資源簡介

【備考2024】生物高考一輪復習
第21講　染色體變異
[課標要求] 舉例說明染色體結構和數量的變異都可能導致生物性狀的改變甚至死亡。
[核心素養](教師用書獨具) 1.通過染色體變異基本原理及其在生物學中意義的理解，建立起進化與適應的觀點。(生命觀念)2．通過三種可遺傳變異的比較及育種方法的比較，培養歸納與概括的能力。(科學思維)3．通過低溫誘導植物染色體數目的變化、生物變異類型的判斷與實驗探究以及育種方案的選擇與設計，培養實驗設計及結果分析的能力。(科學探究)
考點1　染色體變異
1．染色體數目的變異
(1)染色體數目變異的類型
①細胞內個別染色體的增加或減少。
②細胞內染色體數目以一套完整的非同源染色體為基數成倍地增加或成套地減少。
(2)染色體組
①概念
在大多數生物的體細胞中，染色體都是兩兩成對的，也就是說含有兩套非同源染色體，其中每套非同源染色體稱為一個染色體組。
②舉例
野生馬鈴薯的染色體組：12條形態和功能不同的非同源染色體
(3)單倍體、二倍體和多倍體
項目 單倍體 二倍體 多倍體
概念 體細胞中含有本物種配子染色體數目的個體 體細胞中含有兩個染色體組的個體 體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體
發育起點 配子 受精卵(通常是) 受精卵(通常是)
植株特點 ①植株弱??；②高度不育 正?？捎?①莖稈粗壯；②葉片、果實和種子較大；③營養物質含量都有所增加
體細胞染色體組數 ≥1 2 ≥3
三倍體和四倍體形成過程
形成原因 自然原因 單性生殖 正常的有性生殖 外界環境條件劇變(如低溫)
人工誘導 花藥離體培養 秋水仙素處理單倍體幼苗 秋水仙素處理萌發的種子或幼苗
2.染色體結構的變異
(1)變異類型、圖解及實例(連線)
提示：①—c—Ⅰ　②—d—Ⅱ　③—a—Ⅳ　④—b—Ⅲ
(2)結果：使排列在染色體上的基因數目或排列順序發生改變，導致性狀的變異。
(3)對生物體的影響：大多數對生物體是不利的，有的甚至會導致生物體死亡。
1．DNA分子中發生三個堿基的缺失不會導致染色體結構變異。
(√)
2．染色體易位不改變基因數量，對個體性狀不會產生影響。
(×)
提示：染色體易位可能對當代生物體不產生影響，也可能產生影響，且染色體變異大多對生物體是不利的。
3．非同源染色體某片段移接，僅發生在減數分裂過程中。 (×)
提示：非同源染色體某片段的移接，可以發生在減數分裂或有絲分裂過程中。
4．染色體缺失有利于隱性基因的表達，可提高個體的生存能力。 (×)
提示：染色體缺失也有可能導致隱性基因丟失，不利于隱性基因的表達。
5．二倍體生物花藥離體培養后即可得到純合子。 (×)
提示：二倍體生物花藥離體培養后得到單倍體，經秋水仙素處理加倍后才得到純合子。
6．三倍體西瓜植株的高度不育與同源染色體的聯會行為有關。
(√)
1．香蕉的種植面臨香蕉枯萎病的威脅，感染了病菌的香蕉大面積減產，甚至絕收，主要原因是_________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________。(必修2　P88“文字信息”)
提示：三倍體香蕉主要通過無性生殖產生后代，后代不發生基因重組，遺傳多樣性減少，易受同一疾病的影響
2．果蠅的缺刻翅是由于一條X染色體上發生了片段缺失所致，你認為最簡單的驗證方法是_____________________________________________________
___________________________________________________________________。(必修2　P90“圖5－7”)
提示：在顯微鏡下觀察親代缺刻翅雌果蠅體細胞內兩條X染色體的形態大小
1．若兩個含有兩個染色體組的配子結合，發育的個體的體細胞中含有四個染色體組，即此個體為四倍體，四倍體形成的原因還有____________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：若二倍體在種子萌發或幼苗時期受某種因素影響，體細胞在進行有絲分裂時，染色體只復制未分離，也會形成四倍體
2．蜂王的基因型為DdEe(不考慮基因突變或互換等)，則由其發育的雄蜂的基因型為__________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：若兩對基因分別位于兩對同源染色體上，則雄蜂的基因型有四種可能，即DE或de或dE或De；若兩對基因位于一對同源染色體上，完全連鎖，則雄蜂的基因型有兩種可能，即DE或de(dE或De)
