人教版高中生物必修二[知识点整理及重点题型梳理]育种

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人教版高中生物必修二

知识点梳理

重点题型（

）巩固练习

常考知识点

育种

【学习目标】

1、简述杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种的原理和方法

2、举例说明杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种在生产上的应用

3、比较各种育种方法的优缺点

【要点梳理】

要点一、杂交育种

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。

2、原理：基因重组（基因自由组合）。

3、常用方法：杂交→自交→选优→自交。

4、杂交育种的过程：把两个具有不同优良性状的品种杂交，然后在后代中去选择人们所需要的个体，代代选育，直到不发生性状分离为止。

5、杂交育种的优点：育种的目的性强，能获得具有优良性状的品种，淘汰不良的品种

6、杂交育种的缺点：只能利用已有的基因进行重组，按需选择，并不能创造新基因；杂交后代会出现性状分离，育种周期长，过程复杂。

7、应用

（1）农业生产中：改良作物品质、提高农作物单位面积产量的常规方法。

（2）畜牧业中，用于家畜、家禽的优良品种的选育。

（3）杂交育种的实例：【课程：育种未发布杂交育种】

①请利用宽叶、不抗病（AAbb）和窄叶、抗病（aaBB）两个烟草品种，培育能稳定遗传的宽叶、抗病（AABB）

烟草品种

②在家兔中，黑色（B）对褐色（b）为显性，短毛（E）对长毛（e）为显性，这些基因是独立分配的。现有

纯合黑色短毛兔和褐色长毛兔，请你设计能获得稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案。

要点二、诱变育种

1、概念：利用物理因素（如X射线、r射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。利用这些突变培育新品种的方法。

2、原理：基因突变

3、诱变因素：

（1）物理诱变：各种射线如X射线、γ射线、紫外线以及激光的照射等都可以使生物在DNA复制过程中发生基因突变。

（2）化学诱变：许多化学试剂能够在DNA复制时，使DNA分子发生碱基对的缺失、替换等，导致基因发生突变。

4、诱变优缺点

（1）优点：①提高突变率；②可以使后代性状尽快稳定，加速育种进程；③大幅度改良某些性状。

（2）缺点：由于突变的不定向性和低频性，突变产生的有利个体往往不多，育种具有一定的盲目性，因此需要育种规模要大，需要处理大量的材料。

5、应用

（1）农作物育种：培育出的新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。黑龙江省农科院用辐射方法处理大豆，培育成了“黑农五号”等大豆品种，产量提高了16％，含油量比原来提高2.5％。

（2）微生物育种：如:青霉菌的选育。青霉菌最初从发霉的甜瓜上发现，这种野生的青霉菌分泌的青霉素很少，青霉素是抗菌素的一种，是第一种能够治疗肺炎、脑膜炎、脓肿等人类疾病的抗生素。但产量只有20单位/mL。后来，人们对青霉菌进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素产量很高的菌株，目前产量已经可以达到50000单位/mL～60000单位/mL。

（3）太空育种：太空育种主要是利用返回式卫星所能达到的空间环境，通过强辐射、微重力和高真空等条件，诱发植物种子的基因发生突变的作物育种新技术。如：太空椒、番茄、黄瓜等作物，高产、优质、抗病性强。要点三、多倍体育种

1、原理：染色体变异

2、方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使染色体数目加倍

3、优点：可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富。

4、缺点：结实率低，发育延迟。

5、举例：三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦

（1）三倍体无籽西瓜的培育过程

秋水仙素 实。

②用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗使之发育成为四倍体，是因为幼苗具有分裂能力。

③秋水仙素处理后，新产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未处理的地下部分仍为二倍体。 ④四倍体植株上结的西瓜，种皮和瓜瓤含有四个染色体组。而种子含有三个染色体组。 ⑤三倍体西瓜进行减数分裂时，由于联会紊乱，不能产生正常配子。

⑥获取三倍体种子是在第一年四倍体植株上；获取三倍体无子果实则是在第二年的三倍体植株上。

⑦必须以四倍体西瓜为母本，以二倍体西瓜为父本进行传粉，方可得到无籽西瓜。反之，珠被形成的种皮厚

且硬，达不到“无籽”的目的。

注意：三倍体西瓜在减数分裂过程中发生联会紊乱，不能形成正常的配子。所以说三倍体西瓜结实率低，高度不 育。

（2）八倍体小黑麦

要点四、单倍体育种 1、原理：染色体变异

2、方法：花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱导染色体数目加倍。

3、操作步骤：

具有相对性状的纯合亲本

杂交

花药离体培养

F 1

单倍体

可育的纯种

染色体加倍

4、优点：自交后代不发生性状分离，能明显缩短育种年限，加速育种进程。

5、 缺点：技术相当复杂，需与杂交育种结合，其中的花药离体培养过程需要组织培养技术手段的支持，多限于 植物。

要点五、杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种的比较

杂交育种

人工诱变育种 单倍体育种

多倍体育种

依据原理 基因重组（基因的自由组合） 基因突变

染色体组成倍减少，在 加倍后得到纯种 染色体组 成倍增加

常用方法

（1）杂交→自交→选优→自交 （2）杂交→“杂种”

