2019届高中生物一轮复习方案讲义:第7单元 2 第23讲染色体变异与育种 Word版含答案.doc
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1、第23讲染色体变异与育种1染色体结构变异和数目变异()2.生物变异在育种上的应用()3.转基因食品的安全()4实验:低温诱导染色体加倍染色体变异1染色体结构变异(1)类型连一连(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。请解读下列三幅图示:(1)图甲、图乙均发生了某些片段的交换,其交换对象分别是什么?它们属于何类变异?(2)图丙的结果中哪些是由染色体变异引起的?它们分别属于何类变异?能在光镜下观察到的是哪几个?(3)图丙中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序?答案:(1)图甲发生了非同源染色体间片段的交换,图乙发生的是同源染色体非姐妹染色单体间相应片段
2、的交换,前者属于染色体结构变异中的“易位”,后者则属于交叉互换型基因重组。 (2)均为染色体变异,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。(3)图丙中的基因突变只是产生了新基因,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。2染色体数目变异(1)染色体数目变异的类型细胞内个别染色体的增加或减少,如21三体综合征。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)染色体组的概念及实例若图中果蝇的某细胞在减数第一次分裂后期X和Y没有分离,最终形成的精子中分到的是不是一个染色体组?提示:不是。(3)二倍体、多倍体和单倍体的比较
3、项目二倍体多倍体单倍体概念由受精卵发育而来,体细胞中含有两个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由未受精的生殖细胞发育而来,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体染色体组两个三个或三个以上一至多个发育起点受精卵受精卵配子形成原因自然成因正常的有性生殖外界环境条件剧变(如低温)单性生殖人工诱导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花药离体培养续表项目二倍体多倍体单倍体植物特点正常可育果实、种子较大,营养物质含量丰富,生长发育延迟,结实率低植株弱小,高度不育举例几乎全部的动物和过半数的高等植物香蕉(三倍体)、马铃薯(四倍体)、八倍体小黑麦蜜蜂的雄蜂
4、考向1染色体的结构变异1.(2018江西鹰潭高三模拟)某动物一对染色体上部分基因及其位置如图所示,该动物通过减数分裂产生的若干精细胞中,出现了以下6种异常精子。下列相关叙述正确的是()A1和6属于同一变异类型,发生于减数第一次分裂后期B2、4、5同属于染色体结构变异,都一定发生了染色体片段断裂C3发生的变异一般不改变碱基序列,是变异的根本来源D以上6种异常精子的形成都与同源染色体的交叉互换有关答案:B2(2018河北衡水中学模拟)如图分别表示不同的变异类型,基因a、a仅有图所示片段的差异。相关叙述正确的是()A图中4种变异中能够遗传的变异是B中的变异属于染色体结构变异中的缺失C中的变异可能是染
5、色体结构变异中的缺失或重复D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解析:选C。表示同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换(发生在减数第一次分裂的前期),导致基因重组,表示非同源染色体间互换片段,发生的是染色体结构变异,表示基因突变,表示染色体结构变异,它们都是遗传物质的改变,都能遗传;表示基因突变,是由碱基对的增添引起的;表示染色体结构变异中的某一片段缺失或重复。染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析(1)染色体易位与交叉互换项目染色体易位交叉互换图解区别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间原理染色体结构变异基因重组观察可在显微镜下观察到
6、在显微镜下观察不到(2)染色体结构变异与基因突变的判断 考向2染色体组的判断3(2018闽粤联合体联考)观察图中ah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细胞中含有两个染色体组的是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图解析:选C。图中所示细胞中有一个染色体组的是d、g图,有两个染色体组的是c、h图,有三个染色体组的是a、b图,有四个染色体组的是e、f图。4(2018曲师大附中月考)下列是二倍体细胞分裂图像,据图判断,下列说法不正确的是()A图1中含有2个染色体组B图2中含有4个染色体组C图3中含有1
