染色体变异与育种基因工程-完整版课件

染色体变异与育种、基因工程考试说明1．染色体结构变异和数目变异(Ⅱ)。2．生物变异在育种上的应用(Ⅱ)。3．转基因食品的安全(Ⅰ)。4．实验：低温诱导染色体加倍。基础知识巩固链接教材一、染色体变异的类型1．染色体结构变异(1)

类型(连线)A.基因数目没有变化，基因排列顺序发生改变B.发生在非同源染色体之间C.同一条染色体上存在了等位基因或相同基因D.染色体上的基因数目减少①缺失(Ⅰ)②重复(Ⅱ)③易位(Ⅲ)④倒位(Ⅳ)基础知识巩固链接教材2．染色体数目变异(1)类型：一类是细胞内____________的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以____________的形式成倍地增加或减少。(2)染色体组①概念：细胞中的一组__________染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的___________________________________________。(2)结果：使排列在染色体上的基因____________或____________发生改变，从而导致性状的变异。举例：猫叫综合征，是由于人的5号染色体部分________引起的遗传病。数目排列顺序个别染色体染色体组非同源全部遗传信息缺失基础知识巩固链接教材二、单倍体、二倍体和多倍体的比较1．区别②组成：如图7­21­1所示为一雄果蝇的染色体组成，其染色体组可表示为________________或______________。图7­21­1Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、XⅡ、Ⅲ、Ⅳ、Y基础知识巩固链接教材单倍体二倍体多倍体概念由________发育而来，体细胞中含有本物种__________染色体数目的个体由__________发育而来体细胞中含有两个__________的个体由________发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体体细胞染色体组数目本物种中配子的染色体组数两个____________发育起点配子受精卵受精卵特点单倍体植株弱小，且一般__________正常发育多倍体植株常常表现为茎秆______，叶片、果实和种子都比较大，________________等营养物质含量丰富配子配子受精卵三个或三个以上染色体组受精卵粗壮糖类和蛋白质高度不育基础知识巩固链接教材2.人工诱导方法(1)图中①和③操作分别是用______________________________________________________，其作用原理是____________________________________。(2)图中②过程是______________________。(3)单倍体育种的优点是______________________________________。图7­21­2秋水仙素处理萌发的种子或幼苗及用秋水仙素处理幼苗秋水仙素抑制纺锤体形成花药离体培养明显缩短育种年限三、生物育种原理、方法及实例(连线)基础知识巩固链接教材基础知识巩固链接教材四、基因工程及应用1．概念。生物体体外基因工程别名基因拼接技术或DNA重组技术操作环境______________操作对象DNA分子操作水平______________变异原理______________基本过程剪切、拼接、导入、表达结果________改造生物的遗传性状DNA分子水平基因重组定向基础知识巩固链接教材2．工具(1)剪刀与针线(如图7­21­3所示)①基因的“剪刀”：__________________，如图中a。②基因的“针线”：____________，如图中b。(2)基因的“运输工具”：__________，常用的有________、噬菌体、动植物病毒等。。限制性核酸内切酶DNA连接酶运载体质粒图7­21­3基础知识巩固链接教材3．基本步骤提取目的基因→______________________→将目的基因导入受体细胞→__________________________。4．应用(1)________，如抗虫棉的培育。(2)____________，如制备胰岛素等。(3)____________，如利用转基因细菌分解石油。5．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是安全的，应该________________。。。目的基因与运载体结合目的基因的检测与鉴定育种药物研制环境保护严格控制大范围推广基础知识巩固衔接课堂1．正误辨析(1)染色体上某个基因的丢失属于基因突变。(

)(2)DNA分子中发生三个碱基对的缺失导致染色体结构变异。(

)(3)非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中。(

)(4)二倍体生物的单倍体都是高度不育的。(

)(5)常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗使单倍体加倍为正常的纯合子。(

)(6)用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。(

)(7)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。(

)(8)诱变育种和杂交育种均可形成新基因。(

)(9)太空育种能按人的意愿定向产生所需优良性状。(

)(10)抗虫基因即使成功地插入植物细胞染色体上也未必能正常表达。(

)基础知识巩固[答案](1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×

(6)×

(7)×

(8)×

(9)×

(10)√[解析](1)基因突变不改变基因的数目，染色体上某个基因的丢失属于染色体变异。(2)DNA分子中发生三个碱基对的缺失一般属于基因突变。(3)非同源染色体某片段移接也可以发生在有丝分裂过程中。(4)蜂王是二倍体，其卵细胞形成的雄蜂是单倍体，可育。(5)单倍体通常高度不育，不能形成种子，因此用秋水仙素处理的是幼苗，而不是萌发的种子。(6)单倍体植株不一定含一个染色体组，也可能含两个或多个染色体组，因此用秋水仙素处理单倍体植株后得到的不一定是二倍体。(7)染色体片段的缺失和重复会导致基因数目减少和增加，其中染色体片段缺失还会导致基因种类减少。(8)杂交育种的原理是基因重组，只能产生新的基因型，而不能形成新基因。(9)太空育种的原理是基因突变，而基因突变是不定向的，此育种方式不能定向获得新品种。(10)抗虫基因即使成功地插入植物细胞染色体上，也可能由于基因选择性表达或者细胞内基因的互作等其他原因而不能正常表达，所以需要在基因工程最后一步中进行相关鉴定。基础知识巩固衔接课堂2．热图解读考(1)观察下列图示，填出变异类型并回答相关问题：

