2019-2020年高考生物一輪復(fù)習(xí)方案 3-3 從雜交育種到基因工程 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高考生物一輪復(fù)習(xí)方案 3-3 從雜交育種到基因工程 新人教版必修2 生物變異在育種上的應(yīng)用(Ⅱ)　轉(zhuǎn)基因食品的安全(Ⅰ) 知識(shí)點(diǎn)一　雜交育種和誘變育種 1．雜交育種 (1)概念：將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過①________和②________，獲得新品種的方法 (2)原理：③________ (3)過程：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本→④__________，獲得F1→⑤________→⑥________→鑒別、選擇需要的類型 (4)優(yōu)點(diǎn)：可以把多個(gè)品種的優(yōu)良性狀集中在一起 缺點(diǎn)：獲得新品種的周期⑦_(dá)_______ (5)應(yīng)用：根據(jù)需要培育理想類型 2．誘變育種 (1)概念：利用物理因素或化學(xué)因素來處理生物，使生物發(fā)生⑧________，從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法 (2)原理：⑨________ (3)過程：選擇生物→________→?________→培育 (4)優(yōu)點(diǎn) (5)缺點(diǎn)：誘發(fā)產(chǎn)生的突變，有利的個(gè)體往往不多，需處理大量材料 應(yīng)用：培育具有新性狀的品種 　比一比：(1)雜交育種與雜種優(yōu)勢(shì)是一回事嗎？(2)誘變育種與雜交育種相比，最大的區(qū)別是什么？ 知識(shí)點(diǎn)二　基因工程 1．概念 又叫?________或DNA重組技術(shù)。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，?________地改造生物的?________ 2．原理 不同生物間的?________ 3．基本 工具 4．操作步驟 提取________ 　　　　↓ 目的基因與________結(jié)合 　　　　↓ 將目的基因?qū)隷_______ 　　　　↓ 目的基因的________ 5．應(yīng)用 (1)作物育種：利用基因工程的方法，獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物，培育出具有各種抗逆性的作物新品種，如________等 (2)藥物研制：利用基因工程的方法，培育轉(zhuǎn)基因生物，利用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品，如胰島素、 ________、乙肝疫苗等 (3)環(huán)境保護(hù)：如利用轉(zhuǎn)基因細(xì)菌降解有毒有害的化合物，吸收環(huán)境中的重金屬，分解泄漏的石油，處理工業(yè)廢水等 轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性討論 比一比：(1)DNA連接酶和DNA聚合酶有何不同？(2)運(yùn)載體和細(xì)胞膜上的載體相同嗎？, 現(xiàn)代生物技術(shù)：凝膠電泳 A．在DNA樣本中加入一個(gè)或數(shù)個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶。這些酶把DNA切成小片段。 B．凝膠塊一端有注入DNA樣本的小孔，方便注入樣本；注入DNA樣本后，對(duì)凝膠(相當(dāng)于固定溶液)施以電場。 C．片段遷移　帶負(fù)電的DNA片段會(huì)朝正極遷移。片段越小，在凝膠中的遷移速度越快。因此小片段最后會(huì)離加樣孔最遠(yuǎn)。 DNA重組技術(shù)(基因工程) 將人的生長激素基因與質(zhì)粒(運(yùn)載體)重組并導(dǎo)入細(xì)菌中，重組質(zhì)粒大量克隆的同時(shí)，目的基因表達(dá)(如上圖合成了人的生長激素) 自我校對(duì)： ①選擇?、谂嘤、刍蛑亟M?、茈s交　⑤F1自交　⑥獲得F2?、唛L?、嗷蛲蛔儭、峄蛲蛔儭≌T發(fā)基因突變　?選擇理想類型　?突變頻率　?基因拼接技術(shù)　?定向　?遺傳性狀　?基因重組　?限制性核酸內(nèi)切酶　?DNA連接酶　?質(zhì)?！?噬菌體　動(dòng)植物病毒　目的基因　運(yùn)載體　受體細(xì)胞　檢測與鑒定　抗蟲棉　干擾素 比一比：(1)不是。兩者都是將兩個(gè)品種中的優(yōu)良性狀集中到一個(gè)親本上，但雜交育種培育成能穩(wěn)定遺傳的純合子，雜種優(yōu)勢(shì)主要是利用雜種F1的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳學(xué)上的穩(wěn)定；(2)二者最大的區(qū)別在于誘變育種能創(chuàng)造出新基因。 比一比：(1)DNA連接酶是修復(fù)愈合DNA片段間單鏈上的缺口，使之形成磷酸二酯鍵。DNA聚合酶是DNA分子復(fù)制時(shí)，按模板鏈的要求，逐個(gè)把脫氧核苷酸連接起來，形成DNA的子鏈。 (2)不同。①運(yùn)載體是將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞的專門運(yùn)輸工具，常用的運(yùn)載體有質(zhì)粒、動(dòng)植物病毒、噬菌體等。②位于細(xì)胞膜上的載體是蛋白質(zhì)，與控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞有關(guān)系。 幾種常見育種方式的比較 高考地位：5年19考 雜交育種 誘變育種 單倍體育種 多倍體育種 基因工程育種 原理 基因重組 基因突變 染色體變異 染色體變異 基因重組 常用方式 ①選育純種：雜交―→自交―→選優(yōu)―→自交 ②選育雜種：雜交―→雜交種 輻射誘變、激光誘變、空間誘變 花藥離體培養(yǎng)，然后再使染色體數(shù)目加倍 秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 轉(zhuǎn)基因(DNA重組)技術(shù)將目的基因?qū)肷矬w內(nèi)，培育新品種 育種程序 　　 優(yōu)點(diǎn) ①使位于不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中到一個(gè)個(gè)體上 ②操作簡便 可以提高變異的頻率、加速育種進(jìn)程且大幅度地改良某些性狀 ①明顯縮短育種年限 ②所得品種為純合子 器官巨大，提高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分 打破物種界限，定向改變生物的性狀 缺點(diǎn) ①育種時(shí)間長 ②不能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 有利變異少，需大量處理實(shí)驗(yàn)材料(有很大盲目性) 技術(shù)復(fù)雜且需與雜交育種配合 只適用于植物，發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低 有可能引發(fā)生態(tài)危機(jī) 應(yīng)用 用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥 高產(chǎn)青霉菌 用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥快速培育矮稈抗病小麥 三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥 轉(zhuǎn)基因“向日葵豆”、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉 1．