【生物】2018届一轮复习人教版生物变异在育种方面的应用 考点

【生物】2018届一轮复习人教版生物变异在育种方面的应用 考点

专题22　生物变异在育种方面的应用 讲考纲 考纲概要 考纲解读 高考真题 ‎1．生物变异在育种上的应用（Ⅱ）。‎ ‎1．理解各种可遗传变异在育种方面的应用，并能做到熟练运用。‎ ‎1．2017江苏卷（27）、2017北京卷（30）、2017天津卷（9）、2016新课标Ⅲ卷（32）、2016天津卷（9）、2016北京卷（30）、2015浙江卷（32）‎ 讲考点 考点一　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，再经过选择和培育，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。‎ ‎【例1】（2017年天津卷，9）玉米自交系（遗传稳定的育种材料）B具有高产、抗病等优良性质，但难以直接培育成转基因植株，为使其获得抗除草剂性状，需依次进行步骤I、II试验。‎ Ⅰ．获得抗除草剂转基因玉米自交系A，技术路线如下图。‎ ‎（1）为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用2种限制酶，选择的原则是______（单选）。‎ ‎①Ti质粒内，每种限制酶只有一个切割位点 ‎②G基因编码蛋白质的序列中，每种限制酶只有一个切割位点 ‎③酶切后，G基因形成的两个黏性末端序列不相同 ‎④酶切后，Ti质粒形成的两个黏性末端序列相同 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④‎ ‎（2）下表是4种玉米自交系幼胚组织培养不同阶段的结果。据表可知，细胞脱分化时使用的激素是_______________，自交系_______________的幼胚最适合培养成愈伤组织作为转化受体。‎ ‎（3）农杆菌转化愈伤组织时，T-DNA携带插入其内的片段转移到受体细胞。筛选转化的愈伤组织，需使用含_____________________的选择培养基。‎ ‎（4）转化过程中，愈伤组织表面常残留农杆菌，导致未转化愈伤组织也可能在选择培养基上生长。含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达，其产物能催化无色物质K呈现蓝色。用K分别处理以下愈伤组织，出现蓝色的是_______________（多选）。‎ A．无农杆菌附着的未转化愈伤组织 B．无农杆菌附着的转化愈伤组织 C．农杆菌附着的未转化愈伤组织 D．农杆菌附着的转化愈伤组织 ‎（5）组织培养获得的转基因植株（核DNA中仅插入一个G基因）进行自交，在子代含G基因的植株中，纯合子占_____________。继续筛选，最终选育出抗除草剂纯合自交系A。‎ II．通过回交使自交系B获得抗除草剂性状 ‎（6）抗除草剂自交系A（GG）与自交系B杂交产生F1，然后进行多轮回交（下图）。自交系B作为亲本多次回交的目的是使后代______________。‎ ‎　　　　　‎ ‎（7）假设子代生活力一致，请计算上图育种过程F1、H1、H2、H3各代中含G基因植株的比例，并在图1中画出对应的折线图。若回交后每代不进行鉴定筛选，直接回交，请在图2中画出相应的折线图。‎ ‎（8）下表是鉴定含G基因植株的4种方法。请预测同一后代群体中，4种方法检出的含G基因植株的比例，从小到大依次是________。‎ 方法检测对象检测目标检出的含G基因植株的比例 PCR扩增基因组DNA G基因x1‎ 分子杂交总mRNA G基因转录产物x2‎ 抗原-抗体杂交总蛋白质G基因编码的蛋白质x3‎ 喷洒除草剂幼苗抗除草剂幼苗x4‎ 对Hn继续筛选，最终选育出高产、抗病、抗除草剂等优良性状的玉米自交系 ‎【答案】（1）A ‎ ‎（2）2,4-D 乙 ‎（3）除草剂 ‎（4）BD ‎ ‎（5）1/3‎ ‎（6）积累越来越多自交系B的遗传物质/优良性状 ‎（7）‎ ‎（8）X4，X3，X2，X1‎ ‎（2）细胞脱分化形成愈伤组织，由表中结果可知，使用2,4-D时愈伤组织形成率最高。比较4个自交系，甲自交系中芽的分化率比较低，丙自交系中根的诱导率比较低，丁自交系中愈伤组织的形成率比较低，乙自交系中愈伤组织形成率、芽的分化率和根的诱导率都相对较高，故最适合培养成愈伤组织作为转化受体。‎ ‎（3）试验的目的是获得抗除草剂转基因玉米自交系A，则筛选转化的愈伤组织，需使用含除草剂的选择培养基。‎ ‎（4）含有内含子的报告基因位于农杆菌Ti质粒的T-DNA中，无农杆菌附着的未转化愈伤组织不含内含子的报告基因，不会出现蓝色；不论是否有无农杆菌附着，转化愈伤组织中都含有Ti质粒，含内含子的报告基因，会出现蓝色；农杆菌附着的未转化愈伤组织，含内含子的报告基因位于农杆菌中，农杆菌属于原核生物，其中的报告基因不能正确表达，不会出现蓝色。故选BD。‎ ‎（5）由于转基因植株的核DNA中仅插入一个G基因，设其基因型为GO，则其自交后代含G基因的植株基因型为GG或GO，比例为1∶2，纯合子占1/3。‎ ‎（6）回交是指杂交后代与自交系B杂交，会使后代积累越来越多自交系B的遗传物质/优良性状。‎ ‎（7）自交系B不含抗除草剂基因，设基因型为OO，则自交系A（GG）与之杂交得F1，基因型为GO，都含有G基因，再与自交系B（OO）回交得H1，基因型为GO和OO，比例为1∶‎ ‎1，含有G基因的植株占1/2，筛选去除基因型为OO的植株后，剩余的都是基因型为GO的植株，再回交，则与H1结果相同，含有G基因的植株占1/2。若不筛选，则1/2GO、1/2OO植株回交得H2，基因型为1/4GO、3/4OO，含有G基因的植株占1/4；1/4GO、3/4OO植株回交得H3，基因型为1/8GO、7/8OO，含有G基因的植株占1/8。‎ ‎（8）G基因导入受体细胞后，不一定转录形成mRNA，转录形成的mRNA不一定翻译形成相应的蛋白质，翻译形成的相应的蛋白质，不一定表现出抗除草剂性状，所以检测出的含G基因植株的比例，由小到大依次是X4，X3，X2，X1。‎ ‎【跟踪训练1】家蚕（2n＝28）雌性体细胞内有两个异型的性染色体ZW，雄性体细胞内有两个同型性染色体ZZ。