2024届人教版高中生物一轮复习染色体变异学案

这是一份2024届人教版高中生物一轮复习染色体变异学案，共29页。学案主要包含了染色体数目的变异，染色体结构的变异，杂交育种，诱变育种等内容，欢迎下载使用。
第2讲　染色体变异

考点1　染色体变异

一、染色体数目的变异
1．染色体数目变异的类型
(1)细胞内个别染色体的增加或减少。
(2)细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。
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，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。
(2)举例

野生马铃薯的染色体组成(白色为荧光标记)
野生马铃薯体细胞中有两个染色体组，每个染色体组包括12条形态和功能不同的非同源染色体。
3．单倍体、二倍体和多倍体
项目
单倍体
二倍体
多倍体
概念
体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体
体细胞中含有两个染色体组的个体
体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
发育起点
配子
受精卵(通常是)
受精卵(通常是)
植株特点
①植株弱小
②高度不育
正常可育
①茎秆粗壮
②叶片、果实和种子较大
③营养物质含量都有所增加
体细胞染
色体组数
≥1
2
≥3
三倍体和四倍体形成过程

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
花药离体培养
秋水仙素处理单倍体幼苗(只含有一个染色体组)
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
二、染色体结构的变异
1．变异类型、图解及实例(连线)

提示：①—c—Ⅰ　②—d—Ⅱ　③—a—Ⅳ　④—b—Ⅲ
2．结果：使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。
3．对生物体的影响：大多数对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。

1．人工种植的香蕉，大多是三倍体，依靠无性生殖来繁殖后代。目前，香蕉的种植面临香蕉枯萎病的威胁，感染了病菌的香蕉大面积减产，甚至绝收。有人说，三倍体香蕉正在走向绝灭。你怎样看待这个问题？说出你的理由。(必修2　P98“复习与提高”)
提示：三倍体香蕉只能靠无性生殖来繁殖后代。与有性生殖相比，无性生殖几乎不产生新的变异。当环境改变时，如有病菌侵染时，三倍体香蕉由于不能适应新的环境而面临灭绝的风险。
2．果蝇的缺刻翅是由于一条X染色体上发生了片段缺失所致，你认为最简单的验证方法是什么？(必修2　P90“图5－7”)
提示：在显微镜下观察亲代缺刻翅雌果蝇体细胞内两条X染色体的形态大小

1．DNA分子中发生三个碱基的缺失不会导致染色体结构变异。 (√)
2．染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。 (×)
提示：染色体易位可能对当代生物体不产生影响，也可能产生影响，且染色体变异大多对生物体是不利的。
3．非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中。 (×)
提示：非同源染色体某片段的移接，可以发生在减数分裂或有丝分裂过程中。
4．体细胞中含有三个染色体组的生物体一定是三倍体。 (×)
提示：若该个体是由配子发育来的，则为单倍体。
5．单倍体一定是不育的。 (×)
提示：若单倍体体细胞中含有奇数个染色体组一般不可育，有偶数个染色体组一般可育。

1．三倍体不育的原因是_______________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示：三倍体的原始生殖细胞中有三个染色体组，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子
2．若两个含有两个染色体组的配子结合，发育的个体的体细胞中含有四个染色体组，即此个体为四倍体，四倍体形成的原因还有________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示：若二倍体在种子萌发或幼苗时期受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离，也会形成四倍体


1．染色体结构变异与基因突变的比较
项目
染色体结构变异
基因突变
本质
染色体片段的缺失、重复、易位或倒位
碱基的替换、增添或缺失
发生变化的基因的数目
1个或多个
1个
变异水平
细胞
分子
光镜检测
可见
不可见
2．易位与互换的比较

项目
染色体易位
互换
图解


区别
发生于非同源染色体之间
发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
属于染色体结构变异
属于基因重组
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到


1．有人选取豌豆的高茎与矮茎杂交得子一代，子一代全为高茎。子一代自交得子二代，子二代出现了性状分离，但分离比并不是预期的3∶1，而是出现了高茎∶矮茎＝35∶1。试分析产生这一现象的可能原因，并设计一个实验方案加以证明。
提示：子一代自交后代出现高茎∶矮茎＝35∶1的原因可能是染色体加倍形成了四倍体DDdd，DDdd减数分裂产生三种配子DD∶Dd∶dd＝1∶4∶1。让子一代与矮茎豌豆测交，若后代出现高茎∶矮茎＝5∶1，则说明子一代是四倍体DDdd。

