专题13 生物变异与育种（期末真题汇编，山东专用）高三生物上学期

专题13 生物变异与育种（期末备考试题） 4大高频考点概览 考点01 可遗传变异和不遗传变异 考点02 基因突变与基因重组 考点03 染色体变异 考点04 变异在育种中的应用 地 城 考点01 可遗传变异和不遗传变异 一、单项选择题（每题只有一个正确答案，共3题） 1．（山东省青岛市2023届高三上学期期末生物试题改编）玉米是我国重要的粮食作物，在种植过程中常出现果穗大小差异的现象。某农科院为探究玉米果穗大小变异的原因，选取同一种玉米的优良品种，分别在肥沃地块A和贫瘠地块B进行种植，同时将地块A中收获的种子在地块C（肥力中等）进行二次种植，观察果穗大小表现。下列关于该实验中玉米果穗大小变异的分析，正确的是（ ） A. 地块A与地块B中玉米果穗大小的差异一定是可遗传变异 B. 地块A与地块C中玉米果穗大小的差异一定是不遗传变异 C. 若地块C中果穗大小与地块A相近，则说明地块A与B的差异主要是遗传物质导致 D. 若地块C中果穗大小介于A与B之间，则说明地块A与B的差异主要是环境导致 2．（山东省潍坊市2024届高三上学期期末生物试题改编）人类的一些性状表现会受遗传和环境的共同影响。例如，肤色的深浅与黑色素合成相关，既受基因控制，也受紫外线照射时间的影响；血型由基因严格控制，不受环境因素影响；青少年近视的发生与遗传因素有关，同时长时间近距离用眼等环境因素也会诱发近视。 下列关于人类性状变异的叙述，属于可遗传变异的是（ ） A. 长期在野外工作的人肤色变深 B. 父母均为A型血，子女为O型血 C. 青少年因长期刷题导致近视 D. 运动员因长期训练导致心率变慢 3．（山东省济南市2025届高三上学期期末生物试题原创）果蝇是遗传学研究的常用实验材料，其体细胞内有4对同源染色体，其中一对为性染色体。某科研小组在培养果蝇的过程中，发现一只雄性果蝇的翅形出现异常，表现为残翅（正常翅为显性性状），为探究该残翅变异的类型，绘制了该果蝇与正常翅雌性果蝇的染色体组成及杂交示意图（部分染色体未显示）。下图为该果蝇杂交实验的染色体及性状表现示意图，下列关于该残翅变异的判断，正确的是（ ） 图解：正常翅雌性果蝇染色体组成：Ⅱ、Ⅱ；Ⅲ、Ⅲ；Ⅳ、Ⅳ；X、X（其中控制翅形的基因A位于Ⅱ号染色体上，基因型为AA） 异常残翅雄性果蝇染色体组成：Ⅱ、Ⅱ；Ⅲ、Ⅲ；Ⅳ、Ⅳ；X、Y（其中Ⅱ表示Ⅱ号染色体上控制翅形的基因发生突变，基因型为Aa） 杂交后代：子代果蝇Ⅱ号染色体基因型为AA或Aa，表现型均为正常翅 A. 该残翅变异属于染色体结构变异中的缺失 B. 该残翅变异是由基因重组引起的可遗传变异 C. 该残翅变异的遗传物质发生了改变，属于可遗传变异 D. 若让子代雌雄果蝇杂交，后代不会出现残翅个体 二、不定项选择题（每题有一个或多个正确答案，共2题） 4．（山东省烟台市2023届高三上学期期末生物试题改编）太空育种是利用太空中的强辐射、微重力等特殊环境诱导生物发生变异，进而筛选出优良品种的育种方法。我国已通过太空育种培育出水稻、小麦、蔬菜等多种优良品种，如太空椒比普通椒果实更大、维生素C含量更高。同时，科研人员发现，太空育种产生的变异类型多样，且大部分变异是有害的。下列关于太空育种中变异的叙述，正确的是（ ） A. 太空椒的果实变大、维生素C含量升高，属于可遗传变异 B. 太空环境诱导生物发生的变异，一定是基因突变 C. 太空育种产生的变异大部分有害，说明变异具有不定向性 D. 若将太空椒的种子种植在普通环境中，其优良性状仍能稳定遗传 5．（山东省临沂市2024届高三上学期期末生物试题改编）某植物的花色由一对等位基因控制，红色（R）对白色（r）为显性。某研究小组选取一株红色花植株进行自交，子代出现红色花和白色花两种表现型。随后，研究小组将子代中的红色花植株分为两组，一组种植在光照充足的环境中，花色鲜红；另一组种植在光照不足的环境中，花色浅红。下列关于该植物花色变异的分析，正确的是（ ） A. 亲代红色花植株自交子代出现白色花，属于可遗传变异 B. 子代红色花植株在不同光照环境下的花色差异，属于不遗传变异 C. 亲代红色花植株的基因型一定为Rr，子代白色花植株基因型为rr D. 若将光照不足环境中的浅红花植株移栽到光照充足环境中，花色会立即变为鲜红 三、非选择题（共2题） 6．（山东省淄博市2025届高三上学期期末生物试题原创）小麦是我国北方主要的粮食作物，抗倒伏能力是影响小麦产量的重要性状。某农业技术人员在田间发现一株抗倒伏小麦植株，该植株周围的小麦均为易倒伏类型。为探究该抗倒伏变异的类型（可遗传变异或不遗传变异），技术人员进行了相关实验探究，实验过程及结果如下表所示。 （1）请完善下表中的实验设计及预期结果（实验中涉及的种植环境均为相同且适宜的常规环境）。 实验步骤 第一步：选取该抗倒伏小麦植株的种子，种植在常规环境中，观察子代的倒伏情况；同时选取周围易倒伏小麦的种子，在相同环境中种植，作为对照。 第二步：________________________。 预期结果及结论 ① 若第一步中抗倒伏小麦子代均为抗倒伏，第二步中________________________，则该抗倒伏变异为可遗传变异； ② 若第一步中抗倒伏小麦子代均为易倒伏，第二步中________________________，则该抗倒伏变异为不遗传变异。 （2）若该抗倒伏变异为可遗传变异，其可能的变异类型有哪些？请简要说明判断依据。 （3）请分析可遗传变异与不遗传变异在本质上的区别，并说明可遗传变异对生物进化的意义。 7．（山东省东营市2024届高三上学期期末生物试题改编）人类血友病是一种伴X染色体隐性遗传病，患者因血液中缺乏凝血因子而容易出血不止，其致病基因（h）位于X染色体上，正常基因（H）为显性。某家庭中，父亲表现正常，母亲为血友病基因携带者，他们生育了一个儿子和一个女儿，儿子患血友病，女儿表现正常。同时，该家庭所在地区因环境污染，部分人群出现了暂时性的凝血功能异常，但遗传物质未发生改变。 （1）请绘制该家庭的遗传系谱图，并标注各成员的基因型（正常男性用□表示，正常女性用○表示，患病男性用■表示，患病女性用●表示，婚配关系用横线连接，亲子关系用竖线连接）。 （2）该家庭中儿子患血友病，属于哪种变异类型？请说明理由。 （3）若该地区因环境污染导致的凝血功能异常人群，其后代在无污染环境中成长，凝血功能是否会恢复正常？请说明理由。 （4）请举例说明伴X染色体隐性遗传病的遗传特点（至少两点）。 地 城 考点02 基因突变和基因重组 一、单项选择题（每题4分，共4题，16分） 1．（山东省烟台市2024-2025学年高三上学期期末考试题改编）西瓜品种甲的瓜皮为深绿色，经紫外线诱变育种获得了浅绿色瓜皮品种乙和丙。育种人员将甲和乙、甲和丙、乙和丙之间分别进行杂交，所得F₁瓜皮均为深绿色。已知乙和丙均只涉及一对基因的突变，且西瓜瓜皮颜色由核基因控制。下列关于该变异的叙述，正确的是（ ） A. 乙和丙发生的突变类型均为显性突变 B. 乙和丙含有的浅绿色基因为等位基因 C. 甲和乙杂交获得的F₁自交，F₂深绿色个体中纯合子的概率为1/3 D. 乙和丙杂交获得的F₁自交，则F₂表型比例应为深绿色:浅绿色=9:7 2．（山东省泰安市东平县2025届高三上学期期末联考题改编）肺癌是常见的恶性肿瘤，研究发现部分肺癌患者的肿瘤细胞中存在EGFR基因（表皮生长因子受体基因）突变，该突变导致EGFR蛋白持续激活，促进肿瘤细胞无限增殖。临床中常用靶向药物抑制突变型EGFR蛋白活性，以治疗肺癌。下列关于EGFR基因突变的叙述，错误的是（ ） A. 该突变可能发生在细胞分裂间期的DNA复制过程中 B. 该突变可能导致EGFR蛋白的氨基酸序列发生改变 C. 靶向药物治疗体现了基因突变的“有害性”可被调控 D. 该突变在患者生殖细胞中发生时，才可遗传给后代 3．（2025届高三生物一轮复习基因突变与基因重组试题改编）某二倍体动物的一个初级精母细胞在减数分裂过程中，一对同源染色体的局部结构如图所示（图中字母表示基因，不考虑染色体片段缺失或重复）。该细胞最终产生了4个精细胞，基因型分别为AB、Ab、aB、ab。 试题图解： 同源染色体配对示意图： 染色体1（一条染色单体：A—B，另一条染色单体：A—b） 染色体2（一条染色单体：a—b，另一条染色单体：a—B） （注：染色体1和染色体2为同源染色体，配对时非姐妹染色单体发生交叉） 该初级精母细胞发生的变异类型是（ ） A. 仅基因突变 B. 仅基因重组 C. 基因突变和基因重组 D. 染色体数目变异 4．（山东省烟台市2024-2025学年高三期末题改编）基因工程中，将目的基因导入受体细胞后，可实现目的基因的表达。科学家将人胰岛素基因导入大肠杆菌，通过培养大肠杆菌生产人胰岛素，该过程中涉及多种遗传变异机制。该基因工程过程中发生的变异类型是（ ） 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 二、不定项选择题（每题6分，共2题，12分，多选、少选、错选均不得分） 5．（山东各地市2023-2024学年高三期末题改编）基因突变和基因重组是生物变异的重要来源，二者在发生时期、产生结果、对生物进化的意义等方面存在差异和联系。下列关于二者的叙述，结合相关知识分析判断。下列关于基因突变和基因重组的叙述，正确的是（ ） A. 基因突变具有不定向性，一个基因可突变为多个等位基因 B. 基因重组可发生在减数第一次分裂前期和后期，分别对应交叉互换和自由组合 C. 二者均可改变细胞内的基因种类，为生物进化提供原材料 D. 基因突变和基因重组均可在光学显微镜下观察到 6．（借鉴2025届高三生物一轮复习课件图解分析命题思路）某二倍体植物的花色由一对等位基因A、a控制，红色对白色为显性。研究人员发现一株红花植株自交，后代出现红花和白花植株，且比例为2:1。为探究变异原因，对该红花植株的细胞进行镜检，发现其染色体组成正常，进一步分析其减数分裂过程，绘制出部分染色体及基因分布图解（如图）。 试题图解： 红花植株减数分裂前期Ⅰ染色体配对图： 同源染色体（两条染色单体均为A）与同源染色体（一条染色单体为A，另一条染色单体为a）配对 （注：无交叉互换现象） 下列关于该变异的分析，正确的是（ ） A. 该红花植株的基因型为Aa，白花植株基因型为aa B. 后代红花:白花=2:1的原因是AA基因型个体致死 C. 图中a基因的产生是基因突变的结果 D. 若该红花植株与白花植株杂交，后代可能全为红花 三、非选择题（每题16分，共2题，32分） 7．（借鉴山东省泰安市东平县2025届高三期末联考题遗传综合命题思路）玉米是我国重要的粮食作物，其籽粒颜色由两对等位基因控制，分别为A/a（位于1号染色体）和B/b（位于2号染色体），遵循自由组合定律。A基因控制红色素合成，B基因促进红色素积累，二者同时存在时籽粒为深红色；只有A基因存在时籽粒为浅红色；无A基因时籽粒为白色。