2027届高三生物学一轮复习课件 第24课时 生物变异的应用---育种

该高中生物学高考复习课件聚焦“生物变异的应用——育种”核心考点，依据高考评价体系梳理了杂交育种、单倍体育种等六大育种方式的原理、流程及实例，通过近五年真题分析明确杂交育种（占比35%）、单倍体育种（占比25%）等高频考点，归纳原理辨析、流程设计等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题训练+素养融合”策略，如以2024全国甲卷杂交水稻题为例，解析核质互作型雄性不育遗传规律，培养科学思维；通过单倍体育种与杂交育种流程对比，强化生命观念。设“易错陷阱警示”和“答题模板”，助力学生掌握得分技巧，教师可据此高效指导复习。

生物变异的应用——育种 第3课时 第7单元 生物的变异与进化 木每老师 >>>2027届高三生物学一轮复习必修2 1 表型优良个体 自然群体 留种繁殖 子代群体 稳定遗传品种 亲本A (优良性状A) × 亲本B (优良性状B) F₁ F2 (集优良基因) (集优良性状) 大量种子或幼苗 理化因素诱变 突变群体 有利 突变体 花药 单倍体植株 纯合体 二倍体幼苗 四倍体植株(♀) 二倍体植株(♂) 三倍体植株 三倍体 无籽果实 × 获取目的基因 构建基因表达载体 目的基因导入受体细胞 目的基因 检测与鉴定 转基因品种 选择 育种 诱变 育种 杂交 育种 单倍体 育种 多倍体 育种 基因工 程育种 稳定遗传品种 重复多代筛选 自交→筛选 稳定遗传品种 连续自交→筛选 稳定遗传品种 离体培养 秋水仙素/低温处理 筛选 秋水仙素/低温处理 花粉刺激 筛选 人工选择 重复多代筛选 育种方式 2 P 高杆抗病 矮杆不抗病 DDTT ddtt × F1 F2 高杆抗病 9D_T_ 高杆 不抗病 3D_tt 矮杆抗病 3ddT_ 矮杆 不抗病 1ddtt (淘汰) (保留) 多次自交选种 矮杆抗病 ddTT 高杆抗病(DdTt) (淘汰) (淘汰) 01 杂交育种 实例1、培育具有优良性状的植物新品种 短毛折耳猫 bbee 长毛立耳猫 BBEE × 长毛立耳猫(BbEe) ♀、♂互交 B_E_ B_ee bbE_ bbee 与bbee测交 选择后代不发生性状 分离的亲本即为BBee 长毛立耳猫 短毛立耳猫 长毛折耳猫 短毛折耳猫 P F1 F2 (淘汰) (保留) (淘汰) (淘汰) 01 杂交育种 实例2、培育具有优良性状的动物新品种 遗传性不同的品种、品系间进行杂交所产生的杂交种，在生活力、长势、抗逆性、适应性及产量、品质等方面超过双亲的现象。 P1 × P2 杂交种 生活力强 长势好 抗逆性强 适应性强 产量高 品质好 水稻是自花授粉植物，但水稻具有杂种优势 01 杂交育种 2、意义：杂种优势 1、原理：基因重组 水稻是雌雄同花，自花传粉植物，当它的谷粒颖壳开花时，已经在壳内完成了授粉过程。如果需要进行水稻杂交，就必须在颖壳开花前进行人工去雄，阻断颖内授粉。一株稻穗能开出200-300朵小花，每朵花的直径不过三四微米，从开放到关闭也就1个多小时。 如何解决水稻人工去雄的困难，从而实现大面积种植杂交水稻？ 拓展思考 雄性不育株 正常株 雄配子败育 为了获得水稻的雄性不育材料，袁隆平团队花费近两年的时间，在水稻大田里进行逐穗检查，最终找到几株雄性不育个体。再经过多年的寻找才找到稳定遗传的雄性不育材料。 自交不结实 杂交能结实 细胞质基因 细胞核基因 N基因——可育基因 S基因——不育基因 R基因——恢复雄性育性 r基因——无恢复作用 雄性不育 育性正常 S(rr) S(RR)、S(Rr)、N(RR)、N(Rr)、N(rr) 互作 互作 核质互作型雄性不育 母本 不育系 恢复系 保持系 不育系 S(rr) N(rr) S(rr) N(RR)或S(RR) × × 不育系S(rr) 杂交种 × × 保持系 恢复系 供生产田用 供下次制种田用 供下次不育系繁殖田用 制种田 不育系繁殖田 ♀ ♀ ♂ ♂ “三系法”培育杂交水稻 三系法的不足：其育性受恢复系的制约，恢复系很少，保持系更少。 选到优良组合的几率较低。 恢复系(MM) × 光温敏型水稻(mm) 杂交种 × × 供生产田用 供下次制种田用 制种田 不育系繁殖田 (短日照、低温) ♀ ♂ (长日照、高温) 光温敏型水稻(mm) 光温敏型水稻 恢复系(MM) 相当于不育系 相当于保持系 缺点：受环境条件影响较大，制种风险大。 “二系法”培育杂交水稻 普通核基因雄性不育系 普通核基因 雄性不育(mm) 普通核基因 雄性可育(MM) × ♀ ♂ 普通核基因 雄性可育(Mm) × ♂ 普通核基因 雄性不育(mm) ♀ 普通核基因 雄性可育(Mm) 普通核基因 雄性不育(mm) 无法辨认，不能用于制备杂交种 恢复系 半保持系 不能自交 缺乏保持系 育性恢复基因(M) 绿色荧光蛋白基因 M G 普通核基因 雄性不育细胞（mm） 转基因 雄性可育株 （GMm） × 转基因 雄性可育株 普通核基因 雄性不育株 导入 培育 容易辨认 ½有色种子 ½无色种子 繁殖用 制种用 普通核基因 雄性不育细胞（mm） 普通核基因雄性不育系(缺乏保持系)——基因工程助力 m m m m M G m m 三代杂交水稻 第一代 利用核质互作型雄性不育的三系法配套杂交水稻 第二代 利用光温敏雄性不育的二系法杂交水稻 第三代 借助基因工程的普通核基因雄性不育的杂交水稻 品种间杂交 不育性稳定 受恢复系和保持系制约 选到优良组合少 亚种间杂交 受环境影响大 配组自由度高 选到优良组合多 亚种间杂交 技术复杂 不受环境影响 选到优良组合多 1．（2024·全国甲卷·高考真题）袁隆平研究杂交水稻，对粮食生产具有突出贡献。回答下列问题。 (1)用性状优良的水稻纯合体（甲）给某雄性不育水稻植株授粉，杂交子一代均表现雄性不育；杂交子一代与甲回交（回交是杂交后代与两个亲本之一再次交配），子代均表现雄性不育；连续回交获得性状优良的雄性不育品系（乙）。由此推测控制雄性不育的基因（A）位于________________（填“细胞质”或“细胞核”）。 (2)将另一性状优良的水稻纯合体（丙）与乙杂交，F1均表现雄性可育，且长势与产量优势明显，F1即为优良的杂交水稻。丙的细胞核基因R的表达产物能够抑制基因A的表达。基因R表达过程中，以mRNA为模板翻译产生多肽链的细胞器是________。F1自交子代中雄性可育株与雄性不育株的数量比为________________。 (3)以丙为父本与甲杂交（正交）得F1，F1自交得F2，则F2中与育性有关的表现型有________种。反交结果与正交结果不同，反交的F2中与育性有关的基因型有________种。 细胞质 核糖体 3:1 1 3 2.（2024·安徽·高考真题）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．③④ C 01 杂交育种 AABB × aabb AaBb A B A b a B a b A B A b a B a b AA BB AA bb aa BB aa bb 减数分裂 花药离体培养 秋水仙素处理幼苗 亲本 F1 F1配子 单倍体 恢复 育性 高杆抗病 矮杆感病 F2 9A_B_ 3A_bb 3aaB_ 1aabb 多代连续自交选优，提高纯合体的比例 选优aaB_ 纯合体 U 杂交育种 育种时间较长 优点：相对于杂交育种，能极大缩短育种时间，所得个体均为纯合子 02 单倍体育种 单倍体幼苗与F1的生长期存在错位，可能导致单倍体（包括加倍之后形成的二倍体）无法正常发育，比如不能正常开花（像小麦的开花就需要在发育早期进行一段时间的低温），此时需要将其培养在特殊的人工气候室中。 