2．单体是染色体变异的一种特殊类型。单体比正常个体少一条染色体，用(2n－1)表示(例如：若1号染色体任意一条染色体缺少则称为该植物的1号单体，依次类推)。某自花受粉植物(2n＝16)最多有多少种单体？若这些单体可以产生配子，并能用于杂交，则可用于基因的染色体定位。某育种专家在该植物培育过程中偶然发现一个隐性纯合突变个体，请设计实验来判断该隐性突变基因位于第几号染色体上。
提示：8种；让隐性突变个体分别与各种单体杂交，若某种单体的子代中出现隐性突变类型，则该隐性基因在相应的染色体上。

考查染色体组、单倍体和多倍体
1．(2020·全国卷Ⅱ)关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的是(　　)
A．二倍体植物的配子只含有一个染色体组
B．每个染色体组中的染色体均为非同源染色体
C．每个染色体组中都含有常染色体和性染色体
D．每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同
C　[一个染色体组是指细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，B、D选项正确；二倍体植物的配子是经减数分裂产生的，配子中只含有一个染色体组，A选项正确；雌雄同体的高等植物如水稻、豌豆等没有性染色体，C选项错误。]
2．下列关于单倍体、二倍体和多倍体的叙述，错误的是 (　　)
A．单倍体不一定含一个染色体组，含一个染色体组的个体是单倍体
B．多倍体植株常常是茎秆粗壮，果实和种子较大且都可用种子繁殖后代的个体
C．三倍体因减数分裂时出现联会紊乱，故不能形成可育的配子
D．可采用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗的方法人工诱导获得多倍体
B　[多倍体植株的茎秆粗壮，果实和种子较大，营养物质含量多，但含有奇数个染色体组的多倍体，由于联会紊乱，不能产生正常配子，故没有种子，B错误。]
考查单体和三体
3．某大豆突变株表现为黄叶，其基因组成为rr。为进行R/r基因的染色体定位，用该突变株作父本，与不同的三体(2n＋1)绿叶纯合子植株杂交，选择F1中的三体与黄叶植株杂交得F2，下表为部分研究结果。以下叙述错误的是(　　)
母体
F2表型及数量
黄叶
绿叶
9­三体
21
110
10­三体
115
120
A．F1中三体的概率是1/2
B．可用显微观察法初步鉴定三体
C．突变株基因r位于10号染色体上
D．三体绿叶纯合子的基因型为RRR或RR
C　[假设R/r基因位于某号染色体上，用该突变株(rr)作父本，与三体绿叶纯合子(RRR)植株杂交，F1为1/2Rr、1/2RRr，选择F1中的三体(RRr)与黄叶植株(rr)杂交得F2，F2为Rr∶Rrr∶RRr∶rr＝2∶2∶1∶1，即绿叶∶黄叶＝5∶1。根据表格分析可知，由于该突变株与9­三体绿叶纯合子植株杂交，F2中绿叶∶黄叶≈5∶1，该突变株与10­三体绿叶纯合子植株杂交，F2中绿叶∶黄叶≈1∶1，所以R/r基因位于9号染色体上。根据分析可知，F1中三体的概率是1/2，A正确；三体属于染色体数目变异，可用显微观察法初步鉴定三体，B正确；突变株基因r位于9号染色体上，C错误；若R/r基因位于与形成三体有关的染色体上，则三体绿叶纯合子的基因型为RRR，若R/r基因位于与形成三体无关的染色体上，则三体绿叶纯合子的基因型为RR，D正确。]
4．(2022·湖北武汉调研)某二倍体植物花的颜色与显性基因A的数量相关，含有3、2、1、0个A基因的植株的花色分别为深红色、红色、浅红色、白色。该植物种群有6号染色体缺失1条的单体植株和增添1条的三体植株，单体植株不含6号染色体的花粉败育。用浅红色的单体植株作父本，红色三体植株作母本进行杂交，观察F1的表型。下列判断正确的是(　　)
A．上述单体植株的成因可能是其父本减数分裂异常
B．三体植株与正常植株相比，染色体组的数目增加
C．若A基因位于6号染色体，则F1不会出现白色花植株
D．若A基因不位于6号染色体，则F1会出现深红色花植株
C　[单体植株不含6号染色体的花粉败育，单体植株少1条染色体，不可能是其父本减数分裂异常产生少1条染色体的雄配子，A错误；染色体组是二倍体配子中的染色体组成，三体植株只是多一条染色体，染色体组的数量没有增加，B错误；若A基因位于6号染色体，用浅红色的单体植株(A)作父本，只能产生A的雄配子，与红色三体植株(AAa)作母本进行杂交，不会产生aa即白花的后代，C正确；若A基因不位于6号染色体，用浅红色的单体植株(Aa)作父本，红色三体植株(AA)作母本进行杂交，母本产生的雌配子为A，则F1不会出现深红色花植株(AAA)，D错误。]
考查染色体结构变异
5．(2022·山东济宁邹城期中)某表型正常的女性个体，其断裂的5号染色体片段与8号染色体连接，减数分裂过程中两对染色体发生如图所示的联会现象，据图分析，下列相关叙述错误的是(　　)

