第6章 微专题七 生物育种的相关解题方法.docx

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第6章微专题七生物育种的相关解题方法

一、育种方法的比较

育种方法

处理方法

原理

特点

实例

杂交育种

通过杂交使亲本优良性状组合在一起

基因

重组

①使不同个体的优良性状集中到一个个体中；

②育种年限长

大麦矮秆抗病新品种的培育

诱变育种

物理（射线照射、激光处理等）或化学（亚硝酸、硫酸二乙酯等）方法处理动、植物和微生物

基因

突变

①加快育种进程，大幅度改良某些性状；②有利变异个体少，需大量处理供试材料

青霉素高产菌株的培育

单倍体

育种

花药离体培养后用秋水仙素处理

染色体变异

①明显缩短育种年限，可获得纯合优良品种；②技术复杂，多限于植物

大麦矮秆抗病新品种的培育

多倍体

育种

用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

染色体变异

①植株茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，营养物质含量高；②发育延迟，结实率低

无子西瓜、含糖量高的甜菜的培育

基因工程育种

将一种生物的特定基因转移到另一种生物细胞内

基因

重组

①定向地改造生物的遗传性状；②可能会引起生态危机，技术难度大

抗虫棉的培育

例1

　下列关于育种方法的叙述，正确的是（　　）

A．培育某种具有较强分解油污能力的细菌可采用杂交育种

B．杂交育种一定需连续自交

C．花药离体培养只是单倍体育种中的一个程序，而不是全部过程

D．太空育种可提高基因的突变率，产生的有利个体多于有害个体

答案　C

解析　细菌的育种一般采用诱变育种，A错误；杂交育种不一定需要连续自交，若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状个体即可，B错误；花药离体培养只是单倍体育种中的一个程序，要想得到可育的品种，一般还需要用秋水仙素处理单倍体使染色体加倍，C正确；太空育种利用了基因突变的原理，基因突变具有不定向性，且通常产生的有害个体多于有利个体，D错误。

例2

　育种的方法有杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种等，下面对这五种育种方法的叙述，正确的是（　　）

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

解析　杂交育种和基因工程育种的原理为基因重组，单倍体、多倍体育种的原理为染色体变异，诱变育种的原理为基因突变。

二、育种方法的选择

1．根据不同育种目标选择不同育种方案

育种目标

育种方案

集中双亲优良性状

单倍体育种（明显缩短育种年限）

杂交育种（耗时较长，但简便易行）

对原品系实施“定向”改造

基因工程育种

让原品系产生新性状

诱变育种（可提高变异频率，期望获得理想性状）

使原品系营养器官“增大”或“加强”

多倍体育种

2.育种技术中的“四最”和“一明显”

（1）最简便的育种技术——杂交育种（但耗时较长）。

（2）最具预见性的育种技术——基因工程育种（但技术含量高）。

（3）最盲目的育种——诱变育种（但可获得新基因，性状可较快稳定）。

（4）最能提高产量的育种——多倍体育种（尤其是营养器官增大）。

（5）可明显缩短育种年限的育种——单倍体育种。

例3

　下列几种育种方法中，可以产生与亲代不同基因型品种的育种方式有（　　）

①杂交育种　②单倍体育种　③多倍体育种　④人工诱变育种

A．①②③④B．②③C．①④D．①②④

答案　A

解析　杂交育种可以获得不同于亲本的重组性状，①正确；单倍体育种和多倍体育种的原理均是染色体变异，均可产生新的基因型，②③正确；人工诱变育种的原理是基因突变，可以产生新的基因和新的基因型，④正确。

