2018屆高考生物一輪復(fù)習(xí) 第七單元 生物的變異、育種與進(jìn)化 第21講 染色體變異學(xué)案
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1、 第21講 染色體變異 [最新考綱] 1.染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異(Ⅱ)。2.生物變異在育種上的應(yīng)用(Ⅱ)。3.轉(zhuǎn)基因食品的安全(Ⅰ)。4.實(shí)驗(yàn):低溫誘導(dǎo)染色體加倍。 考點(diǎn)一 染色體變異的判斷與分析(5年13考) 1.染色體結(jié)構(gòu)的變異 (1)類型(連線) (2)結(jié)果:使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變,從而導(dǎo)致性狀的變異。 2.染色體數(shù)目變異 (1)類型 (2)染色體組(根據(jù)果蠅染色體組成圖歸納) ①從染色體來源看,一個(gè)染色體組中不含同源染色體。 ②從形態(tài)、大小和功能看,一個(gè)染色體組中所含的染色體各不相同。 ③從所含的基因看,一個(gè)染色體組中含有控
2、制本物種生物性狀的一整套基因,但不能重復(fù)。 注意:染色體組與基因組不是同一概念 染色體組:二倍體生物配子中的染色體數(shù)目?;蚪M:對(duì)于有性染色體的生物(二倍體),其基因組為常染色體/2+性染色體;對(duì)于無性染色體的生物,其基因組與染色體組相同。 3.單體體、二倍體和多倍體 項(xiàng)目 單倍體 二倍體 多倍體 發(fā)育起點(diǎn) 配子 受精卵 受精卵 特點(diǎn) (1)植株弱小 (2)高度不育 (1)莖稈粗壯 (2)葉、果實(shí)、種子較大 (3)營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富 體細(xì)胞 染色體組數(shù) 1或多個(gè) 2個(gè) ≥3個(gè) 請(qǐng)解讀下列三幅圖示: (1)圖甲、圖乙均發(fā)生了某些片段的交換
3、,其交換對(duì)象分別是什么?它們屬于何類變異? 提示 圖甲發(fā)生了非同源染色體間片段的交換,圖乙發(fā)生的是同源染色體非姐妹染色單體間相應(yīng)片段的交換,前者屬染色體結(jié)構(gòu)變異中的“易位”,后者則屬于交叉互換型基因重組。 (2)圖丙①~④的結(jié)果中哪些是由染色體變異引起的?它們分別屬于何類變異?能在光鏡下觀察到的是 。 提示 與圖中兩條染色體上的基因相比推知: ①染色體片段缺失?、谌旧w片段的易位?、刍蛲蛔? ④染色體中片段倒位 ①②④均為染色體變異,可在光學(xué)顯微鏡下觀察到,③為基因突變,不能在顯微鏡下觀察到。 (3)圖丙①~④中哪類變異沒有改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量和排列順序? 提示 圖丙①
4、~④中③的基因突變只是產(chǎn)生了新基因,即改變基因的質(zhì),并未改變基因的量,故染色體上基因的數(shù)量和排列順序均未發(fā)生改變。 染色體結(jié)構(gòu)變異的判斷 (2016·經(jīng)典高考,14)如圖中甲、乙兩個(gè)體的一對(duì)同源染色體中各有一條發(fā)生變異(字母表示基因)。下列敘述正確的是( ?。? A.個(gè)體甲的變異對(duì)表型無影響 B.個(gè)體乙細(xì)胞減數(shù)分裂形成的四分體異常 C.個(gè)體甲自交的后代,性狀分離比為3∶1 D.個(gè)體乙染色體沒有基因缺失,表型無異常 解析 個(gè)體甲的變異屬于缺失,基因“e”所在片段缺失,影響表型,A錯(cuò)誤;個(gè)體乙發(fā)生的變異是倒位,減數(shù)分裂形成的四分體異常,呈“十字型”,B正確;含缺失染色體的配子
5、一般是敗育的,故其后代一般不會(huì)發(fā)生性狀分離,C錯(cuò)誤;個(gè)體乙染色體沒有基因缺失,但發(fā)生倒位,表型異常,D錯(cuò)誤。 答案 B 2.(2017·河北衡水中學(xué)期中,37)如圖①②③④分別表示不同的變異類型,基因a、a′僅有圖③所示片段的差異。相關(guān)敘述正確的是( ?。? A.圖中4種變異中能夠遺傳的變異是①②④ B.③中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失 C.④中的變異可能是染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復(fù) D.①②都表示同源染色體非姐妹染色單體的交叉互換,發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的前期 解析 可遺傳變異包括基因突變、基因重組和染色體變異。由圖可知,①為同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換,屬于基
6、因重組;②為非同源染色體之間交換片段,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位;③發(fā)生了堿基對(duì)的增添,屬于基因突變;④為染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復(fù),C正確。 答案 C 染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變、基因重組的辨析 (1)染色體易位與交叉互換 染色體易位 交叉互換 圖解 區(qū)別 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 (2)染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的判斷 染色體數(shù)目變異與染色體組 (2017·經(jīng)典高考,19)一株同源四倍體玉米的基因型為Aaaa,
7、其異常聯(lián)會(huì)形成的部分配子也可受精形成子代。下列相關(guān)敘述正確的是( ?。? A.上圖表示的過程發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期 B.自交后代會(huì)出現(xiàn)染色體數(shù)目變異的個(gè)體 C.該玉米單穗上的籽?;蛐拖嗤? D.該植株花藥培養(yǎng)加倍后的個(gè)體均為純合子 解析 同源染色體的聯(lián)會(huì)發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的前期,A錯(cuò)誤;由于異常聯(lián)會(huì),形成染色體數(shù)目異常的配子,自交后代會(huì)出現(xiàn)染色體數(shù)目變異的個(gè)體,B正確;經(jīng)過減數(shù)分裂可以成多種不同類型的配子,該玉米單穗上的籽?;蛐涂赡懿煌?,C錯(cuò)誤;由于減數(shù)分裂可形成雜合的配子則該植株花藥培養(yǎng)加倍后的個(gè)體可為雜合子,D錯(cuò)誤。 答案 B (1)“二看法”確認(rèn)單倍體、二倍體、
8、多倍體 (2)“三法”判定染色體組 方法1 根據(jù)染色體形態(tài)判定 細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條,則含有幾個(gè)染色體組。 方法2 根據(jù)基因型判定 在細(xì)胞或生物體的基因型中,控制同一性狀的基因(包括同一字母的大、小寫)出現(xiàn)幾次,則含有幾個(gè)染色體組。 方法3 根據(jù)染色體數(shù)和染色體的形態(tài)數(shù)推算 染色體組數(shù)=染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。如果蠅體細(xì)胞中有8條染色體,分為4種形態(tài),則染色體組的數(shù)目為2?! ? 【方法體驗(yàn)】 (2018·湖北四市聯(lián)考)下圖是四種生物的體細(xì)胞示意圖,A、B圖中的每一個(gè)字母代表細(xì)胞的染色體上的基因,C、D圖代表細(xì)胞的染色體情況,那么最可能屬于多倍體的細(xì)胞是
