第7单元 2 第27讲 染色体变异与育种（教师用书Word）-【金版新学案】2026年高考生物高三总复习大一轮复习讲义（人教版 多选）

该高中生物学讲义聚焦染色体变异与育种高考核心考点，按“数目变异-结构变异-育种应用”逻辑架构知识体系，整合课标要求与近年考情，通过考点梳理（如染色体组“三法”判定）、方法指导（单倍体“两看”判断法）、真题训练（2024浙江/广东卷等）环节，帮助学生系统突破难点，体现复习针对性。 资料以生命观念（结构与功能观）和科学思维（模型建构）为引领，创新“情境分析-方法总结-分层练习”教学流程，如设计染色体易位与互换对比表格，结合低温诱导实验探究，高效提升学生解题能力，为教师把控复习节奏提供清晰路径，保障复习效果。

第27讲　染色体变异与育种 课标 要求 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。 考情 分析 1.染色体数目变异(2024·浙江6月选考T2；2023·江苏卷T10；2021·广东卷T11；2021·北京卷T7) 2.染色体结构变异(2024·浙江1月选考T19；2023·湖北卷T16；2022·浙江6月选考T3；2022·湖南卷T9；2021·广东卷T16) 3.生物育种(2024·广东卷T14；2024·安徽卷T10；2023·全国甲卷T32；2022·河北卷T20) 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。 学生用书⬇第184页 (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。 提醒　实验中的试剂及其作用 1.正误判断 (1)(必修2 P87 图5-5)野生马铃薯(2n＝24)一个染色体组有12条染色体，马铃薯单倍体染色体组有12条染色体。(√) (2)(必修2 P87 正文)体细胞的一个染色体组中不可能存在同源染色体。(√) (3)(必修2 P88 正文)体细胞中含有三个染色体组的个体称为三倍体。(×) (4)(必修2 P88“相关信息”)秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取出来的一种植物碱，有剧毒。(√) (5)(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。(×) (6)(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。(√) 2.情境分析 下列a～h是不同生物的体细胞中染色体或基因的情况，据此分析： (1)细胞中含有一个染色体组的是图d、g，判断依据是d中每种字母只有一个，没有等位基因或相同基因；g中没有同源染色体。 (2)细胞中含有两个染色体组的是图c、h，对应个体不一定(填“一定”或“不一定”)是二倍体，理由是不确定发育来源。如果它们是由配子发育来的，都是单倍体；如果它们是由受精卵发育来的，都是二倍体。 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。 学生用书⬇第185页 (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.“两看”判断单倍体、二倍体和多倍体 染色体组成倍变化 1.(2020·全国卷Ⅱ)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.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(　　) 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 答案：D 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。 个别染色体变化 3.(2024·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，A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，B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，C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，D错误。 低温诱导植物细胞染色体数目变化实验 4.(2025·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186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、人类慢性髓细胞性白血病 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。 