2019-2020学年度人教新课标版高中生物必修二质量检测5　从杂交育种到基因工程

2019-2020学年度人教新课标版高中生物必修二质量检测5　从杂交育种到基因工程

质量检测(五) (范围：第五～六章) (时间：40 分钟 满分：100 分) 一、单选题(共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分) 1．下列有关基因突变的叙述，正确的是( ) A．基因突变改变了染色体上基因的排列顺序 B．基因突变可发生在 DNA 的任何部位，体现了基因突变的不 定向性 C．线粒体基因突变可为生物进化提供原材料 D．减数分裂产生的配子多样性主要是基因突变的结果 [解析] 基因突变就是碱基对的增添、缺失或替换引起的基因结 构的改变，基因的数目和排列顺序没有发生改变，A 错误；基因是有 遗传效应的 DNA 片段，只发生在基因内部，基因突变的不定向性表 现为一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基 因，B 错误；线粒体基因突变属于可遗传变异，可遗传的变异能为生 物进化提供原材料，C 正确；减数分裂产生的配子多样性主要是基因 重组的结果，D 错误。 [答案] C 2．DNA 分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基(设为 P)变成 了尿嘧啶，该 DNA 连续复制两次，得到的 4 个子代 DNA 分子相应 位点上的碱基对分别为 U－A、A－T、G－C、C－G，推测“P”可能 是( ) A．胸腺嘧啶 B．腺嘌呤 C．胞嘧啶或鸟嘌呤 D．尿嘧啶 [解析] 由题分析可知，DNA 分子某位点上一个碱基变成了 U， 该 DNA 分子连续复制两次变成四个 DNA 分子。复制一次过程中 U 和 A 配对，形成 U—A 碱基对，再次复制形成 U—A、A—T 碱基对。 剩下的两对碱基对则是由亲代 DNA 中最初与 U 配对的碱基通过两次 复制配对形成的，分别是 G—C、C—G。所以没有突变之前正常碱 基是 G 或 C。综上所述，C 正确，A、B、D 错误。故选 C。 [答案] C 3．“神舟”七号上搭载了一些生物，利用太空特定的物理环境 进行一系列的科学实验。对此，下列说法正确的是( ) A．植物的幼苗在太空失去了所有的应激性 B．育成新品种的理论依据是基因突变 C．出现的新性状都对人类有益 D．此育种方法不可能产生新的基因 [解析] 植物幼苗进入太空处于失重状态，但仍具有应激性，A 错误；生物在太空环境下可能发生基因突变，太空育种利用的原理是 基因突变，B 正确；由于基因突变是不定向的，所以太空培育的新品 种对人类不一定是有益的，C 错误；太空育种依据的原理是基因突变， 利用失重和宇宙射线诱发基因发生突变，因而可能会产生新的基因， D 错误；故正确的选 B。 [答案] B 4．下列关于基因重组的叙述，不正确的是( ) A．非同源染色体的自由组合能导致基因重组 B．非姐妹染色单体的交叉互换可能引起基因重组 C．非同源染色体之间交换片段导致基因重组 D．同胞兄妹的遗传差异与父母基因重组有关 [解析] 在减数第一次分裂后期，非同源染色体的自由组合能 导致基因重组，A 正确；减数第一次分裂的前期，同源染色体上非姐 妹染色单体之间的交叉互换可导致基因重组，B 正确；非同源染色体 之间的片段交换是易位，属于染色体变异，C 错误；同胞兄妹肯定是 由不同的受精卵发育而来，则遗传差异与父母基因重组有关，D 正确。 [答案] C 5．人慢性粒细胞白血病是一种血液系统的恶性肿瘤疾病，是人 体 9 号染色体上的 ABL 基因片段与 22 号染色体上的 BCR 基因片段 发生易位后，重新形成了 BCR－ABL 融合基因所致。已知 ABL 基 因控制合成的 abl 蛋白能促进基因转录，下列相关分析错误的是 ( ) A．abl 蛋白可在细胞分裂的间期发挥作用，能促进 RNA 的合成 B．人慢性粒细胞白血病是基因缺失导致的，该病患者粒细胞表 面的糖蛋白减少 C．该病患者异常的粒细胞中染色体数目不变，第 9 号和 22 号 染色体均异常 D．