第6章  从杂交育种到基因工程

【高考新动向】

1、生物变异在育种上的应用

2、转基因食品的安全

【考纲全景透析】

一、杂交育种和诱变育种

杂交育种

诱变育种

原理

基因重组

基因突变

概念

将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育获得新品种的方法

利用物理因素或者化学因素处理生物，使生物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法

过程

选择具有不同优良性状的亲本通过杂交获得F1，F1连续自交或杂交，从中筛选获得需要的类型

利用射线和化合物等理化因素诱导正在分裂的细胞发生基因突变，并选取需要的类型

优点

可以把多个品种的优良性状集中在一起

(1)可以提高突变频率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。

(2)大幅度地改良某些性状。

缺点

获得新品种的周期长

诱发产生的突变，有利的个体往往不多，需处理大量材料。

意义

根据需要培育理想类型

培育具有新性状的品种。

应用

改良作物品种，提高农作物单位面积产量，培育优良家畜、家禽

主要用于农作物育种和微生物培养

二、基因工程

1、概念：按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向的改造生物的遗传性状。操作水平为DNA分子。又叫基因拼接技术或者DNA重组技术。

2、过程与工具：

提取某种基因  →  目的基因与运载体结合  →  将目的基因导入受体细胞  →目的基因的检测与鉴定

↓                      ↓                          

   限制酶                    DNA连接酶                 

（只识别特定的核苷酸序列， （连接脱氧核糖和磷酸    运载体（质粒、噬菌体、动植物病毒）

并在特定的切点切割DNA分子   形成磷酸二脂键         特点：有标记基因，有多个限制酶切点

基因的“剪刀”，主要在微生    基因的“针线”）             能在受体细胞稳定保存、大量复制

物体内）                                                  能友好的借居在宿主细胞中，不影响宿主细胞正常生命活动

    3、比较DNA连接酶和DNA聚合酶

(1)DNA连接酶：在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。

(2)DNA聚合酶：可将单个的脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷酸片段上，形成磷酸二酯键。

(3)相同点：这两种酶是由蛋白质构成的，可以形成两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。

三、基因工程的应用

1、作物育种：利用基因工程，获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种抗逆性的作物新品种，如抗虫棉。

2、药物研制：利用基因工程，培育转基因生物，利用转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品，如胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等。

3、环境保护：如利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，吸收环境中的重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等。

4、转基因生物和转基因食品的安全性

2001年5月，我国国务院公布了《农业转基因生物安全管理条例》，对农业转基因生物的研究和试验、生产和加工、经营和进出口等作了具体规定。

【热点难点全析】

一、几种育种方法的比较

1、育种发放比较

2、总结提醒

(1)在所有育种方法中，最简便、常规的育种方法是杂交育种，可以培育具有优良性状且能稳定遗传的新品种，防止后代发生性状分离，便于制种和推广。

(2)杂交育种不一定都需要连续自交，若选育显性优良纯种，则需要连续自交，直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状即可。

(3)杂种优势是通过杂交获得种子，一般不是纯合子，在杂种后代上表现出多个优良性状，但只能用杂种一代，因为后代会发生性状分离，如杂交玉米的制种。

【例】下图甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上两对等位基因，①～⑦表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是(　　)

A．①→②过程简便，但培育周期长

B．①和⑦的变异都发生于有丝分裂间期

C．③过程常用的方法是花药离体培养

D．③→⑥过程与⑦过程的育种原理相同

【析】选B。①过程属于杂交育种，杂交育种原理是基因重组，发生在减数分裂的过程中，该种育种方法操作简便，但培育周期长。③→⑥过程是单倍体育种，⑦过程是多倍体育种，它们的原理相同都是染色体变异。

二、基因重组与基因工程的关系

提示：(1)基因重组包括：四分体时期的交叉互换、减Ⅰ后期的基因自由组合及人工条件下的基因工程。

(2)受精作用过程中不存在基因重组。

【高考零距离】

1、（2012·海南高考）无子西瓜是由二倍体(2n=22)与同源四倍体杂交后形成的三倍体。回答下列问题：

 (1)杂交时选用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，取其花粉涂在四倍体植株的___________, _上，授粉后套袋。四倍体植株上产生的雌配子含有______条染色体，该雌配子与二倍体植株上产生的雄配子结合，形成含有______条染色体的合子。

