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2024年高考生物大一轮必修2复习讲义：：第27讲 生物变异在育种上的应用
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这是一份2024年高考生物大一轮必修2复习讲义：：第27讲 生物变异在育种上的应用，共19页。试卷主要包含了诱变育种，单倍体育种，多倍体育种，杂交分为近缘杂交和远缘杂交，黑小麦因营养高等特点而身价倍增等内容，欢迎下载使用。
第27讲 生物变异在育种上的应用
课标内容 阐明生物变异在育种上的应用。
1.杂交育种(以培育显性纯合子植物品种为例
提醒 若培育隐性纯合品种则无需连续自交筛选，F2中出现相关表型即为纯种，可推广应用。
2.诱变育种
包括花药离体培养和秋水仙素处理两个过程
3.单倍体育种
4.多倍体育种
①两次传粉
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目不变。
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，一般不能产生正常配子。
④用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍，若操作对象是单倍体植株，属于单倍体育种；若操作对象为正常植株，则属于多倍体育种。不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。
⑤单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，使染色体数目加倍。单倍体育种在幼苗期处理，多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。
【情境推理·探究】
1.为什么平时吃的香蕉是没有种子的？
提示 平时吃的香蕉是栽培品种，体细胞中含有3个染色体组，在进行减数分裂时，染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
2.三倍体无子西瓜培育时用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖的原因是______________________________________________________________
__________________________________________________________________。
提示 西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株
3.已知普通青椒的果实肉薄且不抗病，基因型为ddtt，而现有果实肉厚且抗病的太空椒的基因型为DdTt。若要在最短时间内培育出纯合的果实肉厚且抗病的太空椒育种思路是______________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示 种植果实肉厚且抗病的太空椒(DdTt)，取其花粉离体培养获得单倍体，用秋水仙素处理单倍体幼苗获得二倍体植株，挑选出果实肉厚且抗病的植株即为符合要求的纯合品种
考向1 结合育种的原理及过程，考查科学思维
1.普通西瓜(2n＝22)为单性花，雌雄同株。如图为培育三倍体无子西瓜的流程图。据图分析下列相关叙述错误的是( )
A.图中育种过程利用了染色体变异的原理
B.秋水仙素抑制了纺锤体的形成，诱导产生了新物种
C.四倍体母本所结的西瓜的种子胚细胞内含有三个染色体组
D.由于同源染色体联会紊乱，商品果实中一定没有种子
答案 D
解析 题图中获得三倍体无子西瓜的过程，利用了染色体数目变异的原理，A正确；秋水仙素抑制了纺锤体的形成，使得二倍体西瓜变成四倍体西瓜，而二倍体西瓜和四倍体西瓜杂交产生的后代三倍体西瓜高度不育，说明四倍体西瓜和二倍体西瓜具有生殖隔离，是两个物种，B正确；四倍体西瓜植株作母本与二倍体西瓜植株杂交，所结出的西瓜为四倍体，但其中的种子为三倍体，即胚细胞含有三个染色体组，C正确；三倍体西瓜的植株在进行减数分裂时，细胞中同源染色体联会紊乱，因此难以产生正常的可育配子，但也可能产生极少数种子，D错误。
2.(2023·哈尔滨三中模拟)2019年，袁隆平被授予“共和国勋章”，以表彰他在杂交水稻研究领域作出的杰出贡献。请根据所学知识，回答有关某品种水稻(2N＝24，两性花，花多且小，自花受粉并结种子)育种的问题：
(一)(1)杂交育种的原理是________________，袁隆平找到的雄性不育的水稻，在进行杂交操作时的优势是_______________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)水稻的抗稻瘟病性状(R/r)与抗倒伏性状(T/t)均由一对等位基因控制且独立遗传。现有抗稻瘟病易倒伏植株与易感稻瘟病抗倒伏植株杂交，F1中仅有抗稻瘟病易倒伏与易感稻瘟病易倒伏两类植株且比例为1∶1，则亲本基因组成为________________________，技术人员在对基因型为rrTt的该品种水稻的幼苗用秋水仙素处理时，偶尔出现了一株基因型为RrrrTTtt的植株，该植株自交后代的性状分离比例是(只写出比例，不用写性状)______________________________。
(3)该水稻花序的正常和异常是由一对等位基因控制的相对性状。某显性植株X自交，F1表现为正常花序∶异常花序＝1∶1。取F1正常花序植株的花粉进行离体培养，获得的幼苗用秋水仙素处理后都是异常花序植株。由此推测________是显性性状，植株X自交的子代性状分离比为1∶1的原因可能是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(二)科研人员将另外两种栽培水稻品系(甲和乙)进行下图所示杂交，培育抗赤霉菌感染的水稻品系。
染色体组成为24＋RR的水稻品系甲中，除含有水稻的24条染色体外，还具有两条来自一种野生稻的R染色体，R染色体携带抗赤霉病基因。染色体组成为24＋CC的水稻品系乙中，除含有水稻的24条染色体外，另有两条来自另一种野生稻的C染色体。
(1)据图分析，F1的体细胞中染色体数为______，染色体组成为________。
(2)据图可知，甲、乙两品系之间并没有出现生殖隔离，因为它们的F1________。
(3)需从F2选择具有________性状的个体，进行多代自交以及赤霉病抗性检测，最终获得赤霉病抗性品系，该品系具有赤霉病抗性是由于
____________________________________________________________________。
答案 (一)(1)基因重组 省掉去雄的操作，提高了杂交育种的效率 (2)RrTT×rrtt或rrTT×Rrtt 105∶35∶3∶1 (3)正常花序 含有正常花序(显性)基因的花粉不育，而含有异常花序(隐性)基因的花粉可育 (二)(1)26 24＋R＋C (2)可育(自交可产生可育后代) (3)抗赤霉病 具有来自R染色体的抗赤霉病基因
考向2 育种方法的选择
