2019版生物高考大一輪復(fù)習(xí) 第七單元 生物的變異與進(jìn)化 第21講 染色體變異與育種學(xué)案 北師大版
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1、 第21講 染色體變異與育種 [考綱要求] 1.染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異(Ⅱ)。2.生物變異在育種上的應(yīng)用(Ⅱ)。3.實驗:低溫誘導(dǎo)染色體加倍。 考點一 染色體變異 1.染色體結(jié)構(gòu)的變異 (1)類型(連線) (2)結(jié)果:使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變,從而導(dǎo)致性狀的變異。 2.染色體數(shù)目變異 (1)類型 ①非整倍性變異:體細(xì)胞內(nèi)個別染色體的增加或減少,如21三體綜合征。 ②整倍性變異:細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目以染色體組為單位成倍地增加或減少,如多倍體、單倍體。 (2)染色體組(根據(jù)果蠅染色體組成圖歸納) ①從染色體來源看,一個染色體組中不含同源染色
2、體。 ②從形態(tài)、大小和功能看,一個染色體組中所含的染色體各不相同。 ③從所含的基因看,一個染色體組中含有控制本物種生物性狀的一整套基因,但不能重復(fù)。 (3)單倍體、二倍體和多倍體 項目 單倍體 二倍體 多倍體 概念 體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體 體細(xì)胞中含有兩個染色體組的個體 體細(xì)胞中含有三個或三個以上染色體組的個體 發(fā)育起點 配子 受精卵 受精卵 植株特點 (1)植株弱小 (2)高度不育 正常可育 (1)莖稈粗壯 (2)葉片、果實和種子較大 (3)營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富 體細(xì)胞染 色體組數(shù) ≥1 2 ≥3 形成 過程 雄
3、配子單倍體 + 雌配子單倍體 ↓受精作用 受精卵生物體 形成 原因 自然 原因 單性生殖 正常的有性生殖 外界環(huán)境條件劇變(如低溫) 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 舉例 蜜蜂的雄蜂 幾乎全部的動物和過半數(shù)的高等植物 香蕉(三倍體);馬鈴薯(四倍體);八倍體小黑麥 1.判斷下列有關(guān)染色體結(jié)構(gòu)變異的敘述 (1)染色體增加某一片段可提高基因表達(dá)水平,是有利變異( × ) (2)染色體缺失有利于隱性基因表達(dá),可提高個體的生存能力( × ) (3)染色體易位不改變基因數(shù)量,對個體性狀不會
4、產(chǎn)生影響( × ) (4)染色體上某個基因的丟失屬于基因突變( × ) (5)DNA分子中發(fā)生三個堿基對的缺失導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異( × ) (6)非同源染色體某片段移接,僅發(fā)生在減數(shù)分裂過程中( × ) 2.判斷下列有關(guān)染色體數(shù)目變異的敘述 (1)三倍體西瓜植株的高度不育與減數(shù)分裂同源染色體聯(lián)會行為有關(guān)( √ ) (2)用秋水仙素處理某高等植物連續(xù)分裂的細(xì)胞群體,分裂期細(xì)胞的比例會減少( × ) (3)染色體組整倍性變化必然導(dǎo)致基因種類的增加( × ) (4)體細(xì)胞中含有兩個染色體組的個體是二倍體,含有三個或三個以上染色體組的個體是多倍體( × ) (5)水稻(2n=24)一
5、個染色體組有12條染色體,水稻單倍體基因組有12條染色體( √ ) (6)用秋水仙素處理單倍體植株后得到的一定是二倍體( × ) (7)單倍體含有的染色體組數(shù)都是奇數(shù)( × ) 分析染色體的結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異 (1)圖甲①~④的結(jié)果中哪些是由染色體變異引起的?它們分別屬于哪類變異?能在光學(xué)顯微鏡下觀察到的是哪幾個?哪類變異沒有改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量和排列順序? 提示?、偃旧w片段缺失;②染色體片段易位;③基因突變;④染色體片段倒位。①②④均為染色體變異,可在光學(xué)顯微鏡下觀察到,③為基因突變,不能在光學(xué)顯微鏡下觀察到。③(基因突變)只是產(chǎn)生了新基因,染色體上基因的數(shù)量和排列順序
6、均未發(fā)生改變。 (2)圖乙、丙均發(fā)生了某些片段的交換,其交換對象分別是什么?它們屬于哪類變異? 提示 圖乙發(fā)生了非同源染色體間片段的交換,圖丙發(fā)生的是同源染色體上的非姐妹染色單體間相應(yīng)片段的交換;前者屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的“易位”,后者屬于交叉互換型基因重組。 (3)上述的染色體結(jié)構(gòu)變異中有的甚至導(dǎo)致生物體死亡,為何還稱為可遺傳的變異? 提示 染色體結(jié)構(gòu)變異使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變,即由遺傳物質(zhì)的變化引起的變異就稱為可遺傳的變異。 (4)下圖中丁是某二倍體生物體細(xì)胞染色體模式圖,戊、己、庚是發(fā)生變異后的不同個體的體細(xì)胞中的染色體組成模式圖,據(jù)圖回答:
7、①若果蠅的某細(xì)胞在減數(shù)第一次分裂后期X染色體和Y染色體沒有分離,最終形成的精子中含有的是不是一個染色體組?不是。 ②上圖中戊所示個體減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子種類及比例如何?圖己所示個體在減數(shù)分裂聯(lián)會時,3條同源染色體中的任意2條配對聯(lián)會,另1條同源染色體不能配對,減數(shù)第一次分裂的后期配對的同源染色體正常分離,而不能配對的1條染色體隨機移向細(xì)胞的任意一極,則其減數(shù)分裂時可產(chǎn)生的配子種類和比例如何? 提示 b∶B∶ab∶aB=1∶1∶1∶1;aB∶ab∶AB∶Ab∶AaB∶Aab∶AAB∶AAb=1∶1∶2∶2∶2∶2∶1∶1。 ③讀上圖辨析“三體”=“三倍體”嗎? 提示 三體是二倍體(含兩個染
8、色體組),只是其中某形態(tài)的染色體“多出了一條”,其余染色體均為兩兩相同(如上圖己);三倍體則是指由受精卵發(fā)育而來的體細(xì)胞中含三個染色體組的個體,其每種形態(tài)的染色體為“三三相同”(如圖庚)。 命題點一 透過圖像辨析三種可遺傳變異 1.下圖中,甲、乙分別表示兩種果蠅的一個染色體組,丙表示果蠅的X染色體及其攜帶的部分基因。下列有關(guān)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、乙1號染色體上的基因排列順序相同 C.丙中①過程,可能是發(fā)生在X和Y的非姐妹染色單體之間的易位 D.丙中①②所示變異都可歸類于染色體結(jié)構(gòu)變異 答案 D 解析 與甲相比,乙中的1號染
