第22讲 染色体变异-2022年高考生物一轮复习名师精讲练（新高考地区专用）

第22讲　染色体变异【基础梳理】一、染色体变异的判断与分析1.染色体结构的变异(1)类型及实例(2)2.染色体数目变异(1)类型及实例(2)染色体组(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，但不能重复。3.单倍体、二倍体和多倍体4.染色体结构变异与基因突变的区别5.易位与交叉互换的区别6.“三法”判定染色体组方法1　根据染色体形态判定细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。方法2　根据基因型判定在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组。方法3　根据染色体数和染色体的形态数推算 染色体组数＝染色体数/染色体形态数。如果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2。7. 细胞分裂异常导致配子染色体异常的原因分析(1) 细胞分裂时常染色体异常分离导致产生异常配子假设某生物体细胞中含有2n条染色体，减数分裂时，某对同源染色体没有分开或者姐妹染色单体没有分开，导致产生含有(n＋1)、(n－1)条染色体的异常配子，具体如下图所示。如三体、单体的产生就是这个机理。 (2) 细胞分裂时性染色体异常分离导致产生异常配子(以XY型为例)由此可以分析XXY和XYY个体产生的原因：① XXY——MⅠ后期，父方的X、Y未分离或母方的X、X未分离；或MⅡ后期，母方的X、X未分离。② XYY——MⅡ后期，父方的Y、Y未分离。(3) 结合基因情况分析异常配子产生原因例1：如图①②③④分别表示不同的变异类型，基因a、a′仅有图③所示片段的差异。相关叙述正确的是(　　)A.图中4种变异中能够遗传的变异是①②④B.③中的变异属于染色体结构变异中的缺失C.④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复D.①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，发生在减数第一次分裂的前期例2：下图是细胞中所含染色体，相关叙述错误的是(　　)A.甲代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含一条染色体B.乙代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体C.丙代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体D.丁代表的生物可能是单倍体，其一个染色体组含四条染色体例3：一个基因型为AaXBY的精原细胞进行减数分裂，下列叙述不正确的是(　　)A. 减数第一次分裂中期、减数第二次分裂后期，一个细胞中的染色体组数相同B. 若产生的精子为AXB∶aXB∶AY∶aY＝1∶1∶1∶1，则可能发生了交叉互换C. 若产生的精子为AXB∶aXB∶aY＝1∶1∶2，则可能的原因是同源染色体未分离D. 若细胞中无染色单体，基因组成为AAYY，则该细胞可能处于减数第二次分裂后期二、变异在育种中的应用1．单倍体育种(1)原理：染色体(数目)变异。(2)过程(3)优点：明显缩短育种年限。(4)缺点：技术复杂。2．多倍体育种(1)方法：用秋水仙素或低温处理。(2)处理材料：萌发的种子或幼苗。(3)原理eq \x(分裂的细胞)eq \o(――――→,\s\up12(秋水仙素),\s\do4(或低温处理))eq \x(抑制纺锤体的形成)eq \o(――→,\s\up7(导致))eq \x(染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍)(4)实例：三倍体无子西瓜的培育①两次传粉eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(第一次传粉：杂交获得三倍体种子,第二次传粉：刺激子房发育成果实))②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数不变。③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。3．杂交育种(1)原理：基因重组。(2)过程①培育杂合子品种选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。②培育隐性纯合子品种选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1eq \o(――→,\s\up7(⊗))F2→选出表现型符合要求的个体种植并推广。③培育显性纯合子品种a．植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，连续自交至不发生性状分离为止。b．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。