第2講染色體變異及變異的應(yīng)用[課標(biāo)要求]

3.3.5舉例說(shuō)明染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)量的變異都可能導(dǎo)致生物性狀的改變甚至死亡一、染色體數(shù)目變異1．類(lèi)型及實(shí)例2．染色體組分析(根據(jù)果蠅染色體組成圖歸納)(1)從染色體來(lái)源看，一個(gè)染色體組是一套_______染色體，不含同源染色體。(2)從形態(tài)、大小和功能看，一個(gè)染色體組中所含的染色體各不相同。(3)從所含的基因看，一個(gè)染色體組中含有控制本物種生物性狀的__________，但不能重復(fù)。非同源一整套基因3.單倍體、二倍體和多倍體項(xiàng)目單倍體二倍體多倍體概念a體細(xì)胞中的染色體數(shù)目與本物種_____染色體數(shù)目相同的個(gè)體體細(xì)胞中含有兩個(gè)________的個(gè)體體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體發(fā)育起點(diǎn)_______(通常是)受精卵(通常是)受精卵植株特點(diǎn)①植株弱?。虎诟叨炔挥？捎偾o稈粗壯；②葉片、果實(shí)和種子較大；③營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量都有所增加體細(xì)胞染色體組數(shù)≥12≥3配子染色體組配子項(xiàng)目單倍體二倍體多倍體形成原因自然原因單性生殖正常的有性生殖外界環(huán)境條件劇變(如低溫)人工誘導(dǎo)____________秋水仙素處理__________秋水仙素處理____________________舉例蜜蜂的雄蜂幾乎全部的動(dòng)物和過(guò)半數(shù)的高等植物香蕉(三倍體)；馬鈴薯(四倍體)；八倍體小黑麥花藥離體培養(yǎng)單倍體幼苗萌發(fā)的種子或幼苗二、染色體結(jié)構(gòu)變異1．類(lèi)型及實(shí)例類(lèi)型圖解顯微觀察的聯(lián)會(huì)異常舉例缺失貓叫綜合征、果蠅的缺刻翅重復(fù)果蠅的棒狀眼易位人慢性粒細(xì)胞白血病、果蠅的花斑眼倒位果蠅的卷翅2．結(jié)果：使排列在染色體上的基因_______________發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。3．影響：大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物體是_____的，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡。三、低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化1．實(shí)驗(yàn)原理低溫抑制_______的形成，以致影響細(xì)胞有絲分裂中染色體被拉向兩極，導(dǎo)致細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，于是，植物細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生變化。數(shù)目或排列順序不利紡錘體2．實(shí)驗(yàn)步驟3．實(shí)驗(yàn)中的試劑及其作用試劑使用方法作用卡諾氏液將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1h固定細(xì)胞形態(tài)體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗用卡諾氏液處理過(guò)的根尖洗去_________質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸與體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精等體積混合，作為解離液解離根尖細(xì)胞蒸餾水浸泡解離后的根尖細(xì)胞約10min漂洗根尖，去除________甲紫溶液把漂洗干凈的根尖放進(jìn)盛有________的玻璃皿中染色3～5min使_______著色卡諾氏液解離液甲紫溶液染色體一、判斷正誤——從微點(diǎn)上澄清概念1．染色體易位和數(shù)目增加的變異類(lèi)型理論上均可以在減數(shù)分裂過(guò)程中通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察到。

(2021·河北卷)(

)2．通過(guò)孕婦產(chǎn)前篩查，可降低21三體綜合征的發(fā)病率，與染色體變異無(wú)關(guān)。

(2020·江蘇卷)(

)提示：21三體綜合征屬于染色體數(shù)目變異。3．人鐮刀型細(xì)胞貧血癥是基因突變?cè)斐傻?，血紅蛋白β鏈第6個(gè)氨基酸的密碼子由GAG變?yōu)镚UG，導(dǎo)致編碼的谷氨酸被置換為纈氨酸。該病不屬于染色體異常遺傳病。

(2019·江蘇卷)(

)4．人類(lèi)貓叫綜合征是由于染色體中增加了某一片段引起的。

(

)提示：人類(lèi)貓叫綜合征是人的5號(hào)染色體部分缺失引起的?！獭痢獭?．通過(guò)普通小麥和黑麥雜交，培育出了小黑麥與染色體變異無(wú)關(guān)。

(2020·江蘇卷)(

)提示：小黑麥的培育過(guò)程利用了染色體數(shù)目變異的原理。6．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。

(2019·江蘇卷)(

)提示：多倍體的染色體組數(shù)如果奇倍數(shù)的增加(如三倍體)，其后代遺傳會(huì)嚴(yán)重的不平衡，在減數(shù)分裂形成配子時(shí)，同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成正常的配子，因此不利于育種。7．將雜合的二倍體植株的花粉培育成一株幼苗，然后用秋水仙素處理，使其能正常開(kāi)花結(jié)果。該幼苗發(fā)育成的植株是單倍體。

(

)提示：雜合的二倍體植株有兩個(gè)染色體組，花粉中含有一個(gè)染色體組，花藥離體培養(yǎng)后得到單倍體植株，再用秋水仙素處理，染色體數(shù)目加倍后，得到二倍體植株。8．通過(guò)誘導(dǎo)多倍體的方法可克服遠(yuǎn)緣雜交不育，培育出作物新類(lèi)型。

(

)×××√二、分析作答——從關(guān)聯(lián)思維上理解概念1．(必修2P87“問(wèn)題探討”改編)香蕉的野生祖先種體細(xì)胞內(nèi)有2套共22條染色體，而栽培品種是3套共33條染色體。試猜想后者自然形成的原因。提示：香蕉的栽培品種可能是由于特殊原因?qū)е乱吧嫦确N染色體數(shù)目加倍成為四倍體，其產(chǎn)生的生殖細(xì)胞與原二倍體的生殖細(xì)胞結(jié)合形成了三倍體香蕉。可能由于果實(shí)大且無(wú)子，人們通過(guò)無(wú)性繁殖保留下來(lái)。2．(必修2P88“相關(guān)信息”思考)秋水仙素是有毒的植物堿，作用于其他植物細(xì)胞可能引起什么變異類(lèi)型？提示：基因突變和染色體變異。微課題(一)染色體變異■逐點(diǎn)清(一)染色體數(shù)目變異1．染色體組的判斷方法(1)根據(jù)染色體形態(tài)判定細(xì)胞內(nèi)形態(tài)、大小相同的染色體有幾條，則含有幾個(gè)染色體組。(2)根據(jù)基因型判定在細(xì)胞或生物體的基因型中，控制同一性狀的基因(包括同一字母的大、小寫(xiě))出現(xiàn)幾次，則含有幾個(gè)染色體組。(3)根據(jù)染色體數(shù)和染色體的形態(tài)數(shù)推算染色體組數(shù)＝染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。如果蠅體細(xì)胞中有8條染色體，分為4種形態(tài)，則其染色體組的數(shù)目為2。2．單倍體、二倍體與多倍體(1)單倍體的體細(xì)胞中并非只有一個(gè)染色體組：大部分的生物是二倍體，由二倍體花藥離體培養(yǎng)形成的單倍體的體細(xì)胞中只含有一個(gè)染色體組，但是由多倍體的配子發(fā)育成的單倍體的體細(xì)胞中不止含有一個(gè)染色體組。(2)單倍體育種與多倍體育種的操作對(duì)象不同：兩種育種方式都出現(xiàn)了染色體數(shù)目加倍情況。單倍體育種的操作對(duì)象是單倍體幼苗，通過(guò)植物組織培養(yǎng)，得到的植株是純合子；多倍體育種的操作對(duì)象是正常萌發(fā)的種子或幼苗。(3)單倍體并非都不育：二倍體的配子發(fā)育成的單倍體，表現(xiàn)為高度不育；多倍體的配子如含有偶數(shù)個(gè)染色體組，則發(fā)育成的單倍體含有同源染色體及等位基因，可育并能產(chǎn)生后代。3．三體和三倍體的辨析項(xiàng)目三體三倍體定義二倍體生物體細(xì)胞核中的一對(duì)同源染色體多出一條染色體，稱(chēng)為“三體”由受精卵發(fā)育而來(lái)，含有三個(gè)染色體組的個(gè)體圖示及舉例變異類(lèi)型染色體數(shù)目變異項(xiàng)目三體三倍體形成原因減數(shù)分裂時(shí)同源染色體不聯(lián)會(huì)或不分離產(chǎn)生的不正常的配子n＋1和正常的配子n受精形成自然三倍體，大多是減數(shù)分裂不正常，由未經(jīng)減數(shù)分裂的配子與正常配子結(jié)合而成；人工獲得的三倍體一般是由二倍體與四倍體雜交而來(lái)的育性在減數(shù)分裂Ⅰ后期，配對(duì)的兩條同源染色體各移向兩極，而另外的一條染色體隨機(jī)分配，產(chǎn)生2種不同的配子即正常n與不正常的n＋1，比例為1∶1，與正常配子結(jié)合后發(fā)育的后代中有正常個(gè)體，也有三體個(gè)體三倍體由于染色體組數(shù)為奇數(shù)，聯(lián)會(huì)紊亂很難正常分裂產(chǎn)生有生殖功能的配子[典例]下列有關(guān)染色體變異的敘述，正確的是

