第2講　染色體變異與生物育種
[考綱展示]　1.染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異(Ⅱ)　2.生物變異在育種上的應(yīng)用(Ⅱ)　3.實(shí)驗(yàn)：低溫誘導(dǎo)染色體加倍
考點(diǎn)一| 染色體變異


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(dǎo)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(gè)別染色體的增加或減少等。
②整倍性變異：細(xì)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概念：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。
②組成

如圖中雄果蠅體細(xì)胞染色體中的一個(gè)染色體組可表示為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。
(3)二倍體、多倍體和單倍體的比較
比較項(xiàng)目
二倍體
多倍體
單倍體
個(gè)體發(fā)育起點(diǎn)
受精卵
受精卵
配子
染色體組數(shù)
2個(gè)
3個(gè)或3個(gè)以上
配子中染色體組數(shù)
成因

有絲分裂或減數(shù)分裂染色體不分離
由配子直接發(fā)育而成
植株特點(diǎn)
正常可育
器官大、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較高
長(zhǎng)得弱小，且高度不育
實(shí)例
人、果蠅、玉米
香蕉、馬鈴薯
蜜蜂的雄蜂等
[判斷與表述]
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)染色體缺失有利于隱性基因的表達(dá)，可提高個(gè)體的生存能力。(×)
提示：染色體缺失也有可能導(dǎo)致隱性基因丟失，不利于隱性基因的表達(dá)。
(2)基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導(dǎo)致個(gè)體表現(xiàn)型改變。(×)
提示：基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都有可能使個(gè)體表現(xiàn)型改變。
(3)染色體易位不改變基因數(shù)量，對(duì)個(gè)體性狀不會(huì)產(chǎn)生影響。(×)
提示：染色體易位不改變細(xì)胞內(nèi)基因的數(shù)量，可能對(duì)當(dāng)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(duì)生物體是不利的。
(4)在減數(shù)分裂和有絲分裂過(guò)程中，非同源染色體之間交換一部分片段，可導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異。(√)
(5)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)。(√)
(6)染色體組整倍性變化必然導(dǎo)致基因種類的增減。(×)
提示：染色體組整倍性增加會(huì)導(dǎo)致基因的數(shù)量增加，但基因的種類不變。
(7)二倍體生物花藥離體培養(yǎng)后即可得到純合子。(×)
提示：二倍體生物花藥離體培養(yǎng)得到單倍體，后經(jīng)秋水仙素加倍才得到純合子。
2．思考回答(規(guī)范表述)
二倍體植物生活在某些環(huán)境條件下容易發(fā)生細(xì)胞分裂異常，若某二倍體植物經(jīng)有性生殖產(chǎn)生的子一代植株具有下列變異表現(xiàn)：葉片等器官比較大；抗逆性增強(qiáng)；高度不育等。則這種變異產(chǎn)生的途徑最可能是什么？并作出簡(jiǎn)要分析。
提示：?jiǎn)伪扼w和三倍體植株體細(xì)胞中同源染色體不是成對(duì)存在的，其中單倍體植株矮小，因此該子一代植株應(yīng)為三倍體植株，父本在幼苗期有絲分裂受阻形成四倍體，母本減數(shù)分裂形成正常雌配子，兩者雜交后將形成三倍體。

1．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
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.多倍體的產(chǎn)生過(guò)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(xì)胞中含有2n條染色體，減數(shù)分裂時(shí)，某對(duì)同源染色體沒(méi)有分開(kāi)或者姐妹染色單體沒(méi)有分開(kāi)，導(dǎo)致產(chǎn)生含有(n＋1)、(n－1)條染色體的配子，如下圖所示：

性染色體數(shù)目的增加或減少與精子、卵細(xì)胞形成過(guò)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(shí)期
卵原細(xì)胞減數(shù)分裂異常(精原細(xì)胞減數(shù)分裂正常)
精原細(xì)胞減數(shù)分裂異常(卵原細(xì)胞減數(shù)分裂正常)
不正常卵細(xì)胞
不正常子代
不正常精子
不正常子代

