2024屆高考生物一輪復(fù)習(xí)第3單元變異育種和進(jìn)化第1講基因突變和基因重組學(xué)案新人教版必修220230605299

2024屆高考生物一輪復(fù)習(xí)第3單元變異育種和進(jìn)化第1講基因突變和基因重組學(xué)案新人教版必修220230605299第1講基因突變和基因重組考情研讀·備考定位考點(diǎn)展示核心素養(yǎng)1．闡明基因重組和基因突變及其意義。2．闡明基因突變的特征和原因。1．生命觀念——通過基因突變和基因重組的基本原理，建立起進(jìn)化與適應(yīng)的觀點(diǎn)。2．理性思維——通過基因突變與生物性狀的關(guān)系、基因突變和基因重組的比較，提高歸納與概括能力?？键c(diǎn)一基因突變自主回顧·素養(yǎng)儲(chǔ)備基礎(chǔ)梳理1．變異類型的概述(1)“環(huán)境條件改變引起的變異”一定就是不可遺傳的變異嗎？__不一定__(填“一定”或“不一定”)。(2)基因突變和染色體變異均屬于突變，基因重組未引起新基因產(chǎn)生。其中在光學(xué)顯微鏡下可見的可遺傳變異為__染色體變異__，分子水平發(fā)生的變異為__基因突變和基因重組__，只在減數(shù)分裂過程中發(fā)生的變異為__基因重組__，真、原核生物和病毒共有的變異類型為__基因突變__。2．基因突變(1)實(shí)例分析：鐮刀型細(xì)胞貧血癥(2)概念：DNA分子中發(fā)生__堿基對的替換、增添和缺失__，而引起的__基因結(jié)構(gòu)__的改變，叫做基因突變。3．時(shí)間主要發(fā)生在有絲分裂間期或__減數(shù)第一次分裂前的間期__。4．誘發(fā)因素(連線)5．突變特點(diǎn)(1)__普遍性__：一切生物都可以發(fā)生。(2)隨機(jī)性：生物個(gè)體發(fā)育的__任何時(shí)期和部位__。(3)__低頻性__：自然狀態(tài)下，突變頻率很低。(4)不定向性：一個(gè)基因可以向不同方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的__等位基因__。(5)多害少利性：可能破壞__生物體____與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系。6．意義(1)__新基因__產(chǎn)生的途徑。(2)生物變異的__根本來源__。(3)生物進(jìn)化的__原始材料__。思維辨析易錯(cuò)整合，判斷正誤。(1)基因突變通常發(fā)生在DNA→RNA的過程中(×)(2)病毒、大腸桿菌及動(dòng)、植物都可發(fā)生基因突變(√)(3)有絲分裂前期不會(huì)發(fā)生基因突變(×)(4)基因突變的隨機(jī)性表現(xiàn)在一個(gè)基因可突變成多個(gè)等位基因(×)(5)在沒有外界不良因素的影響下，生物不會(huì)發(fā)生基因突變(×)(6)一個(gè)人是否患鐮刀型細(xì)胞貧血癥能通過光學(xué)顯微鏡觀察到(√)(7)基因突變產(chǎn)生的新基因不一定傳遞給后代(√)(8)誘變因素可以提高突變頻率并決定基因突變的方向(×)延伸探究熱圖導(dǎo)析：據(jù)圖分析基因突變機(jī)理(1)①②③分別表示引起基因突變的什么因素？(2)④⑤⑥分別表示什么類型的基因突變？(3)為什么在細(xì)胞分裂的間期易發(fā)生基因突變？(4)基因突變一定產(chǎn)生等位基因嗎？為什么？[提示](1)物理、生物、化學(xué)。(2)增添、替換、缺失。(3)細(xì)胞分裂的間期進(jìn)行DNA復(fù)制，DNA復(fù)制時(shí)需要解旋成單鏈，單鏈DNA容易受到內(nèi)、外因素的影響而發(fā)生堿基的改變。(4)不一定。真核生物基因突變一般可產(chǎn)生它的等位基因，而病毒和原核細(xì)胞中不存在等位基因，其基因突變產(chǎn)生的是一個(gè)新基因。剖析難點(diǎn)·考點(diǎn)突破重難精講1．基因突變概念圖解2．類型(1)顯性突變：如a→A，該突變一旦發(fā)生即可表現(xiàn)出相應(yīng)性狀。(2)隱性突變：如A→a，突變性狀一旦在生物個(gè)體中表現(xiàn)出來，該性狀即可穩(wěn)定遺傳。3．基因突變與性狀的關(guān)系(1)基因突變引起生物性狀的改變類型影響程度對氨基酸的影響(不考慮終止密碼子)替換小只改變1個(gè)(或不改變)氨基酸增添大插入位置前不影響，影響插入位置后的序列缺失大缺失位置前不影響，影響缺失位置后的序列(2)基因突變未引起生物性狀改變的原因①突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)。②根據(jù)密碼子的簡并性，有可能翻譯出相同的氨基酸。③由純合子的顯性基因突變成雜合子中的隱性基因。4．基因突變對子代的影響(1)基因突變發(fā)生在有絲分裂過程中，一般不遺傳，但有些植物可以通過無性生殖傳遞給后代。(2)如果發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，可以通過配子傳遞給后代?！鲇苫蛲蛔兛陕?lián)系的知識(1)聯(lián)系細(xì)胞分裂：在細(xì)胞分裂間期，DNA復(fù)制時(shí)，DNA分子雙鏈打開，脫氧核苷酸鏈極其不穩(wěn)定，容易發(fā)生堿基對的變化。(2)聯(lián)系細(xì)胞癌變：癌細(xì)胞就是原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因突變所致。(3)聯(lián)系生物育種：誘變育種就是利用基因突變的原理進(jìn)行的。(4)聯(lián)系生物進(jìn)化：基因突變?yōu)樯镞M(jìn)化提供原始材料。精準(zhǔn)命題突破點(diǎn)基因突變的原理及特點(diǎn)〔典例剖析〕例1(2020·邢臺期末)用射線處理純種小麥種子，使其體內(nèi)一條染色體上的TD8基因突變成S基因，導(dǎo)致編碼的多肽鏈的第18位的亮氨酸替換為賴氨酸，從而導(dǎo)致該純種小麥種子發(fā)育為矮化的突變體小麥。下列敘述正確的是(A)A．突變產(chǎn)生的S基因?qū)D8基因?yàn)轱@性B．TD8基因和S基因的脫氧核苷酸的排列順序相同C．TD8基因突變成S基因時(shí)基因結(jié)構(gòu)沒發(fā)生改變D．TD8基因與S基因在同源染色體上的位置不同[解析]根據(jù)題干信息“從而導(dǎo)致該純種小麥種子發(fā)育為矮化的突變體小麥”可知，突變產(chǎn)生的S基因?qū)D8基因?yàn)轱@性，A正確；基因突變是指DNA分子中堿基對的增添、缺失或替換，TD8基因突變成S基因，則TD8基因和S基因的脫氧核苷酸的排列順序不相同，B錯(cuò)誤；基因突變會(huì)導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，因此TD8基因突變成S基因時(shí)基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，C錯(cuò)誤；TD8基因與S基因是一對等位基因，它們在同源染色體上的位置相同，D錯(cuò)誤。┃┃易錯(cuò)警示?(1)基因突變≠DNA中堿基對的增添、缺失和替換[點(diǎn)撥]①基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，不具有遺傳效應(yīng)的DNA片段也可發(fā)生堿基對的改變。②有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，RNA中堿基的增添、缺失和替換引起病毒性狀改變，廣義上也稱為基因突變。