(

)A．無(wú)子西瓜是含有3個(gè)染色體組的單倍體，培育過(guò)程屬于單倍體育種B．人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍實(shí)驗(yàn)中，需用蒸餾水進(jìn)行兩次漂洗C．單倍體育種得到的植株一定是純合子，所以明顯縮短育種年限D(zhuǎn)．染色體異常遺傳病，患者基因可能正常[解析]

無(wú)子西瓜是三倍體，其培育過(guò)程是多倍體育種過(guò)程，A錯(cuò)誤；人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍實(shí)驗(yàn)中，在用卡諾氏液固定細(xì)胞后應(yīng)用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精進(jìn)行漂洗，解離后用蒸餾水漂洗，B錯(cuò)誤；單倍體育種能明顯縮短育種年限，但得到的植株未必一定是純合子，C錯(cuò)誤；染色體異常遺傳病是由于染色體數(shù)目異?；蚪Y(jié)構(gòu)異常引起的，因此，患者基因可能正常，D正確。[答案]

D[方法技巧]

“兩看法”判斷單倍體、二倍體和多倍體[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]1．下列是對(duì)a～h所示的生物體細(xì)胞圖中各含有幾個(gè)染色體組的敘述，正確的是

(

)A．細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組的是h圖，該個(gè)體是單倍體B．細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的是g、e圖，該個(gè)體是二倍體C．細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組的是a、b圖，但該個(gè)體未必是三倍體D．細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組的是f、c圖，該個(gè)體一定是四倍體解析：細(xì)胞中一組非同源染色體形態(tài)、大小各不相同，組成一個(gè)染色體組。分析題圖可知，a、b圖含有三個(gè)染色體組，c、h圖含有兩個(gè)染色體組，d、g圖只有一個(gè)染色體組，e、f含四個(gè)染色體組。確認(rèn)單倍體、二倍體、多倍體必須先看發(fā)育起點(diǎn)，若由配子發(fā)育而來(lái)，無(wú)論含幾個(gè)染色體組均屬于單倍體，若由受精卵發(fā)育而來(lái)，有幾個(gè)染色體組即為幾倍體。答案：C

2．(多選)中國(guó)首創(chuàng)的人造麥類(lèi)新作物八倍體小黑麥，由于具有品質(zhì)佳、抗逆性強(qiáng)和抗病害等特點(diǎn)，在生產(chǎn)上有廣闊的應(yīng)用前景。其培育過(guò)程如下圖所示(其中A、B、D、R分別代表不同物種的一個(gè)染色體組)。下列有關(guān)敘述正確的是

(

)A．普通小麥與黑麥雜交產(chǎn)生了后代，說(shuō)明二者間不存在生殖隔離B．圖中秋水仙素應(yīng)作用于雜種一幼苗的有絲分裂前期C．將小黑麥的花粉粒進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)得到的四倍體高度不育D．小黑麥的培育過(guò)程利用了染色體變異的原理解析：普通小麥與黑麥雜交產(chǎn)生的雜種為ABDR，雜種細(xì)胞由于不存在同源染色體，減數(shù)分裂過(guò)程中不能正常的聯(lián)會(huì)，無(wú)法產(chǎn)生正常的配子，雜種不育，則普通小麥與黑麥雜存在生殖隔離，A錯(cuò)誤；普通小麥與黑麥產(chǎn)生的雜種不育，不能產(chǎn)生種子，因此只能用秋水仙素作用于雜種的幼苗，秋水仙素作用于有絲分裂的前期，B正確；將小黑麥的花粉粒進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)得到的是單倍體，C錯(cuò)誤；小黑麥的培育過(guò)程涉及染色體組成倍地增加或成套地減少的過(guò)程，屬于染色體數(shù)目的變異，D正確。答案：BD

■逐點(diǎn)清(二)

染色體結(jié)構(gòu)變異1．染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的區(qū)別2.易位與交換的區(qū)別項(xiàng)目染色體易位交換圖解區(qū)別位置發(fā)生于非同源染色體發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間原理染色體結(jié)構(gòu)變異基因重組觀察可在光學(xué)顯微鏡下觀察到在光學(xué)顯微鏡下觀察不到3．“四法”判斷生物變異的類(lèi)型(1)生物類(lèi)型推斷法(2)細(xì)胞分裂方式推斷法(3)顯微鏡輔助推斷法(4)變異水平推斷法[典例]

下圖表示人類(lèi)第9號(hào)染色體和第22號(hào)染色體發(fā)生易位的過(guò)程，BCR-ABL融合基因能編碼一種蛋白質(zhì)(BCR-ABL蛋白)，這種蛋白質(zhì)能增強(qiáng)酪氨酸激酶的活性，活化許多調(diào)控細(xì)胞周期的蛋白質(zhì)和酶，使細(xì)胞分裂加速，進(jìn)而致癌。下列相關(guān)敘述正確的是

(

)A．圖示過(guò)程是染色體數(shù)目變異的結(jié)果B．BCR和ABL在融合前沒(méi)有獨(dú)立性，即不能獨(dú)立表達(dá)出相應(yīng)的蛋白質(zhì)C．BCR-ABL融合基因?qū)儆谝职┗?，能調(diào)控細(xì)胞周期D．圖中的生物變異可以用顯微鏡觀察到[解析]

題圖所示過(guò)程為第9號(hào)染色體和第22號(hào)染色體發(fā)生易位的過(guò)程，故該過(guò)程是染色體結(jié)構(gòu)變異的結(jié)果，A錯(cuò)誤；BCR和ABL是兩種基因，基因都具有獨(dú)立性，它們?cè)谌诤锨澳塥?dú)立進(jìn)行表達(dá)，B錯(cuò)誤；根據(jù)題干可知，BCR-ABL融合基因編碼的蛋白質(zhì)能增強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)酪氨酸激酶的活性，酪氨酸激酶通過(guò)活化許多調(diào)控細(xì)胞周期的蛋白質(zhì)和酶來(lái)間接調(diào)控細(xì)胞周期，若其活性升高，可能致癌，故BCR-ABL融合基因不屬于抑癌基因，C錯(cuò)誤；圖中的生物變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，而染色體結(jié)構(gòu)變異可以用顯微鏡觀察到，D正確。[答案]

