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第22講　染色體變異與育種
[考綱明細]　1.染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異(Ⅱ)　2.生物變異在育種上的應用(Ⅱ)　3.轉(zhuǎn)基因食品的安全性(Ⅰ)
4．實驗：低溫誘導染色體加倍
考點1　染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異
1．染色體結(jié)構(gòu)的變異
(1)類型(連線)
答案　①—Ⅲ—D　②—Ⅳ—C　③—Ⅰ—B　④—Ⅱ—A
(2)結(jié)果：使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，從而導致性狀的變異。
2．染色體數(shù)目變異
(2)染色體組
①概念：細胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異。
②辨析
a．從染色體組成看，一個染色體組中不含同源染色體。
b．從形態(tài)、大小和功能看，一個染色體組中所含的染色體各不相同。
c．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一整套基因，但不含等位基因。
(3)單倍體、二倍體和多倍體
單倍體
二倍體
多倍體
概念
體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體
由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有兩個染色體組的個體
由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體
續(xù)表
單倍體
二倍體
多倍體
植株特點
①植株弱小②二倍體形成的單倍體高度不育
正常可育
①莖稈粗壯②葉、果實、種子較大③營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富
染色體組
一至多個
兩個
三個或三個以上
發(fā)育起點
配子
受精卵
受精卵
形成過程
形成原因
自然原因
單性生殖
正常的有性生殖
正常的有性生殖，外界環(huán)境條件劇變(如低溫)
人工誘導
花藥離體培養(yǎng)
秋水仙素處理單倍體幼苗
秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗
舉例
蜜蜂的雄蜂
幾乎全部的動物和過半數(shù)的高等植物
香蕉(三倍體)；馬鈴薯(四倍體)；八倍體小黑麥
[特別提醒]　(1)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。
(2)染色體組與基因組不是同一概念
染色體組：二倍體生物配子中的染色體。
基因組：對于有性染色體的生物(二倍體)，其基因組為常染色體/2＋性染色體；對于無性染色體的生物，其基因組與染色體組相同。
1.(必修2
P87相關信息)秋水仙素(C22H25O6N)是1937年發(fā)現(xiàn)的，是從百合科植物秋水仙的種子和球莖中提取出來的一種植物堿。它是白色或淡黃色的粉末或針狀結(jié)晶，有劇毒，使用時應當特別注意。
2．(必修2
P89課后習題拓展題)針對三倍體無子西瓜，請思考：
(1)西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理有利于抑制細胞有絲分裂時形成紡錘體，從而形成四倍體西瓜植株。
(2)三倍體植株聯(lián)會紊亂不能形成生殖細胞，因此，不能形成種子。但并非絕對一顆種子都沒有，其原因是在進行減數(shù)分裂時，有可能形成正常的卵細胞。
(3)為減少連年制種的麻煩，替代方法一，進行無性繁殖，將三倍體西瓜植株進行組織培養(yǎng)獲取大量的組培苗，再進行移栽。替代方法二，利用生長素或生長素類似物處理二倍體未受粉的雌蕊，以促進子房發(fā)育成無種子的果實，在此過程中要進行套袋處理，以避免受粉。
三種可遺傳變異的辨析
比較項目
基因突變
基因重組(基因工程等除外)
染色體變異
變異的本質(zhì)
基因的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變
原有基因的重新組合
染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目發(fā)生改變
發(fā)生時間
主要是有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期
減數(shù)第一次分裂前期和后期
細胞分裂間期或分裂期
適用范圍
生物種類
所有生物均可發(fā)生
自然狀態(tài)下，真核生物　　
真核生物
生殖類型
無性生殖、有性生殖
有性生殖
無性生殖、有性生殖
產(chǎn)生結(jié)果
產(chǎn)生新基因但基因數(shù)目未變
產(chǎn)生新基因型，沒有產(chǎn)生新基因
沒有產(chǎn)生新基因，基因數(shù)目或順序發(fā)生變化
續(xù)表
比較項目
基因突變
基因重組(基因工程等除外)
染色體變異
意義
生物變異的根本來源，提供生物進化的原始材料
生物變異的來源之一，對生物進化有重要意義
對生物進化有一定意義
應用
誘變育種
雜交育種
單倍體、多倍體育種
實例
青霉素高產(chǎn)菌株的培育
中國荷斯坦牛的獲得
三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥
相同點
基因突變、基因重組、染色體變異都會引起遺傳物質(zhì)的改變，都是可遺傳變異，但不一定遺傳給后代
題組一　染色體結(jié)構(gòu)變異的分析與判斷
1．(2016·江蘇高考)下圖中甲、乙兩個體的一對同源染色體中各有一條發(fā)生變異(字母表示基因)。下列敘述正確的是(　　)
A．個體甲的變異對表型無影響
B．個體乙細胞減數(shù)分裂形成的四分體異常
C．個體甲自交的后代，性狀分離比為3∶1
D．個體乙染色體沒有基因缺失，表型無異常
答案　B
解析　據(jù)圖可知個體甲的變異是缺失，個體乙的變異是倒位，均可能導致表型異常，A、D錯誤；個體甲自交，后代可能出現(xiàn)無基因e個體致死現(xiàn)象，后代性狀分離比不一定是3∶1，C錯誤；個體乙細胞減數(shù)分裂形成的四分體異常，B正確。
2．(2019·河北衡水中學模擬)如圖①②③④分別表示不同的變異類型，基因a、a′僅有圖③所示片段的差異。相關敘述正確的是(　　)
A．圖中4種變異中能夠遺傳的變異是①②④
B．③中的變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失
C．④中的變異可能是染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復
D．①②都表示同源染色體非姐妹染色單體的交叉互換，發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的前期
答案　C
解析　可遺傳變異包括基因突變、基因重組和染色體變異。由圖可知，①為同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換，屬于基因重組；②為非同源染色體之間交換片段，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位；③發(fā)生了堿基對的增添，屬于基因突變；④為染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或重復，C正確。
