2026届高考生物一轮精准突破：第43讲+染色体变异和育种方式（二）

第43讲染色体变异和育种方式(二）高三一轮复习授课人：ChromosomalvariationHOMEABOUTUSCONTACTSERVICES考情分析近5年高考真题考察方向2024吉林，2023河北、浙江，2025辽宁染色体组、单倍体、二倍体、多倍体概念2024北京，2022河北、辽宁、北京、2021广东、重庆、2020全国染色体数目变异2024江苏、浙江、甘肃，2023湖北、浙江，2022湖南、浙江，2021浙江、广东，2019上海染色体结构变异2025江苏，2019江苏多倍体育种2023浙江基因突变、基因重组和染色体变异综合本节内容考频适中，题型主要以选择题为主，小部分是填空题，题目难度适中，常结合基因突变、减数分裂、转录、自由组合定律、有丝分裂等内容一起考察，常结合图像学习目标生命观念概述染色体结构变异的四种类型和影响，形成结构和功能相适应的生命观念科学思维运用减数分裂相关知识和科学思维，可以分析染色体数目异常的原因科学探究通过低温诱导染色体数目变异实验，锻炼科学探究能力社会责任可以概述育种技术改善作物品质，树立社会责任感本节纲要02二、变异在育种中的应用03三、低温诱导染色体数目的变化二、变异在育种中的应用1、多倍体育种(1)原理：(2)适用范围：(3)方法：(4)作用时期：染色体（数目）变异真核生物秋水仙素或者低温处理萌发的种子或幼苗抑制纺锤体形成染色体不能移向细胞两极，从而引起染色体数目加倍秋水仙素或低温处理导致思考1：为什么用秋水仙素处理的是萌发的种子或幼苗（芽尖）呢？萌发的种子或幼苗生长旺盛，细胞有丝分裂旺盛，此时处理效果较好。有丝分裂前期二、变异在育种中的应用1、多倍体育种(1)为什么要进行两次传粉？第一次目的：杂交获得三倍体西瓜的种子第二次目的：刺激三倍体子房发育成果实果皮：

倍体四实例1：无子西瓜果皮：

倍体三三倍体联会紊乱，无配子，所以无籽二、变异在育种中的应用1、多倍体育种实例1：无子西瓜(2)三倍体西瓜无子的原因?减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子用秋水仙素处理幼苗后，

细胞中的染色体数目都加倍。分生组织产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分（如

细胞）的染色体数目

。并非所有根部不变

特别提醒：二、变异在育种中的应用1、多倍体育种实例1：无子西瓜(3)有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并成熟的种子，请推测产生这些种子的原因。三倍体植株一般不能进行正常的减数分裂形成配子，因此，不能形成种子。但是，也有可能在减数分裂时形成正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。(4)无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法?方法一：进行无性生殖，将三倍体植株进行组织培养获取大量培苗，再进行移栽；方法二：利用生长素或生长素类似物处理二倍体植株未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，同时，在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉。二、变异在育种中的应用1、多倍体育种实例2：八倍体小黑麦普通六倍体小黑麦二倍体黑麦（抗逆性强）AABBDD（42）RR（14）ABD（21）R（7）ABDR（28）杂种四倍体（不育）染色体数目加倍秋水仙素处理八倍体小黑麦AABBDDRR（56）异源六倍体字母表示染色体组通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型第一年第二年二、变异在育种中的应用1、多倍体育种实例3：香蕉的培育香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下：野生芭蕉2n有籽香蕉4n加倍野生芭蕉×无籽香蕉3n受精作用2n←减数分裂→2nn无籽香蕉3n无性生殖减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，难以形成可育配子二、变异在育种中的应用1、多倍体育种实例4：普通小麦的形成过程这里的A、B、D代表的是染色体组，而不是基因二、变异在育种中的应用受精卵刺激胚珠发育成种子合成生长素促进子房果实有子果实受精卵（无）子房一定浓度的生长素类似物不能形成花蕾期去雄果实无子果实无子西瓜与无子番茄形成原理一样吗？二、变异在育种中的应用三类“无子果实”培育原理：(3)无子香蕉——天然三倍体，无子的原因在于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。(2)无子番茄——利用生长素促进果实发育的原理，其无子的原因是“未受粉”，是不可遗传的变异。(1)无子西瓜——利用染色体变异原理，无子的原因是三倍体联会紊乱，不能产生正常配子，是可遗传的变异。二、变异在育种中的应用2、单倍体育种(1)原理：(2)适用范围：(3)方法：染色体变异真核生物花药离体培养、秋水仙素处理（以二倍体植物为例）花药单倍体幼苗正常纯合子花药离体培养秋水仙素处理（含有精子）（一般不可育）（染色体数目加倍）（可育）（植物细胞的全能性）(4)优点：(6)缺点：两年一般应用于二倍体植物明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子技术复杂选育花药离体培养≠单倍体育种二、变异在育种中的应用2、单倍体育种配子DTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt矮杆抗病纯种花药（花粉）离体培养秋水仙素处理DDTT×ddttDdTt（高杆抗病）（矮杆感病）DTDtdTdt单倍体幼苗正常纯合植株PF1第1年第2年筛选二、变异在育种中的应用2、单倍体育种思考1：单倍体育种中秋水仙素处理萌发的种子吗？不能，因为单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体幼苗思考2：用秋水仙素处理单倍体一定能够获得纯合子吗？不一定是纯合子。

杂合子

Ps:多倍体育种在萌发的种子或幼苗处理。二、变异在育种中的应用单倍体育种多倍体育种原理常用方法优势缺点染色体组成倍增加染色体变异染色体变异染色体组成倍减少,再加倍后得到纯种花药离体培养后人工诱导染色体数目加倍秋水仙素处理萌发的种子、幼苗明显缩短育种年限得到的植株是纯合子操作简单技术复杂一些，需与杂交育种配合适用于植物，在动物方面难以操作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,叫单倍体育种,若操作对象为正常植株,叫多倍体育种二、变异在育种中的应用3、杂交育种U若是选育动物品种，则可用测交的方法，选出表现型符合要求且不发生性状分离的个体。PDDBBddbbF1DdBbF2D_B_D_bbddB_ddbb高茎抗病矮茎不抗病F3连续的自交直至不发生性状分离选出ddBB已知大麦中，高秆（D）对矮秆（d）是显性，抗病（B）对不抗病（b）是显性，现有两个不同品种的纯种大麦，一个品种矮秆不抗病（ddbb），另一个品种高秆抗病（DDBB），如何利用这两个品种获得矮秆抗病的大麦新品种？一般需5～6年二、变异在育种中的应用3、杂交育种(1)过程：(2)原理：(3)适用范围：基因重组有性生殖简单优良性状①育种所需时间较长。②只能利用已有的基因重组，不能创造新的基因。(4)优点：操作

，可以把多个品种的

集中在一起。“集优”(5)缺点：选取符合要求的纯合双亲杂交（♀×♂）→F1→F2

→鉴别、选择需要的类型，自交直至不发生性状分离为止。自交二、变异在育种中的应用4、诱变育种(1)原理：(2)适用范围：(3)过程：基因突变所有生物（主要用于农作物和微生物）(4)优点：①可以提高

，加速育种进程。②大幅度地

某些性状，

人们所需要的优良变异类型。(5)缺点：有利变异个体往往

，需处理

材料。（突变具有

性、

性：突变体难以集中多个优良性状）突变率改良创造不多大量低频不定向选择生物(萌发种子或幼苗)多种突变类型选择理想类型培育成新品种增加诱变因素二、变异在育种中的应用5、基因工程与作物育种（1）目的：把各种优良基因通过____________导入生物体内，从而改变生物的____________，获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种_________的作物新品种。（2）原理：____________。（3）优点：打破远缘杂交不亲和的障碍；

改变生物性状。（4）缺点：技术复杂，可能会产生食品安全问题。（5）实例：转基因抗虫棉的培育。基因工程遗传特性抗逆性基因重组定向二、变异在育种中的应用基因工程的工具

“剪刀”：“针线”：“运输工具”：限制性核酸内切酶，简称限制酶DNA连接酶载体磷酸二酯键常用质粒、噬菌体和动植物病毒磷酸二酯键5、基因工程与作物育种(专一性)二、变异在育种中的应用质粒存在于细菌以及酵母菌等生物的细胞中，是拟核或者细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子。常用的运载体：质粒、噬菌体、动植物病毒运载体的特点1.能在受体细胞中复制并稳定保存

2.具有多个限制酶切点，便于与多种外源基因结合

3.具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。5、基因工程与作物育种二、变异在育种中的应用5、基因工程与作物育种基本步骤:

提取目的基因构建基因表达载体将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定基因工程培育抗虫棉的思路：类型杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种育种原理育种方法优点应用实例基因突变染色体数目变异基因重组染色体数目变异杂交→自交→选优→自交物理或化学的方法处理生物花药离体培养后再用秋水仙素加倍使不同亲本的优良性状集中于同一个体上提高变异频率，获得新品种明显缩短育种年限茎秆粗壮，营养含量高培育矮抗小麦培育青霉素高产菌株培育矮抗小麦三倍体无子西瓜的培育用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗二、变异在育种中的应用二、变异在育种中的应用6、育种方法的选择牛刀小试1、【2024安徽高考】甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，但不抗稻瘟病(rr)，乙品种水稻抗稻瘟病(RR)。育种工作者欲将甲培育成抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种，设计了下列育种方案，合理的是（）①将甲与乙杂交，再自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株②将甲与乙杂交，F1与甲回交，选F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代；再将选取的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株③将甲与乙杂交，取F1的花药离体培养获得单倍体，再诱导染色体数目加倍为二倍体，从中选取抗稻瘟病植株④向甲转入抗稻瘟病基因，筛选转入成功的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株A．①② B．①③ C．②④ D．③④C①甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，但不抗稻瘟病（rr），乙品种水稻抗稻瘟病（RR），两者杂交，子代为优良性状的杂合子，以及抗稻瘟病（Rr），若让其不断自交，每代均选取抗稻瘟病植株，则得到的子代为抗稻瘟病植株，但其他性状不一定是优良性状的纯合子，①错误；②将甲与乙杂交，F1与甲回交，F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代，可得到其他许多优良性状的纯合品种水稻，但抗稻瘟病植株可能为纯合子或杂合子，再将选取的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株，可得到抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种，②正确；③将甲与乙杂交，取Fl的花药离体培养获得单倍体，再诱导染色体数目加倍为纯合二倍体，从中选取抗稻瘟病且其他许多优良性状的纯合植物，为所需新品种，只选取抗稻瘟病植株，不能保证其他性状优良纯合，③错误；④甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，向甲转入抗稻瘟病基因，则抗稻瘟病性状相当于杂合，对转入成功的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株，可获得所需新品种，④正确。牛刀小试2、【2024湖南高考】（2）单倍体育种。常用_______________的方法来获得单倍体植株，鉴定百合单倍体植株的方法是_____________________________________________________。花药离体培养利用显微镜观察根尖有丝分裂中期细胞中染色体的数目（2）获得单倍体植株的常用方法是花药（花粉）离体培养；鉴定百合单倍体植株的方法是利用显微镜观察根尖有丝分裂中期细胞中染色体的数目，如果染色体数目减少一半，则获得的植株即为单倍体植株。3、【2022重庆高考】（1）花药培养能缩短育种年限，原因是____________________________________________________________。在步骤I的花药培养过程中，可产生单倍体愈伤组织，将其培养于含______________的培养基上，可促进产生二倍体愈伤组织。单倍体经秋水仙素处理后所得植株为纯合子，后代不会发生性状分离秋水仙素4、【2023浙江高考】浙江浦江县上山村发现了距今1万年的稻作遗址，证明我国先民在1万年前就开始了野生稻驯化。经过长期驯化和改良，现代稻产量不断提高。尤其是袁隆平院士团队培育成的超级杂交稻品种，创造水稻高产新记录，为我国粮食安全作出杰出贡献。下列叙述正确的是（）A．自然选择在水稻驯化过程中起主导作用B．现代稻的基因库与野生稻的基因库完全相同C．驯化形成的现代稻保留了野生稻的各种性状D．超级杂交稻品种的培育主要利用基因重组原理D牛刀小试A、自然选择通常选择出的是适应环境条件的类型，而人工选择选择的通常是对人类有利的类型，故人工选择在水稻驯化过程中起主导作用，A错误；B、基因库是指一个种群所有基因的总和，经过长期驯化和改良，现代稻产量不断提高，则可推测现代稻与野生稻的基因库不完全相同，B错误；C、驯化形成的现代稻保留了野生稻的优良性状，而一些不利性状在选择中被淘汰，C错误；D、超级杂交稻品种的培育借助于杂交育种，该过程的原理主要是基因重组，D正确。三、低温诱导染色体数目的变化三、低温诱导染色体数目的变化试剂使用方法作用卡诺氏液体积分数为95%的酒精质量分数为15%的盐酸蒸馏水甲紫溶液根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5