2019届高考生物复习生物的变异育种和进化第22讲染色体变异及其应用备考一体学案苏教版.docx

第22讲染色体变异及其应用考纲要求1.染色体结构变异和数目变异()。2.生物变异在育种上的应用()。3.实验：低温诱导染色体加倍。考点一染色体变异1.染色体结构的变异(1)类型(连线)(2)结果：使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。2.染色体数目变异(1)类型(2)染色体组(根据果蝇染色体组成图归纳)从染色体来源看，一个染色体组中不含同源染色体。从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因，但不能重复。(3)单倍体、二倍体和多倍体项目单倍体二倍体多倍体概念体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体体细胞中含有两个染色体组的个体体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体发育起点配子受精卵受精卵植株特点(1)植株弱小(2)高度不育正常可育(1)茎秆粗壮(2)叶片、果实和种子较大(3)营养物质含量较高体细胞染色体组数123形成过程雄配子单倍体 雌配子单倍体 受精作用受精卵生物体形成原因自然原因单性生殖正常的有性生殖外界环境条件剧变(如低温)人工诱导花药离体培养秋水仙素处理单倍体幼苗秋水仙素处理萌发的种子或幼苗举例蜜蜂的雄蜂几乎全部的动物和过半数的高等植物香蕉(三倍体)；马铃薯(四倍体)；八倍体小黑麦1.判断下列有关染色体结构变异的叙述(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)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力()(3)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响()(4)染色体上某个基因的丢失属于基因突变()(5)DNA分子中发生三个碱基对的缺失导致染色体结构变异()(6)非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中()2.判断下列有关染色体数目变异的叙述(1)三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关()(2)用秋水仙素处理某高等植物连续分裂的细胞群体，分裂期细胞的比例会减少()(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)水稻(2n24)一个染色体组有12条染色体，水稻单倍体基因组有12条染色体()(6)用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体()(7)单倍体含有的染色体组数都是奇数()分析染色体的结构变异和数目变异(1)图甲的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于哪类变异？能在光学显微镜下观察到的是哪几个？哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？提示染色体片段缺失；染色体片段易位；基因突变；染色体片段倒位。均为染色体变异，可在光学显微镜下观察到，为基因突变，不能在光学显微镜下观察到。(基因突变)只是产生了新基因，染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。(2)图乙、丙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于哪类变异？提示图乙发生了非同源染色体间片段的交换，图丙发生的是同源染色体上的非姐妹染色单体间相应片段的交换；前者属于染色体结构变异中的“易位”，后者属于交叉互换型基因重组。(3)上述的染色体结构变异中有的甚至导致生物体死亡，为何还称为可遗传的变异？提示染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，即由遗传物质的变化引起的变异就称为可遗传的变异。(4)下图中丁是某二倍体生物体细胞染色体模式图，戊、己、庚是发生变异后的不同个体的体细胞中的染色体组成模式图，据图回答：若果蝇的某细胞在减数第一次分裂后期X染色体和Y染色体没有分离，最终形成的精子中含有的是不是一个染色体组？不是。上图中戊所示个体减数分裂产生的配子种类及比例如何？图己所示个体在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条配对联会，另1条同源染色体不能配对，减数第一次分裂的后期配对的同源染色体正常分离，而不能配对的1条染色体随机移向细胞的任意一极，则其减数分裂时可产生的配子种类和比例如何？提示bBabaB1111；aBabABAbAaBAabAABAAb11222211。读上图辨析“三体”“三倍体”吗？提示三体是二倍体(含两个染色体组)，只是其中某形态的染色体“多出了一条”，其余染色体均为两两相同(如上图己)；三倍体则是指由受精卵发育而来的体细胞中含三个染色体组的个体，其每种形态的染色体为“三三相同”(如图庚)。命题点一透过图像辨析三种可遗传变异1.下图中，甲、乙分别表示两种果蝇的一个染色体组，丙表示果蝇的X染色体及其携带的部分基因。下列有关叙述正确的是()A.甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常B.甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同C.丙中过程，可能是发生在X和Y的非姐妹染色单体之间的易位D.丙中所示变异都可归类于染色体结构变异答案D解析与甲相比，乙中的1号染色体发生了倒位，所以甲、乙杂交产生的F1，减数分裂过程中1号染色体不能正常联会，不能产生正常配子，A项错误；因为乙中的1号染色体发生了倒位，所以甲、乙的1号染色体上的基因排列顺序不完全相同，B项错误；丙中过程基因的位置发生颠倒，属于倒位，丙中过程染色体片段发生改变，属于染色体结构变异中的易位，都属于染色体结构变异，C项错误，D项正确。2.如图分别表示不同的变异类型，a、a基因仅有图所示片段的差异。下列相关叙述正确的是()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答案C解析表示同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换(发生在减数第一次分裂前期)，导致基因重组；表示非同源染色体互换片段，发生的是染色体结构变异中的易位；表示基因突变；表示染色体结构变异中的某一片段缺失或重复。利用四个“关于”区分三种变异(1)关于“互换”：同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。(2)关于“缺失或增加”：DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加)，属于染色体结构变异；DNA分子上若干碱基对的缺失、增添，属于基因突变。(3)关于变异的水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。(4)关于变异的“质”和“量”：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般不改变基因的量，转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，会改变基因的量或基因的排列顺序。命题点二染色体组及生物体倍性的判断3.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e、g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c、f图，该个体一定是四倍体答案C解析形态、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、g图含有一个染色体组，e、f图含有四个染色体组。确认单倍体、二倍体、三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于单倍体；若由受精卵发育而来，有几个染色体组即属于几倍体。4.(2018太原模拟)下图所示细胞中对所含染色体的有关叙述正确的是()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，是单倍体答案C解析图a为有丝分裂后期，含有4个染色体组，图b有3个染色体组，A项错误；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，B项错误；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，C项正确；图d中只含1个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄配子或雌配子发育而成的，D项错误。1.三种方法确定染色体组数量(1)染色体形态法同一形态的染色体有几条就有几组。如图中有4个染色体组。(2)等位基因个数法控制同一性状的等位基因有几个就有几组。如AAabbb个体中有3个染色体组。(3)公式法染色体组数，如图中有4个染色体组。2.“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体命题点三变异类型的实验探究5.玉米的紫株和绿株由6号染色体上一对等位基因(H、h)控制，紫株对绿株为显性。紫株A经X射线照射后再与绿株杂交，子代出现少数绿株(绿株B)。为研究绿株B出现的原因，让绿株B与正常纯合的紫株C杂交得F1，F1自交得F2。请回答：(1)假设一：X射线照射导致紫株A发生了基因突变。若此假设成立，则F1的基因型为_；F2中紫株所占的比例为_。(2)假设二：X射线照射导致紫株A的6号染色体断裂，含有基因H的片段缺失(注：一条染色体部分片段缺失的个体生存，两条同源染色体皆有相同部分片段缺失的个体死亡)。若此假设成立，则绿株B产生的雌雄配子各有_种，F1的表现型_；F2中，紫株绿株_。(3)为验证假设二是否正确。最好选择_(填“紫株A”“绿株B”或“紫株C”)的根尖制成装片，在显微镜下观察和比较_(填分裂方式及分裂时期)的染色体形态。答案(1)Hh(2)2全部为紫株61(3)绿株B有丝分裂中期解析(1)假设一是基因突变，基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换等，其实质是基因结构的改变。紫株A变异后与绿株(hh)杂交，后代有绿株出现，说明紫株A的基因型为Hh，绿株B的基因型为hh。绿株B(hh)与正常纯合的紫株C(HH)杂交，F1的基因型为Hh；F1自交得到F2，F2中紫株(H_)所占的比例应为。(2)假设二是染色体变异，则绿株B的基因型为hO，即绿株B的一条染色体缺失含有基因H的片段，因此其能产生2种配子，一种配子含有基因h，另一种配子6号染色体断裂缺失含H的片段。绿株B与正常纯合的紫株C(HH)杂交，F1有两种基因型(比例相等)：Hh和HO，均表现为紫株；Hh自交得到的F2为HHHhhh121，紫株占，绿株占，HO自交，由于两条染色体缺失相同片段的个体死亡，所以F2为HHHO12，全为紫株，F2中紫株所占比例应为，绿株所占比例应为。所以，紫株绿株61。(3)基因突变是点突变，在显微镜下无法观察到，而染色体变异可在显微镜下观察到，所以假设二可以通过细胞学的方法来验证，即在显微镜下观察绿株B细胞有丝分裂或减数分裂过程中的染色体。根尖部位只能发生有丝分裂，故应选择有丝分裂中期的细胞进行观察，因为此时染色体的形态和数目最清晰，然后可以通过染色体组型分析比较6号染色体是否相同。6.番茄是二倍体植物。有一种三体，其6号染色体的同源染色体有3条，在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条随意配对联会形成一个二价体，另1条同源染色体不能配对而形成一个单价体。减数第一次分裂的后期，组成二价体的同源染色体正常分离，组成单价体的1条染色体随机地移向细胞的任何一极，而其他染色体正常配对、分离。请回答问题：(1)从变异类型的角度分析，三体的形成属于_。(2)若三体番茄的基因型为AABBb，则其产生的花粉的基因型及其比例为_，其根尖分生区一细胞连续分裂两次所得到的子细胞的基因型为_。(3)现以马铃薯叶型(dd)的二倍体番茄为父本，以正常叶型(DD或DDD)的三体纯合子番茄为母本，设计杂交实验，判断D(或d)基因是否在第6号染色体上，最简单可行的实验方案是_。实验结果：若杂交子代_，则_。若杂交子代_，则_。答案(1)染色体数目变异(2)ABBABbABAb1221AABBb(3)F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃薯叶型杂交正常叶马铃薯叶11D(或d)基因不在第6号染色体上正常叶马铃薯叶51D(或d)基因在第6号染色体上解析(1)由题意知，正常番茄中体细胞的6号染色体是2条，三体的6号染色体是3条，属于染色体数目变异。(2)三体番茄的基因型为AABBb，依题意分析其产生的配子的基因型及比例是ABBABbABAb1221；根尖细胞进行有丝分裂，分裂后形成的子细胞的基因型与亲代细胞相同，都是AABBb。(3)如果D(d)基因不在6号染色体上，则马铃薯叶型的基因型是dd，正常叶型的基因型是DD，杂交子代的基因型是Dd，与dd进行测交，测交后代的基因型及比例是Dddd11，前者是正常叶，后者是马铃薯叶；如果D(d)基因位于6号染色体上，则马铃薯叶型的基因型是dd，正常叶型的基因型是DDD，杂交子代的基因型是Dd、DDd, 其中DDd是三体植株，DDd与dd进行测交，DDd产生的配子的基因型及比例是DDDDdd1221，测交后代的基因型是DDdDdDdddd1221，其中Dd、DDd、Ddd表现为正常叶，dd表现为马铃薯叶。考点二生物变异在育种上的应用1.单倍体育种(1)原理：染色体(数目)变异。(2)方法(3)优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子。(4)缺点：技术复杂。2.多倍体育种(1)方法：用秋水仙素或低温处理。(2)处理材料：萌发的种子或幼苗。(3)原理(4)实例：三倍体无子西瓜两次传粉三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。3.杂交育种(1)原理：基因重组。(2)过程培育杂合子品种 选取符合要求的纯种双亲杂交()F1(即为所需品种)。培育隐性纯合子品种选取符合要求的双亲杂交()F1F2选出表现型符合要求的个体种植并推广。培育显性纯合子品种a.植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1F1自交获得F2鉴别、选择需要的类型，自交至不发生性状分离为止。b.动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1F1雌雄个体交配获得F2鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。(3)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。(4)缺点：获得新品种的周期长。4.诱变育种(1)原理：基因突变。(2)过程(3)优点可以提高突变频率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。大幅度地改良某些性状。(4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。归纳总结根据育种程序图识别育种名称和过程(1)首先要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。这是识别各种育种方法的主要依据。(2)根据以上分析可以判断：“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，“植物细胞新细胞愈伤组织胚状体人工种子新品种”为基因工程育种。(1)抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦()(2)抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低()(3)通过花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种()(4)诱变育种和杂交育种均可形成新基因()(5)利用高产、感病小麦与高产、晚熟小麦品种间杂交筛选可获得高产、抗病小麦的品种()(6)单倍体育种中，通过花药离体培养所得的植株均为纯合的二倍体()(7)已知a和b基因为优良基因，并分别独立控制不同的优良性状。欲利用现有的基因型为AABB、AAbb、aaBB三种纯合子，较简单快捷的培育出优良新品种的方法是杂交育种()(8)诱变育种可通过改变基因的结构达到育种目的()(9)现有三个番茄品种，A种的基因型为aaBBDD，B种的基因型为AAbbDD，C种的基因型为AABBdd，三种等位基因分别位于三对同源染色体上。若通过杂交育种获得aabbdd植株，且每年只繁殖一代，至少需要的时间为4年()(10)用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，则四倍体植株上会结出三倍体无子西瓜()图中甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因，表示培育水稻新品种的过程，请分析：(1)图中哪种途径为单倍体育种？其为什么能缩短育种年限？提示图中过程表示单倍体育种。采用花药离体培养获得的单倍体植株，经人工诱导染色体加倍后，植株细胞内每对染色体上的基因都是纯合的，自交后代不会发生性状分离，因此缩短了育种年限。(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？提示图示处需用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得纯合子；处常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导染色体加倍。(3)的育种原理分别是什么？提示的育种原理为基因突变，的育种原理为染色体变异。(4)图中最简便及最难以达到育种目标的育种途径分别是哪个过程？提示图中最简便的育种途径为过程所示的杂交育种，但育种周期较长；最难以达到育种目标的途径为过程。(5)杂交育种选育从F2开始的原因是什么？其实践过程中一定需要连续自交吗？为什么？提示因为从F2开始发生性状分离。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，则只要在F2出现该性状个体即可。(6)原核生物常选哪种育种方式，为什么？提示诱变育种。原核生物无减数分裂，不能进行杂交育种，所以一般选诱变育种。(7)大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，如何设计育种方案？提示大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状需采用诱变育种。命题点一分析单倍体育种与多倍体育种的应用1.如图是利用野生猕猴桃种子(aa,2n58)为材料培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程，下列叙述错误的是()A.和都可用秋水仙素处理来实现B.若是自交，则产生AAAA的概率为1/16C.AA植株和AAAA植株是不同的物种D.若是杂交，产生的AAA植株的体细胞中染色体数目为87答案B解析和都可用秋水仙素处理来完成染色体数目加倍，A项正确；植株AAaa减数分裂产生的配子种类及比例为AAAaaa141，所以AAaa自交产生AAAA的概率1/61/61/36，B项错误；二倍体AA与四倍体AAAA杂交产生的AAA为不育的三倍体，因此AA植株和AAAA植株是不同的物种，C项正确；该生物一个染色体组含有染色体58229(条)，所以三倍体植株体细胞中染色体数为29387(条)，D项正确。2.萝卜和甘蓝都是人们喜欢的蔬菜，并且萝卜和甘蓝都属于十字花科植物且都是二倍体生物，体细胞染色体数都是18。萝卜的染色体组成和染色体数可以表示为：2nAA18，甘蓝的染色体组成和染色体数可以表示为：2nBB18。如图是利用萝卜和甘蓝培育作物品种的过程示意图，请回答下列问题：(1)图中秋水仙素的作用是_，作用的时期是_；与用秋水仙素处理可以达到同样效果的一种措施是_。(2)以上育种方法的原理是_；甲、乙、丙、丁4种植株中，可育的有_，其染色体组成和染色体数分别为_。植株丁根尖分生区的一个细胞中最多含_条染色体。(3)基因型为AaBb的萝卜和基因型为DdEe的甘蓝杂交，后代基因型有_种；请设计一个利用基因型为AaBb的萝卜和基因型为DdEe的甘蓝，获得基因型为aaaabbbbddee的萝卜甘蓝新品种的培育步骤(写出一种即可)。答案(1)抑制纺锤体形成有丝分裂前期低温处理 (2)染色体变异甲、丙甲：4nAAAA36，丙：4nAABB3654(3)16用AaBb的萝卜自交，获得基因型为aabb的个体，诱导加倍获得基因型为aaaabbbb的个体，再诱导加倍获得基因型为aaaaaaaabbbbbbbb的个体；用基因型为DdEe的个体自交获得基因型为ddee的个体，对其诱导加倍获得基因型为ddddeeee的个体；让基因型为aaaaaaaabbbbbbbb的萝卜与基因型为ddddeeee的甘蓝杂交，获得的后代即为基因型为aaaabbbbddee的萝卜甘蓝新品种(答案合理即可)。解析(1)秋水仙素的作用是抑制纺锤体形成，作用的时期是有丝分裂前期。与用秋水仙素处理可以达到同样效果的是低温处理，低温处理同样可以诱导多倍体产生。(2)植株甲的获取原理是染色体组加倍，为同源四倍体，可育；植株乙是通过杂交获得的异源二倍体，不可育；植株丙获取的原理是染色体组加倍，为异源四倍体，可育；植株丁是通过杂交获得的异源三倍体，不可育。甲的染色体组成和染色体数为：4nAAAA36；乙的染色体组成和染色体数为：2nAB18；丙的染色体组成和染色体数为：4nAABB36；丁的染色体组成和染色体数为：3nAAB27。植株丁根尖分生区的一个细胞中最多含染色体数为27254条。(3)基因型为AaBb的萝卜和基因型为DdEe的甘蓝各产生4种互不相同的配子，随机组合可产生4416种基因型的后代。获取基因型为aaaabbbbddee的萝卜甘蓝新品种的方法有多种，详见答案。单倍体育种与杂交育种的关系命题点二分析诱变育种和杂交育种的应用3.家蚕(2n28)雌性体细胞内有两个异型的性染色体ZW，雄性体细胞内有两个同型的性染色体ZZ。人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，使ZW卵和不带卵色基因的ZZ卵有所区别，从而在家蚕卵还未孵化时就能区分雌雄。下列有关说法错误的是()A.这种育种方式属于诱变育种B.辐射的目的是为了提高基因的突变率，更容易筛选到卵色基因C.上述带有卵色的受精卵将来会发育为雌性家蚕D.上述带有卵色基因的家蚕染色体组型图与正常家蚕不同答案B解析人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，说明该方法是诱变育种，A项正确；辐射的目的是为了使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，使家蚕卵还未孵化时就能区分雌雄，B项错误；根据题意可知，卵色基因的片段易位到W染色体上，则带有卵色的受精卵为ZW，为雌性家蚕，C项正确；上述带有卵色基因的家蚕W染色体多了一段染色体，所以其染色体组型图与正常家蚕不同，D项正确。4.玉米长果穗(H)对短果穗(h)为显性，黄粒(F)对白粒(f)为显性，两对基因独立遗传。现有甲(HHFF)、乙(hhFF)、丙(HHff)三个品系的纯种玉米。请回答问题：(1)将甲与短果穗白粒植株杂交得F1，F1再与某植株杂交，后代的表现型及比例为长果穗黄粒短果穗黄粒31，那么某植株的基因型是_。(2)为提高产量，在生产中使用的玉米种子都是杂交种。现有长果穗白粒和短果穗黄粒两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒(HhFf)玉米杂交种的目的，科研人员设计了如图的快速育种方案。图中的处理方法A和B分别是指_、_。以上育种过程中所依据的两个遗传学原理是_。答案(1)HhFF(2)花药离体培养秋水仙素处理基因重组、染色体变异解析(1)纯种长果穗黄粒与短果穗白粒玉米杂交得F1 ，F1基因型为HhFf，F1与某品种杂交，后代的表现型及比例为长果穗黄粒短果穗黄粒31，所以该品种为HhFF。(2)图中的处理方法A和B分别是指花药离体培养、秋水仙素处理。以上育种过程中所依据的两个遗传学原理是基因重组、染色体变异。5.在家兔中黑毛(B)对褐毛(b)是显性，短毛(E)对长毛(e)是显性，遵循基因的自由组合定律。现有纯合黑色短毛兔，褐色长毛兔，褐色短毛兔三个品种。请回答：(1)设计培育出能稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案简要程序：第一步：让基因型为_的兔子和基因型为_的异性兔子杂交，得到F1。第二步：让F1_，得到F2。第三步：选出F2中表现型为黑色长毛兔的个体，让它们各自与表现型为_的异性兔杂交，分别观察每对兔子产生的子代，若后代足够多且_，则该F2中的黑色长毛兔即为能稳定遗传的黑色长毛兔。(2)该育种方案原理是_。(3)在上述方案的第三步能否改为让F2中表现型为黑色长毛的雌雄兔子两两相互交配，若两只兔子所产生的子代均为黑色长毛，则这两只兔子就是能稳定遗传的黑色长毛兔？为什么？_(填“能”或“不能”)，原因是_。答案(1)BBEEbbee雌雄个体相互交配褐色长毛兔(或褐色短毛兔)不出现性状分离(2)基因重组(3)不能两只黑色长毛的雌雄兔子交配，所产生的子代均为黑色长毛，只能说明这两只黑色长毛兔中至少有一只是能稳定遗传的解析(1)要想获得BBee，应选择黑色短毛兔(BBEE)和褐色长毛兔(bbee)作为亲本杂交，但是获得的子一代全为杂合子，因此必须让子一代个体之间相互交配，在子二代中选择出黑色长毛兔，然后再通过测交的方法选择出后代不发生性状分离的即可。(2)杂交育种的原理为基因重组。(3)黑色长毛兔的基因型为B_ee，如果让黑色长毛的雌雄兔子两两相互交配，若所产生的子代均为黑色长毛，只能说明这两只黑色长毛兔中至少有一只能稳定遗传，并不能确定这两只兔子就是能稳定遗传的黑色长毛兔。命题点三生物育种的综合判断6.如图所示，将二倍体植株和杂交得到，再将作进一步处理。对此分析错误的是()A.由得到的育种原理是基因重组B.图中秋水仙素的作用是使染色体数目加倍C.若的基因型是AaBbdd，则的基因型可能是aBdD.至的过程中，所产生的变异都有利于生产答案D解析和杂交后得到，应为种子，多次射线处理萌发的种子应为诱变育种，由于突变是不定向的，所以产生的性状可能是有利的也可能是有害的；到的过程表示杂交育种，遵循的原理为基因重组；由到是花药离体培养，所得到的幼苗是单倍体，可以有aBd、abd、ABd、Abd四种基因型；秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，进而使染色体数目加倍。7.(2017石嘴山第三中学一模)野生香蕉是二倍体，通常有大量的硬子，无法食用。在大约1万年前的东南亚，人们发现一种很少见的香蕉品种，这种香蕉无子、可食，是世界上第一种可食用的香蕉，后来人们发现这种无子香蕉是三倍体。请回答问题：(1)三倍体香蕉的变异属于_，之所以无子是因为此香蕉在减数分裂时_，不能产生正常配子。(2)由一种变异的致命真菌引起的香蕉叶斑病正在全球蔓延。在世界许多香蕉农场，每年多次、大量喷洒杀菌剂来抑制这种真菌的散播，但此做法未能起到较好的效果。此杀菌剂的使用对真菌起到了_作用。(3)生物学家到目前仍然没有找到携带该真菌抗性基因的二倍体野生香蕉，说明基因突变具有_的特点。如果找到具有抗真菌基因的二倍体野生香蕉，可以尝试用_育种方式，以获得_倍体香蕉作母本，然后与_倍体野生香蕉作父本杂交，从其后代的三倍体无子香蕉中选育出抗病的品种。答案(1)染色体(数目)变异同源染色体联会紊乱(2)选择(3)不定向性或低频性多倍体四二解析(1)三倍体香蕉的变异属于染色体(数目)变异，三倍体香蕉因在减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能产生正常的配子，所以三倍体香蕉无子。(2)杀菌剂的使用对真菌的不定向变异起到了定向的选择作用。(3)由题干中“生物学家到目前仍然没有找到携带该真菌抗性基因的二倍体野生香蕉”可知，基因突变具有不定向性或低频性的特点。若找到具有抗真菌基因的二倍体野生香蕉，可采用多倍体育种的方式，用一定浓度的秋水仙素处理二倍体野生香蕉萌发的种子或幼苗以获得四倍体野生香蕉，再以该四倍体野生香蕉为母本，以二倍体野生香蕉作父本，让二者进行杂交，从其后代的三倍体无子香蕉中选育出抗病的品种。1.根据育种目标选择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(明显缩短育种年限)杂交育种(耗时较长，但简便易行)对原品系实施“定向”改造基因工程及植物细胞工程(植物体细胞杂交)育种让原品系产生新性状(无中生有)诱变育种(可提高变异频率，期望获得理想性状)使原品系营养器官“增大”或“加强”多倍体育种2.关注“三最”定方向(1)最简便侧重于技术操作，杂交育种操作最简便。(2)最快侧重于育种时间，单倍体育种所需时间明显缩短。(3)最准确侧重于目标精准度，基因工程技术可“定向”改变生物性状。考点三低温诱导染色体数目的变化1.实验原理低温处理植物分生组织细胞纺锤体不能形成染色体不能被拉向两极细胞不能分裂细胞染色体数目加倍。2.实验步骤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%的乙醇冲洗用卡诺氏液处理的根尖洗去卡诺氏液质量分数为15%的盐酸与体积分数为95%的乙醇等体积混合，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洗去药液，防止解离过度质量浓度0.02 g/mL的龙胆紫溶液把漂洗干净的根尖放进盛有质量浓度0.02 g/mL的龙胆紫溶液的玻璃皿中染色35 min使染色体着色问题探究(1)本实验是否温度越低效果越显著？提示不是，必须为“适当低温”，以防止温度过低对根尖细胞造成伤害。(2)观察时是否所有细胞中染色体均已加倍？提示不是，只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。(3)待蚕豆长出不定根时，为何要将整个装置放入冰箱内低温处理长达36 h?提示如果低温诱导蚕豆根尖时间过短，细胞将无法完成一个细胞周期，进而可能观察不到染色体数目加倍的细胞。(4)卡诺氏液和解离液的作用一样吗？提示不一样。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，不再代谢也不再变化。解离液的作用主要是溶解细胞间的连接物质，将组织中的细胞分散开来，便于观察，解离之后细胞死亡。命题点一实验基础1.用质量分数为2%的秋水仙素处理植物分生组织56 h，能够诱导细胞内染色体加倍。某生物小组为了探究用一定时间的低温(如4 )处理被水浸泡的蚕豆是否也能诱导细胞内染色体加倍进行了相关实验设计。下列关于该实验的叙述中，错误的是()A.本实验的假设是用一定时间的低温处理被水浸泡的蚕豆能够诱导细胞内染色体加倍B.本实验可以在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内的染色体数目C.本实验需要制作蚕豆细胞的临时装片，制作步骤是解离漂洗染色制片D.本实验可以看到一个细胞完整的染色体数目加倍的过程答案D解析由于在装片制作过程中已经将细胞杀死，所以用显微镜观察时看不到一个细胞完整的染色体数目加倍的过程，故D项错误。2.有关“低温诱导染色体加倍”的实验，正确的叙述是()A.多倍体形成过程中增加了非同源染色体重组的机会B.解离液和卡诺氏液都可以使蚕豆根尖解离C.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D.显微镜下可以看到大多数细胞染色体数目加倍答案C解析多倍体形成过程中细胞进行的是有丝分裂，不会出现非同源染色体重组现象，A项错误；卡诺氏液是固定液，B项错误；低温与秋水仙素诱导染色体数目变化的原理都是在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成，C项正确；显微镜下可以看到少数细胞染色体数目加倍，D项错误。命题点二实验拓展3.四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多，为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最适温度，设计了如下实验：(1)实验主要材料：大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为95%的乙醇、质量分数为15%的盐酸、显微镜、改良苯酚品红染液等。(2)实验步骤取5个培养皿，编号并分别加入纱布和适量的水。将培养皿分别放入4 、0 、_、_、12 的恒温箱中培养1 h。取大蒜随机均分成_组，分别放入5个培养皿中诱导培养36小时。分别取根尖0.51 cm，放入_中固定0.51 h，然后用_冲洗2次。制作装片：解离_制片。低倍镜检测，统计每组视野中的染色体数目加倍率，并记录结果。(3)实验结果：染色体数目加倍率最高的一组为最适温度。(4)实验分析a.设置实验步骤的目的：_。b.除低温外，_也可以诱导染色体数目加倍，原理是_。答案(2)4 8 5卡诺氏液体积分数为95%的乙醇漂洗染色(4)a.将培养皿放在不同温度下恒温处理，是为了进行相互对照；恒温处理1 h是为了在DNA复制时尽可能使细胞处于设定温度中，以排除其他温度干扰b.秋水仙素抑制纺锤体的形成解析本实验目的是探究诱导大蒜染色体数目加倍的最适温度，所以温度应设置为自变量，不同温度处理是为了进行相互对照，恒温处理1 h是为了在DNA复制时尽可能使细胞处于设定温度中，以排除其他温度的干扰。但低温并不可能使所有细胞染色体数目加倍，所以要统计加倍率来确定最适温度。矫正易错强记长句1.基因突变中碱基对的增添、缺失属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；染色体结构变异中的重复、缺失属于细胞水平的变化，在光学显微镜下能观察到。2.单倍体不一定仅含1个染色体组：单倍体所含染色体组的个数不定，可能含1个、2个或多个染色体组，可能含同源染色体，可能含等位基因。3.单倍体并非都不育。由二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育，而多倍体的配子若含有偶数个染色体组，则其发育成的单倍体中含有同源染色体就可育并能产生后代。4.“可遗传”“可育”。三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现为“不育”，但它们均属于可遗传变异。5.诱变育种与杂交育种相比，前者能产生新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基因，只是实现原有基因的重新组合。6.诱变育种尽管能提高突变率，但仍然是未突变个体远远多于突变个体，有害突变多于有利突变，只是与自然突变的低频性相比，有利突变个体数有所增加。7.正确理解育种中“最简便”与“最快速”：“最简便”着重于技术含量应为“易操作”，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作。但“最快速”则未必简便，如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高。8.正确理解“单倍体育种”与“花药离体培养”：单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程；花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。1.图甲与图乙分别表示培育三倍体西瓜的两种方法，则：(1)甲中的西瓜植株减数分裂形成花粉的过程中，着丝点分裂的时期是减数第二次分裂后期。(2)乙所涉及的变异原理是染色体(数目)变异，四倍体西瓜植株群体是不同于二倍体西瓜的新物种，理由是与二倍体植株产生了生殖隔离，群体本身能自由交配产生可育后代。(3)三倍体高度不育的原因是形成配子过程中，同源染色体联会紊乱。2.在一块高秆(纯合)小麦田中，发现了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究该性状出现的可能原因(简要写出所用方法、结果和结论)：取该小麦种子在其他小麦田种下，让其自交，若全是高秆，说明矮秆性状的出现是由环境引起的；若后代出现高秆、矮秆两种性状，则是基因突变引起的。3.简述用基因型为AaBb(抗病卵形叶)的植株作材料，获得基因型为AABB的抗病卵形叶植株的过程：取AaBb植株的花药离体培养得单倍体幼苗，秋水仙素诱导染色体加倍，用相应病原体感染卵形叶植株，保留抗病植株。重温高考演练模拟1.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.个体甲的变异对表现型无影响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，表现型无异常答案B解析个体甲的变异属于缺失基因“e”所在片段，影响表现型，A项错误；个体乙发生的变异是倒位，减数分裂形成的四分体异常，B项正确；含缺失染色体的配子一般是败育的，故其后代一般不发生性状分离，C项错误；个体乙染色体没有基因缺失，但发生倒位，表现型发生异常，D项错误。2.(2015全国，6)下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是()A.该病是由于特定的染色体片段缺失造成的B.该病是由于特定染色体的数目增加造成的C.该病是由于染色体组数目成倍增加造成的D.该病是由于染色体中增加某一片段引起的答案A解析人类猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的，A项正确，B、C、D项错误。3.(2015海南，21)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会导致个体表现型改变C.基因突变与染色体结构变异都会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答案C解析基因突变的实质是基因中碱基对序列的改变，结果是产生等位基因，不会导致染色体结构变异，A项错误；基因突变不一定引起个体表现型的改变，B项错误；由于染色体是DNA的主要载体，染色体结构变异会引起DNA碱基序列的改变，C项正确；基因突变在光学显微镜下是看不见的，D项错误。4.(2013全国，5)下列实践活动中包含基因工程技术的是 ()A.水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种B.抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦C.将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株D.用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆答案C解析A项为单倍体育种，原理是染色体变异；B项为杂交育种，原理为基因重组；C项为基因工程育种，需要利用基因工程技术将重组DNA分子导入受体细胞，原理为基因重组；D项为诱变育种，原理为基因突变。5.某自花且闭花受粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答：(1)自然状态下，该植物一般都是_合子。(2)若采用诱变育种，在射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有_和有害性这三个特点。(3)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等分离世代中_抗病矮茎个体，再经连续自交等_手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的_。若只考虑茎的高度，亲本杂