1.正误判断 (1)(必修2 P90 图5-7)非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中。(×) (2)(必修2 P90 图5-7)染色体易位不改变基因数量，一般不会对个体性状产生影响。(×) (3)(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。(×) (4)(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。(√) (5)(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。(×) (6)(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。(×) 2.情境分析 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。据图分析： (1)能引起染色体上基因数量的变化的变异类型有甲和丁。 (2)不可能在根尖分生区细胞的分裂过程中出现的变异类型是丙。 (3)若乙为精原细胞，则它能(填“能”或“不能”)产生正常的配子。 (4)图中所示的变异类型中可用光学显微镜观察检验的有甲、乙、丁。 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 学生用书⬇第187页 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 染色体结构变异 1.(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。下列叙述正确的是(　　) 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 答案：C 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；题干可知，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。 2.(2025·山东泰安高三期末)雄果蝇第2、3号染色体发生易位形成易位杂合子(两条新的染色体记为2'、3')。它减数分裂时会出现邻近分离或交互分离，形成不同染色体组成的配子(如图甲)；果蝇的褐眼(b)和黑檀体(e)基因分别位于2、3号染色体上。现以易位野生型雄果蝇(基因组成及位置如图乙)与褐眼黑檀体雌果蝇杂交，结果F1中仅出现野生型及褐眼黑檀体，没有褐眼体色野生型(bbe＋e)和眼色野生型黑檀体(b＋bee)。下列分析正确的是(　　) A.易位可能发生在四分体时期的姐妹染色单体之间 B.不考虑互换，图甲中易位杂合子可形成4种配子，其中正常配子1种 C.F1中没有bbe＋e和b＋bee个体可能是易位引起受精卵中染色体部分缺失或重复所致 D.不考虑互换，让F1中野生型个体间随机交配，则后代中易位杂合子占2/3 答案：C 可遗传变异的综合分析 3.(2024·辽宁联考)某二倍体植物的花色受三对独立遗传且完全显性的等位基因控制，其花色色素合成途径如图1所示。现以三个白花纯合品系进行杂交实验，结果如图2所示。请回答下列问题。 学生用书⬇第188页 (1)由图可知，基因可通过控制　　　　　，进而控制生物体的性状。 (2)正常情况下，红花植株的基因型有　　　　　种，某基因型为iiAaBb的红花植株中有少部分枝条开出了白花，推测可能是由于形成花芽的细胞在分裂过程中发生了　　　　　，也可能是因某条染色体发生缺失。 (3)实验一中，品系1的基因型是　　　　　，F2白花植株中能稳定遗传的占　　　　　。 (4)研究发现，植物体细胞中b基因多于B基因时，B基因的表达将会减弱而形成粉红花突变体，其体细胞中基因与染色体组成如图3(其他基因数量与染色体均正常)。现欲判断一基因型为iiAABbb粉红植株的突变类型，可选用基因型为iiaabb的植株进行杂交。若子代表型及比例为　　　　　　　　　　　　　，则其为突变类型1；若杂交表型及比例为　　　　　　　　　，则其为突变类型2。 答案：(1)酶的合成　(2)4　基因突变　(3)IIAABB　7/13　(4)红花∶粉红花∶白花＝1∶1∶2　红花∶白花＝1∶1 解析：(1)由图1可知，白色物质1通过酶1和酶2共同作用才会表现出红花，因此基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。(2)由图1可知，红花植株的基因型有iiAABB、iiAaBB、iiAABb和iiAaBb共4种；iiAaBb为红花，可能是发生了基因突变，产生了如iiAabb的白花，也可能是因某条染色体发生缺失导致A基因或B基因丢失。