2027届高考生物人教版一轮复习导学案：生物育种的原理和应用

该高中生物学导学案系统梳理生物育种的原理与应用，以基因突变、基因重组、染色体变异三大原理为核心，通过矮生突变体分析、玉米育种方案设计等案例构建知识网络，以问题链和任务驱动引导学生自主推导育种规律，形成系统性认知框架。 亮点在于“亮考帮”反思总结与真题演练结合，如“考考你”自主出题诊断易错点，杂交方案设计任务培养科学思维与探究实践素养。课堂训练涵盖近年模拟题，助力学生自主诊断提升，教师可依学情精准指导，实现因材施教。

2027届高考生物人教版一轮复习导学案：生物育种的原理和应用 学习目标 1.举例说明基因突变原理在育种中的应用。2.举例说明基因重组原理在育种中的应用。3.举例说明染色体变异原理在育种中的应用。 核心体系 活动方案 活动一 举例说明诱变育种 在作物育种中，矮生性状一直是农作物性状改良的方向。某实验室利用一定的方法从野生型水稻（株高正常）中获得甲、乙两种矮生突变体，并对其展开了以下研究，结果如下（赤霉素能促进细胞伸长，引起植株增高）： 结果1：检测发现，甲植株中仅赤霉素含量显著低于野生型植株，喷施赤霉素后株高恢复正常；乙植株各激素含量与野生型大致相等，喷施各种激素后株高都不能恢复正常。 结果2：将甲植株与野生型纯合子杂交，F1全为正常，F1自交，F2表型和比例为正常∶矮生＝3∶1。 请回答下列问题。 （1）有人提出甲、乙的突变可能是染色体变异所致，请从细胞水平简述对此进行初步判断的思路。 （2）若已经证实甲、乙为基因突变所致，假设甲植株突变基因为a（A基因控制赤霉素的产生），乙植株突变基因为B（b基因控制植物激素受体的合成或合成途径）。两对等位基因位于两对同源染色体上。只考虑甲、乙为纯合子的情况下，将甲、乙植株杂交后得到F1，F1自交得到F2。那么： ①根据结果2判断，甲植株是由原来的________（填“显性”或“隐性”）基因突变而来的。 ②甲植株的基因型是________，乙植株的基因型是________。F1表型为________。 ③F2中表型矮生∶正常＝________，理论上F2矮生植株中能稳定遗传的占________。 （3）诱变育种的原理是什么？实验室中常用的诱变育种的方法有哪些？诱变育种为什么要处理大量的实验材料？ （4）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，原因是什么？若要使诱变获得的性状能够稳定遗传，需要采取什么措施？ 活动二 举例说明杂交育种和单倍体育种 （1）现有3个纯种品系的玉米，其基因型分别是甲（aaBBCC），乙（AAbbCC）和丙（AABBcc）。由基因a、b、c所决定的性状可提高玉米的市场价值，为获得优良性状的玉米品种，请回答下列问题（假定三对基因是独立分配的，玉米可以自交和杂交）。 ①请补全下面的杂交方案。 第一年：___________________________________________________________； 第二年：种植F1和纯系乙（丙、甲），让F1与纯系乙（丙、甲）杂交，获得F2种子； 第三年：___________________________________________________________； 第四年：种植F3，植株长成后，选择aabbcc表型个体，使其自交，保留种子。 ②此杂交育种方案中，aabbcc表型个体出现的概率是________。 （2）玉米中aa基因型植株不能长出雌花而成为雄株，而基因B控制的性状是人类所需要的某种优良性状。现有基因型为aaBb的植株，为在短时间内获得大量具有这种优良性状的纯合雄性植株，请你写出简要的实验方案： ①________________________________________________________________； ②________________________________________________________________， 使单倍体加倍成纯合的二倍体，选取优良性状的植株。 ③________________________________________________________________。 （3）杂交育种的原理是什么？相比于单倍体育种有什么优点？ （4）单倍体育种利用的是什么原理？相比于杂交育种，其优点是什么？主要原因是什么？ （5）杂交育种一定需要耗时连续自交吗？ （6）经过花药离体培养和秋水仙素诱导加倍的植物一定是纯合子吗？ 活动三 举例说明多倍体育种在生产中的应用 下图为三倍体无子西瓜的产生过程图。请回答下列问题。 （1）获得四倍体的方法是什么？作用原理是什么？ （2）第一年产生的四倍体有子西瓜与二倍体西瓜相比，有什么特点？ （3）三倍体西瓜无子的原因是什么？ （4）三倍体西瓜中偶尔会发现极个别的种子，试从减数分裂的角度分析原因。 （5）单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，两者操作的对象有什么区别？ 课堂训练 1. 下列关于生物育种技术操作的叙述，合理的是（　　） A.用红外线照射青霉菌能使之变异从而筛选出青霉素高产菌株 B.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 C.单倍体育种时需用秋水仙素处理其萌发的种子或幼苗 D.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 2. 下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是（　　） A.基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异 B.基因突变是DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异 C.弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种 D.多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种 3. [2025常州期末]在三倍体无子西瓜的制作过程中，需用一定浓度的秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗。下列相关叙述正确的是（　　） A.秋水仙素作用于有丝分裂后期，使西瓜细胞中染色体数目加倍 B.处理后得到的西瓜植株中，细胞的染色体组数可能为2、4、8 C.得到的四倍体西瓜植株进行自交，其子代肯定不出现性状分离 D.二倍体西瓜与四倍体西瓜属于同一物种，两者之间无生殖隔离 4. [2026扬州期中]研究人员将伞花山羊草携带的抗叶锈病基因转入小麦，进行了如图所示的操作。下列叙述正确的是（　　） A.杂种P为单倍体且高度不育 B.秋水仙素处理杂种P获得的异源多倍体没有同源染色体 C.杂种Q产生的配子中都含有抗叶锈病基因 D.射线照射杂种R的目的可能是使含有抗叶锈病基因的染色体片段移接到小麦染色体上 5. [2025南通模拟]油菜容易被线虫侵染而减产，萝卜具有抗线虫基因。科研人员以油菜和萝卜为亲本培育抗线虫油菜，过程如下图（不考虑基因突变和染色体结构变异）。下列相关叙述正确的是（　　） 注：A、C、R分别代表一个染色体组，分别含有10、9、9条染色体；减数分裂Ⅰ后期不能配对的染色体会随机移向两极 A.油菜体细胞中含有4个染色体组，F1体细胞中含有14对同源染色体 B.用秋水仙素处理F1芽尖，F1植株所有细胞染色体数都加倍 C.利用回交子一代的花药观察减数分裂，可观察到19个四分体 D.染色体数为39的抗线虫回交子二代自交，后代抗线虫油菜约占1/4 6. （多选）科研人员开展了芥菜和埃塞俄比亚芥杂交实验，杂种经多代自花传粉选育，后代育性达到了亲本相当的水平。下图中L、M、N表示3个不同的染色体组。下列相关叙述正确的有（　　） A.两亲本和F1都为多倍体 B.F1减数分裂Ⅰ中期形成13个四分体 C.F1减数分裂Ⅱ后产生的配子类型为LM和MN D.F1两个M染色体组能稳定遗传给后代 7. [2026安徽月考]黑麦（2n＝14）有高秆（A）和矮秆（a）、抗病（B）和不抗病（b）两对独立遗传的相对性状。下图表示用不同方法进行的育种操作设计思路。请回答下列问题。 （1）利用⑥过程获得高秆抗病黑麦新品种的原理是____________，在育种时该方法需要处理大量实验材料，原因是__________________________。若此过程中a基因发生了一个碱基对的替换，但性状并未发生改变，可能的原因是____________________。 （2）通过①②③过程获得高秆抗病黑麦新品种的原理是__________；相对于①②③过程，①④⑤过程最大的优点在于___________________________________，①④⑤育种的原理为___________，获得④幼苗常采用的技术手段是___________。 （3）图中的________（填序号）过程常用秋水仙素处理，其作用是_________________________________；与秋水仙素作用相同的处理方法还有__________。 （4）四倍体西瓜和二倍体西瓜杂交后代不可育的原因是____________________________________________________________。 亮考帮 一、亮闪闪 本节课我掌握了 核心知识点，理清了 的解题逻辑；通过课堂小组讨论，学会了用 思路分析题型，纠正了之前混淆的概念，整体搭建起本节知识框架，这是我本节课最大的收获。 二、考考你 我出一道思考题： 解答： 出题后自测发现，这类题型的 步骤容易粗心出错，后续做题要重点留意。 三、帮帮我 我存在的疑惑： 1. 知识点的原理没有完全理解； 2.遇到 类题目不知道怎么切入解题； 3. 概念容易和之前学的内容弄混，希望课堂互助环节可以和同学探讨。 参考答案 活动方案 活动一 （1） 选取甲、乙植株分裂旺盛部位（分生区、根尖、茎尖等）的细胞，经染色、制片得到临时装片，显微观察，若染色体的形态或数目发生改变，初步判断为染色体变异，若没有改变，则不是染色体变异。 （2） ①显性　②aabb　AABB　矮生　③13∶3　7/13 （3） 基因突变。物理方法，如射线、紫外线等；化学方法，如秋水仙素；生物方法，如病毒。诱变方向不确定，需要大量材料来得到想要的诱变种。 （4） 控制新性状的基因是杂合的。可通过自交筛选性状能稳定遗传的子代。 活动二 （1） ①第一年：甲与丙（甲与乙、乙与丙）杂交，获得F1种子　第三年：种植F2，让F2自交，获得F3种子　②1/256 （2） ①取该植株的花药离体培养成单倍体植株幼苗　②用秋水仙素处理单倍体幼苗　③将②中选取的植株利用植物组织培养技术进行扩大培养 （3） 杂交育种利用的原理是基因重组。优点有易操作，不需要特殊的仪器设备等。 （4） 单倍体育种利用了染色体变异。可以在短时间里获得具备优良性状的纯合子。直接获得纯合子，后代不发生性状分离。 （5） 若培育隐性纯合品种则无需连续自交筛选，子代中出现相关表型即为纯种。 （6） 不一定，如四倍体（AAaa）经花药离体培养和秋水仙素诱导加倍后仍可能为杂合子。 活动三　 （1） 用秋水仙素处理二倍体西瓜萌发的种子或幼苗。秋水仙素能抑制纺锤体的形成。 （2） 果实大、糖分多、种子少。 （3） 同源染色体联会紊乱，不能形成正常的生殖细胞。 （4） 在减数分裂过程中，三个形态相同的染色体配对是随机的，分离也是随机的，如果产生的配子中正好含有一个或两个染色体组，该配子就是可育的，这种概率是极低的。 （5） 前者操作对象是单倍体幼苗；后者操作对象为正常的幼苗或萌发期的种子。 提示： 1 原核生物不能进行减数分裂，所以不能使用杂交育种，一般采用诱变育种，如高产青霉素菌株的获得。 2 若实验植物为营养繁殖类的，如马铃薯等，则只要出现所需性状，然后用植物茎尖组织培养技术进行快速繁殖获得脱毒苗。 3 单倍体育种、基因工程育种和植物体细胞杂交育种，都运用了植物组织培养技术。 4 育种不一定育出纯合子，有些性状在杂合子一代表现更优秀（杂种优势），如杂交水稻，通过杂交育种获得杂合子一代。 