5号染色体　　　　　　8号染色体
A．该变异类型属于染色体结构变异
B．该变异一般不会导致细胞内基因数量的变化
C．若染色体随机两两分离(不考虑同源染色体的互换)，该卵原细胞可能产生6种卵细胞
D．观察该变异的染色体，最好选择减数分裂Ⅰ前期的细胞
C　[该个体是由于5号染色体的某个片段移接到了8号染色体，属于染色体结构变异中的易位，A正确；易位一般不会造成基因数量的变化，但会改变基因的排列顺序，B正确；一个卵原细胞经过减数分裂只能形成1个卵细胞和3个极体，因此该卵原细胞只能产生1种卵细胞，C错误；该变异的染色体在减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会时会出现异常联会，出现特殊的可观察的结构，因此观察该变异的染色体，最好选择减数分裂Ⅰ前期的细胞，D正确。]
6．(2023·江苏百校联考)某女子的体细胞中一条14号染色体和一条21号染色体连接形成一条异常染色体，不含重要基因的短片段在细胞分裂中丢失(如图甲所示)，导致该女子的14号染色体和21号染色体在减数分裂时会发生异常联会(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意一极。下列判断不正确的是(　　)

图甲　　　　　　　　　　　图乙
A．该变异类型可通过显微镜观察到
B．该女子与正常男性结婚所生后代染色体数目正常的概率为1/3
C．该女子体细胞中最多有90条染色体且表型可能正常
D．该女子与正常男子婚配仍然有生育21三体综合征患儿的风险
B　[由图可知，该变异类型属于染色体变异，该变异类型可通过显微镜观察到，A正确；该女子减数分裂时同源染色体发生分离，非同源染色体自由组合，应该产生仅具有异常染色体、同时具有14号染色体和21号染色体(受精后子代染色体数目正常)、同时具有异常染色体和14号染色体、仅具有21号染色体、同时具有异常染色体和21号染色体、仅具有14号染色体共6种生殖细胞，与正常男性结婚所生后代染色体数目正常的概率为1/6，B错误；由图甲可知，一条14号染色体和一条21号染色体相互连接时，不含重要基因的短片段在细胞分裂中丢失，从而使染色体数目减少，故该女子体细胞中染色体数为45条，但表型可能正常，且处于有丝分裂后期时，细胞中最多有90条染色体，C正确；该女子可以产生异常染色体＋21号染色体的配子，因此与正常男子婚配，有生出21三体综合征患儿的风险，D正确。]
考点2　(探究·实践)低温诱导植物细胞染色体数目的变化



1．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．显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。
3．观察时不是所有细胞中染色体均已加倍，只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体的分裂状况。
4．对染色体进行染色用碱性染料，常见碱性染料包括甲紫溶液、醋酸洋红液。

