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所属成套资源：2020高考生物浙江选考一轮复习讲义
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2020版生物浙江高考选考一轮复习讲义：第18讲生物变异在生产上的应用
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第18讲 生物变异在生产上的应用
知识内容展示
核心素养对接
（1）杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种
（2）杂交育种和诱变育种在农业生产中的应用
（3）转基因技术
（4）生物变异在生产上的应用
（5）转基因生物和转基因食品的安全性
社会责任
生物变异在生产上的应用及转基因技术，建立健康生活，关爱生命的观点
科学思维
通过不同育种方式的比较，培养归纳与概括能力
考点一 杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种
1.（2018·浙江4月选考）将某种海鱼的抗冻基因导入西红柿细胞中，培育成耐低温的西红柿新品种，这种导入外源基因的方法属于（ ）
A.杂交育种 B.转基因技术
C.单倍体育种 D.多倍体育种
解析 将某种海鱼的抗冻基因导入西红柿细胞中，这种导入外源基因的方法属于转基因技术，B正确，A、C、D均错误。
答案 B
2.（2016·浙江4月选考）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
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，这是人工诱导多倍体的育种方式即多倍体育种。
答案 D
3.（2017·浙江4月选考）研究人员用X射线处理野生型青霉菌，选育出了高产青霉菌新菌株。这种育种方法属于（ ）
A.杂交育种 B.单倍体育种
C.诱变育种 D.多倍体育种
解析 诱变育种是利用物理、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，故选C。
答案 C
本题组对应必修二教材P82～85，主要考查各种育种方式的特点及相互区别。
育种的类型、原理及优缺点比较
名称
原理
优点
缺点
杂交
育种
基因
重组
①操作简单
②使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上，即“集优”
①育种时间长；
②局限于同一种或亲缘关系较近的个体
诱变
育种
基因突变或染色体畸变
提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状
有利变异少，需处理大量实验材料（有很大盲目性）
单倍体
育种
染色体
数目变异
明显缩短育种年限，子代一般为纯合子，加速育种进程
技术复杂且需与杂交育种配合
多倍体
育种
染色体数目
变异
操作简单，能较快获得所需品种
所获品种发育延迟，结实率低，一般只适用于植物
基因工程育种
基因重组
能定向地改变生物的遗传性状；目的性强；育种周期短；克服了远缘杂交不亲和的障碍
技术复杂，安全性问题多
下图为5种常用育种方法整合，请思考：
（1）请依次写出方法1～方法5的育种名称及原理。
（2）请依次写出A～J处所示的处理方法或技术。
提示 （1）方法1—杂交育种，原理：基因重组
方法2—单倍体育种，原理：染色体数目变异
方法3—诱变育种，原理：基因突变或染色体畸变
方法4—多倍体育种，原理：染色体数目变异
方法5—基因工程育种，原理：基因重组
（2）A—杂交，D—自交，B—花药离体培养，C—秋水仙素处理，E—诱变处理，F—秋水仙素处理，G—转基因技术，H—脱分化，I—再分化，J—包裹人工种皮。
角度1 围绕育种方式的判断考查批判性思维的能力
1.（2016·浙江10月选考卷）用γ射线处理籼稻种子，选育出了新品种。该育种方法属于（ ）
A.杂交育种 B.诱变育种
C.单倍体育种 D.转基因育种
解析 γ射线处理会诱发种子发生基因突变或染色体畸变，这种育种方式是诱变育种。
答案 B
2.（2017·浙江名校协作体高三试题）中国农科院已成功培育出自然界没有的八倍体小黑麦，其产量比当地小麦产量高30%～40%，且蛋白质含量高，抗逆性强。该育种原理是（ ）
A.基因突变 B.基因重组
C.染色体畸变 D.基因工程
解析 培育八倍体小黑麦的育种原理为染色体畸变。
答案 C
角度2 不同育种原理、操作手段及优缺点的比较
3.（2018·温州市六校协作体期末联考）下列有关生物育种的叙述，正确的是（ ）
A.人工诱变育种可明显提高有利变异的频率
B.转基因技术人为地减少生物变异范围，实现种间遗传物质的交换
C.单倍体育种有利于获得新基因，明显缩短育种年限
D.利用多倍体育种可以培育出新物种
答案 D
4.（2018·杭州地区高三期中）各种育种方法或技术都有其优劣之处，下列相关叙述正确的是（ ）
A.杂交育种中，出现所需性状后，必须连续自交，直至不发生性状分离为止
B.单倍体育种是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方法
C.通过诱变育种，有目的地选育新品种，能避免育种的盲目性
D.转基因技术人为地增加了生物变异的范围，实现种内遗传物质的交换
解析 杂交育种中，出现所需性状后，若为隐性性状，则无需连续自交，A错误；单倍体育种是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方法，B正确；人工诱变育种的原理是基因突变和染色体畸变，而突变是不定向的，避免不了盲目性，C错误；转基因技术人为增加了生物变异的范围，实现了种间遗传物质交换，D错误。
答案 B
5.（2018·全国名校大联考）下列关于生物育种技术操作合理的是（ ）
A.用红外线照射青霉菌能使青霉菌的繁殖能力增强
B.单倍体育种时需用秋水仙素处理其萌发的种子或幼苗
C.年年栽种年年制种推广的杂交水稻一定是能稳定遗传的纯合子
D.用营养器官繁殖的作物只要杂交后代出现所需性状就可以留种
解析 由于基因突变是不定向的，诱变育种不能定向改造生物的性状，所以用红外线照射青霉菌不一定使青霉菌的繁殖能力增强，A错误；单倍体植株不育，不产生种子，所以单倍体育种时需用秋水仙素处理其幼苗，B错误；由于杂合体自交后代会出现性状分离，所以年年栽种年年制种推广的杂交水稻中含有杂合体，C错误；用植物的营养器官来繁殖属于无性繁殖，后代的基因型、表现型与亲本相同，所以马铃薯、红薯等用营养器官繁殖的作物只要杂交后代出现所需性状即可留种，D正确。
答案 D
考点二 生物变异在生产上的应用
1.（2015·经典高考）某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性，茎的高度由两对独立遗传的基因（D、d，E、e）控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。
请回答：
（1）自然状态下该植物一般都是 合子。
