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(共50张PPT)
第七单元
生物的变异和进化
考查内容
1.通过分析遗传物质改变对生物性状的影响，形成结构与功能相适应的观念，并据此识别身边关于变异、育种等的虚假宣传和谣言(生命观念、社会责任)
2.能够对生物变异现象进行调查与分析，学会调查与归纳的基本方法，基于事实和证据，通过归纳、建模等方法揭示变异的物质基础，并阐明基因突变、基因重组、染色体畸变的内涵(科学思维、科学探究)
3.基于对变异、遗传病等相关资料的查阅，运用科学术语展开交流并提出降低变异可能性的措施。依据生物变异的类型及农业生产需求，提出可行的育种方案(科学探究)
4.针对生物变异在育种上的应用，基于遗传与进化的基本观点，学会运用生物学原理解释生物学社会议题，关注研究内容在生活和生产实践中的应用。依据引起生物变异的因素，制定并践行健康生活计划(社会责任)
考点一　染色体畸变
1.染色体畸变
2.染色体结构变异的类型
1.染色体结构的变异，使位于染色体上的基因的数目和排列顺序也发生改变。
2.大多数的染色体结构变异对生物体是不利的，甚至会导致生物体的死亡。
3.凡是能诱发基因突变的因素，都可能引起染色体结构变异。
3.染色体数目变异
(1)类型和实例
(2)判定染色体组数的四种方法
方法1：根据概念判定
①从来源看，二倍体生物一个________中的全部染色体构成一个染色体组。
②从染色体看，一个染色体组含有每对同源染色体中的一条染色体，也就是不含______________。
③从形态结构和功能看，一个染色体组携有控制该生物生长发育的全部遗传信息。
方法2：根据染色体形态判定
细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。
配子
同源染色体
方法3：根据基因型判定
在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组。
方法4：根据染色体数和染色体的形态数推算
染色体组数=染色体数/染色体形态数。如果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2。
4.单倍体、二倍体与多倍体
单倍体不一定只含1个染色体组，可能含同源染色体，可能含等位基因，也可能可育并产生后代。
[自我诊断]正确的打“√”，错误的打“ ”。
1.(真题节选)猫叫综合征的病因是人类第五号染色体短臂上的部分片段丢失所致。这种变异属于染色体的缺失。(　 　)
2.染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异。(　 　)
3.染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。(　 　)
4.非同源染色体上的某片段发生移接，这仅发生在减数分裂过程中。(　 　)
5.基因突变与染色体结构变异都会导致个体表型改变。(　 　)
√




考向1　染色体结构变异
染色体结构变异与基因突变的区别
例 1
(2024·浙江6月选考)野生型果蝇的复眼为椭圆形，当果蝇X染色体上的16A片段发生重复时，形成棒状的复眼(棒眼)，如图所示。棒眼果蝇X染色体的这种变化属于(　 　)
A.基因突变　 B.基因重组
C.染色体结构变异　 D.染色体数目变异
【解析】染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型，据题干信息，果蝇X染色体上的16A片段发生重复时，复眼会由正常的椭圆形变成复眼(棒眼)，该变异属于染色体结构变异中的重复，C正确。
C
例 2
(2024·浙江1月选考)某精原细胞同源染色体中的一条发生倒位，如图甲。减数分裂过程中，由于染色体倒位，同源染色体联会时会形成倒位环，此时经常伴随同源染色体的交叉互换，如图乙。完成分裂后，若配子中出现染色体片段缺失，染色体上增加某个相同片段，则不能存活，而出现倒位的配子能存活。
甲 乙
下列叙述中，正确的是(　 　)
A.图甲发生了①至③区段的倒位
B.图乙细胞中Ⅱ和Ⅲ发生交叉互换
C.该精原细胞减数分裂时染色体有片段缺失
