必修2 第7单元 第1讲 第3课时 变异与细胞分裂的关系及生物变异的实验探究(课件PPT)-【新高考方案】2027年高考生物一轮总复习

该高中生物学高考复习课件聚焦“变异与细胞分裂的关系及生物变异的实验探究”专题，依据高考评价体系梳理了可遗传变异与细胞分裂的关联、变异的实验探究、基因定位三大核心考点，通过2025年广东、安徽等高考真题分析，明确染色体变异成因分析、实验设计与结果预测为高频考查题型，构建系统复习框架。 课件亮点在于“真题导析+思维建模+应用体验”的备考策略，如以特纳综合征案例解析染色体数目变异成因，通过姐妹染色单体等位基因来源判断模型培养科学思维，结合突变类型判定实验强化探究实践素养。特设易错点警示和答题模板，助力学生掌握实验设计步骤与结果分析技巧，教师可据此精准突破考点，提升复习效率。

变异与细胞分裂的关系及生物变异的实验探究 第三课时 “生物可遗传变异与细胞分裂的关系”“生物变异的实验探究” “利用单体、三体或片段缺失判断特定基因是否位于特定染色体上”是综合性较强的高考命题点,是教学中的重点和难点。高考中常借助图示或新情境材料命制选择题或非选择题。 目录 主题研习（一） 主题研习（二） 生物可遗传变异与细胞分裂的关系 作业验收评价 生物变异的实验探究 主题研习（三） 利用单体、三体或片段缺失判断特定基因是否位于特定染色体上 主题研习（一）　生物可遗传变异 与细胞分裂的关系 [典例导析] [例1]　(2025·广东高考)临床发现一例特殊的特纳综合征患者,其体内存在3种核型:“45,X”“46,XX”“47,XXX”(细胞中染色体总数,性染色体组成)。导致该患者染色体异常最可能的原因是(　　) A.其母亲卵母细胞减数分裂Ⅰ中X染色体不分离 B.其母亲卵母细胞减数分裂Ⅱ中X染色体不分离 C.胚胎发育早期有丝分裂中1条X染色体不分离 D.胚胎发育早期有丝分裂中2条X染色体不分离 √ [解析]　若母亲卵母细胞减数分裂Ⅰ中X染色体不分离,会形成XX或O(代表没有X染色体)的卵细胞,受精后可能产生“47,XXX”或“45,X”的个体,但无法同时出现“46,XX”的正常核型,A错误;若母亲卵母细胞减数分裂Ⅱ中X染色体不分离,可能形成XXX或XO的受精卵,但同样无法保留“46,XX”的正常核型,B错误;若胚胎发育早期有丝分裂中1条X染色体(含姐妹染色单体)未分离,会导致部分细胞为“45,X”(少一条X)和“47,XXX”(多一条X),而正常分裂的细胞仍为“46,XX”,形成三种核型,C正确;同理,若胚胎发育早期有丝分裂中2条X染色体均未分离,所出现的异常核型与题干中的核型不符,D错误。 [例2]　(2025·安徽高考)某动物初级精母细胞中,一部分细胞的一对同源染色体的两条非姐妹染色单体间发生了片段互换,产生了4种精细胞,如图所示。若该动物产生的精细胞中,精细胞2、3所占的比例均为4%,则减数分裂过程中初级精母细胞发生交换的比例是 (　　) A.2% B.4% C.8% D.16% √ [解析]　设发生交换的初级精母细胞的比例为X。因为一个发生交换的初级精母细胞产生的精细胞中,精细胞2(或精细胞3)占1/4,已知该动物产生的精细胞中,精细胞2、3所占的比例均为4%,则对于精细胞2(或精细胞3)来说,可列出等式:1/4X=4%,X=16%。所以,减数分裂过程中初级精母细胞发生交换的比例是16%,故选D。 [思维建模] 1.减数分裂与基因突变(如图) 2.减数分裂与基因重组 (1)非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律),如图。 (2)同源染色体非姐妹染色单体互换导致基因重组,如图。 3.姐妹染色单体上等位基因来源的判断方法 (1)一看亲子代基因型 ①如果亲代基因型为BB或bb,则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变; ②如果亲代基因型为Bb,则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变或基因重组(互换型)。 (2)二看细胞分裂方式 ①如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,则一般认为是基因突变; ②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,可能发生了基因突变或基因重组(互换型)。 (3)三看细胞分裂图 ①如果是有丝分裂后期的图像,两条子染色体上存在等位基因,则一般认为是基因突变的结果,如图1所示; ②如果是减数分裂Ⅱ后期的图像,两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同,则为基因突变的结果,如图2所示; ③如果是减数分裂Ⅱ后期的图像,两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同,则为互换(基因重组)的结果,如图3所示。 4.减数分裂与染色体变异(如图) 5.XXY与XYY异常个体成因分析 (1)XXY成因 (2)XYY成因 父方减数分裂Ⅱ异常,即减数分裂Ⅱ后期Y染色体着丝粒分裂后两条Y染色体共同进入同一精细胞。 [应用体验] 题点(一)　基因突变、基因重组与细胞分裂的关系 1.基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某二倍体生物有以下几种细胞分裂图像,下列说法错误的是(　　) A.甲图中基因a最可能来源于染色体的互换 B.乙图中基因a可能来源于基因突变 C.丙图细胞产生的子细胞发生了染色体数目变异 D.丁图中基因a的出现最可能与基因重组有关 √ 解析:甲图是有丝分裂后期图像,基因a出现的原因最可能是基因突变,A错误;乙图中基因a出现的原因可能是染色体互换,也可能是基因突变,B正确;丙图细胞产生的2个子细胞中,一个多一条染色体,一个少一条染色体,均发生了染色体数目变异,C正确;丁图是减数分裂Ⅱ后期图像,基因a出现的原因可能是同源染色体的非姐妹染色单体的互换,也可能是基因突变,基因突变的频率很低,则最可能的原因是减数分裂Ⅰ前期发生了同源染色体的非姐妹染色单体的互换,导致基因重组,D正确。 