一、染色體變異1.染色體數(shù)目變異(1)類型及實例
(2)染色體組(根據(jù)果蠅染色體組成圖歸納)①從染色體來源看,一個染色體組中　　　　　　　　　　　　　　　。?②從形態(tài)、大小和功能看,一個染色體組中所含的染色體　　　　　　　。③從所含的基因看,一個染色體組中含有控制本物種生物性狀的　　　　　　　　,不存在重復。?
(3)二倍體、多倍體和單倍體的比較
特別提醒單倍體不一定只含1個染色體組,可能含同源染色體,可能含等位基因,也可能可育并產(chǎn)生后代,如四倍體馬鈴薯產(chǎn)生的單倍體。
2.染色體結(jié)構(gòu)的變異(1)類型及實例
旁欄邊角(必修2,第90頁,圖5-7)基因突變中堿基的增添、缺失與染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復、缺失的區(qū)別是什么?
提示 ①基因突變中堿基的增添、缺失是基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化,該基因還存在,只是變?yōu)樵瓉淼牡任换?而染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復、缺失是某個基因或染色體片段重復出現(xiàn)或減少。②基因突變中堿基的增添、缺失屬于分子水平的變化,在光學顯微鏡下觀察不到;染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復、缺失屬于細胞水平的變化,在光學顯微鏡下能觀察到。
易錯辨析基于染色體變異的類型和特點,判斷下列表述是否正確。(1)染色體結(jié)構(gòu)變異不改變?nèi)旧w上的基因的數(shù)目或排列順序,可在顯微鏡下觀察到。(　　)(2)含有3個染色體組的個體就是三倍體。(　　)(3)秋水仙素或低溫能抑制紡錘體的形成,從而導致染色體數(shù)目加倍。(　　)(4)單倍體的體細胞中一定不存在同源染色體。(　　)(5)染色體片段的倒位和易位必然導致基因排列順序的變化。(　　)(6)低溫可抑制染色體著絲粒分裂,使子染色體不能分別移向兩極。(　　)
二、變異在育種中的應用1.雜交育種
特別提醒“最簡便”與“最快速”“最簡便”應為“易操作”,“最快速”則未必簡便,如用單倍體育種獲得的有顯性性狀的純合子,可明顯縮短育種年限,但其技術含量卻較高。
3.單倍體育種(1)原理:　　　　　　　　　　　　　。?(2)方法(3)優(yōu)點:　　　　　　　　　　　　　,所得個體均為　　　　　。?(4)缺點:技術復雜。特別提醒花藥離體培養(yǎng)≠單倍體育種單倍體育種主要包括雜交、花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素處理和篩選四個過程。
4.多倍體育種(1)方法:用　　　　　　或低溫處理。?(2)處理材料:　　　　　　　　　　　　。?(3)原理。
(4)實例:三倍體無子西瓜。
②三倍體西瓜無子的原因:三倍體西瓜在減數(shù)分裂過程中,由于染色體　　　　　　,不能產(chǎn)生正常配子。?
特別提醒可遺傳的變異≠可育三倍體無子西瓜、騾子、二倍體的單倍體等均表現(xiàn)為“不育”,但它們均屬可遺傳的變異——其遺傳物質(zhì)已發(fā)生變化,若將其體細胞培養(yǎng)為個體,則可保持其變異性狀——這與僅由環(huán)境引起的不可遺傳的變異有著本質(zhì)區(qū)別。如無子番茄的“無子”原因是植株未受粉,生長素促進了果實發(fā)育,這種“無子”性狀是不可以保留到子代的,將無子番茄進行組織培養(yǎng)時,若能正常受粉,則可結(jié)“有子果實”。
5.關于單倍體育種和多倍體育種的3點說明
三、實驗:低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化1.實驗原理有絲分裂前期形成,低溫并非抑制著絲粒分裂低溫抑制紡錘體的形成,以致影響染色體被拉向兩極,細胞不能分裂成兩個子細胞,于是染色體數(shù)目加倍。
3.實驗現(xiàn)象視野中既有　　　　　　　　　細胞,也有　　　　　　　　　　　　的細胞。?