辐射诱变、激光诱 变、化学诱变

花药离体培养，然后再 加倍

秋水仙素处理萌 发种子、幼苗

使不同个体的优良性状集中到 优点

一个个体上

可以提高变异频 明显缩短育种年限 率，或出现新性状， 加速育种进程

器官大，提高产 量和营养成分

缺点

时间长，须及时发现优良性状 有利变异少，须大

量处理实验材料， 具有不确定性

技术复杂一些，须与杂 交育种配合

适用于植物，在 动物方面难于开 展

【典型例题】

类型一：生物育种方式

例1、下列几种育种方法，能改变原有基因的分子结构的是（）

A．杂交育种B．诱变育种C．单倍体育种D．多倍体育种

【答案】B

【解析】只有基因突变能引起基因分子结构的改变，而各种育种方法中只有诱变育种能诱发基因突变。

【点评】杂交育种、单倍体育种和多倍体育种都不能改变基因的结构，不会产生前所未有的性状。诱变育种可以改变生物基因结构，从而出现前所未有的性状。

【举一反三】：

【变式一】

两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传，要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是（）

A．单倍体育种B．杂交育种C．人工诱变育种D．细胞工程育种

【答案】B

【变式二】

用烟草的花药离体培育成烟草新品种；用抗倒伏易染锈病的小麦与易倒伏抗锈病的小麦培育成抗倒伏抗锈病的小麦；培育无子西瓜；用60Co辐射稻种，育成水稻优良品种。以上育种方法依次属于（）

①诱变育种②杂交育种③单倍体育种④多倍体育种

A．①②③④B．④③②①C．③④②①D．③②④①

【答案】D

【变式三】

在农作物诱变育种时，科研人员利用射线辐射种子使其产生变异，用这种方法培育新品种的机理是（）A．基因重组B．基因突变C．基因互换D．染色体变异

【答案】B

【解析】基因重组是杂交育种的机理；基因突变是诱变育种的机理；染色体变异是单倍体育种和多倍体育种的机理；用射线辐射种子使其产生基因突变，是辐射诱变。

例2、下列关于育种的说法中正确的是()

A．基因突变可发生在任何生物DNA复制过程中，此现象可用于诱变育种

B．诱变育种和杂交育种均可产生新的基因和新的基因型

C．三倍体植物不能由受精卵发育而来，可通过植物组织培养方法获得

D．普通小麦花粉中有三个染色体组，由其发育来的个体是三倍体

【答案】A

【解析】任何生物DNA复制时出现基因中的碱基对的增添、缺失或替换，都属于基因突变；杂交育种不能产生新的基因；三倍体植物可以由四倍体与二倍体植株杂交形成的受精卵发育而来，也可通过植物组织培养方法获得；由花粉发育来的植株是单倍体。

【举一反三】：

【变式】

下列有关生物变异与育种的叙述，正确的是()

A．人工诱变育种改变基因结构，能够明显缩短育种年限

B．用单倍体育种法改良缺乏某种抗病性的水稻品种

C．三倍体西瓜不能形成正常的配子，是因为秋水仙素抑制纺锤体的形成

D．染色体结构变异，大多数对生物体不利，但在育种上仍有一定的价值

【答案】D

【解析】A项错误，诱变育种是诱导基因突变，改变了基因的结构。但有利变异少，须大量处理材料，不能缩短育种年限。B项错误，单倍体育种不能产生新的基因，故不能改良缺乏某种抗病性的水稻品种。C项错误，三倍

