高中生物第四章生物的变异第二节生物变异在生产上的应用教学案浙科版必修2 15页

第二节 生物变异在生产上的应用 知识内容 必考要求 加试要求 杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种 a a 杂交育种和诱变育种在农业生产中的应用 b b 转基因技术 a a 生物变异在生产上的应用 c 转基因生物和转基因食品的安全性 b 课时要求 1.结合培育番茄新品种的实例，概述杂交育种的概念和基本过程。2.结合基因 突变的原理，阐明人工诱变育种的概念和过程。3.比较杂交育种和诱变育种。 4.结合烟草新品种的选育过程，说明单倍体育种的过程及特点。5.结合三倍体 无籽西瓜的培育过程，说明多倍体育种的过程及特点。6.通过转基因技术的过 程介绍，说明转基因技术的过程及应用。 你见过像图示那样大的南瓜吗？它可不是普通的南瓜，它是由我国首次载人航天飞船“神 舟”五号带入太空培育的新品种。这种南瓜比一般的杂交种品质好，一般重量在 300～400 斤，是名副其实的“巨人”南瓜。这种育种方法的原理和过程是怎样的呢？今天我们就来学 习有关育种的知识。 解决学生疑难点 一、杂交育种 1．概念：利用基因重组原理，可以有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，培育 出更优良的新品种。 2．原理：基因重组。 3．处理方法 (1)培育显性纯合子 选取亲本 ――→杂交 F1――→自交 F2 ――――――――――――→筛选表现型符合要求的个体连续自交，直至后代几乎不发生性状分 离 (2)培育隐性纯合子 选取亲本 ――→杂交 F1――→自交 F2→筛选符合要求的个体即可推广 4．优缺点 (1)优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，能产生新的基因型。 (2)缺点 ①杂交后代会出现性状分离现象，育种过程缓慢。 ②不能产生新基因、新性状。 有两种纯种的小麦，一个为高秆(D)抗锈病(T)，另一个为矮秆(d)易感锈病(t)，这两对性状 独立遗传，现要培育矮秆抗锈病新品种，方法如下： 高秆抗锈病×矮秆易感锈病 ――→a F1――→b F2 ――→c 稳定遗传的矮秆抗锈病新品种。 请据此分析： 1．过程 a、b、c 的处理方法分别叫什么？ 答案 杂交、自交、连续自交和观察筛选。 2．从哪一代开始出现矮秆抗锈病的新品种？其中有多少比例的纯合子？ 答案 F2 中开始出现矮秆抗锈病，其中纯合子占1 3 。 3．上述杂交育种过程至少需要几年的时间(假设每年只繁殖一代)? 分析 第一年：种植亲代，杂交，收获 F1 种子； 第二年：种植 F1，自交，收获 F2 种子； 第三年：种植 F2，获得表现型符合要求的小麦(矮抗)，同时矮抗自交，收获 F3 种子，分单株 保存； 第四年：分别种植符合要求的 F3，观察是否发生性状分离，不发生性状分离的为合乎要求的 新品种。 答案 4 年。 4．培育细菌新品种时，能否用杂交育种的方法？ 答案 不能，杂交育种只适用于进行有性生殖的真核生物，如植物和动物。细菌是原核生物， 不能进行有性生殖。 5．是不是所有的杂交育种过程都必须从 F2 开始筛选？是不是也都需要连续自交提高纯合度？ 举例说明。 答案 不一定。如果培育杂合子品种，选亲本杂交得到的 F1 即可。如果选育的优良性状是隐 性性状，一旦出现就是纯合的，不需要再连续自交。 知识整合 杂交育种通过杂交将两个或多个品种的优良性状集中在一起，再经过自交，F2 中 就出现所需要的品种，如果优良性状都是隐性性状，从 F2 中直接选出即可，如果优良性状为 显性性状，需要连续自交和筛选有些生物也可以从 F2 开始进行无性繁殖，如马铃薯，需要 较长时间，杂交育种适合有性生殖的过程，原核生物一般不适用。 1．在植物的杂交育种中，选种工作一般( ) A．从 F1 中选 B．只从 F2 中选 C．从 F2 中选 D．从 F2 开始选 答案 D 解析 在杂交育种过程中，F1 一般不会发生性状分离，当在 F2 时，往往会发生性状分离，在 育种工作中，往往选择 F2 作为育种工作的开始。 