（山东专用）高考生物一轮复习 专题15 染色体变异与育种课件-人教版高三全册生物课件.pptx

专题15染色体变异与育种高考生物高考生物(山东省选考专用)五年高考课标卷、其他自主命题省课标卷、其他自主命题省(区、市区、市)卷题组卷题组考点考点1 1染色体变异染色体变异1.(2017江苏单科,19,2分)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答案B本题综合考查了染色体变异与减数分裂和遗传的关系。联会发生在减数第一次分裂前期,A错误;该同源四倍体玉米异常联会将出现染色体数量增加或减少的配子,所以其自交后代会出现染色体数目变异的个体,B正确;该玉米可产生不同基因型的配子,所以其单穗上会出现不同基因型的籽(子)粒,C错误;该植株正常联会可产生Aa、aa两种配子,所以花药培养加倍后可得到AAaa(杂合子)和aaaa两种基因型的四倍体,D错误。方法技巧方法技巧四倍体产生配子的分析方法(1)若四倍体基因型为aaaa,其减数分裂产生aa一种配子;(2)若四倍体基因型为AAaa,其减数分裂产生AA、Aa、aa三种配子,且比例为141;(3)若四倍体基因型为Aaaa,其减数分裂产生Aa、aa两种配子,且比例为11。2.(2016江苏单科,14,2分)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31D.个体乙染色体没有基因缺失,表型无异常答案答案B据图可知个体甲的变异是缺失,个体乙的变异是倒位,均会导致表型异常,A和D选项错误。个体甲自交,后代可能出现缺失染色体纯合个体致死现象,后代性状分离比不一定是31,C项错误。个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常,B项正确。知识拓展知识拓展同源染色体若其中一条染色体易位则在减数分裂过程中形成的四分体呈“十字形”。3.(2016上海单科,23,2分)导致遗传物质变化的原因有很多,图中字母代表不同基因,其中变异类型和依次是()A.突变和倒位B.重组和倒位C.重组和易位D.易位和倒位答案答案D由题图可知,变异类型中a、b基因被j基因替换,变异类型为易位;变异类型中c、d、e基因发生颠倒,变异类型为倒位。4.(2015课标全国,6,6分)下列关于人类猫叫综合征的叙述,正确的是()A.该病是特定的染色体片段缺失造成的B.该病是特定染色体的数目增加造成的C.该病是染色体组数目成倍增加造成的D.该病是染色体中增加某一片段引起的答案答案A人类猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病,A项正确。知识拓展知识拓展受到射线等物理因素的影响,染色体会出现断裂,细胞的修复机制又会使断裂的染色体片段重接到染色体上,如果重接错误就会发生染色体结构变异。5.(2015海南单科,21,2分)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答案C基因突变的实质是基因中碱基对序列的改变,不会导致染色体结构变异,A项错误;基因突变不一定引起个体表现型的改变,B项错误;由于染色体是DNA的主要载体,染色体结构变异会引起DNA碱基序列的改变,C正确;基因突变在光学显微镜下是看不见的,D项错误。易错警示易错警示基因突变改变基因的质,不改变基因的量。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。6.(2017江苏单科,30,8分)某研究小组以同一品种芹菜根尖和花粉母细胞为材料,开展芹菜染色体核型分析实验。图1、图2是从两种材料的30个显微图像中选出的两个典型图像。请回答下列问题:(1)将剪取的芹菜幼根置于2mmol/L的8-羟基喹啉溶液中处理,以提高根尖细胞中有丝分裂的期细胞的比例,便于染色体观察、计数。(2)实验中用纤维素酶和果胶酶混合液分别处理根尖、花粉母细胞,目的是。再用低浓度的KCl处理一段时间,使细胞适度膨胀,便于细胞内的更好地分散,但处理时间不能过长,以防细胞。(3)图1是细胞的染色体,判断的主要依据是。(4)分析根尖细胞染色体核型时,需将图像中的进行人工配对;根据图1、图2能确定该品种细胞中未发生的变异类型有(填下列序号)。基因突变单体基因重组三体答案答案(8分)(1)中(2)去除细胞壁(使细胞分离)染色体吸水涨破(3)花粉母同源染色体联会(4)同源染色体解析解析本题综合考查了染色体核型的分析方法及其与变异的联系等。