（浙江選考）2023版高考生物總復習第6單元生物變異、育種與進化第22講生物的變異與育種

PAGEPAGE1第22講生物的變異與育種考綱要求1.基因重組[必考(a)、加試(a)]。2.基因突變[必考(b)、加試(b)]。3.染色體畸變[必考(a)、加試(a)]。4.染色體組[必考(a)、加試(a)]。5.二倍體、多倍體和單倍體[必考(a)、加試(a)]。6.雜交育種、誘變育種、單倍體育種和多倍體育種[必考(a)、加試(a)]。7.雜交育種和誘變育種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[必考(b)、加試(b)]。8.轉(zhuǎn)基因技術(shù)[必考(a)、加試(a)]。9.生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用[加試(c)]。10.轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的平安性[加試(b)]?？键c一生物變異的來源1．變異的類型(1)不遺傳的變異：環(huán)境因素引起的變異，遺傳物質(zhì)沒有改變，不能進一步遺傳給后代。(2)可遺傳的變異：遺傳物質(zhì)改變所引起的變異。(3)可遺傳的變異來源：基因重組、基因突變、染色體畸變。2．基因重組(1)概念：具有不同遺傳性狀的雌、雄個體進行有性生殖時，控制不同性狀的基因重新組合，導致后代不同于親本類型的現(xiàn)象或過程。(2)發(fā)生時期和原因時期原因減數(shù)第一次分裂后期隨著非同源染色體的自由組合，非等位基因也自由組合減數(shù)第一次分裂四分體時期同源染色體上的等位基因隨非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換(3)意義：基因重組的結(jié)果是導致生物性狀的多樣性，為動植物育種和生物進化提供豐富的物質(zhì)根底。3．基因突變(1)概念：由于基因內(nèi)部核酸分子上的特定核苷酸序列發(fā)生改變的現(xiàn)象或過程。DNA分子上堿基對的缺失、增加或替換都可以引起核苷酸序列的變化，因而引起基因結(jié)構(gòu)的改變。(2)意義：生物變異的根本來源，對生物進化和選育新品種具有非常重要的意義。(3)類型eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(根據(jù)對表現(xiàn)型的影響分為：形態(tài)突變、生化突變、,致死突變,根據(jù)突變發(fā)生情況分為：自發(fā)突變、誘發(fā)突變))(4)(5)誘發(fā)因素：物理因素(如各種射線、溫度劇變等)、化學因素(如亞硝酸等)、生物因素(如麻疹病毒等)。(6)實例：人類鐮刀形細胞貧血癥是由于堿基對的替換引起基因結(jié)構(gòu)改變，進而引起血紅蛋白異常所致。4．染色體結(jié)構(gòu)變異(1)概念：是指染色體發(fā)生斷裂后，在斷裂處發(fā)生錯誤連接而導致染色體結(jié)構(gòu)不正常的變異。(2)類型和結(jié)果5．染色體數(shù)目變異(1)概念：生物細胞中染色體數(shù)目的增加或減少。(2)類型①整倍體變異：體細胞的染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍增加或減少。②非整倍體變異：體細胞中個別染色體的增加或減少。6．單倍體、二倍體和多倍體(1)染色體組：一般將二倍體生物的一個配子中的全部染色體稱為染色體組，其中包含了該種生物生長發(fā)育的一整套遺傳物質(zhì)。(2)單倍體：體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體。(3)二倍體：由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有兩個染色體組的個體。(4)多倍體：由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。思考診斷1．探討基因結(jié)構(gòu)中堿基對的替換、增加、缺失對生物性狀的影響大小類型影響范圍對氨基酸序列的影響替換小可改變1個氨基酸或不改變，也可使翻譯提前終止增加大插入位置前不影響，影響插入位置后的序列缺失大缺失位置前不影響，影響缺失位置后的序列增加或缺失3個堿基小增加或缺失的位置增加或缺失一個氨基酸對應(yīng)的序列2.如圖a、b為二倍體生物細胞分裂不同時期的細胞圖像，請思考：(1)圖a處于細胞分裂什么時期？圖中的1、2號染色體發(fā)生了何種變異？提示圖a處于四分體時期，圖中1、2號染色體因交叉互換發(fā)生了基因重組。(2)圖b處于細胞分裂什么時期？該細胞名稱是什么？在該時期細胞中可發(fā)生何類變異？提示圖b處于減數(shù)第一次分裂后期，該細胞名稱為初級精母細胞，該時期細胞可能會發(fā)生非同源染色體上的非等位基因間的自由組合。(3)①雌雄配子隨機結(jié)合屬于基因重組嗎？②Aaeq\o(→,\s\up7(?))AA、Aa、aa屬于基因重組嗎？提示①不屬于，基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂形成配子時；②不屬于，基因重組的實質(zhì)是控制不同性狀的基因重新組合。3．如圖表示某生物細胞中兩條染色體及其上面的局部基因。(1)以下各項的結(jié)果中哪些是由染色體畸變引起的？它們分別屬于何類變異？能在光學顯微鏡下觀察到的有哪些？提示與圖中兩條染色體上的基因相比可知：①染色體片段缺失、②染色體片段易位、③基因突變、④染色體中片段倒位；①②④均為染色體畸變，可在光學顯微鏡下觀察到，③為基因突變，不能在顯微鏡下觀察到。(2)①～④中哪類變異沒有改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量和排列順序？