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高中生物高考必修二 第七单元 第20讲
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这是一份高中生物高考必修二 第七单元 第20讲，共40页。试卷主要包含了染色体结构的变异，染色体数目变异等内容，欢迎下载使用。
第20讲 染色体变异与生物育种
考纲、考情——知考向
核心素养——提考能
最新考纲
1.染色体结构变异和数目变异(Ⅱ)
2.生物变异在育种上的应用(Ⅱ)
3.实验：低温诱导染色体加倍
生命
观念
结构与功能观——染色体变异与生物性状改变间的内在关系
全国卷考情
2015·全国卷Ⅱ(6)、2014·全国卷Ⅰ(32)
科学
思维
比较与综合：染色体变异类型、育种方法比较
批判性思维：理性看待转基因技术
科学
探究
实验设计与实验结果分析：低温诱导染色体数目变化实验
考点一 染色体变异
1.染色体结构的变异
(1)类型(连线)
(2)结果：使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
2.染色体数目变异
(1)类型
(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
项目
单倍体
二倍体
多倍体
发育起点
配子
受精卵
受精卵
特点
(1)植株弱小(2)高度不育
(1)茎秆粗壮
(2)叶、果实、种子较大
(3)营养物质含量丰富
体细胞染色体组数
1或多个
2个
≥3个
■助学巧记
“二看法”确认单倍体、二倍体、多倍体
教材高考
1.高考重组 判断正误
(1)杂合体雌果蝇在形成配子时，同源染色体非姐妹染色单体间相应片段发生对等交换，导致新配子类型出现，应属染色体易位(2018·海南卷，14C)( )
(2)猫叫综合征是由于特定的染色体片段缺失造成的(2015·全国卷Ⅱ，6A)( )
(3)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异(2014·江苏卷，7A)( )
(4)基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察(2015·海南卷，21D)( )
(5)XYY个体的形成及三倍体无子西瓜植株的高度不育均与减数分裂中同源染色体的联会行为有关(2013·安徽卷，4改编)( )
提示 (1)× 该变异应属交叉互换型基因重组
(2)√
(3)× 染色体增加某一片段属染色体变异中的“重复”，对生物往往不利
(4)× 基因突变属分子水平变异，光学显微镜下不能观察到
(5)× XYY个体的形成与减Ⅱ后两染色单体移至一极有关，并非“联会”异常所致
2.教材·拓展·拾遗
(教材P86图5－6改编)请认真辨析甲～丁图，并思考：
(1)图甲、图乙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于何类变异？
提示 图甲发生的是非同源染色体间片段的交换，图乙发生的是同源染色体非姐妹染色单体间相应片段的交换，前者属于染色体结构变异中的“易位”，后者则属于交叉互换型基因重组。
(2)由图丁①～④的结果推知其分别属于何类变异？能在光镜下观察到的是哪些变异？①②③④类变异中哪类变异与图丙所示变异同属一类？
提示 与图中两条染色体上的基因相比推知：
①染色体片段的缺失 ②染色体片段的易位 ③基因突变 ④染色体片段的倒位
①②④均为染色体变异，可在光学显微镜下观察到，③为基因突变，不能在显微镜下观察到。图丙所示变异为基因突变，③与图丙同属一类变异。
(3)图丁①～④中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？
答案 ③。
[重点·串讲整合]
变异类型的判断思路大整合
1.区分可遗传变异与不可遗传变异及判断方法
(1)可遗传变异与不可遗传变异
①不可遗传变异环境变化，遗传物质未变
②可遗传变异
(2)判断方法
2．“三看法”辨析基因突变和染色体结构变异
3．据“增添”或“缺失”对象判定变异类型
4．染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析
(1)染色体易位与交叉互换
染色体易位
交叉互换
位置
发生于“非同源染色体”之间，如图
发生于“同源染色体的非姐妹染色单体”间，如图
原理
染色体结构变异
基因重组
观察
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到
(2)“数量描述法”判定基因突变和基因重组
染色体变异类型及特点的分析与判定
1．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如图①至④系列状况，则对图的解释正确的是( )
A.①为基因突变，②为倒位
B.③可能是重复，④为染色体组加倍
C.①为易位，③可能是缺失
D.②为基因突变，④为染色体结构变异
解析 图①发生了染色体片段的改变，且改变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；图②染色体的某一片段发生了倒位，属于染色体结构变异；图③在同源染色体配对时出现“环”，可能是缺失或者重复；④细胞中有一对同源染色体多了一条，属于染色体数目变异。
答案 C
2.下列是对a～h所示的生物体细胞图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h图，该个体是单倍体
B.细胞中含有两个染色体组的是e、g、d图，该个体是二倍体
C.细胞中含有三个染色体组的是a、b图，但该个体未必是三倍体
D.细胞中含有四个染色体组的是c、f图，该个体一定是四倍体
解析 形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组，由此我们可知：a、b图含有三个染色体组，c、h图含有两个染色体组，g图含有一个染色体组。e、f、d图含有四个染色体组。确认单倍体、二倍体、三倍体必须先看发育起点——若由配子发育而来，无论含几个染色体组均属单倍体；若由受精卵发育而来，有几个染色体组即为几倍体。
答案 C
结合生物变异类型的判定考查科学思维与科学探究能力
3.(2019·石家庄重点中学联考)原癌基因导致细胞癌变的三种方式如图所示。据图判断合理的是( )
A.(a)(b)产生变异的根本原因是染色体结构变异
B.(b)(c)产生的变异类型可通过光学显微镜观察到
C.(a)(c)产生的变异必然导致基因数目的改变
D.三种方式均可导致基因表达的蛋白质数量增多
解析 图(a)属于基因突变，染色体结构不会发生改变，图(b)和图(c)属于染色体变异，A错误；染色体变异可通过光学显微镜观察到，B正确；图(a)中变异发生在基因内部，基因数目不变，C错误；由图示可以看到图(a)变异方式中表达的蛋白质活性增强，但数目没有增多，D错误。
答案 B
4.(2019·山东威海模拟)某种动物的皮毛颜色受常染色体上的一对等位基因(B、b)控制，基因型与表现型的对应关系是黑色(BB)、灰色(Bb)、白色(bb)。回答下列问题：
(1)已知基因A、a是位于该动物常染色体上的另一对等位基因，让一只基因型为AaBb的雌性个体与多只基因型为AABB的雄性个体杂交，对杂交后代的基因型进行分析，发现这些后代的基因型只有AaBB和AABb两种。请画出该雌性亲本两对等位基因在染色体上的位置(用竖线表示染色体，用黑点表示基因)。
(2)研究人员用X射线照射黑色雄性个体产生的精子后，让其与多只白色雌性个体人工授精，得到20只子代，其中出现了一只白色个体。他们推测该白色个体出现的原因可能有两个：一是B基因突变为b基因；二是染色体片段缺失，使B基因丢失(已知染色体片段缺失的雌雄配子均可育)。
请利用白色变异个体通过一代杂交实验探究原因。
实验思路： __________________________________________________________
实验结果预测和结论：___________________________________________________
答案 (1)
(2)方案一：
实验思路：让白色变异个体与若干黑色个体杂交，得到子代，观察子代的颜色。
实验结果预测和结论：
若子代全是灰色个体，说明白色变异个体的出现是B突变为b引起的；
若子代出现黑色个体，说明白色变异个体的出现是B所在染色体片段缺失引起的。
方案二：
实验思路：让白色变异个体与若干灰色个体杂交，得到子代，观察子代的颜色。
实验结果预测和结论：
若子代全是灰色和白色个体，说明白色变异个体的出现是B突变为b引起的
若子代出现黑色个体，说明白色变异个体的出现是B所在染色体片段缺失引起的
“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。
考点二 变异原理在育种中的应用
1.单倍体育种
(1)原理：染色体(数目)变异。
(2)方法
(3)优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子。
(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：染色体(数目)变异。
(4)过程
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(♀×♂)→F1F2→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，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。
点悟：单倍体育种与杂交育种的关系
4.诱变育种
(1)原理：基因突变。
(2)过程
(3)优点
①可以提高突变频率，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，需处理大量材料。
[重点·串讲整合]
1.据育种“路径”速判育种方法
(1)过程A→B→C：有单倍体出现，涉及“花药离体培养”，属于单倍体育种。
(2)过程E：产生“新基因”，涉及“基因突变”，属于诱变育种。
(3)过程F：“染色体组加倍”，涉及“秋水仙素处理”或“低温处理”，属于多倍体育种。
(4)过程G：涉及“外源基因导入”，属于基因工程育种。
(5)过程A→D：涉及“杂交→自交→选优→连续自交→选纯(性状稳定遗传新的品种)”，属于杂交育种。
2.据“基因型变化”速判育种方法
3.依据育种目标，巧选育种方法
4.根据提供的材料选择合适的育种方法
(1)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则在选育显性纯合子时最简便的方法是自交。
(2)实验植物若为营养繁殖类，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。
(3)实验材料若为原核生物，则不能运用杂交育种，细菌一般采用诱变育种和基因工程育种。
1.(2018·天津卷，2)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。以下为两种培育雄株的技术路线。有关叙述错误的是( )
A.形成愈伤组织可通过添加植物生长调节剂进行诱导
B.幼苗乙和丙的形成均经过脱分化和再分化过程
C.雄株丁的亲本的性染色体组成分别为XY、XX
D.与雄株甲不同，雄株丁培育过程中发生了基因重组
解析 愈伤组织培养过程中需在培养基中添加细胞分裂素和生长素或与其作用相同的植物生长调节剂，诱导其形成，A正确；幼苗乙、丙是通过花粉离体培养得到的，该过程需运用植物组织培养技术，包括脱分化和再分化，B正确；由题意分析，芦笋雄株性染色体组成为XY，减数分裂产生的花粉的性染色体组成有含X、含Y两种，染色体加倍后植株乙、丙的性染色体组成为XX、YY，植株乙、丙杂交产生的雄株丁的性染色体组成为XY，C错误；雄株甲是通过体细胞植物组织培养产生的，属于无性生殖，而雄株丁是植株乙、丙通过有性生殖产生的，培育过程中发生了基因重组，D正确。
答案 C
2.小麦高秆(A)对矮秆(a)为显性，抗病(B)对易感病(b)为显性，如图表示培育矮秆抗病小麦品种的几种途径，下列相关叙述正确的是( )
A.过程①所用的育种方法能提高突变率，在短时间内获得更多的变异类型
B.过程④的子代中基因型为aaBB的个体所占的比例是2/3
C.过程⑤所用的育种方法为单倍体育种，可明显缩短育种年限
D.过程⑥常用的化学试剂是秋水仙素，能够抑制着丝点的分裂
解析 过程①所用的育种方法为诱变育种，其原理是基因突变，诱变育种能提高突变率，在短时间内获得更多的变异类型，A正确；过程④的子代中基因型为aaBB的个体所占的比例是1/3＋2/3×1/4＝1/2，B错误；过程⑤为花药离体培养，可获得单倍体植株，C错误；过程⑥常用的化学试剂是秋水仙素，能够抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，D错误。
答案 A
考点三 实验：低温诱导植物染色体数目的变化
1.实验原理
低温处理植物分生组织细胞→纺锤体不能形成→染色体不被拉向两极→细胞不能分裂成两个子细胞→细胞染色体数目加倍。
2.实验步骤
特别提醒 (1)显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。
(2)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。
(1)本实验是否温度越低效果越显著？
(2)观察时是否所有细胞中染色体均已加倍？
(3)与洋葱根尖有丝分裂装片制作相比，本实验除用低温处理外，还有哪些不同之处？
提示 (1)不是。必须为“适当低温”，以防止温度过低对根尖细胞造成伤害。
(2)不是。只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。
(3)与有丝分裂装片制作过程相比本实验在“解离”前使用“卡诺氏液”固定细胞，并使用体积分数为95%的酒精“洗去卡诺氏液”，而且染色剂为“改良苯酚品红染液”。
1.下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述正确的是( )
A.原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极
B.解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离
C.染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色
D.观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变
解析 低温诱导染色体加倍实验的实验原理是低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致着丝点分裂后的染色体不分离，不能移向细胞的两极，阻止细胞分裂，从而形成染色体数目加倍的细胞，A错误；卡诺氏液用来固定细胞的形态，而盐酸和酒精混合液可以使洋葱根尖解离，B错误；洋葱根尖装片中的细胞大多数处于有丝分裂间期，因此在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只有少数细胞，D错误。
答案 C
2.下列关于低温诱导植物染色体数目变化的实验中，部分试剂的使用方法及作用的叙述，错误的是( )
选项
试剂
使用方法
作用
A
卡诺氏液
将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h
培养根尖，促进细胞分裂
B
体积分数为95%的酒精
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定的根尖细胞
配制解离液，解离根尖细胞，使细胞分离开
C
清水
浸泡解离后的根尖约10 min
漂洗根尖，去除解离液
D
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
解析 卡诺氏液是固定液的一种。固定液的作用是固定细胞形态以及细胞内的各种结构，固定之后，细胞死亡，A错误；体积分数为95%的酒精与质量分数为15%的盐酸等体积混合后可作为解离液，用于溶解细胞间的连接物质，使细胞分离开，以便于观察，B正确；清水的作用是漂洗根尖，去除解离液，以便于染色，C正确；改良苯酚品红染液能使染色体着色，D正确。
答案 A
(1)实验中的试剂及用途
①卡诺氏液：固定细胞形态，使其停留在一定的分裂时期以利于观察。
②改良苯酚品红染液：使染色体着色。
③解离液：使组织中的细胞相互分离开来。
⑤蒸馏水：漂洗根尖，去掉解离液。
(2)低温诱导染色体数目加倍实验与观察细胞有丝分裂实验的操作步骤基本相同，但也有不同。
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4 ℃低温培养
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
用醋酸洋红或龙胆紫溶液
澄清易混易错·强化科学思维
[易错易混]
易错点1 误认为单倍体只含一个染色体组？或误认为含多个染色体组者均为多倍体？
点拨 单倍体强调的是由配子发育而来的个体，其细胞中染色体组数取决于配子中所含染色体组数，可能为1组、2组或多组。含多个染色体组的个体是单倍体还是多倍体取决于其发育起点是“配子”还是受精卵，若为前者，一定是单倍体，若为后者，一定是多倍体。
易错点2 混淆“可遗传变异”与“可育”
点拨 “可遗传变异”≠“可育”：三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”，但它们均属可遗传变异——其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状——这与仅由环境引起的不可遗传的变异有着本质区别。
易错点3 混淆育种中“最简便”与“最快”
点拨 “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。但“最快”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，单就花粉培养成幼苗已很难实现。
易错点4 四倍体AAaa(由Aa秋水仙素诱导后形成)产生的配子类型及比例(AA∶Aa∶aa)应为1∶2∶1还是1∶4∶1?
