2025届高考生物一轮复习第7单元生物的变异育种和进化第22讲染色体变异与育种教学案新人教版必修2

PAGE27-第22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.转基因食品的平安性(Ⅰ)4．试验：低温诱导染色体加倍考点1染色体结构和数目变异1．染色体结构的变异(1)类型(连线)答案①—Ⅲ—D②—Ⅳ—C③—Ⅰ—B④—Ⅱ—A(2)结果：使排列在染色体上的基因的eq\x(\s\up1(01))数目或排列依次发生变更，从而导致性状的变异。2．染色体数目变异(2)染色体组①概念：细胞中的一组eq\x(\s\up1(03))非同源染色体，在eq\x(\s\up1(04))形态和功能上各不相同，但又相互协调，共同限制生物的生长、发育、eq\x(\s\up1(05))遗传和eq\x(\s\up1(06))变异。②辨析a．从染色体组成看，一个染色体组中eq\x(\s\up1(07))不含同源染色体。b．从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体eq\x(\s\up1(08))各不相同。c．从所含的基因看，一个染色体组中含有限制本物种生物性状的eq\x(\s\up1(09))一整套基因，但不含等位基因。(3)单倍体、二倍体和多倍体单倍体二倍体多倍体概念体细胞中含有本物种eq\x(\s\up1(10))配子染色体数目的个体由受精卵发育而来，体细胞中含有两个eq\x(\s\up1(11))染色体组的个体由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体续表单倍体二倍体多倍体植株特点①植株eq\x(\s\up1(12))弱小②二倍体形成的单倍体eq\x(\s\up1(13))高度不育正常可育①茎秆eq\x(\s\up1(14))粗大②叶、果实、种子eq\x(\s\up1(15))较大③养分物质含量丰富染色体组一至多个两个三个或三个以上发育起点eq\x(\s\up1(16))配子eq\x(\s\up1(17))受精卵受精卵形成过程形成缘由自然缘由单性生殖正常的有性生殖正常的有性生殖，外界环境条件剧变(如低温)人工诱导花药离体培育秋水仙素处理单倍体幼苗秋水仙素处理萌发的种子或幼苗举例蜜蜂的雄蜂几乎全部的eq\x(\s\up1(18))动物和过半数的eq\x(\s\up1(19))高等植物香蕉(三倍体)；马铃薯(四倍体)；八倍体小黑麦[特殊提示](1)单倍体不肯定只含1个染色体组，可能含同源染色体，可能含等位基因，也可能可育并产生后代。(2)染色体组与基因组不是同一概念染色体组：二倍体生物配子中的染色体。基因组：对于有性染色体的生物(二倍体)，其基因组为常染色体/2＋性染色体；对于无性染色体的生物，其基因组与染色体组相同。1.(必修2P87相关信息)秋水仙素(C22H25O6N)是1937年发觉的，是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取出来的一种植物碱。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，有剧毒，运用时应当特殊留意。2．(必修2P89课后习题拓展题)针对三倍体无子西瓜，请思索：(1)西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。(2)三倍体植株联会紊乱不能形成生殖细胞，因此，不能形成种子。但并非肯定一颗种子都没有，其缘由是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。(3)为削减连年制种的麻烦，替代方法一，进行无性繁殖，将三倍体西瓜植株进行组织培育获得大量的组培苗，再进行移栽。替代方法二，利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，在此过程中要进行套袋处理，以避开受粉。三种可遗传变异的辨析比较项目基因突变基因重组(基因工程等除外)染色体变异变异的本质基因的结构发生变更原有基因的重新组合染色体结构或数目发生变更发生时间主要是有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前期和后期细胞分裂间期或分裂期适用范围生物种类全部生物均可发生自然状态下，真核生物真核生物生殖类型无性生殖、有性生殖有性生殖无性生殖、有性生殖产生结果产生新基因但基因数目未变产生新基因型，没有产生新基因没有产生新基因，基因数目或依次发生变更续表比较项目基因突变基因重组(基因工程等除外)染色体变异意义生物变异的根原来源，供应生物进化的原始材料生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义对生物进化有肯定意义应用诱变育种杂交育种单倍体、多倍体育种实例青霉素高产菌株的培育中国荷斯坦牛的获得三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦相同点基因突变、基因重组、染色体变异都会引起遗传物质的变更，都是可遗传变异，但不肯定遗传给后代题组一染色体结构变异的分析与推断1．(2024·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样C．个体甲自交的后代，性状分别比为3∶1D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异样答案B解析据图可知个体甲的变异是缺失，个体乙的变异是倒位，均可能导致表型异样，A、D错误；个体甲自交，后代可能出现无基因e个体致死现象，后代性状分别比不肯定是3∶1，C错误；个体乙细胞减数分裂形成的四分体异样，B正确。2．(2024·河北衡水中学模拟)如图①②③④分别表示不同的变异类型，基因a、a′仅有图③所示片段的差异。相关叙述正确的是()A．图中4种变异中能够遗传的变异是①②④B．