D.该精原细胞共产生了3种类型的可育雄配子
【解析】由图甲可知是bcd发生了倒位，因此是①到④区段发生倒位，A错误；图乙可知，细胞中染色单体Ⅱ和Ⅳ发生了交叉互换，B错误；由题可知，配子中出现染色体片段缺失或重复，则不能存活，出现倒位的配子能存活，经过倒位后交叉互换，可能会形成四个配子为∶ABCDE(正常)、adcbe(倒位但能存活)、ABcda(缺失了e，不能存活)、ebCDE(缺失了A，不能存活)，因此该精原细胞共产生了2种类型的可育雄配子，C正确，D错误。
C
考向2　染色体数目变异
1.二倍体、多倍体与单倍体的界定方法
2.三倍体与三体的区别
3.利用“编号法”和“补0法”计算三体与四倍体产生配子的种类及比例
例 3
如图所示为不同生物体细胞中所含的染色体数目情况。下列叙述中，正确的是(　 　)
a b c d
A.图a细胞正在进行减数分裂，细胞中含有4个染色体组
B.图b代表的生物自交能产生可育后代
C.图c含有两个染色体组，该生物一定是二倍体
D.图d代表的生物一定是单倍体
【解析】图a细胞含有同源染色体，且着丝粒分裂，处于有丝分裂后期，该细胞含有4个染色体组，A错误；图b细胞含有3个染色体组，若该生物是由受精卵发育而来的，则为三倍体，若该生物由配子直接发育而来，则为单倍体，自交不能产生可育后代，B错误；图c细胞含有2个染色体组，如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体，但如果是配子发育而来，则是单倍体，C错误；图d细胞中含有1个染色体组，代表的生物一定是单倍体，D正确。
D
例 4
番茄(2n=24)中有一种三体(三体的形成对个体生长发育无影响)，它的6号染色体有3条，在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条相互配对，另1条不能配对。在减数分裂后期Ⅰ，配对的2条同源染色体正常分离，不能配对的1条染色体随机移向细胞的任一极，其他对同源染色体正常配对、分离。欲判断控制叶形的基因是否位于6号染色体上，科研人员用马铃薯叶(aa)的二倍体番茄作父本、正常叶(AA或AAA)的三体番茄作母本，进行杂交。下列叙述中，错误的是(　 　)
A.该三体番茄进行有丝分裂时，后期细胞中核DNA 分子数为50
B.仅根据杂交得到的F1不能判断叶形基因是否在6号染色体上
C.若叶形基因不在6号染色体上，用F1正常叶三体植株与二倍体马铃薯叶植株杂交，子代
表型及比例为正常叶∶马铃薯叶=1∶2
D.若叶形基因在6号染色体上，F1正常叶三体植株产生的配子基因型及比例为
AA∶A∶Aa∶a=1∶2∶2∶1
C
【解析】三体番茄体细胞染色体数为25(2n＋1=24＋1=25)，有丝分裂后期染色体数目加倍为50，此时每条染色体含1个DNA分子，故核DNA数为50，A正确；若叶形基因在6号染色体上，母本(AAA或AA)与父本(aa)杂交，F1均为正常叶(AAa或Aa)；若基因不在6号染色体上，母本(AA)与父本(aa)杂交，F1仍为正常叶(Aa)。仅凭F1表型无法判断基因位置，B正确；若叶形基因不在6号染色体上，F1三体植株的基因型为Aa(位于其他染色体)，与aa杂交时，Aa产生A和a配子(比例为1∶1)，子代应为正常叶(Aa)∶马铃薯叶(aa)=1∶1，C错误；若叶形基因在6号染色体上，F1三体(AAa)减数分裂时，6号染色体配对分离方式为两两配对后分离，未配对的随机分配。配子基因型及比例为AA∶A∶Aa∶a=1∶2∶2∶1，D正确。
例 5
如图甲、乙、丙分别表示二倍体生物三种细胞的染色体和基因组成，下列叙述中，正确的是　(　 　)
甲　 乙　 丙
A.若图甲表示减数分裂的精原细胞，则两对基因在减数第一次分裂后期可以自由组合
B.若图乙由图甲减数分裂形成，则发生了基因突变和染色体变异
C.若图乙表示芦花鸡性染色体，则性别为雄性
D.若图丙表示体细胞，则发生了染色体变异
【解析】图甲中的两对基因位于同一对同源染色体上。若图甲表示减数分裂的精原细胞，则两对基因在减数第一次分裂后期不能自由组合，A错误；若图乙由图甲减数分裂形成，因图乙中缺失了r基因所在的染色体片段，则发生了染色体结构变异，B错误；芦花鸡的性别决定方式为ZW型，雌性含有的一对异型的性染色体为ZW。若图乙表示芦花鸡性染色体，则性别为雌性，C错误；若图丙表示体细胞，因图丙中只含有一条染色体、无同源染色体，表明发生了染色体变异类型中的染色体数目变异，D正确。
