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(共37张PPT)
第29讲染色体变异与育种
内容索引
NEIRONGSUOYIN
考点二
染色体结构变异
染色体数目的变异
考点一
考点三
变异在育种上的应用
染色体数目的变异
考点一
梳理 必备知识
1.染色体变异
(1)概念:生物体的体细胞或生殖细胞内染色体 或 的变化。
(2)类型:染色体数目的变异和染色体结构的变异。
2.染色体数目变异的类型
数目
结构
非同源染色体
3.染色体组的辨别(根据果蝇染色体组成图归纳)
(1)从染色体来源看,一个染色体组中不含 。
(2)从形态、大小和功能看,一个染色体组中所含的染色体各不相同。
(3)从所含的基因看,一个染色体组中含有控制本物种生物性状的
,但不重复。
雄果蝇的染色体组成
或
雄果蝇的两个染色体组
同源染色体
一整套基因
4.单倍体、二倍体和多倍体
项目 单倍体 二倍体 多倍体
概念 体细胞中的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)
配子
染色体组
配子
项目 单倍体 二倍体 多倍体
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、果实和种子都比较大;
③营养物质的含量都有所增加
体细胞染 色体组数 ____ 2 ____
≥1
≥3
项目 单倍体 二倍体 多倍体
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
单倍体幼苗
萌发的种
子或幼苗
5.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。于是,植物细胞的染色体数目加倍。
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 的细胞。
卡诺氏液
95%的酒精
低
高
染色体数目发生改变
深研 重难问题
探究　某三体雄性果蝇的性染色体组成为XXY,若三条性染色体任意两条联会概率相等,则XXY个体产生的配子及比例为
　 　　　　　　　　　　　　　。
X∶Y∶XY∶XX=2∶1∶2∶1
精练 迁移应用
考向1　染色体组与单倍体、二倍体和多倍体的辨析
1.(2026·广东广州模拟)下列是对a~h所示的生物
体细胞中各含有几个染色体组的叙述,正确的是
(　　)
A.细胞中含有一个染色体组的是图d、g,对应
个体一定是由雄配子发育而来的单倍体
B.细胞中含有两个染色体组的是图f、h,对应个体是二倍体
C.细胞中含有三个染色体组的是图a、b,对应个体不一定是三倍体
D.细胞中含有四个染色体组的是图c、f,对应个体是四倍体
C
解析:细胞中含有一个染色体组的是图d、g,对应个体也可能是由雌配子发育而来的,A错误;细胞中含有两个染色体组的是图c、h,对应个体可能是二倍体,B错误;细胞中含有三个染色体组的是图a、b,对应个体如果是由受精卵发育形成的,则为三倍体,如果是由配子直接发育形成的,则为单倍体,C正确;细胞中含有四个染色体组的是图e、f,对应个体不一定是四倍体,D错误。
考向2　染色体数目变异的分析
2.(2025·黑吉辽蒙卷,15)某二倍体(2n)植物的三体(2n+1)变异株可正常生长。该变异株减数分裂得到的配子为“n”型和“n+1”型两种,其中“n+1”型的花粉只有约50%的受精率,而卵子不受影响。该变异株自交,假设四体(2n+2)细胞无法存活,预期子一代中三体变异株的比例约为(　　)
A.3/5　　　　　　　　　 B.3/4
C.2/3 D.1/2
A
解析:该三体植株的染色体组成为2n+1,产生的雌配子类型及比例为“n”型∶“n+1”型=1∶1(卵子不受影响);“n+1”型花粉受精率仅50%,故有效雄配子的类型及比例为“n”型∶“n+1”型=2∶1。自交时,雌雄配子随机结合,由于四体(2n+2)细胞无法存活,因此存活子代类型有2n和(2n+1)两种,二倍体(2n)占比为2/5,三体(2n+1)占比为3/5,故存活子代中三体所占的比例为3/5,A正确。
考向3　低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验分析
3.(2026·河北承德模拟)用大蒜根尖进行“低温诱导植物细胞染色体数目变化”的实验,下列说法正确的是(　　)
A.实验过程中使用酒精一次,用酒精和盐酸混合配制解离液
B.染色时可用甲紫溶液或者卡诺氏液
C.大蒜水培生根前后进行两次低温处理,这两次低温处理的目的不一样
D.除低温外,秋水仙素也能抑制中期纺锤体的形成,诱导染色体数目加倍
C
解析:“低温诱导植物细胞染色体数目变化”的实验中,卡诺氏液固定细胞的形态后用体积分数为95%的酒精冲洗2次,然后使用解离液(质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精)解离细胞的过程中使用了酒精,故实验过程中使用酒精的次数不止一次,A错误;染色常用甲紫溶液(碱性染料),卡诺氏液用于固定细胞,B错误;大蒜水培生根前低温处理可打破休眠以促进生根,生根后的低温处理用于抑制纺锤体形成,以诱导染色体加倍,由此可知大蒜水培生根前后进行两次低温处理,这两次低温处理的目的不一样,C正确;秋水仙素和低温均通过抑制纺锤体形成,使染色体无法分离,导致数目加倍,纺锤体的形成时期为前期,D错误。
染色体结构变异
考点二
梳理 必备知识
1.染色体结构变异的原因:受各种因素影响(如各种射线、代谢失调等),染色体的断裂以及断裂后片段不正常的重新连接。
2.类型及实例
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
缺失
重复
类型a 图像 联会异常 实例
_____ 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
3.染色体结构变异的结果: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。
4.染色体结构变异对生物性状的影响: 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
拾遗 挖掘
