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一、“无籽西瓜”的培育流程及原理
例1 用生长素处理获得无籽番茄和用多倍体育种获得无籽西瓜，下列有关叙述，正确的是（ ）
A．生长素处理获得番茄无籽的变异属于不能遗传的变异
B．无籽番茄植株扦插后长出的植株仍结无籽果实
C．三倍体西瓜无籽的变异属于不能遗传的变异
D．无籽番茄属于单倍体植物
解析 无籽番茄和无籽西瓜培养的原理不同：无籽番茄是利用一定浓度的生长素定期涂抹未授粉的番茄花蕾，从而促使子房发育成果实，其遗传物质并未发生改变；而无籽西瓜则是利用人工诱导多倍体的原理，其核内遗传物质发生了变化，为三倍体。
采用人工诱导多倍体的方法。如用秋水仙素（一种植物碱）处理二倍体西瓜的种子或幼苗，阻碍纺锤丝形成，使已经复制的染色体组不能分向两极，结果就形成了染色体组加倍的细胞，使普通二倍体西瓜染色体组加倍而得到四倍体西瓜植株。然后与二倍体西瓜植株（作为父本）杂交，从而得到三倍体种子。三倍体的种子发育成的三倍体植株。由于减数过程中，同源染色体的联会紊乱，所以不能形成正常的生殖细胞。再用普通西瓜二倍体的成熟花粉刺激三倍体植株花的子房而成为三倍体果实，因其胚珠不能发育成种子，因而称为三倍体无籽西瓜。具体流程如下:
答案 A
虽然同为“无籽”，但无籽番茄是不经传粉受精，子房直接由生长素处理形成的二倍体果实，其无籽性状不能遗传。无籽番茄的基因型与母体仍然相同，而无籽西瓜是三倍体，高度不育。
二、多倍体育种的特点
例2 关于多倍体的叙述，正确的是（ ）
A．植物多倍体不能产生可育的配子
B．八倍体小黑麦是用基因工程技术创造的新物种
C．二倍体植株加倍为四倍体后，营养成分必然增加
D．多倍体在植物中比在动物中更为常见
解析 多倍体是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，植物的同源多倍体能够产生可育配子，所以A项叙述是不正确的；八倍体小黑麦是通过远源杂交，然后诱导染色体加倍（即多倍体）而培育的新物种，不是利用基因工程技术创造的，B项错误；二倍体植株加倍为四倍体后，植株茎秆粗壮，一般情况下代谢产物会增加，但营养成分是针对人类（或动物）而言的，不一定增加，所以C项叙述不正确；多倍体在植物中很常见，动物中较少，所以D项正确。
同源多倍体育种一般采用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，从而使细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行正常的有丝分裂，即可发育成多倍体植株。异源多倍体育种需融合两种不同生物的染色体，流程如下：
[A物种
答案 D
例3 “傻瓜水稻”割完后的稻蔸（留在土壤中的部分）第二年还能再生长，并能收获种子。如图是一种名为“傻瓜水稻”的新品种产生图。据图分析下面正确的是（ ）
A．完成过程①②所依据的遗传学原理是染色体变异
B．完成过程④的作用是选择，其基础是生殖隔离
C．割完后的稻蔸第二年还能再生长，并能收获种子。其意义是快速繁殖后代
D．如果把除草基因、耐旱基因和抗虫基因移植到傻瓜水稻上，可研究出一套完整的傻瓜水稻栽培技术体系
解析 完成过程①②所依据的遗传学原理是基因重组。完成过程④的作用是选择，其基础是遗传和变异。割完后的稻蔸第二年还能再生长，并能收获种子。这种生殖方式的意义是能够使后代保持母体的一切性状。可利用生物技术中的基因工程，把除草基因、耐旱基因和抗虫基因移植到傻瓜水稻上，力求研究出一套完整的傻瓜水稻栽培技术体系。
多倍体育种方法得到的植株茎秆粗壮，叶片、果实和种子较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量有所增加。
答案 D
三、多倍体育种过程中的注意事项
例4 下图为几种生物细胞内染色体示意图，请回答：
（1）甲图为科研机构对某人染色体进行的分析结果。请指出该人的性别是 ，从染色体组成看，该人是否患病 。如果患病，则患 。
（2）普通小麦的染色体组成可表示为AABBDD（如乙图所示），则一个染色体组的染色体数为 条。若丙图表示四倍体水稻的染色体数，则由其生殖细胞直接发育成的个体叫 。
（3）丁为人工培育的八倍体小黑麦染色体图，其培育方法是用普通小麦和黑麦（2n＝14）杂交，然后用 处理得到的；与二倍体植物相比，多倍体的显著特点是 。
（4）若将乙、丙、丁的花药离体培养成幼苗，能产生正常后代的是 。
（5）马和驴杂交产生的骡子，不能繁殖后代的原因是 。
解析 （1）甲图中个体由于性染色体是XX，所以是女性。从图中不难看出21号染色体有3条，说明该人患21三体综合征（先天性愚型）。（2）普通小麦的染色体组成可表示为AABBDD，是六倍体小麦，染色体数目/6＝42/6＝7，则普通小麦每个染色体组的染色体数为7条；根据单倍体的概念可知由生殖细胞发育而成的个体不管含有多少个染色体组都只能叫单倍体。（3）丁为人工培育的八倍体小黑麦染色体图，其培育方法是用普通小麦和黑麦（2n＝14）杂交得到四倍体小麦，再用秋水仙素处理得到八倍体小黑麦；与二倍体植物相比，多倍体的显著特点是茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，糖类、蛋白质等营养物质含量增加。（4）乙、丙、丁的花药离体培养成幼苗，能产生正常后代的是丙，乙、丁的花药离体培养成幼苗由于细胞染色体联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞，从而不能产生正常的后代。（5）马和驴杂交产生的骡子，不能繁殖后代的原因是细胞中无同源染色体；联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞（或不同物种间存在生殖隔离）。
答案 （1）女 患病 21三体综合征（先天性愚型） （2）7 单倍体（答二倍体不给分） （3）秋水仙素 茎秆粗壮；叶片、果实、种子都比较大；糖类、蛋白质等营养物质含量增加（答出2条即可） （4）丙 （5）细胞中无同源染色体；联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞（或不同物种间存在生殖隔离）
例5 要将基因型为AaBB的生物，培育出以下基因型的生物：①AaBb；②AaBBC；③AAaaBBBB；④aB。则对应的育种方法依次是（ ）
A．诱变育种、转基因技术、细胞融合、花药离体培养
B．杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种
C．花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术
D．多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术
解析 基因型为AaBB的生物要培育出AaBb的后代，可利用物理或化学方法处理材料，通过基因突变获得；要获得AaBBC的后代，由于本物种没有C基因，所以必须通过转基因技术；要获得AAaaBBBB的后代，可通过细胞融合；要获得aB的后代，可利用花药离体培养获得。
单倍体育种由于其后代是纯合体，不发生性状分离，与杂交育种相比，育种周期明显缩短。利用这一特性，可以快速培育纯种个体。
答案 A
【练习】
1．下列关于育种的说法，不正确的是（ ）
A．利用花药离体培养烟草新品种的方法是单倍体育种
B．将人胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内的技术属于基因工程
C．利用兰花的离体组织大规模培育兰花属于细胞工程
D．无籽西瓜的培育方法是杂交育种
2．对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，不正确的描述是（ ）
A．处于分裂间期的细胞最多
B．在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞
C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程
D．在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似
3．下图表示以某种作物中的①和②两个品种分别培育出④⑤⑥三个新品种的过程，有关说法正确的是（ ）
A．用①和②培育成⑤的过程中所采用的方法Ⅰ和Ⅱ分别称为杂交和测交
B．用③培育出④常用的方法Ⅲ是花药离体培养
C．③培育出⑥常用化学或物理的方法进行诱变处理
D．图中培育出⑤所依据的原理是基因突变和基因重组
4．下列关于作物育种的叙述，正确的是（ ）
A．把两个小麦优良性状结合在一起常采用植物体细胞杂交技术
B．改良缺乏某种抗病性的水稻品种常采用单倍体育种
C．培育无籽西瓜可用适宜浓度的生长素处理三倍体西瓜雌蕊柱头
D．袁隆平培育的高产、抗逆性强的杂交水稻是基因突变的结果
5．请利用遗传学原理回答下面问题：
（1）太空育种卫星所搭载的辣椒种子应当选用 （填“干燥的”“萌动的”或“休眠的”），经地面种植，能选育出多个不同的新品种，这是因为太空环境中的各种物理因素能提高 。
（2）为了选育出个大、肉厚、口感好、维生素C含量高等多个品系的纯系植株，育种工作者尽量在两年内完成，其最佳育种途径是 。
（3）假设辣椒的厚皮（D）对薄皮（d）为显性，成熟时红色（R）对黄色（r）为显性，两对性状独立遗传。如果用常规杂交育种方法选育出能稳定遗传的厚皮红椒，应选择基因型为 的两个亲本进行杂交。
（4）将表现型为薄皮黄椒的A、B两植株在花蕾期去掉雄蕊，然后在A雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素；在B雌蕊柱头上授以厚皮红椒的花粉。试比较A、B两植株所结果实的性状表现：A植株 ；B植株 。
【参考答案】
1~4. DCBC
5．（1）萌动的 突变率 （2）单倍体育种 （3）DDrr和ddRR （4）结薄皮黄椒的无籽果实 结薄皮黄椒的有子果实
例1 用生长素处理获得无籽番茄和用多倍体育种获得无籽西瓜，下列有关叙述，正确的是（ ）
A．生长素处理获得番茄无籽的变异属于不能遗传的变异
B．无籽番茄植株扦插后长出的植株仍结无籽果实
C．三倍体西瓜无籽的变异属于不能遗传的变异
D．无籽番茄属于单倍体植物
解析 无籽番茄和无籽西瓜培养的原理不同：无籽番茄是利用一定浓度的生长素定期涂抹未授粉的番茄花蕾，从而促使子房发育成果实，其遗传物质并未发生改变；而无籽西瓜则是利用人工诱导多倍体的原理，其核内遗传物质发生了变化，为三倍体。
采用人工诱导多倍体的方法。如用秋水仙素（一种植物碱）处理二倍体西瓜的种子或幼苗，阻碍纺锤丝形成，使已经复制的染色体组不能分向两极，结果就形成了染色体组加倍的细胞，使普通二倍体西瓜染色体组加倍而得到四倍体西瓜植株。然后与二倍体西瓜植株（作为父本）杂交，从而得到三倍体种子。三倍体的种子发育成的三倍体植株。由于减数过程中，同源染色体的联会紊乱，所以不能形成正常的生殖细胞。再用普通西瓜二倍体的成熟花粉刺激三倍体植株花的子房而成为三倍体果实，因其胚珠不能发育成种子，因而称为三倍体无籽西瓜。具体流程如下:
答案 A
虽然同为“无籽”，但无籽番茄是不经传粉受精，子房直接由生长素处理形成的二倍体果实，其无籽性状不能遗传。无籽番茄的基因型与母体仍然相同，而无籽西瓜是三倍体，高度不育。
二、多倍体育种的特点
例2 关于多倍体的叙述，正确的是（ ）
A．植物多倍体不能产生可育的配子
B．八倍体小黑麦是用基因工程技术创造的新物种
C．二倍体植株加倍为四倍体后，营养成分必然增加
D．多倍体在植物中比在动物中更为常见
解析 多倍体是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，植物的同源多倍体能够产生可育配子，所以A项叙述是不正确的；八倍体小黑麦是通过远源杂交，然后诱导染色体加倍（即多倍体）而培育的新物种，不是利用基因工程技术创造的，B项错误；二倍体植株加倍为四倍体后，植株茎秆粗壮，一般情况下代谢产物会增加，但营养成分是针对人类（或动物）而言的，不一定增加，所以C项叙述不正确；多倍体在植物中很常见，动物中较少，所以D项正确。
同源多倍体育种一般采用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，从而使细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行正常的有丝分裂，即可发育成多倍体植株。异源多倍体育种需融合两种不同生物的染色体，流程如下：
[A物种
答案 D
例3 “傻瓜水稻”割完后的稻蔸（留在土壤中的部分）第二年还能再生长，并能收获种子。如图是一种名为“傻瓜水稻”的新品种产生图。据图分析下面正确的是（ ）
A．完成过程①②所依据的遗传学原理是染色体变异
B．完成过程④的作用是选择，其基础是生殖隔离
C．割完后的稻蔸第二年还能再生长，并能收获种子。其意义是快速繁殖后代
D．如果把除草基因、耐旱基因和抗虫基因移植到傻瓜水稻上，可研究出一套完整的傻瓜水稻栽培技术体系
解析 完成过程①②所依据的遗传学原理是基因重组。完成过程④的作用是选择，其基础是遗传和变异。割完后的稻蔸第二年还能再生长，并能收获种子。这种生殖方式的意义是能够使后代保持母体的一切性状。可利用生物技术中的基因工程，把除草基因、耐旱基因和抗虫基因移植到傻瓜水稻上，力求研究出一套完整的傻瓜水稻栽培技术体系。
多倍体育种方法得到的植株茎秆粗壮，叶片、果实和种子较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量有所增加。
答案 D
三、多倍体育种过程中的注意事项
例4 下图为几种生物细胞内染色体示意图，请回答：
（1）甲图为科研机构对某人染色体进行的分析结果。请指出该人的性别是 ，从染色体组成看，该人是否患病 。如果患病，则患 。
（2）普通小麦的染色体组成可表示为AABBDD（如乙图所示），则一个染色体组的染色体数为 条。若丙图表示四倍体水稻的染色体数，则由其生殖细胞直接发育成的个体叫 。
（3）丁为人工培育的八倍体小黑麦染色体图，其培育方法是用普通小麦和黑麦（2n＝14）杂交，然后用 处理得到的；与二倍体植物相比，多倍体的显著特点是 。
（4）若将乙、丙、丁的花药离体培养成幼苗，能产生正常后代的是 。
（5）马和驴杂交产生的骡子，不能繁殖后代的原因是 。
解析 （1）甲图中个体由于性染色体是XX，所以是女性。从图中不难看出21号染色体有3条，说明该人患21三体综合征（先天性愚型）。（2）普通小麦的染色体组成可表示为AABBDD，是六倍体小麦，染色体数目/6＝42/6＝7，则普通小麦每个染色体组的染色体数为7条；根据单倍体的概念可知由生殖细胞发育而成的个体不管含有多少个染色体组都只能叫单倍体。（3）丁为人工培育的八倍体小黑麦染色体图，其培育方法是用普通小麦和黑麦（2n＝14）杂交得到四倍体小麦，再用秋水仙素处理得到八倍体小黑麦；与二倍体植物相比，多倍体的显著特点是茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，糖类、蛋白质等营养物质含量增加。（4）乙、丙、丁的花药离体培养成幼苗，能产生正常后代的是丙，乙、丁的花药离体培养成幼苗由于细胞染色体联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞，从而不能产生正常的后代。（5）马和驴杂交产生的骡子，不能繁殖后代的原因是细胞中无同源染色体；联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞（或不同物种间存在生殖隔离）。
答案 （1）女 患病 21三体综合征（先天性愚型） （2）7 单倍体（答二倍体不给分） （3）秋水仙素 茎秆粗壮；叶片、果实、种子都比较大；糖类、蛋白质等营养物质含量增加（答出2条即可） （4）丙 （5）细胞中无同源染色体；联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞（或不同物种间存在生殖隔离）
例5 要将基因型为AaBB的生物，培育出以下基因型的生物：①AaBb；②AaBBC；③AAaaBBBB；④aB。则对应的育种方法依次是（ ）
A．诱变育种、转基因技术、细胞融合、花药离体培养
B．杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种
C．花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术
D．多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术
解析 基因型为AaBB的生物要培育出AaBb的后代，可利用物理或化学方法处理材料，通过基因突变获得；要获得AaBBC的后代，由于本物种没有C基因，所以必须通过转基因技术；要获得AAaaBBBB的后代，可通过细胞融合；要获得aB的后代，可利用花药离体培养获得。
单倍体育种由于其后代是纯合体，不发生性状分离，与杂交育种相比，育种周期明显缩短。利用这一特性，可以快速培育纯种个体。
答案 A
【练习】
1．下列关于育种的说法，不正确的是（ ）
A．利用花药离体培养烟草新品种的方法是单倍体育种
B．将人胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内的技术属于基因工程
C．利用兰花的离体组织大规模培育兰花属于细胞工程
D．无籽西瓜的培育方法是杂交育种
2．对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，不正确的描述是（ ）
A．处于分裂间期的细胞最多
B．在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞
C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程
D．在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似
3．下图表示以某种作物中的①和②两个品种分别培育出④⑤⑥三个新品种的过程，有关说法正确的是（ ）
A．用①和②培育成⑤的过程中所采用的方法Ⅰ和Ⅱ分别称为杂交和测交
B．用③培育出④常用的方法Ⅲ是花药离体培养
C．③培育出⑥常用化学或物理的方法进行诱变处理
D．图中培育出⑤所依据的原理是基因突变和基因重组
4．下列关于作物育种的叙述，正确的是（ ）
A．把两个小麦优良性状结合在一起常采用植物体细胞杂交技术
B．改良缺乏某种抗病性的水稻品种常采用单倍体育种
C．培育无籽西瓜可用适宜浓度的生长素处理三倍体西瓜雌蕊柱头
D．袁隆平培育的高产、抗逆性强的杂交水稻是基因突变的结果
5．请利用遗传学原理回答下面问题：
（1）太空育种卫星所搭载的辣椒种子应当选用 （填“干燥的”“萌动的”或“休眠的”），经地面种植，能选育出多个不同的新品种，这是因为太空环境中的各种物理因素能提高 。
（2）为了选育出个大、肉厚、口感好、维生素C含量高等多个品系的纯系植株，育种工作者尽量在两年内完成，其最佳育种途径是 。
（3）假设辣椒的厚皮（D）对薄皮（d）为显性，成熟时红色（R）对黄色（r）为显性，两对性状独立遗传。如果用常规杂交育种方法选育出能稳定遗传的厚皮红椒，应选择基因型为 的两个亲本进行杂交。
（4）将表现型为薄皮黄椒的A、B两植株在花蕾期去掉雄蕊，然后在A雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素；在B雌蕊柱头上授以厚皮红椒的花粉。试比较A、B两植株所结果实的性状表现：A植株 ；B植株 。
【参考答案】
1~4. DCBC
5．（1）萌动的 突变率 （2）单倍体育种 （3）DDrr和ddRR （4）结薄皮黄椒的无籽果实 结薄皮黄椒的有子果实