第31讲　染色体变异与育种-2026版一轮复习

第31讲染色体变异与育种课标内容举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡。考点一染色体变异1.染色体数目变异(1)染色体数目变异的类型提醒生物体内有丝分裂和减数分裂过程中染色体移动异常都可导致染色体数目变异。(2)染色体组(根据果蝇染色体组成图归纳)①组成特点a.形态上：细胞中的一套非同源染色体，在形态上各不相同。b.功能上：控制生物生长、发育、遗传和变异的一套染色体，在功能上各不相同。②染色体组数目的判定方法1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。方法2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。(3)二倍体、多倍体及单倍体①二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。提醒单倍体强调由配子发育而来，并非单倍体都高度不育，某些同源多倍体的单倍体是可育的。2.染色体结构变异类型(1)类型及实例我用夸克网盘分享了「与您分享-国家、地方、行业、团体标准」，点击链接即可保存。打开「夸克APP」，无需下载在线播放视频，畅享原画5倍速，支持电视投屏。链接：/s/45a9f612fe59提取码：t9EX联系qq:1328313560我的道客巴巴：/634cd7bd0a3f5a7311db139533c20794

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提醒染色体间的易位可分为单向易位和相互易位(平衡易位)。前者指一条染色体的某一片段转移到了另一条染色体上，而后者则指两条染色体间相互交换了片段，较为常见。(2)结果染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。(1)雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半。(2022·北京卷，5B)(×)提示相同。(2)高等植物细胞每个染色体组中都含有常染色体和性染色体。(2020·全国卷Ⅱ，4C)(×)提示雌雄同体的高等植物如豌豆、水稻没有性染色体。(3)通过普通小麦和黑麦杂交培育出了小黑麦与染色体变异无关。(2020·江苏卷，8D)(×)提示属于多倍体育种，原理是染色体变异。(4)弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种。(2019·江苏卷，4C)(√)(5)杂合体雌果蝇在形成配子时，同源染色体非姐妹染色单体间相应片段发生对等交换，导致新配子类型出现，应属染色体易位。(2018·海南卷，14C)(×)提示属于基因重组。(6)基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察。(2015·海南卷，21D)(×)提示基因突变在光学显微镜下看不到。1.某生物兴趣小组将品系甲(DD)与品系乙(dd)杂交，F1中出现了一株矮茎豌豆，原因经过初步探究，还需进一步判断发生了基因突变还是染色体变异，可采取的具体判定措施是________________________________________________________________________________________________________________________。提示分别制作F1中高茎和矮茎的分生区细胞临时装片，在显微镜下观察判断染色体的形态和数目2.若三体为XXY的雄性果蝇，三条性染色体任意两条联会概率相等，则XXY个体产生的配子及比例为多少？提示X∶Y∶XY∶XX＝2∶1∶2∶1。3.基因型如图所示的个体是纯合子还是杂合子？产生的配子的种类及比例是AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1吗？提示图中基因型为AAaa的个体是杂合子。若联会时仅考虑二价体(同源染色体两两配对)的形成，产生的配子种类和比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1。但事实上，同源四倍体的联会是非常复杂多样的，大多数情况下常形成育性很低的配子，故多倍体难以形成正常的种子，常导致结实率较低。考向1围绕染色体数目变异与染色体组，考查科学思维1.(2020·全国卷Ⅱ，4)关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的是()A.二倍体植物的配子只含有一个染色体组B.每个染色体组中的染色体均为非同源染色体C.每个染色体组中都含有常染色体和性染色体D.每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同答案C解析二倍体植物的配子是经减数分裂产生的，配子中只含有一个染色体组，A正确；一个染色体组是指细胞中的一组非同源染色体，它们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，B、D正确；雌雄同体的高等植物如水稻、豌豆等没有性染色体，C错误。2.(2024·平顶山市一中质检)下列是对a～h所示的生物体细胞中各含有几个染色体组的叙述，正确的是()A.细胞中含有一个染色体组的是图d、g，对应个体一定是由雄配子发育而来的单倍体b.