课堂训练 1 D　2 C 3 B　秋水仙素通过抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使染色体数目加倍，A错误；经过秋水仙素处理后得到的西瓜植株中，细胞的染色体组数可能为2、4、8，2个染色体组的出现可能是未成功加倍的细胞，4个染色体组是成功加倍的细胞或者为处于有丝分裂后期的正常体细胞，含有8个染色体组的细胞是经过秋水仙素处理后成功加倍的细胞继续分裂处于有丝分裂后期的状态，B正确；得到的四倍体西瓜植株进行自交，其子代也可能出现性状分离，如加倍后的四倍体植株的基因型为AAaa，其自交的结果就会发生性状分离，C错误；四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交形成的三倍体植物，由于联会紊乱，很难形成可育的种子，说明四倍体西瓜与二倍体西瓜间存在生殖隔离，D错误。 4 D　伞花山羊草（2n＝14）和二粒小麦（4n＝28）杂交，得到的杂种P属于异源三倍体，且因染色体联会紊乱而高度不育，A错误；秋水仙素处理杂种P，会使染色体加倍，得到的异源多倍体中，含有来自伞花山羊草的14条染色体（7对同源染色体）和来自二粒小麦的28条染色体（14对同源染色体），存在同源染色体，B错误；杂种Q是异源多倍体与普通小麦（6n＝42）杂交的后代，其细胞中只有一条染色体携带抗叶锈病基因（来自伞花山羊草），减数分裂时同源染色体分离，产生的配子中只有部分配子会携带该基因，C错误；射线照射属于诱变手段，可诱导染色体结构变异（如易位），从而使含有抗叶锈病基因的染色体片段移接到小麦染色体上，实现基因的转移与整合，D正确。 5 C　油菜体细胞中含有4个染色体组，为四倍体，F1体细胞中含有0对同源染色体，含有28条染色体，A错误；秋水仙素作用于分裂中的细胞，抑制纺锤体形成，导致染色体加倍。若用秋水仙素处理F1芽尖，F1植株只有部分细胞的染色体数目加倍，B错误；回交子一代的染色体组成为AACCR，再观察其减数分裂，可观察到19个四分体，这19个四分体是由A和A、C和C中的同源染色体组成的，C正确；染色体数为39的抗线虫回交子二代个体的染色体组成为AACC和R染色体组中的一条，且抗线虫的基因位于回交子二代中含有的一条R染色体组中的一条上（类似杂合子），其自交后代抗线虫油菜约占3/4，D错误。 6 AD　由题意可知，L、M、N表示3个不同的染色体组，故两亲本和F1都含有4个染色体组，且由受精卵发育而来，为四倍体（多倍体），A正确；四分体形成于减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会，且F1中2个M能形成8个四分体，但L、N是非同源染色体组，无法形成四分体，B错误；L与N分别只有一个染色体组，无法联会分离，组内每条染色体会随机移向两极，再结合图示可知，F1可能产生M、LM、MN、LMN等多种类型配子，C错误；根据C选项配子类型的分析，结合图示M染色体组在后代中都有出现，故F1两个M染色体组能稳定遗传给后代，D正确。 7 （1） 基因突变　基因突变具有随机性和不定向性　密码子具有简并性（或突变发生在非编码区、突变后氨基酸种类未改变等） （2） 基因重组　明显缩短育种年限，能快速获得纯合的高秆抗病黑麦新品种　染色体（数目）变异　花药离体培养技术 （3） ⑤⑦　抑制纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极，从而使细胞内染色体数目加倍　低温诱导 （4） 杂交后代为三倍体西瓜，减数分裂时联会紊乱，无法产生可育配子 解析：（2） ①②③为杂交育种，原理是基因重组；①④⑤为单倍体育种，优点是缩短育种年限且后代纯合；单倍体育种原理是染色体数目变异；获得单倍体幼苗（E）的技术是花药离体培养。（3） ⑤（单倍体幼苗诱导加倍）、⑦（多倍体育种诱导加倍）需用秋水仙素；秋水仙素通过抑制纺锤体形成导致染色体数目加倍；低温诱导也能抑制纺锤体的形成，达到相同效果。 2027届高考生物人教版一轮复习导学案 第1页（共7页） 学科网（北京）股份有限公司 $