可遗传变异与育种.doc

可遗传变异与育种.doc 一、几种育种的比较 名称 原理 特点(优、缺点) 不同优良性状集中于同一个体;育种年限杂交育种 基因重组 杂交、自交 较长 提高变异频率，大幅度改良某些性状;但诱变育种 基因突变 物理、化学因素诱变 有利变异少，须大量处理供试材料 花药离体培养成单倍体，再诱导染自交后代不发生性状分离，可缩短育种年单倍体育种 色体加倍 限;技术复杂，且须与杂交育种配合 染色体变 异 常用秋水仙素处理萌发的种子或获得营养物质含量高的品种;发育延迟，多倍体育种 幼苗，使之发育成多倍体植株 结实率低 基因工程育基因是遗转基因技术将目的基因引入生物打破物种界限，定向改变生物性状;可能种 传单位 体内，培育新品种 引起生态危机 细胞融合技不同或相同种生物原生质体融合 克服远缘杂交不亲和障碍;技术难度高 基因重组、术 染色体变细胞核移植将具备所需性性状的的体细胞核可改良动物品种或保护濒危物种;技术要异 技术 移植到去核卵中 求高 二、基因突变、基因重组、染色体变异比较 基因突变 基因重组 染色体变异 适用范围 任何生物均可发生 真核、有性生殖、核遗传 真核生物、细胞核遗传 基因结构改变，光镜下看染色体内部结构改变或个别基因重新组合，产生新基因型，使性状本质 不到，产生新基因，出现染色体增减或染色体组成倍重新组合 新性状 增减，光镜下能看到 发生时期间期，碱基互补配对出现减?四分体时期非姐妹染色单体交叉互细胞分裂时染色体不分离 及原因 差错 换和减?后期非同源染色体自由组合 发生可能 可能性很小 非常普遍 可能性较小 外界条件剧变和内部因不同个体间的杂交，有性生殖过程中减外界条件剧变和内部因素的发生条件 素的相互作用 数分裂和受精作用 相互作用 后代变异类类型少，出现频率少，后类型多，且出现频率大 类型少，出现频率少 型出现频率 代只个别性状发生变异 种类 自然突变;人工诱变 基因自由组合;基因交换 染色体数目、结构变异 变异的根本来源，为生物为生物变异提供了极其丰富的来源，是生对生物进化有一定意义，单意义 进化提供了最初的原材料 物多样性原因之一，对进化有重要意义 倍体或多倍体育种 经典模拟 【例题1】基因突变是生物变异的根本来源。下列关于基因突变特点的说法正确的是( ) A(无论是低等还是高等生物都可能发生突变 B(生物在个体发育的特定时期才可发生突变 C(突变只能定向形成新的等位基因 D(突变对生物的生存往往是有利的 【解析】基因突变的特点是普遍性、低频性、不定向性(多向性)、随机性、多害少利性，所以B、C、D都不对。 【】A 【考点分析】考查基因突变的特点 1 【例题2】自然界中，一种生物某一基因及突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下: 正常基因:精氨酸—苯丙氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸 突变基因1:精氨酸—苯丙氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸 突变基因2:精氨酸—亮氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸 突变基因3:精氨酸—苯丙氨酸—苏氨酸—酪氨酸—丙氨酸 根据上述氨基酸序列确定这3种突变基因DNA分子的改变是 A(突变基因1和2为一个碱基的替换，突变基因3为一个碱基的增添 B(突变基因2和3为一个碱基的替换，突变基因1为一个碱基的增添 C(突变基因1为一个碱基替换，突变基因2和3为一个碱基的缺失 D(突变基因2为一个碱基的替换，突变基因1和3为一个碱基的缺失【解析】基因突变是指基因中碱基对的替换、增添或缺失。通过三种突变基因与正常基因决定的蛋白质的部分氨基酸的序列比较，碱基缺失是不可能的;突变基因1与正常基因所决定的氨基酸序列一致，说明其为个别碱基的替换，这属于中性突变;突变基因2与正常基因所决定的氨基酸序列大体上一致，只是苯丙氨酸变为亮氨酸，说明其也为个别碱基替换;突变基因3与正常基因所决定的差别很大，只有精氨酸没变，说明该基因突变的位置很可能是在控制精氨酸的碱基之后增添了个别碱基，从而导致其后氨基酸序列不同。【答案】A 【考点分析】考查基因突变的影响 【例题3】2007年诺贝尔生理学或医学奖授予美国的卡佩奇和史密斯以及英国的埃文斯等3位科学家，以表彰他们在“基因靶向”技术上的贡献。“基因靶向”又称“基因敲除”或“基因打靶”，是指定向替换生物某一基因的技术。