【生物】2019届一轮复习人教版第22讲染色体变异与育种学案

【生物】2019届一轮复习人教版第22讲染色体变异与育种学案

第22讲　染色体变异与育种 ‎[考纲明细]　1.染色体结构变异和数目变异(Ⅱ)　2.生物变异在育种上的应用(Ⅱ)　3.转基因食品的安全性(Ⅰ)‎ ‎4．实验：低温诱导染色体加倍 考点1　染色体结构和数目变异 ‎ ‎ ‎1．染色体结构的变异 ‎(1)类型(连线)‎ 答案　①—Ⅲ—D　②—Ⅳ—C　③—Ⅰ—B　④—Ⅱ—A ‎(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 ‎①概念 a．一组非同源染色体。‎ b．形态和功能上各不相同，互相协调。‎ c．控制生物的生长、发育、遗传和变异。‎ ‎②举例 a．从染色体来源看，一个染色体组中不含同源染色体。‎ b．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。‎ c．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 ‎[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。‎ ‎1．深挖教材 针对三倍体无子西瓜，请思考：‎ ‎(1)为何用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖？‎ 提示　西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。‎ ‎(2)与二倍体西瓜杂交后请依次写出当年四倍体母本植株上果皮、种皮、子叶、胚乳的染色体组数目？‎ 提示：果皮4个、种皮4个、胚3个、胚乳5个。‎ ‎(3)三倍体西瓜为什么无种子？真的一颗都没有吗？‎ 提示　三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。但并非绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。‎ ‎(4)为减少连年制种的麻烦，是否有替代方法？‎ 提示　有其他的方法可以替代。方法一，进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。方法二，利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，在此过程中要进行套袋处理，以避免受粉。‎ ‎2．判断正误 ‎(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)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存(×)‎ ‎(3)XYY个体的形成及三倍体无子西瓜植株的高度不育均与减数分裂中同源染色体的联会行为有关(×)‎ ‎(4)单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组(√)‎ ‎(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)染色体易位或倒位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响(×)‎ ‎1．比较单倍体、二倍体和多倍体 ‎2．三种可遗传变异的辨析 题组一　染色体结构变异类型 ‎1.(2016·江苏高考)下图中甲、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3∶1‎ D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常 答案　B 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、D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3∶1，C错误；个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常，B正确。‎ ‎2．(2017·山东阳信一中高三月考)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，丙图是细胞分裂过程中染色体在某一时期所呈现的形态，下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组 ‎ B．甲图是由于个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因 数目改变的结果 C．乙图是由于四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果 D．甲、乙、丙三图均发生在减数分裂过程中 答案　D 解析　甲是染色体结构变异的缺失或重复，乙是染色体结构变异的易位，都是结构变异，A错误；个别碱基对的增添或缺失属于基因突变，甲图中部分基因发生了增添或缺失，导致染色体上基因数目改变，B错误；四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换属于基因重组，而乙图的易位现象，发生在非同源染色体之间，C错误；甲和乙都发生联会现象，发生在减数第一次分裂前期，丙图同源染色体的非姐妹染色单体之间进行了交叉互换，也发生于减数第一次分裂前期，D正确。‎ 题组二　染色体结构变异与基因突变的判断 ‎3.(2017·河南濮阳实验高中高三期末)如图a、b、c是家兔某染色体上的三个基因，下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．a基因丢失属于基因突变中的缺失 B．b基因和c基因位置发生交换属于易位 C．a、b、c三个基因在不同的细胞中表达结果可能不同 D．一个基因只能控制生物体的一种性状 答案　C 解析　a基因丢失属于染色体变异，A错误；b基因和c基因位置发生交换属于倒位，B错误；a、b、c三个基因在不同的细胞中表达结果可能不同，C正确；一个基因可以控制生物体的一种或多种性状，D错误。‎ ‎4．(2017·江苏南通全真模拟)下列关于基因突变和染色体变异的 叙述，正确的是(　　)‎ A．有丝分裂和减数分裂过程中都可能发生基因突变和染色体变异 B．染色体结构的变异都会改变染色体上基因的数目和排列顺序 C．用秋水仙素处理单倍体幼苗，得到的个体是二倍体正常植株 D．DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失一定导致基因突变 答案　A 解析　有丝分裂和减数分裂过程中都可能发生基因突变和染色体变异，A正确；染色体结构变异会改变染色体上基因的排列顺序，不一定改变基因的数目，如某个片段的颠倒，B错误；秋水仙素处理单倍体幼苗可获得正常植株，但不一定是二倍体，也可能是多倍体植株，C错误；DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失不一定导致基因突变，可能发生在基因间的序列上等，D错误。