1．下列有关“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的分析，错误的是 (　　)
A．有利于细胞分散开来的两个关键步骤是解离和压片
B．视野中染色体数目已加倍的细胞占多数
C．用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态
D．染色体数目变化的原理是低温抑制了纺锤体的形成
B　[解离和压片是有利于细胞分散开来的两个关键步骤，A正确；低温诱导染色体数目加倍的原理是低温可抑制有丝分裂前期纺锤体的形成从而使染色体数目加倍，而大多数细胞是处于分裂间期的，因此视野中染色体数目已加倍的细胞占少数，B错误、D正确；用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态，C正确。]
2．低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验，以下相关叙述正确的是 (　　)
A．在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞
B．洋葱根尖在冰箱的低温室内诱导48 h，可抑制细胞分裂中染色体的着丝粒分裂
C．用卡诺氏液固定细胞的形态后，用甲紫溶液对染色体染色
D．低温处理洋葱根尖分生组织细胞，起作用的时期是细胞有丝分裂中期
A　[低温能抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，使细胞染色体数目加倍，又因大多数细胞处于分裂前的间期，故多数细胞染色体数未加倍，少数细胞的染色体数目加倍，所以在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目加倍的细胞，A正确、D错误；低温能够抑制纺锤体的形成，但不影响着丝粒分裂，B错误；用甲紫溶液染色前，需要用95%酒精冲洗卡诺氏液，然后再解离、漂洗，C错误。]
考点3　生物育种的原理及应用

一、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，所得个体均为纯合子。
4．缺点：技术复杂。
二、多倍体育种
1．原理：染色体(数目)变异。
2．方法：用秋水仙素或低温处理。
3．处理材料：萌发的种子或幼苗。
4．过程

5．实例：三倍体无子西瓜

(1)两次传粉
(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。
三、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→选出表型符合要求的个体种植并推广。
(3)培育显性纯合子品种
①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。
②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。
四、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，需要处理大量材料。

1．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__________________；后者操作对象为____________________________。(必修2　P88“文字信息”)
提示：单倍体幼苗　正常的幼苗或萌发期的种子
2．三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，为什么？(必修2　P91“拓展应用”)
提示：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。但三倍体植株的果实中绝不是一颗种子都没有，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，形成种子，但比例极低。

1．抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低。 (×)
提示：杂合子连续自交，杂合子比例逐渐下降，纯合子比例逐渐增加。
2．通过花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种。 (×)
提示：花药离体培养得到的单倍体植株往往高度不育，需要秋水仙素处理诱导使其染色体加倍。
3．诱变育种和杂交育种均可形成新基因。 (×)
提示：杂交育种不产生新基因，只出现新的基因型。
4．诱变育种可通过改变基因的结构达到育种的目的。 (√)
5．通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型。 (√)
6．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦。 (√)

1．单倍体育种能缩短育种年限，原因是__________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示：采用花药离体培养获得的单倍体植株，经人工诱导染色体数目加倍后，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
2．许多蔬菜的单倍体只有一个染色体组，在诱变育种中易筛选出突变性状，其原因是______________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示：只含有一个染色体组的单倍体中不存在等位基因，一旦突变就会在性状上直接表现，隐性基因可直接表达，有利于突变体的筛选


育种方法的比较
(1)诱变育种与杂交育种

(2)单倍体育种与多倍体育种



1．在相同条件下，芦笋雄株比雌株产量高，且寿命较长。芦笋性别由5号染色体上的M位点控制，雌株基因型为mm，雄株基因型为MM或Mm。现有若干基因型为Mm的芦笋植株，请你设计一方案(用遗传图解和必要的文字表示)，尽快培育出纯合雄株芦笋。
提示：

2．生产中使用的某植物品种都是具有优良性状的杂合子(杂种优势)，且该植物的穗大(A)对穗小(a)为显性，黄粒(B)对白粒(b)为显性。请利用现有的穗大白粒和穗小黄粒品种(基因型未知)设计一个快速的育种方案，以实现长期培育穗大黄粒(AaBb)优良品种的目的。
提示：(1)分别种植穗大白粒、穗小黄粒植株、性成熟后，分别取其花药离体培养至单倍体幼苗，然后用秋水仙素处理得到二倍体纯合子，分别自交，选择穗大白粒(AAbb)、穗小黄粒(aaBB)分别留种。(2)分别种植穗大白粒(AAbb)、穗小黄粒(aaBB)的植株，选择其中的一部分植株进行杂交，获得穗大黄粒(AaBb)的杂合子品种。(3)其余另一部分植株进行自交，获得穗大白粒(AAbb)、穗小黄粒(aaBB)分别留种。

