浙科版 (2019)必修2《遗传与进化》第四章 生物的变异第二节 基因重组使子代出现变异学案

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第二节　基因重组使子代出现变异
[学习目标]　1.举例说出基因重组及其意义。2.概述杂交育种的概念和基本过程。3.说明转基因技术的过程及应用。
知识点一　基因重组

1．概念
基因重组是指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖时，控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程。
2．类型
基因重组的类型
同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换
非同源染色体上的非等位基因的自由组合
发生时期
减数第一次分裂四分体时期
减数第一次分裂后期
实质
同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换导致基因重新组合
非同源染色体的自由组合，导致非同源染色体上的非等位基因自由组合
产生过程


结果





3．意义
基因重组是导致生物性状的多样性形成的重要原因，为动、植物育种和生物进化提供了丰富的物质基础。

　1.如何理解基因重组概念中“不同于亲本的类型的现象”？
提示：不同于亲本的类型，实际上就是变异，就是重组类型，孟德尔两对相对性状杂交实验产生的F2中，表型有2种重组型，就是两种单显性性状个体。
　孟德尔单因子杂交实验中F1自交得到F2过程中出现的性状分离是基因重组的结果吗？
提示：不是，基因重组涉及的是非等位基因的重新组合，单因子杂交实验中只涉及一对等位基因。
　下列图甲和图乙依次代表哪类基因重组类型？

提示：甲代表交叉互换型，乙代表自由组合型。
　基因重组能产生新的基因、新的性状吗？
提示：不能，基因重组没有产生新的基因，只是原有基因的重新组合，产生了新的基因型，使性状重新组合，但未改变基因的“质”和“量”，因此基因重组没有产生新的基因，但可产生新的基因型；没有产生新的性状，但能产生新的性状组合。
　谚语“一母生九子，连母十个样”，请分析这主要是什么原因造成的？为什么？
提示：生物的亲子代之间的性状差异主要是由于基因重组造成的。通过基因重组可以产生基因型不同的后代。

[例1]　子代不同于亲代的性状，主要来自基因重组，下列图解中哪些过程可以发生基因重组(　　)

A．①②③④⑤ B.①②③④⑤⑥
C．④⑤ D.③⑥
解题分析　基因重组指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。④⑤过程中的A、a和B、b之间发生基因重组。①②过程发生等位基因的分离；③⑥过程属于配子间的随机组合。
答案　C
[例2]　下列关于基因重组的叙述，正确的是(　　)
A．杂交后代出现3∶1的分离比，不可能是基因重组导致的
B．配对时的交叉互换实现了同源染色体上等位基因的重新组合
C．“肺炎双球菌转化实验”中R型菌转变为S型菌的原理是基因重组
D．基因重组导致生物性状多样性，为生物进化提供了最基本的原始材料
解题分析　如果一对相对性状是由非同源染色体上的两对基因共同控制，则杂交后代出现3∶1的分离比，可能是基因重组导致的，A错误；配对时的交叉互换实现了同源染色体上非等位基因的重新组合，B错误；为生物进化提供原始材料的不只是基因重组，还包括其他变异，D错误。
答案　C

关注与基因重组有关的四个易错点
(1)自然条件下基因重组发生的时间是MⅠ后期和四分体时期，而不是受精时。
(2)自然条件下基因重组只发生在真核生物中，病毒和原核生物中一般不会发生。
(3)染色体片段互换≠基因重组。如果染色体片段互换发生在同源染色体的非姐妹染色体之间叫基因重组；如果发生在非同源染色体之间不是基因重组。
(4)异卵双生间性状的差异，主要是基因重组引起的。
[例3]　下列有关基因突变和基因重组的描述，正确的是(　　)
A．基因突变对生物个体是利大于弊
B．基因突变所产生的基因都可以遗传给后代
C．基因重组能产生新的基因型
D．基因重组不属于生物变异的来源
解题分析　基因突变大多数对生物是有害的，少数是有利的，A错误；基因突变属于可遗传的变异，但体细胞中发生的基因突变一般不遗传给后代，B错误；基因重组能产生新的基因型，不能产生新基因，C正确；基因重组是生物变异的来源，D错误。
答案　C

