2020年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第七單元 第23講 生物變異在育種上的應(yīng)用（第二課時）講義（含解析）（必修2）.doc

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第二課時生物變異在育種上的應(yīng)用課前自主檢測判斷正誤并找到課本原話1傳統(tǒng)的方法是選擇育種，通過汰劣留良的方法來選擇和積累優(yōu)良基因。(P98正文)()2選擇育種不僅周期長，而且可選擇的范圍是有限的。(P98正文)()3雜交育種是將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。(P99正文)()4我國科學(xué)家應(yīng)用X射線和化學(xué)誘變劑進(jìn)行人工誘變處理，從誘變后代中選出抗病性強(qiáng)的優(yōu)良個體。(P100小字)()5常用的青霉素有青霉素鈉鹽和青霉素鉀鹽等。(P100相關(guān)信息)()6基因工程就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。(P102正文)()7質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物的細(xì)胞中，是擬核或細(xì)胞核外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子。(P103正文)()8基因工程的方法能夠高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品，如青霉素。(P104正文)()真題重組判斷正誤(1)(2014江蘇高考)通過誘導(dǎo)多倍體的方法可克服遠(yuǎn)緣雜交不育，培育出作物新類型。()(2)(2013大綱卷)用射線照射大豆使其基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆，屬于誘變育種。()(3)(2013大綱卷)水稻F1花藥經(jīng)培養(yǎng)和染色體加倍，獲得基因型純合新品種，屬于單倍體育種。()(4)(2013大綱卷)將含抗病基因的重組DNA導(dǎo)入玉米細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得抗病植株，屬于基因工程育種。()(5)(2013四川高考)抗病植株連續(xù)自交若干代，純合抗病植株的比例逐代下降。()知識自主梳理一、單倍體育種1原理：染色體變異。2方法3優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限。4缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜。5實(shí)例：用高稈抗病(DDTT)和矮稈不抗病(ddtt)小麥品種培育矮稈抗病小麥，過程見圖。二、多倍體育種1方法：用秋水仙素或低溫處理。2處理材料：萌發(fā)的種子或幼苗。3原理4優(yōu)點(diǎn)：多倍體植株莖稈粗壯，葉、果實(shí)和種子比較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富(簡記：粗、大、豐富)。5缺點(diǎn)：多倍體植株發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低，多倍體育種一般只適用于植物。6實(shí)例：三倍體無子西瓜(1)兩次傳粉(2)三倍體西瓜無子的原因：三倍體西瓜在減數(shù)分裂過程中，由于染色體聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。(3)用秋水仙素處理幼苗后，分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、花染色體數(shù)目加倍，而未經(jīng)處理部分(如根部細(xì)胞)的染色體數(shù)不變。易錯判斷1單倍體育種過程，使用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。()2單倍體育種所得個體均為純合子。()3花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株。()特別提醒秋水仙素在有絲分裂前期起作用，只是抑制紡錘體形成，不能抑制著絲點(diǎn)分裂。深入思考無子西瓜培育過程中四倍體植株結(jié)西瓜后，植株細(xì)胞中染色體組數(shù)情況？提示地上植株細(xì)胞含四個染色體組，地下部分細(xì)胞含兩個染色體組，所結(jié)西瓜三、雜交育種1原理：基因重組。