细胞中含有二个染色体组的是图f、h，对应个体是二倍体C.细胞中含有三个染色体组的是图a、b，对应个体不一定是三倍体D.细胞中含有四个染色体组的是图c、f，对应个体是四倍体答案C解析细胞中含有一个染色体组的是图d、g，对应个体也可能是由雌配子发育而来的，A错误；细胞中含有两个染色体组的是图c、h，对应个体可能是二倍体，B错误；细胞中含有三个染色体组的是图a、b，对应个体如果是由受精卵发育形成的，则为三倍体，如果是由配子直接发育形成的，则为单倍体，C正确；细胞中含有四个染色体组的是图e、f，对应个体不一定是四倍体，D错误。考向2围绕染色体结构变异及变异类型的推断，考查科学思维、科学探究3.(2024·辽宁大连期末)某生物基因组成及基因在染色体上的位置关系如图所示。该生物性原细胞经减数分裂形成了如下图所示的几种配子。下列关于这几种配子形成过程中所发生的变异的说法，错误的是()A.配子一的变异属于基因重组，发生在减数分裂Ⅰ前期B.配子二发生了染色体变异，最可能发生在减数分裂Ⅱ过程中C.配子三发生了染色体易位，原因可能是基因b转移到非同源染色体上D.配子四发生了染色体缺失，原因可能是染色体复制发生错误导致基因A或a缺失答案A解析配子一形成过程中，在减数分裂Ⅰ后期，发生了非同源染色体上非等位基因的自由组合，属于基因重组，A错误；配子二形成的原因是减数分裂Ⅱ后期，姐妹染色单体分开后形成的子染色体移向同一极，这属于染色体变异，B正确；a和b是非同源染色体上的基因，而配子三中a和b位于同一条染色体上，原因可能是基因b转移到非同源染色体上，属于染色体结构变异中的易位，C正确；配子四的变异属于染色体变异中的缺失，原因可能是染色体复制发生错误导致基因A或a缺失，D正确。几种常考变异类型产生配子的分析方法提醒分析三体产生的配子类型时，为了避免混淆，可以进行标号，如AAa，可以记为A1A2a，则染色体的三种分离方式为1A1A2、1a，1A1、1A2a，1A2、1A1a，最后把A合并即可得到各种配子的比例。4.(2024·山东兖州检测)甲～丁表示细胞中不同的变异类型，甲中英文字母表示染色体片段。下列叙述正确的是()A.甲～丁的变异类型都会引起染色体上基因数量的变化B.甲～丁的变异类型都可能出现在根尖分生区细胞的分裂过程中C.若乙为精原细胞，则它一定不能产生正常的配子D.图中所示的变异类型中甲、乙、丁可用光学显微镜观察检验答案D解析甲、丁的变异会引起染色体上基因数目或排列顺序发生改变，乙、丙的变异不会导致染色体上基因数量的变化，A错误；根尖分生区细胞有丝分裂活动旺盛，丙细胞的变异类型(互换)不可能发生在有丝分裂的过程中，B错误；若乙为精原细胞，则其经减数分裂过程可能会产生正常的配子，C错误；甲、乙、丁表示的均为染色体变异，能在光学显微镜下观察到，而丙表示的基因重组无法在光学显微镜下观察到，D正确。三种可遗传变异的辨析(1)染色体结构变异与基因突变的辨析①染色体结构变异是细胞水平的变化，变异程度大；基因突变是分子水平的变化。②染色体结构变异改变基因的位置或数量；基因突变不改变基因的位置和数量。③“缺失”问题(2)染色体易位与互换的区别比较项目染色体易位染色体互换图解区别位置发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间原理属于染色体结构变异属于基因重组观察可在光学显微镜下观察到在光学显微镜下观察不到5.(2024·广东惠州调研)一只红眼雄果蝇(XBY)与一只白眼雌果蝇(XbXb)杂交，子代中发现有一只白眼雌果蝇。分析认为，该白眼雌果蝇出现的原因有两种：亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。(注：控制某一性状的基因都缺失时，胚胎致死；各型配子活力相同)(1)甲同学想通过一次杂交的方法以探究其原因。请你帮助他完成以下实验设计。实验步骤：①_________________________________________________________________；②_________________________________________________________________。结果预测：Ⅰ.如果_____________________________________________，则为基因突变；Ⅱ.如果_______________________________________，则为染色体片段缺失。(2)乙同学认为可以采用更简便的方法验证甲同学的实验结论，乙同学的方法是____________________________________________________________________。答案(1)①让这只雌果蝇与正常红眼雄果蝇交配②观察并记录子代中雌雄比例Ⅰ.子代中雌∶雄＝1∶1Ⅱ.子代中雌∶雄＝2∶1(2)用显微镜检查该白眼雌果蝇细胞中X染色体的形态解析(1)用代入法进行倒推，通过一次杂交的方法(让这只雌果蝇与正常红眼雄果蝇交配)来确定变异的类型。若发生了基因突变，这只雌果蝇的基因型为XbXb，子代中雌果蝇为红眼，雄果蝇为白眼，雌雄个体数之比为1∶1；若发生了含B基因的染色体片段缺失，这只雌果蝇的基因型为XbX，产生的子代中雌果蝇均为红眼，雄果蝇都是白眼，雌雄个体数之比为2∶1。(2)可以用显微镜检查该白眼雌果蝇细胞中的X染色体形态验证甲同学的结论。考点二生物变异在育种中的应用1.单倍体育种提醒①单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理两个过程。