減Ⅰ時(shí)異常
XX
XXX，XXY
XY
XXY
O
XO，YO
O
XO
減Ⅱ時(shí)異常
XX
XXX，XXY
XX
XXX
O
XO，YO
YY
XYY
－
－
O
XO
4.關(guān)于生物變異的四點(diǎn)提醒
(1)染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失和重復(fù)都不會(huì)產(chǎn)生新基因，染色體缺失會(huì)導(dǎo)致基因種類的減少，染色體重復(fù)不會(huì)改變基因的種類。
(2)基因突變?cè)陲@微鏡下不能觀察到，但是由基因突變引起的性狀改變有可能用顯微鏡可觀察到，如鐮刀型細(xì)胞貧血癥可以用顯微鏡觀察紅細(xì)胞的形態(tài)進(jìn)行判斷。
(3)體細(xì)胞中含有奇數(shù)個(gè)染色體組的單倍體或多倍體均是高度不育的，原因是進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)無(wú)同源染色體聯(lián)會(huì)或同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生可育的配子。

◎考法1　考查染色體結(jié)構(gòu)變異
[解題指導(dǎo)] 染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的判斷

1．(2019·聊城月考)如圖中甲、乙兩個(gè)體的一對(duì)同源染色體中各有一條發(fā)生變異(字母表示基因)。下列敘述正確的是(　　)

A．個(gè)體甲的變異對(duì)表現(xiàn)型無(wú)影響
B．個(gè)體乙細(xì)胞減數(shù)分裂形成的四分體異常
C．個(gè)體甲自交的后代，性狀分離比為3∶1
D．個(gè)體乙染色體沒(méi)有基因缺失，表現(xiàn)型無(wú)異常
B　[據(jù)圖可知個(gè)體甲的變異是缺失，個(gè)體乙的變異是倒位，均會(huì)導(dǎo)致表現(xiàn)型異常，A和D選項(xiàng)錯(cuò)誤；個(gè)體甲自交，后代可能出現(xiàn)缺失染色體純合個(gè)體致死現(xiàn)象，后代性狀分離比不一定是3∶1，C項(xiàng)錯(cuò)誤；個(gè)體乙細(xì)胞減數(shù)分裂形成的四分體異常，B項(xiàng)正確。]
2．生物的某些變異可通過(guò)細(xì)胞分裂某一時(shí)期染色體的行為來(lái)識(shí)別。甲、乙兩模式圖分別表示細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程中出現(xiàn)的“環(huán)形圈”“十字形結(jié)構(gòu)”現(xiàn)象，圖中字母表示染色體上的基因。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)

