2018版高中生物 第三章 遺傳和染色體 第三節(jié) 染色體變異及其應用教學案 蘇教版必修2.doc

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第三節(jié)染色體變異及其應用 1.染色體變異包括染色體結構的變異和染色體數(shù)目的變異。 2．大多數(shù)染色體結構的變異對生物體是不利的，有時甚至會導 致生物體死亡。 3．細胞中形態(tài)和功能各不相同，但互相協(xié)調(diào)、共同控制生物的 生長、發(fā)育、遺傳和變異的一組非同源染色體，稱為一個染色 體組。 4．人的精子或卵細胞中含有一個染色體組，體細胞中含有兩個 染色體組。 5．單倍體育種常用花藥離體培養(yǎng)法，其優(yōu)點是能明顯縮短育種 年限。 一、染色體結構的變異 1．特點：染色體結構變異一般可通過光學顯微鏡直接觀察。 2．類型：包括缺失、重復、倒位和易位四種。 3．染色體結構變異導致性狀變異的原因：染色體結構變異都會使染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，從而導致性狀的變異。 4．結果：大多數(shù)染色體結構的變異對生物體是不利的，甚至會導致生物體死亡。 5．影響因素：電離輻射、病毒感染或一些化學物質(zhì)誘導。 二、染色體數(shù)目變異 1．概念和類型 (1)概念：染色體數(shù)目以染色體組的方式成倍增加或減少，個別染色體的增加或減少，都稱為染色體數(shù)目的變異。 (2)類型： 2．染色體組 (1)概念：細胞中形態(tài)和功能各不相同，但互相協(xié)調(diào)、共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異的一組非同源染色體，稱為一個染色體組。 (2)實例：人的精子或卵細胞中含有一個染色體組，體細胞中含有兩個染色體組。 (3)單倍體、二倍體與多倍體： ①單倍體是指體細胞中含有配子染色體組的個體。 ②由受精卵發(fā)育成的個體，體細胞內(nèi)含有兩個染色體組的稱為二倍體，含有三個或三個以上染色體組的叫多倍體。 3．低溫誘導染色體數(shù)目加倍 (1)原理：用低溫處理或化學因素刺激植物分生組織細胞，有可能抑制紡錘體的形成，導致細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。 (2)實驗步驟： ①培養(yǎng)根尖：將一些蠶豆或豌豆種子放入培養(yǎng)皿，加入適量的清水浸泡，在培養(yǎng)皿上覆蓋2～3層潮濕的紗布。 ②低溫誘導：在蠶豆幼根長至 1.0～1.5 cm左右的不定根時，將其中的兩個培養(yǎng)裝置放入冰箱的低溫室內(nèi)(4 ℃)，誘導培養(yǎng)36 h。 ③固定細胞形態(tài)：剪取誘導處理的根尖約5 mm，放入卡諾氏固定液中固定0.5～1 h，以固定細胞的形態(tài)，然后用體積分數(shù)為95%的乙醇溶液沖洗2～3次。 ④制作裝片：取固定好的根尖，進行解離→漂洗→染色→制片4個步驟。 ⑤觀察裝片：先用低倍鏡尋找染色體形態(tài)較好的分裂相，確認某個細胞發(fā)生染色體數(shù)目變化后，再換用高倍鏡觀察。 三、染色體變異在育種上的應用 1．單倍體育種 (1)單倍體植株的特點：植株長得弱小，且高度不育。 (2)單倍體育種常用方法：花藥(花粉)離體培養(yǎng)。 (3)單倍體育種的過程： 選擇, (4)單倍體育種的優(yōu)點： ①獲得的植株染色體上成對的基因都是純合的，自交產(chǎn)生的后代不會發(fā)生性狀分離。 ②明顯縮短育種年限。 2．多倍體育種 (1)多倍體植株的特點：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)的含量較高。 (2)多倍體的自然形成： (3)多倍體的人工誘導： ①方法：用秋水仙素處理或用低溫處理。 ②處理對象：萌發(fā)的種子或幼苗。 ③原理：能夠抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞的兩極，從而使染色體數(shù)目加倍。 ④實例：三倍體無子西瓜的培育。 1．判斷下列說法的正誤 (1)染色體數(shù)目的變異包括缺失、重復、倒位和易位四種() (2)一個染色體組中不含同源染色體(√) (3)在正常情況下，每種生物的染色體數(shù)目都是恒定的(√) (4)生物配子中所具有的全部染色體組成一個染色體組() (5)染色體數(shù)目變異是指染色體數(shù)目的成倍增加或減少() (6)單倍體是由受精卵發(fā)育而來的() 2．如圖為某染色體結構發(fā)生變異的示意圖，該變異類型為(　　) A．缺失　　　　　B．倒位　　　　　C．易位 解析：選B　分析題圖可知，異常染色體與正常染色體相比，染色體片段的位置由ABCD變成ADCB，因此屬于染色體結構變異中的倒位。 3．由于某種原因，一生物體內(nèi)某條染色體上多了幾個基因，這種遺傳物質(zhì)變化屬于(　　) A．染色單體的交叉互換 B．染色體數(shù)目變異 C．染色體結構變異 解析：選C　染色體結構變異中的片段的增添會導致該染色體上多幾個基因，片段的缺失會導致該染色體上少幾個基因。 4．農(nóng)業(yè)技術員培育無子西瓜時，需要經(jīng)過人工誘導二倍體幼苗形成四倍體的步驟，該步驟所采用的誘導措施是(　　) A．X射線照射 B．秋水仙素處理 C．