2022屆新高考一輪復習人教版-必修二-第三單元-第2講-染色體變異和生物育種-學案

第2講染色體變異和生物育種eq\a\vs4\al(課標導航)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(3.3.5舉例說明染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)量的變異都可能導致生物性狀的改變甚至死亡))一、染色體結(jié)構(gòu)變異二、染色體數(shù)目變異三、低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化(實驗)四、雜交育種與誘變育種[基礎微點練清]1．判斷正誤(1)二倍體植物的配子只含有一個染色體組(√)(2020·全國卷Ⅱ，T4A)(2)每個染色體組中各染色體DNA的堿基序列不同(√)(2020·全國卷Ⅱ，T4D)(3)只有生殖細胞中的染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化才屬于染色體變異[新人教版必修2P91“概念檢測”T1(1)](×)(4)體細胞中含有兩個染色體組的個體就是二倍體(×)[新人教版必修2P91“概念檢測”T1(2)](5)通過孕婦產(chǎn)前篩查，可降低21三體綜合征的發(fā)病率(√)(2020·江蘇高考，T8A)(6)染色體組整倍性變化必然導致基因種類的增加(×)2．基因重組、基因突變和染色體變異三者的共同點是()A．都能產(chǎn)生新的基因B．都能產(chǎn)生可遺傳的變異C．產(chǎn)生的變異對生物均有利D．在顯微鏡下均可看到變異狀況解析：選B只有基因突變才能產(chǎn)生新基因；基因突變、基因重組和染色體變異都是可遺傳變異；基因突變和染色體變異大都對生物體有害；只有染色體變異在顯微鏡下能看見。3．慢性髓細胞性白血病是一種惡性疾病，患者骨髓內(nèi)會出現(xiàn)大量惡性增殖的白細胞。該病是由于9號染色體和22號染色體互換片段所致。這種變異屬于()A．基因突變B．基因重組C．染色體結(jié)構(gòu)變異 D．染色體數(shù)目變異解析：選C非同源染色體片段之間的交換屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。4．紫杉醇能誘導、促進微管蛋白聚合從而抑制紡錘絲或紡錘體的形成。如果用一定濃度的紫杉醇處理幼芽分生組織的細胞，則會發(fā)生()A．DNA和有關(guān)酶的合成受阻B．細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍C．染色體的著絲點不能分裂D．細胞膜內(nèi)陷的時間推遲解析：選B抑制紡錘絲形成將會導致加倍的染色體不能分配到兩個子細胞中，從而導致染色體數(shù)目加倍。5．如圖為某哺乳動物某個DNA分子中控制毛色的a、b、c三個基因的分布狀況，其中Ⅰ、Ⅱ為無遺傳效應的序列。有關(guān)敘述正確的是()A．c基因堿基對缺失，屬于染色體變異B．在減數(shù)分裂四分體時期的交叉互換，可發(fā)生在a～b之間C．Ⅰ、Ⅱ中發(fā)生的堿基對的替換，屬于基因突變D．基因與性狀之間并不都是一一對應關(guān)系解析：選D基因堿基對缺失，應屬于基因突變，A錯誤；減數(shù)分裂四分體時期的交叉互換，發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，B錯誤；Ⅰ、Ⅱ是非基因序列，發(fā)生的堿基對的替換，不屬于基因突變，C錯誤；一個基因可控制多個性狀，一個性狀也可受多個基因的控制，基因與性狀之間并不都是一一對應關(guān)系，D正確。6．(新人教版必修2P91“拓展應用”T1)在二倍體的高等植物中，偶然會長出一些植株弱小的單倍體，這些單倍體一般不能通過有性生殖繁殖后代。單倍體是如何形成的？為什么不能繁殖后代？提示：單倍體形成的可能原因：二倍體植株經(jīng)減數(shù)分裂形成配子后，一些配子可以在離體條件下發(fā)育成單倍體。這些單倍體一般不能通過有性生殖繁殖后代，是因為它們的體細胞中只含有一個染色體組，減數(shù)分裂時沒有同源染色體的聯(lián)會，造成染色體分別移向細胞兩極時發(fā)生紊亂，不能形成正常的配子，因此，就不能繁殖后代。