高考生物一轮复习 第20讲 生物变异在生产上的应用课件 浙科版

第第20讲讲生物变异在生产上的应用生物变异在生产上的应用回归教材夯实双基回归教材夯实双基一、杂交育种一、杂交育种1含义：有目的地将含义：有目的地将_的优良性状组合在一起，培育出更优良的优良性状组合在一起，培育出更优良的新品种。的新品种。2原理：原理：_。3方法：连续方法：连续_、不断选种。、不断选种。4过程：过程：_选择选择_。两个或多个品种两个或多个品种基因重组基因重组自交自交杂交杂交纯合化纯合化二、诱变育种二、诱变育种1含义：利用含义：利用_诱诱导生物发生变异，并从变异后代中选导生物发生变异，并从变异后代中选育新品种的过程。育新品种的过程。2原理：原理：_、染色体畸变。、染色体畸变。物理、化学因素物理、化学因素基因突变基因突变辐射诱变辐射诱变突变频率突变频率较短时间较短时间某些性状某些性状抗逆性抗逆性单倍体单倍体可育纯合子可育纯合子染色体数目变异染色体数目变异缩短育种年限缩短育种年限4花药离体培养育种程序花药离体培养育种程序常规方法获得杂种常规方法获得杂种F1F1花药离体培养形成花药离体培养形成_，并，并诱导其分化成幼苗诱导其分化成幼苗用用_处理幼苗，获得可育处理幼苗，获得可育的纯合植株的纯合植株愈伤组织愈伤组织秋水仙素秋水仙素四、多倍体育种四、多倍体育种1原理：原理：_。2常用方法：用常用方法：用_处理萌处理萌发的种子、幼苗。发的种子、幼苗。3作用机理：秋水仙素能抑制细胞分作用机理：秋水仙素能抑制细胞分裂时裂时_的形成，染色体复制后不的形成，染色体复制后不能分离，最终导致染色体数目加倍。能分离，最终导致染色体数目加倍。染色体数目变异染色体数目变异秋水仙素秋水仙素纺锤体纺锤体4无籽西瓜的培育过程无籽西瓜的培育过程五、转基因技术五、转基因技术1含义：利用含义：利用_和和_的手段，将某种生物的的手段，将某种生物的基因转移到基因转移到_中，使其中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。出现原物种不具有的新性状的技术。2原理：原理：_。分子生物学分子生物学基因工程基因工程其他生物物种其他生物物种基因重组基因重组3过程过程用人工方法将目的基因导入用人工方法将目的基因导入_；目的基因整合到目的基因整合到_上；上；_在受体细胞内得以表达，并在受体细胞内得以表达，并能稳定遗传。能稳定遗传。受体细胞受体细胞受体的染色体受体的染色体目的基因目的基因高频考点深度剖析高频考点深度剖析几种育种方法的比较几种育种方法的比较名名称称原原理理方法方法优点优点缺点缺点应用应用杂杂交交育育种种基基因因重重组组培育培育纯合纯合子品子品种：种：杂交杂交自自交交筛选筛选使分散使分散在同一在同一物种不物种不同品种同品种中的多中的多个优良个优良性状集性状集中于同中于同一个体一个体上上(1)育种时育种时间一般比较间一般比较长长(2)局限于局限于同种或亲缘同种或亲缘关系较近的关系较近的个体个体(3)需及时需及时发现优良品发现优良品种种用纯种用纯种高秆抗高秆抗病小麦病小麦与矮秆与矮秆不抗病不抗病小麦培小麦培育矮秆育矮秆抗病小抗病小麦麦名名称称原原理理方法方法优点优点缺点缺点应用应用杂杂交交育育种种基基因因重重组组培育杂合培育杂合子品种：子品种：一般是选一般是选取纯合双取纯合双亲亲 子子一代一代使分散在使分散在同一物种同一物种不同品种不同品种中的多个中的多个优良性状优良性状集中于同集中于同一个体上一个体上年年年年制种制种杂交水杂交水稻、杂稻、杂交玉米交玉米等等名名称称原原理理方法方法优点优点缺点缺点应应用用诱诱变变育育种种基基因因突突变变诱变诱变因素因素处理处理后筛后筛选选提高变异提高变异频率，加频率，加快育种进快育种进程，大幅程，大幅度改良某度改良某些性状些性状盲目性大，盲目性大，有利变异少，有利变异少，工作量大，工作量大，需要大量的需要大量的供试材料供试材料高高产产青青霉霉菌菌名称名称 原理原理方法方法优点优点缺点缺点应用应用单倍单倍体育体育种种染色染色体畸体畸变变杂交杂交F1花药离体花药离体培养培养幼苗幼苗秋水仙素秋水仙素处理处理选育选育明显缩短育明显缩短育种年限，子种年限，子代均为纯合代均为纯合子，加速育子，加速育种进程种进程技术技术复杂复杂用纯种高用纯种高秆抗病小秆抗病小麦与矮秆麦与矮秆不抗病小不抗病小麦快速培麦快速培育矮秆抗育矮秆抗病小麦病小麦名名称称原原理理方法方法优点优点缺点缺点应用应用多多倍倍体体育育种种染染色色体体畸畸变变用一定用一定浓度的浓度的秋水仙秋水仙素处理素处理萌发的萌发的种子或种子或幼苗幼苗操作简操作简单，能单，能较快获较快获得所需得所需品种品种所获品所获品种发育种发育延迟，延迟，结实率结实率低，一低，一般只适般只适用于植用于植物物三倍体三倍体无籽西无籽西瓜、八瓜、八倍体小倍体小黑麦黑麦名称名称原原理理方法方法优点优点缺点缺点应用应用基因基因工程工程育种育种基基因因重重组组提取目的基提取目的基因因目的基目的基因与载体结因与载体结合合将目的将目的基因导入受基因导入受体细胞体细胞目目的基因的检的基因的检测与鉴定测与鉴定筛选获得优筛选获得优良个体良个体(1)目的性目的性强，育种强，育种周期短；周期短；(2)克服了克服了远缘杂交远缘杂交不亲和的不亲和的障碍障碍技术复技术复杂，安杂，安全性问全性问题多，题多，有可能有可能引起生引起生态危机态危机转基转基因因“向向日葵日葵豆豆”、转基转基因抗因抗虫棉虫棉易误警示易误警示杂种优势不同于杂交育种，杂种优势杂种优势不同于杂交育种，杂种优势是杂交子一代所表现的优良性状。是杂交子一代所表现的优良性状。即时应用即时应用1以下培育原理相同的一组是以下培育原理相同的一组是()A太空椒和抗虫棉太空椒和抗虫棉B无籽番茄和无籽番茄和“番茄番茄马铃薯马铃薯”C高产优质杂交水稻和青霉素高产菌株高产优质杂交水稻和青霉素高产菌株D无籽西瓜和八倍体小黑麦无籽西瓜和八倍体小黑麦解析：选解析：选D。太空椒、青霉素高产菌株属。太空椒、青霉素高产菌株属于人工诱变育种，原理是基因突变；于人工诱变育种，原理是基因突变；番茄番茄马铃薯利用了植物体细胞杂交马铃薯利用了植物体细胞杂交的方法；高产优质杂交水稻利用了杂的方法；高产优质杂交水稻利用了杂交育种方法，原理是基因重组；抗虫交育种方法，原理是基因重组；抗虫棉属于基因工程，原理是基因重组；棉属于基因工程，原理是基因重组；无籽番茄利用了生长素促进果实发育无籽番茄利用了生长素促进果实发育的原理；八倍体小黑麦和无籽西瓜的的原理；八倍体小黑麦和无籽西瓜的原理都是染色体畸变，属于多倍体育原理都是染色体畸变，属于多倍体育种。种。2如图表示某种农作物品种如图表示某种农作物品种和和培培育出育出的几种方法，有关说法错误的的几种方法，有关说法错误的是是()A经过经过培育形成培育形成常用的方法是花常用的方法是花药离体培养药离体培养B过程过程常用一定浓度的秋水仙素处常用一定浓度的秋水仙素处理理的幼苗的幼苗C由品种由品种直接形成直接形成的过程必须经的过程必须经过基因突变过基因突变D由品种由品种和和培育能稳定遗传的品培育能稳定遗传的品种种的最快途径是的最快途径是V解析：选解析：选D。品种。