江蘇省高中生物暑期作業(yè)第10講透過現(xiàn)象看本質(zhì)__育種問題全高考復(fù)習(xí)適用蘇教版.doc

第10講透過現(xiàn)象看本質(zhì)育種問題全突破育種問題涵蓋了變異、遺傳定律、細(xì)胞分裂等高中生物的核心知識，并能與生產(chǎn)實踐相聯(lián)系，能較好地考查學(xué)生的綜合分析能力和知識的應(yīng)用能力，在近幾年高考試題中經(jīng)常涉及。在復(fù)習(xí)時，首先要系統(tǒng)掌握三種可遺傳變異，這是育種成功的理論基礎(chǔ)；再對各種育種方式進(jìn)行比較，梳理出相關(guān)的原理、操作方法、優(yōu)點、缺點等知識，便于理解與記憶。一、系統(tǒng)掌握育種的原理三種可遺傳變異三種可遺傳變異類型即是各種育種方式的原理，掌握好變異知識對理解育種知識有很大的幫助，因為每種育種方式都與某一種變異相對應(yīng)。在單獨學(xué)好每一種變異的基礎(chǔ)上運用比較法橫向?qū)Ρ?，有利于全局把握變異的各項?nèi)容?；蛲蛔兓蛑亟M染色體變異數(shù)目變異結(jié)構(gòu)變異概念DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，而引起基因結(jié)構(gòu)的改變在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合染色體數(shù)目上的變異染色體結(jié)構(gòu)上的變異本質(zhì)基因中脫氧核苷酸對的排列順序的改變非等位基因間的重新組合染色體數(shù)量上的變化染色體結(jié)構(gòu)上的變化類型自然突變、誘發(fā)突變同源染色體上非姐妹染色單體之間的交叉互換、非同源染色體上非等位基因的自由組合細(xì)胞內(nèi)個別染色體的增加或減少、以染色體組的形式成倍地增加或減少缺失、重復(fù)、易位、倒位發(fā)生時期通常發(fā)生在分裂間期DNA復(fù)制時減數(shù)第一次分裂時有絲分裂和減數(shù)分裂分裂期有絲分裂和減數(shù)分裂間期例1某男子表現(xiàn)型正常，但其一條14號和一條21號染色體相互連接形成一條異常染色體，如圖甲。減數(shù)分裂時異常染色體的聯(lián)會如圖乙，配對的三條染色體中，任意配對的兩條染色體分離時，另一條染色體隨機移向細(xì)胞任一極。下列敘述正確的是()A圖甲所示的變異屬于基因重組B觀察異常染色體應(yīng)選擇處于分裂間期的細(xì)胞C如不考慮其他染色體，理論上該男子產(chǎn)生的精子類型有8種D該男子與正常女子婚配能生育染色體組成正常的后代總結(jié)感悟本題通過染色體變異圖例的分析，考查了學(xué)生對染色體變異和基因重組的區(qū)別、減數(shù)分裂過程、非同源染色體自由組合等知識的理解和應(yīng)用能力，綜合性較強。對于精子類型的理解可以將乙圖三個染色體進(jìn)行標(biāo)號，如圖所示。由于三個染色體上的同源區(qū)可以隨機聯(lián)會，所以，若和聯(lián)會，則可形成的精子是、或、；若和聯(lián)會，則可形成的精子是、或、；所以，精子共有6種可能：、，比例為121112。二、對比梳理各種育種方式運用表格將各種育種方式進(jìn)行整理歸納，從而可以明顯看出各類育種方式在原理、方法、優(yōu)點、缺點等方面的不同之處，這樣便于對比記憶，也可以形成對育種這一知識塊的整體把握。雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種基因工程育種原理基因重組基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組常用方法雜交自交選優(yōu)自交輻射誘變、激光誘變、作物空間育種技術(shù)花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理幼苗秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗、低溫誘導(dǎo)轉(zhuǎn)基因技術(shù)優(yōu)點使同種生物的不同優(yōu)良性狀集中于同一個體上提高變異頻率，加速育種進(jìn)程，可大幅度改良某些性狀能明顯縮短育種年限培育出的植物器官大，產(chǎn)量高，營養(yǎng)豐富目的性強，定向改造生物缺點育種時間長有利變異少，須大量處理材料技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜，需與雜交育種結(jié)合結(jié)實率低，發(fā)育延遲技術(shù)難度大，可能會引起生態(tài)危機舉例矮稈抗銹病小麥、雜交水稻青霉素高產(chǎn)菌株、太空椒“京花1號”小麥無子西瓜、八倍體小黑麥抗蟲棉、產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌例2下圖中甲、乙表示水稻的兩個品種，A、a和B、b分別表示位于兩對同源染色體上的兩對等位基因，表示培育水稻新品種的過程，下列敘述不正確的是()A過程簡便，但育種周期長B和的變異都發(fā)生于有絲分裂間期C過程常用的方法是花藥離體培養(yǎng)D和過程的育種原理不相同總結(jié)感悟此類題目綜合性強，將多個育種整合在一個圖中，首先要依據(jù)基因型的變化分清各過程所涉及的育種方式，再細(xì)看每一步所使用的試劑、方法等。過程為雜交育種，過程為單倍體育種，過程為誘變育種，為多倍體育種，為基因工程育種。對各種育種方式的操作方法、原理、基因的變化等知識熟練掌握是做好此類題目的基礎(chǔ)。三、雜交育種和單倍體育種的年限分析技巧1對雜交育種的缺點“育種周期長”的理解方法例3某植物品種是純合子，生產(chǎn)上用種子繁殖，從播種到收獲種子歷時一年?，F(xiàn)要利用該植物高稈抗病(DDRR)和矮稈易染病(ddrr)品種，選育矮稈抗病(ddRR)的新品種，兩對基因獨立遺傳。請設(shè)計該植物品種間雜交育種程序，并簡要說明育種年限。2對于雜交育種選擇隱性性狀時，育種周期并不長例4通過雜交育種的方法，用黃粒矮稈(YYdd)玉米和白粒高稈(yyDD)玉米培育白粒矮稈(yydd)優(yōu)良品種，兩對基因獨立遺傳。請設(shè)計該植物品種間雜交育種程序，并簡要說明育種年限。3對于單倍體育種的優(yōu)點“能明顯縮短育種年限”的理解例5某植物品種是純合子，生產(chǎn)上用種子繁殖，從播種到收獲種子歷時一年?，F(xiàn)要利用該植物高稈抗病(DDRR)和矮稈易染病(ddrr)品種，選育矮稈抗病(ddRR)的新品種，兩對基因獨立遺傳。請設(shè)計該植物品種間單倍體育種程序，并簡要說明育種年限。四、易考易錯育種實例分析無子西瓜與無子番茄1無子西瓜的培育過程2無子番茄的培育過程3無子西瓜與無子番茄的比較比較項目無子西瓜無子番茄培育原理染色體(數(shù)目)變異生長素作用變異是否可遺傳可遺傳不可遺傳所在植株是否可育不可育可育無性繁殖的后代是否可育不可育可育含染色體組數(shù)32使用的試劑秋水仙素生長素所需時間2年1年例6科學(xué)家做了兩項實驗：(1)用適當(dāng)濃度的生長素溶液處理未授粉的番茄花蕾子房，發(fā)育成無子番茄；(2)用四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交，獲得三倍體西瓜植株，給其雌蕊授以二倍體花粉，子房發(fā)育成無子西瓜。下列有關(guān)敘述不正確的是()A上述番茄無子這一變異是不可遺傳的變異B無子番茄植株進(jìn)行無性繁殖，長成的植株所結(jié)果實中有種子C無子西瓜進(jìn)行無性繁殖，長成的植株所結(jié)果實中有種子D無子西瓜進(jìn)行無性繁殖，長成的植株不能正常結(jié)實總結(jié)感悟此題考查無子西瓜與無子番茄的特點，該知識點為易錯考點，做好此題的基礎(chǔ)是對無子西瓜與無子番茄的培育原理、培育過程要有深刻的理解。