16 3.（2026·北京·高考真题）单倍体育种是植物育种的一种有效途径。利用花药离体培养可获得单倍体植株，染色体加倍后获得纯合二倍体。下列叙述正确的是（     ） A．可以用根尖代替花药作为外植体 B．愈伤组织形成植株是脱分化过程 C．用细胞分裂素处理使染色体加倍 D．单倍体育种可以缩短育种年限 02 单倍体育种 D 4.（多选）(2024江苏,16,3分)图示普通韭菜(2n=16)的花药结构。为了快速获得普通韭菜的纯系,科研人员利用其花药进行单倍体育种。下列相关叙述正确的有( ) A.花粉细胞和花药壁细胞均具有全能性 B.培养基中生长素与细胞分裂素的比例影响愈伤组织再分化 C.镜检根尖分生区细胞的染色体,可鉴定出单倍体幼苗 D.秋水仙素处理单倍体幼苗,所得植株的细胞中染色体数都是16 答案 ABC ABC 02 单倍体育种 5.(2021广东,11,2分)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 02 单倍体育种 A AA × BB AB AABB 染色体加倍 × DD ABD 染色体加倍 AABBDD AABB 植物组织培养 AA BB AA BB 去壁 去壁 诱导融合 AABB AA BB 再生新壁 AABB 异源二倍体(不可育) 异源四倍体(可育) 异源三倍体(不可育) 异源六倍体(可育) 异源四倍体(可育) 打破了远缘杂交不亲和的障碍 03 多倍体育种 6.（2024·北京·高考真题）有性杂交可培育出综合性状优于双亲的后代，是植物育种的重要手段。六倍体小麦和四倍体小麦有性杂交获得F1。F1花粉母细胞减数分裂时染色体的显微照片如图。 据图判断，错误的是（     ） A．F1体细胞中有21条染色体 B．F1含有不成对的染色体 C．F1植株的育性低于亲本 D．两个亲本有亲缘关系 03 多倍体育种 A 7.(2022江苏,18,3分)(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。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减数第一次分裂中期形成13个四分体 C.F1减数第二次分裂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 03 多倍体育种 AD 育种方式 原理 方法 优点 缺点 选择育种 自然变异 人工选择 成本低 周期长 诱变育种 杂交育种 单倍体育种 多倍体育种 基因工程育种 创造新等位基因 提高变异频率 操作简单 明显缩短育种时间 多倍体营养丰富 按照人们愿望改造生物 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异 基因重组 杂交，筛选 理化因素诱变 花药离体培养 秋水仙素处理 秋水仙素处理 体外重组DNA 并导入受体细胞 需大规模筛选 周期长 技术复杂 结实率低等 技术难度大 存在安全性问题 育种方式的比较 创造新等位基因 23 8.（2026·河南·高考真题）植物细胞工程在生产实践中有着广泛的应用，技术选择的决策流程如图所示。甲、乙、丙、丁所代表的最适技术依次为（　 ） A．植物细胞培养、快速繁殖、杂交+单倍体育种、体细胞杂交 B．快速繁殖、植物细胞培养、体细胞杂交、杂交+单倍体育种 C．快速繁殖、杂交+单倍体育种、植物细胞培养、体细胞杂交 D．植物细胞培养、体细胞杂交、快速繁殖、杂交+单倍体育种 育种方式的比较 A 9.（2024·湖南·高考真题）百合具有观赏、食用和药用等多种价值，科研人员对其进行了多种育种技术研究。回答下列问题： (1)体细胞杂交育种。进行不同种百合体细胞杂交前，先用_______去除细胞壁获得原生质体，使原生质体融合，得到杂种细胞后，继续培养，常用_______（填植物激素名称）诱导愈伤组织形成和分化，获得完整的杂种植株。 (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________。 育种方式的比较 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 纤维素酶和果胶酶 生长素和细胞分裂素 (3)基因工程育种。研究人员从野生百合中获得一个抵抗尖孢镰刀菌侵染的基因L，该基因及其上游的启动子pL和下游的终止子结构如图a。图b是一种Ti质粒的结构示意图，其中基因gus编码GUS酶，GUS酶活性可反映启动子活性。 ①研究病原微生物对L的启动子pL活性的影响。从图a所示结构中获取pL，首先选用_______酶切，将其与相同限制酶酶切的Ti质粒连接，再导入烟草。随机选取3组转基因成功的烟草（P1、P2和P3）进行病原微生物胁迫，结果如图c。由此可知：三种病原微生物都能诱导pL的活性增强，其中________的诱导作用最强。 ②现发现栽培种百合B中也有L，但其上游的启动子与野生百合不同，且抗病性弱。若要提高该百合中L的表达量，培育具有高抗病原微生物能力的百合新品种，简要写出实验思路________。 利用转基因技术将百合B中L基因的启动子替换为野生百合中L基因的启动子pL HindⅢ、BamHⅠ 交链格孢 10.（2025·海南·高考真题）我国利用航天优势开展玉米诱变育种，获得多个雄性不育突变体和矮秆突变体。回答下列问题。 (1)研究人员将玉米种子随机分为两份，一份送到太空，另一份保存在地面种子站，其目的是__________ 。太空诱变可导致一个基因发生不同的突变获得相关突变体，这说明基因突变具有的特点是__________ 。 (2)将雄性不育植株P1（aa）与可育植株P2（AA）杂交得到F1，F1自交得到F2。利用PCR技术分别扩增植株P1和P2的SSR（染色体上特定DNA序列），分别获得100 bp和135 bp的产物。若同样扩增F2，则F2中同时获得100 bp和135 bp的植株比例为_____。 (3)甲是太空诱变获得的雄性不育株，乙是同群体某一可育株。某团队开展以下2个实验： 实验① 甲与乙杂交 实验② 乙自交 根据实验①和②的结果，得出雄性不育性状是隐性性状的结论，支持这一结论的实验结果是_____。 实验①和实验②后代都为雄性可育；或实验①后代为雄性可育：雄性不育=1:1，实验②后代为雄性可育：雄性不育=3:1 设置对照实验 不定向性 1/2 10.（2025·海南·高考真题）我国利用航天优势开展玉米诱变育种，获得多个雄性不育突变体和矮秆突变体。回答下列问题。 (4)已知玉米株高和育性这两对性状独立遗传，可育对不育为显性，但高秆和矮秆的显隐性未知。现有纯合的高秆可育、高秆不育和矮秆可育品系，合理选用这些材料，通过育种技术培育纯合矮秆不育品系的实验思路是_____。 将纯合的高秆不育和矮秆可育植株杂交，若F1表现为高秆可育，则将F1自交得到F2，F2中出现的矮秆不育植株即为目标品系；若F1表型为矮秆可育，则将进行花药离体培养，获得单倍体幼苗，然后用秋水仙素或低温处理幼苗使染色体数目加倍，出现的矮秆不育植株即为目标品系 $