某育种人员发现一株深红色籽粒玉米，自交后代出现深红色、浅红色和白色三种籽粒，比例为9:3:4，后经基因突变，该玉米的一个B基因突变为b基因，成为一株新的玉米植株。 （1）原深红色玉米植株的基因型为________，其自交后代中浅红色籽粒玉米的基因型为________，白色籽粒玉米的基因型有________种。（6分） （2）基因突变后，该玉米植株的基因型为________，若其与原深红色玉米植株杂交，后代籽粒颜色及比例为________。（4分） （3）请结合基因重组的知识，设计一个实验方案，利用原深红色玉米植株和基因突变后的玉米植株，培育出稳定遗传的深红色玉米植株（写出实验思路、预期结果及结论）。（6分） 8．（山东省烟台市2024-2025学年高三期末试题改编）作物在成熟期叶片枯黄，若延长绿色状态将有助于提高产量。某小麦野生型在成熟期叶片正常枯黄（熟黄），其单基因突变纯合子ml在成熟期叶片保持绿色的时间延长（持绿）。回答下列问题。 (1)将ml与野生型杂交得到F1，表型为______（填“熟黄”或“持绿”），则此突变为隐性突变（A1基因突变为al基因）。推测A1基因控制小麦熟黄，将A1基因转入______个体中表达，观察获得的植株表型可验证此推测。 (2)突变体m2与ml表型相同，是A2基因突变为a2基因的隐性纯合子，A2基因与A1基因是非等位的同源基因，序列相同。A1、A2、a1和a2基因转录的模板链简要信息如图1。据图1可知，与野生型基因相比，a1基因发生了______，a2基因发生了______，使合成的mRNA都提前出现了______，翻译出的多肽链长度变______，导致蛋白质的空间结构改变，活性丧失。A1（A2）基因编码A酶，图2为检测野生型和两个突变体叶片中A酶的酶活性结果，其中______号株系为野生型的数据。     (3)A1和A2基因位于非同源染色体上，ml的基因型为______，m2的基因型为______。若将ml与m2杂交得到F1，F1自交得到F2，F2中自交后代不发生性状分离个体的比例为______。 地 城 考点03 染色体变异 一、单项选择题（共4题，每题6分，共24分） 1．（改编自2024届山东潍坊高三期末考试题）玉米是我国重要的粮食作物，其染色体数目为2n=20。科研人员在田间发现一株叶片卷曲的突变株，经细胞学检测发现该植株一条染色体发生了结构变异，其同源染色体联会时的显微图像如图所示。下列关于该变异的叙述，正确的是（ ） 图解：图为同源染色体联会示意图，左侧染色体正常，基因序列为ABCDEF；右侧染色体对应区段基因序列为ABEDCF，联会时中间区段形成环状结构。 A. 该变异属于染色体结构变异中的缺失 B. 该变异会导致染色体上基因的种类发生改变 C. 联会时形成的环状结构是同源染色体片段配对的结果 D. 该突变株自交后代一定会出现叶片卷曲的纯合子 2．（改编自2023届山东济南高三期末考试题）某二倍体植物（2n=8）的根尖分生区细胞在有丝分裂中期时，染色体形态和数目如图2所示。科研人员对该植物的花药进行离体培养后，获得了单倍体植株。下列关于该植物染色体组的叙述，错误的是（ ） 图解：图2为有丝分裂中期染色体图，共8条染色体，分为4种形态，每种形态各2条，分别标记为①①、②②、③③、④④。 试题内容： A. 该植物体细胞中含有2个染色体组 B. 图中每种形态的染色体构成一个染色体组 C. 单倍体植株体细胞中含有1个染色体组 D. 该植物减数分裂产生的配子中含有4条染色体 3．（改编自2025届山东青岛高三期末考试题）人类唐氏综合征（21三体综合征）患者体细胞中含有3条21号染色体。研究发现，部分患者的致病原因是亲本产生配子时，21号染色体未正常分离。某唐氏综合征患者的染色体核型分析显示，其体内含有一条14号与21号染色体融合形成的异常染色体（如图），该患者父母表型正常。下列关于该患者致病原因的分析，正确的是（ ） A. 该变异属于染色体数目变异中的非整倍体变异 B. 该患者的异常染色体来自父亲或母亲的配子异常 C. 亲本产生配子时，14号与21号染色体发生了交叉互换 D. 该患者体细胞中染色体总数为47条 4．（改编自2024届山东烟台高三期末考试题）果蝇是遗传学研究的常用实验材料，其体细胞中含有4对同源染色体。某科研人员在培养果蝇时，发现一只雄果蝇的翅形出现异常，经检测发现其一条常染色体上的片段移接到了X染色体上（如图）。该雄果蝇与正常雌果蝇杂交，下列关于子代翅形遗传的叙述，正确的是（ ） 图解：图为染色体易位示意图，左侧为正常常染色体（标记为A片段）和X染色体（标记为B片段），右侧为易位后的常染色体（缺失A片段）和X染色体（含有A片段和B片段）。 A. 子代雌果蝇均表现为异常翅形 B. 子代雄果蝇均表现为正常翅形 C. 该变异会导致果蝇的基因数目发生改变 D. 该变异可通过光学显微镜观察到 二、不定项选择题（共2题，每题8分，共16分，多选、少选、错选均不得分） 5．（改编自2023届山东淄博高三期末考试题）某二倍体植物的花色由一对等位基因A/a控制，红花为显性性状，白花为隐性性状。研究发现，一株红花植株自交后代出现了红花和白花，且白花植株的体细胞中缺失了一条含有A/a基因的染色体（该植株为单体），其染色体组成如图5所示。下列关于该现象的分析，正确的是（ ） 图解：图5为单体植株染色体组成示意图，左侧为正常植株体细胞染色体（含一对同源染色体，其中一条带A基因），右侧为单体植株体细胞染色体（仅含一条带a基因的染色体，另一条同源染色体缺失）。 试题内容： A. 该白花植株的出现是染色体数目变异的结果 B. 亲本红花植株的基因型为Aa C. 该白花植株产生的配子中，一半不含该对同源染色体 D. 若该白花植株与正常红花植株（AA）杂交，子代均为红花 6．（改编自2025届山东临沂高三期末考试题）多倍体育种是农业生产中培育优良品种的常用方法。某科研团队对二倍体西瓜（2n=22）进行秋水仙素处理，获得了四倍体西瓜，再将四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交，获得了三倍体无子西瓜，其培育过程中染色体数目变化如图6所示。下列关于该培育过程的叙述，正确的是（ ） 图解：图6为多倍体育种染色体数目变化图，左侧二倍体西瓜（2n=22）经秋水仙素处理后变为四倍体西瓜（4n=44），四倍体与二倍体杂交，产生的配子分别为2n=22和n=11，结合后形成三倍体西瓜（3n=33）。 A. 秋水仙素作用于有丝分裂前期，抑制纺锤体的形成 B. 四倍体西瓜的体细胞中含有4个染色体组 C. 三倍体西瓜不能产生可育配子是因为联会紊乱 D. 三倍体无子西瓜的培育过程中发生了基因重组 三、非选择题（共2题，每题30分，共60分） 7．（改编自2024届山东泰安高三期末考试题）人类的14号和21号染色体均为常染色体，某男性表现型正常，但其染色体核型分析显示，其一条14号染色体与一条21号染色体融合形成一条异常染色体（如图甲），该男性与正常女性婚配后，生育了一个患唐氏综合征（21三体综合征）的孩子。减数分裂时，异常染色体与正常14号、21号染色体联会形成一个三价体（如图乙），三价体中任意两条染色体分离时，第三条染色体随机移向细胞一极。请回答下列问题： （1）图7甲所示的染色体变异类型为________，该变异________（填“会”或“不会”）导致基因数目发生改变。观察该异常染色体的最佳时期是有丝分裂________期，原因是________。（10分） （2）不考虑其他染色体和交叉互换，理论上该男性产生的配子中，染色体组成正常的配子所占比例为________。该男性与正常女性婚配，生育患唐氏综合征孩子的原因是________。（8分） （3）若该男性的一个精原细胞进行减数分裂，产生了一个含有异常染色体和正常21号染色体的配子，请写出该精原细胞产生的另外三个配子的染色体组成：________、________、________。（6分） （4）为避免生育唐氏综合征患儿，可通过________技术对胎儿进行染色体核型分析，该技术需采集胎儿的细胞，通常采集的细胞来自________。（6分） 8．（改编自2023届山东济宁高三期末考试题）某二倍体植物（2n=6）的叶片颜色有绿色和黄色两种，受一对等位基因控制。科研人员发现一株黄色叶片突变株，经检测发现其体细胞中多了一条染色体（该植株为三体），其染色体组成如图8所示。已知该植物的配子中，含3条染色体的配子可育，含4条或2条以下染色体的配子不育。该三体植株自交，后代中绿色叶片植株占1/9。请回答下列问题： （1）该黄色叶片突变株的变异类型为________，其体细胞中含有________个染色体组。若要确定该突变株的染色体组成，可采用________技术，制作临时装片后观察。（8分） （2）根据自交后代的表型比例，可判断________为显性性状，该三体植株的基因型为________。请解释后代中绿色叶片植株占1/9的原因：________。（10分） （3）若将该三体植株与正常绿色叶片植株杂交，后代的表型及比例为________。（6分） （4）若要利用该三体植株培育纯合黄色叶片植株，可采用的方法是________，该方法的优点是________。（6分） 地 城 考点04 生物变异在育种中的应用 一、单项选择题 1．（2024届青岛高三期末考试题改编）袁隆平院士团队通过杂交育种技术培育出“湘两优900”等高产杂交水稻品种，解决了我国粮食生产中的关键问题。该品种培育过程中，先选取矮秆抗病和高秆不抗病的水稻植株作为亲本，经过多代选育获得目标品种。关于该杂交育种过程的叙述，错误的是（ ） A. 育种原理是基因重组，能将双亲的优良性状集中到子代 B. 亲本杂交获得的F₁均为杂合子，表现为双亲的中间性状 C. 需经过多代自交和筛选，才能获得稳定遗传的纯合子品种 D. 若目标品种为矮秆抗病纯合子，F₂中该性状个体需进一步自交鉴定 2．（2023届济南高三期末考试题改编）山东某种子公司利用太空搭载技术处理普通甜椒种子，返回地面后选育出“太空椒”品种，该品种果型增大、维生素C含量提高，且抗逆性增强。“太空椒”的培育过程及特性体现的生物变异特点是（ ） A. 变异是定向的，可根据需求培育特定性状 B. 变异源于基因突变，突变频率因太空环境而提高 C. 所有变异均能遗传给后代，且都对人类有利 D. 该育种方式可产生新基因，从而创造新物种 3．（2025届烟台高三期末考试题）为培育抗倒伏的小麦品种，育种工作者采用单倍体育种技术，流程为：选取杂合抗倒伏（Dd）小麦植株→花药离体培养→秋水仙素处理→筛选目标品种。下列关于该育种过程的叙述，正确的是（ ） A. 花药离体培养获得的单倍体植株基因型为D或d，且高度不育 B. 秋水仙素处理的对象是单倍体植株的成熟种子 C. 该过程需两年时间即可获得稳定遗传的抗倒伏品种 D. 