新2017高考生物一輪復(fù)習(xí) 第七單元 生物的變異與進(jìn)化 第25講 染色體變異與育種學(xué)案（含解析）北師大版

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1、 第25講 染色體變異與育種 考點(diǎn)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)目的變異 (1)類型 ①非整倍性變異：體細(xì)胞內(nèi)個(gè)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 ①概念：細(xì)胞中的一組非同源染色體，它們?cè)谛螒B(tài)和功能上各不相同，但是攜帶著控制這種生物生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳和變異的全部信息。這樣的一組染色體，叫做一個(gè)染色體組。 ②組成：如圖為一雄果蠅的染色體組

2、成，其染色體組可表示為：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 二倍體 多倍體 單倍體 概念 體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體 體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體 體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體 染色體組 兩個(gè) 三個(gè)或三個(gè)以上 一至多個(gè) 發(fā)育起點(diǎn) 受精卵 受精卵 配子 [診斷與思考] 1．判斷下列說法的正誤 (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(gè)體的生存能力(　×　) (3)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(　×　)

3、 (4)染色體組整倍性變化必然導(dǎo)致基因種類的增加(　×　) (5)體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體是二倍體，含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體是多倍體(　×　) (6)單倍體體細(xì)胞中不一定只含有一個(gè)染色體組(　√　) 2.如圖表示某生物細(xì)胞中兩條染色體及其上面的部分基因。 (1)下列各項(xiàng)的結(jié)果中哪些是由染色體變異引起的？它們分別屬于何類變異？能在光學(xué)顯微鏡下觀察到的有哪些？ 提示　與圖中兩條染色體上的基因相比可知：①染色體片段缺失、②染色體片段易位、③基因突變、④染色體中片段倒位；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，不能在顯微鏡下觀察到。 (2)①～④

4、中哪類變異沒有改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量和排列順序？ 提示?、佟苤孝鄣幕蛲蛔冎皇钱a(chǎn)生了新基因，即改變基因的質(zhì)，并未改變基因的量，故染色體上基因的數(shù)量和排列順序均未發(fā)生改變。 3．下圖表示細(xì)胞中所含的染色體，據(jù)圖確定生物的倍性和每個(gè)染色體組所含有的染色體數(shù)目。 提示　(1)甲代表的生物可能是二倍體，其每個(gè)染色體組含1條染色體；(2)乙代表的生物可能是三倍體，其每個(gè)染色體組含2條染色體；(3)丙代表的生物可能是二倍體，其每個(gè)染色體組含3條染色體；(4)丁代表的生物可能是單倍體，其每個(gè)染色體組含4條染色體。 4．單倍體一定只含1個(gè)染色體組嗎？ 提示　單倍體不一定只含1個(gè)染色體組，可

5、能含同源染色體，可能含等位基因，也可能可育并產(chǎn)生后代。 5．染色體組與基因組是同一概念嗎？ 提示　(1)染色體組：二倍體生物配子中的染色體數(shù)目。 (2)基因組：對(duì)于有性染色體的生物(二倍體)，其基因組為常染色體/2＋性染色體；對(duì)于無性染色體的生物，其基因組與染色體組相同。 題組一　染色體結(jié)構(gòu)變異的分析與判斷 1．(2015·江蘇，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

6、提供原材料 答案　D 解析　A項(xiàng)，根據(jù)題干信息可知，甲、乙是兩種果蠅，甲、乙雜交產(chǎn)生的F1雖然含有2個(gè)染色體組，但是因?yàn)閬碜约?、乙中?號(hào)染色體不能正常聯(lián)會(huì)配對(duì)，所以F1不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂。B項(xiàng)，根據(jù)題圖，甲中1號(hào)染色體發(fā)生倒位形成了乙中的1號(hào)染色體。C項(xiàng)，染色體中某一片段倒位會(huì)改變基因的排列順序。D項(xiàng)，可遺傳變異如基因突變、基因重組和染色體變異都能為生物進(jìn)化提供原材料。 2．如圖表示某種生物的部分染色體發(fā)生了兩種變異的示意圖，圖中①和②，③和④互為同源染色體，則圖a、圖b所示的變異(　　) A．均為染色體結(jié)構(gòu)變異 B．基因的數(shù)目和排列順序均發(fā)生改變 C．均使生物的性狀