2.(2026·信阳模拟)下图中甲和乙分别是某种哺乳动物(2n=38)精子和卵细胞产生过程中某时期的分裂示意图。相应雄性动物和雌性动物的基因型分别为AAXBY和AaXBXb。不考虑图示之外的其他变异,下列相关分析正确的是 (　　) A.图甲的形成是同源染色体之间的互换所致 B.图乙的形成是染色体结构变异的结果 C.图甲所示时期的细胞中共有38个核DNA分子 D.图乙所示细胞最终产生两种基因型的生殖细胞 √ 解析:雄性动物的基因型为AAXBY,无a基因,故图甲的形成是基因突变所致, A错误;由题图可知,图乙的形成是同源染色体非姐妹染色单体互换(基因重组)的结果,B错误;图甲细胞处于减数分裂Ⅱ中期,则核DNA数为38个,C正确;图乙细胞为初级卵母细胞,最终会产生1种基因型的卵细胞,D错误。 题点(二)　染色体变异与细胞分裂的关系 3.(2024·广东高考)克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及其父母的性染色体组成见图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因。导致该患儿染色体异常最可能的原因是(　　) A.精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离 B.精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离 C.卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离 D.卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离 √ 解析:根据题图可知,父亲的基因型是XXg1Y,母亲的基因型是XXg2XXg2,患儿的基因型是XXg1XXg2Y,故父亲产生的异常精子的基因型是XXg1Y,原因是同源染色体在减数分裂Ⅰ后期没有分离,A正确。 主题研习(二)　生物变异的实验探究 [典例导析] (2025·安徽高考节选)水稻籽粒外壳(颖壳)表型有黄色、黑色、紫色和棕红色等,种植颖壳表型不同的彩色稻,既可满足国家粮食安全需要,又可形成优美画卷,用于旅游开发。回答下列问题。 (1)野生稻的颖壳为黑色,经过突变和驯化,目前栽培稻的颖壳多为黄色。黑色和黄色颖壳由一对等位基因控制,且黑色(Bh)对黄色(bh)为显性。科研小组对多个 品种进行分析,发现有两个黄色颖壳突变类型(栽培稻1、2),推测两者的突变可能是来自同一个基因。设计一个杂交实验,以验证该推测,并说明判断理由。 说明:野生稻Bh基因的部分序列为5'⁃GATTCGCTCACA⁃3',该链为非模板链,编码的肽链为天冬氨酸⁃丝氨酸⁃亮氨酸⁃苏氨酸。UAA、UAG为终止密码子。 [答案]　将栽培稻1和栽培稻2杂交,观察子代表型。预期结果:子代颖壳颜色均为黄色。理由:如果两者的突变不是来自同一个基因,则子代表型为黑色;如果两者的突变来自同一个基因,则子代表型为黄色。 [解析]　假设两个突变类型的突变基因分别为b1、b2,将栽培稻1和栽培稻2杂交。如果两者的突变不是来自同一个基因,即两个突变基因是非等位基因,那么两栽培稻的基因型分别是b1b1B2B2、B1B1b2b2,杂交后代的基因型是B1b1B2b2,表型为黑色。如果两者的突变来自同一个基因,即两个突变基因是等位基因,那么两栽培稻基因型分别是b1b1、b2b2,杂交后代的基因型是b1b2,表型为黄色。 (2)科研小组采用PCR技术,扩增出野生稻和栽培稻Bh/bh基因的片段,电泳结果见图1。 说明:野生稻Bh基因的部分序列为5'⁃GATTCGCTCACA⁃3',该链为非模板链,编码的肽链为天冬氨酸⁃丝氨酸⁃亮氨酸⁃苏氨酸。UAA、UAG为终止密码子。 与野生稻相比,栽培稻2是由于Bh基因发生了______________________,颖壳表现为黄色。栽培稻1和野生稻的PCR扩增产物大小一致,科研小组进行了DNA测序。结果见图2(图中仅显示两者含有差异的部分序列,其余序列一致;A、T、G、C表示4种碱基)。比较两者DNA碱基序列。发现栽培稻1是由于Bh基因中的DNA序列发生___________________,导致_________________________________________,颖壳表现为黄色。 碱基的缺失 碱基的替换 mRNA提前出现终止密码子,合成的肽链变短 [解析]　根据图1可知,栽培稻2的bh基因迁移距离更远,说明其基因片段长度较野生稻的长度短,基因突变的类型是碱基的缺失。野生稻Bh基因的部分序列是5'⁃GAT TCGCTCACA⁃3',分析图2可知,栽培稻1相关序列是5'⁃GATT AGCTCACA⁃3',与野生稻相比,栽培稻1的一个C碱基替换为了A碱基。又因为该链是非模板链,所以mRNA序列由5'⁃GAUU CGCUCACA⁃3'变为5'⁃GAUU AGCUCACA⁃3',提前出现了终止密码子UAG,翻译的肽链变短,蛋白质的功能发生改变,导致颖壳的表型改变。 [思维建模] 1.判断某一变异性状是不是可遗传变异的方法 2.判定基因突变类型——显性突变或隐性突变 (1)基因突变类型 显性突变 如a→A,该突变一旦发生即可表现出相应性状 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 (2)判定方法 杂交法 思路 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 结论 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若后代既有突变型性状又有野生型性状,则突变体由显性突变产生 自交法 思路 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 结论 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 (1)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是否位于同一位点。 (2)实验结果分析(以隐性突变为例) ①两种突变基因位于同一位点 ②两种突变基因不位于同一位点 4.基因突变与基因重组的判断方法 [应用体验] 1.(2026·重庆一模)水稻是一种重要的农作物,研究者通过多种育种技术来提高水稻的产量。水稻稻穗的大小会影响水稻产量。研究人员获得了稻穗为大穗的单基因纯合突变体1和突变体2,其稻穗显著大于野生型(其稻穗为小穗)。将突变体1和突变体2分别与野生型水稻杂交,获得的F1的稻穗大小与野生型相同。 欲探究突变体1和突变体2的突变基因在染色体上的位置关系,请设计一种实验方案并预期实验结果和结论(不考虑互换)。 (1)实验方案:__________________________________________________。 突变体1和突变体2杂交得F1,F1自交,观察F2表型及比例 解析:将突变体1和突变体2分别与野生型水稻杂交,获得的F1的稻穗大小与野生型相同,说明小穗为显性,大穗为隐性。探究突变体1和突变体2的突变基因在染色体上的位置关系,可将突变体1和突变体2杂交得F1,F1自交,观察F2表型及比例。 (2)预期实验结果和结论: ①若_________________________,则突变体1、2的突变基因为等位基因;  ②若_______________________________________,则突变体1、2的突变基因为非同源染色体上的非等位基因;  ③若______________________________________,则突变体1、2的突变基因为同源染色体上的非等位基因。 F1、F2中都为大穗(突变体) F2中大穗(突变体)∶小穗(野生型)=7∶9 F2中大穗(突变体)∶小穗(野生型)=1∶1 解析:由题干条件逆向推理:①若突变体1、2的突变基因为等位基因,则F1、F2中都为大穗(突变体);②若突变体1、2的突变基因为非同源染色体上的非等位基因,则F1自交符合自由组合定律,F2中双显性个体为小穗(野生型),则F2中大穗∶小穗=7∶9;③若突变体1、2的突变基因为同源染色体上的非等位基因,即突变体1、2的相关基因连锁,F1自交后,F2中大穗∶小穗=1∶1。 2.已知果蝇红眼和白眼由等位基因D、d控制,翅型包括长翅、正常翅和残翅,分别由复等位基因T1、T2、T3控制。研究小组利用一群长翅白眼雌性果蝇和残翅红眼雄性果蝇进行相互交配,得到子一代为长翅红眼雌性∶正常翅红眼雌性∶长翅白眼雄性∶正常翅白眼雄性=3∶1∶3∶1。已知控制翅型和眼色两对性状的基因均不位于X和Y染色体的同源区段。请回答下列问题: (1)根据实验结果推测,控制眼色的基因位于_____染色体。控制翅型的基因T1(长翅)、T2(正常翅)和T3(残翅)的显隐性关系为______________ (显性对隐性用“>”表示)。 X T1>T2>T3 解析:分析题意,研究小组利用一群长翅白眼雌性果蝇和残翅红眼雄性果蝇进行相互交配,得到子一代为长翅红眼雌性∶正常翅红眼雌性∶长翅白眼雄性∶正常翅白眼雄性=3∶1∶3∶1,子代雌性中都是红眼,雄性都是白眼,性状与性别相关联,说明相关基因位于X染色体;亲代是长翅(T1_)和残翅(T3_),子代雌性和雄性中都是长翅(T1_)∶正常翅(T2_)=3∶1,说明相关基因位于常染色体,且长翅是显性性状,由于长翅、正常翅和残翅分别由复等位基因T1、T2、T3控制,可推知三者的显隐性关系是T1>T2>T3。 (2)亲代长翅白眼雌性果蝇的基因型为__________________________。 T1T1XdXd、T1T2XdXd 解析: 结合(1)分析可知,控制眼色的基因位于X染色体,且控制翅型的基因的显隐性关系为T1>T2>T3,子代中雄果蝇都是白眼,可推知亲代白眼雌性果蝇的基因型为XdXd,又因为亲代是长翅(T1_)和残翅(T3_),子代雌性和雄性中都是长翅(T1_)∶正常翅(T2_)=3∶1,即亲代雌性果蝇可产生3/4T1、1/4T2配子,可推知亲代雌性果蝇应是含有T1T1和T1T2两种类型,且比例是1∶1,即亲代长翅白眼雌性果蝇的基因型为1/2T1T1XdXd、1/2T1T2XdXd。 (3)实验小组在子一代中,偶然发现一只白眼雌性果蝇。对其产生原因,科研人员提出了以下几种假说: 假说一:该个体受环境影响改变了其表型,但其基因型未变; 假说二:该个体一条染色体上某个基因发生了突变; 假说三:该个体发生了一条染色体部分片段(含相应基因)缺失。 请设计简单的杂交实验,探究该白眼雌性果蝇产生的原因。已知该果蝇染色体片段缺失的纯合个体、XXX、XYY和YY都致死,XXY为雌性。 实验步骤: ①选择________雄性果蝇与该雌性果蝇杂交;  红眼 ②统计后代眼色和性别及比例。 预测实验结果及结论: ③若后代红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇=________________,则假说一正确; ④若后代红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇=___________,则假说二正确;  ⑤若后代红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇=__________,则假说三正确; ⑥有同学提出了第四种假说,认为该果蝇的染色体组成是XXY,形成该白眼雌果蝇的原因可能是果蝇的_________(填“母本”或“父本”)减数分裂过程中染色体未分离而发生异常导致的。 2∶1∶1 1∶1 2∶1 母本 解析: ①实验小组在子一代中,偶然发现一只白眼雌性果蝇,为探究该白眼雌性果蝇产生的原因,可将其与红眼雄性果蝇杂交。②统计后代眼色和性别及比例。③若假说一正确,则该个体基因型应为XDXd,与XDY的个体杂交,子代中基因型及比例是XDXD∶XDXd∶XDY∶XdY=1∶1∶1∶1,表现为红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇=2∶1∶1。