（新人教版）新高考生物一轮复习精讲课件46变异在育种上的应用（含答案）

这是一份（新人教版）新高考生物一轮复习精讲课件46变异在育种上的应用（含答案），共56页。PPT课件主要包含了教学过程，概念图，课堂练习巩固，典型习题，规律总结，染色体变异，染色体变异的应用，3优点，①优中选优简单易行，4缺点等内容，欢迎下载使用。

Teaching Prcess
2.课堂教 学内容
一.变异在育种中的应用
（1）定义：是指对现有品种群体中出现的自然变异进行性状鉴定、选择，培育出新品种的育种途径。
就是利用自然的可遗传变异，进行优中选优，连续选优，使品种不断得到改良和提高。
①不能有目的的创造变异
②能保持原品种对当地生态条件适应性
②有利变异少，选择率不高，育种周期长。
③改进提高的潜力有限，可选择的范围小。
提出问题:已知大麦中，高秆（D）对矮秆（d）是显性，抗病（T）对不抗病（t）是显性，现有两个不同品种的纯种大麦，一个品种矮秆不抗病，另一个品种高秆抗病，如何利用这两个品种获得矮秆抗病的大麦新品种？
①目的性强，通过杂交使位于不同个体上的优良性状集中于一个个体上（“集优”）
②操作简单，技术要求不高。
②只能利用已有的基因重组，不能创造新的基因。
短毛折耳猫(bbee)
长毛立耳猫(BBEE)
长毛折耳猫(BBee)
思考：如何利用长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee）培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee)？
选择后代不发生性状分离的亲本即为BBee
中国荷斯坦牛：荷斯坦—弗里生牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达305天，年产乳量可达6300kg以上 。P选三64到社会中去
①植物杂交育种中，优良性状的纯合子获得一般采用多次自交选种。
②动物杂交育种中，优良性状的纯合子获得一般采用测交，选择测交后代不发生性状分离的亲本。
③如果优良性状是隐性，直接在F2中选出即为纯合体。
杂交育种是一种最简单的一种方法
单倍体育种是一种最快速的一种方法。
（1）原理： _______________
②人工诱导染色体加倍(如:秋水仙素处理)
（1）方法：_________________________
秋水仙素处理或低温诱导
（2）原理：__________________
三倍体无籽西瓜培育过程
②三倍体西瓜无子的原因
三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
利用物理因素（如X射线，紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸等）处理生物，使生物发生基因突变。从中筛选有利变异。
黑龙江农科院用辐射方法处理大豆，培育成“黑农五号”大豆品种，含油量比原来的品种提高了2.5%，大豆产量提高了16%。
1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到50000～60000单位/mL。
太空育种即航天育种，也称空间诱变育种，是将作物种子或诱变材料搭乘返回式卫星或高空气球送到太空，利用太空各种辐射、失重、宇宙粒子、弱地磁，高真空等综合作用，产生地面上难以实现的变异。再返回地面培育作物新品种的育种新技术。
①提高基因突变频率,加速育种进程
②产生新基因,大幅度地改良某些性。
①难以控制突变方向，具有一定的盲目性；
②有利个体少，需大量处理实验材料。
总结1：四种育种方法的比较
杂交→自交→选优→自交
物理或化学的方法处理生物
花药离体培养后再用秋水仙素加倍
使不同亲本的优良性状集中于同一个体上
提高变异频率加速育种进程
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
总结2：根据育种程序图识别育种名称和过程
①“可遗传”与“可育”。
可遗传≠可育。三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现为“不育”，但它们均属于可遗传变异。
②“最简便”与“最快速”
最简便着重于技术含量应为易操作，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作。但最快速则未必简便，如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高。
③“单倍体育种”与“花药离体培养”
单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程；花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。
（1）概念：基因工程又叫_________________或_______________，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，_________生物的遗传特性。
①原理：__________
A.DNA是遗传物质的证明
B.DNA双螺旋结构和中心法则的确立
C.基因是遗传的结构和功能单位
D.遗传密码的破译(一切生物几乎共用一套遗传密码)
打破了远缘亲本杂交不亲和的障碍
(2)基因工程的工具：
①基因的剪刀：___________________
②基因的针线：__________________
③基因的载体：_____、_______和_____________
目的基因与运载体的结合
将目的基因导入受体细胞
