第六单元 第3课时 染色体畸变与单倍体、多倍体育种（教师用书word）-【步步高】2025年高考生物大一轮复习讲义（浙科版 浙江、桂（梧州））

第3课时　染色体畸变与单倍体、多倍体育种 课标要求　举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡。 考点一　染色体畸变 1．图解染色体行为变化及染色体畸变 类型 图示变化过程(A、A′代表一对同源染色体；B、B′代表另一对同源染色体) 结果 染色体结构改变 缺失 基因的数目、排序改变 重复 易位 倒位 互换重组(染色体结构不变) 基因数目、排序不变 染色体数目改变 单体 (2n－1) 基因数目改变 三体 (2n＋1) 2.染色体数目变异 (1)类型和实例 (2)判定染色体组数的四种方法 方法1：根据概念判定 ①从来源看，二倍体生物一个配子中的全部染色体构成一个染色体组。 ②从染色体看，一个染色体组含有每对同源染色体中的一条染色体，也就是不含同源染色体。 ③从形态结构和功能看，一个染色体组携有控制该生物生长发育的全部遗传信息。 方法2：根据染色体形态判定 细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。 方法3：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。 方法4：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。 3．单倍体、二倍体和多倍体 项目 单倍体 二倍体 多倍体 定义 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 由体细胞发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体 由体细胞发育而来的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 发育来源 配子 体细胞 体细胞 染色体组 ≥1 2 ≥3 举例 雄蚁、雄蜂 人、果蝇、玉米等是二倍体；自然界中，绝大多数的动物和半数以上的高等植物都是二倍体 香蕉是三倍体，花生、大豆、马铃薯等是四倍体；多倍体普遍存在于植物界 提醒　(1)染色体组≠基因组 染色体组：二倍体生物配子中的染色体数目。 基因组：对于有性染色体的生物(二倍体)，其基因组为常染色体/2＋性染色体；对于无性染色体的生物，其基因组与染色体组相同。 (2)三倍体≠三体 (3)单向易位≠相互易位，如图所示： (4)单倍体≠1个染色体组 单倍体不一定只含1个染色体组，可能含同源染色体，可能含等位基因，也可能可育并产生后代。 (5)区分同源多倍体和异源多倍体 多倍体的染色体组来源于同一物种的,称为同源多倍体；来源于不同物种的,称为异源多倍体，如四倍体马铃薯为同源多倍体,可以表示为4n。植物体细胞杂交得到的白菜—甘蓝为异源多倍体,可表示为2n+2m。 拓展延伸　经人类染色体组型分析发现，有2%～4%的精神病患者的性染色体组成为XYY。诸多案例显示XYY综合征患者有反社会行为和暴力倾向，有人称多出的Y染色体为“犯罪染色体”。试分析该患者产生的原因。 提示　XYY综合征的形成必定是含X的卵细胞和含YY的精子结合成的受精卵发育而来的个体。因此，卵细胞正常，精子异常。含YY的精子异常是由于着丝粒分裂后产生的两条YY染色体没有移向细胞两极，发生在减数第二次分裂过程中。 1．(2024·温州高三模拟)如图表示进行有性生殖的某种二倍体动物在细胞分裂过程中发生的两种变异。下列叙述正确的是(　　) A．都无法在光学显微镜下观察到 B．都会改变DNA的碱基序列 C．都是生物变异的根本来源 D．都属于染色体结构变异 答案　B 解析　光学显微镜下能观察到染色体畸变，不能观察到基因突变和基因重组，左图是发生在同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换，为基因重组，右图是发生在非同源染色体间的互换，为染色体结构变异中的易位，因此左图变异类型在光学显微镜下不可见，A、D错误；易位、基因重组均可改变染色体上基因的排列顺序，因此均会改变DNA分子中的碱基序列，B正确；生物变异的根本来源是基因突变，C错误。 2．(2023·杭州高三模拟)如图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示染色体片段)，图丙左表示某健康人的HTT基因，图丙右表示某患者的HTT基因。下列叙述正确的是(　　) A．