新高考生物一轮复习第六单元生物的变异与进化第22讲染色体畸变与育种讲义浙科版.pdf

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1、 第 22 讲 染色体畸变与育种 考试标准 知识内容 必考要求 加试要求 生物变异的来源(1)染色体畸变(2)染色体组(3)二倍体、多倍体和单倍体 a a a a a a 生物变异在生产上的应用(1)杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种(2)杂交育种和诱变育种在农业生产中的应用(3)转基因技术(4)生物变异在生产上的应用(5)转基因生物和转基因食品的安全性 a b a a b a c b 考点一 染色体畸变的判断与实验分析 1染色体结构变异(连线)2染色体数目变异(1)含义：生物细胞中染色体数目的增加或减少。(2)类型 整倍体变异：体细胞的染色体数目以染色体组的形式成倍增加或减少。非整倍

2、体变异：体细胞中个别染色体的增加或减少。(3)染色体组 一般将二倍体生物的一个配子中的全部染色体称为染色体组。特点：这组染色体的形态结构、功能各不相同，但包含了控制该生物生长发育的全部遗传信息。(4)单倍体、二倍体和多倍体 单倍体：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。多倍体：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。诊断与思考 1判断下列叙述的正误(1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异()(2)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力()(3)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影

3、响()(4)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加()(5)体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体()(6)单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组()2如图表示某生物细胞中两条染色体及其上面的部分基因。(1)下列各项的结果中哪些是由染色体畸变引起的？它们分别属于何类变异？能在光学显微镜下观察到的有哪些？提示 与图中两条染色体上的基因相比可知：染色体片段缺失、染色体片段易位、基因突变、染色体中片段倒位；均为染色体畸变，可在光学显微镜下观察到，为基因突变，不能在显微镜下观察到。(2)中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？提示 中的基因突变只是产

4、生了新基因，即改变基因的质，并未改变基因的量，故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。3下图表示细胞中所含的染色体，据图确定生物的倍性和每个染色体组所含有的染色体数目。提示 甲代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含 1 条染色体；乙代表的生物可能是三倍体，其每个染色体组含 2 条染色体；丙代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含 3 条染色体；丁代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含 4 条染色体。4单倍体一定只含 1 个染色体组吗？提示 单倍体不一定只含 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。题组一 染色体结构变异的分析与判断 1甲、乙为两种果蝇(2

5、n)，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 A 项，根据题干信息可知，甲、乙是两种果蝇，甲、乙杂交产生的 F1虽然含有 2 个染色体组，但是因为来自甲、乙中的 1 号染色体不能正常联会配对，所以 F1不能进行正常的减数分裂。B 项，根据题图，甲中 1 号染色体发生倒位形成了乙中的 1 号染色体。C 项，染色体中某一片段倒位会改变基因的排列顺序。D 项，可遗传的变异如基因突变、基因重组和染色体畸变都能为生物

6、进化提供原材料。2如图表示某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图，图中和，和互为同源染色体，则图 a、图 b 所示的变异()A均为染色体结构变异 B基因的数目和排列顺序均发生改变 C均使生物的性状发生改变 D均可发生在减数分裂过程中 答案 D 解析 由图可知，图 a 为同源染色体的非姐妹染色单体之间片段的交换，属于基因重组，基因的数目和排列顺序未发生改变，性状可能没有变化；图 b 是染色体结构变异，基因的数目和排列顺序均发生改变，性状也随之改变；两者均可发生在减数分裂过程中。题组二 染色体组与生物倍性的判断 3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 2 个染色体组，

7、图 b 含有 3 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 代表的生物一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；如果图 b 生物是由配子发育而成的，则图 b 代表的生物是单倍体，如果图 b 生物是由受精卵发育而成的，则图 b 代表的生物是三倍体；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一定是二倍体；图 d 中只含 1 个染色体组，一定是单

8、倍体，可能是由雄性配子或雌性配子发育而成的。4下列有关单倍体的叙述中，不正确的是()A由未经受精的卵细胞发育成的个体一定是单倍体 B细胞内有两个染色体组的生物体可能是单倍体 C一般单倍体植株长得弱小，高度不育，但有的单倍体生物是可育的 D基因型是 AAABBBCcc 的植物一定是单倍体 答案 D 解析 单倍体是由配子发育而来的，与该生物配子中染色体数目相同；基因型是 AAABBBCcc的植物含有 3 个染色体组，若是由受精卵发育而来的，则为三倍体，D 项错误。题组三 染色体畸变的分析与探究 5普通果蝇的第 3 号染色体上的三个基因，按猩红眼桃色眼三角翅脉的顺序排列(StPDI)；同时，这三个基

9、因在另一种果蝇中的顺序是 StDIP，我们把这种染色体结构变异方式称为倒位。仅仅这一倒位的差异便构成了两个物种之间的差别。据此，下列说法正确的是()A倒位和发生在同源染色体之间的交叉互换一样，属于基因重组 B倒位后的染色体与其同源染色体完全不能发生联会 C自然情况下，这两种果蝇之间不能产生可育子代 D由于倒位没有改变基因的种类，所以发生倒位的果蝇性状不变 答案 C 解析 倒位发生在同一条染色体内部，属于染色体的结构变异，交叉互换发生在同源染色体之间，属于基因重组；倒位后的染色体与其同源染色体也可能发生联会；两种果蝇属于两个物种，它们之间存在生殖隔离，因此这两种果蝇之间不能产生可育子代；倒位虽然

10、没有改变基因的种类，但由于染色体上基因的排列顺序改变，往往导致果蝇性状改变。6玉米糯性与非糯性、甜粒与非甜粒为两对相对性状。一般情况下，用纯合非糯非甜粒与糯性甜粒两种亲本进行杂交时，F1表现为非糯非甜粒，F2有 4 种表现型，其数量比为9331。若重复该杂交实验时，偶然发现一个杂交组合，其 F1仍表现为非糯非甜粒，但某一 F1植株自交，产生的 F2只有非糯非甜粒和糯性甜粒 2 种表现型。对这一杂交结果的解释，理论上最合理的是()A发生了染色体易位 B染色体组数目整倍增加 C基因中碱基对发生了替换 D基因中碱基对发生了增减 答案 A 解析 由纯合非糯非甜粒与糯性甜粒玉米杂交，F1表现为非糯非甜粒

11、，F2有 4 种表现型，其数量比为 9331 可知，玉米非糯性对糯性为显性，非甜粒对甜粒为显性，且控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上，遵循自由组合定律，F1的基因组成如图 1。在偶然发现的一个杂交组合中，由某一 F1植株自交后代只有非糯非甜粒和糯性甜粒 2 种表现型可知，控制这两对相对性状的两对等位基因不遵循自由组合定律，可能的原因是：这两对相对 性状的基因发生了染色体易位，其 F1的基因组成如图 2。故 A 选项较为合理，而 B、C、D 选项均不能对该遗传现象作出合理的解释。7二倍体动物缺失一条染色体称为单体。大多数单体动物不能存活，但在黑腹果蝇中，点状染色体(号染色体)缺失一条可

12、以存活，而且能够繁殖后代。(1)果蝇群体中存在无眼个体，无眼基因位于常染色体上，将无眼果蝇个体与纯合野生型个体交配，子代的表现型及比例如下表：无眼 野生型 F1 0 85 F2 79 245 据此判断，显性性状为_，理由是_ _。(2)根据上述判断结果，可利用正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配，探究无眼基因是否位于号染色体上。请完成以下实验设计：实验步骤：让正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配，获得子代；统计子代的_，并记录。实验结果预测及结论：若子代中出现_，则说明无眼基因位于号染色体上；若子代全为_，说明无眼基因不位于号染色体上。答案(1)野生型 F1全为野生型(F2中野生型无眼

13、为31)(2)性状表现 野生型果蝇和无眼果蝇且比例为 11 野生型 解析(1)由表中数据可知 F1全为野生型，F2中野生型无眼约为 31，所以野生型是显性性状。(2)要判断无眼基因是否在号染色体上，让正常无眼果蝇与野生型(纯合)号染色体单体果蝇交配，假设控制无眼的基因为 b，如果无眼基因位于号染色体上，则亲本为bbBO(BO表示缺失一条染色体)，子代中会出现 bOBb11，即无眼果蝇和野生型果蝇，且比例为 11。如果无眼基因不在号染色体上，则亲本为 bbBB，子代全为野生型。8某二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)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

14、上，基因 H、20)的幼苗芽尖细胞(基因型 BbTt)进行实验的流程示意图。下 列分析不正确的是()A基因重组发生在图中过程，过程中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期 B秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成 C植株 A 为二倍体，其体细胞内最多有 4 个染色体组；植株 C 属于单倍体，其发育起点为配子 D利用幼苗 2 进行育种的最大优点是能明显缩短育种年限，植株 B 纯合的概率为 25%答案 D 解析 图中为花药的形成，减数分裂过程会发生基因重组；过程为有丝分裂，染色体在间期复制，结果 1 条染色体含 2 条染色单体，染色单体在后期分离，后期无染色单体，故 A项正确。

15、秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，引起染色体数目加倍，故 B 项正确。植株 A 为二倍体，其体细胞进行有丝分裂，后期染色体组加倍，最多有 4 个染色体组；植株 C 由配子直接发育而来，为单倍体，故 C 项正确。利用幼苗 2 进行育种的最大优点是能明显缩短育种年限，得到的个体全部为纯合子，故 D 错。3二倍体植物甲(2N10)和二倍体植物乙(2n10)进行有性杂交，得到的 F1不育。用物理撞击的方法使 F1在减数第一次分裂时整套的染色体分配到同一个次级精(卵)母细胞中，减数第二次分裂正常，再让这样的雌雄配子结合，产生 F2。下列有关叙述正确的是()

16、A植物甲和乙能进行有性杂交，说明它们属于同种生物 BF1为四倍体，具有的染色体数目为N10，n10 C若用适宜浓度的秋水仙素处理 F1幼苗，则长成的植株是可育的 D用物理撞击的方法使配子中染色体数目加倍，产生的 F2为二倍体 答案 C 解析 甲和乙有性杂交产生的 F1是不育的，说明二者之间存在生殖隔离，它们属于不同的物种；F1含有 2 个染色体组，共 10 条染色体，其中 5 条来自甲，5 条来自乙；F1幼苗经秋水仙素处理后，染色体数目加倍，长成的植株是可育的；利用物理撞击的方法使配子中染色体数目加倍，产生的 F2为四倍体。4染色体部分缺失在育种方面也有重要作用。下图所示为育种专家对棉花品种的

17、培育过程，相关叙述错误的是()A太空育种依据的原理主要是基因突变 B粉红棉 M 的出现是染色体缺失的结果 C深红棉 S 与白色棉 N 杂交产生深红棉的概率为14 D粉红棉 M 自交产生白色棉 N 的概率为14 答案 C 解析 太空育种的原理主要是基因突变，可以产生新的基因；由图可知，粉红棉 M 是由于染色体缺失了一段形成的；若用 b表示染色体缺失的基因，则 bbbbbb(全部为粉红棉)；粉红棉 bb自交，得白色棉 bb 的概率为14。题组二 生物变异在育种上的应用 5利用基因型为 aabb 与 AABB 的水稻作为亲本培育基因型为 AAbb 的新品种，有关叙述不正确的是()A利用 F1的花药进

18、行离体培养可获得该新品种 B操作最简便的是杂交育种，能明显缩短育种年限的是单倍体育种 C诱变育种不能定向获得该新品种 D若通过多倍体育种获得 AAAAbbbb 个体，和该新品种存在生殖隔离 答案 A 解析 利用 F1的花药进行离体培养得到的是单倍体，还需经过秋水仙素诱导加倍后才能获得该新品种，A 项错误。杂交育种是最简便的操作方法；单倍体育种得到的都是纯合子，能明显缩短育种年限，B 项正确。由于基因突变具有多方向性，所以诱变育种不能定向获得该新品种，C 项正确。通过多倍体育种获得的 AAAAbbbb 个体与 AAbb 的新品种是两个不同的物种，所以它们之间存在生殖隔离，D 项正确。6如图表示培

19、育小麦的几种育种方式，纯种高秆抗锈病植株基因型为 DDRR，纯种矮秆不抗锈病植株基因型为 ddrr，两对基因分别位于两对同源染色体上。请据图回答下列问题：(1)图中植株 A 培育的方法是_，将亲本杂交的目的是_ _。自交的目的是_ _。(2)植株 B 的培育运用的原理是_。(3)植株 C 需要染色体加倍的原因是_ _，诱导染色体加倍的最常用的方法是_ _。(4)植株 E 培育方法的原理是_，该育种方法和转基因技术一样，都可以_ _。答案(1)杂交育种 将位于两个亲本中的矮秆基因和抗病基因集中到 F1上 通过基因重组使 F2中出现矮秆抗病植株(2)基因突变(3)植株 C 中只有一个染色体组，不能

20、进行减数分裂产生配子(不可育)利用秋水仙素处理幼苗 C(4)染色体数目变异 克服远缘杂交不亲和的障碍 解析(1)植株 A 的培育方法是杂交育种，第一步需要杂交，将相关的基因集中到 F1上，但F1未表现出所需性状，自交的目的就是使 F1发生基因重组，在 F2中出现所需性状(矮秆抗病)植株。(2)植株 B 的培育方法是诱变育种，其原理是基因突变。(3)植株 C 是单倍体，由于细胞中的染色体组为一个，所以不能正常进行减数分裂，个体不可育，为了使单倍体获得可育性，用秋水仙素处理单倍体幼苗，抑制了纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍。(4)从题图中可以看出，植株 E 的培育方法是利用了细胞工程中的植物体

21、细胞杂交技术，其原理是染色体数目变异。该育种方法和转基因技术一样，都可以克服远缘杂交不亲和的障碍。1育种方式的选择 (1)根据育种目的和提供的材料选择合适的育种方法 集中不同亲本的优良性状：a.一般情况下，选择杂交育种，这也是最简捷的方法；b.需要缩短育种年限(快速育种)时，选择单倍体育种。培育果实较大或植株较大或营养物质含量较高的新物种多倍体育种。提高变异频率，“改良”“改造”或“直接改变”现有性状，获得当前不存在的基因或性状诱变育种。若要培育隐性性状个体，可选择自交或杂交育种，只要出现该性状即可。(2)根据育种流程图来辨别育种方式 杂交育种：涉及亲本的杂交和子代的自交。诱变育种：涉及诱变因

22、素，产生的子代中会出现新的基因，但基因的总数不变。单倍体育种：常用方法为花药离体培养，然后人工诱导染色体加倍，形成纯合子。多倍体育种：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。转基因技术：与原有生物相比，出现了新的基因。2单倍体育种、多倍体育种及植物细胞工程育种的几个易错点(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。