备战2019年高考生物 考点一遍过 考点44 生物变异在育种上的应用（含解析）

考点44 生物变异在育种上的应用 高考频度： 难易程度： 1单倍体育种和多倍体育种（1）图中和的操作是秋水仙素处理，其作用原理是抑制纺锤体的形成。（2）图中过程是花药离体培养。（3）单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限。2杂交育种与诱变育种（1）杂交育种概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。过程：选择具有不同优良性状的亲本杂交获得F1F1自交获得F2鉴别、选择需要的类型优良品种。（2）诱变育种概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法。过程：选择生物诱发基因突变选择理想类型培育。3基因工程（1）概念：基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。（2）操作的基本步骤：提取目的基因目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定。4生物育种原理、方法、实例(连线) 考向一 育种方法的选择与分析 1如图是利用玉米(2n20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图。下列分析不正确的是 A基因重组发生在图中过程，过程中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期B秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成C植株A为二倍体，其体细胞内最多有4个染色体组；植株C属于单倍体，其发育起点为配子D利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为25%【参考答案】D 解题必备育种方式的选择（1）根据育种目的和提供的材料选择合适的育种方法集中不同亲本的优良性状：a.一般情况下，选择杂交育种，这也是最简捷的方法；b.需要缩短育种年限(快速育种)时，选择单倍体育种。培育果实较大或植株较大或营养物质含量较高的新物种多倍体育种。提高变异频率，“改良”“改造”或“直接改变”现有性状，获得当前不存在的基因或性状诱变育种。若要培育隐性性状个体，可选择自交或杂交育种，只要出现该性状即可。（2）根据育种流程图来辨别育种方式杂交育种：涉及亲本的杂交和子代的自交。诱变育种：涉及诱变因子，产生的子代中会出现新的基因，但基因的总数不变。单倍体育种：常用方法为花药离体培养，再人工诱导染色体加倍，形成纯合子。多倍体育种：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。基因工程育种：与原有生物相比，出现了新的基因。 2有人在一片柑橘林中发现一株具有明显早熟特性的植株，经检测，该变异是由基因突变引起的。研究人员决定利用该植株培育早熟柑橘新品种，下列叙述正确的是A该柑橘变异植株的早熟性状一定能通过配子遗传给后代B若变异植株自交后代均为早熟就可判断早熟性状是隐性C用秋水仙素处理变异植株的幼苗就能得到纯合早熟品系D选育早熟品种过程中柑橘种群基因频率会发生定向改变【答案】D 考向二 生物变异在育种上的应用 3现有基因型ttrr与TTRR的水稻品种，通过不同的育种方法可以培育出不同的类型。下列叙述正确的是A单倍体育种可获得TTrr，其育种原理主要是基因突变B将ttrr人工诱变可获得ttRr，其等位基因的产生来源于基因重组C杂交育种可获得TTrr，其变异发生在减数第二次分裂后期D多倍体育种获得的TTttRRrr，其染色体数目加倍可发生在有丝分裂的后期【参考答案】D 易错警示单倍体育种、多倍体育种及植物细胞工程育种的几个易错点（1）单倍体育种一般应用于二倍体植物，因为若为四倍体植物，通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。（2）用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍，若操作对象是单倍体植株，属于单倍体育种；若操作对象为正常植株，叫多倍体育种，不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。