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第七单元生物的变异、育种与进化微专题七|变异类型实验设计题的解题关键点及育种过程易错点首页上页下页尾页1．解答与判断变异类型有关的实验设计题的关键点(1)审清题干要求和实验目的。实验设计时，实验方法的选取、对结果的分析以及表述结论等都要围绕实验目的来进行。(2)理清实验设计的思路，合理选择杂交亲本。动物的遗传类实验通常采用测交实验法，要注意检测动物(如雄性突变小鼠)一定要与多只正常异性个体(如多只雌性野生小鼠)杂交，才能在统计上有意义。设计实验思路时要考虑到可能该基因存在于常染色体、X染色体、Y染色体上三种情况，除了Y染色体，还需考虑基因的显隐性，需要同时进行判断。首页上页下页尾页(3)严密表述实验过程。实验过程的设计既要考虑合理设计交配类型，也要注意适时筛选；结果分析应考虑全面，分析中可能涉及：出现某性状、全为某性状、多数为某性状等不同情况，对此应严密表述，准确分析。首页上页下页尾页[典例1]果蝇是遗传学研究的材料，其以便于培养、繁殖较快、相对性状明显等特点成为遗传学家研究的模式生物。已知果蝇的红眼(B)和白眼(b)性状为单基因遗传，请回答以下问题：(1)摩尔根最初在研究果蝇时发现纯系红眼果蝇中出现了一只白眼雄果蝇。从变异来源上看，该现象可能属于环境影响、基因突变或________。单纯受环境影响而遗传物质不改变的变异属于________变异。首页上页下页尾页(2)若要通过杂交实验来区分该变异是环境影响的还是由基因突变引起的，可选择与之杂交的个体表现型为________，杂交后能否仅观察F1的表现得出结论？______________，原因是______________________________________。若要在杂交过程中同时看出该遗传是属于伴X染色体遗传还是属于常染色体遗传，可根据________中性别为________(填“雌”或“雄”)性的个体中是否出现白眼来判断。(3)若已经确认该果蝇遗传物质发生了变化，且能通过显微镜观察到是复眼细胞中X染色体的异常所致，则该白眼雄果蝇的变异应属于________________________。首页上页下页尾页(1)在纯系红眼果蝇中出现的白眼雄果蝇，可能为环境影响，也可能为基因突变，还可能为染色体结构变异(如控制红眼的基因所在染色体发生缺失)。单纯由环境引起的变异遗传物质未发生改变，所以为不可遗传的变异。(2)可选择的杂交亲本为红眼雌果蝇，因为只有选择红眼雌果蝇才能在F2个体中观察到现象。环境引起的变异，杂交后任何一代均不表现出白眼，而由基因突变引起的变异，无论是常染色体遗传还是伴X染色体遗传，都不能在F1中表现出来(F1的基因型为Bb或XBXb、XBY)，所以至少需要到F2才能出现白眼性状(基因型首页上页下页尾页为bb或XbY)。无论是常染色体遗传还是伴X染色体遗传，在F2雄果蝇中均有白眼出现，伴X染色体遗传中雌性不会出现白眼，而常染色体遗传无论雌雄均可出现1/4的白眼个体，所以要看雌果蝇中是否出现白眼，以此来判断是常染色体遗传还是伴X染色体遗传。(3)能通过显微镜观察到是X染色体的异常，又因该果蝇为雄性，且具X染色体，故说明该变异类型为染色体结构缺失(X缺Y)。[答案](1)染色体变异不可遗传(2)红眼雌果蝇不能无论是否发生基因突变，F1为纯合红眼或杂合红眼，而不表现为白眼性状；而若是基因突变，F2个体会出现纯合白眼果蝇F2雌(3)染色体缺失首页上页下页尾页2．育种过程中的2个易错点辨析(1)区分可遗传变异与不可遗传变异单纯由环境改变导致的不可遗传变异也属于变异，只是生物的遗传物质不发生改变；而可遗传变异的遗传物质一定发生变化，包括基因重组、染色体变异、基因突变。区分二者的关键是遗传物质是否发生改变。