提示①～④中③的基因突變只是產(chǎn)生了新基因，即改變基因的質(zhì)，并未改變基因的量，故染色體上基因的數(shù)量和排列順序均未發(fā)生改變。4．據(jù)圖示辨析染色體的易位與交叉互換(1)圖1是易位，圖2是交叉互換。(2)發(fā)生對象：圖1發(fā)生于非同源染色體之間，圖2發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間。(3)變異類型：圖1屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，圖2屬于基因重組。(4)可在光學顯微鏡下觀察到的是圖1，觀察不到的是圖2。5．單倍體一定只含1個染色體組嗎？提示單倍體不一定只含1個染色體組，可能含同源染色體。1．基因突變的原因及與進化的關(guān)系2．列表比擬基因突變與基因重組的區(qū)別比擬工程基因突變基因重組變異本質(zhì)基因分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變原有基因的重新組合發(fā)生時間通常在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂前期和后期適用范圍所有生物(包括病毒)有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物產(chǎn)生結(jié)果產(chǎn)生新基因(等位基因)產(chǎn)生新基因型應(yīng)用人工誘變育種雜交育種、基因工程育種3.染色體結(jié)構(gòu)變異及其與基因突變中的缺失、基因重組中的交叉互換的區(qū)別工程缺失重復倒位易位圖解聯(lián)會圖像結(jié)果①染色體結(jié)構(gòu)變異的機理是染色體上某一片段斷裂后，發(fā)生了缺失或錯誤的連接，使位于染色體上的基因數(shù)目和排列順序發(fā)生改變，進而改變生物的性狀；其對生物體一般是不利的；②在光學顯微鏡下可見，可進一步通過分析染色體組型來區(qū)別類型分析：(1)染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失是指染色體片段的喪失，從而引起片段上多個基因也隨之喪失；而基因突變中的缺失是指基因中少數(shù)堿基對的喪失，從而引起基因結(jié)構(gòu)的改變。換言之，前者的發(fā)生將導致整個基因的喪失，基因數(shù)量減少；后者的發(fā)生將變成其等位基因，且基因數(shù)量不變。(2)染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位發(fā)生在非同源染色體之間，基因在染色體上的排列順序發(fā)生改變；而基因重組的交叉互換發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，基因的數(shù)目和排列順序沒有改變。(3)基因突變、基因重組和染色體結(jié)構(gòu)變異都能導致DNA分子結(jié)構(gòu)的改變，但能改變基因的“質(zhì)〞的僅是基因突變。題型一基因重組1．以下有關(guān)基因重組的說法，正確的選項是()A．基因重組可以產(chǎn)生多對等位基因B．發(fā)生在生物體內(nèi)的基因重組都能遺傳給后代C．基因重組所產(chǎn)生的新基因型不一定會表現(xiàn)為新的表現(xiàn)型D．基因重組會改變基因中的遺傳信息答案C解析基因重組屬于基因的重新組合，不會改變基因內(nèi)部的堿基序列，不可能產(chǎn)生新的基因，基因中的遺傳信息也不會改變。生物體內(nèi)經(jīng)過基因重組所產(chǎn)生的配子不一定能夠形成合子，所以不一定能夠傳遞給后代。基因重組能產(chǎn)生新基因型的配子，不同的配子形成合子的表現(xiàn)型可能與原有個體的表現(xiàn)型相同。2．如圖為雌性果蠅體內(nèi)局部染色體的行為及細胞分裂圖像，其中能夠表達基因重組的是()A．①③B．①④C．②③D．②④答案B解析圖①表示四分體時期，同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了染色體片段的交換，能夠?qū)崿F(xiàn)基因重組；圖②表示染色體結(jié)構(gòu)變異中的染色體易位；圖③表示有絲分裂后期，著絲粒分裂導致兩套相同的染色體分別移向細胞兩極，在這個過程中不發(fā)生基因重組；圖④表示減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體自由組合，導致非同源染色體上的非等位基因自由組合，即基因重組。方法技巧“三看法〞判斷基因突變與基因重組(1)一看親子代基因型①如果親代基因型為BB或bb，那么引起姐妹染色單體B與b不同的原因是基因突變。②如果親代基因型為Bb，那么引起姐妹染色單體B與b不同的原因是基因突變或交叉互換。(2)二看細胞分裂方式①如果是有絲分裂中染色單體上基因不同，那么為基因突變的結(jié)果。②如果是減數(shù)分裂過程中染色單體上基因不同，可能發(fā)生了基因突變或交叉互換。(3)三看細胞分裂圖①如果是有絲分裂后期圖像，兩條子染色體上的兩個基因不同，那么為基因突變的結(jié)果，如圖甲。②如果是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體(同白或同黑)上的兩基因不同，那么為基因突變的結(jié)果，如圖乙。③如果是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體(顏色不一致)上的兩基因不同，那么為交叉互換(基因重組)的結(jié)果，如圖丙。題型二基因突變3．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，以下表達錯誤的選項是()A．白花植株的出現(xiàn)是對環(huán)境主動適應(yīng)的結(jié)果，有利于香豌豆的生存B．