2019版高考生物一轮复习基因突变和基因重组第二讲染色体变异与生物育种精选教案.docx

第二讲 色体变异与生物育种知识体系定内容核心素养定能力生命观念通过对染色体变异基本原理及在生物学中意义的理解，建立起进化与适应的观点理性思维通过三种可遗传变异的比较，培养归纳与概括能力科学探究通过低温诱导植物染色体数目的变化、生物变异类型的判断与实验探究，培养实验设计及结果分析的能力基础知识系统化知识点一染色体结构变异知识点二染色体数目变异知识点三低温诱导植物染色体数目的变化(实验)知识点四杂交育种与诱变育种基本技能问题化1判断下列说法的正误(1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异()(2)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响()(3)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加()(4)体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体()(5)单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组()(6)采用诱变育种可改良缺乏某种抗病性的水稻品种()2下列关于染色体组的说法，正确的是()A21三体综合征患者体细胞中含有3个染色体组B四倍体水稻的单倍体植株体细胞中含2个染色体组C一个染色体组中的染色体大小、形态一般相同D体细胞中含有3个染色体组的个体即为三倍体解析：选B21三体综合征患者体细胞的第21号染色体共3条，这样的异常染色体组称为三体，不同于正常的3个染色体组；染色体组中的染色体大小、形态一般不同；由受精卵发育且体细胞中含有3个染色体组的个体称为三倍体，若由六倍体的配子发育而来，其体细胞中有3个染色体组，但属于单倍体。3下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述，错误的是()A组成一个染色体组的染色体中不含减数分裂中能联会的染色体B由受精卵发育而成，体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体C含一个染色体组的个体是单倍体，但单倍体未必只含一个染色体组D人工诱导多倍体唯一的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗解析：选D一个染色体组中的染色体是非同源染色体，减数分裂中能联会的染色体是同源染色体；二倍体指的是由受精卵发育而成，体细胞中含有两个染色体组的个体；含一个染色体组的个体是单倍体，但单倍体未必只含一个染色体组，如六倍体普通小麦的单倍体含有三个染色体组；人工诱导多倍体的方法是用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗。4关于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，描述错误的是()A处于分裂间期的细胞数目最多B在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞C在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程D在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似解析：选C实验过程中洋葱细胞由于在解离过程中已死亡，不会发生从二倍体变为四倍体的过程。5已知小麦中高秆对矮秆(抗倒伏)为显性、抗病对不抗病为显性，以纯合高秆抗病小麦和纯合矮秆不抗病小麦为亲本，培育抗病抗倒伏小麦，相关说法错误的是()A单倍体育种利用了花粉细胞具有全能性及秋水仙素能抑制纺锤体的形成等原理B杂交育种过程需要不断筛选、自交，直到矮秆抗病个体的后代不发生性状分离C利用射线、亚硝酸盐等处理矮秆不抗病小麦种子可实现人工诱变，但成功率低D育种中筛选过程实质上是通过自然选择实现种群中抗病基因频率的定向提高解析：选D培育抗病抗倒伏小麦可通过单倍体育种，利用花粉细胞具有全能性进行花药离体培养，由于秋水仙素能抑制纺锤体的形成，再用秋水仙素处理单倍体幼苗使染色体数目加倍，从而获得纯合体；杂交育种可以将不同亲本的优良性状重组到一个个体上，因此杂交育种过程需要不断筛选、自交，直到矮秆抗病个体的后代不发生性状分离为止；也可以通过诱变育种的方法利用射线、亚硝酸盐等处理矮秆不抗病小麦种子可实现抗病的突变，但成功率低；育种中筛选过程是人为因素，不是自然选择。考点一染色体结构变异图解分析染色体结构的变异类型图解变异杂合体染色体组成显微观察的联会异常缺失重复易位倒位对点落实1下列关于染色体变异的叙述，错误的是()A染色体变异通常都可用光学显微镜观察到B染色体结构的改变会使染色体上的基因数目或排列顺序发生改变C染色体片段的缺失或重复必然导致基因种类的改变D染色体之间交换部分片段不一定属于染色体结构变异解析：选C染色体的数目变异和结构变异在光学显微镜下都可观察到；染色体结构变异中的倒位和易位可使基因的排列顺序发生改变，缺失或重复能使基因的数目发生改变；染色体片段的缺失能导致基因缺失，可能使基因种类发生改变，但重复不会使基因的种类发生改变；若染色体之间的交换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，则属于基因重组，不属于染色体结构变异。