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2019-2020年高中生物 第四章 生物的變異 第二節(jié) 生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用教學(xué)案 浙科版必修2 知識內(nèi)容 必考要求 加試要求 雜交育種、誘變育種、單倍體育種和多倍體育種 a a 雜交育種和誘變育種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 b b 轉(zhuǎn)基因技術(shù) a a 生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用 c 轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性 b 課時要求 1.結(jié)合培育番茄新品種的實例，概述雜交育種的概念和基本過程。2.結(jié)合基因突變的原理，闡明人工誘變育種的概念和過程。3.比較雜交育種和誘變育種。4.結(jié)合煙草新品種的選育過程，說明單倍體育種的過程及特點。5.結(jié)合三倍體無籽西瓜的培育過程，說明多倍體育種的過程及特點。6.通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)的過程介紹，說明轉(zhuǎn)基因技術(shù)的過程及應(yīng)用。 ①雜交后代會出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，育種過程緩慢。 ②不能產(chǎn)生新基因、新性狀。 有兩種純種的小麥，一個為高稈(D)抗銹病(T)，另一個為矮稈(d)易感銹病(t)，這兩對性狀獨立遺傳，現(xiàn)要培育矮稈抗銹病新品種，方法如下： 高稈抗銹病矮稈易感銹病F1F2穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病新品種。 請據(jù)此分析： 1．過程a、b、c的處理方法分別叫什么？ 答案　雜交、自交、連續(xù)自交和觀察篩選。 2．從哪一代開始出現(xiàn)矮稈抗銹病的新品種？其中有多少比例的純合子？ 答案　F2中開始出現(xiàn)矮稈抗銹病，其中純合子占。 3．上述雜交育種過程至少需要幾年的時間(假設(shè)每年只繁殖一代)? 分析　第一年：種植親代，雜交，收獲F1種子； 第二年：種植F1，自交，收獲F2種子； 第三年：種植F2，獲得表現(xiàn)型符合要求的小麥(矮抗)，同時矮抗自交，收獲F3種子，分單株保存； 第四年：分別種植符合要求的F3，觀察是否發(fā)生性狀分離，不發(fā)生性狀分離的為合乎要求的新品種。 答案　4年。 4．培育細(xì)菌新品種時，能否用雜交育種的方法？ 答案　不能，雜交育種只適用于進(jìn)行有性生殖的真核生物，如植物和動物。細(xì)菌是原核生物，不能進(jìn)行有性生殖。 5．是不是所有的雜交育種過程都必須從F2開始篩選？是不是也都需要連續(xù)自交提高純合度？舉例說明。 答案　不一定。如果培育雜合子品種，選親本雜交得到的F1即可。如果選育的優(yōu)良性狀是隱性性狀，一旦出現(xiàn)就是純合的，不需要再連續(xù)自交。 知識整合　雜交育種通過雜交將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起，再經(jīng)過自交，F(xiàn)2中就出現(xiàn)所需要的品種，如果優(yōu)良性狀都是隱性性狀，從F2中直接選出即可，如果優(yōu)良性狀為顯性性狀，需要連續(xù)自交和篩選(有些生物也可以從F2開始進(jìn)行無性繁殖，如馬鈴薯)，需要較長時間，雜交育種適合有性生殖的過程，原核生物一般不適用。 1．在植物的雜交育種中，選種工作一般(　　) A．從F1中選 B．只從F2中選 C．從F2中選 D．從F2開始選 答案　D 解析　在雜交育種過程中，F(xiàn)1一般不會發(fā)生性狀分離，當(dāng)在F2時，往往會發(fā)生性狀分離，在育種工作中，往往選擇F2作為育種工作的開始。 2．雜交玉米的種植面積越來越廣，農(nóng)民需要購買玉米雜交種。不能自留種子來年再種的原因是(　　) A．自留種子發(fā)芽率低 B．雜交種都具有雜種優(yōu)勢 C．自留種子容易患病蟲害 D．雜交種的有性繁殖后代會發(fā)生性狀分離 答案　D 解析　雜種后代發(fā)生性狀分離，影響產(chǎn)量和質(zhì)量。 二、誘變育種 1．概念 利用物理、化學(xué)因素誘導(dǎo)生物發(fā)生變異，并從變異后代中選育新品種的過程。 2．原理：基因突變與染色體畸變。 3．常用方法：輻射誘變和化學(xué)誘變。 4．特點 (1)優(yōu)點 ①可提高突變頻率。 ②能在較短時間內(nèi)有效地改良生物品種的某些性狀。 ③改良作物品質(zhì)，增強抗逆性。 (2)缺點：由于突變的多方向性，育種具有一定的盲目性。獲得理想的個體需要處理大量的材料。 5．應(yīng)用：用于作物、微生物和動物育種，其中在微生物育種方面成效極為明顯。 當(dāng)神舟六號航天飛船搭載著兩位英雄宇航員成功返航時，一些特殊的乘客也回到了地球。它們是一些生物菌種、植物組培苗和作物、植物、花卉種子等。在太空周游了115小時32分鐘，返回地球后，搭載單位的科研人員將繼續(xù)對它們進(jìn)行有關(guān)試驗。請回答下列問題： 1．搭載航天器的植物種子需要做怎樣的處理？說明原因。 答案　浸泡種子使其萌發(fā)。因為萌發(fā)的種子細(xì)胞分裂旺盛，易受到太空誘變因素的影響發(fā)生基因突變。 2．作物種子從太空返回地面后種植，往往能出現(xiàn)全新的變異特征，這種變異的來源主要是什么？ 答案　基因突變。 3．這些新產(chǎn)生的變異對人類是否一定有益？ 答案　不一定。因為基因突變是多方向的。 4．遨游太空回到地面后的種子，種植一代發(fā)現(xiàn)沒有所需要的性狀出現(xiàn)，可以隨意丟棄嗎？說明原因。 答案　不可以。因為可能發(fā)生隱性突變。 知識整合　誘變育種通常處理萌發(fā)的種子或幼苗，因為這些細(xì)胞分裂旺盛，容易發(fā)生基因突變，但因為基因突變是多方向的，不一定能獲得優(yōu)良性狀；如果是隱性突變，還需要進(jìn)一步雜交篩選。 3．用紫外線照射紅色細(xì)菌的培養(yǎng)液，接種在平板培養(yǎng)基上，幾天后出現(xiàn)了一個白色菌落，把這個白色菌落轉(zhuǎn)移培養(yǎng)，長出的菌落全是白色的，這是(　　) A．染色體畸變 B．自然突變 C．人工誘變 D．基因重組 答案　C 解析　紫外線是誘導(dǎo)基因突變的物理因素，紅色細(xì)菌經(jīng)過紫外線照射后，出現(xiàn)了一個白色的菌落，且將這一白色菌落轉(zhuǎn)移培養(yǎng)后，得到的子代全為白色，說明白色性狀是能夠穩(wěn)定遺傳的，由此可推知，白色性狀是人工紫外線照射，紅色細(xì)菌體內(nèi)發(fā)生基因突變的結(jié)果。 4．下列不屬于誘變育種實例的是(　　) A．一定劑量的γ射線引起變異得到新品種 B．用一定劑量X射線處理青霉菌菌株獲得高產(chǎn)菌株 C．玉米單株自交后代中出現(xiàn)一定比例的白化苗 D．激光照射植物或動物引起突變得到新品種 答案　C 解析　A、B、D三項均是物理因素誘變育種的實例。玉米單株自交后代出現(xiàn)一定比例的白化苗可能是由于雜合子自交產(chǎn)生了性狀分離。 三、單倍體育種、多倍體育種和轉(zhuǎn)基因技術(shù) 1．單倍體育種 (1)概念：利用單倍體作為中間環(huán)節(jié)產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀的可育純合子的育種方法。 (2)單倍體特點：植株小而弱，而且高度不育。 (3)原理：染色體畸變。 (4)程序 ①用常規(guī)方法(雜交)獲得雜種F1。 ②花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗。 ③用秋水仙素處理幼苗(單倍體)，染色體加倍后成為可育的純合植株。 (5)特點 ①縮短育種年限。 ②能排除顯隱性干擾，提高效率。 2．多倍體育種 (1)概念：利用物理、化學(xué)因素來誘導(dǎo)多倍體的產(chǎn)生，培育作物新品種。 (2)多倍體特點：細(xì)胞大、有機物含量高、抗逆性強。 (3)原理：染色體畸變。 正在萌發(fā)的種子或幼苗 抑制紡錘體的形成 (4)程序 染色體數(shù)目加倍 復(fù)制好的染色體不能分離 (5)實例：三倍體無籽西瓜的培育。 3．轉(zhuǎn)基因技術(shù) (1)概念：利用分子生物學(xué)和基因工程的手段，將某種生物的基因(外源基因)轉(zhuǎn)移到其他生物物種中，使其出現(xiàn)原物種不具有的新性狀的技術(shù)。 (2)原理：基因重組。 (3)過程：用人工方法將人類所需要的目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞內(nèi)，使其整合到受體的染色體上。人工選擇出具有所需新性狀的個體。 (4)特點 ①增加生物變異的范圍，實現(xiàn)種間遺傳物質(zhì)的交換。 ②針對性更強、效率更高、經(jīng)濟(jì)效益更明顯。 1．如圖表示用純種的高稈(D)抗銹病(T)小麥與矮稈(d)易染銹病(t)小麥培育矮稈抗銹病小麥新品種的方法，據(jù)圖分析： (1)F1能產(chǎn)生幾種雄配子？ 答案　F1的基因型是DdTt，能產(chǎn)生四種雄配子：DT、dT、Dt、dt。 (2)過程③是哪種處理？其原理是什么？ 答案　過程③是花藥離體培養(yǎng)過程；原理是細(xì)胞的全能性。 (3)過程④是哪種處理？處理后符合要求的植株占的比例是多少？ 答案　過程④是用一定濃度的秋水仙素處理單倍體幼苗。處理后符合要求的植株ddTT占的比例為1/4。 2．下圖是三倍體西瓜的培育過程，據(jù)圖分析回答下列問題： (1)①過程是哪種處理過程？其原理是什么？ 答案?、龠^程是用秋水仙素處理二倍體西瓜的幼苗，產(chǎn)生四倍體的過程，其原理是抑制紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍。 (2)②和④都是傳粉，目的有什么不同？ 答案　過程②傳粉是為了雜交得到三倍體種子，過程④傳粉是為了刺激子房產(chǎn)生生長素促進(jìn)果實發(fā)育。 (3)①過程處理后，新產(chǎn)生的四倍體，各部分細(xì)胞都含有四個染色體組嗎？ 答案　不是。地上部分的莖、葉、花的染色體數(shù)目加倍，含有四個染色體組。根細(xì)胞沒有加倍，只含有兩個染色體組。 (4)西瓜f的瓜瓤、種子e的胚分別含有幾個染色體組？ 答案　西瓜f的瓜瓤來自母本，含有四個染色體組，而種子e的胚含有三個染色體組。 (5)為什么三倍體西瓜沒有種子？ 答案　三倍體西瓜進(jìn)行減數(shù)分裂時，由于染色體配對紊亂，一般不能產(chǎn)生正常配子。 5．下圖中，甲、乙表示水稻兩個品種，A、a和B、b表示分別位于兩對同源染色體上的兩對等位基因，①～⑦表示培育水稻新品種的過程，則下列說法錯誤的是(　　) A．①→②過程簡便，但培育周期長 B．②和⑦的變異都發(fā)生于有絲分裂間期 C．③過程常用的方法是花藥離體培養(yǎng) D．③→⑥過程與⑦過程的育種原理相同 答案　B 解析　分析題圖，①→②過程為雜交育種過程，雜交育種操作簡便，但育種周期長；⑦過程是多倍體育種，此過程發(fā)生的染色體變異是由于秋水仙素抑制分裂前期紡錘體的形成；③⑥表示的過程是單倍體育種，其中③過程常用的方法是花藥離體培養(yǎng)；單倍體育種與多倍體育種的原理都是染色體畸變。 6．能夠打破物種界限，定向改造生物的遺傳性狀，按照人們的意愿培育生物新品種的方法是(　　) A．誘變育種和轉(zhuǎn)基因技術(shù) B．雜交育種和誘變育種 C．雜交育種和基因工程 D．轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種 答案　D 解析　轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以將控制特定性狀的基因從一種生物體內(nèi)轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，使基因?qū)崿F(xiàn)了跨物種的轉(zhuǎn)移，定向改造生物的遺傳性狀。 方法鏈接　根據(jù)不同育種目標(biāo)選擇不同育種方案 育種目標(biāo) 育種方案 集中雙親優(yōu)良性狀 單倍體育種(明顯縮短育種年限) 雜交育種(耗時較長，但簡便易行) 對原品系實施“定向”改造 轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種 讓原品系產(chǎn)生新性狀 誘變育種(可提高變異頻率，期望獲得理想性狀) 使原品系營養(yǎng)器官“增大”或“加強” 多倍體育種 1．雜交育種是植物育種的常規(guī)方法，其選育新品種的一般方法是(　　) A．根據(jù)雜種優(yōu)勢原理，從子一代中即可選出 B．從子三代中選出，因為子三代中才出現(xiàn)純合子 C．既可從子二代中選出，也可從子三代中選出 D．只能從子四代中選出能穩(wěn)定遺傳的新品種 答案　C 解析　雜交育種從子二代開始出現(xiàn)性狀分離。 2．下列幾種育種方法，能改變原有基因的分子結(jié)構(gòu)的是(　　) A．雜交育種 B．誘變育種 C．單倍體育種 D．多倍體育種 答案　B 解析　基因的分子結(jié)構(gòu)的改變是指基因中脫氧核苷酸的種類或順序發(fā)生改變——基因突變。雜交育種、單倍體育種和多倍體育種都是在原有基因結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過重新組合、加倍等過程產(chǎn)生新的性狀組合，基因結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化。 3．用六倍體小麥和二倍體黑麥培育出異源八倍體小黑麥。這種育種方式屬于(　　) A．轉(zhuǎn)基因育種 B．輻射誘變育種 C．化學(xué)誘變育種 D．多倍體育種 答案　D 解析　六倍體小麥和二倍體黑麥雜交獲得異源四倍體，然后用秋水仙素處理誘導(dǎo)染色體加倍，經(jīng)選育得到異源八倍體小黑麥，這種人工誘導(dǎo)多倍體的育種方式即多倍體育種。 4．將抗蟲基因?qū)胗衩椎捏w細(xì)胞中，培育成抗蟲玉米新品種，該育種方法屬于(　　) A．單倍體育種 B．轉(zhuǎn)基因育種 C．雜交育種 D．多倍體育種 答案　B 解析　將抗蟲基因?qū)胗衩准?xì)胞中，應(yīng)用的是轉(zhuǎn)基因技術(shù)。 5．(加試)小香豬“天資聰穎”，略通人性，成為人們的新寵。其背部皮毛顏色由位于不同常染色體上的兩對基因(A、a和B、b)控制，共有四種表現(xiàn)型，黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、棕色(A_bb)和白色(aabb)?，F(xiàn)有多對黑色雜合的小香豬，要選育出純合的棕色小香豬，請簡要寫出步驟(假設(shè)親本足夠多，產(chǎn)生的后代也足夠多)。 (1)________________________________________________________________________。 (2)________________________________________________________________________。 答案　(1)雜交：選擇親本中多對雌雄個體進(jìn)行雜交 (2)測交：選擇F1中的棕色小香豬與白色小香豬測交，不出現(xiàn)性狀分離的即為純合子 解析　育種的方法為雜交→自交→篩選，對于動物育種來說，敘述中要注意：①動物一般為雌雄異體，敘述時不要寫成“自交”，應(yīng)說明雌雄個體進(jìn)行雜交；②動物繁殖一代后一般不會死亡，所以選育純種時不要采用連續(xù)自交，一般用測交法即可測定其基因型，確定是否為所需品種。 課時作業(yè) [學(xué)考達(dá)標(biāo)] 1．把同種生物的不同優(yōu)良性狀集中在同一個個體上，并能使性狀穩(wěn)定遺傳，常用的方法是(　　) A．誘變育種 B．雜交育種 C．花藥離體培養(yǎng) D．自交 答案　B 解析　將同種生物的不同優(yōu)良性狀集中在同一個個體上的方法是雜交得到F1，這樣F1體內(nèi)就集中了控制不同優(yōu)良性狀的基因，F(xiàn)1自交，產(chǎn)生F2，在子二代中選擇出優(yōu)良性狀個體，經(jīng)過多代選育，選擇出穩(wěn)定遺傳個體即可，該方法屬于雜交育種。 2．培育矮稈抗銹病小麥新品種的方法如下：純種的高稈(D)抗銹病(T)純種的矮稈(d)易染銹病(t)F1雄配子幼苗選出符合要求的品種。下列有關(guān)該育種方法的敘述中，正確的是(　　) A．過程①②③是雜交 B．過程④必須使用生長素處理 C．過程②為減數(shù)分裂 D．過程③必須經(jīng)過受精作用 答案　C 解析　在該育種過程中，①為雜交；②為減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程；③是花藥離體培養(yǎng)；④為秋水仙素處理單倍體幼苗。 3．“嫦娥1號”勝利奔月，“神六”、“神七”勝利返回，這些航天技術(shù)的發(fā)展，為我國的生物育種創(chuàng)造了更多更好的機會，下列有關(guān)航天育種的說法，不正確的是(　　) A．航天育種可縮短育種周期 B．種子在宇宙輻射、微重力及弱地磁場等因素的誘導(dǎo)下發(fā)生基因突變 C．航天育種技術(shù)作為航天技術(shù)與農(nóng)業(yè)育種技術(shù)相結(jié)合的一項創(chuàng)新性研究成果，是快速培育農(nóng)作物優(yōu)良新品種的重要途徑之一 D．“太空種子”都能培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的新品種 答案　D 解析　基因突變能夠提高突變率，但是仍然具有多害少利性。 4．改良缺乏某種抗病性的棉花品種，不宜采用的方法是(　　) A．誘變育種 B．單倍體育種 C．轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種 D．雜交育種 答案　B 解析　誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種和雜交育種均可獲得抗病基因，而單倍體育種不能。 5．將二倍體芝麻的種子萌發(fā)成的幼苗用秋水仙素處理后得到四倍體芝麻，下列說法正確的是(　　) A．對花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)，可得到二倍體芝麻 B．產(chǎn)生的配子沒有同源染色體，所以無遺傳效應(yīng) C．與原來的二倍體芝麻雜交，產(chǎn)生的是不育的三倍體芝麻 D．秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍時，最可能作用于細(xì)胞分裂的后期 答案　C 解析　二倍體芝麻幼苗用秋水仙素處理，得到的是同源四倍體，體細(xì)胞內(nèi)有4個染色體組，而且每個染色體組之間都有同源染色體。由四倍體的配子發(fā)育而來的芝麻是單倍體，含兩個染色體組，所以該單倍體芝麻是可育的。四倍體的配子中有兩個染色體組，二倍體的配子中有一個染色體組，所以四倍體與二倍體雜交產(chǎn)生的是三倍體芝麻，由于三倍體芝麻在減數(shù)分裂過程中同源染色體聯(lián)會紊亂，不能形成正常的配子，所以不育。秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍時，起作用的時期是細(xì)胞分裂的前期，抑制紡錘體的形成。 6．下列關(guān)于育種的敘述，錯誤的是(　　) A．誘變可提高基因突變頻率和染色體畸變率 B．花藥離體培養(yǎng)是單倍體育種過程中采用的技術(shù)之一 C．雜交育種可將多個優(yōu)良性狀組合在同一個新品種中 D．多倍體育種常用秋水仙素促進(jìn)著絲粒分裂使染色體數(shù)目加倍 答案　D 解析　雜交育種的原理是基因重組，可以將多個控制優(yōu)良性狀的基因組合在一起。秋水仙素的作用機理是抑制紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍。 [高考提能] 7．現(xiàn)有三個番茄品種，A品種的基因型為aaBBDD，B品種的基因型為AAbbDD，C品種的基因型為AABBdd，三種等位基因分別位于三對同源染色體上。若通過雜交育種要獲得aabbdd植株，且每年只繁殖一代，至少需要的時間為(　　) A．2年 B．3年 C．4年 D．5年 答案　C 解析　aaBBDDAAbbDD→AaBbDD一年； AaBbDDAABBdd→AaBbDd一年； AaBbDd自交→aabbdd一年； 種植aabbdd種子，得aabbdd植株一年； 所以需要4年的時間。 8．在體育競技比賽中，都要對運動員進(jìn)行包括基因興奮劑在內(nèi)的各類興奮劑的嚴(yán)格檢測?；蚺d奮劑是注入運動員體內(nèi)新的基因，以提高運動員的成績，從變異角度分析，此方式屬于(　　) A．基因突變 B．基因重組 C．細(xì)胞癌變 D．染色體畸變 答案　B 解析　基因興奮劑是給運動員注入新的基因，以改變基因的方式提高運動員的成績，屬于導(dǎo)入外源基因，是一種基因重組，而非其他變異。 9．如圖所示為農(nóng)業(yè)上關(guān)于兩對相對性狀的兩種不同育種方法的過程示意圖。下列對圖中育種方式的判斷和比較，錯誤的是(　　) A．圖中表示的育種方法有雜交育種和單倍體育種 B．兩種育種方法的進(jìn)程不同 C．兩種育種方法的原理不同 D．兩種育種方法對新品種的選擇與鑒定方法不同 答案　D 解析　圖中左側(cè)表示的是雜交育種，右側(cè)表示的是單倍體育種；雜交育種的原理是基因重組，單倍體育種的原理是染色體畸變；單倍體育種能加快育種進(jìn)程；兩種育種方法最后對符合要求的新品種的篩選方法是一樣的。 10．將①、②兩個植株雜交，得到③，將③再做進(jìn)一步處理，如下圖所示。下列分析錯誤的是(　　) A．由③到⑦過程發(fā)生了等位基因的分離、非等位基因的自由組合 B．獲得④和⑧植株的原理不同 C．若③的基因型為AaBbdd，則⑩植株中能穩(wěn)定遺傳的個體占總數(shù)的 D．圖中各種篩選過程利用的原理相同 答案　D 解析　③到⑦過程要進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生花粉，所以該過程發(fā)生等位基因的分離和非等位基因的自由組合；③到④是誘變育種，原理是基因突變和染色體畸變，而③到⑧是多倍體育種，原理是染色體畸變；若③的基因型為AaBbdd，則其自交后代只有純合子才能穩(wěn)定遺傳，純合子的概率是1＝。 11．1943年，青霉素產(chǎn)量只有20單位/mL，產(chǎn)量很低，不能滿足要求。后來科學(xué)家用X射線、紫外線等照射青霉菌，結(jié)果大部分青霉菌死亡，少量生存下來。在存活下來的青霉菌中，青霉素的產(chǎn)量存在很大差異，其中有的青霉菌產(chǎn)生的青霉素的量提高了幾百倍(最高達(dá)到20 000單位/mL)，從而選育出了高產(chǎn)青霉菌株。 根據(jù)以上材料回答下列問題： (1)用射線照射青霉菌株，目的是誘發(fā)青霉菌發(fā)生__________。 (2)從分子水平看，發(fā)生上述變化的根本原因是____________的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。 (3)存活下來的青霉菌產(chǎn)生的青霉素的量存在著很大的差異，這說明__________________。 (4)上述育種方式叫________育種，所獲得的高產(chǎn)青霉菌株的青霉素產(chǎn)量提高了幾百甚至幾千倍，這說明這種育種方式的優(yōu)點是____________________________________________。 答案　(1)基因突變　(2)DNA分子 (3)突變是多方向的 (4)誘變　能提高變異頻率，加速育種進(jìn)程，并能大幅度改良某些性狀 解析　用射線照射青霉菌株，目的是誘發(fā)青霉菌發(fā)生基因突變，由于突變具有多方向性，產(chǎn)生的后代有產(chǎn)量高的、有產(chǎn)量低的，但大部分青霉菌還是保持原有的產(chǎn)量水平；對少量的高產(chǎn)菌株做進(jìn)一步選育，即可得到所需品種。 12．已知二倍體西瓜的體細(xì)胞中含有22條染色體，西瓜的綠皮(A)對白皮(a)為顯性，大籽(B)對小籽(b)為顯性，這兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上?，F(xiàn)對一批純種綠皮大籽與白皮小籽西瓜種子進(jìn)行了下列操作： a．將這批種子播種，并用一定濃度的秋水仙素處理純種綠皮大籽幼苗，使之成為四倍體； b．當(dāng)被處理后的綠皮大籽西瓜植株開花后，將白皮小籽西瓜植株的花粉授予綠皮大籽植株，使之雜交獲得F1。 (1)親本雜交當(dāng)年結(jié)________(選填“有籽”或“無籽”)西瓜，其果皮顏色為________。 (2)秋水仙素的作用是________________________________________________________。 (3)由于工作人員的疏忽，進(jìn)行a操作時，其中有一株幼苗沒有用秋水仙素處理，其通過雜交獲得了有籽西瓜。第二年，工作人員將該種子(F1)播種，用一定濃度的秋水仙素處理其幼苗，并讓F1與白皮小籽西瓜植株雜交獲得F2(提示：F1進(jìn)行減數(shù)分裂時，每4條同源染色體等量隨機分配到配子中去，其產(chǎn)生的配子可育)。 ①F1減數(shù)第二次分裂后期細(xì)胞中含有________個DNA分子，________個染色體組，________對同源染色體。 ②從F2中可以選出白皮小籽的西瓜品種嗎？為什么？__________________________。 ③若只考慮種皮這一對相對性狀的遺傳，則F2的基因型及比例為________________。 答案　(1)有籽　綠皮　(2)抑制有絲分裂時紡錘體的形成，使細(xì)胞中的染色體數(shù)目加倍　(3)①44　4　22　②不能，因為F2是三倍體，其減數(shù)分裂時同源染色體聯(lián)會紊亂，不能形成正常配子(或F2是三倍體，其高度不育)?、跘Aa∶Aaa∶aaa＝1∶4∶1 解析　純種綠皮大籽西瓜基因型為AABB，白皮小籽西瓜基因型為aabb，用一定濃度的秋水仙素處理純種綠皮大籽幼苗后基因型為AAAABBBB，其和aabb雜交后形成受精卵AAaBBb，發(fā)育為種子，所以母本結(jié)的是有籽西瓜。因果實由母本的子房發(fā)育而成，果皮來自子房壁，母本基因型為AAAABBBB，所以果皮顏色為綠皮。第(3)小題所說幼苗沒有用秋水仙素處理，基因型為AABB，其和aabb雜交后形成子代AaBb，用秋水仙素處理后為AAaaBBbb，染色體數(shù)為44，染色體組為4組。減數(shù)第一次分裂同源染色體分離后，減數(shù)第二次分裂后期著絲粒分開，DNA數(shù)為44，染色體數(shù)為44，染色體組為4組，同源染色體為22對。AAaaBBbb和白皮小籽西瓜植株aabb雜交后得到F2為三倍體，因為減數(shù)分裂時同源染色體聯(lián)會紊亂，不能形成正常配子，所以形成的三倍體高度不育，不能作為品種得以保留。AAaa在四條同源染色體上，在分離時隨機分配，因此有AA、Aa、aa三種組合，比例為1∶4∶1，和a一種配子，隨機結(jié)合后得到的F2的基因型及其比例為AAa∶Aaa∶aaa＝1∶4∶1。 13．普通小麥中有高稈抗病(TTRR)和矮稈易感病(ttrr)兩個品種，控制兩對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。實驗小組利用不同的方法進(jìn)行了如下三組實驗： 請分析回答下列問題： (1)A組由F1獲得F2的方法是________，F(xiàn)2矮稈抗病植株中不能穩(wěn)定遺傳的占________。 (2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三類矮稈抗病植株中，最可能產(chǎn)生不育配子的是________________。 (3)A、B、C三組方法中，最不容易獲得矮稈抗病小麥品種的是________組，原因是_______________________。 (4)通過矮稈抗?、颢@得矮稈抗病新品種的方法是___________________________________。 獲得的矮稈抗病植株中能穩(wěn)定遺傳的占________。 (5)(加試)在一塊高稈(純合子)小麥田中，發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥，請設(shè)計實驗方案探究該矮稈性狀出現(xiàn)的可能原因(簡要寫出所用方法、結(jié)果和結(jié)論)。______________________________ _____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________。 答案　(1)自交　　(2)矮稈抗?、颉?3)C　基因突變頻率低且多方向　(4)秋水仙素(或低溫)誘導(dǎo)染色體加倍　100%　(5)將矮稈小麥與高稈小麥雜交；如果子一代為高稈，子二代高稈∶矮稈＝3∶1(或出現(xiàn)性狀分離)，則矮稈性狀是基因突變造成的；否則，矮稈性狀是環(huán)境引起的?；?qū)捫←溑c高稈小麥種植在相同環(huán)境條件下，如果兩者未出現(xiàn)明顯差異，則矮稈性狀由環(huán)境引起；否則，矮稈性狀是基因突變的結(jié)果 解析　(1)A組為雜交育種，由F1獲得F2的方法為自交，F(xiàn)2中矮稈抗病植株(ttR_)中不能穩(wěn)定遺傳的占。(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三類矮稈抗病植株中，最可能產(chǎn)生不育配子的是矮稈抗?、?，因其為單倍體植株，往往表現(xiàn)為高度不育。(3)由于基因突變是多方向的，故誘變育種最具盲目性。(4)矮稈抗?、蛐杞?jīng)人工誘導(dǎo)染色體加倍，方可獲得新品種，且一經(jīng)加倍，一定為純合子。(5)確認(rèn)該矮稈小麥?zhǔn)欠駷檫z傳物質(zhì)變化所引起的，可設(shè)計與高稈小麥的雜交實驗，或改變種植環(huán)境予以確認(rèn)。 [真題體驗] 14．(xx江蘇，15)經(jīng)X射線照射的紫花香豌豆品種，其后代中出現(xiàn)了幾株開白花植株，下列敘述錯誤的是(　　) A．白花植株的出現(xiàn)是對環(huán)境主動適應(yīng)的結(jié)果，有利于香豌豆的生存 B．X射線不僅可引起基因突變，也會引起染色體畸變 C．通過雜交實驗，可以確定是顯性突變還是隱性突變 D．觀察白花植株自交后代的性狀，可確定是否是可遺傳的變異 答案　A 解析　白花植株的出現(xiàn)是由于X射線照射引起的基因突變，不一定有利于生存，A項錯；X射線可引起基因突變和染色體畸變，B項對；應(yīng)用雜交實驗，通過觀察其后代的表現(xiàn)型及比例，可以確定是顯性突變還是隱性突變，C項對；白花植株自交后代若有白花后代，可確定為可遺傳的變異，否則為不遺傳的變異，D項對。 15．(xx江蘇，25)現(xiàn)有小麥種質(zhì)資源包括：①高產(chǎn)、感??；②低產(chǎn)、抗??；③高產(chǎn)、晚熟等品種。為滿足不同地區(qū)及不同環(huán)境條件下的栽培需求，育種專家要培育3類品種：a.高產(chǎn)、抗病；b.高產(chǎn)、早熟；c.高產(chǎn)、抗旱。下述育種方法可行的是(多選)(　　) A．利用①、③品種間雜交篩選獲得a B．對品種③進(jìn)行染色體加倍處理篩選獲得b C．a(chǎn)、b和c的培育均可采用誘變育種方法 D．用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)擘壑蝎@得c 答案　CD 解析　利用①、②品種間雜交后篩選可獲得a，A錯誤；染色體加倍并不改變原有的基因，只有通過誘變育種，可由③選育出b，B錯誤；誘變育種和轉(zhuǎn)基因技術(shù)均可獲得原品種不具有的新性狀，C、D正確。