2023屆 二輪復習 可遺傳變異與育種 學案

考點二可遺傳變異與育種1．突破生物變異的4大問題2．“兩看法”界定二倍體、多倍體、單倍體3．界定“三倍體”與“三體”4．幾種?？碱愋彤a(chǎn)生配子種類及比例5．育種方式及原理辨析(1)誘變育種原理(2)單倍體育種與雜交育種的關系(3)多倍體育種的原理分析6．準確選取育種方案(1)關注“三最”定方向①最簡便——側(cè)重于技術操作，雜交育種操作最簡便。②最快——側(cè)重于育種時間，單倍體育種可明顯縮短育種年限。③最準確——側(cè)重于目標精準度，基因工程育種可“定向”改變生物性狀。(2)依據(jù)目標選方案育種目標育種方案集中雙親優(yōu)良性狀單倍體育種(明顯縮短育種年限)雜交育種(耗時較長，但簡便易行)對原品系實施“定向”改變基因工程及植物細胞工程(植物體細胞雜交)育種讓原品系產(chǎn)生新性狀(無中生有)誘變育種(可提高變異頻率，期望獲得理想性狀)使原品系營養(yǎng)器官“增大”或“加強”多倍體育種7．圖解細胞癌變的原理和特征1．(2020·江蘇，9)某膜蛋白基因在其編碼區(qū)的5′端含有重復序列，下列敘述正確的是()A.CTCTT重復次數(shù)改變不會引起基因突變B．CTCTT重復次數(shù)增加提高了該基因中嘧啶堿基的比例C．若CTCTT重復6次，則重復序列之后編碼的氨基酸序列不變D．CTCTT重復次數(shù)越多，該基因編碼的蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量越大答案C解析CTCTT重復次數(shù)改變會引起基因中堿基序列的改變，引起基因突變，A錯誤；該基因是雙鏈，嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)，所以CTCTT重復次數(shù)增加不會改變該基因中嘧啶堿基的比例，B錯誤；CTCTT重復6次，轉(zhuǎn)錄后mRNA增加30個堿基，相當于10個密碼子，所以重復序列之后編碼的氨基酸序列不變，C正確；CTCTT重復后可能導致終止密碼子提前出現(xiàn)，肽鏈合成提前結(jié)束，D錯誤。2．(2019·江蘇，18)人鐮狀細胞貧血是基因突變造成的，血紅蛋白β鏈第6個氨基酸的密碼子由GAG變?yōu)镚UG，導致編碼的谷氨酸被置換為纈氨酸。下列相關敘述錯誤的是()A．該突變改變了DNA堿基對內(nèi)的氫鍵數(shù)B．該突變引起了血紅蛋白β鏈結(jié)構的改變C．在缺氧情況下患者的紅細胞易破裂D．該病不屬于染色體異常遺傳病答案A解析鐮狀細胞貧血是由于血紅蛋白基因中T—A堿基對被替換成A—T堿基對，故氫鍵數(shù)目不變，A錯誤；血紅蛋白基因中堿基的替換造成基因結(jié)構改變，進而導致血紅蛋白結(jié)構異常，B正確；患者的紅細胞呈鐮刀狀，容易破裂，使人患溶血性貧血，C正確；鐮狀細胞貧血屬于單基因遺傳病，不屬于染色體異常遺傳病，D正確。3．(2020·江蘇，8)下列敘述與染色體變異無關的是()A.通過孕婦產(chǎn)前篩查，可降低21三體綜合征的發(fā)病率B．通過連續(xù)自交，可獲得純合基因品系玉米C．通過植物體細胞雜交，可獲得白菜—甘藍D．通過普通小麥和黑麥雜交，培育出了小黑麥答案B解析21三體綜合征是由于多了1條21號染色體引起的，A正確；連續(xù)自交獲得純合基因品系玉米，染色體沒有變化，B錯誤；白菜—甘藍體細胞中含有兩個物種的染色體，染色體組加倍，C正確；普通小麥是六倍體，黑麥是二倍體，小黑麥是八倍體，染色體組增加，D正確。4．(2019·江蘇，4)下列關于基因突變及其他變異與育種的敘述，正確的是()A．