X射線不僅可引起基因突變，也會引起染色體畸變C．通過雜交實驗，可以確定是顯性突變還是隱性突變D．觀察白花植株自交后代的性狀，可確定是否是可遺傳的變異答案A解析A項錯，白花植株的出現(xiàn)是由于X射線照射引起的基因突變，不一定有利于生存；B項對，X射線可引起基因突變和染色體畸變；C項對，應(yīng)用雜交實驗，通過觀察其后代的表現(xiàn)型及比例，可以確定是顯性突變還是隱性突變；D項對，白花植株自交后代假設(shè)有白花后代，可確定為可遺傳的變異，否那么為不可遺傳變異。4．編碼酶X的基因中某個堿基被替換時，表達產(chǎn)物將變?yōu)槊竃。下表顯示了與酶X相比，酶Y可能出現(xiàn)的四種狀況，對這四種狀況出現(xiàn)的原因判斷正確的選項是()比擬指標①②③④酶Y活性/酶X活性100%50%10%150%酶Y氨基酸數(shù)目/酶X氨基酸數(shù)目11小于1大于1A.狀況①一定是因為氨基酸序列沒有變化B．狀況②一定是因為氨基酸間的肽鍵數(shù)減少了50%C．狀況③可能是因為突變導致了終止密碼位置變化D．狀況④可能是因為突變導致了tRNA的種類增多答案C解析基因突變引起氨基酸種類替換后，蛋白質(zhì)的功能不一定發(fā)生變化，A錯誤；蛋白質(zhì)功能取決于氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序及蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，狀況②中酶Y與酶X的氨基酸數(shù)目相同，所以肽鍵數(shù)不變，B錯誤；狀況③氨基酸數(shù)目減少，最可能的原因是突變導致了終止密碼位置提前，C正確；基因突變不會導致tRNA種類改變，D錯誤。歸納提升1．基因突變類問題的解題方法(1)確定突變的形式：假設(shè)只是一個氨基酸發(fā)生改變，那么一般為堿基對的替換；假設(shè)氨基酸序列發(fā)生大的變化，那么一般為堿基對的增加或缺失。(2)確定替換的堿基對：一般根據(jù)突變前后轉(zhuǎn)錄成mRNA的堿基序列判斷，假設(shè)只有一個堿基存在差異，那么該堿基所對應(yīng)的基因中的堿基就為替換的堿基。2．兩種變異類型的判斷(1)可遺傳變異與不可遺傳變異的判斷方法注：體細胞中也有可遺傳的變異，但不能遺傳給后代。(2)顯性突變和隱性突變的判定①類型eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(顯性突變：aa→Aa當代表現(xiàn),隱性突變：AA→Aa當代不表現(xiàn)，一旦表現(xiàn),即為純合子))②判定方法a．選取突變體與其他未突變體雜交，據(jù)子代性狀表現(xiàn)判斷。b．讓突變體自交，觀察子代有無性狀別離而判斷。題型三染色體組、染色體畸變的類型5．如下圖細胞中所含的染色體，以下表達正確的選項是()A．圖a含有2個染色體組，圖b含有3個染色體組B．如果圖b表示體細胞，那么圖b代表的生物一定是三倍體C．如果圖c代表由受精卵發(fā)育成的生物的體細胞，那么該生物一定是二倍體D．圖d代表的生物一定是由卵細胞發(fā)育而成的，是單倍體答案C解析圖a為有絲分裂后期，含有4個染色體組，圖b有同源染色體，含有3個染色體組；如果圖b生物是由配子發(fā)育而成的，那么圖b代表的生物是單倍體，如果圖b生物是由受精卵發(fā)育而成的，那么圖b代表的生物是三倍體；圖c中有同源染色體，含有2個染色體組，假設(shè)是由受精卵發(fā)育而成的，那么該細胞所代表的生物一定是二倍體；圖d中只含1個染色體組，一定是單倍體，可能是由雄性配子或雌性配子發(fā)育而成的。6．以下關(guān)于染色體畸變的表達，正確的選項是()A．染色體增加某一片段可提高基因表達水平，是有利變異B．染色體缺失有利于隱性基因表達，可提高個體的生存能力C．染色體易位不改變基因數(shù)量，對個體性狀不會產(chǎn)生影響D．通過誘導多倍體的方法可克服遠緣雜交不育，培育出作物新類型答案D解析染色體增加某一片段引起的變異不一定是有利的。假設(shè)顯性基因隨染色體的缺失而喪失，可有利于隱性基因表達，但隱性基因的表達不一定能提高個體的生存能力。染色體易位不改變基因數(shù)量，但會對個體性狀產(chǎn)生影響，且大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的。不同物種可以通過雜交獲得不育的子一代，然后經(jīng)秋水仙素誘導得到可育的多倍體，從而培育出生物新品種。方法技巧1．染色體組數(shù)的判斷方法(1)根據(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，那么含有幾個染色體組。以下圖所示的細胞中所含的染色體組數(shù)分別是：a為3個，b為2個，c為1個。(2)根據(jù)基因型判斷：控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，就含有幾個染色體組——每個染色體組內(nèi)不含等位或相同基因。以下圖所示的細胞中，它們所含的染色體組數(shù)分別是：a為4個，b為2個，c為3個，d為1個。(3)根據(jù)染色體數(shù)與形態(tài)數(shù)的比值判斷：染色體數(shù)與形態(tài)數(shù)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，即含有幾個染色體組，如玉米的體細胞中共有20條染色體，10種形態(tài)，那么玉米含有2個染色體組。2．“二看法〞判斷單倍體、二倍體與多倍體先看待判定個體是由受精卵發(fā)育而成的，還是由配子發(fā)育而成的。假設(shè)待判定個體是由配子發(fā)育而成的，不管含有幾個染色體組都是單倍體，單倍體是生物個體，而不是配子，所以精子、卵細胞屬于配子，但不是單倍體。假設(shè)待判定個體是由受精卵發(fā)育而成的，再看它含有幾個染色體組：含有兩個染色體組的是二倍體，含有三個或三個以上染色體組的就是多倍體?？