7、發(fā)生改變 D．均可發(fā)生在減數(shù)分裂過程中 答案　D 解析　由圖可知，圖a為同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換，屬于基因重組，基因的數(shù)目和排列順序未發(fā)生改變，性狀可能沒有變化；圖b是染色體結(jié)構(gòu)變異，基因的數(shù)目和排列順序均發(fā)生改變，性狀也隨之改變；兩者均可發(fā)生在減數(shù)分裂過程中。 題組二　染色體組與生物倍性的判斷 3．如圖表示細(xì)胞中所含的染色體，下列敘述正確的是(　　) A．圖a含有2個(gè)染色體組，圖b含有3個(gè)染色體組 B．如果圖b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

8、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(gè)染色體組，圖b有同源染色體，含有3個(gè)染色體組；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；圖c中有同源染色體，含有2個(gè)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；圖d中只含1個(gè)染色體組，一定是單倍體，可能是由雄性配子或雌性配子發(fā)育而成的。 4．下列有關(guān)單倍體的敘述中，不正確的是(　　) A．未經(jīng)受精的卵細(xì)胞發(fā)育成的個(gè)體一定是單倍體 B．細(xì)胞內(nèi)有兩個(gè)染色體組的生物體可能是單倍體 C．一般單倍體植株長(zhǎng)得弱小，高度不育，但有的單倍

9、體生物是可育的 D．基因型是AAABBBCcc的植物一定是單倍體 答案　D 解析　單倍體是由配子發(fā)育而來的，與該生物配子中染色體數(shù)目相同；基因型是AAABBBCcc的植物含有3個(gè)染色體組，若是由受精卵發(fā)育而來的，則為三倍體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 題組三　染色體變異的實(shí)驗(yàn)分析與探究 5．普通果蠅的第3號(hào)染色體上的三個(gè)基因，按猩紅眼－桃色眼－三角翅脈的順序排列(St－P－DI)；同時(shí)，這三個(gè)基因在另一種果蠅中的順序是St－DI－P，我們把這種染色體結(jié)構(gòu)變異方式稱為倒位。僅僅這一倒位的差異便構(gòu)成了兩個(gè)物種之間的差別。據(jù)此，下列說法正確的是(　　) A．倒位和發(fā)生在同源染色體之間的交叉互換一樣，屬于

10、基因重組 B．倒位后的染色體與其同源染色體完全不能發(fā)生聯(lián)會(huì) C．自然情況下，這兩種果蠅之間不能產(chǎn)生可育子代 D．由于倒位沒有改變基因的種類，所以發(fā)生倒位的果蠅性狀不變 答案　C 解析　倒位發(fā)生在同一條染色體內(nèi)部，屬于染色體的結(jié)構(gòu)變異，交叉互換發(fā)生在同源染色體之間，屬于基因重組；倒位后的染色體與其同源染色體也可能發(fā)生聯(lián)會(huì)；兩種果蠅屬于兩個(gè)物種，它們之間存在生殖隔離，因此兩種果蠅之間不能產(chǎn)生可育子代；倒位雖然沒有改變基因的種類，但由于染色體上基因的排列順序改變，往往導(dǎo)致果蠅性狀改變。 6．玉米糯性與非糯性、甜粒與非甜粒為兩對(duì)相對(duì)性狀。一般情況下，用純合非糯非甜粒與糯性甜粒兩種親本進(jìn)行雜

11、交時(shí)，F(xiàn)1表現(xiàn)為非糯非甜粒，F(xiàn)2有4種表現(xiàn)型，其數(shù)量比為9∶3∶3∶1。若重復(fù)該雜交實(shí)驗(yàn)時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)一個(gè)雜交組合，其F1仍表現(xiàn)為非糯非甜粒，但某一F1植株自交，產(chǎn)生的F2只有非糯非甜粒和糯性甜粒2種表現(xiàn)型。對(duì)這一雜交結(jié)果的解釋，理論上最合理的是(　　) A．發(fā)生了染色體易位 B．染色體組數(shù)目整倍增加 C．基因中堿基對(duì)發(fā)生了替換 D．基因中堿基對(duì)發(fā)生了增減 答案　A 解析　由純合非糯非甜粒與糯性甜粒玉米雜交，F(xiàn)1表現(xiàn)為非糯非甜粒，F(xiàn)2有4種表現(xiàn)型，其數(shù)量比為9∶3∶3∶1可知，玉米非糯性對(duì)糯性為顯性，非甜粒對(duì)甜粒為顯性，且控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因位于兩對(duì)同源染色體上，遵循自由組合規(guī)律

