江苏专版2021届高考生物二轮复习专题7遗传的基本规律与人类遗传课件

这是一份江苏专版2021届高考生物二轮复习专题7遗传的基本规律与人类遗传课件，共60页。PPT课件主要包含了必备知识·三步夯实，②④⑧，①②⑧，④⑦⑧⑨，关键能力·多维提升，名师点拨，专题能力提升练等内容，欢迎下载使用。
专题7　变异、育种与进化
必备知识·三步夯实
1【主干知识 体系构建】
2【易错易混 分点排查】1.下列关于生物变异的叙述,正确的有_______。①观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置。②病毒、细菌及动植物都可发生基因突变。③获得产生人胰岛素的大肠杆菌的原理是基因突变。④一对等位基因不存在基因重组,一对同源染色体可存在基因重组。⑤受精过程中可发生基因重组。⑥基因突变与染色体结构变异都一定导致个体表现型改变。⑦自然突变是不定向的,人工诱变是定向的。
②④⑧
⑧在有丝分裂和减数分裂过程中,非同源染色体之间可能会交换一部分片段,导致染色体结构变异。⑨用秋水仙素处理大肠杆菌,可使其染色体加倍。
2.下列关于育种的叙述,错误的有_______。①杂交育种一定要从F2开始筛选。②用化学因素诱变处理可改变突变方向。③单倍体育种与多倍体育种操作对象不同。④三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关。⑤杂交育种适合进行有性生殖的生物,原核生物一般不适用。⑥多倍体育种能提高产量,增加营养物质的含量。⑦水稻经花药离体培养和染色体加倍获得基因型纯合的新品种属于单倍体育种。
①②⑧
⑧多倍体植株染色体组数目加倍,产生的配子数目加倍,有利于育种。⑨多倍体育种得到的整个植株,并不是所有细胞的染色体数目都加倍。
3.下列关于现代生物进化理论的叙述,正确的有_________。①只要能够交配便是同一物种。②不同种群的生物肯定不属于同一物种。③在新物种形成过程中必须有地理隔离和生殖隔离。④有性生殖的出现实现了基因重组,明显加快了生物进化的速度。⑤变异都可为进化提供原材料。⑥生物进化的实质在于有利变异的保存。⑦自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率。⑧长舌蝠是长筒花的唯一传粉者,两者相互适应,共同(协同)进化。⑨不同物种之间、生物与环境之间在相互影响中不断进化发展,形成生物的多样性。
④⑦⑧⑨
3【高考真题 拆项诊断】根据生物变异、育种与进化的知识,判断下列说法正误:1.基因突变使DNA序列发生的变化,都能引起生物性状的变异。(2019·江苏高考·T4B改编) ( )分析:由于密码子具有简并性,基因突变不一定引起生物性状改变。2.二倍体转基因植株经花药离体培养获得的若干再生植株均为二倍体。(2019·北京高考·T4D改编) ( )分析:二倍体转基因植株经花药离体培养获得的若干再生植株为单倍体。
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3.基因重组只是基因间的重新组合,不会导致生物性状变异。(2019·江苏高考·T4A改编) ( )分析:基因重组是控制不同性状的基因的重新组合,会导致生物性状变异。4.镰刀型细胞贫血症属于染色体异常遗传病。(2019·江苏高考·T18D改编) ( )分析:镰刀型细胞贫血症是单基因遗传病。5.基因型为AAXBY的雄果蝇在减数分裂过程中,出现了一个AAXBXb类型的变异细胞,一定是形成过程中发生了基因突变。(2018·天津高考·T4D) ( )
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√
6.甲、乙两物种在同一地区共同生存了上百万年,甲以乙为食,物种乙的存在与进化会阻碍物种甲的进化。(2018·海南高考·T24D) ( )分析:捕食者和被捕食者之间存在共同进化。7.由于农田的存在,某种松鼠被分隔在若干森林斑块中,不同森林斑块中的松鼠属于不同的生物种群,存在生殖隔离。(2018·江苏高考·T19C) ( )分析:不同森林斑块中的松鼠属于不同的生物种群,存在地理隔离,不一定存在生殖隔离。8.无论是自然选择还是人工选择,都能使种群基因频率发生定向改变。(2017·江苏高考·T7C) ( )
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√
关键能力·多维提升
考点一 生物变异(理解能力) 【典型考题 精讲研析】【典例1】　(2020·济宁三模)某二倍体植物(2n=20)开两性花,可自花传粉。研究者发现有雄性不育植株,欲选育并用于杂交育种。请回答下列问题:(1)在杂交育种中,雄性不育植株只能作为亲本中的____,其应用优势为______________　。 
(2)为在开花前即可区分雄性不育植株和可育植株,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有易位片段的染色体。相应基因与染色体的关系如图(基因M控制可育,m控制雄性不育;基因R控制种子为茶褐色,r控制灰色)。
①三体新品种的培育利用了______原理。 ②带有易位片段的染色体不能参与联会,因而该三体新品种的细胞在减数分裂时可形成____个正常的四分体;____(时期)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____,经研究发现这样的雄配子不能与雌配子结合。 ③此品种植株自交,所结的灰色种子占70%且发育成的植株均为雄性不育,其余为茶褐色种子,发育成的植株可育。结果说明三体植株产生的含有11条染色体
和含有10条染色体的可育雌配子的比例是________,这可能与带有易位片段的染色体在减数分裂时的丢失有关,试分析原因__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ④若欲利用此品种植株自交后代作为杂交育种的材料,可选择____色的种子留种;若欲继续获得新一代的雄性不育植株,可选择____色的种子种植后进行自交。
【名师点拨】???