③中的变异属于染色体结构变异中的缺失C．④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复D．①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，发生在减数第一次分裂的前期答案C解析可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异。由图可知，①为同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换，属于基因重组；②为非同源染色体之间交换片段，属于染色体结构变异中的易位；③发生了碱基对的增加，属于基因突变；④为染色体结构变异中的缺失或重复，C正确。1．染色体结构变异与基因突变的区分2．易位与交叉互换的区分项目染色体易位交叉互换图解区分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之间变异类型染色体结构变异基因重组视察可在显微镜下视察到在显微镜下视察不到题组二染色体组与生物体倍性的推断3．下列有关单倍体、二倍体及染色体组的叙述，错误的是()A．有的单倍体生物的体细胞内存在同源染色体B．蜜蜂的蜂王是二倍体，由其卵细胞干脆发育成的雄蜂是单倍体C．人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因D．21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组答案D解析单倍体是体细胞中含本物种配子染色体数的个体，二倍体生物的单倍体只含一个染色体组，而多倍体生物的单倍体则可以含多个染色体组，存在同源染色体，A正确；蜜蜂的蜂王是由受精卵发育成的，是二倍体，雄蜂是由未受精的卵细胞干脆发育成的，是单倍体，B正确；人的初级卵母细胞中的基因已经复制，假如发生基因突变或交叉互换，则在一个染色体组中可能存在等位基因，C正确；21三体综合征患者的体细胞中，21号染色体有三条，细胞中仍为两个染色体组，D错误。4．下图表示细胞中所含的染色体，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．假如图b表示体细胞，则图b代表的生物肯定是三倍体C．假如图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物肯定是二倍体D．图d代表的生物肯定是由卵细胞发育而成的，是单倍体答案C解析图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错误；假如图b生物是由配子发育而成的，则图b代表的生物是单倍体，B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肯定是二倍体，C正确；图d中只含1个染色体组，肯定是单倍体，可能是由雄性配子或雌性配子发育而成的，D错误。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→有几条就有几个染色体组。如图中有4个染色体组。(2)等位基因个数法限制同一性状的等位基因或相同基因→有几个就有几个染色体组。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”推断单倍体、二倍体和多倍体题组三变异类型的试验探究5．芦笋的幼苗是一种珍贵蔬菜，又名石刀板，为XY型性别确定。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，认为可能有两种缘由：一是基因突变，二是染色体加倍成为多倍体。请设计一个简洁的试验鉴定阔叶石刀板出现的缘由。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)现已证明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交配，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石刀板与阔叶雄株杂交，你能否推断该技术人员做此试验的意图。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。若杂交试验结果出现________________________________________，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，用显微镜视察有丝分裂中期细胞内的染色体数目，若视察到阔叶植株的染色体加倍，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)通过该杂交试验推断限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型性别确定，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视察到，基因突变在显微镜下视察不到。因此，区分染色体变异与基因突变的最简洁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，用显微镜视察有丝分裂中期细胞内染色体数目，若视察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体组加倍的结果，否则为基因突变。(4)选用多对野生型雌性植株与突变型雄性植株作为亲本杂交。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。故该技术人员此试验的意图是通过该杂交试验推断限制阔叶的基因是否在X染色体上。6．遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子。缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子常导致个体死亡。