高考生物二輪復習專題6 變異、育種和進化 考點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19　理解變異原理，掌握育種流程 依綱聯想 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體，可用自交或雜交，只要出現該性狀即可。 (2)若要求快速育種，則應用單倍體育種。 (3)若要求大幅度改良某一品種，使之出現前所未有的性狀，則可利用誘變育種的方法。 (4)若要求提高品種產量，提高營養(yǎng)物質含量，可運用多倍體育種。 (5)若要求將兩親本的兩個不同優(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)若實驗植物為營養(yǎng)繁殖，則只要出現所需性狀即可，不需要培育出純種。 (7)若要求克服遠緣雜交不親和的障礙，定向改變現有性狀，則可以選擇基

2、因工程育種。 (8)若要培育原核生物，因其不能進行減數分裂，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個體的性狀，其中出現最早的為種子中胚的形狀、顏色等性狀，出現最晚的是果實(顏色、形狀等)、種子、種皮所表現出的性狀；而母本植株上所結的果實或種皮的性狀并不是F1的，而是母本直接表現出的性狀。 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立遺傳的性狀?？共『透胁∮苫騌和r控制，抗病

3、為顯性；莖的高度由兩對獨立遺傳的基因(D、d，E、e)控制，同時含有D和E表現為矮莖，只含有D或E表現為中莖，其他表現為高莖?，F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，需要處理大量種子，其原因是基因突變具有____________________和有害性這三個特點。 (3)若采用雜交育種，可通過將上述兩個親本雜交，在F2等分離世代中________抗病矮莖個體，再經連續(xù)自交等________手段，最后得到穩(wěn)定遺傳的抗病矮莖品種。據此推測，一般情況下，控制性狀的基因

4、數越多，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__________________________________。請用遺傳圖解表示其過程(說明：選育結果只需寫出所選育品種的基因型、表現型及其比例)。 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，因為基因突變具有有害性、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，有目的的將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀組合在同一個個體上，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越多，則育種過程中所需要的時間越長。若只考慮莖的高度，據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，表現型為矮莖，F1自交后F2的表現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奶量低的問題，引進了含高產奶基因但對本地適應性差的純種公牛。擬進行如下雜交： ♂A(具高產奶基因的純種)×♀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正常________________。若C中的母牛表現為適宜本地生長，但產奶量并未提高，說明高產奶是________性狀。為獲得產奶量高且適宜本地生長的母牛，根據現有類型，最佳雜交組合是____________，后代中出現這種母牛的概率是________(假設兩對基因分別位于不同對常染色體上)。 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正常生長發(fā)育，所以選擇B作為母本。若子代母牛表現為適宜本地生長，但產奶量并未提高，說明適宜本地生長是顯性性狀(設基因為M)，高產奶是隱性性狀(設基因為n)。則♂A基因型是mmnn，♀B基因型是MMNN，♀C基因型是MmNn，為獲得產奶量高且適宜本地生長的母牛(M_nn)，可選擇♂A和♀C進行雜交，后代出現該種母牛的概率是1/2×1/2×1/2＝1/8。 本考點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、染色體數量與圖形的分析，常以新的問題情境為載體出現，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知識理解遷移能力。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，其次要領會每種育種方法的程序和原理。 1．下圖甲、乙表示水稻兩個品種，A、a和B、b表示分別位于兩對同源染色體上的兩對等位基因，①～⑧表示培育水稻新品種的過程。下列說法錯誤的是(　　) 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分裂過程中，故B錯誤；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物種，而經過⑧過程獲得個體AaBbC意味著產生了新的物種(　×　) (2)題中如果過程②中逐代自交，那么自交代數越多純合植

