第7单元 第27讲 染色体变异与育种（教师word）-【金版新学案】2025年高考生物学高三总复习大一轮复习讲义（多选版）

第27讲　染色体变异与育种 【课标解读】　1.举例说明染色体结构和数目的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡。　2.阐明生物变异在育种上的应用。 考点一　染色体数目的变异 1．染色体数目的变异 (1)类型及实例 (2)染色体组分析（根据果蝇染色体组成图归纳） ①从染色体来源看，一个染色体组中不含同源染色体。 ②从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。 ③从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因，但不能重复。 2．单倍体、二倍体和多倍体 提醒　①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，如马铃薯（四倍体）产生的单倍体。②单倍体不同于单体，单体是同源染色体缺少一条的个体，可表示为2n－1。 3．低温诱导植物细胞染色体数目的变化 (1)实验原理 用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，植物细胞的染色体数目发生变化。 (2)实验步骤 (3)实验现象：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。 学生用书第197页 【链接高考】 1．（2020·全国卷Ⅱ）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。(×) 2．（2020·江苏卷）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。(×) 3．（经典高考）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。(√) 4．（经典高考）在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以染色体为单位的变异。(√) 5．（经典高考）XYY个体的形成及三倍体无子西瓜植株的高度不育均与减数分裂中同源染色体的联会行为有关。(×) 1．“三法”判定染色体组 (1)根据染色体形态判定 细胞内形态、大小相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。 (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)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，则染色体组数为2组。 2．实验中的试剂及其作用 考向一　染色体组与染色体数目的变异 1．（2022·菏泽期末）下列关于单倍体、二倍体、三倍体和六倍体的叙述，正确的是(　　) A．六倍体小麦的单倍体有三个染色体组 B．六倍体小麦花药离体培养所得个体是三倍体 C．体细胞中只有一个染色体组的个体才是单倍体 D．体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体 答案：A 解析：六倍体小麦花药离体培养所得个体是单倍体，含有三个染色体组，A正确，B错误；由配子直接发育而来的个体称为单倍体，体细胞中只有一个染色体组的个体是单倍体，但单倍体个体的体细胞中不一定只含一个染色体组，C错误；体细胞中含有两个染色体组的个体不一定是二倍体，若该个体是由受精卵发育而来的，则为二倍体，若该个体是由配子直接发育而来的，则为单倍体，D错误。 2．如图所示为不同生物体细胞中所含的染色体数目情况，下列叙述正确的是（多选）(　　) 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代表的生物自交不能产生可育后代 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 答案：BD 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正确；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中含有1个染色体组，代表的生物一定是单倍体，可能是由卵细胞发育而成的，也可能是由精子发育而成的，D正确。 “两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体 学生用书第198页 考向二　个别染色体数目变异 3．（2023·抚顺期末）三体生物在减数分裂时，3条同源染色体随机移向细胞两极，最终可形成含1条或2条该染色体的配子（只含缺失染色体的雄配子致死）。现有一个三体且一条染色体缺失的植株甲，其细胞中该染色体及基因分布如图所示。下列说法正确的是(　　) A．甲可以产生3种雌配子，2种雄配子 B．甲产生的雌配子基因型及比例为a∶aa∶Aa＝2∶1∶2 C．甲自交后代中没有染色体数目异常的植株占1/5 D．甲自交后代中该染色体为三体的植株占1/3 答案：C 解析：由题意可知，植物甲减数分裂产生的雌配子基因型及比例为A∶aa∶Aa∶a＝1∶1∶2∶2，产生的雄配子基因型及比例为aa∶Aa∶a＝1∶2∶2，故植株甲减数分裂可以产生4种基因型的雌配子，3种基因型的雄配子，A、B错误；植株甲自交，后代中没有染色体数目异常的个体占1/2×2/5＝1/5，C正确；植株甲自交，后代中染色体为三体的个体占1/2×2/5＋1/2×3/5＝1/2，D错误。 4．（2023·德州二模）人类9号染色体三体(T9)分为嵌合型T9和完全型T9，前者部分细胞为9号染色体三体，后者所有体细胞为9号染色体三体。嵌合型T9可分为两种：一种是三体自救型，即完全型T9的部分细胞丢失第三条染色体，形成正常细胞；一种是分裂错误型，即由于早期胚胎部分细胞分裂过程中一条9号染色体不分离，形成只含一条9号染色体的细胞和三体细胞，只有三体细胞存活，与正常细胞形成嵌合型。某嵌合型T9胎儿的父母表型均正常，基因型为Aa（位于9号染色体上，不考虑基因突变和染色体片段互换）。下列说法正确的是(　　) A．若该胎儿为三体自救型，则其体内可能存在aaa和Aa两种体细胞 B．若该胎儿为分裂错误型，则其体内可能存在AAa和aa两种体细胞 C．该嵌合型T9胎儿的体内可能同时存在三种基因型的体细胞 D．该胎儿胚胎发育早期只有部分细胞分裂时能发生等位基因的分离 答案：C 解析：若该胎儿为三体自救型，且其体内存在基因型为aaa的体细胞时，则其丢失第三条染色体所形成的正常体细胞的基因型应该是aa，而不是Aa，即三体自救型胎儿体内不会同时存在aaa和Aa两种体细胞，故A选项错误。若该胎儿为分裂错误型，且其体内存在基因型为AAa的体细胞时，可知未分开的两条染色体为含A的染色体，故其正常体细胞的基因型应为Aa，而不是aa，即分裂错误型胎儿体内不会同时存在AAa和aa两种细胞，故B选项错误。