誘變育種與雜交育種相比，前者能產(chǎn)生前所未有的新基因，創(chuàng)造變異新類型；后者不能產(chǎn)生新基因，只是實(shí)現(xiàn)原有基因的重新組合。 2．在所有育種方法中，最簡捷、常規(guī)的育種方法——雜交育種。 3．根據(jù)不同育種需求選擇不同的育種方法。 (1)將兩親本的兩個(gè)不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上，可利用雜交育種，亦可利用單倍體育種。 (2)要求快速育種，則運(yùn)用單倍體育種。 (3)要求大幅度改良某一品種，使之出現(xiàn)前所未有的性狀，可利用誘變育種和雜交育種相結(jié)合的方法。 (4)要求提高品種產(chǎn)量，提高營養(yǎng)物質(zhì)含量，可運(yùn)用多倍體育種。 4．隨著我國航天技術(shù)的日趨成熟，太空育種正在興起，有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)：①太空失重、真空狀態(tài)，將很多在地球重力場中無法完成的育種實(shí)驗(yàn)變?yōu)槿菀讓?shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)；②太空高輻射環(huán)境為動(dòng)、植物、微生物發(fā)生基因突變提供良好條件！ ★★★　本考點(diǎn)單科試卷多以選擇題形式出現(xiàn)，而理綜試卷多以非選擇題形式綜合考查各種育種的原理、方法及相互聯(lián)系，往往作為壓軸的高區(qū)分度試題拉開考生間距離，應(yīng)特別重視，防止丟分。 【典例1】 下圖表示以番茄植株(HhRr)為實(shí)驗(yàn)材料培育新品種的途徑。請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問題。 (1)途徑2、3中獲得幼苗的過程都應(yīng)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)依據(jù)的生物學(xué)原理是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)要盡快獲得穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種應(yīng)采用途徑________，該過程中秋水仙素的作用機(jī)理是________________________________________________________________________。 (3)品種A與途徑3中幼苗基因型相同的概率為______，品種C的基因型是____________。 (4)品種C與B是否為同一個(gè)物種？____________，原因是________________ ________________________________________________________________________。 (5)途徑4依據(jù)的原理是____________，此途徑與雜交育種相比，最突出的優(yōu)點(diǎn)是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　圖解中途徑1為種子繁殖，途徑2為單倍體育種，途徑3為多倍體育種，途徑4為誘變育種?；ㄋ庪x體培養(yǎng)的生物學(xué)原理是植物細(xì)胞的全能性，單倍體育種能明顯縮短育種年限，秋水仙素的作用機(jī)理是抑制紡錘體的形成，品種C和品種B不是同一物種，因?yàn)樗鼈兇嬖谏掣綦x。 答案　(1)植物細(xì)胞的全能性 (2)2　抑制細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成 (3)　HHhhRRrr (4)否　存在生殖隔離 (5)基因突變　能夠產(chǎn)生新基因 【訓(xùn)練1】 (經(jīng)典題)下面為6種不同的育種方法。 據(jù)圖回答下列問題。 (1)圖中A至D方向所示的途徑表示________育種方式，這種方法屬常規(guī)育種，一般從F2代開始選種，這是因?yàn)開_________________。A―→B―→C的途徑表示________育種方式，這兩種育種方式中后者的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在________________。 (2)B常用的方法為______________。 (3)E方法所用的原理是____________，所用的方法如______________、______________。育種時(shí)所需處理的種子應(yīng)是萌動(dòng)的(而非休眠的)種子，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)C、F過程最常用的藥劑是____________，其作用的原理是________________________________________________________________________。 (5)由G到H過程中涉及的生物技術(shù)有________________________________________________________________________ ________和______________。 (6)K―→L―→M這種育種方法的優(yōu)越性表現(xiàn)在________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)雜交　從F2代開始發(fā)生性狀分離　單倍體　明顯縮短育種年限　(2)花藥離體培養(yǎng)　(3)基因突變　X射線、紫外線、激光　亞硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素(理化因素需各說出一項(xiàng))　種子萌動(dòng)后進(jìn)行細(xì)胞分裂，DNA在復(fù)制過程中可能由于某種因素的影響發(fā)生基因突變　(4)秋水仙素　在細(xì)胞分裂時(shí)，抑制紡錘體形成，引起染色體數(shù)目加倍　(5)基因工程(或DNA拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)或轉(zhuǎn)基因技術(shù))　植物組織培養(yǎng)　(6)克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，大大擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合范圍 題后反思　(1)雜交育種選育的時(shí)間是從F2代開始，原因是從F2開始發(fā)生性狀分離；選育后是否連續(xù)自交取決于所選優(yōu)良性狀是顯性還是隱性。 (2)基因工程技術(shù)應(yīng)用于育種有明顯的優(yōu)勢(shì)：①能夠按照人們的意愿，定向改造生物的性狀，目的性強(qiáng)，如生產(chǎn)人的胰島素、干擾素、白蛋白的各種工程菌的構(gòu)建；②打破了物種界限，克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。 (3)誘變育種大幅度改良生物性狀，這是優(yōu)點(diǎn)；能提高突變率，但突變的不定向性和一般有害的特性決定了在突變的個(gè)體中有害遠(yuǎn)多于有利，因而需要大量處理材料，工作量大，能否產(chǎn)生有價(jià)值的變異類型，不以人的意志為轉(zhuǎn)移，目的性差。 基因工程的操作工具及基本步驟 高考地位：5年32考 (xx全國新課標(biāo)卷、浙江卷、福建卷、江蘇卷、海南卷，xx山東卷、浙江卷、四川卷、江蘇卷、海南卷……) 一、操作工具 1．基因的“剪刀”——限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱限制酶) (1)分布：主要在微生物體內(nèi)。 (2)特性：一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。 (3)實(shí)例：EcoR Ⅰ限制酶能專一識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間將這段序列切開。 (4)切割結(jié)果：產(chǎn)生兩個(gè)帶有黏性末端的DNA片段。 (5)作用：基因工程中重要的切割工具。在微生物體內(nèi)能將外來的DNA切斷，對(duì)自己的DNA無損害。 2．基因的“針線”——DNA連接酶 (1)催化對(duì)象：兩個(gè)具有相同黏性末端的DNA片段。 (2)催化位置：脫氧核糖與磷酸之間的缺口。 (3)催化結(jié)果：形成重組DNA。 3．常用的運(yùn)載體——質(zhì)粒 (1)本質(zhì)：小型環(huán)狀DNA分子 (2)作用 (3)條件 二、操作步驟 　 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：主要是借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì) 胞的方法 　 (1)微生物常被用做受體細(xì)胞的原因是其具有繁殖快、代謝快、目的基因產(chǎn)物多的特點(diǎn)。(2)動(dòng)物受體細(xì)胞一般選用受精卵，植物受體細(xì)胞可以是體細(xì)胞，但需與植物組織培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合。 ★★★　本考點(diǎn)必修內(nèi)容側(cè)重轉(zhuǎn)基因技術(shù)的基本操作、工具及安全性，深入考查基因工程的原理、過程及其應(yīng)用則是選修三的高考要求。從歷年高考命題來看，全國卷及各省市卷都有具體要求和較固定的命題模式(有的為必考，有的為選考)。備考時(shí)應(yīng)按本省市具體高考要求有的放矢的進(jìn)行復(fù)習(xí)和訓(xùn)練。 【典例2】 (xx全國新課標(biāo)，40)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí)，回答下列問題。 (1)限制性內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型有________和________。 (2)質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoR Ⅰ切割后產(chǎn)生的片段如下： 　AATT C……G G……CTTAA 為使運(yùn)載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用EcoR Ⅰ切割外，還可用另一種限制性內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點(diǎn)是____________________。 (3)按其來源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，即________DNA連接酶和________DNA連接酶。 (4)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是________，產(chǎn)物是________________________________________________________________________。 若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常采用________技術(shù)。 (5)基因工程中除質(zhì)粒外，________和________也可作為運(yùn)載體。 (6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般情況下，不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，原因是________________________________________________________________________。 解析　此題考查基因工程應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)。(1)DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有黏性末端和平末端兩種類型。(2)為使運(yùn)載體與目的基因相連，應(yīng)使二者被切割后產(chǎn)生的末端相同，故用另一種限制酶切割產(chǎn)生的末端必須與EcoR Ⅰ切割產(chǎn)生的末端相同。(3)根據(jù)酶的來源不同，DNA連接酶分為Ecoli DNA連接酶和T4DNA連接酶。(4)以RNA為模板，合成DNA的過程稱為逆轉(zhuǎn)錄，若要體外獲得大量DNA分子，可以使用PCR技術(shù)。(5)在基因工程中，通常利用質(zhì)粒作為運(yùn)載體，另外噬菌體和動(dòng)植物病毒也可作為運(yùn)載體。(6)大腸桿菌作為受體細(xì)胞時(shí)，常用Ca2＋處理，使之成為能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)細(xì)胞。 