4.實驗中的試劑及其作用
漂洗根尖,去掉解離液
知識拓展教材實驗中“酒精”及其作用
考向探究考向1染色體結(jié)構(gòu)變異1.(2022山東日照一模)在細胞分裂過程中,某些正常的染色體容易斷裂,若斷裂發(fā)生于染色體的兩個末端,那么斷裂下來的兩個片段彼此可以黏合成無著絲粒染色體片段,而帶著絲粒的部分可通過兩斷端的黏合形成環(huán)狀染色體(如右圖所示)。不帶著絲粒的片段往往消失,而帶著絲粒的部分能繼續(xù)進行復制、分裂。已知基因型為Aa的細胞中含有一條環(huán)狀染色體,下列關于該細胞進行有絲分裂(不考慮其他變異)的說法,錯誤的是(　　)A.在間期時可形成兩條環(huán)狀染色單體B.其子細胞中可能不含環(huán)狀染色體C.其子細胞中染色體數(shù)目與母細胞相同D.其子細胞的基因型可能為A、a或Aa
答案 B　解析 在該細胞分裂過程中,間期環(huán)狀染色體復制后可形成由同一個著絲粒連接的兩條環(huán)狀染色單體,A項正確;該正在分裂的細胞中已形成一條環(huán)狀染色體,環(huán)狀染色體能繼續(xù)進行細胞分裂(有絲分裂),其子細胞中均存在環(huán)狀染色體,B項錯誤;雖然環(huán)狀染色體的形成是正常染色體斷裂所致,但環(huán)狀染色體能繼續(xù)進行復制、著絲粒分裂,細胞中染色體數(shù)目并未發(fā)生改變,子細胞與母細胞染色體數(shù)目相同,C項正確;因為不清楚Aa基因的位置,有可能其中一個基因隨無著絲粒染色體片段丟失,所以子細胞基因型可能為A、a、或Aa,D項正確。
2.(2022山東濟寧模擬)下圖中甲~丁表示不同的變異類型,甲中英文字母表示染色體片段。下列敘述正確的是(　　)A.甲~丁的變異類型都會引起染色體上基因數(shù)量的變化B.甲~丁的變異類型都可能出現(xiàn)在根尖分生區(qū)細胞的分裂過程中C.若乙變異類型發(fā)生在某精原細胞中,則該精原細胞一定不能產(chǎn)生正常的配子D.圖示變異類型中甲、乙、丁可用光學顯微鏡觀察檢驗
答案 D　解析 題圖中甲、乙所示的變異類型可用光學顯微鏡觀察檢驗。由題圖可知,丙為同源染色體上非姐妹染色單體間的互換,屬于基因重組,發(fā)生在減數(shù)分裂過程中,且基因的數(shù)量不改變,A、B兩項錯誤;若乙變異類型發(fā)生在某精原細胞中,則該精原細胞經(jīng)過減數(shù)分裂,可能會產(chǎn)生正常的配子,C項錯誤;題圖中的甲、乙、丁均為染色體變異,可用光學顯微鏡觀察檢驗,D項正確。
考向2染色體組概念及生物體倍性判斷3.(2022山東濟南期中)下圖是野生祖先種和栽培品種香蕉的染色體核型圖,下列相關敘述正確的是(　　)A.栽培品種和野生祖先種體細胞中每個染色體組都含11條染色體B.栽培品種和野生祖先種都是香蕉,不存在生殖隔離C.用秋水仙素處理野生祖先種的幼苗可以直接獲得栽培品種香蕉D.栽培品種香蕉可正常進行減數(shù)分裂,形成的配子含有11條染色體
答案 A　解析 栽培品種的體細胞中含3個染色體組,野生祖先種體細胞中含兩個染色體組,兩者每個染色體組都含11條染色體,A項正確;栽培品種和野生祖先種不能雜交產(chǎn)生后代,存在生殖隔離,屬于不同的物種,B項錯誤;用秋水仙素處理野生祖先種的幼苗,染色體加倍成為四倍體,不能直接獲得三倍體栽培品種香蕉,C項錯誤;栽培品種香蕉為三倍體,減數(shù)分裂時聯(lián)會紊亂,不能形成正常的配子,D項錯誤。
考向3染色體數(shù)目變異4.(2022湖北部分重點中學開學聯(lián)考)當前田間的栽培稻由“祖先”二倍體野生稻經(jīng)過數(shù)千年的人工馴化而來。研究發(fā)現(xiàn),除了二倍體栽培稻,稻屬還有其他25種野生植物,按照基因組特征又可以分成11類,包括6類二倍體基因組和5類四倍體基因組。CCDD基因組異源四倍體野生稻是將CC基因組水稻和DD基因組水稻的兩套完整二倍體基因組進行融合,獲得的植株具有天然的雜種優(yōu)勢。下列相關敘述正確的是(　　)A.二倍體野生稻經(jīng)馴化為栽培稻的過程中遺傳多樣性會減少B.CC型野生稻與DD型野生稻雜交后直接獲得異源四倍體稻C.C或D可能代表一條染色體,異源四倍體形成中發(fā)生了進化D.CC型野生稻與DD型野生稻形成的異源四倍體高度不育
答案 A　解析 CCDD是異源四倍體,由CC基因組水稻和DD基因組水稻融合形成,其體細胞中含有4個染色體組,2個C染色體組,2個D染色體組。二倍體野生稻經(jīng)馴化為栽培稻的過程中是按照人們的需求選擇的,在選擇過程中淘汰了不符合人們需要的品種,因此遺傳多樣性減少,A項正確;CC型野生稻與DD型野生稻雜交后獲得CD二倍體,需要加倍處理才能得到異源四倍體,B項錯誤;C或D可能代表一個染色體組,C項錯誤;CC型野生稻與DD型野生稻形成的異源四倍體能夠正常聯(lián)會可育,D項錯誤。
方法突破1.染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的區(qū)別
2.易位與互換的區(qū)別
3.“三法”判定染色體組方法1　根據(jù)染色體形態(tài)判定細胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條,則含有幾個染色體組。