2過程(3)培育顯性純合子品種a植物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1F1自交獲得F2鑒別、選擇需要的類型，自交至不發(fā)生性狀分離為止。b動物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1F1雌雄個體交配獲得F2鑒別、選擇需要的類型與隱性類型測交，選擇后代不發(fā)生性狀分離的F2個體。3優(yōu)點(diǎn)：操作簡便，可以把多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起。4缺點(diǎn)：獲得新品種的周期長。四、誘變育種1原理：基因突變。2過程3優(yōu)點(diǎn)(1)可以提高突變率，在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。(2)大幅度地改良某些性狀，創(chuàng)造人們所需要的優(yōu)良變異類型。4缺點(diǎn)：有利變異個體往往不多，需處理大量材料。五、針對不同育種目標(biāo)的育種方案深入思考雜交育種過程中的問題：1第一次雜交的目的？提示將控制優(yōu)良性狀的基因集中到一個個體。2為什么從F2開始選優(yōu)？提示F2出現(xiàn)性狀分離，有所需優(yōu)良性狀個體。深入思考誘變育種為什么往往需處理大量實(shí)驗(yàn)材料？提示誘變育種原理是基因突變，基因突變具有不定向性和低頻性，故需處理大量實(shí)驗(yàn)材料才有可能得到所需優(yōu)良性狀個體。考點(diǎn)題型突破考點(diǎn)生物變異在育種上的應(yīng)用題型一 單倍體與多倍體育種過程及應(yīng)用1小麥品種中高稈(A)對矮稈(a)為顯性、抗病(B)對易感病(b)為顯性，兩對相對性狀獨(dú)立遺傳。某生物興趣小組利用基因型為AaBb的小麥來培育能夠穩(wěn)定遺傳的矮稈抗病小麥新品種，培育方法如圖所示，下列相關(guān)敘述中正確的是()A該生物興趣小組培育小麥新品種的原理為單倍體育種B圖中過程常采用花藥離體培養(yǎng)的方法C配子未分化，圖中過程不需要經(jīng)過脫分化過程D過程得到的是四倍體植株為純合子答案B解析題中生物興趣小組依據(jù)的育種原理為染色體變異，A錯誤；表示將花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，得到單倍體植株，B正確；配子高度分化，經(jīng)脫分化、再分化形成單倍體，C錯誤；過程得到的四倍體植株中仍含有等位基因，應(yīng)為雜合子，D錯誤。2下圖是三倍體西瓜育種原理的流程圖，請據(jù)圖回答下列問題：(1)秋水仙素可誘導(dǎo)多倍體的產(chǎn)生，其作用為_。(2)四倍體母本上結(jié)出的三倍體西瓜，其果肉細(xì)胞中有_個染色體組，種子的胚細(xì)胞中有_個染色體組。三倍體植株不能形成生殖細(xì)胞的原因是_。(3)育種過程中，三倍體無子西瓜偶爾有少量種子。請從染色體組的角度解釋，其原因是_。(4)三倍體無子西瓜的性狀_(填“能”或“不能”)遺傳，請?jiān)O(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的結(jié)論并做出預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果。設(shè)計(jì)方案：將三倍體無子西瓜果皮的任意一部分_。結(jié)果預(yù)期：_。答案(1)抑制分裂前期的細(xì)胞形成紡錘體(2)四三聯(lián)會紊亂(3)一個染色體組的全部染色體正好移向細(xì)胞的一極，另外兩個染色體組的全部染色體正好移向細(xì)胞的另一極，產(chǎn)生了正常的配子(4)能進(jìn)行植物組織培養(yǎng)(或無性繁殖)，觀察果實(shí)中是否有種子成活長大后的植株仍然不能結(jié)出有子果實(shí)解析(1)秋水仙素可誘導(dǎo)多倍體的產(chǎn)生，其作用是抑制分裂前期的細(xì)胞形成紡錘體。(2)由于果實(shí)的果肉部分是由母本的子房壁細(xì)胞分裂、分化而來的，與父本無關(guān)，所以四倍體母本上結(jié)出的三倍體西瓜，其果肉細(xì)胞中含有四個染色體組。種子中的胚是由卵細(xì)胞和精子結(jié)合成受精卵發(fā)育而成，所以胚細(xì)胞中含三個染色體組。三倍體植株在減數(shù)分裂過程中聯(lián)會發(fā)生紊亂，不能形成正常的生殖細(xì)胞。(3)育種過程中，三倍體無子西瓜偶爾有少量的種子，原因是減數(shù)第一次分裂后期，一個染色體組的全部染色體正好移向了細(xì)胞的一極，另外兩個染色體組的全部染色體正好移向了細(xì)胞的另一極，產(chǎn)生了正常的配子。