12、，F(xiàn)1的基因組成如圖1。在偶然發(fā)現(xiàn)的一個(gè)雜交組合中，由某一F1植株自交后代只有非糯非甜粒和糯性甜粒2種表現(xiàn)型可知，控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的兩對(duì)等位基因不遵循自由組合規(guī)律，可能的原因是：這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因發(fā)生了染色體易位，其F1的基因組成如圖2。故A選項(xiàng)較為合理，而B、C、D選項(xiàng)均不能對(duì)該遺傳現(xiàn)象作出合理的解釋。 7．二倍體動(dòng)物缺失一條染色體稱為單體。大多數(shù)單體動(dòng)物不能存活，但在黑腹果蠅中，點(diǎn)狀染色體(Ⅳ號(hào)染色體)缺失一條可以存活，而且能夠繁殖后代。 (1)果蠅群體中存在無眼個(gè)體，無眼基因位于常染色體上，將無眼果蠅個(gè)體與純合野生型個(gè)體交配，子代的表現(xiàn)型及比例如下表： 無眼 野生型

13、 F1 0 85 F2 79 245 據(jù)此判斷，顯性性狀為________，理由是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)根據(jù)上述判斷結(jié)果，可利用正常無眼果蠅與野生型(純合)單體果蠅交配，探究無眼基因是否位于Ⅳ號(hào)染色體上。 請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)： 實(shí)驗(yàn)步驟： 讓正常無眼果蠅與野生型(純合)單體果蠅交配，獲得子代；統(tǒng)

14、計(jì)子代的________________，并記錄。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論： ①若子代中出現(xiàn) ________________________________________________________________________， 則說明無眼基因位于Ⅳ號(hào)染色體上； ②若子代全為____________，說明無眼基因不位于Ⅳ號(hào)染色體上。 答案　(1)野生型　F1全為野生型(F2中野生型∶無眼為3∶1)　(2)性狀表現(xiàn)?、僖吧凸壓蜔o眼果蠅且比例為1∶1　②野生型 解析　(1)由表中數(shù)據(jù)可知F1全為野生型，F(xiàn)2中野生型∶無眼約為3∶1，所以野生型是顯性性狀。(2)要判斷無眼基

15、因是否在Ⅳ號(hào)染色體上，讓正常無眼果蠅與野生型(純合)Ⅳ號(hào)染色體單體果蠅交配，假設(shè)控制無眼的基因?yàn)閎，如果無眼基因位于Ⅳ號(hào)染色體上，則親本為bb×BO(BO表示缺失一條染色體)，子代中會(huì)出現(xiàn)bO∶Bb＝1∶1，即無眼果蠅和野生型果蠅，且比例為1∶1。如果無眼基因不在Ⅳ號(hào)染色體上，則親本為bb×BB，子代全為野生型。 1．利用三個(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

16、對(duì)的缺失、增添，屬于基因突變。 (3)關(guān)于變異的水平問題：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。 2．染色體組數(shù)量的判斷方法 (1)同一形態(tài)的染色體→有幾條就有幾組。如圖中有4個(gè)染色體組。 (2)控制同一性狀的等位基因→有幾個(gè)就有幾組。如AAabbb個(gè)體中有3個(gè)染色體組。 (3)染色體組數(shù)＝，如圖中染色體組數(shù)為＝4。 3．“二看法”判斷單倍體、二倍體與多倍體 先看待判定個(gè)體是由受精卵發(fā)育而成的，還是由配子發(fā)育而成的。若待判定個(gè)體是由配子發(fā)育而成的，不論含有幾個(gè)染色體組都是單倍體，單倍體是生物個(gè)體，

17、而不是配子，所以精子、卵細(xì)胞屬于配子，但不是單倍體。 若待判定個(gè)體是由受精卵發(fā)育而成的，再看它含有幾個(gè)染色體組：含有兩個(gè)染色體組的是二倍體，含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的就是多倍體。 考點(diǎn)二　生物變異在育種上的應(yīng)用 1．單倍體育種和多倍體育種 (1)圖中①和③的操作可用溫度激變法，即用低溫處理植株，也可采用化學(xué)誘變法，即用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，二者的作用原理都是抑制紡錘體的形成。 (2)圖中②過程是花藥離體培養(yǎng)。 (3)單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)是能明顯縮短育種年限。 2．雜交育種與誘變育種 (1)雜交育種 ①概念：將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇

18、和培育，獲得新品種的方法。 ②過程：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→優(yōu)良品種。 (2)誘變育種 ①概念：利用物理因素或化學(xué)因素來處理生物，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過程：選擇生物→誘發(fā)基因突變→選擇理想類型→培育。 3．五種育種方法的比較 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，目的性強(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