(2)誤認(rèn)為基因突變會(huì)使得基因“位置”或“數(shù)目”發(fā)生改變或錯(cuò)將基因中“堿基對”缺失視作“基因”缺失[點(diǎn)撥]基因突變僅改變了基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了新基因，并未改變基因位置，也未改變基因數(shù)量——基因中堿基對缺失，只是成了新基因，即基因仍在，只是“以舊換新”，并非“基因缺失”。(3)將基因突變的結(jié)果“產(chǎn)生新基因”與“產(chǎn)生等位基因”混淆[點(diǎn)撥]病毒和原核細(xì)胞的基因一般是單個(gè)存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突變可產(chǎn)生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突變產(chǎn)生的是一個(gè)新基因?！矊?yīng)訓(xùn)練〕1．(2021·安徽宣城期末)如圖為人體某DNA片段上的若干基因，Ⅰ、Ⅱ?yàn)闊o遺傳效應(yīng)的片段，下列有關(guān)敘述正確的是(A)A．基因a、b、c最本質(zhì)的區(qū)別在于脫氧核苷酸的序列不同B．片段Ⅰ、Ⅱ中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失屬于基因突變C．基因a、b、c轉(zhuǎn)錄時(shí)的模板鏈同為α鏈或β鏈D．由基因突變引發(fā)的人類遺傳病都不能直接通過顯微鏡檢測[解析]Ⅰ、Ⅱ?yàn)闊o遺傳效應(yīng)的片段，若其中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，不屬于基因突變；不同的基因轉(zhuǎn)錄時(shí)的模板鏈不一定相同；由基因突變引發(fā)的人類遺傳病如鐮刀型細(xì)胞貧血癥能直接通過顯微鏡檢測。突破點(diǎn)基因突變對生物性狀的影響〔典例剖析〕例2(2021·福建漳州質(zhì)檢)下列與基因突變相關(guān)的敘述，正確的是(C)A．基因突變可能導(dǎo)致DNA上的終止密碼子提前或退后B．若某雌雄異株植物的突變基因位于雄株X染色體上，子代雌株就會(huì)出現(xiàn)突變性狀C．如果一個(gè)基因的中部缺失1個(gè)堿基對，則其所控制合成的蛋白質(zhì)可能減少多個(gè)氨基酸D．基因發(fā)生突變，種群基因頻率一定改變，就形成新物種[解析]基因中堿基對的增添、缺失和替換，可能導(dǎo)致mRNA上的終止密碼子提前或退后；若突變基因?yàn)轱@性(設(shè)為A)，且突變雄株的基因型為XAY，則子代中雌株全部表現(xiàn)為突變基因控制的性狀，若突變基因?yàn)殡[性(設(shè)為a)，且突變雄株的基因型為XaY，雌株的基因型為XAXA，則子代不出現(xiàn)突變基因控制的性狀；基因突變的結(jié)果是產(chǎn)生新的等位基因，種群基因頻率一定改變，但不一定形成新物種?！矊?yīng)訓(xùn)練〕2．(2020·山東棗莊模擬)野生型豌豆子葉黃色(Y)對突變型豌豆子葉綠色(y)為顯性。Y基因和y基因的翻譯產(chǎn)物分別是SGRY蛋白和SGRy蛋白。兩種蛋白質(zhì)都能進(jìn)入葉綠體，它們的部分氨基酸序列如圖。SGRY蛋白能促使葉綠素降解使子葉由綠色變?yōu)辄S色；SGRy蛋白能減弱葉綠素降解，使子葉維持“常綠”。下列敘述正確的是(B)A．位點(diǎn)①②突變導(dǎo)致了該蛋白的功能喪失B．位點(diǎn)③的突變導(dǎo)致了該蛋白的功能減弱C．黑暗條件下突變型豌豆子葉的葉綠素含量維持不變D．Y基因突變?yōu)閥基因的根本原因是堿基對發(fā)生缺失[解析]①②處是堿基對的替換，SGRy和SGRY都能進(jìn)入葉綠體，說明①②處的突變沒影響蛋白的功能；由③處變異引起的突變型的SGRy蛋白的功能改變，該蛋白調(diào)控葉綠素降解的能力減弱，最終使突變型豌豆子葉和葉片維持“常綠”；葉綠素的合成需要光照；Y基因突變?yōu)閥基因的根本原因是堿基對發(fā)生增添。突破點(diǎn)顯隱性突變的分析與判斷〔典例剖析〕例3(2016·全國Ⅲ卷)基因突變和染色體變異是真核生物可遺傳變異的兩種來源?；卮鹣铝袉栴}︰(1)基因突變和染色體變異所涉及的堿基對的數(shù)目不同，前者所涉及的數(shù)目比后者_(dá)_少__。(2)在染色體數(shù)目變異中，既可發(fā)生以染色體組為單位的變異，也可發(fā)生以__染色體__為單位的變異。(3)基因突變既可由顯性基因突變?yōu)殡[性基因(隱性突變)，也可由隱性基因突變?yōu)轱@性基因(顯性突變)。若某種自花授粉植物的AA和aa植株分別發(fā)生隱性突變和顯性突變，且在子一代中都得到了基因型為Aa的個(gè)體，則最早在子__一__代中能觀察到該顯性突變的性狀；最早在子__二__代中能觀察到該隱性突變的性狀；最早在子__三__代中能分離得到顯性突變純合體；最早在子__二__代中能分離得到隱性突變純合體。[解析](1)基因突變是指基因中堿基對的增添、缺失和替換而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，所涉及的堿基對的數(shù)目較少，而染色體變異會(huì)涉及染色體上基因數(shù)量或排列順序的改變，較基因突變所涉及的堿基對的數(shù)量多。(2)染色體數(shù)目變異有兩類，一類是由細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少而引起的，另一類是由細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少而引起的。(3)對于顯性突變而言，由aa(親代)eq\o(→,\s\up7(突變))Aa(子代)，則在子一代中即能觀察到突變性狀，子二代會(huì)發(fā)生性狀分離，且會(huì)出現(xiàn)AA的顯性純合子，但要分離得到AA的顯性純合子，需在子三代中觀察確定(即不發(fā)生性狀分離的為純合子)；對于隱性突變而言，由AA(親代)eq\o(→,\s\up7(突變))Aa(子一代)，最早在子二代中能觀察到該隱性性狀的個(gè)體，隱性性狀一旦出現(xiàn)即能分離得到隱性突變純合體，因此最早在子二代中能分離得到隱性突變純合體?！矊?yīng)訓(xùn)練〕3．(2020·黃岡模擬)某種動(dòng)物(ZW型)Z染色體上的某個(gè)基因突變后的表達(dá)產(chǎn)物會(huì)導(dǎo)致胚胎發(fā)育停滯而死亡，W染色體上無該基因或其等位基因。下列關(guān)于該種突變的敘述錯(cuò)誤的是(C)A．若該突變?yōu)轱@性突變，則雌性個(gè)體產(chǎn)生的卵細(xì)胞不攜帶突變基因B．若該突變?yōu)轱@性突變，則該動(dòng)物種群中雄性個(gè)體均為隱性純合子C．若該突變?yōu)殡[性突變，則該動(dòng)物種群中雌、雄個(gè)體的數(shù)量相等D．若該突變?yōu)殡[性突變，則雌、雄個(gè)體雜交，子代致死的均為雌性個(gè)體[解析]若該突變?yōu)轱@性突變，則雌性個(gè)體(ZaW)產(chǎn)生的卵細(xì)胞不攜帶突變基因，A正確；若該突變?yōu)轱@性突變，則出現(xiàn)突變基因的個(gè)體會(huì)死亡，所以該動(dòng)物種群中雄性個(gè)體均為隱性純合子，B正確；若該突變?yōu)殡[性突變，則該種動(dòng)物種群中雄性個(gè)體(ZAZA和ZAZa)與雌性個(gè)體(ZAW)的數(shù)量不相等，C錯(cuò)誤；若該突變?yōu)殡[性突變，則雌(ZAW)、雄(ZAZA和ZAZa)個(gè)體雜交，子代致死的均為雌性(ZaW)個(gè)體，D正確?？