高考生物（人教版）一輪總復(fù)習(xí)學(xué)案必修2第三單元第2講染色體變異與育種

第2講染色體變異與育種考情研讀·備考定位考點(diǎn)展示核心素養(yǎng)1．舉例說明染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異。2．生物變異在育種上的應(yīng)用。1．生命觀念——通過對(duì)染色體變異基本原理及在生物學(xué)中意義的理解，建立起進(jìn)化與適應(yīng)的觀點(diǎn)。2．理性思維——通過三種可遺傳變異的比較，培養(yǎng)歸納與概括能力。3．科學(xué)探究——通過生物變異類型的判斷與實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析的能力?？键c(diǎn)一染色體結(jié)構(gòu)變異自主回顧·素養(yǎng)儲(chǔ)備基礎(chǔ)梳理1．染色體結(jié)構(gòu)變異(1)類型(連線)[答案](1)①－Ⅲ－D__②－Ⅳ－C__③－Ⅰ－B__④－Ⅱ－A(2)結(jié)果：使排列在染色體上的基因的數(shù)目或順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。2．辨析易位與交叉互換(1)圖1是易位，圖2是交叉互換。(2)發(fā)生對(duì)象∶圖1發(fā)生于非同源染色體之間，圖2發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間。(3)變異類型∶圖1屬于染色體(結(jié)構(gòu))變異，圖2屬于基因重組。思維辨析易錯(cuò)整合，判斷正誤。(1)染色體易位不改變細(xì)胞中基因數(shù)量，對(duì)個(gè)體性狀不會(huì)產(chǎn)生影響(×)(2)染色體上某個(gè)基因的缺失屬于基因突變(×)(3)非同源染色體某片段移接，僅發(fā)生在減數(shù)分裂過程中(×)(4)基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導(dǎo)致個(gè)體表現(xiàn)型改變(×)(5)染色體缺失有利于隱性基因的表達(dá)，可提高個(gè)體的生存能力(×)延伸探究1．辨析三種染色體互換現(xiàn)象上圖三種情況各屬于哪類可遺傳變異？并說明判斷的依據(jù)。[提示]①屬于基因重組，因?yàn)榘l(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間。②③屬于易位，因?yàn)棰诎l(fā)生在非同源染色體之間，③發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體的非對(duì)等部分之間。2．基因突變中堿基對(duì)的增添、缺失與染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復(fù)、缺失有何區(qū)別？[提示](1)基因突變中堿基對(duì)的增添、缺失是基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，該基因還存在，只是變?yōu)樵瓉淼牡任换颍欢旧w結(jié)構(gòu)變異中的重復(fù)、缺失是某個(gè)基因或染色體片段重復(fù)出現(xiàn)或減少。(2)基因突變中堿基對(duì)的增添、缺失屬于分子水平的變化，在光學(xué)顯微鏡下觀察不到；染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復(fù)、缺失屬于細(xì)胞水平的變化，在光學(xué)顯微鏡下能觀察到。3．任何一種類型的染色體結(jié)構(gòu)變異發(fā)生后，排列在染色體上的基因的種類、數(shù)目及排列順序都發(fā)生改變，這種說法你贊同嗎？請(qǐng)用文字描述理由。[提示]不贊同。若基因種類和基因數(shù)目未變，但染色體上的基因排列順序發(fā)生改變，則為倒位。若基因的種類和排列順序未變，但基因的數(shù)目改變，則為重復(fù)。若基因的種類和數(shù)目發(fā)生改變，則為缺失。剖析難點(diǎn)·考點(diǎn)突破重難精講1．染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的判斷2．易位與交叉互換的區(qū)別項(xiàng)目染色體易位交叉互換圖解位置發(fā)生于非同源染色體之間發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間原理染色體結(jié)構(gòu)變異基因重組觀察可在顯微鏡下觀察到在顯微鏡下觀察不到精準(zhǔn)命題〔典例剖析〕例1某二倍體生物細(xì)胞中分別出現(xiàn)下圖①至④系列狀況，則對(duì)圖中的解釋正確的是(C)A．①為基因突變，②為倒位B．③可能是重復(fù)，④為染色體組加倍C．①為易位，③可能是缺失D．②為基因突變，④為染色體結(jié)構(gòu)變異[解析]據(jù)圖分析，①發(fā)生了染色體片段的改變，且改變后的片段不屬于同源染色體的部分，因此屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位；②染色體右側(cè)發(fā)生了染色體上片段的倒位，屬于染色體結(jié)構(gòu)的變異；③在同源染色體片段中間出現(xiàn)了未配對(duì)現(xiàn)象，可能是缺失或重復(fù)；④細(xì)胞中有一對(duì)同源染色體多了一條，屬于染色體數(shù)目的變異。