点拨 AAaa产生配子状况可按右图分析，由于染色体①～④互为同源染色体，减数分裂时四条染色体分至细胞两极是“随机”的，故最终产生的子细胞染色体及基因状况应为①②与③④(AA与aa)、①③与②④(Aa与Aa)、①④与②③(Aa与Aa)，由此可见，AAaa产生的配子类型及比例为1AA∶4Aa∶1aa而不是AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1。
易错点5 混淆“三体”与“三倍体”
点拨 三倍体是指由受精卵发育而成，体细胞中含三个染色体组的个体，其每种形态的染色体为“三三相同”；三体则是二倍体(含两个染色体组)，只是其中某形态的染色体“多出了一条”而成为3条，其余染色体均为两两相同。二者区别如下：
[深度纠错]
1.下列说法正确的是( )
A.体细胞中只有一个染色体组的个体才是单倍体
B.八倍体小麦的单倍体有四个染色体组
C.六倍体小麦花药离体培养所得个体是三倍体
D.体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体
解析 单倍体的染色体组数量与该生物配子的染色体组数量相同，不一定只含有一个染色体组，如八倍体小麦的单倍体有四个染色体组，A错误，B正确；由配子发育成的个体细胞中不管有几个染色体组，都属于单倍体，C、D错误。
答案 B
2.已知某一对染色体三体的植物在减数第一次分裂过程中，3条同源染色体随机移向细胞两极，最终可形成含1条或2条该染色体的配子。现有一个三体且一条染色体片段缺失的植株甲，其细胞中该染色体及基因型如图所示，已知只含缺失染色体的花粉不能参与受精作用。若甲自交，子代没有染色体结构和数目异常的个体比例为( )
A.1/9 B.2/15 C.1/4 D.7/18
解析 分析题目信息，只含缺失染色体的花粉不能参与受精作用，则甲产生的能参与受精作用的花粉的基因型及比例为1/5aa、2/5Aa、2/5a，产生的卵细胞的基因型及比例为1/6aa、2/6Aa、2/6a、1/6A，则子代中没有染色体结构和数目异常的个体基因型为aa，所占比例为2/5×2/6＝2/15。
答案 B
3.如图所示的四个不同种生物体细胞的染色体或基因组成，相关叙述错误的是( )
A.其中肯定不是单倍体生物体细胞的个数是0个
B.图中可称作三倍体的是甲、乙、丙
C.21－三体综合征患者原理与乙类似
D.图甲所示基因型既可对应图丙，也可对应图乙
解析 甲细胞若由受精卵发育而来，则该种生物为三倍体，若由配子发育而来，则该种生物为单倍体；乙细胞若由受精卵发育而来，则该种生物为二倍体，若由配子发育而来，则该种生物为单倍体；丙细胞若由受精卵发育而来，则该种生物为三倍体，若由配子发育而来，则该种生物为单倍体；丁细胞只含有1个染色体组，只能为单倍体。图中乙为“三体”，丙为三倍体，21－三体综合征应与乙类似，其21号染色体应为三条。图甲涉及的基因若恰巧位于图乙的“三体”染色体上，也成立。
答案 B
随堂·真题&预测
1.(2015·全国卷Ⅱ，6)下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是( )
A.该病是由于特定的染色体片段缺失造成的
B.该病是由于特定染色体的数目增加造成的
C.该病是由于染色体组数目成倍增加造成的
D.该病是由于染色体中增加某一片段引起的
解析 人类猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的，A正确，B、C、D错误。
答案 A
2.(2018·经典高考)某雌雄异株植物，叶片形状有细长、圆宽和锯齿等类型。为了研究其遗传机制，进行了杂交实验，结果见下表。
下列叙述正确的是( )
A.选取杂交Ⅰ的F2中所有的圆宽叶植株随机杂交，杂交1代中所有植株均为圆宽叶，雌雄株比例为4∶3，其中雌株有2种基因型，比例为1∶1
B.选取杂交Ⅱ的F2中所有的圆宽叶植株随机杂交，杂交1代中所有植株均为圆宽叶，雌雄株比例为4∶3，其中雌株有2种基因型，比例为3∶1
C.选取杂交Ⅰ的F1中锯齿叶植株，与杂交Ⅱ的圆宽叶亲本杂交，杂交1代中有锯齿叶和细长叶两种，比例为1∶1，其中雌株有2种基因型，比例为3∶1
D.选取杂交Ⅱ的F2中所有的锯齿叶植株随机杂交，杂交1代中所有植株均为锯齿叶，雌雄株比例为4∶3，其中雌株有2种基因型，比例为1∶1
解析 杂交组合Ⅰ和Ⅱ所选亲本为正反交关系，由子代表现型及比例可知，叶片形状受两对基因控制，且其中一对位于X染色体上。设A和a基因位于常染色体上，B和b基因位于X染色体上。由杂交组合Ⅱ可知，细长应为双显性，即母本圆宽aaXBXB、父本锯齿AAXbY，F1细长♂AaXBY、细长♀AaXBXb，再结合F2的表现型比例可知双隐性致死。综上分析，杂交组合Ⅰ的母本为AAXbXb、父本为aaXBY，F1锯齿♂AaXbY、细长♀AaXBXb。杂交组合Ⅰ的F2圆宽叶植株基因型为aaXBXb和aaXBY，随机交配，杂交1代中所有植株均为圆宽叶，雌雄株比例为2∶1(aaXbY致死)，其中雌株有2种基因型(aaXBXB和aaXBXb)，比例为1∶1，A错误；杂交Ⅱ的F2中所有的圆宽叶植株(雌株1/2aaXBXB、1/2aaXBXb，雄株aaXBY)随机杂交，杂交1代中，所有植株均为圆宽叶，雌雄株比例为4∶3，其中雌株有2种基因型，比例为3∶1，B正确；杂交Ⅰ的F1中锯齿叶植株(AaXbY)，与杂交Ⅱ的圆宽叶亲本(aaXBXB)杂交，杂交1代的表现型有圆宽叶(aaXBXb、aaXBY)和细长叶(AaXBXb、AaXBY)两种，比例为1∶1，其中雌株有2种基因型，比例为1∶1，C错误；杂交Ⅱ的F2中所有的锯齿叶植株均为雄株，无法随机杂交，D错误。
答案 B
3.(2017·经典高考，27)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题：
(1)要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的________物质是否发生了变化。
(2)在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法①，使早熟基因逐渐________，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的________进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为________育种。
(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的________，产生染色体数目不等、生活力很低的________，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不断制备________，成本较高。
(4)新品种1 与新品种3 均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1 选育过程中基因发生了多次________，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。
解析 (1)只有遗传物质发生改变的变异方可遗传给后代，才具备育种价值。(2)新品种1由“自交”选育而成，自交可提高变异基因的纯度，为加速育种进程，可采集变异株的花药，通过“单倍体育种法”获得高度纯合的后代。(3)发生染色体组变异后，可致减数分裂时染色体联会紊乱，进而导致同源染色体分离不规则，并产生染色体数目不等、生活力低的配子，因而难以形成足量的受精卵；图示育种方法③利用了植物组织培养技术，其最大优点是可保持遗传性状的稳定性，但不足之处是需不断制备组培苗，育种成本相对较高。(4)与新品种3的育种方法相比，新品种1培育过程中可发生“基因重组”，从而产生了多种基因型，由此导致多种性状差异。
答案 (1)遗传 (2)纯合 花药 单倍体 (3)染色体分离 配子 组培苗 (4)重组
4.(2020·高考预测)棉纤维的颜色由一对等位基因(B、b)控制，野生棉花大多为白色，由基因B控制。科学家用射线处理纯种白色棉花的种子，先培育出基因型为bb的深红棉(棉纤维呈深红色)，再通过技术处理得到基因组成如图所示的突变型粉红棉(棉纤维呈粉红色)。请回答相关问题：
(1)获得深红棉的育种方法叫________育种。突变型粉红棉的变异类型属于________。
(2)棉花对盐碱的耐受性由基因A、a控制，耐盐碱为隐性性状。基因A、a与B、b独立遗传。科学家用耐盐碱的深红棉与不耐盐碱的突变型粉红棉杂交，得到F1(全部不耐盐碱)，F1随机交配得到F2(以上过程各类型配子育性正常、子代生活力正常)。则：
①F1产生的配子的种类及比例是________；F2中耐盐碱的突变型粉红棉的比例是________。
②为得到耐盐碱的棉花，应如何对F2进行筛选？
解析 (1)因为深红棉是用射线处理培育出来的，所以属于诱变育种，原理是基因突变；粉红棉细胞中染色体缺失了一段，属于染色体结构变异。(2)由亲本表现型初步确定耐盐碱深红棉的基因型为aabb，不耐盐碱突变型粉红棉的基因型为A_b，杂交得到的F1全部不耐盐碱，所以不耐盐碱突变型粉红棉的基因型一定是AAb，则F1植株的基因型为Aabb和Aab，比例为1∶1。其产配子情况为Aabb→Ab、ab、Aab→Ab、ab、A、a。
汇总表格数据，F1产生的四种配子及其比例为Ab∶ab∶A∶a＝3∶3∶1∶1。每对基因单独考虑，分别分析再综合，如图所示。
F1基因型
F2相应基因型和出现的概率
耐盐碱性
Aa
aa，出现概率为1/4
棉纤维颜色
bb和b
bb和b各占1/2，随机交配出现b的概率是6/16
所以F2中耐盐碱的突变型粉红棉(aab)的比例是(1/4)×(6/16)＝3/32。
答案 (1)诱变 染色体结构变异 (2)①Ab∶ab∶A∶a＝3∶3∶1∶1 3/32 ②将F2种植在盐碱地上
(时间：35分钟)
1.(2019·山东日照联考)下列关于染色体组和染色体变异的叙述，正确的是( )
A.不同物种的染色体组中可能含有相同数目的染色体
B.染色体组整倍性的变化必然会导致基因种类的增加
C.染色体之间部分片段的交换属于染色体的结构变异
D.进行有性生殖的生物配子中的染色体为一个染色体组
解析 染色体组整倍性变化，会增加基因数量，不会增加基因种类，B错误；非同源染色体间基因片段交换属染色体结构变异，C错误；对多倍体植物而言，配子中的染色体不止一个染色体组，D错误。
答案 A
2.如图为豌豆某条染色体部分基因的排布示意图，①②③④分别代表四个基因序列，最短的序列包括2 000个碱基对。下列相关叙述正确的是( )
A.如果①基因序列整体缺失，则最有可能发生了基因突变
B.如果在射线诱导下②与③发生了位置互换，则属于基因重组
C.②序列中的某个碱基对发生替换，但未引起性状的改变，也属于基因突变
D.如果③序列中缺失了20个碱基对，则属于染色体结构变异
解析 如果①基因序列整体缺失，最有可能发生了染色体结构变异，A错误；同一条染色体上的基因排列顺序改变，属于染色体结构变异，B错误；发生在基因内部的碱基排列顺序的改变都是基因突变，但由于密码子具有简并性等原因，基因突变不一定会导致性状的改变，C正确；基因内部碱基对缺失属于基因突变，D错误。
答案 C
3.(2019·河南八市第二次测评)下列关于变异与作物育种的叙述，正确的是( )
A.植物产生的变异都能为新品种的培育提供原材料
B.诱变育种过程中，诱变因素能定向改变基因的结构
C.杂交育种过程中，人工筛选可定向改变种群基因频率
D.通过单倍体育种获得的新品种是单倍体，能稳定遗传
解析 植物产生的变异包括可遗传的变异和不可遗传的变异，只有可遗传的变异能为新品种的培育提供原材料，A错误；诱变育种过程中，基因突变是不定向的，诱变因素不能定向改变基因的结构，B错误；通过单倍体育种获得的新品种是二倍体或多倍体，不一定能稳定遗传，D错误。
答案 C
4.(2019·重庆六校联考)下列关于生物变异和育种的叙述，错误的是( )
A.减数分裂联会时的交叉互换实现了染色体上等位基因的重新组合
B.二倍体西瓜和四倍体西瓜是不同物种，但能通过有性杂交产生后代
C.三倍体西瓜出现可育的种子，可能是三倍体植株减数分裂时形成了正常的卵细胞
D.有丝分裂过程中，姐妹染色单体上出现等位基因的原因是基因突变
解析 减数分裂联会时，同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换，使得染色单体上非等位基因重新组合，A错误；二倍体西瓜和四倍体西瓜进行杂交可产生不可育的后代，即出现生殖隔离，属于不同物种，B正确；一般情况下，三倍体西瓜由于减数分裂过程中联会紊乱不能产生可育配子，不能完成受精作用，特殊情况下可形成正常配子而产生可育种子，C正确；有丝分裂过程中，染色体经过复制形成两条相同的姐妹染色单体，其所携带的全部基因，应该完全相同，若出现等位基因，则是由于复制时发生了基因突变，D正确。
答案 A
5.(2019·河南中原名校联考)下列关于生物变异的叙述中，正确的是( )
A.孟德尔利用F1高茎豌豆自交产生的F2中出现性状分离，表明F1高茎豌豆发生了基因突变
B.色觉和染色体组均正常的一对夫妇生了一个染色体组成为XbXbY(患红绿色盲)的儿子，此现象与母亲的初级卵母细胞通过交叉互换产生基因型为XbXb的卵细胞有关
C.绿脓杆菌产生抗药性突变对绿脓杆菌个体生存有利，同时也有利于其种群的进化
D.利用高秆抗病(基因型为AARr)的水稻植株通过单倍体育种可快速获取基因型为aaRR的矮秆抗病植株
解析 孟德尔用F1高茎豌豆自交产生的F2中出现性状分离表明F1是杂合子，不能说明F1高茎豌豆发生了基因突变，A错误；色觉和染色体组均正常的夫妇的基因型为XBXb×XBY，患红绿色盲的儿子的基因型为XbXbY，由基因型为XbXb的卵细胞和基因型为Y的精子结合形成，基因型为XbXb的卵细胞是由于母亲的次级卵母细胞中两条含有Xb的染色体移向同一极形成的，B错误；绿脓杆菌产生抗药性突变对绿脓杆菌个体生存有利，同时也丰富了种群基因库，有利于种群的进化，C正确；基因型为AARr的高秆抗病水稻植株中无a基因，通过单倍体育种不能获取基因型为aaRR的矮秆抗病植株，D错误。
答案 C
6.(2018·湖南长郡中学调研)利用二倍体植株培育作物新品种，下列有关说法错误的是( )
A.杂交育种和基因工程育种所依据的主要原理都是基因重组
B.诱变育种可提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型
C.单倍体缺少生长发育所需的全套遗传信息，植株弱小，种子和果实比较少
D.某新品种发育延迟，结实率低，则在培育该品种过程中可能用到了秋水仙素
解析 杂交育种和基因工程育种的主要原理都是基因重组，A正确；人工诱变的情况下，基因突变的频率提高，可以在较短时间内获得更多的优良变异类型，B正确；单倍体中含有本物种生长发育所需的全套遗传信息，若单倍体含有的是奇数个染色体组，则无法进行正常减数分裂，一般不能产生种子，C错误；某新品种发育延迟，结实率低，可判断出其可能是多倍体植株，而秋水仙素可以用来诱导多倍体的产生，D正确。
答案 C
7.茄子属于茄科家族中的一员，是餐桌上十分常见的蔬菜。已知基因A、a决定果形，基因B、b决定果色，茄子果形有长形(AA)、卵圆形(Aa)和圆形(aa)，果色有紫色(BB)、青色(Bb)、白色(bb)。回答下列问题：
(1)已知决定果形和果色的基因分别位于两对同源染色体上。现让长形紫色茄和圆形白色茄杂交，F1自交，得到的F2中有________种表现型，其中长形白色茄的植株应占________。
(2)青枯病是茄子、辣椒、马铃薯等茄科蔬菜的主要病害。抗青枯病(T)对易感青枯病(t)为显性，基因T、t与果形、果色的基因自由组合。现利用二倍体圆形白色易感青枯病纯合茄子和四倍体长形紫色抗青枯病纯合茄子，培育出纯合的二倍体圆形白色抗青枯病茄子。其培育的大体思路是：
第一步：种植四倍体长形紫色抗青枯病纯合茄子，取其________培养，获得单倍体。
