高中生物教材中的育种知识 (2)

高考生物中的育种知识与复习训练《生物变异在育种上的应用》是考纲中的C 级考点（今年的C 级考点共10个，必一有2个，必二有6个，必三有两2），高考会从知识的深度与广度对C 级考点进行考查。

育种知识主要涉及必修二与选修三教材内容，还可以与生物进化等相关内容综合考查。

一、含义：生物育种是指人们按照自己的意愿，依据不同的育种原理，有目的、有计划地获得人们所需要的生物新品种。

注意1：理解物种、种群、品种间的区别注意2：提炼育种的一般过程生物由上分析可知育种的一般原理就是创造变异的类型，请总结变异的类型二、常规育种方法：1．杂交育种：（1）原理：基因重组（2）方法：杂交、连续自交，不断选种，一直到___________________________为止。

（3）举例：已知小麦的高秆（D ）对矮秆（d ）为显性，抗锈病（R ）对易染锈病（r ）为显性，两对性状独立遗传。

现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。

要求使用杂交育种的方法培育出具有优良性状的新品种。

操作方法：（参见右面图解）①让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得F 1 ；②让F 1自交得F 2 ；③选F 2中矮秆抗锈病小麦自交得F 3；④留F 3中未出现性状分离的矮秆抗病个体，对于F 3中出现性状分离的再重复③④步骤（4）特点：育种年限长，需连续自交不断择优汰劣才能选育出需要的类型。

（5）说明：①该方法常用于：a ．同一物种不同品种的个体间，如上例；b ．亲缘关系较近的不同物种个体间（为了使后代可育，应做染色体加倍处理，得到的个体即是异源多倍体），如八倍体小黑麦的培育、萝卜和甘蓝杂交。

②若该生物靠有性生殖繁殖后代，则必须选育出优良性状的纯种，以免后代发生性状分离；若该生物靠无性生殖产生后代，那么只要得到该优良性状就可以了，纯种、杂种并不影响后代性状的表达。

2．诱变育种（1）原理：基因突变（2）方法：人工诱变、并进行选择。

（3）举例：太空育种、青霉素高产菌株的获得（4）特点：提高了突变率，也增加了个体间差异，从而便于从中选择培育出优良性状（显性基因P DDRR × ddrr↓F 1 DdRr ↓自交F 2F 3 离个体（纯合子）个体（杂合子）人工选择（淘汰）或隐性基因控制）的生物品种，但由于突变的不定向性，因此该种育种方法具有盲目性。

（5）说明：a. 该种方法常用于微生物育种、农作物诱变育种等b. 突变分为显性突变和隐性突变。

（请思考两者在育种过程的差异）3．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）举例：已知小麦的高秆（D ）对矮秆（d ）为显性，抗锈病（R ）对易染锈病（r ）为显性，两对性状独立遗传。

现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。

要求用单倍体育种的方法培育出具有优良性状的新品种。

操作方法：（参见下面图解）①让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得F 1 ；②取F 1的花药离体培养得到单倍体；③用秋水仙素处理单倍体幼苗，使染色体加倍，选取具有矮秆抗病性状的个体即为所需类型。

（4）特点：由于得到的个体基因都是纯合的，自交后代不发生性状分离，所以相对于杂交育种来说，明显缩短了育种的年限。

（5）说明：①该方法一般适用于植物。

②该种育种方法有时须与杂交育种配合，其中的花药离体培养过程需要组织培养技术手段的支持。

③要区分单倍体形成与单倍体育种的区别，单倍体的特点与单倍体育种的特点④要区别单倍体、二倍体、多倍体的概念间区别4．多倍体育种：（1）原理：染色体变异（2）方法：用秋水仙素处理萌发的种子．．或幼苗．．，从而使细胞内染色体数目加倍，染色体数目加倍的细胞继续进行正常的有丝分裂，即可发育成多倍体植株。

（3）举例：①三倍体无子西瓜的培育（同源多倍体的培育）说明：a ．三倍体西瓜种子种下去后，为什么要授以二倍体西瓜的花粉？b ．如果用二倍体西瓜作母本、四倍体西瓜作父本，即进行反交，则会使珠被发育形成的种皮厚硬，从而影响无子西瓜的品质。

②八倍体小黑麦的培育（异源多倍体的培育）：普通小麦是六倍体（AABBDD ），体细胞中含有42条染色体，属于小麦属；黑麦是二倍体（RR ），体细胞中含有14条染色体，属于黑麦属。

两个不同的属的物种一般是难以杂交的，但也有极少数的普通小麦品种含有可杂交基因，能接受黑麦的花粉。

杂交后的子一代含有四个染色体组（ABDR ），不可育，必须用人工方法进行染色体加倍才能产生后代，染色体加倍后的个体细胞中含有八个染色体组P DDRR × ddrr↓F 1 花药（配子） Dr dR 单倍体 DR Dr dR dr纯合子 DDRR DDrr ddRR ddrr秋水仙素诱导染色体加倍离体培养（组织培养技术）减数分裂杂交选取ddRR （矮抗）即为所需类型（AABBDDRR ），而这些染色体来自不同属的物种，所以称它为异源八倍体小黑麦。

（4）特点：该种育种方法得到的植株茎秆粗壮，叶片、果实和种子较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量有所增加。

（5）说明：①该种方法常用于植物育种；②有时须与杂交育种配合。

三、依据“生物工程技术”进行育种1．利用“基因工程”育种（1）原理：基因重组（2）技术方法：DNA 重组技术。

即按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。

操作步骤包括：提取目的基因、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与表达等。

（3）举例：能分泌人类胰岛素的大肠杆菌菌株的获得，抗虫棉，转基因动物等（4）特点：目的性强，育种周期短。

（5）说明：对于微生物来说，该项技术须与发酵工程密切配合，才能获得人类所需要的产物。

四、在生物育种考点中会涉及其它知识（一）利用植物激素培育新品种1．原理：适宜浓度的生长素可以促进果实的发育2．方法：在未受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液，子房可发育成无子果实。

3．举例：无子番茄的培育4．特点：由于生长素所起的作用是促进果实的发育，并不能导致植物的基因型的改变，所以该种变异类型是不遗传的。

5．说明：该种方法适用于肉果类植物，如番茄，但不适用干果类植物，如大豆、油菜、小麦，（干果：果皮干燥无汁）。

（二）变异与生物进化的关系1、________________________为生物进化提供的原材料。

（区别达尔文与现代进化论者说明差异）2、变异是_______________向的，而自然选择是_________向的。

3、自然选择的作用结果是使________________________发生了______向改变。

如：农药的作用_______（产生、选择）了变异害虫。

三、高考试题：1．用花药离体培养出马铃薯单倍体植株, 当它进行减数分裂时, 观察到染色体两两配对, 形成12对, 据此现象可推知产生花药的马铃薯是（）A. 二倍体B.三倍体C.四倍体D.六倍体2．单倍体育种可以明显地缩短育种年限，这是由于（）A ．育种技术操作简单 B．单倍体植物生长迅速 C ．后代不发生性状分离 D．诱导出苗成功率高3．利用一定浓度的生长素溶液处理没有受粉的番茄花蕾，能获得无籽的番茄，其原因是（）A ．生长素促进子房发育成果实B ．生长素抑制了蕃茄种子的发育C ．生长素抑制番茄的受精D ．生长素使子房发育快、种子发育慢4．在下列叙述中，正确的是（）A ．培育无籽西瓜是利用生长素促进果实发育原理B ．培育八倍体小黑麦是利用染色体变异的原理C ．培育无籽番茄是利用基因重组的原理D ．培育青霉素高产菌株是利用基因突变的原理5．用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的子一代植株开花后，经过适当处理，则（）A ．能产生正常配子, 结出种子形成果实B ．结出的果实为五倍体C ．不能产生正常配子, 但可形成无籽西瓜D ．结出的果实为三倍体6．现在三个番茄品种，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 。

三对等位基因分别位于三对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形三对相对性状。

请回答：（1）如何运用杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd 的植株？（用文字简要描述获得过程即可）（2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd 的植株最少需要几年？（3）如果要缩短获得aabbdd 植株的时间，可采用什么方法？（写出方法的名称即可）7．昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫产生基因突变，导致酯酶活性升高，该酶可催化分解有机磷农药。

近年来已将控制酯酶合成的基因分离出来，通过生物工程技术将它导入细菌体内，并与细菌内的DNA 分子结合起来。

经过这样处理的细菌仍能分裂繁殖。

请根据上述资料回答：（1）人工诱变在生产实践中已得到广泛应用，因为它能提高_________________，通过人工选择获得________________。

（2）酯酶的化学本质是________，基因控制酯酶合成要经过_________和_________两个过程。

（3）通过生物工程产生的细菌，其后代同样能分泌酯酶，这是由于______________。

（4）请你具体说出一项上述科研成果的实际应用。

8．现有甲乙两个烟草品种（2n=48），其基因型分别为aaBB 和AAbb ，两对基因位于非同源染色体上，且在光照强度大于800勒克司时，都不能生长，这是由于它们中的一对隐性纯合基因（aa 或bb ）作用的结果。

取甲乙两品种的花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，并将两者相混，使之融合，诱导产生的细胞团。

然后，放到大于800勒克司光照下培养，结果有的细胞团不能分化，有的能分化发育成植株。

请回答下列问题：（1）甲乙两烟草品种花粉的基因型分别为_________和_________。

（2）将叶肉细胞制成原生质体时，使用_________破除细胞壁。

（3）在细胞融合技术中，常用的促融剂是_________。

（4）细胞融合后诱导产生的细胞团叫________。

（5）在大于800勒克司光照下培养，有_________种细胞团不能分化；能分化的细胞团是由_________的原生质体融合来的（这里只考虑2个原生质体的相互融合）。

由该细胞团分化发育成的植株，其染色体数是_________，基因型是_________，该植株自交后代中，在大于800勒克司光照下，出现不能生长的植株的概率是_________。

9．假设水稻抗病（R ）对感病（r ）为显性，高秆（T ）对矮秆（t ）为显性。

现有纯合的抗病高秆水稻和感病矮秆水稻。

为了在较短的年限内培育出稳定遗传的抗病矮秆水稻，可采取以下步骤：（1）将纯合的抗病高秆水稻和感病矮秆水稻杂交，得到杂交种子。