10、株的比例越高(　√　) (3)題中育種過程②⑤⑥中需要進行篩選，篩選不會改變任何一個基因的基因頻率(　×　) (4)過程②中，由A_bb類型的個體自交所得后代中AAbb個體所占比例是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。請分析回答下列有關遺傳學問題： (1)某玉米品種2號染色體上的基因對S、s和M、m各控制一對相對性狀，基因S在編碼蛋白質時，控制最前端幾個氨基酸的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)生轉錄時，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G/C缺失，則該處對應的密碼子將改變?yōu)開_______。 ②某基因型為SsMm的植株自花傳粉，后代出現了4種表現型，在此過程中出現的變異的類型屬于________，其原因是在減數分裂過程中 ________________________________________________________________________。 (2)玉米的高稈易倒伏(H)對矮稈抗倒伏(h)為顯性，抗病(R)對易感病(r)為顯性，兩對基因分別位于兩對同源染色體上。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，獲得hR植株常用的方法為______________________，這種植株由于______________________________，須經誘導染色體加倍后才能用于生產實踐。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，先將基因型為HhRr的植株自交獲得子代(F2)，F2

13、植株中自交會發(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)　長勢弱小而且高度不育　Ⅲ　基因突變頻率很低而且是不定向的?、?　3/4　4/27 解析　(1)①根據起始密碼子是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G/C缺失，則DNA模板鏈此處的三個堿基為CAA，所以該

14、處對應的密碼子將改變?yōu)镚UU。 ②已知S、s和M、m位于一對同源染色體上，所以SsMm的植株自花傳粉，理論上應該產生兩種表現型的后代，但是后代出現了4種表現型，這是同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換的結果，屬于基因重組。 (2)①hR屬于單倍體植株，長勢弱小而且高度不育，在農業(yè)生產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，雜合子自交后代會發(fā)生性狀分離，所以F2植株中自交會發(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_，產生配子hR的概率為2/3)的花粉隨機授粉，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授粉，嘗試總結雜交所得子代中的純合矮稈抗病植株所占比例的計算方法有哪些？ 答案　配子相乘法：F2全部高稈抗病植株(H__R__)產生hR配子的概率為2/9；F2矮稈抗病植株(hhR__)產生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)無子西瓜組織細胞觀察子代是否能夠產生無子西瓜。 3．已知小麥的抗旱性和多顆粒均屬于顯性遺傳，且兩對等位基因獨立遺傳?，F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，F1自交： ①F2中表現為抗旱多顆粒小麥的基因型有______種，要確認其基因型，可將其與隱性個體雜交，若雜交后代有兩種表現型，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)干旱程度越嚴重，抗旱植物根細胞中與抗旱有關的代謝產物相對越多，該現象說明生物的性狀是___________

18、_________的結果。 (3)現有一抗旱植物，其體細胞內有一個抗旱基因R，其等位基因為r(旱敏基因)。R、r的部分核苷酸序列如下：r：ATAAGCATGACATTA；R：ATAAGCAAGACATTA?？购祷蛲蛔?yōu)楹得艋虻母驹蚴莀___________________________________________。研究得知與抗旱有關的代謝產物主要是糖類，該抗旱基因控制抗旱性狀是通過________________________________________________________________實現的。 (4)請設計一個快速育種方案，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?、?/6　(2)基因和環(huán)境共同作用　(3)堿基對替換　控制酶的合成，控制代謝過程，進而控制生物體的性狀　(4)單倍體 解析　(1)①根據題意，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，F1(RrDd)自交，F2中表現為抗旱多顆粒小麥(RD)的基因型有4種；要確認其基因型，可將其與隱性個體(rrdd)雜交

20、，若雜交后代有兩種表現型，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)干旱程度越嚴重，抗旱植物根細胞中與抗旱有關的代謝產物相對越多，該現象說明生物的性狀是基因和環(huán)境共同作用的結果。 (3)對比抗旱基因R與其等位基因為r(旱敏基因)的核苷酸序列可知，R基因的第8個堿基由A變成了T，即抗旱基因突變?yōu)楹得艋虻母驹蚴菈A基對替換。研究得知與抗旱有關的代謝產物主要是糖類，是光合作用的產物，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。