苏教版必修2同步讲义及练习第四章 10.docx

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苏教版必修2同步讲义及练习第四章10

微专题八　生物育种的相关解题方法

[学习目标]　掌握不同育种方法的原理、特点及操作过程。

一、育种方法的比较

例1

　育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种，下面对这四种育种方法的叙述，正确的是（　　）

A.涉及的原理有：

基因突变、基因重组、染色体变异

B.都不可能产生定向的可遗传变异

C.都在细胞水平上进行操作

D.都不能通过产生新基因从而产生新性状

答案　A

解析　杂交育种的原理为基因重组，单倍体、多倍体育种的原理为染色体变异，诱变育种的原理为基因突变。

方法总结

　四种育种方法的比较

育种方法

处理方法

原理

特点

实例

杂交育种

通过杂交使亲本优良性状组合在一起

基因重组

①使不同个体的优良性状集中到一个个体中；②育种年限长

大麦矮秆抗病新品种的培育

诱变育种

物理（射线照射、激光处理等）或化学（亚硝酸盐、碱基类似物等）方法处理动、植物和微生物

基因突变

①加快育种进程，大幅度改良某些性状；②有利变异个体少，需大量处理供试材料

青霉素高产菌株的培育

单倍体

育种

花药离体培养后用秋水仙素处理

染色体

变异

①明显缩短育种年限，可获得纯合优良品种；②技术复杂，多限于植物

大麦矮秆抗病新品种的培育

多倍体

育种

用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

染色体

变异

①植株茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，营养物质含量高；②发育延迟，结实率低

无子西瓜、含糖量高的甜菜的培育

变式1

　下面为小麦的四种不同育种方法示意图：

（1）图中A、D方向所示的途径表示______________育种方式，A→B→C途径表示________育种方式。

（2）A→D、A→B→C、E和F途径表示的育种原理分别是_____、_____、_____、_____。

（3）E途径的育种过程叫______，此过程出现优良性状也是不容易的，原因是________。

（4）在A→B→C和F途径中，“加倍”过程最常用、最有效的药剂是秋水仙素。

原理是__________________________________________________________________________。

答案　

（1）杂交　单倍体　

（2）基因重组　染色体变异　基因突变　染色体变异　（3）诱变育种　基因突变是不定向的，基因突变的频率是很低的　（4）抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而使染色体数目加倍

解析　

（1）图中A→D表示杂交育种；A→B→C表示单倍体育种。

（2）A→D表示杂交育种，其原理是基因重组；A→B→C表示单倍体育种，其原理是染色体变异；E表示诱变育种，其原理是基因突变；F表示多倍体育种，其原理是染色体变异。

（3）通过诱变育种方法获得具优良性状的品种是不易的，原因是基因突变具有不定向性和低频性。

（4）药剂秋水仙素的作用原理是抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。

二、育种方法的选择

例2

　下列关于不同育种方法优点的叙述，不正确的是（　　）

A.多倍体较二倍体茎秆粗壮，果实、种子较大

B.杂交育种能产生新基因

C.人工诱变育种能提高突变率

D.利用单倍体育种能明显缩短育种年限

答案　B

解析　多倍体植株茎秆粗壮，果实、种子较大；杂交育种的原理是基因重组，不能产生新基因；诱变育种的实质是基因突变，人工诱变能够提高突变率；单倍体育种的最大优点是能够明显缩短育种年限。

拓展提升

1.据不同育种目标选择不同育种方案

育种目标

育种方案

集中双亲优良性状

单倍体育种（明显缩短育种年限）

杂交育种（耗时较长，但简便易行）

对原品系实施“定向”改造

基因工程及植物细胞工程（植物体细胞杂交）育种

让原品系产生新性状

诱变育种（可提高变异频率，期望获得理想性状）

使原品系营养器官“增大”或“加强”

多倍体育种

2.育种技术中的“四最”和“一明显”