 (2)上述杂交获得的种子可发育为三倍体植株。该植株会产生无子果实，该果实无子的原因是三倍体的细胞不能进行正常的_________分裂。

 (3)为了在短期内大量繁殖三倍体植株，理论上可以采用___________的方法。

【解析】（1）利用多倍体育种技术培育无子西瓜时，在二部体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理得到四倍体植株，以其作母本，用二倍体植株作父本，两者杂交，把得到的种子种下去会长出三倍体植株，由于三倍体植物在减数分裂时联会紊乱，无法形成正常配子，所以在其开花后用二倍体的花粉涂抹其雌蕊或柱头，即可利用花粉产生的生长素刺激子房发育成果实，由于没有受精，所以果实里没有种子，即为无子西瓜。四倍体植株由二倍体植株经染色体加倍而来，体细胞中含有22×2＝44条染色体，减数分裂产生的雌配子所含的染色体体数目为体细胞的一半（442 ＝22），二倍体植株产生的雄配子含222 ＝11条染色体，两者结合形成含有33条染色体的受精卵。

（2）三倍体植物体细胞中的染色体含有三个染色体组，减数分裂时会发生联会的紊乱而无法形成正常的配子。

（3）利用植物组织培养技术可以快速、大量繁殖植物植株。

【答案】（1）雌蕊(或柱头)    22    33    （2）减数

（3）组织培养

2、（2012·浙江高考）天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是(       )

A.提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因B

B.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B

C.利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞

D.将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞

【解析】提取矮牵牛蓝色花的mRNA，逆转录得到DNA，然后扩增，可获得大量的基因B，A正确；从基因文库中获取目的基因，只要根据目的基因的相关信息和基因文库中的信息进行筛选对比即可，不需要用限制酶进行切割，B错误；目的基因与质粒的连接需要用DNA连接酶，而不是DNA聚合酶，C错误；目的基因需要和运载体连接后形成重组质粒再导入，而且应该用农杆菌进行感染，而不是大肠杆菌，D错误。

【答案】A

3、(2011·浙江高考)将ada（腺苷酸脱氨酶基因）通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是()

A.每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒

B.每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点

C.每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada

D.每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子

【解析】A项，ada为目的基因，大肠杆菌为受体细胞，将目的基因导入大肠杆菌时如果能成功表达说明每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒；B项，要让目的基因与质粒形成重组质粒，两者必须用同种限制性核酸内切酶切割，所以每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点；C项，质粒作为运载体的条件之一是有多种限制性核酸内切酶的识别位点，但每种限制性核酸内切酶只有一个识别位点，只能插入一个目的基因（ada）；D项，ada导入大肠杆菌成功的标志是表达腺苷酸脱氨酶，因此每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子。

【答案】C

4、(2011·海南高考)回答有关基因工程的问题：

（1）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生   末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生       （相同、不同）黏性末端的限制酶。

（2）利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是          。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用             处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为           。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成          ，常用抗原—抗体杂交技术。

（3）如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的     中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的            上。

【解析】（1）限制酶切割产生两种末端：黏性末端和平末端；若用DNA连接酶连接两个末端，两个末端必须是相同的。

（2）基因工程检测的方法：检测目的基因是否导入，使用DNA分子杂交技术；检测目的基因是否转录，使用分子杂交技术；检测是否形成蛋白质，使用抗原—抗体杂交技术。

（3）基因工程的目的是获得稳定遗传的新品种，因此要把目的基因插入到染色体的DNA分子中。

【答案】（1）平   相同 （2）RNA聚合酶识别和结合的部位    Ca2+     分子杂交技术    蛋白质

（3）T—DNA     染色体DNA

5、（2010·安徽高考）

I．（15分）如图所示，科研小组用60Co照射棉花种子。诱变当代获得棕色（纤维颜色）新性状，诱变I代获得低酚（棉酚含量）新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因（A、a）控制，棉酚含量由另一对基因（B、b）控制，两对基因独立遗传。

（1）两个新性状中，棕色是________性状，低酚是______性状。

（2）诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是_______，白色、高酚的棉花植株基因型是_______。

（3）棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变I代中棕色、高酚植株自交。每株自交后代种植在一个单独的区域，从________的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变I代中选择另一个亲本，涉及一方案，尽快选育出抗虫高产（棕色、低酚）的纯合棉花新品种（用遗传图解和必要的文字表示）。

II．（9分）草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低。品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：

               外植体愈伤组织芽、根植株

请回答：

（1）微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取_________作为外植体，其依据是_   ___。