该病患者生殖细胞中的染色体是正常的，表现正常的双亲可 能会生出患该病的子女 [解析] 根据 ABL 基因控制合成的 abl 蛋白能促进基因转录，可 知 abl 蛋白可在细胞分裂的间期发挥作用(分裂期由于染色体高度螺 旋化，故分裂期不易解旋，不能转录)，能促进 RNA 的合成，A 正确； 人慢性粒细胞白血病是由于人体 9 号染色体上的 ABL 基因片段与 22 号染色体上的 BCR 基因片段发生易位后，重新形成了 BCR－ABL 融合基因导致的，属于染色体结构变异，B 错误；根据分析可知，该 病的形成属于染色体结构变异，故患者异常的粒细胞中染色体数目不 变，但第 9 号和 22 号染色体均异常，C 正确；慢性粒细胞白血病是 一种血液系统的恶性肿瘤疾病，若患者的精原细胞或卵原细胞中 9 号染色体和 22 号染色体没有发生基因片段的易位，则该病患者生殖 细胞中的染色体是正常的，同理，表现正常的双亲所生子女中若 9 号染色体上的 ABL 基因片段与 22 号染色体上的 BCR 基因片段发生 易位重新形成 BCR－ABL 融合基因，则可能患病，D 正确。故选 B。 [答案] B 6．下列有关生物变异的叙述，正确的是( ) A．酵母菌能发生基因突变，但不能发生染色体变异 B．染色体片段的缺失和易位会导致遗传信息发生变化 C．X 射线可诱发基因突变，但不会导致染色体结构变异 D．减数分裂过程中，控制不同性状的基因之间都能自由组合 [解析] 酵母菌是真核生物，既能发生基因突变，也能发生染色 体变异，A 错误；染色体片段的缺失和易位，会使排列在染色体上的 基因的数目或排列顺序发生改变，进而导致遗传信息发生变化，B 正 确；X 射线可诱发基因突变，也会导致染色体结构变异，C 错误；减 数分裂过程中，位于非同源染色体上的控制不同性状的非等位基因之 间都能自由组合，D 错误。 [答案] B 7．生产上培育无籽番茄、黑农五号大豆、矮秆抗锈病小麦、抗 虫棉依据的原理依次是( ) ①生长素促进果实发育 ②染色体变异 ③基因重组 ④基因 突变 ⑤基因工程 A．②④③③ B．①④③③ C．①④③② D．①②④② [解析] 生产上培育无籽番茄利用的原理是生长素促进果实发 育的原理，即①；黑农五号大豆的原理是基因突变，即④；培育矮秆 抗锈病小麦的原理是基因重组，即③；培育抗虫棉是基因工程，原理 是基因重组，即③。故 A、C、D 错误，选 B。 [答案] B 8．现有 AABB、aabb 两个品种，为了培育出优良品种 AAbb， 可采用的方法如图所示。下列相关叙述正确的是( ) A．过程②③④⑤的原理都是基因重组 B．过程⑦还可使用亚硝酸诱变来避免育种的盲目性 C．过程⑥可用低温或者秋水仙素处理 Ab 幼苗或 Ab 所结的种 子 D．过程④中常用的工具酶之一是 DNA 连接酶 [解析] 由图示可知：①②③为杂交育种，原理为基因重组；④ 为基因工程育种，原理为基因重组；⑤⑥为单倍体育种，原理为染色 体变异；⑦为诱变育种，原理为基因突变。从育种方式来看，②③为 杂交育种，原理为基因重组，④为基因工程育种，原理也为基因重组， ⑤⑥为单倍体育种，原理为染色体变异，A 错误；⑦为诱变育种，原 理为基因突变，基因突变具有不定向性，因此，不能避免育种的盲目 性，B 错误；单倍体 Ab 不能结种子，C 错误；过程④为基因工程育 种，常用的工具酶有限制酶和 DNA 连接酶，D 正确。 [答案] D 9．下图为利用纯合高秆(D)抗病(E)小麦和纯合矮秆(d)染病(e)小 麦培育纯合优良小麦品种矮秆抗病小麦(ddEE)的示意图，有关此图 叙述不正确的是( ) A．图中进行①过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组 合到一起 B．②过程中发生了非同源染色体的自由组合 C．实施③过程依据的主要生物学原理是细胞增殖 D．④过程的实施中通常用一定浓度的秋水仙素 [解析] 图中①表示杂交过程，主要目的是让控制不同优良性状 的基因组合到一起，A 正确；②是减数分裂过程，由于非同源染色体 的自由组合，形成了四种类型的配子，B 正确；③是花药离体培养， 利用的原理是植物细胞的全能性，C 错误；④过程可用一定浓度的秋 水仙素或者低温诱导使染色体数目加倍，D 正确。 [答案] C 10．某农科所通过如下图所示的育种过程培育出了高品质的糯小 麦。下列有关叙述正确的是( ) A．b 过程需要通过自交来提高纯合率 B．a 过程中运用的遗传学原理是基因重组 C．a 过程需要使用秋水仙素作用于萌发的种子 D．