高三生物人教版一輪教師用書(shū)：必修2 第7單元 第2講　染色體變異與生物育種 Word版含解析

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1、 第2講　染色體變異與生物育種 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(shí)驗(yàn)：低溫誘導(dǎo)染色體加倍 4.轉(zhuǎn)基因食品的安全(Ⅰ) 　 1.通過(guò)染色體變異基本原理及其在生物學(xué)中意義的理解，建立起進(jìn)化與適應(yīng)的觀點(diǎn)。(生命觀念) 2.通過(guò)三種可遺傳變異的比較及育種方法的比較，培養(yǎng)歸納與概括的能力。(科學(xué)思維) 3.通過(guò)低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化、生物變異類型的判斷與實(shí)驗(yàn)探究以及育種方案的選擇與設(shè)計(jì)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析的能力。(科學(xué)探究) 染色體變異 1．觀察下列圖示，填出變異類型 (1)甲、乙、丙、丁所示變異類

2、型分別屬于缺失、重復(fù)、倒位、基因突變。 (2)可在顯微鏡下觀察到的是甲、乙、丙。 (3)基因數(shù)目和排列順序未變化的是丁。 2．染色體數(shù)目變異 (1)類型及實(shí)例 類型 實(shí)例 個(gè)別染色體的增加或減少 21-三體綜合征 以染色體組形式成倍地增加或減少 三倍體無(wú)子西瓜 (2)染色體組 ①概念：細(xì)胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異。 ②組成 如圖中雄果蠅體細(xì)胞染色體中的一個(gè)染色體組可表示為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。 (3)二倍體、多倍體和單倍體的比較 項(xiàng)目 單倍體 二倍體 多倍體 發(fā)育起點(diǎn)

3、 配子 受精卵 受精卵 特點(diǎn) ①植株弱小 ②高度不育 正常植株 ①莖稈粗壯 ②葉、果實(shí)、種子較大 ③營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富 體細(xì)胞染色體組數(shù) 配子中染色體組數(shù) 2個(gè) 3個(gè)或3個(gè)以上 1．染色體易位不改變基因數(shù)量，對(duì)個(gè)體性狀不會(huì)產(chǎn)生影響。 (×) 提示：染色體易位可能對(duì)當(dāng)代生物體不產(chǎn)生影響，也可能產(chǎn)生影響，且染色體變異大多對(duì)生物體是不利的。 2．染色體上某個(gè)基因的缺失屬于基因突變。 (×) 提示：染色體上某個(gè)基因的缺失屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失。 3．非同源染色體某片段移接，僅發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中。 (×) 提示：非同源染色體某片段的移接，是染色體易位，可以發(fā)

4、生在減數(shù)分裂或有絲分裂過(guò)程中。 4．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。 (×) 提示：基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都有可能使個(gè)體表現(xiàn)型改變。 5．染色體組整倍性變化必然導(dǎo)致基因種類的增減。 (×) 提示：染色體組整倍性增加會(huì)導(dǎo)致基因的數(shù)量增加，但基因的種類不變。 6．二倍體生物花藥離體培養(yǎng)后即可得到純合子。 (×) 提示：二倍體生物花藥離體培養(yǎng)得到單倍體，后經(jīng)秋水仙素處理加倍才得到純合子。 7．單倍體含有的染色體組數(shù)都是奇數(shù)。 (×) 提示：四倍體的單倍體染色體組數(shù)是兩個(gè)，不是奇數(shù)。 同源多倍體產(chǎn)生配子的種類及比例 (1)若同源四倍體的基因型為Aaaa，其中A對(duì)

