高考生物考点归纳——生物变异在育种上的应用

2杂交育种与诱变育种

(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,再经过选择培育,获得新品种的方法。

②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F2→鉴别、选择需要的类型→优良品种。

(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过程:选择生物→诱发基因突变→选择理想类型→培育。

3基因工程

(1)概念:基因工程,又叫做基因拼接技术或DNA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)操作的基本步骤:提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定

4生物育种原理、方法、实例(连线)

A.基因重组发生在图中②过程,过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期

B.秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成

C.植株A为二倍体,其体细胞内最多有4个染色体组;植株C属于单倍体,其发育起点为配子

D.利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限,植株B纯合的概率为25%

【参考答案】D

解题必备

育种方式的选择

(1)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:a.一般情况下,选择杂交育种,这也是最简捷的方法;b.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。

(2)根据育种流程图来辨别育种方式

①杂交育种:涉及亲本的杂交和子代的自交。

②诱变育种:涉及诱变因子,产生的子代中会出现新的基因,但基因的总数不变。

③单倍体育种:常用方法为花药离体培养,再人工诱导染色体加倍,形成纯合子。

④多倍体育种:用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。

⑤基因工程育种:与原有生物相比,出现了新的基因。

易错警示

单倍体育种、多倍体育种及植物细胞工程育种的几个易错点

(1)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。

(2)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。

(3)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。

(4)单倍体育种和植物细胞工程育种,都运用了植物组织培养技术。

4.已知水稻抗病(R)对感病(r)为显性,有芒(B)对无芒(b)为显性,两对基因自由组合,体细胞染色体数为24条。现用单倍体育种方法选育抗病、有芒水稻新品种。

(1)诱导单倍体所用的花药,应取自基因型为______________的植株。

(2)为获得上述植株,应采用基因型为__________和__________的两亲本进行杂交。

(3)在培养过程中,单倍体有一部分能自然加倍成为二倍体植株,该二倍体植株花粉表现_____(可育或不育),结实性为______(结实或不结实),体细胞染色体数为________。

(4)在培养过程中,一部分花药壁细胞能发育成为植株,该植株的花粉表现__________(可育或不育),结实性为________(结实或不结实)。体细胞染色体数为____________。

(5)自然加倍植株和花药壁植株中都存在抗病、有芒的表现型。为获得稳定遗传的抗病、有芒新品种,本实验应选以上两种植株中的________________________植株,因为自然加倍植株__________,花药壁植株________________。

(6)鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是__________________________________。

【答案】(1)RrBb

(2)RRbb    rrBB

(3)可育    结实    24条

(4)可育    结实    24条

(5)自然加倍    基因型纯合    基因型杂合

(6)将植株分别自交,子代性状表现一致的是自然加倍植株,子代性状分离的是花药壁植株

1.下列关于育种的叙述,正确的是

A.基因工程育种可以定向改变生物性状,且都能稳定遗传给后代B.对三倍体无子西瓜进行植物组织培养获得的子代植株不能表现为无子性状C.在植物杂交育种中,到了F2可以采用连续自交选育稳定遗传的新物种

D.在哺乳动物杂交育种中,到了F2对显性性状个体采用测交方法可选出纯合子

2.下表中育种方法与原理、优点都相符的是

A.A              B.B

C.C                     D.D

3.将某二倍体植物用秋水仙素溶液处理后可得到四倍体,再取该四倍体的花药离体培养可得到植株A。下列说法正确的是

A.秋水仙素作用于细胞有丝分裂后期,抑制着丝粒的分裂B.植株A的体细胞中含两个染色体组,所以是二倍体C.植株A能够进行正常的减数分裂,产生的配子是可育的

D.上述涉及的两种育种方法所利用的变异原理不相同

4.用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)进行育种时,一种方法是杂交得到Fl,Fl再自交得F2;另一种方法是用F1的花药进行离体培养,再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。下列叙述正确的是

A.前一种方法依据的原理是基因重组B.后一种方法依据的原理是染色体结构变异C.前一种方法所得F2中的重组类型占5/8

D.后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为2/3

5.下面①~④列举了四种育种方法,有关的叙述错误的是

D.③至④的过程中,所产生的变异都有利于生产

8.研究人员为提高单倍体育种过程中染色体加倍率,以某品种烟草的单倍体苗为材料,研究了不同浓度秋水仙素处理对烟草单倍体苗的成苗率、大田移栽成活率和染色体加倍率的影响,结果如下表。有关叙述不正确的是

秋水仙素浓度

(mg/L)

成苗率

(%)

大田移栽成活率

(%)

染色体加倍率

(%)

750 79.98 82.15 2.46
500 80.42 85.53 2.31
250 81.51 87.39 1.92
75 82.54 89.86 1.17

A.秋水仙素的作用是通过抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成从而使染色体加倍

B.采用花药离体培养的方法可获得单倍体苗

C.随着秋水仙素浓度降低,成苗率、大田移栽成活率升高而染色体加倍率降低

D.综合本实验结果分析,浓度为75mg/L的秋水仙素处理最能达到实验目的

9.如图甲、乙表示水稻两个品种(两对相对性状独立遗传),①~⑧表示培育水稻新品种的过程。下列说法正确的是

(1)通过Ⅰ过程培育出丙种植物的方法有以下两种:

方法一:将甲、乙两种植物杂交得到基因型为________的植株,并在________期用________________(填化学物质)处理,从而获得基因型为bbDD的丙种植物。

方法二:先取甲、乙两种植物的____________________,利用________________________处理,获得具有活力的______________________;然后用__________________方法诱导融合、筛选出基因型为_______________的杂种细胞;接下来将该杂种细胞通过__________________技术培育出基因型为bbDD的丙种植物,此种育种方法的优点是________________________。

(2)由丙种植物经Ⅱ过程培育成丁植株,发生的变异属于________________________;将丁植株经Ⅲ培育成戊植株的过程,在育种上称为______________________。

(3)若B基因控制着植株的高产,D基因决定着植株的抗病性。如何利用戊植株(该植株为两性花),采用简便的方法培育出高产抗病的新品种(不考虑同源染色体交叉互换)?请画图作答并简要说明。

【解析】(1)据题意“为获得玉米多倍体植株”可用秋水仙素对萌发的种子进行处理,抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,导致细胞内的染色体数目加倍,从而得到多倍体玉米。(2)筛选鉴定多倍体时,需要观察染色体的数目,取玉米幼苗的根尖固定后,经过解离、漂洗、染色、制片过程,进行观察。由于只有根尖的分生区进行细胞分裂,因此可观察分生区细胞的染色体数目。在进行有丝分裂实验中,解离是使细胞相互分离开,压片是进一步使细胞相互分散开,如果解离不充分或压片不充分,会使细胞均多层重叠。在观察细胞分裂时,材料经过解离已经死亡。观察到的某一状态的细胞数量越多,说明该时期持续时间越长。因此可用x1表示甲株细胞周期中的间期时间长短, 用x2 +x3 +x4 +x5来表示甲株细胞周期中的分裂期的时间长短。(3)秋水仙素诱导导致幼苗在有丝分裂前期不出现纺锤体,因此后期染色体加倍后细胞不会分裂为两个子细胞,进而使细胞内的染色体数目是诱导之前染色体数目的两倍。再进行下一次细胞分裂时,按照加倍后的染色体数目进行正常的有丝分裂。因此诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体数变化曲线如图所示:

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