新高考生物一轮复习讲练课件：第21讲　染色体变异与育种（含解析）

第21讲染色体变异与育种高考生物一轮复习素养目标一、染色体变异1.染色体数目变异(1)类型及实例(2)染色体组(根据果蝇染色体组成图归纳)①从染色体来源看,一个染色体组中

。

②从形态、大小和功能看,一个染色体组中所含的染色体

。③从所含的基因看,一个染色体组中含有控制本物种生物性状的

,不存在重复。

不含同源染色体各不相同

一整套基因

(3)二倍体、多倍体和单倍体的比较

项目二倍体多倍体单倍体概念由受精卵发育而来,体细胞中含有两个

的个体

由受精卵发育而来,体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体由未受精的生殖细胞发育而来,体细胞中含有本物种

染色体数目的个体

染色体组两个

一至多个发育起点

受精卵

染色体组

配子

3个或3个以上

受精卵

配子项目二倍体多倍体单倍体形成原因自然成因正常的有性生殖外界环境条件剧变(如低温)单性生殖人工诱导秋水仙素处理单倍体幼苗秋水仙素处理

的种子或幼苗

萌发

花药离体培养

项目二倍体多倍体单倍体植物特点正常可育果实、种子较大,营养物质含量丰富,生长发育延迟,结实率低

,高度不育

举例几乎全部的动物和过半数的高等植物香蕉(三倍体)、马铃薯(四倍体)、八倍体小黑麦蜜蜂的雄蜂特别提醒单倍体不一定只含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,如四倍体马铃薯产生的单倍体。植株弱小

2.染色体结构的变异(1)类型及实例易位

倒位

(2)结果和影响

旁栏边角(必修2,第90页,图5-7)基因突变中碱基的增添、缺失与染色体结构变异中的重复、缺失的区别是什么?提示

①基因突变中碱基的增添、缺失是基因内部结构的变化,该基因还存在,只是变为原来的等位基因;而染色体结构变异中的重复、缺失是某个基因或染色体片段重复出现或减少。②基因突变中碱基的增添、缺失属于分子水平的变化,在光学显微镜下观察不到;染色体结构变异中的重复、缺失属于细胞水平的变化,在光学显微镜下能观察到。易错辨析基于染色体变异的类型和特点,判断下列表述是否正确。(1)染色体结构变异不改变染色体上的基因的数目或排列顺序,可在显微镜下观察到。(

)(2)含有3个染色体组的个体就是三倍体。(

)(3)秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成,从而导致染色体数目加倍。(

)(4)单倍体的体细胞中一定不存在同源染色体。(

)(5)染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化。(

)(6)低温可抑制染色体着丝粒分裂,使子染色体不能分别移向两极。(

)××√×√×二、变异在育种中的应用1.杂交育种基因重组

杂交

鉴别、选择

优良性状

长

特别提醒“最简便”与“最快速”“最简便”应为“易操作”,“最快速”则未必简便,如用单倍体育种获得的有显性性状的纯合子,可明显缩短育种年限,但其技术含量却较高。2.诱变育种

基因突变

萌发的种子或幼苗

突变频率

改良某些性状

3.单倍体育种(1)原理:

。

(2)方法(3)优点:

,所得个体均为

。

(4)缺点:技术复杂。特别提醒花药离体培养≠单倍体育种单倍体育种主要包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选四个过程。染色体(数目)变异

秋水仙素

明显缩短育种年限

纯合子

4.多倍体育种(1)方法:用

或低温处理。

(2)处理材料:

。

(3)原理。秋水仙素

萌发的种子或幼苗

纺锤体

染色体

(4)实例:三倍体无子西瓜。

②三倍体西瓜无子的原因:三倍体西瓜在减数分裂过程中,由于染色体

,不能产生正常配子。

三倍体种子

果实

联会紊乱

特别提醒可遗传的变异≠可育三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现为“不育”,但它们均属可遗传的变异——其遗传物质已发生变化,若将其体细胞培养为个体,则可保持其变异性状——这与仅由环境引起的不可遗传的变异有着本质区别。如无子番茄的“无子”原因是植株未受粉,生长素促进了果实发育,这种“无子”性状是不可以保留到子代的,将无子番茄进行组织培养时,若能正常受粉,则可结“有子果实”。5.关于单倍体育种和多倍体育种的3点说明

