第6章   从杂交育种到基因工程
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第6章   从杂交育种到基因工程

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资料简介
第6章   从杂交育种到基因工程 1、(江苏卷·23)下列关于育种的叙述中,错误的是(    ) 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 答案:BCD 解析:物理因素可以提高基因的突变率在;杂交育种的原理是基因重组,并没有形成新的基因;三倍体是指由受精卵发育而来,体细胞中含有三个染色体组的个体,如三倍体无籽西瓜;诱变育种的原理是基因突变,而基因突变是不定向的。 2、(广东卷·8)改良缺乏某种抗病性的水稻品种,不宜采用的方法是(   ) A.诱变育种        B.单倍体育种            C.基因工程育种        D.杂交育种 答案:B 解析:本题考查育种的几个基本方法的特点。正确把握“缺乏某种抗病性的水稻”及其原因是解答本题的关键。可通过诱变育种或基因工程育种的方法使水稻获得抗性基因,可通过杂交育种培育抗病性水稻。单倍体育种过程,只是让单倍体原有的染色体及其上面的基因加倍,无抗病基因并不能产生相应的变异。 3、(全国一·4) 已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点,如图中箭头所指。如果该线性DNA分子上有3个酶切位点都被该酶切断,则会产生四个不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子,若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断,则从理论上讲,经该酶切割后,这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是(   ) A.3    B.4    C.9    D.12 答案:C 解析:考查了限制性内切酶切割DNA片段的有关知识。这道题目可以转化为单纯的数字计算题。每个DNA分子上至少有1个酶位点被该酶切断,可以切得的种类有:a、b、c、d、ab、bc、cd、abc、bcd九种。 4、(天津卷·4)为获得纯和高蔓抗病番茄植株,采用了下图所示的方法: 图中两对相对性状独立遗传。据图分析,不正确的是(   ) A、过程①的自交代数越多,纯合高蔓抗病植株的比例越高 B、过程②可以任取一植株的适宜花药作培养材料 C、过程③包括脱分化和再分化两个过程      D、图中筛选过程不改变抗病基因频率 答案:D 解析:考查生物育种的有关知识。从图中可以看出为获得纯合高蔓抗病番茄植株,一共采取了三种育种手段:杂交育种、单倍体育种和基因工程育种。过程①是多次自交和筛选,使得纯合高蔓抗病植株的比例提高;过程②是花药离体培养,采用任一株F1的花药均可;③是植物组织培养获得植株的过程,包括脱分化和再分化两个阶段。筛选纯和高蔓抗病支柱的过程实质就是定向改变基因频率的过程,即使得高蔓抗病基因的频率升高。 5、(重庆卷·31)(21分)2007年我国科学家率先完成了家蚕基因组精细图谱的绘制,将13000多个基因定位于家蚕染色体DNA上.请回答以下有关家蚕遗传变异的问题: (l)在家蚕的基因工程实验中,分离基因的做法包括用对DNA进行切割然后将DNA片段与结合成重组DNA,再将重组DNA转入大肠杆菌进行扩增等. (2)家蚕的体细胞共有56条染色体,对家蚕基因组进行分析(参照人类基因组计划要求),应测定家蚕条双链DNA分子的核苷酸序列. (3)决定家蚕丝心蛋白H链的基因编码区有16000个碱基对,其中有1000个碱基对的序列不编码蛋白质,该序列叫;剩下的序列最多能编码个氨基酸(不考虑终止密码子),该序列叫. (4)为了提高蚕丝的产量和品质,可以通过家蚕遗传物质改变引起变异和进一步的选育来完成.这些变异的来源有:. (5)在家蚕遗传中,黑色(B)与淡赤色(b)是有关蚁蚕(刚孵化的蚕)体色的相对性状,黄茧(D)与白茧(d)是有关茧色的相对性状,假设这两对性状自由组合,杂交后得到的子代数量比如下表: 亲本子代 黑蚁黄茧 黑蚁白茧 淡赤蚁黄茧 淡赤蚁白茧 组合一 9 3 3 1 组合二 0 1 0 1 组合三 3 0 1 0 ①请写出各组合中亲本可能的基因型 组合一 组合二 组合三 ②让组合一杂交子代中的黑蚁白茧类型自由交配,其后代中黑蚁白茧的概率是. 答案:(1)限制酶(或限制性内切酶)运载体(或质粒)   (2)29      (3)内含子5000外显子     (4)基因突变、基因重组、染色体变异 (5)①组合一BbDd(或BbDd×BbDd)     组合二Bbdd、bbdd(或Bbdd×bbdd) 组合三BbDD、BbDd、Bbdd(或BbDD×BbDD、BbDd×BbDD、BbDD×Bbdd) ②8/9 解析:考查了基因工程、遗传变异的相关内容。通过基因工程获得目的基因的途径有:鸟枪法、反转录法和人工合成法。最简单的方式是用限制酶对DNA进行切割获得目的基因。将获得的DNA片段与载体结合,得到重组DNA后,再导入受体细胞。家蚕是ZW性别决定,含有Z、W两条性染色体,所以在对家蚕基因组进行分析时应分析27条常染色体核2条性染色体(Z、W染色体)。家蚕的基因分为编码区和非编码区,编码区又有内含子和外显子之分,其中外显子能编码氨基酸,由此可知丝心蛋白H链的基因编码区有16000个碱基对,其中有1000个碱基对的序列不编码蛋白质,能编码氨基酸的个数为(16000-1000)/3=5000个。对家蚕而言可遗传的变异来源有三个:基因突变、基因重组和染色体变异。 组合一:根据后代性状比为黑蚁:淡赤蚁=3:1;黄茧:白茧=3:1,说明了双亲控制两对相对性状的基因组合均为杂合体,即双亲组合基因型BbDd(或BbDd×BbDd)。 组合二:根据后代性状比为黑蚁:淡赤蚁=1:1;后代只有白茧一种性状,说明了双亲控制体色基因组合是Bb、bb,而茧色只有一种基因组合:dd,即双亲组合基因型BBdd、bbdd(或BBdd×bbdd)。 组合三:根据后代性状比为黑蚁:淡赤蚁=3:1,说明了双亲控制体色基因组合均是Bb;而茧色全为黄色说明了双亲之一必为纯合体DD,由此可推知双亲的基因组合为BbDD、BbDd、Bbdd(或BbDD×BbDD、BbDd×BbDD、BbDD×Bbdd)。 组合一中黑蚁白茧的基因型为BBdd和Bbdd,其中前者占1/3,后者占2/3。它们自由交配随即组合:BBdd×BBdd、2(BBdd×Bbdd)、Bbdd×Bbdd将这三种组合产生黑蚁白茧的概率相加即可。或得出淡赤蚁出现的概率,也可得黑蚁白茧的概率。 6、(08天津卷·30Ⅰ)(10分)下图为人β-珠蛋白基因与其mRNA杂交的示意图,①~⑦表示基因的不同功能区。 据图回答: ⑴上述分子杂交的原理是;细胞中β-珠蛋白基因编码区不能翻译的序列是(填写图中序号)。 ⑵细胞中β-珠蛋白基因开始转录时,能识别和结合①中调控序列的酶是。 ⑶若一个卵原细胞的一条染色体上,β-珠蛋白基因编码区中一个A替换成T,则由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是。 ⑷上述突变基因的两个携带者婚配,其后代中含该突变基因的概率是。 答案:⑴碱基互补配对原则、③和⑤;⑵RNA聚合酶;⑶1/4;⑷3/4 解析:本题考查了真核生物的基因结构。真核生物的基因结构是由编码区和非编码区构成的,编码区又由外显子和内含子构成,其中内含子不能指导蛋白质的合成,通过转录产生的mRNA仅外显子对应的部分进入细胞质指导蛋白质的合成。人β-珠蛋白基因与其mRNA杂交(通过碱基互补配对:A-U、T-A、G-C、C-G)的示意图中,未配对部分是内含子的碱基序列,即③和⑤。非编码区上游有RNA聚合酶结合位点,是RNA聚合酶结合的部位。若一个卵原细胞的一条染色体上,β-珠蛋白基因的编码区中一个A替换成T,复制的概染色体进入次级卵母细胞的概率是1/2,该染色体中含突变基因的DNA分子的比例为1/2,所以突变基因进入卵细胞的概率是1/2,总概率是1/2×1/2=1/4。由基因的分离定律可知,上述突变基因的两个携带者婚配,其后代中不含该突变基因的概率是1/2×1/2=1/4,含该突变基因的概率是1-1/4=3/4。 7、(全国二·31)某植物块根的颜色由两对自由组合的基因共同决定,只要基因R存在,块根必为红色,rrYY或rrYy为黄色,rryy为白色;在基因M存在时果实为复果型,mm为单果型。现要获得白色块根、单果型的三倍体种子。 (1)请写出以二倍体黄色块根、复果型(rrYyMm)植株为原始材料,用杂交育种的方法得到白色块根、单果型三倍体种子的主要步骤。 (2)如果原始材料为二倍体红色块根复果型的植株,你能否通过杂交育种方法获得白色块根、单果型的三倍体种子?为什么? 答案:(1)用到的是多倍体育种+杂交育种的方式    (2)不一定,如果亲本有RR基因型或MM基因型则不能培育出白色块根、单果型的三倍体种子 解析:考查了遗传育种的有关知识。由题中信息可知只要有R存在块根就表现为红色,即基因型为R     均为红色;有Y存在而无R则表现为黄色,即基因型为rrY 均为黄色;既无Y也无R存在表现为白色,即rryy为白色。单果型(m)相对复国型(M)为隐性。要获得白色块根、单果型的三倍体种子(rrryyymmm),选用二倍体黄色块根、复果型(rrYyMm)为原始材料,用杂交育种的方法得到目标种子,其流程是:先获得二倍体的白色块根、单果型种子,再获得四倍体的白色块根、单果型种子,将二者进行杂交即可获得目标种子。 二倍体红色块根、复果型的植株基因型有:RRYYMM、RrYYMM、RRYyMM、RRYyMm......多种基因型,所以并不是所有的该种类型的植株都能通过自交得到白色块根、单果型三倍体种子,只有基因型为RrYyMm或RryyMm的植株自交后代才能表现出基因型为rryymm的红色块根、复果型二倍体植株。再将所获得的二倍体植株用秋水仙素处理获得四倍体的植株,然后再与二倍体的植株杂交才可获得所需种子。  8、(北京卷·29)白菜、甘蓝均为二倍体,体细胞染色体数目分别为20、18.以白菜为母本,甘蓝为父本,经人工授粉后,将雌蕊离体培养,可得到“白菜—甘蓝”杂种幼苗。 请回答问题: (1)白菜和甘蓝是两个不同的物种,存在隔离。自然条件下,这两个物种间不能通过的方式产生后代。雌蕊离体培养获得“白菜-甘蓝”杂种幼苗,所依据的理论基础的植物细胞具有。 (2)为观察“白菜—甘蓝”染色体的数目和形态,通常取幼苗的做临时装片,用染料染色。观察、计数染色体的最佳时期是。 (3)二倍体“白菜—甘蓝”的染色体数为。这种植株通常不育,原因是减数分裂过程中。为使其可育,可通过人工诱导产生四倍体“白菜-甘蓝”这种变异属于。 答案:(1)生殖 杂交(有性生殖) 全能性        (2)根尖(茎尖) 醋酸洋红(龙胆紫、碱性)  有丝分裂中期     (3)19 没有同源染色体配对现象 染色体变异 解析:本题综合性强。涉及的知识点多而简单,包括生殖隔离、植物组织培养、细胞的全能性、细胞的有丝分裂、减数分裂、染色体变异及多倍体育种等知识。组织答案是要以课本基础知识为依据,紧扣生物学的基本术语或课本中的结论性语句等。相关知识如下: 白菜与甘蓝是两个物种,两物种之间一定存在生殖隔离,不能进行杂交,植物离体细胞或组织培养获得新个体,其理论基础是植物细胞的全能性。将受精后的白菜雌蕊培养成的“白菜-甘蓝”,其染色体数目为10+9即19,细胞内不存在同源染色体、减数分裂时染色体不会联会、不能产生正常的生殖细胞,故不可育。若诱导使其染色体数目变异。 在植物有丝分裂实验中常采用植物的分生组织,如根的分生区、芽的顶端分生组织等做实验材料,常用龙胆紫或醋酸洋红(碱性燃料)来使染色体着色,有利于观察。在有丝分裂中期,染色体的着丝点在赤道板上排列整齐,染色体形态、数目清晰可见,是观察染色体的最佳时期。

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