考查育种的方法和原理
1．(2023·北京石景山期末)白菜型油菜(2n＝20)的种子可以榨取食用油。为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株。下列叙述不正确的是(　　)
A．该植株成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
B．将该植株作为育种材料，能缩短育种年限
C．秋水仙素处理该植株幼苗可以培育出纯合植株
D．自然状态下该植株无法形成正常配子而高度不育
A　[白菜型油菜是二倍体植株，则其卵细胞中含有1个染色体组。因此诱导未受精的卵细胞发育形成的完整植株属于单倍体，其成熟叶肉细胞中含有1个染色体组，A错误；将该植株作为育种材料，诱导其染色体加倍，进行单倍体育种，能缩短育种年限，B正确；秋水仙素处理该植株幼苗，使染色体数目加倍，可以培育出纯合植株，C正确；该植株无同源染色体，自然状态下不能形成正常配子而高度不育，D正确。]
2．(2022·广东惠州调研)博罗航天育种示范基地借助航天育种农产品及博罗县众多的名优农产品，致力于打造广东地区独特的集航天育种高科技生态观光农业、休闲度假、科普教育、餐饮娱乐等功能于一体的现代生态农业旅游新的观光点。下列说法错误的是(　　)
A．太空特殊环境下可能诱导发生染色体变异
B．太空特殊环境下可能诱导发生基因突变
C．航天育种技术能快速培育农作物优良新品种
D．目的性强，能按照人们的意愿获得人们预期的新品种
D　[太空环境作用下，利用辐射或微重力等环境因素导致的可遗传变异，有基因突变、染色体变异等多种类型，A、B正确；太空环境作用下，大大提高变异的频率，生物可成为一种新的品种，故航天育种技术能快速培育农作物优良新品种，C正确；太空环境诱导下产生的突变是不定向的，因此未必能按照人们的意愿获得人们预期的新品种，D错误。]
3．(2022·广东韶关检测)普通小麦是目前世界各地普遍栽培的粮食作物，其培育过程如图所示。下列说法错误的是(　　)

注：A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组。
A．一粒小麦和斯氏麦草之间存在生殖隔离
B．杂种一无同源染色体，不可育，属于单倍体
C．用秋水仙素处理杂种二的幼苗可以得到普通小麦
D．与杂种二相比，普通小麦茎秆粗壮，叶片和种子比较大
B　[一粒小麦和斯氏麦草之间形成的杂种一(AB)中不含同源染色体，不能形成正常配子，是不可育的个体，因此他们之间存在生殖隔离，A正确；杂种一无同源染色体，不可育，但含有2个染色体组，是由受精卵发育形成的，属于二倍体，B错误；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，导致染色体数目加倍，用秋水仙素处理杂种二的幼苗，可以得到可育的六倍体普通小麦，C正确；多倍体植株的特征一般是茎粗、叶大、花大、果实大，但往往生长慢、矮生、成熟也较迟，多倍体的植株中糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加；杂种二是三倍体，普通小麦是六倍体，因此与杂种二相比，普通小麦茎秆粗壮，叶片和种子比较大，D正确。]
考查育种方案的设计
4．(2022·广东惠州调研)水稻是二倍体一年生植物，体细胞核内含12对同源染色体，开两性花，可自花受粉亦可异花受粉。但有一种突变体水稻其两性花内花粉败育(雌配子的产生不受影响)，称雄性不育，由细胞质基因S/N(S为雄性不育基因，N为雄性可育基因)和细胞核基因R/r(r为雄性不育基因，R为雄性可育基因，R对r为完全显性)共同决定。只有当细胞核和细胞质基因均为雄性不育基因时才表现为雄性不育，即S(rr)为雄性不育。
(1)袁隆平院士和他的助手在海南发现了几株野生的雄性不育水稻后，水稻杂交育种进入快车道，原因是：这种水稻只能作________(填“父”或“母”)本，与其他水稻杂交时可以避免________的烦琐工作。
(2)细胞质基因S/N分布在线粒体或叶绿体的环状DNA分子上，其随________(填“雌”或“雄”)性生殖细胞遗传到下一代，________(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔遗传定律。
(3)S(rr)雄性不育植株非常宝贵，如何通过杂交大量快速稳定地繁殖它呢？请设计一个简单的生产育种方案[供选材料有基因型为N(RR)、N(rr)、S(rr)三种纯种种子]。______________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[解析]　(1)结合题意可知，雄性不育植株的花粉败育，但雌配子的产生不受影响，故杂交时只能用作母本；因其花粉不育，不能产生正常受精的雄配子，故与其他水稻杂交时可以避免去雄的烦琐工作。
(2)结合题意分析可知，N、S属于细胞质基因，其在遗传过程中遵循细胞质基因的遗传特点，即随雌性(母本)生殖细胞遗传到下一代；孟德尔遗传定律适用于真核生物有性生殖的细胞核遗传，而N、S基因是线粒体或叶绿体基因，不属于核基因，故不遵循孟德尔遗传定律。
(3)结合题意可知，为了大量快速稳定地繁殖雄性不育植株，即S(rr)个体，可以每年选择雄性不育植株S(rr)作母本，与基因型为N(rr)的植株杂交，这样得到的全部后代都为S(rr)。
[答案]　(1)母　去雄　(2)雌　不遵循　(3)每年选择雄性不育植株S(rr)作母本与基因型为N(rr)的植株杂交
5．(2022·河北九师联盟)研究发现，家蚕蚕卵颜色受常染色体上一对等位基因的控制，蚕卵黑色对白色为显性(B/b)。雄蚕比雌蚕吐丝多且蚕丝质量好。为实现大规模养殖雄蚕并达到优质高产的目的，科研人员用X射线处理雌蚕甲，最终获得突变体丁，主要育种流程如下图。回答下列问题：