b 过程能提高突变率，从而可明显缩短育种年限 [解析] b 属于杂交育种过程，能通过逐代自交提高纯合率，A 正确；a 过程常用秋水仙素处理单倍体幼苗，使染色体数目加倍，其 遗传学原理是染色体变异，B 错误；a 过程需要用秋水仙素处理单倍 体幼苗，而 yR 是单倍体，高度不育，没有种子，C 错误； b 属于杂 交育种过程，其遗传学原理是基因重组，而不是基因突变，所以不能 提高突变率，且杂交育种周期长，D 错误。 [答案] A 11．下列关于生物变异及育种的叙述，正确的是( ) A．诱变育种能诱发定向突变，从而明显缩短了育种进程 B．通过杂交育种产生的后代个体中会出现新的物种 C．基因工程育种能够实现基因在不同种生物之间的转移 D．单倍体植株常表现出长势矮小、果实和种子中营养物质含量 下降等性状 [解析] 诱变育种具有不定向性，A 错误；杂交育种产生的后代 会出现新的基因型和表现型，可以培育新品种，但不会出现新物种， B 错误；基因工程是把本来生物界中存在的基因转入待改造的生物 中，可以定向改造生物性状，C 正确；单倍体植株一般高度不育，不 会产生种子，D 错误。 [答案] C 12．下列关于几种常见育种方法的叙述，错误的是( ) A．在诱变育种中，常选用萌发的种子或幼苗作为处理材料 B．在单倍体育种中，常先筛选 F1 花粉类型再进行花药离体培养 C．在杂交育种中，一般从 F2 开始选种，因为从 F2 开始发生性 状分离 D．基因工程可以实现基因在不同种生物间的转移，迅速培育出 前所未有的生物新品种 [解析] 萌发的种子或幼苗中细胞分裂旺盛，常作为诱变育种的 处理材料，A 正确；在单倍体育种中，先对 F1 的花粉进行离体培养， 后经秋水仙素处理，长成植株后再进行筛选，B 错误；由于从 F2 才 发生性状分离，开始出现所需要的表现型，所以杂交育种一般从 F2 开始选种，C 正确；基因工程可以实现基因在不同种生物间的转移， 迅速培育出前所未有的生物新品种，D 正确；因此，本题答案选 B。 [答案] B 二、非选择题(共 4 小题，共 40 分) 13．(10 分)脆性 X 染色体综合征是一种 X 连锁智力低下疾病， 在 X 染色体长臂末端有一脆性部位(细丝部位)，是由 X 染色体上 F(显 性)基因 CGG 重复过度扩增突变成 f 基因导致。请回答下列相关问题： (1)脆性 X 染色体综合征________(能、否)通过显微镜检测，为什 么？___________________________________________________。 (2)某同学推测 CGG 重复过度扩增会导致相应基因编码的蛋白 氨基酸数量增多，该推测科学吗？________，原因是 __________________________________________________。 (3)不带致病基因人群中大约有 1/230 的女性和 1/360 的男性携带 一个所谓的前突变(仍 F 基因)，其本身并无症状，但女性传递给子女 时，会进一步扩增 CGG 变成 f 基因。某健康女性(无致病基因)与一 健康但带前突变男性结婚，其子女患该病概率为________，为什么患 病的一定不是女儿？________________________；若他们的女儿又与 一 健康 男 性( 非 前突 变 携带 者) 结 婚， 生 出患 病 子女 的 概率 为 ________。 [解析] (1)染色体变异在显微镜下可见，脆性 X 染色体综合征虽 然是由 X 染色体上 F(显性)基因 CGG 重复过度扩增突变成 f 基因导 致的，但由于 X 染色体长臂末端的脆性部位为细丝部位，故可通过 观察染色体结构是否有该细丝结构来判断。(2)基因中的 CGG 重复过 度扩增也可能导致转录出的 mRNA 中提前出现终止密码子而使翻译 提前结束，甚至是不能编码蛋白质，故基因中 CGG 重复过度扩增不 一定会导致相应基因编码的蛋白氨基酸数量增多，即 CGG 重复过度 扩增会导致相应基因编码蛋白氨基酸数量增多的推测是不科学的。(3) 根据“不带致病基因人群中大约有 1/230 的女性和 1/360 的男性携带 一个所谓的前突变(仍 F 基因)，其本身并无症状，但女性传递给子女 时，会进一步扩增 CGG 变成 f 基因”，可知不带致病基因人群中大 约有 1/230 的女性会将 XF 传递给子女，并出现进一步扩增 CGG 变 成 f 基因，而男性 X 染色体上带前突变的 F 基因传给女儿时不会再 进一步扩增 CGG 变成 f 基因，所以某健康女性(无致病基因)与一健 康但带前突变男性结婚，后代中只有儿子会出现患病，故其子女患该 病的概率为 1/230×1/4＝1/920。