2027届高考生物一轮复习难点突破练54　生物变异的类型判断及实验探究

**基本信息** 聚焦生物变异类型判断与实验探究，通过概念辨析、实验分析及综合探究，系统构建“类型判断-实验设计-结果推导”的解题逻辑，培养科学思维与探究实践能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|选择题1、6|变异类型（基因突变/重组/染色体变异）特征对比法|从变异本质（分子/染色体水平）到类型区分，建立概念间层级关系| |实验分析|选择题2、3、4、5|杂交结果显隐性推导、药物作用机制（纺锤体抑制）分析、染色体组数量判断法|结合实例（昆虫杂交、氟乐灵实验），实现原理到现象的推导| |综合探究|非选择题7、8|多基因杂交配子比例计算、细胞质遗传正反交实验设计|从单基因到多基因，从细胞核到细胞质遗传，形成完整知识网络|

难点突破练54　生物变异的类型判断及实验探究 (分值∶60分) (第1～6题，每题5分，共30分。) 一、选择题 1．(2026·河北示范高中联盟联考)某二倍体生物(2n＝4)的细胞分裂过程中出现多种变异。下列叙述错误的是(　　) A．减数分裂Ⅰ前期，同源染色体非姐妹染色单体交换片段，该变异为基因重组 B．一条染色体的片段移接到另一条非同源染色体上，改变基因排列顺序，属于基因突变 C．体细胞有丝分裂后期，染色体未均分到两极，导致染色体数目的变异 D．亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基且基因突变也会自发产生 2．(2025·浙南名校联盟联考)某昆虫性别决定方式为XY型，其体色由一对等位基因控制，有多种表型。现有两种体色突变体(由基因突变导致)，利用这两种突变体进行如表杂交实验。下列叙述正确的是(　　) 组别 亲本 F1表型 实验一 黑体(♀)×野生型(♂) 均为野生型 实验二 黑体(♀)×黑檀体(♂) 均为黑檀体 A.两种突变的基因都位于常染色体上 B．黑檀体基因不一定是由野生型基因突变而来 C．黑体和黑檀体的出现是基因发生了隐性突变 D．不同体色基因的出现体现了基因突变的普遍性 3．(2025·黄石联考)为了研究氟乐灵对小麦根尖细胞有丝分裂的影响，某研究团队将小麦根尖分生组织分别用浓度为100、200、300、400、500 μmol·L－1的氟乐灵溶液各培养12 h、24 h、36 h、48 h，然后取不同处理的小麦根尖分生组织进行观察，统计染色体加倍的细胞数占总细胞数的百分比(%)，得到如表所示实验结果。下列叙述正确的是(　　) 培养时间 处理浓度/(μmol·L－1) 100 200 300 400 500 12 h 6.25 2.85 2.95 2.9 2 24 h 5.4 5.75 4.95 6.05 3.65 36 h 2.7 1.15 2.85 2.15 2.45 48 h 0.9 0.8 1.55 1.25 1.1 A.本实验的自变量是氟乐灵的浓度 B．小麦根尖用解离液处理后需要用50%的酒精漂洗 C．氟乐灵可能通过抑制纺锤体的形成，使染色体无法移向细胞两极 D．氟乐灵浓度越低，使染色体加倍比例越高 4．(2025·吉林船营一中月考)农业上，常用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体葡萄(2n＝38)茎段上的芽，然后将茎段扦插以获得四倍体葡萄。研究发现，四倍体葡萄中约有40%细胞中的染色体被诱导加倍，而剩余的细胞均表现正常，故被称为“嵌合体”。下列叙述正确的是(　　) A．秋水仙素的作用是促进染色体多次复制 B．“嵌合体”产生的配子中含有38条染色体 C．“嵌合体”的体细胞中可能含有2、4或8个染色体组 D．“嵌合体”与二倍体杂交获得的三倍体不能由受精卵发育而来 5．(2026·重庆八中月考)在细胞分裂过程中，端粒缺失的染色体极不稳定，其姐妹染色单体可能会连在一起，着丝粒分裂后向两极移动时，端粒缺失处的姐妹染色单体可能会形成“染色体桥”或“染色体环”，具体过程如图。若某细胞进行分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体会移到细胞两极。下列叙述错误的是(　　) A．“染色体桥”形成可发生在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期 B．