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1、杂交育种与诱变育种(15分钟50分)一、选择题(共6小题,每小题5分,共30分)1.(2019济宁高一检测)下列不属于杂交育种手段的是()A.秋水仙素处理B.杂交C.选择D.纯合化【解析】选A。杂交育种可以通过杂交将两个或多个品种的优良性状集中在一起,原理是基因重组。杂交子一代是杂合子,新品种要从F2才可以进行选择。培育显性纯合子必须采取纯合化手段通过连续自交才能实现。因此,不属于杂交育种手段的是秋水仙素处理,该手段用于单、多倍体育种。2.有一种塑料在某种细菌的作用下能迅速分解为无毒物质,可以降解,不至于对环境造成严重的“白色污染”。培育专门分解这种塑料的细菌的方法是()A.杂交育种B.单倍体
2、育种C.诱变育种 D.多倍体育种【解析】选C。对于细菌来说,一般通过诱变育种或基因工程育种的方法来培育。3. 诱变育种与杂交育种的不同之处是()能大幅度改变某些性状能形成新基因型能形成新基因需要大量的选育工作A.B.C.D.【解析】选B。诱变育种可以提高变异的频率,能大幅度改变某些性状,正确;两者都能形成新的基因型,错误;只有诱变育种可以产生新的基因,正确;由于突变的不定向性,诱变育种不一定产生很多有利个体,需要大量的选育工作;杂交育种的原理是基因重组,一般也需要大量的选育工作,错误。4.我国科学家精选的农作物种子通过“天宫二号”搭载上天,利用宇宙空间的特殊环境诱发变异育种,这些变异()A.是
3、定向的B.对人类都有益C.为人工选择提供原材料D.不能遗传给后代【解析】选C。利用宇宙空间的特殊环境诱发变异育种属于诱变育种,原理是基因突变,基因突变是不定向的。5.(2019日照高一检测)天工开物记载“今寒家有将早雄配晚雌者,幻出嘉种。”即用雄性的“早种蚕”与雌性的“晚种蚕”杂交产生了优良蚕种,培育该优良蚕种的方法是()A.诱变育种B.单倍体育种C.杂交育种D.多倍体育种【解析】选C。由题意知:用雄性的“早种蚕”与雌性的“晚种蚕”杂交产生了优良蚕种,通过具有相对性状的亲本杂交获得优良性状,属于杂交育种。6.有些植物的花为两性花(即一朵花中既有雄蕊,也有雌蕊),有些植物的花为单性花(即一朵花中
4、只有雄蕊或雌蕊)。下列有关植物杂交育种的说法中,正确的是()A.对两性花的植物进行杂交需要对父本进行去雄B.对单性花的植物进行杂交的基本操作程序是去雄套袋授粉套袋C.无论是两性花植物还是单性花植物在杂交过程中都需要套袋D.提供花粉的植株称为母本【解析】选C。对两性花的植物进行杂交需要对母本进行去雄,防止其自交而影响实验结果,A错误; 对单性花的植物进行杂交时,不需要进行去雄操作,B错误;无论是两性花植物还是单性花植物在杂交过程中都需要套袋,以防止外来花粉干扰,C正确;提供花粉的植株称为父本,D错误。二、非选择题(共20分)7.(2019成都高一检测)青蒿素是从青蒿中提取的抗疟疾特效药。利用雌雄
5、同株的野生型青蒿(2n=18),通过多种育种技术可培育出生产青蒿素的高产植株。假设野生型青蒿高秆(A)对矮秆(a)为显性,稀裂叶(B)对分裂叶(b)为显性,两对性状独立遗传。已知高秆稀裂叶青蒿的青蒿素产量较高,现利用两个纯合品种高秆分裂叶(甲)和矮秆稀裂叶(乙)培育稳定遗传的高产植株。育种方案如图:(1)过程培育新品种的育种方法是_,最早在_能选出所需个体。过程常用的方法是_,二倍体植株中符合要求的个体占总数的比例是_。(2)四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿,低温处理野生型青蒿幼苗可获得四倍体植株,推测低温处理导致染色体加倍的原因是_,若四倍体青蒿与野生型青蒿杂交,子代体细胞的染色体数
6、为_,_倍体;该子代高度不育是由于_,难以产生正常的配子。(3)野生型青蒿为不抗病个体,若用射线大量处理萌发的种子,在长成的植株中发现一株抗病个体,让该植株自交,后代发生性状分离,则该突变为_(填“显性”或“隐性”)突变。【解析】(1)由图示可知,过程培育新品种的育种方法是杂交育种;甲基因型为AAbb,乙基因型为aaBB,F1植株基因型为AaBb;F1植株自交产生F2种子,F2种子种植长出F2植株,其中含有基因型为A_B_的高秆稀裂叶的高产植株,把高产植株选出来后,各自单独种植,观察F3不出现性状分离的植株,即为稳定遗传且高产的植株,所以最早在F3能选出所需个体。过程是由F1得到单倍体植株,常
