一、选择题(每小题4分,共48分)
1.(2009·武汉模拟)对下列有关形成原理或技术的叙述,正确的是 ( )
A.培育无子西瓜是利用单倍体育种原理
B.“抗虫棉”的获得是利用杂交育种的原理
C.“太空椒”的获得主要利用了基因突变原理
D.培育青霉素高产菌株是利用了基因工程技术
【解析】 此题考查培育优良品种的生物学技术。培育无子西瓜是利用多倍体育种原理:“抗虫棉”的获得是利用了基因工程技术;培育青霉素高产菌株是利用了诱变育种原理:“太空椒”是运用航天技术将种子带入太空中,使种子在“微重力”的环境中发生基因突变,然后返回地面种植培育而成的。
【答案】 C
2.(2009·成都模底测试)以下情况属于染色体变异的是 ( )
①唐氏综合征患者细胞中的第21号染色体有3条 ②同源染色体之间发生了相应部分的交叉互换 ③染色体数目增加或减少 ④花药离体培养后长成的植株 ⑤非同源染色体之间自由组合 ⑥染色体上DNA碱基对的增添、缺失
A.②④⑤ B.①③④⑥
C.②③④⑥ D.①③④
【解析】 染色体变异包括染色体数目、结构变异,DNA碱基对的变化属于基因突变,交叉互换属于基因重组。
【答案】 D
3.(2009·山东省高考模拟)作物育种是生物技术的一项重要内容,其方法手段也日益先进和多样化。现有一基因型为AaBB的生物,现在要将它转变为基因型为①AABB ②aB ③AaBBC ④AAaaBBBB的生物,可以采取的且更易进行的相关技术及排列正确的一组是
( )
A.诱变育种、花药离体培养、转基因技术、细胞融合
B.杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种
C.诱变育种、多倍体育种、花药离体培养、转基因技术
D.花药离体培养、转基因技术、多倍体育种、诱变育种
【解析】 由基因型为AaBB的生物培育基因型为AABB的生物,通过杂交即可,通过诱变育种盲目性大;培育基因型为aB的生物通过花药离体培养即可;培育基因型为AaBBC的生物,只是在原来生物基因型的基础上加上基因C,即通过转基因技术完成;AAaaBBBB是四倍体,可通过秋水仙素使染色体加倍获得,也可通过细胞融合获得,但前者更容易操作。
【答案】 B
4.(2009·山东省高考模拟)下列所列出的是四种常见育种方法的优、缺点,请填出①~④所对应的育种方法名称 ( )
育种名称 | 优点 | 缺点 |
①____ | 使位于不同个体的优良性状集中在一个个体上 | 时间长、需及时发现优良性状 |
②____ | 可以提高变异频率或出现新性状,加速育种进程 | ①有利变异少,需大量处理实验材料②变异具有不确定性,盲目性大 |
③____ | 明显缩短育种年限 | 技术复杂 |
④____ | 提高产量和营养成分 | 适用于植物,在动物上很难开展 |
B.基因工程育种 杂交育种 单倍体育种 多倍体育种
C.诱变育种 杂交育种 多倍体育种 单倍体育种
D.杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种
【解析】 杂交育种可集中双亲优良性状,但育种时间较长;诱变育种可培育新性状但较盲目;单倍体育种可明显缩短育种年限,但花药离体培养技术较复杂;多倍体育种可提高产量和营养成分,适于植物育种。
【答案】 D
5.(2009·郑州模拟)下列几种育种方法中,只产生出与亲代相同基因型品种的育种方式是 ( )
A.杂交育种 B.单倍体育种
C.植物的组织培养 D.人工诱变育种
【解析】 杂交育种的原理是基因重组,可以产生出与亲代不同基因型的品种;单倍体育种的原理是染色体变异,其常用方法是花药离体培养,可以产生出与亲代不同的基因型品种;多倍体育种、人工诱变育种也都可以产生出与亲代不同的基因型品种;植物的组织培养属于无性生殖。
【答案】 C
6.(2009·天津河西高三期末)科学家做了两项实验:(1)用适当浓度的生长素溶液处理未授粉的番茄花蕾子房,发育成无子番茄。(2)用四倍体与二倍体西瓜杂交,获得三倍体西瓜株,给其雌蕊授二倍体花粉,子房发育成无子西瓜。下列有关叙述正确的是 ( )
A.上述无子番茄性状能遗传
B.若取无子番茄植株进行无性繁殖,长成的植株所结果实中有种子
C.上述无子西瓜进行无性繁殖,长成的植株所结果实中有种子
D.若取上述无子西瓜进行无性繁殖,长成的植株子房壁细胞含有四个染色体组
【解析】 本题通过无子果实的产生考查生物变异的知识,本题难度中等。无子番茄的产生原理是生长素能促进子房发育成果实,该过程中细胞中遗传物质没有发生改变,故不能遗传;而无子西瓜的产生原理是染色体变异,属于可遗传的变异,因为不能产生种子,故需经无性繁殖,后代体细胞中含三个染色体组。
【答案】 B
7.(2009·开封模拟)下列关于育种的叙述中,符合实际的是 ( )
A.用物理因素诱变处理可提高突变率
B.诱变育种和杂交育种均可形成新的基因
C.三倍体植物不能由受精卵发育而来
D.诱变获得的突变体多数表现出优良性状
【解析】 利用人工诱发基因突变的方法可以提高基因突变频率,A项正确;杂交育种的原理是基因重组,基因重组的结果不能产生新的基因,能够形成新的基因型,诱变育种依据的原理是基因突变,基因突变能够产生新的基因,基因突变是不定向的,BD项错误;四倍体植物与二倍体植物杂交就能形成含有三个染色体组的受精卵,这样由受精卵发育成的个体就是三倍体,C项错误。
【答案】 A
8.(2009·海淀区期末)已知水稻的一个染色体组含12条染色体。用秋水仙素处理一倍体水稻幼苗的芽尖,导致细胞染色体加倍。该苗发育成的植株各部分细胞中的染色体数目分别是 ( )
A.根尖24、花粉粒24、叶肉48
B.根冠24、叶肉48、子房48
C.珠被48、花丝24、卵细胞24
D.叶肉24、根毛细胞12、受精极核36
【解析】 一倍体水稻含1个染色体组(12条染色体),秋水仙素处理幼苗的芽尖使染色体加倍,由芽尖发育成的叶肉细胞含24条染色体,根毛细胞没被处理仍为12条染色体,受精极核由2个极核与1个精子结合而成,所以染色体数=12+12+12=36条。
【答案】 D
9.(2009·黄冈高三期末)下列有关单倍体的叙述中,正确的是 ( )
A.二倍体植物未经受精的卵细胞发育成的植株,一定是单倍体
B.含有两个染色体组的生物体,一定不是单倍体
C.生物的精子或卵细胞一定都是单倍体
D.含有奇数染色体组的个体一定是单倍体
【解析】 本题考查了单倍体基础知识。单倍体是指体细胞内含有本物种配子染色体数目的个体。二倍体植物的配子未经受精直接发育成的植株就是单倍体。因此答案是A。
【答案】 A
10.(2009·福建省高三检测)下列有关育种的叙述,正确的是 ( )
A.用γ射线照射作物种子,获得所需性状的频率很低
B.可用杂交育种的方法获得新的基因
C.三倍体植物不能由受精卵发育而来
D.诱变获得的突变体多数能表现出优良性状
【解析】 人工诱变获得所需性状的频率很低,突变体多数不能表现出优良性状;杂交育种的方法只可实现将不同亲本的优良性状集中在一起,但不能获得新的基因;三倍体植物能由受精卵发育而来,故只有A选项正确。
【答案】 A
11.(2009·福建高三质检)以基因型为RRYY和rryy的二倍体植株为亲本,欲培育出基因型为RRrrYYyy的植株,下列方法可行的是 ( )
①F1不断自交 ②以秋水仙素处理F1 ③利用F1的花药进行离体培养 ④运用植物体细胞杂交技术培育
A.②或③ B.③或④
C.①或② D.②或④
【解析】 本题考查植物的育种方式,难度较小。要培育多倍体植物可以采用的方法一是可以利用秋水仙素处理实现加倍,二是可以采用细胞工程的方法。
【答案】 D
12.(2009·唐山模拟)右图表示某动物的一个正在的细胞,下列判断正确的是 ( )
A.该状态的细胞可发生基因重组现象
B.该状态下的细胞内不发生ATP水解
C.①②③可组成一个染色体组,④⑤⑥为一个染色体组
D.若①是X染色体,则④是Y染色体,其余是常染色体
【解析】 该细胞处于减数第二次后期,基因重组发生在减数第一次后期。任何生活状态的细胞都有ATP的水解与合成。若①是X染色体,则④一定是X染色体,因为减数第二次后期,着丝点,两条染色单体分开,成为两条染色体。
【答案】 C
二、非选择题(共52分)
13.(14分)(2009·西城区抽样检测)1993年,生物学家利用太空搭载的常规水稻种子做“太空条件下植物突变类型”的课题研究。当年,科学家将这些遨游太空后的种子播种后长出2000多株禾苗,只有其中1株出现与众不同的特性。在此后15年的种植培养过程中,这株水稻的后代发生了变异,有糯化早熟型、长粒型、高粗秆大穗型、小粒型、大粒型等十多个品种,有的植株高达1.8米左右。
(l)实验结果表明该变异最有可能是__________,属于__________。
(2)通过太空搭载获得新的水稻品种,这种育种方法是__________。与之相比,传统杂交育种的时间较长,其依据的原理是__________________________。
(3)2000多株禾苗中,只有其中1株出现与众不同的特性,而其后代发生变异形成了十多个品种,说明突变具有____________的特点。
(4)变异的水稻中,植株过高的品种不会成为理想的育种对象。但是在能源匮乏的今天这种水稻的秸秆也许会成为制备“生物能源”的材料。在“秸秆乙醇”生产中主要采用的生物技术是____________,要获得较高的产量首先要______________。
【解析】 (1)从“这株水稻的后代发生了变异”的事实说明该变异为基因突变,属于可遗传的变异。(2)这种利用太空微重力和强辐射条件进行的育种属于诱变育种,其原理为基因突变;而传统杂交育种的原理是基因重组。(3)基因突变具有突变频率低、不定向性和弊多利少性等特点。
【答案】 (1)基因突变 可遗传变异 (2)诱变育种 基因重组 (3)发生频率低、不定向 (4)发酵工程 选育优良菌种
14.(18分)(2009·贵阳高三期末)下图表示某农作物的两种育种方法。
请据图回答:
(1)过程④⑤的育种方法是________,依据的遗传学原理是________。
(2)若C品种的基因型为AaBbdd,D植株中能稳定遗传的个体占其后代总数的________。正常情况下,F植株的基因型有________种。
(3)⑤过程使染色体数目加倍的方法是用________处理,其作用原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若C作物为水稻,非糯性和糯性是一对相对性状,已知非糯性花粉遇碘呈蓝黑色,糯性花粉遇碘呈橙红色。将经过③过程形成的花粉粒加碘液染色,显微镜下观察,花粉有一半是蓝黑色,一半是橙红色,实验结果验证了________定律。
【答案】 (1)单倍体育种 染色体变异
(2)1/4(或25%) 4
(3)秋水仙素 抑制纺锤体的形成,影响染色体被拉向两极,细胞不能,染色体数目加倍
(4)基因的分离
15.(20分)回答一组育种问题
(1)用体细胞杂交方法将四倍体马铃薯(4X)与二倍体马铃薯(2X)种间杂交得到__________倍体马铃薯,与常规方法相比体细胞杂交选育马铃薯优良品种的主要优点是__________。要大量繁殖培育出的兼有两种优良品质的物种,最好用__________方法。
(2)普通土豆破损后容易褐变,其原因是细胞中存在一种酶,它由位于染色体上的一对显性基因(设为T)控制。美国科学家运用基因技术培育出敲除(删除)一个T基因的土豆,接着通过自交的方法培育出完全敲除T基因的土豆。运用基因技术培育出敲除一个T基因的土豆,需要用到的工具酶有__________;用遗传图解表示科学家通过自交的方法培育出完全敲除T基因的土豆的方法为:__________。
(3)二粒麦是由亲缘关系较近的一粒小麦和山羊草通过属间杂交,并经染色体自然加倍进化而成,如下图所示(图中N1、N2分别代表不同的染色体组)。
2006年度国家最高科技奖获得者、小麦育种专家李振声利用普通小麦(N1N1N2N2N3N3=42)和长穗偃麦草(N4N4=70)培育的中间偃麦草(八倍体)等为材料经多年研究培育成八倍体小偃麦、小偃4、5、6等系列小麦良种。普通小麦和长穗偃麦草的亲缘关系较一粒麦和山羊草的亲缘关系远得多,若用普通小麦和长穗偃麦草为实验材料培育出可育的八倍体中间偃麦草,试参照上图的形式画出简要示意图。
【解析】 (1)将四倍体马铃薯(4X)与二倍体马铃薯(2X)种间杂交得到异源六倍体马铃薯。运用植物体细胞杂交法能够克服远源杂交不亲和的障碍,大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围;
(2)敲除T基因(DNA)首先需要用性内切酶切除基因片断,然后再用DNA连接酶将该DNA分子重新连接起来。而剔除了1个T基因的马铃薯植株可以当作一个杂合体(Tt)来研究,通过Tt自交得到完全剔除T基因的马铃薯品种(tt)。
(3)普通小麦和长穗偃麦草的亲缘关系较一粒麦和山羊草的亲缘关系远得多,说明两者不能进行有性杂交,故只能考虑体细胞杂交法。
【答案】 (1)六 克服远源杂交不亲和的障碍,大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围 组织培养
(2)酶、连接酶 Tt1/4tt
(3)见图。