2．杂交玉米的种植面积越来越广，农民需要购买玉米杂交种。不能自留种子来年再种的原因 是( ) A．自留种子发芽率低 B．杂交种都具有杂种优势 C．自留种子容易患病虫害 D．杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离 答案 D 解析 杂种后代发生性状分离，影响产量和质量。 二、诱变育种 1．概念 利用物理、化学因素诱导生物发生变异，并从变异后代中选育新品种的过程。 2．原理：基因突变与染色体畸变。 3．常用方法：辐射诱变和化学诱变。 4．特点 (1)优点 ①可提高突变频率。 ②能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状。 ③改良作物品质，增强抗逆性。 (2)缺点：由于突变的多方向性，育种具有一定的盲目性。获得理想的个体需要处理大量的材 料。 5．应用：用于作物、微生物和动物育种，其中在微生物育种方面成效极为明显。 当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返航时，一些特殊的乘客也回到了地球。它 们是一些生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太空周游了 115 小时 32 分钟， 返回地球后，搭载单位的科研人员将继续对它们进行有关试验。请回答下列问题： 1．搭载航天器的植物种子需要做怎样的处理？说明原因。 答案 浸泡种子使其萌发。因为萌发的种子细胞分裂旺盛，易受到太空诱变因素的影响发生 基因突变。 2．作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现全新的变异特征，这种变异的来源主要是什 么？ 答案 基因突变。 3．这些新产生的变异对人类是否一定有益？ 答案 不一定。因为基因突变是多方向的。 4．遨游太空回到地面后的种子，种植一代发现没有所需要的性状出现，可以随意丢弃吗？说 明原因。 答案 不可以。因为可能发生隐性突变。 知识整合 诱变育种通常处理萌发的种子或幼苗，因为这些细胞分裂旺盛，容易发生基因突 变，但因为基因突变是多方向的，不一定能获得优良性状；如果是隐性突变，还需要进一步 杂交筛选。 3．用紫外线照射红色细菌的培养液，接种在平板培养基上，几天后出现了一个白色菌落，把 这个白色菌落转移培养，长出的菌落全是白色的，这是( ) A．染色体畸变 B．自然突变 C．人工诱变 D．基因重组 答案 C 解析 紫外线是诱导基因突变的物理因素，红色细菌经过紫外线照射后，出现了一个白色的 菌落，且将这一白色菌落转移培养后，得到的子代全为白色，说明白色性状是能够稳定遗传 的，由此可推知，白色性状是人工紫外线照射，红色细菌体内发生基因突变的结果。 4．下列不属于诱变育种实例的是( ) A．一定剂量的γ射线引起变异得到新品种 B．用一定剂量 X 射线处理青霉菌菌株获得高产菌株 C．玉米单株自交后代中出现一定比例的白化苗 D．激光照射植物或动物引起突变得到新品种 答案 C 解析 A、B、D 三项均是物理因素诱变育种的实例。玉米单株自交后代出现一定比例的白化 苗可能是由于杂合子自交产生了性状分离。 三、单倍体育种、多倍体育种和转基因技术 1．单倍体育种 (1)概念：利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法。 (2)单倍体特点：植株小而弱，而且高度不育。 (3)原理：染色体畸变。 (4)程序 ①用常规方法(杂交)获得杂种 F1。 ②花药离体培养获得单倍体幼苗。 ③用秋水仙素处理幼苗(单倍体)，染色体加倍后成为可育的纯合植株。 (5)特点 ①缩短育种年限。 ②能排除显隐性干扰，提高效率。 2．多倍体育种 (1)概念：利用物理、化学因素来诱导多倍体的产生，培育作物新品种。 (2)多倍体特点：细胞大、有机物含量高、抗逆性强。 (3)原理：染色体畸变。 (4)程序 ――――――――→秋水仙素处理 ――→导致 ――→导致 ―――――――→正常分裂、分化 (5)实例：三倍体无籽西瓜的培育。 