第二步：取上述单倍体与________(基因型)的茄子杂交，得到F1(AaBbTt)。
第三步：种植F1让其自交，从中选出表现型为圆形白色抗青枯病茄子，再让其连续自交，直至后代________为止。
解析 (1)依题意可知：长形紫色茄和圆形白色茄的基因型分别为AABB和aabb，二者杂交，F1的基因型为AaBb，F1自交，得到的F2中，果形有3种，即长形(AA)∶卵圆形(Aa)∶圆形(aa)＝1∶2∶1，果色有3种，即紫色(BB)∶青色(Bb)∶白色(bb)＝1∶2∶1，所以F2中有3×3＝9种表现型，其中长形白色茄的植株应占1/4AA×1/4bb＝1/16。(2)依题意可知：二倍体圆形白色易感青枯病纯合茄子的基因型是aabbtt，四倍体长形紫色抗青枯病纯合茄子的基因型是AAAABBBBTTTT，利用二者培育出纯合的二倍体圆形白色抗青枯病茄子的基因型是aabbTT。其培育的大体思路是：第一步：种植四倍体长形紫色抗青枯病纯合茄子，取其花药离体培养，获得基因型为AABBTT的单倍体。第二步：取上述单倍体与基因型为aabbtt的二倍体圆形白色易感青枯病纯合茄子杂交，得到F1(AaBbTt)。第三步：种植F1让其自交，从中选出表现型为圆形白色抗青枯病茄子，再让其连续自交，直到后代不再发生性状分离为止。
答案 (1)9 1/16 (2)花药离体 aabbtt 不再发生性状分离
8.(2019·四川德阳联考)果蝇翅膀后端边缘的缺刻性状是X染色体的一段缺失所导致的变异，缺刻翅红眼雌蝇(没有白眼基因)与正常翅白眼雄蝇杂交，F1代出现了缺刻翅白眼雌果蝇且F1代雌雄比为2∶1，下列叙述错误的是( )
A.亲本缺失片段中含有红眼或白眼基因
B.X染色体发生的片段缺失可以用光学显微镜直接观察
C.F1雄蝇的成活率比雌蝇少一半，其原因是X染色体的一段缺失导致果蝇雌配子致死
D.F1缺刻翅白眼雌蝇的X染色体一条片段缺失，另一条带有白眼基因
解析 由于亲本雌蝇没有白眼基因，又红眼对白眼为显性，则F1出现白眼雌果蝇，说明亲本缺失片段中含有红眼或白眼基因，A正确；染色体缺失属于染色体变异，可用光学显微镜直接观察，B正确；F1雄蝇的成活率比雌蝇少一半，是因为缺刻翅雄蝇不能存活，若X染色体的一段缺失导致雌配子致死。则F1雌雄果蝇均有一半死亡，C错误；由于亲本雌蝇X染色体缺失部分片段，又红眼对白眼为显性，则F1缺刻翅白眼雌蝇的X染色体一条片段缺失，另一条带有白眼基因，D正确。
答案 C
9.“傻瓜水稻”收割完后，稻蔸(留在土壤中的部分)第二年还能再生长，并能收获种子。如图是一种名为“傻瓜水稻”的新品种的培育示意图。据图分析，下列叙述错误的是( )
A.图示体现了野生稻的直接价值
B.过程①与过程③的育种原理不同
C.完成过程④的基础是突变与基因重组
D.稻蔸第二年还能再生长，并能收获种子，属于有性生殖
解析 野生稻在“傻瓜水稻”的培育过程中具有科学研究价值，属于生物多样性的直接价值，A正确；过程①所依据的遗传学原理是基因重组，过程③的低温处理可能诱导染色体数目变异，因此两者的育种原理不同，B正确；过程④需要经过较长时间的人工选择，基础是可遗传变异，即突变和基因重组，C正确；稻蔸(留在土壤中的部分)第二年还能再生长，并能收获种子，第二年的植株是在第一年植株的根、茎的基础上生长发育而来的，属于无性生殖，D错误。
答案 D
10.(2019·武汉市调研)如图是三倍体无子西瓜育种的流程图，以下说法错误的是( )
A.四倍体母本上结出的西瓜，其果肉细胞内有三个染色体组
B.秋水仙素作用于细胞分裂前期，能够抑制纺锤体的形成
C.上述三倍体无子西瓜的育种原理是染色体数目变异
D.三倍体植株所结的无子西瓜偶尔也会形成少量种子
解析 西瓜的果肉细胞是由母本的体细胞发育形成的，四倍体母本的体细胞含四个染色体组，因此四倍体母本上结出的西瓜，其果肉细胞内有四个染色体组，A错误；秋水仙素作用于细胞分裂前期，能够抑制纺锤体的形成，导致在后期加倍后的染色体不能移到细胞的两极，从而形成染色体数目加倍的细胞，B正确；三倍体无子西瓜的育种原理是染色体数目变异，C正确；三倍体植株在减数分裂时联会紊乱，一般不会形成正常的生殖细胞，但如果在减数分裂中三个染色体组中的一个染色体组移向细胞的一极、另两个染色体组同时移向细胞的另一极，则会产生可育的配子，可育配子受精后也能形成种子，D正确。
答案 A
11.某二倍体植物的花色受独立遗传且完全显性的三对等位基因控制。研究发现，该植物体细胞中r基因数多于R基因时，R基因的表达减弱而形成粉红色突变体。基因控制色素合成的途径如图甲所示，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)如图乙所示。回答下列问题。
(1)图甲说明基因控制性状的方式是______________________________________。
(2)基因型为iiDdRr的花芽中，出现基因型为iiDdr的细胞，原因是____________
____________________________________________________________________。
(3)为确定基因型为iiDdRrr的植株属于图乙中的哪一种突变体，某同学选择基因型为iiDDRR的植株与该突变体杂交，观察并统计子代的表现型与比例(假设实验过程中不发生新的突变与染色体互换，各类型配子活力相同)。请预测结果
解析 (1)图甲说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。(2)基因型为iiDdr的细胞中缺少一个R基因，可能是缺少含有R基因的染色体，也可能是缺少含有R基因的染色体片段，因此结合题意可知，可能是有丝分裂过程中发生了染色体数目变异或染色体结构变异。(3)让基因型为iiDdRrr的突变体与基因型为iiDDRR的植株杂交，观察并统计子代的表现型及比例。可以使用棋盘法得到三种突变体与基因型为iiDDRR的植株杂交的结果(杂交后代的表现型及比例)。只考虑R、r基因，突变体①产生的配子基因型及比例是R∶Rr∶r∶rr＝1∶1∶1∶1，突变体②产生的配子基因型及比例是R∶rr∶r∶Rr＝1∶1∶2∶2，突变体③产生的配子基因型及比例是R∶rr＝1∶l；且体细胞中r基因数多于R基因时，R基因的表达减弱而形成粉红花突变体，所以若子代中红花∶粉红花为3∶1，则该突变体为突变体①；若子代中红花∶粉红花为5∶1，则该突变体为突变体②；若子代中红花∶粉红花为1∶1，则该突变体为突变体③。
答案 (1)通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
(2)有丝分裂过程中出现染色体结构变异(含有R基因的染色体片段缺失)或染色体数目变异(含有R基因的2条染色体移向一极)
(3)若子代中红花∶粉红花为3∶1，则其为突变体①；若子代中红花∶粉红花为5∶1，则其为突变体②；若子代中红花∶粉红花为1∶1，则其为突变体③。
12.(科学探究)袁隆平研究的海水稻是一种耐盐碱高产水稻，有望使“盐碱地”变身为“良田”。现有两个纯合品种，野生水稻A耐盐能力强，优良水稻B综合性状好(多种优良性状)但不耐盐，欲选育综合性状好且耐盐能力强的新品种。某实验室设计了如图所示两种育种方案。回答下列问题：
(1)利用野生水稻A和优良水稻B作亲本，方案一与方案二都能培育出综合性状好且耐盐能力强的新品种，其中，方案一所依据的变异原理为________。
(2)采用方案一育种，发现F1植株全部耐盐，F2植株中出现不耐盐植株，且耐盐植株与不耐盐植株的比例为1∶3。据此推断耐盐/不耐盐性状受________对等位基因控制，请说明判断的理由___________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)方案一中杂交后代始终与优良水稻B杂交，这种育种方案与方案二相比，最突出的优点是___________________________________________________________
____________________________________________________________________。
解析 (1)根据题图可以看出方案一属于杂交育种，其原理是基因重组。(2)由于B不耐盐但A与B杂交所得到的F1植株全部耐盐，可判断耐盐为显性性状，不耐盐为隐性性状。进一步推断F1植株与B杂交实际上就是测交，又由于F2中耐盐植株∶不耐盐植株＝1∶3，说明耐盐性状不是由一对等位基因控制的，耐盐植株与不耐盐植株的比例1∶3应是比例1∶1∶1∶1的变式，由此推断耐盐植株为双显性个体，因此耐盐/不耐盐性状受两对独立遗传的等位基因控制。(3)方案一中杂交后代始终与优良水稻B杂交，可使后代更快更多地积累优良水稻B的多种优良性状。
答案 (1)基因重组 (2)两 只有当耐盐/不耐盐性状受两对独立遗传的等位基因控制时，F1与B测交后代中双显性个体才会占1/4(答案合理即可) (3)使后代更快更多地积累优良水稻B的多种优良性状
亮剑高考12 生物变异类型的判断
(时间：15分钟)
[规律方法]
1.可遗传变异与不可遗传变异的判断方法
2.基因突变和基因重组的判断方法
3.染色体变异与基因突变的判断
(1)判断依据：光学显微镜下能观察到的是染色体变异，不能观察到的是基因突变。
(2)具体操作：制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到中期图进行染色体结构与数目的比较可以判断是否发生了染色体变异。
4.根据题意确定图中变异的类型
(1)若为有丝分裂(如根尖分生区细胞、受精卵等)，则只能是基因突变造成的。
(2)若为减数分裂，则原因是基因突变(间期)或基因重组(减数第一次分裂)。
(3)若题目中间造成B、b不同的根本原因，应考虑可遗传变异中的最根本来源——基因突变。
(4)若题目中有××分裂××时期提示，如减Ⅰ前期造成的则考虑交叉互换，间期造成的则考虑基因突变。
[方法体验]
1.(2019·山东德州期中)某白花品系中出现一紫花变异植株，将该紫花植株自交所结的种子种植后，长出的126株新植株中有64株开白花，下列叙述正确的是( )
A.该变异为环境引起的不可遗传变异
B.该变异不可能是染色体变异
C.紫花自交子代中出现白花是基因重组的结果
D.可以通过连续自交提高紫花植株的纯合度
解析 由题意可知紫花植株自交后代中紫花∶白花约为2∶1，后代还有紫花，说明该变异可以遗传，A错误；该变异可能是染色体变异也可能是基因突变的结果，B错误；如果该性状是一对等位基因控制的，白花的出现是等位基因的分离和雌雄配子随机结合的结果，不属于基因重组，C错误；该变异的紫花肯定是杂合子，要提高紫花植株的纯合度可以通过连续自交，D正确。
答案 D
2.(2019·湖北重点高中联考协作体期中)摩尔根及同事发现控制果蝇红眼(W)及白眼(w)的基因位于X染色体上。在大量的杂交实验中，发现白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交，F1中在2 000～3 000只红眼雌果蝇中会出现一只白眼雌果蝇，同样在2 000～3 000只白眼雄果蝇中会出现一只不育的红眼雄性果蝇，下列对这种现象的解释中正确的是( )
[注：XXX与OY(无X染色体)为胚胎时期致死型、XXY为可育雌蝇、XO(无Y染色体)为不育雄蝇]
A.雌蝇的卵原细胞在减数分裂过程中发生了基因突变
B.雌蝇的卵原细胞在减数分裂过程中两个X染色体没有分离
C.雄蝇的精原细胞在减数分裂过程中性染色体没有分离
D.雄蝇的精原细胞在减数分裂过程中发生了基因突变
解析 白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，在正常情况下不会出现白眼雌果蝇或红眼雄果蝇，由题干信息，子代出现一只不育的红眼雄性果蝇，其基因型为XWO，红眼基因来自雄蝇，可知母本没有提供X染色体，即雌蝇的卵原细胞在减数分裂过程中两个X染色体没有分离，移向同一极，结果使形成的卵细胞中没有X染色体或有两条X染色体，并与正常精子结合受精，会产生基因型为XwXwY(雌性)和XWO(雄性)的个体，故B正确。
答案 B
3.大豆植株的体细胞中含有40条染色体，用放射性60Co处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株X，取其花粉经离体培养得到若干植株统称为Y，其中抗病植株占50%。下列叙述正确的是( )
A.放射性60Co可以诱发定向的基因突变
B.获得植株Y的过程称为单倍体育种
C.让植株X自交一次，后代抗病植株所占比例大于植株Y中抗病植株所占比例
D.植株Y的体细胞在有丝分裂后期含有20条染色体
解析 基因突变具有不定向性，A错误；花药离体培养技术是单倍体育种中的一项技术手段，获得植株Y的过程称为花药离体培养，B错误；通过花药离体培养获得的植株Y中抗病植株占50%，说明植株X是杂合子，且抗花叶病基因为显性基因(设相关基因为A、a)，故让植株X自交一次，后代抗病植株所占比例为75%，大于植株Y中抗病植株所占比例(50%)，C正确；大豆植株的体细胞中含有40条染色体，则植株Y的体细胞中含有20条染色体，在有丝分裂后期含有40条染色体，D错误。
答案 C
4.(2019·湖南常德模拟)下列有关叙述正确的是( )
A.体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体
B.非同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换属于基因重组
C.γ射线处理使染色体上多个碱基丢失引起的变异可能属于基因突变
D.基因突变一般不会改变基因的数量，而染色体结构变异都会有基因数量的变化
解析 含有两个染色体组的个体若由受精卵发育而来，就是二倍体，若由配子发育而来就是单倍体，A错误；非同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换属于染色体结构变异中的易位，B错误；γ射线处理后，多个碱基的丢失若发生于一个基因的内部，则属于基因突变，C正确；染色体结构变异不一定导致基因数量的变化，D错误。
答案 C
5.某种染色体结构变异如图所示。下列叙述正确的是( )
A.染色体断片发生了颠倒
B.染色体发生了断裂和重新组合
C.该变异是由染色单体分离异常所致
D.细胞中的遗传物质出现了重复和缺失
解析 图示两条染色体是非同源染色体，发生了易位，A错误；图示两条染色体先发生断裂，后发生了片段的重新组合，B正确；染色单体分离异常将导致染色体数目变异，而非染色体结构变异，C错误；细胞中的遗传物质未发生重复和缺失，D错误。
答案 B
6.(2019·广东惠州市调研)某植物为严格自花传粉植物，在野生型窄叶种群中偶见几株阔叶幼苗。回答下列问题：
(1)判断该变异性状是否能够遗传，最为简便的方法是_______________________
_____________________________________________________________________。
(2)有人对阔叶幼苗的出现进行分析，认为可能有两种原因：一是基因突变，二是染色体加倍成为多倍体。请设计一个简单的实验鉴定阔叶幼苗出现的原因。___________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)已知该性状是通过基因突变产生的，若要判断该突变是显性突变还是隐性突变，应选择的实验方案是_______________________________________________
____________________________________________________________________。
①若后代____________，说明该突变为隐性突变；
②若后代____________，说明该突变为显性突变。
