资源简介 第21讲 染色体变异与生物育种[课标内容] 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。微考点大突破考点一 染色体变异 1.染色体数目变异(1)类型及实例。提醒 生物体内有丝分裂和减数分裂过程中染色体移向异常都可导致染色体数目变异。(2)染色体组分析(根据雄果蝇染色体组成图归纳)。提醒 基因组≠染色体组。染色体组:细胞中的每套非同源染色体称为一个染色体组。基因组:对于有性染色体的生物(二倍体),其基因组所含染色体为常染色体/2+性染色体;对于无性染色体的生物,其基因组与染色体组所含染色体数相同。(3)染色体组数的确定。示例 找出形态、大小相同的染色体或等位基因个数并分组 染色体组数①四对同源染色体 ②一个染色体组 2个染色体组,每组4条染色体①相同的均有3条 ②一个染色体组 3个染色体组,每组3条染色体每种基因出现了3次 3个染色体组,每组2条染色体2.单倍体、二倍体和多倍体项目 单倍体 二倍体 多倍体概念 体细胞中染色体数目与本物种__________染色体数目相同的个体 体细胞中含有两个__________的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体发育起点 __________ 受精卵(通常是) 受精卵(通常是)植株特点 ①植株弱小; ②高度不育 正常可育 ①茎秆粗壮; ②叶片、果实和种子较大; ③营养物质含量丰富体细胞染 色体组数 __________ 2 __________自然 原因 单性生殖 正常的有性生殖 外界环境条件剧变(如低温)人工 诱导 ____________________________________________ 秋水仙素处理____________________________________________ 低温或秋水仙素处理____________________________________________举例 蜜蜂的雄蜂 几乎全部的动物和多数的高等植物 香蕉(三倍体);马铃薯(四倍体);八倍体小黑麦提醒 单倍体强调由配子发育而来,并非单倍体都高度不育,某些同源多倍体的单倍体是可育的。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__________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,使植物细胞的染色体数目发生变化。(2)实验步骤。(3)实验中的试剂及其作用。4.染色体结构变异(1)染色体结构变异的类型及实例。提醒 染色体间的易位可分为单向易位和相互易位(平衡易位)。前者指一条染色体的某一片段转移到了另一条染色体上,而后者则指两条染色体间相互交换了片段,较为常见。①单向易位。②相互易位。(2)结果。染色体结构的改变,会使排列在染色体上的__________或__________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__________的,有的甚至会导致生物体死亡。(1)野生马铃薯(2n=24)一个染色体组有12条染色体,马铃薯单倍体基因组有12条染色体。(必修2 P87“图5-5”)()(2)体细胞的一个染色体组中不可能存在同源染色体。(源自必修2 P87)()(3)体细胞中含有三个染色体组的个体称为三倍体。(源自必修2 P88)()(4)秋水仙素能够抑制纺锤体的形成,从而使着丝粒不能分裂,染色体不能分到两个子细胞。(源自必修2 P88)()(5)雄蜂体细胞中的染色体数目是雌蜂卵细胞中染色体数目的2倍。(源自必修2 P88)()(6)非同源染色体某片段移接,仅发生在减数分裂过程中。(必修2 P90“图5-7”)()(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。(必修2 P90“图5-7”)()1.基因突变和染色体变异都涉及碱基序列的改变,二者的主要区别是什么 答:____________________________________________。2.同源四倍体(基因型为AAaa)产生配子时染色体以图示的情况排列在赤道板的两侧,从而形成不同基因型的配子。根据上述推导过程,请回答下列问题:(1)若同源四倍体的基因型为Aaaa,则产生的配子类型及比例:______________________。(2)若同源四倍体的基因型为AAAa,则产生的配子类型及比例:______________________。(3)若同源四倍体的基因型为AAaa,则产生的配子类型及比例:______________________。能力一 染色体数目变异与染色体组(考查科学思维)1.(2025·福州模拟)普通西瓜是二倍体,研究人员使用二倍体品种M为父本与四倍体品种J杂交,从子代中筛选出品质优良的三倍体无子西瓜新品种Z(如图)。下列说法错误的是( )A.培育品种J的原理是秋水仙素抑制了有丝分裂过程中纺锤体的形成B.J、M减数分裂过程发生了染色体变异,是子代多样性的主要原因C.用成熟的花粉刺激三倍体子房产生生长素,可促进子房发育成果实D.三倍体高度不育的原因是减数分裂过程中同源染色体联会发生紊乱2.(2023·江苏卷,T10)2022年我国科学家发布燕麦基因组,揭示了燕麦的起源与进化,燕麦进化模式如图所示。下列相关叙述正确的是( )A.燕麦是起源于同一祖先的同源六倍体B.燕麦是由AA和CCDD连续多代杂交形成的C.燕麦多倍化过程说明染色体数量的变异是可遗传的D.燕麦中A和D基因组同源性小,D和C同源性大能力二 染色体结构变异及变异类型的推断(考查科学思维)3.(2021·广东卷,T16)人类(2n=46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝粒处融合形成14/21平衡易位染色体,该染色体携带者具有正常的表型,但在产生生殖细胞的过程中,其细胞中形成复杂的联会复合物(如图所示)。在进行减数分裂时,若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律(不考虑互换),下列关于平衡易位染色体携带者的叙述,错误的是( )平衡易位携带者的联会复合物A.观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞B.男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体C.女性携带者的卵子最多含24种形态不同的染色体D.女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)4.(2025·大连模拟)某生物基因组成及基因在染色体上的位置关系如图甲所示。该生物性原细胞经减数分裂形成了如图乙所示的几种配子。下列关于这几种配子形成过程中所发生的变异的说法,错误的是( ) 一 二 三 四 甲 乙A.配子一的变异属于基因重组,发生在减数分裂Ⅰ前期B.配子二发生了染色体变异,最可能发生在减数分裂Ⅱ过程中C.配子三发生了染色体易位,原因可能是基因b转移到非同源染色体上D.配子四发生了染色体缺失,原因可能是染色体复制发生错误导致基因A或a缺失几种常考变异类型产生配子的分析方法提醒 分析三体产生的配子类型时,为了避免混淆,可以进行标号,如AAa,可以记为A1A2a,则染色体的三种分离方式为1A1A2、1a,1A1、1A2a,1A2、1A1a,最后把A合并即可得到各种配子的比例。能力三 低温诱导植物细胞染色体数目变化的原理和过程分析(考查实验探究)5.下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验,叙述正确的是( )A.低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验的原理是分裂间期低温能抑制纺锤体的形成B.使用卡诺氏液解离细胞后需用体积分数为95%的酒精冲洗2次C.制作装片的过程和“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中的不相同D.多倍体细胞的形成过程无完整的细胞周期6.对于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验,下列叙述正确的是( )A.观察到的细胞中处于分裂间期的细胞最少B.制作装片包括解离、染色和制片,染色可以用甲紫溶液C.在高倍显微镜下能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程D.在诱导染色体数目变化方面,低温诱导与秋水仙素诱导的原理相似考点二 生物变异在育种中的应用 1.单倍体育种(1)基本原理:染色体(数目)变异。(2)方法和步骤(以二倍体为例)。(3)特点:可明显缩短育种年限,但技术复杂,要求较高。提醒 ①单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理两个过程。②单倍体育种一般应用于二倍体植物,因为若为四倍体植物,通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。2.多倍体育种(1)基本原理:染色体(数目)变异。(2)方法:低温或秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。(3)机理:抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。(4)实例:三倍体无子西瓜。提醒 ①两次传粉:第一次传粉:杂交获得三倍体种子;第二次传粉:刺激子房发育成果实。②用秋水仙素处理幼苗后,分生组织分裂、分化产生的茎、叶、花的染色体数目加倍,而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目不变。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。3.杂交育种(1)原理:__________。(2)过程。①培育杂合子品种。选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。②培育隐性纯合子品种。选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1F2→选出表型符合要求的个体种植并推广。③培育显性纯合子品种。植物 选择具有不同优良性状的亲本杂交,获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型,自交至不发生性状分离为止动物 选择具有不同优良性状的亲本杂交,获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交,选择后代不发生性状分离的F2个体(3)优点:操作简便,可以把多个品种的______________集中在一起。(4)缺点:获得新品种的周期长。提醒 若培育隐性纯合品种则无需连续自交筛选,F2中出现相关表型即为纯种,可推广应用。4.诱变育种(1)原理:__________。(2)过程。(3)优点。①可以提高__________,在较短时间内获得更多的优良变异类型。②大幅度地改良某些性状。(4)缺点:有利变异个体往往不多,需要处理大量材料。5.根据不同育种目标选择不同育种方案(1)诱变育种可通过改变基因的碱基序列达到育种目的。(必修2 P83“相关信息”)()(2)人工杂交选育优质金鱼的原理是基因重组。(必修2 P84“与社会的联系”)()(3)相比于二倍体植株,多倍体植株常常茎秆粗壮,果实和种子的数量比较多。(源自必修2 P88)()(4)普通小麦、棉、烟草、菊、水仙都是多倍体。(必修2 P88“相关信息”)()(5)与正常植株相比,单倍体植株长得弱小,而且高度不育。(源自必修2 P89)()(6)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。(必修2 P89“与社会的联系”)()(7)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。