全国版版高考生物一轮复习第23讲染色体变异与育种培优学案Word下载.docx

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（4）缺点：

技术复杂。

2．多倍体育种

（1）方法：

用秋水仙素或低温处理。

（2）处理材料：

萌发的种子或幼苗。

（3）原理

（4）优点：

多倍体植株茎秆粗壮，叶、果实和种子比较大，营养物质含量丰富（简记：

粗、大、丰富）。

（5）缺点：

多倍体植株发育延迟，结实率低，多倍体育种一般只适用于植物。

（6）实例：

三倍体无子西瓜

①

②三倍体西瓜无子的原因：

三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。

③用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分（如根部细胞）的染色体数不变。

3．杂交育种

基因重组。

（2）过程

①培育杂合子品种

选取符合要求的纯种双亲杂交（♀×

♂）→F1（即为所需品种）。

②培育隐性纯合子品种

选取符合要求的双亲杂交（♀×

♂）→F1

F2→选出表现型符合要求的个体种植并推广。

③培育显性纯合子品种

a．植物：

选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，自交至不发生性状分离为止。

b．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。

操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。

获得新品种的周期长。

4．诱变育种

基因突变。

（3）优点

①可以提高突变频率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。

②大幅度地改良某些性状。

有利变异个体往往不多，需处理大量材料。

5．针对不同育种目标的育种方案

三种可遗传变异的辨析

◆　深入思考

1．基因突变中碱基对的增添、缺失与染色体结构变异中的重复、缺失有何区别？

提示　①基因突变中碱基对的增添、缺失是基因内部结构的变化，该基因还存在，只是变为原来的等位基因；

而染色体结构变异中的重复、缺失是某个基因或染色体片段重复出现或减少。

②基因突变中碱基对的增添、缺失属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；

染色体结构变异中的重复、缺失属于细胞水平的变化，在光学显微镜下能观察到。

2．大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，如何

设计育种方案？

提示　采用诱变育种。

3．动物中优良品种的选育与植物的杂交育种有什么不同？

提示　植物的杂交育种一般需要连续自交，既保留了优良品种又能不断提高纯合比例；

动物如果需要获得双隐性个体，一旦出现即是所需，如果需要获得显性个体，可以通过一次测交实验来鉴定其是否为纯合优良品种，与植物有较大区别。

◆　自查诊断

1．染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。

（　　）

答案　×

2．单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组。

答案　√

3．缺失、重复、倒位、易位都会导致排列在染色体上的基因数目改变。

4．某染色体上缺失一个碱基对属于基因突变，缺失一个基因属于染色体数目的变异。

5．非同源染色体某片段移接仅发生在减数分裂过程中。

板块二　考点·

题型突破

考点1

染色体的结构和数目变异

[2016·

江苏高考]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]　个体甲的变异属于缺失，影响表型，A错误；

个体乙发生的变异是倒位，减数分裂形成的四分体异常，B正确；

含缺失染色体的配子一般是败育的，故其后代一般不会发生性状分离，C错误；

个体乙染色体没有基因缺失，但发生倒位，表型异常，D错误。

[答案]　B

题型一　染色体变异类型

1．[2017·

山西大学附中检测]若图甲中①和②为一对同源染色体，③和④为另一对同源染色体，图中字母表示基因，“°

”表示着丝点，则图乙～图戊中染色体结构变异的类型依次是（　　）

A．缺失、重复、倒位、易位B．缺失、重复、易位、倒位

C．重复、缺失、倒位、易位D．重复、缺失、易位、倒位

答案　A

解析　分析题图可知，乙表示染色体缺失D片段；

丙是同一条染色体上C片段发生重复；

丁表示染色体B、C片段的倒位；

戊图中一条染色体的片段移接到另一条非同源染色体上，属于易位。

2．下列关于染色体变异的叙述，正确的是（　　）

A．染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异

B．染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力

C．染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响

D．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

答案　D

解析　染色体易位不会改变总的基因数量，但易位导致染色体上基因的顺序发生改变，会使个体性状发生改变，C错误；

大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡，A、B错误；

远缘杂交得到的F1是不育的，通过诱导使其染色体数目加倍进而可育，由此可以培育作物新类型，D正确。

题型二　染色体结构变异与基因突变的判断

3．[2017·

银川模拟]家蚕属于ZW型性别决定的二倍体生物，含有异型性染色体ZW的为雌性。

下图所示为家蚕正常卵原细胞及几种突变细胞的第2对常染色体和性染色体。

以下分析正确的是（　　）

A．正常卵原细胞产生的雌配子类型有四种，该过程受基因控制

B．突变细胞Ⅰ发生了基因突变或基因重组

C．突变细胞Ⅰ和突变细胞Ⅱ所发生的变异都能够通过显微镜观察到

D．突变细胞Ⅲ中A和a的分离符合基因的分离定律

解析　正常卵原细胞中常染色体和性染色体在减数分裂时自由组合，可产生四种雌配子，生命活动从根本上来说均是受基因控制的，A正确；

与正常卵原细胞相比，可看出突变细胞Ⅰ应是发生了基因突变，不能在显微镜下看到，突变细胞Ⅱ发生了染色体缺失，可在显微镜下看到，B、C错误；

突变细胞Ⅲ中A和a位于非同源染色体上，在减数分裂时遵循基因的自由组合定律，D错误。

4．[2017·

江苏南通全真模拟]下列关于基因突变和染色体变异的叙述，正确的是（　　）

A．有丝分裂和减数分裂过程中都可能发生基因突变和染色体变异

B．染色体结构的变异都会改变染色体上基因的数目和排列顺序

C．用秋水仙素处理单倍体幼苗，得到的个体是二倍体正常植株

D．DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失一定导致基因突变

解析　有丝分裂和减数分裂过程中都可能发生基因突变和染色体变异，基因重组发生在减数分裂过程中，A正确；

染色体结构变异会改变染色体上基因的排列顺序，不一定改变基因的数目，如某个片段的颠倒，B错误；

秋水仙素处理单倍体幼苗可获得正常植株，但不一定是二倍体，也可能是多倍体植株，C错误；

DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失不一定导致基因突变，可能发生在基因间的序列上等，D错误。

知识拓展

　染色体结构变异与基因突变的区别

（1）变异范围不同

①基因突变：

是分子水平上的变异，只涉及基因中一个或几个碱基的改变，这种变化在光学显微镜下观察不到。

②染色体结构的变异：

是在染色体水平上的变异，涉及染色体某一片段的改变，这一片段可能含有若干个基因，这种变化在光学显微镜下可观察到。

（2）变异的方式不同

基因突变包括基因中碱基对的增添、缺失和替换三种类型；

染色体结构的变异包括染色体片段的缺失、重复、倒位和易位。

它们的区别可用下图表示。

（3）变异的结果不同

①染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异，但未形成新的基因。

②基因突变是基因结构的改变，包括DNA碱基对的替换、增添和缺失，基因突变导致新基因的产生，但基因数目不变，生物的性状不一定改变。

题型三　染色体结构变异与基因重组的判断

5．[2017·

合肥联考]下图为雌性果蝇体内部分染色体的行为及细胞分裂图像，其中能够体现基因重组的是（　　）

A．①③B．①④C．②③D．②④

答案　B

解析　图①表示四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，能够实现基因重组；

图②表示染色体结构变异中的染色体易位；

图③表示有丝分裂后期，着丝点分裂导致两套相同的染色体分别移向细胞两极，在这个过程中不发生基因重组；

图④表示减数第一次分裂后期，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上的非等位基因自由组合，即基因重组。

