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高考生物专题复习第21讲 染色体变异与生物变异在育种上的应用
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这是一份高考生物专题复习第21讲 染色体变异与生物变异在育种上的应用，共26页。
第21讲 染色体变异与生物变异在育种上的应用
[考试内容及活动要求] 1.简述染色体结构变异和数目变异。2.搜集生物变异在育种上应用的事例。
考点一 染色体变异
1．染色体结构的变异
(1)类型(连线)
(2)结果：使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
2．染色体数目的变异
(1)类型
(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，一个染色体组中不含同源染色体。
②从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。
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一整套基因，但不能重复。
(3)单倍体、二倍体和多倍体
项目
单倍体
二倍体
多倍体
概念
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
体细胞中含有两个染色体组的个体
体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
发育起点
配子
受精卵
受精卵
植株特点
(1)植株弱小
(2)高度不育
正常可育
(1)茎秆粗壮
(2)叶片、果实和种子较大
(3)营养物质含量丰富
体细胞染色体组数
≥1
2
≥3
形成过程
雄配子 单倍体
＋
雌配子单倍体
↓受精作用
受精卵生物体
形成原因
自然原因
单性生殖
正常的有性生殖
外界环境条件剧变(如低温)
人工诱导
花药离体培养
秋水仙素处理单倍体幼苗
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
举例
蜜蜂的雄蜂
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
1．判断下列有关染色体结构变异的叙述
(1)染色体上某个基因的丢失属于基因突变( × )
(2)DNA分子中发生三个碱基对的缺失导致染色体结构变异( × )
(3)染色体易位或倒位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响( × )
(4)非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中( × )
(5)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力( × )
2．判断下列有关染色体数目变异的叙述
(1)体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体( × )
(2)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加( × )
(3)水稻(2n＝24)一个染色体组有12条染色体，水稻单倍体基因组有12条染色体( √ )
(4)用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体( × )
(5)单倍体含有的染色体组数都是奇数( × )
分析染色体的结构变异和数目变异
(1)图甲①～④的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于哪类变异？能在光学显微镜下观察到的是哪几个？
提示 ①染色体片段缺失；②染色体片段易位；③基因突变；④染色体片段倒位。①②④均为染色体变异，可在光学显微镜下观察到，③为基因突变，不能在光学显微镜下观察到。
(2)图乙、丙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于哪类变异？
提示 图乙发生了非同源染色体间片段的交换，图丙发生的是同源染色体上的非姐妹染色单体间相应片段的交换；前者属于染色体结构变异中的“易位”，后者属于交叉互换型基因重组。
(3)下图中丁是某二倍体生物体细胞染色体模式图，戊、己、庚是发生变异后的不同个体的体细胞中的染色体组成模式图，据图回答：
①若果蝇的某细胞在减数第一次分裂后期X染色体和Y染色体没有分离，最终形成的精子中含有的是不是一个染色体组？不是。
②上图中戊所示个体减数分裂产生的配子种类及比例如何？
提示 b∶B∶ab∶aB＝1∶1∶1∶1。
③辨析“三体”＝“三倍体”吗？
提示 三体是二倍体(含两个染色体组)，只是其中某形态的染色体“多出了一条”，其余染色体均为两两相同(如上图己)；三倍体则是指由受精卵发育而来的体细胞中含三个染色体组的个体，其每种形态的染色体为“三三相同”(如上图庚)。
命题点一 辨析三种可遗传变异
1．(2019·贵阳调研)下图中，甲、乙分别表示两种果蝇的一个染色体组，丙表示果蝇的X染色体及其携带的部分基因。下列有关叙述正确的是( )
A．甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常
B．甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同
C．丙中①过程，可能是发生在X和Y的非姐妹染色单体之间的易位
D．丙中①②所示变异都可归类于染色体结构变异
答案 D
解析 与甲相比，乙中的1号染色体发生了倒位，所以甲、乙杂交产生的F1，减数分裂过程中1号染色体不能正常联会，不能产生正常配子，A项错误；因为乙中的1号染色体发生了倒位，所以甲、乙的1号染色体上的基因排列顺序不完全相同，B项错误；丙中①过程基因的位置发生颠倒，属于倒位，丙中②过程染色体片段发生改变，属于染色体结构变异中的易位，①②都属于染色体结构变异，C项错误，D项正确。
2．生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别，甲、乙两模式图分别表示细胞分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因，丙图是细胞分裂过程中染色体在某一时期所呈现的形态。下列有关叙述正确的是( )
A．甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组
B．甲图是由于个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目改变的结果
C．乙图是由于四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果
D．甲、乙、丙三图均发生在减数分裂过程中
答案 D
解析 甲是染色体结构变异中的缺失或重复，乙是染色体结构变异中的易位，都是染色体结构变异，A错误；个别碱基对的增添或缺失属于基因突变，甲图中部分基因发生了增添或缺失，导致染色体上基因数目改变，B错误；四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换属于基因重组，而乙图的易位现象，发生在非同源染色体之间，C错误；甲和乙都发生联会现象，发生在减数第一次分裂前期，丙图同源染色体的非姐妹染色单体之间进行了交叉互换，也发生于减数第一次分裂前期，D正确。
易混辨析 利用四个“关于”区分三种变异
(1)关于“互换”：同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。
(2)关于“缺失或增加”：DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加)，属于染色体结构变异；DNA分子上若干碱基对的缺失、增添(增加)，属于基因突变。
(3)关于变异的水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。
(4)关于变异的“质”和“量”：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般不改变基因的量，转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，会改变基因的量或基因的排列顺序。
命题点二 染色体组及生物体倍性的判断
3．下图所示细胞中对所含染色体的有关叙述，正确的是( )
A．图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组
B．如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体
C．如果图c表示由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体
D．图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体
答案 C
解析 图a为有丝分裂后期，含有4个染色体组，图b含有3个染色体组，A项错误；如果图b生物是由配子发育而成的，则图b代表的生物是单倍体，如果图b生物是由受精卵发育而成的，则图b代表的生物是三倍体，B项错误；图c中有同源染色体，含有2个染色体组，若是由受精卵发育而成的，则该细胞所代表的生物一定是二倍体，C项正确；图d中只含有1个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄配子或雌配子发育而成的，D项错误。
4．图中字母代表正常细胞中所含有的基因，下列说法正确的是( )
A．③为多倍体，通常茎秆粗壮、子粒较大
B．④为单倍体，通常茎秆弱小、子粒较小
C．若①和②杂交，后代基因型分离比为1∶5∶5∶1
D．①②③④细胞所代表的个体分别是四倍体、二倍体、三倍体和单倍体
答案 C
解析 如果①②③是由受精卵发育而成的个体中的正常细胞，则①②③④细胞所代表的个体分别是四倍体、二倍体、三倍体和单倍体，如果①②③是由配子发育而来的，则不成立。③含3个染色体组，减数分裂过程中联会紊乱，不能产生正常配子，不能结出子粒，A、D错误；④为单倍体，通常茎秆弱小、高度不育，所以没有子粒，B错误；四倍体(AAaa)经减数分裂可产生3种配子，其基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，二倍体(Aa)经减数分裂可产生2种配子，其基因型及比例为A∶a＝1∶1，因此，它们杂交所得后代的基因型及比例为AAA∶AAa∶Aaa∶aaa＝1∶5∶5∶1，C正确。
科学思维 (1)三种方法确定染色体组数量
①染色体形态法
同一形态的染色体→有几条就有几组，如图中有4个染色体组。
②等位基因个数法
控制同一性状的等位基因→有几个就有几组，如AAabbb个体中有3个染色体组。
③公式法
染色体组数＝，如图中有4个染色体组。
(2)“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体
命题点三 变异类型的实验探究
5．遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫做缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫做缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫做缺失杂合子。缺失杂合子的个体生活力降低但能存活，缺失纯合子常导致个体死亡。
现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的。
答案 方法一：取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片，在显微镜下观察染色体结构，若染色体正常，可能是基因突变引起的；反之可能是染色体缺失造成的。
方法二：选该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数之比为1∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的；若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数之比为2∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的。
解析 方法一：用显微镜观察该果蝇分裂的细胞中染色体结构是否发生改变，确定该变异是来自基因突变还是染色体缺失。方法二：利用题干信息“缺失纯合子导致个体死亡”这一现象，可将该果蝇与红眼雄果蝇杂交，观察并统计子代雌雄个体数目的比例来确定该变异的来源。若为基因突变，则XaXa×XAY→XAXa、XaY，子代雌雄比例为1∶1；若该变异为染色体缺失造成的，则XaX－×XAY→XAXa、XAX－、XaY、X－Y(致死)，子代雌雄比例为2∶1。
6．番茄是二倍体植物。有一种三体，其6号染色体的同源染色体有3条，在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条随意配对联会形成一个二价体，另1条同源染色体不能配对而形成一个单价体。减数第一次分裂的后期，组成二价体的同源染色体正常分离，组成单价体的1条染色体随机地移向细胞的任何一极，而其他染色体正常配对、分离。请回答问题：