键c(diǎn)二基因重組自主回顧·素養(yǎng)儲(chǔ)備基礎(chǔ)梳理1．概念2．類型(1)自由組合型：位于__非同源染色體__上的__非等位基因__隨非同源染色體的__自由組合__而發(fā)生重組(如下圖)。(2)交叉互換型：位于__同源染色體上的非等位基因__隨四分體的非姐妹染色單體間的交叉互換導(dǎo)致位于__同源染色體上的非等位基因__發(fā)生重組(如下圖)。(3)基因工程重組型：目的基因經(jīng)__運(yùn)載體______導(dǎo)入受體細(xì)胞，導(dǎo)致受體細(xì)胞中基因發(fā)生重組(如下圖)。3．基因重組的結(jié)果產(chǎn)生__新的基因型__，導(dǎo)致__重組性狀__出現(xiàn)。4．意義(1)是__生物變異__的來源之一；(2)為__生物進(jìn)化__提供材料；(3)是形成__生物多樣性__的重要原因之一。巧學(xué)妙記：巧判基因突變與基因重組變異個(gè)體數(shù)量→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(偶爾出現(xiàn)一個(gè)→基因突變,出現(xiàn)一定比例→基因重組))思維辨析易錯(cuò)整合，判斷正誤。(1)基因重組只能產(chǎn)生新基因型和重組性狀，不能產(chǎn)生新基因和新性狀(√)(2)原核生物不存在基因重組，而真核生物的受精過程中可進(jìn)行基因重組(×)(3)Aa自交，因基因重組導(dǎo)致子代發(fā)生性狀分離(×)(4)有絲分裂和減數(shù)分裂過程中均可發(fā)生非同源染色體之間的自由組合，導(dǎo)致基因重組(×)(5)基因重組為生物進(jìn)化提供了最根本的原材料(×)(6)交叉互換和基因突變都能使染色體上原來的基因位置出現(xiàn)等位基因(√)延伸探究如圖a、b為某二倍體生物細(xì)胞分裂不同時(shí)期的細(xì)胞圖像，請分析：(1)圖a細(xì)胞處于什么時(shí)期？細(xì)胞中的1、2號染色體發(fā)生了什么變異？(2)圖b細(xì)胞處于什么時(shí)期？該細(xì)胞名稱是什么？在該時(shí)期細(xì)胞中可發(fā)生哪種變異？(3)二倍體生物同源染色體的非姐妹染色單體間一定能發(fā)生交叉互換嗎？為什么？[提示](1)圖a細(xì)胞處于四分體時(shí)期。細(xì)胞中的1、2號染色體因交叉互換發(fā)生了基因重組。(2)圖b細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂后期。該細(xì)胞名稱為初級精母細(xì)胞。該時(shí)期細(xì)胞可發(fā)生非同源染色體上的非等位基因自由組合，即基因重組。(3)不一定。二倍體生物進(jìn)行有性生殖產(chǎn)生生殖細(xì)胞的過程中(減數(shù)分裂時(shí))，在四分體時(shí)期，會(huì)有一定數(shù)量的同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換。剖析難點(diǎn)·考點(diǎn)突破重難精講基因突變與基因重組的比較項(xiàng)目基因突變基因重組發(fā)生時(shí)間有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂發(fā)生原因在一定外界或內(nèi)部因素作用下，DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，引起基因結(jié)構(gòu)的改變減數(shù)第一次分裂過程中，同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換，或非同源染色體上非等位基因的自由組合適用范圍所有生物都可以發(fā)生只適用于真核生物、有性生殖、細(xì)胞核遺傳應(yīng)用通過誘變育種培育新品種通過雜交育種使性狀重組，可培育優(yōu)良品種結(jié)果產(chǎn)生新基因，控制新性狀產(chǎn)生新的基因型，不產(chǎn)生新的基因意義是生物變異的根本來源，生物進(jìn)化的原始材料生物變異的重要來源，有利于生物進(jìn)化聯(lián)系通過基因突變產(chǎn)生新基因，為基因重組提供自由組合的新基因，基因突變是基因重組的基礎(chǔ)■(1)交叉互換≠基因重組。如果交叉互換發(fā)生在同源染色體之間叫基因重組；如果發(fā)生在非同源染色體之間叫易位，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。(2)精卵結(jié)合并沒有發(fā)生基因重組。來自父方、母方的染色體為同源染色體，每一對同源染色體上都有控制同一性狀的基因。(3)基因重組在人工操作下也可以實(shí)現(xiàn)，如基因工程、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化中都發(fā)生了基因重組。精準(zhǔn)命題突破點(diǎn)基因重組的概念〔典例剖析〕例4(2020·鄂州期末)下列有關(guān)基因重組的敘述，錯(cuò)誤的是(B)A．非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組B．兩條非同源染色體之間互換片段也屬于基因重組C．肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)可以證明細(xì)菌之間也可以發(fā)生基因重組D．同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換可引起基因重組[解析]非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致其上的非等位基因自由組合，即導(dǎo)致基因重組，A正確；兩條非同源染色體之間互換片段屬于染色體結(jié)構(gòu)變異(易位)，B錯(cuò)誤；肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)可以證明細(xì)菌之間也可以發(fā)生基因重組，C正確；同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換可引起基因重組，D正確。┃┃易錯(cuò)提醒?1．基因重組只是原有基因間的重新組合。2．自然條件下基因重組發(fā)生在配子形成過程中，而不是受精作用發(fā)生時(shí)。3．基因重組一般發(fā)生于有性生殖產(chǎn)生配子的過程中，無性生殖的生物不發(fā)生，有性生殖的個(gè)體體細(xì)胞增殖時(shí)也不會(huì)發(fā)生。4．雜合子(Aa)自交產(chǎn)生的子代出現(xiàn)性狀分離，不屬于基因重組的原因是A、a控制的性狀是同一性狀中的不同表現(xiàn)型，而非不同性狀?！矊?yīng)訓(xùn)練〕4．(2021·東勝區(qū)期末)以下各項(xiàng)與基因重組無關(guān)的是(A)A．基因型為Aa的個(gè)體自交，后代發(fā)生性狀分離B．YyRr個(gè)體自交后代出現(xiàn)不同于親本的新類型C．“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”中R型菌轉(zhuǎn)變?yōu)镾型菌D．