9、色體發(fā)生了倒位,所以甲、乙雜交產(chǎn)生的F1,減數(shù)分裂過程中1號染色體不能正常聯(lián)會,不能產(chǎn)生正常配子,A項錯誤;因為乙中的1號染色體發(fā)生了倒位,所以甲、乙的1號染色體上的基因排列順序不完全相同,B項錯誤;丙中①過程基因的位置發(fā)生顛倒,屬于倒位,丙中②過程染色體片段發(fā)生改變,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位,①②都屬于染色體結(jié)構(gòu)變異,C項錯誤,D項正確。 2.如圖①②③④分別表示不同的變異類型,a、a′基因僅有圖③所示片段的差異。下列相關(guān)敘述正確的是( ) A.圖中4種變異中能夠遺傳的變異是①②④ B.③中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失 C.④中的變異可能是染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復(fù)
10、D.①②都表示同源染色體非姐妹染色單體的交叉互換,發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的前期 答案 C 解析 ①表示同源染色體上的非姐妹染色單體之間的交叉互換(發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期),導(dǎo)致基因重組;②表示非同源染色體互換片段,發(fā)生的是染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位;③表示基因突變;④表示染色體結(jié)構(gòu)變異中的某一片段缺失或重復(fù)。 利用四個“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分子上若干堿基對的缺失
11、、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),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,基因工程技術(shù)會改變基因的量;染色體變異不改變基因的質(zhì),會改變基因的量或基因的排列順序。 命題點二 染色體組及生物體倍性的判斷 3.下列是對a~h所示的生物體細(xì)胞圖中各含有幾個染色體組的敘述,正確的是( ) A.細(xì)胞中含有一個染色體組的是h圖,該個體是單倍體 B.細(xì)胞中含有兩個染色體組的是e、g
12、圖,該個體是二倍體 C.細(xì)胞中含有三個染色體組的是a、b圖,但該個體未必是三倍體 D.細(xì)胞中含有四個染色體組的是c、f圖,該個體一定是四倍體 答案 C 解析 形態(tài)、大小各不相同的染色體組成一個染色體組,由此我們可知:a、b圖含有三個染色體組,c、h圖含有兩個染色體組,d、g圖含有一個染色體組,e、f圖含有四個染色體組。確認(rèn)單倍體、二倍體、三倍體必須先看發(fā)育起點:若由配子發(fā)育而來,無論含幾個染色體組均屬于單倍體;若由受精卵發(fā)育而來,有幾個染色體組即屬于幾倍體。 4.下圖所示細(xì)胞中對所含染色體的有關(guān)敘述正確的是( ) A.圖a含有2個染色體組,圖b含有3個染色體組 B.如果圖b
13、表示體細(xì)胞,則圖b代表的生物一定是三倍體 C.如果圖c代表由受精卵發(fā)育成的生物的體細(xì)胞,則該生物一定是二倍體 D.圖d代表的生物一定是由卵細(xì)胞發(fā)育而成的,是單倍體 答案 C 解析 圖a為有絲分裂后期,含有4個染色體組,圖b有3個染色體組,A項錯誤;如果圖b生物是由配子發(fā)育而成的,則圖b代表的生物是單倍體,如果圖b生物是由受精卵發(fā)育而成的,則圖b代表的生物是三倍體,B項錯誤;圖c中有同源染色體,含有2個染色體組,若是由受精卵發(fā)育而成的,則該細(xì)胞所代表的生物一定是二倍體,C項正確;圖d中只含1個染色體組,一定是單倍體,可能是由雄配子或雌配子發(fā)育而成的,D項錯誤。 1.三種方法確定染色
14、體組數(shù)量 (1)染色體形態(tài)法 同一形態(tài)的染色體→有幾條就有幾組。如圖中有4個染色體組。 (2)等位基因個數(shù)法 控制同一性狀的等位基因→有幾個就有幾組。如AAabbb個體中有3個染色體組。 (3)公式法 染色體組數(shù)=,如圖中有4個染色體組。 2.“兩看法”判斷單倍體、二倍體和多倍體 命題點三 變異類型的實驗探究 5.(2017·汕頭模擬)玉米的紫株和綠株由6號染色體上一對等位基因(H、h)控制,紫株對綠株為顯性。紫株A經(jīng)X射線照射后再與綠株雜交,子代出現(xiàn)少數(shù)綠株(綠株B)。為研究綠株B出現(xiàn)的原因,讓綠株B與正常純合的紫株C雜交得F1,F(xiàn)1自交得F2。請回答:
15、(1)假設(shè)一:X射線照射導(dǎo)致紫株A發(fā)生了基因突變。若此假設(shè)成立,則F1的基因型為__________;F2中紫株所占的比例為________。 (2)假設(shè)二:X射線照射導(dǎo)致紫株A的6號染色體斷裂,含有基因H的片段缺失(注:一條染色體部分片段缺失的個體生存,兩條同源染色體皆有相同部分片段缺失的個體死亡)。若此假設(shè)成立,則綠株B產(chǎn)生的雌雄配子各有____種,F(xiàn)1的表現(xiàn)型____________;F2中,紫株∶綠株=________。 (3)為驗證假設(shè)二是否正確。最好選擇________(填“紫株A”“綠株B”或“紫株C”)的根尖制成裝片,在顯微鏡下觀察和比較__________________
16、______________(填分裂方式及分裂時期)的染色體形態(tài)。 答案 (1)Hh (2)2 全部為紫株 6∶1 (3)綠株B 有絲分裂中期 解析 (1)假設(shè)一是基因突變,基因突變是指DNA分子中堿基對的增添、缺失和替換等,其實質(zhì)是基因結(jié)構(gòu)的改變。紫株A變異后與綠株(hh)雜交,后代有綠株出現(xiàn),說明紫株A的基因型為Hh,綠株B的基因型為hh。綠株B(hh)與正常純合的紫株C(HH)雜交,F(xiàn)1的基因型為Hh;F1自交得到F2,F(xiàn)2中紫株(H_)所占的比例應(yīng)為。 (2)假設(shè)二是染色體變異,則綠株B的基因型為hO,即綠株B的一條染色體缺失含有基因H的片段,因此其能產(chǎn)生2種配子,一種配子含有
17、基因h,另一種配子6號染色體斷裂缺失含H的片段。綠株B與正常純合的紫株C(HH)雜交,F(xiàn)1有兩種基因型(比例相等):Hh和HO,均表現(xiàn)為紫株;Hh自交得到的F2為HH∶Hh∶hh=1∶2∶1,紫株占,綠株占,HO自交,由于兩條染色體缺失相同片段的個體死亡,所以F2為HH∶HO=1∶2,全為紫株,F(xiàn)2中紫株所占比例應(yīng)為,綠株所占比例應(yīng)為。所以,紫株∶綠株=6∶1。 (3)基因突變是點突變,在顯微鏡下無法觀察到,而染色體變異可在顯微鏡下觀察到,所以假設(shè)二可以通過細(xì)胞學(xué)的方法來驗證,即在顯微鏡下觀察綠株B細(xì)胞有絲分裂或減數(shù)分裂過程中的染色體,根尖部位只能發(fā)生有絲分裂,故應(yīng)選擇有絲分裂中期的細(xì)胞進(jìn)行
