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1、届一轮复习 染色体变异与育种 教案第21讲染色体变异与育种2017备考最新考纲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.转基因食品的安全()。4.实验：低温诱导染色体加倍。考点一染色体变异的判断与分析(5年13考)自主梳理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)类型类型实例个别染色体的增减21三体综合征以染色体组形式成倍增减三倍体无子西瓜(2)染色体组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。组成特点：a.形态上：细胞中的一组非同源染色体，在

2、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、二倍体和多倍体项目单倍体二倍体多倍体发育起点配子受精卵受精卵特点(1) 植株弱小(2)高度不育(1)茎秆粗壮(2)叶、果实、种子较大(3)营养物质含量丰富体细胞染色体组数1或多(个)2个3(个)1.高考重组判断正误(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江苏高考，7A)()(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(2014江苏高考，7B)()(3)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响(2014江苏高考，7C)()(4)XYY个体的形成及三倍体无子西瓜植

3、株的高度不育均与减数分裂中同源染色体的联会行为有关(2013安徽高考，4改编)()(5)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加(2011海南高考，T19A)()以上内容侧重考查教材必修2 P8588染色体结构和数目变异及其特点，全面把握染色体结构变异类型及其结果，理解染色体组及单倍体、多倍体内涵，确认染色体变异与基因种类、数目、排列顺序的关系是解题关键。2.(必修2 P86图5-8改编)如图为雄果蝇体细胞的染色体组成，下列有关叙述不正确的是()A.、X或、Y构成一个染色体组B.雄果蝇为二倍体C.染色体组中染色体形态各不相同D.若染色体与染色体上的基因发生互换应属交叉互换型基因重组解析、染色体

4、应属非同源染色体，其发生基因互换应属“易位”，而非“基因重组”。答案D请解读下列三幅图示：(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？(3)图丙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)与图中两条染色体上的基因相比推知：染色体片段缺失染色体片段的易位基因突变染色体中片段倒位均为染色体变异，可在光学显微

5、镜下观察到，为基因突变，不能在显微镜下观察到。(3)图丙中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。跟进题组题组一染色体结构变异的分析与判断1.(2015海南卷，21)关于基因突变和染色体结构变异的叙述，正确的是()A.基因突变都会导致染色体结构变异B.基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变C.基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变D.基因突变与染色体结构变异通常都能用光学显微镜观察解析基因突变只是基因中个别碱基对的替换、增添、缺失，导致基因结构的改变，A错误；基因突变中若发生碱基对的替换，可能因为密码子的简并性，不会

6、改变氨基酸的种类，进而表现型也不会改变，B错误；基因突变是染色体的某个位点上基因的改变，这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的，而染色体结构变异是可以用显微镜直接观察到的，D错误。答案C2.(2015上海卷，27)如图，显示一对表型正常的夫妇及其智障儿子细胞中的两对染色体(不考虑受精和胚胎发育过程中的任何情况下造成)，造成儿子异常的根本原因是()A.父亲染色体上的基因发生突变B.母亲染色体上的基因发生突变C.母亲染色体发生缺失D.母亲染色体发生易位解析由图示可看出：父亲的染色体正常(同源染色体的大小、形态一致)，母亲的染色体异常。若把图示亲本细胞中的染色体按从左到右编号为1、2、3、4，其中

7、1与2为一对同源染色体，3与4为一对同源染色体。与父亲正常的染色体比较，可看出母亲细胞中的2号染色体的一段移接到了3号染色体上，这发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异中的易位。由此可推断造成儿子异常的根本原因是母亲的染色体发生易位。答案D染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析(1)染色体易位与交叉互换染色体易位交叉互换图解区别发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体间属于染色体结构变异属于基因重组可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到(2)染色体结构变异与基因突变的判断题组二染色体组与染色体数目变异3.下列有关染色体组、单倍体和多倍体的相关叙述，说法错误的是()A.水稻(2

8、n24)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B.普通小麦的花药离体培养后，长成的植株细胞中含三个染色体组，但不是三倍体C.番茄和马铃薯体细胞杂交形成的杂种植株细胞中含两个染色体组，每个染色体组都包含番茄和马铃薯的各一条染色体D.马和驴杂交的后代骡是不育的二倍体，而雄蜂是可育的单倍体解析番茄是二倍体，马铃薯是四倍体，两者体细胞杂交后培养得到的是异源六倍体的杂种植株，C错误。答案C4.下列是对ah所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是()A.细胞中含有一个染色体组的是h图，该个体是单倍体B.细胞中含有两个染色体组的是g、e图，该个体是二倍体C.细胞中含有三个染