在掌握該知識點時要在單獨掌握的基礎(chǔ)上，進(jìn)行對比記憶，找出二者的區(qū)別，在審題時仔細(xì)辨別各細(xì)節(jié)知識點。一、三種可遺傳變異的理解1細(xì)胞的有絲分裂與減數(shù)分裂都有可能產(chǎn)生可遺傳的變異，其中不能發(fā)生在有絲分裂過程的變異是()A非同源染色體自由組合，導(dǎo)致基因重組B染色體復(fù)制時受誘變因素影響，導(dǎo)致基因突變C非同源染色體某片段移接，導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異D染色體不能分離或不能移向兩極，導(dǎo)致染色體數(shù)目變異2依據(jù)基因重組的概念，下列生物技術(shù)或生理過程中沒有發(fā)生基因重組的是()3(2016云南高三檢測)如圖表示發(fā)生在常染色體上的變化，下列敘述不正確的是()A該變異能通過顯微鏡觀察到B該變異發(fā)生在兩條非同源染色體之間C該過程導(dǎo)致的變異屬于基因重組D該變異導(dǎo)致染色體上基因的排列順序發(fā)生改變4下列關(guān)于人類貓叫綜合征的敘述，正確的是()A該病是由于特定的染色體片段缺失造成的B該病是由于特定染色體的數(shù)目增加造成的C該病是由于染色體組數(shù)目成倍增加造成的D該病是由于染色體中增加某一片段引起的二、各種育種方式的理解5要將基因型為AaBB的植物，培育出以下基因型的品種：AaBb；AaBBC；AAaaBBBB；aB。則對應(yīng)的育種方法依次是()A誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、多倍體育種、花藥離體培養(yǎng)B雜交育種、花藥離體培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、多倍體育種C花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、多倍體育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)D多倍體育種、花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)6下列有關(guān)育種的敘述，正確的是()A雜交育種所選雙親必須是純合子B誘變所得植株若不出現(xiàn)預(yù)期性狀就應(yīng)丟棄C多倍體育種時可用秋水仙素處理幼苗D單倍體育種依據(jù)的遺傳學(xué)原理是基因突變7下圖是高產(chǎn)糖化酶菌株的育種過程，有關(guān)敘述錯誤的是()出發(fā)菌株選出50株選出5株多輪重復(fù)篩選A通過上圖篩選過程獲得的高產(chǎn)菌株未必能作為生產(chǎn)菌株BX射線處理既可以引起基因突變也可能導(dǎo)致染色體變異C上圖篩選高產(chǎn)菌株的過程是定向選擇過程D每輪誘變相關(guān)基因的突變率都會明顯提高8糧食問題是當(dāng)今舉世矚目的迫切問題之一。改善農(nóng)作物的遺傳性狀、提高糧食產(chǎn)量是科學(xué)工作者不斷努力的目標(biāo)，下圖是遺傳育種的一些途徑。有關(guān)分析不正確的是()A若要在較短時間內(nèi)獲得圖示新品種，可選圖中EFG的育種方法BHI、JK都必須用到與G過程相同的技術(shù)操作CCD和HI過程都可以克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙D圖中的遺傳育種途徑，AB所表示的方法具有典型的不定向性9如圖表示培育新品種(或新物種)的不同育種方法，下列分析錯誤的是()A過程的育種方法能產(chǎn)生新的基因型，過程的育種方法能產(chǎn)生新的基因B過程的育種和過程的育種原理相同，均利用了染色體變異的原理C過程自交的目的不同，后者是篩選符合生產(chǎn)要求的純合子D圖中A、B、C、D、E、F中的染色體數(shù)相等，通過過程產(chǎn)生的新物種的染色體數(shù)是B的兩倍三、育種年限的理解10已知某品種小麥從播種到收獲需要一年，高稈(A)對矮稈(a)為顯性，抗病(B)對染病(b)為顯性，兩對基因獨立遺傳，若用基因型為AABB和aabb的兩親本，通過單倍體育種的方法獲得aaBB的小麥種子，至少需要幾年()A1 