细胞内出现“染色体环”的前提是姐妹染色单体的两端均出现端粒缺失 C．“染色体环”形成过程中，发生了染色体数目变异使染色体数目增加 D．若非同源染色体之间形成的“染色体桥”发生断裂，可导致染色体结构变异 6．(2025·辽宁名校联盟联考)如图为人体细胞分裂过程中产生的两种变异过程。下列叙述正确的是(　　) A．发生图1变异类型，生物体的表型不发生改变 B．图1变异类型为基因重组，图2变异类型为染色体结构变异 C．图1变异类型只能发生在减数分裂过程 D．发生图1和图2变异类型的个体均有可能产生染色体组成正常的配子 二、非选择题 7．(12分)(2026·成都模拟)某二倍体植物的花色受独立遗传且完全显性的三对等位基因控制。研究发现，该植物体细胞中r基因数多于R基因时，R基因的表达减弱而形成粉红花突变体。基因控制色素合成的途径如图甲所示，粉红花突变体体细胞中基因与染色体的组成(其他基因数量与染色体均正常)如图乙所示，回答下列问题： (1)若某正常红花植株自交后代为红花∶白花＝9∶7，则该正常红花植株的基因型为_______，正常情况下，图甲中纯合白花植株的基因型有________种。图乙中突变体③发生的染色体结构变异类型是__________。 (2)将R基因和r基因扩增、测序，证实r是突变基因，图丙为两种基因非模板链的部分测序结果，据图可知r基因发生了碱基的____________。 (3)现有一开粉红花的突变植株，为确定该植株属于图乙中的哪一种突变体，让该突变体与基因型为iiDDrr的植株杂交，观察并统计子代的表型与比例(假设实验过程中不存在突变与染色体互换，各型配子活力相同，无致死现象)。 结果预测： Ⅰ.若子代中红花、粉红花与白花植株的比例为__________，则其为突变体①。 Ⅱ.若子代中红花、粉红花与白花植株的比例为__________，则其为突变体②。 Ⅲ.若子代中红花、粉红花与白花植株的比例为1∶0∶1，则其为突变体③。 8．(18分)(2026·安阳模拟)研究人员利用诱变技术，获得了甲、乙、丙三个纯合的短穗水稻品系。已知三个短穗品系均为染色体上的单一基因隐性突变所致(甲、乙、丙三品系的短穗基因分别用a、b、c表示)。利用短穗水稻和正常穗水稻进行杂交实验，结果如图所示。回答下列问题： (1)根据杂交2结果判断，B/b、C/c这两对基因的位置关系是____________；统计发现，F2中的正常穗植株略多于短穗植株，若没有发生新的突变，也不考虑致死情况，此现象出现的原因可能是____________________________________________________________________。 (2)经DNA测序发现，b基因比B基因多56个碱基对，此种变异属于____________(填“基因突变”或“染色体变异”)；b基因控制合成的蛋白质比B基因控制合成的蛋白质少388个氨基酸，氨基酸数量减少的原因是_________________________________________________。 (3)已知A/a、B/b这两对基因独立遗传。让杂交1与杂交2的F1进行杂交获得F2，若F2完全随机传粉，不发生其他变异，理论上F3的短穗植株占________。若短穗植株占比显著大于该值，则从传粉方式角度分析，原因可能是__________________________________________。 (4)(6分)研究人员最近又获得了一个新的短穗突变水稻品系丁，欲探究此新突变是否为细胞质基因突变，请写出简要的实验思路和预期结果及结论。实验思路：______________________。预期结果及结论：_______________________________________________________________。 难点突破练54　生物变异的类型判断及实验探究参考答案 (分值∶60分) (第1～6题，每题5分，共30分。) 一、选择题 1．(2026·河北示范高中联盟联考)某二倍体生物(2n＝4)的细胞分裂过程中出现多种变异。下列叙述错误的是(　　) A．减数分裂Ⅰ前期，同源染色体非姐妹染色单体交换片段，该变异为基因重组 B．一条染色体的片段移接到另一条非同源染色体上，改变基因排列顺序，属于基因突变 C．体细胞有丝分裂后期，染色体未均分到两极，导致染色体数目的变异 D．亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基且基因突变也会自发产生 答案　B 解析　染色体片段移接到非同源染色体上属于染色体结构变异中的易位，而基因突变是DNA分子中碱基的替换、增添或缺失，B错误；有丝分裂后期染色体未均分到两极，会导致子细胞染色体数目变异(如形成非整倍体)，C正确。 2．(2025·浙南名校联盟联考)某昆虫性别决定方式为XY型，其体色由一对等位基因控制，有多种表型。现有两种体色突变体(由基因突变导致)，利用这两种突变体进行如表杂交实验。下列叙述正确的是(　　) 组别 亲本 F1表型 实验一 黑体(♀)×野生型(♂) 均为野生型 实验二 黑体(♀)×黑檀体(♂) 均为黑檀体 A.两种突变的基因都位于常染色体上 B．黑檀体基因不一定是由野生型基因突变而来 C．黑体和黑檀体的出现是基因发生了隐性突变 D．不同体色基因的出现体现了基因突变的普遍性 答案　B 解析　两组杂交实验的F1表型均与雄性亲本的相同，说明在F1中显现出来的表型为显性性状，两种突变的基因都可能位于常染色体上，也可能位于X和Y染色体的同源区段上，A错误；两种体色突变体都是由基因突变导致的，而基因突变是不定向的，所以黑檀体基因不一定是由野生型基因突变而来，B正确；实验一、二的F1表型都只有一种，分别为野生型、黑檀体，说明野生型对黑体为显性性状、黑檀体对黑体为显性性状，因此黑体的出现是基因发生了隐性突变，而黑檀体的出现是基因发生了显性突变，C错误；不同体色基因的出现体现了基因突变的不定向性，D错误。 3．(2025·黄石联考)为了研究氟乐灵对小麦根尖细胞有丝分裂的影响，某研究团队将小麦根尖分生组织分别用浓度为100、200、300、400、500 μmol·L－1的氟乐灵溶液各培养12 h、24 h、36 h、48 h，然后取不同处理的小麦根尖分生组织进行观察，统计染色体加倍的细胞数占总细胞数的百分比(%)，得到如表所示实验结果。下列叙述正确的是(　　) 培养时间 处理浓度/(μmol·L－1) 100 200 300 400 500 12 h 6.25 2.85 2.95 2.9 2 24 h 5.4 5.75 4.95 6.05 3.65 36 h 2.7 1.15 2.85 2.15 2.45 48 h 0.9 0.8 1.55 1.25 1.1 A.本实验的自变量是氟乐灵的浓度 B．小麦根尖用解离液处理后需要用50%的酒精漂洗 C．氟乐灵可能通过抑制纺锤体的形成，使染色体无法移向细胞两极 D．氟乐灵浓度越低，使染色体加倍比例越高 答案　C 解析　本实验的自变量是氟乐灵的浓度和培养时间，A错误；小麦根尖用解离液处理后需要用清水漂洗，B错误；当培养时间为12 h时，氟乐灵浓度越低，使染色体加倍比例越高，当培养时间为24 h、48 h时，不具有该结论，D错误。 4．(2025·吉林船营一中月考)农业上，常用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体葡萄(2n＝38)茎段上的芽，然后将茎段扦插以获得四倍体葡萄。研究发现，四倍体葡萄中约有40%细胞中的染色体被诱导加倍，而剩余的细胞均表现正常，故被称为“嵌合体”。下列叙述正确的是(　　) A．秋水仙素的作用是促进染色体多次复制 B．“嵌合体”产生的配子中含有38条染色体 C．“嵌合体”的体细胞中可能含有2、4或8个染色体组 D．“嵌合体”与二倍体杂交获得的三倍体不能由受精卵发育而来 答案　C 解析　秋水仙素作用于细胞分裂前期，抑制纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍，A错误；“嵌合体”产生的配子中含有一个或两个染色体组，染色体数目是19条或38条，B错误；“嵌合体”中有的细胞是原来的体细胞(含有2个染色体组)、有的是加倍过的细胞(含有4个染色体组)，加倍过的细胞如果处于有丝分裂后期，就可能含8个染色体组，C正确；“嵌合体”与二倍体杂交获得的三倍体，是由受精卵发育而来的，D错误。 5．(2026·重庆八中月考)在细胞分裂过程中，端粒缺失的染色体极不稳定，其姐妹染色单体可能会连在一起，着丝粒分裂后向两极移动时，端粒缺失处的姐妹染色单体可能会形成“染色体桥”或“染色体环”，具体过程如图。若某细胞进行分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体会移到细胞两极。