由于女儿患该病必需带两个致病基 因，而由题意可知，男性 X 染色体上带前突变的 F 基因传给女儿时 不会再进一步扩增 CGG 变成 f 基因，故该夫妇所生女儿一定不会患 该病。由于不带致病基因人群中大约有 1/230 的女性会将 XF 传递给 子女，并出现进一步扩增 CGG 变成 f 基因，则不带致病基因人群中 约有 229/230 的女性将 XF 传递给子女，不出现进一步扩增 CGG 变 成 f 基因，则某健康女性(无致病基因)与一健康但带前突变男性结婚， 由于父亲的 X 染色体一定传给女儿，故女儿的两条 X 染色体都带有 前突变的概率为 1/230×1/2＝1/460，只有一条 X 染色体上带有前突 变的概率为(1－1/460)＝459/460，若女儿的两条 X 染色体上都带有前 突变，则与一健康男性(非前突变携带者)结婚，生出患病子女的概率 为 1/460×1/2＝1/920(由于父亲产生的配子不含致病基因，所以子代 只有儿子患病)，若女儿只有一条 X 染色体上带有前突变，则与一健 康男性(非前突变携带者)结婚，生出患病子女的概率为 459/460×1/4 ＝459/1840，所以若他们的女儿又与一健康男性(非前突变携带者)结 婚，生出患病子女的概率为 459/1840＋1/920＝461/1840。 [答案] (1)能 因为该基因突变会导致 X 染色体长臂末端有细 丝部位，所以可以在显微镜下观察到 (2)不科学 碱基的增添也可能导致终止密码子提前甚至不能编 码相应的蛋白 (3)1/920 因为其父亲 X 染色体上带前突变的 F 基因传给女儿时 不会再进一步扩增 CGG 变成 f 基因，而女儿患该病必需带两个致病 基因 461/1840 14．(10 分)科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普 通小麦中，育成了抗叶锈病的小麦，育种过程见图。图中 A、B、C、 D 表示 4 个不同的染色体组，每组有 7 条染色体，C 染色体组中含携 带抗病基因的染色体。请回答下列问题： (1)异源多倍体是由两种植物 AABB 与 CC 远缘杂交形成的后代， 经________________________________方法培育而成，还可用植物细 胞工程中________________方法进行培育。 (2)杂交后代①染色体组的组成为________________，属于 ________倍体。进行减数分裂时形成________个四分体，体细胞中含 有________条染色体。 (3)杂交后代②中 C 组的染色体减数分裂时易丢失，这是因为减 数分裂时这些染色体____________________________________。 (4)为使杂交后代③的抗病基因稳定遗传，常用射线照射花粉， 使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上，这种变异为 __________________________。 (5)可以通过________________的方法使题中“含抗病基因的小 麦”后代性状在短时间内稳定下来。 [解析] (1) 两种植物 AABB 与 CC 远缘杂交形成的后代为 ABC，是不育的，需经秋水仙素诱导染色体数目加倍后，才能成为 可育的异源多倍体 AABBCC。借助植物细胞工程中的植物体细胞杂 交的方法，将两种植物 AABB 和 CC 的体细胞进行杂交，也能获得 可育的异源多倍体 AABBCC。(2)异源多倍体产生的配子为 ABC，普 通小麦产生的配子为 ABD，因此杂交后代①的染色体组的组成为 AABBCD，因含有 6 个染色体组，所以属于六倍体。在进行减数分 裂时，AA 染色体组中的 7 对同源染色体联会、形成 7 个四分体，BB 染色体组中的 7 对同源染色体也联会、形成 7 个四分体，因此共形成 14 个四分体。因体细胞中含有 6 个染色体组，每个染色体组含有 7 条染色体，所以体细胞含有 42 条染色体。(3)杂交后代②中来自 C 组 的染色体数目是随机的，在减数分裂过程中无同源染色体配对，因此 杂交后代②中 C 组的染色体在减数分裂时易丢失。