Question

13．育种工作者在大田中发现了几株矮杆抗病的变异小麦，回答关于这些变异小麦的问题．
（1）若已确定他们属于可遗传的变异，那么这种变异是由于基因突变引起的，还是由于染色体变异引起的？请设计实验来探究．
第一步：分别取高杆、矮杆根部的分生区细胞制成装片．
第二步：用显微镜观察有丝分裂中期细胞中的染色体．
预期结果及结论：
①若二者的染色体形态结构和数目相同，则该变异由基因突变导致．
②若二者的染色体不同，则该变异由染色体变异导致．
（2）若已确定矮杆变异是由基因突变引起的，设计一个实验来判断这种突变是显性突变还是隐性突变．
①方法：选取多株矮杆小麦分别让其自交．
②结果及结论：
a．若子代均表现出矮杆性状，则为隐性突变．
b．若后代有高茎和矮茎性状的分离，则为显性突变．
（3）假如上述突变是显性突变，如何在短时间内获得纯合的突变类型：取出现性状分离植株的花粉进行离体培养，对幼苗用秋水仙素处理，选择高茎类
型．．

Answer 1

分析 1、基因突变是指基因中碱基对发生改变，是分子水平变异，在显微镜下观察不到，染色体变异包括染色体结构变异和数目变异，是细胞水平上的变异，在显微镜下可以观察，因此可以通过观察细胞有丝分裂中期染色体是否发生改变确定变异是基因突变还是染色体变异．
2、基因突变引起生物性状的改变，该变异可能是显性突变，也可能是隐性突变，隐性突变性状一旦出现，就是隐性纯合子，隐性纯合子自交后代不会发生性状分离，显性突变可能是杂合子，自交后会发生性状分离．
3、单倍体育种的方法是：对植物花药进行离体培养，获得单倍体幼苗，用秋水仙素处理单倍体幼苗后，染色体数目加倍，单倍体育种获得的二倍体都是纯合子，后代不会发生性状分离．

解答 解：（1）由题意知，该实验的目的是确定变异是由于基因突变引起的，还是由于染色体变异引起的，由于染色体变异显微镜下可以观察，基因突变显微镜下不能观察，因此可以通过镜检进行判断．
实验步骤如下：
①分别取高杆、矮杆根部的分生区细胞，制成临时装片，放在显微镜下进行观察；
②找到处于有丝分裂中期的细胞，比较二者的染色体形态、结构和数目．
预期结果及结论：
①若二者的染色体形态结构和数目相同，则该变异由基因突变导致
②若二者的染色体不同，则该变异由染色体变异导致
（2）由题意知，该实验目的是判断矮杆植株的出现是显性突变还是隐性突变，由于隐性突变性状一旦出现，就是隐性纯合子，隐性纯合子自交后代不会发生性状分离，显性突变可能是杂合子，自交后会发生性状分离，因此可以用突变性状的个体进行自交、观察自交后代的性状表现判断突变类型．
①方法：选取多株矮杆小麦分别让其自交，观察自交后代是否发生性状分离．
②预期结果及结论：
a、若子代均表现出矮杆性状，则为隐性突变．
b、若后代有高茎和矮茎性状的分离，则为显性突变
（3）如果突变是显性突变，突变个体自交后代会发生性状分离，不能稳定遗传，要在短时间内获得纯合的突变类型需要用单倍体育种方法．即取出现性状分离植株的花粉进行离体培养，对幼苗用秋水仙素处理，选择高茎类
型．
故答案为：
（1）第一步：分生区
第二步：有丝分裂中期
预期结果及结论：
①若二者的染色体形态结构和数目相同，则该变异由基因突变导致
②若二者的染色体不同，则该变异由染色体变异导致
（2）①分别让其自交
②结果及结论：
a．则为隐性突变
b．若后代有高茎和矮茎性状的分离，则为显性突变
（3）取出现性状分离植株的花粉进行离体培养，对幼苗用秋水仙素处理，选择高茎类型．

点评 本题的知识点是基因突变和染色体变异的不同点，设计实验判断变异的类型，根据要求选择合理的育种方法，旨在考查学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系并应用相关知识解决实际问题的能力及根据实验目的设计、完善实验步骤、预期实验结果并获取结论的能力．