(1)根尖细胞有丝分裂染色体观察和计数的最佳时期是中期。(2)纤维素酶和果胶酶可去除植物细胞的细胞壁;用低浓度的KCl处理,可使细胞适度膨胀变大,便于细胞内染色体更好地分散,但处理时间过长,可能会使细胞吸水涨破,不利于染色体核型分析。(3)图1细胞中出现了减数分裂特有的同源染色体联会现象,可判断该细胞为花粉母细胞。(4)分析染色体核型时,需将图像中的同源染色体进行人工配对。图1中染色体两两配对,未出现单体和三体异常联会现象,可确定该品种细胞中未发生单体和三体变异;基因突变和基因重组为分子水平的变异,在显微镜下不可见,故根据图中染色体核型不能确定是否发生了基因突变和基因重组。7.(2015江苏单科,29,8分)中国水仙(Narcissustazettavar.chinensis)是传统观赏花卉,由于其高度不育,只能进行无性繁殖,因而品种稀少。为了探究中国水仙只开花不结实的原因,有研究者开展了染色体核型分析实验,先制作了临时装片进行镜检、拍照,再对照片中的染色体进行计数、归类、排列,主要步骤如下:剪取新生的根尖卡诺固定液固定1molL-1HCl解离清水漂洗卡宝品红染色制片压片镜检拍照核型分析请回答下列问题:(1)选取新生根尖作为实验材料的主要原因是。(2)实验过程中用1molL-1HCl解离的目的是。(3)该实验采用卡宝品红作为染色剂,与卡宝品红具有相似作用的试剂有(填序号)。双缩脲试剂醋酸洋红液龙胆紫溶液秋水仙素溶液(4)镜检时,应不断移动装片,以寻找处于期且染色体的细胞进行拍照。(5)由上图核型分析结果,得出推论:中国水仙只开花不结实的原因是。(6)为了进一步验证上述推论,可以优先选用(填序号)作为实验材料进行显微观察。花萼花瓣雌蕊花药花芽答案答案(8分)(1)新生根尖分生区细胞分裂旺盛(2)使组织细胞相互分离(3)(4)中分散良好(5)中国水仙是三倍体,减数分裂时同源染色体联会紊乱,不能产生正常生殖细胞(6)解析解析(1)观察染色体核型,需选择进行有丝分裂的材料制作临时装片,而新生根尖细胞能进行有丝分裂,可用于上述观察。(2)用1molL-1HCl解离的目的是使组织中的细胞相互分离开来。(3)醋酸洋红液、龙胆紫溶液均可使染色体着色。(4)有丝分裂中期是观察染色体形态和数目的最佳时期。(5)分析题图染色体核型可知,中国水仙体细胞内含有3个染色体组,减数分裂时联会紊乱,不能形成正常的精子和卵细胞。(6)可以选择能进行减数分裂的实验材料进行显微观察,在选项中,只有中能进行减数分裂,但雌蕊中进行减数分裂的细胞少,很难看到减数分裂的各个时期,所以应优先选用花药。典型错误典型错误(1)错答成:根尖细胞具有全能性;含有大量的染色体,便于观察;根尖无病毒等。(4)中期错答成:分裂间期;分散良好错答成:排布均匀、清晰、整齐排列在赤道板上、形态稳定。(5)错答成:染色体发生变异、染色体结构变异,或只答是三倍体,没有分析三倍体为什么不育。(6)错答成:。考点考点2 2育种育种1.(2019北京理综,4,6分)甲、乙是严重危害某二倍体观赏植物的病害。研究者先分别获得抗甲、乙的转基因植株,再将二者杂交后得到F1,结合单倍体育种技术,培育出同时抗甲、乙的植物新品种。以下对相关操作及结果的叙述,错误的是()A.将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞B.通过接种病原体对转基因的植株进行抗病性鉴定C.调整培养基中植物激素比例获得F1花粉再生植株D.经花粉离体培养获得的若干再生植株均为二倍体答案答案D本题借助育种相关知识,考查考生运用所学知识,分析某些生物学问题、作出合理判断的能力;试题通过抗甲、乙病害的植物新品种的培育,体现了科学思维素养中的演绎与推理要素。基因工程中需将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞,A正确;通过接种病原体,可在个体生物学水平上对转基因的植株进行抗病性鉴定,B正确;在花粉离体培养过程中,生长素与细胞分裂素的比例影响脱分化与再分化过程,调整培养基中生长素与细胞分裂素比例有利于获得F1花粉再生植株,C正确;经花粉离体培养获得的若干再生植株均为单倍体,D错误。2.(2019江苏单科,4,2分)下列关于生物变异与育种的叙述,正确的是()A.基因重组只是基因间的重新组合,不会导致生物性状变异B.基因突变使DNA序列发生的变化,都能引起生物性状变异C.弱小且高度不育的单倍体植株,进行加倍处理后可用于育种D.