全国版高考生物一轮复习培优学案第23讲染色体变异与育种

第23讲染色体变异与育种[考纲明细]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板块一知识·自主梳理一、染色体结构变异1．类型2．结果：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。二、染色体数目的变异1．类型(1)细胞内个别染色体的增加或减少，如21三体综合征。(2)细胞内染色体数目以染色体组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：细胞中的一组非同源染色体，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Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。3．二倍体、多倍体和单倍体的比较三、低温诱导植物染色体数目的变化1．实验原理：用低温处理植物分生组织细胞，如根尖分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，使植物细胞染色体数目加倍。2．方法步骤：洋葱根尖培养→取材及细胞固定(卡诺氏液)→制作装片(解离→漂洗→染色→制片)→观察。3．实验结论：适当低温可以诱导染色体数目加倍。四、育种1．单倍体育种(1)原理：染色体变异。(2)方法(3)优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子。(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①eq\a\vs4\al(两次,传粉)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(第一次传粉：杂交获得三倍体种子,第二次传粉：刺激子房发育成果实))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(1)原理：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(♀×♂)→F1eq\o(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。(3)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。(4)缺点：获得新品种的周期长。4．诱变育种(1)原理：基因突变。(2)过程(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。(4)缺点：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eq\a\vs4\al([总结])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。()答案×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。()答案×5．非同源染色体某片段移接仅发生在减数分裂过程中。()答案×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∶1D．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答案A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答案A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。知识拓展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图答案C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，是单倍体答案C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答案B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＝eq\f(染色体数,染色体形态数)，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答案D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∶1D．①②③④细胞所代表的个体分别是四倍体、二倍体、三倍体和单倍体答案C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∶1AABBb(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∶1D(或d)基因不在第6号染色体上②正常叶∶马铃薯叶＝5∶1D(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)21∶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答案B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AAaa⑤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．①②③④⑤⑥ B．②③④⑤C．①④⑤ D．④⑥答案B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子香蕉虽能杂交，但它们的后代为三倍体，减数分裂时染色体联会紊乱导致不育，所以两者间存在生殖隔离，③正确；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，野生芭蕉的基因型为Aa，④正确；染色体变异是生物进化的原材料之一，⑤正确；明显缩短育种年限是单倍体育种优点，⑥错误，选B。易错警示1单倍体育种一般应用于二倍体植物，因为若为四倍体植物，通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。2用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍，若操作对象是单倍体植株，属于单倍体育种；若操作对象为正常植株，叫多倍体育种，不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。3单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，使染色体数目加倍。单倍体育种在幼苗期处理，多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。4单倍体育种和植物细胞工程育种都运用了植物组织培养技术。题型二诱变育种与杂交育种3．家蚕(2n＝28)雌性体细胞内有两个异型的性染色体ZW，雄性体细胞内有两个同型性染色体ZZ。人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体，使ZW卵和不带卵色基因的ZZ卵有所区别，从而在家蚕卵还未孵化时就能区分雌雄。下列有关说法错误的是()A．这种育种方式属于诱变育种B．辐射的目的是为了提高基因的突变率，更容易筛选到卵色基因C．上述带有卵色的受精卵将来会发育为雌性家蚕D．上述带有卵色基因的家蚕染色体组型图与正常家蚕不同答案B解析人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，说明该方法是诱变育种，A正确；辐射的目的是为了提高染色体易位的频率，更容易筛选到含有卵色基因的个体，B错误；根据题意可知，卵色基因的片段易位到W染色体上，则带有卵色的受精卵为ZW，为雌性家蚕，C正确；上述带有卵色基因的家蚕W染色体多了一段染色体，所以其染色体组型图与正常家蚕不同，D正确。4．有两个纯种的小麦，一为高秆(D)抗锈病(T)，另一为矮秆(d)不抗锈病(t)。这两对性状独立遗传，现要培育矮秆抗锈病的新品种，过程如下：高秆、抗锈病×矮秆、不抗锈病eq\o(→,\s\up17(a))F1eq\o(→,\s\up17(b))F2eq\o(→,\s\up17(c))稳定遗传的矮秆抗锈病类型。(1)这种过程叫________育种。过程a叫________，过程b叫________。(2)过程c的处理方法是__________________________________。(3)F1的基因型是________，表现型是__________________，矮秆抗锈病新品种的基因型应是________。答案(1)杂交杂交自交(2)连续种植和观察，直至选出能稳定遗传的矮秆抗锈病新品种(3)DdTt高秆抗锈病ddTT解析将小麦两个品种的优良性状通过杂交集中在一起，培育矮秆抗锈病新品种的方法叫杂交育种。其中过程a叫杂交，产生的F1的基因型为DdTt，表现型为高秆抗锈病。过程b叫自交，目的是获得表现型为矮秆抗锈病的小麦品种(ddT_)，因为此过程所得后代会发生性状分离，所以要想得到稳定遗传的矮秆抗锈病植株必须要经过c过程，即连续自交，直到后代无性状分离为止。题型三生物育种的综合判断5．[2017·大连一模]如图所示，以二倍体西瓜①和②为原始的育种材料，进行相应的处理，得到了相应植株④～⑨。下列相关分析错误的是()A．由⑤得到⑥的育种原理是基因重组B．植株⑧所产生的种子发育形成的植株能结出无子西瓜C．若③的基因型是AaBbDd(三对基因独立遗传)，幼苗⑨的基因型有8种D．③→④过程的处理方法，提高了基因突变的频率答案B解析图中植株①和②杂交得到③，③自然生长到⑤再进行自交获得植株⑥的方法为杂交育种，育种原理为基因重组，A正确；由于⑦植株是四倍体，所以由⑤和⑦杂交得到的⑧是三倍体，不能产生种子，B错误；若③的基因型是AaBbDd(三对基因独立遗传)，花药离体培养获得幼苗⑨的基因型为2×2×2＝8种，C正确；③→④过程利用了基因突变的原理，提高了基因突变的频率，D正确。6．[2016·临沂一模]现有①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚熟三个小麦品种，为满足栽培需求，欲培育三类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下列育种方法可行的是()A．利用①、③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．b的培育可采用杂交育种或诱变育种方法D．用转基因技术将外源抗旱基因导入③中获得c答案D解析利用①、②品种间杂交，并让产生的后代自交，从子二代中筛选获得a，A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，不可能筛选获得b，B错误；由于在亲本①②③中没有早熟性状的个体，故b的培育不能用杂交育种，而新基因只能通过基因突变产生，因此b的培育可采用诱变育种的方法，C错误；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c高产、抗旱品种，D正确。7．[2017·江苏江浦中学二模]下列关于常见作物育种方法的叙述，不正确的是()A．利用杂交育种可培育出新物种，促进生物的进化B．利用单倍体育种可获得纯合子，明显缩短育种年限C．利用多倍体育种可增加染色体的数目，获得茎秆粗壮的植株D．利用诱变育种可增大突变频率，利于获得新基因答案A解析利用杂交育种可以培育出新的作物品种，但不能培育出新物种，A错误；利用单倍体育种可获得纯合子，且可明显缩短育种年限，B正确；利用多倍体育种可获得染色体数目加倍的多倍体植株，该植株具有茎秆粗壮的特点，C正确；利用诱变育种可增大突变频率，利于获得新基因，D正确。技法提升1.育种方法的识别(1)首先要识别图解中各字母表示的处理方法：A——杂交，D——自交，B——花药离体培养，C——秋水仙素处理，E——诱变处理，F——秋水仙素处理，G——转基因技术，H——脱分化，I——再分化，J——包裹人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。(2)根据以上分析可以判断：“亲本eq\o(→,\s\up17(A、D))新品种”为杂交育种，“亲本eq\o(→,\s\up17(A、B、C))新品种”为单倍体育种，“种子或幼苗eq\o(→,\s\up17(E))新品种”为诱变育种，“种子或幼苗eq\o(→,\s\up17(F))新品种”为多倍体育种，“植物细胞eq\o(→,\s\up17(G、H、I、J))新品种”为基因工程育种。2．根据基因型的改变确定育种方法对于某些图解，可根据基因型的改变进行育种方法的判别。如图所示：根据基因型的变化可以判断：“aabb×AABBeq\o(→,\s\up17(①))AaBbeq\o(→,\s\up17(②))AAbb”为杂交育种，“aabb×AABBeq\o(→,\s\up17(①))AaBbeq\o(→,\s\up17(③))Abeq\o(→,\s\up17(⑤))AAbb”为单倍体育种，“AABBeq\o(→,\s\up17(④))AaBB”为诱变育种，“aabb×AABBeq\o(→,\s\up17(①))AaBbeq\o(→,\s\up17(⑥))AAaaBBbb”为多倍体育种。实验十低温诱导植物染色体数目的变化[2017·榆林模拟]下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是()A．低温诱导染色体加倍的原理和秋水仙素诱导染色体加倍的原理一致B．改良苯酚品红染液的作用是固定和染色C．固定和解离后的漂洗液都是体积分数为95%的酒精D．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[解析]低温和秋水仙素诱导染色体加倍的原理，都是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，导致染色体数目加倍，A正确；改良苯酚品红染液的作用是对染色体进行染色，B错误；固定后的漂洗液是体积分数为95%的酒精，解离后的漂洗液是清水，目的是洗去多余的药液，防止解离过度，C错误；经解离后细胞已经死亡，不能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程，D错误。[答案]A1．关于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验不正确的描述是()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．若细胞中出现四个染色体组，说明该细胞染色体数目已加倍D．低温处理洋葱根尖后不会引起成熟区细胞染色体数目的变化答案C解析分裂间期持续时间较长，所以处于该时期的细胞数目最多，A正确；低温处理只能使部分细胞染色体数目加倍，所以在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞，B正确；细胞中出现四个染色体组，也可能是二倍体细胞处于有丝分裂后期，C错误；洋葱根尖成熟区细胞不能进行有丝分裂，因此不会发生染色体加倍的现象，D正确。2．有关“低温诱导洋葱(2n＝16)染色体数目的变化”实验的分析，正确的是()A．体积分数为95%的酒精用于根尖的固定和解离，但作用不同B．低温与秋水仙素均能抑制着丝点分裂而导致染色体数目加倍C．应设置常温培养的对照组，以确认低温诱导染色体数目加倍D．如果显微观察到染色体数为32的细胞，可判断低温诱导成功答案C解析低温诱导洋葱染色体数目的变化的实验中，将根尖放入卡诺氏液中浸泡，目的是固定细胞形态，盐酸和体积分数为95%的酒精混合液可以使洋葱根尖解离，A错误；低温与秋水仙素均能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，使细胞分裂后期染色体不能向两极移动而导致染色体数目加倍，B错误；应设置常温培养的对照组，以确认低温诱导染色体数目加倍，C正确；有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数目暂时加倍，所以显微观察到染色体数为32的细胞，还不能判断低温诱导成功，D错误。易错警示1显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。2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着丝点是在相关酶的作用下分开的，无纺锤丝牵引，着丝点也分裂。板块三方向·真题体验1．[2017·江苏高考]一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是()A．如图表示的过程发生在减数第一次分裂后期B．自交后代会出现染色体数目变异的个体C．该玉米单穗上的籽粒基因型相同D．该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子答案B解析联会发生在减数第一次分裂四分体时期，A错误；由题干知，异常联会形成的部分配子也可完成受精，异常联会时，减数第一次分裂后期移向细胞两极的染色体数目不再均等分配，形成的配子中染色体的数目与正常配子相比发生变化，因此自交后代会出现染色体数目变异的个体，B正确；该玉米产生的雌、雄配子基因型有Aa、aa，自交后，单穗上籽粒的基因型有AAaa、aaaa、Aaaa，C错误；基因型为Aa的花药经培养加倍后的个体基因型为AAaa，为杂合子，D错误。2．[2016·上海高考]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．易位和倒位答案D解析①中少了基因ab，多了基因J，是非同源染色体间发生了片段交换，属于染色体结构变异中的易位；②cde基因位置发生了颠倒，属于倒位，D正确。3．[2015·海南高考]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解析基因突变不会导致染色体结构变异，A错误；基因突变个体表现型可能不改变，B错误；基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变，C正确；基因突变在光学显微镜下是不可见的，染色体结构变异可用光学显微镜观察到，D错误。4．[2015·江苏高考]甲、乙为两种果蝇(2n)，下图为这两种果蝇的各一个染色体组，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．甲发生染色体交叉互换形成了乙C．甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同D．图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料答案D解析与图甲相比，图乙染色体1发生了倒位，所以甲、乙杂交产生的F1减数分裂过程中染色体1间不能正常联会，不能产生正常配子，A错误；甲染色体1发生倒位形成乙，B错误；甲、乙1号染色体上的基因排列序列不完全相同，C错误；染色体结构变异属于可遗传变异，可为生物进化提供原材料，D正确。5．[2017·江苏高考]研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题：(1)要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的________物质是否发生了变化。(2)在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法①，使早熟基因逐渐________，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的________进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为________育种。(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的________，产生染色体数目不等、生活力很低的________，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不断制备________，成本较高。(4)新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次________，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。答案(1)遗传(2)纯合花药单倍体(3)染色体分离配子组培苗(4)重组解析(1)育种的目的是获得人类所需的有价值的性状，只有由遗传物质改变引起的性状改变才能遗传下去，才具有育种价值。(2)方法①是自交，连续自交过程中早熟基因逐渐纯合，培育成新品种1。单倍体育种能明显缩短育种年限，可先通过花药离体培养，再用秋水仙素处理单倍体幼苗。(3)若是由染色体组数目改变引起的变异，则该变异株减数分裂中联会紊乱，从而造成不规则的染色体分离，产生染色体数目不等、生活力很低的异常配子，只有极少数配子正常，故只能得到少量的种子。方法③需要先进行植物组织培养获得柑橘苗，此过程操作复杂、成本较高。(4)在新品种1的选育过程中，连续自交使早熟性状相关基因与其他性状相关基因发生了多次重组。而在植物组织培养过程中不发生基因重组。限时规范特训一、选择题1．[2017·四平模拟]下列有关育种的叙述，正确的是()A．杂交育种所选双亲必须是纯合子B．诱变所得植株若不出现预期性状就应丢弃C．多倍体育种时可用秋水仙素处理幼苗D．单倍体育种依据的遗传学原理是基因突变答案C解析杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法，并不要求双亲必须是纯合子，A错误；由于基因突变具有不定向性，所以不能保证诱变所得植株当代都能出现预期的性状，所以不应该丢弃，B错误；秋水仙素能够抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，导致分裂后期染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体的加倍，所以用秋水仙素处理幼苗可得到多倍体植株，C正确；单倍体育种过程中不是引发了基因突变，而是引起了染色体数目的变异，所以单倍体育种的遗传学原理是染色体数目变异，D错误。2．[2016·江西赣州期末]下图中字母代表正常细胞中所含有的基因，下列说法错误的是()A．①可以表示经过秋水仙素处理后四倍体西瓜体细胞的基因组成B．②可以表示果蝇体细胞的基因组成C．③可以表示21三体综合征患者体细胞的基因组成D．④可以表示雄性蜜蜂体细胞的基因组成答案A解析秋水仙素可诱导细胞中染色体数目加倍，其上的基因应也“加倍”，不会出现一个“a”的情况，A错误。3．[2017·江苏常州一中期末]下列关于生物育种技术操作合理的是()A．用红外线照射青霉菌能使青霉菌的繁殖能力增强B．年年栽种年年制种推广的杂交水稻一定是能稳定遗传的纯合子C．单倍体育种时需用秋水仙素处理其萌发的种子或幼苗D．马铃薯、红薯等用营养器官繁殖的作物只要杂交后代出现所需性状即可留种答案D解析由于基因突变具有不定向性，因此用红外线照射青霉菌，其繁殖能力不一定增强，A错误；年年栽种年年制种推广的杂交水稻是杂合子，B错误；由于单倍体高度不育，不能产生种子，因此单倍体育种只能用秋水仙素处理幼苗，C错误；无性繁殖可保留亲本的优良性状，D正确。4．[2017·河南濮阳高三期末]如图a、b、c是家兔某染色体上的三个基因，下列有关叙述正确的是()A．a基因丢失属于基因突变中的缺失B．b基因和c基因位置发生交换属于易位C．a、b、c三个基因在不同的细胞中表达结果可能不同D．一个基因只能控制生物体的一种性状答案C解析a基因丢失属于染色体变异，A错误；b基因和c基因位置发生交换属于倒位，B错误；a、b、c三个基因在不同的细胞中表达结果可能不同，C正确；有些性状是由一个基因控制的，也有些性状是由多个基因同时控制的，D错误。5．[2017·湖南邵阳洞口一中月考]如图为果蝇体内某个细胞的示意图，下列相关叙述正确的是()A．图中的染色体1、5、7、8可组成一个染色体组B．在细胞分裂过程中等位基因D、d不一定发生分离C．图中7和8表示性染色体，其上同源部分的基因的遗传与性别无关D．含有基因B、b的染色体片段发生交换属于染色体结构变异答案B解析图中7、8是一对性染色体，不可能出现在同一个染色体组内，A错误；基因D、d为等位基因，因此含有基因D、d的染色体为同源染色体，在细胞减数分裂过程中等位基因D、d发生分离，在有丝分裂过程中，不发生分离，所以在细胞分裂过程中等位基因D、d不一定发生分离，B正确；图中7和8表示性染色体，其上同源部分的基因的遗传与性别也有关，C错误；在减数分裂过程中，含有基因B、b的染色体片段发生交换属于基因重组，D错误。6．[2017·北京市顺义区二模]如图表示利用农作物①和②培育出⑥的过程，相关叙述中不正确的是()A．在①②⑥之间存在着生殖隔离B．Ⅰ→Ⅴ过程依据的原理是基因重组C．过程Ⅱ在有丝分裂和减数分裂中均可发生D．Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ的过程中要应用植物组织培养技术答案A解析①②⑥属于同一个物种，它们之间不存在生殖隔离，A错误；Ⅰ→Ⅴ表示杂交育种，其原理是基因重组，B正确；Ⅱ表示诱导基因突变，在有丝分裂和减数分裂中均可发生，C正确；Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ表示单倍体育种，该育种方法首先要采用花药离体培养法形成单倍体，因此要应用植物组织培养技术，D正确。7．[2017·郑州模拟]下图所示为利用玉米(2N＝20)的幼苗芽尖细胞(基因型为BbTt)进行实验的流程示意图。下列分析不正确的是()A．①过程中可能会发生基因突变B．植株B为纯合子的概率为25%C．植株C为单倍体，由配子发育而来D．整个流程体现了体细胞与生殖细胞均具有全能性答案B解析①表示将芽尖细胞进行组织培养，细胞分裂过程为有丝分裂，分裂间期可能发生基因突变，A正确；利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为100%，B错误；植株C发育的起点为配子，属于单倍体，C正确；植物组织培养和花药离体培养过程，体现了体细胞与生殖细胞均具有全能性，D正确。8．[2017·北京东城模拟]下列关于真核细胞中染色体变异的叙述，正确的是()A．染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加B．染色体结构变异是个别碱基对增添或缺失造成的C．染色体片段位置颠倒会影响基因在染色体上的排列顺序D．同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换属于染色体结构变异答案C解析染色体组整倍性变化可导致基因数目减少或增加，但不一定改变基因种类，A错误；染色体结构变异是染色体结构发生重复、缺失、易位、倒位，B错误；染色体片段位置颠倒会影响基因在染色体上的排列顺序，C正确；同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组，D错误。9．[2017·黑龙江大庆三模]现用高秆抗病(AABB)品系和矮秆不抗病(aabb)品系培育矮秆抗病(aaBB)品系，对其过程分析错误的是()A．F1中虽未表现出矮秆抗病的性状，但已经集中了相关基因B．F2中出现重组性状的原因是F1产生配子时发生了基因重组C．选种一般从F2开始，因为F2出现了性状分离D．通常利用F2的花粉进行单倍体育种，可以明显缩短育种年限答案D解析高秆抗病(AABB)品系和矮秆不抗病(aabb)品系杂交，F1为AaBb(高秆抗病)，F1虽未表现出矮秆抗病性状，但已经集中了a和B基因，A正确；F1产生配子时，非同源染色体的非等位基因自由组合可导致F2出现重组性状，B正确；F2开始出现性状分离，选种一般从F2开始，C正确；通常利用F1的花粉进行单倍体育种，可以明显缩短育种年限，D错误。10．[2017·吉林长春三模]下图表示培育高品质小麦的几种方法，下列叙述错误的是()A．a过程可用秋水仙素处理幼苗快速获得纯合子B．b过程需要进行不断自交来提高纯合子的比例C．YYyyRRrr通过花药离体培养获得的植株为二倍体D．图中的育种方法有单倍体育种、杂交育种和多倍体育种答案C解析过程a可用秋水仙素处理单倍体幼苗，以快速获得纯合子，A正确；过程b需要通过不断自交来提高纯合子的比例，B正确；YYyyRRrr通过花药离体培养获得的植株为单倍体，C错误；题图中的育种方法有单倍体育种、杂交育种和多倍体育种，D正确。11．[2017·湖南岳阳一模]在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种变异类型，图甲中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是()A．图示中的生物变异都是染色体变异B．图中所示的变异类型在减数分裂过程中均可能发生C．如果图乙为一个精原细胞，则它一定不能产生正常的配子D．图示中的变异类型都能用光学显微镜观察检验答案B解析甲、乙和丁属于染色体变异，丙属于基因重组，A错误；图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生，B正确；若图乙为一精原细胞，其减数分裂过程中，可能产生正常的配子和异常的配子，C错误；图示中的变异类型只有属于染色体变异的甲、乙和丁能用光学显微镜观察检验，基因重组不能用光学显微镜观察到，D错误。12．[2017·辽宁葫芦岛期中]洋葱是二倍体植物，某同学用低温诱导洋葱根尖细胞染色体加倍并获得成功。下列相关叙述中错误的是()A．低温诱导过程会使细胞出现不完整的细胞周期B．低温诱导只能使具有分裂能力的细胞染色体加倍C．低温和秋水仙素的作用原理相同D．低温诱导的根尖细胞，可能发生染色体数目变异，也可能发生基因重组答案D解析和秋水仙素的作用原理相同，低温也会导致正处于有丝分裂前期的细胞无法形成纺锤体，使细胞无法继续分裂，导致细胞出现不完整的细胞周期，A、B、C正确；通常情况下，基因重组发生在减数分裂过程中，根尖细胞只能发生有丝分裂，所以低温诱导根尖细胞不会发生基因重组，D错误。二、非选择题13．[2016·广东肇庆模拟]下图为水稻的几种不同育种方法的示意图，据图回答：(1)B过程常用的方法是________；可能用到秋水仙素的过程有________(用图中字母表示)。(2)可以打破物种界限的育种方法是________(用图中的字母表示)，该方法所运用的原理是________。(3)假设要培育一个能稳定遗传的水稻品种，它的性状都是由隐性基因控制的，则最简单的育种方法是________(用图中的字母表示)；如果它的性状都是由显性基因控制的，为缩短育种时间常采用的方法是________(用图中的字母表示)。(4)现有三个水稻品种：①的基因型为aaBBDD，②的基因型为AAbbDD，③的基因型为AABBdd。这三对等位基因分别位于三对同源染色体上。请通过杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株(用文字简要描述获得过程即可)：_________________________________________