资源简介

第30课时　染色体变异
课标要求 举例说明染色体结构和数目的变异都可能导致生物性状改变甚至死亡。
考情分析 1.染色体数目变异 2024·黑吉辽·T15　2023·江苏·T10　2022·江苏·T18　2021·北京·T7 2021·辽宁·T9
2.染色体结构变异 2024·山东·T17　2023·湖北·T16　2022·山东·T5　2022·湖南·T9 2021·河北·T7　2021·广东·T16
3.染色体变异与育种 2024·北京·T7　2024·安徽·T10　2023辽宁·T2　2022·河北·T20 2022·辽宁·T25　2022·广东·T19　2021·广东·T11
考点一　染色体结构变异
1．类型
类型 图像 联会异常 实例
果蝇缺刻翅、猫叫综合征
果蝇棒状眼
果蝇花斑眼、人类慢性粒细胞白血病
果蝇卷翅、人类9号染色体长臂倒位可导致习惯性流产
[拓展总结]　(1)染色体间的易位可分为单向易位和相互易位。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。如图为两种易位发生后在四分体时期的染色体联会情况：
①单向易位
②相互易位(平衡易位)
(2)倒位染色体的细胞学鉴定
2．结果：染色体结构的改变，会使排列在染色体上的____________________________发生改变，导致性状的变异。
3．对生物性状的影响：________________染色体结构变异对生物体是______________，有的甚至会导致______________________。
(1)人类猫叫综合征是由染色体中增加某一片段引起的(2015·新课标Ⅱ，6D)(　　)
(2)染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化(　　)
(3)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异(2014·江苏，7A)(　　)
(4)基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察(2015·海南，21D)(　　)
(5)杂合雌果蝇在形成配子时，同源染色体非姐妹染色单体间相应片段发生对等交换，导致新配子类型出现，应属染色体易位(2018·海南，14C)(　　)
(6)有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异(　　)
[易错提醒]　(1)染色体结构变异与基因突变的区别
项目 染色体结构变异 基因突变
区别 原因 染色体片段变化 基因中个别碱基变化
结果 改变基因的数量和顺序 基因数量和顺序不变，产生新基因
显微镜 可观察 不可观察
(2)染色体易位与基因重组(互换型)的区别
项目 易位 互换
范围 非同源染色体之间 同源染色体非姐妹染色单体之间
交换基因 非等位基因(改变基因顺序和数量) 等位基因(不改变基因数量)
图示
辨析染色体结构变异
1．探究：染色体“重复”和“缺失”的可能原因
(2020·山东，6改编)在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。基因型为Aa的细胞进行有丝分裂时，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移到细胞两极。不考虑其他变异，该细胞可能会产生基因型为________________________的子细胞。
2．探究： 染色体结构变异会不会改变基因的内部结构？
(1)慢粒白血病患者异常的白细胞中第9号染色体长臂上的一部分与第22号染色体长臂上的一部分进行了交换，结果导致前者变长，后者变短。观察下图，描述慢粒患者染色体的断裂有什么特别之处？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)资料：已知正常人9号染色体上的Abl基因编码产物是一种活性受到严格调控的酪氨酸激酶，与细胞增殖有关，而融合基因BCR－Abl的产物则是异常激活的酪氨酸激酶，导致细胞恶性增殖。可见患者体内细胞癌变是由__________________(填“原癌基因”或“抑癌基因”)突变导致的。
考向一　染色体结构变异辨析
1．(2023·湖北，16)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，如下图所示。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(　　)
2．(2022·湖南，9)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(　　)
考点二　染色体数目变异
1．染色体数目变异的类型
(1)细胞内________________的增加或减少。
(2)细胞内染色体数目以__________________________成倍地增加或成套地减少。
2.染色体组
(1)如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为：______________________
__________________________________________________________________________。
(2)组成特点
①形态上：细胞中的______________________，在形态上各不相同。
②功能上：控制生物生长、发育、遗传和变异的一套染色体，在功能上各不相同。
3．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
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 花药离体培养 秋水仙素处理____ 秋水仙素处理__________
举例 蜜蜂的雄蜂 几乎全部的动物和过半数的高等植物 香蕉(三倍体)；马铃薯(四倍体)；八倍体小黑麦
4.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_______________细胞，能够_____________________的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，植物细胞的染色体数目发生变化。
(2)实验步骤
(3)实验现象：视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。
[归纳总结]　实验中的试剂及其作用
试剂 使用方法 作用
卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h 固定细胞形态
体积分数为95%的酒精 冲洗用卡诺氏液处理过的根尖 洗去卡诺氏液
质量分数为15%的盐酸 与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液 解离根尖细胞
清水 浸泡解离后的根尖细胞约10 min 漂洗根尖，去除解离液
甲紫溶液 把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色体着色
(1)高等植物细胞每个染色体组中都含有常染色体和性染色体(2020·全国Ⅱ，4C)(　　)
(2)低温抑制染色体着丝粒分裂，使染色体不能分别移向两极(　　)
(3)弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种(2019·江苏，4C)(　　)
辨析染色体数目变异
1．思考：单体和三体产生配子的种类及比例(单体和三体也是二倍体，均可进行减数分裂，产生配子)。
注：减数分裂时，三条染色体之间两两联会的概率相等，联会后的染色体彼此分离，剩余的一条染色体随机移向细胞一极。
2．探究：染色体数目变异之“个别”染色体数目增加或减少的原因。
已知黑腹果蝇的性别决定方式为XY型，偶然出现的XXY个体为雌性可育。黑腹果蝇长翅(A)对残翅(a)为显性，红眼(B)对白眼(b)为显性。现有两组杂交实验结果如下：
实验① P　　　aaXBXB×AAXbY 　　　　　　　↓ F1　长翅红眼♀　长翅红眼♂ 个体数　920　　　927 实验② P　　　　　　aaXBY×AAXbXb 　　　　　　　　　　↓ F1　长翅红眼♀ 长翅白眼♂　长翅白眼♀ 个体数　930　　　926　　　　1
实验②F1中出现了1只例外的白眼雌蝇，请分析：
(1)若该果蝇是基因突变导致的，则该果蝇的基因型为________________(只考虑眼色基因)。
(2)若该果蝇是亲本减数分裂过程中X染色体未分离导致的，则该果蝇产生的配子的基因型可能为________________________________________________________________________
(只考虑眼色基因)。
3．思考：染色体组数的判断。
(1)根据染色体组成来判断
(2)根据基因型来判断
4．分析：单倍体高度不育的原因。
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。在普通小麦的形成过程中，杂种一高度不育的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5．分析：多倍体结实率低的原因。
同源四倍体植物减数分裂联会时，同源区段配对会形成不同的结果，进而产生不同染色体数目的配子，如图(短箭头表示在细胞分裂后期相应着丝粒移动的方向)。请据图分析：同源四倍体通常可育，但育性却有所降低的原因是______________________________________。
考向二　染色体数目变异辨析
3.(2024·江苏省新高考基地质检)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会形成复杂的联会复合物(如图)，在进行减数分裂时，该联会复合物中任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞的任意一极。下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，正确的是(　　)
A．图中只发生了染色体数目变异
B．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)
C．女性携带者的卵子最多含24条形态不同的染色体
D．男性携带者的次级精母细胞含有22或23条染色体
4．(2024·黑吉辽，15)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
考点三　生物染色体数目变异在育种上的应用
1．多倍体育种
(1)原理：____________________。
(2)方法：用__________________诱发或低温处理。
(3)处理材料：__________________________。
(4)过程
(5)实例：三倍体无子西瓜
[思考]　①要用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖，原因是西瓜幼苗的芽尖________________旺盛，用秋水仙素处理可以导致细胞内染色体数目加倍，从而得到四倍体植株。
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花的染色体数目________，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目________。
③两次传粉各有什么作用？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
④三倍体西瓜无子的原因：________________________________________________
________________________________________________________________________。
⑤无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
⑥二倍体西瓜与四倍体西瓜是同一物种吗？说明理由。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2．单倍体育种
(1)原理：________________________________________________________________。
(2)方法：常采用____________________________________的方法来获得单倍体植株，然后人工诱导使这些植株的染色体数目加倍，恢复到正常植株的染色体数目。
