【生物】2019届一轮复习人教版专题44生物变异在育种上的应用教案

【生物】2019届一轮复习人教版专题44生物变异在育种上的应用教案

考点44 生物变异在育种上的应用 高考频度：★★★☆☆ 难易程度：★★★☆☆‎ ‎1．单倍体育种和多倍体育种 ‎（1）图中①和③的操作是秋水仙素处理，其作用原理是抑制纺锤体的形成。‎ ‎（2）图中②过程是花药离体培养。‎ ‎（3）单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限。‎ ‎2．杂交育种与诱变育种 ‎（1）杂交育种 ‎①概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。‎ ‎②过程：选择具有不同优良性状的亲本→杂交→获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型→优良品种。‎ ‎（2）诱变育种 ‎①概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法。‎ ‎②过程：选择生物→诱发基因突变→选择理想类型→培育。‎ ‎3．基因工程 ‎（1）概念：基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。‎ ‎（2）操作的基本步骤：提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定。‎ ‎4．生物育种原理、方法、实例(连线)‎ 考向一 育种方法的选择与分析 ‎1．如图是利用玉米(2n＝20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图。下列分析不正确的是 A．基因重组发生在图中②过程，过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期 B．秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成 C．植株A为二倍体，其体细胞内最多有4个染色体组；植株C属于单倍体，其发育起点为配子 D．利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为25%‎ ‎【参考答案】D 解题必备 育种方式的选择 ‎（1）根据育种目的和提供的材料选择合适的育种方法 ‎①集中不同亲本的优良性状：a.一般情况下，选择杂交育种，这也是最简捷的方法；b.需要缩短育种年限(快速育种)时，选择单倍体育种。‎ ‎②培育果实较大或植株较大或营养物质含量较高的新物种——多倍体育种。‎ ‎③提高变异频率，“改良”“改造”或“直接改变”现有性状，获得当前不存在的基因或性状——诱变育种。‎ ‎④若要培育隐性性状个体，可选择自交或杂交育种，只要出现该性状即可。‎ ‎（2）根据育种流程图来辨别育种方式 ‎①杂交育种：涉及亲本的杂交和子代的自交。‎ ‎②诱变育种：涉及诱变因子，产生的子代中会出现新的基因，但基因的总数不变。‎ ‎③单倍体育种：常用方法为花药离体培养，再人工诱导染色体加倍，形成纯合子。‎ ‎④多倍体育种：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。‎ ‎⑤基因工程育种：与原有生物相比，出现了新的基因。‎ ‎2．二倍体植物甲(2N＝10)和二倍体植物乙(2n＝10)进行有性杂交，得到的F1不育。用物理撞击的方法使F1在减数第一次分裂时整套的染色体分配到同一个次级精(卵)母细胞中，减数第二次分裂正常，再让这样的雌雄配子结合，产生F2。下列有关叙述正确的是 A．植物甲和乙能进行有性杂交，说明它们属于同种生物 B．F1为四倍体，具有的染色体数目为N＝10，n＝10‎ C．若用适宜浓度的秋水仙素处理F1幼苗，则长成的植株是可育的 D．用物理撞击的方法使配子中染色体数目加倍，产生的F2为二倍体 ‎【答案】C 数目加倍，长成的植株是可育的；利用物理撞击方法使配子中染色体数目加倍，产生的F2为四倍体。‎ 考向二 生物变异在育种上的应用 ‎3．利用基因型为aabb与AABB的水稻作为亲本培育基因型为AAbb的新品种，有关叙述不正确的是 A．利用F1的花药进行离体培养可获得该新品种 B．操作最简便的是杂交育种，能明显缩短育种年限的是单倍体育种 C．诱变育种不能定向获得该新品种 D．若通过多倍体育种获得AAAAbbbb个体，和该新品种存在生殖隔离 ‎【参考答案】A 离，D项正确。