1、第第 24 讲讲 染色体变异及生物变异在育种上的应用染色体变异及生物变异在育种上的应用 考纲要求 1.染色体结构变异和数目变异()。2.生物变异在育种上的应用()。3.实验：低 温诱导染色体加倍。 考点一考点一 染色体变异染色体变异 1.染色体结构的变异 (1)类型(连线) (2)结果：使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。 2.染色体数目变异 (1)类型 个别染色体的增加或减少 以染色体组的形式成倍地增加或减少 (2)染色体组(根据果蝇染色体组成图归纳) 从染色体来源看，一个染色体组中不含同源染色体。 从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。
2、从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因，但不能重复。 (3)单倍体、二倍体和多倍体 项目 单倍体 二倍体 多倍体 概念 体细胞中含有本物种配 子染色体数目的个体 体细胞中含有两个 染色体组的个体 体细胞中含有三个或三 个以上染色体组的个体 发育起点 配子 受精卵 受精卵 植株特点 (1)植株弱小 (2)高度不育 正常可育 (1)茎秆粗壮 (2)叶片、 果实和种子较大 (3)营养物质含量较高 体细胞染色 体组数 1 2 3 形成过程 雄配子 直接发育成个体 单倍体 雌配子 直接发育成个体 单倍体 受精作用 受精卵 发育 生物体 二倍体两个染色体组 多倍体三个或三个以 上
3、染色体组 形成 原因 自然 原因 单性生殖 正常的有性生殖 外界环境条件剧变(如低 温) 人工 诱导 花药离体培养 秋水仙素 处理单倍体幼苗 秋水仙素处理萌发的种 子或幼苗 举例 蜜蜂的雄蜂 几乎全部的动物和 过半数的高等植物 香蕉(三倍体)； 马铃薯(四 倍体)；八倍体小黑麦 1.判断下列有关染色体结构变异的叙述 (1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异( ) (2)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力( ) (3)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响( ) (4)染色体上某个基因的丢失属于基因突变( ) (5)DNA 分子中发生三个碱基对的缺失导致染
4、色体结构变异( ) (6)非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中( ) 2.判断下列有关染色体数目变异的叙述 (1)三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关( ) (2)用秋水仙素处理某高等植物连续分裂的细胞群体，分裂期细胞的比例会减少( ) (3)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加( ) (4)体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍 体( ) (5)水稻(2n24)一个染色体组有 12 条染色体，水稻单倍体基因组有 12 条染色体( ) (6)用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体( ) (7)单倍体含有的染色体组数
5、都是奇数( ) 分析染色体的结构变异和数目变异 (1)图甲的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于哪类变异？能在光学显 微镜下观察到的是哪几个？哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？ 提示 染色体片段缺失；染色体片段易位；基因突变；染色体片段倒位。均 为染色体变异， 可在光学显微镜下观察到， 为基因突变， 不能在光学显微镜下观察到。 (基 因突变)只是产生了新基因，染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。 (2)图乙、丙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于哪类变异？ 提示 图乙发生了非同源染色体间片段的交换，图丙发生的是同源染色体上的非姐妹染色单 体间相应片段