(3)步骤
(4)优点：__________________________________________________________。原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)缺点：技术复杂。
[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。
考向三　分析单倍体育种与多倍体育种的应用
5．(2024·北京，7)有性杂交可培育出综合性状优于双亲的后代，是植物育种的重要手段。六倍体小麦和四倍体小麦有性杂交获得F1。F1花粉母细胞减数分裂时染色体的显微照片如图。据图判断，下列说法错误的是(　　)
A．F1体细胞中有21条染色体
B．F1含有不成对的染色体
C．F1植株的育性低于亲本
D．两个亲本有亲缘关系
6．(2021·广东，11)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的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
一、过教材
1．下列关于染色体结构变异的说法，正确的是(　　)
A．猫叫综合征是5号染色体缺失引起的染色体数目异常遗传病
B．同源染色体的非姐妹染色单体间互换片段属于染色体结构变异
C．原核生物和真核生物均可发生基因突变，而只有真核生物能发生染色体结构变异
D．基因突变是基因碱基的增添、缺失或替换，而染色体结构变异是染色体的部分片段增加、缺失或互换等
E．若染色体易位没有改变生物体的基因数量，则其对性状不会产生影响
F．大多数染色体结构变异对生物体是有利的
2．下列关于染色体组与基因组的说法，正确的是(　　)
A．同一个染色体组上的全部染色体一般不含等位基因
B．芦花雌鸡的Z、W染色体形态不同，可以存在于一个染色体组中
C．人体细胞内每个染色体组都含有24条染色体
D．人类基因组计划要测定24条染色体上DNA分子的碱基序列
E．一个染色体组应是生物配子中的全部染色体
F．细胞中含有2个染色体组，该细胞不一定具有同源染色体
3．下列关于染色体数目变异的说法，正确的是(　　)
A．体细胞中只有一个染色体组的个体才是单倍体
B．体细胞中含有两个染色体组的个体不一定是二倍体
C．利用杂交培育的含有三个染色体组的西瓜属于单倍体
D．21三体综合征患者体细胞中含有3个染色体组
E．三倍体和三体的形成都属于染色体数目变异
F．经过秋水仙素诱导染色体数目加倍后得到的二倍体是纯合子
G．染色体结构和数目的变异发生在减数分裂过程中，有丝分裂过程没有
H．三倍体西瓜所结西瓜无种子的原因是母本体细胞中无同源染色体
I．六倍体普通小麦花药离体培养长成的植株是三倍体
J．秋水仙素导致染色体数目增倍的原因是抑制了着丝粒的分裂
K．染色体变异在光学显微镜下是无法直接观察到的
L．低温诱导植物细胞染色体数目的变化的实验中卡诺氏液的作用是解离
M．多倍体植物有茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，结实率高等特点
N．雄蜂体细胞中含1个染色体组，因此高度不育
二、过高考
(2022·辽宁，25节选)用秋水仙素处理该花卉，获得了四倍体植株。秋水仙素的作用机理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
现有一基因型为YYyy的四倍体植株，若减数分裂过程中四条同源染色体两两分离(不考虑其他变异)，则产生的配子类型及比例分别为____________________________，其自交后代共有________种基因型。
答案精析
考点一　整合
1．缺失　重复　易位　倒位
2．基因数目或排列顺序
3．大多数　不利的　生物体死亡
判断正误
(1)×　[猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病。]
(2)√
(3)×　[染色体增加某一片段等染色体结构变异，大多数对生物是不利的，有的甚至会导致生物死亡。]
(4)×　[基因突变在光学显微镜下观察不到。]
(5)×　[同源染色体非姐妹染色单体间交换相应片段属于基因重组。]
(6)√
提升
1．Aa、Aaa、A、AAa、a
2．(1)第9号染色体上Abl基因和第22号染色体上BCR基因均从基因内部断裂，改变了基因的内部结构。
(2)原癌基因
评价
1．B　[DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核苷酸序列并形成杂交信号，根据图示信息，倒位发生在探针识别序列的一段，因此发生倒位的染色体两端都可被探针识别，故B正确。]
2．C　[分析题意可知，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，两对等位基因为连锁关系，正常情况下，测交结果只能出现两种表型，但题干中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，类似于基因自由组合定律的结果，推测该个体可产生四种数目相等的配子，且控制两对性状的基因遵循自由组合定律，即两对等位基因被易位到两条非同源染色体上，C符合题意。]
考点二　整合
1．(1)个别染色体　(2)一套完整的非同源染色体为基数
2．(1)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y　(2)①一套非同源染色体
3．配子　染色体组　配子　≥1　≥3　单倍体幼苗　萌发的种子或幼苗
4．(1)分生组织　抑制纺锤体　(2)卡诺氏液　95%　漂洗
判断正误
(1)×　[雌雄同体的高等植物如豌豆、水稻没有性染色体。]
(2)×　[低温抑制纺锤体的形成，使染色体不能分别移向两极。]
(3)√
提升
1．A∶O＝1∶1　Aa∶a∶A∶aa＝2∶2∶1∶1
2．(1)XbXb　(2)XbXb、Y、Xb、XbY
3．(1)1个　3个　2个　4个　(2)2个　2个　3个　1个　2个
4．无同源染色体，不能进行正常的减数分裂
5．减数分裂时会发生联会紊乱，不容易得到可育配子
评价
3．B　[14/21平衡易位染色体是由14号和21号两条染色体融合成一条染色体，通过染色体易位和连接形成，发生了染色体结构变异和染色体数目变异，A错误；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)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，B正确；女性携带者的卵子最多含23条形态不同的染色体，C错误；男性携带者的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ的前期和中期含有22或23条染色体，在减数分裂Ⅱ的后期含有44或46条染色体，D错误。]
4．C　[Gggg细胞DNA复制之后为GGgggggg，减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，故Gggg个体产生的次级精母细胞含有2个或0个G基因，C错误；若同源染色体两两联会，GGgg个体自交，GGgg产生的配子为1/6GG、4/6Gg、1/6gg，只有存在G基因才能产生直链淀粉，故子代中产直链淀粉的个体占1－1/6×1/6＝35/36，D正确。]
考点三　整合
1．(1)染色体数目变异　(2)秋水仙素　(3)萌发的种子或幼苗　(4)纺锤体　染色体
思考　①有丝分裂
②加倍　不变
③第一次传粉可以杂交获得三倍体种子；第二次传粉是为了刺激子房发育成果实。
④三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
⑤方法一：进行无性生殖，将三倍体植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。
方法二：利用生长素或生长素类调节剂处理二倍体植株未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，同时，在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉。
⑥不是，二者杂交的后代不可育。
2．(1)染色体(数目)变异　(2)花药(或花粉)离体培养
(3)秋水仙素　(4)能明显缩短育种年限　用这种方法培育得到的植株，不但能够正常生殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交的后代不会发生性状分离
评价
5．A　[由题图中含四分体可推知该细胞处于减数分裂Ⅰ前期，此时染色体数目应与F1体细胞中染色体数目相同，该细胞包括14个四分体、7条单个染色体，由于每个四分体是1对同源染色体，所以14个四分体是28条染色体，再加上7条单个染色体，该细胞共有35条染色体，故F1体细胞中染色体数目也是35条，A错误；由于六倍体小麦减数分裂产生的配子有3个染色体组，四倍体小麦减数分裂产生的配子有2个染色体组，因此受精作用后形成的F1体细胞中有5个染色体组，F1花粉母细胞减数分裂时，会出现来自六倍体小麦的染色体无法正常联会(配对形成四分体)的现象，从而出现部分染色体以单个染色体的形式存在的情况，B正确；F1体细胞中存在异源染色体，所以同源染色体配对时，可能会出现联会紊乱无法形成正常配子，故F1的育性低于亲本，C正确。]
6．A　[白菜型油菜属于二倍体生物，体细胞中含有两个染色体组，而Bc是通过未受精的卵细胞发育而来的单倍体植株，其成熟叶肉细胞中含有一个染色体组，A错误；Bc是通过未受精的卵细胞发育而来的单倍体植株，秋水仙素处理Bc的幼苗可以培育出纯合植株，此种方法为单倍体育种，能缩短育种年限，B、C正确；自然状态下，Bc只含有一个染色体组，细胞中无同源染色体，减数分裂不能形成正常配子，而高度不育，D正确。]
查落实固基础
一、
1．CD　[猫叫综合征是人的第5号染色体片段缺失而引起的遗传病，属于染色体结构变异，A错误；同源染色体的非姐妹染色单体间互换片段属于基因重组，染色体互换片段的结构变异发生在非同源染色体之间，B错误；染色体易位没有改变生物体的基因数量，但导致基因的排列顺序发生改变，因此会导致生物性状发生改变，E错误；大多数染色体结构变异对生物体是不利的，F错误。]
2．ADF　[同一个染色体组上的全部染色体属于非同源染色体，一般不含等位基因，A正确；芦花雌鸡的Z、W染色体为异形同源染色体，不能存在于一个染色体组中，B错误；染色体组为一组非同源染色体，人体细胞内有46条染色体，为二倍体，每个染色体组中有23条染色体，C错误；人类基因组计划需要测定22条常染色体和X、Y染色体，共24条染色体上DNA分子的碱基序列，D正确；不是所有生物的生殖细胞中含有的全部染色体就是一个染色体组，如四倍体马铃薯的生殖细胞中含有的全部染色体是2个染色体组，E错误；细胞中含有2个染色体组，该细胞不一定具有同源染色体，如骡子的体细胞中含有2个异源染色体组，F正确。]
3．BEF　[由配子直接发育而来的个体都是单倍体，其体细胞中不一定只有一个染色体组，A错误；体细胞中含有两个染色体组的个体不一定是二倍体，如由配子直接发育而来的且体细胞中含有两个染色体组的个体是单倍体，B正确；三倍体西瓜的培育过程是将二倍体西瓜培育成四倍体，然后再与二倍体西瓜杂交，产生三倍体西瓜，单倍体是体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体，所以利用杂交培育的含有三个染色体组的西瓜不属于单倍体，C错误；21三体综合征患者体细胞中含有2个染色体组，只是第21号染色体有3条，D错误；二倍体植株产生的花粉只有一个染色体组，因此经过秋水仙素诱导染色体数目加倍后得到的二倍体是纯合子，F正确；由于有丝分裂和减数分裂过程中都有染色体形态和数目的变化，因此染色体结构和数目的变异都能在有丝分裂和减数分裂过程中发生，G错误；三倍体西瓜所结西瓜无种子是因为减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能产生可育的配子，H错误；六倍体普通小麦花药离体培养长成的植株是单倍体，I错误；秋水仙素导致染色体数目增倍的原因是抑制了纺锤体的形成，J错误；染色体变异在光学显微镜下可直接观察到，K错误；低温诱导植物细胞染色体数目的变化的实验中卡诺氏液的作用是固定细胞形态，L错误；多倍体植物有茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大等特点，但结实率低，M错误；尽管雄蜂体细胞中含1个染色体组，但雄蜂可育，N错误。]
二、
能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍　YY∶Yy∶yy＝1∶4∶1　5(共128张PPT)
染色体变异
生物
大
一
轮
复
习
第30课时
课标要求
举例说明染色体结构和数目的变异都可能导致生物性状改变甚至死亡。
考情分析
1.染色体数目变异 2024·黑吉辽·T15　2023·江苏·T10　2022·江苏·T18　2021·北京·T7
2021·辽宁·T9
2.染色体结构变异 2024·山东·T17　2023·湖北·T16　2022·山东·T5　2022·湖南·T9
2021·河北·T7　2021·广东·T16
3.染色体变异与育种 2024·北京·T7　2024·安徽·T10　2023辽宁·T2　2022·河北·T20
2022·辽宁·T25　2022·广东·T19　2021·广东·T11
考点三　生物染色体数目变异在育种上的应用
内容索引
课时精练
考点一　染色体结构变异
考点二　染色体数目变异
染色体结构变异
< 考点一 >
类型 图像 联会异常 实例
_____ 果蝇缺刻翅、猫叫综合征
_____ 果蝇棒状眼
必备知识
整合
1.类型
缺失
重复
_____ 果蝇花斑眼、人类慢性粒细胞白血病
_____ 果蝇卷翅、人类9号染色体长臂倒位可导致习惯性流产
易位
倒位
(1)染色体间的易位可分为单向易位和相互易位。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。如图为两种易位发生后在四分体时期的染色体联会情况：
①单向易位
拓展总结
②相互易位(平衡易位)
拓展总结
(2)倒位染色体的细胞学鉴定
拓展总结
2.结果：染色体结构的改变，会使排列在染色体上的_________________
发生改变，导致性状的变异。
3.对生物性状的影响： 染色体结构变异对生物体是 ，有的甚至会导致 。
基因数目或排列
顺序
大多数
不利的
生物体死亡
(1)人类猫叫综合征是由染色体中增加某一片段引起的
(2015·新课标Ⅱ，6D)(　　)
提示　猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病。
×
判断正误
(2)染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化(　　)
(3)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异
(2014·江苏，7A)(　　)
提示　染色体增加某一片段等染色体结构变异，大多数对生物是不利的，有的甚至会导致生物死亡。
√
×
(4)基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察
(2015·海南，21D)(　　)
提示　基因突变在光学显微镜下观察不到。
×
判断正误
(5)杂合雌果蝇在形成配子时，同源染色体非姐妹染色单体间相应片段发生对等交换，导致新配子类型出现，应属染色体易位
(2018·海南，14C)(　　)
提示　同源染色体非姐妹染色单体间交换相应片段属于基因重组。
×
(6)有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异(　　)
√
(1)染色体结构变异与基因突变的区别
易错提醒
易错提醒
项目 染色体结构变异 基因突变
区别 原因 染色体片段变化 基因中个别碱基变化
结果 改变基因的数量和顺序 基因数量和顺序不变，产生新基因
显微镜 可观察 不可观察
项目 易位 互换
范围 非同源染色体之间 同源染色体非姐妹染色单体之间
交换基因 非等位基因(改变基因顺序和数量) 等位基因(不改变基因数量)
图示
(2)染色体易位与基因重组(互换型)的区别
易错提醒
辨析染色体结构变异
1.探究：染色体“重复”和“缺失”的可能原因
(2020·山东，6改编)在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。基因型为Aa的细胞进行有丝分裂时，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移到细胞两极。不考虑其
他变异，该细胞可能会产生基因型为______________
的子细胞。
关键能力
提升
Aa、Aaa、A、
AAa、a
2.探究：染色体结构变异会不会改变基因的内部结构？
(1)慢粒白血病患者异常的白细胞中第9号染色体长臂上的一部分与第22号染色体长臂上的一部分进行了交换，
结果导致前者变长，后者变短。观察
右图，描述慢粒患者染色体的断裂有
什么特别之处？
提示　第9号染色体上Abl基因和第22号染色体上BCR基因均从基因内部断裂，改变了基因的内部结构。
(2)资料：已知正常人9号染色体上的Abl基因编码产物是一种活性受到严格调控的酪氨酸激酶，与细胞增殖有关，而融合基因BCR－Abl的产物则是异常激活的酪氨酸激酶，导致细胞恶性增殖。可见患者体内细胞癌变是由 (填“原癌基因”或“抑癌基因”)突变导致的。
原癌基因
考向一　染色体结构变异辨析
1.(2023·湖北，16)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，如下图所示。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
√
迁移应用
评价
DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核苷酸序列并形成杂交信号，根据图示信息，倒位发生在探针识别序列的一段，因此发生倒位的染色体两端都可被探针识别，故B正确。
2.(2022·湖南，9)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
√
分析题意可知，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，两对等位基因为连锁关系，正常情况下，测交结果只能出现两种表型，但题干中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，类似于基因自由组合定律的结果，推测该个体可产生四种数目相等的配子，且控制两对性状的基因遵循自由组合定律，即两对等位基因被易位到两条非同源染色体上，C符合题意。
返回
染色体数目变异
< 考点二 >
必备知识
整合
1.染色体数目变异的类型
(1)细胞内 的增加或减少。
(2)细胞内染色体数目以________________________
成倍地增加或成套地减少。
2.染色体组
(1)如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为：___________
。
个别染色体
一套完整的非同源染色体为
基数
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、
X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
(2)组成特点
①形态上：细胞中的 ，在形态上各不相同。
②功能上：控制生物生长、发育、遗传和变异的一套染色体，在功能上各不相同。
一套非同源染色体
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
3.单倍体、二倍体和多倍体
配子
染色体组
配子
项目 单倍体 二倍体 多倍体
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 花药离体培养 秋水仙素处理___ ________ 秋水仙素处理_______
___________
举例 蜜蜂的雄蜂 几乎全部的动物和过半数的高等植物 香蕉(三倍体)；马铃薯(四倍体)；八倍体小黑麦
≥1
≥3
单
倍体幼苗
萌发的
种子或幼苗
4.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 细胞，能够 的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，植物细胞的染色体数目发生变化。
分生组织
抑制纺锤体
(2)实验步骤
(3)实验现象：视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。
卡诺氏液
95%
漂洗
实验中的试剂及其作用
归纳总结
试剂 使用方法 作用
卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h 固定细胞形态
体积分数为95%的酒精 冲洗用卡诺氏液处理过的根尖 洗去卡诺氏液
质量分数为15%的盐酸 与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液 解离根尖细胞
清水 浸泡解离后的根尖细胞约10 min 漂洗根尖，去除解离液
甲紫溶液 把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色体着色
(1)高等植物细胞每个染色体组中都含有常染色体和性染色体
(2020·全国Ⅱ，4C)(　　)
提示　雌雄同体的高等植物如豌豆、水稻没有性染色体。
×
判断正误
(2)低温抑制染色体着丝粒分裂，使染色体不能分别移向两极(　　)
提示　低温抑制纺锤体的形成，使染色体不能分别移向两极。
×
(3)弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种
(2019·江苏，4C)(　　)
√
辨析染色体数目变异
1.思考：单体和三体产生配子的种类及比例(单体和三体也是二倍体，均可进行减数分裂，产生配子)。
关键能力
提升
注：减数分裂时，三条染色体之间两两联会的概率相等，联会后的染色体彼此分离，剩余的一条染色体随机移向细胞一极。
A:O=1:1
Aa:a:A:aa=2:2:1:1
2.探究：染色体数目变异之“个别”染色体数目增加或减少的原因。
已知黑腹果蝇的性别决定方式为XY型，偶然出现的XXY个体为雌性可育。黑腹果蝇长翅(A)对残翅(a)为显性，红眼(B)对白眼(b)为显性。现有两组杂交实验结果如下：
实验① P　　　aaXBXB×AAXbY 　　　　　　　↓ F1　长翅红眼♀　长翅红眼♂ 个体数　920　　　927 实验②
P　　　　　　aaXBY×AAXbXb
　　　　　　　　　 ↓
F1　长翅红眼♀ 长翅白眼♂　长翅白眼♀
个体数　930　　　926　　　　1
实验②F1中出现了1只例外的白眼雌蝇，请分析：
(1)若该果蝇是基因突变导致的，则该果蝇的基因型为 (只考虑眼色基因)。
(2)若该果蝇是亲本减数分裂过程中X染色体未分离导致的，则该果蝇产生的配子的基因型可能为 (只考虑眼色基因)。
实验① P　　　aaXBXB×AAXbY 　　　　　　　↓ F1　长翅红眼♀　长翅红眼♂ 个体数　920　　　927 实验②
P　　　　　　aaXBY×AAXbXb
　　　　　　　　　 ↓
F1　长翅红眼♀ 长翅白眼♂　长翅白眼♀
个体数　930　　　926　　　　1
XbXb
XbXb、Y、Xb、XbY
3.思考：染色体组数的判断。
(1)根据染色体组成来判断
1个
3个
2个
4个
(2)根据基因型来判断
1个
2个
2个
2个
3个
4.分析：单倍体高度不育的原因。
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。在普通小麦的形成过程中，杂种一高度不育的原因是__________________
。
无同源染色体，不能
进行正常的减数分裂
5.分析：多倍体结实率低的原因。
同源四倍体植物减数分裂联会时，同源区段配对会形成不同的结果，进而产生不同染色体数目的配子，如图(短箭头表示在细胞分裂后期相应着丝粒移动的方向)。请据图分析：同源四倍体通常可育，但育性却有所降低的原因是 。
减数分裂时会发生联会紊乱，不容易得到可育配子
考向二　染色体数目变异辨析
3.(2024·江苏省新高考基地质检)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会形成复杂的联会复合物(如图)，
迁移应用
评价
在进行减数分裂时，该联会复合物中任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞的任意一极。下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，正确的是
A.图中只发生了染色体数目变异
B.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)
C.女性携带者的卵子最多含24条形态不同的染色体
D.男性携带者的次级精母细胞含有22或23条染色体
√
14/21平衡易位染色体是由14号和21号两条染
色体融合成一条染色体，通过染色体易位和
连接形成，发生了染色体结构变异和染色体
数目变异，A错误；
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)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，B正确；
女性携带者的卵子最多含23条形态不同的染色体，C错误；
男性携带者的次级精母细胞在减数分裂Ⅱ的前期和中期含有22或23条染色体，在减数分裂Ⅱ的后期含有44或46条染色体，D错误。
4.(2024·黑吉辽，15)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
√
Gggg细胞DNA复制之后为GGgggggg，减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，故Gggg个体产生的次级精母细胞含有2个或0个G基因，C错误；
若同源染色体两两联会，GGgg个体自交，GGgg产生的配子为1/6GG、4/6Gg、1/6gg，只有存在G基因才能产生直链淀粉，故子代中产直链淀粉的个体占1－1/6×1/6＝35/36，D正确。
返回
生物染色体数目变异在育种上的应用
< 考点三 >
必备知识
整合
1.多倍体育种
(1)原理： 。
(2)方法：用 诱发或低温处理。
(3)处理材料： 。
(4)过程
染色体数目变异
秋水仙素
萌发的种子或幼苗
纺锤
体
染色体
(5)实例：三倍体无子西瓜
①要用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖，原因是西瓜幼苗的芽尖 旺盛，用秋水仙素处理可以导致细胞内染色体数目加倍，从而得到四倍体植株。
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花的染色体数目 ，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目
。
③两次传粉各有什么作用？
提示　第一次传粉可以杂交获得三倍体种子；第二次传粉是为了刺激子房发育成果实。
有丝分裂
加倍
不变
④三倍体西瓜无子的原因：_______________________________
。
⑤无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？
提示　方法一：进行无性生殖，将三倍体植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。
方法二：利用生长素或生长素类调节剂处理二倍体植株未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，同时，在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉。
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
⑥二倍体西瓜与四倍体西瓜是同一物种吗？说明理由。
提示　不是，二者杂交的后代不可育。
2.单倍体育种
(1)原理： 。
(2)方法：常采用 的方法来获得单倍体植株，然后人工诱导使这些植株的染色体数目加倍，恢复到正常植株的染色体数目。
(3)步骤
秋水仙素
染色体(数目)变异
花药(或花粉)离体培养
(4)优点： 。原因是____________________________
__________________________________________________________________________________。
(5)缺点：技术复杂。
能明显缩短育种年限
用这种方法培育得到的植株，不
但能够正常生殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交的后代不会发生性状分离
(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。
考向三　分析单倍体育种与多倍体育种的应用
5.(2024·北京，7)有性杂交可培育出综合性状优于双亲的后代，是植物育种的重要手段。六倍体小麦和四倍体小麦有性杂交获得F1。F1花粉母细胞减数分裂时染色体的显微照片如图。据图判断，下列说法错误的是
A.F1体细胞中有21条染色体
B.F1含有不成对的染色体
C.F1植株的育性低于亲本
D.两个亲本有亲缘关系
√
迁移应用
评价
由题图中含四分体可推知该细胞处于减数分裂Ⅰ前期，此时染色体数目应与F1体细胞中染色体数目相同，该细胞包括14个四分体、7条单个染色体，由于每个四分体是1对同源染色体，所以14个四分体是28条染色体，
再加上7条单个染色体，该细胞共有35条染色体，故F1体细胞中染色体数目也是35条，A错误；
由于六倍体小麦减数分裂产生的配子有3个染色体组，四倍体小麦减数分裂产生的配子有2个染色体组，因此受精作用后形成的F1体细胞中有5个染色体组，F1花粉母细胞减数分裂时，会出现来自六倍体小麦的染色体无法正常联会(配对形成四分体)的现象，从而出现部分染色体以单个染色体的形式存在的情况，B正确；
F1体细胞中存在异源染色体，所以同源染色体配对时，可能会出现联会紊乱无法形成正常配子，故F1的育性低于亲本，C正确。
6.(2021·广东，11)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的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
√
白菜型油菜属于二倍体生物，体细胞中含有两个染色体组，而Bc是通过未受精的卵细胞发育而来的单倍体植株，其成熟叶肉细胞中含有一个染色体组，A错误；
Bc是通过未受精的卵细胞发育而来的单倍体植株，秋水仙素处理Bc的幼苗可以培育出纯合植株，此种方法为单倍体育种，能缩短育种年限，B、C正确；
自然状态下，Bc只含有一个染色体组，细胞中无同源染色体，减数分裂不能形成正常配子，而高度不育，D正确。
一、过教材
1.下列关于染色体结构变异的说法，正确的是
A.猫叫综合征是5号染色体缺失引起的染色体数目异常遗传病
B.同源染色体的非姐妹染色单体间互换片段属于染色体结构变异
C.原核生物和真核生物均可发生基因突变，而只有真核生物能发生染色体结构
变异
D.基因突变是基因碱基的增添、缺失或替换，而染色体结构变异是染色体的部
分片段增加、缺失或互换等
E.若染色体易位没有改变生物体的基因数量，则其对性状不会产生影响
F.大多数染色体结构变异对生物体是有利的
√
√
猫叫综合征是人的第5号染色体片段缺失而引起的遗传病，属于染色体结构变异，A错误；
同源染色体的非姐妹染色单体间互换片段属于基因重组，染色体互换片段的结构变异发生在非同源染色体之间，B错误；
染色体易位没有改变生物体的基因数量，但导致基因的排列顺序发生改变，因此会导致生物性状发生改变，E错误；
大多数染色体结构变异对生物体是不利的，F错误。
2.下列关于染色体组与基因组的说法，正确的是
A.同一个染色体组上的全部染色体一般不含等位基因
B.芦花雌鸡的Z、W染色体形态不同，可以存在于一个染色体组中
C.人体细胞内每个染色体组都含有24条染色体
D.人类基因组计划要测定24条染色体上DNA分子的碱基序列
E.一个染色体组应是生物配子中的全部染色体
F.细胞中含有2个染色体组，该细胞不一定具有同源染色体
√
√
√
同一个染色体组上的全部染色体属于非同源染色体，一般不含等位基因，A正确；
芦花雌鸡的Z、W染色体为异形同源染色体，不能存在于一个染色体组中，B错误；
染色体组为一组非同源染色体，人体细胞内有46条染色体，为二倍体，每个染色体组中有23条染色体，C错误；
人类基因组计划需要测定22条常染色体和X、Y染色体，共24条染色体上DNA分子的碱基序列，D正确；
不是所有生物的生殖细胞中含有的全部染色体就是一个染色体组，如四倍体马铃薯的生殖细胞中含有的全部染色体是2个染色体组，E错误；
细胞中含有2个染色体组，该细胞不一定具有同源染色体，如骡子的体细胞中含有2个异源染色体组，F正确。
3.下列关于染色体数目变异的说法，正确的是
A.体细胞中只有一个染色体组的个体才是单倍体
B.体细胞中含有两个染色体组的个体不一定是二倍体
C.利用杂交培育的含有三个染色体组的西瓜属于单倍体
D.21三体综合征患者体细胞中含有3个染色体组
E.三倍体和三体的形成都属于染色体数目变异
F.经过秋水仙素诱导染色体数目加倍后得到的二倍体是纯合子
G.染色体结构和数目的变异发生在减数分裂过程中，有丝分裂过程没有
√
√
√
H.三倍体西瓜所结西瓜无种子的原因是母本体细胞中无同源染色体
I.六倍体普通小麦花药离体培养长成的植株是三倍体
J.秋水仙素导致染色体数目增倍的原因是抑制了着丝粒的分裂
K.染色体变异在光学显微镜下是无法直接观察到的
L.低温诱导植物细胞染色体数目的变化的实验中卡诺氏液的作用是解离
M.多倍体植物有茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，结实率高等特点
N.雄蜂体细胞中含1个染色体组，因此高度不育
由配子直接发育而来的个体都是单倍体，其体细胞中不一定只有一个染色体组，A错误；
体细胞中含有两个染色体组的个体不一定是二倍体，如由配子直接发育而来的且体细胞中含有两个染色体组的个体是单倍体，B正确；
三倍体西瓜的培育过程是将二倍体西瓜培育成四倍体，然后再与二倍体西瓜杂交，产生三倍体西瓜，单倍体是体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体，所以利用杂交培育的含有三个染色体组的西瓜不属于单倍体，C错误；
21三体综合征患者体细胞中含有2个染色体组，只是第21号染色体有3条，D错误；
二倍体植株产生的花粉只有一个染色体组，因此经过秋水仙素诱导染色体数目加倍后得到的二倍体是纯合子，F正确；
由于有丝分裂和减数分裂过程中都有染色体形态和数目的变化，因此染色体结构和数目的变异都能在有丝分裂和减数分裂过程中发生，G错误；
三倍体西瓜所结西瓜无种子是因为减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能产生可育的配子，H错误；
六倍体普通小麦花药离体培养长成的植株是单倍体，I错误；
秋水仙素导致染色体数目增倍的原因是抑制了纺锤体的形成，J错误；
染色体变异在光学显微镜下可直接观察到，K错误；
低温诱导植物细胞染色体数目的变化的实验中卡诺氏液的作用是固定细胞形态，L错误；
多倍体植物有茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大等特点，但结实率低，M错误；
尽管雄蜂体细胞中含1个染色体组，但雄蜂可育，N错误。
二、过高考
(2022·辽宁，25节选)用秋水仙素处理该花卉，获得了四倍体植株。秋水仙素的作用机理是_______________________________________________
。现有一基因型为YYyy的四倍体植株，若减数分裂过程中四条同源染色体两两分离(不考虑其他变异)，则产生的配子类型及比例分别为 ，其自交后代共有 种基因型。
能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的
两极，从而引起细胞内染色体数目加倍
YY∶Yy∶yy＝1∶4∶1
5
返回
课时精练
对一对
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B C C C B C C D
题号 9
答案 A
(1)mm　该基因型植株雄性不育，在培育无子果实前无需人工去雄　
(2)5∶1　
(3)染色体(数目)变异　30
(4)m和Mm　
(5)红花∶白花＝1∶1
10.
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
1
(1)有性生殖使后代呈现多样性，为育种提供更多选择材料　
(2)①四倍体减数分裂时染色体联会紊乱，导致配子活性降低　②自身产生的S-RNase蛋白不能被自身花粉产生的SLF蛋白识别降解　纯合子　基因(遗传)
(3)只有含有基因A的花粉才能表达出具有降解S-RNase蛋白功能的物质　
(4)①卵细胞　②S′给普通二倍体马铃薯授粉后，产生的二倍体籽粒胚和胚乳都能发出红色荧光，而单倍体籽粒只有胚乳能发出红色荧光
11.
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
1
(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)F4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
12.
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
1
一、选择题
1.(2025·菏泽模拟)染色体拷贝数目变异(CNV)是人类变异的一种重要形式，其覆盖的染色体范围广，可引起人群中巨大的遗传差异，从而表现出不同性状。正常人的基因成对存在，即2份拷贝，若出现1或0份拷贝即为缺失，大于2份拷贝即为重复，在拷贝过程中还会出现倒位、易位等情况。下列分析正确的是
A.发生CNV的细胞中染色体上基因数目一定出现变化
B.发生CNV的细胞在减数分裂Ⅰ的前期可能会看到“环形圈”
C.染色体片段在非同源染色体间的交换通常会改变“拷贝”的数量
D.若某DNA分子复制时在基因中减少了一定数量的碱基，则属于CNV中的缺失
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
√
CNV过程中若出现倒位、易位等情况，染色体上的基因数目不一定发生改变，A错误；
发生CNV过程中可能出现大于2份拷贝即为重复，存在同源染色体，故发生CNV的细胞在减数分裂Ⅰ的前期会出现联会现象，可能会由于联会异常而形成“环形圈”，B正确；
染色体片段在非同源染色体间的交换属于易位，通常不会改变“拷贝”的数量，C错误；
某DNA分子复制时在基因中减少了一定数量的碱基，属于基因突变，不属于CNV中的缺失，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
2.(2024·沧州模拟)图甲是人的5号染色体和8号染色体，图乙是某人初级卵母细胞中这两对染色体联会示意图，已知这两对染色体在减数分裂Ⅰ后期四条染色体随机两两分离(不考虑互换)，下列相关叙述不正确的是
A.该女子染色体异常的原因是断裂的5号染色体与8号染色体错误连接
B.②是发生变异的5号染色体，利用显微镜不一定能观察到它所有的变异
C.在仅考虑5号染色体和8号染色体的
情况下，该女子形成的卵细胞有4种
类型
D.该女子与正常人婚后生下猫叫综合
征患儿，参与受精的卵细胞染色体
组成可能是②和④
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
②发生的变异除染色体结构变异外还可能有基因突变，基因突变无法用显微镜观察，B正确；
若仅考虑5号染色体和8号染色体，
在减数分裂时，由于这两对染色体
在减数分裂Ⅰ后期四条染色体随机
两两分离，那么形成的卵细胞应该
有6种类型，C错误；
该女子与正常人婚后生下猫叫综合征患儿，孩子的异常5号染色体由卵细胞(母亲)提供，那么卵细胞的染色体组成可能是②和④，D正确。
3.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
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
二倍体植物的体细胞中含有两个染色体组，其配子中只含有一个染色体组，A正确；
每个染色体组中的染色体的形态、大小等均不相同，都是非同源染色体，每条染色体DNA的碱基序列均不同，B、D正确；
不含性染色体的生物，每个染色体组中都不含性染色体，如豌豆、玉米等，C错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
4.(2021·北京，7)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n＝14)的优良性状导入普通小麦(2n＝42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉，10天后只发现两个杂种幼胚，将其离体培养，产生愈伤组织，进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是
A.簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离
B.培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化
C.杂种植株减数分裂时染色体能正常联会
D.杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
√
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
簇毛麦与小麦的后代在减数分裂时染色体联会紊乱，不可育，故二者之间存在生殖隔离，A正确；
幼胚细胞经过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经过再分化形成胚状体或丛芽，从而得到完整植株，B正确；
杂种植株细胞内由于没有同源染色体，故减数分裂时染色体无法正常联会，C错误；
杂种植株的染色体加倍后能获得可育植株，D正确。
答案
5.下列有关“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验条件及试剂使用的叙述，错误的是
①低温诱导：与“多倍体育种”中的秋水仙素作用机理相同
②酒精：与“检测生物组织中的脂肪”实验中的作用相同
③卡诺氏液：与“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中NaOH溶液作用相同
④甲紫溶液：与“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中醋酸洋红液使用目的相同
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”与“多倍体育种”中的秋水仙素作用机理相同，均是抑制纺锤体的形成，①正确；
“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中有2处用到酒精，一是用体积分数为95%的酒精冲洗卡诺氏液、二是作为解离液的成分之一；在“检测生物组织中的脂肪”实验中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，两者的作用不同，②错误；
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
卡诺氏液在“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中用于固定根尖细胞，“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中NaOH溶液用于吸收空气中的二氧化碳，③错误；
甲紫溶液与“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中醋酸洋红液的使用目的相同，均是使染色体着色，④正确。综上分析，B符合题意。
答案
6.(2024·衡阳二模)某果蝇精原细胞的一对常染色体上有五对等位基因，其中一条染色体b、c、d基因所在的片段发生了染色体结构变异倒位。该精原细胞减数分裂联会时，倒位片段会扭曲与同源片段形成倒位环，且联会后两条非姐妹染色单体在基因B、C(b、c)之间或基因C、D(c、d)之间发生了一次交换，交换后形成了无着丝粒片段和双着
丝粒桥，无着丝粒片段会因水
解而丢失，双着丝粒桥会发生
随机断裂，假设断裂处发生在
相邻两基因之间。最终该精原
细胞完成减数分裂形成四个配
子，整个过程如图所示。不考虑基因突变与其他突变，下列叙述正确的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
A.染色体桥的出现会导致子代细胞发生染色体结构和数目的变异
B.若某精原细胞染色体发生图示过程，则其减数分裂产生的配子都含异
常染色体
C.若一缺失配子基因型为a，
则双着丝粒桥断裂位点一
定发生在a、d之间
D.若该精原细胞无穷多，不
考虑其他突变，且均完成
减数分裂，理论上可形成12种配子
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
染色体桥的出现会导致子代细胞发生染色体结构的变异，但染色体数目不变，A错误；
若某精原细胞染色体发生图
示过程，则其减数分裂产生
的配子不是都含有异常染色
体，B错误；
若一缺失配子基因型为a，则
双着丝粒桥断裂位点一定发生在a、d之间，C正确；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
若该精原细胞无穷多，且均按图示过程完成减数分裂，则可形成14种配子，分别是正常配子ABCDE和倒位配子adcbe、在基因B、C(b、c)之间发生交换后得到双着丝粒染色体桥基因型为adcBA，无着丝粒片段ebCDE，双着丝粒桥分别在不同位置断裂可
得8种配子，同理，在基因C、D(c、d)之间发生交换后得到双着丝粒染色体桥基因型为adCBA，无着丝粒片段ebcDE，双着丝粒桥分别在不同位置断裂可得8种配子，减去两种交换过程断裂后重复的4种配子，D错误。
7.(2024·安徽，10)甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，但不抗稻瘟病(rr)，乙品种水稻抗稻瘟病(RR)。育种工作者欲将甲培育成抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种，设计了下列育种方案，合理的是
①将甲与乙杂交，再自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株
②将甲与乙杂交，F1与甲回交，选F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代；再将选取的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株
③将甲与乙杂交，取F1的花药离体培养获得单倍体，再诱导染色体数目加倍为二倍体，从中选取抗稻瘟病植株
④向甲转入抗稻瘟病基因，筛选转入成功的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
甲是具有许多优良性状的纯合子。方案①③中，后代产生很多性状组合，不能保留甲的所有优良性状；
方案②中，将甲与乙杂交，所得F1均抗稻瘟病，让F1与甲回交，选F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代，通过不断与甲回交，不断提高甲的所有优良性状相关基因的基因频率，达到保留甲自身优良性状的目的，再将选取的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株，这样可以获得纯合抗稻瘟病植株；
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
方案④直接将抗稻瘟病基因转入甲中，筛选转入成功的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株，这样可以获得纯合抗稻瘟病植株，且该植株还能保留甲的所有优良性状。综上所述，C符合题意。
答案
8.(2024·荆州一模)某种昆虫的红眼(E)对白眼(e)为显性，该对基因位于X染色体上。用染色体组成正常的白眼雌虫和红眼雄虫杂交，子代雌、雄虫中均有红眼和白眼个体。研究发现出现异常子代的原因是母本产生了染色体数目异常的卵细胞。已知该昆虫的X染色体数量等于染色体组数时为雌性，性染色体组成为XY或XO(O表示无X染色体)时为雄性，受精卵中X染色体多于2条或不含X染色体时，受精卵无法正常发育。亲本产生的受精卵总数用m表示，其中染色体数目异常的受精卵数用n表示。下列说法正确的是
A.母本产生的异常卵细胞中性染色体组成为X或O
B.子代中性染色体组成为OY、XXY的受精卵无法正常发育
C.子代中红眼雄虫和白眼雌虫的性染色体组成分别为XEO和XeXe
D.子代中性染色体组成为XY的昆虫个体数目的占比是(m－n)/(2m－n)
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
由题意可推测，母本产生的异常卵细胞为XeXe或不含X染色体(记为O)，又知该昆虫的X染色体数量等于染色体组数时为雌性，即XXY为雌性，因此XeXe的卵细胞与含Y的精子结合形成的受精卵(XeXeY)可发育为白眼雌虫，而不含性染色体的卵细胞与含XE染色体的精子结合形成的受精卵(XEO)可发育为红眼雄虫；XeXe正常分裂形成的Xe的卵细胞与含XE的精子结合形成的受精卵(XEXe)发育为红眼雌虫；Xe的卵细胞与含Y的精子结合形成的受精卵(XeY)发育为白眼雄虫；故母本产生的异常卵细胞中性染色体组成为XX或O，A、C错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
已知受精卵中X染色体多于2条或不含X染色体时，受精卵无法正常发育，因此子代中性染色体组成为OY、XXX的受精卵无法正常发育，而XXY的受精卵含有的X染色体数与该生物染色体组数相等，因此可发育为雌虫，B错误。
根据A项分析可知，产生的异常卵细胞为XeXe或不含X染色体(记为O)，其与XEY产生的精子XE、Y结合形成的受精卵及比例为1/4XEXeXe(染色体数目异常且不能发育)、1/4XEO(染色体数目异常)、1/4XeXeY(染色体数目异常)、1/4OY(染色体数目异常且不能发育)；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
已知亲本产生的受精卵总数用m表示，其中染色体数目异常的受精卵数用n表示，则染色体数目正常的个体(XEXe、XeY)为m－n，又由于XEXe和XeY的比例相同，因此性染色体组成为XY的昆虫个体数目为1/2(m－n)，存活的受精卵为(m－n/2)，故子代中性染色体组成为XY的昆虫个体数目的占比是1/2(m－n)÷(m－n/2)＝(m－n)/(2m－n)，D正确。
9.某昆虫的遗传会出现子代与亲代基因型相同的真实遗传现象。现实验室中有甲、乙两品系该昆虫，均会出现上述现象。乙品系昆虫的展翅(D)与正常翅(d)是一对相对性状，星状眼(M)与正常眼(m)是一对相对性状，这两对基因位于Ⅱ号常染色体上。乙品系属于永久杂种(即永远以杂合状态保存下来)，也叫平衡致死品系。对甲、乙两品系昆虫进行的杂交实验如图所示。下列相关叙述错误的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
A.控制甲品系截毛、刚毛的基因只位于X染色体上
B.乙品系昆虫存在纯合致死现象
C.乙品系昆虫Ⅱ号染色体的相关片段可能发生倒位抑制了互换
D.在乙品系的代代相传中，M基因频率世代不变
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
√
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
甲品系中，出现了子代与亲代基因型相同的真实遗传现象，并且子代性状与性别相关，说明控制这对性状的基因位于性染色体上，如果只位于X染色体上，不可能出现这种现象，只能位于XY同源区段，即控制甲品系截毛、刚毛的基因位于XY同源区段，A错误；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
根据题干可知，乙品系属于永久杂种(即永远以杂合状态保存下来)，说明乙品系昆虫存在纯合致死现象，B正确；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
为了避免一对同源染色体的非等位基因因为染色体互换而发生重组，导致后代出现纯合子不符合真实遗传，应该避免染色体互换，可以通过倒位实现，原因是倒位后的染色体区段在减数分裂时不能联会配对，故乙品系昆虫Ⅱ号染色体的相关片段可能发生倒位抑制了互换，C正确；
根据题意可知，在乙
品系的代代相传中，
M基因(显性基因)频率
均为1/2，D正确。
二、非选择题
10.某二倍体植物(2n＝14)是雌雄同花、闭花受粉的植物，培育杂种非常困难。为简化育种流程，人们采用染色体诱变的方法培育获得三体新品系，其相关染色体及相关基因分布情况如图所示。该植株雄蕊的发育受
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
一对等位基因M/m控制，M基因控制雄蕊的发育与成熟，使植株表现为雄性可育，m基因无此功能，使植株表现为雄性不育。请分析回答问题(不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换)：
已知m基因使植株表现为雄性不育，故基因型为mm的植株雄性不育，在培育无子果实前无需人工去雄，若要在该植物的柱头上涂抹一定浓度的生长素可以获得无子果实。
(1)若要在该植物的柱头上涂抹一定浓度的生长素以获得无子果实，需选用基因型为______个体作为材料，原因是______________________________________________
_____。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
mm
该基因型植株雄性不育，在培育无子果实前无需人工
去雄
将基因型为Mm的个体连续隔离自交两代，F1中MM∶Mm∶mm＝1∶2∶
1，由于mm雄性不育，只能做母本，故不能自交，F1能自交的基因型及比例为MM∶Mm＝1∶2，则F2中，雄性不育植株mm出现的概率为2/3×1/4＝1/6，故雄性可育植株与雄性不育植株的比例为5∶1。
(2)将基因型为Mm的个体连续隔离自交两代，则F2中，雄性可育植株与雄性不育植株的比例为______。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
5∶1
该三体品系植株(14＋1)的培育用到了染色体(数目)变异的原理，根尖细胞进行有丝分裂，后期细胞中染色体数目暂时加倍，最多可观察到30条染色体。
(3)该三体新品系的培育利用了________________的原理，若用显微镜观察该植株根尖细胞中的染色体形态和数目，最多可观察到______条染色体。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
染色体(数目)变异
30
该三体品系植株的基因型为Mmm，进行减数分裂时，由于较短的染色体不能正常配对，在分裂过程中随机移向细胞一极，则产生的配子基因型为m和Mm。
(4)该三体品系植株减数分裂时，较短的染色体不能正常配对，随机移向细胞一极，并且含有较短染色体的雄配子无受粉能力。减数分裂后可产生的配子基因型是________。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
m和Mm
为确定R基因与M、m基因的位置关系，将该转基因植株自交，若子代中出现__________________的现象，则说明M与R在同一条染色体上(注：R基因控制红色，无R基因表现为白色)。
(5)为在开花前区分雄性可育与雄性不育植株，人们利用转基因技术将花色素合成基因R导入该三体品系，但不确定R基因整合到哪条染色体上。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
红花∶白花＝1∶1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
利用基因工程技术将花色素合成基因R导入到该三体品系中，其变异类型为基因重组。如果M与R在同一条染色体上，则该三体品系基因型为MmmR，产生正常的雄配子为m，产生雌配子为1/2MmR、1/2m，自交后代表型及比例为红花(MmmR)∶白花(mm)＝1∶1。
有性生殖过程中，减数分裂形成的配子具有多样性，加上受精过程精卵结合的随机性，所以使后代呈现多样性，为育种提供更多选择材料。
11.马铃薯野生种是二倍体，既可用种子繁殖，也可用块茎繁殖，块茎繁殖易积累病毒。普通栽种为四倍体，其减数分裂形成配子对，同源染色体联会出现“2＋2”“3＋1”“2＋1＋1”等类型。
(1)用种子繁殖是实现马铃薯育种优化的重要途径，原因是____________
_______________________________________。
后代呈现多样性，为育种提供更多选择材料
有性生殖使
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
四倍体减数分裂时，染色体联会紊乱，导致配子活性降低，结实率也低。
(2)研究人员为获得具有杂种优势的杂交种，需先纯化父本和母本，再让其杂交，从而获得表现一致的杂交种。
①四倍体栽培种比野生种杂交育种难度大，原因是___________________
_________________________________。
染色体联会紊乱，导致配子活性降低
四倍体减数分裂时
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
②研究发现，二倍体马铃薯传粉时，花柱中的S- RNase是一种毒性蛋白，过多时会引起花粉管生长停滞，其他植株花粉产生的SLF蛋白能识别并降解S -RNase，推测二倍体马铃薯自交不亲和的原因是_________________
_________________________________________。由于自交不亲和的特性，野生种无法获得_______，限制了野生种杂交育种进程。自交不亲和是马铃薯在长期进化中形成的维持马铃薯____________多样性的一种策略。
蛋白不能被自身花粉产生的SLF蛋白识别降解
自身产生的S- RNase
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
纯合子
基因(遗传)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
自交不亲和特指雌雄蕊均可育的两性花植物在自花受粉后不能产生合子的现象，是一种重要的防止近亲繁殖、促进变异的遗传机制，也称种内不亲和，是植物在长期进化中形成的维持基因(遗传)多样性的一种策略。花柱中的S -RNase是一种毒性蛋白，过多时会引起花粉管生长停滞，特定的S- RNase蛋白能被SLF蛋白识别并降解，则说明同一植株的S- RNase蛋白不能被SLF蛋白降解。野生种自交不亲和的机理降低了基因的纯合率，利于保持高度杂合性，野生种无法获得纯合子，限制了野生种杂交育种进程。
答案
杂合子Aa自交，后代只有AA和Aa，比例接近1∶1，同时A蛋白可广泛识别并降解多种类型的S -RNase蛋白，说明基因a表达产物不能降解S -RNase蛋白，a花粉没有受精能力。只有含有基因A的花粉才能表达出具有降解S -RNase蛋白功能的物质。
(3)研究人员发现一株自交亲和的二倍体马铃薯杂合植株，并确定该性状受显性基因A控制，A蛋白可广泛识别并降解多种类型的S -RNase；该杂合植株的自交后代只出现AA和Aa两种基因型，比例接近1∶1，而不是1∶2，推测其原因是_____________________________________________
_______________。
蛋白功能的物质
只有含有基因A的花粉才能表达出具有降解S -RNase
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
据图可知，2号和3号的条带位置相同，说明F1单倍体由卵细胞发育而来。
(4)育种过程中，为短期内获得野生型自交和纯化个体，可进行单倍体育种。
①研究人员获得了野生型基因突变个体S，用S给自交亲和马铃薯授粉，会结出一定比例的单倍体籽粒。对亲子代该突变基因及其等位基因进行PCR扩增并电泳，结果如图所示。推测F1单倍体是由________发育而来。
卵细胞
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
②为便于筛选单倍体，研究人员向S中转入了能在胚和胚乳中表达红色荧光蛋白的基因REP，并得到转基因纯合子S′，用S′进行上述杂交实验。单倍体籽粒和二倍体籽粒的胚乳都是由1个精子和2个极核结合发育而成，极核的遗传物质与卵细胞相同。写出筛选单倍体籽粒的原理：_________
__________________________________________________________________________________________________。
S′给普
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
通二倍体马铃薯授粉后，产生的二倍体籽粒胚和胚乳都能发出红色荧光，而单倍体籽粒只有胚乳能发出红色荧光
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
RFP是红色荧光蛋白基因，转基因纯合子S′给普通二倍体马铃薯授粉，转基因纯合子S′提供带有红色荧光蛋白基因RFP的精子，普通二倍体马铃薯提供普通的卵细胞，胚是来源于卵细胞的单倍体胚，不发出红色荧光，胚乳是由1个精子和2个极核结合成的三倍体，会发出红色荧光，则胚乳能够发出红色荧光、但胚不发出红色荧光的种子即为单倍体种子。
12.(2022·河北，20)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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
分析题意可知，亲本雄性不育小麦(HH)的基因型为T_HH，因雄性不育植株只能作母本，则亲本雄性不育小麦的基因型为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。
(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_____。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
TtHH
1∶1
(2)F2与小麦(hh)杂交的目的是_____________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
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
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基因分别来自小麦的和长穗偃麦草的4号染色体，而h基因纯合后，可诱导来自小麦的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。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
(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______。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
20
4
1/16
分析题意可知，蓝粒小麦的染色体是42条，而F2中的蓝粒不育株的4号染色体1条来自小麦，1条来自长穗偃麦草，其余染色体(42－1－1＝40)均来自小麦，为同源染色体，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2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2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。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
(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。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
43
数目
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1条4号染色体，属于染色体数目变异。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
(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_________________________________________________；
F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于不同染色体上
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”)。
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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
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，即F4蓝粒不育株体细胞中的T基因和
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
E基因位于同一条染色体上；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，母本在减数分裂Ⅰ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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
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，即F4蓝粒不育植株体细胞中的T
基因和E基因位于不同染色体上；本实验要培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦，故②符合育种要求。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
返回第七单元　课时练30　染色体变异
选择题1题4分，2～9题，每小题5分，共44分。
一、选择题
1．(2025·菏泽模拟)染色体拷贝数目变异(CNV)是人类变异的一种重要形式，其覆盖的染色体范围广，可引起人群中巨大的遗传差异，从而表现出不同性状。正常人的基因成对存在，即2份拷贝，若出现1或0份拷贝即为缺失，大于2份拷贝即为重复，在拷贝过程中还会出现倒位、易位等情况。下列分析正确的是(　　)
A．发生CNV的细胞中染色体上基因数目一定出现变化
B．发生CNV的细胞在减数分裂Ⅰ的前期可能会看到“环形圈”
C．染色体片段在非同源染色体间的交换通常会改变“拷贝”的数量
D．若某DNA分子复制时在基因中减少了一定数量的碱基，则属于CNV中的缺失
2．(2024·沧州模拟)图甲是人的5号染色体和8号染色体，图乙是某人初级卵母细胞中这两对染色体联会示意图，已知这两对染色体在减数分裂Ⅰ后期四条染色体随机两两分离(不考虑互换)，下列相关叙述不正确的是(　　)
A．该女子染色体异常的原因是断裂的5号染色体与8号染色体错误连接
B．②是发生变异的5号染色体，利用显微镜不一定能观察到它所有的变异
C．在仅考虑5号染色体和8号染色体的情况下，该女子形成的卵细胞有4种类型
D．该女子与正常人婚后生下猫叫综合征患儿，参与受精的卵细胞染色体组成可能是②和④
3．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．(2021·北京，7)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n＝14)的优良性状导入普通小麦(2n＝42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉，10天后只发现两个杂种幼胚，将其离体培养，产生愈伤组织，进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是(　　)
A．簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离
B．培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化
C．杂种植株减数分裂时染色体能正常联会
D．杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
5．下列有关“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验条件及试剂使用的叙述，错误的是(　　)
①低温诱导：与“多倍体育种”中的秋水仙素作用机理相同
②酒精：与“检测生物组织中的脂肪”实验中的作用相同
③卡诺氏液：与“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中NaOH溶液作用相同
④甲紫溶液：与“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中醋酸洋红液使用目的相同
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
6．(2024·衡阳二模)某果蝇精原细胞的一对常染色体上有五对等位基因，其中一条染色体b、c、d基因所在的片段发生了染色体结构变异倒位。该精原细胞减数分裂联会时，倒位片段会扭曲与同源片段形成倒位环，且联会后两条非姐妹染色单体在基因B、C(b、c)之间或基因C、D(c、d)之间发生了一次交换，交换后形成了无着丝粒片段和双着丝粒桥，无着丝粒片段会因水解而丢失，双着丝粒桥会发生随机断裂，假设断裂处发生在相邻两基因之间。最终该精原细胞完成减数分裂形成四个配子，整个过程如图所示。不考虑基因突变与其他突变，下列叙述正确的是(　　)
A．染色体桥的出现会导致子代细胞发生染色体结构和数目的变异
B．若某精原细胞染色体发生图示过程，则其减数分裂产生的配子都含异常染色体
C．若一缺失配子基因型为a，则双着丝粒桥断裂位点一定发生在a、d之间
D．若该精原细胞无穷多，不考虑其他突变，且均完成减数分裂，理论上可形成12种配子
7．(2024·安徽，10)甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，但不抗稻瘟病(rr)，乙品种水稻抗稻瘟病(RR)。育种工作者欲将甲培育成抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种，设计了下列育种方案，合理的是(　　)
①将甲与乙杂交，再自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株
②将甲与乙杂交，F1与甲回交，选F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代；再将选取的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株
③将甲与乙杂交，取F1的花药离体培养获得单倍体，再诱导染色体数目加倍为二倍体，从中选取抗稻瘟病植株
④向甲转入抗稻瘟病基因，筛选转入成功的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
8．(2024·荆州一模)某种昆虫的红眼(E)对白眼(e)为显性，该对基因位于X染色体上。用染色体组成正常的白眼雌虫和红眼雄虫杂交，子代雌、雄虫中均有红眼和白眼个体。研究发现出现异常子代的原因是母本产生了染色体数目异常的卵细胞。已知该昆虫的X染色体数量等于染色体组数时为雌性，性染色体组成为XY或XO(O表示无X染色体)时为雄性，受精卵中X染色体多于2条或不含X染色体时，受精卵无法正常发育。亲本产生的受精卵总数用m表示，其中染色体数目异常的受精卵数用n表示。下列说法正确的是(　　)
A．母本产生的异常卵细胞中性染色体组成为X或O
B．子代中性染色体组成为OY、XXY的受精卵无法正常发育
C．子代中红眼雄虫和白眼雌虫的性染色体组成分别为XEO和XeXe
D．子代中性染色体组成为XY的昆虫个体数目的占比是(m－n)/(2m－n)
9．某昆虫的遗传会出现子代与亲代基因型相同的真实遗传现象。现实验室中有甲、乙两品系该昆虫，均会出现上述现象。乙品系昆虫的展翅(D)与正常翅(d)是一对相对性状，星状眼(M)与正常眼(m)是一对相对性状，这两对基因位于Ⅱ号常染色体上。乙品系属于永久杂种(即永远以杂合状态保存下来)，也叫平衡致死品系。对甲、乙两品系昆虫进行的杂交实验如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A．控制甲品系截毛、刚毛的基因只位于X染色体上
B．乙品系昆虫存在纯合致死现象
C．乙品系昆虫Ⅱ号染色体的相关片段可能发生倒位抑制了互换
D．在乙品系的代代相传中，M基因频率世代不变
二、非选择题
10．(14分)某二倍体植物(2n＝14)是雌雄同花、闭花受粉的植物，培育杂种非常困难。为简化育种流程，人们采用染色体诱变的方法培育获得三体新品系，其相关染色体及相关基因分布情况如图所示。该植株雄蕊的发育受一对等位基因M/m控制，M基因控制雄蕊的发育与成熟，使植株表现为雄性可育，m基因无此功能，使植株表现为雄性不育。请分析回答问题(不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换)：
(1)若要在该植物的柱头上涂抹一定浓度的生长素以获得无子果实，需选用基因型为__________个体作为材料，原因是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)将基因型为Mm的个体连续隔离自交两代，则F2中，雄性可育植株与雄性不育植株的比例为__________。
(3)该三体新品系的培育利用了__________的原理，若用显微镜观察该植株根尖细胞中的染色体形态和数目，最多可观察到__________条染色体。
(4)该三体品系植株减数分裂时，较短的染色体不能正常配对，随机移向细胞一极，并且含有较短染色体的雄配子无受粉能力。减数分裂后可产生的配子基因型是__________。
(5)为在开花前区分雄性可育与雄性不育植株，人们利用转基因技术将花色素合成基因R导入该三体品系，但不确定R基因整合到哪条染色体上。为确定R基因与M、m基因的位置关系，将该转基因植株自交，若子代中出现________________________的现象，则说明M与R在同一条染色体上(注：R基因控制红色，无R基因表现为白色)。
11．(18分)马铃薯野生种是二倍体，既可用种子繁殖，也可用块茎繁殖，块茎繁殖易积累病毒。普通栽种为四倍体，其减数分裂形成配子对，同源染色体联会出现“2＋2”“3＋1”“2＋1＋1”等类型。
(1)用种子繁殖是实现马铃薯育种优化的重要途径，原因是__________________________。
(2)研究人员为获得具有杂种优势的杂交种，需先纯化父本和母本，再让其杂交，从而获得表现一致的杂交种。
①四倍体栽培种比野生种杂交育种难度大，原因是____________________________________。
②研究发现，二倍体马铃薯传粉时，花柱中的S RNase是一种毒性蛋白，过多时会引起花粉管生长停滞，其他植株花粉产生的SLF蛋白能识别并降解S RNase，推测二倍体马铃薯自交不亲和的原因是______________________________。由于自交不亲和的特性，野生种无法获得____________________，限制了野生种杂交育种进程。自交不亲和是马铃薯在长期进化中形成的维持马铃薯____________多样性的一种策略。
(3)研究人员发现一株自交亲和的二倍体马铃薯杂合植株，并确定该性状受显性基因A控制，A蛋白可广泛识别并降解多种类型的S RNase；该杂合植株的自交后代只出现AA和Aa两种基因型，比例接近1∶1，而不是1∶2，推测其原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
