生物变异和育种学案文档格式.docx
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②多倍体育种
原理：
；
人工获得多倍体的方法；
多倍体育种的优点：
实例：
三倍体无子西瓜的培育
（3）单倍体及其应用：
，人工诱导单倍体的方法：
单倍体育种优点：
实例：
矮杆抗锈病小麦的培育。
1.染色体组的特点和数目的判断：
（1）染色体组的特点：
组内染色体在各不相同；
一个染色体组内不含有
染色体；
一个染色体组内含有控制该物种生物性状的一整套基因。
（2）染色体组数目的判断：
①根据染色体的形态
②根据基因型：
③染色体组的数目=染色体数染色体形态数
2.二倍体，单倍体，多倍体的比较：
二倍体
多倍体
单倍体
实例
发育起点
未受精的配子
染色体组的数目
不确定（是正常体细胞染色体组数目的一半）
性状表现
正常（作为单倍体、多倍体的参照）
人工诱导方法
植物组织培养
应用
[拓展]
1.三倍体等奇数倍体的植物一般是不育的，其原因是什么？
要想使其可育你有什么方法？
2.21三体综合征形成的可能原因有哪些？
活动三、实验：
低温诱导植物染色体数目的变化
[基础回顾]
1、实验目的：
学习低温诱导植物染色体数目变化的方法；
理解低温诱导植物细胞染色体数目变化有作用机制。
2、实验原理：
用低温处理植物分生组织细胞，能够的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体数目发生变化。
3、方法步骤：
①低温诱导：
将洋葱放在装满清水的广口瓶上，让洋葱的底部接触水面。
待洋葱长出约1cm左右的不定根时，将整个装置放入冰箱的低温室内（4º
C），诱导培养36h。
②固定形态：
剪取诱导处理的根尖约0.5～1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
③制作装片：
④观察：
[理解]
1.“低温诱导植物染色体数目的变化”实验中，如何制作洋葱根尖临时装片？
观察应找什么时期？
2.低温诱导染色体数目变化和秋水仙素处理使染色体数目变化有何相似之处？
有什么不同之处？
如何利用此实验的原理和步骤来探究某些物质的毒性强弱？
[练习巩固]
1．已知某物种的一条染色体上依次排列着A、B、C、D、E五个基因，下图列出的该染色体的若干种变化中，未发生染色体结构变异的是
2．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
3．用马铃薯的花药离体培养出的单倍体植株，可以正常地进行减数分裂，用显微镜可以观察到染色体两两配对形成12对。
据此现象可推知产生该花药的马铃薯是（
）
A．三倍体
B．二倍体
C．四倍体
D．六倍体
4.细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是（）
A.染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异B.非同源染色体自由组合，导致基因重组
C.染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变D.非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异
5.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
6.（多选）对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，正确的描述是（）
A.处于分裂间期的细胞最多
B.在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞
C.在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程
D.在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似
7．用浓度为2％的秋水仙素，处理植物分生组织5～6小时，能够诱导细胞内染色体加倍。
那么，用一定时间的低温（如4℃）处理水培的洋葱根尖时，是否也能诱导细胞内染色体加倍呢?
请对这个问题进行实验探究。
（1）针对以上问题，你作出的假设是：
。
你提出此假设的依据是。
（2）低温处理植物材料时，通常需要较长时间才能产生低温效应，根据这个提示将你设的实验组合以表格形式列出来。
（3）按照你的设计思路，以________________________________________作为鉴别低温是否诱导细胞内染色体加倍的依据。
为此，你要进行的具体操作是：
第一步：
剪取根尖2～3mm。
第二步：
按照→→→步骤制作。
8.科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，育成了抗叶锈病的小麦，育种过程见图。
图中A、B、C、D表示4个不同的染色体组，每组有7条染色体，C染色体组中含携带抗病基因的染色体。
请回答下列问题：
（1）异源多倍体是由两种植物AABB与CC远缘杂交
形成的后代，经＿＿＿＿＿＿方法培育而成，还可用植
物细胞工程中＿＿＿＿＿＿方法进行培育。
（2）杂交后代①染色体组的组成为＿＿＿＿＿＿，进
行减数分裂时形成＿＿＿个四分体，体细胞中含有＿＿＿＿
条染色体。