(1)从变异类型的角度分析，三体的形成属于________________________。
(2)若三体番茄的基因型为AABBb，则其产生的花粉的基因型及其比例为________________，其根尖分生区一细胞连续分裂两次所得到的子细胞的基因型为__________。
(3)现以马铃薯叶型(dd)的二倍体番茄为父本，以正常叶型(DD或DDD)的三体纯合子番茄为母本，设计杂交实验，判断D(或d)基因是否在第6号染色体上，最简单可行的实验方案是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
实验结果：
①若杂交子代___________________________________________________________________，则_____________________________________________________________________________。
②若杂交子代___________________________________________________________________，则_____________________________________________________________________________。
答案 (1)染色体数目变异 (2)ABB∶ABb∶AB∶Ab＝1∶2∶2∶1 AABBb (3)F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃薯叶型杂交 ①正常叶∶马铃薯叶＝1∶1 D(或d)基因不在第6号染色体上 ②正常叶∶马铃薯叶＝5∶1 D(或d)基因在第6号染色体上
解析 (1)由题意可知，正常番茄中体细胞的6号染色体是2条，三体的6号染色体是3条，属于染色体数目变异。(2)三体番茄的基因型为AABBb，依题意分析，其产生的配子的基因型及比例是ABB∶ABb∶AB∶Ab＝1∶2∶2∶1；根尖细胞进行有丝分裂，分裂后形成的子细胞的基因型与亲代细胞相同，都是AABBb。(3)①马铃薯叶型的基因型是dd，正常叶型的基因型是DD，杂交子代的基因型是Dd，与dd进行测交，测交后代的基因型及比例是Dd∶dd＝1∶1，前者是正常叶，后者是马铃薯叶；②如果D(或d)基因位于第6号染色体上，则马铃薯叶型的基因型是dd，正常叶型的基因型是DDD，杂交子代的基因型是Dd、DDd, 其中DDd是三体植株，DDd与dd进行测交，DDd产生的配子的基因型及比例是DD∶D∶Dd∶d＝1∶2∶2∶1，测交后代的基因型是DDd∶Dd∶Ddd∶dd＝1∶2∶2∶1，其中Dd、DDd、Ddd表现为正常叶，dd表现为马铃薯叶。
方法技巧 变异类型实验探究题的答题模板
考点二 生物变异在育种上的应用
1．单倍体育种
(1)原理：染色体(数目)变异。
(2)过程
(3)优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子。
(4)缺点：技术复杂。
2．多倍体育种
(1)方法：用秋水仙素或低温处理。
(2)处理材料：萌发的种子或幼苗。
(3)原理
(4)实例：三倍体无子西瓜
①两次传粉
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数不变。
③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
3．杂交育种
(1)原理：基因重组。
(2)过程
①培育杂合子品种
选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。
②培育隐性纯合子品种
选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1F2→选出表现型符合要求的个体种植并推广。
③培育显性纯合子品种
a．植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，自交至不发生性状分离为止。
b．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。
(3)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。
(4)缺点：获得新品种的周期长。
4．诱变育种
(1)原理：基因突变。
(2)过程
(3)优点
①可以提高突变频率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。
②大幅度地改良某些性状。
(4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。
归纳总结 根据育种程序图识别育种名称和过程
(1)首先要识别图解中各字母表示的处理方法：A—杂交，D—自交，B—花药离体培养，C—秋水仙素处理，E—诱变处理，F—秋水仙素处理，G—转基因技术，H—脱分化，I—再分化，J—包裹人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。
(2)根据以上分析可以判断：“亲本新品种”为杂交育种，“亲本新品种”为单倍体育种，“种子或幼苗新品种”为诱变育种，“种子或幼苗新品种”为多倍体育种。
(1)抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦( √ )
(2)抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低( × )
(3)通过花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种( × )
(4)诱变育种和杂交育种均可形成新基因( × )
(5)单倍体育种中，通过花药离体培养所得的植株均为纯合的二倍体( × )
(6)诱变育种可通过改变基因的结构达到育种目的( √ )
(7)用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，则四倍体植株上会结出三倍体无子西瓜( × )
图中甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种的过程，请分析：
(1)图中哪种途径为单倍体育种？其为什么能缩短育种年限？
提示 图中①③⑤过程表示单倍体育种。采用花药离体培养获得的单倍体植株，经人工诱导染色体加倍后，植株细胞内每对染色体上的基因都是纯合的，自交后代不会发生性状分离，因此缩短了育种年限。
(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？
提示 图示⑤处需用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得纯合子；⑥处常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导染色体加倍。
(3)④⑥的育种原理分别是什么？
提示 ④的育种原理为基因突变，⑥的育种原理为染色体变异。
(4)图中最简便及最难以达到育种目标的育种途径分别是哪个过程？
提示 图中最简便的育种途径为①②过程所示的杂交育种，但育种周期较长；最难以达到育种目标的途径为④过程。
(5)杂交育种选育从F2开始的原因是什么？其实践过程中一定需要连续自交吗？为什么？
提示 因为从F2开始发生性状分离。不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要在F2出现该性状个体即可。
(6)在培育无子西瓜的过程中，为何用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖？三倍体西瓜为什么无种子？真的一颗都没有吗？
提示 西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。但并非绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。
命题点一 分析单倍体育种与多倍体育种的应用
1．下图为某二倍体植物单倍体育种过程，下列叙述正确的是( )
A．①中发生了染色体数目变异
B．②一般采用花药离体培养的方法
C．③中秋水仙素抑制着丝点分裂
D．④中选到的植株中1/4为纯合子
答案 B
解析 ①为杂交过程，产生的子代染色体数目没有改变，A错误；②为花药离体培养过程，可获得单倍体植株，B正确；③中秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，但是不抑制着丝点的分裂，C错误；④过程产生比例相等的4种纯合子，D错误。
2．如图是利用野生猕猴桃种子(aa,2n＝58)为材料培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程。下列叙述错误的是( )
A．③和⑥都可用秋水仙素处理来实现
B．若④是自交，则产生AAAA的概率为 1/16
C．AA植株和AAAA植株是不同的物种
D．若⑤是杂交，产生的AAA植株的体细胞中染色体数目为87
答案 B
解析 ③和⑥都可用秋水仙素处理来完成染色体数目加倍，A项正确；植株AAaa减数分裂产生的配子种类及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，所以AAaa自交产生AAAA的概率＝1/6×1/6＝1/36，B项错误；二倍体AA与四倍体AAAA杂交产生的AAA为不育的三倍体，因此AA植株和AAAA植株是不同的物种，C项正确；该生物一个染色体组含有染色体58÷2＝29(条)，所以三倍体植株体细胞中染色体数为29×3＝87(条)，D项正确。
归纳提升 单倍体育种与杂交育种的关系
命题点二 分析诱变育种和杂交育种的应用
3．用EMS(甲基磺酸乙酯)处理萌发的纯合非甜(SS)玉米种子，种植并让成熟植株自交，发现自交子代中出现了极少量的甜玉米(ss)。EMS诱发基因突变的作用机理如下图所示。下列分析错误的是( )
A．该事例可体现基因突变的低频性
B．与S基因相比，s中(A＋T)/(G＋C)的值增大
C．植株自交后代中出现ss是基因重组的结果
D．诱变育种能提高基因突变的频率和加速育种进程
答案 C
解析 用EMS处理纯合非甜(SS)玉米种子，种植并让成熟植株自交，子代中出现了极少量的甜玉米(ss)，由此可推知基因突变具有低频性的特点，A正确；根据EMS诱发基因突变的作用机理可知，G－C突变为了A－T，与S基因相比，s中(A＋T)/(G＋C)的值增大，B正确；植株自交后代中出现ss是等位基因分离的结果，不是基因重组，C错误；诱变育种能提高基因突变的频率和加速育种的进程，D正确。
4．小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序以及马铃薯品种间杂交育种程序，要求用遗传图解表示并加以简要说明(写出包括亲本在内的三代即可)。
答案
(注：①A_B_、A_bb、aaB_、aabb表示F2出现的9种基因型和4种表现型；②写出F2的9种基因型和4种表现型即可)
解析 小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种，可采用杂交育种的方法；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种，可先采用杂交育种的方法获得黄肉、抗病品种，再用块茎进行无性繁殖。遗传图解见答案。
命题点三 生物育种的综合判断
5．为提高产量，在生产中使用的玉米种子都是杂交种。现有长果穗(M)白粒(n)和短果穗(m)黄粒(N)两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒(MmNn)杂交种玉米的目的，请你完善下列两个品种间杂交育种方案：
方案一：长果穗白粒(Mmnn)和短果穗黄粒(mmNn)品种分别连续自交，____________________
_______________________________________________________________________________。
方案二：让长果穗白粒(Mmnn)和短果穗黄粒(mmNn)两玉米杂合子品种杂交，______________
_______________________________________________________________________________。
方案三：请以遗传图解的形式表示并简要说明。
答案 方案一：分别选育出基因型为MMnn和mmNN的玉米植株，部分自交留种，部分杂交即可获得长果穗黄粒的杂交玉米
方案二：从子代中选择表现型为短果穗白粒的玉米留种，选择表现型为长果穗黄粒的玉米植株连续自交，再选育出基因型为MMNN的玉米留种，取一部分留种的玉米间相互杂交即可获得长果穗黄粒的杂交玉米
方案三：
6．在家兔中黑毛(B)对褐毛(b)是显性，短毛(E)对长毛(e)是显性，遵循基因的自由组合定律。现有纯合黑色短毛兔、褐色长毛兔、褐色短毛兔三个品种。请回答：
(1)设计培育出能稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案的简要程序：
第一步：让基因型为___________的兔子和基因型为_____________的异性兔子杂交，得到F1。
第二步：让F1____________________________________，得到F2。
