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1、知识点 9 生物的变异及育种知识点 9 生物的变异及育种 1. (2017天津高考T4)基因型为 AaBbDd 的二倍体生物,其体内某精原细胞减数分裂时同 源染色体变化示意图如下。叙述正确的是 ( ) A.三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中 B.该细胞能产生 AbD、ABD、abd、aBd 四种精子 C.B(b)与 D(d)间发生重组,遵循基因自由组合定律 D.非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异 【解析】选 B。等位基因(A、a,D、d)的分离发生在减数第一次分裂后期,此时细胞称为初级 精母细胞;等位基因(B、 b)的分离发生在减数第一次分裂后期、 减数第二次分裂后期,细胞分 别
2、为初级精母细胞、次级精母细胞,A 项错误。该细胞发生了交叉互换,可以产生 AbD、ABD、 abd、 aBd 四种精子,B 项正确。 由于 B(b)与 D(d)位于同一对染色体上,不能自由组合,不遵循 基因自由组合定律,C 项错误;同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换属于基因重组, 不属于染色体结构变异,D 项错误。 2. (2017江苏高考T27)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株,决定以 此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题: (1)要判断该变异株的育种价值,首先要确定它的 物质是否发生了变化。 (2)在选择育种方法时,需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基
3、因的突变体,则 可采用育种方法,使早熟基因逐渐 ,培育成新品种 1。为了加快这一进程,还 可以采集变异株的 进行处理,获得高度纯合的后代,选育成新品种 2,这种方法 称为 育种。 (3)如果该早熟植株属于染色体组变异株,可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会 方式,由此造成不规则的 ,产生染色体数目不等、生活力很低 的 ,因而得不到足量的种子。 即使得到少量后代,早熟性状也很难稳定遗传。 这 种情况下,可考虑选择育种方法,其不足之处是需要不断制备 ,成本较高。 (4)新品种 1 与新品种 3 均具有早熟性状,但其他性状有差异,这是因为新品种 1 选育过程中 基因发生了多次 ,产生的多种基因
4、型中只有一部分在选育过程中保留下来。 【解析】(1)生物的变异包括可遗传的变异和不可遗传的变异,区别在于遗传物质是否改变, 只有遗传物质改变引起的可遗传的变异才具有育种价值。 (2)育种方法是杂交育种,可以将 基因突变产生的变异株进行连续多代自交,使早熟基因逐渐纯合,进而培育成新品种 1。由于 单倍体育种能明显缩短育种年限,所以也可以采集变异株的花药进行花药离体培养,获得单 倍体幼苗,然后用秋水仙素处理后获得高度纯合的后代。 (3)如果该早熟植株属于染色体组变异株,可以推测该变异株在减数分裂过程中染色体有多 种联会方式,由此造成不规则的染色体分离,产生染色体数目不等、生活力很低的配子,影响 受
5、精卵的形成,因而得不到足量的种子。 育种方法是植物组织培养,在这种育种方法中需要 不断通过植物组织培养方法获得组培苗用于选育。 (4)育种方法是杂交育种,其原理是基因 重组,所以在新品种 1 选育过程中基因发生了多次重组,产生的多种基因型中只有一部分在 选育过程中保留下来。 答案:(1)遗传 (2)纯合 花药 单倍体 (3)染色体分离 配子 组培苗 (4)重组 【知识总结】准确选取育种方案 (1)依据目标选方案: 育种目标育种方案 单倍体育种(明显缩短育种年限)集中双亲优良性状 杂交育种(耗时较长,但简便易行) 对原品系实施“定向”改造基因工程及植物细胞工程(植物体细胞杂交)育种 让原品系产生
