备战高考生物精品系列专项12生物育种学生版.docx
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备战高考生物精品系列专项12生物育种学生版
备战2019高考生物精品系列:
专项12生物育种(学生版)
【专题知识框架】
【考纲解读】
项目
内容
要求
考点
1.杂交育种与诱变育种的原理及应用
2.基因工程的基本工具及操作的基本步骤
Ⅱ
Ⅱ
重难点
1.各种育种模型的原理及综合应用
2.基因工程的操作步骤
命题趋势:
1、杂交育种过程中基因型的纯化,突破的方法是把Aa连续自交的后代数学模型解释清楚,特别要关注子代中已经排除aa类型的概率计算。
2、育种实验的理论分析与设计,突破的方法主要是要求把可能的育种类型分析清楚,
【核心考点要点归纳】
考点【一】几种常见育种方式的比较
依据原理
常用方法
优点
缺点
举例
杂交育种
基因重组
杂交→自交→选育→自交
将不同个体的优良性状集中于一个个体上
时间长,需及时发现优良品种
矮秆抗锈病小麦
诱变育种
基因突变
辐射诱变,激光诱变,作物空间技术育种
可以提高变异的频率,加速育种进程,大幅度地改良某些品种
有利变异少,需大量处理实验材料
青霉素高产菌株、太空椒
单倍体育种
染色体变异
花药离体培养获得单倍体,再经秋水仙素或低温诱导处理
可以明显地缩短育种年限
技术复杂且需与杂交配合
快速培育矮秆抗锈病小麦
多倍体育种
染色体变异
秋水仙素处理萌发的种子、幼苗
器官巨大,提高产量和营养成分
发育延迟,结实率低
三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦
基因工程育种
基因重组
转基因〔DNA重组〕技术将目的基因引入生物体内,培育新品种
定向改变生物的性状;克服远缘杂交不亲和的障碍
有可能引起生态危机
产生人胰岛素的大肠杆菌、抗虫棉
细胞融合技术
细胞膜流动性、细胞全能性
让不同生物细胞原生质融合,同种生物细胞可融合为多倍体
按照人们意愿改变细胞内遗传物质或获得细胞产品且克服了远缘杂交不亲和的障碍
技术难
度高
白菜—甘蓝、番茄—马铃薯
细胞核移植技术
细胞核的全能性
将具备所需性状的体细胞核移植到去核的卵细胞中
可改良动物品种或保护濒危物种
技术要求高
克隆羊、鲤鲫移核鱼
〔2〕要求快速育种,那么运用单倍体育种。
〔3〕要求大幅度改良某一品种,使之出现前所未有的性状,可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。
〔4〕要求提高品种产量,提高营养物质含量,可运用多倍体育种。
4.杂交育种选育的时间是F2,原因是从F2开始发生性状分离;选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性。
7.动、植物杂交育种的区别
〔1〕方法:
植物杂交育种中纯合子的获得既可以通过测交获得,也可通过逐代自交的方法获得;而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交,而通过测交的方法获得。
〔2〕实例:
现有基因型为BBEE和bbee的两种植物或动物,欲培育基因型为BBee的植物或动物品种,育种过程用遗传图解表示如下:
【三年真题】
【2018高考真题之--生物育种】
2.〔2018江苏〕28、科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中,育成了抗叶锈病的小麦,育种过程见图。
图中A、B、C、D表示4个不同的染色体组,每组有7条染色体,C染色体组中含携带抗病基因的染色体。
请回答以下问题:
〔3〕杂交后代②中C组的染色体减数分裂时易丢失,这是因为减数分裂时这些染色体____。
〔4〕为使杂交后代③的抗病基因稳定遗传,常用射线照射花粉,使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上,这种变异称为_______。
另一实验说明,以甲和丁为亲本进行杂交,子一代均为抗病高秆。
请回答:
〔3〕从基因组成看,乙与丙植株杂交的F1中抗病高秆植株能产生____种配子。
〔4〕请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到F1的过程。
4〔2018广东〕28、〔16分〕子叶黄色〔Y,野生型〕和绿色〔y,突变型〕是孟德尔研究的豌豆相对性状之一。
野生型豌豆成熟后,子叶由绿色变为黄色。
〔1〕在黑暗条件下,野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化见图10。
其中,反映突变型豌豆叶片总绿叶素含量变化的曲先是____________。
〔3〕水稻Y基因发生突变,也出现了类似的“常绿”突变植株y2,其叶片衰老后仍为绿色。
为验证水稻Y基因的功能,设计了以下实验,请完善。
〔一〕培育转基因植株:
Ⅰ.植株甲:
用含有空载体的农杆菌感染________的细胞,培育并获得纯和植株。
Ⅱ.植株乙:
________,培育并获得含有目的基因的纯合植株。
〔二〕预测转基因植株的表现型:
植株甲:
________维持“常绿”;植株乙:
________。
〔三〕推测结论:
________。
【2017高考真题之--生物育种】
〔1〕现有一杂交组合:
ggZTZTXGGZtW,F1中结天然绿色蚕的雄性个体所占比例为__________,F2中幼蚕体色油质透明且结天然绿色蚕的雄性个体所占比例为____________________。
〔2〕雄性蚕产丝多,天然绿色蚕丝销路好。
现有下来基因型的雄、雌亲本:
GGZtW、GgZtW、ggZtW、GGZTW、GGZTZt、ggZTZt、ggZtZtGgZtZt,请设计一个杂交组合,利用幼蚕体色油质透明区别的特点,从F1中选择结天然绿色蚕的雄蚕用用生产〔用遗传图解和必要的文字表述〕。
2.〔2017山东卷〕荠菜的果实形状有三角形和卵圆形两种,该形状的遗传涉及两对等位基因,分别是A、a和B、b表示。
为探究荠菜果实形状的遗传规律,进行了杂交实验〔如图〕。
〔2〕图中F2三角形果实荠菜中,部分个体无论自交多少代,其后代表现型仍然为三角形果实,这样的个体在F2三角形果实荠菜中的比例为_____________;还有部分个体自交后发生性状分离,它们的基因型是________。
〔3〕荠菜果实形状的相关基因a,b分别由基因A、B突变形成,基因A、B也可以突变成其他多种形式的等位基因,这表达了基因突变具有_______________的特点。
自然选择可积累适应环境的突变,使种群的基因频率发生_____________,导致生物进化。
结果预测:
Ⅰ如果_______________,那么包内种子基因型为AABB;
Ⅱ如果_______________,那么包内种子基因型为AaBB;
Ⅲ 如果_______________,那么包内种子基因型为aaBB。
【2017高考真题之--生物育种】
【两年模拟】
【2018最新模拟题之--生物育种】
1.(2018届广东省中山一中高三热身练)“采菊东篱下,悠然见南山”陶渊明的诗传诵千年,中国人对菊花的喜欢可见一斑。
菊花是多年生菊科草本植物,品种繁多。
花农培育新品种的菊花的传统方法是以下的哪一种?
A、辐射诱变B、化学诱变C、杂交育种D、基因工程育种
2.(2018·安徽联考)世博迎国庆主打红色植物,用红牡丹装扮中国馆。
下面既可以快速繁殖无病毒花卉,又可以保持花卉本身优良性状的措施是()
A、杂交育种并大面积种植
B、利用植物组织培养技术快速繁殖
C、诱变育种并大量种植
D、采用花药离体培养技术繁殖花卉
4.〔2018届山西省山大附中月考〕下图表示用AAbb和aaBB两个品种的某种农作物培育出AABB品种的过程,相关表达不正确的选项是
A、基因重组可发生在图中的①②③④步骤。
B、经步骤⑥(人工诱变)处理获得的品种基因型不一定是AABB。
C、①和②所采用的方法分别是杂交和测交。
D、假设该植物是两年生植物(第一年秋冬季播种,第二年春夏季开花、结果),那么通过“①—④一⑤”途径获得基因型为AABB的植株至少需要3年。
C.在植株B的细胞中,每对染色体上的成对基因都是纯合的
D.由花粉培养到植株B,经历了两年的时间
A、①→②过程简便,但培育周期长B、①和⑦的变异都发生于有丝分裂间期
C、③过程常用的方法是花药离体培养D、③→⑥过程与⑦过程的育种原理相同
7.〔2018届陕西省澄城县寺前中学高三下学期第二次双周考试〕为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下降的问题,人们培育出三倍体牡蛎。
利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是
A、利用水压抑制受精卵的第一次卵裂,然后培育形成新个体
B、用被γ射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞,然后培育形成新个体
C、将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中,然后培育形成新个体
D、用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体,然后培育形成新个体
(2)具有①③操作的育种方法是___________,依据的原理是_______________。
(3)操作③是__________。
其目的是_____________。
操作⑤是_____________,常用的方法有_________和_________,原理是___________________________。
(4)操作①是杂交,其目的是将两个纯合亲本的_______________通过杂交集中在一起,再经过选择和培育获得新品种。
9.〔2018学年黑龙江省哈尔滨市第六中学高三上学期期末〕回答以下有关育种的问题
(2)某同学设计了培育小麦矮杆抗病新品种的另一种育种方法,过程如下图所示。
其中③的方法是,甲植株经染色体加倍后得到的乙植株中矮杆抗病个体占。
II.无子西瓜的培育过程可用下图表示〔二倍体西瓜的体细胞中染色体数为2N〕:
(1)假设用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的地上部分,那么该西瓜植株根细胞中的染色体数是。
(2)在自然状态下,假设二倍体西瓜细胞的基因型由AaBb变为ABb,说明发生了。
10.〔2018届安徽省马鞍山市高三第一次质量检测〕玉米是雌雄同株异花植物。
宽叶〔A〕对窄叶〔a〕为显性,苗期时就能识别出来。
根据生产实践获知,杂交种〔Aa〕表现为高产,分别比显性纯合品种和隐性品种的产量高12%、20%。
某科研小组在培育杂交种时,将纯种宽时玉米和纯种窄叶玉米进行了间行均匀种植,但由于错过了人工传粉的时机,结果导致玉米在自然状态下授粉〔设同株异花授粉与品种间异株异花授粉几率相同〕。
请结合所学知识分析回答:
〔3〕玉米花叶病是由花叶病毒引起的,苗期时出现黄绿相间条纹状叶。
抗花叶病〔b〕为隐性。
现有纯种宽叶不抗病与纯种窄叶抗病两个玉米品种,用部分纯种杂交后得到F1,请利用F1设计一个杂交组合,以获得高产且抗花叶病的植株〔用遗传图解和必要的文字表达〕。
【2017最新模拟题之--生物育种】
2.〔2017届吉林省延吉市汪清六中〕“傻瓜水稻”割完后的稻蔸〔留在土壤中的部分〕第二年还能再生长,并能收获种子。
如图是一种名为“傻瓜水稻”的新品种产生图。
据图分析下面正确的选项是()
A.完成过程①②所依据的遗传学原理是染色体变异
B.完成过程④的作用是选择,其基础是生殖隔离
C.割完后的稻蔸第二年还能再生长,并能收获种子。
其意义是快速繁殖后代
D.如果把除草基因、耐旱基因和抗虫基因移植到傻瓜水稻上,可研究出一套完整的傻瓜水稻栽培技术体系
4.〔2017届江苏省徐州市高三上学期阶段性检测〕将①、②两个植株杂交,得到种子③再作进一步处理,如下图所示。
以下分析错误的选项是
A、由③到④的育种过程依据的主要原理是基因突变
B、由⑤×⑥过程形成的⑧植株有可能是一个新物种
C、假设③的基因型为AaBbDd,那么⑩植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4
D、由③到⑨过程可能发生突变,可为生物进化提供原材料
材料三:
生物学家们正在努力寻找能抵抗这种真菌的野生香蕉,以便培育出新的香蕉品种。
阅读以上材料,回答以下问题:
〔1〕无子、可食香蕉的变异可能来自于。
〔2〕试分析为什么喷洒农药也不能有效地阻止真菌进一步散播?
。
〔3〕假假设生物学家找到了携带该真菌抗性基因的野生香蕉,如何培育出符合要求的无子香蕉?