首页上页下页尾页(2)区分杂交后的子代性状与母本上所收获的性状杂交后子代性状为F1个体的性状，其中出现最早的为种子中胚的形状、颜色等性状，出现最晚的为果实(颜色、形状等)、种子、种皮所表现出的性状；而母本植株上所结的果实或种皮的性状并不是F1的，而是母本直接表现出的性状，对此审题时应特别注意，不能混淆。首页上页下页尾页[典例2]西瓜消暑解渴，深受百姓喜爱，其中果皮深绿(G)对浅绿(g)为显性，红瓤(R)对黄瓤(r)为显性，已知西瓜的染色体数目2n＝22，请根据下列几种育种方法的流程图回答有关问题。首页上页下页尾页注：甲为深绿皮黄瓤小子，乙为浅绿皮红瓤大子，且甲、乙都能稳定遗传。(1)通过①过程获得无子西瓜A时用到的试剂1是________。(2)②过程常用的试剂2是________；通过③过程得到无子西瓜B与通过①过程获得无子西瓜A，从产生变异的来源来看，其区别是________。(3)若甲、乙为亲本，通过杂交获得F1，F1相互受粉得到F2，进而获得所需品种。该过程的育种方式为________。(4)通过⑧过程获得的单倍体植株中拥有的染色体数是________。首页上页下页尾页(5)若将四倍体西瓜(gggg)和二倍体西瓜(GG)间行种植，结果发现四倍体西瓜植株上所结的种子，播种后发育成的植株中既有四倍体又有三倍体。那么，能否从这些植株所结西瓜的果皮颜色直接判断出这些植株是四倍体还是三倍体呢？请用遗传图解解释，并作简要说明。首页上页下页尾页(1)用适宜浓度的生长素处理雌蕊，可以获得无子果实，通过①过程直接获得无子西瓜A(2n＝22)并未使用染色体加倍技术，所用到的试剂应是生长素，它可以促进子房的发育。(2)品种甲通过②过程成为四倍体，常用的方法是用秋水仙素处理品种甲的植物幼苗。通过③过程获得的无子西瓜B为三倍体，细胞中的染色体数目发生了变化，属于可遗传变异。而通过植物生长素处理即①过程获得的无子西瓜A，并未改变植物的遗传物质，属于不可遗传的变异，这是二者的本质区别。(3)通过亲本杂交、自交和筛选等过程的育种方式为杂交育种，其原理为基因重组。(4)乙与四倍体进行体细胞杂交后染色体数目首页上页下页尾页为66，再经⑧过程获得的植株为单倍体，所以染色体数目为33。(5)间行种植说明既能进行杂交也能进行自交，观察四倍体西瓜植株上所结的种子播种后的情况，可发现四倍体应作为母本，再结合四倍体西瓜和二倍体西瓜基因型的区别，可知四倍体西瓜(gggg)自交后代均为浅绿(gggg)，而与二倍体西瓜(GG)杂交后性状表现为果皮深绿(Ggg)，由此可得出答案。首页上页下页尾页[答案](1)适宜浓度的生长素(2)秋水仙素通过③过程获得的无子西瓜B属于可遗传变异中的染色体变异，通过①过程获得的无子西瓜A属于不可遗传变异(3)杂交育种(4)33(5)如图所示首页上页下页尾页简要说明：若四倍体西瓜(gggg)自交，子代的基因型为gggg，所结西瓜果皮为浅绿色；若四倍体西瓜(gggg)为母本，二倍体西瓜(GG)为父本，杂交子代的基因型为Ggg，所结西瓜果皮为深绿色，所以四倍体植株上收获的种子发育成植株，所结西瓜的果皮为深绿色的是三倍体，果皮为浅绿色的是四倍体。首页上页下页尾页题组通关1．下列关于基因突变与染色体变异的叙述中，正确的是()A．基因突变在显微镜下不可见，染色体变异可以用显微镜观察到B．基因突变发生在有丝分裂和减数分裂过程中，染色体变异只发生在减数分裂的过程中C．基因突变是有害的，染色体变异是有利的D．基因突变无论发生在体细胞还是生殖细胞都是可遗传的，染色体变异若发生在体细胞一定是不遗传的首页上页下页尾页基因突变是DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，在显微镜下是不可见的，染色体变异可以用显微镜观察到，A正确；基因突变和染色体变异都可以发生在有丝分裂和减数分裂过程中，B错误；基因突变和染色体变异一般是害大于利，C错误；基因突变和染色体变异都是可遗传变异，一般发生在体细胞中的变异只能通过无性繁殖遗传下去，而发生在生殖细胞中的变异可以通过有性生殖遗传下去，D错误。答案：A首页上页下页尾页2．下列关于生物变异的说法，错误的是()A．