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苏教版2024届高考生物一轮复习生物变异在育种上的应用课件
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这是一份苏教版2024届高考生物一轮复习生物变异在育种上的应用课件，共60页。PPT课件主要包含了基因重组，不发生性状分离，后代不发生，性状分离的F2个体，优良性状，秋水仙素，染色体数量变异，育种年限，萌发的种子或幼苗，①两次传粉等内容，欢迎下载使用。
阐明生物变异在育种上的应用。
1.杂交育种(1)原理： 。(2)过程①培育杂合子品种选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。②培育隐性纯合子品种：选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1 F2→选出表型符合要求的个体种植并推广。
归纳 夯实必备知识
③培育显性纯合子品种a.植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，连续自交至 为止。b.动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择____________ 。(3)优点：操作简便，可以把多个品种的 集中在一起。(4)缺点：获得新品种的周期 。
2.单倍体育种(1)原理： 。(2)过程
(3)优点：明显缩短 ，且得到纯合二倍体。(4)缺点：技术复杂。
3.多倍体育种(1)方法：用 或低温处理。(2)处理材料： 。(3)原理： 。
第一次传粉：杂交获得三倍体种子第二次传粉：刺激子房发育成果实
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花的染色体数量 ，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数量 。③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，由于染色体 ，不能产生正常配子。
(4)实例：三倍体无子西瓜的培育
(1)单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理两个过程。(2)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。(3)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。(4)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.诱变育种(1)原理： 。(2)过程
(3)优点①可以提高 ，在较短时间内获得更多的优良变异类型。②大幅度地 。(4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。
考向一 分析单倍体育种与多倍体育种的应用1.如图为二倍体玉米花粉培育成植株的过程。下列有关叙述错误的是A.过程①是花药离体培养B.过程②若正常培养，则植株B是 单倍体C.过程②若使用秋水仙素处理幼苗 使其染色体加倍，则植株B是二倍体纯合子D.若该过程为单倍体育种，则育种原理是基因重组
突破 强化关键能力
2.(2023·江苏南通高三模拟)在自然条件下，二倍体植物(2n＝4)形成四倍体植物的过程如图所示。下列有关叙述错误的是
A.减数分裂失败可能发生在减数第二次分裂B.二倍体植物与四倍体植物应属于不同的物种C.图示四倍体植物的形成并未经长期的地理隔离过程D.若要测定图示四倍体植物的基因组DNA序列，则需测4条染色体上的DNA
根据题意和图示分析可知，二倍体植株减数分裂失败形成的异常配子中含有2个染色体组，自花传粉形成的受精卵中含有4个染色体组，发育形成四倍体。减数分裂失败既可以发生在减数第一次分裂也可以发生在减数第二次分裂，A正确；二倍体植物与四倍体植物杂交后代为三倍体，三倍体减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能形成可育的配子，二者之间存在生殖隔离，所以属于不同的物种，B正确；
图示四倍体植物的形成并未经长期的地理隔离过程，C正确；测定四倍体植物基因组的全部DNA序列时只需测定2条染色体上的DNA，D错误。
考向二 生物育种的综合判断3.(多选)下列关于生物变异和育种的叙述，正确的是A.诱变育种的原理是突变，能加速变异进程，缩短育种年限B杂交育种的原理是基因重组，能将优良基因集中到同一品种中C.单倍体育种的原理是染色体变异，能较快获得纯合优良植株D.基因工程育种的原理是细胞的全能性，能克服远缘杂交不亲和的障碍
4.如图表示小麦育种的几种方式，下列有关叙述不正确的是A.获得①和⑥的育种原理是基因 重组，②和③的育种原理是 染色体变异B.获得④⑤的育种方式是诱变 育种，得到的变异个体不全 都符合生产需要C.获得⑥的育种方式可定向改变生物体的性状，克服远缘杂交不亲和的 障碍D.秋水仙素作用的时间是有丝分裂后期，结果是细胞中染色体数加倍
获得①和⑥的育种方式分别是杂交育种和基因工程育种，其原理是基因重组；②和③的育种方式分别是单倍体育种和多倍体育种，其原理是染色体变异，A正确；
获得④⑤的育种方式是诱变育种，由于基因突变是不定向的，所以得到的变异个体不全都符合农业生产需要，B正确；
获得⑥的育种方式是基因工程育种，可根据人们的意愿定向改变生物体的性状，克服远缘杂交不亲和的障碍，C正确；
秋水仙素作用的时间是有丝分裂前期，抑制细胞纺锤体的形成，结果是细胞中染色体数加倍，D错误。
重温高考 真题演练
1.(多选)(2022·江苏，18)科研人员开展了芥菜和埃塞俄比亚芥杂交实验，杂种经多代自花传粉选育，后代育性达到了亲本相当的水平。下图中L、M、N表示3个不同的染色体组。下列相关叙述正确的有A.两亲本和F1都为多倍体B.F1减数第一次分裂中期形成13个四分体C.F1减数第二次分裂后产生的配子类型为 LM和MND.F1两个M染色体组能稳定遗传给后代
由题意可知，L、M、N表示3个不同的染色体组，故两亲本和F1都含有四个染色体组，且由受精卵发育而来，为四(多)倍体，A正确；四分体形成于减数第一次分裂前期，B错误；