（2）若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有 和有害性这三个特点。
（3）若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等分离世代中 抗病矮茎个体，再经连续自交等 手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的 。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上F2的表现型及其比例为 。
（4）若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有______________________________。
请用遗传图解表示其过程（说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例）。
解析 本题主要考查学生对自由组合定律知识的掌握和灵活运用能力。（1）由题干信息“某自花且闭花授粉植物”可推知自然状态下该植物一般都是纯合子。（2）诱变育种时需要处理大量种子的主要原因在于基因突变具有多方向性、稀有性（低频性）和有害性。（3）因为育种目的是培育抗病矮茎品种，因此可在F2等分离世代中选择抗病矮茎个体，经过连续自交等纯合化育种手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。一般情况下，杂交育种需要连续自交选育，因此控制性状的基因数越多，使每对基因都达到纯合的自交代数越多，所需的年限越长。茎的高度由两对独立遗传的基因控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎，若只考虑茎的高度，亲本基因型为DDEE和ddee，F1自交得到的F2代中，D_E_∶（D_ee＋ddE_）∶ddee＝9∶6∶1。（4）遗传图解见答案。
答案 （1）纯
（2）多方向性、稀有性
（3）选择 纯合化 年限越长 高茎∶中茎∶矮茎＝1∶6∶9
（4）基因重组和染色体畸变
本题组对应必修二P82～85，主要考查育种方式的选择。
1.育种实验设计思路
明确育种目标和要求→确定育种材料→选择育种方法→设计具体的育种程序。
2.育种实验设计举例
（1）利用杂交育种培育宽叶抗病植株
（2）利用单倍体育种培育宽叶抗病植株
（3）利用多倍体育种培育无籽西瓜
角度1 围绕生物变异在生产上的应用考查科学实践能力
1.（2018·浙江4月选考）为研究某种植物3种营养成分（A、B和C）含量的遗传机制，先采用CRISPR/Cas9基因编辑技术，对野生型进行基因敲除突变实验，经分子鉴定获得3个突变植株（M1、M2、M3），其自交一代结果见下表，表中高或低指营养成分含量高或低。
植株（表现型）
自交一代植株数目（表现型）
野生型（A低B低C高）
150（A低B低C高）
M1（A低B低C高）
60（A高B低C低）、181（A低B低C高）、79（A低B低C低）
M2（A低B低C高）
122（A高B低C低）、91（A低B高C低）、272（A低B低C高）
M3（A低B低C高）
59（A低B高C低）、179（A低B低C高）、80（A低B低C低）
下列叙述正确的是（ ）
A.从M1自交一代中取纯合的（A高B低C低）植株，与M2基因型相同的植株杂交，理论上其杂交一代中只出现（A高B低C低）和（A低B低C高）两种表现型，且比例一定是1∶1
B.从M2自交一代中取纯合的（A低B高C低）植株，与M3基因型相同的植株杂交，理论上其杂交一代中，纯合基因型个体数∶杂合基因型个体数一定是1∶1
C.M3在产生花粉的减数分裂过程中，某对同源染色体有一小段没有配对，说明其中一个同源染色体上一定是由于基因敲除缺失了一个片段
D.可从突变植株自交一代中取A高植株与B高植株杂交，从后代中选取A和B两种成分均高的植株，再与C高植株杂交，从杂交后代中能选到A、B和C三种成分均高的植株
解析 本题考查的是自由组合定律的例外。野生型自交，子代全部为野生型，则野生型植株全为纯合子。M1突变体自交后代，表现型比例为9（A低B低C高）∶3（A高B低C低）∶4（A低B低C低）；M2突变体自交后代，表现型比例为9（A低B低C高）∶3（A低B高C低）∶4（A高B低C低）；M3突变体自交后代，表现型比例为9（A低B低C高）∶3（A低B高C低）∶4（A低B低C低）。可知：每个突变体都是杂合子自交。三个突变体不同，可推测三对基因共同决定A、B、C三种营养成分含量高低，表现型（A低B低C高）占9/16，则其基因型为A_B_C_，因此野生型基因为AABBCC。于是：M1（AaBBCc）突变体自交后代，9/16（A_BBC_）、4/16（A_BBcc、aaBBcc）、3/16（aaBBC_）；M2突变体自交后代，9/16（A_B_CC）、3/16（A_bbCC）、4/16（aaB_CC、aabbCC）；M3突变体自交后代，9/16（AAB_C_）、3/16（AAbbC_）、4/16（AAB_cc、AAbbcc）。于是基因A、B、和基因C之间存在相互影响。若A、C显性基因同时存在，性状C决定于C的显隐性；若A、C只有一个显性基因存在，或两者都不存在，性状C均为隐性。M1自交一代中取纯合的（A高B低C低aaBBCC）植株与M2基因型（AaBbCC）相同的植株杂交，杂交一代中只出现（A高B低C低aaBbCC、aaBBCC）和（A低B低C高AaBbCC、AaBBCC）两种表现型，且比例一定是1∶1，A正确；M2自交一代中取纯合的（A低B高C低AAbbCC）植株，与M3基因型（AABbCc）相同的植株杂交，杂交一代中，纯合基因型∶杂合基因型＝AAbbCC∶（AABbCC＋AABbCc＋AAbbCc）＝1∶3，B错误；M3某对同源染色体有一小段没有配对，可能是由于基因敲除缺失片段，也可能是染色体结构变异的片段缺失，C错误；突变体A、B高植株，无显性基因，则C性状为隐性，不可能得到三种成分均高的植株，D错误。
答案 A
2.（2018·绍兴市3月选考适应）现有抗病，黄果肉（ssrr）和易感病、红果肉（SSRR）两个番茄品种，研究人员欲通过杂交育种培育出一个既抗病又是红果肉的新品种（ssRR）。下列叙述正确的是（ ）
A.亲本杂交产生F1的过程中s和R发生了基因重组
B.可以直接在F2中选出目标新品种进行推广
C.此育种过程中产生了新的基因型
D.也可利用F1经过花药离体培养后直接得到目标新品种
答案 C
3.（2018·嘉兴3月选考测试）西瓜育种流程的某些过程如下图。下列叙述错误的是（ ）
A.过程①所用试剂一般为秋水仙素
B.过程②和③中品种乙授粉的作用相同
C.过程④一般只作为育种的中间环节
D.过程⑤后一般要经过选择、纯合化等手段培育出品种c
解析 过程②品种乙作为父本，提供花粉，杂交后在四倍体的植株上可结出三倍体的种子，过程③中品种乙的花粉的作用是刺激子房发育成果实，B错误。
答案 B
角度2 巧借转基因技术、转基因生物和转基因食品的安全性考查批判性思维能力
4.目前科学家把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞中，在棉花细胞中抗虫基因经过修饰后得以表达。下列叙述中哪项不是这一先进技术的理论依据（ ）