‎ 技法提升 染色体结构变异与基因突变的区别 ‎(1)从图形上区别 ‎(2)从是否产生新基因上来区别 ‎①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，从而导致性状的变异。‎ ‎②基因突变是基因结构的改变，包括DNA碱基对的替换、增添 和缺失。‎ ‎③基因突变导致新基因的产生，染色体结构变异未形成新的基因。‎ ‎(3)通过光学显微镜区别 ‎①染色体变异可借助光学显微镜观察。‎ ‎②基因突变、基因重组用光学显微镜观察不到。‎ 题组三　染色体结构变异与基因重组的判断 ‎5.(2015·江苏高考)甲、乙为两种果蝇(2n)，如图为这两种果蝇的各一个染色体组，下列叙述正确的是(　　)‎ A．甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常 B．甲发生染色体交叉互换形成了乙 C．甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同 D．图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料 答案　D 解析　根据题干信息可知，甲、乙是两种果蝇，甲、乙杂交产生的F1虽然含有2个染色体组，但是因为来自甲、乙中的1号染色体不能正常联会配对，所以F1不能进行正常的减数分裂，A错误；根据题图，甲中1号染色体发生倒位形成了乙中的1号染色体，B错误；染色体中某一片段倒位会改变基因的排列顺序，C错误；可遗传变异如基因突变、基因重组和染色体变异都能为生物进化提供原材料，D正确。‎ ‎6．图a和图b是某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图，图a中①和②互为同源染色体，图b中①和②、③和④互为同源染色体。下列相关叙述中不正确的是(　　)‎ A．图中两种变异都是染色体结构变异 B．图中的两种变异都可以为生物进化提供原材料 C．图a和图b所示的变异均可发生在减数分裂过程中 D．图b所示变异能改变基因在染色体上的排列顺序 答案　A 解析　图a所示的变异是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，图b所示的变异发生于非同源染色体之间，为染色体结构变异，A错误；无论是基因重组还是染色体变异，都可以为生物进化提供原材料，B正确；图a所示的变异可以发生于减数分裂过程中，图b所示的变异也可以发生于减数分裂过程中，C正确；图b所示变异能改变基因在染色体上的排列顺序，D正确。‎ 技法提升 易位与交叉互换的区别 题组四　染色体组、单倍体、二倍体、多倍体 ‎7.(2017·唐山一模)下图表示细胞中所含的染色体，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有同源染色体，含有3个染色体组，A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，B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正确；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，D错误。‎ ‎8．图中字母代表正常细胞中所含有的基因，下列说法正确的是(　　)‎ A．③为多倍体，通常茎秆粗壮、籽粒较大 B．④为单倍体，通常茎秆弱小、籽粒较小 C．若①和②杂交，后代基因型分离比为1∶5∶5∶1‎ D．①②③④细胞所代表的个体分别是四倍体、二倍体、三倍体和单倍体 答案　C 解析　③为多倍体，通常茎秆粗壮、但三倍体所结果实中没有种子，A错误；④为单倍体，通常茎秆弱小、高度不育，所以没有籽粒，B错误；四倍体(AAaa)经减数分裂可产生3种配子，其基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，二倍体(Aa)经减数分裂可产生2种配子，其基因型及比例为A∶a＝1∶1，因此，它们杂交所得后代的基因型及比例为AAA∶AAa∶Aaa∶aaa＝1∶5∶5∶1，C正确；如果①②③都是由受精卵发育而成的个体中的正常细胞，则①②③④细胞所代表的个体分别是四倍体、二倍体、三倍体和单倍体，D错误。‎ ‎9．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(2n＝24)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　C 解析　水稻(2n＝24)属于二倍体，其一个染色体组有12条染色体，所以水稻单倍体基因组有12条染色体，A正确；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，但由于是配子发育而成的个体，所以是单倍体而不是三倍体，B正确；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；马和驴存在生殖隔离，杂交的后代骡是不育的二倍体，而雄蜂是未受精的卵细胞发育而来，可进行假减数分裂产生正常的精 子，所以是可育的单倍体，D正确。‎ 技法提升 ‎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＝，如图染色体组数为4。‎ ‎2．“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体 题组五　变异类型的实验探究 ‎10.芦笋的幼苗是一种名贵蔬菜，又名石刀板，为XY型性别决定。在某野生型窄叶种群中偶见几株阔叶芦笋幼苗，雌雄株都有。‎ ‎(1)仅从染色体分析，雄性芦笋幼苗产生的精子类型将有________‎ 种，比例为________。‎ ‎(2)有人对阔叶芦笋幼苗的出现进行分析，认为可能有两种原因：一是基因突变，二是染色体加倍成为多倍体。请设计一个简单的实验鉴定阔叶石刀板出现的原因。‎ ‎__________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________。‎ ‎(3)现已证实阔叶为基因突变的结果，为确定是显性突变还是隐性突变，选用多株阔叶雌雄株进行交配，并统计后代表现型。若__________________，则为______________。若_________________，则为________________。‎ ‎(4)已经知道阔叶是显性突变所致，由于雄株芦笋幼苗产量高于雌株，养殖户希望在幼苗期就能区分雌雄，为了探求可行性，求助于科研工作者。技术人员先用多株野生型雌石刀板与阔叶雄株杂交，你能否推断该技术人员做此实验的意图。___________________________‎ ‎_________________________________________________________。‎ 若杂交实验结果出现___________________________，养殖户的心愿可以实现。