(必修2 P90正文)基因突变和染色体变异中的“缺失或增添”对生物性状的影响不一样,理由是DNA分子上某个基因内部碱基的缺失或增添,会改变基因的碱基序列,不改变基因的数量和位置,属于基因突变;DNA分子上若干基因的缺失或增添,属于染色体结构变异,会改变基因的数量,一般对生物性状影响较大。
染色体变异类型产生配子的分析方法
归纳提升
3种染色体 结构变异
产生的 配子 A∶O=1∶1 AA∶a=1∶1 A∶Aa∶a∶O=1∶1∶1∶1
注:“O”表示不含有该基因。
精练 迁移应用
考向　染色体结构变异辨析
1.(2024·浙江6月卷,2)野生型果蝇的复眼为椭圆形,当果蝇X染色体上的16A片段发生重复时,形成棒状的复眼(棒眼),如图所示。棒眼果蝇X染色体的这种变化属于(　　)
A.基因突变　　　　　　 B.基因重组
C.染色体结构变异 D.染色体数目变异
C
解析:染色体结构变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型,果蝇X染色体上的16A片段发生重复时,复眼会由正常的椭圆形变成棒眼,该变异属于染色体结构变异中的重复,C正确。
2.下列针对图中所示变异的说法,正确的是(　　)
A.图1所示细胞中的遗传物质出现了重复和缺失
B.图2所示细胞发生了染色体结构变异中的缺失或重复
C.图3所示细胞一定发生了基因突变
D.图4所示细胞在形成过程中发生了基因突变和染色体变异
B
解析:图1所示细胞中的遗传物质没有出现重复和缺失,仅仅是发生了易
位,A错误;图2中,上面一条染色体比下面一条染色体多了一段,可能是上面一条染色体重复或下面一条染色体缺失,属于染色体结构变异,B正确;图3细胞表示减数分裂Ⅱ后期,着丝粒分裂后形成的两条染色体含有等位基因,说明发生了基因突变或互换,C错误;图4中,常染色体上的基因A移到X染色体上,属于染色体结构变异中的易位,D错误。
变异在育种上的应用
考点三
梳理 必备知识
1.杂交育种(以培育显性纯合子植物品种为例)
自交
基因重组
2.诱变育种
基因突变
突变频率
3.单倍体育种与多倍体育种
染色体(数目)变异
花药离体
秋水仙素
萌
发的种子或幼苗
明显缩短育种年限
精练 迁移应用
考向　变异在育种方面的应用
1.为获得作物新品种,可采用不同的育种技术。下列叙述错误的是(　　)
A.三倍体西瓜育种时,利用了人工诱导染色体加倍获得多倍体
B.作物单倍体育种时,利用了由植物茎尖组织培养获得单倍体
C.航天育种时,利用了太空多种因素导致基因突变产生突变体
D.水稻杂交育种时,利用了水稻有性繁殖过程中产生重组个体
B
解析:三倍体西瓜的培育需先通过秋水仙素处理二倍体幼苗获得四倍体,再与二倍体杂交得到三倍体,四倍体的形成属于人工诱导染色体加倍,A正确;单倍体育种需通过花药(生殖细胞)离体培养获得单倍体植株,而茎尖组织培养属于无性繁殖,所得植株染色体数目与原植株相同,并非单倍体,B错误;航天育种利用太空中的辐射、微重力等因素诱导基因突变,属于诱变育种,C正确;水稻杂交育种的原理是基因重组,通过不同优良亲本杂交,使不同亲本的优良性状组合在一起,即利用了水稻有性繁殖过程中的重组个体,D正确。
2.(2025·重庆卷,15)水稻雄性不育、可育由等位基因T、t控制,不育性状受温度的影响(见表);米质优、劣由等位基因Y、y控制。不育株S1米质劣但抗病,不育株S2米质优但易感病。为了选育综合性状好的不育系,用S1和S2杂交获得F1,F1均为不育且米质优。选F1两单株杂交获得的F2中出现稳定可育株,PCR检测部分世代中相关基因,电泳结果如图所示。下列说法正确的是(　　)
植株种类 温度 花粉不育率/%
不育株S1 高温 100%
低温 0
不育株S2 高温 100%
低温 0
稳定可育株 高温 0
低温 0
A.S1是基因型为TTYY的纯合子
B.选择F1任意两单株进行杂交均会出现如图F2的育性分离
C.F2在高温条件下表现不育且米质优的纯合植株占比1/16
D.在S1和S2杂交得到F1时,亲本植株需在同一温度条件下种植
答案:C
解析:S1与S2杂交,F1均为米质优,则米质优为显性性状,S1米质劣,基因型为yy,S2米质优,基因型为YY。选F1(不育)两单株杂交,F2出现稳定可育株,故不育(T)对可育(t)为显性,S1(不育)×S2(不育)→F1(不育),结合电泳图可知,S1基因型为TTyy,S2基因型为TtYY,A错误。S1(TTyy)×S2(TtYY)→F1基因型为TTYy、TtYy,选择F1任意两单株进行杂交不一定会出现题图中F2的育性分离,如基因型为TTYy的两单株杂交,后代都是不育株,B错误。由题图可知,F2出现育性分离,故所选的F1两单株基因型均为TtYy;高温条件下雄性不育株(T_)的花粉100%不育,故F2在高温条件下表现不育且米质优的纯合植株(TTYY)占1/4×1/4=1/16,C正确。S1和S2在高温下均不育(花粉不育率100%),二者杂交得F1时,父本需在低温下种植,母本在低温和高温条件下均可,D错误。(共27张PPT)
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1.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
C
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解析: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。
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2.(2026·湖北荆州模拟)下列关于单倍体、二倍体和多倍体的叙述,不正确的是(　　)
A.二倍体生物一定是由受精卵直接发育而来的
B.单倍体生物体细胞中不一定只含有一个染色体组
C.采用花药离体培养的方法得到的个体是单倍体
D.三倍体无子西瓜体细胞含有三个染色体组
A
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解析:由受精卵发育而来,含有两个染色体组的个体为二倍体,但是二倍体不一定都是由受精卵发育而来的,如单倍体育种中人工诱导染色体加倍后得到的二倍体,A错误;单倍体生物体细胞中,染色体组数与本物种配子染色体组数相同,但不一定只含有一个染色体组,也可能含有多个染色体组,B正确;采用花药离体培养的方法得到的个体与本物种配子中的染色体数目相同,都是单倍体,C正确;二倍体西瓜幼苗用秋水仙素处理后,可以得到四倍体植株,接受普通二倍体西瓜的正常花粉,形成的受精卵含有三个染色体组,由受精卵发育成的三倍体无子西瓜体细胞中含有三个染色体组,D正确。