多倍体植株染色体组数加倍,产生的配子数加倍,有利于育种答案答案C本题通过生物的变异与育种知识,考查考生对变异类型的理解与应用能力;通过对变异类型的判断,体现了科学思维素养中的分析与判断要素。基因重组通过基因的重新组合,会使个体的生物性状发生变异,A错误;由于密码子具有简并性,DNA中碱基序列的改变不一定导致生物性状的改变,B错误;由二倍体植物的花粉发育而来的单倍体植株常常高度不育,但若用秋水仙素处理,使之染色体组加倍后,也可成为可育的植株从而用于育种,C正确;相比正常个体,诱导产生的多倍体植株染色体组数加倍,产生的配子中染色体数目也加倍,但产生的配子数目并不一定加倍,D错误。方法技巧方法技巧判定单倍体、二倍体及多倍体判定单倍体、二倍体及多倍体时首先看该生物的发育来源,如果该生物体是由配子直接发育而成的,则无论体细胞中含有几个染色体组,都称为单倍体;如果该生物体是由受精卵(合子)发育而成的,则需要看其体细胞中含有几个染色体组,体细胞中含有几个染色体组,该生物就称为几倍体,含有两个染色体组的个体叫二倍体,含有三个及三个以上染色体组的个体可称为多倍体。3.(2018天津理综,2,6分)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线。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节剂进行诱导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答案C本题主要考查育种的相关知识。植物组织培养过程中,利用植物生长调节剂调节愈伤组织的形成与分化,A正确;由花粉形成单倍体幼苗乙、丙的过程包括脱分化、再分化两个阶段,B正确;雄株丁的亲本乙、丙由雄株的花粉经单倍体育种培育而来,只有植物乙、丙的性染色体组成为XX、YY时,雄株丁的性染色体组成才为XY,C错误;雄株丁的培育过程中经历了减数分裂产生花粉的过程,该过程中发生了基因重组,D正确。4.(2016浙江选考,17,2分)下列关于育种的叙述,错误的是()A.诱变可提高基因突变频率和染色体畸变率B.花药离体培养是单倍体育种过程中采用的技术之一C.杂交育种可将多个优良性状组合在同一个新品种中D.多倍体育种常用秋水仙素促进着丝粒分裂使染色体数目加倍答案答案D秋水仙素能够抑制细胞分裂时纺锤体的形成,从而使染色体数目加倍,D错误。5.(2018北京理综,30,17分)水稻是我国最重要的粮食作物。稻瘟病是由稻瘟病菌(Mp)侵染水稻引起的病害,严重危害我国粮食生产安全。与使用农药相比,抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和经济的措施。(1)水稻对Mp表现出的抗病与感病为一对相对。为判断某抗病水稻是否为纯合子,可通过观察自交子代来确定。(2)现有甲(R1R1r2r2r3r3)、乙(r1r1R2R2r3r3)、丙(r1r1r2r2R3R3)三个水稻抗病品种,抗病(R)对感病(r)为显性,三对抗病基因位于不同染色体上。根据基因的DNA序列设计特异性引物,用PCR方法可将样本中的R1、r1、R2、r2、R3、r3区分开。这种方法可用于抗病品种选育中基因型的鉴定。甲品种与感病品种杂交后,对F2不同植株的R1、r1进行PCR扩增。已知R1比r1片段短。从扩增结果(下图)推测可抗病的植株有。为了在较短时间内将甲、乙、丙三个品种中的抗病基因整合,选育新的纯合抗病植株,下列育种步骤的正确排序是。a.甲乙,得到F1b.用PCR方法选出R1R1R2R2R3R3植株c.R1r1R2r2r3r3植株丙,得到不同基因型的子代d.用PCR方法选出R1r1R2r2R3r3植株,然后自交得到不同基因型的子代(3)研究发现,水稻的抗病表现不仅需要自身抗病基因(R1、R2、R3等)编码的蛋白,也需要Mp基因(A1、A2、A3等)编码的蛋白。只有R蛋白与相应的A蛋白结合,抗病反应才能被激活。若基因型为R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻,被基因型为a1a1A2A2a3a3的Mp侵染,推测这两种水稻的抗病性表现依次为。(4)研究人员每年用Mp(A1A1a2a2a3a3)人工接种水稻品种甲(R1R1r2r2r3r3),几年后甲品种丧失了抗病性,检测水稻的基因未发现变异。推测甲品种抗病性丧失的原因是。(5)水稻种植区的Mp是由不同基因型组成的群体。大面积连续种植某个含单一抗病基因的水稻品种,将会引起Mp种群,使该品种抗病性逐渐减弱直至丧失,无法在生产中继续使用。