学@科网 易错警示 单倍体育种、多倍体育种及植物细胞工程育种的几个易错点 ‎（1）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。‎ ‎（2）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。学科#网 ‎（3）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。‎ ‎（4）单倍体育种和植物细胞工程育种，都运用了植物组织培养技术。‎ ‎4．如图表示培育小麦的几种育种方式，纯种高秆抗锈病植株基因型为DDRR，纯种矮秆不抗锈病植株基因型为ddrr，两对基因分别位于两对同源染色体上。据图回答下列问题：‎ ‎（1）图中植株A培育的方法是_______________，将亲本杂交的目的是__________________。自交的目的是__________________________________________________________________。‎ ‎（2）植株B的培育运用的原理是___________________________________________________。‎ ‎（3）植株C需要染色体加倍的原因是_______________________________________________，诱导染色体加倍的最常用的方法是_______________________________________________。‎ ‎（4）植株E培育方法的原理是_____________________________________________________，该育种方法和基因工程育种一样，都可以__________________________________________。‎ ‎【答案】（1）杂交育种　 将位于两个亲本中的矮秆基因和抗病基因集中到F1上　 通过基因重组使F2中出现矮秆抗病植株　‎ ‎（2）基因突变　 ‎ ‎（3）植株C中只有一个染色体组，不能进行减数分裂产生配子(不可育)　 利用秋水仙素处理幼苗C　‎ ‎（4）染色体数目变异　 克服远缘杂交不亲和的障碍 胞工程中的植物体细胞杂交技术，其原理是染色体数目变异。该育种方法和基因工程育种一样，都可以克服远缘杂交不亲和的障碍。‎ ‎1．将杂合的二倍体植株的花粉培育成一株幼苗，然后用秋水仙素处理，使其能正常开花结果。该幼苗发育成的植株具有的特征是 A．能稳定遗传 ‎ B．单倍体 C．有杂种优势 ‎ D．含四个染色体组 ‎2．大豆植株的体细胞含40条染色体。用放射性60Co处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株X，取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株，其中抗病植株占50%。下列叙述正确的是 A．用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性 B．单倍体植株的细胞在有丝分裂后期，共含有20条染色体 C．植株X连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低 D．放射性60Co诱发的基因突变，可以决定大豆的进化方向 ‎3．在下列有关育种的叙述中，不正确的是 A．培育抗虫棉和培育能生产人胰岛素的大肠杆菌都是通过基因工程实现的 B．单倍体育种的原理是染色体变异，此育种方式最大的优点是明显缩短育种年限 C．培育青霉菌高产菌株是利用基因突变的原理 D．培育无子西瓜和培育中国荷斯坦牛的原理相同 ‎4．下列各项措施中能够产生新基因的是 A．高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦杂交 B．用X射线处理获得青霉素高产菌株 C．用花药离体培养得到的小麦植株 D．用秋水仙素处理二倍体西瓜得到四倍体 ‎5．用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：高秆抗锈病小麦×矮秆易染锈病小麦F1雄配子幼苗选出符合要求的品种。下列有关此种育种方法的叙述，正确的是 A．过程①的作用原理为染色体变异 B．过程③必须经过受精作用 C．过程④必须使用生长素处理幼苗 D．此育种方法可选出符合生产要求的品种占1/4‎ ‎6．如图表示利用某种农作物品种①和②培育出⑥的几种方法，据图分析错误的是 A．