①基因工程与作物育种：人们利用基因工程的方法，获得了________、________、具有___________的农作物，培育
出具有各种___________的作物新品种。
②基因工程与药物研制：用基因工程的方法能够高效地生产出各种高质量、低成本的药物。如：__________、_________、
______________。
例1.水稻中高杆(A)与矮杆(a),抗病(B)与染病(b)为两对相对性状，独立遗传。C为外源抗病基因。
（1）图中杂交水稻过程为：_____________
（2）图中单倍体育种过程为：_____________
（3）图中多倍体育种过程为：_____________
（4）图中诱变育种过程为：_____________
（5）图中基因工程过程为：_____________
（6）②过程的操作为：__________________
（7）③过程的操作为：__________________
（8）④和⑤过程的操作为：______________，④过程处理的对象为_________，⑤过程处理的对象为________________________。
（9）⑥过程的操作为：___________，需要处理大量的材料，才可能获得有利变异，这是因为__________。
基因突变具有不定向性，而且往往是有害的。
（10）⑦过程需要用到______________________________工具。
限制酶、DNA链接酶和载体
总结4：1.据不同育种目标选择不同育种方案：
基因工程及植物细胞工程
2.关注“三最”定方向(1)最简便——侧重于技术操作，杂交育种操作最简便。(2)最 快——侧重于育种时间，单倍体育种所需时间明显缩短。(3)最准确——侧重于目标精准度，基因工程技术可“定向”改变生物性状。
探究一：假如你是育种专家，如何利用普通荔枝短时间内获得矮杆甜味的良种荔枝（ddTT）？请简要介绍你的育种方案。（用遗传图解和必要的文字表示）
例2.已知在荔枝的性状控制中，D（高杆）对d（矮杆）显性，T（甜味）对t（非甜味）显性,两对基因独立遗传。现有两株普通荔枝，一株的基因型是DDTT，另一株的基因型是ddtt。
高杆甜味 DDTT

筛选出矮杆甜味的荔枝植株
探究二：为了改良荔枝，欲招聘高级育种工程师一名。要求在不改变荔枝原有外观品质的前提下把其改良为无核、果大、糖分含量多。若你前往应聘，该怎样设计育种方案？(用文字简要描述过程）
方案：用秋水仙素或低温处理二倍体荔枝的种子或幼苗得到四倍体荔枝植株。再将四倍体与二倍体杂交得到三倍体的荔枝种子，播种即可得到为无核、果大，糖分含量多的荔枝
例3(2008全国理综)某植物块根的颜色由两对自由组合的基因共同决定。只要基因R存在，块根必为红色， rrYY或rrYy为黄色，rryy为白色；基因M存在时果实为复果型， mm为单果型。请写出以二倍体黄色块根、复果(rrYyMm)植株为原始材料，用合适的育种方法得到白色块根、单果型三倍体种子的主要步骤。
①二倍体植株（rrYyMm）自交得种子  ②从自交后代中选择白色单型的二倍体植株，并收获其种子（甲）③播种种子甲，长出幼苗用秋水仙素处理得四倍体植株，并收获种子（乙）④播种甲乙两种种子，杂交，得到白色块根、单果型的三倍体种子（若用遗传图解答题，合理也给分）
例4.(2020·烟台期末)番茄是二倍体植物。有一种三体，其6号染色体的同源染色体有3条，在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条随意配对联会形成一个二价体，另1条同源染色体不能配对而形成一个单价体。减数第一次分裂的后期，组成二价体的同源染色体正常分离，组成单价体的1条染色体随机地移向细胞的任何一极，而其他染色体正常配对、分离。(1)从变异类型的角度分析，三体的形成属于_______________。
(2)若三体番茄的基因型为AABBb，则其产生的花粉的基因型及其比例为_________________________________，其根尖分生区一细胞连续分裂两次所得到的子细胞的基因型为________。
ABB∶ABb∶AB∶Ab＝1∶2∶2∶1
(3)现以马铃薯叶型(dd)的二倍体番茄为父本，以正常叶型(DD或DDD)的三体纯合子番茄为母本，设计杂交实验，判断D(或d)基因是否在第6号染色体上，最简单可行的实验方案是_____________________________________________。实验结果：①若杂交子代______________________，则__________________________。
F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃
正常叶∶马铃薯叶＝1∶1　 D(或d)基因不在第6号染色体上
②若杂交子代__ ____________________，则__________________________。
正常叶∶马铃薯叶＝5∶1　 D(或d)基因在第6号染色体上
例5.小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖。（1）现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种，请分别设计小麦品种间杂交育种程序以及马铃薯品种间杂交育种程序，要求用遗传图解表示并加以简要说明(写出包括亲本在内的三代即可)。
(注：①A_B_、A_bb、aaB_、aabb表示F2出现的9种基因型和4种表现型；②写出F2的9种基因型和4种表现型即可)
将F1自交得到的种子播种，再将其中每株宽叶抗病植株上所结种子分开留种和播种，选出后代不出现性状分离的即为纯种