(3)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。(4)缺点：获得新品种的周期长。4．诱变育种(1)原理：基因突变。(2)过程(3)优点①可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。②大幅度地改良某些性状。(4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。5.育种方法图解图解中各字母表示的处理方法：A表示杂交，D表示自交，B表示花药离体培养，C表示秋水仙素处理，E表示诱变处理，F表示秋水仙素处理，G表示转基因技术，H表示脱分化，I表示再分化，J表示包裹人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。例4：下图为某二倍体植物单倍体育种过程，下列叙述正确的是(　　)A．①中发生了染色体数目变异B．②一般采用花药离体培养的方法C．③中秋水仙素抑制着丝点分裂D．④中选到的植株中eq \f(1,4)为纯合子例5：用EMS(甲基磺酸乙酯)处理萌发的纯合非甜(SS)玉米种子，种植并让成熟植株自交，发现自交子代中出现了极少量的甜玉米(ss)。EMS诱发基因突变的作用机理如下图所示。下列分析错误的是(多选)(　　)A．该事例可体现基因突变的低频性B．与S基因相比，s中(A＋T)/(G＋C)的值减小C．植株自交后代中出现ss是基因重组的结果D．诱变育种能提高基因突变的频率和加速育种进程例6：无子西瓜的培育过程如下列简图所示，根据图解并结合学过的生物学知识，判断下列叙述错误的是(　　)A.秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的茎尖，主要是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成B.图中四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体组C.所有无子果实的培育原理都和无子西瓜的培育原理一致D.培育三倍体无子西瓜通常需要年年制种，可用植物组织培养技术进行无性繁殖例7：如图所示，甲、乙表示两个水稻品种，A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑧表示培育水稻新品种的过程，则下列说法正确的是(　　)A.以甲和乙为亲本来培育新品种，①→③→④过程最简便，且明显缩短了育种年限B.②和⑦的变异都发生于有丝分裂间期C.③体现了基因的自由组合定律的实质D.⑤与⑧过程的育种原理相同【要点点拨】1.染色体结构变异引起的遗传效应：大多数对生物体是不利的，甚至会导致死亡。(1)缺失片段越大，对个体影响越大，轻则影响个体生活力，重则引起个体死亡。(2)重复引起的遗传效应比缺失小，重复部分太大会影响个体的生活力。(3)倒位的遗传效应：形成配子大多异常，从而影响个体的生育。(4)易位的遗传效应：产生部分异常配子，使配子的育性降低或产生有遗传病的后代。2.单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组。因为大部分的生物是二倍体，所以有时认为单倍体的体细胞中只含有一个染色体组，但是多倍体的配子发育成的个体体细胞中可能含有不止一个染色体组。3.单倍体并非都不育。二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育。多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。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。5.染色体组与基因组不是同一概念染色体组：二倍体生物配子中的染色体数目。基因组：对于有性染色体的生物(二倍体)，其基因组为常染色体/2＋性染色体；对于无性染色体的生物，其基因组与染色体组相同。6.“可遗传”≠“可育”。三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现为“不育”，但它们均属于可遗传变异。7.利用三个“关于”区分三种变异(1)关于“互换”：同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换，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“缺失或增加”：DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加)，属于染色体结构变异；DNA分子上若干碱基对的缺失、增添(增加)，属于基因突变。(3)关于变异的水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变异，在光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变异，在光学显微镜下可以观察到。8.