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课标版 生物 第19讲 染色体变异及育种,知识一 染色体变异 一、染色体结构变异,二、染色体数目变异 1.类型,2.染色体组 (1)组成 如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为: 、 、X或、Y 。 (2)组成特点: a.形态上:细胞中的一组 非同源染色体 ,在形态和功能上各不相同。,b.功能上:控制生物 生长、发育、遗传和变异 的一组染色体。 3.单倍体、二倍体和多倍体,1.判断有关染色体变异叙述的正误。 (1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平,是有利变异。(2014江苏单 科,7A)() (2)染色体易位不改变基因数量,对个体性状不会产生影响。(2014江苏单 科,7C)() (3)观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞。(2013福建理综,5B)() (4)“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。(2013安徽理综,4改编)(),(5)某染色体上缺失一个碱基对属于基因突变,缺失一个基因属于染色体变 异。 () (6)染色体组非整倍性变化必然导致新基因产生。(2011海南单科,19B)() (7)低温抑制染色体着丝点分裂,使子染色体不能分别移向两极,导致染色体 加倍。(2010福建理综,3A)(),2.下列关于染色体结构变异的叙述,不正确的是 ( ) A.外界因素可提高染色体断裂的频率 B.染色体缺失了某段,可使生物性状发生变化 C.一条染色体某一段颠倒180后,生物性状不发生变化 D.染色体结构变异一般可在显微镜下直接检验 答案 C 染色体结构变异是由于某些自然条件或人为因素造成的,染色 体变异可导致生物性状发生相应的改变。倒位是染色体某片段位置颠倒, 使其中的基因位置发生了改变,可导致生物的性状发生变化。,3.下列情况引起的变异属于染色体变异的是 ( ) A.非同源染色体上非等位基因的自由组合 B.染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上 C.同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换 D.DNA分子中发生碱基对的增添、缺失和改变 答案 B 在减后期非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体 的自由组合而自由组合和减四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体 之间发生交叉互换属于基因重组。B选项属于染色体变异。D选项属于基 因突变。,知识二 育种 一、杂交育种 1.原理: 基因重组 。 2.过程: (1)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。 (2)动物:选择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 。 二、诱变育种 1.原理: 基因突变 。 2.过程: 3.优点 (1)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。,(2)大幅度地 改良某些性状 。 4.缺点:有利变异个体往往不多,需处理大量材料。 三、单倍体育种 1.原理: 染色体(数目)变异 。 2.方法 花 药 单倍体 幼苗 染色体数目 加倍,得到正,常纯合子 3.优点: 明显缩短育种年限 ,所得个体均为 纯合体 。 4.缺点:技术复杂。 四、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 抑制, 纺锤体 形成 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,(1)两次 传粉 (2)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。,1.判断有关育种说法的正误。 (1)基因工程育种与杂交育种的原理相同。 () (2)“将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞,经组织培养获得抗病植株” 包含了基因工程技术。(2013全国,5C改编)() (3)人工诱变育种的优点可以提高突变率,加速育种工作的进程。 () (4)用AaBb个体进行单倍体育种,要用秋水仙素处理萌发的种子。 () (5)目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性 上。(2013江苏单科,15D)(),(6)人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 (),2.下列有关育种的说法中,正确的是 ( ) A.杂交育种所依据的主要遗传学原理是基因突变 B.生产上通常采用多倍体育种的方法来获得无子番茄 C.诱变育种可以快速获得具有新基因的纯合子 D.植物体细胞杂交育种可以克服远缘杂交不亲和的障碍 答案 D 杂交育种依据的遗传学原理是基因重组,故A错误;生产上主要 利用一定浓度的生长素或生长素类似物来获得无子番茄,故B错误;诱变育 种的原理是基因突变,即使得到具有新基因的个体,其基因纯合的可能性也 很低,所以诱变育种很难快速获得具有新基因的纯合子,故C错误。,3.如图为四种不同的育种方法,请回答: (1)图中AD途径表示杂交育种,一般从F2开始选种,这是因为 。,(2)若亲本的基因型有以下四种类型: 两亲本相互杂交,后代表现型为31的杂交组合是 。 选乙、丁为亲本,经ABC途径可培育出 种纯合植物。该育 种方法突出的优点是 。 (3)E方法最不易获得所需品种的原因是 。 (4)下列植物中,是通过图中F方法培育而成的植物是 ( ),A.太空椒 B.无子番茄 C.白菜甘蓝 D.八倍体小黑麦 答案 (1)从F2开始出现性状分离 (2)甲乙 4 明显缩短育种年限 (3)基因突变频率低且不定向 (4)D 解析 (1)图中AD途径表示杂交育种,杂交育种是从出现性状分离那代 开始选种,即从F2开始选种。(2)两亲本杂交,后代表现型为31,从图解 不难看出两亲本为甲乙;选乙、丁为亲本,杂交子一代的基因型是AaBb 和Aabb,可以产生4种类型的配子,经ABC途径可以培育出4种表现型,的纯合植物,该育种方式为单倍体育种,其优点是明显缩短育种年限。(3)基 因突变频率低且具有不定向性。(4)图中用F方法培育而成的植物是多倍 体,常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗使其染色体数目加倍,八倍体小黑 麦的育种是多倍体育种。,突破一 染色体变异 1.染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析 (1)染色体结构变异与基因突变的判断,(2)“缺失”问题 (3)变异水平问题,2.单倍体、二倍体与多倍体的不同,3.染色体易位与交叉互换,1.染色体组数量的判断方法,(1)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。 (2)控制同一性状的等位基因有几个就有几组。如AAabbb个体中有3 个染色体组。 (3)染色体组数= ,如图中染色体组数为 =4。 2.单倍体、二倍体和多倍体的判断方法 典例1 图中和表示发生在常染色体上的变异。关于它们的叙述中错,误的是 ( ) A.和都是染色体结构的变异 B.属于染色体结构变异中的易位 C.两种变异都没有新的基因产生 D.中的染色体不属于同源染色体,解题关键 解析 图表示的是同源染色体在四分体时期发生了非姐妹染色单体 间的交叉互换,属于基因重组。图表示染色体的某一片段移接到另一条 非同源染色体上,属于染色体结构变异中的易位。 答案 A,1-1 如图表示某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图,图中和 ,和互为同源染色体,则图a、图b所示的变异 ( ) A.均为染色体结构变异 B.基因的数目和排列顺序均发生改变 C.均使生物的性状发生改变 D.均可发生在减数分裂过程中,答案 D 解析 由图可知,图a为交叉互换属于基因重组,基因的数目和排列顺序未 发生改变,性状可能没有变化;图b是染色体结构变异,基因的数目和排列顺 序均发生改变,性状也随之改变;二者均可发生在减数分裂过程中。,1-2 如图所示细胞含三个染色体组的是 ( ) 答案 B 解析 A图中“”形态的染色体有4条,A细胞中有4个染色体组;B图中 “”形态的染色体有3条,B细胞中有3个染色体组;C图中控制同一性状 的基因有2个,故此细胞中有2个染色体组;D图中染色体数和染色体形态数 分别为4、2,该细胞中的染色体组数为2。,1-3 下列是某些细胞的基因型,其中含有3个染色体组的是 ( ) A.Mm B.abc C.DDd D.AaBbCc 答案 C 解析 由基因型判断染色体组数,控制同一性状的基因有几个,则有几个 染色体组,所以A、D选项有2个染色体组,B选项有1个染色体组,C选项有3 个染色体组。,突破二 育种 1.针对不同目的的杂交育种程序 (1)培育杂合子品种(杂种优势) 选取符合要求的纯种双亲杂交()F1(即为所需品种)。 (2)培育隐性纯合子品种 选取双亲杂交()F1 F2选出表现型符合要求的个体种植并 推广。 (3)培育显性纯合子品种,选取双亲杂交()F1 F2选出表现型符合要求的个体 F3 选出稳定遗传的个体推广种植。 2.针对不同育种目标的育种方案,1.育种程序图的识别,(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,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 新品种”为杂交育种,“亲本 新品种”为单倍体育种,“种子或幼苗 新品种”为诱变育种,“种子 或幼苗 新品种”为多倍体育种,“植物细胞 新细胞 愈伤组 织 胚状体 人工种子 新品种”为基因工程育种。 2.基于个体基因型的育种图解识别,根据基因型的变化可以判断:“aabbAABBAaBbAAbb”为杂交育 种,“aabbAABBAaBbAbAAbb”为单倍体育种,“AABB AaBB”为诱变育种,“aabbAABBAaBbAAaaBBbb”为多倍体育种。,典例2 假设a、B为玉米的优良基因,现有AABB、aabb两个品种,控制两 对相对性状的基因位于两对同源染色体上,实验小组用不同方法进行了实 验(见图),下列说法不正确的是 ( ),A.过程育种方法运用的原理是基因突变,最大优点是能提高突变率,在 短时间内获得更多的优良变异类型 B.过程使用的试剂是秋水仙素,它可作用于正在分裂的细胞,抑制纺锤体,的形成 C.过程育种方法运用的原理是基因重组,基因型aaB_的类型经后, 子代中aaBB所占比例是5/6 D.过程应用了单倍体育种的方法,最大的优点是明显缩短育种年限,解析 过程育种方法是诱变育种。过程育种方法是杂交育 种,原理是基因重组,基因型aaB_的类型中aaBB占1/3, aaBb占2/3,经过自交 后,子代中aaBB所占比例是1/2,故C错误。 答案 C,2-1 如图为水稻的几种不同育种方法示意图,据图回答:,(1)B常用的方法是 ,C、F过程常用的药剂是 。 (2)打破物种界限的育种方法是 (用图中的字母表示),该方法所运,用的原理是 。 (3)假设你想培育一个稳定遗传的水稻品种,它的性状都是由隐性基因控制 的,其最简单的育种方法是 (用图中的字母表示);如果都是由显性 基因控制的,为缩短育种时间常采用的方法是 (用图中的字母表 示)。 (4)现有三个水稻品种,的基因型为aaBBDD,的基因型为AAbbDD,的 基因型为AABBdd,三对等位基因分别位于三对同源染色体上。如果每年 只繁殖一代,若要获得aabbdd植株,至少需要 年的时间。 答案 (1)花药离体培养 秋水仙素 (2)E 基因重组,(3)AD ABC (4)3 解析 要培育的水稻品种若性状都是由隐性基因控制的,最简单的育种 方法是杂交育种,若性状都是由显性基因控制的,快速育种常用的方法是单 倍体育种。比较、三个品种与新品种的基因型,可以发现新品种 中含、三个品种的基因各1对,如果要想缩短获得aabbdd植株的时 间,可采用单倍体育种:第一年可以先让和(或)杂交得到杂交一代 AaBbDD(或AaBBDd),第二年再用杂交一代与(或)杂交,得到杂交二代 AaBbDd,第三年种植杂交二代种子,待种子长成植株开花后,先用花药离体 培养得到单倍体幼苗(基因型有ABD、ABd、AbD、aBD、Abd、aBd、,abD、abd),然后再用秋水仙素处理abd幼苗,当年就能够获得aabbdd植株。 2-2 小麦是一种重要的粮食作物,改善小麦的遗传性状是科学工作者不断 努力的目标,如图是遗传育种的一些途径。请回答下列问题:,(1)以矮秆易感病(ddrr)和高秆抗病(DDRR)小麦为亲本进行杂交,培育矮秆 抗病小麦品种过程中,F1自交产生F2,其中矮秆抗病类型出现的比例是 ,选F2矮秆抗病类型连续自交、筛选,直至 。 (2)若要在较短时间内获得上述新品种小麦,可选图中 (填字母) 途径所用的方法。其中的F环节是 。 (3)科学工作者欲使小麦获得燕麦抗锈病的性状,应该选择图中 (填字母)表示的技术手段最为合理可行,该技术手段主要包括: 。 (4)小麦与玉米杂交,受精卵发育初期出现玉米染色体在细胞分裂时全部丢 失的现象,将种子中的胚取出进行组织培养,得到的是小麦 植株。,(5)两种亲缘关系较远的植物进行杂交,常出现杂交不亲和现象,这时可采用 技术手段进行处理。 (6)图中的遗传育种途径, (填字母)所表示的方法具有典型的不定 向性。 答案 (1)3/16 不再发生性状分离 (2)EFG 花药离体培养 (3)CD 提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细 胞、目的基因的检测和表达 (4)单倍体 (5)植物体细胞杂交,(6)AB 解析 图中AB为诱变育种方法,CD为基因工程育种方法,EFG为单倍体 育种方法,HI为细胞工程育种方法,JK为多倍体育种方法。(1)用矮秆易感 病(ddrr)和高秆抗病(DDRR)小麦为亲本进行杂交,培育矮秆抗病小麦品种 的过程叫做杂交育种,F2中矮秆抗病类型出现的比例是3/16,让F2矮秆抗病 类型连续自交、筛选,直至不再发生性状分离,新的品种即培育成功。(2)要 尽快获得矮秆抗病类型新品种,应该采用图中EFG单倍体育种的方法。(3) 欲使小麦获得燕麦抗锈病的性状,应该用基因工程的育种方法,其过程包 括:提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、 目的基因的检测和表达。(4)小麦与玉米杂交后,由于发育初期受精卵中玉,米染色体全部丢失,胚的细胞中只剩下小麦生殖细胞中的染色体,因此将胚 取出进行组织培养,得到的是小麦单倍体植株。(5)要克服远缘杂交不亲和 的障碍,需要采用植物细胞工程育种的方法,让两个植物物种的体细胞融 合,通过组织培养的方式,即可得到新的物种。(6)诱变育种具有不定向性。,突破三 实验 低温诱导染色体加倍 1.实验原理 低温可抑制纺锤体形成,阻止细胞分裂,导致细胞染色体数目加倍。 2.实验步骤与现象,3.低温诱导植物染色体数目变化的实验中的试剂及其作用,典例3 下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述中,正 确的是 ( ) A.洋葱的不定根在冰箱的低温室内诱导36 h,可抑制细胞分裂中染色体的 着丝点分裂 B.改良苯酚品红染液的作用是固定和染色 C.体积分数为95%的酒精可用于洗涤细胞固定过程中使用的卡诺氏液和 解离细胞 D.经过解离、漂洗、染色和制片,在显微镜下观察,发现所有细胞内的染色 体数目都加倍 解析 低温诱导不会抑制染色体着丝点的分裂,而是抑制纺锤体的形成,使子染色体不能移向细胞的两极;细胞不能分裂成两个子细胞;改良苯酚品 红染液的作用是染色,不能用于固定;显微镜下观察,染色体数目加倍的细 胞只有少数,多数细胞处于分裂间期,看不到染色体,还有部分细胞有染色 体,但可能进行正常的有丝分裂。 答案 C,3-1 关于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验,不正确的描述是 ( ) A.处于分裂间期的细胞数目最多 B.在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞 C.在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程 D.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 答案 C 解析 实验过程中洋葱细胞由于已死亡,不会发生从二倍体变为四倍体 的过程,C错误。,
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