6、的交换；前者属于染色体结构变异中的“易位”，后者属于交叉互换型的基因 重组。 (3)上述的染色体结构变异中有的甚至导致生物体死亡，为何还称为可遗传的变异？ 提示 染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，即由遗传物质 的变化引起的变异就称为可遗传的变异。 (4)下图中丁是某二倍体生物体细胞染色体模式图，戊、己、庚是发生变异后的不同个体的体 细胞中的染色体组成模式图，据图回答： 若果蝇的某细胞在减数第一次分裂后期 X 染色体和 Y 染色体没有分离， 最终形成的精子中 含有的是不是一个染色体组？不是。 上图中戊所示个体减数分裂产生的配子种类及比例如何？图己所示个体在减数分裂联会
7、时， 3 条同源染色体中的任意 2 条配对联会，另 1 条同源染色体不能配对，减数第一次分裂的后 期配对的同源染色体正常分离，而不能配对的 1 条染色体随机移向细胞的任意一极，则其减 数分裂时可产生的配子种类和比例如何？ 提 示 bBabaB 1111 ； aBabABAbAaBAabAABAAb 11222211。 读上图辨析“三体”“三倍体”吗？ 提示 三体是二倍体(含两个染色体组)，只是其中某形态的染色体“多出了一条”，其余染 色体均为两两相同(如上图己)；三倍体则是指由受精卵发育而来的体细胞中含三个染色体组 的个体，其每种形态的染色体为“三三相同”(如图庚)。 命题点一 辨析三种可遗传
8、变异 1.(2018 贵阳调研)下图中，甲、乙分别表示两种果蝇的一个染色体组，丙表示果蝇的 X 染色 体及其携带的部分基因。下列有关叙述正确的是( ) A.甲、乙杂交产生的 F1减数分裂都正常 B.甲、乙 1 号染色体上的基因排列顺序相同 C.丙中过程，可能是发生在 X 和 Y 的非姐妹染色单体之间的易位 D.丙中所示变异都可归类于染色体结构变异 答案 D 解析 与甲相比，乙中的 1 号染色体发生了倒位，所以甲、乙杂交产生的 F1，减数分裂过程 中 1 号染色体不能正常联会，不能产生正常配子，A 项错误；因为乙中的 1 号染色体发生了 倒位，所以甲、乙的 1 号染色体上的基因排列顺序不完全相同
9、，B 项错误；丙中过程基因 的位置发生颠倒，属于倒位，丙中过程染色体片段发生改变，属于染色体结构变异中的易 位，都属于染色体结构变异，C 项错误、D 项正确。 2.生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别，甲、乙两模式图分别表示 细胞分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因，丙 图是细胞分裂过程中染色体在某一时期所呈现的形态。下列有关叙述正确的是( ) A.甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组 B.甲图是由于个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目改变的结果 C.乙图是由于四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果
10、D.甲、乙、丙三图均发生在减数分裂过程中 答案 D 解析 甲是染色体结构变异中的缺失或重复，乙是染色体结构变异中的易位，都是染色体结 构变异，A 错误；个别碱基对的增添或缺失属于基因突变，甲图中部分基因发生了增添或缺 失，导致染色体上基因数目改变，B 错误；四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生 交叉互换属于基因重组，而乙图的易位现象，发生在非同源染色体之间，C 错误；甲和乙都 发生联会现象，发生在减数第一次分裂前期，丙图同源染色体的非姐妹染色单体之间进行了 交叉互换，也发生于减数第一次分裂前期，D 正确。 易混辨析 利用四个“关于”区分三种变异 (1)关于“互换”：同源染色体上的非姐妹染
11、色单体之间的交叉互换，属于基因重组；非同源 染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。 (2)关于“缺失或增加”：DNA 分子上若干基因的缺失或重复(增加)，属于染色体结构变异； DNA 分子上若干碱基对的缺失、增添(增加)，属于基因突变。 (3)关于变异的水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到； 染色体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。 (4)关于变异的“质”和“量”：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变 基因的质， 一般不改变基因的量， 转基因技术会改变基因的量； 染色体变异不改变基因的质， 会改变基因的量或基因的排列顺序。