1．染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的區(qū)別
2．易位與交叉互換的區(qū)別
項目
染色體易位
交叉互換
圖解
區(qū)別
位置
發(fā)生于非同源染色體之間
發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間
變異類型
染色體結(jié)構(gòu)變異
基因重組
觀察
可在顯微鏡下觀察到
在顯微鏡下觀察不到
題組二　染色體組與生物體倍性的判斷
3．下列有關單倍體、二倍體及染色體組的敘述，錯誤的是(　　)
A．有的單倍體生物的體細胞內(nèi)存在同源染色體
B．蜜蜂的蜂王是二倍體，由其卵細胞直接發(fā)育成的雄蜂是單倍體
C．人的初級卵母細胞中的一個染色體組中可能存在等位基因
D．21三體綜合征患者的體細胞中有三個染色體組
答案　D
解析　單倍體是體細胞中含本物種配子染色體數(shù)的個體，二倍體生物的單倍體只含一個染色體組，而多倍體生物的單倍體則可以含多個染色體組，存在同源染色體，A正確；蜜蜂的蜂王是由受精卵發(fā)育成的，是二倍體，雄蜂是由未受精的卵細胞直接發(fā)育成的，是單倍體，B正確；人的初級卵母細胞中的基因已經(jīng)復制，如果發(fā)生基因突變或交叉互換，則在一個染色體組中可能存在等位基因，C正確；21三體綜合征患者的體細胞中，21號染色體有三條，細胞中仍為兩個染色體組，D錯誤。
4．下圖表示細胞中所含的染色體，有關敘述正確的是(　　)
A．圖a含有2個染色體組，圖b含有3個染色體組
B．如果圖b表示體細胞，則圖b代表的生物一定是三倍體
C．如果圖c代表由受精卵發(fā)育成的生物的體細胞，則該生物一定是二倍體
D．圖d代表的生物一定是由卵細胞發(fā)育而成的，是單倍體
答案　C
解析　圖a為有絲分裂后期，含有4個染色體組，圖b有同源染色體，含有3個染色體組，A錯誤；如果圖b生物是由配子發(fā)育而成的，則圖b代表的生物是單倍體，B錯誤；圖c中有同源染色體，含有2個染色體組，若是由受精卵發(fā)育而成的，則該細胞所代表的生物一定是二倍體，C正確；圖d中只含1個染色體組，一定是單倍體，可能是由雄性配子或雌性配子發(fā)育而成的，D錯誤。
1．三種方法確定染色體組數(shù)量
(1)染色體形態(tài)法
同一形態(tài)的染色體→有幾條就有幾個染色體組。如圖中有4個染色體組。
(2)等位基因個數(shù)法
控制同一性狀的等位基因或相同基因→有幾個就有幾個染色體組。如AAabbb個體中有3個染色體組。
(3)公式法
染色體組數(shù)＝，如圖染色體組數(shù)為4。
2．“兩看法”判斷單倍體、二倍體和多倍體
題組三　變異類型的實驗探究
5．蘆筍的幼苗是一種名貴蔬菜，又名石刀板，為XY型性別決定。在某野生型窄葉種群中偶見幾株闊葉蘆筍幼苗，雌雄株都有。
(1)僅從染色體分析，雄性蘆筍幼苗產(chǎn)生的精子類型將有________種，比例為________。
(2)有人對闊葉蘆筍幼苗的出現(xiàn)進行分析，認為可能有兩種原因：一是基因突變，二是染色體加倍成為多倍體。請設計一個簡單的實驗鑒定闊葉石刀板出現(xiàn)的原因。
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(3)現(xiàn)已證實闊葉為基因突變的結(jié)果，為確定是顯性突變還是隱性突變，選用多株闊葉雌雄株進行交配，并統(tǒng)計后代表現(xiàn)型。若____________________，則為________________。若____________________，則為________________。
(4)已經(jīng)知道闊葉是顯性突變所致，由于雄株蘆筍幼苗產(chǎn)量高于雌株，養(yǎng)殖戶希望在幼苗期就能區(qū)分雌雄，為了探求可行性，求助于科研工作者。技術人員先用多株野生型雌石刀板與闊葉雄株雜交，你能否推斷該技術人員做此實驗的意圖。________________________________________________________________________
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若雜交實驗結(jié)果出現(xiàn)________________________________________，養(yǎng)殖戶的心愿可以實現(xiàn)。
答案　(1)2　1∶1
(2)取野生型植株和闊葉植株的根尖分生區(qū)制成裝片，用顯微鏡觀察有絲分裂中期細胞內(nèi)的染色體數(shù)目，若觀察到闊葉植株的染色體加倍，則說明是染色體組加倍的結(jié)果，否則為基因突變
(3)后代出現(xiàn)窄葉　顯性突變　后代都為闊葉　隱性突變
(4)通過該雜交實驗判斷控制闊葉的基因是否在X染色體上　后代雌株都為闊葉，雄株為窄葉
解析　(1)由于蘆筍為XY型性別決定，雄性植株的染色體組成為XY，減數(shù)分裂產(chǎn)生的精子類型為2種，即X∶Y＝1∶1。
(2)染色體變異在顯微鏡下可觀察到，基因突變在顯微鏡下觀察不到。因此，區(qū)分染色體變異與基因突變的最簡單的方法是取野生型植株和闊葉植株的根尖分生區(qū)制成裝片，用顯微鏡觀察有絲分裂中期細胞內(nèi)染色體數(shù)目，若觀察到闊葉植株的染色體加倍，則說明是染色體組加倍的結(jié)果，否則為基因突變。
(4)選用多對野生型雌性植株與突變型雄性植株作為親本雜交。若雜交后代野生型全為雄株，突變型全為雌株，則這對基因位于X染色體上；若雜交后代，野生型和突變型雌、雄均有，則這對基因位于常染色體上。故該技術人員此實驗的意圖是通過該雜交實驗判斷控制闊葉的基因是否在X染色體上。
6．遺傳學上將染色體上某一區(qū)段及其帶有的基因一起丟失的現(xiàn)象叫缺失，若一對同源染色體中兩條染色體在相同區(qū)域同時缺失叫缺失純合子，若僅一條染色體發(fā)生缺失而另一條正常叫缺失雜合子。缺失雜合子的生活力降低但能存活，缺失純合子常導致個體死亡。
現(xiàn)有一紅眼雄果蠅XAY與一白眼雌果蠅XaXa雜交，子代中出現(xiàn)一只白眼雌果蠅。請采用兩種方法判斷這只白眼雌果蠅的出現(xiàn)是由于缺失造成的，還是由于基因突變引起的？
方法一：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
方法二：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　方法一：取該果蠅有分裂能力的細胞制成裝片，顯微鏡下觀察染色體結(jié)構(gòu)，若染色體正常，可能是基因突變引起的；反之可能是染色體缺失造成的
方法二：選該白眼雌果蠅與雄果蠅雜交，若雜交子代中雌果蠅數(shù)與雄果蠅數(shù)之比為1∶1，則這只白眼雌果蠅的出現(xiàn)是由于基因突變引起的；若雜交子代中雌果蠅數(shù)與雄果蠅數(shù)之比為2∶1，則這只白眼雌果蠅的出現(xiàn)是由于缺失造成的
解析　方法一：用顯微鏡觀察該果蠅分裂的細胞中染色體結(jié)構(gòu)是否發(fā)生改變，確定該變異是來自基因突變還是染色體缺失。
