浙江专用2024-2025学年高中生物第四章生物的变异第17课时生物变异在生产上的应用教案必修2

PAGEPAGE16第17课时生物变异在生产上的应用学问内容考试属性及要求考情解读必考加试杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种aa1．简述杂交育种的过程，说出人工诱变的方法和诱变育种的主要特点，举例说明杂交育种和诱变育种在农业生产中的应用。2．举例说出单倍体育种和多倍体育种的过程和特点。3．举例说出转基因技术及其应用。4．关注转基因生物和转基因食品的平安性。5．运用相关学问解决生产实际问题。杂交育种和诱变育种在农业生产中的应用bb转基因技术bb转基因生物和转基因食品的平安性b生物变异在生产上的应用c考点一杂交育种、诱变育种(a/a)及其在农业生产中的应用(b/b)1．杂交育种及其在生产中的应用(1)原理：基因重组。(2)概念：有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，培育出更优良的新品种。(3)育种流程①选取双亲eq\o(→,\s\up7(杂交))子一代eq\o(→,\s\up7(自交))子二代eq\o(→,\s\up7(选出符合要求的个体连续自交))选出稳定遗传的个体推广。②实例：培育能稳定遗传的抗病红果肉番茄P抗病、黄果肉ssrr×易感病、红果肉SSRR↓F1易感病、红果肉SsRr↓⊗F23/16抗病红果肉ssR_↓连续多代自交，直至不再发生性状分别为止选择既能抗病又是红果肉的能稳定遗传的优良品种(4)优点：可以将多个品种的优良性状集中在一起。(5)缺点：育种周期长；育种筛选过程困难；不能产生新基因和新性状。2．诱变育种含义利用物理、化学因素诱导生物发生变异，并从变异后代中选育新品种的过程原理基因突变和染色体畸变人工诱变方法辐射诱变和化学诱变优点①可提高突变频率②能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状③改良作物品质，增加抗逆性缺点由于突变的多方向性，育种具有确定的盲目性。获得志向的个体须要处理大量的材料应用①植物：“太辐一号”小麦，用辐射处理萌发的种子或者幼苗②微生物：高产青霉素菌株③动物：家蚕利用辐射的方法将常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，使ZW卵和不带卵色的ZZ卵有所区分1．杂交育种所依据的主要遗传学原理是()A．基因突变 B．基因自由组合C．染色体交叉互换 D．染色体结构变异解析基因突变是诱变育种所依据的主要遗传学原理，A错误；杂交育种所依据的主要遗传学原理是基因重组即基因自由组合，B正确；染色体交叉互换不是生物育种所依据的遗传学原理，C错误；染色体结构变异有缺失、重复、倒位和易位，不是生物育种的遗传学原理，D错误。答案B2．一种植物只开红花，但在红花中偶然出现了一朵白花，若将白花种子种下去，它的后代都开白花，其缘由是()A．自然杂交 B．基因突变C．基因重组 D．染色体畸变解析依据题意，一种植株上开满红花，其中仅出现一朵白花，最可能的状况是发生了基因突变的结果，从而导致性状变更。答案B【归纳总结】诱变育种与杂交育种的比较项目杂交育种诱变育种原理基因重组基因突变和染色体畸变方法杂交→自交→筛选→自交辐射诱变、化学诱变优点使不同个体的优良性状集中于同一个体上可以提高突变的频率，大幅度改良某些性状，加速育种进程局限性育种年限较长有利变异的个体不多，需处理大量试验材料杂交玉米是利用杂种优势的特点__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________太空红皮南瓜______________________________________________________________________________________________________________________________________________________考点二单倍体育种、多倍体育种(a/a)1．单倍体育种(1)概念：利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法。(2)单倍体特点：植株小而弱，且高度不育。(3)原理：染色体畸变。(4)程序利用常规方法获得杂种F1，将F1的花药放在人工培育基上进行离体培育，花粉细胞经多次分裂形成愈伤组织，诱导愈伤组织分化成幼苗。用秋水仙素处理幼苗，染色体加倍后成为可育的纯合植物。