非同源染色体之间发生自由组合，可导致基因重组B．非同源染色体之间发生的片段交换，可导致染色体的结构变异C．有丝分裂或减数分裂过程中染色体不分离或不能移向两极，可导致染色体数目变异D．变异包括基因突变、染色体变异和基因重组，单纯由环境变化引起的生物性状改变不属于变异首页上页下页尾页基因重组包括同源染色体的交叉互换和非同源染色体的自由组合，A正确；非同源染色体之间发生片段交换，属于易位，B正确；染色体不分离或不能移向细胞两极，会导致细胞分裂后产生的子细胞染色体数目发生改变，C正确；变异分为可遗传变异和不遗传变异，单纯由环境变化引起的生物性状改变属于不可遗传变异，D错误。答案：D首页上页下页尾页3．用二倍体早熟易感病茄子(aatt)和四倍体晚熟抗病茄子(AAAATTTT)为材料，培育纯合的二倍体早熟抗病茄子。以下有关叙述合理的是()A．取四倍体植株的花药离体培养可获得二倍体植株AATTB．基因型aatt与基因型AATT植株杂交，可以从F2中直接选出符合要求的植株C．取B选项F1植株花药进行离体培养，利用的原理是植物细胞具有全能性D．种植C选项得到的植株，成熟后用秋水仙素处理即可选出符合要求的植株首页上页下页尾页花药离体培养得到的是单倍体，A错误；基因型aatt与基因型AATT植株杂交，由于抗病为显性，故不能从F2中直接选出符合要求的植株，B错误；取B选项F1植株花药离体培养，利用的原理是植物细胞的全能性，C正确；秋水仙素可处理幼苗，但不可以处理成熟植株，D错误。答案：C首页上页下页尾页4．决定玉米籽粒有色(C)和无色(c)、淀粉质(Wx)和蜡质(wx)的基因位于9号染色体上，结构异常的9号染色体一端有染色体结节，另一端有来自8号染色体的片段(如图)。科学家利用玉米染色体的特殊性进行了如图所示的研究。请回答问题：首页上页下页尾页(1)8号染色体片段转移到9号染色体上的变异现象称为________。(2)如图中所示的母本在减数分裂形成配子时，这两对基因所在的染色体________(填“能”或“不能”)发生联会。(3)如图中所示的亲本杂交时，F1出现了四种表现型，其中表现型为无色蜡质个体的出现，说明亲代________细胞在减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间发生了________，产生了基因型为________的重组型配子。首页上页下页尾页(4)由于异常的9号染色体上有________作为C和wx的细胞学标记，所以可在显微镜下通过观察染色体来研究两对基因的重组现象。将F1表现型为无色蜡质个体的组织细胞制成临时装片观察，观察到__________________的染色体，可作为基因重组的细胞学证据。首页上页下页尾页(1)一条染色体的一部分片段转移到另外一条染色体上称为染色体变异中的易位。(2)图中母本染色体上含有2对等位基因，只有在末端的结节和片段稍微有所区别，在减数分裂形成配子的过程中这两对等位基因所在的染色体能发生联会。(3)在不发生基因突变的情况下，图中所示亲本杂交，由于两对等位基因位于一对同源染色体上，若不发生交叉互换，母本会产生Cwx、cWx两种卵细胞，父本会产生cWx、cwx两种精子，子代中会出现四种基因型、三种表现型：CcWxwx(有色淀粉质)、Ccwxwx(有色蜡质)、ccWxWx和ccWxwx(均为无色淀粉质)，可见不会出现无色蜡质首页上页下页尾页个体ccwxwx。如果出现ccwxwx，则说明母本产生了cwx的配子，可能是交叉互换的结果。(4)异常的9号染色体有结节和来自8号染色体的片段，与正常的9号染色体有明显的区别，可以作为C和wx的细胞学标记，在显微镜下可通过观察染色体来研究两对基因的重组现象，故将F1表现型为无色蜡质个体的组织细胞制成临时装片，如果观察到有片段、无结节的染色体，可作为基因重组的细胞学证据。答案：(1)易位(2)能(3)初级卵母交叉互换cwx(多答CWx也可)(4)结节和片段有片段、无结节