2020版高考生物一輪復(fù)習(xí) 課堂互動(dòng)探究案2 染色體變異與育種（含解析）

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1、課堂互動(dòng)探究案2 染色體變異與育種 考點(diǎn)突破　素養(yǎng)達(dá)成 　染色體變異(國(guó)考5年1考) (全國(guó)卷：2015全國(guó)卷Ⅱ；地方卷：2018海南卷；2016江蘇卷；2016天津卷； 2015四川、福建、海南、江蘇卷；2014江蘇、上海卷) 【師說(shuō)考問(wèn)】 考問(wèn)1　染色體易位與交叉互換的不同點(diǎn) 染色體易位 交叉互換 圖解 染色體角度 發(fā)生于非同源染色體之間 發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間 變異類型 屬于染色體結(jié)構(gòu)變異 屬于基因重組 顯微鏡下是 否觀察到 可在顯微鏡下觀察到 在顯微鏡下觀察不到 [易錯(cuò)警示]　與三種可遺傳變異有關(guān)的3個(gè)注意點(diǎn) (

2、1)基因突變、基因重組、染色體變異都會(huì)引起遺傳物質(zhì)的改變，均可以傳給后代。 (2)基因突變是基因內(nèi)部堿基對(duì)的改變，屬于DNA分子水平上的變化；染色體變異是染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目的變異，屬于細(xì)胞水平上的變化。 (3)染色體的某一個(gè)位點(diǎn)上基因的改變屬于基因突變，這種改變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下是無(wú)法直接觀察到的。而染色體上幾個(gè)基因的改變屬于染色體變異，這種改變可以用顯微鏡直接觀察到。 考問(wèn)2　單倍體、二倍體和多倍體的比較 單倍體 二倍體 多倍體 發(fā)育來(lái)源 配子 受精卵 染色體組 1至多個(gè) 2個(gè) 3個(gè)或3個(gè)以上 形成原因 自然 成因 單性生殖 正常的有性生殖 外界環(huán)

3、境條件劇變 人工 誘導(dǎo) 花藥離 體培養(yǎng) 秋水仙素處理單倍體幼苗 秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 形成過(guò)程 有性生殖 特點(diǎn) 植株弱小，高度不育 正?？捎? 果實(shí)、種子較大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，生長(zhǎng)發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低 考問(wèn)3　染色體組數(shù)量的判定 (1)根據(jù)細(xì)胞分裂圖像進(jìn)行識(shí)別判斷(適用于二倍體) 減Ⅰ前期 減Ⅰ后期 減Ⅱ前期 有絲分 裂后期 圖像 染色體數(shù) 4條 4條 2條 8條 染色體組數(shù) 2個(gè) 2個(gè) 1個(gè) 4個(gè) 生殖細(xì) 胞中染 色體數(shù) 2條 2條 2條 2條 每個(gè)染色 體組中的 染色體數(shù) 2條 2

4、條 2條 2條 (2)根據(jù)染色體形態(tài)判斷 細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個(gè)染色體組。 如下圖所示的細(xì)胞中所含的染色體組數(shù)分別是：a為3個(gè)，b為2個(gè)，c為1個(gè)。 (3)根據(jù)基因型判斷：控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，就含幾個(gè)染色體組——每個(gè)染色體組內(nèi)不含等位或相同基因。如下圖所示的細(xì)胞中，它們所含的染色體組數(shù)分別是：a為4個(gè)，b為2個(gè)，c為3個(gè)，d為1個(gè)。 (4)根據(jù)染色體數(shù)與形態(tài)數(shù)的比值判斷：染色體數(shù)與形態(tài)數(shù)比值意味著每種形態(tài)染色體數(shù)目的多少，每種形態(tài)染色體有幾條，即含幾個(gè)染色體組。如玉米的體細(xì)胞中共有20條染色體，10種形態(tài)，則玉米含有2個(gè)染色體組。 【題組跟進(jìn)】

5、 高考題組——研考向 　染色體結(jié)構(gòu)變異的分析與判斷 1．[2016·江蘇卷，14]如圖中甲、乙兩個(gè)體的一對(duì)同源染色體中各有一條發(fā)生變異(字母表示基因)。下列敘述正確的是(　　) A．個(gè)體甲的變異對(duì)表型無(wú)影響 B．個(gè)體乙細(xì)胞減數(shù)分裂形成的四分體異常 C．個(gè)體甲自交的后代，性狀分離比為31 D．個(gè)體乙染色體沒(méi)有基因缺失，表型無(wú)異常 解析：個(gè)體甲的變異屬于缺失，基因“e”所在片段缺失，影響表型，A錯(cuò)誤；個(gè)體乙發(fā)生的變異是倒位，減數(shù)分裂形成的四分體異常，呈“十字型”，B正確；含缺失染色體的配子一般是敗育的，故其后代一般不會(huì)發(fā)生性狀分離，C錯(cuò)誤；個(gè)體乙染色體沒(méi)有基因缺失，但發(fā)生倒位

6、，表型異常，D錯(cuò)誤。 答案：B 2．[2015·江蘇卷，10]甲、乙為兩種果蠅(2n)，下圖為這兩種果蠅的各一個(gè)染色體組，下列敘述正確的是(　　) A．甲、乙雜交產(chǎn)生的F1減數(shù)分裂都正常 B．甲發(fā)生染色體交叉互換形成了乙 C．甲、乙1號(hào)染色體上的基因排列順序相同 D．圖示染色體結(jié)構(gòu)變異可為生物進(jìn)化提供原材料 解析：A、B、C項(xiàng)錯(cuò)，甲、乙的1號(hào)染色體，一為正常，一為倒位，二者排列順序不同，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；D項(xiàng)對(duì)，染色體變異屬于可遺傳變異，可為生物進(jìn)化提供原材料。 答案：D 3．[2015·海南卷，21]關(guān)于基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異的敘述，正確的是(　　) A．基因突變

