高考生物一轮复习讲义-第7单元第3课时生物变异在育种上的应用.docx
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1、第3课时生物变异在育种上的应用目标要求生物变异在育种上的应用。1单倍体育种(1)原理:染色体(数目)变异。(2)过程(3)优点:明显缩短育种年限,且得到纯合二倍体。(4)缺点:技术复杂。2多倍体育种(1)方法:用秋水仙素或低温处理。(2)处理材料:萌发的种子或幼苗。(3)原理:染色体(数目)变异。(4)实例:三倍体无子西瓜的培育两次传粉用秋水仙素处理幼苗后,分生组织分裂产生的茎、叶、花的染色体数目加倍,而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目不变。三倍体西瓜无子的原因:三倍体西瓜植株在减数分裂过程中,由于染色体联会紊乱,不能产生正常配子。易错提醒(1)单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理两
2、个过程。(2)单倍体育种一般应用于二倍体植物,因为若为四倍体植物,通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。(3)用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍,若操作对象是单倍体植株,属于单倍体育种;若操作对象为正常植株,叫多倍体育种。不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。(4)单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理,使染色体数目加倍。单倍体育种在幼苗期处理,多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。3杂交育种(1)原理:基因重组。(2)过程培育杂合子品种选取符合要求的纯种双亲杂交()F1(即为所需品种)。培育隐性纯合子品种:选取符合要求的双亲杂交()F1F2选出表现型符合要求的个体种植并推广。培育显
3、性纯合子品种a植物:选择具有不同优良性状的亲本杂交,获得F1F1自交获得F2鉴别、选择需要的类型,连续自交至不发生性状分离为止。b动物:选择具有不同优良性状的亲本杂交,获得F1F1雌雄个体交配获得F2鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交,选择后代不发生性状分离的F2个体。(3)优点:操作简便,可以把多个品种的优良性状集中在一起。(4)缺点:获得新品种的周期长。4诱变育种(1)原理:基因突变。(2)过程(3)优点可以提高突变率,在较短时间内获得更多的优良变异类型。大幅度地改良某些性状。(4)缺点:有利变异个体往往不多,需要处理大量材料。考向一分析单倍体育种与多倍体育种的应用1如图为二倍体玉米花粉培
4、育成植株的过程。下列有关叙述错误的是()A过程是花药离体培养B过程若正常培养,则植株B是单倍体C过程若使用秋水仙素处理幼苗使其染色体加倍,则植株B是二倍体纯合子D若该过程为单倍体育种,则育种原理是基因重组答案D解析若该过程为单倍体育种 ,则育种原理为染色体变异,D错误。2一粒小麦(染色体组AA,2n14)与山羊草(染色体组BB,2n14)杂交,产生的杂种AB经染色体自然加倍,形成了具有AABB染色体组的四倍体二粒小麦(4n28)。后来,二粒小麦又与节节麦(染色体组DD,2n14)杂交,产生的杂种ABD经染色体加倍,形成了具有AABBDD染色体组的六倍体小麦(6n42)。这就是现在农业生产中广泛
5、种植的普通小麦。下列关于普通小麦与二粒小麦的叙述,正确的是()A二粒小麦与普通小麦可以杂交获得可育后代B普通小麦性母细胞在减数分裂时,可观察到21个四分体C普通小麦中A、B、D染色体组中的染色体,形态、功能彼此相同D在普通小麦形成的过程中发生了基因重组以及染色体数目和结构的变异答案B解析普通小麦是异源六倍体AABBDD,产生的配子是ABD,二粒小麦是异源四倍体AABB,产生的配子是AB,杂交后形成的染色体组成为AABBD的个体是不可育的,A错误;普通小麦为六倍体小麦(6n42),在性母细胞减数分裂时,同源染色体发生配对,42条染色体可配成21对,故可观察到21个四分体,B正确;普通小麦中A、B
6、、D染色体组分别来自一粒小麦、山羊草和节节麦,所以A、B、D染色体组中的染色体,形态、功能彼此不同,C错误;在普通小麦的形成过程中,发生的生物变异有染色体加倍(数目变异)、基因重组,没有发生染色体结构变异,D错误。考向二生物育种的综合判断3如图是利用野生猕猴桃种子(aa,2n58)为材料培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程。下列叙述错误的是()A和都可用秋水仙素处理来实现B若是自交,则产生AAAA的概率为1/16C新品种AAA为三倍体D若是杂交,产生的AAA植株的体细胞中染色体数目为87答案B解析和都可用秋水仙素处理来完成染色体数目加倍,A项正确;植株AAaa减数分裂产生的配子种类及比例为AA