6．[2016·

云南第一次统一检测]如图表示发生在常染色体上的变化，下列叙述不正确的是（　　）

A．该变异能通过显微镜观察到

B．该变异发生在两条非同源染色体之间

C．该过程导致的变异属于基因重组

D．该变异导致染色体上基因的排列顺序发生改变

答案　C

解析　图为两条非同源染色体之间发生染色体片段的移接，导致原来染色体上基因的排列顺序发生改变，属于染色体结构变异中的易位，不属于基因重组，C错误。

　易位与交叉互换的区别

题型四　染色体组及生物倍性的判断

7．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　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，C正确，A、B、D错误。

8．[2017·

辽宁葫芦岛期末]如图所示细胞中所含的染色体，下列叙述正确的是（　　）

A．图a含有两个染色体组，图b含有三个染色体组

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代表生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体

解析　由题图可知，图a含有四个染色体组，A错误；

图b含有三个染色体组，如果b表示体细胞，则该生物可能是三倍体，也可能是单倍体，B错误；

图c含有两个染色体组，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，C正确；

图d含有一个染色体组，只能是单倍体，可能由卵细胞发育而成，D错误。

9．[2017·

吉林普通中学调研]下列说法正确的是（　　）

A．体细胞中只有一个染色体组的个体才是单倍体

B．八倍体小麦的单倍体有四个染色体组

C．六倍体小麦花药离体培养所得个体是三倍体

D．体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体

解析　单倍体的染色体组数量与该生物配子的染色体组数量相同，不一定只含有一个染色体组，如八倍体小麦的单倍体有四个染色体组，A错误，B正确；

由配子发育成的个体细胞中不管有几个染色体组，都属于单倍体，C、D错误。

技法提升

　1.三种方法确定染色体组数量

（1）染色体形态法

同一形态的染色体→有几条就有几组。

如图中有4个染色体组。

（2）等位基因个数法

控制同一性状的等位基因→有几个就有几组。

如AAabbb个体中有3个染色体组。

（3）公式法

染色体组数＝

，如图染色体组数为4。

2.“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体

题型五　单倍体、二倍体和多倍体的成因及特点

10．下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述，错误的是（　　）

A．组成一个染色体组的染色体中不含减数分裂中能联会的染色体

B．由受精卵发育而成，体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体

C．含一个染色体组的个体是单倍体，但单倍体未必只含一个染色体组

D．人工诱导多倍体唯一的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

解析　一个染色体组中的染色体是非同源染色体，减数分裂中能联会的染色体是同源染色体，A正确；

二倍体指的是由受精卵发育而成，体细胞含有两个染色体组的个体，B正确；

含一个染色体组的个体是单倍体，但单倍体未必只含一个染色体组，例如六倍体小麦的单倍体含有三个染色体组，C正确；

人工诱导多倍体的方法是用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗，D错误。

11．[2017·

河北衡水中学期中]下图中字母代表正常细胞中所含有的基因，下列说法正确的是（　　）

A．③为多倍体，通常茎秆粗壮、籽粒较大

B．④为单倍体，通常茎秆弱小、籽粒较小

C．若①和②杂交，后代基因型分离比为1∶5∶5∶1

D．①②③④细胞所代表的个体分别是四倍体、二倍体、三倍体和单倍体

解析　③有可能是由配子发育形成的单倍体，A、D错误；

④为单倍体，通常茎秆弱小、高度不育，没有籽粒，B错误；

AAaa产生的配子种类及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，Aa产生配子的种类及比例为A∶a＝1∶1，所以二者杂交，后代基因型及比例为AAA∶AAa∶Aaa∶aaa＝1∶5∶5∶1，C正确。

易错警示

　关于单倍体与多倍体的两个易误点

（1）单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组

因为大部分的生物是二倍体，所以有时认为单倍体的体细胞中只含有一个染色体组，但是多倍体的配子发育成的个体体细胞中含有不止一个染色体组。

（2）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。

题型六　变异类型的实验探究

12．[2016·

烟台期末]番茄是二倍体植物。

有一种三体，其6号染色体的同源染色体有3条，在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条随意配对联会形成一个二价体，另1条同源染色体不能配对而形成一个单价体。

减数第一次分裂的后期，组成二价体的同源染色体正常分离，组成单价体的1条染色体随机地移向细胞的任何一极，而其他染色体正常配对、分离。

（1）从变异类型的角度分析，三体的形成属于________________。

（2）若三体番茄的基因型为AABBb，则其产生的花粉的基因型及其比例为____________________，其根尖分生区一细胞连续分裂两次所得到的子细胞的基因型为________。

（3）现以马铃薯叶型（dd）的二倍体番茄为父本，以正常叶型（DD或DDD）的三体纯合子番茄为母本，设计杂交实验，判断D（或d）基因是否在第6号染色体上，最简单可行的实验方案是________________。

实验结果：

①若杂交子代______________，则________________。

②若杂交子代______________，则________________。

答案　

（1）染色体数目变异　

（2）ABB∶ABb∶AB∶Ab＝1∶2∶2∶1　AABBb　（3）F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃薯叶型杂交

①正常叶∶马铃薯叶＝1∶1　D（或d）基因不在第6号染色体上　②正常叶∶马铃薯叶＝5∶1　D（或d）基因在第6号染色体上

解析　

（1）由题意知，正常番茄中体细胞的6号染色体是2条，三体的6号染色体是3条，属于染色体数目变异。

（2）三体番茄的基因型为AABBb，依题意分析其产生的配子的基因型及比例是ABB∶ABb∶AB∶Ab＝1∶2∶2∶1；

根尖细胞进行有丝分裂，分裂后形成的子细胞的基因型与亲代细胞相同，都是AABBb。

（3）①如果D（d）基因不在6号染色体上，则马铃薯叶型的基因型是dd，正常叶型的基因型是DD，杂交子代的基因型是Dd，与dd进行测交，测交后代的基因型及比例是Dd∶dd＝1∶1，前者是正常叶，后者是马铃薯叶；

②如果D（d）基因位于6号染色体上，则马铃薯叶型的基因型dd，正常叶型的基因型是DDD，杂交子代的基因型是Dd、DDd，其中DDd是三体植株，DDd与dd进行测交，DDd产生的配子的基因型及比例是DD∶D∶Dd∶d＝1∶2∶2∶1，测交后代的基因型是DDd∶Dd∶Ddd∶dd＝1∶2∶2∶1，其中Dd、DDd、Ddd表现为正常叶，dd表现为马铃薯叶。

13．[2017·

庐江联考]芦笋的幼苗是一种名贵蔬菜，又名石刀板，为XY型性别决定。

在某野生型窄叶种群中偶见几株阔叶芦笋幼苗，雌雄株都有。

（1）仅从染色体分析，雄性芦笋幼苗产生的精子类型将有________种，比例为________。

（2）有人对阔叶芦笋幼苗的出现进行分析，认为可能有两种原因：

一是基因突变，二是染色体加倍成为多倍体。

请设计一个简单的实验鉴定阔叶石刀板出现的原因。

______________________。

（3）现已证实阔叶为基因突变的结果，为确定是显性突变还是隐性突变，选用多株阔叶雌、雄株进行杂交，并统计后代表现型。

若______________，则为_______________________。

若______________，则为__________________________。

（4）已经知道阔叶是显性突变所致，由于雄株芦笋幼苗产量高于雌株，养殖户希望在幼苗期就能区分雌雄，为了探求可行性，求助于科研工作者。

技术人员先用多株野生型雌株与阔叶雄株杂交，你能否推断该技术人员做此实验的意图。

____________________________________________________。

若杂交实验结果出现________________，养殖户的心愿可以实现。

答案　

（1）2　1∶1　

（2）取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内的染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体数目加倍，则说明是染色体组加倍的结果，否则为基因突变

（3）后代出现窄叶　显性突变　后代都为阔叶　隐性突变　（4）通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上　后代雌株都为阔叶，雄株为窄叶

解析　

（1）由于芦笋为XY型性别决定，雄性植株的染色体组成为XY，减数分裂产生的精子类型为2种，即X∶Y＝1∶1。

（2）染色体变异在显微镜下可观察到，基因突变在显微镜下观察不到。

因此，区分染色体变异与基因突变的最简单的方法是取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体数目加倍，则说明是染色体组加倍的结果，否则为基因突变。

（3）选用多株阔叶雌、雄株杂交，若杂交后代出现了野生型，则阔叶植株的出现为显性突变所致；

若杂交后代仅出现突变型，则阔叶植株的出现为隐性突变所致。

（4）选用多株野生型雌株与突变型雄株作为亲本杂交。

若杂交后代野生型全为雄株，突变型全为雌株，则这对基因位于X染色体上；

若杂交后代，野生型和突变型雌、雄均有，则这对基因位于常染色体上。

故该技术人员做此实验的意图是通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上。

考点2

生物变异在育种上的应用

[全国卷Ⅰ]现有两个纯合的某作物品种：

抗病高秆（易倒伏）和感病矮秆（抗倒伏）品种。

已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。

回答下列问题：

（1）在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种目的是获得具有____________________优良性状的新品种。

（2）杂交育种前，为了确定F2代的种植规模，需要正确预测杂交结果。

若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：

条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；

其余两个条件是____________________________。

（3）为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件，可用测交实验来进行检验。

请简要写出该测交实验的过程。

________________________________________________。

[解析]　

（1）通过杂交育种，可将两个或多个品种的优良性状集中在一起。

（2）抗病与感病、高秆与矮秆各自受一对等位基因控制，两对基因位于两对同源染色体上均符合分离定律时，才可依据自由组合定律对杂交结果进行正确预测。

（3）纯合抗病高秆和感病矮秆杂交获得F1，让F1与感病矮秆测交，若测交后代有抗病高秆、抗病矮秆、感病高秆和感病矮秆四种表现型，且比例为1∶1∶1∶1，则这两对等位基因满足上述3个条件。

[答案]　

（1）抗病矮秆

（2）高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；

控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上

（3）将纯合的抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交，产生F1，让F1与感病矮秆植株杂交

题型一　单倍体与多倍体育种过程及应用

1．小麦品种中高秆（A）对矮秆（a）为显性、抗病（B）对易感病（b）为显性，两对相对性状独立遗传。

某生物兴趣小组利用基因型为AaBb的小麦来培育能够稳定遗传的矮秆抗病小麦新品种，培育方法如图所示，下列相关叙述中正确的是（　　）

A．该生物兴趣小组培育小麦新品种的原理为单倍体育种

B．图中②过程常采用花药离体培养的方法

C．配子未分化，图中②过程不需要经过脱分化过程

D．④过程得到的是四倍体植株为纯合子

解析　题中生物兴趣小组依据的育种原理为染色体变异，A错误；

②表示将花药进行离体培养，得到单倍体植株，B正确；

配子高度分化，经脱分化、再分化形成单倍体，C错误；

④过程得到的四倍体植株中仍含有等位基因，应为杂合子，D错误。

2．[2017·

长沙模拟]目前市场上食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株，如图所示为某三倍体香蕉的培育过程。

下列叙述组合正确的一组是（　　）

①“无子香蕉”培育过程的原理主要是基因重组　②图中染色体加倍的原因是有丝分裂前期纺锤体的形成受阻　③野生芭蕉和四倍体有子香蕉虽能杂交，但它们仍然存在生殖隔离　④若图中无子香蕉3n的基因型为Aaa，则有子香蕉4n的基因型可能为AAaa　⑤该过程所发生的变异是生物进化的原材料之一　⑥该育种方法的优点是明显缩短育种年限

A．①②③④⑤⑥B．②③④⑤

C．①④⑤D．④⑥

解析　该“无子香蕉”培育的方法为多倍体育种，其原理是染色体变异，①错误；

染色体加倍的原因是有丝分裂前期纺锤体的形成受阻，但不影响着丝点分裂，②正确；

野生芭蕉和四倍体有