7、都會(huì)導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異 B．基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導(dǎo)致個(gè)體表現(xiàn)型改變 C．基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導(dǎo)致堿基序列的改變 D．基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異通常都能用光學(xué)顯微鏡觀察 解析：基因突變只是基因中個(gè)別堿基對(duì)的替換、增添、缺失，導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變，染色體結(jié)構(gòu)不改變，A錯(cuò)誤；基因突變中若發(fā)生堿基對(duì)的替換，可能因?yàn)槊艽a子的簡(jiǎn)并性，不會(huì)改變氨基酸的種類，進(jìn)而表現(xiàn)型也不會(huì)改變，B錯(cuò)誤；基因突變是染色體的某個(gè)位點(diǎn)上基因的改變，這種改變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下是無(wú)法直接觀察到的，而染色體結(jié)構(gòu)變異是可以用顯微鏡直接觀察到的，D錯(cuò)誤。 答案：C [高考VS,教材] 高考溯源　以上內(nèi)容側(cè)重考查教材必

8、修2 P85～88染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異及其特點(diǎn)，全面把握染色體結(jié)構(gòu)變異類型及其結(jié)果，理解染色體組及單倍體、多倍體內(nèi)涵，確認(rèn)染色體變異與基因種類、數(shù)目、排列順序的關(guān)系是解題關(guān)鍵。 [即時(shí)對(duì)練]　(必修2 P86圖5－8改編)如圖為雄果蠅體細(xì)胞的染色體組成，下列有關(guān)敘述不正確的是(　　) A．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y構(gòu)成一個(gè)染色體組 B．雄果蠅為二倍體 C．染色體組中染色體形態(tài)各不相同 D．若Ⅱ染色體與Ⅲ染色體上的基因發(fā)生互換應(yīng)屬交叉互換型基因重組 解析：Ⅱ、Ⅲ染色體屬非同源染色體，其發(fā)生基因互換應(yīng)屬“易位”，而非“基因重組”。 答案：D 　染色體組與染色體數(shù)目變異及應(yīng)用

9、 4．[2018·海南卷，17]蜜蜂中，雌蜂是雌雄配子結(jié)合產(chǎn)生的二倍體，雄蜂是由未受精的卵直接發(fā)育而來(lái)的。某對(duì)蜜蜂所產(chǎn)生子代的基因型為：雌蜂是AADD、AADd、AaDD、AaDd；雄蜂是AD、Ad、aD、ad。這對(duì)蜜蜂的基因型是(　　) A．AADd和ad　　　　　　　　B．AaDd和aD C．AaDd和AD D．Aadd和AD 解析：由雄蜂的基因型可推測(cè)親本雌蜂的基因型為AaDd，后代的雌蜂是由雄性的精子與雌蜂的卵細(xì)胞結(jié)合形成的，據(jù)此推測(cè)親本雄性的基因型為AD，C正確。 答案：C 5．[2016·天津卷，9]鯉魚和鯽魚體內(nèi)的葡萄糖磷酸異構(gòu)酶(GPI)是同工酶(結(jié)構(gòu)不同、功能相

10、同的酶)，由兩條肽鏈構(gòu)成。編碼肽鏈的等位基因在鯉魚中是a1和a2，在鯽魚中是a3和a4，這四個(gè)基因編碼的肽鏈P1、P2、P3、P4可兩兩組合成GPI。以雜合體鯽魚(a1a2)為例，其GPI基因、多肽鏈、GPI的電泳(蛋白分離方法)圖譜如下。 請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題： (1)若一尾鯽魚為純合二倍體，則其體內(nèi)GPI類型是________。 (2)若鯉魚與鯽魚均為雜合二倍體，則鯉鯽雜交的子一代中，基因型為a2a4個(gè)體的比例為_(kāi)_______。在其雜交子一代中取一尾魚的組織進(jìn)行GPI電泳分析，圖譜中會(huì)出現(xiàn)________條帶。 (3)鯉鯽雜交育種過(guò)程中獲得了四倍體魚。四倍體魚與二倍體鯉魚雜交，對(duì)產(chǎn)

11、生的三倍體子代的組織進(jìn)行GPI電泳分析，每尾魚的圖譜均一致，如下圖所示。 據(jù)圖分析，三倍體的基因型為_(kāi)_______，二倍體鯉魚親本為純合體的概率是________。 解析：(1)純合二倍體鯽魚，其基因型為a3a3或a4a4能表達(dá)P3或P4，因而GPI類型有P3P3或P4P4兩種。(2)雜合二倍體鯉鯽雜交，遺傳圖解為：a1a2×a3a4―→a1a3＋a1a4＋a2a3＋a2a4，其中基因型a2a4個(gè)體占1/4。任取一尾魚因其都是雜合子，則其組織中GPI類型為諸如P1P1、P3P3、P1P3三種(以a1a3為例)，故圖譜中會(huì)出現(xiàn)三條帶。(3)圖中GPI有6種，且僅涉及P1、P2、P3，并

