新高考生物通用版總復(fù)習(xí)一輪課件必修2第6章第12節(jié)雜交育種與誘變育種基因工程及其應(yīng)用

第6章從雜交育種到基因工程[考情分析][思維網(wǎng)絡(luò)]第1、2節(jié)雜交育種與誘變育種、基因工程及其應(yīng)用考點(diǎn)一1.雜交育種

雜交育種與誘變育種

[考點(diǎn)梳理]

(1)原理：______________。

(2)過程 ①培育雜合子品種 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，可以將雜種一代作為種子直接利用，如水稻、玉米等。其特點(diǎn)是利用雜種優(yōu)勢，品種高產(chǎn)、抗性強(qiáng)，但種子只能種一年。培育基本步驟如下： 選取符合要求的純種雙親雜交(♀×)→F1(即所需品種)?；蛑亟M②培育隱性純合子品種

選取符合要求的雙親雜交(♀×)→F1型符合要求的個體種植并推廣。 ③培育顯性純合子品種

a.植物：選取雙親雜交(♀×)→F1

F2→選出表現(xiàn)F2→選出表現(xiàn)型符合要求的個體F3……選出穩(wěn)定遺傳的個體推廣種植。

b.動物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1雌雄個體交配→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型與隱性類型測交，選擇后代不發(fā)生性狀分離的F2

個體。優(yōu)點(diǎn)長(3)優(yōu)點(diǎn)：操作簡便，可以把多個品種的______集中在一起。(4)缺點(diǎn)：獲得新品種的周期____。2.誘變育種基因突變基因突變

(1)概念：利用物理因素或化學(xué)因素來處理生物，使生物發(fā)生____________，從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法。

(2)原理：____________。

(3)方法：選擇生物→物理、化學(xué)方法誘變→選擇→培育。

(4)過程(5)優(yōu)點(diǎn)①可以提高突變率，在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。②大幅度地改良某些性狀。(6)缺點(diǎn)：有利變異個體往往不多，需要處理大量材料。

[易錯診斷]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。()答案：√2.抗病植株連續(xù)自交若干代，純合抗病植株的比例逐代降低。()答案：×3.誘變育種和雜交育種均可形成新基因。()答案：×4.利用高產(chǎn)、感病小麥與高產(chǎn)、晚熟小麥品種間雜交篩選)可獲得高產(chǎn)、抗病小麥的品種。(

答案：×

[基礎(chǔ)測評]1.育種專家用高稈抗銹病水稻與矮稈不抗銹病水稻雜交，)培育出了矮稈抗銹病水稻，這種水稻出現(xiàn)的原因是( A.基因突變

B.基因重組

C.染色體變異

D.環(huán)境條件的改變

答案：B2.誘變育種能使植物體產(chǎn)生更多的突變個體，生物細(xì)胞對輻射、化學(xué)誘變劑敏感的時期是細(xì)胞分裂的()B.前期D.末期A.間期C.后期答案：A

考點(diǎn)二1.單倍體育種單倍體育種與多倍體育種

[考點(diǎn)梳理](1)原理：____________?；ㄋ庪x體培養(yǎng)(2)常用方法：________________。縮短(3)優(yōu)點(diǎn)：明顯________育種年限。(4)缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜，需要與雜交育種配合。(5)單倍體育種的基本步驟染色體變異(6)實(shí)例：用高稈抗病(DDTT)和矮稈不抗病(ddtt)小麥品種，培育矮稈抗病小麥的過程，如下圖：2.多倍體育種(1)原理(2)常用方法：用__________或低溫處理。秋水仙素(3)優(yōu)點(diǎn)：器官______，營養(yǎng)成分含量高，產(chǎn)量增加。(4)缺點(diǎn)：適用于植物，動物難以開展；多倍體植物生長周期延長，結(jié)實(shí)率降低。大萌發(fā)的種子或幼苗(5)處理材料：____________________。(6)實(shí)例：三倍體無子西瓜的培育

②用秋水仙素處理幼苗后，分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、花染色體數(shù)目加倍，而未經(jīng)處理部分(如根部細(xì)胞)的染色體數(shù)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)會紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。有關(guān)育種的4點(diǎn)易錯(1)誘變育種與雜交育種相比，前者能產(chǎn)生新基因，創(chuàng)造變異新類型，后者只是實(shí)現(xiàn)原有基因的重新組合。