‎ 答案　(1)2　1∶1‎ ‎(2)取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内的染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体组加倍的结果，否则为基因突变 ‎(3)后代出现窄叶　显性突变　后代都为阔叶　隐性突变 ‎(4)通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上　后代雌株都为阔叶，雄株为窄叶 解析　(1)由于芦笋为XY型性别决定，雄性植株的染色体组成为XY，减数分裂产生的精子类型为2种，即X∶Y＝1∶1。‎ ‎(2)染色体变异在显微镜下可观察到，基因突变在显微镜下观察不到。因此，区分染色体变异与基因突变的最简单的方法是取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体组加倍的结果，否则为基因突变。‎ ‎(3)选用多株阔叶突变型石刀板雌雄株相交，若杂交后代出现了野生型，则阔叶植株的出现为显性突变所致；若杂交后代仅出现突变型，则阔叶植株的出现为隐性突变所致。‎ ‎(4)选用多对野生型雌性植株与突变型雄性植株作为亲本杂交。若杂交后代野生型全为雄株，突变型全为雌株，则这对基因位于X染色体上；若杂交后代，野生型和突变型雌、雄均有，则这对基因位于常染色体上。故该技术人员此实验的意图是通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上。‎ ‎11．遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子。缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子常导致个体死亡。‎ 现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的？‎ 方法一：______________________________________________‎ ‎__________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________。‎ 方法二：______________________________________________‎ ‎__________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________。‎ 答案　方法一：取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片，显微镜下观察染色体结构，若染色体正常，可能是基因突变引起的；反之可能是染色体缺失造成的 方法二：选该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数之比为1∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的；若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数之比为2∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的 解析　方法一：用显微镜观察该果蝇分裂的细胞中染色体结构是否发生改变，确定该变异是来自基因突变还是染色体缺失。‎ 方法二：利用题干信息：缺失纯合子导致个体死亡这一现象，可将该果蝇与红眼雄果蝇杂交，观察并统计子代雌雄个体数目的比例来确定该变异的来源。若为基因突变，则XaXa×XAY→XAXa、XaY，子代雌雄比例为1∶1；若该变异为染色体缺失造成，则XaX－×XAY→XAXa、XAX－、XaY、X－Y(致死)，子代雌雄比例为2∶1。‎ 技法提升 变异类型实验探究题的答题模板 考点2　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)过程：具不同优良性状的亲本杂交→F1→花药离体培养→秋水仙素处理单倍体幼苗，诱导细胞染色体数目加倍→选育。‎ ‎(3)优点：明显缩短育种年限，子代均为纯合子。‎ ‎(4)缺点：技术复杂。‎ ‎(5)实例：用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种培育矮秆抗病小麦，过程见图。‎ ‎2．多倍体育种 ‎(1)原理：染色体(数目)变异。‎ ‎(2)过程：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，诱导细胞染色体数目加倍。‎ ‎(3)优点：多倍体植株茎秆粗壮，叶、果实和种子比较大，营养 物质含量丰富(简记：粗、大、丰富)。‎ ‎(4)缺点：多倍体植株发育延迟，结实率低，多倍体育种一般只适用于植物。‎ ‎(5)实例：三倍体无子西瓜的培育过程(如图所示)。‎ 注：一个A代表一个染色体组。‎ ‎①两次传粉：第一次传粉是杂交得到三倍体种子，第二次传粉是为了刺激子房发育。‎ ‎②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数不变。‎ ‎③三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 ‎①培育杂合子品种：选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂ )→F1(即所需品种)。‎ ‎②培育隐性纯合子品种：选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1‎ F2，从中选出表现型符合要求的个体种植并推广。‎ ‎③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F1→F1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F1→F1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：选择生物→诱发基因突变→选择理想类型→培育。‎ ‎(3)优点：①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。‎ ‎②大幅度地改良某些性状。‎ ‎(4)缺点：有利变异个体往往不多，需处理大量材料。‎ ‎5．基因工程与作物育种 ‎(1)目的：把各种优良基因通过基因工程导入生物体内，从而改变生物的遗传特性，获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种抗逆性的作物新品种。‎ ‎(2)原理：基因重组。‎ ‎(3)优点：降低生产成本，减少因农药的使用而对环境造成的污染，提高农作物对不良环境的适应能力。‎ ‎(4)缺点：技术复杂，可能会产生食品安全问题。‎ ‎(5)实例：转基因抗虫棉的培育。‎ ‎6．针对不同育种目标的育种方案 ‎[特别提醒]　‎ ‎(1)单倍体育种一般应用于二倍体植物，因为若为四倍体植物，通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。