2025版高考生物一轮总复习教案必修2第七单元生物的变异育种与进化第二讲染色体变异及其应用考点二生物育种的原理及应用

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知|识|巩|固
1．单倍体育种
(1)原理：染色体(数目)变异。
(2)过程
(3)优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子。
(4)缺点：技术复杂。
2．多倍体育种
(1)原理：染色体数目变异。
(2)方法：用秋水仙素或低温处理。
(3)处理材料：萌发的种子或幼苗。
(4)过程
(5)实例：三倍体无子西瓜
①两次传粉eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(第一次传粉：杂交获得三倍体种子,第二次传粉：刺激子房发育成果实))
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数不变。
③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
3．杂交育种
(1)原理：基因重组。
(2)过程
①培育杂合子品种
选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×)→F1(即为所需品种)。
②培育隐性纯合子品种
选取符合要求的双亲杂交(♀×)→F1eq \(――→,\s\up7(⊗))F2→选出表型符合要求的个体种植并推广。
③培育显性纯合子品种
a．植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，自交至不发生性状分离为止。
b．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。
(3)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。
(4)缺点：获得新品种的周期长。
4．诱变育种
(1)原理：基因突变。
(2)过程
(3)优点
①可以提高突变频率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。
②大幅度地改良某些性状。
(4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。
思|维|辨|析
易错整合，判断正误。
(1)诱变育种和杂交育种均可形成新基因。( × )
(2)诱变育种可通过改变基因的碱基序列达到育种目的。( √ )
(3)利用物理因素等处理生物，可以提高突变率，创造人类需要的生物新品种。( √ )
(4)人工杂交选育优质金鱼的原理是基因重组。( √ )
(5)单倍体育种中，通过花药(或花粉)离体培养所得的植株均为纯合的二倍体。( × )
延|伸|探|究
1．为什么单倍体育种能明显缩短育种年限？
提示：用单倍体育种方法培育得到的二倍体植株，不但能够正常生殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交后代不会发生性状分离，因此明显缩短了育种年限。
2．三倍体无子西瓜培育时用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖的原因是什么？
提示：西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。
剖析难点·考点突破
重|难|精|讲
1．单倍体育种与杂交育种的关系
2．据不同育种目标选择不同育种方案
精|准|命|题
考向一 结合多种育种方式的比较，考查科学思维
》例1 如图是某植物的多种育种方法途径，A～F是育种处理手段(其中E是射线处理)，甲、乙、丙分别代表不同植株。分析以下说法错误的是( C )
A．植株甲和植株丙是纯系植株，乙是具有新基因的种子或幼苗
B．D和B过程可发生基因重组，F过程发生了染色体变异
C．图中C、F过程都可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
D．杂交育种过程，如获得显性纯合子需经历较长的纯化过程，单倍体育种由配子直接加倍获得纯合子，育种年限短
解析： 通过杂交育种筛选获得的植株甲，通过单倍体育种获得的植株丙，都是纯合子，经过射线处理获得的乙已经发生基因突变，是具有新基因的种子或幼苗，A正确；D和B过程都有减数分裂过程，都可发生基因重组，F过程发生染色体数目变异获得多倍体，B正确；单倍体育种中一般没有种子，只能用秋水仙素处理幼苗，C错误；杂交育种和单倍体育种都能获得显性纯合子，杂交育种操作简单，育种年限较长，而单倍体育种技术复杂，但育种年限短，D正确。
〔变式训练〕 (2024·山东潍坊统考)人们目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株，如图所示为三倍体香蕉的培育过程。下列叙述正确的是( D )
A．无子香蕉的培育过程主要运用了基因重组的原理
B．图中染色体加倍的主要原因是有丝分裂中期纺锤体不能形成
C．二倍体与四倍体杂交能产生三倍体，它们之间不存在生殖隔离
D．三倍体香蕉无子的原因是其在减数分裂过程中同源染色体联会紊乱
解析：四倍体有子香蕉、二倍体野生香蕉经减数分裂分别形成含两个染色体组、一个染色体组的配子，二者结合后形成的无子香蕉即含三个染色体组的三倍体，该培育方法为多倍体育种，主要运用的是染色体变异原理，A错误；图中染色体加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体的形成受阻，B错误；二倍体与四倍体杂交虽然能产生后代(三倍体无子香蕉)，但三倍体是不育的，所以它们之间仍然存在生殖隔离，C错误；三倍体香蕉之所以无子是因为其体细胞中含有三个染色体组，在其有性生殖器官内的减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，不能产生正常配子，因而也就不能形成种子，D正确。
考向二 围绕育种设计考查科学思维及科学探究
》例2 (2020·全国Ⅲ卷)普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，如图所示(其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体)。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题：
(1)在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是无同源染色体，不能进行正常的减数分裂。
已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体，普通小麦体细胞中有42条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是营养物质含量高、茎秆粗壮(答出2点即可)。
(2)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用的方法有秋水仙素处理(或低温处理)(答出1点即可)。
(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合体)，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、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，请简要写出实验思路。
答案：(3)甲、乙两个品种杂交，F1自交，选取F2中既抗病又抗倒伏且自交后代不发生性状分离的植株。(合理即可)
解析：(1)杂种一(AB)含有一粒小麦的一个染色体组(A)和斯氏麦草的一个染色体组(B)，由于杂种一无同源染色体，不能进行正常的减数分裂，故其高度不育。普通小麦(AABBDD)有6个染色体组，结合题干信息“A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体”可知，普通小麦体细胞中有42条染色体。一般来说，与二倍体植株相比，多倍体植株茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量增加。
(2)人工诱导多倍体的方法有：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗或低温处理等。
(3)若要以甲(抗病易倒伏)和乙(易感病抗倒伏)小麦纯种为实验材料，获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，可通过杂交育种或单倍体育种的方法来实现。
方法一：P 甲(抗病易倒伏) ×乙(易感病抗倒伏)
↓
F1

F2 抗病易倒伏、抗病抗倒伏、易感病易倒伏、易感病抗倒伏
↓
筛选出抗病抗倒伏小麦植株进行连续自交，自交后代不发生性状分离的植株即为目标植株
方法二：P 甲(抗病易倒伏)×乙(易感病抗倒伏)
↓
F1
↓花药离体培养
单倍体幼苗
↓用秋水仙素处理
F2 抗病易倒伏、抗病抗倒伏、易感病易倒伏、易感病抗倒伏
↓
从中选择抗病抗倒伏的小麦植株即可
1．几种常考的育种方法
2．根据提供的材料选择合适的育种方法
(1)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则最简单的方法是自交。
(2)实验材料若是动物，则杂交育种一般不通过逐代自交，而是应通过测交实验直接判断基因型。
(3)实验植物若是营养繁殖类，如马铃薯、甘薯等，则只要出现所需要性状即可，不需要培育出纯种。
(4)实验材料是原核生物，则不能运用杂交育种，细菌的培育一般采用诱变育种和基因工程育种。