由图中选育产生的后代基因型推知，F1可能产生M、LM、LN、MN、LMN等配子，C错误；
根据C选项配子类型及图中选育产生的后代可知，后代一定会获得两个M染色体，D正确。
2.(2021·广东，11)白菜型油菜(2n＝20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)，为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是A.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组B.将Bc作为育种材料，能缩短育种年限C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株D.自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育
白菜型油菜属于二倍体生物，体细胞中含有两个染色体组，而Bc是通过未受精的卵细胞发育而来的单倍体，其成熟叶肉细胞中含有一个染色体组，A错误；Bc是通过未受精的卵细胞发育而来的单倍体，秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株，此种方法为单倍体育种，能缩短育种年限，B、C正确；自然状态下，Bc只含有一个染色体组，细胞中无同源染色体，减数分裂不能形成正常配子，从而高度不育，D正确。
3.(2021·北京，7)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n＝14)的优良性状导入普通小麦(2n＝42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉，10天后只发现两个杂种幼胚，将其离体培养，产生愈伤组织，进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是A.簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离B.培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化C.杂种植株减数分裂时染色体能正常联会D.杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
簇毛麦与小麦的后代在减数分裂时染色体联会紊乱，不可育，故二者之间存在生殖隔离，A正确；幼胚细胞经过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经过再分化形成胚状体或丛芽，从而得到完整植株，B正确；杂种植株细胞内由于没有同源染色体，故减数分裂时染色体无法正常联会，C错误；杂种植株的染色体加倍后能获得可育植株，D正确。
4.(2020·全国Ⅰ，32)遗传学理论可用于指导农业生产实践。回答下列问题：(1)生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结构变异的情况下，产生基因重新组合的途径有两条，分别是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
在减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合；同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组
(2)在诱变育种过程中，通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传，原因是__________________________，若要使诱变获得的性状能够稳定遗传，需要采取的措施是___________________________________。
控制新性状的基因是杂合的
通过自交筛选出性状能稳定遗传的子代
5.(2020·全国Ⅲ，32)普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，如图所示(其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体)。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题：
(1)在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是______________________________________。已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体，普通小麦体细胞中有______条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是__________________________(答出2点即可)。
无同源染色体，不能进行正常的减数分裂
杂种一中的两个染色体组分别来自一粒小麦和斯氏麦草两个不同物种，无同源染色体，不能通过减数分裂产生正常的配子，因此杂种一是高度不育的。杂种二中含3个染色体组，经其染色体加倍形成的普通小麦中含有6个染色体组，每个染色体组
均含7条染色体，故普通小麦体细胞中共含有42条染色体。与二倍体植株相比，多倍体植株的优点是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
(2)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用的方法有______________(答出1点即可)。
人工诱导染色体加倍的方法有很多，如低温处理、用秋水仙素处理等。目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。
(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合子)，甲的表型是抗病易倒伏，乙的表型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，请简要写出实验思路：___________________________________________________________________________________。