若该胎儿是三体自救型的嵌合型T9，且其三体细胞的基因型为AAa（或Aaa），部分细胞丢失的第三条染色体是含A的，部分三体细胞丢失的染色体是含a的，则可能会出现Aa及AA（或Aa及aa）的正常细胞，此时胎儿体内可能出现三种基因型的细胞：AAa、Aa、AA或Aaa、Aa、aa，故C选项正确。胎儿发育早期细胞进行有丝分裂，不发生等位基因的分离，故D选项错误。 几种常考变异类型产生配子的分析方法 　　 考向三　“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验分析 5．（2023·辽阳期末）下列关于“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．原理：低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理相同，都是抑制染色体着丝粒分裂 B．解离：盐酸酒精混合液可以使蒜根尖解离 C．冲洗：用卡诺氏液固定细胞形态后，用清水冲洗2次 D．观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变，少数细胞染色体数目不变 答案：B 解析：低温和秋水仙素都是抑制纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍，A错误；盐酸酒精混合液可以使蒜根尖解离，B正确；用卡诺氏液固定细胞形态后，用体积分数为95%的酒精冲洗2次，C错误；显微镜下可以看到少数细胞的染色体数目发生改变，大多数细胞染色体数目不变，D错误。 6．（2024·青岛模拟）某研究小组开展了“用秋水仙素诱导培育四倍体草莓”的实验。选取二倍体草莓(2N＝14)幼苗若干，随机分组，每组30株，用不同浓度的秋水仙素溶液处理幼芽，得到实验结果如图所示。下列有关叙述中错误的是(　　) A．实验的自变量是秋水仙素溶液浓度和处理时间 B．秋水仙素能抑制细胞内纺锤体的形成，进而影响细胞的正常分裂 C．高倍镜下观察草莓芽尖细胞的临时装片，发现分裂中期染色体数目均为28 D．用0.2%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗的幼芽1天，诱导成功率较高 答案：C 解析：分析题图可知，该实验的自变量为秋水仙素溶液浓度和处理时间，A正确；秋水仙素处理幼芽能抑制细胞分裂时纺锤体的形成，进而影响细胞的正常分裂，B正确；高倍镜下观察草莓芽尖细胞的临时装片，发现分裂中期染色体数目有的为28，有的仍为14，C错误；从题图中可以看出，用0.2%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗的幼芽1天，诱导成功率较高，D正确。 学生用书第199页 考点二　染色体结构的变异 1．类型及实例 类型 图像 联会异常 实例 缺失 果蝇缺刻翅、猫叫综合征 重复 果蝇棒状眼 易位 果蝇花斑眼、人类慢性粒细胞白血病 倒位 果蝇卷翅、人类9号染色体长臂倒位可导致习惯性流产 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。 3．对生物体的影响 大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。 【链接高考】 1．（经典高考）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。(×) 2．（经典高考）猫叫综合征是由于特定的染色体片段缺失造成的。(√) 3．（经典高考）基因突变与染色体结构变异都导致个体表型改变。(×) 4．（经典高考）基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察。(×) 5．（经典高考）染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异。(×) 1．染色体结构变异与基因突变的区别 2．关于“缺失或增添” DNA分子上若干基因的缺失或重复（增添），基因的数量发生改变属于染色体结构变异；DNA分子上基因中若干碱基的缺失、增添，基因数量不变，属于基因突变。 3．易位与互换的区别 考向一　从科学思维角度，考查染色体结构变异类型的推断 1．（2024·山东兖州模拟）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(　　) 学生用书第200页 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量的变化，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。 考向二　结合细胞分裂和遗传，考查染色体结构变异 2．（2022·湖南卷）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，类似于基因自由组合定律的结果，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两条非同源染色体上，C正确。 3．（2023·山东菏泽三模）研究发现，果蝇的Ⅱ号染色体长臂上有一个关键基因，不含该基因的配子没有受精能力，并且Ⅱ号染色体和Ⅲ号染色体之间会发生如A图所示的变异。现发现一只相关染色体组成如B图的雄果蝇，假如这三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任意一极。下列叙述正确的是（多选）(　　) A.B图果蝇的这种变异属于染色体结构变异，体细胞中染色体的数目正常 B．理论上这只果蝇产生的可育配子共5种 C．该果蝇与染色体组成正常的纯合子杂交，子代中染色体组成正常的占1/5 D．这种变异的出现一定发生在减数分裂过程中 答案：BC 解析：Ⅱ号染色体和Ⅲ号染色体相互连接时，还丢失了一小段染色体，B图果蝇的这种变异属于染色体结构变异和染色体数目变异，体细胞中染色体的数目少一条，A错误。减数分裂Ⅰ后期同源染色体发生分离时，B图中配对的三条染色体，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极，有三种可能的情况：①Ⅱ号移向一极，异常染色体和Ⅲ号同时移向另一极；②异常染色体移向一极，Ⅱ号染色体和Ⅲ号染色体同时移向另一极；③Ⅲ号移向一极，异常染色体和Ⅱ号同时移向另一极，结果共产生6种精子，但由于Ⅱ号染色体长臂上有一个关键基因，不含该基因的配子没有受精能力，即当配子中只含Ⅲ号染色体时，没有受精能力，因此这只果蝇产生的可育配子共5种，配子的类型及比例为Ⅱ号∶异常和Ⅲ号∶异常和Ⅱ号∶异常∶Ⅱ号和Ⅲ号＝1∶1∶1∶1∶1，B正确。可育配子的类型及比例为Ⅱ号∶异常和Ⅲ号∶异常和Ⅱ号∶异常∶Ⅱ号和Ⅲ号（正常）＝1∶1∶1∶1∶1，该果蝇与染色体组成正常的纯合子杂交，子代中染色体组成正常的占1/5，C正确。这种变异的出现可能发生在减数分裂过程中，也可能发生在有丝分裂的过程中，D错误。 考点三　生物育种的原理及应用 1．杂交育种（以培育显性纯合子植物品种为例） 2．