(4)三倍體無子西瓜的育種原理是染色體數(shù)目變異，是一種可遺傳的變異，它的性狀是可以遺傳的，但必須用無性繁殖的手段進(jìn)行培養(yǎng)，如植物組織培養(yǎng)。易錯警示(1)單倍體育種一般應(yīng)用于二倍體植物，因?yàn)槿魹樗谋扼w植物，通過單倍體育種形成的個體不一定是純合子。(2)用秋水仙素處理植株使染色體數(shù)目加倍，若操作對象是單倍體植株，屬于單倍體育種；若操作對象為正常植株，叫多倍體育種，不能看到“染色體數(shù)目加倍”就認(rèn)為是多倍體育種。(3)單倍體育種和多倍體育種都需用秋水仙素處理，使染色體數(shù)目加倍。單倍體育種在幼苗期處理，多倍體育種在種子萌發(fā)期或幼苗期處理。題型二 誘變育種與雜交育種3家蠶(2n28)雌性體細(xì)胞內(nèi)有兩個異型的性染色體ZW，雄性體細(xì)胞內(nèi)有兩個同型性染色體ZZ。人們用輻射的方法使常染色體上帶有卵色基因的片段易位到W染色體，使ZW卵和不帶卵色基因的ZZ卵有所區(qū)別，從而在家蠶卵還未孵化時就能區(qū)分雌雄。下列有關(guān)說法錯誤的是()A這種育種方式屬于誘變育種B輻射的目的是為了提高基因的突變率，更容易篩選到卵色基因C上述帶有卵色的受精卵將來會發(fā)育為雌性家蠶D上述帶有卵色基因的家蠶染色體組型圖與正常家蠶不同答案B解析人們用輻射的方法使常染色體上帶有卵色基因的片段易位到W染色體，說明該方法是誘變育種，A正確；輻射的目的是為了提高變異的突變率，更容易篩選到含有卵色基因的個體，B錯誤；根據(jù)題意可知，卵色基因的片段易位到W染色體，則帶有卵色的受精卵為ZW，為雌性家蠶，C正確；上述帶有卵色基因的家蠶W染色體多了一段染色體，所以其染色體組型圖與正常家蠶不同，D正確。4現(xiàn)有三個番茄品種，A品種的基因型為AABBdd，B品種的基因型為AAbbDD，C品種的基因型為aaBBDD，三對等位基因分別位于三對同源染色體上，并且分別控制葉形、花色和果形三對相對性狀。請回答：(1)如何運(yùn)用雜交育種方法利用以上三個品種獲得基因型為aabbdd的植株？(用文字簡要描述獲得過程即可)(2)如果從播種到獲得種子需要一年，獲得基因型為aabbdd的植株最少需要幾年？答案(1)A與B雜交得到雜交一代，雜交一代與C品種雜交，得到雜交二代，雜交二代自交，可以得到基因型為aabbdd的種子，該種子可以長成基因型為aabbdd的植株。(2)4年。解析(1)根據(jù)基因的自由組合定律，把基因型為AABBdd的A品種和基因型為AAbbDD的B品種進(jìn)行雜交，并將得到的雜交一代與基因型為aaBBDD的C品種雜交，得到雜交二代。再將雜交二代自交，就可以得到基因型為aabbdd的種子，該種子可以長成基因型為aabbdd的植株。(2)第一年：A品種和B品種雜交，得到雜合植株AABbDd；第二年：雜合植株和C品種雜交，得到AaBBDD、AaBBDd、AaBbDD、AaBbDd；第三年：第二年收獲的種子形成的植株自交，得到含aabbdd的種子；第四年：第三年收獲的種子形成植株。5動物雜交育種的方法假設(shè)現(xiàn)有長毛立耳貓(BBEE)和短毛折耳貓(bbee)，你能否培育出能穩(wěn)定遺傳的長毛折耳貓(BBee)？寫出育種方案(圖解)。注意：動物雜交育種與植株雜交育種的不同。答案可以培育出穩(wěn)定遺傳的長毛折耳貓，育種圖解如下：如果子三代只有長毛折耳貓，則說明子二代長毛折耳貓就是所要的品(純)種；如果子三代既有長毛折耳貓又有短毛折耳貓，則說明子二代長毛折耳貓不是所要的品(雜)種。題型三 生物育種的綜合判斷6(2019唐山一中月考)番茄的抗病(R)對感病(r)為顯性，高稈(D)對矮稈(d)為顯性，控制上述兩對相對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。為獲得純合高稈抗病番茄植株，研究人員采用了如圖所示的方法。據(jù)圖分析，正確的是()A若過程的F1自交一代，產(chǎn)生的高稈抗病植株中純合子占1/9B過程常用一定濃度的秋水仙素處理單倍體的種子C過程應(yīng)用的原理是細(xì)胞增殖D過程“航天育種”方法中主要的變異類型是基因重組答案A解析純合高稈感病植株(DDrr)與純合矮稈抗病植株(ddRR)雜交，F(xiàn)1基因型為DdRr，F(xiàn)1自交一代，產(chǎn)生的高稈抗病植株占總數(shù)的9/16，其中純合子占1/9，A正確；二倍體經(jīng)花藥離體培養(yǎng)獲得的單倍體沒有種子，只能用秋水仙素處理幼苗，B錯誤；過程應(yīng)用的原理是植物細(xì)胞的全能性，C錯誤；過程“航天育種”方法中主要的變異類型是基因突變，D錯誤。知識拓展 不同育種方法需注意的問題(1)誘變育種：多用于植物和微生物。原核生物不能進(jìn)行減數(shù)分裂，所以不能運(yùn)用雜交的方法進(jìn)行育種，如細(xì)菌的育種一般采用的方法是誘變育種。