12、存在P3P3、P2P2、P1P1組合型。可推測(cè)三倍體基因型為a1a2a3，由于該三倍體為四倍體魚與二倍體鯉魚雜交所得推測(cè)二倍體鯉魚親本應(yīng)為純合體，二倍體鯉魚親本若為雜合子，其后代可能出現(xiàn)a1a1a2等這類基因型，其GPI電泳就不為6條帶。 答案：(1)P3P3或P4P4 (2)25%　3 (3)a1a2a3　100% 模擬題組——預(yù)趨勢(shì) 　染色體變異及與其他變異的區(qū)分 1．[經(jīng)典模擬]某二倍體生物在細(xì)胞分裂過(guò)程中出現(xiàn)了圖甲、乙、丙、丁4種類型的變異，圖甲中英文字母表示染色體片段。下列有關(guān)敘述，正確的是(　　) A．圖示中的生物變異都是染色體變異 B．如果圖乙為精原細(xì)胞，則不

13、能產(chǎn)生正常的配子 C．圖丁和圖丙相比較，圖丙所示的變異類型不能產(chǎn)生新的基因，圖丁所示的變異類型可以產(chǎn)生新的基因 D．圖中所示的變異類型在減數(shù)分裂中均可能發(fā)生 解析：題圖甲、乙、丙、丁中的變異類型分別是重復(fù)、染色體數(shù)目變異、基因重組和易位，A錯(cuò)誤；三體能進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生正常的配子，B錯(cuò)誤；只有基因突變能產(chǎn)生新基因，圖丙、丁所示的變異類型均不能產(chǎn)生新的基因，C錯(cuò)誤；減數(shù)分裂過(guò)程中四種可遺傳變異均可發(fā)生，D正確。 答案：D 2．[2019·江西九校聯(lián)考]生物的某些變異可通過(guò)細(xì)胞分裂某一時(shí)期染色體的行為來(lái)識(shí)別。甲、乙兩模式圖分別表示細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程中出現(xiàn)的“環(huán)形圈”“十字形結(jié)構(gòu)”現(xiàn)象，圖中字

14、母表示染色體上的基因。下列有關(guān)敘述，正確的是(　　) A．甲、乙兩圖所示變異類型分別屬于染色體結(jié)構(gòu)變異、基因重組 B．甲圖所示為個(gè)別堿基對(duì)的增添或缺失，導(dǎo)致染色體上基因數(shù)目改變 C．乙圖所示為四分體時(shí)期同源染色體上的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換的結(jié)果 D．甲、乙兩圖常出現(xiàn)在減數(shù)第一次分裂前期，染色體數(shù)目與DNA數(shù)目之比為1：2 解析：甲圖中染色體增添或缺失了部分片段，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；乙圖表示的是非同源染色體之間的片段互換，也屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，而不是四分體時(shí)期同源染色體上的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換。染色體的出現(xiàn)及同源染色體的聯(lián)會(huì)發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期，此時(shí)每條染

15、色體上有兩條姐妹染色單體，故染色體數(shù)目與DNA數(shù)目之比為1：2。 答案：D 規(guī)律方法 利用四個(gè)“關(guān)于”區(qū)分三種變異 (1)關(guān)于“互換”：同源染色體上的非姐妹染色單體之間的交叉互換，屬于基因重組；非同源染色體之間的互換，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。 (2)關(guān)于“缺失或增加”：DNA分子上若干基因的缺失或重復(fù)(增加)，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；DNA分子上若干堿基對(duì)的缺失、增添，屬于基因突變。 (3)關(guān)于變異的水平：基因突變、基因重組屬于分子水平的變化，在光學(xué)顯微鏡下觀察不到；染色體變異屬于細(xì)胞水平的變化，在光學(xué)顯微鏡下可以觀察到。 (4)關(guān)于變異的“質(zhì)”和“量”：基因突變改變基因的質(zhì)

16、，不改變基因的量；基因重組不改變基因的質(zhì)，一般不改變基因的量，轉(zhuǎn)基因技術(shù)會(huì)改變基因的量；染色體變異不改變基因的質(zhì)，會(huì)改變基因的量或基因的排列順序。 　染色體組及生物體倍性的判斷 3．[經(jīng)典模擬]下列是對(duì)圖1～8所示的細(xì)胞圖中各含有幾個(gè)染色體組的敘述，正確的是(　　) A．細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組的是圖8 B．細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的是圖5、7 C．細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組的是圖1、2 D．細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組的是圖3、6 解析：圖1～8分別含有3、3、2、1、4、4、1、2個(gè)染色體組。 答案：C 4．[2019·沈陽(yáng)模擬]下列關(guān)于染色體組、單倍體、二倍體和多倍體的敘述中

17、，不正確的是(　　) A．組成一個(gè)染色體組的染色體中不含減數(shù)分裂中能聯(lián)會(huì)的染色體 B．由受精卵發(fā)育而成，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫二倍體 C．含一個(gè)染色體組的個(gè)體是單倍體，但單倍體未必含一個(gè)染色體組 D．人工誘導(dǎo)多倍體唯一的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 解析：一個(gè)染色體組中的染色體是非同源染色體，減數(shù)分裂中能聯(lián)會(huì)的染色體是同源染色體，A正確；二倍體指的是由受精卵發(fā)育而成，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體，B正確；含一個(gè)染色體組的個(gè)體是單倍體，但單倍體未必含一個(gè)染色體組，如小麥的單倍體含有三個(gè)染色體組，C正確；人工誘導(dǎo)多倍體的方法是用秋水仙素或低溫處理萌發(fā)的種子或幼苗，D錯(cuò)

