菌)的Bt毒蛋白基因培育出来的,A错误;目前可以通过基因工程制取多种药物,如胰岛素、干扰素、溶血栓剂、凝血因子等,B正确;基因工程需要限制酶和DNA连接酶等工具酶,C正确;把抗盐碱、抗干旱的基因导入相关农作物中,可以获取相关抗性增强的植物,D正确。

13.B　单倍体育种的过程为花药离体培养→单倍体幼苗→用秋水仙素处理幼苗→染色体数目加倍→纯合子→选择所需要的品种类型,A错误;哺乳动物杂交育种得到F2后,为鉴别选出所需的个体是否为纯合子,可以采用测交方法,B正确;植物杂交育种中,先让具有不同优良性状的个体交配,产生的子代个体可通过不断自交选育得到稳定遗传的新品种,C错误;诱变育种中,对种子用诱变剂处理后,若所需性状为显性,则应对未出现所需性状的个体予以淘汰,若所需性状为隐性,则应对未出现所需性状的个体进行自交,并从自交后代中筛选出所需性状的个体,D错误。

14.A　利用基因突变原理培育成青霉素高产菌株,利用基因重组生产人胰岛素的酵母菌,A错误;含糖量高的甜菜是多倍体,所以利用染色体变异可以培育含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜等,B正确;高产抗病小麦是通过杂交育种的方法培育的,所以利用基因重组原理可以培育高产抗病小麦,C正确;利用基因工程手段,将外源基因导入奶牛或绵羊,可培育出转基因奶牛和超级绵羊等,D正确。

15.D　杂交育种和转基因育种的原理是基因重组,A正确;变异分为可遗传的变异和不可遗传的变异,由环境引起的变异不一定都是不可遗传变异,B正确;若基因a1突变为a2,则该等位基因表达的产物蛋白质的结构可能没有发生改变,因为密码子具有简并性,C正确;用二倍体植株的花药进行植物组织培养获得的是单倍体植株,高度不育,D错误。

16.A　诱变育种的原理是基因突变,可以产生新基因,进而形成新性状,A错误;无论哪种育种方式,都需要人的筛选过程,淘汰不符合要求的个体,B正确;单倍体育种的最大优点就是明显缩短育种年限,且都是纯种,C正确;基因工程的原理是基因重组,育种实例有抗虫棉的培育等,D正确。

17.B　干种子细胞一般不进行分裂,诱变育种一般不选用,A正确;处理后的种子萌发后不具备新性状,但可能已产生了新的基因,控制的性状还未表现,不可抛弃,可继续作育种的材料,B错误;基因突变具有低频性和多害少利性等特点,C、D正确。

18.B　受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞,精子中几乎不含叶绿体基因组,即叶绿体中的目的基因不会通过花粉传递给下一代,防止基因污染。

二、非选择题

19.答案　(1)脱氧核苷酸(碱基)　(2)甲与丙(甲与乙、乙与丙)杂交,获得F1种子(无括号内亲本本空不得分)　种植F2,让F2自交,获得F3种子　1/256　(3)取该植株的花药离体培养成单倍体植株幼苗　将②中选取的植株利用植物组织培养技术进行扩大培养

解析　杂交育种的原理是基因重组,甲植物中含有a,乙植物中含有b,丙植物中含有c,要用甲、乙、丙植物培育出基因型为aabbcc的植株,首先通过杂交,将a、b、c基因集中到一个植株上,然后通过自交方法选出符合要求的植株。单倍体育种的方法:采用花药离体培养获得单倍体幼苗,因为单倍体高度不育,因此对单倍体幼苗用秋水仙素处理,使染色体加倍,获得可育的植株,单倍体育种的优点是明显缩短育种年限。(1)生物的遗传信息是指基因中脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序。(2)①第一年:甲、乙杂交,获得子一代种子,得到子一代的基因型为AaBbCC;第二年:种植F1和纯系丙(AABBcc),让F1和纯系丙杂交,获得F2种子,得到子二代的基因型是AABBCc、AaBBCc、AaBbCc、AABbCc四种,且比例是1∶1∶1∶1;第三年:种植F2,让F2自交,获得F3种子;第四年:种植F3,植株长成后,选择aabbcc表现型个体,使其自交,保留种子。因为子二代中基因型为AaBbCc的概率是1/4,因此子三代中基因型为aabbcc的概率是1/4×1/4×1/4×1/4=1/256。(3)根据题意可知,aaBb是雄株,在短时间内培育出基因型为aaBB的植株,可以采用单倍体育种,育种过程是:①采集该植株的花药,进行离体培养,获得单倍体幼苗;②用秋水仙素处理单倍体幼苗,使染色体数目加倍,选出符合要求的植株;③将②中选取的植株利用植物组织培养技术进行扩大培养。

20.答案　(1)杂交育种　基因重组　(2)诱变育种　化学　基因突变　不定向的　(3)单倍体育种　秋水仙素　抑制纺锤体形成,使染色体数加倍　明显缩短育种年限

解析　根据题意和图示分析可知,①②③是杂交育种,①④⑤是单倍体育种,⑥是诱变育种。(1)经过①、②、③过程培育出高产抗病小麦(aaBB)新品种的育种方法称为杂交育种,原理是基因重组。(2)经过⑥过程的育种方法叫做诱变育种,除利用X射线等物理因素处理生物外,还可以利用亚硝酸盐等化学因素来处理生物,使生物发生基因突变,基因突变具有不定向性。(3)经过①、④、⑤过程的育种方法称为单倍体育种,这种育种方法的优点是明显缩短育种年限。该过程中用到一种试剂——秋水仙素,它的作用是抑制纺锤体形成,使染色体数加倍。

21.答案　(1)杂交育种　1/9　(2)Aabb　(3)花药离体培养　明显缩短育种年限　能定向改造生物性状　(4)g　诱变育种　基因突变的频率较低,而且是不定向的

解析　(1) AABB与aabb杂交得到F1,基因型为AaBb,F1自交得到的F2中,高秆抗病(A_B_)玉米中纯合子(AABB)占1/9。 (2) F1(AaBb)与丙杂交后代,高秆∶矮秆=1∶1,抗病∶易感病=3∶1,所以丙的基因型为Aabb。(3)通过过程e获得的Ab个体是单倍体,所采用的方法是花药离体培养。单倍体育种与杂交育种方法相比,优势是明显缩短育种年限。γ射线能诱发基因突变,所以过程g的育种方法是诱变育种,过程d导入了抗虫基因C,属于基因工程育种,与过程g的育种方式相比,过程d育种的优势是能定向改造生物的遗传性状。(4)题述育种方法中,最不容易获得矮秆目标品种的是 [g]诱变育种,因为诱变育种的原理是基因突变,而基因突变的频率较低,而且是不定向的。