1．染色體結構變異與基因突變的比較
項目 染色體結構變異 基因突變
本質 染色體片段的缺失、重復、易位或倒位 堿基的替換、增添或缺失
發生變化的基因的數目 1個或多個 1個
變異水平 細胞 分子
光鏡檢測 可見 不可見
2.易位與互換的比較
項目 染色體易位 互換
圖解
區別 發生于非同源染色體之間 發生于同源染色體的非姐妹染色單體之間
屬于染色體結構變異 屬于基因重組
可在顯微鏡下觀察到 在顯微鏡下觀察不到
1．基因突變和染色體變異涉及的堿基數目不同，嘗試分析前者涉及的數目比后者少的原因。
提示：基因突變是基因結構中堿基的替換、增添或缺失，即堿基序列的改變，而染色體變異能改變排列在染色體上的基因的數目和排列順序。
2．小麥的染色體數為2n＝42，可得到21種單體，且都能成活并產生有活性的配子。已知無芒(S)對有芒(s)是顯性，現有21種無芒的單體品系和正常的有芒植株，請利用雜交實驗把S基因定位在某號染色體上。請寫出實驗思路。
提示：將正常有芒植株分別與21種無芒單體品系進行雜交，觀察并統計各個品系雜交后代的表型及比例。
3．某二倍體雌雄同株植物的莖色紫色對綠色為顯性，受等位基因A、a的控制?？茖W家用X射線處理某純合紫株的花藥后，將獲得的花粉對綠株進行授粉，得到的F1中出現了1株綠株(M)。若M的出現是由染色體變異引起的，而且變異的配子活力不受影響(兩條染色體異常的受精卵不能發育)，請對M的出現給出合理的解釋。
提示：在減數分裂過程中發生了A基因所在染色體片段的缺失或A基因位于的染色體整條缺失。
染色體組與生物體倍性的判斷
1．(2021·寶雞教育聯盟高三模擬)異源多倍體是指多倍體中的染色體組來源于不同的物種。構成異源多倍體的祖先二倍體稱為基本種。在減數分裂過程中同源染色體相互配對形成二價體Ⅱ，非同源染色體彼此不能配對，常以單價體形式存在。普通小麥為異源六倍體，染色體組成為AABBDD(2n＝6x＝42)，組成它的基本種可能為一粒小麥、擬斯卑爾脫山羊草及節節麥，它們都是二倍體(2n＝14)，擬二粒小麥為異源四倍體(4n＝28)，它們之間相互雜交及與普通小麥的雜交結果如下表：
親本雜交組合 子代染色體數 子代聯會情況 子代一個染色體組
①擬二粒小麥×一粒小麥 21 7Ⅱ＋7Ⅰ AAB
②擬二粒小麥×擬斯卑爾脫山羊草 21 7Ⅱ＋7Ⅰ ABB
③一粒小麥×擬斯卑爾脫山羊草 14 ？ ？
④普通小麥×擬二粒小麥 35 14Ⅱ＋7Ⅰ AABBD
下列相關分析正確的是(　　)
A．組合①產生子代過程中發生了染色體數目變異
B．只能由組合④確定擬二粒小麥的染色體組成為AABB
C．組合③的子代聯會情況為14Ⅰ，子代一個染色體組為AB
D．組合③子代與節節麥雜交，再誘導子代染色體加倍可獲得普通小麥
C　[組合①產生子代是由兩親本產生的生殖細胞再經受精作用形成的，沒有發生染色體數目變異，A錯誤；因為擬二粒小麥為異源四倍體，一粒小麥、擬斯卑爾脫山羊草都是二倍體，所以在組合①②中，擬二粒小麥提供給子代為兩個不同的染色體組，而一粒小麥和擬斯卑爾脫山羊草只能給子代提供一個染色體組，據此結合表中子代染色體組可確定擬二粒小麥的染色體組成為AABB，因為普通小麥的染色體組成已知，所以也可根據④確定擬二粒小麥染色體組成為AABB，B錯誤；一粒小麥、擬斯卑爾脫山羊草都是二倍體(2n＝14)，但一粒小麥(AA)和擬斯卑爾脫山羊草(BB)染色體組不同，所以子代中會出現14個單價體Ⅰ，子代染色體組為AB，C正確；根據題干各種親本及擬二粒小麥的染色體組成判斷，要培育普通小麥，可先通過一粒小麥(AA)和擬斯卑爾脫山羊草(BB)的雜交后代(AB)經過染色體加倍得到擬二粒小麥(AABB)，擬二粒小麥(AABB)與節節麥(DD)的雜交后代(ABD)經過染色體加倍可得到普通小麥(AABBDD)，D錯誤。]
2．(不定項)(2021·沈陽高三模擬)如圖為某三體(含三條7號染色體)水稻的6號、7號染色體及相關基因示意圖，圖中基因A/a控制水稻的有芒和無芒，基因B/b控制抗病和易感病，且抗病對易感病為顯性。已知該三體水稻產生配子時，7號染色體中的一條染色體會隨機進入配子中，最終形成含1條或2條7號染色體的配子，含2條7號染色體的精子不參與受精，其他配子均正常參與受精。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．三體水稻的任意一個體細胞中都有三個染色體組
