2015届变异与育种一轮复习

2015届高三一轮复习变异与育种学习目标：1、概述单倍体、多倍体育种原理、方法和优点2、掌握几种育种的方法、实例及应用1.目前你知道的育种方法有那些？植物激素育种诱变育种杂交育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种细胞工程育种等•一、杂交育种•1．概念：是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，它依据的主要原理是基因重组。•2.常用方法:杂交→自交→选优→自交→选优•3．优点：可以把多个品种的优良性状集中在一起。•4．缺点：杂交后代自交会出现性状分离，育种进程缓慢，过程复杂。•5．育种实例：如高产矮秆水稻的培育；中国荷斯坦奶牛。(1)如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为rrTT的植株最少需要多少年？用遗传图解表示其过程。(2)如果要缩短育种时间,可采用什么办法?简述其过程。假设水稻抗病（R）对感病（r）为显性，高杆（T）对矮杆（t）为显性。现有纯合的抗病高杆水稻和感病矮杆水稻。为了培育出稳定遗传的抗病矮杆水稻，可哪种方法进行培育呢？P高杆抗病RRTT×矮杆不抗病rrttF1高杆不抗病RrTt↓单倍体RTRtrTrtRRttrrTTrrtt纯合子RRTT矮杆抗病第1年第2年第1年第2年第3~6年秋水仙素处理花药离体培养F23rrT_F3F6rrTT矮杆抗病矮抗病连续自交↓×单倍体育种的优点1、所培育的种子为纯种；2、可缩短育种年限。杂交育种（最少四年）单倍体育种(只要两年)第一年杂交得到F1。杂交得到F1。第二年F1自交得F2，将符合要求的F2植株的种子按单株分别收藏。取F1花药离体培养并加倍，观察，性状符合要求即为优良新品种。第三年按F2单株分开种植，不分离的植株种子仍按F2单株收藏待验证。第四年验证第三年保留的种子的纯度，仍不出现分离方可作为新品种推广。易错点1.单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程，因此花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。易错点2.单倍体育种操作对象是单倍体的幼苗。易错点3.此过程运用了植物组织培养技术。习题下列表示某种农作物①和②两种品种分别培育出④⑤⑥三种品种,根据上述过程,回答下列问题:Ⅳ①AABB②aabb③AaBb④Ab⑥AAaaBBbb⑤AAbbⅠⅡⅢⅤ⑴用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ称为_______,方法Ⅱ称为_________,由Ⅰ和Ⅱ培育⑤所依据的原理是________.⑵用③培育出④的常用方法Ⅲ是_____________,由④培育成⑤的过程中用化学药剂_________处理④的幼苗,方法Ⅲ和Ⅴ合称为_______育种.其优点是___________________.⑶IV过程采用的方法是_________处理萌发的种子或幼苗，属于_________育种。杂交自交基因重组花药离体培养秋水仙素单倍体明显缩短育种年限秋水仙素多倍体2N西瓜幼苗2N西瓜幼苗秋水仙素处理2N西瓜植株4N♀♂联会紊乱3N西瓜种子无子西瓜杂交授粉×自然长成2N西瓜植株第一年第二年多倍体育种的应用无籽西瓜•书本P89思考与讨论1.为什么以一定浓度的秋水仙素溶液滴二倍体西瓜幼苗的牙尖？获得的四倍体西瓜缘何要和二倍体杂交？联系第1问，你能说出产生多倍体的途径吗？3.三倍体西瓜为什么没有种子？真的一颗都没有吗？请从染色体组的角度解释，其原因？4.每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？芽尖有丝分裂旺盛，秋水仙素抑制纺锤体形成，形成四倍体获得三倍体。用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。不能进行正常减数分裂形成生殖细胞。不是，可能形成少量正常卵细胞。无性繁殖，也可以用生长素或者类似物处理二倍体未授粉的雌花，以促进子房直接发育成无子果实（植物激素育种）关于三倍体无子西瓜培育过程中的几个问题(1)关于两次传粉：第一次传粉是为了杂交得到三倍体种子，第二次传粉是为了刺激子房产生生长素，促进果实发育。(2)四倍体植株上结的西瓜，皮和瓜瓤为四个染色体组，而种子为三个染色体组。