您现在的位置:首页 > >

(全国)2019版高考生物大一轮复*第七单元生物的变异、育种和进化第27讲生物变异的比较及育种方案的选择课

发布时间:

第七单元 生物的变异、育种和进化
第27讲 生物变异的比较及育种方案 的选择

第七单元 生物的变异、育种和进化
1.生物变异在育种上的应用(Ⅱ) 2.转基因食品 的安全(Ⅰ)

三种可遗传变异的比较

基因突变、基因重组、染色体变异的比较

项目

基因突变

基因重组

染色体变异

变异的 本质

___基__因______ 的分子结构发 生改变

原有基因的 重新组合

染色体 结__构__或___数__目_发生 改变

项目

基因突变

基因重组

染色体变异

主要在有丝分裂 减数第一次分 有丝分裂、无

发生

间期和减数第一 裂

丝分裂和减数

时间 次分裂前的间期 _前__期__和__后___期_ 分裂过程中

适用 ____所__有_____生 范围 物

真核生物、有 性生殖核基因 遗传

真核生物(细 胞增殖过程)

项目 基因突变

基因重组

染色体变异

未产生新基

产生新基因

产生 结果

____产__生_____ 新的基因

型,_没__产___生__

因,基因 _数__目__或__顺__序__

新基因

发生变化

光镜下___均__无__法____检出,可根 鉴定
据是否有新性状或新性状组合 方法
确定

光镜下 ____可____检出

1.(必修 2 P84 基础题 T2 改编)将 1 粒小麦种子种植在肥沃 的土壤中,结出的小麦比原来穗大、粒多。发生了变异原因 的叙述,不正确的是( D ) A.基因突变 B.基因重组 C.染色体变异 D.一定能够遗传

2.(深入追问)三种可遗传的变异类型中,能产生新的表现型 的有哪些? 提示:基因突变、基因重组、染色体变异。

1.生物变异类型
(1)不可遗传变异―原―因→环境变化,遗传物质未变
(2)可遗传变异―来―源→???基 基因 因突 重变 组(生物变异的根本来源) ??染色体变异

2.“三看法”判断可遗传变异的类型

3.显微镜辅助推断法判断可遗传变异的类型 4.关注可遗传变异的三个“唯一”

【感知考题】

某同学在学*了基因突变、基因重组和染色体变异的知识之

后,利用表格比较了三者之间的异同点,老师提示他表中有

1 处错误,请你帮助他找出错误的一项( C ) 类型

项目

基因突变 基因重组 染色体变异

选项

适用 A
生物

所有生物

主要是真 仅限于真核

核生物

生物

类型

项目

基因突变

选项

B 基因种类 增加

所存在的 有丝分裂

C 真核细胞 和减数分

分裂类型 裂

D 生物变异 根本来源

基因重组

染色体变 异

不变 减数分裂 一种来源

一般不变 有丝分裂 和减数分 裂 一种来源

[解析] 基因突变的结果是产生新的基因,基因的种类增加, 基因重组的结果是产生新的基因型,增加了基因型的种类, 染色体变异改变的是基因的数量或排列,基因种类一般不会 发生变化,B 正确,基因突变可以发生在有丝分裂、无丝分 裂和减数分裂中;基因重组主要发生在减数第一次分裂过程 中;染色体变异仅发生在真核细胞生物中,主要发生在有丝 分裂和减数分裂中,也可以发生在无丝分裂中,C 错误。

高分点拨——类题通法 生物变异类型的推断方法
(1)生物类型推断法

(2)细胞分裂方式推断法

【跟进题组】 命题 1 三类生物变异特点的比较 1.(2017·黑龙江哈尔滨三中二模)下列有关生物变异的说法,正 确的是( D ) A.减数第二次分裂时,非姐妹染色单体之间的交叉互换属于 基因重组 B.基因突变后,若碱基对增添或缺失则基因数也增加或减少 C.三倍体无子西瓜无法产生后代,这种变异属于不可遗传的 变异 D.基因突变、基因重组和染色体变异均可为生物的进化提供 原材料