7、Aaaa141,所以AAaa自交产生AAAA的概率1/61/61/36,B项错误;二倍体AA与四倍体AAAA杂交产生的AAA为不育的三倍体,C项正确;该生物一个染色体组含有染色体58229(条),所以三倍体植株体细胞中染色体数为29387(条),D项正确。4如图是某植物的多种育种方法途径,AF是育种处理手段(其中E是射线处理),甲、乙、丙分别代表不同植株。分析以下说法错误的是()A植株甲和植株丙是纯系植株,乙是具有新基因的种子或幼苗BD和B过程可发生基因重组,F过程发生了染色体变异C图中C、F过程都可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗D杂交育种过程如需获得显性纯合子需经历较长的纯化过程,单倍体育种
8、由配子直接加倍获得纯合子,育种年限短答案C解析通过杂交育种筛选获得的甲,通过单倍体育种获得的丙,都是纯合子,经过射线处理获得的乙已经发生基因突变,A正确;D和B过程都有减数分裂过程,都可发生基因重组,F过程发生染色体数目变异获得多倍体,B正确;单倍体育种中一般没有种子,只能用秋水仙素处理幼苗,C错误。1(2021广东,11)白菜型油菜(2n20)的种子可以榨取食用油(菜籽油),为了培育高产新品种,科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是()ABc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组B将Bc作为育种材料,能缩短育种年限C秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株D自然状态下Bc
9、因配子发育异常而高度不育答案A解析白菜型油菜属于二倍体生物,体细胞中含有两个染色体组,而Bc是通过未受精的卵细胞发育而来的单倍体,其成熟叶肉细胞中含有一个染色体组,A错误;Bc是通过未受精的卵细胞发育而来的单倍体,秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株,此种方法为单倍体育种,能缩短育种年限,B、C正确;自然状态下,Bc只含有一个染色体组,细胞中无同源染色体,减数分裂不能形成正常配子,而高度不育,D正确。2(2021全国乙,6)依据鸡的某些遗传性状可以在早期区分雌雄,提高养鸡场的经济效益。已知鸡的羽毛性状芦花和非芦花受1对等位基因控制。芦花鸡和非芦花鸡进行杂交,正交子代中芦花鸡和非芦花鸡数目相同
10、,反交子代均为芦花鸡。下列分析及推断错误的是()A正交亲本中雌鸡为芦花鸡,雄鸡为非芦花鸡B正交子代和反交子代中的芦花雄鸡均为杂合子C反交子代芦花鸡相互交配,所产雌鸡均为芦花鸡D仅根据羽毛性状芦花和非芦花即可区分正交子代性别答案C解析根据上述分析可知,设相关基因为A、a,正交亲本中雌鸡基因型为ZAW,表现为芦花鸡,雄鸡基因型为ZaZa,表现为非芦花鸡,A正确;正交子代的芦花雄鸡基因型为ZAZa,反交子代中的芦花雄鸡的基因型也是ZAZa,均为杂合子,B正确;反交子代芦花鸡的基因型为ZAZa和ZAW,雌雄相互交配,所产雌鸡的基因型为ZAW和ZaW,既有芦花鸡,又有非芦花鸡,C错误;正交子代芦花鸡均为
11、雄性,非芦花鸡均为雌性,所以仅根据羽毛性状芦花和非芦花即可区分正交子代性别,D正确。3(2020全国,32)普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程,如图所示(其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组,每个染色体组均含7条染色体)。在此基础上,人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题:(1)在普通小麦的形成过程中,杂种一是高度不育的,原因是_。已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体,普通小麦体细胞中有_条染色体。一般来说,与二倍体相比,多倍体的优点是_(答出2点即可)。(2)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍,可采用的方法有_(
12、答出1点即可)。(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合子),甲的表现型是抗病易倒伏,乙的表现型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种,请简要写出实验思路:_。答案(1)无同源染色体,不能进行正常的减数分裂42营养物质含量高、茎秆粗壮(2)秋水仙素处理(3)甲、乙两个品种杂交,F1自交,选取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株解析(1)杂种一中的两个染色体组分别来自一粒小麦和斯氏麦草两个不同物种,无同源染色体,不能通过减数分裂产生正常的配子,因此杂种一是高度不育的。杂种二中含3个染色体组,经其染色体加倍形成的普通小麦中含有6个染色体组,每个
13、染色体组均含7条染色体,故普通小麦体细胞中共含有42条染色体。与二倍体植株相比,多倍体植株的优点是茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。(2)人工诱导染色体加倍的方法有很多,如低温处理、用秋水仙素处理等。目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。(3)甲(抗病易倒伏)和乙(易感病抗倒伏)具有两对相对性状,且都是纯合子,可通过杂交育种或单倍体育种的方法将两者的优良性状集中在一个个体上。若采用杂交育种的方法,其实验思路是将甲、乙两个品种杂交得F1,F1自交得F2,选取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株。若采用单倍体育种的方法
