【备考2024】生物高考一轮复习学案：第21讲 染色体变异(含答案）

【备考2024】生物高考一轮复习
第21讲　染色体变异
[课标要求] 举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡。
[核心素养](教师用书独具) 1.通过染色体变异基本原理及其在生物学中意义的理解，建立起进化与适应的观点。(生命观念)2．通过三种可遗传变异的比较及育种方法的比较，培养归纳与概括的能力。(科学思维)3．通过低温诱导植物染色体数目的变化、生物变异类型的判断与实验探究以及育种方案的选择与设计，培养实验设计及结果分析的能力。(科学探究)
考点1　染色体变异
1．染色体数目的变异
(1)染色体数目变异的类型
①细胞内个别染色体的增加或减少。
②细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。
(2)染色体组
①概念
在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。
②举例
野生马铃薯的染色体组：12条形态和功能不同的非同源染色体
(3)单倍体、二倍体和多倍体
项目 单倍体 二倍体 多倍体
概念 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 体细胞中含有两个染色体组的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
发育起点 配子 受精卵(通常是) 受精卵(通常是)
植株特点 ①植株弱小；②高度不育 正常可育 ①茎秆粗壮；②叶片、果实和种子较大；③营养物质含量都有所增加
体细胞染色体组数 ≥1 2 ≥3
三倍体和四倍体形成过程
形成原因 自然原因 单性生殖 正常的有性生殖 外界环境条件剧变(如低温)
人工诱导 花药离体培养 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
2.染色体结构的变异
(1)变异类型、图解及实例(连线)
提示：①—c—Ⅰ　②—d—Ⅱ　③—a—Ⅳ　④—b—Ⅲ
(2)结果：使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。
(3)对生物体的影响：大多数对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。
1．DNA分子中发生三个碱基的缺失不会导致染色体结构变异。
(√)
2．染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。
(×)
提示：染色体易位可能对当代生物体不产生影响，也可能产生影响，且染色体变异大多对生物体是不利的。
3．非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中。 (×)
提示：非同源染色体某片段的移接，可以发生在减数分裂或有丝分裂过程中。
4．染色体缺失有利于隐性基因的表达，可提高个体的生存能力。 (×)
提示：染色体缺失也有可能导致隐性基因丢失，不利于隐性基因的表达。
5．二倍体生物花药离体培养后即可得到纯合子。 (×)
提示：二倍体生物花药离体培养后得到单倍体，经秋水仙素处理加倍后才得到纯合子。
6．三倍体西瓜植株的高度不育与同源染色体的联会行为有关。
(√)
1．香蕉的种植面临香蕉枯萎病的威胁，感染了病菌的香蕉大面积减产，甚至绝收，主要原因是_________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________。(必修2　P88“文字信息”)
提示：三倍体香蕉主要通过无性生殖产生后代，后代不发生基因重组，遗传多样性减少，易受同一疾病的影响
2．果蝇的缺刻翅是由于一条X染色体上发生了片段缺失所致，你认为最简单的验证方法是_____________________________________________________
___________________________________________________________________。(必修2　P90“图5－7”)
提示：在显微镜下观察亲代缺刻翅雌果蝇体细胞内两条X染色体的形态大小
1．若两个含有两个染色体组的配子结合，发育的个体的体细胞中含有四个染色体组，即此个体为四倍体，四倍体形成的原因还有____________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：若二倍体在种子萌发或幼苗时期受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离，也会形成四倍体