D[歸納拓展]三種變異的歸類(lèi)比較互換類(lèi)同源染色體上的非姐妹染色單體之間的互換，屬于基因重組；非同源染色體之間的互換，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。缺失或增加類(lèi)DNA分子上若干基因的缺失或重復(fù)(增加)，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；DNA分子上若干堿基對(duì)的缺失、增添(增加)，屬于基因突變。變異層次類(lèi)基因突變、基因重組屬于分子水平的變化，在光學(xué)顯微鏡下觀察不到；染色體變異屬于細(xì)胞水平的變化，在光學(xué)顯微鏡下可以觀察到?；蚪Y(jié)構(gòu)與數(shù)量類(lèi)基因突變改變基因的結(jié)構(gòu)，不改變基因的數(shù)量；基因重組不改變基因的結(jié)構(gòu)，一般也不改變基因的數(shù)量，但轉(zhuǎn)基因技術(shù)會(huì)改變基因的數(shù)量；染色體變異不改變基因的結(jié)構(gòu)，但會(huì)改變基因的數(shù)量或基因的排列順序。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]1．玉米某條染色體上部分基因的分布如圖甲所示，該條染色體經(jīng)變異后部分基因的分布如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是

(

)A．有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中才能發(fā)生該種染色體變異B．DNA的斷裂、錯(cuò)接是形成圖乙異常染色體的根本原因C．該染色體上的所有基因在玉米的所有細(xì)胞中都能表達(dá)D．甲→乙發(fā)生的變異類(lèi)型為倒位，不能在顯微鏡下分辨解析：染色體變異是隨機(jī)的，無(wú)論細(xì)胞是否發(fā)生分裂，均有可能發(fā)生染色體變異，A錯(cuò)誤；甲→乙發(fā)生的染色體結(jié)構(gòu)變異類(lèi)型為倒位，其根本原因是DNA的斷裂、錯(cuò)接，這種變異在顯微鏡下能分辨，B正確，D錯(cuò)誤；在不同細(xì)胞中，選擇性表達(dá)的基因不完全相同，因此該染色體上的所有基因在玉米的所有細(xì)胞中不一定都能表達(dá)，C錯(cuò)誤。答案：B

2.(2021·廣東高考)人類(lèi)(2n＝46)14號(hào)與21號(hào)染色體二者的長(zhǎng)臂在著絲點(diǎn)處融合形成14/21平衡易位染色體，該染色體攜帶者具有正常的表型，但在產(chǎn)生生殖細(xì)胞的過(guò)程中，其細(xì)胞中會(huì)形成復(fù)雜的聯(lián)會(huì)復(fù)合物(如圖)。在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，若該聯(lián)會(huì)復(fù)合物的染色體遵循正常的染色體行為規(guī)律(不考慮交叉互換)。下列關(guān)于平衡易位染色體攜帶者的敘述，錯(cuò)誤的是

(

)A．觀察平衡易位染色體也可選擇有絲分裂中期細(xì)胞B．男性攜帶者的初級(jí)精母細(xì)胞含有45條染色體C．女性攜帶者的卵子最多含24種形態(tài)不同的染色體D．女性攜帶者的卵子可能有6種類(lèi)型(只考慮圖中的3種染色體)解析：14/21平衡易位染色體，是通過(guò)染色體易位形成的，屬于染色體變異，可通過(guò)顯微鏡觀察14/21平衡易位染色體，而有絲分裂中期染色體形態(tài)固定，故觀察平衡易位染色體也可選擇有絲分裂中期細(xì)胞，A正確；由題干信息可知，14/21平衡易位染色體，由14號(hào)和21號(hào)兩條染色體融合成一條染色體，故男性攜帶者的初級(jí)精母細(xì)胞含有45條染色體，B正確；由于發(fā)生14/21平衡易位染色體，該女性卵母細(xì)胞中含有45條染色體，經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂該女性攜帶者的卵子最多含23種形態(tài)不同的染色體，C錯(cuò)誤；假設(shè)平衡易位的染色體標(biāo)記為①，14號(hào)染色體標(biāo)記為②，21號(hào)染色體標(biāo)記為③，則女性攜帶者的卵子可能有6種類(lèi)型(只考慮圖中的3種染色體)分別是：①、②③、②、①③、③、①②，D正確。答案：C

微課題(二)細(xì)胞分裂與可遺傳變異的關(guān)系[科學(xué)探究·啟迪思維]果蠅是生物科學(xué)研究中常用的模式生物，已知果蠅(2N＝8)的黑身基因和灰身基因位于3號(hào)染色體上。實(shí)驗(yàn)一：黑體殘翅雌果蠅與灰體長(zhǎng)翅雄果蠅雜交，F(xiàn)1全為灰身長(zhǎng)翅。用F1雄果蠅進(jìn)行測(cè)交，測(cè)交后代只出現(xiàn)灰身長(zhǎng)翅200只、黑體殘翅198只。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，科研人員偶然發(fā)現(xiàn)了一種性染色體組成為XO(體細(xì)胞內(nèi)只含有1條性染色體X)的果蠅表現(xiàn)為雄性不育。用紅眼雌果蠅(XRXR)與白眼雄果蠅(XrY)為親本進(jìn)行雜交，在F1群體中，發(fā)現(xiàn)一只白眼雄果蠅M。為探究M果蠅出現(xiàn)的原因，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)二，根據(jù)子代果蠅的表型及比例進(jìn)行判斷。[問(wèn)題探討](1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的結(jié)果，能判斷出長(zhǎng)翅基因和殘翅基因與黑身基因和灰身基因的顯隱關(guān)系和位置關(guān)系嗎？請(qǐng)說(shuō)明理由。提示：根據(jù)F1全為灰身長(zhǎng)翅，說(shuō)明灰身對(duì)黑身為顯性，長(zhǎng)翅對(duì)殘翅為顯性。根據(jù)F1雄果蠅進(jìn)行測(cè)交的結(jié)果說(shuō)明，這兩對(duì)基因位于一對(duì)同源染色體上，并且灰身長(zhǎng)翅基因位于一條染色體上，黑體殘翅基因位于另一條染色體上。(2)形成XO型果蠅，可能是形成哪種配子時(shí)發(fā)生了染色體錯(cuò)誤分配所致？說(shuō)明推理過(guò)程。提示：可能是精子形成過(guò)程中，減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)XY染色體沒(méi)有分離，減數(shù)分裂Ⅱ正常，形成了不含性染色體的精子與正常卵細(xì)胞結(jié)合所致；可能是卵細(xì)胞形成過(guò)程中，減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)XX染色體不分離或減數(shù)分裂Ⅱ時(shí)姐妹染色單體分開(kāi)后移向同一極，形成了不含X染色體的卵細(xì)胞和正常含X染色體的精子結(jié)合所致。(3)實(shí)驗(yàn)二應(yīng)選用什么果蠅與M雜交？請(qǐng)寫(xiě)出可能的結(jié)果和結(jié)論。提示：多只正常白眼雌果蠅。①若子代雌果蠅均為紅眼，雄果蠅均為白眼(或子代紅眼雌果蠅∶白眼雄果蠅＝1∶1)，則M的出現(xiàn)是環(huán)境改變引起的；②子代果蠅無(wú)論雌雄，均為白眼(或子代果蠅全為白眼)，則M的出現(xiàn)是基因突變引起的；③若無(wú)子代產(chǎn)生，則M的基因組成為XrO，其形成原因是含Xr的正常雄配子與不含性染色體的異常雌配子結(jié)合。[深化知能·思維建模]1．歸納概括減數(shù)分裂與生物變異的關(guān)系(1)減數(shù)分裂與基因突變(2)減數(shù)分裂與基因重組①非同源染色體上非等位基因自由組合導(dǎo)致基因重組(自由組合定律)。②同源染色體非姐妹染色單體交換導(dǎo)致基因重組。(3)減數(shù)分裂與染色體變異2．演繹推理XXY與XYY異常個(gè)體成因(1)XXY成因(2)XYY成因：父方減數(shù)分裂Ⅱ異常，即減數(shù)分裂Ⅱ后期Y染色體著絲粒分裂后兩條Y染色體共同進(jìn)入同一精細(xì)胞。父方減Ⅰ后期XY染色體未分離，產(chǎn)生了XY型精子母方減Ⅰ異常兩條X染色體未分離導(dǎo)致產(chǎn)生XX型卵細(xì)胞減Ⅱ異常減數(shù)分裂Ⅱ后期X染色體著絲粒分裂后兩條X染色體都進(jìn)入卵細(xì)胞

