生物變異在育種上的應用生物組唐寧梅【基礎(chǔ)知識回顧】可遺傳變異的三個來源：基因突變基因重組染色體變異【三年考情分析】高考對生物變異在育種上的應用考查較頻繁，尤其對誘變育種、雜交育種和單倍體、多倍體育種考查較多。對近三年高考題分析如下：考查點近三年考情統(tǒng)計誘變育種2014浙江T6,2014北京T30,2014江蘇T13，2013四川T5雜交育種2014四川T11,2014江蘇T33,2014江蘇T33

2013江蘇T25，2013浙江T32，2012浙江T32，2012天津T2，2014江蘇T33單倍體、多倍體育種2014四川卷T5

，2014江蘇T7，2014江蘇T29

2013江蘇T25，2013浙江T32，2012江蘇T28，2012浙江T32，2012天津T2，2012海南T29基因突變基因重組染色體變異【分類突破通關(guān)】類型一誘變育種【通關(guān)典例】[2014·江蘇卷]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(

)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D【考點定位】基因突變的主要特點(1)基因突變是隨機發(fā)生的、不定向的。(2)基因突變的頻率是很低的。【回歸課本】必修2P82基因突變的特點

必修2P100誘變育種【變式特訓】高考檔案P140第二題（2013四川卷）大豆植株的體細胞含40條染色體。用放射性60Co處理大豆種子后，篩選出一株抗花葉病的植株X，取其花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到若干單倍體植株，其中抗病植株占50％。下列敘述正確的是（）A．用花粉離體培養(yǎng)獲得的抗病植株，其細胞仍具有全能性B．單倍體植株的細胞在有絲分裂后期，共含有20條染色體C．植株X連續(xù)自交若干代，純合抗病植株的比例逐代降低D．放射性60Co誘發(fā)的基因突變，可以決定大豆的進化方向A【分類突破通關(guān)】類型二雜交育種【通關(guān)典例】(2012·浙江高考)玉米的抗病和不抗病(基因為A、a)、高稈和矮稈(基因為B、b)是兩對獨立遺傳的相對性狀。現(xiàn)有不抗病矮稈玉米種子(甲)，研究人員欲培育抗病高稈玉米，進行以下實驗：取適量的甲，用合適劑量的γ射線照射后種植，在后代中觀察到白化苗4株、抗病矮稈1株(乙)和不抗病高稈1株(丙)，將乙與丙雜交，F(xiàn)1中出現(xiàn)抗病高稈、抗病矮稈、不抗病高稈和不抗病矮稈。選取F1中抗病高稈植株上的花藥進行離體培養(yǎng)獲得幼苗，經(jīng)秋水仙素處理后選出純合二倍體的抗病高稈植株(丁)。另一實驗表明，以甲和丁為親本進行雜交，子一代均為抗病高稈。請回答：(1)對上述1株白化苗的研究發(fā)現(xiàn)，控制其葉綠素合成的基因缺失了一段DNA，因此該基因不能正常

，功能喪失，無法合成葉綠素，表明該白化苗的變異具有

的特點，該變異類型屬于

。(2)上述培育抗病高稈玉米的實驗運用了

、單倍體育種和雜交育種技術(shù)，其中雜交育種技術(shù)依據(jù)的原理是

。花藥離體培養(yǎng)中，可通過誘導愈傷組織分化出芽、根獲得再生植株，也可通過誘導分化成

獲得再生植株。表達有害性基因突變誘變育種基因重組胚狀體(3)從基因組成看，乙與丙植株雜交的F1中抗病高稈植株能產(chǎn)生

種配子。(4)請用遺傳圖解表示乙與丙植株雜交得到F1的過程。4【考點定位】本題是遺傳與變異類的綜合試題，綜合考查了變異、育種及現(xiàn)代生物技術(shù)在生產(chǎn)中的應用。【回歸課本】

1.必修2P98雜交育種與誘變育種2.選修3P33植物組織培養(yǎng)【解題指南】解答本題的突破口是：(1)基因內(nèi)部缺失一段DNA，基因數(shù)量不變，屬于基因突變。(2)根據(jù)F1中四種表現(xiàn)型推測出乙和丙的基因型。【通關(guān)錦囊】根據(jù)育種目的確定雜交育種步驟1.獲得雜交種：(1)應用及特點：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上需要培育雜合子品種，如雜交玉米。雜交種具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗性強的特點，但種子只能種一年。(2)基本步驟：選取雙親P(♀、♂)→雜交→F1。2.獲得隱性純合子：選取雙親P(♀、♂)→雜交→F1→自交→F2→選出表現(xiàn)型符合要求的隱性性狀個體種植推廣。3.獲得顯性純合子：(1)種類：顯性個體包含雜合子和顯性純合子，培育雙顯純合子或一隱一顯純合子品種需要時間較長。(2)基本步驟：選取雙親P(♀、♂)→雜交→F1→自交→F2→選出表現(xiàn)型符合要求的個體自交→F3→……→選出穩(wěn)定遺傳的個體種植推廣。【變式特訓】（2013浙江理綜）（18分）在玉米中，控制某種除草劑抗性（簡稱抗性，T）與除草劑敏感（簡稱非抗，t）非糯性（G）與糯性（g）的基因分別位于兩對同源染色體上。有人以純合的非抗非糯性玉米（甲）為材料，經(jīng)過EMS誘變處理獲得抗性非糯性個體（乙）；甲的花粉經(jīng)EMS誘變處理并培養(yǎng)等，獲得可育的非抗糯性個體（丙）。

請回答：

（1）獲得丙的過程中，運用了誘變育種和________育種技術(shù)

（2）若要培育抗性糯性的新品種，采用乙與丙雜交，F(xiàn)1只出現(xiàn)抗性非糯性和非抗非糯性的個體；從F1中選擇表現(xiàn)為____

的個體自交，F(xiàn)2中有抗性糯性個體，其比例是_____。單倍體

抗性非糯性3/16（3）采用自交法鑒定F2中抗性糯性個體是否為純合子。若自交后代中沒有表現(xiàn)型為_______的個體，則被鑒定個體為純合子；反之則為雜合子。請用遺傳圖解表示雜合子的鑒定過程。非抗糯性

（4）擬采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良上述抗性糯性玉米的抗蟲性。通常從其它物種獲得________，將其和農(nóng)桿菌的________用合適的限制性核酸內(nèi)切酶分別切割，然后借助_________連接，形成重組DNA分子，再轉(zhuǎn)移到該玉米的培養(yǎng)細胞中，經(jīng)篩選和培養(yǎng)等獲得轉(zhuǎn)基因抗蟲植株。抗蟲基因

Ti質(zhì)粒

DNA連接酶

2.(2014·漯河模擬)已知有兩株玉米甲(aabb)與乙(aabb)分別發(fā)生了基因突變，甲植株為Aabb，乙植株為aaBb，已知A、B基因控制著優(yōu)良性狀。回答下列問題：(1)若想獲得優(yōu)良性狀純合個體可采用雜交育種方法嗎？(寫出思路即可)(2)若為了達到培育AaBb雜交種的目的，設(shè)計育種方案。(寫出思路即可)【解析】(1)雜交育種可產(chǎn)生新的基因型，實現(xiàn)的是基因重組，由于親本中分別含有A、B基因，所以通過雜交可使兩個控制優(yōu)良性狀的基因組合到一個個體上，通過自交使之純合。(2)要想持續(xù)得到雜交種子，需有相應的純合親本作為保留種，每年進行雜交即可，若想較快得到純合的保留種則用單倍體育種的方法。答案：(1)可以。思路如下：

(2)類型二單倍體、多倍體育種【通關(guān)典例】(2012·海南高考)無子西瓜是由二倍體(2n=22)與同源四倍體雜交后形成的三倍體。回答下列問題：(1)雜交時選用四倍體植株作母本，用二倍體植株作父本，取其花粉涂在四倍體植株的

上，授粉后套袋。四倍體植株上產(chǎn)生的雌配子含有

條染色體，該雌配子與二倍體植株上產(chǎn)生的雄配子結(jié)合，形成含有

條染色體的合子。(2)上述雜交獲得的種子可發(fā)育為三倍體植株。該植株會產(chǎn)生無子果實，該果實無子的原因是三倍體的細胞不能進行正常的

分裂。(3)為了在短期內(nèi)大量繁殖三倍體植株，理論上可以采用

的方法。【解題指南】解答本題時，需要明確：(1)理論基礎(chǔ)：多倍體育種遵循染色體變異原理。(2)三倍體產(chǎn)生子代方式：三倍體只能進行無性生殖產(chǎn)生子代。【解析】本題以三倍體無子西瓜的培育過程為信息載體，考查多倍體育種的方法。(1)在三倍體無子西瓜培育過程中，以四倍體植株為母本，授以二倍體植株的花粉，可獲得三倍體西瓜種子(胚)。四倍體植株上產(chǎn)生的雌配子含有22條染色體，二倍體植株產(chǎn)生的雄配子含11條染色體，則合子中含有3個染色體組，33條染色體。(2)三倍體西瓜無子的原因是：三倍體的細胞含有3個染色體組，在減數(shù)分裂時，染色體聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常的生殖細胞。(3)由于三倍體植株不能進行有性生殖，故可采用組織培養(yǎng)等無性生殖方式繁殖。答案：(1)雌蕊(或柱頭)

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33(2)減數(shù)(3)組織培養(yǎng)【通關(guān)錦囊】多倍體育種和單倍體育種的綜合分析1.單倍體育種生物種類：單倍體育種適用于進行有性生殖的植物。真核生物如果只能進行無性生殖，不能產(chǎn)生花粉，也不能進行單倍體育種。2.多倍體育種生物種類：多倍體育種適用于無性生殖或有性生殖的植物。多倍體育種沒有花藥離體培養(yǎng)過程，進行無性生殖的植物和有性生殖的植物都能進行多倍體育種。3.細胞周期與多倍體形成：多倍體形成過程沒有完整的細胞周期。由于用低溫或秋水仙素處理，細胞紡錘體沒有形成，細胞分裂停留在分裂后期，因此多倍體形成過程沒有完整的細胞周期。4.低溫、秋水仙素與著絲點分裂無關(guān)：低溫或秋水仙素抑制紡錘體形成，但著絲點分裂是自動分裂，與紡錘絲牽引無關(guān)，因此低溫、秋水仙素與著絲點分裂無關(guān)。5.單倍體育種與花藥離體培養(yǎng)：單倍體育種包含花藥離體培養(yǎng)和誘導染色體加倍過程。花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株僅僅是單倍體育種的一個過程，不能把形成單倍體認為就是單倍體育種過程。【通關(guān)特訓】1.(2014·蕪湖模擬)下列有關(guān)育種的說法正確的是(

)A.用雜交的方法進行育種，F(xiàn)1自交后代有可能篩選出符合人類需要的優(yōu)良品種B.用輻射的方法進行誘變育種，誘變后的植株一定比誘變前的植株具備更多的優(yōu)良性狀C.用基因型為DdTt的植株進行單倍體育種，所得的植株中約有1/4為純合子D.用基因型為DdTt的植株進行多倍體育種，所育品種與原品種雜交一定能產(chǎn)生可育后代【解析】選A。誘變育種的原理是基因突變，是多害且不定向的，B錯；用基因型為DdTt的植株進行單倍體育種，所得的植株全是純合子，C錯；多倍體育種所育品種與原品種雜交產(chǎn)生的后代可能是不育的，如四倍體(DdTt染色體加倍后產(chǎn)生)和二倍體培育出三倍體，三倍體聯(lián)會易發(fā)生紊亂，為不育品種，D錯。2.(2014·保定模擬)下列有關(guān)生物變異與育種的敘述，正確的是(

)A.人工誘變育種能夠改變基因結(jié)構(gòu)，且明顯縮短育種年限B.可用單倍體育種法改良缺乏某種抗病性狀的水稻品種C.三倍體西瓜不能形成正常的配子，這是由于秋水仙素抑制了紡錘體的形成D.大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體不利，但在育種上仍有一定的價值【解析】選D。誘變育種是利用物理因素或化學因素來處理生物，使生物發(fā)生基因突變的一種育種方法，它能改變基因結(jié)構(gòu)，但有利變異較少，需要處理大量材料，不能明顯縮短育種年限。單倍體育種法不能產(chǎn)生新的基因，故不能改良缺乏某種抗病性狀的水稻品種。三倍體西瓜不能形成正常的配子，這是由于減數(shù)分裂時發(fā)生聯(lián)會紊亂。大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是有害的，甚至是致死的，但也有少數(shù)會出現(xiàn)優(yōu)良性狀。3.(2014·菏澤模擬)下圖表示無子西瓜的培育過程：根據(jù)圖解，結(jié)合你學過的生物學知識，判斷下列敘述錯誤的是