【生物】2018届一轮复习人教版染色体变异与育种考纲 39页

第2讲　染色体变异与育种 考纲要求 全国课标卷五年考频统计 ‎2018高考预期 ‎1.染色体结构变异和数目变异Ⅰ ‎2.生物变异在育种上的应用Ⅱ ‎3.转基因食品的安全Ⅰ ‎4.低温诱导染色体加倍实验 ‎2016全国丙，T32‎ ‎2015课标Ⅱ ‎2014课标Ⅰ，T32‎ ‎2013全国卷，T5‎ 仍为常考点 考点1　染色体变异 ‎1．染色体结构的变异 ‎(1)类型(连线)‎ ‎(2)结果：使排列在染色体上的基因的____________发生改变，从而导致性状的变异。‎ ‎2．染色体数目的变异 ‎(1)类型 ‎①细胞内____________的增加或减少，如21三体综合征。‎ ‎②细胞内染色体数目以________的形式成倍地增加或减少，如多倍体、单倍体。‎ ‎(2)染色体组 ‎①概念：细胞中的一组____________，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，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。‎ ‎②组成：如图为一雄果蝇的染色体组成，其染色体组可表示为：________或________。‎ ‎3．比较单倍体、二倍体和多倍体 ‎(1)单倍体：体细胞中含有________染色体数目的个体。‎ ‎(2)二倍体：由________发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。‎ ‎(3)多倍体：由________发育而来，体细胞中含有____________染色体组的个体。‎ 答案：1.(1)①—Ⅲ—D　②—Ⅳ—C　③—Ⅰ—B　④—Ⅱ—A　(2)数目或排列顺序 ‎2．(1)①个别染色体　②染色体组　(2)①非同源染色体　②Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X　Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y ‎3．(1)本物种配子　(2)受精卵　(3)受精卵　三个或三个以上 判断正误]‎ ‎1．基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变。(×)‎ 提示：基因突变与染色体结构变异都有可能导致个体表现型改变。‎ ‎2．染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。(×)‎ 提示：染色体易位不改变细胞内基因的数量，可能对当代生物体不产生影响，也可能产生影响，并且染色体变异大多对生物体是不利的。‎ ‎3.图示显示了染色体及其部分基因，①和②过程分别表示倒位、易位。(√)‎ ‎4．在减数分裂和有丝分裂过程中，非同源染色体之间交换一部分片段，可导致染色体结构变异。(√)‎ ‎5．染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。(×)‎ 提示：染色体片段缺失和重复一定会导致基因的数量变化，而重复不会导致基因的种类变化。‎ ‎6．猫叫综合征是由于染色体中增加某一片段引起的。(×)‎ 热图思考]‎ 请解读下列三幅图示：‎ ‎(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？‎ ‎________________‎ ‎________________‎ ‎(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？‎ ‎________________‎ ‎________________‎ 答案：(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)与图中两条染色体上的基因相比推知：‎ ‎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。‎ 题型一　染色体的结构变异 类型 遗传效应 图解 联会紊乱 实例 缺失 缺失片段越大，对个体影响越大，轻则影响个体生活力，重则引起个体死亡 人的5号染色体片段缺失导致猫叫综合征 重复 引起的遗传效应比缺失小，重复部分太大会影响个体生活力 果蝇的棒眼 倒位 形成配子，大多异常，从而影响个体的生育 人类9号染色体长臂倒位可导致习惯性流产 易位 产生部分异常配子，使配子的育性降低或产生有遗传病的后代 人类慢性粒细胞白血病 例　在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种变异，其中属于染色体结构变异的是(　　)‎ A．甲、乙、丁　　　　　　 B．乙、丙、丁 C．乙、丁 D．甲、丙 解析]　甲是同源染色体的非姐妹染色单体间发生的交叉互换，属于基因重组；乙是非同源染色体之间的易位，属于染色体结构变异；丙是同源染色体非姐妹染色单体间发生交叉互换后的结果，属于基因重组；丁是染色体片段的重复，属于染色体结构变异。‎ 答案]　C 染色体结构变异、基因突变的判断 ‎1．变异结果 ‎2．变异实质 ‎3．变异水平 题组精练]‎ ‎1．(2017·河南周口一模)如图表示果蝇体细胞内一条染色体发生了变异，①②代表染色体，下列说法中正确的是(　　)‎ A．果蝇的缺刻翅是基因b丢失造成的 B．①和②构成一对同源染色体 C．该变异能导致新基因的形成 D．①和②都能被龙胆紫溶液染色 解析：选D。分析图形可知，果蝇的缺刻翅是染色体缺失造成的，缺失的染色体区段含基因b，A错误；①和②是同一条染色体发生缺失变化前后的情况，‎ B错误；该变异属于染色体结构变异中的缺失，不能形成新基因，C错误：①和②都是染色体，都能被龙胆紫溶液染成紫色，D正确。‎ ‎2．下图①、②、③、④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来。有关说法正确的是(　　)‎ A．图①②都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期 B．图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失 C．图④中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复 D．图中4种变异能够遗传的是①③‎ 解析：选C。图①表示交叉互换，发生在减数分裂的四分体时期，图②表示易位；图③中的变异属于基因突变中的碱基对的缺失；图④中，若染色体3正常，则染色体4发生染色体结构变异中的缺失，若染色体4正常，则染色体3发生染色体结构变异中的重复；图中4种变异原因都是遗传物质的改变，都能够遗传。‎ 题型二　染色体数目变异——成倍增加或减少 二倍体、多倍体和单倍体的比较 项目 二倍体 多倍体 单倍体 来源 受精卵发育 受精卵发育 配子发育 概念 体细胞中含有两个染色体组的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 染色体组数 两个 三个或三个以上 不确定(是正常体细胞染色体组数的一半)，一至多个 发育过程 实例 几乎全部动物和过半数高等植物 香蕉(3N)、马铃薯(4N)、普通小麦(6N)、无子西瓜(3N)等 雄蜂、雄白蚁；玉米、小麦的单倍体等 形 成原因 自然形成 正常的有性生殖 外界环境条件剧变(如低温)‎ 单性生殖 人工诱导 ‎－‎ 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 花药离体培养 植物特点 ‎－‎ 果实、种子较大，营养物质含量丰富，但发育延迟，结实率低 植株弱小，高度不育例 下图是细胞中所含染色体，相关叙述不正确的是(　　)‎ A．