下列叙述错误的是(　　) A．“染色体桥”形成可发生在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期 B．细胞内出现“染色体环”的前提是姐妹染色单体的两端均出现端粒缺失 C．“染色体环”形成过程中，发生了染色体数目变异使染色体数目增加 D．若非同源染色体之间形成的“染色体桥”发生断裂，可导致染色体结构变异 答案　C 解析　“染色体桥”形成于着丝粒分裂后向两极移动时，故可以发生在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期，A正确；“染色体环”形成过程中，着丝粒不变，染色体数目不变，C错误；非同源染色体之间形成的“染色体桥”发生断裂，可能会导致一条染色体发生缺失，而另一条染色体上增加了非同源染色体的片段，因此发生的变异属于染色体结构变异，D正确。 6．(2025·辽宁名校联盟联考)如图为人体细胞分裂过程中产生的两种变异过程。下列叙述正确的是(　　) A．发生图1变异类型，生物体的表型不发生改变 B．图1变异类型为基因重组，图2变异类型为染色体结构变异 C．图1变异类型只能发生在减数分裂过程 D．发生图1和图2变异类型的个体均有可能产生染色体组成正常的配子 答案　D 解析　图1变异类型属于染色体易位，图2变异类型为染色体结构变异和染色体数目变异，均会使生物体的表型发生改变，A、B错误；有丝分裂和减数分裂过程均能发生染色体变异，C错误；发生题述变异的体细胞中均存在正常的染色体，因此均有可能产生染色体组成正常的配子，D正确。 二、非选择题 7．(12分)(2026·成都模拟)某二倍体植物的花色受独立遗传且完全显性的三对等位基因控制。研究发现，该植物体细胞中r基因数多于R基因时，R基因的表达减弱而形成粉红花突变体。基因控制色素合成的途径如图甲所示，粉红花突变体体细胞中基因与染色体的组成(其他基因数量与染色体均正常)如图乙所示，回答下列问题： (1)若某正常红花植株自交后代为红花∶白花＝9∶7，则该正常红花植株的基因型为_______，正常情况下，图甲中纯合白花植株的基因型有________种。图乙中突变体③发生的染色体结构变异类型是__________。 (2)将R基因和r基因扩增、测序，证实r是突变基因，图丙为两种基因非模板链的部分测序结果，据图可知r基因发生了碱基的____________。 (3)现有一开粉红花的突变植株，为确定该植株属于图乙中的哪一种突变体，让该突变体与基因型为iiDDrr的植株杂交，观察并统计子代的表型与比例(假设实验过程中不存在突变与染色体互换，各型配子活力相同，无致死现象)。 结果预测： Ⅰ.若子代中红花、粉红花与白花植株的比例为__________，则其为突变体①。 Ⅱ.若子代中红花、粉红花与白花植株的比例为__________，则其为突变体②。 Ⅲ.若子代中红花、粉红花与白花植株的比例为1∶0∶1，则其为突变体③。 答案　(1)iiDdRr　7　重复　(2)缺失和替换　(3)1∶1∶2　1∶2∶3 解析　(1)依据图甲可知，正常红花的基因型为iiD－R－，若某正常红花植株自交后代为红花∶白花＝9∶7，则该正常红花的基因型为iiDdRr，正常情况下，图甲中，纯合红花的基因型只有一种即iiDDRR，则纯合白花植株的基因型有23－1＝7(种)。由图乙可知，突变体③属于重复(染色体中增加某一片段引起变异)。(2)据图丙可知，r基因的非模板链与R基因的非模板链相比较，在1 320号碱基发生了碱基的缺失，在1 321号碱基发生了碱基的替换。(3)为了确定粉红花(iiD－Rrr)植株属于图乙中的哪一种突变体，让该突变体与基因型为iiDDrr的植株杂交，观察并统计子代的表型与比例。若该植株属于突变体①，只考虑R与r这对基因，突变体①能产生四种配子，R∶Rr∶r∶rr＝1∶1∶1∶1，杂交后子代为Rr∶Rrr∶rr∶rrr＝1∶1∶1∶1，即红花Rr、粉红花Rrr、白花植株(rr、rrr )的比例为1∶1∶2。若该植株属于突变体②，突变体②为三体，可产生含R、rr、Rr、r的4种配子，其比例为1∶1∶2∶2，杂交后子代中红花Rr、粉红花Rrr与白花植株(rr、rrr)的比例为1∶2∶3。 8．(18分)(2026·安阳模拟)研究人员利用诱变技术，获得了甲、乙、丙三个纯合的短穗水稻品系。