
1.染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異。2.生物變異在育種上的應(yīng)用。3.轉(zhuǎn)基因食品的安全。4.實(shí)驗(yàn):低溫誘導(dǎo)染色體加倍。
考點(diǎn)二 生物變異在育種上的應(yīng)用
1.染色體結(jié)構(gòu)的變異(1)類(lèi)型(連線(xiàn))(2)結(jié)果:使排列在染色體上的基因的____ 發(fā)生改變,從而導(dǎo)致性狀的變異。
(2)染色體組(根據(jù)果蠅染色體組歸納)①?gòu)娜旧w來(lái)源看,一個(gè)染色體組中不含 。②從形態(tài)、大小和功能看,一個(gè)染色體組中所含的染色體 。③從所含的基因看,一個(gè)染色體組中含有控制本物種生物性狀的_______ ,但不能重復(fù)。
2.染色體數(shù)目的變異(1)類(lèi)型
細(xì)胞內(nèi) 的增加或減少細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以 的形式成倍地增加或減少
(3)單倍體、二倍體和多倍體
(兩個(gè)染色體組) (三個(gè)或三個(gè)以上 染色體組
教材中的隱性知識(shí) 源于P87“相關(guān)信息”(1)被子植物中,約有33%的物種是 。例如,普通小麥、棉、煙草、蘋(píng)果、梨、菊、水仙等都是多倍體。(2)秋水仙素(C22H25O6N)是1937年發(fā)現(xiàn)的,是從 科植物秋水仙的種子和球莖中提取出來(lái)的一種 。它是白色或淡黃色的粉末或針狀結(jié)晶,有劇毒,使用時(shí)應(yīng)當(dāng)特別注意。
3.低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化(1)實(shí)驗(yàn)原理:低溫處理植物分生組織細(xì)胞,能夠抑制 的形成,以致影響染色體被拉向兩極,細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞,于是,植物細(xì)胞染色體數(shù)目加倍。
(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:視野中既有 細(xì)胞,也有__________________的細(xì)胞。
教材中的隱性知識(shí) 源于必修2 P89“練習(xí)·拓展題”:秋水仙素和低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的原理是否相同?請(qǐng)說(shuō)出原理。提示 兩者誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的原理相同,都是抑制紡錘體的形成,導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極,從而引起染色體數(shù)目加倍。
(1)DNA分子中發(fā)生三個(gè)堿基對(duì)的缺失導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異( )(2)染色體易位或倒位不改變基因數(shù)量,對(duì)個(gè)體性狀不會(huì)產(chǎn)生影響( )(3)體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體是二倍體,含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體是多倍體( )(4)用秋水仙素處理單倍體植株后得到的一定是二倍體( )(5)單倍體含有的染色體組數(shù)都是奇數(shù)( )
(1)基因突變和染色體變異所涉及的堿基對(duì)數(shù)目不同,前者所涉及的數(shù)目比后者少的原因是______________________________________________________________________________________________________。(2)體細(xì)胞含四個(gè)染色體組的生物不一定為四倍體,原因是________________________________________________________________________________________________________。(3)三倍體無(wú)子西瓜培育時(shí)將一定濃度的秋水仙素溶液處理二倍體西瓜的芽尖的原因是______________________________________________________________________________________________________________。
基因突變是基因結(jié)構(gòu)中堿基對(duì)的替換、增添和缺失,
而染色體變異能改變排列在染色體上的基因的數(shù)目和排列順序
還是單倍體,必須先看發(fā)育起點(diǎn)。若由配子發(fā)育而來(lái),則為單倍體;若
由受精卵發(fā)育而來(lái),則為四倍體
西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的地方,用秋水仙素處理
有利于抑制細(xì)胞有絲分裂時(shí)形成紡錘體,從而形成四倍體西瓜植株
易錯(cuò)警示 有關(guān)染色體變異的3點(diǎn)提醒(1)單倍體所含染色體組的個(gè)數(shù)不定,可能含1個(gè)、2個(gè)或多個(gè)染色體組,也可能含同源染色體或等位基因。(2)單倍體并非都不育。多倍體的配子中若含有偶數(shù)個(gè)染色體組,則其發(fā)育成的單倍體中含有同源染色體就可育。(3)“可遺傳”≠“可育”。三倍體無(wú)子西瓜、騾子、二倍體的單倍體等均表現(xiàn)為“不育”,但它們均屬于可遺傳變異。
1.三種可遺傳變異的辨析(1)染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的區(qū)別
(2)易位與交叉互換的區(qū)別
提醒 關(guān)于變異的“質(zhì)”和“量”問(wèn)題:基因突變改變基因的質(zhì),不改變基因的量;基因重組不改變基因的質(zhì),一般也不改變基因的量,但轉(zhuǎn)基因技術(shù)會(huì)改變基因的量;染色體變異不改變基因的質(zhì),但會(huì)改變基因的量或改變基因的排列順序。
2.染色體組數(shù)目的判定(1)根據(jù)染色體形態(tài)判定:細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條,則含有幾個(gè)染色體組。
(2)根據(jù)基因型判定:在細(xì)胞或生物體的基因型中,控制同一性狀的基因(包括同一字母的大、小寫(xiě))出現(xiàn)幾次,則含有幾個(gè)染色體組。
3.低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化實(shí)驗(yàn)中的試劑及其作用
考向一 辨析三種可遺傳變異1.下列有關(guān)生物變異的說(shuō)法,正確的是A.某生物體內(nèi)某條染色體上多了幾個(gè)或少了幾個(gè)基因,這種變化屬于染 色體數(shù)目的變異B.黃圓豌豆×綠皺豌豆→綠圓豌豆,這種變異來(lái)源于基因突變C.DNA分子中堿基對(duì)的增添、缺失和替換不一定都是基因突變D.親代與子代之間,子代與子代之間出現(xiàn)了各種差異,是因?yàn)槭芫^(guò)程 中進(jìn)行了基因重組
解析 某生物體內(nèi)某條染色體上多了幾個(gè)或少了幾個(gè)基因,這種變化屬于染色體結(jié)構(gòu)的變異,A錯(cuò)誤;黃圓豌豆×綠皺豌豆→綠圓豌豆,這屬于雜交育種,而雜交育種的原理是基因重組,B錯(cuò)誤;DNA分子中堿基對(duì)的增添、缺失和替換不一定都是基因突變,如突變發(fā)生在沒(méi)有遺傳效應(yīng)的DNA片段(基因以外的非編碼序列)中,沒(méi)有引起基因結(jié)構(gòu)的改變,則不屬于基因突變,C正確;親代與子代之間,子代與子代之間出現(xiàn)了各種差異,是在產(chǎn)生配子的減數(shù)分裂過(guò)程中發(fā)生了基因重組,D錯(cuò)誤。