方法2　根據(jù)基因型判定在細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)出現(xiàn)幾次,則含有幾個染色體組。
方法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)。如果蠅體細胞中有8條染色體,分為4種形態(tài),則染色體組的數(shù)目為2。
考向探究考向1單倍體育種與多倍體育種的應用1.(2020全國Ⅲ)普通小麥是目前世界各地栽培的重要糧食作物。普通小麥的形成包括不同物種雜交和染色體加倍過程,如右圖所示(其中A、B、D分別代表不同物種的一個染色體組,每個染色體組均含7條染色體)。在此基礎上,人們又通過雜交育種培育出許多優(yōu)良品種。回答下列問題。
(1)在普通小麥的形成過程中,雜種一是高度不育的,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。已知普通小麥是雜種二染色體加倍形成的多倍體,普通小麥體細胞中有　　　　條染色體。一般來說,與二倍體相比,多倍體的優(yōu)點是　　　　　　　　　　　(答出2 點即可)。?(2)若要用人工方法使植物細胞染色體加倍,可采用的方法有　　　　(答出1點即可)。?(3)現(xiàn)有甲、乙兩個普通小麥品種(純合子),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、乙為實驗材料設計實驗獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種,請簡要寫出實驗思路。
答案 (1)無同源染色體,不能進行正常的減數(shù)分裂　42　營養(yǎng)物質(zhì)含量高、莖稈粗壯　(2)用秋水仙素處理　(3)甲、乙兩個品種雜交,F1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。
解析 (1)由題圖可知,雜種一是由一粒小麥和斯氏麥草兩種植物雜交得到的,雖然雜種一的體細胞中含有2個染色體組,但它們來自兩個不同的物種,即體細胞中無同源染色體,不能進行正常的減數(shù)分裂,無法形成正常的生殖細胞,故雜種一是高度不育的。由題圖可知,雜種二的體細胞中含有3個染色體組,是三倍體,每個染色體組均含7條染色體;普通小麥是由雜種二染色體加倍形成的多倍體,故普通小麥體細胞中含有42條染色體。與二倍體相比,多倍體的優(yōu)點是營養(yǎng)物質(zhì)含量高,莖稈粗壯,葉片、果實和種子都比較大等。(2)使植物細胞染色體加倍的人工方法有用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗;用低溫處理植物分生組織的細胞。(3)根據(jù)試題要求,應設計雜交育種方案獲得純合的抗病抗倒伏小麥,因為只有純合體才能穩(wěn)定遺傳。雜交實驗方案為:甲、乙兩個品種雜交獲得F1,F1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。
考向2生物雜交育種的綜合判斷2.(2022黑龍江大慶月考)已知玉米的高稈易倒伏(D)對矮稈抗倒伏(d)為顯性,抗病(R)對易感病(r)為顯性,控制上述兩種性狀的基因獨立遺傳,為獲得純合矮稈抗病玉米,研究人員用了下圖的研究方法。根據(jù)材料分析,下列說法正確的是(　　)A.從方法①中F1自交得到F2中挑選出矮稈抗病個體,連續(xù)自交兩代以后,得到F4中純合矮稈抗病個體的比例為7/16B.方法①②育種的原理都為染色體變異C.方法④獲得的植株細胞中可能會有DNA的損傷D.方法③與其他方法比,優(yōu)點是操作簡單且能定向改造生物性狀
答案 C　解析 過程①F1自交得到F2中矮稈抗病個體基因型為ddR_,連續(xù)自交兩代以后,得到F4中純合矮稈抗病個體ddRR的比例為1/3+2/3×(1-1/22)×1/2= 7/12,A項錯誤;方法①有連續(xù)自交,屬于雜交育種,育種原理為基因重組,②屬于單倍體育種,育種的原理為染色體變異,B項錯誤;過程④“航天育種”方法中主要的變異類型是基因突變,可能會有DNA的損傷,C項正確;過程③為基因工程育種,其缺點是操作復雜,技術條件要求較高,D項錯誤。
3.(2022江蘇泰州中學期初檢測)如下圖為生產(chǎn)實踐中的幾種育種方法的示意圖,請據(jù)圖分析回答下列問題。
(1)圖中①→②→③所示的育種方法是　　　　　　,其優(yōu)點是　　　　　　　　　　　,過程②常用的方法是　　　　　　　　　。?(2)⑤過程用射線處理的目的是使DNA分子中發(fā)生　　　　　　　　　　　　　　　,從而引起DNA中基因結(jié)構(gòu)的改變,該過程一般可用射線等因素來誘導。?(3)⑦過程的常用試劑是　　　　　　　,該試劑可抑制　　　　　　的形成,最終使細胞中染色體的數(shù)目加倍。?(4)若親本基因型為AaBb,為了獲得隱性純合子,最簡便的育種方法是　　　　　　　　,該育種方法的育種原理是　　　　　　　。?
