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考点26 变异在育种上的应用
一、变异在育种中的运用实例
1. 诱变育种
(1)
基本原理： 基因突变
(2)
过程
(3)
优点
①可以 提高突变率 ，在较短时间内获得更多的优良变异类型。
② 大幅度 地改良某些性状。
(4)
缺点：有利变异个体往往 不多 ，需处理 大量 实验材料，具有 盲目性 。
(5)
应用举例
①农作物：用辐射的方法处理大豆，选育出含油量高的大豆品种。
②微生物：青霉素高产菌株的选育。
经太空育种后得到的品种与原来的品种相比要大得多。太空育种的原理是利用太空微重力、高辐射诱发基因突变。
2. 杂交育种
(1)
基本原理：基因重组
(2)
过程
① 培育杂合子品种：选取符合要求的纯种双亲杂交（♀×♂）→F1（即为所需品种）
培育杂合子品种主要利用F1的优良性状，并不要求遗传上的稳定，将杂种一代作为种子直接利用。具有高产、优质、抗性
强的特点，因后代会出现性状分离，故需要年年制种。
② 培育隐性纯合子品种：选取符合要求的纯种双亲杂交（♀×♂）→F1
F2→选出表型符合要求
的个体种植并推广。
③ 培育显性纯合子品种
a.植物：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，连
1
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续自交至不发生性状分离为止。
b.动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的
类型与隐性个体测交，选择后代只表现所需性状的F2个体。
(3)
优点：操作 简便 ，可以把多个品种的优良性状集中在一起。
(4)
缺点：获得新品种的 周期 一般较长；局限于 同一种或亲缘关系较近 的个体。
3. 多倍体育种
(1)
基本原理： 染色体（数目）变异
(2)
方法：用 低温 或 秋水仙素 处理萌发的种子或幼苗。
(3)
机理：当低温或秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制 纺锤体 的形成，导致染色体不能移向细
胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行 有丝 分裂，就可能发育成
多倍体植株。
(4)
三倍体的形成（以无子西瓜为例）
分析：
① 第1 次传粉：杂交获得 三倍体 种子。
② 第2 次传粉：刺激 子房 发育成果实。
③ 三倍体西瓜基本无种子的原因：原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现 联会紊
乱 ，因此很难产生可育的配子。
(5)
普通小麦的培育过程：A、B、D 分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7 条染色体。
2
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(6)
优点：多倍体植物茎杆 粗壮 ，器官 大 ，营养物质含量 高 。
(7)
缺点：技术 复杂 ，发育 延迟 ，结实率较 低 ，适用于植物，在动物中难以开展。
4. 单倍体育种
(1)
基本原理： 染色体（数目）变异
(2)
方法和步骤（以二倍体为例）
① 用常规方法获得杂种F1。
② 将F1的 花药 放在人工培养基上进行 离体 培养，花药细胞经多次分裂形成愈伤组织，诱导
愈伤组织分化成幼苗。
③ 用 秋水仙素 处理幼苗，染色体加倍后可成为可育的纯合植株。
(3)
优点：可 明显缩短 育种年限，加速育种进程，得到纯合子。
(4)
缺点：技术复杂，成功率较低，一般需与杂交育种配合。
二、利用现代生物工程的育种方法
细胞工程育种
胚胎工程育种
基因工程育种
育种
程序
去细胞壁→细胞融合→组织培养
核移植→胚胎移植