B．減數分裂過程中，6號、7號染色體上的等位基因都會分離
C．三體水稻可能是7號染色體異常的精子與正常卵細胞受精產生的
D．該三體水稻作父本，與基因型為bb的母本雜交，子代中抗病個體占1/3
ABC　[三體水稻只是7號染色體增加一條，染色體組仍為兩個，A錯誤；因三體水稻產生配子時，7號染色體中一條染色體會隨機進入配子中，所以，產生的一個配子中能同時存在B/b這對等位基因，B錯誤；由題干信息知，含兩條7號染色體的精子不參與受精，C錯誤；該三體水稻做父本產生配子能參與受精的B∶b＝ 1∶2，所以子代抗病個體占1/3, D正確。]
染色體結構變異的分析與判斷
3．(2021·臨沂高三二模)果蠅的P元件是一段DNA序列，根據是否含有P元件，果蠅可分為M型品系(野生型)和P型品系(含P元件)。P元件僅可在生殖細胞中發生易位而導致子代性腺不發育，但子代體細胞組織正常；P元件在細胞質中的翻譯產物是一種蛋白因子，可抑制P元件易位。下列敘述錯誤的是(　　)
A．P元件促進同源染色體的非姐妹染色單體間發生互換
B．體細胞組織正常是由于P元件表達的蛋白因子抑制了易位
C．生殖細胞中是否發生了P元件易位可通過顯微鏡觀察判斷
D．P型母本與M型父本雜交，產生的子代均可育
A　[根據題干，P元件可引起生殖細胞中染色體的易位，但易位發生在非同源染色體之間，A錯誤；P元件對應的翻譯產物可抑制P元件易位，使體細胞表現正常，B正確；通過顯微鏡可以觀察到易位的發生，C正確；P型母本的卵細胞與M型父本的精子結合形成的受精卵的細胞質幾乎全部來自P型母本，其中含有抑制P元件易位的蛋白因子，所以子代均可育，D正確。]
4．(不定項)(2021·唐山高三二模)果蠅的一條X染色體正常的片段排列順序為abc·defgh，“·”代表著絲粒。下列敘述錯誤的是(　　)
A．若異常染色體結構為abc·dfgh，則該變異可能是基因中的堿基對缺失引起的
B．若異常染色體結構為abc·deffgh，則果蠅的復眼由正常眼變成棒眼屬于該變異類型
C．若異常染色體結構為abc·fghde，則基因數量未改變不會影響生物性狀
D．若異常染色體結構為abc·defpq，則該變異是由同源染色體間的交叉互換造成的
ACD　[若異常染色體結構為abc·dfgh，與正常染色體結構比較可知，是染色體片段缺失引起的，A錯誤；若異常染色體結構為abc·deffgh，與正常染色體結構比較可知，是染色體片段重復引起的，果蠅的復眼由正常眼變成棒眼屬于該變異類型，B正確；若異常染色體結構為abc·fghde，與正常染色體結構比較可知，該染色體上基因座位改變，基因數量未改變，可能會影響生物性狀，C錯誤；若異常染色體結構為abc·defpq，與正常染色體結構比較可知，該變異是由于非同源染色體間的易位造成的，D錯誤。]
生物變異類型的判斷
5．果蠅具有4對同源染色體，摩爾根的合作者布里吉斯研究發現，紅眼雄果蠅(XBY)和白眼雌果蠅(XbXb)雜交，在子一代2 000～3 000只雌果蠅中會出現一只白眼雌果蠅。有分析認為，該白眼雌果蠅出現的原因有三種：親本果蠅在產生配子過程中發生了基因突變；染色體片段缺失導致眼色基因丟失以及染色體數目異常(注：B和b基因都缺失的胚胎致死，各類型配子活力相同。XXY的個體為雌果蠅，XO的個體為雄果蠅)。
(1)如果是染色體數目異常導致出現白眼雌果蠅，產生的原因是________(填“父本”或“母本”)形成了染色體數目異常配子，該異常配子形成是由于______________(填“減數分裂Ⅰ”“減數分裂Ⅱ”或“減數分裂Ⅰ或Ⅱ”)染色體分離異常所致。如果該白眼雌果蠅是染色體片段缺失，則是________(填“精子”或“卵細胞”)異常所致。
(2)如果已經確認該白眼雌果蠅不是染色體數目異常所致，請設計通過一次雜交實驗，判斷該白眼雌果蠅產生的原因是基因突變還是染色體片段缺失。寫出實驗思路，并預測結果及得出結論。
實驗思路：______________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
結果及結論：____________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
[解析]　(1)染色體數目異常的白眼雌果蠅基因型為XbXbY，Y染色體來自父本，XbXb來自母本，則產生XbXb的原因是減數分裂Ⅰ后期同源染色體未分離或減數分裂Ⅱ后期姐妹染色單體未分開。如果該白眼雌果蠅是染色體片段缺失，則是精子中含B部分X染色體片段缺失所致。
(2)實驗思路：根據題意分析，該白眼雌果蠅的出現應該是基因突變或染色體缺失導致的，且要求通過一次雜交的方法來確定親本果蠅在產生配子過程中發生了基因突變，還是染色體片段缺失，則可以讓這只白眼雌果蠅與正常的雄果蠅(紅眼)交配，觀察并記錄子代的表型及比例。
結果預測：若為基因突變，說明該白眼雌果蠅的基因型為XbXb，則后代雌∶雄＝1∶1，且雄果蠅都是白眼、雌果蠅都是紅眼。若為染色體片段缺失，說明該白眼雌果蠅的基因型為X－Xb，則后代基因型為XBXb、XBX－、X－Y(胚胎致死)、XbY，表型及比例為紅眼雌果蠅∶白眼雄果蠅＝2∶1。
[答案]　(1)母本　減數分裂Ⅰ或Ⅱ　精子　(2)將這只白眼雌果蠅與正常紅眼雄果蠅交配，觀察并記錄子代中雌雄(或眼色)比例(將這只白眼雌果蠅與正常白眼雄果蠅交配，觀察并記錄子代中雌雄比例)　如果子代中雌∶雄＝1∶1(或紅眼∶白眼＝1∶1)，則為基因突變；如果子代中雌∶雄＝2∶1(或紅眼∶白眼＝2∶1)，則為染色體片段缺失
考點2　(探究·實踐)低溫誘導植物細胞染色體數目的變化
1．選材時應選用能進行分裂的分生組織細胞，否則不會出現染色體數目加倍的情況。
2．顯微鏡下觀察到的細胞是已被鹽酸殺死的細胞。
3．觀察時不是所有細胞中染色體均已加倍，只有少部分細胞實現“染色體加倍”，大部分細胞仍為二倍體分裂狀況。
4．對染色體進行染色用堿性染料，常見堿性染料包括甲紫溶液、醋酸洋紅液。
1．(2021·佛山高三模擬)下列關于“低溫誘導染色體數目加倍實驗”的敘述，正確的是(　　)
A．染色體數目加倍程度與低溫處理時間成正比
B．可用洋蔥鱗片葉內表皮細胞作為實驗材料
C．在用卡諾氏液固定后應用蒸餾水進行漂洗
D．在某一視野中染色體數目未加倍的細胞可能更多
D　[低溫誘導時間過長，有可能會導致植物細胞死亡，A錯誤；洋蔥鱗片葉屬于成熟的細胞，不進行有絲分裂，不能用于觀察該實驗，B錯誤；固定后沖洗是為了洗去卡諾氏液，一般用95%的酒精進行沖洗，C錯誤；細胞分裂不是同步的，低溫作用于前期抑制紡錘體的形成，在某一視野中出現的細胞染色體未加倍的可能更多，D正確。]
2．探究利用秋水仙素培育四倍體藍莓的實驗中，每個實驗組選取50株藍莓幼苗，以秋水仙素溶液處理它們的幼芽，得到結果如圖所示，相關說法正確的是(　　)
A．實驗原理是秋水仙素能夠抑制著絲粒分裂，誘導形成多倍體
B．自變量是秋水仙素濃度和處理時間，所以各組藍莓幼苗數量和長勢應該相等
C．判斷是否培育出四倍體藍莓最可靠的方法是將四倍體果實與二倍體果實進行比較
D．由實驗結果可知用約0.1%和 0.05%的秋水仙素溶液處理藍莓幼苗效果相同
B　[秋水仙素能抑制細胞分裂時紡錘體的形成，不是抑制著絲粒分裂，A錯誤；據圖分析，實驗的自變量是秋水仙素濃度和處理時間，因變量是多倍體的誘導率，實驗過程中各組藍莓幼苗數量和長勢應該相同，排除偶然因素對實驗結果的影響，B正確；讓四倍體藍莓結出的果實與二倍體藍莓結出的果實比較并不能準確判斷，因為藍莓果實的大小受到外界環境等多種因素的影響；鑒定四倍體藍莓的方法之一是觀察細胞中的染色體數，最佳時期為中期，此時染色體的形態、數目最清晰，C錯誤；圖中信息可知，秋水仙素濃度和處理時間均影響多倍體的誘導率，當用0.05%和0.1%的秋水仙素溶液處理藍莓幼苗1天或2天，誘導率效果相同；但若處理時間為0.5天，則誘導效果不同，D錯誤。]
考點3　生物變異與生物育種
1．單倍體育種
(1)原理：染色體(數目)變異。
(2)過程
(3)優點：明顯縮短育種年限，所得個體均為純合子。
(4)缺點：技術復雜。
2．多倍體育種
(1)原理：染色體(數目)變異。
(2)方法：用秋水仙素或低溫處理。
(3)處理材料：萌發的種子或幼苗。
(4)過程
(5)實例：三倍體無子西瓜
①兩次傳粉
②用秋水仙素處理幼苗后，分生組織分裂產生的莖、葉、花染色體數目加倍，而未經處理部分(如根部細胞)的染色體數不變。
③三倍體西瓜無子的原因：三倍體西瓜在減數分裂過程中，由于染色體聯會紊亂，不能產生正常配子。
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(♀×)→F1F2→選出表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，自交至不發生性狀分離為止。
b．動物：選擇具有不同優良性狀的親本雜交，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，選擇后代不發生性狀分離的F2個體。
(3)優點：操作簡便，可以把多個品種的優良性狀集中在一起。
(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)優點
①可以提高突變頻率，在較短時間內獲得更多的優良變異類型。
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。
1．抗病植株連續自交若干代，純合抗病植株的比例逐代降低。 (×)
提示：雜合子連續自交，雜合子比例逐漸下降，純合子比例逐漸增加。
2．通過花藥離體培養可獲得抗銹病高產小麥新品種。 (×)
提示：花藥離體培養得到的單倍體植株往往高度不育，需要秋水仙素處理誘導使其染色體加倍。
3．誘變育種和雜交育種均可形成新基因。 (×)
提示：雜交育種不產生新基因，只出現新的基因型。
4．誘變育種可通過改變基因的結構達到育種的目的。 (√)
5．通過誘導多倍體的方法可克服遠緣雜交不育，培育出作物新類型。
(√)
6．抗蟲小麥與矮稈小麥雜交，通過基因重組獲得抗蟲矮稈小麥。 (√)
1．單倍體育種可明顯縮短育種年限的原因是__________________________
____________________________________。(必修2　P89“與社會的聯系”)
提示：用單倍體育種方法培育得到的植株，不但能夠正常生殖，而且每對染色體上成對的基因都是純合的，自交后代不會發生性狀分離，因此明顯縮短了育種年限
2．有人說三倍體無子西瓜的培育過程就是培育新物種的過程，這種說法是否正確？請說明你的理由。_____________________________________________
___________________________________________________________________。(必修2　P91“拓展應用”)
提示：不正確。三倍體西瓜植株不能產生可育后代，不是一個新物種
1．已知普通青椒的果實肉薄且不抗病，基因型為ddtt，而現有果實肉厚且抗病的太空椒的基因型為DdTt。若要在最短時間內培育出純合的果實肉厚且抗病的太空椒育種思路是________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：種植果實肉厚且抗病的太空椒(DdTt)，取其花粉離體培養獲得單倍體，用秋水仙素處理單倍體幼苗獲得二倍體植株，挑選出果實肉厚且抗病的植株即為符合要求的純合品種
2．許多蔬菜的單倍體只有一個染色體組，在誘變育種中易篩選出突變性狀，其原因是______________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：只含有一個染色體組的單倍體中不存在等位基因，一旦突變就會在性狀上直接表現，隱性基因可直接表達，有利于突變體的篩選
1．單倍體育種與雜交育種的關系
2．根據不同育種目標選擇最佳育種方案
1．在相同條件下，蘆筍雄株比雌株產量高，且壽命較長。蘆筍性別由5號染色體上的M位點控制，雌株基因型為mm，雄株基因型為MM或Mm?，F有若干基因型為Mm的蘆筍植株，請你設計一方案(用遺傳圖解和必要的文字表示)，盡快培育出純合雄株蘆筍。
提示：
2．生產中使用的某植物品種都是具有優良性狀的雜合子(雜種優勢)，且該植物的穗大(A)對穗小(a)為顯性，黃粒(B)對白粒(b)為顯性。請利用現有的穗大白粒和穗小黃粒品種(基因型未知)設計一個快速的育種方案，以實現長期培育穗大黃粒(AaBb)優良品種的目的。
提示：①分別種植穗大白粒、穗小黃粒植株、性成熟后，分別取其花藥離體培養至單倍體幼苗，然后用秋水仙素處理得到二倍體純合子，分別自交，選擇穗大白粒(AAbb)、穗小黃粒(aaBB)分別留種。②分別種植穗大白粒(AAbb)、穗小黃粒(aaBB)的植株，選擇其中的一部分植株進行雜交，獲得穗大黃粒(AaBb)的雜合子品種。③其余另一部分植株進行自交，獲得穗大白粒(AAbb)、穗小黃粒(aaBB)分別留種。
考查育種原理、過程及方法等
1．(2021·哈爾濱三中高三模擬)2019年，袁隆平被授予“共和國勛章”，以表彰他在雜交水稻研究領域作出的杰出貢獻。請根據所學知識，回答有關某品種水稻(2N＝24, 兩性花，花多且小，自花授粉并結種子)育種的問題：