(必修2 P91“拓展应用”2)()1.在实施杂交育种时,一定要经过不断自交、筛选过程吗 答:____________________________________________。2.如图所示,甲、乙表示水稻两个品种,A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因,①~⑥表示培育水稻新品种的过程。请回答下列问题:(1)图中哪种途径为单倍体育种 答:______________________。(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理 应如何处理 答:____________________________________________。(3)④⑥的育种原理分别是什么 答:____________________________________________。(4)AaBb植株和AAaaBBbb植株是同一物种吗 为什么 答:____________________________________________。(5)若AAaaBBbb在产配子时同源染色体两两配对,两两分离,则其产生AaBb配子的概率为多少 写出计算思路。答:____________________________________________。能力一 育种原理、育种方法的选择和判断(考查科学思维)1.(2021·广东卷,T11)白菜型油菜(2n=20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产新品种,科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是( )A.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组B.将Bc作为育种材料,能缩短育种年限C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株D.自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育2.某植物经化学诱变剂EMS处理后得到三个单隐性核基因控制的雄性不育突变体(EC2 115、EC2 214和EC1 188),突变体EC2 115、EC2 214经低温诱导可恢复育性,二者相互杂交的后代均可育。对EC1 188进行基因定位发现,该突变体中AtMYB103基因发生了突变,转录的mRNA中原来的CAA变为了UAA。下列说法正确的是( )A.突变体EC2 214经低温诱导后恢复育性,说明生物体的表型取决于环境B.突变体EC2 115与EC2 214的突变基因可能位于两对非同源染色体上C.突变体EC1 188中基因发生了碱基对的替换,由T/A碱基对替换为C/GD.三种突变体分别与可育品系正反交,可验证突变基因位于细胞核内能力二 育种方案的分析与设计(考查科学探究)3.(2024·黑吉辽卷,T24)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m1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m1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a1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m1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。[注] “”表示三个碱基;“”表示未画出的部分序列;“*”表示一个碱基;AUG是起始密码子;UAA、UAG、UGA是终止密码子。图1图2(3)A1和A2基因位于非同源染色体上,m1的基因型为______________,m2的基因型为______________。若将m1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__________。微真题重体悟 1.(2023·辽宁卷,T2)葡萄与爬山虎均是葡萄科常见植物,将二倍体爬山虎的花粉涂在未受粉的二倍体葡萄柱头上,可获得无子葡萄。下列叙述正确的是( )A.爬山虎和葡萄之间存在生殖隔离B.爬山虎花粉引起葡萄果实发生了基因突变C.无子葡萄经无性繁殖产生的植株仍结无子果实D.无子葡萄的果肉细胞含一个染色体组2.(2023·湖北卷,T16)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( )A B C D3.(2024·黑吉辽卷,T15)栽培马铃薯为同源四倍体,育性偏低。GBSS基因(显隐性基因分别表示为G和g)在直链淀粉合成中起重要作用,只有存在G基因才能产生直链淀粉。不考虑突变和染色体互换,下列叙述错误的是( )A.相比二倍体马铃薯,四倍体马铃薯的茎秆粗壮,块茎更大B.选用块茎繁殖可解决马铃薯同源四倍体育性偏低问题,并保持优良性状C.Gggg个体产生的次级精母细胞中均含有1个或2个G基因D.若同源染色体两两联会,GGgg个体自交,子代中产直链淀粉的个体占35/364.(经典高考题)一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa,其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是 ( )A.如图表示的过程发生在减数第一次分裂后期B.自交后代会出现染色体数目变异的个体C.该玉米单穗上的籽粒基因型相同D.该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子5.(2020·全国卷Ⅲ,T32)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),甲的表型是抗病易倒伏,乙的表型是易感病抗倒伏。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。第21讲 染色体变异与生物育种微考点·大突破考点一教材解读1.(1)个别染色体 染色体组 (2)①同源染色体 ③全套遗传信息2.配子 染色体组 配子 ≥1 ≥3 花药离体培养 单倍体幼苗 萌发的种子或幼苗3.(1)纺锤体 (2)卡诺氏液 95% 漂洗 (3)固定细胞形态 洗去卡诺氏液 解离液 使染色体着色4.(1)易位 倒位 (2)基因数目 排列顺序 (3)不利教材基础辨析 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)×教材素材拓展1.提示 基因突变是基因结构中碱基的替换、增添或缺失,通常不改变基因的数目和排列顺序,而染色体变异能改变排列在染色体上的基因的数目和排列顺序2.提示 (1)Aa∶aa=1∶1 (2)AA∶Aa=1∶1 (3)AA∶Aa∶aa=1∶4∶1能力提升1.B 解析 培育品种J是二倍体西瓜加倍形成的四倍体西瓜,其原理是秋水仙素抑制了有丝分裂过程中纺锤体的形成,A项正确;J、M子代多样性的主要原因是基因重组,B项错误;三倍体植株体细胞有三个染色体组,减数分裂过程中,同源染色体联会发生紊乱,不能产生正常的配子,而当三倍体植株开花后用成熟的花粉刺激三倍体子房,可以刺激其产生生长素,促进子房的子房壁发育为果皮,因此子房发育为果实,产生无子西瓜,C、D两项正确。2.C 解析 燕麦起源于燕麦属,AA和CCDD杂交得到异源三倍体ACD,ACD不育,需诱导其染色体数目加倍后才能形成AACCDD的燕麦,故燕麦是起源于同一祖先的异源六倍体,A、B两项错误;燕麦多倍化的原理是染色体数目变异,是可遗传的变异,C项正确;燕麦中A和D基因组由A/D基因组祖先进化而来,二者与C基因组亲缘关系较远,故A和D基因组同源性大,D与C同源性小,D项错误。3.C 解析 14/21平衡易位染色体,是通过染色体易位形成,属于染色体变异,可通过显微镜观察到,而有丝分裂中期染色体形态固定,故观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞,A项正确;由题干信息可知,14/21平衡易位染色体,由14号和21号两条染色体融合成一条染色体,故男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体,B项正确;由于形成14/21平衡易位染色体,该女性初级卵母细胞中含有45条染色体,经过减数分裂该女性携带者的卵子最多含23种形态不同的染色体,C项错误;女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑题图中的3种染色体)分别是:①含有14、21号染色体的正常卵细胞、②仅含有14/21平衡易位染色体的卵细胞、③含有14/21平衡易位染色体和21号染色体的卵细胞、④仅含有14号染色体的卵细胞、⑤含有14/21平衡易位染色体和14号染色体的卵细胞、⑥仅含有21号染色体的卵细胞,D项正确。4.A 解析 配子一形成过程中,在减数分裂Ⅰ后期,发生了非同源染色体上非等位基因的自由组合,属于基因重组,A项错误;配子二形成的原因是减数分裂Ⅱ后期,姐妹染色单体分开后形成的子染色体移向同一极,这属于染色体变异,B项正确;a和b是非同源染色体上的基因,而配子三中a和b位于同一条染色体上,原因可能是基因b转移到非同源染色体上,属于染色体结构变异中的易位,C项正确;配子四的变异属于染色体变异中的缺失,原因可能是染色体复制发生错误导致基因A或a缺失,D项正确。5.D 解析 “低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的原理是低温抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,从而使染色体数目加倍,A项错误;该实验中,卡诺氏液的作用是固定细胞形态(不是解离作用),根尖用卡诺氏液固定后,需用体积分数为95%的酒精进行冲洗,B项错误;“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验和“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中制作装片的过程相同,都是解离→漂洗→染色→制片,C项错误;低温诱导能抑制纺锤体的形成,使细胞不能完成分裂,故多倍体细胞的形成过程无完整的细胞周期,D项正确。6.D 解析 分裂间期在细胞周期中所占时间最长,所以观察到的细胞中处于分裂间期的细胞最多,A项错误;制作装片包括解离、漂洗、染色和制片,B项错误;观察的细胞已经死亡,所以在高倍显微镜下不能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程,C项错误;在诱导染色体数目变化方面,低温诱导与秋水仙素诱导的原理相似,都是抑制纺锤体的形成,染色体的着丝粒分裂后,染色体不能向细胞两极移动,导致染色体数目加倍,D项正确。考点二教材解读3.(1)基因重组 (3)优良性状4.(1)基因突变 (3)①突变频率5.单倍体育种 诱变育种 多倍体育种教材基础辨析 (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)√教材素材拓展1.提示 不一定。若要培育杂合子品种,可将杂种子一代作为种子直接使用,但种子只能用一年;若要培育隐性纯合子品种,在F2中选出表型符合要求的个体种植并推广即可;若要培育显性纯合子,则往往需要不断自交、筛选2.提示 (1)题图中①③⑤过程表示单倍体育种(2)题图中⑤处需用秋水仙素处理单倍体的幼苗,从而获得纯合子;⑥处需用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,以诱导染色体数目加倍(3)④的育种原理为基因突变,⑥的育种原理为染色体变异(4)不是同一物种。因为二倍体AaBb与四倍体AAaaBBbb杂交产生的子代为不育的三倍体,因此二者是不同的物种(5)植株AAaaBBbb减数分裂产生的配子基因型及比例为(AA∶Aa∶aa)(BB∶Bb∶bb)=(1∶4∶1)(1∶4∶1),则产生AaBb配子的概率=2/3×2/3=4/9能力提升1.A 解析 白菜型油菜为二倍体植株,由未受精的卵细胞发育形成的植株Bc为单倍体,故Bc体细胞中有一个染色体组,A项错误;Bc作为育种材料能明显缩短育种年限,B项正确;秋水仙素可诱导细胞染色体加倍,故Bc幼苗经秋水仙素处理,可以获得纯合植株,C项正确;因该单倍体植株体细胞中无同源染色体,故其无法产生正常的配子,从而表现为高度不育,D项正确。2.B 解析 突变体EC2 214经低温诱导后可恢复育性,说明生物体的表型是由环境和基因共同作用的结果,A项错误;突变体EC2 115与EC2 214的突变基因可能位于两对非同源染色体上,也可能位于一对同源染色体上,B项正确;由题可知,对EC1 188进行基因定位发现,该突变体中AtMYB103基因发生了突变,转录的mRNA中原来的CAA变为了UAA,说明EC1 188突变体中AtMYB103基因由C/G碱基对替换为了T/A,C项错误;三种突变体都为雄性不育,无法进行正反交,D项错误。3.答案 (1)熟黄 持绿 (2)碱基的替换 碱基的增添 终止密码子 短 ① (3)a1a1A2A2 A1A1a2a2 1/2解析 (1)发生隐性突变时,野生型的基因型为A1A1,m1的基因型为a1a1,两者杂交得到的F1的基因型为A1a1,表型为熟黄。推测A1基因控制熟黄,可将该基因转入持绿的个体中表达,观察获得的植株表型,若为熟黄即可验证此推测。(2)据题图1可知,与A1基因相比,a1基因中发生了碱基的替换(C—G替换成T—A);与A2基因相比,a2基因中发生了碱基的增添,使得a1、a2基因中均提前出现了碱基序列ACT,根据碱基互补配对原则,ACT对应的密码子为UGA(终止密码子),即a1、a2基因合成的mRNA都提前出现了终止密码子,翻译出的多肽链长度变短。由于A1(A2)基因编码A酶,野生型(A1A1或A2A2)株系中的A酶的酶活性应最高,题图2中①号株系为野生型的数据。(3)A1/a1、A2/a2分别为两对等位基因,A1基因和A2基因为非同源染色体上的非等位基因,故A1/a1、A2/a2两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。m1的基因型为a1a1A2A2,m2的基因型为A1A1a2a2,m1和m2杂交得到F1(A1a1A2a2),F1自交,得到F2,F2的基因型及比例为A1_A2_∶a1a1A2_∶A1_a2a2∶a1a1a2a2=9∶3∶3∶1,对应的表型为野生型∶突变型=9∶7(突变体m2与m1表型相同),故F2中自交后代不发生性状分离的基因型为A1A1A2A2、a1a1A2_、A1_a2a2、a1a1a2a2,所占比例为1/16+3/16+3/16+1/16=1/2。微真题·重体悟1.A 解析 由题意可知,二倍体爬山虎给二倍体葡萄受粉,会获得无子葡萄,说明两者杂交无法产生可育后代,存在生殖隔离,A项正确;爬山虎的花粉刺激葡萄的子房发育成无子葡萄,原因是花粉生长素促进子房发育为果实,葡萄遗传物质并未发生改变,没有发生基因突变,所以无子性状不会遗传,无子葡萄经无性繁殖产生的植株可结有子果实,B、C两项错误;无子葡萄的果肉细胞由母本子房发育而来,染色体组与母本相同,有两个染色体组,D项错误。2.B 解析 由题图可知,倒位发生后,着丝粒两端各有一部分探针识别区段,该区段的核苷酸序列仍然能被DNA探针识别,即杂交信号位于着丝粒两端,有丝分裂细胞中存在另一条未发生倒位的正常Ⅱ号染色体,复制后每条染色体含有2条姐妹染色单体,倒位的染色体含4个杂交信号,正常的染色体含2个杂交信号,B项正确。3.C 解析 与二倍体马铃薯相比,四倍体马铃薯的茎秆粗壮,块茎更大,A项正确;栽培马铃薯进行有性生殖时育性偏低,可选用块茎利用无性繁殖技术解决这个问题,同时能保持优良性状,B项正确;在不考虑突变和染色体互换时,Gggg经减数第一次分裂,同源染色体分离,含G基因的染色体进入一个次级精母细胞,该细胞中含2个G基因,另一个次级精母细胞中不含G基因,C项错误;若同源染色体两两联会,基因型为GGgg的个体产生配子的基因型及比例为GG∶Gg∶gg=1∶4∶1,其自交子代中不产直链淀粉的个体(gggg)占1/36,产直链淀粉的个体占1-1/36=35/36,D项正确。4.B 解析 题图中表示染色体正在发生联会过程,联会发生在减数第一次分裂前期,A项错误;据题图中异常联会可知,该同源四倍体玉米异常联会将出现染色体数量增加或减少的配子,所以其自交后代会出现染色体数目变异的个体,B项正确;该玉米可产生不同基因型的配子,所以其单穗上会出现不同基因型的籽粒,C项错误;该植株正常联会可产生Aa、aa两种配子,所以花药培养加倍后可得到AAaa(杂合子)和aaaa两种基因型的四倍体,D项错误。5.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 (2)秋水仙素处理 (3)甲、乙两个品种杂交得F1,F1自交得F2,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。解析 (1)一粒小麦(AA)和斯氏麦草(BB)通过杂交得到了杂种一,杂种一含有A、B两个染色体组,而A、B两个染色体组来自不同的物种,所以杂种一不含同源染色体,在减数分裂形成生殖细胞时,染色体不能联会,减数分裂异常,不能产生可育的配子,所以杂种一高度不育。由题图可知,普通小麦的染色体组成为AABBDD,因为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,所以普通小麦体细胞中有42条染色体。与二倍体相比,多倍体的植株常常茎秆粗壮,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都有所增加。(2)常常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,使植物细胞内染色体数目加倍。(3)以甲、乙为实验材料获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种,可以通过杂交育种的方法获得。实验思路见答案。(共86张PPT)第21讲第六单元 生物的变异、育种与进化染色体变异与生物育种课标内容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。微考点 大突破内容索引微真题 重体悟考点一 染色体变异考点二 生物变异在育种中的应用考点一 染色体变异微考点/大突破第一部分1.染色体数目变异(1)类型及实例。提醒 生物体内有丝分裂和减数分裂过程中染色体移向异常都可导致染色体数目变异。个别染色体染色体组(2)染色体组分析(根据雄果蝇染色体组成图归纳)。同源染色体全套遗传信息提醒 基因组≠染色体组。染色体组：细胞中的每套非同源染色体称为一个染色体组。基因组：对于有性染色体的生物(二倍体)，其基因组所含染色体为常染色体/2+性染色体；对于无性染色体的生物，其基因组与染色体组所含染色体数相同。(3)染色体组数的确定。类型 示例 找出形态、大小相同的染色体或等位基因个数并分组 染色体组数图形或示意图类 2个染色体组，每组4条染色体图形或 示意图类 3个染色体组，每组3条染色体基因组 成类 每种基因出现了3次 3个染色体组，每组2条染色体2.单倍体、二倍体和多倍体项目 单倍体 二倍体 多倍体概念 体细胞中染色体数目与本物种________染色体数目相同的个体 体细胞中含有两个__________的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体发育 起点 ________ 受精卵(通常是) 受精卵(通常是)植株 特点 ①植株弱小； ②高度不育 正常可育 ①茎秆粗壮；②叶片、果实和种子较大；③营养物质含量丰富配子染色体组配子体细胞染 色体组数 ________ 2 ________形成 原因 自然 原因 单性生殖 正常的有性生殖 外界环境条件剧变(如低温)人工 诱导 _____________ 秋水仙素处理______________ 低温或秋水仙素处理__________________举例 蜜蜂的雄蜂 几乎全部的动物和多数的高等植物 香蕉(三倍体)；马铃薯(四倍体)；八倍体小黑麦≥1≥3花药离体培养单倍体幼苗萌发的种子或幼苗提醒 单倍体强调由配子发育而来，并非单倍体都高度不育，某些同源多倍体的单倍体是可育的。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________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，使植物细胞的染色体数目发生变化。纺锤体(2)实验步骤。卡诺氏液95%漂洗(3)实验中的试剂及其作用。固定细胞形态洗去卡诺氏液解离液使染色体着色4.染色体结构变异(1)染色体结构变异的类型及实例。易位倒位提醒 染色体间的易位可分为单向易位和相互易位(平衡易位)。前者指一条染色体的某一片段转移到了另一条染色体上，而后者则指两条染色体间相互交换了片段，较为常见。①单向易位。②相互易位。(2)结果。染色体结构的改变，会使排列在染色体上的_________或__________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________的，有的甚至会导致生物体死亡。基因数目排列顺序不利教材基础辨析(1)野生马铃薯(2n=24)一个染色体组有12条染色体，马铃薯单倍体基因组有12条染色体。(必修2 P87“图5-5”)( )(2)体细胞的一个染色体组中不可能存在同源染色体。(源自必修2 P87)( )(3)体细胞中含有三个染色体组的个体称为三倍体。(源自必修2 P88)( )√√×(4)秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，从而使着丝粒不能分裂，染色体不能分到两个子细胞。(源自必修2 P88)( )(5)雄蜂体细胞中的染色体数目是雌蜂卵细胞中染色体数目的2倍。(源自必修2 P88)( )(6)非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中。(必修2 P90“图5-7”)( )(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。(必修2 P90“图5-7”)( )××××教材素材拓展1.基因突变和染色体变异都涉及碱基序列的改变，二者的主要区别是什么 答：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。基因突变是基因结构中碱基的替换、增添或缺失，通常不改变基因的数目和排列顺序，而染色体变异能改变排列在染色体上的基因的数目和排列顺序2.同源四倍体(基因型为AAaa)产生配子时染色体以图示的情况排列在赤道板的两侧，从而形成不同基因型的配子。根据上述推导过程，请回答下列问题：(1)若同源四倍体的基因型为Aaaa，则产生的配子类型及比例：_______________。(2)若同源四倍体的基因型为AAAa，则产生的配子类型及比例：_______________。(3)若同源四倍体的基因型为AAaa，则产生的配子类型及比例：______________________。Aa∶aa=1∶1AA∶Aa=1∶1AA∶Aa∶aa=1∶4∶1能力一 染色体数目变异与染色体组(考查科学思维)1.(2025·福州模拟)普通西瓜是二倍体，研究人员使用二倍体品种M为父本与四倍体品种J杂交，从子代中筛选出品质优良的三倍体无子西瓜新品种Z(如图)。下列说法错误的是( )A.培育品种J的原理是秋水仙素抑制了有丝分裂过程中纺锤体的形成B.J、M减数分裂过程发生了染色体变异，是子代多样性的主要原因C.用成熟的花粉刺激三倍体子房产生生长素，可促进子房发育成果实D.三倍体高度不育的原因是减数分裂过程中同源染色体联会发生紊乱培育品种J是二倍体西瓜加倍形成的四倍体西瓜，其原理是秋水仙素抑制了有丝分裂过程中纺锤体的形成，A项正确；J、M子代多样性的主要原因是基因重组，B项错误；三倍体植株体细胞有三个染色体组，减数分裂过程中，同源染色体联会发生紊乱，不能产生正常的配子，而当三倍体植株开花后用成熟的花粉刺激三倍体子房，可以刺激其产生生长素，促进子房的子房壁发育为果皮,因此子房发育为果实，产生无子西瓜，C、D两项正确。解析2.(2023·江苏卷，T10)2022年我国科学家发布燕麦基因组，揭示了燕麦的起源与进化，燕麦进化模式如图所示。下列相关叙述正确的是( )A.燕麦是起源于同一祖先的同源六倍体B.燕麦是由AA和CCDD连续多代杂交形成的C.燕麦多倍化过程说明染色体数量的变异是可遗传的D.燕麦中A和D基因组同源性小，D和C同源性大燕麦起源于燕麦属，AA和CCDD杂交得到异源三倍体ACD，ACD不育，需诱导其染色体数目加倍后才能形成AACCDD的燕麦，故燕麦是起源于同一祖先的异源六倍体，A、B两项错误；燕麦多倍化的原理是染色体数目变异，是可遗传的变异，C项正确；燕麦中A和D基因组由A/D基因组祖先进化而来，二者与C基因组亲缘关系较远，故A和D基因组同源性大，D与C同源性小，D项错误。解析能力二 染色体结构变异及变异类型的推断(考查科学思维)3.(2021·广东卷，T16)人类(2n=46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝粒处融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表型，但在产生生殖细胞的过程中，其细胞中形成复杂的联会复合物(如图所示)。在进行减数分裂时，若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律(不考虑互换)，下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，错误的是( )A.观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞B.男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体C.女性携带者的卵子最多含24种形态不同的染色体D.女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)14/21平衡易位染色体，是通过染色体易位形成，属于染色体变异,可通过显微镜观察到，而有丝分裂中期染色体形态固定，故观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞，A项正确；由题干信息可知，14/21平衡易位染色体，由14号和21号两条染色体融合成一条染色体，故男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体，B项正确；由于形成14/21平衡易位染色体，该女性初级卵母细胞中含有45条染色体，经过减数分裂该女性携带者的卵子最多含23解析种形态不同的染色体，C项错误；女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑题图中的3种染色体)分别是：①含有14、21号染色体的正常卵细胞、②仅含有14/21平衡易位染色体的卵细胞、③含有14/21平衡易位染色体和21号染色体的卵细胞、④仅含有14号染色体的卵细胞、⑤含有14/21平衡易位染色体和14号染色体的卵细胞、⑥仅含有21号染色体的卵细胞，D项正确。解析4.(2025·大连模拟)某生物基因组成及基因在染色体上的位置关系如图甲所示。该生物性原细胞经减数分裂形成了如图乙所示的几种配子。下列关于这几种配子形成过程中所发生的变异的说法，错误的是( )A.配子一的变异属于基因重组，发生在减数分裂Ⅰ前期B.配子二发生了染色体变异，最可能发生在减数分裂Ⅱ过程中C.配子三发生了染色体易位，原因可能是基因b转移到非同源染色体上D.配子四发生了染色体缺失，原因可能是染色体复制发生错误导致基因A或a缺失配子一形成过程中，在减数分裂Ⅰ后期，发生了非同源染色体上非等位基因的自由组合，属于基因重组，A项错误；配子二形成的原因是减数分裂Ⅱ后期，姐妹染色单体分开后形成的子染色体移向同一极，这属于染色体变异，B项正确；a和b是非同源染色体上的基因，而配子三中a和b位于同一条染色体上，原因可能是基因b转移到非同源染色体上，属于染色体结构变异中的易位，C项正确；配子四的变异属于染色体变异中的缺失，原因可能是染色体复制发生错误导致基因A或a缺失，D项正确。解析几种常考变异类型产生配子的分析方法提醒 分析三体产生的配子类型时，为了避免混淆，可以进行标号,如AAa，可以记为A1A2a，则染色体的三种分离方式为1A1A2、1a，1A1、1A2a，1A2、1A1a，最后把A合并即可得到各种配子的比例。能力三 低温诱导植物细胞染色体数目变化的原理和过程分析(考查实验探究)5.下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验，叙述正确的是( )A.低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验的原理是分裂间期低温能抑制纺锤体的形成B.使用卡诺氏液解离细胞后需用体积分数为95%的酒精冲洗2次C.制作装片的过程和“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中的不相同D.多倍体细胞的形成过程无完整的细胞周期“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的原理是低温抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍，A项错误；该实验中，卡诺氏液的作用是固定细胞形态(不是解离作用)，根尖用卡诺氏液固定后，需用体积分数为95%的酒精进行冲洗，B项错误；“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验和“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中制作装片的过程相同，都是解离解析→漂洗→染色→制片，C项错误；低温诱导能抑制纺锤体的形成,使细胞不能完成分裂，故多倍体细胞的形成过程无完整的细胞周期，D项正确。解析6.对于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验，下列叙述正确的是( )A.观察到的细胞中处于分裂间期的细胞最少B.制作装片包括解离、染色和制片，染色可以用甲紫溶液C.在高倍显微镜下能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程D.在诱导染色体数目变化方面，低温诱导与秋水仙素诱导的原理相似分裂间期在细胞周期中所占时间最长，所以观察到的细胞中处于分裂间期的细胞最多，A项错误；制作装片包括解离、漂洗、染色和制片，B项错误；观察的细胞已经死亡，所以在高倍显微镜下不能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程，C项错误；在诱导染色体数目变化方面，低温诱导与秋水仙素诱导的原理相似，都是抑制纺锤体的形成，染色体的着丝粒分裂后，染色体不能向细胞两极移动，导致染色体数目加倍，D项正确。解析考点二 生物变异在育种中的应用微考点/大突破第一部分1.单倍体育种(1)基本原理：染色体(数目)变异。(2)方法和步骤(以二倍体为例)。(3)特点：可明显缩短育种年限，但技术复杂，要求较高。提醒 ①单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理两个过程。②单倍体育种一般应用于二倍体植物，因为若为四倍体植物，通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。2.多倍体育种(1)基本原理：染色体(数目)变异。 (2)方法：低温或秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。(3)机理：抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。(4)实例：三倍体无子西瓜。提醒 ①两次传粉：第一次传粉：杂交获得三倍体种子；第二次传粉：刺激子房发育成果实。②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂、分化产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目不变。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。3.杂交育种(1)原理：___________。(2)过程。①培育杂合子品种。选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。②培育隐性纯合子品种。选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1 F2→选出表型符合要求的个体种植并推广。基因重组③培育显性纯合子品种。植物 选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，自交至不发生性状分离为止动物 选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体(3)优点：操作简便，可以把多个品种的____________集中在一起。(4)缺点：获得新品种的周期长。提醒 若培育隐性纯合品种则无需连续自交筛选，F2中出现相关表型即为纯种，可推广应用。优良性状4.诱变育种(1)原理：___________。(2)过程。(3)优点。①可以提高__________，在较短时间内获得更多的优良变异类型。②大幅度地改良某些性状。(4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。基因突变突变频率5.根据不同育种目标选择不同育种方案单倍体育种诱变育种多倍体育种教材基础辨析(1)诱变育种可通过改变基因的碱基序列达到育种目的。(必修2 P83“相关信息”)( )(2)人工杂交选育优质金鱼的原理是基因重组。(必修2 P84“与社会的联系”)( )(3)相比于二倍体植株，多倍体植株常常茎秆粗壮，果实和种子的数量比较多。(源自必修2 P88)( )√√×(4)普通小麦、棉、烟草、菊、水仙都是多倍体。(必修2 P88“相关信息”)( )(5)与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。(源自必修2 P89)( )(6)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。(必修2 P89“与社会的联系”)( )(7)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。(必修2 P91“拓展应用”2)( )√√×√教材素材拓展1.在实施杂交育种时，一定要经过不断自交、筛选过程吗 答：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。不一定。若要培育杂合子品种，可将杂种子一代作为种子直接使用，但种子只能用一年；若要培育隐性纯合子品种，在F2中选出表型符合要求的个体种植并推广即可；若要培育显性纯合子，则往往需要不断自交、筛选2.如图所示，甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①~⑥表示培育水稻新品种的过程。请回答下列问题：(1)图中哪种途径为单倍体育种 答：_________________________________。题图中①③⑤过程表示单倍体育种(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理 应如何处理 答：__________________________________________________________________________________________________________________________。(3)④⑥的育种原理分别是什么 答：___________________________________________________。题图中⑤处需用秋水仙素处理单倍体的幼苗，从而获得纯合子；⑥处需用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导染色体数目加倍④的育种原理为基因突变，⑥的育种原理为染色体变异(4)AaBb植株和AAaaBBbb植株是同一物种吗 为什么 答：______________________________________________________________________________________________________。(5)若AAaaBBbb在产配子时同源染色体两两配对，两两分离，则其产生AaBb配子的概率为多少 写出计算思路。答：________________________________________________________________________________________________________________________________。不是同一物种。因为二倍体AaBb与四倍体AAaaBBbb杂交产生的子代为不育的三倍体，因此二者是不同的物种植株AAaaBBbb减数分裂产生的配子基因型及比例为(AA∶Aa∶aa)(BB∶Bb∶bb)=(1∶4∶1)(1∶4∶1)，则产生AaBb配子的概率=2/3×2/3=4/9能力一 育种原理、育种方法的选择和判断(考查科学思维)1.(2021·广东卷，T11)白菜型油菜(2n=20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是( )A.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组B.将Bc作为育种材料，能缩短育种年限C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株D.自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育白菜型油菜为二倍体植株，由未受精的卵细胞发育形成的植株Bc为单倍体，故Bc体细胞中有一个染色体组，A项错误；Bc作为育种材料能明显缩短育种年限，B项正确；秋水仙素可诱导细胞染色体加倍，故Bc幼苗经秋水仙素处理，可以获得纯合植株，C项正确；因该单倍体植株体细胞中无同源染色体，故其无法产生正常的配子，从而表现为高度不育，D项正确。解析2.某植物经化学诱变剂EMS处理后得到三个单隐性核基因控制的雄性不育突变体(EC2-115、EC2-214和EC1-188)，突变体EC2-115、EC2-214经低温诱导可恢复育性，二者相互杂交的后代均可育。对EC1-188进行基因定位发现，该突变体中AtMYB103基因发生了突变，转录的mRNA中原来的CAA变为了UAA。下列说法正确的是( )A.突变体EC2-214经低温诱导后恢复育性，说明生物体的表型取决于环境B.突变体EC2-115与EC2-214的突变基因可能位于两对非同源染色体上C.突变体EC1-188中基因发生了碱基对的替换，由T/A碱基对替换为C/GD.三种突变体分别与可育品系正反交，可验证突变基因位于细胞核内突变体EC2-214经低温诱导后可恢复育性，说明生物体的表型是由环境和基因共同作用的结果，A项错误；突变体EC2-115与EC2-214的突变基因可能位于两对非同源染色体上，也可能位于一对同源染色体上，B项正确；由题可知，对EC1-188进行基因定位发现,该突变体中AtMYB103基因发生了突变，转录的mRNA中原来的CAA变为了UAA，说明EC1-188突变体中AtMYB103基因由C/G碱基对替换为了T/A，C项错误；三种突变体都为雄性不育，无法进行正反交，D项错误。解析能力二 育种方案的分析与设计(考查科学探究)3.(2024·黑吉辽卷，T24)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m1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m1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a1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。熟黄持绿(2)突变体m2与m1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。碱基的替换碱基的增添终止密码子短①[注] “ ”表示三个碱基；“ ”表示未画出的部分序列；“*”表示一个碱基；AUG是起始密码子；UAA、UAG、UGA是终止密码子。图1(3)A1和A2基因位于非同源染色体上，m1的基因型为____________，m2的基因型为____________。若将m1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________。a1a1A2A2A1A1a2a21/2(1)发生隐性突变时，野生型的基因型为A1A1，m1的基因型为a1a1,两者杂交得到的F1的基因型为A1a1，表型为熟黄。推测A1基因控制熟黄，可将该基因转入持绿的个体中表达，观察获得的植株表型，若为熟黄即可验证此推测。(2)据题图1可知，与A1基因相比,a1基因中发生了碱基的替换(C—G替换成T—A)；与A2基因相比，a2基因中发生了碱基的增添，使得a1、a2基因中均提前出现了碱基序列ACT，根据碱基互补配对原则，ACT对应的密码子为UGA(终解析止密码子)，即a1、a2基因合成的mRNA都提前出现了终止密码子,翻译出的多肽链长度变短。由于A1(A2)基因编码A酶，野生型(A1A1或A2A2)株系中的A酶的酶活性应最高，题图2中①号株系为野生型的数据。(3)A1/a1、A2/a2分别为两对等位基因，A1基因和A2基因为非同源染色体上的非等位基因，故A1/a1、A2/a2两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。m1的基因型为a1a1A2A2，m2的基因型为A1A1a2a2，m1和m2杂交得到F1(A1a1A2a2)，F1自交，得到F2，解析F2的基因型及比例为A1_A2_∶a1a1A2_∶A1_a2a2∶a1a1a2a2=9∶3∶3∶1，对应的表型为野生型∶突变型=9∶7(突变体m2与m1表型相同),故F2中自交后代不发生性状分离的基因型为A1A1A2A2、a1a1A2_、A1_a2a2、a1a1a2a2，所占比例为1/16+3/16+3/16+1/16=1/2。解析微真题/重体悟第二部分1.(2023·辽宁卷，T2)葡萄与爬山虎均是葡萄科常见植物，将二倍体爬山虎的花粉涂在未受粉的二倍体葡萄柱头上，可获得无子葡萄。下列叙述正确的是( )A.爬山虎和葡萄之间存在生殖隔离B.爬山虎花粉引起葡萄果实发生了基因突变C.无子葡萄经无性繁殖产生的植株仍结无子果实D.无子葡萄的果肉细胞含一个染色体组由题意可知，二倍体爬山虎给二倍体葡萄受粉，会获得无子葡萄,说明两者杂交无法产生可育后代，存在生殖隔离，A项正确；爬山虎的花粉刺激葡萄的子房发育成无子葡萄，原因是花粉生长素促进子房发育为果实，葡萄遗传物质并未发生改变，没有发生基因突变，所以无子性状不会遗传，无子葡萄经无性繁殖产生的植株可结有子果实，B、C两项错误；无子葡萄的果肉细胞由母本子房发育而来，染色体组与母本相同，有两个染色体组，D项错误。解析2.(2023·湖北卷，T16)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( )由题图可知，倒位发生后，着丝粒两端各有一部分探针识别区段,该区段的核苷酸序列仍然能被DNA探针识别，即杂交信号位于着丝粒两端，有丝分裂细胞中存在另一条未发生倒位的正常Ⅱ号染色体，复制后每条染色体含有2条姐妹染色单体，倒位的染色体含4个杂交信号，正常的染色体含2个杂交信号，B项正确。解析3.(2024·黑吉辽卷，T15)栽培马铃薯为同源四倍体，育性偏低。GBSS基因(显隐性基因分别表示为G和g)在直链淀粉合成中起重要作用，只有存在G基因才能产生直链淀粉。不考虑突变和染色体互换，下列叙述错误的是( )A.相比二倍体马铃薯，四倍体马铃薯的茎秆粗壮，块茎更大B.选用块茎繁殖可解决马铃薯同源四倍体育性偏低问题，并保持优良性状C.Gggg个体产生的次级精母细胞中均含有1个或2个G基因D.若同源染色体两两联会，GGgg个体自交，子代中产直链淀粉的个体占35/36与二倍体马铃薯相比，四倍体马铃薯的茎秆粗壮，块茎更大，A项正确；栽培马铃薯进行有性生殖时育性偏低，可选用块茎利用无性繁殖技术解决这个问题，同时能保持优良性状，B项正确；在不考虑突变和染色体互换时，Gggg经减数第一次分裂，同源染色体分离，含G基因的染色体进入一个次级精母细胞，该细胞中含2个G基因，另一个次级精母细胞中不含G基因，C项错误；若同解析源染色体两两联会，基因型为GGgg的个体产生配子的基因型及比例为GG∶Gg∶gg=1∶4∶1，其自交子代中不产直链淀粉的个体(gggg)占1/36，产直链淀粉的个体占1-1/36=35/36，D项正确。解析4.(经典高考题)一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是( )A.如图表示的过程发生在减数第一次分裂后期B.自交后代会出现染色体数目变异的个体C.该玉米单穗上的籽粒基因型相同D.该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子题图中表示染色体正在发生联会过程，联会发生在减数第一次分裂前期，A项错误；据题图中异常联会可知，该同源四倍体玉米异常联会将出现染色体数量增加或减少的配子，所以其自交后代会出现染色体数目变异的个体，B项正确；该玉米可产生不同基因型的配子，所以其单穗上会出现不同基因型的籽粒，C项错误;该植株正常联会可产生Aa、aa两种配子，所以花药培养加倍后可得到AAaa(杂合子)和aaaa两种基因型的四倍体，D项错误。解析5.(2020·全国卷Ⅲ，T32)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)。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、茎秆粗壮秋水仙素处理(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合体)，甲的表型是抗病易倒伏，乙的表型是易感病抗倒伏。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。甲、乙两个品种杂交得F1，F1自交得F2，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。(1)一粒小麦(AA)和斯氏麦草(BB)通过杂交得到了杂种一，杂种一含有A、B两个染色体组，而A、B两个染色体组来自不同的物种,所以杂种一不含同源染色体，在减数分裂形成生殖细胞时，染色体不能联会，减数分裂异常，不能产生可育的配子，所以杂种一高度不育。由题图可知，普通小麦的染色体组成为AABBDD，因为A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均解析含7条染色体，所以普通小麦体细胞中有42条染色体。与二倍体相比，多倍体的植株常常茎秆粗壮，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都有所增加。(2)常常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使植物细胞内染色体数目加倍。(3)以甲、乙为实验材料获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，可以通过杂交育种的方法获得。实验思路见答案。解析课时微练(二十一) 染色体变异与生物育种 一、选择题:本题共10小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的1.(2025·豫东联考)下列关于生物变异的叙述,正确的是( )A.发生在体细胞中的基因突变不能遗传给后代B.基因重组可能导致DNA分子中碱基序列的改变而出现新性状C.染色体倒位不会改变基因的数量,也不会对个体性状产生影响D.三倍体无子西瓜减数分裂时联会紊乱导致其高度不育2.(2022·湖南卷,T9)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( )3.(2020·全国卷Ⅱ,T4)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4.某家畜群体中存在的染色体变异类型如图所示,体细胞中含有一条重接染色体的个体称为重接杂合子,同时含有两条的则是重接纯合子。下列说法错误的是( )A.上述过程发生了染色体数目变异B.上述过程发生了染色体结构变异C.重接纯合子减数分裂能产生正常配子D.重接杂合子减数分裂能产生正常配子5.(2025·惠州模拟)利用雌雄同株的野生型青蒿(二倍体)可培育抗病高产青蒿素植株(控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上)。下列叙述错误的是( )A.利用人工诱变的方法处理野生型青蒿,可能获得抗病高产植株B.选择抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交,再连续自交,筛选抗病高产的植株C.将抗病基因导入易感病高产青蒿体细胞中,用植物组织培养技术可以获得抗病高产的植株D.抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交得F1,利用花药离体培养直接获得抗病高产植株6.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AaBbB.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7.(2025·新余模拟)慢性髓性白血病是以骨髓造血干细胞克隆性增殖为主要特征的恶性血液疾病,产生机制如图所示。下列叙述正确的是( )A.染色体某片段移接,仅发生在减数分裂过程中B.图示变异用普通光学显微镜是观察不到的C.患者的ABL、BCR基因遗传时遵循基因的自由组合定律D.图示为染色体结构变异,是可遗传变异,但不一定遗传给后代8.(2025·曲靖模拟)如图甲是某二倍体生物体细胞染色体组成模式图,①~⑥是细胞发生变异后的染色体组成模式图。下列叙述正确的是( )A.①~⑥细胞中均发生了染色体变异B.①②③的变异方式分别为基因重组、染色体结构变异中的倒位、染色体结构变异中的易位C.①~⑥都能引起染色体上基因数目或排列顺序发生改变D.甲产生⑤的过程可通过单倍体育种迅速实现9.多倍体分为两种,同源多倍体含有来自同一物种的多个染色体组,异源多倍体含有来自两个或多个物种的多个染色体组。如图列举了两种多倍体的形成机制(N表示一个染色体组的染色体数),下列有关叙述正确的是( )A.油菜为异源四倍体,体细胞中的染色体数目为19B.油菜可能由花椰菜与芜菁减数分裂时产生染色体数目加倍的配子受精后形成C.油菜与花椰菜之间存在生殖隔离,四倍体花椰菜与花椰菜之间不存在生殖隔离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10.(2025·唐山调研)染色体某些区域的重复可产生特定的表型,果蝇X染色体上的显性基因B的主要表型效应是使复眼中的小眼数目减少,使复眼成棒状,而不是正常的卵圆形(野生型)。果蝇幼虫的唾液腺细胞的细胞核特别大,其中的染色体比减数分裂时的染色体和其他体细胞的染色体还要大几百倍。现将纯合的棒状眼雌蝇与野生型雄蝇杂交,子代出现极少数的重棒眼,检查雄蝇中野生型、棒状眼、重棒眼的唾液腺细胞的X染色体如图所示。下列叙述错误的是( )A.16A区域的重复具有累加作用B.唾液腺染色体是研究果蝇染色体变异的好材料C.基因组成为BB+的重棒眼雌蝇在减数分裂时两条X染色体不能配对D.染色体部分片段重复提供了额外的遗传物质,其有执行新功能的可能二、非选择题11.(2025·衡水调研)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。回答下列问题:(1)以上育种过程涉及的变异类型有____________________________。(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之比为_______。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中筛选出基因型为_______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__________________________________________。12.(科学探究)(2022·河北卷,T20)蓝粒小麦是小麦(2n=42)与其近缘种长穗偃麦草杂交得到的。其细胞中来自长穗偃麦草的一对4号染色体(均带有蓝色素基因E)代换了小麦的一对4号染色体。小麦5号染色体上的h基因纯合后,可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换。某雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上。为培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦,研究人员设计了如图所示的杂交实验。回答下列问题:(1)亲本不育小麦的基因型是_______,F1中可育株和不育株的比例是_______。(2)F2与小麦(hh)杂交的目的是_______________________________________________________________。(3)F2蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成_______个正常的四分体。如果减数分裂过程中同源染色体正常分离,来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体随机分配,最终能产生_____种配子(仅考虑T/t、E基因)。F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是_______。(4)F3蓝粒不育株体细胞中有_______条染色体,属于染色体变异中的_______变异。(5)F4蓝粒不育株和小麦(HH)杂交后单株留种形成一个株系。若株系中出现:①蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育=1∶1∶1∶1。说明________________________________________________________;②蓝粒不育∶非蓝粒可育=1∶1。说明_______________________________________________。符合育种要求的是_______(填“①”或“②”)。课时微练(二十一) 染色体变异与生物育种1.D 解析 体细胞中发生的基因突变,一般不会通过有性生殖遗传给后代,但可以通过无性生殖遗传给后代,A项错误;基因重组不会产生新的性状,B项错误;染色体倒位虽不会改变基因的数量,但会对个体性状产生影响,C项错误;三倍体无子西瓜的细胞含三个染色体组,进行减数分裂时联会紊乱,产生可育配子的概率极低,所以高度不育,D项正确。2.C 解析 根据题意,测交后代出现四种表型且比例相等,最可能是发生了染色体结构变异中的易位,使这两对基因位于两对同源染色体上,C项符合题意。3.C 解析 二倍体植物体细胞内有2个染色体组,其配子是经减数分裂后形成的,同源染色体分离,染色体组数减半,A项正确;染色体组是指细胞中的一组在形态和功能上各不相同,但又互相协调,共同控制生物生长、发育、遗传和变异的非同源染色体,B项正确;高等植物中只有雌雄异体的植物细胞中才有性染色体,而雌雄同体的植物细胞中没有性染色体,故高等植物的染色体组中不一定有性染色体,C项错误;一个染色体组内的染色体的形态、功能各不相同,所含基因也不相同,故每个染色体组中各染色体DNA的碱基排列顺序也是不相同的,D项正确。4.C 解析 题图所示过程发生了染色体变异,由于脱离的残片最终会丢失,因此细胞中的染色体数目减少,A项正确;题图所示过程中发生了染色体结构变异,非同源染色体进行了连接,相当于易位,B项正确;重接纯合子的细胞中染色体数目比正常细胞少两条,产生的配子中少一条染色体,C项错误;重接杂合子含有13号、17号以及二者重接染色体,减数分裂时13号、17号染色体可移向细胞同一极,产生正常配子,D项正确。5.D 解析 可以利用人工诱变的方法处理野生型青蒿,以获得抗病高产植株,A项正确;利用杂交育种的方法可以将两个亲本的优良性状组合在一起,B项正确;利用基因工程的方法,将抗病基因导入易感病高产青蒿体细胞中,再利用植物组织培养技术可以获得抗病高产的植株,C项正确;抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交得F1,利用花药离体培养、秋水仙素诱导染色体数目加倍,才能获得抗病高产植株,D项错误。6.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项错误;在自然条件下,产生的异常配子可能与正常配子受精,形成三倍体子代植株,B项正确;题图所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,题图产生的四倍体植株与原二倍体植株不属于同一物种,C项正确;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项正确。7.D 解析 由题图可知,22号染色体的一部分移接到了9号染色体上,属于染色体结构变异中的易位,故染色体片段移接可发生在有丝分裂和减数分裂过程中,且可在高倍显微镜下观察到,A、B两项错误。由题图可知,患者的ABL、BCR基因在同一条染色体上,遗传时不遵循基因的自由组合定律,C项错误。由题图可知,该变异为染色体结构变异,是可遗传变异,但是不一定遗传给后代,若发生在体细胞中,则不会遗传给后代,D项正确。8.D 解析 分析题图可知,①的变异方式为基因重组(同源染色体上非姐妹染色单体的互换),②的变异方式为染色体结构变异中的易位,③的变异方式为染色体结构变异中的倒位,④的变异方式为染色体数目变异,⑤的变异方式为基因重组(非同源染色体的自由组合),⑥的变异方式为染色体数目变异,题图①~⑥中发生染色体变异的是②③④⑥,A项错误;①②③的变异方式分别为基因重组、染色体结构变异中的易位、染色体结构变异中的倒位,B项错误;①~⑥中能引起染色体上基因数目或排列顺序发生改变的是①发生基因排列顺序的改变、②染色体结构变异中的易位、③染色体结构变异中的倒位,C项错误;甲产生⑤的过程可通过花药离体培养后再经人工诱导使染色体数目加倍,即单倍体育种迅速实现,D项正确。9.B 解析 分析题图可知,油菜(AACC)是异源四倍体,A表示10条染色体的染色体组,C表示9条染色体的染色体组,则油菜体细胞中的染色体数目为38,A项错误;花椰菜与芜菁减数分裂时产生的染色体数目加倍的配子分别为CC和AA,二者受精可产生AACC(油菜),B项正确;油菜与花椰菜杂交的后代含有三个染色体组,其进行减数分裂时染色体联会紊乱,不可育,因此油菜与花椰菜之间存在生殖隔离,同理,四倍体花椰菜与花椰菜之间也存在生殖隔离,C项错误;油菜表达了在花椰菜和芜菁中不表达的基因,不一定是发生了基因突变,D项错误。