【解析】(1)雄性不育植株不能产生正常的精子,所以只能作为亲本的母本;在杂交过程中可以不必进行去雄操作。(2)①三体植株染色体数目多了一条,并且存在易位现象,所以利用了染色体数目和结构变异的原理。②正常体细胞2n=20,且带有易位片段的染色体不能参与联会,所以形成正常四分体10个;减数第一次分裂后期同源染色体分离;由于带有易位片段的染色体随机移向一极,因此含有11条染色体的雄配子占全部雄配子的比值为50%。③根据②同源染色体联会的情况,该植株可以产生两种配子mr(含有10条染色体)和MmRr(含有11条染色体),MmRr的配子是异常的,不能和雌配子结合,则雄性个体产生的配子只有mr能与雌配子结合,因此受精卵的基因型有mmrr(灰色不育)占70%,MmmRrr(茶褐色
雄性可育),所以可育雌配子的比例是mr∶MmRr=7∶3,所以含有11条染色体和含有10条染色体的可育雌配子的比例是3∶7;易位片段在减数分裂过程中丢失的原因是部分次级卵母细胞,在减数第二次分裂后期,含有易位片段的染色体着丝点未分裂,进入极体中或部分次级卵母细胞,在减数第二次分裂后期,含有易位片段的染色体着丝点分裂后,同时进入极体中。④自交后代有两种mmrr(灰色不育)和MmmRrr(茶褐色雄性可育),如果作为杂交育种的材料需要选择mmrr(灰色不育)留种,如果需要通过自交继续获得雄性不育植株,则选择MmmRrr(茶褐色雄性可育)进行留种。
答案:(1)母本　不必进行去雄操作　(2)①染色体变异(染色体数目变异和染色体结构变异)　②10　减数第一次分裂后期　 50%　③3∶7　 部分次级卵母细胞,在减数第二次分裂后期,含有易位片段的染色体着丝点未分裂,进入极体中(部分次级卵母细胞,在减数第二次分裂后期,含有易位片段的染色体着丝点分裂后,同时进入极体中)　④灰　 茶褐　
【母题延伸】——长句专项突破　染色体易位与基因突变的区别是(写出一种):____________________________________________________________。
染色体变异可借助光学显微镜观察,基因突变用光学显微镜观察不到
【核心知识 精准解读】1.图解基因突变与染色体变异的判断:
2.表解染色体易位和交叉互换的判断:
3.表解基因“质”与“量”的变化问题:
4.图解单倍体、二倍体、多倍体的辨析:
5.染色体组的判断方法:
【热点预测 精练题组】【考向一】生物变异的分析1.(2020·苏锡常镇二模)DNA的碱基或染色体片段都可能存在着互换现象,下列相关叙述错误的是 (　　)A.基因的两条链上相同位置的碱基互换可引起基因突变B.姐妹染色单体相同位置的片段互换可引起基因重组C.非同源染色体之间发生基因的互换可引起染色体结构变异D.减数第一次分裂时染色体互换会引起配子种类的改变

【解析】选B。基因的两条链上相同位置的碱基互换会导致基因中碱基排列顺序的改变,从而引起基因突变,A正确;姐妹染色单体相同位置的基因是相同的,所以其互换不会引起基因重组,B错误;非同源染色体之间发生基因的互换属于易位,可引起染色体结构变异,C正确;减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体的互换会引起基因重组,从而可能增加配子种类,D正确。
2.有时两条X可融合成一个X染色体,称为并连X(记作“X∧X”),其形成过程如图。一只含有并连X的雌蝇(X∧XY)和一只正常雄蝇杂交,子代的基因型与亲代完全相同。子代连续交配也是如此,因而称为并连X保持系。下列叙述错误的是(　　)A.形成X∧X的过程中发生了染色体结构变异B.染色体组成为X∧XX、YY的果蝇胚胎致死C.在并连X保持系中,亲本雄蝇的X染色体传给子代雌蝇D.利用该保持系,可“监控”和“记录”雄蝇X染色体上的新发突变

【解析】选C。两条X染色体融合成X∧X的过程中有染色体的片段消失,说明此过程中发生了染色体结构变异,A正确;一只含有并连X的雌蝇(X∧XY) 产生两种比值相等且分别含有X∧X和Y的卵细胞,一只正常雄蝇(XY)产生两种比值相等且分别含有X和Y的精子,二者杂交,子代的基因型与亲代完全相同,子代连续交配也是如此,说明子代中只存在染色体组成为XY、X∧XY的个体,而染色体组成为X∧XX、YY的果蝇胚胎致死,B正确;综合上述分析可推知:在并连X保持系中,亲本雄蝇的X染色体传给子代雄蝇,亲本雄蝇的Y染色体传给子代雌蝇,而且子代雌雄果蝇的数量比为1∶1,由于子代的基因型与亲代完全相同,当雄蝇X染色体上有新的突变产生时,子代雄蝇的性状可能会与亲本的有所不同,可见,利用该保持系,可“监控”和“记录”雄蝇X染色体上的新发突变,C错误,D正确。
3.(多选)(2020·潍坊模拟)目前已发现T4噬菌体有数千种突变型,这些突变来自同一个基因的突变或者不同基因的突变。科学家利用T4噬菌体的两种突变型A和B进行了如下实验(突变型A和B分别与野生型相比,基因组成上只有一处差异)。下列说法合理的是 (　　)
注:噬菌体不发生新的突变和基因重组A.T4噬菌体DNA复制所需原料和酶来自宿主细胞B.基因突变中的碱基对缺失不会导致基因数目减少C.突变型A和突变型B的突变发生在不同的基因内D.突变型A与突变型B的突变基因共同决定其增殖
【解析】选A、B、C、D。T4噬菌体DNA复制所需原料和酶由宿主细胞提供,A正确;基因突变中的碱基对缺失会导致基因结构改变,不会导致基因数目减少,B正确;突变型A和突变型B的突变发生在不同的基因内,C正确;用突变型A侵染大肠杆菌,噬菌体不增殖;用突变型B侵染大肠杆菌,噬菌体不增殖;突变型A、突变型B同时侵染同一个大肠杆菌,噬菌体增殖,说明突变型A与突变型B的突变基因共同决定其增殖,D正确。
【考向二】生物变异有关的实验分析 4.(2020·滨州三模)T4噬菌体有野生型和甲、乙、丙三种突变型,甲、乙、丙独立感染大肠杆菌时,均无法增殖,不同的突变型噬菌体成对组合同时感染大肠杆菌时,两种噬菌体在大肠杆菌细胞内产生的蛋白质可以共用;两个噬菌体的DNA会有类似真核生物有性生殖中遗传物质交叉互换的过程(如图)。实验发现,甲与乙同时感染大肠杆菌产生了子代噬菌体;甲与丙同时感染大肠杆菌大多数情况下不能产生子代噬菌体,但偶尔也会产生子代噬菌体。基于上述事实作出的推断不合理的是 (　　)
A.甲、乙突变体是由不同基因突变形成的B.甲、丙突变体产生的蛋白质不能相互弥补缺陷C.甲、丙的相应突变基因是由不同基因突变而来的D.甲、丙突变体的DNA之间偶尔发生片段的交换