9、( ?。? 解析 體細(xì)胞中含有三個(gè)及三個(gè)以上染色體組的個(gè)體,稱為多倍體。B中1個(gè)染色體組。由于A中基因重復(fù),有可能是二倍體生物在有絲分裂時(shí)染色體復(fù)制過了。A、B錯(cuò)誤;C中2個(gè)染色體組,D中4個(gè)染色體組,C錯(cuò)誤、D正確。 答案 D 染色體變異在實(shí)踐中的應(yīng)用 (2017·河南洛陽三模,30)遺傳學(xué)是一門探索生命起源和進(jìn)化歷程的學(xué)科,興起于20世紀(jì),發(fā)展異常迅速。請(qǐng)分析回答: (1)最早證明基因位于染色體上的科學(xué)家是 ?。ㄌ睢懊系聽枴薄八_頓”或“摩爾根”),他發(fā)現(xiàn)了控制果蠅紅白眼色的基因位于 染色體上。 (2)在遺傳學(xué)研究中,經(jīng)常要通過實(shí)驗(yàn)來確定某基因位于哪一條常染色體。對(duì)
10、于植物核基因的定位常用到下列方法(三體和單體產(chǎn)生的配子均為可育配子,且后代均存活),例如: ①讓常染色體隱性突變型和野生型三體(2號(hào)染色體多一條)品系雜交,子一代中的三體個(gè)體再與隱性親本回交,如果在它們的子代中野生型和突變型之比是5∶1而不是 ,則說明該突變基因及其等位基因位于2號(hào)染色體上。 ②也可讓常染色體隱性突變型和野生型單體(2號(hào)染色體缺少一條)品系雜交,如果子一代中野生型和突變型之比是 而不是 ,則說明該突變基因及其等位基因位于2號(hào)染色體上。 解析?。?)摩爾根以果蠅為實(shí)驗(yàn)材料,運(yùn)用假說—演繹法,將控制紅眼與白眼的基因與X染色體聯(lián)系起來,證明了基因位于染色體上。
11、(2)設(shè)相關(guān)基因用A、a表示。①若突變基因在2號(hào)染色體上,常染色體隱性突變型(aa)和野生型三體(AAA)雜交獲得的三體果蠅為AAa,AAa產(chǎn)生的配子類型及比例為A∶Aa∶AA∶a=2∶2∶1∶1,故AAa與aa回交后代表現(xiàn)型及比例為野生型∶突變型=5∶1。若突變基因不在2號(hào)染色體上,野生型三體果蠅基因型為AA,它與常染色體隱性突變型(aa)雜交獲得的果蠅為Aa,Aa與aa回交后代表現(xiàn)型及比例為野生型∶突變型=1∶1。②若突變基因在2號(hào)染色體上,常染色體隱性突變型(aa)和野生型單體(AO)雜交,子一代中野生型和突變型之比為Aa∶aO=1∶1,若該突變基因不在2號(hào)染色體上,野生型單體果蠅基因型
12、為AA,它與常染色體隱性突變型(aa)雜交,子一代全為野生型。 答案?。?)摩爾根 X?。?)①1∶1?、?∶1 1∶0(全為野生型) 1.“四法”判斷生物變異的類型 (1)生物類型推斷法 (2)細(xì)胞分裂方式推斷法 (3)顯微鏡輔助推斷法 (4)變異水平推斷法 2.可遺傳變異與不可遺傳變異的判斷 考點(diǎn)二 變異在育種中的應(yīng)用 1.雜交育種 (1)原理:基因重組 (2)過程: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→優(yōu)良品種。 (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
13、)缺點(diǎn):獲得新品種的周期長。 2.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,需處理大量材料。 3.單倍體育種 (1)原理:染色體(數(shù)目)變異。 (2)方法 (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。 4.多倍體育種 (1)方法:用秋水仙素或低溫處理。 (2)處理材料:萌發(fā)的種子或幼苗。 (3)原理 (4)實(shí)例:三倍體無子西瓜 ① ②三倍體西瓜無子的原因:三倍體西瓜在減數(shù)分裂過程
14、中,由于染色體聯(lián)會(huì)紊亂,不能產(chǎn)生正常配子。 特別提醒?。?)單倍體并非都不育。二倍體的配子發(fā)育成的單倍體,表現(xiàn)為高度不育;多倍體的配子如含有偶數(shù)個(gè)染色體組,則發(fā)育成的單倍體含有同源染色體及等位基因,可育并能產(chǎn)生后代。 (2)單倍體育種主要包括雜交、花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素處理和篩選四個(gè)過程,不能簡單地認(rèn)為花藥離體培養(yǎng)就是單倍體育種的全部。 (3)單倍體育種與多倍體育種的操作對(duì)象不同。兩種育種方式都出現(xiàn)了染色體加倍情況,但操作對(duì)象不同。單倍體育種操作的對(duì)象是單倍體幼苗,通過組織培養(yǎng)得到純合子植株;多倍體育種操作的對(duì)象是正常萌發(fā)的種子或幼苗。 育種方法圖解 圖解中各字母表示的處理方
15、法:A表示雜交,D表示自交,B表示花藥離體培養(yǎng),C表示秋水仙素處理,E表示誘變處理,F(xiàn)表示秋水仙素處理,G表示轉(zhuǎn)基因技術(shù),H表示脫分化,I表示再分化,J表示包裹人工種皮。這是識(shí)別各種育種方法的主要依據(jù)?! ? 育種方案的制定與評(píng)價(jià) 1.(2015·經(jīng)典高考)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(duì)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。現(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(qǐng)回答: (1)自然狀態(tài)下該植物一般都是
16、 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 和有害性這三個(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 抗病矮莖個(gè)體,再經(jīng)連續(xù)自交等 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 。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F2的表現(xiàn)型及其比例為 。 (4)若采用單倍體育種,該過程涉及的原理有____________________。 請(qǐng)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
17、、表現(xiàn)型及其比例)。 解析 本題主要考查學(xué)生對(duì)自由組合定律知識(shí)的掌握和靈活運(yùn)用能力。(1)由題干信息“某自花且閉花授粉植物”可推知自然狀態(tài)下該植物一般都是純合子。 (2)誘變育種時(shí)需要處理大量種子的主要原因在于基因突變具有多方向性、稀有性(低頻性)和有害性。(3)因?yàn)橛N目的是培育抗病矮莖品種,因此可在F2等分離世代中選擇抗病矮莖個(gè)體,經(jīng)過連續(xù)自交等純合化育種手段,最后得到穩(wěn)定遺傳的抗病矮莖品種。一般情況下,雜交育種需要連續(xù)自交選育,因此控制性狀的基因數(shù)越多,使每對(duì)基因都達(dá)到純合的自交代數(shù)越多,所需的年限越長。莖的高度由兩對(duì)獨(dú)立遺傳的基因控制,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
18、莖,其他表現(xiàn)為高莖,若只考慮莖的高度,親本基因型為DDEE和ddee,F(xiàn)1自交得到的F2代中,D_E_∶(D_ee+ddE_)∶ddee=9∶6∶1。 (4)遺傳圖解見答案。 答案?。?)純 (2)多方向性、稀有性 (3)選擇 純合化 年限越長 高莖∶中莖∶矮莖=1∶6∶9 (4)基因重組和染色體畸變 2.(2017·湖南長沙一模)下列關(guān)于育種的說法正確的是( ?。? A.多倍體育種和單倍體育種的最終目的分別是得到多倍體和單倍體 B.單倍體育種相對(duì)雜交育種的優(yōu)勢(shì)是更易獲得隱性純合子 C.三倍體無子西瓜培育時(shí)使用的秋水仙素作用于細(xì)胞有絲分裂的過程 D.自然狀
