[配套K12]2017高考生物大一轮复习 第3单元 生物的变异、育种和进化 第3讲 从杂交育种到基因

第3讲 从杂交育种到基因工程
一、选择题
1．(2015年江苏)经X 射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花植株，下列叙述错误的是( )
A ．白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存
B ．X 射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异
C ．通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变
D ．观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异
【答案】A
【解析】白花植株的出现是基因突变的结果，A 错误；X 射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异，B 正确；通过杂交实验，可以确定该白花植株是显性突变还是隐性突变，C 正确；通过白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异，D 正确。

2．(2014年江苏)如图是高产糖化酶菌株的育种过程，有关叙述错误的是( )
出发菌株――→X 射线处理挑取200个单细胞菌株――→初筛选出50株――→复筛选出5株――→X 射线处理多轮
重复筛选
A ．通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株
B ．X 射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异
C ．上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程
D ．每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高
【答案】D
【解析】题图育种过程为诱变育种。

因未进行酶活性检测等，故该过程获得的高产菌株不一定符合生产要求；X 射线处理等物理因素既可以引起基因突变也可能引起染色体变异；题图筛选高产菌株的过程是定向选择符合人类特定要求菌株的过程，属于人工选择；诱变的突变率高于自发突变率，但不一定每轮诱变都是与高产相关的基因发生突变。

3．(2013江苏)现有小麦种质资源包括：①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚熟等品种。

为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。

下述育种方法可行的是( )
A ．利用①、③品种间杂交筛选获得a
B ．对品种③进行染色体加倍处理筛选获得b
C ．b 和c 的培育不可采用诱变育种方法
D ．用转基因技术将外源抗旱基因导入③中获得c
【答案】D
【解析】欲获得a，应利用①和②品种间进行杂交筛选，A错误；染色体加倍后结实率降低，欲获得b应对③进行诱变育种，B错误；诱变育种可以产生新基因，因此a、b、c都可以通过诱变育种获得，C错误；基因工程可定向改造生物的性状，获得c可通过转基因技术实现，D正确。

4．(2013年四川)大豆植株的体细胞含40条染色体。

用放射性60Co处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株X，取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株，其中抗病植株占50%。

下列叙述正确的是( )
A．用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性
B．单倍体植株的细胞在有丝分裂后期，共含有20条染色体
C．植株X连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低
D．放射性60Co诱发的基因突变，可以决定大豆的进化方向
【答案】A
【解析】大豆体细胞含40条染色体，减数分裂产生的花粉经离体培养，得到的单倍体植株细胞含有20条染色体，但仍含有发育成完整个体的全部遗传信息，所以具有全能性，A项正确；单倍体植株细胞含20条染色体，在有丝分裂后期由于着丝点分裂，姐妹染色单体分开变成染色体，染色体数暂时加倍，为40条，B项错误；因为植株X的花粉离体培养得到的单倍体有50%抗病，说明植株X为杂合子，杂合子自交，随着自交代数增加，纯合子逐代增多，C项错误；基因突变只能为自然选择提供原始材料，决定生物进化方向的是自然选择，D项错误。

二、非选择题
5．(2015年浙江)某自花且闭花受粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。

抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎。

现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。

请回答：
(1)自然状态下该植物一般都是________合子。

(2)若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有_________________________________和有害性这三个特点。

(3)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等分离世代中________抗病矮茎个体，再经连续自交等________手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。

据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的____________。

若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上F2的表现型及其比例为________________ ________________________________________________________________________。

(4)若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有______________________。

请用遗传图解表示其过程(说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。

【答案】(1)纯(2)不定向性、突变频率低(3)选择纯合化年限越长高茎中茎矮茎＝(4)基因重组和染色体变异
【解析】(1)杂合子连续自交，后代纯合子比例逐渐增加，杂合子比例逐渐减小。

因此，自然状态下闭花受粉(连续自交)的植物一般都是纯合子。

(2)基因突变有不定向性、突变频率低和有害性等特点，这决定了诱变育种需处理大量的材料。

(3)杂交育种一般通过杂交、选择、纯合化手段培育新品种，控制性状的基因数越多，通过自交进行纯合化的时间会越长。

根据题干信息可知，两个亲本感病矮茎和抗病高茎的基因型分别为rrDDEE和RRddee，若只考虑茎的高度，杂交得到的F1的基因型为DdEe，则F1自交后代F2有3种表现型：矮茎、中茎、高茎，其比例为、。

(4)单倍体育种的过程包括花药离体培养和染色体加倍两个过程，其中涉及基因重组、染色体变异等原理。

6．(2014年安徽)香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。

(1)香稻品种甲的香味性状受隐性基因(a)控制，其香味性状的表现是因为________________________________________________________________________，导致香味物质累积。

(2)水稻香味性状与抗病性状独立遗传。

抗病(B)对感病(b)为显性。

为选育抗病香稻新品种，进行一系列杂交实验。

其中，无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示，则两个亲代的基因型是__________。

上述杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为________。

(3)用纯合无香味植株作母本与香稻品种甲进行杂交，在F1中偶尔发现某一植株具有香味性状。

请对此现象给出合理解释：①________________；
②______________________________。

(4)单倍体育种可缩短育种年限。

离体培养的花粉经脱分化形成__________，最终发育成单倍体植株，这表明花粉具有发育成完整植株所需要的________________。

若要获得二倍体植株，应在________时期用秋水仙素进行诱导处理。

【答案】(1)a基因纯合，参与香味物质代谢的某种酶缺失
(2)Aabb、AaBb 3/64
(3)某一雌配子形成时，A基因突变为a基因某一雌配子形成时，含A基因的染色体片段缺失
(4)愈伤组织全部遗传信息幼苗
【解析】(1)a为隐性基因，因此若要表现为有香味性状，必须要使a基因纯合(即为aa)，参与香味物质代谢的某种酶缺失，从而导致香味物质累积。

(2)根据杂交子代抗病感病＝，无香味有香味＝，可知亲本的基因型为：Aabb、AaBb，从而推知子代F1的类型有：1/8AABb、1/8AAbb、1/4AaBb、1/4Aabb、1/8aaBb、1/8aabb，其中只有1/4AaBb、1/8aaBb 自交才能获得能稳定遗传的有香味抗病植株(aaBB)，比例为1/4×1/4×1/4＋1/8×1×1/4＝3/64。

(3)正常情况AA与aa杂交，所得子代为Aa(无香味)，某一雌配子形成时，若A基因突变为a基因或含A基因的染色体片段缺失，则可能出现某一植株具有香味性状。

(4)花药离体培养过程中，花粉先经脱分化形成愈伤组织，通过再分化形成单倍体植株，此过程体现了花粉细胞的全能性，其根本原因是花粉细胞中含有控制该植株个体发育所需的全部遗传信息；形成的单倍体植株需在幼苗期用一定浓度的秋水仙素处理可形成二倍体植株。