关于变异的“质”和“量”问题：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般也不改变基因的量，但转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，但会改变基因的量或改变基因的排列顺序。9.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。10.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，叫多倍体育种，不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。11.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。12.有关育种的4点易错提醒(1)诱变育种与杂交育种相比，前者能产生新基因，创造变异新类型，后者只是实现原有基因的重新组合。(2)育种中“最简便”与“最快速”的差异。“最简便”着重于技术含量应为“易操作”，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作。“最快速”则未必简便，如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高。(3)“单倍体育种”≠“花药离体培养”：单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程；花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。(4)单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，前者操作对象是幼苗期的单倍体植株；后者操作对象为萌发期的种子或幼苗期的正常植株。　 【课时作业】一、单项选择题1.如图为某哺乳动物某个DNA分子中控制毛色的a、b、c三个基因的分布状况，其中Ⅰ、Ⅱ为非基因序列。下列叙述正确的是(　　)A.基因重组可导致a、b位置互换B.若b、c基因位置互换，发生染色体易位C.b中发生碱基对改变，可能不会影响该生物性状D.该DNA分子中发生碱基对替换属于基因突变2.下列有关生物变异的说法，不正确的是(　　)A．DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换，一定导致基因突变B．基因重组是生物变异的重要来源，一般发生在有性生殖的过程中C．多倍体育种可以打破物种间的生殖隔离，产生可育后代D．染色体结构变异会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变3．下列关于染色体变异及其应用的叙述，正确的是(　　)A．染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异B．三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关C．用秋水仙素处理单倍体植株萌发的种子或幼苗，一定能获得纯合子D．体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体4．下图为某二倍体动物细胞甲在有丝分裂和减数分裂过程中出现的三个细胞乙、丙、丁。下列有关叙述正确的是(　　)A．图中乙细胞正在进行有丝分裂，不可能发生基因突变和基因重组B．乙细胞的子细胞含有四个染色体组，丙细胞连续分裂后的子细胞具有一个染色体组C．丙细胞正在发生染色体结构变异，丁细胞是染色体结构变异导致的异常联会D．一个丙细胞能产生四种基因型不同的精子，丁细胞能产生两种基因型的精子5．某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲所示。减数分裂时异常染色体的联会如图乙所示，配对的三条染色体中，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任一极。下列叙述正确的是(　　)A．图甲所示的变异属于基因重组B．观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞C．若不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种D．该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代6．图中字母代表正常细胞中所含有的基因，下列说法正确的是(　　)A．③为多倍体，通常茎秆粗壮、子粒较大B．④为单倍体，通常茎秆弱小、子粒较小C．若①和②杂交，后代基因型的比例为1∶5∶5∶1D．①②③④细胞所代表的个体分别是四倍体、二倍体、三倍体和单倍体7.在家蚕的饲养中，人们常利用辐射的方法，诱发家蚕常染色体上的卵色基因转移到性染色体上，这样就可在未孵化时区分出雌雄，及早淘汰雌蚕，提高蚕丝的产量和质量。下列关于该方法叙述错误的是(　　)A．该变异可引起基因结构的改变B．该变异是染色体结构变异中的易位C．该变异发生时定会发生染色体的断裂和重新连接D．该变异类型会导致染色体上的基因座位发生改变8．某农业研究所在诱变育种过程中，发现一株阔叶小麦植株的光合作用较强，属于高产小麦，这一性状在小麦中首次发现。