解析:减数第一次分裂四分体时期,同源染色体的非姐妹染 色单体交叉互换才属于基因重组,减数第二次分裂时,细胞 中无同源染色体,非姐妹染色单体之间的交叉互换则属于染 色体结构变异中的易位,A 错误;基因突变的结果是形成等 位基因,基因数目不变,B 错误;三倍体无子西瓜形成过程 中,细胞的遗传物质发生了改变,为可遗传的变异,C 错误。

2.(2017·福州一中一模)在某基因型为 AA 的二倍体水 稻根尖中,发现一个如图所示的细胞(图中Ⅰ、Ⅱ表 示该细胞中部分染色体,其他染色体均正常),以下 分析合理的是( B ) A.a 基因产生的原因,可能是其亲代产生配子时发生了基因突变 B.该细胞一定发生了染色体变异,而没有发生基因自由组合 C.该细胞产生的各项变异均可在光学显微镜下直接进行观察 D.该细胞的变异均为可遗传变异,一定能通过有性生殖传给后 代

解析:根尖细胞只能进行有丝分裂,a 基因只能通过基因突 变产生,A 错误;该生物是二倍体,而此时Ⅱ号染色体出现 了 3 条,属于染色体数目变异,有丝分裂的细胞不会发生基 因自由组合,B 正确;基因突变在显微镜下观察不到,C 错 误;根尖细胞有丝分裂产生的可遗传的变异,不能通过有性 生殖传递给下一代,D 错误。

命题 2 三类生物变异的实验分析 3.(2015·高考江苏卷,15)经 X 射线照射的紫花香豌豆品种, 其后代中出现了几株开白花植株,下列叙述错误的是( A ) A.白花植株的出现是对环境主动适应的结果,有利于香豌 豆的生存 B.X 射线不仅可引起基因突变,也会引起染色体变异 C.通过杂交实验,可以确定是显性突变还是隐性突变 D.观察白花植株自交后代的性状,可确定是否是可遗传变 异

解析:A 项,变异具有不定向性,不存在主动适应。B 项, X 射线可导致生物体发生基因突变或染色体变异。C 项,白 花植株与原紫花品种杂交,若后代都是紫花植株,则白花植 株是隐性突变的结果,若后代都是白花或既有白花又有紫花, 则是显性突变的结果。D 项,白花植株的自交后代中若出现 白花植株,则是可遗传变异;若全是紫花植株,则是不可遗 传变异。

可遗传的变异类型与分裂过程结合进行考查 4.如图表示精原细胞进行减数分裂的过程,下列相关说法正 确的是( B )

A.过程①中可能出现基因突变和基因重组 B.过程②③④都可能出现染色体数目变异 C.基因自由组合定律的实质体现在过程③④中 D.含有 n 对等位基因的雄性动物一定能产生 2n 种精子

育种方案的选择
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)原理:__基__因__重__组___。

(3)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__F_2___→鉴别、选择需要的类型。 以一年生植物(亲本纯合)为例:

①亲代杂交的目的是__让__优__良__性__状__的__基__因_____集中到一个个 体当中,第一年在母本上得到___子__一__代____的种子。F1 的性 状第___二________年才能表现出来。 ②第一次自交的目的是得到理想性状,虽然杂种 F2 所需性状 中有纯合子,但此时其和杂合子无法分辨,因此第三年不能
得到理想种子。

③第二次以上自交的目的是得到__稳__定__遗__传___的理想性状,因 此第四年可以得到理想种子。但由于有些植物分株保存困难 且种子需求量大,因此应选择所需性状个体逐代自交淘汰, 扩大培养,直到不发生性状分离。 (4)优点:可以把多个品种的优良性状集中在一起。 (5)缺点:获得新品种的周期_____长______。 (6)应用:根据需要培育理想类型。

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)原理:__基__因__突__变___。 (3)过程:选择生物→_诱__发__基__因__突__变__→选择理想类型→培育。
??①可以提高__突__变__频__率___,在较短时间内获 (4)优点? 得更多的优良变异类型
??②大幅度地改良某些性状