三、实验:低温诱导植物细胞染色体数目的变化1.实验原理有丝分裂前期形成,低温并非抑制着丝粒分裂低温抑制纺锤体的形成,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

卡诺氏液

95%的酒精

低

高

3.实验现象视野中既有

细胞,也有

的细胞。

正常的二倍体

染色体数目发生改变

4.实验中的试剂及其作用

试剂使用方法作用卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h固定细胞形态体积分数为95%的酒精冲洗用卡诺氏液处理过的根尖洗去卡诺氏液与质量分数为15%的盐酸等体积混合,浸泡经过固定的根尖

质量分数为15%的盐酸与体积分数为95%的酒精等体积混合,作为解离液解离根尖细胞蒸馏水浸泡解离后的根尖细胞约10min

质量浓度为0.01g/mL的甲紫溶液把漂洗干净的根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL的甲紫溶液的玻璃皿中染色3~5min使染色体着色解离根尖细胞

漂洗根尖,去掉解离液

知识拓展教材实验中“酒精”及其作用

考点一染色体变异新教材新高考(1)教材新增:染色体变异的概念(2)教材改动:二倍体概念;染色体组概念通过生物变异类型的判断与实验,培养实验设计及结果分析的能力考向探究考向1染色体结构变异1.(2022山东日照一模)在细胞分裂过程中,某些正常的染色体容易断裂,若断裂发生于染色体的两个末端,那么断裂下来的两个片段彼此可以黏合成无着丝粒染色体片段,而带着丝粒的部分可通过两断端的黏合形成环状染色体(如右图所示)。不带着丝粒的片段往往消失,而带着丝粒的部分能继续进行复制、分裂。已知基因型为Aa的细胞中含有一条环状染色体,下列关于该细胞进行有丝分裂(不考虑其他变异)的说法,错误的是(

)A.在间期时可形成两条环状染色单体B.其子细胞中可能不含环状染色体C.其子细胞中染色体数目与母细胞相同D.其子细胞的基因型可能为A、a或Aa答案

B

解析

在该细胞分裂过程中,间期环状染色体复制后可形成由同一个着丝粒连接的两条环状染色单体,A项正确;该正在分裂的细胞中已形成一条环状染色体,环状染色体能继续进行细胞分裂(有丝分裂),其子细胞中均存在环状染色体,B项错误;虽然环状染色体的形成是正常染色体断裂所致,但环状染色体能继续进行复制、着丝粒分裂,细胞中染色体数目并未发生改变,子细胞与母细胞染色体数目相同,C项正确;因为不清楚Aa基因的位置,有可能其中一个基因随无着丝粒染色体片段丢失,所以子细胞基因型可能为A、a、或Aa,D项正确。考题点睛

2.(2022山东济宁模拟)下图中甲~丁表示不同的变异类型,甲中英文字母表示染色体片段。下列叙述正确的是(

)A.甲~丁的变异类型都会引起染色体上基因数量的变化B.甲~丁的变异类型都可能出现在根尖分生区细胞的分裂过程中C.若乙变异类型发生在某精原细胞中,则该精原细胞一定不能产生正常的配子D.图示变异类型中甲、乙、丁可用光学显微镜观察检验答案

D

解析

题图中甲、乙所示的变异类型可用光学显微镜观察检验。由题图可知,丙为同源染色体上非姐妹染色单体间的互换,属于基因重组,发生在减数分裂过程中,且基因的数量不改变,A、B两项错误;若乙变异类型发生在某精原细胞中,则该精原细胞经过减数分裂,可能会产生正常的配子,C项错误;题图中的甲、乙、丁均为染色体变异,可用光学显微镜观察检验,D项正确。考向2染色体组概念及生物体倍性判断3.(2022山东济南期中)下图是野生祖先种和栽培品种香蕉的染色体核型图,下列相关叙述正确的是(

