高考生物一轮基础总复习《第18讲 生物变异在生产上的应用》

第18讲生物变异在生产上的应用高考生物一轮基础总复习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.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

B2.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

D3.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.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B2.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.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

D4.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

B5.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.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.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∶1B.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∶1C.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

A2.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