基因突变和基因重组比较
项目
基因突变
基因重组
发生时间
通常在有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期
减数第一次分裂前、中期
发生原因
在一定的外界或内部因素作用下，DNA分子中发生碱基对的缺失、插入或替换，引起基因结构的改变
减数第一次分裂过程中，同源染色体上的非姐妹染色单体间的交叉互换，或非同源染色体上的非等位基因间的自由组合
适用范围
所有生物都可以发生
只适用于真核生物有性生殖细胞核遗传
结果
产生新基因，控制新性状
产生新的基因型，不产生新的基因
联系
通过基因突变产生新基因，为基因重组提供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础

[例4]　如图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能反映的是(　　)

①该细胞一定发生了基因突变　②该细胞一定发生了基因重组　③该细胞可能发生了基因突变　④该细胞可能发生了基因重组
A．①② B．③④
C．①③ D．②④
解题分析　由于图中没有同源染色体，同时着丝粒分开，可以确定该细胞为减数第二次分裂后期的图像。同时注意到该细胞中，由两条姐妹染色单体形成的子染色体中所含的基因不完全相同，分别是B、b，其原因可能是减数第一次分裂前的间期染色体复制时出现错误，发生了基因突变，也可能是减数第一次分裂前期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，使两条姐妹染色单体上的基因不完全相同。
答案　A

“三看法”判断基因突变与基因重组
(1)一看亲代基因型
①如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变。
②如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。
(2)二看细胞分裂方式
①如果是有丝分裂过程中染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。
②如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换。
(3)三看细胞分裂图

①如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。
②如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。
③如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同，则为交叉互换(基因重组)的结果，如图丙。

知识点二　基因重组可应用于杂交育种

1．杂交育种原理：基因重组。
2．杂交育种概念：有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，培育出更优良的新品种。
3．杂交育种流程：一般可以通过杂交、选择、纯合化等手段培养出新品种。
①选取双亲子一代子二代
选出稳定遗传的个体推广。
②实例：培育能稳定遗传的抗病红果肉番茄

4．优点：可以将多个品种的优良性状集中在一起。
5．缺点：育种周期长；育种筛选过程复杂；不能产生新基因和新性状。

　杂交育种的育种范围是什么？
提示：生物种类：动物或植物；遗传物质角度：自然界中存在的基因，所以杂交育种不能得到新性状但能获得新的性状组合。
　杂交育种一定要进行纯合化处理吗？
提示：不一定，纯合化处理是通过不断的自交，其中也涉及不断淘汰杂合子，但如果要求是隐性性状组合的品种，则不需要进行纯合化处理，直接选择就可。
　植物和动物杂交育种中纯合化手段有区别吗？
提示：植物育种中常用自交，动物杂交育种中常用测交。

[例1]　关于杂交育种和诱变育种叙述不正确的是(　　)
A．杂交育种可以将两个或多个品种的优良性状集中在一个个体上
B．杂交育种需要的时间一般很长
C．诱变育种中常用的方法有物理因素和化学因素
D．诱变育种可以提高突变率，中国荷斯坦牛就是诱变育种的产物
解题分析　杂交育种可以将两个或多个品种的优良性状集中在一个个体上，产生不同于亲本的重组性状，A正确；杂交育种的一般都需连续自交3～4代才能获得稳定遗传的纯合子，B正确；诱变育种中常用的方法有物理因素和化学因素等，如紫外线、亚硝酸，C正确；中国荷斯坦牛是杂交育种的产物，D错误。
答案　D
[例2]　有两个纯种小麦，一个为高秆(D)抗锈病(T)，另一个为矮秆(d)不抗锈病(t)。这两对性状独立遗传，现要培育矮秆抗锈病的新品种，过程如下：
高秆、抗锈病×矮秆、不抗锈病F1F2稳定遗传的矮秆抗锈病类型。
(1)这种过程叫________育种，过程a叫________，过程b叫________。
(2)过程c的处理方法是________________________________________。
(3)F1的基因型是________，表型是______________，要培育的矮秆抗锈病新品种的基因型应是________。
解题分析　过程a叫做杂交，产生的F1基因型为DdTt，表型为高秆抗锈病。过程b叫做自交，目的是获取表型为矮秆抗锈病的小麦品种(ddT_)，因为此过程所得后代会发生性状分离，所以要想得到稳定遗传的矮秆抗锈病植株必须经过过程c，即筛选和连续自交，直至后代不发生性状分离。
答案　(1)杂交　杂交　自交　(2)筛选和连续自交，直至选出能够稳定遗传的矮秆抗锈病新品种　(3)DdTt　高秆抗锈病　ddTT