人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体，使ZW卵和不带卵色基因的ZZ卵有所区别，从而在家蚕卵还未孵化时就能区分雌雄。下列有关说法错误的是（　　）‎ A．这种育种方式属于诱变育种 B．辐射的目的是为了提高基因的突变率，更容易筛选到卵色基因 C．上述带有卵色的受精卵将来会发育为雌性家蚕 D．上述带有卵色基因的家蚕染色体组型图与正常家蚕不同 ‎【答案】B 考点二　单倍体育种与多倍体育种 ‎1．单倍体育种和多倍体育种 ‎（1）图中①和③的操作是秋水仙素处理，其作用原理是抑制纺锤体的形成。‎ ‎（2）图中②过程是花药离体培养。‎ ‎（3）单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限。‎ ‎2．单倍体育种、多倍体育种及植物细胞工程育种的区分 ‎（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。‎ ‎【例2】（2017年江苏卷，27）研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题：‎ ‎　　　　　　　　　　‎ ‎（1）要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的_______________物质是否发生了变化。‎ ‎（2）在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法①，使早熟基因逐渐_______________，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的_______________进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为_______________育种。‎ ‎（3）如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的_______________，产生染色体数目不等、生活力很低的______________，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不断制备_______________，成本较高。‎ ‎（4）新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次_______________，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。‎ ‎【答案】（1）遗传 ‎（2）纯合　　花药　　单倍体 ‎（3）染色体分离　　配子　　组培苗 ‎（4）重组 ‎（3）染色体组变异株中染色体组发生了变化，则减数分裂中染色体有多种联会方式，染色体分离时不规则，就会形成染色体数目不等、生活力很低的配子，结果不能完成受精作用，得不到足量的种子。育种③是植物组织培养，需不断制备组培苗，成本较高。‎ ‎（4）新品种1的形成是通过杂交育种培育形成，属于有性生殖，是基因重组的结果，新品种3是植物组织培养的结果，属于无性繁殖，基因没有重组，所以前者产生的多种基因型中只有一部分保留下来，后者全部保留下来。‎ ‎【跟踪训练2】水稻的高秆、矮秆分别由A和a控制，抗病和不抗病分别由B和b控制。现有基因型为aabb与AABB的水稻品种，如图为不同的育种方法培育矮秆抗病植株的过程，下列有关叙述正确的是（　　）‎ ‎　　　　　　　‎ A．杂交育种包括①③过程，其原理是基因突变和基因重组 B．人工诱变育种为②过程，B可能来自b的基因突变 C．单倍体育种包括①④⑤过程，⑤过程常用花药离体培养法 D．多倍体育种包括①⑥⑦过程，原理是染色体结构和数目变异 ‎【答案】B 讲方法 ‎1．育种技术中的“四最”和“一明显”‎ ‎（1）最简便的育种技术——杂交育种（但耗时较长）。‎ ‎（2）最具预见性的育种技术——转基因技术或细胞工程育种（但技术含量高）。‎ ‎（3）最盲目的育种——诱变育种（但可获得新基因，性状可较快稳定）。‎ ‎（4）最能提高产量的育种——多倍体育种（尤其是营养器官增大）。‎ ‎（5）可明显缩短育种年限的育种——单倍体育种。‎ ‎2．　根据育种程序图识别育种名称和过程 ‎　　　　　　　　‎ ‎（1）首先要识别图解中各字母表示的处理方法：A——杂交，D——自交，B——花药离体培养，C——秋水仙素处理，E——诱变处理，F——秋水仙素处理，G——转基因技术，H——脱分化，I——再分化，J——包裹人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。‎ ‎（2）根据以上分析可以判断：“亲本新品种”为杂交育种，“亲本新品种”为单倍体育种，“种子或幼苗新品种”为诱变育种，“种子或幼苗新品种”为多倍体育种，“植物细胞新细胞愈伤组织胚状体人工种子―→新品种”为基因工程育种。‎ 讲易错 ‎1．根据育种目标选择育种方案 育种目标 育种方案 集中双亲优良性状 单倍体育种（明显缩短育种年限）‎ 杂交育种（耗时较长，但简便易行）‎ 对原品系实施“定向”改造 基因工程及植物细胞工程（植物体细胞杂交）育种 让原品系产生新性状（无中生有）‎ 诱变育种（可提高变异频率，期望获得理想性状）‎ 使原品系营养器官“增大”或“加强”‎ 多倍体育种 ‎2．关于单倍体与多倍体的三个易误点 ‎（1）单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组。‎ 因为大部分的生物是二倍体，所以有时认为单倍体的体细胞中只含有一个染色体组，但是多倍体的配子发育成的个体体细胞中含有不止一个染色体组。‎ ‎（2）单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同。‎ 两种育种方式都出现了染色体加倍情况：单倍体育种操作对象是单倍体幼苗，通过植物组织培养，得到的植株是纯合子；多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。‎ ‎（3）单倍体并非都不育。‎ 二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。‎ ‎ ‎