【解析】选C。甲与乙同时感染大肠杆菌,产生了子代噬菌体,表明甲、乙中的相应突变基因之间的关系为不同基因,因为它们表达的蛋白质可以相互弥补缺陷,从而实现产生子代噬菌体的能力,A正确;甲与丙同时感染大肠杆菌,大多数情况下不能产生子代噬菌体,表明两突变体产生的蛋白质不能相互弥补缺陷,故甲、丙的相应突变基因是由同一基因突变而来的,B正确,C错误;甲与丙同时感染大肠杆菌后,偶尔也会产生子代噬菌体,原因是两个突变体的DNA之间发生片段的交换,使得其中一个噬菌体的DNA拥有了全部的正常基因,从而可以产生后代,D正确。
5.(2020·德州一模)单体(2n-1)是指体细胞中某对同源染色体缺失一条的个体, 能产生含n条染色体和n-1条染色体的两种配子,可用于基因定位。在野生型烟草(2n=48)中发现一株隐性突变体,人工构建一系列缺少不同染色体的野生型单体,并分别与该突变体杂交,留种并单独种植,即可判断突变基因的染色体位置。下列说法错误的是 (　　)A.减数分裂过程中某对同源染色体移向一极可导致单体形成B.需要人工构建48种野生型单体分别与隐性突变体杂交C.若某单体后代出现突变型植株,说明突变基因位于该单体所缺少的染色体上D.若后代野生型∶突变型为1∶1,说明单体产生的两种配子的存活率相同
【解析】选B。减数分裂过程中某对同源染色体移向一极,产生少一条染色体的异常配子,受精后可导致单体形成,A正确;野生型烟草体细胞中含有24对同源染色体,所以只需要人工构建24种野生型单体分别与隐性突变体杂交,B错误;缺少不同染色体的野生型单体分别与该突变体杂交,若某单体后代出现突变型植株,说明突变基因位于该单体所缺少的染色体上,C正确;单体能产生含n条染色体和n-1条染色体的两种配子,若后代野生型∶突变型为1∶1,说明单体产生的两种配子的存活率相同,D正确。
6.(2020•河南实验中学二模)如图是果蝇的四对相对性状及其基因位置和显隐性关系,请回答下列问题。

(1)果蝇正常/钝圆平衡棒的遗传遵循____　,等位基因是通过_____(变异)形成的。 (2)用 BbDd 雄性与黑体色残翅雌性交配(正交),后代表现型及比例________,可说明正交雄性亲本基因 B 与 d、b 与 D 分别位于一条染色体上,且在形成配子时不发生交叉互换。 研究人员进行了反交实验,后代表现型及比例为正常体色残翅∶黑体色正常翅∶正常体色正常翅∶黑体色残翅=0.42∶0.42∶0.08∶0.08,说明反交雌性亲本__________　。 以上正反交结果不同的现象____　(填“是”或“不是”)伴性遗传,理由是① ______________________　,②　__________________________________。 

(3)用白眼正常平衡棒雄性与红眼钝圆平衡棒雌性杂交得到 F1,发现 F1 全为红眼且正常平衡棒∶钝圆平衡棒=1∶1,说明亲本雌性的基因型为__　_。用 F1 中钝圆平衡棒个体相互交配,后代中正常平衡棒∶钝圆平衡棒=1∶2,其原因可能是__________。
【解析】(1)果蝇正常/钝圆平衡棒的性状受一对等位基因E、e控制,遗传时遵循基因的分离定律,基因突变会产生该基因的等位基因。(2)由题图可知:Bd、bD连锁,BbDd的雄性在减数分裂过程中若不发生交叉互换,可以产生2种配子即Bd∶bD=1∶1,其与黑体色残翅雌性即bbdd交配(正交),后代中正常体色残翅(Bbdd)∶黑体色正常翅(bbDd)=1∶1;若反交的后代中正常体色残翅∶黑体色正常翅∶正常体色正常翅∶黑体色残翅=0.42∶0.42∶0.08∶0.08,出现了bbdd和BbDd,占0.08,说明反交时,雌性亲本BbDd的B与d、b与D分别位于一条染色体上,且有的卵原细胞在减数分裂过程中发生了交叉互换,产生了部分BD和bd的配子。由于B/b和D/d均位于2号染色体上
且正反交各自的杂交后代雌雄的表现型及比例没有差异,故该现象不是伴性遗传。 (3)用白眼正常平衡棒雄性即eeXaY与红眼钝圆平衡棒雌性即E-XAX-杂交得到F1,发现F1全为红眼且正常平衡棒ee∶钝圆平衡棒E-=1∶1,可以推出亲本雌性的基因型为EeXAXA,F1中钝圆平衡棒个体均为Ee,相互交配,后代中正常平衡棒∶钝圆平衡棒=1∶2,很可能是E基因纯合致死。
答案:(1)基因的分离定律　基因突变(2)正常体色残翅∶黑体色正常翅=1∶1　基因B与d、b与D分别位于一条染色体上,且在形成配子时发生交叉互换　不是　基因均位于2号染色体上　正反交各自的杂交后代雌雄的表现型及比例没有差异(3)EeXAXA　E基因纯合致死
考点二 育种(理解能力、解决问题能力)【典型考题 精讲研析】【典例2】 (2020·全国Ⅲ卷)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经过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种即可)。 (3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合体),甲的表现型是抗病易倒伏,乙的表现型是易感病抗倒伏。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。
【名师点拨】
【解析】本题主要考查了杂种不育的原因,多倍体的优点,杂交育种的流程。(1)杂种一属于异源二倍体,细胞中不含同源染色体,无法联会,所以无法正常进行减数分裂产生配子,因此是高度不育的。普通小麦属于异源六倍体,含有六个染色体组,每个染色体组有7条染色体,共有42条染色体。多倍体往往茎秆粗壮,叶片、果实、种子比较大,营养物质含量高。(2)秋水仙素或者低温处理,可以抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍。(3)要想获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种,可以用杂交育种或者单倍体育种的方法。
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)秋水仙素处理(或低温处理)(3)方案一:让甲、乙两个品种进行杂交,得到F1,F1连续自交并淘汰不符合要求的个体,直到获得能稳定遗传的抗病抗倒伏的品种。方案二:让甲、乙两个品种进行杂交,得到F1,取F1的花粉进行花药离体培养获得单倍体植株,再用秋水仙素处理幼苗,淘汰掉不符合要求的植株,即可得到抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种。