(5)缺点:诱发产生的突变,有利的个体往往不多,需处理大 量材料。 (6)应用:培育具有新性状的品种。 3.基因工程育种及其安全性 (1)概念:基因工程又叫基因拼接技术或__D_N__A_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)原理:不同生物间的__基__因__重__组___。 基因的剪刀:_限__制__性__核__酸__内__切__酶___
?? 基本 基因的针线:_D_N__A_连__接__酶__ ? (3)工具 基因的运载体:目前常用的有质粒、噬菌体和
?? 动植物病毒等

(4)操作步骤

提取__目__的__基__因___→目的基因与___运__载__体____结合→将目的基

受体细胞

检测与鉴定

因导入___________→目的基因的___________。

(5)应用 ①作物育种:利用基因工程的方法,获得高产、稳产和具有 优良品质的农作物,培育出具有各种抗逆性的作物新品种, 如抗虫棉等。 ②药物研制:利用基因工程的方法,培育转基因生物,利用 转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品,如胰岛素、 干扰素、乙肝疫苗等。

1.(必修 2 P101 基础题 T3 改编)利用 60Co 可进行诱变育种, 有关说法错误的是( B ) A.利用 60Co 放出的 γ 射线照射种子时一般不选用干种子 B.若处理后的种子萌发后不具备新性状,即可抛弃 C.处理后只有少部分种子将发生基因突变 D.产生的新性状大多对生产不利

2.(深入追问)(1)杂交育种年限总是最长吗? 提示:杂交育种需要的年限不一定长,如培育的品种为隐性
性状(如 aabb),则子二代中即可出现稳定遗传的该性状。 (2)诱变育种与杂交育种相比,最大的区别是什么? 提示:二者最大的区别在于诱变育种能创造出新基因。

突破 1 针对不同目的的杂交育种程序 (1)培育杂合子品种 在农业生产上,可以将杂种一代作为种子直接使用,如水稻、 玉米等。其特点是可以利用杂种优势,获得的品种高产、抗 性强,但种子只能种一年。培育的基本步骤如下: 选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→_____F_1_____ (即为 所需品种)。

(2)培育隐性纯合子品种 选取双亲杂交(♀×♂)→F__1―__―?_→__F_2___→选出表现型符合要 求的个体种植并推广。
(3)培育显性纯合子品种 选取双亲杂交(♀×♂)→_F_1―__―_?→__F__2 __→选出表现型符合要 求的个体――?→_____F_3_____ ――?→……――?→选出稳定遗传 的个体推广种植。

突破 2 对性状表现于“植株”与性状表现于“种子”的 育种年限的辨析 某作物种群中存在高产不抗病(AAbb)、低产抗病(aaBB)两种 类型,以此为材料培育高产抗病(AABB)新品种程序及年限分 析如下:

由上可知: (1)育种目标为具有双隐性性状的植株,理论上,第 _____三______年就可以得到所需品种(aabb)。 (2)育种目标为具有一显一隐性状的植株,理论上到第 ____四_______年就能获得所需品种。 (3)若所需性状表现于“种子(胚、胚乳)”时,理论上育种年 限比性状表现于植株时应“节省一年”,原因是胚、胚乳性 状出现在当年____母__本_____植株中。

突破 3 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:①一般情况下,选择杂交育种, 这也是最简捷的方法。②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。 (5)实现定向改变现有性状——__基__因__工__程___育种。 (6)若培育的植物的生殖方式为营养繁殖(如马铃薯),则不需 要培育成纯种,只要出现该性状即可。

(1)区别杂交种与多倍体 两者都可产生很多优良性状如茎秆粗壮、抗倒伏、产量提高、 品质改良,但多倍体生长周期长,晚熟;而杂交种可早熟, 故根据成熟期早晚可判定是多倍体种还是杂交种。