(1)指出染色体结构变异的类型：②________；③________；④________；⑤________。(2)属于基因突变的是________(填序号)，属于基因重组的是________(填序号)。(3)可在显微镜下观察到的是____________(填序号)。(4)基因的数目和排列顺序均未发生变化的是________(填序号)。图7­21­4缺失重复倒位易位①⑥②③④⑤①考点一

基因突变的机理、类型及特点考点互动探究1.染色体结构变异与基因突变、基因重组的区别基因突变染色体结构变异变化对象基因中的碱基对染色体片段变异水平DNA分子水平细胞水平结果基因结构改变，但不改变基因的位置和数量染色体上的基因数目或排列顺序改变显微镜观察不能直接观察可直接观察考点互动探究2．易位与交叉互换的区别染色体易位交叉互换图解区别位置发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体间原理属于染色体结构变异属于基因重组观察可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到考点互动探究3．三种变异类型能发生的生物类型及与细胞分裂的关系变异类型可发生的细胞分裂方式可发生生物类型基因突变

二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂病毒、原核生物、真核生物基因重组(有性生殖过程中)减数分裂真核生物染色体变异有丝分裂、减数分裂真核生物1．科学家以玉米为实验材料进行遗传实验，实验过程和结果如图7­21­5所示，则F1中出现绿株的根本原因是(

)

A．在产生配子的过程中，等位基因分离B．射线处理导致配子中的染色体数目减少C．射线处理导致配子中染色体结构缺失D．射线处理导致控制茎颜色的基因发生突变考点互动探究典例追踪图7­21­5[解析]从图示看出，F1中出现绿株的根本原因是射线处理导致配子中染色体结构缺失。[答案]C2．如图7­21­6所示为果蝇的染色体组成，其中甲、乙所示分别是两种果蝇的一个染色体组，丙所示是果蝇的X染色体及其上部分基因，下列叙述正确的是(

)A．甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常B．甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同C．丙中①过程，可能是发生在X和Y的非姐妹染色单体之间的易位D．丙中①②所示变异可为生物进化提供原材料考点互动探究典例追踪[答案]D[解析]与甲相比，乙中的1号染色体发生了倒位，所以甲、乙杂交产生的F1减数分裂过程中1号染色体不能正常联会，不能产生正常配子，A项错误；因为乙中的1号染色体发生了倒位，所以甲、乙的1号染色体上的基因排列顺序不完全相同，B项错误；丙中①过程，基因的位置发生颠倒，属于倒位，C项错误；丙中②过程染色体片段发生改变，属于染色体结构变异中的易位，①②都属于染色体结构变异，能为生物进化提供原材料，D项正确。图7­21­63．下列关于染色体变异和基因突变的主要区别的叙述中，错误的是(

)A．染色体结构变异是染色体的一个片段增加、缺失或替换等，而基因突变则是DNA分子中碱基对的替换、增加或缺失B．原核生物和真核生物均可以发生基因突变，但只有真核生物能发生染色体变异C．基因突变一般是微小突变，其对生物体影响较小，而染色体结构变异是较大的变异，其对生物体影响较大D．多数染色体结构变异可通过显微镜观察进行鉴别，而基因突变则不能考点互动探究典例追踪[答案]C[解析]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对的改变，在光学显微镜下观察不到，原核生物和真核生物都可以发生；染色体结构变异是染色体的一个片段的变化，只有真核生物可以发生。基因突变和染色体结构变异都可能对生物的性状产生较大影响。易归纳提炼基因突变、基因重组和染色体变异的相关问题(1)关于“互换”问题。同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；非同源染色体之间的片段互换，属于染色体结构变异中的易位。(2)关于“缺失”问题。DNA分子上若干“基因”的缺失属于染色体变异，DNA分子上若干“碱基对”的缺失属于基因突变。(3)关于变异的水平问题。基因突变、基因重组属于“分子”水平的变化，光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，光学显微镜下可以观察到。(4)关于变异的“质”和“量”问题。基因突变改变基因的“质”，不改变基因的“量”；基因重组不改变基因的“质”，一般也不改变基因的“量”，但转基因技术会改变基因的“量”；染色体变异不改变基因的“质”，但会改变基因的“量”或改变基因的排列顺序。考点互动探究考点二