答案 (1)單倍體育種　明顯縮短育種年限　花藥離體培養(yǎng)　(2)堿基的替換、增添和缺失　(3)秋水仙素　紡錘體　(4)雜交育種　基因重組解析 圖中①表示雜交,②表示花藥離體培養(yǎng),③表示誘導染色體數(shù)目加倍,④表示自交,⑤表示射線誘變處理,⑦表示誘導染色體數(shù)目加倍。綜上所述,圖中“親本→①→④→新品種”表示雜交育種,利用的原理為基因重組;“親本→①→②→③→新品種”表示單倍體育種,原理為染色體變異;“⑤→⑥→新品種”表示誘變育種,原理為基因突變;“⑦→新品種”表示多倍體育種,原理為染色體變異。
(1)圖中①→②→③方向所示的育種方法是單倍體育種,其優(yōu)點是能明顯縮短育種年限,過程②常用的方法是花藥離體培養(yǎng)。(2)⑤過程用射線處理的目的是使DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添和缺失,從而引起其結(jié)構(gòu)的改變,該過程一般用射線等因素來誘導。(3)⑦過程的常用試劑是秋水仙素,該試劑的作用原理是抑制細胞有絲分裂前期紡錘體的形成,從而使細胞中染色體數(shù)目加倍。(4)若親本基因型為AaBb,為了獲得隱性純合子,最簡便的育種方法是雜交育種,該育種方法的育種原理是基因重組。
方法突破育種方法的選擇
1——染色體變異與遺傳知識必備幾種常考類型產(chǎn)生配子的分析方法
注:分析三體產(chǎn)生的配子類型時,為了避免混淆,可以進行標號,如AAa,可以記為A1A2a,則染色體的3種分離方式為1A1A2、1a,1A1、1A2a,1A2、1A1a,最后把A合并即可得到各種配子的比例。
專項突破典例.(2022山東青島期初)某二倍體植物(2n=20)開兩性花,可自花傳粉。育種工作者培育出一個三體新品種,其體細胞中增加一條帶易位片段的染色體。相應基因與染色體的關系如圖所示,雄性可育(M)對雄性不育(m)為顯性,種子茶褐色(R)對種子灰色(r)為顯性。該三體植株在減數(shù)分裂Ⅰ后期染色體Ⅰ和Ⅱ分離,染色體Ⅲ因結(jié)構(gòu)特殊不能參與聯(lián)會而隨機移向一極,且含染色體Ⅲ的花粉無受粉能力。下列說法錯誤的是(　　)A.該三體新品種的細胞在減數(shù)分裂時可形成10個正常的四分體B.該三體植株通過減數(shù)分裂能產(chǎn)生2種基因型的雌配子C.理論上,該三體植株產(chǎn)生含有11條染色體的雄配子占全部雄配子的50%D.該三體植株自交產(chǎn)生的F1中茶褐色種子種植后更方便用于雜交育種
答案 D　解析 該二倍體植物正常體細胞中含有10對20條染色體,而帶有易位片段的染色體不能參與聯(lián)會,因此該三體新品種的細胞在減數(shù)分裂時可形成10個正常的四分體,A項正確;根據(jù)題意,該植株的基因型為MmmRrr,在減數(shù)分裂Ⅰ后期染色體Ⅰ和Ⅱ分離,染色體Ⅲ因結(jié)構(gòu)特殊不能參與聯(lián)會而隨機移向一極,則雌配子的基因型為mr和MmRr,共2種,B項正確;減數(shù)分裂Ⅰ后期,聯(lián)會的兩條同源染色體彼此分離,分別移向細胞兩極,而帶有易位片段的染色體隨機移向一極,故理論上,產(chǎn)生含有11條染色體的雄配子占全部雄配子的比值為50%,C項正確;該三體植株自交產(chǎn)生的F1中灰色種子由于無M基因,雄性不育,雜交時不用去雄,更方便用于雜交育種,D項錯誤。
專項訓練1.(2022山東青島三中?？?生物中多了一條染色體的個體叫三體(2n+1),少了一條染色體的個體叫單體(2n-1)。某種野生煙草(2n=48),有兩種突變體分別是甲6- 三體(6號染色體多一條)和乙7- 單體(7號染色體少一條),二者均可育,且配子中除不含7號染色體的花粉不育外,其余類型的配子育性均正常;各種類型的雜交子代活力均正常。煙草寬葉對窄葉為顯性(A、a),紅花對白花為顯性(B、b),兩對性狀獨立遺傳。甲為寬葉紅花(AaaBB),乙為窄葉白花?；卮鹣铝袉栴}。
