高考生物二輪復(fù)習(xí)專題6 變異、育種和進(jìn)化 考點(diǎn)19 理解變異原理掌握育種流程-人教版高三生物試題

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1、考點(diǎn)19　理解變異原理，掌握育種流程 依綱聯(lián)想 1．不同需求的育種方法選擇與分析 (1)若要求培育隱性性狀的個(gè)體，可用自交或雜交，只要出現(xiàn)該性狀即可。 (2)若要求快速育種，則應(yīng)用單倍體育種。 (3)若要求大幅度改良某一品種，使之出現(xiàn)前所未有的性狀，則可利用誘變育種的方法。 (4)若要求提高品種產(chǎn)量，提高營養(yǎng)物質(zhì)含量，可運(yùn)用多倍體育種。 (5)若要求將兩親本的兩個(gè)不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上，可用雜交育種，亦可利用單倍體育種。 (6)若實(shí)驗(yàn)植物為營養(yǎng)繁殖，則只要出現(xiàn)所需性狀即可，不需要培育出純種。 (7)若要求克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，定向改變現(xiàn)有性狀，則可以選擇基

2、因工程育種。 (8)若要培育原核生物，因其不能進(jìn)行減數(shù)分裂，則一般采用誘變育種。 2．花藥離體培養(yǎng)≠單倍體育種 (1)花藥離體培養(yǎng)僅獲得單倍體幼苗。 (2)單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和誘導(dǎo)單倍體染色體加倍。 3．區(qū)分雜交后代的子代性狀與母本上所收獲的性狀 雜交子代性狀為F1個(gè)體的性狀，其中出現(xiàn)最早的為種子中胚的形狀、顏色等性狀，出現(xiàn)最晚的是果實(shí)(顏色、形狀等)、種子、種皮所表現(xiàn)出的性狀；而母本植株上所結(jié)的果實(shí)或種皮的性狀并不是F1的，而是母本直接表現(xiàn)出的性狀。 1．(2015·浙江，32)某自花且閉花受粉植物，抗病性和莖的高度是獨(dú)立遺傳的性狀。抗病和感病由基因R和r控制，抗病

3、為顯性；莖的高度由兩對(duì)獨(dú)立遺傳的基因(D、d，E、e)控制，同時(shí)含有D和E表現(xiàn)為矮莖，只含有D或E表現(xiàn)為中莖，其他表現(xiàn)為高莖?，F(xiàn)有感病矮莖和抗病高莖兩品種的純合種子，欲培育純合的抗病矮莖品種。請(qǐng)回答： (1)自然狀態(tài)下該植物一般都是________合子。 (2)若采用誘變育種，在γ射線處理時(shí)，需要處理大量種子，其原因是基因突變具有____________________和有害性這三個(gè)特點(diǎn)。 (3)若采用雜交育種，可通過將上述兩個(gè)親本雜交，在F2等分離世代中________抗病矮莖個(gè)體，再經(jīng)連續(xù)自交等________手段，最后得到穩(wěn)定遺傳的抗病矮莖品種。據(jù)此推測(cè)，一般情況下，控制性狀的基因

4、數(shù)越多，其育種過程所需的________。若只考慮莖的高度，親本雜交所得的F1在自然狀態(tài)下繁殖，則理論上F2的表現(xiàn)型及其比例為________。 (4)若采用單倍體育種，該過程涉及的原理有__________________________________。請(qǐng)用遺傳圖解表示其過程(說明：選育結(jié)果只需寫出所選育品種的基因型、表現(xiàn)型及其比例)。 答案　(1)純 (2)稀有性和多方向性 (3)選擇　純合化　年限越長　矮莖∶中莖∶高莖＝9∶6∶1 (4)基因重組和染色體變異　遺傳圖解如圖所示 解析　(1)已知該植物為自花且閉花受粉的植物，所以在自然狀態(tài)下發(fā)生的是自交現(xiàn)象，一般都是純合

5、子。(2)誘變育種主要利用基因突變的原理，因?yàn)榛蛲蛔兙哂杏泻π?、稀有性和多方向性，所以需要處理大量種子。(3)雜交育種是利用基因重組的原理，有目的的將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀組合在同一個(gè)個(gè)體上，一般通過雜交、選擇和純合化等手段培養(yǎng)出新品種。如果控制性狀的基因數(shù)越多，則育種過程中所需要的時(shí)間越長。若只考慮莖的高度，據(jù)題意可知親本為純合子，所以它們的基因型為DDEE(矮莖)和ddee(高莖)，其F1的基因型為DdEe，表現(xiàn)型為矮莖，F(xiàn)1自交后F2的表現(xiàn)型及其比例分別為矮莖(D－E－)∶中莖(D－ee和ddE－)∶高莖(ddee)＝9∶6∶1。(4)單倍體育種的原理是基因重組和染色體變異。遺傳圖解

