01.传统育种专题

该高中生物学高考复习课件聚焦育种专题，覆盖三系法、两系法及基因工程育种核心考点，对接高考评价体系，梳理雄性不育系应用、遗传规律分析等高频考点，通过真题统计明确“杂交流程设计”“基因组成推断”等常考题型，体现生命观念与科学思维素养。 课件亮点在于高考真题实战与技巧指导，如结合2022甲卷玉米杂交题解析人工传粉流程，以三系法基因模型培养科学思维，设易错点分析（如回交意义）。帮助学生掌握遗传推断答题逻辑，教师可据此精准教学，提升备考效率。

育种 2024 主要思路 1.利用高杆抗病和矮杆不抗病做亲本，如何得到矮杆抗病的后代？ 2.水稻是两性花，如何保证杂交的进行？ 3.水稻人工去雄是否可行？ 4.如果不想人工去雄，那应该怎么办？ 5.为什么要用雄性不育系做母本？ 6.如何获得雄性不育系？（袁隆平李必湖-自然界野生的雄性不育系）； 主要思路 7.如果我们需要利用杂种优势，就必须每年进行杂交制种（后代种下去会发生性状分离），所以每年都要用到雄性不育系做母本，而这就涉及到如何繁殖雄性不育系的问题？ 8.袁隆平的解决方案：三系法育种-使用保持系给不育系授粉； 9.两系法育种的原理？ 10.杜邦先锋公司的解决方案：隐性核不育系育种-转基因获得能自交繁殖的雄性不育系（一方面要恢复野生雄性不育系的育性，另一方面携带转基因的花粉必须是败育的；）； 11.回交的意义是什么？ 资料1：第一代杂交水稻（三系法） 细胞核中的雄性可育和雄性不育基因：R,r 细胞质中的雄性可育和雄性不育基因：N,S R会抑制S表达 思考题 ①要表现出杂种优势需要进行杂交，如何进行操作呢? ②以水稻为例，对每朵花都要进行人工去雄，非常麻烦，如何解决这个问题呢? ③1970年秋天，袁隆平和 他的助手们在一块沼泽地里，发现了一株花粉败育的 野生稻，利用它们与栽培稻杂交，最终杂交稻培育成 功。生物性状是由基因控制的，控制此雄性不育的基 因可能存在哪? 思考题 ④研究表明，小麦、水稻和玉米等作 物，它们的雄蕊是否可育是由细胞核和细胞质中的基 因共同决定的。写出有关水稻育性可能的基因组成。 ⑤大田中使用的杂交种应当是雄性可育的，用什么品 种与雄性不育系杂交才能产生雄性可育的杂交种呢? 如何解决雄性不育系的自身留种问题，即用什么品种 作父本，才能使后代保持雄性不育的特点? 三系法育种原理 典例讲解-1 已知某二倍体雌雄同株（正常株）植物，基因t纯合导致雄性不育而成为雌株，宽叶与窄叶由等位基因（A、a）控制。将宽叶雌株与窄叶正常株进行杂交实验，其F1全为宽叶正常株。F1自交产生F2，F2的表现型及数量：宽叶雌株749株、窄叶雌株251株、宽叶正常株2250株、窄叶正常株753株。回答下列问题： （1）与正常株相比，选用雄性不育株为母本进行杂交实验操作作更简便，不需进行_____处理。授粉后需套袋，其目的是______。 （2）为什么F2会出现上述表现型及数量？______。 （3）若取F2中纯合宽叶雌株与杂合窄叶正常株杂交，则其子代（F3）的表现型及比例为_____，F3群体随机授粉，F4中窄叶雌株所占的比例为_____。 （4）选择F2中的植株，设计杂交实验以验证F1植株的基因型，用遗传图解表示_______ （2021辽宁高考真题）水稻为二倍体雌雄同株植物，花为两性花。进行水稻杂交实验时，应首先除去_______未成熟花的全部_______，并套上纸袋。 针对训练-1 【答案】(1)     母本      雄蕊      （2022甲卷·全国·高考真题）玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物（顶端长雄花序，叶腋长雌花序），但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制，雌花花序由显性基因B控制，雄花花序由显性基因T控制，基因型bbtt个体为雌株。现有甲（雌雄同株）、乙（雌株）、丙（雌株）、丁（雄株）4种纯合体玉米植株。回答下列问题。 (1)若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种，需进行人工传粉，具体做法是_____________。 (2)乙和丁杂交，F1全部表现为雌雄同株；F1自交，F2中雌株所占比例为_____________，F2中雄株的基因型是_____________；在F2的雌株中，与丙基因型相同的植株所占比例是_____________。 针对训练-2 【答案】(1)对母本甲的雌花花序进行套袋，待雌蕊成熟时，采集丁的成熟花粉，撒在甲的雌蕊柱头上，再套上纸袋。 (2)     1/4      bbTT、bbTt     1/4 针对训练-3 玉米（2n=20）是我国栽培面积最大的作物，近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。 （1）单倍体玉米体细胞的染色体数为___，因此在__分裂过程中染色体无法联会，导致配子中无完整的___。 （2）研究者发现一种玉米突变体（S），用S的花粉给普通玉米授粉，会结出一定比例的单倍体籽粒（胚是单倍体；胚乳与二倍体籽粒胚乳相同，是含有一整套精子染色体的三倍体。见图1） ①根据亲本中某基因的差异，通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源，结果见图2。 　　　 从图2结果可以推测单倍体的胚是由___发育而来。 ②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制，A、R同时存在时籽粒为紫色，缺少A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交，结出的籽粒中紫∶白=3∶5，出现性状分离的原因是_______。推测白粒亲本的基因型是_______。 ③将玉米籽粒颜色作为标记性状，用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体，过程如下 请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型_______。 （3）现有高产抗病白粒玉米纯合子（G）、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子（H），欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。结合（2）③中的育种材料与方法，育种流程应为：______；将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子；选出具有优良性状的个体。 答案 【答案】（1）10 减数 染色体组 （2）①卵细胞 ②紫粒亲本是杂合子 aaRr/Aarr ③单倍体籽粒胚的表现型为白色，基因型为ar；二倍体籽粒胚的表现型为紫色，基因型为AaRr；二者籽粒胚乳的表现型为紫色，基因型为AaaRrr。 （3）用G和H杂交，将所得F1为母本与S杂交；根据籽粒颜色挑出单倍体 油菜是我国重要的油料作物，培育高产优质新品种意义重大。油菜的杂种一代会出现杂种优势（产量等性状优于双亲），但这种优势无法在自交后代中保持，杂种优势的利用可显著提高油菜籽的产量。 （1）油菜具有两性花，去雄是杂交的关键步骤，但人工去雄耗时费力，在生产上不具备可操作性。我国学者发现了油菜雄性不育突变株（雄蕊异常，肉眼可辨），利用该突变株进行的杂交实验如下： 由杂交一结果推测，育性正常与雄性不育性状受_________对等位基因控制。在杂交二中，雄性不育为_________性性状。 ②杂交一与杂交二的F1表现型不同的原因是育性性状由位于同源染色体相同位置上的3个基因（A1、A2、A3）决定。品系1、雄性不育株、品系3的基因型分别为A1A1、A2A2、A3A3。根据杂交一、二的结果，判断A1、A2、A3之间的显隐性关系是_________。 （2）利用上述基因间的关系，可大量制备兼具品系1、3优良性状的油菜杂交种子（YF1），供农业生产使用，主要过程如下： ①经过图中虚线框内的杂交后，可将品系3的优良性状与_________性状整合在同一植株上，该植株所结种子的基因型及比例为_________。 ②将上述种子种成母本行，将基因型为_________的品系种成父本行，用于制备YF1。 ③为制备YF1，油菜刚开花时应拔除母本行中具有某一育性性状的植株。