是生物變異的主要來源，有利于產(chǎn)生多樣化的基因組合的子代[解析]基因型為Aa的個(gè)體自交，后代發(fā)生性狀分離，這是基因分離的結(jié)果，與基因重組無關(guān)；YyRr個(gè)體自交后代出現(xiàn)不同于親本的新類型，這是基因重組的結(jié)果；“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”中R型菌轉(zhuǎn)變?yōu)镾型菌的實(shí)質(zhì)是基因重組；基因重組是生物變異的主要來源，有利于產(chǎn)生多樣化的基因組合的子代。突破點(diǎn)辨析基因突變和基因重組〔典例剖析〕例5(2020·張家港模擬)如圖是某二倍體(AABb)動(dòng)物的幾個(gè)細(xì)胞分裂示意圖。據(jù)圖判斷錯(cuò)誤的是(D)A．甲圖表明該動(dòng)物發(fā)生了基因突變B．乙圖表明該動(dòng)物在減數(shù)第一次分裂前的間期發(fā)生了基因突變C．丙圖表明該動(dòng)物在減數(shù)第一次分裂時(shí)發(fā)生了交叉互換D．甲、乙、丙所產(chǎn)生的變異均可遺傳給后代[解析]甲、乙、丙是同一個(gè)二倍體動(dòng)物的幾個(gè)細(xì)胞分裂圖，其基因型為AABb，由圖分析可知，甲圖表示有絲分裂后期，染色體上基因A與a不同，是基因突變的結(jié)果，A正確；乙圖表示減數(shù)第二次分裂后期，其染色體上基因A與a不同，表明該動(dòng)物在減數(shù)第一次分裂前的間期發(fā)生了基因突變，B正確；丙圖也表示減數(shù)第二次分裂后期，基因B與b所在的染色體顏色不一致，是減數(shù)第一次分裂時(shí)發(fā)生了交叉互換造成的，C正確；甲細(xì)胞分裂后產(chǎn)生體細(xì)胞，其產(chǎn)生的變異一般不遺傳給后代，D錯(cuò)誤。┃┃技巧點(diǎn)撥?基因重組和基因突變判斷方法(1)根據(jù)親代基因型判斷：①如果親代基因型為BB或bb，而后代中出現(xiàn)b或B的原因是基因突變。②如果親代細(xì)胞的基因型為Bb，而子代細(xì)胞中出現(xiàn)BB或bb的原因是基因突變或交叉互換。(2)根據(jù)細(xì)胞分裂方式判斷：①如果是有絲分裂過程中姐妹染色單體上基因不同，則為基因突變。②如果是減數(shù)分裂過程中姐妹染色單體上基因不同，可能是基因突變或交叉互換。(3)根據(jù)染色體圖示判斷：①如果是有絲分裂中期圖中，兩條姐妹染色單體上的兩基因不同，則為基因突變的結(jié)果。(如圖甲)②如果是減數(shù)第一次分裂中期圖中，兩條姐妹染色單體上的兩基因(同白或同黑)不同，則為基因突變的結(jié)果。(如圖甲)③如果是減數(shù)第二次分裂中期圖中，兩條姐妹染色單體上的兩基因(顏色不一致)不同，則為交叉互換(基因重組)的結(jié)果。(如圖乙)〔對應(yīng)訓(xùn)練〕5．(2021·龍巖期末)下列有關(guān)基因突變與基因重組的敘述，正確的是(C)A．基因突變的不定向性是指基因突變可發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期B．基因重組是生物變異的根本來源，是生物進(jìn)化的原始材料C．基因突變是廣泛存在的，且對生物自身大多是有害的D．同源染色體上的非等位基因自由組合可實(shí)現(xiàn)基因重組[解析]基因突變的隨機(jī)性是指基因突變可發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期，基因突變的不定向性表現(xiàn)為一個(gè)基因可以向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因，A錯(cuò)誤；基因突變是生物變異的根本來源，是生物進(jìn)化的原始材料，B錯(cuò)誤；基因突變是廣泛存在的，且對生物自身大多是有害的，C正確；非同源染色體上的非等位基因自由組合可實(shí)現(xiàn)基因重組，D錯(cuò)誤。課末總結(jié)知識導(dǎo)圖·思維縷析學(xué)科素養(yǎng)·核心釋疑1．下圖為具有2對相對性狀的某自花傳粉的植物種群中甲植株(純種)的一個(gè)A基因和乙植株(純種)的一個(gè)B基因發(fā)生突變的過程(已知A基因和B基因是獨(dú)立遺傳的)，請分析該過程，回答下列問題：(1)上述兩個(gè)基因發(fā)生突變是由于一個(gè)堿基的替換(或堿基對改變或基因結(jié)構(gòu)的改變)引起的。(2)乙植株發(fā)生基因突變后，該植株及其子一代均不能表現(xiàn)突變性狀，其原因是該突變?yōu)殡[性突變，且基因突變發(fā)生在乙植株的體細(xì)胞中，不能通過有性生殖傳遞給子代?？捎檬裁捶椒ㄗ屍浜蟠憩F(xiàn)出突變性狀？取發(fā)生基因突變部位的組織細(xì)胞，通過組織培養(yǎng)技術(shù)獲得試管苗，讓其自交，其子代即可表現(xiàn)出突變性狀。(3)該種植物野生型都為矮莖，現(xiàn)在野生種群中發(fā)現(xiàn)生長著少數(shù)高莖植株。若已證明高莖為基因突變所致，有兩種可能：一是顯性突變，二是隱性突變，請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)方案加以判定。選用多株突變型植株自花傳粉，若后代出現(xiàn)野生型，則為顯性突變所致；若后代全為突變型，則為隱性突變所致。2．基因重組的準(zhǔn)確描述是在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。3．同無性生殖相比，有性生殖產(chǎn)生的后代具有更大的變異性，其根本原因是產(chǎn)生新基因組合的機(jī)會(huì)多。探究高考·明確考向1．(2018·江蘇卷，15)下列過程不涉及基因突變的是(C)A．經(jīng)紫外線照射后，獲得紅色素產(chǎn)量更高的紅酵母B．運(yùn)用CRISPR/Cas9技術(shù)替換某個(gè)基因中的特定堿基C．黃瓜開花階段用2,4－D誘導(dǎo)產(chǎn)生更多雌花，提高產(chǎn)量D．香煙中的苯并芘使抑癌基因中的堿基發(fā)生替換，增加患癌風(fēng)險(xiǎn)[解析]A錯(cuò)：基因突變是指由DNA分子中堿基對的增添、缺失或替換等引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。紫外線、X射線及其他輻射能損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA，從而引起基因突變。B錯(cuò)：運(yùn)用CRISPR/Cas9技術(shù)替換某個(gè)基因中的特定堿基能引起基因結(jié)構(gòu)的改變，屬于基因突變。C對：2,4－D屬于生長素類似物，其促進(jìn)黃瓜產(chǎn)生更多雌花不涉及基因突變。D錯(cuò)：香煙中的苯并芘使抑癌基因中的堿基發(fā)生替換，導(dǎo)致抑癌基因的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，屬于基因突變。2．(2018·全國卷Ⅰ，6)某大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長，其突變體M和N均不能在基本培養(yǎng)基上生長，但M可在添加了氨基酸甲的基本培養(yǎng)基上生長，N可在添加了氨基酸乙的基本培養(yǎng)基上生長。將M和N在同時(shí)添加氨基酸甲和乙的基本培養(yǎng)基中混合培養(yǎng)一段時(shí)間后，再將菌體接種在基本培養(yǎng)基平板上，發(fā)現(xiàn)長出了大腸桿菌(X)的菌落。據(jù)此判斷，下列說法不合理的是(C)A．突變體M催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失B．