生物变异在生产上的应用-课时作业(十三)
高三生物一轮复习辅导专题生物变异在生产上的应用
高三生物一轮复习辅导专题生物变异在生产上的应用---育种知识回顾：不同需求的育种方法选择与分析(1)若要求培育隐性性状的个体，可用，只要即可。
(2)若要求快速育种，则应用。
(3)若要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，则可利用的方法。
(4)若要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用。
(5)若要求将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可用(6)若实验植物为，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。
(7)若要求克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改变现有性状，则可以选择。
(8)若要培育原核生物，因其不能进行减数分裂，则一般采用。
（9）杂交育种的不足是：（10）诱变育种的不足是：（11）秋水仙素可用于哪些育种方式？，原理分别是(12)无子西瓜的获得所依据的原理是是否属于可遗传变异？如何证明？(13)无子番茄“无子”的原因是,这种“无子”性状是(能/否)保留到子代的，将无子番茄进行组织培养时，若能正常受粉，则可结“ (有/无)子果实”。
典型例题：1．下列有关育种的叙述，正确的是( )A．用生长素处理番茄(2N)花蕾，获得的无子番茄为单倍体，利用了染色体变异原理B．八倍体小黑麦由普通小麦(6N)和黑麦(2N)培育而成，利用了体细胞杂交原理C．诱变育种提高了变异频率，有利变异比有害变异多，利用了基因突变原理D．将抗虫基因导入棉花体细胞中培育出了抗虫棉，利用了基因重组原理2．下图是利用玉米(2N＝20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图。
下列分析不正确的是( )A．基因重组发生在图中②过程，过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期B．秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成C．植株A为二倍体，其体细胞内最多有4个染色体组；植株C属于单倍体，其发育起点为配子D．利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为25%3．下图甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑧表示培育水稻新品种的过程。
高三生物一轮复习课时作业22 生物变异在生产上的应用 浙科版
基础巩固1．2011·商丘模拟改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的方法是( )A．诱变育种B．单倍体育种C．基因工程育种D．杂交育种2．下列有关育种的叙述，正确的是( )A．若γ射线照射作物种子，获得所需性状的频率很低B．可用杂交育种的方法获得新的基因C．三倍体植物不能由受精卵发育而来D．诱变获得的突变体多数能表现出优良性状能力提升3．两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传，要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是( )A．人工诱变育种B．细胞工程育种C．单倍体育种D．杂交育种4．2011·潮州模拟科学家用纳米技术制造出一种“生物导弹”，可以携带DNA分子。
把它注射入组织中，可以通过细胞的胞吞作用的方式进入细胞内，DNA被释放出来，进入到细胞核内，最终整合到细胞染色体中，成为细胞基因组的一部分，DNA整合到细胞染色体中的过程，属于( )A．基因突变B．基因重组C．基因互换D．染色体畸变5.图K221表示一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。
下列有关说法不正确的是( )图K221A．X是能合成胰岛素的细菌细胞B. 质粒具有多个限制酶切点C．基因与运载体的重组只需要DNA连接酶D．该细菌的性状被定向改造6．图K222表示以某种作物中的①和②两个品种分别培育出④⑤⑥三个新品种的过程，有关说法正确的是( )图K222A．用①和②培育成⑤的过程中所采用的方法Ⅰ和Ⅱ分别称为杂交和测交B．用③培育出④常用的方法Ⅲ是花药离体培养C．③培育出⑥常用化学或物理的方法进行诱变处理D．图中培育出⑤所依据的原理是基因突变和基因重组7. 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。
若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8．用纯种的高秆(DD)抗锈病(TT)小麦与矮秆(dd)易染锈病(tt)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下，有关叙述正确的是( )×高秆抗锈病矮秆易染锈病―→F 1②,雄配子③,幼苗④,选出符合生产要求的品种图K223A ．此育种方法可以获得具有新性状的植株B ．符合生产要求的品种基因型为dTC ．通过过程④处理后，得到的植物是可育的，而且能稳定遗传D ．如果F 1自交，那么F 2矮秆抗锈病的植株中能稳定遗传的占1/169．以基因型为RRYY 和rryy 的二倍体植株为亲本，欲培育出基因型为RRrrYYyy 的植株，下列方法可行的是( )①F 1不断自交 ②以秋水仙素处理F 1 ③利用F 1的花粉进行离体培养 ④运用植物体细胞杂交技术培育A ．②或③ B．③或④C ．①或② D．②或④10．2011·兰州模拟下面为6种不同的育种方法，据图回答下列问题：图K224(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F 2代开始选种，这是因为__________________。
