2021高三生物人教版一轮学案：第22讲　染色体变异与育种 Word版含解析

2021高三生物人教版一轮学案：第22讲　染色体变异与育种 Word版含解析

www.ks5u.com 第22讲　染色体变异与育种 最新考纲 高频考点 核心素养 ‎1.染色体结构变异与数目变异(Ⅱ)‎ ‎2．实验：低温诱导染色体加倍 染色体变异与育种过程分析 ‎1.科学思维——比较与综合：染色体变异类型，育种方法比较 ‎2．生命观念——结构与功能观：染色体变异会影响生物性状 ‎3．科学探究——实验设计与实验结果分析：低温诱导染色体数目变化实验 考点1　染色体变异 一、染色体结构变异 ‎1. 染色体结构变异的类型(如图)‎ ‎①属于染色体结构变异中的缺失，例如人类的猫叫综合征。‎ ‎②属于染色体结构变异中的重复，例如果蝇棒状眼的形成。‎ ‎③④分别属于染色体结构变异中的倒位、易位。‎ ‎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。‎ 二、染色体数目的变异 ‎1．类型 ‎2.染色体组的概念及实例 ‎3．单倍体、二倍体和多倍体 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎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．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。(　√　)‎ ‎6．三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。(　√　)‎ ‎7．水稻根尖细胞比花药中的细胞更容易发生基因重组。(　×　)‎ ‎ 观察下列甲、乙、丙三幅图，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？‎ ‎(2)图丙①～④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？‎ ‎(3)图丙①～④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：(1)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)①染色体片段缺失；②染色体片段的易位；③基因突变；④‎ 染色体中片段倒位。①②④均为染色体变异，可在光学显微镜下观察到，③为基因突变，不能在显微镜下观察到。‎ ‎(3)图丙①～④中③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．比较单倍体、二倍体和多倍体 ‎2.三种可遗传变异的辨析 比较 项目 基因突变 基因重组(基因工程等除外)‎ 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 主要是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 细胞分裂间期或分裂期 ‎(续表)‎ ‎●考向突破1　染色体的结构变异 ‎1．(2020·湖北荆州中学月考)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(　D　)‎ 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①‎ 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①②所示变异都可归类于染色体结构变异 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在减数分裂过程中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①过程基因的位置发生颠倒，属于倒位，丙中②过程染色体片段发生改变，属于染色体结构变异中的易位，①②都属于染色体结构变异，C项错误，D项正确。‎ ‎2．(2020·吉林扶余模拟)下列变异中，属于染色体结构变异的是(　A　)‎ A．果蝇Ⅱ号染色体上的片段与Ⅲ号染色体上的片段发生交换 B．整个染色体组成倍增加或减少 C．高茎豌豆因缺水缺肥而生长矮小 D．同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换 解析：果蝇Ⅱ号染色体上的片段与Ⅲ号染色体上的片段发生交换，属于非同源染色体之间的交换，是染色体结构变异中的易位；整个染色体组成倍增加或减少属于染色体数目的变异；因缺水缺肥引起的变异属于不可遗传变异；同源染色体的非姐妹染色单体之间片段的互换属于基因重组。‎ 整合提升 ‎1.染色体结构变异与基因突变的区别 ‎2．易位与交叉互换的区别 ‎●考向突破2　染色体组及生物体倍性的判断 ‎3．(2020·黑龙江哈尔滨八中模拟)如图所示细胞中所含的染色体，下列有关叙述正确的是(　C　)‎ 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：‎ 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。‎ ‎4．(2020·黑龙江双鸭山一中开学考试)下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，正确的是(　C　)‎ A．单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体 B．21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组 C．人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因 D．用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖的细胞中都含有4个染色体组 解析：单倍体是体细胞中含本物种配子染色体数的个体，若是多倍体生物的单倍体，则可以含多个染色体组，存在同源染色体，A项错误；21三体综合征患者的体细胞中有两个染色体组，21号染色体有三条，B项错误；人的初级卵母细胞中的基因已经复制，如果发生基因突变或交叉互换，则在一个染色体组中可能存在等位基因，C项正确；多倍体通常是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使其染色体加倍，但不一定都加倍，D项错误。‎ 整合提升 ‎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 ‎●考向突破3　染色体的应用及实验探究 ‎5．(2020·山东枣庄高三一模)二倍体植物甲(2n＝18)和二倍体植物乙(2n＝18)进行有性杂交，得到F1不育。若用秋水仙素处理F1幼苗的顶芽形成植株丙，丙开花后能自交获得后代。下列叙述正确的是(　B　)‎ A．植物甲和乙都是二倍体生物，且体细胞中都含有18条染色体，所以它们属于同一物种 B．若植物甲和乙杂交得到的受精卵，在发育初期来自植物甲的染色体全部丢失，而植物乙的染色体全部保留，则继续发育成的植株是单倍体 C．F1植株丙发生的染色体变化，能决定生物进化的方向 D．秋水仙素通过促进着丝点分裂，使染色体数目加倍 解析：由于甲、乙杂交的后代不育，即甲、乙存在生殖隔离，故甲、乙不属于同一物种，A错误；受精卵中包含来自甲的9条染色体和来自乙的9条染色体，若来自甲的染色体全部丢失，则只剩下来自乙的9条染色体，含有乙物种配子染色体数目的个体是单倍体，B正确；植株丙染色体数目加倍，自然选择决定生物进化的方向，C错误；秋水仙素抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，D错误。‎ ‎6．(2020·广东揭阳模拟)已知含一条X染色体的果蝇(XY，XO)为雄性，含两条X染色体的果蝇(XX，XXY)为雌性，含三条X染色体或无X染色体的果蝇胚胎致死。将白眼雌果蝇(XbXb)与红眼雄果蝇(XB Y)杂交，后代中偶尔发现一只白眼雌果蝇和一只红眼雄果蝇，出现这种现象的原因是母本产生配子时两条染色体未分离。以下分析正确的是(　B　)‎ A．母本两条X染色体未分离不可能发生在初级卵母细胞中 B．这只白眼雌果蝇的基因型是XbXbY C．这只红眼雄果蝇的精原细胞内肯定有Y染色体 D．母本产生配子时肯定发生两条同源X染色体不分离 解析：已知体细胞中含一条X染色体的是雄性(如6＋X、6＋XY)，含两条X染色体的是雌性(如6＋XX、6＋XXY)。将白眼雌果蝇(XbXb)与红眼雄果蝇(XBY)杂交，后代中偶尔发现一只白眼雌果蝇和一只红眼雄果蝇，则该白眼雌果蝇的基因型应为XbXbY，红眼雄果蝇基因型为XBO或XBY，说明亲本白眼雌果蝇在减数分裂产生卵细胞时，减数第一次分裂或减数第二次分裂后期细胞中的两条X染色体未正常分离，结果生成了极少量含有两条X染色体和没有X染色体的卵细胞。根据以上分析可知，母本两条X染色体未分离可能发生在初级卵母细胞或次级卵母细胞中，A错误；后代白眼雌果蝇的基因型应为XbXbY，B正确；后代红眼雄果蝇基因型为XBO或XBY，不一定含有Y染色体，C错误；母本产生配子时，可能发生了两条同源X没有分离，D错误。‎ 整合提升 变异类型实验探究题的答题模板 考点2　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。‎ ‎①花药离体培养　　②秋水仙素处理 ‎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(♀× ♂)→F‎1‎F2，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 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎1．四倍体水稻与二倍体水稻杂交，可得到三倍体水稻，稻穗、米粒变小。(　×　)‎ ‎2．花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种。(　×　)‎ ‎3．转基因技术能让A物种表达出B物种的某优良性状。(　√　)‎ ‎4．两个亲本的基因型是AAbb和aaBB，要培育出基因型为aabb的后代，最简单的方法是单倍体育种。(　×　)‎ ‎5．单倍体育种没有生产实践意义，因为得到的单倍体往往高度不育。(　×　)‎ ‎ (必修2P101基础题T3改编)利用60Co可进行诱变育种，有关说法错误的是(　B　)‎ A．利用60Co放出的γ射线照射种子时一般不选用干种子 B．若处理后的种子萌发后不具备新性状，即可抛弃 C．处理后只有少部分种子将发生基因突变 D．产生的新性状大多对生产不利 ‎ 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，①～⑥表示培育水稻新品种的过程，请分析并回答下列问题：‎ ‎(1)图中为单倍体育种的途径是①③⑤过程，其能缩短育种年限是因为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)图示⑤处需用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得纯合子；⑥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)④⑥的育种原理分别是基因突变、染色体变异。‎ ‎(4)图中最简便的育种途径为①②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育种途径为④过程所示的诱变育种。‎ ‎(5)杂交育种选育从F2开始的原因是从F2开始发生性状分离，其实践过程中不一定(填“一定”或“不一定”)需要连续自交，因为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中选择出现该性状个体即可。‎ ‎(6)原核生物常选用诱变育种，因为原核生物无减数分裂，不能进行杂交育种，所以一般选用诱变育种。‎ ‎(7)大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，请设计育种方案：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。‎ 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。‎ ‎●考向突破1　考查单倍体育种与多倍体育种的应用 ‎1．(2020·黑龙江牡丹江一高模拟)人类目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株，如图是三倍体香蕉的培育过程。下列相关叙述正确的是(　B　)‎ A．无子香蕉的培育过程主要运用了基因重组的原理 B．图中染色体加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成 C．二倍体与四倍体杂交能产生三倍体，它们之间不存在生殖隔离 D．若图中有子香蕉的基因型为AAaa，则无子香蕉的基因型均为Aaa 解析：‎ 无子香蕉的培育利用的是多倍体育种，其运用的原理主要是染色体变异，A错误；诱导染色体加倍的方法有用低温处理和秋水仙素处理，而两者的作用机理均是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使染色体数目加倍，B正确；由于二倍体和四倍体杂交所得的是三倍体，三倍体在减数分裂时联会紊乱，不能形成正常的配子，因此二倍体和四倍体之间存在生殖隔离，C错误；若有子香蕉的基因型为AAaa，则相应的野生芭蕉的基因型为Aa，四倍体的AAaa与二倍体的Aa杂交，后代基因型有AAA、AAa、Aaa、aaa四种情况，D错误。‎ ‎2．一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(　B　)‎ A．如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．如果正常联会形成配子，则该玉米单穗上的籽粒基因型相同，都是AAaa D．该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子 解析：图示的联会过程发生在减数第一次分裂前期，A项错误；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，B项正确；该玉米单穗上的籽粒可由不同基因型的配子(即AA、Aa、aa)结合形成，因此基因型可能不同，C项错误；该植株形成的配子中有的基因型为Aa，含这种配子的花药培养加倍后形成的个体是杂合子，D项错误。‎ ‎●考向突破2　考查诱变育种和杂交育种的应用 ‎3．(2020·福建莆田六中检测)八倍体小黑麦(8N＝56)是六倍体普通小麦和黑麦杂交后经人工诱导染色体数目加倍而形成的，据此可推断出(　D　)‎ A．普通小麦与黑麦之间不存在生殖隔离 B．秋水仙素能促进染色单体分离使染色体数目加倍 C．八倍体小黑麦的花药离体培养出来的植株是四倍体 D．八倍体小黑麦产生的单倍体植株不可育 解析：普通小麦与黑麦杂交无法产生可育后代，因此普通小麦与黑麦之间存在生殖隔离，A错误；秋水仙素能抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，导致着丝点分裂之后产生的子染色体不能移向细胞两极，从而使细胞中染色体数目加倍，B错误；小黑麦经减数分裂产生的花粉经花药离体培养得到的植株称为单倍体植株，C错误；由于小黑麦产生的单倍体植株无同源染色体，不能通过减数分裂产生正常的配子，故表现为高度不育，D正确。‎ ‎4．(2020·浙江杭州教学质量检测)诱变育种、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种都是传统的育种技术，转基因技术是20世纪90年代发展起来的新技术。下列叙述错误的是(　D　)‎ A．杂交育种和单倍体育种过程中通常都涉及基因重组原理 B．采用上述技术的目的是为了获得具有所需性状的品种 C．上述技术中，仅多倍体育种会育出与原物种存在生殖隔离的个体 D．与传统育种比较，转基因的优势是能使物种出现新基因和性状 解析：杂交育种和单倍体育种过程中由于都涉及杂合亲本减数分裂产生花粉的过程，该过程的原理是基因重组，A正确；采用上述几种育种技术，都是为了获得具有所需性状的品种，B正确；上述技术中，仅多倍体育种育出的多倍体与原物种存在生殖隔离，其余育种技术育出的个体都与原亲本的染色体数量相同，而不会出现生殖隔离，C正确；与传统育种比较，转基因的优势是定向培育出人们所需的性状类型，其转入的基因并不是自然界不存在的新基因，D错误。‎ 整合提升 ‎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。‎ ‎●考向突破3　考查生物育种的综合判断 ‎5．(2020·四川雅安天全中学月考)如图表示利用某种农作物①和②两个品种分别培育出不同品种的过程，下列有关说法中正确的是(　D　)‎ A．由①和②培育能稳定遗传的⑤过程中，Ⅰ→Ⅱ途径比Ⅰ→Ⅲ→Ⅴ途径所用时间短 B．由②获得⑧的过程利用了射线处理能够诱导基因定向突变的原理 C．常用花药离体培养先形成④，再用一定浓度的秋水仙素处理④的种子或幼苗获得⑤‎ D．由③获得④与由③获得⑥的原理相同，由③获得⑦和Ⅰ→Ⅱ途径的原理相同 解析：Ⅰ→Ⅱ途径表示杂交育种过程，Ⅰ→Ⅲ→Ⅴ途径表示单倍体育种过程，①的基因型为AABB，②的基因型为aabb，要培育出基因型为AAbb的⑤‎ ‎，与杂交育种相比，单倍体育种能明显缩短育种年限，A错误；基因突变是不定向的，射线处理可以提高突变率，B错误；经过Ⅲ过程培育形成的④是单倍体，不能形成种子；Ⅴ过程常用一定浓度的秋水仙素处理④的幼苗，使其染色体数目加倍，C错误；由③获得④与由③获得⑥的原理都是染色体数目变异，由③获得⑦和Ⅰ→Ⅱ途径的原理都是基因重组，D正确。‎ ‎6．(2020·河北衡水安平中学月考)假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种，为培育出优良品种AAbb，可采用的方法如图所示，有关叙述不正确的是(　D　)‎ A．由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方式的优点在于可以将多种优良性状集中在一个生物体上 B．与①②③过程的育种方法相比，⑤⑥过程的优势是明显缩短了育种年限 C．图中A_bb的类型经过③过程，子代中AAbb与aabb的数量比是31‎ D．④过程在完成目的基因和运载体的结合时，必须用到的工具酶是限制性核酸内切酶 解析：④过程在完成目的基因和运载体的结合时，必须用到的工具酶除了限制性核酸内切酶外还需DNA连接酶，D错误。‎ 技巧点拨 育种方案的选取原则 实验10　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→纺锤体不能形成→染色体不被拉向两极→细胞不能分裂成两个子细胞→细胞染色体数目加倍。‎ ‎2．实验流程 特别提醒 低温诱导染色体加倍实验中的理解误区 ‎(1)显微镜下观察到的是死细胞，而不是活细胞：植物细胞经卡诺氏液固定后细胞死亡。‎ (2)选择材料不能随意：误将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。因为染色体数目变化发生在细胞分裂时，处理其他细胞不会出现染色体加倍的情况。‎ (3)低温处理的理解误区：误认为低温处理时间越长越好。低温处理的目的只是抑制纺锤体形成，使染色体不能被拉向两极。如果低温持续时间过长，会影响细胞的各项功能，甚至死亡。‎ (4)着丝点分裂不是纺锤丝牵引的结果：误将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝点不分裂”。着丝点是自动分裂的，不需要纺锤丝牵引。纺锤丝牵引的作用是将染色体拉向两极。‎ ‎●考向突破　‎ ‎1．(2020·湖北武汉汉阳一中一模)洋葱是二倍体植物，某同学用低温诱导洋葱根尖细胞染色体加倍并获得成功。下列相关叙述中错误的是(　D　)‎ A．低温诱导过程会使细胞出现不完整的细胞周期 B．低温诱导只能使具有分裂能力的细胞染色体加倍 C．低温诱导和秋水仙素的作用原理相同 D．低温诱导的根尖细胞，可能发生染色体数目变异，也可能发生基因重组 解析：和秋水仙素的作用原理相同，低温也会导致正处于有丝分裂前期的细胞无法形成纺锤体，使细胞无法继续分裂，导致细胞出现不完整的细胞周期，A、B、C正确；通常情况下，基因重组发生在减数分裂过程中，根尖细胞只能发生有丝分裂，D错误。‎ ‎2．(2020·荆州质检)下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验条件和试剂使用的叙述中，不正确的一组是(　C　)‎ ‎①低温：与“多倍体育种”中“秋水仙素”的作用机理相同 ‎②酒精：与在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”中的使用方法相同 ‎③卡诺氏液：与“探究酵母菌细胞呼吸的方式”中“NaOH溶液”的作用相同 ‎④改良苯酚品红染液：与“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”中“醋酸洋红液”的使用目的相同 A．①②　　　　　　　　　 B．①④‎ C．②③ D．③④‎ 解析：低温和秋水仙素都可抑制纺锤体的形成，①正确；检测生物组织的脂肪的实验中酒精的作用是洗去浮色，在低温诱导染色体数目变化的实验中，使用酒精的目的是冲洗残留的卡诺氏液及酒精与盐酸混合用于解离根尖细胞，②错误；卡诺氏液用于固定细胞的形态，在探究酵母菌细胞呼吸方式实验中，NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，③错误；改良苯酚品红染液和醋酸洋红液的使用目的都是将染色体着色，④正确。故选C。‎ ‎3．(2020·济宁模拟)下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的分析，错误的是(　B　)‎ A．有利于细胞分散开来的两个关键步骤是解离和压片 B．视野中染色体数目已加倍的细胞占多数 C．用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态 D．染色体数目变化的原因是低温抑制了纺锤体的形成 解析：解离和压片是有利于细胞分散开来的两个关键步骤，A项正确；低温诱导染色体数目加倍的原理是低温可抑制有丝分裂前期纺锤体的形成从而使染色体数目加倍，而大多数细胞是处于分裂间期的，因此视野中染色体数目已加倍的细胞占少数，B项错误，D项正确；用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态，C项正确。‎ ‎1．染色体变异的实质是基因数目和位置的改变。‎ ‎2．染色体组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．体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体叫单倍体。与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，并且高度不育。‎ ‎4．由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。多倍体植株常常茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量较高。‎ ‎5．两个原理两种方法 ‎(1)花药离体培养的原理：植物细胞具有全能性。‎ 低温和秋水仙素诱导多倍体原理：抑制有丝分裂纺锤体形成。‎ ‎(2)花药离体培养法：得到单倍体植株，单倍体育种的一个环节。‎ 秋水仙素处理法：在多倍体育种时处理萌发的种子或幼苗；在单倍体育种时处理单倍体植株的幼苗。‎ ‎ ‎ 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。‎ ‎ ‎ 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。‎ ‎ ‎ 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。‎ ‎ ‎ ‎“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。‎ ‎ ‎ 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。‎ ‎ ‎ 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。‎ ‎ ‎ 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。‎ ‎ ‎ 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．(2019·江苏卷)下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是(　C　)‎ A．基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异 B．基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异 C．弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种 D．多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种 解析：基因重组是在有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合，会导致后代性状发生改变，A错误；基因突变会导致DNA的碱基序列发生改变，但由于密码子的简并性等原因，基因突变不一定会导致生物体性状发生改变，B错误；二倍体花药离体培养获得的单倍体高度不孕，但是用秋水仙素处理后使得其染色体数目加倍，为可育的二倍体，且肯定是纯种，C正确；多倍体的染色体组数如果奇倍数的增加(如三倍体)，其后代遗传会严重的不平衡，在减数分裂形成配子时，同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子，因此不利于育种，D错误。‎ ‎2．(2018·天津卷)芦笋是雌雄异株植物，雄株性染色体为XY，雌株为XX；其幼茎可食用，雄株产量高。以下为两种培育雄株的技术路线。有关叙述错误的是(　C　)‎ A．形成愈伤组织可通过添加植物生长调节剂进行诱导 B．幼苗乙和丙的形成均经过脱分化和再分化过程 C．雄株丁的亲本的性染色体组成分别为XY、XX D．与雄株甲不同，雄株丁培育过程中发生了基因重组 解析：‎ 本题主要考查育种的相关知识。植物组织培养过程中，利用植物生长调节剂调节愈伤组织的形成与分化，A正确；由花粉形成单倍体幼苗乙、丙的过程包括脱分化、再分化两个阶段，B正确；雄株丁的亲本乙、丙由雄株的花粉经单倍体育种培育而来，只有植物乙、丙的性染色体组成为XX、YY时，雄株丁的性染色体组成才为XY，C错误；雄株丁的培育过程中经历了减数分裂产生花粉的过程，该过程中发生了基因重组，D正确。‎ ‎3．(2016·江苏卷)如图中甲、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(　B　)‎ 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 解析：本题考查生物变异及遗传规律方面的知识。个体甲的变异属于染色体结构变异中的缺失，会对表型产生影响，A项错误。个体乙的变异是染色体结构变异中的倒位，会对表型产生影响，变异后的两条同源染色体在减数第一次分裂配对时会形成异常的四分体，B项正确，D项错误。个体甲中基因E所控制的性状不会发生性状分离，C项错误。‎ ‎4．(2018·北京卷)水稻是我国最重要的粮食作物。稻瘟病是由稻瘟病菌(Mp)侵染水稻引起的病害，严重危害我国粮食生产安全。与使用农药相比，抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和经济的措施。‎ ‎(1)水稻对Mp表现出的抗病与感病为一对相对性状。为判断某抗病水稻是否为纯合子，可通过观察自交子代性状是否分离来确定。‎ ‎(2)现有甲(R1R1r2r2r3r3)、乙(r1r1R2R2r3r3)、丙(r1r1r2r2R3R3‎ ‎)三个水稻抗病品种，抗病(R)对感病(r)为显性，三对抗病基因位于不同染色体上。根据基因的DNA序列设计特异性引物，用PCR方法可将样本中的R1、r1、R2、r2、R3、r3区分开。这种方法可用于抗病品种选育中基因型的鉴定。‎ ‎①甲品种与感病品种杂交后，对F2不同植株的R1、r1进行PCR扩增。已知R1比r1片段短。从扩增结果(下图)推测可抗病的植株有1和3。‎ ‎②为了在较短时间内将甲、乙、丙三个品种中的抗病基因整合，选育新的纯合抗病植株，下列育种步骤的正确排序是a、c、d、b。‎ a．甲×乙，得到F1‎ b．用PCR方法选出R1R1R2R2R3R3植株 c．R1r1R2r2r3r3植株×丙，得到不同基因型的子代 d．用PCR方法选出R1r1R2r2R3r3植株，然后自交得到不同基因型的子代 ‎(3)研究发现，水稻的抗病表现不仅需要自身抗病基因(R1、R2、R3等)编码的蛋白，也需要Mp基因(A1、A2、A3等)编码的蛋白。只有R蛋白与相应的A蛋白结合，抗病反应才能被激活。若基因型为R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻，被基因型为a‎1a1A2A2a3a3的Mp侵染，推测这两种水稻的抗病性表现依次为感病、抗病。‎ ‎(4)研究人员每年用Mp(A‎1A1a2a2a3a3)人工接种水稻品种甲(R1R1r2r2r3r3)，几年后甲品种丧失了抗病性，检测水稻的基因未发现变异。推测甲品种抗病性丧失的原因是Mp的A1基因发生了突变。‎ ‎(5)水稻种植区的Mp是由不同基因型组成的群体。大面积连续种植某个含单一抗病基因的水稻品种，将会引起Mp种群(A类)基因(型)频率改变，使该品种抗病性逐渐减弱直至丧失，无法在生产中继续使用。‎ ‎(6)根据本题所述水稻与Mp的关系，为避免水稻品种抗病性丧失过快，请从种植和育种两个方面给出建议将含有不同抗病基因的品种轮换/间隔种植；将多个不同抗病基因通过杂交整合到一个品种中。‎ 解析：(1)水稻的抗病与感病为一对相对性状。为判断某抗病水稻是否为纯合体，可让其自交。若自交后代出现性状分离，则该水稻为杂合子；若自交后代没出现性状分离，则该水稻为纯合子。‎ ‎(2)①由于基因R1比r1片段短，可判断植株1、3中含有R1，故植株1、3抗病。②为培育R1R1R2R2R3R3植株，可先将甲×乙杂交，获得F1(R1r1R2r2r3r3)，然后将F1与丙杂交，从二者后代中用PCR方法选出R1r1R2r2R3r3植株，再将R1r1R2r2R3r3自交获得不同基因型的子代，用PCR方法从中选出R1R1R2R2R3R3植株即可。‎ ‎(3)只有R蛋白与相应A蛋白结合后，水稻的抗病反应才能被激活，基因型为a‎1a1A2A2a3a3的Mp可产生A2蛋白，故被该Mp侵染时，R1R1r2r2R3R3水稻表现为不抗病，r1r1R2R2R3R3水稻表现为抗病。‎ ‎(4)每年用基因型为A‎1A1a2a2a3a3的Mp人工接种水稻品种甲R1R1r2r2r3r3，两者只要有一者发生突变，水稻品种就可能失去抗性，若检测水稻基因未发现变异，那说明很可能是Mp的A1基因发生了突变。‎ ‎(5)由于自然选择，大面积连续种植单一抗病基因水稻品种，会引起Mp种群基因频率的改变，使水稻品种的抗病性逐渐减弱直至丧失。‎ ‎(6)为避免水稻品种的抗病性丧失过快，我们可以将不同水稻品种间隔种植，或将多个不同抗病基因通过杂交整合到一个品种中。‎