1、 1 课后限时练 (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 (本大题共 12 小题，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 RNA D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 C 2质粒是基因工程中最常用的运载体，有关质
2、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，是细胞染色体外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 C 3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
3、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 2 花叶病毒的遗传物质为 RNA。 答案 A 4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
4、整合到细菌 DNA 上 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 B 5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 过程需要的酶是逆转录酶，原料是 A、 U、 G、 C B 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
5、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 过程中用的原料不含有 A、 U、 G、 C 解析 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； 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； 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； 过程是基因的表达过程，原料中含有 A、 U、 G、 C。 答案 B 6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
6、病 矮秆易染锈病 F1 雄配子 幼苗 选出符合生产要求的品种 3 A过程 的作用原理为染色体变异 B过程 必须经过受精作用 C过程 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 原理为基因重组； 是将花药培育为幼苗，属于植物组织培养； 过程应该用一定浓度的秋水仙素处理幼苗。 答案 D 7某线性 DNA 分子含有 5 000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 ( ) A 在该 DNA分子中，酶 a 与酶
7、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 4 的磷酸二酯键，故 C项错误；若用酶 a切割环状
8、DNA 分子，将获得 3种切割产物，故D 项错误。 答案 A 8 (2014德强期末考试 )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 过程体现了生殖细胞的全能性 C 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 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 时会发生基因重组， A项正确。 为花粉离体培养过程
9、，体现了生殖细胞的全能性， B项正确。 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 C 9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 ( ) A每年让高秆不抗病 (Bbcc)和矮秆抗病 (bbCc)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
10、连续自交的方法，选出纯合子。 答案 C 10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， 5 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、 1/4 B后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为 2/3 C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
11、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 C 11 (2013山西四校联考 )假设 A、 b 代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有 AABB、 aabb两个品种，为培育出优良品种 AAbb，可采用的方法如图所示，有关叙述不正确的是 ( ) A 由品种 AABB、 aabb经过 过程培育出新品种的育种方式优点在于可以将多种优良性状集中在一个生物体上 B与 过程的育种方法相比， 过程的优势是明显缩短了育种年限 C图中 A_bb的类型经过 过程
12、，子代中 AAbb与 aabb的数量比是 3： 1 D 过程在完成目的基因和运载体的结合时，必须用到的工具酶是限制性核酸内切酶 6 解析 本题综合考查杂交育种、诱变育种、单倍体育种和基因工程育种的知识，意在考查考生的理解能力和分析比较能力。由品种 AABB、 aabb经过 过程培育出新品种的育种方式属于杂交育种，优点在于可以将多种优良性状集中在一个生物体上， A项正确； 过程的育种方式是单倍体育种，与杂交育种相比，明显缩短了育种年限，B 项正确；图中 A_bb有 AAbb和 Aabb两种类型，数量比是 ，经过 过程，子代中 AAbb与 aabb的数量比是 3： 1， C项正确； 过程在完成目的
13、基因和运载体的结合时，必须用到的工具酶是 DNA 连接酶， D 项错误。 答案 D 12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 过程的育种原理是基因突变，定向产生新基因 a B 和 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 过程后，子代中基因型为 aaBB 的植株所占比例是 5/6 D 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。 过程利用的原理是基因突变，基因突
14、变具有不定向性。因此不一定能产生新基因 a； 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； 7 表现型为矮秆、抗叶斑病的植株的基因型及其比例为 ，子代中 aaBB 所占的比例为 1 2/3 3/4 1/2； 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 (本大题共 3 小题，共 40 分 ) 13 (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
15、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
16、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)
17、为亲本选育纯合矮秆抗病新品种。一般情况下耗时最短 8 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 )(2014泉州单科质量检测 )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
18、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 _。 (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
19、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 (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 品系均只有一个性状属隐性，其他性状均为显性。 品系 粒色 节长 果穗长短 茎高 9 表现型 (基因型 ) 显性 (纯合子 ) 白粒 (bb) 短节 (ee) 短果穗 (aa) 矮茎 (dd) 所在染色体 、 、 (1)如果研究玉米的基因组，应测定 _条染色体
20、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 和 作亲本是否可行？ _；原因是 _ _。 (3)选择品系 和 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。 请在括号内填写相关的基因型。 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
21、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 和 研究基因自由组合定律不可行。 (3)品系 和 控制节长、茎高的基因型分别是 eeDD 和 EEdd，杂交得 F1 再自交得 10 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 ( )上 (3)1/9 (4) 答案如图 花药离体培养 秋水仙素处理 基因重组和染色体变异