浙科版必修二 生物变异在生产上的应用 作业
生物变异在生产上的应用1．下列关于诱变育种的说法中，不正确的是A．能够在较短的时间内获得更多的优良变异类型B．一次诱变处理供实验的生物定能获得所需的变异类型C．青霉素产量很高的菌株的选育依据的原理是基因突变D．诱变育种过程能创造新的基因而杂交育种过程则不能2．关于基因突变是否可以遗传，有下列说法，其中不正确的是A．若发生在配子形成过程中，可以通过有性生殖遗传给后代B．若发生在体细胞中，一定不能遗传C．若发生在人的体细胞中有可能发展为癌细胞D．人类Y染色体上的基因突变，只能传给男性3．将杂合的二倍体植株的花粉培育成一株幼苗，然后用某种试剂处理，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．单倍体B．能稳定遗传C．高度不育D．含四个染色体组4．图中甲、乙表示两个水稻品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑦表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是（）A．①～②过程简便，但培育周期长B．③过程常用的方法是花药离体培养C．⑤过程的育种原理是基因突变D．②和⑦的变异都发生于有丝分裂间期5．下列关于生物变异的说法正确的是（）A．有丝分裂和无丝分裂过程中都有可能发生染色体变异B．姐妹染色单体间相同片段的交换属于基因重组C．脱氧核苷酸的种类、数目和排列顺序发生改变必然导致染色体结构变异D．基因突变的方向与环境有明显的因果关系6．图中①、②、③、④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来．下列有关说法正确的是（）A．图①②都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期B．图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失C．图④中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复D．图中4种变异能够遗传的是①③7．下列关于几种常见育种方法的叙述，错误的是（）A．在杂交育种中，一般从F2开始选种，因为从F2开始发生性状分离B．在单倍体育种中，常先筛选F1花粉类型再分别进行花药离体培养C．在多倍体育种中，用秋水仙素处理的目的是使染色体数目加倍D．在诱变育种中，人工诱变能提高变异频率8．育种工作离不开相关的生物学知识，如图为某育种过程的流程图，则下列有关该育种过程所涉及的生物学原理的叙述恰当的是（）亲本甲×亲本乙F1花药单倍体幼苗纯合子植株符合要求的植株．A．过程②为减数分裂，涉及的遗传学原理是基因突变和染色体变异B．过程③为花药离体培养，涉及的原理是植物体细胞具有全能性C．过程④为染色体加倍，涉及的遗传学原理是染色体变异和基因重组D．该育种过程为单倍体育种，涉及的遗传学原理主要是染色体变异和基因重组9．引起生物可遗传变异的原因有三种，即基因重组、基因突变和染色体变异．以下几种生物性状的产生来源于同一种变异类型的是（）①果蝇的白眼②豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒③八倍体小黑麦的出现④人类的色盲⑤玉米的高秆皱形叶⑥人类的镰刀型细胞贫血症．A．①②③ B．④⑤⑥ C．②③⑤ D．①④⑥10．1993年，生物学家利用太空搭载的常规水稻种子做“太空条件下植物突变类型”的课题研究．当年，科学家将这些遨游太空后的种子播种后长出2000多株禾苗，只有其中1株出现与众不同的特性．在此后15年的种植培养过程中，这株水稻的后代发生了变异，有糯化早熟型、长粒型、高粗秆大穗型、小粒型、大粒型等十多个品种，有的植株高达1.8米左右．（1）实验结果表明该变异最有可能是，属于．（2）通过太空搭载获得新的水稻品种，这种育种方法是．与之相比，传统杂交育种的时间较长，其依据的原理是．（3）2000多株禾苗中，只有其中1株出现与众不同的特性，而其后代发生变异形成了十多个品种，说明突变具有、的特点．11．将基因型为AaBb的小麦的花粉细胞通过无菌操作接入含有全部营养成分的培养基的试管中，在一定条件下诱导形成试管幼苗，其过程如下图：小麦的花粉细胞①—→愈伤组织②—→丛芽③—→植株④（1）发育成的植株④称为_____________，基因型有_____________________________。
生物变异在生产上的应用
活动二 设计育种方案——单倍体育种
阅读书本P思考下列问题
1、单倍体的定义？单倍体的特点？
单倍体：直接由配子发育成的个体 植株小而弱，高度不育
2、单倍体育种的目的是什么？ 单倍体作为中间环节，产生可育的纯合子 3、如何获得单倍体？
植物组织培养
细胞全能性：一个细胞发育成一个完整个体的潜能
单倍体育种
蚕卵
