2022年《南方新课堂 高考总复习》生物 必修2 第6章 第1、2节 杂交育种与诱变育种、基因工程及其应用课件

这是一份2022年《南方新课堂 高考总复习》生物 必修2 第6章 第1、2节 杂交育种与诱变育种、基因工程及其应用课件，共60页。PPT课件主要包含了考情分析，思维网络，基因工程及其应用，考点一，杂交育种，基因重组，②培育隐性纯合子品种，合要求的个体，诱变育种，基因突变等内容，欢迎下载使用。
杂交育种与诱变育种[考点梳理]
(1)原理：______________。(2)过程①培育杂合子品种在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。其特点是利用杂种优势，品种高产、抗性强，但种子只能种一年。培育基本步骤如下：选取符合要求的纯种双亲杂交(♀× )→F1(即所需品种)。
选取符合要求的双亲杂交(♀× )→F1型符合要求的个体种植并推广。③培育显性纯合子品种a.植物：选取双亲杂交(♀× )→F1
F2 →选出表现F2→选出表现型符
选出稳定遗传的个体推广种
植。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，选择后代不发生性状分离的 F2 个体。
(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____。
(1)概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生____________，从而获得优良变异类型的育种方法。(2)原理：____________。(3)方法：选择生物→物理、化学方法诱变→选择→培育。(4)过程
①可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类
②大幅度地改良某些性状。
(6) 缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。
[易错诊断]1.抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮
答案：√2.抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降
3.诱变育种和杂交育种均可形成新基因。(
答案：×4.利用高产、感病小麦与高产、晚熟小麦品种间杂交筛选
可获得高产、抗病小麦的品种。(答案：×
[基础测评]1.育种专家用高秆抗锈病水稻与矮秆不抗锈病水稻杂交，
培育出了矮秆抗锈病水稻，这种水稻出现的原因是(A.基因突变B.基因重组C.染色体变异D.环境条件的改变答案：B
2.诱变育种能使植物体产生更多的突变个体，生物细胞对
辐射、化学诱变剂敏感的时期是细胞分裂的(
A.间期C.后期答案：A
单倍体育种与多倍体育种[考点梳理]
(1)原理：____________。
(2)常用方法：________________。
(3)优点：明显________育种年限。(4)缺点：技术复杂，需要与杂交育种配合。(5)单倍体育种的基本步骤
(6)实例：用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种，
培育矮秆抗病小麦的过程，如下图：
2.多倍体育种(1)原理
(2)常用方法：用__________或低温处理。
(3)优点：器官______，营养成分含量高，产量增加。(4)缺点：适用于植物，动物难以开展；多倍体植物生长周
(5)处理材料：____________________。
(6)实例：三倍体无子西瓜的培育
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数不变。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，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
有关育种的 4 点易错
(1)诱变育种与杂交育种相比，前者能产生新基因，创造变
异新类型，后者只是实现原有基因的重新组合。
(2)育种中“最简便”与“最快速”的差异。“最简便”着重于技术含量应为“易操作”，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作。“最快速”未必简便，如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高。
(3)“单倍体育种”≠“花药离体培养”。单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程；花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。
(4)单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，前者操作对象是幼苗期的单倍体植株；后者操作对象为萌发期的种子或幼苗期的正常植株。
1.花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种。(
答案：×2.在多倍体育种中，一般用秋水仙素处理萌发的种子或幼
答案：√3.在单倍体育种中，一般先筛选 F1 花粉类型再分别进行花
药离体培养获得单倍体。(答案：×
1.下列技术中不能获得抗锈病高产小麦新品种的是(
B.细胞融合D.转基因
A.诱变育种C.花药离体培养答案：C
2.育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等，下面关于这五种育种的说法中，正
A.涉及的原理有：基因突变、基因重组、染色体变异B.都不可能产生定向的可遗传变异C.都在细胞水平上进行操作D.都不能通过产生新基因从而产生新性状答案：A
[考点梳理]1.基因工程：又叫基因拼接技术或____________技术，即按照人们的意愿，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，________________生物
2.原理：不同生物间的______________。
(1)基因的“剪刀”：_____________________。
(2)基因的“针线”：________________。
(3)运载体：________、噬菌体、动植物病毒等。
4.步骤：__________________→目的基因与运载体结合→将目的基因导入____________→目的基因的______________。
6.各种育种方法的比较
图解中各字母表示的处理方法：A 表示杂交，D 表示自交，B 表示花药离体培养，C 表示秋水仙素处理，E 表示诱变处理，F 表示秋水仙素处理，G 表示转基因技术，H 表示脱分化，I 表示再分化，J 表示包裹人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。
[易错诊断]1.能将多个优良性状集中到同一生物个体上，但耗时较长
答案：×2.多害少利、能产生新基因、创造生物新类型的是单倍体
3.最具预见性的育种技术是多倍体育种。(答案：×
1.下列关于育种方式的叙述，错误的是(
A.诱变育种可产生新基因，大幅提高有利变异的比例B.杂交育种的育种周期长，可以获得稳定遗传的个体C.多倍体育种能得到营养物质含量高的品种D.单倍体育种明显缩短育种年限，可迅速获得纯合品系答案：A
2.下列有关几种常见育种方法的叙述，错误的是(
A.在杂交育种中，一般从 F2 开始选种，因为从 F2 开始发生性状分离B.在多倍体育种中，一般用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗C.在单倍体育种中，一般先筛选 F1 花粉类型再分别进行花药离体培养获得单倍体D.在诱变育种中，最初获得的显性优良性状个体一般是杂合子答案：C
各种生物育种方法的比较
[典例 1]下图表示的是培育三倍体无子西瓜的两种方法，若图 1、图 2 中二倍体西瓜植株的基因型均为 Aa，下列说法正确
A.按照染色体组数目划分，图 2 中会出现 4 种染色体组数
B.图 2 中获得的三倍体西瓜植株中有两种基因型C.图 1a 过程常用的试剂是秋水仙素
D.图 1 中获得的三倍体西瓜中 AAa 个体占 1/2
[解析]图 2 中二倍体植株正常体细胞中有 2 个染色体组，处于有丝分裂后期的体细胞中有 4 个染色体组，二倍体植株产生的配子中有 1 个染色体组。四倍体植株内处于有丝分裂后期的体细胞中含 8 个染色体组。三倍体植株正常体细胞中含 3 个染色体组，而处于有丝分裂后期的细胞中含 6 个染色体组，故
按照染色体组数目划分共有 6 种细胞，A 错误。图 2 中四倍体植株的基因型为 AAaa，产生的配子有三种：AA、Aa、aa，二倍体植株的基因型为 Aa，产生的配子有 A、a 两种，故产生的三倍体西瓜植株的基因型有 AAA、AAa、Aaa、aaa 四种，B 错误。图 1 中 a 过程为植物细胞杂交过程，常用的试剂是聚乙二醇，C 错误。由于二倍体植株的基因型为 Aa，其产生的花粉有A 和 a 两种，并且各占 1/2，因此图 1 中获得三倍体西瓜植株的基因型有两种：AAa、Aaa，数目各占 1/2，D 正确。
根据育种流程图来辨别育种方式
(1)杂交育种：涉及亲本的杂交和子代的自交。
(2)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。
(3)单倍体育种：常用方法为花药离体培养，然后人工诱导
染色体加倍，形成纯合子。
(4)多倍体育种：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。(5)基因工程育种：与原有生物相比，出现了新的基因。
[考向预测]1.下图为某二倍体植物单倍体育种过程，下列叙述正确的
A.①中发生了染色体数目变异
B.②一般采用花药离体培养的方法C.③中秋水仙素抑制着丝点分裂D.④中选择的植株中 1/4 为纯合子答案：B
2.(2019 年湖南四校联考)下列有关几种常见育种方法的叙
A.在杂交育种中，一般从 F2 开始选种，因为从 F2 开始发生性状分离B.在多倍体育种中，一般用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗C.在单倍体育种中，一般先筛选 F1 花粉类型再分别进行花药离体培养获得单倍体D.在诱变育种中，最初获得的显性优良性状个体一般是杂合子
解析：通过杂交将控制优良性状的基因集中到 F1 中，F1 自交，F2 会出现性状分离，因此可从 F2 开始筛选出人们需要的新品种，A 正确；在多倍体育种中，用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，秋水仙素能抑制纺锤体形成，从而使子代染色体不能平分到两极，细胞中的染色体数目加倍，B 正确；在单倍体育种中，一般不对花粉进行筛选，而是直接对全部花药离体培养获得单倍体，C 错误；在诱变育种中，通常只是一条染色体上的基因发生突变，最初获得的显性优良性状个体一般是杂合子，D 正确。答案：C
3.(2019 年安徽六校联考)科学家用纯种的高秆(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，方
法如图。下列叙述正确的是(
A.过程甲产生的 F1 有四种表现型B.该育种方法选育的优良品种不可育C.过程乙没有涉及花药离体培养D.该育种方法可以明显缩短育种年限答案：D
4.(2019 年广东深圳诊断)下面①～④列举了四种育种方法，
下列有关叙述错误的是(
A.第①种方法一般从 F2 开始选种，因为从 F2 开始出现新的性状组合
B.在第②种方法中，若 F1 中 n 对等位基因独立遗传，则单
倍体幼苗有 3n 种类型
C.第③种育种方法的作用机理是秋水仙素抑制纺锤体形成D.第④种方法中卫星搭载的种子应当选用萌发的种子或幼
解析：①是杂交育种，其原理是基因重组，F2 因性状分离出现重组性状，所以一般从 F2 开始选种，A 正确；②是单倍体育种，若 F1 中 n 对等位基因独立遗传，非等位基因之间将遵循基因自由组合定律，F1 产生的配子有 2n 种，单倍体幼苗有 2n
种类型，B 错误；③是多倍体育种，秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，使细胞不能正常分裂，从而使细胞中染色体数加倍，C 正确；萌发的种子或幼苗因细胞分裂旺盛，容易诱导基因突变，可作为诱变育种的材料，D 正确。
[典例 2]下列关于生物变异和育种的叙述，正确的是(
A.花药离体培养获得单倍体植株的过程中会发生基因重组B.通过杂交育种能将不同品种生物的优良性状集中在一起C.染色体上部分基因增加而引起性状的改变，属于基因突变D.人工诱变育种能改变基因结构，且能明显缩短育种年限
[解析]减数分裂过程中会发生基因重组，花粉是经过减数分裂后形成的雄配子，经花药离体培养法获得单倍体植株的过程中不会发生基因重组，A 错误；杂交育种能将不同品种生物的优良性状集中在一起，B 正确；染色体上部分基因增加而引起性状的改变，属于染色体结构变异，C 错误；单倍体育种能明显的缩短育种年限，而诱变育种的原理是基因突变，基因突变具有不定向性和低频性，D 错误。
据不同育种目标选择不同育种方案
[考向预测]5.(2019 年山东威海模拟)利用基因型为 Aa 的二倍体植株培
育三倍体幼苗，其途径如图所示。下列叙述正确的是(
A.①过程需要秋水仙素处理，并在有丝分裂后期发挥作用B.②过程为单倍体育种，能明显缩短育种期限C.两条育种途径依据的生物学原理都主要是基因突变和染色体变异D. 两条育种途径中，只有通过途径一才能获得基因型为AAA 的三倍体幼苗
解析：①是人工诱导染色体数目加倍过程，该过程需要秋水仙素处理，而秋水仙素的作用原理是抑制纺锤体的形成，因此其在有丝分裂前期发挥作用，A 错误；②过程是花药离体培养，属于单倍体育种的步骤之一，B 错误；图中途径一为多倍体育种，途径二为植物体细胞杂交育种，两条育种途径的原理都是染色体变异，C 错误；途径一得到的三倍体的基因型为AAA、AAa、Aaa 或 aaa，途径二得到的三倍体的基因型为AAa或 Aaa，D 正确。
6.(2020 年新课标Ⅲ卷)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)。
(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)。
(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合体)，甲的表现型是抗病易倒伏，乙的表现型是易感病抗倒伏。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。_______________________________________。
解析：(1)杂种一是一粒小麦和斯氏麦草杂交的产物，细胞内含有一粒小麦和斯氏麦草各一个染色体组，所以细胞内不含同源染色体，不能进行正常的减数分裂，因此高度不育；普通小麦含有 6 个染色体组，每个染色体组有 7 条染色体，所以体细胞有 42 条染色体；多倍体植株通常茎秆粗壮，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) 人工诱导植物细胞染色体加倍可以采用秋水仙素处理。 (3)为获得稳定遗传的抗病抗倒伏的小麦，可以利用杂交育种，设计思路如下：将甲和乙两品种杂交获得 F1，将 F1 植株进行自交，选取 F2 中既抗病又抗倒伏的、且自交后代不发生性状分离的植株，即为稳定遗传的抗病又抗倒伏的植株。
答案：(1)无同源染色体，不能进行正常的减数分裂
营养物质含量高、茎秆粗壮(2)秋水仙素处理(3)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
考向 3 生物育种过程的分析及应用[典例 3]粮食问题是当今举世瞩目的迫切问题之一。改善农作物的遗传性状、提高粮食产量是科学工作者不断努力的目标，
下图是遗传育种的一些途径。下列有关分析，错误的是(
A. 若要 在较短 时间内获 得图示新品种小麦 ，可 选图 中E→F→G 的育种方法B.H→I、J→K 都必须用到与 G 过程相同的技术操作C.F1→F2 的育种原理是基因重组D.图中的遗传育种途径，A→B 所表示的方法具有典型的不定向性
[解析]单倍体育种最大的优点是能缩短育种年限，较短时间得到新品种纯合子，A 正确；J→K 涉及多倍体育种，需要用秋水仙素诱导染色体数目加倍；H→I 是植物体细胞杂交，不需要用秋水仙素诱导染色体数目加倍，B 错误；F1→F2 是杂交育种，原理是基因重组，C 正确；A→B 是诱变育种，原理是基因突变，具有不定向性，D 正确。
[考向预测]7.(2019 年山西四校联考)野生猕猴桃是一种多年生富含维生素 C 的二倍体(2n＝58)小野果。下图是某科研小组以大量的野生猕猴桃种子(aa)为实验材料培育抗虫猕猴桃无籽新品种的
A.该培育过程中不可使用花药离体培养B.③⑦过程必须使用秋水仙素C.⑤的亲本不是同一物种D.⑥过程得到的个体是四倍体
解析：图中②过程中可用花药离体培养，再诱导染色体加倍获得基因型为 AA 的个体，A 错误；秋水仙素或低温诱导均可导致染色体数加倍，B 错误；⑤的亲本中，AA 为二倍体，AAAA 为四倍体，不是同一物种，C 正确；⑥过程为利用 DNA重组技术导入抗虫基因，获得的仍是三倍体，D 错误。
8.(2020 年河北石家庄高三下学期质量检测)普通小麦 6n＝42，记为 42E；长穗偃麦草 2n＝14，记为 14M，长穗偃麦草中某条染色体含有抗虫基因。下图为普通小麦与长穗偃麦草杂交
选育抗虫小麦新品种的过程。据图分析，下列正确的是(
A.普通小麦与长穗偃麦草不存在生殖隔离，杂交产生的 F1为四倍体
B.①过程目前效果较好的方法是用秋水仙素处理萌发的种
C.丙中来自长穗偃麦草的染色体数目为 3M 或 4MD.③过程利用辐射诱发染色体发生易位后即可得到戊解析：普通小麦与长穗偃麦草杂交产生的后代 F1 不育，存在生殖隔离，不是同一个物种，A 错误；F1 不含同源染色体，不可育，因此①过程目前效果较好的方法是用秋水仙素处理幼苗，不能处理萌发的种子，B 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，因此乙中长穗偃麦草的染色体不能联会，产生的配子的染色体数目是 21＋0～7M，因此丙中来自长穗偃麦草的染色体数目为 0～7M，C 错误；③过程利用辐射诱发染色体发生易位后可得到戊，D 正确。
9.下图表示培育小麦的几种育种方式，纯种高秆抗锈病植株基因型为 DDRR，纯种矮秆不抗锈病植株基因型为 ddrr，两对基因分别位于两对同源染色体上。据图回答下列问题：
(1)图中植株 A 培育的方法是____________，将亲本杂交的目的是__________________________。自交的目的是______________________________________。
(2)植株 B 的培育运用的原理是________________。
(3)植株 C 需要染色体加倍的原因是_________________________，诱导染色体加倍的最常用的方法是_______________。(4)植株 E 培育方法的原理是______________，该育种方法
和基因工程育种一样，都可以________________。
解析：(1)植株 A 的培育方法是杂交育种，第一步需要杂交，将相关的基因集中到 F1 上，但 F1 未表现出所需性状，自交的目的就是通过基因重组，在 F2 中出现所需性状(矮秆抗病)植株。(2)植株 B 的培育方法是诱变育种，其原理是基因突变。(3)植株C 是单倍体，由于细胞中的染色体组为一个，所以不能正常进行减数分裂，个体不可育，为了使单倍体获得可育性，用秋水仙