(1)這兩種突變體均屬于　　　　　　　變異,乙在減數(shù)第一次分裂的前期能形成　　　　個四分體;若甲種突變體是由在花粉形成過程中減數(shù)分裂異常引起的,試分析具體原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。?(2)用一株甲突變體(AaaBB)與一株煙草(AAbb)雜交,得到6- 三體煙草(AAaBb),讓其自交,后代性狀分離比為　　 　　。?(3)利用甲、乙煙草設計最簡便的雜交實驗,探究控制紅花和白花的基因是否位于7號染色體上,寫出實驗思路并預期實驗結(jié)果及結(jié)論。(4)若通過實驗證明控制紅花和白花的基因位于7號染色體上,用乙作父本和甲雜交,所得F1和aabb個體雜交,F2中染色體正常植物的比例是　　　　。
答案 (1)染色體(數(shù)目)　23　在減數(shù)分裂Ⅰ時,6號同源染色體未分離,或在減數(shù)分裂Ⅱ時,6號染色體的兩條姐妹染色單體分離后移向同一極　(2)寬葉紅花∶寬葉白花∶窄葉紅花∶窄葉白花=105∶35∶3∶1　(3)實驗思路:用甲作父本和乙雜交,所得F1自交,觀察F2的性狀分離比。預期結(jié)果及結(jié)論:若F2中紅花∶白花=3∶1,則控制花色的基因不位于7號染色體上;若F2中紅花∶白花不等于(大于)3∶1,則控制花色的基因位于7號染色體上。(4)3/4
解析 (1)多一條染色體和少一條染色體,均發(fā)生了染色體數(shù)目的變異,這種變異叫染色體數(shù)目的變異。乙二倍體生物的7號染色體少了一條,則7號染色體缺少同源染色體,不能形成四分體,因此乙在減數(shù)分裂Ⅰ前期能形成23個四分體。甲突變體的6號染色體多了一條,在花粉形成過程中可能由在減數(shù)分裂Ⅰ時,6號同源染色體未分離,或在減數(shù)分裂Ⅱ時,6號染色體的兩條姐妹染色單體分離后移向同一極所導致。(2)6-三體煙草AAaBb中6號染色體多了一條,但產(chǎn)生的配子育性正常,寬葉、窄葉和紅花、白花兩對性狀獨立遺傳,則一對一對分析,寬葉和窄葉產(chǎn)生的配子及比例為AA∶a∶Aa∶A=1∶1∶2∶2,因此自交后代寬葉∶窄葉=35∶1。紅花和白花產(chǎn)生配子的類型及比例為B∶b=1∶1,自交后代紅花∶白花=3∶1,綜合起來AAaBb自交后代的性狀分離比為寬葉紅花∶寬葉白花∶窄葉紅花∶窄葉白花=105∶35∶3∶1。
(3)依據(jù)題干信息,控制紅花、白花的基因和控制寬葉、窄葉的基因分別位于兩對同源染色體上,若要判斷是否位于7號染色體,根據(jù)不含7號染色體的花粉不育的題干信息,可進行以下實驗設計,具體為:用甲作父本和乙雜交,所得F1自交,觀察F2的性狀分離比。預期結(jié)果及結(jié)論:若F2中紅花∶白花=3∶1,則控制花色的基因不位于7號染色體上;若F2中紅花∶白花不等于(大于)3∶1,則控制花色的基因位于7號染色體上。(4)乙的基因型是aab0,和甲AaaBB雜交,乙產(chǎn)生的配子只有ab,甲產(chǎn)生4種配子,其中染色體數(shù)目不正常的概率為1/2,所得的F1中染色體數(shù)目不正常的概率為1/2,分別為1/6AAaBb和2/6AaaBb,再與aabb個體雜交,則F2中染色體不正常的概率為1/6×1/2+2/6×1/2=1/4,則染色體正常植物的比例是1-1/4=3/4。