它依据的遗传学原理是( ) A(基因突变 B(基因重组 C(染色体变异 D(DNA复制 【解析】:定向替换生物某一基因，相当于基因工程，基因工程的原理是基因重组。 【答案】B 【考点分析】考查基因突变与基因重组的区别 【例题4】某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于( ) A(三倍体、染色体片段增加、三体、染色体片段缺失 B(三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段增加 C(三体、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失 D(染色体片段缺失、三体、染色体片段增加、三倍体 【解析】本题考查生物染色体变异的类型。图a只有一组同源染色体为3条，其余均2条，是三体;图b染色体上增加了一片段;图c含三个染色体组;图d染色体缺失片段3和4。 2 【答案】C 【考点分析】考查染色体变异类型的判断 【例题5】下图是甲、乙两种生物的体细胞内染色体情况示意图，则染色体数与图示相同的甲、乙两种生物体细胞的基因型可依次表示为 A(甲:AaBb 乙:AAaBbb B(甲:AaaaBBbb 乙:AaBB C(甲:AAaaBbbb 乙:AaaBBb D(甲:AaaBbb 乙:AAaaBbbb 【解析】从图可知，甲生物体细胞内染色体相同的为四条，甲生物为四倍体;乙生物体细胞内染色体相同的为三条，乙生物为三倍体;则甲、乙两种生物体细胞的基因型可依次表示为甲:AAaaBbbb;乙:AaaBBb 【答案】C 【考点分析】染色体倍数的判断 【例题6】要将基因型为AaBB的生物，培育出以下基因型的生物:?AaBb;?AaBBC;?AAaaBBBB;?aB。则对应的育种方法依次是( ) A(诱变育种、转基因技术、细胞融合、花药离体培养 B(杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种 C(花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术 D(多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术 【解析】基因型为AaBB的生物要培育出AaBb的植物，可利用物理或化学方法处理材料，通过基因突变获得;要获得AaBBC的生物，由于本物种没有C基因，所以必须通过转基因技术;要获得AAaaBBBB的生物，可通过细胞融合;要获得aB的生物，可利用花药离体培养获得。 【答案】A 【考点分析】考查各种育种方式的比较 【例题7】质粒是基因工程中最常用的运载体,它存在于许多细菌体内。质粒上有标记基因如右下图所示，通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，下表是外源基因插入位置(插入点有a、b、c，a为抗氨苄青霉素基因，b为抗四环素基因)，请根据表中提供细菌的生长情况，推测???三种重组后细菌的外源基因插入点正确的一组是( ) 细菌在含氨苄青霉素 细菌在含四环素 培养基上生长情况 培养基上生长情况 ? 能生长 能生长 ? 能生长 不能生长 ? 不能生长 能生长 A(?是c，?是b，?是a B(?是a和b，?是a ，?是b C(?是a和b，?是b，?是a D(?是c，?是a，?是b 【解析】插入的位点如果破坏了基因的完整性，则基因无法表达，如a、b两个位点，c位点则能正常表达;?项两个标记基因都正常，说明插入位点是c点;?项不能在四环素中生长，说明插入位点在b;?项不能在氨苄青霉素培养基上生长说明插入位点在a。 【答案】A 3 【考点分析】考查基因工程的应用 高考再现 【例题13】下面是某基因的部分碱基序列，该片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“异亮氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—缬氨酸(异亮氨酸的密码子是AUA)”。如果箭头所指碱基对A—T缺失，该片段所编码的氨基 酸序列为 ( ) A.异亮氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸— B.异亮氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸— C.