高考生物一轮复习 第7单元 生物的变异、育种和进化 第24讲 染色体变异与育种课件

第24讲 染色体变异与育种 第七单元 生物的变异、育种和进化 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.转基因食品的安全()。 4.实验：低温诱导染色体加倍。 考点一 染色体变异 考点三 低温诱导植物染色体数目的变化 考点二 生物变异在育种上的应用 内容索引 重温高考 演练模拟 知识网络 答题语句 课时作业 考点一 染色体变异 1.染色体结构的变异 (1)类型(连线) 梳理知识要点 的增加或减少 以 的形式成倍地增加或减少 (2)结果：使排列在染色体上的基因的发生改变，从而 导致性状的变异。 2.染色体数目变异 数目或排列顺序 个别染色体 (1)类型 染色体组 从染色体来源看，一个染色体组中。 从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体 。 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_ ，但不能重复。 (2)染色体组(根据果蝇染色体组成图归纳) 不含同源染色体 各不相同 一整套 基因 单倍体二倍体多倍体 概念 体细胞中含有本物 种 染色体数目 的个体 体细胞中含有两个 的个体 体细胞中含有三个 或三个以上染色体 组的个体 染色体组一至多个两个三个或三个以上 发育起点配子受精卵受精卵 (3)单倍体、二倍体和多倍体 配子 染色体组 1.判断常考语句，澄清易混易错 (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)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加( ) (5)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( ) (6)单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组( ) 诊诊断与思考 2.分析命题热图，明确答题要点 观察下列甲、乙、丙三幅图示，请分析： (1)图甲、图乙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们 属于何类变异？提示 图甲发生了非同源染色体间片段的交换，图乙发生的是同源染色体非姐 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” ，后者则属于交叉互换型基因重组。 (2)图丙的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于何类 变异？能在光镜下观察到的是哪几个？提示 染色体片段缺失；染色体片段的易位；基因突变；染色体中片 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 能在显微镜下观察到。 (3)图丙中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？ 提示 图丙中的基因突变只是产生了新基因，即改变基因的质，并未 改变基因的量，故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。 1.通过图示辨析染色体结构的变异 突破重点难点 类型图解变异杂合子染色体组成显微观察的联会异常 缺失 重复 易位 倒位 2.比较单倍体、二倍体和多倍体 项目单倍体二倍体多倍体 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、果实、种子较大 (3)营养物质含量丰富 体细胞染色体组数123 形成过程 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 特别提醒 (1)单倍体不一定仅含1个染色体组 单倍体不一定只含1个染色体组，可能含同源染色体，可能含等位基因 ，也可能可育并产生后代。 (2)染色体组与基因组不是同一概念 染色体组：二倍体生物配子中的染色体数目。 基因组：对于有性染色体的生物(二倍体)，其基因组为常染色体/2性 染色体；对于无性染色体的生物，其基因组与染色体组相同。 命题点一 染色体变异及与其他变异的区分 1.(2016福建四地六校联考)如图所示的是某种生物体细 胞中染色体及部分基因，下列选项中不属于染色体变 异的是答案解析 探究命题方向 A项中abc所在的染色体和GH所在的染色体之间发生了交叉互换，而 且这两条染色体为非同源染色体，属于染色体结构变异中的易位； B项中所示染色体应该是fgh所在的染色体缺失了h基因所在片段，属 于染色体结构变异中的缺失； C项中ABCDe基因应该是由题图中的d基因突变成D基因形成的，属于 基因突变，不属于染色体变异； D项中基因BACde应该是由题图中基因ABCde所在的染色体发生了颠 倒形成的，属于染色体结构变异中的倒位。 命题点一 染色体变异及与其他变异的区分 2.(2016郑州预测)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答案解析 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 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； 表示非同源染色体互换片段，发生的是染色体结构变异； 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某一片段缺失或重复。 命题点一 染色体变异及与其他变异的区分 3.(2016江西九校联考)生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的 行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环 形圈”“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。下列有关 叙述正确的是答案 A.甲、乙两图所示变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组 B.甲图所示为个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目改变 C.乙图所示为四分体时期同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉 互换的结果 D.甲、乙两图常出现在减数第一次分裂前期，染色体数目与DNA数目之 比为12 解析 甲图中染色体增添或缺失了部分片段，属于染色体结构变异；乙图表 示的是两对同源染色体之间的片段互换，也属于染色体结构变异，而 不是四分体时期同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换。 染色体的出现及同源染色体的联会发生在减数第一次分裂前期，此时 每条染色体上有两条姐妹染色单体，故染色体数目与DNA数目之比为 12。 易混易错错 (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 。 利用四个“关于”区分三种变异 命题点二 染色体组及生物体倍性的判断 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 答案解析 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 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 单倍体，若由受精卵发育而来，有几个染色体组即几倍体。 命题点二 染色体组及生物体倍性的判断 5.下列有关染色体组、单倍体和多倍体的相关叙述，说法错误的是 A.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 B.普通小麦的花药离体培养后，长成的植株细胞中含三个染色体组，但不 是三倍体 C.番茄和马铃薯体细胞杂交形成的杂种植株细胞中含两个染色体组，每个 染色体组都包含番茄和马铃薯的各一条染色体 D.马和驴杂交的后代骡是不育的二倍体，而雄蜂是可育的单倍体 答案 解析 番茄是二倍体，马铃薯是四倍体，两者体细胞杂交后培养得到的是异 源六倍体的杂种植株，C错误。 归纳归纳 整合 (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 ，如图染色体组数为4。 1.三种方法确定染色体组数量 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 6.(2016烟台期末)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。 (1)从变异类型的角度分析，三体的形成属于_。 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。 答案解析 染色体数目变异 (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_。 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与亲代细胞相同，都是AABBb。 答案解析 ABBABbABAb1221 AABBb (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_ 。 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； 答案解析 F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃 正常叶马铃薯叶11 D(或d)基因不在第6号染色体上 薯叶型杂交 若杂交子代_，则_ 。 如果D(d)基因位于6号染色体上，则马铃薯叶型的基因型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。 答案解析 正常叶马铃薯叶51 D(或d)基因在第6号染色体上 答题题模板 考点二 生物变异在育种上的应用 离体 培养 1.单倍体育种 (1)原理： 。 (2)方法 梳理知识要点 染色体(数目)变异 花药 单倍体 幼苗 人工诱导 用 处理 染色体数目 加倍，得到 正常纯合子 秋水仙素 (3)优点： ，所得个体均为 。 (4)缺点：技术复杂。 明显缩短育种年限纯合子 2.多倍体育种 (1)方法：用 或低温处理。 (2)处理材料： 。 (3)原理 秋水仙素 萌发的种子或幼苗 分裂的 细胞 秋水仙素或低温 处理 抑制_ 形成 导致 不能移向细胞 两极，从而引起细胞 内染色体数目加倍 纺锤体 染色体 第一次传粉：杂交获得_ 第二次传粉：刺激子房发育成_ 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 ，不能产生正常配子。 (4)实例：三倍体无子西瓜 三倍体种子 果实 两次传粉 联会紊乱 特别提醒 (1)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。 (2)单倍体育种主要包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选四个过 程，不能简单地认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。 (3)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，但操作对象不同。单倍体育种操作的对象是单倍体幼苗，通 过组织培养得到纯合子植株；多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或 幼苗。 3.杂交育种 (1)原理： 。 (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()F1 F2选出表现型符合要求的个体 种植并推广。 基因重组 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 ，获得F1F1自交获得F2 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 集中在一起。 (4)缺点：获得新品种的周期 。 杂交 鉴别、选择 优良性状 长 4.诱变育种 (1)原理： 。 (2)过程 基因突变 萌发种子或幼苗 X射线、紫外线 亚硝酸、硫酸二乙酯 物理 化学 处理 (3)优点 可以提高 ，在较短时间内获得更多的优良变异类型。 大幅度地 。 (4)缺点：有利变异个体往往不多，需处理大量材料。 突变频率 改良某些性状 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。 1.判断常考语句，澄清易混易错 (1)杂交育种一定需要连续自交( ) (2)花药离体培养就是单倍体育种( ) (3)抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低( ) (4)花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种( ) (5)诱变育种和杂交育种均可形成新基因( ) (6)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( ) 诊诊断与思考 2.分析命题热图，明确答题要点 图中甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色 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？ 提示 图中、过程表示单倍体育种。 (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。 命题点一 分析单倍体育种与多倍体育种的应用 1.下图是利用玉米(2n20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程 示意图。下列分析不正确的是答案 探究命题方向 A.基因重组发生在图中过程，过程中能够在显微镜下看到染色单体 的时期是前期和中期 B.秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成 C.植株A为二倍体，其体细胞内最多有4个染色体组；植株C属于单倍体 ， 其发育起点为配子 D.利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概 率为25%解析 图中为花药的形成，减数分裂过程会发生基因重组；过程为有丝 分裂，染色体在间期复制，结果1条染色体含2条染色单体，染色单体 在后期分离，后期无染色单体，故A项正确。 秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成，导致染 色体不能移向细胞两极，引起染色体数目加倍，故B项正确。 植株A为二倍体，其体细胞进行有丝分裂，后期染色体组加倍，最多 有4个染色体组；植株C由配子直接发育而来，为单倍体，故C项正确 。 利用幼苗2进行育种的最大优点是能明显缩短育种年限，得到的植株B 全部为纯合子，故D错误。 命题点一 分析单倍体育种与多倍体育种的应用 2.(2016包头九中上学期期中)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 答案解析 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 1/16 C.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 和都可用秋水仙素处理来完成染色体数目加倍，A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 中染色体为29387(条)，D正确。 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，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正确； 辐射的目的是为了提高基因的突变率，更容易筛选到含有卵色基因的 个体，B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正确。 解析 命题点二 分析诱变育种和杂交育种的应用 4.小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的 小麦新品种；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生 产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种，请 分别设计小麦品种间杂交育种程序以及马铃薯品种间杂交育种程序，要求 用遗传图解表示并加以简要说明(写出包括亲本在内的三代即可)。 答案 (注：A_B_、A_bb、aaB_、aabb表示F2出现的9种基因型和4种表现型 ；写出F2的9种基因型和4种表现型即可) 解析 小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的 小麦新品种，可采用杂交育种的方法；马铃薯品种是杂合子(有一对基因 杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗 病(Rr)的马铃薯新品种，可先采用杂交育种的方法获得黄肉、抗病品种， 再用块茎进行无性繁殖。遗传图解见答案。 命题点二 分析诱变育种和杂交育种的应用 5.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。 (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_。HhFF 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。 解析答案 (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_。 花药离体培养秋水仙素处理 染色体变异、基因重组 解析答案 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染色体变异、基因重组。 命题点二 分析诱变育种和杂交育种的应用 6.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 。 (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。 BBEE 解析答案 bbee 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 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)该育种方案原理是_。 基因重组 杂交育种的原理为基因重组。 解析答案 (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？_(能或不能)，原因： _ _。 不能 黑色长毛兔的基因型为B_ee，如果让这样表现型的雌雄兔子两两相互交 配，如果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，因此不能确定这两只兔子就是能稳定遗传的 黑色长毛兔。 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答案 将F1自交得到的种子播种，再将其中每株宽 叶抗病植株上所结种子分开留种和播种，选出后代不出现性状分离的即为 纯种 (4)在一年生植物烟草的杂交育种中，用AAbb(宽叶不抗病)和aaBB(窄叶抗 病)培育符合要求的宽叶抗病纯合子(AABB)时，一般是先用AAbb和aaBB 杂交获得F1，再F1自交得到F2，最后筛选出表现型为宽叶抗病植株连续自 交来提高纯合子比例，这种方法年限很长，为了快速培育出能稳定遗传的 宽叶抗病品种，某同学以F1为材料设计了两种方案： 方案一：取F1植株的花药进行离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，长 成后表现宽叶抗病的植株即为纯种。 请你帮他写出另一种方案：_ _ _。 解析答案 杂交育种的时间太长，而单倍体育种能明显缩短育种年限。由于子二代 中宽叶抗病植株的基因型有四种：AABB、AABb、AaBB、AaBb，其中 AABB就是符合要求的类型，因此只需将其中每株宽叶抗病植株上所结 种子分开留种和播种，选出后代不出现性状分离的即为纯种。 命题点三 生物育种的综合判断 7.(2016河北三市联考)利用雌雄同株的野生型青蒿(二倍体)可培育抗病、高 青蒿素含量的植株。下列叙述中不正确的是 A.利用人工诱变的方法处理野生型青蒿，经筛选可能获得抗病、高青蒿素 含量的植株 B.选择抗病、低青蒿素含量的植株与易感病、高青蒿素含量的植株杂交， 再连续自交，筛选抗病、高青蒿素含量的植株 C.提取抗病基因导入易感病、高青蒿素含量的植株体细胞中，用植物组织 培养获得抗病、高青蒿素含量的植株 D.抗病、低青蒿素含量的植株与易感病、高青蒿素含量的植株杂交得F1， 利用花药离体培养获得能稳定遗传的抗病、高青蒿素含量的植株 解析答案 通过人工诱变，可以使青蒿植株的基因发生不定向突变，其中可能会出 现抗病和高青蒿素含量的突变，通过筛选就可以获得所需性状的个体； 通过杂交可以将两个品种的优良性状集中起来，通过连续自交和选择可 以获得能稳定遗传的具有所需性状的新品种；利用基因工程技术将目的 基因导入受体细胞中，可以定向改变生物的性状；利用花药离体培养只 能获得单倍体植株，还需要经秋水仙素处理，再通过人工选择，才能获 得能稳定遗传的具有所需性状的植株。 A.过程简便，但培育周期长 B.和的变异都发生于有丝分裂间期 C.过程常用的方法是花药离体培养 D.与过程的育种原理不相同 命题点三 生物育种的综合判断 8.图中，甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染 色体上的两对等位基因，表示培育水稻新品种的过程，则下列说法 错误的是解析答案 过程表示杂交育种，该育种方法简便，但培育周期长，A正确； 的变异属于基因重组，发生在减数分裂过程中，的变异属于染色体 变异，可用秋水仙素处理分裂前期的细胞，抑制纺锤体的形成，B错误 ； 过程表示花药离体培养，C正确； 是诱变育种，原理是基因突变，是基因工程育种，原理是基因重组 。两个过程的育种原理不相同，D正确。 归纳归纳 整合 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 低温诱导植物染色体数目的变化 1.实验原理 低温处理植物分生组织细胞 不能形成 不能被拉向两极 细胞不能分裂细胞染色体数目加倍。 解读实验流程 纺锤体染色体 步 骤 诱导 培养 培养不定根 低温诱导 待洋葱长出约1 cm长的不定根_ 培养36 h 固定细 胞形态 剪取上述根尖0.51 cm 浸泡 0.51 h,用体积分数为 冲洗2次 制作装片 解离 _ 先 倍镜再 倍镜 2.实验步骤 洋葱底部 冰箱 洋葱置于广口瓶 接触 瓶中的水面 观察，比较 (4 ) 卡诺氏液 95%的酒精 漂洗染色制片 低高 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 点拨实验关键 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 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 洗去药液，防止 解离过度 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操作步骤基本相同 ，但也有不同。 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 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。 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 )处理水培的洋 葱根尖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 探究命题方向 答案 A.本实验的假设是用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞 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.本实验需要制作根尖细胞的临时装片，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 解析 由于在解离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。 命题点一 实验基础 2.(2016河南百校联盟质检)下列关于“低温诱导植物染色体数目的变化”实 验的叙述中，正确的是 A.低温处理洋葱根尖后会引起成熟区细胞染色体数目的变化 B.在观察低温处理的洋葱根尖装片时，通过一个细胞可以看到染色体的变化 情况 C.低温处理和利用秋水仙素处理材料的原理是相同的 D.观察洋葱根尖装片时要先在低倍镜下找到所要观察的细胞，将所要观察的 细胞移到视野的中央，调节视野的亮度，再转动粗准焦螺旋直至物像清晰 答案解析 洋葱根尖成熟区细胞不能进行有丝分裂，A错误； 制成装片时细胞已经死亡，所以不能通过一个细胞观察染色体的变化情 况，B错误； 低温处理和利用秋水仙素处理都是通过抑制纺锤体的形成诱导细胞染色 体加倍的，C正确； 在高倍镜下观察时不能使用粗准焦螺旋，D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 的最佳低温，特设计如下实验。 (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%的酒 精、显微镜、改良苯酚品红染液等。 (2)实验步骤 取五个培养皿，编号并分别加入纱布和适量的水。 将培养皿分别放入4 、0 、_、_、_的恒温箱中1 h。 取大蒜随机均分成_组，分别_诱导培养36小时。 答案 4 8 12 五 放入五个培养皿中 分别取根尖_ 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，_，并记录结果。 答案解析 0.51卡诺氏液 体积分数为95%的酒精 漂洗染色 统计每组视野中的染色体数目加倍率 本实验目的是探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，所以温度应设 置为变量，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均加倍，所以要统计加倍率来确定 最佳低温。 (3)实验结果：染色体数目加倍率最高的一组为最佳低温。 (4)实验分析 a.设置实验步骤的目的：_ _。 b.对染色体染色还可以用_、_等。 c.除低温外，_也可以诱导染色体数目加倍，原理是_ _。 答案 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是为了排除室温对实验结果的干扰 龙胆紫溶液醋酸洋红液 秋水仙素抑制纺锤体 的形成 知识网络 答题语句 构建知识网络 1.染色体结构改变的实质是：会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺 序发生改变，而导致性状的变异。 2.染色体组的准确表述是：指细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能 上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。 3.单倍体是指：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。 4.多倍体是指：由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有三个或三个以上 染色体组的个体。 5.能产生前所未有的新基因，创造变异新类型的育种方式是：诱变育种。 6.能将两个或多个品种的优良性状集中到同一生物个体上的育种方式是： 杂交育种。 必背答题语句 重温高考 演练模拟 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31 D.个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常 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 答案解析 据图可知个体甲的变异是缺失，个体乙的变异是倒位，均会导致表型 异常，A和D项错误。个体甲自交，后代可能出现缺失染色体纯合个体 致死现象，后代性状分离比不一定是31，C项错误。 个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常，B项正确。 123456 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遗传病，A项正确 。 123456 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 答案解析 123456 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正确； 基因突变在光学显微镜下是看不见的，D项错误。 123456 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 4.(2016哈尔滨六中上学期月考)如图示细胞中所含的染色体，下列叙述正 确的是 答案解析 123456 图a含有4个染色体组，A错误； 图b代表的生物是单倍体或三倍体，B错误； 由受精卵发育而来的体细胞中含两个染色体组的个体一定是二倍体， C正确； 图d代表的生物也可能是由雄配子发育而成的，D错误。 123456 5.(2013全国，5)下列实践活动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 A项为单倍体育种，用到植物组织培养技术； B项为传统的杂交育种； C项抗病植株的培育用到基因工程技术和植物组织培养技术； D项为诱变育种。 答案解析 123456 6.(2014新课标，32)现有两个纯合的某作物品种：抗病高秆(易倒伏)和 感病矮秆(抗倒伏)品种，已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但 对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。回答下列问题： (1)在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种目 的是获得具有_优良性状的新品种。 抗病矮秆 通过杂交育种，可将两个或多个品种的优良性状集中在一起。 答案解析 123456 (2)杂交育种前，为了确定F2代的种植规模，需要正确预测杂交结果。若 按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：条件之一是抗 病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两 个条件是_ _。 抗病与感病、高秆与矮秆各自受一对等位基因控制，两对基因位于两对 同源染色体上均符合分离定律时，才可依据自由组合定律对杂交结果进 行正确预测。 答案解析 高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定 律；控制这两对性状的基因位于非同源染色体上 123456 (3)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件，可用测交 实验来进行检验。请简要写出该测交实验的过程。 _。 纯合抗病高秆和感病矮秆杂交获得F1，让F1与感病矮秆测交，若测交后 代有抗病高秆、抗病矮秆、感病高秆和感病矮秆四种表现型，且比例为 1111，则这两对等位基因满足上述3个条件。 答案解析 将纯合的抗病高秆与感病矮秆杂交，产生F1，让F1与感病矮秆杂交 123456 课时作业 1.(2016云南第一次统一检测)如图表示发生在常染色体 上的变化，下列叙述不正确的是 A.该变异能通过显微镜观察到 B.该变异发生在两条非同源染色体之间 C.该过程导致的变异属于基因重组 D.该变异导致染色体上基因的排列顺序发生改变 12345678910111213 答案解析 图为两条非同源染色体之间发生染色体片段的移接，导致原来染色体 上基因的排列顺序发生改变，属于染色体结构变异中的易位，不属于 基因重组，C错误。 2.下列有关生物变异的叙述，正确的是 A.基因重组一般发生在有性生殖细胞形成过程中 B.若基因发生突变，则控制的性状一定改变 C.21三体综合征是染色体结构变异引起的 D.染色体易位一般不改变基因数量，对个体影响较小 答案解析 12345678910111213 基因重组发生在减数分裂形成配子过程中，A正确； 由于密码子的简并性(多种密码子决定一种氨基酸)等原因，当基因发生 突变后，所控制的性状不一定改变，B错误； 21三体综合征患者较正常人体细胞中多了一条21号常染色体，21三体综 合征是染色体数目变异引起的，C错误； 染色体易位是指染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的 变异，会改变染色体上基因的排列顺序，对个体影响较大，D错误。 12345678910111213 3.(2016哈尔滨师大附中一模)下列叙述正确的是 A.单倍体都不可育，二倍体都可育 B.一个染色体组中可能不含性染色体 C.基因重组发生在配子的随机结合过程中 D.遗传病都通过显微镜观察进行诊断 答案解析 同源四倍体的配子发育而来的单倍体细胞中有2个染色体组，可育，A错 误； 雌雄同株植物没有性染色体，B正确； 基因重组发生在减数分裂过程中，C错误； 基因突变引起的遗传病不能通过显微镜观察进行诊断，D错误。 12345678910111213 4.(2016成都七中第三次周练)某生物兴趣小组的同学将生长旺盛的洋葱不 定根置于4 的冰箱冷藏室中培养36小时后，剪取根尖制成临时装片，然 后用显微镜观察细胞中染色体的分裂相。下列叙述正确的是 A.低温处理能阻断洋葱根尖细胞中DNA的复制 B.用改良苯酚品红染液处理根尖可使染色体着色 C.制作临时装片前可用卡诺氏液维持细胞的活性 D.低倍镜视野中所有细胞染色体数都已发生改变 答案解析 12345678910111213 低温处理能阻断洋葱根尖细胞中纺锤体的形成，A错误； 卡诺氏液固定后细胞已经死亡，C错误； 细胞周期中间期时间最长，故视野中间期细胞数目最多，大多数细胞染 色体数未发生改变，D错误。 12345678910111213 5.有关“低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍”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.盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离 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 答案解析 12345678910111213 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错误； 卡诺氏液是固定液，B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正确； 显微镜下可以看到少数细胞染色体数目加倍，D错误。 12345678910111213 6.(2016广州一模)下列有关育种的叙述，正确的是 A.杂交育种所选双亲必须是纯合子 B.诱变所得植株若不出现预期性状就应丢弃 C.多倍体育种时可用秋水仙素处理幼苗 D.单倍体育种依据的遗传学原理是基因突变 12345678910111213 杂交育种的双亲可以为杂合子，A错误； 诱变育