┃┃題后提升?基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異的判斷〔對(duì)應(yīng)訓(xùn)練〕1．如圖為某動(dòng)物細(xì)胞的一對(duì)同源染色體，其中一條發(fā)生變異(字母表示基因)。下列敘述正確的是(B)A．該變異與基因突變都可用顯微鏡直接觀察B．變異染色體上基因的排列順序發(fā)生了改變C．染色體上沒有基因缺失，表現(xiàn)型一定正常D．若該細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂，能形成正常的四分體[解析]由圖可知，該變異屬于染色體結(jié)構(gòu)的變異，在光學(xué)顯微鏡下可直接觀察，而基因突變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下觀察不到；由圖可知，變異染色體上基因的排列順序發(fā)生了改變；染色體上沒有基因缺失，但基因的排列順序發(fā)生改變，因此表現(xiàn)型不一定正常；圖示同源染色體中的一條發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異(倒位)，因此若該細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂，則不能形成正常的四分體。2．(2018·海南高考)雜合體雌果蠅在形成配子時(shí)，同源染色體的非姐妹染色單體間的相應(yīng)片段發(fā)生對(duì)等交換，導(dǎo)致新的配子類型出現(xiàn)，其原因是在配子形成過程中發(fā)生了(A)A．基因重組 B．染色體重復(fù)C．染色體易位 D．染色體倒位[解析]生物體在形成配子時(shí)，同源染色體的非姐妹染色單體間的相應(yīng)片段發(fā)生對(duì)等交換，導(dǎo)致位于非姐妹染色單體上的等位基因進(jìn)行了重組，其變異屬于基因重組?？键c(diǎn)二染色體數(shù)目變異自主回顧·素養(yǎng)儲(chǔ)備基礎(chǔ)梳理1．染色體數(shù)目變異2．三種方法確定染色體組數(shù)量(1)染色體形態(tài)法同一形態(tài)的染色體→有幾條就有幾個(gè)染色體組，如圖中有4個(gè)染色體組。(2)等位基因個(gè)數(shù)法控制同一性狀的等位基因→有幾個(gè)就有幾個(gè)染色體組，如AAabbb個(gè)體中有3個(gè)染色體組。(3)公式法染色體組數(shù)＝eq\f(染色體數(shù),染色體形態(tài)數(shù))，如圖中有4個(gè)染色體組。思維辨析易錯(cuò)整合，判斷正誤。(1)三倍體植物不能由受精卵發(fā)育而來(×)(2)通過誘導(dǎo)多倍體的方法可克服遠(yuǎn)緣雜交不育，培育出作物新類型(√)(3)三倍體西瓜植株的高度不育與減數(shù)分裂同源染色體聯(lián)會(huì)行為有關(guān)(√)(4)體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體是二倍體，含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體是多倍體(×)(5)單倍體體細(xì)胞中不一定只含有一個(gè)染色體組(√)(6)組成一個(gè)染色體組的染色體中不含減數(shù)分裂中能聯(lián)會(huì)的染色體(√)(7)由受精卵發(fā)育而成，體細(xì)胞含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫二倍體(√)(8)人工誘導(dǎo)多倍體唯一的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗(×)延伸探究1．同源四倍體減數(shù)分裂形成配子的種類及比例同源四倍體(基因型為AAaa)產(chǎn)生配子時(shí)染色體以圖示的情況排列在赤道板的兩側(cè)，從而形成不同基因型的配子。根據(jù)上述推導(dǎo)過程，可知∶(1)若同源四倍體的基因型為Aaaa，則產(chǎn)生的配子類型及比例∶Aa∶aa＝1∶1。(2)若同源四倍體的基因型為AAAa，則產(chǎn)生的配子類型及比例∶AA∶Aa＝1∶1。(3)若同源四倍體的基因型為AAaa，則產(chǎn)生的配子類型及比例∶AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1。2．讓某品系的豌豆自交，子代出現(xiàn)了性狀分離，但分離比并不是預(yù)期的3∶1，而是出現(xiàn)了高∶矮＝35∶1。請(qǐng)分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象最可能的原因。(假設(shè)莖的高度由一對(duì)等位基因D、d控制)[提示]原因可能是染色體加倍形成了四倍體的豌豆DDdd。DDdd減數(shù)分裂產(chǎn)生配子種類和比例為DD∶Dd∶dd＝1∶4∶1，雌雄配子隨機(jī)結(jié)合，產(chǎn)生的后代高∶矮＝35∶1。剖析難點(diǎn)·考點(diǎn)突破重難精講1．細(xì)胞分裂圖像中染色體組數(shù)的判斷方法以生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，判斷題目中所給圖像中的染色體組數(shù)。