一、染色體變異[試考題·查欠缺]1．(2020·浙江選考)某條染色體經(jīng)處理后，其結(jié)構(gòu)發(fā)生了如圖所示的變化。這種染色體結(jié)構(gòu)的變異屬于()A．缺失B．倒位C．重復 D．易位解析：選B分析圖示可知，原來排列為123456的染色體，經(jīng)過變異后，重新連接為125436的排列順序，可知其中的345片段發(fā)生了180°的顛倒，此類染色體結(jié)構(gòu)變異為倒位。2.(2020·山東等級考)在細胞分裂過程中，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連接在一起，著絲點分裂后向兩極移動時出現(xiàn)“染色體橋”結(jié)構(gòu)，如圖所示。若某細胞進行有絲分裂時，出現(xiàn)“染色體橋”并在兩著絲點間任一位置發(fā)生斷裂，形成的兩條子染色體移到細胞兩極。不考慮其他變異，關(guān)于該細胞的說法錯誤的是()A．可在分裂后期觀察到“染色體橋”結(jié)構(gòu)B．其子細胞中染色體的數(shù)目不會發(fā)生改變C．其子細胞中有的染色體上連接了非同源染色體片段D．若該細胞基因型為Aa，可能會產(chǎn)生基因型為Aaa的子細胞解析：選C著絲點分裂后向兩極移動時出現(xiàn)“染色體橋”結(jié)構(gòu)，因此可在分裂后期觀察到“染色體橋”結(jié)構(gòu)，A正確；進行有絲分裂時，“染色體橋”在兩著絲點間任一位置發(fā)生斷裂，形成的兩條子染色體移到細胞兩極，不會改變其子細胞中染色體的數(shù)目，B正確；姐妹染色單體連接在一起，著絲點分裂后出現(xiàn)“染色體橋”結(jié)構(gòu)，因此其子細胞中染色體上不會連接非同源染色體片段，C錯誤；姐妹染色單體形成的“染色體橋”結(jié)構(gòu)在分裂時，會在兩著絲點間任一位置發(fā)生斷裂，形成的一條子染色體可能攜帶有2個相同基因，產(chǎn)生含有2個相同基因的子細胞，若該細胞的基因型為Aa，可能會產(chǎn)生基因型為Aaa的子細胞，D正確。[強知能·補欠缺]1．細胞分裂圖像中染色體組數(shù)的判斷方法圖示以生殖細胞中的染色體數(shù)為標準，判斷題目中所給圖像中的染色體組數(shù)。如下圖所示：解讀(1)圖a為減數(shù)第一次分裂的前期，染色體4條，生殖細胞中染色體2條，該細胞中有2個染色體組，每個染色體組有2條染色體。(2)圖b為減數(shù)第一次分裂的末期或減數(shù)第二次分裂前期，染色體2條，生殖細胞中染色體2條，該細胞中有1個染色體組，染色體組中有2條染色體。(3)圖c為減數(shù)第一次分裂的后期，染色體4條，生殖細胞中染色體2條，該細胞中有2個染色體組，每個染色體組有2條染色體。(4)圖d為有絲分裂后期，染色體8條，生殖細胞中染色體2條，該細胞中有4個染色體組，每個染色體組有2條染色體。2．“三看法”判斷基因突變和染色體變異[練題點·全過關(guān)]1．如圖a～d分別表示不同生物的體細胞圖像，有關(guān)這些圖像的敘述，錯誤的是()A．細胞a含有一個染色體組，該生物體很可能是單倍體B．細胞b含有兩個染色體組，該生物體可能是單體C．細胞c含有三個染色體組，該生物體一定是三倍體D．若已知細胞d由受精卵發(fā)育而來，該生物體可能是三體解析：選C細胞c的每一組字母都代表三個等位基因，同一組字母代表的三個等位基因，分別位于三條同源染色體上，含有三個染色體組，若該生物體由受精卵發(fā)育而來，則是三倍體；若該生物由六倍體的配子直接發(fā)育而來，則是單倍體，C錯誤。2．某二倍體高等動物(2n＝6)雄性個體的基因型為AaBb，其體內(nèi)某細胞處于細胞分裂某時期的示意圖如圖所示。下列敘述正確的是()A．形成該細胞過程中發(fā)生了基因突變和染色體變異B．該細胞含有3個四分體，6條染色體，12個DNA分子C．該細胞每條染色體的著絲點都連有兩極發(fā)出的紡錘絲D．該細胞分裂形成的配子的基因型為aBX、aBXA、AbY、bY解析：選D由圖可知，A基因所在的染色體片段易位到了X染色體上，沒有體現(xiàn)基因突變；該細胞處于減數(shù)第一次分裂中期，四分體為前期的特征，DNA分子除主要分布在染色體上外，細胞質(zhì)中也含有DNA，所以該細胞中DNA分子數(shù)大于12；動物細胞的紡錘絲由中心體發(fā)出；據(jù)圖可知，該細胞可分裂形成aBX、aBXA、AbY和bY4種配子。