方法二：利用題干信息：缺失純合子導致個體死亡這一現(xiàn)象，可將該果蠅與雄果蠅雜交，觀察并統(tǒng)計子代雌雄個體數(shù)目的比例來確定該變異的來源。若為基因突變，則XaXa×XY→XXa、XaY，子代雌雄比例為1∶1；若該變異為染色體缺失造成，則XaX－×XY→XXa、XX－、XaY、X－Y(致死)，子代雌雄比例為2∶1。
考點2　生物變異在育種上的應用
1．單倍體育種
(1)原理：染色體(數(shù)目)變異。
(2)過程：具不同優(yōu)良性狀的親本雜交→F1→花藥離體培養(yǎng)→秋水仙素處理單倍體幼苗→選育。
(3)優(yōu)點：明顯縮短育種年限，子代均為純合子。
(4)缺點：技術復雜。
(5)實例：用高稈抗病(DDTT)和矮稈不抗病(ddtt)小麥品種培育矮稈抗病小麥，過程見圖。
2．多倍體育種
(1)原理：染色體(數(shù)目)變異。
(2)過程：秋水仙素或低溫處理萌發(fā)的種子或幼苗，誘導細胞染色體數(shù)目加倍。
(3)優(yōu)點：多倍體植株莖稈粗壯，葉、果實和種子比較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富。
(4)缺點：多倍體植株發(fā)育延遲，結(jié)實率低，多倍體育種一般只適用于植物。
(5)實例：三倍體無子西瓜的培育過程(如圖所示)。
注：一個A代表一個染色體組。
①兩次傳粉：第一次傳粉是雜交得到三倍體種子，第二次傳粉是為了刺激子房發(fā)育。
②用秋水仙素處理幼苗后，分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、花染色體數(shù)目加倍，而未經(jīng)處理部分(如根部細胞)的染色體數(shù)不變。
③三倍體西瓜無子的原因：三倍體西瓜在減數(shù)分裂過程中，由于染色體聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。
3．雜交育種
(1)原理：基因重組。
(2)過程
①培育雜合子品種：選取符合要求的純種雙親雜交(♀×♂)→F1(即所需品種)。
②培育隱性純合子品種：選取符合要求的雙親雜交(♀×♂)→F1F2，從中選出表現(xiàn)型符合要求的個體種植并推廣。
③培育顯性純合子品種
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、選擇需要的類型，自交至不發(fā)生性狀分離為止
動物
選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1雌雄個體交配→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型與隱性類型測交，選擇后代不發(fā)生性狀分離的F2個體
(3)優(yōu)點：操作簡便，可以把多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起。
(4)缺點：獲得新品種的周期長。
4．誘變育種
(1)原理：基因突變。
(2)過程：選擇生物→誘發(fā)基因突變→選擇理想類型→培育。
(3)優(yōu)點：①可以提高突變頻率，在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。
②大幅度地改良某些性狀。
(4)缺點：有利變異個體往往不多，需處理大量材料。
5．基因工程與作物育種
(1)目的：把各種優(yōu)良基因通過基因工程導入生物體內(nèi)，從而改變生物的遺傳特性，獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物，培育出具有各種抗逆性的作物新品種。
(2)原理：基因重組。
(3)優(yōu)點：降低生產(chǎn)成本，減少因農(nóng)藥的使用而對環(huán)境造成的污染，提高農(nóng)作物對不良環(huán)境的適應能力。
(4)缺點：技術復雜，可能會產(chǎn)生食品安全問題。
(5)實例：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育。
6．針對不同育種目標的育種方案
育種目標
育種方案
集中雙親優(yōu)良性狀
單倍體育種(明顯縮短育種年限)
雜交育種(耗時較長，但簡便易行)
對原品系實施“定向”改造
基因工程育種及植物細胞工程(植物體細胞雜交)育種
讓原品系產(chǎn)生新性狀(無中生有)
誘變育種(可提高變異頻率，期望獲得理想性狀)
使原品系營養(yǎng)器官“增大”或“加強”
多倍體育種
[特別提醒]　(1)單倍體育種一般應用于二倍體植物，因為若為四倍體植物，通過單倍體育種形成的個體不一定是純合子。
(2)用秋水仙素處理植株使染色體數(shù)目加倍，若操作對象是單倍體植株，屬于單倍體育種；若操作對象為正常植株，叫多倍體育種，不能看到“染色體數(shù)目加倍”就認為是多倍體育種。
(3)單倍體育種和多倍體育種都需用秋水仙素處理，使染色體數(shù)目加倍。單倍體育種在幼苗期處理，多倍體育種在種子萌發(fā)期或幼苗期處理。
(4)單倍體育種和植物細胞工程育種都運用了植物組織培養(yǎng)技術。
題組一　單倍體育種與多倍體育種過程及應用
1．(2019·安徽皖江名校聯(lián)盟聯(lián)考)小麥的高莖(A)對矮莖(a)為顯性，抗病(T)對易感病(t)為顯性。如圖所示為培育矮莖抗病優(yōu)良品種的流程，其中高莖抗病親本植株為純合子。下列相關敘述，錯誤的是(　　)
高莖抗銹病×矮莖易染銹病―→F1花粉幼苗可育植株矮莖抗銹病優(yōu)良品種
A．圖中①過程可能會出現(xiàn)兩種基因重組
B．圖中②過程的原理是植物體細胞的全能性
C．圖中③過程常使用秋水仙素處理幼苗
D．圖中④過程淘汰的個體也能穩(wěn)定遺傳
答案　B
解析　過程①是減數(shù)分裂形成雄配子的過程，會出現(xiàn)非同源染色體的自由組合與交叉互換兩種重組，A正確；圖中②過程的原理是植物生殖細胞的全能性，B錯誤；圖中③過程常使用秋水仙素處理幼苗，使其染色體加倍，變成可育植株，C正確；圖中④過程得到的個體均為純合子，都能穩(wěn)定遺傳，D正確。
2．簇毛麥(VV)具有許多普通小麥(AAAAAA)不具有的優(yōu)良基因，為了改良小麥品種，育種工作者將簇毛麥與普通小麥雜交，再將F1幼苗進行處理獲得可育植株，下列敘述錯誤的是(　　)
A．雜交產(chǎn)生的F1有4個染色體組
B．雜交得到的植株可能較為弱小
C．可用秋水仙素對F1的幼苗進行誘導處理
D．處理F1幼苗后得到的植株均是可育的
答案　D
解析　簇毛麥(VV)與普通小麥(AAAAAA)雜交產(chǎn)生的F1有4個染色體組(VAAA)，A正確；雜交得到的子一代植株雖然含有4個染色體組，但屬于異源多倍體，因此植株可能較為弱小，B正確；可用秋水仙素對F1的幼苗進行誘導處理，使染色體數(shù)目加倍，進而形成可育植株，C正確；用秋水仙素處理F1幼苗，不一定完全誘導成功，因此獲得的植株不一定全部可育，D錯誤。
題組二　誘變育種與雜交育種過程及應用
3．下列育種方法中可通過改變基因的結(jié)構(gòu)達到育種目的是(　　)
A．雜交育種
B．誘變育種
C．單倍體育種
D．轉(zhuǎn)基因育種
答案　B
解析　誘變育種的原理是基因突變，基因突變是指DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添、缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，B正確；雜交育種和轉(zhuǎn)基因育種的原理是基因重組，單倍體育種的原理是染色體變異，不能改變基因的結(jié)構(gòu)，A、C、D錯誤。