②单倍体育种一般应用于二倍体植物，因为若为四倍体植物，通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。2.多倍体育种①两次传粉eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(第一次传粉：杂交获得三倍体种子,第二次传粉：刺激子房发育成果实))②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目不变。③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，一般不能产生正常配子。④用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍，若操作对象是单倍体植株，属于单倍体育种；若操作对象为正常植株，则属于多倍体育种。不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。⑤单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，使染色体数目加倍。单倍体育种在幼苗期处理，多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。3.实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化(1)实验原理低温处理植物的分生组织细胞→抑制纺锤体形成→染色体加倍后不能被拉向两极→细胞不能分裂→细胞染色体数目加倍。(2)方法步骤(3)实验结论适宜的低温处理植物分生组织细胞可诱导其染色体数目加倍。(4)实验中试剂的使用方法及其作用(5)实验成功关键点提醒着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的结果：着丝粒分裂不需要纺锤丝牵引。纺锤丝牵引的作用是将染色体拉向两极。考向1围绕生物变异在育种中的分析与应用，考查科学思维、社会责任1.(2024·山东潍坊期末)普通小麦是由原始小麦与不同物种杂交，并经染色体数目加倍形成的，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)。下列说法正确的是()A.原始小麦和拟斯卑尔脱山羊草杂交能产生可育后代，两者不存在生殖隔离B.拟二粒小麦属于四倍体，正常可能会产生AA、BB、AB三种类型配子C.杂种Ⅰ处于有丝分裂后期的细胞中含有28条染色体D.原始小麦比普通小麦茎秆粗壮，种子大，营养物质含量高答案C解析据题图可知，原始小麦染色体组成是AA，拟斯卑尔脱山羊草染色体组成是BB，两者杂交后代染色体组成是AB，不能产生可育后代，故原始小麦和拟斯卑尔脱山羊草存在生殖隔离，A错误；拟二粒小麦染色体组成是AABB，属于异源四倍体，正常可能会产生AB一种类型配子，B错误；杂种Ⅰ染色体组成是AB，细胞中有14条染色体，处于有丝分裂后期的细胞中染色体数目加倍，含有28条染色体，C正确；原始小麦是二倍体，普通小麦是异源六倍体，普通小麦茎秆粗壮，种子大，营养物质含量高，D错误。2.(2024·湖南四大名校联考)湖南师范大学生命科学院运用人工诱导雌核发育(即采用物理、化学、生物的方法，使精子的遗传物质失活，再以这种精子激活卵子，但精子不参与受精卵的形成；卵子仅依靠雌核而发育成胚胎的技术)、性别转变等技术大量培育了三倍体雌鱼。该技术先通过伪“受精”让甲鱼(Rr)卵原细胞完成减数分裂，待细胞分裂到减数分裂Ⅱ时进行冷冻处理，之后细胞发育为成体二倍体乙鱼，再对部分乙鱼进行性反转获得丙鱼。以下说法错误的是()A.冷冻处理的作用是阻止甲鱼卵子完成减数分裂Ⅱ，使其染色体数目加倍B.乙鱼的基因型为RR或rr，性别为雌性C.将乙鱼与丙鱼杂交，取受精卵进行冷冻休克处理，最终发育出的成体鱼为三倍体鱼D.该过程运用了多倍体育种技术答案C解析在减数分裂Ⅱ时进行冷冻处理，冷冻处理会抑制细胞中的纺锤体的形成，最终导致细胞染色体数目加倍，A正确；乙鱼是由甲鱼卵原细胞在减数分裂Ⅱ时进行冷冻处理发育而来的，次级卵母细胞的基因型为RR或rr，性别为雌性，B正确；由于乙鱼与丙鱼都是二倍体，且性别不同，可以进行杂交，对受精卵进行冷冻休克处理，最终发育出的成体鱼不一定为三倍体鱼，若对处于减数分裂Ⅱ的卵原细胞进行冷冻处理，卵细胞染色体数目加倍后再与精子结合才会得到三倍体，C错误；该过程运用了多倍体育种技术，原理是染色体变异，D正确。根据不同育种目标选择最佳育种方案3.(2024·广东肇庆调研)家蚕养殖是华南地区的一种传统经济发展模式。在家蚕养殖业中雄蚕(性染色体组成为ZZ)的桑叶利用率高，且蚕丝质量好。家蚕卵(受精卵)的颜色受10号染色体上的两对等位基因A/a、B/b控制。a基因纯合时卵表现为杏黄色，b基因纯合时卵表现为黄褐色，a基因和b基因同时纯合则为黄色，其他基因型则表现为黑色。回答下列问题：(1)家蚕卵色的遗传遵循________定律。纯合杏黄色卵家蚕与纯合黄褐色卵家蚕杂交，F1表型为________。F1相互杂交，F2的表型及比例为________(不考虑变异的情况)。(2)育种工作者用辐射诱变的方法处理上述F1，通过特定方法选出缺失a基因或b基因的个体。有人提出可通过正常黄色卵个体(aabb)与经辐射后的F1个体杂交来选择a基因或b基因缺失的个体。你同意他的观点吗？请说明理由(缺失a基因或b基因的配子存活力不受影响，且aa与a_表型相同、bb与b_表型相同)：____________________________________________________________________。(3)若已获得a基因或b基因缺失的家蚕，再通过其他方法使有部分片段缺失的10号染色体转移到W染色体上，如图1所示。在产生配子时两条正常染色体移向一极，则仅考虑图中染色体和基因，该突变体能产生的两种配子分别为________。进一步选育后共形成了甲乙丙丁四个品系家蚕，如图2所示。通过在四个品系中选择特定的杂交组合，可实现连续多代根据卵色筛选雄蚕进行生产。请写出杂交和选择方案(答出一种方案即可)。________________________________________________________________________________________________。答案(1)基因分离黑色杏黄色∶黄褐色∶黑色＝1∶1∶2(2)不同意，正常黄色卵个体与待测个体杂交后，无论是否存在a基因缺失或b基因缺失，后代均为杏黄色∶黄褐色＝1∶1(3)aBZ、eq\o(WA,\s\up8(︵))(W染色体和A基因的书写形式不作要求)选择甲品系与丙品系杂交，选择杏黄色卵进行生产，同时选择杏黄色卵和黑色卵进行留种；或选择乙和丁品系杂交，选择黄褐色卵进行生产，同时选择黄褐色卵和黑色卵进行留种解析(1)据题意分析，家蚕卵色受10号染色体上的两对等位基因A/a、B/b控制，由于这两对基因位于一对同源染色体上，遵循基因分离定律。aaB_为杏黄色，A_bb为黄褐色，aabb为黄色，A_B_为黑色。纯合杏黄色卵家蚕(aaBB)与纯合黄褐色卵家蚕(AAbb)杂交，F1的基因型为AaBb，表型为黑色。F1相互杂交，F2的基因型和表型及比例为1杏黄色(aaBB)∶1黄褐色(AAbb)∶2黑色(AaBb)。(2)育种工作者用辐射诱变的方法处理F1，通过特定方法选出缺失a基因或b基因的个体。有人提出可通过正常黄色卵个体(aabb)与经辐射后的F1个体杂交来选择a基因或b基因缺失的个体。该杂交方法为测交，测交能检测待测个体产生的配子的种类和比例，但由于aa与a_表型相同、bb与b_表型相同，即后代中无论a基因或b基因缺失与否均表现出杏黄色∶黄褐色＝1∶1。(3)在产生配子时两条正常染色体移向一极，则仅考虑图中染色体和基因，该突变体能产生的两种配子分别为aBZ、eq\o(WA,\s\up8(︵))。进一步选育后共形成了甲乙丙丁四个品系家蚕，因为甲个体的W上有A基因，因此需要选择没有A基因的雄性个体，即丙个体进行杂交，二者产生的后代中雌性卵为黑色，雄性卵为杏黄色，因此选择杏黄色卵进行生产，同时选择杏黄色卵和黑色卵进行留种；也可选择乙和丁品系杂交，选择黄褐色卵进行生产，同时选择黄褐色卵和黑色卵进行留种。考向2围绕低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验，考查实验探究能力4.(2024·焦作一中质检)下列有关“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是()A.低温会抑制纺锤体的形成B.甲紫溶液的作用是固定和染色C.固定和解离后都是用体积分数为95%的酒精漂洗D.在高倍镜下可以观察到二倍体细胞变为四倍体的过程答案A解析低温能抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，使细胞分裂后期染色体不能向两极移动，导致细胞中染色体数目加倍，A正确；甲紫溶液的作用是对染色体进行染色，B错误；解离后的漂洗液是清水，C错误；由于经过固定和解离后细胞失活，所以在高倍显微镜下不可能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程，D错误。5.(2024·河北石家庄调研)低温诱导植物(洋葱根尖)细胞染色体数目变化的实验中，下列相关叙述正确的是()A.在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞B.洋葱根尖在冰箱的低温室内诱导48～72h，可抑制细胞分裂中染色体的着丝粒分裂C.用卡诺氏液固定细胞的形态，用苏丹Ⅲ染液对染色体染色D.低温处理洋葱根尖分生组织细胞，作用的时期是细胞有丝分裂中期答案A解析低温能够抑制纺锤体的形成，但不影响着丝粒分裂，B错误；给染色体染色使用的是甲紫溶液或醋酸洋红液等碱性染料，C错误；低温处理洋葱根尖分生组织细胞，作用的时期是细胞有丝分裂前期，D错误。1.(2022·浙江6月选考，3)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()A.倒位 B.缺失C.重复 D.易位答案B解析五号染色体部分片段丢失属于染色体结构变异中的缺失，故选B。2.(2023·湖北卷，16)DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核苷酸序列，可检测识别区间的任意片段，并形成杂交信号。某探针可以检测果蝇Ⅱ号染色体上特定DNA区间。某果蝇的Ⅱ号染色体中的一条染色体部分区段发生倒位，如下图所示。用上述探针检测细胞有丝分裂中期的染色体(染色体上“—”表示杂交信号)，结果正确的是()答案B解析根据题干“DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核苷酸序列……并形成杂交信号”，结合题图信息可知，倒位发生在探针识别区域的中部，倒位发生后，倒位两端都是DNA探针可以识别的区域，故选B。3.(2022·北京卷，5)蜜蜂的雌蜂(蜂王和工蜂)为二倍体，由受精卵发育而来；雄蜂是单倍体，由未受精卵发育而来。由此不能得出()A.雄蜂体细胞中无同源染色体B.雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半C.蜂王减数分裂时非同源染色体自由组合D.蜜蜂的性别决定方式与果蝇不同答案B解析雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育成的，是单倍体，因此雄蜂体细胞中无同源染色体，A不符合题意；雄蜂精子中染色体数目与其体细胞中的染色体数目相同，B符合题意；蜂王是由受精卵经过分裂、分化产生的，其体细胞中存在同源染色体，在减数分裂过程中会发生非同源染色体自由组合，C不符合题意；蜜蜂的性别决定方式与果蝇不同，蜜蜂的性别决定与染色体数目有关，而果蝇的性别决定与性染色体有关，D不符合题意。4.(2023·江苏卷，10)2022年我国科学家发布燕麦基因组，揭示了燕麦的起源与进化，燕麦进化模式如图所示。下列相关叙述正确的是()A.燕麦是起源于同一祖先的同源六倍体B.燕麦是由AA和CCDD连续多代杂交形成的C.燕麦多倍化过程说明染色体数量的变异是可遗传的D.燕麦中A和D基因组同源性小，D和C同源性大答案C解析结合燕麦进化模式图可知，燕麦属于异源六倍体，A错误；燕麦是由含A基因组的个体和含C、D基因组的个体杂交后，染色体数目加倍形成的，B错误；由图可知燕麦多倍化过程中发生了染色体数量的改变，且能遗传给后代，C正确；根据图示，燕麦中A和D基因组由同一祖先即A/D基因组祖先进化而来，故A和D基因组同源性大，C和D基因组同源性小，D错误。5.(2022·湖南卷，9)大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化＝1∶1∶1∶1。该个体最可能发生了下列哪种染色体结构变异()答案C解析分析题意可知：大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上，两对等位基因为连锁关系，正常情况下，测交结果只能出现两种表型，但题干中某个体测交后代表型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化＝1∶1∶1∶1，推测该个体可产生四种数目相等的配子，且控制两对性状的基因遵循自由组合定律，即两对等位基因被易位到非同源染色体上，C正确。6.(2021·广东卷，11)白菜型油菜(2n＝20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是()A.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组B.将Bc作为育种材料，能缩短育种年限C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株D.自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育答案A解析白菜型油菜是二倍体，有两个染色体组，植株Bc是由该油菜的卵细胞发育而成的单倍体植株，故其成熟叶肉细胞中含有一个染色体组，A错误；在单倍体育种中可以用单倍体幼苗Bc作为实验材料，通过秋水仙素诱导其染色体数目加倍来获取纯合植株，能明显缩短育种年限，B、C正确；植株Bc仅含有一个染色体组，在形成配子时，由于染色体联会紊乱而使其配子发育异常，最终导致高度不育，D正确。7.(2022·重庆卷，24)科学家用基因编辑技术由野生型番茄(HH)获得突变体番茄(hh)，发现突变体中DML2基因的表达发生改变，进而影响乙烯合成相关基因ACS2等的表达及果实中乙烯含量(如图Ⅰ、Ⅱ)，导致番茄果实成熟期改变。请回答以下问题：图Ⅰ图Ⅱ(1)图Ⅰ中，基因h是由基因H编码区第146位碱基后插入一个C(虚线框所示)后突变产生，致使h蛋白比H蛋白少93个氨基酸，其原因是________________________________。基因h转录形成的mRNA上第49个密码子为________。另有研究发现，基因H发生另一突变后，其转录形成的mRNA上有一密码子发生改变，但翻译的多肽链氨基酸序列和数量不变，原因是___________________________________________________________________。(2)图Ⅱ中，t1～t2时段，突变体番茄中DML2基因转录的mRNA相对量低于野生型，推测在该时间段，H蛋白对DML2基因的作用是________________________。突变体番茄果实成熟期改变的可能机制为：H突变为h后，由于DML2基因的作用，果实中ACS2基因________________________，导致果实成熟期________(填“提前”或“延迟”)。(3)番茄果肉红色(R)对黄色(r)为显性。现用基因型为RrHH和Rrhh的番茄杂交，获得果肉为红色、成熟期为突变体性状的纯合体番茄，请写出杂交选育过程(用基因型表示)。答案(1)翻译的过程中提前遇见终止密码子GCC密码子的简并(2)促进DML2基因的转录过程表达受到抑制延迟(3)将基因型RrHH和Rrhh的番茄杂交，获得基因型为RRHh、RrHh、rrHh的F1，然后让RRHh、RrHh分别自交，其中基因型为RRHh的番茄自交，后代全为红色果肉(RRhh和RRH_)，从中选出RRhh，红色果肉且成熟期晚的就是RRhh。