答案　(1)黏性末端　平末端　(2)切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoR Ⅰ切割產(chǎn)生的相同(其他合理答案也行)　(3)大腸桿菌(Ecoli)　T4　(4)mRNA(或RNA)　cDNA(或DNA)　PCR　(5)噬菌體　動(dòng)植物病毒 (6)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源DNA)的能力極弱 【訓(xùn)練2】 (xx海南單科，31)已知甲種農(nóng)作物因受到乙種昆蟲危害而減產(chǎn)，乙種昆蟲食用某種原核生物分泌的丙種蛋白質(zhì)后死亡。因此， 可將丙種蛋白質(zhì)基因轉(zhuǎn)入到甲種農(nóng)作物體內(nèi)，使甲種農(nóng)作物獲得抗乙種昆蟲危害的能力。 回答下列問題。 (1)為了獲得丙種蛋白質(zhì)的基因，在已知丙種蛋白質(zhì)氨基酸序列的基礎(chǔ)上，推測出丙種蛋白質(zhì)的________序列，據(jù)此可利用________方法合成目的基因。獲得丙種蛋白質(zhì)的基因還可用________和________方法。 (2)在利用上述丙種蛋白質(zhì)基因和質(zhì)粒載體構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，常需要使用________酶和________酶。 (3)將含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌與甲種農(nóng)作物的愈傷組織共同培養(yǎng)，篩選出含有丙種蛋白質(zhì)的愈傷組織，由該愈傷組織培養(yǎng)成的再生植株可抵抗________的危害。 (4)若用含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌直接感染甲種農(nóng)作物植株葉片傷口，則該植株的種子________(填“含有”或“不含”)丙種蛋白質(zhì)基因。 解析　本題考查抗蟲作物培育過程的相關(guān)知識(shí)。(1)獲取目的基因的方法主要有基因文庫獲取法、PCR技術(shù)擴(kuò)增法和人工化學(xué)合成法三種。已知丙種蛋白質(zhì)氨基酸序列，可通過推測丙種蛋白質(zhì)的基因序列，然后利用化學(xué)方法人工合成丙種蛋白質(zhì)基因。(2)在構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，需要使用限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，前者能識(shí)別特定的核苷酸序列，使每條鏈特定部位的核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，使其形成黏性末端，被喻為“分子手術(shù)刀”；后者能將兩個(gè)帶有相同黏性末端的DNA片段連接起來，被稱為“分子針線”。(3)將含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌與甲種農(nóng)作物的愈傷組織共同培養(yǎng)，可篩選出含有丙種蛋白質(zhì)的愈傷組織，而后培養(yǎng)出含有丙種蛋白質(zhì)的抗乙種昆蟲的植株。(4)若只用重組質(zhì)粒感染甲種農(nóng)作物葉片傷口，可在葉片組織中篩選出含丙種蛋白質(zhì)的細(xì)胞，由于該重組質(zhì)粒感染的是體細(xì)胞，故該植株的種子中不含有丙種蛋白質(zhì)。 答案　(1)基因　化學(xué)　基因文庫　PCR(其他合理答案也可)　(2)限制　DNA連接　(3)乙種昆蟲　(4)不含 規(guī)避2個(gè)易混點(diǎn) 易混點(diǎn)1　混淆無子西瓜培育過程中父本與母本的選擇與處理 　點(diǎn)　撥　(1)無子西瓜的培育過程中，兩次傳粉的目的：第一次傳粉是為了雜交得到三倍體種子，第二次傳粉是為了刺激子房發(fā)育成果實(shí)。(2)如果以二倍體西瓜為母本，四倍體西瓜為父本，也能得到三倍體種子，但這種三倍體種子結(jié)的西瓜，因珠被發(fā)育成厚硬的種皮，故達(dá)不到“無子”的目的。(3)用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗使之成為四倍體時(shí)，處理的對(duì)象應(yīng)是“幼苗或萌發(fā)的種子”。因?yàn)槊劝l(fā)的種子和幼苗具有分生能力，細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，秋水仙素處理后可達(dá)到使產(chǎn)生的新細(xì)胞染色體數(shù)目加倍的目的。 易混點(diǎn)2　混淆“最簡便”與“最快” 　點(diǎn)　撥　“最簡便”著重于技術(shù)含量應(yīng)為“易操作”如雜交育種，雖然年限長，但農(nóng)民自己可簡單操作，但“最快速”則未必簡便如單倍體育種可明顯縮短育種年限，但其技術(shù)含量卻較高，單就花粉培養(yǎng)成幼苗已很難實(shí)現(xiàn)。 糾錯(cuò)演練 1．(xx江蘇蘇北四市一次調(diào)研)下列有關(guān)育種的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　)。 A．用于大田生產(chǎn)的優(yōu)良品種不一定是純合子 B．通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育脫毒苗，篩選培育抗病毒新品種 C．誘變育種可提高突變頻率，加速新基因的產(chǎn)生，從而加速育種進(jìn)程 D．為了避免對(duì)三倍體無子西瓜年年制種，可利用植物組織培養(yǎng)快速繁殖 解析　植物組織培養(yǎng)技術(shù)屬于無性繁殖，常采用莖尖部位進(jìn)行培養(yǎng)，獲得脫毒苗，不需要篩選；人工誘變育種的優(yōu)點(diǎn)在于提高突變頻率，加速新基因的產(chǎn)生，從而加速育種進(jìn)程；三倍體無子西瓜減數(shù)分裂時(shí)聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生種子，可利用植物組織培養(yǎng)快速繁殖。 答案　B 2．(xx浙江金華十校期末，37)現(xiàn)有甲、乙兩物種的植株(均為二倍體純種)，其中甲種植株的光合作用能力高于乙種植株，但乙種植株很適宜在寒冷的條件下種植。若想培育出高產(chǎn)、耐寒的植株，有多種生物技術(shù)手段可以利用。下列所采用的技術(shù)手段中可能不可行的是(　　)。 A．先雜交得到F1，再利用單倍體育種技術(shù)獲得純種的目標(biāo)植株 B．將乙種植株耐寒基因?qū)氲郊追N植株的根尖中，可培育出目標(biāo)植株 C．利用人工誘變的方法處理乙種植株以獲得滿足要求的目標(biāo)植株 D．誘導(dǎo)兩種植株的愈傷組織細(xì)胞融合并培育成幼苗 解析　甲乙是兩種物種，遠(yuǎn)緣雜交不親和，兩者不可雜交產(chǎn)生后代。 答案　A 各種育種的原理、方法及應(yīng)用 1.(xx海南單科，25)已知小麥無芒(A)與有芒(a)為一對(duì)相對(duì)性狀，用適宜的誘變方式處理花藥可導(dǎo)致基因突變。