如圖所示：(1)圖a為處于減數(shù)第一次分裂前期的細(xì)胞，含染色體4條，生殖細(xì)胞中含染色體2條，該細(xì)胞中有2個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組有2條染色體。(2)圖b為處于減數(shù)第二次分裂前期的細(xì)胞，含染色體2條，生殖細(xì)胞中含染色體2條，該細(xì)胞中有1個(gè)染色體組，染色體組中有2條染色體。(3)圖c為處于減數(shù)第一次分裂后期的細(xì)胞，含染色體4條，生殖細(xì)胞中含染色體2條，該細(xì)胞中有2個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組有2條染色體。(4)圖d為處于有絲分裂后期的細(xì)胞，含染色體8條，生殖細(xì)胞中含染色體2條，該細(xì)胞中有4個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組有2條染色體。2．“兩看法”判斷單倍體、二倍體和多倍體精準(zhǔn)命題〔典例剖析〕例2下列有關(guān)染色體組和染色體變異的敘述，正確的是(A)A．不同物種的染色體組中可能含有相同數(shù)目的染色體B．染色體組整倍性的變化必然會(huì)導(dǎo)致基因種類的增加C．染色體之間部分片段的交換屬于染色體結(jié)構(gòu)的變異D．進(jìn)行有性生殖的生物配子中的染色體為一個(gè)染色體組[解析]染色體組整倍性變化導(dǎo)致基因數(shù)量變化，不能導(dǎo)致基因種類增加；非同源染色體之間片段的交換屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；若生物為多倍體，則其產(chǎn)生的配子可能含有一個(gè)以上染色體組?！矊?duì)應(yīng)訓(xùn)練〕3．下列是對(duì)a～h所示的生物體細(xì)胞圖中各含有幾個(gè)染色體組的敘述，正確的是(C)A．細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組的是h圖，該個(gè)體是單倍體B．細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的是e、g、d圖，該個(gè)體是二倍體C．細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組的是a、b圖，但該個(gè)體未必是三倍體D．細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組的是c、f圖，該個(gè)體一定是四倍體[解析]形態(tài)、大小各不相同的染色體組成一個(gè)染色體組，由此我們可知∶a、b圖含有三個(gè)染色體組，c、h圖含有兩個(gè)染色體組，g圖含有一個(gè)染色體組。e、f、d圖含有四個(gè)染色體組。確認(rèn)單倍體、二倍體、三倍體必須先看發(fā)育起點(diǎn)——若由配子發(fā)育而來，無論含幾個(gè)染色體組均屬單倍體；若由受精卵發(fā)育而來，有幾個(gè)染色體組即為幾倍體。4．下列關(guān)于單倍體、二倍體及染色體組的表述，正確的是(C)A．單倍體生物體的體細(xì)胞中都沒有同源染色體B．21三體綜合征患者的體細(xì)胞中有三個(gè)染色體組C．人的初級(jí)卵母細(xì)胞中的一個(gè)染色體組中可能存在等位基因D．用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗的芽尖后，芽尖的細(xì)胞中都含有4個(gè)染色體組[解析]同源四倍體的單倍體生物的體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組，有同源染色體；21三體綜合征患者的21號(hào)染色體為三條，并不是三倍體；人的初級(jí)卵母細(xì)胞中的一個(gè)染色體組中由于在復(fù)制時(shí)可能出現(xiàn)基因突變或在減數(shù)第一次分裂前期發(fā)生交叉互換，從而出現(xiàn)等位基因；多倍體通常是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，使其染色體加倍，用秋水仙素處理的芽尖細(xì)胞中染色體數(shù)目不一定均加倍?？键c(diǎn)三實(shí)驗(yàn)：低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化自主回顧·素養(yǎng)儲(chǔ)備基礎(chǔ)梳理1．實(shí)驗(yàn)原理用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，如根尖分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，以致影響染色體被拉向兩極，細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，使植物細(xì)胞染色體數(shù)目加倍。2．實(shí)驗(yàn)步驟洋蔥根尖培養(yǎng)→低溫誘導(dǎo)→取材→制作裝片(解離→漂洗→染色→制片)→觀察。3．實(shí)驗(yàn)結(jié)論適當(dāng)?shù)蜏乜梢哉T導(dǎo)染色體數(shù)目加倍。思維辨析易錯(cuò)整合，判斷正誤。