‎ ‎(2)用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍，若操作对象是单倍体植株，属于单倍体育种；若操作对象为正常植株，叫多倍体育种，不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。‎ ‎(3)单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，使染色体数目加倍。单倍体育种在幼苗期处理，多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。‎ ‎(4)单倍体育种和植物细胞工程育种都运用了植物组织培养技术。‎ ‎1．深挖教材 育种中“最简便”与“最快速”有什么区别？‎ 提示　“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。‎ ‎2．判断正误 ‎(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)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(×)‎ 题组一　单倍体育种与多倍体育种过程及应用 ‎1．(2017·浙江嘉兴高三测试)下图为某二倍体植物单倍体育种过程，下列叙述正确的是(　　)‎ A．①中发生了染色体数目变异 B．②一般采用花药离体培养的方法 C．③中秋水仙素抑制着丝点分裂 D．④中选到的植株中1/4为纯合子 答案　B 解析　①为杂交过程，产生的子代染色体数目没有改变，A错误；②过程为花药离体培养过程，获得单倍体植株，B正确；③中秋水仙 素的作用是抑制纺锤体的形成，但是不抑制着丝点分裂，C错误；④过程产生比例相等的4种纯合子，D错误。‎ ‎2．(2017·湖南百所重点中学高三段考)簇毛麦(VV)具有许多普通小麦(AAAAAA)不具有的优良基因，为了改良小麦品种，育种工作者将簇毛麦与普通小麦杂交，再将F1幼苗进行处理获得可育植株，下列叙述错误的是(　　)‎ A．杂交产生的F1有4个染色体组 B．杂交得到的植株可能较为弱小 C．可用秋水仙素对F1的幼苗进行诱导处理 D．处理F1幼苗后得到的植株均是可育的 答案　D 解析　簇毛麦(VV)与普通小麦(AAAAAA)杂交产生的F1有4个染色体组(VAAA)，A正确；杂交得到的子一代植株虽然含有4个染色体组，但属于异源多倍体，因此植株可能较为弱小，B正确；可用秋水仙素对F1的幼苗进行诱导处理，使染色体数目加倍，进而形成可育植株，C正确；用秋水仙素处理F1幼苗，不一定完全诱导成功，因此不一定完全可育，D错误。‎ 题组二　诱变育种与杂交育种过程及应用 ‎3.(2017·浙江台州测试)下列育种方法中可通过改变基因的结构达到育种目的是(　　)‎ A．杂交育种 B．诱变育种 C．单倍体育种 D．转基因育种 答案　B 解析　诱变育种的原理是基因突变，基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添、缺失，而引起的基因结构的改变，B正确；杂交育种和转基因育种的原理是基因重组、单倍体育种的原理是染色体变异，不能改变基因的结构，故A、C、D错误。‎ ‎4．番茄(2n＝24)的抗病(A)对感病(a)为显性，红果(B)对黄果(b)‎ 为显性，这两对基因自由组合，现有纯合抗病红果和感病黄果两个品种。‎ 若通过这两个品种杂交获取抗病黄果新品种，请完善相关操作步骤：‎ 第一步：将纯合抗病红果和感病黄果两个品种杂交得到F1；‎ 第二步：________；‎ 第三步：从F2中选择抗病黄果植株________直至不发生性状分离，即获得抗病黄果品种。‎ 上述步骤需年限较长，如条件允许，可采用单倍体育种以缩短育种年限，其不同操作方法是对F1代实施______________________，再用________________________，选择获得抗病黄果新品种，该抗病黄果新品种体细胞中染色体有________条。‎ 答案　F1自交获得F2　连续自交　花药离体培养获得单倍体　秋水仙素处理获得纯合体　24‎ 解析　若通过这两个品种杂交获取抗病黄果新品种，即杂交育种，其步骤为：‎ 第一步：将纯合抗病红果和感病黄果两个品种杂交得到F1；‎ 第二步：F1自交获得F2；‎ 第三步：从F2中选择抗病黄果植株连续自交直至不发生性状分离，即获得抗病黄果品种。‎ 上述步骤需年限较长，如条件允许，可采用单倍体育种以缩短育种年限，其不同操作方法是对F1代实施花药离体培养获得单倍体，再用秋水仙素处理获得纯合体，选择获得抗病黄果新品种，该抗病黄果新品种仍属于二倍体，其体细胞中染色体有24条。‎ 题组三　生物育种的综合判断 ‎5.(2017·北京顺义区二模)如图表示利用农作物①和②培育出⑥的过程，相关叙述中不正确的是(　　)‎ A．在①②⑥之间存在着生殖隔离 B．Ⅰ→Ⅴ过程依据的原理是基因重组 C．过程Ⅱ在有丝分裂和减数分裂中均可发生 D．Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ的过程中要应用植物组织培养技术 答案　A 解析　①②⑥属于同一个物种，它们之间不存在生殖隔离，A错误；Ⅰ→Ⅴ表示杂交育种，其原理是基因重组，B正确；Ⅱ表示诱导基因突变，在有丝分裂和减数分裂中均可发生，C正确；Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ表示单倍体育种，该育种方法首先要采用花药离体培养法形成单倍体，因此要应用植物组织培养技术，D正确。‎ ‎6．(2017·江西宜春中学高三月考)如图所示将二倍体植株①和②杂交得到③，再将③作进一步处理，对此分析错误的是(　　)‎ A．由⑤得到⑥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③的基因型是AaBbdd，则⑨的基因型可能是aBd D．③至④的过程中，所产生的变异都有利于生产 答案　D 解析　由⑤得到⑥的育种是杂交育种，其原理是基因重组，A正确；图中秋水仙素的作用是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，使染色体数目加倍，B正确；若③的基因型是AaBbdd，能产生4种配子，则⑨的基因型可能是aBd，也可能是ABd、Abd或abd，C正确；基因突变具有多害少利性，所以由③至④过程中产生的变异大多数不利于生产，D错误。‎ 技法提升 ‎1．根据育种过程识别育种方法 ‎(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，“‎ 植物细胞新品种”为基因工程育种。‎ ‎2．根据基因型的改变确定育种方法 对于某些图解，可根据基因型的改变进行育种方法的判别。如图所示：‎ 根据基因型的变化可以判断：“aabb×AABBAaBbAAbb”为杂交育种，“aabb×AABBAaBbAbAAbb”为单倍体育种，“AABBAaBB”为诱变育种，“aabb×AABBAaBbAAaaBBbb”为多倍体育种。‎ ‎3．从方法特点确定育种方法 ‎(1)最“简便”——杂交育种。‎ ‎(2)最快获得纯合子——单倍体育种。‎ ‎(3)最具预见性——基因工程育种。