(4)(6分)育种过程中，为短期内获得野生型自交和纯化个体，可进行单倍体育种。
①研究人员获得了野生型基因突变个体S，用S给自交亲和马铃薯授粉，会结出一定比例的单倍体籽粒。对亲子代该突变基因及其等位基因进行PCR扩增并电泳，结果如图所示。推测F1单倍体是由__________发育而来。
②为便于筛选单倍体，研究人员向S中转入了能在胚和胚乳中表达红色荧光蛋白的基因REP，并得到转基因纯合子S′，用S′进行上述杂交实验。单倍体籽粒和二倍体籽粒的胚乳都是由1个精子和2个极核结合发育而成，极核的遗传物质与卵细胞相同。写出筛选单倍体籽粒的原理：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
12．(24分)(2022·河北，20)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)(4分)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”)。
答案精析
1．B　[CNV过程中若出现倒位、易位等情况，染色体上的基因数目不一定发生改变，A错误；发生CNV过程中可能出现大于2份拷贝即为重复，存在同源染色体，故发生CNV的细胞在减数分裂Ⅰ的前期会出现联会现象，可能会由于联会异常而形成“环形圈”，B正确；染色体片段在非同源染色体间的交换属于易位，通常不会改变“拷贝”的数量，C错误；某DNA分子复制时在基因中减少了一定数量的碱基，属于基因突变，不属于CNV中的缺失，D错误。]
2．C　[②发生的变异除染色体结构变异外还可能有基因突变，基因突变无法用显微镜观察，B正确；若仅考虑5号染色体和8号染色体，在减数分裂时，由于这两对染色体在减数分裂Ⅰ后期四条染色体随机两两分离，那么形成的卵细胞应该有6种类型，C错误；该女子与正常人婚后生下猫叫综合征患儿，孩子的异常5号染色体由卵细胞(母亲)提供，那么卵细胞的染色体组成可能是②和④，D正确。]
3．C　[二倍体植物的体细胞中含有两个染色体组，其配子中只含有一个染色体组，A正确；每个染色体组中的染色体的形态、大小等均不相同，都是非同源染色体，每条染色体DNA的碱基序列均不同，B、D正确；不含性染色体的生物，每个染色体组中都不含性染色体，如豌豆、玉米等，C错误。]
4．C　[簇毛麦与小麦的后代在减数分裂时染色体联会紊乱，不可育，故二者之间存在生殖隔离，A正确；幼胚细胞经过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经过再分化形成胚状体或丛芽，从而得到完整植株，B正确；杂种植株细胞内由于没有同源染色体，故减数分裂时染色体无法正常联会，C错误；杂种植株的染色体加倍后能获得可育植株，D正确。]
5．B　[“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”与“多倍体育种”中的秋水仙素作用机理相同，均是抑制纺锤体的形成，①正确；“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中有2处用到酒精，一是用体积分数为95%的酒精冲洗卡诺氏液、二是作为解离液的成分之一；在“检测生物组织中的脂肪”实验中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，两者的作用不同，②错误；卡诺氏液在“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中用于固定根尖细胞，“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中NaOH溶液用于吸收空气中的二氧化碳，③错误；甲紫溶液与“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中醋酸洋红液的使用目的相同，均是使染色体着色，④正确。综上分析，B符合题意。]
6．C　[染色体桥的出现会导致子代细胞发生染色体结构的变异，但染色体数目不变，A错误；若某精原细胞染色体发生图示过程，则其减数分裂产生的配子不是都含有异常染色体，B错误；若一缺失配子基因型为a，则双着丝粒桥断裂位点一定发生在a、d之间，C正确；若该精原细胞无穷多，且均按图示过程完成减数分裂，则可形成14种配子，分别是正常配子ABCDE和倒位配子adcbe、在基因B、C(b、c)之间发生交换后得到双着丝粒染色体桥基因型为adcBA，无着丝粒片段ebCDE，双着丝粒桥分别在不同位置断裂可得8种配子，同理，在基因C、D(c、d)之间发生交换后得到双着丝粒染色体桥基因型为adCBA，无着丝粒片段ebcDE，双着丝粒桥分别在不同位置断裂可得8种配子，减去两种交换过程断裂后重复的4种配子，D错误。]
7．C　[甲是具有许多优良性状的纯合子。方案①③中，后代产生很多性状组合，不能保留甲的所有优良性状；方案②中，将甲与乙杂交，所得F1均抗稻瘟病，让F1与甲回交，选F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代，通过不断与甲回交，不断提高甲的所有优良性状相关基因的基因频率，达到保留甲自身优良性状的目的，再将选取的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株，这样可以获得纯合抗稻瘟病植株；方案④直接将抗稻瘟病基因转入甲中，筛选转入成功的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株，这样可以获得纯合抗稻瘟病植株，且该植株还能保留甲的所有优良性状。综上所述，C符合题意。]
8．D　[由题意可推测，母本产生的异常卵细胞为XeXe或不含X染色体(记为O)，又知该昆虫的X染色体数量等于染色体组数时为雌性，即XXY为雌性，因此XeXe的卵细胞与含Y的精子结合形成的受精卵(XeXeY)可发育为白眼雌虫，而不含性染色体的卵细胞与含XE染色体的精子结合形成的受精卵(XEO)可发育为红眼雄虫；XeXe正常分裂形成的Xe的卵细胞与含XE的精子结合形成的受精卵(XEXe)发育为红眼雌虫；Xe的卵细胞与含Y的精子结合形成的受精卵(XeY)发育为白眼雄虫；故母本产生的异常卵细胞中性染色体组成为XX或O，A、C错误。已知受精卵中X染色体多于2条或不含X染色体时，受精卵无法正常发育，因此子代中性染色体组成为OY、XXX的受精卵无法正常发育，而XXY的受精卵含有的X染色体数与该生物染色体组数相等，因此可发育为雌虫，B错误。根据A项分析可知，产生的异常卵细胞为XeXe或不含X染色体(记为O)，其与XEY产生的精子XE、Y结合形成的受精卵及比例为1/4XEXeXe(染色体数目异常且不能发育)、1/4XEO(染色体数目异常)、1/4XeXeY(染色体数目异常)、1/4OY(染色体数目异常且不能发育)；已知亲本产生的受精卵总数用m表示，其中染色体数目异常的受精卵数用n表示，则染色体数目正常的个体(XEXe、XeY)为m－n，又由于XEXe和XeY的比例相同，因此性染色体组成为XY的昆虫个体数目为1/2(m－n)，存活的受精卵为(m－n/2)，故子代中性染色体组成为XY的昆虫个体数目的占比是1/2(m－n)÷(m－n/2)＝(m－n)/(2m－n)，D正确。]
9．A　[甲品系中，出现了子代与亲代基因型相同的真实遗传现象，并且子代性状与性别相关，说明控制这对性状的基因位于性染色体上，如果只位于X染色体上，不可能出现这种现象，只能位于XY同源区段，即控制甲品系截毛、刚毛的基因位于XY同源区段，A错误；根据题干可知，乙品系属于永久杂种(即永远以杂合状态保存下来)，说明乙品系昆虫存在纯合致死现象，B正确；为了避免一对同源染色体的非等位基因因为染色体互换而发生重组，导致后代出现纯合子不符合真实遗传，应该避免染色体互换，可以通过倒位实现，原因是倒位后的染色体区段在减数分裂时不能联会配对，故乙品系昆虫Ⅱ号染色体的相关片段可能发生倒位抑制了互换，C正确；根据题意可知，在乙品系的代代相传中，M基因(显性基因)频率均为1/2，D正确。]
10．(1) mm　该基因型植株雄性不育，在培育无子果实前无需人工去雄　(2)5∶1　(3)染色体(数目)变异　30
(4)m和Mm　(5)红花∶白花＝1∶1
解析　(1)已知m基因使植株表现为雄性不育，故基因型为mm的植株雄性不育，在培育无子果实前无需人工去雄，若要在该植物的柱头上涂抹一定浓度的生长素可以获得无子果实。(2)将基因型为Mm的个体连续隔离自交两代，F1中MM∶Mm∶mm＝1∶2∶1，由于mm雄性不育，只能做母本，故不能自交，F1能自交的基因型及比例为MM∶Mm＝1∶2，则F2中，雄性不育植株mm出现的概率为2/3×1/4＝1/6，故雄性可育植株与雄性不育植株的比例为5∶1。(3)该三体品系植株(14＋1)的培育用到了染色体(数目)变异的原理，根尖细胞进行有丝分裂，后期细胞中染色体数目暂时加倍，最多可观察到30条染色体。(4)该三体品系植株的基因型为Mmm，进行减数分裂时，由于较短的染色体不能正常配对，在分裂过程中随机移向细胞一极，则产生的配子基因型为m和Mm。(5)利用基因工程技术将花色素合成基因R导入到该三体品系中，其变异类型为基因重组。如果M与R在同一条染色体上，则该三体品系基因型为MmmR，产生正常的雄配子为m，产生雌配子为1/2MmR、1/2m，自交后代表型及比例为红花(MmmR)∶白花(mm)＝1∶1。
11．(1)有性生殖使后代呈现多样性，为育种提供更多选择材料　(2)①四倍体减数分裂时染色体联会紊乱，导致配子活性降低　②自身产生的S-RNase蛋白不能被自身花粉产生的SLF蛋白识别降解　纯合子　基因(遗传)
(3)只有含有基因A的花粉才能表达出具有降解S-RNase蛋白功能的物质　(4)①卵细胞　②S′给普通二倍体马铃薯授粉后，产生的二倍体籽粒胚和胚乳都能发出红色荧光，而单倍体籽粒只有胚乳能发出红色荧光
解析　 (1)有性生殖过程中，减数分裂形成的配子具有多样性，加上受精过程精卵结合的随机性，所以使后代呈现多样性，为育种提供更多选择材料。(2)①四倍体减数分裂时，染色体联会紊乱，导致配子活性降低，结实率也低。②自交不亲和特指雌雄蕊均可育的两性花植物在自花受粉后不能产生合子的现象，是一种重要的防止近亲繁殖、促进变异的遗传机制，也称种内不亲和，是植物在长期进化中形成的维持基因(遗传)多样性的一种策略。花柱中的S-RNase是一种毒性蛋白，过多时会引起花粉管生长停滞，特定的S-RNase蛋白能被SLF蛋白识别并降解，则说明同一植株的S-RNase蛋白不能被SLF蛋白降解。野生种自交不亲和的机理降低了基因的纯合率，利于保持高度杂合性，野生种无法获得纯合子，限制了野生种杂交育种进程。(3)杂合子Aa自交，后代只有AA和Aa，比例接近1∶1，同时A蛋白可广泛识别并降解多种类型的S-RNase蛋白，说明基因a表达产物不能降解S-RNase蛋白，a花粉没有受精能力。只有含有基因A的花粉才能表达出具有降解S-RNase蛋白功能的物质。(4)①据图可知，2号和3号的条带位置相同，说明F1单倍体由卵细胞发育而来。②RFP是红色荧光蛋白基因，转基因纯合子S′给普通二倍体马铃薯授粉，转基因纯合子S′提供带有红色荧光蛋白基因RFP的精子，普通二倍体马铃薯提供普通的卵细胞，胚是来源于卵细胞的单倍体胚，不发出红色荧光，胚乳是由1个精子和2个极核结合成的三倍体，会发出红色荧光，则胚乳能够发出红色荧光、但胚不发出红色荧光的种子即为单倍体种子。
12．(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)F4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
解析　(1)分析题意可知，亲本雄性不育小麦(HH)的基因型为T_HH，因雄性不育植株只能作母本，则亲本雄性不育小麦的基因型为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基因分别来自小麦的和长穗偃麦草的4号染色体，而h基因纯合后，可诱导来自小麦的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)分析题意可知，蓝粒小麦的染色体是42条，而F2中的蓝粒不育株的4号染色体1条来自小麦，1条来自长穗偃麦草，其余染色体(42－1－1＝40)均来自小麦，为同源染色体，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2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2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1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，即F4蓝粒不育株体细胞中的T基因和E基因位于同一条染色体上；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，母本在减数分裂Ⅰ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，即F4蓝粒不育植株体细胞中的T基因和E基因位于不同染色体上；本实验要培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦，故②符合育种要求。

展开更多......

收起↑