键c二生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用1．雜交育種(1)含義：有目的地將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀組合在一起，培育出更優(yōu)良的新品種的方法。一般可以通過雜交、選擇、純合化等手段培養(yǎng)出新品種。(2)育種原理：基因重組。(3)方法：雜交→自交→選種→自交。2．誘變育種(1)含義：利用物理、化學因素誘導生物發(fā)生變異，并從變異后代中選育新品種的過程。(2)育種原理：基因突變和染色體畸變。(3)方法：輻射誘變、化學誘變。(4)特點：①誘發(fā)突變可明顯提高基因的突變率和染色體的畸變率，即可提高突變頻率。②能在較短時間內(nèi)有效改進生物品種的某些性狀。③改進作物品質(zhì)，增強抗逆性。3．單倍體育種(1)含義：利用單倍體作為中間環(huán)節(jié)產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀的可育純合子的育種方法。(2)原理：染色體數(shù)目變異。(3)優(yōu)點eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(縮短育種年限,排除顯隱性干擾，提高效率))(4)單倍體育種程序常規(guī)方法獲得雜種F1→F1花藥離體培養(yǎng)形成愈傷組織，并誘導其分化成幼苗→用秋水仙素處理幼苗，獲得可育的純合植株。4．多倍體育種(1)方法：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼苗等，使染色體加倍。(2)誘導劑作用機理：抑制細胞分裂時紡錘體的形成，因此染色體雖已復制，但不能別離，最終導致染色體數(shù)目加倍。(3)實例：三倍體無籽西瓜的培育5．轉(zhuǎn)基因技術(shù)(1)含義：指利用分子生物學和基因工程的手段，將某種生物的基因(外源基因)轉(zhuǎn)移到其他生物物種中，使其出現(xiàn)原物種不具有的新性狀的技術(shù)。(2)原理：基因重組。(3)過程用人工方法將目的基因?qū)胧荏w細胞→目的基因整合到受體細胞的染色體上→目的基因在受體細胞內(nèi)得以表達，并能穩(wěn)定遺傳。(4)特點：定向改變生物性狀。思考診斷1．生物育種原理、方法、實例(連線)2．如圖甲、乙表示水稻兩個品種，A、a和B、b表示分別位于兩對同源染色體上的兩對等位基因，①～⑥表示培育水稻新品種的過程，請思考：(1)圖中哪種途徑為單倍體育種？(2)圖中哪一標號處需用秋水仙素處理？應(yīng)如何處理？(3)④、⑥的育種原理分別是什么？(4)圖中最簡便及最難以到達育種目的的育種途徑分別是哪種？提示(1)圖中①③⑤過程表示單倍體育種。(2)圖示⑤處需用秋水仙素處理單倍體幼苗，從而獲得純合子，⑥處需用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，以誘導染色體加倍。(3)④的育種原理為基因突變，⑥的育種原理為染色體畸變。(4)圖中最簡便的育種途徑為①～②過程所示的雜交育種，但育種周期較長；最難以到達育種目的的途徑為④誘變育種。2．育種的類型、原理及優(yōu)缺點比擬名稱原理優(yōu)點缺點雜交育種基因重組使分散在同一物種不同品種中的多個優(yōu)良性狀集中于同一個體上，即“集優(yōu)〞①育種時間長②局限于同一種或親緣關(guān)系較近的個體誘變育種基因突變提高變異頻率，加快育種進程，大幅度改進某些性狀有利變異少，需處理大量實驗材料(有很大盲目性)單倍體育種染色體數(shù)目變異明顯縮短育種年限，子代一般為純合子，加速育種進程技術(shù)復雜且需與雜交育種配合多倍體育種染色體數(shù)目變異操作簡單，能較快獲得所需品種所獲品種發(fā)育延遲，結(jié)實率低，一般只適用于植物基因工程育種基因重組能定向地改變生物的遺傳性狀；目的性強；育種周期短；克服了遠緣雜交不親和的障礙技術(shù)復雜，平安性問題多2．育種的一般操作步驟(1)雜交育種①培育顯性純合子品種植物：選取雙親(P)雜交(♀×♂)→F1eq\o(→,\s\up7(?))F2→選出表現(xiàn)型符合要求的個體eq\o(→,\s\up7(?))F3eq\o(→,\s\up7(?))……eq\o(→,\s\up7(?))選出穩(wěn)定遺傳的個體推廣種植。動物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1雌雄個體交配→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型與隱性類型測交，選擇后代不發(fā)生性狀別離的F2個體。②培育隱性純合子品種選取雙親(P)雜交(♀×♂)→F1eq\o(→,\s\up7(?))F2→選出表現(xiàn)型符合要求的個體種植推廣。③培育雜合子品種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，可以將雜種一代作為種子直接利用，如水稻、玉米等。其特點是利用雜種優(yōu)勢，品種高產(chǎn)、抗性強，但種子只能種一年。培育根本步驟如下：選取符合要求的純種雙親(P)雜交(♀×♂)→F1(即為所需品種)。(2)單倍體育種的根本步驟實例：用高稈抗病(DDTT)和矮稈不抗病(ddtt)小麥品種，培育矮稈抗病小麥的過程，見以下圖：(3)多倍體育種正在萌發(fā)的種子或幼苗eq\o(→,\s\up7(秋水仙素處理))抑制紡錘體形成eq\o(→,\s\up7(導致))著絲粒分裂后的子染色體不別離eq\o(→,\s\up7(導致))細胞中染色體數(shù)目加倍eq\o(→,\s\up7(正常分裂、分化))多倍體植物。實例：無籽西瓜的培育。題型一雜交育種、誘變育種、單倍體育種和多倍體育種1．