(1)顯微鏡下觀察到的細(xì)胞是活細(xì)胞(×)(2)選材時(shí)常用分生組織的細(xì)胞(√)(3)卡諾氏液可使組織細(xì)胞互相分離開(×)(4)低溫誘導(dǎo)和利用秋水仙素都能使染色體加倍(√)(5)該實(shí)驗(yàn)可觀察到整個(gè)細(xì)胞分裂過程(×)(6)觀察時(shí)視野中處于分裂間期的細(xì)胞最多(√)延伸探究1．除低溫誘導(dǎo)外，還有哪些常用的誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的方法？試簡述其原理。[提示]除低溫誘導(dǎo)外，生產(chǎn)上還常用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗來誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍。其原理是：秋水仙素能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。2．二倍體幼苗經(jīng)秋水仙素處理后，長成四倍植株，所有的細(xì)胞中染色體數(shù)目是否都加倍？[提示]只有部分細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍。剖析難點(diǎn)·考點(diǎn)突破重難精講1．實(shí)驗(yàn)原理(1)正常進(jìn)行有絲分裂的組織細(xì)胞，在分裂后期著絲點(diǎn)分裂后，子染色體在紡錘體作用下分別移向兩極，進(jìn)而平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。(2)低溫可抑制紡錘體形成，阻止細(xì)胞分裂，導(dǎo)致細(xì)胞染色體數(shù)目加倍。2．實(shí)驗(yàn)流程根尖培養(yǎng)：將洋蔥等材料放在裝滿清水的廣口瓶上，底部接觸水面，置于適宜條件下，使之生根低溫誘導(dǎo)：待不定根長至1cm時(shí)，將整個(gè)裝置放入冰箱的低溫室內(nèi)(4℃材料固定：剪取根尖約0.5～1cm，放入卡諾氏液中浸泡0.5～1h固定其形態(tài)，然后用95%酒精沖洗2次制作裝片：解離→漂洗→染色→制片(同觀察植物細(xì)胞的有絲分裂)觀察：先用低倍鏡觀察，找到變異細(xì)胞，再換用高倍鏡觀察3．實(shí)驗(yàn)結(jié)論低溫能誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化。4．試劑的使用方法及作用試劑使用方法作用卡諾氏液將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1h固定細(xì)胞形態(tài)體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗用卡諾氏液處理的根尖洗去卡諾氏液與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸等體積混合，浸泡經(jīng)固定的根尖解離根尖細(xì)胞質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸與體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精等體積混合，作為解離液同上蒸餾水浸泡解離后的根尖約10min漂洗根尖，去掉解離液改良苯酚品紅染液把漂洗干凈的根尖放進(jìn)盛有改良苯酚品紅染液的玻璃皿中染色3～5min使染色體著色■實(shí)驗(yàn)注意的五個(gè)問題(1)為了觀察到細(xì)胞在生活狀態(tài)下的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，必須先將細(xì)胞固定。(2)在進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)的過程中，和觀察植物細(xì)胞的有絲分裂一樣，所觀察的細(xì)胞已經(jīng)被卡諾試液殺死了，最終在顯微鏡下看到的是死細(xì)胞。(3)選材的時(shí)候必須選用能夠進(jìn)行分裂的分生組織細(xì)胞，不分裂的細(xì)胞染色體不復(fù)制，不會(huì)出現(xiàn)染色體加倍的情況。常用的觀察材料有蠶豆(染色體較洋蔥少故首選)、洋蔥、大蒜等。(4)著絲點(diǎn)分裂與紡錘體無關(guān)：誤將“抑制紡錘體形成”等同于“著絲點(diǎn)不分裂”。著絲點(diǎn)是自動(dòng)分裂，無紡錘絲牽引，著絲點(diǎn)也分裂。(5)根尖培養(yǎng)①培養(yǎng)不定根：要使材料濕潤以利生根。②低溫誘導(dǎo)：應(yīng)設(shè)常溫、低溫4℃、精準(zhǔn)命題例3下列關(guān)于低溫誘導(dǎo)染色體加倍實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(C)A．原理：低溫抑制染色體著絲點(diǎn)分裂，使子染色體不能分別移向兩極B．解離：鹽酸酒精混合液和卡諾氏液都可以使洋蔥根尖解離C．染色：改良苯酚品紅溶液和醋酸洋紅溶液都可以使染色體著色D．觀察：顯微鏡下可以看到大多數(shù)細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生改變[解析]低溫可抑制紡錘體的形成，使子染色體不能移向兩極。鹽酸酒精混合液可用于解離，卡諾氏液用于固定。顯微鏡可觀察到少部分細(xì)胞發(fā)生了染色體變異?！