基因重組只是基因間的重新組合，不會導致生物性狀改變B．基因突變使DNA序列發(fā)生的變化，都能引起生物性狀改變C．弱小且高度不育的單倍體植株，進行加倍處理后可用于育種D．多倍體植株染色體組數(shù)加倍，產(chǎn)生的配子數(shù)加倍，有利于育種答案C解析基因重組是在有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合，可能會導致生物性狀改變，A錯誤；因為密碼子的簡并以及基因的顯隱性等，所以基因突變不一定導致生物性狀發(fā)生改變，B錯誤；弱小且高度不育的單倍體植株經(jīng)加倍處理后，其染色體數(shù)目加倍而成為可育的植株，可用于育種，C正確；多倍體植株染色體組數(shù)加倍，可能影響配子的形成，不利于育種，D錯誤。5．(2022·山東，5)家蠅Y染色體由于某種影響斷成兩段，含s基因的小片段移接到常染色體獲得XY′個體，不含s基因的大片段丟失。含s基因的家蠅發(fā)育為雄性，只含一條X染色體的雌蠅胚胎致死，其他均可存活且繁殖力相同。M、m是控制家蠅體色的基因，灰色基因M對黑色基因m為完全顯性。如圖所示的兩親本雜交獲得F1，從F1開始逐代隨機交配獲得Fn。不考慮交換和其他突變，關于F1至Fn，下列說法錯誤的是()A．所有個體均可由體色判斷性別B．各代均無基因型為MM的個體C．雄性個體中XY′所占比例逐代降低D．雌性個體所占比例逐代降低答案D解析含有M的個體同時含有s基因，即雄性個體均表現(xiàn)為灰色，雌性個體不會含有M，只含有m，故表現(xiàn)為黑色，因此所有個體均可由體色判斷性別，A正確；含有Ms基因的個體表現(xiàn)為雄性，基因型為MsMs的個體需要親本均含有Ms基因，而兩個雄性個體不能雜交，B正確；親本雌性個體產(chǎn)生的配子基因型為mX，雄性親本產(chǎn)生的配子基因型為XMs、MsO、Xm、mO，由于子一代中只含一條X染色體的雌性個體胚胎致死，則后代中雄性個體為1/3XXY′(XXMsm)、1/3XY′(XMsm)，雌性個體為1/3XXmm，把性染色體和常染色體分開考慮，若只考慮性染色體，子一代雄性個體產(chǎn)生的配子種類及比例為3/4X、1/4O，雌性個體產(chǎn)生的配子含有X，子二代中3/4XX、1/4XO；若只考慮常染色體，子二代中1/2Msm、1/2mm，1/8mmXO致死，XXmm表現(xiàn)為雌性，所占比例為3/7，雄性個體3/7XXY′(XXMsm)、1/7XY′(XMsm)，即雄性個體中XY′所占比例由1/2降到1/4，逐代降低，雌性個體所占比例由1/3變?yōu)?/7，逐代升高，C正確，D錯誤。6．(2022·廣東，11)為研究人原癌基因Myc和Ras的功能，科學家構建了三組轉(zhuǎn)基因小鼠(Myc、Ras及Myc＋Ras，基因均大量表達)，發(fā)現(xiàn)這些小鼠隨時間進程體內(nèi)會出現(xiàn)腫瘤(如圖)。下列敘述正確的是()A．原癌基因的作用是阻止細胞正常增殖B．三組小鼠的腫瘤細胞均沒有無限增殖的能力C．兩種基因在人體細胞內(nèi)編碼功能異常的蛋白質(zhì)D．兩種基因大量表達對小鼠細胞癌變有累積效應答案D解析原癌基因主要負責調(diào)節(jié)細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程。抑癌基因主要是阻止細胞不正常的增殖，A錯誤；腫瘤細胞可無限增殖，B錯誤；原癌基因的正常表達對于細胞正常的生長和分裂是必需的，原癌基因Myc和Ras在人體細胞內(nèi)編碼功能正常的蛋白質(zhì)，C錯誤；據(jù)圖分析，同時轉(zhuǎn)入Myc和Ras的小鼠中，腫瘤小鼠比例大于只轉(zhuǎn)入Myc或Ras的小鼠，說明兩種基因大量表達對小鼠細胞癌變有累積效應，D正確。