（浙江選考）2020版高考生物新導(dǎo)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第19講 生物變異的來(lái)源與應(yīng)用（含解析）講義.docx

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第19講　生物變異的來(lái)源與應(yīng)用 [考綱要求]　1.基因重組(a)。2.基因突變(b)。3.染色體畸變(a)。4.雜交育種、誘變育種、單倍體育種和多倍體育種(a)。5.雜交育種和誘變育種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用(b)。6.轉(zhuǎn)基因技術(shù)(a)。7.生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用(c)。8.轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性(b)。 考點(diǎn)一　生物變異的來(lái)源 1.變異的類型 (1)不遺傳的變異：環(huán)境因素引起的變異，遺傳物質(zhì)沒(méi)有改變，不能遺傳給后代。 (2)可遺傳的變異：遺傳物質(zhì)改變所引起的變異。 (3)可遺傳的變異來(lái)源：基因重組、基因突變、染色體畸變。 2.基因重組 3.基因突變 提醒　分析基因突變未引起生物性狀改變的原因 (1)從密碼子與氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系分析：密碼子具有簡(jiǎn)并性，不同的密碼子有可能翻譯出相同的氨基酸。 (2)從基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系分析：由純合子中的顯性基因突變成雜合子中的隱性基因。 4.染色體畸變 (1)染色體結(jié)構(gòu)變異 (2)染色體數(shù)目變異 ①概念：生物細(xì)胞中染色體數(shù)目的增加或減少。 ②類型 a.整倍體變異：體細(xì)胞的染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍增加或減少。 b.非整倍體變異：體細(xì)胞中個(gè)別染色體的增加或減少。 ③基本概念 a.染色體組：一般將二倍體生物的一個(gè)配子中的全部染色體稱為染色體組，其中包含了該種生物的一整套遺傳物質(zhì)。 b.單倍體：體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體。 c.二倍體：由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體。 d.多倍體：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。 提醒　“三體”≠“三倍體” 三體是二倍體(含兩個(gè)染色體組)，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；三倍體則是指由受精卵發(fā)育而來(lái)的體細(xì)胞中含三個(gè)染色體組的個(gè)體，其每種形態(tài)的染色體為“三三相同”。 (1)基因重組是有性生殖生物發(fā)生變異的重要來(lái)源(　√　) (2)下面兩圖均表示發(fā)生了基因重組(　　) (3)基因突變是生物變異的根本來(lái)源，是所有生物都可發(fā)生的變異類型(　√　) (4)發(fā)生在體細(xì)胞中的基因突變一般不能傳給后代，因此屬于不可遺傳的變異(　　) (5)染色體畸變只發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中(　　) (6)非同源染色體之間的片段互換并沒(méi)有導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)基因種類和數(shù)目的改變，所以生物的性狀也保持不變(　　) (7)單倍體體細(xì)胞中不一定只含有一個(gè)染色體組(　√　) 下列是細(xì)胞分裂示意圖，回答下列問(wèn)題： (1)如果圖甲是有絲分裂后期圖像，兩條子染色體上的兩個(gè)基因不同，則為基因突變的結(jié)果。 (2)如果圖乙是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體(同白或同黑)上的兩基因不同，則為基因突變的結(jié)果。 (3)如果圖丙是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體(顏色不一致)上的兩基因不同，則為交叉互換(基因重組)的結(jié)果。 1.基因突變的原因與結(jié)果分析 2.基因突變對(duì)性狀的影響 (1)基因突變對(duì)蛋白質(zhì)的影響 堿基對(duì) 影響范圍 對(duì)氨基酸序列的影響 替換 小 除非終止密碼提前出現(xiàn)，否則只改變1個(gè)氨基酸或不改變氨基酸序列 增加 大 不影響插入位置前的序列而影響插入位置后的序列 缺失 大 不影響缺失位置前的序列而影響缺失位置后的序列 (2)基因突變不一定導(dǎo)致生物性狀改變的原因 ①突變可能發(fā)生在非編碼蛋白質(zhì)的脫氧核苷酸序列中。 ②基因突變后形成的密碼子與原密碼子決定的是同一種氨基酸。 ③基因突變?nèi)魹殡[性突變，如AA→Aa，不會(huì)導(dǎo)致性狀的改變。 3.染色體結(jié)構(gòu)變異及其與基因突變、交叉互換的區(qū)別 項(xiàng)目 缺失 重復(fù) 倒位 易位 圖解 聯(lián)會(huì) 圖像 結(jié)果 ①染色體結(jié)構(gòu)變異的機(jī)理是染色體上某一片段斷裂后，發(fā)生了缺失或錯(cuò)誤的連接，使位于染色體上的基因數(shù)目和排列順序發(fā)生改變，進(jìn)而改變生物的性狀，其對(duì)生物體一般是不利的； ②在光學(xué)顯微鏡下可見(jiàn)，可進(jìn)一步通過(guò)分析染色體組型來(lái)區(qū)別類型 (1)染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失是指染色體片段的丟失，從而引起片段上多個(gè)基因也隨之丟失；而基因突變中的缺失是指基因中少數(shù)堿基對(duì)的丟失，從而引起基因結(jié)構(gòu)的改變。換言之，前者的發(fā)生將導(dǎo)致整個(gè)基因的丟失，基因數(shù)量減少；后者的發(fā)生將導(dǎo)致某基因變成其等位基因，基因數(shù)量不變。 (2)染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位發(fā)生在非同源染色體之間，基因在染色體上的排列順序發(fā)生改變；而基因重組中的交叉互換發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，基因的數(shù)目和排列順序沒(méi)有改變。 (3)基因突變、基因重組和染色體結(jié)構(gòu)變異都能導(dǎo)致DNA分子結(jié)構(gòu)的改變，但能改變基因的“質(zhì)”的僅是基因突變。 命題點(diǎn)一　基因重組 1.下列有關(guān)基因重組的敘述中，正確的是(　　) A.基因型為Aa的個(gè)體自交，因基因重組而導(dǎo)致子代性狀分離 B.基因A因替換、增加或缺失部分堿基而形成它的等位基因a，這屬于基因重組 C.造成同卵雙生姐妹間性狀差異的主要原因是基因重組 D.YyRr自交后代出現(xiàn)不同于親本的新類型過(guò)程中發(fā)生了基因重組 答案　D 解析　基因型為Aa的個(gè)體自交，因基因分離而導(dǎo)致子代性狀分離，這里只涉及一對(duì)等位基因，不會(huì)發(fā)生基因重組，A錯(cuò)誤；基因A因替換、增加或缺失部分堿基而形成它的等位基因a，這屬于基因突變，B錯(cuò)誤；造成同卵雙生姐妹間性狀差異的主要原因是環(huán)境因素，C錯(cuò)誤；YyRr自交后代出現(xiàn)不同于親本的新類型過(guò)程中發(fā)生了基因重組，D正確。 2.某植株的一條染色體發(fā)生缺失畸變，含該缺失染色體的花粉不育，缺失染色體上具有紅色顯性基因B，正常染色體上具有白色隱性基因b(如圖)。若以該植株為父本，測(cè)交后代中部分表現(xiàn)為紅色性狀。下列解釋最合理的是(　　) A.減數(shù)分裂時(shí)姐妹染色單體1或2上的基因b突變?yōu)锽 B.減數(shù)第二次分裂時(shí)姐妹染色單體3與4自由分離 C.減數(shù)第二次分裂時(shí)非姐妹染色單體之間自由組合 D.