資源簡介

(共69張PPT)
第3課時(shí)
生物變異在育種上的應(yīng)用
課標(biāo)要求
闡明生物變異在育種上的應(yīng)用。
1.雜交育種
(1)原理： 。
(2)過程
①培育雜合子品種
選取符合要求的純種雙親雜交(♀×♂)→F1(即為所需品種)。
②培育隱性純合子品種：選取符合要求的雙親雜交(♀×♂)→F1 F2
→選出表型符合要求的個(gè)體種植并推廣。
歸納 夯實(shí)必備知識(shí)
基因重組
③培育顯性純合子品種
a.植物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1自交→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型，連續(xù)自交至 為止。
b.動(dòng)物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1雌雄個(gè)體交配→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型與隱性類型測(cè)交，選擇____________
。
(3)優(yōu)點(diǎn)：操作簡便，可以把多個(gè)品種的 集中在一起。
(4)缺點(diǎn)：獲得新品種的周期 。
不發(fā)生性狀分離
后代不發(fā)生
性狀分離的F2個(gè)體
優(yōu)良性狀
長
2.單倍體育種
(1)原理： 。
(2)過程
秋水仙素
(3)優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短 ，且得到純合二倍體。
(4)缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜。
染色體(數(shù)量)變異
育種年限
3.多倍體育種
(1)方法：用 或低溫處理。
(2)處理材料： 。
(3)原理： 。
秋水仙素
萌發(fā)的種子或幼苗
染色體(數(shù)量)變異
①兩次傳粉
第一次傳粉：雜交獲得三倍體種子
第二次傳粉：刺激子房發(fā)育成果實(shí)
②用秋水仙素處理幼苗后，分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、花的染色體數(shù)量 ，而未經(jīng)處理部分(如根部細(xì)胞)的染色體數(shù)量 。
③三倍體西瓜無子的原因：三倍體西瓜植株在減數(shù)分裂過程中，由于染色體 ，不能產(chǎn)生正常配子。
加倍
不變
聯(lián)會(huì)紊亂
(4)實(shí)例：三倍體無子西瓜的培育
易錯(cuò)提醒
(1)單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理兩個(gè)過程。
(2)單倍體育種一般應(yīng)用于二倍體植物，因?yàn)槿魹樗谋扼w植物，通過單倍體育種形成的個(gè)體不一定是純合子。
(3)用秋水仙素處理植株使染色體數(shù)目加倍，若操作對(duì)象是單倍體植株，屬于單倍體育種；若操作對(duì)象為正常植株，叫多倍體育種。不能看到“染色體數(shù)目加倍”就認(rèn)為是多倍體育種。
(4)單倍體育種和多倍體育種都需用秋水仙素處理，使染色體數(shù)目加倍。單倍體育種在幼苗期處理，多倍體育種在種子萌發(fā)期或幼苗期處理。
4.誘變育種
(1)原理： 。
(2)過程
(3)優(yōu)點(diǎn)
①可以提高 ，在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。
②大幅度地 。
(4)缺點(diǎn)：有利變異個(gè)體往往不多，需要處理大量材料。
基因突變
突變率
改良某些性狀
考向一　分析單倍體育種與多倍體育種的應(yīng)用
1.如圖為二倍體玉米花粉培育成植株的過程。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是
A.過程①是花藥離體培養(yǎng)
B.過程②若正常培養(yǎng)，則植株B是
單倍體
C.過程②若使用秋水仙素處理幼苗
使其染色體加倍，則植株B是二倍體純合子
D.若該過程為單倍體育種，則育種原理是基因重組
突破 強(qiáng)化關(guān)鍵能力
√
2.(2023·江蘇南通高三模擬)在自然條件下，二倍體植物(2n＝4)形成四倍體植物的過程如圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是
A.減數(shù)分裂失敗可能發(fā)生在減數(shù)第二次分裂
B.二倍體植物與四倍體植物應(yīng)屬于不同的物種
C.圖示四倍體植物的形成并未經(jīng)長期的地理隔離過程
D.若要測(cè)定圖示四倍體植物的基因組DNA序列，則需測(cè)4條染色體上的DNA
√
根據(jù)題意和圖示分析可知，二倍體植株減數(shù)分裂失敗形成的異常配子中含有2個(gè)染色體組，自花傳粉形成的受精卵中含有4個(gè)染色體組，發(fā)育形成四倍體。減數(shù)分裂失敗既可以發(fā)生在減數(shù)第一次分裂也可以發(fā)生在減數(shù)第二次分裂，A正確；
二倍體植物與四倍體植物雜交后代為三倍體，三倍體減數(shù)分裂時(shí)同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成可育的配子，二者之間存在生殖隔離，所以屬于不同的物種，B正確；
圖示四倍體植物的形成并未經(jīng)長期的地理隔離過程，C正確；
測(cè)定四倍體植物基因組的全部DNA序列時(shí)只需測(cè)定2條染色體上的DNA，D錯(cuò)誤。
考向二　生物育種的綜合判斷
3.(多選)下列關(guān)于生物變異和育種的敘述，正確的是
A.誘變育種的原理是突變，能加速變異進(jìn)程，縮短育種年限
B雜交育種的原理是基因重組，能將優(yōu)良基因集中到同一品種中
C.單倍體育種的原理是染色體變異，能較快獲得純合優(yōu)良植株
D.基因工程育種的原理是細(xì)胞的全能性，能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙
√
√
√
4.如圖表示小麥育種的幾種方式，下列有關(guān)敘述不正確的是
A.獲得①和⑥的育種原理是基因
重組，②和③的育種原理是
染色體變異
B.獲得④⑤的育種方式是誘變
育種，得到的變異個(gè)體不全
都符合生產(chǎn)需要
C.獲得⑥的育種方式可定向改變生物體的性狀，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的
障礙
D.秋水仙素作用的時(shí)間是有絲分裂后期，結(jié)果是細(xì)胞中染色體數(shù)加倍
√
獲得①和⑥的育種方式分別是雜交育種和基因工程育種，其原理是基因重組；②和③的育種方式分別是單倍體育種和多倍體育種，其原理是染色體變異，A正確；
獲得④⑤的育種方式是誘變育種，由于基因突變是不定向的，所以得到的變異個(gè)體不全都符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要，B正確；
獲得⑥的育種方式是基因工程育種，可根據(jù)人們的意愿定向改變生物體的性狀，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，C正確；
秋水仙素作用的時(shí)間是有絲分裂前期，抑制細(xì)胞紡錘體的形成，結(jié)果是細(xì)胞中染色體數(shù)加倍，D錯(cuò)誤。
重溫高考 真題演練
1.(多選)(2022·江蘇，18)科研人員開展了芥菜和埃塞俄比亞芥雜交實(shí)驗(yàn)，雜種經(jīng)多代自花傳粉選育，后代育性達(dá)到了親本相當(dāng)?shù)乃健Ｏ聢D中L、M、N表示3個(gè)不同的染色體組。下列相關(guān)敘述正確的有
A.兩親本和F1都為多倍體
B.F1減數(shù)第一次分裂中期形成13個(gè)四分體
C.F1減數(shù)第二次分裂后產(chǎn)生的配子類型為
LM和MN
D.F1兩個(gè)M染色體組能穩(wěn)定遺傳給后代
1
2
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√
5
√
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由題意可知，L、M、N表示3個(gè)不同的染色體組，故兩親本和F1都含有四個(gè)染色體組，且由受精卵發(fā)育而來，為四(多)倍體，A正確；
四分體形成于減數(shù)第一次分裂前期，B錯(cuò)誤；
由圖中選育產(chǎn)生的后代基因型推知，F(xiàn)1可能產(chǎn)生M、LM、LN、MN、LMN等配子，C錯(cuò)誤；