诱变育种 3．多倍体育种 (1)原理：染色体数目变异。 (2)方法：用秋水仙素或低温处理。 (3)处理材料：萌发的种子或幼苗。 学生用书第201页 (4)过程 (5)实例：三倍体无子西瓜 ①两次传粉 ②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分（如根部细胞）的染色体数不变。 ③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。 4．单倍体育种 (1)原理：染色体（数目）变异。 (2)过程 (3)优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子。 (4)缺点：技术复杂，须与杂交育种配合使用。 【链接高考】 1．（2020·全国卷Ⅰ）在诱变育种过程中，通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　，若要使诱变获得的性状能够稳定遗传，需要采取的措施是　　　　　　　　　　　　　　　　。 提示：控制新性状的基因是杂合的　通过自交筛选性状能稳定遗传的子代 2．（经典高考）某自花且闭花受粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎；其他表现为高茎，现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。 (1)若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有　　　　　　　　　　　　和有害性这三个特点。 (2)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等分离世代中　　　　抗病矮茎个体，再经连续　　　　等纯合化手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的　　　　。 (3)若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有　　　　　　　　　　　　。请用遗传图解表示其过程（说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表型及其比例）。 提示：(1)不定向性、低频性　(2)选择　自交　年限越长　(3)基因重组和染色体变异 1．单倍体育种与杂交育种 2．据不同育种目标选择不同育种方案 学生用书第202页 考向一　从科学思维角度，考查生物育种原理和过程 1．（2023·山东德州期末）下图为利用甲、乙植株培育新品种的过程，aaBB、AAbb、AABB表示基因型。下列说法错误的是(　　) A．图中D植株和F植株均为纯合子 B．过程⑤的作用机制是抑制纺锤体的形成 C．利用过程①④⑤培育新品种能明显缩短育种年限 D．图中两种培育新品种的过程都发生了基因重组 答案：A 解析：③过程是为了筛选符合生产要求的纯合子，需要不断筛选，D植株还不满足全是纯合子植株的要求，F植株为纯合子，A错误；E是单倍体，需要用秋水仙素处理萌发的幼苗，其作用是抑制纺锤体的形成，B正确；①④⑤是单倍体育种，其优点是可明显缩短育种年限，C正确；两种育种方法均涉及F1（C植株）减数分裂形成配子，都发生了基因重组，D正确。 2．人类目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株，如图所示是三倍体香蕉的培育过程。下列相关叙述正确的是(　　) A.无子香蕉的培育过程主要运用了基因重组的原理 B．图中染色体数目加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成 C．二倍体与四倍体杂交能产生三倍体，它们之间不存在生殖隔离 D．若图中无子香蕉的基因型均为Aaa，则有子香蕉的基因型可以是AAaa 答案：B 解析：该“无子香蕉”培育的方法为多倍体育种，其原理是染色体变异，A错误；用低温或秋水仙素诱导细胞中染色体数目加倍的原理均是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，因此图中染色体加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成，B正确；二倍体与四倍体杂交虽然能产生三倍体，但三倍体不育，所以它们之间仍然存在生殖隔离，C错误；若有子香蕉的基因型是AAaa，则其产生的配子基因型为AA、Aa、aa，则与该有子香蕉杂交的野生芭蕉的基因型无论是AA或Aa，还是aa，产生的无子香蕉的基因型都不可能均为Aaa，D错误。 考向二　从科学探究角度，考查生物育种方案的设计 3．（2020·全国卷Ⅲ）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点即可）。 (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。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 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，叶片、果实和种子较大　(2)秋水仙素处理　(3)甲、乙两个品种杂交，F1自交，选取F2中既抗病又抗倒伏且自交后代不发生性状分离的植株。（合理即可） 解析：(1)杂种一(AB)含有一粒小麦的一个染色体组(A)和斯氏麦草的一个染色体组(B)，由于杂种一无同源染色体，不能进行正常的减数分裂，故其高度不育。普通小麦(AABBDD)有6个染色体组，结合题干信息“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”可知，普通小麦体细胞中有42条染色体。一般来说，与二倍体植株相比，多倍体植株茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量增加。(2)人工诱导多倍体的方法有用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，低温处理等。(3)若要以甲（抗病易倒伏）和乙（易感病抗倒伏）小麦纯种为实验材料，获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，可通过杂交育种或单倍体育种的方法来实现。方法一：甲、乙两个品种杂交，F1自交，选取F2中既抗病又抗倒伏且自交后代不发生性状分离的植株；方法二：甲、乙两个品种杂交，对F1进行花药离体培养，得到单倍体幼苗，然后用秋水仙素处理得到二倍体植株，从中筛选抗病抗倒伏的小麦植株。 链接新情境命题27 两系法杂交育种　　　　　　　　　 杂交育种是提高水稻产量的重要途径，但由于水稻为两性花、花小，因此找到合适的雄性不育系是杂交育种的关键。中国科学家首创了以光/温敏雄性不育系和可育系为核心的两系杂交水稻，下图表示利用光/温敏雄性不育系水稻留种及获得F1杂交种的过程。 