6、新性状(无中生有)诱变育种(可提高变异频率,期望获得理想性状) 使原品系营养器官“增大”或“加强”多倍体育种 (2)关注“三最”定方向: 最简便侧重于技术操作,杂交育种操作最简便。 最快侧重于育种时间,单倍体育种所需时间明显缩短。 最准确侧重于目标精准度,基因工程技术可“定向”改变生物性状。 3. (2017北京高考T30)玉米(2n=20)是我国栽培面积最大的作物,近年来常用的一种单倍 体育种技术使玉米新品种选育更加高效。 (1)单倍体玉米体细胞的染色体数为 ,因此在 分裂过程中染色体无法联会,导致 配子中无完整的 。 (2)研究者发现一种玉米突变体(S),用 S 的花粉给普通玉米授粉,会结
7、出一定比例的单倍体 籽粒(胚是单倍体;胚乳与二倍体籽粒胚乳相同,是含有一整套精子染色体的三倍体。见图 1) 根据亲本中某基因的差异,通过 PCR 扩增以确定单倍体胚的来源,结果见图 2。 从图 2 结果可以推测单倍体的胚是由 发育而来。 玉米籽粒颜色由 A、a 与 R、r 两对独立遗传的基因控制,A、R 同时存在时籽粒为紫色,缺 少 A 或 R 时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫白=35,出现性状分 离的原因是 。 推测白粒亲本的基因型是 。 将玉米籽粒颜色作为标记性状,用于筛选 S 与普通玉米杂交后代中的单倍体,过程如下 P 普通玉米 突变体 S (白粒,aarr) (紫粒
8、,AARR) F1 二倍体籽粒,单倍体籽粒 请根据 F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型 。 (3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、 抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H),欲培育出高产抗病抗 旱抗倒伏的品种。 结合(2)中的育种材料与方法,育种流程应为: ; 将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子;选出具有优良性状的个体。 【解析】(1)单倍体玉米是由配子发育形成的,故染色体数目与正常体细胞相比减半,存在 10 条染色体。 单倍体植株只存在 1 个染色体组,因此在减数分裂过程中无法正常联会,染色体分 离异常,导致配子中没有一套完整的染色体组。 (2)由电泳图分析知,F1单倍
9、体胚的基因和普通玉米(母本)相同,与突变体 S(父本)不同,可 以推测单倍体胚是由普通玉米的卵细胞发育而来的。 性状分离的原因是减数第一次分裂后期,等位基因随同源染色体分离,非等位基因随非同 源染色体自由组合。基因型 A_R_为紫色籽粒,其他基因型为白色籽粒,结出的籽粒中紫白 =35,可以分解为 3/8=3/41/2,由此可推出一个亲本的基因型为 AaRr,另一个亲本的基因 型为 aaRr 或 Aarr,即白粒亲本的基因型为 Aarr 或 aaRr。 单倍体籽粒的胚是由母本卵细胞发育而来,所以基因型为ar,颜色为白色;二倍体籽粒的胚 是由受精卵发育而来,所以基因型为 AaRr,颜色为紫色。 (
10、3)根据题意可知,实验目的是培育高产抗病抗旱抗倒伏的品种。 已有高产抗病白粒玉米纯合 子 G 和抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子 H,根据杂交育种的特点,先使 G 和 H 杂交得到 F1杂合子, 根据(2)可知,用突变体 S 花粉给普通玉米授粉,子代中白色籽粒为单倍体,所以用 F1作为 母本,和突变体S(紫粒,AARR)杂交,F2中白色籽粒即为单倍体籽粒,使用秋水仙素或者低温处 理,使染色体加倍得到白色具有优良性状的纯合子植株。 答案:(1)10 减数 染色体组 (2)普通玉米母本卵细胞 亲本为紫色杂合子,等位基因随同源染色体分离,非等位基因随非同源染色体自由组合进 入不同配子中 Aarr 或 aaRr 二倍体籽粒紫色 AaRr、单倍体籽粒白色 ar (3)G 和 H 杂交,产生的 F1作为母本,突变体 S 作为父本,继续杂交,选 F2中的单倍体白色籽粒 【方法规律】 “两步法”解答变异和育种题目 (1)根据题干分析变异的类型和来源。 (2)根据育种要求选择合适的育种方法:在进行育种时一般都需要先获得杂合子,再根据需要 对杂合子进行自交或测交或单倍体育种,但最后都需要进行筛选。