(3)假设实验一中F2中红花iiA_BB＝1/4×3/4×1＝3/16，则F1白花基因型为IiAaBB，则品系1的基因型为IIAABB、品系2的基因型为iiaaBB，结合实验二，F2中红花为9/16，则实验二F2中红花的基因型只能为iiA_B_＝1×3/4×3/4＝9/16，则实验二中F1的基因型为iiAaBb，因为品系2的基因型为iiaaBB，则品系3的基因型为iiAAbb才能符合题意。综上所述品系1的基因型为IIAABB、品系2的基因型为iiaaBB，品系3的基因型为iiAAbb。实验一中F1的基因型为IiAaBB，则后代白花的基因型有I_A_BB∶I_aaBB∶iiaaBB＝9∶3∶1，其中能稳定遗传的有IIA_BB(占3份)、IIaaBB(占1份)、IiaaBB(占2份)、iiaaBB(占1份)，则白花植株中能稳定遗传的占7/13。(4)由于iiAaBbb植株中多了一个b基因，又因为体细胞中b基因数多于B时，B基因的表达减弱而形成粉红花突变体，如果是突变类型1，iiAABbb减数分裂可产生iAB、iAbb、iABb、iAb四种配子，比例为1∶1∶1∶1；如果是突变类型2，iiAABbb减数分裂可产生iAB、iAbb两种配子，比例为1∶1，当与配子iab结合时，观察并统计子代的表型与比例，如果子代中红花∶粉红花∶白花＝1∶1∶2，则其为突变类型1；如果子代中红花∶白花＝1∶1，则其为突变类型2。 几种常考变异类型产生配子的分析方法 考点三　生物变异在育种中的应用 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。 (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。 学生用书⬇第189页 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。 1.正误判断 (1)(必修2 P83“相关信息”)诱变育种可通过改变基因的碱基序列达到育种目的。(√) (2)(必修2 P84“与社会的联系”)人工杂交选育优质金鱼的原理是基因重组。(√) (3)(必修2 P88“相关信息”)普通小麦、棉、烟草、菊、水仙都是多倍体。(√) (4)(必修2 P89“与社会的联系”)单倍体育种中，通过花药(或花粉)离体培养所得的植株均为纯合的二倍体。(×) (5)(必修2 P91“拓展应用”2)用二倍体西瓜给四倍体西瓜传粉，则四倍体植株所结的种子里面的胚有3个染色体组。(√) 2.情境分析 (经典高考情境)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等分离世代中选择　　　　　　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，其育种过程所需的年限　　　　。 (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)抗病矮茎　自交　越长　(3)基因重组和染色体变异　遗传图解如下： 据不同育种目标选择不同育种方案 生物变异在育种中的分析与应用 1.(2024·安徽卷)甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，但不抗稻瘟病(rr)，乙品种水稻抗稻瘟病(RR)。育种工作者欲将甲培育成抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种，设计了下列育种方案，合理的是(　　) ①将甲与乙杂交，再自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株 ②将甲与乙杂交，F1与甲回交，选F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代；再将选取的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株 ③将甲与乙杂交，取F1的花药离体培养获得单倍体，再诱导染色体数目加倍为二倍体，从中选取抗稻瘟病植株 ④向甲转入抗稻瘟病基因，筛选转入成功的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株 A.①② B.①③ C.②④ D.