D
考点二　单倍体育种和多倍体育种
1.单倍体育种
包括________________和秋水仙素处理两个重要环节。
花药离体培养
2.多倍体育种
3.生物的变异类型
4.不同需求育种方式的选择与分析
(1)育种实验设计思路
明确育种目标和要求→确定育种材料→选择育种方法→设计具体的育种程序。
(2)五种育种程序归纳
(3)依据不同需求，选择适宜的育种方法
育种目标 育种方案
集中双亲优良性状 杂交育种、单倍体育种
对原品系实施“定向”改造 基因工程及细胞工程(植物体细胞杂交)
让原品系产生新性状(无中生有) 诱变育种
对原品种性状进行“增大”或“加强” 多倍体育种
保持原品种的“优良”特性，且快速繁殖 植物组织培养、动物体细胞克隆(或胚胎移植)
[自我诊断]正确的打“√”，错误的打“ ”。
1.(真题节选)四倍体植株的花粉发育而来的新植株为二倍体。(　 　)
2.用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。(　 　)
3.抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低。(　 　)
4.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。(　 　)
5.诱变育种和杂交育种均可形成新基因。(　 　)
6.单倍体育种和多倍体育种都要用到植物的组织培养技术。(　 　)
7.单倍体育种过程中常用秋水仙素对单倍体的幼苗或萌发的种子进行处理以诱导染色体数目加倍。(　 　)
8.转基因育种是一种定向的育种方法。(　 　)
9.单倍体育种中，通过花药离体培养所得到的植株均为纯合的二倍体。(　 　)



√



√

例 6
(2025·全国卷)为获得作物新品种，可采用不同的育种技术。下列叙述错误的是(　 　)
A.三倍体西瓜育种时，利用了人工诱导染色体加倍获得的多倍体
B.作物单倍体育种时，利用了由植物茎尖组织培养获得的单倍体
C.航天育种时，利用了太空多种因素导致基因突变产生的突变体
D.水稻杂交育种时，利用了水稻有性繁殖过程中产生的重组个体
【解析】三倍体西瓜的培育需先通过秋水仙素处理二倍体幼苗获得四倍体，再与二倍体杂交得到三倍体，四倍体的形成属于人工诱导染色体加倍，A正确；单倍体育种需通过花粉(生殖细胞)离体培养获得单倍体植株，而茎尖组织培养属于无性繁殖，所得植株染色体数目与原植株相同，并非单倍体，B错误；航天育种利用太空中的辐射、微重力等因素诱导基因突变，属于诱变育种，C正确；杂交育种通过有性生殖(减数分裂)过程中基因重组产生新性状的个体，D正确。
B
例 7
利用尖叶蕉(2n=22)和长梗蕉(2n=22)能获得三倍体无
籽香蕉，培育过程如图所示，其中A、B表示染色体
组。下列说法中，正确的是(　 　)
A.①利用秋水仙素处理尖叶蕉幼苗可抑制着丝粒的分
裂，使其发生染色体数目变异
B.无籽香蕉细胞中最多含有6个染色体组、66条染色体
C.无籽香蕉细胞中没有同源染色体，因此无法产生正常配子
D.取①处理后的芽尖按“固定→解离→染色→制片”操作制成装片后可观察统计染色体数目
【解析】①利用秋水仙素处理尖叶蕉种子或幼苗是为了抑制纺锤丝形成，A错误；三倍体无籽香蕉细胞在有丝分裂后期时，细胞中含有6个染色体组、66条染色体，B正确；尖叶蕉(4n=AAAA)和长梗蕉(2n=BB)进行杂交，无籽香蕉细胞中的染色体组成为AAB，有同源染色体AA，但联会时B无法联会，故无法产生正常配子，C错误；取①处理后的芽尖按“固定→解离→漂洗→染色→制片”操作制成装片后可观察统计染色体数目，D错误。
B
例 8
(2026·绍兴一模)某基因型为AaBb的雄性动物进行减数分裂时，一细胞所处分裂时期及其染色体与基因组成如图所示。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.移向细胞每一极的染色体组成一个染色体组
B.细胞中含基因A或a的染色体均为同源染色体
C.该细胞分裂过程中发生了基因重组和染色体畸变