矊?duì)應(yīng)訓(xùn)練〕5．(2021·南寧測試)下列關(guān)于低溫誘導(dǎo)染色體加倍的實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是(D)A．實(shí)驗(yàn)原理是低溫抑制紡錘體的形成，使子染色體不能移向兩極B．解離后的洋蔥根尖應(yīng)漂洗后再進(jìn)行染色C．龍膽紫溶液可以使細(xì)胞中的染色體著色D．顯微鏡下可以看到大多數(shù)細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生改變[解析]低溫誘導(dǎo)染色體加倍的實(shí)驗(yàn)原理是低溫能夠抑制紡錘體的形成，以致影響染色體被拉向細(xì)胞的兩極，細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，A正確。在低溫誘導(dǎo)染色體加倍的實(shí)驗(yàn)中，根尖解離后要先進(jìn)行漂洗，這樣才容易染色，通常使用的染色劑有龍膽紫溶液或醋酸洋紅液等，B、C均正確。洋蔥根尖裝片中的細(xì)胞大多數(shù)處于有絲分裂間期，在顯微鏡下能觀察到染色體數(shù)目發(fā)生改變的只有少數(shù)細(xì)胞，D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)四生物育種的原理和應(yīng)用自主回顧·素養(yǎng)儲(chǔ)備基礎(chǔ)梳理1．單倍體育種(1)原理：染色體(數(shù)目)變異。(2)過程eq\x(\a\al(花,藥))eq\o(→,\s\up7(離體),\s\do5(培養(yǎng)))eq\x(\a\al(單倍體,幼苗))eq\o(→,\s\up7(人工誘導(dǎo)),\s\do5(用秋水仙素###處理))eq\x(\a\al(染色體數(shù)目加倍，,得到正常純合子))(3)優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限，所得個(gè)體均為純合子。(4)缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜。2．多倍體育種(1)原理：染色體數(shù)目變異。(2)方法：用秋水仙素或低溫處理。(3)處理材料：萌發(fā)的種子或幼苗。(4)過程eq\x(分裂的細(xì)胞)eq\o(→,\s\up7(秋水仙素或低溫處理))eq\x(抑制紡錘體###形成)eq\o(→,\s\up7(導(dǎo)致))eq\x(染色體###不能移向細(xì)胞兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍)(5)實(shí)例：三倍體無子西瓜①兩次傳粉eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(第一次傳粉：雜交獲得三倍體種子###,第二次傳粉：刺激子房發(fā)育成果實(shí)###))②用秋水仙素處理幼苗后，分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、花染色體數(shù)目加倍，而未經(jīng)處理部分(如根部細(xì)胞)的染色體數(shù)不變。③三倍體西瓜無子的原因：三倍體西瓜在減數(shù)分裂過程中，由于染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。3．雜交育種(1)原理：基因重組。(2)過程①培育雜合子品種選取符合要求的純種雙親雜交(♀×♂)→F1(即為所需品種)。②培育隱性純合子品種選取符合要求的雙親雜交(♀×♂)→F1eq\o(→③培育顯性純合子品種a．植物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1自交→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型，自交至不發(fā)生性狀分離為止。b．動(dòng)物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1雌雄個(gè)體交配→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型與隱性類型測交，選擇后代不發(fā)生性狀分離的F2個(gè)體。(3)優(yōu)點(diǎn)：操作簡便，可以把多個(gè)品種的優(yōu)良性狀集中在一起。(4)缺點(diǎn)：獲得新品種的周期長。4．誘變育種(1)原理：基因突變。(2)過程(3)優(yōu)點(diǎn)①可以提高突變頻率，在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。②大幅度地改良某些性狀。(4)缺點(diǎn)：有利變異個(gè)體往往不多，需要處理大量材料。思維辨析易錯(cuò)整合，判斷正誤。(1)抗蟲小麥與矮稈小麥雜交，通過基因重組可獲得抗蟲矮稈小麥(√)(2)抗病植株連續(xù)自交若干代，純合抗病植株的比例逐代降低(×)(3)花藥離體培養(yǎng)可獲得抗銹病高產(chǎn)小麥新品種(×)(4)誘變育種和雜交育種均可形成新基因(×)(5)利用高產(chǎn)、感病小麥與高產(chǎn)、晚熟小麥品種間雜交篩選可獲得高產(chǎn)、抗病小麥的品種(×)延伸探究1．誘變育種一般不用于動(dòng)物，請(qǐng)分析原因。