③④ 答案：C 解析：甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，但不抗稻瘟病(rr)，乙品种水稻抗稻瘟病(RR)，两者杂交，子代为优良性状的杂合子，且抗稻瘟病(Rr)，若让其不断自交，每代均选取抗稻瘟病植株，则得到的子代为抗稻瘟病植株，但其他性状不一定是优良性状的纯合子，①错误；将甲与乙杂交，F1与甲回交，F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代，可得到其他许多优良性状的纯合品种水稻，但抗稻瘟病植株可能为纯合子或杂合子，再将选取的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株，可得到抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种，②正确；将甲与乙杂交，取F1的花药离体培养获得单倍体，再诱导染色体数目加倍为纯合二倍体，从中选取抗稻瘟病且其他许多优良性状的纯合植物，为所需新品种，只选取抗稻瘟病植株，不能保证其他优良性状纯合，③错误；甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，向甲转入抗稻瘟病基因，则抗稻瘟病性状相当于杂合，对转入成功的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株，可获得所需新品种，④正确。故选C。 学生用书⬇第190页 2.(2024·湖北三模)我国科学家鲍文奎团队培育的异源八倍体小黑麦，优化了高寒山区人民的饮食结构，其培育思路得益于分析普通小麦的起源过程。他们曾将5种植物进行如下杂交实验，部分结果如下图。相关分析正确的是(　　) 注：图中圆圈交集处数字表示F1杂合子在减数分裂Ⅰ中形成的四分体个数。 A.一粒小麦和拟斯卑尔山羊草杂交后即可得二粒小麦 B.一粒小麦和节节麦杂交产生的F1在减数分裂Ⅰ中形成7个四分体 C.普通小麦卵细胞中含有的21条非同源染色体，构成一个染色体组 D.用适宜的低温处理二粒小麦和节节麦的不育杂种可得到普通小麦 答案：D 解析：根据图示，二粒小麦4n＝28，说明其细胞含有4个染色体组，因此一粒小麦和拟斯卑尔山羊草杂交后还需要经过秋水仙素处理才可得二粒小麦，A错误；一粒小麦和节节麦是不同种的二倍体，杂交产生的子一代没有同源染色体，因此F1在减数分裂Ⅰ中不能形成四分体，B错误；普通小麦含有六个染色体组，6n＝42，则卵细胞中含有的21条非同源染色体，来源于不同物种的三个染色体组，即一个染色体组内含有7条染色体，C错误；低温可诱导染色体数加倍，二粒小麦和节节麦的不育杂种(3n＝21)经低温处理后染色体加倍，可得到普通小麦，D正确。 1.(2024·广东卷)雄性不育对遗传育种有重要价值。为获得以茎的颜色或叶片形状为标记的雄性不育番茄材料，研究者用基因型为AaCcFf的番茄植株自交，所得子代的部分结果见图。其中，控制紫茎(A)与绿茎(a)、缺刻叶(C)与马铃薯叶(c)的两对基因独立遗传，雄性可育(F)与雄性不育(f)为另一对相对性状，3对性状均为完全显隐性关系。下列分析正确的是(　　) A.育种实践中缺刻叶可以作为雄性不育材料筛选的标记 B.子代的雄性可育株中，缺刻叶与马铃薯叶的比例约为1∶1 C.子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3∶1 D.出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是基因突变的结果 答案：C 解析：根据绿茎株中绝大多数雄性不育，紫茎株中绝大多数雄性可育，可推测绿茎(a)和雄性不育(f)位于同一条染色体，紫茎(A)和雄性可育(F)位于同一条染色体，由子代雄性不育株中，缺刻叶∶马铃薯叶≈3∶1可知，缺刻叶(C)与马铃薯叶(c)位于另一对同源染色体上，因此绿茎可以作为雄性不育材料筛选的标记，A错误；控制缺刻叶(C)、马铃薯叶(c)与控制雄性可育(F)、雄性不育(f)的两对基因位于两对同源染色体上，因此，子代雄性可育株中，缺刻叶与马铃薯叶的比例也约为3∶1，B错误；由于基因A和基因F位于同一条染色体，基因a和基因f位于同一条染色体，子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3∶1，C正确；出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是减数分裂Ⅰ前期同源染色体非姐妹染色单体间互换的结果，D错误。 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，如图所示。用 学生用书⬇第191页 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，后代育性达到了与亲本相当的水平。如图中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减数分裂Ⅰ中期形成13个四分体 C.F1减数分裂Ⅱ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；四分体形成于减数分裂Ⅰ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可能产生的配子类型为M、LM、MN、LMN，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。 