单倍体育种的原理是染色体变异，与杂交育种相比可缩短育种年限 4．（2024届潍坊高三期末考试题）山东某农业研究院培育无子西瓜时，先将二倍体西瓜（2n=22）用秋水仙素处理获得四倍体西瓜，再让四倍体与二倍体杂交获得三倍体无子西瓜。关于无子西瓜培育过程的叙述，错误的是（ ） A. 秋水仙素作用于二倍体幼苗的根尖分生区，抑制纺锤体形成 B. 四倍体西瓜产生的雌配子含有22条染色体 C. 三倍体西瓜无子的原因是减数分裂时同源染色体联会紊乱 D. 可通过组织培养技术快速繁殖三倍体西瓜幼苗 5．（2023届临沂高三期末考试题）为培育抗虫棉，科研人员将苏云金杆菌的Bt抗虫基因导入普通棉花细胞，经筛选培育出抗虫棉品种，该品种在山东棉区广泛种植。该基因工程育种过程中，不需要用到的技术或工具是（ ） A. 限制酶和DNA连接酶 B. 农杆菌转化法或基因枪法 C. 植物组织培养技术 D. 秋水仙素处理萌发的种子 6．（2025届淄博高三期末考试题）育种工作者针对不同需求选择不同育种方法，如培育早熟大豆品种可采用诱变育种，培育抗除草剂玉米可采用基因工程育种，培育矮秆抗病小麦可采用杂交育种。下列关于不同育种方法的选择依据，错误的是（ ） A. 诱变育种可提高突变频率，适用于培育从未出现过的性状 B. 基因工程育种可定向改造性状，适用于导入其他物种的优良基因 C. 杂交育种可集中双亲优良性状，适用于亲缘关系较远的物种间育种 D. 单倍体育种可快速获得纯合子，适用于急需稳定遗传品种的培育 二、不定项选择题 7．（2024届泰安高三期末考试题）下图为四种育种方法的流程图解，其中①~⑧表示育种步骤，甲、乙、丙为不同育种阶段的植株。 试题图解： 方法一：亲本（AAbb×aaBB）→①杂交→F₁（AaBb）→②自交→F₂→③筛选→目标品种（AABB） 方法二：亲本（AaBb）→④花药离体培养→甲（单倍体）→⑤秋水仙素处理→乙（纯合子）→⑥筛选→目标品种（AABB） 方法三：亲本（AaBb）→⑦射线处理→丙（变异植株）→⑧筛选→目标品种 方法四：亲本（二倍体）→⑨秋水仙素处理→丁（四倍体）→⑩杂交→戊（三倍体）→目标品种（无子果实） 下列关于四种育种方法的叙述，正确的是（ ） A. 方法一为杂交育种，步骤②的原理是基因重组，需多次自交提高纯合度 B. 方法二为单倍体育种，步骤⑤处理的对象是单倍体幼苗，乙植株均为纯合子 C. 方法三为诱变育种，步骤⑦可提高突变频率，但变异方向不可控 D. 方法四为多倍体育种，戊植株无子的原因是无法产生可育配子，需年年制种 8．（2023届枣庄高三期末考试题改编）山东某果树研究所培育苹果新品种时，采用了多种育种技术，如为培育早熟甜苹果采用杂交育种，为培育果面光滑的苹果采用诱变育种，为培育抗腐烂病苹果采用基因工程育种。关于不同育种技术在苹果育种中的应用，下列叙述正确的是（ ） A. 杂交育种中，需选择早熟与甜苹果品种作为亲本，F₂中会出现早熟甜的重组型个体 B. 诱变育种中，可用紫外线处理苹果种子，可能获得果面光滑的突变体 C. 基因工程育种中，需将抗腐烂病基因导入苹果细胞，导入方法可采用农杆菌转化法 D. 三种育种方法均能产生新基因，且基因工程育种可实现性状的定向改造 9．（2025届济宁高三期末考试题改编）某二倍体植物的花色由两对等位基因（A/a、B/b）控制，遵循自由组合定律，红花（A_B_）、粉花（A_bb）、白花（aa__）。育种工作者采用不同方法培育红花纯合品种，流程如下： 方案1：粉花植株（AAbb）×白花植株（aaBB）→F₁→F₂→筛选红花纯合子 方案2：粉花植株（AAbb）→花药离体培养→秋水仙素处理→白花植株→与粉花杂交→F₁→筛选红花纯合子 下列关于两种育种方案的叙述，正确的是（ ） A. 方案1为杂交育种，F₁基因型为AaBb，表现为红花 B. 方案1中F₂红花植株中纯合子占1/9，需通过自交鉴定 C. 方案2中，花药离体培养获得的单倍体基因型为A或b D. 方案2的育种原理包括染色体变异和基因重组，可缩短育种年限 三、非选择题 10.（2024届东营高三期末考试题改编）山东某小麦育种基地欲培育“矮秆抗病”小麦品种（ddTT），现有亲本品种为高秆抗病（DDTT）和矮秆不抗病（ddtt）。育种工作者设计了杂交育种和单倍体育种两种方案，流程如下图所示。 试题图解： 方案甲（杂交育种）：高秆抗病（DDTT）×矮秆不抗病（ddtt）→①→F₁→②→F₂→③→筛选→矮秆抗病（ddTT） 方案乙（单倍体育种）：高秆抗病（DDTT）×矮秆不抗病（ddtt）→①→F₁→④→花药离体培养→⑤→秋水仙素处理→⑥→筛选→矮秆抗病（ddTT） 请结合图解回答下列问题： （1）方案甲中，步骤①的育种操作是________，步骤②的原理是________，F₂中矮秆抗病植株的基因型有________种，其中纯合子占________。 （2）方案乙中，步骤④获得的F₁基因型为________，步骤⑤处理的对象是________，处理后获得的植株基因型有________。 （3）与方案甲相比，方案乙的突出优点是________。若要快速繁殖获得的矮秆抗病品种，可采用________技术，该技术的原理是________。 （4）若在方案甲的F₂中发现一株矮秆抗病小麦，其自交后代出现矮秆抗病和矮秆不抗病两种性状，推测该植株的基因型为________，产生该变异的原因可能是________。 11.（2023届威海高三期末考试题改编）无子葡萄因食用方便深受消费者喜爱，山东某葡萄种植基地采用两种方法培育无子葡萄：方法一是用赤霉素处理未受粉的葡萄子房，诱导形成无子果实；方法二是通过多倍体育种培育三倍体无子葡萄，流程为：二倍体葡萄（2n=38）→秋水仙素处理→四倍体葡萄→与二倍体杂交→三倍体无子葡萄。请回答下列问题： （1）方法一中，赤霉素诱导无子果实形成的原理是________，该方法获得的无子葡萄基因型与母本________（填“相同”或“不同”），原因是________。 （2）方法二中，秋水仙素处理的最佳时期是________，处理后四倍体葡萄的体细胞中染色体数目为________条，其产生的配子中染色体数目为________条。 （3）三倍体葡萄无子的原因是________，该方法获得的无子性状________（填“可遗传”或“不可遗传”），原因是________。 （4）若要鉴别某无子葡萄是方法一还是方法二培育的，可采用的方法是________，若观察到________，则为方法二培育的。 12.（2025届日照高三期末考试题）科研人员为培育抗逆性强的玉米品种，采用诱变育种技术处理普通玉米种子，在后代中发现一株抗干旱的突变体植株。为探究该突变性状的遗传特性及变异类型，科研人员进行了一系列实验。请回答下列问题： （1）诱变育种中常用的诱变因素有________（答出两类即可），该育种方法的优点是________。 （2）若要判断该抗干旱突变体的突变类型是基因突变还是染色体变异，可采用的检测方法是________，若为染色体变异，可观察到________。 （3）为判断抗干旱性状的显隐性，科研人员将该突变体与普通玉米杂交，若F₁全为抗干旱植株，则抗干旱为________性状；若F₁全为普通植株，则抗干旱为________性状，此时需进一步让F₁自交，若F₂中________，则可确认抗干旱为隐性性状。 （4）若已确定抗干旱性状由一对等位基因（A/a）控制，且为显性性状，现要快速获得稳定遗传的抗干旱玉米品种，可采用的育种方法是________，该方法的关键步骤是________和________。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题13 生物变异与育种（期末备考试题） 4大高频考点概览 考点01 可遗传变异和不遗传变异 考点02 基因突变与基因重组 考点03 染色体变异 考点04 变异在育种中的应用 地 城 考点01 可遗传变异和不遗传变异 一、单项选择题（每题只有一个正确答案，共3题） 1．（山东省青岛市2023届高三上学期期末生物试题改编）玉米是我国重要的粮食作物，在种植过程中常出现果穗大小差异的现象。某农科院为探究玉米果穗大小变异的原因，选取同一种玉米的优良品种，分别在肥沃地块A和贫瘠地块B进行种植，同时将地块A中收获的种子在地块C（肥力中等）进行二次种植，观察果穗大小表现。下列关于该实验中玉米果穗大小变异的分析，正确的是（ ） A. 地块A与地块B中玉米果穗大小的差异一定是可遗传变异 B. 地块A与地块C中玉米果穗大小的差异一定是不遗传变异 C. 若地块C中果穗大小与地块A相近，则说明地块A与B的差异主要是遗传物质导致 D. 若地块C中果穗大小介于A与B之间，则说明地块A与B的差异主要是环境导致 【答案】D 【解析】可遗传变异的本质是遗传物质发生改变，能稳定遗传给后代；不遗传变异由环境因素引起，遗传物质未改变，不能遗传给后代。A选项中，地块A（肥沃）与B（贫瘠）的差异可能是环境导致的不遗传变异，并非“一定”是可遗传变异，A错误；B选项中，若地块A的玉米在种植过程中发生基因突变等遗传物质改变，其种子种植到地块C后，差异可能含可遗传成分，并非“一定”是不遗传变异，B错误；C选项中，地块C果穗与A相近，说明A的优良性状可遗传，但不能直接证明A与B的差异“主要是遗传物质导致”，需排除A与B环境差异的干扰，C错误；D选项中，地块C肥力中等，若果穗大小介于A（肥沃）与B（贫瘠）之间，说明环境肥力是影响果穗大小的主要因素，即A与B的差异主要是环境导致，D正确。 2．（山东省潍坊市2024届高三上学期期末生物试题改编）人类的一些性状表现会受遗传和环境的共同影响。例如，肤色的深浅与黑色素合成相关，既受基因控制，也受紫外线照射时间的影响；血型由基因严格控制，不受环境因素影响；青少年近视的发生与遗传因素有关，同时长时间近距离用眼等环境因素也会诱发近视。 下列关于人类性状变异的叙述，属于可遗传变异的是（ ） A. 长期在野外工作的人肤色变深 B. 父母均为A型血，子女为O型血 C. 青少年因长期刷题导致近视 D. 运动员因长期训练导致心率变慢 【答案】B 【解析】判断可遗传变异的关键是看遗传物质是否发生改变。A选项，野外工作者肤色变深是紫外线照射引起的，遗传物质未改变，属于不遗传变异；B选项，血型由基因控制，父母A型血（基因型可能为II或Ii），子女出现O型血（基因型ii），说明父母携带i基因，子女遗传物质发生了特定组合，属于可遗传变异；C选项，青少年长期刷题导致近视，是环境因素引起的，遗传物质未改变，属于不遗传变异；D选项，运动员心率变慢是长期训练的适应性变化，遗传物质未改变，属于不遗传变异。综上，答案为B。 3．（山东省济南市2025届高三上学期期末生物试题原创）果蝇是遗传学研究的常用实验材料，其体细胞内有4对同源染色体，其中一对为性染色体。某科研小组在培养果蝇的过程中，发现一只雄性果蝇的翅形出现异常，表现为残翅（正常翅为显性性状），为探究该残翅变异的类型，绘制了该果蝇与正常翅雌性果蝇的染色体组成及杂交示意图（部分染色体未显示）。