2018-2019年高中生物 第四章 生物的變異 第二節(jié) 生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用教學案 浙科版必修2.doc

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第二節(jié)生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用 　　　　　　　　　　　　1.雜交育種的優(yōu)點是使位于不同個體上的多個優(yōu)良性狀集 中于一個個體上。 2．誘變育種是利用物理、化學因素誘導生物發(fā)生變異， 并從變異后代中選育新品種的過程。它可提高突變頻 率，在短時間內(nèi)有效地改良生物品種的某些性狀。 3．單倍體植株的特點：植株小而弱，而且高度不育。 4．花藥離體培養(yǎng)是產(chǎn)生單倍體植株的簡便而有效的方法。 5．多倍體育種的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼 苗等。秋水仙素能抑制細胞分裂時紡錘體的形成，因 此染色體雖已復(fù)制，但不能分離，最終導致染色體數(shù) 目加倍。 6．轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指利用分子生物學和基因工程的手段， 將某種生物的基因轉(zhuǎn)移到其他生物物種中，使其出現(xiàn) 原物種不具有的新性狀的技術(shù)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)人為地增 加了生物變異的范圍，實現(xiàn)了種間遺傳物質(zhì)的交換。 考試內(nèi)容 必考 加試 生物 變異 在生 產(chǎn)上 的應(yīng) 用 (1)雜交育種、誘變育種、單倍體育種和多倍體育種 (2)雜交育種和誘變育種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 (3)轉(zhuǎn)基因技術(shù) (4)生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用 (5)轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性 a b a a b a c b 雜交育種和誘變育種 1．雜交育種 (1)含義：有目的地將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀組合在一起，培育出更優(yōu)良的新品種的方法。一般可以通過雜交、選擇、純合化等手段培養(yǎng)出新品種。 (2)原理：基因重組。 (3)處理方法： ①培育顯性純合子： F1F2 ②培育隱性純合子： F1F2 (4)優(yōu)點：使位于不同個體上的多個優(yōu)良性狀集中于一個個體上，能產(chǎn)生新的基因型。 (5)缺點：雜交后代會出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，育種過程緩慢。 2．誘變育種 (1)概念：利用物理、化學因素誘導生物發(fā)生變異，并從變異后代中選育新品種的過程。 (2)原理：基因突變和染色體畸變。 (3)手段：誘發(fā)突變和人工選擇。 (4)常用的方法：輻射誘變、化學誘變 (5)優(yōu)點： ①提高突變頻率，為育種創(chuàng)造出豐富的原材料。 ②能在較短時間內(nèi)有效地改良生物品種的某些性狀。 ③改良作物品質(zhì)，增強抗逆性。 (6)缺點：難以控制突變方向，突變體難以將多個優(yōu)良性狀組合。 (7)應(yīng)用：主要用于農(nóng)作物育種和微生物育種。 1．雜交育種是否一定要從F2開始篩選？是否一定要連續(xù)多代自交？舉例說明。 提示：不一定。如培育雜合子品種，可選親本雜交得到的F1即可。 2．誘變育種是否一定能獲得理想品種？為什么？ 提示：不一定，因為基因突變是多方向性的。 1.動、植物雜交育種的區(qū)別 實例分析：現(xiàn)有基因型為BBEE和bbee的兩個植物(非多年生)或動物品系，欲培育基因型為BBee的植物或動物品種，育種過程用遺傳圖解表示如下： 　　　 2．雜交育種和誘變育種的比較 項目 雜交育種 誘變育種 原理 基因重組 基因突變、染色體畸變 方法 雜交→自交→選優(yōu) 輻射誘變、激光誘變、化學藥劑處理 優(yōu)點 不同個體的優(yōu)良性狀可集中到同一個體上 提高變異頻率，大幅度改良某些性狀，加速育種進程 缺點 時間長、需要及時發(fā)現(xiàn)優(yōu)良性狀 有利變異少，需要處理大量實驗材料，具有不確定性 [特別提醒] (1)若生物以有性生殖繁殖后代，必須選育出優(yōu)良性狀的純種，以免后代發(fā)生性狀分離，如小麥、大豆等。 (2)若該生物可以無性繁殖產(chǎn)生后代，如甘薯、馬鈴薯等，只要通過雜交得到具有該優(yōu)良性狀的個體即可，不必進行基因的純合。 (3)雜交育種只適用于進行有性生殖的植物和動物。誘變育種不僅適用于有性生殖的植物和動物，也適應(yīng)用于無性生殖的微生物。 單倍體育種、多倍體育種和轉(zhuǎn)基因技術(shù) 1．單倍體育種 (1)概念：利用單倍體作為中間環(huán)節(jié)產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀的可育純合子的育種方法。 (2)單倍體特點：植株小而弱，而且高度不育。 (3)原理：染色體畸變。 (4)程序： ①用常規(guī)方法(雜交)獲得雜種F1。 ②花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗。 ③用秋水仙素處理幼苗(單倍體)，成為可育的純合植株。 (5)特點： ①縮短育種年限； ②能排除顯隱性干擾，提高效率。 2．多倍體育種 (1)概念：利用物理、化學因素來誘導多倍體的產(chǎn)生，培育作物新品種。 (2)多倍體特點：細胞大、有機物含量高、抗逆性強。 (3)原理：染色體畸變。 (4)程序： (5)實例：三倍體無籽西瓜的培育。 3．轉(zhuǎn)基因技術(shù) (1)概念：利用分子生物學和基因工程的手段，將某種生物的基因(外源基因)轉(zhuǎn)移到其他生物物種中，使其出現(xiàn)原物種不具有的新性狀的技術(shù)。 (2)原理：基因重組。 (3)過程：用人工方法將人類所需要的目的基因?qū)胧荏w細胞內(nèi)， 使其整合到受體的染色體上。人工選擇出具有所需新性狀的個體。 (4)特點： ①克服遠緣雜交不親和的障礙。 ②定向改造生物的遺傳性狀。 為獲得純合高蔓抗病番茄植株，采用了下圖所示的方法。圖中兩對相對性狀獨立遺傳，高蔓(A)、感病(B)是顯性性狀。據(jù)圖分析回答： 　　(1)過程①表示的育種方式是________，F(xiàn)1自交獲得的F2中，高蔓抗病植株中純合體占________。 提示：雜交育種　1/3 (2)過程②表示的育種方式是________，可以取任一植株的適宜花藥作培養(yǎng)材料，培養(yǎng)得到的單倍體基因型有________種；用秋水仙素處理，使染色體數(shù)目加倍，獲得的二倍體植株的基因型分別是________________________。 提示：單倍體育種　4　AAbb、aabb、AABB、aaBB (3)過程③表示的育種方式是________。 提示：轉(zhuǎn)基因技術(shù)(基因工程育種) (4)過程④表示的育種方式是________，該育種方法的優(yōu)點是__________________。 提示：誘變育種可以提高突變率，在短時間內(nèi)獲得更多的變異類型 1．單倍體育種與多倍體育種比較 項目 單倍體育種 多倍體育種 原 理 染色體數(shù)目以染色體組形式成倍減少，然后再加倍從而獲得純種 染色體數(shù)目以染色體組形式成倍增加 方 法 花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體，再用秋水仙素處理幼苗 秋水仙素處理正在萌發(fā)的種子或幼苗 優(yōu) 點 明顯縮短育種年限 器官大，營養(yǎng)成分含量高，產(chǎn)量增加 缺 點 技術(shù)復(fù)雜，需要與雜交育種配合 適用于植物，動物難以開展。多倍體植物生長周期延長，結(jié)實率降低 2．雜交育種與單倍體育種的區(qū)別 (1)單倍體育種：圖中①②⑤⑥⑦為單倍體育種的過程，其中⑤⑥分別為配子和單倍體植株，Ⅱ、Ⅲ分別為花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理。 (2)雜交育種： ①培育雙雜合子時，利用子一代(圖中②)的雜種優(yōu)勢如玉米等，但種子只能種一年。 ②培育隱性純合子時，子二代(圖中③)性狀符合要求的個體即可推廣。 ③培育具有顯性性狀的純合子時，要多次自交選出穩(wěn)定遺傳的個體(圖中④)。 (3)雜交育種的技術(shù)要求： ①材料的選擇，要求所選育種材料分別具有所期望的個體性狀，所選的原始材料一般是純合子。 ②雜交一次得F1，F(xiàn)1是雜合子，不管性狀是否符合要求，一般情況下，都不能直接用于擴大生產(chǎn)。 ③讓F1自交得F2，性狀的重新組合一般是在F2中出現(xiàn)，選出在性狀上符合要求的品種，這些品種的基因型有純合子也有雜合子。 (4)單倍體育種和雜交育種的區(qū)別： 項　目 單倍體育種 雜交育種 育種原理 染色體變異 基因重組 育種周期 較短 較長 操作技術(shù) 技術(shù)復(fù)雜 操作簡單 3.多倍體育種 (1)原理： (2)實例：三倍體無籽西瓜的培育。 ①兩次傳粉 ②秋水仙素處理后，新產(chǎn)生的莖、葉、花的染色體數(shù)目加倍，而未處理的根細胞中仍為兩個染色體組。 ③四倍體植株上結(jié)的西瓜，種皮和瓜瓤為四個染色體組，而種子的胚為三個染色體組。 ④三倍體西瓜無米子的原因：三倍體西瓜在減數(shù)分裂過程中，由于染色體配對紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。 [特別提醒]　花藥離體培養(yǎng)≠單倍體育種 單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理幼苗等過程?；ㄋ庪x體培養(yǎng)只得到單倍體，只有再進行秋水仙素處理才能得到可育的純合子。 以具體實例為依托，考查雜交育種過程 　　[例1]　有兩個純種小麥，一為高稈(D)抗銹病(T)，另一為矮稈(d)不抗銹病(t)。這兩對性狀獨立遺傳，現(xiàn)要培育矮稈抗銹病的新品種，過程如下： 高稈、抗銹病矮稈、不抗銹病a,F1b,F2c,穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病類型。 (1)這種過程叫________育種，過程a叫________，過程b叫________。 (2)過程c的處理方法是__________________________________________________ ________________________________________________________________________?！　　　　　　　　　? (3)F1的基因型是________，表現(xiàn)型是________，矮稈抗銹病新品種的基因型應(yīng)是________。 [思路點撥] [精講精析]　過程a叫做雜交，產(chǎn)生的F1基因型為DdTt，表現(xiàn)型為高稈抗銹病。過程b叫做自交，目的是獲取表現(xiàn)型為矮稈抗銹病的小麥品種(ddT_)，因為此過程所得后代會發(fā)生性狀分離，所以要想得到穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病植株必須經(jīng)過過程c，即篩選和連續(xù)自交，直至后代不發(fā)生性狀分離。 [答案]　(1)雜交　雜交　自交　(2)篩選和連續(xù)自交，直至選出能夠穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病新品種 (3)DdTt　高稈抗銹病　ddTT 1．雜交育種是植物育種的常規(guī)方法，其選育新品種的一般方法是(　　) A．根據(jù)雜種優(yōu)勢原理，從子一代中即可選出 B．從子三代中選出，因為子三代才出現(xiàn)純合子 C．既可從子二代中選出，也可從子三代中選出 D．只能從子四代中選出能穩(wěn)定遺傳的新品種 解析：選C　若選育的新品種為顯性類型，則在子二代選種后需再自交以確認是否為純合子；若選育的新品種為隱性類型，則隱性性狀一旦出現(xiàn)，即可確認為純合子，可直接選出。 以具體圖解、文字為依托，考查誘變育種 [例2]　(江蘇高考)下圖是高產(chǎn)糖化酶菌株的育種過程，有關(guān)敘述錯誤的是(　　) 出發(fā)菌株選出50株選出5株多輪重復(fù)篩選 A．通過上圖篩選過程獲得的高產(chǎn)菌株未必能作為生產(chǎn)菌株 B．X射線處理既可以引起基因突變也可能導致染色體變異 C．上圖篩選高產(chǎn)菌株的過程是定向選擇過程 D．每輪誘變相關(guān)基因的突變率都會明顯提高 [精講精析]　圖示育種過程為誘變育種。由于基因突變的多方向性，該過程獲得的高產(chǎn)菌株不一定符合生產(chǎn)的要求，A正確；X射線處理既可以引起基因突變也可能導致染色體畸變，B正確；上圖篩選高產(chǎn)菌株的過程是定向選擇符合人特定要求菌株的過程，C正確；相同的射線每輪誘變相關(guān)基因的突變率不會明顯提高，故D項錯誤。 [答案]　D 2．下列各種育種措施中，能產(chǎn)生新基因的是(　　) A．高稈抗銹病小麥和矮稈易染銹病小麥雜交獲矮稈抗銹病優(yōu)良品種 B．用秋水仙素誘導二倍體西瓜獲得無籽西瓜 C．用X射線、紫外線處理青霉菌獲得高產(chǎn)青霉菌株 D．用離體花藥培育小麥植株 解析：選C　A項屬于雜交育種，原理是控制不同性狀的基因重新組合，B項屬于多倍體育種，C項屬于誘變育種，原理主要是基因突變，基因突變能產(chǎn)生新的基因，D項屬于單倍體育種。 以圖解、實例為載體，綜合考查各種育種方法在實踐中的應(yīng)用 　　[例3]　水稻是湛江主要的糧食作物，改善水稻的遺傳性狀是育種工作者不斷努力的目標。下圖表示培育優(yōu)質(zhì)水稻的一些途徑。請回答下列問題： (1)以矮稈易感病(ddrr)和高稈抗病(DDRR)水稻為親本進行雜交，得到F1，F(xiàn)1自交產(chǎn)生F2，F(xiàn)2中不能穩(wěn)定遺傳的個體占________，選F2中的矮稈抗病的水稻植株讓其進行自交，子代中ddRR和ddRr的比例是__________________________________________________。 (2)若要在較短時間內(nèi)獲得矮稈抗病水稻，可選圖中________(填序號)途徑所用的方法。其中⑦途徑的常用方法是__________________。 (3)科學工作者欲培育能產(chǎn)生人體蛋白的水稻新品種，應(yīng)該選擇圖中________(填序號)途徑最為合理可行，該技術(shù)手段主要過程：提取目的基因、______________、將目的基因?qū)胧荏w細胞 、目的基因的檢測與鑒定。該育種方式所利用的原理為__________________。 (4)圖中________(填序號)途徑具有多方向性。 [思路點撥] [精講精析]　題圖中①→②途徑表示誘變育種，③→④途徑表示基因工程育種，⑤→⑥途徑表示雜交育種，⑤→⑦→⑧途徑表示單倍體育種，⑨→⑩途徑表示多倍體育種。(1)用矮稈易感病(ddrr)和高稈抗病(DDRR)水稻雜交，得到F1(DdRr)，F(xiàn)1自交產(chǎn)生F2，F(xiàn)2中不能穩(wěn)定遺傳的占1－4/16＝3/4。F2中矮稈抗病水稻基因型為1/3ddRR、2/3ddRr，自交后子代中ddRR占1/3＋(2/3)(1/4)＝1/2，ddRr占(2/3)(1/2)＝1/3，故ddRR∶ddRr＝3∶2。(2)要盡快獲得矮稈抗病類型新品種，應(yīng)該采用單倍體育種的方式，即圖中⑤→⑦→⑧途徑。將F2的花藥經(jīng)過離體培養(yǎng)后，便可以得到單倍體植株。(3)培育能產(chǎn)生人體蛋白的水稻新品種，應(yīng)該用基因工程育種的方式，所利用的原理是基因重組，主要操作過程包括提取目的基因、目的基因與運載體結(jié)合、將目的基因?qū)胧荏w細胞、目的基因的檢測與鑒定。(4)誘變育種的原理是基因突變，基因突變具有多方向性。 [答案]　(1)3/4　3∶2　(2)⑤→⑦→⑧　花藥離體培養(yǎng)　(3)③→④　目的基因與運載體結(jié)合(或構(gòu)建基因表達載體)　基因重組　(4)①→② 依據(jù)不同需求，選擇適宜的育種方法 (1)將兩親本的兩個不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上，可利用雜交育種，亦可利用單倍體育種。 (2)要求快速育種，則運用單倍體育種。 (3)要求大幅度改良某一品種，使之出現(xiàn)前所未有的性狀，可利用誘變育種和雜交育種相結(jié)合的方法。 (4)要求提高品種產(chǎn)量，提高營養(yǎng)物質(zhì)含量，可運用多倍體育種。 (5)若要將特殊性狀組合到一起，可考慮轉(zhuǎn)基因技術(shù)，如抗蟲棉的培育。 3．現(xiàn)有高稈不抗病(Bbcc)和矮稈抗病(bbCc)兩作物品種，為了達到長期培育高稈抗病(BbCc)雜交種的目的，下列有關(guān)快速育種方案的敘述中，正確的是(　　) A．每年讓高稈不抗病(Bbcc)和矮稈抗病(bbCc)雜交就可以達到目的 B．