新高考生物一轮复习学案：第21讲　染色体变异与生物育种

这是一份新高考生物一轮复习学案：第21讲　染色体变异与生物育种，共24页。
考点一 染色体数目变异和结构变异
1．染色体结构变异
(1)染色体结构变异的类型及实例
(2)染色体变异的结果
2．染色体数目变异的类型
3．染色体组
(1)组成：如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组包括3条常染色体和1条性染色体，可表示为：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。
(2)组成特点
①形态上：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同。
②功能上：控制生物生长、发育、遗传和变异的一组染色体。
4．单倍体、二倍体和多倍体
[基础诊断]
1．染色体变异可在光学显微镜下直接观察到。(必修2 P85正文)(√)
2．果蝇棒状眼的形成是由染色体部分基因增加引起的基因突变。(必修2 P85图5－5)(×)
3．染色体易位不改变基因数量，一般不会对个体性状产生影响。(必修2 P86正文)(×)
4．多倍体的植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。(必修2 P87正文)(√)
5．秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，从而使着丝点不能分裂，染色体不能分到两个子细胞。(必修2 P87正文)(×)
[深度拓展]
1．(必修2 P86黑体字)任何一种类型的染色体结构变异发生后，排列在染色体上的基因的种类、数目及排列顺序都发生改变，这种说法你赞同吗？请用文字描述理由。
提示：不赞同。若发生倒位，染色体上的基因排列顺序发生改变，但基因的种类和基因数目未发生改变。若发生重复，基因的数目改变，但基因的种类和排列顺序未变。
2．(必修2 P85正文)染色体结构变异大多是不利的，有的会导致生物体死亡，这些变异都能遗传给后代吗？若不能遗传给后代，还属于可遗传的变异吗？为什么？
提示：不都能。属于，因为遗传物质改变引起的变异是可遗传的变异。
3．(必修2 P86正文)“雄果蝇精子中的一组染色体组成一个染色体组”，若果蝇的某细胞在减数第一次分裂后期X染色体和Y染色体没有分离，最终形成的精子中含有的________(填“是”或“不是”)一个染色体组？生物体的配子中含有的染色体一定是一个染色体组吗？举例说明。
提示：不是 不一定，四倍体的配子中有两个染色体组。
1．染色体结构变异、基因突变和基因重组的比较
(1)染色体结构变异与基因突变的区别
(2)易位与交叉互换的区别
2.“三法”判定染色体组
(1)根据染色体形态判定
细胞内形态、大小相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。
(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。
(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/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。
eq \a\vs4\al(围绕染色体结构变异，考查生命观念和科学思维的能力)
1．(2020·山东高考)在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该细胞的说法错误的是( )
A．可在分裂后期观察到“染色体桥”结构
B．其子细胞中染色体的数目不会发生改变
C．其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段
D．若该细胞基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞
C [着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，因此可在分裂后期观察到“染色体桥”结构，A正确；进行有丝分裂时，“染色体桥”在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极，不会改变其子细胞中染色体的数目，B正确；姐妹染色单体连接在一起，着丝点分裂后出现“染色体桥”结构，因此其子细胞中染色体上不会连接非同源染色体片段，C错误；姐妹染色单体形成的“染色体桥”结构在分裂时，会在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的一条子染色体可能携带有2个相同基因，产生含有2个相同基因的子细胞，若该细胞的基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞，D正确。]
2．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，丙图是细胞分裂过程中染色体在某一时期所呈现的形态。下列有关叙述正确的是( )
A．甲、乙两种变异类型属于染色体结构变异