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3.(2026·广西阶段练习)红花玉兰(2n=24)是一个深受人们喜爱的品种。为了研究其有关特征,科研工作者常常对其进行染色体数目诱变,例如产生2n-1、2n+1、3n、4n等结果(这些个体都能进行减数分裂)。下列相关叙述正确的是(　　)
A.2n-1与2n+1的个体经减数分裂,都能产生染色体数目为12的配子
B.2n个体经秋水仙素处理,得到的4n个体一定是一个纯合子
C.3n个体经减数分裂后,产生配子的染色体数目分别是12和24
D.4n个体的花药,经离体培养产生单倍体,其不可以开花结果
A
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解析:2n-1(单体,23条)减数分裂产生染色体数为12和11的配子;2n+1(三体,25条)产生染色体数为12和13的配子,A正确;秋水仙素处理二倍体(2n)得到的四倍体(4n)是否为纯合子取决于原二倍体的基因型,若原二倍体为杂合子(如Aa),则四倍体(AAaa)仍为杂合子,B错误;三倍体(3n=36)减数分裂时,因同源染色体联会紊乱,产生配子时染色体数目可能为12、24或其他随机组合,C错误;四倍体(4n)的花药离体培养产生的单倍体含有2个染色体组(2n=24),其染色体数目与正常二倍体相同,能够开花结果,D错误。
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4.(2026·河北承德模拟)人的红视蛋白基因和绿视蛋白基因紧密连锁,且会发生如图所示的交换,该交换可能导致的变异是(　　)
A.基因突变　　　　　　 B.基因重组
C.染色体结构变异 D.染色体数量变异
解析:染色体3上出现了两个绿视蛋白基因,染色体4上绿视蛋白基因缺失,属于染色体结构变异,C正确。
C
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5.(2026·安徽淮南模拟)辣椒果实成熟后呈红色(BB)、橙色(Bb)或紫红色(bb)。某辣椒植株自花传粉时受到辐射产生了两种突变体后代——植株甲和乙,若变异植株均能存活,下列分析正确的是(　　)
A.①过程应是辐射使花粉发生了B→b的基因突变
B.②过程发生的变异与果蝇缺刻翅发生的变异类型相同
C.可通过显微镜观察区分突变体甲、乙
D.突变体乙自交,后代植株中全部结紫红色辣椒
C
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解析:①过程是辐射使花粉或卵细胞发生了B→b的基因突变,A错误;果蝇缺刻翅发生的变异类型为染色体结构变异(缺失),②过程发生的变异是基因突变和染色体结构变异(缺失),与果蝇缺刻翅发生的变异类型不完全相同,B错误;突变体甲发生了基因突变,突变体乙发生了基因突变和染色体结构变异(缺失),染色体变异在显微镜下可观察到,故可通过显微镜观察区分突变体甲、乙,C正确;突变体乙自交,后代
植株的基因型为bb、bO、OO(O表示没有B或b基因),
因此后代植株中不一定能全部结紫红色辣椒,D错误。
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6.(2026·河北廊坊模拟)人类目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株,如图表示三倍体香蕉的培育过程。下列相关叙述正确的是(　　)
A.无子香蕉的培育过程主要运用了基因重组的原理
B.图中染色体数目加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成
C.二倍体与四倍体杂交能产生三倍体,它们之间不存在生殖隔离
D.若图中有子香蕉的基因型为AAaa,则无子香蕉的基因型均为Aaa
B
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解析:该“无子香蕉”培育的方法为多倍体育种,其原理是染色体变异,A错误;用低温或秋水仙素诱导细胞中染色体数目加倍的原理均是抑制细胞分裂时纺锤体的形成,因此图中染色体加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成,B正确;二倍体与四倍体杂交虽然能产生三倍体,但三倍体不可育,所以它们之间存在生殖隔离,C错误;若有子香蕉的基因型是AAaa,则其产生的配子基因型为AA、Aa、aa,野生香蕉可能产生的配子为A、a,则无子香蕉的基因型为AAA、AAa、Aaa、aaa,D错误。
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7.(2026·湖北宜昌模拟)生物体染色体上的等位基因部位可以进行配对联会,非等位基因部位不能配对。某二倍体生物细胞中分别出现图①~④系列状况,a、a'基因仅有图③所示片段的差异,下列对该图的解释正确的是(　　)
A.①为易位,②为倒位
B.③是染色体结构变异中的缺失
C.④是染色体结构变异中的重复
D.②为基因突变,④为染色体结构变异
A
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解析:据图分析,①发生了染色体片段的改变,且改变后的片段不属于同源染色体的部分,因此属于染色体结构变异中的易位,②染色体右侧发生了染色体上碱基序列的倒位,属于染色体结构变异,A正确;③是基因突变,B错误;④可能是染色体结构变异中的缺失或者重复,C错误;②为染色体结构变异中的倒位,④为染色体结构变异中的缺失或者重复,D错误。
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8.(2026·广东湛江模拟)某二倍体生物在细胞分裂过程中出现了图甲、乙、丙、丁4种类型的变异,图甲中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是(　　)
A.图示中的生物变异都是染色体结构的变异
B.如果图乙为精原细胞,则不能产生正常的配子
C.图丁和图丙相比较,图丙所示的变异类型不能产生新的基因,图丁所示的变异类型可以产生新的基因