④若假说二正确,则该个体基因型应为XdXd,与XDY的个体杂交,子代中基因型及比例是XDXd∶XdY=1∶1,表现为红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇=1∶1。⑤若假说三正确,则该个体基因型应为XdXO(缺失片段的X染色体用XO表示),与XDY的个体杂交,子代中基因型及比例是XDXd∶XDXO∶XOY(致死)∶XdY=1∶1∶1∶1,则子代表现为红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇=2∶1。⑥有同学提出了第四种假说,认为该果蝇的染色体组成是XXY,则其基因型应是XdXdY,应是母本减数分裂Ⅰ时同源染色体未分离或减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体分离后形成的两条染色体均移向卵细胞所致。 主题研习(三)　利用单体、三体或片段缺失判断特定基因是否位于特定染色体上 [典例导析] (2025·山东高考)某二倍体两性花植物的花色由2对等位基因A、a和B、b控制,该植物有2条蓝色素合成途径。基因A和基因B分别编码途径①中由无色前体物质M合成蓝色素所必需的酶A和酶B;另外,只要有酶A或酶B存在,就能完全抑制途径②的无色前体物质N合成蓝色素。已知基因a和基因b不编码蛋白质,无蓝色素时植物的花为白花。相关杂交实验及结果如表所示。不考虑其他突变和染色体互换;各配子和个体活力相同。 (1)据实验一分析,等位基因A、a和B、b的遗传___________(填“符合”或“不符合”)自由组合定律。实验一的F2中,蓝花植株纯合体的占比为_____。 符合 1/8 [解析]　根据题干信息分析可知,A_B_、aabb表现为蓝花,A_bb、aaB_表现为白花。实验一的F2的性状分离比为10∶6,是9∶3∶3∶1的变式,则F1的基因型为AaBb,A、a和B、b的遗传符合自由组合定律。F2中蓝花植株纯合体为AABB、aabb,占比为1/8。 (2)已知实验二中被诱变亲本在减数分裂时只发生了1次染色体不分离。实验二中的F1三体蓝花植株的3种可能的基因型为AAaBb、__________________。请通过1次杂交实验,探究被诱变亲本染色体不分离发生的时期。已知三体细胞减数分裂时,任意2条同源染色体可正常联会并分离,另1条同源染色体随机移向细胞任一极。 实验方案:_______(填标号),统计子代表型及比例。 ①三体蓝花植株自交　②三体蓝花植株与基因型为aabb的植株测交 预期结果:若_____________________________________,则染色体不分离发生在减数分裂Ⅰ;否则,发生在减数分裂Ⅱ。 AaaBb、aaabb ① 子代表型及比例为蓝花∶白花=5∶3 [解析]　诱变个体基因型是AaBb,已知F1三体仅基因A或a所在染色体多了1条。先分析A/a基因,亲本aa产生a配子,如果诱变个体减数分裂Ⅰ时同源染色体不分离,则产生基因型为Aa的配子,受精后代基因型为Aaa;如果诱变个体减数分裂Ⅱ时染色体不分离,则能产生AA或aa配子,受精后代基因型为AAa或aaa。再分析Bb×bb,后代是Bb和bb。综上,两对基因组合起来,则F1三体蓝花植株的基因型可能是AaaBb、AAaBb、aaabb。为判断被诱变亲本染色体不分离发生的时期,可以将三体蓝花植株自交。AaaBb自交时,两对基因分开讨论,Aaa产生的配子是2Aa∶1A∶2a∶1aa,即含A基因的配子∶不含A基因的配子=1∶1,自交后代中含A基因的植株∶不含A基因的植株=3∶1;Bb自交后代为B_∶bb=3∶1,综上,子代表型及比例为蓝花∶白花=5∶3。同理,AAaBb自交时,两对基因分开讨论,AAa产生的配子是1AA∶2A∶2Aa∶1a,即含A基因的配子∶不含A基因的配子=5∶1,自交后代中含A基因的植株∶不含A基因的植株=35∶1;Bb自交后代为B_∶bb=3∶1,综上,子代表型及比例为蓝花∶白花=53∶19。aaabb自交子代全部是蓝花。如果实验方案选②,AaaBb、AAaBb测交后代均表现为蓝花∶白花=1∶1,无法判断染色体不分离发生的时期。 (3)已知基因B→b只由1种染色体结构变异导致,且该结构变异发生时染色体只有2个断裂的位点。为探究该结构变异的类型,依据基因B所在染色体的DNA序列,设计了如图所示的引物,并以实验一中的甲、乙及F2中白花植株(丙)的叶片DNA为模板进行了PCR,同1对引物的扩增产物长度相同,结果如图所示。据图分析,该结构变异的类型是_______。丙的基因型可能为______________;若要通过PCR确定丙的基因型,还需选用的1对引物是___________________。 倒位 aaBB或aaBb R2/R1或F2/F1 [解析]　实验一中的甲和乙有一个基因型是AAbb,另一个基因型是aaBB。已知图示引物是根据基因B所在染色体的DNA序列设计的,用第①组引物F1/R1扩增时条带相同,用第②组引物F2/R1扩增时乙没有条带,说明乙的基因型为AAbb。第①②组引物的扩增结果对比,说明引物F2结合区域变异。用第③组引物F2/R2扩增时甲、乙条带相同,说明第②组引物F2结合区域并未缺失,而是方向错误,即基因b发生了染色体结构变异中的倒位,倒位的位置是F2和R2之间,如图所示: 丙是实验一F2中的白花植株,基因型可能为A_bb、aaB_,用引物F2/R1能扩增出条带且与第②组甲个体扩增条带位置相同,说明丙含有B基因,因此丙的基因型可能是aaBB或aaBb。若要通过PCR确定丙的基因型,需要确定其是否有b基因,所以应该用引物R2/R1或F2/F1,若能扩增出条带,则含有b基因,否则没有b基因。若选用另外两对引物F1/R1、F2/R2,B、b都能扩增出条带。 [思维建模] 1.利用单体定位 2.利用三体定位 3.利用染色体片段缺失定位 [应用体验] 1.二倍体生物体细胞中某对同源染色体多了一条的个体,称为三体(2n+1,配子育性及结实率与二倍体相同)。