4．番茄(2n＝24)的抗病(A)對感病(a)為顯性，紅果(B)對黃果(b)為顯性，這兩對基因自由組合，現(xiàn)有純合抗病紅果和感病黃果兩個品種。
若通過這兩個品種雜交獲取抗病黃果新品種，請完善相關操作步驟：
第一步：將純合抗病紅果和感病黃果兩個品種雜交得到F1；
第二步：________；
第三步：從F2中選擇抗病黃果植株________直至不發(fā)生性狀分離，即獲得抗病黃果品種。
上述步驟需年限較長，如條件允許，可采用單倍體育種以縮短育種年限，其不同操作方法是對F1代實施__________________________，再用________________________，選擇獲得抗病黃果新品種，該抗病黃果新品種體細胞中染色體有________條。
答案　F1自交獲得F2　連續(xù)自交　花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體　秋水仙素處理獲得純合子　24
題組三　生物育種的綜合判斷
5．如圖表示利用農(nóng)作物①和②培育出⑥的過程，相關敘述中不正確的是(　　)
A．在①②⑥之間存在著生殖隔離
B．Ⅰ→Ⅴ過程依據(jù)的原理是基因重組
C．過程Ⅱ在有絲分裂和減數(shù)分裂中均可發(fā)生
D．Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ的過程中要應用植物組織培養(yǎng)技術
答案　A
解析　①②⑥屬于同一個物種，它們之間不存在生殖隔離，A錯誤；Ⅰ→Ⅴ表示雜交育種，其原理是基因重組，B正確；Ⅱ表示誘導基因突變，在有絲分裂和減數(shù)分裂中均可發(fā)生，C正確；Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ表示單倍體育種，該育種方法首先是要花藥離體培養(yǎng)形成單倍體，因此要應用植物組織培養(yǎng)技術，D正確。
6．(2019·四川雙流中學月考)已知玉米(2N)的高稈(易倒伏)對矮稈(抗倒伏)為顯性，抗病對易感病為顯性，控制上述兩對性狀的兩對基因分別位于兩對同源染色體上。為獲得純合矮稈抗病玉米植株，研究人員采用了下圖所示的方法。下列有關說法不正確的是(　　)
A．圖中①②過程均發(fā)生了等位基因的分離和非等位基因的自由組合
B．圖中③過程常用秋水仙素處理單倍體幼苗或萌發(fā)的種子
C．圖中④過程產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因植株是基因重組的結(jié)果
D．圖中⑤過程“航天育種”的原理是基因突變
答案　B
解析　圖中①自交和②花藥離體培養(yǎng)過程均進行了減數(shù)分裂，因此都發(fā)生了同源染色體分離，非同源染色體自由組合，A正確；圖中③過程常用秋水仙素處理單倍體幼苗，單倍體植株高度不育，不能產(chǎn)生種子，B錯誤；圖中④是基因工程育種，原理是基因重組，C正確；圖中⑤過程是誘變育種，發(fā)生的變異類型是基因突變，D正確。
1．根據(jù)育種過程識別育種方法
(1)首先要識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——秋水仙素處理，E——誘變處理，F(xiàn)——秋水仙素處理，G——轉(zhuǎn)基因技術，H——脫分化，I——再分化，J——包裹人工種皮。這是識別各種育種方法的主要依據(jù)。
(2)根據(jù)以上分析可以判斷：“親本新品種”為雜交育種，“親本新品種”為單倍體育種，“種子或幼苗新品種”為誘變育種，“種子或幼苗新品種”為多倍體育種，“植物細胞新品種”為基因工程育種。
2．根據(jù)基因型的改變確定育種方法
對于某些圖解，可根據(jù)基因型的改變進行育種方法的判別。如圖所示：
根據(jù)基因型的變化可以判斷：“aabb×AABBAaBbAAbb”為雜交育種，“aabb×AABBAaBbAbAAbb”為單倍體育種，“AABBAaBB”為誘變育種，“aabb×AABBAaBbAAaaBBbb”為多倍體育種。
3．從方法特點確定育種方法
(1)最“簡便”——雜交育種。
(2)最快獲得純合子——單倍體育種。
(3)最具預見性——基因工程育種。
(4)最能“無中生有”，但卻較“盲目”——誘變育種。
實驗11　低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化
1．實驗原理
低溫可抑制紡錘體形成，阻止細胞分裂，導致細胞染色體數(shù)目加倍。
2．實驗步驟與現(xiàn)象
3．低溫誘導植物染色體數(shù)目變化的實驗中的試劑、使用方法及其作用
試劑
使用方法
作用
卡諾氏液
將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1
h
固定細胞形態(tài)
體積分數(shù)為95%的酒精
沖洗用卡諾氏液處理的根尖
洗去卡諾氏液
與質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸等體積混合，浸泡經(jīng)固定的根尖
解離根尖細胞
質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸
與體積分數(shù)為95%的酒精等體積混合，作為解離液
解離根尖細胞
蒸餾水
浸泡解離后的根尖約10
min
漂洗根尖，去掉解離液
改良苯酚品紅染液
把漂洗干凈的根尖放進盛有改良苯酚品紅染液的玻璃皿中染色3～5
min
使染色體著色
1．關于低溫誘導植物染色體數(shù)目變化的實驗中，部分試劑的使用方法及其作用的敘述中不正確的是(　　)
選項
試劑
使用方法
作用
A
卡諾氏液
將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1
h
培養(yǎng)根尖，促進細胞分裂
B
體積分數(shù)為95%的酒精
與質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸等體積混合，浸泡經(jīng)固定的根尖
解離根尖細胞，使細胞之間的聯(lián)系變得疏松
C
蒸餾水
浸泡解離后的根尖約10
min
漂洗根尖，去除解離液
D
改良苯酚品紅染液
把漂洗干凈的根尖放進盛有改良苯酚品紅染液的玻璃皿中染色3～5
min
使染色體著色
答案　A
解析　卡諾氏液是固定液的一種，固定液的作用是固定細胞形態(tài)以及細胞內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)，固定之后，細胞死亡并且定型，A錯誤；體積分數(shù)為95%的酒精與質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸等體積混合后即為解離液，使細胞分開，便于觀察，B正確；蒸餾水的作用是漂洗根尖，去除解離液，防止解離過度且便于染色，C正確；改良苯酚品紅染液是一種堿性染料，能使染色體著色，D正確。
2．關于低溫誘導洋蔥染色體數(shù)目變化的實驗不正確的描述是(　　)
A．處于分裂間期的細胞數(shù)目最多
B．在顯微鏡視野內(nèi)可以觀察到二倍體細胞和四倍體細胞
C．若細胞中出現(xiàn)四個染色體組，說明該細胞染色體數(shù)目已加倍