甲　 　　　　乙　　　　　丙　　　　　　丁
(1)过程①的变异类型是________，该变异具有____________________________等特点(答两点)。
(2)过程②发生的变异会导致基因在染色体上的________发生改变。若经X射线处理后，基因B所在的染色体片段易位到Z染色体上，则得到的突变体是否符合需要？________，原因是_____________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)请说明如何利用丁蚕作种蚕进行杂交育种，达到后代只养殖雄蚕的育种目标？________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[解析]　(1)过程①的变异类型是基因突变，该变异具有普遍性、随机性、低频性、不定向性、多害少利性、自发性等特点。(2)过程②发生的变异会导致基因在染色体上的数量发生改变，其中常染色体上的基因数量减少，W染色体上的基因数量增多；基因B所在的染色体片段易位到Z染色体上，则得到的突变体还不符合需要，因为雌雄蚕均含有Z染色体，则无法直接根据蚕卵颜色区分雌蚕和雄蚕。(3)让丁蚕与基因型为bbZZ(正常白色)的雄蚕杂交，去除黑色蚕卵(含W为雌蚕)，保留白色蚕卵(不含W，为雄蚕)。
[答案]　(1)基因突变　普遍性、随机性、低频性、不定向性、多害少利性　(2)数量　不符合　雌雄蚕均含有Z染色体，则无法直接根据蚕卵颜色区分雌蚕和雄蚕　(3)让丁蚕与基因型为bbZZ(正常白色)的雄蚕杂交，去除黑色蚕卵，保留白色蚕卵

1．核心概念
(1)(必修2 P87)染色体变异：体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
(2)(必修2 P87)染色体组：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，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。
(3)(必修2 P88)单倍体：体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体。
(4)(必修2 P88)四倍体：如果两个含有两个染色体组的配子结合，发育成的个体的体细胞中就会有四个染色体组。
2．结论语句
(1)(必修2 P88)三倍体因为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，因此不能形成可育的配子。
(2)(必修2 P88)当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
(3)(必修2 P89)单倍体育种的优点：明显缩短育种年限，所得的个体均为纯合子。


1．(2022·湖南选择性考试)大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化＝1∶1∶1∶1。该个体最可能发生了下列哪种染色体结构变异(　　)

A　　　　　　　　　B

C　　　　　　　　　D
C　[染色体结构变异包括4种类型：缺失、重复、易位和倒位。分析选项可知，A属于缺失、B属于重复、C属于易位、D属于倒位。分析题意可知，大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上，两对等位基因为连锁关系，正常情况下，测交结果只能出现两种表型，但题干中某个体测交后代表型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化＝1∶1∶1∶1，类似于基因自由组合定律的结果，推测该个体可产生四种数目相等的配子，且控制两对性状的基因遵循自由组合定律，即两对等位基因被易位到两条非同源染色体上，C正确。]
2．(2022·山东等级考)家蝇Y染色体由于某种影响断成两段，含s基因的小片段移接到常染色体获得XY′个体，不含s基因的大片段丢失。含s基因的家蝇发育为雄性，只含一条X染色体的雌蝇胚胎致死，其他均可存活且繁殖力相同。M、m是控制家蝇体色的基因，灰色基因M对黑色基因m为完全显性。如图所示的两亲本杂交获得F1，从F1开始逐代随机交配获得Fn。不考虑交换和其他突变，关于F1至Fn，下列说法错误的是(　　)