杂交育种和诱变育种的比较
项目
杂交育种
诱变育种
原理
基因重组
基因突变、染色体畸变
方法
杂交→选择→纯合化
辐射诱变、化学诱变
优点
不同个体的优良性状可集中到同一个体上
提高变异频率，大幅度改良某些性状，加速育种进程
缺点
时间长、需要及时发现优良性状
有利变异少，需要处理大量实验材料，具有不确定性

知识点三　转基因技术可以实现物种间的基因重组

1．转基因技术概念
转基因技术是指利用分子生物学和基因工程的手段，将某种生物的基因(外源基因)转移到其他生物物种中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。
2．转基因技术过程
获取目的基因→将其导入受体细胞内并使其整合到受体的染色体上让其在受体内表达且该性状还能稳定地遗传给后代。
3．转基因生物
由于外源基因的导入而引起原有遗传物质组成发生改变的生物称为转基因生物。
4．转基因技术的特点
(1)实现种间遗传物质的交换。
(2)针对性更强，效率更高，经济效益更明显。
5．转基因技术应用
(1)利用植物转基因技术培育农作物新品种。
(2)利用动物基因技术培育动物新品种，并能利用转基因动物作为生物反应器生产医用蛋白和多肽。
(3)用于治理环境污染。
6．转基因技术的潜在威胁
(1)有可能破坏生态环境。
(2)有可能威胁人类健康。

　转基因生物和转基因食品的优点和缺点是什么？
提示：(1)优点
①解决粮食短缺问题；②减少农药的使用，从而减少环境污染；③节省生产成本，降低粮食售价；④增加食物营养，提高附加价值；⑤增加食物种类，提升食物品质；⑥促进生产效率提高，带动相关产业发展。
(2)缺点
①可能产生新毒素和新过敏原；②可能产生抗除草剂的杂草；③可能使疾病的散播跨越物种的障碍；④可能会损害农作物的生物多样性；⑤可能会干扰生态系统的稳定性。

[例1]　下列有关转基因食品和转基因生物的叙述中，正确的是(　　)
A．转基因食品只能用作牲畜饲料
B．转基因食品与非转基因食品的营养物质种类差别很大
C．目前对转基因食品的安全性仍然存在争议
D．目前我国对农业转基因生物的研究和试验尚未作出具体规定
解题分析　转基因食品人也可以食用，A错误；转基因食品与非转基因食品的营养物质种类差别不大，B错误；为了加强对农业转基因生物的标识管理，保护消费者的知情权，我国对农业转基因生物实行了标识制度，D错误。
答案　C
[例2]　目前科学家把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞中，在棉花细胞中抗虫基因经过修饰后得以表达。下列叙述中哪项不是这一先进技术的理论依据(　　)
A．所有生物共用一套遗传密码子
B．基因能控制蛋白质的合成
C．苏云金芽孢杆菌的抗虫基因与棉花细胞的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成
D．苏云金芽孢杆菌与棉花可共用相同的mRNA和tRNA
解题分析　自然界所有生物共用一套遗传密码子，因此一种生物的基因能在另一种生物体内表达，A正确；基因可通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状，B正确；细胞生物的基因具有相同的结构(DNA双螺旋结构)和化学组成(都是由四种脱氧核苷酸构成)，因此苏云金芽孢杆菌的抗虫基因与棉花细胞DNA能连接起来，C正确；苏云金芽孢杆菌与棉花含有相同的tRNA，但所含mRNA不同，D错误。
答案　D