2(2016江苏高考)右图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是()A个体甲的变异对表型无影响B个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常C个体甲自交的后代，性状分离比为31D个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常解析：选B个体甲的变异为染色体结构变异中的缺失，由于基因互作，缺失了e基因对表型可能有影响；个体乙的变异为染色体结构变异中的倒位，变异后个体乙细胞减数分裂时同源染色体联会形成的四分体异常；若E、e基因与其他基因共同控制某种性状，则个体甲自交的后代性状分离比不一定为31；个体乙虽然染色体没有基因缺失，但是基因的排列顺序发生改变，可能引起性状的改变。3.(2018鹰潭一模)某动物一对染色体上部分基因及其位置如图所示，该动物通过减数分裂产生的若干精细胞中，出现了以下6种异常精子。下列相关叙述正确的是()编号 123456异常精子AB_CD Ab_D AB_Cd aB_CCD Ab_DC ab_CDA1和6属于同一变异类型，发生于减数第一次分裂后期B2、4、5同属于染色体结构变异，都一定发生了染色体片段断裂C3发生的变异一般不改变碱基序列，是变异的根本来源D以上6种异常精子的形成都与同源染色体的交叉互换有关解析：选B1和6精细胞形成的原因是减数第一次分裂的四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，属于基因重组，两者很可能来自同一个初级精母细胞；2的染色体片段缺失、4的染色体片段重复、5的染色体片段倒位，三者都属于染色体结构变异，染色体结构变异的基础是染色体片段断裂；3中d基因出现的原因一定是基因突变，基因突变是由DNA复制出错引起的，其实质是碱基对的增添、缺失和替换，故一定存在基因中碱基顺序的改变；染色体结构变异和基因突变都与同源染色体的交叉互换无关。归纳拓展染色体结构变异的遗传效应(1)缺失的遗传效应：缺失片段越大，对个体影响越大，轻则影响个体生活力，重则引起个体死亡。(2)重复的遗传效应：引起的遗传效应比缺失小，重复部分太大会影响个体的生活力。(3)倒位的遗传效应：形成配子，大多异常，从而影响个体的生育。(4)易位的遗传效应：产生部分异常配子，使配子的育性降低或产生有遗传病的后代。1染色体结构变异与基因突变的判断2易位与交叉互换的区别项目染色体易位交叉互换图解位置发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间原理染色体结构变异基因重组观察可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到对点落实4如图分别表示不同的变异类型，基因a、a仅有图所示片段的差异。相关叙述正确的是()A图中4种变异中能够遗传的变异是B中的变异属于染色体结构变异中的缺失C中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复D都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，发生在减数第一次分裂的前期解析：选C表示同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换(发生在减数第一次分裂的前期)，导致基因重组，表示非同源染色体间互换片段，发生的是染色体结构变异中的易位，表示基因突变，是由碱基对的增添引起的，表示染色体结构变异中的缺失或重复，它们都是遗传物质的改变，都能遗传。5(2018临沂一模)某二倍体生物在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种类型的变异，图甲中字母表示染色体片段。下列叙述错误的是()A图示中的生物变异都属于染色体变异B若图乙为一性原细胞，其可能产生正常的配子C与图丙相比较，图丁产生不利变异的可能性更大D图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生解析：选A甲、乙和丁属于染色体变异，丙属于基因重组；若图乙为一性原细胞，其减数分裂过程中可能产生正常的配子和异常的配子；图丁和图丙相比较，图丁属于染色体结构变异中的易位，其产生不利变异的可能性更大；图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生。类题通法“三看法”判断基因突变和染色体结构变异考点二染色体数目变异1列表识记单倍体育种与多倍体育种单倍体育种多倍体育种原理染色体数目变异染色体数目变异方法花药离体培养获得单倍体，再用秋水仙素处理幼苗秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗优点明显缩短育种年限器官大，营养成分含量高，产量增加缺点技术复杂，需要与杂交育种配合适用于植物，动物难以开展。多倍体植物生长周期延长，结实率降低举例2关注单倍体与多倍体的三个易误点(1)单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组：因为大部分的生物是二倍体，所以有时认为单倍体的体细胞中只含有一个染色体组，但是多倍体的配子发育成的个体体细胞中含有不止一个染色体组。