科学家利用人工构建的一系列增加了不同染色体的野生型纯合水稻三体,分别与野生型水稻的隐性突变体(2n=24)杂交,获得F1,F1植株单独种植,自交得到F2,分别统计各自F2的表型和比例,可以判断突变基因在染色体上的位置。下列说法错误的是(　　) A.减数分裂过程中,某对同源染色体未分离移向同一极,可能会导致子代中出现三体 B.需构建12种野生型水稻三体,分别与隐性突变体杂交才能确定突变基因的位置 C.若某F1植株子代中野生型与突变型的比例为35∶1,说明突变基因位于该三体所在的染色体上 D.若某F1植株子代中野生型与突变型的比例为3∶1,则突变基因不位于该三体所在的染色体上 √ 解析:减数分裂过程中某对同源染色体未分离并移向同一极或减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后形成的子染色体未分离并移向同一极都可能会导致配子中多一条染色体,从而使子代中出现三体,A正确;水稻(2n=24)有12对同源染色体,要确定突变基因的位置,需构建12种野生型水稻三体分别与隐性突变体杂交,B正确;若突变基因位于三体所在的染色体上,隐性突变体的基因型为aa,相关野生型三体的基因型为AAA,二者杂交,F1的基因型有两种,Aa和AAa,其中Aa植株自交后代野生型与突变型比例为3∶1,AAa的植株产生的配子为AA∶Aa∶A∶a=1∶2∶2∶1,其中a=1/6,自交后代(即F1植株子代)中野生型与突变型的比例为35∶1,C正确;据C项分析可知,当突变基因位于该三体所在的染色体上时,F1植株子代中野生型与突变型的比例也可能为3∶1,D错误。 2.(2026·太原模拟)某严格自花传粉的二倍体植物(2n),野生型为红花,突变型为白花。研究人员围绕花色性状的显隐性关系和花色控制基因及在染色体上的定位,进行了以下相关实验。请分析回答问题: (1)在甲地的种群中,该植物出现一株白花突变型植株。让白花植株自交,若后代__________________________________,说明该突变型植株为纯合子。将该白花植株与野生型杂交,子一代为红花植株,子二代红花植株与白花植株的比例为3∶1,出现该结果的条件是_______________________________ ____________________________________________________________________________________________________________(写出两点即可)。 不发生性状分离(或全为白花植株) ①红花和白花受一对等位基因控制,且红花基因对白花基因完全显性;②不同配子的存活率相同且能随机结合;③每种基因型的受精卵都能正常发育,存活率相同 解析:纯合子自交后代不发生性状分离,如果白花突变体自交后代全是白花,说明该突变体是纯合子。将该白花植株与野生型杂交,子一代为红花植株,子二代红花植株与白花植株的比例为3∶1,说明其遗传遵循基因的分离定律,出现该结果的条件是①红花和白花受一对等位基因控制,且红花基因对白花基因完全显性;②不同配子的存活率相同且能随机结合;③每种基因型的受精卵都能正常发育,存活率相同。 (2)单体(2n-1)可用于基因的染色体定位。人工构建该种植物的单体系(红花)有n种单体。若白花由隐性基因控制,将白花突变植株与该种植物单体系中的全部单体分别杂交,留种并单独种植,当子代出现表型及比例为___________________________时,可将白花突变基因定位于该单体所缺少的染色体。 红花植株∶白花植株=1∶1 解析: 如果白花突变基因位于纯合红花单体所缺少的染色体上,且白花由隐性基因控制,则假设白花植株的基因型是aa,红花单体植株只含有一个A基因,基因型是AO(O表示缺失的染色体),将白花突变植株与纯合红花单体系中的全部单体分别杂交,留种并单独种植,则二者杂交后代的基因型为Aa∶aO=1∶1,即红花植株∶白花植株为1∶1,即可将白花突变基因定位于该单体所缺少的染色体,否则二者杂交后代全为红花植株。 (3)三体(2n+1)也可用于基因的染色体定位。若白花由一对隐性突变基因控制,将白花突变型植株与三体系(红花纯合子)中全部三体分别杂交,留种并单独种植,当子二代出现表型及比例为__________________________时,可将白花突变基因定位在该三体所增加的染色体上。 红花植株∶白花植株=31∶5 解析: 假设相关基因用A/a表示。若白花由一对隐性突变基因控制,则白花突变型植株的基因型为aa,三体系(红花纯合子)的基因型为AAA,亲本:aa×AAA,F1:Aa(红花)∶AAa(红花)=1∶1。Aa自交后代中aa(白花)占1/4;AAa产生的配子为1/6AA、1/6a、1/3Aa、1/3A,自交后代中aa(白花)占1/6×1/6=1/36,因此F2中白花占1/2×1/4+1/2×1/36=5/36,红花占31/36,红花植株∶白花植株=31∶5。 作业验收评价 　标 的题目为推荐讲评题目，配有精品课件) (本作业电子文档配有难度升维题目,供学优生选用; 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 一、选择题 1.基因型为XBXB个体与XbY的个体杂交,子代中出现XBXbY的个体,关于该变异(不考虑基因突变)个体的叙述,合理的是(　　) A.该变异个体的形成与父本减数分裂Ⅰ异常有关 B.该变异个体的形成与父本减数分裂Ⅱ异常有关 C.该变异个体的形成与母本减数分裂Ⅰ异常有关 D.该变异个体的形成与母本减数分裂Ⅱ异常有关 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析:分析题意,基因型为XBXB个体与XbY的个体杂交,子代中出现XBXbY的个体,该变异个体是由XbY的雄配子和XB的雌配子结合得到的合子发育而来,Xb与Y为同源染色体,所以其形成与父本减数分裂ⅠX染色体和Y染色体未分离有关。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 2.一个初级精母细胞在减数分裂Ⅰ时,有一对同源染色体不发生分离,所形成的次级精母细胞减数分裂Ⅱ正常。