现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请采纳两种方法推断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的？方法一：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。方法二：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案方法一：取该果蝇有分裂实力的细胞制成装片，显微镜下视察染色体结构，若染色体正常，可能是基因突变引起的；反之可能是染色体缺失造成的方法二：选该白眼雌果蝇与雄果蝇杂交，若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数之比为1∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的；若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数之比为2∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的解析方法一：用显微镜视察该果蝇分裂的细胞中染色体结构是否发生变更，确定该变异是来自基因突变还是染色体缺失。方法二：利用题干信息：缺失纯合子导致个体死亡这一现象，可将该果蝇与雄果蝇杂交，视察并统计子代雌雄个体数目的比例来确定该变异的来源。若为基因突变，则XaXa×XY→XXa、XaY，子代雌雄比例为1∶1；若该变异为染色体缺失造成，则XaX－×XY→XXa、XX－、XaY、X－Y(致死)，子代雌雄比例为2∶1。考点2生物变异在育种上的应用1．单倍体育种(1)原理：eq\x(\s\up1(01))染色体(数目)变异。(2)过程：具不同优良性状的亲本杂交→F1→花药离体培育→eq\x(\s\up1(02))秋水仙素处理单倍体幼苗→选育。(3)优点：eq\x(\s\up1(03))明显缩短育种年限，子代均为纯合子。(4)缺点：技术困难。(5)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，过程见图。2．多倍体育种(1)原理：eq\x(\s\up1(01))染色体(数目)变异。(2)过程：秋水仙素或低温处理萌发的eq\x(\s\up1(02))种子或幼苗，诱导细胞染色体数目加倍。(3)优点：多倍体植株茎秆粗大，叶、果实和种子比较大，养分物质含量丰富。(4)缺点：多倍体植株发育延迟，牢固率低，多倍体育种一般只适用于植物。(5)实例：三倍体无子西瓜的培育过程(如图所示)。注：一个A代表一个染色体组。①两次传粉：第一次传粉是杂交得到eq\x(\s\up1(05))三倍体种子，其次次传粉是为了刺激eq\x(\s\up1(06))子房发育。②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eq\x(\s\up1(07))加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数eq\x(\s\up1(08))不变。③三倍体西瓜无子的缘由：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体eq\x(\s\up1(09))联会紊乱，不能产生正常配子。3．杂交育种(1)原理：eq\x(\s\up1(01))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(→,\s\up7(⊗))F2，从中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植物选择具有eq\x(\s\up1(02))不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→eq\x(\s\up1(03))鉴别、选择须要的类型，自交至eq\x(\s\up1(04))不发生性状分别为止动物选择具有eq\x(\s\up1(05))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、选择须要的类型与隐性类型eq\x(\s\up1(06))测交，选择后代不发生性状分别的F2个体(3)优点：操作简便，可以把多个品种的eq\x(\s\up1(07))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：eq\x(\s\up1(01))基因突变。(2)过程：选择生物→诱发基因突变→选择志向类型→培育。(3)优点：①可以提高eq\x(\s\up1(02))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eq\x(\s\up1(03))改良某些性状。(4)缺点：有利变异个体往往eq\x(\s\up1(04))不多，需处理大量材料。5．基因工程与作物育种(1)目的：把各种优良基因通过eq\x(\s\up1(01))基因工程导入生物体内，从而变更生物的eq\x(\s\up1(02))遗传特性，获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种eq\x(\s\up1(03))抗逆性的作物新品种。(2)原理：eq\x(\s\up1(04))基因重组。(3)优点：降低生产成本，削减因农药的运用而对环境造成的污染，提高农作物对不良环境的适应实力。(4)缺点：技术困难，可能会产生食品平安问题。(5)实例：转基因抗虫棉的培育。6．