)A.栽培品种和野生祖先种体细胞中每个染色体组都含11条染色体B.栽培品种和野生祖先种都是香蕉,不存在生殖隔离C.用秋水仙素处理野生祖先种的幼苗可以直接获得栽培品种香蕉D.栽培品种香蕉可正常进行减数分裂,形成的配子含有11条染色体答案

A

解析

栽培品种的体细胞中含3个染色体组,野生祖先种体细胞中含两个染色体组,两者每个染色体组都含11条染色体,A项正确;栽培品种和野生祖先种不能杂交产生后代,存在生殖隔离,属于不同的物种,B项错误;用秋水仙素处理野生祖先种的幼苗,染色体加倍成为四倍体,不能直接获得三倍体栽培品种香蕉,C项错误;栽培品种香蕉为三倍体,减数分裂时联会紊乱,不能形成正常的配子,D项错误。考向3染色体数目变异4.(2022湖北部分重点中学开学联考)当前田间的栽培稻由“祖先”二倍体野生稻经过数千年的人工驯化而来。研究发现,除了二倍体栽培稻,稻属还有其他25种野生植物,按照基因组特征又可以分成11类,包括6类二倍体基因组和5类四倍体基因组。CCDD基因组异源四倍体野生稻是将CC基因组水稻和DD基因组水稻的两套完整二倍体基因组进行融合,获得的植株具有天然的杂种优势。下列相关叙述正确的是(

)A.二倍体野生稻经驯化为栽培稻的过程中遗传多样性会减少B.CC型野生稻与DD型野生稻杂交后直接获得异源四倍体稻C.C或D可能代表一条染色体,异源四倍体形成中发生了进化D.CC型野生稻与DD型野生稻形成的异源四倍体高度不育答案

A

解析

CCDD是异源四倍体,由CC基因组水稻和DD基因组水稻融合形成,其体细胞中含有4个染色体组,2个C染色体组,2个D染色体组。二倍体野生稻经驯化为栽培稻的过程中是按照人们的需求选择的,在选择过程中淘汰了不符合人们需要的品种,因此遗传多样性减少,A项正确;CC型野生稻与DD型野生稻杂交后获得CD二倍体,需要加倍处理才能得到异源四倍体,B项错误;C或D可能代表一个染色体组,C项错误;CC型野生稻与DD型野生稻形成的异源四倍体能够正常联会可育,D项错误。方法突破1.染色体结构变异与基因突变的区别2.易位与互换的区别

3.“三法”判定染色体组方法1

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。方法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。考点二变异在育种中的应用新教材新高考教材淡化:单倍体育种改为小字内容形成关注科学育种,提高粮食产量与品质的责任和意识考向探究考向1单倍体育种与多倍体育种的应用1.(2020全国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,如右图所示(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。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)用秋水仙素处理(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。解析

(1)由题图可知,杂种一是由一粒小麦和斯氏麦草两种植物杂交得到的,虽然杂种一的体细胞中含有2个染色体组,但它们来自两个不同的物种,即体细胞中无同源染色体,不能进行正常的减数分裂,无法形成正常的生殖细胞,故杂种一是高度不育的。由题图可知,杂种二的体细胞中含有3个染色体组,是三倍体,每个染色体组均含7条染色体;普通小麦是由杂种二染色体加倍形成的多倍体,故普通小麦体细胞中含有42条染色体。与二倍体相比,多倍体的优点是营养物质含量高,茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大等。(2)使植物细胞染色体加倍的人工方法有用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗;用低温处理植物分生组织的细胞。(3)根据试题要求,应设计杂交育种方案获得纯合的抗病抗倒伏小麦,因为只有纯合体才能稳定遗传。杂交实验方案为:甲、乙两个品种杂交获得F1,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。考向2生物杂交育种的综合判断2.(2022黑龙江大庆月考)已知玉米的高秆易倒伏(D)对矮秆抗倒伏(d)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,控制上述两种性状的基因独立遗传,为获得纯合矮秆抗病玉米,研究人员用了下图的研究方法。根据材料分析,下列说法正确的是(