解析 (1)某植物为严格自花传粉植物，判断变异性状是否可以遗传，最简便的方法是让阔叶植株自交，观察后代是否出现阔叶性状。(2)染色体变异在显微镜下可观察到，基因突变在显微镜下观察不到。因此，区分染色体变异与基因突变的最简单的方法是取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体变异的结果，否则为基因突变。(3)为判断该突变是显性突变还是隐性突变，实际就是判断阔叶性状的显隐性，应让阔叶植株与窄叶植株杂交，由于野生型窄叶植株为纯合子，若后代全为窄叶，则说明阔叶为隐性性状，该突变为隐性突变；若后代出现阔叶，则说明阔叶为显性性状，该突变为显性突变。
答案 (1)待该阔叶幼苗长大成熟后，让其自交，观察后代是否出现阔叶性状
(2)取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内的染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体加倍的结果，否则为基因突变
(3)阔叶植株与窄叶植株杂交 全为窄叶 出现阔叶
亮剑高考13 有关变异类型的实验探究
(时间：15分钟)
[规律方法]
[方法体验]
1.(2018·南昌市三模)某二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为显性，红花(R)对白花(r)为显性。m、r的位置如图1所示。一批窄叶白花植株经诱导产生了如图2甲、乙、丙所示的突变。现有一株由纯种宽叶红花诱导得到的突变体，推测其体细胞内发生的变异与M无关，且为图2甲、乙、丙所示变异类型中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。现只有甲、乙、丙植株可供选择，请设计一代杂交实验确定该宽叶红花突变体的变异类型是图示甲、乙、丙类型中的哪一种。(注：各型配子活力相同，控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡)
(1)图2甲、乙、丙所示的变异类型依次是________、________、________(请具体表述)。
(2)实验步骤：
①___________________________________________________________________。
②观察、统计后代表现型及比例。
(3)结果预测：
Ⅰ.若_____________________________________________________________，
则该宽叶红花突变体为图2甲所示变异类型；
Ⅱ.若________________________________________________________________，
则该宽叶红花突变体为图2乙所示变异类型；
Ⅲ.若_____________________________________________________________，
则该宽叶红花突变体为图2丙所示变异类型。
解析 (1)图2甲中出现了R基因，说明发生了基因突变，图2乙中一条染色体缺失了含r基因的片段，属于染色体结构变异中的缺失。图2丙中少了一条染色体，属于染色体数目变异。(2)根据题干信息，纯种宽叶红花植株的基因型为MMRR，经诱导得到的突变体，其体细胞内发生的变异与M无关，且为图2甲、乙、丙所示变异类型中的一种，若发生图2甲突变类型，则属于基因突变，突变后基因型为MMRr；若发生图2乙突变，属于染色体缺失，突变后基因型为MMRO(O表示缺失的基因)；若发生图2丙突变，则突变后的基因型为MORO，因此通过测交的方法，让该突变体与图2中的乙(或丙)植株杂交，观察后代表现型及比例即可确定。(3)如果属于图2甲突变，则MMRr与乙植株杂交后代表现型及比例为宽叶红花∶宽叶白花＝1∶1。如果属于图2乙突变，则MMRO与乙植株杂交后代基因型分别为MmRr(宽叶红花)，MmrO(宽叶白花)，MmRO(宽叶红花)，MmOO(幼胚死亡)，即表现型及比例为宽叶红花∶宽叶白花＝2∶1。如果属于图2丙突变，则MORO与乙植株杂交后代基因型分别为MmRr(宽叶红花)，MmRO(宽叶红花)，mOrO(窄叶白花)，mOOO(幼胚死亡)，即表现型及比例为宽叶红花∶窄叶白花＝2∶1。
答案 (1)基因突变 (染色体结构变异中的)缺失 染色体数目变异 (2)用该突变体与乙(或丙)植株杂交
(3)Ⅰ.宽叶红花与宽叶白花植株的比为1∶1
Ⅱ.宽叶红花与宽叶白花植株的比为2∶1
Ⅲ.宽叶红花与窄叶白花植株的比为2∶1
2.(2019·湖北孝感高中等八校联考)动物中丢失一条染色体的个体叫单体(2n－1)，有些动物的单体虽然能够存活，但是其丢失一条染色体的精子往往因为过于弱小而高度不育。果蝇3号染色体上的基因A如果突变成a，可以得到较为普通的无眼果蝇品种(aaBB)，果蝇4号染色体上的基因B如果突变成b，可以得到珍贵的无眼果蝇品种(AAbb)，但若将野生型果蝇(AABB)的卵在40 ℃左右的温度下孵化，也可孵化出假冒无眼果蝇(AABB)。请你设计一个实验方案，利用实验室现有的野生型4号染色体单体果蝇(雌雄都有)，帮助实验老师利用一次杂交实验判断购买的无眼果蝇品种(雌雄都有)是否是珍贵的AAbb品种。
(1)实验方案：________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)预期结果和结论： ________________________________________________
__________________________________________________________________。
解析 (1)野生型4号染色体单体果蝇的基因型为AABO(O表示丢失的染色体)。由于有些单体能够存活，但丢失一条染色体的精子往往因为过于弱小而高度不育，因此单体要选择雌蝇。实验方案为：选一只雄性无眼果蝇(AAbb、AABB或aaBB)和一只雌性单体果蝇(AABO)交配，产出的卵在正常温度下孵化(因为温度会影响性状的表现)，统计后代眼睛有无及比例。(2)如果是珍贵的无眼果蝇(AAbb)，AAbb×AABO，后代AABb∶AAbO＝1∶1，表现为有眼无眼各占一半；如果是假冒无眼果蝇(AABB)，AABB×AABO，后代AABB∶AABO＝1∶1，表现型全为有眼；如果是普通无眼果蝇(aaBB)，aaBB×AABO，后代AaBB∶AaBO＝1∶1，表现型全为有眼。
答案 (1)选一只雄性无眼果蝇和一只雌性单体果蝇交配，产出的卵在正常温度下孵化，统计后代眼睛有无及比例
(2)若后代全为有眼，则购买的品种是假冒品种(AABB)或普通无眼品种(aaBB)；若后代有眼无眼各占一半，则购买的品种是珍贵的无眼品种(AAbb)
3.(2019·郑州一中入学检测)如图为一对雌雄果
蝇体细胞的染色体图解，其中红眼(A)对白眼(a)为显性，长翅(D)对残翅(d)为显性。如表为果蝇性染色体组成与其性别的关系，雌果蝇(XXY)产生的可育配子中性染色体有1条或2条。请分析图和表回答以下问题：
性染色体组成
XY
XX
XXX
XXY
XO
XYY
YY
性别
雄性
雌性
超雌性
(死亡)
雌性
雄性
雄性
超雄性(死亡)
(1)正常雄果蝇的一个染色体组中包含________条染色体。
(2)若这一对雌雄果蝇交配，则F1中的白眼残翅果蝇的基因型是________；表现为红眼长翅的雌果蝇中杂合子所占的比例为________。
(3)某一次的杂交实验中，产生了一只残翅白眼雌果蝇，原因可能有以下三种：①环境因素改变了果蝇的表现型，遗传物质未变；②亲本减数分裂过程中发生基因突变；③亲本减数分裂过程中发生染色体不分离的现象。请设计简单的杂交实验，探究该白眼雌果蝇产生的原因。
实验步骤：
①选择________果蝇与该雌果蝇进行杂交；
②__________________________________________________________________。
结果预测：
①若后代雌果蝇均表现为红眼，雄果蝇全表现为红眼或红眼∶白眼＝1∶1，则为第一种原因：
②若_________________________________________________________________，
则为第二种原因；
③若_________________________________________________________________，
则为第三种原因，且可进一步推知，减数分裂异常发生于________(填“父本”或“母本”)减数第________次分裂过程中。
解析 (1)分析题图可知，果蝇为二倍体，其体细胞中共有8条染色体，因此正常雄果蝇的一个染色体组中有4条染色体。(2)同时考虑眼色和翅型时，该对雌雄果蝇的基因型分别为DdXAXa和DdXAY，二者杂交后白眼残翅果蝇的基因型为ddXaY；红眼长翅雌果蝇的基因型为D_XAXA和D_XAXa，其中纯合子(DDXAXA)所占比例为1/3×1/2＝1/6，因此杂合子所占比例为1－1/6＝5/6。(3)该果蝇为白眼雌果蝇，结合结果预测中的信息可知，不宜选择白眼雄果蝇，可选择正常红眼雄果蝇与该白眼雌果蝇杂交。仅考虑眼色时，亲本雌、雄果蝇的基因型分别是XAXa、XAY，正常情况下后代雌果蝇的基因型为XAXa或XAXA。如果亲本在减数分裂时发生了基因突变，则该子代白眼雌果蝇的基因型为XaXa，它与红眼雄果蝇(XAY)杂交，后代中雌果蝇均表现为红眼，雄果蝇均表现为白眼。如果该白眼雌果蝇是亲本减数分裂过程中发生染色体不分离所致，则该果蝇的基因型为XaXaY，结合亲本的基因型可知，该果蝇是亲本雌果蝇在减数第二次分裂后期含两个Xa的染色体未分离，形成含XaXa的卵细胞，此卵细胞与含Y的精子结合发育而来的，该果蝇产生的配子的类型及比例为XaXa∶XaY∶Xa∶Y＝1∶2∶2∶1，则该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇(XAY)交配，后代的基因型及比例为：
配子
1XaXa
2XaY
2Xa
1Y
XA
1XAXaXa(死亡)
2XAXaY
(红眼雌)
2XAXa
(红眼雌)
1XAY
(红眼雄)
Y
1XaXaY(白眼雌)
2XaYY(白眼雄)
2XaY
(白眼雄)
1YY
(死亡)
因此后代雌果蝇中红眼∶白眼＝4∶1，雄果蝇中红眼∶白眼＝1∶4。
答案 (1)4 (2)ddXaY
(3)实验步骤：
①正常红眼雄 ②统计后代的性状表现和比例
结果预测：
②后代雌果蝇均为红眼，雄果蝇均为白眼
③后代雌果蝇红眼∶白眼＝4∶1，雄果蝇红眼∶白眼＝1∶4 母本 二
4.(2019·辽宁大连实验中学联考)1994年，继摩尔根发现果蝇红、白眼色(基因用R、r表示)的遗传规律后，瑞士科学家在果蝇杂交实验中获得了一些无眼突变体。下表是四对果蝇的杂交实验和结果。请回答下列问题：
杂交实验
亲本
子一代
组合一
红眼♀×红眼♂
红眼♀∶红眼♂∶白眼♂∶无眼♀∶无眼♂＝6∶3∶3∶2∶2
组合二
白眼♀×无眼♂
红眼♀∶白眼♂∶无眼♀∶无眼♂＝1∶1∶1∶1
组合三
无眼♀×红眼♂
红眼♀∶白眼♂∶无眼♀∶无眼♂＝1∶1∶1∶1
组合四
红眼♀×无眼♂
红眼♀∶红眼♂∶白眼♂∶无眼♀∶无眼♂＝2∶1∶1∶2∶2
(1)科学家发现无眼性状是基因突变所致，眼色和有无眼受________对等位基因控制。无眼基因位于________染色体上，红眼和白眼的基因位于________染色体上，关于两对基因的位置，你的判断理由是____________________________________。
(2)若控制果蝇有眼、无眼的基因用E、e表示，则组合二亲本白眼雌果蝇的基因型为____________，组合四亲本无眼雄果蝇的基因型为____________。
(3)现有一纯系野生型Ⅳ号染色体三体果蝇，该果蝇形成的原因是父本(或母本)形成配子时，________________________________；若该野生型三体果蝇能产生可育配子，欲验证控制无眼性状的基因是否在第Ⅳ号染色体上，用该果蝇与表中组合四亲本无眼雄果蝇进行杂交得F1，F1个体间自由交配，统计F2的表现型及比例。
①若野生型∶无眼＝________，则说明控制无眼性状的基因在第Ⅳ号染色体上；
②若野生型∶无眼＝3∶1，则说明控制无眼性状的基因不在第Ⅳ号染色体上。
解析 (1)根据组合一子一代表现型有16份，说明控制果蝇眼色和有无眼共涉及2对等位基因。单独分析红眼和白眼(即均有眼)时，其雌雄比例不同，说明控制眼色的等位基因位于X染色体上且白眼为隐性性状；单独分析有无眼时，雌雄表现型比例均为3∶1，说明该对等位基因位于常染色体上且无眼为隐性性状。
(2)由于组合二中子一代有眼(红眼＋白眼)∶无眼＝1∶1，说明控制该性状的亲本基因型为Ee和ee；而组合二中子一代红眼(♀)∶白眼(♂)＝1∶1，说明控制该对性状的亲本基因型为XrXr和XRY；由此确定组合二中白眼雌果蝇的基因型为EeXrXr，由于组合四的子一代中红眼♀∶红眼♂∶白眼♂＝2∶1∶1，说明控制该性状的亲本基因型为XRXr和XRY；所以组合四中亲本无眼雄蝇的基因型为eeXRY。
(3)该果蝇形成的原因是父本(或母本)形成配子时，在减数第一次分裂过程中第Ⅳ号同源染色体未分离或在减数第二次分裂过程中第Ⅳ号染色体的姐妹染色单体未分离。已知表中组合四亲本无眼雄果蝇的基因型为eeXRY，若控制无眼性状的基因在第Ⅳ号染色体上，则野生型三体果蝇基因型可写作EEE，与ee进行杂交，F1的基因型为1/2Ee、1/2EEe，产生配子的种类及比例为5/12E、1/6Ee、1/12EE、1/3e，F1个体间自由交配，出现无眼个体的概率为(1/3)×(1/3)＝1/9，则野生型∶无眼＝8∶1。
答案 (1)2 常 X 子一代中红眼和白眼的表现型比例有性别差异，有眼和无眼的表现型比例无性别差异(答案合理即可)
(2)EeXrXr eeXRY
(3)在减数第一次分裂过程中第Ⅳ号同源染色体未分离或在减数第二次分裂过程中第Ⅳ号染色体的姐妹染色单体未分离(答案合理即可) 8∶1
第20讲 染色体变异与生物育种
考纲、考情——知考向
核心素养——提考能
最新考纲
1.染色体结构变异和数目变异(Ⅱ)
2.生物变异在育种上的应用(Ⅱ)
3.实验：低温诱导染色体加倍
生命
观念
结构与功能观——染色体变异与生物性状改变间的内在关系
全国卷考情
2015·全国卷Ⅱ(6)、2014·全国卷Ⅰ(32)
科学
思维
比较与综合：染色体变异类型、育种方法比较
批判性思维：理性看待转基因技术
科学
探究
实验设计与实验结果分析：低温诱导染色体数目变化实验
考点一 染色体变异
1.染色体结构的变异
(1)类型(连线)
(2)结果：使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
2.染色体数目变异
(1)类型
(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
项目
单倍体
二倍体
多倍体
发育起点
配子
受精卵
受精卵
特点
(1)植株弱小(2)高度不育
(1)茎秆粗壮
(2)叶、果实、种子较大
(3)营养物质含量丰富
体细胞染色体组数
1或多个
2个
≥3个
■助学巧记
“二看法”确认单倍体、二倍体、多倍体
教材高考
1.高考重组 判断正误
(1)杂合体雌果蝇在形成配子时，同源染色体非姐妹染色单体间相应片段发生对等交换，导致新配子类型出现，应属染色体易位(2018·海南卷，14C)( )
(2)猫叫综合征是由于特定的染色体片段缺失造成的(2015·全国卷Ⅱ，6A)( )
(3)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异(2014·江苏卷，7A)( )
(4)基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察(2015·海南卷，21D)( )
(5)XYY个体的形成及三倍体无子西瓜植株的高度不育均与减数分裂中同源染色体的联会行为有关(2013·安徽卷，4改编)( )
提示 (1)× 该变异应属交叉互换型基因重组
(2)√
(3)× 染色体增加某一片段属染色体变异中的“重复”，对生物往往不利