[遷移應(yīng)用·逐點(diǎn)練清]1.如圖是動(dòng)物精子形成過(guò)程中發(fā)生交換的模式圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

(

)A．若分裂時(shí)3和4不分離，產(chǎn)生的精細(xì)胞染色體數(shù)目都異常B．在正常情況下，該細(xì)胞能產(chǎn)生4種類(lèi)型的精細(xì)胞C．若在復(fù)制時(shí)一個(gè)基因M突變?yōu)閙，則產(chǎn)生的精細(xì)胞有一半異常D．圖中基因N和n的分離發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期或減數(shù)分裂Ⅱ后期解析：由于3和4是一對(duì)同源染色體，所以如果分裂時(shí)3和4不分離，則產(chǎn)生的精細(xì)胞中有兩個(gè)細(xì)胞均多一條染色體，另外兩個(gè)精細(xì)胞均少一條染色體，即所有精細(xì)胞染色體數(shù)目都異常，A正確；由于染色體1和2發(fā)生交換，所以該細(xì)胞能產(chǎn)生4種類(lèi)型的精細(xì)胞(mN、mn、Mn、MN)，B正確；若在復(fù)制時(shí)一個(gè)基因M發(fā)生突變，則只有一條染色單體上的M突變?yōu)閙，所以該細(xì)胞產(chǎn)生的精細(xì)胞有1/4出現(xiàn)異常，C錯(cuò)誤；由于染色體1和2發(fā)生交叉互換，所以圖中基因N和n的分離分別發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期和減數(shù)分裂Ⅱ后期，D正確。答案：C

2．下列有關(guān)細(xì)胞分裂過(guò)程中異常原因的分析，正確的是

(

)解析：由隱性基因突變成顯性基因，稱(chēng)顯性突變，發(fā)生在有絲分裂間期，A錯(cuò)誤；子細(xì)胞中含有等位基因A、a，說(shuō)明減數(shù)分裂Ⅰ后期同源染色體沒(méi)有分開(kāi)，進(jìn)入同一個(gè)子細(xì)胞，B錯(cuò)誤；子細(xì)胞中含有相同基因Xb，說(shuō)明減數(shù)分裂Ⅱ后期姐妹染色單體未分開(kāi)，進(jìn)入同一個(gè)子細(xì)胞，C錯(cuò)誤；子細(xì)胞中既含有等位基因A、a，又含有相同基因XB和XB，說(shuō)明減數(shù)分裂Ⅰ、Ⅱ均發(fā)生了異常，D正確。選項(xiàng)體細(xì)胞或原始生殖細(xì)胞→子細(xì)胞原因分析Aaa→Aa有絲分裂前期發(fā)生顯性突變BAaXBY→AaXB、AaXB、Y、Y減數(shù)分裂Ⅱ后期著絲粒未分開(kāi)CXbY→XbXb、0、Y、Y減數(shù)分裂Ⅰ后期姐妹染色單體未分開(kāi)DAaXBXb→AaXBXB、Aa、Xb、Xb減數(shù)分裂Ⅰ、Ⅱ均異常答案：D

[歸納拓展]

減數(shù)分裂的特殊性(1)從分裂過(guò)程上看：細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，染色體只復(fù)制一次。(2)從分裂結(jié)果上看：形成的子細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)只有親代細(xì)胞的一半。(3)從發(fā)生減數(shù)分裂的部位來(lái)看：是特定生物(一般是進(jìn)行有性生殖的生物)的特定部位或器官(動(dòng)物體一般在精巢或卵巢內(nèi))的特定細(xì)胞(如動(dòng)物的性原細(xì)胞)才能進(jìn)行減數(shù)分裂。(4)從發(fā)生的時(shí)期來(lái)看：在性成熟以后，在產(chǎn)生有性生殖細(xì)胞的過(guò)程中進(jìn)行一次減數(shù)分裂。