A．甲、乙兩圖所示變異類型分別屬于染色體結(jié)構(gòu)變異、基因重組
B．甲圖所示為個(gè)別堿基對(duì)的增添或缺失，導(dǎo)致染色體上基因數(shù)目改變
C．乙圖所示為四分體時(shí)期同源染色體上的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換的結(jié)果
D．甲、乙兩圖常出現(xiàn)在減數(shù)第一次分裂前期，染色體數(shù)目與DNA數(shù)目之比為1∶2
D　[甲圖中染色體增添或缺失了部分片段，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；乙圖表示的是兩對(duì)同源染色體之間的片段互換，也屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，而不是四分體時(shí)期同源染色體上的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換。染色體的出現(xiàn)及同源染色體的聯(lián)會(huì)發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期，此時(shí)每條染色體上有兩條姐妹染色單體，故染色體數(shù)目與DNA數(shù)目之比為1∶2。]
◎考法2　考查染色體數(shù)目變異
3.二倍體生物如果某一對(duì)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(huì)時(shí)，3條同源染色體中的任意2條隨意配對(duì)聯(lián)會(huì)正常分離，另1條同源染色體不能配對(duì)，隨機(jī)地移向細(xì)胞的一極。某基因型為AaBb的二倍體番茄(A、a位于5號(hào)染色體，B、b位于6號(hào)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(shí)6號(hào)染色體出錯(cuò)，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．三體的出現(xiàn)豐富了生物的遺傳多樣性，但還不是一個(gè)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(xì)胞有絲分裂裝片進(jìn)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(xì)胞形成過(guò)程出錯(cuò)，產(chǎn)生了基因型為ABb或aBb或Abb或abb的配子。三體不是一個(gè)新的物種，其形成屬于染色體變異中的染色體數(shù)目變異。]
4．(2019·遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三模擬)二倍體(染色體組成為2n)生物中，某一對(duì)同源染色體少一條，染色體表示為2n－1的個(gè)體稱為單體；缺失一對(duì)同源染色體，染色體表示為2n－2的個(gè)體稱為缺體。請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：
(1)單體、缺體這些植株的變異類型為_(kāi)_______，缺體形成的原因之一可能是親代中的一方在減數(shù)第一次分裂過(guò)程中____________________所致。理想情況下，某單體植株(2n－1)自交后代中，染色體組成和比例為_(kāi)_______。
(2)小麥的染色體數(shù)為2n＝42，無(wú)芒(S)對(duì)有芒(s)是顯性?，F(xiàn)有21種無(wú)芒的單體品系，可利用雜交實(shí)驗(yàn)把S基因定位在具體染色體上?，F(xiàn)想了解S基因是否在6號(hào)染色體上，請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)的基本思路，預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論。
基本思路：__________________________________________________。
預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論：
______________________________________________________________。
解析：(1)由題干信息可知單體、缺體這些植株的變異類型為染色體數(shù)目變異。若親代中的雙方在減數(shù)第一次分裂后期有一對(duì)同源染色體未分離，則可能產(chǎn)生n－1的配子，兩種n－1配子的結(jié)合后發(fā)育的個(gè)體為2n－2的缺體。單體(2n－1)產(chǎn)生的配子有n和n－1兩種類型，故單體自交后代為2n∶2n－1∶2n－2(正?！脝误w∶缺體)＝1∶2∶1。
(2)為確定S基因是否在6號(hào)染色體上，可讓正常有芒植株(ss)與無(wú)芒的6號(hào)單體品系進(jìn)行雜交，觀察并統(tǒng)計(jì)后代表現(xiàn)型及比例。若S不在缺失的6號(hào)染色體上，則無(wú)芒單體品系的基因型為SS，雜交后代均為無(wú)芒；若S在缺失的6號(hào)染色體上，則無(wú)芒單體品系的基因型為S0，雜交后代中無(wú)芒(Ss)∶有芒(s0)＝1∶1。
答案：(1)(個(gè)別)染色體(數(shù)目)變異　同源染色體未分離　2n∶2n－1∶2n－2(正?！脝误w∶缺體)＝1∶2∶1
(2)基本思路：正常有芒植株(ss)與無(wú)芒的6號(hào)單體品系進(jìn)行雜交，觀察并統(tǒng)計(jì)后代表現(xiàn)型及比例
預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論：
如果后代都是無(wú)芒的，則表明S基因不在缺失的6號(hào)染色體上；
如果后代無(wú)芒∶有芒＝1∶1，則表明S基因在缺失的6號(hào)染色體上
◎考法3　綜合考查生物變異類型及其判斷

1.可遺傳變異與不可遺傳變異及判斷方法

2．基因突變與基因重組的判斷

3．染色體變異與基因突變的判斷
(1)判斷依據(jù)：光學(xué)顯微鏡下能觀察到的是染色體變異，不能觀察到的是基因突變。
(2)具體操作：制作正常個(gè)體與待測(cè)變異個(gè)體的有絲分裂臨時(shí)裝片，找到中期圖進(jìn)行染色體結(jié)構(gòu)與數(shù)目的比較可以判斷是否發(fā)生了染色體變異。
5．如圖①、②、③、④分別表示不同的變異類型，其中圖③中的基因2由基因1變異而來(lái)。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
C　[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；圖③中的變異屬于基因突變中的堿基對(duì)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(fù)；圖中4種變異原因都是遺傳物質(zhì)的改變，都能夠遺傳。]
6．一只紅眼雄果蠅(XBY)與一只白眼雌果蠅(XbXb)雜交，子代中發(fā)現(xiàn)有一只白眼雌果蠅。分析認(rèn)為，該白眼雌果蠅出現(xiàn)的原因有兩種：親本果蠅在產(chǎn)生配子過(guò)程中發(fā)生了基因突變或染色體片段缺失。(注：控制某一性狀的基因都缺失時(shí)，胚胎致死；各型配子活力相同)
(1)甲同學(xué)想通過(guò)一次雜交的方法以探究其原因。請(qǐng)你幫助他完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
實(shí)驗(yàn)步驟：
①____________________________________________________________
②____________________________________________________________。
結(jié)果預(yù)測(cè)：
Ⅰ.如果________________________，則為基因突變；
Ⅱ.如果________________________，則為染色體片段缺失。
(2)乙同學(xué)認(rèn)為可以采用更簡(jiǎn)便的方法驗(yàn)證甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，乙同學(xué)的方法是______________________________________________________________。
解析：(1)用代入法進(jìn)行倒推，通過(guò)一次雜交的方法(讓這只雌果蠅與正常紅眼雄果蠅交配)來(lái)確定變異的類型。若發(fā)生了基因突變，這只雌果蠅的基因型為XbXb，子代中雌果蠅為紅眼，雄果蠅為白眼，雌雄個(gè)體數(shù)之比為1∶1；若發(fā)生了含B基因的染色體片段缺失，這只雌果蠅的基因型為XXb，產(chǎn)生的子代中雌果蠅均為紅眼，雄果蠅都是白眼，雌雄個(gè)體數(shù)之比為2∶1。
(2)可以用顯微鏡檢查該白眼雌果蠅細(xì)胞中的X染色體形態(tài)驗(yàn)證甲同學(xué)的結(jié)論。
答案：(1)實(shí)驗(yàn)步驟：①讓這只雌果蠅與正常紅眼雄果蠅交配?、谟^察并記錄子代中雌雄比例
結(jié)果預(yù)測(cè)：Ⅰ.子代中雌∶雄＝1∶1　Ⅱ.子代中雌∶雄＝2∶1
(2)用顯微鏡檢查該白眼雌果蠅細(xì)胞中的X染色體形態(tài)
考點(diǎn)二| 低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化(實(shí)驗(yàn))