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根據(jù)C選項(xiàng)配子類型及圖中選育產(chǎn)生的后代可知，后代一定會(huì)獲得兩個(gè)M染色體，D正確。
2.(2021·廣東，11)白菜型油菜(2n＝20)的種子可以榨取食用油(菜籽油)，為了培育高產(chǎn)新品種，科學(xué)家誘導(dǎo)該油菜未受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成完整植株Bc。下列敘述錯(cuò)誤的是
A.Bc成熟葉肉細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組
B.將Bc作為育種材料，能縮短育種年限
C.秋水仙素處理Bc幼苗可以培育出純合植株
D.自然狀態(tài)下Bc因配子發(fā)育異常而高度不育
√
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白菜型油菜屬于二倍體生物，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組，而Bc是通過未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而來的單倍體，其成熟葉肉細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組，A錯(cuò)誤；
Bc是通過未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而來的單倍體，秋水仙素處理Bc幼苗可以培育出純合植株，此種方法為單倍體育種，能縮短育種年限，B、C正確；
自然狀態(tài)下，Bc只含有一個(gè)染色體組，細(xì)胞中無同源染色體，減數(shù)分裂不能形成正常配子，從而高度不育，D正確。
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3.(2021·北京，7)研究者擬通過有性雜交的方法將簇毛麥(2n＝14)的優(yōu)良性狀導(dǎo)入普通小麥(2n＝42)中。用簇毛麥花粉給數(shù)以千計(jì)的小麥小花授粉，10天后只發(fā)現(xiàn)兩個(gè)雜種幼胚，將其離體培養(yǎng)，產(chǎn)生愈傷組織，進(jìn)而獲得含28條染色體的大量雜種植株。以下表述錯(cuò)誤的是
A.簇毛麥與小麥之間存在生殖隔離
B.培養(yǎng)過程中幼胚細(xì)胞經(jīng)過脫分化和再分化
C.雜種植株減數(shù)分裂時(shí)染色體能正常聯(lián)會(huì)
D.雜種植株的染色體加倍后能產(chǎn)生可育植株
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√
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簇毛麥與小麥的后代在減數(shù)分裂時(shí)染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不可育，故二者之間存在生殖隔離，A正確；
幼胚細(xì)胞經(jīng)過脫分化形成愈傷組織，愈傷組織經(jīng)過再分化形成胚狀體或叢芽，從而得到完整植株，B正確；
雜種植株細(xì)胞內(nèi)由于沒有同源染色體，故減數(shù)分裂時(shí)染色體無法正常聯(lián)會(huì)，C錯(cuò)誤；
雜種植株的染色體加倍后能獲得可育植株，D正確。
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4.(2020·全國Ⅰ，32)遺傳學(xué)理論可用于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐。回答下列問題：
(1)生物體進(jìn)行有性生殖形成配子的過程中，在不發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異的情況下，產(chǎn)生基因重新組合的途徑有兩條，分別是___________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
在減數(shù)分裂過程中，隨著非同源染色體的自由組合，非等位基因自由組合；同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組
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(2)在誘變育種過程中，通過誘變獲得的新性狀一般不能穩(wěn)定遺傳，原因是__________________________，若要使誘變獲得的性狀能夠穩(wěn)定遺傳，需要采取的措施是___________________________________。
控制新性狀的基因是雜合的
通過自交篩選出性狀能穩(wěn)定遺傳的子代
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5.(2020·全國Ⅲ，32)普通小麥?zhǔn)悄壳笆澜绺鞯卦耘嗟闹匾Z食作物。普通小麥的形成包括不同物種雜交和染色體加倍過程，如圖所示(其中A、B、D分別代表不同物種的一個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組均含7條染色體)。在此基礎(chǔ)上，人們又通過雜交育種培育出許多優(yōu)良品種。回答下列問題：
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(1)在普通小麥的形成過程中，雜種一是高度不育的，原因是______________________________________。已知普通小麥?zhǔn)请s種二染色體加倍形成的多倍體，普通小麥體細(xì)胞中有______條染色體。一般來說，與二倍體相比，多倍體的優(yōu)點(diǎn)是________________
__________(答出2點(diǎn)即可)。
無同源染色體，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂
42
營養(yǎng)物質(zhì)含量高、
莖稈粗壯
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雜種一中的兩個(gè)染色體組分別來自一粒小麥和斯氏麥草兩個(gè)不同物種，無同源染色體，不能通過減數(shù)分裂產(chǎn)生正常的配子，因此雜種一是高度不育的。雜種二中含3個(gè)染色體組，經(jīng)其染色體加倍形成的普通小麥中含有6個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組
均含7條染色體，故普通小麥體細(xì)胞中共含有42條染色體。與二倍體植株相比，多倍體植株的優(yōu)點(diǎn)是莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。
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(2)若要用人工方法使植物細(xì)胞染色體加倍，可采用的方法有______________(答出1點(diǎn)即可)。
秋水仙素處理
人工誘導(dǎo)染色體加倍的方法有很多，如低溫處理、用秋水仙素處理等。目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素來處理萌發(fā)的種子或幼苗。
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(3)現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)普通小麥品種(純合子)，甲的表型是抗病易倒伏，乙的表型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙為實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種，請(qǐng)簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路：__________________________________________
_________________________________________。
甲、乙兩個(gè)品種雜交，F(xiàn)1自交，選取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不發(fā)生性狀分離的植株
甲(抗病易倒伏)和乙(易感病抗倒伏)具有兩對(duì)相對(duì)性狀，且都是純合子，可通過雜交育種或單倍體育種的方法將兩者的優(yōu)良性狀集中在一個(gè)個(gè)體上。若采用雜交育種的方法，其實(shí)驗(yàn)思路是將甲、乙兩個(gè)品種雜交得F1，F(xiàn)1自交得F2，選取F2中既抗病
又抗倒伏、且自交后代不發(fā)生性狀分離的植株。若采用單倍體育種的方法，其實(shí)驗(yàn)思路是甲、乙雜交得F1，將F1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗，再用秋水仙素處理單倍體幼苗，最后經(jīng)篩選可獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種。
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一、易錯(cuò)辨析
1.抗蟲小麥與矮稈小麥雜交，通過基因重組可獲得抗蟲矮稈小麥(　　)
2.通過花藥離體培養(yǎng)可獲得抗銹病高產(chǎn)小麥新品種(　　)
3.單倍體育種中，通過花藥離體培養(yǎng)所得的植株均為純合的二倍體(　　)
4.誘變育種可通過改變基因的結(jié)構(gòu)達(dá)到育種目的(　　)
5.用二倍體西瓜給四倍體西瓜授粉，則四倍體植株上會(huì)結(jié)出三倍體無子西瓜
(　　)
6.單倍體不一定不育(　　)
7.多倍體植株都可以用種子繁殖后代(　　)
五分鐘　查落實(shí)
√
×
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√
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二、填空默寫
1.三倍體不育的原因是___________________________________________
。
2.騾子不育的原因是_____________________________________________
。
3.單倍體育種中的秋水仙素作用于 期的 植株，多倍體育種中的秋水仙素作用于 期的 植株。
三倍體個(gè)體在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)染色體聯(lián)會(huì)紊亂，
不能形成可育的配子
騾子細(xì)胞內(nèi)無同源染色體，不能進(jìn)行正常的減數(shù)
分裂
幼苗
單倍體
萌發(fā)的種子或幼苗
正常
課時(shí)精練
一、單項(xiàng)選擇題
1.(2023·江蘇連云港高三檢測(cè))人類目前所食用的香蕉均來自三倍體香蕉植株，如圖所示是三倍體香蕉的培育過程。下列相關(guān)敘述正確的是
A.無子香蕉的培育過程主要運(yùn)用了基因重組的原理
B.圖中染色體數(shù)目加倍的主要原因是有絲分裂前期紡錘體不能形成
C.二倍體與四倍體雜交能產(chǎn)生三倍體，它們之間不存在生殖隔離
D.若圖中無子香蕉的基因型均為Aaa，則有子香蕉的基因型可以是AAaa
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該“無子香蕉”培育的方法為多倍體育種，其原理是染色體變異，A錯(cuò)誤；
用低溫或秋水仙素誘導(dǎo)細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍的原理均是抑制細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成，因此圖中染色體加倍的主要原因是有絲分裂前期紡錘體不能形成，B正確；
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二倍體與四倍體雜交雖然能產(chǎn)生三倍體，但三倍體不育，所以它們之間仍然存在生殖隔離，C錯(cuò)誤；
若有子香蕉的基因型是AAaa，則其產(chǎn)生的配子基因型為AA、Aa、aa，則與該有子香蕉雜交的野生芭蕉的基因型無論是AA或Aa，還是aa，產(chǎn)生的無子香蕉的基因型都不可能均為Aaa，D錯(cuò)誤。
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2.下列關(guān)于生物變異與育種的敘述，正確的是
A.基因重組只是基因間的重新組合，不會(huì)導(dǎo)致生物性狀變異
B.基因突變使DNA序列發(fā)生的變化，都能引起生物性狀變異
C.弱小且高度不育的單倍體植株，進(jìn)行加倍處理后可用于育種
D.多倍體植株染色體組數(shù)加倍，產(chǎn)生的配子數(shù)加倍，有利于育種
√
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基因重組是在有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合，會(huì)導(dǎo)致后代性狀發(fā)生改變，A錯(cuò)誤；
基因突變會(huì)導(dǎo)致基因堿基序列發(fā)生改變，但由于密碼子的簡并性等原因，基因突變不一定會(huì)導(dǎo)致生物體性狀發(fā)生改變，B錯(cuò)誤；
多倍體的染色體組數(shù)如果奇數(shù)倍的增加(如三倍體)，其后代遺傳會(huì)嚴(yán)重的不平衡，在減數(shù)分裂形成配子時(shí)，同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成正常的配子，因此不利于育種，D錯(cuò)誤。
3.下列關(guān)于育種的敘述，正確的是
A.雜交育種的原理是染色體變異
B.多倍體育種得到的個(gè)體都能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂
C.單倍體育種比誘變育種的目的性強(qiáng)，比雜交育種的年限短
D.通過人工誘變，人們有目的地選育新品種，能避免育種的盲目性
√
雜交育種的原理是基因重組，A錯(cuò)誤；
多倍體育種得到的三倍體個(gè)體不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂，B錯(cuò)誤；
基因突變是不定向的，人工誘變育種盲目性大，D錯(cuò)誤。
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4.(2023·江蘇蘇北四市高三檢測(cè))多倍體分為兩種，同源多倍體含有來自同一物種的多種染色體組；異源多倍體含有來自兩個(gè)或多個(gè)物種的多個(gè)染色體組，其形成機(jī)制如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是
A.油菜為異源四倍體，體細(xì)胞染色體數(shù)目為19
B.油菜可能由花椰菜與蕪菁減數(shù)分裂時(shí)產(chǎn)生染色體加倍的配子受精后形成
C.油菜與花椰菜存在生殖隔離，四倍體花椰菜與花椰菜不存在生殖隔離
D.油菜表達(dá)了在花椰菜和蕪菁中不表達(dá)的基因，一定發(fā)生了基因突變
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n表示一個(gè)染色體組所含的染色體數(shù)目，A或C表示一個(gè)染色體組，花椰菜(CC)與蕪菁(AA)都表示含兩個(gè)染色體組，都是二倍體，花椰菜與蕪菁是兩個(gè)不同的物種，雜交后子代的染色體組成是AC，通過染色體加倍，變成油菜(AACC)為異源四倍體，體細(xì)胞染色體數(shù)目為9＋9＋10＋10＝38(條)，A錯(cuò)誤；
由題圖可知，油菜的染色體組成為AACC，花椰菜的配子染色體組成為C，蕪菁的配子染色體組成為A，所以油菜可能由花椰菜與蕪菁減數(shù)分裂時(shí)產(chǎn)生染色體加倍的配子受精后形成，即CC與AA結(jié)合形成AACC，B正確；
油菜、花椰菜是不同的物種，它們之間存在生殖隔離，四倍體花椰菜與花椰菜也是不同物種，它們之間也存在生殖隔離，C錯(cuò)誤；
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油菜具有花椰菜和蕪菁的染色體組，表達(dá)了在花椰菜和蕪菁中不表達(dá)的基因，發(fā)生了染色體數(shù)目變異，不是基因突變，D錯(cuò)誤。
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5.下列關(guān)于育種的說法，正確的是
A.多倍體育種和單倍體育種的最終目的分別是得到多倍體和單倍體
B.單倍體育種相對(duì)雜交育種的優(yōu)勢(shì)是更易獲得隱性純合子
C.三倍體無子西瓜培育時(shí)使用的秋水仙素作用于細(xì)胞有絲分裂的過程
D.自然狀態(tài)下基因突變是不定向的，而誘變育種時(shí)基因突變是定向的
√
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11
單倍體育種的最終目的是獲得純合的二倍體植株，A錯(cuò)誤；
隱性性狀一旦出現(xiàn)就能穩(wěn)定遺傳，而顯性性狀有純合子和雜合子，單倍體育種相對(duì)雜交育種的優(yōu)勢(shì)是更易得到顯性純合子，B錯(cuò)誤；
自然狀態(tài)下基因突變是不定向的，誘變育種時(shí)基因突變也是不定向的，D錯(cuò)誤。
6.我國利用航天技術(shù)在生物育種上取得了豐碩成果，下列關(guān)于航天育種的說法，正確的是
A.航天育種是利用太空的強(qiáng)輻射、微重力等因素誘導(dǎo)基因發(fā)生重組
B.航天育種可以有針對(duì)性地提高有利變異的頻率
C.在太空遨游過程中種子若產(chǎn)生新的基因，則代表形成了新的物種
D.航天器搭載的通常是萌發(fā)的種子，原因是萌發(fā)的種子有絲分裂旺盛
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航天育種是利用太空的強(qiáng)輻射、微重力等因素誘導(dǎo)發(fā)生基因突變或者染色體變異，A錯(cuò)誤；
變異是不定向的，不能有針對(duì)性地提高有利變異的頻率，B錯(cuò)誤；
新物種形成的標(biāo)志是產(chǎn)生生殖隔離，在太空遨游過程中種子若產(chǎn)生新的基因，不一定形成新的物種，C錯(cuò)誤；
航天器搭載的通常是萌發(fā)的種子，原因是萌發(fā)的種子有絲分裂旺盛，容易發(fā)生突變，D正確。
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7.穿梭育種是近年來小麥育種采用的新模式。農(nóng)業(yè)科學(xué)家將一個(gè)地區(qū)的品種與其他地區(qū)的品種進(jìn)行雜交，然后通過在兩個(gè)地區(qū)間不斷地反復(fù)交替穿梭種植、選擇、鑒定，最終選育出多種抗病高產(chǎn)的小麥新品種。下列關(guān)于穿梭育種的敘述不正確的是
A.自然選擇方向不同使各地區(qū)的小麥種群基因庫存在差異
B.穿梭育種培育的新品種可適應(yīng)兩個(gè)地區(qū)的環(huán)境條件
C.穿梭育種充分地利用了小麥的遺傳多樣性
D.穿梭育種利用的主要原理是染色體變異
√
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兩個(gè)地區(qū)環(huán)境條件不同，自然選擇方向不同使各地區(qū)的小麥種群基因庫存在差異，A正確；
小麥的遺傳多樣性為自然選擇提供了原材料，C正確；
穿梭育種通過雜交、選擇過程，利用的主要原理是基因重組，D錯(cuò)誤。
二、多項(xiàng)選擇題
8.(2023·江蘇常州高三模擬)已知傘花山羊草是二倍體，二粒小麥?zhǔn)撬谋扼w，普通小麥?zhǔn)橇扼w。為了將傘花山羊草攜帶的抗葉銹病基因轉(zhuǎn)入小麥，研究人員進(jìn)行了如圖所示的操作。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是
1
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A.秋水仙素處理雜種P獲得異源多倍體，異源多倍體中沒有同源染色體
B.異源多倍體與普通小麥雜交產(chǎn)生的雜種Q中一定含有抗葉銹病基因
C.射線照射雜種R使抗葉銹病基因的染色體片段移接到小麥染色體上，
屬于基因重組
D.雜種Q與普通小麥雜交過程遵循孟德爾遺傳定律
√
√
√
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秋水仙素處理雜種P獲得的異源多倍體含有同源染色體；由于等位基因分離，雜種Q中不一定含有抗葉銹病基因；雜種R中抗葉銹病基因所在染色體片段移接到小麥染色體上，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。
9.我國小麥育種專家將長穗偃麥草的抗病、高產(chǎn)等基因轉(zhuǎn)移到普通小麥中，培育成了小麥二體異附加系(流程如下圖所示)。普通小麥6n＝42，記為42W；長穗偃麥草2n＝14，記為14E。下列敘述正確的是
A.甲是純合的二倍體
B.丙染色體組成是42W＋0～7E
C.丁自交后代中植株戊約占1/4
D.育種中發(fā)生了基因重組和
染色體變異
√
√
√
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普通小麥與長穗偃麥草雜交，F(xiàn)1為異源四倍體，則甲為異源八倍體，A錯(cuò)誤；
分析題圖可知，乙中來自長穗
偃麥草的染色體組是一個(gè)，因此長穗偃麥草的染色體不能聯(lián)會(huì)，產(chǎn)生的配子的染色體組成是21W＋0～7E，則丙的染色體組成是42W＋0～7E，B正確；
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丁體細(xì)胞中含有一條長穗偃麥草染色體，自交后代中長穗偃麥草染色體的情況是2條∶1條∶0條＝1∶2∶1，因此含有兩條長穗偃麥草染色體的植株戊占1/4，C正確；
圖中雜交過程均發(fā)生了基因重組；圖中①過程發(fā)生了染色體變異，D正確。
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10.油菜中基因G和g控制菜籽的芥酸含量，而芥酸會(huì)降低菜籽油的品質(zhì)。研究人員擬利用高芥酸油菜品種(gg)和水稻抗病基因R培育低芥酸抗病油菜新品種(GGRR)，育種過程如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是
A.過程①誘發(fā)基因突變，其優(yōu)點(diǎn)是提高基因突變的頻率
B.過程②的原理是基因重組，可以克服物種遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙
C.過程①與過程②操作順序互換，對(duì)育種結(jié)果沒有影響
D.若要縮短育種年限，在過程②后可進(jìn)行單倍體育種
√
√
√
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若先導(dǎo)入基因R再人工誘變，這樣可能會(huì)導(dǎo)致基因R發(fā)生突變，進(jìn)而影響育種結(jié)果，造成篩選困難，C錯(cuò)誤；
單倍體育種能明顯縮短育種年限，因此若要縮短育種年限，在過程②后可進(jìn)行單倍體育種，D正確。
三、非選擇題
11.(2023·江蘇蘇北四市高三模擬)科學(xué)家利用誘變技術(shù)，誘發(fā)水稻品種“青華占”產(chǎn)生抗稻瘟病變異。請(qǐng)分析回答下列問題：
(1)科學(xué)家統(tǒng)計(jì)了“青華占”誘變品系的情況。發(fā)現(xiàn)部分品系抗病性明顯提高，部分品系抗病性有所下降，這說明了基因突變具有__________。
不定向性
利用誘變技術(shù)，誘發(fā)水稻品種“青華占”產(chǎn)生抗稻瘟病變異，發(fā)現(xiàn)部分品系抗病性明顯提高，部分品系抗病性有所下降，說明基因突變具有不定向性。
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(2)選擇抗病性高的誘變品系(QH－06)和易感病的原品系進(jìn)行雜交，統(tǒng)計(jì)結(jié)果，如表1所示。
表1　誘變品系與原品系雜交結(jié)果
雜交組合 世代 R(抗病) S(易感病)
QH－06×原品系 F1 42 0
F2 244 17
①在抗病和易感病這對(duì)相對(duì)性狀中，隱性性狀是_______。
易感病
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11
雜交組合 世代 R(抗病) S(易感病)
QH－06×原品系 F1 42 0
F2 244 17
由題干信息和表格可知，抗病性高的誘變品系和易感病的原品系進(jìn)行雜交，得到的F1都為抗病，所以抗病為顯性性狀，易感病為隱性性狀。
1
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11
②結(jié)果表明QH－06有2個(gè)抗病基因，分別位于_____對(duì)同源染色體上，理由是________________________________________________________
___________________。
雜交組合 世代 R(抗病) S(易感病)
QH－06×原品系 F1 42 0
F2 244 17
2
F2性狀分離比接近15∶1，是9∶3∶3∶1的變型，說明存在兩對(duì)基因且可以自由組合
1
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11
雜交組合 世代 R(抗病) S(易感病)
QH－06×原品系 F1 42 0
F2 244 17
抗病性高的誘變品系和易感病的原品系進(jìn)行雜交，得到的F1都為抗病，F(xiàn)1自交得到的F2中抗病∶易感病＝244∶17≈15∶1，表明QH－06由2個(gè)抗病基因控制，分別位于2對(duì)同源染色體上。
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11
③讓F2的抗病植株自由交配，后代的表型及比例是______________________，
后代抗病植株中純合子的比例是_____。
雜交組合 世代 R(抗病) S(易感病)
QH－06×原品系 F1 42 0
F2 244 17
抗病∶易感病＝24∶1
雜交組合 世代 R(抗病) S(易感病)
QH－06×原品系 F1 42 0
F2 244 17
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11
(3)已知某抗病品系的抗病基因所在的染色體上有T5、K10、RM27三個(gè)DNA片段。易感病品系在同一染色體上沒有相應(yīng)的片段。將抗病品系和易感病品系雜交，挑選F2中的易感病植株，檢測(cè)其基因組是否含有這些片段，結(jié)果如表2所示，已知染色體上兩個(gè)DNA片段之間發(fā)生互換的可能性，一般與其距離(cM)成正比，請(qǐng)用“↓”在圖中標(biāo)出抗病基因最可能的位置(標(biāo)出大體位置即可)
表2　F2易感病植株DNA片段存在情況
片段 存在此片段的植株數(shù)量 不存在此片段的植株數(shù)量
T5 14 507
K10 3 518
RM27 6 515
答案　如圖所示
1
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11
片段 存在此片段的植株數(shù)量 不存在此片段的植株數(shù)量
T5 14 507
K10 3 518
RM27 6 515
依照題干信息可知，某抗病品系的抗病基因所在的染色體上有T5、K10、RM27三個(gè)DNA片段，易感病品系在同一染色體上沒有相應(yīng)的片段，且染色體
上兩個(gè)DNA片段之間發(fā)生互換的
可能性，一般與其距離(cM)成正
比，結(jié)合表2可知，存在T5片段的植株數(shù)量比較多，說明抗病基因遠(yuǎn)離T5，也有存在K10和RM27片段的植株，但存在K10片段植株數(shù)量較小，所以離抗病基因位置近，因此抗病基因最可能的位置見答案。
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11第3課時(shí)　生物變異在育種上的應(yīng)用
課標(biāo)要求　闡明生物變異在育種上的應(yīng)用。
1．雜交育種
(1)原理：基因重組。
(2)過程
①培育雜合子品種
選取符合要求的純種雙親雜交(♀×♂)→F1(即為所需品種)。
②培育隱性純合子品種：選取符合要求的雙親雜交(♀×♂)→F1F2→選出表型符合要求的個(gè)體種植并推廣。
③培育顯性純合子品種
a．植物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1自交→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型，連續(xù)自交至不發(fā)生性狀分離為止。
b．動(dòng)物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1雌雄個(gè)體交配→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型與隱性類型測(cè)交，選擇后代不發(fā)生性狀分離的F2個(gè)體。
(3)優(yōu)點(diǎn)：操作簡便，可以把多個(gè)品種的優(yōu)良性狀集中在一起。
(4)缺點(diǎn)：獲得新品種的周期長。
2．單倍體育種
(1)原理：染色體(數(shù)量)變異。
(2)過程
(3)優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限，且得到純合二倍體。
(4)缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜。
3．多倍體育種
(1)方法：用秋水仙素或低溫處理。
(2)處理材料：萌發(fā)的種子或幼苗。
(3)原理：染色體(數(shù)量)變異。
(4)實(shí)例：三倍體無子西瓜的培育
①兩次傳粉
②用秋水仙素處理幼苗后，分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、花的染色體數(shù)量加倍，而未經(jīng)處理部分(如根部細(xì)胞)的染色體數(shù)量不變。
③三倍體西瓜無子的原因：三倍體西瓜植株在減數(shù)分裂過程中，由于染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。
易錯(cuò)提醒　(1)單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理兩個(gè)過程。
(2)單倍體育種一般應(yīng)用于二倍體植物，因?yàn)槿魹樗谋扼w植物，通過單倍體育種形成的個(gè)體不一定是純合子。
(3)用秋水仙素處理植株使染色體數(shù)目加倍，若操作對(duì)象是單倍體植株，屬于單倍體育種；若操作對(duì)象為正常植株，叫多倍體育種。不能看到“染色體數(shù)目加倍”就認(rèn)為是多倍體育種。
(4)單倍體育種和多倍體育種都需用秋水仙素處理，使染色體數(shù)目加倍。單倍體育種在幼苗期處理，多倍體育種在種子萌發(fā)期或幼苗期處理。
4．誘變育種
(1)原理：基因突變。
(2)過程
(3)優(yōu)點(diǎn)
①可以提高突變率，在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。
②大幅度地改良某些性狀。
(4)缺點(diǎn)：有利變異個(gè)體往往不多，需要處理大量材料。
考向一　分析單倍體育種與多倍體育種的應(yīng)用
1．如圖為二倍體玉米花粉培育成植株的過程。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．過程①是花藥離體培養(yǎng)
B．過程②若正常培養(yǎng)，則植株B是單倍體
C．過程②若使用秋水仙素處理幼苗使其染色體加倍，則植株B是二倍體純合子
D．若該過程為單倍體育種，則育種原理是基因重組
答案　D
2．(2023·江蘇南通高三模擬)在自然條件下，二倍體植物(2n＝4)形成四倍體植物的過程如圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．減數(shù)分裂失敗可能發(fā)生在減數(shù)第二次分裂
B．二倍體植物與四倍體植物應(yīng)屬于不同的物種
C．圖示四倍體植物的形成并未經(jīng)長期的地理隔離過程
D．若要測(cè)定圖示四倍體植物的基因組DNA序列，則需測(cè)4條染色體上的DNA
答案　D
解析　根據(jù)題意和圖示分析可知，二倍體植株減數(shù)分裂失敗形成的異常配子中含有2個(gè)染色體組，自花傳粉形成的受精卵中含有4個(gè)染色體組，發(fā)育形成四倍體。減數(shù)分裂失敗既可以發(fā)生在減數(shù)第一次分裂也可以發(fā)生在減數(shù)第二次分裂，A正確；二倍體植物與四倍體植物雜交后代為三倍體，三倍體減數(shù)分裂時(shí)同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成可育的配子，二者之間存在生殖隔離，所以屬于不同的物種，B正確；圖示四倍體植物的形成并未經(jīng)長期的地理隔離過程，C正確；測(cè)定四倍體植物基因組的全部DNA序列時(shí)只需測(cè)定2條染色體上的DNA，D錯(cuò)誤。
考向二　生物育種的綜合判斷
3．(多選)下列關(guān)于生物變異和育種的敘述，正確的是(　　)
A．誘變育種的原理是突變，能加速變異進(jìn)程，縮短育種年限
B雜交育種的原理是基因重組，能將優(yōu)良基因集中到同一品種中
C．單倍體育種的原理是染色體變異，能較快獲得純合優(yōu)良植株
D．基因工程育種的原理是細(xì)胞的全能性，能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙
答案　ABC
4．如圖表示小麥育種的幾種方式，下列有關(guān)敘述不正確的是(　　)
A．獲得①和⑥的育種原理是基因重組，②和③的育種原理是染色體變異
B．獲得④⑤的育種方式是誘變育種，得到的變異個(gè)體不全都符合生產(chǎn)需要
C．獲得⑥的育種方式可定向改變生物體的性狀，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙
D．秋水仙素作用的時(shí)間是有絲分裂后期，結(jié)果是細(xì)胞中染色體數(shù)加倍
答案　D
解析　獲得①和⑥的育種方式分別是雜交育種和基因工程育種，其原理是基因重組；②和③的育種方式分別是單倍體育種和多倍體育種，其原理是染色體變異，A正確；獲得④⑤的育種方式是誘變育種，由于基因突變是不定向的，所以得到的變異個(gè)體不全都符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要，B正確；獲得⑥的育種方式是基因工程育種，可根據(jù)人們的意愿定向改變生物體的性狀，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，C正確；秋水仙素作用的時(shí)間是有絲分裂前期，抑制細(xì)胞紡錘體的形成，結(jié)果是細(xì)胞中染色體數(shù)加倍，D錯(cuò)誤。
1．(多選)(2022·江蘇，18)科研人員開展了芥菜和埃塞俄比亞芥雜交實(shí)驗(yàn)，雜種經(jīng)多代自花傳粉選育，后代育性達(dá)到了親本相當(dāng)?shù)乃健Ｏ聢D中L、M、N表示3個(gè)不同的染色體組。下列相關(guān)敘述正確的有(　　)
A．兩親本和F1都為多倍體
B．F1減數(shù)第一次分裂中期形成13個(gè)四分體
C．F1減數(shù)第二次分裂后產(chǎn)生的配子類型為LM和MN
D．F1兩個(gè)M染色體組能穩(wěn)定遺傳給后代
答案　AD
解析　由題意可知，L、M、N表示3個(gè)不同的染色體組，故兩親本和F1都含有四個(gè)染色體組，且由受精卵發(fā)育而來，為四(多)倍體，A正確；四分體形成于減數(shù)第一次分裂前期，B錯(cuò)誤；由圖中選育產(chǎn)生的后代基因型推知，F(xiàn)1可能產(chǎn)生M、LM、LN、MN、LMN等配子，C錯(cuò)誤；根據(jù)C選項(xiàng)配子類型及圖中選育產(chǎn)生的后代可知，后代一定會(huì)獲得兩個(gè)M染色體，D正確。
2．(2021·廣東，11)白菜型油菜(2n＝20)的種子可以榨取食用油(菜籽油)，為了培育高產(chǎn)新品種，科學(xué)家誘導(dǎo)該油菜未受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成完整植株Bc。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．Bc成熟葉肉細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組
B．將Bc作為育種材料，能縮短育種年限
C．秋水仙素處理Bc幼苗可以培育出純合植株
D．自然狀態(tài)下Bc因配子發(fā)育異常而高度不育
答案　A
解析　白菜型油菜屬于二倍體生物，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組，而Bc是通過未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而來的單倍體，其成熟葉肉細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組，A錯(cuò)誤；Bc是通過未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而來的單倍體，秋水仙素處理Bc幼苗可以培育出純合植株，此種方法為單倍體育種，能縮短育種年限，B、C正確；自然狀態(tài)下，Bc只含有一個(gè)染色體組，細(xì)胞中無同源染色體，減數(shù)分裂不能形成正常配子，從而高度不育，D正確。
3．(2021·北京，7)研究者擬通過有性雜交的方法將簇毛麥(2n＝14)的優(yōu)良性狀導(dǎo)入普通小麥(2n＝42)中。用簇毛麥花粉給數(shù)以千計(jì)的小麥小花授粉，10天后只發(fā)現(xiàn)兩個(gè)雜種幼胚，將其離體培養(yǎng)，產(chǎn)生愈傷組織，進(jìn)而獲得含28條染色體的大量雜種植株。以下表述錯(cuò)誤的是(　　)
A．簇毛麥與小麥之間存在生殖隔離
B．培養(yǎng)過程中幼胚細(xì)胞經(jīng)過脫分化和再分化
C．雜種植株減數(shù)分裂時(shí)染色體能正常聯(lián)會(huì)
D．雜種植株的染色體加倍后能產(chǎn)生可育植株
答案　C
解析　簇毛麥與小麥的后代在減數(shù)分裂時(shí)染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不可育，故二者之間存在生殖隔離，A正確；幼胚細(xì)胞經(jīng)過脫分化形成愈傷組織，愈傷組織經(jīng)過再分化形成胚狀體或叢芽，從而得到完整植株，B正確；雜種植株細(xì)胞內(nèi)由于沒有同源染色體，故減數(shù)分裂時(shí)染色體無法正常聯(lián)會(huì)，C錯(cuò)誤；雜種植株的染色體加倍后能獲得可育植株，D正確。
4．(2020·全國Ⅰ，32)遺傳學(xué)理論可用于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐。回答下列問題：
(1)生物體進(jìn)行有性生殖形成配子的過程中，在不發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異的情況下，產(chǎn)生基因重新組合的途徑有兩條，分別是______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在誘變育種過程中，通過誘變獲得的新性狀一般不能穩(wěn)定遺傳，原因是__________，
若要使誘變獲得的性狀能夠穩(wěn)定遺傳，需要采取的措施是________________________。
答案　(1)在減數(shù)分裂過程中，隨著非同源染色體的自由組合，非等位基因自由組合；同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組　
(2)控制新性狀的基因是雜合的　通過自交篩選出性狀能穩(wěn)定遺傳的子代
5．(2020·全國Ⅲ，32)普通小麥?zhǔn)悄壳笆澜绺鞯卦耘嗟闹匾Z食作物。普通小麥的形成包括不同物種雜交和染色體加倍過程，如圖所示(其中A、B、D分別代表不同物種的一個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組均含7條染色體)。在此基礎(chǔ)上，人們又通過雜交育種培育出許多優(yōu)良品種。回答下列問題：
(1)在普通小麥的形成過程中，雜種一是高度不育的，原因是____________________
________________________________________________________________________。
已知普通小麥?zhǔn)请s種二染色體加倍形成的多倍體，普通小麥體細(xì)胞中有________條染色體。一般來說，與二倍體相比，多倍體的優(yōu)點(diǎn)是__________________________________
_______________________________________________________________(答出2點(diǎn)即可)。
(2)若要用人工方法使植物細(xì)胞染色體加倍，可采用的方法有______________(答出1點(diǎn)即可)。
(3)現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)普通小麥品種(純合子)，甲的表型是抗病易倒伏，乙的表型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙為實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種，請(qǐng)簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路：________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)無同源染色體，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂　42　營養(yǎng)物質(zhì)含量高、莖稈粗壯
(2)秋水仙素處理　(3)甲、乙兩個(gè)品種雜交，F(xiàn)1自交，選取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不發(fā)生性狀分離的植株
解析　(1)雜種一中的兩個(gè)染色體組分別來自一粒小麥和斯氏麥草兩個(gè)不同物種，無同源染色體，不能通過減數(shù)分裂產(chǎn)生正常的配子，因此雜種一是高度不育的。雜種二中含3個(gè)染色體組，經(jīng)其染色體加倍形成的普通小麥中含有6個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組均含7條染色體，故普通小麥體細(xì)胞中共含有42條染色體。與二倍體植株相比，多倍體植株的優(yōu)點(diǎn)是莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。(2)人工誘導(dǎo)染色體加倍的方法有很多，如低溫處理、用秋水仙素處理等。目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素來處理萌發(fā)的種子或幼苗。(3)甲(抗病易倒伏)和乙(易感病抗倒伏)具有兩對(duì)相對(duì)性狀，且都是純合子，可通過雜交育種或單倍體育種的方法將兩者的優(yōu)良性狀集中在一個(gè)個(gè)體上。若采用雜交育種的方法，其實(shí)驗(yàn)思路是將甲、乙兩個(gè)品種雜交得F1，F(xiàn)1自交得F2，選取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不發(fā)生性狀分離的植株。若采用單倍體育種的方法，其實(shí)驗(yàn)思路是甲、乙雜交得F1，將F1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗，再用秋水仙素處理單倍體幼苗，最后經(jīng)篩選可獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種。
一、易錯(cuò)辨析
1．抗蟲小麥與矮稈小麥雜交，通過基因重組可獲得抗蟲矮稈小麥(　√　)
2．通過花藥離體培養(yǎng)可獲得抗銹病高產(chǎn)小麥新品種(　×　)
3．單倍體育種中，通過花藥離體培養(yǎng)所得的植株均為純合的二倍體(　×　)
4．誘變育種可通過改變基因的結(jié)構(gòu)達(dá)到育種目的(　√　)
5．用二倍體西瓜給四倍體西瓜授粉，則四倍體植株上會(huì)結(jié)出三倍體無子西瓜(　×　)
6．單倍體不一定不育(　√　)
7．多倍體植株都可以用種子繁殖后代(　×　)
二、填空默寫
1．三倍體不育的原因是三倍體個(gè)體在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成可育的配子。
2．騾子不育的原因是騾子細(xì)胞內(nèi)無同源染色體，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂。
3．單倍體育種中的秋水仙素作用于幼苗期的單倍體植株，多倍體育種中的秋水仙素作用于萌發(fā)的種子或幼苗期的正常植株。
課時(shí)精練
一、單項(xiàng)選擇題
1．(2023·江蘇連云港高三檢測(cè))人類目前所食用的香蕉均來自三倍體香蕉植株，如圖所示是三倍體香蕉的培育過程。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A．無子香蕉的培育過程主要運(yùn)用了基因重組的原理
B．圖中染色體數(shù)目加倍的主要原因是有絲分裂前期紡錘體不能形成
C．二倍體與四倍體雜交能產(chǎn)生三倍體，它們之間不存在生殖隔離
D．若圖中無子香蕉的基因型均為Aaa，則有子香蕉的基因型可以是AAaa
答案　B
解析　該“無子香蕉”培育的方法為多倍體育種，其原理是染色體變異，A錯(cuò)誤；用低溫或秋水仙素誘導(dǎo)細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍的原理均是抑制細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成，因此圖中染色體加倍的主要原因是有絲分裂前期紡錘體不能形成，B正確；二倍體與四倍體雜交雖然能產(chǎn)生三倍體，但三倍體不育，所以它們之間仍然存在生殖隔離，C錯(cuò)誤；若有子香蕉的基因型是AAaa，則其產(chǎn)生的配子基因型為AA、Aa、aa，則與該有子香蕉雜交的野生芭蕉的基因型無論是AA或Aa，還是aa，產(chǎn)生的無子香蕉的基因型都不可能均為Aaa，D錯(cuò)誤。
2．下列關(guān)于生物變異與育種的敘述，正確的是(　　)
A．基因重組只是基因間的重新組合，不會(huì)導(dǎo)致生物性狀變異
B．基因突變使DNA序列發(fā)生的變化，都能引起生物性狀變異
C．弱小且高度不育的單倍體植株，進(jìn)行加倍處理后可用于育種
D．多倍體植株染色體組數(shù)加倍，產(chǎn)生的配子數(shù)加倍，有利于育種
答案　C
解析　基因重組是在有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合，會(huì)導(dǎo)致后代性狀發(fā)生改變，A錯(cuò)誤；基因突變會(huì)導(dǎo)致基因堿基序列發(fā)生改變，但由于密碼子的簡并性等原因，基因突變不一定會(huì)導(dǎo)致生物體性狀發(fā)生改變，B錯(cuò)誤；多倍體的染色體組數(shù)如果奇數(shù)倍的增加(如三倍體)，其后代遺傳會(huì)嚴(yán)重的不平衡，在減數(shù)分裂形成配子時(shí)，同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成正常的配子，因此不利于育種，D錯(cuò)誤。
3．下列關(guān)于育種的敘述，正確的是(　　)
A．雜交育種的原理是染色體變異
B．多倍體育種得到的個(gè)體都能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂
C．單倍體育種比誘變育種的目的性強(qiáng)，比雜交育種的年限短
D．通過人工誘變，人們有目的地選育新品種，能避免育種的盲目性
答案　C
解析　雜交育種的原理是基因重組，A錯(cuò)誤；多倍體育種得到的三倍體個(gè)體不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂，B錯(cuò)誤；基因突變是不定向的，人工誘變育種盲目性大，D錯(cuò)誤。
4．(2023·江蘇蘇北四市高三檢測(cè))多倍體分為兩種，同源多倍體含有來自同一物種的多種染色體組；異源多倍體含有來自兩個(gè)或多個(gè)物種的多個(gè)染色體組，其形成機(jī)制如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A．油菜為異源四倍體，體細(xì)胞染色體數(shù)目為19
B．油菜可能由花椰菜與蕪菁減數(shù)分裂時(shí)產(chǎn)生染色體加倍的配子受精后形成
C．油菜與花椰菜存在生殖隔離，四倍體花椰菜與花椰菜不存在生殖隔離
D．油菜表達(dá)了在花椰菜和蕪菁中不表達(dá)的基因，一定發(fā)生了基因突變
答案　B
解析　n表示一個(gè)染色體組所含的染色體數(shù)目，A或C表示一個(gè)染色體組，花椰菜(CC)與蕪菁(AA)都表示含兩個(gè)染色體組，都是二倍體，花椰菜與蕪菁是兩個(gè)不同的物種，雜交后子代的染色體組成是AC，通過染色體加倍，變成油菜(AACC)為異源四倍體，體細(xì)胞染色體數(shù)目為9＋9＋10＋10＝38(條)，A錯(cuò)誤；由題圖可知，油菜的染色體組成為AACC，花椰菜的配子染色體組成為C，蕪菁的配子染色體組成為A，所以油菜可能由花椰菜與蕪菁減數(shù)分裂時(shí)產(chǎn)生染色體加倍的配子受精后形成，即CC與AA結(jié)合形成AACC，B正確；油菜、花椰菜是不同的物種，它們之間存在生殖隔離，四倍體花椰菜與花椰菜也是不同物種，它們之間也存在生殖隔離，C錯(cuò)誤；油菜具有花椰菜和蕪菁的染色體組，表達(dá)了在花椰菜和蕪菁中不表達(dá)的基因，發(fā)生了染色體數(shù)目變異，不是基因突變，D錯(cuò)誤。
5．下列關(guān)于育種的說法，正確的是(　　)
A．多倍體育種和單倍體育種的最終目的分別是得到多倍體和單倍體
B．單倍體育種相對(duì)雜交育種的優(yōu)勢(shì)是更易獲得隱性純合子
C．三倍體無子西瓜培育時(shí)使用的秋水仙素作用于細(xì)胞有絲分裂的過程
D．自然狀態(tài)下基因突變是不定向的，而誘變育種時(shí)基因突變是定向的
答案　C
解析　單倍體育種的最終目的是獲得純合的二倍體植株，A錯(cuò)誤；隱性性狀一旦出現(xiàn)就能穩(wěn)定遺傳，而顯性性狀有純合子和雜合子，單倍體育種相對(duì)雜交育種的優(yōu)勢(shì)是更易得到顯性純合子，B錯(cuò)誤；自然狀態(tài)下基因突變是不定向的，誘變育種時(shí)基因突變也是不定向的，D錯(cuò)誤。
6．我國利用航天技術(shù)在生物育種上取得了豐碩成果，下列關(guān)于航天育種的說法，正確的是(　　)
A．航天育種是利用太空的強(qiáng)輻射、微重力等因素誘導(dǎo)基因發(fā)生重組
B．航天育種可以有針對(duì)性地提高有利變異的頻率
C．在太空遨游過程中種子若產(chǎn)生新的基因，則代表形成了新的物種
D．航天器搭載的通常是萌發(fā)的種子，原因是萌發(fā)的種子有絲分裂旺盛
答案　D
解析　航天育種是利用太空的強(qiáng)輻射、微重力等因素誘導(dǎo)發(fā)生基因突變或者染色體變異，A錯(cuò)誤；變異是不定向的，不能有針對(duì)性地提高有利變異的頻率，B錯(cuò)誤；新物種形成的標(biāo)志是產(chǎn)生生殖隔離，在太空遨游過程中種子若產(chǎn)生新的基因，不一定形成新的物種，C錯(cuò)誤；航天器搭載的通常是萌發(fā)的種子，原因是萌發(fā)的種子有絲分裂旺盛，容易發(fā)生突變，D正確。
7．穿梭育種是近年來小麥育種采用的新模式。農(nóng)業(yè)科學(xué)家將一個(gè)地區(qū)的品種與其他地區(qū)的品種進(jìn)行雜交，然后通過在兩個(gè)地區(qū)間不斷地反復(fù)交替穿梭種植、選擇、鑒定，最終選育出多種抗病高產(chǎn)的小麥新品種。下列關(guān)于穿梭育種的敘述不正確的是(　　)
A．自然選擇方向不同使各地區(qū)的小麥種群基因庫存在差異
B．穿梭育種培育的新品種可適應(yīng)兩個(gè)地區(qū)的環(huán)境條件
C．穿梭育種充分地利用了小麥的遺傳多樣性
D．穿梭育種利用的主要原理是染色體變異
答案　D
解析　兩個(gè)地區(qū)環(huán)境條件不同，自然選擇方向不同使各地區(qū)的小麥種群基因庫存在差異，A正確；小麥的遺傳多樣性為自然選擇提供了原材料，C正確；穿梭育種通過雜交、選擇過程，利用的主要原理是基因重組，D錯(cuò)誤。
二、多項(xiàng)選擇題
8．(2023·江蘇常州高三模擬)已知傘花山羊草是二倍體，二粒小麥?zhǔn)撬谋扼w，普通小麥?zhǔn)橇扼w。為了將傘花山羊草攜帶的抗葉銹病基因轉(zhuǎn)入小麥，研究人員進(jìn)行了如圖所示的操作。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．秋水仙素處理雜種P獲得異源多倍體，異源多倍體中沒有同源染色體
B．異源多倍體與普通小麥雜交產(chǎn)生的雜種Q中一定含有抗葉銹病基因
C．射線照射雜種R使抗葉銹病基因的染色體片段移接到小麥染色體上，屬于基因重組
D．雜種Q與普通小麥雜交過程遵循孟德爾遺傳定律
答案　ABC
解析　秋水仙素處理雜種P獲得的異源多倍體含有同源染色體；由于等位基因分離，雜種Q中不一定含有抗葉銹病基因；雜種R中抗葉銹病基因所在染色體片段移接到小麥染色體上，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。
9．我國小麥育種專家將長穗偃麥草的抗病、高產(chǎn)等基因轉(zhuǎn)移到普通小麥中，培育成了小麥二體異附加系(流程如下圖所示)。普通小麥6n＝42，記為42W；長穗偃麥草2n＝14，記為14E。下列敘述正確的是(　　)
A．甲是純合的二倍體
B．丙染色體組成是42W＋0～7E
C．丁自交后代中植株戊約占1/4
D．育種中發(fā)生了基因重組和染色體變異
答案　BCD
解析　普通小麥與長穗偃麥草雜交，F(xiàn)1為異源四倍體，則甲為異源八倍體，A錯(cuò)誤；分析題圖可知，乙中來自長穗偃麥草的染色體組是一個(gè)，因此長穗偃麥草的染色體不能聯(lián)會(huì)，產(chǎn)生的配子的染色體組成是21W＋0～7E，則丙的染色體組成是42W＋0～7E，B正確；丁體細(xì)胞中含有一條長穗偃麥草染色體，自交后代中長穗偃麥草染色體的情況是2條∶1條∶0條＝1∶2∶1，因此含有兩條長穗偃麥草染色體的植株戊占1/4，C正確；圖中雜交過程均發(fā)生了基因重組；圖中①過程發(fā)生了染色體變異，D正確。
10．油菜中基因G和g控制菜籽的芥酸含量，而芥酸會(huì)降低菜籽油的品質(zhì)。研究人員擬利用高芥酸油菜品種(gg)和水稻抗病基因R培育低芥酸抗病油菜新品種(GGRR)，育種過程如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A．過程①誘發(fā)基因突變，其優(yōu)點(diǎn)是提高基因突變的頻率
B．過程②的原理是基因重組，可以克服物種遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙
C．過程①與過程②操作順序互換，對(duì)育種結(jié)果沒有影響
D．若要縮短育種年限，在過程②后可進(jìn)行單倍體育種
答案　ABD
解析　若先導(dǎo)入基因R再人工誘變，這樣可能會(huì)導(dǎo)致基因R發(fā)生突變，進(jìn)而影響育種結(jié)果，造成篩選困難，C錯(cuò)誤；單倍體育種能明顯縮短育種年限，因此若要縮短育種年限，在過程②后可進(jìn)行單倍體育種，D正確。
三、非選擇題
11．(2023·江蘇蘇北四市高三模擬)科學(xué)家利用誘變技術(shù)，誘發(fā)水稻品種“青華占”產(chǎn)生抗稻瘟病變異。請(qǐng)分析回答下列問題：
(1)科學(xué)家統(tǒng)計(jì)了“青華占”誘變品系的情況。發(fā)現(xiàn)部分品系抗病性明顯提高，部分品系抗病性有所下降，這說明了基因突變具有__________。
(2)選擇抗病性高的誘變品系(QH－06)和易感病的原品系進(jìn)行雜交，統(tǒng)計(jì)結(jié)果，如表1所示。
表1　誘變品系與原品系雜交結(jié)果
雜交組合 世代 R(抗病) S(易感病)
QH－06×原品系 F1 42 0
F2 244 17
①在抗病和易感病這對(duì)相對(duì)性狀中，隱性性狀是____________________________。
②結(jié)果表明QH－06有2個(gè)抗病基因，分別位于________對(duì)同源染色體上，理由是
________________________________________________________________________。
③讓F2的抗病植株自由交配，后代的表型及比例是________________________，后代抗病植株中純合子的比例是________。
(3)已知某抗病品系的抗病基因所在的染色體上有T5、K10、RM27三個(gè)DNA片段。易感病品系在同一染色體上沒有相應(yīng)的片段。將抗病品系和易感病品系雜交，挑選F2中的易感病植株，檢測(cè)其基因組是否含有這些片段，結(jié)果如表2所示，已知染色體上兩個(gè)DNA片段之間發(fā)生互換的可能性，一般與其距離(cM)成正比，請(qǐng)用“↓”在圖中標(biāo)出抗病基因最可能的位置(標(biāo)出大體位置即可)
表2　F2易感病植株DNA片段存在情況
片段 存在此片段的植株數(shù)量 不存在此片段的植株數(shù)量
T5 14 507
K10 3 518
RM27 6 515
答案　(1)不定向性　(2)①易感病　②2　F2性狀分離比接近15∶1，是9∶3∶3∶1的變型，說明存在兩對(duì)基因且可以自由組合　③抗病∶易感病＝24∶1　　(3)如圖所示
解析　(1)利用誘變技術(shù)，誘發(fā)水稻品種“青華占”產(chǎn)生抗稻瘟病變異，發(fā)現(xiàn)部分品系抗病性明顯提高，部分品系抗病性有所下降，說明基因突變具有不定向性。(2)①由題干信息和表格可知，抗病性高的誘變品系和易感病的原品系進(jìn)行雜交，得到的F1都為抗病，所以抗病為顯性性狀，易感病為隱性性狀。②抗病性高的誘變品系和易感病的原品系進(jìn)行雜交，得到的F1都為抗病，F(xiàn)1自交得到的F2中抗病∶易感病＝244∶17≈15∶1，表明QH－06由2個(gè)抗病基因控制，分別位于2對(duì)同源染色體上。③假設(shè)相關(guān)基因用A、a，B、b表示，讓F2的抗病植株自由交配，經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子為AB∶Ab∶aB∶ab＝4∶4∶4∶3，后代的表型及比例為抗病∶易感病＝(1－×)∶(×)＝24∶1，后代抗病植株中純合子的比例是(×＋×＋×)÷(1－×)＝。(3)依照題干信息可知，某抗病品系的抗病基因所在的染色體上有T5、K10、RM27三個(gè)DNA片段，易感病品系在同一染色體上沒有相應(yīng)的片段，且染色體上兩個(gè)DNA片段之間發(fā)生互換的可能性，一般與其距離(cM)成正比，結(jié)合表2可知，存在T5片段的植株數(shù)量比較多，說明抗病基因遠(yuǎn)離T5，也有存在K10和RM27片段的植株，但存在K10片段植株數(shù)量較小，所以離抗病基因位置近，因此抗病基因最可能的位置見答案。

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