D.该细胞分裂后形成的精子参与受精，后代为三倍体
【解析】由图和题意推知，某基因型为AaBb的雄性动物进行减数分裂时，一个染色体组应该有2条染色体，该细胞中每一极的3条染色体不是一个染色体组，A错误；该细胞处于减数第二次分裂后期，相对移向两极的基因 A 和 a 的染色体是姐妹染色单体分离形成的，B错误；该动物基因型为AaBb，由图可知，在减数第一次分裂时发生了基因重组(含A与含a的同源染色体的非姐妹染色单体发生了交叉互换)；该细胞为次级精母细胞，减数第二次分裂后期应该有4条染色体，由于减数第一次分裂时含A与含a的同源染色体移向了同一极，现在有6条，说明发生了染色体畸变，C正确；若该细胞分裂形成的子细胞参与受精，只是精子多了一条染色体，形成的后代为三体，D错误。
C
例 9
(2026·浙江湖丽衢一模)秋水仙素能抑制微管蛋白形成纺锤丝，将洋葱(2n=16)的根尖短时间置于含适宜浓度秋水仙素的培养液中培养。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.秋水仙素抑制纺锤体形成，细胞周期缩短
B.分裂间期的细胞仍可进行DNA复制和微管蛋白合成
C.经秋水仙素处理，根尖细胞中染色体数目均为32
D.去除秋水仙素，根尖细胞中染色体数目会恢复为16
【解析】秋水仙素抑制纺锤体形成，会使细胞不能正常分裂，从而导致细胞周期延长，而不是缩短，A错误；分裂间期主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，微管蛋白是构成纺锤体的重要成分，分裂间期的细胞仍可进行DNA复制和微管蛋白合成，B正确；根尖细胞并非都处于分裂期，只有处于分裂期的细胞经秋水仙素处理后染色体数目才会加倍，所以不是根尖细胞中染色体数目均为32，C错误。
B
课时作业
答案速对
第七单元　 作业29　 染色体畸变和育种
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 A C A A C C B
题号 8 9 10
答案 A B 见答案
A
1.(2025·丽水模拟)某人体细胞中一条14号染色体片段和一条21号染色体片段相互交换，这种变异属于(　 　)
A.易位
B.基因重组
C.缺失
D.非整体倍变异
2.(2025·浙江精诚联盟)某二倍体生物在细胞分裂过程中出现了如图甲、乙所示的2种类型的变异。下列叙述中，正确的是(　 　)
甲　　 　乙
A.图甲、乙中都含有4条染色体
B.图甲的变异类型发生在前期Ⅰ，在光学显微镜下一定可见
C.图乙所示的变异类型可能会产生新基因型的后代
D.图甲、乙互换的片段上都具有相同的基因座位
【解析】图甲和图乙中都含有2个着丝粒，共2条染色体，A错误；图甲的变异为交叉互换，发生在前期Ⅰ，但由于是同源染色体之间的片段互换，属于基因重组，互换的结果不能在光学显微镜下看见，B错误；图甲互换的片段上的基因具有相同的基因座位，图乙互换片段上的基因不具有相同的基因座位，D错误。
C
A
3.(2025·衢州模拟)染色体片段缺失和DNA上个别碱基对的缺失都能引起DNA序列改变，二者的变化如图所示。下列叙述中，正确的是(　 　)
图1　　 图2
A.显微镜下能观察到图1所示的变化
B.图2所示结果一定导致个体性状改变
C.图1所示的变化改变了基因的结构和分布
D.图2所示的变化改变了基因的种类和数量
【解析】染色体结构变异在显微镜下是可见的，图1所示为染色体结构变异中的缺失，A正确；据图可知，图2中发生碱基对的缺失，若发生在基因内部，则属于基因突变，基因突变生物的性状不一定发生改变，比如原本个体的基因型为AA突变成Aa后，生物性状不会发生改变，B错误；图1属于染色体结构变异中的缺失，基因的数目发生改变，但基因的结构和分布不会发生改变，C错误；图2所示的变化可能属于基因突变，基因种类可能发生改变，但基因的数量不发生改变，D错误。
4.(2025·浙江6月选考)作物甲与乙都是六倍体，它们杂交产生的F1体细胞中有42条染色体，其中3个染色体组来自甲，3个染色体组来自乙。F1减数分裂过程中部分染色体不能正常联会。下列叙述中，错误的是(　 　)
A.用亲本甲的花药离体培养成的植株为三倍体
B.亲本乙的体细胞中含有6个染色体组