5、a為完全顯性，則產(chǎn)生的配子類型及比例：Aa∶aa＝1∶1。 (2)若同源四倍體的基因型為AAAa，其中A對(duì)a為完全顯性，則產(chǎn)生的配子類型及比例：AA∶Aa＝1∶1。 (3)若同源四倍體的基因型為AAaa，其中A對(duì)a為完全顯性，則產(chǎn)生的配子類型及比例：AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1。 1．染色體結(jié)構(gòu)變異中有的會(huì)導(dǎo)致生物體死亡，并不遺傳給后代，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)的變化引起的變異稱為可遺傳的變異。 2．辨析易位與交叉互換 項(xiàng)目 染色體易位 交叉互換 圖解 位置 發(fā)生于非同源染

6、色體之間 發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間 原理 染色體結(jié)構(gòu)變異 基因重組 觀察 可在顯微鏡下觀察到 在顯微鏡下觀察不到 3．有人讓某品系的豌豆自交，子代出現(xiàn)了性狀分離，且出現(xiàn)了高∶矮＝35∶1。原因可能是染色體加倍形成了四倍體的豌豆DDdd。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案對(duì)該解釋加以驗(yàn)證。 提示：讓該品系的豌豆與矮莖豌豆測(cè)交，若測(cè)交后代性狀分離比為高∶矮＝5∶1，則驗(yàn)證了解釋。 染色體結(jié)構(gòu)變異的分析與判斷 1．DNA分子中特定片段的“拷貝數(shù)變異”是指與本物種正常的基因組相比，染色體上發(fā)生的一種結(jié)構(gòu)變異。某研究小組利用PCR方法，檢測(cè)了萊蕪豬(2n＝38)種群體細(xì)胞中R基

7、因拷貝總數(shù)。如圖為R基因在13號(hào)染色體上的位置及拷貝數(shù)示意圖。以下敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．R基因拷貝數(shù)的改變可能導(dǎo)致基因表達(dá)量的改變，引起性狀的改變 B．與a比較，b、c染色體發(fā)生了R基因所在片段的缺失、重復(fù) C．因?yàn)槿旧w的長(zhǎng)度差異，減數(shù)分裂過(guò)程中，a、b、c三種染色體不會(huì)聯(lián)會(huì) D．上述兩種變異在光學(xué)顯微鏡下均可觀察到 C　[雖然由于R基因拷貝不同染色體長(zhǎng)度出現(xiàn)差異，但是a、b、c仍然是同源染色體，減數(shù)分裂過(guò)程中三種染色體可以發(fā)生聯(lián)會(huì)，C錯(cuò)。] 2．(2019·日照市高三期末)圖甲是某二倍體生物體細(xì)胞染色體模式圖，①～⑥是細(xì)胞發(fā)生變異后的染色體組成模式圖。下列敘述錯(cuò)誤的是(

8、　　) A．①～⑥中發(fā)生染色體變異的是②③④⑥ B．①②③的變異方式分別為基因重組、易位、倒位 C．①～⑥能引起染色體上基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變 D．甲→⑤過(guò)程可通過(guò)自交或花藥離體培養(yǎng)后再加倍來(lái)實(shí)現(xiàn) C　[圖①～⑥中，②③④⑥為染色體變異，A正確；①②③的變異方式分別為基因重組、易位、倒位，B正確；②③引起基因的數(shù)量或排列順序發(fā)生變化，而④⑥為染色體數(shù)目變異，C錯(cuò)誤；甲自交可產(chǎn)生⑤，通過(guò)甲的花藥離體培養(yǎng)，然后用秋水仙素加倍，也可產(chǎn)生⑤，D正確。] 染色體組與生物體倍性的判斷 3．一般認(rèn)為煙草是由兩個(gè)二倍體野生種合并起來(lái)的異源四倍體，其中一種甲含24條染色體，染色體組成用SS

9、表示；另一種乙含24條染色體，染色體組成用TT表示，故煙草的染色體組成可表示為SSTT。某煙草單體含47條染色體，染色體組成用SSTT－1表示，與甲雜交的F1群體內(nèi)，一些植株有36條染色體，另一些植株有35條染色體。細(xì)胞學(xué)檢測(cè)表明，35條染色體的F1植株在減數(shù)分裂時(shí)，有22條染色體聯(lián)會(huì)成11對(duì)同源染色體，還有13條染色體不聯(lián)會(huì)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)F1植株的染色體組成可表示為_(kāi)________________________。 (2)該煙草單體所缺的那條染色體屬于________(填“S組”或“T組”)染色體組。如果所缺的那條染色體屬于另一個(gè)染色體組，則上述的35條染色體的F1植株在減

10、數(shù)分裂時(shí)應(yīng)該有________條染色體聯(lián)會(huì)成對(duì)，同時(shí)形成________條不聯(lián)會(huì)的染色體。 (3)判斷甲、乙煙草屬于不同物種的依據(jù)是 ______________________________________________________。 [解析]　(1)某煙草單體(SSTT－1)可產(chǎn)生配子的染色體組成類型是ST、ST－1或者ST、S－1T。甲(SS)產(chǎn)生的配子染色體組成類型為S。則雜交后F1群體內(nèi)，一些植株有36條染色體，染色體組成為SST，另一些植株有35條染色體，染色體組成為SST－1或SS－1T。 (2)甲(SS)含24條染色體，有12對(duì)同源染色體；乙(TT)含24條染色

11、體，有12對(duì)同源染色體。細(xì)胞學(xué)檢測(cè)表明，35條染色體的F1植株在減數(shù)分裂時(shí)，有22條染色體聯(lián)會(huì)成11對(duì)同源染色體，還有13條染色體不聯(lián)會(huì)，可以推斷出該煙草單體所缺的那條染色體屬于S組。如果所缺的那條染色體屬于另一個(gè)染色體組，即T組，則上述的35條染色體的F1植株在減數(shù)分裂時(shí)應(yīng)該有24條染色體(SS)聯(lián)會(huì)成對(duì)，同時(shí)形成11條不聯(lián)會(huì)的染色體(T)。 (3)甲、乙煙草屬于不同物種的依據(jù)是存在生殖隔離，即不能交配或交配后不能產(chǎn)生可育后代(有生殖隔離)。 [答案]　(1)SST、SST－1或SS－1T　(2)S組　24　11　(3)不能交配或交配后不能產(chǎn)生可育后代(有生殖隔離) 生物變異類型的判斷

12、 4．一只紅眼雄果蠅(XBY)與一只白眼雌果蠅(XbXb)雜交，子代中發(fā)現(xiàn)有一只白眼雌果蠅。分析認(rèn)為，該白眼雌果蠅出現(xiàn)的原因有兩種：親本果蠅在產(chǎn)生配子過(guò)程中發(fā)生了基因突變或染色體片段缺失。(注：控制某一性狀的基因都缺失時(shí)，胚胎致死；各型配子活力相同) (1)甲同學(xué)想通過(guò)一次雜交的方法以探究其原因。請(qǐng)你幫助他完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 實(shí)驗(yàn)步驟： ①____________________________________________________； ②____________________________________________________。 結(jié)果預(yù)測(cè)： Ⅰ.如果___

13、_____________________，則為基因突變； Ⅱ.如果________________________，則為染色體片段缺失。 (2)乙同學(xué)認(rèn)為可以采用更簡(jiǎn)便的方法驗(yàn)證甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，乙同學(xué)的方法是_________________________________________。 [解析]　(1)用代入法進(jìn)行倒推，通過(guò)一次雜交的方法(讓這只雌果蠅與正常紅眼雄果蠅交配)來(lái)確定變異的類型。若發(fā)生了基因突變，這只雌果蠅的基因型為XbXb，子代中雌果蠅為紅眼，雄果蠅為白眼，雌雄個(gè)體數(shù)之比為1∶1；若發(fā)生了含B基因的染色體片段缺失，這只雌果蠅的基因型為XXb，產(chǎn)生的子代中雌果蠅均為

14、紅眼，雄果蠅都是白眼，雌雄個(gè)體數(shù)之比為2∶1。 (2)可以用顯微鏡檢查該白眼雌果蠅細(xì)胞中的X染色體形態(tài)驗(yàn)證甲同學(xué)的結(jié)論。 [答案]　(1)實(shí)驗(yàn)步驟：①讓這只雌果蠅與正常紅眼雄果蠅交配?、谟^察并記錄子代中雌雄比例 結(jié)果預(yù)測(cè)：Ⅰ.子代中雌∶雄＝1∶1?、?子代中雌∶雄＝2∶1 (2)用顯微鏡檢查該白眼雌果蠅細(xì)胞中的X染色體形態(tài) 　生物變異類型的判斷方法 (1)可遺傳變異與不可遺傳變異及判斷方法 (2)基因突變與基因重組的判斷 (3)染色體變異與基因突變的判斷 ①判斷依據(jù)：光學(xué)顯微鏡下能觀察到的是染色體變異，不能觀察到的是基因突變。 ②具體操作：制作正常個(gè)體與待測(cè)變異個(gè)體

15、的有絲分裂臨時(shí)裝片，找到中期圖像進(jìn)行染色體結(jié)構(gòu)與數(shù)目的比較可以判斷是否發(fā)生了染色體變異。 低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化(實(shí)驗(yàn)) 1．實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)流程 1．實(shí)驗(yàn)中各種試劑的作用 (1)卡諾氏液：固定細(xì)胞形態(tài)。 (2)體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精：沖洗附著在根尖表面的卡諾氏液。 (3)解離液(體積分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸溶液和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精以1∶1混合)：使組織中的細(xì)胞相互分離開(kāi)來(lái)。 (4)清水：洗去解離液，防止解離過(guò)度影響染色。 (5)改良苯酚品紅染液：使染色體

16、著色，便于觀察染色體的形態(tài)、數(shù)目和行為。 2．材料選用及處理 (1)本實(shí)驗(yàn)選用洋蔥(或大蔥、蒜)作實(shí)驗(yàn)材料，原因是洋蔥(或大蔥、蒜)染色體數(shù)目較少，便于觀察。 (2)低溫誘導(dǎo)：應(yīng)設(shè)常溫、低溫4 ℃、0 ℃三種，以作對(duì)照，否則實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn)。 3．實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀察 (1)觀察染色體數(shù)目是否加倍，應(yīng)選擇根尖分生區(qū)進(jìn)行觀察，該區(qū)的細(xì)胞特點(diǎn)是細(xì)胞呈正方形，排列緊密。 (2)觀察染色體數(shù)目是否加倍，應(yīng)選擇處于有絲分裂中期的細(xì)胞進(jìn)行觀察。 (3)能使染色體染成深色的物質(zhì)除了改良苯酚品紅染液外，還有龍膽紫溶液、醋酸洋紅液等試劑。 1．如圖是“低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍”實(shí)驗(yàn)的流程圖。下列說(shuō)法合理

17、的是(　　) A．實(shí)驗(yàn)所用材料必須取自植物的分生組織 B．步驟②和③的順序可以調(diào)換 C．③的目的是將細(xì)胞分裂阻斷在中期 D．④中所用的改良苯酚品紅將DNA染成紅色 A　[步驟②和③的順序不可調(diào)換，否則染色體無(wú)法加倍，B錯(cuò)；③的目的是固定細(xì)胞形態(tài)，便于觀察，C錯(cuò)；④中所用的改良苯酚品紅將染色體染成紅色，D錯(cuò)。] 2．某科研小組利用基因型為Aa的普通二倍體玉米(2N＝20)，人工誘導(dǎo)得到了同源四倍體玉米(植株A)，從收獲的同源四倍體玉米穗中隨機(jī)抽取10個(gè)穗子，統(tǒng)計(jì)完全成熟的粒數(shù)并求其結(jié)實(shí)率如下表所示。 序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均

18、應(yīng)結(jié)實(shí)數(shù) 567 656 514 350 400 384 322 240 480 320 423.3 實(shí)際結(jié)實(shí)數(shù) 64 28 85 20 6 45 34 32 15 14 34.3 結(jié)實(shí)率/% 11.3 4.3 16.5 5.7 1.5 11.7 10.6 13.3 3.1 4.4 8.1 為進(jìn)一步研究同源四倍體玉米的遺傳特性，該科研小組對(duì)植株A進(jìn)行了如圖甲所示的系列實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： 甲 乙 (1)獲得同源四倍體玉米的育種方式為_(kāi)_______，據(jù)表中數(shù)據(jù)分析可知該育種方式的局限性為_(kāi)_________

19、____________________。 (2)基因重組能夠發(fā)生在圖甲所示過(guò)程________(填序號(hào))中。 (3)為觀察同源四倍體玉米細(xì)胞中染色體的情況，可取植株A中部分組織，進(jìn)行_____________、制片后進(jìn)行鏡檢。若發(fā)現(xiàn)染色體出現(xiàn)如圖乙所示的異常情況，推測(cè)該過(guò)程發(fā)生在________(時(shí)期)。在過(guò)程③中，最多能觀察到染色體數(shù)目為_(kāi)_______，可觀察到四分體________個(gè)。 (4)假設(shè)四倍體玉米所有花粉母細(xì)胞的染色體都能兩兩配對(duì)成功并平均分配，則植株B中雜合子所占比例為_(kāi)_______。 [解析]　(1)由二倍體Aa誘導(dǎo)形成同源四倍體AAaa的過(guò)程為多倍體育種；根據(jù)

20、表格數(shù)據(jù)分析，多倍體實(shí)際結(jié)實(shí)數(shù)較少、結(jié)實(shí)率很低，說(shuō)明多倍體育種的局限性為結(jié)實(shí)率低。(2)基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂，即圖甲中的②過(guò)程中。(3)觀察同源四倍體玉米細(xì)胞中染色體必須先制作臨時(shí)裝片，制作臨時(shí)裝片的過(guò)程為解離、漂洗、染色和制片；分析可知，圖乙中的染色體異常情況發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期；過(guò)程③發(fā)生的是有絲分裂，在有絲分裂后期，染色體 數(shù)目最多為體細(xì)胞的兩倍，為40×2＝80條；有絲分裂過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)四分體。(4)根據(jù)題意分析，植株A的基因型為AAaa，花藥離體培養(yǎng)得到的幼苗的基因型及其比例為AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，則染色體數(shù)目加倍以后得到的植株B的基因型及其比例為AAAA∶AA

21、aa∶aaaa＝1∶4∶1，因此植株B中雜合子所占比例為2/3。 [答案]　(1)多倍體育種　結(jié)實(shí)率低　(2)②　(3)解離、漂洗、染色　減數(shù)第一次分裂前期　80　0　(4)2/3 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(diǎn)：明顯縮短育種年限，所得個(gè)體均為純合子。 (4)缺點(diǎn)：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(shí)例：三倍體無(wú)子西瓜 ①兩次傳粉 ②三倍體西瓜無(wú)子的原因：三倍體西瓜在減數(shù)分裂過(guò)程中，由于染色體聯(lián)會(huì)

22、紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。 3．雜交育種 (1)概念：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，再經(jīng)過(guò)選擇和培育，獲得新品種的方法。 (2)過(guò)程： ①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。 ②動(dòng)物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1雌雄個(gè)體交配→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型與隱性類型測(cè)交，選擇后代不發(fā)生性狀分離的F2個(gè)體。 (3)優(yōu)良性狀的選擇 ①若采用雜交育種，一般應(yīng)從F2開(kāi)始進(jìn)行篩選，原因是F2才出現(xiàn)性狀分離。 ②若采用單倍體育種，對(duì)優(yōu)良性狀的選擇應(yīng)在秋水仙素處理之后(填“前”或“

23、后”)，原因是秋水仙素處理之前為單倍體，一般植株較小，不能表現(xiàn)出優(yōu)良性狀。 4．誘變育種 (1)概念：利用物理因素或化學(xué)因素來(lái)處理生物，使生物發(fā)生基因突變，從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法。 (2)過(guò)程：選擇生物→誘發(fā)基因突變→選擇理想類型→培育。 (3)誘變育種與上述雜交育種相比，二者最大的區(qū)別在于誘變育種能創(chuàng)造出新基因。 5．基因工程及其應(yīng)用 (1)基因工程的概念 別稱 基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù) 操作環(huán)境 生物體體外 操作對(duì)象 DNA 操作水平 分子水平 基本過(guò)程 剪切→拼接→導(dǎo)入→鑒定 意義 定向改造生物的遺傳性狀 (2)應(yīng)用 ①育種，如抗蟲(chóng)棉。

24、 ②藥物研制，如胰島素等。 ③環(huán)境保護(hù)，如轉(zhuǎn)基因細(xì)菌分解石油。 1．將大豆種子用60Co處理后，篩選出一株雜合子抗病植株連續(xù)自交若干代，則其純合抗病植株的比例逐代下降。 (×) 提示：雜合子自交，隨自交后代數(shù)增加，純合子逐代增多。 2．通過(guò)誘導(dǎo)多倍體的方法可克服遠(yuǎn)緣雜交不育，培育出作物新類型。 (√) 3．抗蟲(chóng)小麥與矮稈小麥雜交，通過(guò)基因重組獲得抗蟲(chóng)矮稈小麥，此實(shí)踐活動(dòng)包含基因工程技術(shù)。 (×) 提示：此育種方式屬于雜交育種，原理是基因重組，不包含基因工程技術(shù)。 4．通過(guò)誘變育種可獲得青霉素高產(chǎn)菌株。 (√) 5．最簡(jiǎn)便的育種途徑是雜交育種，但育種周期較長(zhǎng)。 (√

25、) 6．誘變育種可通過(guò)改變基因的結(jié)構(gòu)達(dá)到育種的目的。 (√) 1．幾種?？嫉挠N方法 2．根據(jù)提供的材料選擇合適的育種方法 (1)有些植物如小麥、水稻等，雜交實(shí)驗(yàn)較難操作，則最簡(jiǎn)單的方法是自交。 (2)實(shí)驗(yàn)材料若是動(dòng)物，則雜交育種一般不通過(guò)逐代自交，而是應(yīng)通過(guò)測(cè)交實(shí)驗(yàn)直接判斷基因型。 (3)實(shí)驗(yàn)植物若是營(yíng)養(yǎng)繁殖類，如土豆、地瓜等，則只要出現(xiàn)所需要性狀即可，不需要培育出純種。 (4)實(shí)驗(yàn)材料是原核生物，則不能運(yùn)用雜交育種，細(xì)菌的培育一般采用誘變育種和基因工程育種。 某閉花受粉的植物，生產(chǎn)中使用的該植物品種都是具有優(yōu)良性狀的雜合子(雜種優(yōu)勢(shì))，且該植物的穗大(A)對(duì)

26、穗小(a)為顯性，黃粒(B)對(duì)白粒(b)為顯性。請(qǐng)利用現(xiàn)有的穗大白粒和穗小黃粒品種(基因型未知)設(shè)計(jì)一個(gè)快速的育種方案，以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期培育穗大黃粒(AaBb)優(yōu)良品種的目的。 提示：①分別種植穗大白粒、穗小黃粒植株，性成熟后，分別取其花藥離體培養(yǎng)至單倍體幼苗，然后用秋水仙素處理得到二倍體純合子，分別自交，選擇穗大白粒(AAbb)、穗小黃粒(aaBB)分別留種。②分別種植穗大白粒(AAbb)、穗小黃粒(aaBB)的植株，選擇其中的一部分植株進(jìn)行雜交，獲得穗大黃粒(AaBb)的雜合子品種。③其余另一部分植株進(jìn)行自交，獲得穗大白粒(AAbb)、穗小黃粒(aaBB)分別留種。 考查育種原理、過(guò)程及

27、方法等 1．研究人員在柑橘中發(fā)現(xiàn)一棵具有明顯早熟特性的變異株，決定以此為基礎(chǔ)培育早熟柑橘新品種。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)要判斷該變異株的育種價(jià)值，首先要確定它的__________物質(zhì)是否發(fā)生了變化。 (2)在選擇育種方法時(shí)，需要判斷該變異株的變異類型。如果變異株是個(gè)別基因的突變體，則可采用育種方法①，使早熟基因逐漸________，培育成新品種1。為了加快這一進(jìn)程，還可以采集變異株的________進(jìn)行處理，獲得高度純合的后代，選育成新品種2，這種方法稱為_(kāi)_______育種。 (3)如果該早熟植株屬于染色體組變異株，可以推測(cè)該變異株減數(shù)分裂中染色體有多種聯(lián)會(huì)方式，由此造成不規(guī)則

28、的____________，產(chǎn)生染色體數(shù)目不等、生活力很低的________，因而得不到足量的種子。即使得到少量后代，早熟性狀也很難穩(wěn)定遺傳。這種情況下，可考慮選擇育種方法③，其不足之處是需要不斷制備____________，成本較高。 (4)新品種1與新品種3均具有早熟性狀，但其他性狀有差異，這是因?yàn)樾缕贩N1選育過(guò)程中基因發(fā)生了多次________，產(chǎn)生的多種基因型中只有一部分在選育過(guò)程中保留下來(lái)。 [解析]　(1)育種的目的是獲得人類所需要的有價(jià)值的性狀，只有由遺傳物質(zhì)改變引起的性狀改變才能遺傳下去，才具有育種價(jià)值。 (2)方法①是自交，連續(xù)自交過(guò)程中，早熟基因逐漸純合，培育成新品種

29、1。單倍體育種能明顯縮短育種年限，可先通過(guò)花藥離體培養(yǎng)，再用秋水仙素處理單倍體幼苗。 (3)若是由染色體組數(shù)目改變引起的變異，則該變異株減數(shù)分裂時(shí)聯(lián)會(huì)紊亂，從而造成不規(guī)則的染色體分離，產(chǎn)生染色體數(shù)目不等、生活力很低的異常配子，只有極少數(shù)配子正常，故只能得到少量的種子。方法③需要先進(jìn)行植物組織培養(yǎng)獲得柑橘苗，此過(guò)程操作復(fù)雜、成本較高。 (4)在新品種1的選育過(guò)程中，連續(xù)自交使早熟性狀相關(guān)基因與其他性狀相關(guān)基因發(fā)生了多次重組。而在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中不發(fā)生基因重組。 [答案]　(1)遺傳　(2)純合　花藥　單倍體　(3)染色體分離　配子　組培苗　(4)重組 育種方案的選擇與設(shè)計(jì) 2．小麥品

30、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(xiě)出包括親本在內(nèi)的三代即可)。 [解析]　根據(jù)題意，小麥用種子繁殖，所以選育的矮稈(aa)、抗病(BB)的小麥新品種必須是純合子，可采用雜交育種的方法把矮稈不抗病(aabb)和高稈抗病(AABB)兩個(gè)品種雜交，獲得矮稈抗病(aaB_)個(gè)體，再通過(guò)自交選育獲得矮稈抗病的純合子即可。馬鈴薯生產(chǎn)上通常用塊

31、莖繁殖，育種只需要獲得具有優(yōu)良性狀的個(gè)體即可，不必獲得純合子，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把優(yōu)良性狀重組，即將黃肉不抗病個(gè)體和非黃肉抗病個(gè)體雜交，獲得黃肉抗病品種即可，而后用塊莖進(jìn)行無(wú)性繁殖。具體遺傳圖解見(jiàn)答案。 [答案]　 (注：①A_B_、A_bb、aaB_、aabb表示F2出現(xiàn)的9種基因型和4種表現(xiàn)型；②寫(xiě)出F2的9種基因型和4種表現(xiàn)型即可) 馬鈴薯 1.基因突變中堿基對(duì)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)胞水平的變化，在光學(xué)顯微鏡下能觀察到。 2．單倍體不一定僅含

32、1個(gè)染色體組：?jiǎn)伪扼w所含染色體組的個(gè)數(shù)不定，可能含1個(gè)、2個(gè)或多個(gè)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(gè)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(wú)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(shí)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(gè)體遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于突變個(gè)體，有害突變多于有利突變，只是與自然突

33、變的低頻性相比，有利突變個(gè)體數(shù)有所增加。 7．正確理解“單倍體育種”與“花藥離體培養(yǎng)”：?jiǎn)伪扼w育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理等過(guò)程；花藥離體培養(yǎng)只是單倍體育種的一個(gè)操作步驟。 1.染色體變異與染色體組 (1)染色體變異的實(shí)質(zhì)是基因數(shù)目和位置的改變。 (2)染色體組是指細(xì)胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異。 2．單倍體與多倍體 (1)體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體，叫做單倍體。與正常植株相比，單倍體植株一般長(zhǎng)得弱小，并且高度不育。 (2)由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體叫做多倍體。

34、多倍體植株常常莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量較高。 3．兩種方法 (1)花藥離體培養(yǎng)法：得到的是單倍體植株，是單倍體育種的一個(gè)環(huán)節(jié)。 (2)秋水仙素處理法：在多倍體育種時(shí)處理萌發(fā)的種子或幼苗；在單倍體育種時(shí)處理單倍體植株的幼苗。 4．簡(jiǎn)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(guò)程：取AaBb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。 真題體驗(yàn)| 感悟高考　淬煉考能 1．(2019·江蘇高考)下列關(guān)于生物變異與育種的敘述，正確的是(　　) A．基因

35、重組只是基因間的重新組合，不會(huì)導(dǎo)致生物性狀變異 B．基因突變使DNA序列發(fā)生的變化，都能引起生物性狀變異 C．弱小且高度不育的單倍體植株，進(jìn)行加倍處理后可用于育種 D．多倍體植株染色體組數(shù)加倍，產(chǎn)生的配子數(shù)加倍，有利于育種 C　[基因重組是在有性生殖的過(guò)程中，控制不同性狀的基因的重新組合，會(huì)導(dǎo)致后代性狀發(fā)生改變，A錯(cuò)誤；基因突變會(huì)導(dǎo)致DNA的堿基序列發(fā)生改變，但由于密碼子的簡(jiǎn)并性等原因，基因突變不一定會(huì)導(dǎo)致生物體性狀發(fā)生改變，B錯(cuò)誤；多倍體的染色體組數(shù)如果奇倍數(shù)的增加(如三倍體)，其后代遺傳會(huì)嚴(yán)重地不平衡，在減數(shù)分裂形成配子時(shí)，同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成正常的配子，因此不利于育種，D

36、錯(cuò)誤。] 2．(2018·天津高考)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 C　[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或YY，C錯(cuò)。] 3．(2014·

37、全國(guó)卷Ⅰ)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__________________________________ _____________

38、_________________________________________。 (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(xiě)出該測(cè)交實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。 _____________________________________________________。 [解析]　(1)雜交育種的目的是獲得多種優(yōu)良性狀集于一身的純合新品種，從題意知，抗病與矮稈(抗倒伏)為優(yōu)良性狀。 (2)孟德?tīng)栠z傳定律包括基因分離定律和基因自由組合定律，其中符合分離定律的性狀是由一對(duì)等位基因控制的，符合自由組合定律的性狀要位于不同對(duì)的同源染色體上。 (3)測(cè)交是指用雜合子和隱性純合子雜交，而題干無(wú)雜合子，故應(yīng)先雜交得到雜合子，然后再進(jìn)行測(cè)交實(shí)驗(yàn)。 [答案]　(1)抗病和矮稈 (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與感病矮稈雜交