微課題(三)變異在育種中的應(yīng)用[系統(tǒng)深化知能](一)分類(lèi)解析不同的育種方法1．單倍體育種(1)原理：染色體數(shù)目變異。(2)過(guò)程(3)優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限，所得個(gè)體均為純合子。(4)缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜。2．多倍體育種(1)原理：染色體數(shù)目變異。(2)方法：用秋水仙素誘發(fā)或低溫處理。(3)處理材料：萌發(fā)的種子或幼苗。(4)過(guò)程(5)實(shí)例：三倍體無(wú)子西瓜③培育顯性純合子品種(3)優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便，可以把多個(gè)品種的優(yōu)良性狀集中在一起。(4)缺點(diǎn)：獲得新品種的周期長(zhǎng)。植物選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1自交→獲得F2→鑒別、選擇需要的類(lèi)型，自交至不發(fā)生性狀分離為止動(dòng)物選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1雌雄個(gè)體交配→獲得F2→鑒別、選擇需要的類(lèi)型與隱性類(lèi)型測(cè)交，選擇后代不發(fā)生性狀分離的F2個(gè)體4．誘變育種(1)原理：基因突變。(2)過(guò)程(3)優(yōu)點(diǎn)①可以提高突變頻率，在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類(lèi)型。②大幅度地改良某些性狀。(4)缺點(diǎn)：有利變異個(gè)體往往不多，需要處理大量材料。(二)匯總生物育種方法及其關(guān)系育種程序圖示1．識(shí)別圖解中各字母表示的處理方法A：雜交，D：自交，B：花藥離體培養(yǎng)，C：秋水仙素(低溫)處理，E：誘變處理，F(xiàn)：秋水仙素(低溫)處理，G：DNA重組技術(shù)，H：脫分化，I：再分化，J：包裹人工種皮。2．識(shí)別圖中育種方法3．單倍體育種與雜交育種的關(guān)系[情境遷移用活]中國(guó)是世界上首個(gè)種植水稻的國(guó)家，也是首次在水稻生產(chǎn)上利用雜種優(yōu)勢(shì)的國(guó)家，以袁隆平為代表的水稻育種專(zhuān)家為解決世界糧食問(wèn)題做出了巨大貢獻(xiàn)。材料1：1956年，我國(guó)育種專(zhuān)家利用自然矮稈突變體成功培育出抗倒、耐肥、高產(chǎn)的秈稻“廣場(chǎng)矮”品種，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)水稻的首次大幅增產(chǎn)。材料2：袁隆平利用天然雄性不育的野生稻首次培育出具有雜種優(yōu)勢(shì)的雜交稻，平均每年多解決6000萬(wàn)人糧食問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)水稻第2次大幅增產(chǎn)。材料3：20世紀(jì)90年代，育種工作者利用親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的秈稻和粳稻雜交培育出雜種優(yōu)勢(shì)更明顯的超級(jí)秈粳稻，再增產(chǎn)20%以上。材料4：搭載航天衛(wèi)星培育的“五工稻1號(hào)”顆粒飽滿(mǎn)、質(zhì)地堅(jiān)硬、色澤清透、香味濃郁、口感綿軟，成為餐桌大米的首選。材料5：本世紀(jì)初，有科學(xué)家嘗試將C4植物相關(guān)基因引入水稻，以提高水稻的抗旱力和產(chǎn)量。材料6：2015年，我國(guó)培育的四倍體水稻成功突破結(jié)實(shí)率低的技術(shù)瓶頸，使多倍體水稻育種成為新世紀(jì)綠色革命的助推器。[問(wèn)題設(shè)計(jì)](1)培育秈稻“廣場(chǎng)矮”品種利用的育種原理是與哪個(gè)材料的育種原理相同？這一育種方法為什么需要大量處理供試材料？提示：材料4?；蛲蛔兙哂械皖l性、不定向性、隨機(jī)性，不易獲得所需性狀。(2)材料5運(yùn)用的育種原理與哪個(gè)材料相同？不同的是該育種方法具有什么優(yōu)點(diǎn)？提示：材料2和材料3?？朔h(yuǎn)緣雜交不親和的障礙、定向改變遺傳性狀。(3)已知水稻是自花傳粉植物，某水稻優(yōu)勢(shì)性狀由獨(dú)立遺傳的兩對(duì)等位基因(B，b和D、d)控制，兩對(duì)基因都純合時(shí)才表現(xiàn)為雜種優(yōu)勢(shì)衰退，若雜交種水稻(BbDd)自然狀態(tài)傳粉，請(qǐng)從衰退率的計(jì)算數(shù)據(jù)分析為什么雜交稻需要年年制種？提示：若雜交種水稻(BbDd)自然狀態(tài)傳粉，則子代中雜種優(yōu)勢(shì)衰退率為25%。(4)四倍體水稻與二倍體水稻是同一物種嗎？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。提示：不是。二者雜交后代為三倍體，不可育(或二者之間存在生殖隔離)。[解題思維建模][典例]

(2020·全國(guó)卷Ⅲ，有改動(dòng))普通小麥?zhǔn)悄壳笆澜绺鞯卦耘嗟闹匾Z食作物。普通小麥的形成包括不同物種雜交和染色體加倍過(guò)程，如圖所示(其中A、B、D分別代表不同物種的一個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組均含7條染色體)。在此基礎(chǔ)上，人們又通過(guò)雜交育種培育出許多優(yōu)良品種?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)在普通小麥的形成過(guò)程中，雜種一是高度不育的，原因是__________________________________________________________________。已知普通小麥?zhǔn)请s種二染色體加倍形成的多倍體，普通小麥體細(xì)胞中有________條染色體。一般來(lái)說(shuō)，與二倍體相比，多倍體的優(yōu)點(diǎn)是___________________________________(答出2點(diǎn)即可)。(2)若要用人工方法使植物細(xì)胞染色體加倍，可采用的方法有____________________(答出1點(diǎn)即可)。(3)現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)普通小麥品種(純合體)，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(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種，請(qǐng)簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路。________________________________________________________________________________________________[解析]

(1)雜種一(AB)含有一粒小麥的一個(gè)染色體組(A)和斯氏麥草的一個(gè)染色體組(B)，由于雜種一無(wú)同源染色體，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂，故其高度不育。普通小麥(AABBDD)有6個(gè)染色體組，結(jié)合題干信息“A、B、D分別代表不同物種的一個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組均含7條染色體”可知，普通小麥體細(xì)胞中有42條染色體。一般來(lái)說(shuō)，與二倍體植株相比，多倍體植株莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類(lèi)和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。(2)人工誘導(dǎo)多倍體的方法有用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗、低溫處理等。(3)若要以甲(抗病易倒伏)和乙(易感病抗倒伏)小麥純種為實(shí)驗(yàn)材料，獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種，可通過(guò)雜交育種或單倍體育種的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。[答案]

(1)無(wú)同源染色體，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂42營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高、莖稈粗壯(2)秋水仙素處理(3)甲、乙兩個(gè)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。(也可用單倍體育種的方法，合理即可)內(nèi)化思維模型辨證論治是中醫(yī)診療中針對(duì)性認(rèn)識(shí)疾病和解決疾病的過(guò)程，是指導(dǎo)中醫(yī)臨床工作的基本原則。由于生物育種問(wèn)題涉及不同的具體要求，我們可以借鑒這一原則構(gòu)建解題的“辨證論治”模型：?？嫉挠N方法提醒分析(1)雜交育種只能利用現(xiàn)有的基因進(jìn)行重組，不能創(chuàng)造新基因。(2)基因突變是不定向的，誘變育種并不能定向改變生物性狀。(3)轉(zhuǎn)基因技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是打破了生殖隔離，能定向改變生物性狀。(4)秋水仙素可抑制紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍，還可作為化學(xué)誘變劑，誘發(fā)基因突變。[題點(diǎn)考法全訓(xùn)]1.豌豆的高產(chǎn)與抗病基因分別用A、B表示。為了培養(yǎng)能穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)抗病豌豆植株，某同學(xué)做了如圖所示的育種圖解。下列說(shuō)法合理的是

(

)A．基因的自由組合僅發(fā)生在圖示Ⅰ、Ⅳ過(guò)程中B．圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ過(guò)程屬于單倍體育種，Ⅲ過(guò)程所獲得的豌豆植株弱小，且高度不育C．圖中Ⅲ、Ⅳ過(guò)程均需要用秋水仙素處理萌發(fā)的種子D．Ⅳ過(guò)程得到的是四倍體高產(chǎn)抗病豌豆解析：基因的自由組合僅發(fā)生在圖示Ⅰ減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中，A不合理；圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ屬于單倍體育種，Ⅱ過(guò)程所獲得的豌豆植株為單倍體，植株弱小，且高度不育，而Ⅲ過(guò)程所獲得的豌豆植株是正常的二倍體植株，生長(zhǎng)正常且可育，B不合理；由于單倍體高度不育，因此圖中Ⅲ過(guò)程不能用秋水仙素處理萌發(fā)的種子，應(yīng)該處理單倍體幼苗，C不合理；Ⅳ過(guò)程得到的是四倍體高產(chǎn)抗病豌豆，D合理。答案：D

2．袁隆平曾研發(fā)兩個(gè)水稻新品種：一是把吸鎘基因敲除的“低鎘稻”，二是耐鹽堿的“海水稻”，有關(guān)遺傳分析具體見(jiàn)下表。下列敘述錯(cuò)誤的是