2009-01-06西南大学：转基因研究，首先需要用一根极细的 金属针在比米粒还小的蚕卵上打一个洞，再用用钨丝做材料 的玻璃针把绿色荧光基因注射进去。这种转基因蚕所吐的蚕 丝在紫外光下会发出绿色荧光。
含有荧光水母基因的小猪， 左为荧光小猪，右为正常 小猪。
水母
五、转基因技术
概念：P86
得到新品种
方法三 诱变育种 原理： 基因突变 染色体畸变 方法：辐射诱变、化学诱变
优点： 缺点：1)突变多方向，有利个体不多
2)需大量处理供试材料，工作量大
活动四 设计育种方案
西瓜虽好吃但是籽多，希望培育出无籽西瓜 （三倍体西瓜）。
请设计一个育种方案，做相应的文字说明。
活动四 设计育种方案——多倍体育种
的植物器官大，产量高，营养丰富。
缺点：一般只适于植物，结实率低，往往发育延迟
异源多倍体：增加的染色体组来自不同物种，一般由不同 种、属间的杂交种染色体加倍而来。目前已经获得的一些 异源多倍体其原始亲本种之间大都是有一定亲缘关系的
普通小麦、棉花、烟草、油菜、甘蔗、八倍体小黑麦等 都是异源多倍体，它们是长期进化的产物
杂交育种
板书
①杂交
P： 早熟不抗病 X 晚熟抗病
AARR
aarr
F1：
早熟抗病
AaRr
2018-2019学年浙科版必修2生物变异在生产上的应用 作业
生物变异在生产上的应用一、单选题1．下列关于有性生殖过程中基因重组的叙述，正确的是（ ）A ．具有n 对等位基因的果蝇，理论上能产生2“种基因组合的配子B ．基因重组不会产生新的基因，所以没有为生物进化提供原材料C ．多种类型的雌、雄配子之间随机受精导致了基因自由组合D ．基因重组的实质就是减数分裂中非同源染色体上的非等位基因自由组合【答案】A【解析】进行有性生殖的二倍体生物体内，n 对等位基因无论是位于n 对非同源染色体上，理论上都能差生2n 种基因组合的配子，A 正确；基因重组和突变为生物进化提供原材料，B 错误；基因的自由组合发生在减数分裂形成配子的过程中，C 错误；减数分裂中非同源染色体上的非等位基因自由组合式基因自由组合定律的实质，而基因重组包括基因自由组合、交叉互换等，D 错误。
【考点定位】基因重组2．某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按图所示的程序进行实验，下列叙述正确的是A.花粉中含有2个染色体组B.植株A 的基因组与花粉的基因组相同C.植株B 产生的花粉与植株B 叶肉细胞中的染色体组数相同D.花粉中的一个基因突变会导致植株B 根尖伸长区细胞中有4个突变基因秋水仙素处理 组织培养花粉植株A【答案】B【解析】试题分析：根据题干，番茄是二倍体植株，其花粉中应该含有1个染色体组，A错误；植株A是经过花粉组织培养而成的，故其基因组相同，B正确；植株B产生的花粉与植株B叶肉细胞中的染色体组数不同的，C错误；花粉中的一个基因突变不会导致植株B 细胞中有4个突变基因，D错误。
考点：本题考查植物组织培养、单倍体及单倍体育种等的相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力。
3．将二倍体植株①和②杂交得到③,再将③作进一步处理，如下图所示。
下列分析错误的是A. 若③的基因型为AaBbdd,则植株⑩中能稳定遗传的个体占总数的1/4B. ⑤植株和⑥植株存在生殖隔离C. 由③到⑥过程发生了等位基因的分离、非等位基因的自由组合D. 获得④和⑧植株的原理不同【答案】C【解析】若③的基因型为AaBbdd，说明含有两对等位基因和一对纯合基因，因此⑩植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4，A正确；⑤植株是二倍体，⑥植株是四倍体，两者杂交产生的⑧植株是三倍体，不可育，所以⑤植株和⑥植株存在生殖隔离，B正确；由③到⑥过程是多倍体育种，进行的是有丝分裂，不能发生等位基因的分离、非等位基因的自由组合，C错误；获得④的原理是基因突变，获得⑧植株的原理是染色体变异，D正确。
浙科版必修二 生物变异在生产上的应用 作业
生物变异在生产上的应用1．正常淋巴细胞中的8号染色体上含有c-myc基因，当8号染色体上含有c-myc基因转移到14号染色体上时，可导致c-myc基因激活形成恶性淋巴瘤，具体过程如图所示。
据此下列说法中不正确的是A．c-myc基因与细胞癌变密切相关B．淋巴瘤形成的原因是发生了基因突变C．该变异可以直接对光学显微镜进行检测D．该变异会改变染色体上基因的排列顺序2．下列有关生物变异的说法正确的是A.减数第二次分裂时，非姐妹染色体之间的交叉互换属于基因重组B.基因突变后，若碱基对增添或缺失则基因数也增加或减少C.三倍体无子西瓜无法产生后代，这种变异属于不可遗传的变异D.基因突变、基因重组和染色体变异均可为生物的进化提供原材料3．2015年诺贝尔化学奖颁给了研究DNA修复细胞机制的三位科学家．纳米科技是跨世纪新科技，将激光束的宽度聚焦到纳米范围内，可对人体细胞内的DNA分子进行超微型基因修复，有望把尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，这种对DNA进行的修复属于（）A．基因重组 B．基因互换C．基因突变 D．染色体畸变4．为获得果实较大的四倍体葡萄（4N=76），将二倍体葡萄幼苗茎段经秋水仙素溶液处理后栽培．研究结果显示，植株中约40%的细胞的染色体被诱导加倍，这种植株含有2N 细胞和4N细胞，称为“嵌合体”，其自交后代有四倍体植株．下列叙述错误的是（）A．“嵌合体”产生的原因之一是细胞的分裂不同步B．“嵌合体”可以产生含有38条染色体的生殖细胞C．“嵌合体”不同的花之间传粉后可以产生三倍体子代D．“嵌合体”根尖分生区的部分细胞可含8个染色体组5．下列有关实验操作的描述，正确的是（）A．鉴定酵母菌无氧呼吸产生酒精，先加重铬酸钾溶液，振荡后再加浓H2S04B．斐林试剂与还原糖反应生成砖红色沉淀，不适用于对西瓜汁中还原糖的鉴定C．低温诱导染色体加倍实验中，可观察到一个中期细胞到后期时染色体数目加倍D．显微镜下观察到一个质壁分离的细胞，其外界溶液浓度一定大于细胞液浓度6．油菜油菜中基因G和g控制菜籽的芥酸含量，而芥酸会降低菜籽油的品质。