针对不同育种目标的育种方案育种目标育种方案集中双亲优良性状eq\x(\s\up1(01))单倍体育种(明显缩短育种年限)eq\x(\s\up1(02))杂交育种(耗时较长，但简便易行)对原品系实施“定向”改造eq\x(\s\up1(03))基因工程育种及植物细胞工程(植物体细胞杂交)育种让原品系产生新性状(无中生有)eq\x(\s\up1(04))诱变育种(可提高变异频率，期望获得志向性状)使原品系养分器官“增大”或“加强”eq\x(\s\up1(05))多倍体育种[特殊提示](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肯定是纯合子。(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育技术。题组一单倍体育种与多倍体育种过程及应用1．(2024·安徽皖江名校联盟联考)小麦的高茎(A)对矮茎(a)为显性，抗病(T)对易感病(t)为显性。如图所示为培育矮茎抗病优良品种的流程，其中高茎抗病亲本植株为纯合子。下列相关叙述，错误的是()高茎抗锈病×矮茎易染锈病→F1eq\o(→,\s\up7(①))花粉eq\o(→,\s\up7(②))幼苗eq\o(→,\s\up7(③))可育植株eq\o(→,\s\up7(④))矮茎抗锈病优良品种A．图中①过程可能会出现两种基因重组B．图中②过程的原理是植物体细胞的全能性C．图中③过程常运用秋水仙素处理幼苗D．图中④过程淘汰的个体也能稳定遗传答案B解析过程①是减数分裂形成雄配子的过程，会出现非同源染色体的自由组合与交叉互换两种重组，A正确；图中②过程的原理是植物生殖细胞的全能性，B错误；图中③过程常运用秋水仙素处理幼苗，使其染色体加倍，变成可育植株，C正确；图中④过程得到的个体均为纯合子，都能稳定遗传，D正确。2．簇毛麦(VV)具有很多一般小麦(AAAAAA)不具有的优良基因，为了改良小麦品种，育种工作者将簇毛麦与一般小麦杂交，再将F1幼苗进行处理获得可育植株，下列叙述错误的是()A．杂交产生的F1有4个染色体组B．杂交得到的植株可能较为弱小C．可用秋水仙素对F1的幼苗进行诱导处理D．处理F1幼苗后得到的植株均是可育的答案D解析簇毛麦(VV)与一般小麦(AAAAAA)杂交产生的F1有4个染色体组(VAAA)，A正确；杂交得到的子一代植株虽然含有4个染色体组，但属于异源多倍体，因此植株可能较为弱小，B正确；可用秋水仙素对F1的幼苗进行诱导处理，使染色体数目加倍，进而形成可育植株，C正确；用秋水仙素处理F1幼苗，不肯定完全诱导胜利，因此获得的植株不肯定全部可育，D错误。题组二诱变育种与杂交育种过程及应用3．下列育种方法中可通过变更基因的结构达到育种目的是()A．杂交育种 B．诱变育种C．单倍体育种 D．转基因育种答案B解析诱变育种的原理是基因突变，基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增加、缺失，而引起的基因结构的变更，B正确；杂交育种和转基因育种的原理是基因重组，单倍体育种的原理是染色体变异，不能变更基因的结构，A、C、D错误。4．番茄(2n＝24)的抗病(A)对感病(a)为显性，红果(B)对黄果(b)为显性，这两对基因自由组合，现有纯合抗病红果和感病黄果两个品种。若通过这两个品种杂交获得抗病黄果新品种，请完善相关操作步骤：第一步：将纯合抗病红果和感病黄果两个品种杂交得到F1；其次步：________；第三步：从F2中选择抗病黄果植株________直至不发生性状分别，即获得抗病黄果品种。上述步骤需年限较长，如条件允许，可采纳单倍体育种以缩短育种年限，其不同操作方法是对F1代实施__________________________，再用________________________，选择获得抗病黄果新品种，该抗病黄果新品种体细胞中染色体有________条。答案F1自交获得F2连续自交花药离体培育获得单倍体秋水仙素处理获得纯合子24题组三生物育种的综合推断5．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育技术答案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，该育种方法首先是要花药离体培育形成单倍体，因此要应用植物组织培育技术，D正确。6．(2024·四川双流中学月考)已知玉米(2N)的高秆(易倒伏)对矮秆(抗倒伏)为显性，抗病对易感病为显性，限制上述两对性状的两对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，探讨人员采纳了下图所示的方法。下列有关说法不正确的是()A．图中①②过程均发生了等位基因的分别和非等位基因的自由组合B．图中③过程常用秋水仙素处理单倍体幼苗或萌发的种子C．图中④过程产生转基因植株是基因重组的结果D．图中⑤过程“航天育种”的原理是基因突变答案B解析图中①自交和②花药离体培育过程均进行了减数分裂，因此都发生了同源染色体分别，非同源染色体自由组合，A正确；图中③过程常用秋水仙素处理单倍体幼苗，单倍体植株高度不育，不能产生种子，B错误；图中④是基因工程育种，原理是基因重组，C正确；图中⑤过程是诱变育种，发生的变异类型是基因突变，D正确。1．依据育种过程识别育种方法(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——花药离体培育，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——包袱人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。(2)依据以上分析可以推断：“亲本eq\o(→,\s\up7(A、D))新品种”为杂交育种，“亲本eq\o(→,\s\up7(A、B、C))新品种”为单倍体育种，“种子或幼苗eq\o(→,\s\up7(E))新品种”为诱变育种，“种子或幼苗eq\o(→,\s\up7(F))新品种”为多倍体育种，“植物细胞eq\o(→,\s\up7(G、H、I、J))新品种”为基因工程育种。2．依据基因型的变更确定育种方法对于某些图解，可依据基因型的变更进行育种方法的判别。