[提示]誘變育種具有不定向性和低頻性，需要處理大量材料，且發(fā)生在動(dòng)物體細(xì)胞中的突變難以遺傳給后代。2．熱圖導(dǎo)析：下圖為生物育種程序圖，據(jù)圖回答有關(guān)問題：(1)識(shí)別圖解中各字母表示的處理方法：A：雜交，D：自交，B：花藥離體培養(yǎng)，C：秋水仙素(低溫)處理，E：誘變處理，F(xiàn)：秋水仙素(低溫)，處理G：DNA重組技術(shù)，H：脫分化，I：再分化，J：包裹人工種皮。(2)識(shí)別圖中育種方法①“親本eq\o(→,\s\up7(A、D))新品種”為雜交育種；②“親本eq\o(→,\s\up7(B、C))新品種”為單倍體育種；③“種子或幼苗eq\o(→,\s\up7(E))新品種”為誘變育種；④“種子或幼苗eq\o(→,\s\up7(F))新品種”為多倍體育種；⑤“植物細(xì)胞eq\o(→,\s\up7(G、H、I、J))新品種”為基因工程育種。剖析難點(diǎn)·考點(diǎn)突破重難精講1．單倍體育種與雜交育種的關(guān)系2．據(jù)不同育種目標(biāo)選擇不同育種方案育種目標(biāo)育種方案集中雙親優(yōu)良性狀單倍體育種(明顯縮短育種年限)雜交育種(耗時(shí)較長，但簡便易行)對(duì)原品系實(shí)施“定向”改造基因工程及植物細(xì)胞工程(植物體細(xì)胞雜交)育種讓原品系產(chǎn)生新性狀(無中生有)誘變育種(可提高變異頻率，期望獲得理想性狀)使原品系營養(yǎng)器官“增大”或“加強(qiáng)”多倍體育種精準(zhǔn)命題〔典例剖析〕例4(2020·徐州二模)如圖表示小麥育種的幾種方式，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(D)A．獲得①和⑥的育種原理是基因重組，②和③的育種原理是染色體變異B．獲得④⑤的育種方式是誘變育種，得到的變異個(gè)體不全都符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要C．獲得⑥的育種方式可定向改變生物體的性狀，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙D．秋水仙素作用的時(shí)間是有絲分裂后期，結(jié)果是細(xì)胞中染色體數(shù)加倍[解析]獲得①和⑥的育種方式分別是雜交育種和基因工程育種，其原理是基因重組；②和③的育種方式分別是單倍體育種和多倍體育種，其原理是染色體變異，A正確；獲得④⑤的育種方式是誘變育種，由于基因突變是不定向的，所以得到的變異個(gè)體不全都符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要，B正確；獲得⑥的育種方式是基因工程育種，可根據(jù)人們的意愿定向改變生物體的性狀，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，C正確；秋水仙素作用的時(shí)間是有絲分裂前期，抑制細(xì)胞紡錘體的形成，使細(xì)胞中染色體數(shù)加倍，D錯(cuò)誤。┃┃易錯(cuò)提醒?幾種育種方式的注意點(diǎn)(1)單倍體育種與多倍體育種的操作對(duì)象不同。單倍體育種操作的對(duì)象是單倍體幼苗，多倍體育種操作的對(duì)象是正常萌發(fā)的種子或幼苗。(2)誘變育種：多用于植物和微生物，一般不用于動(dòng)物的育種。(3)雜交育種：不一定需要連續(xù)自交。若選育顯性優(yōu)良純種，需要連續(xù)自交篩選，直至性狀不再發(fā)生分離；若選育隱性優(yōu)良純種，則只要出現(xiàn)該性狀個(gè)體即可。〔對(duì)應(yīng)訓(xùn)練〕6．某二倍體植株的體細(xì)胞中染色體數(shù)為24，基因型為AaBb。請(qǐng)據(jù)圖完成下列問題：(1)圖中A所示的細(xì)胞分裂方式是減數(shù)分裂。(2)產(chǎn)生的花粉基因型有4種，由花粉發(fā)育成的單倍體有哪幾種基因型？AB、Ab、aB、ab。(3)若C處是指用秋水仙素處理，則個(gè)體①的體細(xì)胞中含染色體24條，它是純合子還是雜合子？純合子。(4)若該植物進(jìn)行自花傳粉，在形成的以個(gè)體②組成的群體中可能有幾種基因型？9種。(5)若A表示水稻的高稈基因，a表示水稻的矮稈基因；B表示水稻的抗病基因，b表示水稻的不抗病基因，這兩對(duì)基因按自由組合定律遺傳。那么該水稻自花傳粉的后代中，矮稈抗病的個(gè)體所占比例是eq\f(3,16)###，若要獲得穩(wěn)定遺傳的矮稈抗病水稻，應(yīng)讓矮稈抗病的水稻進(jìn)行自交，在自交的后代中純種的矮稈抗病水稻所占比例為eq\f(1,2)###。(6)若要盡快獲得純種的矮稈抗病水稻，則應(yīng)采用圖中A、B、C(填字母)過程進(jìn)行育種，這種育種方法稱為單倍體育種。[解析]植物產(chǎn)生花粉或卵細(xì)胞要經(jīng)過減數(shù)分裂，由于該植株基因型為AaBb，所以能產(chǎn)生4種基因型花粉，將花粉經(jīng)花藥離體培養(yǎng)產(chǎn)生的單倍體也應(yīng)該有4種基因型：AB、Ab、aB、ab?；ǚ壑腥旧w數(shù)是體細(xì)胞的一半，即12條，經(jīng)秋水仙素處理后的純合子染色體數(shù)應(yīng)該為24條，基因型為AaBb的個(gè)體自交，后代應(yīng)該有9種基因型。矮稈抗病的個(gè)體基因型有兩種：aaBB和aaBb，在后代中所占比例是eq\f(1,16)(aaBB)＋eq\f(2,16)(aaBb)＝eq\f(3,16)。