(2022·浙江省協(xié)作校聯(lián)考)以下有關(guān)生物育種的表達，正確的選項是()A．花藥離體培養(yǎng)獲得的植株體細胞中不存在同源染色體B．轉(zhuǎn)基因育種能引起基因定向突變C．三倍體西瓜無種子，所以無籽性狀屬于不可遺傳的變異D．誘變育種可提高基因的突變頻率和染色體畸變率答案D解析經(jīng)花藥離體培養(yǎng)的植株是單倍體，而單倍體的體細胞可能只有1個染色體組，也可能有多個染色體組，故其體細胞可能存在同源染色體；轉(zhuǎn)基因育種的原理是基因重組，并沒有引起基因突變；三倍體西瓜發(fā)生了染色體數(shù)目變異，可通過無性繁殖的方式將無籽性狀遺傳給后代，其產(chǎn)生過程發(fā)生了可遺傳變異。2．(2022·臺州期末測試)以下有關(guān)生物變異在育種上的應(yīng)用，正確的選項是()A．單倍體育種得到的新品種一定是單倍體B．多倍體育種得到的新品種一定是純合子C．利用射線處理得到的染色體易位的家蠶新品種一定屬于誘變育種D．農(nóng)作物產(chǎn)生的變異一定可以為培育新品種提供原材料答案C解析單倍體育種最終獲得的是可育純合子，利用了單倍體作為中間環(huán)節(jié)進行育種；多倍體育種獲得的新品種是多倍體，但其不一定是純合子；利用射線處理誘發(fā)家蠶染色體畸變(易位)，這屬于誘變育種；農(nóng)作物產(chǎn)生的變異可能是不遺傳變異，不遺傳變異不能為培育新品種提供原材料。題型二轉(zhuǎn)基因技術(shù)的原理及其平安性(加試)3．現(xiàn)有小麥種子資源包括：①高產(chǎn)、感?。虎诘彤a(chǎn)、抗?。虎鄹弋a(chǎn)、晚熟等品種。為滿足不同地區(qū)及不同環(huán)境條件下的栽培需求，育種專家要培育3類品種：a.高產(chǎn)、抗??；b.高產(chǎn)、早熟；c.高產(chǎn)、抗旱。下述育種方法可行的是()A．利用①、③品種間雜交篩選獲得aB．對品種③進行染色體加倍處理篩選獲得bC．c的培育不可采用誘變育種方法D．用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)擘壑蝎@得c答案D解析欲獲得a，應(yīng)利用①和②品種間雜交，A錯誤；欲獲得b應(yīng)對③進行誘變育種，B錯誤；誘變育種可以產(chǎn)生新基因，因此a、b、c都可以通過誘變育種獲得，C錯誤；基因工程可定向改變生物性狀，用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)擘壑蝎@得c，D正確。4．以下關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物平安性的表達，錯誤的選項是()A．種植轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植區(qū)隔離B．轉(zhuǎn)基因作物被動物食用后，目的基因會轉(zhuǎn)入動物體細胞中C．種植轉(zhuǎn)基因植物有可能因基因擴散而影響野生植物的遺傳多樣性D．轉(zhuǎn)基因植物的目的基因可能轉(zhuǎn)入根際微生物答案B解析種植轉(zhuǎn)基因作物以防止對傳統(tǒng)作物產(chǎn)生基因污染，所以應(yīng)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植區(qū)隔離，A正確；動物取食轉(zhuǎn)基因作物后，要經(jīng)過消化吸收才進入身體，目的基因不可能直接進入動物細胞，B錯誤；轉(zhuǎn)基因植物可能與野生植物發(fā)生雜交而出現(xiàn)基因交流，影響野生植物的遺傳多樣性，C正確；目的基因被根際微生物攝入細胞內(nèi)后，可能進入這些微生物中，D正確。題型三雜交育種和誘變育種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用5．以下圖是高產(chǎn)糖化酶菌株的育種過程，有關(guān)表達錯誤的選項是()出發(fā)菌株eq\o(→,\s\up7(X射線處理))挑取200個單細胞菌株eq\o(→,\s\up7(初篩))選出50株eq\o(→,\s\up7(復篩))選出5株eq\o(→,\s\up7(X射線處理))多輪重復篩選A．通過上圖篩選過程獲得的高產(chǎn)菌株未必能作為生產(chǎn)菌株B．X射線處理既可以引起基因突變又可能導致染色體畸變C．上圖篩選高產(chǎn)菌株的過程是定向選擇過程D．每輪誘變相關(guān)基因的突變率都會明顯提高答案D解析X射線既可改變基因的堿基序列引起基因突變，又能造成染色體片段損傷導致染色體畸變。圖中是高產(chǎn)糖化酶菌株的人工定向選擇過程，通過此篩選過程獲得的高產(chǎn)菌株的其他性狀未必符合生產(chǎn)要求，故不一定能直接用于生產(chǎn)。誘變可提高基因的突變率，但每輪誘變相關(guān)基因的突變率不一定都會明顯提高。6．利用基因型為aabb與AABB的水稻作為親本培育基因型為AAbb的新品種，有關(guān)表達不正確的選項是()A．利用F1的花藥進行離體培養(yǎng)可獲得該新品種B．操作最簡便的是雜交育種，能明顯縮短育種年限的是單倍體育種C．誘變育種不能定向獲得該新品種D．假設(shè)通過多倍體育種獲得AAAAbbbb個體，和該新品種存在生殖隔離答案A解析利用F1的花藥進行離體培養(yǎng)得到的是單倍體，還需經(jīng)過秋水仙素誘導加倍后才能獲得該新品種，A項錯誤。雜交育種是最簡便的操作方法；單倍體育種得到的都是純合子，能明顯縮短育種年限，B項正確。由于基因突變是不定向的，所以誘變育種不能定向獲得該新品種，C項正確。通過多倍體育種獲得的AAAAbbbb個體與AAbb的新品種是兩個不同的物種，所以它們之間存在生殖隔離，D項正確。題型四生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用(加試)7．野生獼猴桃是一種多年生植株上所結(jié)的富含維生素C的二倍體(2n＝58)小野果。