思維延伸——判斷與填充(1)等位基因B和b都可以突變成為不同的等位基因(經(jīng)典高考題)(√)(2)經(jīng)X射線照射的紫花香豌豆品種，其后代中出現(xiàn)了幾株開白花植株，則通過雜交實驗，可以確定是顯性突變還是隱性突變(經(jīng)典高考題)(√)(3)某二倍體植物染色體上的基因B2是由其等位基因B1突變而來的，則基因B1和B2可同時存在于同一個體細胞中或同一個配子中(經(jīng)典高考題)(×)(4)一個基因型為DdTt的精原細胞產(chǎn)生了四個精細胞，其基因與染色體的位置關系如圖。導致該結(jié)果最可能的原因是同源染色體非姐妹染色單體發(fā)生互換(2020·天津，7)(√)(5)高等植物細胞中每個染色體組中都含有常染色體和性染色體(2020·全國Ⅱ，4)(×)(6)(2020·全國Ⅲ，32)現(xiàn)有甲、乙兩個普通小麥品種(純合子)，甲的表型是抗病易倒伏，乙的表型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙為實驗材料設計實驗獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種，請簡要寫出實驗思路：甲、乙兩個品種雜交，F(xiàn)1自交，選取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不發(fā)生性狀分離的植株。題組一變異的類型辨析及實驗探究1．(2022·南京高三檢測)吖啶類染料是一類重要的誘變劑。若這類物質(zhì)插在模板鏈上，新鏈合成時必須要有一個堿基與之配對；若在合成的DNA新鏈中誘變劑取代一個堿基，在下一輪復制前該誘變劑丟失，則復制形成的DNA分子中將會減少一個堿基對，該類誘變劑引起移碼突變的過程如圖所示。下列敘述正確的是()A．基因中發(fā)生上述變化可能會使基因在表達時提前或延遲終止B．上述增加或缺失突變屬于染色體結(jié)構變異C．上述增加或缺失突變一定會導致氨基酸序列發(fā)生改變D．上述增加或缺失突變可能會導致該細胞中基因數(shù)目增加或減少答案A解析基因中發(fā)生基因突變可能會導致終止密碼子提前或延后出現(xiàn)，從而會使基因在表達時提前或延遲終止，A正確；圖中堿基的增添或缺失，屬于基因突變，B錯誤；上述增加或缺失突變不一定會導致氨基酸發(fā)生改變，C錯誤；基因突變是指DNA分子中發(fā)生堿基的增添、缺失或替換，而引起的基因堿基序列的改變，因而不會導致基因的數(shù)目和位置發(fā)生改變，D錯誤。2．如圖表示小麥的三個純種品系的部分染色體及基因組成：Ⅰ、Ⅱ表示染色體，A為矮稈基因，B為抗矮黃病基因，E為抗條斑病基因，均為顯性。乙品系和丙品系由普通小麥與近緣種偃麥草雜交后，經(jīng)多代選育而來(圖中黑色部分是來自偃麥草的染色體片段)。下列有關敘述正確的是()A．乙、丙品系的產(chǎn)生為長期自然選擇的結(jié)果B．在培育乙、丙品系的過程中發(fā)生了染色體變異C．甲和丙雜交所得到的F1自交，減數(shù)分裂中無法觀察到四分體D．三個品系兩兩雜交，子一代都會出現(xiàn)表現(xiàn)三種優(yōu)良性狀的植株答案B解析由于乙品系和丙品系由普通小麥與近緣種偃麥草雜交后，經(jīng)多代選育而來，這是人工選擇的結(jié)果，A錯誤；培育乙、丙品系的過程中，從圖中可以看出丙品系發(fā)生了染色體的結(jié)構變異，B正確；甲和丙雜交得到的F1中有同源染色體，減數(shù)分裂時能觀察到四分體，C錯誤；三個品系兩兩雜交，由于形成配子過程中，同源染色體分離，雌雄配子隨機結(jié)合，子一代不全表現(xiàn)三種優(yōu)良性狀的植株，D錯誤。