2023屆一輪復(fù)習(xí)蘇教版生物變異在育種上的應(yīng)用教案

第3課時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。

■梳理歸納夯實必備知識

1.雜交育種

⑴原理：基因重組。

⑵過程

①培育雜合子品種

選取符合要求的純種雙親雜交(早X3)f6(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(早選出表型符合要求的

個體種植并推廣。

③培育顯性純合子品種

a.植物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得BfB自交一獲得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.動物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得BfB雌雄個體交配一獲得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F?個體。

⑶優(yōu)點(diǎn)：操作簡便，可以把多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起。

(4)缺點(diǎn)：獲得新品種的周期是。

2.單倍體育種

⑴原理：染色體(數(shù)量)變異。

⑵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)實例：三倍體無子西瓜的培育

無

二倍體秋水器(？)獲得三倍體一三倍體西獲得子

西瓜幼苗誣瓦隹"種子f疝植株(?)--西

瓜

二倍體西瓜

植株(Cr)傳粉

第一次傳粉：雜交獲得三倍體種子

①兩次傳粉

第二次傳粉：刺激子房發(fā)育成果實

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)量丕變。

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。

易錯提醒(1)單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理兩個過程。

(2)單倍體育種一般應(yīng)用于二倍體植物，因為若為四倍體植物，通過單倍體育種形成的個體不

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，若操作對象是單倍體植株，屬于單倍體育種；若

操作對象為正常植株，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。

⑵過程

X射線、紫外線等-?

處理

萌發(fā)的種子或幼苗

亞硝酸鹽等化學(xué)

(3)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。

(4)缺點(diǎn)：有利變異個體往往不多，需要處理大量材料。

■考向突破強(qiáng)化關(guān)鍵能力

考向一分析單倍體育種與多倍體育種的應(yīng)用

1.(2022?鹽城高三模擬)如圖為二倍體玉米花粉培育成植株的過程。下列有關(guān)敘述錯誤的是

()

雄花肄

植株A植株B

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利U則育種原理是基因重組

答案D

2.一粒小麥（染色體組AA,2"=14）與山羊草（染色體組BB,2"=14）雜交，產(chǎn)生的雜種AB經(jīng)染

色體自然加倍，形成了具有AABB染色體組的四倍體二粒小麥（4〃=28）。后來，二粒小麥又

與節(jié)節(jié)麥（染色體組DD,2"=14）雜交，產(chǎn)生的雜種ABD經(jīng)染色體加倍，形成了具有AABBDD

染色體組的六倍體小麥（6〃=42）。這就是現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛種植的普通小麥。下列關(guān)于普

通小麥與二粒小麥的敘述，正確的是（）

A.二粒小麥與普通小麥可以雜交獲得可育后代

B.普通小麥性母細(xì)胞在減數(shù)分裂時，可觀察到21個四分體

C.普通小麥中A、B、D染色體組中的染色體，形態(tài)、功能彼此相同

D.在普通小麥形成的過程中發(fā)生了基因重組以及染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)的變異

答案B

解析普通小麥?zhǔn)钱愒戳扼wAABBDD,產(chǎn)生的配子是ABD,二粒小麥?zhǔn)钱愒此谋扼wAABB,

產(chǎn)生的配子是AB,雜交后形成的染色體組成為AABBD的個體是不可育的，A錯誤；普通

小麥為六倍體小麥（6"=42）,在性母細(xì)胞減數(shù)分裂時，同源染色體發(fā)生配對，42條染色體可

配成21對，故可觀察到21個四分體，B正確；普通小麥中A、B、D染色體組分別來自一

粒小麥、山羊草和節(jié)節(jié)麥，所以A、B、D染色體組中的染色體，形態(tài)、功能彼此不同，C

錯誤；在普通小麥的形成過程中，發(fā)生的生物變異有染色體加倍（數(shù)量變異）、基因重組，沒

有發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異，D錯誤。

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.如圖是某植物的多種育種方法途徑，A?F是育種處理手段（其中E是射線處理），甲、乙、

丙分別代表不同植株。分析以下說法錯誤的是（）

番本（*d）種子或幼苗

區(qū)」一IcEl?F

F2單倍體3/染色體組

i長成’的植株乙加倍的種

?-----------^新乩種?一型件苗

新品種推廣

A.植株甲和植株丙是純系植株，乙是具有新基因的種子或幼苗

B.D和B過程可發(fā)生基因重組，F(xiàn)過程發(fā)生了染色體變異

C.圖中C、F過程都可用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗

D.雜交育種過程如需獲得顯性純合子需經(jīng)歷較長的純化過程，單倍體育種由配子直接加倍

獲得純合子，育種年限短

答案C

解析通過雜交育種篩選獲得的甲，通過單倍體育種獲得的丙，都是純合子，經(jīng)過射線處理

獲得的乙已經(jīng)發(fā)生基因突變，A正確；D和B過程都有減數(shù)分裂過程，都可發(fā)生基因重組，

F過程發(fā)生染色體數(shù)量變異獲得多倍體，B正確；單倍體育種中一般沒有種子，只能用秋水

仙素處理幼苗，C錯誤。

重溫高考真題演練

1?（2021?廣東，11）白菜型油菜（2〃=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Be。下列敘述錯誤的是（）

A.BC成熟葉肉細(xì)胞中含有兩個染色體組

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Be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)胞中含有一個染色體組，A錯誤；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，而高度不育，D正確。

2.（2021?北京，7）研究者擬通過有性雜交的方法將簇毛麥（2〃=14）的優(yōu)良性狀導(dǎo)入普通小麥（2〃

=42）中。用簇毛麥花粉給數(shù)以千計的小麥小花授粉，10天后只發(fā)現(xiàn)兩個雜種幼胚，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)分裂時染色體能正常聯(lián)會

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)分裂時染色體聯(lián)會紊亂，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)分裂時染色體無

法正常聯(lián)會，C錯誤；雜種植株的染色體加倍后能獲得可育植株，D正確。

3.(2020?全國I,32)遺傳學(xué)理論可用于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐?；卮鹣铝袉栴}：

(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O

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

4.(2020?全國IΠ,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?；?/p>

答下列問題：

一粒小麥X斯氏麥草

(AA)I(BB)

雜種一

I

擬二粒小麥X滔氏麥草

(AABB)[(DD)

雜種二

普通小麥

(AABBDD)

(1)在普通小麥的形成過程中，雜種一是高度不育的，原因是

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

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、乙為實驗材料設(shè)計實驗獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種，請簡要寫出實

驗思路：O

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)l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）雜種一中的兩個染色體組分別來自一粒小麥和斯氏麥草兩個不同物種，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個染色體

組，經(jīng)其染色體加倍形成的普通小麥中含有6個染色體組，每個染色體組均含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)是莖桿粗壯，

葉片、果實和種子都比較大，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）具有兩對相對性狀，

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