另一个初级精母细胞减数分裂Ⅰ正常,减数分裂Ⅱ时,在两个次级精母细胞中,有一个次级精母细胞的1条染色体的姐妹染色单体分开后移向一极。以上两个初级精母细胞均可产生染色体数目异常的精细胞,简称异常精细胞。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果是 (　　) A.两者产生的精细胞全部异常 B.两者都只产生一半异常精细胞 C.前者产生的精细胞全部异常,后者产生一半异常精细胞 D.前者产生一半异常精细胞,后者产生的精细胞全部异常 √ 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 解析:一个初级精母细胞在减数分裂Ⅰ时,有一对同源染色体不发生分离,所形成的2个次级精母细胞全部异常(一个次级精母细胞多一条染色体,另一个次级精母细胞少一条染色体),因此这两个次级精母细胞经过减数分裂Ⅱ形成的4个精细胞也全部异常;另一个初级精母细胞减数分裂Ⅰ正常,减数分裂Ⅱ时,在两个次级精母细胞中,有一个次级精母细胞的1条染色体的姐妹染色单体分开后移向一极,则这个次级精母细胞经过减数分裂Ⅱ形成的两个精细胞全部异常,而另一个次级精母细胞经过减数分裂Ⅱ形成的两个精细胞全部正常,C正确,A、B、D错误。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 √ 9 3.(2026·武汉模拟)某二倍体高等动物(2n=6,Y染色体较X染色体小)雄性个体的基因型为AaBb,其体内某细胞处于细胞分裂某时期的示意图如图。下列叙述正确的是 (　　) A.形成该细胞过程中发生了基因突变 B.该细胞继续完成分裂会出现细胞质不均等分裂 C.该细胞每条染色体的着丝粒都连着细胞两极发出的纺锤丝 D.该细胞分裂形成的配子基因型有4种 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 解析:据图分析,图中含有3对同源染色体,其中一条染色体含有A基因的片段转移到非同源染色体上,属于染色体结构变异,而非基因突变,A错误;根据题意可知,该细胞为雄性个体的细胞,因此该细胞继续完成分裂会出现细胞质均等分裂,B错误;该细胞为动物细胞,每条染色体上的着丝粒都连着细胞一极的中心体发出的星射线,C错误;据图分析可知,该细胞分裂产生的配子的基因型为aBX、aBXA、AbY、bY,共4种,D正确。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 √ 9 4.为了分析某13三体综合征患儿的病因,对该患儿及其父母的13号染色体上的A基因(A1~A4)进行PCR扩增,经凝胶电泳后,结果如图所示。关于该患儿致病原因的叙述,错误的是 (　　) A.考虑同源染色体互换,可能是精原细胞减数分裂Ⅰ13号染色体分离异常 B.考虑同源染色体互换,可能是精原细胞减数分裂Ⅱ13号染色体分离异常 C.不考虑同源染色体互换,可能是精原细胞减数分裂Ⅰ13号染色体分离异常 D.不考虑同源染色体互换,可能是精原细胞减数分裂Ⅱ13号染色体分离异常 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 解析:据题图分析,父亲的基因型是A2A3,母亲的基因型是A1A4,患儿的A2、A3基因均来自父亲。如果考虑同源染色体互换,则父亲13号同源染色体上分布有A2、A3基因,两条姐妹染色单体上也可能分布有A2、A3基因。精原细胞减数分裂Ⅰ13号染色体分离异常或减数分裂Ⅱ13号染色体分离异常,A2、A3所在的染色体均可进入同一精子。不考虑同源染色体互换,则A2、A3基因只分布在同源染色体上,姐妹染色单体上为相同的基因,所以可能是精原细胞减数分裂Ⅰ13号染色体分离异常,A2、A3所在的染色体进入到同一个次级精母细胞所致,不可能是精原细胞减数分裂Ⅱ13号染色体分离异常所致。故A、B、C正确,D错误。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 √ 9 5.棉花的长绒和短绒由A/a基因控制,白色和红色由B/b基因控制。育种专家对长绒深红棉植株M的萌发种子进行电离辐射处理,得到了长绒浅红棉植株M1,M1自交后代出现了新型白色棉。据图分析,下列说法错误的是 (　　) A.人类猫叫综合征和M1的变异类型相同 B.电离辐射使M萌发的种子发生基因重组 C.M1突变株自交后代中长绒浅红棉植株占3/8 D.M1突变株自交后代中白色棉体细胞不含b基因 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 解析:据图可知,电离辐射使植株M形成植株M1,属于染色体结构变异中的缺失,与人类猫叫综合征的变异类型相同,A正确;萌发的种子进行有丝分裂,电离辐射处理M萌发的种子不会发生基因重组,B错误;M1的基因型为AabO(O表示片段缺失的染色体),其自交后代中长绒浅红棉植株(A_bO)占3/4×1/2=3/8,C正确;M1自交后代产生的新型白色棉(A_OO或aaOO)体细胞中不含b基因,D正确。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 6.(2026·怀化模拟)控制果蝇正常眼/粗糙眼的基因和控制灰体/黑檀体的基因均位于3号染色体上。现有三个小组均选择正常眼灰体果蝇测交,测交后代表型及比例为小组1:正常眼灰体∶粗糙眼黑檀体=1∶1;小组2:正常眼灰体∶正常眼黑檀体∶粗糙眼灰体∶粗糙眼黑檀体=1∶1∶1∶1;小组3:正常眼灰体∶正常眼黑檀体∶粗糙眼灰体∶粗糙眼黑檀体=5∶1∶1∶5。下列有关叙述错误的是 (　) A.小组2选择的正常眼灰体果蝇发生了染色体结构变异 B.小组3选择的正常眼灰体果蝇产生配子时发生了基因重组 C.若选择小组3的正常眼灰体果蝇相互杂交,子代会出现9∶3∶3∶1的性状分离比 D.