甲发生了染色体数目变异 B．乙细胞减数分裂形成的四分体正常 C．丙的变异类型是染色体结构变异中的重复 D．甲、乙的变异可用显微镜观察检验 答案　D 解析　甲发生了染色体结构变异中的缺失，A错误；乙细胞发生了染色体结构变异中的倒位，导致减数分裂形成的四分体不正常，B错误；丙中重复的是碱基序列，染色体结构变异中的重复指的是基因的重复，C错误；甲、乙的变异属于染色体结构变异，可用显微镜观察检验，D正确。 3．一只正常白眼雌果蝇和一只正常红眼雄果蝇杂交，产生的子一代中，出现一只基因型为XbXbY的白眼雌果蝇甲和一只基因型为OXB(O代表缺失一条性染色体)的红眼雄果蝇乙。下列相关叙述错误的是(　　) A．果蝇乙的体细胞中最多含14条染色体 B．理论上果蝇甲可产生比例相同的4种雌配子 C．可用显微镜观察果蝇甲、乙细胞中染色体异常情况 D．亲代白眼雌果蝇减数第一次分裂或减数第二次分裂异常导致产生果蝇甲 答案　B 解析　果蝇体细胞内正常情况下有8条染色体，而基因型为OXB的红眼雄果蝇乙的体细胞中缺少一条性染色体，那么其体细胞内正常情况下有7条染色体，在有丝分裂的后期细胞中染色体数目最多，出现14条，A正确；基因型为XbXbY的白眼雌果蝇甲产生的雌配子理论上为Xb∶XbY∶Y∶XbXb＝2∶2∶1∶1，因此4种雌配子比例不相等，B错误；果蝇甲的体细胞中染色体多了一条，果蝇乙的体细胞中染色体少了一条，二者都发生了染色体数目的变异，因此可用显微镜观察果蝇甲、乙细胞中染色体异常情况，C正确；亲代白眼雌果蝇减数第一次分裂的后期或者减数第二次分裂的后期异常导致产生的卵细胞内染色体数目异常，染色体数目多了一条的卵细胞与正常精子结合可产生果蝇甲，D正确。 归纳提升 1．“三法”判断生物变异的类型 (1)生物类型推断法 (2)细胞分裂方式推断法 (3)显微镜辅助推断法 2．几种常考类型产生配子的分析方法 注：分析三体产生的配子类型时，为了避免混淆，可以进行标号，如AAa，可以记为A1A2a，则染色体的三种分离方式为1A1A2、1a,1A1、1A2a,1A2、1A1a，最后把A合并即可得到各种配子的比例。 考点二　单倍体育种和多倍体育种 1．单倍体育种(包括花药离体培养和秋水仙素处理两个重要环节) 2．多倍体育种 3．生物的变异类型 4．(2024·绍兴鲁迅中学高三一模)单倍体育种的基本程序包括：杂交得到F1，将F1的花药在人工培养基上进行离体培养，诱导成幼苗；用秋水仙素处理幼苗，产生染色体加倍的纯合植株。下列关于单倍体育种的叙述，正确的是(　　) A．育种过程涉及授粉与受精作用 B．育种过程不涉及植物组织培养技术 C．秋水仙素促进细胞核内DNA的复制加倍 D．最终培育形成的植株为单倍体 答案　A 解析　亲本杂交得到F1，该过程涉及授粉与受精作用，A正确；F1的花药在人工培养基上进行离体培养，诱导成幼苗，该过程涉及植物组织培养技术，B错误；秋水仙素通过抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍，C错误；用秋水仙素处理幼苗，产生的染色体加倍的植株不是单倍体，D错误。 5．(2024·嘉兴高三联考)萝卜(2n＝18)常具有抗线虫病性状，白菜(2n＝38)中没有该性状。科学家利用如图所示方法培育抗线虫病白菜。Q植株可产生染色体数目不同的可育配子。下列叙述正确的是(　　) A．F1植株为单倍体 B．Q植株体细胞染色体数目为56 C．从Q、R植株中可筛选到含抗线虫病基因的纯合子 D．具有抗线虫病性状的R植株间染色体数量可不相同 答案　D 解析　F1由受精卵发育而来，不是单倍体，A错误；F1植株染色体数目为28，秋水仙素处理后得到的异源四倍体染色体数目为56，与白菜(2n＝38)杂交得到的Q植株的染色体数目为28＋19＝47，B错误；从Q、R植株中不能筛选到含抗线虫病基因的纯合子，C错误；白菜的染色体组用A表示，萝卜的染色体组用B表示，则白菜(2A)与萝卜(2B)杂交所得F1(A＋B)用秋水仙素处理后得到的异源四倍体的染色体组成为2A＋2B，其与白菜(2A)杂交所得的Q植株的染色体组成为2A＋B，该植株继续与白菜(2A)杂交，由于染色体组B无同源染色体，因而减数第一次分裂后期染色体随机移向细胞两极，因而子代具有抗线虫病性状的R植株间染色体数量可能不相同，D正确。 1．(2023·湖北，16)DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核苷酸序列，可检测识别区间的任意片段，并形成杂交信号。某探针可以检测果蝇Ⅱ号染色体上特定DNA区间。