高中生物高考2020届高考生物一轮复习7 2染色体变异与生物育种课件 80

这是一份高中生物高考2020届高考生物一轮复习7 2染色体变异与生物育种课件 80，共60页。PPT课件主要包含了数目或排列顺序，染色体数目变异，姐妹染色单体，染色体结构变异，解离根，尖细胞，漂洗根，掉解离液，明显缩，短育种等内容，欢迎下载使用。

考点一　染色体变异 【核心知识·突破】1.染色体结构变异：(1)类型和特点(连线)：
(2)结果：使排列在染色体上的基因的_______________发生改变，从而导致性状的变异。
3.易位与交叉互换的区别：
4.三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__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__个染色体组。(3)公式法：染色体组数= 如图中有__个染色体组。
【微点警示】与染色体片段有关的变异辨析(1)关于“互换”问题。同源染色体的非姐妹染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”问题。DNA分子上若干“基因”的缺失属于染色体变异，DNA分子上若干“碱基对”的缺失属于基因突变。
【秒判正误】1.染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。( )分析：染色体易位虽然没有改变基因数量，但是依然影响生物性状。
2.染色体上某个基因的丢失属于基因突变。( )分析：染色体上基因的丢失属于染色体结构变异，基因中碱基对的增添、缺失或替换属于基因突变。
3.非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中。( )分析：同源染色体交叉互换发生在减数分裂的过程中，非同源染色体片段交换属于易位，任何时期都有可能发生。
4.三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂过程中同源染色体联会行为有关。( )分析：三倍体西瓜植株高度不育的原因是同源染色体联会紊乱，不能形成正常配子。
5.染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加。 ( )分析：染色体组整倍性变化增加了基因的数目，基因种类没变。6.单倍体含有的染色体组数都是奇数。( )分析：单倍体含有的染色体组数取决于亲本。若亲本是八倍体，它的单倍体就含有四个染色体组。
【命题案例·研析】【典例】(2016·江苏高考)如图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是(　　)
A.个体甲的变异对表型(表现型)无影响B.个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常C.个体甲自交的后代，性状分离比为3∶1D.个体乙染色体没有基因缺失，表型(表现型)无异常
【审答技巧】(1)分析两对同源染色体的基因分布判断变异类型：甲中其中一条染色体缺少e基因(缺失)；乙中cde基因顺序颠倒(倒位)。(2)理解染色体变异对表现型有很大影响：包括配子不育等，所以可能不符合遗传定律分析出的性状比。
【解析】选B。本题主要考查染色体结构变异及其对生物性状的影响。个体甲的变异属于缺失，基因“e”所在片段缺失，影响表型(表现型)，A错误；个体乙发生的变异是倒位，减数分裂形成的四分体异常，B正确；含缺失染色体的配子一般是不育的，故其后代一般不会发生性状分离，C错误；个体乙染色体没有基因缺失，但发生倒位，表型(表现型)异常，D错误。
【核心素养新命题】(1)生命观念——结构与功能观：甲、乙两图均发生了染色体结构的变异，分别属于哪一种情况？提示：甲为缺失，乙为倒位。
(2)科学思维——分析与综合：上述的染色体结构变异中有的导致生物体死亡，并不遗传给后代，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。
【方法规律】染色体结构变异与基因突变的判断
【考点题组·诊断】角度一　染色体结构变异1.(2019·鹰潭模拟)某动物一对染色体上部分基因及其位置如图所示，该动物通过减数分裂产生的若干精细胞中，出现了以下6种异常精子。下列相关叙述正确的是(　　)
A.1和6属于同一变异类型，发生于减数第一次分裂后期B.2、4、5同属于染色体结构变异，都一定发生了染色体片段断裂
C.3发生的变异一般不改变碱基序列，是变异的根本来源D.以上6种异常精子的形成都与同源染色体的交叉互换有关
【解析】选B。1和6精细胞形成的原因可能是减数第一次分裂的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，两者很可能来自同一个初级精母细胞；2的染色体片段缺失、4的染色体片段重复、5的染色体片段倒位，三者都属于染色体结构变异，染色体结构变异的基础是染色体片段断裂；3中d基因出现的原因一定是基因突变，基因突变是由
DNA复制出错引起的，其实质是碱基对的增添、缺失和替换，故一定存在基因中碱基顺序的改变；染色体结构变异和基因突变都与同源染色体的交叉互换无关。