〔请你简要写出育种思路〕。
〔2〕如果用上述自然授粉收获的种子用于第二年种植,预计收成将比单独种植杂交种减产8%,因此到了收获季节,应收集〔宽叶、窄叶〕植株的种子,第二年播种后,在幼苗期选择〔宽叶、窄叶〕植株栽种,才能保证产量不下降。
〔3〕玉米花叶病由花叶病毒引起,苗期出现黄绿相间条纹状叶。
抗花叶病〔b〕为隐性。
现有纯种宽叶不抗病与纯种窄叶抗病两品种玉米,要获得高产且抗花叶病的品种,可用两纯合亲本进行,得到F1,再用F1进行,即能在较短时间内获得所需品种植株,其基因型是。
选出该玉米植株的简要过程是。
Ⅰ、甲磺酸乙酯〔EMS〕能使鸟嘌呤〔G〕结构改变,不与胞嘧啶〔C〕配对而与胸腺嘧啶〔T〕配对,从而使DNA序列中G—C碱基对转换成A—T碱基对。
育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型,常先将水稻种子用EMS溶液浸泡,再在大田种植,通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。
请回答以下问题。
〔1〕通过EMS溶液处理获得性状变异的水稻,这种可遗传变异称为。
〔2〕用EMS浸泡种子是为了提高,某一性状出现多种变异类型,说明变异具有
的特点。
〔3〕经EMS诱变处理后表现型优良的水稻植株也可能携带有害基因,为了确定是否携带有害基因,可进行基因检测,通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料,这是因为。
〔1〕实验假设是:
___________________________________________。
〔2〕实验设计方案:
①前期准备:
用清水培养洋葱,待根尖长到1cm长。
②分组处理:
甲组滴加一定浓度的秋水仙素溶液、乙组放在下、丙组放在室温下进行培养。
③观察现象:
一段时间后,制作洋葱根尖临时装片,在光学显微镜下观察根尖细胞内。
〔3〕实验结果预测与结论:
假设,说明低温与秋水仙素作用相同,低温能诱导细胞内染色体数目加倍。
假设,说明低温与秋水仙素作用不同,低温不能诱导细胞内染色体数目加倍。
【一年原创】
2.人们试图利用基因工程的方法,用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。
生产流程是:
以下说法正确的选项是()
3.现有A、B、C三个番茄品种,A品种的基因型为aaBBDD,B品种的基因型为AAbbDD,C品种的基因型为AABBdd,三对基因分别位于三对同源染色体上。
假设要利用上述品种培育获得aabbdd植株,至少需要几年()
A.2年B.3年C.4年D.5年
5.以下关于作物育种的表达,正确的选项是()
A.把两个小麦优良性状结合在一起常采用植物体细胞杂交技术
B.改良缺乏某种抗病性的水稻品种常采用单倍体育种
C.培育无子西瓜可用适宜浓度的生长素处理三倍体西瓜雌蕊柱头
D.袁隆平培育的高产、抗逆性强的杂交水稻是基因突变的结果
6.用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)进行育种时,一种方法是杂交得到F1,F1再自交得F2;另一种方法是用F1的花药进行离体培养,再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。
以下表达正确的选项是()
A.前一种方法所得的F2中重组类型和纯合子各占5/8、1/4
B.后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为2/3
C.前一种方法的原理是基因重组,原因是非同源染色体自由组合
D.后一种方法的原理是染色体变异,是由于染色体结构发生改变引起的
7.如图表示某种农作物品种①和②培育出⑥的几种方法,有关说法错误的
是()
【二】非选择题
8.通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。
运用这一技术可使羊乳中含有人体蛋白质,如图表示这一技术的基本过程,在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是-G↓GATCC-,请回答:
(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是_______,人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中需要的酶是_______。
(2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。