品种的基因型为的基因型为AABB，品种品种的基因型为的基因型为aabb，要培育出基因，要培育出基因型为型为AAbb的品种的品种最快的途径应为单最快的途径应为单倍体育种，所以应为途径倍体育种，所以应为途径，而而途径获得的子代中既有纯合子途径获得的子代中既有纯合子又有杂合子，还需要不断的连续自交进又有杂合子，还需要不断的连续自交进行筛选才能获得需要的品种行筛选才能获得需要的品种。不同需求的育种方法的选择不同需求的育种方法的选择与分析与分析1育种的目的：育种的根本目的是培育种的目的：育种的根本目的是培育具有优良性状育具有优良性状(抗逆性好、生活力强、抗逆性好、生活力强、产量高、品质优良产量高、品质优良)的新品种，以便更的新品种，以便更好地为人类服务。从基因组成上看，目好地为人类服务。从基因组成上看，目标品种可能是纯合子，可防止后代发生标品种可能是纯合子，可防止后代发生性状分离，便于制种和推广；性状分离，便于制种和推广；也有可能是杂合子，即利用杂种优势也有可能是杂合子，即利用杂种优势的原理，如杂交水稻的培育、玉米的的原理，如杂交水稻的培育、玉米的制种等。制种等。2几种常用育种方式的步骤几种常用育种方式的步骤(1)利用杂交育种培育宽叶抗病植株利用杂交育种培育宽叶抗病植株(2)利用单倍体育种培育宽叶抗病植株利用单倍体育种培育宽叶抗病植株(3)利用多倍体育种培育无籽西瓜利用多倍体育种培育无籽西瓜即时应用即时应用3下列有关育种的叙述中，错误的是下列有关育种的叙述中，错误的是()A用于大田生产的优良品种不一定是纯合用于大田生产的优良品种不一定是纯合子子B通过植物组织培养技术培育脱毒苗，筛通过植物组织培养技术培育脱毒苗，筛选培育抗病毒新品种选培育抗病毒新品种C诱变育种可提高突变频率，加速新基因诱变育种可提高突变频率，加速新基因的产生，从而加速育种进程的产生，从而加速育种进程D为了避免对三倍体无籽西瓜年年为了避免对三倍体无籽西瓜年年制种，可利用植物组织培养快速繁殖制种，可利用植物组织培养快速繁殖解析：选解析：选B。通过植物组织培养技术培。通过植物组织培养技术培育的脱毒苗没有病毒，但不一定能抗育的脱毒苗没有病毒，但不一定能抗病毒。病毒。4已知小麦的高秆对矮秆为显性已知小麦的高秆对矮秆为显性(用用A、a 表示表示)，矮秆具有抗倒伏特性，抗锈，矮秆具有抗倒伏特性，抗锈病对易染锈病为显性病对易染锈病为显性(用用B、b表示表示)。现有基因型为现有基因型为AABB、AAbb、aabb三个纯系品种，请设计实验培育出能三个纯系品种，请设计实验培育出能稳定遗传的双抗小麦新品种。稳定遗传的双抗小麦新品种。.采用杂交育种采用杂交育种(1)依据依据_原理。原理。(2)所采用亲本的基因型为所采用亲本的基因型为_，理由是理由是_。(3)基本育种过程为：基本育种过程为：_；_；_；_。.采用单倍体育种采用单倍体育种(1)依据原理是依据原理是_。(2)请用流程图形式写出育种过程请用流程图形式写出育种过程(要有要有简单文字描述简单文字描述)。答案：答案：.(1)基因重组基因重组(2)AABB、aabb两品种各含一个不同的优良性两品种各含一个不同的优良性状状(3)让让AABB和和aabb两亲本杂交两亲本杂交得到得到F1(AaBb)让让F1自交得自交得F2选选出出F2中矮秆抗锈病小麦自交得中矮秆抗锈病小麦自交得F3保留保留F3中未出现性状分离的个体，再中未出现性状分离的个体，再重复重复过程过程.(1)染色体畸变染色体畸变1审题流程：审题流程：在题干中寻找供选品种在题干中寻找供选品种在设问中挖掘在设问中挖掘育种条件育种条件(如最短时间、抗病毒感染如最短时间、抗病毒感染等等)明确目的品种。明确目的品种。