6、見答案。 2．(2015·重慶，8節(jié)選)某課題組為解決本地種奶牛產(chǎn)奶量低的問題，引進(jìn)了含高產(chǎn)奶基因但對(duì)本地適應(yīng)性差的純種公牛。擬進(jìn)行如下雜交： ♂A(具高產(chǎn)奶基因的純種)×♀B(具適宜本地生長基因的純種)―→C 選擇B作為母本，原因之一是胚胎能在母體內(nèi)正常________________。若C中的母牛表現(xiàn)為適宜本地生長，但產(chǎn)奶量并未提高，說明高產(chǎn)奶是________性狀。為獲得產(chǎn)奶量高且適宜本地生長的母牛，根據(jù)現(xiàn)有類型，最佳雜交組合是____________，后代中出現(xiàn)這種母牛的概率是________(假設(shè)兩對(duì)基因分別位于不同對(duì)常染色體上)。 答案　生長發(fā)育　隱性　♂A×♀C　1/8

7、 解析　由于胚胎能在母體內(nèi)正常生長發(fā)育，所以選擇B作為母本。若子代母牛表現(xiàn)為適宜本地生長，但產(chǎn)奶量并未提高，說明適宜本地生長是顯性性狀(設(shè)基因?yàn)镸)，高產(chǎn)奶是隱性性狀(設(shè)基因?yàn)閚)。則♂A基因型是mmnn，♀B基因型是MMNN，♀C基因型是MmNn，為獲得產(chǎn)奶量高且適宜本地生長的母牛(M_nn)，可選擇♂A和♀C進(jìn)行雜交，后代出現(xiàn)該種母牛的概率是1/2×1/2×1/2＝1/8。 本考點(diǎn)主要考查各種育種方法涉及的變異類型和原理，多見育種的變異來源、原理、染色體數(shù)量與圖形的分析，常以新的問題情境為載體出現(xiàn)，注重文字信息化或圖形信息化，考查考生信息提取能力和對(duì)知識(shí)理解遷移能力。解答此類題目，首

8、先要理解圖形所示含義，判斷圖形時(shí)需要注意：(1)單倍體育種與單倍體獲得的差異。(2)誘變育種只能形成原基因的等位基因。(3)單倍體育種中秋水仙素只能處理幼苗而不能處理種子，而多倍體育種中可以處理種子或幼苗。(4)各種育種過程均需要篩選，其次要領(lǐng)會(huì)每種育種方法的程序和原理。 1．下圖甲、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程。下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．①②操作簡便，但培育周期長 B．②和⑦的變異都發(fā)生在有絲分裂間期 C．③過程常用的方法是花藥離體培養(yǎng) D．⑤與⑧過程的育種原理不相同 答案　B 解析　圖

9、中①是雜交、②是自交，①②過程表示雜交育種，雜交育種操作簡便，但育種周期長，故A正確；②的變異是基因重組，只發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過程中，⑦的變異是染色體變異，可發(fā)生在有絲分裂或減數(shù)分裂過程中，故B錯(cuò)誤；③④表示單倍體育種，其中③過程常用花藥離體培養(yǎng)法培養(yǎng)獲得單倍體個(gè)體，故C正確；⑤表示誘變育種過程，原理是基因突變，⑧表示基因工程育種過程，原理是基因重組，故D正確。 思維延伸 Ⅰ.判斷正誤： (1)題中經(jīng)過①和⑦過程培育的品種和甲、乙品種基因型不同，但是仍然屬于同一個(gè)物種，而經(jīng)過⑧過程獲得個(gè)體AaBbC意味著產(chǎn)生了新的物種(　×　) (2)題中如果過程②中逐代自交，那么自交代數(shù)越多純合植

10、株的比例越高(　√　) (3)題中育種過程②⑤⑥中需要進(jìn)行篩選，篩選不會(huì)改變?nèi)魏我粋€(gè)基因的基因頻率(　×　) (4)過程②中，由A_bb類型的個(gè)體自交所得后代中AAbb個(gè)體所占比例是1/2(　√　) Ⅱ.深度思考： 題圖中④⑦過程中使用秋水仙素處理的組織細(xì)胞有何區(qū)別？ 答案　前者處理的是單倍體幼苗，而后者處理的是萌發(fā)的種子或幼苗。 2．玉米(2n＝20)是重要的糧食作物之一。請(qǐng)分析回答下列有關(guān)遺傳學(xué)問題： (1)某玉米品種2號(hào)染色體上的基因?qū)、s和M、m各控制一對(duì)相對(duì)性狀，基因S在編碼蛋白質(zhì)時(shí)，控制最前端幾個(gè)氨基酸的DNA序列如圖1所示。已知起始密碼子為AUG或GUG。