為了確定基因A是否突變?yōu)榛騛，有人設(shè)計(jì)了以下4個(gè)雜交組合，雜交前對(duì)每個(gè)組合中父本的花藥進(jìn)行誘變處理，然后與未經(jīng)處理的母本進(jìn)行雜交。若要通過對(duì)雜交子一代表現(xiàn)型的分析來確定該基因是否發(fā)生突變，則最佳的雜交組合是(　　)。 A. ♂無芒♀有芒( ♂AA♀aa) B. ♂無芒♀有芒( ♂Aa♀aa) C. ♂無芒♀無芒( ♂Aa♀Aa) D. ♂無芒♀無芒( ♂AA♀Aa) 解析　本題考查育種原理及其應(yīng)用的知識(shí)。在四個(gè)選項(xiàng)中，A選項(xiàng)中，♀、 ♂個(gè)體均為純合子，是具有相對(duì)性狀的親本組合，其雜交后代只有一種表現(xiàn)型，即顯性性狀，若 ♂無芒個(gè)體中A突變?yōu)閍，則雜交后代將會(huì)出現(xiàn)有芒和無芒，A選項(xiàng)適合；而B、C、D選項(xiàng)中，其親本♀、 ♂個(gè)體均有雜合子，故通過雜交實(shí)驗(yàn)無法檢測 ♂無芒個(gè)體中的基因A是否突變?yōu)榛騛。 答案　A 2．(xx海南單科，29)無子西瓜是由二倍體(2n＝22)與同源四倍體雜交后形成的三倍體?；卮鹣铝袉栴}。 (1)雜交時(shí)選用四倍體植株作母本，用二倍體植株作父本，取其花粉涂在四倍體植株的________上，授粉后套袋。四倍體植株上產(chǎn)生的雌配子含有________條染色體，該雌配子與二倍體植株上產(chǎn)生的雄配子結(jié)合，形成含有________條染色體的合子。 (2)上述雜交獲得的種子可發(fā)育為三倍體植株。該植株會(huì)產(chǎn)生無子果實(shí)，該果實(shí)無子的原因是三倍體的細(xì)胞不能進(jìn)行正常的________分裂。 (3)為了在短期內(nèi)大量繁殖三倍體植株，理論上可以采用________的方法。 解析　本題以三倍體無子西瓜的培育過程為信息載體，考查了多倍體育種的方法。(1)在三倍體無子西瓜培育過程中，以四倍體植株為母本，授以二倍體植株花粉，可獲得三倍體西瓜種子(胚)。四倍體植株上產(chǎn)生的雌配子含有22條染色體，二倍體產(chǎn)生的雄配子含11條染色體，則合子中含有三個(gè)染色體組，33條染色體。(2)三倍體西瓜無子的原因是：三倍體的細(xì)胞含有三個(gè)染色體組，在減數(shù)分裂時(shí)，染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生正常的生殖細(xì)胞。(3)由于三倍體植株不能進(jìn)行有性繁殖，故可采用組織培養(yǎng)等無性生殖方式繁殖。 答案　(1)雌蕊(或柱頭)　22　33 (2)減數(shù) (3)組織培養(yǎng)(其他合理答案也可) 3．(xx浙江理綜，32)玉米的抗病和不抗病(基因?yàn)锳、a)、高稈和矮稈(基因?yàn)锽、b)是兩對(duì)獨(dú)立遺傳的相對(duì)性狀。現(xiàn)有不抗病矮稈玉米種子(甲)，研究人員欲培育抗病高稈玉米，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)： 取適量的甲，用合適劑量的γ射線照射后種植，在后代中觀察到白化苗4株、抗病矮稈1株(乙)和不抗病高稈1株(丙)。將乙與丙雜交，F(xiàn)1中出現(xiàn)抗病高稈、抗病矮稈、不抗病高稈和不抗病矮稈。選取F1中抗病高稈植株上的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得幼苗，經(jīng)秋水仙素處理后選出純合二倍體的抗病高稈植株(丁)。 另一實(shí)驗(yàn)表明，以甲和丁為親本進(jìn)行雜交，子一代均為抗病高稈。 請(qǐng)回答下列問題。 (1)對(duì)上述1株白化苗的研究發(fā)現(xiàn)，控制其葉綠素合成的基因缺失了一段DNA，因此該基因不能正常________，功能喪失，無法合成葉綠素，表明該白化苗的變異具有________的特點(diǎn)，該變異類型屬于________。 (2)上述培育抗病高稈玉米的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了________、單倍體育種和雜交育種技術(shù)，其中雜交育種技術(shù)依據(jù)的原理是________?；ㄋ庪x體培養(yǎng)中，可通過誘導(dǎo)愈傷組織分化出芽、根獲得再生植株，也可通過誘導(dǎo)分化成________獲得再生植株。 (3)從基因組成看，乙與丙植株雜交的F1中抗病高稈植株能產(chǎn)生________種配子。 (4)請(qǐng)用遺傳圖解表示乙與丙植株雜交得到F1的過程。 解析　此題考查基因突變、遺傳育種等知識(shí)。(1)γ射線照射玉米種子，可能會(huì)導(dǎo)致葉綠素合成基因發(fā)生突變，產(chǎn)生白化苗，該種變異對(duì)幼苗本身是有害的。(2)本實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用了多種育種方法。γ射線照射種子是運(yùn)用了誘變育種方法；抗病矮稈(乙)和不抗病高稈(丙)雜交得到F1，運(yùn)用了雜交育種方法；最后選取F1中抗病高稈植株的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得幼苗，再用秋水仙素處理后得到純合二倍體的抗病高稈植株，這是單倍體育種方法?；ㄋ庪x體培養(yǎng)過程中，可通過誘導(dǎo)愈傷組織分化成胚狀體獲得再生植株，也可直接誘導(dǎo)愈傷組織分化出根、芽，獲得再生植株。(3)不抗病矮稈(甲)和抗病高稈(丁)雜交，子一代均為抗病高稈，這說明抗病、高稈均為顯性，故甲、丁基因型分別為aabb、AABB。由甲突變來的乙、丙植株基因型分別為Aabb、aaBb。乙與丙雜交得到的F1中抗病高稈植株基因型為AaBb，AaBb植株可產(chǎn)生Ab、AB、aB、ab四種配子。(4)乙、丙植株基因型分別為Aabb、aaBb。書寫遺傳圖解時(shí)注意不要漏寫P、配子、F1及各種表現(xiàn)型的比例等。 答案　(1)表達(dá)　有害性　基因突變　(2)誘變育種　基因重組　胚狀體　(3)4 (4) 基因工程 4.(xx浙江理綜，6)天然的玫瑰沒有藍(lán)色花，這是由于缺少控制藍(lán)色色素合成的基因B，而開藍(lán)色花的矮牽牛中存在序列已知的基因B?，F(xiàn)用基因工程技術(shù)培育藍(lán)玫瑰，下列操作正確的是(　　)。 A．提取矮牽牛藍(lán)色花的mRNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得互補(bǔ)的DNA，再擴(kuò)增基因B B．利用限制性核酸內(nèi)切酶從開藍(lán)色花矮牽牛的基因文庫中獲取基因B C．利用DNA聚合酶將基因B與質(zhì)粒連接后導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞 D．將基因B直接導(dǎo)入大腸桿菌，然后感染并轉(zhuǎn)入玫瑰細(xì)胞 解析　此題考查基因工程及其應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)。