解析(1)由图Ⅰ可知：基因h是由基因H编码区第146位碱基后插入一个C后突变产生，插入一个C后导致基因h后的碱基排列顺序发生改变，使得终止密码子的位置提前，导致翻译过程提前终止，所以致使h蛋白比H蛋白少93个氨基酸；密码子是由位于mRNA上的3个相邻的碱基决定的，基因h是由基因H编码区第146位碱基后插入一个C后突变产生，所以基因h转录形成的mRNA上第49个密码子为GCC；由于密码子的简并，当基因H发生另一突变后，其转录形成的mRNA上有一密码子发生改变，但翻译的多肽链氨基酸序列和数量不变。(2)由图Ⅱ可知：t1～t2时段，野生型番茄(HH)中有H蛋白，促进DML2基因转录的mRNA相对量高，突变体番茄(hh)中没有H蛋白，DML2基因转录的mRNA相对量低，说明H蛋白促进DML2基因的转录过程；H突变为h后，突变体(hh)ACS2基因中mRNA相对量下降，所以推测由于DML2基因的作用，导致果实中ACS2基因表达受到抑制，导致果实成熟期延迟。(3)现用基因型为RrHH和Rrhh的番茄杂交，获得果肉为红色、成熟期为突变体性状的纯合体番茄，可将基因型为RrHH和Rrhh的番茄杂交，获得基因型为RRHh、RrHh、rrHh的F1，让RRHh、RrHh分别自交，其中基因型为RRHh的番茄自交，后代全为红色果肉(RRhh和RRH_)，从中选出RRhh，红色果肉且成熟期晚的就是RRhh。限时强化练(时间：40分钟)【对点强化】考点一染色体变异1.(2024·江苏常州质检)果蝇的棒状眼是由染色体中增加某一片段而引起的变异，皱粒豌豆是由染色体DNA中插入一段外来DNA序列而引起的变异。下列关于这两种变异的叙述，正确的是()A.都属于染色体变异 B.都属于基因突变C.都属于基因重组 D.都具有随机性和不定向性答案D解析果蝇的棒状眼是由染色体中增加某一片段而引起的变异，属于染色体结构变异中的重复；皱粒豌豆的形成是其DNA中插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，因此该变异属于基因突变，A、B、C错误；基因突变和染色体变异都具有随机性和不定向性，D正确。2.(2024·广州模拟)水仙是我国传统观赏花卉。如图为水仙根细胞的染色体核型，下列叙述正确的是()A.水仙为三倍体植物，可通过杂交繁育优良品种B.水仙根细胞中每个染色体组含有3条染色体C.每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同D.欲测定水仙基因组的序列，需对其中的11条染色体进行DNA测序答案C解析据图可知，水仙体细胞中含有三个染色体组，属于三倍体植物，减数分裂过程中会发生联会紊乱，不能产生正常的配子，不可通过杂交繁育优良品种，A错误；水仙共有30条染色体，含有三个染色体组，故每个染色体组的染色体条数为30/3＝10(条)，B错误；在一个染色体组中不含同源染色体，所以每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同，C正确；水仙无性染色体，欲测定水仙基因组的序列，需对其中的10条染色体进行DNA测序，D错误。3.(2024·哈师大附中质检)某家畜群体中存在的染色体变异类型如图所示，体细胞中含有一条重接染色体的个体称为重接杂合子，同时含有两条的则是重接纯合子。下列说法错误的是()A.上述过程发生了染色体数目变异B.上述过程发生了染色体结构变异C.重接纯合子减数分裂能产生正常配子D.重接杂合子减数分裂能产生正常配子答案C解析题图所示过程发生了染色体变异，由于脱离的残片最终会丢失，因此细胞中的染色体数目减少，A正确；题图所示过程中发生了染色体结构变异，非同源染色体进行了连接，相当于易位，B正确；重接纯合子的细胞中染色体数目比正常细胞少两条，产生的配子中少一条染色体，C错误；重接杂合子含有13号、17号以及二者重接染色体，减数分裂时13号、17号染色体可移向细胞同一极，产生正常配子，D正确。4.(2024·西工大附中联考)“单亲二体性”是指人的23对染色体中，某一对染色体都来自父方或都来自母方，例如Angleman综合征患者的15号染色体都来自父方。“单亲二体性”的双亲，其中一方因减数分裂异常而产生含有两条相同染色体的配子，受精后形成的受精卵中含有三条同源染色体，但在胚胎发育过程中，三条同源染色体中的一条会随机丢失，从而可能形成“单亲二体性”。下列相关叙述中，正确的是()A.“单亲二体性”属于染色体数目变异，该变异可以在光学显微镜下观察到B.“单亲二体性”的产生原因是父方或母方的减数分裂Ⅰ出现异常C.Angleman综合征患者的细胞中，可能有4条来自父方的15号染色体D.Angleman综合征患者的细胞中，一定没有来自母方的15号染色体答案C解析“单亲二体性”患者的染色体数目与正常人相同，不属于染色体数目变异，A错误；父方或母方的减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ出现异常，都有可能导致“单亲二体性”，B错误；Angleman综合征患者的细胞在有丝分裂后期时可能会出现4条来自父方的15号染色体，C正确；由题干信息“在胚胎发育过程中，三条同源染色体中的一条会随机丢失”可知，D错误。5.(2024·武汉市测评)某雄性哺乳动物的细胞甲在分裂过程中发生了变异，产生的子细胞中部分染色体及基因如图所示，下列对细胞甲发生的变异类型的推测，不合理的是()A.若图中染色体为同源染色体。则细胞甲可能在有丝分裂时发生染色体片段的缺失B.若图中染色体为同源染色体，则细胞甲可能在减数分裂时染色体未正常分离C.若图中染色体为非同源染色体，则细胞甲可能在减数分裂时发生染色体的互换D.若图中染色体为非同源染色体，则细胞甲可能在有丝分裂时发生染色体的易位答案C解析若题图中的染色体为常染色体，同源染色体形态、大小相同，图中同源染色体大小不同，则可能发生了染色体片段的缺失，A合理；减数分裂过程中会发生同源染色体分离，因此甲细胞的产生可能是在减数分裂时同源染色体未正常分离引起的，B合理；在减数分裂过程中，互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，减数分裂过程中会发生同源染色体分离，最终产生的细胞甲不会出现等位基因，而图中非同源染色体出现了等位基因，可能是发生了染色体的易位，C不合理，D合理。考点二生物变异在育种中的应用6.(2024·重庆南开中学质检)组蛋白H3(CENH3)是细胞分裂时染色体分离所必需的，其决定着丝粒的定位；Cenh3是组蛋白H3的一个突变体。研究发现，异源CENH3可补偿Cenh3的突变，形成单倍体诱导系，其与野生型植株杂交，后代产生非整倍体和只含有野生型基因组的单倍体。如图为CENH3介导的某二倍体植株诱导形成单倍体的过程，下列有关叙述错误的是()A.图中有丝分裂过程中，纺锤丝不能附着到Cenh3突变体的染色体上发生在中期B.图中诱导产生的单倍体中只含有来自父本的DNAC.可以用秋水仙素处理单倍体幼苗，使之成为二倍体D.与传统单倍体诱导技术相比，如图所示的诱导方法不需要经过花药离体培养答案B解析有丝分裂中期，纺锤丝附着在每条染色体的着丝粒两侧，据此推测图中有丝分裂过程中，纺锤丝不能附着到Cenh3突变体的染色体上发生在中期，A正确；题图中诱导产生的单倍体中含有父本的核基因和母本的细胞质基因，因此单倍体中含有的DNA来自父本和母本，B错误；秋水仙素可以诱导单倍体幼苗成为二倍体或多倍体，C正确；传统的单倍体诱导技术一般需要经过花药离体实验、组织培养等过程，题图所示的诱导方法不需要经过花药离体培养，D正确。7.(2024·洛阳市质检)将某种二倍体植物a、b两个植株杂交，得到c，将c再做进一步处理，如图所示。下列叙述错误的是()A.由c到f的育种过程依据的遗传学原理是基因突变和染色体变异B.由g和h杂交形成的m是三倍体，m不是一个新物种C.若a、b的基因型分别为AABBddFF、aabbDDFF(每对基因独立遗传)，①为自交，则n中能稳定遗传的个体占总数的1/8D.由单倍体育种产生的e和多倍体育种产生的m都是高度不育的答案D解析据题意和图示可知，由c到f的育种过程为诱变育种，其遗传学原理是基因突变和染色体变异，A正确；g是自然生长形成的二倍体，h是经过秋水仙素处理形成的四倍体，由g和h杂交形成的m是三倍体，三倍体减数分裂时联会紊乱，不能产生可育后代，因此m不是一个新物种，B正确；若a、b的基因型分别为AABBddFF、aabbDDFF(每对基因独立遗传)，则c和g的基因型为AaBbDdFF，若①为自交，则n中能稳定遗传的个体占总数的1/2×1/2×1/2×1＝1/8，C正确；由单倍体育种产生的e由于经过了秋水仙素处理，因此是可育的二倍体，m是三倍体，高度不育，D错误。8.(2024·湖南雅礼中学联考)玉米非糯性基因(B)对糯性基因(b)为显性。下图为玉米培育的示意图，染色体缺失片段不影响减数分裂过程，但染色体片段缺失的花粉不育，而雌配子可育。下列叙述正确的是()A.甲是通过诱变育种得到的染色体结构变异个体B.甲与正常糯性玉米进行正反交，子代表型及比例相同C.若甲作母本，F1非糯性玉米中含有异常染色体的个体占1/3D.若甲作父本，F2非糯性玉米细胞中异常染色体数目最多为2条答案A解析用X射线处理后发生染色体片段缺失，所以甲属于诱变育种得到的染色体结构变异个体，A正确；甲与正常糯性玉米进行正反交，若甲作母本为正交，雌配子有B(染色体片段缺失但可育)和b两种，雄配子只有b这一种，后代为非糯性∶糯性＝1∶1；若甲作父本为反交，雄配子只有b这一种(B不育)，雌配子也只有b这一种，故后代全为糯性，因此子代表型及比例不同，B错误；若甲作母本，雌配子有B(染色体片段缺失但可育)和b两种，甲(Bb)与乙(Bb)杂交得到的F1非糯性玉米基因型为1/3BB(缺失)、1/3Bb(正常)和1/3Bb(缺失)，所以含有异常染色体的个体占2/3，C错误；若甲作父本，染色体缺失的花粉不可育，只产生一种正常雄配子b，甲(Bb)与乙(Bb)杂交得到的F1非糯性玉米基因型为Bb(正常)，F1非糯性玉米植株随机传粉，F2非糯性玉米细胞中染色体全部正常，D错误。【综合提升】9.(2024·广东珠海调研)某植物有红色(A)和白色(a)两种花色。当a基因的数量多于A基因时，A基因的表达会减弱，花呈粉色。下图表示某粉花植株可能存在的三种突变体。下列有关这三种突变体的叙述，错误的是()A.突变体Ⅰ的自交后代中，红花∶粉花∶白花＝1∶2∶1B.突变体Ⅱ和突变体Ⅲ产生配子的基因型及比例相同C.突变体Ⅱ自交后代中开白花个体的比例为1/4D.突变体Ⅲ产生含a基因的配子的概率是5/6答案B解析突变体Ⅱ经减数分裂可产生A、aa、Aa、a四种雌(雄)配子，比例为1∶1∶1∶1；突变体Ⅲ经减数分裂产生雌(雄)配子的基因型及比例为A∶Aa∶aa∶a＝1∶2∶1∶2。10.(2024·河北衡水调研)中国是用桑蚕丝织绸最早的国家，自古即以“丝国”闻名于世。家蚕的性别决定方式是ZW型。与雌蚕相比，雄蚕产丝多且质量高。科学家利用诱变技术，使其孵出来的都是雄蚕，部分育种过程如下：①应用电离辐射，得到两种Z染色体上具有显性基因(A、B)的雄蚕品系P1和P2，如图1所示。②利用γ射线诱变得到雌蚕品系P3，使Z染色体的一个片段移接到W染色体上，该片段上带有a和b基因，如图2所示。