熱點(diǎn)專題05生物變異與育種專題-2023年高考生物臨考熱點(diǎn)梳理解讀精講課件

高考熱點(diǎn)專題生物變異與育種專題01知識(shí)儲(chǔ)備1.可遺傳變異的類型變異包括可遺傳變異和不可遺傳變異,前者由遺傳物質(zhì)改變引起,后者由環(huán)境因素引起?？蛇z傳的變異包括:(1)基因突變是基因結(jié)構(gòu)的改變,包括堿基對(duì)的增添、缺失或替換;(2)基因重組包括指同源染色體上非姐妹單體之間的交叉互換和非同源染色體上非等位基因之間的自由組合;(3)染色體變異是指染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的改變。染色體結(jié)構(gòu)的變異主要有缺失、重復(fù)、倒位、易位四種類型。染色體數(shù)目變異可以分為兩類:一類是細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少,另一類是細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少。2.常見(jiàn)育種方法雜交育種、人工誘變育種、單倍體育種、多倍體育種、基因工程育種、植物體細(xì)胞雜交育種的比較：名稱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變異染色體變異異源DNA重組方法雜交→自交→篩選出符合要求的表現(xiàn)型，通過(guò)自交至不發(fā)生性狀分離為止（1）物理：紫外線、α射線、γ射線、微重力、激光等處理、再篩選（2）化學(xué)：秋水仙素、硫酸二乙脂處理，再篩選（1）先將花藥離體培養(yǎng)，培育出單倍體植株（2）將單倍體植株幼苗經(jīng)一定濃度的秋水仙素處理獲得純合子用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗提取目的基因→目的基因與運(yùn)載體結(jié)合→目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測(cè)與表達(dá)→篩選出符合要求的新品種優(yōu)點(diǎn)①“集優(yōu)”：使分散在同一物種不同品種中的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于同一個(gè)體上②操作簡(jiǎn)便提高變異頻率，大幅度改良某些性狀（是唯一產(chǎn)生新基因的途徑）（子代為純合子）明顯縮短育種年限，加速育種進(jìn)程植物莖桿粗壯，葉片、果實(shí)、種子都比較大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量提高①目的性強(qiáng),可定向改造生物②克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙③育種周期短缺點(diǎn)（1）育種年限長(zhǎng)（2）局限于同種或親緣關(guān)系較近的個(gè)體有利變異少，工作量大，需要處理大量的供實(shí)驗(yàn)材料,具有盲目性技術(shù)復(fù)雜一般只適用于植物技術(shù)復(fù)雜，發(fā)育遲緩，結(jié)實(shí)率低，一般只適用于植物①技術(shù)要求高②安全性問(wèn)題多，可能引起生態(tài)危機(jī)典例雜交水稻、矮抗小麥高產(chǎn)青霉素菌株矮抗小麥無(wú)子西瓜抗蟲(chóng)棉02典型例題典型例題1：植物雜交育種典型例題1：（2022山東一模）水稻（2n=24）是一種熱帶起源的禾本科作物，開(kāi)兩性花。雜交水稻具有雜種優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象，即雜種子代在產(chǎn)量和品質(zhì)方面優(yōu)于純合雙親。雜交水稻的發(fā)展，目前開(kāi)始進(jìn)入第三代，第一代是以細(xì)胞質(zhì)雄性不育系為遺傳工具的三系法雜交水稻；第二代是以光溫敏核雄性不育系（不同的光溫條件下既可以作為不育系，又可以自身繁殖）為遺傳工具的兩系法雜交水稻；第三代是指以基因工程構(gòu)建的雄性不有系為母本，以常規(guī)品種為父本雜交而成的新型雜交水稻。（1）自然界產(chǎn)生的雄性不育水稻是_____________的結(jié)果。雜交水稻不能逐代留種的原因是________。（2）水稻細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)中均存在育性相關(guān)基因，其中細(xì)胞核的可育基因用R表示，不育基因用r表示，細(xì)胞質(zhì)中的可育基因用N表示，不育基因用S表示，且只有基因型為S（rr）的個(gè)體表現(xiàn)為雄性不育，則正?？捎镜幕蛐陀衉______種?，F(xiàn)有基因型為S（rr）、N（RR）、N（rr）的個(gè)體，要獲得用于長(zhǎng)期種植的雜交水稻，需要將基因型為_(kāi)________的個(gè)體雜交，獲得雜交種子用于大田種植。將基因型為_(kāi)________的個(gè)體雜交，獲得不育系種子?；蛐蜑镹（rr）和N（RR）的個(gè)體要分別自交獲得種子供來(lái)年使用。典型例題1：植物雜交育種（3）研究發(fā)現(xiàn)某品系水稻花粉中的B基因影響其成活率，而含b基因的花粉成活率不受影響?，F(xiàn)有基因型為Bb的個(gè)體自交，檢測(cè)到子代基因型為bb的個(gè)體占3/10，則含B的花粉成活率為_(kāi)_______________。（4）光溫敏核雄性不育水稻受環(huán)境條件影響很大，第三代雜交水稻的培育則不易受環(huán)境的影響。已知水稻6號(hào)染色體上有抗病基因A，研究人員利用基因工程的方法得到條染色體上插入外源基因的水稻（Aa）新品系，含有該外源基因的花粉不有。為判斷外源基因插入的位置，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果（外源基因不破壞原有基因的結(jié)構(gòu)）。__________參考答案：（1）①.基因突變②.雜交水稻自交，后代純合子比例上升，失去雜種優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象。（2）①.5②.S（rr）、N（RR）③.S（rr）、N（rr）（3）2/3（4）將該品系水稻自交，統(tǒng)計(jì)后代表現(xiàn)型及比例。若后代抗病占1/2，則外源基因位于A所在的6號(hào)染色體；若后代全部抗病，則外源基因位于a所在的6號(hào)染色體若后代抗病占3/4，則外源基因位于其它染色體。典型例題2：動(dòng)物雜交育種典型例題2：在家兔中黑色（B）對(duì)褐色（b）為顯性，短毛（E）對(duì)長(zhǎng)毛（e）為顯性，這些基因是獨(dú)立分配的。現(xiàn)有純合黑色短毛兔和褐色長(zhǎng)毛兔（雌雄均有）。試回答下列問(wèn)題：（1）試設(shè)計(jì)培育出能穩(wěn)定遺傳的黑色長(zhǎng)毛兔的育種方案①

；②

；③

。（2）F2中黑色長(zhǎng)毛兔的基因型有

和

兩種，其純合體占黑色長(zhǎng)毛兔總數(shù)的

，雜合體占F2總數(shù)的

。參考答案：（1）①

讓黑色短毛兔與褐色長(zhǎng)毛兔進(jìn)行雜交；

②

雜交后代F1雌雄間互相交配（自由交配）得F2，從F2中選出黑色長(zhǎng)毛兔；

③

用F2中多只雌雄黑色長(zhǎng)毛兔與褐色長(zhǎng)毛兔進(jìn)行測(cè)交，測(cè)交后代全為黑色長(zhǎng)毛兔的親本為純合子（2）BBeeBbee1/31/8典型例題3轉(zhuǎn)基因育種【典型例題3】（單項(xiàng)）（2023濟(jì)寧一模）用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將抗蟲(chóng)基因和抗除草劑基因轉(zhuǎn)人大豆，獲得若干轉(zhuǎn)基因植株（T0代），從中選擇抗蟲(chóng)抗除草劑的單株S1、S2和S3分別進(jìn)行自交得T1代，T1代性狀表現(xiàn)如圖所示。已知目的基因能1次或幾次插入并整合到受體細(xì)胞染色體上。下列敘述錯(cuò)誤的是（

C

）B.S1的T1植株噴施適量的除草劑后自交，T2不抗蟲(chóng)抗除草劑的比例為1/2C.抗蟲(chóng)和抗除草劑基因分別插入到了S2的2條非同源染色體上，并正常表達(dá)D.S3的T1抗蟲(chóng)抗除草劑個(gè)體自由交配，T2中抗蟲(chóng)抗除草劑個(gè)體占64/81典型例題4平衡致死體系【典型例題4】．雄蠶食桑少、產(chǎn)絲率比雌蠶高20%左右，但普通蠶（圖1）難以通過(guò)外形判斷其性別，故研究者制作了一套雌蠶和雄蠶的平衡致死系統(tǒng)（圖2），利用二者互相交配或者與其他野生型蠶交配，最終實(shí)現(xiàn)只養(yǎng)雄蠶。圖3表示某特殊蠶的染色體和基因組成。下列敘述錯(cuò)誤的是（

D

）A．l1和l2基因相對(duì)于野生型基因而言，是隱性基因B．圖2中雄蠶與野生雌蠶交配，后代雌蠶全部死亡C．圖2中雌雄蠶互相交配，其子代雄蠶的染色體組成與圖2中的雄蠶相同D．如果用圖3中雌蠶替代圖2中雌蠶，不能實(shí)現(xiàn)與圖2中雌蠶相同的功能

典型例題5【典型例題5】種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”，科研人員常利用誘變育種、雜交育種培育優(yōu)質(zhì)種子。兩個(gè)豌豆突變純系（M和N）具有高產(chǎn)、營(yíng)養(yǎng)豐富等優(yōu)良性狀，但都是白粉病感病品種。已知防治野生型豌豆的白粉病，最有效、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境友好的方法是利用抗病品種。為了改良突變品系，育種工作者在種質(zhì)資源庫(kù)中選取抗病的純系豌豆品系X9002，與M和N進(jìn)行雜交，結(jié)果如下表。(1)研究表明，X9002品系含顯性抗病基因A和隱性抗病基因b，則品系M基因型為_(kāi)_____。能驗(yàn)證這兩對(duì)基因遺傳符合自由組合定律的一組實(shí)驗(yàn)是______組。(2)丙雜交組合的F2中感病植株有______種基因型。若用甲中F2抗病的植株進(jìn)行自交，F(xiàn)3中抗病：感病比例為_(kāi)_____。(3)若選用基因工程的方法進(jìn)行改良，最好選用品系____________作為受體作物。除了題中所示育種方法外，改良該受體作物的育種方法還有____________。雜交組合親本F?表現(xiàn)型F?表現(xiàn)型甲X9002×M抗病1/4感病、3/4抗病乙X9002×N感病3/4感病，1/4抗病丙M×N感病13/16感病、3/16抗病參考答案：(1)

aabb丙(2)

7

5：1(3)M

單倍體育種典型例題6植物體細(xì)胞雜交育種【典型例題6】（（2020山東卷）兩種遠(yuǎn)緣植物的細(xì)胞融合后會(huì)導(dǎo)致一方的染色體被排出。若其中一個(gè)細(xì)胞的染色體在融合前由于某種原因斷裂，形成的染色體片段在細(xì)胞融合后可能不會(huì)被全部排出，未排出的染色體片段可以整合到另一個(gè)細(xì)胞的染色體上而留存在雜種細(xì)胞中。依據(jù)該原理，將普通小麥與耐鹽性強(qiáng)的中間偃麥草進(jìn)行體細(xì)胞雜交獲得了耐鹽小麥新品種，過(guò)程如下圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（C）A．過(guò)程①需使用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞B．過(guò)程②的目的是是中間偃麥草的染色體斷裂C．過(guò)程③中常用滅活的病毒誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合D．耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥草的染色體片段典型例題7【典型例題7】（2021山東高考）番茄是雌雄同花植物，可自花受粉也可異花受粉。M、m基因位于2號(hào)染色體上，基因型為mm的植株只產(chǎn)生可育雌配子，表現(xiàn)為小花、雄性不育?；蛐蜑镸M、Mm的植株表現(xiàn)為大花、可育。R、r基因位于5號(hào)染色體上，基因型為RR、Rr、rr的植株表現(xiàn)型分別為：正常成熟紅果、晚熟紅果、晚熟黃果。細(xì)菌中的H基因控制某種酶的合成，導(dǎo)入H基因的轉(zhuǎn)基因番茄植株中，H基因只在雄配子中表達(dá)，噴施萘乙酰胺（NAM）后含H基因的雄配子死亡。不考慮基因突變和交叉互換。（1）基因型為Mm的植株連續(xù)自交兩代，F(xiàn)2中雄性不育植株所占的比例為_(kāi)___________。雄性不育植株與野生型植株雜交所得可育晚熟紅果雜交種的基因型為_(kāi)_______，以該雜交種為親本連續(xù)種植，若每代均隨機(jī)受粉，則F2中可育晚熟紅果植株所占比例為_(kāi)___________。典型例題7（2）已知H基因在每條染色體上最多插入1個(gè)且不影響其他基因。將H基因?qū)牖蛐蜑镸m的細(xì)胞并獲得轉(zhuǎn)基因植株甲和乙，植株甲和乙分別與雄性不育植株雜交，在形成配子時(shí)噴施NAM，F(xiàn)1均表現(xiàn)為雄性不育。若植株甲和乙的體細(xì)胞中含1個(gè)或多個(gè)H基因，則以上所得F1的體細(xì)胞中含有________個(gè)H基因。若植株甲的體細(xì)胞中僅含1個(gè)H基因，則H基因插入了________所在的染色體上。若植株乙的體細(xì)胞中含n個(gè)H基因，則H基因在染色體上的分布必須滿足的條件是________，植株乙與雄性不育植株雜交，若不噴施NAM，則子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例為_(kāi)___________。（3）若植株甲的細(xì)胞中僅含一個(gè)H基因，在不噴施NAM的情況下，利用植株甲及非轉(zhuǎn)基因植株通過(guò)一次雜交即可選育出與植株甲基因型相同的植株。請(qǐng)寫(xiě)出選育方案______________。參考答案：1/6MmRr5/120M基因必須有1個(gè)H基因位于M所在染色體上，且2條同源染色體上不能同時(shí)存在H基因1/2n以雄性不育植株為母本、植體甲為父本進(jìn)行雜交，子代中大花植株即為所需植株（或：利用雄性不育株與植株甲雜交，子代中大花植株即為所需植株)03變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1【變式訓(xùn)練1】下圖中，甲、乙表示水稻兩個(gè)品種，A、a和B、b表示分別位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因，①～⑧表示培育水稻新品種的過(guò)程，則下列說(shuō)法正確的是（）A．以甲和乙為親本來(lái)培育新品種AAbb，①→③→④過(guò)程最簡(jiǎn)便，且明顯縮短了育種年限B．②和⑦的變異都發(fā)生于有絲分裂間期C．③體現(xiàn)了基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)D．⑤與⑧過(guò)程的育種原理相同變式訓(xùn)練2【變式練習(xí)2】（2020北京高考）遺傳組成不同的兩個(gè)親本雜交所產(chǎn)生的雜種一代，產(chǎn)量等多個(gè)性狀常優(yōu)于雙親，這種現(xiàn)象稱為雜種優(yōu)勢(shì)。獲得具有雜種優(yōu)勢(shì)的雜合種子是提高水稻產(chǎn)量的重要途徑。(1)中國(guó)是最早種植水稻的國(guó)家，已有七千年以上歷史。我國(guó)南方主要種植秈稻，北方主要種植粳稻。秈稻和粳稻是由共同的祖先在不同生態(tài)環(huán)境中，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的

，進(jìn)化形成的。(2)將多個(gè)不同的秈稻、粳稻品種間進(jìn)行兩兩雜交，獲得三種類型F1(分別表示為秈-秈，秈-粳，粳-粳)。統(tǒng)計(jì)F1的小花數(shù)、干重等性狀的平均優(yōu)勢(shì)(數(shù)值越大，雜種優(yōu)勢(shì)越明顯)，結(jié)果如圖1。可知秈-粳具有更強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)，說(shuō)明兩個(gè)雜交親本的

差異越大，以上性狀的雜種優(yōu)勢(shì)越明顯。變式訓(xùn)練2(3)盡管秈-粳具有更強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì)，但由部分配子不育，導(dǎo)致結(jié)實(shí)率低，從而制約秈-粳雜種優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，這種不育機(jī)制與位于非同源染色體上的兩對(duì)基因(A1、A2和B1、B2)有關(guān)。通常情況下，秈稻的基因型為A1A1B1B1,粳稻為A2A2B2B2。A1A2雜合子所產(chǎn)生的含A2的雌配子不育；B1B2雜合子所產(chǎn)生的含B2的雄配子不育。①根據(jù)上述機(jī)制，補(bǔ)充秈稻x粳稻產(chǎn)生F1及F1自交獲得F2的示意圖，用以解釋F1結(jié)實(shí)率低的原因。②為克服秈-粳雜種部分不育，研究者通過(guò)雜交、連續(xù)多代回交和篩選，培育出育性正常的秈-粳雜交種，過(guò)程如圖2。通過(guò)圖中虛線框內(nèi)的連續(xù)多代回交，得到基因型A1A1B1B1的粳稻。若秈稻作為連續(xù)回交的親本，則不能得到基因型A2A2B2B2的稻，原因是F1(A1A2B1B2)產(chǎn)生基因型為

的配子不育。變式訓(xùn)練2③在產(chǎn)量低的甲品系水稻中發(fā)現(xiàn)了A、B基因的等位基因A3、B3(廣親和基因)，含有廣親和基因的雜合子，雌雄配子均可育。請(qǐng)寫(xiě)出利用甲品系培育出育性正常的秈-粳雜交稻的流程。(用文字或圖示作答均可)參考答案：自然選擇親緣關(guān)系A(chǔ)2B2讓甲品系（A3A3B3B3）×秈稻（A1A1B1B1）以及甲品系（A3A3B3B3）×粳稻（A2A2B2B2）分別為親本，得到的F1再雜交A1A3B1B3×A2A3B2B3，篩選出適合的育性正常的秈-粳雜交稻。變式訓(xùn)練3【變式訓(xùn)練3】（2023濰坊一模）.(15分)擬南芥(2n=10,染色體記為I～V號(hào))為一年生草本，高20～35厘米，總狀花序，雌雄同花，閉花授粉，是遺傳領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的模式植物，被譽(yù)為“植物中的果蠅”。野生型擬南芥無(wú)抗潮霉素基因，對(duì)潮霉素敏感，基因型記為hh,科研人員將潮霉素抗性基因(H)轉(zhuǎn)入野生型擬南芥中培育成轉(zhuǎn)基因擬南芥，進(jìn)行了相關(guān)科學(xué)研究。(1)自然狀態(tài)下，擬南芥一般是

(填“純種”或“雜種”),除此之外，擬南芥適合作為遺傳模式植物的優(yōu)點(diǎn)還有

(答出兩點(diǎn))。(2)若將成功轉(zhuǎn)入兩個(gè)H基因的轉(zhuǎn)基因擬南芥與野生型擬南芥雜交，子代抗性：敏感=1:1,試解釋其原因

。(3)單體是指某一對(duì)染色體缺失一條染色體的個(gè)體，可用于判定基因與染色體的位置關(guān)系。經(jīng)篩選獲得一類純合抗性擬南芥，記為HH,為探究H基因位于哪條染色體上，請(qǐng)利用該抗性擬南芥和野生型擬南芥做材料，通過(guò)制備單體并開(kāi)展雜交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。要求：簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)思路；。預(yù)期結(jié)果：

。變式訓(xùn)練3(4)上述純合抗性擬南芥大量克隆后，發(fā)現(xiàn)一部分無(wú)此抗性，經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)H基因未丟失，將此類個(gè)體記為HH?。為探究HSH?類植株表型產(chǎn)生的原因，進(jìn)行了下表所示的甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)。表中“?”處表型及比例應(yīng)為

。丙與乙組相比，F(xiàn)?結(jié)果不同，有人認(rèn)為可能與H基因經(jīng)誘導(dǎo)發(fā)生甲基化有關(guān)，請(qǐng)據(jù)此結(jié)合基因型與表型關(guān)系、配子類型及比例進(jìn)行分析，對(duì)丙組F?結(jié)果為3:1作出合理的解釋：。甲乙丙預(yù)處理無(wú)人工誘導(dǎo)染色體加倍PHH抗性H?H?敏感HHHH抗性hhhh敏感HHHH抗性HSH?HH?敏感?均為抗性?抗性：敏感=3:1?抗性：敏感=3:1變式訓(xùn)練3參考答案：(1)純種

繁殖周期短、產(chǎn)生種子數(shù)量多、植株矮小易培育、基因組簡(jiǎn)單便于遺傳分析(2)轉(zhuǎn)入的兩個(gè)H基因位于同一條染色體上，轉(zhuǎn)基因擬南芥產(chǎn)生了數(shù)量相等的兩種配子(3)利用抗性擬南芥分別制備I~V號(hào)染色體的單體，并分別與野生型擬南芥雜交，觀察子代的表型若某種染色體單體與野生型擬南芥雜交的子代既有抗性植株也有敏感植株，其余雜交子代全為抗性，則H基因位于該染色體上(4)抗性：敏感=35：1

丙組F1基因型為HHHsHs，其產(chǎn)生的配子及比例為HH：HHs：HsHs=1：4：1，雌雄配子隨機(jī)結(jié)合生成的F2有5種基因型，其中HsHsHsHs表現(xiàn)為對(duì)潮霉素敏感，而HHsHsHs中H基因也被誘