(4)将含抗病基因 的染色体片段转接到非同源的小麦染色体上，这种变异属于染色体结 构变异。(5)一般而言，采用单倍体育种得到的后代都是纯合子，自 交后代不会发生性状分离，因此能明显缩短育种年限，所以欲使题中 “含抗病基因的小麦”后代性状在短时间内稳定下来，可以采用单倍 体育种的方法。 [答案] (1)秋水仙素诱导染色体数目加倍 植物体细胞杂交 (2)AABBCD 六 14 42 (3)无同源染色体配对 (4)染色体结构变异 (5)单倍体育种 15．(10 分)如图为某二倍体高等动物细胞示意图，其中 A、B、 C、D 代表四条染色体，其上分别有基因 R、r、M、m，请据图回答： (1)若图中细胞此时______________________________(用文字作 答)之间发生部分交换，就可能导致控制不同性状的基因发生重新组 合。 (2)若图中 A 为 X 染色体，而且该细胞最后形成的子细胞中含 XX，可能的原因有________________、_______________________， 由此产生的相应子细胞异常的概率分别为________、________。 (3)该动物的体细胞中染色体最多为________条，染色体组数最 多为________组。若该动物的体细胞分裂得到的子细胞中出现 Rrmm 的基因型，可能的原因是___________________________________ _______________________________________________________。 [解析] 四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间进行交 叉互换，导致基因重组；减数分裂后子细胞中含 XX 的原因有两种可 能，一是减数第一次分裂后期同源染色体未分离，二是减数第二次分 裂后期着丝点分裂后的两条 X 染色体移向同一极，前一种情况所产 生的子细胞全部异常，后一种情况只在一个次级性母细胞中出现，所 以异常的细胞占 50%；该动物体细胞有丝分裂后期染色体数目最多， 为 8 条，4 个染色体组，体细胞的分裂为有丝分裂，Rrmm 出现的原 因是基因突变。 [答案] (1)同源染色体上的非姐妹染色单体 (2)减数第一次分裂后期同源染色体未分开 减数第二次分裂后 期姐妹染色单体未分开 100% 50% (3)8 4 在有丝分裂的间期发生基因突变 16．(10 分)下图表示五种不同的育种方法示意图，请据图回答下 面的问题： (1)图中 A→D 方向所示的途径表示________育种方式，其中从 F1 到 F2 再到 Fn 连续多代自交的目的是为了提高________的含量，且 从 F2 开始逐代进行人工选择是为了淘汰______________________； A→B→C 的途径表示__________________________育种方式。这两 种育种方式都是亲本杂交开始，这样做的目的是______________ ________________________________________________________， 比 较 两 种 育 种 方 式 ， 后 者 的 优 越 性 主 要 表 现 在 ______________________________________________________。 (2)B 常用的方法为________________。 (3)C、F 过程中最常采用的药剂是____________。 (4)由 G→J 的过程中涉及到的生物工程技术有：植物组织培养和 ____________。 [解析] (1)由 A 到 D 的过程是先杂交后自交的方法叫做杂交育 种，自交的过程是为了提高纯合子的比例，选择的过程是为了淘汰表 现型不符合育种目标的个体；由 A 到 B 到 C 的过程是单倍体育种的 过程，其特点是能明显缩短育种年限。(2)单倍体育种过程获得单倍 体的方法是花药离体培养。(3)诱导染色体数目加倍的方法是用秋水 仙素处理。(4)将其他生物体的基因导入到受体细胞的过程所用的技 术是基因工程。 [答案] (1)杂交 纯合子 表现型不符合育种目标的个体 单 倍体 两个亲本控制的优良性状的基因集中到 F1 中，再从 F1→F2 的 过程中发生基因(性状)重组，培育出符合育种目标的优良品种 显著 缩短育种年限 (2)花药离体培养 (3)秋水仙素 (4)基因工程