(2)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同：两种育种方式都出现了染色体加倍情况。单倍体育种操作对象是单倍体幼苗，通过植物组织培养，得到的植株是纯合子；多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。(3)单倍体并非都不育：二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。对点落实12N4N3N可以表示利用二倍体西瓜(2N)培育出三倍体无子西瓜(3N)过程中染色体数目的变化情况，下列说法正确的是()A染色体数目从4N3N培育过程中需要使用秋水仙素B三倍体西瓜之所以无子，是因为不能正常完成减数分裂和受精作用C培育三倍体无子西瓜的过程中发生的变异属于不可遗传变异D三倍体无子西瓜不能由受精卵发育而来解析：选B秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍，4N3N表示四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交培育出三倍体西瓜的过程，该过程中不需要使用秋水仙素；三倍体西瓜无子的原因是在减数分裂过程中联会紊乱，很难形成可育配子，因此不能正常完成受精作用；培育三倍体无子西瓜应用的原理是染色体数目变异，属于可遗传变异；三倍体无子西瓜是用四倍体的西瓜作母本，二倍体的西瓜作父本，经过受精培育出的。2(2018唐山模拟)如图所示细胞中所含的染色体，下列有关叙述正确的是()A图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组B如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体C如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体D图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体解析：选C图a为有丝分裂后期，含有4个染色体组；图b有同源染色体，含有3个染色体组，如果图b生物是由配子发育而成的，则图b代表的生物是单倍体，如果图b生物是由受精卵发育而成的，则图b代表的生物是三倍体；图c中有同源染色体，含有2个染色体组，若是由受精卵发育而成的，则该细胞所代表的生物一定是二倍体；图d中只含1个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄性配子或雌性配子发育而成的。类题通法单倍体、二倍体和多倍体的判断方法“三法”判定染色体组方法1根据染色体形态判定细胞中形态、大小完全相同的染色体有几条，则有几个染色体组。如图1中染色体的形态、大小各不相同，所以有1个染色体组，图2中彼此相同的(比如点状的)有3条，故有3个染色体组。同理，图3中有1个染色体组，图4中有2个染色体组。方法2根据基因型判定在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组。如图甲所示基因型为ABC，所以有1个染色体组。图乙所示基因型为AAa，A(a)基因有3个，即含有3个染色体组。同理，图丙中有2个染色体组，图丁中有3个染色体组。注：判定染色体组的数目时只需参考其中任意一对等位基因的数量即可。方法3根据染色体数和染色体的形态数推算染色体组数染色体数/染色体形态数。如果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2。对点落实3如图为四个不同种生物体细胞的染色体组成，相关叙述错误的是()A甲和丙生物可能是单倍体B图中可称作三倍体的是乙、丙C21三体综合征患者原理与乙类似D图甲丁的基因型可依次对应：甲AAAaBBbb、乙AaBbCcc、丙AaaBbb、丁ABCD解析：选B第一个细胞若由受精卵发育而来，则该种生物为四倍体，若由配子发育而来，则该种生物为单倍体；第二个细胞若由受精卵发育而来，则该种生物为二倍体，若由配子发育而来，则该种生物为单倍体；第三个细胞若由受精卵发育而来，则该种生物为三倍体，若由配子发育而来，则该种生物为单倍体；第四个细胞只含有1个染色体组，只能为单倍体。图中乙为“三体”，丙为三倍体，21三体综合征应与乙类似，其21号染色体为三条。4下列是对ah所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是()A细胞中含有一个染色体组的是h图，该个体是单倍体B细胞中含有两个染色体组的是g、e图，该个体是二倍体C细胞中含有三个染色体组的是a、b图，但该个体未必是三倍体D细胞中含有四个染色体组的是f、c图，该个体一定是四倍体解析：选C形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组。由此，我们可知：a、b图含有三个染色体组，c、h图含有两个染色体组，d图中，同音字母仅有一个，所以该图只有一个染色体组，g图含有一个染色体组，e、f含四个染色体组。确认单倍体、二倍体、多倍体必须先看发育起点，若由配子发育而来，无论含几个染色体组均属单倍体，若由受精卵发育而来，有几个染色体组即为几倍体。类题通法细胞分裂图像中染色体组数的判断方法以生殖细胞中的染色体数为标准，判断题目中所给图像中的染色体组数。