19、態(tài)下基因突變是不定向的,而誘變育種時(shí)基因突變是定向的 解析 多倍體育種得到的是多倍體,但是單倍體育種中得到的單倍體還需用秋水仙素處理使染色體加倍,A錯(cuò)誤;單倍體育種相對(duì)于雜交育種的優(yōu)勢(shì)是明顯縮短育種年限,B錯(cuò)誤;秋水仙素作用于細(xì)胞有絲分裂前期,原理是抑制紡錘體形成,使染色體不能移向細(xì)胞兩極從而使染色體數(shù)目加倍,C正確;自然狀態(tài)下和誘變育種時(shí)基因突變都具有不定向性,D錯(cuò)誤。 答案 C 誘變育種與雜交育種的應(yīng)用 1.(山東高考)小麥品種是純合子,生產(chǎn)上用種子繁殖,現(xiàn)要選育矮稈(aa)、抗?。˙B)的小麥新品種;馬鈴薯品種是雜合子(有一對(duì)基因雜合即可稱為雜合子),生產(chǎn)上通常用塊莖繁殖,現(xiàn)要
20、選育黃肉(Yy)、抗?。≧r)的馬鈴薯新品種,請(qǐng)分別設(shè)計(jì)小麥品種間雜交育種程序以及馬鈴薯品種間雜交育種程序,要求用遺傳圖解表示并加以簡要說明(寫出包括親本在內(nèi)的三代即可)。 解析 小麥品種是純合子(AABB、aabb),生產(chǎn)上用種子繁殖,現(xiàn)要選育矮稈(aa)、抗病(BB)的小麥新品種,可采用雜交育種的方法;馬鈴薯品種是雜合子(有一對(duì)基因雜合即可稱為雜合子),生產(chǎn)上通常用塊莖繁殖,現(xiàn)要選育黃肉(Yy)、抗病(Rr)的馬鈴薯新品種,可先采用雜交育種的方法獲得黃肉、抗病品種,再用塊莖進(jìn)行無性繁殖。遺傳圖解見答案。 答案 (注:①A_B_、A_bb、aaB_、aabb表示F2出現(xiàn)的9種基因
21、型和4種表現(xiàn)型;②寫出F2的9種基因型和4種表現(xiàn)型即可) 馬鈴薯 第一代 yyRr×Yyrr 親本雜交 ↓ 第二代 YyRr yyRr Yyrr yyrr 種植,選黃肉、抗?。╕yRr) 第三代 YyRr 用塊莖繁殖 2.(2017·河北石家莊模擬,30)研究人員在研究兩個(gè)二倍體近種甲、乙間雜交時(shí)發(fā)現(xiàn),獲得的F1植株X不可育,已知甲乙的花色各由一對(duì)等位基因決定,A1、A2分別控制出現(xiàn)紅色和藍(lán)色,二者同時(shí)存在時(shí)表現(xiàn)為紫色。請(qǐng)根據(jù)圖示回答: 甲種植物 A1A1×a1a1―→A1a1(植株Z) 紅色 白色 紅色 ×―→植株X(不可育)植株Y(
22、可育) 乙種植物 A2A2×a2a2―→A2a2 藍(lán)色 白色 藍(lán)色 (1)植株X產(chǎn)生配子的過程中四分體數(shù)量為 ,圖中①處處理方法是用 處理 ?。ú课唬┻M(jìn)而獲得可育植株Y。 (2)植株X不可育的原因是_________________________________________; 若想得到植株X上結(jié)的無子果實(shí)可采用的方法是 。此時(shí)果皮細(xì)胞的染色體組數(shù)為 。 (3)植株Y有 種基因型,其中紫色個(gè)體占 。 解析?。?)植株X是甲乙進(jìn)行有性雜交得到的,但由于甲乙為不同物種存在生殖隔離,其受精卵中不存在同源染色體,所以X產(chǎn)生配子
23、過程中四分體數(shù)量為0;要想植株X由不育變?yōu)榭捎?,則X的染色體就得加倍,所以可用秋水仙素處理幼苗的芽尖,抑制其分裂過程中紡錘體形成從而達(dá)到目的。(2)植株X是甲乙進(jìn)行有性雜交得到的。但由于甲乙為不同物種存在生殖隔離,二者產(chǎn)生的配子結(jié)合成的受精卵中不存在同源染色體,不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂產(chǎn)生配子.因此植株X不可育;正常果實(shí)發(fā)育需要種子合成大量生長素,由于X無種子,若想得到X上結(jié)的無子果實(shí)需要人工將一定濃度生長素涂抹在X的雌蕊柱頭上;從上述培育方法可以看出,這種無子果實(shí)的遺傳物質(zhì)并沒改變,屬于不可遺傳變異,所以此時(shí)果皮(子房壁發(fā)育來)細(xì)胞的染色體組數(shù)仍舊與體細(xì)胞相同,為2。 (3)紅色植株A1a1
24、可產(chǎn)生A1、a1兩種配子,藍(lán)色植株A2a2可產(chǎn)生A2、a2兩種配子,它們雜交得到的植株X共有A1A2、A2a1、A1a2、a1a2四種基因型,且各占1/4。植株X經(jīng)秋水仙素處理后得到的植株Y有4種基因型,分別是A1A1A2A2(紫色)、A2A2a1a1(藍(lán)色)、A1A1a2a2(紅色)、a1a1a2a2(白色),其中紫色個(gè)體占1/4。 答案?。?)0 秋水仙素 幼苗的芽尖 (2)沒有同源染色體,不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂產(chǎn)生配子 用一定濃度生長素涂抹在X的雌蕊柱頭上 2 (3)4 1/4 1.育種中的常見要點(diǎn)總結(jié) (1)雜交育種只能利用現(xiàn)有的基因進(jìn)行重組,不能創(chuàng)造新基因。 (2)基
25、因突變是不定向的,誘變育種并不能定向改變生物性狀。 (3)轉(zhuǎn)基因技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是打破了生殖隔離,能定向改變生物性狀。 (4)秋水仙素可抑制紡錘體的形成,使染色體數(shù)目加倍,還可作為化學(xué)誘變劑,誘發(fā)基因突變。 (5)5種??嫉挠N方法 2.根據(jù)提供的材料選擇合適的育種方法 (1)有些植物如小麥、水稻等,雜交實(shí)驗(yàn)較難操作,則在選育顯性純合子時(shí)最簡便的方法是自交。 (2)實(shí)驗(yàn)植物若為營養(yǎng)繁殖類,如土豆、地瓜等,則只要出現(xiàn)所需性狀即可,不需要培育出純種。 (3)實(shí)驗(yàn)材料若為原核生物,則不能運(yùn)用雜交育種,細(xì)菌一般采用誘變育種和基因工程育種。 (4)動(dòng)物育種時(shí),只能選相同性狀的個(gè)體相互交
26、配,待性狀分離后篩選,然后用測交方法檢測純合子,這是由于動(dòng)物大多是雌雄異體,不能“自交”?! ? 考點(diǎn)三 實(shí)驗(yàn):低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化(5年5考) 1.原理、步驟和現(xiàn)象 2.低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍實(shí)驗(yàn)與觀察細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)的操作步驟基本相同,但也有不同。 項(xiàng)目 低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化 觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂 培養(yǎng) 待洋蔥長出1 cm左右不定根時(shí)4 ℃低溫培養(yǎng) 適宜溫度下培養(yǎng) 固定 解離前用卡諾氏液進(jìn)行固定,然后用體積分?jǐn)?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 用醋酸洋紅或龍膽紫溶液 特別提醒?。?)顯微鏡下觀察到的細(xì)胞
