专题20 染色体变异与生物育种-【提分讲练】最新高考生物二轮复习专题解读和分层练习

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【要点速记】
1．染色体结构的变异
（1）类型及实例：
（2）结果：使排列在染色体上的基因的_______________发生改变，从而导致性状的变异。
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组成：
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：
a．形态上：细胞中的一组___________________，在形态和功能上各不相同。
b．功能上：控制生物_______________________的一组染色体。
c．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：
【重难点突破】
1．三种可遗传的变异的比较
（1）染色体结构变异与基因突变的判断：
（2）染色体易位与交叉互换的区别：
2．细胞中的染色体组数目的判定
（1）依据染色体的形态判断：
细胞内同一形态的染色体共有几条→该细胞中就有几个染色体组，如图中形态相同的染色体（1号或2号）共有4条，故此细胞有4个染色体组。
（2）依据个体的基因型判断：
控制同一性状的基因（读音相同的大、小写字母）出现几次→该细胞中就有几个染色体组，如基因型为AAabbb的个体，控制同一性状的基因有3个，故此细胞有3个染色体组。
（3）依据染色体数目和染色体形态数判断：
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。
3．单倍体、二倍体与多倍体
（1）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，由二倍体花药离体培养形成的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单倍体体细胞中含有不止一个染色体组。
（2）单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同：两种育种方式都出现了染色体加倍情况。单倍体育种的操作对象是单倍体幼苗，通过植物组织培养，得到的植株是纯合子；多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。
（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。
4．三体和三倍体的辨析
5．三种可遗传变异的辨析
（1）关于“互换”的问题：
①同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；②非同源染色体之间的部分互换，属于染色体结构变异中的易位。区分交叉互换与易位的关键是观察两条染色体是不是同源染色体。
（2）关于“缺失”的问题：
①基因中碱基对的缺失，导致基因结构的改变为基因突变；②染色体基因的缺失，导致基因数目的改变为染色体结构变异；③完整染色体的缺失，导致染色体数目的改变为染色体数目变异。区分三者的关键是观察染色体、基因的数目是不是改变。
（3）关于变异的水平问题：
①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；②染色体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。区分染色体变异和基因突变、基因重组的关键是光学显微镜下观察到改变。
（4）关于变异的“质”和“量”问题：
①基因突变改变基因的质（结构），不改变基因的量（数目）；②基因重组不改变基因的质（结构），一般不改变基因的量（数目），转基因技术会改变基因的量（数目）；染色体变异不改变基因的质（结构），会改变基因的量（数目）或基因的位置（排列顺序）。
考点二、低温诱导植物染色体数目的变化
【要点速记】
1．实验原理、步骤与现象
【重难点突破】
1．低温诱导植物染色体数目变化的实验中的试剂及其作用
2．低温诱导植物染色体数目的变化与观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验的比较
3．关注实验中的两个易误点
（1）选材：
①选用的实验材料为无色或白色便于观察。
②常用的观察材料有洋葱、大蒜等。
③选材时应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体数目加倍的情况。
（2）观察：
①换用高倍镜观察材料，只能用细准焦螺旋进行调焦，切不可动粗准焦螺旋。
②显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。
考点三、生物变异在育种上的应用
【要点速记】
1．育种的类型、原理及优缺点比较
2．基因工程及其应用
（1）基因工程的概念：
（2）基因工程的基本工具：
①基因的“剪刀”与“针线”（如图）：
a：基因的“剪刀”：指_________________。作用特点是一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割________。
b：基因的“针线”：指__________。连接脱氧核糖与磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口。
②基因的“运输工具”：运载体，常用_____、噬菌体、动植物病毒等。
（3）基因工程的基本步骤。
提取_________→目的基因与_______结合→将目的基因导入_________→目的
基因的___________。
【重难点突破】
1．生物育种程序图分析
（1）图解中各字母表示的处理方法：
A：杂交，D：自交，B：花药离体培养，C：秋水仙素（低温）处理，E：诱变处理，F：秋水仙素（低温）处理，G：DNA重组技术，H：脱分化，I：再分化，J：包裹人工种皮。
识别图中育种方法：
2．单倍体育种与杂交育种的关系
3．几种育种方式的注意事项
（1）单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同。单倍体育种的操作对象是单倍体幼苗，多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。
（2）诱变育种：多用于植物和微生物，一般不用于动物的育种。
（3）杂交育种：不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选，直至性状不再发生分离为止；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状个体即可。
多倍体育种和单倍体育种的辨析
（1）单倍体育种主要包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选四个过程，不能简单地认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。
（2）三倍体无子西瓜培育过程中两次传粉的目的不同：
①第一次传粉：杂交获得三倍体种子；
②第二次传粉：刺激子房发育成果实。
（3）三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
专题20 染色体变异与生物育种（基础）
一、单选题
1．利用辐射的方法诱发家蚕带卵色基因的片段易位到性染色体上，使得未孵化时就能区分雌雄蚕。该育种方法属于（ ）
A．单倍体育种B．诱变育种C．多倍体育种D．转基因育种
2．秋水仙素在诱导多倍体形成中的作用是（ ）
A．促进细胞融合，使染色体加倍B．抑制纺锤体的形成，使染色体加倍
C．促进染色单体分开，使染色体加倍D．诱导染色体进行多次复制，使染色体加倍
3．下列关于染色体组的叙述，错误的是（ ）
A．含有一个染色体组的生物肯定为单倍体
B．一个染色体组可含有本物种一套或二套遗传信息
C．一个染色体组中既含有常染色体也含有性染色体
D．一个染色体组中每条染色体的DNA的碱基序列不同
4．下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是（ ）
①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻
②我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉
③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒
④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛
A．①B．①②C．①②③D．②③④
5．若图甲中①和②为一对同源染色体，③和④为另一对同源染色体，图中字母表示基因，“。”表示着丝点，则图乙～图戊中染色体结构变异的类型依次是（ ）