7、个染色体组D图4中含有4个染色体组解析:选B。图2中含2个染色体组。“三法”判定染色体组(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)等位基因个数法控制同一性状的等位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,如图中染色体组数为4。 考向3生物体倍性的判断5(2018潍坊模拟)如图为某植株一个正在分裂的细胞,A、a、B是位于染色体上的基因。请回答以下问题:(1)该细胞正处于有丝分裂的_,含_个染色体组。(2)若该植株是由受精卵发育而来,则该植株是_倍体,该植株的次级精母细胞中含_个染色体组。(3)若该植株是由花
8、粉发育来的,其亲本是_倍体,则该植株是_倍体。答案:(1)后期4(2)二1或2(3)四单单倍体、二倍体和多倍体的判断方法下列说法正确的是()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解析:选B。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。变异在育种上的应用1单倍体育种(1)原理:染色体(数目)变异。(2)方法(3)优点:明显
9、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)实例:三倍体无子西瓜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 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)。培育隐性纯合子品种选取符合要求的双亲杂交()F1F2选出表现型符合要求的个体种植并推广。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F1F1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
10、择具有不同优良性状的亲本杂交,获得F1F1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。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。(必修2 P101基础题T3改编)利用60Co可进行诱变育种,有关说法错误的是()A利用60Co放出的射线照射种子时一般不选用干种子B若处理后的种子萌发后不具备新性状,即可抛弃C处理后只有少部分种
11、子将发生基因突变D产生的新性状大多对生产不利答案:B 5基因工程育种及其安全性(1)概念:基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说,就是按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状。(2)原理:不同生物间的基因重组。(3)(4)操作步骤提取目的基因目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定。(5)应用作物育种。药物研制。育种方法图解图解中各字母表示的处理方法:A表示_,D表示自交,B表示_,C表示秋水仙素处理,E表示诱变处理,F表示_,G表示_,H表示脱分化,I表示_,J表示包裹人工种皮。这是识别
12、各种育种方法的主要依据。答案:杂交花药离体培养秋水仙素处理转基因技术再分化 考向1微生物育种1(高考江苏卷改编)如图是高产糖化酶菌株的育种过程,有关叙述错误的是 ()出发菌株选出50株选出5株多轮重复筛选A通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株BX 射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异C上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程D每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高解析:选D。A项,图示育种过程为诱变育种,因未进行酶活性检测等,故该过程获得的高产菌株不一定符合生产要求。B项,X射线等物理因素既可能引起基因突变,也可能引起染色体变异。C项,筛选高产菌株的过程是定向选择符合人类特定需
13、求的菌株的过程,属于人工选择。D项,人工诱变的突变率高于自发突变,但不一定每轮诱变都是与高产相关的基因发生突变。 考向2动物育种2雄性家蚕生命力强,饲料利用效率高,茧丝质量好。现有家蚕品种甲和乙,它们的性染色体、10号染色体及卵色基因组成如图所示。已知蚕卵(受精卵)同时具有A、B基因时为黑色,否则为白色。育种工作者期望利用甲、乙品种获得新品种,以实现通过选择卵色只养雄蚕。(1)甲品种家蚕的W染色体上有来自10号染色体的片段,且10号染色体缺失了B基因所在的片段,上述变异属于_。(2)让甲、乙品种家蚕杂交,获得F1蚕卵;F1蚕卵完成发育后,再让雌、雄蚕蛾相互交配,获得F2蚕卵。选择_色的F2蚕卵
14、,完成发育后即为新品种(丙)。丙品种的基因型是_;获得丙品种的育种方法属于_。(3)若让丙品种家蚕与_品种家蚕交配,并且选择_色蚕卵孵化,即可实现只养雄蚕。解析:(1)甲品种家蚕的W染色体上有来自10号染色体的片段(包含A、B基因),且10号染色体缺失了B基因,即非同源染色体间移接了片段,属于染色体结构变异(易位)。(2)亲本甲、乙蚕的基因型分别为aaZWAB和AABBZZ,二者交配产生F1的基因型为AaBZZ和AaBZWAB,F1雌雄蚕交配产生的F2蚕卵中白色蚕卵(aaZZ)全为雄蚕,发育后即为新品种(丙),该育种方法属于杂交育种。(3)品种丙(aaZZ)与品种甲(aaZWAB)交配,子代蚕