精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸— D.亮氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸— 【解析】由于碱基对A—T缺失，导致天冬氨酸被改变，天冬氨酸之前的氨基酸序列没有改变，所以A、C、D错。 【答案】 B 【考点分析】考查基因突变的实质 【例题14】下面为6 据图回答下列问题: (1)图中A至D方向所示的途径表示 ______________育种方式，这种方法属常规育种，一般从F2代开始选种，这是因为______________ 。A?B?C的途径表示 育种方式，这两种育种方式中后者的优越性主要表现在______________ (2)B常用的方法为______________ (3)E方法所用的原理是______________，所用的方法如______________ 、______________ 。育种时所需处理的种子应是萌动的(而非休眠的)种子，原因是______________ ______________ ______________ 。 (4)C、F过程最常用的药剂是______________，其作用的原理是______________ (5)由G到H过程中涉及的生物技术有 ______________和______________ (6)K?L?M这种育种方法的优越性表现在____________________________________。 4 【解析】方法1应为杂交育种，它的可操作性最强，但育种周期最长;方法2为单倍体育种，其最大优点为明显缩短育种周期;方法3为诱变育种，这种方法获得新品种的速度最快，但因有利变异往往不多，需大量处理供试材料;方法4为多倍体育种，它可获得性状改良的多倍体;方法5为转基因技术即基因工程育种，它可定向改造生物性状获得新品种;方法6为细胞工程育种，它可克服远缘杂交不亲和障碍，培育生物新品种。 【答案】(1)杂交 从F2代开始发生性状分离 单倍体 明显缩短育种年限 (2)花药离 体培养 (3)基因突变X射线、紫外线、激光 亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素(理 化因素需各说出一项) 种子萌动后进行细胞分裂，DNA在复制过程中可能由于某种 因素的影响发生基因突变(4)秋水仙素 在细胞分裂时，抑制纺锤体形成，引起染色 体数目加倍(5)基因工程或DNA拼接技术或DNA重组技术或转基因技术 植物组织培 养技术 (6 【考点分析】综合考查变异与育种 【专题突破】 易错点1 对不同类型基因突变对性状的影响模糊不清 【例题1】下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子) A(第6位的C被替换为A B(第9位与第10位之间插入1个G C(第100、101、102位被替换为CTC D(第103至105位的碱基全部缺失 【错题分析】错选本题的原因在于对不同类型的基因突变对性状的影响模糊不清。 【解题指导】本题考查的是基因突变和的过程。DNA上的碱基对的增添、缺失或替换称之为DNA突变。发生突变了则mRNA的序列发生改变。A和C只发生一个密码子发生改变，即只有一个氨基酸发生改变，其他位置氨基酸不发生改变;B中插入一个碱基，则后边的密码子全部发生了改变，即后边所有的氨基酸都发生改变;而D选项的处理只是在合成的蛋白质中少了一个氨基酸。 【正确答案】B 【变式练习】下图是大肠杆菌的一段碱基序列，若在第9位与第10位之间插入1个G，下列说法正确的是 A(如果使其编码的蛋白质受到的影响最小，应该在后边再增加3个碱基 B(如果使其编码的蛋白质受到的影响最小，应该在后边再减少3个碱基 C(如果使其编码的蛋白质受到的影响最小，应该在后边再增加4个碱基 D(如果使其编码的蛋白质受到的影响最小，应该在后边再减少4个碱基 易错点2 对基因重组的几种类型区分不清楚 【例题2】以下有关基因重组的叙述，正确的是 A(非同源染色体的自由组合能导致基因重组 B(姐妹染色单体间相同片段的交换导致基因重组 C(基因重组导致纯合体自交后代出现性状分离 D(同卵双生兄弟间的性状差异是基因重组导致的 【错题分析】错选的原因在于基因重组的几种类型区分不清楚。 5 【解题指导】本题考查的是基因重组的几种类型。