否则，得到的种子给农户种植后，会导致油菜籽减产，其原因是_________。 （3）上述辨别并拔除特定植株的操作只能在油菜刚开花时（散粉前）完成，供操作的时间短，还有因辨别失误而漏拔的可能。有人设想：“利用某一直观的相对性状在油菜开花前推断植株的育性”，请用控制该性状的等位基因（E、e）及其与A基因在染色体上的位置关系展示这一设想。 资料2：第二代杂交水稻（两系法） 1973年石明松先生在湖北仙桃的农垦58大田中，发现了光敏感雄性核不育水稻“农垦58S”，拉开了两系法杂交稻的序幕。 资料2：第二代杂交水稻（两系法） 这种不育性随日照的长短而发生变化。用碘碘 化钾(I -KI)染色，染成蓝色代表花粉可育。由结果可知短日低温时表现为可育，长日高温 表现为不育。 图像引用于吴亚先 农垦58S长日照不育可作不育系，短日照可育可作保持系，一系两用，大大简化了杂交过程。 资料2：第二代杂交水稻（两系法） 思考题 ①如何设计实验来确定农垦58S突变性状是显性性状 还是隐性性状?该性状是由几对基因控制的? ②科研 人员将农垦58S与野生型杂交，获得F1，让F 1 自交，得 F2共173株，统计其在长日条件下育性分布，如下图。可育株(自然结实率＞45%)，不育株(自然结实率＜20%)。 根据实验结果能得出什么结论? 思考题 ③分子标记(SSＲ)是 DNA中的简单重复序列，非同源染色体上的SSＲ重复 单位不同(如CA重复或GT重复)，不同品种的同源染 色体上的SSＲ重复次数不同(如CACACA或 CACACACA)，因此常用于染色体特异性标记。研究者 提取亲本和F2中单株的叶肉细胞DNA，利用染色体特异的SSＲ进行PCＲ扩增，分析比较。Ｒ2708是12号 染色体的一种分子标记，亲本农垦58S的分子标记为 a，野生型的分子标记为b，表1为F2群体中Ｒ2708标 记基因型与育性的关系 :由表中数据可知农垦58S 的突变基因与Ｒ2708分子标记的关系是什么? 黄瓜是一种人们喜欢的蔬菜。如果一株黄瓜的雌花比例越高，则结实率越高，有利于提高黄瓜的产量。 （1）研究证明，F基因决定雌花，m基因决定两性花。只开雌花的植株（全雌株）与开两性花的植株进行杂交，收获种子，随机选取部分收获种子进行正常种植，子代均为全雌株；剩余的种子在萌发时喷洒适宜浓度的硝酸银溶液（硝酸银会诱导全雌株开大量雄花），进行自交。所结种子正常种植，子代表型的比例为：只开雌花：雌雄同株（植株既有雌花、又有雄花）：两性花=9：3：4。 ①F、m基因在染色体上的关系是_____________。 ②亲本的基因型和表型是_____________，子代中两性花个体的基因型有_____________种。 ③综合上述信息，黄瓜的性别是______________和______________共同决定的。 34 （2）为确定m基因在Ⅱ号还是Ⅲ号染色体上，科研人员利用SNP对基因进行定位，SNP是基因组水平上由单个核苷酸的变异引起的DNA序列多态性。 用纯合只开雌花的植株（全雌株）与开两性花的植株进行杂交，收获种子，种植种子并在萌发时喷洒适宜浓度的硝酸银溶液（硝酸银会诱导全雌株开大量雄花），进行自交，检测F2两性花个体的SNP1和SNP2，若全部个体的SNP1检测结果为______________，SNP2检测结果为______________，则m基因在Ⅲ号染色体上，且与SNP1m不发生互换。 （3）雌雄同株的黄瓜还分为I型（雌花比例约为30%）和Ⅱ型（雌花比例约为60%）。现有两个纯合的I型和Ⅱ型黄瓜杂交，F1均为I型。F1自交，F2有25%的植株为Ⅱ型，其余为I型。假设I型、Ⅱ型这对相对性状由N/n基因控制，N/n与F、M自由组合。n基因有利于提高黄瓜产量，原因是______________。基因型为FfMmNn的种子在萌发时喷洒硝酸银溶液后，进行自交。所结种子正常种植，子代表型的比例为_______________。 思考题 ④随后 科研人员发现多种光温敏感雄性不育水稻。其中温敏 核不育系W6154S，其性状也是由一对隐性基因控制 的，控制此不育性状的基因与农垦58S的不育基因在 染色体上的位置关系是怎样的，如何设计实验证明? 请写出方案和预期结果。 思考题 ⑤农垦 58S的育性是可以转换的，在长日高温条件下不育，在 短日低温条件下育性最高，这说明什么? 