18、誤。 答案：D 　變異類型的實(shí)驗(yàn)探究 5．[高考改編]幾種性染色體異常果蠅的性別、育性等如圖所示。 (1)正常果蠅在減數(shù)第一次分裂中期的細(xì)胞內(nèi)染色體組數(shù)為_(kāi)_______，在減數(shù)第二次分裂后期的細(xì)胞中染色體數(shù)是________條。 (2)白眼雌果蠅(XrXrY)最多能產(chǎn)生Xr、XrXr、________和________四種類型的配子。該果蠅與紅眼雄果蠅(XRY)雜交，子代中紅眼雌果蠅的基因型為_(kāi)_______。 (3)用黑身白眼雌果蠅(aaXrXr)與灰身紅眼雄果蠅(AAXRY)雜交，F(xiàn)1雌果蠅表現(xiàn)為灰身紅眼，雄果蠅表現(xiàn)為灰身白眼。F2中灰身紅眼與黑身白眼果蠅的比例為_(kāi)___

19、____，從F2灰身紅眼雌果蠅和灰身白眼雄果蠅中各隨機(jī)選取一只雜交，子代中出現(xiàn)黑身白眼果蠅的概率為_(kāi)_______。 (4)用紅眼雌果蠅(XRXR)與白眼雄果蠅(XrY)為親本雜交，在F1群體中發(fā)現(xiàn)一只白眼雄果蠅(記為“M”)。M果蠅出現(xiàn)的原因有三種可能：第一種是環(huán)境改變引起表現(xiàn)型變化，但基因型未變；第二種是親本果蠅發(fā)生基因突變；第三種是親本雌果蠅在減數(shù)分裂時(shí)X染色體不分離。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)簡(jiǎn)便的雜交實(shí)驗(yàn)，確定M果蠅的出現(xiàn)是由哪一種原因引起的。 實(shí)驗(yàn)步驟：____________________________________________________。 結(jié)果預(yù)測(cè)：Ⅰ.若__________

20、__________________________________， 則是環(huán)境改變； Ⅱ.若________________，則是基因突變； Ⅲ.若________________，則是減數(shù)分裂時(shí)X染色體不分離。 解析：正常果蠅有4對(duì)同源染色體，其中一對(duì)為性染色體，另外三對(duì)為常染色體。(1)減數(shù)第一次分裂過(guò)程中細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目與正常體細(xì)胞中相同，果蠅屬于二倍體生物，細(xì)胞內(nèi)有2個(gè)染色體組；經(jīng)減數(shù)第一次分裂后，形成的子細(xì)胞中染色體數(shù)目減半，但由于在減數(shù)第二次分裂后期著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分離，導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍，所以減數(shù)第二次分裂后期的細(xì)胞中染色體數(shù)是8條。(2)白眼雌果蠅(XrXr

21、Y)的卵原細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過(guò)程中，由于性染色體有三條，所以會(huì)出現(xiàn)聯(lián)會(huì)紊亂現(xiàn)象，這樣最多可形成Xr、XrXr、XrY、Y四種配子。若讓該果蠅與紅眼雄果蠅(XRY)交配，則子代中紅眼雌果蠅的基因型見(jiàn)下表： (3)根據(jù)題中提供的信息，aaXrXr×AAXRY→F1，F(xiàn)1中雌果蠅的基因型是AaXRXr，雄果蠅的基因型為AaXrY，F(xiàn)2中灰身紅眼：黑身白眼＝：＝3：1。F2中灰身紅眼雌果蠅的基因型為：AaXRXr、AAXRXr，灰身白眼雄果蠅的基因型為：AaXrY、AAXrY，它們隨機(jī)交配后，子代中出現(xiàn)黑身白眼(aaXr_)的概率為×××＝。(4)根據(jù)題中的信息，可讓M果蠅與正常白眼雌

22、果蠅雜交，若為環(huán)境改變引起的，則不會(huì)改變M果蠅的正常遺傳，即Ⅰ.若子代出現(xiàn)紅眼(雌)果蠅，則是環(huán)境改變引起的。Ⅱ.若M果蠅是因基因突變引起，則后代會(huì)全部表現(xiàn)為白眼。Ⅲ.若是因減數(shù)分裂時(shí)X染色體不分離引起的，該雄果蠅的基因型為XrO，表現(xiàn)為不育，則無(wú)子代產(chǎn)生。 答案：(1)2　8 (2)XrY　Y(注：兩空順序可顛倒)　XRXr、XRXrY (3)3：1　 (4)M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交，分析子代的表現(xiàn)型 Ⅰ.子代出現(xiàn)紅眼(雌)果蠅 Ⅱ.子代表現(xiàn)型全部為白眼 Ⅲ.無(wú)子代產(chǎn)生 　生物變異在育種上的應(yīng)用(國(guó)考5年1考) (全國(guó)卷：2014全國(guó)卷Ⅰ；地方卷：2018天津卷；20

23、17北京、江蘇卷；2015福建、浙江、江蘇卷；2014安徽卷) 【師說(shuō)考問(wèn)】 考問(wèn)1　幾種常見(jiàn)遺傳育種方式的不同點(diǎn) 方法 原理 常用方法 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 代表實(shí)例 雜交 育種 基因 重組 雜交 操作簡(jiǎn)單，目標(biāo)性強(qiáng) 育種年限長(zhǎng) 矮稈抗病小麥 誘變 育種 基因 突變 輻射誘變、激光誘變等 提高突變率，加速育種進(jìn)程 有利變異少，需大量處理實(shí)驗(yàn)材料 高產(chǎn)青霉菌株 多倍 體育種 染色體 變異 秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 操作簡(jiǎn)單，且能在較短的時(shí)間內(nèi)獲得所需品種 所得品種發(fā)育遲緩，結(jié)實(shí)率低；在動(dòng)物中無(wú)法開(kāi)展 無(wú)子西瓜、八倍體小黑麥 單倍 體

24、育種 染色體 變異 花藥離體培養(yǎng)后，再用秋水仙素處理幼苗 明顯縮短育種年限 技術(shù)復(fù)雜，需要與雜交育種配合 “京花1號(hào)”小麥 基因工 程育種 基因 重組 將一種生物特定的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物細(xì)胞中 能定向改造生物的遺傳性狀 有可能引發(fā)生態(tài)危機(jī) 轉(zhuǎn)基因抗蟲棉 考問(wèn)2　針對(duì)不同育種目標(biāo)如何選擇育種方案 育種目標(biāo) 育種方案 集中雙親優(yōu)良性狀 單倍體育種 雜交育種 對(duì)原品系實(shí)施“定向”改造 基因工程及植物細(xì)胞工程(植物體細(xì)胞雜交)育種 讓原品系產(chǎn)生新性狀(無(wú)中生有) 誘變育種 使原品系營(yíng)養(yǎng)器 官“增大”或“加強(qiáng)” 多倍體育種 【題組跟進(jìn)】 高考題

25、組——研考向 　生物變異在育種上的應(yīng)用 1．[2018·天津卷，2]蘆筍是雌雄異株植物，雄株性染色體為XY，雌株為XX；其幼莖可食用，雄株產(chǎn)量高。以下為兩種培育雄株的技術(shù)路線。有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．形成愈傷組織可通過(guò)添加植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑進(jìn)行誘導(dǎo) B．幼苗乙和丙的形成均經(jīng)過(guò)脫分化和再分化過(guò)程 C．雄株丁的親本的性染色體組成分別為XY、XX D．與雄株甲不同，雄株丁培育過(guò)程中發(fā)生了基因重組 解析：生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的使用比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向，當(dāng)二者比值高時(shí)，有利于根的分化，抑制芽的形成；比值低時(shí)，有利于芽的分化、抑制根的形成；比例適中時(shí)，促進(jìn)愈傷組織的形成，因?yàn)樯L(zhǎng)素

26、和細(xì)胞分裂素相對(duì)應(yīng)的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑也有相應(yīng)的效果，所以可以通過(guò)添加植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑進(jìn)行誘導(dǎo)，A正確；幼苗乙與幼苗丙的形成是花藥離體培養(yǎng)形成單倍體植株的過(guò)程，此過(guò)程的原理是植物組織培養(yǎng)，因此需要經(jīng)過(guò)脫分化與再分化的過(guò)程，B正確；花粉是經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生的，其配子含有X染色體或Y染色體，經(jīng)過(guò)花藥離體培養(yǎng)，得到單倍體，再經(jīng)過(guò)秋水仙素處理后得到的植株乙與丙的基因型為XX或YY，因此雄株丁的親本的基因型分別為XX、YY，C錯(cuò)誤；雄株甲是通過(guò)無(wú)性繁殖形成的，形成過(guò)程中不會(huì)進(jìn)行減數(shù)分裂，因此也不會(huì)發(fā)生基因重組；雄株乙是通過(guò)有性生殖形成的，形成過(guò)程中經(jīng)過(guò)了減數(shù)分裂，因此會(huì)發(fā)生基因重組，D正確。 答案：C 2．

27、[2015·江蘇卷]經(jīng)X射線照射的紫花香豌豆品種，其后代中出現(xiàn)了幾株開(kāi)白花植株，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．白花植株的出現(xiàn)是對(duì)環(huán)境主動(dòng)適應(yīng)的結(jié)果，有利于香豌豆的生存 B．X射線不僅可引起基因突變，也會(huì)引起染色體變異 C．通過(guò)雜交實(shí)驗(yàn)，可以確定是顯性突變還是隱性突變 D．觀察白花植株自交后代的性狀，可確定是否是可遺傳變異 解析：A項(xiàng)，白花植株的出現(xiàn)是由于X射線照射引起的基因突變，不一定有利于生存；B項(xiàng)，X射線可引起基因突變和染色體變異；C項(xiàng)，經(jīng)雜交實(shí)驗(yàn)，通過(guò)觀察其后代的表現(xiàn)型及比例，可以確定是顯性突變還是隱性突變；D項(xiàng)，白花植株自交后代若有白花后代，可確定為可遺傳變異，否則為不可遺傳

28、變異。 答案：A 題后反思 (1)雜交育種選育的時(shí)間是從F2代開(kāi)始，原因是從F2開(kāi)始發(fā)生性狀分離；選育后是否連續(xù)自交取決于所選優(yōu)良性狀是顯性還是隱性。 (2)誘變育種大幅度改良生物性狀，能提高突變率這是優(yōu)點(diǎn)；但突變的不定向性和多害少利性決定了在突變的個(gè)體中有害遠(yuǎn)多于有利，因而需要大量處理材料，工作量大，能否產(chǎn)生有價(jià)值的變異類型，不以人的意志為轉(zhuǎn)移，目的性差。 (3)準(zhǔn)確解答遺傳育種題目應(yīng)注意以下幾點(diǎn) ①對(duì)涉及遺傳圖解的題目要書寫規(guī)范。 ②對(duì)以圖形為信息載體的題目，要對(duì)幾種育種方法進(jìn)行辨析并進(jìn)行比較，牢記各種育種方法的原理、優(yōu)缺點(diǎn)等內(nèi)容。 ③根據(jù)育種要求選擇合適的育種方案，需