D．低溫處理洋蔥根尖后不會引起成熟區(qū)細胞染色體數(shù)目的變化
答案　C
解析　分裂間期持續(xù)時間較長，所以處于該時期的細胞數(shù)目最多，A正確；低溫處理只能使部分細胞染色體數(shù)目加倍，所以在顯微鏡視野內(nèi)可以觀察到二倍體細胞和四倍體細胞，B正確；細胞中出現(xiàn)四個染色體組，也可能是二倍體細胞處于有絲分裂后期，C錯誤；洋蔥根尖成熟區(qū)細胞不能進行有絲分裂，因此不會發(fā)生染色體加倍的現(xiàn)象，D正確。
3．用質(zhì)量分數(shù)為0.2%的秋水仙素處理植物分生組織5～6
h，能夠誘導細胞內(nèi)染色體加倍。那么，用一定時間的低溫(如4
℃)處理水培的洋蔥根尖(2N＝16條)時，是否也能誘導細胞內(nèi)染色體加倍呢？請對這個問題進行實驗探究。
(1)針對以上問題，你作出的假設是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
你提出此假設的依據(jù)是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)低溫處理植物材料時，通常需要較長時間才能產(chǎn)生低溫效應，根據(jù)這個提示將你設計的實驗組合以表格的形式列出來。
(3)按照你的設計思路，以________________________________________________________________________
____________________作為鑒別低溫是否誘導細胞內(nèi)染色體加倍的依據(jù)。為此，你要進行的具體操作是：
第一步：剪取根尖0.5～1
cm。
第二步：按照________→________→________的操作順序?qū)Ω膺M行處理。
第三步：將洋蔥根尖制成臨時裝片，在顯微鏡下用一個分裂期的細胞觀察染色體加倍的動態(tài)變化過程。
根據(jù)該同學的實驗設計回答：
該同學設計的實驗步驟有一處明顯的錯誤，請指出錯誤所在，并加以改正。________________________________________________________________________
__________________________。
(4)解離所用的試劑是________________________________________________________，其作用是______________________。
(5)顯微鏡下觀察到的細胞中染色體數(shù)可能為________________________________________________________________________
________________________。
答案　(1)用一定時間的低溫處理水培的洋蔥根尖，能夠誘導細胞內(nèi)染色體加倍　低溫能夠影響酶的活性(或紡錘體的形成)，使細胞不能正常進行有絲分裂
(2)
　　　　培養(yǎng)時間培養(yǎng)溫度　　　　　
5
h
10
h
15
h
20
h
常溫
4
℃
0
℃
注：設計的表格要達到兩個要求：①至少做兩個溫度的對照(常溫和4
℃)；②間隔相等的培養(yǎng)時間進行取樣。
(3)在顯微鏡下觀察和比較經(jīng)過不同處理后根尖細胞內(nèi)染色體的數(shù)目　解離　漂洗　染色　細胞已被殺死，在第三步中不會再觀察到染色體加倍的動態(tài)變化，因此要不斷移動裝片，在不同的視野中找到各個時期的分裂圖像
(4)質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸和體積分數(shù)為95%的酒精1∶1
混合液　使細胞相互分離開來
(5)16、32、64(加倍后的細胞有絲分裂后期)
解析　(1)探究實驗中，假設是由探究的問題決定的，該實驗探究的問題是低溫是否也能誘導細胞內(nèi)染色體加倍，由此得出該探究實驗的假設。根據(jù)低溫能夠影響酶的活性(或紡錘體的形成)，推斷低溫狀態(tài)下細胞不能正常進行有絲分裂，所以提出“低溫能誘導細胞內(nèi)染色體加倍”的假設。
(2)設計表格時要注意題干中的要求是確定低溫效應的時間，分別設置溫度梯度和時間梯度兩個實驗變量。考慮到一般植物細胞周期的時間單位為h，因此表格內(nèi)培養(yǎng)時間應以h為單位。
(3)通過觀察細胞內(nèi)染色體的數(shù)目并和不經(jīng)過低溫處理的正常根尖細胞內(nèi)染色體數(shù)目進行比較，從而得出實驗結(jié)論。制作裝片的步驟是：解離→漂洗→染色→制片。由于在解離時已經(jīng)殺死根尖細胞，所以不會再觀察到染色體加倍的動態(tài)變化，要不斷移動裝片，在不同的視野中找到各個時期的分裂圖像。
(4)解離液是用質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸和體積分數(shù)為95%的酒精1∶1混合而成的，解離液可讓細胞相互分離開來。
(5)由于大部分細胞沒有發(fā)生染色體加倍，其染色體數(shù)目仍為2N＝16條，部分細胞進行正常的有絲分裂，并處于后期，其染色體數(shù)目加倍，為4N＝32條，以及加倍后進行有絲分裂，處于前期、中期的細胞內(nèi)染色體數(shù)目為4N＝32條，處于后期，其細胞內(nèi)染色體數(shù)目為8N＝64條。
高考熱點突破
1．(2018·天津高考)蘆筍是雌雄異株植物，雄株性染色體為XY，雌株為XX；其幼莖可食用，雄株產(chǎn)量高。以下為兩種培育雄株的技術路線。有關敘述錯誤的是(　　)
A．形成愈傷組織可通過添加植物生長調(diào)節(jié)劑進行誘導
B．幼苗乙和丙的形成均經(jīng)過脫分化和再分化過程
C．雄株丁的親本的性染色體組成分別為XY、XX
D．與雄株甲不同，雄株丁培育過程中發(fā)生了基因重組
答案　C
解析　生長素與細胞分裂素的使用比例影響植物細胞的發(fā)育方向，當二者比值高時，有利于根的分化，抑制芽的形成，比值低時，有利于芽的分化，抑制根的形成，比例適中時，促進愈傷組織的形成，因為生長素和細胞分裂素相對應的植物生長調(diào)節(jié)劑也有相應的效果，所以可以通過添加植物生長調(diào)節(jié)劑進行誘導，A正確；幼苗乙與幼苗丙的形成是花藥離體培養(yǎng)形成單倍體植株的過程，此過程的原理是植物生殖細胞的全能性，其技術是植物組織培養(yǎng)，因此需要經(jīng)過脫分化與再分化的過程，B正確；花粉是經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的，其配子含有X染色體或Y染色體，經(jīng)過花藥離體培養(yǎng)，得到單倍體，再經(jīng)過秋水仙素處理后得到的植株乙與丙的性染色體組成為XX或YY，因此雄株丁的親本的性染色體組成分別為XX、YY，C錯誤；雄株甲是通過無性繁殖形成的，形成過程中不會進行減數(shù)分裂，因此也不會發(fā)生基因重組，雄株丁是通過有性生殖形成的，形成過程中經(jīng)過了減數(shù)分裂，因此會發(fā)生基因重組，D正確。
2．(2017·江蘇高考)一株同源四倍體玉米的基因型為Aaaa，其異常聯(lián)會形成的部分配子也可受精形成子代。下列相關敘述正確的是(　　)
A．上圖表示的過程發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期