3．转基因技术 (1)概念：利用分子生物学和基因工程的手段，将某种生物的基因(外源基因)转移到其他生物 正在萌发的种子或幼苗 抑制纺锤体的形成 复制好的染色体不能分离 染色体数目加倍 物种中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。 (2)原理：基因重组。 (3)过程：用人工方法将人类所需要的目的基因导入受体细胞内，使其整合到受体的染色体上。 人工选择出具有所需新性状的个体。 (4)特点 ①增加生物变异的范围，实现种间遗传物质的交换。 ②针对性更强、效率更高、经济效益更明显。 1．如图表示用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦 新品种的方法，据图分析： (1)F1 能产生几种雄配子？ 答案 F1 的基因型是 DdTt，能产生四种雄配子：DT、dT、Dt、dt。 (2)过程③是哪种处理？其原理是什么？ 答案 过程③是花药离体培养过程；原理是细胞的全能性。 (3)过程④是哪种处理？处理后符合要求的植株占的比例是多少？ 答案 过程④是用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗。处理后符合要求的植株 ddTT 占的比 例为 1/4。 2．下图是三倍体西瓜的培育过程，据图分析回答下列问题： (1)①过程是哪种处理过程？其原理是什么？ 答案 ①过程是用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗，产生四倍体的过程，其原理是抑制纺锤 体的形成，使染色体数目加倍。 (2)②和④都是传粉，目的有什么不同？ 答案 过程②传粉是为了杂交得到三倍体种子，过程④传粉是为了刺激子房产生生长素促进 果实发育。 (3)①过程处理后，新产生的四倍体，各部分细胞都含有四个染色体组吗？ 答案 不是。地上部分的茎、叶、花的染色体数目加倍，含有四个染色体组。根细胞没有加 倍，只含有两个染色体组。 (4)西瓜 f 的瓜瓤、种子 e 的胚分别含有几个染色体组？ 答案 西瓜 f 的瓜瓤来自母本，含有四个染色体组，而种子 e 的胚含有三个染色体组。 (5)为什么三倍体西瓜没有种子？ 答案 三倍体西瓜进行减数分裂时，由于染色体配对紊乱，一般不能产生正常配子。 5．下图中，甲、乙表示水稻两个品种，A、a 和 B、b 表示分别位于两对同源染色体上的两对 等位基因，①～⑦表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是( ) A．①→②过程简便，但培育周期长 B．②和⑦的变异都发生于有丝分裂间期 C．③过程常用的方法是花药离体培养 D．③→⑥过程与⑦过程的育种原理相同 答案 B 解析 分析题图，①→②过程为杂交育种过程，杂交育种操作简便，但育种周期长；⑦过程 是多倍体育种，此过程发生的染色体变异是由于秋水仙素抑制分裂前期纺锤体的形成；③⑥ 表示的过程是单倍体育种，其中③过程常用的方法是花药离体培养；单倍体育种与多倍体育 种的原理都是染色体畸变。 6．能够打破物种界限，定向改造生物的遗传性状，按照人们的意愿培育生物新品种的方法是 ( ) A．诱变育种和转基因技术 B．杂交育种和诱变育种 C．杂交育种和基因工程 D．转基因技术育种 答案 D 解析 转基因技术可以将控制特定性状的基因从一种生物体内转移到另一种生物体内，使基 因实现了跨物种的转移，定向改造生物的遗传性状。 方法链接 根据不同育种目标选择不同育种方案 育种目标 育种方案 集中双亲优良性状 单倍体育种(明显缩短育种年限) 杂交育种(耗时较长，但简便易行) 对原品系实施“定向”改造 转基因技术育种 让原品系产生新性状 诱变育种(可提高变异频率，期望获得理想性状) 使原品系营养器官“增大”或“加强” 多倍体育种 1．杂交育种是植物育种的常规方法，其选育新品种的一般方法是( ) A．根据杂种优势原理，从子一代中即可选出 B．从子三代中选出，因为子三代中才出现纯合子 C．