A．缺失、重复、倒位、易位B．缺失、重复、易位、倒位
C．重复、缺失、倒位、易位D．重复、缺失、易位、倒位
6．下列实践活动包含基因工程技术的是（ ）
A．水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种
B．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦
C．将含抗病基因的重组 DNA 导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株
D．用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆
7．下列关于变异和育种的叙述错误的是（ ）
A．果蝇棒眼性状的出现是X 染色体片段重复导致的
B．单倍体育种过程中发生的变异类型有染色体数目的变异
C．进行有性生殖的高等生物，发生基因重组和基因突变的概率都比较大
D．同源染色体片段互换可导致非等位基因重新组合，进而实现基因重组
8．对于杂交育种和单倍体育种，有关说法错误的是（ ）
A．两种育种方法均涉及基因重组的原理
B．两种育种方法均能实现将多个优良性状组合在一起
C．单倍体育种过程涉及组织培养技术，体现了细胞的全能性
D．单倍体育种过程中通常由秋水仙素处理花药诱导染色体加倍的过程
9．如图将二倍体植株①和②杂交得到③，再将③作进一步处理。对此分析错误的是（ ）

A．由⑤得到⑥的育种原理是基因重组
B．图中秋水仙素的作用是使染色体数目加倍
C．若③的基因型是AaBbdd，则⑨的基因型可能是aBd
D．③→④的过程中，所产生的变异都有利于生产
10．下列关于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是（ ）
A．原理：低温可诱导着丝点分裂，使染色体数目加倍
B．解离：用卡诺氏液浸泡根尖1h，使组织细胞分离开
C．染色：可用甲基绿或健那绿代替改良苯酚品红染液
D．观察：镜检发现视野中少数细胞染色体数目增加
11．玉米（2n＝20）花药离体培养的单倍体幼苗，经秋水仙素处理后形成二倍体植株。下图是该诱导过程某时段细胞中核DNA含量变化示意图，相关叙述错误的是（ ）

A．c-d过程中细胞内发生了染色体数目加倍
B．a-b过程中细胞不会发生基因重组
C．e点后细胞内各染色体组的基因组成相同
D．f-g过程中同源染色体分离，细胞内染色体数目减半
12．如图表示某变异类型示意图，下列相关叙述错误的是（ ）

A．该变异类型属于易位 B．该变异产生了新的基因
C．在该变异过程中有染色体断裂发生D．通常情况下，该变异对生物体是不利的
13．下列有关变异与育种的叙述，正确的是（ ）
A．无籽西瓜和无籽番茄无法产生种子，都属于不可遗传变异
B．DNA中碱基对的增添、缺失和替换不一定都是基因突变
C．多倍体植株染色体组数加倍，产生配子数加倍，有利于育种
D．二倍体植株的花药经植物组织培养后得到稳定遗传的植株
14．下列有关可遗传变异的叙述，正确的是（ ）
A．三倍体无子西瓜高度不育，但其无子性状也可以遗传
B．杂交育种可培育出新品种是因为基因重组产生了新性状
C．单倍体植株的体细胞中不存在同源染色体，其植株比正常植株弱小
D．基因突变是不定向的，A基因既可突变成a基因，也可突变成b基因
15．芦笋是雌雄异株植物，雄株性染色体为XY，雌株为XX；其幼茎可食用，雄株产量高。如图表示两种培育雄株的技术路线，其中诱导染色体加倍时使用了秋水仙素。不考虑花粉壁细胞，下列有关叙述错误的是（ ）

