2021年高一生物下学期期末复习16 杂交育种与诱变育种(人教版必修2)(含答案及解析).pdf
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1、专 题1 6杂交育种与诱变育种知识梳理1.单倍体育种和多倍体育种(i)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一杂交一获得R-F i 直交一获得F 2 T 鉴别、选择需要的类型一优良品种。(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T诱发基因突变T选择理想类型T培育。3.基因
2、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:提取目的基因一 目的基因与运载体结合一将目的基因导入受坐f l 胞1 目的基因的检测与鉴定。4.生物育种原理、方法、实例(连线)原理 方法 实例基因重组-a.杂交育种、/1 .高产青霉菌/b.单 倍 体 育 礼/二n.京花1号小麦基因突变诱变育种Ill.抗虫棉染色体 变 异 多 倍 体 育 种 三 倍 体 无 子 西 瓜e.基因工程育种/V.杂交水稻5、育种方式的选择(1)根据育种目
3、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
4、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。6、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。实战演练一、选择题1.
5、下列关于育种的叙述中,正 确 的 是()A.杂交育种可产生新的基因B.用物理因素诱变处理可提高突变率C.利用花药离体培养得到单倍体植株的方法是单倍体育种D.无籽西瓜的培育方法原理是基因重组【答案】B【分析】1、诱变育种:原理:基因突变方法:辐射诱变,激光、化学物质诱变,太 空(辐射、失重)诱发变异一选择育成新品种优点:能提高变异频率,加速育种过程,可大幅度改良某些性状:变异范围广。缺点:有利变异少,须大量处理材料;诱变的方向和性质不能控制。改良数量性状效果较差。2、杂交育种:原理:基因重组。方法:杂交T 自交一选优,优点:能根据人的预见把位于两个生物体上的优良性状集于一身。缺点:时间长,需及时
6、发现优良性状。3、单倍体育种:原理是染色体变异。优点:明显缩短育种年限,加速育种进程。缺点:技术较复杂,需与杂交育种结合,多限于植物。4、多倍体育种:原理:染 色 体 变 异(染色体加倍)方法:秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。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。缺点:只适于植物,结实率低。5、基因工程育种:原理:基 因 重 组(或异源DNA重组)。方法:提取目的基因一装入载体一导入受体细胞基因表达一筛选出符合要求的新品种。优点:不受种属限制,可根据人类的需要,有目的地进行。缺点:可能会引起生态危机,技术难度大。【详解】A、杂交育种的原理是基因重组,不能产生
7、新的基因,A错误;B、用物理或化学因素诱变处理,可提高突变率,B正确;C、利用花药离体培养得到单倍体植株,该方法只是单倍体育种的一个步骤,C错误;D、无籽西瓜的培育方法原理是染色体变异,D错误。故 选B2.下列关于生物育种的叙述,错 误 的 是()A.杂交育种的原理是基因重组,可以获得稳定遗传的个体B.诱变育种能改良作物品质,增强抗逆性C.单倍体育种就是仅通过花药离体培养得到植株的过程D.多倍体育种通常要利用物理、化学因素来诱导多倍体的产生【答案】C【分析】四种育种方法:【详解】杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种方杂交T 自辐射诱变、激光诱变、花药离体培养、秋水仙素诱导加秋水仙素处理萌发法交
8、一 选优化学药剂处理倍的种子或幼苗原理基因重组基因突变染色体变异(染色体组先成倍减少,再加倍,得到纯种)染色体变异(染色体组成倍增加)A、杂交育种是一种最常规的育种方法,杂交育种的原理是基因重组,可以通过连续自交获得稳定遗传的个体,A 正确;B、诱变育种的原理是基因突变,可以提高变异的频率,加速育种进程,大幅度的改良生物的某些性状,B 正确;C、单倍体育种过程:首先是利用花药离体培养得到单倍体植株,然后人工诱导染色体数目加倍得到纯合体,C 错误;D、多倍体育种通常要利用物理(低温)、化学因素(秋水仙素)来诱导多倍体的产生,D 正确。故选C。3.下列关于诱变育种的叙述,正确的是()A.经诱变获得
9、的个体一般为杂合子,必须进行纯合才有育种价值B.经诱变后得到的个体若性状没有发生改变,其遗传信息也不会发生改变C.以种子为繁殖对象的植物,诱变处理后必须经多次自交、选择才能用于生产D.经诱变育种后所选育的新品种不一定是自然环境中竞争力强的品种【答案】D【分析】1、诱变育种的原理是基因突变,基因突变具有低频性、不定向性和多害少利性等特点。基因突变包括显性突变和隐性突变。2、诱变育种:在人为条件下,利用物理、化学等因素,诱发生物产生突变,从中选择、培育成满足生产的动植物和微生物的新品种。【详解】A、在诱变过程中获得的一般为杂合子,但如果可通过无性生殖繁殖的,杂合子也存在价值,A 错误;B、经诱变后
10、的个体若性状没有改变,可能是隐性突变,遗传信息发生了改变,B 错误;C、以种子为繁殖时象的植物,诱变处理后若优良性状为隐性性状,不需自交多代,只要出现即为纯合的个体可以稳定遗传,C 错误;D、经诱变育种,选择的是符合人们要求的品种,但是该性状是人类需要的,不一定是在自然界中竞争力强的,D 正确。故选D。4.科研人员用高秆抗病和矮秆感病的小麦选育矮秆抗病优良品种,不能采用的育种方式是()A.杂交育种 B.诱变育种C.单倍体育种 D.多倍体育种【答案】D【分析】四种育种方法:杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种方法(1)杂交-*自交一选优辐射透变、激光法变、化学药剂处理花药离体培养、秋水仙素诱导加
11、倍秋水仙素处理第发的种子或幼苗原理其因重组基因突变染色体变异(染色体组先成倍减少,再加倍,得到纯种)染色体变舁(染色体组成倍增加【详解】A、用高秆抗病和矮秆感病的小麦选育矮秆抗病优良品种,可以通过两亲本杂交,筛选矮秆抗病植株,逐代自交淘汰掉不适合的个体,直到不出现性状分离为止,A 正确;B、对高秆抗病进行人工诱变,筛选出矮秆抗病植株,逐代自交淘汰掉不适合的个体,直到不出现性状分离为止,B 正确;C、可以先让高秆抗病和矮秆感病的小麦杂交,然后通过单倍体育种获得矮秆抗病植株,C 正确;D、利用高秆抗病和矮秆感病的小麦,不能通过多倍体育种获得矮秆抗病优良品种,D 错误.故选D。5.随着全球气候变暖和
12、种植条件的变化,一些作物的病虫害越来越难防治。中国的小麦育种团队改变了传统的育种理念,与国际玉米小麦改良中心开展两地穿梭育种合作,从国外引进品利J 与中国的品种进行杂交,通过在两个地区不断地反复交替穿梭种植、选择、鉴定,最终选育出具有抗病性的小麦良种。下列关于穿梭育种的叙述,正确的是()A.两个地区的小麦基因库存在差异,但不存在隔离B.穿梭育种充分利用了环境和人的选择作用C.穿梭育种使小麦的染色体发生了定向变异D.穿梭育种利用小麦的物种多样性【答案】B【分析】穿梭育种是一种异地育种方式,在不同国家选择病害严重或小种区系复杂的地点,针对需要解决的病害问题,对早期世代的育种材料进行往返育种,以期有
13、效地进行抗病性鉴定,利用不同的环境进行选择,组合不同环境下都需要的特殊性状,合理利用和创造遗传变异广泛的种质。【详解】A、两个地区的小麦存在地理隔离,A 错误;B、根据题干信息“通过在两个地区不断地反复交替穿梭种植、选择、鉴定,最终选育出具有抗病性的小麦良种”可知,穿梭育种充分利用了两个地区的环境条件对杂交小麦品种进行选择,该过程中人也起到了一定的选择作用,B 正确;C、根据题干信息“从国外引进品种,与中国的品种进行杂交”可知,穿梭育种属于杂交育种,其利用的主要原理是基因重组,C 错误;D、两个地区的小麦是同一物种,穿梭育种充分地利用了小麦的遗传多样性,D 错误。故选B。6.为培育新品种,研究
14、人员对紫花香豌豆品种进行了 X 射线照射处理。下列叙述错误的是()A.X 射线不仅可引起基因突变,也可引起染色体变异B.判断变异株是否具有育种价值需先判断其遗传物质是否发生变化C.紫花香豌豆经X 射线处理后,若未出现新的性状,则没有新基因产生D.因转录中碱基错配使mRNA改变而产生的新性状属于不可遗传变异【答案】C【分析】诱变育种:1、原理:基因突变2、方法:辐射诱变,激光、化学物质诱变,太 空(辐射、失重)诱发变异一选择育成新品种。3、优点:能提高变异频率,加速育种过程,可大幅度改良某些性状:变异范围广。4、缺点:有利变异少,须大量处理材料;诱变的方向和性质不能控制;改良数量性状效果较差。【
15、详解】A、X 射线不仅可引起基因突变,也可引起染色体变异,A 正确;B、判断变异株是否具有育种价值,需先判断其是可遗传变异还是不可遗传变异,即判断遗传物质是否发生变化,B 正确;C、紫花香豌豆经X 射线处理后,若未出现新的性状,也可能发生了隐性突变,有新基因产生,但并未表现变异性状,比如AA突变为Aa,C 错误;D、因转录中碱基错配使mRNA改变而产生的新性状,遗传物质没有发生改变,属于不可遗传变异,D 正确。故选C。7.我国科学家在小麦育种方面取得杰出成果,他们依据染色体变异原理,克服远缘杂交不亲和、子代性状分离等多种困难,成功地将长穗偃麦草的抗病、高产等基因转移到普通小麦中。普通小麦为六倍
16、体(6n=42),记为42W;长穗偃麦草为二倍体(2n=14),记 为14E。下图为培育小麦二体附加系一种途径,据图判断,下列叙述正确的是()普通小麦 选 自普 通 小 麦42W 择 交普 诵 小 秀 42W X-内-J-收G X-乙 42W+07E 42W+1E 42W+2EX 一 甲 42W+7E 单体附加二体附加系14E 21W+7E 42W+14EA.F i体细胞有四个染色体组,减数分裂时形成14个四分体B.过程使用秋水仙素导致甲每个染色体组的染色体数目加倍C.乙形成配子时7E染色体随机分配,杂交后代丙属于单倍体D.理论上,丁自交产生的戊类型植株约占子代1/4【答案】D【分析】和用秋水
17、仙素处理萌发的幼苗,使染色体加倍。子代可育性要看染色体组成,如减数分裂时发生联会紊乱,则不育。【详解】A、普通小麦与长穗偃麦草杂交,R为异源四倍体,虽然有2 8条染色体但7E中无同源染色体,故不会形成14个四分体,A错误;B、秋水仙素导致纺锤体无法形成,使B每个染色体组的染色体数目加倍,B错误;C、分析题图可知,乙中来自燕麦草的染色体组只有一个,因此长穗偃麦草的染色体不能联会,产生的配子的染色体组成是21W+(07)E,则内的染色体组成是42W+(07)E,丙是由受精卵发育而来的染色体组大于3个,称为多倍体,单倍体是由配子直接发育的个体,C错误;D、丁体细胞中含有1条长穗偃麦草染色体,其自交后
18、代中长穗偃麦草染色体情况为2条:1条:0条=1:2:L,因此含有2条长穗偃麦草染色体的植株戊占1/4,D正确故选D。8.下列各种育种措施中,能产生新基因的是()A.杂交、筛选具有优良性状的水稻个体B.用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗获得四倍体植株C.用 X 射线处理青霉菌获得高产青霉素菌株D.用离体花药培育小麦植株【答案】c【分析】可遗传的变异的来源主要有3 个:基因重组、基因突变和染色体变异。(1)基因重组是指非等位基因间的重新组合.能产生大量的变异类型,但只产生新的基因型,不产生新的基因;(2)基因突变是指基因的分子结构的改变,即基因中的脱氧核甘酸的排列顺序发生了改变,从而导致遗传信息的改变.
19、基因突变的频率很低,但能产生新的基因,对生物的进化有重要意义;(3)染色体变异是指染色体的数目或结构发生改变,没有新基因的产生。【详解】A、杂交、筛选具有优良性状的水稻个体,育种方法是杂交育种,原理是基因重组,不能产生新的基因,只能产生新的基因型,A 错误;B、用秋水仙素诱导二倍体西瓜获得四倍体西瓜,育种方法是多倍体育种,原理是染色体变异,不能产生新的基因,只能产生新的基因型,B 错误;C、用 X 射线处理青霉菌获得青霉素高产菌株,育种方法是诱变育种,原理是基因突变,能产生新的基因,C 正确;D、用花药离体培育出单倍体小麦植株,该过程涉及到细胞的全能性,不能产生新的基因,D 错误。故选C。9.
20、下列有关育种的叙述,正确的是()A.太空育种的原理为基因突变及基因重组B.三倍体植物不能由受精卵发育而来C.单倍体植物的培育与细胞全能性表达有关D.杂交育种和诱变育种都能产生新基因【答案】C【分析】单倍体育种的过程:先花药离体培养形成单倍体幼苗,然后用秋水仙素诱导染色体加倍形成可育植株。植物组织培养技术利用的原理是植物细胞的全能性。杂交育种利用的是基因重组的原理,可产生新的基因型,不能产生新基因。【详解】A、太空育种的原理为基因突变,没有基因重组,A错误;B、三倍体植物可由四倍体植株与二倍体植株杂交产生的三倍体受精卵发育而来,B错误;C、单倍体植物的培育过程涉及植物组织培养技术,所以与细胞的全
21、能性表达有关,C正确;D、杂交育种不能产生新基因,诱变育种能产生新基因,D错误。故 选C。10.下列关于生物变异和育种的叙述,正 确 的 是()A.基因重组和染色体畸变只改变基因排列,不改变基因数量B.杂交育种的目的不一定是获得具有优良性状的纯合子C.无籽西瓜不可育,故其无籽性状属于不可遗传变异D.单倍体育种的目的是为了培育单倍体植株【答案】B【分析】四种育种方法的比较如下表:杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种方法杂交一自交一选优辐射诱变、激光诱变、化学药剂处理花药离体培养、秋水仙素诱导加倍秋水仙素处理萌发的种子或幼苗原理基因重组基因突变染色体变异(染色体组先成倍减少,再加倍,得到纯种)染色
22、体变异(染色体组成倍增加)【详解】A、基因重组既不改变基因排列,也不改变基因数量;染色体畸变可改变基因排列,也能改变基因数量,A错误;B、通过杂交育种能将多个品种的优良性状集中在一起,不 一 定需要获得纯合子,有些具有杂交优势的品种需要杂合子,B正确;C、无籽西瓜虽然不可育,但其遗传物质已经改变,所以无籽性状属于可遗传的变异,C错误;D、单倍体育种的目的是通过花药离体培养和人工诱导染色体数目加倍而最终获得正常植株,而不是单倍体植株,D错误。故 选B。11.现有甲、乙两个玉米品种,其中甲品种高产不耐盐,但乙品种耐盐不高产(相关基因均为核基因),若要利用甲、乙培育出高产、耐盐的新品种,最佳的方案是
23、()A.诱导两品种的卵细胞融合,并直接培育成幼苗B.利用植物体细胞杂交技术获得杂种四倍体植株C.利用基因工程手段,将乙品种的耐盐基因导人甲品种D.甲乙有性杂交获得F”再利用单倍体育种技术获得目的植株【答案】D【分析】1、杂交育种是将父母本杂交,形成不同的遗传多样性,再通过对杂交后代的筛选,获得具有父母本优良性状,且不带有父母本中不良性状的新品种的育种方法。2、单倍体育种(haploid breeding)是植物育种手段之一。即利用植物组织培养技术(如花药离体培养等)诱导产生单倍体植株,再通过某种手段使染色体组加倍(如用秋水仙素处理),从而使植物恢复正常染色体数。【详解】甲乙有性杂交获得R,R
24、集中 两亲本的优良基因,再利用单倍体育种快速获得新品种故选Do12.下列不属于诱变育种特点的是()A.多数有利 B.能提高突变率C.具有不定向性 D.能改良某些性状【答案】A【分析】诱变育种的优点:提高突变率,加快育种进程;大幅度地改良某些性状。诱变育种的缺点:处理材料较多,突变后有利个体少。【详解】诱变育种的优点是能提高突变率,加快育种进程;大幅度地改良某些性状。而诱变育种的原理是基因突变,基因突变具有多害少利性、不定向性,A 符合题意,BCD不符合题意。故选A。13.将两个植株杂交得到,将再作进一步处理,如下图所示。下列分析错误的是()多 次?线 装 种 子,植株株、-f 幼苗T I 秋水
25、仙素.生 吐/丁1-植 株/x植株黝直株萃 一 幼 亩秋水仙套 一 植株A.由到的育种方法明显缩短了育种年限B.若的基因型为AaBb,则植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4C.若为三倍体西瓜,则在育种过程中遵循的主要原理是染色体变异D.由到的育种方法可以定向改变生物的遗传性状【答案】D【分析】分析题图可知:是诱变育种,是杂交育种,是单倍体育种,是多倍体育种。【详解】A、由到的育种方法为单倍体育种,单倍体育种能明显缩短育种年限,A正确;B、若的基因型为A aBb,自交后代植株中能稳定遗传的个体占总数的l/2xl/2=l/4,B正确;C、三倍体西瓜的培育属于多倍体育种,若为三倍体西瓜,则在育种过程
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