減數(shù)第一次分裂時(shí)非姐妹染色單體之間交叉互換 答案　D 解析　從題中信息可知，突變植株為父本，其減數(shù)分裂產(chǎn)生的雄配子為和，其中不育。正常情況下，測(cè)交后代的表現(xiàn)型應(yīng)都為白色性狀，而題中已知測(cè)交后代中部分為紅色性狀，說(shuō)明父本減數(shù)分裂過(guò)程中產(chǎn)生了含B基因的可育花粉，而產(chǎn)生這種花粉最可能的原因是減數(shù)第一次分裂過(guò)程中同源染色體聯(lián)會(huì)時(shí)非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換，故D最符合題意。 基因重組類型比較 重組 類型 同源染色體上非等位基因的重組 非同源染色體上非等位基因間的重組 DNA分子重組技術(shù) 發(fā)生 時(shí)間 減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期 減數(shù)第一次分裂后期 在體外將目的基因與載體重組后導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)，并與細(xì)胞內(nèi)基因重組 發(fā)生 機(jī)制 同源染色體非姐妹染色單體之間的交叉互換導(dǎo)致姐妹染色單體上的基因重新組合 非同源染色體自由組合導(dǎo)致非同源染色體上非等位基因間的重組 目的基因經(jīng)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞，導(dǎo)致受體細(xì)胞中基因重組 命題點(diǎn)二　基因突變 3.(2019寧波模擬)編碼酶a的基因中某個(gè)堿基被替換時(shí)，表達(dá)產(chǎn)物將變成酶b。如圖顯示了與酶a相比，酶b可能出現(xiàn)的四種情況，下列敘述正確的是(　　) A.情況1一定是因?yàn)榘被嵝蛄袥](méi)有變化 B.情況2可能是因?yàn)殡逆湹目臻g結(jié)構(gòu)發(fā)生變化 C.情況3可能是因?yàn)橥蛔儗?dǎo)致終止密碼子位置后移 D.由情況3和情況4可以得出肽鏈越長(zhǎng)活性越高 答案　B 解析　密碼子具有簡(jiǎn)并性，所以基因中某個(gè)堿基被替換后形成的密碼子決定的氨基酸并不一定改變，情況1中酶活性不變且氨基酸數(shù)目不變，可能是因?yàn)榘被嵝蛄袥](méi)有變化，也可能是氨基酸序列雖然改變但不影響酶的活性，A錯(cuò)誤；情況2中酶活性降低，但氨基酸數(shù)目沒(méi)有改變，可能是因?yàn)殡逆湹目臻g結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，B正確；情況3中酶活性降低且氨基酸數(shù)目減少，可能是因?yàn)橥蛔儗?dǎo)致了終止密碼子的位置前移，C錯(cuò)誤；由情況2、3、4可知，并不是肽鏈越長(zhǎng)活性越高，D錯(cuò)誤。 4.下圖是某基因型為AABb的生物(2n＝4)細(xì)胞分裂示意圖。下列敘述正確的是(　　) A.圖甲中細(xì)胞正在進(jìn)行減數(shù)第二次分裂 B.圖甲所示分裂過(guò)程中可能發(fā)生基因重組 C.圖乙中①和②上相應(yīng)位點(diǎn)的基因A、a一定是基因突變?cè)斐傻? D.圖乙細(xì)胞中染色體、染色單體和核DNA數(shù)量之比為1∶1∶2 答案　C 解析　該生物(2n＝4)體細(xì)胞含有4條染色體，圖甲中細(xì)胞每一極均有4條染色體，應(yīng)為有絲分裂后期，A項(xiàng)錯(cuò)誤；有絲分裂過(guò)程中不會(huì)發(fā)生基因重組，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該生物體細(xì)胞中不含有a基因，圖乙中姐妹染色單體①和②上相應(yīng)位點(diǎn)的基因A、a一定是基因突變?cè)斐傻?，C項(xiàng)正確；圖乙細(xì)胞中染色體、染色單體和核DNA數(shù)量之比為1∶2∶2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 “對(duì)比法”判斷姐妹染色單體上等位基因的來(lái)源 (1)根據(jù)細(xì)胞分裂方式 ①如果是有絲分裂過(guò)程中姐妹染色單體上基因不同，則為基因突變的結(jié)果，如圖甲。 ②如果是減數(shù)分裂過(guò)程中姐妹染色單體上基因不同，可能發(fā)生了基因突變或交叉互換，如圖乙。 (2)根據(jù)變異前體細(xì)胞的基因型(適用減數(shù)分裂) ①如果親代基因型為AA或aa，則引起姐妹染色單體上A與a不同的原因是基因突變。 ②如果親代基因型為Aa，則引起姐妹染色單體上A與a不同的原因是基因突變或交叉互換。 命題點(diǎn)三　染色體組與生物倍性的判斷 5.下列關(guān)于如圖所示細(xì)胞中所含的染色體的敘述，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)育而成的，是單倍體 答案　C 解析　分析細(xì)胞中的染色體形態(tài)可知，圖a含有4個(gè)染色體組，圖b含有3個(gè)染色體組，A錯(cuò)誤；如果圖b代表的生物是由配子發(fā)育而成的，則圖b代表的生物是單倍體，如果圖b代表的生物是由受精卵發(fā)育而成的，則圖b代表的生物是三倍體，B錯(cuò)誤；圖c含有2個(gè)染色體組，若圖c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正確；圖d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，D錯(cuò)誤。 6.如圖為某高等動(dòng)物的一組細(xì)胞分裂圖像，下列分析判斷正確的是(　　) A.丙產(chǎn)生的子細(xì)胞的基因型為AB和ab B.甲、乙、丙三個(gè)細(xì)胞中均含有兩個(gè)染色體組 C.甲細(xì)胞形成乙細(xì)胞過(guò)程中產(chǎn)生的基因突變通常能遺傳到子代個(gè)體中 D.丙細(xì)胞產(chǎn)生子細(xì)胞的過(guò)程中發(fā)生了非等位基因自由組合 答案　B 解析　根據(jù)甲中染色體上的基因分布情況可知，丙產(chǎn)生的子細(xì)胞的基因型只有AB一種，A錯(cuò)誤；甲、乙、丙三個(gè)細(xì)胞中均含有兩個(gè)染色體組，B正確；甲→乙表示有絲分裂，屬于體細(xì)胞的增殖過(guò)程，而體細(xì)胞突變一般不遺傳給子代，C錯(cuò)誤；非等位基因的自由組合發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過(guò)程中，丙細(xì)胞處于減數(shù)第二次分裂后期，其產(chǎn)生子細(xì)胞的過(guò)程中不發(fā)生非等位基因自由組合，D錯(cuò)誤。 染色體組數(shù)及單倍體、二倍體和多倍體的判斷 (1)染色體組數(shù)的判斷方法 ①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。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)。 ②根據(jù)基因型判斷：控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，就含有幾個(gè)染色體組——每個(gè)染色體組內(nèi)不含等位基因或相同基因。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)。 (2)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，即含有幾個(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。 (3)“二看法”判斷單倍體、二倍體與多倍體 命題點(diǎn)四　染色體畸變 7.(2018溫州期末)下列有關(guān)染色體畸變的敘述，正確的是(　　) A.整倍體變異必然導(dǎo)致基因數(shù)量的增加 B.易位發(fā)生在同源染色體之間或非同源染色體之間 C.缺失是由于基因內(nèi)少數(shù)或個(gè)別堿基對(duì)的丟失 D.染色體結(jié)構(gòu)變異導(dǎo)致了染色體上基因數(shù)目和排列順序的變化 答案　D 解析　整倍體變異必然導(dǎo)致基因數(shù)量的增加或減少，A錯(cuò)誤；易位只能發(fā)生在非同源染色體之間，B錯(cuò)誤；基因內(nèi)少數(shù)或個(gè)別堿基對(duì)的丟失屬于基因突變，C錯(cuò)誤；染色體結(jié)構(gòu)變異導(dǎo)致了染色體上基因數(shù)目和排序的變化，D正確。 