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。 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， 学生用书⬇第192页 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、1/2A1A2B1B2、1/4A2A2B2B2(或1/4A1A1B2B2、1/2A1A2B1B2、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符合题意。 高考题中的遗传变异部分越来越多地考查学生的逻辑分析和思维能力，要求设计实验在多种“不确定性”中确定变异类型、判断基因位置等。解决此类问题常用“假说－演绎法”进行分析： 阅读题目信息，弄清变异现象 ↓ 分析变异现象，提出多种假说 ↓ 进行演绎推理，设计杂交实验，推测可能结果 ↓ 实验验证(书写实验思路) ↓ 得出结论(书写实验结果、结论) (经典高考题改编)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；各配子活力相同) 若想通过一次杂交的方法以探究其产生的原因，请写出实验思路和可能的结果结论。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 [思维路径] 观察现象：红眼雄果蝇(XBY)与白眼雌果蝇(XbXb)杂交，子代中发现有一只白眼雌果蝇 　　　　↓ 提出问题：为什么出现白眼雌果蝇？ 　　　　↓ 作出假设：假设①：发生了基因突变；假设②：发生了染色体缺失 　　　　↓ 演绎推理：若假设①成立，该果蝇的基因型为XbXb。让其与红眼雄果蝇(XBY)杂交，后代中红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇＝1∶1；若假设②成立，该果蝇的基因型为XbXO。让其与红眼雄果蝇(XBY)杂交，后代中红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇＝2∶1 　　　　↓ 实验验证：让这只雌果蝇与正常红眼雄果蝇交配，观察并记录子代中雌雄比例 　　　　↓ 得出结论：若子代中雌∶雄＝1∶1，则假设①成立；若子代中雌∶雄＝2∶1，则假设②成立 [规范作答]　实验思路：让这只雌果蝇与正常红眼雄果蝇交配，观察并记录子代中的雌雄比例。实验结果及结论：若子代中雌∶雄＝1∶1，则是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变；若子代中雌∶雄＝2∶1，则是亲本果蝇在产生配子过程中发生了染色体缺失 1.玉米的紫株和绿株由6号染色体上一对等位基因(H、h)控制，紫株对绿株为显性。紫株A经X射线照射后再与绿株杂交，子代出现少数绿株(绿株B)。为研究绿株B出现的原因，让绿株B与正常纯合的紫株C杂交得F1，F1自交得F2。请回答： 学生用书⬇第193页 (1)假设一：X射线照射导致紫株A发生了基因突变。若此假设成立，则F1的表型为　　　　　　　　；F2中紫株所占的比例为　　　　。 (2)假设二：X射线照射导致紫株A的6号染色体断裂，含有基因H的片段缺失(注：一条染色体部分片段缺失的个体生存，两条同源染色体皆有相同部分片段缺失的个体死亡)。若此假设成立，F1的表型为　　　　　　　　；F2中紫株所占比例为　　　　。 答案：(1)全部为紫株　3/4　(2)全部为紫株　6/7 解析：思维路径如下： (1)观察现象：紫外线照射后的紫株A(HH)和绿株(hh)的后代出现了少量绿株B。 (2)提出问题：为什么出现少量绿株？ (3)作出假设：假设①：发生了基因突变；假设②：发生了染色体缺失。 (4)演绎推理：若假设①成立：紫株A的基因型为Hh，绿株B的基因型为hh。绿株B(hh)与正常纯合的紫株C(HH)杂交，F1的基因型为Hh，为紫株；F1自交得到F2，F2中紫株(H_)所占的比例应为3/4。若假设②成立：则绿株B的基因型为hO，绿株B与正常纯合的紫株C(HH)杂交，F1有两种基因型(比例相等)：Hh和HO，均表现为紫株；Hh自交得到的F2为HH∶Hh∶hh＝1∶2∶1，紫株占3/4，绿株占1/4，HO自交，由于两条同源染色体缺失相同片段的个体死亡，所以F2为HH∶HO＝1∶2，全为紫株，F2中紫株所占比例应为6/7。 2.某野生型二倍体植物(雌雄同株)花的花瓣数目均为4瓣，研究人员用一定剂量的某种化学试剂处理该植物的种子后，播种得到了两个不同突变型的植株(突变型1和突变型2)，均表现为花瓣数目明显多于4瓣。