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1、 第2講　染色體變異及其應(yīng)用 考綱要求 全國卷五年考情 1.染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異(Ⅱ) 2016·卷ⅢT32，2015·卷ⅡT6 2.生物變異在育種上的應(yīng)用(Ⅱ) 2014·卷ⅠT32 3.實驗：低溫誘導染色體加倍 無考題 考點一| 染色體變異 (對應(yīng)學生用書第135頁) [識記—基礎(chǔ)梳理] 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，從而導致性狀的變異。 2．染色體數(shù)目變異 (1)類型 ①非整倍性變異：在正常的染色體組中，丟失或添加了一條或幾條完整的染色體，即個別染色體的增加或減少等

2、。 ②整倍性變異：細胞內(nèi)染色體數(shù)目成倍地增加或減少，可分為單倍性變異和多倍性變異。 (2)染色體組 ①組成 如圖中雄果蠅體細胞染色體中的一個染色體組可表示為：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。 ②形態(tài)組成特點： 細胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但互相協(xié)調(diào)。 ③功能： 共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異。 (3)二倍體、多倍體和單倍體 二倍體 多倍體 單倍體 概念 體細胞中含有兩個染色體組的個體 體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體 體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體 染色體組 兩個 三個或三個以上 一至多個 發(fā)育起點

3、 受精卵 受精卵 配子 1．判斷正誤 (1)基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導致個體表現(xiàn)型改變。(×) 【提示】　基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都有可能導致個體表現(xiàn)型改變。 (2)染色體易位不改變基因數(shù)量，對個體性狀不會產(chǎn)生影響。(×) 【提示】　染色體易位不改變細胞內(nèi)基因的數(shù)量，可能對當代生物體不產(chǎn)生影響，也可能產(chǎn)生影響，并且染色體變異大多對生物體是不利的。 (3)在減數(shù)分裂和有絲分裂過程中，非同源染色體之間交換一部分片段，可導致染色體結(jié)構(gòu)變異。(√) (4)染色體片段的缺失和重復必然導致基因種類的變化。(×) 【提示】　染色體片段缺失和重復一定會導致基因的數(shù)量變化，而重復不會導

4、致基因的種類變化。 (5)染色體增加某一片段可提高基因表達水平，是有利變異。(×) 【提示】　變異的有利與否要看它是否適應(yīng)環(huán)境，染色體增加某一片段不一定提高基因表達水平，也不一定是有利變異。 (6)染色體缺失有利于隱性基因表達，可提高個體的生存能力。(×) 【提示】　染色體缺失往往對生物體是不利的，有時甚至會導致生物體死亡。 (7)三倍體西瓜植株的高度不育與減數(shù)分裂同源染色體聯(lián)會行為有關(guān)。(√) (8)六倍體小麥通過花藥離體培養(yǎng)培育成的個體是三倍體。(×) 【提示】　花藥離體培養(yǎng)獲得的是單倍體。 (9)體細胞含有兩個染色體組的個體就是二倍體。(×) 【提示】　若是由受精卵發(fā)育

5、而成的，體細胞含有兩個染色體組的個體就是二倍體，若是由配子發(fā)育而成的則是單倍體。 (10)在減數(shù)分裂和有絲分裂過程中都可能產(chǎn)生可遺傳的變異，但僅發(fā)生在減數(shù)分裂過程中的是染色體不分離或不能移向兩極，導致染色體數(shù)目變異。(×) 【提示】　在減數(shù)分裂和有絲分裂過程中都可以發(fā)生染色體不分離或不能移向兩極，導致染色體數(shù)目變異。 (11)染色體非整倍性增加會導致新基因的產(chǎn)生。(×) 【提示】　染色體非整倍性變化會導致基因數(shù)量的變化，但不會導致新基因的產(chǎn)生。 2．據(jù)圖思考 (1)寫出圖中屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的類型。 ②缺失、③重復、④倒位、⑤易位(填序號及名稱)。 (2)圖中屬于基因突變的

6、是①，屬于基因重組的是⑥(填序號)。 (3)圖中可在顯微鏡下觀察到的是②③④⑤(填序號)。 (4)圖中基因的數(shù)目和排列順序均未發(fā)生變化的是①(填序號)。 [理解—深化探究] 1．染色體結(jié)構(gòu)變異 (1)染色體結(jié)構(gòu)變異的比較 變異類型 具體變化 結(jié)果 舉例 染色體結(jié)構(gòu)變異 缺失 缺失某一片段 排列在染色體上的基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變 貓叫綜合征 重復 增加某一片段 果蠅的棒狀眼 易位 某一片段移接到另一條非同源染色體上 人慢性粒細胞白血病 倒位 某一片段位置顛倒 　　 (2)易位與交叉互換的區(qū)別 染色體易位 交叉互換 圖解 區(qū)別

7、 位置 發(fā)生于非同源染色體之間 發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體間 原理 屬于染色體結(jié)構(gòu)變異 屬于基因重組 觀察 可在顯微鏡下觀察到 在顯微鏡下觀察不到 2.單倍體、二倍體和多倍體 (1)三者的比較 項目 單倍體 二倍體 多倍體 發(fā)育起點 配子 受精卵 受精卵 植株特點 (1)植株弱小 (2)高度不育 正常可育 (1)莖稈粗壯 (2)葉、果實、種子較大 (3)營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富 體細胞染色體組數(shù) ≥1 2 ≥3 形成原因 自然成因 單性生殖 正常的有性生殖 外界環(huán)境條件劇變(如低溫) 人工誘導 花藥離體培養(yǎng) 秋水仙素處理

8、單倍體幼苗 秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 舉例 蜜蜂的雄蜂 幾乎全部的動物和過半數(shù)的高等植物 香蕉(三倍體)；馬鈴薯(四倍體)；八倍體小黑麥 形成過程 (2)染色體組的確認 ①一個染色體組中無同源染色體，因此，一個染色體組中所含的染色體在形態(tài)、大小和功能上各不相同。 ②一個染色體組中含有控制生物性狀的一整套遺傳信息，不能重復，不能缺少。 (3)多倍體的產(chǎn)生過程 3．染色體數(shù)目非整倍性變異原因的分析方法 假設(shè)某生物體細胞中含有2n條染色體，減數(shù)分裂時，某對同源染色體沒有分開或者姐妹染色單體沒有分開，導致產(chǎn)生含有(n＋1)、(n－1)條染色體的配子，如下圖所示：

9、 性染色體數(shù)目的增加或減少與精子、卵細胞形成過程中的染色體分配的異常有關(guān)。減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂染色體分配異常，產(chǎn)生的結(jié)果不同，現(xiàn)總結(jié)如下： 時期 卵原細胞減數(shù)分裂異常(精原細胞減數(shù)分裂正常) 精原細胞減數(shù)分裂異常(卵原細胞減數(shù)分裂正常) 不正常卵細胞 不正常子代 不正常精子 不正常 子代減Ⅰ時異常 XX XXX，XXY XY XXY O XO，YO O XO 減Ⅱ時異常 XX XXX，XXY XX XXX O XO，YO YY XYY － － O XO [運用—考向?qū)歖 ◎考向1　染色體結(jié)構(gòu)變異 1．在細胞分裂過程中

10、出現(xiàn)了甲、乙、丙、丁4種變異，其中屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的是(　　) A．甲、乙、丁　 B．乙、丙、丁 C．乙、丁 D．甲、丙 C　[甲是同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生的交叉互換，屬于基因重組；乙是非同源染色體之間的易位，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；丙是同源染色體非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換后的結(jié)果，屬于基因重組；丁是染色體片段的重復，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。] 2．(2018·河南周口一模)如圖表示果蠅體細胞內(nèi)一條染色體發(fā)生了變異，①②代表染色體，下列說法中正確的是(　　) A．果蠅的缺刻翅是基因b丟失造成的 B．①和②構(gòu)成一對同源染色體 C．該變異能導致新基因的形成 D．①和②都

11、能被龍膽紫溶液染色 D　[分析圖形可知，果蠅的缺刻翅是染色體片段缺失造成的，缺失的染色體區(qū)段含基因b，A錯誤；①和②是同一條染色體發(fā)生缺失變化前后的情況，B錯誤；該變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失，不能形成新基因，C錯誤；①和②都是染色體，都能被龍膽紫溶液染成紫色，D正確。] [規(guī)律總結(jié)] 3種變異類型的辨析 1.染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的判斷 2.“缺失”問題 3．變異水平問題 (2014·上海高考)圖中顯示了染色體及其部分基因，對①和②過程最恰當?shù)谋硎龇謩e是(　　) A．交換、缺失

12、B．倒位、缺失 C．倒位、易位 D．交換、易位 C　[①過程中F與m位置相反，表示是染色體的倒位，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，表示是染色體的易位，故C正確。] ◎考向2　染色體數(shù)目變異 3．(2018·山東日照調(diào)研)果蠅的性染色體有如下異常情況：XXX與OY(無X染色體)為胚胎期致死型、XXY為可育雌蠅、XO(無Y染色體)為不育雄蠅。摩爾根的同事完成多次重復實驗，發(fā)現(xiàn)白眼雌蠅與紅眼雄蠅雜交，F(xiàn)1出現(xiàn)白眼雌蠅和不育紅眼雄蠅的概率為1/2 000。若用XA和Xa表示控制果蠅紅眼、白眼的等位基因，下列敘述錯誤的是(　　) 【導學號：41780110】 A．

13、F1白眼雌蠅的基因型為XaXaY B．F1不育紅眼雄蠅的基因型為XAO C．親本紅眼雄蠅不正常減數(shù)分裂產(chǎn)生異常精子致使例外出現(xiàn) D．親本白眼雌蠅不正常減數(shù)分裂產(chǎn)生異常卵細胞致使例外出現(xiàn) C　[白眼雌蠅(XaXa)與紅眼雄蠅(XAY)雜交，正常情況下，F(xiàn)1只能出現(xiàn)白眼雄蠅(XaY)和紅眼雌蠅(XAXa)，F(xiàn)1出現(xiàn)白眼雌蠅，該個體的基因型只能為XaXaY，F(xiàn)1出現(xiàn)不育紅眼雄蠅，該個體的基因型只能為XAO；F1出現(xiàn)XaXaY，是由于親本白眼雌蠅XaXa減數(shù)分裂異常產(chǎn)生了XaXa的卵細胞，F(xiàn)1出現(xiàn)XAO，是由于親本產(chǎn)生的精子XA與不含有X染色體的卵細胞結(jié)合形成受精卵，因此，出現(xiàn)兩種異常個體的原

14、因都是母本減數(shù)分裂異常。] 4.二倍體生物如果某一對同源染色體多出一條染色體，則稱之為“三體”。三體在減數(shù)第一次分裂聯(lián)會時，3條同源染色體中的任意2條隨意配對聯(lián)會正常分離，另1條同源染色體不能配對，隨機地移向細胞的一極。某基因型為AaBb的二倍體番茄(A、a位于5號染色體，B、b位于6號染色體)，自交后代中出現(xiàn)一株基因型為AaBbb的三體(如圖所示)。下列關(guān)于此三體的描述不正確的是(　　) A．可以確定該三體是其親本減數(shù)第一次分裂時6號染色體出錯，產(chǎn)生了ABb基因型配子而形成的 B．該三體減數(shù)分裂產(chǎn)生花粉的基因型為AB、Ab、Abb、ABb、aB、abb、ab、aBb，共8種 C．

15、三體的出現(xiàn)豐富了生物的遺傳多樣性，但還不是一個新的物種 D．三體的形成屬于染色體變異，可用顯微鏡觀察其根尖細胞有絲分裂裝片進行辨別 A　[親本為二倍體，子代中出現(xiàn)三體，可能是精子或卵細胞形成過程出錯，產(chǎn)生了基因型為ABb或aBb或Abb或abb的配子。三體不是一個新的物種，其形成屬于染色體變異中的染色體數(shù)目變異。] 5．(2018·黑龍江哈爾濱六中上學期月考)如圖所示細胞中所含的染色體，下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．圖a含有2個染色體組，圖b含有3個染色體組 B．如果圖b表示體細胞，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)育成的生物的體細胞，則該生物一定是二

16、倍體 D．圖d代表的生物一定是由卵細胞發(fā)育而成的，是單倍體 C　[圖a為有絲分裂后期，含有4個染色體組，圖b有同源染色體，含有3個染色體組，A項錯誤；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，B項錯誤；圖c中有同源染色體，含有2個染色體組，若是由受精卵發(fā)育而成的，則該細胞所代表的生物一定是二倍體，C項正確；圖d中只含1個染色體組，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項錯誤。] [誤區(qū)警示] 染色體數(shù)目變異中的2個易錯點 1．單倍體的體細胞

17、中并非只有一個染色體組。 因為大部分的生物是二倍體，所以有時認為單倍體的體細胞中只含有一個染色體組，但是多倍體的配子發(fā)育成的個體體細胞中含有不止一個染色體組。 2．單倍體并非都不育。 二倍體的配子發(fā)育成的單倍體，表現(xiàn)為高度不育；多倍體的配子如含有偶數(shù)個染色體組，則發(fā)育成的單倍體含有同源染色體及等位基因，可育并能產(chǎn)生后代。 下圖是細胞中所含染色體，相關(guān)敘述不正確的是(　　) A．甲代表的生物可能是二倍體，其每個染色體組含一條染色體 B．乙代表的生物可能是二倍體，其每個染色體組含三條染色體 C．丙代表的生物可能是二倍體，其每個染色體組含三條染色體 D．丁代表的生物可能是單倍

18、體，其一個染色體組含四條染色體 B　[甲圖代表的生物若是由受精卵發(fā)育形成的則為二倍體，若是由配子發(fā)育形成的則為單倍體。根據(jù)染色體組的定義可知，乙圖細胞中應(yīng)含有三個染色體組，每個染色體組含有兩條染色體，代表生物若是由受精卵發(fā)育形成的則為三倍體，若是由未受精的配子發(fā)育形成的則為單倍體。同理可知丙圖細胞中應(yīng)含有兩個染色體組，每個染色體組含三條染色體，代表生物可能是二倍體，也可能是單倍體。丁圖細胞中四條染色體大小形態(tài)各不相同，應(yīng)屬于一個染色體組，該細胞若是體細胞，則代表生物為單倍體，該細胞若是生殖細胞，則代表生物為二倍體。] ◎考向3　生物變異的綜合考查 6．下圖①、②、③、④分別表示不同的變異

19、類型，其中圖③中的基因2由基因1變異而來。有關(guān)說法正確的是(　　) A．圖①②都表示易位，發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時期 B．圖③中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失 C．圖④中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復 D．圖中4種變異能夠遺傳的是①③ C　[圖①表示交叉互換，發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時期，圖②表示易位；圖③中的變異屬于基因突變中的堿基對的缺失；圖④中，若染色體3正常，則染色體4發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失，若染色體4正常，則染色體3發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復；圖中4種變異原因都是遺傳物質(zhì)的改變，都能夠遺傳。] 7．幾種性染色體異常果蠅的性別、育性等如圖所示。 (1)

20、正常果蠅在減數(shù)第一次分裂中期的細胞內(nèi)染色體組數(shù)為________，在減數(shù)第二次分裂后期的細胞中染色體數(shù)是________條。 (2)白眼雌果蠅(XrXrY)最多能產(chǎn)生Xr、XrXr、________和________四種類型的配子。該果蠅與紅眼雄果蠅(XRY)雜交，子代中紅眼雌果蠅的基因型為________________。 (3)用黑身白眼雌果蠅(aaXrXr)與灰身紅眼雄果蠅(AAXRY)雜交，F(xiàn)1雌果蠅表現(xiàn)為灰身紅眼，雄果蠅表現(xiàn)為灰身白眼。F2中灰身紅眼與黑身白眼果蠅的比例為________，從F2灰身紅眼雌果蠅和灰身白眼雄果蠅中各隨機選取一只雜交，子代中出現(xiàn)黑身白眼果蠅的概率為__

21、______。 (4)用紅眼雌果蠅(XRXR)與白眼雄果蠅(XrY)為親本雜交，在F1群體中發(fā)現(xiàn)一只白眼雄果蠅(記為“M”)。M果蠅出現(xiàn)的原因有三種可能：第一種是環(huán)境改變引起表現(xiàn)型變化，但基因型未變；第二種是親本果蠅發(fā)生基因突變；第三種是親本雌果蠅在減數(shù)分裂時X染色體不分離。請設(shè)計簡便的雜交實驗，確定M果蠅的出現(xiàn)是由哪一種原因引起的。 實驗步驟：__________________________________________________。 結(jié)果預測：Ⅰ.若________________，則是環(huán)境改變； Ⅱ.若__________________，則是基因突變； Ⅲ.若___

22、_______________，則是減數(shù)分裂時X染色體不分離。 [解析]　(1)減數(shù)第一次分裂過程中細胞內(nèi)的染色體數(shù)目與正常體細胞中相同，果蠅屬于二倍體，細胞內(nèi)有2個染色體組；經(jīng)減數(shù)第一次分裂后，形成的子細胞中染色體數(shù)目減半，但由于在減數(shù)第二次分裂后期著絲點分裂，姐妹染色單體分離，導致染色體數(shù)目加倍，所以減數(shù)第二次分裂后期的細胞中染色體數(shù)是8條。 (2)白眼雌果蠅(XrXrY)的卵原細胞在進行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中，由于性染色體有三條，所以會出現(xiàn)聯(lián)會紊亂現(xiàn)象，這樣最多可形成Xr、XrXr、XrY、Y四種配子。若讓該果蠅與紅眼雄果蠅(XRY)交配，則子代中紅眼雌果蠅的基因型見下表： ♀配

23、子 ♂配子　　 Xr XrXr XrY Y XR XRXr (紅眼♀) XRXrXr (死亡) XRXrY (紅眼♀) Y (3)根據(jù)題中提供的信息，aaXrXr×AAXRY→F1，F(xiàn)1中雌果蠅的基因型是AaXRXr，雄果蠅的基因型為AaXrY，F(xiàn)2中灰身紅眼∶黑身白眼＝(3/4×1/2)∶(1/4×1/2)＝3∶1。F2中灰身紅眼雌果蠅的基因型為：2/3AaXRXr、1/3AAXRXr，灰身白眼雄果蠅的基因型為：2/3AaXrY、1/3AAXrY，它們隨機交配后，子代中出現(xiàn)黑身白眼(aaXr_)的概率為2/3×2/3×1/4×1/2＝1/18。

24、 (4)根據(jù)題中的信息，可讓M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交，若為環(huán)境改變引起的，則不會改變M果蠅的正常遺傳，即Ⅰ.若子代出現(xiàn)紅眼(雌)果蠅，則是環(huán)境改變引起的。Ⅱ.若M果蠅是因基因突變引起的，則后代會全部表現(xiàn)為白眼。Ⅲ.若是因減數(shù)分裂時X染色體不分離引起的，該雄果蠅的基因型為XrO，表現(xiàn)為不育，則無子代產(chǎn)生。 [答案]　(1)2　8　(2)XrY　Y(注：兩空順序可顛倒)XRXr、XRXrY　(3)3∶1　1/18　(4)M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交，分析子代的表現(xiàn)型?、?子代出現(xiàn)紅眼(雌)果蠅?、?子代表現(xiàn)型全部為白眼　Ⅲ.無子代產(chǎn)生 [技法總結(jié)] 變異類型的判定

25、 圖1、圖2表示某種生物的兩種染色體行為示意圖，其中①和②、③和④互為同源染色體，則兩圖所示的變異為(　　) 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．均發(fā)生在同源染色體之間 D．均涉及DNA鏈的斷開和重接 D　[圖1為同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生的交叉互換，屬于基因重組。圖2屬于非同源染色體間的染色體片段移接，是易位，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。因染色體上有DNA分子，故二者均涉及DNA鏈的斷開與重接。] 考點二| 染色體變異在育種上的應(yīng)用 (對應(yīng)學生用書第139頁) [識記—基礎(chǔ)梳理

26、] 1．單倍體育種 (1)原理：染色體數(shù)目變異 (2)過程 花藥離體培養(yǎng)單倍體植株染色體數(shù)目加倍的純合二倍體優(yōu)良品種 (3)優(yōu)點 ①后代是純合子，自交后代不發(fā)生性狀分離。 ②明顯縮短育種年限 2．多倍體育種 (1)原理 (2)方法：用秋水仙素或低溫處理。 (3)處理材料：萌發(fā)的種子或幼苗。 (4)實例：三倍體無子西瓜 ①兩次傳粉 ②三倍體西瓜無子的原因：三倍體西瓜在減數(shù)分裂過程中，由于染色體聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。 1．通過誘導多倍體的方法可克服遠緣雜交不育，培育出作物新類型。(√) 2．雜交育種一定比單倍體育種需要的時間長。(×) 【提示】

27、　雜交育種若需要的是隱性性狀的個體，獲得即為純合子，不再需要連續(xù)自交，因此需要時間共有一年。 3．作物育種中最簡捷的方法是雜交育種和單倍體育種。(×) 【提示】　雜交育種最簡捷，單倍體育種所需時間短，但技術(shù)操作復雜。 4．單倍體育種是為了獲得單倍體新品種。(×) 【提示】　單倍體一般高度不育，而單倍體育種則是使單倍體幼苗染色體加倍后再獲得新品種。 5．通過誘變育種可獲得青霉素高產(chǎn)菌株。(√) 6．育種專家在稻田中發(fā)現(xiàn)一株十分罕見的“一稈雙穗”植株，經(jīng)鑒定該變異性狀是由基因突變引起的，將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系。(×) 【提示】　花粉離體培養(yǎng)獲得的是單倍體

28、，需用秋水仙素處理單倍體幼苗，才能獲得穩(wěn)定遺傳的純合品系。 [理解—深化探究] 1．單倍體的產(chǎn)生和應(yīng)用 (1)產(chǎn)生 (2)單倍體育種——以選育抗病高產(chǎn)(aaBB)為例： 2．多倍體的產(chǎn)生及育種 (1)產(chǎn)生原理 (2)多倍體育種——無子西瓜的培育圖示 3．比較各類育種方法 原理 常用方式 優(yōu)點 缺點 舉例 雜交育種 基因重組 雜交 ↓ 自交 ↓ 選種 ↓ 自交 ①使不同個體優(yōu)良性狀集中在一個個體上 ②操作簡便 ①育種時間長 ②局限于親緣關(guān)系較近的個體 矮稈抗病小麥 誘變育種 基因突變 輻射、激光、太空誘變等 提高變異頻

29、率，加速育種進程，大幅度改良性狀 有很大盲目性，有利變異少，需大量處理實驗材料 青霉素高產(chǎn)菌株 單倍體育種 染色體變異 花藥離體培養(yǎng)，用秋水仙素處理 ①明顯縮短育種年限 ②子代均為純合子 技術(shù)復雜，需與雜交育種配合 單倍體育種獲得矮稈抗病小麥 多倍體育種 染色體變異 用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 器官大，提高營養(yǎng)物質(zhì)含量 只適用于植物，發(fā)育延遲，結(jié)實率低 三倍體無子西瓜 基因工程育種 基因重組 將一種生物的特定基因轉(zhuǎn)移到另一種生物細胞中 打破物種界限，定向改造生物的遺傳性狀 技術(shù)復雜，生態(tài)安全問題較多 轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育 [運用—考向?qū)歖 ◎考

30、向　生物變異與育種方法、原理和技術(shù)手段等的綜合考查 1．下列關(guān)于育種的敘述，錯誤的是(　　) A．誘變可提高基因突變頻率和染色體畸變率 B．花藥離體培養(yǎng)是單倍體育種過程中采用的技術(shù)之一 C．雜交育種可將多個優(yōu)良性狀組合在同一個新品種中 D．多倍體育種常用秋水仙素促進著絲點分裂使染色體數(shù)目加倍 D　[秋水仙素能夠抑制細胞分裂時紡錘體的形成，從而使染色體數(shù)目加倍，D錯誤。] 2．(2018·中原名校聯(lián)考)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(　　) 【導學號：41780111】 A．操作最簡便的是雜交育種，能明顯縮短育種年

31、限的是單倍體育種 B．利用F1的花藥進行離體培養(yǎng)可獲得該新品種 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個體，和該新品種存在生殖隔離 B　[解答本題的關(guān)鍵是明確各種育種方法的特點。操作最簡便的是雜交育種，能明顯縮短育種年限的是單倍體育種，A正確。利用F1的花藥進行離體培養(yǎng)可獲得單倍體，需再用秋水仙素處理才能得到穩(wěn)定遺傳的該新品種，B錯誤。誘變育種的原理是基因突變，具有不定向性，所以不能定向獲得該新品種，C正確。通過多倍體育種獲得的AAAAbbbb個體和二倍體AAbb雜交產(chǎn)生的后代為三倍體，由于三倍體不育，故兩個親本之間存在生殖隔離，D正確。] 3．(

32、2018·河南焦作一模)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，兩對基因分別位于兩對同源染色體上。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 ______________________________________________________________。 自交的目的是________________________________________________。 (2)植株B的培育運用的原理是_______________________________。

33、(3)植株C需要染色體加倍的原因是_______________________________ ______________________________________________________________， 誘導染色體加倍的最常用的方法是________________________________ ______________________________________________________________。 (4)植株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_____

34、_____________________ ______________________________________________________________。 [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，由于細胞中的染色體組為一個，所以不能正常進行減數(shù)分裂，個體不可育，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，從而導致染色體數(shù)目加倍。(4)從

35、題圖中可以看出，植株E的培育方法是利用了細胞工程中的植物體細胞雜交技術(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，都可以克服遠緣雜交不親和的障礙。 [答案]　(1)雜交育種　將位于兩個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中只有一個染色體組，不能進行減數(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　克服遠緣雜交不親和的障礙 [規(guī)律總結(jié)] 關(guān)于選擇育種方法的總結(jié) 1．根據(jù)育種目標確定育種方法 育種目標 育種方案 集

36、中雙親 優(yōu)良性狀(“集優(yōu)”) 單倍體育種(明顯縮短育種年限) 雜交育種(耗時較長，但簡便易行) 對原品系實施“定向”改造 基因工程及植物細胞工程(植物體細胞雜交)育種 讓原品系產(chǎn)生新性狀(無中生有) 誘變育種(可提高變異頻率，期望獲得理想性狀) 使原品系營養(yǎng)器官“增大”或“加強” 多倍體育種 2.根據(jù)不同需求確定育種方法 (1)若要培育隱性性狀個體，可用自交或雜交，只要出現(xiàn)該性狀即可。 (2)若要快速獲得純種，用單倍體育種方法。 (3)若實驗植物為營養(yǎng)繁殖，如土豆、地瓜等，則只要出現(xiàn)所需性狀即可，不需要培育出純種。 (4)若要培育原先沒有的性狀，可用誘變育種。

37、 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棉花品種的培育過程，相關(guān)敘述錯誤的是(　　) 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1/4 D．粉紅棉M自交產(chǎn)生白色棉N的概率為1/4 C　[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－→bb－(全部為粉紅棉)；粉紅棉bb－自交，得白色棉bb的概率為1/4。] 考點三| 低溫誘導染色體數(shù)目加倍(實驗) (對應(yīng)學生用書第141頁) [原理流

38、程] 1．實驗原理 (1)正常進行有絲分裂的組織細胞，在分裂后期著絲點分裂后，子染色體在紡錘體作用下分別移向兩極，進而平均分配到兩個子細胞中去。 (2)低溫可抑制紡錘體形成，阻止細胞分裂，導致細胞染色體數(shù)目加倍。 2．實驗流程 根尖培養(yǎng)：將蠶豆種子埋入盛有蛭石、沙土的花盆內(nèi)，在盆內(nèi)澆適量清水。將花盆放在窗臺上陽光充足的地方待種子萌發(fā) ↓ 低溫誘導：幼根長到1～1.5 cm時，將整個裝置放入冰箱的低溫環(huán)境中(4 ℃)，誘導培養(yǎng)36 h ↓ 材料固定：剪取根尖0.5～1 cm，放入卡諾氏液中浸泡 0.5～1 h，固定其形態(tài)，然后用95%酒精沖洗2次 ↓

39、制作裝片：解離→漂洗→染色→制片(同觀察植物細胞的有絲分裂) ↓ 觀察：先用低倍鏡觀察，找到變異細胞，再換用高倍鏡觀察 3．實驗關(guān)鍵 (1)實驗中的試劑及其作用 試劑 使用方法 作用 卡諾氏液 將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1 h 固定細胞形態(tài) 體積分數(shù)為95%的酒精 沖洗用卡諾氏液處理的根尖 洗去卡諾氏液 與質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸等體積混合，浸泡經(jīng)固定的根尖 解離根尖細胞，使細胞之間的聯(lián)系變得疏松 質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸 與體積分數(shù)為95%的酒精等體積混合，作為解離液 解離根尖細胞 蒸餾水 浸泡解離后的根尖約10 min 漂洗根尖，去掉解離液

40、 改良苯酚品紅染液 把漂洗干凈的根尖放進盛有改良苯酚品紅染液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色體著色 (2)低溫誘導染色體加倍實驗與觀察細胞有絲分裂實驗的區(qū)別 項目 低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化 觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂 培養(yǎng) 待洋蔥長出1 cm左右不定根時4 ℃低溫培養(yǎng) 適宜溫度下培養(yǎng) 固定 解離前用卡諾氏液進行固定，然后用體積分數(shù)為95%的酒精沖洗2次 不用固定 染色 用改良苯酚品紅染液 用醋酸洋紅液或龍膽紫溶液 (3)關(guān)于“低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化”實驗的四個易錯提醒 ①細胞是死的而非活的：顯微鏡下觀察到的細胞是已被鹽酸殺死的細胞。 ②材

41、料不能隨意選?。赫`將低溫處理“分生組織細胞”等同于“任何細胞”。選材時應(yīng)注意以下內(nèi)容： a．選用的實驗材料既要容易獲得，又要便于觀察。 b．常用的觀察材料有蠶豆(染色體較洋蔥少故首選)、洋蔥、大蒜等。 c．選材的時候必須選用能夠進行分裂的分生組織，不分裂的細胞染色體不復制，不會出現(xiàn)染色體數(shù)目加倍的情況。 ③根尖培養(yǎng) a．培養(yǎng)不定根：要使材料濕潤以利生根。 b．低溫誘導：應(yīng)設(shè)常溫、低溫4 ℃、0 ℃三種，以作對照，否則實驗設(shè)計不嚴密。 ④著絲點分裂與紡錘體無關(guān)：誤將“抑制紡錘體形成”等同于“著絲點不分裂”。著絲點是自動分裂，無紡錘絲牽引，著絲點也分裂。 [對點練習] 1．用質(zhì)量

42、分數(shù)為2%的秋水仙素處理植物分生組織5～6 h，能夠誘導細胞內(nèi)染色體加倍。某生物小組為了探究用一定時間的低溫(如4 ℃)處理水培的洋蔥根尖是否也能誘導細胞內(nèi)染色體加倍進行了相關(guān)實驗設(shè)計。下列關(guān)于該實驗的敘述中，錯誤的是(　　) A．本實驗的假設(shè)是用一定時間的低溫處理水培的洋蔥根尖能夠誘導細胞內(nèi)染色體加倍 B．本實驗可以在顯微鏡下觀察和比較經(jīng)過不同處理后根尖細胞內(nèi)的染色體數(shù)目 C．本實驗需要制作根尖細胞的臨時裝片，制作步驟是解離→漂洗→染色→制片 D．本實驗可以看到一個細胞完整的染色體數(shù)目加倍的過程 D　[由于在解離過程中已經(jīng)將細胞殺死，所以用顯微鏡觀察時看不到一個細胞完整的染色體數(shù)目

43、加倍的過程，故D項錯誤。] 2．(2018·深圳模擬)以下材料選自某同學所做實驗的部分記錄。 實驗名稱：低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化。 實驗步驟：①培養(yǎng)固定：將洋蔥放在裝滿清水的廣口瓶上，待根長出1 cm左右，剪取根尖0.5～1 cm，置于盛有清水的培養(yǎng)皿內(nèi)，并在冰箱的冷藏室誘導培養(yǎng)36 h。將誘導后的根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1 h，然后用體積分數(shù)為95%的酒精沖洗兩次。 ②裝片制作：解離→染色→漂洗→制片。 ③觀察：先用低倍鏡尋找染色體形態(tài)較好的分裂圖像，確認某個細胞染色體發(fā)生數(shù)目變化后，再用高倍鏡觀察。 實驗結(jié)論：低溫條件下根尖所有細胞染色體數(shù)目都加倍。問題： (1)請

44、將上述內(nèi)容中錯誤之處予以改正。________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (2)低溫導致染色體加倍的原因是________________________。 如果要探究誘導染色體數(shù)目變化的最適溫度，請寫出簡單的設(shè)計思路：____________________________。 (3)洋蔥體細胞的一個細胞周期約為12 h。某同學

45、利用洋蔥根尖觀察細胞有絲分裂，得到了如下結(jié)果。 細胞周期 樣本1 樣本2 總數(shù) 間期 42 43 85 分裂期 前期 4 3 7 中期 1 0 1 后期 1 1 2 末期 2 3 5 計數(shù)細胞的總數(shù) 100 上述樣本1和樣本2表示________________________________，間期為________h。 [解析]　(1)剪去根尖后，根尖將失去營養(yǎng)物質(zhì)的供給，細胞將隨之失去分裂能力，故應(yīng)先將整個裝置放入冰箱的低溫室中進行誘導培養(yǎng)，再剪取誘導處理的根尖制片觀察；裝片的制作步驟不正確，應(yīng)當在解離之后隨之漂洗；在低溫誘導下可能

46、部分細胞染色體數(shù)目發(fā)生變化，也可能誘導不成功都沒有發(fā)生變化。 (2)低溫導致染色體加倍是通過抑制紡錘體的形成來實現(xiàn)，使加倍的染色體不能平均分配到兩個子細胞中去，從而導致細胞中染色體數(shù)目的加倍；要探究誘導染色體數(shù)目變化的最適溫度，應(yīng)將溫度作為實驗變量，設(shè)置不同系列溫度形成相互對照，然后觀察比較結(jié)果，其中染色體數(shù)目變化最明顯的結(jié)果所對應(yīng)的溫度為最適溫度。 (3)樣本1和樣本2是在不同視野中觀察到的細胞分裂各時期的細胞數(shù)目，間期的時長計算要根據(jù)間期細胞數(shù)目與計數(shù)細胞的總數(shù)以及一個細胞周期所經(jīng)歷的時間來確定，其計算式為12×(85/100)＝10.2 h。 [答案]　(1)①應(yīng)將整個培養(yǎng)裝置放入

47、冰箱的低溫室內(nèi)，誘導36 h后剪取根尖；②裝片制作順序應(yīng)為：解離→漂洗→染色→制片；③實驗結(jié)論應(yīng)為：部分細胞染色體數(shù)目發(fā)生變化或者沒有細胞發(fā)生染色體數(shù)目變化 (2)抑制紡錘體的形成和細胞分裂　設(shè)置不同溫度梯度的對照組，觀察并比較結(jié)果 (3)兩個不同視野所看到的處在分裂各期的細胞數(shù)目　10.2 真題驗收| 感悟高考　淬煉考能 (對應(yīng)學生用書第142頁) 1．(2015·全國卷Ⅱ)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

48、一片段引起的 A　[人類貓叫綜合征是人的第5號染色體部分缺失引起的遺傳病。] 2．(2015·海南高考)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．基因突變都會導致染色體結(jié)構(gòu)變異 B．基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導致個體表現(xiàn)型改變 C．基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導致堿基序列的改變 D．基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異通常都用光學顯微鏡觀察 C　[基因突變的實質(zhì)是基因中堿基對序列的改變，結(jié)果是產(chǎn)生等位基因，不會導致染色體結(jié)構(gòu)變異，A項錯誤；基因突變不一定引起個體表現(xiàn)型的改變，B項錯誤；由于染色體是DNA的主要載體，染色體結(jié)構(gòu)變異會引起DNA堿基序列的改變，C正確；基因突變在光學

49、顯微鏡下是看不見的，D項錯誤。] 3．(2017·北京高考)玉米(2n＝20)是我國栽培面積最大的作物，近年來常用的一種單倍體育種技術(shù)使玉米新品種選育更加高效。 【導學號：41780112】 (1)單倍體玉米體細胞的染色體數(shù)為________，因此在________分裂過程中染色體無法聯(lián)會，導致配子中無完整的________。 (2)研究者發(fā)現(xiàn)一種玉米突變體(S)，用S的花粉給普通玉米授粉，會結(jié)出一定比例的單倍體籽粒(胚是單倍體；胚乳與二倍體籽粒胚乳相同，是含有一整套精子染色體的三倍體。見圖1)。 ①根據(jù)親本中某基因的差異，通過PCR擴增以確定單倍體胚的來源，結(jié)果見圖2。 從

50、圖2結(jié)果可以推測單倍體的胚是由________發(fā)育而來。 ②玉米籽粒顏色由A、a與R、r兩對獨立遺傳的基因控制，A、R同時存在時籽粒為紫色，缺少A或R時籽粒為白色。紫粒玉米與白粒玉米雜交，結(jié)出的籽粒中紫∶白＝3∶5，出現(xiàn)性狀分離的原因是________________，推測白粒親本的基因型是________。 ③將玉米籽粒顏色作為標記性狀，用于篩選S與普通玉米雜交后代中的單倍體，過程如下： 　　 F1　　　　　二倍體籽粒，單倍體籽粒 請根據(jù)F1籽粒顏色區(qū)分單倍體和二倍體籽粒并寫出與表型相應(yīng)的基因型____________。 (3)現(xiàn)有高產(chǎn)抗病白粒玉米純合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米

51、純合子(H)，欲培育出高產(chǎn)抗病抗旱抗倒伏的品種。結(jié)合(2)③中的育種材料與方法，育種流程應(yīng)為：__________；將得到的單倍體進行染色體加倍以獲得純合子；選出具有優(yōu)良性狀的個體。 [解析]　(1)二倍體玉米體細胞內(nèi)含有20條染色體，單倍體玉米體細胞內(nèi)含有10條染色體。單倍體玉米細胞內(nèi)只含有一個染色體組，因此在減數(shù)分裂時染色體無法聯(lián)會，導致配子中無完整的染色體組。 (2)①從圖2可知，單倍體胚與普通玉米(母本)的基因經(jīng)PCR擴增后，電泳圖譜中基因的位置相同，說明單倍體胚由普通玉米(母本)的卵細胞發(fā)育而來。 ②控制玉米籽粒顏色的基因由兩對基因控制。紫粒玉米和白粒玉米雜交后，子代玉米籽粒中

52、紫∶白＝3∶5，是3∶1∶3∶1的變式，因此親代中紫色玉米為雜合子，基因型為AaRr，白色玉米的基因型為aaRr或Aarr。 ③后代二倍體籽粒是通過正常受精作用發(fā)育而來的，因此其胚的表型為紫色，基因型為AaRr；單倍體籽粒是由母本的卵細胞發(fā)育而來的，其胚的表型為白色，基因型為ar；二者胚乳的表型均為紫色，基因型為AaaRrr。 (3)要將一個或多個品種的優(yōu)良性狀集中到一個個體上，往往采用雜交的方法。因此先將G與H雜交，得F1。F1為含有高產(chǎn)抗病、抗旱抗倒伏基因的植株，以此植株做母本，用突變體S做父本進行雜交，挑選出白色籽粒單倍體，根據(jù)(2)③的結(jié)果可知，由于后代單倍體由卵細胞發(fā)育而來，培養(yǎng)

53、成的單倍體植株中會有高產(chǎn)抗病、抗旱抗倒伏的，再經(jīng)過染色體加倍選出具有優(yōu)良性狀的純合個體。 [答案]　(1)10　減數(shù)　染色體組 (2)①卵細胞?、谧狭ＳH本是雜合子　aaRr/Aarr?、蹎伪扼w籽粒胚的表型為白色，基因型為ar；二倍體籽粒胚的表型為紫色，基因型為AaRr；二者胚乳的表型均為紫色，基因型為AaaRrr (3)G與H雜交；將所得F1為母本與S雜交；根據(jù)籽粒顏色挑出單倍體 4．(2015·浙江高考)某自花且閉花授粉植物，抗病性和莖的高度是獨立遺傳的性狀?？共『透胁∮苫騌和r控制，抗病為顯性；莖的高度由兩對獨立遺傳的基因(D、d，E、e)控制，同時含有D和E表現(xiàn)為矮莖，只含有D

54、或E表現(xiàn)為中莖，其他表現(xiàn)為高莖。現(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，用γ射線處理時，需要處理大量種子，其原因是基因突變具有________________和有害性這三個特點。 (3)若采用雜交育種，可通過將上述兩個親本雜交，在F2等分離世代中________抗病矮莖個體，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，一般情況下，控制性狀的基因數(shù)越多，其育種過程所需的________。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

55、理論上F2的表現(xiàn)型及其比例為_________________________________。 (4)若采用單倍體育種，該過程涉及的原理有____________________。請用遺傳圖解表示其過程(說明：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)。 [解析]　本題主要考查學生對自由組合定律知識的掌握和靈活運用能力。(1)由題干信息“某自花且閉花授粉植物”可推知自然狀態(tài)下該植物一般都是純合子。(2)誘變育種時需要處理大量種子的主要原因在于基因突變具有多方向性、稀有性(低頻性)和有害性。(3)因為育種目的是培育抗病矮莖品種，因此可在F2等分離世代中選擇抗病矮莖個體，經(jīng)過連續(xù)自

56、交等純合化育種手段，最后得到穩(wěn)定遺傳的抗病矮莖品種。一般情況下，雜交育種需要連續(xù)自交選育，因此控制性狀的基因數(shù)越多，使每對基因都達到純合的自交代數(shù)越多，所需的年限越長。莖的高度由兩對獨立遺傳的基因控制，同時含有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，若只考慮莖的高度，親本基因型為DDEE和ddee，F(xiàn)1自交得到的F2代中，D_E_∶(D_ee＋ddE_)∶ddee＝9∶6∶1。(4)遺傳圖解見答案。 [答案]　(1)純 (2)多方向性(不定向性)、稀有性(低頻性) (3)選擇　純合化　年限越長　高莖∶中莖∶矮莖＝1∶6∶9 (4)基因重組和染色體畸變(染色體變性)

57、 1．染色體變異的實質(zhì)是基因數(shù)目或位置的改變。 2．染色體組是指細胞中形態(tài)和功能各不相同，但互相協(xié)調(diào)、共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異的一組染色體。 3．體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體，叫單倍體。與正常植株相比，單倍體植株長得弱小，并且高度不育。 4．由受精卵發(fā)育而成，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體叫多倍體。多倍體植株常常莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量較高。 5．單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和染色體加倍兩個過程。 6．人工誘導多倍體可以用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，也可用低溫處理植物分生組織細胞，原理是抑制有絲分裂前期的紡錘體的形成。 24