8.下圖①～④分別表示不同的變異，下列有關(guān)分析正確的是(　　) A.①②都表示易位，發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期 B.四種變異都屬于可遺傳變異類型 C.④一定是由于染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復(fù)導(dǎo)致的 D.③表示染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失 答案　B 解析?、俦硎窘徊婊Q(導(dǎo)致基因重組)，發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期；②表示易位，不一定發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期，A錯(cuò)誤；①屬于基因重組，②④屬于染色體畸變，③屬于基因突變，它們都屬于可遺傳的變異，B正確；④中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復(fù)，C錯(cuò)誤；③中的變異屬于基因突變，D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)二　生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用 1.雜交育種 (1)含義：有目的地將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀組合在一起，培育出更優(yōu)良的新品種的方法。一般可以通過(guò)雜交、選擇、純合化等手段培養(yǎng)出新品種。 (2)育種原理：基因重組。 (3)方法：雜交→自交→選種→自交。 2.誘變育種 (1)含義：利用物理、化學(xué)因素誘導(dǎo)生物發(fā)生變異，并從變異后代中選育新品種的過(guò)程。 (2)育種原理：基因突變和染色體畸變。 (3)方法：輻射誘變、化學(xué)誘變。 (4)特點(diǎn) ①誘發(fā)突變可明顯提高基因的突變率和染色體的畸變率，即可提高突變頻率。 ②能在較短時(shí)間內(nèi)有效改良生物品種的某些性狀。 ③改良作物品質(zhì)，增強(qiáng)抗逆性。 3.單倍體育種 (1)含義：利用單倍體作為中間環(huán)節(jié)產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀的可育純合子的育種方法。 (2)原理：染色體數(shù)目變異。 (3)優(yōu)點(diǎn) (4)單倍體育種程序 用常規(guī)方法獲得雜種F1→F1花藥離體培養(yǎng)形成愈傷組織，并誘導(dǎo)其分化成幼苗→用秋水仙素處理幼苗，獲得可育的純合植株。 4.多倍體育種 (1)方法：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼苗等，使染色體加倍。 (2)誘導(dǎo)劑作用機(jī)理：抑制細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成，因此染色體雖已復(fù)制，但不能分離，最終導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍。 (3)實(shí)例：三倍體無(wú)籽西瓜的培育 5.轉(zhuǎn)基因技術(shù) (1)含義：指利用分子生物學(xué)和基因工程的手段，將某種生物的基因(外源基因)轉(zhuǎn)移到其他生物物種中，使其出現(xiàn)原物種不具有的新性狀的技術(shù)。 (2)原理：基因重組。 (3)過(guò)程：用人工方法將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因整合到受體細(xì)胞的染色體上→目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)得以表達(dá)，并能穩(wěn)定遺傳。 (4)特點(diǎn)：定向改變生物性狀。 (1)依據(jù)基因重組原理，采用的育種方法可有雜交育種和轉(zhuǎn)基因育種(　√　) (2)Aa自交，因基因重組導(dǎo)致子代發(fā)生性狀分離(　　) (3)單倍體育種的目的是獲得單倍體植株(　　) (4)單倍體育種過(guò)程中常用秋水仙素對(duì)單倍體的幼苗或萌發(fā)的種子進(jìn)行處理以誘導(dǎo)染色體加倍(　　) (5)多倍體植物器官大，細(xì)胞也大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較高，因此在生產(chǎn)上有較高的利用價(jià)值(　√　) (6)單倍體育種和多倍體育種都要用到植物的組織培養(yǎng)技術(shù)(　　) (7)轉(zhuǎn)基因育種是一種定向的育種方法(　√　) 圖中甲、乙表示水稻兩個(gè)品種，A、a和B、b分別表示位于兩對(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(guò)程，請(qǐng)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(guò)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(duì)染色體上的基因都是純合的，自交后代不會(huì)發(fā)生性狀分離，因此縮短了育種年限。 (2)④⑥的育種原理分別是什么？ 提示?、艿挠N原理為基因突變，⑥的育種原理為染色體畸變。 (3)圖中最簡(jiǎn)便及最難以達(dá)到育種目標(biāo)的育種途徑分別是哪個(gè)過(guò)程？ 提示　圖中最簡(jiǎn)便的育種途徑為①②過(guò)程所示的雜交育種，但育種周期較長(zhǎng)；最難以達(dá)到目標(biāo)的育種途徑為④過(guò)程。 (4)雜交育種選育從F2開(kāi)始的原因是什么？其實(shí)踐過(guò)程中一定需要連續(xù)自交嗎？為什么？ 提示　因?yàn)閺腇2開(kāi)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(gè)體即可。 (5)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(wú)減數(shù)分裂，不能進(jìn)行雜交育種，所以一般選誘變育種。 1.育種的類型、原理及優(yōu)缺點(diǎn)比較 名稱 原理 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 雜交育種 基因重組 ①操作簡(jiǎn)單；②使分散在同一物種不同品種中的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于同一個(gè)體上，即“集優(yōu)” ①育種時(shí)間長(zhǎng)；②局限于同一種或親緣關(guān)系較近的個(gè)體 誘變育種 基因突變或染色體畸變 ①提高變異頻率，加快育種進(jìn)程；②大幅度改良某些性狀 有利變異少，需處理大量實(shí)驗(yàn)材料(有很大盲目性) 單倍體 育種 染色體數(shù)目變異 ①明顯縮短育種年限；②能排除顯隱性干擾，提高效率 技術(shù)復(fù)雜且需與雜交育種配合 多倍體 育種 染色體數(shù)目變異 操作簡(jiǎn)單，能較快獲得所需品種 所獲品種發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低，一般只適用于植物 基因工 程育種 基因重組 ①能定向地改變生物的遺傳性狀；②目的性強(qiáng)；③育種周期短；④克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 ①技術(shù)復(fù)雜；②安全性問(wèn)題多 2.育種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)舉例 (1)利用雜交育種培育寬葉抗病植株 (2)利用單倍體育種培育寬葉抗病植株 (3)利用多倍體育種培育無(wú)籽西瓜 命題點(diǎn)一　育種方法及實(shí)例 1.(2018浙江超級(jí)全能生聯(lián)考)太空育種是集航天技術(shù)、生物技術(shù)和農(nóng)業(yè)育種技術(shù)于一體的育種新途徑，它是利用強(qiáng)輻射、微重力和高真空等太空綜合環(huán)境因素誘發(fā)植物種子發(fā)生變異的。這種育種方式屬于(　　) A.誘變育種 B.雜交育種 C.多倍體育種 D.