18、觀察,因為此時染色體的形態(tài)和數(shù)目最清晰,然后可以通過染色體組型分析比較6號染色體是否相同。 6.番茄是二倍體植物。有一種三體,其6號染色體的同源染色體有3條,在減數(shù)分裂聯(lián)會時,3條同源染色體中的任意2條隨意配對聯(lián)會形成一個二價體,另1條同源染色體不能配對而形成一個單價體。減數(shù)第一次分裂的后期,組成二價體的同源染色體正常分離,組成單價體的1條染色體隨機地移向細(xì)胞的任何一極,而其他染色體正常配對、分離。請回答問題: (1)從變異類型的角度分析,三體的形成屬于________________________。 (2)若三體番茄的基因型為AABBb,則其產(chǎn)生的花粉的基因型及其比例為_______
19、_______,其根尖分生區(qū)一細(xì)胞連續(xù)分裂兩次所得到的子細(xì)胞的基因型為__________。 (3)現(xiàn)以馬鈴薯葉型(dd)的二倍體番茄為父本,以正常葉型(DD或DDD)的三體純合體番茄為母本,設(shè)計雜交實驗,判斷D(或d)基因是否在第6號染色體上,最簡單可行的實驗方案是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 實驗結(jié)果: ①若雜交子代___
20、__________________________,則______________________________。 ②若雜交子代_____________________________,則______________________________。 答案 (1)染色體數(shù)目變異 (2)ABB∶ABb∶AB∶Ab=1∶2∶2∶1 AABBb (3)F1的三體植株正常葉型與二倍體馬鈴薯葉型雜交 ①正常葉∶馬鈴薯葉=1∶1 D(或d)基因不在第6號染色體上 ②正常葉∶馬鈴薯葉=5∶1 D(或d)基因在第6號染色體上 解析 (1)由題意知,正常番茄中體細(xì)胞的6號染色體是2條,三體的6號
21、染色體是3條,屬于染色體數(shù)目變異。(2)三體番茄的基因型為AABBb,依題意分析其產(chǎn)生的配子的基因型及比例是ABB∶ABb∶AB∶Ab=1∶2∶2∶1;根尖細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂,分裂后形成的子細(xì)胞的基因型與親代細(xì)胞相同,都是AABBb。(3)①如果D(d)基因不在6號染色體上,則馬鈴薯葉型的基因型是dd,正常葉型的基因型是DD,雜交子代的基因型是Dd,與dd進(jìn)行測交,測交后代的基因型及比例是Dd∶dd=1∶1,前者是正常葉,后者是馬鈴薯葉;②如果D(d)基因位于6號染色體上,則馬鈴薯葉型的基因型是dd,正常葉型的基因型是DDD,雜交子代的基因型是Dd、DDd, 其中DDd是三體植株,DDd與dd進(jìn)
22、行測交,DDd產(chǎn)生的配子的基因型及比例是DD∶D∶Dd∶d=1∶2∶2∶1,測交后代的基因型是DDd∶Dd∶Ddd∶dd=1∶2∶2∶1,其中Dd、DDd、Ddd表現(xiàn)為正常葉,dd表現(xiàn)為馬鈴薯葉。 考點二 生物變異在育種上的應(yīng)用 1.單倍體育種 (1)原理:染色體(數(shù)目)變異。 (2)方法 (3)優(yōu)點:明顯縮短育種年限,所得個體均為純合體。 (4)缺點:技術(shù)復(fù)雜。 2.多倍體育種 (1)方法:用秋水仙素或低溫處理。 (2)處理材料:萌發(fā)的種子或幼苗。 (3)原理 (4)實例:三倍體無子西瓜 ①兩次傳粉 ②三倍體西瓜無子的原因:三倍體西瓜在減數(shù)分裂過
23、程中,由于染色體聯(lián)會紊亂,不能產(chǎn)生正常配子。 3.雜交育種 (1)原理:基因重組。 (2)過程 ①培育雜合體品種 選取符合要求的純種雙親雜交(♀×♂)→F1(即為所需品種)。 ②培育隱性純合體品種 選取符合要求的雙親雜交(♀×♂)→F1F2→選出表現(xiàn)型符合要求的個體種植并推廣。 ③培育顯性純合體品種 a.植物:選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交,獲得F1→F1自交→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型,自交至不發(fā)生性狀分離為止。 b.動物:選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交,獲得F1→F1雌雄個體交配→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型與隱性類型測交,選擇后代不發(fā)生性狀分離的F2個體。
24、 (3)優(yōu)點:操作簡便,可以把多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起。 (4)缺點:獲得新品種的周期長。 4.誘變育種 (1)原理:基因突變。 (2)過程 (3)優(yōu)點 ①可以提高突變頻率,在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。 ②大幅度地改良某些性狀。 (4)缺點:有利變異個體往往不多,需要處理大量材料。 歸納總結(jié) 根據(jù)育種程序圖識別育種名稱和過程 (1)首先要識別圖解中各字母表示的處理方法:A——雜交,D——自交,B——花藥離體培養(yǎng),C——秋水仙素處理,E——誘變處理,F(xiàn)——秋水仙素處理,G——轉(zhuǎn)基因技術(shù),H——脫分化,I——再分化,J——包裹人工種皮。這是識別各種育種方法
25、的主要依據(jù)。 (2)根據(jù)以上分析可以判斷:“親本新品種”為雜交育種,“親本新品種”為單倍體育種,“種子或幼苗新品種”為誘變育種,“種子或幼苗新品種”為多倍體育種,“植物細(xì)胞新細(xì)胞愈傷組織胚狀體人工種子―→新品種”為基因工程育種。 (1)抗蟲小麥與矮稈小麥雜交,通過基因重組可獲得抗蟲矮稈小麥( √ ) (2)抗病植株連續(xù)自交若干代,純合抗病植株的比例逐代降低( × ) (3)通過花藥離體培養(yǎng)可獲得抗銹病高產(chǎn)小麥新品種( × ) (4)誘變育種和雜交育種均可形成新基因( × ) (5)利用高產(chǎn)、感病小麥與高產(chǎn)、晚熟小麥品種間雜交篩選可獲得高產(chǎn)、抗病小麥的品種( × ) (6)單倍
26、體育種中,通過花藥離體培養(yǎng)所得的植株均為純合的二倍體( × ) (7)已知a和b基因為優(yōu)良基因,并分別獨立控制不同的優(yōu)良性狀。欲利用現(xiàn)有的基因型為AABB、AAbb、aaBB三種純合體,較簡單快捷的培育出優(yōu)良新品種的方法是雜交育種( √ ) (8)誘變育種可通過改變基因的結(jié)構(gòu)達(dá)到育種目的( √ ) (9)現(xiàn)有三個番茄品種,A種的基因型為aaBBDD,B種的基因型為AAbbDD,C種的基因型為AABBdd,三種等位基因分別位于三對同源染色體上。若通過雜交育種獲得aabbdd植株,且每年只繁殖一代,至少需要的時間為4年( √ ) (10)用二倍體西瓜給四倍體西瓜授粉,則四倍體植株上會結(jié)出三