1．實(shí)驗(yàn)原理
低溫處理植物分生組織細(xì)胞→紡錘體不能形成→染色體不能被拉向兩極→細(xì)胞不能分裂→細(xì)胞染色體數(shù)目加倍。
2．實(shí)驗(yàn)流程


1．實(shí)驗(yàn)中各種試劑的作用
(1)卡諾氏液：固定細(xì)胞形態(tài)。
(2)體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精：沖洗附著在根尖表面的卡諾氏液。
(3)解離液(體積分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸溶液和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精以1∶1混合)：使組織中的細(xì)胞相互分離開(kāi)來(lái)。
(4)清水：洗去解離液，防止解離過(guò)度影響染色。
(5)改良苯酚品紅染液：使染色體著色，便于觀察染色體的形態(tài)、數(shù)目和行為。
2．材料選用及處理
(1)本實(shí)驗(yàn)選用洋蔥(或大蔥、蒜)作實(shí)驗(yàn)材料，原因是洋蔥(或大蔥、蒜)染色體數(shù)目較少，便于觀察。
(2)低溫誘導(dǎo)：應(yīng)設(shè)常溫、低溫4 ℃、0 ℃三種，以作對(duì)照，否則實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn)。
3．實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀察
(1)觀察染色體數(shù)目是否加倍，應(yīng)選擇根尖分生區(qū)進(jìn)行觀察，該區(qū)的細(xì)胞特點(diǎn)是細(xì)胞呈正方形，排列緊密。
(2)觀察染色體數(shù)目是否加倍，應(yīng)選擇處于有絲分裂中期的細(xì)胞進(jìn)行觀察。
(3)能使染色體染成深色的物質(zhì)除了改良苯酚品紅染液外，還有龍膽紫溶液、醋酸洋紅液等試劑。

1．下列關(guān)于低溫誘導(dǎo)染色體加倍實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(　　)
A．原理：低溫抑制染色體著絲點(diǎn)分裂，使子染色體不能分別移向兩極
B．解離：鹽酸酒精混合液和卡諾氏液都可以使洋蔥根尖解離
C．染色：改良苯酚品紅溶液和醋酸洋紅溶液都可以使染色體著色
D．觀察：顯微鏡下可以看到大多數(shù)細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生改變
C　[低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不分離，從而產(chǎn)生染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞，A項(xiàng)錯(cuò)誤；卡諾氏液能固定細(xì)胞的形態(tài)，而鹽酸酒精混合液可以使洋蔥根尖解離，不能把兩種試劑的作用混淆，B項(xiàng)錯(cuò)誤；改良苯酚品紅溶液和醋酸洋紅溶液都可使染色體著色，C項(xiàng)正確；洋蔥根尖裝片中的細(xì)胞大部分處于有絲分裂間期，因此在顯微鏡下能觀察到染色體數(shù)目發(fā)生改變的只是少數(shù)細(xì)胞，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
2．科學(xué)工作者在研究不同濃度的秋水仙素對(duì)科優(yōu)527和博Ⅱ優(yōu)128兩種水稻品種染色體加倍的影響時(shí)得到的數(shù)據(jù)如下表。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
品種
濃度(%)
處理芽數(shù)(個(gè))
芽成活率(%)
染色體加倍株數(shù)(株)
染色體加倍比率(%)
科優(yōu)527
0.01
200
71
1
0.71
0.02
67
3
2.34
0.03
65
7
5.93
博Ⅱ優(yōu)128
0.01
200
67
6
4.72