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
优点
能够 快速 繁殖、培育无病毒植
株等，克服 远缘杂交不亲和 的
障碍，培育出作物新品种以繁殖优
良品种
能够用于保存 濒
危 物种，有选择
地繁殖某性别的动
物
目的性 强 ， 定向 改变生物的
遗传性状，打破物种界限
缺点
技术要求高、培养条件严格、技术复杂，难度大；导致生
物品系减少，个体生存能力下降
技术要求较高，操作难度大，有可能
引发生态危机
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考法1 育种方法的选择及育种图解分析
1. 根据育种目标育种方式
（1）培育无子果实可选择多倍体育种，其原理是三倍体植株减数分裂时联会紊乱，不能结子。
（2）要获得本物种没有的性状可采用诱变育种或基因工程育种，其中基因工程育种的目的性强。
（3）如果要将不同个体的优良性状集中到同一个体上，则可以选择杂交育种或单倍体育种，其中单倍体
育种可大大缩短育种年限，从而快速获得纯种。
（4）如果要克服远缘杂交不亲和的障碍，则可以选择基因工程育种或植物体细胞杂交技术。
（5）如果要培育具有隐性性状个体，则可用自交或杂交的方法，只要出现该性状即可。
（6）如果要使染色体数目加倍，则可以采用秋水仙素处理等方法，也可以采用细胞融合的方法，并且细
胞融合可在两个不同物种之间进行。
（7）有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则最简便的方法是自交。
（8）实验材料若为动物，则杂交育种时一般通过测交的方法培育获得纯种。
（9）实验材料若为植物的营养繁殖体，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯
种。
（10）实验材料若为原核生物，则不能采用杂交育种，如细菌的育种，一般采用诱变育种或基因工程育
种。
2. 育种图解的分析
（1）A 表示杂交，D 表示自交；方法1 表示杂交育种。
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（2）A 表示杂交，B 表示花药离体培养，C 表示秋水仙素处理或低温处理；方法2 表示单倍体育种。
（3）E 表示人工诱变；方法3 表示诱变育种。
（4）F 表示秋水仙素处理或低温处理；方法4 表示多倍体育种。
（5）G 表示基因工程，H 表示脱分化，I 表示再分化；方法5 表示基因工程育种。
（6）K 表示原生质体融合，L 表示脱分化，M 表示再分化；方法6 表示植物体细胞杂交。
3. 基于个体基因型的育种图解分析
①②表示杂交育种，①③④表示单倍体育种，①⑥表示多倍体育种，①⑦表示基因工程育种，⑤表示诱变
育种。
【典例1】 （2023•河南模拟）糯玉米和甜玉米都是普通玉米在栽培过程中发生了隐性突变而产生的新类
型（控制两性状的基因独立遗传）。某科研团队欲利用现有的糯玉米和甜玉米培育甜糯玉米，以下相关叙
述正确的是（ ）
A．可采用传统的杂交育种方法，但育种时间比较长，约需6～8 代才能达到目的
B．若利用纯合甜玉米和纯合糯玉米杂交，F1自交所得F2中普通玉米：甜糯玉米为6：1
C．上述B 项所得F2单株留种，播种后自交，理论上在F3中会出现约
的甜糯籽粒
D．若采用单倍体育种的方法，会大大缩短得到甜糯玉米的时间
【分析】糯玉米和甜玉米都是普通玉米在栽培过程中发生了隐性突变而产生的新类型（控制两性状的基
因独立遗传），若用杂交育种来培育甜糯玉米，先杂交，再自交。
【解答】解：A、糯玉米和甜玉米都是普通玉米在栽培过程中，发生了隐性突变而产生的新类型，且控
制两性状的基因独立遗传，故可采用传统的杂交育种方法，但育种时间不会太长，在第三代就会出现目
的性状的个体，A 错误；
B、假定控制甜玉米的基因为a，控制糯玉米的基因为b，则利用纯合甜玉米（aaBB）和纯合糯玉米
（AAbb）杂交，F1（AaBb）自交所得F2中普通玉米（A_B_）：甜玉米（aaB_）：糯玉米（A_bb）：