某果蝇的Ⅱ号染色体中的一条染色体部分区段发生倒位，如图所示。用上述探针检测细胞有丝分裂中期的染色体(染色体上“—”表示杂交信号)，结果正确的是(　　) 答案　B 解析　DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核苷酸序列，并能形成杂交信号，根据图示信息，倒位发生在着丝粒附近，倒位发生后，基因位置颠倒，但DNA探针依然可以识别，故B正确。 2．(2022·湖南，9)大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化＝1∶1∶1∶1。该个体最可能发生了下列哪种染色体结构变异(　　) 答案　C 解析　分析题意可知，大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上，两对等位基因为连锁关系，正常情况下，测交结果只能出现两种表型，但题干中某个体测交后代表型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化＝1∶1∶1∶1，类似于基因自由组合定律的结果，推测该个体可产生四种数目相等的配子，且控制两对性状的基因遵循自由组合定律，即两对等位基因被易位到两条非同源染色体上，C符合题意。 3．(2022·浙江6月选考，3)猫叫综合征的病因是人类第五号染色体短臂上的部分片段丢失所致。这种变异属于(　　) A．倒位 B．缺失 C．重复 D．易位 答案　B 解析　由题干描述可知，猫叫综合征是因为染色体缺失了部分片段导致，属于染色体结构变异中的缺失，B符合题意。 4．(2021·浙江1月选考，4)野生果蝇的复眼由正常眼变成棒眼和超棒眼，是由于某个染色体中发生了如图所示变化，a、b、c表示该染色体中的不同片段。棒眼和超棒眼的变异类型属于染色体畸变中的(　　) A．缺失 B．重复 C．易位 D．倒位 答案　B 5．(2021·广东，11)白菜型油菜(2n＝20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)，为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是(　　) A．Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组 B．将Bc作为育种材料，能缩短育种年限 C．秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株 D．自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育 答案　A 解析　白菜型油菜(2n＝20)的种子，表明白菜型油菜属于二倍体生物，体细胞中含有两个染色体组，而Bc是通过未受精的卵细胞发育而来的单倍体，其成熟叶肉细胞中含有一个染色体组，A错误；Bc是通过未受精的卵细胞发育而来的单倍体，秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株，此种方法为单倍体育种，能缩短育种年限，B、C正确；自然状态下，Bc只含有一个染色体组，细胞中无同源染色体，其减数分裂不能形成正常配子而高度不育，D正确。 课时精练 一、选择题 1．唐氏综合征的病因是父母的生殖细胞在减数分裂形成配子时，21号染色体发生不分离现象所致。这种变异属于(　　) A．基因突变 B．基因重组 C．染色体结构变异 D．染色体数目变异 答案　D 2．(2024·杭州第二中学高三联考)下列关于基因突变和染色体畸变的叙述，正确的是(　　) A．染色体畸变是指染色体在结构上发生的变化 B．染色体结构的变异大多数对生物是不利的 C．基因突变会导致染色体上基因数目发生改变 D．果蝇的椭圆眼变成棒眼是某基因突变导致的 答案　B 解析　染色体畸变包括染色体结构、数目的改变，A错误；基因突变是DNA分子中发生碱基对的替换、插入或缺失而引起核苷酸序列的改变，不会导致染色体上基因数目发生改变，C错误；果蝇X染色体上某个区段发生重复，导致其复眼由正常的椭圆形变成条形的“棒眼”，这属于染色体结构变异中的重复，D错误。 3．科学家对某雌猴做唾液腺染色体的高倍镜检查，部分检查结果如图，引起该现象的原因是(　　) A．染色体结构变异中的缺失 B．染色体结构变异中的重复 C．基因突变中的碱基对的缺失 D．染色体结构变异中的易位 答案　A 解析　通过题图可知，变异的X染色体比正常的X染色体短，二者长度不同，该变异类型属于染色体结构变异中的缺失，A符合题意。 4．