(2)杂交育种与杂种优势不同 ①杂交育种是在杂交后代众多类型中选择符合育种目标的个 体进一步培育,直到获得稳定遗传的具有优良性状的新品种。 ②杂种优势是杂合子(F1)在一种或多种性状上优于两个亲本 的现象。具有杂种优势的杂交子代一般都表现自交衰退现象。 例如玉米的植株高度显示杂种优势,也可以明显地看到自交 衰退现象,因此玉米不能自己留种。

【感知考题】 (2017·山东省实验中学月考)普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和 矮秆易感病(ttrr)两个品种,控制两对性状的基因分别位于两对 同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验:

请分析回答下列问题: (1)A 组由 F1 获得 F2 的方法是__________,F2 矮秆抗病植株 中不能稳定遗传的占____________。 (2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中,最可能产生不育配子的 是____________类。 (3)A、B、C 三组方法中,最不容易获得矮秆抗病小麦品种的 是______组,原因是_______________________________。 (4)通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病小麦新品种的方法是 __________________________。获得的矮秆抗病植株中能稳 定遗传的占________。

[解析] (1)杂交育种是具有两对相对性状的纯合子杂交得 F1,F1 再自交得 F2,在 F2 中出现所需的类型,若是显性性 状还需连续自交直至不发生性状分离为止。F2 中矮秆抗病有 1ttRR、2ttRr,其中不能稳定遗传的(ttRr)占 2/3。(2)花药离 体培养得到的是单倍体植株,不能进行正常的减数分裂,所 以不能产生正常的配子。(3)基因突变的频率较低,而且是不 定向的。(4)单倍体育种是先通过花药离体培养获得单倍体, 再用秋水仙素(或低温)处理单倍体幼苗,诱导染色体数目加 倍,得到的个体一定是纯合子。

[答案] (1)自交 2/3 (2)Ⅱ (3)C 基因突变的频率极低且不定向 (4)秋水仙素(或低温)诱导染色体数目加倍 100%

(1)欲利用 TTrr 和 ttRR 的亲代个体选育出双隐性性状的优良 植株个体的培育方法为__杂__交__育__种___,大约需_____3______年。 (2)下列__①__②__③__④___过程属于单倍体育种,需经____2_______ 年完成,第一年完成过程____①______,第二年完成过程 ___②__③__④____。

高分点拨——类题通法 常考的育种方法巧记

【跟进题组】 命题 1 植物育种 1.(2017·广东中山二模)如图为利用玉米(基因型为 BbTt)进行 实验的流程示意图。下列分析正确的是( D )

A.T 与 B、b 的自由组合发生在①过程 B.植株 B 为纯合子的概率为 1/4 C.①③过程为单倍体育种 D.⑤过程可发生基因突变、染色体变异

解析:选项 A,自由组合发生在减数分裂过程中,即非同源 染色体上的非等位基因自由组合,而据植株 D 只有 3 种基因 型可判断,这两对等位基因位于同一对同源染色体上,不可 能发生 T 与 B、b 的自由组合,A 错误;选项 B,植株 B 是 通过单倍体育种获得的,都是纯合子,因此概率为 1,B 错 误;选项 C,①③过程获得的是单倍体幼苗,而单倍体育种 过程还包括利用秋水仙素处理获得植株 B 的过程,C 错误; 选项 D,将幼苗培育成植株 C 的过程中只存在有丝分裂,可 能发生基因突变,还可能发生染色体数目或者结构的改变, 即染色体变异,D 正确。

2.(2017·安徽宿州一模)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 )
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

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。

误区 1 混淆“最简便”与“最快速” [点拨] “最简便”应为“易操作”,“最快速”则未必简 便,如用单倍体育种获得有显性性状的纯合子,可明显缩短 育种年限,但其技术含量却较高。

误区 2 误认为花药离体培养就是单倍体育种 [点拨]
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。

命题 2 微生物育种

3.(高考江苏卷改编)下图是高产糖化酶菌株的育种过程,有

关叙述错误的是 ( D )