1．下列关于基因重组的叙述，不正确的是(　　)
A．基因重组发生在精卵结合形成受精卵的过程中
B．一对等位基因不存在基因重组，但一对同源染色体上存在基因重组
C．基因重组产生的新的基因型不一定会表达为新的表型
D．基因重组包括自由组合、交叉互换和以基因工程为代表的人工操作的基因重组
答案　A
解析　基因重组发生在减数分裂过程中，而不是精卵结合形成受精卵的受精作用过程中，A错误；一对等位基因不存在基因重组，但一对同源染色体上存在基因重组，如同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换导致基因重组，B正确；由于显性纯合子和显性杂合子的表型相同，因此基因重组产生的新的基因型不一定会表达为新的表型，C正确。
2．如图是基因型为BbXAY的动物进行减数分裂时一个细胞的示意图。下列叙述正确的是(　　)

A．该细胞是初级精母细胞或初级卵母细胞
B．该细胞可产生3种基因型的配子
C．基因a是姐妹染色单体间片段互换产生的
D．A与a、B与b同时分离进入不同的子细胞
答案　B
解析　由基因型BbXAY可知该细胞为雄性个体细胞，又由题图可知该细胞含有同源染色体和姐妹染色单体，判断该细胞为初级精母细胞；该细胞发生了基因突变，产生了a基因，减数分裂产生4个子细胞，基因型分别为BXA、bY、bY、BXa或bXA、bXa、BY、BY，共3种基因型配子；该个体本身不含a基因，该基因来自基因突变而不是片段互换产生；A与a在减数第二次分裂后期分开分别进入不同子细胞，而B与b在减数第一次分裂后期分开分别进入不同子细胞。
3．下列关于杂交育种方式的叙述，正确的是(　　)
A．杂交育种所依据的生物学原理是基因突变
B．杂交育种的选育工作一般是从F1代开始进行
C．杂交育种能够培育出具有杂种优势的新品种
D．杂交育种能够产生新的基因和多样的基因型
答案　C
解析　杂交育种的原理是基因重组，A错误；杂交育种的选育工作一般是从F2代开始进行，因为F2才开始出现性状分离，B错误；杂交育种能够产生多样的基因型，但不能产生新的基因，D错误。
4．下列有关生物变异的说法，错误的是(　　)
A．基因重组导致杂合子Aa自交后代出现性状分离
B．基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表型
C．染色体上DNA中碱基对的替换、缺失、插入不一定引起基因突变
D．减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，可能是基因突变或交叉互换
答案　A
解析　杂合子Aa自交后代出现性状分离的原因是等位基因分离，A错误；基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表型，B正确；染色体上DNA中碱基对的替换、缺失、插入不一定引起基因突变，如DNA中不具有遗传效应的片段中发生碱基对的替换、缺失、插入不会导致基因突变，C正确；减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，可能是基因突变或交叉互换，D正确。
5．下列关于杂交育种与诱变育种的叙述，错误的是(　　)
A．诱变育种是通过改变原有基因结构而导致新品种出现的方法
B．杂交育种的原理是基因重组，基因重组发生在配子形成过程中
C．诱变育种不一定能较快选育出新的优良品种
D．玉米单株自交后代中出现一定比例的白化苗是基因突变的结果
答案　D
解析　诱变育种的原理是基因突变，可以改变原有基因结构产生新的基因，A正确；杂交育种原理是减数分裂过程中发生基因重组，生成不同基因型配子，基因重组发生在配子形成过程中，B正确；诱变育种具有不定向性且多数有害的特点，不一定能较快产生新的优良品种，C正确；玉米单株自交后代中出现一定比例的白化苗是配子随机结合产生纯合隐性基因型后代导致的，而不是基因突变，D错误。
6．下列属于转基因技术的优点的是(　　)
A．不解决粮食短缺问题
B．增加农药的使用，避免污染环境
C．增加食品营养，提高附加价值
D．可能产生人体的抗原性物质
答案　C
解析　转基因技术的优点很多，如解决粮食短缺问题、减少农药的使用，避免污染环境、增加食品营养，提高附加价值等。而“可能产生人体的抗原性物质”，它不是优点，而是弊端，对人体不利。