【母题延伸】——长句专项突破秋水仙素诱导染色体数目加倍的机理是:______________________________________________________________________________________________________。
秋水仙素作用于正在分裂的细胞,抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞
两极,从而引起细胞内染色体数目加倍
【答题策略】理解育种方式的四点提醒(1)单倍体育种:操作对象是单倍体幼苗。(2)多倍体育种:操作对象是萌发的种子或幼苗。(3)诱变育种:多用于植物和微生物,一般不用于动物育种。(4)杂交育种: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,则只要出现该性状即可。
【核心知识 精准解读】1.图解生物育种程序和原理:(1)图解:

(2)上图中字母代表的含义。A.杂交, B.花药离体培养,C.秋水仙素处理,D.自交,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。(3)识别图中育种方法。①“亲本 新品种”为杂交育种;②“亲本 新品种”为单倍体育种;③“种子或幼苗 新品种”为诱变育种;④“种子或幼苗 新品种”为多倍体育种;⑤“植物细胞 新品种”为基因工程育种。





(4)各种育种方式的原理:
2.表解针对不同育种目标选择育种方案:
【热点预测 精练题组】考向一 育种类型的相关判断1.(2020·青岛二模)炎炎夏日西瓜成为人们消暑解渴的必备水果,如图为某育种所培育无子西瓜的流程图。有关说法错误的是 (　　)A.处理①可用适量的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗B.乙植株高度不育的原因是缺少同源染色体C.若让甲植株自交,则后代会产生5种基因型D.图中F1、甲、乙植株之间均存在生殖隔离
【解析】选B。处理①可用适量的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗从而获得基因型为DDdd的植株,A正确;乙植株高度不育的原因是细胞中含有三套染色体组,在减数分裂产生配子时会发生联会紊乱从而不能产生可育的配子,B错误;甲植株的基因型为DDdd,减数分裂时产生的配子类型及比例为DD∶Dd∶dd=1∶4∶1,则可推出甲植株自交产生的后代有5种基因型,分别为DDDD、DDDd、DDdd、Dddd、dddd,比例为1∶8∶18∶8∶1,C正确;图中F1为二倍体,甲为四倍体,乙植株为三倍体,三者中F1与甲植株杂交产生的后代为三倍体,而三倍体不可育,因此F1与甲植株之间存在生殖隔离,而乙植株不可育,不能称为物种,因此可以说F1、甲、乙植株之间均存在生殖隔离,D正确。
2.(2020•淮安六校联考)萝卜(2n=18)和甘蓝(2n=18)杂交后代F1(萝卜—甘蓝)不可育,相关叙述正确的是 (　　)A.萝卜和甘蓝能杂交产生后代,它们之间不存在生殖隔离B.F1有丝分裂后期的细胞中含有36条染色体、2个染色体组C.F1细胞在增殖过程中可能发生基因突变和染色体变异D.秋水仙素处理F1萌发的种子可获得可育植株
【解析】选C。萝卜和甘蓝能杂交产生后代,但是后代不可育,说明它们之间存在生殖隔离,A错误;F1有丝分裂后期的细胞中含有(9+9)×2=36条染色体、4个染色体组,B错误;F1细胞在有丝分裂过程中可能会发生基因突变和染色体变异,C正确;F1不可育,不能产生种子,D错误。
3.(2020·北京一模)如图表示获得玉米多倍体植株采用的技术流程。下列有关说法不正确的是 (　　)A.可用秋水仙素或低温诱导处理发芽的种子B.可用显微镜观察根尖细胞染色体数目的方法鉴定多倍体C.得到的多倍体植株一般具有茎秆粗壮、果穗大等优点D.将得到的多倍体植株进行花药离体培养又可得到二倍体

【解析】选D。题图表示获得玉米多倍体植株采用的技术流程,可用秋水仙素或低温诱导处理发芽的种子,秋水仙素或低温都能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目加倍,A正确;染色体数目变异在显微镜下可见,故可用显微镜观察根尖细胞染色体数目的方法鉴定多倍体,B正确;多倍体植株一般具有茎秆粗壮、果穗大等优点,C正确;将得到的多倍体植株进行花药离体培养可得到单倍体,D错误。
考向二 育种方法的选择及育种过程 4.玉米(2n=20)的高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗锈病(R)对易染锈病(r)为显性,控制上述性状的两对基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗锈病玉米植株,研究人员采用了如图所示的方法。据图回答有关问题:

(1)过程①中,F1连续自交3代,则产生的F4中纯合抗锈病植株占____　。从F2开始逐代筛选出矮秆抗锈病植株,让其自交,并淘汰子代中的易染锈病植株,那么在得到的F4矮秆抗锈病植株中,纯合子占______。 (2)过程②中的细胞分裂方式为____　。单倍体植株在生长发育过程中,细胞最多含有____　个染色体组。用秋水仙素处理单倍体植株导致染色体数目加倍的原理是_________。 
(3)方法二育种的原理是_______　,与方法一相比,采用方法二培育玉米新品种最大的优点是_____________________________________________________。 (4)与传统杂交育种相比,采用方法三培育玉米新品种的优点是 　___________________________________________________________________________。
【解析】本题以某一作物育种为背景,综合考查杂交育种、单倍体育种和基因工程育种的区别与联系。(1)F1连续自交3代,F4中杂合子占1/23=1/8,纯合子占7/8,其中纯合抗锈病RR植株占7/16;F2中矮秆抗锈病植株的基因型为1/3ddRR和2/3ddRr,让其自交,并淘汰子代中的易染锈病植株,那么在得到的F4矮秆抗锈病植株中,杂合子(ddRr)占2/(23+1)=2/9,纯合子占7/9。(2)过程②是对花药离体培养,细胞的分裂方式为有丝分裂;玉米(2n)的单倍体植株细胞中含有1个染色体组,单倍体细胞处于有丝分裂后期时染色体加倍,细胞中最多含有2个染色体组;秋水仙素能抑制纺锤体的形成,使细胞不能分裂成两个子细胞,从而引起细胞内染色体数目加倍。