‎ ‎(4)最能“无中生有”，但却较“盲目”——诱变育种。‎ 实验10　低温诱导植物染色体数目的变化 ‎1．实验原理 低温可抑制纺锤体形成，阻止细胞分裂，导致细胞染色体数目加倍。‎ ‎2．实验步骤与现象 ‎3．低温诱导植物染色体数目变化的实验中的试剂、使用方法及其作用 ‎1．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不正确的是(　　)‎ 答案　A 解析　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，A错误；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，B正确；蒸馏水的作用是漂洗根尖，去除解离液，便于染色，C正确；改良苯酚品红染液是一种碱性染料，能使染色体着色，D正确。‎ ‎2．下列有关“低温诱导植物染色体数目变化”实验的叙述，正确的是(　　)‎ A．低温诱导能抑制分裂时纺锤体的形成 B．改良苯酚品红染液的作用是固定和染色 C．固定和解离后的漂洗液都是95%的酒精 D．该实验的目的是了解纺锤体的结构 答案　A 解析　改良苯酚品红染液的作用是使染色体着色，固定细胞形态的液体是卡诺氏液，B错误；固定后用95%的酒精溶液冲洗，解离后用清水漂洗，C错误；该实验的目的是理解低温诱导植物细胞染色体数目变化的机制，D错误。‎ ‎3．(2017·山东滨州质检)下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是(　　)‎ A．原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极 B．解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离 C．染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色 D．观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变 答案　C 解析　原理：低温抑制纺锤体的形成，使子染色体不能分别移向两极，A错误；卡诺氏液的作用是固定细胞形态，不是使洋葱根尖解离，B错误；染色体易被碱性染料染成深色，因此用改良苯酚品红溶液或醋酸洋红溶液都可以使染色体着色，C正确；显微镜下可看到大多数细胞的染色体数目未发生改变，只有有丝分裂后期和末期细胞中染色体数目发生改变，D错误。‎ ‎4．用质量分数为2%的秋水仙素处理植物分生组织5～6 h，能够诱导细胞内染色体加倍。那么，用一定时间的低温(如4 ℃)处理水培的洋葱根尖(2N＝16条)时，是否也能诱导细胞内染色体加倍呢？请对这个问题进行实验探究。‎ ‎(1)针对以上问题，你作出的假设是_______________________‎ ‎__________________________________________________________。‎ 你提出此假设的依据是__________________________________‎ ‎_________________________________________________________。‎ ‎(2)低温处理植物材料时，通常需要较长时间才能产生低温效应，根据这个提示将你设计的实验组合以表格的形式列出来。‎ ‎(3)按照你的设计思路，以_________________________________‎ ‎____________________作为鉴别低温是否诱导细胞内染色体加倍的依据。为此，你要进行的具体操作是：‎ 第一步：剪取根尖0.5～1 cm。‎ 第二步：按照________→________→________的操作顺序对根尖进行处理。‎ 第三步：将洋葱根尖制成临时装片，在显微镜下用一个分裂期的细胞观察染色体加倍的动态变化过程。‎ 根据该同学的实验设计回答：‎ 该同学设计的实验步骤有一处明显的错误，请指出错误所在，并加以改正。________________________________________________。‎ ‎(4)解离所用的试剂是___________________________________，‎ 其作用是______________________________________________。‎ ‎(5)显微镜下观察到的细胞中染色体数可能为________________‎ ‎________________________。‎ 答案　(1)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　低温能够影响酶的活性(或纺锤体的形成)，使细胞不能正常进行有丝分裂 ‎(2)‎ ‎　　　　培养时间 培养温度　　　　‎ ‎5 h ‎10 h ‎15 h ‎20 h 常温 ‎4 ℃‎ ‎0 ℃‎ 注：设计的表格要达到两个要求：①至少做两个温度的对照；②‎ 间隔相等的培养时间进行取样。‎ ‎(3)在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内染色体的数目　解离　漂洗　染色　细胞已被杀死，在第三步中不会再观察到染色体加倍的动态变化 ‎(4)质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精1∶1混合液　使细胞相互分离并固定细胞的分裂相，以尽可能保持原来的结构供观察 ‎(5)16、32、64(加倍后的细胞有丝分裂后期)‎ 解析　(1)探究实验中，假设是由探究的问题决定的，该实验探究的问题是低温是否也能诱导细胞内染色体加倍，由此得出该探究实验的假设。根据低温能够影响酶的活性(或纺锤体的形成)，推断低温状态下细胞不能正常进行有丝分裂，所以提出“低温能诱导细胞内染色体加倍”的假设。‎ ‎(2)设计表格时要注意题干中的要求是测量低温效应的时间，分别设置温度梯度和时间梯度两个实验变量。考虑到一般植物细胞周期的时间单位为 h，因此表格内培养时间应以 h为单位。‎ ‎(3)通过观察细胞内染色体的数目并和不经过低温处理的正常根尖细胞内染色体数目进行比较，从而得出实验结论。制作装片的步骤是：解离→漂洗→染色→制片。由于在解离时已经杀死根尖细胞，所以不会再观察到染色体加倍的动态变化。‎ ‎(4)解离液是用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精1∶1混合而成的，解离液可让细胞相互分离，并使细胞的原生质凝固不发生变化，固定细胞的分裂相，以尽可能保持原来的结构供观察。‎ ‎(5)由于大部分细胞没有发生染色体加倍，其染色体数目仍为2N＝16条，部分细胞进行正常的有丝分裂，并处于后期，其染色体数目加倍，为4N＝32条，还有个别加倍后的细胞，进行有丝分裂，并处于后期，其细胞内染色体数目为8N＝64条。‎ 高考热点突破 ‎1．(2015·全国卷Ⅱ)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遗传病，A正确。‎ ‎2．(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．