(6)根据本题所述水稻与Mp的关系,为避免水稻品种抗病性丧失过快,请从种植和育种两个方面给出建议。答案答案(1)性状性状是否分离(2)1和3a、c、d、b(3)感病、抗病(4)Mp的A1基因发生了突变(5)(A类)基因(型)频率改变(6)将含有不同抗病基因的品种轮换/间隔种植;将多个不同抗病基因通过杂交整合到一个品种中解析解析(1)水稻的抗病与感病为一对相对性状。为判断某抗病水稻是否为纯合体,可让其自交。若自交后代出现性状分离,则该水稻为杂合子;若自交后代没出现性状分离,则该水稻为纯合子。(2)由于基因R1比r1片段短,可判断植株1、3中含有R1,故植株1、3抗病。为培育R1R1R2R2R3R3植株,可先将甲乙杂交,获得F1(R1r1R2r2r3r3),然后将F1与丙杂交,从二者后代中用PCR方法选出R1r1R2r2R3r3植株,再将R1r1R2r2R3r3自交获得不同基因型的子代,用PCR方法从中选出R1R1R2R2R3R3植株即可。(3)只有R蛋白与相应A蛋白结合后,水稻的抗病反应才能被激活,基因型为a1a1A2A2a3a3的Mp可产生A2蛋白,故被该Mp侵染时,R1R1r2r2R3R3水稻表现为不抗病,r1r1R2R2R3R3水稻表现为抗病。(4)每年用基因型为A1A1a2a2a3a3的Mp人工接种水稻品种甲R1R1r2r2r3r3,两者只要有一者发生突变,水稻品种就可能失去抗性,若检测水稻基因未发现变异,那说明很可能是Mp的A1基因发生了突变。(5)由于自然选择,大面积连续种植单一抗病基因水稻品种,会引起Mp种群基因频率的改变,使水稻品种的抗病性逐渐减弱直至丧失。(6)为避免水稻品种的抗病性丧失过快,我们可以将不同水稻品种间隔种植,或将多个不同抗病基因通过杂交整合到一个品种中。知识链接知识链接生物防治与化学防治化学防治就是利用化学农药防治害虫,化学防治易对人类生存环境造成污染。现在人们越来越倾向于生物防治,生物防治就是利用生物种间关系(寄生、捕食、竞争等)实现害虫的防治,如引入害虫的天敌或引入专门寄生特定害虫的病毒等。6.(2017北京理综,30,18分)玉米(2n=20)是我国栽培面积最大的作物,近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。(1)单倍体玉米体细胞的染色体数为,因此在分裂过程中染色体无法联会,导致配子中无完整的。(2)研究者发现一种玉米突变体(S),用S的花粉给普通玉米授粉,会结出一定比例的单倍体籽粒(胚是单倍体;胚乳与二倍体籽粒胚乳相同,是含有一整套精子染色体的三倍体。见图1)。根据亲本中某基因的差异,通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源,结果见图2。从图2结果可以推测单倍体的胚是由发育而来。玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制,A、R同时存在时籽粒为紫色,缺少A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交,结出的籽粒中紫白=35,出现性状分离的原因是,推测白粒亲本的基因型是。将玉米籽粒颜色作为标记性状,用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体,过程如下:P普通玉米突变体S(白粒,aarr)(紫粒,AARR)F1二倍体籽粒,单倍体籽粒请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型。(3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H),欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。结合(2)中的育种材料与方法,育种流程应为;将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子;选出具有优良性状的个体。答案答案(18分)(1)10减数染色体组(2)卵细胞紫粒亲本是杂合子aaRr/Aarr单倍体籽粒胚的表型为白色,基因型为ar;二倍体籽粒胚的表型为紫色,基因型为AaRr;二者胚乳的表型均为紫色,基因型为AaaRrr(3)G与H杂交;将所得F1为母本与S杂交;根据籽粒颜色挑出单倍体解析解析本题考查遗传规律及育种的相关知识。