如图所示：依据基因型的变更可以推断：“aabb×AABBeq\o(→,\s\up7(①))AaBbeq\o(→,\s\up7(②))AAbb”为杂交育种，“aabb×AABBeq\o(→,\s\up7(①))AaBbeq\o(→,\s\up7(③))Abeq\o(→,\s\up7(⑤))AAbb”为单倍体育种，“AABBeq\o(→,\s\up7(④))AaBB”为诱变育种，“aabb×AABBeq\o(→,\s\up7(①))AaBbeq\o(→,\s\up7(⑥))AAaaBBbb”为多倍体育种。3．从方法特点确定育种方法(1)最“简便”——杂交育种。(2)最快获得纯合子——单倍体育种。(3)最具预见性——基因工程育种。(4)最能“无中生有”，但却较“盲目”——诱变育种。试验11低温诱导植物染色体数目的变更1．试验原理低温可抑制eq\x(\s\up1(01))纺锤体形成，阻挡细胞分裂，导致细胞染色体数目加倍。2．试验步骤与现象3．低温诱导植物染色体数目变更的试验中的试剂、运用方法及其作用试剂运用方法作用卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1heq\x(\s\up1(01))固定细胞形态体积分数为95%的酒精冲洗用卡诺氏液处理的根尖洗去卡诺氏液与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定的根尖eq\x(\s\up1(02))解离根尖细胞质量分数为15%的盐酸与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液eq\x(\s\up1(03))解离根尖细胞eq\x(\s\up1(04))蒸馏水浸泡解离后的根尖约10min漂洗根尖，去掉解离液eq\x(\s\up1(05))改良苯酚品红染液把漂洗干净的根尖放进盛有eq\x(\s\up1(06))改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5min使染色体着色1．关于低温诱导植物染色体数目变更的试验中，部分试剂的运用方法及其作用的叙述中不正确的是()选项试剂运用方法作用A卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h培育根尖，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10min漂洗根尖，去除解离液D改良苯酚品红染液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3～5min使染色体着色答案A解析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，使细胞分开，便于视察，B正确；蒸馏水的作用是漂洗根尖，去除解离液，防止解离过度且便于染色，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．关于低温诱导洋葱染色体数目变更的试验不正确的描述是()A．处于分裂间期的细胞数目最多B．在显微镜视野内可以视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更答案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视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。3．用质量分数为0.2%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，用肯定时间的低温(如4℃)处理水培的洋葱根尖(2N＝16条)时，是否也能诱导细胞内染色体加倍呢？请对这个问题进行试验探究。(1)针对以上问题，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，通常须要较长时间才能产生低温效应，依据这个提示将你设计的试验组合以表格的形式列出来。(3)依据你的设计思路，以____________________________________________________________________________________________作为鉴别低温是否诱导细胞内染色体加倍的依据。为此，你要进行的详细操作是：第一步：剪取根尖0.5～1cm。其次步：依据________→________→________的操作依次对根尖进行处理。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视察染色体加倍的动态变更过程。依据该同学的试验设计回答：该同学设计的试验步骤有一处明显的错误，请指出错误所在，并加以改正。__________________________________________________________________________________________________。(4)解离所用的试剂是________________________________________________________，其作用是______________________。(5)显微镜下视察到的细胞中染色体数可能为________________________________________________________________________________________________。答案(1)用肯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(或纺锤体的形成)，使细胞不能正常进行有丝分裂(2)培育时间培育温度5h10h15h20h常温4℃0℃注：设计的表格要达到两个要求：①至少做两个温度的比照(常温柔4℃)；②间隔相等的培育时间进行取样。