2.如圖①②③④分別表示不同的變異類(lèi)型,其中圖③中的基因2由基因1變異而來(lái)。下列有關(guān)說(shuō)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(shí)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(fù)D.圖中4種變異能夠遺傳的是①③
解析 圖①表示交叉互換,發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時(shí)期,圖②表示易位,A錯(cuò)誤;圖③中的變異屬于基因突變中的堿基對(duì)的缺失,B錯(cuò)誤;圖④中,若染色體3正常,染色體4則發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失,若染色體4正常,染色體3則發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復(fù),C正確;圖中4種變異都是遺傳物質(zhì)的改變,都能夠遺傳,D錯(cuò)誤。
歸納總結(jié) 利用三個(gè)“關(guān)于”區(qū)分三種變異(1)關(guān)于“互換”:同源染色體上的非姐妹染色單體之間的交叉互換,屬于基因重組;非同源染色體之間的互換,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。(2)關(guān)于“缺失或增加”:DNA分子上若干基因的缺失或重復(fù)(增加),屬于染色體結(jié)構(gòu)變異;DNA分子上若干堿基對(duì)的缺失、增添(增加),屬于基因突變。(3)關(guān)于變異的水平:基因突變、基因重組屬于分子水平的變異,在光學(xué)顯微鏡下觀察不到;染色體變異屬于細(xì)胞水平的變異,在光學(xué)顯微鏡下可以觀察到。
考向二 染色體組及生物體倍性的判斷3.下列關(guān)于單倍體、二倍體及染色體組的表述,正確的是A.單倍體生物的體細(xì)胞中都沒(méi)有同源染色體B.21三體綜合征患者的體細(xì)胞中有三個(gè)染色體組C.人的初級(jí)卵母細(xì)胞中的一個(gè)染色體組中可能存在等位基因D.用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗的芽尖后,芽尖的細(xì)胞中都含有4個(gè)染 色體組
解析 同源四倍體的單倍體中含有兩個(gè)染色體組,有同源染色體,A錯(cuò)誤;21三體綜合征患者的第21號(hào)染色體為三條,并不是三倍體,B錯(cuò)誤;人的初級(jí)卵母細(xì)胞中的一個(gè)染色體組中由于在復(fù)制時(shí)可能出現(xiàn)基因突變或在減數(shù)第一次分裂前期發(fā)生交叉互換,從而出現(xiàn)等位基因,C正確;多倍體的獲得通常是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗,使其染色體數(shù)目加倍,用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗的芽尖后,芽尖細(xì)胞中染色體數(shù)目不一定都加倍,D錯(cuò)誤。
A.甲代表的生物可能是二倍體,其每個(gè)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(gè)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(gè)染色體組含三條染色體D.丁代表的生物可能是單倍體,其一個(gè)染色體組含四條染色體
4.(2020·東北師大附中模擬)下圖是細(xì)胞中所含染色體,下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是
解析 甲細(xì)胞中有兩個(gè)染色體組,每個(gè)染色體組中有一條染色體,代表的生物若是由受精卵發(fā)育形成的則為二倍體,若是由未受精的配子發(fā)育形成的則為單倍體,A正確;乙細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組,每個(gè)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,B錯(cuò)誤;
丙細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組,每個(gè)染色體組含三條染色體,代表的生物可能是二倍體,也可能是單倍體,C正確;丁細(xì)胞中四條染色體大小形態(tài)各不相同,屬于一個(gè)染色體組,該細(xì)胞若是體細(xì)胞,則代表生物為單倍體,D正確。
考向三 低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化5.(2020·荊州質(zhì)檢)下列有關(guān)“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”的實(shí)驗(yàn)條件和試劑使用的敘述中,不正確的一組是①低溫:與“多倍體育種”中“秋水仙素”的作用機(jī)理相同②酒精:與在“檢測(cè)生物組織中的糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì)”中的使用方法相同③卡諾氏液:與“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”中“NaOH溶液”的作用相同④改良苯酚品紅染液:與“觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”中“醋酸洋紅液”的使用目的相同A.①② B.①④C.②③ D.③④
解析 低溫和秋水仙素都可抑制紡錘體的形成,①正確;檢測(cè)生物組織中的脂肪的實(shí)驗(yàn)中酒精的作用是洗去浮色,在低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的實(shí)驗(yàn)中,使用酒精的目的是沖洗殘留的卡諾氏液及酒精與鹽酸混合用于解離根尖細(xì)胞,②錯(cuò)誤;卡諾氏液用于固定細(xì)胞的形態(tài),在探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式實(shí)驗(yàn)中,NaOH溶液的作用是吸收空氣中的CO2,③錯(cuò)誤;改良苯酚品紅染液和醋酸洋紅液的使用目的都是將染色體著色,④正確。故選C。
6.用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的秋水仙素處理植物分生組織5~6 h,能夠誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。某生物小組為了探究用一定時(shí)間的低溫(如4 ℃)處理水培的洋蔥根尖是否也能誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的敘述中,錯(cuò)誤的是A.本實(shí)驗(yàn)的假設(shè)是用一定時(shí)間的低溫處理水培的洋蔥根尖能夠誘導(dǎo)細(xì)胞 內(nèi)染色體數(shù)目加倍B.本實(shí)驗(yàn)可以在顯微鏡下觀察和比較經(jīng)過(guò)不同處理后根尖細(xì)胞內(nèi)的染色 體數(shù)目C.本實(shí)驗(yàn)需要制作根尖細(xì)胞的臨時(shí)裝片,制作步驟是解離→漂洗→染色 →制片D.本實(shí)驗(yàn)可以看到一個(gè)細(xì)胞完整的染色體數(shù)目加倍的過(guò)程
解析 由于在裝片制作過(guò)程中已經(jīng)將細(xì)胞殺死,所以用顯微鏡觀察時(shí)看不到一個(gè)細(xì)胞完整的染色體數(shù)目加倍的過(guò)程,故D錯(cuò)誤。
生物變異在育種上的應(yīng)用
1.單倍體育種(1)原理: 。(2)過(guò)程
(3)優(yōu)點(diǎn): 。(4)缺點(diǎn):技術(shù)復(fù)雜。
2.多倍體育種(1)方法:用 或低溫處理。(2)處理材料: 。(3)原理: 。(4)實(shí)例:三倍體無(wú)子西瓜的培育