B．自交后代會出現(xiàn)染色體數(shù)目變異的個體
C．該玉米單穗上的籽粒基因型相同
D．該植株花藥培養(yǎng)加倍后的個體均為純合子
答案　B
解析　聯(lián)會發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期，A錯誤；由題干知，異常聯(lián)會形成的部分配子也可完成受精，異常聯(lián)會時，減數(shù)第一次分裂后期移向細胞兩極的染色體不再均等分配，形成的配子中染色體的數(shù)目與正常配子相比發(fā)生變化，因此自交后代會出現(xiàn)染色體數(shù)目變異，B正確；該玉米正常聯(lián)會產(chǎn)生的雌、雄配子基因型有Aa、aa，自交后，單穗上籽粒的基因型有AAaa、aaaa、Aaaa，C錯誤；基因型為Aa的花藥經(jīng)培養(yǎng)加倍后的個體基因型為AAaa，為雜合子，D錯誤。
3．(2016·上海高考)導致遺傳物質(zhì)變化的原因有很多，圖中字母代表不同基因，其中變異類型①和②依次是(　　)
A．突變和倒位
B．重組和倒位
C．重組和易位
D．易位和倒位
答案　D
解析　由題圖可知，變異類型①中a、b基因被非同源染色體上的j基因替換，變異類型為易位；變異類型②中c、d、e基因發(fā)生顛倒，變異類型為倒位，D正確。
4．(2017·江蘇高考)研究人員在柑橘中發(fā)現(xiàn)一棵具有明顯早熟特性的變異株，決定以此為基礎培育早熟柑橘新品種。請回答下列問題：
(1)要判斷該變異株的育種價值，首先要確定它的________物質(zhì)是否發(fā)生了變化。
(2)在選擇育種方法時，需要判斷該變異株的變異類型。如果變異株是個別基因的突變體，則可采用育種方法①，使早熟基因逐漸________，培育成新品種1。為了加快這一進程，還可以采集變異株的________進行處理，獲得高度純合的后代，選育成新品種2，這種方法稱為________育種。
(3)如果該早熟植株屬于染色體組變異株，可以推測該變異株減數(shù)分裂中染色體有多種聯(lián)會方式，由此造成不規(guī)則的________，產(chǎn)生染色體數(shù)目不等、生活力很低的________，因而得不到足量的種子。即使得到少量后代，早熟性狀也很難穩(wěn)定遺傳。這種情況下，可考慮選擇育種方法③，其不足之處是需要不斷制備________，成本較高。
(4)新品種1與新品種3均具有早熟性狀，但其他性狀有差異，這是因為新品種1選育過程中基因發(fā)生了多次________，產(chǎn)生的多種基因型中只有一部分在選育過程中保留下來。
答案　(1)遺傳　(2)純合　花藥　單倍體
(3)染色體分離　配子　組培苗　(4)重組
解析　(1)育種的目的是獲得人類所需的有價值的性狀，只有由遺傳物質(zhì)改變引起的性狀改變才能遺傳下去，才具有育種價值。
(2)方法①中植株自交，連續(xù)自交過程中早熟基因逐漸純合，培育成新品種1。單倍體育種能明顯縮短育種年限，可先通過花藥離體培養(yǎng)，再用秋水仙素處理單倍體幼苗。
(3)若是由染色體組數(shù)目改變引起的變異，則該變異株減數(shù)分裂中聯(lián)會紊亂，從而造成不規(guī)則的染色體分離，產(chǎn)生染色體數(shù)目不等、生活力很低的異常配子，只有極少數(shù)配子正常，故只能得到少量的種子。方法③需要先進行植物組織培養(yǎng)獲得柑橘苗，此過程操作復雜、成本較高。
(4)在新品種1的選育過程中，連續(xù)自交使早熟性狀相關基因與其他性狀相關基因發(fā)生了多次重組，而在植物組織培養(yǎng)過程中不發(fā)生基因重組。
課時作業(yè)
一、選擇題
1．關于染色體組的敘述，不正確的有(　　)
①一個染色體組中不含同源染色體　②一個染色體組中染色體大小、形態(tài)一般不同　③人的一個染色體組中應含有24條染色體　④含有一個染色體組的細胞，一定是配子
A．①③
B．②④
C．①④
D．③④
答案　D
解析　一般一個染色體組中的染色體大小、形態(tài)各不相同，不含同源染色體，①、②正確；人的體細胞中含有46條染色體，其一個染色體組中應含有23條染色體，③錯誤；含有一個染色體組的細胞，可以是配子，也可以是次級精母細胞、次級卵母細胞、第一極體，還可以是單倍體的體細胞，④錯誤。
2．(2019·江西紅色七校第一次聯(lián)考)下列相關表述錯誤的是(　　)
A．單倍體生物的體細胞內(nèi)也可能存在同源染色體
B．21三體綜合征患者的體細胞中含有47條染色體
C．基因型為BBbb的四倍體西瓜，子代中基因型為bbbb的個體所占比例為1/36
D．用秋水仙素處理神經(jīng)細胞，會抑制其紡錘體的形成，導致神經(jīng)細胞染色體數(shù)目加倍
答案　D
解析　同源四倍體生物的單倍體體細胞中仍存在同源染色體，A正確；21三體綜合征患者的體細胞中多一條21號染色體，故患者體細胞中有47條染色體，B正確；基因型為BBbb的個體，產(chǎn)生的配子類型及比例為BB∶Bb∶bb＝1∶4∶1，故子代中基因型為bbbb的個體所占的比例為(1/6)×(1/6)＝1/36，C正確；神經(jīng)細胞是高度分化的細胞，其不能發(fā)生分裂，故秋水仙素不能使其染色體數(shù)目加倍，D錯誤。
3．以下有關變異的敘述，正確的是(　　)
A．用普通二倍體西瓜培育出四倍體西瓜，再用普通二倍體西瓜給四倍體西瓜授粉，則四倍體植株上會結(jié)出三倍體無子西瓜
B．基因重組導致雜合子Aa自交后代出現(xiàn)性狀分離，產(chǎn)生新的基因
C．基因重組所產(chǎn)生的新基因型不一定會表達為新的表現(xiàn)型
D．花藥離體培養(yǎng)過程中，基因重組、基因突變和染色體變異均有可能發(fā)生
答案　C
解析　用普通二倍體西瓜給四倍體西瓜授粉，四倍體植株上會結(jié)出四倍體西瓜，含有三倍體的胚，A錯誤；雜合子Aa自交，由于等位基因分離導致后代出現(xiàn)性狀分離，而不是由于基因重組，也不會產(chǎn)生新基因，B錯誤；由于性狀的顯隱性關系，基因重組所產(chǎn)生的新基因型不一定會表達為新的表現(xiàn)型，C正確；花藥離體培養(yǎng)過程中只發(fā)生有絲分裂，不會發(fā)生基因重組，D錯誤。
4．關于甲、乙、丙、丁的敘述，正確的是(　　)
A．甲屬于基因突變，乙屬于染色體變異
B．丙出現(xiàn)的變異只能出現(xiàn)在有絲分裂中
C．丁細胞含有兩個染色體組
D．甲、乙、丙、丁均屬于染色體變異
答案　C
解析　甲中基因沒有改變，只是b和d的位置發(fā)生了交換，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的倒位，乙中基因g、h重復出現(xiàn)，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的重復，A錯誤；丙中著絲點分裂后，形成的子染色體移向細胞的同一極，可以發(fā)生在有絲分裂的后期，也可以發(fā)生在減數(shù)第二次分裂的后期，B錯誤；丁細胞中染色體大小相同，含有一對等位基因，所以含有兩個染色體組，C正確；甲、乙、丙、丁中，只有甲、乙、丙均屬于染色體變異，丁不一定發(fā)生變異，D錯誤。
5．下列關于染色體組、單倍體、二倍體和多倍體的敘述，錯誤的是(　　)
A．組成一個染色體組的染色體中不含減數(shù)分裂中能聯(lián)會的染色體
B．由受精卵發(fā)育而成，體細胞含有兩個染色體組的個體叫二倍體