第三步：选出F2中表现型为黑色长毛兔的个体，让它们各自与表现型为__________的异性兔杂交，分别观察每对兔子产生的子代，若后代足够多且__________________，则该F2中的黑色长毛兔即为能稳定遗传的黑色长毛兔。
(2)该育种方案原理是______________________。
(3)在上述方案的第三步能否改为让F2中表现型为黑色长毛的雌雄兔子两两相互交配，若两只兔子所产生的子代均为黑色长毛，则这两只兔子就是能稳定遗传的黑色长毛兔？为什么？____________(填“能”或“不能”)，原因是_________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案 (1)BBEE bbee 雌雄个体相互交配 褐色长毛兔(或褐色短毛兔) 不出现性状分离 (2)基因重组 (3)不能 两只黑色长毛的雌雄兔子交配，所产生的子代均为黑色长毛，只能说明这两只黑色长毛兔中至少有一只是能稳定遗传的
解析 (1)要想获得BBee，应选择黑色短毛兔(BBEE)和褐色长毛兔(bbee)作为亲本杂交，但是获得的子一代全为杂合子，因此必须让子一代个体之间相互交配，在子二代中选择黑色长毛兔，然后再通过测交的方法选择出后代不发生性状分离的即可。(2)杂交育种的原理为基因重组。(3)黑色长毛兔的基因型为B_ee，让黑色长毛的雌雄兔子两两相互交配，若所产生的子代均为黑色长毛，只能说明这两只黑色长毛兔中至少有一只能稳定遗传，并不能确定这两只兔子就是能稳定遗传的黑色长毛兔。
矫正易错 强记长句
1．有关染色体变异的几点提醒：(1)基因突变中碱基对的增添、缺失或替换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、倒位或易位属于细胞水平的变化，在光学显微镜下能观察到。(2)单倍体所含染色体组的个数不定，可能含1个、2个或多个染色体组，也可能含同源染色体或等位基因。(3)单倍体并非都不育。多倍体的配子中若含有偶数个染色体组，则其发育成的单倍体中含有同源染色体就可育。(4)“可遗传”≠“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”，但它们均属于可遗传变异。
2．有关育种的几点提醒：(1)诱变育种与杂交育种相比，前者能产生新基因，创造变异新类型，后者只是实现原有基因的重新组合。(2)育种中“最简便”与“最快速”的差异。“最简便”着重于技术含量应为“易操作”，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作。“最快速”则未必简便，如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高。(3)“单倍体育种”≠“花药离体培养”：单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程；花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。(4)单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，前者操作对象是幼苗期的单倍体植株；后者操作对象为萌发期的种子或幼苗期的正常植株。
1.染色体结构改变的实质是会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，而导致性状的变异。
2．染色体组的准确表述是指细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。
3．体细胞含四个染色体组的生物不一定为四倍体，原因是确认是四倍体还是单倍体，必须先看发育起点。若由配子发育而来，则为单倍体；若由受精卵发育而来，则为四倍体。
4．三倍体无子西瓜培育时将一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖的原因是西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。
5．四倍体西瓜植株是不同于二倍体西瓜植株的新物种，理由是与二倍体植株产生了生殖隔离，四倍体西瓜植株能自由交配产生可育后代。
6．用基因型为AaBb(抗病卵形叶)的植株作材料，获得基因型为AABB的抗病卵形叶植株的过程是取AaBb植株的花药离体培养获得单倍体幼苗，利用秋水仙素诱导染色体加倍，用相应病原体感染卵形叶植株，保留抗病植株。
重温高考 演练模拟
1．图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是( )
A．个体甲的变异对表现型无影响
B．个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常
C．个体甲自交的后代，性状分离比为3∶1
D．个体乙染色体没有基因缺失，表现型无异常
答案 B
解析 个体甲的变异属于缺失基因“e”所在片段，可影响表现型，A项错误；个体乙发生的变异是倒位，减数分裂形成的四分体异常，B项正确；含缺失染色体的配子一般是败育的，故其后代一般不发生性状分离，C项错误；个体乙染色体没有基因缺失，但发生倒位，表现型发生异常，D项错误。
2．(2017·江苏，19)一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是( )
A．上图表示的过程发生在减数第一次分裂后期
B．自交后代会出现染色体数目变异的个体
C．该玉米单穗上的籽粒基因型相同
D．该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子
答案 B
解析 同源染色体的联会发生在减数第一次分裂前期，A错误；由于异常联会，形成染色体数目异常的配子，自交后代会出现染色体数目变异的个体，B正确；经过减数分裂可以形成多种不同类型的配子，该玉米单穗上的籽粒基因型可能不同，C错误；由于减数分裂可形成杂合的配子，则该植株花药培养加倍后的个体可为杂合子，D错误。
3．(2015·海南，21)关于基因突变和染色体结构变异的叙述，正确的是( )
A．基因突变都会导致染色体结构变异
B．基因突变与染色体结构变异都会导致个体表现型改变
C．基因突变与染色体结构变异都会导致碱基序列的改变
D．基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察
答案 C
解析 基因突变的实质是基因中碱基对序列的改变，结果是产生等位基因，不会导致染色体结构变异，A项错误；基因突变不一定引起个体表现型的改变，B项错误；由于染色体是DNA的主要载体，故染色体结构变异会引起DNA碱基序列的改变，C项正确；基因突变在光学显微镜下是看不见的，D项错误。
4．(2018·天津，2)芦笋是雌雄异株植物，雄株性染色体为XY，雌株为XX；其幼茎可食用，雄株产量高。以下为两种培育雄株的技术路线，有关叙述错误的是( )
A．形成愈伤组织可通过添加植物生长调节剂进行诱导
B．幼苗乙和丙的形成均经过脱分化和再分化过程
C．雄株丁的亲本的性染色体组成分别为XY、XX
D．与雄株甲不同，雄株丁培育过程中发生了基因重组
答案 C
解析 植物组织培养过程中，生长素与细胞分裂素用量的比例适中时，可促进愈伤组织的形成，A正确；由花粉培养形成幼苗利用的是植物组织培养技术，这一过程需要经过脱分化和再分化过程，B正确；雄株丁(XY)的亲本为乙、丙，乙、丙都是由花粉培育的幼苗经染色体加倍形成的，故雄株丁的亲本的性染色体组成分别为XX、YY，C错误；植株乙、丙杂交产生植株丁的过程中发生了减数分裂，故会发生基因重组，D正确。
5．某自花且闭花受粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答：
(1)自然状态下，该植物一般都是____合子。
(2)若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有______________________和有害性这三个特点。
(3)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等分离世代中________抗病矮茎个体，再经连续自交等________手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的____________。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上F2的表现型及其比例为___________________________。
(4)若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有_________________________________________。请用遗传图解表示其过程(说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。
答案 (1)纯 (2)不定向性、低频性 (3)选择 纯合化 年限越长 高茎∶中茎∶矮茎＝1∶6∶9 (4)细胞的全能性、基因重组和染色体变异 如下图
解析 (1)由于该植物是自花且闭花受粉植物，所以在自然状态下一般都是纯合子。
(2)诱变育种时，用γ射线处理种子的原理是基因突变。由于基因突变具有不定向性、低频性和少利多害性等特点，所以需要处理大量种子。
(3)如果采用杂交育种的方式，将上述两个亲本杂交，得F1，在F1自交所得的F2中选出抗病矮茎个体(D_E_R_)，再通过连续自交及逐代淘汰的手段，最终获得能稳定遗传的抗病矮茎品种(DDEERR)。一般情况下，控制性状的基因数量越多，需进行的自交和筛选操作越多，因此其育种过程所需年限越长。若只考虑茎的高度，F1(DdEe)在自然状态下繁殖即自交后，F2中表现型及比例为9矮茎(9D_E_)∶6中茎(3D_ee、3ddE_)∶1高茎(1ddee)。
(4)若采用单倍体育种的方式获得所需品种，首先需将花药进行离体培养得到单倍体，继而使用秋水仙素对其进行处理使其染色体数目加倍，该过程涉及的原理有细胞的全能性、基因重组和染色体变异。其遗传图解见答案。
一、选择题
1．如图所示为某种生物体细胞中的染色体及其部分基因，下列选项中不属于染色体变异的是( )
答案 C
解析 A项中，abc所在的染色体和GH所在的染色体之间发生了互换，而且这两条染色体为非同源染色体，属于染色体结构变异中的易位；B项中所示染色体应该是fgh，缺失了h基因所在片段，属于染色体结构变异中的缺失；C项中，ABCDe应该是由d基因突变成D基因形成的，属于基因突变，不属于染色体变异；D项中，BACde应该是由题图中ABCde所在的染色体发生了颠倒形成的，属于染色体结构变异中的倒位。
2．下列有关生物变异的说法，不正确的是( )
A．DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换，一定导致基因突变
B．基因重组是生物变异的重要来源，一般发生在有性生殖的过程中
C．多倍体育种可以打破物种间的生殖隔离，产生可育后代
D．染色体结构变异会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变
答案 A
解析 DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换不一定是基因突变，只有引起了基因结构的变化，才是基因突变，A项错误；基因重组一般发生在有性生殖的减数分裂过程中， B项正确；通过多倍体育种，可以打破物种间的生殖隔离，产生可育后代，如六倍体普通小麦和二倍体黑麦通过杂交和染色体加倍，可以培育出可育的八倍体小黑麦，C项正确；染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，D项正确。
3．下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，正确的是( )
A．单倍体生物体的体细胞中都没有同源染色体
B．21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C．人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因
D．用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖的细胞中都含有4个染色体组
答案 C
解析 同源四倍体的单倍体中含有两个染色体组，有同源染色体，A错误；21三体综合征患者的第21号染色体为三条，并不是三倍体，B错误；人的初级卵母细胞中的一个染色体组中由于在复制时可能出现基因突变或在减数第一次分裂前期发生交叉互换，从而出现等位基因，C正确；多倍体的获得通常是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使其染色体加倍，用秋水仙素处理的芽尖细胞中染色体数目不一定都加倍，D错误。
4．(2018·重庆模拟)某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲所示。减数分裂时异常染色体的联会如图乙所示，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述正确的是( )
A．图甲所示的变异属于基因重组
B．观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞
C．若不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种
D．该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代
答案 D
解析 图甲所示的两条染色体的变化是一条染色体的部分片段移接到另一条非同源染色体上，属于染色体结构变异中的易位，A项错误；分裂间期的细胞，染色体正处于染色质状态，不便于观察，应在分裂中期染色体的形态较稳定、数目较清晰时进行观察，B项错误；根据题意，任意两条染色体进行配对，其他一条随机分配，会出现3种分离方式，每种又会产生2种配子，因此理论上该男子产生的精子类型有6种，C项错误；该男子的异常染色体和两条正常染色体进行联会，减数第一次分裂后期同源染色体分离之后，根据题意可得到一个染色体组成正常(含有一条14号染色体和一条21号染色体)的细胞和一个染色体组成异常的细胞，从而得到正常的精细胞，则与正常女子婚配可生育出正常的后代，D项正确。
5.如图为果蝇体内某个细胞的示意图，下列相关叙述正确的是( )
A．图中的染色体1、5、3、7、8可组成一个染色体组
B．图中标注的三对基因的遗传符合自由组合定律
C．含有基因B、D的染色体片段发生交换属于染色体结构变异
D．若该细胞分裂后产生了一个AbdXX的配子，则一定是减数第一次分裂异常
答案 C
解析 A项中的染色体1、5、3、7或1、5、3、8可组成一个染色体组，A项错误；图中标注的位于1、2两条同源染色体上的两对基因A、a与B、b的遗传不符合基因的自由组合定律，B项错误；含有基因B、D的两条非同源染色体片段发生交换属于染色体结构变异中的易位，C项正确；若该细胞分裂后产生了一个AbdXX的配子，则可能是减数第一次分裂异常，也可能是减数第二次分裂异常，D项错误。
6.(2018·北京海淀模拟)如图为某动物细胞分裂的示意图，据图判断该细胞( )
A．只分裂形成1种卵细胞
B．含有3对同源染色体
C．含有3个染色体组
D．一定发生过基因突变
答案 A
解析 由于该图中的细胞质分配不均等，有姐妹染色单体分离，故属于次级卵母细胞，处于减数第二次分裂后期，细胞分裂结束后，产生一个卵细胞和一个极体，A正确；同源染色体已在减数第一次分裂时分配到不同的细胞中，故题图细胞中没有同源染色体，B错误；细胞中含有2个染色体组，C错误；图中染色单体分离形成的子染色体上含有G、g，既可能是基因突变产生的，也可能是减数第一次分裂中同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换产生的，D错误。
7．水稻的高秆、矮秆分别由A和a控制，抗病和不抗病分别由B和b控制。现有基因型为aabb与AABB的水稻品种，下图为不同的育种方法培育矮秆抗病植株的过程，下列有关叙述正确的是( )
A．杂交育种包括①③过程，其原理是基因突变和基因重组
B．人工诱变育种为②过程，B可能来自b的基因突变
C．单倍体育种包括①④⑤过程，⑤过程常用花药离体培养法
D．多倍体育种包括①⑥⑦过程，原理是染色体结构和数目变异
答案 B
解析 过程①③为杂交育种，其原理是基因重组，A项错误；②过程为人工诱变育种，将aabb人工诱变可获得aaBB，b变成B的方式为基因突变，B项正确；过程①④⑤为单倍体育种，子一代产生的配子经花药离体培养(④)得到单倍体，单倍体经秋水仙素处理(⑤)使染色体加倍，选育得到aaBB，C项错误；过程①⑥⑦为多倍体育种，可获得多倍体aaaaBBBB，多倍体育种的原理是染色体数目加倍(即染色体数目变异)，D项错误。
8．(2019·威海模拟)利用基因型为Aa的二倍体植株培育三倍体幼苗，其途径如图所示。下列叙述正确的是( )
A．①过程需要秋水仙素处理，并在有丝分裂后期发挥作用
B．②过程为单倍体育种，能明显缩短育种期限
C．两条育种途径依据的生物学原理都主要是基因突变和染色体变异
D．两条育种途径中，只有通过途径一才能获得基因型为AAA的三倍体幼苗
答案 D
解析 ①是人工诱导染色体数目加倍过程，该过程需要秋水仙素处理，而秋水仙素的作用原理是抑制纺锤体的形成，因此其在有丝分裂前期发挥作用，A错误；②过程是花药离体培养，属于单倍体育种的步骤之一，B错误；图中途径一为多倍体育种，途径二为植物体细胞杂交育种，两条育种途径的原理都是染色体变异，C错误；途径一得到的三倍体的基因型为AAA、AAa、Aaa或aaa，途径二得到的三倍体的基因型为AAa或Aaa，D正确。
9．某科研小组的工作人员通过用不同浓度的秋水仙素对大蒜(二倍体)鳞茎生长点进行不同时间的处理，研究了不同处理对大蒜根尖细胞染色体加倍率(某一分裂组织或细胞群中染色体数目加倍的细胞所占的百分数)的影响，其实验结果如下图所示。据图判断，下列叙述中正确的是( )
A．秋水仙素处理后的根尖细胞均为四倍体细胞
B．染色体加倍率与秋水仙素浓度和处理时间长短有关
C．当秋水仙素浓度为0.03%时，处理时间越长加倍率越高
D．本实验中的自变量为秋水仙素浓度，无关变量为处理时间
答案 B
解析 分析题图可知，秋水仙素处理后的根尖细胞的染色体加倍率不是100%，因此，处理后的根尖细胞不都是四倍体细胞，A错误；秋水仙素的浓度不同，处理时间不同，染色体加倍率不同，B正确；当秋水仙素浓度为0.03%时，处理时间为6 d和2 d的染色体加倍率相同，C错误；本实验的自变量是秋水仙素的浓度和处理时间，因变量是染色体加倍率，D错误。
10．(2018·长沙模拟)果蝇的体色中灰身对黑身为显性，由位于常染色体上的B、b基因控制，只含有其中一个基因的个体致死。如图为果蝇培育和杂交实验的示意图。下列叙述错误的是( )
A．乙属于诱变得到的染色体变异个体
B．通过②筛选时，含异常染色体的个体均为雌性
C．F1中有1/2果蝇的细胞中含有异常染色体
D．F1中雌性个体的体色理论上均为灰色
答案 C
解析 据图分析，在60Co的照射下，乙的B基因片段移接到X染色体上，因此乙属于诱变得到的染色体结构变异中的染色体易位的变异个体。
乙配子
F1基因型
甲配子
BXB
BY
OXB
OY
bX
BbXBX
(灰身雌性)
BbXY
(灰身雄性)
bOXBX
(灰身雌性)
bOXY
(死亡)
注：表中XB表示易位后的基因，O表示配子中缺失该基因。
由上表可知，通过②筛选含异常染色体的个体基因型为BbXBX、bOXBX，均为雌性；F1中有2/3的果蝇细胞中含有异常染色体；理论上，F1中雌性个体均为灰色。
二、非选择题
11．果蝇的正常眼基因(E)对无眼基因(e)为显性，位于第4号染色体上。第4号染色体多一条或少一条(如下图)的个体可以生活，而且能够繁殖。分析回答下列问题：
(1)染色体数目正常的无眼果蝇与正常眼纯种果蝇杂交，F1自交所得F2果蝇的表现型及比例为_____________________________________________________________________________。
(2)染色体数目正常的无眼果蝇与第4号染色体单体的正常眼果蝇杂交，子代基因型及比例为_______________________________________________________________________________。
(3)为探究某第4号染色体三体正常眼果蝇的基因型，可让其与染色体数目正常的无眼果蝇杂交，统计子代的表现型及比例。
①若子代全为正常眼，则该果蝇的基因型为________。
②若子代____________________________________________，则该果蝇的基因型为________。
③若子代____________________________________________，则该果蝇的基因型为________。
答案 (1)正常眼∶无眼＝3∶1 (2)Ee∶e＝1∶1
(3)①EEE ②正常眼∶无眼＝5∶1 EEe ③正常眼∶无眼＝1∶1 Eee
解析 (1)染色体数目正常的无眼果蝇与正常眼纯种果蝇杂交，F1基因型为Ee，F1自交后代出现性状分离，所得F2果蝇的表现型及比例为正常眼∶无眼＝3∶1。
(2)染色体数目正常的无眼果蝇只产生一种配子e，第4号染色体单体的正常眼果蝇能产生含有第4号染色体和不含第4号染色体的两种比例相等的配子，因此子代基因型及比例为Ee∶e＝1∶1。
(3)第4号染色体三体正常眼果蝇的基因型有三种情况，分别是EEE、EEe或Eee。染色体数目正常的无眼果蝇只产生一种配子e。第4号染色体三体正常眼果蝇的基因型、产生的配子类型及比例、子代基因型及比例、子代表现型及比例如下表：
第4号染色体三体正常眼果蝇
子代
基因型
配子类型及比例
基因型及比例
表现型及比例
EEE
1E∶1EE
1Ee∶1EEe
全为正常眼
EEe
2E∶2Ee∶1EE∶1e
2Ee∶2Eee∶1EEe∶1ee
正常眼∶无眼＝5∶1
Eee
1E∶2Ee∶1ee∶2e
1Ee∶2Eee∶1eee∶2ee
正常眼∶无眼＝1∶1
12.(2018·天津，9)为获得玉米多倍体植株，采用以下技术路线。据图回答：
(1)可用________对图中发芽的种子进行诱导处理。
(2)筛选鉴定多倍体时，剪取幼苗根尖固定后，经过解离、漂洗、染色、制片，观察_______区的细胞。若装片中的细胞均多层重叠，原因是_______________________________________。
统计细胞周期各时期的细胞数和细胞染色体数。下表分别为幼苗Ⅰ中的甲株和幼苗Ⅱ中的乙株的统计结果。
幼苗
计数项目
细胞周期
间期
前期
中期
后期
末期
甲株
细胞数
x1
x2
x3
x4
x5
细胞染色体数
/
/
y
2y
/
乙株
细胞染色体数
/
/
2y
4y
/
可以利用表中数值________和__________，比较甲株细胞周期中的间期与分裂期的时间长短。
(3)依表结果，绘出形成乙株的过程中，诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体数变化曲线。
答案 (1)秋水仙素(或低温) (2)分生 解离不充分或压片不充分 x1 x2＋x3＋x4＋x5
(3)如图
解析 (1)诱导多倍体可以利用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗，目的是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，阻止细胞的分裂，使细胞染色体数加倍，成为多倍体。
(2)鉴定是否出现多倍体细胞，要将根尖制成装片，观察根尖分生区的细胞，若分生区细胞均多层重叠，说明制作装片过程中解离不充分或压片不充分。表格中，x1代表处于间期的细胞数，x2＋x3＋x4＋x5代表处于分裂期的细胞数，以此来比较甲株细胞周期中间期与分裂期的时间长短。
(3)据表中信息判断，正常二倍体玉米的染色体数是y，四倍体玉米的正常染色体数是2y，绘制染色体数加倍的细胞周期时，染色体数起点是y，秋水仙素处理后维持在后期(2y)状态一直到分裂结束，然后在四倍体的基础上画出一个细胞周期的染色体数变化曲线。
13．现有两纯种小麦，一纯种小麦性状是高秆(D)、抗锈病(T)；另一纯种小麦的性状是矮秆(d)、易染锈病(t)(两对基因独立遗传)。育种专家提出了如图Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。请分析回答问题：
(1)要缩短育种年限，应选择的方法依据的变异原理是__________________，图中①的基因组成是________。
(2)(四)过程所做的处理是______________________。方法Ⅱ一般从F1经(五)过程后开始选种，这是因为________________________。
(3)(五)过程产生的矮秆抗锈病植株中的纯合子占________。若要在其中选出最符合生产要求的新品种，最简便的方法是________，让F1按该方法经(五)(六)过程连续进行2代，则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占________。
(4)如将方法Ⅰ中获得的③⑤植株杂交，再让所得到的后代自交，则后代基因型及比例为____________________。
(5)除上述方法外，也可将高秆抗锈病纯种小麦用γ射线等照射获得矮抗品种是由于发生了____________。
答案 (1)染色体数目变异 DT (2)秋水仙素处理幼苗 F1自交后发生性状分离 (3)1/3 自交 1/2
(4)DDtt∶Ddtt∶ddtt＝1∶2∶1 (5)基因突变
解析 (1)要缩短育种年限，应选择的育种方法是Ⅰ单倍体育种，原理是染色体数目变异，该方法获得的个体都是纯合的，自交后代不会发生性状分离。由图中的DDTT向上推出①的基因组成为DT。
(2)(四)过程所做的处理是秋水仙素处理幼苗，秋水仙素能抑制纺锤体的形成，在有丝分裂过程中着丝点分裂后，染色体不能移向两极，从而使染色体数目加倍。方法Ⅱ一般从F1经(五)过程后开始选种，这是因为F1自交后可发生性状分离。
(3)F1 DdTt自交后产生的矮秆抗锈病植株基因型为ddTT或ddTt，其中ddTT占1/3。在杂交育种过程中为了获得纯合子最简单的方法是自交，让F1按该方法经(五)(六)过程连续进行2代，则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体为ddTT，(五)过程产生1/3ddTT和2/3ddTt，自交后ddTT所占比例为2/3×1/4＋1/3＝1/2。
(4)如将方法Ⅰ中获得的③DDtt和⑤ddtt植株杂交得到Ddtt，再让所得到的后代自交，后代基因型及比例为DDtt∶Ddtt∶ddtt＝1∶2∶1。