第一次傳粉:雜交獲得三倍體種子第二次傳粉:刺激子房發(fā)育成果實(shí)
②用秋水仙素處理幼苗后,分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、花染色體數(shù)目 ,而未經(jīng)處理部分(如根部細(xì)胞)的染色體數(shù) 。③三倍體西瓜無(wú)子的原因:三倍體西瓜植株在減數(shù)分裂過(guò)程中,由于染色體 ,不能產(chǎn)生正常配子。
3.雜交育種(1)原理: 。(2)過(guò)程①培育雜合子品種選取符合要求的純種雙親雜交(♀×♂)→F1(即為所需品種)。②培育隱性純合子品種選取符合要求的雙親雜交(♀×♂)→F1 F2→選出表現(xiàn)型符合要求的個(gè)體種植并推廣。
③培育顯性純合子品種a.植物:選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本 ,獲得F1→F1自交→獲得F2→ 需要的類(lèi)型,連續(xù)自交至 為止。b.動(dòng)物:選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交,獲得F1→F1雌雄個(gè)體交配→獲得F2→鑒別、選擇需要的類(lèi)型與隱性類(lèi)型測(cè)交,選擇_______________ 。(3)優(yōu)點(diǎn):操作簡(jiǎn)便,可以把多個(gè)品種的 集中在一起。(4)缺點(diǎn):獲得新品種的周期 。
4.誘變育種(1)原理: 。(2)過(guò)程
(3)優(yōu)點(diǎn)①可以提高 ,在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類(lèi)型。②大幅度地 。(4)缺點(diǎn):有利變異個(gè)體往往不多,需要處理大量材料。
(1)抗蟲(chóng)小麥與矮稈小麥雜交,通過(guò)基因重組可獲得抗蟲(chóng)矮稈小麥( )(2)通過(guò)花藥離體培養(yǎng)可獲得抗銹病高產(chǎn)小麥新品種( )(3)單倍體育種中,通過(guò)花藥離體培養(yǎng)所得的植株均為純合的二倍體( )(4)誘變育種可通過(guò)改變基因的結(jié)構(gòu)達(dá)到育種目的( )(5)用二倍體西瓜給四倍體西瓜授粉,則四倍體植株上會(huì)結(jié)出三倍體無(wú)子西瓜( )
(1)雜交育種選育從F2開(kāi)始的原因是 。(2)誘變育種一般不用于動(dòng)物的原因是______________________________ 。
從F2開(kāi)始發(fā)生性狀分離
誘變育種具有不定向性和低頻性,
需要處理大量材料,且發(fā)生在動(dòng)物體細(xì)胞中的突變難以遺傳給后代
1.單倍體育種與雜交育種的關(guān)系
2.據(jù)不同育種目標(biāo)選擇不同育種方案
考向一 分析單倍體育種與多倍體育種的應(yīng)用7.右圖為某二倍體植物單倍體育種過(guò)程,下列敘述正確的是A.①中發(fā)生了染色體數(shù)目變異B.②一般采用花藥離體培養(yǎng)的方法C.③中秋水仙素抑制著絲點(diǎn)分裂D.④中選到的植株中 為純合子
解析?、贋殡s交過(guò)程,產(chǎn)生的子代染色體數(shù)目沒(méi)有改變,A錯(cuò)誤;②為花藥離體培養(yǎng)過(guò)程,可獲得單倍體植株,B正確;③中秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成,但是不抑制著絲點(diǎn)的分裂,C錯(cuò)誤;
④過(guò)程產(chǎn)生比例相等的4種純合子,D錯(cuò)誤。
8.某二倍體植株的體細(xì)胞中染色體數(shù)為24,基因型為AaBb,這兩對(duì)基因遵循自由組合定律。請(qǐng)據(jù)圖完成下列問(wèn)題:
(1)圖中A所示的細(xì)胞分裂方式是__________。(2)產(chǎn)生的花粉基因型有____種,由花粉發(fā)育成的單倍體有哪幾種基因型?_________________。
AB、Ab、aB、ab
解析 植物產(chǎn)生花粉或卵細(xì)胞要經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂,由于該植株基因型為AaBb,所以能產(chǎn)生4種基因型花粉,將花粉經(jīng)花藥離體培養(yǎng)產(chǎn)生的單倍體也應(yīng)該有4種基因型:AB、Ab、aB、ab。
(3)若C處是指用秋水仙素處理,則個(gè)體①的體細(xì)胞中含染色體____條,它是純合子還是雜合子?________。(4)若該植物進(jìn)行自花傳粉,在形成的以個(gè)體②組成的群體中可能有幾種基因型?______。
解析 花粉中染色體數(shù)是體細(xì)胞的一半,即12條,經(jīng)秋水仙素處理后的純合子染色體數(shù)應(yīng)該為24條,基因型為AaBb的個(gè)體自交,后代應(yīng)該有9種基因型。
(5)若A表示水稻的高稈基因,a表示水稻的矮稈基因;B表示水稻的抗病基因,b表示水稻的不抗病基因,這兩對(duì)基因的遺傳遵循自由組合定律。那么該水稻自花傳粉的后代中,矮稈抗病的個(gè)體所占比例是_____,若要獲得穩(wěn)定遺傳的矮稈抗病水稻,應(yīng)讓矮稈抗病的水稻進(jìn)行自交,在自交的后代中純種的矮稈抗病水稻所占比例為_(kāi)___。
(6)若要盡快獲得純種的矮稈抗病水稻,則應(yīng)采用圖中____________(填字母)過(guò)程進(jìn)行育種,這種育種方法稱(chēng)為_(kāi)___________。
考向二 分析誘變育種和雜交育種的應(yīng)用9.如圖表示培育多種花色的某種植物的流程,下列敘述正確的是A.培育粉紅花N運(yùn)用的遺傳學(xué)原理是基因突變B.用X射線(xiàn)照射深紅花S的種子后即可獲得粉紅花M植株C.白花N的自交后代不會(huì)發(fā)生性狀分離,能穩(wěn)定遺傳D.深紅花S與白花N雜交,產(chǎn)生深紅花植株的概率為
解析 培育粉紅花N運(yùn)用的遺傳學(xué)原理是染色體結(jié)構(gòu)變異,A錯(cuò)誤;由于基因突變具有不定向性,因此用X射線(xiàn)照射深紅花S的種子后不一定能獲得粉紅花M植株,B錯(cuò)誤;白花N為純合子,能穩(wěn)定遺傳,其自交后代不會(huì)發(fā)生性狀分離,C正確;深紅花S與白花N雜交,產(chǎn)生深紅花植株的概率為1,D錯(cuò)誤。
10.小麥品種是純合子,生產(chǎn)上用種子繁殖,現(xiàn)要選育矮稈(aa)、抗病(BB)的小麥新品種;馬鈴薯品種是雜合子(有一對(duì)基因雜合即可稱(chēng)為雜合子),生產(chǎn)上通常用塊莖繁殖,現(xiàn)要選育黃肉(Yy)、抗病(Rr)的馬鈴薯新品種。請(qǐng)分別設(shè)計(jì)小麥品種間雜交育種程序以及馬鈴薯品種間雜交育種程序,要求用遺傳圖解表示并加以簡(jiǎn)要說(shuō)明(寫(xiě)出包括親本在內(nèi)的前三代即可)。
(注:①A_B_、A_bb、aaB_、aabb表示F2出現(xiàn)的9種基因型和4種表現(xiàn)型;②寫(xiě)出F2的9種基因型和4種表現(xiàn)型即可)
解析 小麥品種是純合子,生產(chǎn)上用種子繁殖,現(xiàn)要選育矮稈(aa)、抗病(BB)的小麥新品種,可采用雜交育種的方法;馬鈴薯品種是雜合子(有一對(duì)基因雜合即可稱(chēng)為雜合子),生產(chǎn)上通常用塊莖繁殖,現(xiàn)要選育黃肉(Yy)、抗病(Rr)的馬鈴薯新品種,可先采用雜交育種的方法獲得黃肉、抗病品種,再用塊莖進(jìn)行無(wú)性繁殖,遺傳圖解見(jiàn)答案。
考向三 生物育種的綜合判斷11.誘變育種、雜交育種、單倍體育種、多倍體育種都是傳統(tǒng)的育種技術(shù),轉(zhuǎn)基因技術(shù)是育種的新技術(shù)。下列敘述錯(cuò)誤的是A.雜交育種和單倍體育種過(guò)程中通常都涉及基因重組原理B.采用上述技術(shù)的目的是獲得具有所需性狀的品種C.上述技術(shù)中,通常僅多倍體育種會(huì)育出與原物種生殖隔離的個(gè)體D.與傳統(tǒng)育種比較,轉(zhuǎn)基因的優(yōu)勢(shì)是能使生物出現(xiàn)自然界中沒(méi)有的新基 因和性狀
解析 雜交育種和單倍體育種過(guò)程中都涉及雜合親本減數(shù)分裂產(chǎn)生花粉的過(guò)程,該過(guò)程的原理是基因重組,A正確;不管采用哪種育種技術(shù),都是為了獲得具有所需性狀的品種,B正確;上述技術(shù)中,僅多倍體育種育出的多倍體與原物種存在生殖隔離,其余育種技術(shù)育出的個(gè)體都與原親本的染色體數(shù)相同,不會(huì)出現(xiàn)生殖隔離,C正確;與傳統(tǒng)育種相比,轉(zhuǎn)基因的優(yōu)勢(shì)是定向培育出人們所需的性狀類(lèi)型,其轉(zhuǎn)入基因并不是自然界不存在的新基因,D錯(cuò)誤。
易錯(cuò)警示 有關(guān)育種的4點(diǎn)易錯(cuò)提醒(1)誘變育種與雜交育種相比,前者能產(chǎn)生新基因,創(chuàng)造變異新類(lèi)型,后者只是實(shí)現(xiàn)原有基因的重新組合。(2)育種中“最簡(jiǎn)便”與“最快速”的差異:“最簡(jiǎn)便”著重于技術(shù)含量應(yīng)為“易操作”,如雜交育種,雖然年限長(zhǎng),但農(nóng)民自己可簡(jiǎn)單操作;“最快速”則未必簡(jiǎn)便,如單倍體育種可明顯縮短育種年限,但其技術(shù)含量卻較高。(3)“單倍體育種”≠“花藥離體培養(yǎng)”:?jiǎn)伪扼w育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理等過(guò)程;花藥離體培養(yǎng)只是單倍體育種的一個(gè)操作步驟。(4)單倍體育種和多倍體育種都需用秋水仙素處理,前者操作對(duì)象是幼苗期的單倍體植株;后者操作對(duì)象為萌發(fā)期的種子或幼苗期的正常植株。
12.(2020·山東高考模擬)水稻的育性由一對(duì)等位基因M、m控制,基因型為MM和Mm的個(gè)體可產(chǎn)生正常的雌、雄配子,基因型為mm的個(gè)體只能產(chǎn)生正常的雌配子,表現(xiàn)為雄性不育,基因M可使雄性不育個(gè)體恢復(fù)育性。通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)將基因M與雄配子致死基因A、藍(lán)色素生成基因D一起導(dǎo)入基因型為mm的個(gè)體中,并使其插入到一條不含基因m的染色體上,如圖所示?;駾的表達(dá)可使種子呈現(xiàn)藍(lán)色,無(wú)基因D的種子呈現(xiàn)白色。該方法可以利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)大量培育不含轉(zhuǎn)基因成分的雄性不育個(gè)體。
(1)基因型為mm的個(gè)體在育種過(guò)程中作為_(kāi)_____(填“父本”或“母本”),該個(gè)體與育性正常的非轉(zhuǎn)基因個(gè)體雜交,子代可能出現(xiàn)的基因型為_(kāi)_________。
解析 根據(jù)題意,基因型為mm的個(gè)體只能產(chǎn)生正常的雌配子,表現(xiàn)為雄性不育,故mm的個(gè)體在育種過(guò)程中作為母本,該個(gè)體與育性正常的非轉(zhuǎn)基因個(gè)體即MM和Mm雜交,子代可能出現(xiàn)的基因型為Mm、mm。
(2)圖示的轉(zhuǎn)基因個(gè)體自交,F(xiàn)1的基因型及比例為_(kāi)___________________,其中雄性可育(能產(chǎn)生可育的雌、雄配子)的種子顏色為_(kāi)_____。F1個(gè)體之間隨機(jī)受粉,得到的種子中雄性不育種子所占比例為_(kāi)____,快速辨別雄性不育種子和轉(zhuǎn)基因雄性可育種子的方法是_________________________________________________________________。
ADMmm∶mm=1∶1
根據(jù)種子顏色辨別(或雄性不
育種子為白色、轉(zhuǎn)基因雄性可育種子為藍(lán)色)
解析 若轉(zhuǎn)基因個(gè)體為ADMmm作為父本,產(chǎn)生的可育配子為m,作為母本,產(chǎn)生的可育配子為m、ADMm,故該轉(zhuǎn)基因個(gè)體自交,F(xiàn)1的基因型為mm、ADMmm,比例為1∶1,其中mm為雄性不育,ADMmm為雄性可育,由于基因D的表達(dá)可使種子呈現(xiàn)藍(lán)色,故雄性可育種子顏色為藍(lán)色。F1的基因型為mm、ADMmm,mm為雄性不育,ADMmm為雄性可育,F(xiàn)1個(gè)體之間隨機(jī)受粉,則雜交組合有mm(♀)×ADMmm(♂)、ADMmm(♀)×ADMmm(♂),前者產(chǎn)生的子代都是mm(雄性不育),后者產(chǎn)生的子代有mm(雄性不育)∶ADMmm(雄性可育)=1∶1,故得到的種子中雄性不育種子所占比例為1/2+1/2×1/2=3/4,且雄性可育個(gè)體都含D,表現(xiàn)為藍(lán)色,故若所結(jié)種子為藍(lán)色則為轉(zhuǎn)基因雄性可育,若為白色則為雄性不育,該方法可用于快速辨別雄性不育種子和轉(zhuǎn)基因雄性可育種子。
(3)若轉(zhuǎn)入的基因D由于突變而不能表達(dá),將該種轉(zhuǎn)基因植株和雄性不育植株間行種植,使其隨機(jī)受粉也能挑選出雄性不育種子,挑選方法是___________________________。但該方法只能將部分雄性不育種子選出,原因是__________________________________________________________________________。因此生產(chǎn)中需利用基因D正常的轉(zhuǎn)基因植株大量獲得雄性不育種子。
挑選雄性不育植株所結(jié)的種子
轉(zhuǎn)基因植株上所結(jié)種子中既有雄性可育的也有雄性不育的,且均
解析 若轉(zhuǎn)入的基因D由于突變而不能表達(dá),將該種轉(zhuǎn)基因植株ADMmm和雄性不育植株mm間行種植,隨機(jī)受粉,則根據(jù)(2)題分析可知,mm上產(chǎn)生的種子都是mm(雄性不育),ADMmm上產(chǎn)生的種子有mm(雄性不育)∶ADMmm(雄性可育)=1∶1,故在雄性不育植株上結(jié)的都是雄性不育種子,但該方法只能將部分雄性不育種子選出,因?yàn)檗D(zhuǎn)基因植株上也能結(jié)出雄性不育的種子,因此生產(chǎn)中需利用基因D正常的轉(zhuǎn)基因植株大量獲得雄性不育種子。
1.核心概念(1)(必修2 P86)染色體組:細(xì)胞中的一組非同源染色體,在形態(tài)和功能上各不相同,但又互相協(xié)調(diào),共同控制生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異的一組染色體。(2)(必修2 P87)二倍體、多倍體與單倍體:由受精卵發(fā)育而來(lái)的個(gè)體,體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體,就叫二倍體。由受精卵發(fā)育而來(lái)的個(gè)體,體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體,就叫多倍體。單倍體是指體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體。
2.教材結(jié)論性語(yǔ)句(1)(必修2 P86)染色體結(jié)構(gòu)的改變,會(huì)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,而導(dǎo)致性狀的變異。(2)(必修2 P86)染色體數(shù)目的變異可以分為兩類(lèi):一類(lèi)是細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少,另一類(lèi)是細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少。(3)(必修2 P98)育種方法包括雜交育種、誘變育種、單倍體育種、多倍體育種及基因工程育種等,育種原理則包括基因突變、基因重組及染色體變異等。
(4)(必修2 P99)雜交育種是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起,再經(jīng)過(guò)選擇和培育,獲得新品種的方法。(5)(必修2 P100)誘變育種是利用物理因素(如X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)、紫外線(xiàn)、激光等)或化學(xué)因素(如亞硝酸、硫酸二乙酯等)來(lái)處理生物,使生物發(fā)生基因突變。
1.(2020·全國(guó)Ⅱ,4)關(guān)于高等植物細(xì)胞中染色體組的敘述,錯(cuò)誤的是A.二倍體植物的配子只含有一個(gè)染色體組B.每個(gè)染色體組中的染色體均為非同源染色體C.每個(gè)染色體組中都含有常染色體和性染色體D.每個(gè)染色體組中各染色體DNA的堿基序列不同
解析 二倍體植物的體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組,其配子中只含有一個(gè)染色體組,A項(xiàng)正確;每個(gè)染色體組中的染色體的形態(tài)、大小等均不相同,都是非同源染色體,每條染色體DNA的堿基序列均不同,B、D項(xiàng)正確;不含性染色體的生物,每個(gè)染色體組中都不含性染色體,如豌豆、玉米等,C項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.(2020·山東,6)在細(xì)胞分裂過(guò)程中,末端缺失的染色體因失去端粒而不穩(wěn)定,其姐妹染色單體可能會(huì)連接在一起,著絲點(diǎn)分裂后向兩極移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)“染色體橋”結(jié)構(gòu),如下圖所示。若某細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂時(shí),出現(xiàn)“染色體橋”并在兩著絲點(diǎn)間任一位置發(fā)生斷裂,形成的兩條子染色體移到細(xì)胞兩極。不考慮其他變異,關(guān)于該細(xì)胞的說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.可在分裂后期觀察到“染色體橋”結(jié)構(gòu)B.其子細(xì)胞中染色體的數(shù)目不會(huì)發(fā)生改變C.其子細(xì)胞中有的染色體上連接了非同源染色體片段D.若該細(xì)胞基因型為Aa,可能會(huì)產(chǎn)生基因型為Aaa的子細(xì)胞
解析 “染色體橋”是著絲點(diǎn)分裂后向兩極移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的,可在該細(xì)胞有絲分裂后期看到,A項(xiàng)正確;“染色體橋”會(huì)在兩著絲點(diǎn)間任一位置發(fā)生斷裂,形成兩條子染色體,并移向細(xì)胞兩極,不影響子細(xì)胞中染色體的數(shù)目,B項(xiàng)正確;
由于“染色體橋”會(huì)在兩著絲點(diǎn)間任一位置發(fā)生斷裂,很可能會(huì)導(dǎo)致形成的兩條染色體不對(duì)等,有的可能出現(xiàn)染色體片段的增加,有的可能出現(xiàn)減少,但增加的染色體片段來(lái)自其姐妹染色單體,而不是非同源染色體,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。
3.(2019·江蘇,4)下列關(guān)于生物變異與育種的敘述,正確的是A.基因重組只是基因間的重新組合,不會(huì)導(dǎo)致生物性狀變異B.基因突變使DNA序列發(fā)生的變化,都能引起生物性狀變異C.弱小且高度不育的單倍體植株,進(jìn)行加倍處理后可用于育種D.多倍體植株染色體組數(shù)加倍,產(chǎn)生的配子數(shù)加倍,有利于育種
解析 基因重組是生物變異的來(lái)源之一,可能會(huì)導(dǎo)致生物性狀變異,A錯(cuò)誤;因?yàn)槊艽a子具有簡(jiǎn)并性以及基因的顯隱性等,所以基因突變不一定導(dǎo)致生物性狀發(fā)生改變,B錯(cuò)誤;弱小且高度不育的單倍體植株經(jīng)加倍處理后,其染色體數(shù)目加倍而成為可育的植株,可用于育種,C正確;多倍體植株染色體組數(shù)加倍,可能影響配子的形成,不利于育種,D錯(cuò)誤。
4.(2020·全國(guó)Ⅰ,32)遺傳學(xué)理論可用于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)生物體進(jìn)行有性生殖形成配子的過(guò)程中,在不發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異的情況下,產(chǎn)生基因重新組合的途徑有兩條,分別是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
在減數(shù)分裂過(guò)程中,隨著非同源染色體的自由組合,非等位基因自由組合;同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換,導(dǎo)致染色單體上的基因重組
解析 生物體進(jìn)行有性生殖過(guò)程中要通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生配子,在減數(shù)分裂過(guò)程中,會(huì)發(fā)生基因突變、基因重組和染色體變異等可遺傳的變異,導(dǎo)致產(chǎn)生多種多樣的配子,從而使后代具有多樣性。減數(shù)分裂過(guò)程中發(fā)生的基因重組類(lèi)型主要有兩種,第一種是減數(shù)第一次分裂過(guò)程中,等位基因分離的同時(shí),非同源染色體上的非等位基因隨非同源染色體的自由組合而自由組合;第二種是減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期,同源染色體上的非姐妹染色單體間交叉互換,其上的等位基因發(fā)生交換,導(dǎo)致基因重組。
(2)在誘變育種過(guò)程中,通過(guò)誘變獲得的新性狀一般不能穩(wěn)定遺傳,原因是_________________________,若要使誘變獲得的性狀能夠穩(wěn)定遺傳,需要采取的措施是____________________________________。
控制新性狀的基因是雜合的
通過(guò)自交篩選出性狀能穩(wěn)定遺傳的子代
解析 誘變育種的主要原理是基因突變,而基因突變是隨機(jī)的、不定向的,一般來(lái)說(shuō),基因突變可以產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因,這樣形成的具有新性狀的個(gè)體往往是雜合子,性狀不能穩(wěn)定遺傳;要使性狀能夠穩(wěn)定遺傳需要形成純合子,由雜合子形成純合子的方法一般是連續(xù)自交,直至后代不發(fā)生性狀分離。
5.(2020·全國(guó)Ⅲ,32)普通小麥?zhǔn)悄壳笆澜绺鞯卦耘嗟闹匾Z食作物。普通小麥的形成包括不同物種雜交和染色體加倍過(guò)程,如圖所示(其中A、B、D分別代表不同物種的一個(gè)染色體組,每個(gè)染色體組均含7條染色體)。在此基礎(chǔ)上,人們又通過(guò)雜交育種培育出許多優(yōu)良品種?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)在普通小麥的形成過(guò)程中,雜種一是高度不育的,原因是______________________________________。已知普通小麥?zhǔn)请s種二染色體加倍形成的多倍體,普通小麥體細(xì)胞中有___條染色體。一般來(lái)說(shuō),與二倍體相比,多倍體的優(yōu)點(diǎn)是________________________(答出2點(diǎn)即可)。
無(wú)同源染色體,不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂
營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高、莖稈粗壯
解析 雜種一中的兩個(gè)染色體組分別來(lái)自一粒小麥和斯氏麥草兩個(gè)不同物種,無(wú)同源染色體,不能通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生正常的配子,因此雜種一是高度不育的。雜種二中含3個(gè)染色體組,經(jīng)其染色體加倍形成的普通小麥中含有6個(gè)染色體組,每個(gè)染色體組均含7條染色體,故普通小麥體細(xì)胞中共含有42條染色體。與二
倍體植株相比,多倍體植株的優(yōu)點(diǎn)是莖稈粗壯,葉片、果實(shí)和種子都比較大,糖類(lèi)和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。
(2)若要用人工方法使植物細(xì)胞染色體加倍,可采用的方法有_____________(答出1點(diǎn)即可)。
解析 人工誘導(dǎo)染色體加倍的方法有很多,如低溫處理、用秋水仙素處理等。目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素來(lái)處理萌發(fā)的種子或幼苗。
(3)現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)普通小麥品種(純合子),甲的表現(xiàn)型是抗病易倒伏,乙的表現(xiàn)型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙為實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種,請(qǐng)簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路。
答案 甲、乙兩個(gè)品種雜交,F(xiàn)1自交,選取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不發(fā)生性狀分離的植株(或甲、乙雜交得F1,將F1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗,再用秋水仙素處理單倍體幼苗,最后經(jīng)篩選可獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種)
解析 甲(抗病易倒伏)和乙(易感病抗倒伏)具有兩對(duì)相對(duì)性狀,且都是純合子,可通過(guò)雜交育種或單倍體育種的方法將兩者的優(yōu)良性狀集中在一個(gè)個(gè)體上。若采用雜交育種的方法,其實(shí)驗(yàn)思路是將甲、乙兩個(gè)品種雜交得F1,F(xiàn)1自交得F2,選取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不發(fā)生性狀分離的植株。若采用單倍體育
種的方法,其實(shí)驗(yàn)思路是甲、乙雜交得F1,將F1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗,再用秋水仙素處理單倍體幼苗,最后經(jīng)篩選可獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種。
1.下列關(guān)于染色體變異及其應(yīng)用的敘述,正確的是A.染色體增加某一片段可提高基因表達(dá)水平,是有利變異B.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(huì)行為有關(guān)C.用秋水仙素處理單倍體植株萌發(fā)的種子或幼苗,一定能獲得純合子D.體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體是多倍體
解析 染色體增加某一片段屬于染色體結(jié)構(gòu)變異,往往對(duì)生物體不利,A錯(cuò)誤;三倍體西瓜植株在減數(shù)分裂過(guò)程中,同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂,不能產(chǎn)生正常的生殖細(xì)胞,所以高度不育與同源染色體聯(lián)會(huì)行為有關(guān),B正確;用秋水仙素處理單倍體植株的幼苗,獲得的植株不一定是純合子,且單倍體植株不是由種子發(fā)育而來(lái),而是由配子發(fā)育而來(lái),C錯(cuò)誤;含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體不一定是多倍體。如果該生物體是由配子發(fā)育而來(lái),則為單倍體;如果該生物體是由受精卵發(fā)育而來(lái),則為多倍體,D錯(cuò)誤。
A.圖中乙細(xì)胞正在進(jìn)行有絲分裂,不 可能發(fā)生基因突變和基因a重組B.乙細(xì)胞的子細(xì)胞含有四個(gè)染色體組, 丙細(xì)胞連續(xù)分裂后的子細(xì)胞含有一 個(gè)染色體組
2.下圖為某二倍體動(dòng)物細(xì)胞甲在有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中出現(xiàn)的三個(gè)細(xì)胞乙、丙、丁。下列有關(guān)敘述正確的是
C.丙細(xì)胞發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異,丁細(xì)胞是染色體結(jié)構(gòu)變異導(dǎo)致的異常聯(lián)會(huì)D.一個(gè)丙細(xì)胞能產(chǎn)生四種基因型不同的精子,丁細(xì)胞能產(chǎn)生兩種基因型的 精子
解析 乙細(xì)胞含有同源染色體,呈現(xiàn)的特點(diǎn)是著絲點(diǎn)分裂,染色體移向細(xì)胞兩極,處于有絲分裂后期,可能發(fā)生基因突變,但不能發(fā)生基因重組,A錯(cuò)誤;乙細(xì)胞含有四個(gè)染色體組,其分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞含有兩個(gè)染色體組。丙細(xì)胞呈現(xiàn)的特點(diǎn)是同源染色體排列在赤道板上,處于減數(shù)第一次分裂中期,連續(xù)分裂后的子細(xì)胞(精細(xì)胞或卵細(xì)胞或第二極體)含有一個(gè)染色體組,B錯(cuò)誤;
丙細(xì)胞發(fā)生的交叉互換屬于基因重組,C錯(cuò)誤;一個(gè)丙細(xì)胞,因發(fā)生了同源染色體的交叉互換而導(dǎo)致其能產(chǎn)生四種基因型不同的精子,丁細(xì)胞因染色體結(jié)構(gòu)變異導(dǎo)致聯(lián)會(huì)出現(xiàn)異常,能產(chǎn)生兩種基因型的精子(HAa、hBb或HhAB、ab),D正確。
3.(2021·浙江省高三模擬)如圖表示某對(duì)常染色體的結(jié)構(gòu)對(duì)比,其中字母表示染色體片段,該染色體的結(jié)構(gòu)變異屬于
解析 根據(jù)題干中的兩條染色體為同源染色體,相同位置應(yīng)攜帶等位基因(相同基因),經(jīng)分析得出染色體的g、h基因所在片段與同一條染色體a基因所在的片段發(fā)生了交換而導(dǎo)致的如圖所示的變異,屬于染色體倒位。
A.缺失 B.重復(fù) C.倒位 D.易位
4.(2020·山東高考模擬)果蠅的性別決定是XY型,性染色體數(shù)目異常會(huì)影響果蠅的性別特征甚至使果蠅死亡,如性染色體組成為XO的個(gè)體為雄性,XXX、OY的個(gè)體胚胎致死(O表示缺失染色體)。果蠅紅眼和白眼分別由基因R和r控制。某同學(xué)發(fā)現(xiàn)一只異常果蠅,該果蠅左半側(cè)表現(xiàn)為白眼雄性,右半側(cè)表現(xiàn)為紅眼雌性。若產(chǎn)生該果蠅的受精卵染色體組成正常,且第一次分裂形成的兩個(gè)細(xì)胞核中只有一個(gè)細(xì)胞核發(fā)生變異,則該受精卵的基因型及變異細(xì)胞核產(chǎn)生的原因可能是A.XRXr;含基因R的X染色體丟失B.XrXr;含基因r的X染色體丟失C.XRXr;含基因r的X染色體結(jié)構(gòu)變異D.XRXR;含基因R的X染色體結(jié)構(gòu)變異
解析 由題意可知,該果蠅一半為白眼雄性,可能的基因型為XrY或XrO;另一半為紅眼雌性,基因型可能為XRXR或XRXr。而該果蠅受精卵正常,第一次分裂產(chǎn)生的一個(gè)細(xì)胞異常。若受精卵為XrY或XrO,則不會(huì)出現(xiàn)一半的紅眼雌性;若受精卵為XRXR,則不會(huì)出現(xiàn)一半的白眼雄性;受精卵只有為XRXr且XR丟失后,才可能出現(xiàn)一半白眼雄性(XrO),一半紅眼雌性(XRXr)。故選A。
5.圖中字母代表正常細(xì)胞中所含有的基因,下列說(shuō)法正確的是
A.③為多倍體,通常莖稈粗壯、子粒較大B.④為單倍體,通常莖稈弱小、子粒較小C.若①和②雜交,后代基因型的比例為1∶5∶5∶1D.①②③④細(xì)胞所代表的個(gè)體分別是四倍體、二倍體、三倍體和單倍體
解析 如果①②③是由受精卵發(fā)育而成的個(gè)體中的正常細(xì)胞,④由配子發(fā)育而來(lái)的個(gè)體的正常細(xì)胞,則①②③④細(xì)胞所代表的個(gè)體分別是四倍體、二倍體、三倍體和單倍體,如果①②③是由配子發(fā)育而來(lái)的,則不成立。③中含3個(gè)染色體組,減數(shù)分裂過(guò)程中聯(lián)會(huì)紊亂,不能產(chǎn)生正常配子,不能結(jié)出子粒,A、D錯(cuò)誤;
④為單倍體,通常莖稈弱小、高度不育,所以沒(méi)有子粒,B錯(cuò)誤;①(AAaa)經(jīng)減數(shù)分裂可產(chǎn)生3種配子,其基因型及比例為AA∶Aa∶aa=1∶4∶1,②(Aa)經(jīng)減數(shù)分裂可產(chǎn)生2種配子,其基因型及比例為A∶a=1∶1,因此,它們雜交所得后代的基因型及比例為AAA∶AAa∶Aaa∶aaa=1∶5∶5∶1,C正確。
6.(2020·江蘇省高三三模)下列關(guān)于染色體變異的敘述,正確的是A.染色體結(jié)構(gòu)變異可導(dǎo)致染色體上基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變B.同源染色體的非姐妹染色單體之間交換片段導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異C.染色體組成倍地增加或減少不改變基因的種類(lèi)和數(shù)量D.染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異不會(huì)增加生物的多樣性
解析 同源染色體的非姐妹染色單體之間交換片段為基因重組,B錯(cuò)誤;染色體組成倍地增加或減少不改變基因的種類(lèi),但是改變基因的數(shù)量,C錯(cuò)誤;染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異是突變的一種情況,為生物進(jìn)化提供原材料,會(huì)增加生物的多樣性,D錯(cuò)誤。
7.水稻的高稈、矮稈分別由基因A和a控制,抗病和不抗病分別由基因B和b控制?,F(xiàn)有基因型為aabb與AABB的水稻品種,下圖為不同的育種方法培育矮稈抗病植株的過(guò)程,下列有關(guān)敘述正確的是
A.雜交育種包括過(guò)程①③,其原理是基因突變和基因重組B.人工誘變育種為過(guò)程②,B可能來(lái)自b的基因突變C.單倍體育種包括過(guò)程①④⑤,過(guò)程⑤常用花藥離體培養(yǎng)法D.多倍體育種包括過(guò)程①⑥⑦,原理是染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異
解析 過(guò)程①③為雜交育種,其原理是基因重組,A項(xiàng)錯(cuò)誤;過(guò)程②為人工誘變育種,將aabb經(jīng)人工誘變可獲得aaBB,b變成B的方式為基因突變,B項(xiàng)正確;過(guò)程①④⑤為單倍體育種,F(xiàn)1產(chǎn)生的配子經(jīng)花藥離體培養(yǎng)(④)得到單倍體,單倍體經(jīng)秋水仙素處理(⑤)使染色體數(shù)目加倍,選育得到aaBB,C項(xiàng)錯(cuò)誤;過(guò)程①⑥⑦為多倍體育種,可獲得多倍體aaaaBBBB,多倍體育種的原理是染色體數(shù)目變異,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
8.(2020·江蘇省高三三模)下列關(guān)于生物育種的敘述,錯(cuò)誤的是A.要提高果實(shí)的產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量,可運(yùn)用多倍體育種B.欲培育三倍體無(wú)子西瓜,需用四倍體作母本與二倍體作父本進(jìn)行雜交C.欲大幅度改良某一品種,使之出現(xiàn)前所未有的性狀,只能利用基因工 程育種D.將存在于同一物種的不同個(gè)體中的基因集中到同一個(gè)體,可采用雜交 育種
解析 多倍體植株的一般特征是莖粗、葉大、花大、果實(shí)大,且營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富,A正確;培育三倍體無(wú)子西瓜時(shí),需用四倍體作母本與二倍體作父本進(jìn)行雜交,B正確;欲大幅度改良某一品種,使之出現(xiàn)前所未有的性狀,也可利用誘變育種,C錯(cuò)誤;雜交育種能將同一物種的不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集于同一個(gè)體上,D正確。
9.下列有關(guān)“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)的分析,錯(cuò)誤的是A.有利于細(xì)胞分散開(kāi)來(lái)的兩個(gè)關(guān)鍵步驟是解離和制片B.視野中染色體數(shù)目已加倍的細(xì)胞占多數(shù)C.用卡諾氏液浸泡洋蔥根尖的目的是固定細(xì)胞的形態(tài)D.染色體數(shù)目變化的原因是低溫抑制了紡錘體的形成
解析 解離和制片是有利于細(xì)胞分散開(kāi)來(lái)的兩個(gè)關(guān)鍵步驟,A項(xiàng)正確;低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的原理是低溫可抑制有絲分裂前期紡錘體的形成從而使染色體數(shù)目加倍,而大多數(shù)細(xì)胞處于分裂間期,因此視野中染色體數(shù)目已加倍的細(xì)胞占少數(shù),B項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確;用卡諾氏液浸泡洋蔥根尖的目的是固定細(xì)胞的形態(tài),C項(xiàng)正確。
10.低溫誘導(dǎo)植物(洋蔥根尖)染色體數(shù)目變化的實(shí)驗(yàn),以下相關(guān)敘述正確的是A.在低倍鏡視野中既有正常的二倍體細(xì)胞,也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的 細(xì)胞B.洋蔥根尖在冰箱的低溫室內(nèi)誘導(dǎo)36 h,可抑制細(xì)胞分裂中染色體的著 絲點(diǎn)分裂C.用卡諾氏液固定細(xì)胞的形態(tài),用甲基綠染液對(duì)染色體染色D.低溫處理洋蔥根尖分生組織細(xì)胞,作用的時(shí)期是細(xì)胞有絲分裂中期
解析 低溫能抑制細(xì)胞有絲分裂前期紡錘體的形成,使細(xì)胞染色體數(shù)目加倍,大多數(shù)細(xì)胞處于間期,因此多數(shù)細(xì)胞染色體數(shù)目未加倍,少數(shù)細(xì)胞的染色體數(shù)目加倍,所以在低倍鏡視野中既有正常的二倍體細(xì)胞,也有染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞,A項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤;低溫能夠抑制紡錘體的形成,但不影響著絲點(diǎn)分裂,B項(xiàng)錯(cuò)誤;染色體的染色使用的是龍膽紫溶液或醋酸洋紅液等堿性染料,C項(xiàng)錯(cuò)誤。
11.果蠅的正常眼基因(E)對(duì)無(wú)眼基因(e)為顯性,位于第4號(hào)染色體上。第4號(hào)染色體多一條或少一條(如下圖)的個(gè)體可以生活,而且能夠繁殖。分析回答下列問(wèn)題:
(1)染色體數(shù)目正常的無(wú)眼果蠅與純種正常眼果蠅雜交得F1,F(xiàn)1自交所得F2中果蠅的表現(xiàn)型及比例為_(kāi)___________________。
解析 染色體數(shù)目正常的無(wú)眼果蠅與正常眼純種果蠅雜交,F(xiàn)1基因型為Ee,F(xiàn)1自交后代出現(xiàn)性狀分離,所得F2果蠅的表現(xiàn)型及比例為正常眼∶無(wú)眼=3∶1。
(2)染色體數(shù)目正常的無(wú)眼果蠅與第4號(hào)染色體單體的正常眼果蠅雜交,子代基因型及比例為_(kāi)____________。
解析 染色體數(shù)目正常的無(wú)眼果蠅只產(chǎn)生一種配子e,第4號(hào)染色體單體的正常眼果蠅能產(chǎn)生含有第4號(hào)染色體和不含第4號(hào)染色體的兩種比例相等的配子,因此子代基因型及比例為Ee∶e=1∶1。
(3)為探究某第4號(hào)染色體三體正常眼果蠅的基因型,可讓其與染色體數(shù)目正常的無(wú)眼果蠅雜交,統(tǒng)計(jì)子代的表現(xiàn)型及比例。①若子代全為正常眼,則該果蠅的基因型為_(kāi)____。②若子代____________________,則該果蠅的基因型為_(kāi)_____。③若子代___________________,則該果蠅的基因型為_(kāi)____。
解析 第4號(hào)染色體三體正常眼果蠅的基因型有三種情況,分別是EEE、EEe或Eee。染色體數(shù)目正常的無(wú)眼果蠅只產(chǎn)生一種配子e。第4號(hào)染色體三體正常眼果蠅的基因型、產(chǎn)生的配子類(lèi)型及比例,與染色體數(shù)目正常無(wú)眼果蠅雜交后,子代基因型及比例、子代表現(xiàn)型及比例如下表:
12.某自花且閉花受粉植物,抗病性和莖的高度是獨(dú)立遺傳的性狀。抗病和感病由基因R和r控制,抗病為顯性;莖的高度由兩對(duì)獨(dú)立遺傳的基因(D、d,E、e)控制,同時(shí)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?,F(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(qǐng)回答:(1)自然狀態(tài)下,該植物一般都是____合子。
解析 由于該植物是自花且閉花受粉植物,所以在自然狀態(tài)下一般都是純合子。
(2)若采用誘變育種,在γ射線(xiàn)處理時(shí),需要處理大量種子,其原因是基因突變具有_________________和多害少利性這三個(gè)特點(diǎn)。
解析 誘變育種時(shí),用γ射線(xiàn)處理種子的原理是基因突變。由于基因突變具有不定向性、低頻性和多害少利性等特點(diǎn),所以需要處理大量種子。
(3)若采用雜交育種,可通過(guò)將上述兩個(gè)親本雜交,在F2中選出抗病矮莖個(gè)體,再經(jīng)連續(xù)______等純合化手段,最后得到穩(wěn)定遺傳的抗病矮莖品種。據(jù)此推測(cè),一般情況下,控制性狀的基因數(shù)越多,其育種過(guò)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,則理論上F2的表現(xiàn)型及其比例為_(kāi)__________________________。
高莖∶中莖∶矮莖=1∶6∶9
解析 如果采用雜交育種的方式,將上述兩個(gè)親本雜交,得F1,在F1自交所得的F2中選出抗病矮莖個(gè)體(D_E_R_),再通過(guò)連續(xù)自交及逐代淘汰的手段,最終獲得能穩(wěn)定遺傳的抗病矮莖品種(DDEERR)。一般情況下,控制性狀的基因數(shù)量越多,需進(jìn)行的自交和篩選操作越多,因此其育種過(guò)程所需年限越長(zhǎng)。若只考慮莖的高度,F(xiàn)1(DdEe)在自然狀態(tài)下繁殖即自交后,F(xiàn)2中表現(xiàn)型及比例為9矮莖(9D_E_)∶6中莖(3D_ee、3ddE_)∶1高莖(1ddee)。
(4)若采用單倍體育種,該過(guò)程涉及的原理有________________________________________。請(qǐng)用遺傳圖解表示其過(guò)程(說(shuō)明:選育結(jié)果只需寫(xiě)出所選育品種的基因型、表現(xiàn)型及其比例)。
植物細(xì)胞的全能性、基因重
解析 若采用單倍體育種的方式獲得所需品種,首先需將兩品種雜交得F1,對(duì)F1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)得到單倍體,繼而使用秋水仙素對(duì)其進(jìn)行處理使其染色體數(shù)目加倍,該過(guò)程涉及的原理有植物細(xì)胞的全能性、基因重組和染色體變異,其遺傳圖解見(jiàn)答案。
13.(2020·天津,17)小麥的面筋強(qiáng)度是影響面制品質(zhì)量的重要因素之一,如制作優(yōu)質(zhì)面包需強(qiáng)筋面粉,制作優(yōu)質(zhì)餅干需弱筋面粉等。小麥有三對(duì)等位基因(A/a,B1/B2,D1/D2)分別位于三對(duì)同源染色體上,控制合成不同類(lèi)型的高分子量麥谷蛋白(HMW),從而影響面筋強(qiáng)度??蒲腥藛T以?xún)煞N純合小麥品種為親本雜交得F1,F(xiàn)1自交得F2,以期選育不同面筋強(qiáng)度的小麥品種。相關(guān)信息見(jiàn)下表。據(jù)表回答:
注:“+”表示有相應(yīng)表達(dá)產(chǎn)物;“-”表示無(wú)相應(yīng)表達(dá)產(chǎn)物。
(1)三對(duì)基因的表達(dá)產(chǎn)物對(duì)小麥面筋強(qiáng)度的影響體現(xiàn)了基因可通過(guò)控制______________來(lái)控制生物體的性狀。
解析 根據(jù)題意可知,小麥中的三對(duì)等位基因控制合成不同類(lèi)型的高分子量麥谷蛋白(HMW),從而影響面筋強(qiáng)度,體現(xiàn)了基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來(lái)控制生物體的性狀。
(2)在F1植株上所結(jié)的F2種子中,符合強(qiáng)筋小麥育種目標(biāo)的種子所占比例為_(kāi)_____,符合弱筋小麥育種目標(biāo)的種子所占比例為_(kāi)___。
解析 根據(jù)表中相關(guān)信息可推知,兩種純合親本的基因型分別為AAB2B2D1D1(小偃6號(hào))、AAB1B1D2D2(安農(nóng)91168),這兩種親本雜交后代F1的基因型為AAB1B2D1D2,F(xiàn)1自交所得F2中符合強(qiáng)筋小麥育種目標(biāo)的種子(AAB2B2D2D2)所占比例為1AA×1/4B2B2×1/4D2D2=1/16;符合弱筋小麥育種目標(biāo)的種子(aaB1B1D1D1)所占比例為0。
(3)為獲得純合弱筋小麥品種,可選擇F2中只含____________產(chǎn)物的種子,采用____________________________________________________等育種手段,選育符合弱筋小麥育種目標(biāo)的純合品種。
解析 要獲得純合弱筋小麥品種aaB1B1D1D1,可選擇F2中只含可表達(dá)甲、乙、丁三種產(chǎn)物的種子(AAB1B1D1D1),采用誘變育種誘變出a基因,或采用基因工程育種導(dǎo)入a基因,或通過(guò)將其與不含甲產(chǎn)物(基因型為aa)的小麥品種進(jìn)行雜交等育種手段獲得。
誘變、基因工程、將其與不含甲產(chǎn)物的小麥品種進(jìn)行雜交
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