学生用书第203页 角度一　考查信息获取与知识迁移能力 (1)杂交育种所涉及的原理是　　　　。利用雄性不育系进行杂交育种的好处是　　　　。 (2)现有温敏雄性不育植株甲、乙，其雄性不育的起点温度依次为21 ℃、25 ℃（在环境温度高于起点温度时，植株可表现为雄性不育）。考虑到大田中环境温度会有波动，制备水稻杂交种子时，最好选用植株　　　　作母本进行杂交。 (3)在高温或长日照下，光/温敏雄性不育系仍有5～10%的自交结实率，导致制备的杂交种中混有纯合子。为解决该问题，杂交制种时，选用光/温敏雄性不育系纯合紫叶稻与雄性可育系纯合绿叶稻杂交，并在子代的秧苗期内剔除紫叶秧苗即可，分析可知紫叶对绿叶为　　　　（填“显性”或“隐性”）性状。 (4)若水稻的大穗杂种优势性状由两对等位基因(A1A2B1B2)控制，两对基因都纯合时表现为衰退的小穗性状（A1、A2与B1、B2位于一对同源染色体上，且不考虑染色体互换）。现将某雄性不育小穗稻与雄性可育小穗稻杂交，F1全表现为大穗，F1自交，F2中杂种优势衰退率为　　　　，故杂交水稻需年年制种。 角度二　考查实验设计与分析能力 (5)水稻温敏雄性不育系(T)在高温下雄性不育，低温下可育。野生型(P)在高温、低温下均可育。与P相比，研究者在T中发现Os基因发生了隐性突变。为验证Os基因突变是导致T温敏雄性不育的原因，现进行转基因实验，选择的基因和导入植株分别是　　　　（选填下列字母），预期出现的实验结果是　　　　（选填下列字母）。 a．P水稻来源的Os基因 b．T水稻来源的Os基因 c．P水稻 d．T水稻 e．转基因植株育性不受温度影响 f．转基因植株高温下雄性不育 答案：(1)基因重组　不需要去雄　(2)甲　(3)隐性　(4)50%　(5)a、d　e 解析：(1)杂交育种的原理是通过杂交将亲本的优良性状集于一身，即基因重组。利用雄性不育系进行杂交育种，可以免去去雄的处理。(2)与乙相比，甲雄性不育的起点温度更低，考虑到大田中环境温度会有波动，甲受粉时出现雄性可育的情况更少，不易出现自交种和杂交种混杂的现象，因此制备水稻杂交种子时，选用植株甲作母本进行杂交更合适。(3)子代紫色秧苗是由光/温敏雄性不育系纯合紫叶稻自交而来，若紫叶对绿叶为显性性状，则子代均为紫叶，与题意不符；故可推测紫叶对绿叶为隐性性状，子代会出现少量紫叶秧苗，在秧苗期剔除紫叶秧苗即可。(4)由F1全为大穗可知，F1的基因型为A1A2B1B2，又由于A1、A2与B1、B2位于一对同源染色体上，且不考虑染色体互换，F1只能产生两种配子，其配子可能是A1B1∶A2B2＝1∶1（或A1B2∶A2B1＝1∶1），其自交后代可能是1/4A1A1B1B1、1/2/A1A2B1B2、1/4A2A2B2B2（或1/4A1A1B2B2、1/2/A1A2B1B2、1/4A2A2B1B1），即1/2为纯合子，表现为小穗，1/2为A1A2B1B2，表现为大穗，因此杂种优势衰退率为50%。(5)P水稻来源的Os基因为显性的正常Os基因，导入T水稻后，会使转基因后的T水稻表现出野生型水稻的性状，即其育性不受温度影响；T水稻来源的Os基因为隐性的突变后的基因，转入P水稻后，不会改变P水稻的性状。综上，应选择将P水稻来源的Os基因转入T水稻，所得到的转基因植株育性应不受温度影响，e正确。故选e。 重温高考　典题演练 1．（2022·浙江6月选考）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：由题干描述可知，猫叫综合征是因为染色体缺失了部分片段导致，属于染色体结构变异中的缺失，B正确。 2．（2023·湖北卷）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：果蝇体内存在两条Ⅱ号染色体，一条发生倒位，另一条没有发生倒位，发生倒位的染色体在间期进行DNA复制时，产生的另一条姐妹染色单体的相应区段也是倒位区段，两条姐妹染色单体上探针识别的区段分别位于着丝粒的两侧，而不发生倒位的另一条染色体的姐妹染色单体上探针识别的区段都位于着丝粒一侧，B符合题意。 3．（2022·江苏卷改编）科研人员开展了芥菜和埃塞俄比亚芥杂交实验，杂种经多代自花传粉选育，后代育性达到了亲本相当的水平。下图中L、M、N表示3个不同的染色体组。下列相关叙述正确的有(　　) A.两亲本和F1都为二倍体 B．F1减数第一次分裂中期形成13个四分体 C．F1减数第二次分裂后产生的配子类型为LM和MN D．F1两个M染色体组能稳定遗传给后代 答案：D 解析：由题意可知，L、M、N表示3个不同的染色体组，故两亲本和F1都含有四个染色体组，且由受精卵发育而来，为多倍体，A错误；四分体形成于减数第一次分裂前期同源染色体联会，B错误；由图中选育产生的后代基因型推知，F1可能产生M、LM、LN、MN、LMN等配子，C错误；根据C选项配子类型的分析，以及图中选育产生的后代可知，后代一定会获得两个M染色体组，D正确。 学生用书第204页 1．判断某一变异性状是否是可遗传变异的方法 2．判定基因突变类型——显性突变和隐性突变 基因突变类型 ①显性突变：如a→A，该突变一旦发生即可表现出相应性状； ②隐性突变：如A→a，突变性状一旦在生物个体中表现出来，该性状即可稳定遗传 判定 方法 杂交法：选取突变体与其他已知未突变体（即野生型）杂交，根据子代性状表现判断。 ①若后代全表现野生型性状，则突变体由隐性突变产生； ②若后代全表现突变型性状，则突变体由显性突变产生； ③若后代既有突变型又有野生型性状，则突变体由显性突变产生。 自交法：让突变体自交（或雌雄个体相互交配），观察后代有无性状分离从而进行判断。 ①若后代出现性状分离，则突变性状为显性性状； ②若后代没有出现性状分离，则突变性状为隐性性状或突变体为显性纯合个体 3.不同突变体是否为同一位点突变的判断 实验设计方法：将突变株1与突变株2进行杂交，根据是否转化为野生型个体判断突变基因对应的位置。 (1)两种突变是由一对基因突变（隐性突变）引起 (2)两种突变是由两对基因突变（隐性突变）引起 4．基因突变与基因重组的判断方法 5．染色体变异与基因突变的判断方法 (1)通过光学显微镜观察，染色体变异可以观察到，基因突变无法观察到。 (2)若变异部分有相关基因改变（如缺失部分基因）也可通过杂交或自交，观察子代的性状表现判断。 1．（2022·湖南卷）中国是传统的水稻种植大国，有一半以上人口以稻米为主食。在培育水稻优良品种的过程中，发现某野生型水稻叶片绿色由基因C控制。回答下列问题。 (1)突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死。突变型1连续自交3代，F3成年植株中黄色叶植株占　　　　。 (2)测序结果表明，突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变，由5′­GAGAG­3′变为5′­GACAG­3′，导致第　　　　位氨基酸突变为　　　　，从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理　　　　　　　　　　　　　　　　　　。