过程Ⅵ是用秋水仙素处理正在萌发的种子 B．培育品种⑥的最简捷的途径是Ⅰ→Ⅴ C．通过Ⅲ→Ⅵ过程育种的原理是染色体变异 D．通过Ⅱ→Ⅳ过程育种最不容易达到目的 ‎7．如图所示，将二倍体植株①和②杂交得到③，再将③做进一步处理。对此分析错误的是 A．由⑤得到⑥的育种原理是基因重组 B．图中秋水仙素的作用是使染色体数目加倍 C．若③的基因型是AaBbdd，则⑨的基因型可能是aBd D．③至④的过程中，所产生的变异都有利于生产 ‎8．研究人员为提高单倍体育种过程中染色体加倍率，以某品种烟草的单倍体苗为材料，研究了不同浓度秋水仙素处理对烟草单倍体苗的成苗率、大田移栽成活率和染色体加倍率的影响，结果如下表。有关叙述不正确的是 秋水仙素浓度 ‎（mg/L）‎ 成苗率 ‎（%）‎ 大田移栽成活率 ‎（%）‎ 染色体加倍率 ‎（%）‎ ‎750‎ ‎79.98‎ ‎82.15‎ ‎2.46‎ ‎500‎ ‎80.42‎ ‎85.53‎ ‎2.31‎ ‎250‎ ‎81.51‎ ‎87.39‎ ‎1.92‎ ‎75‎ ‎82.54‎ ‎89.86‎ ‎1.17‎ A．秋水仙素的作用是通过抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成从而使染色体加倍 B．采用花药离体培养的方法可获得单倍体苗 C．随着秋水仙素浓度降低，成苗率、大田移栽成活率升高而染色体加倍率降低 D．综合本实验结果分析，浓度为75mg/L的秋水仙素处理最能达到实验目的 ‎9．如图甲、乙表示水稻两个品种(两对相对性状独立遗传)，①~⑧表示培育水稻新品种的过程。下列说法正确的是 A．如果过程②中逐代自交，那么自交代数越多纯合植株的比例越高 B．⑤与⑧过程的育种原理相同，③过程表示单倍体育种 C．育种过程②⑤⑥中需要进行筛选，筛选不会改变任何一个基因的频率 D．经过①和⑦过程培育的品种和甲、乙品种基因型不同，但是仍然属于同一个物种 ‎10．如图表示由甲、乙两种植物逐步培育出戊植株的过程，请据图回答下列问题：‎ ‎（1）通过Ⅰ过程培育出丙种植物的方法有以下两种：‎ 方法一：将甲、乙两种植物杂交得到基因型为________的植株，并在________期用________________(填化学物质)处理，从而获得基因型为bbDD的丙种植物。‎ 方法二：先取甲、乙两种植物的____________________，利用________________________处理，获得具有活力的______________________；然后用__________________方法诱导融合、筛选出基因型为_______________的杂种细胞；接下来将该杂种细胞通过__________________技术培育出基因型为bbDD的丙种植物，此种育种方法的优点是________________________。‎ ‎（2）由丙种植物经Ⅱ过程培育成丁植株，发生的变异属于________________________；将丁植株经Ⅲ培育成戊植株的过程，在育种上称为______________________。‎ ‎（3）若B基因控制着植株的高产，D基因决定着植株的抗病性。如何利用戊植株(该植株为两性花)，采用简便的方法培育出高产抗病的新品种(不考虑同源染色体交叉互换)？请画图作答并简要说明。‎ ‎11．（2017·江苏卷）研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题：‎ ‎（1）要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的_______________物质是否发生了变化。 ‎ ‎（2）在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法①，使早熟基因逐渐_______________，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的_______________进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为_______________育种。‎ ‎（3）如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的_______________，产生染色体数目不等、生活力很低的______________，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不断制备_______________，成本较高。 ‎ ‎（4）新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次_______________，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。‎ ‎1．【答案】A ‎2．【答案】A ‎【解析】单倍体植株体细胞仍具有全能性，故A正确；单倍体植株的细胞中有20条染色体，在有丝分裂后期染色体加倍，应含40条染色体；杂合子连续自交，其纯合度提高；基因突变可为生物进化提供原始材料，不能决定生物进化的方向，生物进化的方向取决于“自然选择”，故B、C、D ‎ 选项所述不正确。学科#网 ‎3．【答案】D ‎【解析】培育抗虫棉和培育能生产人胰岛素的大肠杆菌都是利用基因重组技术，是通过基因工程定向改变生物体性状来实现的，A正确。单倍体育种利用的是染色体变异，最大的优点是明显缩短育种年限，B正确。培育青霉素高产菌株利用的是基因突变，C正确。培育无子西瓜利用的是染色体数目变异，而培育中国荷斯坦牛利用的是杂交育种，D错误。‎ ‎4．【答案】B ‎5．【答案】D ‎【解析】分析育种过程可知①是杂交，原理是基因重组，A错误。过程③是将配子用花药离体培养得到单倍体植株，不需要受精作用，B错误。过程④是让染色体数目加倍，可以用秋水仙素处理幼苗，生长素达不到此目的，C错误。此育种方法因为F1过程中有4种等比例的配子，所以符合生产要求的品种占1/4，D正确。‎ ‎6．【答案】A ‎【解析】⑤ab为单倍体，没有种子，过程Ⅵ是用秋水仙素处理幼苗，A错误；Ⅰ→Ⅴ为杂交育种，培育品种⑥的最简捷的途径是杂交育种，B正确；Ⅲ→Ⅵ过程为单倍体育种，其育种的原理是染色体变异，C正确；Ⅱ→Ⅳ过程为诱变育种，最不容易达到目的，D正确。‎ ‎7．【答案】D ‎【解析】⑤→⑥的育种是杂交育种，其原理是基因重组，A正确；秋水仙素可以抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍，B正确；若③的基因型是AaBbdd，能产生4种配子，则⑨的基因型可能是aBd，也可能是ABd、Abd或abd，C正确；基因突变具有多害少利性，故③→④过程中产生的变异大多数不利于生产，D错误。‎ ‎8．【答案】D 到实验目的，D错误。‎ ‎9．【答案】A 杂交不能产生可育后代，所以四倍体与甲、乙品种不是同一个物种，D错误。‎ ‎10．【答案】（1）bD　 幼苗　 秋水仙素　 体细胞　 纤维素酶和果胶酶　 原生质体　 物理或化学　 bbDD　 植物组织培养　 克服了不同物种之间远缘杂交不亲和的障碍 ‎（2）染色体结构的变异(染色体易位)　 诱变育种 ‎（3）如图所示 从子代中选出高产抗病的植株，不断自交选育，直到不再发生性状分离为止，即可培育出基因型为的高产抗病的新品种。‎ ‎【解析】（1）分析图示并结合题意可知，方法一为多倍体育种，其过程为：甲(bb)、乙(DD)两种植物杂交得到基因型为bD的植株；因基因型为bD的植株不育，因此需要在幼苗期用秋水仙素处理，使其细胞中的染色体数目加倍，从而获得基因型为bbDD的丙种植物。方法二是利用植物体细胞杂交技术培育新品种，其过程是：先取甲、乙两种植物的体细胞，用纤维素酶和果胶酶处理，去除细胞壁，获得有活力的原生质体，再用物理或化学方法诱导原生质体融合，筛选出基因型为bbDD的杂种细胞；将该杂种细胞通过植物组织培养技术，培育出基因型为bbDD的丙种植物；此种育种方法的优点是克服了不同物种之间远缘杂交不亲和的障碍。（2）题图显示，由丙种植物经Ⅱ过程培育成丁植株的过程中，b和D基因所在的两条非同源染色体发生了易位，所以该变异属于染色体结构的变异(染色体易位)。将丁植株经Ⅲ培育成戊植株的过程中发生了基因突变，该育种方法为诱变育种。（3）利用戊植株(该植株为两性花)培育出高产抗病的新品种，所采用的简便育种方案就是让戊植株自交，其遗传图解及简要说明如下：‎ 从子代中选出高产抗病的植株，不断自交选育，直到不再发生性状分离为止，即可培育出基因型为的高产抗病的新品种。‎ ‎11．【答案】（1）遗传 ‎（2）纯合 花药 单倍体 ‎（3）染色体分离 配子 组培苗 ‎（4）重组 断制备组培苗，成本较高。（4）新品种1的形成是通过杂交育种培育形成，属于有性生殖，是基因重组的结果，新品种3是植物组织培养的结果，属于无性繁殖，基因没有重组，所以前者产生的多种基因型中只有一部分保留下来，后者全部保留下来。‎