甜糯玉米（aabb）为9：3：3：1，B 错误；
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C、若将F2单株留种，播种后自交，只有基因型为
AaBb，
Aabb、
aaBb、
aabb 的F2自交才
能产生甜糯玉米（aabb），理论上在F3中会出现的甜糯玉米约为
×
+
×
+
×
+
＝
，C
正确；
D、因所育性状为双隐性个体，故采用单倍体育种的方法，也要经历杂交、组培和染色体加倍，及大田
种植并自交的过程才能得到目的种子，故不会大大缩短得到甜糯玉米的时间，D 错误。
故选：C。
【点评】本题考查育种的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题
的能力是解答本题的关键。
【典例2】 （2023•齐齐哈尔三模）草莓植株的营养物质含量与发育状况和染色体组数目有关，感染病毒
后会出现结实率下降，品质变差等问题。育种工作者用森林草莓（2n，某对染色体上有抗虫基因）和哈尼
草莓（8m＝56）进行实验，培育草莓新品种。下列叙述错误的是（ ）
A．用低温（4℃）处理森林草莓长出的1cm 左右不定根，能诱导染色体数目加倍
B．可切取一定大小的哈尼草莓茎尖进行植物组织培养，获得抗病毒草莓
C．两种草莓多次杂交得到的多倍体植株可为品质改良和进化提供原材料
D．可诱变处理哈尼草莓愈伤组织来获得突变体，进而培育成新品种
【分析】低温诱导染色体加倍实验步骤：
【解答】解：A、低温可抑制纺锤体的形成，用低温（4℃）或者秋水仙素处理森林草莓长出的1cm 左
右不定根，能诱导染色体数目加倍，A 正确；
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B、可切取一定大小的哈尼草莓茎尖进行植物组织培养，获得脱毒草莓，抗病毒草莓需要转入抗病毒的
基因，B 错误；
C、与二倍体物种相比，多倍体在多个方面表现出明显的优势，如更旺盛的生命力、更强的适应性，可
为品质改良和进化提供原材料，C 正确；
D、诱变处理哈尼草莓愈伤组织来获得突变体，利用基因突变可以培育成新品种，D 正确。
故选：B。
【点评】本题考查染色体变异的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分
析问题的能力是解答本题的关键。
【典例3】 （2023•沙坪坝区校级模拟）马铃薯抗病（A）对易感病（a）为显性，块茎大（B）对块茎小
（b）为显性。现利用品系甲（Aabb）和品系乙（aaBb）培育抗病块茎大的新品种。科学家利用了以下两
种途径进行培育。下列有关叙述错误的是（ ）
A．目标品系M 和目标品系N 的染色体组数相同
B．目标品系M 和目标品系N 的核DNA 数相同
C．目标品系M 和目标品系N 的相关基因组成相同
D．目标品系M 和目标品系N 的表型不一定相同
【分析】分析题意可知，目标品系M 是用品系甲（Aabb）和品系乙（aaBb）杂交获取子一代经过秋水
仙素获得的四倍体，有纯合子也有杂合子。目标品系N 是用品系甲（Aabb）和品系乙（aaBb）的原生
质体融合而形成杂种细胞发育而来的四倍体，都是杂合子。
【解答】解：A、目标品系M 和目标品系N 都为四倍体，染色体组数相同，A 正确；
B、目标品系M 和目标品系N 都为四倍体，二者的核DNA 数相同，B 正确；
C、根据试题分析，目标品系M 有纯合子也有杂合子，而目标品系N 的是杂合子，二者相关基因组成不
一定相同，C 错误；
D、根据选项C 的分析，目标品系M 和目标品系N 二者相关基因组成不一定相同，二者的表型不一定
相同，D 正确。
故选：C。
【点评】本题考查了植物体细胞杂交和多倍体育种，意在考查考生的审题和理解能力，难度适中。
【典例4】 （2023•越秀区校级三模）水稻的花属于两性花，水稻的花粉是否可育受到细胞质基因（S、
N）和细胞核基因（R、r）共同控制。细胞核的不育基因用r 表示，可育基因用R 表示，R 对r 完全显性；