2．蜂王的基因型为DdEe(不考虑基因突变或互换等)，则由其发育的雄蜂的基因型为__________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：若两对基因分别位于两对同源染色体上，则雄蜂的基因型有四种可能，即DE或de或dE或De；若两对基因位于一对同源染色体上，完全连锁，则雄蜂的基因型有两种可能，即DE或de(dE或De)
1．染色体结构变异与基因突变的比较
项目 染色体结构变异 基因突变
本质 染色体片段的缺失、重复、易位或倒位 碱基的替换、增添或缺失
发生变化的基因的数目 1个或多个 1个
变异水平 细胞 分子
光镜检测 可见 不可见
2.易位与互换的比较
项目 染色体易位 互换
图解
区别 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
属于染色体结构变异 属于基因重组
可在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到
1．基因突变和染色体变异涉及的碱基数目不同，尝试分析前者涉及的数目比后者少的原因。
提示：基因突变是基因结构中碱基的替换、增添或缺失，即碱基序列的改变，而染色体变异能改变排列在染色体上的基因的数目和排列顺序。
2．小麦的染色体数为2n＝42，可得到21种单体，且都能成活并产生有活性的配子。已知无芒(S)对有芒(s)是显性，现有21种无芒的单体品系和正常的有芒植株，请利用杂交实验把S基因定位在某号染色体上。请写出实验思路。
提示：将正常有芒植株分别与21种无芒单体品系进行杂交，观察并统计各个品系杂交后代的表型及比例。
3．某二倍体雌雄同株植物的茎色紫色对绿色为显性，受等位基因A、a的控制。科学家用X射线处理某纯合紫株的花药后，将获得的花粉对绿株进行授粉，得到的F1中出现了1株绿株(M)。若M的出现是由染色体变异引起的，而且变异的配子活力不受影响(两条染色体异常的受精卵不能发育)，请对M的出现给出合理的解释。
提示：在减数分裂过程中发生了A基因所在染色体片段的缺失或A基因位于的染色体整条缺失。
染色体组与生物体倍性的判断
1．(2021·宝鸡教育联盟高三模拟)异源多倍体是指多倍体中的染色体组来源于不同的物种。构成异源多倍体的祖先二倍体称为基本种。在减数分裂过程中同源染色体相互配对形成二价体Ⅱ，非同源染色体彼此不能配对，常以单价体形式存在。普通小麦为异源六倍体，染色体组成为AABBDD(2n＝6x＝42)，组成它的基本种可能为一粒小麦、拟斯卑尔脱山羊草及节节麦，它们都是二倍体(2n＝14)，拟二粒小麦为异源四倍体(4n＝28)，它们之间相互杂交及与普通小麦的杂交结果如下表：
亲本杂交组合 子代染色体数 子代联会情况 子代一个染色体组
①拟二粒小麦×一粒小麦 21 7Ⅱ＋7Ⅰ AAB
②拟二粒小麦×拟斯卑尔脱山羊草 21 7Ⅱ＋7Ⅰ ABB
③一粒小麦×拟斯卑尔脱山羊草 14 ？ ？
④普通小麦×拟二粒小麦 35 14Ⅱ＋7Ⅰ AABBD
下列相关分析正确的是(　　)
A．组合①产生子代过程中发生了染色体数目变异
B．只能由组合④确定拟二粒小麦的染色体组成为AABB
C．组合③的子代联会情况为14Ⅰ，子代一个染色体组为AB
D．组合③子代与节节麦杂交，再诱导子代染色体加倍可获得普通小麦
C　[组合①产生子代是由两亲本产生的生殖细胞再经受精作用形成的，没有发生染色体数目变异，A错误；因为拟二粒小麦为异源四倍体，一粒小麦、拟斯卑尔脱山羊草都是二倍体，所以在组合①②中，拟二粒小麦提供给子代为两个不同的染色体组，而一粒小麦和拟斯卑尔脱山羊草只能给子代提供一个染色体组，据此结合表中子代染色体组可确定拟二粒小麦的染色体组成为AABB，因为普通小麦的染色体组成已知，所以也可根据④确定拟二粒小麦染色体组成为AABB，B错误；一粒小麦、拟斯卑尔脱山羊草都是二倍体(2n＝14)，但一粒小麦(AA)和拟斯卑尔脱山羊草(BB)染色体组不同，所以子代中会出现14个单价体Ⅰ，子代染色体组为AB，C正确；根据题干各种亲本及拟二粒小麦的染色体组成判断，要培育普通小麦，可先通过一粒小麦(AA)和拟斯卑尔脱山羊草(BB)的杂交后代(AB)经过染色体加倍得到拟二粒小麦(AABB)，拟二粒小麦(AABB)与节节麦(DD)的杂交后代(ABD)经过染色体加倍可得到普通小麦(AABBDD)，D错误。]
2．(不定项)(2021·沈阳高三模拟)如图为某三体(含三条7号染色体)水稻的6号、7号染色体及相关基因示意图，图中基因A/a控制水稻的有芒和无芒，基因B/b控制抗病和易感病，且抗病对易感病为显性。已知该三体水稻产生配子时，7号染色体中的一条染色体会随机进入配子中，最终形成含1条或2条7号染色体的配子，含2条7号染色体的精子不参与受精，其他配子均正常参与受精。下列相关叙述错误的是(　　)
A．三体水稻的任意一个体细胞中都有三个染色体组
B．减数分裂过程中，6号、7号染色体上的等位基因都会分离
C．三体水稻可能是7号染色体异常的精子与正常卵细胞受精产生的
D．该三体水稻作父本，与基因型为bb的母本杂交，子代中抗病个体占1/3