3.(2023·广东惠州调研)现有小麦种质资源包括：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。下列叙述育种方法可行的是( )
A.利用①③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.用杂交育种的方法可以获得c
答案 C
解析 欲获得高产、抗病品种，应利用①和②进行品种间杂交筛选；欲获得高产、早熟品种，则应对③进行诱变育种；诱变育种可以产生新基因，因此，a、b、c都可以通过诱变育种获得；杂交育种不能获得新性状，因此，不能利用杂交育种的方法培育出抗旱植株。
4.(2023·四川成都诊断)下列有关杂交育种的叙述，不正确的是( )
A.杂交育种的原理是基因重组，杂交育种可以集合两个或多个亲本的优良特性
B.杂交育种的目的可能是获得纯种，也可能是获得杂合子以利用杂种优势
C.与诱变育种相比，杂交育种一般过程简单，操作不繁琐，育种时间较短
D.若育种目标是获得隐性纯合子，则在育种时长上可能与单倍体育种相差不大
答案 C
解析 杂交育种中可将多个亲本的优良性状集中在一起，A正确；杂种优势的利用也是杂交育种的一种应用，B正确；与诱变育种相比，杂交育种一般过程操作繁琐，育种时间较长，C错误；隐性纯合子在性状表现上就可以确定是纯合子，如果显隐性性状只由一对等位基因控制，那么杂交育种用时与单倍体育种基本相同，D正确。
跳出题海 根据不同育种目标选择最佳育种方案
重温真题 经典再现
1.(2021·广东卷，11)白菜型油菜(2n＝20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是( )
A.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
B.将Bc作为育种材料，能缩短育种年限
C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株
D.自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育
答案 A
解析 白菜型油菜是二倍体，有两个染色体组，植株Bc是由该油菜的卵细胞发育而成的单倍体植株，故其成熟叶肉细胞中含有一个染色体组，A错误；在单倍体育种中可以用单倍体幼苗Bc作为实验材料，通过秋水仙素诱导其染色体数目加倍来获取纯合植株，能明显缩短育种年限，B、C正确；植株Bc仅含有一个染色体组，在形成配子时，由于染色体联会紊乱而使其配子发育异常，最终导致高度不育，D正确。
2.(2021·北京卷，7)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n＝14)的优良性状导入普通小麦(2n＝42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉，10天后只发现两个杂种幼胚，将其离体培养，产生愈伤组织，进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是( )
A.簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离
B.培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化
C.杂种植株减数分裂时染色体能正常联会
D.杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
答案 C
解析 簇毛麦(2n＝14)与小麦(2n＝42)属于不同的物种，物种之间存在生殖隔离，A正确；幼胚细胞经过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经过再分化形成胚状体或丛芽，从而得到完整植株，B正确；杂种植株细胞内由于没有同源染色体，故减数分裂时染色体无法正常联会，C错误；杂种植株的染色体加倍后能获得可育植株，D正确。
3.(2021·重庆卷，22)2017年，我国科学家发现一个水稻抗稻瘟病的隐性突变基因b(基因B中的一个碱基A变成G)，为水稻抗病育种提供了新的基因资源。请回答以下问题：
(1)基因B突变为b后，组成基因的碱基数量______。
(2)基因b包含一段DNA单链序列TAGCTG，能与其进行分子杂交的DNA单链序列为________。自然界中与该序列碱基数量相同的DNA片段最多有________种。
(3)基因b影响水稻基因P的转录，使得酶P减少，从而表现出稻瘟病抗性。据此推测，不抗稻瘟病水稻细胞中基因P转录的mRNA量比抗稻瘟病水稻细胞________。
(4)现有长穗、不抗稻瘟病(HHBB)和短穗、抗稻瘟病(hhbb)两种水稻种子，欲通过杂交育种方法选育长穗、抗稻瘟病的纯合水稻。请用遗传图解写出简要选育过程。
(5)某水稻群体中抗稻瘟病植株的基因型频率为10%，假如该群体每增加一代，抗稻瘟病植株增加10%、不抗稻瘟病植株减少10%，则第二代中，抗稻瘟病植株的基因型频率为________%(结果保留整数)。
答案 (1)不变 (2)ATCGAC 64 (3)多
(4)
(5)14
解析 (1)由题意可知，该基因突变是因为发生了碱基的替换(A→G)，故组成基因的碱基数量不变。(2)根据碱基互补配对原则，与TAGCTG配对的DNA序列为ATCGAC，该单链序列共有6个碱基，自然界中DNA分子为双链，则每条链有3个碱基，每个碱基的可能是4种，故自然界中与该序列碱基数量相同的DNA片段最多有43＝64种。(3)由题意可知，基因b抑制基因P的转录，使其表现为抗稻瘟病，不抗稻瘟病水稻细胞中含基因B，无法抑制基因P的转录，故其基因P转录出的mRNA比抗稻瘟病水稻细胞中多。(4)先让长穗、不抗稻瘟病植株(HHBB)和短穗、抗稻瘟病植株(hhbb)杂交得F1，F1自交，从F2中选育出长穗、抗稻瘟病植株(H_bb)不断自交，直至不出现性状分离的即为所需品种。(5)某水稻群体中抗稻瘟病植株基因型频率为10%，假设抗稻瘟病植株为10株，则不抗稻瘟病植株为90株，每增加一代，抗稻瘟病植株增加10%，不抗稻瘟病植株减少10%，则第二代中抗稻瘟病植株为10×(1＋10%)×(1＋10%)＝12.1(株)，不抗稻瘟病植株为90×(1－10%)×(1－10%)＝72.9(株)，则第二代中抗稻瘟病植株占比为12.1/(12.1＋72.9)×100%≈14%。
4.(2020·全国卷Ⅰ，32)遗传学理论可用于指导农业生产实践。回答下列问题：
(1)生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结构变异的情况下，产生基因重新组合的途径有两条，分别是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)在诱变育种过程中，通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传，原因是____________________，若要使诱变获得的性状能够稳定遗传，需要采取的措施是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案 (1)在减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合；同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组 (2)控制新性状的基因型是杂合的 通过自交筛选性状能稳定遗传的子代