(1)单倍体玉米体细胞的染色体数为20/2=10,没有同源染色体,因此在减数分裂过程中染色体无法联会,染色体随机分配到子细胞,导致配子中无完整的染色体组。(2)由图2可以直接看出,F1单倍体胚的基因与母本完全相同,说明单倍体胚是由母本的卵细胞发育而来的。由紫粒玉米和白粒玉米杂交后代的表型比例3/8=3/41/2可以推出,亲本中相关的两对基因,一对基因在两个亲本中都是杂合的,另一对基因在一个亲本中是杂合的,在另一个亲本中是隐性纯合的,所以紫粒亲本的基因型为AaRr,白粒亲本的基因型为aaRr/Aarr。由题意可知该杂交实验后代中,二倍体籽(子)粒胚的基因来自亲本双方,单倍体籽(子)粒胚的基因只来自母本,二者的胚乳都由精子与极核结合形成的受精极核发育而来,所以单倍体籽(子)粒胚的基因型为ar,表型为白色;二倍体籽(子)粒胚的基因型为AaRr,表型为紫色;二者的胚乳基因型为AaaRrr,表型为紫色。(3)结合(2)中的育种方法可知,可以通过子代玉米籽(子)粒的颜色筛选出S与普通玉米杂交后代中的单倍体,因此育种流程应为:用G和H杂交,将优良性状组合在一起,再将所得F1为母本与S杂交,获得单倍体籽(子)粒和二倍体籽(子)粒,根据籽(子)粒颜色挑选出单倍体;最后将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子,选出具有优良性状的个体。方法技巧方法技巧解答本题的关键:结合题图,明确玉米突变体(S)与普通玉米杂交,所获得的子代基因组成特点。以“结出的籽粒中紫白=35”为切入点定位基因型与表型的关系,进而判断出亲本的基因型。7.(2017江苏单科,27,8分)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,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,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。答案答案(8分)(1)遗传(2)纯合花药单倍体(3)染色体分离配子组培苗(4)重组解析解析本题考查育种的相关知识。(1)要判断该变异株是否可用于育种,首先必须明确该变异是否为遗传物质改变引起的。(2)育种方法1为杂交育种,含有早熟基因的杂合子经过不断自交和选育,含有早熟基因的纯合子比例逐渐增大。采用花药离体培养获得的是单倍体植株,再经过人工诱导使染色体数目加倍的育种方法称为单倍体育种。(3)如果该变异植株为染色体组变异株,在减数分裂过程中染色体有多种联会方式,造成不规则的染色体分离,产生染色体数目不等、生活力很低的配子,因此种子数量减少。采用植物组织培养技术育种,需要不断制备组培苗。(4)新品种1是采用杂交育种方法获得的,选育过程中基因发生多次重组,后代中有多种基因型,只有符合要求的部分在选育过程中被保留下来。方法技巧方法技巧育种方案的选择依据育种目标育种目标育种方案欲缩短育种年限单倍体育种(明显缩短育种年限)集中双亲优良性状杂交育种(耗时较长,但简便易行)对原品系实施“定向”改造基因工程育种让原品系产生新性状(无中生有)诱变育种(可提高变异频率,期望获得理想性状)对原品系营养器官“增大”或“加强”多倍体育种8.(2015浙江理综,32,18分)某自花且闭花受粉植物,抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制,抗病为显性;茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d,E、e)控制,同时含有D和E表现为矮茎,只含有D或E表现为中茎,其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子,欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答:(1)自然状态下该植物一般都是合子。(2)若采用诱变育种,在射线处理时,需要处理大量种子,其原因是基因突变具有和有害性这三个特点。(3)若采用杂交育种,可通过将上述两个亲本杂交,在F2等分离世代中抗病矮茎个体,再经连续自交等手段,最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测,一般情况下,控制性状的基因数越多,其育种过程所需的。若只考虑茎的高度,亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖,则理论上F2的表现型及其比例为。