(5)除上述方法外，也可将高秆抗锈病纯种小麦用γ射线等照射诱发基因突变，获得矮抗品种，该育种方法称为诱变育种，其育种原理是基因突变。
第21讲 染色体变异与生物变异在育种上的应用
[考试内容及活动要求] 1.简述染色体结构变异和数目变异。2.搜集生物变异在育种上应用的事例。
考点一 染色体变异
1．染色体结构的变异
(1)类型(连线)
(2)结果：使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
2．染色体数目的变异
(1)类型
(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，一个染色体组中不含同源染色体。
②从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。
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一整套基因，但不能重复。
(3)单倍体、二倍体和多倍体
项目
单倍体
二倍体
多倍体
概念
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
体细胞中含有两个染色体组的个体
体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
发育起点
配子
受精卵
受精卵
植株特点
(1)植株弱小
(2)高度不育
正常可育
(1)茎秆粗壮
(2)叶片、果实和种子较大
(3)营养物质含量丰富
体细胞染色体组数
≥1
2
≥3
形成过程
雄配子 单倍体
＋
雌配子单倍体
↓受精作用
受精卵生物体
形成原因
自然原因
单性生殖
正常的有性生殖
外界环境条件剧变(如低温)
人工诱导
花药离体培养
秋水仙素处理单倍体幼苗
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
举例
蜜蜂的雄蜂
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
1．判断下列有关染色体结构变异的叙述
(1)染色体上某个基因的丢失属于基因突变( × )
(2)DNA分子中发生三个碱基对的缺失导致染色体结构变异( × )
(3)染色体易位或倒位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响( × )
(4)非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中( × )
(5)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力( × )
2．判断下列有关染色体数目变异的叙述
(1)体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体( × )
(2)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加( × )
(3)水稻(2n＝24)一个染色体组有12条染色体，水稻单倍体基因组有12条染色体( √ )
(4)用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体( × )
(5)单倍体含有的染色体组数都是奇数( × )
分析染色体的结构变异和数目变异
(1)图甲①～④的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于哪类变异？能在光学显微镜下观察到的是哪几个？
提示 ①染色体片段缺失；②染色体片段易位；③基因突变；④染色体片段倒位。①②④均为染色体变异，可在光学显微镜下观察到，③为基因突变，不能在光学显微镜下观察到。
(2)图乙、丙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于哪类变异？
提示 图乙发生了非同源染色体间片段的交换，图丙发生的是同源染色体上的非姐妹染色单体间相应片段的交换；前者属于染色体结构变异中的“易位”，后者属于交叉互换型基因重组。
(3)下图中丁是某二倍体生物体细胞染色体模式图，戊、己、庚是发生变异后的不同个体的体细胞中的染色体组成模式图，据图回答：
①若果蝇的某细胞在减数第一次分裂后期X染色体和Y染色体没有分离，最终形成的精子中含有的是不是一个染色体组？不是。
②上图中戊所示个体减数分裂产生的配子种类及比例如何？
提示 b∶B∶ab∶aB＝1∶1∶1∶1。
③辨析“三体”＝“三倍体”吗？
提示 三体是二倍体(含两个染色体组)，只是其中某形态的染色体“多出了一条”，其余染色体均为两两相同(如上图己)；三倍体则是指由受精卵发育而来的体细胞中含三个染色体组的个体，其每种形态的染色体为“三三相同”(如上图庚)。
命题点一 辨析三种可遗传变异
1．(2019·贵阳调研)下图中，甲、乙分别表示两种果蝇的一个染色体组，丙表示果蝇的X染色体及其携带的部分基因。下列有关叙述正确的是( )
A．甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常
B．甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同
C．丙中①过程，可能是发生在X和Y的非姐妹染色单体之间的易位
D．丙中①②所示变异都可归类于染色体结构变异
答案 D
解析 与甲相比，乙中的1号染色体发生了倒位，所以甲、乙杂交产生的F1，减数分裂过程中1号染色体不能正常联会，不能产生正常配子，A项错误；因为乙中的1号染色体发生了倒位，所以甲、乙的1号染色体上的基因排列顺序不完全相同，B项错误；丙中①过程基因的位置发生颠倒，属于倒位，丙中②过程染色体片段发生改变，属于染色体结构变异中的易位，①②都属于染色体结构变异，C项错误，D项正确。
2．生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别，甲、乙两模式图分别表示细胞分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因，丙图是细胞分裂过程中染色体在某一时期所呈现的形态。下列有关叙述正确的是( )
A．甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组
B．甲图是由于个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目改变的结果
C．乙图是由于四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果
D．甲、乙、丙三图均发生在减数分裂过程中
答案 D
解析 甲是染色体结构变异中的缺失或重复，乙是染色体结构变异中的易位，都是染色体结构变异，A错误；个别碱基对的增添或缺失属于基因突变，甲图中部分基因发生了增添或缺失，导致染色体上基因数目改变，B错误；四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换属于基因重组，而乙图的易位现象，发生在非同源染色体之间，C错误；甲和乙都发生联会现象，发生在减数第一次分裂前期，丙图同源染色体的非姐妹染色单体之间进行了交叉互换，也发生于减数第一次分裂前期，D正确。
易混辨析 利用四个“关于”区分三种变异
(1)关于“互换”：同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。
(2)关于“缺失或增加”：DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加)，属于染色体结构变异；DNA分子上若干碱基对的缺失、增添(增加)，属于基因突变。
(3)关于变异的水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。
(4)关于变异的“质”和“量”：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般不改变基因的量，转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，会改变基因的量或基因的排列顺序。
命题点二 染色体组及生物体倍性的判断
3．下图所示细胞中对所含染色体的有关叙述，正确的是( )
A．图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组
B．如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体
C．如果图c表示由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体
D．图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体
答案 C
解析 图a为有丝分裂后期，含有4个染色体组，图b含有3个染色体组，A项错误；如果图b生物是由配子发育而成的，则图b代表的生物是单倍体，如果图b生物是由受精卵发育而成的，则图b代表的生物是三倍体，B项错误；图c中有同源染色体，含有2个染色体组，若是由受精卵发育而成的，则该细胞所代表的生物一定是二倍体，C项正确；图d中只含有1个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄配子或雌配子发育而成的，D项错误。
4．图中字母代表正常细胞中所含有的基因，下列说法正确的是( )
A．③为多倍体，通常茎秆粗壮、子粒较大
B．④为单倍体，通常茎秆弱小、子粒较小
C．若①和②杂交，后代基因型分离比为1∶5∶5∶1
D．①②③④细胞所代表的个体分别是四倍体、二倍体、三倍体和单倍体
答案 C
解析 如果①②③是由受精卵发育而成的个体中的正常细胞，则①②③④细胞所代表的个体分别是四倍体、二倍体、三倍体和单倍体，如果①②③是由配子发育而来的，则不成立。③含3个染色体组，减数分裂过程中联会紊乱，不能产生正常配子，不能结出子粒，A、D错误；④为单倍体，通常茎秆弱小、高度不育，所以没有子粒，B错误；四倍体(AAaa)经减数分裂可产生3种配子，其基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，二倍体(Aa)经减数分裂可产生2种配子，其基因型及比例为A∶a＝1∶1，因此，它们杂交所得后代的基因型及比例为AAA∶AAa∶Aaa∶aaa＝1∶5∶5∶1，C正确。
科学思维 (1)三种方法确定染色体组数量
①染色体形态法
同一形态的染色体→有几条就有几组，如图中有4个染色体组。
②等位基因个数法
控制同一性状的等位基因→有几个就有几组，如AAabbb个体中有3个染色体组。
③公式法
染色体组数＝，如图中有4个染色体组。
(2)“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体
命题点三 变异类型的实验探究
5．遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫做缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫做缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫做缺失杂合子。缺失杂合子的个体生活力降低但能存活，缺失纯合子常导致个体死亡。
现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的。
答案 方法一：取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片，在显微镜下观察染色体结构，若染色体正常，可能是基因突变引起的；反之可能是染色体缺失造成的。
方法二：选该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数之比为1∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的；若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数之比为2∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的。
解析 方法一：用显微镜观察该果蝇分裂的细胞中染色体结构是否发生改变，确定该变异是来自基因突变还是染色体缺失。方法二：利用题干信息“缺失纯合子导致个体死亡”这一现象，可将该果蝇与红眼雄果蝇杂交，观察并统计子代雌雄个体数目的比例来确定该变异的来源。若为基因突变，则XaXa×XAY→XAXa、XaY，子代雌雄比例为1∶1；若该变异为染色体缺失造成的，则XaX－×XAY→XAXa、XAX－、XaY、X－Y(致死)，子代雌雄比例为2∶1。
6．番茄是二倍体植物。有一种三体，其6号染色体的同源染色体有3条，在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条随意配对联会形成一个二价体，另1条同源染色体不能配对而形成一个单价体。减数第一次分裂的后期，组成二价体的同源染色体正常分离，组成单价体的1条染色体随机地移向细胞的任何一极，而其他染色体正常配对、分离。请回答问题：
(1)从变异类型的角度分析，三体的形成属于________________________。
(2)若三体番茄的基因型为AABBb，则其产生的花粉的基因型及其比例为________________，其根尖分生区一细胞连续分裂两次所得到的子细胞的基因型为__________。
(3)现以马铃薯叶型(dd)的二倍体番茄为父本，以正常叶型(DD或DDD)的三体纯合子番茄为母本，设计杂交实验，判断D(或d)基因是否在第6号染色体上，最简单可行的实验方案是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
实验结果：
①若杂交子代___________________________________________________________________，则_____________________________________________________________________________。
②若杂交子代___________________________________________________________________，则_____________________________________________________________________________。
答案 (1)染色体数目变异 (2)ABB∶ABb∶AB∶Ab＝1∶2∶2∶1 AABBb (3)F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃薯叶型杂交 ①正常叶∶马铃薯叶＝1∶1 D(或d)基因不在第6号染色体上 ②正常叶∶马铃薯叶＝5∶1 D(或d)基因在第6号染色体上
解析 (1)由题意可知，正常番茄中体细胞的6号染色体是2条，三体的6号染色体是3条，属于染色体数目变异。(2)三体番茄的基因型为AABBb，依题意分析，其产生的配子的基因型及比例是ABB∶ABb∶AB∶Ab＝1∶2∶2∶1；根尖细胞进行有丝分裂，分裂后形成的子细胞的基因型与亲代细胞相同，都是AABBb。(3)①马铃薯叶型的基因型是dd，正常叶型的基因型是DD，杂交子代的基因型是Dd，与dd进行测交，测交后代的基因型及比例是Dd∶dd＝1∶1，前者是正常叶，后者是马铃薯叶；②如果D(或d)基因位于第6号染色体上，则马铃薯叶型的基因型是dd，正常叶型的基因型是DDD，杂交子代的基因型是Dd、DDd, 其中DDd是三体植株，DDd与dd进行测交，DDd产生的配子的基因型及比例是DD∶D∶Dd∶d＝1∶2∶2∶1，测交后代的基因型是DDd∶Dd∶Ddd∶dd＝1∶2∶2∶1，其中Dd、DDd、Ddd表现为正常叶，dd表现为马铃薯叶。
方法技巧 变异类型实验探究题的答题模板
考点二 生物变异在育种上的应用
1．单倍体育种
(1)原理：染色体(数目)变异。
(2)过程
(3)优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子。
(4)缺点：技术复杂。
2．多倍体育种
(1)方法：用秋水仙素或低温处理。
(2)处理材料：萌发的种子或幼苗。
(3)原理
(4)实例：三倍体无子西瓜
①两次传粉
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数不变。
③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
3．杂交育种
(1)原理：基因重组。
(2)过程
①培育杂合子品种
选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。
②培育隐性纯合子品种
选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1F2→选出表现型符合要求的个体种植并推广。
③培育显性纯合子品种
a．植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，自交至不发生性状分离为止。
b．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。
(3)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。
(4)缺点：获得新品种的周期长。
4．诱变育种
(1)原理：基因突变。
(2)过程
(3)优点
①可以提高突变频率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。
②大幅度地改良某些性状。
(4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。
归纳总结 根据育种程序图识别育种名称和过程
(1)首先要识别图解中各字母表示的处理方法：A—杂交，D—自交，B—花药离体培养，C—秋水仙素处理，E—诱变处理，F—秋水仙素处理，G—转基因技术，H—脱分化，I—再分化，J—包裹人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。
(2)根据以上分析可以判断：“亲本新品种”为杂交育种，“亲本新品种”为单倍体育种，“种子或幼苗新品种”为诱变育种，“种子或幼苗新品种”为多倍体育种。
(1)抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦( √ )
(2)抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低( × )
(3)通过花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种( × )
(4)诱变育种和杂交育种均可形成新基因( × )
(5)单倍体育种中，通过花药离体培养所得的植株均为纯合的二倍体( × )
(6)诱变育种可通过改变基因的结构达到育种目的( √ )
(7)用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，则四倍体植株上会结出三倍体无子西瓜( × )
图中甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种的过程，请分析：
(1)图中哪种途径为单倍体育种？其为什么能缩短育种年限？
提示 图中①③⑤过程表示单倍体育种。采用花药离体培养获得的单倍体植株，经人工诱导染色体加倍后，植株细胞内每对染色体上的基因都是纯合的，自交后代不会发生性状分离，因此缩短了育种年限。
(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？
提示 图示⑤处需用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得纯合子；⑥处常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导染色体加倍。
(3)④⑥的育种原理分别是什么？
提示 ④的育种原理为基因突变，⑥的育种原理为染色体变异。
(4)图中最简便及最难以达到育种目标的育种途径分别是哪个过程？
提示 图中最简便的育种途径为①②过程所示的杂交育种，但育种周期较长；最难以达到育种目标的途径为④过程。
(5)杂交育种选育从F2开始的原因是什么？其实践过程中一定需要连续自交吗？为什么？
提示 因为从F2开始发生性状分离。不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要在F2出现该性状个体即可。
(6)在培育无子西瓜的过程中，为何用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖？三倍体西瓜为什么无种子？真的一颗都没有吗？
提示 西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。但并非绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。
命题点一 分析单倍体育种与多倍体育种的应用
1．下图为某二倍体植物单倍体育种过程，下列叙述正确的是( )
A．①中发生了染色体数目变异
B．②一般采用花药离体培养的方法
C．③中秋水仙素抑制着丝点分裂
D．④中选到的植株中1/4为纯合子
答案 B
解析 ①为杂交过程，产生的子代染色体数目没有改变，A错误；②为花药离体培养过程，可获得单倍体植株，B正确；③中秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，但是不抑制着丝点的分裂，C错误；④过程产生比例相等的4种纯合子，D错误。
2．如图是利用野生猕猴桃种子(aa,2n＝58)为材料培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程。下列叙述错误的是( )
A．③和⑥都可用秋水仙素处理来实现
B．若④是自交，则产生AAAA的概率为 1/16
C．AA植株和AAAA植株是不同的物种
D．若⑤是杂交，产生的AAA植株的体细胞中染色体数目为87
答案 B
解析 ③和⑥都可用秋水仙素处理来完成染色体数目加倍，A项正确；植株AAaa减数分裂产生的配子种类及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，所以AAaa自交产生AAAA的概率＝1/6×1/6＝1/36，B项错误；二倍体AA与四倍体AAAA杂交产生的AAA为不育的三倍体，因此AA植株和AAAA植株是不同的物种，C项正确；该生物一个染色体组含有染色体58÷2＝29(条)，所以三倍体植株体细胞中染色体数为29×3＝87(条)，D项正确。
归纳提升 单倍体育种与杂交育种的关系
命题点二 分析诱变育种和杂交育种的应用
3．用EMS(甲基磺酸乙酯)处理萌发的纯合非甜(SS)玉米种子，种植并让成熟植株自交，发现自交子代中出现了极少量的甜玉米(ss)。EMS诱发基因突变的作用机理如下图所示。下列分析错误的是( )
A．该事例可体现基因突变的低频性
B．与S基因相比，s中(A＋T)/(G＋C)的值增大
C．植株自交后代中出现ss是基因重组的结果
D．诱变育种能提高基因突变的频率和加速育种进程
答案 C
解析 用EMS处理纯合非甜(SS)玉米种子，种植并让成熟植株自交，子代中出现了极少量的甜玉米(ss)，由此可推知基因突变具有低频性的特点，A正确；根据EMS诱发基因突变的作用机理可知，G－C突变为了A－T，与S基因相比，s中(A＋T)/(G＋C)的值增大，B正确；植株自交后代中出现ss是等位基因分离的结果，不是基因重组，C错误；诱变育种能提高基因突变的频率和加速育种的进程，D正确。
4．小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序以及马铃薯品种间杂交育种程序，要求用遗传图解表示并加以简要说明(写出包括亲本在内的三代即可)。
答案
(注：①A_B_、A_bb、aaB_、aabb表示F2出现的9种基因型和4种表现型；②写出F2的9种基因型和4种表现型即可)
解析 小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种，可采用杂交育种的方法；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种，可先采用杂交育种的方法获得黄肉、抗病品种，再用块茎进行无性繁殖。遗传图解见答案。
命题点三 生物育种的综合判断
5．为提高产量，在生产中使用的玉米种子都是杂交种。现有长果穗(M)白粒(n)和短果穗(m)黄粒(N)两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒(MmNn)杂交种玉米的目的，请你完善下列两个品种间杂交育种方案：
方案一：长果穗白粒(Mmnn)和短果穗黄粒(mmNn)品种分别连续自交，____________________
_______________________________________________________________________________。
方案二：让长果穗白粒(Mmnn)和短果穗黄粒(mmNn)两玉米杂合子品种杂交，______________
_______________________________________________________________________________。
方案三：请以遗传图解的形式表示并简要说明。
答案 方案一：分别选育出基因型为MMnn和mmNN的玉米植株，部分自交留种，部分杂交即可获得长果穗黄粒的杂交玉米
方案二：从子代中选择表现型为短果穗白粒的玉米留种，选择表现型为长果穗黄粒的玉米植株连续自交，再选育出基因型为MMNN的玉米留种，取一部分留种的玉米间相互杂交即可获得长果穗黄粒的杂交玉米
方案三：
6．在家兔中黑毛(B)对褐毛(b)是显性，短毛(E)对长毛(e)是显性，遵循基因的自由组合定律。现有纯合黑色短毛兔、褐色长毛兔、褐色短毛兔三个品种。请回答：
(1)设计培育出能稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案的简要程序：
第一步：让基因型为___________的兔子和基因型为_____________的异性兔子杂交，得到F1。
第二步：让F1____________________________________，得到F2。
第三步：选出F2中表现型为黑色长毛兔的个体，让它们各自与表现型为__________的异性兔杂交，分别观察每对兔子产生的子代，若后代足够多且__________________，则该F2中的黑色长毛兔即为能稳定遗传的黑色长毛兔。
(2)该育种方案原理是______________________。
(3)在上述方案的第三步能否改为让F2中表现型为黑色长毛的雌雄兔子两两相互交配，若两只兔子所产生的子代均为黑色长毛，则这两只兔子就是能稳定遗传的黑色长毛兔？为什么？____________(填“能”或“不能”)，原因是_________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案 (1)BBEE bbee 雌雄个体相互交配 褐色长毛兔(或褐色短毛兔) 不出现性状分离 (2)基因重组 (3)不能 两只黑色长毛的雌雄兔子交配，所产生的子代均为黑色长毛，只能说明这两只黑色长毛兔中至少有一只是能稳定遗传的
解析 (1)要想获得BBee，应选择黑色短毛兔(BBEE)和褐色长毛兔(bbee)作为亲本杂交，但是获得的子一代全为杂合子，因此必须让子一代个体之间相互交配，在子二代中选择黑色长毛兔，然后再通过测交的方法选择出后代不发生性状分离的即可。(2)杂交育种的原理为基因重组。(3)黑色长毛兔的基因型为B_ee，让黑色长毛的雌雄兔子两两相互交配，若所产生的子代均为黑色长毛，只能说明这两只黑色长毛兔中至少有一只能稳定遗传，并不能确定这两只兔子就是能稳定遗传的黑色长毛兔。
矫正易错 强记长句
1．有关染色体变异的几点提醒：(1)基因突变中碱基对的增添、缺失或替换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、倒位或易位属于细胞水平的变化，在光学显微镜下能观察到。(2)单倍体所含染色体组的个数不定，可能含1个、2个或多个染色体组，也可能含同源染色体或等位基因。(3)单倍体并非都不育。多倍体的配子中若含有偶数个染色体组，则其发育成的单倍体中含有同源染色体就可育。(4)“可遗传”≠“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”，但它们均属于可遗传变异。
2．有关育种的几点提醒：(1)诱变育种与杂交育种相比，前者能产生新基因，创造变异新类型，后者只是实现原有基因的重新组合。(2)育种中“最简便”与“最快速”的差异。“最简便”着重于技术含量应为“易操作”，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作。“最快速”则未必简便，如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高。(3)“单倍体育种”≠“花药离体培养”：单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程；花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。(4)单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，前者操作对象是幼苗期的单倍体植株；后者操作对象为萌发期的种子或幼苗期的正常植株。
1.染色体结构改变的实质是会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，而导致性状的变异。
2．染色体组的准确表述是指细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。
3．体细胞含四个染色体组的生物不一定为四倍体，原因是确认是四倍体还是单倍体，必须先看发育起点。若由配子发育而来，则为单倍体；若由受精卵发育而来，则为四倍体。
4．三倍体无子西瓜培育时将一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖的原因是西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。
5．四倍体西瓜植株是不同于二倍体西瓜植株的新物种，理由是与二倍体植株产生了生殖隔离，四倍体西瓜植株能自由交配产生可育后代。
6．用基因型为AaBb(抗病卵形叶)的植株作材料，获得基因型为AABB的抗病卵形叶植株的过程是取AaBb植株的花药离体培养获得单倍体幼苗，利用秋水仙素诱导染色体加倍，用相应病原体感染卵形叶植株，保留抗病植株。
重温高考 演练模拟
1．图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是( )
A．个体甲的变异对表现型无影响
B．个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常
C．个体甲自交的后代，性状分离比为3∶1
D．个体乙染色体没有基因缺失，表现型无异常
答案 B
解析 个体甲的变异属于缺失基因“e”所在片段，可影响表现型，A项错误；个体乙发生的变异是倒位，减数分裂形成的四分体异常，B项正确；含缺失染色体的配子一般是败育的，故其后代一般不发生性状分离，C项错误；个体乙染色体没有基因缺失，但发生倒位，表现型发生异常，D项错误。
2．(2017·江苏，19)一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是( )
A．上图表示的过程发生在减数第一次分裂后期
B．自交后代会出现染色体数目变异的个体
C．该玉米单穗上的籽粒基因型相同
D．该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子
答案 B
解析 同源染色体的联会发生在减数第一次分裂前期，A错误；由于异常联会，形成染色体数目异常的配子，自交后代会出现染色体数目变异的个体，B正确；经过减数分裂可以形成多种不同类型的配子，该玉米单穗上的籽粒基因型可能不同，C错误；由于减数分裂可形成杂合的配子，则该植株花药培养加倍后的个体可为杂合子，D错误。
3．(2015·海南，21)关于基因突变和染色体结构变异的叙述，正确的是( )
A．基因突变都会导致染色体结构变异
B．基因突变与染色体结构变异都会导致个体表现型改变
C．基因突变与染色体结构变异都会导致碱基序列的改变
D．基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察
答案 C
解析 基因突变的实质是基因中碱基对序列的改变，结果是产生等位基因，不会导致染色体结构变异，A项错误；基因突变不一定引起个体表现型的改变，B项错误；由于染色体是DNA的主要载体，故染色体结构变异会引起DNA碱基序列的改变，C项正确；基因突变在光学显微镜下是看不见的，D项错误。
4．(2018·天津，2)芦笋是雌雄异株植物，雄株性染色体为XY，雌株为XX；其幼茎可食用，雄株产量高。以下为两种培育雄株的技术路线，有关叙述错误的是( )
A．形成愈伤组织可通过添加植物生长调节剂进行诱导
B．幼苗乙和丙的形成均经过脱分化和再分化过程
C．雄株丁的亲本的性染色体组成分别为XY、XX
D．与雄株甲不同，雄株丁培育过程中发生了基因重组
答案 C
解析 植物组织培养过程中，生长素与细胞分裂素用量的比例适中时，可促进愈伤组织的形成，A正确；由花粉培养形成幼苗利用的是植物组织培养技术，这一过程需要经过脱分化和再分化过程，B正确；雄株丁(XY)的亲本为乙、丙，乙、丙都是由花粉培育的幼苗经染色体加倍形成的，故雄株丁的亲本的性染色体组成分别为XX、YY，C错误；植株乙、丙杂交产生植株丁的过程中发生了减数分裂，故会发生基因重组，D正确。
5．某自花且闭花受粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答：
(1)自然状态下，该植物一般都是____合子。
(2)若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有______________________和有害性这三个特点。
(3)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等分离世代中________抗病矮茎个体，再经连续自交等________手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的____________。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上F2的表现型及其比例为___________________________。
(4)若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有_________________________________________。请用遗传图解表示其过程(说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。
答案 (1)纯 (2)不定向性、低频性 (3)选择 纯合化 年限越长 高茎∶中茎∶矮茎＝1∶6∶9 (4)细胞的全能性、基因重组和染色体变异 如下图
解析 (1)由于该植物是自花且闭花受粉植物，所以在自然状态下一般都是纯合子。
(2)诱变育种时，用γ射线处理种子的原理是基因突变。由于基因突变具有不定向性、低频性和少利多害性等特点，所以需要处理大量种子。
(3)如果采用杂交育种的方式，将上述两个亲本杂交，得F1，在F1自交所得的F2中选出抗病矮茎个体(D_E_R_)，再通过连续自交及逐代淘汰的手段，最终获得能稳定遗传的抗病矮茎品种(DDEERR)。一般情况下，控制性状的基因数量越多，需进行的自交和筛选操作越多，因此其育种过程所需年限越长。若只考虑茎的高度，F1(DdEe)在自然状态下繁殖即自交后，F2中表现型及比例为9矮茎(9D_E_)∶6中茎(3D_ee、3ddE_)∶1高茎(1ddee)。
(4)若采用单倍体育种的方式获得所需品种，首先需将花药进行离体培养得到单倍体，继而使用秋水仙素对其进行处理使其染色体数目加倍，该过程涉及的原理有细胞的全能性、基因重组和染色体变异。其遗传图解见答案。
一、选择题
1．如图所示为某种生物体细胞中的染色体及其部分基因，下列选项中不属于染色体变异的是( )
答案 C
解析 A项中，abc所在的染色体和GH所在的染色体之间发生了互换，而且这两条染色体为非同源染色体，属于染色体结构变异中的易位；B项中所示染色体应该是fgh，缺失了h基因所在片段，属于染色体结构变异中的缺失；C项中，ABCDe应该是由d基因突变成D基因形成的，属于基因突变，不属于染色体变异；D项中，BACde应该是由题图中ABCde所在的染色体发生了颠倒形成的，属于染色体结构变异中的倒位。
2．下列有关生物变异的说法，不正确的是( )
A．DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换，一定导致基因突变
B．基因重组是生物变异的重要来源，一般发生在有性生殖的过程中
C．多倍体育种可以打破物种间的生殖隔离，产生可育后代
D．染色体结构变异会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变
答案 A
解析 DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换不一定是基因突变，只有引起了基因结构的变化，才是基因突变，A项错误；基因重组一般发生在有性生殖的减数分裂过程中， B项正确；通过多倍体育种，可以打破物种间的生殖隔离，产生可育后代，如六倍体普通小麦和二倍体黑麦通过杂交和染色体加倍，可以培育出可育的八倍体小黑麦，C项正确；染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，D项正确。
3．下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，正确的是( )
A．单倍体生物体的体细胞中都没有同源染色体
B．21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C．人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因
D．用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖的细胞中都含有4个染色体组
答案 C
解析 同源四倍体的单倍体中含有两个染色体组，有同源染色体，A错误；21三体综合征患者的第21号染色体为三条，并不是三倍体，B错误；人的初级卵母细胞中的一个染色体组中由于在复制时可能出现基因突变或在减数第一次分裂前期发生交叉互换，从而出现等位基因，C正确；多倍体的获得通常是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使其染色体加倍，用秋水仙素处理的芽尖细胞中染色体数目不一定都加倍，D错误。
4．(2018·重庆模拟)某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲所示。减数分裂时异常染色体的联会如图乙所示，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述正确的是( )
A．图甲所示的变异属于基因重组
B．观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞
C．若不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种
D．该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代