(5)特点①缩短育种年限。②能解除显隐性干扰，提高效率。2．多倍体育种(1)多倍体特点：细胞比二倍体的大，细胞内有机物的含量高、抗逆性强。(2)原理：染色体畸变。(3)人工诱变多倍体①方法：目前效果较好的方法是用秋水仙素处理萌发的种子、幼苗等。②机理：秋水仙素能抑制细胞分裂时纺锤体的形成，因此染色体虽已复制，但不能分别，最终导致染色体数目加倍。(4)实例：三倍体无籽西瓜的培育第一年用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗时，处理的部位是芽尖，因为芽尖细胞分裂旺盛。其次年将二倍体的花粉传到三倍体植株的雌花上，作用是刺激子房发育成果实；三倍体西瓜无籽的缘由是减数分裂时染色体联会紊乱，不能形成正常配子。3．(2024·浙江4月选考)用六倍体小麦和二倍体黑麦培育出异源八倍体小黑麦。这种育种方式属于()A．转基因育种 B．辐射诱变育种C．化学诱变育种 D．多倍体育种解析六倍体小麦和二倍体黑麦杂交获得异源四倍体，然后用秋水仙素处理诱导染色体加倍，经选育得到异源八倍体小黑麦，这种人工诱导多倍体的育种方式即多倍体育种。答案D4．(2024·绍兴选考模拟)下列有关单倍体育种的叙述，错误的是()A．获得单倍体不是育种的目的B．能缩短育种年限C．能解除显隐性干扰D．秋水仙素处理是产生单倍体植株的简便而有效的方法解析秋水仙素处理是获得多倍体的方法。答案D单倍体育种过程__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________无籽西瓜真的好甜______________________________________________________________________________________________________________________________________________________考点三转基因技术(b/b)及其平安性(加试：b)1．含义eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(技术手段：分子生物学和基因工程,操作对象：基因,目的：使原物种出现不具有的新性状))2．过程获得目的基因→将其导入受体细胞内，使其整合到受体的染色体上，让其在受体内表达且该性状还能稳定地遗传给后代。3．特点eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(1实现种间遗传物质的交换,2针对性更强，效率更高，经济效益更明显))4．应用(1)利用植物转基因技术培育农作物新品种。(2)利用动物转基因技术培育动物新品种，并能利用转基因动物作为生物反应器生产医用蛋白和多肽。(3)用于治理环境污染。5．潜在威逼eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(有可能破坏生态环境,有可能威逼人类健康))5．(2024·温州模拟)将北极海鱼的抗冻基因导入西红柿，培育出在冬天也能长期保存的西红柿。该育种方法属于()A．基因工程育种 B．诱变育种C．单倍体育种 D．杂交育种解析将一种生物的基因转入到另一种生物体内的技术称为转基因技术，通过转基因技术培育新品种的方法叫基因工程育种。答案A6．能够打破物种界限，定向改造生物遗传性状，依据人们的意愿培育生物新品种的方法是()A．杂交育种 B．诱变育种C．单倍体育种 D．转基因技术解析只有转基因技术可以依据人们的意愿将特定的基因转入特定的生物体内，来实现对生物性状的定向改造。答案D【归纳总结】转基因生物和转基因食品的优点和缺点(1)优点①解决粮食短缺问题；②削减农药的运用，从而削减环境污染；③节约生产成本，降低粮食售价；④增加食物养分，提高附加价值；⑤增加食物种类，提升食物品质；⑥促进生产效率提高，带动相关产业发展。(2)缺点①可能产生新毒素和新过敏原；②可能产生抗除草剂的杂草；③可能使疾病的散播跨越物种的障碍；④可能会损害农作物的生物多样性；⑤可能会干扰生态系统的稳定性。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________★转基因抗虫棉，特地破坏害虫的消化系统，导致其死亡。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．(2024·浙江10月选考)用γ射线处理籼稻种子，选育出了新品种。该育种方法属于()A．杂交育种 B．诱变育种C．单倍体育种 D．