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第21讲　生物的变异
第2课时　染色体变异
考点一　染色体变异(迁移·提能类)
1.染色体变异是指体细胞或生殖细胞内　　　　　　或　　　　的变化。
2.染色体结构变异
(1)原因:受各种因素影响(如各种射线、代谢失调等),染色体发生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 图解 显微镜观察 的联会异常 举例
缺失 果蝇缺刻翅的形成、猫叫综合征
重复 果蝇棒状眼的形成
　 果蝇花斑眼的形成、人类慢性粒细胞白血病
　 果蝇卷翅的形成
[拓展]易位分单向易位和相互易位。
①单向易位:一条染色体的某一段转移到另一条染色体上
②相互易位:两条染色体间相互交换片段(更常见)
(3)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)对生物性状的影响:　　　　　　染色体结构变异对生物体是　　　　　　,有的甚至会导致生物体死亡。
3.染色体数目变异
(1)类型
(2)染色体组
①概念:在大多数生物的体细胞中,染色体都是两两成对的,也就是说含有两套非同源染色体,其中　　　　　　　　　　称为一个染色体组。
②染色体组数的判断方法
Ⅰ.根据染色体形态判断
Ⅱ.根据基因型判断
(3)单倍体、二倍体和多倍体的比较
项目 单倍体 二倍体 多倍体
发育起点 配子 (通常是)受精卵 (通常是)受精卵
染色体组 1至多个 2个 　　　 　　
自然成因 单性生殖 正常的有性生殖 外界环境条件剧变
人工诱导 花药离 体培养 — 秋水仙素处理萌发的 种子或幼苗
特点 植株弱小, 　　　 正常可育 ___________________, 营养物质含量丰富, 生长发育延迟,结实率低
[提醒](1)单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组。二倍体的个体产生的单倍体只有一个染色体组,四倍体的个体产生的单倍体有两个染色体组,但肯定都含有本物种全套遗传信息。
(2)单倍体并不是绝对不育的。一般默认二倍体的配子发育成的单倍体,表现为高度不育(没有同源染色体,联会紊乱)。四倍体的配子如含有2个染色体组,则发育成的单倍体类似于受精卵发育而来的二倍体,是可育的。
(3)单倍体由配子直接发育而来,如蜜蜂的雄蜂由卵细胞直接发育而来(是含一个染色体组的单倍体,可通过假减数分裂产生与体细胞相同基因型的配子),植物的单倍体一般来自花药离体培养。二倍体和多倍体可以来自受精作用(有性生殖)、细胞融合、秋水仙素(或低温)诱导加倍(处理萌发的种子或幼苗)等过程。
(4)秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,并不影响着丝粒的分裂(着丝粒的分裂是自动的,不需要纺锤丝的牵引)。
深挖教材·拓思维
1.已知某植物的宽叶对窄叶为显性,在纯种宽叶植株与窄叶植株杂交的后代中偶然发现一株窄叶个体,原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2.香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子,原因是　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。[必修2 P88]
3.豌豆高茎对矮茎为显性,某生物兴趣小组将品系甲(高茎)与品系乙(矮茎)杂交,F1中出现了一株矮茎豌豆,原因经过初步探究,还需进一步判断是发生了基因突变还是染色体变异,可采取的具体判定措施是　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
1.染色体结构变异与基因突变的区别
①染色体结构变异是细胞水平的变化,变异程度大;基因突变是分子水平的变化。
②染色体结构变异改变基因的位置或数量;基因突变不改变基因的位置和数量。
2.染色体易位与染色体互换的不同点
3.单倍体、二倍体、多倍体的判断方法
4.几种常考染色体变异个体产生配子的分析方法
命题角度一　染色体结构的变异
1.关于染色体结构变异,下列说法正确的是　　　。
A.人类第五号染色体短臂上的部分片段丢失属于染色体结构变异中的缺失[2022·浙江6月选考]
B.染色体上某个基因的丢失属于基因突变
C.基因突变是基因碱基对的增添、缺失或改变,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
D.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
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.[2024·湖南长沙二模] 如图为某生物细胞中1、2两条染色体断裂并交换后发生的变化,染色体上的不同字母表示不同的基因,βD和Dβ是交换后形成的融合基因。下列分析错误的是 (　)
A.图示为染色体结构变异,该过程产生了新基因
B.该变异类型可以借助光学显微镜观察到
C.该过程中基因的种类、数目和排列顺序均发生了变化
D.该变异可以发生在有丝分裂或减数分裂的过程中
命题角度二　染色体数目变异
3.关于染色体数目变异,下列说法正确的是　　　。
A.一个物种的染色体组数与其等位基因数一定相同[2023·河北卷]
B.雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半[2022·北京卷]
C.通过普通小麦和黑麦杂交培育出了小黑麦与染色体变异无关
D.二倍体植物的配子只含有一个染色体组
E.每个染色体组中都含有常染色体和性染色体
F.三倍体植株不能由受精卵发育而来
G.若用四倍体的花粉进行花药离体培养,得到的植株是二倍体
H.六倍体普通小麦花药离体培养长成的植株是三倍体
I.相比二倍体马铃薯,四倍体马铃薯的茎秆粗壮,块茎更大
J.二倍体生物的单体可用2n-1来表示,三体可用2n+3来表示
4.[2025·河南开封三模] 某植物个体基因型为AaBb,两对等位基因的相对位置如图甲所示,图乙、丙、丁是发生变异后的不同个体的体细胞中的染色体组成模式图,下列相关叙述错误的是 (　)
A.图甲若产生一个AaB的精细胞,原因是减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体未分离
B.理论上图乙个体减数分裂产生的配子种类及比例为b∶B∶ab∶aB=1∶1∶1∶1
C.图丙是三体,含两个染色体组,只是染色体多了一条,其余染色体形态均为两两相同
D.图丁是三倍体,可由受精卵发育而来,每种形态的染色体为三条相同
5.[2025·天津一中期末] 同源四倍体植物细胞减数分裂时,其同源染色体有多种联会方式(见下图)。下列叙述错误的是 (　)
注:图中短箭头表示在细胞分裂后期相应着丝粒的移动方向
A.为培育同源四倍体,可用秋水仙素处理萌发的二倍体种子
B.1个四价体和2个二价体均可实现同源染色体的均等分配
C.1个三价体由3条同源染色体组成,且含有3个DNA 分子
D.分析图片可知,同源四倍体通常可育,但其育性有所降低
命题角度三　生物变异类型的判断
6.[2026·湖北襄阳四中月考] 下图为某二倍体生物的几种变异方式。下列有关叙述正确的是 (　)
A.图①③④所示变异类型均属于染色体结构变异
B.减数分裂过程中发生②所示变异一定会使产生的子细胞种类多样化
C.该生物的单倍体的体细胞中可以含有一个或两个染色体组
D.图⑤中B基因可能发生了碱基的缺失,X射线处理不会导致其他变异类型的发生
7.某雌雄同株植物的宽叶和窄叶为一对相对性状,宽叶对窄叶为显性,受一对等位基因B(b)控制。对基因型为Bb的杂合植株(部分染色体及基因位置如图甲)进行诱变处理,得到图乙、丙、丁所示的突变体,据图回答问题:
(1)图乙和图丁所对应的可遗传变异类型分别为　　　　　　和　　　　　　,图乙对应的可遗传变异类型可使排列在染色体上的基因的数目发生改变,图丁对应的可遗传变异类型一般　　　　(填“会”或“不会”)导致染色体上基因数量的改变。
(2)另一杂合植株(部分染色体及基因位置如图丙)表现为宽叶。若该植株产生的各种类型的配子活力相同,受精卵中同时缺少B和b基因时不能存活,则该植株产生的雌配子有　　　　种,该植株自交后代中窄叶植株理论上约占　　　　。
(3)纯合宽叶植株与纯合窄叶植株杂交,后代中出现一株窄叶植株,原因可能有　　　　。
A.亲代宽叶植株在产生配子过程中,B基因突变成b基因
B.亲代宽叶植株在产生配子过程中,载有B基因的染色体片段丢失
C.后代植株在个体发育的早期,有丝分裂时B基因突变成b基因
D.亲代宽叶植株的叶片细胞在进行有丝分裂时B基因突变成b基因
考点二　实验:低温诱导染色体数目的变化(实验·探究类)
1.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　　　　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发生变化。
2.方法步骤
(1)步骤
(2)实验中各试剂的用途
3.实验结论:低温能诱导植物细胞　　　　　。
4.注意事项
(1)在显微镜下观察到的细胞已经死亡,不能持续观察到细胞中染色体数目的动态变化。
(2)选材只能是分生区细胞,不能进行细胞分裂的细胞不会出现染色体数目的变化。
(3)观察时不是所有细胞中染色体数目均已加倍,只有少部分细胞实现“染色体数目加倍”,大部分细胞仍为二倍体分裂状况。
1.[2025·山东济南模拟] 关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验,下列说法正确的是 (　)
A.可以用秋水仙素或PEG溶液处理代替低温处理
B.需用卡诺氏液固定细胞形态以便观察染色体数目
C.选择处于分裂前期的细胞易观察染色体数变化
D.观察到细胞中染色体数为体细胞的2倍,说明已被成功诱导
2.[2025·江苏卷] 用秋水仙素处理大花葱(2n=16),将其根尖制成有丝分裂装片,图示2个细胞分裂相。下列相关叙述正确的是 (　)
A.解离时间越长,越有利于获得图甲所示的分裂相
B.取解离后的根尖,置于载玻片上,滴加清水并压片
C.图乙是有丝分裂后期的细胞分裂相
D.由于秋水仙素的诱导,图甲和图乙细胞的染色体数目都加倍
考点三　染色体变异在育种上的应用(识记·应用类)
1.单倍体育种
(1)原理:　　　　　　　　。
(2)过程
[总结](1)花药离体培养≠单倍体育种。花药离体培养获得单倍体幼苗,单倍体育种的目的并非是获得单倍体植株,而是获得能稳定遗传的正常植株。
(2)单倍体育种不一定是最简便最快捷的育种方法,例如为了获得aabb的个体,杂交育种是最佳育种方法。
(3)由于单倍体往往高度不育,育种过程中秋水仙素等处理的对象一般是单倍体幼苗,通过组织培养得到纯合子植株。
2.多倍体育种的一般步骤
(1)原理:　　　　　　　　。
(2)过程
正在萌发的种子或幼苗抑制纺锤体形成着丝粒分裂后的子染色体不分离细胞中染色体数目加倍多倍体植物
(3)实例:三倍体无子西瓜
[提醒]秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成,并不影响着丝粒的分裂(着丝粒的分裂是自动的),一般认为导致细胞分裂停滞在中期。秋水仙素处理细胞常见的两个目的:诱导细胞周期同步化、诱导染色体数目加倍。
3.育种方法的类型、原理及优缺点比较
育种方法 原理 常用方法 优点 缺点
杂交 育种 　　　 杂交、自交 集中优良性状,操作简便 育种时间长,局限于同一物种或亲缘关系较近的个体
诱变 育种 　　　 用物理因素和化学因素等诱导 提高变异频率,加速育种进程,大幅度改良性状 具有盲目性,有利变异少,需处理大量实验材料
单倍体 育种 　　　 花药离体培养后,用秋水仙素处理 明显缩短育种年限 技术较复杂
多倍体 育种 　　　 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 获得的植株器官大,营养成分含量高,产量增加 获得的植株发育迟缓,结实率较低
基因工 程育种 　　　 导入目的基因 定向改造生物的性状,育种时间短 技术复杂,可能存在安全性问题
[注意]①用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍,若操作对象是单倍体植株,属于单倍体育种;若操作对象为正常植株,则为多倍体育种。不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。
②单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理,使染色体数目加倍。单倍体育种在幼苗期处理,多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。
深挖教材·拓思维
三倍体西瓜一般不能产生种子,但有时也可以看到三倍体西瓜中有少量发育
不成熟的种子,原因是　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　。[必修2 P91“拓展应用”]
2.单倍体育种能缩短育种年限,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。[必修2 P89“与社会的联系”]
命题角度一　单倍体育种与多倍体育种
1.[2024·北京海淀区一模] 　60Co辐射可使部分花粉活力降低, 通过受精过程可诱导卵细胞发育成单倍体幼胚。科研人员利用此原理, 通过下图所示操作培养西葫芦优良品种。
下列相关叙述不正确的是 (　)
A.雌花套袋的目的是防止外来花粉的干扰
B.经②得到的部分幼苗体细胞染色体数目可能与④获得的品种相同
C.④处理可在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成
D.③应挑选幼苗中叶片大、茎秆粗壮的个体即为单倍体
2.[2025·辽宁鞍山三模] 野生芭蕉是一种二倍体植物,染色体数为22。三倍体香蕉是野生芭蕉加倍后获得的四倍体(4n)与野生芭蕉(2n)杂交获得的。如图为无子香蕉的培育过程,下列分析错误的是 (　)
A.过程①所用试剂的作用机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成
B.无子香蕉A、无子香蕉B无性繁殖的后代不都是无子香蕉
C.与二倍体芭蕉相比,四倍体香蕉已是一个新物种,二者不能产生子代
D.过程④收获单倍体香蕉的植株弱小,高度不育
命题角度二　育种方式的选择与比较
3.现有小麦种质资源包括:①高产、感病;②低产、抗病;③高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求,育种专家要培育3类品种:a.高产、抗病;b.高产、早熟;c.高产、抗旱。下列所述育种方法可行的是 (　)
A.利用①③品种间杂交筛选获得a
B.对品种③进行染色体加倍处理筛选获得b
C.a、b和c的培育均可采用诱变育种方法
D.用杂交育种的方法可以获得c
4.[2026·四川成都开学考] 在“十四五”规划中,“生物育种”被列为需要强化国家战略科技力量的八大前沿领域之一。生物育种是指利用遗传学、现代生物工程技术等方法原理培育生物新品种的过程。基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题:
(1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同,前者所涉及的数目比后者　　　　。
(2)在染色体数目变异中,既可发生以染色体组为单位的变异,也可发生以　　　　　　为单位的变异。
(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变),也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花授粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变,且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体,则最早在子　　　　代中能观察到该显性突变的性状;最早在子　　　代中能观察到该隐性突变的性状;最早在子　　　　代中能分离得到显性突变纯合体;最早在子　　　　代中能分离得到隐性突变纯合体。
(4)单倍体育种依据的变异原理是　　　　　　,通常采用　　　　　　处理花药离体培养得到的　　　　　　　。
(5)杂交育种相对简单,可以把　　　　　　　　　　　　　集中在一起,但育种时间相对较长。
(6)三倍体西瓜是否是一个新的物种 　　　　(填“是”或“不是”)。理由是
　　　　　　　　 　 　　　　　　 　　　　　　
　　　　　　 　　。
(7)科学家培育青霉素高产菌株以及黑农5号大豆都运用了诱变育种的方法。依据的变异原理是　　　　　　,与其他育种方法相比,诱变育种具有的明显优点是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　。(答出2点即可)
经典真题·明考向
1.[2024·北京卷] 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,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
2.[2024·安徽卷] 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
3.[2024·广东卷] 雄性不育对遗传育种有重要价值。为获得以茎的颜色或叶片形状为标记的雄性不育番茄材料,研究者用基因型为AaCcFf的番茄植株自交,所得子代的部分结果见下图。其中,控制紫茎(A)与绿茎(a)、缺刻叶(C)与马铃薯叶(c)的两对基因独立遗传,雄性可育(F)与雄性不育(f)为另一对相对性状,3对性状均为完全显隐性关系。下列分析正确的是 (　)
A.育种实践中缺刻叶可以作为雄性不育材料筛选的标记
B.子代的雄性可育株中,缺刻叶与马铃薯叶的比例约为1∶1
C.子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3∶1
D.出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是基因突变的结果
4.[2025·黑吉辽内蒙古卷] 科学家系统解析了豌豆7对性状的遗传基础,以下为部分实验,回答下列问题。
(1)将控制花腋生和顶生性状的基因定位于4号染色体上,用F/f表示。在大多数腋生纯系与顶生纯系的杂交中,F2腋生∶顶生约为3∶1,符合孟德尔的　　　　定律。
(2)然而,某顶生个体自交,子代个体中20%以上表现为腋生。此现象　　　 　(填“能”或“不能”)用基因突变来解释,原因是　　 　　　。
(3)定位于6号染色体上的基因D/d可能与(2)中的现象有关。为了验证这个假设,用两种纯种豌豆杂交得到F1,F1自交产生的F2表型和基因型的对应关系如下表,表格内“+”“-”分别表示有、无相应基因型的个体。
腋生表型 顶生表型
基因型 FF Ff ff 基因型 FF Ff ff
DD + + - DD - - +
Dd + + - Dd - - +
dd + + + dd - - -
结果证实了上述假设,则F2中腋生∶顶生的理论比例为　　　　,并可推出(2)中顶生亲本的基因型是　　　　。
(4)研究发现群体中控制黄色子叶的Y基因有两种突变形式y 1和y 2,基因结构示意图如下。Y突变为y 1导致其表达的蛋白功能丧失,Y突变为y 2导致
______________________________。y 1和y 2纯合突变体都表现为绿色子叶。
在一次y 1纯合体与y 2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F2出现黄色子叶个体,这种现象可因减数分裂过程中发生染色体互换引起。图中哪一个位点发生断裂并交换能解释上述现象 　　　　(填“①”“②”或“③”)。若此F1个体的20个花粉母细胞(精母细胞)在减数分裂中各发生一次此类交换,在减数分裂完成时会产生　　　　个具有正常功能Y基因的子细胞。
第21讲　生物的变异
第2课时　染色体变异
考点一
● 必备知识
1.染色体数目　结构
2.(2)易位　倒位　(3)基因数目或排列顺序　(4)大多数　不利的
3.(1)个别染色体　一套完整的非同源染色体为基数　(2)①每套非同源染色体
②3　3　1　2　3　1　(3)3个或3个以上　高度不育　茎秆粗壮,叶片、果实、种子较大
【深挖教材】
1.纯种宽叶个体在产生配子时发生了基因突变,也可能是纯种宽叶个体产生的配子中含宽叶基因的染色体片段缺失
2.三倍体的原始生殖细胞中有三套非同源染色体,减数分裂时出现联会紊乱,不能形成可育的配子
3.分别制作F1中高茎和矮茎豌豆的分生区细胞的临时装片,在显微镜下观察判断染色体的形态和数目
● 典型例题
1.AC　[解析]染色体上基因的丢失属于染色体结构变异,基因中碱基对的增添、缺失或替换属于基因突变,B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,D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,因此会对性状产生影响,E错误。大多数染色体结构变异对生物体是有害的,F错误。
2.C　[解析] 1、2两条染色体相应位置上的基因种类不同,因此1和2两条染色体不属于同源染色体,即图示交换发生在非同源染色体间,属于染色体结构变异,图示交换过程产生了两个新的融合基因,因此产生了新基因,A正确;由图可知,非同源染色体间的片段发生了交换,属于染色体结构变异(易位),染色体变异可在光学显微镜下观察到,B正确;据图可知,图中的变异只引起了基因种类和排序的变化,两条染色体上的基因总数未改变,C错误;图中的两条非同源染色体之间交换片段,此过程可发生在减数分裂或有丝分裂过程中,D正确。
3.DI　[解析] 若存在复等位基因,则该物种的染色体组数与其等位基因的数目不相等,A错误。雄蜂精子中染色体数目与体细胞的相同,B错误。通过普通小麦和黑麦杂交培育小黑麦属于多倍体育种,原理是染色体变异,C错误。不是所有生物都有性别之分,有性别之分的生物的性别也不一定由性染色体决定,因此不是所有生物都有性染色体和常染色体之分,E错误。由受精卵发育而来,体细胞中含有三个染色体组的个体属于三倍体,F错误。利用花药离体培养获得的植株,都称为单倍体,G错误。六倍体普通小麦花药离体培养长成的植株是含有三个染色体组的单倍体,H错误。单体是指控制相同性状的某对染色体缺失一条染色体的个体,即某一对同源染色体少了1条染色体,可用2n-1来表示,三体指某一对同源染色体多了1条染色体,可用2n+1来表示,J错误。
4.A　[解析] 图甲若产生了一个AaB的精细胞,则原因是减数分裂Ⅰ时期同源染色体(AA和aa)未分离,另外三个精细胞的基因型分别是AaB、b、b,A错误;图乙所示个体减数分裂产生的配子种类及比例为b∶B∶ab∶aB=1∶1∶1∶1,B正确;图丙是三体(含两个染色体组),只是其中某形态的染色体多了一条,其余染色体形态均为两两相同,C正确;图丁为三倍体,三倍体则是指由受精卵发育而来的体细胞中含三个染色体组的个体,其每种形态的染色体为三条相同,三倍体的形成通常涉及一个四倍体和一个二倍体通过受精方式结合,四倍体是由二倍体经过秋水仙素处理后得到的,其配子为AABB,而二倍体的配子为ab,当它们结合时,形成的受精卵含有三个染色体组,即AAaBBb,D正确。
5.C　[解析] 为培育同源四倍体,可用秋水仙素处理萌发的二倍体种子或幼苗,通过抑制纺锤体的形成,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,A正确;结合图示可以看出,1个四价体和2个二价体均可实现同源染色体的均等分配,B正确;联会时的染色体含有染色单体,因此图示1个三价体含有3条染色体、6条染色单体、6个DNA分子,C错误;由图可知,同源四倍体有3种联会方式,其中1个四价体、2个二价体两种联会方式可实现同源染色体的均等分配,能形成可育配子,而形成1个单价体和1个三价体时无法形成可育配子,从而导致同源四倍体育性低,D正确。
6.C　[解析] 图①中染色体数目个别增加,形成三体,属于染色体数目变异;图③中染色体片段缺失,属于染色体结构变异;图④中发生的是非同源染色体之间的易位,属于染色体结构变异,A错误。图②为四分体中非姐妹染色单体互换,属于基因重组,可使产生的配子种类多样化,但如果亲代基因型为AABB,即使发生图②所示变异,子细胞种类也不会多样化,B错误。该生物是二倍体,若其体细胞进行减数分裂产生的配子含一个染色体组,由配子发育成的单倍体体细胞含一个染色体组,处于有丝分裂后期的细胞含有2个染色体组;若该生物在减数分裂过程中发生染色体数目变异,产生的配子含两个染色体组,由这样的配子发育成的单倍体体细胞含两个染色体组,所以该生物的单倍体的体细胞中可以含有一个或两个染色体组,C正确。基因突变是DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因结构的改变。图⑤为基因突变,B基因可能发生了碱基的缺失,基因突变和染色体变异(片段丢失等)都有可能在X射线的处理下发生,D错误。
7.(1)染色体变异(或染色体结构变异或缺失)　基因突变　不会
(2)4　1/5
(3)ABC
[解析] (1)据图可知,与图甲细胞中染色体相比,图乙中B基因所在染色体明显更短,说明该条染色体发生了染色体片段缺失,即染色体结构变异;据图可知,与图甲细胞基因相比,图丁中B基因内部缺失若干碱基对,说明B基因发生了基因突变。基因突变产生新的等位基因,一般不会导致染色体上基因数量改变。(2)据图丙可知,B基因所在的染色体片段移接至另一条非同源染色体上,变异后的个体基因型可表示为ObOB(O表示同源染色体相同位点上没有等位基因)。则基因型为ObOB的个体减数分裂时,两对非同源染色体自由组合,则产生的配子种类及比例可表示为OO∶OB∶Ob∶Bb=1∶1∶1∶1。依题意,该植株产生的各种类型的配子活力相同,因此,则该植株产生的雌配子有4种。细胞中两对染色体上基因的遗传互不干扰,因此,单独考虑b基因所在的同源染色体的遗传,自交产生的子代基因型及比例为1OO∶2Ob∶1bb;单独考虑B基因所在的同源染色体的遗传,自交产生的子代基因型及比例为1OO∶2OB∶1BB。又知受精卵中同时缺少B和b基因时不能存活,则该植株自交后代中窄叶植株理论上约占(1/2×1/4+1/4×1/4)÷(1-1/4×1/4)=1/5。(3)依题意,纯合宽叶植株(BB)与纯合窄叶植株(bb)杂交,正常情况下产生的后代基因型为Bb,应该表现为宽叶。若亲代宽叶植株在产生配子过程中,B基因突变成b基因,则子代基因型为bb,则可表现为窄叶,A符合题意;若亲代宽叶植株在产生配子过程中,B基因所在的染色体片段缺失,则子代细胞中只含b基因,则子代可表现为窄叶,B符合题意;纯合宽叶植株(BB)与纯合窄叶植株(bb)杂交,产生的子代受精卵基因型为Bb,正常情况下该受精卵发育的个体应该表现为宽叶。若该受精卵发育成个体的早期,有丝分裂时B基因突变成b基因,则发育后期分化出现的叶可表现为窄叶,C符合题意;亲代宽叶植株的叶片细胞在进行有丝分裂时B基因突变成b基因,但亲代宽叶植株的原始生殖细胞的基因型未变,因此,纯合宽叶植株与纯合窄叶植株杂交产生的子代基因型为Bb,仍表现宽叶,D不符合题意。
考点二
● 必备知识
1.纺锤体　有丝
2.(1)卡诺氏液　体积分数为95%的酒精　漂洗　染色
3.染色体数目变化
● 典型例题
1.B　[解析] 秋水仙素能抑制纺锤体的形成,从而诱导染色体数目加倍,可替代低温处理,但PEG(聚乙二醇)溶液的作用是促进细胞融合,不能诱导染色体数目加倍,不能替代低温处理,A错误;卡诺氏液具有固定细胞形态的作用,在“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中,用卡诺氏液固定细胞形态,便于后续观察染色体数目,B正确;有丝分裂中期染色体形态稳定、数目清晰,是观察染色体形态和数目的最佳时期,而不是分裂前期,C错误;观察到细胞中染色体数为体细胞的2倍,不一定是成功诱导的结果,有可能是处于有丝分裂后期的正常细胞(此时染色体数目也为体细胞的2倍),D错误。
2.C　[解析] 解离时间过长,会使根尖过于酥软,导致细胞结构被破坏,不利于观察到图甲所示的清晰分裂相,A错误;解离后的根尖,应先进行漂洗,洗去解离液,经染色后置于载玻片上,滴加清水并压片,B错误;图乙中细胞的着丝粒分裂,姐妹染色单体分开成为两条子染色体,分别向细胞两极移动,符合有丝分裂后期的特征,C正确;图甲细胞不处于有丝分裂后期,且明显看出染色体数目多于16条,可能是秋水仙素诱导染色体数目加倍的结果,而图乙细胞处于正常的有丝分裂后期,着丝粒分裂导致其染色体数目加倍,D错误。
考点三
● 必备知识
1.(1)染色体(数目)变异
2.(1)染色体(数目)变异　(2)低温或秋水仙素
3.基因重组　基因突变　染色体变异　染色体变异　基因重组
【深挖教材】
1.三倍体植株一般不能进行正常的减数分裂形成正常的生殖细胞,因而不能产生种子,而果实能正常发育。但三倍体西瓜中有时会有少量发育不成熟的种子,其原因是在进行减数分裂时,有可能形成正常的生殖细胞,产生正常的受精卵,从而形成种子,但比例极低
2.采用花药(或花粉)离体培养获得的单倍体植株,经人工诱导使染色体数目加倍后,植株细胞内每对染色体上成对的基因一般是纯合的,自交后代不会发生性状分离
● 典型例题
1.D　[解析] 雌花套袋的目的是防止外来花粉落在雌蕊的柱头上完成受精而影响实验的结果,A正确;60Co辐射可使部分花粉活力降低,经②得到的部分幼苗由受精卵发育而来,体细胞染色体数目没有减半,与正常植株体细胞相同,④是用秋水仙素处理单倍体幼苗,使染色体数目加倍,获得的品种染色体数目与正常植株体细胞相同,B正确;④是用秋水仙素处理单倍体幼苗,可在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍,C正确;由于突变的花粉可能只是一部分,所以在离体培养的幼胚发育得到的植株中有些并不是卵细胞发育而来的单倍体植株,所以最后还需要对培育植株进行形态上的筛选,一般是根据单倍体植株长得弱小的特点进行选择,D错误。
2.C　[解析] 过程①是诱导二倍体野生芭蕉形成四倍体,常用秋水仙素处理,秋水仙素的作用机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而使染色体数目加倍,A正确;无子香蕉A是三倍体,由于染色体联会紊乱不能产生正常配子,无性繁殖的后代仍为无子香蕉,而无子香蕉B是生长素处理得到的二倍体,其无性繁殖的后代是二倍体有子香蕉,所以无子香蕉A、无子香蕉B无性繁殖的后代不都是无子香蕉,B正确;四倍体香蕉与二倍体芭蕉杂交能产生三倍体后代,只是三倍体后代不育,所以四倍体香蕉与二倍体芭蕉之间存在生殖隔离,四倍体香蕉是一个新物种,但二者能产生子代(三倍体),C错误;过程④属于利用花药离体技术培养单倍体的过程,获得的单倍体香蕉的植株弱小,高度不育,D正确。
3.C　[解析] 欲获得高产、抗病品种(a),应利用①和②进行品种间杂交筛选,A错误;欲获得高产、早熟品种(b),则应对③进行诱变育种,B错误;诱变育种可以产生新基因,因此,a、b、c都可以通过诱变育种获得,C正确;杂交育种不能获得新性状,因此,不能利用杂交育种的方法培育出抗旱植株,D错误。
4.(1)少
(2)个别染色体
(3)一　二　三　二
(4)染色体变异　秋水仙素　单倍体幼苗
(5)两个或多个品种的优良性状
(6)不是　三倍体西瓜在自然条件下不能产生可育后代(三倍体西瓜由于染色体联会紊乱,不能产生正常的配子,无法进行有性生殖产生可育后代)
(7)基因突变　能提高突变率,在较短时间内获得更多的优良变异类型;可大幅度改良某些性状
[解析] (1)基因突变是基因中发生碱基对的增添、缺失或替换,属于分子水平的变异,只涉及一个基因中部分碱基对的数目或排列顺序的改变;而染色体变异涉及染色体某一片段的改变或以染色体组的形式成倍地增加或减少,所以往往改变多个基因的数目与排列顺序,涉及碱基对的数目较多,因此基因突变涉及的碱基对的数目变化往往比较少,染色体变异涉及的碱基对数目变化多,会引起基因数目和排列顺序的变化。(2)在染色体数目变异中,既可发生以染色体组为单位的变异,也可发生以个别染色体为单位的变化。(3)AA植株发生隐性突变后,子一代得到了Aa植株,但其表型仍为显性性状,继续自花授粉后,子二代出现了隐性性状,因此最早在子二代中能够观察到该隐性突变的性状,同时最早在子二代中可分离得到隐性突变纯合体。aa植株发生显性突变后,其子一代得到了基因型为Aa的个体,即最早在子一代中能观察到该显性突变的性状,让其再进行自花授粉,子二代的基因型为AA、Aa、aa,但AA和Aa的表型相同,故需要再通过自交看后代是否发生性状分离来分离出显性纯合植株,子三代未出现隐性性状的植株为显性突变纯合体植株。即最早在子三代中能分离得到显性突变纯合体。(4)单倍体育种依据的变异原理是染色体变异,通常用秋水仙素等处理花药离体培养得到的单倍体幼苗,使其染色体数目加倍,得到纯合子。(5)杂交育种相对简单,可以把两个或多个品种的优良性状集中在一起,但育种时间相对较长。(6)三倍体西瓜不是一个新的物种,因为三倍体西瓜在自然条件下不能产生可育后代(三倍体西瓜由于染色体联会紊乱,不能产生正常的配子,无法进行有性生殖产生可育后代)。(7)科学家培育青霉素高产菌株以及黑农5号大豆都运用了诱变育种的方法。依据的变异原理是基因突变。与其他育种方法相比,诱变育种具有的明显优点:能提高突变率,在较短时间内获得更多的优良变异类型;可大幅度改良某些性状。
经典真题·明考向
1.A　[解析] 通过显微照片可知,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,由图中含有四分体可知,该细胞正处于减数第一次分裂,此时染色体数目应与F1体细胞中染色体数目相同,故F1体细胞中染色体数目是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部分染色体无法正常联会配对形成四分体的情况,从而有部分染色体会以单个染色体的形式存在,B正确;F1体细胞中存在异源染色体,所以同源染色体联会配对时,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;由题干信息可知,六倍体小麦和四倍体小麦能够进行有性杂交获得F1,说明二者有亲缘关系,D正确。
2.C　[解析] 甲是具有许多优良性状的纯合体。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,不断提高甲的优良性状相关基因的基因频率,达到保留甲所有优良性状的目的,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,直至不再发生性状分离,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正确。
3.C　[解析] 根据“绿茎株中绝大多数雄性不育,紫茎株中绝大多数雄性可育”,可推测绿茎(a)基因和雄性不育(f)基因位于同一条染色体上,紫茎(A)基因和雄性可育(F)基因位于同一条染色体上,由子代雄性不育株中缺刻叶∶马铃薯叶≈3∶1可知,缺刻叶(C)基因与马铃薯叶(c)基因位于另一对同源染色体上,因此绿茎可以作为雄性不育材料筛选的标记,A错误;子代雄性可育株中,缺刻叶与马铃薯叶的比例也约为3∶1,B错误;由于基因A和基因F位于同一条染色体上,基因a和基因 f位于同一条染色体上,子代中紫茎雄性可育株(A_F_)与绿茎雄性不育株(aaff)的比例约为3∶1,C正确;出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换的结果,D错误。
4.(1)分离
(2)不能　基因突变的频率很低
(3)13∶3　ffDd
(4)基因无法正常表达　②　20
[解析] (1)豌豆花腋生和顶生性状属于相对性状,其由一对等位基因F/f控制,即一对等位基因控制一对相对性状;大多数腋生纯系与顶生纯系的杂交中,F2腋生∶顶生约为3∶1,符合孟德尔的分离定律。(2)基因突变具有低频性,即频率很低,若发生基因突变,某顶生个体自交,不可能出现子代个体中20%以上表现为腋生。即某顶生个体自交,子代个体中20%以上表现为腋生,不能用基因突变来解释。(3)分析题表可知,F2中F_D_、F_dd、ffdd为腋生,ffD_为顶生,可见F2表型比例属于9∶3∶3∶1的变式,即理论上F2中腋生(F_D_+F_dd+ffdd)∶顶生(ffD_)=13∶3。顶生基因型为ffDd或ffDD,其中自交可以产生腋生植株的基因型为ffDd,因此推出(2)中顶生亲本的基因型是ffDd。(4)分析题图可知,Y基因启动子区缺失了部分序列使得Y基因突变为y 2,导致RNA聚合酶无法识别并结合启动子,基因无法正常表达。根据题意可知,Y控制黄色子叶,y 1因为编码区插入了一段DNA序列导致其表达的蛋白功能丧失,而y 2因为启动子区缺失了部分序列导致基因无法正常表达;在一次y 1纯合体与y 2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F2出现黄色子叶个体,这种现象可因减数分裂过程中发生染色体互换引起。分析题图可知,图中y 1与y 2 ②位点发生断裂并交换能解释上述现象。在一次y 1纯合体与y 2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F1基因型为y 1y 2,1个基因型为y 1y 2的花粉母细胞经过减数分裂且减数分裂中发生一次②位点的交换,产生4个精细胞,其中只产生1个具有正常功能Y基因的子细胞,则F1个体的20个花粉母细胞(精母细胞)在减数分裂中各发生一次此类交换,在减数分裂完成时会产生20个具有正常功能Y基因的子细胞。(共169张PPT)
第21讲
生物的变异
02
第2课时
染色体变异
考点一 染色体变异（迁移·提能类）
考点二 实验：低温诱导染色体数目的变化（实验·探究类）
考点三 染色体变异在育种上的应用（识记·应用类）
经典真题·明考向
备用习题
作业手册
答案速查【听】
答案速查【作】
考点一 染色体变异(迁移·提能类)
1.染色体变异是指体细胞或生殖细胞内____________或______的变化。
染色体数目
结构
2.染色体结构变异
(1)原因：受各种因素影响(如各种射线、代谢失调等)，染色体发生断
裂以及断裂后片段不正常的重新连接。
(2)类型及实例
类 型 图解 显微镜观察的联 会异常 举例
缺 失 果蝇缺刻翅的形
成、猫叫综合征
重 复 果蝇棒状眼的形成
类 型 图解 显微镜观察的联 会异常 举例
__ __ 果蝇花斑眼的形
成、人类慢性粒细
胞白血病
__ __ 果蝇卷翅的形成
易位
续表
倒位
［拓展］易位分单向易位和相互易位。
①单向易位：一条染色体的某一段转移到另一条染色体上
②相互易位：两条染色体间相互交换片段(更常见)
(3)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)对生物性状的影响：________染色体结构变异对生物体是________，
有的甚至会导致生物体死亡。
基因数目或排
列顺序
大多数
不利的
3.染色体数目变异
细胞内____________的增加或减少
细胞内染色体数目以______________________________成套地增加或成套地减少
个别染色体
一套完整的非同源染色体为基数
(2)染色体组
①概念：在大多数生物的体细胞中,染色体都是两两成对的,也就是说
含有两套非同源染色体,其中__________________称为一个染色体组。
②染色体组数的判断方法
每套非同源染色体
(1)类型
Ⅰ.根据染色体形态判断
3
3
1
②染色体组数的判断方法
Ⅱ.根据基因型判断
2
3
1
(3)单倍体、二倍体和多倍体的比较
项目 单倍体 二倍体 多倍体
发育起点 配子 (通常是)受精 卵 (通常是)受精卵
染色体组 1至多个 2个 ______________
形成 原因 自然 成因 单性生殖 正常的有性 生殖 外界环境条件剧变
人工 诱导 花药离体培养 — 秋水仙素处理萌发的
种子或幼苗
3个或3个以上
项目 单倍体 二倍体 多倍体
特点 植株弱小， ______________ 正常可育 ___________________
___________，营养物
质含量丰富，生长发
育延迟，结实率低
高度不育
茎秆粗壮,叶片、果实、种子较大
续表
［提醒］(1)单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组。二倍体的
个体产生的单倍体只有一个染色体组，四倍体的个体产生的单倍体有
两个染色体组，但肯定都含有本物种全套遗传信息。
(2)单倍体并不是绝对不育的。一般默认二倍体的配子发育成的单倍体，
表现为高度不育(没有同源染色体，联会紊乱)。四倍体的配子如含有2
个染色体组，则发育成的单倍体类似于受精卵发育而来的二倍体，是
可育的。
(3)单倍体由配子直接发育而来，如蜜蜂的雄蜂由卵细胞直接发育而来
(是含一个染色体组的单倍体，可通过假减数分裂产生与体细胞相同基
因型的配子)，植物的单倍体一般来自花药离体培养。二倍体和多倍体
可以来自受精作用(有性生殖)、细胞融合、秋水仙素(或低温)诱导加倍
(处理萌发的种子或幼苗)等过程。
(4)秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细
胞两极，并不影响着丝粒的分裂(着丝粒的分裂是自动的，不需要纺锤
丝的牵引)。
【深挖教材·拓思维】
1.已知某植物的宽叶对窄叶为显性，在纯种宽叶植株与窄叶植株杂交
的后代中偶然发现一株窄叶个体，原因可能是____________________
____________________________________________________________
______________________。
纯种宽叶个体在产生
配子时发生了基因突变，也可能是纯种宽叶个体产生的配子中含宽叶
基因的染色体片段缺失
2.香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子,原因是________________
____________________________________________________________
__________。［必修
三倍体的原始生
殖细胞中有三套非同源染色体,减数分裂时出现联会紊乱,不能形成可
育的配子
3.豌豆高茎对矮茎为显性，某生物兴趣小组将品系甲(高茎)与品系乙
(矮茎)杂交， 中出现了一株矮茎豌豆，原因经过初步探究，还需进
一步判断是发生了基因突变还是染色体变异，可采取的具体判定措施
是__________________________________________________________
_______________________________。
分别制作中高茎和矮茎豌豆的分生区细胞的临时装片，在显微
镜下观察判断染色体的形态和数目
1.染色体结构变异与基因突变的区别
①染色体结构变异是细胞水平的变化，变异程度大；基因突变是分子
水平的变化。
②染色体结构变异改变基因的位置或数量；基因突变不改变基因的位
置和数量。
2.染色体易位与染色体互换的不同点
3.单倍体、二倍体、多倍体的判断方法
4.几种常考染色体变异个体产生配子的分析方法
命题角度一 染色体结构的变异
1.关于染色体结构变异，下列说法正确的是_____。
A.人类第五号染色体短臂上的部分片段丢失属于染色体结构变异中的
缺失［2022·浙江6月选考］
B.染色体上某个基因的丢失属于基因突变
C.基因突变是基因碱基对的增添、缺失或改变，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
D.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
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
√
√
[解析] 染色体上基因的丢失属于染色体结构变异,基因中碱基对的增
添、缺失或替换属于基因突变，B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，D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，因此会对性状产生影
响，错误。大多数染色体结构变异对生物体是有害的， 错误。
2.[2024·湖南长沙二模]如图为某生物
细胞中1、2两条染色体断裂并交换后
发生的变化，染色体上的不同字母表
示不同的基因， 和 是交换后形
成的融合基因。下列分析错误的是( )
A.图示为染色体结构变异，该过程产生了新基因
B.该变异类型可以借助光学显微镜观察到
C.该过程中基因的种类、数目和排列顺序均发生了变化
D.该变异可以发生在有丝分裂或减数分裂的过程中
√
[解析] 1、2两条染色体相应位置上
的基因种类不同，因此1和2两条染
色体不属于同源染色体，即图示交
换发生在非同源染色体间，属于染色
体结构变异，图示交换过程产生了两个新的融合基因，因此产生了
新基因，A正确；由图可知，非同源染色体间的片段发生了交换，属
于染色体结构变异(易位)，染色体变异可在光学显微镜下观察到，B
正确；
据图可知，图中的变异只引起了基
因种类和排序的变化，两条染色体
上的基因总数未改变，C错误；图中
的两条非同源染色体之间交换片段，
此过程可发生在减数分裂或有丝分裂过程中，D正确。
【题后归纳】
基因突变、基因重组和染色体变异的相关问题
(1)关于“互换”问题。同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换,属于基
因重组;非同源染色体之间的互换,属于染色体结构变异中的易位。
(2)关于“缺失”问题。分子上若干“基因”的缺失属于染色体变异,
分子上基因中若干“碱基”的缺失属于基因突变。
(3)关于变异水平的问题。基因突变、基因重组属于“分子”水平的变化,
光学显微镜下观察不到;染色体变异属于细胞水平的变化,光学显微镜
下可以观察到。此外，基因突变导致的细胞结构改变也可以用显微镜
观察到，如镰刀状红细胞。
命题角度二 染色体数目变异
3.关于染色体数目变异，下列说法正确的是____。
A.一个物种的染色体组数与其等位基因数一定相同［2023·河北卷］
B.雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半［2022·北京卷］
C.通过普通小麦和黑麦杂交培育出了小黑麦与染色体变异无关
D.二倍体植物的配子只含有一个染色体组
E.每个染色体组中都含有常染色体和性染色体
F.三倍体植株不能由受精卵发育而来
G.若用四倍体的花粉进行花药离体培养,得到的植株是二倍体
H.六倍体普通小麦花药离体培养长成的植株是三倍体
I.相比二倍体马铃薯,四倍体马铃薯的茎秆粗壮,块茎更大
J.二倍体生物的单体可用来表示，三体可用 来表示
√
√
[解析] 若存在复等位基因,则该物种的染色体组数与其等位基因的数
目不相等，A错误。雄蜂精子中染色体数目与体细胞的相同，B错误。
通过普通小麦和黑麦杂交培育小黑麦属于多倍体育种,原理是染色体
变异，C错误。不是所有生物都有性别之分,有性别之分的生物的性
别也不一定由性染色体决定,因此不是所有生物都有性染色体和常染
色体之分， 错误。由受精卵发育而来,体细胞中含有三个染色体组
的个体属于三倍体， 错误。利用花药离体培养获得的植株,都称为
单倍体， 错误。六倍体普通小麦花药离体培养长成的植株是含有三
个染色体组的单倍体， 错误。单体是指控制相同性状的某对染色体
缺失一条染色体的个体,即某一对同源染色体少了1条染色体,可用
来表示，三体指某一对同源染色体多了1条染色体,可用
来表示， 错误。
4.[2025·河南开封三模]某植物个体基因型为 ，两对等位基因的相
对位置如图甲所示，图乙、丙、丁是发生变异后的不同个体的体细胞
中的染色体组成模式图，下列相关叙述错误的是( )
A.图甲若产生一个 的精细胞，原因是减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体未
分离
B.理论上图乙个体减数分裂产生的配子种类及比例为
C.图丙是三体，含两个染色体组，只是染色体多了一条，其余染色体
形态均为两两相同
D.图丁是三倍体，可由受精卵发育而来，每种形态的染色体为三条相同
√
[解析] 图甲若产生了一个 的精细胞，则原因是减数分裂Ⅰ时期同
源染色体和未分离，另外三个精细胞的基因型分别是 、
、 ，A错误；图乙所示个体减数分裂产生的配子种类及比例为
，B正确；图丙是三体(含两个染色体组)，只是
其中某形态的染色体多了一条，其余染色体形态均为两两相同，C正确；
图丁为三倍体，三倍体则是指由受精卵发育而来的体细胞中含三个
染色体组的个体，其每种形态的染色体为三条相同，三倍体的形成
通常涉及一个四倍体和一个二倍体通过受精方式结合，四倍体是由
二倍体经过秋水仙素处理后得到的，其配子为 ，而二倍体的配
子为 ，当它们结合时，形成的受精卵含有三个染色体组，即
，D正确。
5.[2025·天津一中期末]同源四倍
体植物细胞减数分裂时，其同源
染色体有多种联会方式(见下图)。
下列叙述错误的是( )
注：图中短箭头表示在细胞分裂后期相应着丝粒的移动方向
A.为培育同源四倍体，可用秋水仙素处理萌发的二倍体种子
B.1个四价体和2个二价体均可实现同源染色体的均等分配
C.1个三价体由3条同源染色体组成，且含有3个 分子
D.分析图片可知，同源四倍体通常可育，但其育性有所降低
√
[解析] 为培育同源四倍体，
可用秋水仙素处理萌发的
二倍体种子或幼苗，通过
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，A正确；
结合图示可以看出，1个四价体和2个二价体均可实现同源染色体的均
等分配，B正确；联会时的染色体含有染色单体，因此图示1个三价体
含有3条染色体、6条染色单体、6个 分子，C错误；
由图可知，同源四倍体有3种
联会方式，其中1个四价体、
2个二价体两种联会方式可实
现同源染色体的均等分配，
能形成可育配子，而形成1个单价体和1个三价体时无法形成可育配
子，从而导致同源四倍体育性低，D正确。
命题角度三 生物变异类型的判断
6.[2026·湖北襄阳四中月考]下图为某二倍体生物的几种变异方式。下
列有关叙述正确的是( )
A.图①③④所示变异类型均属于染色体结构变异
B.减数分裂过程中发生②所示变异一定会使产生的子细胞种类多样化
C.该生物的单倍体的体细胞中可以含有一个或两个染色体组
D.图⑤中B基因可能发生了碱基的缺失， 射线处理不会导致其他变异
类型的发生
√
[解析] 图①中染色体数目个别增加，形成三体，属于染色体数目变
异；图③中染色体片段缺失，属于染色体结构变异；图④中发生的
是非同源染色体之间的易位，属于染色体结构变异，A错误。图②为
四分体中非姐妹染色单体互换，属于基因重组，可使产生的配子种
类多样化，但如果亲代基因型为 ，即使发生图②所示变异，子
细胞种类也不会多样化，B错误。
该生物是二倍体，若其体细胞进行减数分裂产生的配子含一个染色
体组，由配子发育成的单倍体体细胞含一个染色体组，处于有丝分
裂后期的细胞含有2个染色体组；若该生物在减数分裂过程中发生染
色体数目变异，产生的配子含两个染色体组，由这样的配子发育成
的单倍体体细胞含两个染色体组，所以该生物的单倍体的体细胞中
可以含有一个或两个染色体组，C正确。
基因突变是 分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基
因结构的改变。图⑤为基因突变，B基因可能发生了碱基的缺失，基
因突变和染色体变异(片段丢失等)都有可能在 射线的处理下发生，
D错误。
7.某雌雄同株植物的宽叶和窄叶为一对相对性状，宽叶对窄叶为显性，
受一对等位基因控制。对基因型为 的杂合植株(部分染色体及
基因位置如图甲)进行诱变处理，得到图乙、丙、丁所示的突变体，据
图回答问题：
(1)图乙和图丁所对应的可遗传变异类型分别为____________________
________________________和__________，图乙对应的可遗传变异类
型可使排列在染色体上的基因的数目发生改变，图丁对应的可遗传变
异类型一般______(填“会”或“不会”)导致染色体上基因数量的改变。
染色体变异
(或染色体结构变异或缺失)
基因突变
不会
[解析] 据图可知，与图甲细胞中染色体相比，图乙中B基因所在染
色体明显更短，说明该条染色体发生了染色体片段缺失，即染色体
结构变异；据图可知，与图甲细胞基因相比，图丁中B基因内部缺失
若干碱基对，说明B基因发生了基因突变。基因突变产生新的等位基
因，一般不会导致染色体上基因数量改变。
(2)另一杂合植株(部分染色体及基因位置如图丙)表现为宽叶。若该植
株产生的各种类型的配子活力相同，受精卵中同时缺少B和 基因时不
能存活，则该植株产生的雌配子有___种，该植株自交后代中窄叶植
株理论上约占_____。
4
[解析] 据图丙可知，B基因所在的染色体片段移接至另一条非同源
染色体上，变异后的个体基因型可表示为 表示同源染色体相
同位点上没有等位基因。则基因型为 的个体减数分裂时，两
对非同源染色体自由组合，则产生的配子种类及比例可表示为
。依题意，该植株产生的各种类型的配子
活力相同，因此，则该植株产生的雌配子有4种。
细胞中两对染色体上基因的遗传互不干扰，因此，单独考虑 基因所
在的同源染色体的遗传，自交产生的子代基因型及比例为
；单独考虑B基因所在的同源染色体的遗传，自交产
生的子代基因型及比例为 。又知受精卵中同时缺少B
和 基因时不能存活，则该植株自交后代中窄叶植株理论上约占
。
(3)纯合宽叶植株与纯合窄叶植株杂交，后代中出现一株窄叶植株，原
因可能有______。
A.亲代宽叶植株在产生配子过程中，B基因突变成 基因
B.亲代宽叶植株在产生配子过程中，载有B基因的染色体片段丢失
C.后代植株在个体发育的早期，有丝分裂时B基因突变成 基因
D.亲代宽叶植株的叶片细胞在进行有丝分裂时B基因突变成 基因
√
√
√
[解析] 依题意，纯合宽叶植株与纯合窄叶植株 杂交，正常情
况下产生的后代基因型为 ，应该表现为宽叶。若亲代宽叶植株在
产生配子过程中，B基因突变成基因，则子代基因型为 ，则可表
现为窄叶，A符合题意；若亲代宽叶植株在产生配子过程中，B基因
所在的染色体片段缺失，则子代细胞中只含 基因，则子代可表现为
窄叶，B符合题意；纯合宽叶植株与纯合窄叶植株 杂交，
产生的子代受精卵基因型为 ，正常情况下该受精卵发育的个体应
该表现为宽叶。若该受精卵发育成个体的早期，有丝分裂时B基因突
变成 基因，则发育后期分化出现的叶可表现为窄叶，C符合题意；
亲代宽叶植株的叶片细胞在进行有丝分裂时B基因突变成 基因，但
亲代宽叶植株的原始生殖细胞的基因型未变，因此，纯合宽叶植株
与纯合窄叶植株杂交产生的子代基因型为 ，仍表现宽叶，D不符
合题意。
【归纳拓展】
利用单体、三体或缺体判断特定基因是否位于特定染色体上
(1)利用单体定位
(2)利用三体定位
(3)利用染色体片段缺失定位
考点二 实验：低温诱导染色体数目的变化(实验·探究
类)
1.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______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发生变化。
纺锤体
有丝
2.方法步骤
(1)步骤
卡诺氏液
体积分数为的酒精
漂洗
染色
(2)实验中各试剂的用途
3.实验结论:低温能诱导植物细胞________________。
染色体数目变化
4.注意事项
(1)在显微镜下观察到的细胞已经死亡,不能持续观察到细胞中染色体数
目的动态变化。
(2)选材只能是分生区细胞,不能进行细胞分裂的细胞不会出现染色体数
目的变化。
(3)观察时不是所有细胞中染色体数目均已加倍，只有少部分细胞实现
“染色体数目加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。
1.[2025·山东济南模拟]关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实
验，下列说法正确的是( )
A.可以用秋水仙素或 溶液处理代替低温处理
B.需用卡诺氏液固定细胞形态以便观察染色体数目
C.选择处于分裂前期的细胞易观察染色体数变化
D.观察到细胞中染色体数为体细胞的2倍，说明已被成功诱导
√
[解析] 秋水仙素能抑制纺锤体的形成，从而诱导染色体数目加倍，
可替代低温处理，但 (聚乙二醇)溶液的作用是促进细胞融合，不
能诱导染色体数目加倍，不能替代低温处理，A错误；卡诺氏液具有
固定细胞形态的作用，在“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实
验中，用卡诺氏液固定细胞形态，便于后续观察染色体数目，B正确；
有丝分裂中期染色体形态稳定、数目清晰，是观察染色体形态和数
目的最佳时期，而不是分裂前期，C错误；观察到细胞中染色体数为
体细胞的2倍，不一定是成功诱导的结果，有可能是处于有丝分裂后
期的正常细胞(此时染色体数目也为体细胞的2倍)，D错误。
2.[2025·江苏卷]用秋水仙素处理大花葱 ，将其根尖制成有丝
分裂装片，图示2个细胞分裂相。下列相关叙述正确的是( )
A.解离时间越长，越有利于获得图甲所示的分裂相
B.取解离后的根尖，置于载玻片上，滴加清水并压片
C.图乙是有丝分裂后期的细胞分裂相
D.由于秋水仙素的诱导，图甲和图乙细胞的染色体数目都加倍
√
[解析] 解离时间过长，会使根尖过于酥软，导致细胞结构被破坏，
不利于观察到图甲所示的清晰分裂相，A错误；解离后的根尖，应先
进行漂洗，洗去解离液，经染色后置于载玻片上，滴加清水并压片，
B错误；图乙中细胞的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染
色体，分别向细胞两极移动，符合有丝分裂后期的特征，C正确；
图甲细胞不处于有丝分裂后期，且明显看出染色体数目多于16条，可
能是秋水仙素诱导染色体数目加倍的结果，而图乙细胞处于正常的有
丝分裂后期，着丝粒分裂导致其染色体数目加倍，D错误。
考点三 染色体变异在育种上的应用(识记·应用类)
1.单倍体育种
(1)原理:_________________。
染色体(数目)变异
(2)过程
［总结］(1)花药离体培养 单倍体育种。花药离体培养获得单倍体幼
苗，单倍体育种的目的并非是获得单倍体植株，而是获得能稳定遗传
的正常植株。
(2)单倍体育种不一定是最简便最快捷的育种方法，例如为了获得
的个体，杂交育种是最佳育种方法。
(3)由于单倍体往往高度不育，育种过程中秋水仙素等处理的对象一般
是单倍体幼苗，通过组织培养得到纯合子植株。
2.多倍体育种的一般步骤
(1)原理:_________________。
染色体(数目)变异
(2)过程
正在萌发的种子或幼苗抑制纺锤体形成
着丝粒分裂后的子染色体不分离细胞中染色体数目加倍
多倍体植物
低温或秋水仙素
(3)实例：三倍体无子西瓜
［提醒］秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成，并不影响着丝粒
的分裂(着丝粒的分裂是自动的)，一般认为导致细胞分裂停滞在中期。
秋水仙素处理细胞常见的两个目的：诱导细胞周期同步化、诱导染色
体数目加倍。
3.育种方法的类型、原理及优缺点比较
育种方法 原理 常用方法 优点 缺点
杂交育种 _______ ______ 杂交、自交 集中优良性状, 操作简便 育种时间长,局限
于同一物种或亲
缘关系较近的
个体
诱变育种 _______ ______ 用物理因素 和化学因素 等诱导 提高变异频率, 加速育种进程, 大幅度改良性状 具有盲目性,有利
变异少,需处理大
量实验材料
基因
重组
基因
突变
育种方法 原理 常用方法 优点 缺点
单倍体 育种 _______ _______ 花药离体培 养后,用秋水 仙素处理 明显缩短育种 年限 技术较复杂
多倍体 育种 _______ _______ 秋水仙素处 理萌发的种 子或幼苗 获得的植株器官 大,营养成分含 量高,产量增加 获得的植株发育
迟缓,结实率较低
染色体
变异
染色体
变异
续表
育种方法 原理 常用方法 优点 缺点
基因工程 育种 _______ ______ 导入目的 基因 定向改造生物的 性状，育种时 间短 技术复杂,可能存
在安全性问题
基因
重组
续表
［注意］①用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍,若操作对象是单倍
体植株,属于单倍体育种;若操作对象为正常植株,则为多倍体育种。不
能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。
②单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理,使染色体数目加倍。
单倍体育种在幼苗期处理,多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。
【深挖教材·拓思维】
1.三倍体西瓜一般不能产生种子,但有时也可以看到三倍体西瓜中有少
量发育不成熟的种子,原因是 ___________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
_____________ 。［必修 “拓展应用”］
三倍体植株一般不能进行正常的减数
分裂形成正常的生殖细胞,因而不能产生种子,而果实能正常发育。但
三倍体西瓜中有时会有少量发育不成熟的种子,其原因是在进行减数分
裂时,有可能形成正常的生殖细胞,产生正常的受精卵,从而形成种子,但
比例极低
2.单倍体育种能缩短育种年限,原因是 ___________________________
____________________________________________________________
________________________________________________________ 。
［必修 “与社会的联系”］
采用花药(或花粉)离体培养获
得的单倍体植株,经人工诱导使染色体数目加倍后,植株细胞内每对染
色体上成对的基因一般是纯合的,自交后代不会发生性状分离
命题角度一 单倍体育种与多倍体育种
1.[2024·北京海淀区一模] 辐射可使部分花粉活力降低，通过受精
过程可诱导卵细胞发育成单倍体幼胚。科研人员利用此原理，通过下
图所示操作培养西葫芦优良品种。下列相关叙述不正确的是( )
A.雌花套袋的目的是防止外来花粉的干扰
B.经②得到的部分幼苗体细胞染色体数目可能与④获得的品种相同
C.④处理可在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成
D.③应挑选幼苗中叶片大、茎秆粗壮的个体即为单倍体
√
[解析] 雌花套袋的目
的是防止外来花粉落
在雌蕊的柱头上完成
受精而影响实验的结果，
A正确； 辐射可使部
分花粉活力降低，经②得到的部分幼苗由受精卵发育而来，体细胞染
色体数目没有减半，与正常植株体细胞相同，④是用秋水仙素处理单
倍体幼苗，使染色体数目加倍，获得的品种染色体数目与正常植株体
细胞相同，B正确；
④是用秋水仙素处理单
倍体幼苗，可在有丝分
裂前期抑制纺锤体的形
成，使染色体数目加倍，
C正确；由于突变的花粉
可能只是一部分，所以在离体培养的幼胚发育得到的植株中有些并
不是卵细胞发育而来的单倍体植株，所以最后还需要对培育植株进
行形态上的筛选，一般是根据单倍体植株长得弱小的特点进行选择，
D错误。
2.[2025·辽宁鞍山三模]野
生芭蕉是一种二倍体植物，
染色体数为22。三倍体香
A.过程①所用试剂的作用机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成
B.无子香蕉A、无子香蕉B无性繁殖的后代不都是无子香蕉
C.与二倍体芭蕉相比，四倍体香蕉已是一个新物种，二者不能产生子代
D.过程④收获单倍体香蕉的植株弱小，高度不育
蕉是野生芭蕉加倍后获得的四倍体与野生芭蕉 杂交获得的。
如图为无子香蕉的培育过程，下列分析错误的是( )
√
[解析] 过程①是诱导二
倍体野生芭蕉形成四倍
体，常用秋水仙素处理，
秋水仙素的作用机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，导致染色
体不能移向细胞两极，从而使染色体数目加倍，A正确；无子香蕉A
是三倍体，由于染色体联会紊乱不能产生正常配子，无性繁殖的后
代仍为无子香蕉，而无子香蕉B是生长素处理得到的二倍体，其无性
繁殖的后代是二倍体有子香蕉，所以无子香蕉A、无子香蕉B无性繁
殖的后代不都是无子香蕉，B正确；
四倍体香蕉与二倍体芭
蕉杂交能产生三倍体后
代，只是三倍体后代不
育，所以四倍体香蕉与二倍体芭蕉之间存在生殖隔离，四倍体香蕉是
一个新物种，但二者能产生子代 (三倍体)，C错误；过程④属于利用
花药离体技术培养单倍体的过程，获得的单倍体香蕉的植株弱小，
高度不育，D正确。
命题角度二 育种方式的选择与比较
3.现有小麦种质资源包括:①高产、感病;②低产、抗病;③高产、晚熟
等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求,育种专家要培
育3类品种:.高产、抗病;.高产、早熟; .高产、抗旱。下列所述育种
方法可行的是( )
A.利用①③品种间杂交筛选获得
B.对品种③进行染色体加倍处理筛选获得
C.、和 的培育均可采用诱变育种方法
D.用杂交育种的方法可以获得
√
[解析] 欲获得高产、抗病品种 ,应利用①和②进行品种间杂交筛
选，A错误;欲获得高产、早熟品种 ,则应对③进行诱变育种，B错
误;诱变育种可以产生新基因,因此,、、 都可以通过诱变育种获得，
C正确;杂交育种不能获得新性状,因此,不能利用杂交育种的方法培育
出抗旱植株，D错误。
4.[2026·四川成都开学考] 在“十四五”规划中，“生物育种”被列为需要
强化国家战略科技力量的八大前沿领域之一。生物育种是指利用遗传
学、现代生物工程技术等方法原理培育生物新品种的过程。基因突变
和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题：
(1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同，前者所涉及的
数目比后者____。
少
[解析] 基因突变是基因中发生碱基对的增添、缺失或替换，属于分
子水平的变异，只涉及一个基因中部分碱基对的数目或排列顺序的
改变；而染色体变异涉及染色体某一片段的改变或以染色体组的形
式成倍地增加或减少，所以往往改变多个基因的数目与排列顺序，
涉及碱基对的数目较多，因此基因突变涉及的碱基对的数目变化往
往比较少，染色体变异涉及的碱基对数目变化多，会引起基因数目
和排列顺序的变化。
(2)在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发
生以____________为单位的变异。
个别染色体
[解析] 在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，
也可发生以个别染色体为单位的变化。
(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变)，也可由隐性
基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花授粉植物的和 植株
分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为 的
个体，则最早在子____代中能观察到该显性突变的性状；最早在子
____代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子____代中能分离得到
显性突变纯合体；最早在子____代中能分离得到隐性突变纯合体。
一
二
三
二
[解析] 植株发生隐性突变后，子一代得到了 植株，但其表型仍
为显性性状，继续自花授粉后，子二代出现了隐性性状，因此最早
在子二代中能够观察到该隐性突变的性状，同时最早在子二代中可
分离得到隐性突变纯合体。 植株发生显性突变后，其子一代得到
了基因型为 的个体，即最早在子一代中能观察到该显性突变的性
状，让其再进行自花授粉，子二代的基因型为、、，但 和
的表型相同，故需要再通过自交看后代是否发生性状分离来分离
出显性纯合植株，子三代未出现隐性性状的植株为显性突变纯合体
植株。即最早在子三代中能分离得到显性突变纯合体。
(4)单倍体育种依据的变异原理是____________，通常采用__________
处理花药离体培养得到的____________。
染色体变异
秋水仙素
单倍体幼苗
[解析] 单倍体育种依据的变异原理是染色体变异，通常用秋水仙素
等处理花药离体培养得到的单倍体幼苗，使其染色体数目加倍，得
到纯合子。
(5)杂交育种相对简单，可以把__________________________集中在一
起，但育种时间相对较长。
两个或多个品种的优良性状
[解析] 杂交育种相对简单，可以把两个或多个品种的优良性状集中
在一起，但育种时间相对较长。
(6)三倍体西瓜是否是一个新的物种 ______(填“是”或“不是”)。理由是
____________________________________________________________
___________________________________________________________。
不是
三倍体西瓜在自然条件下不能产生可育后代(三倍体西瓜由于染色体联会紊乱，不能产生正常的配子，无法进行有性生殖产生可育后代)
[解析] 三倍体西瓜不是一个新的物种，因为三倍体西瓜在自然条件
下不能产生可育后代(三倍体西瓜由于染色体联会紊乱，不能产生正
常的配子，无法进行有性生殖产生可育后代)。
(7)科学家培育青霉素高产菌株以及黑农5号大豆都运用了诱变育种的
方法。依据的变异原理是__________，与其他育种方法相比，诱变育
种具有的明显优点是__________________________________________
_______________________________。(答出2点即可)
基因突变
能提高突变率，在较短时间内获得更多的优良
变异类型；可大幅度改良某些性状
[解析] 科学家培育青霉素高产菌株以及黑农5号大豆都运用了诱变育
种的方法。依据的变异原理是基因突变。与其他育种方法相比，诱
变育种具有的明显优点：能提高突变率，在较短时间内获得更多的
优良变异类型；可大幅度改良某些性状。
【归纳总结】
1.据不同育种目标选择不同育种方案
2.探究某一变异性状是否为可遗传变异的方法
(1)两类变异的本质区别是遗传物质是否改变,改变则可能遗传给后代,
环境引起性状改变但遗传物质未变,则不能遗传。是否发生了遗传物质
的改变是实验假设的切入点,新性状能否遗传是实验设计的出发点。
(2)实验设计的方法:在相同的环境下种植(变异个体自交或与其他个体
杂交),观察变异性状是否消失,若不消失则为可遗传的变异,反之则为不
遗传的变异。某些情况下也可以通过自交观察后代是否发生性状分离
来判断。
经典真题·明考向
1.[2024·北京卷]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。 花粉母细胞减数分裂时
A.体细胞中有21条染色体 B. 含有不成对的染色体
C. 植株的育性低于亲本 D.两个亲本有亲缘关系
√
染色体的显微照片如图。据图判断，错误的是( )
[解析] 通过显微照片可知，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，由图中含有四分体可知，该细胞正
处于减数第一次分裂，此时染色体数目应与 体细胞中染色体数目
相同，故 体细胞中染色体数目是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 体细胞中有5个染色体组，
花粉母细胞减数分裂时，会出现来自六倍体小麦的部分染色体无法
正常联会配对形成四分体的情况，从而有部分染色体会以单个染色体
的形式存在，B正确；
体细胞中存在异源染色体，所以同源
染色体联会配对时，可能会出现联会紊
乱，无法形成正常配子，故 的育性低
于亲本，C正确；由题干信息可知，六倍
体小麦和四倍体小麦能够进行有性杂交获得 ，说明二者有亲缘关
系，D正确。
2.[2024·安徽卷]甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻,但不抗稻瘟病
,乙品种水稻抗稻瘟病 。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,与甲回交,选 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 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
√
[解析] 甲是具有许多优良性状的纯合体。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，
所得均抗稻瘟病,让与甲回交，选 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,不断提高甲的优良性状相关
基因的基因频率，达到保留甲所有优良性状的目的，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，直至不再发生性状
分离，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正确。
3.[2024·广东卷]雄性不育对遗传育种有重要价值。为获得以茎的颜色
或叶片形状为标记的雄性不育番茄材料,研究者用基因型为 的番
茄植株自交，所得子代的部分结果见下图。其中,控制紫茎(A)与绿茎
、缺刻叶(C)与马铃薯叶 的两对基因独立遗传,雄性可育(F)与雄性
不育 为另一对相对性状，
3对性状均为完全显隐性
关系。下列分析正确的
是( )
A.育种实践中缺刻叶可以作为雄性不育材料筛选的标记
B.子代的雄性可育株中,缺刻叶与马铃薯叶的比例约为
C.子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为
D.出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是基因突变的结果
√
[解析] 根据“绿茎株中绝
大多数雄性不育，紫茎株
中绝大多数雄性可育”，可
推测绿茎基因和雄性不
育 基因位于同一条染色体
上，紫茎A基因和雄性可育 基因位于同一条染色体上，由子代雄性
不育株中缺刻叶∶马铃薯叶可知，缺刻叶C基因与马铃薯叶 基
因位于另一对同源染色体上，因此绿茎可以作为雄性不育材料筛选的
标记，A错误；
子代雄性可育株中，缺刻
叶与马铃薯叶的比例也约
为 ，B错误；由于基因
A和基因 位于同一条染色
体上，基因和基因 位于同
一条染色体上，子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株
的比例约为 ,C正确；出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是减数第
一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换的结果，D错
误。
4.[2025·黑吉辽内蒙古卷] 科学家系统解析了豌豆7对性状的遗传基础，
以下为部分实验，回答下列问题。
(1)将控制花腋生和顶生性状的基因定位于4号染色体上，用 表示。
在大多数腋生纯系与顶生纯系的杂交中，腋生∶顶生约为 ，符合
孟德尔的______定律。
分离
[解析] 豌豆花腋生和顶生性状属于相对性状，其由一对等位基因
控制，即一对等位基因控制一对相对性状；大多数腋生纯系与顶生
纯系的杂交中，腋生∶顶生约为 ，符合孟德尔的分离定律。
(2)然而，某顶生个体自交，子代个体中 以上表现为腋生。此现象
______(填“能”或“不能”)用基因突变来解释，原因是________________
_____。
不能
基因突变的频率
很低
[解析] 基因突变具有低频性，即频率很低，若发生基因突变，某顶生
个体自交，不可能出现子代个体中 以上表现为腋生。即某顶生个
体自交，子代个体中 以上表现为腋生，不能用基因突变来解释。
(3)定位于6号染色体上的基因 可能与(2)中的现象有关。为了验证这
个假设，用两种纯种豌豆杂交得到，自交产生的 表型和基因型的
对应关系如下表，表格内“ ”“-”分别表示有、无相应基因型的个体。
腋生表型 顶生表型
基因型 基因型
- - -
- - -
- - -
结果证实了上述假设,则 中腋生∶顶生的理论比例为______，并可推
出(2)中顶生亲本的基因型是_____。
[解析] 分析题表可知，中、、为腋生， 为顶生，
可见表型比例属于的变式，即理论上 中腋生
顶生。顶生基因型为或 ,
其中自交可以产生腋生植株的基因型为 ，因此推出(2)中顶生亲
本的基因型是 。
(4)研究发现群体中控制黄色子叶的基因有两种突变形式和 ，
基因结构示意图如下。突变为导致其表达的蛋白功能丧失， 突
变为导致__________________。 和 纯合突变体都表现
为绿色子叶。
基因无法正常表达
在一次纯合体与
纯合体杂交中，全部为绿
色子叶， 出现黄色子叶个
体，这种现象可因减数分裂
过程中发生染色体互换引起。图中哪一个位点发生断裂并交换能解释
上述现象 ____(填“①”“②” 或“③”)。若此 个体的20个花粉母细胞
(精母细胞)在减数分裂中各发生一次此类交换，在减数分裂完成时会
产生____个具有正常功能 基因的子细胞。
20
②
[解析] 分析题图可知， 基
因启动子区缺失了部分序列
使得基因突变为 ，导
致 聚合酶无法识别并结
合启动子，基因无法正常表达。根据题意可知，控制黄色子叶，
因为编码区插入了一段序列导致其表达的蛋白功能丧失，
而 因为启动子区缺失了部分序列导致基因无法正常表达；在一
次 纯合体与纯合体杂交中，全部为绿色子叶， 出现黄
色子叶个体，这种现象可因减数分裂过程中发生染色体互换引起。
分析题图可知，图中与
位点发生断裂并交
换能解释上述现象。在一次
纯合体与纯合体杂
交中， 全部为绿色子叶，基因型为，1个基因型为
的花粉母细胞经过减数分裂且减数分裂中发生一次②位点的交
换，产生4个精细胞，其中只产生1个具有正常功能基因的子细胞，
则 个体的20个花粉母细胞(精母细胞)在减数分裂中各发生一次此类
交换，在减数分裂完成时会产生20个具有正常功能 基因的子细胞。
备用习题
1.某哺乳动物雄性个体的基因型为AaBb，如图是该个体
的一个初级精母细胞示意图。下列有关叙述正确的是
( )
A.出现图示现象的原因是发生了基因突变或同源染色体非姐妹染色单
体间发生互换，导致了A和a基因重组
B.若发生的是显性突变，则该初级精母细胞产生的配子基因型为AB、
aB、Ab和Ab
C.若发生的是同源染色体非姐妹染色单体间的互换，则该初级精母细
胞产生的配子基因型为AB、aB、Ab和ab
D.图示细胞的每个核DNA中脱氧核苷酸数目和磷酸二酯键数目相等
√
[解析] 姐妹染色单体的相同位置出现的应该是相同的基
因，图示出现A、a，原因可能是基因突变，也可能是同
源染色体非姐妹染色单体之间发生互换，导致了A或a与
染色体上其他非等位基因的重组，A项错误;若发生的是显性突变，
则说明该细胞的基因型为AAAaBBbb，则该初级精母细胞产生的配子
基因型为AB、aB、Ab和Ab，也可能是AB、AB、Ab和ab，B项错误;
若发生的是同源染色体非姐妹染色单体间的互换，则说
明该细胞的基因型为AAaaBBbb，则该初级精母细胞产生
的配子基因型为AB、aB、Ab和ab，C项正确;DNA两条链末端的磷酸
基团不参与磷酸二酯键的形成，脱氧核苷酸数目比磷酸二酯键数目
多，D项错误。
2.单体是指二倍体生物细胞中缺失1条染色体，而三体是指二倍体生
物细胞中多了1条染色体。若某二倍体生物体细胞中的染色体数为2n，
则下列相关叙述正确的是( )
A.二倍体生物的单体可用2n-1来表示
B.单倍体是指体细胞中含有一个染色体组的个体
C.二倍体生物中的三体可用2n+3来表示
D.可用基因诊断的方法检测21三体综合征
√
[解析] 单体是指控制相同性状的某对染色体缺失一条染色体的个体，
即某一对同源染色体少了1条染色体，可用2n-1来表示;三体指某一对
同源染色体多了1条染色体，可用2n+1来表示，A正确，C错误。单
倍体是由配子直接发育成的个体，可能含有一个染色体组，也可能
含有2个或2个以上染色体组，B错误。21三体综合征形成的原因是
染色体数目变异，这不能用基因诊断的方法来检测，D错误。
3.下图表示小麦育种模式图，其中①②③④
⑤表示育种方式，下列有关叙述正确的是
( )
A.育种方式①的原理是基因突变，连续自交是为了得到更多所需性状
的纯种
B.育种方式②③都包含秋水仙素处理，其中甲和乙均表示幼苗或萌发
的种子
C.育种方式①④可获得变异类型后代，均属于可遗传变异
D.育种方式②③④⑤获得的后代，均会出现新的相对性状
√
[解析] 育种方式①是杂交育种，
原理是基因重组，连续自交是
为了使后代不再发生性状分离，
获得纯合子，A错误;育种方式②③都包含秋水仙素处理，其中③中乙
表示幼苗或萌发的种子，②中用秋水仙素处理单倍体(该单倍体不育)，
故甲只能是幼苗，B错误;育种方式①的原理是基因重组，育种方式④的
原理是基因突变，均属于可遗传变异，C正确;育种方式④⑤的原理是基
因突变，基因突变具有不定向性，不一定获得新的性状，②③分别是单
倍体育种和多倍体育种，不能获得新的相对性状，D错误。
作业手册
题组一 染色体结构变异
1.[2025·河北邢台模拟]据图分析，下列有关叙述错误的是( )
A.若①中的片段是基因，则①过程中发生了基因突变，生物体的性状
一定发生改变
B.②过程属于基因重组
C.③过程发生了染色体结构变异中的易位，其结果往往对生物体有害
D.①不能在光学显微镜下观察到，③可在光学显微镜下观察到
√
[解析] 若①中的片段是基因，由图可知发生了碱基对的替换，所以
①过程发生了基因突变,但即使发生了基因突变，由于密码子的简并
性，生物体的性状不一定改变，A错误；②过程表示同源染色体非姐
妹染色单体之间的互换，可发生在减数第一次分裂前期，属于基因
重组，B正确；
③过程发生了染色体结构变异中的易位(非同源染色体之间片段互换)，
导致染色体上基因的数目和排列顺序发生改变，其结果往往对生物
体有害，C正确；①过程发生了碱基对的替换，不能在光学显微镜下
观察到，③(易位)一般可在光学显微镜下观察到，D正确。
2.[2025·河北石家庄二模]在减数分裂过程中，观察到如图三种不同的
染色体异常行为(其中图①、③各含有一对同源染色体)。下列有关分
析错误的是( )
A.三种染色体异常行为都可能发生在减数分裂 Ⅰ 前期
B.果蝇缺刻翅性状的形成可能属于图①的变异类型
C.图②中联会的两对同源染色体之间发生了基因重组
D.图③的染色体行为不会导致基因种类和数目的改变
√
[解析] 图①联会的一对同源染色体出现“环形圈”，是由于两条同源
染色体中的上面一条多了一段或是下面一条少了一段造成的，说明
发生过染色体结构变异中的重复或缺失。图②两对同源染色体出现
“十字形结构”，是由于非同源染色体上出现的同源区段发生了联会
现象，该种变异属于染色体结构变异中的易位。图③涉及的一对同
源染色体，
其中下面一条发生了染色体结构变异中的倒位，导致联会时出现图
③所示的情况。同源染色体联会发生在减数分裂 Ⅰ 前期，因此三种
染色体异常行为都可能发生在减数分裂 Ⅰ 前期，A正确。图①的变
异类型为染色体结构变异中的重复或缺失。果蝇缺刻翅性状的形成
是染色体的某一片段缺失引起的，可能属于图①的变异类型，B正确。
图②中联会的两对同源染色体出现“十字形结构”，是由于非同源染
色体上出现的同源区段发生了联会现象，说明发生了染色体结构变
异中的易位，C错误。图③的染色体行为不会导致基因种类和数目的
改变，但因发生了染色体结构变异中的倒位，导致一条染色体上的
基因的排列顺序发生了改变，D正确。
3.[2025·湖南长沙一模]下图所示的变异导致某病的发生(字母表示染色
体片段)，下列叙述中正确的是( )
A.染色体中发生的片段互换使D、 位置发生交
换，该变异属于基因重组
B.该变异导致基因的数目和排列顺序改变，故
该病属于多基因遗传病
C.该变异涉及非同源染色体片段的重接，可用
光学显微镜观察确认
D.患者的染色体仅发生了碱基对的缺失，导致
基因结构发生改变
√
[解析] 观察可知，1号染色体与3号染色体之间
发生片段互换使D、 位置发生交换，该变异属
于染色体结构变异中的易位，不属于基因重组，
A错误；该变异属于染色体结构变异，会导致基
因的排列顺序和基因的数目发生改变，属于染色体异常遗传病，B错
误；由图可知，该变异涉及非同源染色体(1号和3号染色体)片段的重
接 (易位)，染色体变异在光学显微镜下可观察到，所以可用光学显
微镜观察确认，C正确；患者发生了染色体片段缺失和易位，不是碱
基对的缺失，碱基对的缺失属于基因突变，D错误。
4.[2025·天津南开中学模拟]安哥拉兔
的体色由位于常染色体上的一对等位
基因控制，灰身(B)对黑身 为显性。
A.甲与乙杂交得到 的表型均为灰身
B.重复乙的培育方法，不一定能得到相同的变异个体
C.若的基因型为 ，则其变异类型为染色体移接
D.通过此流程育种时，筛选②的结果中雌雄比为
只含有其中一个相关基因 的胚胎无法发育。下图为安哥拉兔的
培育实验示意图，未发生图示以外的变异。下列叙述错误的是( )
√
[解析] 甲的基因型为 ，乙的
基因型为表示缺失相关
基因 )，甲与乙杂交，的基因型
有、 、、 (死亡，只含有其中一个相关基因的
胚胎无法发育)，故都表现为灰身，A正确；乙的培育方法是通过
照射乙的细胞，使染色体发生变异，这种变异是不定向的，故重
复乙的培育方法，不一定能得到相同的变异个体，B正确；
若的基因型为 ，说明B基因
所在的染色体片段转移到了 染色体
上，这种变异类型属于染色体结构
变异，是由染色体的片段移接到另一条非同源染色体上引起的，C正
确；图中甲的基因型为，乙的基因型为，的基因型有
、 、、 (死亡)，筛选出的含异常染色体个体
的基因型为或 ，全为雌性，D错误。
题组二 染色体数目变异及低温诱导染色体数目变化
5.[2025·广东深圳月考]下列关于“低温诱导洋葱细胞染色体数目的变化”
实验说法正确的是( )
A.将洋葱放在装满清水的容器上方在冰箱冷藏室内放置一周，诱导长
出 不定根
B.冲洗卡诺氏液所用的酒精与解离时用的酒精的体积分数相同
C.低温能够抑制纺锤体形成来影响着丝粒的分裂，导致细胞染色体数
目加倍
D.若观察到含有32条染色体的细胞，说明低温成功诱导染色体数目加倍
√
[解析] 将洋葱在冰箱冷藏室内 放置一周，取出后，放在装满清
水的容器上方，于室温(约)进行培养，待长出约 长的不定根
时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养 ，A错误；冲
洗卡诺氏液所用的酒精与解离时用的酒精的体积分数相同，体积分数
均为 ，B正确；低温会抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使染色
体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍，不影响着丝
粒的分裂，C错误；若观察到含有32条染色体的细胞，不一定说明低
温成功诱导染色体数目加倍，因为洋葱体细胞染色体数目为16条，正
常有丝分裂后期着丝粒分裂染色体数目也会加倍到32条，D错误。
6.[2025·四川成都模拟]“ 三体”综合征是常见的染色体异常遗传病，
“标准型 三体”是指个体所有细胞都含有三条18号染色体，“嵌合
型 三体”是指个体只有部分细胞含有三条18号染色体。下列叙述
正确的是( )
A.“标准型 三体”患者的体细胞中含有47条常染色体
B.“嵌合型 三体”患者的体细胞不能进行正常有丝分裂
C.两种类型“三体”综合征都是亲代一方产生异常配子所致
D.两种类型的“三体”综合征患者都可能形成正常生殖细胞
√
[解析] “标准型 三体”患者含有3条18号染色体，比正常人多一
条，因此体细胞中含有47条染色体，其中常染色体有45条，A错误；
“嵌合型 三体”患者的部分细胞含有三条18号染色体，正常体细
胞可以进行正常的有丝分裂，B错误；“标准型 三体”可能是亲
代一方产生异常配子所致，“嵌合型 三体”可能是胚胎发育早期
的细胞分裂错误导致的，不一定是亲代配子异常所致的，C错误；两
种类型的“三体”综合征患者减数分裂时都可能产生只含有1条18号染
色体的配子，因此都可能形成正常生殖细胞，D正确。
7.[2025·华中师大一附中模拟]异源多倍体指不同物种杂交产生的杂种
后代经过染色体加倍形成的多倍体。萝卜和甘蓝是十字花科中不同属
的植物(染色体均为)，将二者杂交得到杂种 ，经过一定处理
后可得到异源四倍体“萝卜—甘蓝”。下列叙述错误的是( )
A.萝卜与甘蓝的染色体数目相同，二者杂交得到杂种 可以正常产生
种子
B.用秋水仙素处理，可人工诱导 的染色体数量加倍，得到异源四
倍体
C.若 产生染色体数目没有减半的配子，受精后可得到异源四倍体
D.偶数倍异源多倍体将两个亲本的优良性状进行重组，有利于生物进化
√
[解析] 萝卜与甘蓝可杂交产生， 植株细胞中不含同源染色体，
高度不育，所以 不能产生种子，A错误；秋水仙素能抑制纺锤体形
成，使染色体数目加倍，是异源二倍体，人工诱导 染色体
数量加倍后形成异源四倍体，恢复育性，B正确；若 产生染色
体数目未减半的配子 ，两个这样的配子结合可形成异源四倍体
，C正确；偶数倍异源多倍体(如四倍体)可稳定遗传，整合双亲
优良性状，增加遗传多样性，有利于适应和进化，D正确。
8.[2024·河北衡水模拟]二倍体植物甲 在减数分裂形成雄配子过
程中一对同源染色体未联会，这两条染色体会随机分离，那么就会形成
含有20、21、22条染色体的雄配子，和含有正常染色体数的雌配子结合，
其后代出现单体、双体和三体(一对同源染色体分别有一条、两条、三条
染色体，不含有该对同源染色体的称缺体)，用单体、双体和三体自由交
配，同源染色体为奇数的个体形成配子时多出来的单个染色体随机分配，
假设形成的各种配子均可育。下列叙述错误的是 ( )
A.只有单体自交的后代会出现缺体
B.有三种交配组合的后代出现三种同源染色体组成
C.三体自交的后代会出现四体
D.单体和三体杂交后代出现同源染色体组成的种类数最多
√
[解析] 单体自交时，父本和母本均可能产生缺失该条染色体的配子
(0条)，结合后形成缺体，而双体或三体自交无法产生缺体，A正确。
有三种交配组合的后代会出现三种同源染色体组成：①单体可以产
生含有20、21条染色体的两种配子，自交后代出现三种同源染色体
组成(含40条染色体的缺体、含41条染色体的单体、含42条染色体的
双体)；②三体可以产生含有21、22条染色体的两种配子，自交后代
出现三种同源染色体组成(双体、含43条染色体的三体、含44条染色
体的四体)；③三体与单体杂交，后代出现三种同源染色体组成
(单体、双体、三体)，B正确。三体自交时，父本和母本均可能产生
含22条该染色体的配子，受精后会产生含44条染色体的四体(一对同
源染色体有四条)，C正确。结合对B选项的分析可知，单体和三体杂
交后代最多出现三种同源染色体组成类型(单体、双体、三体)，而三
体自交后代和单体自交后代同样也有三种同源染色体组成类型，D错
误。
题组三 育种
9.[2025·北京大兴一中模拟]下图为五倍体栽
培棉的培育过程，字母A、D、 均代表一个
染色体组，每组有13条染色体。下列叙述正
确的是( )
A.栽培棉含有65条染色体
B.该过程属于单倍体育种
C.秋水仙素可抑制染色体的着丝粒分裂
D.栽培棉减数分裂时可形成39个四分体
√
[解析] 与杂交，其中A、D、 各代表
一个染色体组，所得染色体组成为 ，秋
水仙素处理后得到的染色体组成为，
与 杂交，最终得到的栽培棉染色体组成
应为 ，A、D、 所代表的每一个染色体组中各含13条染色体，
故栽培棉 应含有5个染色体组，共65条染色体，A正确；由题
图分析可知，图示是两个二倍体品种先杂交，后经秋水仙素加倍处
理，因此属于多倍体育种，B错误；
秋水仙素的作用原理是抑制有丝分裂前期纺锤
体的形成，染色体着丝粒分裂并未被抑制，C
错误；根据以上分析可知，栽培棉染色体组成
为 ，减数分裂时、 可各自正常联
会，共形成 (个)四分体，而 只有
一个染色体组，减数分裂时无法联会，故栽培棉减数分裂时可形成26
个四分体，D错误。
10.[2025·湖北武汉模拟]某自花传粉植物的高茎(显性)和矮茎(隐性)受
一对等位基因 控制，抗病(显性)和感病(隐性)受非同源染色体上另
一对等位基因 控制。现用纯合高茎抗病植株与矮茎感病植株杂交
获得 ，欲培育能稳定遗传的矮茎抗病新品种。下列方案可行的是
( )
A.将自交，从 中筛选矮茎抗病植株连续自交
B.取 的花药进行组织培养后直接筛选矮茎抗病植株
C.用与矮茎感病植株测交，从 中筛选矮茎抗病植株
D.用秋水仙素处理 幼苗，从得到的四倍体植株中筛选矮茎抗病植株
√
[解析] 自交后，中矮茎抗病植株的基因型为 (其中
为，为 )，通过连续自交筛选出不发生性状分离的植株
，即可获得稳定遗传的品种，A正确； 的花药进行组织培养
后得到的是单倍体植株，需经秋水仙素处理使其染色体加倍后才能稳
定遗传，直接筛选的植株无法稳定遗传，B错误； 与矮茎感病植株
测交，后代中矮茎抗病植株的基因型为 (杂合)，无法稳定
遗传，C错误；秋水仙素处理 幼苗得到四倍体 ，其表型
仍为高茎抗病，无法直接筛选出矮茎抗病植株，D错误。
11.[2025·江苏南通一模]图甲表示番茄植株(基因型为 ，两对基因
独立遗传)作为实验材料培育新品种的途径，基因、 分别控制合成蛋
白、蛋白。研究发现，与蛋白比较，诱变后的蛋白 氨基酸序列有
两个变化位点如图乙所示(字母代表氨基酸，数字表示氨基酸位置，箭
头表示突变位点)。下列相关叙述正确的是( )
甲
乙
A.途径3获得品种C的原理为染色体结构
变异，品种C一般茎秆粗壮、果实较大
B.途径2中用秋水仙素处理花粉离体培养
获得的幼苗，可快速获取纯合的品种B
C.途径4中基因突变为 基因时，导致②
处突变的原因是发生了碱基对的增添
D.途径1选育基因型为的个体，需要
对 自交的后代进行多代筛选、自交
√
甲
乙
[解析] 途径3是对体细胞进行组织培养后再用秋水仙素处理获得四倍
体植株，属于多倍体育种，其原理为染色体数目变异，多倍体植株
一般茎秆粗壮、果实较大、营养物质含量增加，这是多倍体育种的
特点，A错误；途径2中用秋水仙素处理花粉离体培养获得的幼苗，
由于秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使得染色体数目加倍，从而获
得纯合的二倍体植株，这种方法可以快速获取纯合的品种B，B正确；
甲
乙
据图乙可知，途径4中基因突变为 基因时，②处及之后氨基酸的序
列都发生了改变，导致②处突变的原因可能是发生了碱基对的增添
或缺失，C错误；据图可知，途径1是利用基因重组的原理通过杂交
育种的方法获得品种A，途径1选育的基因型为 个体是双隐性个
体，可以直接从 自交的后代中筛选出，D错误。
甲
乙
综合应用练
12.[2025·河南信阳高级中学模拟] 某植物 的叶形有圆形和披
针形两种类型，叶片颜色有绿色和紫色两种类型。两种纯合亲本杂交
得，均为圆形紫色叶，自交得到， 的表型及比例为圆形紫
色叶∶披针形紫色叶∶披针形绿色叶 。请回答下列问题：
(1)根据题干信息判断，叶色由___对等位基因控制。分析可知，控制
叶形及叶色的相关基因之间______(填“存在”或“不存在”)连锁情况，理
由是 _______________________________________________________
____________________________________________________________
_______________________________ 。
2
存在
如果控制这两对相对性状的等位基因不存在连锁情况， 的表
型及比例应为圆形紫色叶∶圆形绿色叶∶披针形紫色叶∶披针形绿色叶
，与题干数据不符
[解析] 两种纯合亲本杂交得，均为圆形紫色叶，自交得到 ，
先考虑叶形这对相对性状， 的表型及比例为圆形叶∶披针形叶
，说明圆形叶对披针形叶为显性，且叶形由一对等位基因控制。
再考虑叶色这对相对性状，中紫色叶∶绿色叶，是
的变式，说明叶色由两对等位基因控制，且这两对等位基因的遗传
遵循自由组合定律。综上，叶形和叶色总共由3对等位基因控制。假
设控制叶形的基因为，控制叶色的基因为、，
根据 中圆形叶∶披针形叶，紫色叶∶绿色叶，可推出 的
基因型为 。若三对等位基因位于三对同源染色体上，即不存
在连锁情况时， 中会出现圆形紫色叶∶圆形绿色叶∶披针形紫色叶∶
披针形绿色叶 的性状表现，与实际情况不符，故控制叶
形及叶色的相关基因的遗传存在连锁情况。
(2)经过细致观察发现，在 的紫色叶个体中，紫色深浅不一，大致可
以分为4种类型，比例大约为。 紫色叶个体中，紫色深浅程
度与 相同的植株占_____。
[解析] 由中几种类型的紫色叶植株的比例大致为 ，可推出,
紫色叶的类型与显性基因的数目有关。关于叶色的基因型为 ，
有两个显性基因，则紫色叶植株中表型与 植株一致的基因型为
、和，所占的比例为 。
(3)植物体细胞中某对同源染色体缺少一条(即染色体数为 )称为
单体。科研人员发现如图所示单体植株，该植株可以正常生长且能正
常进行减数分裂，可用于遗传学研究。理论上该植物的单体应该有___
种，但除了6号染色单体以外，其他种类的单体从来没有发现过，推
测其原因可能是________________________。
6
其他种类的单体不能存活
若6号染色单体植株为圆形叶，其与正常的披针形叶植株杂交，后代
表型及比例为圆形叶∶披针形叶 ，根据该结果不能确定控制叶形
的基因位于6号染色体上，请说明原因：_________________________
____________________________________________________________
______________________________________。
当控制叶形的基因位于其他
染色体上且该单体植株为杂合子时,其与正常的披针形叶植株杂交，后
代表型及比例也为圆形叶∶披针形叶
[解析] 已知该植物共有12条染色体，即6对同
源染色体，故理论上该植物的单体品系应该有
6种。没有发现其他种类单体的原因很可能是该种植株缺少 号染
色体中的一条时会致死，即其他种类的单体不能存活。若控制叶形的
基因位于6号染色体上，则该单体的基因型为表示没有相应的等
位基因，其与正常的披针形叶植株 杂交，即，后代的表
型及比例为圆形叶 披针形叶 。
若控制叶形的基因位于其他染色体上且该单体
植株为杂合子时，其与正常的披针形叶植
株杂交，即 ，后代表型及比例也为圆形叶披针形叶
，故不能确定控制叶形的基因位于6号染色体上。
13.[2025·宁夏银川一中模拟] 棉花(雌雄同株)是一种重要的经济作物。
棉纤维大多为白色，棉纤维白色(B)和红色 是一对相对性状。回答
下列问题：
(1)目前各种天然彩棉很受大众喜爱，科学家培育了其他色彩的棉花植株。
首先得到深红棉(棉纤维深红色，基因型为 )，再经_______________的
方法处理，可得到单倍体植株，即为粉红棉(棉纤维粉红色)新品种。
花药离体培养
[解析] 分析题意可知，深红棉是二倍体，可通过花药离体培养使染色
体数目减半，再通过后续操作的方法获得单倍体植株。
(2)由于单倍体植株棉纤维少、产量低，育
种专家对深红棉作了如图(Ⅰ和Ⅱ为染色体)
结构
有丝分裂中期的染色体形态结构
[解析] 根据题意和图示分析可知，经处理后粉红棉细胞Ⅱ染色体片
段缺失，故发生了染色体结构变异。由于染色体变异可通过显微镜
观察，故可通过观察根尖分生区细胞有丝分裂中期的染色体形态结
构变化来确认处理是否成功。
所示的技术处理。图中培育新品种的处理过程发生了染色体______变
异。为确认上述处理是否成功，可以利用显微镜观察根尖分生区细胞
______________________________。
(3)为探究染色体片段缺失是否会导致配子不育，科学家将上图中的抗
旱粉红棉新品种(图中基因A、 分别控制抗旱与不抗旱性状)与不抗旱
深红棉植株杂交，分析实验结果并得出结论： ___________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
________________ 。
若后代的表型及比例
为抗旱深红棉∶抗旱粉红棉∶不抗旱深红棉∶不抗旱粉红棉 ，则
配子可育；若后代的表型及比例为抗旱深红棉∶不抗旱深红棉 ，
则配子不可育
[解析] 基因A、 分别控制抗旱与不抗
旱性状，位于染色体Ⅰ上，与控制颜色
的基因分别位于不同的染色体上，遵循基因的自由组合定律，抗旱
粉红棉新品种的基因型可写成表示缺失相应基因 ，若染色
体片段缺失配子可育，其产生的可育配子有四种、、、 ，
比例为，不抗旱深红棉植株只产生一种配子 ，两者杂交后
代表型及比例为抗旱深红棉∶抗旱粉红棉∶不抗旱深红棉∶不抗旱粉红棉
；
若染色体片段缺失会导致配子不育，
则抗 旱粉红棉新品种只能产生2种
可育配子、，比例为 ，不抗旱深红棉植株只产生一种配子 ，
两者杂交后代表型及比例为抗旱深红棉∶不抗旱深红棉 。
(4)若实验结果证实染色体的片段缺失不影响配子的存活，则图中的抗
旱粉红棉新品种自交产生的子代中，抗旱粉红棉个体所占的比例是
_____。
[解析] 若经实验验证染色体的片段缺失不影响配子的存活，则图中
的抗旱粉红棉新品种 自交产生的子代中抗旱粉红棉个体所占比
例为 。中小学教育资源及组卷应用平台
课时作业(三十)　染色体变异
题组一　染色体结构变异
1.[2025·河北邢台模拟] 据图分析,下列有关叙述错误的是 (　)
A.若①中的片段是基因,则①过程中发生了基因突变,生物体的性状一定发生改变
B.②过程属于基因重组
C.③过程发生了染色体结构变异中的易位,其结果往往对生物体有害
D.①不能在光学显微镜下观察到,③可在光学显微镜下观察到
2.[2025·河北石家庄二模] 在减数分裂过程中,观察到如图三种不同的染色体异常行为(其中图①、③各含有一对同源染色体)。下列有关分析错误的是 (　)
A.三种染色体异常行为都可能发生在减数分裂 Ⅰ 前期
B.果蝇缺刻翅性状的形成可能属于图①的变异类型
C.图②中联会的两对同源染色体之间发生了基因重组
D.图③的染色体行为不会导致基因种类和数目的改变
3.[2025·湖南长沙一模] 下图所示的变异导致某病的发生(字母表示染色体片段),下列叙述中正确的是 (　)
A.染色体中发生的片段互换使D、F位置发生交换,该变异属于基因重组
B.该变异导致基因的数目和排列顺序改变,故该病属于多基因遗传病
C.该变异涉及非同源染色体片段的重接,可用光学显微镜观察确认
D.患者的染色体仅发生了碱基对的缺失,导致基因结构发生改变
4.[2025·天津南开中学模拟] 安哥拉兔的体色由位于常染色体上的一对等位基因控制,灰身(B)对黑身(b)为显性。只含有其中一个相关基因(B/b)的胚胎无法发育。下图为安哥拉兔的培育实验示意图,未发生图示以外的变异。下列叙述错误的是 (　)
A.甲与乙杂交得到F1的表型均为灰身
B.重复乙的培育方法,不一定能得到相同的变异个体
C.若F1的基因型为BbXBX,则其变异类型为染色体移接
D.通过此流程育种时,筛选②的结果中雌雄比为1∶1
题组二　染色体数目变异及低温诱导染色体数目变化
5.[2025·广东深圳月考] 下列关于“低温诱导洋葱细胞染色体数目的变化”实验说法正确的是 (　)
A.将洋葱放在装满清水的容器上方在冰箱冷藏室内放置一周,诱导长出1 cm不定根
B.冲洗卡诺氏液所用的酒精与解离时用的酒精的体积分数相同
C.低温能够抑制纺锤体形成来影响着丝粒的分裂,导致细胞染色体数目加倍
D.若观察到含有32条染色体的细胞,说明低温成功诱导染色体数目加倍
6.[2025·四川成都模拟] “18 三体”综合征是常见的染色体异常遗传病,“标准型18 三体”是指个体所有细胞都含有三条18号染色体,“嵌合型18 三体”是指个体只有部分细胞含有三条18号染色体。下列叙述正确的是 (　)
A.“标准型18 三体”患者的体细胞中含有47条常染色体
B.“嵌合型18 三体”患者的体细胞不能进行正常有丝分裂
C.两种类型“三体”综合征都是亲代一方产生异常配子所致
D.两种类型的“三体”综合征患者都可能形成正常生殖细胞
7.[2025·华中师大一附中模拟] 异源多倍体指不同物种杂交产生的杂种后代经过染色体加倍形成的多倍体。萝卜和甘蓝是十字花科中不同属的植物(染色体均为2n=18),将二者杂交得到杂种F1,经过一定处理后可得到异源四倍体“萝卜—甘蓝”。下列叙述错误的是 (　)
A.萝卜与甘蓝的染色体数目相同,二者杂交得到杂种F1可以正常产生种子
B.用秋水仙素处理F1,可人工诱导F1的染色体数量加倍,得到异源四倍体
C.若F1产生染色体数目没有减半的配子,受精后可得到异源四倍体
D.偶数倍异源多倍体将两个亲本的优良性状进行重组,有利于生物进化
8.[2024·河北衡水模拟] 二倍体植物甲(2n=42)在减数分裂形成雄配子过程中一对同源染色体未联会,这两条染色体会随机分离,那么就会形成含有20、21、22条染色体的雄配子,和含有正常染色体数的雌配子结合,其后代出现单体、双体和三体(一对同源染色体分别有一条、两条、三条染色体,不含有该对同源染色体的称缺体),用单体、双体和三体自由交配,同源染色体为奇数的个体形成配子时多出来的单个染色体随机分配,假设形成的各种配子均可育。下列叙述错误的是 (　)
A.只有单体自交的后代会出现缺体
B.有三种交配组合的后代出现三种同源染色体组成
C.三体自交的后代会出现四体
D.单体和三体杂交后代出现同源染色体组成的种类数最多
题组三　育种
9.[2025·北京大兴一中模拟] 下图为五倍体栽培棉的培育过程,字母A、D、E均代表一个染色体组,每组有13条染色体。下列叙述正确的是 (　)
A.栽培棉含有65条染色体
B.该过程属于单倍体育种
C.秋水仙素可抑制染色体的着丝粒分裂
D.栽培棉减数分裂时可形成39个四分体
10.[2025·湖北武汉模拟] 某自花传粉植物的高茎(显性)和矮茎(隐性)受一对等位基因A/a控制,抗病(显性)和感病(隐性)受非同源染色体上另一对等位基因B/b控制。现用纯合高茎抗病植株与矮茎感病植株杂交获得F1,欲培育能稳定遗传的矮茎抗病新品种。下列方案可行的是 (　)
A.将F1自交,从F2中筛选矮茎抗病植株连续自交
B.取F1的花药进行组织培养后直接筛选矮茎抗病植株
C.用F1与矮茎感病植株测交,从F2中筛选矮茎抗病植株
D.用秋水仙素处理F1幼苗,从得到的四倍体植株中筛选矮茎抗病植株
11.[2025·江苏南通一模] 图甲表示番茄植株(基因型为HhRr,两对基因独立遗传)作为实验材料培育新品种的途径,基因R、r分别控制合成蛋白R、蛋白r。研究发现,与蛋白r比较,诱变后的蛋白R氨基酸序列有两个变化位点如图乙所示(字母代表氨基酸,数字表示氨基酸位置,箭头表示突变位点)。下列相关叙述正确的是 (　)
甲
A.途径3获得品种C的原理为染色体结构变异,品种C一般茎秆粗壮、果实较大
B.途径2中用秋水仙素处理花粉离体培养获得的幼苗,可快速获取纯合的品种B
C.途径4中r基因突变为R基因时,导致②处突变的原因是发生了碱基对的增添
D.途径1选育基因型为hhrr的个体,需要对HhRr自交的后代进行多代筛选、自交
综合应用练
12.[2025·河南信阳高级中学模拟] 某植物(2n=12)的叶形有圆形和披针形两种类型,叶片颜色有绿色和紫色两种类型。两种纯合亲本杂交得F1,F1均为圆形紫色叶,F1自交得到F2,F2的表型及比例为圆形紫色叶∶披针形紫色叶∶披针形绿色叶=12∶3∶1。请回答下列问题:
(1)根据题干信息判断,叶色由　　　　对等位基因控制。分析可知,控制叶形及叶色的相关基因之间　　　　(填“存在”或“不存在”)连锁情况,理由是　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)经过细致观察发现,在F2的紫色叶个体中,紫色深浅不一,大致可以分为4种类型,比例大约为1∶4∶6∶4。F2紫色叶个体中,紫色深浅程度与F1相同的植株占　　 　　。
(3)植物体细胞中某对同源染色体缺少一条(即染色体数为2n-1)称为单体。科研人员发现如图所示单体植株,该植株可以正常生长且能正常进行减数分裂,可用于遗传学研究。理论上该植物的单体应该有　　　　种,但除了6号染色单体以外,其他种类的单体从来没有发现过,推测其原因可能是　　　　　　　 　　　　
　　　　　。若6号染色单体植株为圆形叶,其与正常的披针形叶植株杂交,后代 表型及比例为圆形叶∶披针形叶=1∶1,根据该结果不能确定控制叶形的基因位于6号染色体上,请说明原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　 。
13.[2025·宁夏银川一中模拟] 棉花(雌雄同株)是一种重要的经济作物。棉纤维大多为白色,棉纤维白色(B)和红色(b)是一对相对性状。回答下列问题:
(1)目前各种天然彩棉很受大众喜爱,科学家培育了其他色彩的棉花植株。首先得到深红棉(棉纤维深红色,基因型为bb),再经　　　　　　　　　的方法处理,可得到单倍体植株,即为粉红棉(棉纤维粉红色)新品种。
(2)由于单倍体植株棉纤维少、产量低,育种专家对深红棉作了如图(Ⅰ和Ⅱ为染色体)所示的技术处理。图中培育新品种的处理过程发生了染色体　　　　变异。为确认上述处理是否成功,可以利用显微镜观察根尖分生区细胞　 　
　　 　　　。
(3)为探究染色体片段缺失是否会导致配子不育,科学家将上图中的抗旱粉红棉新品种(图中基因A、a分别控制抗旱与不抗旱性状)与不抗旱深红棉植株杂交,分析实验结果并得出结论:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　。
(4)若实验结果证实染色体的片段缺失不影响配子的存活,则图中的抗旱粉红棉新品种自交产生的子代中,抗旱粉红棉个体所占的比例是　　　 　。
课时作业(三十)　染色体变异
1.A　[解析] 若①中的片段是基因,由图可知发生了碱基对的替换,所以①过程发生了基因突变,但即使发生了基因突变,由于密码子的简并性,生物体的性状不一定改变,A错误;②过程表示同源染色体非姐妹染色单体之间的互换,可发生在减数第一次分裂前期,属于基因重组,B正确;③过程发生了染色体结构变异中的易位(非同源染色体之间片段互换),导致染色体上基因的数目和排列顺序发生改变,其结果往往对生物体有害,C正确;①过程发生了碱基对的替换,不能在光学显微镜下观察到,③(易位)一般可在光学显微镜下观察到,D正确。
2.C　[解析] 图①联会的一对同源染色体出现“环形圈”,是由于两条同源染色体中的上面一条多了一段或是下面一条少了一段造成的,说明发生过染色体结构变异中的重复或缺失。图②两对同源染色体出现“十字形结构”,是由于非同源染色体上出现的同源区段发生了联会现象,该种变异属于染色体结构变异中的易位。图③涉及的一对同源染色体,其中下面一条发生了染色体结构变异中的倒位,导致联会时出现图③所示的情况。同源染色体联会发生在减数分裂 Ⅰ 前期,因此三种染色体异常行为都可能发生在减数分裂 Ⅰ 前期,A正确。图①的变异类型为染色体结构变异中的重复或缺失。果蝇缺刻翅性状的形成是染色体的某一片段缺失引起的,可能属于图①的变异类型,B正确。图②中联会的两对同源染色体出现“十字形结构”,是由于非同源染色体上出现的同源区段发生了联会现象,说明发生了染色体结构变异中的易位,C错误。图③的染色体行为不会导致基因种类和数目的改变,但因发生了染色体结构变异中的倒位,导致一条染色体上的基因的排列顺序发生了改变,D正确。
3.C　[解析] 观察可知,1号染色体与3号染色体之间发生片段互换使D、F位置发生交换,该变异属于染色体结构变异中的易位,不属于基因重组,A错误;该变异属于染色体结构变异,会导致基因的排列顺序和基因的数目发生改变,属于染色体异常遗传病,B错误;由图可知,该变异涉及非同源染色体(1号和3号染色体)片段的重接(易位),染色体变异在光学显微镜下可观察到,所以可用光学显微镜观察确认,C正确;患者发生了染色体片段缺失和易位,不是碱基对的缺失,碱基对的缺失属于基因突变,D错误。
4.D　[解析] 甲的基因型为bbXX,乙的基因型为BOXBY(O表示缺失相关基因),甲与乙杂交,F1的基因型有BbXBX、BbXY、bOXBX、bOXY(死亡,只含有其中一个相关基因的胚胎无法发育),故F1都表现为灰身,A正确;乙的培育方法是通过60Co照射乙的细胞,使染色体发生变异,这种变异是不定向的,故重复乙的培育方法,不一定能得到相同的变异个体,B正确;若F1的基因型为BbXBX,说明B基因所在的染色体片段转移到了X染色体上,这种变异类型属于染色体结构变异,是由染色体的片段移接到另一条非同源染色体上引起的,C正确;图中甲的基因型为bbXX,乙的基因型为BOXBY,F1的基因型有BbXBX、BbXY、bOXBX、bOXY(死亡),筛选出的含异常染色体个体的基因型为BbXXB或bOXBX,全为雌性,D错误。
5.B　[解析] 将洋葱在冰箱冷藏室内(4 ℃)放置一周,取出后,放在装满清水的容器上方,于室温(约25 ℃)进行培养,待长出约1 cm长的不定根时,将整个装置放入冰箱冷藏室内,诱导培养48~72 h,A错误;冲洗卡诺氏液所用的酒精与解离时用的酒精的体积分数相同,体积分数均为95%,B正确;低温会抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,使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,不影响着丝粒的分裂,C错误;若观察到含有32条染色体的细胞,不一定说明低温成功诱导染色体数目加倍,因为洋葱体细胞染色体数目为16条,正常有丝分裂后期着丝粒分裂染色体数目也会加倍到32条,D错误。
6.D　[解析] “标准型18 三体”患者含有3条18号染色体,比正常人多一条,因此体细胞中含有47条染色体,其中常染色体有45条,A错误;“嵌合型18 三体”患者的部分细胞含有三条18号染色体,正常体细胞可以进行正常的有丝分裂,B错误;“标准型18 三体”可能是亲代一方产生异常配子所致,“嵌合型18 三体”可能是胚胎发育早期的细胞分裂错误导致的,不一定是亲代配子异常所致的,C错误;两种类型的“三体”综合征患者减数分裂时都可能产生只含有1条18号染色体的配子,因此都可能形成正常生殖细胞,D正确。
7.A　[解析] 萝卜与甘蓝可杂交产生F1,F1植株细胞中不含同源染色体,高度不育,所以F1不能产生种子,A错误;秋水仙素能抑制纺锤体形成,使染色体数目加倍,F1是异源二倍体(2n),人工诱导F1染色体数量加倍后形成异源四倍体(4n),恢复育性,B正确;若F1产生染色体数目未减半的配子(2n),两个这样的配子结合可形成异源四倍体(4n),C正确;偶数倍异源多倍体(如四倍体)可稳定遗传,整合双亲优良性状,增加遗传多样性,有利于适应和进化,D正确。
8.D　[解析] 单体自交时,父本和母本均可能产生缺失该条染色体的配子(0条),结合后形成缺体,而双体或三体自交无法产生缺体,A正确。有三种交配组合的后代会出现三种同源染色体组成:①单体可以产生含有20、21条染色体的两种配子,自交后代出现三种同源染色体组成(含40条染色体的缺体、含41条染色体的单体、含42条染色体的双体);②三体可以产生含有21、22条染色体的两种配子,自交后代出现三种同源染色体组成(双体、含43条染色体的三体、含44条染色体的四体);③三体与单体杂交,后代出现三种同源染色体组成(单体、双体、三体),B正确。三体自交时,父本和母本均可能产生含22条该染色体的配子,受精后会产生含44条染色体的四体(一对同源染色体有四条),C正确。结合对B选项的分析可知,单体和三体杂交后代最多出现三种同源染色体组成类型(单体、双体、三体),而三体自交后代和单体自交后代同样也有三种同源染色体组成类型,D错误。
9.A　[解析] AADD与EE杂交,其中A、D、E各代表一个染色体组,所得F1染色体组成为ADE,秋水仙素处理后得到的F2染色体组成为AADDEE,F2与AADD杂交,最终得到的栽培棉染色体组成应为AADDE,A、D、E所代表的每一个染色体组中各含13条染色体,故栽培棉AADDE应含有5个染色体组,共65条染色体,A正确;由题图分析可知,图示是两个二倍体品种先杂交,后经秋水仙素加倍处理,因此属于多倍体育种,B错误;秋水仙素的作用原理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,染色体着丝粒分裂并未被抑制,C错误;根据以上分析可知,栽培棉染色体组成为AADDE,减数分裂时AA、DD可各自正常联会,共形成13+13=26(个)四分体,而E只有一个染色体组,减数分裂时无法联会,故栽培棉减数分裂时可形成26个四分体,D错误。
10.A　[解析] F1(AaBb)自交后,F2中矮茎抗病植株的基因型为aaB_(其中1/3为aaBB,2/3为aaBb),通过连续自交筛选出不发生性状分离的植株(aaBB),即可获得稳定遗传的品种,A正确;F1的花药进行组织培养后得到的是单倍体植株,需经秋水仙素处理使其染色体加倍后才能稳定遗传,直接筛选的植株无法稳定遗传,B错误;F1与矮茎感病植株(aabb)测交,后代中矮茎抗病植株的基因型为aaBb(杂合),无法稳定遗传,C错误;秋水仙素处理F1幼苗得到四倍体(AAaaBBbb),其表型仍为高茎抗病,无法直接筛选出矮茎抗病植株,D错误。
11.B　[解析] 途径3是对体细胞进行组织培养后再用秋水仙素处理获得四倍体植株,属于多倍体育种,其原理为染色体数目变异,多倍体植株一般茎秆粗壮、果实较大、营养物质含量增加,这是多倍体育种的特点,A错误;途径2中用秋水仙素处理花粉离体培养获得的幼苗,由于秋水仙素能抑制纺锤体的形成,使得染色体数目加倍,从而获得纯合的二倍体植株,这种方法可以快速获取纯合的品种B,B正确;据图乙可知,途径4中r基因突变为R基因时,②处及之后氨基酸的序列都发生了改变,导致②处突变的原因可能是发生了碱基对的增添或缺失,C错误;据图可知,途径1是利用基因重组的原理通过杂交育种的方法获得品种A,途径1选育的基因型为hhrr个体是双隐性个体,可以直接从HhRr自交的后代中筛选出,D错误。
12.(1)2　存在　如果控制这两对相对性状的等位基因不存在连锁情况,F2的表型及比例应为圆形紫色叶∶圆形绿色叶∶披针形紫色叶∶披针形绿色叶=45∶3∶15∶1,与题干数据不符
(2)2/5
(3)6　其他种类的单体不能存活　当控制叶形的基因位于其他染色体上且该单体植株为杂合子时,其与正常的披针形叶植株杂交,后代表型及比例也为圆形叶∶披针形叶=1∶1
[解析] (1)两种纯合亲本杂交得F1,F1均为圆形紫色叶,F1自交得到F2,先考虑叶形这对相对性状,F2的表型及比例为圆形叶∶披针形叶=3∶1,说明圆形叶对披针形叶为显性,且叶形由一对等位基因控制。再考虑叶色这对相对性状,F2中紫色叶∶绿色叶=15∶1,是9∶3∶3∶1的变式,说明叶色由两对等位基因控制,且这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。综上,叶形和叶色总共由3对等位基因控制。假设控制叶形的基因为A/a,控制叶色的基因为B/b、C/c,根据F2中圆形叶∶披针形叶=3∶1,紫色叶∶绿色叶=15∶1,可推出F1的基因型为AaBbCc。若三对等位基因位于三对同源染色体上,即不存在连锁情况时,F2中会出现圆形紫色叶∶圆形绿色叶∶披针形紫色叶∶披针形绿色叶=45∶3∶15∶1的性状表现,与实际情况不符,故控制叶形及叶色的相关基因的遗传存在连锁情况。(2)由F2中几种类型的紫色叶植株的比例大致为1∶4∶6∶4,可推出,紫色叶的类型与显性基因的数目有关。F1关于叶色的基因型为BbCc,有两个显性基因,则F2紫色叶植株中表型与F1植株一致的基因型为BBcc、bbCC和BbCc,所占的比例为6/15=2/5。(3)已知该植物共有12条染色体,即6对同源染色体,故理论上该植物的单体品系应该有6种。没有发现其他种类单体的原因很可能是该种植株缺少1~5号染色体中的一条时会致死,即其他种类的单体不能存活。若控制叶形的基因位于6号染色体上,则该单体的基因型为AO(O表示没有相应的等位基因),其与正常的披针形叶植株(aa)杂交,即AO×aa,后代的表型及比例为圆形叶(Aa)∶披针形叶(aO)=1∶1。若控制叶形的基因位于其他染色体上且该单体植株为杂合子(Aa)时,其与正常的披针形叶植株(aa)杂交,即Aa×aa,后代表型及比例也为圆形叶(Aa)∶披针形叶(aa)=1∶1,故不能确定控制叶形的基因位于6号染色体上。
13.(1)花药离体培养
(2)结构　有丝分裂中期的染色体形态结构
(3)若后代的表型及比例为抗旱深红棉∶抗旱粉红棉∶不抗旱深红棉∶不抗旱粉红棉=1∶1∶1∶1,则配子可育;若后代的表型及比例为抗旱深红棉∶不抗旱深红棉=1∶1,则配子不可育
(4)3/8
[解析] (1)分析题意可知,深红棉是二倍体,可通过花药离体培养使染色体数目减半,再通过后续操作的方法获得单倍体植株。(2)根据题意和图示分析可知,经处理后粉红棉细胞Ⅱ染色体片段缺失,故发生了染色体结构变异。由于染色体变异可通过显微镜观察,故可通过观察根尖分生区细胞有丝分裂中期的染色体形态结构变化来确认处理是否成功。(3)基因A、a分别控制抗旱与不抗旱性状,位于染色体Ⅰ上,与控制颜色的基因分别位于不同的染色体上,遵循基因的自由组合定律,抗旱粉红棉新品种的基因型可写成AabO(O表示缺失相应基因),若染色体片段缺失配子可育,其产生的可育配子有四种AO、Ab、aO、ab,比例为1∶1∶1∶1,不抗旱深红棉植株只产生一种配子ab,两者杂交后代表型及比例为抗旱深红棉∶抗旱粉红棉∶不抗旱深红棉∶不抗旱粉红棉=1∶1∶1∶1;若染色体片段缺失会导致配子不育,则抗旱粉红棉新品种只能产生2种可育配子Ab、ab,比例为1∶1,不抗旱深红棉植株只产生一种配子ab,两者杂交后代表型及比例为抗旱深红棉∶不抗旱深红棉=1∶1。(4)若经实验验证染色体的片段缺失不影响配子的存活,则图中的抗旱粉红棉新品种AabO自交产生的子代中抗旱粉红棉个体所占比例为3/4A_×1/2bO=3/8。

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