(

)注：A＋表示轉(zhuǎn)入的耐鹽基因，B－表示吸鎘基因被敲除，普通水稻不含耐鹽基因且含有吸鎘基因，基因型用A－A－B＋B＋表示。A＋對(duì)A－為顯性，B＋B－為中鎘稻。A．B＋對(duì)B－為不完全顯性B．A＋基因與B＋基因遺傳時(shí)遵循基因的自由組合定律C．欲檢驗(yàn)海水稻是否為純合子，最簡(jiǎn)便的方法是測(cè)交D．可采用雜交育種的方法獲得能穩(wěn)定遺傳的低鎘耐鹽水稻水稻品種相關(guān)基因基因所在位置表型普通水稻——高鎘不耐鹽海水稻A＋2號(hào)染色體高鎘耐鹽低鎘不耐鹽B－6號(hào)染色體低鎘稻解析：B＋B－為中鎘稻，由此可見(jiàn)，B＋對(duì)B－為不完全顯性，A正確；由表格分析可知，A＋基因與B＋基因位于兩對(duì)同源染色體上，即兩對(duì)基因位于非同源染色體上，因此其遺傳遵循基因的自由組合定律，B正確；欲檢驗(yàn)海水稻是否為純合子，最簡(jiǎn)便的方法是讓該水稻進(jìn)行自交，若后代出現(xiàn)性狀分離，則為雜合子，反之為純合子，C錯(cuò)誤；通過(guò)雜交育種可將低鎘和耐鹽的優(yōu)良性狀集中在一起，獲得穩(wěn)定遺傳的低鎘耐鹽水稻，D正確。答案：C

[易錯(cuò)提醒]關(guān)于育種的四點(diǎn)提醒(1)原核生物不能進(jìn)行減數(shù)分裂，所以不能運(yùn)用雜交的方法進(jìn)行育種，細(xì)菌的育種一般采用的方法是誘變育種。(2)雜交育種不一定需要連續(xù)自交。若選育顯性?xún)?yōu)良純種，需要連續(xù)自交篩選，直至性狀不再發(fā)生分離；若選育隱性?xún)?yōu)良純種，則只要出現(xiàn)該性狀個(gè)體即可。(3)單倍體育種和多倍體育種都涉及染色體數(shù)目加倍，但是單倍體育種的操作對(duì)象是單倍體幼苗，多倍體育種的操作對(duì)象是正常萌發(fā)的種子或幼苗。(4)花藥離體培養(yǎng)只是單倍體育種中的一個(gè)程序，要想得到可育的品種，一般還需要用秋水仙素處理單倍體使染色體加倍。

微課題(四)利用假說(shuō)—演繹法判斷生物變異的類(lèi)型[系統(tǒng)深化知能]判斷變異類(lèi)型的4種方法1．可遺傳的變異與不可遺傳的變異的判斷方法2．基因突變與基因重組的判斷方法3．顯性突變與隱性突變的判斷方法讓突變體自交或與其他已知未突變體雜交，根據(jù)子代性狀表現(xiàn)判斷。4．染色體變異與基因突變的判斷方法(1)通過(guò)顯微鏡觀察，染色體變異可以觀察到，基因突變無(wú)法觀察到。(2)若變異部分有相關(guān)基因改變(如缺失部分基因)可通過(guò)雜交或自交，觀察子代的性狀表現(xiàn)判斷。[情境遷移用活]按照遺傳規(guī)律，白眼雌果蠅(XwXw)和紅眼雄果蠅(XWY)交配，后代雄果蠅都應(yīng)該是白眼，后代雌果蠅都應(yīng)該是紅眼。可是有一天，摩爾根的助手布里吉斯發(fā)現(xiàn)白眼雌果蠅和紅眼雄果蠅雜交所產(chǎn)生的子一代中出現(xiàn)了一個(gè)白眼雌果蠅。大量的觀察發(fā)現(xiàn)，在上述雜交中，2000～3000只紅眼雌果蠅中會(huì)出現(xiàn)一只白眼雌果蠅。(果蠅體細(xì)胞中含有一條X染色體的是雄性，如6＋X、6＋XYY；含2條X染色體的是雌性，如6＋XXY等；含3條或0條X染色體的胚胎期致死，有無(wú)Y染色體都不影響性別。另外果蠅無(wú)眼色基因的受精卵無(wú)法發(fā)育為個(gè)體，含三條性染色體的果蠅能形成配子。)有人對(duì)該現(xiàn)象作出三種假設(shè)：假設(shè)一：可能是基因突變的結(jié)果。假設(shè)二：可能是染色體結(jié)構(gòu)變異。假設(shè)三：可能是染色體數(shù)目變異。[問(wèn)題設(shè)計(jì)](1)如果假設(shè)一成立，2000～3000只紅眼雌果蠅中才出現(xiàn)一只白眼雌果蠅，說(shuō)明該變異類(lèi)型有什么特點(diǎn)？提示：基因突變頻率低。(2)如果假設(shè)二成立，則該染色體發(fā)生了什么變化導(dǎo)致了這樣的現(xiàn)象？提示：紅眼雄果蠅(XWY)在形成精子時(shí)，X染色體含W基因的區(qū)段丟失。(3)如果假設(shè)三成立，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果是怎樣造成的？提示：該子代白眼雌果蠅的基因型可能為XwXwY，形成該白眼雌果蠅的原因是親代雌果蠅在形成配子時(shí)，減數(shù)分裂Ⅰ或Ⅱ分裂過(guò)程中染色體分離時(shí)發(fā)生異常所造成的。(4)要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證上述三種假設(shè)，請(qǐng)寫(xiě)出基本思路。提示：將該子代白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅雜交，統(tǒng)計(jì)子代表型及比例。[解題思維建模][典例]幾種性染色體異常果蠅的性別、育性等如圖所示。回答下列問(wèn)題：(1)圖示果蠅發(fā)生的變異類(lèi)型是____________________________________。(2)白眼雌果蠅(XrXrY)最多能產(chǎn)生Xr、XrXr、________和________四種類(lèi)型的配子。該果蠅與紅眼雄果蠅(XRY)雜交，子代中紅眼雌果蠅的基因型為_(kāi)________________________________________________________________。(3)用黑身白眼雌果蠅(aaXrXr)與灰身紅眼雄果蠅(AAXRY)雜交，F(xiàn)1雌果蠅表現(xiàn)為灰身紅眼，雄果蠅表現(xiàn)為灰身白眼。F2中灰身紅眼與黑身白眼果蠅的比例為_(kāi)_______，從F2灰身紅眼雌果蠅和灰身白眼雄果蠅中各隨機(jī)選取一只雜交，子代中出現(xiàn)黑身白眼果蠅的概率為_(kāi)_______________________。(4)用紅眼雌果蠅(XRXR)與白眼雄果蠅(XrY)為親本雜交，在F1群體中發(fā)現(xiàn)一只白眼雄果蠅(記為“M”)。M果蠅出現(xiàn)的原因有三種可能：第一種是環(huán)境改變引起表型變化，但基因型未變；第二種是親本果蠅發(fā)生基因突變；第三種是親本雌果蠅在減數(shù)分裂時(shí)X染色體不分離。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)簡(jiǎn)便的雜交實(shí)驗(yàn)，確定M果蠅的出現(xiàn)是由哪一種原因引起的。實(shí)驗(yàn)步驟：_____________________________________________________。結(jié)果預(yù)測(cè)：Ⅰ.若__________________________________________________________，則是環(huán)境改變；Ⅱ.若________________________，則是基因突變；Ⅲ.若____________，則是減數(shù)分裂時(shí)X染色體不分離。[解析]

