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2020-2021学年新教材人教版生物必修2教师用书：第5章第2节染色体变异含解析第2节染色体变异课标内容要求核心素养对接举例说明染色体结构和数目的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡.1。
生命观念：根据结构和功能观说出染色体结构变异种类及影响。
2．科学思维：通过比较、归纳与概括掌握染色体组、二倍体、多倍体、单倍体的区别，提升归纳总结的能力.通过分类与比较,明确单倍体育种和多倍体育种的流程。
3．科学探究:通过“低温诱导植物染色体数目的变化"实验，提高实验操作能力。
一、染色体数目的变异1．染色体变异的概念生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
2．变异类型和实例类型实例个别染色体的增加或减少21三体综合征以染色体组形式成倍增减三倍体无子西瓜（1)组成写出上图雄果蝇体细胞中一个染色体组所含的染色体：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y.（2）组成特点：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同。
4．二倍体和多倍体(1)二倍体（2)多倍体①概念错误!②特点:茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
③人工诱导（多倍体育种）方法用秋水仙素处理或用低温处理处理对象萌发的种子或幼苗原理能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使染色体数目加倍(1）概念：体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体。
(2）特点错误!(3)应用：单倍体育种.①方法：错误!错误!错误!错误!错误!②优点:明显缩短育种年限。
二、低温诱导植物细胞染色体数目的变化1．实验原理2．实验流程及结论根尖的培，养及诱导错误!↓错误!错误!↓错误!错误!错误!↓观察:先用低倍镜观察，找到变异细胞，再换用高倍镜观察↓结论：低温能诱导植物细胞染色体数目加倍三、染色体结构的变异1．染色体结构变异的类型[连线］2．染色体结构变异的结果（1)染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，而导致性状的变异。
生物育种科学基础知识单选题100道及答案解析1. 下列属于杂交育种优点的是（）A. 产生新基因B. 明显缩短育种年限C. 性状稳定快D. 培育出新品种答案：D解析：杂交育种的优点是将不同个体的优良性状集中到同一个体上，从而培育出新品种。
杂交育种不能产生新基因；明显缩短育种年限是单倍体育种的优点；性状稳定快不是杂交育种的突出优点。
2. 诱变育种通常采用的方法是（）A. 用射线或激光照射B. 花药离体培养C. 秋水仙素处理D. 杂交答案：A解析：诱变育种通常采用物理因素（如X 射线、γ射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，诱发基因突变。
花药离体培养属于单倍体育种；秋水仙素处理常用于多倍体育种；杂交是杂交育种的方法。
3. 下列育种方式中，运用了基因重组原理的是（）A. 太空育种B. 杂交育种C. 单倍体育种D. 多倍体育种答案：B解析：杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法，其原理是基因重组。
太空育种的原理是基因突变；单倍体育种的原理是染色体数目变异；多倍体育种的原理也是染色体数目变异。
4. 单倍体育种的主要优点是（）A. 操作简便B. 明显缩短育种年限C. 果实和种子都较大D. 成活率高答案：B解析：单倍体育种能明显缩短育种年限。
单倍体育种过程相对复杂，操作不简便；果实和种子都较大是多倍体育种的特点；成活率高不是单倍体育种的主要优点。
5. 多倍体育种中，秋水仙素的作用是（）A. 抑制纺锤体的形成B. 促进染色体复制C. 诱导基因突变D. 促进基因重组答案：A解析：秋水仙素能抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而使染色体数目加倍。
秋水仙素不能促进染色体复制、诱导基因突变和促进基因重组。
6. 下列可用于生产无子西瓜的育种方法是（）A. 杂交育种B. 单倍体育种C. 多倍体育种D. 诱变育种答案：C解析：生产无子西瓜通常采用多倍体育种的方法，通过秋水仙素处理使染色体数目加倍。
单倍体及单倍体育种中存在的理论问题摘要:单倍体一般是指由生物产生的配子发育而来的个体,染色体组数是正常生物体的一半。
单倍体育种是现代作物育种中的重要的育种方法之一,利用花药培养等方法诱导产生单倍体,并使其单一的染色体各自加倍成对,成为有活力、能正常结实的纯合体,从而选育出作物新品种的方法。
由于多数的植物是二倍体,此育种方法具有快速获得纯合正常植株的优点。
关键词:单倍体染色体组单倍体育种不育?摇育种年限染色体变异高中生物教材重点介绍了单倍体和单倍体育种及其与其他育种方法的异同。
在涉及该部分知识点时,存在不少理论上的值得讨论的问题。
以下就主要的问题加以讨论:一、单倍体都来自配子发育通常教材中讲到的单倍体是由雄核发育(孤雄生殖)或雌核发育(孤雌生殖)而来,即由配子发育而来。
且雄核发育一般是在人工条件下完成,如花药离体培养得到单倍体。
事实上,自然界中的单倍体还有其他来源。
①自发产生。
该来源与多胚现象常有联系,其中最可能的原因是温度骤变或异种、异属花粉的刺激。
②假受精。
即雌配子经花粉或雄核刺激后未受精而产生的单倍体植株。
③半受精。
雌雄配子都参加胚发生,但不发生核融合,因而产生具父母本来源的嵌合植株。
人工获得单倍体的途径除了最常用的花药和花粉离体培养,还有多种其他的方法。
①利用远缘的异属花粉授粉:刺激柱头,使胚囊中卵细胞发育成种子;②弱化花粉授粉:花粉人工贮藏一段时期后进行授粉,由于花粉萌发能力弱,不能完成正常的受精作用,但可引起卵细胞发育成种子;③化学药剂处理:如用2、4-D、赤霉素、秋水仙素等处理柱头;④用高剂量射线照射过的花粉授粉;⑤异常温度处理、机械刺激子房等;⑥将近缘作物相互授粉,一段时间后将幼胚置于培养基上进行离体培养,在胚胎发育的早期,其中一方的染色体消失,即可获得单倍体植株。
从以上事实可以看出,虽然有些单倍体不是由配子直接发育而来,但几乎都是在胚胎发生的时候由于某种原因丢失了来自雄配子或雌配子的染色体,即单倍体只含有双亲中一方的遗传物质。
第24讲从杂交育种到基因工程[考纲要求] 1.生物变异在育种上的应用(Ⅱ)。
2.转基因食品的安全(Ⅰ)。
一、杂交育种与诱变育种1．杂交育种(1)含义：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。
(2)育种原理：基因重组。
(3)方法：杂交→自交→选种→自交。
2．诱变育种(1)含义：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变。
(2)育种原理：基因突变。
[判一判]1．太空育种能按人的意愿定向产生优良性状( ×) 2．杂交育种的范围只能在有性生殖的植物中( ×) 3．诱变育种的优点之一是需大量处理实验材料( ×)提示此特点为缺点，不是优点。
4．诱变育种时突变的个体中有害个体多于有利个体( √) 5．杂交育种和诱变育种都能产生前所未有的新基因，创造变异新类型( ×) 6．杂合子品种的种子只能种一年，需要年年制种( √) 二、基因工程1．基因工程的工具包括限制性核酸内切酶、DNA连接酶、运载体，其中两种工具酶作用的化学键都是磷酸二酯键。
2．原理：基因重组。
3．步骤：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
4．应用：(1)育种，如抗虫棉；(2)药物研制，如胰岛素等；(3)环境保护，如超级细菌分解石油。
[解惑] (1)基因工程操作水平——分子水平；操作环境——体外。
(2)操作工具有三种，但工具酶只有两种，另一种工具运载体的化学本质为DNA。
考点一比较几种遗传育种1．比较下表中的遗传育种2． 分析以下几种育种方法(1)杂交育种是最简捷的方法，而单倍体育种是最快获得纯合子的方法，可缩短育种年限。
(2)让染色体加倍可以用秋水仙素等进行处理，也可采用细胞融合的方法，且此方法能在两个不同物种之间进行。
(3)原核生物不能进行减数分裂，所以不能运用杂交的方法进行育种，一般采用的方法是诱变育种。
易错警示 与杂交育种有关的4点注意(1)杂交育种不一定需要连续自交。
【创新方案】2021-2021学年高中生物杂交育种与诱变育种导学设计新人教版必修2杂交育种与诱变育种1.杂交育种的概念了解2.诱变育种在生产中的应用理解杂交育种方法的优点和不足1.遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用2.杂交育种和诱变育种的优点和局限性3.用遗传图解表示各种育种过程一、杂交育种(1)概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一路，再通过选择和培育，取得新品种的方式。
(2)原理：基因重组。
(3)进程：(以高产抗病小麦品种的选育为例)亲代高产、不抗病×低产、抗病↓杂种第一代高产、抗病(均为显性性状)↓⊗第二代选出高产、抗病个体↓持续自交选出不发生性状分离的所有高产、抗病个体↓新的优良品种(4)优势：操作简便。
(5)应用：①在农业生产中，杂交育种是改良作物品质、提高农作物单位面积产量的常规方式。
②可用于家畜、家禽的育种。
二、诱变育种(1)概念：利用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处置生物，使生物发生基因突变。
(2)原理：基因突变。
(3)实例：黑农五号、青霉素高产菌株。
(4)优势：能够提高突变率，在较短时刻内取得更多的优良变异类型。
(5)应用：①在农作物诱变育种方面取得了可喜的功效。
②在微生物育种方面也发挥了重要作用。
一、杂交育种1．阅读教材P98～99，分析回答以下问题：(1)古印第安人是最先选择和培育玉米的，最突出的奉献是选育了果穗大、淀粉含量高的玉米，请分析以下问题：①古印第安人是用什么方式进行玉米育种的？古印第安人是如何进行“选择”的？提示：此方式称为选择育种，通过淘汰劣势个体保留优良个体来进行选择的。
②这种育种方式有哪些优势和缺点？提示：优势：技术简单、容易操作。
缺点：选择范围有限，育种周期长。
(2)已知小麦的高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗锈病(T)对易染锈病(t)为显性，两对性状独立遗传。
现有高秆抗锈病、矮秆易染锈病两纯系品种，欲培育能稳固遗传的矮秆抗锈病的小麦，请探讨以下问题：①如何使两种优良性状集中在同一个植株上？两种优良性状集中在一个体的实质是什么？提示：选用别离具有一优良性状的纯合亲本杂交，即可将两种优良性状集中在同一植株上。
作物杂交育种、单倍体育种所需年限分析育种是一个复杂的过程，一般来说，也是一个漫长的过程。
当然，再复杂再漫长，也是有一定时限的。
不同的育种方法需要的时间不同，即使是同一种育种方法，又会因为物种、性状的不同而存在时限上的差异。
不能一概而论。
下面所做分析均为理论年限分析，而实践过程中，所需时间可能更长。
一、杂交育种——1、一年生作物育种，以玉米为例。
育种目标为双显性性状。
性状表现于植株。
玉米种群中存在高产不抗病（AAbb）、低产抗病(aaBB)两种类型，以此为材料培育高产抗病（AABB）新品种。
P高产、不抗病（AAbb）×低产、抗病(aaBB)↓第一年：杂交F1 高产、抗病（AaBb）自↓交第二年：自交F2 高产抗病（AABB,AaBB,AABb,AaBb）高产不抗病；低产抗病；低产抗病；（淘汰）自↓交第三年：人工选择F3 高产抗病（AABB,AaBB,AABb,AaBb）（按单株分别保存收获的种子）自↓交第四年：分别种植、自交，后代不发生性状分离的高产抗病类型即为所育。
高产抗病（AABB）↓留种（高产抗病新品种）2、一年生作物育种，以玉米为例。
育种目标为双隐性性状，性状表现于植株。
参照例1可知：理论上，第三年就可以得到所育品种。
3、一年生作物育种，以玉米为例。
育种目标为一显一隐性状，性状表现于植株。
参照例1可知：理论上亦需到第四年方能获得所育品种。
二、杂交育种——性状表现于种子4、一年生作物育种，以豌豆为例。
育种目标为双显性性状。
参照例1可知：性状表现于种子时，理论上，双显性性状育种或单显性育种所需时限当比性状表现于植株时节省一年的时间，即三年。
5、一年生作物育种，以豌豆为例。
育种目标为双隐性性性状。
参照例1可知：性状表现于种子时，理论上，双隐性性状育种所需时限为二年。
6、如果是三对以上相对性状的育种，则育种时限会在上述基础上相应地延长。
三、杂交育种——多年生植物如果育种对象为多年生植物，则杂交育种的周期就会更长。
育种方法及原理回答杂交育种其原理为基因重组；多倍体育种其原理为染色体变异；单倍体育种其原理为染色体变异；基因工程育种其原理为基因重组；细胞工程育种其原理为植物体细胞杂交、细胞核移植；植物激素育种其原理为使用适宜浓度的生长素促进果实发育；诱变育种其原理为基因突变。
一、杂交育种不同个体间杂交产生后代，然后连续自交，筛选所需纯合子，原理为基因重组。
具有使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体的优点。
二、多倍体育种使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，原理为染色体变异。
具有产量高、培育出的植物器官大等优点。
三、单倍体育种花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱导染色体数目加倍，原理为染色体变异。
优点为能明显缩短育种年限，加速育种进程。
四、基因工程育种（转基因育种）经过目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定等操作，完成育种工作，原理为基因重组。
优点为育种周期短。
五、细胞工程育种用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新植物体，原理为植物体细胞杂交、细胞核移植。
优点为可以克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出作物新品种繁殖优良品种。
六、植物激素育种在未受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液，促使子房发育成无子果实，原理为使用适宜浓度的生长素促进果实发育。
优点为促进作物发育，提高果树产量。
七、诱变育种用物理因素（如X射线、r射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使其在细胞分裂间期DNA 复制时发生差错，从而引起基因突变，原理为基因突变。
具有可以提高变异频率、加速育种进程、大幅度改良某些性状等优点。
藏躲市安详阳光实验学校考点44 生物变异在育种上的应用高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆1．单倍体育种和多倍体育种（1）图中①和③的操作是秋水仙素处理，其作用原理是抑制纺锤体的形成。
（2）图中②过程是花药离体培养。
（3）单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限。
2．杂交育种与诱变育种（1）杂交育种①概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。
②过程：选择具有不同优良性状的亲本→杂交→获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型→优良品种。
（2）诱变育种①概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法。
②过程：选择生物→诱发基因突变→选择理想类型→培育。
3．基因工程（1）概念：基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。
通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
（2）操作的基本步骤：提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定。
4．生物育种原理、方法、实例(连线)考向一育种方法的选择与分析1．如图是利用玉米(2n＝20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图。
下列分析不正确的是A．基因重组发生在图中②过程，过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期B．秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成C．植株A为二倍体，其体细胞内最多有4个染色体组；植株C属于单倍体，其发育起点为配子D．利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为25%【参考答案】D解题必备育种方式的选择（1）根据育种目的和提供的材料选择合适的育种方法①集中不同亲本的优良性状：a.一般情况下，选择杂交育种，这也是最简捷的方法；b.需要缩短育种年限(快速育种)时，选择单倍体育种。
杂交育种年限和单倍体育种解析
【例题】：某植物品种是纯合体，生产上用种子繁殖，从播种到收获种子历时一年。
现要利用该植物矮杆（aa）、不抗病（bb）和高杆（AA）、抗病（BB）品种，选育矮杆（aa）、抗病（BB）的新品种，两对基因独立遗传。
请设计该植物品种间杂交育种程序和单倍体育种程序。
要求用遗传图解表示并加以简要说明，分析两种育种程序各自所需的年限。
【解析】：
杂交育种程序：
第一种方案：
第一代P AABB×aabb 亲本（P）杂交，收获种子
↓
第二代F1 AaBb 种植F1代自交，收获种子
↓种植F2代，选矮杆
第三代F2 A_B_，A_bb，aaB_（1/3aaBB+2/3aaBb），aabb 抗病（aaB_）自交，
↓
统一收获各株种子
统一播种所获种子，第四代F3 aaB_（3/5aaBB + 2/5aaBb），aabb 选矮杆抗病自交，
↓
统一收获各株种子
aaB_，aabb逐代选矮杆、抗病（aaB_）自交，
↓直至后代性状不分离，自交留种
第n+2代Fn+1（２n-1）/（２n +1）aaBB + 2/（２n +1）aaBb