10.C 解析 据题图分析,唾液腺染色体16A区域重复次数越多,雄果蝇复眼中的小眼数越少,说明16A区域的重复具有累加作用,A项正确;唾液腺染色体大,易观察,是研究果蝇染色体变异的好材料,B项正确;在减数分裂联会时,正常染色体和含有重复片段的染色体能配对,只是重复片段不能进行配对,C项错误;染色体上含有遗传物质DNA,染色体片段重复导致部分基因数量增加,结合题图,表型发生了一定的改变,说明染色体部分片段重复提供了额外的遗传物质,其有执行新功能的可能,D项正确。11.答案 (1)基因突变、染色体(结构的)变异(2)明显的平行 基因在染色体上(3)①1/2 雌∶雄=1∶2 ②ZaBZAb 发生了基因突变解析 (1)P1和P2涉及的变异类型为基因突变,P3涉及的变异类型为染色体(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)①P1和P3杂合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,因此后代的雌雄比例为雌∶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,后代的基因型及比例为ZaBZAb∶ZaBZab∶ZAbWab∶ZabWab=1∶1∶1∶1,筛选出基因型为ZaBZAb(红体色痕迹翅)的雄蚕与野生型雌蚕(ZabW)杂交,后代的基因型及比例为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,可能的原因是发生了基因突变。12.答案 (1)TtHH 1∶1 (2)获得h基因纯合(hh)的蓝粒不育株,诱导小麦和长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换,从而使T基因与E基因交换到一条姐妹染色单体上,以获得蓝粒和不育性状不分离的小麦 (3)20 4 1/16 (4)43 数目 (5)①F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于不同染色体上 ②F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于同一条染色体上 ②解析 (1)分析题意,亲本雄性不育小麦(HH)的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上,所以其基因型为TtHH,亲本小麦(hh)的基因型为tthh,故F1中可育株(ttHh)∶不育株(TtHh)=1∶1。(2)F2中的蓝粒不育株的基因型及比例为1/2TEHH、1/2TEHh,其中T基因和E基因分别来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体,而h基因纯合后,可诱导来自小麦和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换,使得T和E基因可以位于同一条姐妹染色单体上,从而获得蓝粒和不育两性状不分离的个体。(3)分析题意,蓝粒小麦的染色体条数是42,而F2中的蓝粒不育株的4号染色体一条来自小麦,一条来自长穗偃麦草,其余染色体(42-1-1=40)均来自小麦,故其减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体;不同来源的4号染色体在减数分裂中随机分配,仅考虑T/t、E基因,若两条4号染色体移向一极,则同时产生基因型为TE和O(两基因均没有)的两种配子,若两条4号染色体移向两极,则产生基因型为T和E的两种配子,则F2中的蓝粒不育株共产生4种配子;F2中的蓝粒不育株产生TE配子的概率为1/4,产生h配子的概率是1/4,则F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是1/4×1/4=1/16。(4)由F2中的蓝粒不育株产生的配子种类,可以确定形成F3中的蓝粒不育株的卵细胞中应含有两条4号染色体,且小麦染色体组成为2n=42,故F3蓝粒不育株体细胞中有43条染色体,多了一条4号染色体,属于染色体数目变异。(5)F3中的蓝粒不育株基因型为TEtHh和TEthh,含hh基因的个体可形成T和E交换到同一条染色体上的卵细胞,与小麦(ttHH)杂交,F4中的蓝粒不育株基因型为TEtHh,其中T基因和E基因连锁,位于同一条染色体上,t基因位于另一条染色体上,与小麦(ttHH)杂交,后代表型及比例为蓝粒不育∶非蓝粒可育=1∶1;而F3中基因型为TEtHh的个体与小麦(ttHH)杂交产生的F4中的蓝粒不育株含3个4号染色体,分别携带T基因、E基因及t基因,与小麦(ttHH)杂交,母本在减数第一次分裂前期联会时,携带T基因的染色体和携带t基因的染色体联会,携带E基因的染色体随机分配到细胞的一极,产生的配子基因型及比例为T∶TE∶t∶tE=1∶1∶1∶1,与小麦(ttHH)杂交,子代表型及比例为蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育=1∶1∶1∶1;本实验要培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦,②符合育种要求。(共43张PPT)染色体变异与生物育种课时微练(二十一)一、选择题：本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1.(2025·豫东联考)下列关于生物变异的叙述，正确的是( )A.发生在体细胞中的基因突变不能遗传给后代B.基因重组可能导致DNA分子中碱基序列的改变而出现新性状C.染色体倒位不会改变基因的数量，也不会对个体性状产生影响D.三倍体无子西瓜减数分裂时联会紊乱导致其高度不育156789101112234体细胞中发生的基因突变，一般不会通过有性生殖遗传给后代，但可以通过无性生殖遗传给后代，A项错误；基因重组不会产生新的性状，B项错误；染色体倒位虽不会改变基因的数量，但会对个体性状产生影响，C项错误；三倍体无子西瓜的细胞含三个染色体组，进行减数分裂时联会紊乱,产生可育配子的概率极低，所以高度不育，D项正确。解析1567891011122342.(2022·湖南卷，T9)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( )156789101112234根据题意，测交后代出现四种表型且比例相等，最可能是发生了染色体结构变异中的易位,使这两对基因位于两对同源染色体上，C项符合题意。解析1567891011122343.(2020·全国卷Ⅱ，T4)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156789101112234二倍体植物体细胞内有2个染色体组，其配子是经减数分裂后形成的，同源染色体分离，染色体组数减半，A项正确；染色体组是指细胞中的一组在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物生长、发育、遗传和变异的非同源染色体，B项正确；高等植物中只有雌雄异体的植物细胞中才有性染色体，而雌雄同体的植物细胞中没有性染色体，故高等植物的染色体组中不一定有性染色体，C项错误；一个染色体组内的染色体的形态、功能各不相同，所含基因也不相同，故每个染色体组中各染色体DNA的碱基排列顺序也是不相同的，D项正确。解析1567891011122344.某家畜群体中存在的染色体变异类型如图所示，体细胞中含有一条重接染色体的个体称为重接杂合子，同时含有两条的则是重接纯合子。下列说法错误的是( )156789101112234A.上述过程发生了染色体数目变异B.上述过程发生了染色体结构变异C.重接纯合子减数分裂能产生正常配子D.重接杂合子减数分裂能产生正常配子题图所示过程发生了染色体变异，由于脱离的残片最终会丢失，因此细胞中的染色体数目减少，A项正确；题图所示过程中发生了染色体结构变异，非同源染色体进行了连接，相当于易位，B项正确；重接纯合子的细胞中染色体数目比正常细胞少两条，产生的配子中少一条染色体，C项错误；重接杂合子含有13号、17号以及二者重接染色体，减数分裂时13号、17号染色体可移向细胞同一极，产生正常配子，D项正确。解析1567891011122345.(2025·惠州模拟)利用雌雄同株的野生型青蒿(二倍体)可培育抗病高产青蒿素植株(控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上)。下列叙述错误的是( )A.利用人工诱变的方法处理野生型青蒿，可能获得抗病高产植株B.选择抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交，再连续自交，筛选抗病高产的植株C.将抗病基因导入易感病高产青蒿体细胞中，用植物组织培养技术可以获得抗病高产的植株D.抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交得F1，利用花药离体培养直接获得抗病高产植株156789101112234可以利用人工诱变的方法处理野生型青蒿,以获得抗病高产植株，A项正确；利用杂交育种的方法可以将两个亲本的优良性状组合在一起，B项正确；利用基因工程的方法，将抗病基因导入易感病高产青蒿体细胞中，再利用植物组织培养技术可以获得抗病高产的植株，C项正确；抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交得F1，利用花药离体培养、秋水仙素诱导染色体数目加倍，才能获得抗病高产植株，D项错误。解析1567891011122346.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( )156789101112234A.图示过程中产生的异常配子的基因型一定是AaBbB.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156789101112234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项错误；在自然条件下，产生的异常配子可能与正常配子受精,形成三倍体子代植株，B项正确；题图所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解析156789101112234以产生正常配子而高度不育，因此，题图产生的四倍体植株与原二倍体植株不属于同一物种，C项正确；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项正确。解析1567891011122347.(2025·新余模拟)慢性髓性白血病是以骨髓造血干细胞克隆性增殖为主要特征的恶性血液疾病，产生机制如图所示。下列叙述正确的是( )156789101112234A.染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中B.图示变异用普通光学显微镜是观察不到的C.患者的ABL、BCR基因遗传时遵循基因的自由组合定律D.图示为染色体结构变异，是可遗传变异，但不一定遗传给后代156789101112234由题图可知，22号染色体的一部分移接到了9号染色体上，属于染色体结构变异中的易位，故染色体片段移接可发生在有丝分裂和减数分裂过程中，且可在高倍显微镜下观察到，A、B两项错误。由题图可知，患者的ABL、BCR基因在同一条染色体上，遗传时不遵循基因的自由组合定律，C项错误。由题图可知，该变异为染色体结构变异，是可遗传变异，但是不一定遗传给后代，若发生在体细胞中，则不会遗传给后代，D项正确。解析1567891011122348.(2025·曲靖模拟)如图甲是某二倍体生物体细胞染色体组成模式图，①~⑥是细胞发生变异后的染色体组成模式图。下列叙述正确的是( )156789101112234A.①~⑥细胞中均发生了染色体变异B.①②③的变异方式分别为基因重组、染色体结构变异中的倒位、染色体结构变异中的易位C.①~⑥都能引起染色体上基因数目或排列顺序发生改变D.