答案 D
解析 图甲所示的两条染色体的变化是一条染色体的部分片段移接到另一条非同源染色体上，属于染色体结构变异中的易位，A项错误；分裂间期的细胞，染色体正处于染色质状态，不便于观察，应在分裂中期染色体的形态较稳定、数目较清晰时进行观察，B项错误；根据题意，任意两条染色体进行配对，其他一条随机分配，会出现3种分离方式，每种又会产生2种配子，因此理论上该男子产生的精子类型有6种，C项错误；该男子的异常染色体和两条正常染色体进行联会，减数第一次分裂后期同源染色体分离之后，根据题意可得到一个染色体组成正常(含有一条14号染色体和一条21号染色体)的细胞和一个染色体组成异常的细胞，从而得到正常的精细胞，则与正常女子婚配可生育出正常的后代，D项正确。
5.如图为果蝇体内某个细胞的示意图，下列相关叙述正确的是( )
A．图中的染色体1、5、3、7、8可组成一个染色体组
B．图中标注的三对基因的遗传符合自由组合定律
C．含有基因B、D的染色体片段发生交换属于染色体结构变异
D．若该细胞分裂后产生了一个AbdXX的配子，则一定是减数第一次分裂异常
答案 C
解析 A项中的染色体1、5、3、7或1、5、3、8可组成一个染色体组，A项错误；图中标注的位于1、2两条同源染色体上的两对基因A、a与B、b的遗传不符合基因的自由组合定律，B项错误；含有基因B、D的两条非同源染色体片段发生交换属于染色体结构变异中的易位，C项正确；若该细胞分裂后产生了一个AbdXX的配子，则可能是减数第一次分裂异常，也可能是减数第二次分裂异常，D项错误。
6.(2018·北京海淀模拟)如图为某动物细胞分裂的示意图，据图判断该细胞( )
A．只分裂形成1种卵细胞
B．含有3对同源染色体
C．含有3个染色体组
D．一定发生过基因突变
答案 A
解析 由于该图中的细胞质分配不均等，有姐妹染色单体分离，故属于次级卵母细胞，处于减数第二次分裂后期，细胞分裂结束后，产生一个卵细胞和一个极体，A正确；同源染色体已在减数第一次分裂时分配到不同的细胞中，故题图细胞中没有同源染色体，B错误；细胞中含有2个染色体组，C错误；图中染色单体分离形成的子染色体上含有G、g，既可能是基因突变产生的，也可能是减数第一次分裂中同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换产生的，D错误。
7．水稻的高秆、矮秆分别由A和a控制，抗病和不抗病分别由B和b控制。现有基因型为aabb与AABB的水稻品种，下图为不同的育种方法培育矮秆抗病植株的过程，下列有关叙述正确的是( )
A．杂交育种包括①③过程，其原理是基因突变和基因重组
B．人工诱变育种为②过程，B可能来自b的基因突变
C．单倍体育种包括①④⑤过程，⑤过程常用花药离体培养法
D．多倍体育种包括①⑥⑦过程，原理是染色体结构和数目变异
答案 B
解析 过程①③为杂交育种，其原理是基因重组，A项错误；②过程为人工诱变育种，将aabb人工诱变可获得aaBB，b变成B的方式为基因突变，B项正确；过程①④⑤为单倍体育种，子一代产生的配子经花药离体培养(④)得到单倍体，单倍体经秋水仙素处理(⑤)使染色体加倍，选育得到aaBB，C项错误；过程①⑥⑦为多倍体育种，可获得多倍体aaaaBBBB，多倍体育种的原理是染色体数目加倍(即染色体数目变异)，D项错误。
8．(2019·威海模拟)利用基因型为Aa的二倍体植株培育三倍体幼苗，其途径如图所示。下列叙述正确的是( )
A．①过程需要秋水仙素处理，并在有丝分裂后期发挥作用
B．②过程为单倍体育种，能明显缩短育种期限
C．两条育种途径依据的生物学原理都主要是基因突变和染色体变异
D．两条育种途径中，只有通过途径一才能获得基因型为AAA的三倍体幼苗
答案 D
解析 ①是人工诱导染色体数目加倍过程，该过程需要秋水仙素处理，而秋水仙素的作用原理是抑制纺锤体的形成，因此其在有丝分裂前期发挥作用，A错误；②过程是花药离体培养，属于单倍体育种的步骤之一，B错误；图中途径一为多倍体育种，途径二为植物体细胞杂交育种，两条育种途径的原理都是染色体变异，C错误；途径一得到的三倍体的基因型为AAA、AAa、Aaa或aaa，途径二得到的三倍体的基因型为AAa或Aaa，D正确。
9．某科研小组的工作人员通过用不同浓度的秋水仙素对大蒜(二倍体)鳞茎生长点进行不同时间的处理，研究了不同处理对大蒜根尖细胞染色体加倍率(某一分裂组织或细胞群中染色体数目加倍的细胞所占的百分数)的影响，其实验结果如下图所示。据图判断，下列叙述中正确的是( )
A．秋水仙素处理后的根尖细胞均为四倍体细胞
B．染色体加倍率与秋水仙素浓度和处理时间长短有关
C．当秋水仙素浓度为0.03%时，处理时间越长加倍率越高
D．本实验中的自变量为秋水仙素浓度，无关变量为处理时间
答案 B
解析 分析题图可知，秋水仙素处理后的根尖细胞的染色体加倍率不是100%，因此，处理后的根尖细胞不都是四倍体细胞，A错误；秋水仙素的浓度不同，处理时间不同，染色体加倍率不同，B正确；当秋水仙素浓度为0.03%时，处理时间为6 d和2 d的染色体加倍率相同，C错误；本实验的自变量是秋水仙素的浓度和处理时间，因变量是染色体加倍率，D错误。
10．(2018·长沙模拟)果蝇的体色中灰身对黑身为显性，由位于常染色体上的B、b基因控制，只含有其中一个基因的个体致死。如图为果蝇培育和杂交实验的示意图。下列叙述错误的是( )
A．乙属于诱变得到的染色体变异个体
B．通过②筛选时，含异常染色体的个体均为雌性
C．F1中有1/2果蝇的细胞中含有异常染色体
D．F1中雌性个体的体色理论上均为灰色
答案 C
解析 据图分析，在60Co的照射下，乙的B基因片段移接到X染色体上，因此乙属于诱变得到的染色体结构变异中的染色体易位的变异个体。
乙配子
F1基因型
甲配子
BXB
BY
OXB
OY
bX
BbXBX
(灰身雌性)
BbXY
(灰身雄性)
bOXBX
(灰身雌性)
bOXY
(死亡)
注：表中XB表示易位后的基因，O表示配子中缺失该基因。
由上表可知，通过②筛选含异常染色体的个体基因型为BbXBX、bOXBX，均为雌性；F1中有2/3的果蝇细胞中含有异常染色体；理论上，F1中雌性个体均为灰色。
二、非选择题
11．果蝇的正常眼基因(E)对无眼基因(e)为显性，位于第4号染色体上。第4号染色体多一条或少一条(如下图)的个体可以生活，而且能够繁殖。分析回答下列问题：
(1)染色体数目正常的无眼果蝇与正常眼纯种果蝇杂交，F1自交所得F2果蝇的表现型及比例为_____________________________________________________________________________。
(2)染色体数目正常的无眼果蝇与第4号染色体单体的正常眼果蝇杂交，子代基因型及比例为_______________________________________________________________________________。
(3)为探究某第4号染色体三体正常眼果蝇的基因型，可让其与染色体数目正常的无眼果蝇杂交，统计子代的表现型及比例。
①若子代全为正常眼，则该果蝇的基因型为________。
②若子代____________________________________________，则该果蝇的基因型为________。
③若子代____________________________________________，则该果蝇的基因型为________。
答案 (1)正常眼∶无眼＝3∶1 (2)Ee∶e＝1∶1
(3)①EEE ②正常眼∶无眼＝5∶1 EEe ③正常眼∶无眼＝1∶1 Eee
解析 (1)染色体数目正常的无眼果蝇与正常眼纯种果蝇杂交，F1基因型为Ee，F1自交后代出现性状分离，所得F2果蝇的表现型及比例为正常眼∶无眼＝3∶1。
(2)染色体数目正常的无眼果蝇只产生一种配子e，第4号染色体单体的正常眼果蝇能产生含有第4号染色体和不含第4号染色体的两种比例相等的配子，因此子代基因型及比例为Ee∶e＝1∶1。
(3)第4号染色体三体正常眼果蝇的基因型有三种情况，分别是EEE、EEe或Eee。染色体数目正常的无眼果蝇只产生一种配子e。第4号染色体三体正常眼果蝇的基因型、产生的配子类型及比例、子代基因型及比例、子代表现型及比例如下表：
第4号染色体三体正常眼果蝇
子代
基因型
配子类型及比例
基因型及比例
表现型及比例
EEE
1E∶1EE
1Ee∶1EEe
全为正常眼
EEe
2E∶2Ee∶1EE∶1e
2Ee∶2Eee∶1EEe∶1ee
正常眼∶无眼＝5∶1
Eee
1E∶2Ee∶1ee∶2e
1Ee∶2Eee∶1eee∶2ee
正常眼∶无眼＝1∶1
12.(2018·天津，9)为获得玉米多倍体植株，采用以下技术路线。据图回答：
(1)可用________对图中发芽的种子进行诱导处理。
(2)筛选鉴定多倍体时，剪取幼苗根尖固定后，经过解离、漂洗、染色、制片，观察_______区的细胞。若装片中的细胞均多层重叠，原因是_______________________________________。
统计细胞周期各时期的细胞数和细胞染色体数。下表分别为幼苗Ⅰ中的甲株和幼苗Ⅱ中的乙株的统计结果。
幼苗
计数项目
细胞周期
间期
前期
中期
后期
末期
甲株
细胞数
x1
x2
x3
x4
x5
细胞染色体数
/
/
y
2y
/
乙株
细胞染色体数
/
/
2y
4y
/
可以利用表中数值________和__________，比较甲株细胞周期中的间期与分裂期的时间长短。
(3)依表结果，绘出形成乙株的过程中，诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体数变化曲线。
答案 (1)秋水仙素(或低温) (2)分生 解离不充分或压片不充分 x1 x2＋x3＋x4＋x5
(3)如图
解析 (1)诱导多倍体可以利用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗，目的是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，阻止细胞的分裂，使细胞染色体数加倍，成为多倍体。
(2)鉴定是否出现多倍体细胞，要将根尖制成装片，观察根尖分生区的细胞，若分生区细胞均多层重叠，说明制作装片过程中解离不充分或压片不充分。表格中，x1代表处于间期的细胞数，x2＋x3＋x4＋x5代表处于分裂期的细胞数，以此来比较甲株细胞周期中间期与分裂期的时间长短。
(3)据表中信息判断，正常二倍体玉米的染色体数是y，四倍体玉米的正常染色体数是2y，绘制染色体数加倍的细胞周期时，染色体数起点是y，秋水仙素处理后维持在后期(2y)状态一直到分裂结束，然后在四倍体的基础上画出一个细胞周期的染色体数变化曲线。
13．现有两纯种小麦，一纯种小麦性状是高秆(D)、抗锈病(T)；另一纯种小麦的性状是矮秆(d)、易染锈病(t)(两对基因独立遗传)。育种专家提出了如图Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。请分析回答问题：
(1)要缩短育种年限，应选择的方法依据的变异原理是__________________，图中①的基因组成是________。
(2)(四)过程所做的处理是______________________。方法Ⅱ一般从F1经(五)过程后开始选种，这是因为________________________。
(3)(五)过程产生的矮秆抗锈病植株中的纯合子占________。若要在其中选出最符合生产要求的新品种，最简便的方法是________，让F1按该方法经(五)(六)过程连续进行2代，则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占________。
(4)如将方法Ⅰ中获得的③⑤植株杂交，再让所得到的后代自交，则后代基因型及比例为____________________。
(5)除上述方法外，也可将高秆抗锈病纯种小麦用γ射线等照射获得矮抗品种是由于发生了____________。
答案 (1)染色体数目变异 DT (2)秋水仙素处理幼苗 F1自交后发生性状分离 (3)1/3 自交 1/2
(4)DDtt∶Ddtt∶ddtt＝1∶2∶1 (5)基因突变
解析 (1)要缩短育种年限，应选择的育种方法是Ⅰ单倍体育种，原理是染色体数目变异，该方法获得的个体都是纯合的，自交后代不会发生性状分离。由图中的DDTT向上推出①的基因组成为DT。
(2)(四)过程所做的处理是秋水仙素处理幼苗，秋水仙素能抑制纺锤体的形成，在有丝分裂过程中着丝点分裂后，染色体不能移向两极，从而使染色体数目加倍。方法Ⅱ一般从F1经(五)过程后开始选种，这是因为F1自交后可发生性状分离。
(3)F1 DdTt自交后产生的矮秆抗锈病植株基因型为ddTT或ddTt，其中ddTT占1/3。在杂交育种过程中为了获得纯合子最简单的方法是自交，让F1按该方法经(五)(六)过程连续进行2代，则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体为ddTT，(五)过程产生1/3ddTT和2/3ddTt，自交后ddTT所占比例为2/3×1/4＋1/3＝1/2。
(4)如将方法Ⅰ中获得的③DDtt和⑤ddtt植株杂交得到Ddtt，再让所得到的后代自交，后代基因型及比例为DDtt∶Ddtt∶ddtt＝1∶2∶1。
(5)除上述方法外，也可将高秆抗锈病纯种小麦用γ射线等照射诱发基因突变，获得矮抗品种，该育种方法称为诱变育种，其育种原理是基因突变。
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