ABC　[三体水稻只是7号染色体增加一条，染色体组仍为两个，A错误；因三体水稻产生配子时，7号染色体中一条染色体会随机进入配子中，所以，产生的一个配子中能同时存在B/b这对等位基因，B错误；由题干信息知，含两条7号染色体的精子不参与受精，C错误；该三体水稻做父本产生配子能参与受精的B∶b＝ 1∶2，所以子代抗病个体占1/3, D正确。]
染色体结构变异的分析与判断
3．(2021·临沂高三二模)果蝇的P元件是一段DNA序列，根据是否含有P元件，果蝇可分为M型品系(野生型)和P型品系(含P元件)。P元件仅可在生殖细胞中发生易位而导致子代性腺不发育，但子代体细胞组织正常；P元件在细胞质中的翻译产物是一种蛋白因子，可抑制P元件易位。下列叙述错误的是(　　)
A．P元件促进同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换
B．体细胞组织正常是由于P元件表达的蛋白因子抑制了易位
C．生殖细胞中是否发生了P元件易位可通过显微镜观察判断
D．P型母本与M型父本杂交，产生的子代均可育
A　[根据题干，P元件可引起生殖细胞中染色体的易位，但易位发生在非同源染色体之间，A错误；P元件对应的翻译产物可抑制P元件易位，使体细胞表现正常，B正确；通过显微镜可以观察到易位的发生，C正确；P型母本的卵细胞与M型父本的精子结合形成的受精卵的细胞质几乎全部来自P型母本，其中含有抑制P元件易位的蛋白因子，所以子代均可育，D正确。]
4．(不定项)(2021·唐山高三二模)果蝇的一条X染色体正常的片段排列顺序为abc·defgh，“·”代表着丝粒。下列叙述错误的是(　　)
A．若异常染色体结构为abc·dfgh，则该变异可能是基因中的碱基对缺失引起的
B．若异常染色体结构为abc·deffgh，则果蝇的复眼由正常眼变成棒眼属于该变异类型
C．若异常染色体结构为abc·fghde，则基因数量未改变不会影响生物性状
D．若异常染色体结构为abc·defpq，则该变异是由同源染色体间的交叉互换造成的
ACD　[若异常染色体结构为abc·dfgh，与正常染色体结构比较可知，是染色体片段缺失引起的，A错误；若异常染色体结构为abc·deffgh，与正常染色体结构比较可知，是染色体片段重复引起的，果蝇的复眼由正常眼变成棒眼属于该变异类型，B正确；若异常染色体结构为abc·fghde，与正常染色体结构比较可知，该染色体上基因座位改变，基因数量未改变，可能会影响生物性状，C错误；若异常染色体结构为abc·defpq，与正常染色体结构比较可知，该变异是由于非同源染色体间的易位造成的，D错误。]
生物变异类型的判断
5．果蝇具有4对同源染色体，摩尔根的合作者布里吉斯研究发现，红眼雄果蝇(XBY)和白眼雌果蝇(XbXb)杂交，在子一代2 000～3 000只雌果蝇中会出现一只白眼雌果蝇。有分析认为，该白眼雌果蝇出现的原因有三种：亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变；染色体片段缺失导致眼色基因丢失以及染色体数目异常(注：B和b基因都缺失的胚胎致死，各类型配子活力相同。XXY的个体为雌果蝇，XO的个体为雄果蝇)。
(1)如果是染色体数目异常导致出现白眼雌果蝇，产生的原因是________(填“父本”或“母本”)形成了染色体数目异常配子，该异常配子形成是由于______________(填“减数分裂Ⅰ”“减数分裂Ⅱ”或“减数分裂Ⅰ或Ⅱ”)染色体分离异常所致。如果该白眼雌果蝇是染色体片段缺失，则是________(填“精子”或“卵细胞”)异常所致。
(2)如果已经确认该白眼雌果蝇不是染色体数目异常所致，请设计通过一次杂交实验，判断该白眼雌果蝇产生的原因是基因突变还是染色体片段缺失。写出实验思路，并预测结果及得出结论。
实验思路：______________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
结果及结论：____________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
[解析]　(1)染色体数目异常的白眼雌果蝇基因型为XbXbY，Y染色体来自父本，XbXb来自母本，则产生XbXb的原因是减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离或减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体未分开。如果该白眼雌果蝇是染色体片段缺失，则是精子中含B部分X染色体片段缺失所致。
(2)实验思路：根据题意分析，该白眼雌果蝇的出现应该是基因突变或染色体缺失导致的，且要求通过一次杂交的方法来确定亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变，还是染色体片段缺失，则可以让这只白眼雌果蝇与正常的雄果蝇(红眼)交配，观察并记录子代的表型及比例。