27、倍體無子西瓜( × ) 圖中甲、乙表示水稻兩個品種,A、a和B、b分別表示位于兩對同源染色體上的兩對等位基因,①~⑥表示培育水稻新品種的過程,請分析: (1)圖中哪種途徑為單倍體育種?其為什么能縮短育種年限? 提示 圖中①③⑤過程表示單倍體育種。采用花藥離體培養(yǎng)獲得的單倍體植株,經(jīng)人工誘導(dǎo)染色體加倍后,植株細(xì)胞內(nèi)每對染色體上的基因都是純合的,自交后代不會發(fā)生性狀分離,因此縮短了育種年限。 (2)圖中哪一標(biāo)號處需用秋水仙素處理?應(yīng)如何處理? 提示 圖示⑤處需用秋水仙素處理單倍體幼苗,從而獲得純合體;⑥處常用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗,以誘導(dǎo)染色體加倍。 (3)④⑥的育種原理
28、分別是什么? 提示?、艿挠N原理為基因突變,⑥的育種原理為染色體變異。 (4)圖中最簡便及最難以達(dá)到育種目標(biāo)的育種途徑分別是哪個過程? 提示 圖中最簡便的育種途徑為①②過程所示的雜交育種,但育種周期較長;最難以達(dá)到育種目標(biāo)的途徑為④過程。 (5)雜交育種選育從F2開始的原因是什么?其實踐過程中一定需要連續(xù)自交嗎?為什么? 提示 因為從F2開始發(fā)生性狀分離。不一定需要連續(xù)自交。若選育顯性優(yōu)良純種,需要連續(xù)自交篩選直至性狀不再發(fā)生分離;若選育隱性優(yōu)良純種,則只要在F2出現(xiàn)該性狀個體即可。 (6)原核生物常選哪種育種方式,為什么? 提示 誘變育種。原核生物無減數(shù)分裂,不能進(jìn)行雜交育種,
29、所以一般選誘變育種。 (7)大幅度改良某一品種,使之出現(xiàn)前所未有的性狀,如何設(shè)計育種方案? 提示 大幅度改良某一品種,使之出現(xiàn)前所未有的性狀需采用誘變育種。 命題點一 分析單倍體育種與多倍體育種的應(yīng)用 1.如圖是利用野生獼猴桃種子(aa,2n=58)為材料培育無子獼猴桃新品種(AAA)的過程,下列敘述錯誤的是( ) A.③和⑥都可用秋水仙素處理來實現(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 答案 B 解析?、酆廷薅伎捎们锼伤靥幚韥硗瓿扇旧w數(shù)目加倍,A項
30、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,B項錯誤;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項正確;該生物一個染色體組含有染色體58÷2=29(條),所以三倍體植株體細(xì)胞中染色體數(shù)為29×3=87(條),D項正確。 2.蘿卜和甘藍(lán)都是人們喜歡的蔬菜,并且蘿卜和甘藍(lán)都屬于十字花科植物且都是二倍體生物,體細(xì)胞染色體數(shù)都是18。蘿卜的染色體組成和染色體數(shù)可以表示為:2n=AA=18,甘藍(lán)的染色體組成和染色體數(shù)可以表示為:2n=BB=18。如圖
31、是利用蘿卜和甘藍(lán)培育作物品種的過程示意圖,請回答下列問題: (1)圖中秋水仙素的作用是________________,作用的時期是________________;與用秋水仙素處理可以達(dá)到同樣效果的一種措施是________________。 (2)以上育種方法的原理是________________;甲、乙、丙、丁4種植株中,可育的有__________,其染色體組成和染色體數(shù)分別為_____________________________________________。植株丁根尖分生區(qū)的一個細(xì)胞中最多含______________條染色體。 (3)基因型為AaBb的蘿卜和基因
32、型為DdEe的甘藍(lán)雜交,后代基因型有________________種;請設(shè)計一個利用基因型為AaBb的蘿卜和基因型為DdEe的甘藍(lán),獲得基因型為aaaabbbbddee的蘿卜—甘藍(lán)新品種的培育步驟(寫出一種即可)。 答案 (1)抑制紡錘體形成 有絲分裂前期 低溫處理 (2)染色體變異 甲、丙 甲:4n=AAAA=36,丙:4n=AABB=36 54 (3)16 用AaBb的蘿卜自交,獲得基因型為aabb的個體,誘導(dǎo)加倍獲得基因型為aaaabbbb的個體,再誘導(dǎo)加倍獲得基因型為aaaaaaaabbbbbbbb的個體;用基因型為DdEe的個體自交獲得基因型為ddee的個體,對其誘導(dǎo)加倍獲得基
33、因型為ddddeeee的個體;讓基因型為aaaaaaaabbbbbbbb的蘿卜與基因型為ddddeeee的甘藍(lán)雜交,獲得的后代即為基因型為aaaabbbbddee的蘿卜—甘藍(lán)新品種(答案合理即可)。 解析 (1)秋水仙素的作用是抑制紡錘體形成,作用的時期是有絲分裂前期。與用秋水仙素處理可以達(dá)到同樣效果的是低溫處理,低溫處理同樣可以誘導(dǎo)多倍體產(chǎn)生。(2)植株甲的獲取原理是染色體組加倍,為同源四倍體,可育;植株乙是通過雜交獲得的異源二倍體,不可育;植株丙獲取的原理是染色體組加倍,為異源四倍體,可育;植株丁是通過雜交獲得的異源三倍體,不可育。甲的染色體組成和染色體數(shù)為:4n=AAAA=36;乙的染
34、色體組成和染色體數(shù)為:2n=AB=18;丙的染色體組成和染色體數(shù)為:4n=AABB=36;丁的染色體組成和染色體數(shù)為:3n=AAB=27。植株丁根尖分生區(qū)的一個細(xì)胞中最多含染色體數(shù)為27×2=54條。(3)基因型為AaBb的蘿卜和基因型為DdEe的甘藍(lán)各產(chǎn)生4種互不相同的配子,隨機組合可產(chǎn)生4×4=16種基因型的后代。獲取基因型為aaaabbbbddee的蘿卜—甘藍(lán)新品種的方法有多種,詳見答案。 單倍體育種與雜交育種的關(guān)系 命題點二 分析誘變育種和雜交育種的應(yīng)用 3.家蠶(2n=28)雌性體細(xì)胞內(nèi)有兩個異型的性染色體ZW,雄性體細(xì)胞內(nèi)有兩個同型的性染色體ZZ。人們用輻射的方法
35、使常染色體上帶有卵色基因的片段易位到W染色體上,使ZW卵和不帶卵色基因的ZZ卵有所區(qū)別,從而在家蠶卵還未孵化時就能區(qū)分雌雄。下列有關(guān)說法錯誤的是( ) A.這種育種方式屬于誘變育種 B.輻射的目的是為了提高基因的突變率,更容易篩選到卵色基因 C.上述帶有卵色的受精卵將來會發(fā)育為雌性家蠶 D.上述帶有卵色基因的家蠶染色體組型圖與正常家蠶不同 答案 B 解析 人們用輻射的方法使常染色體上帶有卵色基因的片段易位到W染色體上,說明該方法是誘變育種,A項正確;輻射的目的是為了使常染色體上帶有卵色基因的片段易位到W染色體上,使家蠶卵還未孵化時就能區(qū)分雌雄,B項錯誤;根據(jù)題意可知,卵色基因的片