7、用方法是花药(AB、Ab、aB、ab)离体培养,则染色体加倍后形成的二倍体植株中符合要求的个体AABB占总数的比例是1/4。(2)低温处理导致染色体加倍的原因是低温抑制纺锤体形成;若四倍体青蒿与二倍体野生型青蒿杂交,子代体细胞的染色体数为18+9=27,是三倍体;该子代高度不育是由于同源染色体联会紊乱,难以产生正常的配子。(3)野生型青蒿为不抗病个体,若用射线大量处理萌发的种子,在长成的植株中发现一株抗病个体,让该植株自交,后代发生性状分离,说明该抗病个体是杂合子,而野生型不抗病,因此推断该突变为显性突变。答案:(1)杂交育种F3花药离体培养1/4(2)抑制纺锤体的形成27三同源染色体联会紊乱
8、(3)显性(20分钟50分)一、选择题(共7小题,每小题4分,共28分)1.科研人员利用辐射方法将家蚕常染色体上带有卵色基因片段易位到W染色体上,以便及早淘汰雌蚕,获得更多的雄蚕从而提高蚕丝的产量和质量。这种变异和育种方法分别属于()A.染色体结构变异诱变育种B.基因重组杂交育种C.基因突变单倍体育种D.染色体数目变异多倍体育种 【解析】选A。利用辐射方法诱发常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上,由于常染色体与W染色体是非同源染色体,所以该变异属于染色体结构变异中的易位。这种育种方法属于诱变育种。2.下列各项措施中,能够产生新基因的是()A.高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦杂交B.用秋水仙
9、素处理二倍体西瓜得到四倍体C.对小麦的花药进行离体培养D.用X射线处理后获得青霉素高产菌株【解析】选D。基因突变能产生新的基因,用X射线处理后获得青霉素高产菌株的原理是基因突变。选项A的原理为基因重组,选项B、C的原理为染色体数目变异。3.杂交玉米的种植面积越来越广,农民需要每年购买玉米杂交种。不能自留种子来年再种的原因是()A.自留种子发芽率低B.杂交种都具有杂种优势C.自留种子容易患病虫害D.杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离【解析】选D。玉米杂交种为杂合子,杂合子自交后代会发生性状分离,如果留种会造成减产。4.(2019郑州高一检测)研究者从冰川土样中分离获得了具有较高脂肪酶活性的青霉菌
10、菌株,为了在此基础上获得脂肪酶活性更高的菌株,最可行的做法是()A.用紫外线照射青霉菌菌株,再进行筛选B.将青霉菌菌株与能高效水解蛋白质的菌株混合培养,再进行筛选C.将能高效水解蛋白质的菌株的基因导入青霉菌菌株,再进行筛选D.设置培养基中各种营养成分的浓度梯度,对青霉菌菌株分别培养,再进行筛选【解析】选A。用紫外线诱导青霉菌发生基因突变,可能会出现脂肪酶活性更高的菌株,再通过筛选获得,A正确;将青霉菌菌株与能高效水解蛋白质的菌株混合培养,再进行筛选得到的是高效水解蛋白质的菌株,与题目要求不符,B错误;将能高效水解蛋白质的菌株的基因导入青霉菌菌株,再进行筛选得到的是高效水解蛋白质的菌株,与题目要
11、求不符,C错误;要筛选出脂肪酶活性更高的菌株,应设置培养基中脂肪的浓度梯度,对青霉菌菌株分别培养,再进行筛选,D错误。5.现有基因型为aabb和AABB的水稻品种,利用不同的育种方法可培育出不同的类型,相关叙述错误的是()A.通过杂交育种获得AAbb,原理是受精作用过程中发生基因重组B.通过单倍体育种获得aaBB,原理是基因重组和染色体变异C.通过诱变育种获得aaBb,原理是基因突变D.通过多倍体育种获得AAAABBBB,原理是染色体变异【解析】选A。通过杂交育种获得AAbb,原理是减数分裂过程中发生基因重组,生成不同基因类型配子,再组合形成不同基因型受精卵,A错误。单倍体育种获得aaBB,先
12、发生基因重组,生成AaBb个体,配子aB通过染色体数目加倍获得aaBB个体,B正确。诱变育种原理是基因突变,C正确。AABB通过诱导染色体数目加倍获得AAAABBBB,原理是染色体变异,D正确。6.农科所通过如图所示育种过程培育出了高品质的糯小麦,相关叙述正确的是()A.该育种过程中运用的遗传学原理是基因突变B.要获得yyRR,b过程需要进行不断地自交来提高纯合率C.a、c过程都需要使用秋水仙素,都作用于萌发的种子D.a过程能提高突变率,明显缩短育种年限【解析】选B。从图中可以看出,a为单倍体育种,b为杂交育种,c为多倍体育种。杂交育种的原理是基因重组,单倍体育种和多倍体育种的原理是染色体变异