例4

　某植物的基因型为AaBB，要利用它培育以下基因型的植物：

①AABB、②aB、③AaBBC、④AAaaBBBB，所用方法正确的是（　　）

A．诱变育种、基因工程、花粉离体培养、杂交育种

B．杂交育种、花粉离体培养、基因工程、多倍体育种

C．花粉离体培养、诱变育种、多倍体育种、基因工程

D．多倍体育种、花粉离体培养、诱变育种、基因工程

答案　B

解析　某植物的基因型为AaBB，通过与A_B_个体杂交或自交，可获得基因型为AABB的植物；选取该植物的花粉进行离体培养，可获得基因型为aB的单倍体；将外源基因C导入该植物的某个细胞中，经组织培养可获得基因型为AaBBC的植物；用秋水仙素处理该植物萌发的种子或幼苗，则可获得基因型为AAaaBBBB的四倍体植物。

1．下列关于育种的叙述中，正确的是（　　）

A．用物理因素诱变处理可提高突变率

B．诱变育种和杂交育种均可形成新的基因

C．三倍体植物不能由受精卵发育而来

D．诱变获得的突变体多数表现出优良性状

答案　A

解析　诱变育种具有的优点是可以提高突变率，在较短时间内获得更多变异类型，能大幅度改良某些性状，所以用物理因素诱变处理可提高突变率，A项正确；诱变育种可形成新的基因，杂交育种不能形成新的基因，B项错误；三倍体植物可以由受精卵发育而来，如四倍体和二倍体杂交产生三倍体的过程中，三倍体植物就是由受精卵发育而来的，C项错误；基因突变是随机的和不定向的，诱变育种虽可提高突变率，但有利变异的个体往往不多，D项错误。

2．下图所示的两种育种方法分别是（　　）

A．杂交育种，诱变育种

B．多倍体育种，杂交育种

C．杂交育种，单倍体育种

D．基因工程育种，多倍体育种

答案　C

3．下列关于生物育种原理的叙述正确的是（　　）

①培育中国荷斯坦牛是利用染色体变异的原理

②培育三倍体葡萄是利用染色体变异的原理

③培育无子西瓜是利用基因重组的原理

④培育青霉素高产菌株是利用基因突变的原理

A．①②B．②③

C．②④D．③④

答案　C

解析　培育中国荷斯坦牛是利用基因重组的原理，①错误；培育三倍体葡萄是利用染色体变异的原理，②正确；培育无子西瓜是利用染色体变异的原理，③错误；培育青霉素高产菌株是利用基因突变的原理，④正确。

4．现有基因型为aabb与AABB的水稻品种，通过不同的育种方法可以培育出不同的类型，下列有关叙述不正确的是（　　）

A．杂交育种可获得AAbb，其变异发生在减数第二次分裂后期

B．单倍体育种可获得AAbb，变异的原理有基因重组和染色体变异

C．将aabb人工诱变可获得aaBb，则等位基因的产生来源于基因突变

D．多倍体育种获得的AAaaBBbb比个体AaBb可表达出更多的蛋白质

答案　A

解析　杂交育种的原理是基因重组，如果杂交育种可获得AAbb，其变异发生在减数第一次分裂后期，A错误；利用单倍体育种方法获得AAbb，首先让aabb与AABB杂交得AaBb，然后取AaBb减数分裂产生的配子Ab进行花药离体培养得单倍体Ab，由于单倍体高度不育，所以要用秋水仙素处理其幼苗使其染色体数目加倍变成可育的二倍体，在此过程中变异的原理有基因重组和染色体变异，B正确；人工诱变的原理是基因突变，C正确；多倍体植株茎秆粗壮，营养成分含量多，D正确。

5．大豆的高产（A）和低产（a）、抗病（B）和不抗病（b）是两对独立遗传的相对性状。

科研人员欲以低产不抗病大豆（甲）为材料，培育稳定遗传的高产抗病大豆。

现进行如下实验：

过程一：

将甲种子经紫外线照射后种植，在后代中获得高产不抗病植株（乙）和低产抗病植株（丙）。

过程二：

将乙与丙杂交，子一代中出现高产抗病、高产不抗病、低产抗病、低产不抗病四种植株。

过程三：

选取子一代中高产抗病植株的花药进行离体培养获得幼苗，用秋水仙素处理后筛选出纯合的高产抗病大豆植株。

（1）过程一依据的原理是________________，该技术的优点是_________________________。

（2）过程二的育种方式为____________，子一代中出现高产抗病、高产不抗病、低产抗病、低产不抗病植株的比例为_________________________________________________________。

（3）过程三中秋水仙素的作用是___________________________________________________。

答案　

（1）基因突变　可以提高突变率，加快育种进程

（2）杂交育种　1∶1∶1∶1

（3）抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍

解析　

（1）过程一紫外线照射是诱变育种，甲种子发生基因突变。

诱变育种的优点是可以提高突变率，加快育种进程。

（2）紫外线照射后获得的高产不抗病植株的基因型为Aabb、低产抗病植株的基因型为aaBb，二者杂交，子一代中出现高产抗病、高产不抗病、低产抗病、低产不抗病植株的比例为1∶1∶1∶1。

（3）秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍。

1．下列关于生物学中常见育种方法的叙述中，正确的是（　　）

A．在杂交育种中，一般从F2开始选种，因为从F1开始发生性状分离

B．在单倍体育种中，通常先筛选F1的花粉再进行离体培养

C．在多倍体育种中，用秋水仙素处理的目的是使染色体数目加倍

D．在诱变育种中，诱变后的植株一定比诱变前的植株具备更多优良性状

答案　C

解析　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；在单倍体育种中，通常先将F1的花粉进行离体培养，待经秋水仙素处理获得纯合子后再进行筛选；在多倍体育种中，用秋水仙素处理的目的是使染色体数目加倍；在诱变育种中，由于突变的不定向性，诱变后的植株不一定比诱变前的植株具备更多优良性状，正确选项为C。

2．下列关于生物育种的叙述，错误的是（　　）

A．诱变育种可产生新基因，从而明显缩短育种年限

B．杂交育种与基因工程育种的遗传学原理均为基因重组

C．单倍体育种获得的植株基因型不一定是纯合的

D．基因工程育种能够实现基因在不同种生物之间的转移

答案　A

解析　诱变育种可产生新基因，但是由于突变频率低，需要处理大量的材料，才能从中选育出优良品种，故不能明显缩短育种年限，A错误；杂交育种和基因工程育种的原理都是基因重组，B正确；若某植株产生的花粉基因型为Aa，则单倍体育种获得的植株基因型为AAaa，不是纯合子，C正确；基因工程可以将一个物种的基因转移到另一个物种之中，D正确。

3．某农业研究所在诱变育种过程中，发现一株阔叶小麦植株的光合作用较强，属于高产小麦，这一性状在小麦中首次发现。

现将该植株与普通小麦进行杂交，F1中有1/2表现为高产。

下列表述不正确的是（　　）

A．阔叶突变应为显性突变，该突变植株为杂合子

B．收获的高产植株自交，后代可能有3/4植株高产

C．现用F1自交，那么子代中能稳定遗传的个体应占4/5

D．若高产植株较普通植株能增产10%，则杂合子自交的后代作为种子，能增收7.5%

答案　C

解析　假设控制该性状的基因为A和a，该阔叶小麦植株是突变形成的，说明普通小麦是纯合子，根据题中信息F1中有1/2表现为高产可推断普通小麦的基因型为aa，该突变植株的基因型为Aa，因此阔叶突变应为显性突变，该突变植株为杂合子，A正确；该突变植株与普通小麦进行杂交，F1中的基因型为Aa和aa，因此收获的高产植株Aa自交，后代高产植株（AA和Aa）占的比例为3/4，B正确；F1中的基因型为Aa和aa，两者比例为1∶1，F1自交，子代中能稳定遗传的个体的基因型为AA和aa，因此子代中能稳定遗传的个体应占1/2＋1/2×1/2＝3/4，C错误；杂合子（Aa）自交的后代中AA和Aa占的比例为3/4，因此能增收3/4×10%＝7.5%，D正确。

4．用基因型为AaBB的个体，通过某种育种方法培育出以下基因型的个体：

①AABB、②Aabb，则获得①②个体最适合采用的育种方式分别是（　　）

A．诱变育种　杂交育种B．杂交育种　单倍体育种

C．杂交育种　诱变育种D．单倍体育种　杂交育种

答案　C

解析　用基因型为AaBB的个体获得基因型为AABB的个体，最适合的方法是杂交育种，Aabb中有新基因b，则最适合的育种方式为诱变育种，C正确。

5．现有小麦种子资源：

①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚熟等品种。

为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：

a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。

下述育种方法可行的是（　　）

A．利用品种①、③进行品种间杂交筛选获得a

B．对品种③进行染色体加倍处理筛选获得b

C．a、b和c的培育均可采用诱变育种方法

D．利用品种间杂交可获得从未出现的新性状

答案　C

解析　要获得a可以用品种①和②杂交，①和③中没有抗病的性状，A错误；③中没有早熟的性状，对其进行染色体加倍无法获得b，B错误；诱变育种利用的是基因突变，理论上a、b和c的培育均可采用诱变育种方法，C正确；杂交育种利用的原理是基因重组，只是使原有的性状重新组合，但不能出现新的性状，D错误。

6．豌豆从播种到收获为1年时间，纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆杂交得F1种子，F1自交产生的F2中高茎和矮茎的比例为3∶1。

纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆杂交得F1，F1自交得F2且其中各种表现型的比例为9∶3∶3∶1。

上述实验分别需要在第几年才能得出结果（　　）

A．3年、2年B．2年、2年

C．3年、3年D．2年、3年

答案　A

解析　豌豆植株的高度表现在当代植株上，第一年将纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆杂交得F1种子，第二年将F1种子播种，F1植株自交得F2种子，第三年将F2种子播种后长出F2植株，表现为高茎和矮茎的比例为3∶1。

豌豆子粒的性状表现是在上一代植株上，第一年将纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆杂交得到黄色圆粒种子即F1，第二年F1自交得到的种子即是F2，其四种表现型的比例为9∶3∶3∶1，选A。

7．如图是利用玉米（2n＝20）幼苗的芽尖细胞（基因型为BbTt）进行实验的流程图。

下列分析正确的是（　　）

A．植株A和植株B都是二倍体，但二者基因型不同

B．基因重组发生在图中②过程，观察染色体形态选择③的后期

C．植株C属于单倍体，因此培育植株C的育种方法为单倍体育种

D．培育植株B的育种方式的优点是明显缩短了育种年限，植株B是纯合子的概率为25%

答案　A

解析　植株A的基因型与芽尖细胞相同，都是BbTt，是二倍体，植株B的基因型有四种：

BBTT、BBtt、bbTT、bbtt，也为二倍体，但二者基因型不同，A正确；②过程为减数分裂，可发生基因重组，③为有丝分裂，观察染色体的最佳时期为有丝分裂中期，B错误；植株C由花药发育而来，是单倍体，但其育种方式不是单倍体育种，C错误；植株B的培育方法为单倍体育种，其为纯合子的概率为100%，D错误。

8．某农科所通过如图育种过程培育成了高品质的糯小麦，相关叙述正确的是（　　）

A．该育种过程中运用的遗传学原理有基因重组、染色体变异

B．a过程能提高突变率，从而明显缩短了育种年限

C．a、c过程都需要对其萌发的种子使用药物诱导

D．要获得yyRR，b育种过程的育种年限最短

答案　A

解析　根据分析，杂交育种的原理是基因重组，单倍体育种和多倍体育种的原理是染色体变异，A正确；a过程是因为诱导染色体数目加倍后得到的都是纯合子，才能明显缩短了育种年限，不是提高了突变率，B错误；a过程是单倍体育种，没有种子的生成，所以a过程需要对单倍体幼苗用低温诱导或使用药物诱导，C错误；要获得yyRR，a育种过程的育种年限最短，D错误。

9．如图表示用某种二倍体农作物①和②两个品种分别培育出④⑤⑥三个品种的过程。

下列叙述不正确的是（　　）

A．通过Ⅰ、Ⅱ过程培育⑤所依据的原理是基因重组

B．由③培育出④的常用步骤Ⅲ是花药离体培养

C．通过步骤Ⅲ和Ⅴ培育得到⑤的育种方法能明显缩短育种年限

D．由③培育出的⑥含八个染色体组

答案　D

解析　步骤Ⅰ和Ⅱ分别是杂交和自交，通过该过程培育出⑤，其育种原理是基因重组；通过图中Ⅰ→Ⅲ→Ⅴ步骤获得⑤的过程称为单倍体育种，其育种原理是染色体变异，其中Ⅲ表示花药离体培养，由于获得的单倍体经秋水仙素处理后都是纯合子，自交后代不发生性状分离，所以该育种方法的优点是可明显缩短育种年限；二倍体经秋水仙素处理后，染色体数目加倍，所以品种⑥为四倍体，含有四个染色体组。

10．为获得纯合高蔓抗病番茄植株（二倍体），采用了下图所示的方法：

图中两对相对性状独立遗传，高蔓、感病是显性性状。

据图分析错误的是（　　）

A．过程①的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高

B．过程②可以取F1中任一植株的适宜花药作培养材料

C．经③处理获得的是由染色体加倍而成的多倍体植株

D．经③处理后获得的植株中符合生产要求的约占

答案　C

解析　在杂交育种中，通过反复自交可提高纯合子的比例；由于F1中植株的基因型是相同的，故过程②可以取F1中任一植株的适宜花药作培养材料；由于该番茄植株是二倍体，故其单倍体经秋水仙素处理后染色体数目加倍而培养成的是纯合的二倍体植株；育种要求是获得高蔓抗病番茄植株，F1产生4种类型的花药，故经③处理后获得的植株中符合生产要求的约占

。

11．将耐高温淀粉酶基因a与运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现耐高温淀粉酶在成熟块茎细胞中存在。

下列叙述不正确的是（　　）

A．获取基因a的限制酶的作用部位是图中的①

B．连接基因a与运载体的DNA连接酶的作用部位是图中的②

C．基因a进入马铃薯细胞后，经复制可传给子代细胞

D．通过该技术人类定向改造了马铃薯的遗传性状

答案　B

解析　由题图可知，①②分别为磷酸二酯键和氢键，限制酶和DNA连接酶均作用于①，A正确、B错误；目的基因进入受体细胞后，会随着马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞，C正确；基因工程的特点是可以定向改造生物的遗传性状，D正确。

12．如图是利用现代生物技术改良草莓品系的过程，下列有关描述正确的是（　　）

A．①过程中秋水仙素的作用是抑制有丝分裂间期纺锤体的形成

B．②过程为基因工程育种，要用到限制酶、DNA连接酶等

C．要从分子水平上鉴定草莓的抗虫性，可采用抗虫接种实验

D．③过程采用常规方法杂交育种，获得的具凤梨风味且抗虫的草莓新品系属于单倍体

答案　B

解析　秋水仙素抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，A错误；抗虫接种实验是在个体水平进行的实验，C错误；D项所述新品系不是单倍体，D错误。

13．通过各种方法改善农作物的遗传性状，提高粮食产量一直是科学家不断努力的目标。

如图表示一些育种途径，请回答相关问题：

（1）途径①的育种方法是______________，所利用的原理是____________。

（2）最常用的试剂M是______________，该试剂能让细胞内染色体数目加倍的机理是______________________。

途径②相对于途径①，其优势在于________________________。

（3）可定向改变生物遗传性状的是途径______，途径③育种方法所利用的原理是________________，经途径③所得到的植株的基因型为____________。

答案　

（1）杂交育种　基因重组　

（2）秋水仙素　抑制纺锤体的形成　可明显缩短育种年限　（3）④　染色体变异　AAaaBBbb

解析　

（1）据图分析，途径①为杂交育种，原理是基因重组。

（2）常用试剂M是秋水仙素，其作用机理是抑制纺锤体的形成。

途径②为单倍体育种，与杂交育种相比，其最大的优点是能够明显缩短育种年限。

（3）途径④是基因工程育种，可以定向改变生物的遗传性状；途径③为多倍体育种，其原理是染色体变异，获得的多倍体植株的基因型为AAaaBBbb。

14．水稻（2n＝24，自然状态下为纯合子）是一种重要的粮食作物，如图是与之有关的一些遗传育种途径。

请回答下列问题：

（1）A→B过程中，用60Co来处理______________，更易得到突变体。

（2）以矮秆易感病（ddrr）和高秆抗病（DDRR）水稻为亲本进行杂交，培养矮秆抗病水稻新品种过程中，F1自交产生F2，其中矮秆抗病类型出现的比例是__________________，为提高F2矮秆抗病类型的纯合度可进行____________和筛选，直至不再发生性状分离。

（3）图中的G途径是指____________________________，具体方法是_____________________，

与多倍体育种的具体操作的不同之处是_____________________________________________

_______________________________________________________________________________。

答案　

（1）萌发的种子或幼苗

（2）3/16　连续自交

（3）人工诱导染色体加倍　用秋水仙素（或低温）处理萌发的幼苗　多倍体育种可处理萌发的种子或幼苗，而单倍体育种不能处理种子，只能处理幼苗

解析　

（1）基因突变易发生在细胞分裂间期（DNA复制时），因此应该选择分裂旺盛的材料来进行诱变处理。

（2）ddrr×DDRR→DdRr→D_R_∶D_rr∶ddR_∶ddrr＝9∶3∶3∶1，矮秆抗病类型有ddRR（1/16）、ddRr（2/16）两种，连续自交是生产实践中提高纯合度的一种有效方法。

（3）单倍体育种过程包含两个主要环节：

一是花药离体培养获得单倍体植株；二是人工诱导染色体加倍获得纯合个体。

单倍体育种过程中不产生种子，不能处理种子，只能处理幼苗，而多倍体育种可处理萌发的种子或幼苗。

15．请回答下列有关作物育种的问题：

（1）为提高农作物的产量，得到抗倒伏、抗锈病等优良性状，科学家往往采取多种育种方法来培育符合农业生产要求的新品种。

根据下面提供的材料，设计育种方案，以便最快得到所需品种。

非生物材料：

可自选。

生物材料有：

A．水稻的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种；

B．水稻的矮秆（隐性）不抗锈病（隐性）纯种；

C．水稻的高秆（显性）不抗锈病（隐性）纯种。

①要得到能直接应用于生产的具有抗倒伏、抗锈病等优良性状的品种，该品种应是__________（填“纯合子”或“杂合子”）。

②所选择的生物材料：

________________（填写代表生物材料的字母）。

③育种过程中最快得到该品种的方法是_______________________________________

________________________________________________________________________。

④若用③中方法育种，预期产生所需性状类型的概率是________。

如果从播种到获得种子需要一年，则获得该品种植株至少需要________年。

（2）随着科技的发展，许多新的育种方法已经出现并投入使用。

①用普通小麦（六倍体）和黑麦（二倍体）培育八倍体小黑麦的原理主要是__________________。

②螟虫是危害水稻的主要害虫之一。

科学家为了减少农药的使用，希望培育出具有抗螟虫性状的水稻新品种，最适合的育种方法是___________________________________________，

其原理是____________。

答案　

（1）①纯合子　②A、B　③单倍体育种　④1/4　2

（2）①染色体变异　②基因工程育种　基因重组

解析　

（1）①能直接应用于生产的品种要保持优良性状，其自交后代不发生性状分离，一般为纯合子。

②杂交育种的原理是基因重组，将两个品种的优良性状（抗倒伏、抗锈病）组合到一起，选择A、B两个亲本可以达到这一目的。

③最快的育种方法是单倍体育种，常用技术有杂交、花药离体培养、人工诱导染色体加倍等。

④亲本杂交后的子