C．含一個染色體組的個體是單倍體，但單倍體未必只含一個染色體組
D．人工誘導多倍體唯一的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗
答案　D
解析　一個染色體組中的染色體是非同源染色體，減數(shù)分裂中能聯(lián)會的染色體是同源染色體，A正確；二倍體指的是由受精卵發(fā)育而成，體細胞中含有兩個染色體組的個體，B正確；含一個染色體組的個體一定是單倍體，但單倍體未必只含一個染色體組，如六倍體普通小麥的單倍體含有三個染色體組，C正確；人工誘導多倍體的方法是用秋水仙素或低溫處理萌發(fā)的種子或幼苗，D錯誤。
6．(2019·安徽蒙城五校聯(lián)考)下列有關雜交育種的敘述，錯誤的是(　　)
A．雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學原理是基因重組
B．通過雜交產(chǎn)生的后代可能表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢
C．雜交育種通過產(chǎn)生新性狀使后代出現(xiàn)更多變異
D．雜交育種是改良作物品質(zhì)和提高產(chǎn)量的常規(guī)方法
答案　C
解析　雜交育種依據(jù)的原理是基因重組，只是原有性狀的重新組合，不會產(chǎn)生新的性狀，C錯誤。
7．在下列敘述中，正確的是(　　)
A．培育八倍體小黑麥是利用染色體變異的原理
B．培育無子西瓜是利用生長素促進果實發(fā)育的原理
C．培育無子番茄是利用基因重組的原理
D．培育青霉素高產(chǎn)菌株是利用基因重組的原理
答案　A
解析　培育八倍體小黑麥是利用染色體變異的原理，A正確；培育無子西瓜是利用染色體變異的原理，B錯誤；培育無子番茄是利用生長素促進果實發(fā)育的原理，C錯誤；培育青霉素高產(chǎn)菌株是利用基因突變的原理，D錯誤。
8．某生物興趣小組的同學將生長旺盛的洋蔥不定根置于4
℃的冰箱冷藏室中培養(yǎng)36小時后，剪取根尖制成臨時裝片，然后用顯微鏡觀察細胞中染色體的分裂相。下列敘述正確的是(　　)
A．低溫處理能阻斷洋蔥根尖細胞中DNA的復制
B．用改良苯酚品紅染液處理根尖可使染色體著色
C．制作臨時裝片前可用卡諾氏液維持細胞的活性
D．低倍鏡視野中所有細胞染色體數(shù)都已發(fā)生改變
答案　B
解析　低溫處理能阻斷洋蔥根尖細胞中紡錘體的形成，A錯誤；卡諾氏液用于固定細胞形態(tài)，會導致細胞死亡，C錯誤；細胞周期中間期時間最長，故視野中間期細胞數(shù)目最多，且低溫處理只能使部分細胞染色體加倍，D錯誤。
9．假設A、b代表水稻的優(yōu)良基因，這兩種基因獨立遺傳，現(xiàn)有AABB、aabb兩個品種，為了培育出優(yōu)良品種AAbb，可采用的方法如圖所示，下列相關敘述正確的是(　　)
A．雜交育種過程中從子一代開始選種
B．經(jīng)過①②③過程培育出新品種的育種方法應用的原理和④相同
C．⑥過程需要用低溫或者秋水仙素處理種子或者幼苗
D．過程⑦育種過程可以定向改造生物的遺傳性狀
答案　B
解析　由于雜交育種要從F2才發(fā)生性狀分離，開始出現(xiàn)所需要的表現(xiàn)型，所以一般從F2開始選種，A錯誤；經(jīng)過①②③過程培育出新品種的育種方法應用的原理和④相同，都是基因重組，B正確；單倍體高度不育，因此經(jīng)過⑥過程培育新品種需要用低溫或秋水仙素處理幼苗，不能處理萌發(fā)的種子，C錯誤；過程⑦育種過程是誘變育種，其原理是基因突變，具有不定向性，因此不能定向改造生物的遺傳性狀，D錯誤。
10．(2020·安徽六安市舒城中學模擬)已知普通西瓜為二倍體，西瓜果皮顏色由一對等位基因控制，果皮深綠色條紋(A)對淺綠色(a)為顯性，下圖表示培育三倍體無子西瓜的大致流程，下列相關敘述正確的是(　　)
A．秋水仙素處理后，幼苗體細胞均含四個染色體組
B．若四倍體(父本)和二倍體(母本)雜交，商品果實的果皮為淺綠色
C．商品果實中三倍體西瓜具有深綠色條紋果皮
D．商品果實若出現(xiàn)淺綠色果皮，是三倍體自花傳粉的結(jié)果
答案　C
解析　培育無子西瓜時，秋水仙素處理二倍體西瓜的幼苗，處理后形成的四倍體植株，被秋水仙素處理的部分體細胞中含有4個染色體組，而沒有被秋水仙素處理的部分(如根部)體細胞中含有2個染色體組，A錯誤；四倍體西瓜植株(父本)與二倍體的西瓜植株(母本)雜交后，得到的三倍體西瓜種子的基因型是Aaa，種植三倍體西瓜種子，長成的三倍體植株(Aaa)作為母本需要接受二倍體西瓜植株的花粉，西瓜果皮是由母本(基因型為Aaa)的子房壁發(fā)育形成的，因此商品果實為果皮為深綠色的三倍體西瓜，B錯誤，C正確；三倍體含有三個染色體組，在減數(shù)分裂時聯(lián)會紊亂，無法產(chǎn)生正常的配子，不能進行自花傳粉，D錯誤。
11．(2019·河南洛陽5月三模)下列敘述正確的是(　　)
A．非同源染色體互換部分片段一定會引起細胞內(nèi)基因種類的改變
B．21三體綜合征患者的體細胞中有3個染色體組
C．染色體變異中的倒位會使染色體上的基因排列順序發(fā)生改變
D．單倍體生物的體細胞中都沒有同源染色體，因而不具有可育性
答案　C
解析　非同源染色體互換部分片段，細胞內(nèi)基因的種類通常不會改變，A錯誤：21三體綜合征患者的體細胞中有2個染色體組，但21號染色體有3條，B錯誤；染色體變異中的倒位會使染色體上的基因排列順序發(fā)生改變，C正確；單倍體生物的體細胞中可能含有同源染色體，如由同源四倍體形成的單倍體中含有同源染色體，D錯誤。
二、非選擇題
12．(2019·安徽“皖南八校”第三次聯(lián)考)玉米是一種單性花、雌雄同株的作物，正常植株的基因型為D_E_，其頂部開雄花下部開雌花；基因型為ddE_的植株只能開雄花而成為雄株；基因型為D_ee或ddee的植株的頂端長出的是雌花而成為雌株(兩對基因位于兩對同源染色體上)，育種工作者選用上述材料作親本，雜交后得到下表中的結(jié)果，回答下列問題：
類型
正常植株
雄株
雌株
數(shù)目
506
500
1012
(1)請寫出親本可能的基因型________。若表中的雌雄株隨機結(jié)合，理論上后代的表現(xiàn)型及比例為________。
(2)玉米的純合體雄株和雌株在育種中有重要的應用價值，在雜交育種時可免除________麻煩。選育出純合體雄株和雌株應確保其雜交后代都是正常植株，以符合種子生產(chǎn)要求。已知農(nóng)田中的正常植株都是雜合子DdEe，請設計一個快速育種方案，利用這種植株選育出符合生產(chǎn)要求的雄株和雌株(寫出育種方案即可)：________________________________________。
(3)為了確保能雜交產(chǎn)生足夠的正常植株，需要對選出的雄株和雌株進行大量繁殖，請寫出培育方案：__________________________________________。
答案　(1)ddEe×Ddee或DdEe×ddee　正常株∶雄株∶雌株＝1∶3∶4
(2)人工去雄　利用雜合子DdEe進行單倍體育種，選育出雄株(ddEE)、雌株(DDee、ddee)，其中雄株(ddEE)符合生產(chǎn)要求；將上一步驟中得到的雌株和雄株進行雜交，若后代是正常植株，則雌株為DDee符合生產(chǎn)要求
(3)取上述得到的符合生產(chǎn)要求的雄株和雌株的芽(雌株芽可在上述雜交之前進行部分預留)或根尖進行植物組織培養(yǎng)