甲代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含一条染色体 B．乙代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体 C．丙代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体 D．丁代表的生物可能是单倍体，其一个染色体组含四条染色体 解析]　甲图代表的生物若是由受精卵发育形成的则为二倍体，若是由配子发育形成的则为单倍体。根据染色体组的定义可知，乙图细胞中应含有三个染色体 组，每个染色体组含有两条染色体，代表生物若是由受精卵发育形成的则为三倍体，若是由未受精的配子发育形成的则为单倍体。同理可知丙图细胞中应含有两个染色体组，每个染色体组含三条染色体，代表生物可能是二倍体，也可能是单倍体。丁图细胞中四条染色体大小形态各不相同，应属于一个染色体组，该细胞若是体细胞，则代表生物为单倍体，该细胞若是生殖细胞，则代表生物为二倍体。‎ 答案]　B 单倍体、二倍体和多倍体的判断 一看起点，二看体细胞中染色体组数。‎ 题组精练]‎ ‎1．(2017·苏北四市一模)如图表示体细胞中所含的染色体，下列叙述不正确的是(　　)‎ A．①代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含4条染色体 B．②代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含3条染色体 C．③代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含2条染色体 D．④代表的生物是单倍体，其每个染色体组含4条染色体 解析：选B。①所示的细胞为2个染色体组，每个染色体组含4条染色体，若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞，则代表二倍体；②所示的细胞为3个染色体组，每个染色体组含2条染色体，若它是由受精卵发育而来的个体的体细胞，则代表三倍体；③所示的细胞为4个染色体组，每个染色体组含2条染色体，若它是由生殖细胞发育而来的个体的体细胞，则代表单倍体；④所示的细胞为1个染色体组，染色体组中含4条染色体，代表单倍体。‎ ‎2．(2017·黑龙江哈尔滨六中上学期月考)如图所示细胞中所含的染色体，下列有关叙述正确的是(　　)‎ 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 解析：选C。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项错误；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，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，B项错误；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项正确；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项错误。‎ 题型三　染色体数目变异——非整倍性增加 或减少 染色体数目非整倍性变异原因的分析方法 假设某生物体细胞中含有2n条染色体，减数分裂时，某对同源染色体没有分开或者姐妹染色单体没有分开，导致产生含有(n＋1)、(n－1)条染色体的配子，如下图所示：‎ 性染色体数目的增加或减少与精子、卵细胞形成过程中的染色体分配的异常有关。减数第一次分裂和减数第二次分裂染色体分配异常，产生的结果不同，现总结如下：‎ 时期 卵原细胞减数分裂异常(精原细胞减数分裂正常)‎ 精原细胞减数分裂异常(卵原细胞减数分裂正常)‎ 不正常卵细胞 不正常子代 不正常精子 不正常子代 减Ⅰ时 异常 XX XXX，XXY XY XXY O XO，YO O XO 减Ⅱ时 异常 XX XXX，XXY XX XXX O XO，YO YY XYY ‎－‎ ‎－‎ O XO 例　二倍体动物缺失一条染色体称为单体。大多数单体动物不能存活，但在黑腹果蝇中，点状染色体(Ⅳ号染色体)缺失一条可以存活，而且能够繁殖后代。‎ ‎(1)果蝇群体中存在无眼个体，无眼基因位于常染色体上，将无眼果蝇个体与纯合野生型个体交配，子代的表现型及比例见表：‎ 无眼 野生型 F1‎ ‎0‎ ‎85‎ F2‎ ‎79‎ ‎245‎ 据此判断，显性性状为__________，理由是__________________。‎ ‎(2)根据上述判断结果，可利用正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配，探究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上。‎ 请完成以下实验设计：‎ 实验步骤：‎ 让正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配，获得子代；统计子代的________，并记录。‎ 实验结果预测及结论：‎ ‎①若子代中出现______________，则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上；‎ ‎②若子代全为______________，说明无眼基因不位于Ⅳ号染色体上。‎ 解析]　(1)由无眼果蝇个体与纯合野生型个体交配，子一代的表现型都是野生型，可知野生型对无眼是显性性状。(2)果蝇的Ⅳ 号染色体是常染色体，假设野生型和无眼由基因A、a控制，如果该对基因位于Ⅳ号染色体上，那么无眼果蝇的基因型是aa，而野生型(纯合)单体的基因型是A，所以子代的基因型是a(无眼)和Aa(野生型)，比例是1∶1。因此，如果子代出现野生型果蝇和无眼果蝇且比例为1∶1，则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上；如果子代全是野生型，则说明无眼基因不位于Ⅳ号染色体上。‎ 答案]　(1)野生型　F1全为野生型(或F2中野生型∶无眼约为3∶1)　(2)实验步骤：性状表现　实验结果预测及结论：①野生型果蝇和无眼果蝇且比例为1∶1　②野生型果蝇 ‎1．常染色体三体产生配子种类及比例 若为纯合子AAA或aaa，则产生的配子分别为A∶AA＝1∶1或a∶aa＝1∶1。‎ 若为杂合子AAa则产生四种配子A∶a∶Aa∶AA＝2∶1∶2∶1。‎ ‎2．性染色体三体产生配子的类型及比例(以XXY的雌性果蝇为例)‎ 若三条性染色体任意两条联合概率相等，则XXY个体会产生X∶Y∶XY∶XX＝2∶1∶2∶1。‎ 题组精练]‎ ‎1．一对正常夫妇生了一个患红绿色盲且性染色体组成为XXY的孩子，下列示意图最能表明其原因的是(　　)‎ 解析：选D。红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，一对正常夫妇生了一个患红绿色盲且性染色体组成为XXY的孩子，则正常夫妇的基因型分别为XBY和XBXb，孩子的基因型为XbXbY，是母亲减数第二次分裂异常导致的。‎ ‎2．(2017·山东日照调研)果蝇的性染色体有如下异常情况：XXX与OY(无X染色体)为胚胎期致死型、XXY为可育雌蝇、XO(无Y染色体)为不育雄蝇。摩尔根的同事完成多次重复实验，发现白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交，F1出现白眼雌蝇和不育红眼雄蝇的概率为1/2 000。若用XA和Xa表示控制果蝇红眼、白眼的等位基因，下列叙述错误的是(　　)‎ A．F1白眼雌蝇的基因型为XaXaY B．F1不育红眼雄蝇的基因型为XAO C．亲本红眼雄蝇不正常减数分裂产生异常精子致使例外出现 D．亲本白眼雌蝇不正常减数分裂产生异常卵细胞致使例外出现 解析：选C。白眼雌蝇(XaXa)与红眼雄蝇(XAY)杂交，正常情况下，F1只能出现白眼雄蝇(XaY)和红眼雌蝇(XAXa)，F1出现白眼雌蝇，该个体的基因型只能为XaXaY，F1出现不育红眼雄蝇，该个体的基因型只能为XAO；F1出现XaXaY，是由于亲本白眼雌蝇XaXa减数分裂异常产生了XaXa的卵细胞，F1出现XAO，是由于亲本产生的精子XA与不含有X染色体的卵细胞结合形成受精卵，因此，出现两种异常个体的原因都是母本减数分裂异常。‎ 考点2　(实验)　低温诱导植物染色体数目的变化 ‎1．实验原理 ‎(1)正常进行有丝分裂的植物分生组织细胞，在有丝分裂后期，染色体的________分裂，子染色体在________的作用下分别移向两极，最终被平均分配到两个子细胞中去。‎ ‎(2)低温可抑制________的形成，阻止细胞分裂，导致细胞________加倍。‎ ‎2．实验步骤 根尖培养→________诱导→________→制作装片→观察。‎ ‎3．实验分析 ‎(1)低温诱导时控制的温度为________，诱导时间为________。‎ ‎(2)制作装片的步骤与观察植物细胞有丝分裂相同：即________________‎ ‎________________。‎ ‎(3)实验用到的试剂及作用 ‎①卡诺氏液→________________‎ ‎②95%的酒精→冲洗卡诺氏液 ‎③95%的酒精和15%的盐酸混合液→________‎ ‎④清水→________‎ ‎⑤改良苯酚品红染液→________‎ 答案：1.(1)着丝点　纺锤丝　(2)纺锤体　染色体数目 ‎2．低温　材料固定 ‎3．(1)‎4 ℃‎　36 h　(2)解离→漂洗→染色→制片　(3)①固定细胞的形态　③解离　④漂洗解离液　⑤染色 创新思考]‎ ‎1．为什么选用洋葱(或大葱、蒜)作实验材料？除此之外还可以选用哪种植物？‎ 提示　选用实验材料的原则是既要容易获得，又便于观察；常用洋葱(或大葱、蒜)的染色体是2n＝16条；若用蚕豆(2n＝12条)染色体更便于观察。‎ ‎2．本实验是否温度越低效果越显著？‎ 提示　不是，必须为“适当低温”，以防止温度过低对根尖细胞造成伤害。‎ ‎3．观察时是否所有细胞中染色体均已加倍？‎ 提示　不是，只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。‎ ‎4．与洋葱根尖有丝分裂装片制作相比，本实验除用低温处理外，还有哪些不同之处？‎ 提示　与有丝分裂装片制作过程相比本实验曾在“解离”前使用“卡诺氏液”固定细胞，并使用95%酒精“洗去卡诺氏液”，而且染色剂为“改良苯酚品红染液”(当然，本实验也可使用龙胆紫或醋酸洋红染液)。‎ 题组精练]‎ ‎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(　　)‎ 选项 试剂 使用方法 作用 A 卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h 培养根尖，促进细胞分裂 B 体积分数为95%的酒精 与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定的根尖 解离根尖细胞，使细胞之间的联系变得疏松 C 蒸馏水 浸泡解离后的根尖约10 min 漂洗根尖，去除解离液 D 改良苯酚品红染液 使染色体着色 把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5 min 解析：选A。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．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。某生物小组为了探究用一定时间的低温(如‎4 ℃‎)处理水培的洋葱根尖是否也能诱导细胞内染色体加倍进行了相关实验设计。下列关于该实验的叙述中，错误的是(　　)‎ A．本实验的假设是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 B．本实验可以在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内的染色体数目 C．本实验需要制作根尖细胞的临时装片，制作步骤是解离→漂洗→染色→制片 D．本实验可以看到一个细胞完整的染色体数目加倍的过程 解析：选D。由于在解离过程中已经将细胞杀死，所以用显微镜观察时看不到一个细胞完整的染色体数目加倍的过程，故D项错误。‎ 关于“低温诱导植物染色体数目的变化”‎ 实验的三个易错提醒 ‎1．细胞是死的而非活的：显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。‎ ‎2．材料不能随意选取：误将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。选材应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体加倍的情况。‎ ‎3．着丝点分裂与纺锤体无关：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，无纺锤丝牵引，着丝点也分裂。‎ ‎3．(2017·河南百校联盟质检)下列关于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述中，正确的是(　　)‎ A．低温处理洋葱根尖后会引起成熟区细胞染色体数目的变化 B．在观察低温处理的洋葱根尖装片时，通过一个细胞可以看到染色体的变化情况 C．低温处理和利用秋水仙素处理材料的原理是相同的 D．观察洋葱根尖装片时要先在低倍镜下找到所要观察的细胞，将所要观察的细胞移到视野的中央，调节视野的亮度，再转动粗准焦螺旋直至物像清晰 解析：选C。洋葱根尖成熟区细胞不能进行有丝分裂，A错误；制成装片时细胞已经死亡，所以不能通过一个细胞观察染色体的变化情况，B错误；低温处理和利用秋水仙素处理都是通过抑制纺锤体的形成诱导细胞染色体加倍的，C正确；在高倍镜下观察时不能使用粗准焦螺旋，D错误。‎ ‎4．四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多，为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，特设计如下实验。‎ ‎(1)实验主要材料：大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为95%的酒精、显微镜、改良苯酚品红染液等。‎ ‎(2)实验步骤 ‎①取五个培养皿，编号并分别加入纱布和适量的水。‎ ‎②将培养皿分别放入－‎4 ℃‎、‎0 ℃‎________、________、________的恒温箱中1 h。‎ ‎③取大蒜随机均分成________组，分别____________诱导培养36小时。‎ ‎④分别取根尖________cm，放入________中固定0.5～1 h，然后用____________________________冲洗2次。‎ ‎⑤制作装片：解离→________→________→制片。‎ ‎⑥低倍镜检测，________________‎ ‎____________，并记录结果。‎ ‎(3)实验结果：染色体数目加倍率最高的一组为最佳低温。‎ ‎(4)实验分析 a．设置实验步骤②的目的：________________‎ ‎________________。‎ b．对染色体染色还可以用____________、____________等。‎ c．除低温外，____________也可以诱导染色体数目加倍，原理是________________。‎ 解析：本实验目的是探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，所以温度应设置为变量，不同温度处理是为了进行相互对照，恒温处理1 h是为了在DNA复制时尽可能使细胞处于设定温度中，以排除其他温度的干扰。但低温并不可能使所有细胞染色体数目均加倍，所以要统计加倍率来确定最佳低温。‎ 答案：(2)②4 ℃　8 ℃　12 ℃　③五　放入五个培养皿中　④0.5～1　卡诺氏液　体积分数为95%的酒精　⑤漂洗　染色　⑥统计每组视野中的染色体数目加倍率　(4)a.将培养皿放在不同温度下恒温处理，是为了进行相互对照；恒温处理1 h是为了排除室温对实验结果的干扰　b．龙胆紫溶液　醋酸洋红液　c．秋水仙素　抑制纺锤体的形成 考点3　生物变异在育种上的应用 ‎1．单倍体育种 ‎(1)单倍体特点：植株________且____________。‎ ‎(2)单倍体育种流程：‎ 写出图中①②③代表的步骤：‎ ‎①________；②________；③________。‎ ‎(3)单倍体育种原理：________________。‎ ‎(4)单倍体育种特点：‎ ‎①优点：____________。‎ ‎②缺点：技术复杂，需要与杂交育种配合。‎ ‎2．多倍体育种 ‎(1)多倍体育种方法：用____________或低温处理__________________________。‎ ‎(2)多倍体育种原理：秋水仙素或低温处理能够抑制________的形成，导致染色体不能移向细胞两极，引起细胞内__________________。‎ ‎(3)多倍体育种特点。‎ ‎①优点：________________。‎ ‎②缺点：适用于植物，动物难以开展；多倍体植物生长周期延长，结实率降低。‎ 答案：1.(1)弱小　高度不育　(2)杂交　花药离体培养　秋水仙素处理　(3)染色体数目变异　(4)①能明显缩短育种年限 ‎2．(1)秋水仙素　萌发的种子或幼苗 ‎(2)纺锤体　染色体数目加倍 ‎(3)①器官大，营养成分含量高，产量增加 注意：单倍体育种的两个认识误区 ‎(1)单倍体并非都不育。二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。‎ ‎(2)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同。两种育种方式都出现了染色体加倍情况，但操作对象不同。单倍体育种操作的对象是单倍体幼苗，通过组织培养得到纯合子植株；多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗。‎ ‎3．杂交育种 ‎(1)概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过________________，获得新品种的方法。‎ ‎(2)原理：____________________。‎ ‎(3)过程：选择具有不同优良性状的亲本→________，获得F1→F1________→获得F2→鉴别、选择需要的类型→优良品种。‎ ‎(4)特点：‎ ‎①优点：操作简便：________________‎ ‎________________。‎ ‎②缺点：__________________；局限于亲缘关系较近的个体。‎ ‎(5)应用：培育性状重组型优良品种。‎ ‎4．诱变育种 ‎(1)概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生____________，从而获得优良变异类型的育种方法。‎ ‎(2)原理：____________。‎ ‎(3)过程：选择生物→诱发____________→选择理想类型→培育。‎ ‎(4)特点：‎ ‎①优点：可以提高____________，在较短时间内获得更多的优良变异类型；大幅度地改良某些性状。‎ ‎②缺点：具有盲目性，有利变异少，需大量处理材料。‎ ‎(5)应用：培育具有新性状的品种。‎ ‎5．生物育种原理、方法、实例(连线)‎ ‎　原理　　　　　方法　　　　　　　实例 ‎①基因重组 a．杂交育种 Ⅰ.高产青霉菌 ‎ b．单倍体育种 Ⅱ.京花1号小麦 ‎②基因突变 c．诱变育种 Ⅲ.抗虫棉 ‎ d．多倍体育种 Ⅳ.三倍体无子西瓜 ‎③染色体变异 e．基因工程育种 Ⅴ.杂交水稻 答案：3.(1)选择和培育　(2)基因重组　(3)杂交　自交　(4)①使多个品种的优良性状集中在一个个体上　②育种年限长 ‎4．(1)基因突变　(2)基因突变　(3)基因突变　(4)①突变频率 ‎5．①—a—Ⅴ　①—e—Ⅲ　②—c—Ⅰ　③—b—Ⅱ　③—d—Ⅳ 注意：不同育种方法需注意的问题 ‎(1)诱变育种：多用于植物和微生物。原核生物不能进行减数分裂，所以不能运用杂交的方法进行育种，如细菌的育种一般采用的方法是诱变育种。‎ ‎(2)杂交育种：不一定需要连续自交。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，则只要出现该性状个体即可。‎ 判断正误]‎ ‎1．通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型。(√)‎ ‎2．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦，此实践活动包含基因工程技术。(×)‎ 提示：此育种方式属于杂交育种，原理是基因重组，不包含基因工程技术。‎ ‎3．将大豆种子60Co处理后，筛选出一株杂合子抗病植株连续自交若干代，则其纯合抗病植株的比例逐代下降。(×)‎ 提示：杂合子自交，随自交后代数增加，纯合子逐代增多。‎ ‎4．通过诱变育种可获得青霉素高产菌株。(√)‎ ‎5．育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的，将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系。(×)‎ 提示：花粉离体培养获得的是单倍体，需用秋水仙素处理单倍体幼苗，才能获得稳定遗传的纯合品系。‎ 题型一　常见育种方式的比较 育种的类型、原理及优缺点比较 名称 原理 优点 缺点 杂交育种 基因重组 使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上，即“集优”‎ ‎①育种时间长②局限于同一种或亲缘关系较近的个体 诱变育种 基因突变 提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状 有利变异少，需处理大量实验材料(有很大盲目性)‎ 单倍体育种 染色体数目变异 明显缩短育种年限，子代均为纯合子，加速育种进程 技术复杂且需与杂交育种配合 多倍体育种 染色体数目变异 操作简单，能较快获得所需品种 所获品种发育延迟，结实率低，一般只适用于植物 基因工程育种 基因重组 能定向地改变生物遗传性状；目的性强；育种周期短；克服了远缘杂交不亲和的障碍 技术复杂，安全性问题多 例　如图甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别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，请思考：‎ ‎(1)图中哪种途径为单倍体育种？‎ ‎________________‎ ‎(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？‎ ‎________________‎ ‎________________‎ ‎(3)④、⑥的育种原理分别是什么？‎ ‎________________‎ ‎(4)图中最简便及最难以达到育种目的的育种途径分别是哪种？‎ ‎________________‎ 答案]　(1)图中③～⑤过程表示单倍体育种。‎ ‎(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处需用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导染色体加倍。‎ ‎(3)④的育种原理为基因突变，⑥的育种原理为染色体变异。‎ ‎(4)图中最简便的育种途径为①～②过程所示的杂交育种，但育种周期较长；最难以达到育种目的的途径为④诱变育种。‎ 常见生物育种方法的一般步骤 ‎1．杂交育种 ‎(1)培育显性纯合子品种 ‎①选取双亲P杂交(♀×)→F‎1‎F2→选出表现型符合要求的个体F3……选出稳定遗传的个体推广种植。‎ ‎②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。‎ ‎(2)培育隐性纯合子品种 选取双亲P杂交(♀×)→F‎1F2→选出表现型符合要求的个体种植推广。‎ ‎(3)培育杂合子品种 在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。其特点是利用杂种优势，品种高产、抗性强，但种子只能种一年。培育基本步骤如下：‎ 选取符合要求的纯种双亲P杂交(♀×)→F1(即为所需品种)。‎ ‎2．单倍体育种的基本步骤 实例：用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种，培育矮秆抗病小麦的过程，见图：‎ ‎3．多倍体育种 正在萌发的种子或幼苗抑制纺锤体形成着丝点分裂后的子染色体不分离细胞中染色体数目加倍多倍体植物。‎ 实例：无子西瓜的培育。‎ 题组精练]‎ ‎1．(2017·浙江选考)下列关于育种的叙述，错误的是(　　)‎ A．诱变可提高基因突变频率和染色体畸变率 B．花药离体培养是单倍体育种过程中采用的技术之一 C．杂交育种可将多个优良性状组合在同一个新品种中 D．多倍体育种常用秋水仙素促进着丝粒分裂使染色体数目加倍 解析：选D。秋水仙素能够抑制细胞分裂时纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍，D错误。‎ ‎2．(2017·内蒙古包头九中上学期期中)如图是利用野生猕猴桃种子(aa,2n＝58)为材料培育无籽猕猴桃新品种(AAA)的过程，下列叙述错误的是(　　)‎ A．③和⑥都可用秋水仙素处理来实现 B．若④是自交，则产生AAAA的概率为1/16‎ C．AA植株和AAAA植株是不同的物种 D．若⑤是杂交，产生的AAA植株的体细胞中染色体数目为87‎ 解析：选B。③和⑥都可用秋水仙素处理来完成染色体数目加倍，A正确；植株AAaa减数分裂产生的配子种类及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，所以AAaa自交产生AAAA的概率＝1/6×1/6＝1/36，B错误；二倍体AA与四倍体AAAA杂交产生的AAA为不育的三倍体，因此AA植株和AAAA植株是不同的物种，C正确；该生物一个染色体组含有染色体58÷2＝29(条)，所以三倍体植株体细胞中染色体为29×3＝87(条)，D正确。‎ 题型二　育种方法的选择与分析 例　染色体部分缺失在育种方面也有重要作用。下图所示为育种专家对棉花品种的培育过程，相关叙述错误的是(　　)‎ A．太空育种依据的原理主要是基因突变 B．粉红棉M的出现是染色体缺失的结果 C．深红棉S与白色棉N杂交产生深红棉的概率为1/4‎ D．粉红棉M自交产生白色棉N的概率为1/4‎ 解析]　太空育种的原理主要是基因突变，可以产生新的基因，由图可知，粉红棉M是由于染色体缺失了一段形成的。若用b－表示染色体缺失的基因，则bb×b－b－→bb－(全部为粉红棉)；粉红棉bb－自交，得白色棉bb的概率为1/4。‎ 答案]　C 育种方式的选择 ‎1．根据育种目的和提供的材料选择合适的育种方法 ‎(1)集中不同亲本的优良性状：a.一般情况下，选择杂交育种，这也是最简捷的方法；b.需要缩短育种年限(快速育种)时，选择单倍体育种。‎ ‎(2)培育果实较大或植株较大或营养物质含量较高的新物种——多倍体育种。‎ ‎(3)提高变异频率，“改良”“改造”或“直接改变”现有性状，获得当前不存在的基因或性状——诱变育种。‎ ‎(4)若要培育隐性性状个体，可选择自交或杂交育种，只要出现该性状即可。‎ ‎2．根据育种流程图来辨别育种方式 ‎(1)杂交育种：涉及亲本的杂交和子代的自交。‎ ‎(2)诱变育种：涉及诱变因子，产生的子代中会出现新的基因，但基因的总数不变。‎ ‎(3)单倍体育种：常用方法为花药离体培养，然后人工诱导染色体加倍，形成纯合子。‎ ‎(4)多倍体育种：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。‎ ‎(5)基因工程育种：与原有生物相比，出现了新的基因。‎ 题组精练]‎ ‎(2017·河南焦作一模)如图表示培育小麦的几种育种方式，纯种高秆抗锈病植株基因型为DDRR，纯种矮秆不抗锈病植株基因型为ddrr，两对基因分别位于两对同源染色体上。据图回答下列问题：‎ ‎(1)图中植株A培育的方法是____________，将亲本杂交的目的是____________‎ ‎________________。‎ 自交的目的是____________。‎ ‎(2)植株B的培育运用的原理是________________。‎ ‎(3)植株C需要染色体加倍的原因是_______________________，‎ 诱导染色体加倍的最常用的方法是__________________________。‎ ‎(4)植株E培育方法的原理是________________，‎ 该育种方法和基因工程育种一样，都可以______________________。‎ 解析：(1)植株A的培育方法是杂交育种，第一步需要杂交，将相关的基因集中到F1上，但F1未表现出所需性状，自交的目的就是使F1发生基因重组，在F2中出现所需性状(矮秆抗病)植株。(2)植株B的培育方法是诱变育种，其原理是基因突变。(3)植株C 是单倍体，由于细胞中的染色体组为一个，所以不能正常进行减数分裂，个体不可育，为了使单倍体获得可育性，用秋水仙素处理单倍体幼苗，抑制了纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍。(4)从题图中可以看出，植株E的培育方法是利用了细胞工程中的植物体细胞杂交技术，其原理是染色体数目变异。该育种方法和基因工程育种一样，都可以克服远缘杂交不亲和的障碍。‎ 答案：(1)杂交育种　将位于两个亲本中的矮秆基因和抗病基因集中到F1上　通过基因重组使F2中出现矮秆抗病植株　(2)基因突变　(3)植株C中只有一个染色体组，不能进行减数分裂产生配子(不可育)　利用秋水仙素处理幼苗C　(4)染色体数目变异　克服远缘杂交不亲和的障碍 考点4　基因工程及转基因食品的安全 ‎1．概念 基因工程别名 基因拼接技术或______技术 操作环境 生物体体外 操作对象 ‎____________‎ 操作水平 ‎____________水平 基本过程 剪切、拼接、导入、表达 结果 ‎________改造生物的遗传性状，获得人类需要的____________‎ ‎2．原理 不同生物之间的____________。‎ ‎3．工具 ‎(1)剪刀与针线(如图)‎ ‎①基因的“剪刀”：__________________，如图____。‎ ‎②基因的“针线”：____________，如图____。‎ ‎(2)基因的“运输工具”：________，常用________、噬菌体、动植物病毒等。‎ ‎4．基本步骤 ‎5．应用 ‎(1)________，如抗虫棉。‎ ‎(2)________，如胰岛素等。