新高考2023届高考生物新人教版一轮复习讲义第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课标要求阐明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个过
2、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选出表型符合要求的个体种植并推广。培育显性纯合
3、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(2022宁波高三模拟)如图
4、为二倍体玉米花粉培育成植株的过程。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D2一粒小麦(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种植的普通小麦。下列关于普通小麦与二粒小麦
5、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、D染色体组分别来自一粒小麦、山羊草和节节
6、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诱变育种、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种都是传统的育种技术,转基因技术是育种的新技术。下列叙述错误的是()A杂交育种和单倍体育种过程中通常都涉及基因重组原理B采用上述技术的目的是获得具有所需性状的品种C上述技术中,通常仅多倍体育种会育出与原物种生殖隔离的个体D与传统育种比较,转基因的优势是能使生物出现自然界中没有的新基因和性状答案D解析杂交育种和单倍体育种过程中都涉及杂合亲本减数分裂产生花粉的过程
7、,该过程的原理是基因重组,A正确;不管采用哪种育种技术,都是为了获得具有所需性状的品种,B正确;上述技术中,仅多倍体育种育出的多倍体与原物种存在生殖隔离,其余育种技术育出的个体都与原亲本的染色体数相同,不会出现生殖隔离,C正确;与传统育种相比,转基因的优势是定向培育出人们所需的性状类型,其转入基因并不是自然界不存在的新基因,D错误。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
8、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。重温高考真题演练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
9、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北京,7)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n14)的优良性状导入普通小麦(2n42
10、)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉,10天后只发现两个杂种幼胚,将其离体培养,产生愈伤组织,进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是()A簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离B培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化C杂种植株减数分裂时染色体能正常联会D杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株答案C解析簇毛麦与小麦的后代在减数分裂时染色体联会紊乱,不可育,故二者之间存在生殖隔离,A正确;幼胚细胞经过脱分化形成愈伤组织,愈伤组织经过再分化形成胚状体或丛芽,从而得到完整植株,B正确;杂种植株细胞内由于没有同源染色体,故减数分裂时染色体无法正常联会,C错误;杂种植株的染色体加倍后能获得可育植株
11、,D正确。3(2020全国,32)遗传学理论可用于指导农业生产实践。回答下列问题:(1)生物体进行有性生殖形成配子的过程中,在不发生染色体结构变异的情况下,产生基因重新组合的途径有两条,分别是_。(2)在诱变育种过程中,通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传,原因是_,若要使诱变获得的性状能够稳定遗传,需要采取的措施是_。答案(1)在减数分裂过程中,随着非同源染色体的自由组合,非等位基因自由组合;同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换,导致染色单体上的基因重组(2)控制新性状的基因是杂合的通过自交筛选出性状能稳定遗传的子代4(2020全国,32)普通小麦是目前世界各地栽培的重要
12、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_(答出1点即可)。(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合子),甲的表型是抗病易倒伏,乙的表型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得
13、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
14、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,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
15、。一、易错辨析1抗虫小麦与矮秆小麦杂交,通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦()2通过花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种()3单倍体育种中,通过花药离体培养所得的植株均为纯合的二倍体()4诱变育种可通过改变基因的结构达到育种目的()5用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉,则四倍体植株上会结出三倍体无子西瓜()6单倍体不一定不育()7多倍体植株都可以用种子繁殖后代()二、填空默写1三倍体不育的原因是三倍体个体在进行减数分裂时染色体联会紊乱,不能形成可育的配子。2骡子不育的原因是骡子细胞内无同源染色体,不能进行正常的减数分裂。3单倍体育种中的秋水仙素作用于幼苗期的单倍体植株,多倍体育种中的秋水仙素作用于萌发
16、的种子或幼苗期的正常植株。课时精练一、选择题1二倍体经秋水仙素诱导可获得同源四倍体。与二倍体相比,同源四倍体植株往往育性差,结实率低,其原因是()A减数分裂时容易发生联会紊乱,形成较多的染色体数目异常的配子B有丝分裂前的间期容易发生染色体结构变异,导致植株活力下降C秋水仙素抑制纺锤体的形成,导致初级性母细胞中染色体复制受阻D四倍体植株体细胞中基因数目增多,导致凋亡基因过量表达,细胞活力差答案A2下列关于生物变异与育种的叙述,正确的是()A基因重组只是基因间的重新组合,不会导致生物性状变异B基因突变使DNA序列发生的变化,都能引起生物性状变异C弱小且高度不育的单倍体植株,进行加倍处理后可用于育种
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