(3)方法二为单倍体育种,其原理是染色体数目变异,优点是明显缩短育种年限。(4)方法三为基因工程育种,优点是打破生殖隔离,定向改变生物的遗传性状。答案:(1)7/16　7/9　(2)有丝分裂　2　抑制纺锤体的形成　(3)染色体数目变异(或染色体变异) 　明显缩短育种年限　(4)定向改变生物的遗传性状
5.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)
【解析】首先要准确理解题意,要求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。由于涉及两对相对性状的遗传规律,所以很容易想到应用自由组合定律的知识解答此题。在设计杂交育种程序时,要注意题目的特别条件:①小麦品种是纯合子,马铃薯品种是杂合子;②小麦生产上用种子繁殖,马铃薯生产上通常用块茎繁殖;③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,所以解题的规范性比较重要。
答案:
考点三 生物的进化(理解能力)【典型考题 精讲研析】【典例3】(2018·江苏高考·改编)下列关于生物进化的叙述,不正确的是 (　　)A.群体中近亲繁殖可提高纯合体的比例B.突变和基因重组为生物进化提供原材料C.某种生物产生新基因并稳定遗传后,说明该种生物进化了D.若没有其他因素影响,一个随机交配小种群的基因频率在各代保持不变
【名师点拨】
【解析】选D。 同一个群体携带同种基因的杂合子比例高,近亲繁殖时可以提高该种基因纯合的比例,A正确;突变和基因重组为生物进化提供原材料,B正确;有新基因产生并稳定遗传后,该种群的基因频率变了,说明生物进化了,C正确;没有其他因素影响的情况下,种群基因频率及基因型频率都不会发生改变的前提是种群数量足够多,个体间随机交配,D错误。
【母题延伸】——长句专项突破如何判断两种生物是否是同一物种:___________________________________________________________________________________________________________________________________。
观察两种生物能否相互交配并产生可育后代,若能交配并产生可育后代,则是同
一物种,若不能交配或即使能交配但不能产生可育后代,则不是同一物种
【答题策略】对物种和进化标准的判断技巧(1)判断两个种群是否属于同一物种的标准是看它们之间是否存在生殖隔离,若存在生殖隔离,则一定是两个物种。(2)判断种群是否进化的标准是看其基因频率是否发生了变化,若种群基因频率没有发生变化,则种群没有发生进化。
【核心知识 精准解读】1.图解生物进化的脉络过程:
2.物种形成和生物进化的区别与联系:
3.归纳现代生物进化理论中的“两、两、三、三”:
4.把握基因频率的两类计算方法:(1)常规基因频率的两大计算方法。①基因个数/(此基因个数+其等位基因个数)。②此种基因纯合子基因型频率+1/2杂合子基因型频率。(2)特殊基因频率的计算方法(当基因位于X染色体的非同源区段)。X染色体上显性基因频率=(雌性显性纯合子个体数×2+雄性显性个体数+雌性杂合子个体数)/(雌性个体数×2+雄性个体数)。(3)遗传平衡定律适用的前提条件:①种群非常大;②所有雌雄个体间随机交配;③没有迁入和迁出;④没有自然选择;⑤没有基因突变。
【热点预测 精练题组】考向一 现代生物进化理论的分析1.(2020·陕西渭南一模)下列关于现代生物进化理论的叙述,正确的是(　　)A.种群基因频率的定向改变一定会形成新物种B.长期的地理隔离一定能形成生殖隔离C.自然选择决定生物进化的方向D.共同进化是指生物与无机环境之间的不断进化和发展
【解析】选C。种群基因频率的定向改变一定发生进化,而进化不一定导致生殖隔离,生殖隔离才是形成新物种的标志,A错误;长期的地理隔离不一定能形成生殖隔离,B错误;自然选择决定生物进化的方向,C正确;共同进化是指生物与生物、生物与无机环境之间的不断进化和发展,D错误。
2.(2020·青岛模拟)下列有关生物进化的叙述,错误的是 (　　)A.生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变B.生物与生物、生物与环境之间的共同进化导致生物多样性的形成C.果蝇的翅和蝙蝠的翼手在功能上相似,说明它们是由共同的祖先演化而来D.亲缘关系越近的生物,在细胞代谢、DNA的结构与功能等方面共同特征越多
【解析】选C。生物进化的实质是基因频率的定向改变,A正确;生物与生物、生物与环境之间的共同进化导致生物多样性的形成,B正确;果蝇的翅和蝙蝠的翼手在功能上相似,说明它们存在趋同进化,并不能说明它们是由共同的祖先演化来的,C错误;亲缘关系越近的生物,在细胞代谢、DNA的结构与功能等方面共同特征越多,D正确。
考向二 生物进化和物种形成的关系3.(2020•盐城、连云港三模)如图表示甲岛最先分布着S、L两种鸟类,后来部分S鸟迁入乙岛。下列有关叙述错误的是 (　　)
A.甲、乙两岛上所有的S鸟构成一个种群B.甲岛上的S、L两种鸟类可能源于同一祖先C.甲岛与乙岛上S鸟的后代之间可能产生生殖隔离D.甲、乙岛的自然条件决定了鸟类的进化方向
【解析】选A。种群是同一区域同种生物的所有个体,因此甲、乙两岛上所有的S鸟不是一个种群,A错误;甲岛上的S、L两种鸟类有可能源于同一祖先,B正确;甲岛与乙岛存在地理隔离,因此两岛上S鸟的后代之间可能产生生殖隔离,C正确;自然选择决定生物进化的方向,因此甲、乙岛的自然条件决定了鸟类的进化方向,D正确。
考向三 种群基因频率、基因型频率的计算4.(2020•苏、锡、常、镇二模)如图表示同一种群经地理隔离后的两个种群A和a基因频率的变化。相关叙述正确的是 (　　)
A.初始时刻,该种群中个体的基因型全为AaB.T时刻,甲、乙种群中杂合子的基因型频率可能不同C.T时刻,将甲、乙种群混合后,A的基因频率为0.5D.T时刻,甲、乙种群开始出现生殖隔离
【解析】选B。分析题图可知,初始时刻,A的基因频率是0.5,a的基因频率也是0.5,但不能推断出群体中个体的基因型全部是Aa,A错误;由图可知,T时刻,甲种群中A的基因频率为0.8,a的基因频率为0.2,乙种群中A的基因频率为0.2,a的基因频率为0.8,由于存在着选择,所以不能准确计算甲、乙种群中杂合子的基因型频率,所以二者杂合子基因型频率可能不同,B正确;由于甲和乙这两个种群的大小不知,因此T时刻,将甲、乙种群混合后,A的基因频率无法计算,C错误;T时刻,甲、乙种群虽然发生基因频率变化,但不能确定是否出现生殖隔离,D错误。