结果预测：若为基因突变，说明该白眼雌果蝇的基因型为XbXb，则后代雌∶雄＝1∶1，且雄果蝇都是白眼、雌果蝇都是红眼。若为染色体片段缺失，说明该白眼雌果蝇的基因型为X－Xb，则后代基因型为XBXb、XBX－、X－Y(胚胎致死)、XbY，表型及比例为红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇＝2∶1。
[答案]　(1)母本　减数分裂Ⅰ或Ⅱ　精子　(2)将这只白眼雌果蝇与正常红眼雄果蝇交配，观察并记录子代中雌雄(或眼色)比例(将这只白眼雌果蝇与正常白眼雄果蝇交配，观察并记录子代中雌雄比例)　如果子代中雌∶雄＝1∶1(或红眼∶白眼＝1∶1)，则为基因突变；如果子代中雌∶雄＝2∶1(或红眼∶白眼＝2∶1)，则为染色体片段缺失
考点2　(探究·实践)低温诱导植物细胞染色体数目的变化
1．选材时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．显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。
3．观察时不是所有细胞中染色体均已加倍，只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。
4．对染色体进行染色用碱性染料，常见碱性染料包括甲紫溶液、醋酸洋红液。
1．(2021·佛山高三模拟)下列关于“低温诱导染色体数目加倍实验”的叙述，正确的是(　　)
A．染色体数目加倍程度与低温处理时间成正比
B．可用洋葱鳞片叶内表皮细胞作为实验材料
C．在用卡诺氏液固定后应用蒸馏水进行漂洗
D．在某一视野中染色体数目未加倍的细胞可能更多
D　[低温诱导时间过长，有可能会导致植物细胞死亡，A错误；洋葱鳞片叶属于成熟的细胞，不进行有丝分裂，不能用于观察该实验，B错误；固定后冲洗是为了洗去卡诺氏液，一般用95%的酒精进行冲洗，C错误；细胞分裂不是同步的，低温作用于前期抑制纺锤体的形成，在某一视野中出现的细胞染色体未加倍的可能更多，D正确。]
2．探究利用秋水仙素培育四倍体蓝莓的实验中，每个实验组选取50株蓝莓幼苗，以秋水仙素溶液处理它们的幼芽，得到结果如图所示，相关说法正确的是(　　)
A．实验原理是秋水仙素能够抑制着丝粒分裂，诱导形成多倍体
B．自变量是秋水仙素浓度和处理时间，所以各组蓝莓幼苗数量和长势应该相等
C．判断是否培育出四倍体蓝莓最可靠的方法是将四倍体果实与二倍体果实进行比较
D．由实验结果可知用约0.1%和 0.05%的秋水仙素溶液处理蓝莓幼苗效果相同
B　[秋水仙素能抑制细胞分裂时纺锤体的形成，不是抑制着丝粒分裂，A错误；据图分析，实验的自变量是秋水仙素浓度和处理时间，因变量是多倍体的诱导率，实验过程中各组蓝莓幼苗数量和长势应该相同，排除偶然因素对实验结果的影响，B正确；让四倍体蓝莓结出的果实与二倍体蓝莓结出的果实比较并不能准确判断，因为蓝莓果实的大小受到外界环境等多种因素的影响；鉴定四倍体蓝莓的方法之一是观察细胞中的染色体数，最佳时期为中期，此时染色体的形态、数目最清晰，C错误；图中信息可知，秋水仙素浓度和处理时间均影响多倍体的诱导率，当用0.05%和0.1%的秋水仙素溶液处理蓝莓幼苗1天或2天，诱导率效果相同；但若处理时间为0.5天，则诱导效果不同，D错误。]
考点3　生物变异与生物育种
1．单倍体育种
(1)原理：染色体(数目)变异。
(2)过程
(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)原理：染色体(数目)变异。
(2)方法：用秋水仙素或低温处理。
(3)处理材料：萌发的种子或幼苗。
(4)过程
(5)实例：三倍体无子西瓜
①两次传粉
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数不变。
③三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．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(♀×)→F1F2→选出表型符合要求的个体种植并推广。
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，需要处理大量材料。
1．抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低。 (×)
提示：杂合子连续自交，杂合子比例逐渐下降，纯合子比例逐渐增加。
2．通过花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种。 (×)
提示：花药离体培养得到的单倍体植株往往高度不育，需要秋水仙素处理诱导使其染色体加倍。
3．诱变育种和杂交育种均可形成新基因。 (×)
提示：杂交育种不产生新基因，只出现新的基因型。
4．诱变育种可通过改变基因的结构达到育种的目的。 (√)