9.假设A、b是玉米的优良基因,这两种基因是自由组合的。
现有AABB、aabb两个品种,为培育出优良新品种AAbb,可以采用的方法如下图。
请据图回答以下问题:
(1)由品种AABB、aabb经过过程①②③培育出新品种的育种方法称为________。
经过过程②产生的表现型符合育种要求的植株中,不能稳定遗传的占________。
将A_bb的玉米植株自交,子代中AAbb与Aabb的比是_____________________。
(2)过程⑤常采用_________得到Ab幼苗。
与过程①②③的育种方法相比,过程⑤⑥的育种优势是____________。
(3)科学工作者欲使小麦获得燕麦抗锈病的性状,选择图中__________(填字母)表示的技术手段最为合理可行,该技术手段主要包括:
___________________
___________________________________________________________________。
(4)小麦与玉米杂交,受精卵发育初期出现玉米染色体在细胞分裂时全部丢失的现象,将种子中的胚取出进行组织培养,得到的是小麦_________植株。
(5)图中的遗传育种途径,__________(填字母)所表示的方法具有典型的不定向性。
【热点题型分析】
明辨育种机理,准确解答育种问题
【例2】下图为利用纯合高秆〔D〕抗病〔E〕小麦和纯合矮秆〔d〕染病〔e〕小麦快速培育纯合优良小麦品种矮秆抗病小麦〔ddEE〕的示意图。
以下有关此图表达错误的选项是
A.②过程中发生了非同源染色体的自由组合
B.实施④过程通常用一定浓度的秋水仙素
C.实施③过程依据的主要生物学原理是细胞增殖
D.实施①过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起
【例3】图甲是普通小麦由三种不同植物通过种间杂交的形成过程示意图;图乙是某实验小组利用普通小麦中的高秆抗病〔TTRR〕和矮秆易感病〔ttrr〕两个品种〔两对性状独立遗传〕,通过三种不同途径培育矮杆抗病小麦品种的实验过程图解。
以下说法正确的选项是
解析此题考查育种方法、原理和计算。
杂种一和杂种二是异源二倍体和Y组花药离体培养得到的单倍体植株都不可育,A错;图乙中X组为杂交育种,F2中矮杆抗病性状占总数的3/16,其中,1/16为纯合子、1/8为杂合子,纯合子能稳定遗传,占1/3,检测时不宜测交,防止纯合植株变得杂合,可通过自交后代的性状是否分离来判断,B错;X、Y、Z三种育种方法中,Z组为诱变育种,由于基因突变的不定性性,不容易获得所需性状,C对;花药离体培养时,除花药壁体细胞外,F1产生的花粉有4种,培养获得的植株不全为矮杆抗病,D错。
答案C
【例4】〔2017·广东卷〕为了快速培育抗某种除草剂的水稻,育种工作者综合应用了多种育种方法,过程如下。
请回答以下问题。
⑴从对该种除草剂敏感的二倍水稻植株上取花药离体培养,诱导成___幼苗。
⑵用γ射线照射上述幼苗,目的是___;然后用该除草剂喷洒其幼叶,结果大部分叶片变黄,仅有个别幼叶的小片组织保持绿色,说明这部分组织具有___。
⑶取该部分绿色组织再进行组织培养,诱导植株再生后,用秋水仙素处理幼苗,使染色体___,获得纯合___,移栽到大田后,在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。
⑷对抗性的遗传基础做一步研究,可以选用抗性植株与___杂交,如果___,说明抗性是隐性性状。
F1自交,假设F2的性状分离比为15(敏感):
1(抗性),初步推测___。
题型攻略
【知识储备】几种育种方法的比较
方法
原理
适用条件
优点
不足
方式
杂交
育种
基因
重组
本物种具有所需性状
操作简单,可得到多种性状组合
获得纯种,耗时较长
杂交、连续自交和筛选
单倍体
育种
染色
体数
目的
整倍
变异
选育性状为显性性状时,可显著缩短育种时间
操作相对复杂
用秋水仙素处理或低温诱导单倍体幼苗
多倍体
育种
获得营养物质含量高的品种
生长期延长,结实率低
染色体数目加倍
人工诱
变育种
人工
诱导
基因
突变
各物种暂无所需性状
提高基因突变的频率,创造所需基因和性状
不一定能获得所需性状;可能失去优良性状;筛选范围大、时间长
物理、化学因素诱变
基因工
程育种
DNA
重组
其他物种具有抗病性状
定向改变物种的基因组成
操作复杂,技术含量高
将目的基因导入受体细胞
细胞工
程育种
细胞
重组
克服远源杂交不亲和
体细胞杂交、细胞重组
【易错指导】
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