高中生物第四章第二节生物变异在生产上的应用课时作业浙科版必修2
第二节生物变异在生产上的应用目标导航 1. 结合培育番茄新品种的实例，概述杂交育种的概念和基本过程。
2.结合基因突变的原理，阐明人工诱变育种的概念和过程。
3.比较杂交育种和诱变育种。
4. 结合烟草新品种的选育过程，说明单倍体育种的过程及特点。
5.结合三倍体无籽西瓜的培育过程，说明多倍体育种的过程及特点。
6.通过转基因技术的过程介绍，说明转基因技术的过程及应用。
一、杂交育种1．原理：基因重组。
2．含义：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．方法：杂交→选择→纯合化。
二、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与染色体畸变人工诱变方法辐射诱变和化学诱变续表特点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，增强抗逆性应用用于作物、微生物和动物育种，其中在微生物育种方面成效极为明显1．单倍体特点植株小而弱，且高度不育。
2．单倍体应用 选育新品种的原材料。
3．单倍体育种(1)含义：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)原理：染色体数目变异。
(3)特点：缩短育种年限、排除显隐性干扰。
(4)方法：获取杂种F 1→取F 1的花药离体培养,单倍体幼苗秋水仙素处理,染色体数目加倍的纯合植株选择,优良品种。
四、多倍体育种 1．多倍体特点细胞大，细胞内有机物含量高、抗逆性强。
2．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，但不能分离，最终导致染色体数目加倍。
五、转基因技术1．含义⎩⎪⎨⎪⎧技术手段：分子生物学和基因工程操作对象：基因目的：使生物物种具有新性状2．过程获取目的基因→将其导入受体细胞内并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。
生物变异在生产上的应用
诱变育种
5、能产生新物种的育种方法？ 多倍体育种、植物体细胞杂交 6、动物一般可用的育种方法？
杂交育种、诱变育种、基因工程育种、克隆（核移植）
植物一般可用的育种方法？
杂交育种、诱变育种、基因工程育种、单倍体育种、 多倍体育种、植物组织培养、植物体细胞杂交
微生物一般可用的育种方法？
诱变育种、基因工程育种
名称 原理 原理 名称 单 杂 倍 交 体 育 育 种 种 染 基 色 因 体 重 变 组 异
方法 方法
优点
优点
缺点缺点
杂交自交筛选出符合 使分散在同一物 （1）育种年限长 （ 1）先将花药离体培养，培育出单 明显缩短育 技术复杂 要求的表现型，通过 种不同品种中的 （2）局限于同种或 倍体植株 种年限，加 一般只适 自交至不发生性状分 多个优良性状集 亲缘关系较近的个 （2）将单倍体植株幼苗经一定浓度 速育种进程 用于植物 离为止 中于同一个体上， 体 的秋水仙素处理获得纯合子 即“集优”
写出结果预测和结论 若B组细胞中的染色体结构和数目与A组的相同，则是发生了基因突变 1、_______________________________________ 若B组细胞中的染色体结构和数目与A组的不相同，则是发生了染色 2、_______________________________________ 体畸变。
D 诱变获得的突变体多数表现出优良性状
3、(2009· 广东高考)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。请回答问题。
(1)从对该种除草剂敏感的二倍体水稻植株上取花药离体培养，
单倍体 诱导成________ 幼苗。
(2)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
生物变异在生产上的应用(上课用)
2·方法：
杂交 自交 选择优良性状品种 （4-5次） 选择优良性状品种 3、原理 为什么要自交4-5代？
基因重组
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自交
4
4·例子
农作物：袁隆平杂交水稻
马
驴
骡子
杂种优势:基因型不同的两个亲本个体杂交产生的杂种，在生长、
繁殖、抗逆性、产量整等理p性pt 状上优于两个亲本的现象。5
5、杂交育种的优缺点
的玻璃针把绿色荧光基因注射进去。这种转基因蚕所吐的蚕
丝在紫外光下会发出绿色荧光整理。ppt
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说一 说
1.请你结合以上材料谈谈什么是转基因技术？
2.转基因技术的实施过程如何？
获取目的（外源）基因
目的基因导入受体细 胞并整合到染色体上
外源基因的增殖与表达
筛选出符合要求 的转基因生物
3.转基因技术育种的原理是什么？
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12