(4)× 基因突变属分子水平变异，光学显微镜下不能观察到
(5)× XYY个体的形成与减Ⅱ后两染色单体移至一极有关，并非“联会”异常所致
2.教材·拓展·拾遗
(教材P86图5－6改编)请认真辨析甲～丁图，并思考：
(1)图甲、图乙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于何类变异？
提示 图甲发生的是非同源染色体间片段的交换，图乙发生的是同源染色体非姐妹染色单体间相应片段的交换，前者属于染色体结构变异中的“易位”，后者则属于交叉互换型基因重组。
(2)由图丁①～④的结果推知其分别属于何类变异？能在光镜下观察到的是哪些变异？①②③④类变异中哪类变异与图丙所示变异同属一类？
提示 与图中两条染色体上的基因相比推知：
①染色体片段的缺失 ②染色体片段的易位 ③基因突变 ④染色体片段的倒位
①②④均为染色体变异，可在光学显微镜下观察到，③为基因突变，不能在显微镜下观察到。图丙所示变异为基因突变，③与图丙同属一类变异。
(3)图丁①～④中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？
答案 ③。
[重点·串讲整合]
变异类型的判断思路大整合
1.区分可遗传变异与不可遗传变异及判断方法
(1)可遗传变异与不可遗传变异
①不可遗传变异环境变化，遗传物质未变
②可遗传变异
(2)判断方法
2．“三看法”辨析基因突变和染色体结构变异
3．据“增添”或“缺失”对象判定变异类型
4．染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析
(1)染色体易位与交叉互换
染色体易位
交叉互换
位置
发生于“非同源染色体”之间，如图
发生于“同源染色体的非姐妹染色单体”间，如图
原理
染色体结构变异
基因重组
观察
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到
(2)“数量描述法”判定基因突变和基因重组
染色体变异类型及特点的分析与判定
1．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如图①至④系列状况，则对图的解释正确的是( )
A.①为基因突变，②为倒位
B.③可能是重复，④为染色体组加倍
C.①为易位，③可能是缺失
D.②为基因突变，④为染色体结构变异
解析 图①发生了染色体片段的改变，且改变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；图②染色体的某一片段发生了倒位，属于染色体结构变异；图③在同源染色体配对时出现“环”，可能是缺失或者重复；④细胞中有一对同源染色体多了一条，属于染色体数目变异。
答案 C
2.下列是对a～h所示的生物体细胞图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h图，该个体是单倍体
B.细胞中含有两个染色体组的是e、g、d图，该个体是二倍体
C.细胞中含有三个染色体组的是a、b图，但该个体未必是三倍体
D.细胞中含有四个染色体组的是c、f图，该个体一定是四倍体
解析 形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组，由此我们可知：a、b图含有三个染色体组，c、h图含有两个染色体组，g图含有一个染色体组。e、f、d图含有四个染色体组。确认单倍体、二倍体、三倍体必须先看发育起点——若由配子发育而来，无论含几个染色体组均属单倍体；若由受精卵发育而来，有几个染色体组即为几倍体。
答案 C
结合生物变异类型的判定考查科学思维与科学探究能力
3.(2019·石家庄重点中学联考)原癌基因导致细胞癌变的三种方式如图所示。据图判断合理的是( )
A.(a)(b)产生变异的根本原因是染色体结构变异
B.(b)(c)产生的变异类型可通过光学显微镜观察到
C.(a)(c)产生的变异必然导致基因数目的改变
D.三种方式均可导致基因表达的蛋白质数量增多
解析 图(a)属于基因突变，染色体结构不会发生改变，图(b)和图(c)属于染色体变异，A错误；染色体变异可通过光学显微镜观察到，B正确；图(a)中变异发生在基因内部，基因数目不变，C错误；由图示可以看到图(a)变异方式中表达的蛋白质活性增强，但数目没有增多，D错误。
答案 B
4.(2019·山东威海模拟)某种动物的皮毛颜色受常染色体上的一对等位基因(B、b)控制，基因型与表现型的对应关系是黑色(BB)、灰色(Bb)、白色(bb)。回答下列问题：
(1)已知基因A、a是位于该动物常染色体上的另一对等位基因，让一只基因型为AaBb的雌性个体与多只基因型为AABB的雄性个体杂交，对杂交后代的基因型进行分析，发现这些后代的基因型只有AaBB和AABb两种。请画出该雌性亲本两对等位基因在染色体上的位置(用竖线表示染色体，用黑点表示基因)。
(2)研究人员用X射线照射黑色雄性个体产生的精子后，让其与多只白色雌性个体人工授精，得到20只子代，其中出现了一只白色个体。他们推测该白色个体出现的原因可能有两个：一是B基因突变为b基因；二是染色体片段缺失，使B基因丢失(已知染色体片段缺失的雌雄配子均可育)。
请利用白色变异个体通过一代杂交实验探究原因。
实验思路： __________________________________________________________
实验结果预测和结论：___________________________________________________
答案 (1)
(2)方案一：
实验思路：让白色变异个体与若干黑色个体杂交，得到子代，观察子代的颜色。
实验结果预测和结论：
若子代全是灰色个体，说明白色变异个体的出现是B突变为b引起的；
若子代出现黑色个体，说明白色变异个体的出现是B所在染色体片段缺失引起的。
方案二：
实验思路：让白色变异个体与若干灰色个体杂交，得到子代，观察子代的颜色。
实验结果预测和结论：
若子代全是灰色和白色个体，说明白色变异个体的出现是B突变为b引起的
若子代出现黑色个体，说明白色变异个体的出现是B所在染色体片段缺失引起的
“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。
考点二 变异原理在育种中的应用
1.单倍体育种
(1)原理：染色体(数目)变异。
(2)方法
(3)优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子。
(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：染色体(数目)变异。
(4)过程
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(♀×♂)→F1F2→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，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。
点悟：单倍体育种与杂交育种的关系
4.诱变育种
(1)原理：基因突变。
(2)过程
(3)优点
①可以提高突变频率，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，需处理大量材料。
[重点·串讲整合]
1.据育种“路径”速判育种方法
(1)过程A→B→C：有单倍体出现，涉及“花药离体培养”，属于单倍体育种。
(2)过程E：产生“新基因”，涉及“基因突变”，属于诱变育种。
(3)过程F：“染色体组加倍”，涉及“秋水仙素处理”或“低温处理”，属于多倍体育种。
(4)过程G：涉及“外源基因导入”，属于基因工程育种。
(5)过程A→D：涉及“杂交→自交→选优→连续自交→选纯(性状稳定遗传新的品种)”，属于杂交育种。
2.据“基因型变化”速判育种方法
3.依据育种目标，巧选育种方法
4.根据提供的材料选择合适的育种方法
(1)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则在选育显性纯合子时最简便的方法是自交。
(2)实验植物若为营养繁殖类，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。
(3)实验材料若为原核生物，则不能运用杂交育种，细菌一般采用诱变育种和基因工程育种。
1.(2018·天津卷，2)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。以下为两种培育雄株的技术路线。有关叙述错误的是( )
A.形成愈伤组织可通过添加植物生长调节剂进行诱导
B.幼苗乙和丙的形成均经过脱分化和再分化过程
C.雄株丁的亲本的性染色体组成分别为XY、XX
D.与雄株甲不同，雄株丁培育过程中发生了基因重组
解析 愈伤组织培养过程中需在培养基中添加细胞分裂素和生长素或与其作用相同的植物生长调节剂，诱导其形成，A正确；幼苗乙、丙是通过花粉离体培养得到的，该过程需运用植物组织培养技术，包括脱分化和再分化，B正确；由题意分析，芦笋雄株性染色体组成为XY，减数分裂产生的花粉的性染色体组成有含X、含Y两种，染色体加倍后植株乙、丙的性染色体组成为XX、YY，植株乙、丙杂交产生的雄株丁的性染色体组成为XY，C错误；雄株甲是通过体细胞植物组织培养产生的，属于无性生殖，而雄株丁是植株乙、丙通过有性生殖产生的，培育过程中发生了基因重组，D正确。
答案 C
2.小麦高秆(A)对矮秆(a)为显性，抗病(B)对易感病(b)为显性，如图表示培育矮秆抗病小麦品种的几种途径，下列相关叙述正确的是( )
A.过程①所用的育种方法能提高突变率，在短时间内获得更多的变异类型
B.过程④的子代中基因型为aaBB的个体所占的比例是2/3
C.过程⑤所用的育种方法为单倍体育种，可明显缩短育种年限
D.过程⑥常用的化学试剂是秋水仙素，能够抑制着丝点的分裂
解析 过程①所用的育种方法为诱变育种，其原理是基因突变，诱变育种能提高突变率，在短时间内获得更多的变异类型，A正确；过程④的子代中基因型为aaBB的个体所占的比例是1/3＋2/3×1/4＝1/2，B错误；过程⑤为花药离体培养，可获得单倍体植株，C错误；过程⑥常用的化学试剂是秋水仙素，能够抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，D错误。
答案 A
考点三 实验：低温诱导植物染色体数目的变化
1.实验原理
低温处理植物分生组织细胞→纺锤体不能形成→染色体不被拉向两极→细胞不能分裂成两个子细胞→细胞染色体数目加倍。
2.实验步骤
特别提醒 (1)显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。
(2)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。
(1)本实验是否温度越低效果越显著？
(2)观察时是否所有细胞中染色体均已加倍？
(3)与洋葱根尖有丝分裂装片制作相比，本实验除用低温处理外，还有哪些不同之处？
提示 (1)不是。必须为“适当低温”，以防止温度过低对根尖细胞造成伤害。
(2)不是。只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。
(3)与有丝分裂装片制作过程相比本实验在“解离”前使用“卡诺氏液”固定细胞，并使用体积分数为95%的酒精“洗去卡诺氏液”，而且染色剂为“改良苯酚品红染液”。
1.下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述正确的是( )
A.原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极
B.解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离
C.染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色
D.观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变
解析 低温诱导染色体加倍实验的实验原理是低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致着丝点分裂后的染色体不分离，不能移向细胞的两极，阻止细胞分裂，从而形成染色体数目加倍的细胞，A错误；卡诺氏液用来固定细胞的形态，而盐酸和酒精混合液可以使洋葱根尖解离，B错误；洋葱根尖装片中的细胞大多数处于有丝分裂间期，因此在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只有少数细胞，D错误。
答案 C
2.下列关于低温诱导植物染色体数目变化的实验中，部分试剂的使用方法及作用的叙述，错误的是( )
选项
试剂
使用方法
作用
A
卡诺氏液
将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h
培养根尖，促进细胞分裂
B
体积分数为95%的酒精
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定的根尖细胞
配制解离液，解离根尖细胞，使细胞分离开
C
清水
浸泡解离后的根尖约10 min
漂洗根尖，去除解离液
D
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
解析 卡诺氏液是固定液的一种。固定液的作用是固定细胞形态以及细胞内的各种结构，固定之后，细胞死亡，A错误；体积分数为95%的酒精与质量分数为15%的盐酸等体积混合后可作为解离液，用于溶解细胞间的连接物质，使细胞分离开，以便于观察，B正确；清水的作用是漂洗根尖，去除解离液，以便于染色，C正确；改良苯酚品红染液能使染色体着色，D正确。
答案 A
(1)实验中的试剂及用途
①卡诺氏液：固定细胞形态，使其停留在一定的分裂时期以利于观察。
②改良苯酚品红染液：使染色体着色。
③解离液：使组织中的细胞相互分离开来。
⑤蒸馏水：漂洗根尖，去掉解离液。
(2)低温诱导染色体数目加倍实验与观察细胞有丝分裂实验的操作步骤基本相同，但也有不同。
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4 ℃低温培养
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
用醋酸洋红或龙胆紫溶液
澄清易混易错·强化科学思维
[易错易混]
易错点1 误认为单倍体只含一个染色体组？或误认为含多个染色体组者均为多倍体？
点拨 单倍体强调的是由配子发育而来的个体，其细胞中染色体组数取决于配子中所含染色体组数，可能为1组、2组或多组。含多个染色体组的个体是单倍体还是多倍体取决于其发育起点是“配子”还是受精卵，若为前者，一定是单倍体，若为后者，一定是多倍体。
易错点2 混淆“可遗传变异”与“可育”
点拨 “可遗传变异”≠“可育”：三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”，但它们均属可遗传变异——其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状——这与仅由环境引起的不可遗传的变异有着本质区别。
易错点3 混淆育种中“最简便”与“最快”
点拨 “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。但“最快”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，单就花粉培养成幼苗已很难实现。
易错点4 四倍体AAaa(由Aa秋水仙素诱导后形成)产生的配子类型及比例(AA∶Aa∶aa)应为1∶2∶1还是1∶4∶1?