基因工程育種 答案　A 解析　在強(qiáng)輻射、微重力和高真空等太空綜合環(huán)境因素誘發(fā)下，DNA分子容易發(fā)生堿基對(duì)的缺失、增加或替換，從而導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變，這種變異屬于基因突變。 2.(2019浙江五校聯(lián)考)下列關(guān)于育種的敘述，正確的是(　　) A.雜交育種一般通過(guò)雜交、選擇、純合化等手段培養(yǎng)新品種 B.紫外線照射能增加DNA分子上的堿基發(fā)生變化的概率導(dǎo)致染色體畸變 C.誘導(dǎo)單倍體的染色體加倍獲得的純合子，即為可育良種 D.在單倍體與多倍體的育種中，通常用秋水仙素處理萌發(fā)的種子 答案　A 解析　雜交育種一般通過(guò)雜交、選擇、純合化等手段培養(yǎng)新品種，A正確；紫外線照射能增加DNA分子上的堿基發(fā)生變化的概率，從而使基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的概率增大，B錯(cuò)誤；誘導(dǎo)單倍體的染色體加倍獲得的純合子，經(jīng)選擇淘汰后可選育出可育良種，C錯(cuò)誤；在單倍體育種中通常用秋水仙素處理幼苗，而在多倍體育種中通常用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，D錯(cuò)誤。 命題點(diǎn)二　雜交育種和誘變育種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 3.(2018湖州一中期末)“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室為探索空間植物生長(zhǎng)、發(fā)育提供了良好的在軌研究平臺(tái)，研究人員能夠直接觀察不同植物的種子在太空中從萌發(fā)、生長(zhǎng)、開(kāi)花到結(jié)籽的全過(guò)程，得以更好地了解和掌握未來(lái)太空農(nóng)業(yè)發(fā)展的可能。下列有關(guān)太空培養(yǎng)植物的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A.在太空微重力條件下，種子萌發(fā)時(shí)可能會(huì)發(fā)生基因突變 B.植物在太空結(jié)出的種子萌發(fā)后性狀不一定發(fā)生改變 C.太空植物開(kāi)花結(jié)籽過(guò)程中的變異來(lái)源主要是基因突變 D.植物在太空的生長(zhǎng)過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生染色體畸變 答案　C 解析　種子萌發(fā)時(shí)，細(xì)胞分裂旺盛，在太空微重力條件下，可能會(huì)發(fā)生基因突變，A正確；植物在太空結(jié)出的種子不一定發(fā)生基因突變，若發(fā)生基因突變，由于密碼子的簡(jiǎn)并性，發(fā)生基因突變的種子萌發(fā)后性狀不一定發(fā)生改變，B正確；太空植物開(kāi)花結(jié)籽過(guò)程中的變異來(lái)源主要是基因重組，C錯(cuò)誤；植物在太空的生長(zhǎng)過(guò)程中進(jìn)行細(xì)胞分裂，所以可能會(huì)發(fā)生染色體畸變，D正確。 4.在家兔中黑毛(B)對(duì)褐毛(b)是顯性，短毛(E)對(duì)長(zhǎng)毛(e)是顯性，遵循基因的自由組合定律。現(xiàn)有純合黑色短毛兔、褐色長(zhǎng)毛兔、褐色短毛兔三個(gè)品種。請(qǐng)回答： (1)設(shè)計(jì)培育出能穩(wěn)定遺傳的黑色長(zhǎng)毛兔的育種方案： 第一步：讓基因型為_(kāi)_______的兔子和基因型為_(kāi)_____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(zhǎng)毛兔的個(gè)體，讓它們各自與表現(xiàn)型為_(kāi)______________的異性兔雜交，分別觀察每對(duì)兔子產(chǎn)生的子代，若后代足夠多且_______________，則該F2中的黑色長(zhǎng)毛兔即為能穩(wěn)定遺傳的黑色長(zhǎng)毛兔。 (2)該育種方案的原理是________________。 (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(zhǎng)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(zhǎng)毛，則這兩只兔子就是能穩(wěn)定遺傳的黑色長(zhǎng)毛兔？為什么？__________(填“能”或“不能”)，原因是__________________________________________。 答案　(1)BBEE　bbee(順序可對(duì)調(diào))　雌雄個(gè)體相互交配　褐色長(zhǎng)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(zhǎng)毛的雌雄兔子交配，所產(chǎn)生的子代均為黑色長(zhǎng)毛，只能說(shuō)明這兩只黑色長(zhǎng)毛兔中至少有一只是能穩(wěn)定遺傳的 解析　(1)要想獲得能穩(wěn)定遺傳的黑色長(zhǎng)毛兔(BBee)，應(yīng)選擇黑色短毛兔(BBEE)和褐色長(zhǎng)毛兔(bbee)作為親本雜交，但是獲得的F1全為雜合子，因此必須讓F1雌雄個(gè)體之間相互交配，在F2中選擇出黑色長(zhǎng)毛兔，然后再通過(guò)測(cè)交的方法選擇出后代不發(fā)生性狀分離的個(gè)體即可。 (2)雜交育種的原理是基因重組。(3)黑色長(zhǎng)毛兔的基因型為B_ee，如果讓黑色長(zhǎng)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(zhǎng)毛，只能說(shuō)明這兩只黑色長(zhǎng)毛兔中至少有一只能穩(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(zhǎng)毛兔。 命題點(diǎn)三　轉(zhuǎn)基因技術(shù)、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性 5.下列有關(guān)轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因生物的敘述中，正確的是(　　) A.轉(zhuǎn)基因食品只能用作牲畜飼料 B.轉(zhuǎn)基因食品與非轉(zhuǎn)基因食品的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)種類差別很大 C.目前對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的安全性仍然存在爭(zhēng)議 D.目前我國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物的研究和試驗(yàn)尚未作出具體規(guī)定 答案　C 解析　轉(zhuǎn)基因食品也可以食用，A錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)基因食品與非轉(zhuǎn)基因食品的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)種類差別不大，B錯(cuò)誤；目前對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的安全性仍然存在爭(zhēng)議，C正確；我國(guó)針對(duì)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物的研究和試驗(yàn)頒布了《轉(zhuǎn)基因食品衛(wèi)生管理辦法》等一系列法規(guī)，D錯(cuò)誤。 6.隨著基因工程的興起，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性問(wèn)題。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.公眾應(yīng)科學(xué)理性地對(duì)待轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品 B.基因工程在醫(yī)、農(nóng)、林等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景 C.在我國(guó)生產(chǎn)及銷售轉(zhuǎn)基因食品的行為都是違法的 D.