13、;YyRr通过连续自交可以提高纯合率;a过程中秋水仙素只作用于幼苗,c过程可作用于萌发的种子或幼苗;a过程能够缩短育种年限,但不能提高突变率。7.(2019长春高一检测)长穗偃麦草是二倍体,普通小麦是六倍体,科学家们用长穗偃麦草与普通小麦杂交培育出小麦新品种小偃麦,其过程如图所示。下列有关叙述中错误的是()A.过程表示杂交,原理是基因重组B.Fl体细胞中含4个染色体组C.Fl幼苗有同源染色体,能够产生后代D.过程可用秋水仙素处理F1幼苗【解析】选C。过程表示杂交,两种个体在减数分裂形成配子过程中,非同源染色体自由组合,所以原理是基因重组,A正确;普通小麦是六倍体,长穗偃麦草是二倍体,二者杂交形
14、成的是异源四倍体,所以F1体细胞中含4个染色体组,B正确;形成的异源四倍体在减数分裂过程中同源染色体联会紊乱,不能进行正常的减数分裂形成配子,因此F1幼苗有同源染色体,但不能产生后代,C错误;过程可用秋水仙素处理F1幼苗,抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成,使细胞中染色体数目加倍,D正确。二、非选择题(共2小题,共22分)8.(10分)设小麦的高产与低产受一对等位基因控制,基因型AA为高产,Aa为中产,aa为低产。小麦抗锈病(B)对不抗锈病(b)为显性。这两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律。下图是某同学设计的以高产不抗锈病与低产抗锈病两个纯种品系为亲本培育高产抗锈病小麦品种的过程图。试回答
15、:(1)通过方法获得的高产抗锈病小麦品种基因型有_种。(2)方法是_。步骤中最常用的药剂是_。(3)基因重组发生在图中的_(填步骤代号)。(4)经步骤(人工诱变)处理获得的小麦品种不一定是高产抗锈病类型,这是因为诱发突变是_,而且突变频率_。(5)与“”途径相比,通过“”途径育种具有能够明显缩短育种年限的优点,这是因为_;已知小麦是两年生植物(第一年秋冬季播种,第二年春夏季节开花、结果),则通过“”途径获得基因型为AABB的小麦植株至少需要_年。【解析】本题考查育种方面的综合知识。(1)图中步骤“”为杂交育种,通过获得的高产抗锈病小麦品种的基因型有AABB和AABb两种。(2)步骤“”为单倍体
16、育种,方法是花药离体培养。步骤中最常用的药剂是秋水仙素。(3)基因重组发生在减数分裂过程中,图中步骤中都进行了减数分裂。(4)基因突变是不定向的,且突变频率很低。(5)与杂交育种相比,二倍体通过单倍体育种获得的植株一定是纯合子,后代不会发生性状分离;根据题意,第二年获得基因型为AaBb的种子,第二年秋冬季播种,第三年春夏季开花,并进行花药离体培养,经秋水仙素处理获得基因型为AABB的小麦植株。答案:(1)2(2)花药离体培养秋水仙素(3)(4)不定向的很低(5)二倍体通过单倍体育种获得的植株一定是纯合子(能稳定遗传或不发生性状分离)3【实验探究】9.(12分)(能力挑战题)中国是世界上最大的茄
17、子生产国,为培育优良品种,育种工作者应用了多种育种方法。请分析回答:(1)茄子的早期栽培品种为二倍体,有人利用秋水仙素处理二倍体茄子的幼苗,选育出了四倍体茄子。其原理是秋水仙素作用于正在分裂的植物细胞,会抑制_的形成,导致_加倍。(2)青枯病是茄子的主要病害,抗青枯病(T)对易感青枯病(t)为显性,基因T、t与控制开花期的基因A、a自由组合。若采用二倍体早开花、易感青枯病茄子(aatt)与四倍体晚开花、抗青枯病茄子(AAAATTTT)为育种材料,运用杂交和花药离体培养的方法,培育出纯合的二倍体早开花、抗青枯病茄子,其主要步骤:第一步:_。第二步:以基因型为_的茄子为亲本杂交,得到F1(AaTt
18、)。第三步:(用遗传图解或文字简要描述)。【解析】(1)秋水仙素作用于正在分裂的植物细胞,会抑制纺锤体的形成,导致染色体数目加倍。(2)若用杂交和花药离体培养的方法,培育出纯合的二倍体早开花、抗青枯病茄子(aaTT),可种植四倍体晚开花、抗青枯病茄子(AAAATTTT),取花药进行离体培养,获得基因型为AATT的子代;再以基因型为aatt和AATT的茄子为亲本杂交,得到F1(AaTt);然后取F1(AaTt)的花粉进行离体培养得到单倍体幼苗,用秋水仙素处理幼苗后筛选出早开花、抗青枯病茄子(aaTT);或让F1(AaTt)连续自交,不断选择淘汰,直到选出不发生性状分离的早开花、抗青枯病茄子(aaTT)。答案:(1)纺锤体(或纺锤丝)染色体数目 (2)种植四倍体晚开花、抗青枯病茄子(AAAATTTT),取花药进行离体培养,获得基因型为AATT的子代(用图解方式作答亦可)aatt与AATT遗传图解如下:- 8 -