5．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。
(√)
6．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦。 (√)
1．单倍体育种可明显缩短育种年限的原因是__________________________
____________________________________。(必修2　P89“与社会的联系”)
提示：用单倍体育种方法培育得到的植株，不但能够正常生殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交后代不会发生性状分离，因此明显缩短了育种年限
2．有人说三倍体无子西瓜的培育过程就是培育新物种的过程，这种说法是否正确？请说明你的理由。_____________________________________________
___________________________________________________________________。(必修2　P91“拓展应用”)
提示：不正确。三倍体西瓜植株不能产生可育后代，不是一个新物种
1．已知普通青椒的果实肉薄且不抗病，基因型为ddtt，而现有果实肉厚且抗病的太空椒的基因型为DdTt。若要在最短时间内培育出纯合的果实肉厚且抗病的太空椒育种思路是________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：种植果实肉厚且抗病的太空椒(DdTt)，取其花粉离体培养获得单倍体，用秋水仙素处理单倍体幼苗获得二倍体植株，挑选出果实肉厚且抗病的植株即为符合要求的纯合品种
2．许多蔬菜的单倍体只有一个染色体组，在诱变育种中易筛选出突变性状，其原因是______________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：只含有一个染色体组的单倍体中不存在等位基因，一旦突变就会在性状上直接表现，隐性基因可直接表达，有利于突变体的筛选
1．单倍体育种与杂交育种的关系
2．根据不同育种目标选择最佳育种方案
1．在相同条件下，芦笋雄株比雌株产量高，且寿命较长。芦笋性别由5号染色体上的M位点控制，雌株基因型为mm，雄株基因型为MM或Mm。现有若干基因型为Mm的芦笋植株，请你设计一方案(用遗传图解和必要的文字表示)，尽快培育出纯合雄株芦笋。
提示：
2．生产中使用的某植物品种都是具有优良性状的杂合子(杂种优势)，且该植物的穗大(A)对穗小(a)为显性，黄粒(B)对白粒(b)为显性。请利用现有的穗大白粒和穗小黄粒品种(基因型未知)设计一个快速的育种方案，以实现长期培育穗大黄粒(AaBb)优良品种的目的。
提示：①分别种植穗大白粒、穗小黄粒植株、性成熟后，分别取其花药离体培养至单倍体幼苗，然后用秋水仙素处理得到二倍体纯合子，分别自交，选择穗大白粒(AAbb)、穗小黄粒(aaBB)分别留种。②分别种植穗大白粒(AAbb)、穗小黄粒(aaBB)的植株，选择其中的一部分植株进行杂交，获得穗大黄粒(AaBb)的杂合子品种。③其余另一部分植株进行自交，获得穗大白粒(AAbb)、穗小黄粒(aaBB)分别留种。
考查育种原理、过程及方法等
1．(2021·哈尔滨三中高三模拟)2019年，袁隆平被授予“共和国勋章”，以表彰他在杂交水稻研究领域作出的杰出贡献。请根据所学知识，回答有关某品种水稻(2N＝24, 两性花，花多且小，自花授粉并结种子)育种的问题：
(一)(1)杂交育种的原理是______________， 袁隆平找到的雄性不育的水稻，在进行杂交操作时的优势是________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)水稻的抗稻瘟病性状(R/r)与抗倒伏性状(T/t)均由一对等位基因控制且独立遗传。现有抗稻瘟病易倒伏植株与易感稻瘟病抗倒伏植株杂交，F1中仅有抗稻瘟病易倒伏与易感稻瘟病易倒伏两类植株且比例为1∶1，则亲本基因组为__________________，技术人员在对基因型为rrTt的该品种水稻的幼苗用秋水仙素处理时，偶尔出现了一株基因型为RrrrTTtt的植株，该植株自交后代的性状分离比例是(只写出比例，不用写性状)_________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)该水稻花序的正常和异常是由一对等位基因控制的相对性状。某显性植株X自交，F1表现为正常花序∶异常花序＝1∶1。取F1正常花序植株的花粉进行离体培养，获得的幼苗用秋水仙素处理后都是异常花序植株。由此推测________是显性性状，植株X自交的子代性状分离比为1∶1的原因可能是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(二)科研人员将另外两种栽培水稻品系(甲和乙)进行下图所示杂交，培育抗赤霉菌感染的水稻品系。
染色体组成为24＋RR的水稻品系甲中，除含有水稻的24条染色体外，还具有两条来自一种野生稻的R染色体，R染色体携带抗赤霉病基因。染色体组成为24＋CC的水稻品系乙中，除含有水稻的24条染色体外，另有两条来自另一种野生稻的C染色体。
(1)据图分析，F1的体细胞中染色体数为________， 染色体组成为____________。
(2)据图可知，甲、乙两品系之间并没有出现生殖隔离，因为它们的F1____________。
(3)需从F2选择具有____________性状的个体，进行多代自交以及赤霉病抗性检测，最终获得赤霉病抗性品系，该品系具有赤霉病抗性是由于__________
___________________________________________________________________。
[解析]　(一)(1)杂交育种可以集中多个亲本的优良性状，其原理是基因重组；水稻是雌雄同花的作物，自花受粉，需大量去雄操作。若有一个雄性不育的稻株，则可用作母本，省去去雄环节，可以提高杂交育种的效率。
(2)根据F1抗病∶易感病＝1∶1，说明亲代是Rr和rr，无法确定显隐性关系，F1全为易倒伏，说明易倒伏为显性，亲代基因型是TT和tt，两对基因自由组合，因此亲代的基因型是RrTT×rrtt或rrTT×Rrtt；两对基因独立遗传，Rrrr产生的配子为Rr∶rr＝1∶1，自交后代隐性个体占1/2×1/2＝1/4，显性个体∶隐性个体＝3∶1；TTtt产生的配子及比例为TT∶Tt∶tt＝1∶4∶1，自交后代隐性个体占1/6×1/6＝1/36，显性个体∶隐性个体＝35∶1，故RrrrTTtt的植株自交后代中比例为(3∶1)(35∶1)＝105∶35∶3∶1。
(3)F1正常花粉培养只有异常性状，推测可能为花粉致死：若是隐性基因致死，则子一代应全为显性，与题意不符，故显性基因致死，正常花序是显性；植株X自交的子代性状分离比为1∶1的原因可能是含有正常花序(显性)基因的花粉不育，而含有异常花序(隐性)基因的花粉可育。
(二)(1)甲的配子为12＋R，乙的配子为12＋C，故子一代为24＋R＋C；染色体数目为26条。
(2)据图可知：甲、乙两品系杂交后的F1自交可产生可育后代，故甲、乙两品系之间并没有出现生殖隔离。
(3)要进行赤霉病抗性检测，则应选择具有抗赤霉病性状的个体；该品系具有赤霉病抗性是由于其具有R染色体，R染色体含有赤霉病抗性基因。
[答案]　(一)(1)基因重组　省掉去雄的操作，提高了杂交育种的效率　(2)RrTT×rrtt或rrTT×Rrtt　105∶35∶3∶1　(3)正常花序　含有正常花序(显性)基因的花粉不育，而含有异常花序(隐性)基因的花粉可育　(二)(1)26　24＋R＋C　(2)可育(自交可产生可育后代)　(3)抗赤霉病　具有来自R染色体的抗赤霉病基因
育种方案的选择与设计
2．(2021·潍坊高三三模)育种工作对农业生产意义重大。早在栽培植物出现之初人类简单地种植和采收活动中，就已有了作物育(选)种的萌芽。《诗经》载“黍稷重穆，禾麻菽麦”就有了根据作物习性早、晚播种和先、后收获的记录，可见中国在周代已形成不同播期和熟期的作物品种概念。随着科学技术的不断发展，人们在生产实践中不断探索新的方法，使得育种工作进入了一个崭新的历程。
(1)我国古代劳动人民采用的育种方式是选择育种，这种育种方式的最大缺点__________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是独立遗传的。现有AABB、aabb两个品种，若要培育出优良品种AAbb，某同学设计了如下方案：
AABB×aabb→F1(自交)→F2(自交)……→AAbb植株
该方法的育种原理是____________，最早可以从________(填“F1”或“F2”)开始筛选。这一育种方法的缺陷之一就是需要多代自交，用时长。为克服这一缺陷，可以采取另一种育种方案，简要写出该方案的流程：____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)作为杂交育种重要分支的回交(两个亲本杂交获得的子一代再和亲本之一杂交，称作回交)育种，正越来越受到育种专家的重视，这是因为在育种工作中，单纯一次杂交并不能保证将某些优良性状整合到待推广的品种之中。回交可将单一优良基因导入某一品种并使之尽快纯合。回交获得的子一代记作BC1F1(BC1F1自交繁殖的后代，就是BC1F2)，它与用作回交的亲本再次回交，获得的子一代就是BC2F1，依次类推。其中用作回交的原始亲本为轮回亲本，一般是具有许多优良性状的待推广品种；另一个杂交亲本称为非轮回亲本，一般是具有轮回亲本没有的一、二个优良性状。它们和后代之间的关系如图所示。
①假如非轮回亲本甲的基因型AA，轮回亲本乙的基因型aa，F1自交的F2和回交的BC1F1，a基因的频率分别为________、________，由此可以看出，回交后代的基因频率向________亲本偏移。
②“明恢63”是杂交籼稻的一个优良品种，具备很多优良性状，但对白叶枯病的抗性很差。现提供高抗白叶枯病的显性纯合基因植物(简称“高抗”)为材料，采用回交的方法获得高抗白叶枯病“明恢63”品系的“BC3F1”，以后采用自交和抗病性鉴定相结合的办法，获得高抗白叶枯病的“明恢63”的品系。请参照回交育种过程，写出用两种亲本培育“BC3F1”过程的图解。
[解析]　(1)选择育种是利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，获得优良品种，这种育种方式的最大缺点是周期长，而且可选择的范围有限。
(2)据图可知，利用两品种杂交得到的F1自交，再选择F2中符合要求的个体连续自交，直到获得AAbb纯种，该方法为杂交育种，依据F1产生配子时来自不同亲本的基因自由组合，即基因重组，该方法最早可以从F2开始筛选。这一育种方法的缺陷之一就是需要多代自交，用时长。为克服这一缺陷，可以采取单倍体育种，该方案的流程为AABB×aabb→F1→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→选择纯合AAbb。秋水仙素处理后获得的均为纯合子，因而大大缩短了育种年限。
(3)①假如非轮回亲本甲的基因型AA，轮回亲本乙的基因型aa，F1自交得到的F2基因型为1/4AA、2/4Aa、1/4aa，a基因频率为＋×＝；回交的BC1F1基因型为1/2Aa、1/2aa，a基因的频率为 ＋×＝，由此可以看出，回交后代的基因频率向轮回亲本偏移。
②利用高抗白叶枯病的显性纯合基因植物(简称“高抗”)为材料，采用回交的方法获得高抗白叶枯病“明恢63”品系的“BC3F1”，应进行了三次回交，以后采用自交和抗病性鉴定相结合的办法，可获得高抗白叶枯病的“明恢63”的品系。参照设问(3)回交育种图解，写出培育“BC3F1”过程图解，如答案所示(略)。
[答案]　(1)周期长，可选择的范围有限　(2)基因重组　F2　AABB×aabb→F1→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→选择纯合AAbb　(3)1/2　3/4　轮回(回交)
1．核心概念
(1)(必修2 P87)染色体变异：体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
(2)(必修2 P87)染色体组：在大多数生物的体细胞中，含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。
(3)(必修2 P88)单倍体：体细胞中的染色体数目和本物种配子染色体数目相同的个体。
(4)(必修2 P88)四倍体：如果两个含有两个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就会有四个染色体组。
2．结论语句
(1)(必修2 P88)三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子。
(2)(必修2 P88)当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
(3)(必修2 P89)单倍体育种的优点：明显缩短育种年限，所得的个体均为纯合子。
1．(2021·广东选择性考试)白菜型油菜(2n＝20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是(　　)
A．Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
B．将Bc作为育种材料，能缩短育种年限
C．秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株
D．自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育
A　[白菜型油菜(2n＝20)的种子，表明白菜型油菜属于二倍体生物，体细胞中含有两个染色体组，而Bc是通过卵细胞发育而来的单倍体，其成熟叶肉细胞中含有一个染色体组，A错误；Bc是单倍体，秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株，此种方法为单倍体育种，能缩短育种年限，B、C正确；自然状态下，Bc只含有一个染色体组，细胞中无同源染色体，减数分裂不能形成正常配子，高度不育，D正确。]
2．(2021·浙江1月选考)野生果蝇的复眼由正常眼变成棒眼和超棒眼，是由于某个染色体中发生了如下图所示变化，a、b、c表示该染色体中的不同片段。棒眼和超棒眼的变异类型属于染色体畸变(变异)中的(　　)
A．缺失 B．重复　　　
C．易位　 D．倒位
B　[析图可知，与正常眼相比，棒眼的该染色体上b片段重复了一个，超棒眼的该染色体上b片段重复了两个，因此棒眼和超棒眼的变异类型属于染色体结构变异中的重复，即染色体上增加了某个相同片段。因此B正确，A、C、D错误。]