解析　(1)根據(jù)題意可知，基因型為D_E_為雌雄同株，ddE_為雄株，而D_ee或ddee則為雌株。雜交后代中正常株(D_E_)∶雄株(ddE_)∶雌株(D_ee或ddee)＝1∶1∶2，該比例為測交后代1∶1∶1∶1比例的變式，故可推知親本的基因型是ddEe×Ddee或DdEe×ddee。由前面分析可知，表中雌株的基因型為1/2Ddee、1/2ddee，雄株的基因型是ddEe，雌雄株隨機交配，可有兩種雜交組合。若1/2Ddee×ddEe，相當于測交，與親本雜交的結(jié)果相同，正常植株∶雄株∶雌株＝1∶1∶2；若1/2ddee×ddEe，則后代為1/4ddEe(雄株)、1/4ddee(雌株)。因此，表中的雌雄株隨機交配，理論上后代的表現(xiàn)型及比例正常株∶雄株∶雌株＝1/8∶(1/8＋1/4)∶(2/8＋1/4)＝1∶3∶4。
(2)選育出的純合體雄株和雌株應確保其雜交后代都是正常植株，則選育出的雌株不能是ddee，因此，選育出的雄株和雌株的基因型應分別為ddEE和DDee。利用DdEe植株選育出符合生產(chǎn)要求的雄株和雌株的快速育種方案為：利用雜合子DdEe進行單倍體育種，選育出雄株(ddEE)、雌株(DDee、ddee)，其中雄株(ddEE)符合生產(chǎn)要求；將上一步驟中得到的雌株和雄株進行雜交，若后代是正常植株，則雌株為DDee符合生產(chǎn)要求。
(3)可利用植物組織培養(yǎng)的方法使植物大量繁殖。因此，要對選出的雄株和雌株進行大量繁殖，可取上述得到的符合生產(chǎn)要求的雄株和雌株的芽(雌株芽可在上述雜交之前進行部分預留)或根尖進行植物組織培養(yǎng)。
13．(2019·四川南充高級中學高三上學期第四次檢測)茄子屬于茄科家族中的一員，是餐桌上十分常見的蔬菜。已知基因A、a決定果形，基因B、b決定果色，茄子果形有長形(AA)、卵圓形(Aa)和圓形(aa)，果色有紫色(BB)、青色(Bb)、白色(bb)。回答下列問題：
(1)已知決定果形和果色的基因分別位于兩對同源染色體上。現(xiàn)讓長形紫色茄和圓形白色茄雜交，F(xiàn)1自交，得到的F2中有________種表現(xiàn)型，其中長形白色茄的植株應占______________。
(2)青枯病是茄子、辣椒、馬鈴薯等茄科蔬菜的主要病害。抗青枯病(T)對易感青枯病(t)為顯性，基因T、t與果形、果色的基因自由組合。現(xiàn)利用二倍體圓形白色易感青枯病純合茄子和四倍體長形紫色抗青枯病純合茄子，培育出純合的二倍體圓形白色抗青枯病茄子。其培育的大體思路是：第一步：種植四倍體長形紫色抗青枯病純合茄子，取其________培養(yǎng)，獲得單倍體。
第二步：取上述單倍體與________(基因型)的茄子雜交，得到F1(AaBbTt)。
第三步：種植F1讓其自交，從中選出表現(xiàn)型為圓形白色抗青枯病茄子，再讓其連續(xù)自交，直至后代________為止。
答案　(1)9　1/16
(2)花藥離體　aabbtt　不再發(fā)生性狀分離
解析　(1)依題意可知：長形紫色茄和圓形白色茄的基因型分別為AABB和aabb，二者雜交，F(xiàn)1的基因型為AaBb，F(xiàn)1自交，得到的F2中，果形有3種，即長形(AA)∶卵圓形(Aa)∶圓形(aa)＝1∶2∶1，果色有3種，即紫色(BB)∶青色(Bb)∶白色(bb)＝1∶2∶1，所以F2中有3×3＝9種表現(xiàn)型，其中長形白色茄的植株應占1/4AA×1/4bb＝1/16。
(2)依題意可知：二倍體圓形白色易感青枯病純合茄子的基因型是aabbtt，四倍體長形紫色抗青枯病純合茄子的基因型是AAAABBBBTTTT，利用二者培育出純合的二倍體圓形白色抗青枯病茄子的基因型是aabbTT。其培育的大體思路是：
將四倍體的花藥進行離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，與二倍體aabbtt雜交獲得雜合體F1，F(xiàn)1連續(xù)自交篩選圓形白色抗青枯病純合體。
14．幾種性染色體異常果蠅的性別、育性等如圖所示。
(1)正常果蠅在減數(shù)第一次分裂中期的細胞內(nèi)染色體組數(shù)為________，在減數(shù)第二次分裂后期的細胞中染色體數(shù)是________條。
(2)白眼雌果蠅(XrXrY)最多能產(chǎn)生Xr、XrXr、________和________四種類型的配子。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________。
(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________，從F2灰身紅眼雌果蠅和灰身白眼雄果蠅中各隨機選取一只雜交，子代中出現(xiàn)黑身白眼果蠅的概率為________。
(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)境改變引起表現(xiàn)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X染色體不分離。請設計簡便的雜交實驗，確定M果蠅的出現(xiàn)是由哪一種原因引起的。
實驗步驟：________________________________________________________________________。
結(jié)果預測：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X染色體不分離。
答案　(1)2　8　(2)XrY　Y　XRXr、XRXrY
(3)3∶1　1/18
(4)M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交，分析子代的表現(xiàn)型
Ⅰ.子代出現(xiàn)紅眼(雌)果蠅　Ⅱ.子代表現(xiàn)型全部為白眼　Ⅲ.無子代產(chǎn)生
解析　(1)正常果蠅是二倍體生物，每個染色體組含有4條染色體。減數(shù)第二次分裂后期，細胞中染色體數(shù)目與體細胞中染色體數(shù)目相等。
(2)由于基因型為XrXrY的個體中含有三條同源染色體，在減數(shù)第一次分裂后期，同源染色體分離，隨機移向兩極，所以最多能產(chǎn)生Xr、XrXr、Y、XrY四種類型的配子。該果蠅與基因型為XRY的個體雜交，紅眼雄果蠅(XRY)產(chǎn)生的配子XR與白眼雌果蠅產(chǎn)生的四種配子結(jié)合，產(chǎn)生的后代基因型為XRXr、XRXrXr、XRY、XRXrY，其中，XRXr為雌性個體，XRY為雄性個體，根據(jù)題干所給圖示可知，XRXrY為雌性個體，XRXrXr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)分析題干可知，三種可能情況下，M果蠅基因型分別為XRY、XrY、XrO。因此，本實驗可以用M果蠅與正常白眼雌果蠅(XrXr)雜交，統(tǒng)計子代果蠅的眼色。第一種情況下，XRY與XrXr雜交，子代雌性果蠅全部為紅眼，雄性果蠅全部為白眼；第二種情況下，XrY與XrXr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不育，因此與XrXr雜交，沒有子代產(chǎn)生。

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