)A.从方法①中F1自交得到F2中挑选出矮秆抗病个体,连续自交两代以后,得到F4中纯合矮秆抗病个体的比例为7/16B.方法①②育种的原理都为染色体变异C.方法④获得的植株细胞中可能会有DNA的损伤D.方法③与其他方法比,优点是操作简单且能定向改造生物性状答案

C

解析

过程①F1自交得到F2中矮秆抗病个体基因型为ddR_,连续自交两代以后,得到F4中纯合矮秆抗病个体ddRR的比例为1/3+2/3×(1-1/22)×1/2=7/12,A项错误;方法①有连续自交,属于杂交育种,育种原理为基因重组,②属于单倍体育种,育种的原理为染色体变异,B项错误;过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是基因突变,可能会有DNA的损伤,C项正确;过程③为基因工程育种,其缺点是操作复杂,技术条件要求较高,D项错误。3.(2022江苏泰州中学期初检测)如下图为生产实践中的几种育种方法的示意图,请据图分析回答下列问题。(1)图中①→②→③所示的育种方法是

,其优点是

,过程②常用的方法是

。

(2)⑤过程用射线处理的目的是使DNA分子中发生

,从而引起DNA中基因结构的改变,该过程一般可用射线等因素来诱导。

(3)⑦过程的常用试剂是

,该试剂可抑制

的形成,最终使细胞中染色体的数目加倍。

(4)若亲本基因型为AaBb,为了获得隐性纯合子,最简便的育种方法是

,该育种方法的育种原理是

。

答案

(1)单倍体育种明显缩短育种年限花药离体培养(2)碱基的替换、增添和缺失(3)秋水仙素纺锤体(4)杂交育种基因重组解析

图中①表示杂交,②表示花药离体培养,③表示诱导染色体数目加倍,④表示自交,⑤表示射线诱变处理,⑦表示诱导染色体数目加倍。综上所述,图中“亲本→①→④→新品种”表示杂交育种,利用的原理为基因重组;“亲本→①→②→③→新品种”表示单倍体育种,原理为染色体变异;“⑤→⑥→新品种”表示诱变育种,原理为基因突变;“⑦→新品种”表示多倍体育种,原理为染色体变异。(1)图中①→②→③方向所示的育种方法是单倍体育种,其优点是能明显缩短育种年限,过程②常用的方法是花药离体培养。(2)⑤过程用射线处理的目的是使DNA分子中发生碱基的替换、增添和缺失,从而引起其结构的改变,该过程一般用射线等因素来诱导。(3)⑦过程的常用试剂是秋水仙素,该试剂的作用原理是抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成,从而使细胞中染色体数目加倍。(4)若亲本基因型为AaBb,为了获得隐性纯合子,最简便的育种方法是杂交育种,该育种方法的育种原理是基因重组。方法突破育种方法的选择1——染色体变异与遗传知识必备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3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。专项突破典例.(2022山东青岛期初)某二倍体植物(2n=20)开两性花,可自花传粉。育种工作者培育出一个三体新品种,其体细胞中增加一条带易位片段的染色体。相应基因与染色体的关系如图所示,雄性可育(M)对雄性不育(m)为显性,种子茶褐色(R)对种子灰色(r)为显性。该三体植株在减数分裂Ⅰ后期染色体Ⅰ和Ⅱ分离,染色体Ⅲ因结构特殊不能参与联会而随机移向一极,且含染色体Ⅲ的花粉无受粉能力。下列说法错误的是(

)A.该三体新品种的细胞在减数分裂时可形成10个正常的四分体B.该三体植株通过减数分裂能产生2种基因型的雌配子C.理论上,该三体植株产生含有11条染色体的雄配子占全部雄配子的50%D.该三体植株自交产生的F1中茶褐色种子种植后更方便用于杂交育种答案

D

解析

该二倍体植物正常体细胞中含有10对20条染色体,而带有易位片段的染色体不能参与联会,因此该三体新品种的细胞在减数分裂时可形成10个正常的四分体,A项正确;根据题意,该植株的基因型为MmmRrr,在减数分裂Ⅰ后期染色体Ⅰ和Ⅱ分离,染色体Ⅲ因结构特殊不能参与联会而随机移向一极,则雌配子的基因型为mr和MmRr,共2种,B项正确;减数分裂Ⅰ后期,联会的两条同源染色体彼此分离,分别移向细胞两极,而带有易位片段的染色体随机移向一极,故理论上,产生含有11条染色体的雄配子占全部雄配子的比值为50%,C项正确;该三体植株自交产生的F1中灰色种子由于无M基因,雄性不育,杂交时不用去雄,更方便用于杂交育种,D项错误。专项训练1.(2022山东青岛三中模考)生物中多了一条染色体的个体叫三体(2n+1),少了一条染色体的个体叫单体(2n-1)。某种野生烟草(2n=48),有两种突变体分别是甲6-三体(6号染色体多一条)和乙7-单体(7号染色体少一条),二者均可育,且配子中除不含7号染色体的花粉不育外,其余类型的配子育性均正常;各种类型的杂交子代活力均正常。烟草宽叶对窄叶为显性(A、a),红花对白花为显性(B、b),两对性状独立遗传。甲为宽叶红花(AaaBB),乙为窄叶白花。回答下列问题。(1)这两种突变体均属于

变异,乙在减数第一次分裂的前期能形成

个四分体;若甲种突变体是由在花粉形成过程中减数分裂异常引起的,试分析具体原因是

。

(2)用一株甲突变体(AaaBB)与一株烟草(AAbb)杂交,得到6-三体烟草(AAaBb),让其自交,后代性状分离比为

。

(3)利用甲、乙烟草设计最简便的杂交实验,探究控制红花和白花的基因是否位于7号染色体上,写出实验思路并预期实验结果及结论。(4)若通过实验证明控制红花和白花的基因位于7号染色体上,用乙作父本和甲杂交,所得F1和aabb个体杂交,F2中染色体正常植物的比例是

。答案

(1)染色体(数目)

23在减数分裂Ⅰ时,6号同源染色体未分离,或在减数分裂Ⅱ时,6号染色体的两条姐妹染色单体分离后移向同一极(2)宽叶红花∶宽叶白花∶窄叶红花∶窄叶白花=105∶35∶3∶1

(3)实验思路:用甲作父本和乙杂交,所得F1自交,观察F2的性状分离比。预期结果及结论:若F2中红花∶白花=3∶1,则控制花色的基因不位于7号染色体上;若F2中红花∶白花不等于(大于)3∶1,则控制花色的基因位于7号染色体上。(4)3/4解析

(1)多一条染色体和少一条染色体,均发生了染色体数目的变异,这种变异叫染色体数目的变异。乙二倍体生物的7号染色体少了一条,则7号染色体缺少同源染色体,不能形成四分体,因此乙在减数分裂Ⅰ前期能形成23个四分体。甲突变体的6号染色体多了一条,在花粉形成过程中可能由在减数分裂Ⅰ时,6号同源染色体未分离,或在减数分裂Ⅱ时,6号染色体的两条姐妹染色单体分离后移向同一极所导致。(2)6-三体烟草AAaBb中6号染色体多了一条,但产生的配子育性正常,宽叶、窄叶和红花、白花两对性状独立遗传,则一对一对分析,宽叶和窄叶产生的配子及比例为AA∶a∶Aa∶A=1∶1∶2∶2,因此自交后代宽叶∶窄叶=35∶1。红花和白花产生配子的类型及比例为B∶b=1∶1,自交后代红花∶白花=3∶1,综合起来AAaBb自交后代的性状分离比为宽叶红花∶宽叶白花∶窄叶红花∶窄叶白花=105∶35∶3∶1。(3)依据题干信息,控制红花、白花的基因和控制宽叶、窄叶的基因分别位于两对同源染色体上,若要判断是否位于7号染色体,根据不含7号染色体的花粉不育的题干信息,可进行以下实验设计,具体为:用甲作父本和乙杂交,所得F1自交,观察F2的性状分离比。预期结果及结论:若F2中红花∶白花=3∶1,则控制花色的基因不位于7号染色体上;若F2中红花∶白花不等于(大于)3∶1,则控制花色的基因位于7号染色体上。(4)乙的基因型是aab0,和甲AaaBB杂交,乙产生的配子只有ab,甲产生4种配子,其中染色体数目不正常的概率为1/2,所得的F1中染色体数目不正常的概率为1/2,分别为1/6AAaBb和2/6AaaBb,再与aabb个体杂交,则F2中染色体不正常的概率为1/6×1/2+2/6×1/2=1/4,则染色体正常植物的比例是1-1/4=3/4。2.(2022湖北恩施质量监测)水稻是我国重要的粮食作物,水稻稻瘟病是由稻瘟病菌侵染水稻引起的病害,严重危害我国粮食生产安全。与使用农药相比,抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和经济的措施。水稻的抗稻瘟病是由基因R控制的,与不抗稻瘟病基因r均位于第11号染色体上。Ⅰ.水稻至少有一条正常的11号染色体才能存活,研究人员发现了两株染色体异常稻(体细胞染色体如下图所示),请据图分析回答下列问题。(1)植株甲的可遗传变异类型具体为

,请简要写出区分该变异类型与基因突变最简单的鉴别方法。

。

(2)已知植株甲的基因型为Rr,若要确定R基因位于正常还是异常的11号染色体上,请用最简单的方法设计实验证明R基因的位置(写出杂交组合预期结果及结论)。①

,将种子种植后观察子代植株的表型,统计性状分离比。

②若子代

,R基因在11号正常染色体上;若子代

,R基因在11号异常染色体上。

③若R基因位于异常染色体上,若让植株甲、乙进行杂交,假设产生配子时,3条互为同源的染色体其中任意两条随机联会,然后分离,多出的一条随机分配到细胞的一极,则子代植株表型及比例为

。

Ⅱ.水稻细胞中另有一对等位基因B、b对稻瘟病的抗性表达有影响,BB使水稻抗性完全消失,Bb使抗性减弱。现用两纯合亲本进行杂交,实验过程和结果如图。(3)根据题意判断,等位基因B、b

(填“位于”或“不位于”)第11号染色体上,F2的易感病植株中纯合子占

。

答案

(1)染色体结构变异(染色体片段缺失)用光学显微镜观察区分(分裂期/联会时期的装片)

(2)①让甲植株自交产生种子②均为抗病植株抗病植株∶感病植株=2∶1

③抗病植株∶感病植株=8∶3

(3)不位于3/7解析

(1)植株甲的异常染色体与正常染色体相比,短了一截,可判断其变异类型属于染色体结构变异(染色体片段缺失)。染色体变异可在光学显微镜下观察到,而基因突变不能在光学显微镜下观察,所以可用光学显微镜观察区分(分裂期/联会时期的装片)该变异类型。(2)结合题意,“水稻至少有一条正常的11号染色体才能存活”,设计实验。①让甲植株(Rr)自交产生种子,观察并统计子代表型和比例。②Rr自交后代基因型为RR∶Rr∶rr=1∶2∶1,若R基因在11号正常染色体上,基因型rr的个体无正常染色体而死亡,子代只有抗病植株;若R基因在11号异常染色体上,基因型RR的个体无正常染色体而死亡,子代剩下Rr和rr基因型的个体,表型及比例为抗病植株∶感病植株=2∶1。③若R位于异常染色体上,甲(Rr)能产生两种配子R∶r=1∶1,乙(Rrr)能产生配子2Rr∶2r∶R∶rr,子代为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的性状分离比是3∶6∶7,各比例相加和为16,可判定抗病性状符合自由组合定律,故等位基因B、b不位于第11号染色体上。由F2比例为3∶6∶7可知,F1个体基因型为BbRr,F2的易感病植株基因型为rrBB(1/16)、rrBb(2/16)、rrbb(1/16)、RRBB(1/16)、RrBB(2/16),F2的易感病植株中纯合子占(1/16+1/16+1/16)/(1/16+2/16+1/16+1/16+2/16)=3/7。2——利用假说—演绎法解决生物变异类型实验探究题专项突破典例.(2022山东菏泽模拟)某二倍体植物的紫株和绿株受6号常染色体上一对等位基因(H、h)控制,紫株对绿株为完全显性。用X射线照射紫株甲后,再与绿株杂交,发现子代只有1株绿株(绿株乙),其余全为紫株。为研究绿株乙出现的原因,将绿株乙与纯合紫株丙杂交获得F1,F1自交产生F2(一条染色体片段缺失不影响个体生存,两条同源染色体缺失相同的片段会导致个体死亡)。下列叙述错误的是(

)A.若紫株甲是基因突变导致的,则F1一定是杂合子B.若紫株甲是基因突变导致的,则F2中紫株所占的比例为2/3C.若紫株甲是染色体片段缺失导致的,则绿株乙能产生2种配子D.若紫株甲是染色体片段缺失导致的,则F2中紫株所占的比例为6/7答案

B

解析

若紫株甲是基因突变导致的,则其基因型为Hh,绿株乙的基因型为hh,与纯合紫株丙(HH)杂交获得的F1的基因型为Hh,是杂合子,自交产生的F2中紫株所占的比例为3/4,A项正确,B项错误。若紫株甲是染色体片段缺失导致的,则其基因型为HO,绿株乙的基因型为hO,能产生h和O

2种配子,与纯合紫株丙(HH)杂交获得F1的基因型为1/2Hh、1/2HO,自交可分为2种情况: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中紫株所占的比例为6/7,C、D两项正确。专项训练1.(2022湖南教育联合联考)果蝇灰体(E)对黑檀体(e)为显性,基因位于常染色体上。连续观察统计某地果蝇种群基因型频率,统计结果如下表所示。基因型第1年第2年EE51%57%ee11%17%(1)据表分析,仅从果蝇体色判断,该种群是否发生进化?

,判断的依据是

。

(2)另一同学选取纯合灰体果蝇与黑檀体果蝇进行杂交,在子代中偶然发现1只黑檀体雄果蝇。经分析,该黑檀体雄果蝇出现的原因可能是亲本灰体果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。请设计两种方法来确定该黑檀体雄果蝇出现的原因。(注:基因突变和染色体片段缺失的配子活力正常,而1对同源染色体同源片段都缺失的胚胎致死。)方法一:

。

方法二:杂交实验。实验思路:用该黑檀体雄果蝇与纯合灰体雌果蝇杂交,获得F1;F1雌雄自由交配,观察、统计F2表型及比例。预期实验结果及结论:①若

,则黑檀体雄果蝇出现的原因是亲本灰体果蝇在产生配子过程中发生了基因突变;

②若

,则黑檀体雄果蝇出现的原因是亲本灰体果蝇在产生配子过程中发生了染色体片段缺失。答案

(1)没有进化种群基因频率未发生改变(2)用显微镜观察该黑檀体雄果蝇的染色体形态是否正常F2表型及比例为灰体果蝇∶黑檀体果蝇=3∶1

F2表型及比例为灰体果蝇∶黑檀体果蝇=4∶1解析

(1)据表分析,第1年果蝇种群中EE的基因型频率为51%,ee的基因型频率为11%,Ee的基因型频率为1-51%-11%=38%,则第1年果蝇种群中E的基因频率为51%+38%/2=70%,e的基因频率为1-70%=30%。经计算可知:第2年果蝇种群中E的基因频率为70%,e的基因频率为30%。两年间与果蝇体色有关基因的基因频率没有发生改变,仅从果蝇体色来说,该种群没有发生进化。(2)染色体片段缺失可以在显微镜下观察出来,可用显微镜观察该黑檀体雄果蝇的染色体形态是否正常来确定该黑檀体雄果蝇出现的原因。还可以让该黑檀体雄果蝇与纯合灰体雌果蝇杂交,获得F1,F1雌、雄果蝇自由交配得F2,观察、统计F2的表型及比例。若该黑檀体雄果蝇出现的原因是亲本灰体果蝇在产生配子过程中发生了基因突变,则该黑檀体雄果蝇的基因型为ee,其与纯合灰体雌果蝇(EE)杂交得F1(Ee),