亞硝酸鹽處理 解析：選B　秋水仙素處理能抑制細胞有絲分裂過程中紡錘體的形成，導致細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。 5．秋水仙素誘導染色體加倍的原理是抑制(　　) A．赤道板的形成 B．紡錘體的形成 C．細胞板的形成 解析：選B　秋水仙素處理作物幼苗或萌發(fā)的種子，抑制其有絲分裂過程中紡錘體的形成，使染色體不能移向細胞兩極，從而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。 6．單倍體植物是指(　　) A．含一個染色體組的個體 B．含奇數(shù)染色體的個體 C．含本物種配子染色體數(shù)目的個體 解析：選C　含一個染色體組的個體屬于單倍體，但單倍體不一定只含有一個染色體組；含奇數(shù)染色體的個體不一定是單倍體，如二倍體與四倍體雜交，后代是三倍體，其染色體數(shù)目可能是奇數(shù)。 7．單倍體育種可以明顯地縮短育種年限，這是由于(　　) A．單倍體植物生長迅速 B．后代不發(fā)生性狀分離 C．誘導出苗成功率高 解析：選B　單倍體植株長得弱小，而且高度不育；單倍體育種獲得的個體為純合子，自交后代不發(fā)生性狀分離，可以明顯縮短育種年限；花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗需要嚴格的條件，成功率不高。 8．蠶豆體細胞有12條染色體，將正在萌發(fā)的蠶豆置于4 ℃下低溫培養(yǎng)一段時間后，取其根尖制作裝片，在顯微鏡下觀察，細胞中染色體數(shù)目不可能是(　　) A．6條 B．12條 C．24條 解析：選A　根尖細胞不進行減數(shù)分裂，細胞內(nèi)的染色體不減半。 染色體結構變異類型歸納 類型 定義 圖示 缺失 一個正常染色體在斷裂后丟失一個片段，這個片段上的基因也隨之失去 重復 一條染色體的片段連接到同源的另一條染色體上，使另一條同源的染色體多出與本身相同的某一片段 倒位 指染色體旋轉(zhuǎn)180后重新接合起來，造成這段染色體上基因位置順序顛倒 易位 染色體斷裂后在非同源染色體間錯誤接合，更換了位置 結果：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，從而導致性狀的變異。大多對生物體不利，有的會導致生物體死亡 [名師點撥]　易位與交叉互換的比較 染色體易位 交叉互換 圖解 區(qū)別 發(fā)生在非同源染色體之間 發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間 屬于染色體變異 屬于基因重組 可在顯微鏡下觀察到 在顯微鏡下觀察不到 [思考探究] 1．(1)右圖所示的變異屬于哪種染色體結構變異？a、b中哪一條發(fā)生了改變？ 提示：缺失。b染色體中缺失了3、4兩個片段。 (2)染色體結構變異對基因有影響嗎？ 提示：染色體結構變異可引起基因數(shù)量的增加、減少或基因排列順序的改變。 [題組沖關] 1．如圖①表示兩條非同源染色體，則①→②的變化在遺傳學上稱為(　　) A．易位　　　　　　　　　　 B．缺失 C．倒位 D．重復 解析：選A　染色體結構的變異類型包括缺失、重復、易位和倒位。圖中①→②的變化是非同源染色體間部分片段轉(zhuǎn)移，所以屬于染色體結構變異中的易位。 2．下列關于染色體結構變異的敘述，不正確的是(　　) A．外界因素可提高染色體結構變異的頻率 B．染色體缺失了某片段，可使生物性狀發(fā)生變化 C．一條染色體某一片段顛倒180后，生物性狀不發(fā)生變化 D．染色體結構變異一般可用現(xiàn)代遺傳技術直接檢測 解析：選C　一條染色體某一片段顛倒180后，基因的排列順序發(fā)生改變，從而導致生物性狀的改變。 1．染色體組的特征 (1)一個染色體組中不含同源染色體，是一組非同源染色體。 (2)一個染色體組中，每條染色體的形態(tài)、大小和功能各不相同。 (3)一個染色體組攜帶著控制該種生物生長發(fā)育的全部遺傳信息。 (4)同種生物的一個染色體組中染色體數(shù)目是一定的，不同生物一個染色體組中染色體數(shù)目不一定相同。 2．染色體組數(shù)目的判斷 (1)據(jù)染色體形態(tài)判斷 細胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個染色體組。如下圖所示的細胞中，形態(tài)相同的染色體在a中有3條、b中兩兩相同、c中各不相同，則可判定它們分別含3個、2個、1個染色體組。 (2)據(jù)基因型判斷 控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，就含幾個染色體組——每個染色體組內(nèi)不含等位基因或相同基因。如下圖d～g中依次含4、2、3、1個染色體組。 (3)據(jù)“染色體數(shù)/形態(tài)數(shù)”的比值判斷 染色體數(shù)/形態(tài)數(shù)的比值意味著每種形態(tài)染色體數(shù)目的多少，每種形態(tài)染色體有幾條，即含幾個染色體組。如果蠅該比值為8條/4種形態(tài)＝2，則果蠅含2個染色體組。 3．二倍體、單倍體、多倍體的比較 (1)由配子(卵細胞或花粉)直接發(fā)育來的個體，不論體細胞中含有幾個染色體組，都稱為單倍體。 (2)由受精卵發(fā)育來的個體是二倍體或多倍體。 ①正常體細胞內(nèi)含有兩個染色體組為二倍體。 ②正常體細胞內(nèi)含有三個或三個以上的染色體組為多倍體。 4．低溫誘導染色體數(shù)目加倍實驗中有關試劑歸納 試劑 使用方法 作用 卡諾氏固定液 將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1 h 固定細胞形態(tài) 體積分數(shù)為95%的乙醇溶液 沖洗用卡諾氏液處理過的根尖 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，使細胞之間的聯(lián)系變得疏松 質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸 與體積分數(shù)為95%的乙醇溶液等體積混合，作為解離液 解離根尖細胞 蒸餾水 浸泡解離后的根尖約10 min 漂洗根尖，除去解離液，防止解離過度 0.02 g/mL的龍膽紫溶液 把漂洗干凈的根尖放進盛有0.02 g/mL的龍膽紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色體著色 [思考探究] 2．(1)單倍體是否指體細胞中含有一個染色體組的個體？為什么？ 提示：不是。單倍體是由配子發(fā)育而來的個體，它的確不是以體細胞中含有的染色體組的數(shù)目為依據(jù)，而是以是否由配子直接發(fā)育而來為依據(jù)。不同生物的單倍體的體細胞中，染色體組的數(shù)目可能不同。 (2)三倍體香蕉通過什么方式繁殖后代？為什么？ 提示： 無性繁殖。因為香蕉體細胞中含有三個染色體組，在減數(shù)分裂時聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常的配子，故香蕉的果實里幾乎沒有種子，只能通過無性繁殖方式產(chǎn)生后代。 [題組沖關] 3．已知普通小麥是異源六倍體，含42條染色體。下列有關普通小麥染色體組成的敘述，錯誤的是(　　) A．它的每個染色體組含7條染色體 B．它的單倍體植株的體細胞含21條染色體 C．經(jīng)花藥離體培養(yǎng)形成的植株，體細胞含有三個染色體組，為三倍體 D．它的單倍體植株高度不育 解析：選C　經(jīng)花藥離體培養(yǎng)形成的植株，體細胞含有三個染色體組，但屬于單倍體。 4．有關“低溫誘導洋蔥(2n＝16)染色體數(shù)目的變化”實驗的分析，正確的是(　　) A．體積分數(shù)為95%的乙醇溶液用于根尖的固定和解離，但作用不同 B．低溫與秋水仙素均能抑制著絲點分裂而導致染色體數(shù)目加倍 C．應設置常溫培養(yǎng)的對照組，以確認低溫誘導染色體數(shù)目加倍 D．如果顯微觀察到染色體數(shù)為32的細胞，可判斷低溫誘導成功 解析：選C　低溫誘導染色體數(shù)目的變化的實驗中，將根尖放入卡諾氏固定液中浸泡，目的是固定細胞形態(tài)；質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸和體積分數(shù)為95%的乙醇混合液可以使洋蔥根尖解離；低溫與秋水仙素均能抑制有絲分裂過程中紡錘體的形成，使細胞分裂后期染色體不能向兩極移動而導致染色體數(shù)目加倍；應設置常溫培養(yǎng)的對照組，以確認低溫誘導染色體數(shù)目加倍；有絲分裂后期，著絲點分裂，染色體數(shù)目暫時加倍，所以用顯微觀察到染色體數(shù)為32的細胞，不能判斷低溫誘導成功。 1．單倍體育種 (1)原理：染色體變異。染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地減少，然后人工誘導使染色體數(shù)目加倍而獲得純種。 (2)方法：花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素誘導處理。 (3)實例： 利用高稈(DD)、抗病(TT)和矮稈(dd)、不抗病(tt)小麥品種，培育矮稈(dd)、抗病(TT)小麥的過程： (4)適用范圍：一般適用于二倍體植株，因為四倍體植株通過單倍體育種形成的個體不一定是純合子。 2．多倍體育種 (1)原理：秋水仙素不影響染色體復制，但能抑制細胞有絲分裂時形成紡錘體，使細胞不能形成兩個子細胞，從而導致染色體數(shù)目加倍。 (2)方法：最常用、最有效的方法是用秋水仙素來處理萌發(fā)的種子或幼苗。 (3)實例：三倍體無子西瓜的培育。 相關分析： ①關于兩次傳粉：第一次傳粉是雜交得到三倍體種子，第二次傳粉是為了刺激子房發(fā)育成果實。 ②用秋水仙素應處理萌發(fā)的種子或幼苗。因為萌發(fā)的種子、幼苗具有分生能力，細胞進行有絲分裂，秋水仙素處理后可達到使產(chǎn)生的新細胞染色體數(shù)目加倍的目的。 ③秋水仙素處理幼苗后，分生組織分裂分化形成的莖、葉、花等地上部位的細胞染色體數(shù)目加倍，而未處理到的如根部細胞染色體數(shù)目不變。 [思考探究] 3．(1)單倍體育種為什么能夠縮短育種周期？ 提示：單倍體幼苗經(jīng)過秋水仙素處理后可以直接獲得純合子，其自交后代不發(fā)生性狀分離。 (2)在單倍體育種和多倍體育種過程中，秋水仙素處理的對象相同嗎？ 提示：在單倍體育種中秋水仙素處理的對象是單倍體植株(幼苗)，在多倍體育種過程中秋水仙素處理的是正常植株(萌發(fā)的種子或幼苗)。 (3)三倍體無子西瓜為什么不結種子？ 提示：三倍體聯(lián)會紊亂，經(jīng)過減數(shù)分裂無法形成正常配子，不能進行受精作用，所以不結種子。 [題組沖關] 5．將二倍體西瓜的幼芽進行離體培養(yǎng)成幼苗后，用秋水仙素處理其莖尖得到西瓜植株。下列說法錯誤的是(　　) A．理論上已是一個新物種 B．體細胞中含有等位基因 C．所結的果實為四倍體 D．細胞中都含四個染色體組 解析：選D　根部細胞由于沒有用秋水仙素處理，所以細胞中含兩個染色體組。 6．豌豆染色體組成為(2n＝14)，若將其花藥離體培養(yǎng)，將幼苗用秋水仙素處理，所得植株的染色體組成是(　　) A．12＋XX或12＋XY　　　 B．12＋XX或12＋YY C．2n＝14 D．n＝7 解析：選C　豌豆雌雄同株，無性染色體。由于2n＝14，則每個染色體組組成為7，花藥中的染色體組成為7。將其花藥離體培養(yǎng)形成單倍體植株的幼苗，將幼苗用秋水仙素處理后染色體數(shù)目加倍，所得植株的染色體組成是2n＝14。 一、選擇題 1．正常的兩條同源染色體是圖1，則圖2所示是指染色體結構變異中的(　　) A．缺失　　　　　　　　　　 B．倒位 C．易位 D．重復 解析：選A　據(jù)圖分析，正常的兩條同源染色體含有片段1、2、3、4、5，而圖2中下面一條染色體上只有片段1、2、5，缺少片段3、4，是染色體結構變異中的缺失。 2．秋水仙素誘導染色體加倍，導致的變異屬于(　　) A．易位 B．染色體數(shù)目變異 C．倒位 D．缺失 解析：選B　秋水仙素處理作物幼苗或萌發(fā)的種子，抑制其有絲分裂過程中紡錘體的形成，從而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，導致的變異屬于染色體數(shù)目變異。 3．普通小麥體細胞中有6個染色體組，用小麥的花藥培育成單倍體植株，單倍體植株體細胞中的染色體組數(shù)是(　　) A．1個 B．2個 C．3個 D．6個 解析：選C　所有配子不經(jīng)過受精形成的新個體都是單倍體，則六倍體普通小麥的配子形成的子代雖然是單倍體植株，但單倍體植株體細胞中仍然含有3個染色體組。 4．如圖所示，甲、乙細胞中含有的染色體組的數(shù)目分別為(　　) A．5個、4個 B．10個、8個 C．5個、2個 D．2.5個、2個 解析：選A　甲圖中共有10條染色體，其中5條形態(tài)、大小相同，另5條形態(tài)、大小相同，所以細胞中含有的染色體組數(shù)目5個；乙圖中共有8條染色體，其中4條形態(tài)、大小相同，另4條形態(tài)、大小相同，所以細胞中含有的染色體組數(shù)目4個。 5．有關單倍體的敘述，正確的是(　　) A．凡染色體數(shù)目為奇數(shù)的個體都是單倍體 B．單倍體的雜交后代不發(fā)生性狀分離 C．玉米受精卵發(fā)育成的植株不可能是單倍體 D．四倍體水稻花藥直接培育成的植株不是單倍體 解析：選C　含有奇數(shù)染色體的個體可能是多倍體；單倍體植株高度不育，不能進行雜交；單倍體是指體細胞中具有配子染色體數(shù)的個體，所以玉米受精卵發(fā)育成的植株不可能是單倍體；四倍體水稻花藥直接培育成的植株是單倍體。 6．從理論上分析，下列雜交組合不正確的是(　　) A．二倍體四倍體―→三倍體 B．二倍體二倍體―→二倍體 C．三倍體三倍體―→三倍體 D．二倍體六倍體―→四倍體 解析：選C　三倍體因為聯(lián)會紊亂無法產(chǎn)生正常的配子，不能通過雜交產(chǎn)生子代。 7．秋水仙素誘導多倍體形成的原因是(　　) A．誘導染色體多次復制 B．促進染色單體分開，形成染色體 C．促進著絲點分裂，使染色體數(shù)目加倍 D．抑制細胞有絲分裂時紡錘體的形成 解析：選D　秋水仙素只能抑制紡錘體的形成，不能誘導染色體復制；染色單體分開，形成染色體是著絲點分裂的結果；著絲點的分裂不需要秋水仙素誘導。 8．用花藥離體培養(yǎng)出馬鈴薯單倍體植株，當它進行細胞減數(shù)分裂時，可觀察到染色體兩兩配對，共有12對，據(jù)此現(xiàn)象可推知產(chǎn)生花藥的馬鈴薯是(　　) A．二倍體 B．三倍體 C．四倍體 D．多倍體 解析：選C　單倍體中有2個染色體組，所以正常的體細胞有4個染色體組。 9．低溫和秋水仙素均可誘導染色體數(shù)目變化，前者的處理優(yōu)于后者的處理，具體表現(xiàn)在(　　) ①低溫條件易創(chuàng)造和控制 ②低溫條件創(chuàng)造所用的成本低 ③低溫條件對人體無害，易于操作 ④低溫能誘導染色體數(shù)目加倍而秋水仙素則不能 A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．①②④ 解析：選A　低溫和秋水仙素均可誘導染色體數(shù)目變化，前者的處理優(yōu)于后者的處理，具體表現(xiàn)在：低溫條件易創(chuàng)造和控制，低溫條件創(chuàng)造所用的成本低，低溫條件對人體無害，易于操作。低溫誘導與秋水仙素誘導的原理均是抑制紡錘體的形成，從而使染色體數(shù)目加倍。 10．某男子表現(xiàn)型正常，但其一條14號和一條21號染色體相互連接形成一條異常染色體，如圖甲。減數(shù)分裂時異常染色體的聯(lián)會如圖乙，配對的三條染色體中，任意配對的兩條染色體分離時，另一條染色體隨機移向細胞任一極。下列敘述正確的是(　　) A．圖甲所示的變異屬于基因重組 B．觀察異常染色體應選擇處于分裂間期的細胞 C．如不考慮其他染色體，理論上該男子產(chǎn)生的精子類型有8種 D．該男子與正常女子婚配能生育染色體組成正常的后代 解析：選D　圖甲所示的變異屬于染色體變異；觀察異常染色體應選擇處于分裂中期的細胞，因為此時染色體的形態(tài)固定、數(shù)目清晰；若不考慮其他染色體，根據(jù)“配對的三條染色體中，任意配對的兩條染色體分離時，另一條染色體隨機移向細胞任一極”可知，理論上該男子產(chǎn)生的精子類型有“只含有14號染色體”、“只含有21號染色體”、“含有14號染色體和21號染色體”、“含有異常染色體和14號染色體”、“含有異常染色體和21號染色體”、“只含有異常染色體”，共計6種；當異常染色體與14號染色體分離時，21號染色體有可能與14號染色體一起移向一極，則含有14號染色體和21號染色體的精子與正常卵子結合，可以發(fā)育為染色體組成正常的后代。 二、非選擇題 11．棉花的棉纖維大多為白色，天然彩色棉很受大眾喜愛。棉纖維的白色(B)和深紅色(b)是一對相對性狀，育種專家對深紅棉做了如圖(Ⅰ和Ⅱ為常染色體)所示過程的技術處理，得到了基因型為ⅡbⅡ的粉紅棉新品種，請回答下列問題： (1)利用深紅棉花粉粒培養(yǎng)出的棉花植株，一般不結種子的原因是________________________________________________________________________。 (2)圖中培育新品種的處理過程發(fā)生了染色體________變異，該粉紅色棉新品種自交后代發(fā)生性狀分離，出現(xiàn)了另一種白色棉，該新品種白色棉的基因型是(僅考慮顏色性狀)________。 (3)用該粉紅棉新品種自交所結種子不能大面積推廣，欲得到能大面積推廣的粉紅棉種子，請你設計一種最簡單的育種方法_________________________________________(寫明材料和方法即可)。 (4)圖中基因A、a分別控制抗旱與不抗旱性狀，則圖中的新品種自交產(chǎn)生的子代，抗旱粉紅棉的概率是____________________________________________________________。 解析：(1)從圖中可知棉花為二倍體生物，花粉粒培養(yǎng)出的植株為單倍體，含有一個染色體組，高度不育，因此不結種子。(2)由圖分析，一條Ⅱ染色體在培育新品種的處理過程中發(fā)生了染色體片段缺失，屬于染色體結構變異；該粉紅色棉新品種自交后代為ⅡbⅡb(深紅色)、ⅡbⅡ(粉紅色)、ⅡⅡ(白色)。(3)用該粉紅棉自交產(chǎn)生的子代會出現(xiàn)性狀分離，欲得到能大面積推廣的粉紅棉種子可以用深紅棉與粉紅棉自交產(chǎn)生的子代中的ⅡⅡ進行雜交，所結種子都為粉紅棉ⅡbⅡ。(4)新品種的基因型為AaⅡbⅡ，其自交子代中抗旱粉紅棉(A_ⅡbⅡ)的概率為(3/4)(1/2)＝3/8。 答案：(1)用花粉粒培育出的單倍體植株高度不育 (2)結構?、颌颉?3)用深紅棉與以上的新品種白色棉雜交(或ⅡbⅡbⅡⅡ→ⅡbⅡ)　(4)3/8 一、選擇題 1．如圖顯示了染色體及其部分基因，對①和②過程最恰當?shù)谋硎龇謩e是(　　) A．倒位、易位　　　　　　　 B．倒位、缺失 C．交換、缺失 D．交換、易位 解析：選A　據(jù)圖分析，經(jīng)過①過程圖中染色體與正常染色體相比較，基因的位置發(fā)生顛倒，屬于染色體結構變異中的倒位。經(jīng)過②過程圖中染色體著絲點右側(cè)的片段發(fā)生改變，說明與非同源染色體發(fā)生了交換，屬于染色體結構變異中易位。 2．關于染色體結構變異中易位的相關說法，正確的是(　　) A．發(fā)生在一條染色體上的結構變異 B．發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間 C．發(fā)生在一條染色體的姐妹染色單體之間 D．發(fā)生在非同源染色體之間的結構變異 解析：選D　一條染色體的片段移接到另一條非同源染色體上是易位。 3．人類的特納氏綜合征是由于缺少一條性染色體引起的變異。該變異的類型是(　　) A．基因突變 B．染色體數(shù)目變異 C．基因重組 D．染色體結構變異 解析：選B　人類的特納氏綜合征是由于缺少一條性染色體引起的變異，說明是細胞內(nèi)個別染色體的減少，所以該變異的類型是染色體數(shù)目變異。 4．某三倍體生物的正常體細胞的染色體數(shù)目為12條，下圖表示該生物正常體細胞的是(　　) 解析：選A　在細胞中，一種形態(tài)的染色體有幾條就有幾個染色體組。根據(jù)題干可知，該生物是三倍體，共有12條染色體，說明該生物形態(tài)相同的染色體有3條，共有4種形態(tài)。 5．用秋水仙素處理某二倍體(2N＝20)幼苗，待其長成枝繁葉茂的植株(甲)后，發(fā)現(xiàn)約有40%的細胞的染色體數(shù)目為4N。下列敘述錯誤的是(　　) A．秋水仙素可作用于處在有絲分裂前期的細胞 B．根尖分生區(qū)的部分細胞含有10條染色體 C．染色體數(shù)目為4N的細胞可能處于有絲分裂中期或后期 D．其余60%的細胞的染色體數(shù)目不止一種 解析：選B　由于根尖分生區(qū)的細胞不進行減數(shù)分裂，所以不可能有部分細胞含有10條染色體。 6．關于三倍體無子西瓜培育過程的敘述，正確的是(　　) A．育種原理是染色體結構的變異 B．育種原理是染色體數(shù)目的變異 C．秋水仙素處理的目的是使染色體聯(lián)會紊亂 D．三倍體植株開花后，需用秋水仙素刺激以獲取無子西瓜 解析：選B　無子西瓜含有3個染色體組，育種原理是染色體數(shù)目變異；秋水仙素處理的目的是抑制紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍；三倍體植株開花后，需用花粉刺激以獲取無子西瓜。 7．為了探究中國水仙只開花不結實(高度不育)的原因，有研究者開展了染色體核型的分析實驗，核型分析結果如圖所示。下列有關分析錯誤的是(　　) A．中國水仙是三倍體 B．要使觀察到的染色體形態(tài)清晰可用秋水仙素染色 C．在中國水仙的花藥中一般找不到正常的生殖細胞 D．高度不育根本原因是減數(shù)分裂時同源染色體聯(lián)會紊亂 解析：選B　對染色體進行染色的染色劑是龍膽紫溶液(或醋酸洋紅溶液)，而不是秋水仙素。 8．(江蘇高考)下圖中甲、乙兩個體的一對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．個體甲的變異對表型無影響 B．個體乙細胞減數(shù)分裂形成的四分體異常 C．個體甲自交的后代，性狀分離比為3∶1 D．個體乙染色體沒有基因缺失，表型無異常 解析：選B　個體甲的變異屬于缺失，影響表型；個體乙發(fā)生的變異是倒位，減數(shù)分裂形成的四分體異常；含缺失染色體的配子一般是敗育的，故其后代一般不會發(fā)生性狀分離；個體乙染色體沒有基因缺失，但發(fā)生倒位，表型異常。 二、非選擇題 9．體細胞內(nèi)染色體數(shù)為2n＋1的個體稱為三體，三體細胞減數(shù)分裂時，任意配對的兩條染色體分離時，另一條染色體隨機移向細胞任一極。三體玉米減數(shù)分裂一般產(chǎn)生兩種類型的配子，一類是n＋1型，即配子中含有兩條該同源染色體；一類是n型，即配子中含有一條該同源染色體。n＋1型配子若為卵細胞可正常參與受精，若為花粉則不能參與受精。 (1)已知玉米抗病(B)對感病(b)為顯性。以基因型為bbb的三體玉米作為母本，基因型為BB的普通玉米為父本雜交，F(xiàn)1的基因型有______________，取F1中三體玉米為父本，與感病普通玉米為母本雜交，則子代中表現(xiàn)為抗病與感病的比例為________。 (2)現(xiàn)有2號染色體三體且感病玉米，若要通過雜交實驗來確定感病基因是位于2號染色體還是其他染色體上，則： ①該實驗的思路： a．以純合抗病普通玉米為父本，與________為母本雜交； b．從F1中選出三體植株作為________(“父本”或“母本”)與感病普通玉米進行雜交； c．分析F2表現(xiàn)抗病與感病的比例。 ②實驗結果及結論： 若F2表現(xiàn)型及比例為抗病∶感?。?________，則感病基因在其他染色體上； 若F2表現(xiàn)型及比例為抗病∶感病＝________，則感病基因在2號染色體上。 解析：(1)根據(jù)題意以基因型為bbb的三體玉米作為母本，可以產(chǎn)生bb、b2種配子，與基因型為BB的普通玉米為父本雜交，F(xiàn)1的基因型有Bbb、Bb，取F1中三體玉米Bbb為父本，可以產(chǎn)生1B、2Bb、1bb、2b共4種配子，由于含n＋1型配子的花粉不能正常受精，所以能受精的配子B∶b＝1∶2，因此與感病普通玉米bb為母本雜交，則子代中表現(xiàn)為抗病與感病的比例為1∶2。(2)①以純合抗病普通玉米(BB)為父本，與該三體且感病玉米為母本雜交；從F1中選出三體植株作為父本與感病普通玉米進行雜交。②若等位基因(B、b)不位于三體染色體上，而在其他染色體上，F(xiàn)1代中三體的基因型為Bb，其與基因型為bb的玉米雜交，后代中表現(xiàn)型及比例為抗病∶感病＝1∶1。若等位基因(B、b)位于三體染色體上，則F1的雄性三體產(chǎn)生的可進行正常受精的配子有B∶b＝1∶2，與基因型為bb的玉米雜交，后代中表現(xiàn)型及比例為抗病∶感病＝1∶2。 答案：(1)Bbb、Bb　1∶2 (2)該三體且感病玉米　父本　1∶1　1∶2 一、非選擇題(每小題2分，共24分) 1．在豌豆雜交實驗中，為防止自花受粉應(　　) A．將花粉涂在雌蕊柱頭上 B．采集另一植株的花粉 C．除去未成熟花的雄蕊 D．人工傳粉后套上紙袋 解析：選C　豌豆是自花傳粉、閉花受粉植物，雜交實驗中為防止自花受粉，應在花蕾期去掉雄蕊。 2．下列關于孟德爾遺傳規(guī)律的得出過程，說法錯誤的是(　　) A．豌豆自花傳粉、閉花受粉的特點是孟德爾雜交實驗獲得成功的原因之一 B．統(tǒng)計學方法的使用有助于孟德爾總結數(shù)據(jù)規(guī)律 C．進行測交實驗是為了對提出的假說進行驗證 D．假說中具有不同基因型的配子之間隨機結合，體現(xiàn)了自由組合定律的實質(zhì) 解析：選D　自由組合定律的實質(zhì)是減數(shù)分裂形成配子時，非同源染色體上的非等位基因自由組合，而不是配子間的隨機結合。 3．19世紀中期，孟德爾采用純種豌豆做一對相對性狀的雜交實驗，發(fā)現(xiàn)了分離定律，下列有關該研究過程的敘述，錯誤的是(　　) A．孟德爾依據(jù)實驗現(xiàn)象提出生物體細胞中含有成對遺傳因子 B．按照孟德爾的假說推測F1(Dd)自交將產(chǎn)生等數(shù)量比的D雄配子與D雌配子 C．孟德爾依據(jù)假說預測F1測交后代會出現(xiàn)1∶1的性狀分離比 D．孟德爾的測交結果驗證了F1產(chǎn)生配子時成對遺傳因子分離 解析：選B　按照孟德爾的假說推測F1(Dd)自交將產(chǎn)生等數(shù)量比的D雄配子與d雄配子。 4．下列有關人的性狀中，不屬于相對性狀的是(　　) A．有耳垂與無耳垂　　　　 B．身高與體重 C．能卷舌與不能卷舌 D．卷發(fā)與直發(fā) 解析：選B　身高與體重不符合“同一性狀”，不屬于相對性狀。 5．對某種植物進行測交實驗，后代有四種表現(xiàn)型，其數(shù)量分別是49、52、50、51，這株植物的基因型不可能是(　　) A．AaBbCC B．a(chǎn)aBbCc C．AaBBCC D．AABbCc 解析：選C　對基因型為AaBBCC的植株進行測交，即AaBBCCaabbcc，后代有兩種表現(xiàn)型，且比例為1∶1。 6．兩只雜合子白羊親本，接連生下3只白色小羊。若它們再生第4只小羊，其毛色(　　) A．一定是白色的 B．一定是黑色的 C．是白色的可能性大 D．是黑色的可能性大 解析：選C　后代為白色的可能性是3/4 ，為黑色的可能性是1/4 ，因此是白色的可能性大。 7．黃曲霉素是主要由黃曲霉菌產(chǎn)生的可致癌毒素，其生物合成受多個基因控制，也受溫度、pH等因素影響。下列選項敘述正確的是(　　) A．環(huán)境因子不影響生物體的表現(xiàn)型 B．不產(chǎn)生黃曲霉素菌株的基因型都相同 C．基因型相同的黃曲霉素菌株具有相同表現(xiàn)型 D．黃曲霉菌產(chǎn)生黃曲霉素是表現(xiàn)型 解析：選D　黃曲霉菌能夠產(chǎn)生黃曲霉素，可以說是黃曲霉菌生物的功能性狀。 8．如圖為患紅綠色盲的某家族系譜圖，其中7號的致病基因來自(　　) A．1號 B．2 號 C．3號 D．4號 解析：選B　圖中7號色盲基因來自于5號，5號的致病基因來自2號。 9．人類表現(xiàn)伴性遺傳的原因在于(　　) A．X與Y染色體有些基因不同 B．性染色體上的基因不同于常染色體上的基因 C．性染色體沒有同源染色體 D．基因通常只存在于一條性染色體上，在其同源染色體上沒有等位基因 解析：選D　由于相關基因通常只存在于一條性染色體上，在其同源染色體上沒有等位基因，所以通常表現(xiàn)為伴性遺傳。 10．如圖為某家族甲、乙兩種遺傳病的系譜圖。甲遺傳病由一對等位基因(A、a)控制，乙遺傳病由另一對等位基因(B、b)控制，這兩對等位基因獨立遺傳。已知Ⅲ4攜帶甲遺傳病的致病基因，但不攜帶乙遺傳病的致病基因。下列敘述正確的是(　　) A．甲、乙兩病致病基因分別位于X染色體和常染色體上 B．Ⅲ3與Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ1、Ⅲ4均為直系血親關系 C．該家族甲、乙兩種病的致病基因分別來自于Ⅰ1和Ⅰ2 D．若Ⅲ3和Ⅲ4再生一個孩子，則同時患兩病的概率是1/24 解析：選D　若Ⅲ3(基因型為2/3AaXBXb)和Ⅲ4(AaXBY)再生一個孩子，則同時患兩病的概率是2/31/41/4＝1/24。 11．(全國卷Ⅱ)果蠅的某對相對性狀由等位基因G、g控制，且對于這對性狀的表現(xiàn)型而言，G對g完全顯性。受精卵中不存在G、g中的某個特定基因時會致死。用一對表現(xiàn)型不同的果蠅進行交配，得到的子一代果蠅中雌∶雄＝2∶1，且雌蠅有兩種表現(xiàn)型。據(jù)此可推測：雌蠅中(　　) A．這對等位基因位于常染色體上，G基因純合時致死 B．這對等位基因位于常染色體上，g基因純合時致死 C．這對等位基因位于X染色體上，g基因純合時致死 D．這對等位基因位于X染色體上，G基因純合時致死 解析：選D　由題意“子一代果蠅中雌∶雄＝2∶1”可知，該對相對性狀的遺傳與性別相關聯(lián)，為伴性遺傳，G、g這對等位基因位于X染色體上；由題意“子一代雌蠅有兩種表現(xiàn)型且雙親的表現(xiàn)型不同”可推知：雙親的基因型分別為XGXg 和XgY；再結合題意“受精卵中不存在G、g中的某個特定基因時會致死”，可進一步推測：雌蠅中G基因純合時致死。 12．蝴蝶的性別決定為ZW型。有一種極為罕見的陰陽蝶，即一半雄性一半雌性的嵌合體，其遺傳解釋如圖所示。據(jù)此分析，下列說法正確的是(　　) A．由圖可推斷，Z和W染色體上的基因都與性別決定有關 B．過程Ⅰ依賴于細胞膜的流動性，過程Ⅱ、過程Ⅲ表達的基因完全不同 C．陰陽蝶的出現(xiàn)屬于染色體變異，這種變異可以通過光學顯微鏡觀察到 D．若陰陽蝶能產(chǎn)生配子，則雌配子全部正常，雄配子全部不正常 解析：選C　從圖中無法推斷Z和W染色體上的基因都與性別決定有關；過程Ⅰ表示受精作用，依賴于細胞膜的流動性，過程Ⅱ、過程Ⅲ表達的基因具有選擇性，不完全相同；陰陽蝶的出現(xiàn)是由于部分細胞丟失了W染色體，屬于染色體變異，這種變異可以通過光學顯微鏡在有絲分裂中期觀察到；若陰陽蝶能產(chǎn)生配子，則雌配子全部正常，雄配子一半正常。 二、非選擇題(每空1分，共26分) 13．(8分)某種自花傳粉的植物的花色由兩對等位基因(A與a、B與b)控制。已知花色有三種表現(xiàn)型，紫花、粉花和白花，下表為某探究小組所做的雜交實驗結果，請分析回答下列問題： 組別 親本 F1的表現(xiàn)型及比例 紫花 粉花 白花 甲 紫花紫花 9/16 3/16 4/16 乙 紫花白花 3/4 1/4 0 丙 粉花粉花 0 3/4 1/4 (1)由甲組結果可知，這兩對基因的遺傳符合______________________________。 (2)讓乙組的F1中的所有紫花植株進行自花傳粉，其子代植株的基因型共有________種，其中粉花植株的比例為__________________(2分)。 (3)某實驗田現(xiàn)有一白花植株及純合的粉花植株，欲通過一代雜交實驗判斷該白花植株的基因型。請寫出預期結果及相應的結論(假設雜交后代的數(shù)量足夠多)。 ①若雜交后代全開紫花，則該白花植株的基因型為__________________________。 ②若雜交后代既有開紫花的又有開粉花的，則該白花植株的基因型是______________。 ③若雜交后代________________，則該白花植株的基因型是________________。 解析：(1)由甲組結果可知，這兩對基因應位于兩對同源染色體上，所以遺傳符合基因的自由組合定律。(2)乙組的紫花白花的后代紫花∶粉花＝3∶1，所以基因型為AaBBAabb或AABbaaBb，F(xiàn)1中紫花植株的基因型為A_Bb或AaB_。若以前一種為例：F1中紫花植株的基因型為AABb和AaBb，進行自花傳粉，其子代植株的基因型共有9種；其中粉花植株的比例為2/33/16 ＝1/8 。(3)純合的粉花植株基因型為aaBB或AAbb，所以一白花植株與純合的粉花植株雜交，若雜交后代全開紫花，則該白花植株的基因型為AAbb或aaBB；若雜交后代既有開紫花的又有開粉花的，則該白花植株的基因型是Aabb或aaBb；若雜交后代全為粉花，則該白花植株的基因型是aabb。 答案：(1)自由組合定律　(2)9　1/8 (3)①AAbb或aaBB?、贏abb或aaBb ③全為粉花　aabb 14．(10分)某學校生物小組在一塊較為封閉的低洼地里發(fā)現(xiàn)了一些野生植株，這些植株的花色有紅色和白色兩種，莖稈有綠莖和紫莖兩種。同學們分兩組對該植物的花色、莖色進行遺傳方式的探究。請根據(jù)實驗結果進行分析。 第一組：取90對親本進行實驗 第二組：取綠莖和紫莖的植株各1株 雜交組合 F1表現(xiàn)型 交配組合 F1表現(xiàn)型 A：30對親本 紅花紅花 36紅花∶1白花 D：綠莖紫莖 綠莖∶紫莖 ＝1∶1 B：30對親本 紅花白花 5紅花∶1白花 E：紫莖自交 全為紫莖 C：30對親本 白花白花 全為白花 F：綠莖自交 由于蟲害， 植株死亡 (1)從第一組花色遺傳的結果來看，花色隱性性狀為________，最可靠的判斷依據(jù)是________組。 (2)若任取B組的一株親本紅花植株使其自交，其子一代表現(xiàn)型有________種可能。 (3)由B組可以判定，該種群中顯性純合子與雜合子的比例約為________。(2分) (4)從第二組莖色遺傳的結果來看，隱性性狀為______，判斷依據(jù)的是___________組。 (5)如果F組正常生長繁殖的話，其子一代表現(xiàn)型的情況是_______________________。 (6)A、B兩組雜交后代沒有出現(xiàn)3∶1或1∶1的分離比，原因是___________。(2分) 解析：(1)紅花的后代中出現(xiàn)了白花，說明白花是隱性，根據(jù)是A組。(2)B組中的親本紅花有純合子也有雜合子，故其自交后代有可能是一種表現(xiàn)型也有可能是兩種表現(xiàn)型。(3)因為子代中紅花∶白花＝5∶1，故親本中純合子∶雜合子＝2∶1。(4)根據(jù)D組和E組結果，判斷隱性性狀最可能為紫莖。(5)如果F組正常生長繁殖，其子一代表現(xiàn)型的情況是綠莖∶紫莖＝3∶1。(6)因為野生的紅花個體中既有純合子又有雜合子所以A、B兩組雜交后代沒有出現(xiàn)3∶1或1∶1的分離比。 答案：(1)白色　A　(2)2　(3)2∶1　(4)紫莖　D組和E　(5)綠莖∶紫莖＝3∶1　(6)紅花個體既有純合子又有雜合子 15．(8分)果蠅的某一對相對性狀由一對等位基因(用N、n表示)控制，其中一個基因在純合時能使合子致死(注：NN、XNXN、XNY等均視為純合子)。有人用一對果蠅雜交，得到F1果蠅共185只，其中雄蠅63只。 (1)等位基因(N、n)的本質(zhì)區(qū)別是________________________不同，成活果蠅的基因型共有____種。基因N、n能否與控制果蠅紅眼和白眼的基因W、w發(fā)生自由組合？____(填“能”或“不能”)，原因是________________________________________________________。 (2)若F1雌蠅僅有一種表現(xiàn)型，則致死基因是______，F(xiàn)1雌蠅基因型為________________。 (3)若F1雌蠅共有兩種表現(xiàn)型，則致死基因是______，讓F1果蠅隨機交配，理論上F2成活個體中顯性性狀與隱性性狀之比為______________。 解析：(1)由題意知，一對果蠅雜交，得到F1果蠅中雌性∶雄性≈2∶1，雄性個體中存在致死現(xiàn)象，因此該基因位于X染色體上，由于存在純合致死，因此雌性個體的基因型為雜合子和一種純合子，雄性個體只有一種基因型，所以成活個體的基因型共有3種。等位基因的本質(zhì)區(qū)別是脫氧核苷酸的排列順序不同，由于控制果蠅的這兩對等位基因都位于X染色體上，不遵循自由組合定律。(2)如果致死基因型為Xn，F(xiàn)1雌蠅僅有一種表現(xiàn)型，且基因型為XNXN、XNXn。(3)若F1雌蠅共有兩種表現(xiàn)型，則致死基因是N(XN)，F(xiàn)1雌果蠅的基因型為XNXn、XnXn，雄果蠅的基因型為XnY，F(xiàn)1雌果蠅產(chǎn)生的配子的類型及比例是Xn∶XN＝3∶1，雄果蠅產(chǎn)生的配子的類型及比例是Xn∶Y＝1∶1，自由交配形成的后代的基因型及比例是XnXn∶XnY∶XNXn∶XNY(致死)＝3∶3∶1∶1，所以理論上F2成活個體中顯性性狀與隱性性狀之比為1∶6。 答案：(1)脫氧核苷酸的排列順序　3　不能　這兩對等位基因都位于X染色體上　(2)n　XNXN、XNXn 　(3)N　1∶6