四、多倍体育种
低温处理 1.方法
用秋水仙素处理
2.应用 无籽西瓜、无籽香蕉
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13
人
工
的
产
生
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多倍体植株的特点
染色体加倍后的草莓（上） 野生草莓（下）
六倍体小麦
1. 多倍体的细胞通常比二倍体的细胞大，细 胞内有机物对含量高、抗逆性强。
2.但发育延迟，结实率整低理pp。t
第二节 生物变异在生产上的应用
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1
想一想：
有两个不同西瓜品种，一个是早熟、不 抗病的品种（AARR），另一个是晚熟、 抗病的品种（ aarr）。如何才能培育出 一个既早熟又抗病的新品种，并且新品 种的性状能稳定遗传？请用遗传图解表 示过程，并加以文字描述。
《生物变异在生产上的应用》 导学案
《生物变异在生产上的应用》导学案一、学习目标1、理解生物变异的类型，包括可遗传变异和不可遗传变异。
2、掌握基因突变、基因重组和染色体变异的概念、特点及对生物性状的影响。
3、了解生物变异在农业生产、畜牧业生产和医药生产等领域的应用实例。
4、培养运用生物变异知识解决实际生产问题的能力。
二、学习重点1、基因突变、基因重组和染色体变异的特点和意义。
2、生物变异在生产中的应用原理和方法。
三、学习难点1、基因突变和染色体变异的机制。
2、如何综合运用多种生物变异原理进行新品种的选育。
四、知识梳理（一）生物变异的类型1、不可遗传变异不可遗传变异是指由环境因素引起的，遗传物质没有发生改变的变异。
例如，由于光照、温度、水分等环境条件的变化，导致植物的株高、叶色等性状发生改变，但这种改变不会遗传给后代。
2、可遗传变异可遗传变异是指由遗传物质发生改变而引起的变异，包括基因突变、基因重组和染色体变异。
（1）基因突变基因突变是指 DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。
基因突变具有普遍性、随机性、低频性、不定向性和多害少利性等特点。
基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，为生物进化提供了原始材料。
（2）基因重组基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
基因重组包括减数第一次分裂前期同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换，以及减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因自由组合。
基因重组能够产生多样化的基因组合，为生物进化提供了丰富的材料。
（3）染色体变异染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异。
染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位等；染色体数目变异包括个别染色体的增加或减少，以及以染色体组的形式成倍地增加或减少。
（二）生物变异在生产上的应用1、杂交育种杂交育种是将两个或多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。
杂交育种的原理是基因重组。
《生物变异在生产上的应用》 学习任务单
《生物变异在生产上的应用》学习任务单一、学习目标1、理解生物变异的概念和类型，包括基因突变、基因重组和染色体变异。
2、掌握生物变异在农业、畜牧业和工业生产中的应用实例和原理。
3、分析生物变异应用中存在的问题和挑战，并探讨解决方案。
4、培养运用生物变异知识解决实际生产问题的能力，提高科学思维和创新意识。
二、学习内容（一）生物变异的概念和类型1、基因突变（1）定义：基因内部发生的碱基对的增添、缺失或替换，导致基因结构的改变。
（2）特点：随机性、低频性、不定向性、多害少利性。
（3）诱发因素：物理因素（如紫外线、X 射线）、化学因素（如亚硝酸、碱基类似物）、生物因素（如某些病毒）。
2、基因重组（1）定义：在生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合。
（2）类型：减数第一次分裂前期的同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换；减数第一次分裂后期非同源染色体上非等位基因的自由组合。
3、染色体变异（1）染色体结构变异：缺失、重复、倒位、易位。
（2）染色体数目变异：个别染色体的增加或减少；以染色体组的形式成倍地增加或减少。
（二）生物变异在农业生产中的应用1、杂交育种（1）原理：基因重组。
（2）过程：将两个或多个品种的优良性状通过杂交集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种。
（3）实例：杂交水稻。
2、诱变育种（1）原理：基因突变。
（2）过程：利用物理或化学因素诱发基因突变，从中选择具有优良性状的个体。
（3）实例：青霉素高产菌株的选育。
3、多倍体育种（1）原理：染色体数目变异。
（2）过程：用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗，诱导染色体加倍。
（3）实例：三倍体无子西瓜。
4、单倍体育种（1）原理：染色体数目变异。