29、要學(xué)生明確各種育種方法的優(yōu)點(diǎn)，從而達(dá)到育種目標(biāo)。 　育種的綜合應(yīng)用 3．[2014·全國(guó)卷Ⅰ，32]現(xiàn)有兩個(gè)純合的某作物品種：抗病高稈(易倒伏)和感病矮稈(抗倒伏)品種，已知抗病對(duì)感病為顯性，高稈對(duì)矮稈為顯性，但對(duì)于控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因所知甚少。回答下列問(wèn)題： (1)在育種實(shí)踐中，若利用這兩個(gè)品種進(jìn)行雜交育種，一般來(lái)說(shuō)，育種目的是獲得具有________優(yōu)良性狀的新品種。 (2)雜交育種前，為了確定F2代的種植規(guī)模，需要正確預(yù)測(cè)雜交結(jié)果。若按照孟德?tīng)栠z傳定律來(lái)預(yù)測(cè)雜交結(jié)果，需要滿足3個(gè)條件：條件之一是抗病與感病這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制，且符合分離定律；其余兩個(gè)條件是_

30、_______________________________________________________________________。 (3)為了確定控制上述這兩對(duì)性狀的基因是否滿足上述3個(gè)條件，可用測(cè)交實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)，請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出該測(cè)交實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。________________________________________________________________________。 解析：(1)雜交育種能將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起，抗病與矮稈(抗倒伏)為優(yōu)良性狀。(2)雜交育種依據(jù)的原理是基因重組，控制兩對(duì)相對(duì)性狀的基因位于非同源染色體上，遵循基因的自

31、由組合定律，每對(duì)基因單獨(dú)考慮時(shí)符合分離定律。(3)測(cè)交是指用F1和隱性純合子雜交，故應(yīng)先用純合的抗病高稈植株與感病矮稈植株雜交得到F1，然后再進(jìn)行測(cè)交實(shí)驗(yàn)。 答案：(1)抗病矮稈 (2)高稈與矮稈這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制，且符合分離定律；控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因位于非同源染色體上 (3)將純合的抗病高稈植株與感病矮稈植株雜交，產(chǎn)生F1，讓F1與感病矮稈植株雜交 4．[2018·天津卷]為獲得玉米多倍體植株，采用以下技術(shù)路線。據(jù)圖回答： (1)可用________________對(duì)圖中發(fā)芽的種子進(jìn)行處理。 (2)篩選鑒定多倍體時(shí)，剪取幼苗根尖固定后，經(jīng)過(guò)解離、漂洗、染色、制

32、片，觀察________區(qū)的細(xì)胞。若裝片中的細(xì)胞均多層重疊，原因是________________。統(tǒng)計(jì)細(xì)胞周期各時(shí)期的細(xì)胞數(shù)和細(xì)胞染色體數(shù)。下表分別為幼苗Ⅰ中的甲株和幼苗Ⅱ中的乙株的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。 可以利用表中數(shù)值______________和____________，比較甲株細(xì)胞周期中的間期與分裂期的時(shí)間長(zhǎng)短。 (3)依表結(jié)果，繪出形成乙株的過(guò)程中，誘導(dǎo)處理使染色體數(shù)加倍的細(xì)胞周期及下一個(gè)細(xì)胞周期的染色體數(shù)變化曲線________。 解析：(1)據(jù)題意“為獲得玉米多倍體植株”可用秋水仙素對(duì)萌發(fā)的種子進(jìn)行處理，抑制有絲分裂前期紡錘體的形成，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目加倍，從而得到多倍體

33、玉米。(2)篩選鑒定多倍體時(shí)，需要觀察細(xì)胞中染色體的數(shù)目，可以取玉米幼苗的根尖分生區(qū)進(jìn)行觀察。在觀察玉米幼苗的根尖分生區(qū)細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)中，如果解離不充分或壓片不充分，會(huì)使細(xì)胞均多層重疊。在觀察玉米幼苗的根尖分生區(qū)細(xì)胞分裂時(shí)，視野中觀察到的某時(shí)期的細(xì)胞數(shù)量代表該時(shí)期持續(xù)時(shí)間，因此可用x1和x2＋x3＋x4＋x5來(lái)表示甲株細(xì)胞周期中的間期與分裂期的時(shí)間長(zhǎng)短。(3)秋水仙素誘導(dǎo)導(dǎo)致幼苗在有絲分裂前期不出現(xiàn)紡錘體，因此后期染色體加倍后細(xì)胞不會(huì)分裂為兩個(gè)子細(xì)胞，進(jìn)而使細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目是誘導(dǎo)之前染色體數(shù)目的兩倍。再進(jìn)行下一次細(xì)胞分裂時(shí)，按照加倍后的染色體數(shù)目進(jìn)行正常的有絲分裂。因此誘導(dǎo)處理使染色體數(shù)加

34、倍的細(xì)胞周期及下一個(gè)細(xì)胞周期的染色體數(shù)變化曲線如圖所示。 答案：(1)秋水仙素(或低溫) (2)分生　解離不充分或壓片不充分　x1　x2＋x3＋x4＋x5 (3) 5．[2018·北京卷，30]水稻是我國(guó)最重要的糧食作物。稻瘟病是由稻瘟病菌(Mp)侵染水稻引起的病害，嚴(yán)重危害我國(guó)糧食生產(chǎn)安全。與使用農(nóng)藥相比，抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和經(jīng)濟(jì)的措施。 (1)水稻對(duì)Mp表現(xiàn)出的抗病與感病為一對(duì)相對(duì)________。為判斷某抗病水稻是否為純合子，可通過(guò)觀察自交子代________________來(lái)確定。 (2)現(xiàn)有甲(R1R1r2r2r3r3)、乙(r1r1R2