(4)若采用单倍体育种,该过程涉及的原理有。请用遗传图解表示其过程(说明:选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。答案答案(18分)(1)纯(2)多方向性、稀有性(3)选择纯合化年限越长高茎中茎矮茎=169(4)基因重组和染色体畸变解析解析(1)由题干信息“某自花且闭花受粉植物”可推知自然状态下该植物一般都是纯合子。(2)诱变育种时需要处理大量种子的主要原因在于基因突变具有多方向性、稀有性(低频性)和有害性。(3)因为育种目的是培育抗病矮茎品种,因此可在F2等分离世代中选择抗病矮茎个体,经过连续自交等纯合化育种手段,最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。一般情况下,杂交育种需要连续自交选育,因此控制性状的基因数越多,使每对基因都达到纯合的自交代数越多,所需的年限越长。茎的高度由两对独立遗传的基因控制,同时含有D和E表现为矮茎,只含有D或E表现为中茎,其他表现为高茎,若只考虑茎的高度,亲本基因型为DDEE和ddee,F1自交得到的F2中,D_E_(D_ee+ddE_)ddee=961。(4)遗传图解见答案。知识拓展知识拓展杂交育种时,若培育杂合子品种(杂种优势),则选取符合要求的纯种双亲杂交获得的F1,即为所需品种。若培育隐性纯合子品种,则选取双亲杂交()F1F2选出表现型符合要求的个体种植即可。若培育显性纯合子品种,则需选取双亲杂交()F1F2选出表现型符合要求的个体连续自交即可选出能稳定遗传的显性纯合个体。教师专用题组教师专用题组考点考点1 1染色体变异染色体变异1.(2014上海单科,16,2分)如图显示了染色体及其部分基因,对和过程最恰当的表述分别是()A.交换、缺失B.倒位、缺失C.倒位、易位D.交换、易位答案答案C过程中F与m位置相反,表示是染色体结构变异中的倒位,过程只有F,没有m,但多出了一段原来没有的染色体片段,表示是染色体结构变异中的易位,故C正确。2.(2014江苏单科,7,2分)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答案D染色体片段的增加、缺失和易位等结构变异,会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变,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。3.(2013山东理综,27,14分)某二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为显性,高茎(H)对矮茎(h)为显性,红花(R)对白花(r)为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上,基因H、h在4号染色体上。(1)基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如图,起始密码子均为AUG。若基因M的b链中箭头所指碱基C突变为A,其对应的密码子将由变为。正常情况下,基因R在细胞中最多有个,其转录时的模板位于(填“a”或“b”)链中。(2)用基因型为MMHH和mmhh的植株为亲本杂交获得F1,F1自交获得F2,F2中自交性状不分离植株所占的比例为;用隐性亲本与F2中宽叶高茎植株测交,后代中宽叶高茎与窄叶矮茎植株的比例为。(3)基因型为Hh的植株减数分裂时,出现了一部分处于减数第二次分裂中期的Hh型细胞,最可能的原因是。缺失一条4号染色体的高茎植株减数分裂时,偶然出现一个HH型配子,最可能的原因是。(4)现有一宽叶红花突变体,推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙、丙中的一种,其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择,请设计一步杂交实验,确定该突变体的基因组成是哪一种。(注:各型配子活力相同;控制某一性状的基因都缺失时,幼胚死亡)实验步骤:;观察、统计后代表现型及比例。结果预测:.若,则为图甲所示的基因组成;.若,则为图乙所示的基因组成;.若,则为图丙所示的基因组成。