（2）过程：先通过花药离体培养获得单倍体植株，再用秋水仙素处理使其染色体加倍，获得纯合子。
（3）实例：抗病高产小麦的选育。
（三）生物变异在畜牧业生产中的应用1、动物杂交育种（1）原理：基因重组。
（2）过程：选择具有优良性状的亲本进行杂交，从后代中筛选出理想的个体进行繁殖和培育。
《生物变异在生产上的应用》 学习任务单
《生物变异在生产上的应用》学习任务单一、学习目标1、理解生物变异的类型和特点，包括基因突变、基因重组和染色体变异。
2、掌握生物变异在农业、畜牧业和工业生产中的应用原理和方法。
3、能够分析生物变异应用实例中的优缺点，并提出改进措施。
4、培养创新思维和实践能力，关注生物科技的发展对社会和环境的影响。
二、学习内容1、生物变异的类型（1）基因突变：定义、特点、诱发因素及对生物性状的影响。
（2）基因重组：发生的时期、类型及意义。
（3）染色体变异：结构变异和数目变异的类型及特点。
2、生物变异在农业生产中的应用（1）杂交育种：原理、方法、优缺点及实例。
（2）诱变育种：概念、常用方法、优缺点及应用案例。
（3）单倍体育种：流程、优点及实际应用。
（4）多倍体育种：诱导方法、特点及在农业生产中的作用。
3、生物变异在畜牧业生产中的应用（1）动物的杂交选育：目的、方法及成果。
（2）转基因动物的培育：技术手段、应用领域及潜在风险。
4、生物变异在工业生产中的应用（1）微生物的变异与选育：举例说明微生物变异在发酵工业中的重要性。
（2）利用基因工程改良工业菌种：原理和应用实例。
三、学习资料1、教材：《生物学》相关章节。
2、在线课程：相关网络平台的生物变异课程。
3、学术论文：搜索生物变异应用方面的研究论文。
四、学习活动1、观看教学视频，了解生物变异的基本概念和类型。
2、阅读教材和学术论文，深入学习生物变异在不同生产领域的应用。
3、进行案例分析，讨论不同育种方法在实际生产中的应用效果。
4、小组合作，设计一个利用生物变异原理的生产方案。
五、学习评估1、在线测验：完成关于生物变异知识的选择题和简答题，检测对概念的理解。
2、案例分析报告：提交对某一生物变异应用实例的分析报告，包括优缺点和改进建议。
3、生产方案展示：小组展示所设计的生产方案，并接受其他小组和教师的评价。
六、拓展思考1、随着基因编辑技术的发展，其在生物变异应用中的前景和潜在问题是什么？2、如何平衡生物变异在生产中的应用带来的经济效益和环境、伦理问题？生物变异是生物界普遍存在的现象，它为生物的进化提供了原材料，也为人类在生产实践中的应用提供了丰富的可能性。
生物变异在生产上的应用
三、单倍体育种 1． 含义：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．原理： 染色体数目变异 。
缩短育种年限 3．特点 排除 显隐性
。
干扰，提高效率。
该题的方法中需要几年？
2年
4．育种程序
常规方法 获得杂种F1 ↓ F1花药离体培养形成 愈伤组织 ，并诱导其分化成幼苗 ↓ 用 秋水仙素 处理幼苗，获得 可育的纯合 植株
中国的荔枝主要分布在南方广东、广西、福建、台湾等地。尤其 是广东地区，栽培面积占全国的70％。其中，增城“西园挂绿” 至为珍贵，被称为“荔枝之王”。外壳红中带绿，四分微绿六分 红，每个荔枝都环绕有一圈绿线，果肉洁白晶莹，清甜爽口，挂 齿留香，风味独特。据闻乾隆年间，增城人因为不堪每年纳贡之 扰，把百棵挂绿砍掉，唯有在增城荔城镇西郊西园寺（现荔城挂 绿广场）留下了一棵。当年的挂绿树如今已是挂绿荔枝品种的老 祖宗，有400多年树龄，成功培育了好几代的子孙树种，共100多 株。更可贵的是西园挂绿每年仍有结果，2008年的拍卖会上，更 是拍出了一颗“西园挂绿”荔枝5.5万元的天价。
2．诱变育种的原理是基因突变和染色体畸变。
3．培育太空椒依据的基本原理是基因重组。 改良生物性状。 (√ )
( √)
4．诱变育种的优点可提高变异频率，加速育种进程，大幅 5.诱变育种的缺点是处理材料较多，突变后有利变异少（ √）
基因突变和染色体畸变
辐射诱变 化学诱变
记住书本中两个经典的例子： 青霉素高产菌株的原理：基因突变 家蚕卵的区分的原理: 染色体畸变
下列表示某种农作物①和②两种品种分别培育出④⑤⑥三种品种, 根据上述过程,回答下列问题: ④ Ab ① AABB Ⅴ Ⅲ Ⅰ ③ AaBb Ⅱ ⑤ AAbb ② aabb Ⅳ Ⅵ AaBbD ⑥ AAaaBBbb (1)用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ称为_______, 杂交 方法Ⅱ称为 自交 由Ⅰ和 Ⅱ培育⑤所依据的原理是_ 基因重组 ______, _______. 花药离体培养 (2)用③培育出④的常用方法Ⅲ是__ ___________,由④培育成⑤ 秋水仙素 处理④的幼苗,方法Ⅲ和Ⅴ合称为 的过程中用化学药剂_________ 单倍体_育种.其优点是__ ______ _________________。 ①明显缩短育种年限②排除显隐性干扰 (3) 由③培育出⑥的常用方法是__ _____________,形成的⑥叫 用秋水仙素处理 多倍体 。依据的原理是____________ ________ 染色体畸变 。 (4)D是外源基因，Ⅵ的方法是 转基因技术（基因工程育种） 。
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课时提升作业(十三)生物变异在生产上的应用一、选择题(共8小题,每小题4分,共32分)1.杂种优势在农业生产上被广泛应用。
