2.2 现代生物技术在育种上的应用
[课时作业]·达标
一、选择题
1.转基因抗虫棉可以有效地用于棉铃虫的防治。在大田中种植转基因抗虫棉的同时，间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物，供棉铃虫取食。这种做法的主要目的是( )
A.维持棉田物种的多样性
B.减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度
C.使食虫鸟有虫可食
D.维持棉田生态系统的能量流动
解析在大田中种植转基因抗虫棉时间久了，会引起害虫对药性抵抗力提高，而且随着时间的推移，有抗药性的害虫数量会越来越多，且抗性程度越来越高。在大田中间隔种植少量非转基因的棉花，可以减缓害虫抗性基因频率增加的速度。
答案 B
2.转基因耐贮藏番茄的作用机理是( )
A.抑制生长素的合成
B.抑制代谢，使代谢减弱
C.抑制细胞呼吸
D.封闭乙烯合成途径中的关键酶基因
解析乙烯能促进果实成熟，封闭乙烯合成途径中的关键酶基因有利于番茄的贮藏。
答案 D
3.下列关于转基因生物引发的安全性问题的叙述，错误的是( )
A.转基因生物引发的安全性问题包括食物安全、生物安全、环境安全
B.转基因生物引发的安全性问题的原因之一是外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的
C.转基因生物引发的安全性问题是无法弥补的
D.转基因生物有可能造成安全性问题，但不能一概而论
解析我们要辩证地看问题，对于转基因生物引发的安全性问题有些是可以弥补的。转基因生物引发的安全性问题包括食物安全、生物安全、环境安全三个方面，可能产生这些安全隐患的原因有：由于科学发展水平的限制，目前科学家对基因的结构、基因的相互作用以及基因的调控机制等都了解得相当有限；转移的基因虽然是功能已知的基因，但是不少却是异种生物的基因；而且外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。
答案 C
4.1993年我国科学工作者成功培育了抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因的来源是( )
A.普通棉花的基因突变
B.棉铃虫变异形成的致死基因
C.寄生在棉铃虫体内的线虫
D.苏云金芽孢杆菌体内的抗虫基因
解析我国科学家培育成功的抗棉铃虫的转基因抗虫棉的抗虫基因是从原核生物苏云金芽孢杆菌体内提取出来的。
答案 D
5.下列关于转基因植物的叙述，不正确的是( )
A.受体细胞用植物的受精卵或体细胞均可
B.此过程中要用到植物组织培养技术
C.很多转基因植物都是通过农杆菌转化法培育出来的
D.只有整个重组Ti质粒完整地嵌插到植物细胞的染色体DNA上，转化才能成功
解析只有转基因植物表达出了目的基因控制的性状，转化才算成功。
答案 D
6.植物体细胞杂交是利用不同物种的两个细胞融合成一个杂种细胞的过程。该过程是指( )
A.不同植物的精子与卵细胞的融合
B.不同植物的原生质体的融合
C.完整的两个体细胞的融合
D.植物花粉细胞的两两融合
解析植物体细胞杂交是不同植物的原生质体融合为一个杂种细胞的过程。精卵结合过程为受精作用，花粉细胞不是体细胞。
答案 B
7.植物体细胞杂交能解决不同种植物之间由于生殖隔离而不能进行有性杂交的问题。植物体细胞杂交过程不涉及( )
A.使用限制性内切酶
B.使用纤维素酶和果胶酶
C.诱导两种不同的细胞融合
D.选择利于杂种细胞分裂和分化的培养基
解析植物体细胞杂交先要获取不同植物的体细胞，然后促使其融合，最后将杂种细胞培育成植物体。限制性内切酶主要用于基因工程。
答案 A
8.要获得一个杂种植株，下列步骤正确的是( )
A.分离原生质体→诱导原生质体融合→组织培养→得到杂种植株
B.分离原生质体→原生质体融合→杂种植株
C.获取细胞→原生质融合→组织培养→杂种植株
D.获取细胞→原生质直接融合→组织培养
解析要获得一个杂种植株，首先要分离得到原生质体，再诱导其融合，然后通过组织培养获得。
答案 A
9.植物体细胞杂交尚未解决的问题是( )
A.去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体
B.将杂种细胞培育成植株
C.让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状
D.培育属间杂种植物
答案 C
10.植物细胞工程中，当原生质体融合成一个细胞后，需要诱导出细胞壁，参与这一过程的细胞器是( )
A.内质网、高尔基体
B.线粒体、叶绿体
C.线粒体、内质网
D.线粒体、高尔基体
解析细胞壁的形成与线粒体、高尔基体有关。
答案 D
11.为获得性状优良的作物新品种，下列问题不是体细胞杂交时必须考虑的是( )
A.亲本细胞间的生殖隔离
B.杂种细胞愈伤组织的诱导和再分化
C.亲本细胞融合方法
D.选择具有优良性状的亲本类型
解析植物细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和的障碍，实现种间的基因交流。因此，两个物种的植物杂交，传统有性杂交虽然不可能进行，但植物细胞杂交却可以实现。故选A。答案 A
12.北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图。有关叙述正确的是( )
A.过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序
B.多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白
C.过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选
D.应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达
解析过程①获得的目的基因已不含非编码区和内含子，因此不能用于比目鱼基因组测序，A项错误；导入农杆菌是为了扩增和更易导入番茄细胞，C项错误；DNA探针技术不能检测基因是否完全表达，D项错误。
答案 B
13.培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。若要培育成功，下列叙述正确的是( )
A.甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵
B.乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟
C.丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液
D.丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内
解析体外受精技术首先要进行精子的采集和获能、卵母细胞的采集和培养，在此过程中为了让雌性动物排出更多的卵母细胞，甲过程应为对雌性动物注射促性腺激素让其超数排卵，乙过程是促进其完成体外受精，丙过程是早期胚胎培养过程，丁过程是在母体内完成胚胎发育全过程，A项正确；B项错误；乙过程在专用获能培养液或受精溶液中进行，而丙过程是细胞培养过程，所以培养液的成分有所不同，C项错误；早期胚胎移植到与供体处于同期发情状态的代孕母体内即可，D项错误。
答案 A
二、非选择题
14.下图为植物体细胞杂交示意图，请据图回答下列问题。
(1)图中完成植物体细胞融合的过程是________(填编号)。
(2)图中④过程是________，⑤过程是________，④⑤过程合称________。
(3)图中①过程用到的酶是________，作用的结果是形成________，之所以使用它们是要除去________，除去的原因是____________________。
(4)在②过程中，常用的化学诱导剂是________，常用的物理方法是________。若在容器
中放置若干a、b结构，诱导完成且假设所有细胞都发生了融合，然后经③过程，形成的d细胞的类型有________种(这里仅考虑2个原生质体的相互融合)，从中选出________进行培养。
(5)c细胞的状态是__________________________________________。
(6)e称为________。f称为________，该植株具有________。
(7)这一技术的优点是______________________________________。
答案(1)①②③(2)脱分化再分化植物组织培养(3)纤维素酶和果胶酶原生质体细胞壁细胞壁阻碍原生质体的融合(4)聚乙二醇振动、电刺激 3 杂种细胞(5)正在进行原生质体融合(6)愈伤组织杂种植株双亲性状(7)能够克服远缘杂交不亲和的障碍
15.阅读下列资料，回答有关问题。
通过基因改良，科学家培育出保鲜时间更长的番茄，不受除草剂影响的农作物和生长更快的鱼。实验室正在培养基因工程昆虫。
这种生物技术昆虫——含有水母基因的粉红色棉铃虫蛾的首次实地放飞计划将要进行。水母基因使这种幼虫能够发出荧光，使科学家更容易跟踪及监视其行为。
科学家们已做好下一步的准备：对转基因棉铃虫进行放飞实验。这种蛾被棉农称为“终结者”，它没有繁殖能力，但仍具有与野生昆虫相同的交配能力。目的是让它与野生昆虫交配，使野生蛾无法繁殖。
(1)水母基因导入棉铃虫蛾体内后，其表达效果是______________。
在此性状表达过程中，实质上是有相应蛋白质的合成，这一事实表明不同生物共用一套________，这为________提供了又一证据。
(2)在培育转基因蛾的基本操作中，所用基因的“剪刀”是________，基因的“针线”是________，基因的“运载工具”是________。
(3)与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是________和________。
解析利用基因工程的方法把水母的基因拼接到运载体上，导入棉铃虫蛾的体内，使棉铃虫能发光，便于跟踪。而且使棉铃虫不能繁殖，但能交配，使后代不能繁殖。杂交育种、诱变育种不能定向改变生物的遗传性状，而且性状稳定慢。基因工程能定向改变生物的遗传性状，使性状稳定快。
答案(1)使棉铃虫蛾的幼虫能够发出荧光，失去繁殖能力遗传密码生物进化(2)限制性内切酶DNA连接酶运载体(3)定向改变生物遗传性状性状稳定快
16.有甲、乙两个烟草品种(2n＝48)，其基因型分别为aaBB和AAbb，这两对基因位于非同源染色体上，且在光照强度大于800 lx时都不能生长。这是由于它们中的一对隐性纯合基因(aa和bb)作用的结果。取甲、乙两品种的花粉分别离体培养成植株，将它们的
叶肉细胞制成原生质体，并将两者相混，诱导使之融合，再诱导产生细胞团。然后，放到大于800 lx的光照下培养，结果有的细胞团不能分化，有的能分化发育成植株。请回答下列问题。
(1)甲、乙两烟草品种花粉的基因型分别为________和________。
(2)将叶肉细胞制成原生质体时，使用________去除细胞壁。
(3)在细胞融合技术中，常用的促融剂是________。
(4)细胞融合后诱导产生的细胞团叫________。
(5)在大于800 lx光照下培养，有________种细胞团不能分化(这里只考虑两个原生质体的相互融合)。能分化的细胞团分化发育成的植株，其染色体条数是________，基因型是________，该植株自交后代中，在大于800 lx的光照下，出现不能生长的植株的概率是________。
解析本题综合考查了单倍体育种和细胞融合技术以及基因的分离和自由组合定律。在只考虑两个原生质体相互融合的情况下，任意两个原生质体(aB与aB、Ab与Ab、aB与Ab)融合后的细胞的基因型可能为aaBB、AAbb和AaBb，其中基因型为aaBB和AAbb的细胞团在大于800 lx的光照下培养时不能分化；基因型为AaBb的细胞团则分化发育成植株，该植株为二倍体(2n＝48)。基因型为AaBb的植株自交后代中，在大于800 lx的光照下不能生长的植株即含有一对及一对以上隐性基因(aaB－、A－bb和aabb)的植株，其出现的概率为1/4×3/4＋3/4×1/4＋1/4×1/4＝7/16。
答案(1)aB Ab (2)纤维素酶和果胶酶(3)聚乙二醇(4)愈伤组织(5)两48 AaBb 7/16
17.野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐碱、抗寒能力，但块茎不能食用。俄、德、芬兰专家共同做实验研究，用野生马铃薯与马铃薯的体细胞进行杂交，培育出了生活能力强的杂交系马铃薯。据图分析回答问题。
(1)①过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解，其中“酶解”所用的酶应该包括__________________________________________________。
(2)②过程需要用到聚乙二醇(PEG)，其目的是____________________。
(3)请用文字和箭头表示出④⑤技术过程的实验流程：_______________。由此过程可以看出植物细胞有形成再生组织的可能，这是_________________的表现。
(4)请说明运用此植物体细胞杂交法的最大好处：
__________________________________________________
__________________________________________________。
答案 (1)纤维素酶和果胶酶 (2)诱导原生质体融合
(3)融合细胞――→脱分化愈伤组织――→再分化幼苗 植物细胞具有全能性 (4)可使本来存在着生
殖隔离的物种进行杂交，培育出兼有两物种品质的优良物种或克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍。