2025屆高考生物二輪復(fù)習(xí)【第1部分•核心考點(diǎn)突破】專題6核心考點(diǎn)2變異原理在育種中的應(yīng)用學(xué)案(新教材)

專題6生物的變異與進(jìn)化核心考點(diǎn)2變異原理在育種中的應(yīng)用1.誘變育種原理2.單倍體育種與雜交育種的關(guān)系3.多倍體育種的原理分析4.準(zhǔn)確選取育種方案育種目標(biāo)育種方案集中雙親優(yōu)良性狀雜交育種明顯縮短育種年限單倍體育種對(duì)原品系實(shí)施“定向”改變基因工程育種讓原品系產(chǎn)生新性狀(無中生有)誘變育種使原品系營養(yǎng)器官“增大”或“加強(qiáng)”多倍體育種突破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交植物體細(xì)胞雜交真題感悟?？碱}型育種的方法、原理和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)典例1(2023·湖北卷)栽培稻甲產(chǎn)量高、品質(zhì)好，但每年只能收獲一次。野生稻乙種植一次可連續(xù)收獲多年，但產(chǎn)量低。中國科學(xué)家利用栽培稻甲和野生稻乙雜交，培育出兼具兩者優(yōu)點(diǎn)的品系丙，為全球作物育種提供了中國智慧。下列敘述錯(cuò)誤的是(A)A．該成果體現(xiàn)了生物多樣性的間接價(jià)值B．利用體細(xì)胞雜交技術(shù)也可培育出品系丙C．該育種技術(shù)為全球農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了新思路D．品系丙的成功培育提示我們要注重野生種質(zhì)資源的保護(hù)【解析】生物多樣性的直接價(jià)值體現(xiàn)在食用、藥用、文學(xué)藝術(shù)創(chuàng)作等，間接價(jià)值體現(xiàn)在調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的功能上，培育新品系不屬于間接價(jià)值，A錯(cuò)誤；植物體細(xì)胞雜交使遠(yuǎn)緣雜交不親和的植物有可能實(shí)現(xiàn)遺傳物質(zhì)重組，創(chuàng)造和培養(yǎng)植物新品種乃至新物種，尤其在多基因控制農(nóng)藝性狀的改良上具有較大優(yōu)勢(shì)，因此可以利用該方法培育品系丙，B正確；該育種技術(shù)把栽培稻和野生稻雜交，為全球農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了新思路，C正確；品系丙的成功培育需要依靠野生稻的參與，提示我們要注重野生種質(zhì)資源的保護(hù)，D正確。故選A。典例2(2023·浙江6月卷)浙江浦江縣上山村發(fā)現(xiàn)了距今1萬年的稻作遺址，證明我國先民在1萬年前就開始了野生稻馴化。經(jīng)過長期馴化和改良，現(xiàn)代稻產(chǎn)量不斷提高。尤其是袁隆平院士團(tuán)隊(duì)培育成的超級(jí)雜交稻品種，創(chuàng)造水稻高產(chǎn)新紀(jì)錄，為我國糧食安全作出杰出貢獻(xiàn)。下列敘述正確的是(D)A．自然選擇在水稻馴化過程中起主導(dǎo)作用B．現(xiàn)代稻的基因庫與野生稻的基因庫完全相同C．馴化形成的現(xiàn)代稻保留了野生稻的各種性狀D．超級(jí)雜交稻品種的培育主要利用基因重組原理【解析】自然選擇通常選擇出的是適應(yīng)環(huán)境條件的類型，而人工選擇選擇的通常是對(duì)人類有利的類型，故人工選擇在水稻馴化過程中起主導(dǎo)作用，A錯(cuò)誤；基因庫是指一個(gè)種群所有基因的總和，經(jīng)過長期馴化和改良，現(xiàn)代稻產(chǎn)量不斷提高，則可推測(cè)現(xiàn)代稻與野生稻的基因庫不完全相同，B錯(cuò)誤；馴化形成的現(xiàn)代稻保留了野生稻的優(yōu)良性狀，而一些不利性狀在選擇中被淘汰，C錯(cuò)誤；超級(jí)雜交稻品種的培育借助于雜交育種，該過程的原理主要是基因重組，D正確。故選D。典例3(2021·北京卷)研究者擬通過有性雜交的方法將簇毛麥(2n＝14)的優(yōu)良性狀導(dǎo)入普通小麥(2n＝42)中。用簇毛麥花粉給數(shù)以千計(jì)的小麥小花授粉，10天后只發(fā)現(xiàn)兩個(gè)雜種幼胚，將其離體培養(yǎng)，產(chǎn)生愈傷組織，進(jìn)而獲得含28條染色體的大量雜種植株。以下表述錯(cuò)誤的是(C)A．簇毛麥與小麥之間存在生殖隔離B．培養(yǎng)過程中幼胚細(xì)胞經(jīng)過脫分化和再分化C．雜種植株減數(shù)分裂時(shí)染色體能正常聯(lián)會(huì)D．雜種植株的染色體加倍后能產(chǎn)生可育植株【解析】簇毛麥與普通小麥屬于兩個(gè)物種，故二者之間存在生殖隔離，A正確；幼胚細(xì)胞經(jīng)過脫分化形成愈傷組織，愈傷組織經(jīng)過再分化形成胚狀體或叢芽，從而得到完整植株，B正確；雜種植株細(xì)胞內(nèi)由于沒有同源染色體，故減數(shù)分裂時(shí)染色體無法正常聯(lián)會(huì)，C錯(cuò)誤；雜種植株的染色體加倍后能獲得可育植株，D正確。故選C。典例4(2022·江蘇卷)玉米是我國重要的糧食作物。玉米通常是雌雄同株異花植物(頂端長雄花序，葉腋長雌花序)，但也有的是雌雄異株植物。玉米的性別受兩對(duì)獨(dú)立遺傳的等位基因控制，雌花花序由顯性基因B控制，雄花花序由顯性基因T控制，基因型bbtt個(gè)體為雌株。現(xiàn)有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4種純合體玉米植株?；卮鹣铝袉栴}。(1)若以甲為母本、丁為父本進(jìn)行雜交育種，需進(jìn)行人工傳粉，具體做法是_對(duì)母本甲的雌花花序進(jìn)行套袋，待雌蕊成熟時(shí)，采集丁的成熟花粉，撒在甲的雌蕊柱頭上，再套上紙袋__。(2)乙和丁雜交，F(xiàn)1全部表現(xiàn)為雌雄同株；F1自交，F(xiàn)2中雌株所占比例為_1/4__，F(xiàn)2中雄株的基因型是_bbTT、bbTt__；在F2的雌株中，與丙基因型相同的植株所占比例是_1/4__。(3)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1對(duì)等位基因控制的相對(duì)性狀。為了確定這對(duì)相對(duì)性狀的顯隱性，某研究人員將糯玉米純合體與非糯玉米純合體(兩種玉米均為雌雄同株)間行種植進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，果穗成熟后依據(jù)果穗上籽粒的性狀，可判斷糯與非糯的顯隱性。若糯是顯性，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果是_糯性植株上全為糯性籽粒，非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒__；若非糯是顯性，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果是_非糯性植株上只有非糯籽粒，糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒__?！窘馕觥?1)雜交育種的原理是基因重組，若甲為母本，丁為父本雜交，因?yàn)榧诪榇菩弁戤惢ㄖ参?，所以在花粉未成熟時(shí)需對(duì)甲植株雌花花序套袋處理，等丁的花粉成熟后再通過人工授粉把丁的花粉授以甲的雌蕊柱頭后，再套袋。(2)根據(jù)題干信息“乙和丁雜交，F(xiàn)1全部表現(xiàn)為雌雄同株”，可知乙基因型為BBtt，丁的基因型為bbTT，F(xiàn)1基因型為BbTt，F(xiàn)1自交F2基因型及比例為9B_T_(雌雄同株)∶3B_tt(雌株)∶3bbT_(雄株)∶1bbtt(雌株)，故F2中雌株所占比例為1/4，雄株的基因型為bbTT、bbTt，雌株中與丙基因型相同的比例為1/4。(3)假設(shè)糯和非糯這對(duì)相對(duì)性狀受A/a基因控制，因?yàn)閮煞N玉米均為雌雄同株植物，間行種植時(shí)，既有自交又有雜交。若糯性為顯性，基因型為AA，非糯基因型為aa，則糯性植株無論自交還是雜交，糯性植株上全為糯性籽粒，非糯植株雜交子代為糯性籽粒，自交子代為非糯籽粒，所以非糯植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。同理，非糯為顯性時(shí)，非糯性植株上只有非糯籽粒，糯性植株上既有糯性籽粒又有非糯籽粒。典例5(2022·廣東卷)《詩經(jīng)》以“蠶月條?！泵枥L了古人種桑養(yǎng)蠶的勞動(dòng)畫面，《天工開物》中“今寒家有將早雄配晚雌者，幻出嘉種”，表明我國勞動(dòng)人民早已擁有利用雜交手段培育蠶種的智慧，現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用于蠶桑的遺傳育種，更為這歷史悠久的產(chǎn)業(yè)增添了新的活力。回答下列問題：(1)自然條件下蠶采食桑葉時(shí)，桑葉會(huì)合成蛋白酶抑制劑以抵御蠶的采食，蠶則分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制劑的作用。桑與蠶相互作用并不斷演化的過程稱為_協(xié)同進(jìn)化(共同進(jìn)化)__。(2)家蠶的虎斑對(duì)非虎斑、黃繭對(duì)白繭、敏感對(duì)抗軟化病為顯性，三對(duì)性狀均受常染色體上的單基因控制且獨(dú)立遺傳。現(xiàn)有上述三對(duì)基因均雜合的親本雜交，F(xiàn)1中虎斑、白繭、抗軟化病的家蠶比例是_3/64__；若上述雜交親本有8對(duì)，每只雌蠶平均產(chǎn)卵400枚，理論上可獲得_50__只虎斑、白繭、抗軟化病的純合家蠶，用于留種。(3)研究小組了解到：①雄蠶產(chǎn)絲量高于雌蠶；②家蠶的性別決定為ZW型；③卵殼的黑色(B)和白色(b)由常染色體上的一對(duì)基因控制；④黑殼卵經(jīng)射線照射后攜帶B基因的染色體片段可轉(zhuǎn)移到其他染色體上且能正常表達(dá)。為達(dá)到基于卵殼顏色實(shí)現(xiàn)持續(xù)分離雌雄，滿足大規(guī)模生產(chǎn)對(duì)雄蠶需求的目的，該小組設(shè)計(jì)了一個(gè)誘變育種的方案。下圖為方案實(shí)施流程及得到的部分結(jié)果。Ⅲ組所得黑殼卵雄蠶為雜合子(基因型為ZBZb)，與白殼卵雌蠶雜交，后代的黑殼卵和白殼卵中均既有雌性又有雄性，無法通過卵殼顏色區(qū)分性別。統(tǒng)計(jì)多組實(shí)驗(yàn)結(jié)果后，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)組別家蠶的性別比例與Ⅰ組相近，有兩組(Ⅱ、Ⅲ)的性別比例非常特殊。綜合以上信息進(jìn)行分析：①Ⅰ組所得雌蠶的B基因位于_常__染色體上。②將Ⅱ組所得雌蠶與白殼卵雄蠶(bb)雜交，子代中雌蠶的基因型是_bbZWB__(如存在基因缺失，亦用b表示)。這種雜交模式可持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中，其優(yōu)勢(shì)是可在卵期通過卵殼顏色篩選即可達(dá)到分離雌雄的目的。③盡管Ⅲ組所得黑殼卵全部發(fā)育成雄蠶，但其后代仍無法實(shí)現(xiàn)持續(xù)分離雌雄，不能滿足生產(chǎn)需求，請(qǐng)簡要說明理由_Ⅲ組所得黑殼卵雄蠶為雜合子，與白殼卵雌蠶雜交，后代的黑殼卵和白殼卵中均既有雌性又有雄性，無法通過卵殼顏色區(qū)分性別__?！窘馕觥?1)不同物種之間、生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是協(xié)同進(jìn)化。(2)由題意可知，三對(duì)性狀均受常染色體上的單基因控制且獨(dú)立遺傳，即符合自由組合定律，將三對(duì)基因均雜合的親本雜交，可先將三對(duì)基因分別按照分離定律計(jì)算，再將結(jié)果相乘，即F1各對(duì)性狀中，虎斑個(gè)體占3/4，白繭個(gè)體占1/4，抗軟化病個(gè)體占1/4，相乘后F1中虎斑、白繭、抗軟化病的家蠶比例是3/4×1/4×1/4＝3/64。若上述雜交親本有8對(duì)，每只雌蠶平均產(chǎn)卵400枚，總產(chǎn)卵數(shù)為8×400＝3200枚，其中虎斑、白繭、抗軟化病的純合家蠶占1/4×1/4×1/4＝1/64，即3200×1/64＝50只。(3)黑殼卵經(jīng)射線照射后，攜帶B基因的染色體片段轉(zhuǎn)移到其他染色體上，轉(zhuǎn)移情況可分為三種，即攜帶B基因的染色體片段可轉(zhuǎn)移到常染色體上、轉(zhuǎn)移到Z染色體上或轉(zhuǎn)移到W染色體上。將誘變孵化后挑選的雌蠶作為親本與雄蠶(bb)雜交，統(tǒng)計(jì)子代的黑殼卵孵化后雌雄家蠶的數(shù)目。Ⅰ組黑殼卵家蠶中雌雄比例接近1∶1，說明該性狀與性別無關(guān)，即攜帶B基因的染色體片段轉(zhuǎn)移到了常染色體上；Ⅱ組黑殼卵家蠶全為雌性，說明攜帶B基因的染色體片段轉(zhuǎn)移到了W染色體上；Ⅲ組黑殼卵家蠶全為雄性，說明攜帶B基因的染色體片段轉(zhuǎn)移到了Z染色體上。①由以上分析可知，Ⅰ組攜帶B基因的染色體片段轉(zhuǎn)移到了常染色體上，即所得雌蠶的B基因位于常染色體上。②由以上分析可知，Ⅱ組攜帶B基因的染色體片段轉(zhuǎn)移到了W染色體上，親本雌蠶的基因型為ZWB，與白殼卵雄蠶bb雜交，子代雌蠶的基因型為bbZWB(黑殼卵)，雄蠶的基因型為bbZZ(白殼卵)，可以通過卵殼顏色區(qū)分子代性別。將子代黑殼卵雌蠶繼續(xù)雜交，后代類型保持不變，故這種雜交模式可持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中。③Ⅲ組黑殼卵家蠶全為雄性，說明攜帶B基因的染色體片段轉(zhuǎn)移到了Z染色體上，親本雌蠶的基因型為ZBWb，與白卵殼雄蠶ZbZb雜交，子代雌蠶的基因型為ZbWb(白殼卵)，雄蠶的基因型為ZBZb(黑殼卵)。再將黑殼卵雄蠶(ZBZb)與白殼卵雌蠶(ZbWb)雜交，子代為ZBZb、ZbZb、ZBWb、ZbWb，其后代的黑殼卵和白殼卵中均既有雌性又有雄性，無法通過卵殼顏色區(qū)分性別，故不能滿足生產(chǎn)需求。歸納提升：有關(guān)變異與育種的易錯(cuò)易混點(diǎn)(1)育種原理和育種方法分辨不清，出現(xiàn)答非所問的情況。原理是育種的理論依據(jù)，如多倍體育種和單倍體育種的原理都是染色體變異。(2)單倍體育種和花藥離體培養(yǎng)相混淆。花藥離體培養(yǎng)是單倍體育種的一個(gè)步驟，只能獲得單倍體，而單倍體育種最終要獲得正常個(gè)體。(3)不同的育種方法獲得的新品種的性狀能否遺傳的問題。凡是依據(jù)基因突變、基因重組和染色體變異原理獲得的新品種的性狀都是可遺傳的，如通過多倍體育種獲得的無子西瓜的“無子”性狀屬于可遺傳的變異，而通過涂抹生長素獲得的無子番茄的“無子”性狀是不可遺傳的變異。典例6(2020·天津卷)小麥的面筋強(qiáng)度是影響面制品質(zhì)量的重要因素之一，如制作優(yōu)質(zhì)面包需強(qiáng)筋面粉，制作優(yōu)質(zhì)餅干需弱筋面粉等。小麥有三對(duì)等位基因(A/a，B1/B2，D1/D2)分別位于三對(duì)同源染色體上，控制合成不同類型的高分子量麥谷蛋白(HMW)，從而影響面筋強(qiáng)度?？蒲腥藛T以兩種純合小麥品種為親本雜交得F1，F(xiàn)1自交得F2，以期選育不同面筋強(qiáng)度的小麥品種。相關(guān)信息見下表?；蚧虻谋磉_(dá)產(chǎn)物(HMW)親本F1育種目標(biāo)小偃6號(hào)安農(nóng)91168強(qiáng)筋小麥弱筋小麥A甲＋＋＋＋－B1乙－＋＋－＋B2丙＋－＋＋－D1丁＋－＋－＋D2戊－＋＋＋－注：“＋”表示有相應(yīng)表達(dá)產(chǎn)物；“－”表示無相應(yīng)表達(dá)產(chǎn)物據(jù)表回答：(1)三對(duì)基因的表達(dá)產(chǎn)物對(duì)小麥面筋強(qiáng)度的影響體現(xiàn)了基因可通過控制_蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)__來控制生物體的性狀。(2)在F1植株上所結(jié)的F2種子中，符合強(qiáng)筋小麥育種目標(biāo)的種子所占比例為_1/16__，符合弱筋小麥育種目標(biāo)的種子所占比例為_0__。(3)為獲得純合弱筋小麥品種，可選擇F2中只含_甲、乙、丁__產(chǎn)物的種子，采用_誘變、基因工程、將其與不含甲產(chǎn)物的小麥品種進(jìn)行雜交__等育種手段，選育符合弱筋小麥育種目標(biāo)的純合品種。【解析】(1)由題意“控制合成不同類型的高分子量麥谷蛋白，從而影響面筋強(qiáng)度”可知，三對(duì)基因的表達(dá)產(chǎn)物對(duì)小麥面筋強(qiáng)度的影響體現(xiàn)了基因可通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。(2)由題意分析可知，親本小偃6號(hào)基因型為AAB2B2D1D1，安農(nóng)91168的基因型為AAB1B1D2D