36、段易位到W染色體上,則帶有卵色的受精卵為ZW,為雌性家蠶,C項正確;上述帶有卵色基因的家蠶W染色體多了一段染色體,所以其染色體組型圖與正常家蠶不同,D項正確。 4.(2018·六安一中模擬)玉米長果穗(H)對短果穗(h)為顯性,黃粒(F)對白粒(f)為顯性,兩對基因獨立遺傳?,F(xiàn)有甲(HHFF)、乙(hhFF)、丙(HHff)三個品系的純種玉米。請回答問題: (1)將甲與短果穗白粒植株雜交得F1,F(xiàn)1再與某植株雜交,后代的表現(xiàn)型及比例為長果穗黃粒∶短果穗黃粒=3∶1,那么某植株的基因型是____________。 (2)為提高產(chǎn)量,在生產(chǎn)中使用的玉米種子都是雜交種?,F(xiàn)有長果穗白粒和短果穗黃
37、粒兩個玉米雜合體品種,為了達(dá)到長期培育長果穗黃粒(HhFf)玉米雜交種的目的,科研人員設(shè)計了如圖的快速育種方案。 圖中的處理方法A和B分別是指__________________、____________________。以上育種過程中所依據(jù)的兩個遺傳學(xué)原理是___________________________________________。 答案 (1)HhFF (2)花藥離體培養(yǎng) 秋水仙素處理 基因重組、染色體變異 解析 (1)純種長果穗黃粒與短果穗白粒玉米雜交得F1 ,F(xiàn)1基因型為HhFf,F(xiàn)1與某品種雜交,后代的表現(xiàn)型及比例為長果穗黃?!枚坦朦S粒=3∶1,所以該品種為H
38、hFF。(2)圖中的處理方法A和B分別是指花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素處理。以上育種過程中所依據(jù)的兩個遺傳學(xué)原理是基因重組、染色體變異。 5.在家兔中黑毛(B)對褐毛(b)是顯性,短毛(E)對長毛(e)是顯性,遵循基因的自由組合規(guī)律?,F(xiàn)有純合黑色短毛兔,褐色長毛兔,褐色短毛兔三個品種。請回答: (1)設(shè)計培育出能穩(wěn)定遺傳的黑色長毛兔的育種方案簡要程序: 第一步:讓基因型為_________的兔子和基因型為____________的異性兔子雜交,得到F1。 第二步:讓F1____________________________________,得到F2。 第三步:選出F2中表現(xiàn)型為黑色長毛兔
39、的個體,讓它們各自與表現(xiàn)型為__________的異性兔雜交,分別觀察每對兔子產(chǎn)生的子代,若后代足夠多且________________________,則該F2中的黑色長毛兔即為能穩(wěn)定遺傳的黑色長毛兔。 (2)該育種方案原理是______________________。 (3)在上述方案的第三步能否改為讓F2中表現(xiàn)型為黑色長毛的雌雄兔子兩兩相互交配,若兩只兔子所產(chǎn)生的子代均為黑色長毛,則這兩只兔子就是能穩(wěn)定遺傳的黑色長毛兔?為什么?____________(填“能”或“不能”),原因是___________________________________。 答案 (1)BBEE bb
40、ee 雌雄個體相互交配 褐色長毛兔(或褐色短毛兔) 不出現(xiàn)性狀分離 (2)基因重組 (3)不能 兩只黑色長毛的雌雄兔子交配,所產(chǎn)生的子代均為黑色長毛,只能說明這兩只黑色長毛兔中至少有一只是能穩(wěn)定遺傳的 解析 (1)要想獲得BBee,應(yīng)選擇黑色短毛兔(BBEE)和褐色長毛兔(bbee)作為親本雜交,但是獲得的子一代全為雜合體,因此必須讓子一代個體之間相互交配,在子二代中選擇出黑色長毛兔,然后再通過測交的方法選擇出后代不發(fā)生性狀分離的即可。(2)雜交育種的原理為基因重組。(3)黑色長毛兔的基因型為B_ee,如果讓黑色長毛的雌雄兔子兩兩相互交配,若所產(chǎn)生的子代均為黑色長毛,只能說明這兩只黑色長毛兔
41、中至少有一只能穩(wěn)定遺傳,并不能確定這兩只兔子就是能穩(wěn)定遺傳的黑色長毛兔。 命題點三 生物育種的綜合判斷 6.如圖所示,將二倍體植株①和②雜交得到③,再將③作進(jìn)一步處理。對此分析錯誤的是( ) A.由⑤得到⑥的育種原理是基因重組 B.圖中秋水仙素的作用是使染色體數(shù)目加倍 C.若③的基因型是AaBbdd,則⑨的基因型可能是aBd D.③至④的過程中,所產(chǎn)生的變異都有利于生產(chǎn) 答案 D 解析?、俸廷陔s交后得到③,③應(yīng)為種子,多次射線處理萌發(fā)的種子應(yīng)為誘變育種,由于突變是不定向的,所以產(chǎn)生的性狀可能是有利的也可能是有害的;⑤到⑥的過程表示雜交育種,遵循的原理為基因重組;由③到⑨是
42、花藥離體培養(yǎng),所得到的幼苗是單倍體,可以有aBd、abd、ABd、Abd四種基因型;秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成,進(jìn)而使染色體數(shù)目加倍。 7.(2017·石嘴山第三中學(xué)一模)野生香蕉是二倍體,通常有大量的硬子,無法食用。在大約1萬年前的東南亞,人們發(fā)現(xiàn)一種很少見的香蕉品種,這種香蕉無子、可食,是世界上第一種可食用的香蕉,后來人們發(fā)現(xiàn)這種無子香蕉是三倍體。請回答問題: (1)三倍體香蕉的變異屬于____________________,之所以無子是因為此香蕉在減數(shù)分裂時________________________,不能產(chǎn)生正常配子。 (2)由一種變異的致命真菌引起的香蕉葉斑病正在全
43、球蔓延。在世界許多香蕉農(nóng)場,每年多次、大量噴灑殺菌劑來抑制這種真菌的散播,但此做法未能起到較好的效果。此殺菌劑的使用對真菌起到了______作用。 (3)生物學(xué)家到目前仍然沒有找到攜帶該真菌抗性基因的二倍體野生香蕉,說明基因突變具有________________________的特點。如果找到具有抗真菌基因的二倍體野生香蕉,可以嘗試用__________育種方式,以獲得________倍體香蕉作母本,然后與________倍體野生香蕉作父本雜交,從其后代的三倍體無子香蕉中選育出抗病的品種。 答案 (1)染色體(數(shù)目)變異 同源染色體聯(lián)會紊亂 (2)選擇 (3)多向性或低頻性 多倍體 四
44、二 解析 (1)三倍體香蕉的變異屬于染色體(數(shù)目)變異,三倍體香蕉因在減數(shù)分裂時同源染色體聯(lián)會紊亂,不能產(chǎn)生正常的配子,所以三倍體香蕉無子。(2)殺菌劑的使用對真菌的不定向變異起到了定向的選擇作用。(3)由題干中“生物學(xué)家到目前仍然沒有找到攜帶該真菌抗性基因的二倍體野生香蕉”可知,基因突變具有多向性或低頻性的特點。若找到具有抗真菌基因的二倍體野生香蕉,可采用多倍體育種的方式,用一定濃度的秋水仙素處理二倍體野生香蕉萌發(fā)的種子或幼苗以獲得四倍體野生香蕉,再以該四倍體野生香蕉為母本,以二倍體野生香蕉作父本,讓二者進(jìn)行雜交,從其后代的三倍體無子香蕉中選育出抗病的品種。 1.根據(jù)育種目標(biāo)選擇育種