染色体数目变异与生物体的倍性考点互动探究1.染色体组(1)染色体组概念的理解：染色体组是指细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息。要构成一个染色体组，应具备以下条件：①从染色体来源看，一个染色体组中不含同源染色体，没有等位基因。②从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。③从所含基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因，但不能重复，也不能缺少。考点互动探究(2)染色体组数量的判断方法①根据染色体形态判定细胞中形态、大小完全相同的染色体有几条，则有几个染色体组。如图A中形态、大小完全相同的染色体为1条，所以有1个染色体组，图B中彼此相同的(比如点状的)染色体有3条，故有3个染色体组。同理，图C中有1个染色体组，图D中有2个染色体组。图7­21­7②根据基因型判定在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组。如图甲所示基因型为ABC，所以有1个染色体组。图乙所示基因型为AAa，A、a基因共有3个，即含有3个染色体组。同理，图丙中有2个染色体组，图丁中有3个染色体组。注：判定染色体组的数目时只需参考其中任意一对等位基因的数量即可。③根据染色体数和染色体的形态数推算染色体组数＝染色体数/染色体形态数。如果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2。图7­21­8考点互动探究2.单倍体、二倍体、多倍体的区别[提醒]①由合子发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体；②由配子直接发育来的，不管含有几个染色体组，都只能叫单倍体。考点互动探究2.多倍体育种和单倍体育种单倍体育种多倍体育种原理染色体变异染色体变异方法通过花药离体培养获得单倍体，再用秋水仙素处理幼苗用秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗优点明显缩短育种年限器官大，营养成分含量高，产量增加缺点技术复杂，需要与杂交育种配合运用发育迟缓，结实率较低[提醒]经过一定浓度的秋水仙素或低温处理得到的含有多个染色体组的个体也是多倍体。由于单倍体一般不可育，所以单倍体育种一般经历花药离体培养和人工诱导染色体加倍两个过程。单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限，且得到的往往都是纯种植株。考点互动探究单倍体育种多倍体育种实例

[提醒]经过一定浓度的秋水仙素或低温处理得到的含有多个染色体组的个体也是多倍体。由于单倍体一般不可育，所以单倍体育种一般经历花药离体培养和人工诱导染色体加倍两个过程。单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限，且得到的往往都是纯种植株。考向1染色体组与染色体数目变异1．[2016·衡阳质检]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．细胞中含有两个染色体组的是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图考点互动探究典例追踪图7­21­9[答案]C[解析]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。2．下列有关单倍体的叙述中，不正确的是(

)①未经受精的卵细胞发育成的植株，一定是单倍体②含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体③生物的精子或卵细胞一定都是单倍体④基因型是aaaBBBCcc的植株一定是单倍体⑤基因型是Abcd的生物体一般是单倍体A．③④⑤B．②③④C．①③⑤D．②④⑤考点互动探究典例追踪[答案]B[解析]单倍体通常是由配子直接发育而来的个体，含有两个染色体组的配子发育成的个体也为单倍体，基因型是Abcd的生物体一般是单倍体，所以B选项符合题意。3．下列关于单倍体、二倍体和多倍体的叙述中，错误的是(

)A．利用小麦花粉培育形成的个体是单倍体B．二倍体和多倍体都是由受精卵发育而成的C．单倍体植株长得粗壮，多倍体植株茎秆一般比较弱小D．低温和秋水仙素都可以诱导多倍体的产生考点互动探究典例追踪[答案]C[解析]单倍体是由配子发育而成的，小麦花粉是雄配子，A项正确；二倍体和多倍体都是由受精卵发育而来的，B项正确；一般来说，单倍体植株长得弱小，多倍体植株茎秆比较粗壮，C项错误；低温和秋水仙素处理都可以抑制纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍，D项正确。考向2多倍体育种与单倍体育种4．下列下列是无子西瓜培育的过程简图，有关叙述不正确的是(

)A．①过程也可进行低温诱导处理，与秋水仙素的作用原理不同B．三倍体植株不育的原因是在减数分裂过程中联会发生紊乱C．培育得到的无子西瓜与二倍体有子西瓜相比个大、含糖量高D．要得到无子西瓜，需每年制种，很麻烦，所以可用无性繁殖技术进行快速繁殖考点互动探究典例追踪图7­21­10考点互动探究[答案]A[解析]低温和秋水仙素的作用原理相同，A项错误。三倍体植株不育的原因是在减数分裂过程中同源染色体联会发生紊乱，B项正确。三倍体西瓜与二倍体有子西瓜相比个大、含糖量高，这是多倍体的特点，C项正确。三倍体无子西瓜可以通过无性繁殖进行快速繁殖，D项正确。考点互动探究典例追踪[答案]C[解析]单倍体育种是指利用植物组织培养技术，将离体的花药等培育成单倍体植株，再通过人工诱导使其染色体数加倍，从而使植物恢复正常染色体数。分析图示可知：过程甲表示杂交，过程乙表示单倍体育种，过程甲和乙合称为单倍体育种，A项错误；过程乙中的①表示花药离体培养，B项错误；依题意可知，图示中的矮秆抗锈病优良品种的基因型为ddTT，C项正确；完成②的处理后，获得的都是纯合子，从中选育出的矮秆抗锈病优良品种植株能稳定遗传，无须经秋水仙素处理，D项错误。5．科学家用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种，方法如图7­21­11所示。下列叙述正确的是(

)A．上述育种方法包括杂交育种和单倍体育种B．过程乙被称为花药离体培养C．题中矮秆抗锈病优良品种的基因型为ddTTD．经②的处理后获得的矮秆抗锈病优良品种植株还需要经秋水仙素处理才能推广图7­21­11考点三

低温诱导植物染色体数目的变化考点互动探究1.原理、步骤和现象考点互动探究2.实验中各种液体的作用①卡诺氏液：固定细胞形态。②体积分数为95%的酒精：冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。③解离液(体积分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精以1∶1混合)：使组织中的细胞相互分离。④清水：洗去解离液，防止解离过度影响染色。⑤改良苯酚品红染液：使染色体着色，便于观察染色体的形态、数目、行为。3.实验注意事项①

(1)选材：①材料应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体数目加倍的情况；②常用的观察材料有蚕豆(染色体较洋葱少，故首选)、洋葱、大蒜等。(2)根尖培养①培养不定根：要使材料湿润以利于生根；②低温诱导：应设常温、4℃、0℃三种温度，以作为对照，否则实验设计不严密。考点互动探究(3)在用显微镜观察时，先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂期，再换上高倍镜并调节细准焦螺旋和反光镜，使物像清晰，仔细观察，辨认哪些细胞发生染色体数目变化，找出处于细胞分裂中期的细胞，进行染色体计数。(4)为了能观察到细胞在生活状态下的内部结构，必须先将细胞固定；显微镜下观察到的细胞是已被杀死的细胞；实验原理中“低温处理会抑制纺锤体形成”及“染色体不能被拉向两极”不等同于“着丝点不分裂”。1．[2016·衡阳质检]关于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，描述不正确的是(

)A．处于分裂间期的细胞数目最多B．在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程D．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考点互动探究典例追踪[答案]C[解析]在固定过程中细胞已被杀死，故不能观察到二倍体变为四倍体的动态过程。2．[2016·衡阳质检]用质量分数为2%的秋水仙素处理植物分生组织5～6h，能够诱导细胞内染色体加倍。那么，用一定时间的低温(如4℃)处理水培的洋葱根尖(2N＝16)时，是否也能诱导细胞内染色体加倍呢？请对这个问题进行实验探究。(1)针对以上的问题，你作出的假设是________________________________________________。你提出此假设的依据是________________________________________。(2)低温处理植物材料时，通常需要较长时间才能产生低温效应，根据这个提示将你设计的实验组合以表格的形式列出来。

考点互动探究典例追踪(3)按照你的设计思路，以________________________________________作为鉴别低温是否诱导细胞内染色体加倍的依据。为此，你要进行的具体操作是第一步：剪取根尖2～3mm。第二步：按照__________→________→________的操作顺序对根尖进行处理。第三步：将洋葱根尖制成临时装片，在显微镜下用一个分裂期的细胞观察染色体加倍的动态变化过程。根据该同学的实验设计回答：该同学设计的实验步骤有一处明显的错误，请指出错误所在，并加以改正。________________________________________________________________________(4)显微镜下观察到的细胞中染色体数可能为________________________________________________________________________________________。考点互动探究典例追踪考点互动探究[答案](1)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低温能够影响酶的活性(或纺锤丝的形成、着丝点的分裂)，使细胞不能正常进行有丝分裂(2)(3)在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内染色体的数目解离漂洗染色细胞已被杀死，在第三步中不会再观察到染色体加倍的动态变化(4)16、32、64

培养时间培养温度5h10h15h20h常温4℃0℃注：设计的表格要达到以下两个要求：①至少设置两个温度的对照；②间隔相等的培养时间进行取样。考点互动探究[解析](1)探究实验中，假设是由探究的问题决定的，该实验探究的问题是低温是否也能诱导细胞内染色体加倍，由此得出该探究实验的假设。根据低温能够影响酶的活性(或纺锤体的形成)，推断低温状态下细胞不能正常进行有丝分裂，所以提出“低温能诱导细胞内染色体加倍”的假设。(2)设计表格时要注意题干中的要求是测量低温效应的时间，分别设置温度和时间两个实验变量。考虑到一般植物细胞周期的时间单位为小时，因此表格内培养时间应以小时为单位。(3)通过观察细胞内染色体的数目并和不经过低温处理的正常根尖细胞内染色体数目进行比较，从而得出实验结论。制作装片的步骤是解离→漂洗→染色→制片。由于在固定和解离时已经杀死根尖细胞，所以不会再观察到细胞分裂的动态变化。(4)由于大部分细胞没有发生染色体加倍，其染色体数目仍为16条，部分细胞进行正常的有丝分裂，并处于后期，其染色体数目加倍，为32条，还有个别加倍后的细胞，进行有丝分裂，并处于后期，其细胞内染色体数目为64条。考例考法直击1．[2016·江苏卷]图7­21­12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∶1D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常[答案]B[解析]本题考查生物变异及遗传规律方面的知识。个体甲的变异属于染色体结构变异中的缺失，会对表型产生影响，A项错误。个体乙的变异是染色体结构变异中的倒位，会对表型产生影响，变异后的两条同源染色体在减数第一次分裂配对时会形成异常的四分体，B项正确，D项错误。个体甲中基因E所控制的性状不会发生性状分离，C项错误。图7­21­12考例考法直击2．

[2015·海南卷]关于基因突变和染色体结构变异的叙述，正确的是(

)A．基因突变都会导致染色体结构变异B．基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变C．基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变D．基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察[答案]C[解析]本题考查对基因突变和染色体结构变异的理解与辨析。基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换导致的基因结构的改变，不会导致染色体结构变异，A项错误。基因突变不一定会导致个体表现型的改变，B项错误。基因突变会导致基因中碱基对的数目或排列顺序的改变，染色体结构变异可导致基因数目和排列顺序的改变，所以二者都会导致碱基序列的改变，C项正确。基因突变在光学显微镜下观察不到，D项错误。考例考法直击3．[2015·天津卷]低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体，从而产生染色体数目加倍的卵细胞，此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎。上述过程中产生下列四种细胞，如图7­21­13所示四种细胞的染色体行为(以二倍体草鱼体细胞含两对同源染色体为例)可出现的是(

)[答案]B[解析]A项，由题意可知，低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体，即不能牵引同源染色体移向两极；B项，该图表示在染色体数目未减半的次级卵母细胞中发生减数第二次分裂，类似于有丝分裂；C项，卵细胞中染色体数目应为四条；D项，图示胚胎细胞应为染色体加倍的卵细胞(含同源染色体)和精子产生的受精卵发育而来的细胞，细胞内应有三个染色体组，故选B项。图7­21­13考例考法直击4．[2016·全国卷Ⅲ]基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题：(1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比后者____________。(2)在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以________为单位的变异。(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变)，也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子________代中能观察到该显性突变的性状；最早在子________代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子________代中能分离得到显性突变纯合体；最早在子________代中能分离得到隐性突变纯合体。

考例考法直击[解析]本题考查基因突变和染色体变异等方面的知识。(1)基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变，染色体变异往往会改变基因的数目和排列顺序，所以基因突变所涉及的碱基数目往往比较少。(2)在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以个别染色体为单位的变异。(3)AA植株发生隐性突变后子一代基因型变为Aa，而aa植株发生显性突变后子一代基因型也变为Aa，该种植物自花受粉，所以不论是显性突变还是隐性突变，子二代的基因型都有AA、Aa和aa三种，故最早可在子一代中观察到该显性突变的性状(Aa)；最早在子二代中观察到该隐性突变的性状(aa)；子二代中显性个体的基因型有AA和Aa，所以最早在子三代中能分离得到显性突变纯合体(AA)；最早在子二代中分离得到隐性突变纯合体(aa)。[答案](1)少(2)染色体(3)一二三二教师备用习题1．

用花药离体培养方法培育出马铃薯植株，当该植株的细胞进行减数分裂时，观察到染色体正常联会，此时该细胞内共有12个四分体。据此现象可以推知，马铃薯正常个体细胞内共有多少个染色体组(

)A．2个B．3个C．4个D．6个[解析]C由题意可知，有12个四分体说明含有同源染色体，说明有24条染色体，此时有2个染色体组。因为该植株是经花药离体培养得到的，所以正常植株应含有4个染色体组，故C项正确，A、B、D项错误。教师备用习题[解析]C

①减数分裂形成配子时，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，所以该个体所形成的配子中的染色体组是X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，①正确；②有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数和染色体组数都加倍，细胞中含有5种不同形态(X、Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)的染色体，②正确；③减数分裂形成配子时，同源染色体分离，减数第二次分裂后期有2个染色体组，但只有4种形态(X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)的染色体，③错误；④该生物进行基因测序时应选择5条染色体(X、Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)，④正确。2．如图为雄果蝇染色体图，据图能得到的结论是(

)①其配子中的染色体组是X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ②有丝分裂后期有4个染色体组，染色体有5种不同形态③减数第二次分裂后期有2个染色体组，染色体有5种不同形态④该生物进行基因测序时应选择5条染色体A．①②③④B．①②③C．①②④