35、R2r3r3)、丙(r1r1r2r2R3R3)三個(gè)水稻抗病品種，抗病(R)對(duì)感病(r)為顯性，三對(duì)抗病基因位于不同染色體上。根據(jù)基因的DNA序列設(shè)計(jì)特異性引物，用PCR方法可將樣本中的R1、r1、R2、r2、R3、r3區(qū)分開(kāi)。這種方法可用于抗病品種選育中基因型的鑒定。 ①甲品種與感病品種雜交后，對(duì)F2不同植株的R1、r1進(jìn)行PCR擴(kuò)增。已知R1比r1片段短。從擴(kuò)增結(jié)果(下圖)推測(cè)可抗病的植株有________________。 ②為了在較短時(shí)間內(nèi)將甲、乙、丙三個(gè)品種中的抗病基因整合，選育新的純合抗病植株，下列育種步驟的正確排序是________。 a．甲×乙，得到F1 b．用PCR

36、方法選出R1R1R2R2R3R3植株 c．R1r1R2r2r3r3植株×丙，得到不同基因型的子代 d．用PCR方法選出R1r1R2r2R3r3植株，然后自交得到不同基因型的子代 (3)研究發(fā)現(xiàn)，水稻的抗病表現(xiàn)不僅需要自身抗病基因(R1、R2、R3等)編碼的蛋白，也需要Mp基因(A1、A2、A3等)編碼的蛋白。只有R蛋白與相應(yīng)的A蛋白結(jié)合，抗病反應(yīng)才能被激活。若基因型為R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻，被基因型為a1a1A2A2a3a3的Mp侵染，推測(cè)這兩種水稻的抗病性表現(xiàn)依次為_(kāi)_______。 (4)研究人員每年用Mp(A1A1a2a2a3a3)人工接種水稻品

37、種甲(R1R1r2r2r3r3)，幾年后甲品種喪失了抗病性，檢測(cè)水稻的基因未發(fā)現(xiàn)變異。推測(cè)甲品種抗病性喪失的原因是________________。 (5)水稻種植區(qū)的Mp是由不同基因型組成的群體。大面積連續(xù)種植某個(gè)含單一抗病基因的水稻品種，將會(huì)引起Mp種群____________，使該品種抗病性逐漸減弱直至喪失，無(wú)法在生產(chǎn)中繼續(xù)使用。 (6)根據(jù)本題所述水稻與Mp的關(guān)系，為避免水稻品種抗病性喪失過(guò)快，請(qǐng)從種植和育種兩個(gè)方面給出建議________________。 解析：(1)水稻的抗病與感病是一對(duì)相對(duì)性狀；為判斷某抗病水稻是否為純合子，可通過(guò)觀察自交子代是否發(fā)生性狀分離來(lái)確定。(2)

38、①甲品種與感病品種雜交后，子代基因型是R1r1r2r2r3r3；若對(duì)不同植株的R1、r1進(jìn)行PCR擴(kuò)增，已知R1比r1片段短，即M中標(biāo)準(zhǔn)DNA片段200bp和400bp分別表示R1和r1，因此植株1基因型為R1R1，植株3基因型為R1r1，植株2基因型為r1r1，所以1和3為抗病植株，2為感病植株。(3)基因型為R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻被基因型為a1a1A2A2a3a3的Mp侵染，因只有R蛋白與相應(yīng)的A蛋白結(jié)合，抗病反應(yīng)才能被激活，基因型為R1R1r2r2R3R3的水稻沒(méi)有R2蛋白與Mp的A2蛋白結(jié)合，抗病反應(yīng)不能被激活；基因型為r1r1R2R2R3R3的水稻中

39、有與A2蛋白結(jié)合的相應(yīng)的R2蛋白，抗病反應(yīng)能被激活，因此這兩種水稻的抗病性表現(xiàn)依次為感病、抗病。(4)每年用Mp(A1A1a2a2a3a3)人工接種水稻品種甲(R1R1r2r2r3r3)，幾年后甲品種喪失了抗病性，由于水稻的基因沒(méi)有變異，只能是Mp(A1A1a2a2a3a3)的A1基因發(fā)生突變，使甲品種R1蛋白沒(méi)有A1蛋白與之結(jié)合，抗病反應(yīng)不能被激活，喪失抗性。 (5)由于Mp有多種不同基因型的個(gè)體，而單一抗病類型的水稻只對(duì)其中一種Mp有抗性，長(zhǎng)期種植這一種類型將會(huì)引起Mp種群中其他類型的個(gè)體大量繁殖，其A基因頻率升高，該品種不能對(duì)其他類型的Mp有抗性，導(dǎo)致其抗病性逐漸減弱直至喪失，無(wú)法再生

40、產(chǎn)中繼續(xù)使用。(6)為避免單一抗病類型的水稻品種抗病性喪失過(guò)快，可以將不同水稻抗病品種(甲、乙、丙)混種；育種時(shí)培養(yǎng)同時(shí)含有多對(duì)抗性基因的純合子品種(如R1R1R2R2R3R3)。 答案：(1)性狀　性狀是否分離 (2)①1和3　②a、c、d、b (3)感病、抗病 (4)Mp的A1基因發(fā)生了突變 (5)(A類)基因(型)頻率改變 (6)將含有不同抗病基因的品種輪換/間隔種植；將多個(gè)不同抗病基因通過(guò)雜交整合到一個(gè)品種中 模擬題組——預(yù)趨勢(shì) 　分析單倍體育種與多倍體育種的應(yīng)用 1．[2019·廣東中山模擬]如圖為利用玉米(基因型為BbTt)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的流程示意圖。下列分析正確的是(