既可从子二代中选出，也可从子三代中选出 D．只能从子四代中选出能稳定遗传的新品种 答案 C 解析 杂交育种从子二代开始出现性状分离。 2．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 基因的分子结构的改变是指基因中脱氧核苷酸的种类或顺序发生改变——基因突变。 杂交育种、单倍体育种和多倍体育种都是在原有基因结构的基础上，经过重新组合、加倍等 过程产生新的性状组合，基因结构不发生变化。 3．用六倍体小麦和二倍体黑麦培育出异源八倍体小黑麦。这种育种方式属于( ) A．转基因育种 B．辐射诱变育种 C．化学诱变育种 D．多倍体育种 答案 D 解析 六倍体小麦和二倍体黑麦杂交获得异源四倍体，然后用秋水仙素处理诱导染色体加倍， 经选育得到异源八倍体小黑麦，这种人工诱导多倍体的育种方式即多倍体育种。 4．将抗虫基因导入玉米的体细胞中，培育成抗虫玉米新品种，该育种方法属于( ) A．单倍体育种 B．转基因育种 C．杂交育种 D．多倍体育种 答案 B 解析 将抗虫基因导入玉米细胞中，应用的是转基因技术。 5．(加试)小香猪“天资聪颖”，略通人性，成为人们的新宠。其背部皮毛颜色由位于不同常 染色体上的两对基因(A、a 和 B、b)控制，共有四种表现型，黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、棕色 (A_bb)和白色(aabb)。现有多对黑色杂合的小香猪，要选育出纯合的棕色小香猪，请简要写 出步骤(假设亲本足够多，产生的后代也足够多)。 (1)________________________________________________________________________。 (2)________________________________________________________________________。 答案 (1)杂交：选择亲本中多对雌雄个体进行杂交 (2)测交：选择 F1 中的棕色小香猪与白色小香猪测交，不出现性状分离的即为纯合子 解析 育种的方法为杂交→自交→筛选，对于动物育种来说，叙述中要注意：①动物一般为 雌雄异体，叙述时不要写成“自交”，应说明雌雄个体进行杂交；②动物繁殖一代后一般不 会死亡，所以选育纯种时不要采用连续自交，一般用测交法即可测定其基因型，确定是否为 所需品种。 课时作业 [学考达标] 1．把同种生物的不同优良性状集中在同一个个体上，并能使性状稳定遗传，常用的方法是 ( ) A．诱变育种 B．杂交育种 C．花药离体培养 D．自交 答案 B 解析 将同种生物的不同优良性状集中在同一个个体上的方法是杂交得到 F1，这样 F1 体内就 集中了控制不同优良性状的基因，F1 自交，产生 F2，在子二代中选择出优良性状个体，经过 多代选育，选择出稳定遗传个体即可，该方法属于杂交育种。 2．培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：纯种的高秆(D)抗锈病(T)×纯种的矮秆(d)易染 锈病(t)――→① F1 ――→② 雄配子――→③ 幼苗――→④ 选出符合要求的品种。下列有关该育种方法的 叙述中，正确的是( ) A．过程①②③是杂交 B．过程④必须使用生长素处理 C．过程②为减数分裂 D．过程③必须经过受精作用 答案 C 解析 在该育种过程中，①为杂交；②为减数分裂产生配子的过程；③是花药离体培养；④ 为秋水仙素处理单倍体幼苗。 3．“嫦娥 1 号”胜利奔月，“神六”、“神七”胜利返回，这些航天技术的发展，为我国的 生物育种创造了更多更好的机会，下列有关航天育种的说法，不正确的是( ) A．航天育种可缩短育种周期 B．种子在宇宙辐射、微重力及弱地磁场等因素的诱导下发生基因突变 C．航天育种技术作为航天技术与农业育种技术相结合的一项创新性研究成果，是快速培育农 作物优良新品种的重要途径之一 D．“太空种子”都能培育出高产、优质的新品种 答案 D 解析 基因突变能够提高突变率，但是仍然具有多害少利性。 4．