转基因育种解析用γ射线处理籼稻种子可诱发基因突变，属于诱变育种。答案B2．(2024·衢州调研)育种人员以抗病黄果肉番茄与易感病红果肉番茄为材料，通过杂交的方法胜利培育出抗病红果肉番茄新品种．这种育种方法属于()A．杂交育种 B．诱变育种C．单倍体育种 D．多倍体育种解析通过有性杂交将两个或多个优良性状组合在一起获得新品种的育种方法称为杂交育种。答案A3．(2024·温州十校联合体联考)下列实践活动包含转基因技术的是()A．水稻F1花药经培育和秋水仙素处理，获得基因型纯合新品种B．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，获得抗虫矮秆小麦C．将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培育获得抗病植株D．用射线照耀大豆，获得种子性状发生变异的大豆解析A项是单倍体育种，B项是杂交育种，D项是诱变育种。答案C4．下列各选项中能够体现基因重组的是()A．利用人工诱变的方法获得青霉素高产菌株B．利用基因工程手段培育生产人干扰素的大肠杆菌C．在海棠枝条上嫁接苹果的芽，海棠和苹果之间实现基因重组D．二倍体与四倍体杂交后获得的三倍体无籽西瓜解析青霉素高产菌株的获得是基因突变的结果；大肠杆菌生产人干扰素是通过转变基因实现的，属于基因重组；在海棠枝条上嫁接苹果的芽，海棠和苹果的遗传物质均没有变更；无籽西瓜的培育利用了染色体数目变异的原理。答案B5．如作物①和②两个品种为基础，培育出④⑤⑥⑦四个品种的过程，依据下图，回答下列问题：(1)由图中Ⅰ→Ⅱ获得⑤称为________育种，其育种原理是________，其中过程Ⅱ是________。(2)由图中Ⅰ→Ⅲ→Ⅴ获得⑤过程，其育种原理是________，其中Ⅲ表示________技术．该育种方法优点是________。(3)由图中Ⅰ→Ⅱ获得⑤时，AAbb所占比例为________，由图中Ⅰ→Ⅲ→Ⅴ获得⑤时，AAbb所占比例为________。(4)图中Ⅳ、Ⅴ过程常用的方法是________，该处理的作用机理是________________________________________________________________________。(5)品种⑥为________倍体，它接受④花粉后结________(有、无)籽果实。(6)由②培育出⑦的育种方法Ⅵ是________，而通过该过程出现优良性状也是不简洁的，其缘由是_____________________________________________。(7)Ⅶ过程育种方法与Ⅵ过程相比，其优点是_____________________________。解析(1)过程Ⅰ、Ⅱ是杂交育种，原理是基因重组，过程Ⅰ是杂交，Ⅱ是自交。(2)Ⅰ→Ⅲ→Ⅴ获得⑤过程是单倍体育种，原理是染色体畸变，Ⅲ是花药离体培育，单倍体育种的优点是明显缩短育种年限。(3)杂交育种过程中F1为AaBb，所以F2中AAbb所占比例为eq\f(1,4)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,16)。单倍体育种过程产生Ab配子的概率为eq\f(1,4)，所以获得AAbb的概率为eq\f(1,4)。(4)过程Ⅳ、Ⅴ常用秋水仙素处理幼苗，秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成，使染色体加倍。(5)品种⑥有四个染色体组，是四倍体，能正常产生配子，接受④花粉后形成的受精卵中有3个染色体组，可获得四倍体果实三倍体种子。(6)由②培育出⑦的育种方法是诱变育种，由于突变具有不定向性和多害少利性，所以不易出现优良性状。(7)Ⅶ是基因工程育种，优点是能定向改造生物的性状。答案(1)杂交基因重组自交(2)染色体畸变花药离体培育明显缩短育种年限(3)eq\f(1,16)eq\f(1,4)(4)用秋水仙素处理幼苗抑制纺锤体的形成，使染色体加倍(5)四有(6)诱变育种突变具有多方向性和多害少利性(7)能定向改造生物的性状(时间：40分钟)1．下列属于诱变育种实例的是()A．八倍体小黑麦 B．高产青霉菌C．无籽葡萄 D．抗虫棉解析培育高产青霉菌的原理是基因突变，属于诱变育种的实例。答案B2．单倍体育种与常规的杂交育种相比，主要优点是()A．获得纯种显性后代 B．明显缩短育种年限C．无需对植物进行栽培 D．产量明显提高解析单倍体育种与常规的杂交育种相比，其主要优点是明显缩短育种年限，而且后代确定是纯合子。答案B3．