甲、乙两个品种杂交，F1自交，选取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株
甲(抗病易倒伏)和乙(易感病抗倒伏)具有两对相对性状，且都是纯合子，可通过杂交育种或单倍体育种的方法将两者的优良性状集中在一个个体上。若采用杂交育种的方法，其实验思路是将甲、乙两个品种杂交得F1，F1自交得F2，选取F2中既抗病
又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株。若采用单倍体育种的方法，其实验思路是甲、乙杂交得F1，将F1的花药进行离体培养获得单倍体幼苗，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，最后经筛选可获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种。
一、易错辨析1.抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦( )2.通过花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种( )3.单倍体育种中，通过花药离体培养所得的植株均为纯合的二倍体( )4.诱变育种可通过改变基因的结构达到育种目的( )5.用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，则四倍体植株上会结出三倍体无子西瓜( )6.单倍体不一定不育( )7.多倍体植株都可以用种子繁殖后代( )
二、填空默写1.三倍体不育的原因是___________________________________________ 。2.骡子不育的原因是_____________________________________________ 。3.单倍体育种中的秋水仙素作用于 期的 植株，多倍体育种中的秋水仙素作用于 期的 植株。
三倍体个体在进行减数分裂时染色体联会紊乱，
骡子细胞内无同源染色体，不能进行正常的减数
一、单项选择题1.(2023·江苏连云港高三检测)人类目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株，如图所示是三倍体香蕉的培育过程。下列相关叙述正确的是
A.无子香蕉的培育过程主要运用了基因重组的原理B.图中染色体数目加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成C.二倍体与四倍体杂交能产生三倍体，它们之间不存在生殖隔离D.若图中无子香蕉的基因型均为Aaa，则有子香蕉的基因型可以是AAaa
该“无子香蕉”培育的方法为多倍体育种，其原理是染色体变异，A错误；用低温或秋水仙素诱导细胞中染色体数目加倍的原理均是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，因此图中染色体加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成，B正确；
二倍体与四倍体杂交虽然能产生三倍体，但三倍体不育，所以它们之间仍然存在生殖隔离，C错误；若有子香蕉的基因型是AAaa，则其产生的配子基因型为AA、Aa、aa，则与该有子香蕉杂交的野生芭蕉的基因型无论是AA或Aa，还是aa，产生的无子香蕉的基因型都不可能均为Aaa，D错误。
2.下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是A.基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异B.基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异C.弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种D.多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种
基因重组是在有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合，会导致后代性状发生改变，A错误；基因突变会导致基因碱基序列发生改变，但由于密码子的简并性等原因，基因突变不一定会导致生物体性状发生改变，B错误；多倍体的染色体组数如果奇数倍的增加(如三倍体)，其后代遗传会严重的不平衡，在减数分裂形成配子时，同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子，因此不利于育种，D错误。
3.下列关于育种的叙述，正确的是A.杂交育种的原理是染色体变异B.多倍体育种得到的个体都能进行正常的减数分裂C.单倍体育种比诱变育种的目的性强，比杂交育种的年限短D.通过人工诱变，人们有目的地选育新品种，能避免育种的盲目性
杂交育种的原理是基因重组，A错误；多倍体育种得到的三倍体个体不能进行正常的减数分裂，B错误；基因突变是不定向的，人工诱变育种盲目性大，D错误。
4.(2023·江苏苏北四市高三检测)多倍体分为两种，同源多倍体含有来自同一物种的多种染色体组；异源多倍体含有来自两个或多个物种的多个染色体组，其形成机制如图所示。下列有关叙述正确的是A.油菜为异源四倍体，体细胞染色体数目为19B.油菜可能由花椰菜与芜菁减数分裂时产生染色体加倍的配子受精后形成C.油菜与花椰菜存在生殖隔离，四倍体花椰菜与花椰菜不存在生殖隔离D.油菜表达了在花椰菜和芜菁中不表达的基因，一定发生了基因突变
n表示一个染色体组所含的染色体数目，A或C表示一个染色体组，花椰菜(CC)与芜菁(AA)都表示含两个染色体组，都是二倍体，花椰菜与芜菁是两个不同的物种，杂交后子代的染色体组成是AC，通过染色体加倍，变成油菜(AACC)为异源四倍体，体细胞染色体数目为9＋9＋10＋10＝38(条)，A错误；
由题图可知，油菜的染色体组成为AACC，花椰菜的配子染色体组成为C，芜菁的配子染色体组成为A，所以油菜可能由花椰菜与芜菁减数分裂时产生染色体加倍的配子受精后形成，即CC与AA结合形成AACC，B正确；油菜、花椰菜是不同的物种，它们之间存在生殖隔离，四倍体花椰菜与花椰菜也是不同物种，它们之间也存在生殖隔离，C错误；
油菜具有花椰菜和芜菁的染色体组，表达了在花椰菜和芜菁中不表达的基因，发生了染色体数目变异，不是基因突变，D错误。
5.下列关于育种的说法，正确的是A.多倍体育种和单倍体育种的最终目的分别是得到多倍体和单倍体B.单倍体育种相对杂交育种的优势是更易获得隐性纯合子C.三倍体无子西瓜培育时使用的秋水仙素作用于细胞有丝分裂的过程D.自然状态下基因突变是不定向的，而诱变育种时基因突变是定向的
单倍体育种的最终目的是获得纯合的二倍体植株，A错误；隐性性状一旦出现就能稳定遗传，而显性性状有纯合子和杂合子，单倍体育种相对杂交育种的优势是更易得到显性纯合子，B错误；自然状态下基因突变是不定向的，诱变育种时基因突变也是不定向的，D错误。
6.我国利用航天技术在生物育种上取得了丰硕成果，下列关于航天育种的说法，正确的是A.航天育种是利用太空的强辐射、微重力等因素诱导基因发生重组B.航天育种可以有针对性地提高有利变异的频率C.在太空遨游过程中种子若产生新的基因，则代表形成了新的物种D.航天器搭载的通常是萌发的种子，原因是萌发的种子有丝分裂旺盛
航天育种是利用太空的强辐射、微重力等因素诱导发生基因突变或者染色体变异，A错误；变异是不定向的，不能有针对性地提高有利变异的频率，B错误；新物种形成的标志是产生生殖隔离，在太空遨游过程中种子若产生新的基因，不一定形成新的物种，C错误；航天器搭载的通常是萌发的种子，原因是萌发的种子有丝分裂旺盛，容易发生突变，D正确。
7.穿梭育种是近年来小麦育种采用的新模式。农业科学家将一个地区的品种与其他地区的品种进行杂交，然后通过在两个地区间不断地反复交替穿梭种植、选择、鉴定，最终选育出多种抗病高产的小麦新品种。下列关于穿梭育种的叙述不正确的是A.自然选择方向不同使各地区的小麦种群基因库存在差异B.穿梭育种培育的新品种可适应两个地区的环境条件C.穿梭育种充分地利用了小麦的遗传多样性D.穿梭育种利用的主要原理是染色体变异
两个地区环境条件不同，自然选择方向不同使各地区的小麦种群基因库存在差异，A正确；小麦的遗传多样性为自然选择提供了原材料，C正确；穿梭育种通过杂交、选择过程，利用的主要原理是基因重组，D错误。
二、多项选择题8.(2023·江苏常州高三模拟)已知伞花山羊草是二倍体，二粒小麦是四倍体，普通小麦是六倍体。为了将伞花山羊草携带的抗叶锈病基因转入小麦，研究人员进行了如图所示的操作。下列有关叙述错误的是
A.秋水仙素处理杂种P获得异源多倍体，异源多倍体中没有同源染色体B.异源多倍体与普通小麦杂交产生的杂种Q中一定含有抗叶锈病基因C.射线照射杂种R使抗叶锈病基因的染色体片段移接到小麦染色体上， 属于基因重组D.杂种Q与普通小麦杂交过程遵循孟德尔遗传定律
秋水仙素处理杂种P获得的异源多倍体含有同源染色体；由于等位基因分离，杂种Q中不一定含有抗叶锈病基因；杂种R中抗叶锈病基因所在染色体片段移接到小麦染色体上，属于染色体结构变异。
9.我国小麦育种专家将长穗偃麦草的抗病、高产等基因转移到普通小麦中，培育成了小麦二体异附加系(流程如下图所示)。普通小麦6n＝42，记为42W；长穗偃麦草2n＝14，记为14E。下列叙述正确的是A.甲是纯合的二倍体B.丙染色体组成是42W＋0～7EC.丁自交后代中植株戊约占1/4D.育种中发生了基因重组和 染色体变异
普通小麦与长穗偃麦草杂交，F1为异源四倍体，则甲为异源八倍体，A错误；
分析题图可知，乙中来自长穗偃麦草的染色体组是一个，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＋0～7E，则丙的染色体组成是42W＋0～7E，B正确；
丁体细胞中含有一条长穗偃麦草染色体，自交后代中长穗偃麦草染色体的情况是2条∶1条∶0条＝1∶2∶1，因此含有两条长穗偃麦草染色体的植株戊占1/4，C正确；图中杂交过程均发生了基因重组；图中①过程发生了染色体变异，D正确。
10.油菜中基因G和g控制菜籽的芥酸含量，而芥酸会降低菜籽油的品质。研究人员拟利用高芥酸油菜品种(gg)和水稻抗病基因R培育低芥酸抗病油菜新品种(GGRR)，育种过程如图所示。下列有关叙述正确的是
A.过程①诱发基因突变，其优点是提高基因突变的频率B.过程②的原理是基因重组，可以克服物种远缘杂交不亲和的障碍C.过程①与过程②操作顺序互换，对育种结果没有影响D.若要缩短育种年限，在过程②后可进行单倍体育种
若先导入基因R再人工诱变，这样可能会导致基因R发生突变，进而影响育种结果，造成筛选困难，C错误；单倍体育种能明显缩短育种年限，因此若要缩短育种年限，在过程②后可进行单倍体育种，D正确。
三、非选择题11.(2023·江苏苏北四市高三模拟)科学家利用诱变技术，诱发水稻品种“青华占”产生抗稻瘟病变异。请分析回答下列问题：(1)科学家统计了“青华占”诱变品系的情况。发现部分品系抗病性明显提高，部分品系抗病性有所下降，这说明了基因突变具有__________。
利用诱变技术，诱发水稻品种“青华占”产生抗稻瘟病变异，发现部分品系抗病性明显提高，部分品系抗病性有所下降，说明基因突变具有不定向性。
(2)选择抗病性高的诱变品系(QH－06)和易感病的原品系进行杂交，统计结果，如表1所示。表1 诱变品系与原品系杂交结果
①在抗病和易感病这对相对性状中，隐性性状是_______。
由题干信息和表格可知，抗病性高的诱变品系和易感病的原品系进行杂交，得到的F1都为抗病，所以抗病为显性性状，易感病为隐性性状。
②结果表明QH－06有2个抗病基因，分别位于_____对同源染色体上，理由是___________________________________________________________________________。
F2性状分离比接近15∶1，是9∶3∶3∶1的变型，说明存在两对基因且可以自由组合
抗病性高的诱变品系和易感病的原品系进行杂交，得到的F1都为抗病，F1自交得到的F2中抗病∶易感病＝244∶17≈15∶1，表明QH－06由2个抗病基因控制，分别位于2对同源染色体上。
③让F2的抗病植株自由交配，后代的表型及比例是______________________，后代抗病植株中纯合子的比例是_____。
抗病∶易感病＝24∶1
(3)已知某抗病品系的抗病基因所在的染色体上有T5、K10、RM27三个DNA片段。易感病品系在同一染色体上没有相应的片段。将抗病品系和易感病品系杂交，挑选F2中的易感病植株，检测其基因组是否含有这些片段，结果如表2所示，已知染色体上两个DNA片段之间发生互换的可能性，一般与其距离(cM)成正比，请用“↓”在图中标出抗病基因最可能的位置(标出大体位置即可) 表2 F2易感病植株DNA片段存在情况
阐明生物变异在育种上的应用。
1.杂交育种(1)原理： 。(2)过程①培育杂合子品种选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。②培育隐性纯合子品种：选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1 F2→选出表型符合要求的个体种植并推广。
归纳 夯实必备知识
③培育显性纯合子品种a.植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，连续自交至 为止。b.动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择____________ 。(3)优点：操作简便，可以把多个品种的 集中在一起。(4)缺点：获得新品种的周期 。
2.单倍体育种(1)原理： 。(2)过程
(3)优点：明显缩短 ，且得到纯合二倍体。(4)缺点：技术复杂。
3.多倍体育种(1)方法：用 或低温处理。(2)处理材料： 。(3)原理： 。
第一次传粉：杂交获得三倍体种子第二次传粉：刺激子房发育成果实
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花的染色体数量 ，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数量 。③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，由于染色体 ，不能产生正常配子。
(4)实例：三倍体无子西瓜的培育
(1)单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理两个过程。(2)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。(3)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。(4)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.诱变育种(1)原理： 。(2)过程
(3)优点①可以提高 ，在较短时间内获得更多的优良变异类型。②大幅度地 。(4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。
考向一 分析单倍体育种与多倍体育种的应用1.如图为二倍体玉米花粉培育成植株的过程。下列有关叙述错误的是A.过程①是花药离体培养B.过程②若正常培养，则植株B是 单倍体C.过程②若使用秋水仙素处理幼苗 使其染色体加倍，则植株B是二倍体纯合子D.若该过程为单倍体育种，则育种原理是基因重组
突破 强化关键能力
2.(2023·江苏南通高三模拟)在自然条件下，二倍体植物(2n＝4)形成四倍体植物的过程如图所示。下列有关叙述错误的是
A.减数分裂失败可能发生在减数第二次分裂B.二倍体植物与四倍体植物应属于不同的物种C.图示四倍体植物的形成并未经长期的地理隔离过程D.若要测定图示四倍体植物的基因组DNA序列，则需测4条染色体上的DNA
根据题意和图示分析可知，二倍体植株减数分裂失败形成的异常配子中含有2个染色体组，自花传粉形成的受精卵中含有4个染色体组，发育形成四倍体。减数分裂失败既可以发生在减数第一次分裂也可以发生在减数第二次分裂，A正确；二倍体植物与四倍体植物杂交后代为三倍体，三倍体减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能形成可育的配子，二者之间存在生殖隔离，所以属于不同的物种，B正确；
图示四倍体植物的形成并未经长期的地理隔离过程，C正确；测定四倍体植物基因组的全部DNA序列时只需测定2条染色体上的DNA，D错误。
考向二 生物育种的综合判断3.(多选)下列关于生物变异和育种的叙述，正确的是A.诱变育种的原理是突变，能加速变异进程，缩短育种年限B杂交育种的原理是基因重组，能将优良基因集中到同一品种中C.单倍体育种的原理是染色体变异，能较快获得纯合优良植株D.基因工程育种的原理是细胞的全能性，能克服远缘杂交不亲和的障碍
4.如图表示小麦育种的几种方式，下列有关叙述不正确的是A.获得①和⑥的育种原理是基因 重组，②和③的育种原理是 染色体变异B.获得④⑤的育种方式是诱变 育种，得到的变异个体不全 都符合生产需要C.获得⑥的育种方式可定向改变生物体的性状，克服远缘杂交不亲和的 障碍D.秋水仙素作用的时间是有丝分裂后期，结果是细胞中染色体数加倍
获得①和⑥的育种方式分别是杂交育种和基因工程育种，其原理是基因重组；②和③的育种方式分别是单倍体育种和多倍体育种，其原理是染色体变异，A正确；
获得④⑤的育种方式是诱变育种，由于基因突变是不定向的，所以得到的变异个体不全都符合农业生产需要，B正确；
获得⑥的育种方式是基因工程育种，可根据人们的意愿定向改变生物体的性状，克服远缘杂交不亲和的障碍，C正确；
秋水仙素作用的时间是有丝分裂前期，抑制细胞纺锤体的形成，结果是细胞中染色体数加倍，D错误。
重温高考 真题演练
1.(多选)(2022·江苏，18)科研人员开展了芥菜和埃塞俄比亚芥杂交实验，杂种经多代自花传粉选育，后代育性达到了亲本相当的水平。下图中L、M、N表示3个不同的染色体组。下列相关叙述正确的有A.两亲本和F1都为多倍体B.F1减数第一次分裂中期形成13个四分体C.F1减数第二次分裂后产生的配子类型为 LM和MND.F1两个M染色体组能稳定遗传给后代
由题意可知，L、M、N表示3个不同的染色体组，故两亲本和F1都含有四个染色体组，且由受精卵发育而来，为四(多)倍体，A正确；四分体形成于减数第一次分裂前期，B错误；
由图中选育产生的后代基因型推知，F1可能产生M、LM、LN、MN、LMN等配子，C错误；
根据C选项配子类型及图中选育产生的后代可知，后代一定会获得两个M染色体，D正确。
2.(2021·广东，11)白菜型油菜(2n＝20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)，为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是A.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组B.将Bc作为育种材料，能缩短育种年限C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株D.自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育
白菜型油菜属于二倍体生物，体细胞中含有两个染色体组，而Bc是通过未受精的卵细胞发育而来的单倍体，其成熟叶肉细胞中含有一个染色体组，A错误；Bc是通过未受精的卵细胞发育而来的单倍体，秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株，此种方法为单倍体育种，能缩短育种年限，B、C正确；自然状态下，Bc只含有一个染色体组，细胞中无同源染色体，减数分裂不能形成正常配子，从而高度不育，D正确。
3.(2021·北京，7)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n＝14)的优良性状导入普通小麦(2n＝42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉，10天后只发现两个杂种幼胚，将其离体培养，产生愈伤组织，进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是A.簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离B.培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化C.杂种植株减数分裂时染色体能正常联会D.杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
簇毛麦与小麦的后代在减数分裂时染色体联会紊乱，不可育，故二者之间存在生殖隔离，A正确；幼胚细胞经过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经过再分化形成胚状体或丛芽，从而得到完整植株，B正确；杂种植株细胞内由于没有同源染色体，故减数分裂时染色体无法正常联会，C错误；杂种植株的染色体加倍后能获得可育植株，D正确。
4.(2020·全国Ⅰ，32)遗传学理论可用于指导农业生产实践。回答下列问题：(1)生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结构变异的情况下，产生基因重新组合的途径有两条，分别是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
在减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合；同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组
(2)在诱变育种过程中，通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传，原因是__________________________，若要使诱变获得的性状能够稳定遗传，需要采取的措施是___________________________________。
控制新性状的基因是杂合的
通过自交筛选出性状能稳定遗传的子代
5.(2020·全国Ⅲ，32)普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，如图所示(其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体)。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题：
(1)在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是______________________________________。已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体，普通小麦体细胞中有______条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是__________________________(答出2点即可)。
无同源染色体，不能进行正常的减数分裂
杂种一中的两个染色体组分别来自一粒小麦和斯氏麦草两个不同物种，无同源染色体，不能通过减数分裂产生正常的配子，因此杂种一是高度不育的。杂种二中含3个染色体组，经其染色体加倍形成的普通小麦中含有6个染色体组，每个染色体组
均含7条染色体，故普通小麦体细胞中共含有42条染色体。与二倍体植株相比，多倍体植株的优点是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
(2)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用的方法有______________(答出1点即可)。
人工诱导染色体加倍的方法有很多，如低温处理、用秋水仙素处理等。目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。
(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合子)，甲的表型是抗病易倒伏，乙的表型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，请简要写出实验思路：___________________________________________________________________________________。
甲、乙两个品种杂交，F1自交，选取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株
甲(抗病易倒伏)和乙(易感病抗倒伏)具有两对相对性状，且都是纯合子，可通过杂交育种或单倍体育种的方法将两者的优良性状集中在一个个体上。若采用杂交育种的方法，其实验思路是将甲、乙两个品种杂交得F1，F1自交得F2，选取F2中既抗病
又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株。若采用单倍体育种的方法，其实验思路是甲、乙杂交得F1，将F1的花药进行离体培养获得单倍体幼苗，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，最后经筛选可获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种。
一、易错辨析1.抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦( )2.通过花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种( )3.单倍体育种中，通过花药离体培养所得的植株均为纯合的二倍体( )4.诱变育种可通过改变基因的结构达到育种目的( )5.用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，则四倍体植株上会结出三倍体无子西瓜( )6.单倍体不一定不育( )7.多倍体植株都可以用种子繁殖后代( )
二、填空默写1.三倍体不育的原因是___________________________________________ 。2.骡子不育的原因是_____________________________________________ 。3.单倍体育种中的秋水仙素作用于 期的 植株，多倍体育种中的秋水仙素作用于 期的 植株。
三倍体个体在进行减数分裂时染色体联会紊乱，
骡子细胞内无同源染色体，不能进行正常的减数
一、单项选择题1.(2023·江苏连云港高三检测)人类目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株，如图所示是三倍体香蕉的培育过程。下列相关叙述正确的是
A.无子香蕉的培育过程主要运用了基因重组的原理B.图中染色体数目加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成C.二倍体与四倍体杂交能产生三倍体，它们之间不存在生殖隔离D.若图中无子香蕉的基因型均为Aaa，则有子香蕉的基因型可以是AAaa
该“无子香蕉”培育的方法为多倍体育种，其原理是染色体变异，A错误；用低温或秋水仙素诱导细胞中染色体数目加倍的原理均是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，因此图中染色体加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成，B正确；
二倍体与四倍体杂交虽然能产生三倍体，但三倍体不育，所以它们之间仍然存在生殖隔离，C错误；若有子香蕉的基因型是AAaa，则其产生的配子基因型为AA、Aa、aa，则与该有子香蕉杂交的野生芭蕉的基因型无论是AA或Aa，还是aa，产生的无子香蕉的基因型都不可能均为Aaa，D错误。
2.下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是A.基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异B.基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异C.弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种D.多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种
基因重组是在有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合，会导致后代性状发生改变，A错误；基因突变会导致基因碱基序列发生改变，但由于密码子的简并性等原因，基因突变不一定会导致生物体性状发生改变，B错误；多倍体的染色体组数如果奇数倍的增加(如三倍体)，其后代遗传会严重的不平衡，在减数分裂形成配子时，同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子，因此不利于育种，D错误。
3.下列关于育种的叙述，正确的是A.杂交育种的原理是染色体变异B.多倍体育种得到的个体都能进行正常的减数分裂C.单倍体育种比诱变育种的目的性强，比杂交育种的年限短D.通过人工诱变，人们有目的地选育新品种，能避免育种的盲目性
杂交育种的原理是基因重组，A错误；多倍体育种得到的三倍体个体不能进行正常的减数分裂，B错误；基因突变是不定向的，人工诱变育种盲目性大，D错误。
4.(2023·江苏苏北四市高三检测)多倍体分为两种，同源多倍体含有来自同一物种的多种染色体组；异源多倍体含有来自两个或多个物种的多个染色体组，其形成机制如图所示。下列有关叙述正确的是A.油菜为异源四倍体，体细胞染色体数目为19B.油菜可能由花椰菜与芜菁减数分裂时产生染色体加倍的配子受精后形成C.油菜与花椰菜存在生殖隔离，四倍体花椰菜与花椰菜不存在生殖隔离D.油菜表达了在花椰菜和芜菁中不表达的基因，一定发生了基因突变
n表示一个染色体组所含的染色体数目，A或C表示一个染色体组，花椰菜(CC)与芜菁(AA)都表示含两个染色体组，都是二倍体，花椰菜与芜菁是两个不同的物种，杂交后子代的染色体组成是AC，通过染色体加倍，变成油菜(AACC)为异源四倍体，体细胞染色体数目为9＋9＋10＋10＝38(条)，A错误；
由题图可知，油菜的染色体组成为AACC，花椰菜的配子染色体组成为C，芜菁的配子染色体组成为A，所以油菜可能由花椰菜与芜菁减数分裂时产生染色体加倍的配子受精后形成，即CC与AA结合形成AACC，B正确；油菜、花椰菜是不同的物种，它们之间存在生殖隔离，四倍体花椰菜与花椰菜也是不同物种，它们之间也存在生殖隔离，C错误；
油菜具有花椰菜和芜菁的染色体组，表达了在花椰菜和芜菁中不表达的基因，发生了染色体数目变异，不是基因突变，D错误。
5.下列关于育种的说法，正确的是A.多倍体育种和单倍体育种的最终目的分别是得到多倍体和单倍体B.单倍体育种相对杂交育种的优势是更易获得隐性纯合子C.三倍体无子西瓜培育时使用的秋水仙素作用于细胞有丝分裂的过程D.自然状态下基因突变是不定向的，而诱变育种时基因突变是定向的
单倍体育种的最终目的是获得纯合的二倍体植株，A错误；隐性性状一旦出现就能稳定遗传，而显性性状有纯合子和杂合子，单倍体育种相对杂交育种的优势是更易得到显性纯合子，B错误；自然状态下基因突变是不定向的，诱变育种时基因突变也是不定向的，D错误。
6.我国利用航天技术在生物育种上取得了丰硕成果，下列关于航天育种的说法，正确的是A.航天育种是利用太空的强辐射、微重力等因素诱导基因发生重组B.航天育种可以有针对性地提高有利变异的频率C.在太空遨游过程中种子若产生新的基因，则代表形成了新的物种D.航天器搭载的通常是萌发的种子，原因是萌发的种子有丝分裂旺盛
航天育种是利用太空的强辐射、微重力等因素诱导发生基因突变或者染色体变异，A错误；变异是不定向的，不能有针对性地提高有利变异的频率，B错误；新物种形成的标志是产生生殖隔离，在太空遨游过程中种子若产生新的基因，不一定形成新的物种，C错误；航天器搭载的通常是萌发的种子，原因是萌发的种子有丝分裂旺盛，容易发生突变，D正确。
7.穿梭育种是近年来小麦育种采用的新模式。农业科学家将一个地区的品种与其他地区的品种进行杂交，然后通过在两个地区间不断地反复交替穿梭种植、选择、鉴定，最终选育出多种抗病高产的小麦新品种。下列关于穿梭育种的叙述不正确的是A.自然选择方向不同使各地区的小麦种群基因库存在差异B.穿梭育种培育的新品种可适应两个地区的环境条件C.穿梭育种充分地利用了小麦的遗传多样性D.穿梭育种利用的主要原理是染色体变异
两个地区环境条件不同，自然选择方向不同使各地区的小麦种群基因库存在差异，A正确；小麦的遗传多样性为自然选择提供了原材料，C正确；穿梭育种通过杂交、选择过程，利用的主要原理是基因重组，D错误。
二、多项选择题8.(2023·江苏常州高三模拟)已知伞花山羊草是二倍体，二粒小麦是四倍体，普通小麦是六倍体。为了将伞花山羊草携带的抗叶锈病基因转入小麦，研究人员进行了如图所示的操作。下列有关叙述错误的是
A.秋水仙素处理杂种P获得异源多倍体，异源多倍体中没有同源染色体B.异源多倍体与普通小麦杂交产生的杂种Q中一定含有抗叶锈病基因C.射线照射杂种R使抗叶锈病基因的染色体片段移接到小麦染色体上， 属于基因重组D.杂种Q与普通小麦杂交过程遵循孟德尔遗传定律
秋水仙素处理杂种P获得的异源多倍体含有同源染色体；由于等位基因分离，杂种Q中不一定含有抗叶锈病基因；杂种R中抗叶锈病基因所在染色体片段移接到小麦染色体上，属于染色体结构变异。
9.我国小麦育种专家将长穗偃麦草的抗病、高产等基因转移到普通小麦中，培育成了小麦二体异附加系(流程如下图所示)。普通小麦6n＝42，记为42W；长穗偃麦草2n＝14，记为14E。下列叙述正确的是A.甲是纯合的二倍体B.丙染色体组成是42W＋0～7EC.丁自交后代中植株戊约占1/4D.育种中发生了基因重组和 染色体变异
普通小麦与长穗偃麦草杂交，F1为异源四倍体，则甲为异源八倍体，A错误；
分析题图可知，乙中来自长穗偃麦草的染色体组是一个，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＋0～7E，则丙的染色体组成是42W＋0～7E，B正确；
丁体细胞中含有一条长穗偃麦草染色体，自交后代中长穗偃麦草染色体的情况是2条∶1条∶0条＝1∶2∶1，因此含有两条长穗偃麦草染色体的植株戊占1/4，C正确；图中杂交过程均发生了基因重组；图中①过程发生了染色体变异，D正确。
10.油菜中基因G和g控制菜籽的芥酸含量，而芥酸会降低菜籽油的品质。研究人员拟利用高芥酸油菜品种(gg)和水稻抗病基因R培育低芥酸抗病油菜新品种(GGRR)，育种过程如图所示。下列有关叙述正确的是
A.过程①诱发基因突变，其优点是提高基因突变的频率B.过程②的原理是基因重组，可以克服物种远缘杂交不亲和的障碍C.过程①与过程②操作顺序互换，对育种结果没有影响D.若要缩短育种年限，在过程②后可进行单倍体育种
若先导入基因R再人工诱变，这样可能会导致基因R发生突变，进而影响育种结果，造成筛选困难，C错误；单倍体育种能明显缩短育种年限，因此若要缩短育种年限，在过程②后可进行单倍体育种，D正确。
三、非选择题11.(2023·江苏苏北四市高三模拟)科学家利用诱变技术，诱发水稻品种“青华占”产生抗稻瘟病变异。请分析回答下列问题：(1)科学家统计了“青华占”诱变品系的情况。发现部分品系抗病性明显提高，部分品系抗病性有所下降，这说明了基因突变具有__________。
利用诱变技术，诱发水稻品种“青华占”产生抗稻瘟病变异，发现部分品系抗病性明显提高，部分品系抗病性有所下降，说明基因突变具有不定向性。
(2)选择抗病性高的诱变品系(QH－06)和易感病的原品系进行杂交，统计结果，如表1所示。表1 诱变品系与原品系杂交结果
①在抗病和易感病这对相对性状中，隐性性状是_______。
由题干信息和表格可知，抗病性高的诱变品系和易感病的原品系进行杂交，得到的F1都为抗病，所以抗病为显性性状，易感病为隐性性状。
②结果表明QH－06有2个抗病基因，分别位于_____对同源染色体上，理由是___________________________________________________________________________。
F2性状分离比接近15∶1，是9∶3∶3∶1的变型，说明存在两对基因且可以自由组合
抗病性高的诱变品系和易感病的原品系进行杂交，得到的F1都为抗病，F1自交得到的F2中抗病∶易感病＝244∶17≈15∶1，表明QH－06由2个抗病基因控制，分别位于2对同源染色体上。
③让F2的抗病植株自由交配，后代的表型及比例是______________________，后代抗病植株中纯合子的比例是_____。
抗病∶易感病＝24∶1
(3)已知某抗病品系的抗病基因所在的染色体上有T5、K10、RM27三个DNA片段。易感病品系在同一染色体上没有相应的片段。将抗病品系和易感病品系杂交，挑选F2中的易感病植株，检测其基因组是否含有这些片段，结果如表2所示，已知染色体上两个DNA片段之间发生互换的可能性，一般与其距离(cM)成正比，请用“↓”在图中标出抗病基因最可能的位置(标出大体位置即可) 表2 F2易感病植株DNA片段存在情况
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