高考生物考前3個(gè)月專題復(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

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考點(diǎn)19　理解變異原理，掌握育種流程 題組　生物變異與育種原理的應(yīng)用 1．(2014新課標(biāo)全國Ⅰ，32)現(xiàn)有兩個(gè)純合的某作物品種：抗病高稈(易倒伏)和感病矮稈(抗倒?fàn)?品種，已知抗病對(duì)感病為顯性，高稈對(duì)矮稈為顯性，但對(duì)于控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因所知甚少?；卮鹣铝袉栴}： (1)在育種實(shí)踐中，若利用這兩個(gè)品種進(jìn)行雜交育種，一般來說，育種目的是獲得具有____________優(yōu)良性狀的新品種。 (2)雜交育種前，為了確定F2代的種植規(guī)模，需要正確預(yù)測(cè)雜交結(jié)果。若按照孟德爾遺傳定律來預(yù)測(cè)雜交結(jié)果，需要滿足3個(gè)條件：條件之一是抗病與感病這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制，且符合分離定律；其余兩個(gè)條件是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)為了確定控制上述這兩對(duì)性狀的基因是否滿足上述3個(gè)條件，可用測(cè)交實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行檢驗(yàn)，請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出該測(cè)交實(shí)驗(yàn)的過程。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)抗病矮稈　(2)高稈與矮稈這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制，且符合分離定律；控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因位于非同源染色體上　(3)將純合的抗病高稈植株與感病矮稈植株雜交，產(chǎn)生F1，讓F1與感病矮稈植株雜交 解析　(1)雜交育種能將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，抗病與矮稈(抗倒伏)為優(yōu)良性狀。(2)雜交育種依據(jù)的原理是基因重組，控制兩對(duì)相對(duì)性狀的基因位于非同源染色體上，遵循基因的自由組合定律，每對(duì)基因單獨(dú)考慮時(shí)符合分離定律。(3)測(cè)交是指用F1和隱性純合子雜交，故應(yīng)先用純合的抗病高稈植株與感病矮稈植株雜交得到F1，然后再進(jìn)行測(cè)交實(shí)驗(yàn)。 2．(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、多方向性 (3)選擇　純合化　年限越長(zhǎng)　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(zhǎng)。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。遺傳圖解見答案。 3．(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(zhǎng)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(zhǎng)，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(zhǎng)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(zhǎng)發(fā)育或胚胎發(fā)育　隱性　♂A♀C　1/8 解析　由于胚胎能在母體內(nèi)正常生長(zhǎng)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(zhǎng)，但產(chǎn)奶量并未提高，說明適宜本地生長(zhǎng)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(zhǎng)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1/21/21/2＝1/8。 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。 考向一　透過育種流程考查相關(guān)的原理辨析 1．一種名為“傻瓜水稻”的新品種，割完后的稻蔸(留在土壤中的部分)第二年還能再生長(zhǎng)，并能收獲種子。下圖是“傻瓜水稻”的產(chǎn)生圖。據(jù)圖分析，下列敘述中不正確的是(　　) A．該育種過程的原理有基因重組、染色體變異 B．完成過程④的作用是選擇，其基礎(chǔ)是地理隔離 C．可以通過基因工程育種方式提高“傻瓜水稻”的抗逆性 D．割完后的稻蔸第二年再生長(zhǎng)出新苗時(shí)進(jìn)行的是有絲分裂 答案　B 解析　由圖分析可知，該育種過程的原理有基因重組、染色體變異，A正確；過程③在低溫誘導(dǎo)下發(fā)生了染色體變異，因此過程④的基礎(chǔ)是遺傳和變異，B錯(cuò)誤；可以通過基因工程育種方式提高“傻瓜水稻”的抗逆性，C正確；割完后的稻蔸第二年再生長(zhǎng)出新苗時(shí)進(jìn)行的是有絲分裂，D正確。 思維延伸 (1)割完后的稻蔸第二年還能再生長(zhǎng)，并能收獲種子，其意義是快速繁殖后代(　　) (2)完成③過程的原理是染色體數(shù)目變異(　√　) (3)如果把除草基因、耐旱基因和抗蟲基因移植到傻瓜水稻上，可研究出一套完整的“傻瓜水稻”栽培技術(shù)體系(　√　) (4)割完后的稻蔸第二年還能再生長(zhǎng)，既減少了農(nóng)業(yè)投入，又保持了水稻的雜種優(yōu)勢(shì)(　√　) 2．油菜中基因G和g控制菜籽的芥酸含量，而芥酸會(huì)降低菜籽油的品質(zhì)。研究人員擬利用高芥酸油菜品種(gg)和水稻抗病基因R培育低芥酸抗病油菜新品種(GGRR)，育種過程如圖所示。有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．過程①誘發(fā)基因突變，其作用是提高基因突變的頻率 B．過程②的原理是基因重組，可以克服物種遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 C．