点拨 AAaa产生配子状况可按右图分析，由于染色体①～④互为同源染色体，减数分裂时四条染色体分至细胞两极是“随机”的，故最终产生的子细胞染色体及基因状况应为①②与③④(AA与aa)、①③与②④(Aa与Aa)、①④与②③(Aa与Aa)，由此可见，AAaa产生的配子类型及比例为1AA∶4Aa∶1aa而不是AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1。
易错点5 混淆“三体”与“三倍体”
点拨 三倍体是指由受精卵发育而成，体细胞中含三个染色体组的个体，其每种形态的染色体为“三三相同”；三体则是二倍体(含两个染色体组)，只是其中某形态的染色体“多出了一条”而成为3条，其余染色体均为两两相同。二者区别如下：
[深度纠错]
1.下列说法正确的是( )
A.体细胞中只有一个染色体组的个体才是单倍体
B.八倍体小麦的单倍体有四个染色体组
C.六倍体小麦花药离体培养所得个体是三倍体
D.体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体
解析 单倍体的染色体组数量与该生物配子的染色体组数量相同，不一定只含有一个染色体组，如八倍体小麦的单倍体有四个染色体组，A错误，B正确；由配子发育成的个体细胞中不管有几个染色体组，都属于单倍体，C、D错误。
答案 B
2.已知某一对染色体三体的植物在减数第一次分裂过程中，3条同源染色体随机移向细胞两极，最终可形成含1条或2条该染色体的配子。现有一个三体且一条染色体片段缺失的植株甲，其细胞中该染色体及基因型如图所示，已知只含缺失染色体的花粉不能参与受精作用。若甲自交，子代没有染色体结构和数目异常的个体比例为( )
A.1/9 B.2/15 C.1/4 D.7/18
解析 分析题目信息，只含缺失染色体的花粉不能参与受精作用，则甲产生的能参与受精作用的花粉的基因型及比例为1/5aa、2/5Aa、2/5a，产生的卵细胞的基因型及比例为1/6aa、2/6Aa、2/6a、1/6A，则子代中没有染色体结构和数目异常的个体基因型为aa，所占比例为2/5×2/6＝2/15。
答案 B
3.如图所示的四个不同种生物体细胞的染色体或基因组成，相关叙述错误的是( )
A.其中肯定不是单倍体生物体细胞的个数是0个
B.图中可称作三倍体的是甲、乙、丙
C.21－三体综合征患者原理与乙类似
D.图甲所示基因型既可对应图丙，也可对应图乙
解析 甲细胞若由受精卵发育而来，则该种生物为三倍体，若由配子发育而来，则该种生物为单倍体；乙细胞若由受精卵发育而来，则该种生物为二倍体，若由配子发育而来，则该种生物为单倍体；丙细胞若由受精卵发育而来，则该种生物为三倍体，若由配子发育而来，则该种生物为单倍体；丁细胞只含有1个染色体组，只能为单倍体。图中乙为“三体”，丙为三倍体，21－三体综合征应与乙类似，其21号染色体应为三条。图甲涉及的基因若恰巧位于图乙的“三体”染色体上，也成立。
答案 B
随堂·真题&预测
1.(2015·全国卷Ⅱ，6)下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是( )
A.该病是由于特定的染色体片段缺失造成的
B.该病是由于特定染色体的数目增加造成的
C.该病是由于染色体组数目成倍增加造成的
D.该病是由于染色体中增加某一片段引起的
解析 人类猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的，A正确，B、C、D错误。
答案 A
2.(2018·经典高考)某雌雄异株植物，叶片形状有细长、圆宽和锯齿等类型。为了研究其遗传机制，进行了杂交实验，结果见下表。
下列叙述正确的是( )
A.选取杂交Ⅰ的F2中所有的圆宽叶植株随机杂交，杂交1代中所有植株均为圆宽叶，雌雄株比例为4∶3，其中雌株有2种基因型，比例为1∶1
B.选取杂交Ⅱ的F2中所有的圆宽叶植株随机杂交，杂交1代中所有植株均为圆宽叶，雌雄株比例为4∶3，其中雌株有2种基因型，比例为3∶1
C.选取杂交Ⅰ的F1中锯齿叶植株，与杂交Ⅱ的圆宽叶亲本杂交，杂交1代中有锯齿叶和细长叶两种，比例为1∶1，其中雌株有2种基因型，比例为3∶1
D.选取杂交Ⅱ的F2中所有的锯齿叶植株随机杂交，杂交1代中所有植株均为锯齿叶，雌雄株比例为4∶3，其中雌株有2种基因型，比例为1∶1
解析 杂交组合Ⅰ和Ⅱ所选亲本为正反交关系，由子代表现型及比例可知，叶片形状受两对基因控制，且其中一对位于X染色体上。设A和a基因位于常染色体上，B和b基因位于X染色体上。由杂交组合Ⅱ可知，细长应为双显性，即母本圆宽aaXBXB、父本锯齿AAXbY，F1细长♂AaXBY、细长♀AaXBXb，再结合F2的表现型比例可知双隐性致死。综上分析，杂交组合Ⅰ的母本为AAXbXb、父本为aaXBY，F1锯齿♂AaXbY、细长♀AaXBXb。杂交组合Ⅰ的F2圆宽叶植株基因型为aaXBXb和aaXBY，随机交配，杂交1代中所有植株均为圆宽叶，雌雄株比例为2∶1(aaXbY致死)，其中雌株有2种基因型(aaXBXB和aaXBXb)，比例为1∶1，A错误；杂交Ⅱ的F2中所有的圆宽叶植株(雌株1/2aaXBXB、1/2aaXBXb，雄株aaXBY)随机杂交，杂交1代中，所有植株均为圆宽叶，雌雄株比例为4∶3，其中雌株有2种基因型，比例为3∶1，B正确；杂交Ⅰ的F1中锯齿叶植株(AaXbY)，与杂交Ⅱ的圆宽叶亲本(aaXBXB)杂交，杂交1代的表现型有圆宽叶(aaXBXb、aaXBY)和细长叶(AaXBXb、AaXBY)两种，比例为1∶1，其中雌株有2种基因型，比例为1∶1，C错误；杂交Ⅱ的F2中所有的锯齿叶植株均为雄株，无法随机杂交，D错误。
答案 B
3.(2017·经典高考，27)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题：
(1)要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的________物质是否发生了变化。
(2)在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法①，使早熟基因逐渐________，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的________进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为________育种。
(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的________，产生染色体数目不等、生活力很低的________，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不断制备________，成本较高。
(4)新品种1 与新品种3 均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1 选育过程中基因发生了多次________，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。
解析 (1)只有遗传物质发生改变的变异方可遗传给后代，才具备育种价值。(2)新品种1由“自交”选育而成，自交可提高变异基因的纯度，为加速育种进程，可采集变异株的花药，通过“单倍体育种法”获得高度纯合的后代。(3)发生染色体组变异后，可致减数分裂时染色体联会紊乱，进而导致同源染色体分离不规则，并产生染色体数目不等、生活力低的配子，因而难以形成足量的受精卵；图示育种方法③利用了植物组织培养技术，其最大优点是可保持遗传性状的稳定性，但不足之处是需不断制备组培苗，育种成本相对较高。(4)与新品种3的育种方法相比，新品种1培育过程中可发生“基因重组”，从而产生了多种基因型，由此导致多种性状差异。
答案 (1)遗传 (2)纯合 花药 单倍体 (3)染色体分离 配子 组培苗 (4)重组
4.(2020·高考预测)棉纤维的颜色由一对等位基因(B、b)控制，野生棉花大多为白色，由基因B控制。科学家用射线处理纯种白色棉花的种子，先培育出基因型为bb的深红棉(棉纤维呈深红色)，再通过技术处理得到基因组成如图所示的突变型粉红棉(棉纤维呈粉红色)。请回答相关问题：
(1)获得深红棉的育种方法叫________育种。突变型粉红棉的变异类型属于________。
(2)棉花对盐碱的耐受性由基因A、a控制，耐盐碱为隐性性状。基因A、a与B、b独立遗传。科学家用耐盐碱的深红棉与不耐盐碱的突变型粉红棉杂交，得到F1(全部不耐盐碱)，F1随机交配得到F2(以上过程各类型配子育性正常、子代生活力正常)。则：
①F1产生的配子的种类及比例是________；F2中耐盐碱的突变型粉红棉的比例是________。
②为得到耐盐碱的棉花，应如何对F2进行筛选？
解析 (1)因为深红棉是用射线处理培育出来的，所以属于诱变育种，原理是基因突变；粉红棉细胞中染色体缺失了一段，属于染色体结构变异。(2)由亲本表现型初步确定耐盐碱深红棉的基因型为aabb，不耐盐碱突变型粉红棉的基因型为A_b，杂交得到的F1全部不耐盐碱，所以不耐盐碱突变型粉红棉的基因型一定是AAb，则F1植株的基因型为Aabb和Aab，比例为1∶1。其产配子情况为Aabb→Ab、ab、Aab→Ab、ab、A、a。
汇总表格数据，F1产生的四种配子及其比例为Ab∶ab∶A∶a＝3∶3∶1∶1。每对基因单独考虑，分别分析再综合，如图所示。
F1基因型
F2相应基因型和出现的概率
耐盐碱性
Aa
aa，出现概率为1/4
棉纤维颜色
bb和b
bb和b各占1/2，随机交配出现b的概率是6/16
所以F2中耐盐碱的突变型粉红棉(aab)的比例是(1/4)×(6/16)＝3/32。
答案 (1)诱变 染色体结构变异 (2)①Ab∶ab∶A∶a＝3∶3∶1∶1 3/32 ②将F2种植在盐碱地上
(时间：35分钟)
1.(2019·山东日照联考)下列关于染色体组和染色体变异的叙述，正确的是( )
A.不同物种的染色体组中可能含有相同数目的染色体
B.染色体组整倍性的变化必然会导致基因种类的增加
C.染色体之间部分片段的交换属于染色体的结构变异
D.进行有性生殖的生物配子中的染色体为一个染色体组
解析 染色体组整倍性变化，会增加基因数量，不会增加基因种类，B错误；非同源染色体间基因片段交换属染色体结构变异，C错误；对多倍体植物而言，配子中的染色体不止一个染色体组，D错误。
答案 A
2.如图为豌豆某条染色体部分基因的排布示意图，①②③④分别代表四个基因序列，最短的序列包括2 000个碱基对。下列相关叙述正确的是( )
A.如果①基因序列整体缺失，则最有可能发生了基因突变
B.如果在射线诱导下②与③发生了位置互换，则属于基因重组
C.②序列中的某个碱基对发生替换，但未引起性状的改变，也属于基因突变
D.如果③序列中缺失了20个碱基对，则属于染色体结构变异
解析 如果①基因序列整体缺失，最有可能发生了染色体结构变异，A错误；同一条染色体上的基因排列顺序改变，属于染色体结构变异，B错误；发生在基因内部的碱基排列顺序的改变都是基因突变，但由于密码子具有简并性等原因，基因突变不一定会导致性状的改变，C正确；基因内部碱基对缺失属于基因突变，D错误。
答案 C
3.(2019·河南八市第二次测评)下列关于变异与作物育种的叙述，正确的是( )
A.植物产生的变异都能为新品种的培育提供原材料
B.诱变育种过程中，诱变因素能定向改变基因的结构
C.杂交育种过程中，人工筛选可定向改变种群基因频率
D.通过单倍体育种获得的新品种是单倍体，能稳定遗传
解析 植物产生的变异包括可遗传的变异和不可遗传的变异，只有可遗传的变异能为新品种的培育提供原材料，A错误；诱变育种过程中，基因突变是不定向的，诱变因素不能定向改变基因的结构，B错误；通过单倍体育种获得的新品种是二倍体或多倍体，不一定能稳定遗传，D错误。
答案 C
4.(2019·重庆六校联考)下列关于生物变异和育种的叙述，错误的是( )
A.减数分裂联会时的交叉互换实现了染色体上等位基因的重新组合
B.二倍体西瓜和四倍体西瓜是不同物种，但能通过有性杂交产生后代
C.三倍体西瓜出现可育的种子，可能是三倍体植株减数分裂时形成了正常的卵细胞
D.有丝分裂过程中，姐妹染色单体上出现等位基因的原因是基因突变
解析 减数分裂联会时，同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换，使得染色单体上非等位基因重新组合，A错误；二倍体西瓜和四倍体西瓜进行杂交可产生不可育的后代，即出现生殖隔离，属于不同物种，B正确；一般情况下，三倍体西瓜由于减数分裂过程中联会紊乱不能产生可育配子，不能完成受精作用，特殊情况下可形成正常配子而产生可育种子，C正确；有丝分裂过程中，染色体经过复制形成两条相同的姐妹染色单体，其所携带的全部基因，应该完全相同，若出现等位基因，则是由于复制时发生了基因突变，D正确。
答案 A
5.(2019·河南中原名校联考)下列关于生物变异的叙述中，正确的是( )
A.孟德尔利用F1高茎豌豆自交产生的F2中出现性状分离，表明F1高茎豌豆发生了基因突变
B.色觉和染色体组均正常的一对夫妇生了一个染色体组成为XbXbY(患红绿色盲)的儿子，此现象与母亲的初级卵母细胞通过交叉互换产生基因型为XbXb的卵细胞有关
C.绿脓杆菌产生抗药性突变对绿脓杆菌个体生存有利，同时也有利于其种群的进化
D.利用高秆抗病(基因型为AARr)的水稻植株通过单倍体育种可快速获取基因型为aaRR的矮秆抗病植株
解析 孟德尔用F1高茎豌豆自交产生的F2中出现性状分离表明F1是杂合子，不能说明F1高茎豌豆发生了基因突变，A错误；色觉和染色体组均正常的夫妇的基因型为XBXb×XBY，患红绿色盲的儿子的基因型为XbXbY，由基因型为XbXb的卵细胞和基因型为Y的精子结合形成，基因型为XbXb的卵细胞是由于母亲的次级卵母细胞中两条含有Xb的染色体移向同一极形成的，B错误；绿脓杆菌产生抗药性突变对绿脓杆菌个体生存有利，同时也丰富了种群基因库，有利于种群的进化，C正确；基因型为AARr的高秆抗病水稻植株中无a基因，通过单倍体育种不能获取基因型为aaRR的矮秆抗病植株，D错误。
答案 C
6.(2018·湖南长郡中学调研)利用二倍体植株培育作物新品种，下列有关说法错误的是( )
A.杂交育种和基因工程育种所依据的主要原理都是基因重组
B.诱变育种可提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型
C.单倍体缺少生长发育所需的全套遗传信息，植株弱小，种子和果实比较少
D.某新品种发育延迟，结实率低，则在培育该品种过程中可能用到了秋水仙素
解析 杂交育种和基因工程育种的主要原理都是基因重组，A正确；人工诱变的情况下，基因突变的频率提高，可以在较短时间内获得更多的优良变异类型，B正确；单倍体中含有本物种生长发育所需的全套遗传信息，若单倍体含有的是奇数个染色体组，则无法进行正常减数分裂，一般不能产生种子，C错误；某新品种发育延迟，结实率低，可判断出其可能是多倍体植株，而秋水仙素可以用来诱导多倍体的产生，D正确。
答案 C
7.茄子属于茄科家族中的一员，是餐桌上十分常见的蔬菜。已知基因A、a决定果形，基因B、b决定果色，茄子果形有长形(AA)、卵圆形(Aa)和圆形(aa)，果色有紫色(BB)、青色(Bb)、白色(bb)。回答下列问题：