如图①②③④分别表示不同的变异类型，基因a、a′仅有图③所示片段的差异。下列相关叙述正确的是(　　) A．图中4种变异中能够遗传的变异是①②④ B．③中的变异属于染色体结构变异中的缺失 C．④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复 D．①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，发生在减数第一次分裂的前期 答案　C 解析　①表示同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换(发生在减数第一次分裂的前期)，导致基因重组；②表示非同源染色体间互换片段，发生的是染色体结构变异中的易位；③表示基因突变，是由碱基对的插入引起的；④表示染色体结构变异中的缺失或重复，它们都是遗传物质的改变，都能遗传。 5．(2024·宁波高三联考)相互易位指非同源染色体互相交换部分等长的染色体片段。如图为发生相互易位的细胞在减数第一次分裂前期发生的联会现象。随着分裂的进行，互相配对的四条染色体彼此分离后会两两随机移向两极，若形成的配子中染色体片段有重复可引起配子发育异常，从而导致不良遗传效应，若配子中染色体无重复片段，则子代表型正常。下列相关叙述错误的是(　　) A．“十字形”联会现象只能发生在细胞的减数分裂过程中 B．该变异可能改变了染色体上的基因排列顺序，但对基因的种类没有影响 C．若正常个体与发生“十字形”联会的个体生育子代，则子代中表型正常的占1/4 D．上述变异属于染色体结构变异，是生物进化原材料的来源之一 答案　C 解析　题图为相互易位的细胞在减数第一次分裂前期发生的联会现象，只有减数分裂过程中发生联会，故“十字形”联会现象只能发生在细胞的减数分裂过程中，A正确；由图可知，该变异是一条染色体上的基因D、E与另一条非同源染色体上的基因N、O发生了互换，此时改变了染色体上的基因顺序，但对基因的种类并没有影响，B正确；若正常个体与发生“十字形”联会的个体生育子代，正常人产生的配子均正常，而发生该“十字形”联会的个体中，只有含ABCDE的染色体与含LMNO的染色体进入同一个配子，含ABCNO的染色体与含LMDE的染色体进入同一配子中时，才会产生正常的配子，在减数第一次分裂后期，可能发生的情况为①含ABCDE的染色体与含ABCNO的染色体移向同一极，则另一极为含LMDE的染色体和含LMNO的染色体，此时配子均不正常；②含ABCDE的染色体与含LMDE的染色体移向同一极，则另一极为含ABCNO的染色体和含LMNO的染色体，此时配子均不正常；③含ABCDE的染色体与含LMNO的染色体移向同一极，则另一极为含LMDE的染色体和含ABCNO的染色体，此时产生的配子染色体无重复片段，产生的子代表型正常，故正常个体与发生“十字形”联会的个体生育子代，子代中表型正常的占1/3，C错误；该变异是一条染色体上的基因D、E与另一条非同源染色体上的基因N、O发生了互换，属于染色体结构变异，染色体结构变异是生物进化原材料的来源之一，D正确。 6．(2024·诸暨高三模拟)人类(2n＝46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝粒处融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表型，但在产生生殖细胞的过程中，其细胞中形成复杂的联会复合物(如图)。在进行减数分裂时若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律(不考虑交叉互换)，下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，错误的是(　　) A．上述变异发生了染色体数目变异 B．上述变异在光学显微镜下可见 C．男性携带者的次级精母细胞中含有23条染色体 D．女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体) 答案　C 解析　14/21平衡易位染色体是由14号和21号两条染色体融合成一条染色体，通过染色体易位和连接形成，发生了染色体结构变异和染色体数目变异，该变异在光学显微镜下可见，A、B正确；由于形成了14/21平衡易位染色体，男性携带者的次级精母细胞在减数第二次分裂的前期和中期含有22或23条染色体，在减数第二次分裂的后期和末期含有44或46条染色体，C错误；女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)分别是①含有14、21号染色体的正常卵细胞、②含有14/21平衡易位染色体的卵细胞、③含有14/21平衡易位染色体和21号染色体的卵细胞、④含有14号染色体的卵细胞、⑤含有14/21平衡易位染色体和14号染色体的卵细胞、⑥含有21号染色体的卵细胞，D正确。 