知识点一　基因重组
1.下列有关基因重组的说法，不正确的是(　　)
A．基因重组可以产生新的基因
B．基因重组是生物变异的来源之一
C．基因重组可以产生新的基因型
D．基因重组能产生新的性状组合
答案　A
解析　基因重组能够产生新的基因型，但不能产生新的基因，只有基因突变能产生新的基因，A错误；基因重组是生物变异的来源之一，对生物进化具有重要意义，B正确；基因重组不能产生新的基因，但可以产生新的基因型，C正确；基因重组可以产生新的基因型，进而产生新的性状组合类型，D正确。
2．如图所示过程可能存在基因重组的是(　　)

A．④⑤ B．③⑤
C．①④ D．②④
答案　C
解析　①表示同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换，属于基因重组；②表示非同源染色体之间的交换，不属于基因重组；③存在等位基因的分离，符合基因的分离定律；④表示减数分裂过程中非同源染色体上的非等位基因自由组合，属于基因重组；⑤表示测交过程中的受精作用，即雌、雄配子的随机组合，不属于基因重组。
3．下列有关生物体内基因重组和基因突变的叙述，错误的是(　　)
A．由碱基对改变引起的DNA中基因结构的改变是基因突变
B．有性生殖过程中，控制一对相对性状的基因不能发生基因重组
C．自然条件下淀粉分支酶基因中插入了一段外来DNA序列属于基因突变
D．有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合属于基因重组
答案　B
解析　若一对相对性状是由非同源染色体上的两对基因控制，则减数分裂过程中，控制一对相对性状的基因能发生基因重组，B错误；自然条件下淀粉分支酶基因中插入了一段外来DNA序列属于基因突变中的碱基对插入类型，C正确；基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的非等位基因重新组合，D正确。
4．基因重组是生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义。下列说法正确的是(　　)
A．减数分裂过程中，非同源染色体上的等位基因也可以发生重组
B．哺乳动物不同基因型的精子和卵细胞的随机结合也是基因重组
C．基因重组可以发生在根尖细胞增殖过程中
D．基因重组能够使子代基因型多样化，有利于适应变化的外界环境
答案　D
解析　减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因发生重组，A错误；哺乳动物不同基因型的精子和卵细胞的随机结合不属于基因重组，B错误；根尖细胞只能进行有丝分裂，不发生减数分裂过程中的基因重组，C错误。
知识点二　基因重组可应用于杂交育种
5.下列关于杂交育种的叙述，错误的是(　　)
A．选育稳定遗传的个体
B．依据的遗传学原理是基因重组
C．可以获得新的性状组合
D．可以将双亲优良基因结合于一体
答案　A
解析　杂交育种选育具有优良性状的新品种，A错误；杂交育种依据的遗传学原理是基因重组，B正确；杂交育种是通过基因重组产生新的基因型，表现出原有性状的重新组合，C正确；杂交育种可以将双亲的优良基因组合在一起，D正确。
6．下列关于杂交育种与诱变育种的叙述正确的是(　　)
A．诱变育种是通过改变原有基因结构而导致新品种出现的方法
B．基因重组是杂交育种的原理，基因重组发生在受精作用过程中
C．诱变育种一定能比杂交育种较快选育出新的优良品种
D．通过杂交育种方式培育作物新品种。有时F2中就有所需对象
答案　A
解析　诱变育种的原理是基因突变，是通过改变原有基因结构而导致新品种出现的方法，A正确；基因重组是杂交育种的原理，基因重组发生在减数分裂形成配子的过程中，B错误；诱变育种的原理是基因突变，具有不定向性，所以不一定能较快选育出新的优良品种，C错误；杂交育种中得到了F1，F1自交产生的F2中就一定会出现所需对象，D错误。
7．水稻的有芒(A)对无芒(a)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性，用有芒抗病(AARR)和无芒不抗病(aarr)的两种水稻做亲本，培育无芒抗病的水稻种子供农民使用。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．用杂交育种方法培育这一良种供农民大量使用至少需要3年
B．用杂交育种方法培育这一良种，第一年将有芒抗病与无芒不抗病两种水稻杂交
C．用杂交育种方法培育这一良种，第二年让F1植株进行自交，从而获得F2
D．用杂交育种方法培育这一良种，第三年让F2植株进行自交获得F3并进行筛选
答案　A
解析　用杂交育种方法培育无芒抗病的良种水稻，第1年：将有芒抗病与无芒不抗病两种水稻进行杂交，获得F1种子；第2年：让F1种子自交，获得F2种子；第3年：让F2种子自交，选出纯系植株；第4年：将选出的无芒抗病纯系植株进行自交，进行扩大培养。因此用杂交育种方法培育这一良种供农民大量使用至少需要4年，A错误；用杂交育种方法培育这一良种，第一年要将有芒抗病与无芒不抗病两种水稻进行杂交，B正确；用杂交育种方法培育这一良种，第二年让F1种子种下去长成植株进行自交，获得F2种子，C正确；用杂交育种方法培育这一良种，第三年让F2种子种下去进行自交，选出纯系植株，D正确。
知识点三　转基因技术可以实现物种间的基因重组
8.为了培育节水、高产品种，科学家将大麦中与抗旱、节水有关的基因导入小麦，得到的转基因小麦，其水分利用率提高20%。这项技术的遗传学原理是(　　)
A．基因突变 B.基因重组
C.基因复制 D.基因分离
答案　B
解析　将大麦中与抗旱、节水有关的基因导入小麦的过程采用了基因工程技术，而基因工程的原理是基因重组。
9．转基因食品已大量进入我们的日常生活，如转基因西红柿、转基因草莓等，涉及的问题甚至关系到国家之间的贸易竞争，如图为“霸占中国市场的转基因大豆油”的部分图示。下列关于转基因大豆的叙述不正确的是(　　)