A．培育雄株甲的过程中会出现非同源染色体自由组合现象
B．诱导幼苗乙和丙染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成
C．植株乙产生的配子中所含性染色体与和植株丙的是不同的
D．培育出植株乙和植株丙所采用的育种方法是单倍体育种
16．有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传变异，其中仅发生在减数分裂过程变异的是（ ）
A．染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异
B．非同源染色体自由组合，导致基因重组
C．染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变
D．非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异
17．育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等，下面对这五种育种方法的叙述，正确的是（ ）
A．涉及的原理有：基因突变、基因重组、染色体变异
B．都不可能产生定向的可遗传变异
C．都不能通过产生新基因从而产生新性状
D．都在细胞水平上进行操作
18．2019年，我国杂交水稻育种专家“世界杂交水稻之父”袁隆平院士被授予共和国勋章，下列有关杂交育种的叙述，不正确的是（ ）
A．杂交育种的原理是基因重组，可以集合两个或多个亲本的优良特性
B．杂交育种的目的可能是获得纯种，也可能是获得杂合子以利用杂种优势
C．与诱变育种相比，杂交育种的一般过程简单，操作不繁琐，育种时间较短
D．若育种目标是为了获得隐性纯合子，则在育种时长上可能与单倍体育种相差不大
19．下列叙述正确的是（ ）
A．单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体
B．染色体缺失有利于隐性基因的表达，可提高个体的生存能力
C．猫叫综合征是人的5号染色体增加某一片段引起的
D．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化
20．下图甲为某动物的一个细胞中两条染色体及其上的基因分布图，图乙为其子细胞的染色体和基因分布图。下列有关叙述错误的是（ ）

A．图甲中的两条染色体完全一样，是由一条染色体经复制形成的
B．图乙所示细胞中发生的变异可发生在有丝分裂和减数分裂过程中
C．从图中可以看出，基因在染色体上呈线性排列
D．图乙所示的变异在光学显微镜下是可以被观察到的
21．某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按下图所示的程序进行实验。

请根据图中所示实验，分析下列哪一项叙述是错误的（ ）
A．在花粉形成过程中发生了等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合
B．花粉通过组织培养形成的植株A为单倍体，其特点之一是高度不育
C．秋水仙素的作用是：在细胞分裂时抑制纺锤体的形成，使细胞内的染色体数目加倍
D．在花粉形成过程中一定会发生基因突变，从而导致生物性状的改变
22．下列关于三倍体无子西瓜及其培育过程的叙述，正确的是（ ）
A．三倍体西瓜是不同于二倍体西瓜和四倍体西瓜的新物种
B．培育过程中两次用到二倍体植株的花粉，花粉所发挥的作用基本相同
C．四倍体植株上结的西瓜比原种二倍体西瓜的数量多、个头大、甜度高
D．二倍体西瓜的精子能与四倍体西瓜的卵细胞相互识别并结合形成受精卵
二、综合题
23．番茄含有丰富的胡萝卜素、维生素以及钙、钾、铁、锌、铜、碘等多种元素，含有的“番茄素”有抑制细菌的作用，含有的苹果酸、柠檬酸有帮助消化的功能，被称为神奇的菜中之果。番茄是二倍体（染色体数2N＝24）。请分析回答下列问题：
（1）已知番茄的红果（A）对黄果（a）为显性，果实二室（B）对多室（b）为显性，则番茄这两对独立遗传的性状最多有_____________种基因型，若F1代中红果、二室植株所占比例为3/8，则其杂交亲本的基因型组合为________________。
（2）低温处理番茄正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株，推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是___________________________，四倍体番茄与二倍体番茄杂交后代体细胞中的染色体数为________________。
（3）用某杂合二倍体番茄的花粉培育成的单倍体植株，有一部分单倍体在培养过程中能自然加倍成为二倍体植株。用该杂合二倍体番茄的叶肉细胞也能培育成二倍体植株，鉴别上述自然加倍植株与叶肉细胞植株的简便方法是__________________________。
24．现有一个高秆抗病的小麦品种自交后，后代出现4种表现型。已知控制秆的高低和抗病与否的基因（分别用A、a，B、b表示）位于两对同源染色体上。现对该品种用不同剂量的γ射线进行照射，期待获得矮秆抗病的新品种小麦，请分析并回答以下问题：
（1）高秆为________（填“显性”或“隐性”）性状。本实验用到的育种方法是____________。利用该方法____________（填“一定”或“不一定”）能获得矮秆抗病类型。
（2）如果用γ射线照射后得到一株矮秆抗病的新品种小麦，导致该新品种小麦出现的原因可能是高秆基因发生了突变或高秆基因缺失。
①该新品种小麦由高杆基因缺失引起的变异属于_____________。
②如果该新品种小麦（第一代）是由基因突变引起的，则通过杂交育种能获得稳定遗传的矮秆抗病小麦，该方法的原理是__________________。
25．现有两个小麦品种，一个纯种小麦性状是高杆（D），抗锈病（T）；另一个纯种小麦的性状是矮杆（d），易染锈病（t）。两对基因独立遗传。育种专家提出了如下图所示的Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。问：