11、 ①基因S發(fā)生轉(zhuǎn)錄時(shí)，作為模板鏈的是圖1中的______鏈。若基因S的b鏈中箭頭所指堿基對(duì)G/C缺失，則該處對(duì)應(yīng)的密碼子將改變?yōu)開_______。 ②某基因型為SsMm的植株自花傳粉，后代出現(xiàn)了4種表現(xiàn)型，在此過程中出現(xiàn)的變異的類型屬于________，其原因是在減數(shù)分裂過程中 ________________________________________________________________________。 (2)玉米的高稈易倒伏(H)對(duì)矮稈抗倒伏(h)為顯性，抗病(R)對(duì)易感病(r)為顯性，兩對(duì)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。圖2表示利用品種甲(HHRR)和乙(hhrr

12、)通過三種育種方法(Ⅰ～Ⅲ)培育優(yōu)良品種(hhRR)的過程。 ①利用方法Ⅰ培育優(yōu)良品種時(shí)，獲得hR植株常用的方法為______________________，這種植株由于______________________________，須經(jīng)誘導(dǎo)染色體加倍后才能用于生產(chǎn)實(shí)踐。圖2所示的三種方法(Ⅰ～Ⅲ)中，最難獲得優(yōu)良品種(hhRR)的是方法________，其原因是 ________________________________________________________________________。 ②用方法Ⅱ培育優(yōu)良品種時(shí)，先將基因型為HhRr的植株自交獲得子代(F2)，F(xiàn)2

13、植株中自交會(huì)發(fā)生性狀分離的基因型共有________種，這些植株在全部F2中的比例為________。若將F2的全部高稈抗病植株去除雄蕊，用F2矮稈抗病植株的花粉隨機(jī)授粉，則雜交所得子代中的純合矮稈抗病植株占________。 答案　(1)①b　GUU?、诨蛑亟M　同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換　(2)①花藥離體培養(yǎng)　長勢(shì)弱小而且高度不育?、蟆』蛲蛔冾l率很低而且是不定向的?、?　3/4　4/27 解析　(1)①根據(jù)起始密碼子是AUG或GUG，以及DNA兩條鏈的堿基排列順序可知b鏈為模板鏈。若基因S的b鏈中箭頭所指堿基對(duì)G/C缺失，則DNA模板鏈此處的三個(gè)堿基為CAA，所以該

14、處對(duì)應(yīng)的密碼子將改變?yōu)镚UU。 ②已知S、s和M、m位于一對(duì)同源染色體上，所以SsMm的植株自花傳粉，理論上應(yīng)該產(chǎn)生兩種表現(xiàn)型的后代，但是后代出現(xiàn)了4種表現(xiàn)型，這是同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換的結(jié)果，屬于基因重組。 (2)①hR屬于單倍體植株，長勢(shì)弱小而且高度不育，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株。方法Ⅲ是誘變育種，具有不定向性、多害性，且基因突變頻率很低，很難獲得優(yōu)良品種hhRR。 ②HhRr的植株自交獲得子代的基因型有3×3＝9種，其中純合子4種，雜合子5種，雜合子自交后代會(huì)發(fā)生性狀分離，所以F2植株中自交會(huì)發(fā)生性狀分離的基因型共有5種，這些植株在全部F2中的比例

15、為12/16＝3/4。若將F2的全部高稈抗病植株(H_R_，產(chǎn)生配子hR的概率為1/3×2/3＝2/9)去除雄蕊，用F2矮稈抗病植株(hhR_，產(chǎn)生配子hR的概率為2/3)的花粉隨機(jī)授粉，則雜交所得子代中的純合矮稈抗病植株(hhRR)＝hR×hR＝2/9×2/3＝4/27。 思維延伸 (1)題中若將F2的全部高稈抗病植株去除雄蕊，用F2矮稈抗病植株的花粉隨機(jī)授粉，嘗試總結(jié)雜交所得子代中的純合矮稈抗病植株所占比例的計(jì)算方法有哪些？ 答案　配子相乘法：F2全部高稈抗病植株(H__R__)產(chǎn)生hR配子的概率為2/9；F2矮稈抗病植株(hhR__)產(chǎn)生hR配子的概率為2/3，雜交所得子代中的純合