A．培育过程中可能用到抗病、抗虫等抗性基因
B．目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵或者体细胞
C．转基因大豆的种植过程中减少了农药等的使用量，生产成本更低
D．转基因大豆产生的新性状是基因突变引起的
答案　D
解析　抗病基因、抗虫基因都可以成为基因工程的目的基因，因此培育转基因大豆时可能用到抗病、抗虫等抗性基因，A正确；目的基因的受体细胞可以是大豆受精卵或者体细胞，如果受体是体细胞，则还需要采用植物组织培养技术，B正确；转基因大豆的种植过程中减少了农药等的使用量，生产成本更低，C正确；转基因大豆产生的新性状是基因重组引起的，D错误。
10．美国科学家在研究生长在墨西哥某地的野生玉米后发现，这种玉米含有包括苏云金芽孢杆菌抗虫毒蛋白基因在内的转基因作物的基因，下列有关叙述中正确的是(　　)
①转基因作物的基因可传播到野生植物中　②转基因作物可对天然植物的遗传多样性构成威胁　③为防止基因污染，应当禁止转基因作物的研究　④自然杂交与转基因过程没有任何区别
A．①②③④ B．③
C．①② D．①
答案　C
解析　转基因作物可通过花粉散落到它的近亲作物上，从而污染生物基因库，①正确；转基因植物可能会与野生植物杂交，造成基因污染，可能会对生物多样性构成潜在的风险和威胁，②正确；虽然转基因生物存在危害，但我们应理性地看待转基因生物的研究，③错误；自然杂交是同种生物个体之间的基因交流，而转基因是将外源基因导入受体细胞的过程，即不同生物之间基因的交流，④错误。