（2）在过程①中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和______，在配制好的培养基中，常常需要添加________，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后2~5d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是__________。

（3）在过程②中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是_____________。

【解析】本题考查有关遗传、变异、育种及细胞工程相关知识。Ⅰ亲代棕色、高酚自交后代是棕色、高酚，白色、高酚因此棕色是显性，亲代白色、高酚自交后代是白色、低酚，白色、高酚因此低酚是隐性。诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株的基因型是AaBB，白色高酚的棉花植株基因型是aaBb，纯合体后代不发生性状分离，因此应从不发生性状分离（或全为棕色棉或没有出现白色棉）的区域中选择出纯合棕色、高酚植株。育种时间短应选择单倍体育种方案。Ⅱ培育无病毒植株苗，应选择不含病毒部分培养，而植物体新生部位不含病毒，植物组织培养培养基成分应包含大量元素、微量元素、有机物，另外常常需要添加植物激素诱导植物细胞分裂、分化，外植体边缘局部污染，说明消毒不彻底，不同植物激素的比例影响植物细胞发育方向，生长素用量比细胞分裂素用量，比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成，比值高低，有利于芽的分化、抑制根的形成。

【答案】Ⅰ⑴显性  隐性  表现型为棕色、低酚

⑵AaBB  aaBb

⑶不发生性状分离或全为棕色棉或没有出现白色棉

Ⅱ⑴茎尖、根尖   不含病毒  ⑵ 有机物  植物激素  外植体消毒不彻底

⑶培养基中生长素类物质和细胞分裂素类物质用量的比值偏低

6、（2010·四川高考）回答下列ⅠⅡ两个小题

Ⅰ.为提高小麦的抗旱性，有人将大麦的抗旱基因（HVA）导入小麦，筛选出HVA基因成功整合到染色体上的高抗旱性T。植株（假定HVA基因都能正常表达）。

（1）某T。植株体细胞含一个HVA基因。让该植株自交，在所得种子种，种皮含HVA基因的种子所占比例为_________，胚含HVA基因的种子所占比例为_____________.。

（2）某些T。植株体细胞含两个HVA基因，这两个基因在染色体上的整合情况有下图所示的三种类型（黑点表示HVA基因的整合位点）。

将T。植株与非转基因小麦杂交：若子代高抗旱性植株所占比例为50%，则两个HVA基因的整合位点属于图_______类型；若子代高抗旱性植株所占的比例为100%，则两个HVA基因的整合位点属于图_______类型。

让图C所示类型的T。植株自交，子代中高抗旱性植株所占比例为____________。

【解析】本题考遗传相关知识，考查学生的综合应用能力

第1小题：T植株含一个HVA基因，可以考虑为Aa，A代表HAV基因，自交，种皮是其体细胞，基因型全为Aa，胚为F1幼体，含A基因的比例为3/4。

第2小题：A图考虑为AA，而非转基因小麦考虑为aa，则A图杂交后代抗旱比例为100%,B图可考虑为Aa（因两个HAV基因都在一条染色体上），则B图杂交后代抗旱比例为50%,C图可考虑为AaBb（A，B任一都抗旱），此时非转基因小麦考虑为aabb，则C图杂交后代抗旱比例为15/16（仅aabb不抗旱）。

【答案】I：（1）100%    75%

（2） B  A          15/16

7、（2010·江苏高考）育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植蛛，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是

A.这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的

B.该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体

C.观察细胞有丝分裂中期染色体形卷可判断基因突变发生的位置

D.将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系

【解析】本题以突变实例为载体考查基因突变的特点、鉴别应用等。因不知该突变体的基因型，故不能判断其变异为隐性还是显性突变引起，A项错误。若一杆双穗为隐性突变，则该植株为隐性纯合体，则自交后权威一杆双穗；若为显性突变，则该个体为杂合体，其自交后代一杆双穗纯合体比例为1/4，B项正确。基因突变为分子水平变异，在显微镜下观察不到，C项错误，花药离体培养后形成的植株中无同源染色体，不可育，D项错误。

【答案】B

8、（2010·江苏高考）为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵二出现肉质下降的问题，人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是

A.利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新个体

B.用被射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成新个体

C.将早期胚胎细胞的细胞核植人去核卵细胞中，然后培育形成新个体

D.用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，然后培育形成新个体

【解析】本题考查多倍体育种方法操作，抑制第一次卵裂导致染色体加倍，培育而成的个体为四倍体，A项错误，用射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后形成的新个体为单倍体，B项错误。C项利用移植方法获得的个体为二倍体，C项错误。极体中含有一个染色体组，受精卵含有两个染色体组，含有极体的受精卵中含有三个染色体组，发育而成的个体为三倍体，D项正确。

