（北京专用）2020版高考生物一轮复习 精练14 理解原理、把握操作全面解决生物育种问题

2019年

13.(10分)二倍体大麦是一种闭花受粉植物,每株约有6~20朵花,若大面积杂交育种,会造成十分繁重的人工操作,因此应用这种育种方式不切合实际。研究表明雄性可育基因M对雄性不育(植株不能产生花粉或花粉败育而不能受粉的现象)基因m为显性,褐色种皮基因R对黄色种皮基因r为显性。某育种工作者获得三体大麦,其减数分裂仅能产生两种配子,其是否可育如下图所示(注意:有些雄配子尽管具有M基因,但是由于其比正常配子多一条染色体,导致不能与卵细胞进行正常受精而不育)。请回答下列问题(不考虑交叉互换):

(1)若采用二倍体大麦杂交育种,需要对母本进行 、 、 等操作。 (2)由二倍体大麦变为三体大麦属于 变异。

(3)若以上述三体大麦为实验材料,选育出适合进行大面积杂交育种的母本,需对三体大麦进行自交,将子代中表现型为 的植株作为选育出的母本,表现型为 的植株继续作为选育上述母本的材料。

14.(12分)罗汉果甜苷具有重要的药用价值,它分布在罗汉果的果肉、果皮中,种子中不含这种物质,而且有种子的罗汉果口感很差。为了培育无子罗汉果,科研人员利用秋水仙素处理二倍体罗汉果,诱导其染色体加倍,得到下表所示结果。请分析回答:

成活 变异

处理 秋水仙素溶液浓度(%) 处理株数(棵) 处理时间(d)

率(%) 率(%)

0.05

滴芽尖

0.1

生长点

0.2

(1)在诱导染色体数目加倍的过程中,秋水仙素的作用是 。选取芽尖生长点作为处理的对象,理由是 。

(2)上述研究中,自变量是 ,因变量是 。该研究中,诱导罗汉果染色体加倍的最适处理方法是 。

(3)鉴定体细胞中染色体数目是确认罗汉果染色体数目是否加倍最直接的证据。首先取变异植株幼嫩的芽尖进行固定,再经解离、 、 和制片,制得变异植株芽尖的临时装片,最后选择处于 的细胞进行染色体数目统计。

(4)获得了理想的变异株后,要培育无子罗汉果,还需要继续进行的操作是

100 1.28

30

5

86.4 24.3 74.2 18.2

2019年

。

2019年

答案全解全析

一、选择题

1.B 方法二所得植株中纯合子比例为1,可用于生产的类型比例为1/4,A错误;方法一F2中重组类型占

1-(9/16+1/16)=3/8,纯合子占1/2×1/2=1/4,B正确;方法一依据的原理是基因重组,方法二依据的原理是染色体数目变异,C错误;方法二的最终目的是获得纯合二倍体,秋水仙素可诱导染色体数目加倍,D错误。

2.B 改良缺乏某种抗病性的水稻品种,可以用基因工程的方法,定向导入该种抗病基因以改变其性状;也可以用杂交育种的方法,将该水稻品种与另一有该抗病性状的水稻品种杂交,使优良性状集中在一起;或者采用诱变育种的方法,诱导该水稻品种发生基因突变,产生该抗病基因。

3.A 基因重组发生在减数分裂过程中,而非受精作用过程中,A错误;单倍体育种获得aaBB,原理是基因重组和染色体变异,B正确;利用基因型为aabb的个体形成aaBb的个体,原理是基因突变,C正确;AABB个体通过诱导染色体组加倍获得AAAABBBB个体,原理是染色体变异,D正确。

4.D 基因的自由组合发生在①减数分裂过程中,在减数第一次分裂后期,随同源染色体分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合,A错误;图中①、②、③属于单倍体育种过程,③为人工诱导染色体加倍的过程,所获得的豌豆为可育的纯合二倍体,B错误;过程③用秋水仙素处理的是单倍体幼苗,题述单倍体无种子产生,过程④可以用秋水仙素处理二倍体萌发的种子或幼苗获得四倍体,C错误、D正确。

5.D ⑤→⑥的育种方式是杂交育种,其原理是基因重组,A正确;秋水仙素可以抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成,从而导致染色体数目加倍,B正确;若③的基因型是AaBbdd,其能产生4种配子,则⑨的基因型可能是aBd,也可能是ABd、Abd或abd,C正确;基因突变具有多害少利性,故③→④过程中产生的变异大多数不利于生产,D错误。 6.C 育种过程是人们有目的地淘汰部分个体,保留人类生产生活所需要的个体的过程,因此种群的基因频率会发生定向改变,A正确;杂交育种所依据的主要遗传学原理是基因重组,B正确;基因工程育种也可明显缩短育种年限,C错误;基因工程属于按照人们意愿定向改造新品种,选择育种属于定向选择新品种,D正确。

7.D 图中A→B过程是诱变育种,可获得原水稻没有的优良性状,A正确;C→D过程是基因工程育种,能定向改变水稻的性状,B正确;E→H过程是杂交育种,依据的原理是基因重组,C正确;E→G过程是单倍体育种,应该用秋水仙素处理幼苗,D错误。

8.B 由于过程⑤为花药离体培养,该过程得不到种子,只能得到单倍体幼苗,所以过程⑥只能利用适宜浓度的秋水仙素处理幼苗,从而抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成,使细胞内的染色体数目加倍,A错误;过程①②③育种方式为杂交育种,其原理是基因重组,过程①⑤⑥所示育种方式的原理是基因重组和染色体变异,B正确;γ射线使a基因发生突变,但突变是不定向的,C错误;新物种形成的标志是产生生殖隔离,个体AAbbC的产生并不意味着产生了新的物种,D错误。