（1）方法Ⅰ与方法Ⅱ相比，前者的优势在于_____________________。
（2）图中①和④基因组成分别为____________ 和 _____________。
（3）（三）过程采用的方法称为___________；（四）过程最常用的化学药剂是____________；（五）过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占____________。
专题20 染色体变异与生物育种（提高）
一、单选题
1．关于植物染色体变异的叙述，正确的是（ ）
A．染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加
B．染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生
C．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化
D．染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化
2．将二倍体西瓜的花芽进行离体培养成幼苗后，用秋水仙素处理其茎尖得到的西瓜植株。下列说法错误的是（ ）
A．得到的植株理论上已是一个新物种 B．得到的植株不一定是纯合体
C．所结的果实较普通西瓜含糖量更高 D．体细胞中染色体组数目有二种可能性
3．利用基因型为aabb与AABB的水稻作为亲本培育基因型为AAbb的新品种，有关叙述不正确的是（ ）
A．利用F1的花药进行离体培养可获得该新品种
B．操作最简便的是杂交育种，能明显缩短育种年限的是单倍体育种
C．诱变育种不能定向获得该新品种
D．若通过多倍体育种获得AAAAbbbb个体，和该新品种存在生殖隔离
4．图甲和图乙与生物变异有关，以下说法正确的是（ ）

A．图甲会使细胞中的基因数目增多 B．图甲会使细胞中染色体组数量增加
C．图乙会使细胞中非等位基因重新组合 D．图乙会使细胞核基因的碱基发生改变
5．小麦的穿梭育种是将一个地区的品种与其他地区的品种进行杂交，然后通过在两个地区间不断地反复交替穿梭种植、选择、鉴定，最终选育出多种优良性状的小麦新品种。下列关于小麦穿梭育种的叙述，错误的是（ ）
A．穿梭育种使小麦的染色体发生了定向变异
B．穿梭育种培育的新品种可适应两个地区的环境条件
C．穿梭育种充分地利用了小麦的基因多样性
D．自然选择方向不同使各地区的小麦基因库存在差异
6．爱德华氏综合征是一种常见的常染色体三体综合征（又称18三体综合征），患者有智力障碍、发育延迟等症状。下列有关叙述正确的是（ ）
A．18三体综合征患者的体细胞中含有3个染色体组
B．18三体综合征患者细胞内有导致智力降碍、发育迟缓的基因
C．近亲结婚会大大增加18三体综合征在后代中的发病率
D．18三体患儿出现的原因可能是精（或卵）原细胞减数分裂时18号染色体未分离
7．用基因型分别为BBDDGGHH、bbddgghh（四对基因独立遗传）的甲、乙两个品种进行如图所示的育种，下列相关叙述错误的是（ ）

A．①②过程育种的原理是基因重组，一般从F2开始选育
B．②过程获得的丁植株中能稳定遗传的个体占总数的1/16
C．培育的新品种可与丙品种进行基因交流，戊植株高度不育
D．⑤是通过秋水仙素在细胞分裂时抑制着丝点分裂而实现的
8．用宽叶（D）不抗病（t）烟草与窄叶（d）抗病（T）烟草培育宽叶抗病烟草新品种的方法如图。下列叙述正确的是（ ）

A．过程①是自交B．过程②是花药离体培养
C．过程③是人工授粉D．过程④常使用秋水仙素处理
9．基因型为AaXBY小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的ＡＡ型配子。等位基因Ａ、ａ位于２号染色体。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是（ ）
①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离
③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离 ④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离
A．①③B．①④C．②③D．②④
10．下图是四种不同生物体细胞的染色体组成情况，有关叙述错误的是（ ）

A．图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组
B．由图b细胞组成的个体是单倍体或者三倍体
C．图c有2个染色体组，每个染色体组有3条染色体
D．由图d细胞组成的个体可能是由配子发育而来
11．探究利用秋水仙素培育四倍体蓝莓的实验中，每个实验组选取 50 株蓝莓幼苗，以秋水仙素溶液处理它们的幼芽，得到结果如图所示，相关说法正确的是（ ）

A．实验原理是秋水仙素能够抑制着丝点分裂，诱导形成多倍体
B．自变量是秋水仙素浓度和处理时间，所以各组蓝莓幼苗数量和长势应该相等
C．判断是否培育出四倍体蓝莓最可靠的方法是将四倍体果实与二倍体果实进行比较
D．由实验结果可知用约0.1%和 0.05%的秋水仙素溶液处理蓝莓幼苗效果相同
12．在现化农业生产上，应依据育种目标选择育种方案。下列有关育种目标与育种方案说法一致的是（ ）
A．欲对原品系实施定向改造，适合采用诱变育种
B．欲对原品系营养器官增大”或“加强”，适合采用单倍体育种
C．欲让原品系产生自然界没有的新性状，适合采用基因工程有种
D．欲集中双亲优良性状，适合采用杂交育种
13．究者观察到某一雄性哺乳动物（2n＝24）处于四分体时期的初级精母细胞中期的两对同源染色体发生了特殊的联会显现，形成了如下图所示的“四射体”，图中的字母为染色体区段的标号，数字为染色体的标号。若减数第一次分裂后期“四射体”的 4 条染色体随机的两两分离，并且只有遗传信息完整的精子才能成活。以下分析中，不正确的是（ ）