B．甲图是由于个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目改变的结果
C．乙图是由于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的结果
D．甲、乙、丙三图均发生在减数第二次分裂过程中
A [甲是染色体结构变异中的缺失或重复，乙是染色体结构变异中的易位，都是染色体结构变异，A正确；个别碱基对的增添或缺失属于基因突变，甲图中部分基因发生了增添或缺失，导致染色体上基因数目改变，B错误；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，而乙图的易位现象，发生在非同源染色体之间，C错误；甲和乙都发生联会现象，发生在减数第一次分裂前期，丙图表示的是同源染色体的非姐妹染色单体之间进行了交叉互换，也发生于减数第一次分裂前期，D错误。]
eq \a\vs4\al(围绕染色体组与染色体数目的变异，考查科学思维能力)
3．(2020·全国卷Ⅱ)关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的是( )
A．二倍体植物的配子只含有一个染色体组
B．每个染色体组中的染色体均为非同源染色体
C．每个染色体组中都含有常染色体和性染色体
D．每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同
C [本题考查染色体组的概念。二倍体植物含有两个染色体组，通过减数分裂形成的配子中只含有一个染色体组，A正确；染色体组指的是细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，因此各染色体DNA的碱基序列也不相同，B、D正确；有些高等植物细胞中无性染色体，如水稻、豌豆，染色体组中不含性染色体，C错误。]
4．我国科学家以兴国红鲤(2N＝100)为母本、草鱼(2N＝48)为父本进行杂交，杂种子一代染色体自动加倍发育为异源四倍体鱼。该异源四倍体与草鱼进行正反交，子代均为三倍体。据此分析细胞内的染色体数目及组成，下列说法错误的是( )
A．兴国红鲤的初级卵母细胞可有200条姐妹染色单体
B．三倍体鱼产生的精子或卵细胞均含有49条染色体
C．三倍体鱼的三个染色体组中两个来自草鱼、一个来自红鲤
D．异源四倍体产生的卵细胞、精子均含有74 条染色体
B [兴国红鲤的染色体数目为100条，因此其初级卵母细胞可有200条姐妹染色单体，A正确；三倍体鱼由于联会紊乱，不能产生正常的精子和卵细胞，B错误；异源四倍体鱼的染色体组可以表示为AABB，草鱼的染色体组可以表示为BB，因此杂交产生的三倍体鱼(ABB)的三个染色体组中两个来自草鱼、一个来自红鲤，C正确；异源四倍体的染色体数＝(50＋24)×2＝148(条)，因此产生的卵细胞、精子均含有74 条染色体，D正确。]
5．(2021·东北师大附中质检)如图所示细胞中所含的染色体，下列叙述正确的是( )
A．图a可能是二倍体生物有丝分裂的后期，含有2个染色体组
B．如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体
C．如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体
D．图d中含有1个染色体组，代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体
B [图a可能是二倍体生物细胞有丝分裂的后期，此时细胞中含4个染色体组，A错误；图c含有2个染色体组，由受精卵发育而来的个体，若体细胞中含有2个染色体组，该个体就一定是二倍体，B正确；图b细胞中含有3个染色体组，该生物若由受精卵发育而来就是三倍体，若由配子发育而来则为单倍体，C错误；含有1个染色体组的个体一定是单倍体，但其不一定是由卵细胞发育而来的，D错误。]

考点二 低温诱导植物染色体数目的变化
1．实验原理
低温抑制纺锤体的形成(并非抑制着丝点分裂)，以致影响染色体被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是染色体数目加倍。
2．实验步骤
3．实验现象
视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。
4．实验中的试剂及其作用
[问题探究]
1．除了用低温诱导植物细胞染色体数目加倍，还可用什么方法处理？
提示：秋水仙素处理。
2．经低温诱导处理后，观察到蒜(或洋葱)细胞内染色体数目是否一定加倍？能观察到细胞内的染色体组数目是多少？
提示：不一定。染色体组数目可能是2个或4个或8个。
3．若要探究诱导植物细胞染色体数目加倍的最适温度，如何设置自变量？
提示：设置一系列梯度温度为自变量。
1．关注实验中的三个易误点
(1)选材
①常用的观察材料有洋葱、蒜等。
②选材时应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不易观察到染色体数目加倍的情况。
(2)观察
①换用高倍镜观察材料时，只能用细准焦螺旋进行调焦，切不可动粗准焦螺旋。
②显微镜下观察到的是已经死亡的细胞。
(3)实验试剂：卡诺氏液和解离液
