2021新高考生物選擇性考試B方案一輪復(fù)習(xí)學(xué)案第7單元第23講第二課時生物變異在育種上的應(yīng)用

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文1．三倍體無子西瓜中一顆種子也不會產(chǎn)生。(必修2P89—拓展題)(×)2．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。(必修2P98—正文)(√)3．選擇育種不僅周期長，而且可選擇的范圍是有限的。(必修2P98—正文)(√)4．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。(必修2P99—正文)(√)5．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)良大豆。(必修2P100—小字)(√)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。(必修2P102—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。(必修2P103—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。(必修2P104—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。(√)知識自主梳理一單倍體育種1．原理：eq\x(\s\up1(01))染色體變異。2．方法3．優(yōu)點(diǎn)：eq\x(\s\up1(04))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eq\x(\s\up1(01))秋水仙素或低溫處理。2．處理材料：eq\x(\s\up1(02))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eq\x(\s\up1(06))大，營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富。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)eq\a\vs4\al\co1(兩次傳粉,目的)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(第一次傳粉：雜交獲得\x(\s\up1(07))三倍體種子,第二次傳粉：刺激子房發(fā)育成\x(\s\up1(08))果實(shí)))(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eq\x(\s\up1(09))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)目不變。三雜交育種1．原理：eq\x(\s\up1(01))基因重組。2．過程(1)培育雜合子品種選取符合要求的純種雙親雜交(♀×♂)→F1(即為所需品種)。(2)培育隱性純合子品種選取符合要求的雙親雜交(♀×♂)→F1eq\o((3)培育顯性純合子品種①植物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1eq\x(\s\up1(02))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。②動物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1eq\x(\s\up1(03))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，選擇后代只出現(xiàn)一種性狀的F2個體。3．優(yōu)點(diǎn)：操作簡便，可以把多個品種的eq\x(\s\up1(04))優(yōu)良性狀集中在一起。4．缺點(diǎn)：獲得新品種的周期eq\x(\s\up1(05))長。四誘變育種1．原理：eq\x(\s\up1(01))基因突變。2．過程3．優(yōu)點(diǎn)(1)可以提高eq\x(\s\up1(03))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eq\x(\s\up1(04))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)的育種方案育種目標(biāo)育種方案集中雙親優(yōu)良性狀eq\x(\s\up1(01))單倍體育種(明顯縮短育種年限)eq\x(\s\up1(02))雜交育種(耗時較長，但簡便易行)對原品系實(shí)施“定向”改造eq\x(\s\up1(03))基因工程育種讓原品系產(chǎn)生新性狀(無中生有)eq\x(\s\up1(04))誘變育種(可提高變異頻率，期望獲得理想性狀)使原品系營養(yǎng)器官“增大”或“加強(qiáng)”eq\x(\s\up1(05))多倍體育種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。(√)1．“三體”≠“三倍體”三倍體是指由受精卵發(fā)育而成，體細(xì)胞中含三個染色體組的個體，其每種形態(tài)的染色體為“三條相同”(如圖1所示)；三體則是二倍體(含兩個染色體組)，只是其中某形態(tài)的染色體“多出了一條”而成為3條，其余染色體均為兩兩相同(如圖2所示)。2．明確三類“無子果實(shí)”(1)無子西瓜—利用染色體變異原理，無子的原因是三倍體聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。(2)無子番茄—利用生長素促進(jìn)果實(shí)發(fā)育的原理，其無子的原因是“未受粉”。(3)無子香蕉—天然三倍體，無子的原因在于染色體聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。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。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②過程常采用花藥離體培養(yǎng)的方法C．配子未分化，圖中②過程不需要經(jīng)過脫分化過程D．④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；②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、再分化形成單倍體植株，C錯誤；④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。(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)。(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(2n＝28)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①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②常用一定濃度的秋水仙素處理單倍體的種子C．過程③應(yīng)用的原理是細(xì)胞增殖D．過程④“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③應(yīng)用的原理是植物細(xì)胞的全能性，C錯誤；過程④“航天育種”方法中主要的變異類型是基因突變，D錯誤。7．(2019·河南許昌高級中學(xué)下學(xué)期第二次診斷)要提高農(nóng)作物產(chǎn)量，良種是保障。下列關(guān)于幾種育種方法的敘述，錯誤的是()A．培育優(yōu)質(zhì)新品種時，單倍體育種和雜交育種都要先通過雜交集優(yōu)B．選育玉米雜交種時，要通過一定的方法先得到純種再雜交獲得雜種C．誘變育種能提高突變率，但不能控制基因突變的方向D．進(jìn)行多倍體育種時，加倍的染色體一定來自于一個物種答案D解析培育優(yōu)質(zhì)新品種時，可先將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過雜交集中在一起，再采用單倍體育種或雜交育種的方式繼續(xù)培育和選擇，進(jìn)而獲得所需要的新品種，A正確；由于用純合的親本雜交時，獲得的子代均為雜合子，其雜種優(yōu)勢最大，所以選育玉米雜交種時，要通過一定的方法先得到純種再雜交獲得雜種，B正確；誘變育種的原理是基因突變，而基因突變是不定向的，因此誘變育種能提高突變率，但不能控制基因突變的方向，C正確；進(jìn)行多倍體育種時，加倍的染色體不一定來自于一個物種，例如八倍體小黑麥的培育，加倍的染色體來自普通小麥與二倍體黑麥，D錯誤。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．(2019·江蘇高考)下列關(guān)于生物變異與育種的敘述，正確的是()A．基因重組只是基因間的重新組合，不會導(dǎo)致生物性狀變異B．基因突變使DNA序列發(fā)生的變化，都能引起生物性狀變異C．弱小且高度不育的單倍體植株，進(jìn)行加倍處理后可用于育種D．多倍體植株染色體組數(shù)加倍，產(chǎn)生的配子數(shù)加倍，有利于育種答案C解析生物的可遺傳變異包括基因重組、基因突變和染色體變異，都可能導(dǎo)致生物性狀變異，A錯誤；基因突變使DNA序列發(fā)生變化，當(dāng)發(fā)生隱性突變時，不一定會引起生物性狀變異，B錯誤；多倍體植株染色體組數(shù)加倍，但產(chǎn)生的配子數(shù)不會加倍，D錯誤。2．(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3∶1D．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，可使減數(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，故其自交后代一般不會發(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。3．(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①和②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①中少了基因a、b，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；②c、d、e基因位置發(fā)生了顛倒，屬于倒位，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