9、色体组的是a、b图，但该个体未必是三倍体D.细胞中含有四个染色体组的是f、c图，该个体一定是四倍体解析形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组。如图e，每种染色体含有4个，所以含有四个染色体组；d图中，同音字母仅有一个，所以该图只有一个染色体组。由此，我们可知：a、b图含有三个染色体组，c、h图含有两个染色体组，g图含有一个染色体组。确认单倍体、二倍体、三倍体必须先看发育起点若由配子发育而来，无论含几个染色体组均属单倍体，若由受精卵发育而来，有几个染色体组即几倍体。答案C(1)“二看法”确认单倍体、二倍体、多倍体(2)“三法”判定染色体组方法1根据染色体形态判定细胞中形态、大小完全相同的染色

10、体有几条，则有几个染色体组。如图A中形态、大小完全相同的染色体为1条，所以有1个染色体组，图B中彼此相同的(比如点状的)有3条，故有3个染色体组。同理，图C中有1个染色体组，图D中有2个染色体组。方法2根据基因型判定在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组。如图甲所示基因型为ABC，所以有1个染色体组。图乙所示基因型为AAa，A(a)基因有3个，即含有3个染色体组。同理，图丙中有2个染色体组，图丁中有3个染色体组。注：判定染色体组的数目时只需参考其中任意一对等位基因的数量即可。方法3根据染色体数和染色体的形态数推算 染色体组数染色体数/

11、染色体形态数。如果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2。题组三染色体变异在实践中的应用5.(2015广东卷，5)用秋水仙素处理某二倍体植物的愈伤组织，从获得的再生植株中筛选四倍体植株，预实验结果如下表，正式实验时秋水仙素浓度设计最合理的是()秋水仙素浓度/(gL1)再生植株(棵)四倍体植株(棵)0480244443786281181851092A.0、2、3、4、5、6 B.0、4、5、6、7、8C.0、6、7、8、9、10 D.0、3、6、9、12、15解析从题干可知，实验目的是获得再生植株中的四倍体植株，从表可知在秋水仙素浓度为48 g/L时效果较好，A选项最大浓度只

12、有6 g/L不严谨，不一定包括最适浓度，所以A错误；C选项和D选项浓度都超过8 g/L，所以都不正确；B选项实验组浓度在48 g/L，比较合理，0 g/L是空白对照，故B正确。答案B6.(2015山东青岛检测)二倍体观赏植物蓝铃花的花色(紫色、蓝色、白色)由三对常染色体上的等位基因(A、a、E、e，F、f)控制，下图为基因控制物质合成的途径。请分析回答下列问题。(1)研究发现有A基因存在时花色为白色，则基因A对基因E的表达有_作用。(2)选取纯合的白花与紫花植株进行杂交，F1全为紫色，F2中白花、蓝花、紫花植株的比例为439，请推断图中有色物质代表_(填“蓝色”或“紫色”)物质，亲本白花植株的

13、基因型是_，将F2中的紫花植株自交，F3中蓝花植株所占的比例是_。(3)基因型为AAeeff的植株和纯合的蓝花植株杂交，F2植株的表现型与比例为_。(4)已知体细胞中f基因数多于F基因时，F基因不能表达。下图是基因型为aaEeFf的两种突变体类型与其可能的染色体组成(其他染色体与基因均正常，产生的各种配子正常存活)。图中甲所示的变异类型是_，基因型为aaEeFff的突变体花色为_。现有纯合的紫花和蓝花植株，欲通过一代杂交确定aaEeFff植株属于图中的哪一种突变体类型，请完善实验步骤及结果预测。实验步骤：让该突变体与_植物杂交，观察并统计子代的表现型与比例。结果预测：.若子代中蓝紫31，则其为

14、突变体_。.若子代中_，则其为突变体_。解析(1)根据题图分析可知E控制有色物质，F控制有色物质，但是当A基因存在时花色为白色，说明A基因对E有抑制作用。(2)选取纯合的白花与紫花植株进行杂交，F1全为紫花，F2中白花、蓝花、紫花植株的比例为439，说明F1紫花为双杂合子aaEeFf，则有色物质是紫花，有色制质是蓝花。同时也说明亲本白花的基因型是aaeeff，紫花的基因型是aaEEFF，F2中的紫花植株的基因型有aaEEFF()、aaEEFf()、aaEeFF()、aaEeFf()，它们自交后代蓝花(aaE_ff)的比例为。(3)基因型为AAeeff的植株和纯合的蓝花植株aaEEff杂交，F2

15、植株的基因型及比例为A_E_ff(白花)A_eeff(白花)aaE_ff(蓝花)aaeeff(白花)9331，即表现型与比例为白花蓝花133。(4)甲细胞在非同源染色体上多了一个f，为染色体结构变异(或易位)；由于体细胞中f基因数多于F基因时，F基因不能表达，所以基因型为aaEeFff的突变体花色为蓝花。让突变体aaEeFff与基因型为aaEEFF(紫花)的植株杂交，若子代中蓝紫31，则其为突变体甲；若子代中蓝紫11，则其为突变体乙。答案(1)抑制(2)紫色aaeeff(3)白花蓝花133(4)染色体结构变异(或易位)蓝色实验步骤：紫花结果预测：、甲、蓝紫11乙比较单倍体育种与多倍体育种名称原

16、理方法优点缺点应用单倍体育种染色体数目变异大大缩短育种年限，子代均为纯合子技术复杂用纯种高秆抗病与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦多倍体育种用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗植株茎秆粗壮，果实、种子都比较大，营养物质含量提高技术复杂，发育延迟，结实率低，一般只适合于植物三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦自主梳理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3.高考重组判断正误(1)选材时常用分生组织的细胞()(2)卡诺氏液可使组织细胞互相分离开()(3)低温诱导和利用秋水仙素都能使染色体加倍()(4)该实验可观察到整个细胞分裂

17、过程()(5)分裂间期的细胞最多()深度思考(1)本实验是否温度越低效果越显著？(2)观察时是否所有细胞中染色体均已加倍？(3)与洋葱根尖有丝分裂装片制作相比，本实验除用低温处理外，还有哪些不同之处？提示(1)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)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)与有丝分裂装片制作过程相比本实验曾在“解离”前使用“卡诺氏液”固定细胞，并使用95%酒精“洗去卡诺氏液”，而且染色剂为“改良苯酚品红染液”(当然，本实验也可使用龙胆紫或醋酸洋红染液)。跟进题组题组实验原理与操作1.用质量分数为2%的秋水仙素处理植物

18、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温(如4 )处理水培的洋葱根尖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水培的洋葱根尖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.本实验需要制作根尖细胞的临时装片，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解析由于在解离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。答案D2.关于低温诱导植物染色体数目变化

19、的实验中，部分试剂的使用方法及其作用的叙述中不正确的是()选项试剂使用方法作用A卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.51 h培养根尖，促进细胞分裂B体积分数为95%的酒精与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定的根尖解离根尖细胞，使细胞之间的联系变得疏松C蒸馏水浸泡解离后的根尖约10 min漂洗根尖，去除解离液D改良苯酚品红染液把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色35 min使染色体着色解析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，A错误；体积分数为95%的酒精与质量分数为15%的盐酸等体积混合后即为解离液，用于

20、溶解细胞间的连接物质，使细胞分开，便于观察，B正确；蒸馏水的作用是漂洗根尖，去除解离液，便于染色，C正确；改良苯酚品红染液是一种碱性染料，能使染色体着色，D正确。答案A低温诱导染色体数目变化实验的5个问题(1)选材选用的实验材料既要容易获得，又要便于观察。常用的观察材料有蚕豆(染色体较洋葱少故首选)、洋葱、大蒜等。(2)归纳实验中各种液体的作用卡诺氏液：固定细胞形态。体积分数为95%的酒精：冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。解离液(质量分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精为11混合)：使组织中的细胞相互分离。清水：洗去解离液，防止解离过度影响染色。改良苯酚品红染液：使染色体着色，便于观察

21、染色体的形态、数目、行为。(3)根尖培养培养不定根：要使材料湿润以利生根。低温诱导：应设常温、低温4 、0 三种，以作对照，否则实验设计不严密。(4)制作装片：按观察有丝分裂装片制作过程进行。(5)观察：换用高倍镜观察材料，只能用细准焦螺旋进行调焦，切不可动粗准焦螺旋自主梳理1.基因工程的概念基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。即把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。2.基因操作的基本工具3.基因操作的基本步骤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与鉴定4.基因工程的应用(1)作物育种，如抗虫棉

22、。(2)药物研制，如胰岛素等。(3)环境保护，如转基因细菌分解石油。1.高考重组判断正误(1)没有限制酶就无法使用质粒运载体。(2013上海卷，58F)()(2)我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度。(2013江苏卷，15A)()(3)重组质粒中每个限制酶识别位点至少插入一个目的基因。(2011浙江卷，6C)()(4)自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后，其DNA整合到细菌DNA上属于基因工程。(2010全国卷，5D)()以上内容主要源自教材必修2 P102105对基因工程相关内容考查侧重于基因工程的操作程序，相关工具酶、尤其关注基因工程技术的意义和应用，熟练记忆教材中基

23、因工程技术应用实例是解题关键。2.(必修2 P104“基因工程与作物育种”改编)下列属于利用基因工程技术培育新品种的是()A.高产抗病的小麦 B.抗棉铃虫的转基因抗虫棉C.太空椒 D.青霉素高产菌株解析基因工程的实质是实现“外源基因”的表达，AD中A可采用杂交育种或单倍体育种方式获得，C、D可采用诱变育种技术获得，B为基因工程技术所获得。答案B跟进题组题组基因工程的原理、应用及安全性1.(2013全国卷)下列实践活动包含基因工程技术的是 ()A.水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种B.抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦C.将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，

24、经组织培养获得抗病植株D.用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆解析基因工程的实质在于实现“外源基因”在受体细胞中的表达。答案C2.关于基因工程及其应用和安全性方面的问题的叙述正确的是()A.转基因抗虫植物的培育能大大减少因为喷洒农药造成的环境污染，对环境是绝对安全的B.基因工程中可能使用的酶有限制酶、耐高温的DNA聚合酶和DNA连接酶C.用目的基因制成的探针与待测个体的基因组DNA杂交，如果出现杂交带，标志着转基因的成功D.体外基因治疗比体内基因治疗更简便解析抗虫转基因植物对环境不是绝对安全的，A项错误；杂交带出现只能表明目的基因插入到了染色体DNA上，不能说明转基因

25、成功，C项错误；体内基因治疗比体外基因治疗更简便，D项错误。答案B解答基因工程育种类试题，必须掌握的基础知识(1)基因工程的理论基础：不同生物DNA的化学组成(四种脱氧核苷酸)和空间结构(规则的双螺旋结构)相同；在编码蛋白质时，所有生物共用一套遗传密码。(2)基因工程的目的：在分子水平上定向地改变生物的遗传性状。(3)基因工程的变异类型基因重组。易错易混防范清零易错清零易错点1误认为单倍体只含一个染色体组或认为含多个染色体组者均为多倍体点拨单倍体强调的是由配子发育而来的个体，其细胞中染色体组数取决于配子中所含染色体组数，可能为1组、2组或多组。含多个染色体组的个体是单倍体还是多倍体取决于其发育

26、起点是“配子”还是受精卵，若为前者，一定是单倍体，若为后者，一定是多倍体。易错点2混淆“可遗传变异”与“可育”点拨“可遗传变异”“可育”：三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”，但它们均属可遗传变异其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状这与仅由环境引起的不遗传的变异有着本质区别。如无子番茄的“无子”原因是植株未受粉，生长素促进了果实发育，这种“无子”性状是不可以保留到子代的，将无子番茄进行组织培养时，若能正常受粉，则可结“有子果实”。易错点3错将四倍体AAaa(由Aa秋水仙素诱导后形成)产生的配子类型及比例算作1AA2Aaaa点拨AAaa产生配子状况可按

27、下图分析，由于染色体互为同源染色体，减数分裂时四条染色体分至细胞两极是“随机”的，故最终产生的子细胞染色体及基因状况应为与(AA与aa)、与(Aa与Aa)、与(Aa与Aa)，由此可见，AAaa产生的配子类型及比例为1AA4Aa1aa而不是AAAaaa121。易错点4错将“单倍体育种”等同于“花药离体培养”点拨单倍体育种的过程如下：由此可见单倍体育种主要包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选四个过程，不能简单认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。易错点5由于思维定势误认为秋水仙素均需处理“萌发的种子或幼苗”点拨进行多倍体育种时需在种子萌发或幼苗期用秋水仙素处理。但单倍体育种时只能用秋水仙素处

28、理“单倍体幼苗”，切不可写成处理“萌发的种子或幼苗”，因花药离体培养后，不能形成种子。易错点6混淆三类“无子果实”点拨(1)无子西瓜利用染色体变异原理，由四倍体()二倍体()三倍体，无子的原因是三倍体联会紊乱，不能正常产生配子。(2)无子番茄利用生长素促进果实发育的原理，在未受粉的雌蕊柱头上，涂抹一定浓度的生长素培育而来，其无子的原因是“未受粉”(3)无子香蕉天然三倍体，无子的原因在于染色体联会紊乱，不能正常产生配子。以上三类无子果实中，无子西瓜、无子香蕉，其遗传物质均已发生改变，为可遗传变异，而无子番茄则属不可遗传变异。易错点7混淆“三体”与“三倍体”点拨三倍体是指体细胞中含三个染色体组的个

29、体，其每种形态的染色体为“三三相同”(如图1所示)；三体则是二倍体(含两个染色体组)，只是其中某形态的染色体“多出了一条”而成为3条，其余染色体均为两两相同(如图2所示)。 纠错小练1.下列有关单倍体的叙述正确的是()未经受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体蜜蜂中的雄蜂一定是单倍体无子西瓜及由花粉培育来的含三个染色体组的普通小麦均是单倍体基因型是Abcd的生物体一般是单倍体 基因型是aaaBBBCcc的植株一定不是单倍体A. B. C. D.解析单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数的个体。蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵细胞发育而成的，基因型为Abcd的生物含1个染色体组一般为单倍体，无子西瓜为三倍体，含2个染色体组的个体及aaaBBBCcc的植株是否为单倍体取决于其是否由配子发育