已知三个短穗品系均为染色体上的单一基因隐性突变所致(甲、乙、丙三品系的短穗基因分别用a、b、c表示)。利用短穗水稻和正常穗水稻进行杂交实验，结果如图所示。回答下列问题： (1)根据杂交2结果判断，B/b、C/c这两对基因的位置关系是____________；统计发现，F2中的正常穗植株略多于短穗植株，若没有发生新的突变，也不考虑致死情况，此现象出现的原因可能是____________________________________________________________________。 (2)经DNA测序发现，b基因比B基因多56个碱基对，此种变异属于____________(填“基因突变”或“染色体变异”)；b基因控制合成的蛋白质比B基因控制合成的蛋白质少388个氨基酸，氨基酸数量减少的原因是_________________________________________________。 (3)已知A/a、B/b这两对基因独立遗传。让杂交1与杂交2的F1进行杂交获得F2，若F2完全随机传粉，不发生其他变异，理论上F3的短穗植株占________。若短穗植株占比显著大于该值，则从传粉方式角度分析，原因可能是__________________________________________。 (4)(6分)研究人员最近又获得了一个新的短穗突变水稻品系丁，欲探究此新突变是否为细胞质基因突变，请写出简要的实验思路和预期结果及结论。实验思路：______________________。预期结果及结论：_______________________________________________________________。 答案　(1)位于一对同源染色体上　形成配子时，B/b、C/c这两对基因所在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换　(2)基因突变　碱基对增添导致b基因转录的mRNA中终止密码子提前出现，使翻译提前终止　(3)23/128　水稻主要进行自花传粉　(4)用正常穗水稻和品系丁短穗水稻作亲本进行正反交　若正反交的结果不同，且总是与母本一致，则为细胞质基因突变；否则，不是细胞质基因突变 解析　(1)已知三个纯合的短穗品系均为染色体上的单一基因隐性突变所致，则甲、乙、丙品系的基因型分别为aaBBCC、AAbbCC、AABBcc。若B/b、C/c两对基因位于非同源染色体上，则杂交2的F1均为正常穗，F2正常穗∶短穗＝9∶7；若B/b、C/c两对基因位于一对同源染色体上，则杂交2的F1为正常穗，基因型为AABbCc，产生的配子为ABc和AbC两种，雌雄配子随机结合，F2正常穗∶短穗＝1∶1，当B/b、C/c这两对基因所在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换时，会产生ABC和Abc两种重组类型配子，使得F2中的正常穗植株占比提高。(2)b基因比B基因多56个碱基对，属于碱基对增添导致的基因突变，不属于染色体变异。合成的蛋白质中氨基酸数量减少，原因是碱基对增添导致b基因转录的mRNA中终止密码子提前出现，使翻译提前终止。(3)A/a、B/b这两对基因独立遗传，B/b、C/c两对基因位于一对同源染色体上，杂交1的F1基因型为AaBBCC，杂交2的F1基因型为AABbCc，二者杂交获得F2，F2随机传粉，根据基因自由组合定律，将A/a单独计算，将B/b、C/c单独计算，过程如下：Aa与AA杂交，F2为AA∶Aa＝1∶1，F2随机交配，F3中AA∶Aa∶aa＝9∶6∶1，aa(短穗)占1/16，AA、Aa占15/16；BBCC与BbCc杂交，F2为BBCc∶BbCC＝1∶1，F2产生的配子为BC∶Bc∶bC＝2∶1∶1，配子间随机结合，F3中BBcc(短穗)占1/16，bbCC(短穗)占1/16，综合计算，短穗占1/16＋(1/16＋1/16)×15/16＝23/128。水稻既能自花传粉，也能异花传粉。自花传粉时，短穗占比显著增大。因此，从传粉方式角度分析，水稻应主要进行自花传粉。(4)可利用正反交实验判断品系丁的突变是否为细胞质基因突变。若正反交的结果不同，且总是与母本一致，则为细胞质基因突变，受精时受精卵的细胞质主要来自卵细胞，所以细胞质遗传呈现母系遗传特点。 . 学科网（北京）股份有限公司 $