0.02
64
9
7.37

0.03
61
15
13.16
(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量為_(kāi)___________________________；實(shí)驗(yàn)選擇芽作為處理對(duì)象的原因是___________________________________________________。
(2)利用秋水仙素處理或用藥物破壞水稻芽尖生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞中的高爾基體都可以使細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，但二者的原理不同，前者是不能形成紡錘體，后者是__________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)分析表中數(shù)據(jù)可知，對(duì)于同一品種水稻來(lái)說(shuō)，秋水仙素濃度與芽成活率、染色體加倍比率的關(guān)系為_(kāi)_______________________________________；同一濃度的秋水仙素對(duì)不同品種水稻染色體加倍比率的影響不同，原因可能是____________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
解析：(1)據(jù)表中信息可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是秋水仙素的濃度和水稻的品種。選取芽尖生長(zhǎng)點(diǎn)作為處理對(duì)象，理由是芽尖生長(zhǎng)點(diǎn)部分細(xì)胞分裂能力強(qiáng)，易發(fā)生變異。
(2)在誘導(dǎo)染色體加倍的過(guò)程中，在藥物的作用下，高爾基體遭到破壞影響細(xì)胞壁的形成，從而使加倍的染色體不能進(jìn)入兩個(gè)細(xì)胞中。
(3)依據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，對(duì)于同一品種水稻來(lái)說(shuō)，隨著秋水仙素濃度的增大，芽成活率降低，染色體加倍比率增大。不同品種的水稻對(duì)秋水仙素的敏感程度不同，從而導(dǎo)致同一濃度秋水仙素對(duì)不同品種水稻染色體加倍比率不同。
答案：(1)秋水仙素的濃度和水稻的品種　芽尖生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞分裂旺盛，易發(fā)生變異
(2)不能形成細(xì)胞壁
(3)隨著秋水仙素濃度的增大，芽尖成活率降低，染色體加倍比率增大　不同品種水稻對(duì)秋水仙素反應(yīng)的敏感程度不同
考點(diǎn)三| 生物變異在育種上的應(yīng)用


1．單倍體育種
(1)單倍體的特點(diǎn)：植株弱小且高度不育。
(2)單體體育種流程

寫(xiě)出圖中①②③代表的步驟：
①雜交；②花藥離體培養(yǎng)；③秋水仙素處理。
(3)單倍體育種原理：染色體數(shù)目變異。
(4)單倍體育種特點(diǎn)
①優(yōu)點(diǎn)：能明顯縮短育種年限。
②缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜，需要與雜交育種配合。
2．多倍體育種
(1)多倍體育種方法：用秋水仙素或低溫處理萌發(fā)的種子或幼苗。
(2)多倍體育種原理：秋水仙素或低溫處理能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極，引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。
(3)實(shí)例：三倍體無(wú)子西瓜
①
②三倍體西瓜無(wú)子的原因：三倍體西瓜在減數(shù)分裂過(guò)程中，由于染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。
3．雜交育種
(1)概念：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。
(2)過(guò)程：
①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，自交至不發(fā)生性狀分離為止。
②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、選擇需要的類型與隱性類型測(cè)交，選擇后代不發(fā)生性狀分離的F2個(gè)體。
(3)優(yōu)良性狀的選擇
①若采用雜交育種，一般應(yīng)從F2開(kāi)始進(jìn)行篩選，原因是F2才出現(xiàn)性狀分離。
②若采用單倍體育種，對(duì)優(yōu)良性狀的選擇應(yīng)在秋水仙素處理之后(填“前”或“后”)，原因是秋水仙素處理之前為單倍體，一般植株較小，不能表現(xiàn)出優(yōu)良性狀。
4．誘變育種
(1)概念：利用物理因素或化學(xué)因素來(lái)處理生物，使生物發(fā)生基因突變，從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法。
(2)過(guò)程：選擇生物→誘發(fā)基因突變→選擇理想類型→培育。
(3)誘變育種與上述雜交育種相比，二者最大的區(qū)別在于誘變育種能創(chuàng)造出新基因。