解析 (1)互换型基因重组发生在减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会过程中，在该过程中非姐妹染色单体之间进行互换；自由组合型基因重组发生在减数分裂Ⅰ后期，伴随着非同源染色体的自由组合，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。(2)诱变育种过程中，突变体一般为杂合子，即控制新性状的基因型是杂合的，不能稳定遗传；对于杂合子，可以采用连续自交和不断选择的方法，获得纯合子，即通过自交筛选性状能稳定遗传的子代。
限时强化练
(时间：30分钟)
【对点强化】
1.(2023·辽宁沈阳二中)下列关于生物变异的叙述，正确的是( )
A.八倍体小黑麦花药离体培养得到的植株为四倍体
B.X射线可诱发基因突变，但不会导致染色体变异
C.基因重组都发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间
D.观察红细胞形态可确定患者是否患镰状细胞贫血
答案 D
解析 八倍体小黑麦花药离体培养得到的植株为单倍体，A错误；X射线可诱发基因突变，也会导致染色体变异，B错误；基因重组包括自由组合型和互换型，自由组合型发生于非同源染色体之间，而互换型发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间，C错误；镰状细胞贫血患者的红细胞呈镰刀状，因此观察红细胞的形态即可确定患者是否为镰状细胞贫血，D正确。
2.(2023·安徽淮北调研)如图为几种主要育种方法的流程图，
下列相关叙述错误的是( )
A.杂交育种可以将同一物种的两个或多个优良性状集中在一个新品种中
B.植株Ⅰ、植株Ⅱ、植株Ⅲ的基因型都与原种植株的不同
C.选育植株Ⅱ的过程中，可用秋水仙素处理单倍体幼苗或种子
D.图示植株选育的原理涉及基因重组、基因突变和染色体数目变异
答案 C
解析 选育植株Ⅱ运用的是单倍体育种方法，单倍体植株一般高度不育且没有种子，只能用秋水仙素处理单倍体幼苗，C错误。
3.(2023·山西师大附中质检)家蚕(2n＝28)雌性体细胞内有两条异型的性染色体ZW，雄性体细胞内有两条同型的性染色体ZZ。人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，使ZW卵和不带卵色基因的ZZ卵有所区别，从而在家蚕卵还未孵化时就能区分雌雄。下列有关叙述错误的是( )
A.这种育种方式利用的原理是染色体结构变异
B.辐射是为了提高基因的突变率，更容易筛选到卵色基因
C.上述带有卵色的受精卵将来会发育为雌性家蚕
D.雄家蚕有丝分裂后期含4条Z染色体
答案 B
解析 题干所述的育种方式的原理是染色体结构变异，A正确；辐射是为了使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，使家蚕卵还未孵化时就能区分雌雄，B错误；据题可知，带有卵色基因的片段易位到W染色体上，则带有卵色的受精卵的性染色体组成为ZW，为雌性家蚕，C正确；雄家蚕的性染色体组成为ZZ，故有丝分裂后期其细胞内含4条Z染色体，D正确。
4.(2023·广东茂名调研)四倍体小麦(AABB)和普通小麦(AABBDD)是两种小麦栽培种。通过远缘杂交，可获得二者的后代F1，F1自交可得到少量的F2。研究表明，以四倍体小麦为母本，F2平均保留的D基因组染色体数显著多于以六倍体小麦为母本的后代。据此分析，下列叙述错误的是( )
A.利用四倍体小麦的花粉经组织培养诱导发育成的个体为单倍体
B.四倍体小麦和六倍体小麦杂交获得的子代为五倍体小麦
C.F1小麦在产生配子时，细胞质会对染色体的分配产生影响
D.远缘杂交具有优势，F1小麦自交结实率高于普通小麦自交结实率
答案 D
解析 花药离体培养获得的个体，无论细胞中含有几个染色体组，均为单倍体，A正确；四倍体小麦和六倍体小麦杂交获得的子代为五倍体小麦，B正确；母本不同时，F2平均保留的D基因组染色体数量不同，说明染色体的分配与母本相关，即细胞质对染色体的分配有一定的影响，C正确；F1为五倍体小麦，自交的结实率低于普通小麦自交的结实率，D错误。
5.(2023·黑龙江牡丹江期中)人类目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株，下图是三倍体香蕉的培育过程。下列相关叙述正确的是( )
A.无子香蕉的培育过程主要运用了基因重组的原理
B.图中染色体加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成
C.二倍体与四倍体杂交能产生三倍体，它们之间不存在生殖隔离
D.若图中有子香蕉的基因型为AAaa，则无子香蕉的基因型均为Aaa
答案 B
解析 无子香蕉的培育利用的是多倍体育种，其原理主要是染色体变异，A错误；诱导染色体加倍的方法有低温处理和秋水仙素处理，两者的作用机理均是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而使染色体数目加倍，B正确；由于二倍体和四倍体杂交所得的是三倍体，三倍体在减数分裂时联会紊乱，不能形成正常的配子，因此二倍体和四倍体之间存在生殖隔离，C错误；若有子香蕉的基因型为AAaa，则相应的野生芭蕉的基因型为Aa，四倍体植株(AAaa)与二倍体植株(Aa)杂交，后代基因型有AAA、AAa、Aaa、aaa四种，D错误。
6.(2023·安阳市调研)野生猕猴桃是一种多年生的富含维生素C的二倍体(2n＝58)小野果。如图是某科研小组利用野生猕猴桃种子(aa)为材料培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程，下列关于育种叙述错误的是( )
A.①为诱变育种，优点是可提高突变率，在较短时间内获得更多的变异类型
B.③、⑥都可表示用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗，以获得多倍体
C.图中无子猕猴桃属于可遗传变异
D.若④是自交，则其产生AAAA的概率为1/4
答案 D
解析 ①为诱变育种，原理是基因突变，优点是可提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型，A正确；Aa和AA都是二倍体，所以③、⑥都可表示用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗，以获得多倍体，B正确；三倍体无子猕猴桃是染色体变异，属于可遗传变异，C正确；由于AAaa经减数分裂产生的配子有AA、Aa、aa，比例为1∶4∶1，所以若④是自交，则产生AAAA的概率为1/36，D错误。
7.(2022·河南八市重点联盟联考)由高温、辐射、病毒感染、化学因子等因素的影响，生物可能发生染色体缺失，导致部分基因丢失。染色体缺失一般会造成生物体出现不正常的性状，甚至死亡，但染色体缺失在育种方面也有重要作用。如图表示育种专家利用染色体缺失对棉花品种的培育过程，下列说法错误的是( )