（1）最简便的育种技术——杂交育种（但耗时较长）。

（2）最具预见性的育种技术——转基因技术（但技术含量高）。

（3）最盲目的育种——诱变育种（但可获得新基因，性状可较快稳定）。

（4）最能提高产量的育种——多倍体育种（尤其是营养器官增大）。

（5）可明显缩短育种年限的育种——单倍体育种。

变式2

　某生物的基因型为AaBB，通过下列技术可以分别将它转变为以下基因型的生物：

①AABB；②aB；③AAaaBBBB。

则以下排列正确的是（　　）

A.诱变育种、花药离体培养、杂交育种

B.杂交育种、花药离体培养、多倍体育种

C.花药离体培养、诱变育种、多倍体育种

D.多倍体育种、花药离体培养、诱变育种

答案　B

解析　①将生物的基因型AaBB转变为AABB，采用的技术是杂交育种或诱变育种；②转变为aB，采用的技术是花药离体培养；③转变为AAaaBBBB，采用的技术是多倍体育种。

1.（2018·北京延庆高一期末）现有基因型为aabb与AABB的水稻品种，通过不同的育种方法可以培育出不同的类型，下列有关叙述不正确的是（　　）

A.杂交育种可获得AAbb，其变异发生在减数第二次分裂后期

B.单倍体育种可获得AAbb，变异的原理有基因重组和染色体变异

C.将aabb人工诱变可获得aaBb，则等位基因的产生来源于基因突变

D.多倍体育种获得的AAaaBBbb比个体AaBb可表达出更多的蛋白质

答案　A

解析　杂交育种的原理是基因重组，如果杂交育种可获得AAbb，其变异发生在减数第一次分裂后期，A错误；利用单倍体育种方法获得AAbb，首先让aabb与AABB杂交得AaBb，然后取AaBb减数分裂产生的配子Ab进行花药离体培养得单倍体Ab，由于单倍体高度不育，所以要用秋水仙素处理其幼苗使其染色体加倍变成可育的二倍体，在此过程中变异的原理有基因重组和染色体变异，B正确；人工诱变的原理是基因突变，C正确；多倍体植株茎秆粗壮，营养成分含量多，D正确。

2.（2018·江西九江一中期中）豌豆从播种到收获为1年时间，纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆杂交得F1种子，F1自交产生的F2中高茎和矮茎的比例为3∶1。

纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆杂交得F1，F1自交得F2且其中各种表现型的比例为9∶3∶3∶1。

上述实验分别需要在第几年才能得出结果（　　）

A.3年、2年B.2年、2年　C.3年、3年D.2年、3年

答案　A

解析　豌豆植株的高度表现在当代植株上，第一年将纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆杂交得F1种子，第二年将F1种子播种，F1植株自交产生得F2种子，第三年F2种子播种后长出F2植株，表现为高茎和矮茎的比例为3∶1。

豌豆子粒的性状表现是在上一代植株上，第一年将纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆杂交得到黄色圆粒种子即F1，第二年F1自交得到的种子即是F2，F2的四种表现型的比例为9∶3∶3∶1，选A。

3.家兔的黑色对白色为显性，短毛对长毛为显性。

这两对基因分别位于一对同源染色体上。

下列关于利用黑色短毛纯种兔和白色长毛纯种兔培育出黑色长毛纯种兔的做法，错误的是（　　）

A.黑色短毛纯种兔×白色长毛纯种兔，得F1

B.选取健壮的F1个体自交，得F2

C.从F2中选取健壮的黑色长毛兔与白色长毛兔测交

D.根据测交结果，选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔

答案　B

解析　家兔属于雌雄异体生物，不能进行自交，因此B项错误。

4.（2018·潍坊模拟）下列有关育种的说法，正确的是（　　）

A.用杂交的方法进行育种，从F1自交后代中可筛选出符合人类需要的优良品种

B.用辐射的方法进行诱变育种，诱变后的植株一定比诱变前的植株具备更多的优良性状

C.用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，所育的新种自交后代约有为纯合子

D.用基因型为DdTt的植株进行多倍体育种，所育的新种和原品种杂交一定能产生可育后代

答案　A

解析　用杂交的方法进行育种，所得F1自交后代会发生性状分离，可筛选出符合人类需要的优良品种，A项正确；诱变育种虽然可提高突变率，但是基因突变具有不定向性，诱变后的植株中有利变异少，该方法盲目性高，需处理较多的供试材料，诱变后的植株不一定比诱变前具备更多的优良性状，B项错误；用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种后有4种基因型（DDTT、DDtt、ddtt、ddTT）的个体，所育的新种自交后代全部为纯合子，C项错误；用基因型为DdTt的植株进行多倍体育种后获得基因型为DDddTTtt的个体，此个体和原品种杂交所得三倍体植株高度不育，D项错误。

5.（2018·盐城中学质检）如图表示几种育种方法的大致过程。

请分析回答下列问题：

（1）在图一所示①→②过程中发生了______________。

若以②的碱基序列为模板经转录和翻译形成③，此过程与以①为模板相比一定发生变化的是__________。

A.mRNA碱基序列B.tRNA种类

C.氨基酸种类D.蛋白质结构

（2）图二中控制高产、中产、低产（A、a）和抗病与感病（B、b）的两对等位基因分别位于两对同源染色体上。

F2的表现型有________种，F2中高产抗病植株占__________。

欲鉴别某高产抗病植株是否为纯合子，最简便的方法是______________，将收获的种子种植，若子代____________________，则说明该植株为纯合子。

（3）图二中利用F1的花粉形成个体④所应用技术的理论依据是_____________________。

（4）图二所示的育种方法的原理有____________________________。

答案　

（1）基因突变　A、B　

（2）6　　自交　不发生性状分离（或全部表现为高产抗病）　（3）植物细胞的全能性　（4）基因重组和染色体变异

解析　

（1）①→②过程发生了碱基对的替换，属于基因突变范畴。

该碱基对替换后，转录来的mRNA肯定改变，其密码子对应的tRNA也会改变，由于一种氨基酸可对应多种密码子，基因突变后对应的氨基酸和蛋白质不一定发生改变。

（2）AaBb个体自交，由于A、a控制的性状为不完全显性，子代有3种表现型，B、b控制的性状为完全显性，子代有2种表现型，两对基因自由组合，故子代的表现型有3×2＝6（种）；F2中高产植株（AA）占，抗病植株（BB＋Bb）占，故高产抗病植株占；鉴别某个体是否为纯合子的最简便方法是自交，自交后代不出现性状分离为纯合子，出现性状分离为杂合子。

（3）单倍体育种的理论基础是植物细胞的全能性。

（4）图二育种方法分别是杂交育种和单倍体育种，涉及原理有基因重组和染色体变异。

[对点训练]

题组一　几种育种方法的比较

1.下列有关育种的叙述，正确的是（　　）

A.诱变育种可以定向地改变生物的性状

B.通过杂交育种获得新品种均需要从F3开始选取

C.多倍体育种中，低温处理与秋水仙素处理的作用机理相似

D.通过花药离体培养获得的新个体即为纯合子

答案　C

解析　由于基因突变具有不定向性，所以诱变育种不能定向改变生物的性状；通过杂交育种获得新品种可以从F2开始选取；在多倍体育种中，低温处理与秋水仙素处理的作用机理相似，都能抑制纺锤体的形成，从而导致着丝点分裂后染色体不能移向细胞两极，引起细胞内染色体数目加倍；在单倍体育种的过程中，通过花药离体培养获得的新个体只是单倍体，需通过人工诱导染色体加倍才可能得到纯种个体。

2.用X射线处理蚕蛹，使其第2号染色体上的斑纹基因易位到W染色体上，使雌体都有斑纹。

再将雌蚕与白体雄蚕交配，其后代雌蚕都有斑纹，雄蚕都无斑纹。

这样有利于去雌留雄，提高蚕丝的质量。

这种育种方法所依据的原理是（　　）

A.染色体结构的变异B.染色体数目的变异

C.基因突变D.基因重组

答案　A

解析　根据题意可知，该育种方法是将第2号染色体上的基因易位到W染色体上，属于染色体结构的变异。

3.如图所示为农业上关于两对相对性状的两种不同育种方法的过程示意图。

下列对图中育种方式的判断和比较，错误的是（　　）

A.图中表示的育种方法有杂交育种和单倍体育种

B.两种育种方法的进程不同

C.两种育种方法的原理不同

D.两种育种方法对新品种的选择与鉴定方法不同

答案　D

解析　图中左侧表示的是杂交育种，右侧表示的是单倍体育种；杂交育种的原理是基因重组，单倍体育种的原理是染色体变异；单倍体育种能加快育种进程；两种育种方法最后对符合要求的新品种筛选方法是一样的。

4.（2018·淮南期中）如图表示培育新品种（或新物种）的不同育种方式，下列分析正确的是（　　）

A.过程⑥的原理是基因重组，最大的优点是明显缩短育种年限

B.过程④是花药离体培养

C.过程⑤需要用秋水仙素处理单倍体种子获得纯合品种

D.若过程⑦采用低温处理，低温可抑制着丝点的分裂导致染色体加倍

答案　B

解析　根据题意和图示分析可知，①②③为杂交育种，并对筛选植株连续自交；①④⑤是单倍体育种；⑥是诱变育种；⑦是多倍体育种。

过程⑥的原理是基因突变，最大的优点是提高突变率，A项错误；过程④是花药离体培养，获得单倍体幼苗，过程⑤需要用秋水仙素处理单倍体幼苗获得纯合品种，B项正确，C项错误；过程⑦采用低温处理，低温可抑制纺锤体的形成导致染色体数目加倍，D项错误。

5.下列关于培育生物新品种的叙述，正确的是（　　）

A.诱变育种获得的新品种都能稳定遗传

B.单倍体育种是为了获得单倍体新品种

C.多倍体育种得到的新品种果实较小

D.杂交育种可获得集双亲优良性状的新品种

答案　D

解析　诱变育种获得的新品种不一定都是纯合子，故诱变育种获得的新品种不一定都能稳定遗传；进行单倍体育种是为了快速获得新品种。

6.（2018·郑州外国语学校月考）一种名为“傻瓜水稻”的新品种，割完后的稻蔸（留在土壤中的部分）第二年还能再生长，并能收获种子。

如图是“傻瓜水稻”的产生过程，下列有关叙述正确的是（　　）

A.该育种方法是杂交育种，双重低温加压能诱发基因突变

B.过程④的作用是诱导染色体加倍

C.割完后的稻蔸第二年还能再生长，并能收获种子，其意义是快速繁殖后代

D.该育种方法的原理有基因重组和染色体变异

答案　D

解析　根据题意，图中①②过程是杂交育种，③过程双重低温加压的作用是诱发染色体变异，A错误；过程④的作用是选择，B错误；割完后的稻蔸在第二年生长并收获种子属于无性繁殖，意义是保持亲本的性状，C错误；该育种方法是杂交育种和多倍体育种，原理有基因重组和染色体变异，D正确。

7.（2018·汕头一中期中）下列关于育种的叙述中，正确的是（　　）

A.用物理因素诱变处理可提高突变率

B.诱变育种和杂交育种均可形成新的基因

C.三倍体植物不能由受精卵发育而来

D.诱变获得的突变体多数表现出优良性状

答案　A

解析　诱变育种具有的优点是可以提高突变率，缩短育种周期，以及能大幅度改良某些性状，所以用物理因素诱变处理可提高突变率，A项正确；诱变育种可形成新的基因，杂交育种不能形成新的基因，B项错误；三倍体植物可以由受精卵发育而来，如四倍体和二倍体杂交产生三倍体的过程中，三倍体植物就是由受精卵发育而来的，C项错误；基因突变是随机的和不定向的，诱变育种虽可提高突变率，但有利变异的个体往往不多，D项错误。

题组二　育种方法的选择

8.如图所示，将二倍体植株①和②杂交得到③，再将③作进一步处理。

对此分析错误的是（　　）

A.由⑤得到⑥的育种原理是基因重组

B.图中秋水仙素的作用是使染色体数目加倍

C.若③的基因型是AaBbdd，则⑨的基因型可能是aBd

D.③→④的过程中，所产生的变异都有利于生产

答案　D

解析　③→④多次射线处理萌发的种子应为诱变育种，由于基因突变是不定向的，所以产生的性状有可能是有利的，也有可能是有害的；⑤→⑥过程表示的是杂交育种的自交阶段，遵循的原理为基因重组；③→⑨过程是花药离体培养，所得到的幼苗是单倍体，其基因型可能为aBd、abd、ABd、Abd；秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，进而使染色体数目加倍。

9.（2018·长沙一中期末）已知水稻的抗病（R）对感病（r）为显性，有芒（B）对无芒（b）为显性。

现有抗病有芒和感病无芒两个纯合品种，要想选育出抗病无芒的新品种，从理论上分析，不可以选用的育种方法有（　　）

A.杂交育种B.单倍体育种

C.诱变育种D.多倍体育种

答案　D

解析　用抗病有芒（RRBB）、感病无芒（rrbb）的纯合个体，获得抗病无芒（RRbb）新品种，可采用杂交育种、单倍体育种、诱变育种等方法；多倍体育种获得的多倍体植株通常茎秆粗壮，叶片、果实、种子都较大，营养物质含量增高，本题不适合选用此育种方式，正确选项为D。

10.（2018·无锡学测模拟）下图所示的两种育种方法分别是（　　）

A.杂交育种，诱变育种

B.多倍体育种，杂交育种

C.杂交育种，单倍体育种

D.诱变育种，多倍体育种

答案　C

11.现有两种玉米，一种玉米黄色颗粒饱满，一种玉米紫色颗粒较小，要想获取紫色颗粒饱满的玉米，比较简单有效的方法是（　　）

A.单倍体育种B.杂交育种

C.诱变育种D.多倍体育种

答案　B

解析　把两种优良性状集合在一起，最简单有效的方法是杂交育种，单倍体育种操作复杂，技术要求高；诱变育种具有不定向性。

12.有两种柑橘，一种果实大但含糖量不高，另一种果实小但含糖量较高，如果想要培育出果实大且含糖量高的品种，比较简单有效的方法是（　　）

A.嫁接B.人工诱变

C.杂交育种D.组织培养

答案　C

解析　嫁接、组织培养属于无性繁殖，能保持母本的性状，不能达到目的，A、D错误；人工诱变能产生新基因，产生新性状，但过程比较繁琐，且有盲目性，B错误；两个品种各具一种优良性状，要想使这些优良性状集中于同一个体上，根据基因重组的原理，比较简单有效的方法是杂交育种，C正确。

[综合强化]

13.（2017·江苏，27）研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。

请回答下列问题：

（1）要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的________物质是否发生了变化。

（2）在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。

如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法①，使早熟基因逐渐________，培育成新品种1。

为了加快这一进程，还可以采集变异株的________进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为________育种。

（3）如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的____________，产生染色体数目不等、生活力很低的________，因而得不到足量的种子。

即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。

这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不断制备______________，成本较高。

（4）新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次________，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。