2.(2018·临沂模拟)某二倍体生物在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种类型的变异，图甲中字母表示染色体片段。下列叙述错误的是(　　)
A.图示中的生物变异都属于染色体变异B.若图乙为一性原细胞，其可能产生正常的配子C.与图丙相比较，图丁产生不利变异的可能性更大D.图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生
【解析】选A。甲、乙和丁属于染色体变异，丙属于基因重组；若图乙为一性原细胞，其减数分裂过程中可能产生正常的配子和异常的配子；图丁和图丙相比较，图丁属于染色体结构变异中的易位，其产生不利变异的可能性更大；图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生。
【方法技巧】“三看法”判断基因突变和染色体结构变异
3.(金榜原创预测)DNA分子中特定片段的“拷贝数变异”是指与本物种正常的基因组相比，染色体上发生变异。某研究小组利用PCR方法，检测了莱芜猪(2n=38)种群体细胞中R基因拷贝总数。如图为R基因在13号染色体上的位置及拷贝数示意图。以下叙述错误的是世纪金榜导学号(　　)
A.与a比较，b、c染色体发生了R基因所在片段的缺失、重复B.R基因拷贝数的改变可能导致基因表达量的改变，引起性状的改变
C.因为染色体的长度差异，减数分裂过程中，a、b、c三种染色体不能联会D.上述两种变异在光学显微镜下都可以观察到
【解题指南】解答本题的关键是：(1)观察染色体基因的排列顺序和数目。(2)染色体结构变异不影响同源染色体的联会。
【解析】选C。与a比较，b缺失了部分片段，c重复了部分片段，分别属于染色体结构变异的缺失和重复，A正确；R基因拷贝数的改变可能导致基因表达量的改变，进而引起性状的改变，B正确；虽然由于R基因拷贝不同染色体长度出现差异，但是a、b、c仍然是同源染色体，减数分裂时可以联会，C错误；染色体结构变异在光学显微镜下都能观察到，D正确。
角度二　染色体数目变异4.(2016·海南高考)减数分裂过程中出现染色体数目异常，可能导致的遗传病是(　　)A.先天性愚型　　　　　　　B.原发性高血压C.猫叫综合征D.苯丙酮尿症
【解析】选A。本题主要考查不同遗传病的发病原因。先天性愚型又称21三体综合征，如果双亲之一的第21号染色体在减数分裂时没有正常分离，移向细胞的同一极，这样生殖细胞中就多了一条21号染色体，导致后代患先天性愚型。原发性高血压是多基因遗传病；猫叫综合征是第5号染色体部分缺失引起的遗传病；苯丙酮尿症是单基因遗传病。
5.(教材素材新命题·必修2 P89拓展题变式)如图表示三倍体无子西瓜的培育过程图解，请回答：
(1)秋水仙素一般滴加在二倍体西瓜幼苗的什么部位？_______，其作用机理是___________________。 (2)三倍体西瓜没有种子的原因是___________________________________________________________。 (3)无子西瓜需要每年制种，很麻烦，请设计一种解决方案。
【解析】(1)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。(2)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。(3)可以通过无性繁殖的方式或生长素处理的方式解决。
答案：(1)芽尖　抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体(2)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
(3)方法一：进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。方法二：利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，在此过程中要进行套袋处理，以避免受粉。(答出一种即可)
6.(2018·濮阳模拟)下列是对a～h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e、g图，该个体是二倍体C.细胞中含有三个染色体组的是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c、f图，该个体一定是四倍体
【解析】选C。形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组，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，d、g图含有一个染色体组，e、f图含有四个染色体组。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于单倍体；若由受精卵发育而来，有几个染色体组即属于几倍体。
【方法技巧】判断单倍体、二倍体和多倍体
【加固训练】1.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减数分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。下列有关叙述正确的是 (　　)
A.甲、乙两图所示变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组B.甲图所示为个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目改变
C.乙图所示为四分体时期同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果D.甲、乙两图常出现在减数第一次分裂前期，染色体数目与DNA数目之比为1∶2
【解析】选D。甲图中染色体增添或缺失了部分片段，属于染色体结构变异；乙图表示的是两对同源染色体之间的片段互换，也属于染色体结构变异，而不是四分体时期同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换。染色体的出现及同源染色体的联会发生在减数第一次分裂前期，此时每条染色体上有两条姐妹染色单体，故染色体数目与DNA数目之比为1∶2。
2.(2018·贵阳模拟)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】选D。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，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过程染色体右侧的片段发生改变，显然来自它的非同源染色
体，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。
考点二　低温诱导植物染色体数目的变化 【核心知识·突破】1.实验原理、步骤与现象：
2.实验中的试剂及其作用：
【微点警示】低温诱导植物染色体数目的变化实验四点提醒(1)选材时应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体数目加倍的情况。(2)显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。
(3)观察时不是所有细胞中染色体均已加倍，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。(4)染色体染色用碱性染料，常见碱性染料包括龙胆紫溶液、醋酸洋红溶液、改良苯酚品红染液。
【秒判正误】1.低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理相同。 ( )2.该实验可以在显微镜下观察到整个细胞连续分裂的过程。( )分析：显微镜下观察到的细胞是死细胞，不能观察到连续分裂的动态变化。
3.低温诱导染色体加倍的实验，可剪取洋葱根尖0.5～1 cm，放入冰箱的低温室内诱导36 h。( )分析：待洋葱长出约1 cm的不定根时，将整个培养洋葱的装置放入冰箱低温处理，然后剪取根尖。
4.解离时间越长，解离越充分，染色体染色效果越好。( )分析：解离时间要严格掌握好，解离时间过短或者过长都不利于染色体染色。5.低温处理完之后所有细胞都会加倍。( )分析：低温处理使部分细胞染色体加倍，部分细胞没有加倍，仍然为二倍体细胞。
【命题案例·研析】【典例】(2018·天津高考)为获得玉米多倍体植株，采用以下技术路线。据图回答：
(1)可用_________对图中发芽的种子进行处理。 (2)筛选鉴定多倍体时，剪去幼苗根尖固定后，经过解离、漂洗、染色、制片，观察_______区的细胞。若装片中的细胞均多层重叠，原因是_______________。统计细胞周期各时期的细胞数和细胞染色体数。下表分别为幼苗Ⅰ中的甲株和幼苗Ⅱ中的乙株的统计结果。 
可以利用表中数值________和__________，比较甲株细胞周期中的间期与分裂期的时间长短。 
(3)依表结果，绘出形成乙株的过程中，诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体数变化曲线。
【审答技巧】(1)审题关键：①题干要求获得“多倍体植株”，考查使细胞染色体数目加倍的方法。②第二小问要求比较“间期与分裂期的时间长短”，可用细胞数目的比例代表细胞分裂时期的长短，分裂期包括前、中、后、末四个时期。
(2)满分答题：①解离是使细胞相互分离开，压片是进一步使细胞相互分散开，解离不充分或压片不充分，都会使细胞均多层重叠，两方面要考虑全面。②画图时需要注意加倍发生在后期，着丝点断裂数目加倍，纺锤丝不形成，染色体不能拉开移向两极，末期没有分到两个细胞。
【解析】本题考查多倍体的诱导、植物根尖装片的制作和观察、细胞分裂周期中染色体数目的变化等知识。(1)由图可知，幼苗Ⅱ是进行了多倍体诱导处理，可采用的手段是秋水仙素处理或低温诱导。
(2)低温或秋水仙素处理的原理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，容易诱导成功的部位是分生区细胞；若细胞多层重叠没有分散开来，原因可能是解离不充分或压片不充分；细胞周期中分裂时期的长短与该时期的细胞数目是相关的，故比较间期的细胞数目x1和分裂期中细胞数目之和(x2+x3+x4+x5)即可。
(3)若诱导染色体加倍成功，后期开始时染色体数目加倍(2y)，但由于无纺锤体，故加倍的染色体不能移向两极，不能平均分配到2个子细胞中，但是下一个细胞周期正常，即仍然后期开始加倍，末期形成子细胞时染色体数减半，如答案图所示。
答案：(1)秋水仙素(或低温)　(2)分生　解离不充分或压片不充分　x1　x2+x3+x4+x5(3)
【核心素养新命题】(1)科学思维——分析与综合：如果低温诱导染色体加倍，温度越低，诱导染色体加倍的效果是否越明显？原因是什么？提示：温度不是越低越好。温度太低，会影响细胞的正常生长和分裂，不利于染色体加倍。
(2)科学探究——设计实验方案：请设计一个实验，探究秋水仙素诱导染色体加倍最适的浓度，写出实验的基本思路。
提示：先确定系列等浓度梯度，根据染色体加倍的细胞数量比例确定最适浓度。如果第一次实验浓度设置梯度较大，还可以在细胞染色体加倍最多的两组所对应的浓度之间设置更小浓度梯度继续实验。
【考点题组·诊断】角度一　实验基础1.(2019·琼海模拟)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.低温抑制染色体着丝点分裂，使染色体不能移向两极
B.制作临时装片的程序为选材→固定→解离→染色→漂洗→制片C.在高倍显微镜下观察到大多数细胞的染色体数目发生了加倍D.若低温处理根尖时间过短，可能难以观察到染色体数目加倍的细胞
【解析】选D。该实验的原理是低温能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，使子染色体不能移向两极，A错误；制作临时装片的程序为：选材→固定→解离→漂洗→染色→制片，B错误；显微镜下可看到大多数细胞处于间期，细胞中的染色体数目未发生改变，只有少部分细胞中染色体数目发生改变，C错误；低温诱导根尖时间过短，不能很好地抑制纺锤体的形成，所以可能导致难以观察到染色体加倍的细胞，D正确。
2.(2019·聊城模拟)洋葱是二倍体植物，某同学用低温诱导洋葱根尖细胞染色体加倍并获得成功。下列相关叙述中错误的是(　　)A.低温诱导过程会使细胞出现不完整的细胞周期B.低温诱导只能使具有分裂能力的细胞染色体数目加倍
C.低温和秋水仙素的作用原理相同D.低温诱导的根尖细胞，可能发生染色体数目变异，也可能发生基因重组
【解析】选D。低温会抑制纺锤体的形成，因此在有丝分裂后期，着丝点分裂后产生的子染色体不能被牵引到细胞两极，因此细胞周期没有末期，A正确；低温会抑制纺锤体的形成，只有具有分裂能力的细胞才会有纺锤体的形成，B正确；低温和秋水仙素都是抑制纺锤体的形成，C 正确；低温诱导的根尖细胞，可能发生染色体数目变异，不能发生基因重组，基因重组只发生在减数分裂过程中，D错误。
3.比较教材中的三个实验：“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”“观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片”“低温诱导植物染色体数目的变化”。下列说法正确的是(　　)A.都使用甲基绿吡罗红混合染色剂B.观察染色体时都使用光学显微镜C.都可能发生突变和基因重组D.都使用卡诺氏液固定细胞形态
【解析】选B。这三个实验都使用碱性染料将染色体染色，A错误；都需要使用光学显微镜观察染色体，B正确；观察根尖分生组织细胞的有丝分裂，不会发生基因重组，C错误；只有“低温诱导植物染色体数目的变化”实验需使用卡诺氏液固定细胞形态，D错误。
角度二　实验拓展4.(2018·衡水模拟)某科研小组利用基因型为Aa的普通二倍体玉米(2N=20)，人工诱导得到了同源四倍体玉米(植株A)，从收获的同源四倍体玉米穗中随机抽取10个穂子，统计完全成熟的粒数并求其结实率如下表所示：
为进一步研究同源四倍体玉米的遗传特性，该科研小组对植株A进行了如图甲所示的系列实验。请回答下列问题：世纪金榜导学号
(1)获得同源四倍体玉米的育种方式为_______，据表数据分析可知该育种方式的局限性为___________________________________。 (2)基因重组能够发生在图甲所示过程________(填序号)中。 
(3)为观察同源四倍体玉米细胞中染色体的情况，可取植株A中部分组织，进行_____________、制片后进行镜检。若发现染色体出现如图乙所示的异常情况，推测该过程发生在_______(时期)。在过程③中，最多能观察到染色体数目为______，可观察到四分体______个。 
(4)假设四倍体玉米所有花粉母细胞的染色体都能两两配对成功并平均分配，则植株B中杂合子所占比例为________。 
【解析】(1)由二倍体Aa诱导形成同源四倍体AAaa的过程为多倍体育种；根据表格数据分析，多倍体实际结实数较少、结实率很低，说明多倍体育种的局限性为结实率低。 (2)基因重组发生在减数第一次分裂，即图甲中的②过程中。 (3)观察同源四倍体玉米细胞中染色体必须先制作临时装片，制作临时装片的过程为解离、漂洗、染色和制片；分析可知，图乙中的
染色体异常情况发生在减数第一次分裂前期；过程③发生的是有丝分裂，在有丝分裂后期，染色体数目最多为体细胞的两倍，为40×2=80条；有丝分裂过程中不会出现四分体。 (4)根据题意分析，植株A的基因型为AAaa，花药离体培养得到的幼苗的基因型及其比例为AA∶Aa∶aa=1∶4∶1，则染色体数目加倍以后得到
的植株B的基因型及其比例为AAAA∶AAaa∶aaaa=1∶4∶1，因此植株B中杂合子所占比例为2/3。
答案：(1)多倍体育种　结实率低　(2)②　(3)解离、漂洗、染色　减数第一次分裂前期　80　0　(4)2/3
【加固训练】(2018·聊城模拟)洋葱是常用的生物学实验材料，下列叙述错误的是(　　)A.取紫色洋葱鳞片叶外表皮制成装片，可用于观察植物细胞质壁分离和复原B.取洋葱管状叶进行叶绿体中色素提取与分离，可观察到四条色素带
C.取紫色洋葱鳞片叶外表皮处理后制成装片，用于观察DNA和RNA在细胞中的分布D.取洋葱幼根低温诱导后制成装片，可用于观察细胞染色体数目的变异
【解析】选C。能发生质壁分离与复原的细胞应是成熟的植物细胞，有中央液泡，而紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞为成熟的植物细胞，A正确；洋葱管状叶的叶肉细胞中含有叶绿体，因此取洋葱管状叶进行叶绿体中色素提取与分离，可观察到四条色素带，B正确；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡呈现紫色，会对观察DNA和RNA在细胞中的分布产生干扰，C错误；洋葱幼根的分
生区细胞具有分裂能力，而低温可抑制纺锤体的形成，进而引起细胞中的染色体数目加倍，因此取洋葱幼根低温诱导后制成装片，可用于观察细胞染色体数目的变异，D正确。
考点三　生物变异在育种上的应用 【核心知识·突破】1.育种的类型、原理及优缺点比较：
2.基因工程及其应用：(1)基因工程的概念：
(2)基因工程的基本工具。①基因的“剪刀”与“针线”(如图)：
a：基因的“剪刀”：指_________________。作用特点是一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割________。b：基因的“针线”：指__________。连接脱氧核糖与磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口。
②基因的“运输工具”：运载体，常用_____、噬菌体、动植物病毒等。(3)基因工程的基本步骤。提取_________→目的基因与_______结合→将目的基因导入_________→目的基因的___________。
3.【教材易漏知识】必修2　 P102 “问题探讨”：人的基因能“嫁接”到细菌上并在细菌实现表达的原因：_________________________________________________________________。
不同生物的DNA在结构上的统一性，几乎所有的
生物都采用一套遗传密码
【微点警示】关于育种的四点提醒(1)原核生物不能进行减数分裂，所以不能运用杂交的方法进行育种，细菌的育种一般采用的方法是诱变育种。
(2)杂交育种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；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状个体即可。(3)单倍体育种和多倍体育种都涉及染色体加倍，但是单倍体育种的操作对象是单倍体幼苗，多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。
(4)花药离体培养只是单倍体育种中的一个程序，要想得到可育的品种，一般还需要用秋水仙素处理单倍体使染色体加倍。
【秒判正误】1.抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低。( )分析：杂合子连续自交，杂合子比例逐渐下降，纯合子比例逐渐增加。
2.通过花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种。 ( )分析：花药离体培养得到的单倍体植株往往高度不育，需要秋水仙素处理诱导使其染色体加倍。3.诱变育种和杂交育种均可形成新基因。( )分析：杂交育种不产生新基因，只出现新的基因型。
4.最简便的育种途径为杂交育种，但育种周期较长。 ( )5.诱变育种可通过改变基因的结构达到育种的目的。 ( )分析：诱变育种的原理是基因突变，基因突变会造成基因结构的改变。
6.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。( )分析：用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，四倍体植株上结出的瓜是有子的，将此种子种下去得到三倍体植株，三倍体植株上结出的才是无子西瓜。
【命题案例·研析】【典例】(2017·江苏高考)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。 请回答下列问题：
(1)要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的________物质是否发生了变化。 (2)在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法①，使早熟基因逐渐_________，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的_______进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为_________育种。 
(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的_________________，产生染色体数目不等、 生活力很低的_________，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不断制备_____________，成本较高。 
(4)新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次_________，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。 
【审答技巧】(1)审题关键：①理解关键词“育种价值”，能遗传下来的性状在育种过程中才能被利用，即遗传物质发生变化才会有育种价值。
②观察育种流程中的关键步骤，确定育种方式。例如：育种方法①中有自交选育过程，推断为杂交育种。
(2)满分答题：本题答案都比较精炼简短，要求能够用比较严谨的生物术语准确作答。
【解析】(1)生物的变异包括可遗传的变异和不可遗传的变异，区别在于遗传物质是否改变，只有遗传物质改变引起的可遗传的变异才具有育种价值。
(2)育种方法①是杂交育种，可以将基因突变产生的变异株进行连续多代自交，使早熟基因逐渐纯合，进而培育成新品种1。由于单倍体育种能明显缩短育种年限，所以也可以采集变异株的花药进行花药离体培养，获得单倍体幼苗，然后用秋水仙素处理后获得高度纯合的后代。
(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株在减数分裂过程中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的染色体分离，产生染色体数目不等、生活力很低的配子，影响受精卵的形成，因而得不到足量的种子。育种方法③是植物组织培养，在这种育种方法中需要不断通过植物组织培养获得组培苗用于选育。
(4)育种方法①是杂交育种，其原理是基因重组，所以在新品种1选育过程中基因发生了多次重组，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。
答案：(1)遗传　(2)纯合　花药　单倍体(3)染色体分离　配子　组培苗　(4)重组
【高考长句应答特训】(1)单倍体育种可以达到和育种方法①相同的效果，与育种方法①相比，单倍体育种的优点为：____________________。
(2)如果将某细菌的抗虫基因嫁接到现有品系的柑橘，使其具备了抗虫的特点，则此育种方法的原理是__________，柑橘能够合成细菌的蛋白质的原因是______________________________________________________________________。
柑橘的遗传物质都是DNA，都使用同一套遗传密码子，
【方法规律】几种常考的育种方法
【考点题组·诊断】角度一　育种过程和育种原理的理解1.(2018·镇江模拟)下列关于几种常见育种方法的叙述，错误的是(　　)A.在诱变育种中，常选用萌发的种子或幼苗作为处理材料
B.在杂交育种中，一般从F2开始选种，因为从F2开始发生性状分离C.在单倍体育种中，常先筛选F1花粉类型再进行花药离体培养D.在多倍体育种中，用秋水仙素处理单倍体幼苗获得的植株不一定都是二倍体
【解析】选C。萌发的种子或幼苗中细胞分裂旺盛，常作为诱变育种的处理材料，A正确； 由于F2才发生性状分离，开始出现所需要的表现型，所以杂交育种中一般从F2开始选种，B正确；在单倍体育种中，先对F1的花粉进行离体培养，后经秋水仙素处理，长成植株后再进行筛选，C错误；单倍体中的染色体组不一定只有一组，所以在多倍体育种中，用秋水仙素处理单倍体幼苗获得的植株不一定都是二倍体，D正确。
2.(2019·榆林模拟)下列有关生物变异和育种的叙述，正确的是(　　)A.单倍体育种的目的是获得茎秆粗壮、营养丰富的植株B.杂交育种可将优良性状从一个物种转移到另一个物种
C.诱变育种能定向改变生物的性状，获得人们所需的品种D.秋水仙素在单倍体育种和多倍体育种过程中的作用相同
【解析】选D。一般来讲，单倍体育种的目的是获得能够稳定遗传的纯合子，A错误；杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法，B错误；诱变育种的原理是基因突变，而基因突变具有不定向性，C错误；秋水仙素在单倍体育种和多倍体育种过程中的作用相同，都是抑制纺锤体的形成，D正确。
角度二　育种方法的应用3.(2018·北京高考)水稻是我国最重要的粮食作物。稻瘟病是由稻瘟病菌(Mp)侵染水稻引起的病害，严重危害我国粮食生产安全。与使用农药相比，抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和经济的措施。世纪金榜导学号
(1)水稻对Mp表现出的抗病与感病为一对相对______，为判断某抗病水稻是否为纯合子，可通过观察自交子代__________来确定。 
(2)现有甲(R1R1r2r2r3r3)、乙(r1r1R2R2r3r3)、丙(r1r1r2r2R3R3)三个水稻抗病品种。抗病(R)对感病(r)为显性，三对抗病基因位于不同染色体上。根据基因的DNA序列设计特异性引物，用PCR方法可将样本中的R1、r1、R2、r2、R3、r3区分开。这种方法可用于抗病品种选育中基因型的鉴定。
①甲品种与感病品种杂交后，对F2不同植株的R1、r1进行PCR扩增。已知R1比r1片段短。从扩增结果(如图)推测可抗病的植株有________。 
②为了在较短时间内将甲、乙、丙三个品种中的抗病基因整合，选育新的纯合抗病植株，下列育种步骤的正确排序是______。 
a.甲×乙，得到F1b.用PCR方法选出R1R1R2R2R3R3植株c.R1r1R2r2r3r3植株×丙，得到不同基因型的子代d.用PCR方法选出R1r1R2r2R3r3植株，然后自交得到不同基因型的子代
(3)研究发现，水稻的抗病表现不仅需要自身抗病基因(R1、R2、R3等)编码的蛋白，也需要Mp基因(A1、A2、A3等)编码的蛋白。只有R蛋白与相应的A蛋白结合，抗病反应才能被激活。若基因型为R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻，被基因型为a1a1A2A2a3a3的Mp侵染，推测这两种水稻的抗病性表现依次为________。 
(4)研究人员每年用Mp(A1A1a2a2a3a3)人工接种水稻品种甲(R1R1r2r2r3r3)，几年后甲品种丧失了抗病性，检测水稻的基因未发现变异。推测甲品种抗病性丧失的原因是_____________。 
(5)水稻种植区的Mp是由不同基因型组成的群体。大面积连续种植某个含单一抗病基因的水稻品种，将会引起Mp种群________，使该品种抗病性逐渐减弱直至丧失，无法在生产中继续使用。 
(6)根据本题所述水稻与Mp的关系，为避免水稻品种抗病性丧失过快，请从种植和育种两个方面给出建议 __________________________________。 
【解析】(1)抗病与感病为一对相对性状，判断某抗病水稻是否为纯合子的方法是观察其自交子代是否发生性状分离，若发生性状分离则为杂合子，不发生性状分离则为纯合子。
(2)①根据电泳结果发现，植株1和植株3含有较短的片段，说明含有R1基因。②为了在较短时间内获得甲、乙、丙三个品种中的抗病基因整合，应先将某两个品种进行杂交，获得子一代，再与另外一种进行杂交，将R1、R2、R3的抗性基因先集中到一个植株中，因为杂交的后代中不知道哪一株含有R1、R2、R3抗性基因，所以先利用PCR方法选出R1r1R2r2R3r3的植株，然后自交，再用PCR方法选出纯合子。
(3)根据题意可知，因为基因型为a1a1A2A2a3a3的Mp只能激活含有R2的植株，不能激活含r2r2的植株，所以R1R1r2r2R3R3表现为感病，r1r1R2R2R3R3表现为抗病。(4)水稻的基因未发生变异，则说明是Mp的基因发生了变异，即A1发生基因突变导致了基因(型)频率发生改变，不能激活R1基因，使甲品种抗病性丧失。
(5)Mp种群中编码激活上述水稻R抗病基因的A基因频率降低，使得R抗性基因不能激活，使水稻失去了抗性，无法在生产中继续使用。
(6)根据水稻和Mp的关系，为避免水稻品种抗病性丧失过快，在种植方面可以考虑轮种/间种不同抗病品种的水稻，从育种方面考虑，将多个不同抗病基因通过杂交整合到一个品种中，以避免水稻品种抗病性丧失过快。
答案：(1)性状　是否发生性状分离(2)①植株1、3　②a、c、d、b(3)感病、抗病(4)Mp的A1基因发生了突变(5)(A类)基因(型)频率改变(6)①种植：轮种/间种不同的抗病品种水稻。②育种：将多个不同抗病基因通过杂交整合到一个品种中
【方法技巧】根据育种程序图识别育种名称和过程
(1)识别图解中各字母表示的处理方法：A——杂交，B——花药离体培养，C——秋水仙素处理，D——自交，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。
【加固训练】1.某园艺师用二倍体番茄和四倍体土豆(在体细胞内形状、大小相同的染色体都有四条)进行有性杂交，产生种子。种植后得到植株C，发现不能结籽。根据材料判断下列说法正确的是(　　)
A.得到的植株C是一个新的物种B.植株C不能结籽的原因是细胞内没有同源染色体C.理论上要植株C结籽，可以用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗D.获得可以结籽的植株C采用的是单倍体育种的方法
【解析】选C。由于植株C不能结籽即不能产生后代，故不能算是一个新物种，A错误；植株C中有3个染色体组，其中1组来自番茄，2组来自土豆，所以在减数分裂中会因为同源染色体联会紊乱而不能产生正常的配子，因而不能结籽，B错误；用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，可使植株C细胞中染色体组加倍，从而产生正常的配子，C正确；获得可以结籽的植株C采用的是多倍体育种的方法，D错误。
2.(2017·北京高考)玉米(2n=20)是我国栽培面积最大的作物，近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。(1)单倍体玉米体细胞的染色体数为______，因此在______分裂过程中染色体无法联会，导致配子中无完整的______。
(2)研究者发现一种玉米突变体(S)，用S的花粉给普通玉米授粉，会结出一定比例的单倍体籽粒(胚是单倍体；胚乳与二倍体籽粒胚乳相同，是含有一整套精子染色体的三倍体。见图1)
①根据亲本中某基因的差异，通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源，结果见图2。从图2结果可以推测单倍体的胚是由________发育而来。
②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制，A、R同时存在时籽粒为紫色，缺少A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交，结出的籽粒中紫∶白=3∶5，出现性状分离的原因是______________________________________________________。推测白粒亲本的基因型是_______________________。
③将玉米籽粒颜色作为标记性状，用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体，过程如下P　　　　♀普通玉米　　　×　　　♂突变体S　　　　 (白粒，aarr)　　↓　　(紫粒，AARR)　　　F1　　　　 二倍体籽粒，单倍体籽粒 请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型__________。
(3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H)，欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。结合(2)③中的育种材料与方法，育种流程应为：______________________________；将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子；选出具有优良性状的个体。
【解析】(1)单倍体玉米是由配子发育形成的，故染色体数目与正常体细胞相比减半，存在10条染色体。单倍体植株只存在1个染色体组，因此在减数分裂过程中无法正常联会，染色体分离异常，导致配子中没有一套完整的染色体组。
(2)①由电泳图分析知，F1单倍体胚的基因和普通玉米(母本)相同，与突变体S(父本)不同，可以推测单倍体胚是由普通玉米的卵细胞发育而来的。
②性状分离的原因是减数第一次分裂后期，等位基因随同源染色体分离，非等位基因随非同源染色体自由组合。基因型A_R_为紫色籽粒，其他基因型 为白色籽粒，结出的籽粒中紫∶白=3∶5，可以分解为3/8=3/4×1/2，由此可推出一个亲本的基因型为AaRr，另一个亲本的基因型为aaRr或Aarr，即白粒亲本的基因型为Aarr或aaRr。
③单倍体籽粒的胚是由母本卵细胞发育而来，所以基因型为ar，颜色为白色；二倍体籽粒的胚是由受精卵发育而来，所以基因型为AaRr，颜色为紫色。
(3)根据题意可知，实验目的是培育高产抗病抗旱抗倒伏的品种。已有高产抗病白粒玉米纯合子G和抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子H，根据杂交育种的特点，先使G和H杂交得到F1杂合子，根据(2)③可知，用突变体S花粉给普通玉米授粉，子代中白色籽粒为单倍体，所以用F1作为母本，和突变体S(紫粒，AARR)杂交，F2中白色籽粒即为单倍体籽粒，使用秋水仙素或者低温处理，使染色体加倍得到白色具有优良性状的纯合子植株。
答案：(1)10　减数　染色体组(2)①普通玉米母本卵细胞②亲本为紫色杂合子，等位基因随同源染色体分离，非等位基因随非同源染色体自由组合进入不同配子中　Aarr或aaRr③二倍体籽粒紫色AaRr、单倍体籽粒白色ar
(3)G和H杂交，产生的F1作为母本，突变体S作为父本，继续杂交，选F2中的单倍体白色籽粒
答案速填:[1]重复　[2]个别染色体增加或减少　[3]育种年限长　 [4]有利变异少　[5]明显缩短育种年限[6]基因重组