（部分密码子及对应氨基酸：GAG谷氨酸；AGA精氨酸；GAC天冬氨酸；ACA苏氨酸；CAG谷氨酰胺） 学生用书第205页 (3)由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段，用限制酶处理后进行电泳（电泳条带表示特定长度的DNA片段），其结果为图中　　　　（填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。 (4)突变型2叶片为黄色，由基因C的另一突变基因C2所致。用突变型2与突变型1杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。能否确定C2是显性突变还是隐性突变？　　　　（填“能”或“否”），用文字说明理由：________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)2/9　(2)243　谷氨酰胺　基因突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄　(3)Ⅲ　(4)能　若C2是隐性突变，则突变型2为纯合子，则子代CC2表现为绿色，C1C2表现为黄色，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若突变型2为显性突变，突变型2(C2C)与突变型1(CC1)杂交，子代表型及比例应为黄∶绿＝3∶1，与题意不符 解析：(1)突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死，说明突变型1应为杂合子，C1对C为显性，突变型1自交1代，F1成年植株中基因型及概率为1/3CC、2/3CC1，F2成年植株中基因型及概率为3/5CC、2/5CC1，F3成年植株中黄色叶植株占2/9。(2)突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变，由5′­GAGAG­3′变为5′­GACAG­3′，突变位点前对应氨基酸数为726/3＝242，则会导致第243位氨基酸由谷氨酸突变为谷氨酰胺。叶片变黄是叶绿体中色素含量变化的结果，而色素不是蛋白质，从基因控制性状的角度推测，基因突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄。(3)突变型1应为杂合子，由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。Ⅰ应为C酶切、电泳结果，Ⅱ应为C1酶切、电泳结果，从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段，用限制酶处理后进行电泳，其结果为图中Ⅲ。(4)用突变型2(C2_)与突变型1(CC1)杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若C2是隐性突变，则突变型2为纯合子，则子代CC2表现为绿色，C1C2表现为黄色，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若突变型2为显性突变，突变型2(C2C)与突变型1(CC1)杂交，子代表型及比例应为黄∶绿＝3∶1，与题意不符。故能确定C2是隐性突变。 2．芦笋为XY型性别决定。在某野生型窄叶种群中偶见几株阔叶芦笋幼苗，雌雄株都有。 (1)一株基因型为BbXaY的雄株，若此雄株的一个精原细胞减数分裂时产生了一个基因型为BbbXa的精子，则另外三个精子的基因型分别为　　　　　　　　。 (2)有人对阔叶芦笋幼苗的出现进行分析，认为可能有两种原因：一是基因突变，二是染色体加倍成为多倍体。请设计一个简单的实验鉴定阔叶芦笋出现的原因：_________________ ________________________________________________________________________。 (3)现已证实阔叶为基因突变的结果，为确定是显性突变还是隐性突变，选用多株阔叶雌雄株进行交配，并统计后代表型。 若　　　　　　　　　　，则为　　　　　　　。 若　　　　　　　　　　，则为　　　　　　　。 (4)已经知道阔叶是显性突变所致，由于雄株芦笋幼苗产量高于雌株，种植户希望在幼苗期就能区分雌雄，为了探求可行性，求助于科研工作者。技术人员先用多株野生型雌株与阔叶雄株杂交，进行此实验的意图是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。若杂交实验结果出现　　　　　　　　　　　　　　　，种植户的心愿可以实现。 答案：(1)BXa、Y、Y　(2)用显微镜观察野生型植株和阔叶植株细胞内染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体加倍的结果，否则为基因突变　(3)后代出现窄叶　显性突变　后代都为阔叶　隐性突变　(4)通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上　后代雌株都为阔叶，雄株都为窄叶 解析：(1)一株基因型为BbXaY的雄株，若此雄株的一个精原细胞减数分裂时产生了一个基因型为BbbXa的精子，则减数分裂Ⅰ后期，含有基因B和基因b的同源染色体未分离，形成了基因型为YY和BBbbXaXa的次级精母细胞。减数分裂Ⅱ后期，含有基因b的染色体的着丝粒分裂后，子染色体未分离，移向了细胞同一极，因此另外三个精子的基因型分别为BXa、Y、Y。(2)由于染色体加倍成为多倍体可在显微镜下观察到，而基因突变在显微镜下观察不到，故最简单的实验设计是取野生型窄叶植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片，显微观察有丝分裂中期细胞内染色体数目。若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体加倍的结果，否则为基因突变。(3)选用多株阔叶突变型雌、雄交配，若为显性突变所致，则杂交后代出现野生型窄叶；若为隐性突变所致，则杂交后代仅出现突变型阔叶。(4)选用多对野生型雌株与突变型雄株作为亲本杂交。若杂交后代野生型窄叶全为雄株，突变型阔叶全为雌株，则这对基因位于X染色体上；若杂交后代，野生型窄叶和突变型阔叶雌、雄均有，则这对基因位于常染色体。故该技术人员进行此实验的意图是通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上。 3．黑腹果蝇为生物实验常用材料，进一步研究发现果蝇的性别与染色体组成有关，如下表，其中XXY个体能够产生正常配子。 染色体组成 XY XYY XX XXY XXX YY 性别 雄性 雌性 不发育 红眼(R)对白眼(r)是显性，基因位于X染色体C区域中（如图），该区域缺失的X染色体记为X－，其中XX－为可育雌果蝇，X－Y因缺少相应基因而死亡。用红眼雄果蝇(XRY)与白眼雌果蝇(XrXr)杂交得到F1，发现F1中有一只白眼雌果蝇（记为W）。