2.(2022湖北恩施質(zhì)量監(jiān)測)水稻是我國重要的糧食作物,水稻稻瘟病是由稻瘟病菌侵染水稻引起的病害,嚴重危害我國糧食生產(chǎn)安全。與使用農(nóng)藥相比,抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和經(jīng)濟的措施。水稻的抗稻瘟病是由基因R控制的,與不抗稻瘟病基因r均位于第11號染色體上。Ⅰ.水稻至少有一條正常的11號染色體才能存活,研究人員發(fā)現(xiàn)了兩株染色體異常稻(體細胞染色體如下圖所示),請據(jù)圖分析回答下列問題。
(1)植株甲的可遺傳變異類型具體為　　　　　　　　　　　,請簡要寫出區(qū)分該變異類型與基因突變最簡單的鑒別方法?！　　　　　　　?。?(2)已知植株甲的基因型為Rr,若要確定R基因位于正常還是異常的11號染色體上,請用最簡單的方法設計實驗證明R基因的位置(寫出雜交組合預期結(jié)果及結(jié)論)。①　　　　　　,將種子種植后觀察子代植株的表型,統(tǒng)計性狀分離比。?②若子代　　　　　　　　　,R基因在11號正常染色體上;若子代　　　　　　　　　　　　　　　,R基因在11號異常染色體上。?③若R基因位于異常染色體上,若讓植株甲、乙進行雜交,假設產(chǎn)生配子時,3條互為同源的染色體其中任意兩條隨機聯(lián)會,然后分離,多出的一條隨機分配到細胞的一極,則子代植株表型及比例為　　　　　　　　　。?
Ⅱ.水稻細胞中另有一對等位基因B、b對稻瘟病的抗性表達有影響,BB使水稻抗性完全消失,Bb使抗性減弱?，F(xiàn)用兩純合親本進行雜交,實驗過程和結(jié)果如圖。(3)根據(jù)題意判斷,等位基因B、b　　　　　(填“位于”或“不位于”)第11號染色體上,F2的易感病植株中純合子占　　　　。?
答案 (1)染色體結(jié)構(gòu)變異(染色體片段缺失)　用光學顯微鏡觀察區(qū)分(分裂期/聯(lián)會時期的裝片)　(2)①讓甲植株自交產(chǎn)生種子　②均為抗病植株　抗病植株∶感病植株=2∶1?、劭共≈仓辍酶胁≈仓?8∶3　(3)不位于　3/7解析 (1)植株甲的異常染色體與正常染色體相比,短了一截,可判斷其變異類型屬于染色體結(jié)構(gòu)變異(染色體片段缺失)。染色體變異可在光學顯微鏡下觀察到,而基因突變不能在光學顯微鏡下觀察,所以可用光學顯微鏡觀察區(qū)分(分裂期/聯(lián)會時期的裝片)該變異類型。
(2)結(jié)合題意,“水稻至少有一條正常的11號染色體才能存活”,設計實驗。①讓甲植株(Rr)自交產(chǎn)生種子,觀察并統(tǒng)計子代表型和比例。②Rr自交后代基因型為RR∶Rr∶rr=1∶2∶1,若R基因在11號正常染色體上,基因型rr的個體無正常染色體而死亡,子代只有抗病植株;若R基因在11號異常染色體上,基因型RR的個體無正常染色體而死亡,子代剩下Rr和rr基因型的個體,表型及比例為抗病植株∶感病植株=2∶1。③若R位于異常染色體上,甲(Rr)能產(chǎn)生兩種配子R∶r=1∶1,乙(Rrr)能產(chǎn)生配子2Rr∶2r∶R∶rr,子代為2RRr∶1RR∶3Rrr∶3Rr∶1rrr∶2rr,其中RR死亡,剩下的抗病植株∶不抗病植株=8∶3。
(3)由于F2的性狀分離比是3∶6∶7,各比例相加和為16,可判定抗病性狀符合自由組合定律,故等位基因B、b不位于第11號染色體上。由F2比例為3∶6∶7可知,F1個體基因型為BbRr,F2的易感病植株基因型為rrBB(1/16)、rrBb(2/16)、rrbb(1/16)、RRBB(1/16)、RrBB(2/16),F2的易感病植株中純合子占(1/16+1/16+1/16)/(1/16+2/16+1/16+1/16+2/16)=3/7。