D．②③④教师备用习题3．下列有关生物的遗传变异的叙述，正确的是(

)A．基因通过表达实现遗传信息在亲子代之间的传递，从而保持生物遗传性状的稳定B．基因重组、基因突变和染色体变异均属于可遗传变异，故它们一定能遗传给后代C．基因突变只可以由环境因素诱发，不可以自发产生D．染色体结构变异和数目变异都可以用显微镜直接观察[解析]D基因通过复制实现遗传信息在亲子代之间的传递，从而保持生物遗传性状的稳定，A项错误。基因重组、基因突变和染色体变异均属于可遗传变异，但不一定能遗传给后代，B项错误。基因突变有诱发突变和自发突变，C项错误。染色体结构变异和数目变异都可以用显微镜直接观察，D项正确。教师备用习题4．关于生物变异的叙述，错误的是(

)A．基因结构中碱基对的增添、缺失、替换导致基因突变B．精子和卵细胞融合形成受精卵过程中发生基因重组C．三倍体植物可以由受精卵发育而来但其不可育D．染色体上的片段易位或倒位属于染色体结构变异[解析]B基因突变指的是DNA(基因)中的碱基对的增添、缺失或替换，从而导致基因结构的改变，A项正确。基因重组发生在减数分裂过程中，而不是受精作用过程中，B项错误。四倍体和二倍体杂交产生的后代是三倍体，由于三倍体减数分裂过程中联会紊乱，所以不可育，C项正确。染色体上的片段易位或倒位属于染色体结构变异，D项正确。教师备用习题5．回答下列关于生物变异的问题：(1)图甲表示镰刀型细胞贫血症的发病机理。图中①②表示的遗传信息流动过程分别是①__________；②________；α链碱基组成为________，缬氨酸的密码子(之一)为________。(2)图乙为基因型为AaBB的某动物进行细胞分裂的示意图。则图中两条姐妹染色单体上的基因不同的原因可能是________________________。(3)图丙表示两种类型的变异。其中属于基因重组的是________(填序号)，属于染色体结构变异的是________(填序号)，从变异发生的染色体种类来说，两种变异的主要区别是________________________________________________________________________。教师备用习题[答案](1)DNA复制转录CAT

GUA(2)发生了交叉互换或基因突变(3)①

②

①发生在同源染色体之间，②发生在非同源染色体之间[解析](1)图甲中①②分别表示DNA复制和转录，DNA复制发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期，主要在细胞核内进行。根据碱基互补配对原则，α链碱基组成为CAT，β链为α链转录形成的mRNA，因此缬氨酸的密码子为GUA。(2)图中两条姐妹染色单体上的基因不同的原因可能是发生了交叉互换或基因突变。(3)图丙中①表示同源染色体之间发生了交叉互换，属于基因重组，②是非同源染色体发生了互换，属于染色体变异。拓展微课育种流程图分析与设计专题讲解

一、杂交育种的选育目标与育种程序的类型1．杂交育种的选育目标可分为三类：隐性纯合子、显性纯合子(包括AABB或AAbb)及杂合子。2．杂交育种不一定需要连续自交，若要选育显性优良纯种，则需要连续自交筛选直至性状不再发生分离；若要选育隐性优良纯种，则只要在子二代选择出现该性状的个体即可，若要选育杂合子，则只要得到杂种即可(需年年制种或采用无性繁殖方法繁殖)。3．杂交育种类型及程序分析如下：(1)培育常规的纯合子品种①培育隐性纯合子品种：选出双亲子一代子二代→选出符合要求的优良性状个体即可推广。②培育显性纯合子品种：选出双亲子一代子二代→选出符合要求的优良性状个体子三代→选出符合要求的优良性状个体……→选出能稳定遗传的优良性状个体推广。

(2)培育杂合子品种在农业生产上，可以将杂种子一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。①基本步骤：选取双亲P→杂交→F1。②特点：高产、优质、抗性强，但种子只能用一年，需年年育种(因杂合子自交后代会发生性状分离)。可采用无性繁殖技术如植物组织培养、营养繁殖(如甘薯、马铃薯等)等达到长期利用杂种子一代的目的。专题讲解

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【典题示导1】袁隆平一直致力于杂交水稻的研究，极大地提高了水稻的产量，缓解了世界粮食短缺的现状，被提名为2014年诺贝尔和平奖的候选人。关于杂交育种的叙述正确的是(

)A．杂交水稻利用了不同亲本染色体重组的原理B．杂交能将不同物种的优良性状集中到一个个体中C．杂交后代表现出优良性状就成为优良品种D．该育种方法也可以用于家禽、家畜的育种[解析]A项杂交水稻利用了不同亲本基因重组的原理，A项错误。B项不同物种之间存在生殖隔离，因此杂交能将同一物种不同个体的优良性状集中到一个个体中，B项错误。C项表现出优良性状的杂交后代不一定就是优良品种，如显性杂合子，其自交后代会发生性状分离，同时表现型是基因型和环境因素共同作用的结果，C项错误。D项杂交育种适用于进行有性生殖的生物，因此该育种方法也可以用于家禽、家畜的育种，D项正确。[答案]D

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二、杂交育种、诱变育种与基因工程育种的比较育种方法杂交育种诱变育种基因工程育种原理基因重组基因突变基因重组常用方法杂交→自交→选种→自交物理因素和化学因素诱变将一种生物的特定基因转移到另一种生物细胞中优点

①使不同个体的优良性状集中在一个个体上；②操作简便提高变异频率，加速育种进程，大幅度改良性状打破物种界限，定向改造生物的遗传性状缺点

①育种时间长；②局限于亲缘关系较近的个体有很大盲目性，有利变异少，需大量处理实验材料技术复杂，生态安全问题较多专题讲解

【典题示导2】关于几种育种方法的叙述，正确的是(

)A．多倍体育种中，常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗B．单倍体育种中，常先筛选F1的花粉再进行花药离体培养C．诱变育种中，获得的突变体多数表现出优良性状D．杂交育种中，用于大田生产的优良品种都是纯合子[解析]多倍体育种中，诱导染色体数目加倍时常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，A项正确。单倍体育种中，取F1的花粉进行花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗后，根据性状筛选植株，B项错误。诱变育种中，获得的突变体少数表现出优良性状，C项错误。杂交育种中，部分优良品种是杂合子，D项错误。[答案]A

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(1)图中________________________________过程表示单倍体育种。(2)图示⑤处需用__________________________，从而获得纯合子，⑥处需用秋水仙素处理__________________，以诱导染色体加倍。(3)④⑥的育种原理分别是__________________________。(4)图中最简便及最难以达到育种目标的育种途径分别是______________________。【典题示导3】图7­

21­14中甲、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：①③⑤或④⑤秋水仙素处理单倍体幼苗萌发的种子或幼苗基因突变、染色体变异杂交育种、诱变育种专题讲解

三、不同需求的育种方法育种方法的选择要根据育种要求、材料特点、技术水平和经济因素，进行综合考虑和科学决策。另外，在实际育种过程中，并非单一地运用某种育种方式，而是根据需要综合运用多种育种方式。专题讲解

1．操作简单、最常规的育种方法是杂交育种。进行杂交育种的个体一定是进行有性生殖的个体，只进行无性生殖的个体无法通过杂交育种培育新品种。2．一般作物育种，要将两个亲本的不同优良性状集中于同一生物体，可选用杂交育种；若要快速获得纯种，则用单倍体育种方法。3．要大幅度改良某一品种，使之产生从来没有的性状，可选用诱变育种(如太空育种)。4．要提高品种产量，提高其营养物质含量，可选用多倍体育种。5．若要定向地改造生物性状，还需克服不同物种的生殖隔离，可考虑基因工程育种，如抗虫棉的培育。专题讲解

【典题示导4】图下列关于育种方法的叙述，正确的是(

)A．用杂交的方法进行育种，有可能从F1自交后代中筛选出符合人类需要的优良品种B．用辐射的方法进行诱变育种，诱变后的植株一定比诱变前的植株具备更多优良性状C．用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，所育的新品种自交后代中约有为纯合子D．用基因型为DdTt的植株进行多倍体育种，所育的新品种和原品种杂交一定能产生可育后代[解析]诱变育种的生物学原理为基因突变，基因突变具有多害少利和不定向的特点，故诱变后的植株不一定比诱变前的植株具备更多优良性状，故B错误。用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，产生的新品种全为纯合子，其自交后代也全为纯合子，故C错误。二倍体植株染色体加倍后成为四倍体植株，四倍体植株和原二倍体植株杂交得到的三倍体植株是高度不育的，故D错误。[答案]A

专题讲解

【典题示导5】现有小麦种质资源包括：①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下述育种方法可行的是(

)A．利用品种①③进行品种间杂交筛选获得aB．对品种③进行染色体加倍处理筛选获得bC．a、b和c的培育均可采用诱变育种方法D．利用品种①②和③进行品种间杂交筛选获得c[解析]①③品种没有抗病的性状，两者之间杂交无法筛选获得高产、抗病品种，A项错误。对品种③进行染色体加倍处理可获得多倍体，仍然是高产、晚熟品种，不可能筛选获得b，B项错误。诱变育种的原理是基因突变，基因突变能产生新基因，所以诱变育种在理论上都可产生所需性状，C项正确。品种①②和③中没有抗旱基因，所以可通过基因工程技术，将外源抗旱基因导入高产品种细胞内，经组织培养可获得高产、抗旱品种，D项错误。[答案]C

专题讲解题后归纳5种常考的育种方法专题讲解

四、生物育种方案设计1．生物育种方案设计题目的一般解题步骤2．不同育种方法需注意的问题(1)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。专题讲解

(3)设计育种方案时，应该注意是“动物育种”还是“植物育种”。①植物育种时，可以用连续自交的方法获得纯合子，这是由于植物中雌雄同体的物种较多。②动物育种时，只能选相同性状的个体相互交配，待性状分离后筛选，然后用测交方法检测纯合子，这是由于动物大多是雌雄异体，不能“自交”。(4)花药离体培养只是单倍体育种中的一个程序，要想得到可育的品种，一般还需要用秋水仙素处理单倍体幼苗使染色体加倍。3．育种年限的要求及计算方法(1)若需要获得植株，则比获得种子多一年，因为获得种子后，第二年才能获得相应植株。(2)若需要获得跨年度的植物(如小麦)，则比不跨年度的植物(如豌豆)要多一年。专题讲解

(1)两个新性状中，棕色是________性状，低酚是________性状。(2)诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是________，白色、高酚的棉花植株基因型是________。(3)棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变Ⅰ代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代种植在一个单独的区域，从___________________________________________的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变Ⅰ代中选择另一个亲本，设计一个方案，尽快选育出抗虫高产(棕色、低酚)的纯合棉花新品种(用遗传图解和必要的文字表示)。显性【典题示导6】如图7­21­15所示，科研小组用60Co照射棉花种子，诱变当代获得棕色(纤维颜色)新性状，诱变Ⅰ代获得低酚(棉酚含量)新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因(A、a)控制，棉酚含量由另一对基因(B、b)控制，两对基因独立遗传。请回答：图7­21­15隐性AaBBaaBb不发生性状分离(或全为棕色棉，或没有出现白色棉)

[解析](1)诱变当代棕色、高酚个体自交，后代出现棕色和白色性状，说明棕色为显性性状；诱变当代白色、高酚个体自交，后代出现低酚和高酚性状，说明低酚为隐性性状。(2)从诱变当代个体自交后代的表现型即可判断出棕色、高酚的棉花植株的基因型为AaBB，白色、高酚的棉花植株的基因型为aaBb。(3)依题意，要尽快获得纯合的棕色、低酚植株(AAbb)，结合已知纯合体AABB，只要从诱变Ⅰ代中选取白色、低酚(aabb)个体，并利用单倍体育种的方法即可。在书写遗传图解时，需要标明表现型、基因型，同时注明必要的文字，如花药离体培养、秋水仙素处理等。题组训练1．为获得具有优良性状的纯合子，将基因型为Aa的小麦逐代自交，且逐代淘汰基因型为aa的个体，下列说法不正确的是(

)A．该育种方法与单倍体育种相比所需育种年限长B．此过程中F1出现aa个体的基础是等位基因分离C．育种过程中若不发生基因突变，则该物种没有进化D．可通过单倍体育种得到100%的纯合品种[解析]与杂交育种方式相比，单倍体育种方式能明显缩短育种年限，A项正确。Aa自交后出现性状分离是等位基因分离的结果，B项正确。生物进化的实质是种群基因频率的改变，该育种进程中虽然没发生突变，但逐代淘汰aa，a基因频率会减小，种群的基因频率发生了改变，所以该物种已经发生了进化，C项错误。基因型为Aa的小麦通过单倍体育种可得到基因型为AA和aa的纯合品种，D项正确。[答案]C

题组训练2．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7­21­16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方法为诱变育种B．图中①过程一定出现同源染色体内部的交叉互换现象C．图中②过程的原理是植物细胞具有全能性D．图中③过程需用秋水仙素处理刚萌发的种子图7­21­16图7­21­16图7­2­16

[解析]题中生物兴趣小组用到的育种方法为单倍体育种，A项错误。减数分裂过程中，同源染色体间的交叉互换不是一定要发生的，B项错误。单倍体植株一般高度不育，不能获得种子，③过程需用一定浓度的秋水仙素处理幼苗，D项错误。[答案]C

题组训练3．已知小麦中高秆对矮秆(抗倒伏)为显性、抗病对不抗病为显性，以纯合高秆抗病小麦和纯合矮秆不抗病小麦为亲本，培育抗倒伏抗病小麦，相关说法不正确的是(

)A．杂交育种过程需要不断筛选、自交B．单倍体育种利用了花粉细胞具有全能性的特点C．可利用射线等处理矮秆不抗病小麦种子实现人工诱变，但成功率低D．筛选的实质是通过自然选择实现种群中抗病基因频率的定向提高[解析]杂交育种过程需要不断筛选、自交，直到矮秆抗病个体的后代不发生性状分离，A项正确。单倍体育种利用了花粉细胞具有全能性及秋水仙素能抑制纺锤体的形成等原理，B项正确。由于基因突变的低频性和不定向性，所以利用射线等处理矮秆不抗病小麦种子虽可实现人工诱变，但成功率低，C项正确。育种中筛选过程实质上是通过人工选择而不是自然选择来实现种群中抗病基因频率的定向提高，D项错误。[答案]D

题组训练4．假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种，为培育出优良品种AAbb，可采用的方法如图7­21­17所示。请据图回答问题：图7­21­17(1)由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方式称为__________，其原理是__________。(2)若经过过程②产生的子代总数为1552株，则其中基因型为AAbb的植株在理论上有________株。基因型为Aabb的植株经过过程③，子代中AAbb