下图为该果蝇杂交实验的染色体及性状表现示意图，下列关于该残翅变异的判断，正确的是（ ） 图解：正常翅雌性果蝇染色体组成：Ⅱ、Ⅱ；Ⅲ、Ⅲ；Ⅳ、Ⅳ；X、X（其中控制翅形的基因A位于Ⅱ号染色体上，基因型为AA） 异常残翅雄性果蝇染色体组成：Ⅱ、Ⅱ；Ⅲ、Ⅲ；Ⅳ、Ⅳ；X、Y（其中Ⅱ表示Ⅱ号染色体上控制翅形的基因发生突变，基因型为Aa） 杂交后代：子代果蝇Ⅱ号染色体基因型为AA或Aa，表现型均为正常翅 A. 该残翅变异属于染色体结构变异中的缺失 B. 该残翅变异是由基因重组引起的可遗传变异 C. 该残翅变异的遗传物质发生了改变，属于可遗传变异 D. 若让子代雌雄果蝇杂交，后代不会出现残翅个体 【答案】C 【解析】由图解可知，异常残翅雄性果蝇的Ⅱ号染色体上控制翅形的基因A突变为a，基因型由正常的AA（假设野生型为AA）变为Aa，属于基因突变。A选项，该变异是基因突变，并非染色体结构变异中的缺失，A错误；B选项，基因重组发生在减数分裂过程中，是控制不同性状的基因重新组合，该变异是基因内部碱基对的改变，属于基因突变，B错误；C选项，基因突变导致遗传物质发生改变，属于可遗传变异，C正确；D选项，子代果蝇基因型为AA或Aa，让子代雌雄果蝇杂交，若子代均为Aa，则杂交后代基因型为AA、Aa、aa，其中aa表现为残翅，D错误。综上，答案为C。 二、不定项选择题（每题有一个或多个正确答案，共2题） 4．（山东省烟台市2023届高三上学期期末生物试题改编）太空育种是利用太空中的强辐射、微重力等特殊环境诱导生物发生变异，进而筛选出优良品种的育种方法。我国已通过太空育种培育出水稻、小麦、蔬菜等多种优良品种，如太空椒比普通椒果实更大、维生素C含量更高。同时，科研人员发现，太空育种产生的变异类型多样，且大部分变异是有害的。下列关于太空育种中变异的叙述，正确的是（ ） A. 太空椒的果实变大、维生素C含量升高，属于可遗传变异 B. 太空环境诱导生物发生的变异，一定是基因突变 C. 太空育种产生的变异大部分有害，说明变异具有不定向性 D. 若将太空椒的种子种植在普通环境中，其优良性状仍能稳定遗传 【答案】AD 【解析】太空育种利用特殊环境诱导遗传物质发生改变，属于可遗传变异。A选项，太空椒的性状改变是遗传物质改变导致的，属于可遗传变异，A正确；B选项，太空环境可诱导基因突变，也可能诱导染色体变异，并非“一定”是基因突变，B错误；C选项，变异大部分有害体现的是变异的多害少利性，而非不定向性，不定向性是指变异可向不同方向发生，C错误；D选项，太空椒的优良性状由遗传物质改变引起，种植在普通环境中，遗传物质未恢复，优良性状仍能稳定遗传，D正确。综上，答案为AD。 5．（山东省临沂市2024届高三上学期期末生物试题改编）某植物的花色由一对等位基因控制，红色（R）对白色（r）为显性。某研究小组选取一株红色花植株进行自交，子代出现红色花和白色花两种表现型。随后，研究小组将子代中的红色花植株分为两组，一组种植在光照充足的环境中，花色鲜红；另一组种植在光照不足的环境中，花色浅红。下列关于该植物花色变异的分析，正确的是（ ） A. 亲代红色花植株自交子代出现白色花，属于可遗传变异 B. 子代红色花植株在不同光照环境下的花色差异，属于不遗传变异 C. 亲代红色花植株的基因型一定为Rr，子代白色花植株基因型为rr D. 若将光照不足环境中的浅红花植株移栽到光照充足环境中，花色会立即变为鲜红 【答案】ABC 【解析】可遗传变异由遗传物质改变引起，不遗传变异由环境因素引起。A选项，亲代红色花自交出现白色花，是等位基因分离导致的性状分离，遗传物质发生了重组（此处为等位基因分离导致的基因型改变），属于可遗传变异，A正确；B选项，子代红色花在不同光照下的花色差异，是环境因素（光照）引起的，遗传物质未改变，属于不遗传变异，B正确；C选项，红色花（显性）自交后代出现隐性性状（白色花），说明亲代是杂合子，基因型为Rr，子代白色花基因型为rr，C正确；D选项，光照不足导致的浅红花，其花色表现是环境与基因共同作用的结果，移栽到光照充足环境中，花色可能逐渐加深，但不会“立即”变为鲜红，D错误。综上，答案为ABC。 三、非选择题（共2题） 6．（山东省淄博市2025届高三上学期期末生物试题原创）小麦是我国北方主要的粮食作物，抗倒伏能力是影响小麦产量的重要性状。某农业技术人员在田间发现一株抗倒伏小麦植株，该植株周围的小麦均为易倒伏类型。为探究该抗倒伏变异的类型（可遗传变异或不遗传变异），技术人员进行了相关实验探究，实验过程及结果如下表所示。 （1）请完善下表中的实验设计及预期结果（实验中涉及的种植环境均为相同且适宜的常规环境）。 实验步骤 第一步：选取该抗倒伏小麦植株的种子，种植在常规环境中，观察子代的倒伏情况；同时选取周围易倒伏小麦的种子，在相同环境中种植，作为对照。 第二步：________________________。 预期结果及结论 ① 若第一步中抗倒伏小麦子代均为抗倒伏，第二步中________________________，则该抗倒伏变异为可遗传变异； ② 若第一步中抗倒伏小麦子代均为易倒伏，第二步中________________________，则该抗倒伏变异为不遗传变异。 （2）若该抗倒伏变异为可遗传变异，其可能的变异类型有哪些？请简要说明判断依据。 （3）请分析可遗传变异与不遗传变异在本质上的区别，并说明可遗传变异对生物进化的意义。 【答案】（1）第二步：选取第一步中抗倒伏小麦子代的种子，再次种植在常规环境中，观察其后代的倒伏情况； ① 子代后代仍为抗倒伏；② 子代后代仍为易倒伏。 （2）可能的变异类型：基因突变或基因重组或染色体变异；判断依据：该抗倒伏植株周围均为易倒伏植株，若为杂交导致的基因重组，需存在抗倒伏基因的亲本，但周围无相关亲本，故基因突变或染色体变异的可能性更大，也不排除该植株自身发生基因重组（如自交过程中基因重组，但概率较低）。 （3）本质区别：可遗传变异的遗传物质发生改变，不遗传变异的遗传物质未发生改变；意义：可遗传变异能为生物进化提供原材料，使生物种群的基因频率发生改变，进而推动生物的进化。 【解析】（1）探究变异类型需通过多代种植观察性状是否稳定遗传，因为可遗传变异能稳定传递给后代，不遗传变异不能。第一步种植抗倒伏种子观察子代，第二步需种植子代种子观察后代，以排除偶然因素。若为可遗传变异，子代及后代均抗倒伏；若为不遗传变异，子代及后代均易倒伏。 （2）可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异。由于该植株周围均为易倒伏植株，缺乏抗倒伏基因的杂交来源，故基因突变（基因结构改变）或染色体变异（染色体数目或结构改变导致性状变化）的可能性更高，基因重组需有不同基因型亲本杂交，此处概率较低。 （3）本质区别的核心是遗传物质是否改变。可遗传变异产生的新基因或基因组合，为生物进化提供了原材料，自然选择会保留有利变异，使种群基因频率定向改变，实现生物进化。 7．（山东省东营市2024届高三上学期期末生物试题改编）人类血友病是一种伴X染色体隐性遗传病，患者因血液中缺乏凝血因子而容易出血不止，其致病基因（h）位于X染色体上，正常基因（H）为显性。某家庭中，父亲表现正常，母亲为血友病基因携带者，他们生育了一个儿子和一个女儿，儿子患血友病，女儿表现正常。同时，该家庭所在地区因环境污染，部分人群出现了暂时性的凝血功能异常，但遗传物质未发生改变。 （1）请绘制该家庭的遗传系谱图，并标注各成员的基因型（正常男性用□表示，正常女性用○表示，患病男性用■表示，患病女性用●表示，婚配关系用横线连接，亲子关系用竖线连接）。 （2）该家庭中儿子患血友病，属于哪种变异类型？请说明理由。 （3）若该地区因环境污染导致的凝血功能异常人群，其后代在无污染环境中成长，凝血功能是否会恢复正常？请说明理由。 （4）请举例说明伴X染色体隐性遗传病的遗传特点（至少两点）。 【答案】（1）遗传系谱图： □（父亲，XY）—○（母亲，XX） 　　　　　| ■（儿子，XY）　○（女儿，XX或XX） （2）属于可遗传变异中的基因突变（或基因重组导致的基因型改变）；理由：血友病是由X染色体上的致病基因h控制的，儿子的致病基因来自母亲（XX），其遗传物质发生了改变，且该性状能遗传给后代，属于可遗传变异。 （3）会恢复正常；理由：环境污染导致的凝血功能异常属于不遗传变异，遗传物质未发生改变，当环境因素去除（无污染环境）后，性状会恢复正常。 （4）遗传特点：① 男性患者多于女性患者；② 交叉遗传（男性患者的致病基因来自母亲，传递给女儿）；③ 女性患者的父亲和儿子一定患病（任答两点即可）。 【解析】（1）父亲正常，基因型为XY；母亲为携带者，基因型为XX；儿子患血友病，基因型为XY（错误，应为XY），由母亲提供X基因，父亲提供Y基因；女儿基因型为XX（父亲X和母亲X结合）或XX（父亲X和母亲X结合），均表现正常。 （2）血友病是单基因遗传病，由遗传物质改变引起，符合可遗传变异的定义。该家庭中母亲为携带者，儿子因继承了母亲的致病基因而患病，本质是基因组合导致的基因型改变，属于可遗传变异。 （3）环境污染导致的凝血异常，未改变遗传物质，属于不遗传变异，其性状表现依赖于环境因素，环境改善后性状可恢复。 （4）伴X隐性遗传病的核心遗传特点与性染色体传递相关，男性只有一条X染色体，只要携带致病基因就会患病，故男性患者多于女性；男性的X染色体来自母亲、传递给女儿，形成交叉遗传；女性需两条X染色体均携带致病基因才患病，故其父亲和儿子必携带致病基因而患病。 地 城 考点02 基因突变和基因重组 一、单项选择题（每题4分，共4题，16分） 1．（山东省烟台市2024-2025学年高三上学期期末考试题改编）西瓜品种甲的瓜皮为深绿色，经紫外线诱变育种获得了浅绿色瓜皮品种乙和丙。育种人员将甲和乙、甲和丙、乙和丙之间分别进行杂交，所得F₁瓜皮均为深绿色。已知乙和丙均只涉及一对基因的突变，且西瓜瓜皮颜色由核基因控制。下列关于该变异的叙述，正确的是（ ） A. 乙和丙发生的突变类型均为显性突变 B. 乙和丙含有的浅绿色基因为等位基因 C. 甲和乙杂交获得的F₁自交，F₂深绿色个体中纯合子的概率为1/3 D. 乙和丙杂交获得的F₁自交，则F₂表型比例应为深绿色:浅绿色=9:7 【答案】D 【解析】首先根据杂交结果判断突变类型，甲（深绿）与乙（浅绿）杂交F₁全为深绿，说明深绿为显性性状，乙发生的是隐性突变，同理丙也为隐性突变，A错误；若乙和丙的浅绿色基因为等位基因，则乙和丙杂交F₁应全为浅绿，与题干F₁全为深绿矛盾，故二者为非等位基因，B错误；设甲基因型为AABB（深绿），乙为AAbb（浅绿），则F₁为AABb，自交F₂深绿（AABB、AABb）中纯合子（AABB）概率为1/3？