高考生物一轮复习 232生物变异在生产上的应用课件 教科版.ppt

第2讲生物变异在生产上的应用 生物变异在生产上的应用 知识点一杂交育种1 原理 2 手段 杂交 选择 等 纯合化 基因重组 连续自交 突变频率 较短时间 抗逆性 人工 4 实例 高产青霉菌株的培养 多出丝的家蚕培养 单倍体 可育纯合子 染色体数目变异 缩短育种年限 显隐性 4 花药离体培养育种程序获得杂种f1 f1花药离体培养形成 并诱导其分化成幼苗 用处理幼苗 获得植株 常规方法 愈伤组织 秋水仙素 可育的纯合 2 多倍体育种 1 方法 用处理的种子 幼苗等 使染色体 2 诱导剂作用机理 抑制细胞分裂时的形成 因此染色体虽已复制 但不能分离 最终导致 秋水仙素 萌发 加倍 纺锤体 染色体数 目加倍 3 实例 三倍体无籽西瓜的培育 思考 单倍体和多倍体在生产上都具有较好的经济价值 对吗 提示 不对 1 多倍体细胞通常比二倍体大 细胞内有机物含量高 抗逆性强 在生产上具有很好的经济价值 2 单倍体的植株小而弱 而且高度不育 故单倍体本身在生产上没有任何经济价值 育种中的4个 关键 点 1 选亲本要求 亲本的表现型不能出现要培育品种的表现型 例 培育绿色圆粒豌豆 亲本 纯合子 只能选黄圆 绿皱 若要培育黄圆品种 则亲本 纯合子 只能选黄皱 绿圆 2 f2中筛选要求 只能筛选表现型 不能选肉眼看不到的基因型 4 原核生物不能进行减数分裂 所以不能运用杂交的方法进行育种 如细菌的育种一般采用诱变育种 育种技术中的 四最 一明显 最简便的育种技术 杂交育种 但耗时较长 最具预见性的育种技术 基因工程或细胞工程育种 但技术含量高 最盲目的育种 诱变育种 但可获得新基因 性状可较快稳定 最能提高产量的育种 多倍体育种 尤其是营养器官增大 可明显缩短育种年限的育种 单倍体育种 判断正误 1 杂交育种第一步杂交的目的是将两个亲本的优良性状集中到一个亲本上 2 太空育种能按人的意愿定向产生优良性状 3 多倍体育种技术明显缩短育种年限 获得后代一定都是杂合子 4 多倍体育种可培育出新物种 5 杂交育种必须通过连续自交的方法方可获得新品种 几种常用育种方案及其比较 2012 广东理综 北京理综 高考地位 5年6考 典例1 2012 浙江理综 32 玉米的抗病和不抗病 基因为a a 高秆和矮秆 基因为b b 是两对独立遗传的相对性状 现有不抗病矮秆玉米种子 甲 研究人员欲培育抗病高秆玉米 进行以下实验 取适量的甲 用合适剂量的 射线照射后种植 在后代中观察到白化苗4株 抗病矮秆1株 乙 和不抗病高秆1株 丙 将乙与丙杂交 f1中出现抗病高秆 抗病矮秆 不抗病高秆和不抗病矮秆 选取f1中抗病高秆植株上的花药进行离体培养获得幼苗 经秋水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病高秆植株 丁 另一实验表明 以甲和丁为亲本进行杂交 子一代均为抗病高秆 请回答有关问题 1 对上述1株白化苗的研究发现 控制其叶绿素合成的基因缺失了一段dna 因此该基因不能正常 功能丧失 无法合成叶绿素 表明该白化苗的变异具有 特点 该变异类型属于 2 上述培育抗病高秆玉米的实验运用了 单倍体育种和杂交育种技术 其中杂交育种技术依据的原理是 花药离体培养中 可通过诱导愈伤组织分化出芽 根获得再生植株 也可通过诱导分化成 获得再生植株 3 从基因组成看 乙与丙植株杂交的f1中抗病高秆植株能产生 种配子 4 请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到f1的过程 解析此题考查基因突变 遗传育种等知识 1 射线照射玉米种子 可能会导致叶绿素合成基因发生突变 产生白化苗 该种变异对幼苗本身是有害的 2 本实验中运用了多种育种方法 射线照射种子是运用了诱变育种方法 抗病矮秆 乙 和不抗病高秆 丙 杂交得到f1 运用了杂交育种方法 最后选取f1中抗病高秆植株的花药进行离体培养获得幼苗 再用秋水仙素处理后得到纯合二倍体的抗病高秆植株 这是单倍体育种方法 花药离体培养过程中 可通过诱导愈伤组织分化成胚状体获得再生植株 也可直接诱导愈伤组织分化出根 芽 获得再生植株 3 不抗病矮秆 甲 和抗病高 秆 丁 杂交 子一代均为抗病高秆 这说明抗病 高秆均为显性 故甲 丁基因型分别为aabb aabb 由甲突变来的乙 丙植株基因型分别为aabb aabb 乙与丙杂交得到的f1中抗病高秆植株基因型为aabb aabb植株可产生ab ab ab ab四种配子 4 乙 丙植株基因型分别为aabb aabb 书写遗传图解时注意不要漏写p 配子 f1及各种表现型的比例等 答案 1 表达有害性基因突变 2 诱变育种基因重组胚状体 3 4 4 生物的变异在育种上的应用是历年高考中常考的知识点 常以某一作物育种为背景 综合考查诱变育种 杂交育种 单倍体育种 多倍体育种及基因工程育种的区别和联系 题型多为非选择题 相关试题考查的知识覆盖面广 难度大 考生要特别关注生物变异与育种的关系 不同的育种方法利用的变异来源有一定差别 有些育种方法的变异来源可能有几种 要想准确解答此类问题 可将常考的几种育种方法的育种步骤与原理进行对比 以强化相应内容的理解与掌握 避免解题错误 1 杂交育种 选择育种材料 具有所需优良性状的不同品种 杂交形成所需优良性状基因组合的杂合子 自交 筛选获得多种优良性状的新品种 变异类型为基因重组 发生的时间是减数第一次分裂后期 2 诱变育种 选择育种材料 具有某些优良性状 但部分性状需要改良 通过理化因素诱变 自交多代获得发育后的新品种 变异类型是基因突变 主要发生在dna复制时 3 单倍体育种 主要包括杂交 花药离体培养 秋水仙素处理和筛选四个过程 不能简单认为花药离体培养就是单倍体育种的全部 训练1 某农科所通过如图所示的育种过程培育成了高品质的糯小麦 下列有关叙述正确的是 a 该育种过程中运用的遗传学原理是基因突变b a过程能提高突变率 从而明显缩短了育种年限c a过程需要使用秋水仙素 只作用于萌发的种子d b过程需要通过自交来提高纯合率解析从图中可看出a表示的是单倍体育种 其原理是染色体畸变 b表示的是杂交育种 其原理是基因重组 b过程需要通过自交来提高纯合率 答案d 训练2 2013 衢州质检 下图是某生命科学研究院培育小麦新品种的几种方法示意图 请分析回答有关问题 1 以矮秆易感病 aabb 和高秆抗病 aabb 小麦为亲本进行杂交 培育矮秆抗病小麦新品种甲 从f1自交产生的f2中选出矮秆抗病类型连续自交 筛选 直至 图中单倍体的基因型有 2 培育新品种乙依据的遗传学原理是 a代表的是 3 经过 神舟九号 飞船搭载后 返回的太空种子获得了新品种丙 原因是 解析 1 f2只能选出aab 不能选出aabb 欲得到aabb纯合子 需将选出的类型连续自交 直到确认不发生性状分离为止 图中单倍体的基因型可包括ab ab ab ab 2 培育新品种乙依据的原理为基因重组 a可代表 愈伤组织 3 飞船搭载可借助太空辐射等诱发基因突变或染色体畸变 答案 1 不再发生性状分离ab ab ab ab 缺一不可 1 2 基因重组愈伤组织 3 基因突变或染色体畸变 育种方法的选择 2012 江苏单科 2010 安徽理综 高考地位 5年4考 典例2 2012 江苏单科 28 科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中 育成了抗叶锈病的小麦 育种过程见图 图中a b c d表示4个不同的染色体组 每组有7条染色体 c染色体组中含携带抗病基因的染色体 请回答下列问题 1 异源多倍体是由两种植物aabb与cc远缘杂交形成的后代 经 方法培育而成 还可用植物细胞工程中 方法进行培育 2 杂交后代 染色体组的组成为 进行减数分裂时形成 个四分体 体细胞中含有 条染色体 3 杂交后代 中c组的染色体减数分裂时易丢失 这是因为减数分裂时这些染色体 4 为使杂交后代 的抗病基因稳定遗传 常用射线照射花粉 使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上 这种变异称为 解析此题考查多倍体及多倍体育种的相关知识 1 异源多倍体aabbcc是由两种植物aabb与cc远缘杂交产生的后代abc 再经过秋水仙素诱导染色体数目加倍形成 在生产中还可由aabb细胞与cc细胞通过诱导融合产生 2 亲本aabbcc和aabbdd杂交 杂交后代 的基因组成为aabbcd 杂交后代 体细胞中染色体数目为7 6 42条 该个体减数分裂时 由于c d组染色体无同源染色体配对 因此只形成7 2 14个四分体 3 c组染色体由于无同源染色体配对 故减数分裂时易丢失 4 射线照射有可能引起c组携带抗病基因的染色体片段裂断 而后又重接到普通小麦的a或b组染色体上 这种变异称为易位 属于染色体结构变异 答案 1 秋水仙素诱导染色体数目加倍植物体细胞杂交 2 aabbcd1442 3 无同源染色体配对 4 染色体结构变异 生物的变异在育种上的应用是历年高考中常考的知识点 常以某一作物育种为背景 综合考查诱变育种 杂交育种 单倍体育种 多倍体育种及基因工程育种的区别和联系 题型多为非选择题 相关试题考查的知识覆盖面广 难度大 考生要特别关注生物变异与育种的关系 1 育种方法的选择在具体育种工作中 应针对不同的育种目标采取不同的育种方案 2 针对不同性状类型的育种策略归纳 1 单一性状类型 生物的优良性状是由某对等位基因控制的单一性状 其育种方法 原理及举例见下表 2 两个或多个性状类型 两个或多个性状分散在不同的品种中 首先要实现控制不同性状的基因的重组 如杂交育种 细胞工程育种 基因工程育种等 然后再选育出人们所需要的品种 1 育种实验设计思路明确育种目标和要求 确定育种材料 选择育种方法 设计具体的育种程序 2 对于考查变异及其原理在实践中应用的遗传题的应对策略 熟练掌握各种育种方法的原理 过程 优缺点和实例等 掌握各种育种方式的过程图解及各种变形图解和综合图解 仔细审题 获取有用信息 迁移应用 训练3 某生物的基因型为aabb 通过下列技术可以分别将它们转变为以下基因型的生物 aabb ab aabbc aaaabbbb 则下列排列正确的是 a 诱变育种 转基因技术 花药离体培养 细胞融合b 杂交育种 花药离体培养 转基因技术 多倍体育种c 花药离体培养 诱变育种 多倍体育种 转基因技术d 多倍体育种 花药离体培养 诱变育种 转基因技术 解析某生物的基因型为aabb 可通过杂交育种获得基因型为aabb的生物 通过花药离体培养可获得基因型为ab的生物 通过转基因技术可获得基因型为aabbc的生物 通过多倍体育种可获得基因型为aaaabbbb的生物 答案b 训练4 2013 广东揭阳一模 下列有关育种的叙述正确的是 a 诱变育种可以定向地改变生物的性状b 通过杂交育种所获得的新品种均需要从f3开始选取c 多倍体育种中 低温处理与秋水仙素诱导的作用机理相似d 花药离体培养所获得的新个体即为纯合体 解析诱变育种的原理是基因突变 基因突变具有不定向性 a错误 如果杂交育种所需要的优良性状为隐性性状 则可以从f2开始进行选取新品种 b错误 花药离体培养所获得的是单倍体植株 单倍体植株不一定就是纯合体 d错误 答案c 训练5 下图表示以番茄植株 hhrr 为实验材料培育新品种的途径 请据图分析回答有关问题 1 途径2 3中获得幼苗的过程都应用了植物组织培养技术 该技术依据的生物学原理是 2 要尽快获得稳定遗传的优良品种应采用途径 该过程中秋水仙素的作用机理是 3 品种a与途径3中幼苗基因型相同的概率为 品种c的基因型是 4 品种c与b是否为同一个物种 原因是 5 途径4依据的原理是 此途径与杂交育种相比 最突出的优点是 难点辨析杂交育种的选育目标与育种程序的类型点拨杂交育种的选育目标可分三类 隐性纯合子 显性纯合子 包括aabb或aabb类 及杂合子 杂交育种不一定需要连续自交 若选育显性优良纯种 则需要连续自交筛选直至性状不再发生分离 若选育隐性优良纯种 则只要在子二代出现该性状个体即可 若选育杂合子 则只要得到杂种即可 需年年制种或采用无性繁殖方法繁殖 现将杂交育种类型及程序分析如下 突破1个难点 规避1个易混点 2 培育杂合子品种在农业生产上 可以将杂种子一代作为种子直接利用 如水稻 玉米等 基本步骤 选取双亲p 杂交 f1 特点 高产 优质 抗性强 但种子只能用一年 需年年育种 因杂合子自交后代会发生性状分离 可采用无性繁殖技术如植物组织培养 营养繁殖 如甘薯 马铃薯等 等技术达到长期利用杂种子一代的目的 易混点混淆 最简便 与 最快 点拨 最简便 着重于技术含量 应为 易操作 如杂交育种 虽然年限长 但农民自己可简单操作 但 最快速 则未必简便如单倍体育种可明显缩短育种年限 但其技术含量却较高 单就花粉培养成幼苗已很难实现 纠错演练1 2013 浙江金华十校期末 37 现有甲 乙两物种的植株 均为二倍体纯种 其中甲种植株的光合作用能力高于乙种植株 但乙种植株很适宜在寒冷的条件下种植 若想培育出高产 耐寒的植株 有多种生物技术手段可以利用 下列所采用的技术手段中可能不可行的是 a 先杂交得到f1 再利用单倍体育种技术获得纯种的目标植株b 将乙种植株耐寒基因导入到甲种植株的根尖中 可培育出目标植株c 利用人工诱变的方法处理乙种植株以获得满足要求的目标植株d 诱导两种植株的愈伤组织细胞融合并培育成幼苗解析甲乙是两种物种 远缘杂交不亲和 两者不可杂交产生后代 答案a 2 2013 山东滨州模拟 如图表示某种农作物品种 和 培育出 的几种方法 有关说法错误的是 a 培育品种 的最简捷途径是 vb 通过 过程最不容易达到目的c 通过 过程的原理是染色体畸变d 过程 常用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 解析最简捷途径应为杂交育种 即图中 途径 图示 途径为诱变育种 该育种方法最盲目 不易达到目的 图示 为单倍体育种 其原理为染色体畸变 过程 常用秋水仙素处理幼苗 不能产生种子 答案d 几种常用育种程序归纳1 六类育种程序归纳 2 比较杂交育种与单倍体育种 1 利用杂交育种培育宽叶抗病植株 五至六年 2 利用单倍体育种培育宽叶抗病植株 典例 如图为四种不同的育种方法 请回答 1 图中a d途径表示杂交育种 一般从f2开始选种 这是因为 2 若亲本的基因型有以下四种类型 两亲本相互杂交 后代表现型为3 1的杂交组合是 选乙 丁为亲本 经a b c途径可培育出 种纯合植物 该育种方法突出的优点是 3 下列植物中 是通过图中f方法培育而成的植物是 a 太空椒b 无籽番茄c 白菜 甘蓝d 八倍体小黑麦 解析 1 图中a d途径表示杂交育种 杂交育种是从出现性状分离那代开始选种 即从f2开始选种 2 两亲本杂交 后代表现型为3 1 从图解不难看出两亲本为甲 乙 选乙 丁为亲本 杂交后代的基因型是aabb和aabb 可以产生4种类型的配子 经a b c途径可以培育出4种表现型的纯合植物 该育种方式为单倍体育种 其优点是明显缩短育种年限 3 图中用f方法培育而成的植物是多倍体 常用方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗使其染色体数目加倍 八倍体小黑麦的育种是多倍体育种 答案 1 从f2开始出现性状分离 2 甲 乙4明显缩短育种年限 3 d 1 2012 天津理综 2 芥酸会降低菜籽油的品质 油菜有两对独立遗传的等位基因 h和h g和g 控制菜籽的芥酸含量 下图是获得低芥酸油菜新品种 hhgg 的技术路线 已知油菜单个花药由花药壁 2n 及大量花粉 n 等组分组成 这些组分的细胞都具有全能性 杂交与单倍体育种 据图分析 下列叙述错误的是 a 两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化b 与 过程相比 过程可能会产生二倍体再生植株c 图中三种途径中 利用花粉培养筛选低芥酸植株 hhgg 的效率最高d f1减数分裂时 h基因所在染色体会与g基因所在染色体发生联会 解析本题主要考查杂交育种 单倍体育种及减数分裂的特点等知识 通过杂交方法可将不同个体的优良性状的基因集中到同一个个体中 通过单倍体育种可大大缩短育种年限 分析题图可知 两过程均为细胞脱分化的过程 均需要植物激素来诱导 故a正确 由于花药由花药壁 2n 和大量花粉 n 等组分组成 由花药壁培养成的再生植株可能为二倍体 故b正确 利用花粉培养成的再生植株为单倍体 再用秋水仙素处理 使其染色体数目加倍 成为可育的纯合子 大大缩短了育种年限 故c正确 由于h基因所在的染色体与g基因所在的染色体不是一对同源染色体 因此 在减数分裂过程中 二者不会发生联会现象 故d错误 答案d 2 2010 江苏单科 10 为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下降的问题 人们培育出三倍体牡蛎 利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合