小组1选用的正常眼灰体果蝇中,正常眼基因和灰体基因位于同一条染色体上 √ 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 解析:小组2选择正常眼灰体果蝇测交,子代为正常眼灰体∶正常眼黑檀体∶粗糙眼灰体∶粗糙眼黑檀体=1∶1∶1∶1,说明正常眼灰体果蝇产生了四种数量相等的配子,根据题意可知,控制果蝇正常眼/粗糙眼的基因和控制灰体/黑檀体的基因均位于3号染色体上,则可推测正常眼灰体果蝇发生了染色体结构变异,使两对基因位于两对同源染色体上,A正确;小组3选择正常眼灰体果蝇测交,子代为正常眼灰体∶正常眼黑檀体∶粗糙眼灰体∶粗糙眼黑檀体=5∶1∶1∶5,子代出现了“两多两少”的数量比,即正常眼灰体果蝇产生了四种配子,且两多两少,可推测正常眼灰体果蝇产生配子时发生了互换(基因重组),B正确; 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 由于控制果蝇正常眼/粗糙眼的基因和控制灰体/黑檀体的基因均位于3号染色体上,小组3中正常眼灰体果蝇发生了互换型的基因重组,产生了“两多两少”的配子,因此选择小组3的正常眼灰体果蝇相互杂交,子代不会出现9∶3∶3∶1的性状分离比,C错误;小组1选择正常眼灰体果蝇测交,子代为正常眼灰体∶粗糙眼黑檀体=1∶1,说明正常眼基因和灰体基因位于同一条染色体上,表现为完全连锁,D正确。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 7.果蝇某隐性致死突变基因有纯合胚胎致死效应，隐性致死突变分为完全致死突变(隐性纯合子全部死亡)和不完全致死突变(隐性纯合子不完全死亡)，有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变，让这只雄蝇与正常雌蝇杂交，所得F1互交，统计F2中雌雄个体数目，下列说法错误的是 (　　) A.如果F2中全为雌性个体，则X染色体上发生了完全致死突变 B.如果F2中雄蝇所占比例在1/3和1/2之间，则X染色体上发生了不完全致死突变 C.如果F2中雄蝇所占比例1/3，则X染色体上发生了完全致死突变 D.如果F2中雄蝇所占比例1/2，则X染色体上没有发生隐性致死突变 √ 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 解析：由题意可知，该突变基因位于X染色体上，设该隐性基因用a表示，则亲代基因型为XaY、XAXA，F1基因型为XAXa、XAY，F2基因型及比例为XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1。据此分析，若没有发生隐性致死突变，则F2中雌雄比例为1∶1；若发生完全致死突变，则F2中雌∶雄=2∶1；若发生不完全致死突变，则F2中雌∶雄在1∶1~2∶1。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 8.为了尽早地确定鸡的性别，多养雌鸡，又避免杀死雄性小鸡，科学家开发出一种经过基因编辑的雌鸡(Z*W)作为亲本进行育种。鸡蛋中的胚胎含有编辑基因(Z*)时，用蓝光照射鸡蛋几小时后胚胎就会停止发育，胚胎不含编辑基因时发育不受蓝光照射的影响。用雌鸡(Z*W)与普通雄鸡进行杂交育种实验，下列相关叙述错误的是 (　　) A.某个次级卵母细胞中含有的Z染色体的数目可能是0条、1条或2条 B.位于Z、W染色体同源区段的基因也会出现性状与性别相关联的现象 C.用蓝光照射上述杂交实验所产的鸡蛋，孵化出的小鸡均为雌鸡 D.F1相互杂交后，再用蓝光处理F1所产鸡蛋，孵化出的小鸡均为雄鸡 √ 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 解析：雌鸡的性染色体组成为ZW，初级卵母细胞经过减数分裂ⅠZ和W染色体分开，因此次级卵母细胞中含有的Z染色体的数目可能是0条、1条或2条(减数分裂Ⅱ后期)，A正确；位于Z、W染色体同源区段的基因也会出现性状与性别相关联的现象，B正确；鸡蛋中的胚胎含有编辑基因(Z*)时，用蓝光照射鸡蛋几小时后胚胎就会停止发育，胚胎不含编辑基因时发育不受蓝光照射的影响，经过基因编辑的雌鸡(Z*W)与普通雄鸡(ZZ)进行杂交育种，子代的基因型是ZW和Z*Z，使用蓝光照射后，Z*Z停止发育，因此孵化出的小鸡均为雌鸡，C正确；F1(Z*Z、ZW)相互杂交后，F2的基因型是ZZ、Z*Z、Z*W、ZW，使用蓝光处理后，孵化出的小鸡有雌鸡(ZW)和雄鸡(ZZ)，D错误。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 二、非选择题 9.(10分)正常番茄(2n=24)含有丰富的胡萝卜素、维生素,是全世界普遍栽培的果蔬之一。请回答下列问题: (1)番茄的花粉母细胞经减数分裂产生配子时,染色体数目的减半发生在________________。(1分)  解析:番茄的花粉母细胞在减数分裂Ⅰ后期发生同源染色体分离,使产生的次级精母细胞染色体数目减半。 减数分裂Ⅰ 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 (2)某一对同源染色体少一条的个体称为单体(染色体表示为2n-1);某一对同源染色体多一条的个体称为三体(染色体表示为2n+1)。(9分) ①若不考虑同源染色体之间的差异,理论上番茄共有_________种单体。 12 解析: ①依题意,某一对同源染色体少一条的个体称为单体,正常番茄染色体数为2n=24,因此,若不考虑同源染色体之间的差异,理论上番茄共有12种单体。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 ②若番茄的紫茎和绿茎分别受位于2号染色体上的基因B、b控制,利用纯合紫茎植株给绿茎植株传粉,F1中出现了基因型为BBb的三体植株。该三体植株的出现是发生了____________________(填变异类型),其产生原因可能是____________ ____________________________________________________________________________________________________________________________。 