國(guó)家應(yīng)通過(guò)相關(guān)法律法規(guī)科學(xué)管理轉(zhuǎn)基因生物 答案　C 解析　公眾應(yīng)科學(xué)理性地對(duì)待轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品，正確的做法應(yīng)該是趨利避害，不能因噎廢食，A正確；基因工程由于能定向改造生物，在醫(yī)、農(nóng)、林等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，B正確；在我國(guó)生產(chǎn)及銷售轉(zhuǎn)基因食品的行為是合法的，但需要標(biāo)明轉(zhuǎn)基因食品，C錯(cuò)誤；我國(guó)對(duì)轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品的安全性問(wèn)題十分重視，采取了許多必要的措施以保證其安全性，還應(yīng)通過(guò)相關(guān)法律法規(guī)科學(xué)管理轉(zhuǎn)基因生物，D正確。 命題點(diǎn)四　生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用 7.(2018浙江金、麗、衢十二校聯(lián)考)油菜細(xì)胞中有一種中間代謝產(chǎn)物簡(jiǎn)稱PEP，在兩對(duì)獨(dú)立遺傳的等位基因A、a和B、b的控制下，可轉(zhuǎn)化為油脂和蛋白質(zhì)。某科研小組研究出產(chǎn)油率更高的油菜品種，基本原理如下圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A.促進(jìn)物質(zhì)C的形成可以提高產(chǎn)油率 B.基因A與物質(zhì)C在化學(xué)組成上的區(qū)別是前者含有胸腺嘧啶和脫氧核糖 C.過(guò)程①和過(guò)程②所需的嘌呤堿基數(shù)量不一定相同 D.基因A和基因B位置的互換屬于基因重組 答案　D 解析　由圖可知，物質(zhì)C的合成會(huì)抑制基因B的表達(dá)，進(jìn)而抑制PEP轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)，促進(jìn)PEP轉(zhuǎn)化為油脂，提高產(chǎn)油率，A正確；基因A與物質(zhì)C(雙鏈RNA)在化學(xué)組成上的區(qū)別是前者含有胸腺嘧啶和脫氧核糖，后者含有尿嘧啶和核糖，B正確；過(guò)程①和過(guò)程②的模板鏈不同，因此二者所需的嘌呤堿基數(shù)量不一定相同，C正確；兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳，即基因A和基因B在非同源染色體上，因此基因A和基因B位置的互換屬于染色體畸變，D錯(cuò)誤。 8.如圖是利用野生獼猴桃種子(aa,2n＝58)為材料培育無(wú)籽獼猴桃新品種(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 答案　B 解析　③和⑥都可用秋水仙素處理來(lái)實(shí)現(xiàn)染色體數(shù)目加倍，A項(xiàng)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＝1/61/6＝1/36，B項(xiàng)錯(cuò)誤；二倍體AA植株與四倍體AAAA植株雜交產(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(xiàng)正確；該生物一個(gè)染色體組含有染色體582＝29條，所以三倍體植株體細(xì)胞中染色體數(shù)目為293＝87條，D項(xiàng)正確。 命題點(diǎn)五　遺傳育種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 9.玉米長(zhǎng)果穗(H)對(duì)短果穗(h)為顯性，黃粒(F)對(duì)白粒(f)為顯性，兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳?，F(xiàn)有甲(HHFF)、乙(hhFF)、丙(HHff)三個(gè)品系的純種玉米。請(qǐng)回答問(wèn)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(zhǎng)果穗黃粒∶短果穗黃粒＝3∶1，那么該植株的基因型是________。 (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(zhǎng)果穗白粒和短果穗黃粒兩個(gè)玉米雜合子品種，為了達(dá)到長(zhǎng)期培育長(zhǎng)果穗黃粒(HhFf)玉米雜交種的目的，科研人員設(shè)計(jì)了如圖所示的快速育種方案： 圖中的處理方法A和B分別是指__________________、________________。以上育種過(guò)程中所依據(jù)的兩個(gè)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、染色體畸變 解析　(1)純種長(zhǎng)果穗黃粒與短果穗白粒玉米雜交得F1，F(xiàn)1的基因型為HhFf，F(xiàn)1與某植株雜交，后代的表現(xiàn)型及比例為長(zhǎng)果穗黃?！枚坦朦S粒＝3∶1，所以該植株的基因型為HhFF。(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(guò)程中所依據(jù)的兩個(gè)遺傳學(xué)原理是基因重組、染色體畸變。 10.如圖表示小麥的三個(gè)品系的部分染色體及基因組成。Ⅰ、Ⅱ表示染色體，D為矮稈基因，T為抗白粉病基因，R為抗矮黃病基因，均為顯性，d為高稈基因。乙品系是通過(guò)基因工程獲得的品系，丙品系由普通小麥與近緣種偃麥草雜交后，經(jīng)多代選育而來(lái)(圖中黑色部分是來(lái)自偃麥草的染色體片段)。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)普通小麥為六倍體，染色體數(shù)為42，若每個(gè)染色體組包含的染色體數(shù)相同，則小麥的一個(gè)染色體組含有__________條染色體。 (2)乙品系的變異類型是________________，丙品系的變異類型是________________。 (3)抗白粉病基因在控制蛋白質(zhì)合成的翻譯階段，________________沿著____________移動(dòng)，氨基酸相繼地加到延伸中的肽鏈上。 (4)甲和丙雜交得到F1，若減數(shù)分裂中Ⅰ甲與Ⅰ丙因差異較大不能正常配對(duì)，將隨機(jī)移向細(xì)胞的任何一極，而其他染色體正常配對(duì)，則F1產(chǎn)生的配子中DdR占__________(用分?jǐn)?shù)表示)。 (5)甲和乙雜交得到F1，請(qǐng)畫(huà)出F1能產(chǎn)生dT配子的次級(jí)精母細(xì)胞的分裂后期圖(假設(shè)不發(fā)生交叉互換，只需畫(huà)出Ⅰ、Ⅱ染色體，要求標(biāo)出相應(yīng)基因)。 (6)假設(shè)甲和乙雜交得到的F1的基因型為DdTt，請(qǐng)用遺傳圖解和必要的文字表示F1經(jīng)單倍體育種得到矮稈抗白粉病純合子的過(guò)程(請(qǐng)寫在下面的虛線框內(nèi))。 答案　(1)7　(2)基因重組　染色體結(jié)構(gòu)變異　(3)核糖體　mRNA　(4)1/4 (5)如圖所示 (6)如圖所示 解析　(1)普通小麥體細(xì)胞中有6個(gè)染色體組，42條染色體，所以其細(xì)胞的一個(gè)染色體組含有7條染色體。(2)乙品系是轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用，其原理是基因重組。丙品系中，普通小麥的Ⅰ號(hào)染色體上黑色部分的染色體片段來(lái)自偃麥草，偃麥草與普通小麥屬于兩個(gè)不同的物種，沒(méi)有同源染色體，所以在培育丙品系的過(guò)程中發(fā)生了染色體片段由偃麥草轉(zhuǎn)移到普通小麥的Ⅰ號(hào)染色體上的現(xiàn)象，這屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。(3)在翻譯過(guò)程中，核糖體沿著mRNA移動(dòng)，氨基酸相繼地加到延伸中的肽鏈上。(4)減數(shù)分裂中Ⅰ甲與Ⅰ丙因差異較大不能正常配對(duì)，故F1可產(chǎn)生4種基因型的配子：DdR、D、dR和不含這兩種基因的配子，其中DdR占1/4。