答案　

（1）遗传　

（2）纯合　花药　单倍体　（3）染色体分离　配子　组培苗　（4）重组

解析　

（1）只有遗传物质发生改变的变异方可遗传给后代，才具备育种价值。

（2）新品种1由自交选育而成，自交可提高变异基因的纯度。

为加速育种进程，可采集变异株的花药，通过单倍体育种法获得高度纯合的后代。

（3）发生染色体组变异后，可致减数分裂时染色体联会紊乱，进而导致同源染色体分离不规则，并产生染色体数目不等、生活力低的配子，因而难以形成足量的受精卵；图示育种方法③利用了植物组织培养技术，其最大优点是可保持遗传性状稳定性，但不足之处是需不断制备组培苗，育种成本相对较高。

（4）与新品种3的育种方法相比，新品种1培育过程中可发生基因重组，从而产生了多种基因型，由此导致多种性状差异。

14.（2018·哈尔滨六中期中）大豆的高产（A）和低产（a）、抗病（B）和不抗病（b）是两对独立遗传的相对性状。

科研人员欲以低产不抗病大豆（甲）为材料，培育稳定遗传的高产抗病大豆。

现进行如下实验：

过程一：

将甲种子经紫外线照射后种植，在后代中获得高产不抗病植株（乙）和低产抗病植株（丙）。

过程二：

将乙与丙杂交，子一代中出现高产抗病、高产不抗病、低产抗病、低产不抗病四种植株。

过程三：

选取子一代中高产抗病植株的花药进行离体培养获得幼苗，用秋水仙素处理后筛选出纯合的高产抗病大豆植株。

（1）过程一依据的原理是____________，该技术的优点是__________________________。

（2）过程二的育种方式为____________，子一代中出现高产抗病、高产不抗病、低产抗病、低产不抗病植株的比例为______________________。

（3）过程三中秋水仙素的作用是__________________________。

答案　

（1）基因突变　提高突变率，加快育种进程　

（2）杂交育种　1∶1∶1∶1　（3）抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍

解析　

（1）紫外线照射是诱变育种，甲种子发生基因突变。

诱变育种的优点是提高突变率，加快育种进程。

（2）乙与丙杂交叫做杂交育种。

紫外线照射后获得的高产不抗病植株的基因型为Aabb、低产抗病植株的基因型为aaBb，二者杂交，子一代中出现高产抗病、高产不抗病、低产抗病、低产不抗病植株的比例为1∶1∶1∶1。

（3）秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍。

15.随着人口的日益增多，对食物的需求量在增大，同时人们的生活水平也在不断提高，对食物品质的要求也越来越高。

育种行业也因此而蓬勃发展，请回答以下关于育种的问题：

（1）能获得新基因的育种方法是____________________。

（2）某种水果果实的大小受基因A—a控制，含有A基因植株的果实较大，不含A基因植株的果实较小；果实的含糖量高低受B—b、C—c两对基因控制，且两对基因等效控制，植株含显性基因越多果实越甜，即基因型为BBCC的最甜，基因型为bbcc的最不甜。

现有基因型为AAbbcc、aaBBCC、aabbcc的三种纯合亲本，获得结较大且最甜果实的能稳定遗传的植株可采用的两种育种方法为______________________________。

（3）现有高地折耳猫、苏格兰立耳猫、普通猫三个纯种猫系，高地折耳猫毛短、苏格兰立耳猫毛长、普通猫毛短且立耳。

已知折耳对立耳为显性，受等位基因M—m控制；长毛对短毛为显性，受等位基因W—w控制，请利用这三种纯系猫短时间内培育出观赏价值比较高的纯种长毛折耳猫（简要写出育种过程）：

____________________________________________。

答案　

（1）诱变育种　

（2）杂交育种、单倍体育种　（3）高地折耳猫与苏格兰立耳猫杂交，F1雌雄猫再相互交配得F2，然后选择F2中的长毛折耳猫分别与纯种普通猫测交，测交后代仅表现为长毛折耳猫即为所需的能稳定遗传的纯合子（合理即可）