12、命题点二 染色体组及生物体倍性的判断 3.下图所示细胞中对所含染色体的有关叙述，正确的是( ) A.图 a 含有 2 个染色体组，图 b 含有 3 个染色体组 B.如果图 b 表示体细胞，则图 b 代表的生物一定是三倍体 C.如果图 c 表示由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体 D.图 d 代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体 答案 C 解析 图 a 为有丝分裂后期，含有 4 个染色体组，图 b 含有 3 个染色体组，A 项错误；如果 图 b 生物是由配子发育而成的，则图 b 代表的生物是单倍体，如果图 b 生物是由受精卵发育 而成的， 则图 b 代表的生物是三倍体， B
13、 项错误； 图 c 中有同源染色体， 含有 2 个染色体组， 若是由受精卵发育而成的，则该细胞所代表的生物一定是二倍体，C 项正确；图 d 中只含有 1 个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄配子或雌配子发育而成的，D 项错误。 4.图中字母代表正常细胞中所含有的基因，下列说法正确的是( ) A.为多倍体，通常茎秆粗壮、子粒较大 B.为单倍体，通常茎秆弱小、子粒较小 C.若和杂交，后代基因型分离比为 1551 D.细胞所代表的个体分别是四倍体、二倍体、三倍体和单倍体 答案 C 解析 如果是由受精卵发育而成的个体中的正常细胞，则细胞所代表的个体 分别是四倍体、二倍体、三倍体和单倍体，如果是由配子发
14、育而来的，则不成立。 含 3 个染色体组，减数分裂过程中联会紊乱，不能产生正常配子，不能结出子粒，A、D 错 误；为单倍体，通常茎秆弱小、高度不育，所以没有子粒，B 错误；四倍体(AAaa)经减数 分裂可产生 3 种配子，其基因型及比例为 AAAaaa141，二倍体(Aa)经减数分裂可 产生 2 种配子，其基因型及比例为 Aa11，因此，它们杂交所得后代的基因型及比例为 AAAAAaAaaaaa1551，C 正确。 科学思维 (1)三种方法确定染色体组数量 染色体形态法 同一形态的染色体有几条就有几组，如图中有 4 个染色体组。 等位基因个数法 控制同一性状的等位基因有几个就有几组，如 AAa
15、bbb 个体中有 3 个染色体组。 公式法 染色体组数 染色体数 染色体形态数，如图中有 4 个染色体组。 (2)“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体 命题点三 变异类型的探究实验分析 5.玉米的紫株和绿株由 6 号染色体上一对等位基因(H、h)控制，紫株对绿株为显性。紫株 A 经 X 射线照射后再与绿株杂交，子代出现少数绿株(绿株 B)。为研究绿株 B 出现的原因，让 绿株 B 与正常纯合的紫株 C 杂交得 F1，F1自交得 F2。请回答： (1)假设一：X 射线照射导致紫株 A 发生了基因突变。若此假设成立，则 F1的基因型为 _；F2中紫株所占的比例为_。 (2)假设二：X 射线照射导致
16、紫株 A 的 6 号染色体断裂，含有基因 H 的片段缺失(注：一条染 色体部分片段缺失的个体生存，两条同源染色体皆有相同部分片段缺失的个体死亡)。若此假 设成立，则绿株 B 产生的雌雄配子各有_种，F1的表现型_；F2中，紫株绿 株_。 (3)为验证假设二是否正确。最好选择_(填“紫株 A”“绿株 B”或“紫株 C”)的根 尖制成装片，在显微镜下观察和比较_(填分裂方式及分裂时期)的染色体形态。 答案 (1)Hh 3 4 (2)2 全部为紫株 61 (3)绿株 B 有丝分裂中期 解析 (1)假设一是基因突变，基因突变是指 DNA 分子中碱基对的增添、缺失和替换等，其 实质是基因结构的改变。紫株
17、 A 变异后与绿株(hh)杂交，后代有绿株出现，说明紫株 A 的基 因型为 Hh，绿株 B 的基因型为 hh。绿株 B(hh)与正常纯合的紫株 C(HH)杂交，F1的基因型 为 Hh；F1自交得到 F2，F2中紫株(H_)所占的比例应为3 4。 (2)假设二是染色体变异，则绿株 B 的基因型为 hO，即绿株 B 的一条染色体缺失含有基因 H 的片段，因此其能产生 2 种配子，一种配子含有基因 h，另一种配子 6 号染色体断裂缺失含 H 的片段。绿株 B 与正常纯合的紫株 C(HH)杂交，F1有两种基因型(比例相等)：Hh 和 HO， 均表现为紫株； Hh 自交得到的 F2为 HHHhhh121
18、， 紫株占3 4， 绿株占 1 4， HO 自交， 由于两条染色体缺失相同片段的个体死亡，所以 F2为 HHHO12，全为紫株，F2中紫 株所占比例应为6 7，绿株所占比例应为 1 7。所以，紫株绿株61。 (3)基因突变是点突变，在显微镜下无法观察到，而染色体变异可在显微镜下观察到，所以假 设二可以通过细胞学的方法来验证，即在显微镜下观察绿株 B 细胞有丝分裂或减数分裂过程 中的染色体。根尖部位只能发生有丝分裂，故应选择有丝分裂中期的细胞进行观察，因为此 时染色体的形态和数目最清晰，然后可以通过染色体组型分析比较 6 号染色体是否相同。 6.番茄是二倍体植物。 有一种三体， 其 6 号染色体
19、的同源染色体有 3 条， 在减数分裂联会时， 3 条同源染色体中的任意 2 条随意配对联会形成一个二价体，另 1 条同源染色体不能配对而 形成一个单价体。减数第一次分裂的后期，组成二价体的同源染色体正常分离，组成单价体 的 1 条染色体随机地移向细胞的任何一极，而其他染色体正常配对、分离。请回答问题： (1)从变异类型的角度分析，三体的形成属于_。 (2)若三体番茄的基因型为 AABBb，则其产生的花粉的基因型及其比例为_， 其根尖分生区一细胞连续分裂两次所得到的子细胞的基因型为_。 (3)现以马铃薯叶型(dd)的二倍体番茄为父本，以正常叶型(DD 或 DDD)的三体纯合子番茄为 母本，设计杂
20、交实验，判断 D(或 d)基因是否在第 6 号染色体上，最简单可行的实验方案是 _。 实验结果： 若杂交子代_， 则_。 若杂交子代_， 则_。 答案 (1)染色体数目变异 (2)ABBABbABAb1221 AABBb (3)F1的三体 植株正常叶型与二倍体马铃薯叶型杂交 正常叶马铃薯叶11 D(或 d)基因不在第 6 号染色体上 正常叶马铃薯叶51 D(或 d)基因在第 6 号染色体上 解析 (1)由题意可知，正常番茄中体细胞的 6 号染色体是 2 条，三体的 6 号染色体是 3 条， 属于染色体数目变异。(2)三体番茄的基因型为 AABBb，依题意分析，其产生的配子的基因 型及比例是 A
21、BBABbABAb1221；根尖细胞进行有丝分裂，分裂后形成的子 细胞的基因型与亲代细胞相同，都是 AABBb。(3)马铃薯叶型的基因型是 dd，正常叶型的 基因型是 DD， 杂交子代的基因型是 Dd， 与 dd 进行测交， 测交后代的基因型及比例是 Dddd 11，前者是正常叶，后者是马铃薯叶；如果 D(或 d)基因位于第 6 号染色体上，则马铃 薯叶型的基因型是 dd， 正常叶型的基因型是 DDD， 杂交子代的基因型是 Dd、 DDd, 其中 DDd 是三体植株，DDd 与 dd 进行测交，DDd 产生的配子的基因型及比例是 DDDDdd 1221，测交后代的基因型是 DDdDdDdddd
22、1221，其中 Dd、DDd、Ddd 表现为正常叶，dd 表现为马铃薯叶。 方法技巧 变异类型实验探究题的答题模板 考点二考点二 生物变异在育种上的应用生物变异在育种上的应用 1.单倍体育种 (1)原理：染色体(数目)变异。 (2)过程 (3)优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子。 (4)缺点：技术复杂。 2.多倍体育种 (1)方法：用秋水仙素或低温处理。 (2)处理材料：萌发的种子或幼苗。 (3)原理 分裂的细胞 秋水仙素或低温处理 抑制纺锤体形成 导致 染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍 (4)实例：三倍体无子西瓜 两次传粉 第一次传粉：杂交获得三倍体种子 第二次传
23、粉：刺激子房发育成果实 用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部 分(如根部细胞)的染色体数不变。 三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生 正常配子。 3.杂交育种 (1)原理：基因重组。 (2)过程 培育杂合子品种 选取符合要求的纯种双亲杂交()F1(即为所需品种)。 培育隐性纯合子品种 选取符合要求的双亲杂交()F1 F2选出表现型符合要求的个体种植并推广。 培育显性纯合子品种 a.植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得 F1F1自交获得 F2鉴别、选择需要的 类型，自交至不发生性状分离为止。 b.动物：选择
24、具有不同优良性状的亲本杂交，获得 F1F1雌雄个体交配获得 F2鉴别、选 择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的 F2个体。 (3)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。 (4)缺点：获得新品种的周期长。 4.诱变育种 (1)原理：基因突变。 (2)过程 (3)优点 可以提高突变频率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。 大幅度地改良某些性状。 (4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。 归纳总结 根据育种程序图识别育种名称和过程 (1)首先要识别图解中各字母表示的处理方法：A杂交，D自交，B花药离体培养，C 秋水仙素处理， E诱变处理，F秋水仙素处理，
25、G转基因技术， H脱分化，I再分化， J包裹人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。 (2)根据以上分析可以判断：“亲本 A、D 新品种”为杂交育种，“亲本 B、C 新品种”为单倍 体育种，“种子或幼苗 E 新品种”为诱变育种，“种子或幼苗 F 新品种”为多倍体育 种，“植物细胞 G 新细胞 H 愈伤组织 I 胚状体 J 人工种子 新品种”为基因 工程育种。 (1)抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦( ) (2)抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低( ) (3)通过花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种( ) (4)诱变育种和杂交育种均可形成新基因( ) (
26、5)单倍体育种中，通过花药离体培养所得的植株均为纯合的二倍体( ) (6)诱变育种可通过改变基因的结构达到育种目的( ) (7)用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，则四倍体植株上会结出三倍体无子西瓜( ) 图中甲、乙表示水稻两个品种，A、a 和 B、b 分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基 因，表示培育水稻新品种的过程，请分析： (1)图中哪种途径为单倍体育种？其为什么能缩短育种年限？ 提示 图中过程表示单倍体育种。采用花药离体培养获得的单倍体植株，经人工诱导 染色体加倍后，植株细胞内每对染色体上的基因都是纯合的，自交后代不会发生性状分离， 因此缩短了育种年限。 (2)图中哪一标号处需用秋水仙素
27、处理？应如何处理？ 提示 图示处需用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得纯合子；处常用秋水仙素处理萌 发的种子或幼苗，以诱导染色体加倍。 (3)的育种原理分别是什么？ 提示 的育种原理为基因突变，的育种原理为染色体变异。 (4)图中最简便及最难以达到育种目标的育种途径分别是哪个过程？ 提示 图中最简便的育种途径为过程所示的杂交育种，但育种周期较长；最难以达到育 种目标的途径为过程。 (5)杂交育种选育从 F2开始的原因是什么？其实践过程中一定需要连续自交吗？为什么？ 提示 因为从 F2开始发生性状分离。不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续 自交筛选直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯
28、种，则只要在 F2出现该性状个体即可。 (6)在培育无子西瓜的过程中，为何用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖？三倍 体西瓜为什么无种子？真的一颗都没有吗？ 提示 西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时 形成纺锤体， 从而形成四倍体西瓜植株。 三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞， 因此，不能形成种子。但并非绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形 成正常的卵细胞。 命题点一 单倍体育种与多倍体育种的应用 1.下图为某二倍体植物单倍体育种过程，下列叙述正确的是( ) A.中发生了染色体数目变异 B.一般采用花药离体培养的方法 C
29、.中秋水仙素抑制着丝点分裂 D.中选到的植株中 1/4 为纯合子 答案 B 解析 为杂交过程，产生的子代染色体数目没有改变，A 错误；为花药离体培养过程， 可获得单倍体植株，B 正确；中秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，但是不抑制着丝点 的分裂，C 错误；过程产生比例相等的 4 种纯合子，D 错误。 2.如图是利用野生猕猴桃种子(aa,2n58)为材料培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程。 下列叙 述错误的是( ) A.和都可用秋水仙素处理来实现 B.若是自交，则产生 AAAA 的概率为 1/16 C.AA 植株和 AAAA 植株是不同的物种 D.若是杂交，产生的 AAA 植株的体细胞中染色体
30、数目为 87 答案 B 解析 和都可用秋水仙素处理来完成染色体数目加倍，A 项正确；植株 AAaa 减数分裂 产生的配子种类及比例为 AAAaaa141，所以 AAaa 自交产生 AAAA 的概率 1/61/61/36，B 项错误；二倍体 AA 与四倍体 AAAA 杂交产生的 AAA 为不育的三倍体， 因此 AA 植株和 AAAA 植株是不同的物种， C 项正确； 该生物一个染色体组含有染色体 58 2 29(条)，所以三倍体植株体细胞中染色体数为 29387(条)，D 项正确。 归纳提升 单倍体育种与杂交育种的关系 命题点二 诱变育种和杂交育种的应用 3.用 EMS(甲基磺酸乙酯)处理萌发的
31、纯合非甜(SS)玉米种子，种植并让成熟植株自交，发现 自交子代中出现了极少量的甜玉米(ss)。EMS 诱发基因突变的作用机理如下图所示。下列分 析错误的是( ) A.该事例可体现基因突变的低频性 B.与 S 基因相比，s 中(AT)/(GC)的值增大 C.植株自交后代中出现 ss 是基因重组的结果 D.诱变育种能提高基因突变的频率和加速育种进程 答案 C 解析 用 EMS 处理纯合非甜(SS)玉米种子，种植并让成熟植株自交，子代中出现了极少量的 甜玉米(ss)，由此可推知基因突变具有低频性的特点，A 正确；根据 EMS 诱发基因突变的作 用机理可知，GC 突变为了 AT，与 S 基因相比，s
32、中(AT)/(GC)的值增大，B 正确； 植株自交后代中出现 ss 是等位基因分离的结果，不是基因重组，C 错误；诱变育种能提高基 因突变的频率和加速育种的进程，D 正确。 4.小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种；马铃 薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉 (Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序以及马铃薯品种间杂 交育种程序，要求用遗传图解表示并加以简要说明(写出包括亲本在内的三代即可)。 答案 (注：A_B_、A_bb、aaB_、aabb 表示 F2出现的 9 种基因
33、型和 4 种表现型；写出 F2的 9 种基因型和 4 种表现型即可) 解析 小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种， 可采用杂交育种的方法；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通 常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种，可先采用杂交育种的方法获 得黄肉、抗病品种，再用块茎进行无性繁殖。遗传图解见答案。 命题点三 生物育种的综合分析 5.为提高产量，在生产中使用的玉米种子都是杂交种。现有长果穗(M)白粒(n)和短果穗(m)黄 粒(N)两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒(MmNn)杂交种玉米的目的
34、，请你 完善下列两个品种间杂交育种方案： 方案一：长果穗白粒(Mmnn)和短果穗黄粒(mmNn)品种分别连续自交，_ _。 方案二：让长果穗白粒(Mmnn)和短果穗黄粒(mmNn)两玉米杂合子品种杂交，_ _。 方案三：请以遗传图解的形式表示并简要说明。 答案 方案一：分别选育出基因型为 MMnn 和 mmNN 的玉米植株，部分自交留种，部分杂 交即可获得长果穗黄粒的杂交玉米 方案二：从子代中选择表现型为短果穗白粒的玉米留种，选择表现型为长果穗黄粒的玉米植 株连续自交，再选育出基因型为 MMNN 的玉米留种，取一部分留种的玉米间相互杂交即可 获得长果穗黄粒的杂交玉米 方案三： 6.在家兔中黑毛
35、(B)对褐毛(b)是显性，短毛(E)对长毛(e)是显性，遵循基因的自由组合定律。 现有纯合黑色短毛兔、褐色长毛兔、褐色短毛兔三个品种。请回答： (1)设计培育出能稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案的简要程序： 第一步：让基因型为_的兔子和基因型为_的异性兔子杂交， 得到 F1。 第二步：让 F1_，得到 F2。 第三步：选出 F2中表现型为黑色长毛兔的个体，让它们各自与表现型为_的异性兔 杂交，分别观察每对兔子产生的子代，若后代足够多且_，则该 F2中的黑 色长毛兔即为能稳定遗传的黑色长毛兔。 (2)该育种方案原理是_。 (3)在上述方案的第三步能否改为让 F2中表现型为黑色长毛的雌雄兔子两两相互
36、交配， 若两只 兔子所产生的子代均为黑色长毛，则这两只兔子就是能稳定遗传的黑色长毛兔？为什么？ _(填“能”或“不能”)，原因是_。 答案 (1)BBEE bbee 雌雄个体相互交配 褐色长毛兔(或褐色短毛兔) 不出现性状分离 (2)基因重组 (3)不能 两只黑色长毛的雌雄兔子交配，所产生的子代均为黑色长毛，只能说 明这两只黑色长毛兔中至少有一只是能稳定遗传的 解析 (1)要想获得 BBee， 应选择黑色短毛兔(BBEE)和褐色长毛兔(bbee)作为亲本杂交， 但是 获得的子一代全为杂合子，因此必须让子一代个体之间相互交配，在子二代中选择黑色长毛 兔，然后再通过测交的方法选择出后代不发生性状分
37、离的即可。(2)杂交育种的原理为基因重 组。(3)黑色长毛兔的基因型为 B_ee，让黑色长毛的雌雄兔子两两相互交配，若所产生的子代 均为黑色长毛，只能说明这两只黑色长毛兔中至少有一只能稳定遗传，并不能确定这两只兔 子就是能稳定遗传的黑色长毛兔。 考点三考点三 低温诱导染色体数目的变化低温诱导染色体数目的变化 1.实验原理 低温处理植物分生组织细胞纺锤体不能形成染色体不能被拉向两极细胞不能分裂细 胞染色体数目加倍。 2.实验步骤 低温诱导植物染色体数目变化的实验中的试剂及其作用 试剂 使用方法 作用 卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡 0.51 h 固定细胞 形态 体积分数为 95%的 乙醇 冲
38、洗用卡诺氏液处理的根尖 洗去卡诺 氏液 质量分数为 15%的 盐酸 与体积分数为 95%的乙醇等体积混合，作为解离液 解离根尖 细胞 蒸馏水 浸泡解离后的根尖约 10 min 洗去药 液，防止 解离过度 质量浓度0.02 g/mL 的龙胆紫溶液 把漂洗干净的根尖放进盛有质量浓度 0.02 g/mL的龙 胆紫溶液的玻璃皿中染色 35 min 使染色体 着色 问题探究 (1)本实验是否温度越低效果越显著？ 提示 不是，必须为“适当低温”，以防止温度过低对根尖细胞造成伤害。 (2)观察时是否所有细胞中染色体均已加倍？ 提示 不是，只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。 (3
39、)待蚕豆长出不定根时，为何要将整个装置放入冰箱内低温处理长达 36 h? 提示 如果低温诱导蚕豆根尖时间过短，细胞将无法完成一个细胞周期，进而可能观察不到 染色体数目加倍的细胞。 (4)卡诺氏液和解离液的作用一样吗？ 提示 不一样。卡诺氏液是固定液的一种。固定液的作用是固定细胞形态以及细胞内的各种 结构，固定之后，细胞死亡并且定型，不再代谢也不再变化。解离液的作用主要是溶解细胞 间的连接物质，将组织中的细胞分散开来，便于观察，解离之后细胞死亡。 命题点一 实验原理和过程分析 1.用质量分数为 2%的秋水仙素处理植物分生组织 56 h，能够诱导细胞内染色体加倍。某生 物小组为了探究用一定时间的低
40、温(如 4 )处理被水浸泡的蚕豆是否也能诱导细胞内染色体 加倍进行了相关实验设计。下列关于该实验的叙述中，错误的是( ) A.本实验的假设是用一定时间的低温处理被水浸泡的蚕豆能够诱导细胞内染色体加倍 B.本实验可以在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内的染色体数目 C.本实验需要制作蚕豆细胞的临时装片，制作步骤是解离漂洗染色制片 D.本实验可以看到一个细胞完整的染色体数目加倍的过程 答案 D 解析 由于在装片制作过程中已经将细胞杀死，所以用显微镜观察时看不到一个细胞完整的 染色体数目加倍的过程，故 D 项错误。 2.下列有关“低温诱导染色体加倍”的实验，正确的叙述是( ) A.多倍体形成
41、过程中增加了非同源染色体重组的机会 B.解离液和卡诺氏液都可以使蚕豆根尖解离 C.在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似 D.显微镜下可以看到大多数细胞染色体数目加倍 答案 C 解析 多倍体形成过程中细胞进行的是有丝分裂，不会出现非同源染色体重组现象，A 项错 误；卡诺氏液是固定液，B 项错误；低温与秋水仙素诱导染色体数目变化的原理都是在有丝 分裂前期抑制纺锤体的形成，C 项正确；显微镜下可以看到少数细胞染色体数目加倍，D 项 错误。 命题点二 实验拓展与应用 3.以下材料选自某同学所做实验的部分记录。 实验名称：低温诱导植物细胞染色体数目的变化 实验步骤： 培养固定： 将洋葱
42、放在装满清水的广口瓶上， 待根长出 1.01.5 cm 左右， 剪取根尖 0.51 cm， 置于盛有清水的培养皿内，并在冰箱的冷藏室诱导培养 36 h，将诱导后的根尖放入卡诺氏液 中浸泡 0.51 h，然后用体积分数为 95%的乙醇冲洗两次。 装片制作：解离染色漂洗制片。 观察：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂图像，确认某个细胞染色体发生数目变化后， 再用高倍镜观察。 实验结论：低温条件下根尖所有细胞染色体数目都加倍。 问题：(1)请将上述内容中错误之处予以改正。 _； _; _。 (2)低温诱导染色体数目加倍的原因是_。如果要探究诱导 染色体数目变化的最适温度，请写出简单的设计思路：_。
43、答案 (1)将整个培养装置放入冰箱的低温室内 解离漂洗染色制片 部分细 胞染色体数目发生变化或者没有细胞发生染色体数目变化 (2)低温抑制纺锤体的形成 设 置不同温度梯度的实验组，观察并比较实验结果 解析 (1)由于实验是低温诱导植物染色体数目的变化，所以在实验过程中，待根长出约 1.01.5 cm 的不定根时，要将整个培养装置放入冰箱的低温室内(4 )，诱导培养 36 h；细 胞有丝分裂装片制作过程为取材解离漂洗染色制片观察，所以实验中将漂洗与染 色颠倒了；细胞在低温下不会都发生变异，而且大多数细胞处于分裂间期，所以低温条件下 根尖只有部分细胞染色体数目发生变化或者没有细胞发生染色体数目的变
44、化，而不可能所有 细胞染色体数目都加倍。 (2)低温诱导染色体数目加倍的原因是抑制纺锤体的形成， 温度不同， 诱导的效果也不一样；要探究诱导染色体数目变化的最适温度，需要设置不同温度梯度的实 验组，观察并比较实验结果。 4.四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多，为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最适温度，设 计了如下实验： (1)实验主要材料：大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为 95%的乙醇、质量分数为 15%的盐酸、显微镜、改良苯酚品红染液等。 (2)实验步骤 取 5 个培养皿，编号并分别加入纱布和适量的水。 将培养皿分别放入4 、0 、_、_、12 的恒温箱中培养 1 h。 取大蒜随机均分成_组，分别放入 5 个培养皿中诱导培养 36 小时。 分 别 取 根 尖5mm左 右 ， 放 入 _ 中 固 定0.5 1 h ， 然 后 用 _冲洗 2 次。 制作装片：解离_制片。 低倍镜检测，统计每组视野中的染色体数目加倍率，并记录结果。 (3)实验结果：染色体数目加倍率最高的一组为最适温度。 (4)实验分析 设置实验步骤的目的是_