獲取目的基因B，可先提取矮牽牛藍(lán)色花的mRNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得互補(bǔ)的DNA，再經(jīng)PCR技術(shù)擴(kuò)增，A正確；基因文庫構(gòu)建時(shí)是將目的基因與載體連接起來，形成重組載體，再導(dǎo)入受體菌中儲(chǔ)存和擴(kuò)增，提取目的基因時(shí)不再使用限制酶，B錯(cuò)誤；連接目的基因與質(zhì)粒的酶是DNA連接酶，C錯(cuò)誤；將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞，常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，不使用大腸桿菌，D錯(cuò)誤。 答案　A (時(shí)間：45分鐘) A級(jí)　基礎(chǔ)演練 1．(xx南京一模)科學(xué)家將豌豆染色體片段導(dǎo)入玉米細(xì)胞，培育出具有豌豆優(yōu)良性狀而染色體數(shù)目不變的玉米新品種。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)。 A．新品種玉米的培育原理是染色體結(jié)構(gòu)變異 B．新品種玉米表現(xiàn)出的豌豆性狀一定是單基因控制的性狀 C．新品種玉米自交后代仍然都具有豌豆的優(yōu)良性狀 D．新品種玉米能表現(xiàn)出玉米和豌豆的所有性狀 解析　由題意知新品種玉米的某染色體上加入了豌豆的染色體片段，發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)的變異；導(dǎo)入的染色體片段上有多個(gè)基因，所以新品種玉米表現(xiàn)出的豌豆性狀也可能是多基因控制的性狀，且該玉米自交后代可能會(huì)發(fā)生性狀分離，不一定都具有豌豆的優(yōu)良性狀，該玉米不能表現(xiàn)出玉米和豌豆的所有性狀。 答案　A 2．(xx銀川、吳忠聯(lián)考)育種專家在稻田中發(fā)現(xiàn)一株十分罕見的“一稈雙穗”植株，經(jīng)鑒定該變異性狀是由基因突變引起的。下列敘述正確的是(　　)。 A．這種現(xiàn)象是由顯性基因突變成隱性基因引起的 B．該變異株自交可產(chǎn)生這種變異性狀的純合個(gè)體 C．觀察細(xì)胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置 D．將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系 解析　由題意可知，該突變也可能是顯性突變，A錯(cuò)；基因突變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下是不可見的，C錯(cuò)；花藥離體培養(yǎng)得到的是單倍體，需要用秋水仙素處理單倍體幼苗，才能獲得能穩(wěn)定遺傳的純合子，D錯(cuò)。 答案　B 3．(xx泉州質(zhì)檢)下列有關(guān)育種方法的敘述中，正確的是(　　)。 A．多倍體育種需在獲得單倍體植株的基礎(chǔ)上進(jìn)行 B．單倍體育種需在親本植株染色體數(shù)加倍的基礎(chǔ)上進(jìn)行 C．雜交育種的親本雙方可以是具有相對(duì)性狀的雜合子 D．誘變育種可以獲得目的基因發(fā)生定向變異的新類型 解析　人工誘導(dǎo)多倍體的方法很多，如低溫處理，目前最常用而且最有效的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，而非在單倍體植株的基礎(chǔ)上進(jìn)行；單倍體育種是先采用花藥(花粉)離體培養(yǎng)的方法得到單倍體，然后經(jīng)過人工誘導(dǎo)使染色體加倍，使其重新恢復(fù)到正常植株的染色體數(shù)目；雜交育種利用的原理是基因重組，雙親既可以是雜合子，也可以是純合子；誘變育種的原理是基因突變，基因突變是不定向的，所以育種過程中需要篩選出變異的新類型。 答案　C 4．(xx蘇錫常鎮(zhèn)四市一調(diào))通過下列育種方法產(chǎn)生的后代，其染色體數(shù)一定發(fā)生變化的是(　　)?！　　　　　　　　　　　　　　　　　? A．單倍體育種 B．植物體細(xì)胞雜交育種 C．雜交育種 D．轉(zhuǎn)基因育種 解析　單倍體育種過程中用秋水仙素處理幼苗，后代的染色體數(shù)沒有發(fā)生變化；植物體細(xì)胞雜交產(chǎn)生的后代的染色體數(shù)是兩種植物體細(xì)胞的染色體數(shù)之和。 答案　B 5．如圖為DNA分子的某一片段，其中①②③分別表示某種酶的作用部位，則相應(yīng)的酶依次是(　　)。 A．DNA連接酶、限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶 B．限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶、DNA連接酶 C．解旋酶、限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶 D．限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、解旋酶 答案　C 6．(xx北京西城區(qū)期末)下列有關(guān)基因工程操作的敘述正確的是(　　)。 A．用同種限制性核酸內(nèi)切酶切割運(yùn)載體與目的基因可獲得相同黏性末端 B．以蛋白質(zhì)的氨基酸序列為依據(jù)合成的目的基因與原基因的堿基序列相同 C．檢測到受體細(xì)胞含有目的基因就標(biāo)志著基因工程操作的成功 D．用含抗生素抗性基因的質(zhì)粒作為運(yùn)載體是因?yàn)槠淇剐曰虮阌谂c外源基因連接 解析　因多種密碼子可決定一種氨基酸，故以蛋白質(zhì)的氨基酸序列為依據(jù)合成的目的基因與原基因的堿基序列不一定完全相同；目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)才能說明基因工程操作的成功；用含抗生素抗性基因的質(zhì)粒作為運(yùn)載體是因?yàn)楸阌诤Y選。 答案　A 7．通過DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造的動(dòng)物稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。運(yùn)用這一技術(shù)可使羊奶中含有人體蛋白質(zhì)，下圖表示這一技術(shù)的基本過程，在該工程中所用的基因“剪刀”能識(shí)別的序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，請(qǐng)回答下面的問題。 (1)從羊染色體中“剪下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是________________，人體蛋白質(zhì)基因“插入”后連接在羊體細(xì)胞染色體中需要的酶是________。 (2)請(qǐng)畫出質(zhì)粒被切割形成黏性末端的過程圖。 －G↓GATC C—―→ (3)人體蛋白質(zhì)基因之所以能連接到羊的染色體DNA中，原因是______________________，人體蛋白質(zhì)基因?qū)胙蚣?xì)胞時(shí)常用的工具是________。 (4)此過程中目的基因的檢測與表達(dá)中的表達(dá)是指________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)你認(rèn)為此類羊產(chǎn)的奶安全可靠嗎？理由是什么？ ________________________________________________________________________。 解析　本題的第(1)問比較簡單，難點(diǎn)是第(2)問，首先要按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，由已知的一條鏈完成質(zhì)粒雙鏈上的堿基序列，再根據(jù)切點(diǎn)寫出切割后形成的黏性末端。(3)要求回答基因能夠拼接的原因，不同生物的DNA化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)相同，即都具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞需要先與運(yùn)載體結(jié)合，最常用的運(yùn)載體是質(zhì)粒，也可以用動(dòng)物病毒。(4)基因的表達(dá)是指基因通過控制蛋白質(zhì)的合成來控制生物的性狀，即通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。(5)為開放性的問題，但要注意回答的理由要與觀點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。 答案　(1)限制性核酸內(nèi)切酶　DNA連接酶 (2)—G　　　G— (3)具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(有互補(bǔ)的堿基序列)　細(xì)菌質(zhì)粒或動(dòng)物病毒　(4)人體蛋白質(zhì)基因在羊體細(xì)胞內(nèi)控制合成人體蛋白質(zhì)　(5)安全。因目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，控制合成的人奶蛋白質(zhì)成分沒有改變(或不安全，因目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，可能由于羊細(xì)胞中某些成分的影響，合成的蛋白質(zhì)成分可能發(fā)生一定的改變) 8．(xx廣東茂名一模，27)已知水稻的光效(光能利用效率)由一對(duì)基因(A、a)控制，抗病性由另一對(duì)基因(B、b)控制，兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳。高光效抗病水稻的育種方案如下，請(qǐng)回答下列問題。 (1)水稻的低光效與高光效這對(duì)相對(duì)性狀中，________是顯性性狀，而甲的基因型為________。 (2)假設(shè)輻射處理后得到一株水稻，檢測突變基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA，發(fā)現(xiàn)第二個(gè)密碼子中的一個(gè)堿基發(fā)生替換，問該水稻的光能利用效率一定提高嗎？________，原因是 ________________________________________________________________________。 (3)若用乙培育高光效抗病水稻新品種，為了提高其在子代中的比例，應(yīng)采用的育種方法是________，其比例為____________。 (4)若右圖為一株水稻(Aa)減數(shù)分裂過程中的一個(gè)細(xì)胞，同一條染色體兩條姐妹染色單體的同一位點(diǎn)上的基因分別是A和a，造成這種結(jié)果可能的原因有_______________________。 若要使水稻的高光效基因在玉米植株中表達(dá)，從理論上講常用的育種方法是________。 解析　(1)由F1(F1中低光效抗病水稻與高光效抗病水稻＝3∶1)可推出低光效是顯性性狀，且乙的基因型是AaBB或Aabb，因此，甲的基因型為AABB或AAbb。(2)由于密碼子具有簡并性，基因突變不一定會(huì)引起性狀的改變，因此，輻射處理后得到一株水稻，檢測突變基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA，發(fā)現(xiàn)第二個(gè)密碼子中的一個(gè)堿基發(fā)生替換，該水稻的光能利用效率不一定提高。(3)單倍體育種能在較短時(shí)間內(nèi)得到純合體。由于乙的基因型是AaBB或Aabb，因此，用乙培育高光效抗病水稻新品種的比例為。(4)一株水稻(Aa)減數(shù)分裂過程中的一個(gè)細(xì)胞，同一條染色體的兩條姐妹染色單體的同一位點(diǎn)上的基因分別是A和a，造成這種結(jié)果可能的原因有基因突變或同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換。 答案　(1)低光效　AABB或AAbb (2)不一定　密碼子具有簡并性(或一個(gè)氨基酸可以由幾個(gè)不同的密碼子來決定) (3)單倍體育種　 (4)基因突變或同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換　基因工程 B級(jí)　智能提升 9．(xx西安一模，4)如圖表示某種農(nóng)作物品種①和②培育出⑥的幾種方法，有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　)。 A．培育品種⑥的最簡捷途徑是Ⅰ→V B．通過Ⅱ→Ⅳ過程最不容易到達(dá)目的 C．通過Ⅲ→Ⅵ過程的原理是染色體變異 D．過程Ⅵ常用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 解析　通過雜交育種獲得符合要求的新品種是最簡便的方法，A正確；由①―→④屬于基因突變，由于突變率很低，故通過Ⅱ―→Ⅳ過程不易達(dá)到目的，B正確；Ⅲ―→Ⅵ過程是單倍體育種過程，其原理是染色體變異，C正確；過程Ⅵ是通過花粉的離體培養(yǎng)獲得單倍體，不存在種子，D錯(cuò)誤。 答案　D 10．(xx襄陽調(diào)研)下列關(guān)于育種方法的敘述正確的是(　　)。 A．用雜交的方法進(jìn)行育種，往往從F1自交后代中可篩選出符合人類需要的優(yōu)良品種 B．用輻射的方法進(jìn)行誘變育種，誘變后的植株一定比誘變前的植株具備更多優(yōu)良性狀 C．用基因型為DdTt的植株進(jìn)行單倍體育種，所育的新品種自交后代中約有為純合子 D．用基因型為DdTt的植株進(jìn)行多倍體育種，所育的新品種和原品種雜交一定能產(chǎn)生可育后代 解析　誘變育種的生物學(xué)原理為基因突變，基因突變具有多害少利和不定向的特點(diǎn)，故誘變后的植株不一定比誘變前的植株具備更多優(yōu)良性狀，故B錯(cuò)誤。