雌性亲本(XX)　　雄性亲本(XY′)
A．所有个体均可由体色判断性别
B．各代均无基因型为MM的个体
C．雄性个体中XY′所占比例逐代降低
D．雌性个体所占比例逐代降低
D　[含有M基因的个体同时含有s基因，即雄性个体均表现为灰色，雌性个体不会含有M基因，只含有m基因，故表现为黑色，因此所有个体均可由体色判断性别，A正确。含有Ms基因的个体表现为雄性，基因型为MsMs的个体需要亲本均含有Ms基因，而两个雄性个体不能杂交，B正确。亲本雌性个体产生的配子为mX，雄性亲本产生的配子为XMs、MsO、Xm、mO，子一代中只含一条X染色体的雌蝇胚胎致死，雄性个体为1/3XXY′(XXMsm)、1/3XY′(XMsm)，雌蝇个体为1/3XXmm，把性染色体和常染色体分开考虑，只考虑性染色体，子一代雄性个体产生的配子种类及比例为3/4X、1/4O，雌性个体产生的配子含有X，子二代中3/4XX、1/4XO；只考虑常染色体，子二代中1/2Msm、1/2mm，1/8mmXO致死，XXmm表现为雌性，所占比例为3/7，雄性个体3/7XXY′(XXMsm)、1/7XY′(XMsm)，即雄性个体中XY′所占比例由1/2降到1/4，逐代降低，雌性个体所占比例由1/3变为3/7，逐代升高，C正确，D错误。]
3．(不定项)(2022·江苏选择性考试)科研人员开展了芥菜和埃塞俄比亚芥杂交实验，杂种经多代自花传粉选育，后代育性达到了与亲本相当的水平。下图中L、M、N表示3个不同的染色体组。下列相关叙述正确的有(　　)

A．两亲本和F1都为多倍体
B．F1减数分裂Ⅰ中期形成13个四分体
C．F1减数分裂Ⅱ完成后产生的配子类型为LM和MN
D．F1两个M染色体组能稳定遗传给后代
AD　[由题意可知，L、M、N表示3个不同的染色体组，故两亲本和F1都含有四个染色体组，且由受精卵发育而来，为四倍体，A正确；四分体形成于减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会时，B错误；由图中选育产生的后代基因型推知，F1可能产生M、LM、LN、MN、LMN等配子，C错误；根据C选项配子类型的分析，以及图中选育产生的后代可知，后代一定会获得两个M染色体组，即F1两个M染色体组能稳定遗传给后代，D正确。]
4．(2021·广东选择性考试)人类(2n＝46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝粒处融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表型，但在产生生殖细胞的过程中，其细胞中形成复杂的联会复合物(如图)，在进行减数分裂时，若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律(不考虑互换)，下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，错误的是(　　)

平衡易位携带者的联会复合物
A．观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞
B．男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体
C．女性携带者的卵子最多含24种形态不同的染色体
D．女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)
C　[14/21平衡易位染色体是通过染色体易位形成的，属于染色体变异，可通过显微镜观察染色体形态观察14/21平衡易位染色体，而有丝分裂中期染色体形态固定，故观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞，A正确；由题干信息可知，14/21平衡易位染色体由14号和21号两条染色体融合成一条染色体，故男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体，B正确；由于存在14/21平衡易位染色体，该女性卵母细胞中含有45条染色体，经过减数分裂该女性携带者的卵子最多含23种形态不同的染色体，C错误；女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)分别是①含有14、21号染色体的正常卵细胞、②含有14/21平衡易位染色体的卵细胞、③含有14/21平衡易位染色体和21号染色体的卵细胞、④含有14号染色体的卵细胞、⑤含有14/21平衡易位染色体和14号染色体的卵细胞、⑥含有21号染色体的卵细胞，D正确。]
5．(2022·河北选择性考试)蓝粒小麦是小麦(2n＝42)与其近缘种长穗偃麦草杂交得到的。其细胞中来自长穗偃麦草的一对4号染色体(均带有蓝色素基因E)代换了小麦的一对4号染色体。小麦5号染色体上的h基因纯合时，可诱导来自小麦的4号染色体和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交换。某雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上。为培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦，研究人员设计了如下图所示的杂交实验。回答下列问题：