答案答案(1)GUCUUC4a(2)1/441(3)(减数第一次分裂时)交叉互换减数第二次分裂时染色体未分离(4)答案一:用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交宽叶红花与宽叶白花植株的比例为11宽叶红花与宽叶白花植株的比例为21宽叶红花与窄叶白花植株的比例为21答案二:用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶红花植株杂交宽叶红花与宽叶白花植株的比例为31后代全部为宽叶红花植株宽叶红花与窄叶红花植株的比例为21解析解析本题综合考查基因的功能、基因与染色体的关系以及变异等相关知识。(1)由题意分析可知:基因M是以b链为模板从左向右进行转录,基因R则以a链为模板从右向左进行转录。(2)F1的基因型为MmHh,则F2中自交性状不分离的为纯合子,所占比例为1/4;用隐性亲本与F2中宽叶高茎(M_H_)植株进行测交,后代中宽叶窄叶=21,高茎矮茎=21,所以宽叶高茎窄叶矮茎=41。(3)Hh植株处于减数第二次分裂中期的细胞基因型应为HH或hh,出现了一部分基因型为Hh的细胞(根据基因突变的低频性可排除基因突变),最可能的原因是减数第一次分裂前期发生了交叉互换;缺失一条4号染色体的高茎植株产生的配子应有含H和不含H两种,若出现HH的配子,最可能的原因是减数第二次分裂后期两条4号染色体未分离。(4)据题意分析可知,推断该突变体基因组成的最好方法是测交法,即用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株(mr)杂交。分析可知:该窄叶白花植株可产生mr和O(不含mr)的配子,若该突变体的基因组成为图甲所示,其可产生MR和Mr两种配子,杂交后代为MmRrMmrrMRMr=1111,表现型为宽叶红花宽叶白花=11;若为图乙所示,其可产生MR和M两种配子,杂交后代为MmRrMmrMRM(幼胚致死)=1111,表现型为宽叶红花宽叶白花=21;若为图丙所示,其可产生MR和O两种配子,杂交后代为MmRrmrMROO(幼胚致死)=1111,表现型为宽叶红花窄叶白花=21。另外,也可让该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶红花植株(mR)杂交,根据子代表现型及比例也可判断该突变体的类型。考点考点2 2育种育种1.(2014上海单科,13,2分)将杂合的二倍体植株的花粉培育成一株幼苗,然后用秋水仙素处理,使其能正常开花结果。该幼苗发育成的植株具有的特征是()A.能稳定遗传B.单倍体C.有杂种优势D.含四个染色体组答案答案A该二倍体植株的花粉经离体培养获得的为含一个染色体组的单倍体植株,再经秋水仙素处理后可得到纯合的二倍体,因此A项正确,B、D项错误;该过程并没有进行杂交,可见C项错误。2.(2014课标全国,32,9分)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。答案答案(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;控制这两对性状的基因位于非同源染色体上(3)将纯合的抗病高秆与感病矮秆杂交,产生F1,让F1与感病矮秆杂交。解析解析(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1111,则这两对等位基因满足上述3个条件。方法技巧方法技巧孟德尔遗传规律研究的是真核生物细胞核基因的遗传特点,故控制相对性状的等位基因应位于细胞核中。两对基因分别位于两对同源染色体上,才遵循基因的自由组合定律。测交是指用杂合子和隐性纯合子杂交,而题干无杂合子,故应先杂交得到杂合子,然后再进行测交实验。三年模拟A A组组 20172019 20172019年高考模拟年高考模拟考点基础题组考点基础题组考点考点1 1染色体变异染色体变异1.(2019山东临沂质检,18)关于生物变异的叙述,正确的是()A.染色体变异可发生在真核生物有丝分裂过程中B.基因突变是不定向的,其结果一定能产生新的等位基因C.基因重组仅发生在减数第一次分裂后期D.交叉互换和易位都可通过光学显微镜观察到答案答案A真核生物有丝分裂过程中可能会发生染色体变异,A正确;基因突变是不定向的,其结果可能产生新的等位基因,也可能产生该生物原来就存在的等位基因,B错误;基因重组也可发生在减数第一次分裂前期,即同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换,C错误;交叉互换在光学显微镜下观察不到,染色体易位在光学显微镜下能观察到,D错误。2.