14、,其实验思路是甲、乙杂交得F1,将F1的花药进行离体培养获得单倍体幼苗,再用秋水仙素处理单倍体幼苗,最后经筛选可获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种。4(2022广东,19)诗经以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面,天工开物中“今寒家有将早雄配晚雌者,幻出嘉种”,表明我国劳动人民早已拥有利用杂交手段培育蚕种的智慧,现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种,更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题:(1)自然条件下蚕采食桑叶时,桑叶会合成蛋白酶抑制剂以抵御蚕的采食,蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用。桑与蚕相互作用并不断演化的过程称为_。(2)家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病
15、为显性,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传。现有上述三对基因均杂合的亲本杂交,F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是_;若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,理论上可获得_只虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕,用于留种。(3)研究小组了解到:雄蚕产丝量高于雌蚕;家蚕的性别决定为ZW型;卵壳的黑色(B)和白色(b)由常染色体上的一对基因控制;黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄,满足大规模生产对雄蚕需求的目的,该小组设计了一个诱变育种的方案。下图为方案实施流程及得到的部分结果。统计多组实验结果后,发现大多数组
16、别家蚕的性别比例与组相近,有两组(、)的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析:组所得雌蚕的B基因位于_染色体上。将组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交,子代中雌蚕的基因型是_(如存在基因缺失,亦用b表示)。这种杂交模式可持续应用于生产实践中,其优势是可在卵期通过卵壳颜色筛选,即可达到分离雌雄的目的。尽管组所得黑壳卵全部发育成雄蚕,但其后代仍无法实现持续分离雌雄,不能满足生产需求,请简要说明理由:_。答案(1)共同进化(2)3/6450(3)常ZbWB组所得黑壳卵雄蚕为杂合子(基因型为ZBZb),与白壳卵雌蚕杂交,后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别解析(1)不同物
17、种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是共同进化。(2)由题意可知,三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传,即符合自由组合定律,将三对基因均杂合的亲本杂交,可先将三对基因分别按照分离定律计算,再将结果相乘,即F1各对性状中,虎斑个体占3/4,白茧个体占1/4,抗软化病个体占1/4,F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是3/41/41/43/64。若上述杂交亲本有8对,每只雌蚕平均产卵400枚,子代总产卵数为84003 200(枚),其中虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕占1/41/41/41/64,即3 2001/6450(只)。(3)分析题意和图示方案可知,黑壳卵经射线
18、照射后,携带B基因的染色体片段转移到其他染色体上,转移情况可分为三种,即携带B基因的染色体片段可转移到常染色体上、转移到Z染色体上或转移到W染色体上。将诱变孵化后挑选的雌蚕作为亲本与雄蚕(bb)杂交,统计子代的黑壳卵孵化后雌雄家蚕的数目,结合图示的三组结果分析,组黑壳卵家蚕中雌雄比例接近11,说明该性状与性别无关,即携带B基因的染色体片段转移到了常染色体上;组黑壳卵家蚕全为雌性,说明携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上;组黑壳卵家蚕全为雄性,说明携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上。由以上分析可知,组携带B基因的染色体片段转移到了常染色体上,即所得雌蚕的B基因位于常染色体上。由以上分析
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