(1)已知决定果形和果色的基因分别位于两对同源染色体上。现让长形紫色茄和圆形白色茄杂交，F1自交，得到的F2中有________种表现型，其中长形白色茄的植株应占________。
(2)青枯病是茄子、辣椒、马铃薯等茄科蔬菜的主要病害。抗青枯病(T)对易感青枯病(t)为显性，基因T、t与果形、果色的基因自由组合。现利用二倍体圆形白色易感青枯病纯合茄子和四倍体长形紫色抗青枯病纯合茄子，培育出纯合的二倍体圆形白色抗青枯病茄子。其培育的大体思路是：
第一步：种植四倍体长形紫色抗青枯病纯合茄子，取其________培养，获得单倍体。
第二步：取上述单倍体与________(基因型)的茄子杂交，得到F1(AaBbTt)。
第三步：种植F1让其自交，从中选出表现型为圆形白色抗青枯病茄子，再让其连续自交，直至后代________为止。
解析 (1)依题意可知：长形紫色茄和圆形白色茄的基因型分别为AABB和aabb，二者杂交，F1的基因型为AaBb，F1自交，得到的F2中，果形有3种，即长形(AA)∶卵圆形(Aa)∶圆形(aa)＝1∶2∶1，果色有3种，即紫色(BB)∶青色(Bb)∶白色(bb)＝1∶2∶1，所以F2中有3×3＝9种表现型，其中长形白色茄的植株应占1/4AA×1/4bb＝1/16。(2)依题意可知：二倍体圆形白色易感青枯病纯合茄子的基因型是aabbtt，四倍体长形紫色抗青枯病纯合茄子的基因型是AAAABBBBTTTT，利用二者培育出纯合的二倍体圆形白色抗青枯病茄子的基因型是aabbTT。其培育的大体思路是：第一步：种植四倍体长形紫色抗青枯病纯合茄子，取其花药离体培养，获得基因型为AABBTT的单倍体。第二步：取上述单倍体与基因型为aabbtt的二倍体圆形白色易感青枯病纯合茄子杂交，得到F1(AaBbTt)。第三步：种植F1让其自交，从中选出表现型为圆形白色抗青枯病茄子，再让其连续自交，直到后代不再发生性状分离为止。
答案 (1)9 1/16 (2)花药离体 aabbtt 不再发生性状分离
8.(2019·四川德阳联考)果蝇翅膀后端边缘的缺刻性状是X染色体的一段缺失所导致的变异，缺刻翅红眼雌蝇(没有白眼基因)与正常翅白眼雄蝇杂交，F1代出现了缺刻翅白眼雌果蝇且F1代雌雄比为2∶1，下列叙述错误的是( )
A.亲本缺失片段中含有红眼或白眼基因
B.X染色体发生的片段缺失可以用光学显微镜直接观察
C.F1雄蝇的成活率比雌蝇少一半，其原因是X染色体的一段缺失导致果蝇雌配子致死
D.F1缺刻翅白眼雌蝇的X染色体一条片段缺失，另一条带有白眼基因
解析 由于亲本雌蝇没有白眼基因，又红眼对白眼为显性，则F1出现白眼雌果蝇，说明亲本缺失片段中含有红眼或白眼基因，A正确；染色体缺失属于染色体变异，可用光学显微镜直接观察，B正确；F1雄蝇的成活率比雌蝇少一半，是因为缺刻翅雄蝇不能存活，若X染色体的一段缺失导致雌配子致死。则F1雌雄果蝇均有一半死亡，C错误；由于亲本雌蝇X染色体缺失部分片段，又红眼对白眼为显性，则F1缺刻翅白眼雌蝇的X染色体一条片段缺失，另一条带有白眼基因，D正确。
答案 C
9.“傻瓜水稻”收割完后，稻蔸(留在土壤中的部分)第二年还能再生长，并能收获种子。如图是一种名为“傻瓜水稻”的新品种的培育示意图。据图分析，下列叙述错误的是( )
A.图示体现了野生稻的直接价值
B.过程①与过程③的育种原理不同
C.完成过程④的基础是突变与基因重组
D.稻蔸第二年还能再生长，并能收获种子，属于有性生殖
解析 野生稻在“傻瓜水稻”的培育过程中具有科学研究价值，属于生物多样性的直接价值，A正确；过程①所依据的遗传学原理是基因重组，过程③的低温处理可能诱导染色体数目变异，因此两者的育种原理不同，B正确；过程④需要经过较长时间的人工选择，基础是可遗传变异，即突变和基因重组，C正确；稻蔸(留在土壤中的部分)第二年还能再生长，并能收获种子，第二年的植株是在第一年植株的根、茎的基础上生长发育而来的，属于无性生殖，D错误。
答案 D
10.(2019·武汉市调研)如图是三倍体无子西瓜育种的流程图，以下说法错误的是( )
A.四倍体母本上结出的西瓜，其果肉细胞内有三个染色体组
B.秋水仙素作用于细胞分裂前期，能够抑制纺锤体的形成
C.上述三倍体无子西瓜的育种原理是染色体数目变异
D.三倍体植株所结的无子西瓜偶尔也会形成少量种子
解析 西瓜的果肉细胞是由母本的体细胞发育形成的，四倍体母本的体细胞含四个染色体组，因此四倍体母本上结出的西瓜，其果肉细胞内有四个染色体组，A错误；秋水仙素作用于细胞分裂前期，能够抑制纺锤体的形成，导致在后期加倍后的染色体不能移到细胞的两极，从而形成染色体数目加倍的细胞，B正确；三倍体无子西瓜的育种原理是染色体数目变异，C正确；三倍体植株在减数分裂时联会紊乱，一般不会形成正常的生殖细胞，但如果在减数分裂中三个染色体组中的一个染色体组移向细胞的一极、另两个染色体组同时移向细胞的另一极，则会产生可育的配子，可育配子受精后也能形成种子，D正确。
答案 A
11.某二倍体植物的花色受独立遗传且完全显性的三对等位基因控制。研究发现，该植物体细胞中r基因数多于R基因时，R基因的表达减弱而形成粉红色突变体。基因控制色素合成的途径如图甲所示，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)如图乙所示。回答下列问题。
(1)图甲说明基因控制性状的方式是______________________________________。
(2)基因型为iiDdRr的花芽中，出现基因型为iiDdr的细胞，原因是____________
____________________________________________________________________。
(3)为确定基因型为iiDdRrr的植株属于图乙中的哪一种突变体，某同学选择基因型为iiDDRR的植株与该突变体杂交，观察并统计子代的表现型与比例(假设实验过程中不发生新的突变与染色体互换，各类型配子活力相同)。请预测结果
解析 (1)图甲说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。(2)基因型为iiDdr的细胞中缺少一个R基因，可能是缺少含有R基因的染色体，也可能是缺少含有R基因的染色体片段，因此结合题意可知，可能是有丝分裂过程中发生了染色体数目变异或染色体结构变异。(3)让基因型为iiDdRrr的突变体与基因型为iiDDRR的植株杂交，观察并统计子代的表现型及比例。可以使用棋盘法得到三种突变体与基因型为iiDDRR的植株杂交的结果(杂交后代的表现型及比例)。只考虑R、r基因，突变体①产生的配子基因型及比例是R∶Rr∶r∶rr＝1∶1∶1∶1，突变体②产生的配子基因型及比例是R∶rr∶r∶Rr＝1∶1∶2∶2，突变体③产生的配子基因型及比例是R∶rr＝1∶l；且体细胞中r基因数多于R基因时，R基因的表达减弱而形成粉红花突变体，所以若子代中红花∶粉红花为3∶1，则该突变体为突变体①；若子代中红花∶粉红花为5∶1，则该突变体为突变体②；若子代中红花∶粉红花为1∶1，则该突变体为突变体③。
答案 (1)通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
(2)有丝分裂过程中出现染色体结构变异(含有R基因的染色体片段缺失)或染色体数目变异(含有R基因的2条染色体移向一极)
(3)若子代中红花∶粉红花为3∶1，则其为突变体①；若子代中红花∶粉红花为5∶1，则其为突变体②；若子代中红花∶粉红花为1∶1，则其为突变体③。
12.(科学探究)袁隆平研究的海水稻是一种耐盐碱高产水稻，有望使“盐碱地”变身为“良田”。现有两个纯合品种，野生水稻A耐盐能力强，优良水稻B综合性状好(多种优良性状)但不耐盐，欲选育综合性状好且耐盐能力强的新品种。某实验室设计了如图所示两种育种方案。回答下列问题：
(1)利用野生水稻A和优良水稻B作亲本，方案一与方案二都能培育出综合性状好且耐盐能力强的新品种，其中，方案一所依据的变异原理为________。
(2)采用方案一育种，发现F1植株全部耐盐，F2植株中出现不耐盐植株，且耐盐植株与不耐盐植株的比例为1∶3。据此推断耐盐/不耐盐性状受________对等位基因控制，请说明判断的理由___________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)方案一中杂交后代始终与优良水稻B杂交，这种育种方案与方案二相比，最突出的优点是___________________________________________________________
____________________________________________________________________。
解析 (1)根据题图可以看出方案一属于杂交育种，其原理是基因重组。(2)由于B不耐盐但A与B杂交所得到的F1植株全部耐盐，可判断耐盐为显性性状，不耐盐为隐性性状。进一步推断F1植株与B杂交实际上就是测交，又由于F2中耐盐植株∶不耐盐植株＝1∶3，说明耐盐性状不是由一对等位基因控制的，耐盐植株与不耐盐植株的比例1∶3应是比例1∶1∶1∶1的变式，由此推断耐盐植株为双显性个体，因此耐盐/不耐盐性状受两对独立遗传的等位基因控制。(3)方案一中杂交后代始终与优良水稻B杂交，可使后代更快更多地积累优良水稻B的多种优良性状。
答案 (1)基因重组 (2)两 只有当耐盐/不耐盐性状受两对独立遗传的等位基因控制时，F1与B测交后代中双显性个体才会占1/4(答案合理即可) (3)使后代更快更多地积累优良水稻B的多种优良性状
亮剑高考12 生物变异类型的判断
(时间：15分钟)
[规律方法]
1.可遗传变异与不可遗传变异的判断方法
2.基因突变和基因重组的判断方法
3.染色体变异与基因突变的判断
(1)判断依据：光学显微镜下能观察到的是染色体变异，不能观察到的是基因突变。
(2)具体操作：制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到中期图进行染色体结构与数目的比较可以判断是否发生了染色体变异。
4.根据题意确定图中变异的类型
(1)若为有丝分裂(如根尖分生区细胞、受精卵等)，则只能是基因突变造成的。
(2)若为减数分裂，则原因是基因突变(间期)或基因重组(减数第一次分裂)。
(3)若题目中间造成B、b不同的根本原因，应考虑可遗传变异中的最根本来源——基因突变。
(4)若题目中有××分裂××时期提示，如减Ⅰ前期造成的则考虑交叉互换，间期造成的则考虑基因突变。
[方法体验]
1.(2019·山东德州期中)某白花品系中出现一紫花变异植株，将该紫花植株自交所结的种子种植后，长出的126株新植株中有64株开白花，下列叙述正确的是( )
A.该变异为环境引起的不可遗传变异
B.该变异不可能是染色体变异
C.紫花自交子代中出现白花是基因重组的结果
D.可以通过连续自交提高紫花植株的纯合度
解析 由题意可知紫花植株自交后代中紫花∶白花约为2∶1，后代还有紫花，说明该变异可以遗传，A错误；该变异可能是染色体变异也可能是基因突变的结果，B错误；如果该性状是一对等位基因控制的，白花的出现是等位基因的分离和雌雄配子随机结合的结果，不属于基因重组，C错误；该变异的紫花肯定是杂合子，要提高紫花植株的纯合度可以通过连续自交，D正确。
答案 D
2.(2019·湖北重点高中联考协作体期中)摩尔根及同事发现控制果蝇红眼(W)及白眼(w)的基因位于X染色体上。在大量的杂交实验中，发现白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交，F1中在2 000～3 000只红眼雌果蝇中会出现一只白眼雌果蝇，同样在2 000～3 000只白眼雄果蝇中会出现一只不育的红眼雄性果蝇，下列对这种现象的解释中正确的是( )
[注：XXX与OY(无X染色体)为胚胎时期致死型、XXY为可育雌蝇、XO(无Y染色体)为不育雄蝇]
A.雌蝇的卵原细胞在减数分裂过程中发生了基因突变
B.雌蝇的卵原细胞在减数分裂过程中两个X染色体没有分离
C.雄蝇的精原细胞在减数分裂过程中性染色体没有分离
D.雄蝇的精原细胞在减数分裂过程中发生了基因突变
解析 白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，在正常情况下不会出现白眼雌果蝇或红眼雄果蝇，由题干信息，子代出现一只不育的红眼雄性果蝇，其基因型为XWO，红眼基因来自雄蝇，可知母本没有提供X染色体，即雌蝇的卵原细胞在减数分裂过程中两个X染色体没有分离，移向同一极，结果使形成的卵细胞中没有X染色体或有两条X染色体，并与正常精子结合受精，会产生基因型为XwXwY(雌性)和XWO(雄性)的个体，故B正确。
答案 B
3.大豆植株的体细胞中含有40条染色体，用放射性60Co处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株X，取其花粉经离体培养得到若干植株统称为Y，其中抗病植株占50%。下列叙述正确的是( )
A.放射性60Co可以诱发定向的基因突变
B.获得植株Y的过程称为单倍体育种
C.让植株X自交一次，后代抗病植株所占比例大于植株Y中抗病植株所占比例
D.植株Y的体细胞在有丝分裂后期含有20条染色体
解析 基因突变具有不定向性，A错误；花药离体培养技术是单倍体育种中的一项技术手段，获得植株Y的过程称为花药离体培养，B错误；通过花药离体培养获得的植株Y中抗病植株占50%，说明植株X是杂合子，且抗花叶病基因为显性基因(设相关基因为A、a)，故让植株X自交一次，后代抗病植株所占比例为75%，大于植株Y中抗病植株所占比例(50%)，C正确；大豆植株的体细胞中含有40条染色体，则植株Y的体细胞中含有20条染色体，在有丝分裂后期含有40条染色体，D错误。
答案 C
4.(2019·湖南常德模拟)下列有关叙述正确的是( )
A.体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体
B.非同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换属于基因重组
C.γ射线处理使染色体上多个碱基丢失引起的变异可能属于基因突变
D.基因突变一般不会改变基因的数量，而染色体结构变异都会有基因数量的变化
解析 含有两个染色体组的个体若由受精卵发育而来，就是二倍体，若由配子发育而来就是单倍体，A错误；非同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换属于染色体结构变异中的易位，B错误；γ射线处理后，多个碱基的丢失若发生于一个基因的内部，则属于基因突变，C正确；染色体结构变异不一定导致基因数量的变化，D错误。
答案 C
5.某种染色体结构变异如图所示。下列叙述正确的是( )
A.染色体断片发生了颠倒
B.染色体发生了断裂和重新组合
C.该变异是由染色单体分离异常所致
D.细胞中的遗传物质出现了重复和缺失
解析 图示两条染色体是非同源染色体，发生了易位，A错误；图示两条染色体先发生断裂，后发生了片段的重新组合，B正确；染色单体分离异常将导致染色体数目变异，而非染色体结构变异，C错误；细胞中的遗传物质未发生重复和缺失，D错误。
答案 B