2反推流程：反推流程：根据目的品种的表现型写出相应的基根据目的品种的表现型写出相应的基因型因型反思是否存在更好的育种方法反思是否存在更好的育种方法确定育种的亲本及育种方法。确定育种的亲本及育种方法。如图所示，科研小组用如图所示，科研小组用60Co照射棉照射棉花种子，诱变当代获得棕色花种子，诱变当代获得棕色(纤维颜色纤维颜色)新新性状，诱变性状，诱变代获得低酚代获得低酚(棉酚含量棉酚含量)新性新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因状。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控制，棉酚含量由另一对基因(B、b)控控制，两对基因独立遗传。制，两对基因独立遗传。(1)两个新性状中，棕色是两个新性状中，棕色是_性状，性状，低酚是低酚是_性状。性状。(2)诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是基因型是_，白色、高酚的棉花，白色、高酚的棉花植株基因型是植株基因型是_。(3)棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变研究人员将诱变1代中棕色、高酚植株代中棕色、高酚植株自自交，每株自交后代种植在一个单独的区交，每株自交后代种植在一个单独的区域，从域，从_的区域中得到纯合棕的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合子作为色、高酚植株。请你利用该纯合子作为一个亲本，再从诱变一个亲本，再从诱变1代中选择另一个代中选择另一个亲亲本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产(棕色、低酚棕色、低酚)的纯合棉花新品种的纯合棉花新品种(用遗传用遗传图解和必要的文字表示图解和必要的文字表示)。【解析解析】(1)由诱变当代自交，诱变由诱变当代自交，诱变1代发生性状分离可确定棕色为显性性状，代发生性状分离可确定棕色为显性性状，低酚是隐性性状。低酚是隐性性状。(2)由诱变当代棕色、由诱变当代棕色、高酚自交结果，颜色发生性状分离，高高酚自交结果，颜色发生性状分离，高酚稳定遗传，可确定棕色高酚植株的基酚稳定遗传，可确定棕色高酚植株的基因型为因型为AaBB，同理可确定白色高酚植株，同理可确定白色高酚植株的基因型为的基因型为aaBb。(3)诱变诱变1代中棕色高酚植株有纯合的代中棕色高酚植株有纯合的AABB和杂合的和杂合的AaBB，自交不发生性状，自交不发生性状分离的为纯合子分离的为纯合子AABB。要培育棕色低。要培育棕色低酚的纯合植株酚的纯合植株AAbb，需用，需用AABB植株与植株与诱变诱变1代的白色低酚代的白色低酚aabb植株杂交，因植株杂交，因要求尽快选育则需用可明显缩短育种年要求尽快选育则需用可明显缩短育种年限的单倍体育种方法育种。限的单倍体育种方法育种。【答案答案】(1)显性显性隐性隐性(2)AaBBaaBb(3)不发生性状分离不发生性状分离(或全为棕或全为棕色色棉，或没有出现白色棉棉，或没有出现白色棉)育种方法的选择不恰当育种方法的选择不恰当传统的农作物育种方法一般是杂传统的农作物育种方法一般是杂交育种，如图为抗旱小麦的几种不同交育种，如图为抗旱小麦的几种不同育种方法示意图。据图回答下列问题：育种方法示意图。据图回答下列问题：(1)图中图中A至至D方向所示的途径表示方向所示的途径表示_育种方式，其育种原理是育种方式，其育种原理是_。