C.杂交产生的 F1个体具有高度不育的特性
D.杂交产生的 F1体细胞中可能存在成对的同源染色体
【解析】用亲本甲的花药离体培养成的植株，是由配子直接发育而来的，为单倍体，不是三倍体，A错误；根据题意作物甲与乙都是六倍体，所以亲本乙的体细胞中含有6个染色体组，B正确；F1减数分裂过程中部分染色体不能正常联会，导致减数分裂不能正常进行，难以产生可育配子，所以F1个体具有高度不育的特性，C正确；作物甲与乙都是六倍体，它们杂交产生的F1体细胞中有 6个染色体组，其中3个来自甲，3个来自乙，由于F1部分染色体不能正常联会，即部分可以正常联会，因此F1体细胞中可能存在成对的同源染色体，D正确。
A
5.人类(2n=46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝粒处融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表型，但在产生生殖细胞的过程中，其细胞中形成复杂的联会复合物(如图所示)。在进行减数分裂时若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律(不考虑交叉互换)，下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，错误的是(　 　)
A.上述变异发生了染色体数目变异
B.上述变异在光学显微镜下可见
C.男性携带者的次级精母细胞中含有23条染色体
D.女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)
C
【解析】14/21平衡易位染色体是由14号和21号两条染色体融合成一条染色体，通过染色体易位和连接形成，发生了染色体结构变异和染色体数目变异，该变异在光学显微镜下可见，A、B正确；由于形成了14/21平衡易位染色体，男性携带者的次级精母细胞在减数第二次分裂的前期和中期含有22或23条染色体，在减数第二次分裂的后期和末期含有44或46条染色体，C错误；女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)，分别是①含有14、21号染色体的正常卵细胞、②含有14/21平衡易位染色体的卵细胞、③含有14/21平衡易位染色体和21号染色体的卵细胞、④含有14号染色体的卵细胞、⑤含有14/21平衡易位染色体和14号染色体的卵细胞、⑥含有21号染色体的卵细胞，D正确。
6.(2025·嘉兴模拟)某基因型为AaBb的动物(2n=32)的一个精原细胞在减数第一次分裂联会时同源染色体的两条非姐妹染色单体间发生了融合与交换，过程如图所示。已知融合染色体在两个着丝粒间任意位置发生断裂(精子的活力不受影响)，下列叙述中，错误的是(　 　)
A.该精原细胞减数第一次分裂前期同源染色体联会形成16个四分体
B.该精原细胞纺锤体形成受阻不影响同源染色体的联会过程
C.该精原细胞在减数分裂过程中发生染色体结构和数目变异
D.仅考虑A/a、B/b，该动物的精原细胞经减数分裂最少可产生4种精子
C
【解析】该动物的精原细胞中有32条染色体，减数第一次分裂前期同源染色体联会形成16个四分体，A正确；纺锤体的作用是牵引染色体移向细胞两极，纺锤体是否形成不影响联会，B正确；题图中的染色体在减数分裂过程中发生了交叉互换和染色体融合，融合的两条非姐妹染色单体会在两着丝粒间任意位置发生断裂，同源染色体分别移向细胞两极，减数第一次分裂结束后形成的子细胞中染色体情况为：
减数第二次分裂过程中姐妹染色单体分离，因此该过程没有发生染色体数目变异，C错误；由C项分析可知，仅考虑A/a、B/b，该动物的精原细胞经减数分裂最少可产生4种精子，基因型分别为AB、O(不含A/a、B/b)、ab、AaBb或AB、A、ab、aBb或AB、Ab、ab、aB或AB、ABb、ab、a，D正确。
7.(2025·温州模拟)某二倍体植物(2n=24)的基因型为Aabb，这2对基因位于2对同源染色体上。为了获得基因型为AAbb的个体，某研究者以该植物为材料进行了如图所示的两种育种过程。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.①过程形成的雄配子和雌配子数量相同