回答下列问题。 (1)若上述两个突变型植株均为基因突变所致，请设计一个简便的实验判断其发生的基因突变属于显性突变还是隐性突变。　　　　　　　　　　　　　　。 (2)若已证实上述两个突变型植株均发生的是隐性突变，但不知道突变型1和突变型2是否是由同一对基因发生的突变所致。为此，某同学将突变型1与突变型2进行杂交得到F1，发现F1均表现为野生型。由此可推测　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)若上述推测成立，为进一步确定突变型1和突变型2发生突变的基因是否位于一对同源染色体上，该同学将F1继续进行自交得到F2。请预期实验结果并得出相应结论： ①若F2的表型及比例为野生型∶突变型＝9∶7，则　　　　　　　　　　　　　； ②若　　　　　　　，则　　　　　　　。 答案：(1)分别用突变型1、突变型2进行自交，观察并统计子代的表型　(2)突变型1和突变型2所对应的不是同一对基因发生的突变　(3)①突变型1和突变型2所对应的基因不位于一对同源染色体上(或位于两对同源染色体上或位于非同源染色体上)　②F2的表型及比例为野生型∶突变型＝1∶1　突变型1和突变型2所对应的基因位于一对同源染色体上 解析：(1)要通过实验判断发生的基因突变属于显性突变还是隐性突变，对于雌雄同株的植物而言最简便的方式就是自交，因此实验思路为分别用突变型1、突变型2进行自交，观察并统计子代的表型，若自交后代既有正常植株又有突变型植株，说明发生的基因突变是显性突变，若自交后代只有突变型植株，说明发生的基因突变是隐性突变。(2)若两个突变型植株均发生的是隐性突变，将突变型1与突变型2进行杂交得到F1，若F1均表现为野生型，说明突变型1和突变型2不是由同一对基因发生的突变所致。(3)假设控制突变型1的基因为a，控制突变型2的基因为b。根据F2的表型及比例为野生型∶突变型＝9∶7，说明F1的基因型为AaBb，并且这两对等位基因位于两对同源染色体上，符合基因的自由组合定律。若这两对等位基因位于同一对同源染色体上，即突变型1和突变型2所对应的基因是连锁遗传的，则将F1继续进行自交得到F2的表型及比例为野生型∶突变型＝1∶1。 3.番茄是二倍体植物。有一种三体，其6号染色体的同源染色体有3条，在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条随意配对联会形成一个二价体，另1条同源染色体不能配对而形成一个单价体。减数分裂Ⅰ的后期，组成二价体的同源染色体正常分离，组成单价体的1条染色体随机地移向细胞的任何一极，而其他染色体正常配对、分离。请回答下列问题。 (1)从变异类型的角度分析，三体的形成属于　　　　　　　　　　　　　。 (2)若三体番茄的基因型为AABBb，则其产生的花粉的基因型及其比例为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，其根尖分生区一细胞连续分裂两次所得到的子细胞的基因型为　　　　　　　　　　。 (3)现以马铃薯叶型(dd)的二倍体番茄为父本，以正常叶型(DD或DDD)的三体纯合子番茄为母本，设计杂交实验，判断D(或d)基因是否在6号染色体上，最简单可行的实验方案是　　　　　　　　　　　　　。 实验结果： ①若杂交子代　　　　　　　，则　　　　　　　。 ②若杂交子代　　　　　　　，则　　　　　　　。 答案：(1)染色体数目变异　(2)ABB∶ABb∶AB∶Ab＝1∶2∶2∶1　AABBb　(3)F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃薯叶型杂交　①正常叶∶马铃薯叶＝1∶1　D(或d)基因不在6号染色体上　②正常叶∶马铃薯叶＝5∶1　D(或d)基因在6号染色体上 解析：(1)由题意知，正常番茄的体细胞中6号染色体是2条，三体的6号染色体是3条，属于染色体数目变异。(2)三体番茄的基因型为AABBb，依题意分析其产生的配子的基因型及比例是ABB∶ABb∶AB∶Ab＝1∶2∶2∶1；根尖细胞进行有丝分裂，分裂后形成的子细胞的基因型与亲代细胞相同，都是AABBb。(3)①如果D(d)基因不在6号染色体上，则马铃薯叶型的基因型是dd，正常叶型的基因型是DD，杂交子代的基因型是Dd，与dd进行测交，测交后代的基因型及比例是Dd∶dd＝1∶1，前者是正常叶，后者是马铃薯叶；②如果D(d)基因位于6号染色体上，则马铃薯叶型的基因型是dd，正常叶型的基因型是DDD，杂交子代的基因型是Dd、DDd，其中DDd是三体植株，DDd与dd进行测交，DDd产生的配子的基因型及比例是DD∶D∶Dd∶d＝1∶2∶2∶1，测交后代的基因型是DDd∶Dd∶Ddd∶dd＝1∶2∶2∶1，其中Dd、DDd、Ddd表现为正常叶，dd表现为马铃薯叶。 学科网（北京）股份有限公司 $