27、是已被鹽酸殺死的細(xì)胞。 (2)選材時(shí)應(yīng)選用能進(jìn)行分裂的分生組織細(xì)胞,否則不會(huì)出現(xiàn)染色體數(shù)目加倍的情況。 (1)本實(shí)驗(yàn)是否溫度越低效果越顯著? (2)觀察時(shí)是否所有細(xì)胞中染色體均已加倍? (3)與洋蔥根尖有絲分裂裝片制作相比,本實(shí)驗(yàn)除用低溫處理外,還有哪些不同之處? 提示 (1)不是,必須為“適當(dāng)?shù)蜏亍?,以防止溫度過低對(duì)根尖細(xì)胞造成傷害。 (2)不是,只有少部分細(xì)胞實(shí)現(xiàn)“染色體加倍”,大部分細(xì)胞仍為二倍體分裂狀況。 (3)與有絲分裂裝片制作過程相比本實(shí)驗(yàn)在“解離”前使用“卡諾氏液”固定細(xì)胞,并使用95%酒精“洗去卡諾氏液”,而且染色劑為“改良苯酚品紅染液”。 1.(福建卷
28、)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( ?。? 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 低溫誘導(dǎo)多倍體形成的實(shí)驗(yàn)原理是低溫抑制紡錘體的形成,使染色體不能移向兩極,A錯(cuò)誤;卡諾氏液具有固定細(xì)胞的作用,而不能用于解離,B錯(cuò)誤;低溫誘導(dǎo)多倍體形成主要作用于細(xì)胞的分裂前期,而細(xì)胞大多數(shù)處于細(xì)胞分裂間期,而且細(xì)胞染色體變異率較低,所以大多數(shù)細(xì)胞的染色體數(shù)目沒有改變,D錯(cuò)誤;改良苯酚品紅
29、溶液和醋酸洋紅溶液,都是能使染色體染成深色的堿性染料,C正確。 答案 C 2.關(guān)于低溫誘導(dǎo)洋蔥染色體數(shù)目變化的實(shí)驗(yàn),錯(cuò)誤的描述是( ?。? A.處于分裂間期的細(xì)胞數(shù)目最多 B.在顯微鏡視野內(nèi)可以觀察到二倍體細(xì)胞和四倍體細(xì)胞 C.在高倍顯微鏡下可以觀察到細(xì)胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w過程 D.在誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化方面,低溫與秋水仙素誘導(dǎo)的原理相似 解析 由于在一個(gè)細(xì)胞周期中,分裂間期所處的時(shí)間占95%左右,所以處于分裂間期的細(xì)胞最多,A正確;如果觀察的細(xì)胞處于前期、中期,則細(xì)胞內(nèi)含二個(gè)染色體組。如果觀察的細(xì)胞處于后期,則細(xì)胞內(nèi)含四個(gè)染色體組,所以在顯微鏡視野內(nèi)可以觀察到二倍體細(xì)胞和四倍體細(xì)胞
30、,B正確;由于在制作裝片過程中,要進(jìn)行解離,使細(xì)胞失去活性,所以在顯微鏡下不可能觀察到細(xì)胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w的過程,C錯(cuò)誤;在誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化方面,低溫與秋水仙素誘導(dǎo)的原理相似,都是有絲分裂前期,抑制紡錘體的形成,D正確。 答案 C 低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化實(shí)驗(yàn)的5個(gè)問題 (1)選材 ①選用的實(shí)驗(yàn)材料既要容易獲得,又要便于觀察。 ②常用的觀察材料有蠶豆、洋蔥、大蒜等。 (2)歸納實(shí)驗(yàn)中各種液體的作用 ①卡諾氏液:固定細(xì)胞形態(tài)。 ②體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精:沖洗附著在根尖表面的卡諾氏液。 ③解離液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸溶液和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精為1∶1混合):使組織中的細(xì)
31、胞相互分離。 ④清水:洗去解離液,防止解離過度影響染色。 ⑤改良苯酚品紅染液:使染色體著色,便于觀察染色體的形態(tài)、數(shù)目、行為。 (3)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(duì)照,否則實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不嚴(yán)密。 (4)制作裝片:按觀察有絲分裂裝片制作過程進(jìn)行。 (5)觀察:換用高倍鏡觀察材料,只能用細(xì)準(zhǔn)焦螺旋進(jìn)行調(diào)焦,切不可動(dòng)粗準(zhǔn)焦螺旋。顯微鏡下觀察到的細(xì)胞是已被殺死的細(xì)胞?! ? 易錯(cuò)·防范清零 [易錯(cuò)清零] 易錯(cuò)點(diǎn)1 誤認(rèn)為單倍體只含一個(gè)染色體組或認(rèn)為含多個(gè)染色體組者均為多倍體 點(diǎn)撥 單倍體強(qiáng)調(diào)的是由配子發(fā)育
32、而來的個(gè)體,其細(xì)胞中染色體組數(shù)取決于配子中所含染色體組數(shù),可能為1組、2組或多組。含多個(gè)染色體組的個(gè)體是單倍體還是多倍體取決于其發(fā)育起點(diǎn)是“配子”還是受精卵,若為前者,一定是單倍體,若為后者,一定是多倍體。 易錯(cuò)點(diǎn)2 混淆“可遺傳變異”與“可育” 點(diǎn)撥 “可遺傳變異”≠“可育”:三倍體無子西瓜、騾子、二倍體的單倍體等均表現(xiàn)“不育”,但它們均屬可遺傳變異——其遺傳物質(zhì)已發(fā)生變化,若將其體細(xì)胞培養(yǎng)為個(gè)體,則可保持其變異性狀——這與僅由環(huán)境引起的不可遺傳的變異有著本質(zhì)區(qū)別。 易錯(cuò)點(diǎn)3 混淆育種中“最簡便”與“最快” 點(diǎn)撥 “最簡便”著重于技術(shù)含量應(yīng)為“易操作”,如雜交育種,雖然年限長,但農(nóng)民
33、自己可簡單操作。但“最快速”則不一定簡便,如單倍體育種可明顯縮短育種年限。 易錯(cuò)點(diǎn)4 錯(cuò)將四倍體AAaa(由Aa秋水仙素誘導(dǎo)后形成)產(chǎn)生的配子類型及比例算作1AA∶2Aa∶1aa 點(diǎn)撥 AAaa產(chǎn)生配子狀況可按右圖分析,由于染色體①~④互為同源染色體,減數(shù)分裂時(shí)四條染色體分至細(xì)胞兩極是“隨機(jī)”的,故最終產(chǎn)生的子細(xì)胞染色體及基因狀況應(yīng)為①②與③④(AA與aa)、①③與②④(Aa與Aa)、①④與②③(Aa與Aa),由此可見,AAaa產(chǎn)生的配子類型及比例為1AA∶4Aa∶1aa而不是AA∶Aa∶aa=1∶2∶1。 易錯(cuò)點(diǎn)5 錯(cuò)將“單倍體育種”等同于“花藥離體培養(yǎng)” 點(diǎn)撥 單倍體育種的過程
34、如下: 由此可見單倍體育種主要包括雜交、花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素處理和篩選四個(gè)過程,不能簡單認(rèn)為花藥離體培養(yǎng)就是單倍體育種的全部。 易錯(cuò)點(diǎn)6 混淆三類“無子果實(shí)” 點(diǎn)撥?。?)無子西瓜—利用染色體變異原理,無子的原因是三倍體聯(lián)會(huì)紊亂,不能產(chǎn)生正常配子。 (2)無子番茄—利用生長素促進(jìn)果實(shí)發(fā)育的原理,其無子的原因是“未受粉”。 (3)無子香蕉—天然三倍體,無子的原因在于染色體聯(lián)會(huì)紊亂,不能產(chǎn)生正常配子。 易錯(cuò)點(diǎn)7 混淆“三體”與“三倍體” 點(diǎn)撥 三倍體是指由受精卵發(fā)育而成,體細(xì)胞中含三個(gè)染色體組的個(gè)體,其每種形態(tài)的染色體為“三條相同”(如圖1所示);三體則是二倍體(含兩個(gè)染色體組
35、),只是其中某形態(tài)的染色體“多出了一條”而成為3條,其余染色體均為兩兩相同(如圖2所示)。 [糾錯(cuò)小練] 1.下列說法正確的是( ?。? A.體細(xì)胞中只有一個(gè)染色體組的個(gè)體才是單倍體 B.八倍體小麥的單倍體有四個(gè)染色體組 C.六倍體小麥花藥離體培養(yǎng)所得個(gè)體是三倍體 D.體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體一定是二倍體 解析 單倍體的染色體組數(shù)量與該生物配子的染色體組數(shù)量相同,不一定只含有一個(gè)染色體組,如八倍體小麥的單倍體有四個(gè)染色體組,A錯(cuò)誤、B正確;由配子發(fā)育成的個(gè)體細(xì)胞中不管有幾個(gè)染色體組,都屬于單倍體,C、D錯(cuò)誤。 答案 B 2.(2017·河北衡水期中,40)下圖中字
36、母代表正常細(xì)胞中所含有的基因,下列說法正確的是( ?。? A.③為多倍體,通常莖稈粗壯、籽粒較大 B.④為單倍體,通常莖稈弱小、籽粒較小 C.若①和②雜交,后代基因型分離比為1∶5∶5∶1 D.①②③④細(xì)胞所代表的個(gè)體分別是四倍體、二倍體、三倍體和單倍體 解析?、偌?xì)胞含4個(gè)相同(等位)基因,即4個(gè)染色體組,②2個(gè)染色體組,③3個(gè)染色體組,④1個(gè)染色體組。確定是單倍體、二倍體還是多倍體,關(guān)鍵看發(fā)育起點(diǎn),凡是由配子為起點(diǎn)直接發(fā)育而來的是單倍體,以受精卵為起點(diǎn),有幾個(gè)染色體組就是幾倍體,A、D錯(cuò)誤;④1個(gè)染色體組,為單倍體,特點(diǎn)是植株弱小,且高度不育,B錯(cuò)誤;①AAaa減數(shù)分裂可以產(chǎn)生3
37、種配子:AA、Aa、aa,比例為1∶4∶1,②減數(shù)分裂可產(chǎn)生2種配子:A、a,比例為1∶1,故①和②雜交,后代基因型及分離比為AAA∶AAa∶Aaa∶aaa=1∶5∶5∶1,C正確。 答案 C 3.(2017·河南省中原名校高三質(zhì)量檢測)野生獼猴桃是一種多年生的富含維生素C的二倍體(2N=58)小野果。如圖是某科研小組以大量的野生獼猴桃種子(aa)為實(shí)驗(yàn)材料培育抗蟲獼猴桃無子新品種的過程,下列分析錯(cuò)誤的是( ?。? A.該培育過程用到多種不同的育種方式 B.③⑦過程可以使用秋水仙素或低溫處理,AAaa自交產(chǎn)生AAAA的概率為1/36 C.⑤過程得到的AAA植株的體細(xì)胞含染色體數(shù)目是
38、174 D.⑥過程是基因工程育種,可以直接定向改變生物,培育新品種 解析 由圖可知:①為誘變育種,③為多倍體育種,⑥為基因工程育種,A正確;AAaa是四倍體,其產(chǎn)生的配子類型及比例為AA∶Aa∶aa=1∶4∶1,所以AA=1/6,則產(chǎn)生的AAAA的概率是1/36,B正確;二倍體(2N=58),說明體細(xì)胞含58條染色體,配子中29條,而AAA中含染色體是配子中三倍,為87條,C錯(cuò)誤;基因工程育種,可以直接定向改變生物,培育新品種,D正確。 答案 C 4.(2017·河南鄭州一檢)無子西瓜的培育過程如圖所示。根據(jù)圖解,結(jié)合你所學(xué)過的生物學(xué)知識(shí),下列敘述中正確的是( ?。? A.①過程要
39、用秋水仙素處理,它的作用主要是抑制細(xì)胞有絲分裂過程中紡錘體的形成 B.四倍體西瓜根細(xì)胞一定含有2個(gè)染色體組 C.四倍體西瓜與二倍體西瓜不存在生殖隔離,它們屬于同一物種 D.由三倍體植株結(jié)成無子西瓜的過程,與中心體有密切的關(guān)系 解析?、龠^程中用秋水仙素處理,秋水仙素可抑制有絲分裂過程中紡錘體的形成,從而使染色體數(shù)目加倍,A正確;由于秋水仙素只是處理了幼苗的地上部分,未作用于根,故四倍體西瓜的根細(xì)胞染色體未加倍,仍為2個(gè)染色體組,但根細(xì)胞在有絲分裂后期可含4個(gè)染色體組,B錯(cuò)誤;四倍體西瓜和二倍體西瓜雜交形成的三倍體西瓜高度不育,說明二者之間存在生殖隔離,屬于不同的物種,C錯(cuò)誤;西瓜屬于高等
40、植物,不含中心體,D錯(cuò)誤。 答案 A 課堂小結(jié) 思維導(dǎo)圖 晨讀必背 1.染色體結(jié)構(gòu)變異:包括染色體片段的重復(fù)、缺失、倒位、易位。數(shù)目變異則包括個(gè)別染色體增減、染色體組成倍增減。 2.染色體結(jié)構(gòu)改變的實(shí)質(zhì)是:會(huì)使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變,而導(dǎo)致性狀的變異。 3.染色體組是指細(xì)胞中的一組非同源染色體,在形態(tài)和功能上各不相同,但又互相協(xié)調(diào),共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異。 4.單倍體是指:體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體。 5.多倍體是指:由受精卵發(fā)育而來的個(gè)體,體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體。 隨堂·真題&預(yù)測 1.(2015·全
41、國卷Ⅱ,6)下列關(guān)于人類貓叫綜合征的敘述,正確的是( ?。? A.該病是由于特定的染色體片段缺失造成的 B.該病是由于特定染色體的數(shù)目增加造成的 C.該病是由于染色體組數(shù)目成倍增加造成的 D.該病是由于染色體中增加某一片段引起的 解析 人類貓叫綜合征是人的第5號(hào)染色體部分缺失引起的,A正確,B、C、D錯(cuò)誤。 答案 A 2.(2015·海南卷,21)關(guān)于基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異的敘述,正確的是( ?。? A.基因突變都會(huì)導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異 B.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 C.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異都導(dǎo)致堿基序列的改變 D.基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異通常都能用光
42、學(xué)顯微鏡觀察 解析 基因突變只是基因中個(gè)別堿基對(duì)的替換、增添、缺失,導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變,A錯(cuò)誤;基因突變中若發(fā)生堿基對(duì)的替換,可能因?yàn)槊艽a子的簡并性,不會(huì)改變氨基酸的種類,進(jìn)而表現(xiàn)型也不會(huì)改變,B錯(cuò)誤;基因突變是染色體的某個(gè)位點(diǎn)上基因的改變,這種改變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下是無法直接觀察到的,而染色體結(jié)構(gòu)變異是可以用顯微鏡直接觀察到的,D錯(cuò)誤。 答案 C 3.(2019·高考預(yù)測)下列有關(guān)生物變異的敘述,正確的是( ?。? A.基因突變會(huì)導(dǎo)致遺傳信息發(fā)生改變 B.基因重組會(huì)導(dǎo)致配子的種類和數(shù)目增多 C.染色體結(jié)構(gòu)變異一定會(huì)導(dǎo)致基因的種類和排序改變 D.非同源染色體之間的交叉互換會(huì)導(dǎo)致基因重組
43、 解析 基因突變是基因結(jié)構(gòu)的改變,包括堿基對(duì)的增添、缺失和替換,會(huì)導(dǎo)致遺傳信息發(fā)生改變,A正確;基因重組會(huì)導(dǎo)致配子種類增多,但配子數(shù)目不變,B錯(cuò)誤;染色體結(jié)構(gòu)變異并不一定會(huì)導(dǎo)致基因種類的改變,C錯(cuò)誤;同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生的交叉互換屬于基因重組,非同源染色體之間的交叉互換屬于染色體結(jié)構(gòu)變異,D錯(cuò)誤。 答案 A 4.(2019·新題預(yù)測)現(xiàn)有基因型為AAbb、aaBB兩個(gè)高粱品種,兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳。請(qǐng)回答下列問題: (1)若培育基因型為AABB的優(yōu)良品種,較為簡單的方法是采用 育種的方法。此育種方式應(yīng)該在子 代開始選擇,然后使其連續(xù) ,經(jīng)過選擇淘汰掉不合要求
44、的植株,直至不出現(xiàn) 為止。若想顯著地縮短育種年限,請(qǐng)簡要寫出育種方案:_________________________________。 (2)研究發(fā)現(xiàn)高粱的莖稈中含有一定量的蔗糖,A基因存在時(shí)莖稈中可合成較多的蔗糖,可用莖稈榨取蔗糖;B基因存在時(shí)可催化蔗糖合成淀粉,可提高高粱籽粒的產(chǎn)量。現(xiàn)用基因型為AaBb和aaBb的兩個(gè)植株雜交,子一代中適于榨取蔗糖的植株占 ,適于獲取高粱籽粒的植株占 。 解析?。?)雜交育種工作量較大,年限長,從第2代開始就應(yīng)該進(jìn)行選擇,再進(jìn)行連續(xù)自交并選擇,直至不再出現(xiàn)性狀分離為止;單倍體育種能明顯縮短育種年限。(2)適于榨取蔗糖的植株的基因型
45、為A_bb,適于獲取高粱籽粒的植株的基因型為A_B_。AaBb×aaBb,產(chǎn)生A_bb的概率為1/2×1/4=1/8,產(chǎn)生A_B_的概率為1/2×3/4=3/8。 答案 (1)雜交 2 自交 性狀分離 將基因型為AAbb的植株和基因型為aaBB的植株雜交,取F1的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗,人工誘導(dǎo)使其染色體數(shù)目加倍后即可篩選出符合要求的品種?。?)1/8 3/8 教師獨(dú)具 1.下面為某種生物的部分染色體發(fā)生了兩種變異的示意圖,圖中①和②,③和④互為同源染色體,則圖a、圖b所示的變異( ) A.均為染色體結(jié)構(gòu)變異 B.基因的數(shù)目和排列順序均發(fā)生改變 C.均使生物的性狀發(fā)生
46、改變 D.均可發(fā)生在減數(shù)分裂過程中 解析 由圖可知,圖a為交叉互換,屬于基因重組,基因的數(shù)目和排列順序未發(fā)生改變,性狀可能沒有變化;圖b是染色體結(jié)構(gòu)變異,基因的數(shù)目和排列順序均發(fā)生改變,性狀也隨之改變;二者均可發(fā)生在減數(shù)分裂過程中。 答案 D 2.(2017·安徽皖南八校一聯(lián),17)下列關(guān)于生物育種技術(shù)操作合理的是( ?。? A.用紅外線照射青霉菌能使青霉菌的繁殖能力增強(qiáng) B.年年栽種年年制種推廣的雜交水稻一定是能穩(wěn)定遺傳的純合子 C.單倍體育種時(shí)需用秋水仙素處理其萌發(fā)的種子或幼苗 D.馬鈴薯、紅薯等用營養(yǎng)器官繁殖的作物只要雜交后代出現(xiàn)所需性狀即可留種 解析 由于基因突變是不定
47、向的,誘變育種不能定向改造生物的性狀,所以用紅外線照射青霉菌不一定使青霉菌的繁殖能力增強(qiáng),A錯(cuò)誤;由于雜合體自交后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離,所以年年栽種年年制種推廣的雜交水稻中含有雜合體,B錯(cuò)誤;單倍體植株高度不育,不產(chǎn)生種子,所以單倍體育種時(shí)需用秋水仙素處理其幼苗,C錯(cuò)誤;用植物的營養(yǎng)器官來繁殖屬于無性繁殖,后代的基因型、表現(xiàn)型與親本相同,所以馬鈴薯、紅薯等用營養(yǎng)器官繁殖的作物只要雜交后代出現(xiàn)所需性狀即可留種,D正確。 答案 D 3.(2017·四川成都測試)用二倍體早熟易感病茄子(aatt)和四倍體晚熟抗病茄子(AAAATTTT)為材料,培育純合的二倍體早熟抗病茄子。以下有關(guān)敘述合理的是(
48、) A.取四倍體植株的花藥離體培養(yǎng)可獲得二倍體植株AATT B.基因型aatt與基因型AATT植株雜交,可以從F2中直接選出符合要求的植株 C.取B選項(xiàng)F1植株花藥進(jìn)行離體培養(yǎng),利用的原理是植物細(xì)胞具有全能性 D.種植C選項(xiàng)得到的植株,成熟后用秋水仙素處理即可選出符合要求的植株 解析 由單倍體的概念可知經(jīng)花藥離體培養(yǎng)得到的植株一定是單倍體,A錯(cuò)誤;純合的二倍體早熟抗病茄子的基因型為aaTT,若用aatt、AATT為親本進(jìn)行雜交育種,F(xiàn)2中性狀符合要求的植株的基因型為aaTT和aaTt,有兩種基因型,其中一種為雜合子,在性狀上無法與純合子區(qū)分,B錯(cuò)誤;植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理為植物細(xì)胞具
49、有全能性,C正確;C獲得的植株是單倍體植株,若要使其染色體加倍,應(yīng)用秋水仙素處理C項(xiàng)獲得的幼苗,而不是成熟的植株,D錯(cuò)誤。 答案 C 4.(2017·廣東佛山質(zhì)檢)某男性表現(xiàn)型正常,其一條13號(hào)染色體和一條21號(hào)染色體發(fā)生了圖1所示變化。該男性與某染色體組成正常的女性婚配,所生的三個(gè)子女染色體組成如圖2所示。據(jù)圖回答: (1)圖1所示的染色體變異類型有 ,該變異可發(fā)生在 分裂過程,觀察該變異最好選擇處于 (時(shí)期)的胚胎細(xì)胞。 (2)若不考慮其他染色體,在減數(shù)分裂時(shí),圖2中男性的三條染色體中,任意兩條移到細(xì)胞一極,另一條移向細(xì)胞另一極,則其理論上產(chǎn)生的精子類型有
50、 種,該夫婦生出正常染色體組成的孩子的概率為 。參照4號(hào)個(gè)體的染色體組成情況,畫出3號(hào)個(gè)體的染色體組成。 (3)為避免生出有遺傳缺陷的小孩,1號(hào)個(gè)體在妊娠期間應(yīng)進(jìn)行 。為便于篩除異常胚胎,醫(yī)生建議這對(duì)夫婦選擇“試管嬰兒”技術(shù),該技術(shù)涉及的兩個(gè)主要環(huán)節(jié)是 。 解析?。?)根據(jù)圖1可知,13號(hào)染色體與21號(hào)染色體結(jié)合形成了1條染色體,且發(fā)生了染色體片段的丟失,因此染色體變異類型有染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異。該變異過程既可發(fā)生在減數(shù)分裂過程中,也可發(fā)生在有絲分裂過程中。由于有絲分裂中期的細(xì)胞中染色體形態(tài)比較固定,數(shù)目比較清晰,因此最好選擇處于有絲分裂中期的胚胎細(xì)胞觀察該變異。(
51、2)若題圖2中男性的三條染色體中,任意兩條移向細(xì)胞一極,另一條移向另一極,則理論上產(chǎn)生的精子類型有13號(hào)染色體和21號(hào)染色體、變異染色體;21號(hào)染色體和變異染色體、13號(hào)染色體;變異染色體和13號(hào)染色體、21號(hào)染色體共6種;該夫婦生出正常染色體即13號(hào)和21號(hào)染色體組成正常孩子的概率為1/6。根據(jù)4號(hào)個(gè)體的染色體組成情況,3號(hào)(13三體)的染色體組成為2條13號(hào)染色體、1條變異染色體和一條21號(hào)染色體。(3)為避免生出有遺傳缺陷的小孩,母親在妊娠期間應(yīng)進(jìn)行產(chǎn)前診斷?!霸嚬軏雰骸奔夹g(shù)涉及的兩個(gè)主要環(huán)節(jié)是體外受精和胚胎移植。 答案 (1)染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異 有絲分裂和減數(shù) 有絲分裂中期?。?)
52、6 1/6 如圖 (3)產(chǎn)前診斷(羊水檢查) 體外受精、胚胎移植 (時(shí)間:30分鐘 滿分:100分) 1.在細(xì)胞分裂過程中出現(xiàn)了圖甲~丁4種變異,圖甲中英文字母表示染色體片段。下列有關(guān)敘述正確的是( ?。? A.圖甲~丁都發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異,增加了生物變異的多樣性 B.圖甲、乙、丁中的變異類型都可以用顯微鏡觀察檢驗(yàn) C.圖甲、乙、丁中的變異只會(huì)出現(xiàn)在有絲分裂過程中 D.圖乙、丙中的變異只會(huì)出現(xiàn)在減數(shù)分裂過程中 解析 圖甲屬于倒位,圖乙一對(duì)姐妹染色單體移向細(xì)胞同一極,屬于染色體數(shù)目變異,圖丙表示一對(duì)同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換,屬于基因重組,圖丁表示
53、兩條非同源染色體之間發(fā)生交換,屬于易位,A錯(cuò)誤,圖甲、乙、丁中的變化可出現(xiàn)在有絲分裂和減數(shù)分裂過程中,C、D錯(cuò)誤,染色體變異,可用顯微鏡觀察,B正確。 答案 B 2.(2018·中原名校第一次質(zhì)量考評(píng),16)下列有關(guān)生物變異的說法錯(cuò)誤的是( ?。? ①基因重組發(fā)生在受精作用過程中 ②細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體稱為二倍體?、廴扼w無子西瓜無法產(chǎn)生后代,這種變異屬于不可遺傳的變異?、芑蛲蛔兒螅魤A基對(duì)增添或缺失則基因數(shù)也增加或減少 A.一項(xiàng) B.兩項(xiàng) C.三項(xiàng) D.四項(xiàng) 解析 基因重組是指生物體進(jìn)行有性生殖的過程中,控制不同性狀的基因的重新組合。可發(fā)生于減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期,
54、同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換,或減數(shù)第一次分裂后期隨著非同源染色體的自由組合,非等位基因自由組合。受精作用過程中不發(fā)生基因重組,①錯(cuò)誤;由受精卵發(fā)育而來的個(gè)體,體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體稱為二倍體。若未經(jīng)過受精作用,即直接由配子發(fā)育而來的個(gè)體,體細(xì)胞中無論含有多少個(gè)染色體組,均稱為單倍體,②錯(cuò)誤;三倍體無子西瓜形成過程中,細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變,為可遺傳的變異,③錯(cuò)誤;基因突變的結(jié)果是形成等位基因,基因數(shù)目不變,④錯(cuò)誤。 答案 D 3.果蠅的體色中灰身對(duì)黑身為顯性,由位于常染色體上的B、b基因控制,只含其中一個(gè)基因的個(gè)體無法發(fā)育。如圖為果蠅培育和雜交實(shí)驗(yàn)的示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的
55、是( ?。? A.乙屬于誘變育種得到的染色體變異個(gè)體 B.篩選①可用光學(xué)顯微鏡,篩選②可不用 C.F1中有果蠅的細(xì)胞含有異常染色體 D.F1中雌雄個(gè)體的體色理論上均為灰色 解析 甲、乙雜交后代F1中含有正常染色體的果蠅(BbXY)比例為,則細(xì)胞中含有異常染色體的果蠅比例為1-=,C錯(cuò)誤。 答案 C 4.(2018·河南八市第一次聯(lián)考,19)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),利用X射線等多種射線綜合處理某植物的花蕊,細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)了少量的染色體碎片,一段時(shí)間后該染色體碎片消失。上述過程中該植物最不可能發(fā)生( ?。? A.細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體數(shù)目增多 B.染色體的易位或缺失 C.遺傳信息的改變 D.子代生物
56、性狀的改變 解析 少量染色體碎片消失,可能是發(fā)生了染色體的易位,或者是碎片被降解了,則可能會(huì)導(dǎo)致染色體缺失,但不會(huì)引起染色體數(shù)目增多,A錯(cuò)誤、B正確;可能發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異,導(dǎo)致遺傳信息的改變,子代生物性狀發(fā)生改變,C、D正確。 答案 A 5.(2018·河南省百校聯(lián)盟第一次聯(lián)考,17)下列關(guān)于單倍體,二倍體和多倍體的敘述中,正確的是( ?。? A.它們都是由受精卵發(fā)育而來 B.單倍體細(xì)胞中的染色體組的數(shù)目為奇數(shù) C.多倍體可以由秋水仙素或低溫誘導(dǎo)產(chǎn)生 D.香蕉屬于三倍體,不可育的原因是無法聯(lián)會(huì) 解析 單倍體由配子發(fā)育而來,A錯(cuò)誤;單倍體的染色體組數(shù)目可能是奇數(shù)也可能是偶數(shù)
57、,B錯(cuò)誤;通過秋水仙素處理或低溫處理,抑制了紡錘體的形成,使后期染色體數(shù)目加倍,可得到多倍體,C正確;香蕉細(xì)胞中含三個(gè)染色體組,聯(lián)會(huì)紊亂導(dǎo)致不育,D錯(cuò)誤。 答案 C 6.(2018·河南百校聯(lián)盟二聯(lián),22)下列關(guān)于生物育種的敘述,錯(cuò)誤的是( ?。? A.雜交育種是利用已有的基因進(jìn)行重組,不會(huì)產(chǎn)生新的基因 B.基因工程能實(shí)現(xiàn)基因在不同種生物間的轉(zhuǎn)移,可培育出生物新品種 C.將二倍體植株的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng),得到的是能穩(wěn)定遺傳的植株 D.二倍體西瓜與經(jīng)秋水仙素處理后形成的四倍體西瓜,存在生殖隔離 答案 C 7.甲、乙兩果蠅品系有六對(duì)相對(duì)性狀的差異,經(jīng)多次品系間雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),絕大多數(shù)雜交
58、組合產(chǎn)生的F1表現(xiàn)與甲相同,表明乙品系上述6種性狀均為隱性性狀。但有一組雜交后代F1中出現(xiàn)了4顯2隱的情況,若六對(duì)相對(duì)性狀分別由六對(duì)等位基因控制,對(duì)此現(xiàn)象下列解釋最合理的是( ?。? A.若六對(duì)等位基因位于非同源染色體上,乙果蠅發(fā)生染色體加倍 B.若六對(duì)等位基因位于非同源染色體上,乙果蠅發(fā)生染色體片段易位 C.若六對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上,甲果蠅發(fā)生染色體片段易位 D.若六對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上,甲果蠅發(fā)生染色體片段缺失 解析 有六對(duì)相對(duì)性狀差異的甲、乙兩果蠅品系間經(jīng)多次雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),絕大多數(shù)雜交組合產(chǎn)生的F1表現(xiàn)與甲相同,說明甲品系上述6種性狀均為顯性性狀,乙品系上述6
59、種性狀均為隱性性狀。若六對(duì)相對(duì)性狀分別由六對(duì)等位基因控制,且均位于非同源染色體上,乙果蠅無論是發(fā)生染色體加倍還是發(fā)生染色體片段易位,則在理論上甲乙兩品系雜交后代F1都表現(xiàn)為6種顯性性狀,A、B錯(cuò)誤;若六對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上,甲果蠅發(fā)生染色體片段易位,則在理論上甲乙兩品系雜交后代F1都表現(xiàn)為6種顯性性狀,C錯(cuò)誤;若六對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上,甲果蠅發(fā)生染色體片段缺失,且缺失片段上含有兩個(gè)顯性基因,則甲乙兩品系雜交后代F1中就會(huì)出現(xiàn)4顯2隱的情況。D正確。 答案 D 8.(2017·湖南長沙一模)已知某DNA片段上有基因A、無效片段和基因B,其分布如圖所示,現(xiàn)將某外來DNA
60、片段(m)插入位點(diǎn)a或b,下列關(guān)于變異類型的說法正確的是( ?。? A.若m為無效片段且插入位點(diǎn)a,則發(fā)生了基因突變 B.若m為無效片段且插入位點(diǎn)b,則發(fā)生了染色體變異 C.若m為有效片段且插入位點(diǎn)a,則發(fā)生了基因重組 D.若m為有效片段且插入位點(diǎn)b,則發(fā)生了染色體變異 解析 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,若m為無效片段則m不是基因,插入無效片段中的位點(diǎn)a,不會(huì)發(fā)生基因突變,A錯(cuò)誤;若m為無效片段且插入位點(diǎn)b,則會(huì)造成基因B發(fā)生改變,該變異屬于基因突變,B錯(cuò)誤;若m為有效片段,則m具有遺傳效應(yīng),插入位點(diǎn)a后,無效片段有了遺傳效應(yīng),則發(fā)生了基因重組,C正確;若m為有效片段,插入位點(diǎn)b
61、后,導(dǎo)致基因B失去原有的遺傳效應(yīng),并且m也具有遺傳效應(yīng),則發(fā)生了基因突變、基因重組,D錯(cuò)誤。 答案 C 9.(2017·山西太原模擬)如圖是育種工作者的育種過程圖解。下列相關(guān)敘述中正確的是( ?。? A.野生一粒小麥與山羊草能產(chǎn)生雜交后代,屬于同一個(gè)物種的不同品種 B.秋水仙素能促進(jìn)染色體著絲點(diǎn)分裂,使染色體數(shù)目加倍 C.野生二粒小麥為二倍體,能通過減數(shù)分裂產(chǎn)生可育配子 D.此育種過程所遵循的原理是染色體數(shù)目變異 解析 野生一粒小麥與山羊草能產(chǎn)生雜交后代,但雜交后代不可育,說明兩者存在生殖隔離,屬于兩個(gè)不同物種,A錯(cuò)誤;秋水仙素能抑制紡錘體形成,但不影響染色體著絲點(diǎn)分裂,故能使
62、染色體數(shù)目加倍,B錯(cuò)誤;野生二粒小麥為四倍體,能通過減數(shù)分裂產(chǎn)生可育配子,C錯(cuò)誤;此育種過程所遵循的原理是染色體數(shù)目變異,D正確。 答案 D 10.(2017·河北省保定期中)已知性染色體組成為XO(體細(xì)胞內(nèi)只含1條性染色體X)的果蠅,表現(xiàn)為雄性不育,用紅眼雌果蠅(XAXA)與白眼雄果蠅(XaY)為親本進(jìn)行雜交,在F1群體中,發(fā)現(xiàn)一只白眼雄果蠅(記為“W”)。為探究W果蠅出現(xiàn)的原因,某學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)將W果蠅與正常白眼雌果蠅雜交,再根據(jù)雜交結(jié)果,進(jìn)行分析推理。下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的敘述中,正確的是( ?。? A.若子代雌、雄果蠅的表現(xiàn)型都為白眼,則W的出現(xiàn)由環(huán)境改變引起
63、 B.若子代雌果蠅都是紅眼、雄果蠅都是白眼,則W的出現(xiàn)由基因突變引起 C.若無子代產(chǎn)生,則W的基因組成為XaO D.若無子代產(chǎn)生,則W的基因組成為XaY,由基因突變引起 解析 若W的出現(xiàn)是環(huán)境改變引起的,則其基因型為XAY,XAY(白眼)×XaXa→XAXa(紅眼)、XaY(白眼),A錯(cuò)誤;若W的出現(xiàn)是基因突變引起的,則其基因型為XaY,XaY(白眼)×XaXa→XaXa(白眼)、XaY(白眼),有子代產(chǎn)生,B、D錯(cuò)誤;若W的基因型是XaO,則其不育,無子代產(chǎn)生,C正確。 答案 C 11.果蠅是遺傳學(xué)常用的材料,回答下列有關(guān)遺傳學(xué)問題。 (1)圖1表示對(duì)雌果蠅眼型的遺
64、傳研究結(jié)果,由圖分析,果蠅眼形由正常眼轉(zhuǎn)變?yōu)榘粞凼怯捎凇 ?dǎo)致的,其中雄性棒眼果蠅的基因型為 。 (2)研究人員構(gòu)建了一個(gè)棒眼雌果蠅品系XdBXb,其細(xì)胞中的一條X染色體上攜帶隱性致死基因d,且該基因與棒眼基因B始終連在一起,如圖2所示。在純合(XdBXdB、XdBY)時(shí)能使胚胎致死。若棒眼雌果蠅(XdBXb)與野生正常眼雄果蠅(XbY)雜交,F(xiàn)1果蠅的表現(xiàn)型有三種,分別為棒眼雌果蠅、正常眼雄果蠅和 ,其中雄果蠅占 。若F1雌雄果蠅隨機(jī)交配,則產(chǎn)生的F2中Xb頻率為 。 (3)遺傳學(xué)上將染色體上某一區(qū)段及其帶有的基因一起丟失的現(xiàn)象叫缺失,若一對(duì)同源染色體中兩條染
65、色體在相同區(qū)域同時(shí)缺失叫缺失純合子,若僅一條染色體發(fā)生缺失而另一條正常叫缺失雜合子。缺失雜合子的生活力降低但能存活,缺失純合子導(dǎo)致個(gè)體胚胎期死亡?,F(xiàn)有一紅眼雄果蠅XAY與一白眼雌果蠅XaXa雜交,子代中出現(xiàn)一只白眼雌果蠅。請(qǐng)用雜交實(shí)驗(yàn)判斷這只白眼雌果蠅的出現(xiàn)是由于缺失造成的,還是由于基因突變引起的? 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):選該白眼雌果蠅與多只紅眼雄果蠅雜交,觀察統(tǒng)計(jì)子代中雌雄果蠅數(shù)量之比。 結(jié)果及結(jié)論: ①若子代中雌果蠅數(shù)與雄果蠅數(shù)比為_________,則為基因突變引起的。 ②若子代中雌果蠅數(shù)與雄果蠅數(shù)比為__________________,則是由于缺失造成的。 解析?。?)根據(jù)圖1分析可知
66、,XB基因的出現(xiàn)是由于X染色體上的某區(qū)段重復(fù)導(dǎo)致的,所以果蠅眼形由正常眼轉(zhuǎn)變?yōu)榘粞凼怯捎谌旧w結(jié)構(gòu)變異中的重復(fù)導(dǎo)致的,其中雄性棒眼果蠅的基因型為XBY。 (2)棒眼雌果蠅(XdBXb)與野生正常眼雄果蠅(XbY)雜交,子代表現(xiàn)型及比例為棒眼雌果蠅(XdBXb)∶正常眼雌果蠅(XbXb)∶死亡(XdBY)∶正常眼雄果蠅(XbY)=1∶1∶1∶1,其中雄果蠅占;若F1雌雄果蠅隨機(jī)交配,即F1棒眼雌果蠅(XdBXb)∶正常眼雌果蠅(XbXb)=1∶1,產(chǎn)生的雌配子為XdB∶Xb=1∶3;F1正常眼雄果蠅(XbY)產(chǎn)生的雄配子為Xb∶Y=1∶1,則產(chǎn)生的F2代基因型及比例是XdBXb∶XbXb∶XdBY∶XbY=1∶3∶1∶3,其中XdBY個(gè)體死亡,存活個(gè)體的基因型及比例為XdBXb∶XbXb∶XbY=1∶3∶3,F(xiàn)2代中Xb頻率為(1+3×2+3×1)÷(1×2+3×2+3×1)=。(3)根據(jù)題意果蠅紅白眼基因位于X染色體上,原本子代中的雌性都應(yīng)該為XAXa,應(yīng)該表現(xiàn)為紅眼,如果缺失1條含XA基因的染色體后會(huì)表現(xiàn)為白眼,要驗(yàn)證是因?yàn)榛蛲蛔冞€是染色體變異引起的,可以用該白眼雌果蠅與紅眼雄果
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