45、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(明顯縮短育種年限) 雜交育種(耗時較長,但簡便易行) 對原品系實施“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(無中生有) 誘變育種(可提高變異頻率,期望獲得理想性狀) 使原品系營養(yǎng)器官“增大”或“加強” 多倍體育種 2.關(guān)注“三最”定方向 (1)最簡便——側(cè)重于技術(shù)操作,雜交育種操作最簡便。 (2)最快——側(cè)重于育種時間,單倍體育種所需時間明顯縮短。 (3)最準(zhǔn)確——側(cè)重于目標(biāo)精準(zhǔn)度,基因工程技術(shù)可“定向”改變生物性狀。 考點三 低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化 1
46、.實驗原理 低溫處理植物分生組織細(xì)胞→紡錘體不能形成→染色體不能被拉向兩極→細(xì)胞不能分裂→細(xì)胞染色體數(shù)目加倍。 2.實驗步驟 1.低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化的實驗中的試劑及其作用 試劑 使用方法 作用 卡諾氏液 將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5~1 h 固定細(xì)胞形態(tài) 體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精 沖洗用卡諾氏液處理的根尖 洗去卡諾氏液 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸 與體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精等體積混合,作為解離液 解離根尖細(xì)胞 蒸餾水 浸泡解離后的根尖約10 min 洗去藥液,防止解離過度 改良苯酚品紅染液 把漂洗干凈的根尖放進(jìn)盛有改良苯酚品紅染液的玻璃皿中
47、染色3~5 min 使染色體著色 2.低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的實驗與觀察細(xì)胞有絲分裂實驗的操作步驟基本相同,但也有不同。 項目 低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化 觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂 培養(yǎng) 待洋蔥長出1 cm左右不定根時放入冰箱低溫室(1 ℃~4 ℃)誘導(dǎo)培養(yǎng)36 h 適宜溫度下培養(yǎng) 固定 解離前用卡諾氏液進(jìn)行固定,然后用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗2次 不用固定 染色 用改良苯酚品紅染液 用醋酸洋紅液或龍膽紫溶液 問題探究 (1)本實驗是否溫度越低效果越顯著? 提示 不是,必須為“適當(dāng)?shù)蜏亍?,以防止溫度過低對根尖細(xì)胞造成傷害。
48、(2)觀察時是否所有細(xì)胞中染色體均已加倍? 提示 不是,只有少部分細(xì)胞實現(xiàn)“染色體加倍”,大部分細(xì)胞仍為二倍體分裂狀況。 (3)待洋蔥長出不定根時,為何要將整個裝置放入冰箱內(nèi)低溫處理長達(dá)36 h? 提示 如果低溫誘導(dǎo)洋蔥根尖時間過短,細(xì)胞將無法完成一個細(xì)胞周期,進(jìn)而可能觀察不到染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞。 (4)卡諾氏液和解離液的作用一樣嗎? 提示 不一樣??ㄖZ氏液是固定液的一種。固定液的作用是固定細(xì)胞形態(tài)以及細(xì)胞內(nèi)的各種結(jié)構(gòu),固定之后,細(xì)胞死亡并且定型,不再代謝也不再變化。解離液的作用主要是溶解細(xì)胞間的連接物質(zhì),將組織中的細(xì)胞分散開來,便于觀察,解離之后細(xì)胞死亡。 命題點一 實驗基
49、礎(chǔ) 1.用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的秋水仙素處理植物分生組織5~6 h,能夠誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體加倍。某生物小組為了探究用一定時間的低溫(如1 ℃~4 ℃)處理水培的洋蔥根尖是否也能誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體加倍進(jìn)行了相關(guān)實驗設(shè)計。下列關(guān)于該實驗的敘述中,錯誤的是( ) A.本實驗的假設(shè)是用一定時間的低溫處理水培的洋蔥根尖能夠誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體加倍 B.本實驗可以在顯微鏡下觀察和比較經(jīng)過不同處理后根尖細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目 C.本實驗需要制作根尖細(xì)胞的臨時裝片,制作步驟是解離→漂洗→染色→制片 D.本實驗可以看到一個細(xì)胞完整的染色體數(shù)目加倍的過程 答案 D 解析 由于在裝片制作過程中已經(jīng)將細(xì)胞殺死,所以用顯
50、微鏡觀察時看不到一個細(xì)胞完整的染色體數(shù)目加倍的過程,故D項錯誤。 2.有關(guān)“低溫誘導(dǎo)大蒜根尖細(xì)胞染色體加倍”的實驗,正確的敘述是( ) A.多倍體形成過程中增加了非同源染色體重組的機會 B.解離液和卡諾氏液都可以使洋蔥根尖解離 C.在誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化方面,低溫與秋水仙素誘導(dǎo)的原理相似 D.顯微鏡下可以看到大多數(shù)細(xì)胞染色體數(shù)目加倍 答案 C 解析 多倍體形成過程中細(xì)胞進(jìn)行的是有絲分裂,不會出現(xiàn)非同源染色體重組現(xiàn)象,A項錯誤;卡諾氏液是固定液,B項錯誤;低溫與秋水仙素誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的原理都是在有絲分裂前期抑制紡錘體的形成,C項正確;顯微鏡下可以看到少數(shù)細(xì)胞染色體數(shù)目加倍,D項
51、錯誤。 命題點二 實驗拓展 3.(評價修訂實驗)以下材料選自某同學(xué)所做實驗的部分記錄。 實驗名稱:低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化 實驗步驟: 培養(yǎng)固定:將洋蔥放在裝滿清水的廣口瓶上,待根長出1 cm左右,剪取根尖0.5~1 cm,置于盛有清水的培養(yǎng)皿內(nèi),并在冰箱的冷藏室誘導(dǎo)培養(yǎng)36 h,將誘導(dǎo)后的根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5~1 h,然后用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗兩次。 裝片制作:解離→染色→漂洗→制片。 觀察:先用低倍鏡尋找染色體形態(tài)較好的分裂圖像,確認(rèn)某個細(xì)胞染色體發(fā)生數(shù)目變化后,再用高倍鏡觀察。 實驗結(jié)論:低溫條件下根尖所有細(xì)胞染色體數(shù)目都加倍。 問題:(1)請將上