(3)在显微镜下视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，在第三步中不会再视察到染色体加倍的动态变更，因此要不断移动装片，在不同的视野中找到各个时期的分裂图像(4)质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精1∶1混合液使细胞相互分别开来(5)16、32、64(加倍后的细胞有丝分裂后期)解析(1)探究试验中，假设是由探究的问题确定的，该试验探究的问题是低温是否也能诱导细胞内染色体加倍，由此得出该探究试验的假设。依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)设计表格时要留意题干中的要求是确定低温效应的时间，分别设置温度梯度和时间梯度两个试验变量。考虑到一般植物细胞周期的时间单位为h，因此表格内培育时间应以h为单位。(3)通过视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，从而得出试验结论。制作装片的步骤是：解离→漂洗→染色→制片。由于在解离时已经杀死根尖细胞，所以不会再视察到染色体加倍的动态变更，要不断移动装片，在不同的视野中找到各个时期的分裂图像。(4)解离液是用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精1∶1混合而成的，解离液可让细胞相互分别开来。(5)由于大部分细胞没有发生染色体加倍，其染色体数目仍为2N＝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4N＝32条，以及加倍后进行有丝分裂，处于前期、中期的细胞内染色体数目为4N＝32条，处于后期，其细胞内染色体数目为8N＝64条。高考热点突破1．(2024·天津高考)芦笋是雌雄异株植物，雄株性染色体为XY，雌株为XX；其幼茎可食用，雄株产量高。以下为两种培育雄株的技术路途。有关叙述错误的是()A．形成愈伤组织可通过添加植物生长调整剂进行诱导B．幼苗乙和丙的形成均经过脱分化和再分化过程C．雄株丁的亲本的性染色体组成分别为XY、XXD．与雄株甲不同，雄株丁培育过程中发生了基因重组答案C解析生长素与细胞分裂素的运用比例影响植物细胞的发育方向，当二者比值高时，有利于根的分化，抑制芽的形成，比值低时，有利于芽的分化，抑制根的形成，比例适中时，促进愈伤组织的形成，因为生长素和细胞分裂素相对应的植物生长调整剂也有相应的效果，所以可以通过添加植物生长调整剂进行诱导，A正确；幼苗乙与幼苗丙的形成是花药离体培育形成单倍体植株的过程，此过程的原理是植物生殖细胞的全能性，其技术是植物组织培育，因此须要经过脱分化与再分化的过程，B正确；花粉是经过减数分裂产生的，其配子含有X染色体或Y染色体，经过花药离体培育，得到单倍体，再经过秋水仙素处理后得到的植株乙与丙的性染色体组成为XX或YY，因此雄株丁的亲本的性染色体组成分别为XX、YY，C错误；雄株甲是通过无性繁殖形成的，形成过程中不会进行减数分裂，因此也不会发生基因重组，雄株丁是通过有性生殖形成的，形成过程中经过了减数分裂，因此会发生基因重组，D正确。2．(2024·江苏高考)一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异样联会形成的部安排子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是()A．上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．该植株花药培育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前期，A错误；由题干知，异样联会形成的部安排子也可完成受精，异样联会时，减数第一次分裂后期移向细胞两极的染色体不再均等安排，形成的配子中染色体的数目与正常配子相比发生变更，因此自交后代会出现染色体数目变异，B正确；该玉米正常联会产生的雌、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的花药经培育加倍后的个体基因型为AAaa，为杂合子，D错误。3．(2024·上海高考)导致遗传物质变更的缘由有很多，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解析由题图可知，变异类型①中a、b基因被非同源染色体上的j基因替换，变异类型为易位；变异类型②中c、d、e基因发生颠倒，变异类型为倒位，D正确。4．(2024·江苏高考)探讨人员在柑橘中发觉一棵具有明显早熟特性的变异株，确定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题：(1)要推断该变异株的育种价值，首先要确定它的________物质是否发生了变更。(2)在选择育种方法时，须要推断该变异株的变异类型。假如变异株是个别基因的突变体，则可采纳育种方法①，使早熟基因渐渐________，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)假如该早熟植株属于染色体组变异株，可以推想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。这种状况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是须要不断制备________，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)染色体分别配子组培苗(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，只有由遗传物质变更引起的性状变更才能遗传下去，才具有育种价值。(2)方法①中植株自交，连续自交过程中早熟基因渐渐纯合，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育，再用秋水仙素处理单倍体幼苗。(3)若是由染色体组数目变更引起的变异，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别，产生染色体数目不等、生活力很低的异样配子，只有极少数配子正常，故只能得到少量的种子。方法③须要先进行植物组织培育获得柑橘苗，此过程操作困难、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，而在植物组织培育过程中不发生基因重组。课时作业一、选择题1．关于染色体组的叙述，不正确的有()①一个染色体组中不含同源染色体②一个染色体组中染色体大小、形态一般不同③人的一个染色体组中应含有24条染色体④含有一个染色体组的细胞，肯定是配子A．①③ B．②④C．①④ D．③④答案D解析一般一个染色体组中的染色体大小、形态各不相同，不含同源染色体，①、②正确；人的体细胞中含有46条染色体，其一个染色体组中应含有23条染色体，③错误；含有一个染色体组的细胞，可以是配子，也可以是次级精母细胞、次级卵母细胞、第一极体，还可以是单倍体的体细胞，④错误。2．(2024·江西红色七校第一次联考)下列相关表述错误的是()A．单倍体生物的体细胞内也可能存在同源染色体B．21三体综合征患者的体细胞中含有47条染色体C．基因型为BBbb的四倍体西瓜，子代中基因型为bbbb的个体所占比例为1/36D．用秋水仙素处理神经细胞，会抑制其纺锤体的形成，导致神经细胞染色体数目加倍答案D解析同源四倍体生物的单倍体体细胞中仍存在同源染色体，A正确；21三体综合征患者的体细胞中多一条21号染色体，故患者体细胞中有47条染色体，B正确；基因型为BBbb的个体，产生的配子类型及比例为BB∶Bb∶bb＝1∶4∶1，故子代中基因型为bbbb的个体所占的比例为(1/6)×(1/6)＝1/36，C正确；神经细胞是高度分化的细胞，其不能发生分裂，故秋水仙素不能使其染色体数目加倍，D错误。3．以下有关变异的叙述，正确的是()A．用一般二倍体西瓜培育出四倍体西瓜，再用一般二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，则四倍体植株上会结出三倍体无子西瓜B．基因重组导致杂合子Aa自交后代出现性状分别，产生新的基因C．基因重组所产生的新基因型不肯定会表达为新的表现型D．花药离体培育过程中，基因重组、基因突变和染色体变异均有可能发生答案C解析用一般二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，四倍体植株上会结出四倍体西瓜，含有三倍体的胚，A错误；杂合子Aa自交，由于等位基因分别导致后代出现性状分别，而不是由于基因重组，也不会产生新基因，B错误；由于性状的显隐性关系，基因重组所产生的新基因型不肯定会表达为新的表现型，C正确；花药离体培育过程中只发生有丝分裂，不会发生基因重组，D错误。4．关于甲、乙、丙、丁的叙述，正确的是()A．甲属于基因突变，乙属于染色体变异B．丙出现的变异只能出现在有丝分裂中C．丁细胞含有两个染色体组D．甲、乙、丙、丁均属于染色体变异答案C解析甲中基因没有变更，只是b和d的位置发生了交换，属于染色体结构变异的倒位，乙中基因g、h重复出现，属于染色体结构变异的重复，A错误；丙中着丝点分裂后，形成的子染色体移向细胞的同一极，可以发生在有丝分裂的后期，也可以发生在减数其次次分裂的后期，B错误；丁细胞中染色体大小相同，含有一对等位基因，所以含有两个染色体组，C正确；甲、乙、丙、丁中，只有甲、乙、丙均属于染色体变异，丁不肯定发生变异，D错误。5．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，体细胞中含有两个染色体组的个体，B正确；含一个染色体组的个体肯定是单倍体，但单倍体未必只含一个染色体组，如六倍体一般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。6．(2024·安徽蒙城五校联考)下列有关杂交育种的叙述，错误的是()A．杂交育种所依据的主要遗传学原理是基因重组B．通过杂交产生的后代可能表现出杂种优势C．杂交育种通过产生新性状使后代出现更多变异D．杂交育种是改良作物品质和提高产量的常规方法答案C解析杂交育种依据的原理是基因重组，只是原有性状的重新组合，不会产生新的性状，C错误。7．在下列叙述中，正确的是()A．培育八倍体小黑麦是利用染色体变异的原理B．培育无子西瓜是利用生长素促进果实发育的原理C．培育无子番茄是利用基因重组的原理D．培育青霉素高产菌株是利用基因重组的原理答案A解析培育八倍体小黑麦是利用染色体变异的原理，A正确；培育无子西瓜是利用染色体变异的原理，B错误；培育无子番茄是利用生长素促进果实发育的原理，C错误；培育青霉素高产菌株是利用基因突变的原理，D错误。8．某生物爱好小组的同学将生长旺盛的洋葱不定根置于4℃的冰箱冷藏室中培育36小时后，剪取根尖制成临时装片，然后用显微镜视察细胞中染色体的分裂相。下列叙述正确的是()A．低温处理能阻断洋葱根尖细胞中DNA的复制B．用改良苯酚品红染液处理根尖可使染色体着色C．制作临时装片前可用卡诺氏液维持细胞的活性D．低倍镜视野中全部细胞染色体数都已发生变更答案B解析低温处理能阻断洋葱根尖细胞中纺锤体的形成，A错误；卡诺氏液用于固定细胞形态，会导致细胞死亡，C错误；细胞周期中间期时间最长，故视野中间期细胞数目最多，且低温处理只能使部分细胞染色体加倍，D错误。9．假设A、b代表水稻的优良基因，这两种基因独立遗传，现有AABB、aabb两个品种，为了培育出优良品种AAbb，可采纳的方法如图所示，下列相关叙述正确的是()A．杂交育种过程中从子一代起先选种B．经过①②③过程培育出新品种的育种方法应用的原理和④相同C．⑥过程须要用低温或者秋水仙素处理种子或者幼苗D．