1、杂交育种与诱变育种(20分钟70分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分)1.下列关于诱变育种的说法,正确的是()A.人为控制条件,可以使生物材料发生定向变异B.人工诱变时,若基因结构改变,生物的性状一定改变C.诱变过程中,若A突变为a,a也有可能突变回AD.诱变育种可以普遍地提高农作物的产量【解析】选C。人为条件只能改变突变频率,不能控制突变的方向,A错误。基因结构改变,密码子改变,对应的氨基酸可能不变,生物的性状可能不变,B错误。因为基因突变是不定向的,A可以突变为a,a也可以突变为A,C正确。诱变育种可能提高农作物产量,也可能降低农作物产量,D错误。2.(2020合肥高一检测)下
2、列关于杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种的叙述,正确的是()A.杂交育种的原理是基因重组,往往育种年限较长B.诱变育种常用的诱变因素有化学因素和生物因素C.单倍体育种过程中秋水仙素处理的是萌发的种子D.多倍体育种的原理是染色体变异,不能获得新物种【解析】选A。杂交育种想要通过基因重组获得目标类型,需要较长时间,A正确。诱变育种一般利用化学因素、物理因素处理生物,B错误。秋水仙素处理单倍体幼苗而不是种子,C错误。多倍体育种可以通过染色体变异获得新的物种,D错误。3.将基因型为AaBb的玉米的花药(花粉)离体培养,然后用秋水仙素处理获得若干幼苗。这些幼苗的基因型为aaBB的概率为()A.0
3、B.1/16C.1/9D.1/4【解析】选D。将基因型为AaBb的玉米植株的花粉(基因型有AB、aB、Ab、ab)经离体培养得到单倍体幼苗,基因型为AB、aB、Ab、ab,人工诱导染色体加倍后得到的植株的基因型为AABB、aaBB、AAbb、aabb,其中基因型为aaBB的幼苗占1/4。4.下表中育种方式与其原理、处理方法及实例对应错误的是 ()选项育种方式原理处理方法实例A杂交育种基因重组杂交和选育中国荷斯坦牛B单倍体育种染色体数目变异花药离体培养“黑农五号”大豆C多倍体育种染色体数目变异秋水仙素处理萌发的种子或幼苗三倍体无子西瓜D人工诱变育种基因突变射线处理高产青霉素菌株【解析】选B。杂交
4、育种的原理是基因重组,处理方法是选用不同的亲代杂交,实例有中国荷斯坦牛,A正确。培育“黑农五号”大豆是采用诱变育种的方法,原理是基因突变,B错误。多倍体育种的原理是染色体数目变异,处理方法为用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,实例为培育三倍体无子西瓜,C正确。人工诱变育种的原理是基因突变,常用处理方法是辐射、激光、化学药品处理等,实例有高产青霉素菌株,D正确。 【方法规律】四种育种方法的比较杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种处理杂交用射线、激光、化学药品等处理生物用秋水仙素处理种子或幼苗花药离体培养原理通过基因重组把两亲本的优良性状组合在同一后代中用人工方法诱发基因突变,产生新性状,创造新品种或
5、新类型抑制细胞分裂中纺锤体的形成,使染色体数目加倍后不能形成两个细胞(染色体变异)诱导精子直接发育成植株,再用秋水仙素处理加倍成纯合子(染色体变异)特点方法简便,但需较长年限方可获得纯合子加速育种的进程,大幅度改良某些性状,但突变后有利个体往往不多器官大,营养物质含量高,但发育延迟,结实率低缩短育种年限,但方法复杂,成活率较低举例高秆抗病与矮秆不抗病小麦杂交产生矮秆抗病品种高产青霉素菌株的育成三倍体西瓜、八倍体小黑麦抗病植株的育成5. “太空灵芝”落地福州仙芝楼,填补了我国医用真菌空间育种的空白。下列相关叙述正确的是()A.太空环境作用下,灵芝菌株只可能发生基因突变B.太空环境作用下,“太空灵
6、芝”成为一种新的物种C.太空环境定向诱导后,可筛选出人们需要的性状D.在菌株培育和选择过程中,种群的基因频率发生改变【解析】选D。太空育种主要是通过真空、微重力和大量宇宙射线的强辐射等太空综合环境因素诱发灵芝菌株基因突变,但也可以使灵芝菌株发生染色体变异,A错误。太空育种主要利用了基因突变的原理,基因突变可以产生新的基因,不一定产生新物种,B错误。太空育种的原理是基因突变,基因突变是不定向的,C错误。在菌株培育和选择过程中,由于不利的变异被淘汰,有利的变异逐渐积累,会使种群的基因频率发生改变,D正确。6.如图是科研人员培育矮秆抗病新品种小麦的两种育种方法。其中过程育种方法是()A.杂交育种B.