3．如圖所示，關(guān)于甲、乙、丙、丁的敘述，正確的是()A．甲屬于基因突變，乙屬于染色體變異B．丙出現(xiàn)的變異只能出現(xiàn)在有絲分裂中C．丁細胞含有兩個染色體組D．甲、乙、丙、丁均屬于染色體變異解析：選C染色體變異是指染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的改變。染色體結(jié)構(gòu)的變異主要有缺失、重復、倒位、易位四種類型。甲中基因沒有改變，只是b和d的位置發(fā)生了交換，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的倒位，乙中基因gh重復出現(xiàn)，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復；丙是有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期，所以出現(xiàn)的變異不只出現(xiàn)在有絲分裂中，在四倍體減數(shù)分裂過程中也可能出現(xiàn)；丁細胞中染色體大小相同，含有一對等位基因，所以含有兩個染色體組；甲、乙、丙、丁中，甲、乙、丙屬于染色體變異，丁為基因突變。二、低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化(實驗)[試考題·查欠缺]1．(2021·荊州月考)下列關(guān)于低溫誘導染色體加倍實驗的敘述，正確的是()A．原理：低溫抑制染色體著絲點分裂，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)細胞的染色體數(shù)目發(fā)生改變解析：選C低溫誘導染色體加倍實驗的原理是抑制紡錘體的形成，導致染色體不分離，從而產(chǎn)生染色體數(shù)目加倍的細胞；卡諾氏液能固定細胞的形態(tài)，而鹽酸酒精混合液可以使洋蔥根尖解離；改良苯酚品紅溶液和醋酸洋紅溶液都可以使染色體著色；洋蔥根尖裝片中的細胞大部分處于有絲分裂間期，在顯微鏡下能觀察到染色體數(shù)目發(fā)生改變的只是少數(shù)細胞。2．(2021·揭陽質(zhì)檢)用濃度為2%的秋水仙素溶液處理植物分生組織5～6小時，能夠誘導細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。某生物小組為了探究一定時間的低溫(如4℃A．實驗的假設：一定時間的低溫處理水培的洋蔥根尖，能夠誘導細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍B．低溫和秋水仙素作用原理都是抑制細胞分裂過程中紡錘體的形成，抑制著絲點的分裂C．本實驗處理過程要用到卡諾氏液浸泡洋蔥根尖來固定細胞形態(tài)，體積分數(shù)為95%的酒精沖洗經(jīng)卡諾氏液浸泡的根尖2次D．本實驗先低倍鏡尋找，視野中有正常的二倍體細胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細胞解析：選B根據(jù)題意分析可知，實驗是用低溫(4℃[強知能·補欠缺]1．實驗原理低溫可抑制紡錘體形成，阻止細胞分裂，導致細胞染色體數(shù)目加倍。2．實驗中的試劑及其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固定細胞形態(tài)體積分數(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)量分數(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胞質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸與體積分數(shù)為95%的酒精等體積混合，作為解離液解離根尖細胞清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3．注意事項(1)顯微鏡下觀察到的是死細胞，而不是活細胞：植物細胞經(jīng)卡諾氏液固定后細胞已死亡。(2)選擇材料不能隨意：誤將低溫處理“分生組織細胞”等同于“任何細胞”。