如图所示：(1)图a为减数第一次分裂的前期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体。(2)图b为减数第一次分裂的末期或减数第二次分裂前期，染色体2条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有1个染色体组，染色体组中有2条染色体。(3)图c为减数第一次分裂的后期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体。(4)图d为有丝分裂后期，染色体8条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有4个染色体组，每个染色体组有2条染色体。低温诱导植物染色体数目的变化1低温诱导植物染色体数目变化的实验中的试剂及其作用试剂使用方法作用卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.51 h固定细胞形态体积分数为95%的酒精冲洗用卡诺氏液处理的根尖洗去卡诺氏液与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定的根尖解离根尖细胞质量分数为15%的盐酸与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液解离根尖细胞蒸馏水浸泡解离后的根尖约10 min漂洗根尖，去掉解离液改良苯酚品红染液把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色35 min使染色体着色2低温诱导染色体加倍实验与观察细胞有丝分裂实验的比较项目低温诱导植物染色体数目的变化观察根尖分生组织细胞的有丝分裂培养待洋葱长出1 cm左右不定根时4 低温培养适宜温度下培养固定解离前用卡诺氏液进行固定，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次不用固定染色用改良苯酚品红染液用醋酸洋红液或龙胆紫溶液对点落实5下图是某二倍体植物细胞有丝分裂过程中秋水仙素作用原理的示意图，分别代表处在不同时期的细胞。下列说法错误的是()A秋水仙素在细胞分裂的时期起作用B时期的细胞可正常分裂发育成多倍体植株C图中所示过程是新物种形成的途径之一D低温处理与用秋水仙素处理的作用原理相似解析：选A纺锤体的形成时期为细胞分裂前期，所以秋水仙素在时期起作用；时期的细胞中染色体数加倍，通过分裂、分化可发育为四倍体植株；处理二倍体所获得的四倍体能产生可育后代，是一个新物种，这是新物种形成的途径之一；低温和秋水仙素都可以抑制细胞分裂前期纺锤体的形成，从而使细胞染色体数目加倍。6下列关于低温诱导植物染色体数目变化的实验中，部分试剂的使用方法及其作用的叙述中错误的是()选项试剂使用方法作用A卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.51 h培养根尖，促进细胞分裂B体积分数为95%的酒精与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定的根尖解离根尖细胞，使细胞之间的联系变得疏松C蒸馏水浸泡解离后的根尖约10 min漂洗根尖，去除解离液D改良苯酚品红染液把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色35 min使染色体着色解析：选A卡诺氏液是固定液的一种，固定液的作用是固定细胞形态以及细胞内的各种结构，固定之后，细胞死亡并且定型；体积分数为95%的酒精与质量分数为15%的盐酸等体积混合后即为解离液，用于溶解细胞间的连接物质，使细胞分开，便于观察；蒸馏水的作用是漂洗根尖，去除解离液，便于染色；改良苯酚品红染液是一种碱性染料，能使染色体着色。易错提醒关注实验中的两个易误点(1)显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。(2)选材时应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体数目加倍的情况。考点三生物育种的原理及应用列表识记几种常见生物育种方式方法原理常用方法优点缺点代表实例杂交育种基因重组杂交操作简单，目标性强育种年限长矮秆抗病小麦诱变育种基因突变辐射诱变、激光诱变等提高突变率，加速育种进程有利变异少，需大量处理实验材料青霉素高产菌株多倍体育种染色体变异秋水仙素处理萌发的种子或幼苗操作简单，且能在较短的时间内获得所需品种所得品种发育迟缓，结实率低；在动物中无法开展无子西瓜、八倍体小黑麦单倍体育种染色体变异花药离体培养后，再用秋水仙素处理明显缩短育种年限技术复杂，需要与杂交育种配合“京花1号”小麦基因工程育种基因重组将一种生物的特定基因转移到另一种生物细胞中能定向改造生物的遗传性状有可能引发生态危机转基因抗虫棉对点落实1生物育种的原理是可遗传变异，下列育种实例与可遗传变异类型对应正确的是()选项育种实例可遗传变异类型A利用高秆抗病和矮秆感病水稻培育矮秆抗病水稻基因突变B用普通二倍体有子西瓜培育三倍体无子西瓜基因重组C利用苏云金杆菌毒性肽基因培育转基因抗虫棉基因重组D用紫外线照射青霉菌培育高产青霉素菌株染色体变异解析：选C利用高秆抗病和矮秆感病水稻培育矮秆抗病水稻的原理是基因重组；用普通二倍体有子西瓜培育三倍体无子西瓜的原理是染色体变异；利用苏云金杆菌毒性肽基因培育转基因抗虫棉的原理是基因重组；用紫外线照射青霉菌培育高产青霉素菌株的原理是基因突变。