5.(2020·浙江“超级全能生”一模)如表是对某地区人群色觉情况的调查数据,则该地区色盲女性的基因型频率和色盲基因的频率分别为 (　　)A.0.245%和7%　　　　　B.0.49%和7%C.0.245%和14% D.0.49%和14%
【解析】选A。根据表格中的数据可知:色盲女性的基因型频率=49/(8 649+1 302+49+9 300+700)×100%=0.245%;色盲基因的频率=(49×2+1 302+700)/(8 649×2+1 302×2+49×2+9 300+700)×100%=7%。
专题能力提升练
专题7　变异、育种与进化 (30分钟　100分)一、单项选择题(共7小题,每小题5分,共35分)1.(2020·北京大兴模拟)下列关于生物变异的说法,错误的是 (　　)A.二倍体西瓜培育出的单倍体幼苗经秋水仙素处理,可得到二倍体纯合子B.将一段外来DNA序列插入豌豆的淀粉分支酶基因中,会使该基因突变C.果蝇的核基因A突变为a,正常情况下A与a会出现在同一个配子中D.若发生染色体结构变异,则染色体上基因的数目或排列顺序发生改变
【解析】选C。二倍体西瓜培育出的单倍体幼苗经秋水仙素处理,染色体数目加倍,可得到二倍体纯合子,A正确;将一段外来DNA序列插入豌豆的淀粉分支酶基因中,改变了基因的结构,会使该基因突变,B正确;果蝇的核基因A突变为a,正常情况下A与a会随同源染色体的分离而分离,所以不会出现在同一个配子中,C错误;若发生染色体结构变异,则染色体上基因的数目或排列顺序发生改变,D正确。
2.检查发现某外观正常的女性第21号染色体一条“失踪”,另一条比正常长了一倍。下列有关叙述错误的是 (　　)A.该女性外观正常可能是她的基因组成仍保持平衡B.该女性细胞中可能发生两条21号染色体合并成1条C.如果该女性与正常男性婚配,胎儿21单体出现的概率是1/2D.如果该女性与正常男性婚配,胎儿染色体数目正常的概率是1/4
【解析】选D。该女性外观正常可能是她的基因组成仍保持平衡,基因数目和种类没有发生变化,A正确;由于该女性第21号染色体一条“失踪”,另一条比正常长了一倍,说明女性细胞中可能发生两条21号染色体合并成1条,B正确;由于该女性第21号染色体一条“失踪”,配子中有一半不含21号染色体,所以该女性如果与正常男性婚配,胎儿21单体出现的概率是1/2,C正确;由于该女性第21号染色体一条“失踪”,配子中有一半不含21号染色体,所以该女性如果与正常男性婚配,胎儿染色体数目正常的概率是1/2,D错误。
3.(2020·榆林一模)下列有关生物体内基因重组和基因突变的叙述,正确的是 (　　)A.能发生基因重组的生物,不能发生基因突变B.基因型为Aa的植物连续自交,F2基因型比例为3∶2∶3,这是由基因重组造成的C.基因突变属于可遗传变异,因此突变后的基因都能遗传给后代D.基因突变和基因重组都可以为生物进化提供原材料
【解析】选D。基因突变指DNA分子中发生碱基对的替换、增添、缺失,而引起基因结构的改变,主要发生在细胞分裂的间期,基因重组发生在有性生殖进行减数分裂的过程中,而减数第一次分裂前的间期可以发生基因突变,因此发生基因重组的生物可以发生基因突变,A错误;基因型为Aa 的植物连续自交,F2 基因型比例为3∶2∶3,这是由等位基因分离造成的,B错误;基因突变属于可遗传变异,但突变后的基因不一定通过有性生殖遗传给后代,C错误;基因突变、基因重组和染色体变异都属于可遗传的变异,都可以为生物进化提供原材料,D正确。
4.(2020·江苏高考)有一观赏鱼品系体色为桔红带黑斑,野生型为橄榄绿带黄斑,该性状由一对等位基因控制。某养殖者在繁殖桔红带黑斑品系时发现,后代中2/3为桔红带黑斑,1/3为野生型性状,下列叙述错误的是(　　)A.桔红带黑斑品系的后代中出现性状分离,说明该品系为杂合子B.突变形成的桔红带黑斑基因具有纯合致死效应C.自然繁育条件下,桔红带黑斑性状容易被淘汰D.通过多次回交,可获得性状不再分离的桔红带黑斑品系
【解析】选D。本题主要考查了基因的分离定律的应用及致死情况下基因分离比变化的规律。由桔红带黑斑品系的后代出现性状分离,说明该品系为杂合子,A正确;分析可知,桔红带黑斑为显性性状,则突变形成的桔红带黑斑基因为显性基因,杂合桔红带黑斑鱼(Aa)相互交配,子代表现型比例为2∶1,可推测基因型为AA的个体死亡,即桔红带黑斑基因具有纯合致死效应,B正确;由于桔红带黑斑基因具有纯合致死效应,自然繁育条件下,该显性基因的频率会逐渐下降,则桔红带黑斑性状容易被淘汰,C正确;桔红带黑斑基因显性纯合致死,则无论回交多少次,所得桔红带黑斑品系均为杂合子,D错误。
5.(2020•南通模拟)以下对生物进化的叙述,正确的是 (　　)A.二倍体生物用秋水仙素处理形成四倍体,二者之间不存在生殖隔离B.物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的C.不同物种之间、生物与环境之间共同进化导致生物多样性D.突变和基因重组都会引起种群基因频率的定向改变【解析】选C。二倍体和四倍体的后代是三倍体,高度不育,所以二倍体和四倍体之间存在生殖隔离,A错误;不同物种之间,生物与无机环境之间,在相互影响中不断进化和发展,这就是共同进化,通过漫长的共同进化过程,形成了生物多样性,B错误,C正确;突变和基因重组都是不定向的,D错误。
【加固训练】下列与生物进化相关的说法不正确的是 (　　)A.种群基因型频率发生改变不一定会引起生物的进化B.种群之间的生殖隔离的形成一般需要经过长时间的地理隔离才能实现C.物种之间的共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的D.基因频率改变的快慢与其控制的性状和环境适应的程度有关
【解析】选C。种群基因频率的改变一定会引起生物的进化,并非基因型频率的改变,A正确;种群之间生殖隔离的形成一般需要经过长时间的地理隔离才能实现,但是生殖隔离的产生不一定必须经过地理隔离,例如植物的多倍体的产生没有经过地理隔离,由于环境的问题等导致了染色体加倍,B正确;物种之间的共同进化是通过不同物种之间或生物与无机环境之间的生存斗争实现的,C错误;自然选择决定基因频率的定向改变,基因频率改变的快慢与其控制的性状和环境适应的程度有关,D正确。