(5)次級(jí)精母細(xì)胞分裂后期的上下對(duì)應(yīng)的兩條染色體，由一條染色體復(fù)制而來(lái)，對(duì)應(yīng)的兩條染色體上基因和染色體形態(tài)都應(yīng)相同。(6)單倍體育種過(guò)程中，先經(jīng)花藥離體培養(yǎng)得到單倍體幼苗，然后用秋水仙素處理使染色體數(shù)目加倍得到純合的二倍體，再?gòu)闹羞x出符合要求的個(gè)體。 探究真題　預(yù)測(cè)考向 1.(2017浙江11月選考)人類的鐮刀形細(xì)胞貧血癥是由于血紅蛋白基因中一個(gè)堿基對(duì)A－T替換成了T－A，引起血紅蛋白結(jié)構(gòu)改變所致。該實(shí)例不能說(shuō)明的是(　　) A.該變異屬于致死突變 B.基因突變是可逆的 C.堿基對(duì)替換會(huì)導(dǎo)致遺傳信息改變 D.基因控制生物性狀 答案　B 解析　人類的鐮刀形細(xì)胞貧血癥，使人患溶血性貧血，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡，A正確；題干中只是提到了堿基對(duì)A－T替換為T－A，并未體現(xiàn)基因突變的可逆性，B錯(cuò)誤；堿基對(duì)替換導(dǎo)致了基因結(jié)構(gòu)的改變，即導(dǎo)致了遺傳信息的改變，C正確；該實(shí)例體現(xiàn)了基因控制生物性狀，D正確。 2.除草劑敏感型的大豆經(jīng)輻射獲得抗性突變體，且敏感基因與抗性基因是1對(duì)等位基因。下列敘述正確的是(　　) A.突變體若為1條染色體的片段缺失所致，則該抗性基因一定為隱性基因 B.突變體若為1對(duì)同源染色體相同位置的片段缺失所致，則再經(jīng)誘變可恢復(fù)為敏感型 C.突變體若為基因突變所致，則再經(jīng)誘變不可能恢復(fù)為敏感型 D.抗性基因若為敏感基因中的單個(gè)堿基對(duì)替換所致，則該抗性基因一定不能編碼肽鏈 答案　A 解析　A項(xiàng)，突變體若為1條染色體的片段缺失所致，缺失后表現(xiàn)為抗性突變體，則可推測(cè)出除草劑敏感型的大豆是雜合子，缺失片段中含有顯性基因，缺失后即表現(xiàn)了隱性基因控制的性狀；B項(xiàng)，突變體若為1對(duì)同源染色體相同位置的片段缺失所致，則會(huì)導(dǎo)致控制該性狀的一對(duì)基因都丟失，經(jīng)誘變后不可能使基因從無(wú)到有；C項(xiàng)，突變體若為基因突變所致，由于基因突變具有多方向性，所以經(jīng)誘變可能恢復(fù)為敏感型；D項(xiàng)，抗性基因若為敏感基因中的單個(gè)堿基對(duì)替換所致，若該堿基對(duì)不在基因的前端(對(duì)應(yīng)起始密碼)就能編碼肽鏈，肽鏈的長(zhǎng)短變化需要根據(jù)突變后對(duì)應(yīng)的密碼子是否為終止密碼子來(lái)判斷。 3.(2018浙江11月選考，11)某種染色體結(jié)構(gòu)變異如圖所示。下列敘述正確的是(　　) A.染色體斷片發(fā)生了顛倒 B.染色體發(fā)生了斷裂和重新組合 C.該變異是由染色單體分離異常所致 D.細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)出現(xiàn)了重復(fù)和缺失 答案　B 解析　由題圖可知，兩條染色體是非同源染色體，并相互移接了一部分重新組合，該變異屬于易位。 4.(2018全國(guó)Ⅰ，6)某大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，其突變體M和N均不能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，但M可在添加了氨基酸甲的基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，N可在添加了氨基酸乙的基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。將M和N在同時(shí)添加氨基酸甲和乙的基本培養(yǎng)基中混合培養(yǎng)一段時(shí)間后，再將菌體接種在基本培養(yǎng)基平板上，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)出了大腸桿菌(X)的菌落。據(jù)此判斷，下列說(shuō)法不合理的是(　　) A.突變體M催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失 B.突變體M和N都是由于基因發(fā)生突變而得來(lái)的 C.突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)能得到X D.突變體M和N在混合培養(yǎng)期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移 答案　C 解析　突變體M不能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，但可在添加了氨基酸甲的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，說(shuō)明該突變體不能合成氨基酸甲，可能是催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失，A項(xiàng)正確；大腸桿菌屬于原核生物，自然條件下其變異類型只有基因突變，故其突變體是由于基因發(fā)生突變而得來(lái)的，B項(xiàng)正確；大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA，突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)不能得到X，C項(xiàng)錯(cuò)誤；突變體M和N在混合培養(yǎng)期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移，使基因發(fā)生重組，產(chǎn)生了新的大腸桿菌X，D項(xiàng)正確。 5.(2015浙江，32)某自花且閉花授粉植物，抗病性和莖的高度是獨(dú)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(duì)獨(dú)立遺傳的基因(D、d，E、e)控制，同時(shí)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，欲培育純合的抗病矮莖品種。 請(qǐng)回答： (1)自然狀態(tài)下，該植物一般都是____合子。 (2)若采用誘變育種，在γ射線處理時(shí)，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(gè)特點(diǎn)。 (3)若采用雜交育種，可通過(guò)將上述兩個(gè)親本雜交，在F2等分離世代中________抗病矮莖個(gè)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(cè)，一般情況下，控制性狀的基因數(shù)越多，其育種過(guò)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_(kāi)_____________________。 (4)若采用單倍體育種，該過(guò)程涉及的原理有___________________________________。請(qǐng)用遺傳圖解表示其過(guò)程(說(shuō)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)多方向性、稀有性　(3)選擇　純合化　年限越長(zhǎng)　高莖∶中莖∶矮莖＝1∶6∶9　(4)細(xì)胞的全能性、基因重組和染色體畸變　如下圖 解析　(1)由于該植物是自花且閉花授粉植物，所以在自然狀態(tài)下一般都是純合子。 (2)誘變育種時(shí)，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方向性、稀有性和多害性等特點(diǎn)，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(gè)親本雜交，得F1，F(xiàn)1自交所得F2中選出抗病矮莖個(gè)體(R_D_E_)，再通過(guò)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(RRDDEE)。一般情況下，控制性狀的基因數(shù)量越多，則需進(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(guò)程所需年限越長(zhǎng)。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)。 (4)若采用單倍體育種的方式獲得所需品種，首先需將花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)得到單倍體，繼而使用秋水仙素對(duì)其進(jìn)行處理使其染色體數(shù)目加倍，該過(guò)程涉及的原理有細(xì)胞的全能性及基因重組和染色體畸變。其遺傳圖解見(jiàn)答案。 課時(shí)作業(yè) 一、選擇題 1.下圖中甲、乙分別表示兩種果蠅的一個(gè)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(hào)染色體上的基因排列順序相同 C.丙中①過(guò)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(hào)染色體發(fā)生了倒位，所以甲、乙雜交產(chǎn)生的F1在減數(shù)分裂過(guò)程中1號(hào)染色體不能正常聯(lián)會(huì)，不能產(chǎn)生正常配子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)橐抑械?號(hào)染色體發(fā)生了倒位，所以甲、乙的1號(hào)染色體上的基因排列順序不完全相同，B項(xiàng)錯(cuò)誤；丙中①過(guò)程基因的位置發(fā)生顛倒，屬于倒位，C項(xiàng)錯(cuò)誤；丙中②過(guò)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，D項(xiàng)正確。 2.(2018浙江超級(jí)全能生8月聯(lián)考)如圖為某遺傳病人的染色體組型圖，圖中箭頭所指的染色體異常，據(jù)圖判斷該遺傳病的病因最可能是(　　) A.基因重組 B.染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失 C.染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位 D.染色體數(shù)目變異 答案　C 解析　分析題圖可知，12號(hào)染色體少了一部分，而8號(hào)染色體多了一部分，說(shuō)明該病人的12號(hào)染色體的一部分移接到8號(hào)染色體上，這種現(xiàn)象稱為染色體易位，C項(xiàng)正確。 3.下列圖示過(guò)程可存在基因重組的是(　　) 答案　A 解析　B項(xiàng)中表示受精作用，不發(fā)生基因重組；C項(xiàng)中細(xì)胞處于減數(shù)第二次分裂后期，不發(fā)生基因重組；D項(xiàng)中只有一對(duì)等位基因A、a，只能發(fā)生基因分離，不能發(fā)生基因重組。 4.(2018杭州一中一模)誘變育種、雜交育種、單倍體育種、多倍體育種都是傳統(tǒng)的育種技術(shù)，轉(zhuǎn)基因技術(shù)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.雜交育種和單倍體育種過(guò)程中通常都涉及基因重組原理 B.采用上述技術(shù)的目的是獲得具有所需性狀的品種 C.上述技術(shù)中，僅多倍體育種會(huì)選育出與原物種生殖隔離的個(gè)體 D.與傳統(tǒng)育種比較，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是能使物種出現(xiàn)新基因和性狀 答案　D 解析　與傳統(tǒng)育種比較，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是能使物種出現(xiàn)新基因型和性狀組合類型，D錯(cuò)誤。 5.下圖是高產(chǎn)糖化酶菌株的育種過(guò)程，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) 出發(fā)菌株挑取200個(gè)單細(xì)胞菌株選出50株選出5株多輪重復(fù)篩選 A.通過(guò)上圖篩選過(guò)程獲得的高產(chǎn)菌株未必能作為生產(chǎn)菌株 B.X射線處理既可以引起基因突變又可能導(dǎo)致染色體畸變 C.上圖篩選高產(chǎn)菌株的過(guò)程是定向選擇過(guò)程 D.每輪誘變相關(guān)基因的突變率都會(huì)明顯提高 答案　D 解析　X射線既可改變基因的堿基序列引起基因突變，又能造成染色體片段損傷導(dǎo)致染色體畸變；圖中是高產(chǎn)糖化酶菌株的人工定向選擇過(guò)程，通過(guò)此篩選過(guò)程獲得的高產(chǎn)菌株的其他性狀未必符合生產(chǎn)要求，故不一定能直接用于生產(chǎn)；誘變可提高基因的突變率，但每輪誘變相關(guān)基因的突變率不一定都會(huì)明顯提高。 6.如圖是三種因相應(yīng)結(jié)構(gòu)發(fā)生替換而產(chǎn)生的變異的示意圖，下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A.三種變異都一定引起性狀的改變 B.②和③都是染色體結(jié)構(gòu)變異 C.②和③均可發(fā)生于有絲分裂過(guò)程中 D.三種變異均可為生物進(jìn)化提供原材料 答案　D 解析　①三種變異不一定都引起性狀的改變，A錯(cuò)誤；②表示基因重組，③表示染色體結(jié)構(gòu)變異，B錯(cuò)誤；②基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中，③染色體結(jié)構(gòu)變異可發(fā)生于有絲分裂過(guò)程中，C錯(cuò)誤；三種變異均可為生物進(jìn)化提供原材料，D正確。 7.(2019紹興聯(lián)考)利用單倍體育種可培育煙草新品種，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.基因重組是產(chǎn)生不同基因型單倍體幼苗的遺傳基礎(chǔ) B.單倍體幼苗是通過(guò)人工組織培養(yǎng)得到的 C.染色體加倍后可依據(jù)表現(xiàn)型選出具有優(yōu)良性狀的純合子 D.單倍體育種得到的植株小而弱且高度不育 答案　D 解析　在單倍體育種過(guò)程中親本產(chǎn)生花粉粒時(shí)存在基因重組，故基因重組是產(chǎn)生不同基因型單倍體幼苗的遺傳基礎(chǔ)，A正確；單倍體幼苗是通過(guò)人工組織培養(yǎng)得到的，B正確；染色體加倍后可依據(jù)表現(xiàn)型選出具有優(yōu)良性狀的純合子，C正確；單倍體植株小而弱且高度不育，但單倍體育種得到的新品種是正常的可育植株，D錯(cuò)誤。 8.某生物(2n＝42)兩條不同的染色體相互連接形成了一條異常染色體(如圖)，該異常染色體在減數(shù)分裂聯(lián)會(huì)時(shí)三條染色體配對(duì)，染色體分離時(shí)，任意一條移向一極，另外兩條移向另一極。下列敘述正確的是(　　) A.觀察異常染色體應(yīng)選擇處于分裂間期的細(xì)胞 B.在減數(shù)分裂過(guò)程中可觀察到20個(gè)四分體 C.該生物的配子中可能含有20、21、22條染色體 D.不考慮其他染色體，該生物體可產(chǎn)生6種配子且比例相同 答案　D 解析　觀察異常染色體應(yīng)選擇處于分裂中期的細(xì)胞，因?yàn)榇藭r(shí)染色體形態(tài)穩(wěn)定，數(shù)目清晰，便于觀察，A錯(cuò)誤；該生物含有21對(duì)同源染色體，其中兩條不同的染色體相互連接形成了一條異常染色體，該異常染色體在減數(shù)分裂聯(lián)會(huì)時(shí)三條染色體配對(duì)，因此在減數(shù)分裂過(guò)程中只能觀察到19個(gè)四分體，B錯(cuò)誤；該生物產(chǎn)生的正常配子含有21條染色體，由于異常染色體在減數(shù)分裂聯(lián)會(huì)時(shí)三條染色體配對(duì)，染色體分離時(shí)，任意一條移向一極，另外兩條移向另一極，因此異常的配子中可能含有20、21條染色體，因此該生物的配子中可能含有20、21條染色體，C錯(cuò)誤；異常染色體在減數(shù)分裂聯(lián)會(huì)時(shí)三條染色體配對(duì)，染色體分離時(shí)，任意一條移向一極，另外兩條移向另一極，因此不考慮其他染色體，該生物體可產(chǎn)生6種配子且比例相同，D正確。 9.如圖是某二倍體動(dòng)物細(xì)胞的分裂示意圖，其中字母表示基因。據(jù)圖判斷下列敘述正確的是(　　) A.此細(xì)胞含有4個(gè)染色體組，8個(gè)DNA分子 B.此動(dòng)物體細(xì)胞基因型一定是AaBbCcDd C.此細(xì)胞發(fā)生的一定是顯性突變 D.此細(xì)胞既發(fā)生了基因突變又發(fā)生了基因重組 答案　D 解析　圖示細(xì)胞有2個(gè)染色體組，8個(gè)DNA分子；該細(xì)胞正在發(fā)生同源染色體的分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合，即基因重組；題圖中有一條染色體的姐妹染色單體相同位置的基因分別是D和d，其對(duì)應(yīng)的同源染色體上的基因是d、d，可推知發(fā)生了基因突變，但不能確定是顯性突變，還是隱性突變；此動(dòng)物體細(xì)胞的基因型可能是AaBbCcDd或AaBbCcdd。 10.觀察甲、乙圖示，下列相關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A.圖甲所示細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)只能形成2種子細(xì)胞 B.正常情況下，圖乙所示的一個(gè)細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂能夠產(chǎn)生4種子細(xì)胞 C.若圖甲所示個(gè)體自交，不考慮基因突變和交叉互換，所得F1的基因型有4種 D.若圖乙所示個(gè)體測(cè)交，后代基因型的比例是1∶1∶1∶1 答案　D 解析　若圖甲所示細(xì)胞發(fā)生交叉互換，可形成4種子細(xì)胞，A項(xiàng)錯(cuò)誤；圖乙所示的一個(gè)細(xì)胞(♀、♂)經(jīng)減數(shù)分裂可產(chǎn)生1種或2種子細(xì)胞，B項(xiàng)錯(cuò)誤；圖甲所示個(gè)體自交，不考慮基因突變和交叉互換，所得F1的基因型有bbCC、BbCc、BBcc3種，C項(xiàng)錯(cuò)誤；圖乙個(gè)體經(jīng)減數(shù)分裂形成bC、bc、BC、Bc4種配子，與配子bc結(jié)合后，后代基因型的比例是1∶1∶1∶1，D項(xiàng)正確。 11.(2018稽陽(yáng)9月聯(lián)考)某雌雄異株植物(XY型性別決定)的花色由兩對(duì)獨(dú)立遺傳的等位基因(A、a和B、b)控制，兩對(duì)基因控制有色物質(zhì)合成的關(guān)系如下圖。取紫花雄株甲與白花雌株乙雜交，F(xiàn)1紅花雄株∶紫花雌株＝1∶1。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.紫花雄株甲可產(chǎn)生2種不同基因型的配子 B.用酶A的抑制劑噴施紅花植株后出現(xiàn)白花，該變異為不遺傳的變異 C.基因B在轉(zhuǎn)錄時(shí)，DNA聚合酶與DNA分子的某一啟動(dòng)部位相結(jié)合 D.基因A發(fā)生突變后植株表現(xiàn)為白花，該突變屬于生化突變 答案　C 解析　根據(jù)題意可知，紫花雄株甲、白花雌株乙的基因型分別為AAXBY、aaXbXb，AAXBY產(chǎn)生兩種不同基因型的配子，即AXB和AY，A正確；用酶A的抑制劑噴施紅花植株，只影響其代謝過(guò)程，不改變其遺傳物質(zhì)，該變異為不遺傳的變異，B正確；轉(zhuǎn)錄時(shí)，RNA聚合酶與DNA分子的某一啟動(dòng)部位相結(jié)合，C錯(cuò)誤；基因A發(fā)生突變后，影響了植株的代謝過(guò)程，植株表現(xiàn)為白花，該突變屬于生化突變，D正確。 12.(2018浙江金、麗、衢十二校聯(lián)考)將物種①(2n＝20)與物種②(2n＝18)雜交可產(chǎn)生子代③，對(duì)③將做如圖所示處理(注：①的染色體和②的染色體在減數(shù)分裂過(guò)程中不會(huì)相互配對(duì))。以下說(shuō)法正確的是(　　) A.圖中過(guò)程皆可發(fā)生 B.⑥是一個(gè)新物種 C.由③到④過(guò)程發(fā)生了等位基因分離、非同源染色體上非等位基因自由組合 D.由③到⑥的過(guò)程不可能發(fā)生基因突變 答案　B 解析　根據(jù)題干信息并結(jié)合圖形分析可知，物種①和物種②之間存在生殖隔離，不能產(chǎn)生可育后代，所以圖中③不能自交產(chǎn)生后代，即圖中⑤到⑨的過(guò)程是不存在的，A錯(cuò)誤；①和②雜交得到不可育的后代③，經(jīng)秋水仙素處理，③的染色體加倍形成的⑥是一個(gè)新物種，B正確；由③到④過(guò)程表示的是誘變育種，此過(guò)程中細(xì)胞進(jìn)行的是有絲分裂，而等位基因分離、非同源染色體上非等位基因自由組合發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中，C錯(cuò)誤；由③到⑥的過(guò)程表示的是多倍體育種，可能發(fā)生基因突變，D錯(cuò)誤。 二、非選擇題 13.在栽培某種農(nóng)作物(2n＝42)的過(guò)程中，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)單體植株(2n－1)，例如有一種單體植株就比正常植株缺少一條6號(hào)染色體，稱為6號(hào)單體植株。請(qǐng)回答： (1)6號(hào)單體植株的變異類型為_(kāi)_______________，該植株的形成是因?yàn)橛H代中的一方在減數(shù)分裂過(guò)程中___________________________________________未分離而形成異常配子所致。 (2)如果該植株能夠產(chǎn)生數(shù)目相等的n型和n－1型配子，則自交后代(受精卵)的染色體組成類型及比例為_(kāi)______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)科研人員利用6號(hào)單體植株進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表所示。 雜交親本 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 6號(hào)單體(♀)正常二倍體(♂) 子代中單體占75%，正常二倍體占25% 6號(hào)單體(♂)正常二倍體(♀) 子代中單體占4%，正常二倍體占96% ①單體♀在減數(shù)分裂時(shí)，形成的n－1型配子________(填“多于”“等于”或“少于”)n型配子，這是因?yàn)?號(hào)染色體往往在減數(shù)第一次分裂過(guò)程中因無(wú)法______________而丟失。 ②n－1型配子對(duì)外界環(huán)境敏感，尤其是________(填“雌”或“雄”)配子的育性很低。 (4)現(xiàn)有該作物的兩個(gè)品種，甲品種抗病但其他性狀較差(抗病基因R位于6號(hào)染色體上)，乙品種不抗病但其他性狀優(yōu)良，為獲得抗病且其他性狀優(yōu)良的品種，理想的育種方案是：以乙品種6號(hào)單體植株為_(kāi)_______(填“父本”或“母本”)與甲品種雜交，在其后代中選出單體，再連續(xù)多代與________________雜交，每次均選擇抗病且其他性狀優(yōu)良的單體植株，最后使該單體________，在后代中即可挑選出RR型且其他性狀優(yōu)良的新品種。 答案　(1)染色體畸變(或染色體數(shù)目變異)　6號(hào)染色體的同源染色體或姐妹染色單體　(2)正常二倍體(2n)∶單體(2n－1)∶缺體(2n－2)＝1∶2∶1　(3)①多于　聯(lián)會(huì)(或形成四分體)?、谛邸?4)母本　乙品種6號(hào)單體　自交 解析　(1)6號(hào)單體植株比正常植株缺少一條6號(hào)染色體，故6號(hào)單體植株的變異類型為染色體數(shù)目變異，該植株的形成是因?yàn)橛H代中的一方在減數(shù)分裂過(guò)程中6號(hào)染色體的同源染色體或姐妹染色單體未分離而形成異常配子所致。(2)如果該植株能夠產(chǎn)生數(shù)目相等的n型和n－1型配子，則自交后代(受精卵)的染色體組成類型及比例為正常二倍體(2n)∶單體(2n－1)∶缺體(2n－2)＝1∶2∶1。(3)①據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，單體♀在減數(shù)分裂時(shí)，形成的n－1型配子多于n型配子，這是因?yàn)?號(hào)染色體往往在減數(shù)第一次分裂過(guò)程中因無(wú)法聯(lián)會(huì)形成四分體而丟失。②據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，n－