1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)將大豆種子用60Co處理后，篩選出一株雜合子抗病植株連續(xù)自交若干代，則其純合抗病植株的比例逐代下降。(×)
提示：雜合子自交，隨自交后代數(shù)增加，純合子逐代增多。
(2)通過(guò)誘導(dǎo)多倍體的方法可克服遠(yuǎn)緣雜交不育，培育出作物新類型。(√)
(3)抗蟲(chóng)小麥與矮稈小麥雜交，通過(guò)基因重組獲得抗蟲(chóng)矮稈小麥，此實(shí)踐活動(dòng)包含基因工程技術(shù)。(×)
提示：此育種方式屬于雜交育種，原理是基因重組，不包含基因工程技術(shù)。
(4)通過(guò)誘變育種可獲得青霉素高產(chǎn)菌株。(√)
(5)自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后，其DNA整合到細(xì)菌DNA上屬于基因工程。(×)
提示：基因工程是在人為作用下進(jìn)行的，噬菌體感染細(xì)菌無(wú)人為因素，所以不屬于基因工程。
2．思考回答(規(guī)范表述)
如圖甲、乙表示水稻兩個(gè)品種，A、a和B、b表示分別位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因，①～⑥表示培育水稻新品種的過(guò)程，請(qǐng)思考：

(1)圖中③→⑤為單倍體育種。(用序號(hào)及箭頭表示)
(2)圖中哪一標(biāo)號(hào)處需用秋水仙素處理？應(yīng)如何處理？
提示：圖中⑤處需用秋水仙素處理單倍體幼苗，從而獲得純合子；圖中⑥處，需用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，以誘導(dǎo)染色體加倍。
(3)圖中④、⑥的育種原理分別是基因突變、染色體變異。
(4)圖中最簡(jiǎn)便的育種途徑是①→②所示的雜交育種，最難以達(dá)到育種目的是④誘變育種。