过程⑦育种过程可以定向改造生物的遗传性状答案B解析由于杂交育种要从F2才发生性状分别，起先出现所须要的表现型，所以一般从F2起先选种，A错误；经过①②③过程培育出新品种的育种方法应用的原理和④相同，都是基因重组，B正确；单倍体高度不育，因此经过⑥过程培育新品种须要用低温或秋水仙素处理幼苗，不能处理萌发的种子，C错误；过程⑦育种过程是诱变育种，其原理是基因突变，具有不定向性，因此不能定向改造生物的遗传性状，D错误。10．(2024·安徽六安市舒城中学模拟)已知一般西瓜为二倍体，西瓜果皮颜色由一对等位基因限制，果皮深绿色条纹(A)对浅绿色(a)为显性，下图表示培育三倍体无子西瓜的大致流程，下列相关叙述正确的是()A．秋水仙素处理后，幼苗体细胞均含四个染色体组B．若四倍体(父本)和二倍体(母本)杂交，商品果实的果皮为浅绿色C．商品果实中三倍体西瓜具有深绿色条纹果皮D．商品果实若出现浅绿色果皮，是三倍体自花传粉的结果答案C解析培育无子西瓜时，秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗，处理后形成的四倍体植株，被秋水仙素处理的部分体细胞中含有4个染色体组，而没有被秋水仙素处理的部分(如根部)体细胞中含有2个染色体组，A错误；四倍体西瓜植株(父本)与二倍体的西瓜植株(母本)杂交后，得到的三倍体西瓜种子的基因型是Aaa，种植三倍体西瓜种子，长成的三倍体植株(Aaa)作为母本须要接受二倍体西瓜植株的花粉，西瓜果皮是由母本(基因型为Aaa)的子房壁发育形成的，因此商品果实为果皮为深绿色的三倍体西瓜，B错误，C正确；三倍体含有三个染色体组，在减数分裂时联会紊乱，无法产生正常的配子，不能进行自花传粉，D错误。11．(2024·河南洛阳5月三模)下列叙述正确的是()A．非同源染色体互换部分片段肯定会引起细胞内基因种类的变更B．21三体综合征患者的体细胞中有3个染色体组C．染色体变异中的倒位会使染色体上的基因排列依次发生变更D．单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体，因而不具有可育性答案C解析非同源染色体互换部分片段，细胞内基因的种类通常不会变更，A错误：21三体综合征患者的体细胞中有2个染色体组，但21号染色体有3条，B错误；染色体变异中的倒位会使染色体上的基因排列依次发生变更，C正确；单倍体生物的体细胞中可能含有同源染色体，如由同源四倍体形成的单倍体中含有同源染色体，D错误。二、非选择题12．(2024·安徽“皖南八校”第三次联考)玉米是一种单性花、雌雄同株的作物，正常植株的基因型为D_E_，其顶部开雄花下部开雌花；基因型为ddE_的植株只能开雄花而成为雄株；基因型为D_ee或ddee的植株的顶端长出的是雌花而成为雌株(两对基因位于两对同源染色体上)，育种工作者选用上述材料作亲本，杂交后得到下表中的结果，回答下列问题：类型正常植株雄株雌株数目5065001012(1)请写出亲本可能的基因型________。若表中的雌雄株随机结合，理论上后代的表现型及比例为________。(2)玉米的纯合体雄株和雌株在育种中有重要的应用价值，在杂交育种时可免除________麻烦。选育出纯合体雄株和雌株应确保其杂交后代都是正常植株，以符合种子生产要求。已知农田中的正常植株都是杂合子DdEe，请设计一个快速育种方案，利用这种植株选育出符合生产要求的雄株和雌株(写出育种方案即可)：________________________________________。(3)为了确保能杂交产生足够的正常植株，须要对选出的雄株和雌株进行大量繁殖，请写出培育方案：__________________________________________。答案(1)ddEe×Ddee或DdEe×ddee正常株∶雄株∶雌株＝1∶3∶4(2)人工去雄利用杂合子DdEe进行单倍体育种，选育出雄株(ddEE)、雌株(DDee、ddee)，其中雄株(ddEE)符合生产要求；将上一步骤中得到的雌株和雄株进行杂交，若后代是正常植株，则雌株为DDee符合生产要求(3)取上述得到的符合生产要求的雄株和雌株的芽(雌株芽可在上述杂交之前进行部分预留)或根尖进行植物组织培育解析(1)依据题意可知，基因型为D_E_为雌雄同株，ddE_为雄株，而D_ee或ddee则为雌株。杂交后代中正常株(D_E_)∶雄株(ddE_)∶雌株(D_ee或ddee)＝1∶1∶2，该比例为测交后代1∶1∶1∶1比例的变式，故可推知亲本的基因型是ddEe×Ddee或DdEe×ddee。由前面分析可知，表中雌株的基因型为1/2Ddee、1/2ddee，雄株的基因型是ddEe，雌雄株随机交配，可有两种杂交组合。若1/2Ddee×ddEe，相当于测交，与亲本杂交的结果相同，正常植株∶雄株∶雌株＝1∶1∶2；若1/2ddee×ddEe，则后代为1/4ddEe(雄株)、1/4ddee(雌株)。因此，表中的雌雄株随机交配，理论上后代的表现型及比例正常株∶雄株∶雌株＝1/8∶(1/8＋1/4)∶(2/8＋1/4)＝1∶3∶4。(2)选育出的纯合体雄株和雌株应确保其杂交后代都是正常植株，则选育出的雌株不能是ddee，因此，选育出的雄株和雌株的基因型应分别为ddEE和DDee。利用DdEe植株选育出符合生产要求的雄株和雌株的快速育种方案为：利用杂合子DdEe进行单倍体育种，选育出雄株(ddEE)、雌株(DDee、ddee)，其中雄株(ddEE)符合生产要求；将上一步骤中得到的雌株和雄株进行杂交，若后代是正常植株，则雌株为DDee符合生产要求。(3)可利用植物组织培育的方法使植物大量繁殖。因此，要对选出的雄株和雌株进行大量繁殖，可取上述得到的符合生产要求的雄株和雌株的芽(雌株芽可在上述杂交之前进行部分预留)或根尖进行植物组织培育。13．(2024·四川南充高级中学高三上学期第四次检测)茄子属于茄科家族中的一员，是餐桌上非常常见的蔬菜。已知基因A、a确定果形，基因B、b确定果色，茄子果形有长形(AA)、卵圆形(Aa)和圆形(aa)，果色有紫色(BB)、青色(Bb)、白色(bb)。回答下列问题：(1)已知确定果形和果色的基因分别位于两对同源染色体上。现让长形紫色茄和圆