上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 答案　B 解析　联会发生在减数第一次分裂前期，A错误；由题干知，异常联会形成的部分配子也可完成受精，异常联会时，减数第一次分裂后期移向细胞两极的染色体数目不再均等分配，形成的配子中染色体的数目与正常配子相比发生变化，因此自交后代会出现染色体数目变异，B正确；该玉米产生的雌、雄配子基因型有Aa、aa ‎，自交后，单穗上籽粒的基因型有AAaa、aaaa、Aaaa，C错误；基因型为Aa的花药经培养加倍后的个体基因型为AAaa，为杂合子，D错误。‎ ‎3．(2016·上海高考)导致遗传物质变化的原因有很多，图中字母代表不同基因，其中变异类型①和②依次是(　　)‎ A．突变和倒位 B．重组和倒位 C．重组和易位 D．易位和倒位 答案　D 解析　由题图可知，变异类型①中a、b基因被j基因替换，变异类型①为易位；变异类型②中c、d、e基因发生颠倒，变异类型为倒位，D正确。‎ ‎4．(2017·江苏高考)某研究小组以同一品种芹菜根尖和花粉母细胞为材料，开展芹菜染色体核型分析实验。图1、图2是从两种材料的30个显微图像中选出的两个典型图像。请回答下列问题：‎ 图1‎ 图2‎ ‎(1)将剪取的芹菜幼根置于2 mmol/L的8羟基喹啉溶液中处理，以提高根尖细胞中有丝分裂的________期细胞的比例，便于染色体观察、计数。‎ ‎(2)实验中用纤维素酶和果胶酶混合液分别处理根尖、花粉母细胞，目的是________。再用低浓度的KCl处理一段时间，使细胞适度膨胀，便于细胞内的________更好地分散，但处理时间不能过长，以防细胞________。‎ ‎(3)图1是________细胞的染色体，判断的主要依据是__________________。‎ ‎(4)分析根尖细胞染色体核型时，需将图像中的________进行人工配对；根据图1、图2能确定该品种细胞中未发生的变异类型有________(填下列序号)。‎ ‎①基因突变　②单体　③基因重组　④三体 答案　(1)中　(2)去除细胞壁(使细胞分离)　染色体 吸水涨破　(3)花粉母　同源染色体联会　(4)同源染色体　②④‎ 解析　(1)观察细胞中染色体的最佳时期是有丝分裂中期。用8羟基喹啉溶液处理芹菜幼根可以提高根尖细胞中有丝分裂中期细胞的比例。‎ ‎(2)植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，用纤维素酶和果胶酶混合液分别处理根尖、花粉母细胞，可去除细胞壁，使细胞相互分离。再用低浓度的KCl处理去壁后的根尖、花粉母细胞一段时间，可以使细胞吸水后适度膨胀，便于细胞内染色体更好地分散，但处理时间不能过长，否则，没有细胞壁保护的细胞会吸水涨破。‎ ‎(3)观察题图，可见图1中有同源染色体联会现象，可判断图1是花粉母细胞的染色体。‎ ‎(4)‎ 分析根尖细胞染色体核型时，需将图像中的同源染色体进行人工配对，以判断细胞中同源染色体的对数及每对同源染色体的数量。由于光学显微镜下无法直接观察到基因，根据染色体数目与形态不能判断是否发生基因突变和基因重组，但可以确定该品种细胞中未发生染色体数目变异。‎ ‎5．(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①，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③，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________，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。‎ 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 解析　(1)育种的目的是获得人类所需的有价值的性状，只有由遗传物质改变引起的性状改变才能遗传下去，才具有育种价值。‎ ‎(2)方法①是自交，连续自交过程中早熟基因逐渐纯合，培育成新品种1。单倍体育种能明显缩短育种年限，可先通过花药离体培养，再用秋水仙素处理单倍体幼苗。‎ ‎(3)若是由染色体组数目改变引起的变异，则该变异株减数分裂中联会紊乱，从而造成不规则的染色体分离，产生染色体数目不等、生活力很低的异常配子，只有极少数配子正常，故只能得到少量的种子。方法③需要先进行植物组织培养获得柑橘苗，此过程操作复杂、成本较高。‎ ‎(4)在新品种1的选育过程中，连续自交使早熟性状相关基因与其他性状相关基因发生了多次重组，而在植物组织培养过程中不发生基因重组。‎ 限时规范特训 一、选择题 ‎1．(2018·江西抚州乐安二中高三月考)关于染色体组的叙述，不正确的有(　　)‎ ‎①一个染色体组中不含同源染色体　②一个染色体组中染色体大小、形态一般不同　③人的一个染色体组中应含有24条染色体　④含有一个染色体组的细胞，一定是配子 A．①③ B．②④ C．①④ D．③④‎ 答案　D 解析　‎ 一个染色体组中的染色体大小、形态各不相同，不含同源染色体，①、②正确；人的体细胞中含有46条染色体，其一个染色体组中应含有23条染色体，③错误；含有一个染色体组的细胞，可以是配子，也可以是次级精母细胞、次级卵母细胞、第一极体，④错误。‎ ‎2．(2017·湖南岳阳一模)在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种变异类型，图甲中英文字母表示染色体片段，下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．图示中的生物变异都是染色体变异 B．图中所示的变异类型在减数分裂过程中均可能发生 C．如果图乙为一个精原细胞，则它一定不能产生正常的配子 D．图示中的变异类型都能用光学显微镜观察检验 答案　B 解析　甲、乙和丁属于染色体变异，丙属于基因重组，A错误；图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生，B正确；若图乙为一精原细胞，其减数分裂过程中，可能产生正常的配子和异常的配子，C错误；图示中的变异类型只有属于染色体变异的甲、乙和丁能用光学显微镜观察检验，D错误。‎ ‎3．将杂合的二倍体植株的花粉培育成一株幼苗，然后用秋水仙素处理，使其能正常开花结果产生子代，则子代植株具有的特征是(　　)‎ A．单倍体 B．具有杂种优势 C．性状能稳定遗传 D．含有四个染色体组 答案　C 解析　‎ 杂合的二倍体植株的花粉培育成单倍体植株，用秋水仙素处理后成为纯合的二倍体，自交后代不发生性状分离，能稳定遗传，不具有杂种优势，A、B错误，C正确；得到的纯合子植株含有两个染色体组，D错误。‎ ‎4．关于甲、乙、丙、丁的叙述，正确的是(　　)‎ A．甲属于基因突变，乙属于染色体变异 B．丙出现的变异只能出现在有丝分裂中 C．丁细胞含有两个染色体组 D．