‎ ‎(3)________，如转基因细菌分解石油。‎ ‎6．转基因生物和转基因食品的安全性——“两种态度”‎ ‎(1)转基因生物和转基因食品不安全，要____________；‎ ‎(2)转基因生物和转基因食品安全，应该____________。‎ 答案：1.DNA重组　DNA分子　DNA分子　定向　优良性状　2.基因重组　3.(1)①限制性核酸内切酶　a　②DNA连接酶　b　(2)运载体　质粒　4.目的基因　运载体　受体细胞　检测与鉴定　5.(1)育种　(2)药物研制　(3)环境保护　6.(1)严格控制　(2)大范围推广 注意：(1)DNA连接酶和DNA聚合酶的作用对象不同。‎ ‎①DNA连接酶：作用于两个DNA片段。‎ ‎②DNA聚合酶：将单个的脱氧核苷酸连接起来，形成DNA单链。‎ ‎③相同点：这两种酶都是蛋白质，都可以形成两个脱氧核苷酸之间的化学键。‎ ‎(2)运载体≠质粒：质粒是最常用的运载体，除此之外，λ噬菌体的衍生物和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。‎ 判断正误]‎ ‎1．为达到相应目的，“携带链霉素抗性基因受体菌的筛选”必须通过分子检测。(×)‎ 提示：根据受体菌是否对链霉素产生抗性进行筛选，不需要分子检测。‎ ‎2．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因。(×)‎ 提示：载体质粒上抗生素抗性基因可作为标记基因，供重组DNA的鉴定和选择，不是抗生素合成基因。‎ ‎3．转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中。(×)‎ 提示：动物食入转基因植物后，其消化系统能将植物基因分解成小分子物质，基因不能转入动物体细胞中。‎ ‎4．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株，属于基因工程。(√)‎ ‎5．DNA连接酶和限制酶是基因工程中两类常用的工具酶。(√)‎ 热图思考]‎ ‎(1)要想从DNA上切下某个基因，应切________个切口，产生________个黏性末端。‎ ‎(2)获取目的基因、切割运载体需要用____________________切割，目的是产生相同的________。‎ ‎(3)将目的基因导入受体细胞，没有涉及碱基互补配对。‎ ‎(4)目的基因表达的标志：________________。‎ 答案：(1)2　4　(2)同一种限制酶　黏性末端　(4)通过转录、翻译产生相应的蛋白质 题型　基因工程及转基因食品的安全性 ‎1．下列有关基因工程技术的叙述中，正确的是(　　)‎ A．目的基因导入受体细胞就能成功实现表达 B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C．将目的基因导入受体细胞的过程中要发生碱基互补配对行为 D．基因工程是人工进行基因切割、重组、转移和表达的技术，是在分子水平上对生物遗传作人为干预 解析：选D。目的基因导入受体细胞不一定表达，A项错误；一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点进行切割，B项错误；将目的基因导入受体细胞的过程中不发生碱基互补配对行为，C项错误；基因工程是指按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状，所以是一种在分子水平上对生物遗传进行人为干预的技术，D项正确。‎ ‎2．下列关于基因工程及转基因食品的安全性的叙述，正确的是(　　)‎ A．基因工程经常以抗生素抗性基因作为目的基因 B．通过转基因技术可获得抗虫粮食作物，从而增加粮食产量，减少农药使用 C．通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制性核酸内切酶处理运载体DNA D．若转入甘蔗中的外源基因来源于自然界，则生产出来的甘蔗不存在安全性问题 解析：选B。基因工程常以抗生素抗性基因作为标记基因；在基因工程的实验操作中一定要注意用同一种限制性核酸内切酶来处理含目的基因的DNA和运载体DNA，使它们产生相同的黏性末端；若转基因甘蔗中的外源基因来源于自然界，则仍可能存在食品安全、环境安全等安全性问题。‎ 限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶等相关酶的分析比较 名称 作用部位 作用底物 形成产物 限制酶 磷酸二酯键 DNA分子 带黏性末端或平末端的DNA片段 DNA连接酶 磷酸二酯键 DNA片段 重组DNA分子 DNA聚合酶 磷酸二酯键 脱氧核苷酸 子代DNA分子 热稳定DNA聚合酶 磷酸二酯键 脱氧核苷酸 子代DNA分子 DNA(水解)酶 磷酸二酯键 DNA分子 游离的脱氧核苷酸 解旋酶 碱基对间的氢键 DNA分子 脱氧核苷酸长链 RNA聚合酶 磷酸二酯键 核糖核苷酸 单链RNA分子 课堂归纳]‎ 填充：①诱变育种　②单倍体育种　③多倍体育种　④基因重组　⑤基因突变　⑥染色体变异　⑦染色体变异　⑧限制酶　⑨DNA连接酶　⑩提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定　⑪基因突变　⑫基因重组　⑬染色体变异 易错清零]‎ 易错点1　误认为单倍体只含一个染色体组或认为含多个染色体组者均为多倍体 提示]　单倍体强调的是由配子发育而来的个体，其细胞中染色体组数取决于配子中所含染色体组数，可能为l组、2组或多组。含多个染色体组的个体是单倍体还是多倍体取决于其发育起点是“配子”还是受精卵，若为前者，一定是单倍体，若为后者，一定是多倍体。‎ 易错点2　错将“单倍体育种”等同于“花药离体培养”‎ 提示]　单倍体育种的过程如下：‎ 由此可见单倍体育种主要包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选四个过程，不能简单认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。‎ 易错点3　混淆“三体”与“三倍体”‎ 提示]　‎ 三倍体是指体细胞中含三个染色体组的个体，其每种形态的染色体为“三三相同”(如图1所示)；三体则是二倍体(含两个染色体组)，只是其中某形态的染色体“多出了一条”而成为3条，其余染色体均为两两相同(如图2所示)。‎ 易错点4　混淆三类“无子果实”‎ 提示]　(1)无子西瓜—利用染色体变异原理，由四倍体(♀)×二倍体(♂)→三倍体，无子的原因是三倍体联会紊乱，不能正常产生配子。‎ ‎(2)无子番茄—利用生长素促进果实发育的原理，在未受粉的雌蕊柱头上，涂抹一定浓度的生长素培育而来，其无子的原因是“未受粉”‎ ‎(3)无子香蕉—天然三倍体，无子的原因在于染色体联会紊乱，不能正常产生配子。‎ 以上三类无子果实中，无子西瓜、无子香蕉，其遗传物质均已发生改变，为可遗传变异，而无子番茄则属不可遗传变异。‎ 易错点5　错将四倍体AAaa(由Aa秋水仙素诱导后形成)产生的配子类型及比例算作1AA∶2Aa∶1aa 提示]　‎ AAaa产生配子状况可按右图分析，由于染色体①～④互为同源染色体，减数分裂时四条染色体分至细胞两极是“随机”的，故最终产生的子细胞染色体及基因状况应为①②与③④(AA与aa)、①③与②④(Aa与Aa)、①④与②③(Aa与 Aa)，由此可见，AAaa产生的配子类型及比例为1AA∶4Aa∶1aa而不是AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1。‎ 随堂演练]‎ ‎1．(2015·高考全国卷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 解析：选A。猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，是常见的染色体异常遗传病，因为患病儿童哭声轻、音调高，很像猫叫而得名，A项正确。‎ ‎2．(2016·高考上海卷)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 解析：选D。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。‎ ‎3．(2016·高考江苏卷)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 解析：选B。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和D选项错误。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项错误。个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常，B项正确。‎ ‎4．(2013·高考全国大纲卷)下列实践活动包含基因工程技术的是(　　)‎ A．水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种 B．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦 C．将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株 D．用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆 解析：选C。本题要求考生综合理解单倍体育种、杂交育种、基因工程育种和诱变育种的原理。A项为单倍体育种，原理是染色体变异；B项为杂交育种，原理为基因重组；C项为基因工程育种，需要利用基因工程技术将重组DNA分子导入受体细胞，原理为基因重组；D项为诱变育种，原理为基因突变。‎ 课时规范训练 一、选择题 ‎1．下列不属于染色体变异的是(　　)‎ A．由于第5号染色体短臂缺失引起的猫叫综合征 B．由于多一条第21号染色体而引起的先天性愚型 C．同源染色体之间交换了对应部分而引起的变异 D．由普通小麦和黑麦培育形成八倍体小黑麦 解析：选C。染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异，同源染色体之间交换了对应部分而引起的变异为基因重组。‎ ‎2．图1、图2表示某种生物的两种染色体行为示意图，其中①和②、③和④互为同源染色体，则两图所示的变异为(　　)‎ A．均为染色体结构变异 B．基因的数目和排列顺序均发生改变 C．均发生在同源染色体之间 D．均涉及DNA链的断开和重接 解析：选D。图1为同源染色体的非姐妹染色单体间发生的交叉互换，属于基因重组。图2属于非同源染色体间的染色体片段移接，是易位，属于染色体结构变异。因染色体上有DNA分子，故二者均涉及DNA链的断开与重接。‎ ‎3．下列有关两种生物变异的种类的叙述，正确的是(　　)‎ A．图A中发生了交叉互换，图B中发生了易位，二者都属于基因重组 B．图A和图B两种变异在减数分裂和有丝分裂中都可能发生 C．当发生图A所示变异时，由同一次级精母细胞产生的两个精细胞染色体组成是不相同的 D．图A和图B中发生交换的基因都为非等位基因 解析：选C。图A中发生了交叉互换，属于基因重组；图B中发生了易位，属于染色体结构变异，A错误。图A只发生在减数分裂过程中，不会发生在有丝分裂过程中，B错误。图A发生在同源染色体的非姐妹染色单体上，是等位基因的交换；图B是非等位基因的交换，D错误。同一次级精母细胞姐妹染色单体分离并形成精细胞，由于交叉互换后的姐妹染色单体含有不同的基因，故形成的这两个精细胞染色体组成是不相同的，C正确。‎ ‎4．为获得果实较大的四倍体葡萄(4N＝76)，将二倍体葡萄茎段经秋水仙素溶液处理后栽培。研究结果显示，植株中约40%的细胞中的染色体被诱导加倍，这种植株含有2N细胞和4N细胞，称为“嵌合体”，其自交后代有四倍体植株。下列叙述错误的是(　　)‎ A．“嵌合体”产生的原因之一是细胞分裂不同步 B．“嵌合体”可以产生含有38条染色体的配子 C．“嵌合体”不同的花之间传粉后可以产生三倍体子代 D．“嵌合体”根尖分生区的部分细胞含有19条染色体 解析：选D。秋水仙素使细胞染色体数目加倍的原理是抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍，而纺锤体是在有丝分裂的前期形成的，故秋水仙素只能在有丝分裂的前期起作用，植物细胞的分裂是不同步的，就使秋水仙素对有些细胞不起作用，仍进行正常分裂，细胞染色体数目不变，A正确；配子中染色体数比体细胞少一半，4N(4N＝76)细胞可以产生含有38条染色体的配子，B正确；4N细胞产生的配子与2N细胞产生的配子结合形成的后代为三倍体，C正确；根尖分生区细胞不能进行减数分裂，不能产生含19条染色体的细胞，D错误。‎ ‎5．如图是甲、乙、丙三种生物体细胞内染色体情况示意图，则对应的基因型可依次表示为(　　)‎ A．AaBb，AAaBbb，Aaaa B．AaaaBBbb，Aaa，AB C．AAaaBbbb，AaaBBb，AaBb D．AaaBbb，AAabbb，ABCD 解析：选B。根据染色体的情况可以判断，甲生物体细胞中含有4个染色体组，乙生物体细胞中含有3个染色体组，丙生物体细胞中只有1个染色体组。‎ ‎6．观察图中a～h所示的细胞图，关于它们所含的染色体组数的叙述，正确的是(　　)‎ A．细胞中含有一个染色体组的是h图 B．细胞中含有二个染色体组的是e、g图 C．细胞中含有三个染色体组的是a、b图 D．细胞中含有四个染色体组的是c、f图 解析：选C。图中所示细胞中有一个染色体组的是d、g，有两个染色体组的是c、h，有三个染色体组的是a、b，有四个染色体组的是e、f。‎ ‎7．人的21号染色体上的短串联重复序列(STR，一段核苷酸序列)可作为遗传标记对21三体综合征作出快速的基因诊断。现有一个21三体综合征患儿，该遗传标记的基因型为＋＋－，其父亲该遗传标记的基因型为＋－，母亲该遗传标记的基因型为－－。据此所作判断正确的是(　　)‎ A．该患儿致病基因来自父亲 B．卵细胞21号染色体不分离而产生了该患儿 C．精子21号染色体有2条而产生了该患儿 D．该患儿的母亲再生一个21三体综合征婴儿的概率为50%‎ 解析：选C。由于患儿遗传标记的基因型为＋＋－，其父亲该遗传标记的基因型为＋－，母亲该遗传标记的基因型为－－，所以其致病原因是父亲精子21号染色体有2条，母亲再生一个21三体综合征婴儿的概率不能确定。‎ ‎8．有关“低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍”的实验，正确的叙述是(　　)‎ A．多倍体形成过程中增加了非同源染色体重组的机会 B．盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离 C．在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似 D．显微镜下可以看到大多数细胞染色体数目加倍 解析：选C。多倍体形成过程中细胞进行的是有丝分裂不会出现非同源染色体重组现象，A错误；卡诺氏液是固定液，B错误；低温与秋水仙素诱导染色体数目变化的原理都是在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成，C正确；显微镜下可以看到少数细胞染色体数目加倍，D错误。‎ ‎9．下列有关育种的叙述，错误的是(　　)‎ A．诱变育种可提高突变频率，从而加速育种进程 B．单倍体育种常用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 C．