现将W与正常红眼雄果蝇杂交产生F2： (1)根据F2性状判断产生W的原因（只考虑眼色的性状）： ①若子代__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________，则是由亲代配子基因突变所致； ②若子代___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________，则是由X染色体C区域缺失所致； ③若子代___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________，则是由性染色体数目变异所致。 (2)如果结论③成立，则W的基因型是　　　　，其产生的配子类型及比例为　　　　　　　　　　　　　　，F2中的果蝇有　　　　种基因型。 答案：(1)①雄果蝇全为白眼，雌果蝇全为红眼，雌雄个体比值为1∶1　②雄果蝇全为白眼，雌果蝇全为红眼，雌雄个体比值为2∶1　③雌雄个体中均有红眼和白眼两种性状　(2)XrXrY　Xr∶Y∶XrXr∶XrY＝2∶1∶1∶2　6 解析：(1)①若是由亲代配子基因突变所致，则W的基因型为XrXr，其与正常红眼雄果蝇(XRY)杂交，子代雄果蝇全为白眼，雌果蝇全为红眼，且雌雄个体比值为1∶1。②若是由X染色体C区域缺失所致，则W的基因型为X－Xr，其与正常红眼雄果蝇(XRY)杂交，由于XX－为可育雌果蝇，X－Y因缺少相应基因而死亡，则子代雄果蝇全为白眼，雌果蝇全为红眼，雌雄个体比值为2∶1。③若是由性染色体数目变异所致，则W的基因型为XrXrY，其与正常红眼雄果蝇(XRY)杂交，则子代雌雄个体中均有红眼和白眼两种性状。(2)如果结论③成立，则W的基因型是XrXrY，其能产生四种配子：XrXr、Y、XrY、Xr，比例为1∶1∶2∶2，其与正常红眼雄果蝇(XRY)杂交，由于XXX和YY不能发育，因此F2中果蝇的基因型种类有4×2－2＝6（种）。 （时间：40分钟，满分：50分） （本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！） 一、单项选择题（每小题2分，共18分） 1．（2023·鼓楼区校级一模）某动物一对染色体上部分基因及其位置如图所示，该动物通过减数分裂产生的若干精细胞中，出现了如图6种异常精子。下列相关叙述正确的是(　　) A．1和6属于同一变异类型，发生于减数分裂Ⅰ后期 B．2、4、5同属于染色体结构变异，都一定发生了染色体片段断裂 C．3发生的变异一般不改变碱基序列，是变异的根本来源 D．只有2、4发生的变异改变了染色体上DNA的碱基数量 答案：B 解析：1和6异常精子形成的原因是减数分裂Ⅰ的四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换，属于基因重组，两者很可能来自同一个初级精母细胞，A错误；2发生了染色体片段缺失、4发生了染色体片段重复、5发生了染色体片段倒位，三者都属于染色体结构变异，染色体结构变异的基础是染色体片段断裂，B正确；3中d基因出现的原因一定是基因突变，基因突变是指基因中碱基的替换、增添或缺失，故在基因中一定存在碱基顺序的改变，C错误；3基因突变的过程中碱基的数量也可能发生改变，D错误。 2．（2024·江苏模拟）下列关于变异和育种的叙述，正确的是(　　) A．改良某种缺乏抗病性的水稻品种可采用单倍体育种 B．用秋水仙素处理植物的叶肉细胞即可获得多倍体植株 C．茎尖分生区细胞经植物组织培养可获得抗病毒植物 D．杂交育种获得的优良品种可能是纯合子也可能是杂合子 答案：D 解析：改良某种缺乏抗病性的水稻品种可采用诱变育种，“缺乏抗病性”的本质是缺乏相应的基因，要产生新的基因常采用诱变育种，A错误；叶肉细胞是高度分化的细胞，不具有分裂能力，秋水仙素作用机理是抑制纺锤体形成，使染色体数目加倍，所以处理植物的叶肉细胞不能获得多倍体植株，需要处理幼苗或萌发的种子，B错误；植物茎尖细胞的病毒极少，甚至没有病毒，故茎尖分生区细胞经植物组织培养可获得脱毒植物而非抗病毒植物，C错误；杂交育种是指将不同亲本的优良性状集中到一个个体的技术，如果亲本是纯合子，可培育杂合子，如果是杂合子，也可以培育隐性纯合子和显性纯合子，D正确。 3．（2024·厦门模拟）如图是某精原细胞内两对同源染色体发生的结构变化，染色体上的字母表示基因。下列有关叙述正确的是(　　) A．图中所示的变异只能发生在减数分裂过程中 B．染色体结构改变后，B基因与N基因成为等位基因 C．该精原细胞进行减数分裂时，在光学显微镜下不能观察到联会异常 D．该精原细胞减数分裂形成的精子可能含有一套完整的遗传信息 答案：D 解析：图中所示的变异为染色体结构变异中的易位，既可发生在减数分裂过程中，也可发生在有丝分裂过程中，A错误；等位基因控制相对性状，B基因与N基因控制不同性状，不属于等位基因，B错误；该精原细胞进行减数分裂时，在光学显微镜下能观察到联会异常的现象，C错误；当aN所在的染色体和Db所在的染色体进入一个精细胞时，精子可能含有一套完整的遗传信息，D正确。 4．（2024·河南模拟）某两性花二倍体植株的基因型为AaBb，A/a、B/b基因位于两对同源染色体上，其在自然条件下，既可进行自花受粉也可进行异花传粉。有少数花朵存在异常的减数分裂，可通过自花受粉形成四倍体植株，过程如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．图示过程中产生的异常配子的基因型一定是AaBb B．在自然条件下，该植株也可能产生三倍体子代植株 C．图示产生的四倍体植株与原二倍体植株不属于同一物种 D．若环境改变，基因型为AABB的植株更适应环境，则该种群会发生进化 答案：A 解析：异常配子的染色体数和体细胞相同，都含有2个染色体组，若是减数分裂Ⅰ同源染色体未分离，减数分裂Ⅱ姐妹染色单体正常分离，则产生异常配子的基因型为AaBb，若是减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ姐妹染色单体未分离，产生的异常配子的基因型可能为AABB或aabb或AAbb或aaBB，A错误；在自然条件下，产生的异常配子可能和正常配子受精，形成三倍体子代植株，B正确；图示四倍体植株与二倍体植株杂交产生的三倍体植株会因联会紊乱难以产生正常配子而高度不育，因此，图示产生的四倍体植株与原二倍体植株不属于同一物种，C正确；生物进化的实质是种群基因频率的改变，若环境改变，基因型为AABB的植株更适应环境，则A和B的基因频率会升高，该种群会发生进化，D正确。 5．（2023·桃城区三模）如图表示人类(2n＝46)4号和10号染色体之间发生重接的过程。减数分裂时，4号、10号染色体分别与重接后的染色体的同源区段联会，联会的3条染色体分开并随机移向细胞两极，其他染色体正常分离。下列叙述错误的是(　　) A．4号和10号染色体重接属于易位，是可遗传变异的来源之一 B．减数分裂时，四分体中除可发生图示变异外，还可发生非姐妹染色单体互换 C．残片丢失导致染色体数目减少，但其有可能产生染色体组成正常的配子 D．