甲、乙、丙、丁均属于染色体变异 答案　C 解析　甲中基因没有改变，只是b和d的位置发生了交换，属于染色体结构变异的倒位，乙中基因gh重复出现，属于染色体变异，A错误；丙是有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，所以出现的变异不只是出现在有丝分裂中，在四倍体水稻减数分裂过程中也可能出现，B错误；丁细胞中染色体大小相同，含有一对等位基因，所以含有两个染色体组，C正确；甲、乙、丙、丁中，只有甲、乙、丙均属于染色体变异，D错误。‎ ‎5．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 答案　D 解析　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，A正确；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，B正确；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，C正确；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，D错误。‎ ‎6．下列关于育种的叙述中，正确的是(　　)‎ A．诱变获得的突变体多数表现出优良性状 B．用物理因素诱变处理可提高突变率 C．诱变育种和杂交育种均可形成新的基因 D．三倍体植物不能由受精卵发育而来 答案　B 解析　基因突变是随机的和不定向的，诱变育种虽可提高突变率，但有利变异的个体往往不多，A错误；物理因素诱变处理可提高突变率，B正确；诱变育种的原理是基因突变，可形成新的基因，杂交育种的原理是基因重组，没有形成新的基因，C错误；三倍体植物可以由受精卵发育而来，如四倍体和二倍体杂交产生的三倍体就是由受精卵发育而来，D错误。‎ ‎7．(2017·徐州调研)在下列叙述中，正确的是(　　)‎ A．培育八倍体小黑麦是利用染色体变异的原理 B．培育无子西瓜是利用生长素促进果实发育的原理 C．培育无子番茄是利用基因重组的原理 D．培育青霉素高产菌株是利用基因重组的原理 答案　A 解析　培育八倍体小黑麦是利用染色体变异的原理，A正确；培育无子西瓜是利用染色体变异的原理，B错误；培育无子番茄是利用生长素促进果实发育的原理，C错误；培育青霉素高产菌株是利用基因突变的原理，D错误。‎ ‎8．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　B 解析　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。‎ ‎9．(2017·陕西榆林一模)假设A、b代表水稻的优良基因，这两种基因独立遗传，现有AABB、aabb两个品种，为了培育出优良品种AAbb，可采用的方法如图所示，下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．杂交育种过程中从子一代开始选种 B．经过①②③过程培育出新品种的育种方法应用的原理和④‎ 相同 C．⑥过程需要用低温或者秋水仙素处理种子或者幼苗 D．过程⑦育种过程可以定向改造生物的遗传性状 答案　B 解析　由于杂交育种要从F2才发生性状分离，开始出现所需要的表现型，所以一般从F2开始选种，A错误；经过①②③过程培育出新品种的育种方法应用的原理和④相同，都是基因重组，B正确；单倍体高度不育，因此经过⑥过程培育新品种需要用秋水仙素处理幼苗，不能处理萌发的种子，C错误；过程⑦育种过程是诱变育种，其原理是基因突变，具有不定向性，因此不能定向改造生物的遗传性状，D错误。‎ ‎10．下列关于变异和育种的叙述中，正确的是(　　)‎ A．四倍体马铃薯的花粉离体培养后形成的植株具有两个染色体组，称为二倍体 B．减数分裂四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换和人的5号染色体部分缺失引起的猫叫综合征都属于染色体结构变异 C．子女与父母的性状总有一些差异，这些变异的主要来源是基因重组 D．通过人工诱变，人们有目的地选育新品种，能避免育种的盲目性 答案　C 解析　四倍体马铃薯的花粉离体培养后形成的植株虽然具有两个染色体组，但称为单倍体，A错误；减数分裂四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换属于基因重组，人的5号染色体部分缺失引起的猫叫综合征属于染色体结构变异，B错误；由于在减数分裂过程中，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，所以子女与父母的性状总有一些差异，这些变异的主要来源是基因重组，C 正确；人工诱变育种的原理是基因突变，而基因突变是不定向的，避免不了盲目性，D错误。‎ 二、非选择题 ‎11．(2017·吉林长春二模)玉米非糯性(W)对糯性(w)为显性，控制该性状的基因位于9号染色体上，若9号染色体某一区段缺失，不影响减数分裂过程，染色体区段缺失的雄配子不育而雌配子可育，请回答：‎ ‎(1)该变异会使排列在9号染色体上的基因的________和________发生改变而导致性状变异。‎ ‎(2)现有染色体正常的糯性玉米和一条9号染色体区段缺失的非糯性玉米(该玉米不含w基因)，请完善下列杂交实验以判断玉米的非糯性基因是否在缺失区段上：‎ ‎①选择上述材料进行杂交，其中________(糯性/非糯性)玉米做母本；‎ ‎②获得F1并_______________________________________；‎ ‎③结果分析与判断：‎ 若F1中非糯性∶糯性＝1∶1则________________；‎ 若F1_____________________________________________。‎ ‎(3)经实验证实控制玉米非糯性的基因在缺失区段上，让上述实验中所获F1自由交配，F2中基因型为ww的个体出现的概率是________。‎ 答案　(1)数目　排列顺序 ‎(2)①非糯性　②统计表现型及比例或统计性状分离比　③控制非糯性的基因在缺失区段上　全为非糯性，则控制非糯性的基因不在缺失区段上　(3) 解析　(1)染色体结构的变异会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序改变导致性状变异。‎ ‎(2)糯性玉米基因型为ww，若非糯性基因不在缺失片段上，则染色体区段缺失的非糯性玉米基因型为WW，若非糯性基因在缺失片段上，则染色体区段缺失的非糯性玉米基因型为WO ‎，假设选取糯性玉米(ww)作为母本，非糯性玉米(WW/WO)作为父本，则F1均为非糯性玉米，无法判断非糯性基因型为WW还是WO，故选择非糯性作为母本；假设选取糯性玉米(ww)作为父本，非糯性玉米(WW/WO)作为母本，若非糯性玉米基因型为WW，则F1均为非糯性玉米，若非糯性玉米基因型为WO，则F1非糯性∶糯性＝1∶1，根据F1的表现型即可判断非糯性基因是否在缺失区段上。‎ ‎(3)经证实控制玉米非糯性基因在缺失区段上，则F1基因型为Ww∶wO＝1∶1，F1自由交配，F1产生雌配子的比例为W∶w∶O＝1∶2∶1，F1产生雄配子的比例为W∶w＝1∶2，所以F2中ww基因型的比例为×＝。‎ ‎12．粮食是人类生存的基本条件，提高单位面积粮食产量、质量是解决粮食问题的主要途径之一。‎ ‎(1)根据下列提供的材料，设计育种方案，尽快得到所需品种。