如圖是某科研小組以大量的野生獼猴桃種子(aa)為實驗材料培育抗蟲獼猴桃無籽新品種的過程，以下分析正確的選項是()A．該培育過程中不可使用花藥離體培養(yǎng)B．③⑦過程必須使用秋水仙素，圖中AAaa可產(chǎn)生AA、Aa、aa三種類型的配子，比例為1∶2∶1C．⑤的親本不是同一物種D．⑥過程得到的個體是四倍體答案C解析培育三倍體AAA可用AA與AAAA進行體細胞雜交獲得六倍體，再利用花藥離體培養(yǎng)獲得AAA個體，A錯誤；③⑦過程為誘導染色體加倍，除用秋水仙素處理外，也可進行低溫處理，AAaa個體產(chǎn)生配子應(yīng)為AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，B錯誤；⑤的親本是AA和AAAA，兩者雜交的子代不可育，故⑤的親本不是同一物種，C正確；⑥是將外源基因?qū)肴扼w中，獲得AAAB還是三倍體，D錯誤。8．以下圖表示培育小麥的幾種育種方式，純種高稈抗銹病植株基因型為DDRR，純種矮稈不抗銹病植株基因型為ddrr，兩對基因分別位于兩對同源染色體上。據(jù)圖答復以下問題：(1)圖中植株A培育的方法是________________，將親本雜交的目的是___________________，自交的目的是_________________________________________________。(2)植株B的培育運用的原理是_________________________________________________。(3)植株C需要染色體加倍的原因是_______________________________________________________________________________________________________________，誘導染色體加倍的最常用的方法是____________________________________________________________________________________________________________。(4)植株E培育方法的原理是______________________________________________________，該育種方法和基因工程育種一樣，都可以_________________________________。答案(1)雜交育種將位于兩個親本中的矮稈基因和抗銹病基因集中到F1上通過基因重組使F2中出現(xiàn)矮稈抗銹病植株(2)基因突變(3)植株C中只有一個染色體組，不能進行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子(不可育)利用秋水仙素處理幼苗C(4)染色體數(shù)目變異克服遠緣雜交不親和的障礙解析(1)植株A的培育方法是雜交育種，第一步需要雜交，將相關(guān)的基因集中到F1上，但F1并未表現(xiàn)出所需性狀，自交的目的就是使F1發(fā)生基因重組，在F2中出現(xiàn)所需性狀(矮稈抗銹病)植株。(2)植株B的培育方法是誘變育種，其原理是基因突變。(3)植株C是單倍體，由于細胞中只有一個染色體組，所以不能正常進行減數(shù)分裂，個體不可育，為了使單倍體獲得可育性，用秋水仙素處理單倍體幼苗，抑制了紡錘體的形成，從而導致染色體數(shù)目加倍。(4)從題圖中可以看出，植株E的培育方法是利用了細胞工程中的植物體細胞雜交技術(shù)，其原理是染色體數(shù)目變異。該育種方法和基因工程育種一樣，都可以克服遠緣雜交不親和的障礙。歸納提升育種方式的選擇(1)根據(jù)育種目的和提供的材料選擇適宜的育種方法①集中不同親本的優(yōu)良性狀：a.一般情況下，選擇雜交育種，這也是最簡捷的方法；b.需要縮短育種年限(快速育種)時，選擇單倍體育種。②培育果實較大或植株較大或營養(yǎng)物質(zhì)含量較高的新物種——多倍體育種。③提高變異頻率，“改進〞“改造〞或“直接改變〞現(xiàn)有性狀，獲得當前不存在的基因或性狀——誘變育種。④假設(shè)要培育隱性性狀個體，可選擇自交或雜交育種，只要出現(xiàn)該性狀即可。(2)根據(jù)育種流程圖來區(qū)分育種方式①雜交育種：涉及親本的雜交和子代的自交。②誘變育種：涉及誘變因子，產(chǎn)生的子代中會出現(xiàn)新的基因，但基因的總數(shù)不變。③單倍體育種：常用方法為花藥離體培養(yǎng)，然后人工誘導染色體加倍，一般形成純合子。④多倍體育種：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。⑤基因工程育種：與原有生物相比，出現(xiàn)了新的基因。做模擬練預(yù)測1．關(guān)于等位基因B和b發(fā)生突變的表達，錯誤的選項是()A．等位基因B和b都可以突變成為不同的等位基因B．X射線的照射不會影響基因B和基因b的突變率C．基因B中的堿基對G－C被堿基對A－T替換可導致基因突變D．在基因b的ATGCC序列中插入堿基C可導致基因b的突變答案B解析根據(jù)基因突變的多方向性，突變可以產(chǎn)生多種等位基因，A正確；X射線屬于物理誘變因素，可以提高基因突變率，B錯誤；基因突變包括堿基對的替換、增加、缺失三種情況，C選項屬于替換，D選項屬于增加，C、D正確。2．以下圖示過程存在基因重組的是()答案A解析A圖所示的AaBb在進行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中，會發(fā)生非同源染色體上非等位基因的自由組合，因此符合要求。B圖表示的是雌雄配子的隨機結(jié)合，不存在基因重組。C圖表示減數(shù)第二次分裂的后期，該時期不存在基因重組。D圖中只有一對等位基因，不會發(fā)生基因重組。3．如圖表示的是培育三倍體無籽西瓜的兩種方法，假設(shè)甲、乙兩圖中二倍體西瓜植株的基因型均為Aa，以下說法正確的選項是()A．