2019年

9.B 人工诱变可以提高基因的突变频率,改良生物的性状,但是并不一定会产生新的物种,新物种形成的标志是产生生殖隔离,A错误;转基因育种可在不同物种之间进行基因转移,定向地改造生物的某些性状,B正确;一般地,杂交育种从F2开始挑选,原因是从F2开始发生性状分离,选育后是否连续自交或自交代数的多少取决于所选优良性状是显性还是隐性,C错误;单倍体育种和多倍体育种原理均是染色体变异,单倍体育种需要进行植物组织培养,D错误。

10.A 题图所示为单倍体育种过程,①是杂交过程,目的是将控制优良性状的基因集中到一个个体上,A正确;②是减数分裂形成配子的过程,非同源染色体的自由组合发生在减数第一次分裂后期,B错误;③过程是花药离体培养,获得的植株为单倍体,单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体,C错误;④过程是人工诱导染色体数目加倍,通常使用一定浓度的秋水仙素处理幼苗,获得无子番茄的方法是使用一定浓度的生长素类似物处理未受精的雌蕊,染色体数目没有发生改变,D错误。

11.D 本题主要考查杂交育种、单倍体育种及减数分裂的特点等知识。通过杂交方法可将不同个体中的控制优良性状的基因集中到同一个体中;通过单倍体育种可大大缩短育种年限。分析题图可知,①、②两过程均为细胞脱分化的过程,均需要植物激素来诱导,故A正确;花药由花药壁(2n)和大量花粉(n)等组分组成,由花药壁培养成的再生植株为二倍体,故B正确;利用花粉培养成的再生植株为单倍体,用秋水仙素处理,使其染色体数目加倍,成为可育的纯合子,大大缩短了育种年限,故C正确;由于H基因所在的染色体与G基因所在的染色体不是一对同源染色体,因此,在减数分裂过程中,二者不会发生联会现象,故D错误。 二、非选择题

12.答案 (1)LGC-1 LGC-1具有低谷蛋白的特性 (2)对照 (3)得到纯合子 (4)新品种Ⅱ

(5)GluB5基因中碱基对的缺失,造成转录出异常RNA,不能完成翻译过程,谷蛋白含量低

解析 (1)比较表格中的武育粳3号、南粳46、南粳47以及LGC-1可知,武育粳3号、南粳46、南粳47都具有高产、高谷蛋白的特点,只有LGC-1有低谷蛋白的特性,由此可以确定育种过程中选择的A品种是表中的LGC-1。(2)试验田中除种植杂交亲本和创新品系外,还种植了常规水稻,并对其相应指标进行测量,目的是对照。(3)由于选育的低谷蛋白特性是由显性基因控制的性状,多代自交才能得到纯合子,因此在杂交育种中,需要进行多代自交并筛选出能够稳定遗传的品种。(4)根据各品种的综合表现,表中新品种Ⅱ的谷蛋白含量低等优点,可满足蛋白质代谢异常的患者等特殊人群对蛋白质摄入量的要求,并且该品种具有低株高、高产等优点,可进行大规模生产。(5)根据题意可知,“GluB5基因末端缺失一段3.5 kb的DNA序列”,即发生了碱基对的缺失,导致转录出异常的mRNA,从而不能完成翻译过程,最终导致谷蛋白含量低。

13.答案 (1)去雄(或“花蕾期去雄”) 套袋 人工授粉(或“授粉”)

2019年

(2)染色体(或“染色体数目”)

(3)黄色种皮雄性不育 褐色种皮雄性可育

解析 (1)由于二倍体大麦是闭花受粉植物,所以采用二倍体大麦杂交育种时,应在花未开放时(花蕾期)去雄,避免自花传粉,同时要套袋,避免其他植株花粉的干扰,然后人工授粉。(2)三体大麦比正常二倍体大麦多了一条染色体,属于染色体数目变异。(3)由题意可知,雄性配子只有一种可育(mr),而雌配子都可育(MmRr、mr)。三体大麦进行自交,子代基因型为MmmRrr(褐色种皮雌性可育、褐色种皮雄性可育)、mmrr(黄色种皮雌性可育、黄色种皮雄性不育),故可选取黄色种皮雄性不育(mmrr)的植株作为选育出的母本,褐色种皮雄性可育(MmmRrr)的植株继续作为选育题述母本的材料进行自交。

14.答案 (1)抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成 芽尖生长点细胞分裂旺盛,易变异

(2)秋水仙素溶液的浓度 被处理植株的成活率和变异率 以浓度为0.1%的秋水仙素溶液滴芽尖生长点 (3)漂洗 染色 有丝分裂中期

(4)用四倍体罗汉果与二倍体罗汉果杂交,获得三倍体无子罗汉果

解析 (1)在诱导染色体数目加倍的过程中,秋水仙素的作用是抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成,使被处理的组织细胞染色体数目加倍。(2)根据表中信息可知,该实验的自变量是秋水仙素溶液的浓度,因变量是被处理植株的成活率和变异率;表中数据显示,使用浓度为0.1%的秋水仙素溶液处理芽尖生长点,变异率最高。(3)制作芽尖细胞有丝分裂临时装片时要经过解离、漂洗、染色、制片等过程,在显微镜下观察时,应在视野中观察处于有丝分裂中期的细胞,因为处于此时期的细胞中的染色体形态比较稳定,数目比较易于观察,便于进行染色体数目的统计。(4)本题可借鉴三倍体无子西瓜的培育过程,即选用四倍体罗汉果与二倍体罗汉果杂交,便可获得三倍体无子罗汉果。