(3)三倍体西瓜进行减数分裂时，由于联会紊乱，不能产生正常配子。请分析下列两个实验：①用适当浓度的的生长素溶液处理未受粉的番茄花蕾，子房发育成无子番茄。②用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交，获得三倍体西瓜植株，其雌蕊授以二倍体西瓜的花粉，子房发育成无子西瓜。试问：（1）番茄的无子性状能否遗传？__________；若取这番茄植株的枝条扦插，长成的植株所结果实中是否有种子？___________________________。（2）三倍体西瓜无性繁殖后，无子性状是否遗传？______；若取这植株的枝条扦插，长成的植株的子房壁细胞含有______个染色体组。不可遗传有种子可遗传3n•我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达600kg，最高达750kg，蛋白质含量增加8%-20%，生长期平均缩短10天。请回答：（1）水稻产生这种变异的来源是_______，产生变异的原因是（2）这种方法育种的优点有__________。基因突变宇宙射线和失重的作用，使基因的分子结构发生改变。能提高变异频率，短时间内获得大幅度改良某些性状4.诱变育种（1）原理：基因突变（2）方法：用物理因素（如X射线、γ射线、紫外线、中子、激光、电离辐射等）或化学因素（如亚硝酸、碱基类似物、硫酸二乙脂、秋水仙素等各种化学药剂）或空间诱变育种（用宇宙强辐射、微重力等条件）来处理生物。（3）发生时期：间期（4）优点：能提高变异频率，短时间获得优良性状（5）缺点：有利变异少，须大量处理材料；具有盲目性。（6）举例：青霉素高产菌株、太空辣椒等5.基因工程育种2.原理：3.育种的程序：①提取目的基因②目的基因与运载体的结合•③目的基因导入受体细胞④目的基因的检测和鉴定4.优点：5.缺点：有可能引发生态危机6.应用：转基因大豆定向改变生物的性状，打破了物种的界限基因重组1．概念：基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术，指按照人们的意愿，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，定向改造生物的遗传特性。杂交的两个细胞用纤维素酶、果胶酶处理细胞壁原生质体Ａ、Ｂ经离心、振动、电刺激用聚二乙醇（ＰＥＧ）诱导融合后的原生质体再生细胞壁杂种细胞脱分化细胞分裂愈伤组织杂种植株再分化（植物体细胞融合完成的标志）植物细胞融合植物组织培养6.细胞融合技术育种（植物体细胞杂交）2原理：①基因重组、染色体变异②膜的流动性和细胞的全能性3.优点：克服远缘杂交不亲和的障碍4.缺点：①技术要求高②有时不能表达所需的性状5.举例：番茄—马铃薯白菜—甘蓝不同需求的育种方式(1)一般来说，最简便的育种方法是____(2)若要快速获得纯种，则用__________。(3)若要培育原先没有的性状，则可用________。(4)提高营养物质含量可运用___________。(5)将两个亲本的不同优良性状集中在一起,可利用__________。(6)若要培育隐性性状个体，则可用___________，只要出现该性状即可。(7)若要定向地改造生物性状，则可用___________。(8)若实验植物为营养繁殖类如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。杂交育种单倍体育种诱变育种多倍体育种杂交育种自交或杂交基因工程育种•I.如图所示，科研小组用60Co照射棉花种子，诱变当代获得棕色（纤维颜色）新性状、诱变1代获得低酚（棉酚含量）新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因（A、a）控制，棉酚含量由另一对基因（B、b）控制，两对基因独立遗传。（1）两个新性状中，棕色是性状，低酚是性状。（2）诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是，白色、高粉的棉花植株基因型是。显性隐性AaBBaaBb（3）棕色棉花抗虫能力强，低酚棉产量高，为获得抗虫素产棉花新品种，研究人是将诱变1代中棕色，高酚植株自交，每株自交后代种植在一个单独的区域，从___________的区域中得到纯合棕色，高酚植株。请你利用该纯合体作为一个标本。