将某马铃薯品种的花药进行离体培育获得幼苗，在幼苗细胞中发觉了12对染色体，能够确定此幼苗个体属于()A．二倍体 B．单倍体C．四倍体 D．多倍体解析花药里的花粉粒只有体细胞中的染色体数的一半，花药进行离体培育获得植株，无论细胞中含几个染色体组，都是单倍体。因此，将某马铃薯品种的花药进行离体培育获得幼苗，能够确定此幼苗个体属于单倍体。答案B4．运用射线照耀获得抗逆性强的“太辐一号”小麦的育种方法是()A．杂交育种 B．诱变育种C．单倍体育种 D．多倍体育种解析运用射线照耀小麦，使其发生基因突变，从而获得抗逆性强的“太辐一号”，属于诱变育种。答案B5．两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因依据自由组合定律遗传，欲培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的育种方法是()A．人工诱变育种 B．基因工程育种C．单倍体育种 D．杂交育种解析由题意可知，两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，要培育出基因型为aabb的新品种，由于aabb是隐性状，该性状一旦出现就是纯合子，因此可以用杂交育种的方法，在子二代中干脆选种。答案D6．某地区一些玉米植株比一般玉米植株早熟、生长整齐而健壮，果穗大、子粒多，因此这些植株可能是()A．单倍体 B．二倍体C．多倍体 D．杂交种解析玉米是二倍体植株，其单倍体高度不育，不会产生籽粒，A错误；玉米是二倍体植株，属于“一般的玉米植株”，B错误；多倍体发育迟缓，与题干中“早熟”一词不符，C错误；杂交种具有早熟、生长整齐而健壮，果穗大、籽粒多等优势，D正确。答案D7．应用基因工程方法，可将酵母菌制造成“工程菌”，用于生产乙肝疫苗。在制造该“工程菌”时，应向酵母菌导入()A．乙肝病毒的表面抗原 B．抗乙肝病毒抗体的基因C．抗乙肝病毒的抗体 D．乙肝病毒的表面抗原的基因解析乙肝疫苗是指减毒或灭毒的乙肝病毒，利用基因工程生产乙肝疫苗时，应向酵母菌导入目的基因，即乙肝病毒的表面抗原的基因。答案D8．将杂合的二倍体植株的花粉培育成一株幼苗，然后用秋水仙素处理，使其能正常开花结果。该幼苗发育成的植株具有的特征是()A．能稳定遗传 B．单倍体C．有杂种优势 D．含四个染色体组解析杂合的二倍体植株有两个染色体组，花粉中含有一个染色体组，花药离体培育后得到单倍体植株，再用秋水仙素处理，染色体数目加倍后为纯合子，由于纯合子自交后代不发生性状分别，即能稳定遗传，A正确、C错误；得到的纯合植株含有两个染色体组，B、D错误。答案A9．下列不属于诱变育种的实例是()A．确定剂量的γ射线引起变异得到新品种B．用确定剂量的X射线处理青霉素菌株获得高产菌株C．玉米单株自交后代中出现确定比例的白化苗D．激光照耀植物或动物引起突变得到新品种解析玉米单株自交后代中出现确定比例的白化苗，属于性状分别，没有发生基因突变，不属于诱变育种。答案C10．下列生物培育原理相同的一组是()A．太空椒和抗虫棉B．无籽番茄和“太辐一号”小麦C．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解析无籽西瓜和八倍体小黑麦均是通过多倍体育种得到的，原理是染色体数目变异。答案D11．下列与多倍体形成有关的是()A．染色体结构的变异 B．纺锤体的形成受到抑制C．个别染色体增加 D．非同源染色体自由组合解析多倍体形成是染色体数目的变异，与染色体结构的变异无关，A错误；多倍体的形成可以采纳秋水仙素或低温处理，原理是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，B正确；多倍体形成是染色体成倍的增加，染色体个别增加与多倍体形成无关，C错误；多倍体形成的原理是染色体数目的变异，与非同源染色体自由组合无关，D错误。答案B12．下列关于育种的叙述，正确的是()A．人工诱变育种确定能出现人们所须要的性状B．培育三倍体无籽西瓜利用的变异原理属于不遗传的变异C．单倍体育种过程中须要用到植物组织培育技术D．杂交育种和多倍体育种的原理均为基因重组解析生物的变异是不定向的，诱变育种利用的原理是基因突变，其最大的特点是多方向性，所以人工诱变育种不确定出现人们所须要的性状，A错误；无籽西瓜的“无籽”是染色体数目变异，属于可遗传的变异，B错误；单倍体育种过程中的花药离体培育须要用到植物组织培育技术，C正确；杂交育种用到了基因重组原理，多倍体育种的原理为染色体数目变异，D错误。答案C13．下列几种育种方法，能变更原有基因的分子结构的是()A．杂交育种 B．