染色体数目变异 紫茎植株在形成花粉的过程中B所在的染色体减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离,或B所在的染色体减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开后移向同一极 解析:②依题意,某一对同源染色体多一条的个体称为三体。三体的形成是细胞中个别染色体数目增加导致的,属于染色体数目变异。利用纯合紫茎植株(BB)给绿茎植株(bb)传粉,F1中出现了基因型为BBb的三体植株,产生原因可能是紫茎植株在形成花粉的过程中B所在的染色体减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离,或B所在的染色体减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开后移向同一极。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 ③非整倍体测交法可以用来测定基因是否位于某条常染色体上。敲除番茄的乙烯形成酶基因可以延长番茄的储藏时间。利用乙烯形成酶基因缺失突变体与人工构建的纯合野生型5号染色体三体杂交,再利用F1中三体与缺失突变体测交,观察后代中野生型的比例。(注:三体产生的配子均可育且后代均存活) 若子代中野生型占________,则说明乙烯形成酶基因位于5号染色体上; 若子代中野生型占________,则说明乙烯形成酶基因不在5号染色体上。 5/6 1/2 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 解析:③若乙烯形成酶基因(用H表示)位于5号染色体上,乙烯形成酶基因缺失突变体(缺失染色体用O表示)与人工构建的纯合野生型5号染色体三体(HHH)杂交,F1三体的基因型为HHO,F1产生的配子类型及比例为HH∶HO∶H∶O=1∶2∶2∶1,与缺失突变体(OO)测交,测交子代基因型及比例为HHO∶HOO∶HO∶OO=1∶2∶2∶1,后代中野生型占5/6;若乙烯形成酶基因不在5号染色体上,乙烯形成酶基因缺失突变体(OO)与人工构建的纯合野生型5号染色体三体(HH)杂交,F1三体表示为HO。F1三体产生的配子类型为H∶O=1∶1。F1三体(HO)与缺失突变体(OO)测交,测交子代基因型及比例为HO∶OO=1∶1,子代中野生型占1/2。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 10.(13分)(2026·洛阳模拟)野生型二倍体水稻(自花传粉)植株叶形表现为窄叶,种群中偶然出现宽叶植株甲和乙。已知宽叶水稻是基因突变的结果,为确定宽叶突变是显性突变还是隐性突变,研究小组进行了一系列的探究实验。回答下列问题: (1)水稻的窄叶基因和宽叶基因的根本区别是______________________________。(2分) 脱氧核苷酸(或碱基)的序列不同 解析:水稻的窄叶基因和宽叶基因的根本区别是脱氧核苷酸(或碱基)的序列不同。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 (2)请以野生型水稻和宽叶水稻为实验材料,设计最简便的实验,探究宽叶突变是显性突变还是隐性突变(注意:若为显性突变,只考虑单个基因突变)。 实验思路:_____________________________________________________。 预测实验结果和结论:____________________________________________ _________________________________________________________。(5分) 解析: 由于水稻在自然情况下进行自花传粉,因此最简便的实验思路是让宽叶水稻自交,观察并统计子代的表型及比例。若子代出现宽叶∶窄叶=3∶1,则说明宽叶突变是显性突变;若子代全为宽叶,则说明宽叶突变是隐性突变。 让宽叶水稻自交,观察并统计子代的表型及比例 若子代出现宽叶∶窄叶=3∶1,则说明宽叶突变是显性突变;若子代全为宽叶,则说明宽叶突变是隐性突变 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 (3)若已经确定宽叶植株甲和乙都为隐性突变,为了确定甲和乙是否发生同一基因的突变,应________________,若_________________,则甲和乙为同一基因突变;若_________________,则甲和乙发生不同基因的突变。(3分) 让甲和乙杂交 F1全为宽叶植株 F1全为窄叶植株 解析: 已经确定宽叶植株甲和乙都为隐性突变,若甲和乙为同一基因突变,设野生型水稻的基因型为AA,甲的基因型为a1a1,乙的基因型为a2a2,则让甲和乙杂交,F1的基因型为a1a2,全为宽叶植株;若甲和乙发生不同基因的突变,设野生型水稻的基因型为AABB,甲的基因型为aaBB,乙的基因型为AAbb,则让甲和乙杂交,F1的基因型为AaBb,F1全为窄叶植株。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 (4)若植株甲和乙发生的是不同基因的隐性突变,证明控制水稻叶形的两对基因独立遗传的实验思路是_______________________________________ ________。若_______________________,则控制水稻叶形的两对基因独立遗传。(3分) 让甲和乙杂交得F1,让F1自交,观察F2的表型 F2中窄叶∶宽叶=9∶7 及比例 解析: 由(3)分析可知,若植株甲和乙发生的是不同基因的突变,则实验思路是让甲和乙杂交得F1,让F1(AaBb)自交,观察F2的表型及比例。若F2中窄叶∶宽叶=9∶7,则控制水稻叶形的两对基因独立遗传。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $