下载文档原格式
第25讲染色体变异与育种考点一染色体变异1.染色体结构的变异(1)类型(连线)(2)结果：使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
2.染色体数目的变异(1)类型①细胞内个别染色体的增加或减少，如21三体综合征。
②细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少，如多倍体、单倍体。
(2)染色体组①概念：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
②组成：如图为一雄果蝇的染色体组成，其染色体组可表示为：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。
3.比较单倍体、二倍体和多倍体(1)单倍体：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
(2)二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。
(3)多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
[诊断与思考]1.判断下列说法的正误(1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异( ×)(2)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力( ×)(3)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响( ×)(4)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加( ×)(5)体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体( ×)(6)单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组( √)2.如图表示某生物细胞中两条染色体及其上面的部分基因。
(1)下列各项的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于何类变异？能在光学显微镜下观察到的有哪些？提示与图中两条染色体上的基因相比可知：①染色体片段缺失、②染色体片段易位、③基因突变、④染色体中片段倒位；①②④均为染色体变异，可在光学显微镜下观察到，③为基因突变，不能在显微镜下观察到。
(2)①～④中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？提示①～④中③的基因突变只是产生了新基因，即改变基因的质，并未改变基因的量，故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。
第3课时 生物变异在育种上的应用课标要求 阐明生物变异在育种上的应用。
1．单倍体育种(1)原理：染色体(数目)变异。
(2)过程(3)优点：明显缩短育种年限，且得到纯合二倍体。
(4)缺点：技术复杂。
2．多倍体育种(1)方法：用秋水仙素或低温处理。
(2)处理材料：萌发的种子或幼苗。
(3)原理：染色体(数目)变异。
(4)实例：三倍体无子西瓜的培育①两次传粉⎩⎪⎨⎪⎧第一次传粉：杂交获得三倍体种子第二次传粉：刺激子房发育成果实 ②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目不变。
③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
3．杂交育种(1)原理：基因重组。
(2)过程①培育杂合子品种选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F 1(即为所需品种)。
②培育隐性纯合子品种：选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F 1――→⊗F 2→选出表型符合要求的个体种植并推广。
③培育显性纯合子品种 a ．植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F 1→F 1自交→获得F 2→鉴别、选择需要的类型，连续自交至不发生性状分离为止。
b ．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F 1→F 1雌雄个体交配→获得F 2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F 2个体。
(3)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。
(4)缺点：获得新品种的周期长。
4．诱变育种 (1)原理：基因突变。
(2)过程(3)优点①可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。
②大幅度地改良某些性状。
(4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。
考向一 分析单倍体育种与多倍体育种的应用1．(2022·宁波高三模拟)如图为二倍体玉米花粉培育成植株的过程。
下列有关叙述错误的是( )A．过程①是花药离体培养B．过程②若正常培养，则植株B是单倍体C．过程②若使用秋水仙素处理幼苗使其染色体加倍，则植株B是二倍体纯合子D．若该过程为单倍体育种，则育种原理是基因重组答案D2．一粒小麦(染色体组AA,2n＝14)与山羊草(染色体组BB,2n＝14)杂交，产生的杂种AB经染色体自然加倍，形成了具有AABB染色体组的四倍体二粒小麦(4n＝28)。
第3讲从杂交育种到基因工程(对应学生用书第144页)[识记—基础梳理]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：①植物：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，自交至不发生性状分离为止。
②动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。
(3)优良性状的选择①若采用杂交育种，一般应从F2开始进行筛选，原因是F2才出现性状分离。
②若采用单倍体育种，对优良性状的选择应在秋水仙素处理之后(填“前”或“后”)，原因是秋水仙素处理之前为单倍体，一般植株较小，不能表现出优良性状。
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)诱变育种与上述杂交育种相比，二者最大的区别在于诱变育种能创造出新基因。
3．生物育种方法、实例(连线)方法实例a．杂交育种Ⅰ.高产青霉菌b．单倍体育种Ⅱ.京花1号小麦c．诱变育种Ⅲ.抗虫棉d．多倍体育种Ⅳ.三倍体无子西瓜e．基因工程育种Ⅴ.杂交水稻【提示】a－Ⅴb－Ⅱc－Ⅰd－Ⅳe－Ⅲ[辨析与识图]1．判断正误(1)将大豆种子用60Co处理后，筛选出一株杂合子抗病植株连续自交若干代，则其纯合抗病植株的比例逐代下降。
(×)【提示】杂合子自交，随自交后代数增加，纯合子逐代增多。
(2)通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型。
(√)(3)抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦，此实践活动包含基因工程技术。
(×)【提示】此育种方式属于杂交育种，原理是基因重组，不包含基因工程技术。
(4)通过诱变育种可获得青霉素高产菌株。
(√)(5)育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的，将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系。
(×)【提示】花粉离体培养获得的是单倍体，需用秋水仙素处理单倍体幼苗，才能获得稳定遗传的纯合品系。
(6)最简捷的育种方法是杂交育种，快速育种时常选用单倍体育种。
(√)2．据图思考如图甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别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，请思考：(1)图中③→⑤为单倍体育种。
(用序号及箭头表示)(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？图中⑤处需用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得纯合子；图中⑥处，需用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导染色体加倍。
(3)图中④、⑥的育种原理分别是基因突变、染色体变异。
(4)图中最简便的育种途径是①→②所示的杂交育种，最难以达到育种目的是④诱变育种。
[理解—深化探究]填表比较各类育种方法考向1 考查育种过程、原理、方法等1．下列关于常见作物育种方法的叙述，不正确的是( )A．利用杂交育种可培育出新物种，促进生物的进化B．利用单倍体育种可获得纯合子，明显缩短育种年限C．利用多倍体育种可增加染色体的数目，获得茎秆粗壮的植株D．利用诱变育种可增大突变频率，利于获得新基因A[杂交育种的原理是基因重组，不产生新基因，只产生新的基因型，不会改变基因频率，不能产生新物种，能促进生物进化，A错误。
]2．(2017·邯郸市高三摸底)利用基因型为Aa的二倍体植株培育三倍体幼苗，其途径如图所示，下列叙述正确的是( )A．①过程需要秋水仙素处理，并在有丝分裂后期发挥作用B．②过程为单倍体育种，能明显缩短育种期限C．两条育种途径依据的生物学原理都主要是基因突变和染色体变异D．两条育种途径中，只有通过途径一才能获得基因型为AAA的三倍体幼苗D[①是人工诱导染色体数目加倍过程，该过程需要秋水仙素处理，而秋水仙素作用原理是抑制纺锤体的形成，因此其在有丝分裂前期发挥作用，A错误；图中只有多倍体育种和体细胞杂交育种，没有单倍体育种，B错误；图中途径一为多倍体育种，其原理是染色体变异；途径二为植物体细胞杂交育种，其原理是染色体变异，C错误；途径一得到的三倍体的基因型为AAA或AAa或Aaa或aaa，途径二得到的三倍体的基因型为AAa 或Aaa，D正确。
][备选习题]黑龙江省农科院欲通过下图所示的育种过程培育出高品质的糯玉米。
下列有关叙述正确的是( )A．a过程中运用的遗传学原理是基因重组B．a过程需要用秋水仙素处理萌发的种子C．利用c过程定能更快获得高品质的糯玉米D．b过程需要通过逐代自交来提高纯合率D[a过程为单倍体育种，育种过程中需用秋水仙素处理萌发的单倍体幼苗，育种原理是染色体变异，A、B错误；c过程为诱变育种，由于基因突变具有不定向性，在较短的时间内不一定能获得高品质的糯玉米，C错误；b过程为杂交育种，需通过逐代自交来提高纯合率，D正确。
][规律总结]育种方法的确定从育种材料和方法特点的角度确定育种方法，如图所示。
考向2 育种方案的设计3．回答下列有关育种的问题：(1)现有甲、乙、丙、丁四个品系的纯种玉米，其基因型依次为AABBGG、aaBBGG、AAbbGG、AABBgg。
若想培育出AaaBBbGGG新类型，试用遗传图解表示育种的过程(要求写出配子)。
(2)现有水稻的两纯系品种AArr(无芒而易感病)和aaRR(有芒而抗病)，两对相对性状独立遗传。
为培育无芒而抗病的纯系品种(AARR)，请用遗传图解表示从F1开始的最快的育种程序，并写出相应的文字说明。
[解析](1)培育出的AaaBBbGGG新类型是三倍体，而所给材料均为二倍体，因此要将其中之一(品系乙aaBBGG)用秋水仙素处理使其染色体加倍形成四倍体，然后再与二倍体(品系丙AAbbGG)杂交，可得到三倍体。
(2)题中要求写出从F1开始的最快的育种程序，因此要采用单倍体育种。
[答案](2)[备选习题]小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种，请设计小麦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前三代即可。
)[答案]第一代AABB×aabb亲本杂交得F1↓第二代AaBb 种植F1，自交得F2第三代A_B_、A_bb、aaB_、aabb种植F2，选矮秆、抗病 aaB_ 植株继续自交，选择后代不出现性状分离 纯合体 的植株所结的种子考点二| 基因工程的操作工具及步骤(对应学生用书第146页)[识记—基础梳理]1．概念按照人们的意愿，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．原理不同生物之间的基因重组。
3．工具(1)限制性核酸内切酶(简称限制酶)①分布：主要在微生物体内。
②特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。
③实例：Eco RⅠ限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。
④切割结果：产生两个带有黏性末端或平末端的DNA片段。
⑤作用：基因工程中重要的切割工具，能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。
(2)DNA连接酶①催化对象：两个具有相同黏性末端或平末端的DNA片段。
②催化位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口。
③催化结果：形成重组DNA。
(3)常用的运载体——质粒①本质：小型环状DNA分子。
②作用：a．作为运载工具，将目的基因运送到受体细胞中去；b．用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。
4．基本步骤5．应用(1)育种，如抗虫棉。
(2)药物研制，如胰岛素等。
(3)环境保护，如转基因细菌分解石油。
6．转基因生物和转基因食品的安全性——“两种态度”(1)转基因生物和转基因食品不安全，要严格控制。
(2)转基因生物和转基因食品安全，应该大范围推广。
[辨析与识图]1．判断正误(1)自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后，其DNA整合到细菌DNA上属于基因工程。
(×)【提示】基因工程是在人为作用下进行的，噬菌体感染细菌无人为因素，所以不属于基因工程。
(2)DNA连接酶和限制酶是基因工程中两类常用的工具酶。
(√)(3)将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株，属于基因工程。
(√)(4)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因。
(×)【提示】载体质粒上抗生素抗性基因可作为标记基因，供重组DNA的鉴定和选择，不是抗生素合成基因。
(5)为达到相应目的，“携带链霉素抗性基因受体菌的筛选”必须通过分子检测。
【提示】根据受体菌是否对链霉素产生抗性进行筛选，不需要分子检测。
(6)转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中。
(×)【提示】动物食入转基因植物后，其消化系统能将植物基因分解成小分子物质，基因不能转入动物体细胞中。
2．据图思考下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图。
(1)图中基因工程的基本过程可以概括为“四步曲”：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。
(2)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？不能，为什么？皮肤细胞中的胰岛素基因未表达(或未转录)，不能形成胰岛素mRNA。
(3)过程②必需用的酶是逆转录酶。
(4)在利用A、B获得C的过程中，常用限制性核酸内切酶切割B，使它产生一定的黏性末端，再加入DNA连接酶才可形成C。
[运用—考向对练]考向考查基因工程的原理及应用近日，美国和澳大利亚的研究人员发现，从锥形蜗牛体内提取出的毒液可望帮助人类开发出超级速效的胰岛素。
他们研究表明锥形蜗牛毒蛋白(ConIns Gl)能加速受体细胞信号转换，比人类胰岛素更加快速的发挥作用。
因此制造这类“速效胰岛素”以及利用转基因技术实现批量生产成为Ⅰ型糖尿病治疗的新思路。
请回答下列问题：(1)利用基因工程制造ConIns Gl这种速效胰岛素过程中，构建基因表达的载体一般包括目的基因、启动子、标记基因和_______，标记基因的作用是_____。
(2)为了获得目的基因可以通过提取分析ConIns Gl毒蛋白中的____________序列推知毒蛋白基因的核苷酸序列，再用DNA合成仪直接大量合成。
基因工程中需要DNA连接酶，根据酶的来源不同分为________________两类。
(3)将人工合成的目的基因导入大肠杆菌体内，一般先用药物处理大肠杆菌使之成为________________细胞。
再将重组DNA溶于__________中与该类细胞融合，在一定温度下促进细胞吸收重组DNA分子完成转化过程。