①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，不再代谢也不再变化。
②解离液的作用主要是溶解细胞间的连接物质，将组织中的细胞分离开来，解离之后细胞死亡。
2．低温诱导植物细胞染色体数目的变化与观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验的比较
eq \a\vs4\al(围绕实验的条件和过程，考查科学探究能力)
1．(2021·山西康杰中学联考)下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的分析，错误的是( )
A．有利于细胞分散开来的两个关键步骤是解离和压片
B．视野中染色体数目已加倍的细胞占多数
C．用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态
D．染色体数目变化的原因是低温抑制了纺锤体的形成
B [解离和压片是有利于细胞分散开来的两个关键步骤，A正确；低温诱导染色体数目加倍的原理是低温可抑制有丝分裂前期纺锤体的形成从而使染色体数目加倍，而大多数细胞是处于分裂间期的，因此视野中染色体数目已加倍的细胞占少数，B错误、D正确；用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态，C正确。]
2．(2021·湖北孝感一中质检)低温诱导植物(洋葱根尖)染色体数目变化的实验，以下相关叙述正确的是( )
A．在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞
B．洋葱根尖在冰箱的低温室内诱导48 h，可抑制细胞分裂中染色体的着丝点分裂
C．用卡诺氏液固定细胞的形态后，用龙胆紫溶液对染色体染色
D．低温处理洋葱根尖分生组织细胞，作用的时期是细胞有丝分裂中期
A [低温能抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，使细胞染色体数目加倍，又因为大多数细胞处于间期，因此多数细胞染色体数未加倍，少数细胞的染色体数目加倍，所以在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目加倍的细胞，A正确，D错误；低温能够抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点分裂，B错误；用龙胆紫溶液染色前，需要用95%酒精冲洗卡诺氏固定液，然后再解离，漂洗，C错误。]
eq \a\vs4\al(围绕实验原理的拓展，考查科学探究能力)
3．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诱导处理。
(2)筛选鉴定多倍体时，剪取幼苗根尖固定后，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中的染色体数。如表分别为幼苗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)依据表中结果，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。
解析： (1)人工诱导多倍体可用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗。(2)可通过观察幼苗根尖临时装片中的分生区细胞筛选鉴定多倍体。解离、压片有利于细胞分散，若根尖解离不充分或压片不充分，将导致装片中的细胞多层重叠。因处于不同时期的细胞数与计数细胞总数的比值可反映该时期在细胞周期中所占的时间比，故可以通过对比间期细胞数(x1)与分裂期细胞数(x2＋x3＋x4＋x5)来比较间期与分裂期时间的长短。(3)题目要求画出诱导染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体变化曲线。注意第一个细胞周期结束时，细胞中染色体数为正常体细胞的二倍。详见答案。
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)
考点三 生物育种的原理及应用
1．单倍体育种
(1)原理：染色体(数目)变异。
(2)过程
eq \x(\(\s\up7(花),\s\d5(药))) eq \(――→,\s\up7(离体),\s\d5(培养)) eq \x(\(\s\up7(单倍体),\s\d5(幼苗))) eq \(―――――――→,\s\up7(人工诱导),\s\d5(用秋水仙素处理)) eq \x(\a\al(染色体数目,加倍，并得,到纯合子))
(3)优点：明显缩短育种年限。
(4)缺点：技术复杂。
2．多倍体育种
(1)方法：用秋水仙素或低温处理。
(2)处理材料：萌发的种子或幼苗。
(3)原理：染色体(数目)变异。
(4)实例：三倍体无子西瓜的培育
①两次传粉 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(第一次传粉：杂交获得三倍体种子,第二次传粉：刺激子房发育成果实))
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数不变。