改良缺乏某种抗病性的棉花品种，不宜采用的方法是( ) A．诱变育种 B．单倍体育种 C．转基因技术育种 D．杂交育种 答案 B 解析 诱变育种、转基因技术育种和杂交育种均可获得抗病基因，而单倍体育种不能。 5．将二倍体芝麻的种子萌发成的幼苗用秋水仙素处理后得到四倍体芝麻，下列说法正确的是 ( ) A．对花粉进行离体培养，可得到二倍体芝麻 B．产生的配子没有同源染色体，所以无遗传效应 C．与原来的二倍体芝麻杂交，产生的是不育的三倍体芝麻 D．秋水仙素诱导染色体加倍时，最可能作用于细胞分裂的后期 答案 C 解析 二倍体芝麻幼苗用秋水仙素处理，得到的是同源四倍体，体细胞内有 4 个染色体组， 而且每个染色体组之间都有同源染色体。由四倍体的配子发育而来的芝麻是单倍体，含两个 染色体组，所以该单倍体芝麻是可育的。四倍体的配子中有两个染色体组，二倍体的配子中 有一个染色体组，所以四倍体与二倍体杂交产生的是三倍体芝麻，由于三倍体芝麻在减数分 裂过程中同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子，所以不育。秋水仙素诱导染色体加倍 时，起作用的时期是细胞分裂的前期，抑制纺锤体的形成。 6．下列关于育种的叙述，错误的是( ) A．诱变可提高基因突变频率和染色体畸变率 B．花药离体培养是单倍体育种过程中采用的技术之一 C．杂交育种可将多个优良性状组合在同一个新品种中 D．多倍体育种常用秋水仙素促进着丝粒分裂使染色体数目加倍 答案 D 解析 杂交育种的原理是基因重组，可以将多个控制优良性状的基因组合在一起。秋水仙素 的作用机理是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍。 [高考提能] 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 答案 C 解析 aaBBDD×AAbbDD→AaBbDD 一年； AaBbDD×AABBdd→AaBbDd 一年； AaBbDd 自交→aabbdd 一年； 种植 aabbdd 种子，得 aabbdd 植株一年； 所以需要 4 年的时间。 8．在体育竞技比赛中，都要对运动员进行包括基因兴奋剂在内的各类兴奋剂的严格检测。基 因兴奋剂是注入运动员体内新的基因，以提高运动员的成绩，从变异角度分析，此方式属于 ( ) A．基因突变 B．基因重组 C．细胞癌变 D．染色体畸变 答案 B 解析 基因兴奋剂是给运动员注入新的基因，以改变基因的方式提高运动员的成绩，属于导 入外源基因，是一种基因重组，而非其他变异。 9．如图所示为农业上关于两对相对性状的两种不同育种方法的过程示意图。下列对图中育种 方式的判断和比较，错误的是( ) A．图中表示的育种方法有杂交育种和单倍体育种 B．两种育种方法的进程不同 C．两种育种方法的原理不同 D．两种育种方法对新品种的选择与鉴定方法不同 答案 D 解析 图中左侧表示的是杂交育种，右侧表示的是单倍体育种；杂交育种的原理是基因重组， 单倍体育种的原理是染色体畸变；单倍体育种能加快育种进程；两种育种方法最后对符合要 求的新品种的筛选方法是一样的。 10．将①、②两个植株杂交，得到③，将③再做进一步处理，如下图所示。下列分析错误的 是( ) A．由③到⑦过程发生了等位基因的分离、非等位基因的自由组合 B．获得④和⑧植株的原理不同 C．若③的基因型为 AaBbdd，则⑩植株中能稳定遗传的个体占总数的1 4 D．图中各种筛选过程利用的原理相同 答案 D 解析 ③到⑦过程要进行减数分裂产生花粉，所以该过程发生等位基因的分离和非等位基因 的自由组合；③到④是诱变育种，原理是基因突变和染色体畸变，而③到⑧是多倍体育种， 原理是染色体畸变；若③的基因型为 AaBbdd，则其自交后代只有纯合子才能稳定遗传，纯合 子的概率是1 2 ×1 2 ×1＝1 4 。 11．1943 年，青霉素产量只有 20 单位/mL，产量很低，不能满足要求。后来科学家用 X 射 线、紫外线等照射青霉菌，结果大部分青霉菌死亡，少量生存下来。