6.下列关于生物进化证据和结论的说法,错误的是 (　　)A.几乎所有生物共用一套遗传密码能为生物有共同祖先这一论点提供支持B.所有生物都有细胞结构以及共同的物质基础和结构基础C.不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的差异可揭示物种亲缘关系的远近D.脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段,说明人与其他脊椎动物有共同的祖先【解析】选B。几乎所有生物共用一套遗传密码能为生物有共同祖先这一论点提供支持,A正确;病毒是没有细胞结构的生物,B错误;不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的差异可揭示物种亲缘关系的远近,C正确;脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段,说明人与其他脊椎动物有共同的祖先,D正确。
7.(2020·枣庄二模)跳蝻腹节绿条纹对黄条纹为显性,由基因A、a控制。生物兴趣小组的同学调查了某沙化草原不同区域的跳蝻腹节表现型,并计算了A基因频率,结果如表。下列分析正确的是(　　)A.跳蝻A基因频率低是导致M区草地比N区草地沙化严重的原因B.草地沙化及天敌捕食等环境因素是跳蝻腹节颜色进化的外因C.M区与N区存在的地理隔离将导致两个地区的跳蝻进化为不同的物种D.三个调查区的杂合绿条纹跳蝻所占比例的大小关系是L>N>M
【解析】选B。植被的破坏是导致M区草地比N区草地沙化严重的原因,A错误;草地沙化及天敌捕食等环境因素是跳蝻腹节颜色进化的外因,B正确;生殖隔离是新物种形成的标志,地理隔离不一定导致新物种的形成,C错误;M区A=0.2,所以a=0.8,Aa=2×0.2×0.8=0.32;同理算出L区Aa=2×0.7×0.3=0.42。N区Aa=2×0.4×0.6=0.48,三个调查区的杂合绿条纹跳蝻所占比例的大小关系是N>L>M,D错误。
【知识总结】选择对生物进化的影响
二、多项选择题(共2小题,每小题6分,共12分)8.(2020·南京师大附中模拟)西瓜消暑解渴,深受百姓喜爱。已知西瓜的染色体数目2n=22,品种甲、乙都能稳定遗传,如图是几种育种方法流程图,以下说法中正确的是 (　　)
A.③过程依据的原理属于不可遗传变异B.④⑤育种方式依据的原理是基因重组C.杂种体细胞内含有6个染色体组D.⑦⑧的育种方式为单倍体育种【解析】选B、C。通过③过程得到无子西瓜B属于可遗传变异(染色体变异),A错误;④⑤属于杂交育种,依据的原理是基因重组,B正确;品种乙为二倍体,和四倍体植株通过植物体细胞杂交获得的杂种体细胞内含有6个染色体组,C正确;⑦为植物组织培养,⑧为花药离体培养形成单倍体,而单倍体育种包括花药离体培养和染色体加倍处理,D错误。
9.(2020·青岛三模)果蝇的红眼(A)与白眼(a)是一对相对性状,A、a位于X染色体上。现将一只红眼雄果蝇用紫外线照射,然后与白眼雌果蝇杂交,得到的子代全是雄果蝇。经研究发现该雄果蝇的X染色体缺失了一个片段,但A基因功能正常。下列相关叙述正确的是 (　　)A.该雄果蝇发生的变异属于染色体变异,可通过光学显微镜观察B.经紫外线照射处理后,该变异果蝇所在种群的基因多样性减少C.经紫外线照射处理后,该果蝇减数分裂过程中同源染色体无法联会D.子代全是雄果蝇的原因可能是X染色体部分缺失导致雄配子致死
【解析】选A、D。该雄果蝇发生的变异是缺失了一个片段,属于染色体结构变异,可以在光学显微镜下观察该变异,A正确;变异增加了种群的基因多样性,B错误;紫外线照射后,果蝇减数分裂过程中同源染色体可以联会,C错误;根据分析,由于子代只有雄性,说明变异的果蝇只产生含Y的雄配子,含X的雄配子致死,D正确。
三、非选择题(共3小题,共53分)10. (13分)已知豌豆(2n=14)的花色受非同源染色体上的两对基因 A、a 和 B、b 控制。红花(A)对白花(a)为完全显性。B 基因为修饰基因,淡化花的颜色,BB 与 Bb 的淡化程度不同:前者淡化为白色,后者淡化为粉红色。现将一株纯合的红花植株和一株白花植株(aaBB)杂交产生的大量种子(F1)用射线处理后萌发,F1 植株中有一株白花,其余为粉红花。请回答下列问题:
(1)关于 F1 白花植株产生的原因,科研人员提出了以下几种假说:假说一:F1 种子发生了一条染色体丢失;假说二:F1 种子发生了上述基因所在的一条染色体部分片段(含相应基因)缺失;假说三:F1 种子一条染色体上的某个基因发生了突变。①经显微镜观察,F1 白花植株减数第一次分裂前期四分体的个数为　　　 个,可以否定假说一; ②已知 4 种不同颜色的荧光可以对 A、a 和 B、b 基因进行标记。经显微镜观察,F1 白花植株的小孢子母细胞(与动物的初级精母细胞相同)中荧光点的数目为　　　个,可以否定假说二。 
(2)现已确定种子萌发时某个基因发生了突变。有人认为:F1 种子一定发生了 A→a 的隐性突变。该说法是否正确?　　　。原因是　                           　。(3)生物体的性状是由基因与基因、　　　　　　以及基因与环境之间相互作用、精确调控的结果, 上述实验结果可以对此提供一些依据。 
【解析】(1)①出现四分体是减数分裂前期的重要特征,因此用显微镜观察四分体应在F1白花植株减数第一次分裂的前期,此植物共有14条染色体,可形成7个四分体。如果观察到F1白花植株有7个四分体,说明没有丢失染色体;如果F1种子发生了一条染色体丢失,只会观察到6个四分体。②由于减数第一次分裂前的间期,染色体进行复制,其上的基因也复制,导致染色体上的基因加倍,因此用4种不同颜色的荧光对A、a和B、b基因进行标记,经显微镜观察,F1白花植株的小孢子母细胞(与动物的初级精母细胞相同)中荧光点的数目为8个,可以否定假说二,说明F1种子上述基因所在的一条染色体没有发生片段缺失,否则荧光点的数目会小于8个。
(2)F1植株的基因型为AaBb,而白花植株的基因型为aaB_或A_BB,因此,F1植株中有一株白花的原因可能是发生了A→a的隐性突变,导致F1植株的基因型由AaBb(粉色)变为aaBb(白色),也可能是发生b→B的显性突变,导致F1的基因型由AaBb(粉色)变为AaBB,而基因型为AaBB的植株也开白花。因此有人认为F1种子一定发生了A→a的隐性突变,该说法不正确。(3)生物体的性状是由基因与基因、基因与基因的产物以及基因与环境之间相互作用、精确调控的结果,上述实验结果可以对此提供一些依据。
答案:(1)①7　 ②8(2)不正确　当发生b→B的显性突变时,基因型为AaBB的植株也开白花(3)基因与基因的产物