【答案】D

【考点提升训练】

1、各种育种方法或技术都有其优劣之处，下列相关叙述不正确的是         (　　)

A．传统的育种方法周期长，可选择的范围有限

B．通过人工诱变，人们有目的地选育新品种，能避免育种的盲目性

C．杂交育种难以克服远缘杂交不亲和的障碍，过程繁杂缓慢，效率低

D．基因工程可以实现基因在不同物种之间的转移，人们可以定向选育新品种

【解析】杂交育种的缺点：育种周期长，可选择的范围有限；诱变育种的原理是基因突变，突变是不定向的，避免不了盲目性；杂交育种必须选择同种生物进行杂交，不能克服远缘杂交不亲和的障碍。基因工程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。

【答案】B

2、下列关于育种的说法中正确的是(　　)

A．基因突变可发生在任何生物DNA复制过程中，此现象可用于诱变育种

B．诱变育种和杂交育种均可产生新的基因和新的基因型

C．三倍体植物不能由受精卵发育而来，可通过植物组织培养方法获得

D．普通小麦花粉中有三个染色体组，由其发育来的个体是三倍体

【解析】任何生物DNA复制时出现基因中的碱基对的增添、缺失或替换，都属于基因突变；杂交育种不能产生新的基因；三倍体植物可以由四倍体与二倍体植株杂交形成的受精卵发育而来，也可通过植物组织培养方法获得；由花粉发育来的植株是单倍体。

【答案】A

3、粮食问题是当今举世瞩目的迫切问题之一。改善农作物的遗传性状、提高粮食产量是科学工作者不断努力的目标，下图是遗传育种的一些途径。有关分析不正确的是  (　　)

A．若要在较短时间内获得图示新品种，可选图中E→F→G的育种方法

B．H→I、J→K都必须用到与G过程相同的技术操作

C．C→D和H→I过程都可以克服远缘杂交不亲和的障碍

D．图中的遗传育种途径，A→B所表示的方法具有典型的不定向性

【解析】图中A→B为诱变育种，C→D为基因工程育种，E→F→G为单倍体育种，H→I为细胞工程育种，J→K为多倍体育种。要尽快获得新品种，应该采用单倍体育种法，G过程是用秋水仙素诱导染色体数目加倍，H→I过程是植物体细胞杂交，不需要用秋水仙素诱导染色体数目加倍。基因工程育种和植物体细胞杂交都克服了远缘杂交不亲和的障碍。诱变育种、杂交育种都具有不定向性。

【答案】B

4、（2012·龙岩模拟）用纯种的高秆（D）抗锈病（T）小麦与矮秆（d)易染锈病（t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：

高秆抗锈病×矮秆易染锈病F1雄配子幼苗选出符合生产要求品种

下列有关此育种方法的叙述中，正确的是                            (   )

A.过程①的作用原理为染色体变异

B.过程③必须经过受精作用

C.过程④必须使用生长素处理幼苗

D.此育种方法可选出符合生产要求的品种占1/4

【解析】过程①表示杂交，其原理为基因重组，因此A项错误。过程③常用的方法为花药离体培养，所以B项错误。过程④必须使用秋水仙素处理幼苗，因而C项错误。

【答案】D

5、下图中，甲、乙表示水稻的两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑧表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是(　　)

A．①→②操作简便 ，但培育周期长

B．②和⑦的变异都发生于有丝分裂间期

C．③过程常用的方法是花药离体培养

D．⑤与⑧过程的育种原理不相同

【解析】①→②过程是杂交育种，要获得AAbb品种，育种年限长，因为要连续自交纯化时间长。②过程发生了基因重组，发生在减数分裂过程中，⑦过程发生了染色体变异，是由分裂期纺锤体形成受到抑制引起的。③过程常用的方法是花药离体培养。根据图解可知⑤过程发生了基因突变，⑧过程育种原理是基因重组，因为导入了外源基因C。

【答案】B

6、（2012·洪都中学月考）基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。

根据图示判断下列操作正确的是                                   (   )

A.质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割

B.质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割

C.目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割

D.目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割

【解析】如果用限制酶Ⅱ切割质粒，会将GeneⅠ和GeneⅡ都作切割，两个标记基因全部被切开；如果目的基因只用限制酶Ⅰ切割，它只有一个切口，不能切下目的基因。因此正确答案为A。

【答案】A

7、现代生物技术利用突变和基因重组的原理，来改变生物的遗传性状，以达到人们所期望的目的。下列有关叙述错误的是(　　)

A．转基因技术导致基因重组，可产生不定向的变异

B．体细胞杂交技术克服了远缘杂交的不亲和性，可培育新品种

C．人工诱变没有改变突变的本质，但可使生物发生定向变异

D．现代生物技术和人工选择的综合利用，使生物性状更符合人类需求

【解析】本题考查多种育种方法，属中档题。A正确，Ⅲ过程获得的是单倍体，所以通常采用花药离体培养法。B正确，Ⅳ过程获得的是多倍体，常用的方法是用秋水仙素处理。C错误，由通过Ⅲ、Ⅴ获得到⑤的方法属于单倍体育种，优点是大大缩短了育种时间。D错误，由①和②经Ⅰ、Ⅱ获得⑤的过程属于杂交育种，此方法具有育种周期长、过程繁琐等缺点。

【答案】AB

8、人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。生产流程是：甲生物的蛋白质→mRNA目的基因与质粒DNA重组导入乙细胞的获得甲生物的蛋白质，下列说法正确的是(　　)

A．①过程需要的酶是逆转录酶，原料是A、U、G、C

B．②要用限制酶切断质粒DNA，再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起

C．如果受体细胞是细菌，可以选用枯草杆菌、炭疽杆菌等

D．④过程中用的原料不含有A、U、G、C

【解析】①过程是逆转录，利用逆转录酶合成DNA片段，需要的原料是A、T、G、C；②是目的基因与质粒DNA重组阶段，需要限制酶切断质粒DNA，再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起；③如果受体细胞是细菌，则不应该用致病菌，而炭疽杆菌是致病菌；④过程是基因的表达过程，原料中含有A、U、G、C。

【答案】B

9、对图中a、b、c、d代表的结构和物质描述正确的是(　　)

A．a为质粒RNA          B．b为限制性内切酶

C．c为RNA聚合酶        D．d为外源基因

【解析】a为质粒DNA，b为限制性内切酶把质粒切开，c为DNA连接酶把外源基因和质粒连接到一起。

【答案】D

10、下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是(　　)

【解析】供体是提供目的基因的生物，受体是接受目的基因的生物，剪刀是限制酶，针线是连接酶，常用的运载体是质粒。

【答案】C

11、下列过程不需要对母本进行去雄处理的是(　　)

①用杂合抗病小麦连续自交得到纯合抗病植株　②对抗病小麦植株的测交　③用四倍体西瓜和二倍体西瓜杂交得到三倍体无子西瓜种子　④对三倍体无子西瓜授以二倍体西瓜花粉，结出无子西瓜

A．①②③  B．②③④

C．①④  D．②④

【解析】对母本去雄，也就意味着母本只能提供卵细胞，小麦自交时，要相互受粉，不用去雄；三倍体无子西瓜授以二倍体的花粉，花粉的作用是刺激子房产生一定量的生长素，所以也不用去雄。

【答案】C

12、下列有关生物变异与育种的叙述，正确的是(　　)

A．人工诱变育种改变基因结构，能够明显缩短育种年限

B．用单倍体育种法改良缺乏某种抗病性的水稻品种

C．三倍体西瓜不能形成正常的配子，是因为秋水仙素抑制纺锤体的形成

D．染色体结构变异，大多数对生物体不利，但在育种上仍有一定的价值

【解析】A项错误，诱变育种是诱导基因突变，改变了基因的结构。但有利变异少，须大量处理材料，不能缩短育种年限。B项错误，单倍体育种不能产生新的基因，故不能改良缺乏某种抗病性的水稻品种。C项错误，三倍体西瓜不能形成正常的配子是因为减数分裂时发生联会紊乱。D项正确，染色体结构变异大多对生物体是有害的，甚至是致死的。但也有少量会出现优良性状。

【答案】D

13、已知西瓜的染色体数目2n＝22，根据下图所示的西瓜育种流程，判断有关叙述错误的是 (　　)

A．图中试剂①③分别是秋水仙素和生长素(或生长素类似物)