A．除去“四射体”外，处于四分体时期的该初级精母细胞中还有 10 个四分体
B．出现“四射体”的原因是s-s、w-w、t-t、v-v均为同源区段，所以发生联会
C．若不考虑致死，从染色体的组合（①-④组合）来看，该动物能产生 5种精子
D．由于只有遗传信息完成的精子才能成活，推测该动物产生的精子有1/3会能存活
14．下图为某种多倍体的培育过程（杂种植株不育）下列有关叙述，不正确的是（ ）

A．物种a和物种b存在着生殖隔离
B．杂种植物细胞无同源染色体联会
C．图示多倍体的形成过程中发生了基因重组
D．图示多倍体植株细胞中无成对同源染色体
15．研究人员将基因型为Hh的二倍体西瓜幼苗用秋水仙素处理后获得植株甲，再以植株甲为母本，基因型为Hh的二倍体西瓜植株为父本，进行杂交，获得植株乙。下列有关叙述正确的是（ ）
A．秋水仙素能使植株的染色体数目加倍，故植株甲为纯合的四倍体
B．植株甲接受二倍体西瓜植株的花粉后，其所结的西瓜为三倍体无子西瓜
C．植株乙的基因型及比例为HHH：HHh：Hhh：hhh＝1：5：5：1
D．植株乙所结的果实通常不含有种子的原因是减数分裂时染色体不能复制
二、综合题
16．玉米宽叶基因（T）与窄叶基因（t）是位于9号染色体上的一对等位基因，已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Tt的宽叶植株A，其细胞中9号染色体如图一所示：

（1）可通过观察有丝分裂__________期细胞进行__________分析得知该植株发生了突变，该宽叶植株的变异类型属于__________变异。
（2）为了确定植株A的T基因是位于正常染色体还是异常染色体上，让其作为父本与正常的窄叶进行测交。如果F1表现型为__________，则说明T基因位于异常染色体上。
（3）若（2）中测交产生的F1中，发现了一株宽叶植株B，其染色体及基因型组成如图二。从细胞水平分析出现该植株的原因是由于父本在减数分裂过程中________ 未分离而导致的。
（4）若（3）中得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机地移向细胞两极并最终生成含有1条9号染色体和含有2条9号染色体的配子，请据此写出植株B可育花粉的基因型________。
17．无子西瓜是由二倍体（2n＝22）与同源四倍体杂交后形成的三倍体。回答下列问题：
（1）杂交时选用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，取其花粉涂在四倍体植株的________上，授粉后套袋。四倍体植株上产生的雌配子含有________条染色体，该雌配子与二倍体植株上产生的雄配子结合，形成含有________条染色体的合子。
（2）上述杂交获得的种子可发育为三倍体植株。该植株会产生无子果实，该果实无子的原因是三倍体的细胞不能进行正常的____________分裂。
（3）为了在短期内大量繁殖三倍体植株，理论上可以采用_______________的方法。
18．西瓜为一年生二倍体植物。瓜瓤脆嫩，味甜多汁，富含多种营养成分，是夏季主要的消暑果品。请回答下列问题：
（1）为培育三倍体无子西瓜，科研人员先要通过一定的处理方法获得四倍体西瓜，最常用最有效的处理方法是____________。二倍体西瓜与四倍体西瓜______________（填“属于”或“不属于”）同一物种，判断的依据是____________。
（2）为研究西瓜果肉颜色的遗传，科研人员以纯合白瓤西瓜为母本（P1）、纯合红瓤西瓜为父本（P2）进行了如下的杂交实验：