誘變育種與雜交育種相比，前者能產(chǎn)生前所未有的新基因，創(chuàng)造變異新類型；后者不能產(chǎn)生新基因，只是實(shí)現(xiàn)原有基因的重新組合。(2)雜交育種：不一定需要連續(xù)自交。若選育顯性優(yōu)良純種，需要連續(xù)自交篩選，直至性狀不再發(fā)生分離；若選育隱性優(yōu)良純種，則只要出現(xiàn)該性狀個體即可。(3)花藥離體培養(yǎng)單倍體育種：花藥離體培養(yǎng)只是其中的一個程序，要想得到可育的品種，一般還需要用秋水仙素處理單倍體使染色體數(shù)目加倍。(4)多倍體育種得到的整個植株，并不是所有細(xì)胞的染色體數(shù)目都加倍，細(xì)胞是否都出現(xiàn)染色體數(shù)目加倍與處理方法有關(guān)。方向真題體驗(yàn)1(2016江蘇高考)下圖中甲、乙兩個體的一對同源染色體中各有一條發(fā)生變異(字母表示基因)。下列敘述正確的是()A個體甲的變異對表型無影響B(tài)個體乙細(xì)胞減數(shù)分裂形成的四分體異常C個體甲自交的后代，性狀分離比為31D個體乙染色體沒有基因缺失，表型無異常答案B解析個體甲的變異屬于缺失，影響表型，A錯誤；個體乙發(fā)生的變異是倒位，減數(shù)分裂形成的四分體異常，B正確；含缺失染色體的配子一般是敗育的，故其后代一般不會發(fā)生性狀分離，C錯誤；個體乙染色體沒有基因缺失，但發(fā)生倒位，表型異常，D錯誤。2(2016上海高考)導(dǎo)致遺傳物質(zhì)變化的原因有很多，圖中字母代表不同基因，其中變異類型和依次是()A突變和倒位 B重組和倒位C重組和易位 D易位和倒位答案D解析中少了基因ab，多了基因J，是非同源染色體間發(fā)生了片段交換，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位；cde基因位置發(fā)生了顛倒，屬于倒位，D正確。3. (2015江蘇高考)甲、乙為兩種果蠅(2n)，如圖為這兩種果蠅的各一個染色體組，下列敘述正確的是()A甲、乙雜交產(chǎn)生的F1減數(shù)分裂都正常B甲發(fā)生染色體交叉互換形成了乙C甲、乙1號染色體上的基因排列順序相同D圖示染色體結(jié)構(gòu)變異可為生物進(jìn)化提供原材料答案D解析分析圖示可知，甲的1號染色體倒位形成乙的1號染色體，所以甲、乙雜交產(chǎn)生的F1減數(shù)分裂過程中染色體1間不能正常聯(lián)會，A、B錯誤；染色體倒位后，染色體上的基因排列順序改變，C錯誤；基因突變、染色體變異和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料，D正確。4(2017江蘇高考)研究人員在柑橘中發(fā)現(xiàn)一棵具有明顯早熟特性的變異株，決定以此為基礎(chǔ)培育早熟柑橘新品種。請回答下列問題：(1)要判斷該變異株的育種價值，首先要確定它的_物質(zhì)是否發(fā)生了變化。(2)在選擇育種方法時，需要判斷該變異株的變異類型。如果變異株是個別基因的突變體，則可采用育種方法，使早熟基因逐漸_，培育成新品種1。為了加快這一進(jìn)程，還可以采集變異株的_進(jìn)行處理，獲得高度純合的后代，選育成新品種2，這種方法稱為_育種。(3)如果該早熟植株屬于染色體組變異株，可以推測該變異株減數(shù)分裂中染色體有多種聯(lián)會方式，由此造成不規(guī)則的_，產(chǎn)生染色體數(shù)目不等、生活力很低的_，因而得不到足量的種子。即使得到少量后代，早熟性狀也很難穩(wěn)定遺傳。這種情況下，可考慮選擇育種方法，其不足之處是需要不斷制備_，成本較高。(4)新品種1與新品種3均具有早熟性狀，但其他性狀有差異，這是因?yàn)樾缕贩N1選育過程中基因發(fā)生了多次_，產(chǎn)生的多種基因型中只有一部分在選育過程中保留下來。答案(1)遺傳(2)純合花藥單倍體(3)染色體分離配子組培苗(4)重組解析(1)育種的目的是獲得人類所需的有價值的性狀，只有由遺傳物質(zhì)改變引起的性狀改變才能遺傳下去，才具有育種價值。(2)方法是自交，連續(xù)自交過程中早熟基因逐漸純合，培育成新品種1。單倍體育種能明顯縮短育種年限，可先通過花藥離體培養(yǎng)，再用秋水仙素處理單倍體幼苗。(3)若是由染色體組數(shù)目改變引起的變異，則該變異株減數(shù)分裂中聯(lián)會紊亂，從而造成不規(guī)則的染色體分離，產(chǎn)生染色體數(shù)目不等、生活力很低的異常配子，只有極少數(shù)配子正常，故只能得到少量的種子。方法需要先進(jìn)行植物組織培養(yǎng)獲得柑橘苗，此過程操作復(fù)雜、成本較高。(4)在新品種1的選育過程中，連續(xù)自交使早熟性狀相關(guān)基因與其他性狀相關(guān)基因發(fā)生了多次重組。而在植物組織培養(yǎng)過程中不發(fā)生基因重組。