再从诱变1代中选择另一个亲本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产（棕色、低酚）的纯合棉花新品种。（用遗传图解和必要的文字表示）。不发生性状分离杂交育种诱变育种单倍体育种基因工程育种原理方法优点缺点实例矮杆抗病小麦的培育矮杆抗病的快速培育杂交→自交→选优物理或化学因素杂交→F1花药离体培养→秋水仙素处理→选育用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗使优良性状集中频率高，范围广缩短育种年限果实大，营养含量高时间长，局限于同种生物不定向，有利变异少，大量处理材料技术复杂，需与杂交育种配合只适于植物，结实率低基因突变染色体变异染色体变异基因重组青霉素高产菌株三倍体无子西瓜，八倍体小黑麦小结：几种育种方法的比较多倍体育种基因重组目的基因导入受体细胞打破物种的界限，定向改变生物的性状有可能引发生态危机抗虫棉下图是我国育种专家鲍文奎培育异源八倍体小麦的过程（1）A、B、R均代表_________。（2）不育的原因是_______。（3）如何从F1培育出可育的新品种？P普通小麦黑麦RRAABBDD×（2N=14）（2N=42）配子ABDR（N=21）（N=7）F1ABD（不育）新品种小黑麦AABBDDRR（4N=56）染色体组减数分裂时染色体不能联会，无法形成正常的配子将F1萌发的种子或幼苗用秋水仙素处理，使染色体加倍。6N=423N=42•28.（16分）图甲与图乙分别示培育三倍体西瓜的两种方法。请回答。三倍体西瓜籽二倍体西瓜幼苗二倍体植株四倍体植株杂交三倍体西瓜植株乙甲a三倍体西瓜细胞二倍体植株花粉体细胞三倍体西瓜植株（3）假定二倍体西瓜显性红瓤与隐性黄瓤性状分别由R与r基因控制。若二倍体西瓜幼苗的基因型为Rr，则乙中四倍体植株产生配子的基因型种类及比例为，获得的所有三倍体西瓜植株中RRr个体所占的比例为。三倍体西瓜籽二倍体西瓜幼苗二倍体植株四倍体植株杂交三倍体西瓜植株乙甲a三倍体西瓜细胞二倍体植株花粉体细胞三倍体西瓜植株（1）甲中的西瓜植株减数分裂形成花粉的过程中，着丝点分裂的时期是。a包括原生质体分离及融合等过程，所用到的试剂有，融合过程依据的原理是。（2）乙所涉及的变异原理是，四倍体西瓜植株群体（属于、不属于）不同于二倍体西瓜的新物种，理由是。（1）减数分裂第二次分裂后期（只答“后期”不给分）纤维素酶、果胶酶和聚乙二醇（PEG）（3分）细胞膜的流动性（2）染色体（数目）变异(2分）属于（1分）与二倍体植株产生了生殖隔离（1分），群体本身能自由交配产生可育后代（1分）（3）RR:Rr:rr=1:4:15/12生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环形圈”、“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。下列有关叙述正确的是()A．甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异和基因重组B．甲图是由于个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目改变的结果C．乙图是由于四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果D．甲、乙两图常出现在减数第一次分裂的前期，染色体与DNA数之比为1∶2D•1.右图示某生物细胞分裂时，两对联会的染色体(注：图中姐妹染色单体画成一条染色体，黑点表示着丝点)之间出现异常的“十字型结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。据此所作推断中，正确的是()•A．此种异常源于基因重组•B．该生物产生的异常配子很可能有HAa或hBb型•C．此细胞可能正在进行有丝分裂•D．此种变异可能会导致生物体不育，从而不能遗传给后代•1．选B大小、形态相同的染色体为同源染色体，在减Ⅰ四分体时期，同源染色体联会，非同源染色体不能联会，但如果发生了某些变异也可能会发生题图所示的情形，其变异类型可能如下图所示：即：非同源染色体的某些区段发生“易位”(染色体结构变异的一种)，而不是基因重组；•随着易位后的同源染色体的分离，该生物产生的异常配子很可能有HAa或hBh型；•此细胞正在联会，说明是减数分裂；•这种变异的结果可能有很多，也可能会导致生物体育性下降，但育性下降不代表不能遗传给后代，