因為染色體數(shù)目變化發(fā)生在細胞分裂時，處理其他細胞不會出現(xiàn)染色體加倍的情況。(3)低溫處理的理解誤區(qū)：誤認為低溫處理時間越長越好。低溫處理的目的只是抑制紡錘體形成，使染色體不能被拉向兩極。如果低溫持續(xù)時間過長，會影響細胞的各項功能，甚至死亡。(4)著絲點分裂不是紡錘絲牽引的結(jié)果：誤將“抑制紡錘體形成”等同于“著絲點不分裂”。著絲點是自動分裂，不需要紡錘絲牽引。紡錘絲牽引的作用是將染色體拉向兩極。4．低溫誘導染色體加倍實驗與觀察細胞有絲分裂實驗的操作步驟比較項目低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂培養(yǎng)待洋蔥長出1cm左右不定根時4℃適宜溫度下培養(yǎng)固定解離前用卡諾氏液進行固定，然后用體積分數(shù)為95%的酒精沖洗2次不用固定染色用改良苯酚品紅染液用醋酸洋紅液或龍膽紫溶液[練題點·全過關(guān)]1．某生物興趣小組的同學將生長旺盛的洋蔥不定根置于4℃A．低溫處理能阻斷洋蔥根尖細胞中DNA的復制B．用改良苯酚品紅染液處理根尖可使染色體著色C．制作臨時裝片前可用卡諾氏液維持細胞的活性D．低倍鏡視野中所有細胞染色體數(shù)都已發(fā)生改變解析：選B低溫處理能阻斷洋蔥根尖細胞中紡錘體的形成；卡諾氏液固定后細胞已經(jīng)死亡；細胞周期中間期時間最長，故視野中間期細胞數(shù)目最多，大多數(shù)細胞染色體數(shù)未發(fā)生改變。2．(2021·樂山一模)關(guān)于低溫誘導洋蔥根尖染色體數(shù)目變化的實驗，下列敘述正確的是()A．觀察時應先用低倍鏡在視野中找到分生區(qū)細胞B．低溫處理能抑制紡錘體的形成，但不影響細胞分裂C．實驗中鹽酸的作用是使DNA和蛋白質(zhì)分離，便于著色D．顯微鏡視野中觀察到的絕大多數(shù)細胞含有四個染色體組解析：選A低倍鏡下觀察視野寬，便于找到分生區(qū)，而高倍鏡下更容易看清染色體，A正確；低溫抑制洋蔥根尖細胞有絲分裂前期紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍，從而影響細胞分裂，B錯誤；實驗中鹽酸的作用是使組織細胞相互分離，鹽酸的存在不利于染色，因此解離后需漂洗，C錯誤；顯微鏡視野中只能觀察到極少數(shù)細胞含有四個染色體組，D錯誤。3．(2021·天津一模)如圖是某學生用二倍體植物(2N＝20)做低溫誘導染色體加倍實驗時，所拍攝的顯微照片，下列說法正確的是()A．該學生通過構(gòu)建物理模型來研究低溫誘導染色體加倍的過程B．在圖中N時期，一定有4個染色體組C．低溫發(fā)揮作用的時期是圖中M所示的時期D．從圖中看不到由N→M時期的連續(xù)變化過程解析：選D圖示為拍攝的顯微照片，屬于放大后的圖像，故不屬于物理模型，A錯誤；圖中N時期為分裂中期圖示，可能為誘導加倍前的細胞中期圖(2個染色體組)，也可能為誘導加倍后的細胞中期圖(4個染色體組)，故可能有2個或4個染色體組，B錯誤；低溫抑制了紡錘體的形成，而紡錘體形成是在分裂前期，因此低溫發(fā)揮作用的時期是分裂前期，而圖中M所示的時期為分裂后期，C錯誤；低溫誘導染色體加倍實驗中，觀察的細胞為死細胞，故從圖中看不到由N→M時期的連續(xù)變化過程，D正確。三、生物育種[試考題·查欠缺]1．(2020·全國卷Ⅰ)遺傳學理論可用于指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐?；卮鹣铝袉栴}：(1)生物體進行有性生殖形成配子的過程中，在不發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異的情況下，產(chǎn)生基因重新組合的途徑有兩條，分別是_________________________________________________________________________________________________________________。(2)在誘變育種過程中，通過誘變獲得的新性狀一般不能穩(wěn)定遺傳，原因是____________________________，若要使誘變獲得的性狀能夠穩(wěn)定遺傳，需要采取的措施是________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)交叉互換型基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期同源染色體聯(lián)會過程中，在該過程中同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體之間的交換而發(fā)生交換；自由組合型基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期，伴隨著非同源染色體的自由組合，位于非同源染色體上的非等位基因自由組合。(2)誘變育種過程中，突變體一般為雜合子，即控制新性狀的基因型是雜合的，不能穩(wěn)定遺傳；對于雜合子，可以采用連續(xù)自交和不斷選擇的方法，獲得純合子，即通過自交篩選性狀能穩(wěn)定遺傳的子代。答案：(1)在減數(shù)分裂過程中，隨著非同源染色體的自由組合，非等位基因自由組合；同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換，導致染色單體上的基因重組(2)控制新性狀的基因型是雜合的通過自交篩選性狀能穩(wěn)定遺傳的子代2．(2020·全國卷Ⅲ)普通小麥是目前世界各地栽培的重要糧食作物。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染色體組，每個染色體組均含7條染色體)。在此基礎上，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：一粒小麥×斯氏麥草(AA)(BB)↓雜種一↓擬二粒小麥×滔氏麥草(AABB)(DD)↓雜種二↓普通小麥(AABBDD)(1)在普通小麥的形成過程中，雜種一是高度不育的，原因是________________________________________________________________________。已知普通小麥是雜種二染色體加倍形成的多倍體，普通小麥體細胞中有________條染色體。一般來說，與二倍體相比，多倍體的優(yōu)點是________________________(答出2點即可)。(2)若要用人工方法使植物細胞染色體加倍，可采用的方法有__________________(答出1點即可)。(3)現(xiàn)有甲、乙兩個普通小麥品種(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、乙為實驗材料設計實驗獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種，請簡要寫出實驗思路。解析：(1)雜種一(AB)含有一粒小麥的一個染色體組(A)和斯氏麥草的一個染色體組(B)，由于雜種一無同源染色體，不能進行正常的減數(shù)分裂，故其高度不育。普通小麥(AABBDD)有6個染色體組，結(jié)合題干信息“A、B、D分別代表不同物種的一個染色體組，每個染色體組均含7條染色體”可知，普通小麥體細胞中有42條染色體。一般來說，與二倍體植株相比，多倍體植株莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量增加。(2)人工誘導多倍體的方法有用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，低溫處理等。(3)若要以甲(抗病易倒伏)和乙(易感病抗倒伏)小麥純種為實驗材料，獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種，可通過雜交育種或單倍體育種的方法來實現(xiàn)。方法一：P甲(抗病易倒伏)×乙(易感病抗倒伏)↓F1↓?F2抗病易倒伏、抗病抗倒伏、易感病易倒伏、易感病抗倒伏↓篩選出抗病抗倒伏小麥植株進行連續(xù)自交，自交后代不發(fā)生性狀分離的植株即為目標植株方法二：P甲(抗病易倒伏)×乙(易感病抗倒伏)↓F1↓花藥離體培養(yǎng)單倍體幼苗↓用秋水仙素處理F2抗病易倒伏、抗病抗倒伏、易感病易倒伏、易感病抗倒伏↓從中選擇抗病抗倒伏的小麥植株即可答案：(1)無同源染色體，不能進行正常的減數(shù)分裂42營養(yǎng)物質(zhì)含量高、莖稈粗壯(2)秋水仙素處理(3)甲、乙兩個品種雜交，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。(合理即可)[強知能·補欠缺]列表識記幾種常見生物育種方式名稱原理方法優(yōu)點缺點實例雜交育種基因重組培育純合子品種：雜交→自交→篩選出符合要求的表現(xiàn)型，通過自交至不發(fā)生性狀分離為止方法簡便，使分散在同一物種不同品種中的多個優(yōu)良性狀集中于同一個體上①育種時間一般比較長；②局限于同種或親緣關(guān)系較近的個體；③需及時發(fā)現(xiàn)優(yōu)良品種矮稈抗病小麥培育雜合子品種：一般是選取純合雙親eq\o(→,\s\up7(雜交))子一代年年制種雜交水稻、雜交玉米等誘變育種基因突變①物理：紫外線、X或γ射線、微重力、激光等處理，再篩選；②化學：亞硝酸、硫酸二乙酯處理，再選擇提高變異頻率，加快育種進程，大幅度改良某些性狀盲目性大，有利變異少，工作量大，需要處理大量的供試材料高產(chǎn)青霉菌單倍體育種染色體數(shù)目變異①先進行花藥離體培養(yǎng)，培養(yǎng)出單倍體植株；②將單倍體幼苗經(jīng)一定濃度的秋水仙素處理獲得純合子；③從中選擇優(yōu)良植株明顯縮短育種年限，子代均為純合子，加速育種進程技術(shù)復雜“京花1號”小麥多倍體育種染色體數(shù)目變異用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗操作簡單，能較快獲得所需品種所獲品種發(fā)育延遲，結(jié)實率低，一般只適用于植物無子西瓜、八倍體小黑麥基因工程育種基因重組將一種生物的特定基因轉(zhuǎn)移到另一種生物細胞中能定向改造生物的遺傳性狀有可能引發(fā)生態(tài)危機轉(zhuǎn)基因抗蟲棉[練題點·全過關(guān)]1．番茄的抗病(R)對感病(r)為顯性，高稈(D)對矮稈(d)為顯性，控制上述兩對相對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。為獲得純合高稈抗病番茄植株，研究人員采用了如圖所示的方法。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是()A．若過程①的F1自交一代，產(chǎn)生的高稈抗病植株中純合子占1/9B．過程②常用一定濃度的秋水仙素處理單倍體的種子C．過程③應用的原理是細胞增殖D．過程④“航天育種”方法中主要的變異類型是基因重組解析：選A純合高稈感病植株(DDrr)與純合矮稈抗病植株(ddRR)雜交，F(xiàn)1基因型為DdRr，F(xiàn)1自交一代，產(chǎn)生的高稈抗病植株占總數(shù)的9/16，其中純合子占1/9，A正確。二倍體經(jīng)花藥離體培養(yǎng)獲得的單倍體沒有種子，只能用秋水仙素處理幼苗，B錯誤。過程③應用的原理是植物細胞的全能性，C錯誤。過程④“航天育種”方法中主要的變異類型是基因突變，D錯誤。2．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·湖南卷)育種與農(nóng)作物和家禽家畜品種改良密切相關(guān)。下列敘述正確的是()A．利用野生資源是雜交育種的重要手段B．雜交親本間遺傳差異越小，雜種優(yōu)勢越大C．與單倍體育種相比，雜交育種周期顯著縮短D．誘變育種所依據(jù)的主要遺傳學原理是基因的定向突變解析：選A通過雜交育種可以將優(yōu)良性狀集中在一起，利用野生資源是雜交育種的重要手段，A正確；雜交親本間遺傳差異越大，雜種優(yōu)勢越大，B錯誤；與單倍體育種相比，雜交育種周期較長，C錯誤；誘變育種所依據(jù)的主要遺傳學原理是基因突變，基因突變是不定向的，D錯誤。3．已知小麥高產(chǎn)(H)對低產(chǎn)(h)為顯性，抗病(R)對不抗病(r)為顯性，兩對基因自由組合，體細胞染色體數(shù)為42?，F(xiàn)用基因型為HHrr、hhRR的小麥品系，通過單倍體育種選育能穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)、抗病小麥新品種。(1)首先利用題中提供的兩個小麥品系進行雜交實驗，得F1，F(xiàn)1基因型為________，再對F1的花藥進行離體培養(yǎng)。(2)在離體培養(yǎng)過程中，單倍體有一部分能自然加倍成為二倍體植株，該二倍體植株的花粉表現(xiàn)為________(填“可育”或“不育”)，花粉細胞中染色體數(shù)為________。(3)在離體培養(yǎng)過程中，一部分花藥壁細胞能發(fā)育成植株，該植株________(填“可結(jié)實”或“不結(jié)實”)。(4)自然加倍植株和花藥壁植株中都存在高產(chǎn)、抗病的表現(xiàn)型。為獲得能穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)、抗病新品種，本實驗應選以上兩種植株中的________植株，因為______________________________________________________________________________________________。(5)鑒別上述自然加倍植株與花藥壁植株的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)單倍體育種的第一步是雜交，題中兩品種雜交產(chǎn)生F1(HrRr)，取F1的花藥進行離體培養(yǎng)。(2)單倍體自然加倍和人工加倍結(jié)果都相同，可以得到正常二倍體植株，可以進行正常的減數(shù)分裂，得到正常的配子，所以花粉表現(xiàn)為可育，其細胞中染色體數(shù)為正常體細胞的一半(21條)。(3)因為花藥壁細胞為體細胞，含有兩個染色體組，所以該植株可以結(jié)實。(4)單倍體植株的染色體加倍后得到的是純合子，高產(chǎn)、抗病性狀可以穩(wěn)定遺傳，而花藥壁植株為雜合子，后代會出現(xiàn)性狀分離，所以育種應選自然加倍的植株。(5)鑒別自然加倍植株與花藥壁植株的實質(zhì)是鑒別其基因型，植物基因型鑒別的最佳方法是自交，如果后代只有一種表現(xiàn)型，則為自然加倍的植株，如果后代有性狀分離，則為花藥壁植株。答案：(1)HhRr(2)可育21(3)可結(jié)實(4)自然加倍自然加倍植株的基因型是純合的，花藥壁植株的基因型是雜合的(5)讓兩種植株分別自交，子代性狀表現(xiàn)一致的是自然加倍植株，子代發(fā)生性狀分離的是花藥壁植株科學思維——利用假說—演繹法判斷生物變異類型1．可遺傳變異與不可遺傳變異及判斷方法(1)可遺傳變異與不可遺傳變異①不可遺傳變異eq\o(→,\s\up7(原因))環(huán)境變化，遺傳物質(zhì)未變②可遺傳變異eq\o(→,\s\up7(來源))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(基因突變：生物變異的根本來源,基因重組,染色體變異))(2)判斷方法2．基因突變與基因重組的判斷3．染色體變異與基因突變的判斷(1)判斷依據(jù)：光學顯微鏡下能觀察到的是染色體變異，不能觀察到的是基因突變。(2)具體操作：制作正常個體與待測變異個體的有絲分裂臨時裝片，找到中期圖進行染色體結(jié)構(gòu)與數(shù)目的比較可以判斷是否發(fā)生了染色體變異。[典例](2021·黃岡調(diào)研)幾種性染色體異常果蠅的性別、育性等如圖所示。(1)圖示果蠅發(fā)生的變異類型是____________________________________________。(2)白眼雌果蠅(XrXrY)最多能產(chǎn)生Xr、XrXr、________和________四種類型的配子。該果蠅與紅眼雄果蠅(XRY)雜交，子代中紅眼雌果蠅的基因型為________________________________________________________________________。(3)用黑身白眼雌果蠅(aaXrXr)與灰身紅眼雄果蠅(AAXRY)雜交，F(xiàn)1雌果蠅表現(xiàn)為灰身紅眼，雄果蠅表現(xiàn)為灰身白眼。F2中灰身紅眼與黑身白眼果蠅的比例為______，從F2灰身紅眼雌果蠅和灰身白眼雄果蠅中各隨機選取一只雜交，子代中出現(xiàn)黑身白眼果蠅的概率為________________。(4)用紅眼雌果蠅(XRXR)與白眼雄果蠅(XrY)為親本雜交，在F1群體中發(fā)現(xiàn)一只白眼雄果蠅(記為“M”)。M果蠅出現(xiàn)的原因有三種可能：第一種是環(huán)境改變引起表現(xiàn)型變化，但基因型未變；第二種是親本果蠅發(fā)生基因突變；第三種是親本雌果蠅在減數(shù)分裂時X染色體不分離。請設計簡便的雜交實驗，確定M果蠅的出現(xiàn)是由哪一種原因引起的。實驗步驟：___________________________________________________________。結(jié)果預測：Ⅰ.若_____________________________________________________，則是環(huán)境改變；Ⅱ.若_____________________________________________，則是基因突變；Ⅲ.若________________________________________，則是減數(shù)分裂時X染色體不分離。[解析](1)正常果蠅體細胞中染色體數(shù)為8條，有2個染色體組；圖示果蠅均發(fā)生個別染色體數(shù)目的增加或減少，屬于染色體數(shù)目變異。(2)基因型為XrXrY的白眼雌果蠅最多能產(chǎn)生Xr、XrY、XrXr、Y四種類型的配子，該果蠅與基因型為XRY的紅眼雄果蠅雜交，紅眼雄果蠅(XRY)可產(chǎn)生含XR的配子，該配子與白眼雌果蠅(XrXrY)產(chǎn)生的四種配子結(jié)合，后代的基因型分別為XRXr、XRXrY、XRXrXr、XRY，其中XRXr為雌性個體，XRY為雄性個體，根據(jù)圖示可知，XRXrY為雌性個體，XRXrXr的個體死亡，因此子代中紅眼雌果蠅的基因型為XRXr、XRXrY。(3)黑身白眼雌果蠅(aaXrXr)與灰身紅眼雄果蠅(AAXRY)雜交，F(xiàn)1的基因型為AaXRXr、AaXrY，F(xiàn)2中灰身紅眼果蠅所占比例為3/4(A_)×1/2(XRXr、XRY)＝3/8，黑身白眼果蠅所占比例為1/4(aa)×1/2(XrXr、XrY)＝1/8，故兩者的比例為3∶1。從F2灰身紅眼雌果蠅(A_XRXr)和灰身白眼雄果蠅(A_XrY)中各隨機選取一只雜交，子代中出現(xiàn)黑身果蠅(aa)的概率為2/3(Aa)×2/3(Aa)×1/4＝1/9，出現(xiàn)白眼的概率為1/2(XrXr、XrY)，因此子代中出現(xiàn)黑身白眼果蠅的概率為1/9×1/2＝1/18。(4)由題干信息可知，三種可能情況下，M果蠅的基因型分別為XRY、XrY、XrO。因此，本實驗可以用M果蠅與多只正常的白眼雌果蠅(XrXr)雜交，統(tǒng)計子代果蠅的眼色。第一種情況下，XRY與XrXr的果蠅雜交，子代雌果蠅全部為紅眼，雄果蠅全部為白眼；第二種情況下，XrY與XrXr的果蠅雜交，子代全部是白眼；第三種情況下，由題干所給圖示可知，XrO的個體不育，因此其與XrXr的果蠅雜交，沒有子代產(chǎn)生。[答案](1)染色體數(shù)目變異(2)XrYYXRXr、XRXrY(3)3∶11/18(4)M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交，分析子代的表現(xiàn)型Ⅰ.子代出現(xiàn)紅眼(雌)果蠅Ⅱ.子代表現(xiàn)型全部為白眼Ⅲ.無子代產(chǎn)生[思維建模]利用假說—演繹法探究變異類型的答題模板(以上題為例)[析題用模]1．(2021·莆田一模)已知果蠅的紅眼和白眼由X染色體上A、a基因控制，XO型(只有一條性染色體)個體為不育的雄果蠅。將紅眼雄果蠅與白眼雌果蠅雜交，理論上F1雌性全為紅眼，雄性全為白眼。觀察發(fā)現(xiàn)，在上述雜交中，2000～3000只白眼雄果蠅中出現(xiàn)了一只紅眼雄果蠅M。為探究果蠅M出現(xiàn)的原因，將果蠅M與正常白眼雌果蠅雜交，下列分析錯誤的是()A．如果沒有子代產(chǎn)生，則果蠅M的基因型為XAOB．如果要判斷果蠅M是否為XO型，可以通過顯微鏡檢查確定C．如果子代雌雄果蠅均為白眼，則果蠅M的出現(xiàn)是僅由環(huán)境改變引起D．如果子代雄性全為紅眼，雌性全為白眼，則果蠅M的出現(xiàn)為基因突變的結(jié)果解析：選D由題意可知，XO型(只有一條性染色體)個體為不育的雄果蠅，如果沒有子代，則果蠅M發(fā)生了染色體缺失，其基因型為XAO，A正確；染色體變異可以在光學顯微鏡下觀察到，所以要判斷果蠅M是否為XO型，可以通過顯微鏡檢查確定，B正確；果蠅M與正常白眼雌