A.所有生物共用一套遗传密码子
B.基因能控制蛋白质的合成
C.苏云金芽孢杆菌的抗虫基因与棉花细胞的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成
D.苏云金芽孢杆菌与棉花可共用相同的mRNA和tRNA
解析 自然界所有生物共用一套遗传密码子，因此一种生物的基因能在另一种生物体内表达，A正确；基因可通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状，B正确；不同生物的基因具有相同的结构和化学组成（都是由四种脱氧核苷酸构成），因此不同种生物的基因能连接起来，C正确；苏云金芽孢杆菌与棉花含有相同的tRNA，但所含mRNA不同，D错误。
答案 D
课后限时训练
（时间：30分钟 分数：100分）
1.（2018·浙江五校联考）下列关于育种的叙述，正确的是（ ）
A.杂交育种一般通过杂交、选择、纯合化等手段培养新品种
B.紫外线照射能增加DNA分子上的碱基发生变化的几率导致染色体畸变
C.诱导单倍体的染色体加倍获得的纯合子，即为可育良种
D.在单倍体与多倍体的育种中，通常用秋水仙素处理萌发的种子
解析 杂交育种一般通过杂交、选择、纯合化等手段培养新品种，A正确；紫外线照射能增加DNA分子上的碱基发生变化的几率导致基因突变或染色体畸变，B错误；诱导单倍体的染色体加倍获得的纯合子，经选择淘汰后可选育出可育良种，C错误；在单倍体中通常用秋水仙素处理幼苗，而多倍体的育种中通常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，D错误。
答案 A
2.（2018·绍兴适应性试题）下列有关单倍体育种的叙述，错误的是（ ）
A.获得单倍体不是育种的目的
B.能缩短育种年限
C.能排除显隐性干扰
D.秋水仙素处理是产生单倍体植株的简便而有效的方法
解析 秋水仙素处理能使染色体加倍，产生单倍体的方法是花药离体培养。
答案 D
3.（2018·超级全能生联考）太空育种是集航天技术、生物技术和农业育种技术于一体的育种新途径，它是利用强辐射、微重力和高真空等太空综合环境因素诱发植物种子发生变异。该种育种方式属于（ ）
A.诱变育种 B.杂交育种
C.多倍体育种 D.基因工程育种
解析 太空育种是利用太空微重力、强辐射等因素诱发植物种子发生变异，属于诱变育种，故选A。
答案 A
4.（2018·绍兴市模拟）利用抗逆性强的二倍体黑麦与蛋白质含量高的六倍体小麦杂交产生子代，再经秋水仙素处理，培育出蛋白质含量高、抗逆性强的小黑麦。这种育种方法属于（ ）
A.多倍体育种 B.单倍体育种
C.诱变育种 D.杂交育种
解析 利用抗逆性强的二倍体黑麦与蛋白质含量高的六倍体小麦杂交产生子代，细胞中含有4个染色体组，再经秋水仙素处理，培育出蛋白质含量高、抗逆性强的八倍体小黑麦，原理是染色体数目变异，属于多倍体育种。
答案 A
5.（2018·绍兴9月选考诊断）利用单倍体育种可培育烟草新品种，下列有关叙述错误的是（ ）
A.基因重组是产生不同基因型单倍体幼苗的遗传基础
B.单倍体幼苗是通过人工组织培养得到的
C.加倍后可依据表现型选出具有优良性状的纯合子
D.单倍体育种得到的植株小而弱且高度不育
解析 亲本产生花粉粒的过程中存在基因重组，故基因重组是产生不同基因型单倍体幼苗的遗传基础，A正确；单倍体幼苗是通过人工组织培养得到的，B正确；加倍后可依据表现型选出具有优良性状的纯合子，C正确；单倍体植株小而弱且高度不育，但单倍体育种得到的新品种是正常的可育植株，D错误。
答案 D
6.（2018·浙江深化课程改革协作校期中）随着环境污染越来越严重，变异发生的频率也越来越高，以下相关变异的说法，正确的是（ ）
A.诱变育种是利用物理、化学因素诱导生物发生变异，其原理是基因突变和染色体畸变
B.用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是纯合子
C.用秋水仙素处理幼苗的芽，成熟后植株所有细胞的基因型都一致
D.生物育种可以培育出新品种，但是不能得到新物种
解析 诱变育种是利用物理、化学因素诱导生物发生变异，其原理是基因突变和染色体畸变，A正确；用秋水仙素处理单倍体植株后得到的不一定是纯合子，如AAaa，B错误；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，导致染色体数目加倍，用秋水仙素处理幼苗的芽，由此产生的茎叶细胞染色体加倍了，但根细胞没有发生染色体加倍，这样两者的基因型就不一致了，C错误；生物育种可以培育出新品种，也可能得到新物种，如二倍体西瓜经过多倍体育种形成的四倍体西瓜就是新物种，D错误。
答案 A
7.（2018·温州期中）无籽西瓜的培育过程如下列简图所示，结合你所学过的生物学知识，下列叙述中正确的是（ ）
A.①过程只能用秋水仙素处理，它的作用主要是抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成
B.由三倍体种子发育成无籽西瓜，与中心体有密切的关系
C.四倍体西瓜与二倍体西瓜不存在生殖隔离，它们属于同一物种
D.四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体组
解析 ①过程为诱导染色体数目加倍，不只是秋水仙素可以抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，低温处理也可以，A错误；中心体与有丝分裂有关，只有动物细胞和低等植物细胞中有中心体，而西瓜属于高等植物，细胞中没有中心体，B错误；生殖隔离指的是不同物种之间不能交配或即使交配成功也不能产生可育后代的现象。二倍体与四倍体西瓜杂交后得到不育的三倍体无籽西瓜，相当于不能产生可育性的后代，属于生殖隔离。所以四倍体西瓜与二倍体西瓜为不同物种，C错误；果皮由子房壁发育而来，本质上果皮细胞为体细胞。因为四倍体西瓜的体细胞中有4个染色体组，所以果皮细胞中也有4个染色体组，D正确。
答案 D
8.（2018·温州中学高三模拟）人工将二倍体植物甲、乙、丙之间杂交，用显微镜观察子代个体处于同一分裂时期的细胞中的染色体，结果如下表。下列叙述错误的是（ ）
杂交组合
染色体数及配对状况
甲×乙
12条两两配对，2条不配对
乙×丙
4条两两配对，14条不配对
甲×丙
16条不配对
A.观察的子代细胞都处于减数第一次分裂
B.甲、乙、丙体细胞中的染色体数分别是6条、8条、10条
C.甲、乙、丙三个物种中，甲和乙亲缘关系较近
D.用秋水仙素处理甲与丙的子代幼苗，可能形成四倍体的新物种
解析 因表中观察到的是染色体的配对现象，应发生在减数第一次分裂前期的联会过程中，A正确；由甲×乙的子代中染色体的配对情况可以知道，甲和乙体细胞中共有染色体（12＋2）×2＝28条；由乙×丙的子代中染色体的配对情况可以知道，乙和丙体细胞中共有染色体（4＋14）×2＝36条；由甲×丙的子代中染色体的配对情况可以知道，甲和丙体细胞中共有染色体16×2＝32条，因此甲、乙、丙体细胞中的染色体数分别是12条、16条、20条，B错误；甲、乙、丙三个物种中，甲和乙配对的染色体最多，说明亲缘关系较近，C正确；用秋水仙素处理甲与丙的子代幼苗，可得到异源四倍体，D正确。
答案 B
9.（2018·浙江协作校联考）下列有关生物育种的叙述，正确的是（ ）
A.花药离体培养获得的植株体细胞中不存在同源染色体
B.转基因育种能引起基因定向突变
C.三倍体西瓜无种子，所以无籽性状属于不可遗传的变异
D.诱变育种可提高基因的突变频率和染色体畸变率
解析 经花药离体培养获得的植株是单倍体，而单倍体的体细胞中可能只有1个染色体组，也可能有两个或多个染色体组，故其体细胞可能存在同源染色体，A错误；转基因育种的原理是基因重组，并没有引起基因突变，B错误；三倍体西瓜发生了染色体数目变异，可通过无性繁殖的方式将无籽性状遗传给后代，其产生过程发生了可遗传变异，C错误。
答案 D
10.（2018·丽水市缙云中学模拟）用不同浓度秋水仙素对某植物（二倍体）幼苗尖端进行不同时间的处理，结果如图。下列有关叙述正确的是（ ）
A.秋水仙素处理后的根尖细胞均为四倍体细胞
B.正常情况下该植物性成熟后只能产生一种配子
C.本实验的自变量为秋水仙素浓度和处理时间
D.当秋水仙素浓度为0.03%时，处理时间越长加倍率越高
解析 根尖处只有分生区细胞能够进行有丝分裂，染色体能够加倍，其他部位染色体不能加倍，A错误；正常情况下该植物性成熟后能产生2n种配子，n表示同源染色体的对数，B错误；本实验的自变量为秋水仙素浓度和处理时间，C正确；当秋水仙素浓度为0.03%时，处理时间2d和6d的加倍率相等，D错误。
答案 C
11.（2018·台州第一次统练）为获得纯合高蔓抗病番茄植株（2n＝24），采用了下图所示的方法，图中两对相对性状独立遗传。据图分析，错误的是（ ）
A.过程①有目的地将高蔓和抗病性状组合在一起
B.过程②可以任取一植株的适宜花药作培养材料
C.过程③依据的原理是植物细胞的全能性
D.过程④的方法是秋水仙素处理萌发的种子、幼苗等
解析 由于单倍体高度不育，没有种子，因此过程④的方法是秋水仙素处理幼苗，但不能处理萌发的种子。
答案 D
12.下列关于水稻变异的叙述，正确的是（ ）
A.若用射线照射植株，可能引起基因突变或者染色体结构变异
B.由于水肥充足引起水稻籽粒大、稻穗大的变异属于可遗传变异
C.若用水稻的花粉直接培育成植株，该植株所结的米粒会变小
D.若将叶绿体DNA上导入了抗虫基因的水稻叶肉细胞培育成植株，该抗虫基因的遗传符合孟德尔遗传定律
解析 由于水肥充足引起水稻籽粒大、稻穗大的变异是环境条件改变引起的，水稻的遗传物质没有发生改变，属于不遗传变异，B错误；利用水稻的花粉直接培育成的植株是单倍体（一倍体），是不育的，不会结出米粒（种子），C错误；孟德尔遗传定律的分离定律和自由组合定律研究的是细胞核内染色体上基因的传递规律，D错误。
答案 A
13.（2018·浙江杭州学军中学3月模拟卷）下列有关育种的叙述，正确的是（ ）
A.年年栽种年年制种推广的杂交水稻一定是能稳定遗传
B.利用诱变育种可增大突变频率，利于获得新基因
C.单倍体育种相对杂交育种的优势是更易得到隐性纯合子
D.三倍体无籽西瓜培育过程产生的变异属于不可遗传的变异
答案 B
14.（2017·江苏卷，27）研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题：
（1）要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的 物质是否发生了变化。
（2）在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法①，使早熟基因逐渐 ，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的 进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为 育种。
（3）如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的 ，产生染色体数目不等、生活力很低的 ，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不断制备 ，成本较高。
（4）新品种1 与新品种3 均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1 选育过程中基因发生了多次 ，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。
解析 （1）只有遗传物质发生改变的变异方可遗传给后代，才具备育种价值。（2）新品种1由“自交”选育而成，自交可提高变异基因的纯度。为加速育种进程，可采集变异株的花药，通过“单倍体育种法”获得高度纯合的后代。（3）发生染色体组变异后，可致减数分裂时染色体联会紊乱，进而导致同源染色体分离不规则，并产生染色体数目不等、生活力低的配子，因而难以形成足量的受精卵。图示育种方法③利用了植物组织培养技术，其最大优点是可保持遗传性状的稳定性，但不足之处是需不断制备组培苗，育种成本相对较高。（4）与新品种3的育种方法相比，新品种1培育过程中可发生“基因重组”，从而产生了多种基因型，由此导致多种性状差异。
答案 （1）遗传 （2）纯合 花药 单倍体 （3）染色体分离 配子 组培苗 （4）重组
15.（科学探究）为比较研究不同浓度的青嵩素和地塞米松对细胞毒性的影响，请根据以下提供的实验材料，以细胞相对生存活力为衡量指标，提出实验思路，并预测实验结果。
材料与用具：培养瓶若干个、培养液、小鼠淋巴细胞悬液、一定浓度梯度的青蒿素溶液和地塞米松溶液、血细胞计数板、显微镜等。
（要求与说明：不考虑加入青嵩素和地塞米松后的体积变化；细胞计数的具体操作不做要求；细胞相对生存活力＝×100%；实验条件适宜）
（1）实验思路：
（2）预测最可能的实验结果：（设计一个坐标系，用曲线图表示细胞相对生存活力随青蒿素溶液浓度和地塞米松溶液浓度的变化；假定在各浓度下，青蒿素对细胞的毒性均小于地塞米松）
解析 （1）自变量是可以人为直接改变或施加的变量，因变量是随自变量变化而变化的量，只能观察或测量获得。要注意无关变量应该相同且适宜。实验设计时要注意单一变量原则和对照原则。结合题干分析，实验思路为：①取培养瓶若干个，均分为三组，编号为甲、乙、丙，各组培养瓶分别加入等量且适量的培养液和小鼠淋巴细胞悬液；②向甲组培养瓶中分别加入等量的一定浓度梯度的青蒿素溶液，向乙组培养瓶中分别加入等量一定浓度梯度的地塞米松溶液，丙组培养瓶不加其他溶液作为空白对照；③适宜条件下培养一段时间后，取各培养瓶中的细胞悬液，在显微镜下用血细胞计数板测定细胞数，并记录；④对实验数据进行统计分析，计算出细胞相对生存活力。
答案 （1）实验思路：
①取培养瓶若干个，均分为三组，编号为甲、乙、丙，各组培养瓶分别加入等量且适量的培养液和小鼠淋巴细胞悬液；
②向甲组培养瓶中分别加入等量的一定浓度梯度的青蒿素溶液，向乙组培养瓶中分别加入等量一定浓度梯度的地塞米松溶液，丙组培养瓶不加其他溶液作为空白对照；
③适宜条件下培养一段时间后，取各培养瓶中的细胞悬液，在显微镜下用血细胞计数板测定细胞数，并记录；
④对实验数据进行统计分析，计算出细胞相对生存活力。
（2）如图所示：
（说明：空白对照组的细胞相对存活力是100%，两条曲线的变化趋势正确即可）
知识内容展示
核心素养对接
（1）杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种
（2）杂交育种和诱变育种在农业生产中的应用
（3）转基因技术
（4）生物变异在生产上的应用
（5）转基因生物和转基因食品的安全性
社会责任
生物变异在生产上的应用及转基因技术，建立健康生活，关爱生命的观点
科学思维
通过不同育种方式的比较，培养归纳与概括能力
考点一 杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种
1.（2018·浙江4月选考）将某种海鱼的抗冻基因导入西红柿细胞中，培育成耐低温的西红柿新品种，这种导入外源基因的方法属于（ ）
A.杂交育种 B.转基因技术
C.单倍体育种 D.多倍体育种
解析 将某种海鱼的抗冻基因导入西红柿细胞中，这种导入外源基因的方法属于转基因技术，B正确，A、C、D均错误。
答案 B
2.（2016·浙江4月选考）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
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，这是人工诱导多倍体的育种方式即多倍体育种。
答案 D
3.（2017·浙江4月选考）研究人员用X射线处理野生型青霉菌，选育出了高产青霉菌新菌株。这种育种方法属于（ ）
A.杂交育种 B.单倍体育种
C.诱变育种 D.多倍体育种
解析 诱变育种是利用物理、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，故选C。
答案 C
本题组对应必修二教材P82～85，主要考查各种育种方式的特点及相互区别。
育种的类型、原理及优缺点比较
名称
原理
优点
缺点
杂交
育种
基因
重组
①操作简单
②使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上，即“集优”
①育种时间长；
②局限于同一种或亲缘关系较近的个体
诱变
育种
基因突变或染色体畸变
提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状
有利变异少，需处理大量实验材料（有很大盲目性）
单倍体
育种
染色体
数目变异
明显缩短育种年限，子代一般为纯合子，加速育种进程
技术复杂且需与杂交育种配合
多倍体
育种
染色体数目
变异
操作简单，能较快获得所需品种
所获品种发育延迟，结实率低，一般只适用于植物
基因工程育种
基因重组
能定向地改变生物的遗传性状；目的性强；育种周期短；克服了远缘杂交不亲和的障碍
技术复杂，安全性问题多
下图为5种常用育种方法整合，请思考：
（1）请依次写出方法1～方法5的育种名称及原理。
（2）请依次写出A～J处所示的处理方法或技术。
提示 （1）方法1—杂交育种，原理：基因重组
方法2—单倍体育种，原理：染色体数目变异
方法3—诱变育种，原理：基因突变或染色体畸变
方法4—多倍体育种，原理：染色体数目变异
方法5—基因工程育种，原理：基因重组
（2）A—杂交，D—自交，B—花药离体培养，C—秋水仙素处理，E—诱变处理，F—秋水仙素处理，G—转基因技术，H—脱分化，I—再分化，J—包裹人工种皮。
角度1 围绕育种方式的判断考查批判性思维的能力
1.（2016·浙江10月选考卷）用γ射线处理籼稻种子，选育出了新品种。该育种方法属于（ ）
A.杂交育种 B.诱变育种
C.单倍体育种 D.转基因育种
解析 γ射线处理会诱发种子发生基因突变或染色体畸变，这种育种方式是诱变育种。
答案 B
2.（2017·浙江名校协作体高三试题）中国农科院已成功培育出自然界没有的八倍体小黑麦，其产量比当地小麦产量高30%～40%，且蛋白质含量高，抗逆性强。该育种原理是（ ）
A.基因突变 B.基因重组
C.染色体畸变 D.基因工程
解析 培育八倍体小黑麦的育种原理为染色体畸变。
答案 C
角度2 不同育种原理、操作手段及优缺点的比较
3.（2018·温州市六校协作体期末联考）下列有关生物育种的叙述，正确的是（ ）
A.人工诱变育种可明显提高有利变异的频率
B.转基因技术人为地减少生物变异范围，实现种间遗传物质的交换
C.单倍体育种有利于获得新基因，明显缩短育种年限
D.利用多倍体育种可以培育出新物种
答案 D
4.（2018·杭州地区高三期中）各种育种方法或技术都有其优劣之处，下列相关叙述正确的是（ ）
A.杂交育种中，出现所需性状后，必须连续自交，直至不发生性状分离为止
B.单倍体育种是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方法
C.通过诱变育种，有目的地选育新品种，能避免育种的盲目性
D.转基因技术人为地增加了生物变异的范围，实现种内遗传物质的交换
解析 杂交育种中，出现所需性状后，若为隐性性状，则无需连续自交，A错误；单倍体育种是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方法，B正确；人工诱变育种的原理是基因突变和染色体畸变，而突变是不定向的，避免不了盲目性，C错误；转基因技术人为增加了生物变异的范围，实现了种间遗传物质交换，D错误。
答案 B
5.（2018·全国名校大联考）下列关于生物育种技术操作合理的是（ ）
A.用红外线照射青霉菌能使青霉菌的繁殖能力增强
B.单倍体育种时需用秋水仙素处理其萌发的种子或幼苗
C.年年栽种年年制种推广的杂交水稻一定是能稳定遗传的纯合子
D.用营养器官繁殖的作物只要杂交后代出现所需性状就可以留种
解析 由于基因突变是不定向的，诱变育种不能定向改造生物的性状，所以用红外线照射青霉菌不一定使青霉菌的繁殖能力增强，A错误；单倍体植株不育，不产生种子，所以单倍体育种时需用秋水仙素处理其幼苗，B错误；由于杂合体自交后代会出现性状分离，所以年年栽种年年制种推广的杂交水稻中含有杂合体，C错误；用植物的营养器官来繁殖属于无性繁殖，后代的基因型、表现型与亲本相同，所以马铃薯、红薯等用营养器官繁殖的作物只要杂交后代出现所需性状即可留种，D正确。
答案 D
考点二 生物变异在生产上的应用
1.（2015·经典高考）某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性，茎的高度由两对独立遗传的基因（D、d，E、e）控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。
请回答：
（1）自然状态下该植物一般都是 合子。
（2）若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有 和有害性这三个特点。
（3）若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等分离世代中 抗病矮茎个体，再经连续自交等 手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的 。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上F2的表现型及其比例为 。
（4）若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有______________________________。
请用遗传图解表示其过程（说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例）。
解析 本题主要考查学生对自由组合定律知识的掌握和灵活运用能力。（1）由题干信息“某自花且闭花授粉植物”可推知自然状态下该植物一般都是纯合子。（2）诱变育种时需要处理大量种子的主要原因在于基因突变具有多方向性、稀有性（低频性）和有害性。（3）因为育种目的是培育抗病矮茎品种，因此可在F2等分离世代中选择抗病矮茎个体，经过连续自交等纯合化育种手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。一般情况下，杂交育种需要连续自交选育，因此控制性状的基因数越多，使每对基因都达到纯合的自交代数越多，所需的年限越长。茎的高度由两对独立遗传的基因控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎，若只考虑茎的高度，亲本基因型为DDEE和ddee，F1自交得到的F2代中，D_E_∶（D_ee＋ddE_）∶ddee＝9∶6∶1。（4）遗传图解见答案。
答案 （1）纯
（2）多方向性、稀有性
（3）选择 纯合化 年限越长 高茎∶中茎∶矮茎＝1∶6∶9
（4）基因重组和染色体畸变
本题组对应必修二P82～85，主要考查育种方式的选择。
1.育种实验设计思路
明确育种目标和要求→确定育种材料→选择育种方法→设计具体的育种程序。
2.育种实验设计举例
（1）利用杂交育种培育宽叶抗病植株
（2）利用单倍体育种培育宽叶抗病植株
（3）利用多倍体育种培育无籽西瓜
角度1 围绕生物变异在生产上的应用考查科学实践能力
1.（2018·浙江4月选考）为研究某种植物3种营养成分（A、B和C）含量的遗传机制，先采用CRISPR/Cas9基因编辑技术，对野生型进行基因敲除突变实验，经分子鉴定获得3个突变植株（M1、M2、M3），其自交一代结果见下表，表中高或低指营养成分含量高或低。
植株（表现型）
自交一代植株数目（表现型）
野生型（A低B低C高）
150（A低B低C高）
M1（A低B低C高）
60（A高B低C低）、181（A低B低C高）、79（A低B低C低）
M2（A低B低C高）
122（A高B低C低）、91（A低B高C低）、272（A低B低C高）
M3（A低B低C高）
59（A低B高C低）、179（A低B低C高）、80（A低B低C低）
下列叙述正确的是（ ）
A.从M1自交一代中取纯合的（A高B低C低）植株，与M2基因型相同的植株杂交，理论上其杂交一代中只出现（A高B低C低）和（A低B低C高）两种表现型，且比例一定是1∶1
B.从M2自交一代中取纯合的（A低B高C低）植株，与M3基因型相同的植株杂交，理论上其杂交一代中，纯合基因型个体数∶杂合基因型个体数一定是1∶1
C.M3在产生花粉的减数分裂过程中，某对同源染色体有一小段没有配对，说明其中一个同源染色体上一定是由于基因敲除缺失了一个片段
D.可从突变植株自交一代中取A高植株与B高植株杂交，从后代中选取A和B两种成分均高的植株，再与C高植株杂交，从杂交后代中能选到A、B和C三种成分均高的植株
解析 本题考查的是自由组合定律的例外。野生型自交，子代全部为野生型，则野生型植株全为纯合子。M1突变体自交后代，表现型比例为9（A低B低C高）∶3（A高B低C低）∶4（A低B低C低）；M2突变体自交后代，表现型比例为9（A低B低C高）∶3（A低B高C低）∶4（A高B低C低）；M3突变体自交后代，表现型比例为9（A低B低C高）∶3（A低B高C低）∶4（A低B低C低）。可知：每个突变体都是杂合子自交。三个突变体不同，可推测三对基因共同决定A、B、C三种营养成分含量高低，表现型（A低B低C高）占9/16，则其基因型为A_B_C_，因此野生型基因为AABBCC。于是：M1（AaBBCc）突变体自交后代，9/16（A_BBC_）、4/16（A_BBcc、aaBBcc）、3/16（aaBBC_）；M2突变体自交后代，9/16（A_B_CC）、3/16（A_bbCC）、4/16（aaB_CC、aabbCC）；M3突变体自交后代，9/16（AAB_C_）、3/16（AAbbC_）、4/16（AAB_cc、AAbbcc）。于是基因A、B、和基因C之间存在相互影响。若A、C显性基因同时存在，性状C决定于C的显隐性；若A、C只有一个显性基因存在，或两者都不存在，性状C均为隐性。M1自交一代中取纯合的（A高B低C低aaBBCC）植株与M2基因型（AaBbCC）相同的植株杂交，杂交一代中只出现（A高B低C低aaBbCC、aaBBCC）和（A低B低C高AaBbCC、AaBBCC）两种表现型，且比例一定是1∶1，A正确；M2自交一代中取纯合的（A低B高C低AAbbCC）植株，与M3基因型（AABbCc）相同的植株杂交，杂交一代中，纯合基因型∶杂合基因型＝AAbbCC∶（AABbCC＋AABbCc＋AAbbCc）＝1∶3，B错误；M3某对同源染色体有一小段没有配对，可能是由于基因敲除缺失片段，也可能是染色体结构变异的片段缺失，C错误；突变体A、B高植株，无显性基因，则C性状为隐性，不可能得到三种成分均高的植株，D错误。
答案 A
2.（2018·绍兴市3月选考适应）现有抗病，黄果肉（ssrr）和易感病、红果肉（SSRR）两个番茄品种，研究人员欲通过杂交育种培育出一个既抗病又是红果肉的新品种（ssRR）。下列叙述正确的是（ ）
A.亲本杂交产生F1的过程中s和R发生了基因重组
B.可以直接在F2中选出目标新品种进行推广
C.此育种过程中产生了新的基因型
D.也可利用F1经过花药离体培养后直接得到目标新品种
答案 C
3.（2018·嘉兴3月选考测试）西瓜育种流程的某些过程如下图。下列叙述错误的是（ ）
A.过程①所用试剂一般为秋水仙素
B.过程②和③中品种乙授粉的作用相同
C.过程④一般只作为育种的中间环节
D.过程⑤后一般要经过选择、纯合化等手段培育出品种c
解析 过程②品种乙作为父本，提供花粉，杂交后在四倍体的植株上可结出三倍体的种子，过程③中品种乙的花粉的作用是刺激子房发育成果实，B错误。
答案 B
角度2 巧借转基因技术、转基因生物和转基因食品的安全性考查批判性思维能力
4.目前科学家把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞中，在棉花细胞中抗虫基因经过修饰后得以表达。下列叙述中哪项不是这一先进技术的理论依据（ ）
A.所有生物共用一套遗传密码子
B.基因能控制蛋白质的合成
C.苏云金芽孢杆菌的抗虫基因与棉花细胞的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成
D.苏云金芽孢杆菌与棉花可共用相同的mRNA和tRNA
解析 自然界所有生物共用一套遗传密码子，因此一种生物的基因能在另一种生物体内表达，A正确；基因可通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状，B正确；不同生物的基因具有相同的结构和化学组成（都是由四种脱氧核苷酸构成），因此不同种生物的基因能连接起来，C正确；苏云金芽孢杆菌与棉花含有相同的tRNA，但所含mRNA不同，D错误。
答案 D
课后限时训练
（时间：30分钟 分数：100分）
1.（2018·浙江五校联考）下列关于育种的叙述，正确的是（ ）
A.杂交育种一般通过杂交、选择、纯合化等手段培养新品种
B.紫外线照射能增加DNA分子上的碱基发生变化的几率导致染色体畸变
C.诱导单倍体的染色体加倍获得的纯合子，即为可育良种
D.在单倍体与多倍体的育种中，通常用秋水仙素处理萌发的种子
解析 杂交育种一般通过杂交、选择、纯合化等手段培养新品种，A正确；紫外线照射能增加DNA分子上的碱基发生变化的几率导致基因突变或染色体畸变，B错误；诱导单倍体的染色体加倍获得的纯合子，经选择淘汰后可选育出可育良种，C错误；在单倍体中通常用秋水仙素处理幼苗，而多倍体的育种中通常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，D错误。
答案 A
2.（2018·绍兴适应性试题）下列有关单倍体育种的叙述，错误的是（ ）
A.获得单倍体不是育种的目的
B.能缩短育种年限
C.能排除显隐性干扰
D.秋水仙素处理是产生单倍体植株的简便而有效的方法
解析 秋水仙素处理能使染色体加倍，产生单倍体的方法是花药离体培养。
答案 D
3.（2018·超级全能生联考）太空育种是集航天技术、生物技术和农业育种技术于一体的育种新途径，它是利用强辐射、微重力和高真空等太空综合环境因素诱发植物种子发生变异。该种育种方式属于（ ）
A.诱变育种 B.杂交育种
C.多倍体育种 D.基因工程育种
解析 太空育种是利用太空微重力、强辐射等因素诱发植物种子发生变异，属于诱变育种，故选A。
答案 A
4.（2018·绍兴市模拟）利用抗逆性强的二倍体黑麦与蛋白质含量高的六倍体小麦杂交产生子代，再经秋水仙素处理，培育出蛋白质含量高、抗逆性强的小黑麦。这种育种方法属于（ ）
A.多倍体育种 B.单倍体育种
C.诱变育种 D.杂交育种
解析 利用抗逆性强的二倍体黑麦与蛋白质含量高的六倍体小麦杂交产生子代，细胞中含有4个染色体组，再经秋水仙素处理，培育出蛋白质含量高、抗逆性强的八倍体小黑麦，原理是染色体数目变异，属于多倍体育种。
答案 A
5.（2018·绍兴9月选考诊断）利用单倍体育种可培育烟草新品种，下列有关叙述错误的是（ ）
A.基因重组是产生不同基因型单倍体幼苗的遗传基础
B.单倍体幼苗是通过人工组织培养得到的
C.加倍后可依据表现型选出具有优良性状的纯合子
D.单倍体育种得到的植株小而弱且高度不育
解析 亲本产生花粉粒的过程中存在基因重组，故基因重组是产生不同基因型单倍体幼苗的遗传基础，A正确；单倍体幼苗是通过人工组织培养得到的，B正确；加倍后可依据表现型选出具有优良性状的纯合子，C正确；单倍体植株小而弱且高度不育，但单倍体育种得到的新品种是正常的可育植株，D错误。
答案 D
6.（2018·浙江深化课程改革协作校期中）随着环境污染越来越严重，变异发生的频率也越来越高，以下相关变异的说法，正确的是（ ）
A.诱变育种是利用物理、化学因素诱导生物发生变异，其原理是基因突变和染色体畸变
B.用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是纯合子
C.用秋水仙素处理幼苗的芽，成熟后植株所有细胞的基因型都一致
D.生物育种可以培育出新品种，但是不能得到新物种
解析 诱变育种是利用物理、化学因素诱导生物发生变异，其原理是基因突变和染色体畸变，A正确；用秋水仙素处理单倍体植株后得到的不一定是纯合子，如AAaa，B错误；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，导致染色体数目加倍，用秋水仙素处理幼苗的芽，由此产生的茎叶细胞染色体加倍了，但根细胞没有发生染色体加倍，这样两者的基因型就不一致了，C错误；生物育种可以培育出新品种，也可能得到新物种，如二倍体西瓜经过多倍体育种形成的四倍体西瓜就是新物种，D错误。
答案 A
7.（2018·温州期中）无籽西瓜的培育过程如下列简图所示，结合你所学过的生物学知识，下列叙述中正确的是（ ）
A.①过程只能用秋水仙素处理，它的作用主要是抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成
B.由三倍体种子发育成无籽西瓜，与中心体有密切的关系
C.四倍体西瓜与二倍体西瓜不存在生殖隔离，它们属于同一物种
D.四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体组
解析 ①过程为诱导染色体数目加倍，不只是秋水仙素可以抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，低温处理也可以，A错误；中心体与有丝分裂有关，只有动物细胞和低等植物细胞中有中心体，而西瓜属于高等植物，细胞中没有中心体，B错误；生殖隔离指的是不同物种之间不能交配或即使交配成功也不能产生可育后代的现象。二倍体与四倍体西瓜杂交后得到不育的三倍体无籽西瓜，相当于不能产生可育性的后代，属于生殖隔离。所以四倍体西瓜与二倍体西瓜为不同物种，C错误；果皮由子房壁发育而来，本质上果皮细胞为体细胞。因为四倍体西瓜的体细胞中有4个染色体组，所以果皮细胞中也有4个染色体组，D正确。
答案 D
8.（2018·温州中学高三模拟）人工将二倍体植物甲、乙、丙之间杂交，用显微镜观察子代个体处于同一分裂时期的细胞中的染色体，结果如下表。下列叙述错误的是（ ）
杂交组合
染色体数及配对状况
甲×乙
12条两两配对，2条不配对
乙×丙
4条两两配对，14条不配对
甲×丙
16条不配对
A.观察的子代细胞都处于减数第一次分裂
B.甲、乙、丙体细胞中的染色体数分别是6条、8条、10条
C.甲、乙、丙三个物种中，甲和乙亲缘关系较近
D.用秋水仙素处理甲与丙的子代幼苗，可能形成四倍体的新物种
解析 因表中观察到的是染色体的配对现象，应发生在减数第一次分裂前期的联会过程中，A正确；由甲×乙的子代中染色体的配对情况可以知道，甲和乙体细胞中共有染色体（12＋2）×2＝28条；由乙×丙的子代中染色体的配对情况可以知道，乙和丙体细胞中共有染色体（4＋14）×2＝36条；由甲×丙的子代中染色体的配对情况可以知道，甲和丙体细胞中共有染色体16×2＝32条，因此甲、乙、丙体细胞中的染色体数分别是12条、16条、20条，B错误；甲、乙、丙三个物种中，甲和乙配对的染色体最多，说明亲缘关系较近，C正确；用秋水仙素处理甲与丙的子代幼苗，可得到异源四倍体，D正确。
答案 B
9.（2018·浙江协作校联考）下列有关生物育种的叙述，正确的是（ ）
A.花药离体培养获得的植株体细胞中不存在同源染色体
B.转基因育种能引起基因定向突变
C.三倍体西瓜无种子，所以无籽性状属于不可遗传的变异
D.诱变育种可提高基因的突变频率和染色体畸变率
解析 经花药离体培养获得的植株是单倍体，而单倍体的体细胞中可能只有1个染色体组，也可能有两个或多个染色体组，故其体细胞可能存在同源染色体，A错误；转基因育种的原理是基因重组，并没有引起基因突变，B错误；三倍体西瓜发生了染色体数目变异，可通过无性繁殖的方式将无籽性状遗传给后代，其产生过程发生了可遗传变异，C错误。
答案 D
10.（2018·丽水市缙云中学模拟）用不同浓度秋水仙素对某植物（二倍体）幼苗尖端进行不同时间的处理，结果如图。下列有关叙述正确的是（ ）
A.秋水仙素处理后的根尖细胞均为四倍体细胞
B.正常情况下该植物性成熟后只能产生一种配子
C.本实验的自变量为秋水仙素浓度和处理时间
D.当秋水仙素浓度为0.03%时，处理时间越长加倍率越高
解析 根尖处只有分生区细胞能够进行有丝分裂，染色体能够加倍，其他部位染色体不能加倍，A错误；正常情况下该植物性成熟后能产生2n种配子，n表示同源染色体的对数，B错误；本实验的自变量为秋水仙素浓度和处理时间，C正确；当秋水仙素浓度为0.03%时，处理时间2d和6d的加倍率相等，D错误。
答案 C
11.（2018·台州第一次统练）为获得纯合高蔓抗病番茄植株（2n＝24），采用了下图所示的方法，图中两对相对性状独立遗传。据图分析，错误的是（ ）
A.过程①有目的地将高蔓和抗病性状组合在一起
B.过程②可以任取一植株的适宜花药作培养材料
C.过程③依据的原理是植物细胞的全能性
D.过程④的方法是秋水仙素处理萌发的种子、幼苗等
解析 由于单倍体高度不育，没有种子，因此过程④的方法是秋水仙素处理幼苗，但不能处理萌发的种子。
答案 D
12.下列关于水稻变异的叙述，正确的是（ ）
A.若用射线照射植株，可能引起基因突变或者染色体结构变异
B.由于水肥充足引起水稻籽粒大、稻穗大的变异属于可遗传变异
C.若用水稻的花粉直接培育成植株，该植株所结的米粒会变小
D.若将叶绿体DNA上导入了抗虫基因的水稻叶肉细胞培育成植株，该抗虫基因的遗传符合孟德尔遗传定律
解析 由于水肥充足引起水稻籽粒大、稻穗大的变异是环境条件改变引起的，水稻的遗传物质没有发生改变，属于不遗传变异，B错误；利用水稻的花粉直接培育成的植株是单倍体（一倍体），是不育的，不会结出米粒（种子），C错误；孟德尔遗传定律的分离定律和自由组合定律研究的是细胞核内染色体上基因的传递规律，D错误。
答案 A
13.（2018·浙江杭州学军中学3月模拟卷）下列有关育种的叙述，正确的是（ ）
A.年年栽种年年制种推广的杂交水稻一定是能稳定遗传
B.利用诱变育种可增大突变频率，利于获得新基因
C.单倍体育种相对杂交育种的优势是更易得到隐性纯合子
D.三倍体无籽西瓜培育过程产生的变异属于不可遗传的变异
答案 B
14.（2017·江苏卷，27）研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题：
（1）要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的 物质是否发生了变化。
（2）在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法①，使早熟基因逐渐 ，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的 进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为 育种。
（3）如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的 ，产生染色体数目不等、生活力很低的 ，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不断制备 ，成本较高。
（4）新品种1 与新品种3 均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1 选育过程中基因发生了多次 ，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。
解析 （1）只有遗传物质发生改变的变异方可遗传给后代，才具备育种价值。（2）新品种1由“自交”选育而成，自交可提高变异基因的纯度。为加速育种进程，可采集变异株的花药，通过“单倍体育种法”获得高度纯合的后代。（3）发生染色体组变异后，可致减数分裂时染色体联会紊乱，进而导致同源染色体分离不规则，并产生染色体数目不等、生活力低的配子，因而难以形成足量的受精卵。图示育种方法③利用了植物组织培养技术，其最大优点是可保持遗传性状的稳定性，但不足之处是需不断制备组培苗，育种成本相对较高。（4）与新品种3的育种方法相比，新品种1培育过程中可发生“基因重组”，从而产生了多种基因型，由此导致多种性状差异。
答案 （1）遗传 （2）纯合 花药 单倍体 （3）染色体分离 配子 组培苗 （4）重组
15.（科学探究）为比较研究不同浓度的青嵩素和地塞米松对细胞毒性的影响，请根据以下提供的实验材料，以细胞相对生存活力为衡量指标，提出实验思路，并预测实验结果。
材料与用具：培养瓶若干个、培养液、小鼠淋巴细胞悬液、一定浓度梯度的青蒿素溶液和地塞米松溶液、血细胞计数板、显微镜等。
（要求与说明：不考虑加入青嵩素和地塞米松后的体积变化；细胞计数的具体操作不做要求；细胞相对生存活力＝×100%；实验条件适宜）
（1）实验思路：
（2）预测最可能的实验结果：（设计一个坐标系，用曲线图表示细胞相对生存活力随青蒿素溶液浓度和地塞米松溶液浓度的变化；假定在各浓度下，青蒿素对细胞的毒性均小于地塞米松）
解析 （1）自变量是可以人为直接改变或施加的变量，因变量是随自变量变化而变化的量，只能观察或测量获得。要注意无关变量应该相同且适宜。实验设计时要注意单一变量原则和对照原则。结合题干分析，实验思路为：①取培养瓶若干个，均分为三组，编号为甲、乙、丙，各组培养瓶分别加入等量且适量的培养液和小鼠淋巴细胞悬液；②向甲组培养瓶中分别加入等量的一定浓度梯度的青蒿素溶液，向乙组培养瓶中分别加入等量一定浓度梯度的地塞米松溶液，丙组培养瓶不加其他溶液作为空白对照；③适宜条件下培养一段时间后，取各培养瓶中的细胞悬液，在显微镜下用血细胞计数板测定细胞数，并记录；④对实验数据进行统计分析，计算出细胞相对生存活力。
答案 （1）实验思路：
①取培养瓶若干个，均分为三组，编号为甲、乙、丙，各组培养瓶分别加入等量且适量的培养液和小鼠淋巴细胞悬液；
②向甲组培养瓶中分别加入等量的一定浓度梯度的青蒿素溶液，向乙组培养瓶中分别加入等量一定浓度梯度的地塞米松溶液，丙组培养瓶不加其他溶液作为空白对照；
③适宜条件下培养一段时间后，取各培养瓶中的细胞悬液，在显微镜下用血细胞计数板测定细胞数，并记录；
④对实验数据进行统计分析，计算出细胞相对生存活力。
（2）如图所示：
（说明：空白对照组的细胞相对存活力是100%，两条曲线的变化趋势正确即可）
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