①西瓜的白瓤和红瓤果肉这一对相对性状中，____________是显性性状；科研人员推断这对相对性状不可能只受一对等位基因控制，推断的依据是____________。
②假设西瓜果肉颜色受两对等位基因控制，则这两对等位基因位于____________，且对果肉颜色的控制方式是：只要有___________就表现为白瓤，只有当___________时才表现为红瓤。
③为验证第②题的假设，可将亲本杂交得到的F1自交，若自交后代的表现型及比例为____________，则证明假设正确。
19．芊芊草为自花传粉的植物，其地上部分含有的芊芊草甲素具有显著的抗肿瘤作用，市场需求非常广阔。现有的芊芊草都是野生型，湖南农科院利用芊芊草种子进行航空育种，培育适于人工种植的高产高效新品种。回答下列问题：
（1）太空选育新品种的原理是_________，即使处理大量的材料也不一定能得到所需的品种的原因是______________________。
（2）野生型植物的叶片为长条形、茎绿色，在这次育种中偶然获得一株叶片椭圆状、茎紫色的芊芊草，预测两对相对性状中显性性状最可能为________________。若此预测成立，该突变植物自交后代未出现9∶3∶3∶1的性状分离比，_________（填“能”或“不能”）确定控制这两对相对性状的基因不符合基因的自由组合定律，原因是________________。
（3）假如芊芊草为雌雄同株异花植物，抗病（B）对感病（b）为显性。现有5号染色体为三体且感病芊芊草和若干纯合抗病与感病普通植株，科研人员欲通过杂交实验来确定感病基因是位于5号染色体还是其他染色体上，请你完善该实验思路和结果结论。（提示：三体植物减数分裂一般产生两种类型的配子，一类是n+1型，即配子中含有两条该同源染色体；一类是n型，即配子中含有一条该同源染色体。n+1型配子若为卵细胞可正常参与受精，若为花粉则不能参与受精）。
①该实验的思路：a．将_____________________杂交；b．从F1中选出三体植株_____________杂交；c．分析F2表现抗病与感病的比例。
②实验结果及结论：若F2表现型及比例为抗病：感病＝_______，则感病基因在5号染色体上。
专题20 染色体变异与生物育种（挑战）
一、单选题
1．在细胞培养液中适量添加“某种物质”可以使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，实现细胞周期同步化，下列关于“某种物质”的叙述不合理的是（ ）
A．添加秋水仙素能够抑制纺锤体形成，使细胞周期被阻断
B．添加秋水仙素细胞会被阻断在细胞周期的间期
C．添加DNA合成抑制剂，细胞会停滞在细胞周期的间期
D．添加DNA合成抑制剂，使处于分裂期的细胞不受影响而继续分裂
2．下列关于变异的叙述，正确的是（ ）
A．某植物经X射线处理后若未出现新的性状，则没有新基因产生
B．多倍体育种得到的新品种结实率往往降低
C．花药离体培养过程中，基因重组和染色体变异均有可能发生
D．猫叫综合征是由于第5号染色体缺失引起的遗传病
3．下图是三倍体无籽西瓜育种原理的流程图，请据图分析，下列说法错误的是（ ）

A．秋水仙素可抑制普通西瓜幼苗细胞有丝分裂前期形成纺锤体
B．三倍体植株授以二倍体的成熟花粉，可刺激其子房发育成无籽果实
C．三倍体的体细胞在有丝分裂中，能实现复制后的染色体平均分配到子细胞
D．四倍体与二倍体杂交能产生三倍体后代，说明四倍体与二倍体无生殖隔离
4．下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述正确的是（ ）
A．单倍体生物的体细胞内都无同源染色体
B．21三体综合征患者的体细胞中有3个染色体组
C．人的初级卵母细胞中的1个染色体组中能存在等位基因
D．用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖细胞中都含4个染色体组
5．控制家蚕体色的基因B（黑色）和b（淡赤色）位于第10号染色体上。某染色体数正常的家蚕的一条10号染色体上有B和b两基因，另一条染色体上仅有b基因。用X射线处理雌蚕，将带有B基因的第10号染色体片段易位到W染色体上，获得可以鉴别雌雄性别的品系（第10号染色体上的基因组成为bb的个体）。该品系与赤色雄蚕杂交得到子一代，则有关说法不正确的是（ ）
A．子一代雌蚕全为黑色，雄蚕全为淡赤色
B．子一代中雌蚕中既有淡赤色又有黑色
C．该品系雌蚕的形成是染色体变异的结果
D．该品系雌蚕细胞的基因排列顺序发生改变
6．果蝇中一对同源染色体的同源区段同时缺失的个体叫作缺失纯合子，只有一条发生缺失的个体叫作缺失杂合子。已知缺失杂合子可育，而缺失纯合子具有致死效应。研究人员用一只棒眼雌果蝇和正常眼雄果蝇多次杂交，统计F1的性状及比例，结果是棒眼雌果蝇︰正常眼雌果蝇︰棒眼雄果蝇＝1︰1︰1。在不考虑X、Y染色体同源区段的情况下，下列有关分析错误的是（ ）
A．亲本雌果蝇发生了染色体片段缺失，且该果蝇是缺失杂合子
B．正常眼是隐性性状，且缺失发生在X染色体的特有区段上
C．让F1中雌雄果蝇自由交配，F2雄果蝇中棒眼︰正常眼＝2︰1
D．用光学显微镜观察，能判断F1中正常眼雌果蝇的染色体是否缺失了片段
7．小鼠（2N＝40）胚胎期某细胞发生图示异常分裂（未绘出的染色体均正常），其中A为抑癌基因，a为A的突变基因。下列说法正确的是（ ）