为获得隐性纯合子，可利用杂交育种的方法缩短育种时间 D．为了解决三倍体无子西瓜年年制种的问题，可利用植物组织培养快速繁殖 解析：选B。由于单倍体高度不育无法形成种子，单倍体育种需对单倍体幼苗进行诱导染色体加倍处理，故B错误；隐性纯合子自交后代不发生性状分离，通过杂交育种得到符合生产要求的表现型即可。‎ ‎10．两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按照自由组合定律遗传，欲培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的育种方法是(　　)‎ A．人工诱变育种　　　　 B．基因工程育种 C．单倍体育种 D．杂交育种 解析：选D。人工诱变育种有很大的盲目性；基因工程育种难度比较大；单倍体育种操作复杂；杂交育种则只需双亲杂交后，F1自交，即可在F2中直接选育出所需的新品种(aabb)，育种周期短，且操作简便。‎ ‎11．下图中，甲、乙表示水稻的两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑧表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是(　　)‎ A．①→②过程简便，但培育周期长 B．③过程常用的方法是花药离体培养 C．②和⑦的变异都发生于有丝分裂间期 D．⑤与⑧过程的育种原理不相同 解析：选C。从图示看出，①→②为杂交育种，其操作过程较为简便，但要获得AAbb品种，育种年限长，因为要连续自交纯化，时间长；③是获取单倍体常用的方法——花药离体培养；②过程的基因重组，发生于产生配子的减数第一次分裂过程中；⑦过程发生了染色体变异，是由分裂前期纺锤体形成受到 抑制引起的染色体数目加倍，发生于有丝分裂过程中。根据图解可知⑤过程发生了基因突变，⑧育种过程导入了外源基因C，所依据的原理是基因重组。‎ ‎12．利用二倍体植株培育作物新品种，下列有关说法不正确的是(　　)‎ A．杂交育种所依据的主要遗传学原理是基因重组 B．单倍体缺少生长发育所需全套遗传信息，植株弱小，种子和果实比较少 C．诱变育种的缺点是由突变的不定向性和低频性所致 D．某新品种发育延迟，结实率低，则在培育该品种过程中可能用到秋水仙素 解析：选B。二倍体的单倍体植株弱小，高度不育，但其不缺少生长发育所需的全套遗传信息，B错误。‎ 二、非选择题 ‎13．在果蝇的遗传学实验中，正常眼雌蝇和棒眼雄蝇杂交，F1雌蝇全是棒眼，雄蝇全是正常眼。(控制棒眼的基因为B，控制正常眼的基因为B＋)‎ ‎(1)控制棒眼与正常眼的基因位于________染色体上，控制果蝇________的基因为显性。试用遗传图解表示题中的实验结果。‎ ‎(2)1915年，遗传学家Bridges在某些正常眼雌蝇和棒眼雄蝇的杂交组合的子一代群体中发现了极个别的正常眼雌蝇，这一现象的出现可能是亲本中的________方在产生配子的过程中发生了基因突变的结果。‎ ‎(3)有人认为上述现象还可能是由于部分________配子中相应染色体上部分片段缺失，使子代个别雌性表现为正常眼。你如何用实验方法来判断该现象是由于基因突变还是染色体缺失引起的？______________。‎ ‎(4)染色体缺失对生物体的正常生命活动影响较大，染色体缺失的雄配子一般不能参与受精作用，原因是________________‎ ‎________________。‎ 答案：(1)X　棒眼 ‎(2)父　(3)雄　光学显微镜观察 ‎(4)染色体缺失的雄配子活动能力受到影响，因竞争不过正常雄配子而不能参与受精作用 ‎14．玉米(2N＝20)是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆、易倒伏(D)对矮秆、抗倒伏(d)为显性，抗病(R)对易感病(r)为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗病玉米植株，研究人员采用了下图所示的方法。根据材料分析回答问题。‎ ‎(1)过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是________。‎ ‎(2)若过程①的F1自交3代，产生的F4中纯合抗病植株占____________。‎ ‎(3)过程②，若只考虑F1中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因，则利用其花药离体培育成的单倍体幼苗的基因型，在理论上应有________种；若单倍体幼苗通过加倍后获得M株玉米，通过筛选得到的矮秆抗病植株的基因型为________，在理论上有________株。‎ ‎(4)盐碱地是一种有开发价值的土地资源，为了开发利用盐碱地，从而扩大耕地面积，增加粮食产量，我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐玉米新品系。由导入耐盐基因的玉米细胞培养成植株需要利用植物组织培养技术，该过程可以简要归结为：玉米细胞愈伤组织根、芽―→植物体。则A过程称为________，诱导这一过程的两种植物激素是________________。‎ 解析：(1)航天育种是利用宇宙射线来提高基因突变的频率。(2)根据连续多代自交的公式，Fn杂合子的比例为1/2n，纯合子的比例为1－1/2n，纯合抗病个体的比例为1/2(1—1/2n)。(3)n对等位基因位于n对同源染色体上，符合自由组合定律，F1产生2n种配子，单倍体幼苗也有2n种。通过单倍体育种获得四种基因型的植株都为纯合子，这四种植株所占比例相等，所以矮秆抗病植株的基因型为ddRR，占1/4。(4)植物组织培养技术最关键的两步A和B分别是脱分化和再分化过程，在再分化过程中生长素和细胞分裂素的比例影响到根和芽的分化。‎ 答案：(1)基因突变　(2)7/16　(3)2n　ddRR　M/4　(4)脱分化　生长素和细胞分裂素 ‎15．野生香蕉是二倍体，通常有大量的硬籽，无法食用。在大约1万年前的东南亚，人们发现一种很少见的香蕉品种，这种香蕉无籽、可食，是世界上第一种可食用的香蕉，后来人们发现这种无籽香蕉是三倍体。‎ ‎(1)三倍体香蕉的变异属于____________，之所以无籽是因为此香蕉在减数分裂时________，不能产生正常配子。‎ ‎(2)由一种变异的致命真菌引起的香蕉叶斑病正在全球蔓延。在世界许多香蕉农场，每年多次、大量喷洒杀菌剂来抑制真菌的散播。但此做法未能起到较好的效果。在此，杀菌剂的使用对真菌起到了________作用。‎ ‎(3)生物学家到目前仍然没有找到携带该真菌抗性基因的二倍体野生香蕉，说明基因突变具有________的特点。如果找到具有抗真菌基因的二倍体野生香蕉，可以尝试用________育种方式，以获得________倍体香蕉作母本，然后与________倍体野生香蕉作父本杂交，从其后代的三倍体无籽香蕉中选育出抗病的品种。‎ 解析：(1)三倍体香蕉的变异属于染色体(数目)变异，三倍体香蕉因在减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能产生正常的配子，所以三倍体香蕉无籽。(2)杀菌剂的使用对真菌的不定向变异起到了定向的选择作用。(3)由题干中“生物学家到目前仍然没有找到携带该真菌抗性基因的二倍体野生香蕉”可知，基因突变具有不定向性或低频性的特点。若找到具有抗真菌基因的二倍体野生香蕉，可采用多倍体育种的方式，用一定浓度的秋水仙素处理二倍体野生香蕉萌发的种子或幼苗以获得四倍体野生香蕉，再以该四倍体野生香蕉为母本，以二倍体野生香蕉作父本，让二者进行杂交，从其后代的三倍体无籽香蕉中选育出抗病的品种。‎ 答案：(1)染色体(数目)变异　同源染色体联会紊乱　(2)选择　(3)不定向性或低频性　多倍体　四　二