(2)若改良缺乏抗旱性状的小麦品种，若改良缺乏抗旱性状的小麦品种，不宜直接采用不宜直接采用_的方法进行育种。的方法进行育种。(3)由由G、HJ过程涉及的生物工程技过程涉及的生物工程技术有术有_。【解析解析】(1)杂交育种的原理是基因杂交育种的原理是基因重组，通过杂交使不同亲本的优良性重组，通过杂交使不同亲本的优良性状集于一体，对于显性基因控制的性状集于一体，对于显性基因控制的性状，再通过连续自交，直到不发生性状，再通过连续自交，直到不发生性状分离才能获得生产需要的新品种。状分离才能获得生产需要的新品种。(2)因为缺乏抗旱性状的小麦品种没有因为缺乏抗旱性状的小麦品种没有抗旱基因，植株通过减数分裂产生的抗旱基因，植株通过减数分裂产生的雄配子中不存在抗旱基因，因此用花雄配子中不存在抗旱基因，因此用花药离体培养方法直接处理没有抗旱基药离体培养方法直接处理没有抗旱基因的亲本不会达到目的。因的亲本不会达到目的。(3)G表示转基因技术，表示转基因技术，HJ表示植物表示植物组织培养技术。组织培养技术。【答案答案】(1)杂交杂交基因重组基因重组(2)单单倍体育种倍体育种(3)基因工程基因工程(或基因拼接或基因拼接技术或技术或DNA重组技术或转基因技术重组技术或转基因技术)和和植物组织培养技术植物组织培养技术纠错笔记纠错笔记育种方法的选择育种方法的选择目目标标集中集中双亲双亲优良优良性状性状诱发原诱发原品种产品种产生新性生新性状状缩短缩短育种育种年限年限对原品对原品种性状种性状“增大增大”或或“加加强强”对原品对原品种实施种实施“定向定向”改造改造方方法法杂交杂交育种育种诱变育诱变育种种单倍单倍体育体育种种多倍体多倍体育种育种基因工基因工程育种程育种育种原理分析不到位育种原理分析不到位彩色小麦是河南著名的育种专家周彩色小麦是河南著名的育种专家周中普带领的科研小组，经过中普带领的科研小组，经过10多年的努多年的努力，采用力，采用“化学诱变化学诱变”、“物理诱变物理诱变”和和“远远缘杂交缘杂交”三结合的育种方法培育而成的。三结合的育种方法培育而成的。其蛋白质、锌、铁、钙的含量均超过普其蛋白质、锌、铁、钙的含量均超过普通小麦，并含有普通小麦没有的微量元通小麦，并含有普通小麦没有的微量元素，种皮上呈现出不同的色彩，故被素，种皮上呈现出不同的色彩，故被称为彩色小麦。目前，彩色小麦已经称为彩色小麦。目前，彩色小麦已经被列入我国太空育种计划，以创造出被列入我国太空育种计划，以创造出更优质的小麦新品种。更优质的小麦新品种。(1)“化学诱变化学诱变”和和“物理诱变物理诱变”的育种方的育种方法是法是_育种，其原理是育种，其原理是_和和_，“化学诱变化学诱变”和和“物理诱物理诱变变”可以提高可以提高_，创造出人类，创造出人类需要的需要的_。(2)“远缘杂交远缘杂交”育种方法的原理是育种方法的原理是_，“远缘杂交远缘杂交”由于亲由于亲本间的遗传物质相差较大，因此本间的遗传物质相差较大，因此_的可能性较大。的可能性较大。【常见错误常见错误】第第(2)问误答为染色体问误答为染色体畸变。畸变。【错因分析错因分析】误认为远缘杂交的基本原误认为远缘杂交的基本原理是染色体畸变。远缘杂交的基本方法是理是染色体畸变。远缘杂交的基本方法是通过杂交手段将两个不同亲本的优良性状通过杂交手段将两个不同亲本的优良性状集中在一起，其原理是基因重组，而不是集中在一起，其原理是基因重组，而不是染色体畸变。染色体畸变。【正确答案正确答案】(1)诱变诱变基因突变基因突变染色体畸变染色体畸变突变率突变率变异类型变异类型(2)基因重组基因重组优良性状集中优良性状集中