此处需注意，若乙和丙为非等位基因，甲与乙的杂交应是两对等位基因中的一对突变，假设甲为AABB，乙为aaBB（隐性突变），则F₁为AaBB，自交F₂深绿（A_BB）中纯合子（AABB）概率为1/3，但关键在于乙和丙的基因型差异，当乙为aaBB、丙为AAbb时，乙和丙杂交F₁为AaBb（深绿），自交F₂中深绿（A_B_）:浅绿（aaB_、A_bb、aabb）=9:7，符合基因自由组合定律，D正确；C选项中若乙的突变基因与甲为一对等位基因，F₂深绿纯合子概率为1/3，但题干中乙和丙为非等位基因，甲与乙的杂交实际是单对等位基因杂合，此处C选项的前提错误，因乙的突变基因与甲并非唯一等位基因，故C错误。综上答案为D。 2．（山东省泰安市东平县2025届高三上学期期末联考题改编）肺癌是常见的恶性肿瘤，研究发现部分肺癌患者的肿瘤细胞中存在EGFR基因（表皮生长因子受体基因）突变，该突变导致EGFR蛋白持续激活，促进肿瘤细胞无限增殖。临床中常用靶向药物抑制突变型EGFR蛋白活性，以治疗肺癌。下列关于EGFR基因突变的叙述，错误的是（ ） A. 该突变可能发生在细胞分裂间期的DNA复制过程中 B. 该突变可能导致EGFR蛋白的氨基酸序列发生改变 C. 靶向药物治疗体现了基因突变的“有害性”可被调控 D. 该突变在患者生殖细胞中发生时，才可遗传给后代 【答案】D 【解析】基因突变主要发生在DNA复制时，细胞分裂间期存在DNA复制，A正确；基因突变为碱基对的增添、缺失或替换，可能导致编码的蛋白质氨基酸序列改变，B正确；EGFR基因突变导致肺癌，体现基因突变的有害性，而靶向药物可抑制突变蛋白活性，说明有害性可被调控，C正确；基因突变若发生在体细胞中，虽不能通过有性生殖遗传给后代，但可通过无性生殖（如植物扦插）遗传，且题干中肺癌细胞为体细胞，但其突变是否遗传取决于发生部位，并非只有生殖细胞突变才可遗传，D错误。综上答案为D。 3．（2025届高三生物一轮复习基因突变与基因重组试题改编）某二倍体动物的一个初级精母细胞在减数分裂过程中，一对同源染色体的局部结构如图所示（图中字母表示基因，不考虑染色体片段缺失或重复）。该细胞最终产生了4个精细胞，基因型分别为AB、Ab、aB、ab。 试题图解： 同源染色体配对示意图： 染色体1（一条染色单体：A—B，另一条染色单体：A—b） 染色体2（一条染色单体：a—b，另一条染色单体：a—B） （注：染色体1和染色体2为同源染色体，配对时非姐妹染色单体发生交叉） 该初级精母细胞发生的变异类型是（ ） A. 仅基因突变 B. 仅基因重组 C. 基因突变和基因重组 D. 染色体数目变异 【答案】B 【解析】首先判断细胞分裂方式为减数分裂，初级精母细胞减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体会发生交叉互换，属于基因重组。分析图解，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了B和b基因的交叉互换，导致原本的AB和ab基因组合变为AB、Ab、aB、ab四种精细胞基因型，符合基因重组（交叉互换型）的特征。若发生基因突变，会出现新的基因（如A变为a或B变为b以外的基因），题干中未出现新基因，且基因型差异仅由交叉互换导致，无基因突变或染色体数目变异的证据，B正确。综上答案为B。 4．（山东省烟台市2024-2025学年高三期末题改编）基因工程中，将目的基因导入受体细胞后，可实现目的基因的表达。科学家将人胰岛素基因导入大肠杆菌，通过培养大肠杆菌生产人胰岛素，该过程中涉及多种遗传变异机制。该基因工程过程中发生的变异类型是（ ） 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 【答案】B 【解析】基因工程的原理是基因重组，其核心步骤是构建基因表达载体，将目的基因（人胰岛素基因）与载体（如质粒）结合，再导入受体细胞（大肠杆菌），该过程实现了不同生物基因的重新组合，属于基因重组，B正确；基因突变是基因内部碱基对的变化，题干中未涉及，A错误；大肠杆菌为原核生物，无染色体，不存在染色体结构或数目变异，C、D错误。综上答案为B。 二、不定项选择题（每题6分，共2题，12分，多选、少选、错选均不得分） 5．（山东各地市2023-2024学年高三期末题改编）基因突变和基因重组是生物变异的重要来源，二者在发生时期、产生结果、对生物进化的意义等方面存在差异和联系。下列关于二者的叙述，结合相关知识分析判断。下列关于基因突变和基因重组的叙述，正确的是（ ） A. 基因突变具有不定向性，一个基因可突变为多个等位基因 B. 基因重组可发生在减数第一次分裂前期和后期，分别对应交叉互换和自由组合 C. 二者均可改变细胞内的基因种类，为生物进化提供原材料 D. 基因突变和基因重组均可在光学显微镜下观察到 【答案】AB 【解析】基因突变的不定向性表现为一个基因可以向不同方向突变，产生多个等位基因，A正确；基因重组在减数分裂中的发生时期明确，前期同源染色体非姐妹染色单体交叉互换，后期非同源染色体自由组合，B正确；基因突变可产生新基因（改变基因种类），基因重组仅改变基因组合方式，不产生新基因（不改变基因种类），二者均为生物进化提供原材料，C错误；基因突变和基因重组均为分子水平的变异，光学显微镜下无法观察到，染色体变异可在显微镜下观察到，D错误。综上答案为AB。 6．（借鉴2025届高三生物一轮复习课件图解分析命题思路）某二倍体植物的花色由一对等位基因A、a控制，红色对白色为显性。研究人员发现一株红花植株自交，后代出现红花和白花植株，且比例为2:1。为探究变异原因，对该红花植株的细胞进行镜检，发现其染色体组成正常，进一步分析其减数分裂过程，绘制出部分染色体及基因分布图解（如图）。 试题图解： 红花植株减数分裂前期Ⅰ染色体配对图： 同源染色体（两条染色单体均为A）与同源染色体（一条染色单体为A，另一条染色单体为a）配对 （注：无交叉互换现象） 下列关于该变异的分析，正确的是（ ） A. 该红花植株的基因型为Aa，白花植株基因型为aa B. 后代红花:白花=2:1的原因是AA基因型个体致死 C. 图中a基因的产生是基因突变的结果 D. 若该红花植株与白花植株杂交，后代可能全为红花 【答案】BC 【解析】红花植株自交后代出现性状分离，说明其为杂合子，但正常杂合子Aa自交后代比例应为3:1，而题干中为2:1，结合染色体正常且无交叉互换，推测存在显性纯合致死现象。分析图解，同源染色体中一条为纯合A（两条染色单体均为A），另一条为Aa（一条A一条a），无交叉互换，说明a基因是由A基因突变产生，C正确；该红花植株基因型应为AAⁿ（Aⁿ表示突变产生的a基因），自交时产生配子为A和Aⁿ，后代基因型为AA（致死）、AAⁿ（红花）、AⁿAⁿ（白花），比例为1:2:1，因AA致死，故表现为红花:白花=2:1，A错误，B正确；该红花植株（AAⁿ）与白花植株（AⁿAⁿ）杂交，后代基因型为AAⁿ（红花）和AⁿAⁿ（白花），比例为1:1，不可能全为红花，D错误。综上答案为BC。 三、非选择题（每题16分，共2题，32分） 7．（借鉴山东省泰安市东平县2025届高三期末联考题遗传综合命题思路）玉米是我国重要的粮食作物，其籽粒颜色由两对等位基因控制，分别为A/a（位于1号染色体）和B/b（位于2号染色体），遵循自由组合定律。A基因控制红色素合成，B基因促进红色素积累，二者同时存在时籽粒为深红色；只有A基因存在时籽粒为浅红色；无A基因时籽粒为白色。某育种人员发现一株深红色籽粒玉米，自交后代出现深红色、浅红色和白色三种籽粒，比例为9:3:4，后经基因突变，该玉米的一个B基因突变为b基因，成为一株新的玉米植株。 （1）原深红色玉米植株的基因型为________，其自交后代中浅红色籽粒玉米的基因型为________，白色籽粒玉米的基因型有________种。（6分） （2）基因突变后，该玉米植株的基因型为________，若其与原深红色玉米植株杂交，后代籽粒颜色及比例为________。（4分） （3）请结合基因重组的知识，设计一个实验方案，利用原深红色玉米植株和基因突变后的玉米植株，培育出稳定遗传的深红色玉米植株（写出实验思路、预期结果及结论）。（6分） 【答案】（1）AaBb；AAbb、Aabb；3（依次为2分、2分、2分） （2）Aabb；深红色:浅红色:白色=3:3:2（依次为2分、2分） （3）实验思路：将基因突变后的玉米植株（Aabb）与原深红色玉米植株（AaBb）杂交，获得F₁；选取F₁中的深红色籽粒玉米植株自交，观察F₂的籽粒颜色表现。（2分）预期结果及结论：若F₂中深红色:浅红色:白色=9:3:4，说明该F₁植株基因型为AaBb，并非稳定遗传个体；（2分）若F₂中全为深红色籽粒，说明该F₁植株基因型为AABB，即为稳定遗传的深红色玉米植株。（2分） 【解析】（1）根据题干信息，深红色需A和B同时存在（A_B_），浅红色为只有A存在（A_bb），白色为无A存在（aa__）。原深红色玉米自交后代比例为9:3:4，符合9:3:3:1的变式，说明其基因型为AaBb。自交后代中浅红色（A_bb）的基因型为AAbb和Aabb；白色（aa__）的基因型为aaBB、aaBb、aabb，共3种。 （2）原基因型为AaBb，B基因突变为b基因后，基因型变为Aabb。Aabb与AaBb杂交，后代基因型分析：A_:aa=3:1，B_:bb=1:1。深红色（A_B_）比例为3/4×1/2=3/8，浅红色（A_bb）比例为3/4×1/2=3/8，白色（aa__）比例为1/4×1=2/8，故比例为深红色:浅红色:白色=3:3:2。 （3）稳定遗传的深红色玉米基因型为AABB，需利用基因重组（杂交过程中基因自由组合）获得。通过杂交获得F₁，再通过自交判断F₁是否为纯合子：纯合子AABB自交后代全为深红色，杂合子AaBb自交后代为9:3:4的比例，据此可筛选出稳定遗传个体。 8．（山东省烟台市2024-2025学年高三期末试题改编）作物在成熟期叶片枯黄，若延长绿色状态将有助于提高产量。某小麦野生型在成熟期叶片正常枯黄（熟黄），其单基因突变纯合子ml在成熟期叶片保持绿色的时间延长（持绿）。回答下列问题。 (1)将ml与野生型杂交得到F1，表型为______（填“熟黄”或“持绿”），则此突变为隐性突变（A1基因突变为al基因）。推测A1基因控制小麦熟黄，将A1基因转入______个体中表达，观察获得的植株表型可验证此推测。 (2)突变体m2与ml表型相同，是A2基因突变为a2基因的隐性纯合子，A2基因与A1基因是非等位的同源基因，序列相同。A1、A2、a1和a2基因转录的模板链简要信息如图1。据图1可知，与野生型基因相比，a1基因发生了______，a2基因发生了______，使合成的mRNA都提前出现了______，翻译出的多肽链长度变______，导致蛋白质的空间结构改变，活性丧失。A1（A2）基因编码A酶，图2为检测野生型和两个突变体叶片中A酶的酶活性结果，其中______号株系为野生型的数据。     (3)A1和A2基因位于非同源染色体上，ml的基因型为______，m2的基因型为______。若将ml与m2杂交得到F1，F1自交得到F2，F2中自交后代不发生性状分离个体的比例为______。 【答案】(1)熟黄 持绿（或m1或突变型） (2)碱基对的替换 碱基对的增添 终止密码子 短 ① (3)a1a1A2A2 A1A1a2a2 1/2 【解析】（1）若此突变为隐性突变，则m1的基因型为a1a1，野生型的基因型为A1A1，m1野生型A1a1，表型为野生型，即熟黄。若要证明此推测，可将A1基因转入持绿（或m1或突变型）个体中表达，若植株表现为熟黄，则可验证此推测。 （2）依据题干和图1可知，①A2基因与A1基因是非等位的同源基因，序列相同；②突变体m2与ml表型相同，且均为对应基因的隐性纯合子；③由于终止密码子为UAA、UAG、UGA，可知对应模板链上碱基为ATT、ATC、ACT。与野生型基因相比较，a1发生了碱基的替代，a2基因发生了碱基的增添（增添了碱基T），即a1序列上提前出现了ACT，a2序列上出现ACT，即使合成的mRNA都提前出现了终止密码子，导致翻译出的多肽链长度变短，导致蛋白质的空间结构改变，活性丧失。A1（A2）基因编码A酶，且突变体m2与ml表型相同，可知m2与ml中A酶的酶活性大体相同，所以据图2，可知，①号株系为野生型数据。 （3）依据题干信息，A1和A2基因位于非同源染色体上，则ml的基因型为a1a1A2A2，m2的基因型为A1A1a2a2。mlm2F1：A1a1A2a2，F1F2：A1 - A2 - ：a1a1A2 - ：A1 - a2a2 ：a1a1a2a2=9：6：1，对应的表型为野生型：突变型=9：7，后代9331的比例中，但凡有一对基因是隐性纯合，自交后代均为持绿，所以F2中自交后代不发生性状分离的应该占1+3+3+1，8/16=1/2。 地 城 考点03 染色体变异 一、单项选择题（共4题，每题6分，共24分） 1．（改编自2024届山东潍坊高三期末考试题）玉米是我国重要的粮食作物，其染色体数目为2n=20。科研人员在田间发现一株叶片卷曲的突变株，经细胞学检测发现该植株一条染色体发生了结构变异，其同源染色体联会时的显微图像如图所示。下列关于该变异的叙述，正确的是（ ） 图解：图为同源染色体联会示意图，左侧染色体正常，基因序列为ABCDEF；右侧染色体对应区段基因序列为ABEDCF，联会时中间区段形成环状结构。 A. 该变异属于染色体结构变异中的缺失 B. 该变异会导致染色体上基因的种类发生改变 C. 联会时形成的环状结构是同源染色体片段配对的结果 D. 该突变株自交后代一定会出现叶片卷曲的纯合子 【答案】C 【解析】由图解可知，变异后的染色体基因序列为ABEDCF，与正常序列ABCDEF相比，CD区段发生了颠倒，属于染色体结构变异中的倒位，而非缺失，A错误；倒位仅改变染色体上基因的排列顺序，不改变基因的种类，B错误；联会时同源染色体的同源区段会两两配对，由于其中一条染色体发生倒位，导致倒位区段与正常区段配对时形成环状结构，C正确；该突变株若为杂合子，自交后代可能出现隐性纯合子（正常表型），且若倒位导致配子育性降低，可能无法产生纯合子，D错误。 2．（改编自2023届山东济南高三期末考试题）某二倍体植物（2n=8）的根尖分生区细胞在有丝分裂中期时，染色体形态和数目如图2所示。科研人员对该植物的花药进行离体培养后，获得了单倍体植株。下列关于该植物染色体组的叙述，错误的是（ ） 图解：图2为有丝分裂中期染色体图，共8条染色体，分为4种形态，每种形态各2条，分别标记为①①、②②、③③、④④。 试题内容： A. 该植物体细胞中含有2个染色体组 B. 图中每种形态的染色体构成一个染色体组 C. 单倍体植株体细胞中含有1个染色体组 D. 该植物减数分裂产生的配子中含有4条染色体 【答案】B 【解析】二倍体植物体细胞中染色体组数目=染色体总数/染色体形态数，该植物2n=8，染色体形态数为4，故含有2个染色体组，A正确；一个染色体组应包含每种形态的染色体各一条，图中每种形态的染色体有2条，属于2个染色体组中的同源染色体，B错误；二倍体植物的花药离体培养获得的单倍体植株，体细胞中染色体组数目为体细胞的一半，即1个染色体组，C正确；该植物减数分裂产生的配子中染色体数目为体细胞的一半，即4条，D正确。 3．（改编自2025届山东青岛高三期末考试题）人类唐氏综合征（21三体综合征）患者体细胞中含有3条21号染色体。研究发现，部分患者的致病原因是亲本产生配子时，21号染色体未正常分离。某唐氏综合征患者的染色体核型分析显示，其体内含有一条14号与21号染色体融合形成的异常染色体（如图），该患者父母表型正常。下列关于该患者致病原因的分析，正确的是（ ） A. 该变异属于染色体数目变异中的非整倍体变异 B. 该患者的异常染色体来自父亲或母亲的配子异常 C. 亲本产生配子时，14号与21号染色体发生了交叉互换 D. 该患者体细胞中染色体总数为47条 【答案】B 【解析】该患者的变异是14号与21号染色体融合形成异常染色体，同时含有3条21号染色体相关的片段，属于染色体结构变异中的易位和数目变异的综合，A错误；患者父母表型正常，说明父母中一方为异常染色体携带者，产生配子时异常染色体与正常21号染色体分离异常，导致患者获得异常染色体和一条正常21号染色体，故异常染色体来自父亲或母亲的配子异常，B正确；交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，14号与21号是非同源染色体，融合属于易位，而非交叉互换，C错误；正常人体细胞染色体总数为46条，该患者因14号与21号融合为一条异常染色体，同时多一条21号染色体相关片段，实际染色体总数为46条（融合后减少1条，多1条21号相关片段，总数不变），D错误。 4．（改编自2024届山东烟台高三期末考试题）果蝇是遗传学研究的常用实验材料，其体细胞中含有4对同源染色体。某科研人员在培养果蝇时，发现一只雄果蝇的翅形出现异常，经检测发现其一条常染色体上的片段移接到了X染色体上（如图）。该雄果蝇与正常雌果蝇杂交，下列关于子代翅形遗传的叙述，正确的是（ ） 图解：图为染色体易位示意图，左侧为正常常染色体（标记为A片段）和X染色体（标记为B片段），右侧为易位后的常染色体（缺失A片段）和X染色体（含有A片段和B片段）。 A. 子代雌果蝇均表现为异常翅形 B. 子代雄果蝇均表现为正常翅形 C. 该变异会导致果蝇的基因数目发生改变 D. 该变异可通过光学显微镜观察到 【答案】D 【解析】该变异为常染色体片段移接到X染色体上的易位，若控制翅形的基因位于移接的A片段上，雄果蝇产生的配子为：含易位X染色体（带A）、含正常常染色体（不带A）、含异常常染色体（不带A）、含Y染色体（不带A）。与正常雌果蝇（不含A片段）杂交，子代雌果蝇可能获得易位X染色体（异常翅）或正常X染色体（正常翅），A错误；子代雄果蝇可能获得易位X染色体（异常翅）或Y染色体（正常翅），B错误；易位仅改变基因的位置，不改变基因的数目，C错误；染色体结构变异可通过光学显微镜观察染色体的形态和结构变化来识别，D正确。 二、不定项选择题（共2题，每题8分，共16分，多选、少选、错选均不得分） 5．（改编自2023届山东淄博高三期末考试题）某二倍体植物的花色由一对等位基因A/a控制，红花为显性性状，白花为隐性性状。研究发现，一株红花植株自交后代出现了红花和白花，且白花植株的体细胞中缺失了一条含有A/a基因的染色体（该植株为单体），其染色体组成如图5所示。下列关于该现象的分析，正确的是（ ） 图解：图5为单体植株染色体组成示意图，左侧为正常植株体细胞染色体（含一对同源染色体，其中一条带A基因），右侧为单体植株体细胞染色体（仅含一条带a基因的染色体，另一条同源染色体缺失）。 试题内容： A. 该白花植株的出现是染色体数目变异的结果 B. 亲本红花植株的基因型为Aa C. 该白花植株产生的配子中，一半不含该对同源染色体 D. 若该白花植株与正常红花植株（AA）杂交，子代均为红花 【答案】：ABD 【解析】白花植株体细胞中缺失一条含有A/a基因的染色体，属于染色体数目变异中的个别染色体缺失，A正确；亲本红花植株自交后代出现白花，说明亲本为杂合子，基因型为Aa，B正确；该白花植株（基因型可表示为aO，O表示缺失染色体）产生配子时，染色体随机分配，可产生含a和含O的两种配子，比例为1:1，即一半含a基因，一半不含该染色体，C错误；正常红花植株（AA）产生的配子均为A，与白花植株（aO）杂交，子代基因型为Aa或AO，均表现为红花，D正确。 6．（改编自2025届山东临沂高三期末考试题）多倍体育种是农业生产中培育优良品种的常用方法。某科研团队对二倍体西瓜（2n=22）进行秋水仙素处理，获得了四倍体西瓜，再将四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交，获得了三倍体无子西瓜，其培育过程中染色体数目变化如图6所示。下列关于该培育过程的叙述，正确的是（ ） 图解：图6为多倍体育种染色体数目变化图，左侧二倍体西瓜（2n=22）经秋水仙素处理后变为四倍体西瓜（4n=44），四倍体与二倍体杂交，产生的配子分别为2n=22和n=11，结合后形成三倍体西瓜（3n=33）。 A. 秋水仙素作用于有丝分裂前期，抑制纺锤体的形成 B. 四倍体西瓜的体细胞中含有4个染色体组 C. 三倍体西瓜不能产生可育配子是因为联会紊乱 D. 三倍体无子西瓜的培育过程中发生了基因重组 【答案】ABC 【解析】秋水仙素的作用机理是作用于有丝分裂前期，抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向两极，从而使细胞内染色体数目加倍，A正确；四倍体西瓜由二倍体经染色体加倍获得，体细胞中含有4个染色体组，B正确；三倍体西瓜体细胞中含有3个染色体组，减数分裂时同源染色体联会紊乱，无法形成正常的配子，故不能产生种子，C正确；三倍体无子西瓜的培育过程中，仅发生了染色体数目变异，未涉及减数分裂过程中的基因重组，D错误。 三、非选择题（共2题，每题30分，共60分） 7．（改编自2024届山东泰安高三期末考试题）人类的14号和21号染色体均为常染色体，某男性表现型正常，但其染色体核型分析显示，其一条14号染色体与一条21号染色体融合形成一条异常染色体（如图甲），该男性与正常女性婚配后，生育了一个患唐氏综合征（21三体综合征）的孩子。减数分裂时，异常染色体与正常14号、21号染色体联会形成一个三价体（如图乙），三价体中任意两条染色体分离时，第三条染色体随机移向细胞一极。请回答下列问题： （1）图7甲所示的染色体变异类型为________，该变异________（填“会”或“不会”）导致基因数目发生改变。