2——利用假說—演繹法解決生物變異類型實驗探究題專項突破典例.(2022山東菏澤模擬)某二倍體植物的紫株和綠株受6號常染色體上一對等位基因(H、h)控制,紫株對綠株為完全顯性。用X射線照射紫株甲后,再與綠株雜交,發(fā)現(xiàn)子代只有1株綠株(綠株乙),其余全為紫株。為研究綠株乙出現(xiàn)的原因,將綠株乙與純合紫株丙雜交獲得F1,F1自交產(chǎn)生F2(一條染色體片段缺失不影響個體生存,兩條同源染色體缺失相同的片段會導致個體死亡)。下列敘述錯誤的是(　　)A.若紫株甲是基因突變導致的,則F1一定是雜合子B.若紫株甲是基因突變導致的,則F2中紫株所占的比例為2/3C.若紫株甲是染色體片段缺失導致的,則綠株乙能產(chǎn)生2種配子D.若紫株甲是染色體片段缺失導致的,則F2中紫株所占的比例為6/7
答案 B　解析 若紫株甲是基因突變導致的,則其基因型為Hh,綠株乙的基因型為hh,與純合紫株丙(HH)雜交獲得的F1的基因型為Hh,是雜合子,自交產(chǎn)生的F2中紫株所占的比例為3/4,A項正確,B項錯誤。若紫株甲是染色體片段缺失導致的,則其基因型為HO,綠株乙的基因型為hO,能產(chǎn)生h和O 2種配子,與純合紫株丙(HH)雜交獲得F1的基因型為1/2Hh、1/2HO,自交可分為2種情況:①1/2Hh (1/2×3/4)H_、(1/2×1/4)hh;②1/2HO (1/2×3/4)H_、(1/2×1/4)OO(死亡),故F2中紫株所占的比例為6/7,C、D兩項正確。
專項訓練1.(2022湖南教育聯(lián)合聯(lián)考)果蠅灰體(E)對黑檀體(e)為顯性,基因位于常染色體上。連續(xù)觀察統(tǒng)計某地果蠅種群基因型頻率,統(tǒng)計結(jié)果如下表所示。
(1)據(jù)表分析,僅從果蠅體色判斷,該種群是否發(fā)生進化?　　　　　　　　,判斷的依據(jù)是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)另一同學選取純合灰體果蠅與黑檀體果蠅進行雜交,在子代中偶然發(fā)現(xiàn)1只黑檀體雄果蠅。經(jīng)分析,該黑檀體雄果蠅出現(xiàn)的原因可能是親本灰體果蠅在產(chǎn)生配子過程中發(fā)生了基因突變或染色體片段缺失。請設計兩種方法來確定該黑檀體雄果蠅出現(xiàn)的原因。(注:基因突變和染色體片段缺失的配子活力正常,而1對同源染色體同源片段都缺失的胚胎致死。)方法一:? 　　　　　　　　　　。?
方法二:雜交實驗。實驗思路:用該黑檀體雄果蠅與純合灰體雌果蠅雜交,獲得F1;F1雌雄自由交配,觀察、統(tǒng)計F2表型及比例。預期實驗結(jié)果及結(jié)論:①若　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,則黑檀體雄果蠅出現(xiàn)的原因是親本灰體果蠅在產(chǎn)生配子過程中發(fā)生了基因突變;?②若　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,則黑檀體雄果蠅出現(xiàn)的原因是親本灰體果蠅在產(chǎn)生配子過程中發(fā)生了染色體片段缺失。
答案 (1)沒有進化　種群基因頻率未發(fā)生改變　(2)用顯微鏡觀察該黑檀體雄果蠅的染色體形態(tài)是否正?！2表型及比例為灰體果蠅∶黑檀體果蠅=3∶1　F2表型及比例為灰體果蠅∶黑檀體果蠅=4∶1解析 (1)據(jù)表分析,第1年果蠅種群中EE的基因型頻率為51%,ee的基因型頻率為11%,Ee的基因型頻率為1-51%-11%=38%,則第1年果蠅種群中E的基因頻率為51%+38%/2=70%,e的基因頻率為1-70%=30%。經(jīng)計算可知:第2年果蠅種群中E的基因頻率為70%,e的基因頻率為30%。兩年間與果蠅體色有關基因的基因頻率沒有發(fā)生改變,僅從果蠅體色來說,該種群沒有發(fā)生進化。
