Question

13．育種工作者在大田中發(fā)現(xiàn)了幾株矮桿抗病的變異小麥，回答關于這些變異小麥的問題．
（1）若已確定他們屬于可遺傳的變異，那么這種變異是由于基因突變引起的，還是由于染色體變異引起的？請設計實驗來探究．
第一步：分別取高桿、矮桿根部的分生區(qū)細胞制成裝片．
第二步：用顯微鏡觀察有絲分裂中期細胞中的染色體．
預期結果及結論：
①若二者的染色體形態(tài)結構和數(shù)目相同，則該變異由基因突變導致．
②若二者的染色體不同，則該變異由染色體變異導致．
（2）若已確定矮桿變異是由基因突變引起的，設計一個實驗來判斷這種突變是顯性突變還是隱性突變．
①方法：選取多株矮桿小麥分別讓其自交．
②結果及結論：
a．若子代均表現(xiàn)出矮桿性狀，則為隱性突變．
b．若后代有高莖和矮莖性狀的分離，則為顯性突變．
（3）假如上述突變是顯性突變，如何在短時間內(nèi)獲得純合的突變類型：取出現(xiàn)性狀分離植株的花粉進行離體培養(yǎng)，對幼苗用秋水仙素處理，選擇高莖類
型．．

Answer 1

分析 1、基因突變是指基因中堿基對發(fā)生改變，是分子水平變異，在顯微鏡下觀察不到，染色體變異包括染色體結構變異和數(shù)目變異，是細胞水平上的變異，在顯微鏡下可以觀察，因此可以通過觀察細胞有絲分裂中期染色體是否發(fā)生改變確定變異是基因突變還是染色體變異．
2、基因突變引起生物性狀的改變，該變異可能是顯性突變，也可能是隱性突變，隱性突變性狀一旦出現(xiàn)，就是隱性純合子，隱性純合子自交后代不會發(fā)生性狀分離，顯性突變可能是雜合子，自交后會發(fā)生性狀分離．
3、單倍體育種的方法是：對植物花藥進行離體培養(yǎng)，獲得單倍體幼苗，用秋水仙素處理單倍體幼苗后，染色體數(shù)目加倍，單倍體育種獲得的二倍體都是純合子，后代不會發(fā)生性狀分離．

解答 解：（1）由題意知，該實驗的目的是確定變異是由于基因突變引起的，還是由于染色體變異引起的，由于染色體變異顯微鏡下可以觀察，基因突變顯微鏡下不能觀察，因此可以通過鏡檢進行判斷．
實驗步驟如下：
①分別取高桿、矮桿根部的分生區(qū)細胞，制成臨時裝片，放在顯微鏡下進行觀察；
②找到處于有絲分裂中期的細胞，比較二者的染色體形態(tài)、結構和數(shù)目．
預期結果及結論：
①若二者的染色體形態(tài)結構和數(shù)目相同，則該變異由基因突變導致
②若二者的染色體不同，則該變異由染色體變異導致
（2）由題意知，該實驗目的是判斷矮桿植株的出現(xiàn)是顯性突變還是隱性突變，由于隱性突變性狀一旦出現(xiàn)，就是隱性純合子，隱性純合子自交后代不會發(fā)生性狀分離，顯性突變可能是雜合子，自交后會發(fā)生性狀分離，因此可以用突變性狀的個體進行自交、觀察自交后代的性狀表現(xiàn)判斷突變類型．
①方法：選取多株矮桿小麥分別讓其自交，觀察自交后代是否發(fā)生性狀分離．
②預期結果及結論：
a、若子代均表現(xiàn)出矮桿性狀，則為隱性突變．
b、若后代有高莖和矮莖性狀的分離，則為顯性突變
（3）如果突變是顯性突變，突變個體自交后代會發(fā)生性狀分離，不能穩(wěn)定遺傳，要在短時間內(nèi)獲得純合的突變類型需要用單倍體育種方法．即取出現(xiàn)性狀分離植株的花粉進行離體培養(yǎng)，對幼苗用秋水仙素處理，選擇高莖類
型．
故答案為：
（1）第一步：分生區(qū)
第二步：有絲分裂中期
預期結果及結論：
①若二者的染色體形態(tài)結構和數(shù)目相同，則該變異由基因突變導致
②若二者的染色體不同，則該變異由染色體變異導致
（2）①分別讓其自交
②結果及結論：
a．則為隱性突變
b．若后代有高莖和矮莖性狀的分離，則為顯性突變
（3）取出現(xiàn)性狀分離植株的花粉進行離體培養(yǎng)，對幼苗用秋水仙素處理，選擇高莖類型．

點評 本題的知識點是基因突變和染色體變異的不同點，設計實驗判斷變異的類型，根據(jù)要求選擇合理的育種方法，旨在考查學生理解所學知識的要點，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系并應用相關知識解決實際問題的能力及根據(jù)實驗目的設計、完善實驗步驟、預期實驗結果并獲取結論的能力．