n＝5时，第7代矮杆抗病（aaB_）植株中纯合体占（2n-1）/（2n+1）＝31/33=93.9％；n＝6时，第8代矮杆抗病（aaB_）植株中纯合体占96.9％。
照此方案，生产上纯合体比例如果达到95%以上才可推广种植，选育植株、果实、种皮性状（如矮杆、抗病）至少需要完成8个世代，历时8年；如果选育种胚性状则只需完成7个世代，至少历时7年。
第二种方案：
第一代P AABB×aabb亲本（P）杂交，收获种子
↓
第二代F1AaBb种植F1代自交，收获种子
↓
第三代F2A_B_，A_bb，aaB_，aabb种植F2代，选矮杆、抗病（aaB_）
自交，分别收获各株种子
1/3aaBB2/3aaBb
↓↓
第四代F31/3aaBB1/2 aaB_，1/6aabb 分别播种各株种子，有的全部发育为
矮杆、抗病植株（aaBB），自交留种
照此方案，如果选育植株、果实、种皮性状（如矮杆、抗病）至少需要完成四个世代，历时四年；如果选育种胚性状只需完成三个世代，至少历时三年。
这样虽然比上一种方案时间大为缩短，但“分别收获各株种子”、“分别播种各株种子”的工作量极大，在育种实践中明显缺乏可操作性。
单倍体育种程序：
第一代P AABB×aabb 亲本（P）杂交，收获种子
↓
第二代F1 AaBb 种植F1代，取花药（花粉）离体培养
↓
单倍体幼苗AB，Ab，aB，ab
↓←秋水仙素处理
第三代正常纯合植株AABB，AAbb，aaBB，aabb 选矮杆抗病植株（aaBB），自交留种单倍体育种过程中，无论选育植株、果实、种皮性状还是种胚性状，只需三个世代，至多历时三年；在作物生长期长的地区，加之人工培养因素，单倍体育种的第二代和第三代甚至可在一年内完成。
若此，整个育种过程只需两年。
所以相对于常规的杂交育种而言，利用单倍体植株培育新品种能明显缩短育种年限。
在高中阶段所介绍的育种方法主要有
诱变育种、杂交育种、多倍体育种、单倍体育种、细胞工程育种（组织培养育种）、基因工程育种（转基因育种）、植物激素育种等。
1）.诱变育种
（1）原理：基因突变
（2）方法：用物理因素（如X射线、γ射线、紫外线、中子、激光、电离辐射等）或化学因素（如亚硝酸、碱基类似物、硫酸二乙脂、秋水仙素等各种化学药剂）或空间诱变育种（用宇宙强辐射、微重力等条件）来处理生物。
（3）发生时期：有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期
（4）优点：能提高变异频率，加速育种进程，可大幅度改良某些性状，创造人类需要的变异类型，从中选择培育出优良的生物品种；变异范围广。
（5）缺点：有利变异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制。
具有盲目性。
2）.杂交育种
（1）原理：基因重组
（2）方法：连续自交，不断选种。
（不同个体间杂交产生后代，然后连续自交，筛选所需纯合子）
（3）发生时期：有性生殖的减数分裂第一次分裂后期或四分体时期
（4）优点：使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体，具有预见性。
（5）缺点：育种年限长，需连续自交才能选育出需要的优良性状。
3）.多倍体育种
（1）原理：染色体变异
（2）方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
（3）优点：可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富。
（4）缺点：结实率低，发育延迟。
4）.单倍体育种
（1）原理：染色体变异
（2）方法：花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱导染色体数目加倍。
（3）优点：自交后代不发生性状分离，能明显缩短育种年限，加速育种进程。
（4）缺点：技术相当复杂，需与杂交育种结合，其中的花药离体培养过程需要组织培养技术手段的支持，多限于植物。
5）.细胞工程育种
（1）原理：基因重组
（2）方法：基因操作（提取目的基因→装入载体→导入受体细胞→基因表达→筛选出符合要求的新品种）（3）优点：目的性强，可以按照人们的意愿定向改造生物；育种周期短。
（4）缺点：可能会引起生态危机，技术难度大。
7.植物激素育种
（1）原理：适宜浓度的生长素可以促进果实的发育
（2）方法：在未受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液，子房就可以发育成无子果实。
（3）优点：由于生长素所起的作用是促进果实的发育，并不能导致植物的基因型的改变，所以该种变异类型是不遗传的。
（4）缺点：该种方法只适用于植物。