高秆抗锈病×矮秆不抗锈病

F 1 F 2

稳定遗传的矮杆抗病新品种 “

甚至是致死的。但也有少量会出现优良性状。

类型二：几种育种方法的考查

例 3、有两个纯种的小麦，一为高秆（D ）抗锈病(T)，另一为矮秆（d ）不抗锈病（t ），这两对性状独立遗传， 现要培育矮杆（d ）抗病（t ）的新品种，方法如下：

a b

c

（1）这种方法叫 育种。过程 a 叫

，过程 b 叫

（2）过程 c 的处理方法是 （3）F 1 的基因型是 ，表现型是

，矮秆抗锈病新品种的基因型应

是 。 【答案】

（1）杂交 杂交 自交

（2）连续种植和观察，直至选出能稳定遗传的矮秆抗锈病新品种 （3） DdTt 高杆抗锈病 ddTT

【解析】过程 a 叫杂交，产生 F 1 的基因型为：DdTt ，表现型为高秆抗锈病，过程 b 叫做自交，目的是获取表现 型为矮秆抗病的小麦品种（ddT_）。因为此过程所得后代会发生性状分离，所以要想得到稳定遗传的矮秆抗病植 株必须经过 c ，即连续自交和筛选，直至后代无性状分离。 【点评】本题考查杂交育种在生产中的应用。 【举一反三】： 【变式一】

用杂合体种子尽快获得纯合体植株的方法是 （ ） A.种植→F 2→选不分离者→纯合体

B.种植→秋水仙素处理→纯合体

C.种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合体

D.种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合体 【答案】C

【变式二】

目前人们培育动植物新品种的技术主要有：①杂交育种②诱变育种③单倍体育种④多倍体育种⑤基因工程技术 等，请回答下列问题：

（1）以上育种技术的遗传学原理为基因突变的是 （填标号）；为基因重组的是 （填标号）；为染色体变异的是 （填标号）。 （2）单倍体育种常用的方法是首先进行 获得单倍体幼苗；多倍体育种常用的方法是 处理萌发的种子或幼苗；诱变育种常用的方法是用 来处理供试材料。 （3） 巨峰”葡萄的果实、种子及茎、叶都比普通葡萄大，它很可能是用方法 （填标号）培育出来的。 （4）方法③与方法①相比，突出的优点是 。 【答案】 （1）② ①和⑤ ③和④ （2）花药离体培养 秋水仙素 物理或化学因素 （3）④

（4）明显缩短育种年限 【解析】

（1）诱变育种的原理是基因突变，杂交育种和基因工程技术的原理是基因重组，单倍体育种和多倍体育种的原

理是染色体变异。

（2）单倍体个体的获得常用的方法是对花粉进行离体培养，多倍体的获得是对材料用秋水仙素处理，诱导基因突变的方法有物理和化学方法和生物因素，常用的是便于掌握的物理和化学方法。

（3）个体的果实较大是多倍体特点，所以用多倍体育种的方法可以获得多倍体。

（4）杂交育种与单倍体育种的方向比较操作简单，但费时。

例4、下图表示某农作物①和②两个品种分别培育出④⑤⑥三品种的过程：

根据上述过程，回答下列问题：

（1）用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ称为________，方法Ⅱ称为________，所依据的原理是________。写出这一过程的遗传图解。

（2）用③培育出④的常用方法Ⅲ是________，由④培育成⑤过程中需用化学药剂________处理④的幼苗，方法Ⅲ和V合称为________育种，其优点是________。

（3）由③培育出⑥的常用方法称为________，形成⑥依据的原理是________。

【答案】

（1）杂交自交基因重组

遗传图解：

P AABB×aabb

↓

AaBb

F

1

↓

F

A__B__A__bb aaB__aabb

2

（2）花药离体培养秋水仙素单倍体明显缩短育种年限

（3）人工诱导多倍体染色体变异

【解析】解题关键区分各种育种方法、原理及其优缺点。

【点评】本题考查几种育种方法，需要同学们做题的时候综合考虑。

【举一反三】：

【变式】

普通小麦中有高秆抗病（TTRR）和矮秆易感病（ttrr）两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。某实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：

请分析回答：

（1）A组由F

1获得F

2

的方法是________，F

2

矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占________。

（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是________类。

（3）A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是________组，原因是________。

（4）通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病小麦新品种的方法是________。获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占________。

（5）在一块高秆（纯合体）小麦田中，发现了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究该矮秆性状出现的可能原因（简要写出所用方法、结果和结论）。

【答案】

（1）自交2／3

（2）Ⅱ

（3）C基因突变频率低且不定向

（4）秋水仙素（或低温）诱导染色体加倍100％

（5）将矮秆小麦与高秆小麦杂交；如果子一代为高秆，子二代高秆∶矮秆=3∶1（或出现性状分离），则矮秆性

状是基因突变造成的；否则，矮秆性状是由环境引起的。或将矮秆小麦与高秆小麦种植在相同环境条件下；如果两者未出现明显差异，则矮秆性状由环境引起；否则，矮秆性状是基因突变的结果。