(2019山东济南月考,9)下列关于染色体组的叙述不正确的是()A.通常一个染色体组中染色体的大小、形态各不相同B.雄果蝇一个染色体组由三条不同的常染色体和X、Y染色体组成C.一个染色体组含该物种生长发育所需要的全部遗传信息D.染色体组成倍增加或减少导致的变异都属于可遗传变异答案答案B染色体组是一组非同源染色体,即在一个染色体组中不存在同源染色体,因而通常一个染色体组中染色体的形态、大小各不相同,A正确;雄果蝇的染色体组成是3对常染色体+X染色体+Y染色体,故雄果蝇一个染色体组由3条不同的常染色体+X染色体或3条不同的常染色体+Y染色体组成,B错误;据染色体组的定义可知,一个染色体组携带该物种生长发育所需要的全部遗传信息,C正确;染色体组成倍增加或减少为染色体数目变异,属于可遗传变异,D正确。3.(2019山东日照校际联考,29)下列关于染色体变异的叙述,正确的是()A.四倍体植物的花药通过离体培养长成的植株是二倍体B.三体是指由受精卵发育而来,体细胞中含有三个染色体组的个体C.染色体的结构变异都能使染色体上基因的数目发生改变D.同源染色体中非姐妹染色单体间发生片段不等交换可导致缺失或重复答案答案D四倍体植物的花药通过离体培养长成的植株是单倍体,A错误;三倍体指的是由受精卵发育而来,体细胞中含有三个染色体组的个体,三体指的是二倍体的体细胞中某号染色体有三条,B错误;染色体的结构变异不一定都能使染色体上基因的数目发生改变,如倒位,C错误;同源染色体中非姐妹染色单体间发生片段不等交换可导致缺失或重复,D正确。4.(2019山东潍坊期中,26)下列关于单倍体、二倍体和多倍体的叙述,错误的是()A.体细胞中含有两个染色体组的个体不一定是二倍体B.四倍体与二倍体杂交后可以产生种子,但该种子不能正常发育成植株C.在自然条件下,玉米和番茄等高等植物也可能出现单倍体植株D.与二倍体相比,多倍体的植株常常是茎秆粗壮、果实较大答案答案B体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体或单倍体,A正确;四倍体与二倍体杂交后可以产生三倍体的种子,该种子可正常发育成高度不育的三倍体植株,B错误;在自然条件下,玉米和番茄等高等植物的配子可能直接发育成单倍体植株,C正确;与二倍体植株相比,多倍体的植株常常是茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,D正确。5.(2019山东日照模拟,19)果蝇幼虫唾液腺细胞在分裂间期,某条染色体多次复制而不分开,形成一种特殊的巨大染色体(如图)。若用3H标记的尿嘧啶掺入其中,在胀泡中3H含量较高,而且随着幼虫的发育,胀泡在同一染色体不同位点出现或消失。下列推测最合理的是()A.胀泡的出现与特定基因的表达有关B.胀泡的出现是染色体结构变异的结果C.胀泡的出现是因为DNA复制出现差错D.被标记的尿嘧啶是催化mRNA合成的酶所需的原料答案答案A3H标记的尿嘧啶是合成RNA的原料,而RNA是基因表达产生的,在胀泡中3H含量较高,说明胀泡的出现与特定基因的表达有关,而非DNA复制出现差错,A正确,C错误;一条染色体多次复制后而不分开,形成了一种特殊的巨大染色体,属于染色体数目变异,B错误;被标记的尿嘧啶是mRNA合成所需的原料,而不是RNA聚合酶合成所需的原料,D错误。解题关键解题关键解答本题的关键是理解题干“若用3H标记的尿嘧啶掺入其中,在胀泡中3H含量较高”。6.(2019山东济南期中,28)果蝇红眼(B)对白眼(b)为显性,控制这对性状的基因位于X染色体。果蝇缺失1条号染色体仍能正常生存和繁殖,缺失2条则致死。一对都缺失1条号染色体的红眼果蝇杂交(亲本雌果蝇为杂合子),F1中()A.白眼雄果蝇占1/2B.红眼雌果蝇占1/4C.染色体数正常的红眼果蝇占1/4D.缺失1条号染色体的白眼果蝇占1/4答案答案C亲本果蝇可表示为OXBXb和OXBY(O表示缺失一条号染色体),F1中白眼雄果蝇(_XbY)占1/4,A错误;F1中红眼雌果蝇(_XBX_)占1/2,B错误;F1中染色体数正常的红眼果蝇比例=1/33/4=1/4,C正确;F1中缺失1条号染色体的白眼果蝇比例=2/31/4=1/6,D错误。考点考点2 2育种育种1.(2018山东菏泽期末,17)我国科学家对“神舟”飞船专为西部大开发而搭载的红杉树种苗进行了研究比较,发现这些种苗具有抗旱、抗寒和速生性能,试分析红杉树种苗所发生的变化和下列选项相似的是()A.利用基因工程获得各种抗逆性作物新品种B.用X射线照射青霉菌使青霉菌的繁殖能