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细胞质的不育基因用S 表示，可育基因用N 表示。细胞核可育基因（R）能够抑制细胞质不育基因（S）的
表达。因此，当细胞质基因为S 且细胞核基因型为rr[记为S（rr）]时，水稻才表现为雄性不育。袁隆平的
“三系法”生产杂交水稻S（Rr）生产过程如图所示，根据题意，下列说法错误的是（ ）
A．保持系B 的基因组成最可能是N（rr），恢复系的基因组成最可能是N（RR）
B．“三系法”杂交水稻的缺点是需要年年制杂交种
C．基因（S、N）符合母系遗传规律，基因（R、r）遵循遗传分离定律
D．已知精子中几乎不含细胞质，所以S（rr）自交时产生的精子中几乎不含S 基因
【分析】分析题干：雄性的育性由细胞核基因和细胞质基因共同控制，基因型包括：N（RR）、N
（Rr）、N（rr）、S（RR）、S（Rr）、S（rr），由于基因R 能够抑制基因S 的表达，当细胞质中有基
因N 时，植株都表现为雄性可育因此只有S（rr）表现雄性不育，其它均为可育。
【解答】解：A、结合以上分析，不育系A 基因型是S（rr）它与保持系B 的杂交子代都是不育系，且
保持系B 自交的子代都是保持系B，因此可以推测保持系B 的基因组成最可能是N（rr）。用基因型为
N（RR）的品种作父本，与基因型为S（rr）的雄性不育系杂交，才能使后代恢复可育性，所以恢复系
的基因组成最可能是N（RR），A 正确；
B、生产出的杂交水稻S（Rr）是杂合子无法稳定遗传，因此需要年年制杂交种，B 正确；
C、基因（SN）细胞质基因，因此符合母系遗传规律，基因（R）是细胞核基因，位于一对同源染色体
上的等位基因因此遵循遗传分离定律，C 正确；
D、S（rr）是雄性不育，只能作母本，不能进行自交，D 错误。
故选：D。
【点评】本题考查杂交育种等相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系、
分析题意以及解决问题的能力。
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【典例5】 （2023•肥城市模拟）玉米是一年生雌雄同株、异花授粉植物。玉米富含各种营养物质、味道
香甜，可做各式菜肴，也是生产工业酒精和酿制白酒的主要原料。
（1）现阶段我国大面积种植的玉米品种均为杂合子，杂交种（F1）的杂种优势明显，在高产、抗病等
方面杂合子表现出的某些性状优于其纯合亲本，但在F2会出现杂种优势衰退现象。其原因是
。玉米的大粒杂种优势性状由一对等位基因（E、e）控制，
现将若干大粒玉米杂交种平均分为甲、乙两组，相同条件下隔离种植，甲组自然状态授粉，乙组人工控
制其自交授粉。在种植期间因未知原因导致含显性基因的精子与含隐性基因的卵细胞不能结合，若所有
的种子均正常发育，在第3 年种植时甲组和乙组杂种优势衰退率（小粒所占比例）分别为
、
。
（2）已知在种子培育期间，研究玉米无叶舌性状对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。用5 个
玉米有叶舌（AA）自交系品种1～5 和无叶舌（aa）自交系LG，分别培育出品种1～5 的无叶舌近等基
因系（指除了控制叶舌性状的基因存在差异之外，其他遗传信息均相同或相近的一组品系）1'～5'，操
作流程如图。分别选择
作为供体亲本和受体亲本，F1与
受体亲本杂交子代BC1的基因型为
，经自交后，选择出现性状分离的类型与受体亲本回交，
如此重复，最终获得无叶舌的玉米自交系1'～5'。
（3）研究人员通过实验已确定a 基因的位置范围，插入了分子标记S 序列（可通过检测S 序列快速判
断a 基因的位置）。现发现有叶舌品种6 具有抗叶斑病、丝黑穗病能力增强等一系列优良性状，有叶舌
品种7 具有高油酸、抗倒伏等一系列优良性状。如何利用以上品种及S 序列快速培育出具有两个品种优
势的无叶舌杂交种？请写出主要思路：
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。