7．某精原细胞中m、n为一对同源染色体，其中m为正常染色体，A～E表示基因。该对同源染色体联会后发生的特殊过程如图所示，其中染色体桥在减数第一次分裂时随机断裂，后续的分裂过程正常进行。若只考虑该对同源染色体，下列有关叙述正确的是(　　) A．形成该精原细胞的分裂过程中发生了基因突变 B．该精原细胞在形成精子的过程中发生了染色体结构和数目变异 C．该精原细胞经减数分裂产生含异常染色体的精子占3/4 D．图示“染色体桥”中不存在染色体的同源区段 答案　C 解析　根据题图可知，n发生了B与D的倒位，该精原细胞形成过程中发生了染色体结构变异，A错误；该精原细胞在形成精子的过程中发生了染色体片段的缺失即染色体结构变异，B错误；由于右图中同源染色体发生变异后，相连的片段随机断裂，所以该精原细胞产生的精子类型为含m染色体的精子(正常精子)、含n染色体的精子(发生倒位的异常精子)、含染色体桥随机断裂后形成的染色体的2个精子，其中含有正常染色体的精子占为1/4，含异常染色体的精子占3/4，C正确；图示“染色体桥”中存在染色体A片段的同源区段，D错误。 8．(2024·嘉兴高三期中)现有一种6号三体玉米，该玉米体细胞的6号染色体及其产生的配子类型如图所示(A为抗病基因，a为易感病基因)，已知染色体数目异常的雄配子不能参与受精，雌配子能参与受精(不考虑交叉互换)。下列说法正确的是(　　) A．该玉米植株形成的上述4种类型的雌配子数量比例为1∶1∶1∶1 B．配子②和④可能由同一个初级精母细胞分裂形成 C．该三体抗病玉米自交，子代易感病植株约占1/6 D．以该三体抗病玉米作父本，与抗病玉米(Aa)杂交子代中抗病植株占2/3 答案　D 解析　基因型为Aaa的三体植株产生的配子种类及比例为Aa∶aa∶A∶a＝2∶1∶1∶2，A错误；配子②为A，配子④为a，基因型为Aaa的三体玉米在减数分裂时，一个初级精母细胞(Aaa)产生的4个配子基因型及数目为2Aa和2a或2A和2aa，因此不可能同时产生A和a配子，B错误；三体抗病玉米自交，产生的雌配子有4种(1/6A、2/6Aa、2/6a、1/6aa)，可育雄配子有2种(1/3A、2/3a)，子代易感病植株(aa＋aaa)约占2/3×2/6＋2/3×1/6＝1/3，C错误；以该三体抗病水稻作父本，产生2种可育雄配子(1/3A、2/3a)，抗病水稻(Aa)产生1/2A和1/2a的配子，子代中抗病植株占(1－2/3×1/2)＝2/3，D正确。 9．(2024·杭州高三联考)下列育种过程中没有涉及染色体数目变异的是(　　) A．由二倍体植株的花粉培育成单倍体幼苗 B．单倍体幼苗经秋水仙素处理获得二倍体植株 C．由二倍体西瓜培育成三倍体无籽西瓜 D．六倍体普通小麦与二倍体黑麦杂交培育成八倍体小黑麦 答案　A 10．将二倍体芝麻的种子萌发成的幼苗用秋水仙素处理后得到四倍体芝麻，此四倍体芝麻(　　) A．与原来的二倍体芝麻相比，在理论上已经是一个新的物种了 B．产生的配子中没有同源染色体 C．产生的配子无遗传效应 D．产生的花粉进行花药离体培养长成芝麻，因其体内仍有同源染色体，所以属于二倍体 答案　A 解析　四倍体与二倍体杂交后代是三倍体，三倍体高度不育，即四倍体与二倍体之间产生了生殖隔离，因此属于两个物种，A正确；四倍体的配子中仍有同源染色体，二倍体的配子中无同源染色体，B错误；四倍体芝麻产生的配子中有活性，有遗传效应，C错误；四倍体芝麻的花粉进行花药离体培养长成芝麻，属于由配子发育来的单倍体，D错误。 11．(2024·杭州高级中学高三一模)普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物，普通小麦是六倍体。在此基础上，中国首创的小黑麦，育种过程如图所示，其中A、B、D、R分别代表源自不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体。下列叙述正确的是(　　) A．杂合子Ⅰ不可育 B．杂合子Ⅰ是单倍体 C．培育小黑麦的过程属于单倍体育种 D．小黑麦为二倍体，体细胞中含56条染色体 答案　A 解析　由图可知，杂合子Ⅰ为异源四倍体(ABDR)，是不可育的，A正确，B错误；杂合子Ⅰ经过人工处理，染色体数目加倍后获得小黑麦，培育小黑麦的过程为多倍体育种，C错误；小黑麦(AABBDDRR)为异源八倍体，体细胞中含56条染色体，D错误。 