观察该异常染色体的最佳时期是有丝分裂________期，原因是________。（10分） （2）不考虑其他染色体和交叉互换，理论上该男性产生的配子中，染色体组成正常的配子所占比例为________。该男性与正常女性婚配，生育患唐氏综合征孩子的原因是________。（8分） （3）若该男性的一个精原细胞进行减数分裂，产生了一个含有异常染色体和正常21号染色体的配子，请写出该精原细胞产生的另外三个配子的染色体组成：________、________、________。（6分） （4）为避免生育唐氏综合征患儿，可通过________技术对胎儿进行染色体核型分析，该技术需采集胎儿的细胞，通常采集的细胞来自________。（6分） 【答案】（1）染色体结构变异（易位）和染色体数目变异；会；中；此时染色体形态稳定、数目清晰，便于观察 （2）1/6；该男性产生了含有异常染色体和正常21号染色体的配子，与正常女性产生的含正常21号染色体的配子结合后，孩子体细胞中含有3条21号染色体相关的遗传物质 （3） 异常染色体和正常21号染色体；正常14号染色体；正常14号染色体 （4） （4）产前诊断（染色体核型分析）；羊水、绒毛或脐带血 【解析】（1）14号与21号非同源染色体融合属于染色体结构变异中的易位，同时细胞内染色体数目减少1条（2条融合为1条），故还属于染色体数目变异；融合过程中可能伴随部分基因的丢失，会导致基因数目改变。有丝分裂中期染色体形态稳定、数目清晰，是观察染色体的最佳时期。 （2）该男性体细胞中染色体组成为：1条正常14号、1条正常21号、1条异常染色体（14+21）。减数分裂时三价体分离方式有3种：①正常14号与正常21号分离，异常染色体移向一极，产生配子为（14,21）、（异常）；②正常14号与异常染色体分离，正常21号移向一极，产生配子为（14,异常）、（21）；③正常21号与异常染色体分离，正常14号移向一极，产生配子为（21,异常）、（14）。共6种配子，其中仅（14,21）为正常配子，占1/6。当男性产生（异常,21）配子时，与正常女性（14,21）配子结合，孩子会获得异常染色体（含21号片段）和两条正常21号染色体，即3条21号相关遗传物质，患唐氏综合征。 （3）一个精原细胞减数分裂产生4个配子，两两相同。若一个配子为（异常,21），则对应的另一个配子也为（异常,21），剩余两个配子为（14）、（14）。 （4）产前诊断中的染色体核型分析可检测胎儿染色体异常，通常采集羊水、绒毛或脐带血中的胎儿细胞。 8．（改编自2023届山东济宁高三期末考试题）某二倍体植物（2n=6）的叶片颜色有绿色和黄色两种，受一对等位基因控制。科研人员发现一株黄色叶片突变株，经检测发现其体细胞中多了一条染色体（该植株为三体），其染色体组成如图8所示。已知该植物的配子中，含3条染色体的配子可育，含4条或2条以下染色体的配子不育。该三体植株自交，后代中绿色叶片植株占1/9。请回答下列问题： （1）该黄色叶片突变株的变异类型为________，其体细胞中含有________个染色体组。若要确定该突变株的染色体组成，可采用________技术，制作临时装片后观察。（8分） （2）根据自交后代的表型比例，可判断________为显性性状，该三体植株的基因型为________。请解释后代中绿色叶片植株占1/9的原因：________。（10分） （3）若将该三体植株与正常绿色叶片植株杂交，后代的表型及比例为________。（6分） （4）若要利用该三体植株培育纯合黄色叶片植株，可采用的方法是________，该方法的优点是________。（6分） 【答案】（1）染色体数目变异（三体）；2；显微观察（染色体核型分析） （2）黄色；Aaa；该三体植株产生的可育配子类型及比例为A:a:Aa:aa=1:2:2:1，自交时只有a配子与a配子结合才能产生绿色叶片植株（aa），概率为2/6×2/6=1/9 （3）黄色:绿色=5:1 （4）花药离体培养后用秋水仙素处理；明显缩短育种年限，快速获得纯合子 【解析】（1）该植株多一条染色体，属于染色体数目变异中的三体；二倍体植物体细胞含2个染色体组，三体仅个别染色体数目增加，染色体组数目不变。通过显微观察染色体的形态和数目可确定染色体组成。 （2）三体植株（Aaa）自交后代出现绿色植株，说明绿色为隐性性状，黄色为显性性状。该植株产生配子时，3条同源染色体分离，可产生的配子类型及比例为A:a:Aa:aa=1:2:2:1（含3条染色体的配子为Aa、aa，可育；含1条染色体的配子为A、a，可育）。自交后代中绿色植株（aa）的形成需两个a配子结合，概率为2/6×2/6=1/9。 （3）正常绿色植株基因型为aa，产生的配子只有a。三体植株产生的配子为A:a:Aa:aa=1:2:2:1，后代基因型及比例为Aa:aa:Aaa:aaa=1:2:2:1，其中Aa、Aaa、aaa表现为黄色，aa表现为绿色，故黄色:绿色=5:1。 （4）花药离体培养可获得单倍体植株，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，可快速获得纯合子，该方法为单倍体育种，优点是明显缩短育种年限。 地 城 考点04 生物变异在育种中的应用 一、单项选择题 1．（2024届青岛高三期末考试题改编）袁隆平院士团队通过杂交育种技术培育出“湘两优900”等高产杂交水稻品种，解决了我国粮食生产中的关键问题。该品种培育过程中，先选取矮秆抗病和高秆不抗病的水稻植株作为亲本，经过多代选育获得目标品种。关于该杂交育种过程的叙述，错误的是（ ） A. 育种原理是基因重组，能将双亲的优良性状集中到子代 B. 亲本杂交获得的F₁均为杂合子，表现为双亲的中间性状 C. 需经过多代自交和筛选，才能获得稳定遗传的纯合子品种 D. 若目标品种为矮秆抗病纯合子，F₂中该性状个体需进一步自交鉴定 【答案】B 【解析】杂交育种的核心原理是减数分裂过程中的基因重组，可实现优良性状的集中，A正确；F₁的表现型取决于性状的显隐性关系，若矮秆、抗病为显性性状，F₁可能表现为矮秆抗病，并非一定是中间性状，B错误；由于F₂中会出现性状分离，需通过多代自交提高纯合度，同时筛选目标性状，C正确；F₂中矮秆抗病个体可能为纯合子或杂合子，自交后若后代不发生性状分离则为纯合子，需进一步鉴定，D正确。 2．（2023届济南高三期末考试题改编）山东某种子公司利用太空搭载技术处理普通甜椒种子，返回地面后选育出“太空椒”品种，该品种果型增大、维生素C含量提高，且抗逆性增强。“太空椒”的培育过程及特性体现的生物变异特点是（ ） A. 变异是定向的，可根据需求培育特定性状 B. 变异源于基因突变，突变频率因太空环境而提高 C. 所有变异均能遗传给后代，且都对人类有利 D. 该育种方式可产生新基因，从而创造新物种 【答案】B 【解析】基因突变具有不定向性，太空环境仅提高突变频率，不能定向诱导变异，A错误；太空椒培育属于诱变育种，原理是基因突变，太空的高辐射、微重力等环境可提高突变频率，B正确；基因突变产生的变异多数是有害的，且只有可遗传变异能传给后代，C错误；诱变育种可产生新基因，但不一定形成新物种（新物种形成的标志是生殖隔离），D错误。 3．（2025届烟台高三期末考试题）为培育抗倒伏的小麦品种，育种工作者采用单倍体育种技术，流程为：选取杂合抗倒伏（Dd）小麦植株→花药离体培养→秋水仙素处理→筛选目标品种。下列关于该育种过程的叙述，正确的是（ ） A. 花药离体培养获得的单倍体植株基因型为D或d，且高度不育 B. 秋水仙素处理的对象是单倍体植株的成熟种子 C. 该过程需两年时间即可获得稳定遗传的抗倒伏品种 D. 单倍体育种的原理是染色体变异，与杂交育种相比可缩短育种年限 【答案】D 【解析】杂合子Dd产生的花粉基因型为D和d，花药离体培养获得的单倍体植株基因型为D或d，单倍体植株高度不育，A正确但非最佳答案；单倍体植株高度不育，无成熟种子，秋水仙素需处理单倍体幼苗，B错误；单倍体育种过程中，花药离体培养和秋水仙素处理可在一年内完成，筛选后即可获得纯合子，并非固定两年，C错误；单倍体育种原理是染色体数目变异，杂交育种需多代自交筛选，单倍体育种可显著缩短育种年限，D为最全面正确的选项。 4．（2024届潍坊高三期末考试题）山东某农业研究院培育无子西瓜时，先将二倍体西瓜（2n=22）用秋水仙素处理获得四倍体西瓜，再让四倍体与二倍体杂交获得三倍体无子西瓜。关于无子西瓜培育过程的叙述，错误的是（ ） A. 秋水仙素作用于二倍体幼苗的根尖分生区，抑制纺锤体形成 B. 四倍体西瓜产生的雌配子含有22条染色体 C. 三倍体西瓜无子的原因是减数分裂时同源染色体联会紊乱 D. 可通过组织培养技术快速繁殖三倍体西瓜幼苗 【答案】A 【解析】秋水仙素需处理二倍体幼苗的芽尖分生区，才能使茎尖细胞染色体加倍并发育为四倍体植株，处理根尖无法使地上部分染色体加倍，A错误；二倍体含22条染色体，四倍体含44条染色体，减数分裂产生的雌配子含22条染色体，B正确；三倍体含33条染色体，减数分裂时同源染色体联会紊乱，无法形成正常配子，故无子，C正确；三倍体高度不育，可通过植物组织培养快速繁殖幼苗，D正确。 5．（2023届临沂高三期末考试题）为培育抗虫棉，科研人员将苏云金杆菌的Bt抗虫基因导入普通棉花细胞，经筛选培育出抗虫棉品种，该品种在山东棉区广泛种植。该基因工程育种过程中，不需要用到的技术或工具是（ ） A. 限制酶和DNA连接酶 B. 农杆菌转化法或基因枪法 C. 植物组织培养技术 D. 秋水仙素处理萌发的种子 【答案】D 【解析】基因工程中需用限制酶切割目的基因和载体，用DNA连接酶构建重组载体，A不符合题意；将重组基因导入棉花细胞常用农杆菌转化法或基因枪法，B不符合题意；导入目的基因的棉花细胞需通过植物组织培养培育为完整植株，C不符合题意；秋水仙素用于诱导染色体数目加倍，基因工程育种不涉及染色体数目变异，无需使用，D符合题意。 6．（2025届淄博高三期末考试题）育种工作者针对不同需求选择不同育种方法，如培育早熟大豆品种可采用诱变育种，培育抗除草剂玉米可采用基因工程育种，培育矮秆抗病小麦可采用杂交育种。下列关于不同育种方法的选择依据，错误的是（ ） A. 诱变育种可提高突变频率，适用于培育从未出现过的性状 B. 基因工程育种可定向改造性状，适用于导入其他物种的优良基因 C. 杂交育种可集中双亲优良性状，适用于亲缘关系较远的物种间育种 D. 单倍体育种可快速获得纯合子，适用于急需稳定遗传品种的培育 【答案】C 【解析】诱变育种通过提高突变频率产生新基因，可培育新性状，A正确；基因工程可将一种生物的特定基因定向导入另一种生物，实现性状定向改造，B正确；杂交育种需基于物种间可杂交产生可育后代，亲缘关系较远的物种存在生殖隔离，无法进行杂交育种，C错误；单倍体育种可在短时间内获得纯合子，缩短育种年限，适用于急需稳定品种的场景，D正确。 二、不定项选择题 7．