新高考生物一輪復習學案：第21講　染色體變異與生物育種-學案下載-教習網(wǎng)

考點一染色體數(shù)目變異和結構變異
1．染色體結構變異
(1)染色體結構變異的類型及實例
(2)染色體變異的結果
2．染色體數(shù)目變異的類型
3．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包括3條常染色體和1條性染色體，可表示為：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。
(2)組成特點
①形態(tài)上：細胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同。
②功能上：控制生物生長、發(fā)育、遺傳和變異的一組染色體。
4．單倍體、二倍體和多倍體
[基礎診斷]
1．染色體變異可在光學顯微鏡下直接觀察到。(必修2 P85正文)(√)
2．果蠅棒狀眼的形成是由染色體部分基因增加引起的基因突變。(必修2 P85圖5－5)(×)
3．染色體易位不改變基因數(shù)量，一般不會對個體性狀產(chǎn)生影響。(必修2 P86正文)(×)
4．多倍體的植株常常是莖稈粗壯，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)的含量都有所增加。(必修2 P87正文)(√)
5．秋水仙素能夠抑制紡錘體的形成，從而使著絲點不能分裂，染色體不能分到兩個子細胞。(必修2 P87正文)(×)
[深度拓展]
1．(必修2 P86黑體字)任何一種類型的染色體結構變異發(fā)生后，排列在染色體上的基因的種類、數(shù)目及排列順序都發(fā)生改變，這種說法你贊同嗎？請用文字描述理由。
提示：不贊同。若發(fā)生倒位，染色體上的基因排列順序發(fā)生改變，但基因的種類和基因數(shù)目未發(fā)生改變。若發(fā)生重復，基因的數(shù)目改變，但基因的種類和排列順序未變。
2．(必修2 P85正文)染色體結構變異大多是不利的，有的會導致生物體死亡，這些變異都能遺傳給后代嗎？若不能遺傳給后代，還屬于可遺傳的變異嗎？為什么？
提示：不都能。屬于，因為遺傳物質(zhì)改變引起的變異是可遺傳的變異。
3．(必修2 P86正文)“雄果蠅精子中的一組染色體組成一個染色體組”，若果蠅的某細胞在減數(shù)第一次分裂后期X染色體和Y染色體沒有分離，最終形成的精子中含有的________(填“是”或“不是”)一個染色體組？生物體的配子中含有的染色體一定是一個染色體組嗎？舉例說明。
提示：不是不一定，四倍體的配子中有兩個染色體組。
1．染色體結構變異、基因突變和基因重組的比較
(1)染色體結構變異與基因突變的區(qū)別
(2)易位與交叉互換的區(qū)別
2.“三法”判定染色體組
(1)根據(jù)染色體形態(tài)判定
細胞內(nèi)形態(tài)、大小相同的染色體有幾條，則含有幾個染色體組。
(2)根據(jù)基因型判定
在細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)出現(xiàn)幾次，則含有幾個染色體組。
(3)根據(jù)染色體數(shù)和染色體的形態(tài)數(shù)推算
染色體組數(shù)＝染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。如果蠅體細胞中有8條染色體，分為4種形態(tài)，則染色體組的數(shù)目為2。
eq \a\vs4\al(圍繞染色體結構變異，考查生命觀念和科學思維的能力)
1．(2020·山東高考)在細胞分裂過程中，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連接在一起，著絲點分裂后向兩極移動時出現(xiàn)“染色體橋”結構，如圖所示。若某細胞進行有絲分裂時，出現(xiàn)“染色體橋”并在兩著絲點間任一位置發(fā)生斷裂，形成的兩條子染色體移到細胞兩極。不考慮其他變異，關于該細胞的說法錯誤的是( )
A．可在分裂后期觀察到“染色體橋”結構
B．其子細胞中染色體的數(shù)目不會發(fā)生改變
C．其子細胞中有的染色體上連接了非同源染色體片段
D．若該細胞基因型為Aa，可能會產(chǎn)生基因型為Aaa的子細胞
C [著絲點分裂后向兩極移動時出現(xiàn)“染色體橋”結構，因此可在分裂后期觀察到“染色體橋”結構，A正確；進行有絲分裂時，“染色體橋”在兩著絲點間任一位置發(fā)生斷裂，形成的兩條子染色體移到細胞兩極，不會改變其子細胞中染色體的數(shù)目，B正確；姐妹染色單體連接在一起，著絲點分裂后出現(xiàn)“染色體橋”結構，因此其子細胞中染色體上不會連接非同源染色體片段，C錯誤；姐妹染色單體形成的“染色體橋”結構在分裂時，會在兩著絲點間任一位置發(fā)生斷裂，形成的一條子染色體可能攜帶有2個相同基因，產(chǎn)生含有2個相同基因的子細胞，若該細胞的基因型為Aa，可能會產(chǎn)生基因型為Aaa的子細胞，D正確。]
2．生物的某些變異可通過細胞分裂某一時期染色體的行為來識別，甲、乙兩模式圖分別表示細胞分裂過程中出現(xiàn)的“環(huán)形圈”“十字形結構”現(xiàn)象，圖中字母表示染色體上的基因，丙圖是細胞分裂過程中染色體在某一時期所呈現(xiàn)的形態(tài)。下列有關敘述正確的是( )
A．甲、乙兩種變異類型屬于染色體結構變異
B．甲圖是由于個別堿基對的增添或缺失，導致染色體上基因數(shù)目改變的結果
C．乙圖是由于四分體時期同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換的結果
D．甲、乙、丙三圖均發(fā)生在減數(shù)第二次分裂過程中
A [甲是染色體結構變異中的缺失或重復，乙是染色體結構變異中的易位，都是染色體結構變異，A正確；個別堿基對的增添或缺失屬于基因突變，甲圖中部分基因發(fā)生了增添或缺失，導致染色體上基因數(shù)目改變，B錯誤；四分體時期同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換，屬于基因重組，而乙圖的易位現(xiàn)象，發(fā)生在非同源染色體之間，C錯誤；甲和乙都發(fā)生聯(lián)會現(xiàn)象，發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期，丙圖表示的是同源染色體的非姐妹染色單體之間進行了交叉互換，也發(fā)生于減數(shù)第一次分裂前期，D錯誤。]
eq \a\vs4\al(圍繞染色體組與染色體數(shù)目的變異，考查科學思維能力)
3．(2020·全國卷Ⅱ)關于高等植物細胞中染色體組的敘述，錯誤的是( )
A．二倍體植物的配子只含有一個染色體組
B．每個染色體組中的染色體均為非同源染色體
C．每個染色體組中都含有常染色體和性染色體
D．每個染色體組中各染色體DNA的堿基序列不同
C [本題考查染色體組的概念。二倍體植物含有兩個染色體組，通過減數(shù)分裂形成的配子中只含有一個染色體組，A正確；染色體組指的是細胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，因此各染色體DNA的堿基序列也不相同，B、D正確；有些高等植物細胞中無性染色體，如水稻、豌豆，染色體組中不含性染色體，C錯誤。]
4．我國科學家以興國紅鯉(2N＝100)為母本、草魚(2N＝48)為父本進行雜交，雜種子一代染色體自動加倍發(fā)育為異源四倍體魚。該異源四倍體與草魚進行正反交，子代均為三倍體。據(jù)此分析細胞內(nèi)的染色體數(shù)目及組成，下列說法錯誤的是( )
A．興國紅鯉的初級卵母細胞可有200條姐妹染色單體
B．三倍體魚產(chǎn)生的精子或卵細胞均含有49條染色體
C．三倍體魚的三個染色體組中兩個來自草魚、一個來自紅鯉
D．異源四倍體產(chǎn)生的卵細胞、精子均含有74 條染色體
B [興國紅鯉的染色體數(shù)目為100條，因此其初級卵母細胞可有200條姐妹染色單體，A正確；三倍體魚由于聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常的精子和卵細胞，B錯誤；異源四倍體魚的染色體組可以表示為AABB，草魚的染色體組可以表示為BB，因此雜交產(chǎn)生的三倍體魚(ABB)的三個染色體組中兩個來自草魚、一個來自紅鯉，C正確；異源四倍體的染色體數(shù)＝(50＋24)×2＝148(條)，因此產(chǎn)生的卵細胞、精子均含有74 條染色體，D正確。]
5．(2021·東北師大附中質(zhì)檢)如圖所示細胞中所含的染色體，下列敘述正確的是( )
A．圖a可能是二倍體生物有絲分裂的后期，含有2個染色體組
B．如果圖c代表由受精卵發(fā)育成的生物的體細胞，則該生物一定是二倍體
C．如果圖b表示體細胞，則圖b代表的生物一定是三倍體
D．圖d中含有1個染色體組，代表的生物一定是由卵細胞發(fā)育而成的，是單倍體
B [圖a可能是二倍體生物細胞有絲分裂的后期，此時細胞中含4個染色體組，A錯誤；圖c含有2個染色體組，由受精卵發(fā)育而來的個體，若體細胞中含有2個染色體組，該個體就一定是二倍體，B正確；圖b細胞中含有3個染色體組，該生物若由受精卵發(fā)育而來就是三倍體，若由配子發(fā)育而來則為單倍體，C錯誤；含有1個染色體組的個體一定是單倍體，但其不一定是由卵細胞發(fā)育而來的，D錯誤。]

考點二低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化
1．實驗原理
低溫抑制紡錘體的形成(并非抑制著絲點分裂)，以致影響染色體被拉向兩極，細胞不能分裂成兩個子細胞，于是染色體數(shù)目加倍。
2．實驗步驟
3．實驗現(xiàn)象
視野中既有正常的二倍體細胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細胞。
4．實驗中的試劑及其作用
[問題探究]
1．除了用低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目加倍，還可用什么方法處理？
提示：秋水仙素處理。
2．經(jīng)低溫誘導處理后，觀察到蒜(或洋蔥)細胞內(nèi)染色體數(shù)目是否一定加倍？能觀察到細胞內(nèi)的染色體組數(shù)目是多少？
提示：不一定。染色體組數(shù)目可能是2個或4個或8個。
3．若要探究誘導植物細胞染色體數(shù)目加倍的最適溫度，如何設置自變量？
提示：設置一系列梯度溫度為自變量。
1．關注實驗中的三個易誤點
(1)選材
①常用的觀察材料有洋蔥、蒜等。
②選材時應選用能進行分裂的分生組織細胞，否則不易觀察到染色體數(shù)目加倍的情況。
(2)觀察
①換用高倍鏡觀察材料時，只能用細準焦螺旋進行調(diào)焦，切不可動粗準焦螺旋。
②顯微鏡下觀察到的是已經(jīng)死亡的細胞。
(3)實驗試劑：卡諾氏液和解離液
①卡諾氏液是固定液的一種。固定液的作用是固定細胞形態(tài)以及細胞內(nèi)的各種結構，固定之后細胞死亡并且定型，不再代謝也不再變化。
②解離液的作用主要是溶解細胞間的連接物質(zhì)，將組織中的細胞分離開來，解離之后細胞死亡。
2．低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化與觀察根尖分生區(qū)組織細胞的有絲分裂實驗的比較
eq \a\vs4\al(圍繞實驗的條件和過程，考查科學探究能力)
1．(2021·山西康杰中學聯(lián)考)下列有關“低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化”實驗的分析，錯誤的是( )
A．有利于細胞分散開來的兩個關鍵步驟是解離和壓片
B．視野中染色體數(shù)目已加倍的細胞占多數(shù)
C．用卡諾氏液浸泡洋蔥根尖的目的是固定細胞的形態(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
B [解離和壓片是有利于細胞分散開來的兩個關鍵步驟，A正確；低溫誘導染色體數(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)細胞是處于分裂間期的，因此視野中染色體數(shù)目已加倍的細胞占少數(shù)，B錯誤、D正確；用卡諾氏液浸泡洋蔥根尖的目的是固定細胞的形態(tài)，C正確。]
2．(2021·湖北孝感一中質(zhì)檢)低溫誘導植物(洋蔥根尖)染色體數(shù)目變化的實驗，以下相關敘述正確的是( )
A．在低倍鏡視野中既有正常的二倍體細胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細胞
B．洋蔥根尖在冰箱的低溫室內(nèi)誘導48 h，可抑制細胞分裂中染色體的著絲點分裂
C．用卡諾氏液固定細胞的形態(tài)后，用龍膽紫溶液對染色體染色
D．低溫處理洋蔥根尖分生組織細胞，作用的時期是細胞有絲分裂中期
A [低溫能抑制細胞有絲分裂前期紡錘體的形成，使細胞染色體數(shù)目加倍，又因為大多數(shù)細胞處于間期，因此多數(shù)細胞染色體數(shù)未加倍，少數(shù)細胞的染色體數(shù)目加倍，所以在低倍鏡視野中既有正常的二倍體細胞，也有染色體數(shù)目加倍的細胞，A正確，D錯誤；低溫能夠抑制紡錘體的形成，但不影響著絲點分裂，B錯誤；用龍膽紫溶液染色前，需要用95%酒精沖洗卡諾氏固定液，然后再解離，漂洗，C錯誤。]
eq \a\vs4\al(圍繞實驗原理的拓展，考查科學探究能力)
3．為獲得玉米多倍體植株，采用以下技術路線。據(jù)圖回答：
(1)可用____________對圖中發(fā)芽的種子進行誘導處理。
(2)篩選鑒定多倍體時，剪取幼苗根尖固定后，經(jīng)過解離、漂洗、染色、制片，觀察________區(qū)的細胞。若裝片中的細胞均多層重疊，原因是____________________________________。統(tǒng)計細胞周期各時期的細胞數(shù)和細胞中的染色體數(shù)。如表分別為幼苗Ⅰ中的甲株和幼苗Ⅱ中的乙株的統(tǒng)計結果。
可以利用表中數(shù)值________和__________________，比較甲株細胞周期中的間期與分裂期的時間長短。
(3)依據(jù)表中結果，繪出形成乙株的過程中，誘導處理使染色體數(shù)加倍的細胞周期及下一個細胞周期的染色體數(shù)變化曲線。
解析： (1)人工誘導多倍體可用秋水仙素或低溫處理萌發(fā)的種子或幼苗。(2)可通過觀察幼苗根尖臨時裝片中的分生區(qū)細胞篩選鑒定多倍體。解離、壓片有利于細胞分散，若根尖解離不充分或壓片不充分，將導致裝片中的細胞多層重疊。因處于不同時期的細胞數(shù)與計數(shù)細胞總數(shù)的比值可反映該時期在細胞周期中所占的時間比，故可以通過對比間期細胞數(shù)(x1)與分裂期細胞數(shù)(x2＋x3＋x4＋x5)來比較間期與分裂期時間的長短。(3)題目要求畫出誘導染色體數(shù)加倍的細胞周期及下一個細胞周期的染色體變化曲線。注意第一個細胞周期結束時，細胞中染色體數(shù)為正常體細胞的二倍。詳見答案。
答案： (1)秋水仙素(或低溫) (2)分生解離不充分或壓片不充分 x1 x2＋x3＋x4＋x5
(3)
考點三生物育種的原理及應用
1．單倍體育種
(1)原理：染色體(數(shù)目)變異。
(2)過程
eq \x(\(\s\up7(花),\s\d5(藥))) eq \(――→,\s\up7(離體),\s\d5(培養(yǎng))) eq \x(\(\s\up7(單倍體),\s\d5(幼苗))) eq \(―――――――→,\s\up7(人工誘導),\s\d5(用秋水仙素處理)) eq \x(\a\al(染色體數(shù)目,加倍，并得,到純合子))
(3)優(yōu)點：明顯縮短育種年限。
(4)缺點：技術復雜。
2．多倍體育種
(1)方法：用秋水仙素或低溫處理。
(2)處理材料：萌發(fā)的種子或幼苗。
(3)原理：染色體(數(shù)目)變異。
(4)實例：三倍體無子西瓜的培育
①兩次傳粉 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(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))
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)目加倍，而未經(jīng)處理部分(如根部細胞)的染色體數(shù)不變。
③三倍體西瓜無子的原因：三倍體西瓜植株在減數(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。
3．雜交育種
(1)原理：基因重組。
(2)過程
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 eq \(――→,\s\up7(?)) F2→選出表現(xiàn)型符合要求的個體種植并推廣。
③培育顯性純合子品種
a．植物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1自交→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型，連續(xù)自交至不發(fā)生性狀分離為止。
b．動物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1雌雄個體交配→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型與隱性類型測交，選擇后代不發(fā)生性狀分離的F2個體。
(3)優(yōu)點：操作簡便，可以把多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起。
(4)缺點：獲得新品種的周期長。
4．誘變育種
(1)原理：基因突變。
(2)過程
(3)優(yōu)點
①可以提高突變率，在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。
②大幅度地改良某些性狀。
(4)缺點：有利變異個體往往不多，需要處理大量材料。
[基礎診斷]
1．雜交育種只能利用已有基因的重組，按需選擇，并不能創(chuàng)造新的基因。(必修2 P99正文)(√)
2．誘變育種可以提高突變率，在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。(必修2 P100正文)(√)
3．高產(chǎn)青霉菌的選育、黑農(nóng)五號的培育、中國荷斯坦牛的培育的獲得方法為誘變育種。(必修2 P100正文)(×)
4．用秋水仙素處理單倍體植株后得到的一定是二倍體。(必修2 P87正文)(×)
5．二倍體生物花藥離體培養(yǎng)后即可得到純合子。(必修2 P87正文)(√)
[深度拓展]
1．(必修2 P87正文)單倍體育種和多倍體育種都需用秋水仙素處理，前者操作對象是__________________；后者操作對象為________________________________。
提示：幼苗期的單倍體植株萌發(fā)期的種子或幼苗期的正常植株
2．(必修2 P89拓展題)三倍體西瓜為什么沒有種子，真的一顆種子都沒有嗎？
提示：三倍體植株不能進行正常的減數(shù)分裂形成正常的生殖細胞，因而不能發(fā)育成種子，而果實能正常發(fā)育。但絕不是一顆種子都沒有，其原因是在進行減數(shù)分裂時，有可能形成正常的生殖細胞，產(chǎn)生正常的受精卵，形成種子，但比例極低。
3．(必修2 P99正文)雜交育種選育從F2開始的原因是________________________。其實踐過程中一定需要連續(xù)自交嗎？為什么？_________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
提示：從F2開始發(fā)生性狀分離不一定需要連續(xù)自交。若選育顯性優(yōu)良純種，需要連續(xù)自交篩選直至性狀不再發(fā)生分離；若選育隱性優(yōu)良純種，則只要在F2中出現(xiàn)該性狀個體即可
1．單倍體育種與雜交育種的關系
2．據(jù)不同育種目標選擇不同育種方案
eq \a\vs4\al(雜交育種與誘變育種分析與應用)
1．(2021·柳州一模)用X射線照射萌發(fā)的番茄種子后，某種子發(fā)生了基因突變出現(xiàn)了一個新性狀。下列有關分析錯誤的是( )
A．在基因突變形成后，突變基因的結構發(fā)生了改變
B．X射線照射會提高番茄種子基因突變的頻率
C．發(fā)生基因突變的DNA分子中，嘌呤與嘧啶的比例發(fā)生了改變
D．該植株自交后代出現(xiàn)性狀分離，說明該突變可能是顯性突變
C [基因突變是DNA分子中發(fā)生了堿基對的替換、增添和缺失，因此在基因突變形成后，突變基因的結構發(fā)生了改變，A正確；X射線照射屬于物理誘變因素，會提高番茄種子基因突變的頻率，B正確；發(fā)生基因突變的DNA分子中，嘌呤與嘧啶的比例未發(fā)生改變，C錯誤；該植株自交后代出現(xiàn)性狀分離，說明該突變可能是顯性突變，D正確。]
2．(2022·長沙模擬)玉米是重要的糧食作物，自然條件下既能自交也能雜交，存在雜種優(yōu)勢(即雜合子表現(xiàn)出的某些性狀或綜合性狀優(yōu)于其純合親本的現(xiàn)象)，因此農(nóng)田中種植的玉米均為雜合子。
回答下列問題：
(1)具有雜種優(yōu)勢的個體自交，子一代都會出現(xiàn)優(yōu)勢衰退的現(xiàn)象，其原因是________________________________________________________。若親代(含1對等位基因)連續(xù)自交3代，具有雜種優(yōu)勢的植株所占的比例為________。
(2)玉米的出籽率由基因B、b控制，現(xiàn)有一定數(shù)量的基因型為BB和bb的籽粒，農(nóng)科所想每年都獲得生產(chǎn)所需的雜交種，請用遺傳圖解和必要的文字說明表示其育種流程。
(3)玉米種植過程中，遇到連續(xù)陰雨天氣會造成花粉吸水漲破，用一定濃度的生長素類似物處理________(填“能”或“不能”)避免玉米的減產(chǎn)。
解析： (1)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時，玉米雜交種的雜種優(yōu)勢明顯，但子一代會出現(xiàn)雜種優(yōu)勢衰退現(xiàn)象，這是因為雜合子產(chǎn)生配子時發(fā)生了等位基因分離，使自交子代出現(xiàn)一定比例的純合子。設親代的基因型為Aa，根據(jù)基因分離定律，自交子一代中雜合子Aa占1/2，自交子二代中雜合子占1/2×1/2＝1/4，自交子三代中雜合子占1/4×1/2＝1/8，故雜種親代連續(xù)自交3代，具有雜種優(yōu)勢的植株所占的比例為1/8。(2)想每年都獲得生產(chǎn)所需的雜交種，需每年保留顯隱性的純合子，一部分留種，一部分用于雜交產(chǎn)生雜合子，具體圖解如答案所示。(3)玉米收獲的是種子，用一定濃度的生長素類似物處理未受粉的雌蕊，可以得到無籽果實，但不能避免玉米的減產(chǎn)。
答案： (1)雜合子產(chǎn)生配子時等位基因分離，使自交子代出現(xiàn)一定比例的純合子 1/8
(2)
(3)不能
eq \a\vs4\al(單倍體育種與多倍體育種的分析與應用)
3．(2022·惠民模擬)下圖為某二倍體植物單倍體育種過程，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(或花粉)離體培養(yǎng)的方法
C．③中秋水仙素抑制著絲點分裂
D．④中選到的植株中 eq \f(1,4) 為純合子
B [①為雜交過程，產(chǎn)生的子代染色體數(shù)目沒有改變，A錯誤；③中秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成，但是不抑制著絲點的分裂，C錯誤；④過程產(chǎn)生比例相等的4種純合子，且選到的寬葉抗病植株均為純合子，D錯誤。]
4．(2022·濰坊模擬)我國小麥育種專家李振聲將長穗偃麥草的抗病、高產(chǎn)等基因轉(zhuǎn)移到普通小麥中，培育成了“小麥二體異附加系”(流程如圖所示)。普通小麥6n＝42，記為42W；長穗偃麥草2n＝14，記為14E。根據(jù)流程示意圖判斷，下列敘述錯誤的是( )
A．①過程可用秋水仙素處理，得到純合二倍體
B．丙染色體組成具有多樣性與乙形成配子時7E隨機分配有關
C．丁自交產(chǎn)生的子代中，含有2E的植株戊約占1/4
D．該育種過程依據(jù)的原理是基因重組和染色體變異
A [①過程可用秋水仙素處理，得到八倍體，A錯誤；丙染色體組成具有多樣性與乙形成配子時7E隨機分配有關，B正確；丁形成配子時含E的概率為1/2，所以自交產(chǎn)生的子代中，含有2E的植株戊約占1/2×1/2＝1/4，C正確；該育種過程依據(jù)的原理是基因重組和染色體數(shù)目變異，D正確。]
1．(全國卷)小麥品種是純合體，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；馬鈴薯品種是雜合體(有一對基因雜合即可稱為雜合體)，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。請分別設計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要說明。(寫出包括親本在內(nèi)的前三代即可)
解析：本題是對雜交育種的過程的程序設計的考查。雜交育種是通過雜交把不同親本的優(yōu)良性狀集中到一個個體上，然后進行選擇培育獲得新品種的方法。小麥是種子繁殖，在育種過程中獲得具有優(yōu)良品種的個體后需要經(jīng)過連續(xù)自交，獲得能穩(wěn)定遺傳的純合體；馬鈴薯可以用塊莖進行無性繁殖，因此獲得具有優(yōu)良性狀的個體后，可以應用無性繁殖進行推廣。
答案：小麥新品種的培育過程是：
2．(2020·新課標Ⅲ)普通小麥是目前世界各地栽培的重要糧食作物。普通小麥的形成包括不同物種雜交和染色體加倍過程，如圖所示(其中A、B、D分別代表不同物種的一個染色體組，每個染色體組均含7條染色體)。在此基礎上，人們又通過雜交育種培育出許多優(yōu)良品種。回答下列問題：
(1)在普通小麥的形成過程中，雜種一是高度不育的，原因是_______________________。
已知普通小麥是雜種二染色體加倍形成的多倍體，普通小麥體細胞中有 ________條染色體。一般來說，與二倍體相比，多倍體的優(yōu)點是 ____________________(答出2點即可)。
(2)若要用人工方法使植物細胞染色體加倍，可采用的方法有_____________________(答出1點即可)。
(3)現(xiàn)有甲、乙兩個普通小麥品種(純合體)，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、乙為實驗材料設計實驗獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種，請簡要寫出實驗思路。
解析：本題考查染色體組的概念、育種方法及原理。(1)由題干信息A、B、D分別代表不同物種的一個染色體組可知，雜種一(AB)的A與B之間無同源染色體，減數(shù)分裂過程中聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常的配子，因而高度不育。由題干信息可知，每個染色體組均含7條染色體，普通小麥的染色體組成為AABBDD，故其體細胞中有42條染色體。一般來說，與二倍體相比，多倍體的優(yōu)點是莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。(2)人工誘導植物細胞染色體數(shù)目加倍可采用秋水仙素處理(或低溫誘導)植物萌發(fā)的種子或幼苗。(3)欲將同種生物的兩個或多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起，通常采用雜交育種的方法。獲得雜種子一代后，將子一代個體自交獲得子二代，選擇符合要求的個體繼續(xù)自交，直到出現(xiàn)不發(fā)生性狀分離且表現(xiàn)型為抗病抗倒伏的植株，即為可以穩(wěn)定遺傳的新品種；另外也可以對子一代進行花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體，用適宜濃度的秋水仙素處理單倍體幼苗使其染色體數(shù)目加倍，表現(xiàn)型為抗病抗倒伏的植株即為可以穩(wěn)定遺傳的新品種。前者操作簡單、耗時長，后者操作技術要求高、時間短。
答案： (1)無同源染色體，不能進行正常的減數(shù)分裂 42 營養(yǎng)物質(zhì)含量高、莖稈粗壯 (2)秋水仙素處理或低溫誘導 (3)甲、乙兩個品種雜交，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。
1．根據(jù)不同育種目標選擇不同育種方案
2.根據(jù)提供的材料選擇合適的育種方法
(1)有些植物如小麥、水稻等，雜交實驗較難操作，則在選育顯性純合子時最簡便的方法是自交。
(2)實驗植物若為營養(yǎng)繁殖類，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。
(3)實驗材料若為原核生物，則不能運用雜交育種，細菌一般采用誘變育種和基因工程育種。
(4)動物育種時，只能選相同性狀的個體相互交配，待性狀分離后篩選，然后用測交方法檢測純合子，這是由于動物大多是雌雄異體，不能“自交”。
1．為提高產(chǎn)量，在生產(chǎn)中使用的玉米種子都是雜交種?，F(xiàn)有長果穗(M)白粒(n)和短果穗(m)黃粒(N)兩個玉米雜合子品種，為了達到長期培育長果穗黃粒(MmNn)雜交種玉米的目的，請你完善下列兩個品種間雜交育種方案：
方案一：長果穗白粒(Mmnn)和短果穗黃粒(mmNn)品種分別連續(xù)自交，_______________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
方案二：讓長果穗白粒(Mmnn)和短果穗黃粒(mmNn)兩玉米雜合子品種雜交，________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
方案三：請以遺傳圖解的形式表示并簡要說明。
答案：方案一：分別選育出基因型為MMnn和mmNN的玉米植株，部分自交留種，部分雜交即可獲得長果穗黃粒的雜交玉米
方案二：從子代中選擇表現(xiàn)型為短果穗白粒的玉米留種，選擇表現(xiàn)型為長果穗黃粒的玉米植株連續(xù)自交，再選育出基因型為MMNN的玉米留種，取一部分留種的玉米間相互雜交即可獲得長果穗黃粒的雜交玉米
方案三：
2．(2021·濰坊三模)育種工作對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意義重大。早在栽培植物出現(xiàn)之初人類簡單地種植和采收活動中，就已有了作物育(選)種的萌芽?！对娊?jīng)》載：“黍稷重穆，禾麻菽麥”就有了根據(jù)作物習性早、晚播種和先、后收獲的記錄，可見中國在周代已形成不同播期和熟期的作物品種概念。隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們在生產(chǎn)實踐中不斷探索新的方法，使得育種工作進入了一個嶄新的歷程。
(1)我國古代勞動人民采用的育種方式是選擇育種，這種育種方式的最大缺點是____________________________。
(2)假設A、b代表玉米的優(yōu)良基因，這兩種基因是獨立遺傳的。現(xiàn)有AABB、aabb兩個品種，若要培育出優(yōu)良品種AAbb，某同學設計了如下方案：
AABB×aabb→F1(自交)→F2(自交)……→AAbb植株
該方法的育種原理是____________，最早可以從________(填“F1”或“F2”)開始篩選。這一育種方法的缺陷之一就是需要多代自交，用時長。為克服這一缺陷，可以采取另一種育種方案，簡要寫出該方案的流程：______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)作為雜交育種重要分支的回交(兩個親本雜交獲得的子一代再和親本之一雜交，稱作回交)育種，正越來越受到育種專家的重視，這是因為在育種工作中，單純一次雜交并不能保證將某些優(yōu)良性狀整合到待推廣的品種之中?；亟豢蓪我粌?yōu)良基因?qū)肽骋黄贩N并使之盡快純合。回交獲得的子一代記作BC1F1(BC1F1自交繁殖的后代，就是BC1F2)，它與用作回交的親本再次回交，獲得的子一代就是BC2F1，依次類推。其中用作回交的原始親本為輪回親本，一般是具有許多優(yōu)良性狀的待推廣品種；另一個雜交親本稱為非輪回親本，一般是具有輪回親本沒有的一兩個優(yōu)良性狀。它們和后代之間的關系如圖所示。
①假如非輪回親本甲的基因型AA，輪回親本乙的基因型aa，F(xiàn)1自交的F2和回交的BC1F1，a基因的頻率分別為________、________，由此可以看出，回交后代的基因頻率向____________偏移。
②“明恢63”是雜交秈稻的一個優(yōu)良品種，具備很多優(yōu)良性狀，但對白葉枯病的抗性很差。現(xiàn)提供高抗白葉枯病的顯性純合基因植物(簡稱“高抗”)為材料，采用回交的方法獲得高抗白葉枯病“明恢63”品系的“BC3F1”，以后采用自交和抗病性鑒定相結合的辦法，獲得高抗白葉枯病的“明恢63”的品系。請參照回交育種過程，寫出用兩種親本培育“BC3F1”過程的圖解。
解析： (1)選擇育種是利用生物的變異，通過長期選擇，汰劣留良，獲得優(yōu)良品種，這種育種方式的最大缺點是周期長，而且可選擇的范圍是有限。(2)據(jù)圖可知，利用兩品種雜交得到的F1自交，再選擇F2中符合要求的個體連續(xù)自交，直到獲得AAbb純種，該方法為雜交育種，依據(jù)F1產(chǎn)生配子時來自不同親本的基因自由組合，即基因重組的原理，該方法最早可以從F2開始篩選。這一育種方法的缺陷之一就是需要多代自交，用時長。為克服這一缺陷，可以采取單倍體育種，該方案的流程為AABB×aabb→F1→花藥離體培養(yǎng)→單倍體幼苗→秋水仙素處理→選擇純合AAbb。秋水仙素處理后獲得的均為純合子，因而大大縮短了育種年限。(3)①假如非輪回親本甲的基因型AA，輪回親本乙的基因型aa，F(xiàn)1自交得到的F2基因型為 eq \f(1,4) AA、 eq \f(1,2) Aa、 eq \f(1,4) aa，a基因頻率為 eq \f(1,4) ＋ eq \f(1,2) × eq \f(1,2) ＝ eq \f(1,2) ；回交的BC1F1基因型為 eq \f(1,2) Aa、 eq \f(1,2) aa，a基因的頻率為 eq \f(1,2) ＋ eq \f(1,2) × eq \f(1,2) ＝ eq \f(3,4) ，由此可以看出，回交后代的基因頻率向輪回親本偏移。②利用高抗白葉枯病的顯性純合基因植物(簡稱“高抗”)為材料，采用回交的方法獲得高抗白葉枯病“明恢63”品系的“BC3F1”，應進行了三次回交，以后采用自交和抗病性鑒定相結合的辦法，獲得高抗白葉枯病的“明恢63”的品系。用兩種親本培育“BC3F1”過程的圖解如下：
一、網(wǎng)絡構建
二、要語必記
1．染色體結構改變的實質(zhì)是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．染色體組的準確表述是細胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異。
3．單倍體是指體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體。
4．多倍體是指由受精卵發(fā)育而來的個體，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。
5．能產(chǎn)生前所未有的新基因，創(chuàng)造變異新類型的育種方式是誘變育種。
6．能將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀集中到同一生物個體上的育種方式是雜交育種。
類型
圖解
顯微觀察
的聯(lián)會異常
舉例
缺失
貓叫綜合征、果蠅的缺刻翅
重復
果蠅的棒狀眼
易位
人慢性粒細胞白血病、夜來香、果蠅花斑眼
倒位
果蠅卷翅
項目
染色體易位
交叉互換
圖解
區(qū)
別
位置
發(fā)生于非同源染色體
發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間
原理
染色體結構變異
基因重組
觀察
可在光學顯微鏡下觀察到
在光學顯微鏡下觀察不到
“兩看法”判斷單倍體、二倍體和多倍體
項目
低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化
觀察根尖分生區(qū)組織細胞的有絲分裂
培養(yǎng)
待蒜(或洋蔥)長出約1 cm長的不定根時，放入冰箱冷藏室內(nèi)誘導培養(yǎng)48～72 h
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
有關單倍體育種和多倍體育種的三個易錯點
(1)單倍體育種一般應用于二倍體植物，因為若為四倍體植物，通過單倍體育種形成的個體不一定是純合子。
(2)用秋水仙素處理植株使染色體數(shù)目加倍，若操作對象是單倍體植株，屬于單倍體育種；
若操作對象為正常植株，叫多倍體育種，不能看到“染色體數(shù)目加倍”就認為是多倍體育種。
(3)單倍體育種和多倍體育種都需用秋水仙素處理，使染色體數(shù)目加倍。單倍體育種在幼苗期處理，多倍體育種在種子萌發(fā)期或幼苗期處理。
析個性
第1題直接考查雜交育種過程的程序設計；第2題以多倍體育種為素材考查育種程序分析和育種實驗設計
找共性
兩個題目考查的內(nèi)容雖有不同，但命題角度基本一致，都主要考查生物育種程序分析和雜交育種實驗設計。解答此類問題要明確各種育種方法的原理、方法和一般操作程序
育種目標
育種方案
集中雙親優(yōu)良性狀
單倍體育種
雜交育種
對原品系實施“定向”改造
基因工程及植物細胞工程育種
讓原品系產(chǎn)生新性狀
誘變育種
使原品系營養(yǎng)器官
“增大”或“加強”
多倍體育種

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