但杂种作物往往只能利用一代,可是杂种马铃薯以块茎繁殖,却可连续多年种植,这是因为( )A.杂交马铃薯的后代不会发生性状分离B.马铃薯只能进行无性繁殖C.营养生殖使后代能保持亲代性状D.马铃薯进行出芽生殖【解题关键】无性繁殖中不产生有性配子,不发生基因重组,能保持亲本的一切性状。
【解析】选C。
杂种马铃薯以块茎繁殖是一种无性繁殖方式,在繁殖过程中,采取的分裂方式是有丝分裂,有丝分裂最大的特点是保持亲本的优良性状。
2.下列关于育种的叙述中,正确的是( )A.用物理因素诱变处理可提高突变率B.诱变育种和杂交育种均可形成新的基因C.三倍体植物不能由受精卵发育而来D.诱变获得的突变体多数表现出优良性状【解析】选A。
物理因素如X射线可以提高基因的突变率;杂交育种的原理是基因重组,并没有形成新的基因;三倍体由受精卵发育而来,体细胞中含有三个染色体组,如三倍体无籽西瓜;诱变育种的原理是基因突变,而基因突变是多害且不定向的。
3.(2014·杭州高二检测)下列各种育种措施中,能产生新基因的是( )A.高秆抗锈病小麦和矮秆易染锈病小麦杂交获得矮秆抗锈病优良品种B.用秋水仙素诱导二倍体西瓜获得无籽西瓜C.用X射线、紫外线处理青霉菌获得高产青霉菌株D.用离体花药培育小麦植株【解析】选C。
A项属于杂交育种,原理是基因重组;B项属于多倍体育种;C项属于诱变育种,原理是基因突变,基因突变能产生新的基因;D项属于单倍体育种。
【误区警示】优良性状≠新基因本题易误选A。
优良性状的产生并不代表有新的基因形成,也可能是原有性状重新组合成的优良性状。
4.(2014·江苏高考)下图是高产糖化酶菌株的育种过程,有关叙述错误的是( ) 出发菌株挑取200个单细胞菌株选出50株选出5株多轮重复筛选A.通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株B.X射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异(畸变)C.上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程D.每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高【解题关键】隐含知识:该菌株能形成糖化酶,则一定是真核生物,因为蛋白质的糖化是在内质网中完成的,所以该菌株能发生染色体变异。
【解析】选D。
本题考查基因突变的特点和诱变育种过程。
图示育种过程为诱变育种,由于基因突变是不定向的,该过程获得的高产菌株不一定符合生产的要求,A正确;X射线处理既可以引起基因突变,也可能导致染色体变异(畸变),B正确;上图筛选高产菌株的过程是定向选择符合人类特定要求菌株的过程,C正确;相同的射线每轮诱变相关基因的突变率不会明显提高,因为每轮诱变的不一定是相同基因,故D错误。
5.诱变育种与杂交育种的不同之处是( )①能大幅度改良某些性状②能形成新基因③能形成新基因型④一般对个体生存有利A.①②B.①③C.②③D.②④【解析】选A。
诱变育种依据的原理是基因突变,基因突变能产生新的基因,能大幅度改良某些性状。
6.玉米的种植面积越来越大,农民需要每年购买玉米杂交种子,不能自留种子来年再种的原因是( )A.自留种子发芽率低B.杂交种都具有杂种优势C.自留种子容易患病虫害D.杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离【解析】选D。
玉米杂交种利用的是作物的杂种优势。
杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离。
如将杂交种后代用于种植,会造成大量减产。
7.基因型为AABBCC的豌豆与aabbcc的豌豆杂交得F1,F1自交得F2,用秋水仙素处理F2幼苗后得到的植株是( )A.二倍体B.三倍体C.四倍体D.六倍体【解析】选C。
从基因型可以看出,亲本植株均为二倍体,其后代F1、F2也为二倍体,用秋水仙素处理得到四倍体。
8.下列关于转基因植物的叙述,正确的是( )A.转入到油菜的抗除草剂基因,可能通过花粉传入环境中B.转抗虫基因的植物,不会导致昆虫群体抗性基因频率增加C.动物的生长激素基因转入植物后不能表达D.如转基因植物的外源基因来源于自然界,则不存在安全性问题【解析】选A。
转抗虫基因的植物在长期栽培过程中,会导致以该植物为食物来源的昆虫的抗性基因频率增加。
动物和植物共用一套遗传密码,因此转入植物体内的动物生长激素基因也可能进行表达。
转基因植物的外源基因来源于自然界,也可能存在食品安全、生物安全和环境安全等安全性问题。
二、非选择题(共18分)9.(2013·温州高二检测)下面为5种不同的育种方法。
据图回答:(1)图示Ⅰ～Ⅴ的育种方法分别为:Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ。
(2)图中Ⅰ的育种方法一般从F2开始选种,这是因为。
A→B→C途径的优越性主要表现在。
(3)B常用的方法为。
(4)E方法所用的原理是,育种时所需处理的种子应当是萌动的(而非休眠的)种子,试阐述原因。
(5)C、F过程最常用的药剂是,其作用的原理是。
(6)G中所指“其他生物的基因”即,该育种方法的最大优点是。
【解析】图中的方法Ⅰ应为杂交育种,它的育种方法可操作性最强,但育种周期最长;方法Ⅱ为单倍体育种,其最大优点为明显缩短育种年限;方法Ⅲ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Ⅳ为多倍体育种,它可获得性状改良的多倍体;方法Ⅴ为转基因技术即转基因工程育种,它可定向改造生物性状,获得新品种。