15、卵有黑色(aaZWAB)和白色(aaZZ)两种类型,白色蚕卵全部发育为雄蚕。答案:(1)染色体(结构)变异(染色体易位)(2)白aaZZ杂交育种(3)甲白 考向3植物育种3将两个植株杂交得到种子,再进一步做如图所示处理,则下列有关叙述中错误的是()A由至过程中产生的变异多数是不利的B由到的过程涉及减数分裂和细胞全能性的表现C若的基因型为AaBbDd,则植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4D由到过程可能发生突变和基因重组,可为生物进化提供原材料解析:选C。由至过程为诱变育种,基因突变大多是有害的,少数有利,故A正确,花粉的形成过程需进行减数分裂,而由花粉形成幼苗需进行植物组织培养,其原理为细胞的
16、全能性,故B正确;若的基因型为AaBbDd,则中能稳定遗传的个体为纯合子,所占的比例(1/2)(1/2)(1/2)1/8,故C错误;由过程中存在减数分裂和有丝分裂,可能发生基因突变和基因重组,可为生物进化提供原材料,故D正确。常考的育种方法巧记变式1 人类目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株,如图是三倍体香蕉的培育过程。下列相关叙述正确的是()A无子香蕉的培育过程主要运用了基因重组的原理B图中染色体加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成C二倍体与四倍体杂交能产生三倍体,它们之间不存在生殖隔离D若图中有子香蕉的基因型为AAaa,则无子香蕉的基因型均为Aaa解析:选B。无子香蕉的培育利用的是多
17、倍体育种,其运用的原理主要是染色体变异,A错误;诱导染色体加倍的方法有用低温处理和秋水仙素处理,而两者的作用机理均是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,使染色体数目加倍,B正确;由于二倍体和四倍体杂交所得的是三倍体,三倍体在减数分裂时联会紊乱,不能形成正常的配子,因此二倍体和四倍体之间存在生殖隔离,C错误;若有子香蕉的基因型为AAaa,则相应的野生芭蕉的基因型为Aa,四倍体的AAaa与二倍体的Aa杂交,后代基因型有AAA、AAa、Aaa、aaa四种情况,D错误。变式2 下图表示小黑麦的培育过程,图中数字表示染色体数目,字母表示染色体组。下列说法正确的是()A小黑麦为二倍体B杂种第一代为单倍体C杂种第
18、一代不育的原因是染色体联会紊乱D小黑麦的配子中含有4个染色体组解析:选D。小黑麦含有八个染色体组,为八倍体,其配子中含有4个染色体组,A错误,D正确;杂种第一代含有4个染色体组,且是普通小麦与黑麦杂交获得,为四倍体,B错误;杂种第一代无同源染色体,因此减数分裂无同源染色体联会,不能产生正常的配子,是杂种第一代不育的原因,而不是同源染色体联会紊乱,C错误。低温诱导植物染色体数目的变化1实验原理(1)正常进行有丝分裂的组织细胞,在分裂后期着丝点分裂后,子染色体在纺锤体的作用下分别移向两极,进而平均分配到两个子细胞中去。(2)低温可抑制纺锤体的形成,阻止细胞分裂,导致细胞染色体数目加倍。2实验流程根
19、尖培养:将洋葱等材料放在装满清水的广口瓶上,底部接触水面,置于适宜条件下,使之生根低温诱导:等不定根长至1 cm时,将整个装置放入冰箱的低温室内(4 ),诱导培养36 h材料固定:剪取根尖约0.51 cm,放入卡诺氏液中浸泡0.51 h,固定其形态,然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次制作装片:解离漂洗染色制片(同观察植物细胞的有丝分裂)观察:先用低倍镜观察,找到变异细胞,再换用高倍镜观察低温诱导染色体加倍实验中的理解误区(1)显微镜下观察到的是死细胞,而不是活细胞:植物细胞经卡诺氏液固定后细胞死亡。(2)选择材料不能随意:误将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。因为染色体数目变化发生
20、在细胞分裂时,处理其他细胞不会出现染色体加倍的情况。(3)低温处理的理解误区:误认为低温处理时间越长越好。低温处理的目的只是抑制纺锤体形成,使染色体不能被拉向两极。如果低温持续时间过长,会影响细胞的各项功能,甚至死亡。(4)着丝点分裂不是纺锤丝牵引的结果:误将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝点不分裂”。着丝点是自动分裂,不需要纺锤丝牵引。纺锤丝牵引的作用是将染色体拉向两极。发散拓展 (1)观察染色体数目是否加倍,应选择根尖_进行观察,该区的细胞特点是_。(2)观察染色体数目是否加倍,应选择处于有丝分裂_期的细胞进行观察。(3)能使染色体染成深色的物质除了改良苯酚品红染液外,还有_等试剂。答案:(
21、1)分生区细胞呈正方形,排列紧密(2)中(3)龙胆紫染液、醋酸洋红液1(2018辽宁葫芦岛模拟)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解析:选D。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,D错误
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