52、述內(nèi)容中錯誤之處予以改正。 ①________________________________________________________________________; ②________________________________________________________________________; ③________________________________________________________________________ _________________________________________________________
53、_______________。 (2)低溫導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍的原因是________________________________。如果要探究誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的最適溫度,請寫出簡單的設(shè)計思路:____________________________。 答案 (1)①將整個培養(yǎng)裝置放入冰箱的低溫室內(nèi)?、诮怆x→漂洗→染色→制片?、鄄糠旨?xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生變化或者沒有細(xì)胞發(fā)生染色體數(shù)目變化 (2)低溫抑制紡錘體的形成 設(shè)置不同溫度梯度的實驗組,觀察并比較實驗結(jié)果 解析 (1)由于實驗是低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化,所以在實驗過程中,待根長出約1 cm的不定根時,要將整個培養(yǎng)裝置放入冰
54、箱的低溫室內(nèi)(1 ℃~4 ℃),誘導(dǎo)培養(yǎng)36 h;細(xì)胞有絲分裂裝片制作過程為取材→解離→漂洗→染色→制片→觀察,所以實驗中將漂洗與染色顛倒了;細(xì)胞在低溫下不會都發(fā)生變異,而且大多數(shù)細(xì)胞處于分裂間期,所以低溫條件下根尖只有部分細(xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生變化或者沒有細(xì)胞發(fā)生染色體數(shù)目的變化,而不可能所有細(xì)胞染色體數(shù)目都加倍。(2)低溫導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍的原因是抑制紡錘體的形成,溫度不同,誘導(dǎo)的效果也不一樣;要探究誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的最適溫度,需要設(shè)置不同溫度梯度的實驗組,觀察并比較實驗結(jié)果。 4.(補充完善實驗)四倍體大蒜的產(chǎn)量比二倍體大蒜高許多,為探究誘導(dǎo)大蒜染色體數(shù)目加倍的最適溫度,設(shè)計了如下實驗:
55、 (1)實驗主要材料:大蒜、培養(yǎng)皿、恒溫箱、卡諾氏液、體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸、顯微鏡、改良苯酚品紅染液等。 (2)實驗步驟 ①取5個培養(yǎng)皿,編號并分別加入紗布和適量的水。 ②將培養(yǎng)皿分別放入-4 ℃、0 ℃、________、________、12 ℃的恒溫箱中培養(yǎng)1 h。 ③取大蒜隨機均分成____________組,分別放入5個培養(yǎng)皿中誘導(dǎo)培養(yǎng)36小時。 ④分別取根尖0.5~1 cm,放入_________中固定0.5~1 h,然后用___________沖洗2次。 ⑤制作裝片:解離→________→__________→制片。 ⑥低倍鏡檢測,統(tǒng)計
56、每組視野中的染色體數(shù)目加倍率,并記錄結(jié)果。 (3)實驗結(jié)果:染色體數(shù)目加倍率最高的一組為最適溫度。 (4)實驗分析 ①設(shè)置實驗步驟②的目的:________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②除低溫外,______________也可以誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍,原理是_________________。 答案 (2)②4 ℃ 8 ℃?、??、芸ㄖZ氏液 體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精?、萜础∪旧? (
57、4)①將培養(yǎng)皿放在不同溫度下恒溫處理,是為了進(jìn)行相互對照;恒溫處理1 h是為了在DNA復(fù)制時盡可能使細(xì)胞處于設(shè)定溫度中,以排除其他溫度干擾?、谇锼伤亍∫种萍忓N體的形成 解析 本實驗?zāi)康氖翘骄空T導(dǎo)大蒜染色體數(shù)目加倍的最適溫度,所以溫度應(yīng)設(shè)置為自變量,不同溫度處理是為了進(jìn)行相互對照,恒溫處理1 h是為了在DNA復(fù)制時盡可能使細(xì)胞處于設(shè)定溫度中,以排除其他溫度的干擾。但低溫并不可能使所有細(xì)胞染色體數(shù)目加倍,所以要統(tǒng)計加倍率來確定最適溫度。 矯正易錯 強記長句 1.基因突變中堿基對的增添、缺失屬于分子水平的變化,在光學(xué)顯微鏡下觀察不到;染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復(fù)、缺失屬于細(xì)胞水平的
58、變化,在光學(xué)顯微鏡下能觀察到。 2.單倍體不一定僅含1個染色體組:單倍體所含染色體組的個數(shù)不定,可能含1個、2個或多個染色體組,可能含同源染色體,可能含等位基因。 3.單倍體并非都不育。由二倍體的配子發(fā)育成的單倍體,表現(xiàn)為高度不育,而多倍體的配子若含有偶數(shù)個染色體組,則其發(fā)育成的單倍體中含有同源染色體就可育并能產(chǎn)生后代。 4.“可遺傳”≠“可育”。三倍體無子西瓜、騾子、二倍體的單倍體等均表現(xiàn)為“不育”,但它們均屬于可遺傳變異。 5.誘變育種與雜交育種相比,前者能產(chǎn)生新基因,創(chuàng)造變異新類型;后者不能產(chǎn)生新基因,只是實現(xiàn)原有基因的重新組合。 6.誘變育種盡管能提高突變率,但仍然是未突變個
59、體遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于突變個體,有害突變多于有利突變,只是與自然突變的低頻性相比,有利突變個體數(shù)有所增加。 7.正確理解育種中“最簡便”與“最快速”:“最簡便”著重于技術(shù)含量應(yīng)為“易操作”,如雜交育種,雖然年限長,但農(nóng)民自己可簡單操作。但“最快速”則未必簡便,如單倍體育種可明顯縮短育種年限,但其技術(shù)含量卻較高。 8.正確理解“單倍體育種”與“花藥離體培養(yǎng)”:單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理等過程;花藥離體培養(yǎng)只是單倍體育種的一個操作步驟。 1.圖甲與圖乙分別表示培育三倍體西瓜的兩種方法,則: (1)甲中的西瓜植株減數(shù)分裂形成花粉的過程中,著絲粒分裂的時期是減數(shù)第二次分裂后期。 (