出发菌株X―射―线→处理挑取200个 ―初―筛→选出 单细胞菌株

50

株―复―筛→选出

5



X―射―线→处理多轮重复筛选

A.通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株

B.X 射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异

C.上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程

D.每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高

解析:A 项,图示育种过程为诱变育种,因未进行酶活性检 测等,故该过程获得的高产菌株不一定符合生产要求。B 项, X 射线等物理因素既可能引起基因突变,也可能引起染色体 变异。C 项,筛选高产菌株的过程是定向选择符合人类特定 需求的菌株的过程,属于人工选择。D 项,人工诱变的突变 率高于自发突变,但不一定每轮诱变都是与高产相关的基因 发生突变。

命题 3 动物育种 4.雄性家蚕生命力强,饲料利用效率高,茧丝质量好。现有 家蚕品种甲和乙,它们的性染色体、10 号染色体及卵色基因 组成如图所示。已知蚕卵(受精卵)同时具有 A、B 基因时为 黑色,否则为白色。育种工作者期望利用甲、乙品种获得新 品种,以实现通过选择卵色只养雄蚕。

(1)甲品种家蚕的 W 染色体上有来自 10 号染色体的片段,且
10 号染色体缺失了 B 基因所在的片段,上述变异属于 _染__色__体__(_结__构__)_变__异__(染__色__体__易__位___) __。
(2)让甲、乙品种家蚕杂交,获得 F1 蚕卵;F1 蚕卵完成发育 后,再让雌、雄蚕蛾相互交配,获得 F2 蚕卵。选择__白______ 色的 F2 蚕卵,完成发育后即为新品种(丙)。丙品种的基因型 是__a_a_Z_Z___;获得丙品种的育种方法属于_杂__交__育__种____。 (3)若让丙品种家蚕与___甲_____品种家蚕交配,并且选择 ___白_____色蚕卵孵化,即可实现只养雄蚕。

解析:(1)甲品种家蚕的 W 染色体上有来自 10 号染色体的片 段(包含 A、B 基因),且 10 号染色体缺失了 B 基因,即非同 源染色体间*恿似危粲谌旧褰峁贡湟(易位)。(2)亲 本甲、乙蚕的基因型分别为 aaZWAB 和 AABBZZ,二者交配 产生 F1 的基因型为 AaBZZ 和 AaBZWAB,F1 雌雄蚕交配产 生的 F2 蚕卵中白色蚕卵(aaZZ)全为雄蚕,发育后即为新品种 (丙),该育种方法属于杂交育种。(3)品种丙(aaZZ)与品种甲 (aaZWAB)交配,子代蚕卵有黑色(aaZWAB)和白色(aaZZ)两种 类型,白色蚕卵全部发育为雄蚕。

[核心体系构建]

[填空] ①基因突变 ②基因重组 ③染色体变异 ④诱变 育种 ⑤单倍体育种 ⑥多倍体育种 ⑦基因重组 ⑧基 因突变 ⑨染色体变异 ⑩染色体变异 ?基因工程育种 ?基因重组

[规范答题必备] 1.杂交育种的两个特点 (1)能将多个优良性状集中到同一生物个体上。 (2)耗时较长。 2.诱变育种的方法和特点 (1)两种诱变方法:物理诱变、化学诱变。 (2)两个特点:多害少利;能产生新基因,创造生物新类型。

3.基因工程的三种工具 (1)限制性核酸内切酶:能识别并切割特定的核苷酸序列。 (2)DNA 连接酶:连接两个 DNA 片段之间的脱氧核糖和磷酸。 (3)运载体:将外源基因送入受体细胞。目前常用的运载体有 质粒、噬菌体和动植物病毒等。

4.关注育种“三最”定方向 (1)最简便——侧重于技术操作,杂交育种操作最简便。 (2)最快——侧重于育种时间,单倍体育种所需时间明显缩 短。 (3)最准确——侧重于目标精准度,基因工程技术可“定向” 改变生物性状。



热文推荐
猜你喜欢
友情链接: 医学资料大全 农林牧渔 幼儿教育心得 小学教育 中学 高中 职业教育 成人教育 大学资料 求职职场 职场文档 总结汇报