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-1-第22讲染色体变异与育种最新考纲高频考点核心素养1.染色体结构变异与数目变异(Ⅱ)2．实验：低温诱导染色体加倍染色体变异与育种过程分析1.科学思维——比较与综合：染色体变异类型，育种方法比较2．生命观念——结构与功能观：染色体变异会影响生物性状3．科学探究——实验设计与实验结果分析：低温诱导染色体数目变化实验考点1染色体变异一、染色体结构变异1.染色体结构变异的类型(如图)①属于染色体结构变异中的缺失，例如人类的猫叫综合征。②属于染色体结构变异中的重复，例如果蝇棒状眼的形成。③④分别属于染色体结构变异中的倒位、易位。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。二、染色体数目的变异1．类型2.染色体组的概念及实例-2-3．单倍体、二倍体和多倍体判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)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．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．单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组。(√)6．三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。(√)7．水稻根尖细胞比花药中的细胞更容易发生基因重组。(×)-3-观察下列甲、乙、丙三幅图，请分析：(1)图甲、图乙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于何类变异？(2)图丙①～④的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于何类变异？能在光镜下观察到的是哪几个？(3)图丙①～④中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？提示：(1)图甲发生了非同源染色体间片段的交换，图乙发生的是同源染色体非姐妹染色单体间相应片段的交换，前者属于染色体结构变异中的“易位”，后者则属于交叉互换型基因重组。(2)①染色体片段缺失；②染色体片段的易位；③基因突变；④染色体中片段倒位。①②④均为染色体变异，可在光学显微镜下观察到，③为基因突变，不能在显微镜下观察到。(3)图丙①～④中③的基因突变只是产生了新基因，即改变基因的质，并未改变基因的量，故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。1．比较单倍体、二倍体和多倍体-4-2.三种可遗传变异的辨析比较项目基因突变基因重组(基因工程等除外)染色体变异变异的本质基因的分子结构发生改变原有基因的重新组合染色体结构或数目发生改变发生时间主要是有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间减数第一次分裂前期和后期细胞分裂间期或分裂期-5-期(续表)-6-●考向突破1染色体的结构变异1．(2020·湖北荆州中学月考)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(D)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①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①②所示变异都可归类于染色体结构变异解析：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在减数分裂过程中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-7-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，B项错误；丙中①过程基因的位置发生颠倒，属于倒位，丙中②过程染色体片段发生改变，属于染色体结构变异中的易位，①②都属于染色体结构变异，C项错误，D项正确。2．(2020·吉林扶余模拟)下列变异中，属于染色体结构变异的是(A)A．果蝇Ⅱ号染色体上的片段与Ⅲ号染色体上的片段发生交换B．整个染色体组成倍增加或减少C．高茎豌豆因缺水缺肥而生长矮小D．同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换解析：果蝇Ⅱ号染色体上的片段与Ⅲ号染色体上的片段发生交换，属于非同源染色体之间的交换，是染色体结构变异中的易位；整个染色体组成倍增加或减少属于染色体数目的变异；因缺水缺肥引起的变异属于不可遗传变异；同源染色体的非姐妹染色单体之间片段的互换属于基因重组。整合提升1.染色体结构变异与基因突变的区别2．易位与交叉互换的区别-8-●考向突破2染色体组及生物体倍性的判断3．(2020·黑龙江哈尔滨八中模拟)如图所示细胞中所含的染色体，下列有关叙述正确的是(C)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代表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，是单倍体解析：图a为有丝分裂后期，含有4个染色体组，图b有同源染色体，含有3个染色体组；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；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；图d中只含1个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄性配子或雌性配子发育而成的。4．(2020·黑龙江双鸭山一中开学考试)下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，正确的是(C)-9-A．单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体B．21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组C．人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因D．用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖的细胞中都含有4个染色体组解析：单倍体是体细胞中含本物种配子染色体数的个体，若是多倍体生物的单倍体，则可以含多个染色体组，存在同源染色体，A项错误；21三体综合征患者的体细胞中有两个染色体组，21号染色体有三条，B项错误；人的初级卵母细胞中的基因已经复制，如果发生基因突变或交叉互换，则在一个染色体组中可能存在等位基因，C项正确；多倍体通常是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使其染色体加倍，但不一定都加倍，D项错误。整合提升1.三种方法确定染色体组数量(1)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。(2)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AAabbb个体中有3个染色体组。(3)公式法染色体组数＝染色体数染色体形态数，如图染色体组数为4。2．“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体●考向突破3染色体的应用及实验探究5．(2020·山东枣庄高三一模)二倍体植物甲(2n＝18)和二倍体植物乙(2n＝18)进行有性杂交，得到F1不育。若用秋水仙素处理F1幼苗的顶芽形成植株丙，丙开花后能自交获得后代。下列叙述正确的是(B)-10-A．植物甲和乙都是二倍体生物，且体细胞中都含有18条染色体，所以它们属于同一物种B．若植物甲和乙杂交得到的受精卵，在发育初期来自植物甲的染色体全部丢失，而植物乙的染色体全部保留，则继续发育成的植株是单倍体C．F1植株丙发生的染色体变化，能决定生物进化的方向D．秋水仙素通过促进着丝点分裂，使染色体数目加倍解析：由于甲、乙杂交的后代不育，即甲、乙存在生殖隔离，故甲、乙不属于同一物种，A错误；受精卵中包含来自甲的9条染色体和来自乙的9条染色体，若来自甲的染色体全部丢失，则只剩下来自乙的9条染色体，含有乙物种配子染色体数目的个体是单倍体，B正确；植株丙染色体数目加倍，自然选择决定生物进化的方向，C错误；秋水仙素抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，D错误。6．(2020·广东揭阳模拟)已知含一条X染色体的果蝇(XY，XO)为雄性，含两条X染色体的果蝇(XX，XXY)为雌性，含三条X染色体或无X染色体的果蝇胚胎致死。将白眼雌果蝇(XbXb)与红眼雄果蝇(XBY)杂交，后代中偶尔发现一只白眼雌果蝇和一只红眼雄果蝇，出现这种现象的原因是母本产生配子时两条染色体未分离。以下分析正确的是(B)A．母本两条X染色体未分离不可能发生在初级卵母细胞中B．这只白眼雌果蝇的基因型是XbXbYC．这只红眼雄果蝇的精原细胞内肯定有Y染色体D．母本产生配子时肯定发生两条同源X染色体不分离解析：已知体细胞中含一条X染色体的是雄性(如6＋X、6＋XY)，含两条X染色体的是雌性(如6＋XX、6＋XXY)。将白眼雌果蝇(XbXb)与红眼雄果蝇(XBY)杂交，后代中偶尔发现一只白眼雌果蝇和一只红眼雄果蝇，则该白眼雌果蝇的基因型应为XbXbY，红眼雄果蝇基因型为XBO或XBY，说明亲本白眼雌果蝇在减数分裂产生卵细胞时，减数第一次分裂或减数第二次分裂后期细胞中的两条X染色体未正常分离，结果生成了极少量含有两条X染色体和没有X染色体的卵细胞。根据以上分析可知，母本两条X染色体未分离可能发生在初级卵母细胞或次级卵母细胞中，A错误；后代白眼雌果蝇的基因型应为XbXbY，B正确；后代红眼雄果蝇基因型为XBO或XBY，不一定含有Y染色体，C错误；母本产生配子时，可能发生了两条同源X没有分离，D错误。整合提升变异类型实验探究题的答题模板-11-考点2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：具不同优良性状的亲本杂交→F1→花药离体培养→秋水仙素处理单倍体幼苗，诱导细胞染色体数目加倍→选育。(3)优点：明显缩短育种年限，子代均为纯合子。(4)缺点：技术复杂。(5)实例：用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种培育矮秆抗病小麦，过程见图。①花药离体培养②秋水仙素处理2．多倍体育种-12-(1)原理：染色体(数目)变异。(2)过程：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，诱导细胞染色体数目加倍。(3)优点：多倍体植株茎秆粗壮，叶、果实和种子比较大，营养物质含量丰富(简记：粗、大、丰富)。(4)缺点：多倍体植株发育延迟，结实率低，多倍体育种一般只适用于植物。(5)实例：三倍体无子西瓜的培育过程(如图所示)。注：一个A代表一个染色体组。①两次传粉：第一次传粉是杂交得到三倍体种子，第二次传粉是为了刺激子房发育。②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。③三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①培育杂合子品种：选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即所需品种)。②培育隐性纯合子品种：选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1――→⊗F2，从中选出表现型符合要求的个体种植并推广。-13-③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F1→F1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：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1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：选择生物→诱发基因突变→选择理想类型→培育。(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。5．基因工程与作物育种(1)目的：把各种优良基因通过基因工程导入生物体内，从而改变生物的遗传特性，获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种抗逆性的作物新品种。(2)原理：基因重组。(3)优点：降低生产成本，减少因农药的使用而对环境造成的污染，提高农作物对不良环境的适应能力。(4)缺点：技术复杂，可能会产生食品安全问题。(5)实例：转基因抗虫棉的培育。6．针对不同育种目标的育种方案-14-判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．四倍体水稻与二倍体水稻杂交，可得到三倍体水稻，稻穗、米粒变小。(×)2．花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种。(×)3．转基因技术能让A物种表达出B物种的某优良性状。(√)4．两个亲本的基因型是AAbb和aaBB，要培育出基因型为aabb的后代，最简单的方法是单倍体育种。(×)5．单倍体育