11.(16分)玉米(2n=20)是我国种植面积最大的作物之一。在遗传学及农作物育种上具有极大的研究价值。(1)玉米作为遗传学实验材料的优点有　　　　　　　　　　　　　　　。(2)欲测定玉米基因组的序列,需对　　　　　　　　条染色体进行DNA测序。(3)单倍体玉米在　　　　　　　　　　　　　分裂过程中染色体无法联会,导致配子中无完整的　　　　　　　　　　　　　。 (4)在生产中使用的玉米品种,都是具有优良性状的杂合子,现有长果穗白粒和短果穗黄粒品种,请设计快速的育种方案以实现长期培育长果穗黄粒品种的目的。(长果穗对短果穗是显性,用H/h表示相关基因。黄粒对白粒是显性,用F/f表示相关基因)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【解析】根据题干信息已知,玉米是二倍体,体细胞中染色体数目为20,则其单倍体细胞中没有同源染色体,染色体数目为10条,玉米是雌雄同体异花的植物,因此进行基因组测序时只需要测定10个DNA分子的碱基序列。(1)玉米具有材料易获得、生长周期短、易于去雄、子代多、相对性状易于区分等优点,因此常常作为遗传学的实验材料。(2)分析可知,测定玉米基因组的序列时,需对10条染色体进行DNA测序。(3)单倍体玉米没有同源染色体,因此在减数分裂过程中无法联会,导致配子中无完整的染色体组。
(4)根据题意分析,已知玉米品种都是具有优良性状的杂合子,该实验的目的是利用长果穗白粒(Hhff)和短果穗黄粒(hhFf)品种,获得长果穗黄粒(HhFf)品种,若要达到长期培育长果穗黄粒品种的目的,应该先获得HHff和hhFF品种,具体实验方案如下: ①分别种植长果穗白粒(Hhff)、短果穗黄粒(hhFf)玉米,性成熟后,分别取其花药离体培养至单倍体幼苗,然后用秋水仙素处理得到二倍体纯合子,分别自交,选择长果穗白粒(HHff)、短果穗黄粒(hhFF)玉米分别留种。②分别种植长果穗白粒(HHff)、短果穗黄粒(hhFF)玉米,选择一部分玉米进行杂交,获得长果穗黄粒(HhFf)的杂合子品种。
③其余另一部分玉米进行自交,获得长果穗白粒(HHff)、短果穗黄粒(hhFF)玉米分别留种。
答案:(1)材料易获得、生长周期短、易于去雄、子代多、相对性状易于区分等(2)10　(3)减数　染色体组(4)①分别种植长果穗白粒(Hhff)、短果穗黄粒(hhFf)玉米,性成熟后,分别取其花药离体培养至单倍体幼苗,然后用秋水仙素处理得到二倍体纯合子,分别自交,选择长果穗白粒(HHff)、短果穗黄粒(hhFF)玉米分别留种。②分别种植长果穗白粒(HHff)、短果穗黄粒(hhFF)玉米,选择一部分玉米进行杂交,获得长果穗黄粒(HhFf)的杂合子品种。
③其余另一部分玉米进行自交,获得长果穗白粒(HHff)、短果穗黄粒(hhFF)玉米分别留种。
12.(24分)(能力挑战题)果蝇染色体数目少,容易培养,子代数目多,所以是很好的遗传学研究材料。Ⅰ.摩尔根在培养果蝇时偶然发现一只白眼的雄果蝇,让白眼雄果蝇和野生型红眼雌果蝇杂交,后代全是红眼果蝇,F1雌雄果蝇相互交配,F2中白眼的都是雄性,且红眼∶白眼=3∶1。而后他运用　　　　　(科学方法)证明了基因在染色体上,若让F2白眼雄果蝇和F2雌果蝇自由交配,后代中红眼与白眼的比例为　　　　　。Ⅱ.让白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交,若干后代中出现了一只白眼雌果蝇。 
(1)试从遗传物质角度分析可能的假说:①发生了基因突变,雄果蝇在产生配子的时候发生　　　　(填“显性”或“隐性”)突变,红眼基因和白眼基因结构上的本质区别是　　　　　　　。②发生了红眼基因的丢失,该变异属于　　　　　　　　　　,若含有该变异的配子不可育,则该亲代红眼雄果蝇繁殖后代雌雄比例情况是　　　　　。 ③发生了染色体数目变异(果蝇的性别取决于X染色体的条数,含一条X染色体的为雄性,含2条X染色体的为雌性,含3条X染色体或者没有X染色体的胚胎不能正常发育),即该果蝇性染色体组成为　　　　　,该果蝇染色体异常原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)还有同学认为该雌果蝇白眼性状是环境引起的变异,请设计一个杂交实验,证明该白眼雌果蝇是遗传物质的改变引起的,而非环境因素造成的。写出实验思路及预期结果:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【解题指南】快速解答本题的关键:明确假说—演绎法的五个基本环节:“提出问题→作出假设→演绎推理→实验检验→得出结论”。
【解析】Ⅰ.摩尔根运用假说-演绎法证明了基因在染色体上,F2白眼雄果蝇(XbY)产生的配子为1/2Xb、1/2Y,F2雌果蝇(1/2XBXB或1/2XBXb)产生的配子为3/4XB、1/4Xb,自由交配后代为3/8XBXb、1/8XbXb、3/8XBY、1/8XbY,故红眼与白眼的比例为3∶1。Ⅱ.让白眼雌果蝇(XbXb)和红眼雄果蝇(XBY)杂交,若干后代中出现了一只白眼雌果蝇。(1)①若发生了基因突变,雄果蝇在产生配子的时候发生XB→Xb,即隐性突变,红眼基因和白眼基因结构上的本质区别是碱基排列顺序不同。
②若发生了红眼基因的丢失,该变异属于染色体结构变异,若含有该变异的配子不可育,即亲代红眼雄果蝇(XBY)产生的含X的配子部分不育(红眼基因丢失),含Y的配子可育,则该果蝇繁殖后代雌雄比例情况是雄果蝇多于雌果蝇。③若发生了染色体数目变异,即雌果蝇减数第一次分裂同源染色体没有正常分离或者减数第二次分裂姐妹染色单体形成的子染色体没有正常分离,产生了XbXb的配子,使该果蝇性染色体组成为XXY。(2)用该白眼雌果蝇和亲代(基因突变的)白眼雄果蝇杂交,若后代只有白眼果蝇出现,则该白眼雌果蝇是遗传物质的改变引起的,而非环境因素造成的。
答案:Ⅰ.假说-演绎法　3∶1Ⅱ.(1)①隐性　 碱基排列顺序不同　②染色体结构变异(染色体变异)　雄果蝇多于雌果蝇　③XXY　亲本雌果蝇减数第一次分裂同源染色体没有正常分离或者减数第二次分裂姐妹染色单体形成的子染色体没有正常分离(2)用该白眼雌果蝇和亲代(基因突变的)白眼雄果蝇杂交,若后代只有白眼果蝇出现,则该白眼雌果蝇是遗传物质的改变引起的,而非环境因素造成的
【方法技巧】变异类型的实验探究题目答题技巧(1)审题:审读题目,获取信息,明确实验目的。(2)假设:根据题干信息,假设该性状变异的类型,写出可能的基因型。(3)杂交:选取合适的杂交组合,按照假设的各种类型,写出杂交遗传图解。(4)分析:依据不同杂交结果,确定变异类型。