11．下列成果依据的原理不是基因重组的是(　　)
A．我国科学家利用杂交技术培育出海水稻
B．通过返回式卫星搭载的种子培育出太空椒
C．R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌
D．利用基因工程技术培育出抗棉铃虫的棉花
答案　B
解析　我国科学家利用杂交技术培育出海水稻，育种方法是杂交育种，原理是基因重组，A错误；通过返回式卫星搭载的种子培育出太空椒，育种方法是诱变育种，原理是基因突变，B正确；R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌，其原理是基因重组，C错误；利用基因工程技术培育出抗棉铃虫的棉花，其原理是基因重组，D错误。
12．下列关于基因重组的说法不正确的是(　　)
A．一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能
B．生物体进行有性生殖的过程中控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组
C．减Ⅰ后期，随着非同源染色体上的自由组合，很多基因可发生基因重组
D．减Ⅰ前期，由于同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组
答案　D
解析　一般情况下，水稻花药内可进行减数分裂，可发生基因重组，而根尖分生区只能进行有丝分裂，不能发生基因重组，A正确；减Ⅰ前期，由于同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组，D错误。
13. 小香猪背部皮毛颜色是由位于两对常染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)共同控制的，共有四种表型：黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、棕色(A_bb)和白色(aabb)。

(1)如图为一只黑色小香猪(AaBb)产生的一个初级精母细胞，1位点为A基因，2位点为a基因，某同学认为该现象出现的原因可能是基因突变或非姐妹染色单体之间的交换。
①若是发生非姐妹染色单体之间的交换，则该初级精母细胞产生的配子的基因型是________________________。
②若是发生基因突变，且为隐性突变，该初级精母细胞产生的配子的基因型是____________或____________。
(2)某同学欲对上面的假设进行验证并预测实验结果，设计了如下实验：
实验方案：用该黑色小香猪(AaBb)与基因型为_________________________的雌性个体进行交配，观察子代的表型。
结果预测：①如果子代出现____________________表型，则为发生了非姐妹染色单体的交换。
②如果子代出现______________________________________表型，则为基因发生了隐性突变。
答案　(1)①AB、Ab、aB、ab　②AB、aB、ab　Ab、ab、aB　(2)aabb　①黑色、褐色、棕色和白色4种　②黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色3种
解析　(1)1与2为姐妹染色单体，在正常情况下，姐妹染色单体上对应位点的基因是相同的，若不相同，则可能是发生了基因突变或交叉互换。①若是发生了交叉互换，则该初级精母细胞产生的两个次级精母细胞的基因组成是AaBB、Aabb，即产生的配子的基因型为AB、Ab、aB、ab。②若是发生了基因突变，且为隐性突变，则该初级精母细胞产生的两个次级精母细胞的基因组成是AaBB、aabb或Aabb、aaBB，即产生的配子的基因型是AB、aB、ab或Ab、ab、aB。
(2)探究某待测个体产生的配子类型一般采用测交的实验方法。由于黑色小香猪(AaBb)发生交叉互换与基因突变产生的配子种类不同，导致测交产生的后代表型不同，所以可用该黑色小香猪(AaBb)与隐性纯合个体白色小香猪(aabb)的雌性个体进行交配，观察子代的表型。
结果预测：①若黑色小香猪(AaBb)发生过交叉互换，则产生AB、Ab、aB、ab四种配子，进而与ab的配子结合产生的后代会出现黑色、褐色、棕色和白色4种表型；②若黑色小香猪(AaBb)发生过隐性突变，则产生的配子为AB、aB、ab或Ab、ab、aB，与ab的配子结合产生的后代会出现黑色、褐色和白色或褐色、棕色和白色3种表型。
14．水稻(2n＝24)是一种雌雄同株的植物。现有多个纯合优良水稻品种，其特点如表所示，某实验小组欲通过杂交育种将它们的优点集中起来。
品种
优良性状
基因
所在染色体
①
抗锈病
a
Ⅰ
②
高产
B
Ⅱ
③
抗倒伏
C
Ⅲ
④
抗旱
d
Ⅲ