3．(2022·福建龍巖高三月考)大豆是兩性花、一年生植物(2n＝40)。科研人員用放射性60Co處理大豆種子后，篩選出一株單基因突變引起的抗花葉病(簡稱抗病)植株X，其花藥離體培養(yǎng)得到的單倍體植株中，抗病植株占50%。已知控制大豆子葉顏色的基因在1號染色體上(BB呈深綠色，Bb呈淺綠色，bb呈黃色且在幼苗階段死亡)。科研人員進行了兩組雜交實驗，結(jié)果如下表：項目親本F1表型及比例實驗一子葉深綠不抗病(♀)×子葉淺綠抗病(♂)子葉深綠抗病∶子葉淺綠抗?。?∶1實驗二子葉深綠不抗病(♀)×子葉淺綠抗病(♂)子葉深綠抗病∶子葉深綠不抗病∶子葉淺綠抗病∶子葉淺綠不抗?。?∶1∶1∶1請回答下列問題：(1)大豆抗花葉病與不抗花葉病由一對等位基因R、r控制，科研人員在進行上述兩組雜交實驗之前就已判斷出抗花葉病基因為________(填“顯性”或“隱性”)基因，其理由是________________________________________。(2)基因R、r__________(填“位于”或“不位于”)1號染色體上，判斷的依據(jù)是________________________________________________________________________。(3)實驗一F1中的子葉淺綠抗病植株自交，F(xiàn)2成熟植株中子葉深綠抗病∶子葉深綠不抗病∶子葉淺綠抗病∶子葉淺綠不抗病∶子葉黃色抗病∶子葉黃色不抗病為__________________。若上述實驗中的各代大豆均有留種，欲快速且簡便選育出純合的子葉深綠抗病品種，應選用實驗一中的____________大豆進行自交，所得種子中，子葉深綠的即為所需品種。(4)現(xiàn)有一株白花(dd)突變大豆，為研究D/d基因的位置，用該突變株做父本，與不同的三體(2n＋1＝41)紫花純合子雜交，再選擇F1中的三體與突變株回交得到F2，下表為部分研究結(jié)果。表中數(shù)據(jù)說明基因d位于________號染色體上，對D/d基因定位最多用到________種三體純系大豆。母本F2表型及數(shù)量白花紫花9號三體2111010號三體115120答案(1)顯性抗病植株X經(jīng)花藥離體培養(yǎng)得到的單倍體植株中抗病植株占50%，說明抗病植株X為雜合子，雜合子表現(xiàn)出的性狀為顯性性狀(答出“抗病植株X經(jīng)花藥離體培養(yǎng)得到的單倍體植株中抗病植株占50%”即可)(2)不位于實驗二中F1的性狀分離比為1∶1∶1∶1(兩對等位基因的遺傳遵循自由組合定律)(3)3∶1∶6∶2∶0∶0父本(4)919解析(1)抗花葉病植株X經(jīng)花藥離體培養(yǎng)得到的單倍體植株中，抗花葉病植株占50%，說明抗花葉病植株X為雜合子，雜合子表現(xiàn)出的性狀為顯性性狀，因此可說明抗花葉病基因為顯性基因。(2)實驗二中子葉深綠不抗病(♀)×子葉淺綠抗病(♂)，子一代中子葉深綠∶子葉淺綠＝1∶1，抗病∶不抗?。?∶1，兩對基因綜合考慮，子代中子葉深綠抗病∶子葉深綠不抗病∶子葉淺綠抗病∶子葉淺綠不抗?。?1∶1)×(1∶1)＝1∶1∶1∶1，說明兩對基因遵循自由組合定律，因此兩對基因位于兩對同源染色體上，即基因R、r不位于1號染色體上。(3)根據(jù)上述分析可知，抗花葉病基因為顯性基因，BB呈深綠色，Bb呈淺綠色，因此根據(jù)實驗一子一代中子葉深綠抗病∶子葉淺綠抗?。?∶1，可知實驗一的親本基因型分別為BBrr(♀)、BbRR(♂)，F(xiàn)1中的子葉淺綠抗病植株基因型為BbRr，其自交后代中bb在幼苗階段死亡，因此子代BB∶Bb∶bb＝1∶2∶0，R－∶rr＝3∶1，兩對基因綜合考慮，F(xiàn)2成熟植株中子葉深綠抗病∶子葉深綠不抗病∶子葉淺綠抗病∶子葉淺綠不抗病∶子葉黃色抗病∶子葉黃色不抗病為＝3∶1∶6∶2∶0∶0。欲快速且簡便選育出純合的子葉深綠抗病(BBRR)品種，可選擇實驗一的父本(BbRR)自交，由于RR自交的后代不會出現(xiàn)雜合子，而Bb自交的后代中只有BB為深綠個體，因此自交后代所得種子中，子葉深綠的即為所需品種。(4)若基因d不在三體上，則該白花(dd)突變體與紫花純合子(DD)的三體雜交，子代基因型為Dd，選擇F1中的三體(Dd)與突變株(dd)回交得到F2，后代Dd∶dd＝1∶1，與10號三體的雜交結(jié)果相同，說明d基因不在10號染色體上；若基因d在三體上，則該白花(dd)突變體與紫花純合子(DDD)的三體雜交，子代基因型為DDd(三體植株)、Dd(正常株)，選擇F1中的三體(DDd)與突變株(dd)回交得到F2，由于DDd產(chǎn)生的配子種類和比例為DD∶d∶Dd∶D＝1∶1∶2∶2，后代DDd∶dd∶Ddd∶Dd＝1∶1∶2∶2，紫花∶白花＝5∶1，與9號三體的雜交結(jié)果相同，說明d基因在9號染色體上。根據(jù)不同的三體(2n＋1＝41)可知，正常植株的染色體條數(shù)為2n＝40，因此三體的類型為20種，而對d基因定位19種大豆三體純系就可以，如果19種大豆三體純系雜交的后代都沒有出現(xiàn)5∶1，則D/d就位于第20種三體上，所以對d基因定位最多用到19種大豆三體純系。題組二育種原理辨析及方案設計4．如圖表示小麥育種的幾種方式，下列有關敘述不正確的是()A．獲得①和⑥的育種原理是基因重組，②和③的育種原理是染色體變異B．獲得④和⑤的育種方式是誘變育種，得到的變異個體不全都符合生產(chǎn)需要C．獲得⑥的育種方式可定向改變生物體的性狀，克服遠緣雜交不親和的障礙D．秋水仙素作用的時期是有絲分裂后期，結(jié)果是細胞中染色體數(shù)加倍答案D解析獲得①和⑥的育種方式分別是雜交育種和基因工程育種，其原理都是基因重組；②和③的育種方式分別是單倍體育種和多倍體育種，其原理都是染色體變異，A正確；獲得④和⑤的育種方式是誘變育種，由于基因突變是不定向的，所以得到的變異個體不全都符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要，B正確；獲得⑥的育種方式是基因工程育種，可根據(jù)人們的意愿定向改變生物體的性狀，克服遠緣雜交不親和的障礙，C正確；秋水仙素作用的時期是有絲分裂前期，抑制細胞紡錘體的形成，結(jié)果是細胞中染色體數(shù)加倍，D錯誤。5．(2022·山東濰坊高三模擬預測)綠殼雞蛋因顏色特別、蛋黃比例大、蛋白黏稠、營養(yǎng)豐富，深受消費者歡迎。決定綠殼的基因A位于常染色體上，對其他蛋殼顏色基因為完全顯性。矮小基因dw純合較含DW基因的正常成年雞體重輕20～30%，節(jié)糧20%左右。某地母雞的品種為產(chǎn)非綠殼蛋的矮小雞，該品種產(chǎn)蛋率很低。現(xiàn)一養(yǎng)殖場欲利用雜種優(yōu)勢培育高產(chǎn)矮小且產(chǎn)綠殼蛋的雞種，科研人員首先用當?shù)啬鸽u和純合的含綠殼基因的正常公雞培育了基因型為AAZdwZdw的公雞種，育種方案如下：(1)請用相關最佳基因型在“______________”處補充完善實驗方案。(2)在育種過程中，需要挑出F2的________(填“公雞”或“母雞”)類型進行必要的基因型檢測，理由是______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在上述育種過程中，F(xiàn)1中發(fā)現(xiàn)了一只性染色體組成為ZZW的公雞，現(xiàn)預判斷該公雞產(chǎn)生的原因，最簡便的方法是讓其與______________進行雜交，然后統(tǒng)計子代的性狀情況。若________________，則原因為親代母雞減數(shù)分裂時ZW染色體未分開；若______________，則原因為親代公雞減數(shù)分裂時ZZ染色體未分開。(4)雞的銀羽基因位于Z染色體上，對金羽為完全顯性，現(xiàn)已知新培育的AAZdwZdw與當?shù)氐腶aZdwW均為銀羽、金羽兩種顏色。為幫助養(yǎng)殖場進一步降低高產(chǎn)矮小且產(chǎn)綠殼蛋雞種的培育成本，請利用新培育的AAZdwZdw與當?shù)氐腶aZdwW，基于雞的羽毛顏色設計實驗方案優(yōu)化雞種的選育過程。用簡要的文字說明：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)AaZdwZdwAaZdwW(2)公雞母雞可通過所產(chǎn)蛋殼的顏色和矮小性狀直接進行挑選，而公雞不產(chǎn)蛋，基因型Aa與aa表型一樣，需要通過基因型檢測和矮小性狀進行挑選(3)多只正常母雞子代出現(xiàn)矮小雞子代全為正常雞(4)從新培育的AAZdwZdw中選育金羽的，讓其與當?shù)劂y羽的aaZdwW雜交，直接挑選出子代的金羽雞進行養(yǎng)殖即可解析(1)某地母雞的品種為產(chǎn)非綠殼蛋的矮小雞，根據(jù)題中信息可知，基因型為aaZdwW，首先用產(chǎn)非綠殼蛋的矮小雞aaZdwW和純合的含綠殼基因的正常公雞AAZDWZDW雜交得F1，取F1中的AaZDWZdw與aaZdwW回交，F(xiàn)2雄性中有AaZDWZdw、AaZdwZdw、aaZDWZdw、aaZdwZdw，雌性有AaZdwW、AaZDWW、aaZdwW、aaZDWW，F(xiàn)3中要培育AAZdwZdw，所以應選用雄性AaZdwZdw和雌性AaZdwW的個體進行雜交。(2)母雞可通過所產(chǎn)蛋殼的顏色和矮小性狀直接進行挑選，而公雞不產(chǎn)蛋，基因型Aa與aa表型一樣，需要通過基因型檢測和矮小性狀進行挑選，所以需要挑出F2的公雞類型進行必要的基因型檢測。(3)根據(jù)以上分析可知，親本是aaZdwW和AAZDWZDW，在上述育種過程中，F(xiàn)1中發(fā)現(xiàn)了一只性染色體組成為ZZW的公雞，基因型可能是ZDWZDWW，ZDWZdwW，現(xiàn)預判斷該公雞產(chǎn)生原因，最簡便的方法是讓其與多只正常母雞ZDWW進行雜交，然后統(tǒng)計子代的性狀情況。若子代出現(xiàn)矮小雞，說明這只公雞基因型是ZDWZdwW，則原因為親代母雞減數(shù)分裂時ZW染色體未分開；若子代全為正常雞，說明這只公雞基因型是ZDWZDWW，則原因為親代公雞減數(shù)分裂時ZZ染色體未分開。(4)從新培育的AAZdwZdw中選育金羽的，讓其與當?shù)劂y羽的aaZdwW雜交，雞的銀羽基因位于Z染色體上，對金羽為完全顯性，所以親本銀羽aaZdwW，產(chǎn)生的含顯性銀羽基因的Z染色體的配子肯定傳給后代的雄性，含W的配子傳給后代雌性，而AAZdwZdw是金羽的，Z上只含隱性基因，所以后代中所有的雄性都是銀羽的，雌性都是金羽的，所以直接挑選出子代的金羽雞進行養(yǎng)殖即可。題組三辨析細胞的癌變6．結(jié)腸癌是一種常見