D.图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生
D
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解析:题图甲、乙、丙、丁中的变异类型分别是重复、染色体数目变异、基因重组和易位,A错误;三体能进行减数分裂,可产生正常的配子,B错误;只有基因突变能产生新基因,图丙、丁所示的变异类型均不能产生新的基因,C错误;题图中四种可遗传变异在减数分裂中均可能发生,D正确。
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9.(2026·安徽淮南模拟)正常的水稻体细胞染色体数为2n=24,现有一种三体水稻,细胞中7号染色体有3条。该水稻细胞及其产生的配子类型如图所示(6、7为染色体标号;A为抗病基因,a为易感病基因;①~④为四种配子类型)。已知染色体数异常的配子(①③)中雄配子不能参与受精作用,雌配子能参与受精作用。以下说法正确的是(　　)
A.形成配子①的次级精母细胞中染色体数一直为13
B.正常情况下,配子②④可由同一个初级精母细胞分裂而来
C.以该三体抗病水稻作父本,与易感病水稻(aa)杂交,子代中抗病∶易感病=5∶1
D.以该三体抗病水稻作母本,与易感病水稻(aa)杂交,子代抗病个体中三体植株占3/5
D
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解析:在减数分裂过程中,形成配子①的次级精母细胞中染色体数为13或26(减数分裂Ⅱ后期),A错误。正常情况下,该个体产生的配子种类有A、Aa、AA、a共四种,配子④含有的基因应为A,同时产生的另外一种配子的基因型应是Aa;与配子②同时产生的配子的基因型为AA,故配子②④不能由同一个初级精母细胞分裂而来,B错误。该三体抗病水稻作父本,与易感病水稻(aa)杂交,由于染色体数异常的配子(①③)中雄配子不能参与受精作用,则三体抗病水稻产生的雄配子类型及比例为A∶a=2∶1,子代中抗病∶易感病=2∶1,C错误。以该三体抗病水稻作母本,与易感病水稻(aa)杂交,由于染色体数异常的雌配子能参与受精作用,而该三体产生的雌配子类型及比例为A∶Aa∶AA∶a=2∶2∶1∶1,故子代抗病个体中三体植株占3/5,D正确。
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10.(2026·河南郑州模拟)在细胞分裂过程中,端粒缺失的染色体极不稳定,其姐妹染色单体可能会连在一起,着丝粒分裂后向两极移动时,端粒缺失处的姐妹染色单体可能会形成“染色体桥”或“染色体环”,具体过程如图。若某细胞进行分裂时,出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体会移到细胞两极。下列说法错误的是(　　)
A.染色体桥可形成于有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期
B.细胞内出现染色体环的前提是姐妹染色单体的两端均出现端粒缺失
C.染色体环形成过程中,发生了染色体数目变异使染色体数目增加
D.若非同源染色体之间形成的染色体桥发生断裂,可导致染色体结构变异
C
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解析:染色体桥形成于着丝粒分裂后向两极移动时,故可以发生在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期,A正确;端粒缺失的两端会连接在一起形成染色体环,B正确;染色体环形成过程中,着丝粒分裂,染色体数目增加,未发生染色体数目变异,C错误;非同源染色体之间形成的染色体桥发生断裂可能会导致一条染色体发生缺失,而另一条染色体上增加了非同源染色体的片段,属于染色体结构变异,D正确。
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11.(2026·四川绵阳模拟)某二倍体植物的花色受独立遗传且完全显性的三对基因(用D/d、I/i、R/r表示)控制。研究发现,体细胞中r基因数多于R时,R基因的表达减弱,形成粉红花突变体。基因控制花色素合成的途径、粉红花突变体体细胞中基因与染色体的组成(其他基因数量与染色体均正常,均可以产生可育配子)如图所示。
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(1)某正常红花植株自交后代出现了两种表型,子代中表型的比例为
　 　　　　　。
解析:正常情况下,图甲中红花植株的基因型有iiDDRR、iiDdRR、iiDDRr和iiDdRr共4种。某正常红花植株自交后代出现了两种表型,如果其基因型是iiDdRR或iiDDRr,则子代中表型的比例为3∶1;如果其基因型是iiDdRd,则子代中表型的比例为9∶7。
3∶1或9∶7
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
(2)突变体①②③的花色相同,说明花色素的合成量与体细胞内
　 　　　　　有关。对 R 与 r 基因的 mRNA 进行研究,发现其末端序列存在差异,如图丙所示。二者编码的氨基酸在数量上相差
　　　个(起始密码子位置相同,UAA、UAG与UGA为终止密码子)。
基因R与r的数量
4
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
解析:根据题意和图乙分析,由于突变体①②③中都含有3个R或r基因,且表现的花色相同,说明花色素的合成量与体细胞内基因R与r的数量有关。对R与r基因的mRNA进行研究,发现其末端序列存在差异,图丙中的第6个碱基在R的mRNA上为C,而在r的mRNA上为G;又知UAG为终止密码子,说明在r的mRNA中提前出现终止密码子,导致二者编码的氨基酸在数量上相差4个。
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
(3)基因型为iiDdRr的花芽中,出现基因型为 iiDdr 的一部分细胞,该变异是细胞分裂过程中出现 　 (答出2点即可) 的结果。基因型为 iiDdr 的突变体自交所形成的部分受精卵不能发育,其根本原因是 　 。
染色体数目变异或染色体结构缺失
缺少发育成完整个体所需的部分基因