19、 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)物中無法開展 無子西瓜、八倍體小黑麥 單倍體育種 染色體變異 花藥離體培養(yǎng)后，再用秋水仙素處理 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 [診斷與思考] 1．判斷下列說法的正誤 (1)雜交育種一定需要連續(xù)自交(　×　) (2)育種過程中的“最簡(jiǎn)便”和“最快”是一回事(　×

20、　) (3)花藥離體培養(yǎng)就是單倍體育種(　×　) (4)單倍體育種和多倍體育種所用的秋水仙素操作對(duì)象相同(　×　) 2．玉米的抗病和不抗病(基因?yàn)锳、a)、高稈和矮稈(基因?yàn)锽、b)是兩對(duì)獨(dú)立遺傳的相對(duì)性狀。現(xiàn)有不抗病矮稈玉米種子(甲)，研究人員欲培育抗病高稈玉米，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)： 取適量的甲，用合適劑量的γ射線照射后種植，在后代中觀察到白化苗4株、抗病矮稈1株(乙)和不抗病高稈1株(丙)。將乙與丙雜交，F(xiàn)1中出現(xiàn)抗病高稈、抗病矮稈、不抗病高稈和不抗病矮稈。 請(qǐng)用遺傳圖解表示乙與丙植株雜交得到F1的過程。 提示　如圖所示 3．(1)如圖所示，科研小組用60Co照射棉花種子，誘變

21、當(dāng)代獲得棕色(纖維顏色)新性狀，誘變Ⅰ代獲得低酚(棉酚含量)新性狀。已知棉花的纖維顏色由一對(duì)等位基因(A、a)控制，棉酚含量由另一對(duì)等位基因(B、b)控制，兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳。兩個(gè)新性狀中，其中低酚是________性狀；誘變當(dāng)代中，棕色高酚的棉花植株以及白色高酚的棉花植株的基因型分別是________________。 (2)棕色棉抗蟲能力強(qiáng)，低酚棉產(chǎn)量高。為獲得抗蟲高產(chǎn)棉花新品種，研究人員將誘變Ⅰ代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代種植在一個(gè)單獨(dú)的區(qū)域，從不發(fā)生性狀分離的區(qū)域中得到純合棕色、高酚植株。請(qǐng)你利用該純合體作為一個(gè)親本，再?gòu)恼T變Ⅰ代中選擇另一個(gè)親本，設(shè)計(jì)一方案，盡快選育出抗蟲

22、高產(chǎn)(棕色、低酚)的純合棉花新品種(用遺傳圖解和必要的文字表示)。 提示　(1)隱性　AaBB、aaBb (2)如圖所示 4．如圖甲、乙表示水稻兩個(gè)品種，A、a和B、b表示分別位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因，①～⑥表示培育水稻新品種的過程，請(qǐng)思考： (1)圖中哪種途徑為單倍體育種？ 提示　圖中③～⑤過程表示單倍體育種。 (2)圖中哪一標(biāo)號(hào)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處需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)④、⑥的育種原理分別是什么？ 提示?、艿挠N原理為基因突變，⑥的育種原理為

23、染色體變異。 (4)圖中最簡(jiǎn)便及最難以達(dá)到育種目的的育種途徑分別是哪種？ 提示　圖中最簡(jiǎn)便的育種途徑為①～②過程所示的雜交育種，但育種周期較長(zhǎng)；最難以達(dá)到育種目的的途徑為④誘變育種。 題組一　育種方法的選擇與分析 1．下圖是利用玉米(2N＝20)的幼苗芽尖細(xì)胞(基因型BbTt)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的流程示意圖。下列分析不正確的是(　　) A．基因重組發(fā)生在圖中②過程，過程③中能夠在顯微鏡下看到染色單體的時(shí)期是前期和中期 B．秋水仙素用于培育多倍體的原理是其能夠抑制紡錘體的形成 C．植株A為二倍體，其體細(xì)胞內(nèi)最多有4個(gè)染色體組；植株C屬于單倍體，其發(fā)育起點(diǎn)為配子 D．利用幼苗2進(jìn)行育

24、種的最大優(yōu)點(diǎn)是能明顯縮短育種年限，植株B純合的概率為25% 答案　D 解析　圖中②為花藥的形成，減數(shù)分裂過程會(huì)發(fā)生基因重組；過程③為有絲分裂，染色體在間期復(fù)制，結(jié)果1條染色體含2條染色單體，染色單體在后期分離，后期無染色單體，故A項(xiàng)正確。秋水仙素用于培育多倍體的原理是其能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極，引起染色體數(shù)目加倍，故B項(xiàng)正確。植株A為二倍體，其體細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，后期染色體組加倍，最多有4個(gè)染色體組；植株C由配子直接發(fā)育而來，為單倍體，故C項(xiàng)正確。利用幼苗2進(jìn)行育種的最大優(yōu)點(diǎn)是能明顯縮短育種年限，得到的個(gè)體全部為純合體，故D錯(cuò)。 2．二倍體植物甲(2N＝10)和二

25、倍體植物乙(2n＝10)進(jìn)行有性雜交，得到的F1不育。用物理撞擊的方法使F1在減數(shù)第一次分裂時(shí)整套的染色體分配到同一個(gè)次級(jí)精(卵)母細(xì)胞中，減數(shù)第二次分裂正常，再讓這樣的雌雄配子結(jié)合，產(chǎn)生F2。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．植物甲和乙能進(jìn)行有性雜交，說明它們屬于同種生物 B．F1為四倍體，具有的染色體數(shù)目為N＝10、n＝10 C．若用適宜濃度的秋水仙素處理F1幼苗，則長(zhǎng)成的植株是可育的 D．用物理撞擊的方法使配子中染色體數(shù)目加倍，產(chǎn)生的F2為二倍體 答案　C 解析　甲和乙有性雜交產(chǎn)生的F1是不育的，說明二者之間存在生殖隔離，它們屬于不同的物種；F1含有2個(gè)染色體組，共10條染色

26、體，其中5條來自甲，5條來自乙；F1幼苗經(jīng)秋水仙素處理后，染色體數(shù)目加倍，長(zhǎng)成的植株是可育的；利用物理撞擊的方法使配子中染色體數(shù)目加倍，產(chǎn)生的F2為四倍體。 3．染色體部分缺失在育種方面也有重要作用。下圖所示為育種專家對(duì)棉花品種的培育過程，相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．太空育種依據(jù)的原理主要是基因突變 B．粉紅棉M的出現(xiàn)是染色體缺失的結(jié)果 C．深紅棉S與白色棉N雜交產(chǎn)生深紅棉的概率為 D．粉紅棉M自交產(chǎn)生白色棉N的概率為 答案　C 解析　太空育種的原理主要是基因突變，可以產(chǎn)生新的基因；由圖可知，粉紅棉M是由于染色體缺失了一段形成的；若用b－表示染色體缺失的基因，則bb×b－b

27、－→bb－(全部為粉紅棉)；粉紅棉bb－自交，得白色棉bb的概率為。 題組二　生物變異在育種上的應(yīng)用 4．利用基因型為aabb與AABB的水稻作為親本培育基因型為AAbb的新品種，有關(guān)敘述不正確的是(　　) A．利用F1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)可獲得該新品種 B．操作最簡(jiǎn)便的是雜交育種，能明顯縮短育種年限的是單倍體育種 C．誘變育種不能定向獲得該新品種 D．若通過多倍體育種獲得AAAAbbbb個(gè)體，和該新品種存在生殖隔離 答案　A 解析　利用F1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)得到的是單倍體，還需經(jīng)過秋水仙素誘導(dǎo)加倍后才能獲得該新品種，A項(xiàng)錯(cuò)誤。雜交育種是最簡(jiǎn)便的操作方法；單倍體育種得到的都是純合

28、體，能明顯縮短育種年限，B項(xiàng)正確。由于基因突變具有多方向性，所以誘變育種不能定向獲得該新品種，C項(xiàng)正確。通過多倍體育種獲得的AAAAbbbb個(gè)體與AAbb的新品種是兩個(gè)不同的物種，所以它們之間存在生殖隔離，D項(xiàng)正確。 5．如圖表示培育小麥的幾種育種方式，純種高稈抗銹病植株基因型為DDRR，純種矮稈不抗銹病植株基因型為ddrr，兩對(duì)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中植株A培育的方法是________________，將親本雜交的目的是 _______________________________________________________________

29、_________。 自交的目的是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)植株B的培育運(yùn)用的原理是 ________________________________________________________________________。 (3)植株C需要染色體加倍的原因是 ____________________

30、____________________________________________________ ________________________________________________________________________， 誘導(dǎo)染色體加倍的最常用的方法是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)植株

31、E培育方法的原理是 ________________________________________________________________________， 該育種方法和基因工程育種一樣，都可以 ______________________________________________________________________。 答案　(1)雜交育種　將位于兩個(gè)親本中的矮稈基因和抗病基因集中到F1上　通過基因重組使F2中出現(xiàn)矮稈抗病植株　(2)基因突變　(3)植株C中只有一個(gè)染色體組，不能進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子(不可育)　利用秋水仙素處理幼苗C　(4)染色體數(shù)目變異　克

32、服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 解析　(1)植株A的培育方法是雜交育種，第一步需要雜交，將相關(guān)的基因集中到F1上，但F1未表現(xiàn)出所需性狀，自交的目的就是使F1發(fā)生基因重組，在F2中出現(xiàn)所需性狀(矮稈抗病)植株。(2)植株B的培育方法是誘變育種，其原理是基因突變。(3)植株C是單倍體，由于細(xì)胞中的染色體組為一個(gè)，所以不能正常進(jìn)行減數(shù)分裂，個(gè)體不可育，為了使單倍體獲得可育性，用秋水仙素處理單倍體幼苗，抑制了紡錘體的形成，從而導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍。(4)從題圖中可以看出，植株E的培育方法是利用了細(xì)胞工程中的植物體細(xì)胞雜交技術(shù)，其原理是染色體數(shù)目變異。該育種方法和基因工程育種一樣，都可以克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障

33、礙。 1．育種方式的選擇 (1)根據(jù)育種目的和提供的材料選擇合適的育種方法 ①集中不同親本的優(yōu)良性狀：a.一般情況下，選擇雜交育種，這也是最簡(jiǎn)捷的方法；b.需要縮短育種年限(快速育種)時(shí)，選擇單倍體育種。 ②培育果實(shí)較大或植株較大或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較高的新物種——多倍體育種。 ③提高變異頻率，“改良”“改造”或“直接改變”現(xiàn)有性狀，獲得當(dāng)前不存在的基因或性狀——誘變育種。 ④若要培育隱性性狀個(gè)體，可選擇自交或雜交育種，只要出現(xiàn)該性狀即可。 (2)根據(jù)育種流程圖來辨別育種方式 ①雜交育種：涉及親本的雜交和子代的自交。 ②誘變育種：涉及誘變因素，產(chǎn)生的子代中會(huì)出現(xiàn)新的基因，但基因的總

34、數(shù)不變。 ③單倍體育種：常用方法為花藥離體培養(yǎng)，然后人工誘導(dǎo)染色體加倍，形成純合體。 ④多倍體育種：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。 ⑤基因工程育種：與原有生物相比，出現(xiàn)了新的基因。 2．單倍體育種、多倍體育種及植物細(xì)胞工程育種的幾個(gè)易錯(cuò)點(diǎn) (1)單倍體育種一般應(yīng)用于二倍體植物，因?yàn)槿魹樗谋扼w植物，通過單倍體育種形成的個(gè)體不一定是純合體。 (2)用秋水仙素處理植株使染色體數(shù)目加倍，若操作對(duì)象是單倍體植株，屬于單倍體育種；若操作對(duì)象為正常植株，叫多倍體育種，不能看到“染色體數(shù)目加倍”就認(rèn)為是多倍體育種。 (3)單倍體育種和多倍體育種都需用秋水仙素處理，使染色體數(shù)目加倍。單倍體育種在

35、幼苗期處理，多倍體育種在種子萌發(fā)期或幼苗期處理。 (4)單倍體育種和植物細(xì)胞工程育種，都運(yùn)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 考點(diǎn)三(實(shí)驗(yàn))　低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化 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)步驟 [深度思考] (1)為什么選用洋蔥(或大蔥、蒜)作實(shí)驗(yàn)材料？除此之外還可以選用哪種植物？ 提示　選用實(shí)驗(yàn)材料的原則是既要容易獲得，又便于觀察；常用洋蔥(或大蔥、蒜)的染色體是2n＝16條；若用蠶豆(2n＝12條)染色體更便于觀察。 (2)比較實(shí)驗(yàn)中所用試劑的使用方法及作用 試劑 使

36、用方法 作用 卡諾氏液 將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1h 固定細(xì)胞形態(tài) 體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液 沖洗經(jīng)卡諾氏液處理后的根尖 洗去卡 諾氏液 體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液和體積分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸溶液 兩種溶液等體積混合作為解離液 解離根尖細(xì)胞，使細(xì)胞相互分離開來 清水 浸泡解離后的根尖約10min 漂洗根尖，洗去解離液 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染色3～5min 使染色體著色 題組　低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化的實(shí)驗(yàn)分析 1．下列有關(guān)“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(　　) A．低

37、溫誘導(dǎo)染色體加倍的原理和秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍的原理一致 B．改良苯酚品紅染液的作用是固定和染色 C．固定和解離后的漂洗液都是體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精 D．在高倍顯微鏡下可以觀察到細(xì)胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w的過程 答案　A 解析　低溫和秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍的原理，都是抑制細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍；改良苯酚品紅染液的作用是對(duì)染色體進(jìn)行染色；固定后的漂洗液是體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精，解離后的漂洗液是清水，目的是洗去多余的藥液，防止解離過度；經(jīng)解離后細(xì)胞已經(jīng)死亡，不能觀察到細(xì)胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w的過程。 2．四倍體大蒜的產(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

38、佳低溫，特設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。 (1)實(shí)驗(yàn)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、顯微鏡、改良苯酚品紅染液等。 (2)實(shí)驗(yàn)步驟 ①取五個(gè)培養(yǎng)皿，編號(hào)并分別加入紗布和適量的水。 ②將培養(yǎng)皿分別放入－4℃、0℃、____________、_________、_________的恒溫箱中1h。 ③取大蒜隨機(jī)均分成________組，分別________________誘導(dǎo)培養(yǎng)36小時(shí)。 ④分別取根尖____________cm，放入__________中固定0.5～1h，然后用______________________________________________

39、__________________________ 沖洗2次。 ⑤制作裝片：解離→______________→______________→制片。 ⑥低倍鏡檢測(cè)，______________________________________，并記錄結(jié)果。 (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：染色體數(shù)目加倍率最高的一組為最佳低溫。 (4)實(shí)驗(yàn)分析 a．設(shè)置實(shí)驗(yàn)步驟②的目的： ________________________________________________________________________ ________________________________________

40、________________________________。 b．對(duì)染色體染色還可以用________________、__________________等。 c．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℃　12℃?、畚濉》湃胛鍌€(gè)培養(yǎng)皿中?、?.5～1　卡諾氏液　體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精?、萜础∪旧、藿y(tǒng)計(jì)每組視野中的染色體數(shù)目加倍率 (4)a.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(duì)照；恒溫處理1h是為了排除室溫對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾 b．龍膽紫溶液　醋酸洋紅溶液　c．秋水仙素

41、　抑制紡錘體的形成 解析　本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄空T導(dǎo)大蒜染色體數(shù)目加倍的最佳低溫，所以溫度應(yīng)設(shè)置為變量，不同溫度處理是為了進(jìn)行相互對(duì)照，恒溫處理1h是為了在DNA復(fù)制時(shí)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)目均加倍，所以要統(tǒng)計(jì)加倍率來確定最佳低溫。 關(guān)于“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)的3個(gè)易錯(cuò)提醒 (1)細(xì)胞是死的而非活的：顯微鏡下觀察到的細(xì)胞是已被鹽酸殺死的細(xì)胞。 (2)材料不能隨意選?。赫`將低溫處理“分生組織細(xì)胞”等同于“任何細(xì)胞”。選材應(yīng)選用能進(jìn)行分裂的分生組織細(xì)胞，否則不會(huì)出現(xiàn)染色體加倍的情況。 (3)著絲粒分裂與紡錘體無關(guān)：誤

42、將“抑制紡錘體形成”等同于“著絲粒不分裂”。著絲粒是自動(dòng)分裂，無紡錘絲牽引，著絲粒也分裂。 知識(shí)網(wǎng)絡(luò)　答題語(yǔ)句 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 要語(yǔ)強(qiáng)記 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，但是攜帶著控制這種生物生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳和變異的全部信息。 3．體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體，叫單倍體。與正常植株相比，單倍體植株長(zhǎng)得弱小，并且高度不育。 4．由受精卵發(fā)育而成，體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體叫多倍體。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。 5．誘變育種能產(chǎn)

43、生前所未有的新基因，創(chuàng)造變異新類型。 6．雜交育種能將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀集中到同一生物個(gè)體上。 探究高考　明確考向 1．(2015·全國(guó)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(hào)染色體部分缺失引起的，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。 2．(2014·上海，16)下圖顯示了染色體及其部分基因，對(duì)①和②過程最恰當(dāng)?shù)谋硎龇謩e是(　　) A．交換、缺失

44、 B．倒位、缺失 C．倒位、易位 D．交換、易位 答案　C 解析?、龠^程中F與m位置相反，表示的是染色體的倒位，②過程只有F，沒有m，但多出了一段原來沒有過的染色體片段，表示的是染色體的易位。 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(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 答案　C 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，而染色體結(jié)構(gòu)變異是關(guān)于染色體中某個(gè)片段的增加