當(dāng)矮稈抗病的水稻進(jìn)行自交，純合子(aaBB)是eq\f(1,3)，自交后代中純種矮稈抗病比例為eq\f(1,3)，而雜合子(aaBb)是eq\f(2,3)，自交的后代中純種矮稈抗病比例為eq\f(2,3)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,6)，所以矮稈抗病的水稻進(jìn)行自交，后代中矮稈抗病純合子所占比例為eq\f(1,3)＋eq\f(1,6)＝eq\f(1,2)。課末總結(jié)知識(shí)導(dǎo)圖·思維縷析學(xué)科素養(yǎng)·核心釋疑1．圖甲與圖乙分別表示培育三倍體西瓜的兩種方法，則：(1)甲中的西瓜植株減數(shù)分裂形成花粉的過程中，著絲點(diǎn)分裂的時(shí)期是減數(shù)第二次分裂后期。(2)乙所涉及的變異原理是染色體(數(shù)目)變異，四倍體西瓜植株群體是不同于二倍體西瓜的新物種，理由是與二倍體植株產(chǎn)生了生殖隔離，群體本身能自由交配產(chǎn)生可育后代。(3)三倍體高度不育的原因是形成配子過程中，同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂。2．在一塊高稈(純合)小麥田中，發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究該性狀出現(xiàn)的可能原因(簡要寫出所用方法，結(jié)果和結(jié)論)：取該小麥種子在其他小麥田種下，讓其自交，若全是高稈，說明矮稈性狀的出現(xiàn)是由環(huán)境引起的；若后代出現(xiàn)高稈、矮稈兩種性狀，則是基因突變引起的。3．簡述用基因型為AaBb(抗病卵形葉)的植株作材料，獲得基因型為AABB的抗病卵形葉植株的過程：取AaBb植株的花藥離體培養(yǎng)得單倍體幼苗，秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍，用相應(yīng)病原體感染卵形葉植株，保留抗病植株。探究高考·明確考向1．(2020·全國Ⅱ，4)關(guān)于高等植物細(xì)胞中染色體組的敘述，錯(cuò)誤的是(C)A．二倍體植物的配子只含有一個(gè)染色體組B．每個(gè)染色體組中的染色體均為非同源染色體C．每個(gè)染色體組中都含有常染色體和性染色體D．每個(gè)染色體組中各染色體DNA的堿基序列不同[解析]本題考查染色體組的概念。二倍體植物含有兩個(gè)染色體組，通過減數(shù)分裂形成的配子中只含有一個(gè)染色體組，A正確；染色體組指的是細(xì)胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，因此各染色體DNA的堿基序列也不相同，B、D正確；有些高等植物細(xì)胞中無性染色體，如豌豆，染色體組中不含性染色體，C錯(cuò)誤。2．(2020·江蘇卷，8)下列敘述中與染色體變異無關(guān)的是(B)A．通過孕婦產(chǎn)前篩查，可降低21三體綜合征的發(fā)病率B．通過連續(xù)自交，可獲得純合基因品系玉米C．通過植物體細(xì)胞雜交，可獲得白菜－甘藍(lán)D．通過普通小麥和黑麥雜交，培育出了小黑麥[解析]21三體綜合征屬于染色體數(shù)目變異中的非整倍性變異，A錯(cuò)誤；連續(xù)自交可獲得純合基因品系玉米，原理為基因重組，子代染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目均未改變，與染色體變異無關(guān)，B正確；植物體細(xì)胞雜交的過程細(xì)胞發(fā)生了染色體數(shù)目的變異，C錯(cuò)誤；普通小麥與黑麥雜交后，需用秋水仙素處理使染色體數(shù)目加倍，才能培育出穩(wěn)定遺傳的小黑麥，利用了染色體數(shù)目的變異原理，D錯(cuò)誤；故選B。3．(2020·山東卷，6)在細(xì)胞分裂過程中，末端缺失的染色體因失去端粒而不穩(wěn)定，其姐妹染色單體可能會(huì)連接在一起，著絲點(diǎn)分裂后向兩極移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)“染色體橋”結(jié)構(gòu)，如右圖所示。若某細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂時(shí)，出現(xiàn)“染色體橋”并在兩著絲點(diǎn)間任一位置發(fā)生斷裂，形成的兩條子染色體移到細(xì)胞兩極。不考慮其他變異，關(guān)于該細(xì)胞的說法錯(cuò)誤的是(C)A．可在分裂后期觀察到“染色體橋”結(jié)構(gòu)B．其子細(xì)胞中染色體的數(shù)目不會(huì)發(fā)生改變C．其子細(xì)胞中有的染色體上連接了非同源染色體片段D．若該細(xì)胞基因型為Aa，可能會(huì)產(chǎn)生基因型為Aaa的子細(xì)胞[解析]由題干信息可知，著絲點(diǎn)分裂后向兩極移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)“染色體橋”結(jié)構(gòu)，故可以在有絲分裂后期觀察到“染色體橋”結(jié)構(gòu)，A正確；出現(xiàn)“染色體橋”后，在兩個(gè)著絲點(diǎn)間任意位置發(fā)生斷裂，可形成兩條子染色體分別移向細(xì)胞兩極，其子細(xì)胞中染色體數(shù)目不會(huì)發(fā)生改變，B正確；“染色體橋”現(xiàn)象使姐妹染色單體之間發(fā)生了片段的轉(zhuǎn)接，不會(huì)出現(xiàn)非同源染色體片段，C錯(cuò)誤；若該細(xì)胞的基因型為Aa，出現(xiàn)“染色體橋”后著絲點(diǎn)間任意位置發(fā)生斷裂時(shí)，一條姐妹染色單體上的a轉(zhuǎn)接到了另一條姐妹染色體上，則會(huì)產(chǎn)生基因型為Aaa的子細(xì)胞，D正確。故選C。4．(2019·江蘇卷，4)下列關(guān)于生物變異與育種的敘述，正確的是(C)A．基因重組只是基因間的重新組合，不會(huì)導(dǎo)致生物性狀變異B．基因突變使DNA序列發(fā)生的變化，都能引起生物性狀變異C．弱小且高度不育的單倍體植株，進(jìn)行加倍處理后可用于育種D．多倍體植株染色體組數(shù)加倍，產(chǎn)生的配子數(shù)加倍，有利于育種[解析]生物的可遺傳變異包括基因重組、基因突變和染色體變異，都可能導(dǎo)致生物性狀變異，A項(xiàng)錯(cuò)誤?；蛲蛔兪笵NA序列發(fā)生變化，當(dāng)發(fā)生隱性突變時(shí)，不一定會(huì)引起生物性狀變異，B項(xiàng)錯(cuò)誤。單倍體植株經(jīng)染色體加倍處理后，不但能正常生殖，而且每對(duì)染色體上的成對(duì)基因都是純合的，可用于育種，C項(xiàng)正確。多倍體植株染色體組數(shù)加倍，但產(chǎn)生的配子數(shù)正常，并不會(huì)加倍，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．(2020·全國Ⅲ，32)普通小麥?zhǔn)悄壳笆澜绺鞯卦耘嗟闹匾Z食作物。普通小麥的形成包括不同物種雜交和染色體加倍過程，如圖所示(其中A、B、D分別代表不同物種的一個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組均含7條染色體)。在此基礎(chǔ)上，人們又通過雜交育種培育出許多優(yōu)良品種。回答下列問題∶AAA(1)在普通小麥的形成過程中，雜種一是高度不育的，原因是無同源染色體，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂。已知普通小麥?zhǔn)请s種二染色體加倍形成的多倍體，普通小麥體細(xì)胞中有42條染色體。一般來說，與二倍體相比，多倍體的優(yōu)點(diǎn)是營養(yǎng)物質(zhì)含量高、莖稈粗壯(答出2點(diǎn)即可)。(2)若要用人工方法使植物細(xì)胞染色體加倍，可采用的方法有秋水仙素處理(答出1點(diǎn)即可)。(3)現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)普通小麥品種(純合體)，甲的表現(xiàn)型是抗病易倒伏，乙的表現(xiàn)型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙為實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種，請(qǐng)簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路。[答案](3)甲、乙兩個(gè)品種雜交，F(xiàn)1自交，選取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不發(fā)生性狀分離的植株。[解析]本題考查染色體組的概念、育種方法及原理。(1)由題干信息A、B、D分別代表不同物種的一個(gè)染色體組可知，雜種一(AB)的A與B之間無同源染色體，減數(shù)分裂過程中聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生正常的配子，因而高度不育。由題干信息可知，每個(gè)染色體組均含7條染色體，普通小麥的染色體組成為AABBDD，故其體細(xì)胞中有42條染色體。一般來說，與二倍體相比，多倍體的優(yōu)點(diǎn)是莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。(2)人工誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目加倍可采用秋水仙素處理(或低溫誘導(dǎo))植物萌發(fā)的種子或幼苗。(3)欲將同種生物的兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀集中在一起，通常采用雜交育種的方法。獲得雜種子一代后，將子一代個(gè)體自交獲得子二代，選擇符合要求的個(gè)體繼續(xù)自交，直到出現(xiàn)不發(fā)生性狀分離且表現(xiàn)型為抗病抗倒伏的植株，即為可以穩(wěn)定遺傳的新品種；另外也可以對(duì)子一代進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體，用適宜濃度的秋水仙素處理單倍體幼苗使其染色體數(shù)目加倍，表現(xiàn)型為抗病抗倒伏的植株即為可以穩(wěn)定遺傳的新品種。前者操作簡單、耗時(shí)長，后者操作技術(shù)要求高、時(shí)間短。6．(2020·天津卷，17)小麥的面筋強(qiáng)度是影響面制品質(zhì)量的重要因素之一，如制作優(yōu)質(zhì)面包需強(qiáng)筋面粉，制