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
解析:基因型为iiDdr的细胞中缺少R,该变异可能是细胞分裂过程中出现染色体数目变异或染色体结构缺失的结果。基因型为iiDdr的突变体自交过程中产生的部分配子不含R或r,随机结合形成的受精卵中可能缺乏R或r基因,故部分受精卵不能发育的根本原因是缺少发育成完整个体所需的部分基因。
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
(4)现有基因组成为 iiDDRR 正常植株若干,分别与突变①②③杂交(假设实验过程中不存在突变与染色体互换,各型配子活力相同),请预测其子代表型及比例。与突变①杂交子代的表型与比例为　　　　　　。与突变②杂交子代的表型与比例为　　　　　　。与突变③杂交子代的表型与比例为红∶粉=1∶1。
3∶1
5∶1
2
3
5
6
7
8
9
11
1
4
10
解析:突变体①减数分裂产生的配子及比例为R∶r∶Rr∶rr=
1∶1∶1∶1,突变体②减数分裂产生的配子及比例为R∶Rr∶rr∶r=
1∶2∶1∶2;突变体③减数分裂产生的配子及比例为R∶rr=1∶1。当 iiDDRR 与突变体杂交,体细胞中 r 基因数多于 R 时, R 基因的表达减弱,形成粉红花突变体,所以与突变体①杂交子代的基因型及比例为RR∶Rr∶RRr∶Rrr=1∶1∶1∶1,表型及比例为红∶粉=3∶1;与突变体②杂交子代的基因型及比例为RR∶RRr∶Rrr∶Rr=1∶2∶1∶2,子代表型及比例为红∶粉=5∶1。第29讲染色体变异与育种
考点一　染色体数目的变异
1.染色体变异
(1)概念:生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
(2)类型:染色体数目的变异和染色体结构的变异。
2.染色体数目变异的类型
3.染色体组的辨别(根据果蝇染色体组成图归纳)
雄果蝇的染色体组成 或 雄果蝇的两个染色体组
(1)从染色体来源看,一个染色体组中不含同源染色体。
(2)从形态、大小和功能看,一个染色体组中所含的染色体各不相同。
(3)从所含的基因看,一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因,但不重复。
4.单倍体、二倍体和多倍体
项目 单倍体 二倍体 多倍体
概念 体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体 体细胞中含有两个染色体组的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
发育起点 配子 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、果实和种子都比较大; ③营养物质的含量都有所增加
体细胞染 色体组数 ≥1 2 ≥3
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 秋水仙素处理单倍体幼苗 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
举例 蜜蜂的雄蜂 几乎全部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
5.低温诱导植物细胞染色体数目的变化
(1)实验原理:用低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,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。于是,植物细胞的染色体数目加倍。
(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。
探究　某三体雄性果蝇的性染色体组成为XXY,若三条性染色体任意两条联会概率相等,则XXY个体产生的配子及比例为　　　　　　　　　　　　　　。
提示:X∶Y∶XY∶XX=2∶1∶2∶1
考向1　染色体组与单倍体、二倍体和多倍体的辨析
1.(2026·广东广州模拟)下列是对a~h所示的生物体细胞中各含有几个染色体组的叙述,正确的是(　　)
A.细胞中含有一个染色体组的是图d、g,对应个体一定是由雄配子发育而来的单倍体
B.细胞中含有两个染色体组的是图f、h,对应个体是二倍体
C.细胞中含有三个染色体组的是图a、b,对应个体不一定是三倍体
D.细胞中含有四个染色体组的是图c、f,对应个体是四倍体
答案:C
解析:细胞中含有一个染色体组的是图d、g,对应个体也可能是由雌配子发育而来的,A错误;细胞中含有两个染色体组的是图c、h,对应个体可能是二倍体,B错误;细胞中含有三个染色体组的是图a、b,对应个体如果是由受精卵发育形成的,则为三倍体,如果是由配子直接发育形成的,则为单倍体,C正确;细胞中含有四个染色体组的是图e、f,对应个体不一定是四倍体,D错误。
考向2　染色体数目变异的分析
2.(2025·黑吉辽蒙卷,15)某二倍体(2n)植物的三体(2n+1)变异株可正常生长。该变异株减数分裂得到的配子为“n”型和“n+1”型两种,其中“n+1”型的花粉只有约50%的受精率,而卵子不受影响。该变异株自交,假设四体(2n+2)细胞无法存活,预期子一代中三体变异株的比例约为(　　)
A.3/5　　　　　　　　　 B.3/4
C.2/3 D.1/2
答案:A
解析:该三体植株的染色体组成为2n+1,产生的雌配子类型及比例为“n”型∶“n+1”型=1∶1(卵子不受影响);“n+1”型花粉受精率仅50%,故有效雄配子的类型及比例为“n”型∶“n+1”型=2∶1。自交时,雌雄配子随机结合,由于四体(2n+2)细胞无法存活,因此存活子代类型有2n和(2n+1)两种,二倍体(2n)占比为2/5,三体(2n+1)占比为3/5,故存活子代中三体所占的比例为3/5,A正确。
考向3　低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验分析
3.(2026·河北承德模拟)用大蒜根尖进行“低温诱导植物细胞染色体数目变化”的实验,下列说法正确的是(　　)
A.实验过程中使用酒精一次,用酒精和盐酸混合配制解离液
B.染色时可用甲紫溶液或者卡诺氏液
C.大蒜水培生根前后进行两次低温处理,这两次低温处理的目的不一样
D.除低温外,秋水仙素也能抑制中期纺锤体的形成,诱导染色体数目加倍