(1)正常果蠅體細(xì)胞中染色體數(shù)為8條，有2個(gè)染色體組；圖示果蠅均發(fā)生個(gè)別染色體數(shù)目的增加或減少，屬于染色體數(shù)目變異。(2)基因型為XrXrY的白眼雌果蠅最多能產(chǎn)生Xr、XrY、XrXr、Y四種類(lèi)型的配子，該果蠅與基因型為XRY的紅眼雄果蠅雜交，紅眼雄果蠅(XRY)可產(chǎn)生含XR的配子，該配子與白眼雌果蠅(XrXrY)產(chǎn)生的四種配子結(jié)合，后代的基因型分別為XRXr、XRXrY、XRXrXr、XRY，XRY為雄性個(gè)體，XRXrXr的個(gè)體死亡，因此子代中紅眼雌果蠅的基因型為XRXr、XRXrY。(3)黑身白眼雌果蠅(aaXrXr)與灰身紅眼雄果蠅(AAXRY)雜交，F(xiàn)1的基因型為AaXRXr、AaXrY，F(xiàn)2中灰身紅眼果蠅所占比例為3/4(A_)×1/2(XRXr、XRY)＝3/8，黑身白眼果蠅所占比例為1/4(aa)×1/2(XrXr、XrY)＝1/8，故兩者的比例為3∶1。從F2灰身紅眼雌果蠅(A_XRXr)和灰身白眼雄果蠅(A_XrY)中各隨機(jī)選取一只雜交，子代中出現(xiàn)黑身果蠅(aa)的概率為2/3(Aa)×2/3(Aa)×1/4＝1/9，出現(xiàn)白眼的概率為1/2(XrXr、XrY)，因此子代中出現(xiàn)黑身白眼果蠅的概率為1/9×1/2＝1/18。(4)由題干信息可知，三種可能情況下，M果蠅的基因型分別為XRY、XrY、XrO。因此，本實(shí)驗(yàn)可以用M果蠅與多只正常的白眼雌果蠅(XrXr)雜交，統(tǒng)計(jì)子代果蠅的眼色。第一種情況下，XRY與XrXr的果蠅雜交，子代雌果蠅全部為紅眼，雄果蠅全部為白眼；第二種情況下，XrY與XrXr的果蠅雜交，子代全部是白眼；第三種情況下，由題干所給圖示可知，XrO的個(gè)體不育，因此其與XrXr的果蠅雜交，沒(méi)有子代產(chǎn)生。[答案]

(1)染色體數(shù)目變異(2)XrY

Y

XRXr、XRXrY

(3)3∶1

1/18

(4)M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交，分析子代的表型Ⅰ.子代出現(xiàn)紅眼(雌)果蠅Ⅱ.子代表型全部為白眼Ⅲ.無(wú)子代產(chǎn)生內(nèi)化思維模型

利用假說(shuō)—演繹法探究變異類(lèi)型的答題模板(以上題為例)[題點(diǎn)考法全訓(xùn)]1．玉米非糯性基因(A)對(duì)糯性基因(a)為顯性，植株紫色基因(B)對(duì)植株綠色基因(b)為顯性，這兩對(duì)等位基因分別位于第9號(hào)和第6號(hào)染色體上?，F(xiàn)有非糯性紫株、非糯性綠株和糯性紫株三個(gè)純種品系供實(shí)驗(yàn)選擇。(1)若要驗(yàn)證基因的自由組合定律，應(yīng)選擇的雜交組合是______________。(2)當(dāng)用X射線照射純合糯性紫株玉米花粉后，將其授與純合糯性綠株的個(gè)體上，發(fā)現(xiàn)在F1的734株中有2株為綠色。關(guān)于這2株綠色植株產(chǎn)生的原因，有兩種推測(cè)：推測(cè)一：少數(shù)花粉中紫色基因(B)突變?yōu)榫G色基因(b)，導(dǎo)致F1少數(shù)綠苗產(chǎn)生。推測(cè)二：6號(hào)染色體載有紫色基因(B)的區(qū)段缺失導(dǎo)致的。已知第6號(hào)染色體區(qū)段缺失的雌、雄配子可育，而缺失純合子(兩條同源染色體均缺失相同片段)致死。某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下雜交實(shí)驗(yàn)，以探究X射線照射花粉后產(chǎn)生的變異類(lèi)型。實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：選上述綠色植株與____________純種品系雜交，得到F2；第二步：讓F2植株自交，得到F3；第三步：觀察并記錄F3____________。結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論：①若F3植株的______________，說(shuō)明推測(cè)一成立；②若F3植株的______________，說(shuō)明推測(cè)二成立。解析：(1)若要驗(yàn)證基因的自由組合定律，雜交F1的基因型應(yīng)該是AaBb，因此選用的親本是非糯性綠株(AAbb)和糯性紫株(aaBB)。(2)純合糯性紫株玉米的基因型是aaBB，產(chǎn)生的精子的基因型是aB，純合糯性綠株的基因型是aabb，產(chǎn)生的卵細(xì)胞的基因型是ab，雜交后代的基因型是aaBb，都是紫株，如果用X射線照射純合糯性紫株玉米花粉后，將其授與純合糯性綠株的個(gè)體上，發(fā)現(xiàn)在F1的734株中有2株為綠色，綠株的出現(xiàn)可能的原因是精子中B基因突變形成b，或者精子中B基因所在的染色體片段缺失；如果是基因突變引起的，該突變綠株的基因型是bb，與紫株純合品系雜交，F(xiàn)2的基因型是Bb，F(xiàn)2自交得到F3的基因型及比例是BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，紫株∶綠株＝3∶1；如果是染色體片段缺失引起的，則突變綠株的基因型用B－b表示，與紫株純合品系雜交，F(xiàn)2的基因型是Bb、BB－，比例是1∶1，Bb自交后代的基因型及比例是BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，BB－自交后代的基因型及比例是BB∶BB－∶B－B－＝1∶2∶1，其中B－B－致死，因此F2自交得到的F3的表型及比例是紫株∶綠株＝6∶1。答案：(1)非糯性綠株和糯性紫株(2)非糯性紫株(或糯性紫株)植株顏色及比例①紫色∶綠色＝3∶1