A.深红棉S的出现是基因突变的结果
B.粉红棉M的出现是染色体缺失的结果
C.白色棉N的出现是基因重组的结果
D.粉红棉M自交后代出现三种颜色的棉花
答案 C
解析 深红棉S的出现是因为B基因突变为b基因，A正确；粉红棉M的出现是基因型为bb的深红棉的一条染色体出现缺失(用b－表示染色体缺失的基因)，形成基因型为bb－的个体的结果，B正确；白色棉N的出现是粉红棉M自交，后代发生性状分离的结果，而不是基因重组的结果，C错误；粉红棉M自交后代出现深红色(bb)、粉红色(bb－)、白色(b－b－)三种颜色的棉花，D正确。
【综合提升】
8.(2023·江西金太阳全国大联考)在家兔中黑毛(B)对褐毛(b)为显性，短毛(E)对长毛(e)为显性，遵循基因的自由组合定律。现有纯合黑色短毛兔、褐色长毛兔、褐色短毛兔三个品种。请回答下列问题：
(1)设计培育出能稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案简要程序：
第一步：让基因型为________的兔子和基因型为________的异性兔子杂交，得到F1。
第二步：让F1________________________________________________________，
得到F2。
第三步：选出F2中表型为黑色长毛兔的个体，让它们各自与表型为________的异性兔杂交，分别观察每对兔子产生的子代，若后代足够多且________________，则该F2中的黑色长毛兔即为能稳定遗传的黑色长毛兔。
(2)该育种方案的原理是____________________________________________。
(3)上述方案的第三步若改为让F2中表型为黑色长毛的雌、雄兔子两两相互交配，若两只兔子所产生的子代均为黑色长毛，则这两只兔子________(填“一定是”或“不一定是”)能稳定遗传的黑色长毛兔，原因是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案 (1)BBEE bbee 雌雄个体相互交配 褐色长毛 不出现性状分离
(2)基因重组 (3)不一定是 两只黑色长毛的雌、雄兔子交配，所产生的子代均为黑色长毛，只能说明这两只黑色长毛兔中至少有一只是能稳定遗传的
解析 (1)要想获得能稳定遗传的黑色长毛兔，应选择黑色短毛兔(BBEE)和褐色长毛兔(bbee)作为亲本杂交，但是获得的F1全为杂合子，因此必须让F1雌、雄个体之间相互交配，在F2中选出黑色长毛兔，然后再通过测交的方法选出后代不发生性状分离的个体即可。(2)杂交育种的原理为基因重组。(3)黑色长毛兔的基因型为B_ee，如果让黑色长毛的雌、雄兔子两两相互交配，若产生的子代均为黑色长毛，只能说明这两只黑色长毛兔中至少有一只能稳定遗传，并不能确定这两只兔子都是能稳定遗传的黑色长毛兔。
9.(2023·河南九师联盟)杂交分为近缘杂交和远缘杂交。近缘杂交是指同种内的不同品种的个体间的杂交，它可以把不同品种之间的基因组组合在一起，使得杂交后代在表型和基因型方面发生一定程度的变化。远缘杂交是指两个物种之间的杂交，它可以把不同物种的基因组组合在一起，使得杂交后代在表型和基因型方面发生显著变化。一般来说，远缘杂交后代产生的变化要大于近缘杂交后代所产生的变化，但难以形成可育品系。因此育种工作者在育种过程中建立了如图所示的一步法育种技术和多步法育种技术，并用这两种技术培育了一批优良鱼类。
(1)远缘杂交难以形成可育品系的原因是杂交的双亲存在________。图中A物种的一个染色体组可用A表示，B物种的一个染色体组可用B表示，二者杂交得到的F1染色体数目及组成分别为________、________。
(2)F1通常不可育，其原因是___________________________________________。
(3)在多步法育种技术中，需突破F1不可育的生殖难关，下列方法中能获得可育的优质后代的有________。
A.使F1染色体加倍
B.使F1产生染色体未减半的雌雄配子结合产生F2
C.使染色体加倍的F1与染色体未加倍的F1杂交产生的子代
D.使F1与A物种杂交产生(2nAA)的子代
答案 (1)生殖隔离 2n AB (2)减数分裂过程中联会紊乱(“联会紊乱”也可换为“没有同源染色体”、“无法联会”) (3)AB(答“A和B”、“A与B”也可)
解析 (1)远缘杂交是指两个物种之间的杂交，难以形成可育品系的原因是杂交的双亲存在生殖隔离。A物种的配子中含一个染色体组A，B物种的配子中含一个染色体组B，二者杂交得到的F1染色体数目及组成分别为2n、AB。
(2)F1通常不可育，原因是减数分裂过程中联会紊乱，导致不能产生正常配子。
(3)使F1染色体加倍，可形成(4nAABB)的异源四倍体，可育，A符合题意；使F1产生染色体未减半的雌雄配子结合产生F2，可形成(4nAABB)的异源四倍体，可育，B符合题意；使染色体加倍的F1与染色体未加倍的F1杂交产生的子代为三倍体，不可育，C不符合题意；使F1与A物种杂交产生(2nAA)的子代属于同源二倍体，但不是优质后代，D不符合题意。
10.(2023·湘豫名校联考)黑小麦(6n＝42)因营养高等特点而身价倍增。为研究黑小麦性状的遗传，将黑小麦与白小麦杂交，F1为黑小麦，F1自交，F2为黑小麦∶白小麦＝9∶7。请回答下列问题：
(1)杂交实验说明，黑小麦由________对等位基因控制，F2的白小麦基因型有________种。
(2)将F2的黑小麦进行连续自交，则可选出纯合的黑小麦，该育种的原理是___________________________________________________________________。
(3)为缩短育种时间，利用染色体消失法诱导小麦单倍体技术使小麦新品种选育更加高效。其过程如下图：
单倍体苗的染色体数为________，用秋水仙素人工诱导单倍体苗获得纯合小麦，秋水仙素的作用机理是_______________________________________________。
这些纯合小麦中，黑小麦占的比例为________。
答案 (1)两 5 (2)基因重组 (3)21 抑制纺锤体的形成 4/9
解析 (1)F2的黑小麦∶白小麦＝9∶7，是9∶3∶3∶1的变式，因此黑小麦由两对等位基因控制。假设基因分别为A和a、B和b，则黑小麦的基因型为A_B_，白小麦的基因型为A_bb、aaB_和aabb，F1的基因型为AaBb，因此F2的白小麦基因型有5种，分别为AAbb、Aabb、aaBB、aaBb和aabb。(2)F2的黑小麦的基因型有AABB、AaBB、AABb、AaBb，其连续自交，杂合子会出现性状分离，纯合子不会出现性状分离，则可选出纯合的黑小麦，该育种的原理是基因重组。(3)由图可知，受精卵中的玉米染色体全部丢失，因此单倍体苗的染色体数目等于黑小麦配子染色体数目，其染色体数目为21。用秋水仙素人工诱导单倍体苗获得纯合小麦，秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成。F2的黑小麦的基因型有AABB、AaBB、AABb、AaBb，其比例为1∶2∶2∶4，产生的配子AB占的比例为1/9＋(2/9)×(1/2)＋(2/9)×(1/2)＋(4/9)×(1/4)＝4/9，因此基因型为AB的单倍体苗占的比例为4/9，只有基因型为AB的单倍体苗通过秋水仙素处理，才表现为纯合的黑小麦，其余都是纯合的白小麦，因此这些纯合小麦中，黑小麦占的比例为4/9。
第27讲 生物变异在育种上的应用
课标内容 阐明生物变异在育种上的应用。
1.杂交育种(以培育显性纯合子植物品种为例
提醒 若培育隐性纯合品种则无需连续自交筛选，F2中出现相关表型即为纯种，可推广应用。
2.诱变育种
包括花药离体培养和秋水仙素处理两个过程
3.单倍体育种
4.多倍体育种
①两次传粉
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目不变。
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，一般不能产生正常配子。
④用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍，若操作对象是单倍体植株，属于单倍体育种；若操作对象为正常植株，则属于多倍体育种。不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。
⑤单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，使染色体数目加倍。单倍体育种在幼苗期处理，多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。
【情境推理·探究】
1.为什么平时吃的香蕉是没有种子的？
提示 平时吃的香蕉是栽培品种，体细胞中含有3个染色体组，在进行减数分裂时，染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
2.三倍体无子西瓜培育时用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖的原因是______________________________________________________________
__________________________________________________________________。
提示 西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株
3.已知普通青椒的果实肉薄且不抗病，基因型为ddtt，而现有果实肉厚且抗病的太空椒的基因型为DdTt。若要在最短时间内培育出纯合的果实肉厚且抗病的太空椒育种思路是______________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示 种植果实肉厚且抗病的太空椒(DdTt)，取其花粉离体培养获得单倍体，用秋水仙素处理单倍体幼苗获得二倍体植株，挑选出果实肉厚且抗病的植株即为符合要求的纯合品种
考向1 结合育种的原理及过程，考查科学思维
1.普通西瓜(2n＝22)为单性花，雌雄同株。如图为培育三倍体无子西瓜的流程图。据图分析下列相关叙述错误的是( )
A.图中育种过程利用了染色体变异的原理
B.秋水仙素抑制了纺锤体的形成，诱导产生了新物种
C.四倍体母本所结的西瓜的种子胚细胞内含有三个染色体组
D.由于同源染色体联会紊乱，商品果实中一定没有种子
答案 D
解析 题图中获得三倍体无子西瓜的过程，利用了染色体数目变异的原理，A正确；秋水仙素抑制了纺锤体的形成，使得二倍体西瓜变成四倍体西瓜，而二倍体西瓜和四倍体西瓜杂交产生的后代三倍体西瓜高度不育，说明四倍体西瓜和二倍体西瓜具有生殖隔离，是两个物种，B正确；四倍体西瓜植株作母本与二倍体西瓜植株杂交，所结出的西瓜为四倍体，但其中的种子为三倍体，即胚细胞含有三个染色体组，C正确；三倍体西瓜的植株在进行减数分裂时，细胞中同源染色体联会紊乱，因此难以产生正常的可育配子，但也可能产生极少数种子，D错误。
2.(2023·哈尔滨三中模拟)2019年，袁隆平被授予“共和国勋章”，以表彰他在杂交水稻研究领域作出的杰出贡献。请根据所学知识，回答有关某品种水稻(2N＝24，两性花，花多且小，自花受粉并结种子)育种的问题：
(一)(1)杂交育种的原理是________________，袁隆平找到的雄性不育的水稻，在进行杂交操作时的优势是_______________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)水稻的抗稻瘟病性状(R/r)与抗倒伏性状(T/t)均由一对等位基因控制且独立遗传。现有抗稻瘟病易倒伏植株与易感稻瘟病抗倒伏植株杂交，F1中仅有抗稻瘟病易倒伏与易感稻瘟病易倒伏两类植株且比例为1∶1，则亲本基因组成为________________________，技术人员在对基因型为rrTt的该品种水稻的幼苗用秋水仙素处理时，偶尔出现了一株基因型为RrrrTTtt的植株，该植株自交后代的性状分离比例是(只写出比例，不用写性状)______________________________。
(3)该水稻花序的正常和异常是由一对等位基因控制的相对性状。某显性植株X自交，F1表现为正常花序∶异常花序＝1∶1。取F1正常花序植株的花粉进行离体培养，获得的幼苗用秋水仙素处理后都是异常花序植株。由此推测________是显性性状，植株X自交的子代性状分离比为1∶1的原因可能是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(二)科研人员将另外两种栽培水稻品系(甲和乙)进行下图所示杂交，培育抗赤霉菌感染的水稻品系。
染色体组成为24＋RR的水稻品系甲中，除含有水稻的24条染色体外，还具有两条来自一种野生稻的R染色体，R染色体携带抗赤霉病基因。染色体组成为24＋CC的水稻品系乙中，除含有水稻的24条染色体外，另有两条来自另一种野生稻的C染色体。
(1)据图分析，F1的体细胞中染色体数为______，染色体组成为________。
(2)据图可知，甲、乙两品系之间并没有出现生殖隔离，因为它们的F1________。
(3)需从F2选择具有________性状的个体，进行多代自交以及赤霉病抗性检测，最终获得赤霉病抗性品系，该品系具有赤霉病抗性是由于
____________________________________________________________________。
答案 (一)(1)基因重组 省掉去雄的操作，提高了杂交育种的效率 (2)RrTT×rrtt或rrTT×Rrtt 105∶35∶3∶1 (3)正常花序 含有正常花序(显性)基因的花粉不育，而含有异常花序(隐性)基因的花粉可育 (二)(1)26 24＋R＋C (2)可育(自交可产生可育后代) (3)抗赤霉病 具有来自R染色体的抗赤霉病基因
考向2 育种方法的选择
3.(2023·广东惠州调研)现有小麦种质资源包括：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。下列叙述育种方法可行的是( )
A.利用①③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.用杂交育种的方法可以获得c
答案 C
解析 欲获得高产、抗病品种，应利用①和②进行品种间杂交筛选；欲获得高产、早熟品种，则应对③进行诱变育种；诱变育种可以产生新基因，因此，a、b、c都可以通过诱变育种获得；杂交育种不能获得新性状，因此，不能利用杂交育种的方法培育出抗旱植株。
4.(2023·四川成都诊断)下列有关杂交育种的叙述，不正确的是( )
A.杂交育种的原理是基因重组，杂交育种可以集合两个或多个亲本的优良特性
B.杂交育种的目的可能是获得纯种，也可能是获得杂合子以利用杂种优势
C.与诱变育种相比，杂交育种一般过程简单，操作不繁琐，育种时间较短
D.若育种目标是获得隐性纯合子，则在育种时长上可能与单倍体育种相差不大
答案 C
解析 杂交育种中可将多个亲本的优良性状集中在一起，A正确；杂种优势的利用也是杂交育种的一种应用，B正确；与诱变育种相比，杂交育种一般过程操作繁琐，育种时间较长，C错误；隐性纯合子在性状表现上就可以确定是纯合子，如果显隐性性状只由一对等位基因控制，那么杂交育种用时与单倍体育种基本相同，D正确。
跳出题海 根据不同育种目标选择最佳育种方案
重温真题 经典再现
1.(2021·广东卷，11)白菜型油菜(2n＝20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是( )
A.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
B.将Bc作为育种材料，能缩短育种年限
C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株
D.自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育
答案 A
解析 白菜型油菜是二倍体，有两个染色体组，植株Bc是由该油菜的卵细胞发育而成的单倍体植株，故其成熟叶肉细胞中含有一个染色体组，A错误；在单倍体育种中可以用单倍体幼苗Bc作为实验材料，通过秋水仙素诱导其染色体数目加倍来获取纯合植株，能明显缩短育种年限，B、C正确；植株Bc仅含有一个染色体组，在形成配子时，由于染色体联会紊乱而使其配子发育异常，最终导致高度不育，D正确。
2.(2021·北京卷，7)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n＝14)的优良性状导入普通小麦(2n＝42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉，10天后只发现两个杂种幼胚，将其离体培养，产生愈伤组织，进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是( )
A.簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离
B.培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化
C.杂种植株减数分裂时染色体能正常联会
D.杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
答案 C
解析 簇毛麦(2n＝14)与小麦(2n＝42)属于不同的物种，物种之间存在生殖隔离，A正确；幼胚细胞经过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经过再分化形成胚状体或丛芽，从而得到完整植株，B正确；杂种植株细胞内由于没有同源染色体，故减数分裂时染色体无法正常联会，C错误；杂种植株的染色体加倍后能获得可育植株，D正确。
3.(2021·重庆卷，22)2017年，我国科学家发现一个水稻抗稻瘟病的隐性突变基因b(基因B中的一个碱基A变成G)，为水稻抗病育种提供了新的基因资源。请回答以下问题：
(1)基因B突变为b后，组成基因的碱基数量______。
(2)基因b包含一段DNA单链序列TAGCTG，能与其进行分子杂交的DNA单链序列为________。自然界中与该序列碱基数量相同的DNA片段最多有________种。
(3)基因b影响水稻基因P的转录，使得酶P减少，从而表现出稻瘟病抗性。据此推测，不抗稻瘟病水稻细胞中基因P转录的mRNA量比抗稻瘟病水稻细胞________。
(4)现有长穗、不抗稻瘟病(HHBB)和短穗、抗稻瘟病(hhbb)两种水稻种子，欲通过杂交育种方法选育长穗、抗稻瘟病的纯合水稻。请用遗传图解写出简要选育过程。
(5)某水稻群体中抗稻瘟病植株的基因型频率为10%，假如该群体每增加一代，抗稻瘟病植株增加10%、不抗稻瘟病植株减少10%，则第二代中，抗稻瘟病植株的基因型频率为________%(结果保留整数)。
答案 (1)不变 (2)ATCGAC 64 (3)多
(4)
(5)14
解析 (1)由题意可知，该基因突变是因为发生了碱基的替换(A→G)，故组成基因的碱基数量不变。(2)根据碱基互补配对原则，与TAGCTG配对的DNA序列为ATCGAC，该单链序列共有6个碱基，自然界中DNA分子为双链，则每条链有3个碱基，每个碱基的可能是4种，故自然界中与该序列碱基数量相同的DNA片段最多有43＝64种。(3)由题意可知，基因b抑制基因P的转录，使其表现为抗稻瘟病，不抗稻瘟病水稻细胞中含基因B，无法抑制基因P的转录，故其基因P转录出的mRNA比抗稻瘟病水稻细胞中多。(4)先让长穗、不抗稻瘟病植株(HHBB)和短穗、抗稻瘟病植株(hhbb)杂交得F1，F1自交，从F2中选育出长穗、抗稻瘟病植株(H_bb)不断自交，直至不出现性状分离的即为所需品种。(5)某水稻群体中抗稻瘟病植株基因型频率为10%，假设抗稻瘟病植株为10株，则不抗稻瘟病植株为90株，每增加一代，抗稻瘟病植株增加10%，不抗稻瘟病植株减少10%，则第二代中抗稻瘟病植株为10×(1＋10%)×(1＋10%)＝12.1(株)，不抗稻瘟病植株为90×(1－10%)×(1－10%)＝72.9(株)，则第二代中抗稻瘟病植株占比为12.1/(12.1＋72.9)×100%≈14%。
4.(2020·全国卷Ⅰ，32)遗传学理论可用于指导农业生产实践。回答下列问题：
(1)生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结构变异的情况下，产生基因重新组合的途径有两条，分别是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)在诱变育种过程中，通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传，原因是____________________，若要使诱变获得的性状能够稳定遗传，需要采取的措施是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案 (1)在减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合；同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组 (2)控制新性状的基因型是杂合的 通过自交筛选性状能稳定遗传的子代
解析 (1)互换型基因重组发生在减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会过程中，在该过程中非姐妹染色单体之间进行互换；自由组合型基因重组发生在减数分裂Ⅰ后期，伴随着非同源染色体的自由组合，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。(2)诱变育种过程中，突变体一般为杂合子，即控制新性状的基因型是杂合的，不能稳定遗传；对于杂合子，可以采用连续自交和不断选择的方法，获得纯合子，即通过自交筛选性状能稳定遗传的子代。
限时强化练
(时间：30分钟)
【对点强化】
1.(2023·辽宁沈阳二中)下列关于生物变异的叙述，正确的是( )
A.八倍体小黑麦花药离体培养得到的植株为四倍体
B.X射线可诱发基因突变，但不会导致染色体变异
C.基因重组都发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间
D.观察红细胞形态可确定患者是否患镰状细胞贫血
答案 D
解析 八倍体小黑麦花药离体培养得到的植株为单倍体，A错误；X射线可诱发基因突变，也会导致染色体变异，B错误；基因重组包括自由组合型和互换型，自由组合型发生于非同源染色体之间，而互换型发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间，C错误；镰状细胞贫血患者的红细胞呈镰刀状，因此观察红细胞的形态即可确定患者是否为镰状细胞贫血，D正确。
2.(2023·安徽淮北调研)如图为几种主要育种方法的流程图，
下列相关叙述错误的是( )
A.杂交育种可以将同一物种的两个或多个优良性状集中在一个新品种中
B.植株Ⅰ、植株Ⅱ、植株Ⅲ的基因型都与原种植株的不同
C.选育植株Ⅱ的过程中，可用秋水仙素处理单倍体幼苗或种子
D.图示植株选育的原理涉及基因重组、基因突变和染色体数目变异
答案 C
解析 选育植株Ⅱ运用的是单倍体育种方法，单倍体植株一般高度不育且没有种子，只能用秋水仙素处理单倍体幼苗，C错误。
3.(2023·山西师大附中质检)家蚕(2n＝28)雌性体细胞内有两条异型的性染色体ZW，雄性体细胞内有两条同型的性染色体ZZ。人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，使ZW卵和不带卵色基因的ZZ卵有所区别，从而在家蚕卵还未孵化时就能区分雌雄。下列有关叙述错误的是( )
A.这种育种方式利用的原理是染色体结构变异
B.辐射是为了提高基因的突变率，更容易筛选到卵色基因
C.上述带有卵色的受精卵将来会发育为雌性家蚕
D.雄家蚕有丝分裂后期含4条Z染色体
答案 B
解析 题干所述的育种方式的原理是染色体结构变异，A正确；辐射是为了使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，使家蚕卵还未孵化时就能区分雌雄，B错误；据题可知，带有卵色基因的片段易位到W染色体上，则带有卵色的受精卵的性染色体组成为ZW，为雌性家蚕，C正确；雄家蚕的性染色体组成为ZZ，故有丝分裂后期其细胞内含4条Z染色体，D正确。
4.(2023·广东茂名调研)四倍体小麦(AABB)和普通小麦(AABBDD)是两种小麦栽培种。通过远缘杂交，可获得二者的后代F1，F1自交可得到少量的F2。研究表明，以四倍体小麦为母本，F2平均保留的D基因组染色体数显著多于以六倍体小麦为母本的后代。据此分析，下列叙述错误的是( )
A.利用四倍体小麦的花粉经组织培养诱导发育成的个体为单倍体
B.四倍体小麦和六倍体小麦杂交获得的子代为五倍体小麦
C.F1小麦在产生配子时，细胞质会对染色体的分配产生影响
D.远缘杂交具有优势，F1小麦自交结实率高于普通小麦自交结实率
答案 D
解析 花药离体培养获得的个体，无论细胞中含有几个染色体组，均为单倍体，A正确；四倍体小麦和六倍体小麦杂交获得的子代为五倍体小麦，B正确；母本不同时，F2平均保留的D基因组染色体数量不同，说明染色体的分配与母本相关，即细胞质对染色体的分配有一定的影响，C正确；F1为五倍体小麦，自交的结实率低于普通小麦自交的结实率，D错误。
5.(2023·黑龙江牡丹江期中)人类目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株，下图是三倍体香蕉的培育过程。下列相关叙述正确的是( )
A.无子香蕉的培育过程主要运用了基因重组的原理
B.图中染色体加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成
C.二倍体与四倍体杂交能产生三倍体，它们之间不存在生殖隔离
D.若图中有子香蕉的基因型为AAaa，则无子香蕉的基因型均为Aaa
答案 B
解析 无子香蕉的培育利用的是多倍体育种，其原理主要是染色体变异，A错误；诱导染色体加倍的方法有低温处理和秋水仙素处理，两者的作用机理均是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而使染色体数目加倍，B正确；由于二倍体和四倍体杂交所得的是三倍体，三倍体在减数分裂时联会紊乱，不能形成正常的配子，因此二倍体和四倍体之间存在生殖隔离，C错误；若有子香蕉的基因型为AAaa，则相应的野生芭蕉的基因型为Aa，四倍体植株(AAaa)与二倍体植株(Aa)杂交，后代基因型有AAA、AAa、Aaa、aaa四种，D错误。
6.(2023·安阳市调研)野生猕猴桃是一种多年生的富含维生素C的二倍体(2n＝58)小野果。如图是某科研小组利用野生猕猴桃种子(aa)为材料培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程，下列关于育种叙述错误的是( )
A.①为诱变育种，优点是可提高突变率，在较短时间内获得更多的变异类型
B.③、⑥都可表示用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗，以获得多倍体
C.图中无子猕猴桃属于可遗传变异
D.若④是自交，则其产生AAAA的概率为1/4
答案 D
解析 ①为诱变育种，原理是基因突变，优点是可提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型，A正确；Aa和AA都是二倍体，所以③、⑥都可表示用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗，以获得多倍体，B正确；三倍体无子猕猴桃是染色体变异，属于可遗传变异，C正确；由于AAaa经减数分裂产生的配子有AA、Aa、aa，比例为1∶4∶1，所以若④是自交，则产生AAAA的概率为1/36，D错误。
7.(2022·河南八市重点联盟联考)由高温、辐射、病毒感染、化学因子等因素的影响，生物可能发生染色体缺失，导致部分基因丢失。染色体缺失一般会造成生物体出现不正常的性状，甚至死亡，但染色体缺失在育种方面也有重要作用。如图表示育种专家利用染色体缺失对棉花品种的培育过程，下列说法错误的是( )
A.深红棉S的出现是基因突变的结果
B.粉红棉M的出现是染色体缺失的结果
C.白色棉N的出现是基因重组的结果
D.粉红棉M自交后代出现三种颜色的棉花
答案 C
