備考2024屆高考生物一輪復(fù)習(xí)講義第七章生物的變異和進(jìn)化課時(shí)2染色體變異與生物育種考點(diǎn)3　變異在育種中的應(yīng)用

考點(diǎn)3變異在育種中的應(yīng)用1.六種育種方法的比較育種方法常規(guī)流程變異類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)實(shí)例雜交育種具有不同優(yōu)良性狀的雙親雜交→F1自交→選種、自交……[1]基因重組操作簡便育種時(shí)間長矮稈抗病小麥誘變育種用X射線或亞硝酸鹽等處理萌發(fā)的種子或幼苗主要是[2]基因突變①提高[3]變異頻率，可以在較短時(shí)間內(nèi)選擇更多的優(yōu)良變異類型；②大幅度[4]改良性狀有很大盲目性太空種子單倍體育種花藥單倍體幼苗染色體數(shù)目加倍，得到所需純合子[5]染色體變異明顯縮短育種年限技術(shù)復(fù)雜水稻、小麥等的單倍體育種多倍體育種用[6]秋水仙素（或低溫）處理[7]萌發(fā)的種子或幼苗提高營養(yǎng)物質(zhì)含量發(fā)育延遲三倍體無子西瓜細(xì)胞工程育種白菜和甘藍(lán)→植物體細(xì)胞雜交→白菜—甘藍(lán)（異源四倍體）[8]染色體變異打破物種界限（克服生殖隔離），定向改造生物的遺傳性狀技術(shù)復(fù)雜白菜—甘藍(lán)基因工程育種將某特定基因轉(zhuǎn)移到另一種生物的細(xì)胞中[9]基因重組轉(zhuǎn)基因抗蟲棉2.育種方法的選擇提醒（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)閷?duì)于四倍體植物，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。基礎(chǔ)自測1.誘變育種可通過改變基因的堿基序列達(dá)到育種目的。（√）2.誘變育種和多倍體育種均可形成新基因。（×）3.雜交育種是改良作物品質(zhì)、提高作物單位面積產(chǎn)量的常規(guī)方法。（√）4.雜交育種只能利用已有基因的重組，按需選擇，并不能創(chuàng)造新的基因。（√）5.二倍體生物花藥離體培養(yǎng)后即可得到純合子。（×）6.多倍體植株都可以用種子繁殖后代。（×）7.弱小且高度不育的單倍體植株，進(jìn)行染色體加倍處理后可用于育種。（√）情境應(yīng)用現(xiàn)在很多家庭都養(yǎng)殖有色彩斑斕、形態(tài)各異的金魚，這些金魚在培育過程中，利用了哪些育種方法？其依據(jù)的原理是什么？提示誘變育種和雜交育種。依據(jù)的原理分別是基因突變和基因重組。深度思考1.培育二倍體植物時(shí)，為什么采用單倍體育種能夠明顯縮短育種年限？提示因?yàn)橛脝伪扼w育種方法得到的植株不但能夠正常生殖，而且每對(duì)染色體上成對(duì)的基因都是純合的，自交后代不發(fā)生性狀分離。2.在實(shí)施雜交育種時(shí)，一定要經(jīng)過不斷自交、篩選過程嗎？提示不一定。若要培育雜合子品種，可將雜種子一代作為種子直接使用，但種子只能用一年；若要培育隱性純合子品種，在F2中選出表型符合要求的個(gè)體種植并推廣即可；若要培育顯性純合子，則往往需要不斷自交、篩選。3.多倍體都是可育的嗎？提示多倍體有的可育，有的不可育，需要依據(jù)具體情況進(jìn)行判斷，方法如下：一看染色體組的來源，如同源四倍體、同源八倍體都是可育的；異源四倍體有的不育，如普通小麥（六倍體）和黑麥（二倍體）雜交，得到的異源四倍體是不育的。二看染色體組的數(shù)量，若染色體組數(shù)是奇數(shù)，則是不育的。研透高考明確方向命題點(diǎn)1育種原理、方法的選擇和判斷1.[北京高考]甲、乙是嚴(yán)重危害某二倍體觀賞植物的病害。研究者先分別獲得抗甲、乙的轉(zhuǎn)基因植株，再將二者雜交后得到F1，結(jié)合單倍體育種技術(shù)，培育出同時(shí)抗甲、乙的植物新品種。以下對(duì)相關(guān)操作及結(jié)果的敘述，錯(cuò)誤的是（D）A.將含有目的基因和標(biāo)記基因的載體導(dǎo)入受體細(xì)胞B.通過接種病原體對(duì)轉(zhuǎn)基因的植株進(jìn)行抗病性鑒定C.調(diào)整培養(yǎng)基中植物激素比例獲得F1花粉再生植株D.經(jīng)花粉離體培養(yǎng)獲得的若干再生植株均為二倍體解析基因工程的核心是基因表達(dá)載體的構(gòu)建，基因表達(dá)載體包括目的基因、標(biāo)記基因、啟動(dòng)子、終止子等，A正確。可通過病原體接種實(shí)驗(yàn)對(duì)轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行個(gè)體水平的檢測，B正確?；ǚ垭x體培養(yǎng)技術(shù)就是以花粉為外植體進(jìn)行的組織培養(yǎng)，其培養(yǎng)基中需要添加生長素和細(xì)胞分裂素等植物激素，且在組織培養(yǎng)不同階段需要調(diào)整激素的比例，C正確。經(jīng)花粉離體培養(yǎng)獲得的再生植株均為單倍體，D錯(cuò)誤。命題變式[題干改變型]甲、乙是嚴(yán)重危害某二倍體觀賞植物的病菌。研究者發(fā)現(xiàn)抗甲基因、抗乙基因可分別控制合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)抑制細(xì)胞增殖，并獲得了抗甲、乙的轉(zhuǎn)基因植株，再將二者雜交后得到F1，結(jié)合單倍體育種技術(shù)，培育出同時(shí)抗甲、乙的植物新品種。以下相關(guān)敘述正確的是（B）A.分別導(dǎo)入不同受體細(xì)胞的抗甲、抗乙基因都能有效編碼相應(yīng)的蛋白質(zhì)B.培育該植物新品種的過程利用了基因工程育種、雜交育種和單倍體育種技術(shù)C.該新品種的培育利用了基因重組、基因突變、染色體變異等生物學(xué)原理D.培育出的該新品種植物是四倍體，和原植物存在著明顯的生殖隔離解析目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞不一定都能表達(dá)，A錯(cuò)誤；該品種的培育過程利用了基因重組、染色體變異等原理，沒有利用基因突變，C錯(cuò)誤；該新品種依然是二倍體，沒有證據(jù)表明其是一個(gè)新物種，D錯(cuò)誤。2.[江蘇高考，8分]研究人員在柑橘中發(fā)現(xiàn)一棵具有明顯早熟特性的變異株，決定以此為基礎(chǔ)培育早熟柑橘新品種。請(qǐng)回答下列問題：（1）要判斷該變異株的育種價(jià)值，首先要確定它的遺傳物質(zhì)是否發(fā)生了變化。（2）在選擇育種方法時(shí)，需要判斷該變異株的變異類型。如果變異株是個(gè)別基因的突變體，則可采用育種方法①，使早熟基因逐漸純合，培育成新品種1。為了加快這一進(jìn)程，還可以采集變異株的花藥進(jìn)行處理，獲得高度純合的后代，選育成新品種2，這種方法稱為單倍體育種。（3）如果該早熟植株屬于染色體組變異株，可以推測該變異株減數(shù)分裂中染色體有多種聯(lián)會(huì)方式，由此造成不規(guī)則的染色體分離，產(chǎn)生染色體數(shù)目不等、生活力很低的配子，因而得不到足量的種子。即使得到少量后代，早熟性狀也很難穩(wěn)定遺傳。這種情況下，可考慮選擇育種方法③，其不足之處是需要不斷制備組培苗，成本較高。（4）新品種1與新品種3均具有早熟性狀，但其他性狀有差異，這是因?yàn)樾缕贩N1選育過程中基因發(fā)生了多次重組，產(chǎn)生的多種基因型中只有一部分在選育過程中保留下來。解析（1）生物的可遺傳性狀是由基因控制的，培育得到的新品種，與原品種控制相關(guān)性狀的遺傳物質(zhì)（基因）可能有所差異，因而可根據(jù)變異株中的遺傳物質(zhì)是否發(fā)生變化來判斷變異株是否具有育種價(jià)值。（2）連續(xù)自交過程中早熟基因逐漸純合，培育成新品種1?？上韧ㄟ^花藥離體培養(yǎng)，再用秋水仙素處理單倍體幼苗，從而獲得高度純合的后代，這種方法屬于單倍體育種。（3）若是染色體組數(shù)目改變引起的變異，則在減數(shù)分裂過程中同源染色體配對(duì)會(huì)發(fā)生紊亂，不規(guī)則的染色體分離導(dǎo)致產(chǎn)生染色體數(shù)目不等、生活力很低的異常配子，只有極少數(shù)配子正常，故只得到極少量的種子。育種方法③需經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得柑橘苗，而植物組織培養(yǎng)技術(shù)操作復(fù)雜，成本較高。（4）育種方法①需連續(xù)自交，每次減數(shù)分裂時(shí)與早熟性狀相關(guān)的基因和與其他性狀相關(guān)的基因都會(huì)發(fā)生重組，產(chǎn)生多種基因型，經(jīng)選育只有一部分基因型保留下來。命題點(diǎn)2育種方案的分析與設(shè)計(jì)3.[2021廣東]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）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)育異常而高度不育解析據(jù)題意可知，白菜型油菜為二倍體，科學(xué)家誘導(dǎo)該油菜未受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成的完整植株Bc為單倍體，其成熟葉肉細(xì)胞中只含有一個(gè)染色體組，A錯(cuò)誤；利用單倍體育種，能明顯縮短育種年限，B正確；秋水仙素處理Bc幼苗可以培育出純合植株，C正確；自然狀態(tài)下，Bc植株細(xì)胞中沒有同源染色體，不能產(chǎn)生可育配子，因而高度不育，D正確。4.[全國Ⅲ高考，10分]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?；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，原因是無同源染色體，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂。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42條染色體。一般來說，與二倍體相比，多倍體的優(yōu)點(diǎn)是營養(yǎng)物質(zhì)含量高、莖稈粗壯（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，可采用的方法有用秋水仙素處理（答出1點(diǎn)即可）。（3）現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)普通小麥品種（純合體），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。（合理即可）解析（1）雜種一（AB）含有一粒小麥的一個(gè)染色體組（A）和斯氏麥草的一個(gè)染色體組（B），由于雜種一無同源染色體，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂，故其高度不育。普通小麥（AABBDD）有6個(gè)染色體組，結(jié)合題干信息“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”可知，普通小麥體細(xì)胞中有42條染色體。一般來說，與二倍體植株相比，多倍體植株莖稈粗壯，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)的含量高。（2）人工誘導(dǎo)多倍體的方法有：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，低溫處理等。（3）若要以甲（抗病易倒伏）和乙（易感病抗倒伏）小麥純種為實(shí)驗(yàn)材料，