【分析】杂种优势是指杂合子表现出的某种优良性状优于亲本品系的现象，也就是只有杂合子才能表示
出杂种优势，显性纯合子或隐性纯合子均表现为衰退。
【解答】解：（1）杂交种（F1）的杂种优势明显，在高产、抗病等方面杂合子表现出的某些性状优于
其纯合亲本，但在F2会出现杂种优势衰退现象。其原因是F1在形成配子时发生了等位基因分离从而导
致性状分离，使F2出现一定比例的纯合子所致。玉米的大粒杂种优势性状由一对等位基因（E、e）控
制，现将若干大粒玉米（Ee）杂交种平均分为甲、乙两组，相同条件下隔离种植，甲组自然状态授粉
（自由交配），若在种植期间因未知原因导致含显性基因的精子与含隐性基因的卵细胞不能结合，若所
有的种子均正常发育，子一代基因型为EE、Ee、ee，比例为1：1：1，第2 年再种后收获的种子的基因
型及比例为EE：Ee：ee＝1：1：1，所以在第3 年种植时甲组和乙组杂种优势衰退率（小粒所占比例）
为2/3；乙组人工控制其自交授粉。在种植期间因未知原因导致含显性基因的精子与含隐性基因的卵细
胞不能结合，若所有的种子均正常发育，子一代基因型为EE、Ee、ee，比例为1：1：1，子二代基因型
为EE、Ee、ee，比例为4：1：4，所以在第3 年种植时甲组和乙组杂种优势衰退率（小粒所占比例）分
别为8/9。
（2）据题意和分析可知，带有目标性状的亲本作为供体亲本，即无叶舌（aa） 自交系LG 作为供体亲
本，拟导入这一目标性状的亲本作为受体亲本，即5 个玉米有叶舌（AA） 自交系品种1～5 作为受体
亲本；亲本分别为aa、AA，F1为Aa，其与受体亲本AA 杂交，BC1的基因型为AA 或Aa，每代选择Aa
与受体亲本杂交，直到不出现性状分离时，即获得无叶舌的玉米自交系1'～5'。
（3）研究人员通过实验已确定a 基因的位置范围，插入了分子标记S 序列（可通过检测S 序列快速判
断a 基因的位置）。现发现有叶舌品种6 具有抗叶斑病、丝黑穗病能力增强等一系列优良性状，有叶舌
品种7 具有高油酸、抗倒伏等一系列优良性状。利用以上品种及S 序列快速培育出具有两个品种优势的
无叶舌杂交种思路：无叶舌自交系 LG 的a 基因旁插入S 序列，作为供体亲本，分别以有叶舌品种6 和
有叶舌品种7 作为受体亲本，杂交后分别与受体亲本回交，在每次回交子代中选择含S 序列的后代分别
与受体亲本回交，重复7 次后自交得到无叶舌品种自交系6'和无叶舌品种自交系7'，将6'和7'杂交后选
择具有两个品种优势的无叶舌杂交种。
故答案为：
（1）F1在形成配子时发生了等位基因分离从而导致性状分离，使F2出现一定比例的纯合子致 2/3
8/9
（2）无叶舌自交系 LG、有叶舌自交系品种 1～5 AA 和 Aa
（3）无叶舌自交系 LG 的a 基因旁插入S 序列，作为供体亲本，分别以有叶舌品种6 和有叶舌品种7
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作为受体亲本，杂交后分别与受体亲本回交，在每次回交子代中选择含S 序列的后代分别与受体亲本回
交，重复7 次后自交得到无叶舌品种自交系6'和无叶舌品种自交系7'，将6'和7'杂交后选择具有两个品
种优势的无叶舌杂交种
【点评】本题主要考查基因的分离定律的相关知识，要求考生识记基因分离定律的实质与应用是解答本
题的关键。
【变式1】 （2023•高要区校级模拟）水稻（2n＝24）是两性花，雌雄同株。我国科学家“杂交水稻之
父”袁隆平继培育出杂交水稻之后又成功培育出海水稻。海水稻是在海边滩涂等盐碱地生长的特殊水稻，
具有抗盐碱、耐淹等优势。袁隆平团队利用杂交育种的方法，大大提高了海水稻的产量。以下说法错误的
是（ ）
A．袁隆平团队培育海水稻原理是基因重组
B．水稻基因组计划应测其12 条染色体上的DNA 序列
C．海水稻细胞液的浓度比淡水稻高
D．利用野生水稻培育海水稻能大大的缩短育种年限
【分析】杂交育种：
（1）概念：是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中一起，再经过选择和培育，获得新品种的方
法。
（2）方法：杂交→自交→选优→自交。
（3）原理：基因重组。通过基因重组产生新的基因型，从而产生新的优良性状。
（4）优缺点：方法简单，可预见强，但周期长。
（5）实例：水稻的育种。
【解答】解：A、袁隆平团队利用杂交育种的方法，培育高产海水稻，其原理是基因重组，A 正确；
B、水稻有24 条染色体，无性染色体，因此水稻基因组计划应测其12 条染色体上的DNA 序列，B 正确；
C、海水稻细胞液的浓度比淡水稻高，不易失水，C 正确；
D、单倍体育种大大的缩短育种年限，而利用野生水稻培育海水稻的方法为杂交育种，育种年限较长，
D 错误。
故选：D。
【点评】本题考查杂交育种、生物多样性的价值等相关知识，要求考生具有提取题干信息和分析问题的
能力，难度不大。
【变式2】 （2023•河南模拟）某两性花二倍体植株的基因型为AaBb，A/a、B/b 基因位于两对同源染色体
上，其在自然条件下，既可进行自花受粉也可进行异花传粉。有少数花朵存在异常的减数分裂，可通过自
花受粉形成四倍体植株，过程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
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A．图示过程中产生的异常配子的基因型一定是AaBb
B．在自然条件下，该植株也可能产生三倍体子代植株
C．图示产生的四倍体植株与原二倍体植株不属于同一物种
D．若环境改变，基因型为AABB 的植株更适应环境，则该种群会发生进化
【分析】1、染色体组：细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，携带着生物生长
发育的全部遗传信息。
2、现代生物进化理论的基本观点：①种群是生物进化的基本单位，②生物进化的实质在于种群基因
频率的改变。③突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合
作用，种群产生进化，最终导致新物种的形成。③其中突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然
选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。
【解答】解：A、异常配子的染色体数和体细胞相同，都含有2 个染色体组，若是减数第一次分裂同源
染色体未分离，减数第二次分裂姐妹染色单体正常分离，则产生异常配子的基因型为AaBb，若是减数
第一次分裂正常，减数第二次分裂姐妹染色单体未分离，产生的异常配子的基因型可能为AABB 或
aabb 或AAbb 或aaBB，A 错误；
B、在自然条件下，产生的异常配子可能和正常配子受精，形成三倍体子代植株，B 正确；
C、图示四倍体植株与二倍体植株杂交产生的三倍体植株会因联会紊乱难以产生正常配子而高度不育，
因此，图示产生的四倍体植株与原二倍体植株不属于同一物种，C 正确；
D、生物进化的实质是种群基因频率的改变，若环境改变，基因型为AABB 的植株更适应环境，则A 和
B 的基因频率会升高，该种群会发生进化，D 正确。
故选：A。
【点评】本题考查染色体变异的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分
析问题的能力是解答本题的关键。
【变式3】 （2023•河南二模）普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同
物种杂交和染色体加倍过程，如图所示（其中A、B、D 分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体
组均含7 条染色体）。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。下列说法正确的是