解析 深红棉S的出现是因为B基因突变为b基因，A正确；粉红棉M的出现是基因型为bb的深红棉的一条染色体出现缺失(用b－表示染色体缺失的基因)，形成基因型为bb－的个体的结果，B正确；白色棉N的出现是粉红棉M自交，后代发生性状分离的结果，而不是基因重组的结果，C错误；粉红棉M自交后代出现深红色(bb)、粉红色(bb－)、白色(b－b－)三种颜色的棉花，D正确。
【综合提升】
8.(2023·江西金太阳全国大联考)在家兔中黑毛(B)对褐毛(b)为显性，短毛(E)对长毛(e)为显性，遵循基因的自由组合定律。现有纯合黑色短毛兔、褐色长毛兔、褐色短毛兔三个品种。请回答下列问题：
(1)设计培育出能稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案简要程序：
第一步：让基因型为________的兔子和基因型为________的异性兔子杂交，得到F1。
第二步：让F1________________________________________________________，
得到F2。
第三步：选出F2中表型为黑色长毛兔的个体，让它们各自与表型为________的异性兔杂交，分别观察每对兔子产生的子代，若后代足够多且________________，则该F2中的黑色长毛兔即为能稳定遗传的黑色长毛兔。
(2)该育种方案的原理是____________________________________________。
(3)上述方案的第三步若改为让F2中表型为黑色长毛的雌、雄兔子两两相互交配，若两只兔子所产生的子代均为黑色长毛，则这两只兔子________(填“一定是”或“不一定是”)能稳定遗传的黑色长毛兔，原因是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案 (1)BBEE bbee 雌雄个体相互交配 褐色长毛 不出现性状分离
(2)基因重组 (3)不一定是 两只黑色长毛的雌、雄兔子交配，所产生的子代均为黑色长毛，只能说明这两只黑色长毛兔中至少有一只是能稳定遗传的
解析 (1)要想获得能稳定遗传的黑色长毛兔，应选择黑色短毛兔(BBEE)和褐色长毛兔(bbee)作为亲本杂交，但是获得的F1全为杂合子，因此必须让F1雌、雄个体之间相互交配，在F2中选出黑色长毛兔，然后再通过测交的方法选出后代不发生性状分离的个体即可。(2)杂交育种的原理为基因重组。(3)黑色长毛兔的基因型为B_ee，如果让黑色长毛的雌、雄兔子两两相互交配，若产生的子代均为黑色长毛，只能说明这两只黑色长毛兔中至少有一只能稳定遗传，并不能确定这两只兔子都是能稳定遗传的黑色长毛兔。
9.(2023·河南九师联盟)杂交分为近缘杂交和远缘杂交。近缘杂交是指同种内的不同品种的个体间的杂交，它可以把不同品种之间的基因组组合在一起，使得杂交后代在表型和基因型方面发生一定程度的变化。远缘杂交是指两个物种之间的杂交，它可以把不同物种的基因组组合在一起，使得杂交后代在表型和基因型方面发生显著变化。一般来说，远缘杂交后代产生的变化要大于近缘杂交后代所产生的变化，但难以形成可育品系。因此育种工作者在育种过程中建立了如图所示的一步法育种技术和多步法育种技术，并用这两种技术培育了一批优良鱼类。
(1)远缘杂交难以形成可育品系的原因是杂交的双亲存在________。图中A物种的一个染色体组可用A表示，B物种的一个染色体组可用B表示，二者杂交得到的F1染色体数目及组成分别为________、________。
(2)F1通常不可育，其原因是___________________________________________。
(3)在多步法育种技术中，需突破F1不可育的生殖难关，下列方法中能获得可育的优质后代的有________。
A.使F1染色体加倍
B.使F1产生染色体未减半的雌雄配子结合产生F2
C.使染色体加倍的F1与染色体未加倍的F1杂交产生的子代
D.使F1与A物种杂交产生(2nAA)的子代
答案 (1)生殖隔离 2n AB (2)减数分裂过程中联会紊乱(“联会紊乱”也可换为“没有同源染色体”、“无法联会”) (3)AB(答“A和B”、“A与B”也可)
解析 (1)远缘杂交是指两个物种之间的杂交，难以形成可育品系的原因是杂交的双亲存在生殖隔离。A物种的配子中含一个染色体组A，B物种的配子中含一个染色体组B，二者杂交得到的F1染色体数目及组成分别为2n、AB。
(2)F1通常不可育，原因是减数分裂过程中联会紊乱，导致不能产生正常配子。
(3)使F1染色体加倍，可形成(4nAABB)的异源四倍体，可育，A符合题意；使F1产生染色体未减半的雌雄配子结合产生F2，可形成(4nAABB)的异源四倍体，可育，B符合题意；使染色体加倍的F1与染色体未加倍的F1杂交产生的子代为三倍体，不可育，C不符合题意；使F1与A物种杂交产生(2nAA)的子代属于同源二倍体，但不是优质后代，D不符合题意。
10.(2023·湘豫名校联考)黑小麦(6n＝42)因营养高等特点而身价倍增。为研究黑小麦性状的遗传，将黑小麦与白小麦杂交，F1为黑小麦，F1自交，F2为黑小麦∶白小麦＝9∶7。请回答下列问题：
(1)杂交实验说明，黑小麦由________对等位基因控制，F2的白小麦基因型有________种。
(2)将F2的黑小麦进行连续自交，则可选出纯合的黑小麦，该育种的原理是___________________________________________________________________。
(3)为缩短育种时间，利用染色体消失法诱导小麦单倍体技术使小麦新品种选育更加高效。其过程如下图：
单倍体苗的染色体数为________，用秋水仙素人工诱导单倍体苗获得纯合小麦，秋水仙素的作用机理是_______________________________________________。
这些纯合小麦中，黑小麦占的比例为________。
答案 (1)两 5 (2)基因重组 (3)21 抑制纺锤体的形成 4/9
解析 (1)F2的黑小麦∶白小麦＝9∶7，是9∶3∶3∶1的变式，因此黑小麦由两对等位基因控制。假设基因分别为A和a、B和b，则黑小麦的基因型为A_B_，白小麦的基因型为A_bb、aaB_和aabb，F1的基因型为AaBb，因此F2的白小麦基因型有5种，分别为AAbb、Aabb、aaBB、aaBb和aabb。(2)F2的黑小麦的基因型有AABB、AaBB、AABb、AaBb，其连续自交，杂合子会出现性状分离，纯合子不会出现性状分离，则可选出纯合的黑小麦，该育种的原理是基因重组。(3)由图可知，受精卵中的玉米染色体全部丢失，因此单倍体苗的染色体数目等于黑小麦配子染色体数目，其染色体数目为21。用秋水仙素人工诱导单倍体苗获得纯合小麦，秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成。F2的黑小麦的基因型有AABB、AaBB、AABb、AaBb，其比例为1∶2∶2∶4，产生的配子AB占的比例为1/9＋(2/9)×(1/2)＋(2/9)×(1/2)＋(4/9)×(1/4)＝4/9，因此基因型为AB的单倍体苗占的比例为4/9，只有基因型为AB的单倍体苗通过秋水仙素处理，才表现为纯合的黑小麦，其余都是纯合的白小麦，因此这些纯合小麦中，黑小麦占的比例为4/9。
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