(2)在一年生植物烟草的杂交育种中，用AAbb(宽叶不抗病)和aaBB(窄叶抗病)培育符合要求的宽叶抗病纯合子(AABB)时，一般是先用AAbb和aaBB杂交获得F1，再F1自交得到F2，最后筛选出表现型为宽叶抗病植株连续自交来提高纯合子比例，这种方法年限很长，为了快速培育出能稳定遗传的宽叶抗病品种，某同学以F1为材料设计了两种方案：方案一：取F1植株的花药进行离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，长成后表现宽叶抗病的植株即为纯种。请你帮他写出另一种方案：__________________________________________________________________________________________________________。
杂交育种的时间太长，而单倍体育种能明显缩短育种年限。由于子二代中宽叶抗病植株的基因型有四种：AABB、AABb、AaBB、AaBb，其中AABB就是符合要求的类型，因此只需将其中每株宽叶抗病植株上所结种子分开留种和播种，选出后代不出现性状分离的即为纯种。
例6.(2021·黑龙江哈尔滨第六中学期中)2018年10月10日,在新疆喀什地区岳普湖县巴依阿瓦提乡4村,袁隆平院士团队培育的“海水稻”首茬开镰,进行实地收割测产,测产实际产量为549.63公斤,达到了预期产量的要求。对于水稻的培育,我们国家从未停止。下图中甲、乙表示水稻两个品种,A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因,①~⑥表示培育水稻新品种的过程,请分析:
(1)图中哪种途径为单倍体育种?　　　　　　　　　　　(填数字标号),其为什么能缩短育种年限?　　　　　　。
用花药离体培养获得的单倍体植株,经人工诱导染色体数目加倍后,植株细胞内每对染色体上的基因都是纯合的,自交后代不会发生性状分离,因此缩短了育种年限
(2)图中哪些标号处需用秋水仙素处理?　　　　　　(填数字标号);处理部位有何区别?　　　　　　　　　。 
图示⑤处需用秋水仙素处理单倍体幼苗,从而获得纯合子;⑥处常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,以诱导染色体加倍
(3)④⑥的育种原理分别是　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　。 (4)图中最简便及最难以达到育种目标的育种途径分别是　　　　、　　　　　　(填数字标号)。 (5)杂交育种选育从F2开始的原因是　　　　　　　　　　　　。 (6)原核生物常选哪种育种方式?　　　　　　　　　　(填名称),为什么?　　　　　　　　　　　。
从F2开始发生性状分离
原核生物无减数分裂,不能进行杂交育种,所以一般选诱变育种
例7.(2021·江西抚州临川月考)将基因型Dd的高茎豌豆幼苗(品系甲)用秋水仙素处理后,得到四倍体植株幼苗(品系乙),将品系甲、品系乙在同一地块中混合种植,在自然状态下生长、繁殖一代,得到它们的子代。下列有关叙述正确的是(　　)A.品系甲植株自交后代出现性状分离,品系乙植株自交后代全为显性性状B.秋水仙素处理的目的是抑制有丝分裂间期形成纺锤体而诱导染色体加倍C.品系甲、品系乙混合种植后,产生的子代中有二倍体、三倍体和四倍体D.品系甲植株作父本、品系乙植株作母本进行杂交,得到的子代是三倍体
例8.(2021·陕西咸阳模拟)小黑麦为二倍体生物,1个染色体组中含有7条染色体,分别记为1~7号,其中任何1条染色体缺失均会造成单体,即共有7种单体。单体在减数分裂时,未配对的染色体随机移向细胞的一极,产生的配子成活率相同且可以随机结合,后代出现二倍体单体和缺体(即缺失一对同源染色体)。利用单体遗传可以进行基因的定位。请回答下列问题:(1)若需区分7种不同的单体,可以利用显微镜观察　 　　　　从而进行判断。 (2)每一种单体产生的配子中,含有的染色体为　　　条。
染色体的形态(和大小)
例8.(2021·陕西咸阳模拟)小黑麦为二倍体生物,1个染色体组中含有7条染色体,分别记为1~7号,其中任何1条染色体缺失均会造成单体,即共有7种单体。单体在减数分裂时,未配对的染色体随机移向细胞的一极,产生的配子成活率相同且可以随机结合,后代出现二倍体单体和缺体(即缺失一对同源染色体)。利用单体遗传可以进行基因的定位。请回答下列问题:(3)已知小黑麦的抗病(B)与不抗病(b)是一对相对性状,但不知道控制该性状的基因位于几号染色体上。若某品种小黑麦为抗病纯合子(无b基因也视为纯合子),且为7号染色体单体,将该抗病单体与　　　　 　杂交,通过分析子一代的表现型可以判断抗病基因是否位于7号染色体上。 ①若子一代表现为　 　　　　,则该基因位于7号染色体上。 ②若子一代表现为 　　　　　,则该基因不位于7号染色体上。 (4)若已确定抗病基因位于7号染色体上,则该抗病单体自交,子一代表现型及比例为　　　　　　　　　　。
例9.(2021·广东，11)白菜型油菜(2n＝20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)，为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是（ ）A.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组B.将Bc作为育种材料，能缩短育种年限C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株D.自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育