60、2)乙所涉及的變異原理是染色體(數(shù)目)變異,四倍體西瓜植株群體是不同于二倍體西瓜的新物種,理由是與二倍體植株產(chǎn)生了生殖隔離,群體本身能自由交配產(chǎn)生可育后代。 (3)三倍體高度不育的原因是形成配子過程中,同源染色體聯(lián)會紊亂。 2.在一塊高稈(純合)小麥田中,發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥。請設(shè)計實驗方案探究該性狀出現(xiàn)的可能原因(簡要寫出所用方法、結(jié)果和結(jié)論):取該小麥種子在其他小麥田種下,讓其自交,若全是高稈,說明矮稈性狀的出現(xiàn)是由環(huán)境引起的;若后代出現(xiàn)高稈、矮稈兩種性狀,則是基因突變引起的。 3.簡述用基因型為AaBb(抗病卵形葉)的植株作材料,獲得基因型為AABB的抗病卵形葉植株的過程:取AaBb
61、植株的花藥離體培養(yǎng)得單倍體幼苗,秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍,用相應(yīng)病原體感染卵形葉植株,保留抗病植株。 重溫高考 演練模擬 1.圖中甲、乙兩個體的一對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.個體甲的變異對表現(xiàn)型無影響 B.個體乙細(xì)胞減數(shù)分裂形成的四分體異常 C.個體甲自交的后代,性狀分離比為3∶1 D.個體乙染色體沒有基因缺失,表現(xiàn)型無異常 答案 B 解析 個體甲的變異屬于缺失基因“e”所在片段,影響表現(xiàn)型,A項錯誤;個體乙發(fā)生的變異是倒位,減數(shù)分裂形成的四分體異常,B項正確;含缺失染色體的配子一般是敗育的,故其后代一般不發(fā)生性狀分離,C項錯
62、誤;個體乙染色體沒有基因缺失,但發(fā)生倒位,表現(xiàn)型發(fā)生異常,D項錯誤。 2.(2015·全國Ⅱ,6)下列關(guān)于人類貓叫綜合征的敘述,正確的是( ) A.該病是由于特定的染色體片段缺失造成的 B.該病是由于特定染色體的數(shù)目增加造成的 C.該病是由于染色體組數(shù)目成倍增加造成的 D.該病是由于染色體中增加某一片段引起的 答案 A 解析 人類貓叫綜合征是人的第5號染色體部分缺失引起的,A項正確,B、C、D項錯誤。 3.(2015·海南,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.基因突變都會導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異 B.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都會導(dǎo)致個體表現(xiàn)型改變
63、C.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都會導(dǎo)致堿基序列的改變 D.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異通常都用光學(xué)顯微鏡觀察 答案 C 解析 基因突變的實質(zhì)是基因中堿基對序列的改變,結(jié)果是產(chǎn)生等位基因,不會導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異,A項錯誤;基因突變不一定引起個體表現(xiàn)型的改變,B項錯誤;由于染色體是DNA的主要載體,染色體結(jié)構(gòu)變異會引起DNA堿基序列的改變,C項正確;基因突變在光學(xué)顯微鏡下是看不見的,D項錯誤。 4.(2013·全國,5)下列實踐活動中包含基因工程技術(shù)的是 ( ) A.水稻F1花藥經(jīng)培養(yǎng)和染色體加倍,獲得基因型純合新品種 B.抗蟲小麥與矮稈小麥雜交,通過基因重組獲得抗蟲矮稈小麥 C.將含抗
64、病基因的重組DNA導(dǎo)入玉米細(xì)胞,經(jīng)組織培養(yǎng)獲得抗病植株 D.用射線照射大豆使其基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆 答案 C 解析 A項為單倍體育種,原理是染色體變異;B項為雜交育種,原理為基因重組;C項為基因工程育種,需要利用基因工程技術(shù)將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞,原理為基因重組;D項為誘變育種,原理為基因突變。 5.某自花且閉花受粉植物,抗病性和莖的高度是獨立遺傳的性狀??共『透胁∮苫騌和r控制,抗病為顯性;莖的高度由兩對獨立遺傳的基因(D、d,E、e)控制,同時含有D和E表現(xiàn)為矮莖,只含有D或E表現(xiàn)為中莖,其他表現(xiàn)為高莖?,F(xiàn)有感病矮莖和抗病高莖兩品種的純合種子,欲培育
65、純合的抗病矮莖品種。 請回答: (1)自然狀態(tài)下,該植物一般都是____合體。 (2)若采用誘變育種,在γ射線處理時,需要處理大量種子,其原因是基因突變具有__________和有害性這三個特點。 (3)若采用雜交育種,可通過將上述兩個親本雜交,在F2等分離世代中________抗病矮莖個體,再經(jīng)連續(xù)自交等________手段,最后得到穩(wěn)定遺傳的抗病矮莖品種。據(jù)此推測,一般情況下,控制性狀的基因數(shù)越多,其育種過程所需的____________。若只考慮莖的高度,親本雜交所得的F1在自然狀態(tài)下繁殖,則理論上F2的表現(xiàn)型及其比例為________。 (4)若采用單倍體育種,該過程涉及的原
66、理有______________________________________。請用遺傳圖解表示其過程(說明:選育結(jié)果只需寫出所選育品種的基因型、表現(xiàn)型及其比例)。 答案 (1)純 (2)多向性、低頻性 (3)選擇 純合化 年限越長 高莖∶中莖∶矮莖=1∶6∶9 (4)細(xì)胞的全能性、基因重組和染色體變異 如下圖 解析 (1)由于該植物是自花且閉花受粉植物,所以在自然狀態(tài)下一般都是純合體。 (2)誘變育種時,要用γ射線處理種子的原理是基因突變。由于基因突變具有多向性、低頻性和有害性等特點,所以需要處理大量種子。 (3)如果采用雜交育種的方式,將上述兩個親本雜交,得F1,F(xiàn)1自交所得F2中選出抗病矮莖個體(D_E_R_),再通過連續(xù)自交及逐代淘汰的手段,最終獲得能穩(wěn)定遺傳的抗病矮莖品種(DDEERR)。一般情況下,控制性狀的基因數(shù)量越多,需進(jìn)行多次的自交和篩選操作才能得到所需的純合品種,因此其育種過程所需年限越長。若只考慮莖的高度,F(xiàn)1(DdEe)在自然狀態(tài)下繁殖即自交后,F(xiàn)2中表現(xiàn)型及比例為9矮莖(9D_E_)∶6中莖(3D_ee、3ddE_)∶1高莖(1ddee)。
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