2(2018湖南四校联考)下列有关几种常见育种方法的叙述，错误的是()A在杂交育种中，一般从F2开始选种，因为从F2开始发生性状分离B在多倍体育种中，一般用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗C在单倍体育种中，一般先筛选F1花粉类型再分别进行花药离体培养获得单倍体D在诱变育种中，最初获得的显性优良性状个体一般是杂合子解析：选C通过杂交将控制优良性状的基因集中到F1中，F1自交，F2会出现性状分离，因此可从F2开始筛选出人们需要的新品种。在多倍体育种中，用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗，秋水仙素或低温能抑制纺锤体形成，从而使子代染色体不能平分到两极，细胞中的染色体数目加倍。在单倍体育种中，一般不对花粉进行筛选，而是直接对所取的全部花药离体培养获得单倍体。在诱变育种中，通常只是一条染色体上的基因发生突变，最初获得的显性优良性状个体一般是杂合子。归纳拓展几种育种方式的注意点(1)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同。单倍体育种操作的对象是单倍体幼苗，多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗。(2)诱变育种：多用于植物和微生物，一般不用于动物的育种。(3)杂交育种：不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选，直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状个体即可。典型图示生物育种程序图分析问题设计(1)识别图解中各字母表示的处理方法：A杂交，D自交，B花药离体培养，C秋水仙素处理，E诱变处理，F秋水仙素处理，G转基因技术，H脱分化，I再分化，J包裹人工种皮。(2)识别图中育种方法：“亲本新品种”为杂交育种；“亲本新品种”为单倍体育种；“种子或幼苗新品种”为诱变育种；“种子或幼苗新品种”为多倍体育种；“植物细胞新品种”为基因工程育种。对点落实3如图所示为两种育种方法的过程，下列有关说法正确的是()A基因重组只发生在图示过程中B过程的育种方法称为单倍体育种CE植株体细胞中只含有一个染色体组D图示育种方法不能定向改变生物性状解析：选D是亲本杂交，是F1自交，是F1产生配子，是得到单倍体植株，是秋水仙素处理E植株得到正常植株。基因重组发生在图示过程中；的育种方法称为单倍体育种；若亲本是多倍体，E植株体细胞中不只含有一个染色体组；杂交育种和单倍体育种都不能定向改变生物性状，基因工程育种可以定向改变生物性状。4下图为水稻的几种不同育种方法的示意图，据图回答：(1)B过程常用的方法是_；可能用到秋水仙素的过程有_(用图中字母表示)。(2)可以打破物种界限的育种方法是_(用图中的字母表示)，该方法所运用的原理是_。(3)假设要培育一个能稳定遗传的水稻品种，它的性状都是由隐性基因控制的，则最简单的育种方法是_(用图中的字母表示)；如果它的性状都是由显性基因控制的，为缩短育种时间常采用的方法是_(用图中的字母表示)。(4)现有三个水稻品种：的基因型为aaBBDD，的基因型为AAbbDD，的基因型为AABBdd。这三对等位基因分别位于三对同源染色体上。请通过杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株(用文字简要描述获得过程即可)：_。解析：(1)A、B、C过程表示单倍体育种过程，其中B过程常用的方法是花药离体培养，C过程常需要用适宜浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗，F表示多倍体育种，也常需要用适宜浓度的秋水仙素处理。(2)图中E表示基因工程育种，此方法可以打破物种的界限；基因工程育种运用的原理是基因重组。(3)育种时若要选育表现为隐性性状的个体，最简单的育种方法是杂交育种；运用单倍体育种能明显缩短育种年限。(4)三个水稻品种的基因型均为“双显加一隐”的组合方式，要利用杂交育种方法培育基因型为aabbdd的品种，可选择任意两个品种作亲本杂交得到杂交一代，然后杂交一代与剩下的一个品种杂交得到杂交二代，杂交二代自交即可得到基因型为aabbdd的种子。答案：(1)花药离体培养C、F(2)E基因重组(3)A、DA、B、C(4)与杂交得到杂交一代，杂交一代与杂交得到杂交二代，杂交二代自交可以得到基因型为aabbdd的植株(合理即可)归纳拓展有关生物育种的两点归纳(1)据不同育种目标选择不同育种方案：育种目标育种方案集中双亲优良性状单倍体育种杂交育种对原品系实施“定向”改造基因工程及植物细胞工程育种让原品系产生新性状诱变育种使原品系营养器官“增大”或“加强”多倍体育种(2)育种技术中的“四最”和“一明显”：最简便的育种技术杂交育种。最具预见性的育种技术转基因技术或细胞工程育种。最盲目的育种诱变育种。最能提高产量的育种多倍体育种。可明显缩短育种年限的育种单倍体育种。 