甲产生⑤的过程可通过单倍体育种迅速实现分析题图可知，①的变异方式为基因重组(同源染色体上非姐妹染色单体的互换)，②的变异方式为染色体结构变异中的易位，③的变异方式为染色体结构变异中的倒位，④的变异方式为染色体数目变异，⑤的变异方式为基因重组(非同源染色体的自由组合)，⑥的变异方式为染色体数目变异，题图①~⑥中发生染色体变异的是②③④⑥，A项错误；①②③的变异方式分别为基因重组、染色体结构变异中的易位、染色体结构变异中的倒位，B项错误；解析156789101112234①~⑥中能引起染色体上基因数目或排列顺序发生改变的是①发生基因排列顺序的改变、②染色体结构变异中的易位、③染色体结构变异中的倒位，C项错误；甲产生⑤的过程可通过花药离体培养后再经人工诱导使染色体数目加倍，即单倍体育种迅速实现，D项正确。解析1567891011122349.多倍体分为两种，同源多倍体含有来自同一物种的多个染色体组，异源多倍体含有来自两个或多个物种的多个染色体组。如图列举了两种多倍体的形成机制(N表示一个染色体组的染色体数)，下列有关叙述正确的是( )156789101112234A.油菜为异源四倍体，体细胞中的染色体数目为19B.油菜可能由花椰菜与芜菁减数分裂时产生染色体数目加倍的配子受精后形成C.油菜与花椰菜之间存在生殖隔离，四倍体花椰菜与花椰菜之间不存在生殖隔离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156789101112234分析题图可知，油菜(AACC)是异源四倍体，A表示10条染色体的染色体组，C表示9条染色体的染色体组，则油菜体细胞中的染色体数目为38，A项错误；花椰菜与芜菁减数分裂时产生的染色体数目加倍的配子分别为CC和AA，二者受精可产生AACC(油菜)，B项正确；油菜与花椰菜杂交的后代含有三个染色体组，其进行减数分裂时染色体联会紊乱，不可育，因此油菜与花椰菜之间存在生殖隔离，同理,四倍体花椰菜与花椰菜之间也存在生殖隔离，C项错误；油菜表达了在花椰菜和芜菁中不表达的基因，不一定是发生了基因突变，D项错误。解析15678910111223410.(2025·唐山调研)染色体某些区域的重复可产生特定的表型，果蝇X染色体上的显性基因B的主要表型效应是使复眼中的小眼数目减少，使复眼成棒状，而不是正常的卵圆形(野生型)。果蝇幼虫的唾液腺细胞的细胞核特别大，其中的染色体比减数分裂时的染色体和其他体细胞的染色体还要大几百倍。现将纯合的棒状眼雌蝇与野生型雄蝇杂交,子代出现极少数的重棒眼，检查雄蝇中野生型、棒状眼、重棒眼的唾液腺细胞的X染色体如图所示。下列叙述错误的是( )156789101112234A.16A区域的重复具有累加作用B.唾液腺染色体是研究果蝇染色体变异的好材料C.基因组成为BB+的重棒眼雌蝇在减数分裂时两条X染色体不能配对D.染色体部分片段重复提供了额外的遗传物质，其有执行新功能的可能156789101112234据题图分析，唾液腺染色体16A区域重复次数越多，雄果蝇复眼中的小眼数越少，说明16A区域的重复具有累加作用，A项正确；唾液腺染色体大，易观察，是研究果蝇染色体变异的好材料，B项正确；在减数分裂联会时，正常染色体和含有重复片段的染色体能配对，只是重复片段不能进行配对，C项错误；染色体上含有遗传物质DNA，染色体片段重复导致部分基因数量增加，结合题图，表型发生了一定的改变，说明染色体部分片段重复提供了额外的遗传物质，其有执行新功能的可能，D项正确。解析156789101112234二、非选择题11.(2025·衡水调研)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。回答下列问题:156789101112234(1)以上育种过程涉及的变异类型有____________________________。(2)萨顿依据基因和染色体的行为存在________________关系，推测出__________________。156789101112234基因突变、染色体(结构的)变异明显的平行基因在染色体上(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之比为_________________。1567891011122341/2雌∶雄=1∶2②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中筛选出基因型为_____________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__________________。156789101112234ZaBZAb发生了基因突变(1)P1和P2涉及的变异类型为基因突变，P3涉及的变异类型为染色体(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)①P1和P3杂合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，因此后代的雌雄比例为雌∶雄=1∶2。②P2和P3杂交得F1，基因型及比解析156789101112234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，后代的基因型及比例为ZaBZAb∶ZaBZab∶ZAbWab∶ZabWab=1∶1∶1∶1，筛选出基因型为ZaBZAb(红体色痕迹翅)的雄蚕与野生型雌蚕(ZabW)杂交，后代的基因型及比例为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，可能的原因是发生了基因突变。解析15678910111223412.(科学探究)(2022·河北卷，T20)蓝粒小麦是小麦(2n=42)与其近缘种长穗偃麦草杂交得到的。其细胞中来自长穗偃麦草的一对4号染色体(均带有蓝色素基因E)代换了小麦的一对4号染色体。小麦5号染色体上的h基因纯合后，可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换。某雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上。为培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦，研究人员设计了如图所示的杂交实验。回答下列问题:156789101112234(1)亲本不育小麦的基因型是_____________，F1中可育株和不育株的比例是_____________。156789101112234TtHH1∶1(2)F2与小麦(hh)杂交的目的是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。156789101112234获得h基因纯合(hh)的蓝粒不育株，诱导小麦和长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换，从而使T基因与E基因交换到一条姐妹染色单体上，以获得蓝粒和不育性状不分离的小麦(3)F2蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成________个正常的四分体。如果减数分裂过程中同源染色体正常分离，来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体随机分配，最终能产生_______种配子(仅考虑T/t、E基因)。F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是_____________。(4)F3蓝粒不育株体细胞中有_________条染色体，属于染色体变异中的_____________变异。1567891011122342041/1643数目(5)F4蓝粒不育株和小麦(HH)杂交后单株留种形成一个株系。若株系中出现:①蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育=1∶1∶1∶1。说明____________________________________________________；②蓝粒不育∶非蓝粒可育=1∶1。说明________________________________________________________。符合育种要求的是___________(填“①”或“②”)。156789101112234F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于不同染色体上F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于同一条染色体上②(1)分析题意，亲本雄性不育小麦(HH)的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上，所以其基因型为TtHH，亲本小麦(hh)的基因型为tthh，故F1中可育株(ttHh)∶不育株(TtHh)=1∶1。(2)F2中的蓝粒不育株的基因型及比例为1/2TEHH、1/2TEHh，其中T基因和E基因分别来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体，而h基因纯合后，可诱导来自小麦和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换，使得T和E基因可以位于同一条姐妹染色单体上，从而获得蓝粒和解析156789101112234不育两性状不分离的个体。(3)分析题意，蓝粒小麦的染色体条数是42，而F2中的蓝粒不育株的4号染色体一条来自小麦，一条来自长穗偃麦草，其余染色体(42-1-1=40)均来自小麦，故其减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体；不同来源的4号染色体在减数分裂中随机分配，仅考虑T/t、E基因，若两条4号染色体移向一极,则同时产生基因型为TE和O(两基因均没有)的两种配子，若两条4号染色体移向两极，则产生基因型为T和E的两种配子，则F2中的解析156789101112234蓝粒不育株共产生4种配子；F2中的蓝粒不育株产生TE配子的概率为1/4，产生h配子的概率是1/4，则F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是1/4×1/4=1/16。(4)由F2中的蓝粒不育株产生的配子种类，可以确定形成F3中的蓝粒不育株的卵细胞中应含有两条4号染色体,且小麦染色体组成为2n=42，故F3蓝粒不育株体细胞中有43条染色体，多了一条4号染色体，属于染色体数目变异。(5)F3中的蓝粒不育株基因型为TEtHh和TEthh，含hh基因的个体可形成T和E交换到解析156789101112234同一条染色体上的卵细胞，与小麦(ttHH)杂交，F4中的蓝粒不育株基因型为TEtHh，其中T基因和E基因连锁，位于同一条染色体上,t基因位于另一条染色体上，与小麦(ttHH)杂交，后代表型及比例为蓝粒不育∶非蓝粒可育=1∶1；而F3中基因型为TEtHh的个体与小麦(ttHH)杂交产生的F4中的蓝粒不育株含3个4号染色体，分别携带T基因、E基因及t基因，与小麦(ttHH)杂交，母本在减数第一次分裂前期联会时，携带T基因的染色体和携带t基因的染色体联会,解析156789101112234携带E基因的染色体随机分配到细胞的一极，产生的配子基因型及比例为T∶TE∶t∶tE=1∶1∶1∶1，与小麦(ttHH)杂交，子代表型及比例为蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育=1∶1∶1∶1；本实验要培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦，②符合育种要求。解析156789101112234 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第21讲 染色体变异与生物育种.docx 第21讲 染色体变异与生物育种.pptx 课时微练(二十一) 染色体变异与生物育种.docx 课时微练(二十一) 染色体变异与生物育种.pptx
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