（3）单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，使染色体数目加倍。单倍体育种在幼苗期处理，多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。（4）单倍体育种和植物细胞工程育种，都运用了植物组织培养技术。 4已知水稻抗病（R）对感病（r）为显性，有芒（B）对无芒（b）为显性，两对基因自由组合，体细胞染色体数为24条。现用单倍体育种方法选育抗病、有芒水稻新品种。（1）诱导单倍体所用的花药，应取自基因型为_的植株。（2）为获得上述植株，应采用基因型为_和_的两亲本进行杂交。（3）在培养过程中，单倍体有一部分能自然加倍成为二倍体植株，该二倍体植株花粉表现_（可育或不育），结实性为_（结实或不结实），体细胞染色体数为_。（4）在培养过程中，一部分花药壁细胞能发育成为植株，该植株的花粉表现_（可育或不育），结实性为_（结实或不结实）。体细胞染色体数为_。（5）自然加倍植株和花药壁植株中都存在抗病、有芒的表现型。为获得稳定遗传的抗病、有芒新品种，本实验应选以上两种植株中的_植株，因为自然加倍植株_，花药壁植株_。（6）鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是_。【答案】（1）RrBb（2）RRbb rrBB（3）可育 结实 24条（4）可育 结实 24条（5）自然加倍 基因型纯合 基因型杂合（6）将植株分别自交，子代性状表现一致的是自然加倍植株，子代性状分离的是花药壁植株 1下列关于育种的叙述，正确的是A基因工程育种可以定向改变生物性状，且都能稳定遗传给后代B对三倍体无子西瓜进行植物组织培养获得的子代植株不能表现为无子性状C在植物杂交育种中，到了F2可以采用连续自交选育稳定遗传的新物种D在哺乳动物杂交育种中，到了F2对显性性状个体采用测交方法可选出纯合子2下表中育种方法与原理、优点都相符的是 AA BBCC DD3将某二倍体植物用秋水仙素溶液处理后可得到四倍体，再取该四倍体的花药离体培养可得到植株A。下列说法正确的是A秋水仙素作用于细胞有丝分裂后期，抑制着丝粒的分裂B植株A的体细胞中含两个染色体组，所以是二倍体C植株A能够进行正常的减数分裂，产生的配子是可育的D上述涉及的两种育种方法所利用的变异原理不相同4用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病（DDTT）和矮秆不抗锈病（ddtt）进行育种时，一种方法是杂交得到Fl，Fl再自交得F2；另一种方法是用F1的花药进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。下列叙述正确的是A前一种方法依据的原理是基因重组B后一种方法依据的原理是染色体结构变异C前一种方法所得F2中的重组类型占5/8D后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为2/35下面列举了四种育种方法，有关的叙述错误的是 A第种方法一般从F2开始选种，因为从F2开始出现新的性状组合B在第种方法中，若F1中n对等位基因独立遗传，则单倍体幼苗有3n种类型C第种育种方法的作用机理是秋水仙素抑制纺锤体形成D第种方法中卫星搭载的种子应当选用萌发的种子或幼苗6如图表示利用某种农作物品种和培育出的几种方法，据图分析错误的是 A过程是用秋水仙素处理正在萌发的种子B培育品种的最简捷的途径是C通过过程育种的原理是染色体变异D通过过程育种最不容易达到目的7如图所示，将二倍体植株和杂交得到，再将做进一步处理。对此分析错误的是 A由得到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若的基因型是AaBbdd，则的基因型可能是aBdD至的过程中，所产生的变异都有利于生产8研究人员为提高单倍体育种过程中染色体加倍率，以某品种烟草的单倍体苗为材料，研究了不同浓度秋水仙素处理对烟草单倍体苗的成苗率、大田移栽成活率和染色体加倍率的影响，结果如下表。有关叙述不正确的是秋水仙素浓度（mg/L）成苗率（%）大田移栽成活率（%）染色体加倍率（%）75079.9882.152.4650080.4285.532.3125081.5187.391.927582.5489.861.17A秋水仙素的作用是通过抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成从而使染色体加倍B采用花药离体培养的方法可获得单倍体苗C随着秋水仙素浓度降低，成苗率、大田移栽成活率升高而染色体加倍率降低D综合本实验结果分析，浓度为75mg/L的秋水仙素处理最能达到实验目的9如图甲、乙表示水稻两个品种(两对相对性状独立遗传)，表示培育水稻新品种的过程。下列说法正确的是 A如果过程中逐代自交，那么自交代数越多纯合植株的比例越高B与过程的育种原理相同，过程表示单倍体育种C育种过程中需要进行筛选，筛选不会改变任何一个基因的频率D经过和过程培育的品种和甲、乙品种基因型不同，但是仍然属于同一个物种10如图表示由甲、乙两种植物逐步培育出戊植株的过程，请据图回答下列问题： （1）通过过程培育出丙种植物的方法有以下两种：方法一：将甲、乙两种植物杂交得到基因型为_的植株，并在_期用_(填化学物质)处理，从而获得基因型为bbDD的丙种植物。方法二：先取甲、乙两种植物的_，利用_处理，获得具有活力的_；然后用_方法诱导融合、筛选出基因型为_的杂种细胞；接下来将该杂种细胞通过_技术培育出基因型为bbDD的丙种植物，此种育种方法的优点是_。（2）由丙种植物经过程培育成丁植株，发生的变异属于_；将丁植株经培育成戊植株的过程，在育种上称为_。（3）若B基因控制着植株的高产，D基因决定着植株的抗病性。如何利用戊植株(该植株为两性花)，采用简便的方法培育出高产抗病的新品种(不考虑同源染色体交叉互换)？请画图作答并简要说明。 11（2018天津卷）为获得玉米多倍体植株，采用以下技术路线。据图回答： （1）可用_对图中发芽的种子进行处理。（2）筛选鉴定多倍体时，剪取幼苗根尖固定后，经过解离、漂洗、染色、制片，观察_区的细胞。若装片中的细胞均多层重叠，原因是_。统计细胞周期各时期的细胞数和细胞染色体数。下表分别为幼苗I中的甲株和幼苗II中的乙株的统计结果。 可以利用表中数值_和_，比较甲株细胞周期中的间期与分裂期的时间长短。（3）依表结果，绘出形成乙株的过程中，诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体数变化曲线_。 12（2017江苏卷）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，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，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。 1【答案】D 2【答案】B【解析】杂交育种的原理是基因重组，优点是能将同种生物的不同个体的优良性状集中于同一个体上，但不能克服远缘杂交不亲和的障碍，A错误；诱变育种的原理是基因突变，优点是提高变异频率，大幅度改良某些性状，加速育种进程，B正确；多倍体育种的原理是染色体变异，优点是茎秆粗壮、种子、果实等都比较大，C错误；单倍体育种的原理是染色体变异，优点是能明显缩短育种年限，D错误。3【答案】C 4【答案】A【解析】前一种是杂交育种，原理是基因重组（细胞学基础是非同源染色体自由组合），A正确；后一种是单倍体育种，原理是染色体数目变异（在光学显微镜下可以观察到），B错误；前一种DDTTddttF1：DdTt自交F2：D_T_D_ttddT_ddtt=9331，其中重组类型占3/8，C错误；后一种用F1（DdTt）的花药进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗所得植株的基因型及比例为：DDTTDDttddTTddtt=1111，可用于生产的类型（ddTT）比例为1/4，D错误。5【答案】B【解析】据图分析，图中为杂交育种，原理是基因重组；是单倍体育种，原理是染色体变异，优点是明显缩短育种时间。是多倍体育种，原理是染色体变异。是诱变育种，原理是基因突变。第种方法是杂交育种，其原理是基因重组，F2因性状分离出现重组性状，所以一般从F2开始选种，A正确；若F1中n对等位基因独立遗传，非等位基因之间将遵循基因自由组合定律，F1产生的配子有2n种，单倍体幼苗有2n种类型，B错误；是多倍体育种，秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，使细胞不能分裂，从而使细胞中染色体数目加倍，C正确；萌发的种子或幼苗因细胞分裂旺盛，容易诱导基因突变，可作为诱变育种的材料，D正确。6【答案】A【解析】ab为单倍体，没有种子，过程是用秋水仙素处理幼苗，A错误；为杂交育种，培育品种的最简捷的途径是杂交育种，B正确；过程为单倍体育种，其育种的原理是染色体变异，C正确；过程为诱变育种，最不容易达到目的，D正确。7【答案】D【解析】的育种是杂交育种，其原理是基因重组，A正确；秋水仙素可以抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍，B正确；若的基因型是AaBbdd，能产生4种配子，则的基因型可能是aBd，也可能是ABd、Abd或abd，C正确；基因突变具有多害少利性，故过程中产生的变异大多数不利于生产，D错误。8【答案】D 9【答案】A【解析】为杂交育种，过程需要不断进行自交，对不符合要求的品种进行淘汰，所以自交代数越多，子代纯合植株的比例越高，A正确；过程的育种原理是基因突变，过程的育种原理是基因重组，过程表示花药离体培养，过程表示单倍体育种，B错误；育种过程中需要筛选，而筛选会淘汰个体，因而会改变基因的频率，C错误；经过和过程培育的品种是四倍体，与甲、乙品种（二倍体）杂交不能产生可育后代，所以四倍体与甲、乙品种不是同一个物种，D错误。10【答案】（1）bD 幼苗 秋水仙素 体细胞 纤维素酶和果胶酶 原生质体 物理或化学 bbDD 植物组织培养 克服了不同物种之间远缘杂交不亲和的障碍（2）染色体结构的变异(染色体易位) 诱变育种（3）如图所示 从子代中选出高产抗病的植株，不断自交选育，直到不再发生性状分离为止，即可培育出基因型为的高产抗病的新品种。【解析】（1）分析图示并结合题意可知，方法一为多倍体育种，其过程为：甲(bb)、乙(DD)两种植物杂交得到基因型为bD的植株；因基因型为bD的植株不育，因此需要在幼苗期用秋水仙素处理，使其细胞中的染色体数目加倍，从而获得基因型为bbDD的丙种植物。方法二是利用植物体细胞杂交技术培育新品种，其过程是：先取甲、乙两种植物的体细胞，用纤维素酶和果胶酶处理，去除细胞壁，获得有活力的原生质体，再用物理或化学方法诱导原生质体融合，筛选出基因型为bbDD的杂种细胞；将该杂种细胞通过植物组织培养技术，培育出基因型为bbDD的丙种植物；此种育种方法的优点是克服了不同物种之间远缘杂交不亲和的障碍。（2）题图显示，由丙种植物经过程培育成丁植株的过程中，b和D基因所在的两条非同源染色体发生了易位，所以该变异属于染色体结构的变异(染色体易位)。将丁植株经培育成戊植株的过程中发生了基因突变，该育种方法为诱变育种。（3）利用戊植株(该植株为两性花)培育出高产抗病的新品种，所采用的简便育种方案就是让戊植株自交，其遗传图解及简要说明如下： 从子代中选出高产抗病的植株，不断自交选育，直到不再发生性状分离为止，即可培育出基因型为的高产抗病的新品种。11【答案】（1）秋水仙素（或低温） （2）分生 解离不充分或压片不充分 x1 x2 +x3 +x4 +x5 （3）如图 【解析】（1）据题意“为获得玉米多倍体植株”可用秋水仙素对萌发的种子进行处理，抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，导致细胞内的染色体数目加倍，从而得到多倍体玉米。（2）筛选鉴定多倍体时，需要观察染色体的数目，取玉米幼苗的根尖固定后，经过解离、漂洗、染色、制片过程，进行观察。由于只有根尖的分生区进行细胞分裂，因此可观察分生区细胞的染色体数目。在进行有丝分裂实验中，解离是使细胞相互分离开，压片是进一步使细胞相互分散开，如果解离不充分或压片不充分，会使细胞均多层重叠。在观察细胞分裂时，材料经过解离已经死亡。观察到的某一状态的细胞数量越多，说明该时期持续时间越长。因此可用x1表示甲株细胞周期中的间期时间长短， 用x2 +x3 +x4 +x5来表示甲株细胞周期中的分裂期的时间长短。（3）秋水仙素诱导导致幼苗在有丝分裂前期不出现纺锤体，因此后期染色体加倍后细胞不会分裂为两个子细胞，进而使细胞内的染色体数目是诱导之前染色体数目的两倍。再进行下一次细胞分裂时，按照加倍后的染色体数目进行正常的有丝分裂。因此诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体数变化曲线如图所示：。12【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 15