利用誘變育種技術(shù)可以達到快速育種的目的 C．制備純合的親本對長期培育雜交種是必要的 D．只要使用單倍體育種技術(shù)就能實現(xiàn)快速育種的目的 解析：選C　為了達到長期培育高稈抗病(BbCc)雜交種的目的，必須先培育出BBcc和bbCC的純合子，二者雜交所得后代均為BbCc。 [課堂回扣練習] 1．雜交育種和誘變育種的原理是利用(　　) A．基因突變　　　　　　B．基因重組和基因突變 C．染色體畸變 D．基因突變和染色體畸變 解析：選B　雜交育種的原理是基因重組，誘變育種的主要原理是基因突變。單倍體育種和多倍體育種的原理是染色體(數(shù)目)變異。 2．下列關(guān)于育種方法的敘述錯誤的是(　　) A．雜交育種僅應(yīng)用于進行有性生殖的生物 B．誘變育種僅應(yīng)用于進行有性生殖的生物 C．培育多倍體時，可用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 D．誘變育種可產(chǎn)生新基因 解析：選B　誘變育種的主要原理是基因突變，它不僅能應(yīng)用于進行有性生殖的生物，也能應(yīng)用于進行無性生殖的生物。 3．經(jīng)X射線照射的紫花香豌豆品種，其后代中出現(xiàn)了幾株開白花植株，下列敘述錯誤的是(　　) A．白花植株的出現(xiàn)是對環(huán)境主動適應(yīng)的結(jié)果，有利于香豌豆的生存 B．X射線不僅可引起基因突變，也會引起染色體變異 C．通過雜交實驗，可以確定是顯性突變還是隱性突變 D．觀察白花植株自交后代的性狀，可確定是否是可遺傳變異 解析：選A　白花植株的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果。 4．如下圖所示，科研小組用60Co照射棉花種子，誘變當代獲得棕色(纖維顏色)新性狀，誘變1代獲得低酚(棉酚含量)新性狀。已知棉花的纖維顏色由一對基因(A、a)控制，棉酚含量由另一對基因(B、b)控制，兩對基因獨立遺傳。 (1)兩個新性狀中，棕色是________性狀，低酚是________性狀。 (2)誘變當代中，棕色、高酚的棉花植株的基因型是______________，白色、高酚的棉花植株的基因型是__________。 (3)棕色棉抗蟲能力強，低酚棉產(chǎn)量高。為獲得抗蟲高產(chǎn)棉花新品種，研究人員將誘變1代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代種植在一個單獨的區(qū)域，從____________的區(qū)域中得到純合棕色、高酚植株。請你利用該純合體作為一個親本，再從誘變1代中選擇另一親本，設(shè)計一方案，盡快選育出抗蟲高產(chǎn)(棕色、低酚)的純合棉花新品種(用遺傳圖解和必要的文字表示)。 解析：(1)從誘變當代棕色、高酚個體自交，后代出現(xiàn)棕色和白色，說明棕色為顯性；從誘變當代白色、高酚個體自交，后代出現(xiàn)低酚和高酚性狀，說明低酚為隱性。(2)從誘變當代個體自交后代的表現(xiàn)型即可判斷出棕色、高酚的棉花植株的基因型為AaBB；白色、高酚的棉花植株的基因型為aaBb。(3)依題意，要盡快獲得純合的棕色低酚植株(AAbb)，結(jié)合已知純合體AABB，只要從誘變子代中選取白色低酚(aabb)個體，并利用單倍體育種的方法即可。在書寫遺傳圖解時，需要標明表現(xiàn)型、基因型，同時注明必要的文字如花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素處理等。 答案：(1)顯性　隱性　(2)AaBB　aaBb　(3)不發(fā)生性狀分離(或全為紫色棉，或沒有出現(xiàn)白色棉)　實驗方案圖解如下： [課時跟蹤檢測] 一、選擇題 1．在育種上既要得到更多的變異，又要使后代的變異性狀較快地穩(wěn)定，最好采用(　　) A．單倍體育種　　　　　 　B．多倍體育種 C．雜交育種 D．誘變育種 解析：選D　由題意即可排除B、C選項。而單倍體育種只能縮短育種年限，迅速獲得純系植株，但不可能得到更多的變異。誘變育種是利用物理的(輻射誘變或激光誘變)或化學的(如秋水仙素)因素來處理植物，使它發(fā)生基因突變，創(chuàng)造變異類型，從中選擇培育出優(yōu)良品種，所以誘變育種可提高變異的頻率，使后代的變異性狀較快地穩(wěn)定。 2．用DDee與ddEE雜交的豌豆種子(DdEe)獲得純合子(ddee)，最簡捷的方法是(　　) A．種植→F2→選雙隱性植株→純合子 B．種植→秋水仙素處理→純合子 C．種植→花藥離體培養(yǎng)→秋水仙素處理→純合子 D．種植→秋水仙素處理→花藥離體培養(yǎng)→純合子 解析：選A　從題干中可知需要隱性純合子(ddee)，在雜交育種的F2中可以直接獲得。所以通過雜交育種獲得雙隱性個體要比單倍體育種更簡捷。 3．育種專家在稻田中發(fā)現(xiàn)一株十分罕見的“一稈雙穗”植株，經(jīng)鑒定該變異性狀是由基因突變引起的。下列敘述正確的是(　　) A．這種現(xiàn)象是由顯性基因突變成隱性基因引起的 B．該變異株自交可產(chǎn)生這種變異性狀的純合個體 C．觀察細胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置 D．將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系 解析：選B　突變性狀在當代就顯現(xiàn)，說明該突變?yōu)殡[性基因變?yōu)轱@性基因引起的，A錯誤；突變株為雜合子，其自交可產(chǎn)生“一稈雙穗”的純合子，B正確；基因突變不會導致基因所在的染色體形態(tài)變化，所以觀察有絲分裂中期細胞染色體，無法判斷發(fā)生基因突變的位置，C錯誤；將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后還需誘導染色體加倍，再篩選才能獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系，D錯誤。 4．下圖為某種農(nóng)作物品種①和②培育出⑥的幾種方法，有關(guān)說法錯誤的是(　　) A．經(jīng)過Ⅲ培育形成④常用的方法是花藥離體培養(yǎng) B．過程Ⅵ常用一定濃度的秋水仙素處理④的幼苗 C．由品種①直接形成⑤的過程必須經(jīng)過基因突變 D．由品種①和②培育品種⑥的最快途徑是Ⅰ→Ⅴ 解析：選D　圖中所涉及的育種方式有誘變育種(Ⅱ→Ⅳ)、雜交育種(Ⅰ→Ⅴ)、單倍體育種(Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ)，原理分別是基因突變、基因重組、染色體畸變。其中單倍體育種能明顯縮短育種年限，因為在單倍體育種過程中，每對染色體上的成對的基因都是純合的，自交產(chǎn)生的后代不會發(fā)生性狀分離。 5．下列有關(guān)育種的說法正確的是(　　) A．雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學原理是染色體畸變 B．利用單倍體育種可以培育出無籽西瓜 C．誘變育種可以把兩個或多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起，獲得新的品種 D．人工誘導多倍體目前最有效的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 解析：選D　雜交育種的原理是基因重組，它可以把兩個或多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起，獲得新品種。無籽西瓜是利用多倍體育種方法培育的。 6．用純合的二倍體水稻品種高稈抗銹病(DDTT)和矮稈不抗銹病(ddtt)進行育種時，一種方法是雜交得到F1，F(xiàn)1再自交得F2；另一種方法是用F1的花藥進行離體培養(yǎng)，再用秋水仙素處理幼苗得到相應(yīng)植株。下列敘述正確的是(　　) A．前一種方法所得的F2中重組類型和純合子各占5/8、1/4 B．后一種方法所得的植株中可用于生產(chǎn)的類型比例為2/3 C．前一種方法的原理是基因重組，原因是非同源染色體自由組合 D．后一種方法的原理是染色體畸變，是由于染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變 解析：選C　雜交育種F2中重組類型有DDtt(1/16)、ddTT(1/16)、Ddtt(2/16)、ddTt(2/16)占3/8；單倍體育種的原理是染色體數(shù)目變異，由于F1產(chǎn)生的四種配子的比例為1∶1∶1∶1，故用此法所得植株中可用于生產(chǎn)的類型占1/4。單倍體育種的原理是染色體畸變，是由于染色體數(shù)目發(fā)生改變。 7．將二倍體芝麻的種子萌發(fā)成的幼苗用秋水仙素處理后得到四倍體芝麻，此四倍體芝麻(　　) A．與原來的二倍體芝麻相比，在理論上已經(jīng)是一個新物種了 B．產(chǎn)生的配子中由于沒有同源染色體，所以配子無遺傳效應(yīng) C．產(chǎn)生的配子中有同源染色體，用秋水仙素誘導成的單倍體可育 D．將此四倍體芝麻產(chǎn)生的花藥進行離體培養(yǎng)長成的芝麻屬于二倍體 解析：選A　四倍體與二倍體雜交，后代為不育的三倍體，所以四倍體是新物種；四倍體產(chǎn)生的配子含有2個染色體組，有同源染色體；用秋水仙素處理后，就不再是單倍體了；此四倍體的花藥離體培養(yǎng)成的植株屬于單倍體。 8．(全國大綱卷)下列實踐活動包含轉(zhuǎn)基因技術(shù)的是(　　) A．水稻F1花藥經(jīng)培養(yǎng)和染色體加倍，獲得基因型純合新品種 B．抗蟲小麥與矮稈小麥雜交，通過基因重組獲得抗蟲矮稈小麥 C．將含抗病基因的重組DNA導入玉米細胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得抗病植株 D．用射線照射大豆使其基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆 解析：選C　A項屬于單倍體育種，原理是染色體畸變；B項屬于雜交育種，原理是基因重組；C項屬于轉(zhuǎn)基因技術(shù)，原理是基因重組；D項屬于誘變育種，原理是基因突變。 9．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的方法如下，下列有關(guān)此育種方法的敘述中，正確的是(　　) 高稈抗銹病矮稈易染銹病F1雄配子幼苗選出符合生產(chǎn)要求的品種 A．過程①的作用原理為染色體畸變 B．過程③必須經(jīng)過受精作用 C．過程④通常使用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 D．此育種方法可選出符合生產(chǎn)要求的品種占1/4 解析：選D　過程①表示雜交，其原理為基因重組；過程③常用的方法為花藥離體培養(yǎng)，不需要經(jīng)過受精作用；過程④通常使用秋水仙素處理幼苗。此育種方法可產(chǎn)生四種基因型不同的純種，因此符合生產(chǎn)要求的品種占1/4。 10．某二倍體生物在細胞分裂過程中出現(xiàn)了圖甲、乙、丙、丁4種類型的變異，圖甲中字母表示染色體片段。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．圖示中的生物變異都是染色體畸變 B．如果圖乙為精原細胞，則不能產(chǎn)生正常的配子 C．圖丁和圖丙比較，圖丙所示的變異類型不能產(chǎn)生新的基因，圖丁所示的變異類型可以產(chǎn)生新的基因 D．圖中所示的變異類型在減數(shù)分裂中均可能發(fā)生 解析：選D　圖甲、乙、丙、丁中的變異類型分別是染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復(fù)、染色體數(shù)目變異、基因重組和染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，A錯誤；三體進行減數(shù)分裂能產(chǎn)生正常的配子，B錯誤；只有基因突變能產(chǎn)生新基因，圖丙、丁所示的變異類型均不能產(chǎn)生新的基因，C錯誤；減數(shù)分裂過程中四種可遺傳變異均可發(fā)生，D正確。 二、非選擇題 11．現(xiàn)有兩個水稻品種，一個純種水稻的性狀是高稈(D)、抗銹病(T)；另一個純種水稻的性狀是矮稈(d)、易染銹病(t)。兩對基因獨立遺傳。育種專家提出了如下圖所示的Ⅰ、Ⅱ兩種育種方法以獲得水稻新品種。問： (1)要縮短育種年限，應(yīng)選擇的方法是________，依據(jù)的變異原理是________；另一種方法的育種原理是____________________________。 (2)圖中①和④基因組成分別為________和________。 (3)(二)過程中，D和d的分離發(fā)生在____________________________________________； (三)過程采用的方法稱為________；(四)過程最常用的化學藥劑是________。 (4)(五)過程產(chǎn)生的抗倒伏抗銹病植株中的純合體占________。 (5)如將方法Ⅰ中獲得的③⑤植株雜交，再讓所得到的后代自交，則后代的基因型比例為________。 解析：圖中(一)過程屬于雜交育種，作用是把矮稈和抗病性狀組合到一個植株上。圖中(二)過程F1種下后，開花產(chǎn)生花粉(雄配子)的過程中進行減數(shù)分裂時，等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因之間發(fā)生自由組合，產(chǎn)生4種配子(DT、Dt、dT、dt)。根據(jù)圖中可知，①的基因型是DT，②的基因型是dT。圖中(三)是培養(yǎng)單倍體的過程，一般用花藥離體培養(yǎng)的方法獲得單倍體植株。圖中(四)是誘導多倍體的過程，常用的方法是用秋水仙素處理單倍體幼苗，經(jīng)誘導后長成的植物體一定是純合體，仔細分析圖，可得出圖中的③④⑤對應(yīng)的基因型是DDtt、ddTT和ddtt。圖中沿著(一)、(二)、(三)、(四)途徑進行的育種方法屬于單倍體育種，沿著(一)、(五)、(六)途徑進行的育種方法是雜交育種。圖中(五)過程是指F1自交的過程，其后代中的矮稈抗倒伏抗銹病的類型，表現(xiàn)型雖符合要求，但其中能穩(wěn)定遺傳的純合體只有1/3，還有2/3是雜合體，不能穩(wěn)定遺傳。題中第(5)小題的計算方法是：③⑤的基因型分別是DDtt和ddtt，因為兩個體中的第二對基因都是tt，不論是自交還是雜交，對后代基因型的比例都沒有影響，所以只要考慮DD和dd就可以了，這對基因雜交后再自交，實際是典型的基因分離規(guī)律，后代各基因型的比例是1∶2∶1。 答案：(1)Ⅰ　染色體畸變　基因重組 (2)DT　ddTT (3)減數(shù)分裂第一次分裂　花藥離體培養(yǎng)　秋水仙素 (4)1/3　(5)1∶2∶1 12．【加試題】獲得2006年國家最高科技獎的育種專家李振聲，長期從事小麥與偃麥草遠源雜交和染色體工程育種的研究。他與其他育種專家經(jīng)過20多年的努力，培育出了高產(chǎn)、抗病性強的小麥新品種。對小麥新品種的染色體組成研究發(fā)現(xiàn)，偃麥草具有抗病基因的染色體片段移接到了普通小麥的染色體上。如圖表示他們育種的主要過程： P　　　小麥偃麥草 　　　　　　 　 　 雜種小麥 　　　　　　 Fn 回答下列問題： (1)此育種過程中獲得的雜種種植后代一定會出現(xiàn)________________。大面積種植雜種的目的是要獲得________________遺傳的小麥新品種。 (2)在小麥新品種選育的過程中，特殊的氣候條件起到了________的作用。 (3)小麥與偃麥草雜交培育出小麥新品種的事實，突破了_____________________。 (4)科學家發(fā)現(xiàn)具有抗病的小麥的抗性基因和影響產(chǎn)量(高產(chǎn)和低產(chǎn))的另一對等位基因的傳遞符合孟德爾的遺傳定律。 ①將大面積種植前的抗病小麥與普通小麥雜交，其后代中抗病小麥與不抗病小麥數(shù)量之比為________。 ②若該抗病小麥自交，則其后代性狀表現(xiàn)及分離比為： ________________________________________________________________________。 ③若高產(chǎn)雜合的普通小麥通過育種專家李振聲培育，得到高產(chǎn)抗病的小麥，現(xiàn)將此高產(chǎn)抗病小麥與低產(chǎn)普通小麥多次雜交，得到的都是高產(chǎn)抗病和低產(chǎn)不抗病的小麥，請解釋此現(xiàn)象的原因：_______________________________________________________。 解析：(1)雜種子代出現(xiàn)性狀分離，大面積種植雜種的目的是獲得所需的性狀。(2)在新品種選育過程中，環(huán)境起選擇作用。(3)小麥與偃麥草雜交培育出小麥新品種，突破了遠緣雜交不親和的障礙。(4)由題干信息可知，大面積種植前的雜種是將具有抗病基因的染色體片段移接到普通小麥而獲得的，故為雜合子，普通小麥為隱性純合子，雜交后代抗病小麥與不抗病小麥數(shù)量比為1∶1，其自交后代性狀分離比為3∶1。 答案：(1)性狀分離　高產(chǎn)抗病且能穩(wěn)定 (2)選擇 (3)遠緣雜交不親和的障礙 (4)①1∶1?、诳共⌒←湣貌豢共⌒←湥?∶1 ③抗病基因移接到了含有高產(chǎn)基因的染色體上