答案:C
解析:“低温诱导植物细胞染色体数目变化”的实验中,卡诺氏液固定细胞的形态后用体积分数为95%的酒精冲洗2次,然后使用解离液(质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精)解离细胞的过程中使用了酒精,故实验过程中使用酒精的次数不止一次,A错误;染色常用甲紫溶液(碱性染料),卡诺氏液用于固定细胞,B错误;大蒜水培生根前低温处理可打破休眠以促进生根,生根后的低温处理用于抑制纺锤体形成,以诱导染色体加倍,由此可知大蒜水培生根前后进行两次低温处理,这两次低温处理的目的不一样,C正确;秋水仙素和低温均通过抑制纺锤体形成,使染色体无法分离,导致数目加倍,纺锤体的形成时期为前期,D错误。
考点二　染色体结构变异
1.染色体结构变异的原因:受各种因素影响(如各种射线、代谢失调等),染色体的断裂以及断裂后片段不正常的重新连接。
2.类型及实例
类型 图像 联会异常 实例
缺失 果蝇缺刻翅、猫叫综合征
重复 果蝇棒状眼
易位 果蝇花斑眼、人类慢性粒细胞白血病
倒位 果蝇卷翅、人类9号染色体长臂倒位可导致习惯性流产
3.染色体结构变异的结果:染色体结构的改变,会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变,导致性状的变异。
4.染色体结构变异对生物性状的影响:大多数染色体结构变异对生物体是不利的,有的甚至会导致生物体死亡。
拾遗·挖掘
(必修2 P90正文)基因突变和染色体变异中的“缺失或增添”对生物性状的影响不一样,理由是DNA分子上某个基因内部碱基的缺失或增添,会改变基因的碱基序列,不改变基因的数量和位置,属于基因突变;DNA分子上若干基因的缺失或增添,属于染色体结构变异,会改变基因的数量,一般对生物性状影响较大。
染色体变异类型产生配子的分析方法
3种染色体 结构变异
产生的 配子 A∶O=1∶1 AA∶a=1∶1 A∶Aa∶a∶O=1∶1∶1∶1
注:“O”表示不含有该基因。
考向　染色体结构变异辨析
1.(2024·浙江6月卷,2)野生型果蝇的复眼为椭圆形,当果蝇X染色体上的16A片段发生重复时,形成棒状的复眼(棒眼),如图所示。棒眼果蝇X染色体的这种变化属于(　　)
A.基因突变　　　　　　 B.基因重组
C.染色体结构变异 D.染色体数目变异
答案:C
解析:染色体结构变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型,果蝇X染色体上的16A片段发生重复时,复眼会由正常的椭圆形变成棒眼,该变异属于染色体结构变异中的重复,C正确。
2.下列针对图中所示变异的说法,正确的是(　　)
A.图1所示细胞中的遗传物质出现了重复和缺失
B.图2所示细胞发生了染色体结构变异中的缺失或重复
C.图3所示细胞一定发生了基因突变
D.图4所示细胞在形成过程中发生了基因突变和染色体变异
答案:B
解析:图1所示细胞中的遗传物质没有出现重复和缺失,仅仅是发生了易位,A错误;图2中,上面一条染色体比下面一条染色体多了一段,可能是上面一条染色体重复或下面一条染色体缺失,属于染色体结构变异,B正确;图3细胞表示减数分裂Ⅱ后期,着丝粒分裂后形成的两条染色体含有等位基因,说明发生了基因突变或互换,C错误;图4中,常染色体上的基因A移到X染色体上,属于染色体结构变异中的易位,D错误。
考点三　变异在育种上的应用
1.杂交育种(以培育显性纯合子植物品种为例)
2.诱变育种
3.单倍体育种与多倍体育种
考向　变异在育种方面的应用
1.为获得作物新品种,可采用不同的育种技术。下列叙述错误的是(　　)
A.三倍体西瓜育种时,利用了人工诱导染色体加倍获得多倍体
B.作物单倍体育种时,利用了由植物茎尖组织培养获得单倍体
C.航天育种时,利用了太空多种因素导致基因突变产生突变体
D.水稻杂交育种时,利用了水稻有性繁殖过程中产生重组个体
答案:B
解析:三倍体西瓜的培育需先通过秋水仙素处理二倍体幼苗获得四倍体,再与二倍体杂交得到三倍体,四倍体的形成属于人工诱导染色体加倍,A正确;单倍体育种需通过花药(生殖细胞)离体培养获得单倍体植株,而茎尖组织培养属于无性繁殖,所得植株染色体数目与原植株相同,并非单倍体,B错误;航天育种利用太空中的辐射、微重力等因素诱导基因突变,属于诱变育种,C正确;水稻杂交育种的原理是基因重组,通过不同优良亲本杂交,使不同亲本的优良性状组合在一起,即利用了水稻有性繁殖过程中的重组个体,D正确。
2.(2025·重庆卷,15)水稻雄性不育、可育由等位基因T、t控制,不育性状受温度的影响(见表);米质优、劣由等位基因Y、y控制。不育株S1米质劣但抗病,不育株S2米质优但易感病。为了选育综合性状好的不育系,用S1和S2杂交获得F1,F1均为不育且米质优。选F1两单株杂交获得的F2中出现稳定可育株,PCR检测部分世代中相关基因,电泳结果如图所示。下列说法正确的是(　　)
植株种类 温度 花粉不育率/%
不育株S1 高温 100%
低温 0
不育株S2 高温 100%
低温 0
稳定可育株 高温 0
低温 0
A.S1是基因型为TTYY的纯合子
B.选择F1任意两单株进行杂交均会出现如图F2的育性分离
C.F2在高温条件下表现不育且米质优的纯合植株占比1/16
D.在S1和S2杂交得到F1时,亲本植株需在同一温度条件下种植
答案:C
解析:S1与S2杂交,F1均为米质优,则米质优为显性性状,S1米质劣,基因型为yy,S2米质优,基因型为YY。选F1(不育)两单株杂交,F2出现稳定可育株,故不育(T)对可育(t)为显性,S1(不育)×S2(不育)→F1(不育),结合电泳图可知,S1基因型为TTyy,S2基因型为TtYY,A错误。S1(TTyy)×S2(TtYY)→F1基因型为TTYy、TtYy,选择F1任意两单株进行杂交不一定会出现题图中F2的育性分离,如基因型为TTYy的两单株杂交,后代都是不育株,B错误。由题图可知,F2出现育性分离,故所选的F1两单株基因型均为TtYy;高温条件下雄性不育株(T_)的花粉100%不育,故F2在高温条件下表现不育且米质优的纯合植株(TTYY)占1/4×1/4=1/16,C正确。S1和S2在高温下均不育(花粉不育率100%),二者杂交得F1时,父本需在低温下种植,母本在低温和高温条件下均可,D错误。
1.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
答案:C