答案:(1)杂交育种单倍体育种诱变育种多倍体育种转基因技术育种(2)从F2开始发生性状分离明显缩短育种年限(3)花药离体培养(4)基因突变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(5)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(6)目的基因可定向改造生物性状一、选择题(共5小题,每小题5分,共25分)1.育种工作者从纯“南特号”品种的稻田中偶然发现一株矮秆水稻,并由此培育出“矮秆南特号”新品种。
矮秆水稻新品种的产生是由于( )A.染色体加倍B.基因的自然突变C.基因的人工诱变D.基因重组【解析】选B。
因为矮秆水稻是偶然被发现的,可以说是极其罕见,所以说矮秆的出现是基因突变的结果,这种植株是在稻田中发现的,所以不是人为诱发突变,是自然突变造成的。
2.(2014·潍坊高二检测)用单倍体育种可以明显缩短育种年限,是因为后代不发生性状分离。
关于这点,下列说法正确的是( )A.通过染色体加倍的可育植株,等位基因纯合,这样的植株自交后代不发生性状分离B.单倍体植株只有一套染色体,不会出现等位基因,也就不会有杂合子,后代不会发生性状分离C.两单倍体交配后,后代都是纯合子,纯合子自交后代不会发生性状分离D.以上三种说法均正确【解析】选A。
本题主要考查对单倍体育种的理解。
A项正确,因为经秋水仙素处理后植株为纯合子,后代不会发生性状分离现象。
B项和C项错误,两者都忽视了单倍体高度不育的关键问题。
因此,D项显而易见是错误的。
3.(2014·台州高二检测)某农科所通过下图所示的两种育种方法培育成了高品质的糯小麦。
下列有关叙述正确的是( )A.a、b两过程应用的遗传学原理分别是染色体畸变和基因重组B.b过程需要通过杂交来提高纯合率C.a过程需要使用秋水仙素,其只能作用于萌发的种子D.a过程提高了突变率,从而明显缩短了育种年限【解析】选A。
a过程属于单倍体育种,原理为染色体畸变;由于通过花药离体培养只能获得幼苗,故秋水仙素只能作用于幼苗;单倍体幼苗经秋水仙素处理后均为纯合子,因而可明显缩短育种年限。
b过程属于杂交育种,原理为基因重组,由YyRr获得yyRR需要通过连续自交来提高纯合率。
4.杂交育种是植物育种的常规方法,其选育新品种的一般方法是( )A.根据杂种优势原理,从F1中即可选出B.从F3中选出,因为F3才出现纯合子C.既可从F2中选出,也可从F3中选出D.只能从F4中选出能稳定遗传的新品种【解析】选C。
根据所需,若新品种为隐性纯合子,则在F2中即可找到,若新品种为显性个体,在F2中即可出现该性状的个体,但不一定为纯合子,经隔离选育后在F3中才能确定是否为纯合子。
【方法规律】杂交选育新品种的方法(1)若利用F1的优良性状,并不要求遗传上的稳定,F1即可。
(2)若利用隐性纯合子性状,F2即可。
(3)若利用显性纯合子的性状,需多代自交,直到选育出稳定遗传的性状。
5.(2013·四川高考)大豆植株的体细胞含40条染色体。
用放射性60Co处理大豆种子后,筛选出一株抗花叶病的植株X,取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株,其中抗病植株占50%。
下列叙述正确的是( )A.用花粉离体培养获得的抗病植株,其细胞仍具有全能性B.单倍体植株的细胞在有丝分裂后期,共含有20条染色体C.植株X连续自交若干代,纯合抗病植株的比例逐代降低D.放射性60Co诱发的基因突变,可以决定大豆的进化方向【解题关键】解答本题的关键是:(1)含有控制生物生长发育的全套遗传信息的植物细胞都具有全能性。
(2)杂合子自交多代,纯合子的比例越来越高。
【解析】选A。
A项,植物细胞具有全能性,与它是否为单倍体无关,只要其细胞具有该生物体的全套遗传信息即可;B项,单倍体植株的细胞在有丝分裂后期着丝粒分裂,细胞内染色体数目暂时加倍,应为40条;C项,由题可知该突变植株为杂合子,但是表现为抗病,所以该突变为显性突变,连续自交后,杂合子占的比例不断下降,显性纯合子所占比例不断上升且无限趋近于50%;D项,基因突变只能提供进化的原材料,不能决定进化方向,自然选择决定进化方向。
二、非选择题(共2小题,共25分)6.(15分)如下图所示,科研小组用60Co照射棉花种子,诱变当代获得棕色(纤维颜色)新性状,诱变Ⅰ代获得低酚(棉酚含量)新性状。
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(B、b)控制,两对基因独立遗传。
(1)两个新性状中,棕色是性状,低酚是性状。
(2)诱变当代中,棕色、高酚的棉花植株基因型是,白色、高酚的棉花植株基因型是。
(3)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,研究人员将诱变Ⅰ代中棕色、高酚植株自交,每株自交后代种植在一个单独的区域,从的区域中得到纯合棕色、高酚植株。
请你利用该纯合子作为一个亲本,再从诱变Ⅰ代中选择另一个亲本,设计一方案,尽快选育出抗虫高产(棕色、低酚)的纯合棉花新品种(用遗传图解和必要的文字表示)。
【解析】(1)因为诱变当代中的棕色、高酚性状个体自交发生性状分离,出现白色、高酚性状,故棕色为显性性状,白色为隐性性状;白色、高酚性状个体自交也发生性状分离,出现白色、低酚性状,故高酚为显性性状,低酚为隐性性状。
(2)根据显隐性关系以及诱变Ⅰ代的性状表现,可以推断诱变当代中的棕色、高酚的棉花植株基因型为AaBB,而白色、高酚的棉花植株基因型为aaBb。