41、　　) A．T與B、b的自由組合發(fā)生在①過(guò)程 B．植株B為純合子的概率為1/4 C．①③過(guò)程為單倍體育種 D．⑤過(guò)程可發(fā)生基因突變、染色體變異 解析：選項(xiàng)A，自由組合發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中，即非同源染色體上的非等位基因自由組合，而據(jù)植株D只有3種基因型可判斷，這兩對(duì)等位基因位于同一對(duì)同源染色體上，不可能發(fā)生T與B、b的自由組合，A錯(cuò)誤；選項(xiàng)B，植株B是通過(guò)單倍體育種獲得的，都是純合子，因此概率為1，B錯(cuò)誤；選項(xiàng)C，①③過(guò)程獲得的是單倍體幼苗，而單倍體育種過(guò)程還包括利用秋水仙素處理獲得植株B的過(guò)程，C錯(cuò)誤；選項(xiàng)D，將幼苗培育成植株C的過(guò)程中只存在有絲分裂，可能發(fā)生基因突變，還可能發(fā)生

42、染色體數(shù)目或者結(jié)構(gòu)的改變，即染色體變異，D正確。 答案：D 2．[2019·包頭九中模擬]如圖是利用野生獼猴桃種子(aa,2n＝58)為材料培育無(wú)子獼猴桃新品種(AAA)的過(guò)程，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．③和⑥都可用秋水仙素處理來(lái)實(shí)現(xiàn) B．若④是自交，則產(chǎn)生AAAA的概率為1/16 C．AA植株和AAAA植株是不同的物種 D．若⑤是雜交，產(chǎn)生的AAA植株的體細(xì)胞中染色體數(shù)目為87 解析：③和⑥都可用秋水仙素處理來(lái)完成染色體數(shù)目加倍，A正確；植株AAaa減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子種類及比例為AA：Aa：aa＝1：4：1，所以AAaa自交產(chǎn)生AAAA的概率＝1/6×1/6＝1/36，

43、B錯(cuò)誤；二倍體AA與四倍體AAAA雜交產(chǎn)生的AAA為不育的三倍體，因此AA植株和AAAA植株是不同的物種，C正確；該生物一個(gè)染色體組含有染色體58÷2＝29(條)，所以三倍體植株體細(xì)胞中染色體為29×3＝87(條)，D正確。 答案：B 　分析誘變育種和雜交育種的應(yīng)用 3．小麥品種是純合子，生產(chǎn)上用種子繁殖，現(xiàn)要選育矮稈(aa)、抗病(BB)的小麥新品種；馬鈴薯品種是雜合子(有一對(duì)基因雜合即可稱為雜合子)，生產(chǎn)上通常用塊莖繁殖，現(xiàn)要選育黃肉(Yy)、抗病(Rr)的馬鈴薯新品種，請(qǐng)分別設(shè)計(jì)小麥品種間雜交育種程序以及馬鈴薯品種間雜交育種程序，要求用遺傳圖解表示并加以簡(jiǎn)要說(shuō)明(寫出包括親本在內(nèi)的

44、三代即可)。 解析：小麥品種是純合子，生產(chǎn)上用種子繁殖，現(xiàn)要選育矮稈(aa)、抗病(BB)的小麥新品種，可采用雜交育種的方法；馬鈴薯品種是雜合子(有一對(duì)基因雜合即可稱為雜合子)，生產(chǎn)上通常用塊莖繁殖，現(xiàn)要選育黃肉(Yy)、抗病(Rr)的馬鈴薯新品種，可先采用雜交育種的方法獲得黃肉、抗病品種，不用提純?cè)儆脡K莖進(jìn)行無(wú)性繁殖。遺傳圖解見(jiàn)答案。 答案： 　生物育種的綜合考查 4．[2019·山東實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬]普通小麥中有高稈抗病(TTRR)和矮稈易感病(ttrr)兩個(gè)品種，控制兩對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。實(shí)驗(yàn)小組利用不同的方法進(jìn)行了如下三組實(shí)驗(yàn)： 請(qǐng)分析回答： (1)A

45、組由F1獲得F2的方法是____________，F(xiàn)2矮稈抗病植株中不能穩(wěn)定遺傳的占________。 (2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三類矮稈抗病植株中，最可能產(chǎn)生不育配子的是____________類。 (3)A、B、C三組方法中，最不容易獲得矮稈抗病小麥品種的是__________組，原因是______________________________________。 (4)通過(guò)矮稈抗病Ⅱ獲得矮稈抗病小麥新品種的方法是______________________________________。獲得的矮稈抗病植株中能穩(wěn)定遺傳的占________。 解析：本題側(cè)重于對(duì)誘變育種、雜交育種和單倍體育種

46、的比較。(1)雜交育種是具有兩對(duì)相對(duì)性狀的純合子雜交得F1，F(xiàn)1再自交得F2，在F2中出現(xiàn)所需的類型，若是顯性性狀還需連續(xù)自交直至不再發(fā)生性狀分離為止。F2中矮稈抗病有1ttRR、2ttRr，其中不能穩(wěn)定遺傳的(ttRr)占2/3。(2)花藥離體培養(yǎng)得到的是單倍體植株，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂，所以不能產(chǎn)生正常的配子。(3)基因突變的頻率較低，而且是不定向的。(4)單倍體育種是先通過(guò)花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體，再用秋水仙素(或低溫)處理單倍體幼苗，誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，得到的個(gè)體一定是純合子。 答案：(1)自交　2/3 (2)Ⅱ (3)C　基因突變的頻率極低且不定向 (4)秋水仙素(或低溫)誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍　100% 14