（ ）
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A．观察一粒小麦花药中的细胞分裂图像，只能观察到含有14 条或28 条染色体的细胞
B．杂种一是单倍体，高度不育
C．杂种一经过秋水仙素处理得到的拟二粒小麦可育，观察其减数分裂图像时可看到28 个四分体
D．杂种二为三倍体，含有三个染色体组，减数分裂时联会紊乱，很难产生正常配子
【分析】据图分析，图中是普通小麦育种的过程，一粒小麦（AA）和斯氏麦草（BB）杂交形成杂种一
（AB），经过加倍后形成拟二粒小麦（AABB），再和滔氏麦草（DD）杂交获得杂种二（ABD），然
后加倍形成普通小麦（AABBDD）；秋水仙素可以抑制纺锤丝的形成，导致细胞染色体数目加倍。
【解答】解：A、一粒小麦（AA）含两个染色体组共14 条染色体，花药中的细胞可以进行有丝分裂和
减数分裂，因此观察一粒小麦花药中的细胞分裂图像，能观察到含有7 条、14 条或28 条染色体的细胞，
A 错误；
B、杂种一（AB）是粒小麦（AA）和斯氏麦草（BB）杂交形成的二倍体，但因没有同源染色体高度不
育，B 错误；
C、杂种一（AB）经过秋水仙素处理得到的拟二粒小麦（AABB）可育，二粒小麦减数分裂时，同源染
色体联会形成四分体，观察其减数分裂图像时可看到14 个四分体，C 错误；
D、杂种二（ABD）是拟二粒小麦（AABB）和滔氏麦草（DD）杂交获得为三倍体，含有三个染色体组，
减数分裂时联会紊乱，很难产生正常配子，D 正确。
故选：D。
【点评】本题考查普通小麦的育种过程，要求学生掌握多倍体育种的相关知识，了解多倍体育种的基本
过程，知晓秋水仙素的作用机理，并能分析图中不同小麦的染色体组的情况。
【变式4】 （2023•河南模拟）中国是世界上第一个成功研发和推广杂交水稻的国家，杂交水稻的推广解
决了世界五分之一人们的温饱问题。雄性不育水稻的发现促进了杂交水稻的培育，其中，“农垦58S”是
我国科学家发现的光敏感雄性核不育突变体水稻，其在长日照下花粉败育，短日照下则可育。回答下列问
题。
（1）杂交水稻具有杂种优势，但因杂种后代会发生
，导致每年需要重新制种。
（2）将野生型与“农垦58S”杂交，F1均为野生型，F1自交后代中野生型与雄性不育的比例为3：1，
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出现这一比例的原因是在形成配子的过程中
。
（3）结合实际生产，写出培育水稻杂交种（F1）的简要操作过程
；若要保存“农垦58S”，以备来年育种使用，
还应使F1自交，让其后代在
（填“长日照”或“短日照”）条件下进行花的发育，从而
筛选出“农垦58S”。
【分析】“农垦58S”具有长日照下花粉败育特点，在长日照条件下作母本免于去雄。
【解答】解：（1）杂种基因由于性状分离，无法稳定遗传，因此需要年年制种。
（2）由F1均为野生型可知，野生型为显性性状，F1自交后代中野生型与雄性不育的比例为3：1 符合
基因分离定律，出现这一比例的原因是在形成配子的过程中等位基因随同源染色体的分开而分离，造成
性状分离。
（3）“农垦58S”在长日照下花粉败育，短日照下则可育，要培育水稻杂交种（F1），可在长日照条
件下，以“农垦58S”为母本，与父本野生型水稻杂交，收获母本植株上所结的种子即为生产所用的杂
交种；若要保存“农垦58S”，可使F1杂合子自交后代中“农垦58S”占
，在“长日照”处理下败育
的即为“农垦58S”。
故答案为：
（1）性状分离
（2）等位基因随同源染色体的分开而分离
（3）在长日照条件下，以“农垦58S”为母本，与野生型水稻杂交，收获母本植株上所结的种子即为
生产所用的杂交种 长日照
【点评】本题考查杂交育种的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析
问题的能力是解答本题的关键。
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