3．(2021·河北选择性考试)图中①、②和③为三个精原细胞，①和②发生了染色体变异，③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极。不考虑其他变异，下列叙述错误的是(　　)
①　　　　 ②　　　　　③
A．①减数分裂Ⅰ前期两对同源染色体联会
B．②经减数分裂形成的配子有一半正常
C．③减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合，最终产生4种基因型配子
D．①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到
C　[①细胞中有四条染色体，为两对同源染色体，在减数分裂Ⅰ前期两对同源染色体联会，A正确；②细胞减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极，最终产生的配子为1/12AR、1/12Ar、1/12aar、1/12aaR、1/6AaR、1/6Aar、1/6ar、1/6aR，其中正常配子为1/12AR、1/12Ar、1/6ar、1/6aR，刚好占一半，B正确； ③细胞减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合，最终产生4个配子，2种基因型，为AR、AR、ar、ar或Ar、Ar、aR、aR，C错误；①发生了染色体结构变异中的易位，②发生了染色体数目变异，理论上通过观察染色体的结构和细胞中的染色体数目就可以观察到，D正确。]
4．(2020·全国卷Ⅱ)关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的是(　　)
A．二倍体植物的配子只含有一个染色体组
B．每个染色体组中的染色体均为非同源染色体
C．每个染色体组中都含有常染色体和性染色体
D．每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同
C　[一个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，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，B、D选项正确；二倍体植物的配子是经减数分裂产生的，配子中只含有一个染色体组，A选项正确；雌雄同体的高等植物如水稻、豌豆等没有性染色体，C选项错误。]
5．(2020·天津等级考)小麦的面筋强度是影响面制品质量的重要因素之一，如制作优质面包需强筋面粉，制作优质饼干需弱筋面粉等。小麦有三对等位基因(A/a，B1/B2，D1/D2)分别位于三对同源染色体上，控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白(HMW)，从而影响面筋强度。科研人员以两种纯合小麦品种为亲本杂交得F1，F1自交得F2，以期选育不同面筋强度的小麦品种。相关信息见下表。
注：“＋”表示有相应表达产物；“－”表示无相应表达产物。
据表回答：
(1)三对基因的表达产物对小麦面筋强度的影响体现了基因可通过控制______________来控制生物体的性状。
(2)在F1植株上所结的F2种子中，符合强筋小麦育种目标的种子所占比例为________，符合弱筋小麦育种目标的种子所占比例为________。
(3)为获得纯合弱筋小麦品种，可选择F2中只含________产物的种子，采用__________________________________________________等育种手段，选育符合弱筋小麦育种目标的纯合品种。
[解析]　(1)由题干信息可知，小麦的三对等位基因(A/a，B1/B2，D1/D2)可控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白，从而影响面筋强度，这体现了基因可通过控制蛋白质的结构来控制生物体的性状。(2)由题中信息可知，小偃6号和安农91168的基因组成分别为AAB2B2D1D1、AAB1B1D2D2，所要选育的强筋小麦的基因组成为AAB2B2D2D2，弱筋小麦的基因组成为aaB1B1D1D1；F1的基因组成为AAB1B2D1D2，F1植株上所结的F2种子中符合强筋小麦育种目标的种子(基因组成为AAB2B2D2D2)所占比例为1×1/4×1/4＝1/16，符合弱筋小麦育种目标的种子(基因组成为aaB1B1D1D1)所占比例为0。(3)弱筋小麦的基因组成为aaB1B1D1D1，若要获得纯合弱筋小麦品种，可选择F2中只含甲、乙、丁产物的种子，采用人工诱变、基因工程等育种手段进行选育。
[答案]　(1)蛋白质的结构　(2)1/16　0　(3)甲、乙、丁　诱变、基因工程、将其与不含甲产物的小麦品种进行杂交
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