過程②與過程①操作順序互換，對(duì)育種結(jié)果沒有影響 D．若要縮短育種年限，在過程②后可進(jìn)行單倍體育種 答案　C 解析　過程①誘發(fā)基因突變，其作用是提高基因突變的頻率，A正確；過程②采用的是基因工程技術(shù)，其原理是基因重組，可以克服物種遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，B正確；若先導(dǎo)入基因R再人工誘變，這樣可能會(huì)導(dǎo)致基因R發(fā)生突變，進(jìn)而影響育種結(jié)果，C錯(cuò)誤；單倍體育種能明顯縮短育種年限，因此若要縮短育種年限，在過程②后可進(jìn)行單倍體育種，D正確。 思維延伸 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。下圖表示利用品種甲(HHRR)和乙(hhrr)通過三種育種方法(Ⅰ～Ⅲ)培育優(yōu)良品種(hhRR)的過程。請(qǐng)回答下列問題： (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______________________________，需要經(jīng)誘導(dǎo)染色體加倍后才能用于生產(chǎn)實(shí)踐。圖中所示的三種方法(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________。 (3)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？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)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　(1)花藥離體培養(yǎng)　長(zhǎng)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 (2)5　3/4　4/27 (3)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。 (4)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 考向二　辨析變異原理，設(shè)計(jì)育種方案 3．某種鳥性別決定類型為ZW型(雄性ZZ、雌性ZW)。該鳥的羽色受兩對(duì)等位基因控制，基因位置如圖甲所示，其中A(a)基因位于Z染色體的非同源區(qū)?；駻 控制藍(lán)色物質(zhì)的合成，基因B控制黃色物質(zhì)的合成，白色個(gè)體不含顯性基因，其遺傳機(jī)理如圖乙所示。請(qǐng)回答下列問題： (1)據(jù)圖乙分析可知，綠色雌鳥的基因型可為____________________。 (2)雜合藍(lán)色鳥與異性雜合黃色鳥雜交，則子代中綠色雌鳥所占的比例為________。 (3)藍(lán)色雄鳥具有很高的觀賞價(jià)值?，F(xiàn)有足夠多的綠色雌雄個(gè)體(純合、雜合都有)和白色雌雄個(gè)體，請(qǐng)用最快捷的培育方法培育純合藍(lán)色雄鳥，步驟如下： 第一步：選擇_________________________________________________________相互交配； 第二步：選擇____________________________________進(jìn)行交配，若后代不出現(xiàn)性狀分離則該雄鳥即為純合藍(lán)色雄鳥。 答案　(1)BBZAW、BbZAW　(2)　(3)多只綠色雌鳥和多只綠色雄鳥　子代中的藍(lán)色雄鳥和白色雌鳥 解析　由題意和圖形甲、乙分析可知，綠色的基因型是B_ZA_，藍(lán)色的基因型是bbZA_，黃色的基因型是B_ZaZa或B_ZaW，白色的基因型是bbZaZa或bbZaW，則綠色雌鳥的基因型包括BBZAW、BbZAW。雜合藍(lán)色鳥(bbZAZa)與異性雜合黃色鳥(BbZaW)雜交，則子代中綠色雌鳥(B_ZAW)所占的比例為＝。 4．某種自花傳粉植物的兩對(duì)性狀分別由A與a、B與b兩對(duì)基因控制，且兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳?，F(xiàn)有該植物的甲、乙兩株純合幼苗，基因型均為AABB，用射線處理后，已知甲植株的A基因和乙植株的B基因發(fā)生了突變，兩基因的突變過程如圖所示，請(qǐng)回答下列問題： (1)圖中所示基因突變的類型是由于DNA復(fù)制過程中，________________________引起的。 (2)發(fā)生A基因突變的甲植株和發(fā)生B基因突變的乙植株表現(xiàn)的性狀分別為__________________、__________________。 (3)已知a、b基因控制的性狀是人們需要的性狀，要培育出同時(shí)具有兩突變性狀的植株，利用甲、乙兩植株為材料進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)完成如下實(shí)驗(yàn)過程： ①甲、乙兩植株開花后分別自交。 ②分別種下甲、乙兩植株自交后產(chǎn)生的種子，從長(zhǎng)出的甲植株自交后代中選出性狀為________________的植株。從長(zhǎng)出的乙植株自交后代中選出性狀為___________________ 的植株。將選出的甲植株后代和乙植株后代進(jìn)行雜交，請(qǐng)寫出該雜交過程的遺傳圖解。 ③種下雜交后產(chǎn)生的種子，長(zhǎng)成植株后讓其自交，得到種子，再種下，從中選擇表現(xiàn)型為________的植株，這些植株的基因型為________。 答案　(1)一個(gè)堿基對(duì)的替換(基因結(jié)構(gòu)的改變)　(2)扁莖缺刻葉　扁莖缺刻葉　(3)②圓莖缺刻葉　扁莖圓葉　圖解如下： ③圓莖圓葉　aabb 解析　(1)分析圖示，A、B兩基因內(nèi)分別發(fā)生了堿基對(duì)的替換，導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)改變，從而引起生物的變異。 (2)由于甲、乙兩植株均為純種，且圖中顯示A基因、B基因發(fā)生了突變，所以甲、乙兩植株的性狀表現(xiàn)均為扁莖缺刻葉。 (3)根據(jù)題意，該育種目標(biāo)是獲得aabb植株，所以需要得到AaBb個(gè)體，故讓甲、乙植株分別自交，并從甲植株自交后代中選擇aaBB植株，從乙植株自交后代中選擇AAbb植株，然后讓兩植株雜交，獲得AaBb個(gè)體，再讓AaBb個(gè)體自交，從中選擇出具有兩種突變性狀的植株。