微专题7 1可遗传变异与不可遗传变异及判断方法(1)可遗传变异与不可遗传变异：不可遗传变异环境变化，遗传物质未变可遗传变异(2)判断方法：2辨析基因突变、基因重组、染色体变异项目基因突变基因重组染色体变异变异的本质基因的分子结构发生改变原有基因的重新组合染色体结构或数目发生改变发生时间主要在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前期和后期有丝分裂、无丝分裂和减数分裂过程中适用范围所有生物真核生物、有性生殖核基因遗传真核生物(细胞增殖过程)产生结果产生新的基因产生新基因型未产生新基因，基因数目或顺序发生变化鉴定方法光镜下均无法检出，可根据是否有新性状或新性状组合确定光镜下可检出(1)三种变异的实质解读：若把基因视为染色体上的一个位“点”，染色体视为点所在的“线段”，则：基因突变“点”的变化(“点”的质变，但数目不变)。基因重组“点”的结合或交换(“点”的质与量均不变)。染色体变异“线段”发生结构或数目的变化。a染色体结构变异“线段”的部分片段重复、缺失、倒位、易位(“点”的质不变，数目和位置可能变化)。b染色体数目变异个别“线段”增添、缺失或“线段”成倍增减(“点”的质不变，数目变化)。(2)关注可遗传变异的三个“唯一”唯一产生新基因的变异基因突变唯一可通过光学显微镜观察到的变异染色体变异唯一属“正常”发生(非病变)的变异基因重组3基因突变与基因重组的判断4显性突变与隐性突变的判断(1)类型(2)判断方法：选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现判断。让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。5染色体变异与基因突变的判断(1)判断依据：光学显微镜下能观察到的是染色体变异，不能观察到的是基因突变。(2)具体操作：制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到中期图进行染色体结构与数目的比较可以判断是否发生了染色体变异。6变异类型实验探究题的答题模板题点突破题点(一)三类可遗传变异特点的比较1(2018哈尔滨二模)下列有关生物变异的说法，正确的是()A减数第二次分裂时，非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组B基因突变后，若碱基对增添或缺失则基因数也增加或减少C三倍体无子西瓜无法产生后代，这种变异属于不可遗传的变异D基因突变、基因重组和染色体变异均可为生物的进化提供原材料解析：选D减数第二次分裂时，细胞中无同源染色体，非姐妹染色单体之间的交叉互换则属于染色体结构变异中的易位；基因突变的结果是形成等位基因，基因数目不变；三倍体无子西瓜形成过程中，细胞的遗传物质发生了改变，为可遗传的变异。2(2018淄博模拟)下列与变异有关的叙述，正确的是()A染色体结构变异可导致基因数目改变，在光学显微镜下看不见B染色体中DNA的脱氧核苷酸数量发生改变就会导致染色体结构变异C肺炎双球菌抗药性的变异来源有基因突变、基因重组和染色体变异三种类型D若蝗虫的一个次级精母细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同，其原因最可能是发生过交叉互换解析：选D染色体结构变异在光学显微镜下可见；染色体中单个或少数脱氧核苷酸数量发生改变有可能仅仅是会导致基因结构的改变从而引起基因突变；肺炎双球菌属于原核生物，没有染色体，因此只能发生基因突变；若一个次级精母细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同，其原因最可能是发生过交叉互换，因为交叉互换的概率高。3下列有关基因突变、基因重组和染色体变异的叙述，错误的是()A三倍体无子西瓜的培育过程利用了染色体变异的原理B基因突变、基因重组和染色体变异决定了生物进化的方向C基因重组可以产生新的基因型D基因突变不一定都会引起生物性状的改变解析：选B基因突变、基因重组、染色体变异是可遗传的变异，变异是不定向的，自然选择决定生物进化的方向。题点(二)三类可遗传变异的实验分析4果蝇为XY型性别决定，与人的性别决定方式不同的是，果蝇由受精卵中的X染色体的数目决定雌性或雄性。如表为果蝇受精卵中性染色体组成及发育情况。受精卵中性染色体组成发育情况XX、XXY雌性、可育XY、XYY雄性、可育XXX、YO(没有X染色体)、YY胚胎期死亡XO(没有Y染色体)雄性、不育已知果蝇中红眼(A)对白眼(a)为显性，基因位于X染色体某一片段上，若该片段缺失则X染色体记为X，其中XX为可育雌果蝇，XY因缺少相应基因而死亡。用红眼雄果蝇(XAY)与白眼雌果蝇(XaXa)杂交得到F1，发现F1中有一只例外白眼雌果蝇。现将该白眼雌果蝇与正常红眼雄果蝇杂交产生F2。根据F2性状判断该白眼雌果蝇产生的原因：(1)若子代_，则是由亲代配子基因突变所致；(2)若子代_，则是由X染色体片段缺失所致；(3)若子代_，则是由染色体数目变异所致。解析：红眼雄果蝇(XAY)与白眼雌果蝇(XaXa)杂交，正常情况下产生的后代是红眼雌果蝇(XAXa)白眼雄果蝇(XaY)11。现在出现一只例外白眼雌果蝇，其染色体及其基因组成可能为XaXa或XaX或XaXaY。若为XaXa，则子代雄果蝇全为白眼，雌果蝇全为红眼，且雌雄果蝇数量之比为11，这种情况是由亲代配子基因突变所致；若为XaX，则子代雄果蝇全为白眼，雌果蝇全为红眼，且雌雄果蝇数量之比为21，这种情况是由X染色体片段缺失所致；若为XaXaY(可产生的配子及其比例为XaXaYXaXaY2211)，则子代红眼雌果蝇白眼雌果蝇红眼雄果蝇白眼雄果蝇4114(或雌雄个体中均有红眼和白眼两种性状)，这种情况是由性染色体数目变异所致。