7、诱变育种C.单倍体育种D.多倍体育种【解析】选A。图中表示DDTT与ddtt杂交获得DdTt的过程,表示DdTt自交获得ddT_的过程,表示连续自交,获得ddTT的过程,因此过程育种方法为杂交育种,故选A。7.现有三个番茄品种,A品种的基因型为aaBBDD,B品种的基因型为AAbbDD,C品种的基因型为AABBdd,三种等位基因分别位于三对同源染色体上。若通过杂交育种要获得aabbdd植株,且每年只繁殖一代,至少需要的时间为()A.2年 B.3年 C.4年 D.5年【解析】选C。aaBBDDAAbbDDAaBbDD一年;AaBbDDAABBddAaBbDd一年;AaBbDdaabbdd一年;种
8、植aabbdd种子得到aabbdd植株一年。至少需要4年的时间。【互动探究】现有某二倍体作物,将其种子带到太空中,返回地面后种植,得到高产(A)、品质差(b)和低产(a)、品质好(B)的两个品种(纯种),现计划在较短时间内得到高产且品质好的品种,你应怎样做?提示:育种流程如下:8.(2020临沂高一检测)水稻品系甲产量高(aa)、耐旱(BB)、不抗稻瘟病(dd);品系乙产量较低(AA)、不耐旱(bb)、抗稻瘟病(DD)。下列相关叙述错误的是()A.甲与乙杂交,F2中高产、耐旱、抗病的个体占1/64B.可利用品系甲和乙通过杂交育种培育出耐旱、抗稻瘟病的水稻品种C.通过单倍体育种,可在第二年获得纯
9、合高产、耐旱、抗稻瘟病水稻良种D.可诱导品系乙发生突变,进而筛选出耐旱品种【解析】选A。甲与乙杂交,F1基因型是AaBbDd,由于三对基因在染色体上的位置未定,所以自交产生的F2中高产、耐旱、抗病的基因型(aaB_D_)的比例不确定,如果三对基因是自由组合的则比例为9/64,A错误。杂交育种可以将优良性状通过杂交方法集中在一起,B正确。单倍体育种第一年通过杂交获得F1,第二年完成花药离体培养和单倍体的染色体加倍,所以通过两年可获得纯合高产、耐旱、抗稻瘟病水稻良种,C正确。基因突变可以使一个基因变成其等位基因,所以通过诱变可以产生耐旱基因,进而筛选出该品种,D正确。9.在生产实践中,人们早就知道
10、,要挑品质好的个体传种,这样利用生物的变异,经过长期选择,就能培育出许多品种的方法称为选择育种。许多地方品种就是通过这种方式培育而成的。你认为它与杂交育种和诱变育种的主要区别是()选择育种周期长杂交育种和诱变育种不需要选择可选择的范围有限选择育种利用的变异是自然变异A.B.C.D.【解析】选B。选择育种是利用了自然变异,在本物种内选择品质好的个体,自然变异的频率很低,可选择的范围有限,育种时间也长,所以B项正确。10.某农科所通过如图所示的育种过程培育成了高品质的糯小麦。下列有关叙述正确的是()A.a过程中运用的遗传学原理是基因重组B.b过程能提高突变率,从而明显缩短了育种年限C.a过程需要使
11、用秋水仙素,作用于萌发的种子D.b过程需要通过自交来提高纯合率【解析】选D。a过程属于单倍体育种的步骤,运用的遗传学原理是染色体变异,A项错误;b过程需要通过连续自交来提高纯合率,需要多代自交,不能缩短育种年限,B项错误、D项正确;单倍体高度不育,a过程需要使用秋水仙素作用于单倍体幼苗,C项错误。 二、非选择题(共2小题,共30分)11.(15分)如图表示由甲、乙两种植物逐步培育出戊植物的过程,请据图回答:(1)通过过程培育出丙种植物,将甲、乙两种植物杂交得到基因型为的植株,并在期用(化学物质)处理,从而获得基因型为bbDD的丙种植物。(2)将丁植物经培育成戊植物的过程,在育种上称为。(3)若
12、B基因控制着植株的高产,D基因决定着植株的抗病性。如何利用戊植物(该植物为两性花),采用简便的方法培育出高产抗病的新品种(不考虑同源染色体的交叉互换)?请画图作答并做简要说明。(4)通过图中所示育种过程,(填“能”或“否”)增加物种的多样性。【解析】(1)分析图示并结合题意可以知道,题图方法为多倍体育种,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加倍,从而获得基因型为bbDD的丙种植物。(2)题图显示,将丁植物经培育成戊植物的过程中发生了基因突变,该育种方法为诱变育种。(3)利用戊植物(该植
13、物为两性花)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物自交,其遗传分析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,即基因型为的高产抗病的新品种。(4)通过图中所示育种过程培育出的丙种植物,是一个新物种,所以能增加物种的多样性。答案:(1)bD幼苗秋水仙素(2)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,即基因型为的高产抗病新品种。(4)能12.(15分)研究人员发现一株具有明显早熟特性的柑橘变异株,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
14、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