幾種?？嫉挠N方法


◎考法1　考查育種原理、過(guò)程及方法等
1．(2017·江蘇高考)研究人員在柑橘中發(fā)現(xiàn)一棵具有明顯早熟特性的變異株，決定以此為基礎(chǔ)培育早熟柑橘新品種。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)要判斷該變異株的育種價(jià)值，首先要確定它的______物質(zhì)是否發(fā)生了變化。
(2)在選擇育種方法時(shí)，需要判斷該變異株的變異類型。如果變異株是個(gè)別基因的突變體，則可采用育種方法①，使早熟基因逐漸________，培育成新品種1。為了加快這一進(jìn)程，還可以采集變異株的________進(jìn)行處理，獲得高度純合的后代，選育成新品種2，這種方法稱為_(kāi)_______育種。
(3)如果該早熟植株屬于染色體組變異株，可以推測(cè)該變異株減數(shù)分裂中染色體有多種聯(lián)會(huì)方式，由此造成不規(guī)則的____________，產(chǎn)生染色體數(shù)目不等、生活力很低的________，因而得不到足量的種子。即使得到少量后代，早熟性狀也很難穩(wěn)定遺傳。這種情況下，可考慮選擇育種方法③，其不足之處是需要不斷制備____________，成本較高。
(4)新品種1與新品種3均具有早熟性狀，但其他性狀有差異，這是因?yàn)樾缕贩N1選育過(guò)程中基因發(fā)生了多次________，產(chǎn)生的多種基因型中只有一部分在選育過(guò)程中保留下來(lái)。
解析：(1)育種的目的是獲得人類所需要的有價(jià)值的性狀，只有由遺傳物質(zhì)改變引起的性狀改變才能遺傳下去，才具有育種價(jià)值。
(2)方法①是自交，連續(xù)自交過(guò)程中，早熟基因逐漸純合，培育成新品種1。單倍體育種能明顯縮短育種年限，可先通過(guò)花藥離體培養(yǎng)，再用秋水仙素處理單倍體幼苗。
(3)若是由染色體組數(shù)目改變引起的變異，則該變異株減數(shù)分裂時(shí)聯(lián)會(huì)紊亂，從而造成不規(guī)則的染色體分離，產(chǎn)生染色體數(shù)目不等、生活力很低的異常配子，只有極少數(shù)配子正常，故只能得到少量的種子。方法③需要先進(jìn)行植物組織培養(yǎng)獲得柑橘苗，此過(guò)程操作復(fù)雜、成本較高。
(4)在新品種1的選育過(guò)程中，連續(xù)自交使早熟性狀相關(guān)基因與其他性狀相關(guān)基因發(fā)生了多次重組。而在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中不發(fā)生基因重組。
答案：(1)遺傳　(2)純合　花藥　單倍體　(3)染色體分離　配子　組培苗　(4)重組
◎考法2　育種方案的選擇與設(shè)計(jì)
2．在家兔中黑毛(B)對(duì)褐毛(b)是顯性，短毛(E)對(duì)長(zhǎng)毛(e)是顯性，遵循基因的自由組合定律。現(xiàn)有純合黑色短毛兔，褐色長(zhǎng)毛兔，褐色短毛兔三個(gè)品種。請(qǐng)回答：
(1)設(shè)計(jì)培育出能穩(wěn)定遺傳的黑色長(zhǎng)毛兔的育種方案簡(jiǎn)要程序：
第一步：讓基因型為_(kāi)_______的兔子和基因型為_(kāi)_______的異性兔子雜交，得到F1。
第二步：讓F1______________________，得到F2。
第三步：選出F2中表現(xiàn)型為黑色長(zhǎng)毛兔的個(gè)體，讓它們各自與表現(xiàn)型為_(kāi)_______的異性兔雜交，分別觀察每對(duì)兔子產(chǎn)生的子代，若后代足夠多且______________________，則該F2中的黑色長(zhǎng)毛兔即為能穩(wěn)定遺傳的黑色長(zhǎng)毛兔。
(2)該育種方案原理是______________________________________。
(3)在上述方案的第三步能否改為讓F2中表現(xiàn)型為黑色長(zhǎng)毛的雌雄兔子兩兩相互交配，若兩只兔子所產(chǎn)生的子代均為黑色長(zhǎng)毛，則這兩只兔子就是能穩(wěn)定遺傳的黑色長(zhǎng)毛兔？為什么？____________(填“能”或“不能”)，原因是________________________________________________________________
______________________________________________________________。
解析：(1)要想獲得BBee，應(yīng)選擇黑色短毛兔(BBEE)和褐色長(zhǎng)毛兔(bbee)作為親本雜交，但是獲得的子一代全為雜合子，因此必須讓子一代個(gè)體之間相互交配，在子二代中選擇出黑色長(zhǎng)毛兔，然后再通過(guò)測(cè)交的方法選擇出后代不發(fā)生性狀分離的即可。(2)雜交育種的原理為基因重組。 (3)黑色長(zhǎng)毛兔的基因型為B_ee，如果讓黑色長(zhǎng)毛的雌雄兔子兩兩相互交配，若所產(chǎn)生的子代均為黑色長(zhǎng)毛，只能說(shuō)明這兩只黑色長(zhǎng)毛兔中至少有一只能穩(wěn)定遺傳，并不能確定這兩只兔子就是能穩(wěn)定遺傳的黑色長(zhǎng)毛兔。
答案：(1)BBEE　bbee　雌雄個(gè)體相互交配　褐色長(zhǎng)毛兔(或褐色短毛兔)　不出現(xiàn)性狀分離　(2)基因重組　(3)不能　兩只黑色長(zhǎng)毛的雌雄兔子交配，所產(chǎn)生的子代均為黑色長(zhǎng)毛，只能說(shuō)明這兩只黑色長(zhǎng)毛兔中至少有一只是能穩(wěn)定遺傳的
[技法總結(jié)] 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(shí)驗(yàn)較難操作，則在選育顯性純合子時(shí)最簡(jiǎn)便的方法是自交。
2．實(shí)驗(yàn)植物若為營(yíng)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(shí)驗(yàn)材料若為原核生物，則不能運(yùn)用雜交育種，細(xì)菌一般采用誘變育種和基因工程育種。