突變體M和N都是由于基因發(fā)生突變而得來的C．突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)能得到XD．突變體M和N在混合培養(yǎng)期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移[解析]A對：突變體M不能在基本培養(yǎng)基上生長，但可在添加了氨基酸甲的培養(yǎng)基上生長，說明該突變體不能合成氨基酸甲，可能是催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失。B對：大腸桿菌屬于原核生物，自然條件下其變異類型只有基因突變，故其突變體是由于基因發(fā)生突變而得來的。C錯(cuò)：大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA，突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)不能得到X。D對：突變體M和N在混合培養(yǎng)期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移，使基因重組，產(chǎn)生了新的大腸桿菌X。3．(2020·山東卷，23)玉米是雌雄同株異花植物，利用玉米純合雌雄同株品系M培育出雌株突變品系，該突變品系的產(chǎn)生原因是2號染色體上的基因Ts突變?yōu)閠s，Ts對ts為完全顯性。將抗玉米螟的基因A轉(zhuǎn)入該雌株品系中獲得甲、乙兩株具有玉米螟抗性的植株，但由于A基因插入的位置不同，甲植株的株高表現(xiàn)正常，乙植株矮小。為研究A基因的插入位置及其產(chǎn)生的影響，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一：品系M(TsTs)×甲(Atsts)→F1中抗螟︰非抗螟約為1︰1實(shí)驗(yàn)二：品系M(TsTs)×乙(Atsts)→F1中抗螟矮株︰非抗螟正常株高約為1︰1(1)實(shí)驗(yàn)一中作為母本的是__甲__，實(shí)驗(yàn)二的F1中非抗螟植株的性別表現(xiàn)為__雌雄同株__(填：“雌雄同株”“雌株”或“雌雄同株”和“雌株”)。(2)選取實(shí)驗(yàn)一的F1抗螟植株自交，F(xiàn)2中抗螟雌雄同株︰抗螟雌株︰非抗螟雌雄同株約為2︰1︰1。由此可知，甲中轉(zhuǎn)入的A基因與ts基因__是__(填：“是”或“不是”)位于同一條染色體上，F(xiàn)2中抗螟雌株的基因型是__AAtsts__。若將F2中抗螟雌雄同株與抗螟雌株雜交，子代的表現(xiàn)型及比例為__抗螟雌雄同株︰抗螟雌株＝1︰1__。(3)選取實(shí)驗(yàn)二的F1抗螟矮株自交，F(xiàn)2中抗螟矮株雌雄同株︰抗螟矮株雌株︰非抗螟正常株高雌雄同株︰非抗螟正常株高雌株約為3︰1︰3︰1，由此可知，乙中轉(zhuǎn)入的A基因__不位于__(填：“位于”或“不位于”)2號染色體上，理由是__抗螟性狀與性別性狀間是自由組合的，因此A基因不位于Ts、ts基因所在的2號染色體上__。F2中抗螟矮株所占比例低于預(yù)期值，說明A基因除導(dǎo)致植株矮小外，還對F1的繁殖造成影響，結(jié)合實(shí)驗(yàn)二的結(jié)果推斷這一影響最可能是__含A基因的雄配子不育__。F2抗螟矮株中ts基因的頻率為__1/2__，為了保存抗螟矮株雌株用于研究，種植F2抗螟矮株使其隨機(jī)受粉，并僅在雌株上收獲籽粒，籽粒種植后發(fā)育形成的植株中抗螟矮株雌株所占的比例為__1/6__。[解析](1)根據(jù)題意和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，實(shí)驗(yàn)一中玉米雌雄同株M的基因型為TsTs，為雌雄同株，而甲品系的基因型為tsts，為雌株，只能做母本，根據(jù)以上分析可知，實(shí)驗(yàn)二中F1的非抗螟植株基因型為OOTsts，因此為雌雄同株。(2)實(shí)驗(yàn)一的F1AOTsts抗螟雌雄同株自交，后代F2為1AAtsts抗螟雌株︰2AOTsts抗螟雌雄同株︰1OOTsTs非抗螟雌雄同株，符合基因分離定律的結(jié)果，說明實(shí)驗(yàn)一中基因A與基因ts插入到同一條染色體上，后代中抗螟雌株的基因型為AAtsts，將F2中AAtsts抗螟雌株與AOTsts抗螟雌雄同株進(jìn)行雜交，AAtsts抗螟雌株只產(chǎn)生一種配子Ats，AOTsts抗螟雌雄同株作為父本產(chǎn)生兩種配子，即Ats、OTs，則后代為AAtsts抗螟雌株︰AOTsts抗螟雌雄同株＝1︰1。(3)根據(jù)以上分析可知，實(shí)驗(yàn)二中選取F1AOTsts抗螟矮株雌雄同株自交，后代中出現(xiàn)抗螟雌雄同株：抗螟雌株：非抗螟雌雄同株：非抗螟雌株＝3︰1︰3︰1，其中雌雄同株︰雌株＝3︰1，抗螟：非抗螟＝1︰1，說明抗螟性狀與性別之間發(fā)生了自由組合現(xiàn)象，故乙中基因A不位于基因ts的2號染色體上，且F2中抗螟矮株所占比例小于理論值，說明A基因除導(dǎo)致植株矮小外，還影響了F1的繁殖，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在實(shí)驗(yàn)二的F1中，后代AOTsts抗螟矮株雌雄同株︰OOTsts非抗螟正常株高雌雄同株＝1︰1，則說明含A基因的卵細(xì)胞發(fā)育正常，而F2中抗螟矮株所占比例小于理論值，故推測最可能是F1產(chǎn)生的含基因A的雄配子不育導(dǎo)致后代中雄配子只產(chǎn)生了OTs和Ots兩種，才導(dǎo)致F2中抗螟矮株所占比例小于理論值的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)二的F2中雌雄同株：雌株＝3︰1，故F2中抗螟矮植株中ts的基因頻率不變，仍然為1/2；F2中抗螟矮株的基因型雌雄同株為1/3AOTsTs、2/3AOTsts，雌株基因型為AOtsts，由于F1含基因A的雄配子不育，則1/3AOTsTs、2/3AOTsts產(chǎn)生的雄配子為2/3OTs、1/3Ots，AOtsts產(chǎn)生的雌配子為1/2Ats、1/2Ots，故雌株上收獲的籽粒發(fā)育成的后代中抗螟矮植株雌株AOtsts所占比例為1/2×1/3＝1/6。第2講染色體變異與育種一、選擇題(每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)符合題目要求)1．下列有關(guān)生物變異的說法，不正確的是(A)A．DNA分子中堿基對的增添、缺失和替換，一定導(dǎo)致基因突變B．基因重組是生物變異的重要來源，一般發(fā)生在有性生殖的過程中C．多倍體育種可以打破物種間的生殖隔離，產(chǎn)生可育后代D．染色體結(jié)構(gòu)變異會(huì)使排列在染色體上的基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變[解析]DNA分子中堿基對的增添、缺失和替換不一定是基因突變，只有引起了基因結(jié)構(gòu)的變化，才是基因突變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；基因重組一般發(fā)生在有性生殖的減數(shù)分裂過程中，B項(xiàng)正確；通過多倍體育種，可以打破物種間的生殖隔離，產(chǎn)生可育后代，如六倍體普通小麥和二倍體黑麥通過雜交和染色體加倍，可以培育出可育的八倍體小黑麥，C項(xiàng)正確；染色體結(jié)構(gòu)變異包括缺失、重復(fù)、倒位和易位，會(huì)使排列在染色體上的基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，D項(xiàng)正確。2．下列關(guān)于染色體變異及其應(yīng)用的敘述，正確的是(B)A．染色體增加某一片段可提高基因表達(dá)水平，是有利變異B．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)C．用秋水仙素處理單倍體植株萌發(fā)的種子或幼苗，一定能獲得純合子D．體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體是多倍體[解析]染色體增加某一片段屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，往往對生物體不利，A錯(cuò)誤；三倍體西瓜植株在減數(shù)分裂過程中，同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生正常的生殖細(xì)胞，所以高度不育與同源染色體聯(lián)會(huì)行為有關(guān)，B正確；用秋水仙素處理單倍體植株的幼苗，獲得的植株不一定是純合子，且單倍體植株不是由種子發(fā)育而來，而是由配子發(fā)育而來，C錯(cuò)誤；含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體不一定是多倍體。如果該生物體是由配子發(fā)育而來，則為單倍體；如果該生物體是由受精卵發(fā)育而來，則為多倍體，D錯(cuò)誤。3．(2020·山東高考模擬)果蠅的性別決定是XY型，性染色體數(shù)目異常會(huì)影響果蠅的性別特征甚至使果蠅死亡，如性染色體組成XO的個(gè)體為雄性，XXX、OY的個(gè)體胚胎致死。果蠅紅眼和白眼分別由基因R和r控制。某同學(xué)發(fā)現(xiàn)一只異常果蠅，該果蠅左半側(cè)表現(xiàn)為白眼雄性，右半側(cè)表現(xiàn)為紅眼雌性。若產(chǎn)生該果蠅的受精卵染色體組成正常，且第一次分裂形成的兩個(gè)細(xì)胞核中只有一個(gè)細(xì)胞核發(fā)生變異，則該受精卵的基因型及變異細(xì)胞核產(chǎn)生的原因可能是(A)A．XRXr；含基因R的X染色體丟失B．XrXr；含基因r的X染色體丟失C．XRXr；含基因r的X染色體結(jié)構(gòu)變異D．XRXR；含基因R的X染色體結(jié)構(gòu)變異[解析]由題意可知，該果蠅一半為白眼雄性，可能的基因型為XrY或XrO；另一半為紅眼雌性，基因型可能為XRXR或XRXr。而該果蠅受精卵正常，第一次分裂產(chǎn)生的一個(gè)細(xì)胞異常。若①受精卵為XrY或XrO，則不會(huì)出現(xiàn)一半的紅眼雌性；②受精卵為XRXR，不會(huì)出現(xiàn)一半的白眼雄性；③受精卵只有為XRXr且XR丟失后，才可能出現(xiàn)一半白眼雄性(XrO)，一半紅眼雌性(XRXr)。故選A。4．(2020·山東省淄博市高三三模)普通小麥中有高稈抗病(TTRR)和矮稈易感病(ttrr)兩個(gè)品種，下圖示甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的育種實(shí)驗(yàn)方案。下列敘述錯(cuò)誤的是(C)甲組P高稈抗病×矮稈易感病↓F1高稈抗病↓F2矮稈抗?、褚医MP高稈抗病×矮稈易感病↓F1高稈抗病↓花藥離體培養(yǎng)↓F2矮稈抗病ⅡA.甲組進(jìn)行雜交育種，原理是基因重組B．通過雜交可以集中兩個(gè)親本的優(yōu)良基因C．矮稈抗病Ⅱ中全部基因純合，能穩(wěn)定遺傳D．矮稈抗?、裰心芊€(wěn)定遺傳的占1/3[解析]甲組進(jìn)行的是雜交育種，其原理是基因重組，A正確；通過雜交可以將兩個(gè)親本的優(yōu)良基因t和R集中在一起，B正確；F1的基因型為TtRr，通過花藥離體培養(yǎng)得到的矮稈抗?、虻幕蛐蜑閠R，屬于單倍體，不能產(chǎn)生后代，C錯(cuò)誤；F1(TtRr)自交所得F2中的矮稈抗?、竦幕蛐图捌浔壤秊閠tRR∶ttRr＝1∶2，其中基因型為ttRR的個(gè)體能穩(wěn)定遺傳，占1/3，D正確。故選C。5．(2020·山東省威海市高三一模)細(xì)胞中斷裂的染色體片段在細(xì)胞分裂末期不能進(jìn)入子細(xì)胞核內(nèi)，會(huì)形成核外團(tuán)塊，稱為微核。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(D)A．用光學(xué)顯微鏡可以觀察到細(xì)胞中的微核B．細(xì)胞分裂末期形成的子細(xì)胞核外有核膜包裹C．微核不能進(jìn)入子細(xì)胞核可能是由于無紡錘絲牽引D．形成微核的細(xì)胞發(fā)生了染色體數(shù)目變異[解析]微核由斷裂的染色體片段形成，用光學(xué)顯微鏡可以觀察到，A正確；細(xì)胞分裂末期核膜會(huì)重建，故形成的子細(xì)胞核外有核膜包裹，B正確；可能由于無紡錘絲牽引，微核不能進(jìn)入子細(xì)胞核，C正確；形成微核的細(xì)胞發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異，D錯(cuò)誤。故選D。6．(2020·山西運(yùn)城市高三期末)在某基因型為aa的二倍體水稻根尖中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)如圖所示的細(xì)胞(圖中Ⅰ、Ⅱ表示該細(xì)胞中部分染色體，其他染色體均正常)，以下分析合理的是(B)A．A基因產(chǎn)生的原因一定是發(fā)生了堿基對的替換B．該細(xì)胞沒有發(fā)生基因自由組合而一定發(fā)生了染色體變異C．該細(xì)胞產(chǎn)生的變異一定能在光學(xué)顯微鏡下直接觀察到D．該細(xì)胞的II號染色體有3條，故該細(xì)胞中一定含有三個(gè)染色體組[解析]水稻根尖細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，A基因產(chǎn)生的原因可能是該過程中發(fā)生了基因突變，基因突變是指堿基對的增添、替換或缺失引起的，A錯(cuò)誤；細(xì)胞中II號染色體是3條，一定發(fā)生了染色體變異，基因的自由組合發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，根尖細(xì)胞發(fā)生的是有絲分裂，B正確；基因突變不能用光學(xué)顯微鏡直接進(jìn)行觀察，C錯(cuò)誤；據(jù)題干信息可知，水稻是基因型為aa的二倍體，含有兩個(gè)染色體組，D錯(cuò)誤。7．(2021·威海模擬)利用基因型為Aa的二倍體植株培育三倍體幼苗，其途徑如圖所示。下列敘述正確的是(D)A．①過程需要秋水仙素處理，并在有絲分裂后期發(fā)揮作用B．②過程為單倍體育種，能明顯縮短育種期限C．兩條育種途徑依據(jù)的生物學(xué)原理都主要是基因突變和染色體變異D．兩條育種途徑中，只有通過途徑一才能獲得基因型為AAA的三倍體幼苗[解析]①過程是人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，該過程需要秋水仙素處理，而秋水仙素的作用原理是抑制紡錘體的形成，在有絲分裂前期發(fā)揮作用，A錯(cuò)誤；②過程是花藥離體培養(yǎng)，屬于單倍體育種的步驟之一，B錯(cuò)誤；圖中途徑一為多倍體育種，途徑二為植物體細(xì)胞雜交育種，兩條育種途徑的原理都是染色體變異，C錯(cuò)誤；途徑一得到的三倍體的基因型為AAA、AAa、Aaa或aaa，途徑二得到的三倍體的基因型為AAa或Aaa，D正確。8．(2021·晉冀魯豫四省高三質(zhì)檢)電影《我不是藥神》中的慢性粒細(xì)胞白血病的重要發(fā)病機(jī)制如圖所示，該變化導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生大量不成熟的白細(xì)胞在骨髓內(nèi)聚集，抑制骨髓的正常造血。下列敘述錯(cuò)誤的是(C)A．該病的發(fā)生不一定是遺傳的結(jié)果B．該種變異不一定改變細(xì)胞內(nèi)的基因數(shù)量C．該病是姐妹染色單體之間易位所造成的D．遠(yuǎn)離各種致癌因素可降低該病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[解析]由圖可知該病的發(fā)生是自身染色體變異的結(jié)果；該變異是染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，只是基因的位置改變，細(xì)胞內(nèi)的基因數(shù)量一般沒有變化；易位發(fā)生在非同源染色體之間；遠(yuǎn)離致癌因素，可以減少對染色體的影響，降低發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。9．(2020·福建省莆田第一中學(xué)、第四中學(xué)高三一模)如圖1是果蠅體細(xì)胞示意圖，圖2、3是果蠅細(xì)胞中部分染色體在細(xì)胞分裂中的行為，請判斷下列說法正確的是(D)A．圖1中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中的一條染色體和X、Y染色體組成一個(gè)染色體組B．若圖1果蠅一個(gè)精原細(xì)胞產(chǎn)生的一個(gè)精子基因組成為bcXDXD，則其余的三個(gè)精子的基因型為BCYd、BCYd、bcXDXDC．圖2所示的果蠅細(xì)胞中A、a基因?qū)儆诘任换颍挥谕慈旧w上D．圖3中姐妹染色單體上出現(xiàn)基因A和a是基因突變或交叉互換的結(jié)果[解析]圖1中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中的一條染色體和X或Y染色體組成一個(gè)染色體組，A錯(cuò)誤；若圖1果蠅一個(gè)精原細(xì)胞產(chǎn)生的一個(gè)精子基因組成為bcXDXD，說明組成X染色體的兩條姐妹染色單體在減數(shù)第二次分裂后期形成的兩條子染色體進(jìn)入到了同一個(gè)精細(xì)胞中，則其余的三個(gè)精子的基因型為bc、BCYd、BCYd，B錯(cuò)誤；圖2所示的果蠅細(xì)胞正處于有絲分裂后期，其中的A、a基因不在同源染色體上，而是位于由兩條姐妹染色單體分開后形成的兩條子染色體上，C錯(cuò)誤；圖3處于減數(shù)第一次分裂后期，其中姐妹染色單體上出現(xiàn)的基因A和a是基因突變或交叉互換的結(jié)果，D正確。10．(2020·山西太原市高三上學(xué)期期末)下列關(guān)于染色體組和基因組的敘述中，錯(cuò)誤的是(D)A．測定水稻的基因組，可以直接測定一個(gè)染色體組中所有的DNA序列B．測定人類的基因組，需要測定22條常染色體、X染色體和Y染色體上所有的DNA序列C．人類基因組計(jì)劃對于診治人類遺傳病具有重要的意義D．對于某多倍體植物來說，體細(xì)胞中有幾個(gè)染色體組就有幾個(gè)基因組[解析]水稻無性別分化，無性染色體，故測定水稻的基因組，可以直接測定一個(gè)染色體組中所有的DNA序列，A正確；人的性別決定為XY型，故測定人類的基因組，需要測定22條常染色體、X染色體和Y染色體上所有的DNA序列，B正確；人類基因組計(jì)劃對于診治人類遺傳病具有重要的意義，C正確；對于無性別分化的某多倍體植物來說，體細(xì)胞中有幾個(gè)染色體組就有幾個(gè)基因組，但有性別分化的生物則不是，D錯(cuò)誤。11．(2021·安徽六安一中高考模擬)豌豆種群中偶爾會(huì)出現(xiàn)一種三體植株(多1條2號染色體)，減數(shù)分裂時(shí)2號染色體的任意兩條移向細(xì)胞一極，剩下一條移向另一極。下列關(guān)于某三體植株(基因型AAa)的敘述，正確的是(D)A．該植株與人類貓叫綜合征都屬于染色體數(shù)目變異B．該植株正常體細(xì)胞中含3個(gè)染色體組C．三體豌豆植株能產(chǎn)生四種配子，比例為1∶1∶1∶1D．三體豌豆植株自交，產(chǎn)生含A基因的子代的概率為35/36[解析]由題意可知減數(shù)分裂時(shí)2號染色體的任意兩條移向細(xì)胞一極，剩下一條移向另一極，變成三體植株，所以該植株為染色體結(jié)構(gòu)變異，A錯(cuò)誤；該植株正常體細(xì)胞中含2個(gè)染色體組，只是多1條2號染色體，B錯(cuò)誤；基因型為AAa的植物體產(chǎn)生的配子的類型及比例是AA∶a∶Aa∶A＝1∶1∶2∶2，C錯(cuò)誤；基因型為AAa的植物體產(chǎn)生的配子的類型及比例是AA∶a∶Aa∶A＝1∶1∶2∶2，a配子的概率為1/6，子代基因型不含A的只有aa＝1/6×1/6＝1/36，所以含A基因的子代概率為＝1－1/36＝35/36，D正確。故選D。12．(2021·山東省濟(jì)南市二中高三模擬)果蠅的體色基因位于常染色體上，灰身(B)對黑身(b)為顯性；生物鐘基因位于X染色體上有節(jié)律(XA)對無節(jié)律(Xa)為顯性。在基因型為BbXaY的雄蠅減數(shù)分裂過程中，若出現(xiàn)一個(gè)BBXAXa類型的變異細(xì)胞，有關(guān)分析正確的是(B)A．該細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂的后期B．該細(xì)胞的核DNA數(shù)與體細(xì)胞中的相等C．形成該細(xì)胞過程中，同源染色體上姐妹染色單體發(fā)生過交叉互換D．該變異細(xì)胞中，由染色體數(shù)目變異導(dǎo)致[解析]根據(jù)題意分析可知，該細(xì)胞處于減數(shù)第二次分裂過程中，A錯(cuò)誤；該細(xì)胞可能處于減數(shù)第二次分裂前期、中期或后期，其核DNA數(shù)與體細(xì)胞相等，B正確；在形成該細(xì)胞的過程中發(fā)生過基因突變，且該果蠅的兩對等位基因位于兩對同源染色體上，兩對基因間不存在連鎖與交換現(xiàn)象，C錯(cuò)誤；該變異細(xì)胞中，發(fā)生的是基因突變，D錯(cuò)誤。故選B。13．(2020·寧波市北侖中學(xué)高三競賽)研究發(fā)現(xiàn)小鼠第8號染色體短臂上的部分片段缺失導(dǎo)致小鼠血液中甘油三酯含量極高，具有動(dòng)脈硬化傾向。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(C)A．該變異為可遺傳變異B．小鼠8號染色體為近端著絲粒染色體C．該變異為堿基對缺失造成的基因突變D．缺失的片段中有影響甘油三酯含量的相關(guān)基因[解析]敲除的DNA片段具有遺傳效應(yīng)，該變異為可遺傳變異，A正確；根據(jù)題意，小鼠第8號染色體有短臂，故可知8號染色體為近端著絲粒染色體，B正確；小鼠第8號染色體短臂上的一個(gè)DNA片段進(jìn)行了敲除，屬于可遺傳變異中的染色體結(jié)構(gòu)變異，C錯(cuò)誤；由題意知，敲除8號染色體上的該片段與甘油三酯的合成有關(guān)，推測缺失的片段中有影響甘油三酯含量的相關(guān)基因，D正確。故選C。二、非選擇題14．(2020·天津河西區(qū)高三期末)某自花且閉花授粉植物，抗病性和莖的高度是獨(dú)立遺傳的性狀?？共『透胁∮苫騌和r控制，抗病為顯性；莖的高度由兩對獨(dú)立遺傳的基因(D、d，E、e)控制，同時(shí)含有D和E表現(xiàn)為矮莖，只含有D或E表現(xiàn)為中莖，其他表現(xiàn)為高莖?，F(xiàn)有感病矮莖和抗病高莖兩品種的純合種子，欲培育純合的抗病矮莖品種。請回答：(1)自然狀態(tài)下該植物一般都是純合子。(2)若采用誘變育種，在γ射線處理時(shí)，需要處理大量種子，其原因是基因突變具有不定向性、低頻性和少利多害性這三個(gè)特點(diǎn)。(3)若采用雜交育種，可通過將上述兩個(gè)親本雜交，在F2等分離世代中選擇抗病矮莖個(gè)體，再經(jīng)連續(xù)自交等純合化手段，最后得到穩(wěn)定遺傳的抗病矮莖品種。據(jù)此推測，一般情況下，控制性狀的基因數(shù)越多，其育種過程所需的年限越長。若只考慮莖的高度，親本雜交所得的F1在自然狀態(tài)下繁殖，則理論上，F(xiàn)2的表現(xiàn)型及比例為高莖∶中莖∶矮莖＝1∶6∶9。(4)若采用單倍體育種，該過程涉及的原理有基因重組和染色體變異。請用遺傳圖解表示其過程(說明：選育結(jié)果只需寫出所選育品種的基因型、表現(xiàn)型及其比例)。[解析](1)該植物為自花且閉花授粉植物，故一般情況下，其植株大多為純合子。(2)誘變育種時(shí)用γ射線處理利用的原理是基因突變，由于基因突變具有不定向性、低頻性以及少利多害性三個(gè)特點(diǎn)，故需要處理大量種子以獲得所需品種。(3)如采用雜交育種的方式，將上述兩個(gè)親本雜交，即rrDDEE×RRddee→F1：ERDdEe，在F1自交所得的F2中選擇抗病矮莖個(gè)體(D_E_R_)，再通過連續(xù)自交及逐代淘汰等純合化的手段，最終獲得能穩(wěn)定遺傳的抗病矮莖品種(RRDDEE)。一般情況下，控制性狀的基因數(shù)量越多，需進(jìn)行多次的自交和篩選操作才能得到所需的純合品種，育種時(shí)間相對較長。若只考慮莖的高度，F(xiàn)1(DdEe)在自然狀態(tài)下繁殖即自交后，F(xiàn)2中表現(xiàn)型及比例為9矮莖(9D_E_)、6中莖(3D_ee、3ddE_)、1高莖(1ddee)。(4)若采用單倍體育種的方式獲得所需品種，首先需將花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)得到單倍體，繼而使用秋水仙素對其進(jìn)行處理使其染色體數(shù)目加倍，該過程涉及的原理有基因重組和染色體變異；遺傳圖解：15．(2021·河北名校高三診斷)1917年，布里奇斯在培養(yǎng)的正常翅果蠅中偶然發(fā)現(xiàn)一只翅膀后端邊緣有缺刻的紅眼雌果蠅。研究表明，這是由于該果蠅的一條X染色體缺失一小段導(dǎo)致的。一對同源染色體中的一條缺失，個(gè)體存活，兩條都缺失，個(gè)體死亡。染色體缺失過程中會(huì)斷裂出無著絲點(diǎn)的片段，這些片段無法進(jìn)入細(xì)胞核而只能留在細(xì)胞質(zhì)中，在新的細(xì)胞周期中凝集成微核，游離在細(xì)胞核之外。(1)微核的形成是由于斷裂的片段沒有著絲點(diǎn)，從而無法通過星射線(紡錘絲)的牽引進(jìn)入細(xì)胞核。依據(jù)以上的研究，科學(xué)工作者常通過觀察處于間期的果蠅細(xì)胞中有無微核來確定染色體是否發(fā)生缺失。(2)控制果蠅眼色(紅眼對白眼為顯性)的基因(B、b)位于X染色體上?，F(xiàn)有各種性狀的雌雄果蠅若干只，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究該缺刻翅紅眼雌果蠅(不含白眼基因)的缺失片段中有無控制眼色的基因。實(shí)驗(yàn)思路：將這只缺刻翅紅眼雌果蠅與正常翅白眼雄果蠅進(jìn)行雜交，統(tǒng)計(jì)后代雌果蠅的眼色。預(yù)測結(jié)果及結(jié)論：①如果后代雌果蠅全部都是紅眼，則缺失片段中沒有控制眼色的基因。②如果后代雌果蠅有紅眼有白眼，則缺失片段中有控制眼色的基因。[解析](1)牽引著絲點(diǎn)的是星射線；微核是由有絲分裂后期喪失著絲點(diǎn)的染色體片段凝集產(chǎn)生的，游離在細(xì)胞核之外，因此可通過觀察處于間期的果蠅細(xì)胞中有無微核來確定染色體是否發(fā)生缺失。(2)由題干可知缺刻翅是一條X染色體缺失一小段導(dǎo)致的。若探究該缺刻翅紅眼雌果蠅(不含白眼基因)的缺失片段中有無控制眼色的基因，可將這只缺刻翅紅眼雌果蠅與正常翅白眼雄果蠅(XbY)進(jìn)行雜交，統(tǒng)計(jì)后代雌果蠅的眼色。①如果缺失片段中沒有控制眼色的基因，該雌果蠅的基因型可表示為XBXB，與正常翅白眼雄果蠅(XbY)進(jìn)行雜交，則后代雌果蠅只有XBXb一種基因型，表現(xiàn)為紅眼；②如果缺失片段中有控制眼色的基因，該雌果蠅的基因型可表示為XBXO，與正常翅白眼雄果蠅(XbY)進(jìn)行雜交，子代雌果蠅的基因型為XBXb、XbXO，表現(xiàn)為紅眼和白眼。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等部分之間。2．基因突變中堿基對的增添、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?；而染色體結(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)了未配對現(xiàn)象，可能是缺失或重復(fù)；④細(xì)胞中有一對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〔對應(yīng)訓(xùn)練〕1．如圖為某動(dòng)物細(xì)胞的一對同源染色體，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，而基因突變在光學(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?yīng)訓(xùn)練〕3．下列是對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號染色體為三條，并不是三倍體；人的初級卵母細(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℃)，誘導(dǎo)培養(yǎng)36h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℃、0℃三種，以作對照，否則實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不嚴(yán)密。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?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(→,\s\up7(?))F2→選出表現(xiàn)型符合要求的個(gè)體種植并推廣。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象不同。單倍體育種操作的對象是單倍體幼苗，多倍體育種操作的對象是正常萌發(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?！矊?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