用基因型為DdTt的植株進(jìn)行單倍體育種，產(chǎn)生的新品種全為純合子，其自交后代也全為純合子，故C錯(cuò)誤。二倍體植株染色體加倍后成為四倍體植株，四倍體植株和原二倍體植株雜交得到的三倍體植株是高度不育的，故D錯(cuò)誤。 答案　A 11．(xx浙江五校聯(lián)考，18)下圖為利用純合高稈(D)抗病(E)小麥和純合矮稈(d)染病(e)小麥快速培育純合優(yōu)良小麥品種矮稈抗病小麥(ddEE)的示意圖，下列有關(guān)此圖的敘述錯(cuò)誤的是(　　)。 ddEE (花藥)(單倍體) A．②過程中發(fā)生了非同源染色體的自由組合 B．實(shí)施④過程通常用一定濃度的秋水仙素 C．實(shí)施③過程依據(jù)的主要生物學(xué)原理是細(xì)胞增殖 D．實(shí)施①過程的主要目的是讓控制不同優(yōu)良性狀的基因組合到一起 解析?、圻^程為花藥離體培養(yǎng)過程，依據(jù)的主要生物學(xué)原理是細(xì)胞的全能性；②過程為減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程，發(fā)生了非同源染色體的自由組合；實(shí)施④過程通常用一定濃度的秋水仙素使染色體數(shù)目加倍；①過程為具有相對(duì)性狀的親本雜交，其主要目的是讓控制不同優(yōu)良性狀的基因組合到一起。 答案　C 12．(xx蘇錫常鎮(zhèn)四市一調(diào))李振聲院士運(yùn)用小麥與偃麥草(一種野生牧草)遠(yuǎn)緣雜交并誘導(dǎo)染色體移接，成功培育出多個(gè)優(yōu)良小麥新品種。下列有關(guān)敘述中不正確的是(　　)。 A．小麥和偃麥草之間存在生殖隔離 B．大多數(shù)染色體變異對(duì)生物體是不利的 C．染色體移接屬于染色體數(shù)目變異 D．這項(xiàng)研究體現(xiàn)了生物多樣性的價(jià)值 解析　小麥和偃麥草是兩個(gè)物種，二者之間存在生殖隔離；大多數(shù)染色體變異對(duì)生物體是不利的；染色體移接屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；題中所述研究體現(xiàn)了生物多樣性的直接價(jià)值。 答案　C 13．(xx南京四校聯(lián)考)已知水稻的高稈(A)對(duì)矮稈(a)為顯性，抗病(B)對(duì)感病(b)為顯性，有芒(D)對(duì)無芒(d)為顯性，三對(duì)相對(duì)性狀獨(dú)立遺傳。請(qǐng)回答下列問題。 (1)現(xiàn)有三個(gè)純系水稻品種：①矮稈感病有芒，②高稈感病有芒，③高稈抗病無芒。要在最短時(shí)間內(nèi)獲得矮稈抗病無芒純系新品種，請(qǐng)寫出育種過程。 第一步：________________________________________________________________________。 第二步：________________________________________________________________________。 第三步：________________________________________________________________________。 (2)為獲得矮稈無芒的新品種，科研人員設(shè)計(jì)了育種方案，如圖所示。根據(jù)預(yù)期，F(xiàn)1植株所結(jié)種子分株保存、播種后長出的植株應(yīng)既有高稈，又有矮稈。但研究人員發(fā)現(xiàn)有一株植株所結(jié)的種子播種后長出的植株全部表現(xiàn)為矮稈，并據(jù)此推斷F1中有純合矮稈植株。通過分析認(rèn)為，F(xiàn)1中純合矮稈植株出現(xiàn)的原因可能有兩種：一是母本去雄不徹底，母本自交；二是父本在減數(shù)分裂形成花粉時(shí)，一個(gè)高稈基因發(fā)生了基因突變。要確定是哪一種原因，可以通過分析F2矮稈植株上所結(jié)種子的表現(xiàn)情況來進(jìn)行判斷。 觀察F1各植株所結(jié)種子長出的植株性狀 ①如果所結(jié)種子的表現(xiàn)型為________，則原因是母本去雄不徹底，發(fā)生了自交。 ②如果所結(jié)種子的表現(xiàn)型為________，則原因是父本在減數(shù)分裂形成花粉時(shí)，一個(gè)高稈基因發(fā)生了基因突變。 解析　(1)根據(jù)育種要求，需通過雜交將矮稈、抗病、無芒基因集中在同一生物體中，因此選擇①和③雜交，F(xiàn)1的基因型為AaBbDd，然后通過單倍體育種方法獲得純合矮稈抗病無芒純合子。(2)采用逆推法，母本的基因型為aaDD，父本的基因型為AAdd，二者雜交形成F1，①若母本去雄不徹底，母本發(fā)生自交，則F1中還有基因型為aaDD的個(gè)體，該植株自交后代全為矮稈有芒，因此，若F2矮稈植株上所結(jié)種子全為有芒，則可推測是母本去雄不徹底；②若父本減數(shù)分裂形成花粉時(shí)發(fā)生基因突變，則父本的基因型為Aadd，和母本雜交，F(xiàn)1的基因型為aaDd和AaDd，F(xiàn)1自交，后代中既有有芒，也有無芒。 答案　(1)第一步：選擇①和③雜交得到F1 第二步：取F1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，獲得單倍體幼苗 第三步：用秋水仙素處理單倍體幼苗，然后選育矮稈抗病無芒的純系新品種 (2)①全為有芒?、谟忻⒑蜔o芒 14．(xx廈門質(zhì)檢)家蠶是二倍體生物，含56條染色體，ZZ為雄性，ZW為雌性。幼蠶體色中的有斑紋和無斑紋性狀分別由Ⅱ號(hào)染色體上的A和a基因控制。雄蠶由于吐絲多，絲的質(zhì)量好，更受蠶農(nóng)青睞，但在幼蠶階段，雌雄不易區(qū)分。于是，科學(xué)家采用如圖所示的方法培育出了“限性斑紋雌蠶”來解決這個(gè)問題。請(qǐng)回答下面的問題。 (1)家蠶的一個(gè)染色體組含有________條染色體。 (2)圖中變異家蠶的“變異類型”屬于染色體變異中的________。由變異家蠶培育出限性斑紋雌蠶所采用的育種方法是________。圖中的限性斑紋雌蠶的基因型為________。 (3)在生產(chǎn)中，可利用限性斑紋雌蠶和無斑紋雄蠶培育出可根據(jù)體色辨別幼蠶性別的后代。請(qǐng)用遺傳圖解和適當(dāng)?shù)奈淖?，描述選育雄蠶的過程。 解析　(1)二倍體家蠶體細(xì)胞中有56條染色體，其生殖細(xì)胞中有28條染色體，則其一個(gè)染色體組含有28條染色體。(2)由圖示可知，家蠶的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。由變異家蠶培育出限性斑紋雌蠶利用的是雜交育種。圖中的限性斑紋雌蠶的基因型是aaZWA。(3)可以用限性斑紋雌蠶和無斑紋雄蠶雜交，其后代中無斑紋的都是雄蠶，有斑紋的都是雌蠶。 答案　(1)28　(2)染色體結(jié)構(gòu)變異　雜交育種　aaZWA (3)如圖 文字說明：后代中有斑紋的均為雌蠶，應(yīng)淘汰；無斑紋的為雄蠶，應(yīng)保留。