在存活下来的青霉菌 中，青霉素的产量存在很大差异，其中有的青霉菌产生的青霉素的量提高了几百倍(最高达 到 20 000 单位/mL)，从而选育出了高产青霉菌株。 根据以上材料回答下列问题： (1)用射线照射青霉菌株，目的是诱发青霉菌发生__________。 (2)从分子水平看，发生上述变化的根本原因是____________的结构发生了变化。 (3)存活下来的青霉菌产生的青霉素的量存在着很大的差异，这说明__________________。 (4)上述育种方式叫________育种，所获得的高产青霉菌株的青霉素产量提高了几百甚至几千 倍，这说明这种育种方式的优点是____________________________________________。 答案 (1)基因突变 (2)DNA 分子 (3)突变是多方向的 (4)诱变 能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状 解析 用射线照射青霉菌株，目的是诱发青霉菌发生基因突变，由于突变具有多方向性，产 生的后代有产量高的、有产量低的，但大部分青霉菌还是保持原有的产量水平；对少量的高 产菌株做进一步选育，即可得到所需品种。 12．已知二倍体西瓜的体细胞中含有 22 条染色体，西瓜的绿皮(A)对白皮(a)为显性，大籽(B) 对小籽(b)为显性，这两对等位基因分别位于两对同源染色体上。现对一批纯种绿皮大籽与白 皮小籽西瓜种子进行了下列操作： a．将这批种子播种，并用一定浓度的秋水仙素处理纯种绿皮大籽幼苗，使之成为四倍体； b．当被处理后的绿皮大籽西瓜植株开花后，将白皮小籽西瓜植株的花粉授予绿皮大籽植株， 使之杂交获得 F1。 (1)亲本杂交当年结________(选填“有籽”或“无籽”)西瓜，其果皮颜色为________。 (2)秋水仙素的作用是________________________________________________________。 (3)由于工作人员的疏忽，进行 a 操作时，其中有一株幼苗没有用秋水仙素处理，其通过杂交 获得了有籽西瓜。第二年，工作人员将该种子(F1)播种，用一定浓度的秋水仙素处理其幼苗， 并让 F1 与白皮小籽西瓜植株杂交获得 F2(提示：F1 进行减数分裂时，每 4 条同源染色体等量随 机分配到配子中去，其产生的配子可育)。 ①F1 减数第二次分裂后期细胞中含有________个 DNA 分子，________个染色体组，________ 对同源染色体。 ②从 F2 中可以选出白皮小籽的西瓜品种吗？为什么？__________________________。 ③若只考虑种皮这一对相对性状的遗传，则 F2 的基因型及比例为________________。 答案 (1)有籽 绿皮 (2)抑制有丝分裂时纺锤体的形成，使细胞中的染色体数目加倍 (3)①44 4 22 ②不能，因为 F2 是三倍体，其减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能形成 正常配子(或 F2 是三倍体，其高度不育) ③AAa∶Aaa∶aaa＝1∶4∶1 解析 纯种绿皮大籽西瓜基因型为 AABB，白皮小籽西瓜基因型为 aabb，用一定浓度的秋水仙 素处理纯种绿皮大籽幼苗后基因型为 AAAABBBB，其和 aabb 杂交后形成受精卵 AAaBBb，发育 为种子，所以母本结的是有籽西瓜。因果实由母本的子房发育而成，果皮来自子房壁，母本 基因型为 AAAABBBB，所以果皮颜色为绿皮。第(3)小题所说幼苗没有用秋水仙素处理，基因 型为 AABB，其和 aabb 杂交后形成子代 AaBb，用秋水仙素处理后为 AAaaBBbb，染色体数为 44， 染色体组为 4 组。减数第一次分裂同源染色体分离后，减数第二次分裂后期着丝粒分开，DNA 数为 44，染色体数为 44，染色体组为 4 组，同源染色体为 22 对。AAaaBBbb 和白皮小籽西瓜 植株 aabb 杂交后得到 F2 为三倍体，因为减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能形成正常配 子，所以形成的三倍体高度不育，不能作为品种得以保留。AAaa 在四条同源染色体上，在分 离时随机分配，因此有 AA、Aa、aa 三种组合，比例为 1∶4∶1，和 a 一种配子，随机结合后 得到的 F2 的基因型及其比例为 AAa∶Aaa∶aaa＝1∶4∶1。 13．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。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验： 请分析回答下列问题： (1)A 组由 F1 获得 F2 的方法是________，F2 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________________。 (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)(加试)在一块高秆(纯合子)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)矮秆抗病Ⅱ (3)C 基因突变频率低且多方向 (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 解析 (1)A 组为杂交育种，由 F1 获得 F2 的方法为自交，F2 中矮秆抗病植株(ttR_)中不能稳定 遗传的占2 3 。(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是矮秆抗病Ⅱ，因 其为单倍体植株，往往表现为高度不育。(3)由于基因突变是多方向的，故诱变育种最具盲目 性。(4)矮秆抗病Ⅱ需经人工诱导染色体加倍，方可获得新品种，且一经加倍，一定为纯合子。 (5)确认该矮秆小麦是否为遗传物质变化所引起的，可设计与高秆小麦的杂交实验，或改变种 植环境予以确认。 [真题体验] 14．(2015·江苏，15)经 X 射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花植株， 下列叙述错误的是( ) A．白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存 B．X 射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体畸变 C．通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变 D．观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传的变异 答案 A 解析 白花植株的出现是由于 X 射线照射引起的基因突变，不一定有利于生存，A 项错；X 射线可引起基因突变和染色体畸变，B 项对；应用杂交实验，通过观察其后代的表现型及比 例，可以确定是显性突变还是隐性突变，C 项对；白花植株自交后代若有白花后代，可确定 为可遗传的变异，否则为不遗传的变异，D 项对。 15．(2013·江苏，25)现有小麦种质资源包括：①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚 熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育 3 类品种：a.高 产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下述育种方法可行的是(多选)( ) A．利用①、③品种间杂交筛选获得 a B．对品种③进行染色体加倍处理筛选获得 b C．a、b 和 c 的培育均可采用诱变育种方法 D．用转基因技术将外源抗旱基因导入③中获得 c 答案 CD 解析 利用①、②品种间杂交后筛选可获得 a，A 错误；染色体加倍并不改变原有的基因，只 有通过诱变育种，可由③选育出 b，B 错误；诱变育种和转基因技术均可获得原品种不具有的 新性状，C、D 正确。