基因重组主要有以下几种类型:在生物体进行减数分裂形成配子时，同源染色体分开，非同源染色体自由组合，这样非同源染色体上的基因就进行了重组;还有就是在减数分裂形成四分体时期，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交叉互换而发生交换，导致基因重组;还有一种类型就是基因工程。因此可见选项A是正确的;选项B中相同片段是相同基因，不是等位基因;C中纯合体自交不会出现性状分离;D中同卵双生兄弟间的性状差异是基因突变引起的。 【正确答案】A 【变式练习】以下是关于基因重组和染色体变异的几种说法，其中正确的是 A. 染色体上某个基因的增添或缺失不属于染色体变异 B. 染色体上DNA碱基对的增添或缺失属于染色体变异 C. 同源染色体上的姐妹染色单体交叉互换属于基因重组 D. 非同源染色体之间进行交叉互换属于基因重组 易错点3 不同细胞染色体倍性变化与育种 【例题3】将一粒花粉进行组织培养，对刚分化出来的芽用秋水仙素处理，长大后该植物正常开花结果。与该植株珠被细胞染色体数目不相同的是 A(根细胞 B(叶细胞 C(花瓣细胞 D(子房壁细胞 【错题分析】错选本题的原因在于对单倍体育种过程不熟悉。容易错选B和C选项，原因是认为珠被细胞中染色体数目应该和配子中一样。 【解题指导】本题考查的是单倍体育种的过程。花药离体培养获得的植株称之为单倍体，因为是由配子发育来的，体细胞中染色体数目是正常植株的一半。当用秋水仙素处理后会加倍，恢复正常植株的染色体数目。将花粉进行组织培养，当芽分化形成，根也已形成。然后对刚分化出来的芽用秋水仙素加倍处理，那么由芽形成的各种结构中染色体都加倍，因此只有根细胞与珠被细胞的染色体数目不相同。 【正确答案】A 【变式练习】用一定浓度的秋水仙素处理二倍体水稻(2N=24)的幼苗，由该幼苗发育成的植株的各部分细胞中，染色体数目分别是 A. 卵细胞12，子房24，胚乳细胞36 B. 卵细胞24，子房48，胚乳细胞72 C. 卵细胞12。子房24，胚乳细胞24 D. 卵细胞24，子房24，胚乳细胞48 易错点4 对育种过程以及育种方式、原理混淆 【例题4】下图为四种不同的育种方法，分析回答: 6 (1)图中A、D方向所示的途径表示杂交育种方式，一般从F2开始选种，这是因为_____________。 (2)若亲本的基因型有以下四种类型 ?两亲本相互杂交，后代表现型为3:1的杂交组合是___________________。 ?选乙、丁为亲本，经A、B、C途径可培育出________种纯合植物。该育种方法突出的优点是______________________________ (3)E方法所运用的原理是__________________。 (4)下列经F方法培育而成的新品种是_________。 A(太空椒 B(无籽番茄 C(白菜-甘蓝 D(八倍体小黑麦 【错题分析】做错本题的原因主要在于对育种过程以及育种方式、原理混淆。 【解题指导】本题主要考查的是几种育种方式的比较，以及育种的过程。题目中所涉及到的育种方式有杂交育种(A、D)、单倍体育种(A、B、C)、诱变育种(E)、人工诱导多倍体育种(F)，其育种原理分别是基因重组、染色体变异、基因突变、染色体变异。 (1)A、D途径表示的是杂交育种，是将两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。因为在F2中才出现性状分离，所以在F2开始选种。 (2)由自由组合定律，甲×乙后代表现型比例为3:1。乙和丁杂交，F1的基因型为AaBb,Aabb,所产生的配子有AB,Ab,aB,ab四种。所以用秋水仙素处理之后可以获得4种纯合植株。单倍体育种的最大优点就是明显缩短了育种年限，因为所得到的植株都是纯合的，不发生性状分离。 (3)诱变育种可以产生新的基因，原理是基因突变。 (4)F方法是人工诱导多倍体育种，和八倍体小黑麦的育种方法一样。其中太空椒的育种方法是诱变育种，无子番茄是涂抹生长素得到的，白菜-甘蓝是通过细胞杂交得到的。 【正确答案】(1)从F2开始出现性状分离 (2) 甲×乙 4 明显缩短育种年限 (3)基因突变 (4)D 【专题综合】 综合1:以育种方式、方法作为命题背景，综合考查基因突变、基因重组、染色体变异; 【例题1】下图表示以某种作物中的?和?两个品种分别培育出???三个新品种的过程，有关说法正确的是( 7 A. B. C. D.图中培育出?所依据的原理是基因突变和基因重组 【解析】用?和?培育成?的过程中所采用的方法?和?分别称为杂交和自交。?培育出?常用化学药剂秋水仙素进行诱变处理，属于多倍体育种。图中培育出?所依据的原理是基因重组和染色体变异。 【答案】B 8