③选择合适的亲本杂交。回答以下问题：(1)以上育种过程涉及的变异类型有____________________________。(2)萨顿依据基因和染色体的行为存在________关系，推测出__________________________________________________________________。(3)A为红体色基因，a为体色正常基因，B为痕迹翅基因，b为正常翅基因。A或B在雄蚕受精卵中有2个会使胚胎致死，而在雌蚕受精卵有1个显性基因且没有其等位基因就会使胚胎致死，其他情况均正常。①P1和P3杂交后代中红体色的概率为________，P2与野生型雌蚕杂交后代的雌雄比为________。②为了选育出雄蚕，选择P2和P3杂交得F1，从F1中筛选出体色正常、痕迹翅的雌蚕与P1杂交得F2，从F2中筛选出基因型为________的雄蚕与野生型雌蚕杂交得F3，F3全为雄蚕，雌蚕在胚胎期死亡。在大量的实验中，F3中有少数雌蚕存活下来，可能的原因是_______________________________________。答案(1)基因突变、染色体(结构的)变异(2)明显的平行基因在染色体上(3)①1/2雌∶雄＝1∶2②ZaBZAb发生了基因突变解析(1)P1和P2涉及的变异类型为基因突变，P3涉及的变异类型为染色体(结构的)变异。(2)萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”，提出“基因在染色体上”的假说。(3)①P1和P3杂合后代的基因型及比例为ZAbWab∶ZAbZ∶ZabWab∶ZabZ＝1∶1∶1∶1，其中红体色的概率为1/2。P2与野生型雌蚕(ZabW)杂交后代基因型及比例为ZaBZab∶ZabZab∶ZaBW∶ZabW＝1∶1∶1∶1，其中ZaBW致死，因此后代的雌雄比为雌∶雄＝1∶2。②P2和P3杂交得F1，基因型及比例为ZaBZ∶ZabZ∶ZaBWab∶ZabWab＝1∶1∶1∶1，其中体色正常、痕迹翅的雌蚕的基因型为ZaBWab，与P1(ZAbZab)杂交，后代的基因型及比例为ZaBZAb∶ZaBZab∶ZAbWab∶ZabWab＝1∶1∶1∶1，筛选出基因型为ZaBZAb(红体色痕迹翅)的雄蚕，与野生型雌蚕(ZabW)杂交，后代的基因型及比例为ZaBZab∶ZAbZab∶ZaBW∶ZAbW＝1∶1∶1∶1，其中ZaBW和ZAbW全部致死，后代只有雄蚕。在大量的实验中，F3中少数雌蚕存活下来，可能的原因是发生了基因突变。11.(2024·河南名校联盟)果蝇红眼对白眼为显性，由位于X染色体上的基因A、a控制。某兴趣小组利用白眼雌蝇和红眼雄蝇进行杂交，在大约每2000个子代个体中会出现一只白眼雌蝇。回答下列问题：(1)果蝇的红眼和白眼为一对____________，正常情况下，上述亲本杂交产生的子代表型及比例应为____________________，这体现了伴性遗传的____________________特点。(2)已知果蝇性染色体组成异常及性别表现如下表所示(“O”表示不含性染色体)：性染色体组成XXXXXYXOXYYYOYY性别表现致死雌性可育雄性不育雄性不育致死致死注：已知性染色体异常的可育个体，减数分裂时性染色体联会及分配均是随机的。针对上述实验中出现白眼雌蝇的原因，可得到如下两种假设：假设一：亲代雄蝇某一精原细胞红眼基因发生基因突变，产生基因型为Xa的精子与正常卵细胞结合，形成的受精卵发育成白眼雌蝇。假设二：亲代雌蝇卵原细胞减数分裂过程发生染色体数目变异，产生了基因型为________的异常卵细胞，与性染色体为________的正常精子结合，形成的受精卵发育成白眼雌蝇。(3)某同学设计了杂交实验来验证上述哪一假设成立：让该白眼雌蝇与正常红眼雄蝇多次杂交，若子代出现________________________，则假设二成立，否则假设一成立。(4)另一同学认为不需要通过杂交实验也能验证哪一假设成立，请代他写出实验设计思路和预期结果及结论：______________________________________________________________________________________________________________。答案(1)相对性状红眼雌蝇∶白眼雄蝇＝1∶1交叉遗传(2)XaXaY(3)白眼雌蝇(或红眼雄蝇或白眼雌蝇和红眼雄蝇同时出现)(4)选择该白眼雌蝇的具有细胞分裂能力的组织，制作临时装片，观察细胞内性染色体组成。若性染色体组成为XXY，则假设二成立；若性染色体组成为XX，则假设一成立解析(1)果蝇的红眼和白眼属于一对相对性状，正常情况下，题述亲本白眼雌蝇(XaXa)和红眼雄蝇(XAY)进行杂交，后代为红眼雌蝇(XAXa)∶白眼雄蝇(XaY)＝1∶1，亲代雌蝇为白眼而子代中雄蝇为白眼及亲代雄蝇为红眼而子代中雌蝇为红眼的现象属于交叉遗传。(2)根据题意可知，亲代杂交在大约每2000个子代个体中会出现一只白眼雌蝇的原因有两种假设：假设一是亲代雄蝇(XAY)某一精原细胞红眼基因发生基因突变，产生了基因型为Xa的精子，然后与正常卵细胞结合，形成的受精卵(XaXa)发育成白眼雌蝇。假设二是亲代雌蝇(XaXa)卵原细胞减数分裂过程发生染色体数目变异，结合表中信息可知，亲代雌蝇(XaXa)减数分裂产生卵细胞的过程中减数分裂Ⅰ后期同源染色体移向一极或减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开后移向一极导致产生了基因型为XaXa的异常卵细胞，然后