答案：(1)白眼雄果蝇红眼雌果蝇11(2)红眼雌果蝇白眼雄果蝇21(3)红眼雌果蝇白眼雌果蝇红眼雄果蝇白眼雄果蝇4114(或雌雄个体中均有红眼和白眼两种性状)5在作物育种中，矮生性状一直是农作物性状改良的方向。某实验室利用一定的方法从野生型水稻(株高正常)中获得甲、乙两种矮生突变体，并对其展开了以下研究，结果如下：(注：赤霉素能促进细胞伸长，引起植株增高)结果1：检测发现，甲植株中仅赤霉素含量显著低于野生型植株，喷施赤霉素后株高恢复正常；乙植株各激素含量与野生型大致相等，喷施各种激素后株高都不能恢复正常。结果2：将甲植株与野生型纯合子杂交，F1全为正常，F1自交，F2表现型和比例为正常矮生31。请回答下列问题：(1)有人提出甲、乙的突变可能是染色体变异所致，请从细胞水平简述对此进行初步判断的思路。(2)若证实甲、乙为基因突变所致，在实验室常用_方法获得突变体。假设甲植株突变基因为a(A基因控制赤霉素的产生)，乙植株突变基因为B(b基因控制植物激素受体的合成或合成途径)。两对等位基因位于两对同源染色体上。只考虑甲、乙为纯合子情况下，将甲、乙植株杂交后得到F1，F1自交得到F2。则：根据结果2判断，甲植株是由原来的_(填“显性”或“隐性”)基因突变而来的。甲植株的基因型是_，乙植株的基因型是_。F1表现型为_。F2中表现型矮生正常_，理论上F2矮生植株中能稳定遗传的占_。解析：(1)染色体的结构变异和数目变异都可以在显微镜下观察到，观察染色体的形态和结构最好选择处于有丝分裂中期的细胞。(2)在实验室常用诱变育种的方法获得突变体。纯种野生型植株的基因型为AAbb，甲植株与野生型植株(AAbb)杂交，F1全为正常，且F1自交后代出现正常矮生31，则F1基因型为Aabb，因此，甲植株的基因型为aabb，是由原来的显性基因A突变为隐性基因a而来的。乙植株的赤霉素含量正常，说明含有A基因，喷施赤霉素后植株不能恢复正常，说明缺少与激素受体合成有关的b基因，则乙植株的基因型为AABB。甲(aabb)与乙(AABB)杂交，F1的基因型为AaBb，表现型为矮生。F1(AaBb)自交，F2的基因型有A_B_(矮生，9/16)、A_bb(正常，3/16)、aaB_(矮生，3/16)、aabb(矮生，1/16)，因此，矮生正常133。F2矮生植株中纯合子有AABB、aaBB、aabb，它们在F2中各占1/16，因此，在F2矮生植株中纯合子(能稳定遗传的)占3/13。答案：(1)选取甲、乙植株分裂旺盛部位的细胞，经解离、漂洗、染色、制片得到临时装片，显微观察，若染色体的形态或数目发生改变，初步判断为染色体变异，若没有改变，则不是染色体变异(2)诱变育种显性aabbAABB矮生1333/13真题集训验能力1(2017江苏高考)一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是()A题图表示的过程发生在减数第一次分裂后期B自交后代会出现染色体数目变异的个体C该玉米单穗上的籽粒基因型相同D该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子解析：选B图示的联会过程发生在减数第一次分裂前期；由异常联会图示可知，同源染色体中的三条染色体可移到一个细胞中，而另一条染色体可移到另一个细胞中，因此，减数分裂后形成的配子中有的染色体数目异常，自交后代会出现染色体数目变异的个体；该玉米单穗上的籽粒可由不同基因型的配子结合形成，因此基因型可能不同；该植株形成的配子中有的基因型为Aa，含这种配子的花药经培养加倍后形成的个体是杂合子。2(2015海南高考)关于基因突变和染色体结构变异的叙述，正确的是()A基因突变都会导致染色体结构变异B基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变C基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变D基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察解析：选C基因突变不会导致染色体结构变异；基因突变不一定会导致个体表现型改变；基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变；基因突变在光学显微镜下是不可见的，染色体结构变异可用光学显微镜观察到。3(2015上海高考)如图显示一对表现型正常的夫妇及其智障儿子细胞中的两对染色体(不考虑受精和胚胎发育过程中的任何情况)，造成儿子异常的根本原因是()A父亲染色体上的基因发生突变B母亲染色体上的基因发生突变C母亲染色体发生缺失D母亲染色体发生易位解析：选D由图示可看出：父亲的染色体正常(同源染色体的大小、形态一致)，母亲的染色体异常。若把图示亲本细胞中的染色体按从左到右编号为1、2、3、4，其中1与2为一对同源染色体，3与4为一对同源染色体。与父亲正常的染色体比较，可看出母亲细胞中2号染色体的一段移接到了3号染色体上，属于染色体结构变异中的易位。由此可推断造成儿子异常的根本原因是母亲染色体发生易位。4(2017江苏高考)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题：(1)要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的_物质是否发生了变化。(2)在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法，使早熟基因逐渐_，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的_进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为_育种。(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的_，产生染色体数目不等、生活力很低的_，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法，其不足之处是需要不断制备_，成本较高。(4)新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次_，产生的多种基因中只有一部分在选育过程中保留下来。解析：(1)生物的可遗传性状是由基因控制的，培育得到的新品种，与原种控制相关性状的遗传物质(基因)可能有所差异，因而可根据变异株中的遗传物质是否发生变化来判断变异株是否具有育种价值。(2)连续自交过程中早熟基因逐渐纯合，培育成新品种1。为了加快进程，可先通过花药离体培养，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得高度纯合的后代，这种方法属于单倍体育种。(3)若是染色体组数目改变引起的变异，则在减数分裂过程中同源染色体配对会发生紊乱，不规则的染色体分离导致产生染色体数目不等、生活力低的异常配子，只有极少数配子正常，故只得到极少量的种子。育种方法需首先经植物组织培养获得柑橘苗，而植物组织培养技术操作复杂，成本较高。(4)育种方法需连续自交，每次减数分裂时与早熟性状相关的基因和其他性状相关的基因都会发生基因重组，产生多种基因型，经选育只有一部分基因型保留下来。植物组织培养过程中不进行减数分裂，无基因重组发生。答案：(1)遗传(2)纯合花药单倍体(3)染色体分离配子组培苗(4)重组5(2017北京高考)玉米(2n20)是我国栽培面积最大的作物，近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。(1)单倍体玉米体细胞的染色体数为_，因此在_分裂过程中染色体无法联会，导致配子中无完整的_。(2)研究者发现一种玉米突变体(S)，用S的花粉给普通玉米授粉，会结出一定比例的单倍体籽粒(胚是单倍体；胚乳与二倍体籽粒胚乳相同，是含有一整套精子染色体的三倍体。见图1)。根据亲本中某基因的差异，通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源，结果见图2。从图2结果可以推测单倍体的胚是由_发育而来。玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制，A、R同时存在时籽粒为紫色，缺少A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交，结出的籽粒中紫白35，出现性状分离的原因是_，推测白粒亲本的基因型是_。将玉米籽粒颜色作为标记性状，用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体，过程如下：请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型_。(3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H)，欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。结合(2)中的育种材料与方法，育种流程应为_；将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子；选出具有优良性状的个体。解析：(1)单倍体玉米体细胞的染色体数是正常玉米的一半，即10条染色体。由于单倍体玉米的细胞中没有同源染色体，所以在减数第一次分裂前期，无法联会；减数第一次分裂后期染色体随机进入两个子细胞中，最终导致产生的配子中没有完整的染色体组。(2)从图2能够看出，3和2的结果相同，说明F1单倍体胚来源于普通玉米，由母本产生的卵细胞发育而来。因为子代籽粒中紫白35，说明子代中紫粒占3/8，又因为这两对基因的遗传遵循自由组合定律，3/81/23/4，其中“1/2”为一对基因杂合子测交后代中某一性状所占比例，“3/4”为一对基因杂合子自交后代中显性性状所占比例，因此可推出白粒亲本的基因型为Aarr或aaRr，紫粒亲本的基因型为AaRr。单倍体籽粒胚是由卵细胞发育而来的，基因型为ar，表型为白色；二倍体籽粒胚的基因型是AaRr，表型为紫色；二者胚乳的基因型为AaaRrr，表型均为紫色。(3)欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种，首先用两个纯合子(G和H)杂交，将得到的F1作为母本和突变体S杂交，挑选出表型为白色的单倍体籽粒；然后对单倍体进行染色体加倍以获得纯合子，最后筛选出具有优良性状的个体。答案：(1)10减数染色体组(2)卵细胞紫粒亲本是杂合子Aarr/aaRr