12．科学家利用太空育种培育不同颜色棉花的过程如图所示，下列相关叙述正确的是(　　) A．过程③需要进行多代自交纯合化处理 B．过程③产生的子代可出现两种颜色的棉花 C．过程②发生了染色体结构变异 D．过程④要用秋水仙素处理萌发的种子，产生白色棉的概率为1/2 答案　C 解析　过程③为粉红棉的自交，粉红棉的基因型为bO(O表示缺失基因)，自交后，子代基因型为bb、bO、OO，表型分别为深红棉、粉红棉、白色棉，而目标植株为白色棉，根据子代的表型能直接选出，无需多代自交进行纯合化处理，过程③产生的子代可出现三种颜色的棉花，A、B错误；过程②发生了染色体片段的缺失(染色体结构的变异)，C正确；过程④为单倍体育种，先将粉红棉的配子b、O(比例为1∶1)培养成单倍体，单倍体通常高度不育(不会结种子)，要用秋水仙素处理萌发的幼苗，其基因型为bb∶OO＝1∶1，产生白色棉的概率为1/2，D错误。 二、非选择题 13．(2024·绍兴新昌中学高三调研)蓝粒小麦是小麦(2n＝42)与其近缘种长穗偃麦草杂交得到的。其细胞中来自长穗偃麦草的一对4号染色体(均带有蓝色素基因E)代换了小麦的一对4号染色体。小麦5号染色体上的h基因纯合后，可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换。某雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上。为培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦，研究人员设计了如图所示的杂交实验。请回答下列问题： (1)亲本不育小麦的基因型是________，F1中可育株和不育株的比例是________。 (2)F2与小麦(hh)杂交的目的是_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)F2蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成________个正常的四分体。如果减数分裂过程中同源染色体正常分离，来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体随机分配，最终能产生________种配子(仅考虑T/t、E基因)。F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是________。 (4)F3蓝粒不育株体细胞中有________条染色体，属于染色体畸变中的________变异。 (5)F4蓝粒不育株和小麦(HH)杂交后单株留种形成一个株系。若株系中出现： ①蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育＝1∶1∶1∶1，说明________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； ②蓝粒不育∶非蓝粒可育＝1∶1，说明______________________________________ ________________________________________________________________________。 符合育种要求的是________(填“①”或“②”)。 答案　(1)TtHH　1∶1　(2)获得h基因纯合(hh)的蓝粒不育株，诱导小麦和长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换，从而使T基因与E基因交换到一条姐妹染色单体上，以获得蓝粒和不育性状不分离的小麦　(3)20　4　1/16　(4)43　数目 (5)①F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于不同染色体上　②F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于同一条染色体上　② 解析　(1)亲本雄性不育小麦(HH)的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上，所以其基因型为TtHH，亲本小麦(hh)的基因型为tthh，故F1中可育株(ttHh)∶不育株(TtHh)＝1∶1。