B2 C3 D4四、無子果實11無子西瓜的培育過程如下圖所示，下列敘述正確的是()A過程只能用秋水仙素處理，它的作用主要是抑制細(xì)胞有絲分裂前期紡錘體的形成B由三倍體種子發(fā)育成無子西瓜，與中心體有密切的關(guān)系C四倍體西瓜與二倍體西瓜不存在生殖隔離，它們屬于同一物種D四倍體植株所結(jié)的西瓜，果皮細(xì)胞內(nèi)含有4個染色體組綜合提升12回答下列有關(guān)遺傳和變異以及育種的問題。(1)設(shè)小麥的高產(chǎn)與低產(chǎn)受一對等位基因控制，基因型為AA的小麥為高產(chǎn)，基因型為Aa的小麥為中產(chǎn)，基因型為aa的小麥為低產(chǎn)?？逛P病與不抗銹病受另一對等位基因(用B、b表示)控制，只要有一個B基因，小麥就表現(xiàn)為抗病。這兩對等位基因的遺傳遵循自由組合定律?，F(xiàn)有高產(chǎn)不抗銹病與低產(chǎn)抗銹病兩個純種品系雜交產(chǎn)生F1，F(xiàn)1自交得F2。F2的表現(xiàn)型有_種，其中高產(chǎn)抗銹病個體的基因型為_，占F2的比例為_。選出F2的高產(chǎn)抗銹病個體之后，對高產(chǎn)性狀_(填“需要”或“不需要”)繼續(xù)選育，原因是_。(2)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上使用的玉米都是雜交種，雜交玉米的性狀不能穩(wěn)定遺傳，因此農(nóng)民每年都需要購買玉米雜交種?，F(xiàn)有長果穗(A)白粒(b)和短果穗(a)黃粒(B)的兩個玉米雜合品種，為了達(dá)到長期培育長果穗黃粒(AaBb)玉米雜交種的目的(即每年都可培育出AaBb的種子)，請你用單倍體育種及其他相關(guān)育種方法，設(shè)計育種方案。單倍體育種依據(jù)的原理是_。原始親本的基因型是_。為保證每年都能得到AaBb的種子，則每年必須留下的純合子的基因型為_。寫出你的育種方案(用遺傳圖解表示，并要求給出適當(dāng)?shù)奈淖终f明)。第10講透過現(xiàn)象看本質(zhì)育種問題全突破備考指導(dǎo)例1D圖甲所示的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)的變異；觀察異常染色體可選擇有絲分裂的中期或減數(shù)分裂的聯(lián)會或四分體時期；在不考慮其他染色體的情況下，理論上該男子產(chǎn)生的精子類型有6種；該男子的14號和21號染色體在一起的精子與正常女子的卵細(xì)胞結(jié)合能生育染色體正常的后代。例2B過程為雜交育種，育種年限比較長，因為要連續(xù)自交選擇；發(fā)生了基因重組，基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過程中，過程發(fā)生了染色體變異，需要用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，秋水仙素作用于細(xì)胞分裂前期，抑制紡錘體的形成；過程為花藥離體培養(yǎng)；過程的原理為基因突變，因為a基因變?yōu)锳基因，過程的原理為基因重組，因為導(dǎo)入了外源基因C。例3分析過程：雜交育種的流程圖如下：通過上圖可以看出，F(xiàn)2的矮抗R_中有RR和Rr兩種基因型，而表現(xiàn)型相同，所以無法區(qū)分，需要繼續(xù)自交，淘汰基因型為rr的不抗病個體，從而增加R基因的頻率。從親本到F1需要一年，從F1到F2是另一年，這種“自交、淘汰、選優(yōu)”的過程一般要持續(xù)58年，性狀才基本穩(wěn)定。例4分析過程：雜交育種的流程圖如下：通過上圖可以看出，F(xiàn)2中的白粒矮稈為雙隱性性狀，即為純合子，符合題目要求的優(yōu)良品種(yydd)。育種時間為兩年。例5分析過程：育種的流程圖如下：通過上圖可以看出，由親本獲得F1為一年，由F1花藥離體培養(yǎng)到幼苗，再由秋水仙素處理使染色體加倍，最后得到純合子可在一年內(nèi)完成，所以單倍體育種最快可在兩年內(nèi)獲得顯性純合子，這與雜交育種選育顯性純合子相比，大大縮短了育種年限。例6C無子番茄的產(chǎn)生屬于外源生長素作用下的單性結(jié)實，該方式并未使植物體的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，因而屬于不可遺傳的變異，若這樣的植株通過無性繁殖，長成的植株細(xì)胞仍為正常二倍體，所結(jié)果實中有種子。用四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交所得的后代為三倍體，屬于染色體變異，為可遺傳的變異。經(jīng)無性繁殖所得植株仍為三倍體，在減數(shù)分裂中發(fā)生同源染色體聯(lián)會紊亂，故不能正常結(jié)實?？键c突破1A減數(shù)分裂與有絲分裂過程均可以發(fā)生基因突變、染色體變異，有絲分裂過程不發(fā)生基因重組，基因重組只發(fā)生在減數(shù)分裂過程中。2DR型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌、基因工程和減數(shù)第一次分裂過程中均會發(fā)生基因重組，而普通青霉菌誘變成高產(chǎn)青霉菌的原理是基因突變。3C題圖發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，該變異能通過顯微鏡觀察到；染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位發(fā)生在兩條非同源染色體之間；該過程導(dǎo)致的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，不屬于基因重組；易位導(dǎo)致染色體上基因的排列順序發(fā)生改變。4A人類貓叫綜合征是人的第5號染色體部分缺失引起的，A正確，B、C、D錯誤。5A用基因型為AaBB的植物要培育出AaBb的品種，可利用物理或化學(xué)方法處理材料，通過基因突變獲得；要獲得AaBBC的品種，由于本物種沒有C基因，所以必須通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)；要獲得AAaaBBBB的品種，可通過多倍體育種；要獲得aB的品種，可利用花藥離體培養(yǎng)。6C雜交育種的雙親可以為雜合子，A錯誤；誘變育種所得的植株若不出現(xiàn)預(yù)期性狀，可能為雜合子，下一代有可能會出現(xiàn)預(yù)期性狀，B錯誤；多倍體的獲得方法有低溫誘導(dǎo)和秋水仙素處理，C正確；單倍體育種的原理為染色體變異，D錯誤。7DA項，圖示育種過程為誘變育種，因未進(jìn)行酶活性檢測等，故該過程獲得的高產(chǎn)菌株不一定符合生產(chǎn)要求。B項，X射線等物理因素既可以引起基因突變，也可能導(dǎo)致染色體變異。C項，篩選高產(chǎn)菌株的過程是定向選擇符合人類特定需求的菌株的過程，屬于人工選擇。D項，人工誘變的突變率高于自發(fā)突變，但不一定每輪誘變都是與高產(chǎn)相關(guān)的基因發(fā)生突變。8B圖中AB為誘變育種，CD為基因工程育種，EFG為單倍體育種，HI為細(xì)胞工程育種，JK為多倍體育種。要盡快獲得新品種，應(yīng)該采用單倍體育種法，G過程是用秋水仙素誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，HI過程是植物體細(xì)胞雜交，不需要用秋水仙素誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍?；蚬こ逃N和植物