A．该分裂过程中形成20个四分体
B．分裂产生Aa或aa子细胞的概率均为1/2
C．子细胞aa在适宜条件下可能无限增殖
D．染色体异常分离与纺锤体无关
8．如图表示利用某种农作物①和②两个品种分别培育出不同品种的过程，下列有关说法中正确的是（ ）

A．由①和②培育能稳定遗传的⑤过程中，Ⅰ→Ⅱ途径比Ⅰ→Ⅲ→Ⅴ途径所用时间短
B．由②获得⑧的过程利用了射线处理能够诱导基因定向突变的原理
C．常用花药离体培养先形成④，再用一定浓度的秋水仙素处理④的种子或幼苗获得⑤
D．由③获得④与由③获得⑥的原理相同，由③获得⑦和Ⅰ→Ⅱ途径的原理相同
9．视网膜母细胞瘤基因（R）是一种抑癌基因，杂合子（Rr）仍具有抑癌功能。杂合子在个体发育过程中，一旦体细胞的杂合性丢失，形成纯合子（rr）或半合子（r），就会失去抑癌的功能而导致恶性转化。下图为视网膜母细胞增殖过程中杂合性丢失的可能机制。下列分析正确的是（ ）

A．1是由减数分裂导致含R的染色体移到另一个细胞中所形成的半合子（r）
B．2可能是由分裂时染色体分离不正常而导致纯合子（rr）的产生
C．1、2、3、4的变异都可以通过显微镜观察出来
D．1、2、3、4的变异有的对身体有利，有的对身体不利
10．下图表示小麦育种的几种方式，下列有关叙述错误的是（ ）

A．获得①和⑥的育种原理是基因重组，②和③的育种原理是染色体变异
B．获得④⑤的育种方式是诱变育种，得到的变异个体不全都符合农业生产需要
C．获得⑥的育种方式可定向改变生物体的性状，克服远缘杂交不亲和的障碍
D．秋水仙素作用的时间是有丝分裂后期，结果是细胞中染色体数加倍
11．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，着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如下图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝点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，关于该细胞的说法错误的是（ ）
A．可在分裂后期观察到“染色体桥”结构
B．其子细胞中染色体的数目不会发生改变
C．其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段
D．若该细胞基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞
12．某生物基因组成及基因在染色体上的位置关系如图所示。该生物性原细胞经减数分裂形成了如下图所示的几种配子。下列关于这几种配子形成过程中所发生的变异的说法中不正确的是（ ）

A．配子一的变异属于基因重组，发生在减数第一次分裂过程中
B．配子二发生了染色体变异，最可能发生在减数第二次分裂过程中
C．配子三发生了染色体易位，原因可能是基因b转移到非同源染色体上
D．配子四的变异属于基因突变，原因可能是染色体复制发生错误导致基因A或a缺失
二、综合题
13．果蝇的长翅对残翅为显性，由位于常染色体上的一对等位基因（D、d）控制。红眼对白眼为显性，由位于X染色体上的一对等位基因（R、r）控制。如图1为某长翅红眼雄果蝇体细胞的染色体示意图。请回答下列问题：

（1）若仅考虑翅形，该雄果蝇与某长翅雌果蝇杂交，预测后代的表现型为___________。
（2）若一个果蝇种群中，纯合长翅果蝇占30%，杂合长翅果蝇占60%，在不考虑迁移、突变、选择等的情况下，该果蝇种群随机交配产生的子一代中残翅果蝇所占的比例为___________。
（3）若基因D和d能被荧光标记为红色，用荧光显微镜观察该雄果蝇处于有丝分裂中期的细胞，则可观察到___________个荧光点。
（4）若该雄果蝇与某长翅红眼雌果蝇杂交，F1出现残翅白眼雄果蝇，则F1中出现长翅红眼雄果蝇的概率为___________。
（5）某基因型为XRXr的红眼雌果蝇受精卵第一次有丝分裂形成的两个子细胞一个正常，另一个丢失了一条X染色体，导致该受精卵发育成一个左侧躯体正常而右侧躯体为雄性（XO为雄性）的嵌合体，则该嵌合体果蝇的右眼的眼色为______________________。
（6）缺刻翅是X染色体部分缺失的结果（用XN表示），其缺失片段较大，连同附近的R（r）基因一同缺失，性染色体组成为XNXN和XNY的个体不能存活。由图2所示的雌雄果蝇杂交所获取的F1果蝇中，白眼果蝇所占的比例为___________。
14．簇毛麦（二倍体）具有许多普通小麦（六倍体）不具有的优良基因，如抗白粉病基因。为了改良小麦品种，育种工作者将簇毛麦与普通小麦杂交，过程如下：