（3）杂交后代②中C组的染色体减数分裂时易丢失，
这是因为减数分裂时这些染色体＿＿＿＿。
（4）为使杂交后代③的抗病基因稳定遗传，常用射线
照射花粉，使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色
体上，这种变异称为＿＿＿＿＿＿＿。
（1）秋水仙素诱导染色体数目加倍 植物体细胞杂交
（2）AABBCD 14 42
（3）无同源染色体配对 （4）染色体结构变异
9.无子西瓜是由二倍体（2n＝22）与同源四倍体杂交后形成的三倍体。
回答下列问题：
（1）杂交时选用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，取其花粉涂在四倍体植株的______________上，授粉后套袋。
四倍体植株上产生的雌配子含有______条染色体，该雌配子与二倍体植株上产生的雄配子结合，形成含有______条染色体的合子。
（2）上述杂交获得的种子可发育为三倍体植株。
该植株会产生无子果实，该果实无子的原因是三倍体的细胞不能进行正常的________分裂。
（3）为了在短期内大量繁殖三倍体植株，理论上可以采用______________________________的方法。
课时2基因突变和基因重组
考点2、基因重组及其意义B（简述基因重组的概念；
举例说出基因重组现象；
简述基因重组的意义）
考点3基因突变的特征和原因B（概述基因突变的概念；
解释基因突变的原因；
举例说明基因突变的特征；
简述基因重组和基因突变的差异；
概述基因突变的意义）
活动一、基因重组
[基础总结回顾]
1．基因重组的概念：
生物体在进行的过程中控制的重新组合。
2．基因重组发生的时间：
3．基因重组的来源（类型）：
上非等位基因的自由组合。
同源染色体上非姐妹染色单体的
4．基因重组的结果：
5．基因重组的意义：
形成的重要原因之一；
为提供了极其丰富的来源，对生物进化具有重要意义
1．基因重组的类型及发生时间。
除上述外还有没有其他类型？
2.用基因重组可以解释生产、生活中的哪些现象？
【拓展】
基因工程的工具和操作过程。
活动二、基因突变
1.基因突变的概念
DNA分子中发生的、或而引起的改变
2．发生时间：
3．类型：
按引起基因突变的原因不同可分为。
自发突变和诱发突变（人工诱变）
4．结果：
基因通过突变成为它的，这就可能产生一种新的表现型差异。
直接原因：
5.实例：
镰刀形细胞贫血症
根本原因：
6．特点：
①普遍性：
在生物界普遍存在，各种生物都会由于基因突变而引起生物性状的改变。
②随机性和定向性：
基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；
可以发生在细胞内不同的DNA分子上；
同一DNA分子的不同部位。
不定向性表现为一个基因可以向不同方向发生突变，产生一个以上的等位基因。
③低频性：
在自然条件下，基因发生突变的机会很小。
④多害少利性：
多数对生物有害，少数对生物的生存有利。
7．意义：
（1）产生新的；
（2）是生物变异的；
（3）是生物进化的。
1．基因突变与性状改变：
基因突变是否一定引起生物性状的改变？
2．基因突变的原因及作用的大致机理：
物理因素：
外因因素：
DNA因素：
（间期）
碱基对的增添、缺失、替换（内因）
脱氧核苷酸的种类、数量、排列顺序的改变
基因结构改变
遗传信息改变
有丝分裂
Aa
减数分裂
体细胞生殖细胞
[拓展]
1．细胞癌变和基因突变的关系
2.某个体基因型为AaBB，在减数分裂过程出现如下细胞的可能原因是什么？
3.比较基因突变，基因重组，染色体变异
基因突变
基因重组
染色体变异
生物种类（适用范围）
所有生物都可发生基因突变
自然状态下只有有性生殖的生物发生基因重组（基因工程、肺炎双球菌的转化）
真核生物都可发生染色体变异
生殖类型
无性生殖和有性生殖都可发生
自然状态下只有有性生殖可发生
发生时期
DNA复制时
减数第一次分裂的四分体时期及减数第一次分裂后期
细胞分裂期
镜检
光镜下均无法检出，
可根据是否有新性状或新性状组合确定
光镜下可检出
产生结果
产生新的基因
产生新的基因型
可引起基因“数量”的变化
意义
生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料
形成生物多样性的重要原因之一，对于生物进化具有十分重要的意义
对生物进化有一定的意义
与进化
的关系
①三种可遗传的变异都为生物的进化提供了原材料
②基因突变可产生新的基因，为进化提供了最初的原材料，是生物变异的根本来源
③基因重组的变异频率高，为进化提供了广泛的选择材料，是形成生物多样性的重要原因之一。
[练习巩固]
1.真核生物进行有性生殖时，通过减数分裂和随机受精使后代（）
A.增加发生基因突变的概率B.继承双亲全部的遗传性状
C.从双亲各获得一半的DNAD.产生不同于双亲的基因组合
2．当小鼠的卵原细胞正在进行DNA复制时，细胞中不可能进行（）
A．基因突变B．解旋和子链合成C．基因重组D．某些蛋白质合成
3.有性生殖可克服马铃薯因连续种植几年后的种性退化。
其依据的变异原理主要是（）
A．基因突变B．基因重组C．染色体数加倍D．染色体数减
4．如图为同种生物的不同个体编码翅结构的基因的碱基比例图。
两者体现的区别如下：
基因1来源于具正常翅的雌性个体的细胞，基因2来源于另一具异常翅的雌性个体的细胞。