(一)(1)雜交育種的原理是______________， 袁隆平找到的雄性不育的水稻，在進行雜交操作時的優勢是________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)水稻的抗稻瘟病性狀(R/r)與抗倒伏性狀(T/t)均由一對等位基因控制且獨立遺傳。現有抗稻瘟病易倒伏植株與易感稻瘟病抗倒伏植株雜交，F1中僅有抗稻瘟病易倒伏與易感稻瘟病易倒伏兩類植株且比例為1∶1，則親本基因組為__________________，技術人員在對基因型為rrTt的該品種水稻的幼苗用秋水仙素處理時，偶爾出現了一株基因型為RrrrTTtt的植株，該植株自交后代的性狀分離比例是(只寫出比例，不用寫性狀)_________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)該水稻花序的正常和異常是由一對等位基因控制的相對性狀。某顯性植株X自交，F1表現為正?；ㄐ颉卯惓；ㄐ颍?∶1。取F1正?；ㄐ蛑仓甑幕ǚ圻M行離體培養，獲得的幼苗用秋水仙素處理后都是異?；ㄐ蛑仓辍Ｓ纱送茰y________是顯性性狀，植株X自交的子代性狀分離比為1∶1的原因可能是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(二)科研人員將另外兩種栽培水稻品系(甲和乙)進行下圖所示雜交，培育抗赤霉菌感染的水稻品系。
染色體組成為24＋RR的水稻品系甲中，除含有水稻的24條染色體外，還具有兩條來自一種野生稻的R染色體，R染色體攜帶抗赤霉病基因。染色體組成為24＋CC的水稻品系乙中，除含有水稻的24條染色體外，另有兩條來自另一種野生稻的C染色體。
(1)據圖分析，F1的體細胞中染色體數為________， 染色體組成為____________。
(2)據圖可知，甲、乙兩品系之間并沒有出現生殖隔離，因為它們的F1____________。
(3)需從F2選擇具有____________性狀的個體，進行多代自交以及赤霉病抗性檢測，最終獲得赤霉病抗性品系，該品系具有赤霉病抗性是由于__________
___________________________________________________________________。
[解析]　(一)(1)雜交育種可以集中多個親本的優良性狀，其原理是基因重組；水稻是雌雄同花的作物，自花受粉，需大量去雄操作。若有一個雄性不育的稻株，則可用作母本，省去去雄環節，可以提高雜交育種的效率。
(2)根據F1抗病∶易感病＝1∶1，說明親代是Rr和rr，無法確定顯隱性關系，F1全為易倒伏，說明易倒伏為顯性，親代基因型是TT和tt，兩對基因自由組合，因此親代的基因型是RrTT×rrtt或rrTT×Rrtt；兩對基因獨立遺傳，Rrrr產生的配子為Rr∶rr＝1∶1，自交后代隱性個體占1/2×1/2＝1/4，顯性個體∶隱性個體＝3∶1；TTtt產生的配子及比例為TT∶Tt∶tt＝1∶4∶1，自交后代隱性個體占1/6×1/6＝1/36，顯性個體∶隱性個體＝35∶1，故RrrrTTtt的植株自交后代中比例為(3∶1)(35∶1)＝105∶35∶3∶1。
(3)F1正常花粉培養只有異常性狀，推測可能為花粉致死：若是隱性基因致死，則子一代應全為顯性，與題意不符，故顯性基因致死，正?；ㄐ蚴秋@性；植株X自交的子代性狀分離比為1∶1的原因可能是含有正常花序(顯性)基因的花粉不育，而含有異常花序(隱性)基因的花粉可育。
(二)(1)甲的配子為12＋R，乙的配子為12＋C，故子一代為24＋R＋C；染色體數目為26條。
(2)據圖可知：甲、乙兩品系雜交后的F1自交可產生可育后代，故甲、乙兩品系之間并沒有出現生殖隔離。
(3)要進行赤霉病抗性檢測，則應選擇具有抗赤霉病性狀的個體；該品系具有赤霉病抗性是由于其具有R染色體，R染色體含有赤霉病抗性基因。
[答案]　(一)(1)基因重組　省掉去雄的操作，提高了雜交育種的效率　(2)RrTT×rrtt或rrTT×Rrtt　105∶35∶3∶1　(3)正?；ㄐ颉『姓；ㄐ?顯性)基因的花粉不育，而含有異常花序(隱性)基因的花粉可育　(二)(1)26　24＋R＋C　(2)可育(自交可產生可育后代)　(3)抗赤霉病　具有來自R染色體的抗赤霉病基因
育種方案的選擇與設計
2．(2021·濰坊高三三模)育種工作對農業生產意義重大。早在栽培植物出現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。《詩經》載“黍稷重穆，禾麻菽麥”就有了根據作物習性早、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展，人們在生產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__________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)假設A、b代表玉米的優良基因，這兩種基因是獨立遺傳的。現有AABB、aabb兩個品種，若要培育出優良品種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良性狀整合到待推廣的品種之中?；亟豢蓪我粌灹蓟驅肽骋黄贩N并使之盡快純合?；亟猾@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、二個優良性狀。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，F1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________親本偏移。
②“明恢63”是雜交秈稻的一個優良品種，具備很多優良性狀，但對白葉枯病的抗性很差?，F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，而且可選擇的范圍有限。
(2)據圖可知，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自交，直到獲得AAbb純種，該方法為雜交育種，依據F1產生配子時來自不同親本的基因自由組合，即基因重組，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→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，F1自交得到的F2基因型為1/4AA、2/4Aa、1/4aa，a基因頻率為＋×＝；回交的BC1F1基因型為1/2Aa、1/2aa，a基因的頻率為 ＋×＝，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，可獲得高抗白葉枯病的“明恢63”的品系。參照設問(3)回交育種圖解，寫出培育“BC3F1”過程圖解，如答案所示(略)。
[答案]　(1)周期長，可選擇的范圍有限　(2)基因重組　F2　AABB×aabb→F1→花藥離體培養→單倍體幼苗→秋水仙素處理→選擇純合AAbb　(3)1/2　3/4　輪回(回交)
1．核心概念
(1)(必修2 P87)染色體變異：體細胞或生殖細胞內染色體數目或結構的變化。
(2)(必修2 P87)染色體組：在大多數生物的體細胞中，含有兩套非同源染色體，其中每套非同源染色體稱為一個染色體組。
(3)(必修2 P88)單倍體：體細胞中的染色體數目和本物種配子染色體數目相同的個體。
(4)(必修2 P88)四倍體：如果兩個含有兩個染色體組的配子結合，發育成的個體的體細胞中就會有四個染色體組。
2．結論語句
(1)(必修2 P88)三倍體因為原始生殖細胞中有三套非同源染色體，減數分裂時出現聯會紊亂，因此不能形成可育的配子。
(2)(必修2 P88)當秋水仙素作用于正在分裂的細胞時，能夠抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞的兩極，從而引起細胞內染色體數目加倍。
(3)(必修2 P89)單倍體育種的優點：明顯縮短育種年限，所得的個體均為純合子。
1．(2021·廣東選擇性考試)白菜型油菜(2n＝20)的種子可以榨取食用油(菜籽油)。為了培育高產新品種，科學家誘導該油菜未受精的卵細胞發育形成完整植株Bc。下列敘述錯誤的是(　　)
A．Bc成熟葉肉細胞中含有兩個染色體組
B．將Bc作為育種材料，能縮短育種年限
C．秋水仙素處理Bc幼苗可以培育出純合植株
D．自然狀態下Bc因配子發育異常而高度不育
A　[白菜型油菜(2n＝20)的種子，表明白菜型油菜屬于二倍體生物，體細胞中含有兩個染色體組，而Bc是通過卵細胞發育而來的單倍體，其成熟葉肉細胞中含有一個染色體組，A錯誤；Bc是單倍體，秋水仙素處理Bc幼苗可以培育出純合植株，此種方法為單倍體育種，能縮短育種年限，B、C正確；自然狀態下，Bc只含有一個染色體組，細胞中無同源染色體，減數分裂不能形成正常配子，高度不育，D正確。]
2．(2021·浙江1月選考)野生果蠅的復眼由正常眼變成棒眼和超棒眼，是由于某個染色體中發生了如下圖所示變化，a、b、c表示該染色體中的不同片段。棒眼和超棒眼的變異類型屬于染色體畸變(變異)中的(　　)
A．缺失 B．重復　　　
C．易位　 D．倒位
B　[析圖可知，與正常眼相比，棒眼的該染色體上b片段重復了一個，超棒眼的該染色體上b片段重復了兩個，因此棒眼和超棒眼的變異類型屬于染色體結構變異中的重復，即染色體上增加了某個相同片段。因此B正確，A、C、D錯誤。]
3．(2021·河北選擇性考試)圖中①、②和③為三個精原細胞，①和②發生了染色體變異，③為正常細胞。②減數分裂時三條同源染色體中任意兩條正常分離，另一條隨機移向一極。不考慮其他變異，下列敘述錯誤的是(　　)
①　　　　 ②　　　　　③
A．①減數分裂Ⅰ前期兩對同源染色體聯會
B．②經減數分裂形成的配子有一半正常
C．③減數分裂Ⅰ后期非同源染色體自由組合，最終產生4種基因型配子
D．①和②的變異類型理論上均可以在減數分裂過程中通過光學顯微鏡觀察到
C　[①細胞中有四條染色體，為兩對同源染色體，在減數分裂Ⅰ前期兩對同源染色體聯會，A正確；②細胞減數分裂時三條同源染色體中任意兩條正常分離，另一條隨機移向一極，最終產生的配子為1/12AR、1/12Ar、1/12aar、1/12aaR、1/6AaR、1/6Aar、1/6ar、1/6aR，其中正常配子為1/12AR、1/12Ar、1/6ar、1/6aR，剛好占一半，B正確； ③細胞減數分裂Ⅰ后期非同源染色體自由組合，最終產生4個配子，2種基因型，為AR、AR、ar、ar或Ar、Ar、aR、aR，C錯誤；①發生了染色體結構變異中的易位，②發生了染色體數目變異，理論上通過觀察染色體的結構和細胞中的染色體數目就可以觀察到，D正確。]
4．(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　[一個染色體組是指細胞中的一組非同源染色體，它們在形態和功能上各不相同，但又互相協調，共同控制生物的生長、發育、遺傳和變異，B、D選項正確；二倍體植物的配子是經減數分裂產生的，配子中只含有一個染色體組，A選項正確；雌雄同體的高等植物如水稻、豌豆等沒有性染色體，C選項錯誤。]
5．(2020·天津等級考)小麥的面筋強度是影響面制品質量的重要因素之一，如制作優質面包需強筋面粉，制作優質餅干需弱筋面粉等。小麥有三對等位基因(A/a，B1/B2，D1/D2)分別位于三對同源染色體上，控制合成不同類型的高分子量麥谷蛋白(HMW)，從而影響面筋強度?？蒲腥藛T以兩種純合小麥品種為親本雜交得F1，F1自交得F2，以期選育不同面筋強度的小麥品種。相關信息見下表。
注：“＋”表示有相應表達產物；“－”表示無相應表達產物。
據表回答：
(1)三對基因的表達產物對小麥面筋強度的影響體現了基因可通過控制______________來控制生物體的性狀。
(2)在F1植株上所結的F2種子中，符合強筋小麥育種目標的種子所占比例為________，符合弱筋小麥育種目標的種子所占比例為________。
(3)為獲得純合弱筋小麥品種，可選擇F2中只含________產物的種子，采用__________________________________________________等育種手段，選育符合弱筋小麥育種目標的純合品種。
[解析]　(1)由題干信息可知，小麥的三對等位基因(A/a，B1/B2，D1/D2)可控制合成不同類型的高分子量麥谷蛋白，從而影響面筋強度，這體現了基因可通過控制蛋白質的結構來控制生物體的性狀。(2)由題中信息可知，小偃6號和安農91168的基因組成分別為AAB2B2D1D1、AAB1B1D2D2，所要選育的強筋小麥的基因組成為AAB2B2D2D2，弱筋小麥的基因組成為aaB1B1D1D1；F1的基因組成為AAB1B2D1D2，F1植株上所結的F2種子中符合強筋小麥育種目標的種子(基因組成為AAB2B2D2D2)所占比例為1×1/4×1/4＝1/16，符合弱筋小麥育種目標的種子(基因組成為aaB1B1D1D1)所占比例為0。(3)弱筋小麥的基因組成為aaB1B1D1D1，若要獲得純合弱筋小麥品種，可選擇F2中只含甲、乙、丁產物的種子，采用人工誘變、基因工程等育種手段進行選育。
[答案]　(1)蛋白質的結構　(2)1/16　0　(3)甲、乙、丁　誘變、基因工程、將其與不含甲產物的小麥品種進行雜交
2/24

展開更多......

收起↑