现将该植株与普通小麦进行杂交，F1中有1/2表现为高产。下列表述不正确的是(　　)A．阔叶突变应为显性突变，该突变植株为杂合子B．收获的高产植株自交，后代可能有3/4植株高产C．现用F1自交，那么子代中能稳定遗传的个体应占4/5D．若高产植株较普通植株能增产10%，则杂合子自交的后代作为种子，能增收7.5%9．水稻的高秆、矮秆分别由A和a控制，抗病和不抗病分别由B和b控制。现有基因型为aabb与AABB的水稻品种，下图为不同的育种方法培育矮秆抗病植株的过程，下列有关叙述正确的是(　　)A．杂交育种包括过程①③，其原理是基因突变和基因重组B．人工诱变育种为过程②，B可能来自b的基因突变C．单倍体育种包括过程①④⑤，过程⑤常用花药离体培养法D．多倍体育种包括过程①⑥⑦，原理是染色体结构和数目变异二、多项选择题10．果蝇的体色中灰身对黑身为显性，由位于常染色体上的B、b基因控制，只含有其中一个基因的个体致死。如图为果蝇培育和杂交实验的示意图。下列叙述正确的是(　　)A．乙属于诱变得到的染色体变异个体B．通过②筛选时，含异常染色体的个体均为雌性C．F1中有1/2果蝇的细胞中含有异常染色体D．F1中雌性个体的体色理论上均为灰色11．一种名为“傻瓜水稻”的新品种，割完后的稻蔸(留在土壤中的部分)第二年还能再生长，并能收获种子。如图是“傻瓜水稻”的产生图，据图分析，下列叙述错误的是(　　)A．该育种方法是杂交育种，双重低温加压能诱发基因突变B．过程④的作用是诱导染色体加倍C．割完后的稻蔸第二年还能再生长，并能收获种子，其意义是快速繁殖后代D．该育种方法的原理有基因重组和染色体变异三、非选择题12．果蝇的正常眼基因(E)对无眼基因(e)为显性，位于第4号染色体上。第4号染色体多一条或少一条(如下图)的个体可以生活，而且能够繁殖。分析回答下列问题：(1)染色体数目正常的无眼果蝇与纯种正常眼果蝇杂交，F1自交所得F2果蝇的表现型及比例为________________________________________________________________________。(2)染色体数目正常的无眼果蝇与第4号染色体单体的正常眼果蝇杂交，子代基因型及比例为______________________________________________________。(3)为探究某第4号染色体三体正常眼果蝇的基因型，可让其与染色体数目正常的无眼果蝇杂交，统计子代的表现型及比例。①若子代全为正常眼，则该果蝇的基因型为________。②若子代______________________________________，则该果蝇的基因型为________。③若子代______________________________________，则该果蝇的基因型为________。13.某二倍体植物的红花(A)对白花(a)为显性，高茎(B)对矮茎(b)为显性，且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。为培育红花矮茎新品种，用甲、乙、丙三种基因型不同的红花高茎植株分别与白花矮茎植株杂交，F1植株均为红花高茎。用F1植株随机交配，F2植株的表现型及比例均为红花高茎∶红花矮茎∶白花高茎∶白花矮茎＝9∶1∶1∶1。请回答下列问题：(1)培育红花矮茎新品种所利用的育种方法是杂交育种。分析F1植株均为红花高茎的原因，可能是某些基因型的植株在开花前死亡，死亡个体的基因型包括____________________。若用F1植株和白花矮茎植株杂交，其子代的表现型及比例为____________________。(2)若用乙的单倍体植株能培育出红花矮茎新品种，则乙的基因型是________。培育单倍体植株常采用的方法是__________________。由于该单倍体植株高度不育，若要得到可育的红花矮茎新品种，应在________________(时期)用秋水仙素进行诱导处理。14．果蝇在点状染色体(Ⅳ号染色体)多一条或少一条的情况下均可以存活并能够繁殖，可以用来基因定位。果蝇正常眼和无眼是一对相对性状，分别受常染色体上等位基因E、e控制。请回答下列问题：(1)欲确定该对等位基因是否在Ⅳ号染色体上，现将染色体正常的无眼个体(ee)与第Ⅳ号染色体单体(Ⅳ号染色体少一条)的野生纯合正常眼个体杂交。若F1表现型是________，且将F1雌雄个体相互交配，后代正常眼∶无眼＝________，则说明该对等位基因不在Ⅳ号染色体上；若F1表现型及比例为________________________，说明该对等位基因位于Ⅳ号染色体上。(2)现已证明该对等位基因位于Ⅳ号染色体上，现将基因型为EEe的Ⅳ号染色体三体的果蝇与无眼果蝇(ee)杂交，则理论上子代表现型及比例为______________________，子代正常眼中Ⅳ号染色体为三体的果蝇占________________。(3)果蝇眼的红色和白色分别由另一对等位基因R、r控制，在只考虑染色体数目正常的情况下：①将一只无眼雌果蝇和一只红眼雄果蝇交配，F1中雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼。则亲本的基因型为__________________；F1雌雄果蝇交配，则F2正常眼雌果蝇中杂合子占____________。②两只红眼果蝇交配，后代出现无眼性状的亲本组合有________________。15.几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。(1)图示果蝇发生的变异类型是________。(2)白眼雌果蝇(XrXrY)最多能产生Xr、XrXr、________和________四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为________。(3)用黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)与灰身红眼雄果蝇(AAXRY)杂交，F1雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。F2中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为________，从F2灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为________。(4)用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇(记为“M”)。M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。实验步骤：________________________________________________________。结果预测：Ⅰ.若_____________________________________________________，则是环境改变；Ⅱ.若_____________________________________________________________，则是基因突变；Ⅲ.若_______________________________________________________________，则是减数分裂时X染色体不分离。【答案解析】例1：答案　C解析　可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异。由图可知，①为同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换，属于基因重组；②为非同源染色体之间交换片段，属于染色体结构变异中的易位；③发生了基因中碱基对的增添，属于基因突变；④为染色体结构变异中的缺失或重复，C正确。例2：答案　B解析　甲图代表的生物若是由受精卵发育形成的则为二倍体，若是由未受精的配子发育形成的则为单倍体，其有两个染色体组，每个染色体组中有一条染色体，A正确；乙图细胞中应含有三个染色体组，每个染色体组含有两条染色体，代表生物若是由受精卵发育形成的则为三倍体，若是由未受精的配子发育形成的则为单倍体，B错误；丙图细胞中应含有两个染色体组，每个染色体组含三条染色体，代表的生物可能是二倍体，也可能是单倍体，C正确；丁图细胞中四条染色体大小形态各不相同，应属于一个染色体组，该细胞若是体细胞，则代表生物为单倍体，D正确。例3答案 C解析 　该精原细胞的基因型是AaXBY，为二倍体生物，在减数第一次分裂中期和减数第二次分裂中期，一个细胞中均含有两个染色体组，A正确；该精原细胞进行减数分裂产生两种类型的4个精子，若产生了4种类型的精子，则可能发生了交叉互换，B正确；该精原细胞进行减数分裂可产生2个AXB和2个aY或产生2个aXB和2个AY的精子，若产生了AXB、aXB、aY的配子且比例为1∶1∶2，则发生了基因突变，C错误；减数第二次分裂后期，染色单体已分离，细胞中染色体数暂时加倍，D正确。例4：答案　B解析　①为杂交过程，产生的子代染色体数目没有改变，A错误；②为花药离体培养过程，可获得单倍体植株，B正确；③中秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，但是不抑制着丝点的分裂，C错误；④过程产生比例相等的4种纯合子，D错误。例5：答案　BC解析　用EMS处理纯合非甜(SS)玉米种子，种植并让成熟植株自交，子代中出现了极少量的甜玉米(ss)，由此可推知基因突变具有低频性的特点，A正确；根据EMS诱发基因突变的作用机理可知，G－C突变为了A－T，与S基因相比，s中(A＋T)/(G＋C)的值增大，B错误；植株自交后代中出现ss是等位基因分离的结果，不是基因重组，C错误；诱变育种能提高基因突变的频率和加速育种的进程，D正确。例6：答案　C解析　秋水仙素通常被用来诱导染色体数目加倍，作用原理是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，所以一般选细胞正在分裂的部位进行处理，A正确；果皮是由子房壁发育来的，其细胞中的染色体数目与四倍体母本细胞中的染色体数目相同，细胞内含有4个染色体组，B正确，培育无子果实还可以利用生长素能促进子房发育成果实的原理，如用一定浓度的生长素类似物溶液处理未受粉的雌蕊的柱头或子房壁可得到无子番茄，而培育无子西瓜是利用了染色体变异的原理，C错误；三倍体西瓜植株因减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，不能结出种子而无法留种，因此通常要年年制种，为省去每年制种的麻烦，可以利用植物组织培养技术进行无性繁殖，D正确。