(2)育種中“最簡便”與“最快速”的差異?！白詈啽恪敝赜诩夹g(shù)含量應(yīng)為“易操作”，如雜交育種，雖然年限長，但農(nóng)民自己可簡單操作?！白羁焖佟蔽幢睾啽悖鐔伪扼w育種可明顯縮短育種年限，但其技術(shù)含量卻較高。

(3)“單倍體育種”≠“花藥離體培養(yǎng)”。單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理等過程；花藥離體培養(yǎng)只是單倍體育種的一個操作步驟。

(4)單倍體育種和多倍體育種都需用秋水仙素處理，前者操作對象是幼苗期的單倍體植株；后者操作對象為萌發(fā)期的種子或幼苗期的正常植株。[易錯診斷]1.花藥離體培養(yǎng)可獲得抗銹病高產(chǎn)小麥新品種。()答案：×2.在多倍體育種中，一般用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。()答案：√3.在單倍體育種中，一般先篩選F1

花粉類型再分別進(jìn)行花)藥離體培養(yǎng)獲得單倍體。(

答案：×[基礎(chǔ)測評]1.下列技術(shù)中不能獲得抗銹病高產(chǎn)小麥新品種的是()B.細(xì)胞融合D.轉(zhuǎn)基因A.誘變育種C.花藥離體培養(yǎng)答案：C

2.育種的方法有雜交育種、單倍體育種、誘變育種、多倍體育種、基因工程育種等，下面關(guān)于這五種育種的說法中，正確的是()A.涉及的原理有：基因突變、基因重組、染色體變異B.都不可能產(chǎn)生定向的可遺傳變異C.都在細(xì)胞水平上進(jìn)行操作D.都不能通過產(chǎn)生新基因從而產(chǎn)生新性狀答案：A考點(diǎn)三基因工程育種

[考點(diǎn)梳理] 1.基因工程：又叫基因拼接技術(shù)或____________技術(shù)，即按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，________________生物的遺傳性狀。DNA重組定向地改造2.原理：不同生物間的______________。3.工具基因重組限制性核酸內(nèi)切酶(1)基因的“剪刀”：_____________________。(2)基因的“針線”：________________。DNA連接酶(3)運(yùn)載體：________、噬菌體、動植物病毒等。質(zhì)粒

4.步驟：__________________→目的基因與運(yùn)載體結(jié)合→將目的基因?qū)隷___________→目的基因的______________。5.應(yīng)用提取目的基因受體細(xì)胞檢測與鑒定抗蟲棉大腸桿菌細(xì)菌基因工程概念的理解6.各種育種方法的比較(續(xù)表)(續(xù)表)育種方法圖解

圖解中各字母表示的處理方法：A表示雜交，D表示自交，B表示花藥離體培養(yǎng)，C表示秋水仙素處理，E表示誘變處理，F(xiàn)表示秋水仙素處理，G表示轉(zhuǎn)基因技術(shù)，H表示脫分化，I表示再分化，J表示包裹人工種皮。這是識別各種育種方法的主要依據(jù)。

[易錯診斷]1.能將多個優(yōu)良性狀集中到同一生物個體上，但耗時較長的是誘變育種。()答案：×2.多害少利、能產(chǎn)生新基因、創(chuàng)造生物新類型的是單倍體育種。()答案：×)3.最具預(yù)見性的育種技術(shù)是多倍體育種。(答案：×[基礎(chǔ)測評]1.下列關(guān)于育種方式的敘述，錯誤的是()A.誘變育種可產(chǎn)生新基因，大幅提高有利變異的比例B.雜交育種的育種周期長，可以獲得穩(wěn)定遺傳的個體C.多倍體育種能得到營養(yǎng)物質(zhì)含量高的品種D.單倍體育種明顯縮短育種年限，可迅速獲得純合品系答案：A2.下列有關(guān)幾種常見育種方法的敘述，錯誤的是()

A.在雜交育種中，一般從F2

開始選種，因?yàn)閺腇2

開始發(fā)生性狀分離

B.在多倍體育種中，一般用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗

C.在單倍體育種中，一般先篩選F1

花粉類型再分別進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體

D.在誘變育種中，最初獲得的顯性優(yōu)良性狀個體一般是雜合子

答案：C考向1各種生物育種方法的比較

[典例1]下圖表示的是培育三倍體無子西瓜的兩種方法，若圖1、圖2中二倍體西瓜植株的基因型均為Aa，下列說法正確的是()圖1圖2A.按照染色體組數(shù)目劃分，圖2中會出現(xiàn)4種染色體組數(shù)目不同的細(xì)胞B.圖2中獲得的三倍體西瓜植株中有兩種基因型C.圖1a過程常用的試劑是秋水仙素D.圖1中獲得的三倍體西瓜中AAa個體占1/2

[解析]圖2中二倍體植株正常體細(xì)胞中有2個染色體組，處于有絲分裂后期的體細(xì)胞中有4個染色體組，二倍體植株產(chǎn)生的配子中有1個染色體組。四倍體植株內(nèi)處于有絲分裂后期的體細(xì)胞中含8個染色體組。三倍體植株正常體細(xì)胞中含3個染色體組，而處于有絲分裂后期的細(xì)胞中含6個染色體組，故按照染色體組數(shù)目劃分共有6種細(xì)胞，A錯誤。圖2中四倍體植株的基因型為AAaa，產(chǎn)生的配子有三種：AA、Aa、aa，二倍體植株的基因型為Aa，產(chǎn)生的配子有A、a兩種，故產(chǎn)生的三倍體西瓜植株的基因型有AAA、AAa、Aaa、aaa四種，B錯誤。圖1中a過程為植物細(xì)胞雜交過程，常用的試劑是聚乙二醇，C錯誤。由于二倍體植株的基因型為Aa，其產(chǎn)生的花粉有A和a兩種，并且各占1/2，因此圖1中獲得三倍體西瓜植株的基因型有兩種：AAa、Aaa，數(shù)目各占1/2，D正確。[答案]D根據(jù)育種流程圖來辨別育種方式(1)雜交育種：涉及親本的雜交和子代的自交。(2)誘變育種：涉及誘變因子，產(chǎn)生的子代中會出現(xiàn)新的基因，但基因的總數(shù)不變。(3)單倍體育種：常用方法為花藥離體培養(yǎng)，然后人工誘導(dǎo)染色體加倍，形成純合子。(4)多倍體育種：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。(5)基因工程育種：與原有生物相比，出現(xiàn)了新的基因。[考向預(yù)測]1.下圖為某二倍體植物單倍體育種過程，下列敘述正確的是()A.①中發(fā)生了染色體數(shù)目變異B.②一般采用花藥離體培養(yǎng)的方法C.③中秋水仙素抑制著絲點(diǎn)分裂D.④中選擇的植株中1/4為純合子答案：B2.(2019年湖南四校聯(lián)考)下列有關(guān)幾種常見育種方法的敘述，錯誤的是()

A.在雜交育種中，一般從F2

開始選種，因?yàn)閺腇2

開始發(fā)生性狀分離

B.在多倍體育種中，一般用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗

C.在單倍體育種中，一般先篩選F1

花粉類型再分別進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體

D.在誘變育種中，最初獲得的顯性優(yōu)良性狀個體一般是雜合子

解析：通過雜交將控制優(yōu)良性狀的基因集中到F1中，F(xiàn)1

自交，F(xiàn)2會出現(xiàn)性狀分離，因此可從F2開始篩選出人們需要的新品種，A正確；在多倍體育種中，用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，秋水仙素能抑制紡錘體形成，從而使子代染色體不能平分到兩極，細(xì)胞中的染色體數(shù)目加倍，B正確；在單倍體育種中，一般不對花粉進(jìn)行篩選，而是直接對全部花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體，C錯誤；在誘變育種中，通常只是一條染色體上的基因發(fā)生突變，最初獲得的顯性優(yōu)良性狀個體一般是雜合子，D正確。

答案：C

3.(2019年安徽六校聯(lián)考)科學(xué)家用純種的高稈(D)抗銹病(T)小麥與矮稈(d)易染銹病(t)小麥培育矮稈抗銹病小麥新品種，方法如圖。下列敘述正確的是()A.過程甲產(chǎn)生的F1有四種表現(xiàn)型B.該育種方法選育的優(yōu)良品種不可育C.過程乙沒有涉及花藥離體培養(yǎng)D.該育種方法可以明顯縮短育種年限答案：D4.(2019年廣東深圳診斷)下面①～④列舉了四種育種方法，下列有關(guān)敘述錯誤的是()

A.第①種方法一般從F2開始選種，因?yàn)閺腇2

開始出現(xiàn)新的性狀組合B.在第②種方法中，若F1中n對等位基因獨(dú)立遺傳，則單倍體幼苗有3n種類型C.第③種育種方法的作用機(jī)理是秋水仙素抑制紡錘體形成D.第④種方法中衛(wèi)星搭載的種子應(yīng)當(dāng)選用萌發(fā)的種子或幼苗

解析：①是雜交育種，其原理是基因重組，F(xiàn)2因性狀分離出現(xiàn)重組性狀，所以一般從F2

開始選種，A正確；②是單倍體育種，若F1

中n對等位基因獨(dú)立遺傳，非等位基因之間將遵循基因自由組合定律，F(xiàn)1

產(chǎn)生的配子有2n

種，單倍體幼苗有2n種類型，B錯誤；③是多倍體育種，秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成，使細(xì)胞不能正常分裂，從而使細(xì)胞中染色體數(shù)加倍，C正確；萌發(fā)的種子或幼苗因細(xì)胞分裂旺盛，容易誘導(dǎo)基因突變，可作為誘變育種的材料，D正確。答案：B考向2育種方式的選擇[典例2]下列關(guān)于生物變異和育種的敘述，正確的是()

A.花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株的過程中會發(fā)生基因重組

B.通過雜交育種能將不同品種生物的優(yōu)良性狀集中在一起

C.染色體上部分基因增加而引起性狀的改變，屬于基因突變

D.人工誘變育種能改變基因結(jié)構(gòu)，且能明顯縮短育種年限

[解析]減數(shù)分裂過程中會發(fā)生基因重組，花粉是經(jīng)過減數(shù)分裂后形成的雄配子，經(jīng)花藥離體培養(yǎng)法獲得單倍體植株的過程中不會發(fā)生基因重組，A錯誤；雜交育種能將不同品種生物的優(yōu)良性狀集中在一起，B正確；染色體上部分基因增加而引起性狀的改變，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，C錯誤；單倍體育種能明顯的縮短育種年限，而誘變育種的原理是基因突變，基因突變具有不定向性和低頻性，D錯誤。[答案]B據(jù)不同育種目標(biāo)選擇不同育種方案(續(xù)表)[考向預(yù)測]5.(2019年山東威海模擬)利用基因型為Aa的二倍體植株培育三倍體幼苗，其途徑如圖所示。下列敘述正確的是()

A.①過程需要秋水仙素處理，并在有絲分裂后期發(fā)揮作用

B.②過程為單倍體育種，能明顯縮短育種期限

C.兩條育種途徑依據(jù)的生物學(xué)原理都主要是基因突變和染色體變異

D.兩條育種途徑中，只有通過途徑一才能獲得基因型為AAA的三倍體幼苗

解析：①是人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍過程，該過程需要秋水仙素處理，而秋水仙素的作用原理是抑制紡錘體的形成，因此其在有絲分裂前期發(fā)揮作用，A錯誤；②過程是花藥離體培養(yǎng)，屬于單倍體育種的步驟之一，B錯誤；圖中途徑一為多倍體育種，途徑二為植物體細(xì)胞雜交育種，兩條育種途徑的原理都是染色體變異，C錯誤；途徑一得到的三倍體的基因型為AAA、AAa、Aaa或aaa，途徑二得到的三倍體的基因型為AAa或Aaa，D正確。答案：D

6.(2020年新課標(biāo)Ⅲ卷)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染色體組，每個染色體組均含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?；卮鹣铝袉栴}：

(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、乙兩個普通小麥品種(純合體)，甲的表現(xiàn)型是抗病易倒伏，乙的表現(xiàn)型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙為實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計實(shí)驗(yàn)獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種，請簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路。_______________________________________。

解析：(1)雜種一是一粒小麥和斯氏麥草雜交的產(chǎn)物，細(xì)胞內(nèi)含有一粒小麥和斯氏麥草各一個染色體組，所以細(xì)胞內(nèi)不含同源染色體，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂，因此高度不育；普通小麥含有6個染色體組，每個染色體組有7條染色體，所以體細(xì)胞有42條染色體；多倍體植株通常莖稈粗壯，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)植物細(xì)胞染色體加倍可以采用秋水仙素處理。(3)為獲得穩(wěn)定遺傳的抗病抗倒伏的小麥，可以利用雜交育種，設(shè)計思路如下：將甲和乙兩品種雜交獲得F1，將F1植株進(jìn)行自交，選取F2中既抗病又抗倒伏的、且自交后代不發(fā)生性狀分離的植株，即為穩(wěn)定遺傳的抗病又抗倒伏的植株。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

考向3生物育種過程的分析及應(yīng)用

[典例3]糧食問題是當(dāng)今舉世矚目的迫切問題之一。改善農(nóng)作物的遺傳性狀、提高糧食產(chǎn)量是科學(xué)工作者不斷努力的目標(biāo)，下圖是遺傳育種的一些途徑。下列有關(guān)分析，錯誤的是()

A.若要在較短時間內(nèi)獲得圖示新品種小麥，可選圖中E→F→G的育種方法

B.H→I、J→K都必須用到與G過程相同的技術(shù)操作

1→F2的育種原理是基因重組

D.圖中的遺傳育種途徑，A→B所表示的方法具有典型的不定向性

[解析]單倍體育種最大的優(yōu)點(diǎn)是能縮短育種年限，較短時間得到新品種純合子，A正確；J→K涉及多倍體育種，需要用秋水仙素誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍；H→I是植物體細(xì)胞雜交，不需要用秋水仙素誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，B錯誤；F1→F2是雜交育種，原理是基因重組，C正確；A→B是誘變育種，原理是基因突變，具有不定向性，D正確。[答案]B

[考向預(yù)測] 7.(2019年山西四校聯(lián)考)野生獼猴桃是一種多年生富含維生素C的二倍體(2n＝58)小野果。下圖是某科研小組以大量的野生獼猴桃種子(aa)為實(shí)驗(yàn)材料培育抗蟲獼猴桃無籽新品種的過程，分析正確的是()A.該培育過程中不可使用花藥離體培養(yǎng)B.③⑦過程必須使用秋水仙素C.⑤的親本不是同一物種D.⑥過程得到的個體是四倍體

解析：圖中②過程中可用花藥離體培養(yǎng)，再誘導(dǎo)染色體加倍獲得基因型為AA的個體，A錯誤；秋水仙素或低溫誘導(dǎo)均可導(dǎo)致染色體數(shù)加倍，B錯誤；⑤的親本中，AA為二倍體，AAAA為四倍體，不是同一物種，C正確；⑥過程為利用DNA重組技術(shù)導(dǎo)入抗蟲基因，獲得的仍是三倍體，D錯誤。答案：C

8.(2020年河北石家莊高三下學(xué)期質(zhì)量檢測)普通小麥6n＝42，記為42E；長穗偃麥草2n＝14，記為14M，長穗偃麥草中某條染色體含有抗蟲基因。下圖為普通小麥與長穗偃麥草雜交選育抗蟲小麥新品種的過程。據(jù)圖分析，下列正確的是()

A.普通小麥與長穗偃麥草不存在生殖隔離，雜交產(chǎn)生的F1為四倍體B.①過程目前效果較好的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗

C.丙中來自長穗偃麥草的染色體數(shù)目為3M或4M D.③過程利用輻射誘發(fā)染色體發(fā)生易位后即可得到戊

解析：普通小麥與長穗偃麥草雜交產(chǎn)生的后代F1

不育，存在生殖隔離，不是同一個物種，A錯誤；F1不含同源染色體，不可育，因此①過程目前效果較好的方法是用秋水仙素處理幼苗，不能處理萌發(fā)的種子，B錯誤；分析題圖可知，乙中來自長穗偃麥草的染色體組是一個，因此乙中長穗偃麥草的染色體不能聯(lián)會，產(chǎn)生的配子的染色體數(shù)目是21＋0～7M，因此丙中來自長穗偃麥草的