按照染色體組數(shù)目劃分，乙圖中會出現(xiàn)4種染色體組數(shù)目不同的細胞B．乙圖中獲得的三倍體西瓜植株中有兩種基因型C．甲圖a過程常用的試劑是秋水仙素D．甲圖中獲得的三倍體西瓜中AAa個體占1/2答案D解析乙圖中二倍體植株正常體細胞中有2個染色體組，處于有絲分裂后期的體細胞中有4個染色體組，二倍體植株產(chǎn)生的配子中有1個染色體組。四倍體植株內(nèi)處于有絲分裂后期的體細胞中含8個染色體組。三倍體植株正常體細胞中含3個染色體組，而處于有絲分裂后期的細胞中含6個染色體組。故按照染色體組數(shù)目劃分共有6種細胞。乙圖中四倍體植株的基因型為AAaa，產(chǎn)生的配子有三種：AA、Aa、aa，二倍體植株的基因型為Aa，產(chǎn)生的配子有A、a兩種，故產(chǎn)生的三倍體西瓜植株的基因型有AAA、AAa、Aaa、aaa四種。甲圖a過程為植物體細胞雜交過程，常用的試劑是聚乙二醇。由于二倍體植株的基因型為Aa，其產(chǎn)生的花粉有A和a兩種，并且各占1/2，因此甲圖中獲得三倍體西瓜植株的基因型有兩種：AAa、Aaa，數(shù)目各占1/2。4．甲、乙為兩種果蠅(2n)，以下圖為這兩種果蠅的各一個染色體組，以下表達正確的選項是()A．甲、乙雜交產(chǎn)生的F1減數(shù)分裂都正常B．甲發(fā)生染色體交叉互換形成了乙C．甲、乙1號染色體上的基因排列順序相同D．圖示染色體結(jié)構(gòu)變異可為生物進化提供原材料答案D解析A項，根據(jù)題干信息可知，甲、乙是兩種果蠅，甲、乙雜交產(chǎn)生的F1雖然含有2個染色體組，但是因為來自甲、乙中的1號染色體不能正常聯(lián)會配對，所以F1不能進行正常的減數(shù)分裂。B項，根據(jù)題圖，甲中1號染色體發(fā)生倒位形成了乙中的1號染色體。C項，染色體中某一片段倒位會改變基因的排列順序。D項，可遺傳的變異如基因突變、基因重組和染色體畸變都能為生物進化提供原材料。5．(2022·金華十校聯(lián)考)以下有關(guān)各種育種方法的表達，正確的選項是()A．單倍體育種得到的植株小而弱且高度不育B．通過秋水仙素處理萌發(fā)的種子可獲得三倍體C．雜交育種的原理是非等位基因的自由組合D．誘變育種能在較短時間內(nèi)有效改進生物性狀答案D解析單倍體育種獲得的一般是可育純合子；利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子可使染色體數(shù)目加倍，如二倍體變四倍體，三倍體變六倍體，但不能通過此方式獲得三倍體；雜交育種的原理是基因重組，是由于非同源染色體上的非等位基因的自由組合。課時訓練一、選擇題[學考必做·演練]1．(2022·浙江1月學業(yè)水平測試)基因A可突變?yōu)榛騛l、a2、a3……，這說明基因突變具有()A．稀有性 B．可逆性C．多方向性 D．有害性答案C解析基因A可突變?yōu)榛騛1、a2、a3，表現(xiàn)了基因突變具有多方向性。2．(2022·江山實驗中學高二質(zhì)檢)以下關(guān)于生物變異的表達，正確的選項是()A．原核生物可遺傳變異的來源有基因突變、基因重組和染色體畸變B．基因堿基序列發(fā)生改變不一定導致性狀改變C．基因型為Aa的生物自交，因基因重組導致子代出現(xiàn)新性狀D．基因重組為生物變異的根本來源答案B解析原核生物沒有染色體，其可遺傳的變異來源有基因突變、基因重組(如肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗)，A錯誤；基因堿基序列發(fā)生改變不一定導致性狀改變，如隱性突變等，B正確；基因型為Aa的個體，只含有一對等位基因，不能發(fā)生基因重組，C錯誤；基因突變是生物變異的根本來源，D錯誤。3．(2022·富陽場口中學高二期末)以下有關(guān)單倍體的表達中錯誤的選項是()A．單倍體生物都不能產(chǎn)生正常配子B．含兩個染色體組的個體可能是單倍體C．體細胞中只含一個染色體組的個體一定是單倍體D．未受精的卵細胞發(fā)育成的個體一定是單倍體答案A解析具有多個染色體組的單倍體可以產(chǎn)生正常配子，如有四個染色體組的單倍體，A錯誤；未受精的卵細胞發(fā)育成的個體為單倍體，可能含有兩個染色體組，B、D正確；含有一個染色體組的個體一定是單倍體，C正確。4．(2022·浙江9月選考測試)某種染色體結(jié)構(gòu)變異的示意圖如下，圖中字母表示不同的染色體片段。該變異類型為()A．缺失 B．易位C．重復 D．倒位答案B解析分析圖示，發(fā)生了非同源染色體片段的互換，因此該變異為染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。5．(2022·寧波效實中學高二期中)母豬有較高的生育能力，一胎能生育十幾只幼仔，這些個體之間會有一定程度上的表現(xiàn)型差異，這也印證了“一母生九子、連母十個樣〞。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是()A．染色體結(jié)構(gòu)變異B．基因重組C．基因突變D．染色體數(shù)目變異答案B解析基因重組為生物變異提供了豐富的來源。6．用人工誘變的方法使黃色短桿菌的某基因模板鏈的局部脫氧核苷酸序列發(fā)生如下變化：CCGCTAACG→CCGCGAACG，那么黃色短桿菌將發(fā)生的變化和結(jié)果是(可能用到的密碼子：天冬氨酸—GAU、GAC；丙氨酸—GCA、GCU、GCC、GCG)()A．基因突變，性狀改變B．基因突變，性狀沒有改變C．染色體結(jié)構(gòu)改變，性狀沒有改變D．染色體數(shù)目改變，性狀改變答案A解析由題意可知，基因模板鏈中CTA轉(zhuǎn)變成CGA，mRNA中相應(yīng)的密碼子由GAU轉(zhuǎn)變成GCU，多肽中相應(yīng)的氨基酸由天冬氨酸轉(zhuǎn)變成丙氨酸。因此，黃色短桿菌發(fā)生了基因突變，性狀也發(fā)生了改變。由于只是局部堿基的改變，所以不會導致染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變化。7．(2022·浙江9月選考測試)以下關(guān)于育種的表達，錯誤的選項是()A．誘變可提高基因突變頻率和染色體畸變率B．花藥離體培養(yǎng)是單倍體育種過程中采用的技術(shù)之一C．雜交育種可將多個優(yōu)良性狀組合在同一個新品種中D．多倍體育種常用秋水仙素促進著絲粒分裂使染色體數(shù)目加倍答案D解析誘變可提高基因突變頻率和染色體畸變率，A正確；單倍體育種過程中需借助花藥離體培養(yǎng)技術(shù)，B正確；雜交育種的優(yōu)點是操作簡便，能夠使位于不同個體中的優(yōu)良性狀集合于同一個新品種中，C正確；秋水仙素的作用原理是抑制細胞有絲分裂前期紡錘體的形成，進而促進染色體數(shù)目加倍，D錯誤。8．(2022·溫州十校聯(lián)考)以下實踐活動包含轉(zhuǎn)基因技術(shù)的是()A．水稻F1花藥經(jīng)離體培養(yǎng)和秋水仙素處理，獲得基因型純合新品種B．抗蟲小麥與矮稈小麥雜交，獲得抗蟲矮稈小麥C．將含抗病基因的重組DNA導入玉米細胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得抗病植株D．用射線照射大豆，獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆答案C解析水稻F1花藥經(jīng)離體培養(yǎng)和染色體加倍，獲得基因型純合新品種，這采用了單倍體育種的方法，A錯誤；抗蟲小麥與矮稈小麥雜交，獲得抗蟲矮稈小麥，這采用了雜交育種的方法，B錯誤；將含抗病基因的重組DNA導入玉米細胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得抗病植株，這采用了基因工程技術(shù)，C正確；用射線照射大豆使其基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆，這采用了誘變育種的方法，D錯誤。9．某果蠅中，與正常酶1比擬，失去活性的酶1氨基酸序列有兩個突變位點，如下圖。以下有關(guān)說法錯誤的選項是()A．失活酶1的產(chǎn)生是控制酶1合成的基因發(fā)生基因突變的結(jié)果B．①處是發(fā)生堿基對的替換導致的C．②處是發(fā)生堿基對的缺失導致的D．假設(shè)失活酶1的相對分子質(zhì)量明顯小于正常酶1，那么其原因可能是蛋白質(zhì)的合成提前終止了答案C解析分析圖示可知，11的位置氨基酸T變成了N，其前后的氨基酸序列沒有變化，可推知①處發(fā)生了堿基對的替換，對應(yīng)的mRNA上改變1個遺傳密碼，B項正確；28位置以后的氨基酸序列發(fā)生了改變，相應(yīng)mRNA分子上突變位點以后的遺傳密碼均改變了，這是由相應(yīng)的基因中堿基對發(fā)生了增加或缺失引起的，C項錯誤。[選考加試·沖關(guān)]10．(2022·金麗衢十二校聯(lián)考)某紅眼(A)、正常剛毛(B)和灰體色(D)的正常果蠅經(jīng)過人工誘變產(chǎn)生基因突變，以下圖表示該突變個體的X染色體和常染色體及其上的相關(guān)基因。以下表達錯誤的選項是()A．人工誘變常用的物理方法有X射線、紫外線輻射等B．由圖可知控制果蠅的眼色、體色及剛毛類型的三對等位基因，在減數(shù)分裂過程中都遵循基因的自由組合定律C．基因型為ddXaXa和DDXAY的雌雄果蠅雜交，F(xiàn)1果蠅的基因型及其比例是DdXAXa∶DdXaY＝1∶1D．假設(shè)只研究眼色，白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅雜交，F(xiàn)1雌雄果蠅的表現(xiàn)型及其比例是紅眼雌性∶白眼雄性＝1∶1答案B解析圖中顯示基因a、b均位于X染色體上，不遵循自由組合定律。11．A、a和B、b是控制兩對相對性狀的兩對等位基因，位于1號和2號這一對同源染色體上，1號染色體上有局部來自其他染色體的片段，如下圖。以下有關(guān)表達不正確的選項是()A．A和a、B和b的遺傳均符合基因的別離定律B．可以通過顯微鏡來觀察這種染色體移接現(xiàn)象C．染色體片段移接到1號染色體上的現(xiàn)象稱為基因重組D．同源染色體上非姐妹染色單體之間發(fā)生染色體片段的交換后可能產(chǎn)生4種配子答案C解析A和a、B和b位于一對同源染色體上，兩對等位基因的遺傳均遵循基因的別離定律；來源于非同源染色體上的片段移接屬于染色體畸變；染色體結(jié)構(gòu)的變化可以在顯微鏡下觀察到；同源染色體上非姐妹染色單體之間發(fā)生染色體片段的交換后可能產(chǎn)生4種配子，基因型為AB、Ab、aB、ab。12．如圖表示利用某種農(nóng)作物品種①和②培育出⑥的幾種方法，據(jù)圖分析錯誤的選項是()A．過程Ⅵ是用秋水仙素處理正在萌發(fā)的種子B．培育品種⑥的最簡捷的途徑是Ⅰ→ⅤC．通過Ⅲ→Ⅵ過程育種的原理是染色體畸變D．通過Ⅱ→Ⅳ過程育種最不容易到達目的答案A解析⑤ab為單倍體，沒有種子，過程Ⅵ是用秋水仙素處理幼苗，A錯誤；Ⅰ→Ⅴ為雜交育種，培育品種⑥的最簡捷的途徑是雜交育種，B正確；Ⅲ→Ⅵ過程為單倍體育種，其育種的原理是染色體畸變，C正確；Ⅱ→Ⅳ過程為誘變育種，最不容易到達目的，D正確。13．以下圖表示利用二倍體西瓜(2n)培育出三倍體無籽西瓜(3n)過程中染色體數(shù)目變化的情況，以下說法不正確的選項是()A．①過程中染色體復制兩次細胞分裂一次B．②過程可能發(fā)生突變和基因重組C．圖中只包含有兩個不同的物種D．三倍體無籽西瓜可能產(chǎn)生極少量可育的配子答案A解析①過程中染色體復制一次，細胞未分裂，導致染色體數(shù)目加倍；②過程為雜交，減數(shù)分裂產(chǎn)生配子過