B.②过程中发生了脱分化和再分化
C.进行③过程前应先选出基因型为Ab的幼苗再用秋水仙素处理
D.个体Ⅰ和个体Ⅱ的体细胞中分别含有48条和24条染色体
B
8.单倍体育种基本程序包括：杂交得到F1，将F1的花药在人工培养基上进行离体培养，诱导成幼苗；用秋水仙素处理幼苗，产生染色体加倍的纯合植株。下列关于单倍体育种的叙述，正确的是(　 　)
A.育种过程涉及授粉与受精作用
B.育种过程不涉及植物组织培养技术
C.秋水仙素促进细胞核内DNA的复制加倍
D.最终培育形成的植株为单倍体
【解析】亲本杂交得到F1，该过程涉及授粉与受精作用，A正确；F1的花药在人工培养基上进行离体培养，诱导成幼苗，该过程涉及植物组织培养技术，B错误；秋水仙素通过抑制纺锤体的形成，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，C错误；用秋水仙素处理幼苗，产生的染色体加倍的植株不是单倍体，D错误。　
A
9.果蝇(2n=8)是遗传学研究的常用材料，将正常白眼雌果蝇和正常红眼雄果蝇杂交，子一代中出现一只基因型为XbXbY的白眼雌果蝇甲和一只基因型为XBO(O代表缺失一条性染色体)的红眼雄果蝇乙。下列叙述中，错误的是(　 　)
A.果蝇乙的体细胞中最多含14条染色体
B.理论上果蝇甲可产生比例相同的4种雌配子
C.可用显微镜观察果蝇甲、乙细胞中染色体异常情况
D.亲代白眼雌果蝇减数第一次分裂或减数第二次分裂异常导致产生果蝇甲
【解析】果蝇体细胞内正常情况下有8条染色体，而基因型为XBO的红眼雄果蝇乙的体细胞中缺少一条性染色体，那么其体细胞内正常情况下有7条染色体，在有丝分裂的后期细胞中染色体数目最多，出现14条，A正确；基因型为XbXbY的白眼雌果蝇甲产生的雌配子理论上为Xb∶XbY∶Y∶XbXb=2∶2∶1∶1，因此4种雌配子比例不相等，B错误；果蝇甲的体细胞中染色体多了一条，果蝇乙的体细胞中染色体少了一条，二者都发生了染色体数目的变异，因此可用显微镜观察果蝇甲、乙细胞中染色体异常情况，C正确；亲代白眼雌果蝇减数第一次分裂的后期或者减数第二次分裂的后期异常导致产生的卵细胞内染色体数目异常，染色体数目多了一条的卵细胞与正常精子结合可产生果蝇甲，D正确。
B
10.蓝粒小麦是小麦(2n=42)与其近缘种长穗偃麦草杂交得到的。其细胞中来自长穗偃麦草的一对4号染色体(均带有蓝色素基因E)代换了小麦的一对4号染色体。小麦5号染色体上的h基因纯合后，可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换。某雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上。为培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦，研究人员设计了如图所示的杂交实验。请回答下列问题：
(1)亲本不育小麦的基因型是____________，F1中可育株和不育株的比例是__________。
(2)F2与小麦(hh)杂交的目的是___________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________。
(3)F2蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成________个正常的四分体。如果减数分裂过程中同源染色体正常分离，来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体随机分配，最终能产生_____种配子(仅考虑T/t、E基因)。F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是____________。
(4)F3蓝粒不育株体细胞中有________条染色体，属于染色体畸变中的________变异。
(5)F4蓝粒不育株和小麦(HH)杂交后单株留种形成一个株系。若株系中出现：
①蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育=1∶1∶1∶1，说明_______________ __________________________________________；
②蓝粒不育∶非蓝粒可育=1∶1，说明___________________________________________ _______________。符合育种要求的是______(填“①”或“②”)。
TtHH
1∶1
获得h基因纯合(hh)的蓝粒不育株，诱导小麦和长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交叉互换，从而使T基因与E基因交换到一条姐妹染色单体上，以获得蓝粒和不育性状不分离的小麦　
20
4
1/16
43
数目
F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于不同染色体上
F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于同一条染色体上　
②
【解析】(1)亲本雄性不育小麦(HH)的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上，所以其基因型为TtHH，亲本小麦(hh)的基因型为tthh，故F1中可育株(ttHh)∶不育株(TtHh)=1∶1。
(2)F2中的蓝粒不育株的基因型及比例为1/2TtEHH、1/2TtEHh，其中T基因和E基因分别来自小麦的和长穗偃麦草的4号染色体，而h基因纯合后，可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换，使得T和E基因可以位于同一条姐妹染色单体上，从而获得蓝粒和不育两性状不分离的个体。
(3)蓝粒小麦的染色体条数是42，而F2中的蓝粒不育株的4号染色体一条来自小麦，一条来自长穗偃麦草，其余染色体(42－1－1=40)均来自小麦，为同源染色体，故其减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体；不同来源的4号染色体在减数分裂中随机分配，仅考虑T/t、E基因，若两条4号染色体移向一极，则同时产生基因型为TtE和О(两基因均没有)的两种配子，若两条4号染色体移向两极，则产生基因型为T和tE的两种配子，则F2中的蓝粒不育株共产生4种配子；F2中的蓝粒不育株产生TtE配子的概率为1/4，产生h配子的概率是1/4，则F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是(1/4)×(1/4)=1/16。
(4)由F2中的蓝粒不育株产生的配子种类，可以确定形成F3中的蓝粒不育株的卵细胞中应含有两条4号染色体，且小麦染色体组成为2n=42，故F3蓝粒不育株体细胞中有43条染色体，多了一条4号染色体，属于染色体数目变异。
(5)F3中的蓝粒不育株基因型为TtEHh和TtEhh，含hh基因的个体可形成T和E交换到同一条染色体上的卵细胞，与小麦(ttHH)杂交，F4中的蓝粒不育株基因型为TtEHh，其中T基因和E基因连锁，位于同一条染色体上，t基因位于另一条染色体上，与小麦(ttHH)杂交，后代表型及比例为蓝粒不育∶非蓝粒可育=1∶1，即F4蓝粒不育株体细胞中的T基因和E基因位于同一条染色体上；而F3中关于h的基因型为Hh的个体与小麦(ttHH)杂交产生的F4中的蓝粒不育株含3个4号染色体，分别携带T基因、E基因及t基因，与小麦(ttHH)杂交，母本在减数第一次分裂前期联会时，携带T基因的染色体和携带t基因的染色体联会，携带E基因的染色体随机分配到细胞的一极，产生的配子基因型及比例为T∶TE∶t∶tE=1∶1∶1∶1，与小麦(ttHH)杂交，子代表型及比例为蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育=1∶1∶1∶1，即F4蓝粒不育植株体细胞中的T基因和E基因位于不同染色体上；本实验要培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦，故②符合育种要求。

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