例7：答案　C解析　分析题图，①表示杂交过程，②是连续自交过程，③是花药离体培养形成单倍体的过程，④⑦是人工诱导染色体数目加倍的过程，常用秋水仙素处理，⑤⑥表示人工诱变育种过程，⑧表示导入外源基因，属于基因工程育种。以甲和乙为亲本来培育新品种AAbb，①→③→④过程属于单倍体育种，能明显缩短育种年限，但不是最简便的育种方法，A错误；②过程属于自交，其变异类型为基因重组，发生在减数第一次分裂的后期；⑦过程为秋水仙素诱导染色体数目加倍，为染色体数目变异，秋水仙素的作用是抑制前期纺锤体的形成，导致后期着丝点分裂后染色体不能移向细胞两极，使染色体数目加倍，B错误；③过程为AaBb通过减数分裂产生配子，Ab配子的形成是由于非同源染色体上的非等位基因自由组合所致，体现了基因的自由组合定律的实质，C正确；⑤过程为人工诱变育种，原理是基因突变，⑧过程是基因工程育种，原理是基因重组，两个育种过程的原理不相同，D错误。1.答案　C解析　a、b基因位于同一条染色体上，a、b基因位置互换，属于染色体结构变异，不是基因重组，A错误；b、c基因位于同一条染色体上，二者位置互换，为染色体结构变异中的倒位，不属于易位，B错误；由于遗传密码的简并性，b中发生的碱基对改变，可能不会影响该生物性状，C正确；碱基对的替换若发生在没有遗传效应的DNA片段(如图中Ⅰ、Ⅱ)，则不属于基因突变，D错误。2.答案　A解析　DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换不一定是基因突变，只有引起了基因结构的变化，才是基因突变，A项错误；基因重组一般发生在有性生殖的减数分裂过程中，B项正确；通过多倍体育种，可以打破物种间的生殖隔离，产生可育后代，如六倍体普通小麦和二倍体黑麦通过杂交和染色体加倍，可以培育出可育的八倍体小黑麦，C项正确；染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，D项正确。3.答案　B解析　染色体增加某一片段属于染色体结构变异，往往对生物体不利，A错误；三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，同源染色体联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞，所以高度不育与同源染色体联会行为有关，B正确；用秋水仙素处理单倍体植株的幼苗，获得的植株不一定是纯合子，且单倍体植株不是由种子发育而来，而是由配子发育而来，C错误；含有三个或三个以上染色体组的个体不一定是多倍体。如果该生物体是由配子发育而来，则为单倍体；如果该生物体是由受精卵发育而来，则为多倍体，D错误。4.答案　D解析　乙细胞含有同源染色体，呈现的特点是着丝点分裂，染色体移向细胞两极，处于有丝分裂后期，可能发生基因突变，但不能发生基因重组，A错误；乙细胞含有四个染色体组，其分裂产生的子细胞含有两个染色体组。丙细胞呈现的特点是同源染色体排列在赤道板上，处于减数第一次分裂中期，连续分裂后的子细胞(精细胞或卵细胞或极体)具有一个染色体组，B错误；丙细胞中发生的同源染色体的交叉互换可导致染色单体上的基因重组。丁细胞中的“十字结构”的出现，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导致的异常联会，C错误；一个丙细胞，因发生了同源染色体的交叉互换而导致其能产生四种基因型不同的精子，丁细胞因染色体结构变异导致联会出现异常，能产生两种基因型的精子(HAa、hBb或HhAB、ab)，D正确。5.答案　D解析　图甲所示的两条染色体的变化是一条染色体的部分片段移接到另一条非同源染色体上，属于染色体结构变异中的易位，A项错误；分裂间期的细胞，染色体正处于染色质状态，不便于观察，应在分裂中期染色体的形态较稳定、数目较清晰时进行观察，B项错误；根据题意，任意两条染色体进行配对，其他一条随机分配，会出现3种分离方式，每种又会产生2种配子，因此理论上该男子产生的精子类型有6种，C项错误；该男子的异常染色体和两条正常染色体进行联会，减数第一次分裂后期同源染色体分离之后，根据题意可得到一个染色体组成正常(含有一条14号染色体和一条21号染色体)的细胞和一个染色体组成异常的细胞，从而得到正常的精细胞，则与正常女子婚配可生育出正常的后代，D项正确。6.答案　C解析　如果①②③是由受精卵发育而成的个体中的正常细胞，则①②③④细胞所代表的个体分别是四倍体、二倍体、三倍体和单倍体，如果①②③是由配子发育而来的，则不成立。③含3个染色体组，减数分裂过程中联会紊乱，不能产生正常配子，不能结出子粒，A、D错误；④为单倍体，通常茎秆弱小、高度不育，所以没有子粒，B错误；①(AAaa)经减数分裂可产生3种配子，其基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，②(Aa)经减数分裂可产生2种配子，其基因型及比例为A∶a＝1∶1，因此，它们杂交所得后代的基因型及比例为AAA∶AAa∶Aaa∶aaa＝1∶5∶5∶1，C正确。7.答案　A解析　常染色体和性染色体属于非同源染色体，而非同源染色体之间发生片段的交换属于染色体结构变异中的易位，不会引起基因结构的改变，A错误、B正确；易位是非同源染色体之间发生片段的交换，发生时一定会发生染色体的断裂和重新连接，C正确；易位会导致染色体上的基因座位发生改变，D正确。8.答案　C解析　假设控制该性状的基因为A和a，该阔叶小麦植株是突变形成的，说明普通小麦是纯合子，根据题中信息F1中有1/2表现为高产可推断普通小麦的基因型为aa，该突变植株的基因型为Aa，因此阔叶突变应为显性突变，该突变植株为杂合子，A正确；该突变植株与普通小麦进行杂交，F1中的基因型为Aa和aa，因此收获的高产植株Aa自交，后代高产植株(AA和Aa)占的比例为3/4，B正确；F1中的基因型为Aa和aa，两者比例为1∶1，F1自交，子代中能稳定遗传的个体的基因型为AA和aa，因此子代中能稳定遗传的个体应占1/2＋1/2×1/2＝3/4，C错误；杂合子(Aa)自交的后代中AA和Aa占的比例为3/4，因此能增收3/4×10%＝7.5%，D正确。9.答案　B解析　过程①③为杂交育种，其原理是基因重组，A项错误；过程②为人工诱变育种，将aabb人工诱变可获得aaBB，b变成B的方式为基因突变，B项正确；过程①④⑤为单倍体育种，F1产生的配子经花药离体培养(④)得到单倍体，单倍体经秋水仙素处理(⑤)使染色体加倍，选育得到aaBB，C项错误；过程①⑥⑦为多倍体育种，可获得多倍体aaaaBBBB，多倍体育种的原理是染色体数目变异，D项错误。10.答案　ABD解析　 据图分析，在60Co的照射下，乙的B基因片段移接到X染色体上，因此乙属于诱变得到的染色体结构变异中的染色体易位的变异个体。注：表中XB表示易位后的基因，O表示配子中缺失该基因。由上表可知，通过②筛选含异常染色体的个体基因型为BbXBX、bOXBX，均为雌性；F1中有2/3的果蝇细胞中含有异常染色体；理论上，F1中雌性个体均为灰色。11.答案　ABC解析　根据题意，图中过程①②是杂交育种，过程③双重低温加压的作用是诱发染色体变异，A错误；过程④的作用是选择，B错误；割完后的稻蔸在第二年生长并收获种子属于无性繁殖，意义是保持亲本的优良性状，C错误；该育种方法是杂交育种和多倍体育种，原理有基因重组和染色体变异，D正确。12.答案　(1)正常眼∶无眼＝3∶1　(2)Ee∶e＝1∶1(3)①EEE　②正常眼∶无眼＝5∶1　EEe　③正常眼∶无眼＝1∶1　Eee解析　(1)染色体数目正常的无眼果蝇与正常眼纯种果蝇杂交，F1基因型为Ee，F1自交后代出现性状分离，所得F2果蝇的表现型及比例为正常眼∶无眼＝3∶1。(2)染色体数目正常的无眼果蝇只产生一种配子e，第4号染色体单体的正常眼果蝇能产生含有第4号染色体和不含第4号染色体的两种比例相等的配子，因此子代基因型及比例为Ee∶e＝1∶1。(3)第4号染色体三体正常眼果蝇的基因型有三种情况，分别是EEE、EEe或Eee。染色体数目正常的无眼果蝇只产生一种配子e。第4号染色体三体正常眼果蝇的基因型、产生的配子类型及比例，与染色体数目正常无眼果蝇杂交后，子代基因型及比例、子代表现型及比例如下表：13.答案　(1)Aabb和aaBb　红花高茎∶白花矮茎＝1∶1　(2)AABb　花药离体培养　有丝分裂前期解析　(1)F1植株随机交配，得F2植株的表现型均为9∶1∶1∶1，与9∶3∶3∶1对比分析，可能是基因型为Aabb和aaBb的植株，在开花前死亡，这样存活个体中含有一种显性基因的只能是纯合子。F1(AaBb)与白花矮茎植株(aabb)杂交，后代的基因型及表现型比例是1AaBb(红花高茎)∶1aabb(白花矮茎)∶1Aabb(致死)∶1aaBb(致死)。(2)若用乙(基因型为A_B_)的单倍体植株能培养出红花矮茎(基因型为AAbb)植株，且乙与aabb杂交，F1只有红花高茎(AaBb)，则乙的基因型是AABb。用花药离体培养方法获得单倍体植株，秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成，而纺锤体是在细胞分裂前期形成的，故应在有丝分裂前期处理单倍体幼苗。14.答案　(1)全为正常眼　3∶1　正常眼∶无眼＝1∶1　(2)正常眼∶无眼＝5∶1　3/5　(3)①eeXrXr、EEXRY　5/6　②EeXRXR、EeXRY或EeXRXr、EeXRY解析　Ⅳ号染色体三体的果蝇产生配子时，联会的两条Ⅳ号染色体正常分离，未联会的Ⅳ号染色体随即移向细胞的一极。(1)将染色体正常的无眼个体(ee)与第Ⅳ号染色体单体(Ⅳ号染色体少一条)的野生纯合正常眼个体杂交。若控制有眼与无眼的等位基因不在Ⅳ号染色体上，则野生纯合正常眼个体基因型为EE，F1全为正常眼，基因型为Ee，将F1雌雄个体相互交配，后代正常眼∶无眼＝3∶1；若该对等位基因位于Ⅳ号染色体上，则野生纯合正常眼个体基因型为EO(O表示缺失基因)，可产生含有E和不含E的两种配子，且二者比例为1∶1，F1表现型及比例为正常眼∶无眼＝1∶1。(2)基因型为EEe的Ⅳ号染色体三体的果蝇产生配子时，可产生EE、e、Ee、E 4种配子，且其比例为1∶1∶2∶2，与无眼果蝇(ee)杂交，理论上子代含有E即表现为正常眼，表现型及比例为正常眼∶无眼＝5∶1，子代正常眼中Ⅳ号染色体为三体的果蝇占3/5。(3)①将一只无眼雌果蝇和一只红眼雄果蝇交配，F1中雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼，据此可判断红眼为显性性状，且相关基因位于X染色体上，则亲本的基因型为eeXrXr、EEXRY；F1雌雄果蝇的基因型为EeXRXr、EeXrY，雌雄个体交配，F2正常眼雌果蝇E_X－Xr中纯合子占1/3×1/2＝1/6，则杂合子占1－1/6＝5/6。②两只红眼果蝇交配，后代出现无眼性状，说明亲代均含有EeXR基因，亲本组合有EeXRXR、EeXRY或EeXRXr、EeXRY。15.答案　(1)染色体数目变异　(2)XrY　Y　XRXr、XRXrY　(3)3∶1　1/18　(4)M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型　Ⅰ.子代出现红眼(雌)果蝇　Ⅱ.子代表现型全部为白眼　Ⅲ.无子代产生解析　(1)正常果蝇体细胞中染色体数为8条，有2个染色体组；图示果蝇均发生个别染色体数目的增加或减少，属于染色体数目变异。(2)基因型为XrXrY的白眼雌果蝇最多能产生Xr、XrY、XrXr、Y四种类型的配子，该果蝇与基因型为XRY的红眼雄果蝇杂交，红眼雄果蝇(XRY)可产生含XR的配子，该配子与白眼雌果蝇(XrXrY)产生的四种配子结合，后代的基因型分别为XRXr、XRXrY、XRXrXr、XRY，其中XRXr为雌性个体，XRY为雄性个体，根据图示可知，XRXrY为雌性个体，XRXrXr的个体死亡，因此子代中红眼雌果蝇的基因型为XRXr、XRXrY。(3)黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)与灰身红眼雄果蝇(AAXRY)杂交，F1的基因型为 AaXRXr、AaXrY，F2中灰身红眼果蝇所占比例为eq \f(3,4)(A_)×eq \f(1,2)(XRXr、XRY)＝eq \f(3,8)，黑身白眼果蝇所占比例为eq \f(1,4)(aa)×eq \f(1,2)(XrXr、XrY)＝eq \f(1,8)，故两者的比例为3∶1。从F2灰身红眼雌果蝇(A_XRXr)和灰身白眼雄果蝇(A_XrY)中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身果蝇(aa)的概率为eq \f(2,3)(Aa)×eq \f(2,3)(Aa)×eq \f(1,4)＝eq \f(1,9)；出现白眼的概率为eq \f(1,2)(XrXr、XrY)，因此子代中出现黑身白眼果蝇的概率为eq \f(1,9)×eq \f(1,2)＝eq \f(1,18)。(4)由题干信息可知，三种可能情况下，M果蝇的基因型分别为XRY、XrY、XrO。因此，本实验可以用M果蝇与多只正常的白眼雌果蝇(XrXr)杂交，统计子代果蝇的眼色。第一种情况下，XRY与XrXr杂交，子代雌果蝇全部为红眼，雄果蝇全部为白眼；第二种情况下，XrY与XrXr杂交，子代全部是白眼；第三种情况下，由题干所给图示可知，XrO不育，因此其与XrXr杂交，没有子代产生。项目单倍体二倍体多倍体概念体细胞中含有本物种配子染色体数目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受精卵植株特点(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≥12≥3形成过程雄配子eq \o(――――――→,\s\up7(直接发育成个体))单倍体　＋雌配子eq \o(――――――→,\s\up7(直接发育成个体))单倍体↓受精作用受精卵eq \o(――→,\s\up7(发育))生物体eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(二倍体两个染色体组,多倍体三个或三个以上染色体组))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)；八倍体小黑麦项目染色体易位交叉互换图解区别位置发生于非同源染色体发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间原理染色体结构变异基因重组观察可在显微镜下观察到在光学显微镜下观察不到时期MⅠ后期MⅡ后期原因同源染色体未分离姐妹染色单体未分离结果异常卵细胞XXOXXO异常精子XYOXXYYO乙配子F1基因型甲配子BXBBYOXBOYbXBbXBX(灰身雌性)BbXY(灰身雄性)bOXBX(灰身雌性)bOXY(死亡)第4号染色体三体正常眼果蝇子代基因型配子类型及比例基因型及比例表现型及比例EEE1E∶1EE1Ee∶1EEe全为正常眼EEe2E∶2Ee∶1EE∶1e2Ee∶2Eee∶1EEe∶1ee正常眼∶无眼＝5∶1Eee1E∶2Ee∶1ee∶2e1Ee∶2Eee∶1eee∶2ee正常眼∶无眼＝1∶1