4．動(dòng)物育種時(shí)，只能選相同性狀的個(gè)體相互交配，待性狀分離后篩選，然后用測(cè)交方法檢測(cè)純合子，這是由于動(dòng)物大多是雌雄異體，不能“自交”。
真題體驗(yàn)| 感悟高考　淬煉考能
1．(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(huì)導(dǎo)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(dǎo)致個(gè)體表現(xiàn)型改變
C．基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導(dǎo)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(xué)顯微鏡觀察
C　[基因突變不會(huì)導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異，A錯(cuò)誤；基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都有可能導(dǎo)致個(gè)體表現(xiàn)型改變，B錯(cuò)誤；基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導(dǎo)致堿基序列的改變，C正確；基因突變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下是不可見(jiàn)的，染色體結(jié)構(gòu)變異可用光學(xué)顯微鏡觀察到，D錯(cuò)誤。]
2．(2016·全國(guó)卷Ⅲ)基因突變和染色體變異是真核生物可遺傳變異的兩種來(lái)源?；卮鹣铝袉?wèn)題：
(1)基因突變和染色體變異所涉及的堿基對(duì)的數(shù)目不同，前者所涉及的數(shù)目比后者_(dá)_______。
(2)在染色體數(shù)目變異中，既可發(fā)生以染色體組為單位的變異，也可發(fā)生以________為單位的變異。
(3)基因突變既可由顯性基因突變?yōu)殡[性基因(隱性突變)，也可由隱性基因突變?yōu)轱@性基因(顯性突變)。若某種自花受粉植物的AA和aa植株分別發(fā)生隱性突變和顯性突變，且在子一代中都得到了基因型為Aa的個(gè)體，則最早在子________代中能觀察到該顯性突變的性狀；最早在子________代中能觀察到該隱性突變的性狀；最早在子________代中能分離得到顯性突變純合體；最早在子________代中能分離得到隱性突變純合體。
解析：(1)基因突變是基因結(jié)構(gòu)改變而引起來(lái)的，染色體變異則涉及基因數(shù)目或排列順序改變，因此前者涉及的堿基對(duì)數(shù)目比后者少。
(2)在染色體變異中，既可以發(fā)生以染色體為單位的整倍性變異，也可以發(fā)生以染色體為單位的非整倍性變異。
(3)顯性突變是aa突變?yōu)锳a，在子一代中能觀察到該顯性突變的性狀，子一代自交，子二代的基因型為AA、Aa和aa，子二代再自交，子三代不發(fā)生性狀分離才算得到顯性突變純合體；隱性突變是AA突變?yōu)锳a，在子一代還是表現(xiàn)為顯性性狀，子一代自交，子二代的基因型為AA、Aa和aa，即能觀察到該隱性突變的性狀，也就是隱性突變純合體。
答案：(1)少　(2)染色體　(3)一　二　三　二
3．(2014·全國(guó)卷Ⅰ)現(xiàn)有兩個(gè)純合的某作物品種：抗病高稈(易倒伏)和感病矮稈(抗倒伏)品種。已知抗病對(duì)感病為顯性，高稈對(duì)矮稈為顯性，但對(duì)于控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因所知甚少?；卮鹣铝袉?wèn)題：
(1)在育種實(shí)踐中，若利用這兩個(gè)品種進(jìn)行雜交育種，一般來(lái)說(shuō)，育種目的是獲得具有____________優(yōu)良性狀的新品種。
(2)雜交育種前，為了確定F2代的種植規(guī)模，需要正確預(yù)測(cè)雜交結(jié)果。若按照孟德?tīng)栠z傳定律來(lái)預(yù)測(cè)雜交結(jié)果，需要滿足3個(gè)條件：條件之一是抗病與感病這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制，且符合分離定律；其余兩個(gè)條件是_____________________________________。
(3)為了確定控制上述這兩對(duì)性狀的基因是否滿足上述3個(gè)條件，可用測(cè)交實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)。請(qǐng)簡(jiǎn)要寫(xiě)出該測(cè)交實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
解析：(1)雜交育種的目的是獲得多種優(yōu)良性狀集于一身的純合新品種，從題意知，抗病與矮稈(抗倒伏)為優(yōu)良性狀。
(2)孟德?tīng)栠z傳定律包括基因分離定律和基因自由組合定律，其中符合分離定律的性狀是由一對(duì)等位基因控制的，符合自由組合定律的性狀要位于不同對(duì)的同源染色體上。
(3)測(cè)交是指用雜合子和隱性純合子雜交，而題干無(wú)雜合子，故應(yīng)先雜交得到雜合子，然后再進(jìn)行測(cè)交實(shí)驗(yàn)。
答案：(1)抗病和矮稈
(2)高稈與矮稈這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制，且符合分離定律；控制這兩對(duì)相對(duì)性狀基因位于非同源染色體上
(3)將純合的抗病高稈植株與感病矮稈植株雜交，產(chǎn)生F1，讓F1與感病矮稈雜交

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