回答下列问题：
(1)品种①和②杂交，所得F1的基因型为________(只写出相关基因即可)，F1自交后代会出现____________现象，因此育种过程繁杂而缓慢、效率低。
(2)品种③和④杂交，所得F1的表型为_________________(只写出相关表型即可)，F1自交得到的F2不符合9∶3∶3∶1的性状分离比，其原因是__________________________________________。
(3)若要培育出集合各优良性状的杂交水稻，需要开展长期的育种工作，F2性状多样性的来源有(不考虑基因突变)：
①减数第一次分裂后期，非同源染色体上非等位基因的自由组合，导致配子具有多样性；
②________________________________________；
③________________________________________。
答案　(1)AaBb　性状分离　(2)抗倒伏不抗旱　控制相应性状的两对等位基因均位于第Ⅲ号染色体上，F1在产生配子时相应的非等位基因不能自由组合
(3)②减数第一次分裂前期，同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换，导致配子具有多样性　③受精过程中，卵细胞和精子的随机结合，导致受精卵的多样性
解析　(1)品种①和②杂交，即抗锈病低产与不抗病高产杂交，亲本基因型为aabb与AABB，所得F1的基因型为AaBb，F1自交后代会出现性状分离。
(2)由表格可知：抗倒伏不抗旱属于显性性状，品种③和④杂交，所得F1的表型为抗倒伏不抗旱，由于控制相应性状的两对等位基因均位于第Ⅲ号染色体上，F1在产生配子时相应的非等位基因不能自由组合，故F1自交得到的F2不符合9∶3∶3∶1的性状分离比。
15．登革热病毒感染蚊子后，可在蚊子唾液腺中大量繁殖，蚊子在叮咬人时将病毒传染给人，可引起病人发热、出血甚至休克。请回答下列问题：
(1)科学研究发现：将S基因转入蚊子体内，使蚊子的唾液腺细胞大量表达S蛋白，该蛋白可以抑制登革热病毒的复制。获得转基因蚊子的原理是________，唾液腺细胞内表达S蛋白过程的场所是________和__________________。
(2)科学家获得一种显性突变蚊子(AABB，只有A或B基因的胚胎致死)。A、B基因(如图甲)的关系是______________________，所以它们遵循基因的自由组合规律。

①若纯合的雄蚊(AABB)与野生型雌蚊(aabb)交配，F2群体中共有________种基因型的蚊子。
②将S基因分别插入到A、B基因的紧邻位置(如图乙)，将该纯合的转基因雄蚊释放到野生群体中，群体中蚊子体内病毒的平均数目会逐代________，原因是________________________________。
答案　(1)基因重组　细胞核　核糖体(或细胞质)　(2)非同源染色体上的非等位基因　①5　②减少　S基因表达的S蛋白会抑制登革热病毒复制
解析　(1)登革热病毒感染蚊子获得转基因蚊子，原理是基因重组，表达合成S蛋白过程中转录的场所是细胞核，翻译的场所是细胞质中的核糖体。
(2)根据图甲分析可知：A、B基因是非同源染色体上的非等位基因，遵循基因的自由组合规律。①AABB×aabb→AaBb→9A_B_、3A_bb、3aaB_、1aabb，根据题意中只有A或B基因的胚胎致死，即A_B_、aabb存活，则F2群体中只有1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb和1aabb 5种基因型的蚊子。②将S基因分别插入到A、B基因的紧邻位置，由于S基因表达的S蛋白抑制登革热病毒复制，则蚊子体内病毒的平均数目会逐代减少。