(1)亲本不育小麦的基因型是________，F1中可育株和不育株的比例是________。
(2)F2与小麦(hh)杂交的目的是__________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)F2蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成________个正常的四分体。如果减数分裂过程中同源染色体正常分离，来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体随机分配，最终能产生________种配子(仅考虑T/t、E基因)。F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是________。
(4)F3蓝粒不育株体细胞中有________条染色体，属于染色体________变异。
(5)F4蓝粒不育株和小麦(HH)杂交后单株留种形成一个株系。若株系中出现：
①蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育＝1∶1∶1∶1，说明：____________________________________________________________________；
②蓝粒不育∶非蓝粒可育＝1∶1，说明：___________________________________
____________________________________________________________________。
符合育种要求的是________(填“①”或“②”)。
[解析]　(1)分析题意，亲本雄性不育小麦(HH)的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上，所以其基因型为TtHH，亲本小麦(hh)的基因型为tthh，故F1中可育株(TtHh)∶不育株(ttHh)＝1∶1。(2)F2中的蓝粒不育株的基因型及比例为1/2TEHH、1/2TEHh，其中T基因和E基因分别来自小麦的和长穗偃麦草的4号染色体，而h基因纯合后，可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交换，使得T基因和E基因可以位于同一条姐妹染色单体上，从而获得蓝粒和不育两性状不分离的个体。(3)分析题意和题图可推知，蓝粒小麦的染色体条数是42，而F2中的蓝粒不育株的4号染色体1条来自小麦，1条来自长穗偃麦草，其余染色体(42－1－1＝40)均来自小麦，为同源染色体，故其减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体；不同来源的4号染色体在减数分裂中随机分配，仅考虑T/t、E基因，若两条4号染色体移向一极，则同时产生基因型为TE和О(两基因均没有)的两种配子，若两条4号染色体移向两极，则产生基因型为T和E的两种配子，则F2中的蓝粒不育株共产生4种配子；F3中的蓝粒不育株产生TE配子的概率为1/4，产生h配子的概率是1/4，则F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是1/4×1/4＝1/16。(4)由F2中的蓝粒不育株产生的配子种类，可以确定形成F3中的蓝粒不育株的卵细胞中应含有两条4号染色体，且小麦染色体组成为2n＝42，故F3蓝粒不育株体细胞中有43条染色体，多了一条4号染色体，属于染色体数目变异。(5)F3中的蓝粒不育株基因型为TEtHh 和TEthh，含hh基因的个体可形成T和E交换到同一条染色体上的卵细胞，与小麦(ttHH)杂交，F4中的蓝粒不育株基因型为TEtHh，其中T基因和E基因连锁，位于同一条染色体上，t基因位于另一条染色体上，与小麦(ttHH)杂交，后代表型及比例为蓝粒不育∶非蓝粒可育＝1∶1，即F4蓝粒不育株体细胞中的T基因和E基因位于同一条染色体上；而F3中关于h的基因型为Hh 的个体与小麦(ttHH)杂交产生的F4中的蓝粒不育株含3个4号染色体，分别携带T基因、E基因及t基因，与小麦(ttHH)杂交，母本在减数分裂Ⅰ前期联会时，携带T基因的染色体和携带t基因的染色体联会，携带E基因的染色体随机分配到细胞的一极，产生的配子基因型及比例为T∶TE∶t∶tE＝1∶1∶1∶1，与小麦(ttHH)杂交，子代表型及比例为蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育＝1∶1∶1∶1，即F4蓝粒不育株体细胞中的T基因和E基因位于不同染色体上；本实验要培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦，故②符合育种要求。
[答案]　(1)TtHH　1∶1　(2)获得h基因纯合(hh)的蓝粒不育株，诱导小麦和长穗偃麦草的4号染色体配对并发生交换，从而使T基因与E基因交换到一条姐妹染色单体上，以获得蓝粒和不育性状不分离的小麦　(3)20　4　1/16　(4)43　数目　(5)F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于不同染色体上　F4蓝色不育株体细胞中T基因和E基因位于同一条染色体上　②