据此可知，翅异常最可能是由于（）
A.碱基对的增添B.碱基对的替换C.基因突变D.染色体结构变异
5．下列关于基因突变的叙述中，正确的是（）
A．生物随环境改变而产生适应性的突变
B．由于细菌的数量多、繁殖周期短，因此其基因突变率很高
C．基因突变在自然界的物种中广泛存在
D．自然状态下的突变是不定向的，而人工诱发的突变是定向的
6．用紫外线照射红色细菌的培养液，几天后出现了一个白色菌落，把这个白色菌落转移培养，长出的菌落全是白色的，这种变异是（）
A．染色体变异B．基因重组C．人工诱变D．自然突变
7．太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等，诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异，然后进行培育的一种育种方法。
下列说法正确的是（）
A．太空育种产生的突变总是有益的B．太空育种培育的植物是地球上原本不存在的
C．太空育种产生的性状是定向的D．太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的
8.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为一个碱基的替换,突变基因2和3为一个碱基的增添
D.突变基因2为一个碱基的替换,突变基因1和3为一个碱基的增添
9.甲磺酸乙酯（EMS）能使鸟嘌呤（G）的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶（C）配对而与胸腺嘧啶（T）配对，从而使DNA序列中G—C对转换成
A—T对。
育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。
请回答下列问题。
（1）经过处理后发现一株某种性状变异的水稻，其自交后代中出现两种表现型，说明这种变异为突变。
（2）用EMS浸泡种子是为了提高，某一性状出现多种变异类型，说明变异具有。
（3）EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，而染色体的不变。
（4）经EMS诱变处理后表现型优良的水稻植株也可能携带有害基因，为了确定是否携带有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法有、。
（5）诱变选育出的变异水稻植株还可通过PCR方法进行检测，通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料，这是因为。
5．（7分）
（1）显性
（2）基因突变频率不定向性（3）结构和数目
（4）自交花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体（5）该水稻植株体细胞基因型相同
课时3生物变异在育种上的应用
考点4生物变异在育种上应用C（举例说出多倍体育种的原理、方法及特点；
举例说出多倍体育种在生产中的应用；
概述单倍体育种原理、方法和特点；
举例说出诱变育种在生产中的应用）
1多倍体育种：
2.单倍体育种：
3.诱变育种：
原理；
方法：
用物理方法和化学试剂处理生物材料，然后从中进行筛选。
4．基因工程的操作步骤：
1.人工诱导多倍体利用的原理是什么？
与自然界多倍体形成有什么相同和不同之处？
2.单倍体育种和植物组织培养有什么关系
3.进行诱变育种时，进行处理的生物材料有什么要求？
举例说明。
4.在进行育种方法的选择上要注意什么问题？
生物育种方法比较
育种方法
原理
主要处理方法
主要优点
缺点
应用实例
杂交育种
诱变育种
单倍体育种
多倍体育种
基因工程育种
植物体细胞杂交
动物细胞工程育种
练习巩固
1.下图表示基因决定性状的过程，下列分析正确的是（）
①Ⅰ过程需要DNA链作模板、四种核糖核苷酸为原料，葡萄糖为其直接供能②Ⅲ过程可以表示酪氨酸酶与人类肤色的关系③豌豆的圆粒和皱粒出现的根本原因是Ⅱ过程中合成的蛋白质不同④某段DNA中的基因发生突变一定会导致该基因所在种群基因频率的改变⑤与二倍体植株相比，其多倍体植株细胞内Ⅰ与Ⅱ的过程一般更旺盛⑥杂交育种一般从F2开始选择，是由于重组性状在F2个体发育中，经Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ过程后才表现出来
A.①③④B.②③⑤C.②⑤⑥D.①④⑥
2．育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。
下列叙述正确的是
A.这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的
B.该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体
C.观察细胞有丝分裂中期染色体形卷可判断基因突变发生的位置
D.将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系
3.（多选）现有小麦种质资源包括：
①高产、感病；
②低产、抗病；
③高产、晚熟等品种。
为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：
a.高产、抗病；
b.高产、早熟；
c.高产、抗旱。
下述育种方法可行的是