45、、缺失、倒位、易位的情況，所以基因突變不會(huì)導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異，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，若突變個(gè)體之前為一個(gè)顯性純合體AA，突變成為Aa，個(gè)體的表現(xiàn)型也可能不改變，B錯(cuò)誤；基因突變中無論是堿基對(duì)的替換、增添、缺失，都會(huì)引起基因中堿基序列發(fā)生改變，染色體結(jié)構(gòu)變異中染色體某個(gè)片段的增加、缺失、倒位、易位的情況也會(huì)導(dǎo)致染色體中堿基序列發(fā)生改變，C正確；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。 4．(2014·上海，13)將雜合

46、的二倍體植株的花粉培育成一株幼苗，然后用秋水仙素處理，使其能正常開花結(jié)果。該幼苗發(fā)育成的植株具有的特征是(　　) A．能穩(wěn)定遺傳 B．單倍體 C．有雜種優(yōu)勢(shì) D．含四個(gè)染色體組 答案　A 解析　雜合的二倍體植株的花粉含有一個(gè)染色體組，培育成一株幼苗的體細(xì)胞也含有一個(gè)染色體組，用秋水仙素處理加倍后為純合的二倍體，能穩(wěn)定遺傳。 5．(2013·四川，5)大豆植株的體細(xì)胞含40條染色體。用放射性60Co處理大豆種子后，篩選出一株抗花葉病的植株X，取其花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到若干單倍體植株，其中抗病植株占50%。下列敘述正確的是(　　) A．用花粉離體培養(yǎng)獲得的抗病植株，其細(xì)胞仍具有全能

47、性 B．單倍體植株的細(xì)胞在有絲分裂后期，共含有20條染色體 C．植株X連續(xù)自交若干代，純合抗病植株的比例逐代降低 D．放射性60Co誘發(fā)的基因突變，可以決定大豆的進(jìn)化方向 答案　A 解析　單倍體植株體細(xì)胞仍具有全能性，故A正確；單倍體植株的細(xì)胞中有20條染色體，在有絲分裂后期染色體加倍，應(yīng)含40條染色體；雜合體連續(xù)自交，其純合度提高；基因突變可為生物進(jìn)化提供原始材料，不能決定生物進(jìn)化的方向，生物進(jìn)化的方向取決于“自然選擇”，故B、C、D選項(xiàng)所述不正確。 6．(2010·江蘇，10)為解決二倍體普通牡蠣在夏季因產(chǎn)卵而出現(xiàn)肉質(zhì)下降的問題，人們培育出三倍體牡蠣。利用普通牡蠣培育三倍體牡蠣

48、合理的方法是(　　) A．利用水壓抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新個(gè)體 B．用被γ射線破壞了細(xì)胞核的精子刺激卵細(xì)胞，然后培育形成新個(gè)體 C．將早期胚胎細(xì)胞的細(xì)胞核植入去核卵細(xì)胞中，然后培育形成新個(gè)體 D．用化學(xué)試劑阻止受精后的次級(jí)卵母細(xì)胞釋放極體，然后培育形成新個(gè)體 答案　D 解析　A項(xiàng)卵裂是有絲分裂，若抑制第一次卵裂不可能產(chǎn)生三倍體；B項(xiàng)精子被破壞，則只靠卵細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)育而成的個(gè)體為單倍體；C項(xiàng)中去核卵細(xì)胞中植入早期胚胎細(xì)胞的細(xì)胞核，則發(fā)育成由該細(xì)胞核決定的二倍體；D項(xiàng)中受精后的卵細(xì)胞將正常發(fā)育成為二倍體，若極體不能正常釋放，則極體中所含的一個(gè)染色體組將保留在受精卵中，

49、導(dǎo)致產(chǎn)生三倍體。 7．(2014·新課標(biāo)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?fàn)?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，一般來說，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。若按照孟德爾遺傳規(guī)律來預(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，且符合分離規(guī)律；其余兩個(gè)條件是 _______________________

50、_________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (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)來進(jìn)行檢驗(yàn)，請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出該測(cè)交實(shí)驗(yàn)的過程。 __________________________________________

51、______________________________ ________________________________________________________________________。 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，且符合分離規(guī)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 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，遵循基因的自由組合規(guī)律，每對(duì)基因單獨(dú)考慮時(shí)符合分離規(guī)律。(3)測(cè)交是指用F1和隱性純合體雜交，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)。 20