15、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。【解析】(1)生物的变异包括可遗传的变异和不可遗传的变异,区别在于遗传物质是否改变,只有遗传物质改变引起的可遗传的变异才具有育种价值。(2)育种方法是杂交育种,可以将基因突变产生的变异株进行连续多代自交,使早熟基因逐渐纯合,进而培育成新品种1。由于单倍体育种能明显缩短育种年限,所以也可以采集变异株的花药进行花药离体培养,获得单倍体幼苗,然后用秋水仙素处理获得高度纯合的后代。(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株,可以推测该变异株在减数分裂过程中染色体有多种联会方式,由此造成不规则的染色体分离,产生染色体数目不等、生活力
16、很低的配子,影响受精卵的形成,因而得不到足量的种子。育种方法是植物组织培养,在这种育种方法中需要不断通过植物组织培养方法获得组培苗用于选育。(4)育种方法是杂交育种,其原理是基因重组,所以在新品种1选育过程中基因发生了多次重组,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(10分钟30分)1.(6分)(2020杭州高一检测)水稻的高秆、矮秆是一对相对性状,非糯性、糯性是另一对相对性状,两对相对性状独立遗传。现有纯种高秆糯性水稻与纯种矮秆非糯性水稻杂交,F1全是高秆非糯性。下列叙述正确的是()A.要培育矮秆糯性水稻,只
17、需让F1连续自交、选优,6代后纯合子就能占95%以上B.要培育矮秆糯性水稻,利用射线诱变矮秆非糯性水稻的原理是基因突变,而利用F1个体进行单倍体育种的原理则为染色体结构变异C.要培育高秆非糯性水稻,只需要对F1的花药离体培养,再从所得幼苗中选取所需个体D.要培育高秆非糯性水稻,可将F1培育成四倍体并进行花药离体培养,得到所需品种的理论概率为1/36【解析】选D。由于矮秆糯性水稻为隐性性状个体,只需让F1自交,F2直接选取即可,A错误。要培育矮秆糯性水稻,利用射线诱变矮秆非糯性水稻的原理是基因突变,而利用F1个体进行单倍体育种的原理为染色体数目变异,B错误。如果对F1的花药离体培养,由于水稻为二
18、倍体植株,其单倍体高度不育,所以无法进行育种的选取,C错误。如果将F1培育成四倍体即AaBbAAaaBBbb,再进行花药离体培养,对每对性状单独分析,AAaa产生配子的种类及比例为:AAAaaa=141,同样,BBbb产生配子的种类及比例为:BBBbbb=141,这样,得到所需品种即AABB的理论概率为1/61/6=1/36,D正确。2.(6分)中国荷斯坦奶牛,由黄牛与当时引进我国的荷斯坦牛杂交,不断选育而成。中国荷斯坦奶牛,因受乳肉兼用荷斯坦牛的影响,近似乳肉兼用型。下列相关说法正确的是()A.中国荷斯坦奶牛的培育方法为诱变育种B.中国荷斯坦奶牛的遗传物质一半来自荷斯坦牛,一半来自黄牛C.中
19、国荷斯坦奶牛在产肉、产奶方面都较黄牛有提高D.中国荷斯坦奶牛在肉质和产奶方面的改变体现了基因突变的随机性【解析】选C。中国荷斯坦奶牛的培育方法属于杂交育种,原理是基因重组,因此A、D错误。黄牛与荷斯坦牛杂交后,经过多次选育,因而无法确定最终培育的品种中谁的遗传物质更多一些,B错误。中国荷斯坦奶牛属于乳肉兼用型,因此在产肉、产奶方面都有更高的效益,C正确。【实验探究】3.(18分)( 2020全国卷)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
20、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 。已知普通小麦是杂种二经过染色体加倍形成的多倍体,普通小麦体细胞中有条染色体。一般来说,与二倍体相比,多倍体的优点是(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(答出1种即可)。(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合体),甲的表现型是抗病易倒伏,乙的表现型是易感病抗倒伏。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。【解题指南】(1)从题干获得关键信息:不同物种杂交和染色体加倍。(2)解答本题必备知识:某生物是否可育的判断标准
21、是染色体组的数目,以及同源染色体是否能够正常联会。【解析】本题主要考查了杂种不育的原因,多倍体的优点,杂交育种的流程。(1)杂种一属于异源二倍体,细胞中不含同源染色体,无法联会,所以无法正常进行减数分裂产生配子,因此是高度不育的。普通小麦属于异源六倍体,含有六个染色体组,每个染色体组有7条染色体,共有42条染色体。多倍体往往茎秆粗壮,叶片、果实、种子比较大,营养物质含量高。(2)秋水仙素或者低温处理,可以抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍。(3)要想获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种,可以用杂交育种或者单倍体育种的方法。答案:(1)无同源染色体,不能进行正常的减数分裂42营养物质含量高、茎秆粗壮(2)秋水仙素处理(或低温处理)(3)方案一:让甲、乙两个品种进行杂交,得到F1,F1连续自交并淘汰不符合要求的个体,直到获得能稳定遗传的抗病抗倒伏的品种。方案二:让甲、乙两个品种进行杂交,得到F1,取F1的花粉进行花药离体培养获得单倍体植株,再用秋水仙素处理幼苗,淘汰掉不符合要求的植株,即可得到抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种。