A.利品用种①、③品种间杂交筛选获得aB.对产品③进行染色体加倍处理筛选获得b
C.a、b和c的培育均可采用诱变育种方法D.用转基因技术将外源抗旱基因导入③中获得c
4．以下是五种不同育种方法示意图，请据图回答：
（1）图中A
D表示的育种方法的原理是，A
B
C表示的育种方法与A
D的相比较，其优越性在于。
（2）图中E过程对种子或幼苗进行相关处理的最佳作用时期是，请列举一种能引起E过程变化的化学物质；
F过程最常用的一种化学试剂的作用原理是。
（3）图中G
J过程中涉及到的生物技术有，该育种方法与前面几种育种方法相比较，具有的优点是。
5.无子西瓜是由二倍体（2n=22）与同源四倍体杂交后形成的三倍体。
（1）杂交时选用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，取其花粉涂在四倍体植株的上，授粉后套袋。
四倍体植株上产生的雌配子含有条染色体，该雌配子与二倍体植株上产生的雄配子结合，形成含有条染色体的合子。
（2）上述杂交获得的种子可发育为三倍体植株。
该植株会产生无子果实，该果实无子的原因是三倍体的细胞不能进行正常的分裂。
（3）为了在短期内大量繁殖三倍体植株，理论上可以采用的方法。
6．番茄是二倍体植物（染色体2N＝24）。
有一种三体，其6号染色体的同源染色体有三条（比正常的番茄多了一条6号染色体）。
三体在减数分裂联会时，形成一个二价体和一个单价体；
3条同源染色体中的任意2条随意配对联会，另1条同源染色体不能配对，减数第一次分裂的后期，组成二价体的同源染色体正常分离，组成单价体的1条染色体随机地移向细胞的任何一极，而其他如5号染色体正常配对、分离（如图所示）。
（1）在方框中绘出三体番茄减数第一次分裂后期图解。
（只要画出5、6号染色体就可以，
并用“5、6号”字样标明相应的染色体）
（2）设三体番茄的基因型为AABBb，则花粉的基因型及其比例是________________。
则
根尖分生区连续分裂两次所得到的子细胞的基因型为________。
（3）从变异的角度分析，三体的形成属于________，形成的原因是___________________
________________________________________________________________________。
（4）以马铃薯叶型（dd）的二倍体番茄为父本，以正常叶型（DDD）的三体番茄为母本（纯合体）进行杂交。
试回答下列问题：
①假设D（或d）基因不在第6号染色体上，使F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃薯叶
型杂交，杂交子代叶型的表现型及比例为________。
②假设D（或d）基因在第6号染色体上，使F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃薯叶型
杂交，杂交子代叶型的表现型及比例为________。
（1）如图
有一对姐妹染色单体未分开，而是移向了同一极，这样形成的异常配子和正常减数分裂形成的配子结合成的受精卵发育而成
（4）①正常叶型∶马铃薯叶型＝1∶1 ②正常叶型∶马铃薯叶型＝5∶1
7..去冬今春，河北、山西、山东、河南、江苏和安徽等地的严重干旱导致农作物减产，故具有抗旱性状的农作物有重要的经济价值。
研究发现，多数抗旱性作物能通过细胞代谢，产生一种代谢产物，调节根部细胞液内的渗透压，此代谢产物在叶肉细胞中却很难找到。
（1）在抗旱性农作物的叶肉细胞中找不到与抗旱有关代谢产物的根本原因是__________
______________________________________________________________。
（2）现有一抗旱植物，其体细胞内有一个抗旱基因R，其等位基因为r（不抗旱）。
R、r基
因转录链上部分核苷酸序列如下：
r：
…ATAAGCATGACATTA…
R：
…ATAAGCAAGACATTA…
①请写出R基因转录成的RNA链上的核苷酸序列：
…________________…。
这一片段编码的肽链中对应的氨基酸数目是________个。
②已知旱敏型rr植株的某一细胞基因型变成了Rr，则此变化是基因中________所导致
的；
若该细胞是一卵原细胞，则其分裂产生的卵细胞基因型是R的概率是________。
（3）现已制备足够多的R探针和r探针，通过探针来检测某植物相关的基因型。
据图回答
下列问题。
①若已提取到某抗旱植物Rr的叶肉细胞总DNA，（能、不能）________以DNA为模板直接扩增抗旱基因。
②细胞中R或r基因的解旋发生在_____过程中。
③DNA杂交发生在___________________________________________________两者之间。
④若被检植物发生A现象，不发生C现象，则被检植物的基因型为________。
（4）为培育能稳定遗传、具抗旱性和多颗粒产量的农作物，科研人员按以下两种流程图进行育种。
（已知抗旱性和多颗粒是显性，两对性状各由一对等位基因控制）
A.纯合旱敏性多颗粒产量农作物×
纯合抗旱性少颗粒产量农作物―→F1―→F1
―→F2人工选择（汰劣留良）―→自交―→F3―→人工选择―→自交……―→性状稳定的优良品种
B.纯合旱敏性多颗粒产量农作物×
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