诱变育种C．单倍体育种 D．多倍体育种解析诱变育种的原理是基因突变和染色体畸变，基因突变可变更基因的分子结构。答案B14．如图是三倍体西瓜育种原理的流程图，请据图回答问题。(1)用秋水仙素处理________时，可诱导多倍体的产生，因为这个部位的某些细胞具有________的特征，秋水仙素的作用为_______________________________________。(2)三倍体植株须要授以二倍体的成熟花粉，这一操作的目的在于________________________________________________________________________。(3)四倍体母本上结出的三倍体西瓜，其果肉细胞为________倍体，种子中的胚为________倍体。三倍体植株不能进行减数分裂的缘由是________，由此而获得三倍体无籽西瓜。(4)三倍体西瓜高产、优质，这些事实说明染色体组倍增的意义在于________________________________；上述过程须要的时间周期为________。(5)育种过程中，三倍体无籽西瓜间或有少量种子。请从染色体组的角度说明，其缘由是_____________________________________________________________________。(6)三倍体无籽西瓜的性状________(填“能”或“否”)遗传，请设计一个简洁的试验验证你的结论并做出试验结果的预期。_______________________________。答案(1)萌发的种子或幼苗分裂旺盛抑制细胞有丝分裂前期形成纺锤体(2)通过授粉来刺激子房产生生长素，促进无籽果实的发育(或生长素促进生长)(3)四三联会紊乱(4)促进基因效应的增加两年(5)一个染色体组的全部染色体正好被纺锤丝拉向细胞的一极，另两个染色体组的全部染色体正好被纺锤丝拉向细胞的另一极，产生了正常的配子(6)能将三倍体无籽西瓜果皮的随意一部分进行植物组织培育(或无性繁殖)，视察果实中是否有种子；合理预期：成活长大后的植株仍旧不能结出有籽果实15．下列关于转基因生物平安性的叙述中，错误的是()A．我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度B．国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害C．开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物平安的前提D．目前对转基因生物平安性的争辩主要集中在食用平安性和环境平安性上解析转基因生物是否存在平安问题，尚在争辩之中，我国农业部颁布了《农业转基因生物标识管理方法》，要求对转基因生物产品及其加工品加贴标注，以便利消费者自主选择。但并不是国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害。答案B16．下图为某农科所培育高品质小麦的过程，其中①③④⑤代表详细操作过程。(1)具有①④⑤操作的育种方法是________，依据的原理是________。(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常用的方法有________________________________，原理是_____________________________________。(4)操作①表示杂交，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。答案(1)单倍体育种染色体数目变异(2)杂交育种基因重组(3)连续自交提高纯合子的比例(选出符合要求的个体)低温诱导或秋水仙素处理低温或秋水仙素能抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而使细胞内的染色体数目加倍(4)优良性状(基因)17．某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r限制，抗病为显性、茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)限制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答：(1)自然状态下该植物一般都是________合子。(2)若采纳诱变育种，在γ射线处理时，须要处理大量种子，其缘由是基因突变具有_________