（1）杂交产生的F1代是__________倍体植株，其染色体组的组成为__________（用图中字母表示）。F1代在产生配子时，来自簇毛麦和普通小麦的染色体几乎无法配对，说明它们之间存在__________而不是同一物种。
（2）为了使F1代产生可育的配子，可用__________对F1代的幼苗进行诱导处理，为鉴定该处理措施的效果，可取其芽尖制成临时装片，在高倍显微镜下观察__________期细胞，并与未处理的F1进行染色体比较。
（3）对可育植株进行辐射等处理后，发现来自簇毛麦1条染色体上的抗白粉病基因（e）移到了普通小麦的染色体上，这种变异类型属于________。在减数分裂过程中，该基因与另一个抗白粉病基因________（不/—定/不一定）发生分离，最终可形成__________种配子，其中含有抗白粉病基因（e）配子的基因组成是__________。
15．家蚕是二倍体生物，含56条染色体，ZZ为雄性，ZW为雌性。在蚕卵孵化过程中，用X射线处理，发现细胞中基因及染色体的变化如图所示（其他基因及染色体均正常）。回答问题：

（1）突变I的变异类型为染色体结构变异中的_______。突变Ⅱ个体减数分裂能产生____种基因型的卵细胞。
（2）野生型在卵细胞的形成过程中，当染色体第二次移向细胞两极时，细胞中有____个着丝点，若基因A的一条链中（G＋T）／（A＋C）＝2／5，则其互补链中（G＋T）／（A＋C）＝________。
（3）家蚕野生性状（B）对突变性状（b）为显性，B、b均位于Z染色体上，已知基因b为致死基因。某生物兴趣小组欲设计实验探究基因b的致死类型，选择杂合野生型雄家蚕与突变型雌家蚕杂交，统计子代的表现型及比例。
实验结果及结论：
①若后代中____________，说明基因b使雌配子致死；
②若后代中____________，说明基因b使雄配子致死；
③若后代中____________，说明基因b纯合使雄性个体致死。
类型
实例
___________的增减
21三体综合征
以_________形式成倍增减
三倍体无子西瓜
项目
单倍体
二倍体
多倍体
概念
体细胞中含有本物种_____染色体数目的个体
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
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、果实和种子比较大③营养物质的含量有所增加
染色体组数
____
2
____
形成过程
形成原因
自然原因
单性生殖
正常的有性生殖
外界环境条件剧变（如低温）
人工诱导
______________
秋水仙素处理___________
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
项目
染色体易位
交叉互换
图解
位置
发生于非同源染色体之间
发生于同源染色体非姐妹染色单体之间
原理
染色体结构变异
基因重组
观察
可在光学显微镜下观察到
在光学显微镜下观察不到
三体
三倍体
定义
二倍体生物体细胞核中的一对同源染色体多出一条染色体，称为“三体”
由受精卵发育而来，含有3个染色体组的个体
图示及举例
变异类型
染色体数目变异
形成原因
减数分裂时同源染色体不联会或不分离产生的不正常的配子n+1和正常的配子n受精形成
自然三倍体，大多是减数分裂不正常，由未经减数分裂的配子与正常配子结合而成；人工获得的三倍体一般是由二倍体与四倍体杂交而来的
育性
在减数第一次分裂后期，配对的2条同源染色体各移向两极，而另外的一条染色体随机分配，产生2种不同的配子即正常n与不正常的n＋1，比例为1∶1，与正常配子结合后发育的后代中有正常个体，也有三体个体
三倍体由于染色体组为奇数，联会紊乱很难正常分裂产生有生殖功能的配子
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
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经过固定的根尖
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
蒸馏水
浸泡解离后的根尖细胞约10 min
漂洗根尖，去掉解离液
改良苯酚品红染液
把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5 min
使染色体着色
项目
低温诱导植物染色体数目的变化
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
培养
待洋葱长出1 cm左右不定根时放入冰箱低温室（4 ℃）诱导培养36 h
适宜温度下培养
固定
解离前用卡诺氏液进行固定，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次
不用固定
染色
用改良苯酚品红染液
用醋酸洋红液或龙胆紫溶液
类型
原理
常用方法
优点
缺点
实例
杂交育种
基因重组
_____
操作简单，目标性强
育种年限长
矮秆抗病小麦
诱变育种
__________
辐射诱变、激光诱变等
提高突变率，加速育种进程
有利变异少，需大量处理实验材料
青霉素高产菌株
多倍体育种
_____________
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
操作简单，且能在较短的时间内获得所需品种
所得品种发育迟缓，结实率低；在动物中无法开展
无子西瓜、八倍体小黑麦
单倍体育种
染色体变异
花药离体培养后，再用秋水仙素处理
__________________
技术复杂，需要与杂交育种配合
“京花1号”小麦
基因工程育种
__________
将一种生物的特定基因转移到另一种生物细胞中
能定向改造生物的遗传性状
有可能引发生态危机
转基因抗虫棉
别称
_________技术或DNA重组技术
操作环境
生物体体外
操作对象
________
操作水平
_____水平
基本过程
剪切→拼接→_____→鉴定
意义
_____改造生物的遗传性状