③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
3．杂交育种
(1)原理：基因重组。
(2)过程
①培育杂合子品种
选取符合要求的纯种双亲杂交(♀× ♂)→F1(即为所需品种)。
②培育隐性纯合子品种
选取符合要求的双亲杂交(♀× ♂)→F1 eq \(――→,\s\up7(⊗)) F2→选出表现型符合要求的个体种植并推广。
③培育显性纯合子品种
a．植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，连续自交至不发生性状分离为止。
b．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。
(3)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。
(4)缺点：获得新品种的周期长。
4．诱变育种
(1)原理：基因突变。
(2)过程
(3)优点
①可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。
②大幅度地改良某些性状。
(4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。
[基础诊断]
1．杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。(必修2 P99正文)(√)
2．诱变育种可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。(必修2 P100正文)(√)
3．高产青霉菌的选育、黑农五号的培育、中国荷斯坦牛的培育的获得方法为诱变育种。(必修2 P100正文)(×)
4．用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。(必修2 P87正文)(×)
5．二倍体生物花药离体培养后即可得到纯合子。(必修2 P87正文)(√)
[深度拓展]
1．(必修2 P87正文)单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，前者操作对象是__________________；后者操作对象为________________________________。
提示：幼苗期的单倍体植株 萌发期的种子或幼苗期的正常植株
2．(必修2 P89拓展题)三倍体西瓜为什么没有种子，真的一颗种子都没有吗？
提示：三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成正常的生殖细胞，因而不能发育成种子，而果实能正常发育。但绝不是一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的生殖细胞，产生正常的受精卵，形成种子，但比例极低。
3．(必修2 P99正文)杂交育种选育从F2开始的原因是________________________。其实践过程中一定需要连续自交吗？为什么？_________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
提示：从F2开始发生性状分离 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，则只要在F2中出现该性状个体即可
1．单倍体育种与杂交育种的关系
2．据不同育种目标选择不同育种方案
eq \a\vs4\al(杂交育种与诱变育种分析与应用)
1．(2021·柳州一模)用X射线照射萌发的番茄种子后，某种子发生了基因突变出现了一个新性状。下列有关分析错误的是( )
A．在基因突变形成后，突变基因的结构发生了改变
B．X射线照射会提高番茄种子基因突变的频率
C．发生基因突变的DNA分子中，嘌呤与嘧啶的比例发生了改变
D．该植株自交后代出现性状分离，说明该突变可能是显性突变
C [基因突变是DNA分子中发生了碱基对的替换、增添和缺失，因此在基因突变形成后，突变基因的结构发生了改变，A正确；X射线照射属于物理诱变因素，会提高番茄种子基因突变的频率，B正确；发生基因突变的DNA分子中，嘌呤与嘧啶的比例未发生改变，C错误；该植株自交后代出现性状分离，说明该突变可能是显性突变，D正确。]
2．(2022·长沙模拟)玉米是重要的粮食作物，自然条件下既能自交也能杂交，存在杂种优势(即杂合子表现出的某些性状或综合性状优于其纯合亲本的现象)，因此农田中种植的玉米均为杂合子。
回答下列问题：
(1)具有杂种优势的个体自交，子一代都会出现优势衰退的现象，其原因是________________________________________________________。若亲代(含1对等位基因)连续自交3代，具有杂种优势的植株所占的比例为________。
(2)玉米的出籽率由基因B、b控制，现有一定数量的基因型为BB和bb的籽粒，农科所想每年都获得生产所需的杂交种，请用遗传图解和必要的文字说明表示其育种流程。
(3)玉米种植过程中，遇到连续阴雨天气会造成花粉吸水涨破，用一定浓度的生长素类似物处理________(填“能”或“不能”)避免玉米的减产。
解析： (1)在农业生产时，玉米杂交种的杂种优势明显，但子一代会出现杂种优势衰退现象，这是因为杂合子产生配子时发生了等位基因分离，使自交子代出现一定比例的纯合子。设亲代的基因型为Aa，根据基因分离定律，自交子一代中杂合子Aa占1/2，自交子二代中杂合子占1/2×1/2＝1/4，自交子三代中杂合子占1/4×1/2＝1/8，故杂种亲代连续自交3代，具有杂种优势的植株所占的比例为1/8。(2)想每年都获得生产所需的杂交种，需每年保留显隐性的纯合子，一部分留种，一部分用于杂交产生杂合子，具体图解如答案所示。(3)玉米收获的是种子，用一定浓度的生长素类似物处理未受粉的雌蕊，可以得到无籽果实，但不能避免玉米的减产。
答案： (1)杂合子产生配子时等位基因分离，使自交子代出现一定比例的纯合子 1/8
(2)
(3)不能
eq \a\vs4\al(单倍体育种与多倍体育种的分析与应用)
3．(2022·惠民模拟)下图为某二倍体植物单倍体育种过程，下列叙述正确的是( )
A．①中发生了染色体数目变异
B．②一般采用花药(或花粉)离体培养的方法
C．③中秋水仙素抑制着丝点分裂
D．④中选到的植株中 eq \f(1,4) 为纯合子
B [①为杂交过程，产生的子代染色体数目没有改变，A错误；③中秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，但是不抑制着丝点的分裂，C错误；④过程产生比例相等的4种纯合子，且选到的宽叶抗病植株均为纯合子，D错误。]
4．(2022·潍坊模拟)我国小麦育种专家李振声将长穗偃麦草的抗病、高产等基因转移到普通小麦中，培育成了“小麦二体异附加系”(流程如图所示)。普通小麦6n＝42，记为42W；长穗偃麦草2n＝14，记为14E。根据流程示意图判断，下列叙述错误的是( )
A．①过程可用秋水仙素处理，得到纯合二倍体
B．丙染色体组成具有多样性与乙形成配子时7E随机分配有关
C．丁自交产生的子代中，含有2E的植株戊约占1/4
D．该育种过程依据的原理是基因重组和染色体变异
A [①过程可用秋水仙素处理，得到八倍体，A错误；丙染色体组成具有多样性与乙形成配子时7E随机分配有关，B正确；丁形成配子时含E的概率为1/2，所以自交产生的子代中，含有2E的植株戊约占1/2×1/2＝1/4，C正确；该育种过程依据的原理是基因重组和染色体数目变异，D正确。]
1．(全国卷)小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种；马铃薯品种是杂合体(有一对基因杂合即可称为杂合体)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。(写出包括亲本在内的前三代即可)
解析： 本题是对杂交育种的过程的程序设计的考查。杂交育种是通过杂交把不同亲本的优良性状集中到一个个体上，然后进行选择培育获得新品种的方法。小麦是种子繁殖，在育种过程中获得具有优良品种的个体后需要经过连续自交，获得能稳定遗传的纯合体；马铃薯可以用块茎进行无性繁殖，因此获得具有优良性状的个体后，可以应用无性繁殖进行推广。
答案： 小麦新品种的培育过程是：
2．(2020·新课标Ⅲ)普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，如图所示(其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体)。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题：
(1)在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是_______________________。
已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体，普通小麦体细胞中有 ________条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是 ____________________(答出2点即可)。
(2)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用的方法有_____________________(答出1点即可)。
(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合体)，甲的表现型是抗病易倒伏，乙的表现型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，请简要写出实验思路。
解析： 本题考查染色体组的概念、育种方法及原理。(1)由题干信息A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组可知，杂种一(AB)的A与B之间无同源染色体，减数分裂过程中联会紊乱，不能产生正常的配子，因而高度不育。由题干信息可知，每个染色体组均含7条染色体，普通小麦的染色体组成为AABBDD，故其体细胞中有42条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类、蛋白质等营养物质的含量都有所增加。(2)人工诱导植物细胞染色体数目加倍可采用秋水仙素处理(或低温诱导)植物萌发的种子或幼苗。(3)欲将同种生物的两个或多个品种的优良性状集中在一起，通常采用杂交育种的方法。获得杂种子一代后，将子一代个体自交获得子二代，选择符合要求的个体继续自交，直到出现不发生性状分离且表现型为抗病抗倒伏的植株，即为可以稳定遗传的新品种；另外也可以对子一代进行花药离体培养获得单倍体，用适宜浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗使其染色体数目加倍，表现型为抗病抗倒伏的植株即为可以稳定遗传的新品种。前者操作简单、耗时长，后者操作技术要求高、时间短。
答案： (1)无同源染色体，不能进行正常的减数分裂 42 营养物质含量高、茎秆粗壮 (2)秋水仙素处理或低温诱导 (3)甲、乙两个品种杂交，F1自交，选取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株。
1．根据不同育种目标选择不同育种方案
2.根据提供的材料选择合适的育种方法
(1)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则在选育显性纯合子时最简便的方法是自交。
(2)实验植物若为营养繁殖类，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。
(3)实验材料若为原核生物，则不能运用杂交育种，细菌一般采用诱变育种和基因工程育种。
(4)动物育种时，只能选相同性状的个体相互交配，待性状分离后筛选，然后用测交方法检测纯合子，这是由于动物大多是雌雄异体，不能“自交”。
1．为提高产量，在生产中使用的玉米种子都是杂交种。现有长果穗(M)白粒(n)和短果穗(m)黄粒(N)两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒(MmNn)杂交种玉米的目的，请你完善下列两个品种间杂交育种方案：
方案一：长果穗白粒(Mmnn)和短果穗黄粒(mmNn)品种分别连续自交，_______________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
方案二：让长果穗白粒(Mmnn)和短果穗黄粒(mmNn)两玉米杂合子品种杂交，________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
方案三：请以遗传图解的形式表示并简要说明。
答案： 方案一：分别选育出基因型为MMnn和mmNN的玉米植株，部分自交留种，部分杂交即可获得长果穗黄粒的杂交玉米
方案二：从子代中选择表现型为短果穗白粒的玉米留种，选择表现型为长果穗黄粒的玉米植株连续自交，再选育出基因型为MMNN的玉米留种，取一部分留种的玉米间相互杂交即可获得长果穗黄粒的杂交玉米
方案三：
2．(2021·潍坊三模)育种工作对农业生产意义重大。早在栽培植物出现之初人类简单地种植和采收活动中，就已有了作物育(选)种的萌芽。《诗经》载：“黍稷重穆，禾麻菽麦”就有了根据作物习性早、晚播种和先、后收获的记录，可见中国在周代已形成不同播期和熟期的作物品种概念。随着科学技术的不断发展，人们在生产实践中不断探索新的方法，使得育种工作进入了一个崭新的历程。
(1)我国古代劳动人民采用的育种方式是选择育种，这种育种方式的最大缺点是____________________________。
(2)假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是独立遗传的。现有AABB、aabb两个品种，若要培育出优良品种AAbb，某同学设计了如下方案：
AABB×aabb→F1(自交)→F2(自交)……→AAbb植株
该方法的育种原理是____________，最早可以从________(填“F1”或“F2”)开始筛选。这一育种方法的缺陷之一就是需要多代自交，用时长。为克服这一缺陷，可以采取另一种育种方案，简要写出该方案的流程：______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)作为杂交育种重要分支的回交(两个亲本杂交获得的子一代再和亲本之一杂交，称作回交)育种，正越来越受到育种专家的重视，这是因为在育种工作中，单纯一次杂交并不能保证将某些优良性状整合到待推广的品种之中。回交可将单一优良基因导入某一品种并使之尽快纯合。回交获得的子一代记作BC1F1(BC1F1自交繁殖的后代，就是BC1F2)，它与用作回交的亲本再次回交，获得的子一代就是BC2F1，依次类推。其中用作回交的原始亲本为轮回亲本，一般是具有许多优良性状的待推广品种；另一个杂交亲本称为非轮回亲本，一般是具有轮回亲本没有的一两个优良性状。它们和后代之间的关系如图所示。
①假如非轮回亲本甲的基因型AA，轮回亲本乙的基因型aa，F1自交的F2和回交的BC1F1，a基因的频率分别为________、________，由此可以看出，回交后代的基因频率向____________偏移。
②“明恢63”是杂交籼稻的一个优良品种，具备很多优良性状，但对白叶枯病的抗性很差。现提供高抗白叶枯病的显性纯合基因植物(简称“高抗”)为材料，采用回交的方法获得高抗白叶枯病“明恢63”品系的“BC3F1”，以后采用自交和抗病性鉴定相结合的办法，获得高抗白叶枯病的“明恢63”的品系。请参照回交育种过程，写出用两种亲本培育“BC3F1”过程的图解。
解析： (1)选择育种是利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，获得优良品种，这种育种方式的最大缺点是周期长，而且可选择的范围是有限。(2)据图可知，利用两品种杂交得到的F1自交，再选择F2中符合要求的个体连续自交，直到获得AAbb纯种，该方法为杂交育种，依据F1产生配子时来自不同亲本的基因自由组合，即基因重组的原理，该方法最早可以从F2开始筛选。这一育种方法的缺陷之一就是需要多代自交，用时长。为克服这一缺陷，可以采取单倍体育种，该方案的流程为AABB×aabb→F1→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→选择纯合AAbb。秋水仙素处理后获得的均为纯合子，因而大大缩短了育种年限。(3)①假如非轮回亲本甲的基因型AA，轮回亲本乙的基因型aa，F1自交得到的F2基因型为 eq \f(1,4) AA、 eq \f(1,2) Aa、 eq \f(1,4) aa，a基因频率为 eq \f(1,4) ＋ eq \f(1,2) × eq \f(1,2) ＝ eq \f(1,2) ；回交的BC1F1基因型为 eq \f(1,2) Aa、 eq \f(1,2) aa，a基因的频率为 eq \f(1,2) ＋ eq \f(1,2) × eq \f(1,2) ＝ eq \f(3,4) ，由此可以看出，回交后代的基因频率向轮回亲本偏移。②利用高抗白叶枯病的显性纯合基因植物(简称“高抗”)为材料，采用回交的方法获得高抗白叶枯病“明恢63”品系的“BC3F1”，应进行了三次回交，以后采用自交和抗病性鉴定相结合的办法，获得高抗白叶枯病的“明恢63”的品系。用两种亲本培育“BC3F1”过程的图解如下：
一、网络构建
二、要语必记
1．染色体结构改变的实质是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．染色体组的准确表述是细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。
3．单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
4．多倍体是指由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
5．能产生前所未有的新基因，创造变异新类型的育种方式是诱变育种。
6．能将两个或多个品种的优良性状集中到同一生物个体上的育种方式是杂交育种。
类型
图解
显微观察
的联会异常
举例
缺失
猫叫综合征、果蝇的缺刻翅
重复
果蝇的棒状眼
易位
人慢性粒细胞白血病、夜来香、果蝇花斑眼
倒位
果蝇卷翅
项目
染色体易位
交叉互换
图解
区
别
位置
发生于非同源染色体
发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
原理
染色体结构变异
基因重组
观察
可在光学显微镜下观察到
在光学显微镜下观察不到
“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体
项目
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
培养
待蒜(或洋葱)长出约1 cm长的不定根时，放入冰箱冷藏室内诱导培养48～72 h
适宜温度下培养
固定
解离前用卡诺氏液进行固定，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次
不用固定
有关单倍体育种和多倍体育种的三个易错点
(1)单倍体育种一般应用于二倍体植物，因为若为四倍体植物，通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。
(2)用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍，若操作对象是单倍体植株，属于单倍体育种；
若操作对象为正常植株，叫多倍体育种，不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。
(3)单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，使染色体数目加倍。单倍体育种在幼苗期处理，多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。
析个性
第1题直接考查杂交育种过程的程序设计；第2题以多倍体育种为素材考查育种程序分析和育种实验设计
找共性
两个题目考查的内容虽有不同，但命题角度基本一致，都主要考查生物育种程序分析和杂交育种实验设计。解答此类问题要明确各种育种方法的原理、方法和一般操作程序
育种目标
育种方案
集中双亲优良性状
单倍体育种
杂交育种
对原品系实施“定向”改造
基因工程及植物细胞工程育种
让原品系产生新性状
诱变育种
使原品系营养器官
“增大”或“加强”
多倍体育种