②紫色∶綠色＝6∶12．果蠅剛毛(B)和截毛(b)這對(duì)相對(duì)性狀由X和Y染色體上的一對(duì)等位基因控制，控制果蠅紅眼的基因(R)只存在于X染色體上。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)果蠅常作為遺傳學(xué)研究的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)材料是因?yàn)開(kāi)_________________(至少填2點(diǎn))。上述兩對(duì)性狀的遺傳________(填“是”或“不”)遵循基因的自由組合定律，原因是___________________________________________________________________________________________________________________。(2)就上述兩對(duì)性狀，在果蠅種群中雄果蠅共有____種基因型?，F(xiàn)將兩只果蠅雜交，子代雌果蠅全為剛毛，雄果蠅中既有剛毛，又有截毛，則親代果蠅的基因型是____________。(3)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行果蠅雜交實(shí)驗(yàn)時(shí)，科研人員偶然發(fā)現(xiàn)，純合剛毛雌果蠅與截毛雄果蠅雜交，后代中出現(xiàn)一只截毛雄果蠅(甲)，一只截毛雌果蠅(乙)，他們推測(cè)出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因：可能是親本雌果蠅在產(chǎn)生配子的過(guò)程中發(fā)生了基因突變或染色體片段缺失。研究人員利用甲、乙果蠅進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，弄清了原因。試寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路并進(jìn)行預(yù)測(cè)(假定一對(duì)同源染色體缺失相同片段時(shí)胚胎致死，各基因型配子活力相同)。實(shí)驗(yàn)思路：___________________________________________________。結(jié)果預(yù)測(cè)：①若子代________________________，則甲、乙的出現(xiàn)是基因突變導(dǎo)致的。②若子代________________________，則甲、乙的出現(xiàn)是染色體片段缺失導(dǎo)致的。解析：(1)果蠅具有培養(yǎng)周期短，易飼養(yǎng)，成本低；染色體數(shù)少，便于觀察；某些相對(duì)性狀區(qū)分明顯等優(yōu)點(diǎn)，所以科學(xué)家選擇果蠅作為遺傳學(xué)研究的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)材料。剛毛(B)和截毛(b)這對(duì)相對(duì)性狀位于性染色體上，紅眼的基因(R)也位于性染色體上，控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的兩對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上，因此兩對(duì)性狀的遺傳不遵循基因的自由組合定律。(2)只考慮剛毛(B)和截毛(b)這對(duì)相對(duì)性狀，雄果蠅中含有4種基因型分別為XBYB、XBYb、XbYB、XbYb，只考慮果蠅眼色，雄果蠅中含有2種基因型分別為XRY、XrY，因此就上述兩對(duì)性狀，在果蠅種群中雄果蠅共有2×4＝8(種)基因型。子代雌果蠅全為剛毛(XBX－)，可以推測(cè)親代雄果蠅一定含有XB；子代雄果蠅中含有截毛(XbYb)，可以推測(cè)親代雌果蠅中一定含有Xb和雄果蠅一定含有Yb，因此親代雄果蠅的基因型為XBYb。子代雄果蠅中含有剛毛，說(shuō)明親代雌果蠅中含有XB，因此親代雌果蠅的基因型為XBXb。(3)純合剛毛雌果蠅(XBXB)與截毛雄果蠅(XbYb)雜交，不考慮變異，后代不會(huì)出現(xiàn)截毛果蠅，現(xiàn)在后代中出現(xiàn)一只截毛雄果蠅(甲)，一只截毛雌果蠅(乙)，如果是基因突變，則他們的基因型為XbXb、XbYb；如果是染色體片段缺失，它們的基因型為X－Xb、X－Yb?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)材料甲、乙果蠅，因此要想弄清到底是基因突變還是染色體缺失，可以讓甲和乙多次雜交，統(tǒng)計(jì)子代性別比，如果是基因突變，后代雌性果蠅∶雄性果蠅＝1∶1，如果是染色體片段缺失，由于一對(duì)同源染色體缺失相同片段時(shí)胚胎致死，后代雌性果蠅∶雄性果蠅＝1∶2，據(jù)此即可判斷出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因。答案：(1)易飼養(yǎng)，繁殖快不控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的兩對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上(或控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的兩對(duì)等位基因都在性染色體上，或控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的兩對(duì)等位基因連鎖)

(2)8

XBXb和XBYb

(3)讓甲和乙多次雜交，統(tǒng)計(jì)子代性別比①雌性果蠅∶雄性果蠅＝1∶1

②雌性果蠅∶雄性果蠅＝1∶2[典例]

(2021·河北高考)我國(guó)科學(xué)家利用栽培稻(H)與野生稻(D)為親本，通過(guò)雜交育種方法并輔以分子檢測(cè)技術(shù)，選育出了L12和L7兩個(gè)水稻新品系。L12的12號(hào)染色體上帶有D的染色體片段(含有耐缺氮基因TD)，L7的7號(hào)染色體上帶有D的染色體片段(含有基因SD)，兩個(gè)品系的其他染色體均來(lái)自H(圖1)。H的12號(hào)和7號(hào)染色體相應(yīng)片段上分別含有基因TH和SH。現(xiàn)將兩個(gè)品系分別與H雜交，利用分子檢測(cè)技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)一親本及部分F2的TD/TH基因進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)實(shí)驗(yàn)二親本及部分F2的SD/SH基因進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果以帶型表示(圖2)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)為建立水稻基因組數(shù)據(jù)庫(kù)，科學(xué)家完成了水稻____________條染色體的DNA測(cè)序。(2)實(shí)驗(yàn)一F2中基因型TDTD對(duì)應(yīng)的是帶型______。理論上，F(xiàn)2中產(chǎn)生帶型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的個(gè)體數(shù)量比為_(kāi)___________。(3)實(shí)驗(yàn)二F2中產(chǎn)生帶型α、β和γ的個(gè)體數(shù)量分別為12、120和108，表明F2群體的基因型比例偏離_______定律。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)1的雌配子均正常，但部分花粉無(wú)活性。已知只有一種基因型的花粉異常，推測(cè)無(wú)活性的花粉帶有____________(填“SD”或“SH”)基因。(4)以L7和L12為材料，選育同時(shí)帶有來(lái)自D的7號(hào)和12號(hào)染色體片段的純合品系X(圖3)。主要實(shí)驗(yàn)步驟包括：①______________________________；②對(duì)最終獲得的所有植株進(jìn)行分子檢測(cè)，同時(shí)具有帶型____________的植株即為目的植株。(5)利用X和H雜交得到F1，若F1產(chǎn)生的無(wú)活性花粉所占比例與實(shí)驗(yàn)二結(jié)果相同，雌配子均有活性，則F2中與X基因型相同的個(gè)體所占比例為_(kāi)_______。[答案]

(1)12

(2)Ⅲ

1∶2∶1

(3)(基因)分離SD

(4)將L7和L12雜交，獲得F1后自交α和Ⅲ

(5)1/80

[追根溯源]

高考“善于借鑒，巧加變換”1．題型追根——配子致死時(shí)，子代基因型比例分析水稻為雌雄同花植物，某水稻雜合子(Dd)自交時(shí)，若含隱性基因的雄配子有50%致死，則子一代的基因型比例為

()A．4∶4∶1

B．2∶2∶1C．2∶3∶1 D．1∶2∶1C[感悟]

該水稻自交，雌配子有D、d兩種，且D∶d＝1∶1；雄配子有D、d兩種，含隱性基因的雄配子有50%致死，則D∶d＝2∶1。其自交后，子一代的DD∶Dd∶dd＝(1/2×2/3)∶(1/2×1/3＋1/2×2/3)∶(1/2×1/3)＝2∶3∶1，C正確(或用“棋盤(pán)法”解答)。[典例]第(3)小題條帶α、β、γ對(duì)應(yīng)的基因型分別為SDSD∶SDSH∶SHSH，個(gè)體數(shù)量分別為12、120和108，SDSD所占數(shù)量比是1/20。F1的雌配子均正常SD＝1/2，所以F1的雄配子SD1/10有活性。第(5)小題利用X(基因型為SDSDTDTD)和H(基因型為SHSHTHTH)雜交得到F1，基因型為SDSHTDTH，若F1產(chǎn)生的SD花粉無(wú)活性，所占比例與實(shí)驗(yàn)二結(jié)果相同，即雄配子類(lèi)型及比例為SDTD∶SDTH∶SHTD∶SHTH＝1∶1∶9∶9，雌配子均有活性，配子類(lèi)型及比例為SDTD∶SDTH∶SHTD∶SHTH＝1∶1∶1∶1，則F2中基因型為SDSDTDTD的個(gè)體所占比例為1/4×1/20＝1/80(或用“棋盤(pán)法”解答)。2．方法追根——雜交育種中顯性純合子植物品種的培育選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1自交→獲得F2→鑒別、選擇需要的類(lèi)型，自交至不發(fā)生性狀分離為止。[感悟]

[典例]第(4)小題，已知TD與TH，SD與SH兩對(duì)基因分別位于7號(hào)和12號(hào)染色體上，兩對(duì)等位基因遵循自由組合定律，以L7和L12為材料，選育同時(shí)帶有來(lái)自D的7號(hào)和12號(hào)染色體片段的純合品系X，基因型為SDSDTDTD；同時(shí)考慮兩對(duì)等位基因，可知L7的基因型為SDSDTHTH，L12的基因型為SHSHTDTD，①將L7和L12雜交，獲得F1(SDSHTDTH)后自交，②對(duì)