该染色体异常的胎儿可通过光学显微镜进行羊水检查 答案：B 解析：4号和10号染色体重接属于染色体间的易位，属于染色体结构变异，是可遗传变异的来源之一，A正确；减数分裂时一个四分体中可发生非姐妹染色单体互换，属于基因重组，不会发生图中非同源染色体的结构变异，B错误；4号、10号染色体分别与重接后的染色体的同源区段联会，其含有正常的4号、10号染色体，有可能产生染色体组成正常的配子，C正确；通过羊水抽取相应的细胞进行培养，可用于染色体分析、序列测定和分析等，因此检查该染色体异常的胎儿可通过光学显微镜进行羊水检查，D正确。 6．（2023·济南三模）水稻(2n＝24)单体比正常个体少一条染色体，缺体比正常个体少一对同源染色体，假设单体和缺体均可育。正常籽粒的颜色为白色，如图表示带有蓝粒基因标记的单体，可用其选育能稳定遗传的可育缺体。下列说法错误的是(　　) A．单体或缺体来源于染色体变异 B．理论上可分别产生12种染色体组成不同的单体和缺体 C．蓝粒单体自交可产生4种染色体组成不同的后代 D．单体水稻可用于判断隐性突变基因位于哪一条染色体上 答案：C 解析：单体比正常个体少一条染色体，缺体比正常个体少一对同源染色体，都属于染色体数目变异，A正确。水稻含有24条染色体，即有12对同源染色体，单体比正常个体少一条染色体，可以少一个染色体组中任何一条染色体，故水稻共有12种单体；缺体比正常个体少一对同源染色体，可以少12对同源染色体中的任何一对，故水稻共有12种缺体，B正确。蓝粒单体水稻4号染色体缺少一条染色体，染色体组成可表示为22W＋E，由于E染色体不能配对，只考虑该染色体，可产生E和0型（不含）两种配子，故后代包括22W＋E、22W＋EE，22W三种后代，C错误。让隐性突变个体和各种单体杂交，若某种单体的子代中出现隐性突变类型，则此基因在相应的染色体上，D正确。 7．（2023·朝阳区二模）野生型马铃薯大多自交不亲和。研究者培育DMP基因突变的马铃薯，开展如下杂交实验。下列叙述错误的是(　　) DMP基因突变的马铃薯 ―→种子幼苗纯合二倍体植株 A．分析种子中双亲的特异性DNA序列可确定其染色体来源 B．DMP基因突变可使父本来源染色体全部或部分消失 C．杂交实验过程中获得的单倍体幼苗由种子发育而来 D．经秋水仙素处理即可获得具有母本优良性状的植株 答案：D 解析：染色体的主要成分是DNA和蛋白质，且DNA具有多样性和特异性，分析种子中双亲的特异性DNA序列可确定其染色体来源，A正确；结合题图“筛选并鉴定仅有母本来源染色体的种子”可知，DMP基因突变可使父本来源染色体全部或部分消失，B正确；结合题图可知，杂交实验过程中获得的单倍体幼苗由种子（仅有母本来源染色体的种子）发育而来，C正确；经秋水仙素处理，染色体成功加倍后，通过筛选可获得具有母本优良性状的植株，D错误。 8．（2023·嘉兴二模）一定浓度的秋水仙素处理能使更多的细胞处于有丝分裂中期，从而有利于染色体核型分析。染色体核型分析过程如图所示。下列叙述错误的是(　　) →→→→→→ A.盐酸解离有利于染料进入细胞 B．秋水仙素处理能促进细胞分裂 C．进行核型分析时，着丝粒的位置是染色体归类依据之一 D．选择中期细胞进行核型分析的原因之一是染色体缩短到最小程度 答案：B 解析：盐酸解离能使生物膜失去选择透过性，从而有利于染料进入细胞，A正确；秋水仙素处理能抑制纺锤体的形成，B错误；进行核型分析时，着丝粒的位置是染色体归类依据之一，C正确；选择中期细胞进行核型分析的原因之一是染色体缩短到最小程度，形态固定、数目清晰，D正确。 9．（2024·沈阳模拟）在细胞分裂过程中，染色体的着丝粒异常横裂，使染色体的两个臂分开，从而形成两条“等臂染色体”，如图所示。某基因型为Aa的二倍体生物的一个体细胞进行有丝分裂时，A、a所在的染色体中有一条形成了“等臂染色体”，并正常移到细胞两极，不考虑其他变异，下列有关该细胞的叙述，错误的是(　　) A．该细胞中“等臂染色体”形成于有丝分裂后期 B．“等臂染色体”的形成属于染色体结构变异 C．其子细胞中染色体的数目未发生改变 D．其产生的子细胞基因型为AA或aa 答案：D 解析：该“等臂染色体”是着丝粒异常横裂形成的，有丝分裂过程中着丝粒分裂发生在后期，因此该结构形成于有丝分裂后期，A正确；“等臂染色体”的形成改变了原来染色体结构，属于染色体结构变异，B正确；由于形成的两条子染色体能移到细胞两极，所以其子细胞中染色体的数目不会发生改变，C正确；由于A、a所在的染色体中有一条形成了“等臂染色体”，所以该二倍体细胞基因型为Aa时，可能会产生基因型为Aaa、A或AAa、a的子细胞，D错误。 二、多项选择题（每小题4分，共12分） 10．（2023·江苏苏北四市检测）多倍体分为两种，同源多倍体含有来自同一物种的多种染色体组；异源多倍体含有来自两个或多个物种的多个染色体组，其形成机制如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A．油菜为异源四倍体，体细胞染色体数目为19 B．油菜可能由花椰菜与芜菁减数分裂时产生染色体加倍的配子受精后形成 C．油菜与花椰菜存在生殖隔离，四倍体花椰菜与花椰菜也存在生殖隔离 D．油菜表达了在花椰菜和芜菁中不表达的基因，一定发生了基因突变 答案：BC 解析：N表示一个染色体组所含的染色体数目，A或C表示一个染色体组，花椰菜(CC)与芜菁(AA)都表示含两个染色体组，都是二倍体，花椰菜与芜菁是两个不同的物种，杂交后子代的染色体组成是AC，通过染色体加倍，变成油菜(AACC)为异源四倍体，体细胞染色体数目为9＋9＋10＋10＝38（条），A错误；由题图可知，油菜的染色体组成为AACC，花椰菜的配子染色体组成为C，芜菁的配子染色体组成为A，所以油菜可能由花椰菜与芜菁减数分裂时产生染色体加倍的配子受精后形成，即CC与AA结合形成AACC，B正确；油菜、花椰菜是不同的物种，它们之间存在生殖隔离，四倍体花椰菜与花椰菜也是不同物种，它们之间也存在生殖隔离，C正确；油菜具有花椰菜和芜菁的染色体组，表达了在花椰菜和芜菁中不表达的基因，发生了染色体数目变异，不是基因突变，D错误。 11．正常普通小麦(2n＝42)缺失一条染色体形成单体小麦。将单体小麦与正常小麦杂交，结果如表。下列相关叙述正确的是(　　) 实验编号 父本 母本 F1植株百分比 正常小麦 单体小麦 实验一 正常小麦 单体小麦 25% 75% 实验二 单体小麦 正常小麦 96% 4% A.由实验一可知，减数分裂时不成对的染色体易丢失 B．由实验二可知，染色体数目为n－1的花粉可育性较低 C．单体小麦自交后代中，正常小麦与单体小麦的比例约为1∶2 D．若要获得更多的单体小麦，杂交时最好选单体小麦作母本 答案：ABD 解析：实验一在正常情况下，正常小麦和单体小麦百分比都应为50%，而实验结果却是单体小麦占了75%，说明母本中不成对的染色体丢失，与父本正常配子结合之后成为单体小麦，A正确；由实验二可知，后代正常小麦占了96%，而单体小麦仅仅占了4%，说明来自父本的正常花粉可育性较高，(n－1)花粉的可育性较低，B正确；单体小麦自交，按照正常情况后代的各种小麦比例为：正常小麦∶单体小麦∶缺失两条染色体的小麦约为1∶2∶1；所以正常小麦与单体小麦的比例约为1∶2，但由实验一的结果可知，后代单体小麦可能较多，C错误；由实验一、实验二可知，当单体小麦作母本时，后代中可获得较多的单体小麦，D正确。 12．（2022·鞍山二模）一只杂合长翅雄果蝇(Aa)与一只残翅雌果蝇(aa)杂交，一方减数分裂异常导致产生一只A/a所在染色体三体长翅雄果蝇。已知三体在减数分裂过程中，三条染色体中随机两条配对，剩余一条染色体随机分配至细胞一极。为确定该三体果蝇的基因组成（不考虑基因突变），让其与残翅雌果蝇测交，下列说法正确的是(　　) A．三体长翅雄果蝇的产生可能是精原细胞减数分裂Ⅰ异常导致的 B．三体长翅雄果蝇的产生可能是卵原细胞减数分裂Ⅱ异常导致的 C．如果测交后代中长翅∶残翅＝5∶1，则该三体果蝇的基因组成为AAa D．如果测交后代中长翅∶残翅＝3∶1，则该三体果蝇的基因组成为Aaa 答案：ABC 解析：根据分析，三体长翅雄果蝇可能是精原细胞减数分裂Ⅰ异常产生含Aa基因的精子导致的或减数分裂Ⅱ异常产生含AA基因的精子导致的，A正确；根据分析，三体长翅雄果蝇可能是卵原细胞减数分裂Ⅰ异常产生含aa基因的同源染色体的卵细胞导致的或减数分裂Ⅱ异常产生含aa基因的卵细胞导致的，B正确；如果该三体果蝇的基因组成为AAa，产生的配子类型及比例是AA∶a∶Aa∶A＝1∶1∶2∶2，与残翅雌果蝇(aa)测交，后代的基因型及比例为AAa∶aa∶Aaa∶Aa＝1∶1∶2∶2，则长翅∶残翅＝5∶1，C正确；如果该三体果蝇的基因组成为Aaa，产生的配子类型及比例是A∶aa∶Aa∶a＝1∶1∶2∶2，与残翅雌果蝇(aa)测交，后代的基因型及比例为Aa∶aaa∶Aaa∶aa＝1∶1∶2∶2，则长翅∶残翅＝1∶1，D错误。 三、非选择题（共20分） 13．（10分）（2024·重庆模拟）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)以上育种过程涉及到的变异类型有　　　　　　　　　　　　。 (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　　　　。 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　　　　　　　　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）变异　(2)明显的平行　基因在染色体上　(3)①1/2　1∶2　②红体色、痕迹翅　F3父本在减数分裂中发生互换，产生了含a、b的雄配子与母本产生的含W染色体的配子结合（或发生了基因突变） 解析：(1)由分析可知，P1和P2涉及的变异类型为基因突变，P3涉及的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)A/a为一对等位基因，B/b为另一对等位基因，控制着翅型这对相对性状，雄蚕中含有两个显性基因时胚胎致死，雌蚕中含有1个显性基因且没有等位基因时胚胎致死。①P1和P3杂交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F2的基因型及比例为ZaBZAb∶ZaBZab∶ZAbWab∶ZabWab＝1∶1∶1∶1，筛选出的雄蚕的基因型为ZaBZAb（红体色、痕迹翅），与野生型雌蚕(ZabW)杂交，后代F3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F3只有雄蚕。在大量的实验中，F3中有少数雌蚕存活下来，可能的原因是：①发生了基因突变；②F3父本在减数分裂中发生互换，产生了含a、b的雄配子与母本产生的含W染色体的配子结合。 14．（10分）（2024·湖北武汉模拟）水稻是二倍体雌雄同株植物。袁隆平院士及其团队研发的三系杂交水稻，让“亩产千斤”“禾下乘凉”都已不是梦。三系杂交涉及细胞核中的可育基因(R)、不育基因(r)，细胞质中的可育基因(N)、不育基因(S)，只有基因型为S(rr)的植株表现为花粉不育（雄性不育），其余基因型的植株的花粉均可育（雄性可育）。请回答下列问题。 (1)水稻细胞中与育性相关的基因型有　　　　种。基因型为S(rr)的雄性不育系水稻与基因型为N(RR)的水稻杂交产生F1，F1自交后代花粉可育与花粉不育的比例是　　　　。科研人员发现S(rr)这种雄性不育性状个体在特定的环境条件下又是雄性可育的，由此说明________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)采用雄性不育系进行杂交育种可省却对母本去雄的繁琐工序。由于雄性不育系不能通过自交来延续，现欲从与育性有关的三个品系水稻N(RR)，S(RR)，N(rr)中选取一个品系，通过和S(rr)杂交制备雄性不育系，则应该选择的父本和母本分别是 ________________________________________________________________________。 (3)科研人员将三个基因M、P和H（M、P是与花粉育性有关的基因，H为红色荧光蛋白基因）与Ti质粒连接，共同转入雄性不育水稻植株细胞中同一染色体上（不考虑互换），获得转基因植株（见下图），该转基因植株自交后代中红色荧光植株占一半，据此推测M、P基因在育种过程中的功能为______________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)6　3∶1　表型是由基因和环境共同作用的结果　(2)父本选择N(rr)，母本选择S(rr)　(3)M、P基因可使r品系雄性恢复可育，但含M、P基因的花粉不育 解析：(1)三系杂交涉及细胞核中的可育基因(R)、不育基因(r)，细胞质中的可育基因(N)、不育基因(S)，则水稻细胞中与育性相关的基因型有3×2＝6种，即N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)、S(rr)。基因型为S(rr)的雄性不育系水稻与基因型为N(RR)的水稻杂交产生F1，基因型为S(rr)的植株表现为花粉不育，只能作母本，所以细胞质基因来自基因型为S(rr)的植株，则F1的基因为S(Rr)，F1自交，F2的基因型及比例为S(RR)∶S(Rr)∶S(rr)＝1∶2∶1，所以F1自交后代花粉可育与花粉不育的比例是3∶1。表型由基因和环境共同作用，这种雄性不育性状个体在特定的环境条件下又是雄性可育的，由此说明表型是由基因和环境共同作用的结果。(2)若要通过杂交获得雄性不育系，应该选择父本提供r基因且自身雄性可育，母本提供S和r基因，所以父本可选N(rr)，母本选择S(rr)。(3)科研人员将连锁的三个基因M、P和H（M、P是与花粉育性有关的基因，H为红色荧光蛋白基因）与Ti质粒连接，转入雄性不育水稻植株细胞中，获得转基因植株，自交后代中红色荧光植株占一半，说明转基因植株是雄性可育，且后代含有H基因的个体占一半，据此推测，转来的基因使rr品系恢复育性，含有M、P、H基因的花粉不育。所以推测，M、P基因在育种过程中的功能为：M、P基因可使r品系雄性恢复可育，但含M、P基因的花粉不育。 学生用书第206页 学科网（北京）股份有限公司 $$