B．培育无子西瓜A的育种方法所依据的原理是基因重组

C．④过程中形成单倍体植株所采用的方法是花药离体培养

D．选用品种乙的花粉刺激三倍体植株的目的是促使子房产生生长素

【解析】培育无子西瓜A的育种方法所依据的原理是染色体变异

【答案】B

14、随着我国航天技术的发展，引起了太空诱变育种的热潮。太空育种一般要经过诱变—自交—杂交才能获得具有优良性状的品种。下列叙述错误的是(　　)

A．纯种品种经诱变，后代可能会发生性状分离

B．自交的目的是获得单株具有优良性状的植株

C．杂交的目的是获得具有多种优良性状的品种

D．与转基因食品一样，太空食品也存在安全性问题

【解析】太空环境中存在高能离子辐射等，会引起基因突变，所以即使是纯种，经诱变后后代也可能发生性状分离。太空育种只是作物本身遗传物质发生改变，与自然界植物的自然变异一样，没有外源基因的导入，不存在安全性问题。

【答案】D

15、基因工程是将目的基因通过一定过程，转入到受体细胞，经过受体细胞的分裂，使目的基因的遗传信息扩大，再进行表达，从而培养成工程生物或生产基因产品的技术。你认为支持基因工程技术的理论有(　　)

①遗传密码的通用性　②不同基因可独立表达　③不同基因表达互相影响　④DNA作为遗传物质能够严格地自我复制

A．①②④  B．②③④  C．①③  D．①④

【解析】转基因之所以在不同种生物间可以进行，是因为遗传密码的通用性，不同基因表达的独立性，DNA自我复制的严格性。

【答案】A

二、非选择题

16、基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的，并有赖于微生物学理论和技术的发展运用，现在基因工程在动植物育种上有广泛而重要的应用。基因工程基本操作流程如图所示，请据图分析回答：

 (1)图中A是__________，最常用的是________；在基因工程中，需要在___________酶的作用下才能完成剪接过程。

(2)不同种生物之间的基因移植成功，从分子水平上分析，进行基因工程的主要理论依据是________________________________________________________________________，也说明了生物共用一套______________。

(3)研究中发现，番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，导致害虫无法消化食物而被杀死，人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内，玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，玉米这种变异的来源是________________。

(4)科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，并用基因工程的方法将该基因导入金茶花叶片细胞的染色体DNA上，经培养长成的植株具备了抗病性，这说明________。如果把该基因导入叶绿体DNA中，将来产生的配子中________(填“一定”或“不一定”)含有抗病基因。

【解析】(1)基因工程中需要的酶有：限制性核酸内切酶和DNA连接酶。(2)从分子水平分析；DNA结构都是双链结构，碱基都是按照相同的互补配对原则进行配对。外源基因能够在不同生物体细胞内表达，基因表达的过程中共用一套遗传密码子进行翻译。(3)基因工程育种的原理为基因重组。(4)植株具备了抗病性说明已经产生了相应的蛋白质，从而获得新性状，即基因已经表达。叶绿体中的DNA遗传不遵循孟德尔定律，无法确定是否将目的基因传递给配子。

【答案】(1)运载体　质粒　限制性核酸内切酶和DNA连接　(2)不同生物的DNA结构基本形式相同　密码子　(3)基因重组　(4)目的基因(抗枯萎病的基因)已表达　不一定

17、(2012·安徽百校联考)下图为水稻的几种不同育种方法示意图，据图回答下列问题：

(1)B常用的方法是________，用到秋水仙素的过程有________(用图中字母表示)。

(2)打破物种界限的育种方法是________(用图中的字母表示)，该方法所运用的原理是________。

(3)假设你想培育一个稳定遗传的水稻品种，它的性状都是由隐性基因控制的，其最简单的育种方法是________；如果都是由显性基因控制的，为缩短育种时间常采用的方法是________________(用图中的字母表示)。

【解析】图中A过程代表杂交、D过程代表自交、B过程代表花药离体培养、C和F过程代表用秋水仙素使染色体加倍、E过程代表基因工程。其中基因工程可以在任何生物之间进行，该技术的原理为基因重组。如果选育的性状都是隐性性状，最简单的方法是杂交育种，因为隐性性状表现出来即为纯合，可稳定遗传，即A→D过程；如选育的性状都是显性性状，用杂交育种年限比较长，可明显缩短育种年限的育种方法是单倍体育种，即A→B→C过程。

【答案】(1)花药离体培养　C、F　(2)E　基因重组

(3)AD　ABC