解析: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。
2.(2026·湖北荆州模拟)下列关于单倍体、二倍体和多倍体的叙述,不正确的是(　　)
A.二倍体生物一定是由受精卵直接发育而来的
B.单倍体生物体细胞中不一定只含有一个染色体组
C.采用花药离体培养的方法得到的个体是单倍体
D.三倍体无子西瓜体细胞含有三个染色体组
答案:A
解析:由受精卵发育而来,含有两个染色体组的个体为二倍体,但是二倍体不一定都是由受精卵发育而来的,如单倍体育种中人工诱导染色体加倍后得到的二倍体,A错误;单倍体生物体细胞中,染色体组数与本物种配子染色体组数相同,但不一定只含有一个染色体组,也可能含有多个染色体组,B正确;采用花药离体培养的方法得到的个体与本物种配子中的染色体数目相同,都是单倍体,C正确;二倍体西瓜幼苗用秋水仙素处理后,可以得到四倍体植株,接受普通二倍体西瓜的正常花粉,形成的受精卵含有三个染色体组,由受精卵发育成的三倍体无子西瓜体细胞中含有三个染色体组,D正确。
3.(2026·广西阶段练习)红花玉兰(2n=24)是一个深受人们喜爱的品种。为了研究其有关特征,科研工作者常常对其进行染色体数目诱变,例如产生2n-1、2n+1、3n、4n等结果(这些个体都能进行减数分裂)。下列相关叙述正确的是(　　)
A.2n-1与2n+1的个体经减数分裂,都能产生染色体数目为12的配子
B.2n个体经秋水仙素处理,得到的4n个体一定是一个纯合子
C.3n个体经减数分裂后,产生配子的染色体数目分别是12和24
D.4n个体的花药,经离体培养产生单倍体,其不可以开花结果
答案:A
解析:2n-1(单体,23条)减数分裂产生染色体数为12和11的配子;2n+1(三体,25条)产生染色体数为12和13的配子,A正确;秋水仙素处理二倍体(2n)得到的四倍体(4n)是否为纯合子取决于原二倍体的基因型,若原二倍体为杂合子(如Aa),则四倍体(AAaa)仍为杂合子,B错误;三倍体(3n=36)减数分裂时,因同源染色体联会紊乱,产生配子时染色体数目可能为12、24或其他随机组合,C错误;四倍体(4n)的花药离体培养产生的单倍体含有2个染色体组(2n=24),其染色体数目与正常二倍体相同,能够开花结果,D错误。
4.(2026·河北承德模拟)人的红视蛋白基因和绿视蛋白基因紧密连锁,且会发生如图所示的交换,该交换可能导致的变异是(　　)
A.基因突变　　　　　　 B.基因重组
C.染色体结构变异 D.染色体数量变异
答案:C
解析:染色体3上出现了两个绿视蛋白基因,染色体4上绿视蛋白基因缺失,属于染色体结构变异,C正确。
5.(2026·安徽淮南模拟)
辣椒果实成熟后呈红色(BB)、橙色(Bb)或紫红色(bb)。某辣椒植株自花传粉时受到辐射产生了两种突变体后代——植株甲和乙,若变异植株均能存活,下列分析正确的是(　　)
A.①过程应是辐射使花粉发生了B→b的基因突变
B.②过程发生的变异与果蝇缺刻翅发生的变异类型相同
C.可通过显微镜观察区分突变体甲、乙
D.突变体乙自交,后代植株中全部结紫红色辣椒
答案:C
解析:①过程是辐射使花粉或卵细胞发生了B→b的基因突变,A错误;果蝇缺刻翅发生的变异类型为染色体结构变异(缺失),②过程发生的变异是基因突变和染色体结构变异(缺失),与果蝇缺刻翅发生的变异类型不完全相同,B错误;突变体甲发生了基因突变,突变体乙发生了基因突变和染色体结构变异(缺失),染色体变异在显微镜下可观察到,故可通过显微镜观察区分突变体甲、乙,C正确;突变体乙自交,后代植株的基因型为bb、bO、OO(O表示没有B或b基因),因此后代植株中不一定能全部结紫红色辣椒,D错误。
6.(2026·河北廊坊模拟)人类目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株,如图表示三倍体香蕉的培育过程。下列相关叙述正确的是(　　)
A.无子香蕉的培育过程主要运用了基因重组的原理
B.图中染色体数目加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成
C.二倍体与四倍体杂交能产生三倍体,它们之间不存在生殖隔离
D.若图中有子香蕉的基因型为AAaa,则无子香蕉的基因型均为Aaa
答案:B
解析:该“无子香蕉”培育的方法为多倍体育种,其原理是染色体变异,A错误;用低温或秋水仙素诱导细胞中染色体数目加倍的原理均是抑制细胞分裂时纺锤体的形成,因此图中染色体加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成,B正确;二倍体与四倍体杂交虽然能产生三倍体,但三倍体不可育,所以它们之间存在生殖隔离,C错误;若有子香蕉的基因型是AAaa,则其产生的配子基因型为AA、Aa、aa,野生香蕉可能产生的配子为A、a,则无子香蕉的基因型为AAA、AAa、Aaa、aaa,D错误。
7.(2026·湖北宜昌模拟)生物体染色体上的等位基因部位可以进行配对联会,非等位基因部位不能配对。某二倍体生物细胞中分别出现图①~④系列状况,a、a'基因仅有图③所示片段的差异,下列对该图的解释正确的是(　　)
A.①为易位,②为倒位
B.③是染色体结构变异中的缺失
C.④是染色体结构变异中的重复
D.②为基因突变,④为染色体结构变异
答案:A
解析:据图分析,①发生了染色体片段的改变,且改变后的片段不属于同源染色体的部分,因此属于染色体结构变异中的易位,②染色体右侧发生了染色体上碱基序列的倒位,属于染色体结构变异,A正确;③是基因突变,B错误;④可能是染色体结构变异中的缺失或者重复,C错误;②为染色体结构变异中的倒位,④为染色体结构变异中的缺失或者重复,D错误。
8.(2026·广东湛江模拟)某二倍体生物在细胞分裂过程中出现了图甲、乙、丙、丁4种类型的变异,图甲中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是(　　)
A.图示中的生物变异都是染色体结构的变异
B.如果图乙为精原细胞,则不能产生正常的配子
C.图丁和图丙相比较,图丙所示的变异类型不能产生新的基因,图丁所示的变异类型可以产生新的基因
D.图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生
答案:D
解析:题图甲、乙、丙、丁中的变异类型分别是重复、染色体数目变异、基因重组和易位,A错误;三体能进行减数分裂,可产生正常的配子,B错误;只有基因突变能产生新基因,图丙、丁所示的变异类型均不能产生新的基因,C错误;题图中四种可遗传变异在减数分裂中均可能发生,D正确。
9.(2026·安徽淮南模拟)正常的水稻体细胞染色体数为2n=24,现有一种三体水稻,细胞中7号染色体有3条。该水稻细胞及其产生的配子类型如图所示(6、7为染色体标号;A为抗病基因,a为易感病基因;①~④为四种配子类型)。已知染色体数异常的配子(①③)中雄配子不能参与受精作用,雌配子能参与受精作用。以下说法正确的是(　　)
A.形成配子①的次级精母细胞中染色体数一直为13
B.正常情况下,配子②④可由同一个初级精母细胞分裂而来
C.以该三体抗病水稻作父本,与易感病水稻(aa)杂交,子代中抗病∶易感病=5∶1
D.以该三体抗病水稻作母本,与易感病水稻(aa)杂交,子代抗病个体中三体植株占3/5
答案:D
解析:在减数分裂过程中,形成配子①的次级精母细胞中染色体数为13或26(减数分裂Ⅱ后期),A错误。正常情况下,该个体产生的配子种类有A、Aa、AA、a共四种,配子④含有的基因应为A,同时产生的另外一种配子的基因型应是Aa;与配子②同时产生的配子的基因型为AA,故配子②④不能由同一个初级精母细胞分裂而来,B错误。该三体抗病水稻作父本,与易感病水稻(aa)杂交,由于染色体数异常的配子(①③)中雄配子不能参与受精作用,则三体抗病水稻产生的雄配子类型及比例为A∶a=2∶1,子代中抗病∶易感病=2∶1,C错误。以该三体抗病水稻作母本,与易感病水稻(aa)杂交,由于染色体数异常的雌配子能参与受精作用,而该三体产生的雌配子类型及比例为A∶Aa∶AA∶a=2∶2∶1∶1,故子代抗病个体中三体植株占3/5,D正确。
10.(2026·河南郑州模拟)在细胞分裂过程中,端粒缺失的染色体极不稳定,其姐妹染色单体可能会连在一起,着丝粒分裂后向两极移动时,端粒缺失处的姐妹染色单体可能会形成“染色体桥”或“染色体环”,具体过程如图。若某细胞进行分裂时,出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂,形成的两条子染色体会移到细胞两极。下列说法错误的是(　　)
A.染色体桥可形成于有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期
B.细胞内出现染色体环的前提是姐妹染色单体的两端均出现端粒缺失
C.染色体环形成过程中,发生了染色体数目变异使染色体数目增加
D.若非同源染色体之间形成的染色体桥发生断裂,可导致染色体结构变异
答案:C
解析:染色体桥形成于着丝粒分裂后向两极移动时,故可以发生在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期,A正确;端粒缺失的两端会连接在一起形成染色体环,B正确;染色体环形成过程中,着丝粒分裂,染色体数目增加,未发生染色体数目变异,C错误;非同源染色体之间形成的染色体桥发生断裂可能会导致一条染色体发生缺失,而另一条染色体上增加了非同源染色体的片段,属于染色体结构变异,D正确。
11.(2026·四川绵阳模拟)某二倍体植物的花色受独立遗传且完全显性的三对基因(用D/d、I/i、R/r表示)控制。研究发现,体细胞中r基因数多于R时,R基因的表达减弱,形成粉红花突变体。基因控制花色素合成的途径、粉红花突变体体细胞中基因与染色体的组成(其他基因数量与染色体均正常,均可以产生可育配子)如图所示。
(1)某正常红花植株自交后代出现了两种表型,子代中表型的比例为　　　　　　。
(2)突变体①②③的花色相同,说明花色素的合成量与体细胞内　　　　　　有关。对 R 与 r 基因的 mRNA 进行研究,发现其末端序列存在差异,如图丙所示。二者编码的氨基酸在数量上相差　　　个(起始密码子位置相同,UAA、UAG与UGA为终止密码子)。
(3)基因型为iiDdRr的花芽中,出现基因型为 iiDdr 的一部分细胞,该变异是细胞分裂过程中出现 　 (答出2点即可)
的结果。基因型为 iiDdr 的突变体自交所形成的部分受精卵不能发育,其根本原因是 　 。
(4)现有基因组成为 iiDDRR 正常植株若干,分别与突变①②③杂交(假设实验过程中不存在突变与染色体互换,各型配子活力相同),请预测其子代表型及比例。与突变①杂交子代的表型与比例为　　　　　　。与突变②杂交子代的表型与比例为　　　　　　。与突变③杂交子代的表型与比例为红∶粉=1∶1。
答案:(1)3∶1或9∶7
(2)基因R与r的数量　4
(3)染色体数目变异或染色体结构缺失　缺少发育成完整个体所需的部分基因
(4)3∶1　5∶1
解析:(1)正常情况下,图甲中红花植株的基因型有iiDDRR、iiDdRR、iiDDRr和iiDdRr共4种。某正常红花植株自交后代出现了两种表型,如果其基因型是iiDdRR或iiDDRr,则子代中表型的比例为3∶1;如果其基因型是iiDdRd,则子代中表型的比例为9∶7。
(2)根据题意和图乙分析,由于突变体①②③中都含有3个R或r基因,且表现的花色相同,说明花色素的合成量与体细胞内基因R与r的数量有关。对R与r基因的mRNA进行研究,发现其末端序列存在差异,图丙中的第6个碱基在R的mRNA上为C,而在r的mRNA上为G;又知UAG为终止密码子,说明在r的mRNA中提前出现终止密码子,导致二者编码的氨基酸在数量上相差4个。
(3)基因型为iiDdr的细胞中缺少R,该变异可能是细胞分裂过程中出现染色体数目变异或染色体结构缺失的结果。基因型为iiDdr的突变体自交过程中产生的部分配子不含R或r,随机结合形成的受精卵中可能缺乏R或r基因,故部分受精卵不能发育的根本原因是缺少发育成完整个体所需的部分基因。
(4)突变体①减数分裂产生的配子及比例为R∶r∶Rr∶rr=1∶1∶1∶1,突变体②减数分裂产生的配子及比例为R∶Rr∶rr∶r=1∶2∶1∶2;突变体③减数分裂产生的配子及比例为R∶rr=1∶1。当 iiDDRR 与突变体杂交,体细胞中 r 基因数多于 R 时, R 基因的表达减弱,形成粉红花突变体,所以与突变体①杂交子代的基因型及比例为RR∶Rr∶RRr∶Rrr=1∶1∶1∶1,表型及比例为红∶粉=3∶1;与突变体②杂交子代的基因型及比例为RR∶RRr∶Rrr∶Rr=1∶2∶1∶2,子代表型及比例为红∶粉=5∶1。

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