非生物材料可自选。生物材料有：A.小麦的高秆(显性)抗锈病(显性)纯种，B.小麦的矮秆(隐性)不抗锈病(隐性)纯种，C.小麦的高秆(显性)不抗锈病(隐性)纯种。‎ ‎①要得到的是能应用于生产的具有抗倒伏、抗锈病等优良性状的品种，该品种应是________。‎ ‎②所选择的生物材料：________(填写生物材料对应的字母)。‎ ‎③育种过程中最快得到所需品种的方法是________。‎ ‎④用花药离体培养法，预期产生所需要类型的概率：________。如果从播种到获得种子需要一年，则获得该品种植株至少需要________年。‎ ‎(2)随着科技的发展，许多新的育种方法已经出现并投入应用。‎ ‎①用普通小麦和黑麦培育八倍体小黑麦的原理是______________，常用的化学药剂是________。‎ ‎②航天育种是目前一个热门话题，如“神七”就载有萌发的植物种子。那么利用这种方法是否一定能获得人们所期望的理想性状？‎ ‎________。为什么？________________________。‎ ‎③螟虫是危害水稻的主要害虫之一。科学家为了减少农药的使用，希望培育出具有抗螟虫性状的水稻新品系，最适合的育种方法是__________________，其原理是________。‎ 答案　(1)①纯合子　②A、B　③单倍体育种　④1/4　2‎ ‎(2)①染色体变异　秋水仙素　②不一定　因为基因突变是不定向的　③基因工程育种　基因重组 解析　(1)①直接应用于生产的品种要保持优良性状，纯合体自交后代不发生性状分离。②杂交育种的原理是基因重组，要将两个优良性状(抗倒伏、抗锈病)组合到一起，选择A、B两个亲本可以实现。③最快的育种方法是单倍体育种，常通过杂交、花药离体培养、人工诱导染色体加倍实现。④将亲本杂交后的子代进行花药离体培养、人工诱导染色体加倍可得到四种纯合子，且数量相同，具有抗倒伏、抗锈病性状的个体占1/4。亲本杂交得到子代需要1年，子代生长到产生花药再经花药离体培养、人工诱导染色体加倍得到纯合子需要1年。‎ ‎(2)①普通小麦为六倍体，黑麦为二倍体，两者杂交得到的个体有四个染色体组，人工诱导染色体加倍后为八倍体，原理是染色体变异。②诱变育种具有不定向性，因此不一定得到人们期望的性状。③运用转基因技术将抗虫基因转移到植物体内，属于基因重组。‎ ‎13．几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。‎ ‎(1)正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为________，在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是________条。‎ ‎(2)白眼雌果蝇(XrXrY)最多能产生Xr、XrXr、________和________四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为________。‎ ‎(3)用黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)与灰身红眼雄果蝇(AAXRY)杂交，F1雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。F2中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为________，从F2灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为________。‎ ‎(4)用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇(记为“M”)。M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。‎ 实验步骤：__________________________________________。‎ 结果预测：Ⅰ.若__________________，则是环境改变；‎ Ⅱ.若____________________，则是基因突变；‎ Ⅲ.若____________________，则是减数分裂时X染色体不分离。‎ 答案　(1)2　8‎ ‎(2)XrY　Y　XRXr、XRXrY ‎(3)3∶1　1/18‎ ‎(4)M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型　Ⅰ.‎ 子代出现红眼(雌)果蝇　Ⅱ.子代表现型全部为白眼　Ⅲ.无子代产生 解析　(1)正常果蝇是二倍体生物，每个染色体组含有4条染色体。减数第一次分裂中期，染色体已复制，每条染色体含有两条姐妹染色单体，染色体数目仍为8条，故此时染色体组数为2。减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体随机组合移向两极，因此减数第二次分裂前、中期的染色体数目为4条，减数第二次分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分离，染色体数加倍，变为8条。‎ ‎(2)由于基因型为XrXrY的个体中含有三条同源染色体，在减数第一次分裂后期，同源染色体分离，随机移向两极，所以最多能产生Xr、XrXr、Y、XrY四种类型的配子。该果蝇与基因型为XRY的个体杂交，红眼雄果蝇(XRY)产生的XR与白眼雌果蝇产生的四种配子结合，产生的后代基因型为XRXr、XRXrXr、XRY、XRXrY，其中，XRXr为雌性个体，XRY为雄性个体，根据题干所给图示可知，XRXrY为雌性个体，XRXrXr死亡，因此子代中红眼雌果蝇的基因型为XRXr、XRXrY。‎ ‎(3)黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)与灰身红眼雄果蝇(AAXRY)杂交，F1基因型为AaXRXr、AaXrY，F2中灰身红眼果蝇所占比例为3/4(A_)×1/2(XRXr、XRY)＝3/8，黑身白眼果蝇所占比例为1/4(aa)×1/2 (XrXr、XrY)＝1/8，故两者的比例为3∶1。从F2灰身红眼雌果蝇(A_XRXr)和灰身白眼雄果蝇(A_XrY)中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身果蝇(aa)的概率为2/3(Aa)×2/3(Aa)×1/4＝1/9；出现白眼的概率为1/2(XrXr、XrY)，因此子代中出现黑身白眼果蝇的概率为1/9×1/2＝1/18。‎ ‎(4)本题应从分析M果蝇出现的三种可能原因入手，推出每种可能情况下M果蝇的基因型，进而设计实验步骤和预测实验结果。分析题干可知，三种可能情况下，M果蝇基因型分别为XRY、XrY、XrO。因此，本实验可以用M果蝇与正常白眼雌果蝇(XrXr)杂交，统计子代果蝇的眼色。第一种情况下，XRY与XrXr杂交，子代雌性果蝇全部为红眼，雄性果蝇全部为白眼；第二种情况下，XrY与XrXr 杂交，子代全部是白眼；第三种情况下，由题干所给图示可知，XrO不育，因此与XrXr杂交，没有子代产生。‎