16、矮稈抗病植株所占比例為4/27。 分枝法：F2全部高稈抗病植株的基因型通式為H__R__，而F2矮稈抗病植株的基因型通式為hhR__，則可分解為H__×hh和R__×R__，分別計(jì)算出hh的概率為1/3，RR的概率為4/9，則為4/27。 (2)無子西瓜的獲得所依據(jù)的原理是什么？是否屬于可遺傳變異？如何證明？ 答案　獲得無子西瓜的原理是染色體變異；這種變異屬于可遺傳變異；可利用離體培養(yǎng)無子西瓜組織細(xì)胞觀察子代是否能夠產(chǎn)生無子西瓜。 3．已知小麥的抗旱性和多顆粒均屬于顯性遺傳，且兩對(duì)等位基因獨(dú)立遺傳?，F(xiàn)有純合的旱敏多顆粒、純合的抗旱少顆粒、雜合抗旱少顆粒(Rrdd)和旱敏多顆粒(rrDd

17、)小麥品種。請(qǐng)回答下列問題： (1)純合的旱敏多顆粒植株與純合的抗旱少顆粒植株雜交，F(xiàn)1自交： ①F2中表現(xiàn)為抗旱多顆粒小麥的基因型有______種，要確認(rèn)其基因型，可將其與隱性個(gè)體雜交，若雜交后代有兩種表現(xiàn)型，則其基因型可能為 ________________________________________________________________________。 ②若拔掉F2中所有的旱敏植株后，剩余植株自交，從理論上講F3中旱敏植株所占比例是________。 (2)干旱程度越嚴(yán)重，抗旱植物根細(xì)胞中與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物相對(duì)越多，該現(xiàn)象說明生物的性狀是___________

18、_________的結(jié)果。 (3)現(xiàn)有一抗旱植物，其體細(xì)胞內(nèi)有一個(gè)抗旱基因R，其等位基因?yàn)閞(旱敏基因)。R、r的部分核苷酸序列如下：r：ATAAGCATGACATTA；R：ATAAGCAAGACATTA。抗旱基因突變?yōu)楹得艋虻母驹蚴莀___________________________________________。研究得知與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物主要是糖類，該抗旱基因控制抗旱性狀是通過________________________________________________________________實(shí)現(xiàn)的。 (4)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)快速育種方案，利用抗旱少顆粒(Rrdd)和旱

19、敏多顆粒(rrDd)兩植物品種作親本，通過一次雜交，獲得的后代個(gè)體全部是抗旱型抗病雜交種(RrDd)。具體做法是：先用Rrdd和rrDd通過__________育種得到RRdd和rrDD，然后讓它們雜交得到雜交種RrDd。 答案　(1)①4　RrDD或RRDd　②1/6　(2)基因和環(huán)境共同作用　(3)堿基對(duì)替換　控制酶的合成，控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀　(4)單倍體 解析　(1)①根據(jù)題意，純合的旱敏多顆粒植株(rrDD)與純合的抗旱少顆粒植株(RRdd)雜交，F(xiàn)1(RrDd)自交，F(xiàn)2中表現(xiàn)為抗旱多顆粒小麥(RD)的基因型有4種；要確認(rèn)其基因型，可將其與隱性個(gè)體(rrdd)雜交

20、，若雜交后代有兩種表現(xiàn)型，則其基因型為RrDD或RRDd。 ②若拔掉F2中所有的旱敏植株(rr)后，剩余植株(RRDD∶RRDd∶RrDD∶RrDd∶RRdd∶Rrdd＝1∶2∶2∶4∶1∶2)自交，從理論上講F3中旱敏植株所占比例是2/12×1/4＋4/12×1/4＋2/12×1/4＝1/6。 (2)干旱程度越嚴(yán)重，抗旱植物根細(xì)胞中與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物相對(duì)越多，該現(xiàn)象說明生物的性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果。 (3)對(duì)比抗旱基因R與其等位基因?yàn)閞(旱敏基因)的核苷酸序列可知，R基因的第8個(gè)堿基由A變成了T，即抗旱基因突變?yōu)楹得艋虻母驹蚴菈A基對(duì)替換。研究得知與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物主要是糖類，是光合作用的產(chǎn)物，說明該抗旱基因是通過控制光合作用過程酶的合成，控制代謝過程，進(jìn)而控制抗旱性狀的。 (4)要利用抗旱少顆粒(Rrdd)和旱敏多顆粒(rrDd)兩植物品種作親本，通過一次雜交，獲得的后代個(gè)體全部是抗旱型抗病雜交種(RrDd)，可先用Rrdd和rrDd通過單倍體育種得到RRdd和rrDD，然后讓它們雜交得到雜交種RrDd。