(2)F2中的蓝粒不育株的基因型及比例为1/2TtEHH、1/2TtEHh，其中T基因和E基因分别来自小麦的和长穗偃麦草的4号染色体，而h基因纯合后，可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换，使得T和E基因可以位于同一条姐妹染色单体上，从而获得蓝粒和不育两性状不分离的个体。(3)蓝粒小麦的染色体条数是42，而F2中的蓝粒不育株的4号染色体一条来自小麦，一条来自长穗偃麦草，其余染色体(42－1－1＝40)均来自小麦，为同源染色体，故其减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体；不同来源的4号染色体在减数分裂中随机分配，仅考虑T/t、E基因，若两条4号染色体移向一极，则同时产生基因型为TE和О(两基因均没有)的两种配子，若两条4号染色体移向两极，则产生基因型为T和E的两种配子，则F2中的蓝粒不育株共产生4种配子；F3中的蓝粒不育株产生TE配子的概率为1/4，产生h配子的概率是1/4，则F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是1/4×1/4＝1/16。(4)由F2中的蓝粒不育株产生的配子种类，可以确定形成F3中的蓝粒不育株的卵细胞中应含有两条4号染色体，且小麦染色体组成为2n＝42，故F3蓝粒不育株体细胞中有43条染色体，多了一条4号染色体，属于染色体数目变异。(5)F3中的蓝粒不育株基因型为TtEHh和TtEhh，含hh基因的个体可形成T和E交换到同一条染色体上的卵细胞，与小麦(ttHH)杂交，F4中的蓝粒不育株基因型为TtEHh，其中T基因和E基因连锁，位于同一条染色体上，t基因位于另一条染色体上，与小麦(ttHH)杂交，后代表型及比例为蓝粒不育∶非蓝粒可育＝1∶1，即F4蓝粒不育株体细胞中的T基因和E基因位于同一条染色体上；而F3中关于h的基因型为Hh的个体与小麦(ttHH)杂交产生的F4中的蓝粒不育株含3个4号染色体，分别携带T基因、E基因及t基因，与小麦(ttHH)杂交，母本在减数第一次分裂前期联会时，携带T基因的染色体和携带t基因的染色体联会，携带E基因的染色体随机分配到细胞的一极，产生的配子基因型及比例为T∶TE∶t∶tE＝1∶1∶1∶1，与小麦(ttHH)杂交，子代表型及比例为蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育＝1∶1∶1∶1，即F4蓝粒不育植株体细胞中的T基因和E基因位于不同染色体上；本实验要培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦，故②符合育种要求。 14．如图表示水稻育种的一些途径，请回答下列问题： (1)以矮秆易感稻瘟病(ddrr)和高秆抗稻瘟病(DDRR)水稻为亲本进行杂交，得F1；F1自交产生F2，F2中不能稳定遗传的占________，选F2中的矮秆抗病的水稻植株进行自交，直到不发生性状分离为止，这种育种方法是________________，其原理是__________________。 (2)若要在较短时间内获得上述新品种水稻，可选图中____________(填序号，按顺序写全)途径所用的方法。 (3)⑨过程通常用____________(填试剂名称)处理______________________，科学工作者欲培育能产生人体蛋白的水稻新品种，图中______________(填序号，按顺序写全)表示的途径最为合理可行。 (4)图中__________(填序号，按顺序写全)所表示的育种途径具有典型的多方向性，原理是______________________________。 答案　(1)3/4　杂交育种　基因重组　(2)⑤⑦⑧ (3)秋水仙素　萌发的种子或幼苗　③④　(4)①②　基因突变 解析　(1)以矮秆易感稻瘟病(ddrr)和高秆抗稻瘟病(DDRR)水稻为亲本进行杂交，得到的F1的基因型为DdRr，F1自交产生F2，则F2中能稳定遗传的占1/2×1/2＝1/4，不能稳定遗传的占1－1/4＝3/4。(2)分析题图可知，⑤是杂交，⑦是花药离体培养，⑧是秋水仙素处理使染色体数目加倍，因此⑤⑦⑧表示单倍体育种。(3)⑨⑩为多倍体育种，其中⑨过程通常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。在水稻中产生人体蛋白只能通过基因工程的方法，即③④途径，利用基因重组的原理，将人体蛋白基因导入水稻细胞中。(4)图中①②是人工诱变育种，基因突变具有多方向性、普遍性等特点，其原理是基因突变。 谢谢！ 学科网（北京）股份有限公司 $