如果你是科 研工作者，你利用农垦58S设计一个育种方案，培育水 稻杂交种并保存光敏雄性不育农垦58S。 资料3：第三代杂交水稻（基因工程法） Plant genetic system公司提出的一项专利，将育性基因 M、花粉致死基因D、红色荧光基因A紧密连锁的三个 基因导入普通雄性不育植株的细胞，获得了转基因水稻。 思考题 如何利用这株转基因水稻筛选 获得用于杂交制种的材料? 如何筛选获得用于不育系繁殖的材料? 针对训练 水稻的育性由一对等位基因M、m控制，基因型为MM和Mm的个体可产生正常的雌、雄配子，基因型为mm的个体只能产生正常的雌配子，表现为雄性不育，基因M可使雄性不育个体恢复育性。通过转基因技术将基因M与雄配子致死基因A、蓝色素生成基因D一起导入基因型为mm的个体中，并使其插入到一条不含m基因的染色体上，如图所示。基因D的表达可使种子呈现蓝色，无基因D的种子呈现白色。该方法可以利用转基因技术大量培育不含转基因成分的雄性不育个体。 （1）基因型为mm的个体在育种过程中作为________（填“父本”或“母本”），该个体与育性正常的非转基因个体杂交，子代可能出现的基因型为________。 （2）图示的转基因个体自交，F1的基因型及比例为_______，其中雄性可育（能产生可育的雌、雄配子）的种子颜色为________。F1个体之间随机授粉，得到的种子中雄性不育种子所占比例为________，快速辨别雄性不育种子和转基因雄性可育种子的方法是________。 （3）若转入的基因D由于突变而不能表达，将该种转基因植株和雄性不育植株间行种植，使其随机授粉也能挑选出雄性不育种子，挑选方法是________。但该方法只能将部分雄性不育种子选出，原因是________。因此生产中需利用基因D正常的转基因植株大量获得雄性不育种子。 变式训练-2 番茄是雌雄同花植物，可自花受粉也可异花受粉。M、m 基因位于 2号染色体上，基因型为 mm 的植株只产生可育雌配子，表现为小花、雄性不育。基因型为 MM、Mm 的植株表现为大花、可育。R、r 基因位于 5 号染色体上，基因型为 RR、Rr、rr 的植株表现型分别为：正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的 H 基因控制某种酶的合成，导入 H 基因的转基因番茄植株中，H 基因只在雄配子中表达，喷施萘乙酰胺（NAM）后含 H 基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和交叉互换。 （1）基因型为 Mm 的植株连续自交两代，F2 中雄性不育植株所占的比例为____________。雄性不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为________，以该杂交种为亲本连续种植，若每代均随机受粉，则 F2 中可育晚熟红果植株所占比例为____________。 变式训练-2 （2）已知 H 基因在每条染色体上最多插入 1 个且不影响其他基因。将 H 基因导入基因型为 Mm 的细胞并获得转基因植株甲和乙，植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交，在形成配子时喷施 NAM，F1 均表现为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含 1 个或多个 H 基因，则以上所得 F1 的体细胞中含有________个 H 基因。若植株甲的体细胞中仅含 1个 H 基因，则 H 基因插入了________所在的染色体上。若植株乙的体细胞中含 n 个 H 基因，则 H 基因在染色体上的分布必须满足的条件是________，植株乙与雄性不育植株杂交，若不喷施 NAM，则子一代中不含 H 基因的雄性不育植株所占比例为____________。 变式训练-2 （3）若植株甲的细胞中仅含一个 H 基因，在不喷施 NAM 的情况下，利用植株甲及非转基因植株通过一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案______________。 $