6.(2019·广东惠州市调研)某植物为严格自花传粉植物，在野生型窄叶种群中偶见几株阔叶幼苗。回答下列问题：
(1)判断该变异性状是否能够遗传，最为简便的方法是_______________________
_____________________________________________________________________。
(2)有人对阔叶幼苗的出现进行分析，认为可能有两种原因：一是基因突变，二是染色体加倍成为多倍体。请设计一个简单的实验鉴定阔叶幼苗出现的原因。___________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)已知该性状是通过基因突变产生的，若要判断该突变是显性突变还是隐性突变，应选择的实验方案是_______________________________________________
____________________________________________________________________。
①若后代____________，说明该突变为隐性突变；
②若后代____________，说明该突变为显性突变。
解析 (1)某植物为严格自花传粉植物，判断变异性状是否可以遗传，最简便的方法是让阔叶植株自交，观察后代是否出现阔叶性状。(2)染色体变异在显微镜下可观察到，基因突变在显微镜下观察不到。因此，区分染色体变异与基因突变的最简单的方法是取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体变异的结果，否则为基因突变。(3)为判断该突变是显性突变还是隐性突变，实际就是判断阔叶性状的显隐性，应让阔叶植株与窄叶植株杂交，由于野生型窄叶植株为纯合子，若后代全为窄叶，则说明阔叶为隐性性状，该突变为隐性突变；若后代出现阔叶，则说明阔叶为显性性状，该突变为显性突变。
答案 (1)待该阔叶幼苗长大成熟后，让其自交，观察后代是否出现阔叶性状
(2)取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内的染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体加倍的结果，否则为基因突变
(3)阔叶植株与窄叶植株杂交 全为窄叶 出现阔叶
亮剑高考13 有关变异类型的实验探究
(时间：15分钟)
[规律方法]
[方法体验]
1.(2018·南昌市三模)某二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为显性，红花(R)对白花(r)为显性。m、r的位置如图1所示。一批窄叶白花植株经诱导产生了如图2甲、乙、丙所示的突变。现有一株由纯种宽叶红花诱导得到的突变体，推测其体细胞内发生的变异与M无关，且为图2甲、乙、丙所示变异类型中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。现只有甲、乙、丙植株可供选择，请设计一代杂交实验确定该宽叶红花突变体的变异类型是图示甲、乙、丙类型中的哪一种。(注：各型配子活力相同，控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡)
(1)图2甲、乙、丙所示的变异类型依次是________、________、________(请具体表述)。
(2)实验步骤：
①___________________________________________________________________。
②观察、统计后代表现型及比例。
(3)结果预测：
Ⅰ.若_____________________________________________________________，
则该宽叶红花突变体为图2甲所示变异类型；
Ⅱ.若________________________________________________________________，
则该宽叶红花突变体为图2乙所示变异类型；
Ⅲ.若_____________________________________________________________，
则该宽叶红花突变体为图2丙所示变异类型。
解析 (1)图2甲中出现了R基因，说明发生了基因突变，图2乙中一条染色体缺失了含r基因的片段，属于染色体结构变异中的缺失。图2丙中少了一条染色体，属于染色体数目变异。(2)根据题干信息，纯种宽叶红花植株的基因型为MMRR，经诱导得到的突变体，其体细胞内发生的变异与M无关，且为图2甲、乙、丙所示变异类型中的一种，若发生图2甲突变类型，则属于基因突变，突变后基因型为MMRr；若发生图2乙突变，属于染色体缺失，突变后基因型为MMRO(O表示缺失的基因)；若发生图2丙突变，则突变后的基因型为MORO，因此通过测交的方法，让该突变体与图2中的乙(或丙)植株杂交，观察后代表现型及比例即可确定。(3)如果属于图2甲突变，则MMRr与乙植株杂交后代表现型及比例为宽叶红花∶宽叶白花＝1∶1。如果属于图2乙突变，则MMRO与乙植株杂交后代基因型分别为MmRr(宽叶红花)，MmrO(宽叶白花)，MmRO(宽叶红花)，MmOO(幼胚死亡)，即表现型及比例为宽叶红花∶宽叶白花＝2∶1。如果属于图2丙突变，则MORO与乙植株杂交后代基因型分别为MmRr(宽叶红花)，MmRO(宽叶红花)，mOrO(窄叶白花)，mOOO(幼胚死亡)，即表现型及比例为宽叶红花∶窄叶白花＝2∶1。
答案 (1)基因突变 (染色体结构变异中的)缺失 染色体数目变异 (2)用该突变体与乙(或丙)植株杂交
(3)Ⅰ.宽叶红花与宽叶白花植株的比为1∶1
Ⅱ.宽叶红花与宽叶白花植株的比为2∶1
Ⅲ.宽叶红花与窄叶白花植株的比为2∶1
2.(2019·湖北孝感高中等八校联考)动物中丢失一条染色体的个体叫单体(2n－1)，有些动物的单体虽然能够存活，但是其丢失一条染色体的精子往往因为过于弱小而高度不育。果蝇3号染色体上的基因A如果突变成a，可以得到较为普通的无眼果蝇品种(aaBB)，果蝇4号染色体上的基因B如果突变成b，可以得到珍贵的无眼果蝇品种(AAbb)，但若将野生型果蝇(AABB)的卵在40 ℃左右的温度下孵化，也可孵化出假冒无眼果蝇(AABB)。请你设计一个实验方案，利用实验室现有的野生型4号染色体单体果蝇(雌雄都有)，帮助实验老师利用一次杂交实验判断购买的无眼果蝇品种(雌雄都有)是否是珍贵的AAbb品种。
(1)实验方案：________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)预期结果和结论： ________________________________________________
__________________________________________________________________。
解析 (1)野生型4号染色体单体果蝇的基因型为AABO(O表示丢失的染色体)。由于有些单体能够存活，但丢失一条染色体的精子往往因为过于弱小而高度不育，因此单体要选择雌蝇。实验方案为：选一只雄性无眼果蝇(AAbb、AABB或aaBB)和一只雌性单体果蝇(AABO)交配，产出的卵在正常温度下孵化(因为温度会影响性状的表现)，统计后代眼睛有无及比例。(2)如果是珍贵的无眼果蝇(AAbb)，AAbb×AABO，后代AABb∶AAbO＝1∶1，表现为有眼无眼各占一半；如果是假冒无眼果蝇(AABB)，AABB×AABO，后代AABB∶AABO＝1∶1，表现型全为有眼；如果是普通无眼果蝇(aaBB)，aaBB×AABO，后代AaBB∶AaBO＝1∶1，表现型全为有眼。
答案 (1)选一只雄性无眼果蝇和一只雌性单体果蝇交配，产出的卵在正常温度下孵化，统计后代眼睛有无及比例
(2)若后代全为有眼，则购买的品种是假冒品种(AABB)或普通无眼品种(aaBB)；若后代有眼无眼各占一半，则购买的品种是珍贵的无眼品种(AAbb)
3.(2019·郑州一中入学检测)如图为一对雌雄果
蝇体细胞的染色体图解，其中红眼(A)对白眼(a)为显性，长翅(D)对残翅(d)为显性。如表为果蝇性染色体组成与其性别的关系，雌果蝇(XXY)产生的可育配子中性染色体有1条或2条。请分析图和表回答以下问题：
性染色体组成
XY
XX
XXX
XXY
XO
XYY
YY
性别
雄性
雌性
超雌性
(死亡)
雌性
雄性
雄性
超雄性(死亡)
(1)正常雄果蝇的一个染色体组中包含________条染色体。
(2)若这一对雌雄果蝇交配，则F1中的白眼残翅果蝇的基因型是________；表现为红眼长翅的雌果蝇中杂合子所占的比例为________。
(3)某一次的杂交实验中，产生了一只残翅白眼雌果蝇，原因可能有以下三种：①环境因素改变了果蝇的表现型，遗传物质未变；②亲本减数分裂过程中发生基因突变；③亲本减数分裂过程中发生染色体不分离的现象。请设计简单的杂交实验，探究该白眼雌果蝇产生的原因。
实验步骤：
①选择________果蝇与该雌果蝇进行杂交；
②__________________________________________________________________。
结果预测：
①若后代雌果蝇均表现为红眼，雄果蝇全表现为红眼或红眼∶白眼＝1∶1，则为第一种原因：
②若_________________________________________________________________，
则为第二种原因；
③若_________________________________________________________________，
则为第三种原因，且可进一步推知，减数分裂异常发生于________(填“父本”或“母本”)减数第________次分裂过程中。
解析 (1)分析题图可知，果蝇为二倍体，其体细胞中共有8条染色体，因此正常雄果蝇的一个染色体组中有4条染色体。(2)同时考虑眼色和翅型时，该对雌雄果蝇的基因型分别为DdXAXa和DdXAY，二者杂交后白眼残翅果蝇的基因型为ddXaY；红眼长翅雌果蝇的基因型为D_XAXA和D_XAXa，其中纯合子(DDXAXA)所占比例为1/3×1/2＝1/6，因此杂合子所占比例为1－1/6＝5/6。(3)该果蝇为白眼雌果蝇，结合结果预测中的信息可知，不宜选择白眼雄果蝇，可选择正常红眼雄果蝇与该白眼雌果蝇杂交。仅考虑眼色时，亲本雌、雄果蝇的基因型分别是XAXa、XAY，正常情况下后代雌果蝇的基因型为XAXa或XAXA。如果亲本在减数分裂时发生了基因突变，则该子代白眼雌果蝇的基因型为XaXa，它与红眼雄果蝇(XAY)杂交，后代中雌果蝇均表现为红眼，雄果蝇均表现为白眼。如果该白眼雌果蝇是亲本减数分裂过程中发生染色体不分离所致，则该果蝇的基因型为XaXaY，结合亲本的基因型可知，该果蝇是亲本雌果蝇在减数第二次分裂后期含两个Xa的染色体未分离，形成含XaXa的卵细胞，此卵细胞与含Y的精子结合发育而来的，该果蝇产生的配子的类型及比例为XaXa∶XaY∶Xa∶Y＝1∶2∶2∶1，则该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇(XAY)交配，后代的基因型及比例为：
配子
1XaXa
2XaY
2Xa
1Y
XA
1XAXaXa(死亡)
2XAXaY
(红眼雌)
2XAXa
(红眼雌)
1XAY
(红眼雄)
Y
1XaXaY(白眼雌)
2XaYY(白眼雄)
2XaY
(白眼雄)
1YY
(死亡)
因此后代雌果蝇中红眼∶白眼＝4∶1，雄果蝇中红眼∶白眼＝1∶4。
答案 (1)4 (2)ddXaY
(3)实验步骤：
①正常红眼雄 ②统计后代的性状表现和比例
结果预测：
②后代雌果蝇均为红眼，雄果蝇均为白眼
③后代雌果蝇红眼∶白眼＝4∶1，雄果蝇红眼∶白眼＝1∶4 母本 二
4.(2019·辽宁大连实验中学联考)1994年，继摩尔根发现果蝇红、白眼色(基因用R、r表示)的遗传规律后，瑞士科学家在果蝇杂交实验中获得了一些无眼突变体。下表是四对果蝇的杂交实验和结果。请回答下列问题：
杂交实验
亲本
子一代
组合一
红眼♀×红眼♂
红眼♀∶红眼♂∶白眼♂∶无眼♀∶无眼♂＝6∶3∶3∶2∶2
组合二
白眼♀×无眼♂
红眼♀∶白眼♂∶无眼♀∶无眼♂＝1∶1∶1∶1
组合三
无眼♀×红眼♂
红眼♀∶白眼♂∶无眼♀∶无眼♂＝1∶1∶1∶1
组合四
红眼♀×无眼♂
红眼♀∶红眼♂∶白眼♂∶无眼♀∶无眼♂＝2∶1∶1∶2∶2
(1)科学家发现无眼性状是基因突变所致，眼色和有无眼受________对等位基因控制。无眼基因位于________染色体上，红眼和白眼的基因位于________染色体上，关于两对基因的位置，你的判断理由是____________________________________。
(2)若控制果蝇有眼、无眼的基因用E、e表示，则组合二亲本白眼雌果蝇的基因型为____________，组合四亲本无眼雄果蝇的基因型为____________。
(3)现有一纯系野生型Ⅳ号染色体三体果蝇，该果蝇形成的原因是父本(或母本)形成配子时，________________________________；若该野生型三体果蝇能产生可育配子，欲验证控制无眼性状的基因是否在第Ⅳ号染色体上，用该果蝇与表中组合四亲本无眼雄果蝇进行杂交得F1，F1个体间自由交配，统计F2的表现型及比例。
①若野生型∶无眼＝________，则说明控制无眼性状的基因在第Ⅳ号染色体上；
②若野生型∶无眼＝3∶1，则说明控制无眼性状的基因不在第Ⅳ号染色体上。
解析 (1)根据组合一子一代表现型有16份，说明控制果蝇眼色和有无眼共涉及2对等位基因。单独分析红眼和白眼(即均有眼)时，其雌雄比例不同，说明控制眼色的等位基因位于X染色体上且白眼为隐性性状；单独分析有无眼时，雌雄表现型比例均为3∶1，说明该对等位基因位于常染色体上且无眼为隐性性状。
(2)由于组合二中子一代有眼(红眼＋白眼)∶无眼＝1∶1，说明控制该性状的亲本基因型为Ee和ee；而组合二中子一代红眼(♀)∶白眼(♂)＝1∶1，说明控制该对性状的亲本基因型为XrXr和XRY；由此确定组合二中白眼雌果蝇的基因型为EeXrXr，由于组合四的子一代中红眼♀∶红眼♂∶白眼♂＝2∶1∶1，说明控制该性状的亲本基因型为XRXr和XRY；所以组合四中亲本无眼雄蝇的基因型为eeXRY。
(3)该果蝇形成的原因是父本(或母本)形成配子时，在减数第一次分裂过程中第Ⅳ号同源染色体未分离或在减数第二次分裂过程中第Ⅳ号染色体的姐妹染色单体未分离。已知表中组合四亲本无眼雄果蝇的基因型为eeXRY，若控制无眼性状的基因在第Ⅳ号染色体上，则野生型三体果蝇基因型可写作EEE，与ee进行杂交，F1的基因型为1/2Ee、1/2EEe，产生配子的种类及比例为5/12E、1/6Ee、1/12EE、1/3e，F1个体间自由交配，出现无眼个体的概率为(1/3)×(1/3)＝1/9，则野生型∶无眼＝8∶1。
答案 (1)2 常 X 子一代中红眼和白眼的表现型比例有性别差异，有眼和无眼的表现型比例无性别差异(答案合理即可)
(2)EeXrXr eeXRY
(3)在减数第一次分裂过程中第Ⅳ号同源染色体未分离或在减数第二次分裂过程中第Ⅳ号染色体的姐妹染色单体未分离(答案合理即可) 8∶1
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