(2)染色體片段缺失可以在顯微鏡下觀察出來,可用顯微鏡觀察該黑檀體雄果蠅的染色體形態(tài)是否正常來確定該黑檀體雄果蠅出現(xiàn)的原因。還可以讓該黑檀體雄果蠅與純合灰體雌果蠅雜交,獲得F1,F1雌、雄果蠅自由交配得F2,觀察、統(tǒng)計F2的表型及比例。若該黑檀體雄果蠅出現(xiàn)的原因是親本灰體果蠅在產(chǎn)生配子過程中發(fā)生了基因突變,則該黑檀體雄果蠅的基因型為ee,其與純合灰體雌果蠅(EE)雜交得F1(Ee),F1雌、雄個體自由交配得F2,F2的表型及比例為灰體果蠅∶黑檀體果蠅=3∶1;若該黑檀體雄果蠅出現(xiàn)的原因是親本灰體果蠅在產(chǎn)生配子過程中染色體片段缺失,則該黑檀體雄果蠅的基因型為Oe(O表示含E的染色體片段缺失),其與純合灰體雌果蠅(EE)雜交,獲得的F1的基因型為1/2Ee和1/2EO,F1雌、雄個體自由交配得F2,由于一對同源染色體都缺失相同片段時,胚胎致死,所以F2的表型及比例為灰體果蠅∶黑檀體果蠅=4∶1。
2.(2022江西第一次名校聯(lián)考)Ⅰ.摩爾根是現(xiàn)代實驗生物學奠基人,他于1933年由于發(fā)現(xiàn)染色體在遺傳中的作用,贏得了諾貝爾生理學或醫(yī)學獎,摩爾根利用果蠅進行的部分雜交實驗如圖1所示。
(1)根據(jù)圖1的結(jié)果,摩爾根提出假說:控制果蠅眼色的基因位于　　　染色體上。為驗證該假說,摩爾根最好選擇圖1中　　　　　　　　　　進行雜交得到白眼雌蠅,然后用白眼雌蠅和　　　　　　　交配,最終證明了假說成立,成為證明基因位于染色體上的第一人。?
Ⅱ.1917年,布里奇斯在培養(yǎng)的純種紅眼正常翅果蠅中偶然發(fā)現(xiàn)一只翅膀后端邊緣有缺刻的紅眼雌果蠅。為探究該紅眼雌果蠅出現(xiàn)的原因,他用該缺刻翅雌果蠅與正常翅雄果蠅雜交,下一代雌性缺刻翅、正常翅各一半,雄性只有正常翅,且雌雄比例為2∶1。(2)布里奇斯根據(jù)實驗結(jié)果做出假設一:缺刻翅是由一種位于X染色體的顯性基因所控制,缺刻基因使雄性致死。布里奇斯又用該紅眼缺刻翅雌蠅同白眼正常翅雄蠅雜交,得到的結(jié)果如圖2所示,由結(jié)果分析,假設一　　　　　　(填“成立”或“不成立”)。?
(3)布里奇斯還做出了假設二:缺刻翅這種變異并非基因突變引起的,而是因為X染色體發(fā)生部分缺失而引起的。根據(jù)假設二,推測圖2實驗結(jié)果中,子代的雌雄比例不是1∶1,而是2∶1,其原因最可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(4)染色體缺失過程中會斷裂出無著絲粒的片段。這些片段無法進入細胞核而只能留在細胞質(zhì)中,在新的細胞周期中凝集成微核,游離在細胞核之外。根據(jù)這一原理,如果假設二成立,科學工作者常通過觀察處于　　　期的果蠅細胞中有無微核來確定染色體是否發(fā)生缺失。?
答案 (1)X　F1紅眼雌蠅與F2(或親代)白眼雄蠅　紅眼雄蠅　(2)不成立　(3)含缺失部分片段的X染色體的雄果蠅致死　(4)間解析 (1)由性狀表現(xiàn)與性別相關,且F1雄蠅為紅眼,而P雄蠅為白眼,可推測基因位于X染色體上,由F1、F2可知,紅眼為顯性性狀,白眼為隱性性狀,所以,可以選擇白眼雌蠅×紅眼雄蠅進行測交驗證。通過F1紅眼雌蠅與F2(或親代)白眼雄蠅雜交可獲得白眼雌蠅。(2)因為親本果蠅為純合紅眼,如果假設一成立,兩對基因均位于X染色體上,則圖二的實驗中,親本為XABXAb和XabY,子代不可能出現(xiàn)白眼缺刻翅♀,所以假設一不成立。

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