（2024届泰安高三期末考试题）下图为四种育种方法的流程图解，其中①~⑧表示育种步骤，甲、乙、丙为不同育种阶段的植株。 试题图解： 方法一：亲本（AAbb×aaBB）→①杂交→F₁（AaBb）→②自交→F₂→③筛选→目标品种（AABB） 方法二：亲本（AaBb）→④花药离体培养→甲（单倍体）→⑤秋水仙素处理→乙（纯合子）→⑥筛选→目标品种（AABB） 方法三：亲本（AaBb）→⑦射线处理→丙（变异植株）→⑧筛选→目标品种 方法四：亲本（二倍体）→⑨秋水仙素处理→丁（四倍体）→⑩杂交→戊（三倍体）→目标品种（无子果实） 下列关于四种育种方法的叙述，正确的是（ ） A. 方法一为杂交育种，步骤②的原理是基因重组，需多次自交提高纯合度 B. 方法二为单倍体育种，步骤⑤处理的对象是单倍体幼苗，乙植株均为纯合子 C. 方法三为诱变育种，步骤⑦可提高突变频率，但变异方向不可控 D. 方法四为多倍体育种，戊植株无子的原因是无法产生可育配子，需年年制种 【答案】ABCD 【解析】方法一为杂交育种，步骤②自交过程中会发生基因重组，产生性状分离，需多次自交筛选以提高目标品种的纯合度，A正确；方法二为单倍体育种，单倍体高度不育，步骤⑤需处理单倍体幼苗，秋水仙素使染色体加倍后获得的乙植株均为纯合子，B正确；方法三为诱变育种，射线处理可提高基因突变频率，但基因突变具有不定向性，变异方向不可控，C正确；方法四为多倍体育种，三倍体戊植株减数分裂时联会紊乱，无法产生可育配子，故无子，且无法留种，需年年通过四倍体与二倍体杂交制种，D正确。 8．（2023届枣庄高三期末考试题改编）山东某果树研究所培育苹果新品种时，采用了多种育种技术，如为培育早熟甜苹果采用杂交育种，为培育果面光滑的苹果采用诱变育种，为培育抗腐烂病苹果采用基因工程育种。关于不同育种技术在苹果育种中的应用，下列叙述正确的是（ ） A. 杂交育种中，需选择早熟与甜苹果品种作为亲本，F₂中会出现早熟甜的重组型个体 B. 诱变育种中，可用紫外线处理苹果种子，可能获得果面光滑的突变体 C. 基因工程育种中，需将抗腐烂病基因导入苹果细胞，导入方法可采用农杆菌转化法 D. 三种育种方法均能产生新基因，且基因工程育种可实现性状的定向改造 【答案】ABC 【解析】杂交育种可将不同亲本的优良性状集中，早熟与甜苹果为不同优良性状，杂交后F₂会因基因重组出现早熟甜的重组型个体，A正确；紫外线属于物理诱变因素，可处理种子诱导基因突变，可能获得果面光滑的突变体，B正确；农杆菌转化法是植物基因工程中常用的导入方法，可将抗腐烂病基因导入苹果细胞，C正确；杂交育种的原理是基因重组，不能产生新基因，诱变育种和基因工程育种可产生新基因（基因工程导入外源基因），且基因工程可定向改造性状，D错误。 9．（2025届济宁高三期末考试题改编）某二倍体植物的花色由两对等位基因（A/a、B/b）控制，遵循自由组合定律，红花（A_B_）、粉花（A_bb）、白花（aa__）。育种工作者采用不同方法培育红花纯合品种，流程如下： 方案1：粉花植株（AAbb）×白花植株（aaBB）→F₁→F₂→筛选红花纯合子 方案2：粉花植株（AAbb）→花药离体培养→秋水仙素处理→白花植株→与粉花杂交→F₁→筛选红花纯合子 下列关于两种育种方案的叙述，正确的是（ ） A. 方案1为杂交育种，F₁基因型为AaBb，表现为红花 B. 方案1中F₂红花植株中纯合子占1/9，需通过自交鉴定 C. 方案2中，花药离体培养获得的单倍体基因型为A或b D. 方案2的育种原理包括染色体变异和基因重组，可缩短育种年限 【答案】ABD 【解析】方案1中，AAbb与aaBB杂交，F₁基因型为AaBb，符合A_B_的红花表现型，A正确；F₁自交得F₂，红花植株（A_B_）占9/16，其中纯合子AABB占1/16，故红花植株中纯合子占1/9，杂合子自交会发生性状分离，需自交鉴定，B正确；粉花植株AAbb产生的花粉基因型为Ab，花药离体培养获得的单倍体基因型为Ab，而非A或b，C错误；方案2中，花药离体培养和秋水仙素处理涉及染色体变异，后续杂交涉及基因重组，与方案1相比可缩短育种年限，D正确。 三、非选择题 10.（2024届东营高三期末考试题改编）山东某小麦育种基地欲培育“矮秆抗病”小麦品种（ddTT），现有亲本品种为高秆抗病（DDTT）和矮秆不抗病（ddtt）。育种工作者设计了杂交育种和单倍体育种两种方案，流程如下图所示。 试题图解： 方案甲（杂交育种）：高秆抗病（DDTT）×矮秆不抗病（ddtt）→①→F₁→②→F₂→③→筛选→矮秆抗病（ddTT） 方案乙（单倍体育种）：高秆抗病（DDTT）×矮秆不抗病（ddtt）→①→F₁→④→花药离体培养→⑤→秋水仙素处理→⑥→筛选→矮秆抗病（ddTT） 请结合图解回答下列问题： （1）方案甲中，步骤①的育种操作是________，步骤②的原理是________，F₂中矮秆抗病植株的基因型有________种，其中纯合子占________。 （2）方案乙中，步骤④获得的F₁基因型为________，步骤⑤处理的对象是________，处理后获得的植株基因型有________。 （3）与方案甲相比，方案乙的突出优点是________。若要快速繁殖获得的矮秆抗病品种，可采用________技术，该技术的原理是________。 （4）若在方案甲的F₂中发现一株矮秆抗病小麦，其自交后代出现矮秆抗病和矮秆不抗病两种性状，推测该植株的基因型为________，产生该变异的原因可能是________。 【答案】（1）杂交；基因重组；2；1/3 （2）DdTt；单倍体幼苗；DDTT、DDtt、ddTT、ddtt （3）明显缩短育种年限；植物组织培养；植物细胞的全能性 （4）ddTt；F₁减数分裂时，T基因所在的染色体片段发生交叉互换或基因突变 【解析】（1）方案甲为杂交育种，步骤①为亲本杂交；步骤②为F₁自交，原理是基因重组；F₁基因型为DdTt，F₂中矮秆抗病植株（ddT_）包括ddTT和ddTt两种基因型，其中纯合子ddTT占1/3。 （2）方案乙中，F₁基因型为DdTt，产生的花粉基因型为DT、Dt、dT、dt，花药离体培养获得单倍体幼苗，秋水仙素处理后染色体加倍，获得DDTT、DDtt、ddTT、ddtt四种纯合子。 （3）单倍体育种的突出优点是明显缩短育种年限；植物组织培养可快速繁殖优良品种，原理是植物细胞的全能性。 （4）矮秆抗病植株自交后代出现性状分离，说明该植株为杂合子ddTt；产生原因可能是F₁减数分裂时T与t基因所在同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，或基因突变导致T基因变为t基因。 11.（2023届威海高三期末考试题改编）无子葡萄因食用方便深受消费者喜爱，山东某葡萄种植基地采用两种方法培育无子葡萄：方法一是用赤霉素处理未受粉的葡萄子房，诱导形成无子果实；方法二是通过多倍体育种培育三倍体无子葡萄，流程为：二倍体葡萄（2n=38）→秋水仙素处理→四倍体葡萄→与二倍体杂交→三倍体无子葡萄。请回答下列问题： （1）方法一中，赤霉素诱导无子果实形成的原理是________，该方法获得的无子葡萄基因型与母本________（填“相同”或“不同”），原因是________。 （2）方法二中，秋水仙素处理的最佳时期是________，处理后四倍体葡萄的体细胞中染色体数目为________条，其产生的配子中染色体数目为________条。 （3）三倍体葡萄无子的原因是________，该方法获得的无子性状________（填“可遗传”或“不可遗传”），原因是________。 （4）若要鉴别某无子葡萄是方法一还是方法二培育的，可采用的方法是________，若观察到________，则为方法二培育的。 【答案】（1）促进子房发育成果实；相同；未经过受精作用，遗传物质未发生改变 （2）二倍体幼苗期；76；38 （3）减数分裂时同源染色体联会紊乱，无法形成可育配子；可遗传；遗传物质发生改变（染色体数目变异） （4）镜检根尖分生区细胞的染色体数目；染色体数目为57条（或三倍体特征） 【解析】（1）赤霉素可促进子房发育为果实，方法一未经过受精作用，子房直接发育成果实，遗传物质与母本一致，故基因型相同。 （2）秋水仙素需处理幼苗期的分生组织，二倍体2n=38，四倍体染色体数目为76条，减数分裂产生的配子含38条染色体。 （3）三倍体含57条染色体，减数分裂时联会紊乱，无法产生可育配子，故无子；该变异为染色体数目变异，遗传物质发生改变，属于可遗传变异。 （4）方法一培育的无子葡萄为二倍体，方法二为三倍体，可通过镜检根尖分生区细胞的染色体数目鉴别，三倍体染色体数目为57条。 12.（2025届日照高三期末考试题）科研人员为培育抗逆性强的玉米品种，采用诱变育种技术处理普通玉米种子，在后代中发现一株抗干旱的突变体植株。为探究该突变性状的遗传特性及变异类型，科研人员进行了一系列实验。请回答下列问题： （1）诱变育种中常用的诱变因素有________（答出两类即可），该育种方法的优点是________。 （2）若要判断该抗干旱突变体的突变类型是基因突变还是染色体变异，可采用的检测方法是________，若为染色体变异，可观察到________。 （3）为判断抗干旱性状的显隐性，科研人员将该突变体与普通玉米杂交，若F₁全为抗干旱植株，则抗干旱为________性状；若F₁全为普通植株，则抗干旱为________性状，此时需进一步让F₁自交，若F₂中________，则可确认抗干旱为隐性性状。 （4）若已确定抗干旱性状由一对等位基因（A/a）控制，且为显性性状，现要快速获得稳定遗传的抗干旱玉米品种，可采用的育种方法是________，该方法的关键步骤是________和________。 【答案】（1）物理因素（如紫外线、X射线）、化学因素（如亚硝酸、碱基类似物）；提高突变频率，短时间内获得更多优良变异类型 （2）显微镜观察根尖分生区细胞的染色体形态和数目；染色体的形态、数目或结构发生改变 （3）显性；隐性；出现抗干旱植株（或性状分离） （4）单倍体育种；花药离体培养获得单倍体幼苗；秋水仙素处理单倍体幼苗 【解析】（1）诱变因素包括物理因素（紫外线、X射线等）和化学因素（亚硝酸等），诱变育种可提高突变频率，快速获得优良变异类型。 （2）染色体变异可在显微镜下观察到，基因突变无法直接观察，故可通过镜检染色体的形态和数目鉴别，染色体变异会表现为染色体形态、数目或结构的改变。 （3）突变体与普通玉米杂交，F₁全为抗干旱植株，说明抗干旱为显性；若F₁全为普通植株，抗干旱可能为隐性，F₁自交后F₂出现抗干旱植株（性状分离），可确认其隐性性状。 （4）显性杂合子快速获得纯合子的方法为单倍体育种，核心步骤是花药离体培养获得单倍体幼苗，再用秋水仙素处理使染色体加倍。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $