誘變、雜交、單和多倍育種沖刺高考二輪微專題——變異與育種基因突變與誘變育種基因突變的發(fā)生具有隨機(jī)性，分為生殖細(xì)胞突變和體細(xì)胞突變。在胚胎發(fā)育早期發(fā)生基因突變常使個(gè)體成為嵌合體，成熟個(gè)體的體細(xì)胞突變，一般不能通過有性生殖傳遞給子代。育種過程中利用合子形成后短暫的休眠期進(jìn)行誘變，可避免產(chǎn)生嵌合體，同時(shí)具有突變頻率高的特點(diǎn)。基因突變的分子機(jī)理①堿基的自發(fā)性損傷，如腺嘌呤的氨基有時(shí)會(huì)自發(fā)脫落，變?yōu)榇吸S嘌呤（I），次黃嘌呤會(huì)與胞嘧啶配對(duì)。亞硝酸是一種堿基修飾劑，具有氧化脫氨的作用，能作用于腺嘌呤使其脫去分子中的氨基而轉(zhuǎn)化為次黃嘌呤。腺嘌呤和次黃嘌呤結(jié)構(gòu)基因突變的分子機(jī)理②紫外線對(duì)DNA的作用主要是在DNA相鄰的兩個(gè)T之間誘導(dǎo)形成共價(jià)鍵，產(chǎn)生嘧啶二聚體。當(dāng)DNA復(fù)制到嘧啶二聚體的位置時(shí)，二聚體不能作為模板指導(dǎo)互補(bǔ)鏈的合成。DNA聚合酶隨后在二聚體后面繼續(xù)合成互補(bǔ)鏈，留下的缺口將隨機(jī)插入一個(gè)堿基填補(bǔ)空隙，結(jié)果使新合成的互補(bǔ)鏈的堿基序列發(fā)生改變，從而引起基因突變。胸腺嘧啶二聚體的形成基因突變與誘變育種【例題】溴尿嘧啶(5-BU)是胸腺嘧啶的類似物，可取代胸腺嘧啶。5-BU能產(chǎn)生兩種互變異構(gòu)體，一種是酮式，一種是烯醇式。酮式可與A互補(bǔ)配對(duì)，烯醇式可與G互補(bǔ)配對(duì)。在含有5-BU的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌，得到少數(shù)突變型大腸桿菌。請(qǐng)回答問題。(1)突變型大腸桿菌DNA的堿基數(shù)目是否改變

。發(fā)生突變的DNA分子中A+G的比例及A+T的比例是否改變

。(2)得到的突變型大腸桿菌中有賴氨酸依賴型和亮氨酸依賴型，這體現(xiàn)了基因突變的

特點(diǎn)。基因重組與雜交育種在減數(shù)分裂形成配子的過程中，隨著非同源染色體的自由組合，其上的非等位基因也自由組合，產(chǎn)生不同類型的配子。在四分體時(shí)期，位于同源染色體上的非等位基因有時(shí)會(huì)隨著非姐妹染色單體之間的互換而發(fā)生交換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組。(1)互換與自由組合基因重組與雜交育種(2)肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。(3)人工重組：轉(zhuǎn)基因技術(shù)(人為條件下進(jìn)行的)，即基因工程。基因重組與雜交育種【例題】豌豆花的顏色紅色（A）對(duì)白色（a）為顯性，子葉黃色（I）對(duì)綠色（i）為顯性。學(xué)習(xí)小組欲探究雜合子（Aali）的2對(duì)基因的傳遞規(guī)律，他們提出了3種假設(shè)（圖1～圖3）。請(qǐng)根據(jù)他們的假設(shè)，預(yù)期該雜合子自交后代的表型及比例（不考慮交叉互換）?；蛑亟M與雜交育種【例題】某自花傳粉植物的紫苗（A）對(duì)綠苗（a）為顯性，緊穗（B）對(duì)松穗（b）為顯性，黃種皮（D）對(duì)白種皮（d）為顯性，這3對(duì)基因獨(dú)立遺傳?，F(xiàn)以綠苗緊穗白種皮的純合品種作母本，以紫苗松穗黃種皮的純合品種作父本進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果F1表現(xiàn)為紫苗緊穗黃種皮。請(qǐng)回答問題。（1）播種F1植株所結(jié)的全部種子長(zhǎng)成的全部植株

（是或否)都表現(xiàn)為紫苗緊穗黃種皮，原因是

。（2）如果需要選育綠苗松穗白種皮的品種，

（能或否）從F1植株所結(jié)種子長(zhǎng)成的植株中篩選，原因是

。（3）如果只考慮穗型和種皮顏色這2對(duì)性狀，F(xiàn)1自交獲得的F2的表型有

。比例是

。（4）如果雜交失敗，導(dǎo)致自花受粉，后代的基因型是

。單倍體及育種自然條件下，有的生物未受精的雌、雄配子可直接發(fā)育成單倍體。如：蜜蜂、螞蟻和白蟻的雄性個(gè)體?；ㄋ帲ɑ蚧ǚ郏╇x體培養(yǎng)是人工獲取單倍體植株的重要途徑。種間或?qū)匍g遠(yuǎn)緣雜交也可獲得單倍體。如：?jiǎn)伪扼w及育種單倍體及育種【例題】現(xiàn)有兩個(gè)不同品種的小麥，一個(gè)品種抗倒伏但易染銹病（DDTT），另一個(gè)品種易倒伏但抗條銹病（ddtt），兩對(duì)相對(duì)性狀獨(dú)立遺傳。請(qǐng)結(jié)合單倍體育種的原理，設(shè)計(jì)培育既抗倒伏又抗條銹?。―Dtt）優(yōu)良品種的實(shí)驗(yàn)方案。單倍體及育種【例題】有一種單倍體育種技術(shù)使玉米新品種選育更加高效。研究者發(fā)現(xiàn)一種玉米突變體S，用S的花粉給普通玉米（2n=20）授粉，會(huì)結(jié)出一定比例的單倍體籽粒（單倍體籽粒的胚是單倍體，胚乳含3個(gè)染色體組（圖1））。根據(jù)親本中基因的差異，通過電泳技術(shù)對(duì)親本和子代胚DNA片段電泳分離，以確定單倍體胚的來源（圖2）。請(qǐng)回答問題。（1）根據(jù)圖2電泳結(jié)果，推測(cè)單倍體胚的來源是

。細(xì)胞中含有

條染色體。單倍體及育種（2）玉米籽粒顏色由A、a與R、r兩對(duì)獨(dú)立遺傳的基因控制，A、R同時(shí)存在時(shí)籽粒為紫色，缺少A或R時(shí)籽粒為白色。將玉米籽粒顏色作為標(biāo)記性狀，用于篩選S與普通玉米雜交后代中的單倍體（圖3）。請(qǐng)根據(jù)F1籽粒顏色區(qū)分單倍體和二倍體籽粒并寫出與表型相應(yīng)的基因型。單倍體及育種菠菜是雌雄異株植物。某品種菠菜株型由常染色體上的基因A、a控制，分為直立型（AA）、半直立型（只有一個(gè)A）和開張型（aa）?，F(xiàn)有若干純合直立型菠菜種子，經(jīng)輻射處理后，獲得了1株半直立型雄株菠菜?？蒲腥藛T提出產(chǎn)生該植株的兩種假設(shè)：①基因突變導(dǎo)致；②含有該基因染色體片段的缺失導(dǎo)致。請(qǐng)利用該植株設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明上述哪種假設(shè)成立。寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論。注：一對(duì)等位基因都缺失時(shí)幼胚死亡。多倍體及育種自然條件下，多倍體植物的形成有兩條途徑：一是減數(shù)分裂過程中，因同源染色體未分離等原因?qū)е屡渥又腥旧w數(shù)目未減半，形成含有兩個(gè)及以上染色體組的配子，這種配子受精后就會(huì)發(fā)育成多倍體；二是體細(xì)胞（如合子、幼胚）在有絲分裂時(shí)，染色體復(fù)制后細(xì)胞未分裂，細(xì)胞核內(nèi)染色體數(shù)目加倍，這樣的細(xì)胞也會(huì)發(fā)育成多倍體。人工誘導(dǎo)四倍體時(shí)需了解被處理細(xì)胞的細(xì)胞周期，處理時(shí)間過長(zhǎng)，細(xì)胞內(nèi)的染色體會(huì)加倍不止一次；處理時(shí)間過短，只有少數(shù)細(xì)胞變?yōu)樗谋扼w。由于二倍體細(xì)胞生長(zhǎng)快，四倍體細(xì)胞不易增殖，導(dǎo)致誘導(dǎo)無效。誘導(dǎo)能否成功還與秋水仙素的濃度、處理溫度和處理方式有關(guān)。多倍體及育種在培育三倍體無子西瓜過程中，人工誘導(dǎo)的四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交時(shí)，四倍體西瓜結(jié)實(shí)率迅速下降，請(qǐng)分析原因。1.為培育更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的無子柑橘，研究者設(shè)計(jì)如下流程。請(qǐng)回答問題。（1）過程①采用的常見方法及依據(jù)的原理是

。（2）若過程③原生質(zhì)體兩兩隨機(jī)融合，可產(chǎn)生

種類型的細(xì)胞，如何篩選出三倍體細(xì)胞

。（3）過程④要經(jīng)過哪些階段

。培育出的三倍體不育的原因是

。多倍體及育種2.為探究秋水仙素濃度和處理時(shí)間對(duì)四倍體草莓誘導(dǎo)率的影響。科研人員在每個(gè)實(shí)驗(yàn)組中選取50株二倍體草莓幼苗，用秋水仙素溶液處理它們的幼芽，結(jié)果如圖所示。請(qǐng)回答問題。（1）誘導(dǎo)形成四倍體草莓適宜的處理方法是