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2020版高考新创新一轮复习生物通用版学案：必修②第三单元第2讲染色体变异和生物育种
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第2讲 染色体变异和生物育种
一、染色体结构变异
二、染色体数目变异
三、低温诱导植物染色体数目的变化(实验)
四、杂交育种与诱变育种
[基础微点全练]
1．判断正误
(1)人类猫叫综合征是由特定的染色体片段缺失造成的(√)
(2015·全国卷Ⅱ，T6A)
(2)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，T7A)(×)
(3)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力(2014·江苏卷，T7B)(×)
(4)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响(2014·江苏卷，T7C)(×)
(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，T4改编)(×)
(6)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加(×)
2．基因重组、基因突变和染色体变异三者的共同点是( )
A．都能产生新的基因
B．都能产生可遗传的变异
C．产生的变异对生物均有利
D．在显微镜下均可看到变异状况
解析：选B 只有基因突变才能产生新基因；基因突变、基因重组和染色体变异都是可遗传变异；基因突变和染色体变异大都对生物体有害；只有染色体变异在显微镜下能看见。
3．(2019·廊坊统考)由于种种原因，某生物体内某条染色体上多了几个或少了几个基因，这种变化属于( )
A．基因内部结构的改变 B．染色体数目的变异
C．染色体结构的变异 D．姐妹染色单体的交叉互换
解析：选C 基因在染色体上呈线性排列，染色体上的某些基因增添或缺失会引起染色体结构的变异。
4．紫杉醇能诱导、促进微管蛋白聚合从而抑制纺锤丝或纺锤体的形成。如果用一定浓度的紫杉醇处理幼芽分生组织的细胞，则会发生( )
A．DNA和有关酶的合成受阻
B．细胞内染色体数目加倍
C．染色体的着丝点不能分裂
D．细胞膜内陷的时间推迟
解析：选B 抑制纺锤丝形成将会导致加倍的染色体不能分配到两个子细胞中，从而导致染色体数目加倍。
5．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为无遗传效应的序列。有关叙述正确的是( )
A．c基因碱基对缺失，属于染色体变异
B．在减数分裂四分体时期的交叉互换，可发生在a～b之间
C．Ⅰ、Ⅱ中发生的碱基对的替换，属于基因突变
D．基因与性状之间并不都是一一对应关系
解析：选D 基因碱基对缺失，应属于基因突变，A错误；减数分裂四分体时期的交叉互换，发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，B错误；Ⅰ、Ⅱ是非基因序列，发生的碱基对的替换，不属于基因突变，C错误；一个基因可控制多个性状，一个性状也可受多个基因的控制，基因与性状之间并不都是一一对应关系，D正确。
6.紫罗兰单瓣花(A)对重单瓣花(a)为显性。如图所示为一变异品系，A基因所在的染色体缺失了一个片段，该变异不影响A基因功能。发生变异的个体中，含缺失染色体的雄配子不育，但含缺失染色体的雌配子可育。现将该个体自交，子代单瓣花与重单瓣花分离比为( )
A．1∶1 B．1∶0
C．2∶1 D．3∶1
解析：选A 根据分析可知，雌雄配子以及后代的基因型为：
雌配子1/2A
雌配子1/2a
雄配子a
1/2Aa(单瓣花)
1/2aa(重单瓣花)
所以该个体自交，子代单瓣花与重单瓣花分离比为1∶1。
一、染色体变异
[试考题·查欠缺]
1．(2019·济南模拟)如图所示细胞中所含的染色体，下列有关叙述正确的是( )
A．图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组
B．如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体
C．如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体
D．图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体
解析：选C 图a为有丝分裂后期，含有4个染色体组，图b有同源染色体，含有3个染色体组；如果图b生物是由配子发育而成的，则图b代表的生物是单倍体，如果图b生物是由受精卵发育而成的，则图b代表的生物是三倍体；图c中有同源染色体，含有2个染色体组，若是由受精卵发育而成的，则该细胞所代表的生物一定是二倍体；图d中只含1个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄性配子或雌性配子发育而成的。
2．(2016·江苏高考)如图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是( )
A．个体甲的变异对表型无影响
B．个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常
C．个体甲自交的后代，性状分离比为3∶1
D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常
解析：选B 个体甲的变异为染色体结构变异中的缺失，由于基因互作，缺失了e基因对表型可能有影响；个体乙的变异为染色体结构变异中的倒位，变异后个体乙细胞减数分裂时同源染色体联会形成的四分体异常；若E、e基因与其他基因共同控制某种性状，则个体甲自交的后代性状分离比不一定为3∶1；个体乙虽然染色体没有基因缺失，但是基因的排列顺序发生改变，可能引起性状的改变。
[强知能·补欠缺]
1．细胞分裂图像中染色体组数的判断方法
图示
以生殖细胞中的染色体数为标准，判断题目中所给图像中的染色体组数。如下图所示：
解读
(1)图a为减数第一次分裂的前期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体。
(2)图b为减数第一次分裂的末期或减数第二次分裂前期，染色体2条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有1个染色体组，染色体组中有2条染色体。
(3)图c为减数第一次分裂的后期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体。
(4)图d为有丝分裂后期，染色体8条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有4个染色体组，每个染色体组有2条染色体。
2.“三看法”判断基因突变和染色体变异
[练题点·全过关]
1．如图a～d分别表示不同生物的体细胞图像，有关这些图像的叙述，错误的是( )
A．细胞a含有一个染色体组，该生物体很可能是单倍体
B．细胞b含有两个染色体组，该生物体可能是单体
C．细胞c含有三个染色体组，该生物体一定是三倍体
D．若已知细胞d由受精卵发育而来，该生物体可能是三体
解析：选C 细胞c的每一组字母都代表三个等位基因，同一组字母代表的三个等位基因，分别位于三条同源染色体上，含有三个染色体组，若该生物体由受精卵发育而来，则是三倍体；若该生物由六倍体的配子直接发育而来，则是单倍体，C错误。
2．(2016·上海高考)导致遗传物质变化的原因有很多，下图中字母代表不同基因，其中变异类型①和②依次是( )
A．突变和倒位 B．重组和倒位
C．重组和易位 D．易位和倒位
解析：选D ①中少了基因a、b，多了基因j，是非同源染色体间发生了片段交换，属于染色体结构变异中的易位；②中基因c、d、e位置发生了颠倒，属于染色体结构变异中的倒位。
3．如图所示，关于甲、乙、丙、丁的叙述，正确的是( )
A．甲属于基因突变，乙属于染色体变异
B．丙出现的变异只能出现在有丝分裂中
C．丁细胞含有两个染色体组
D．甲、乙、丙、丁均属于染色体变异
解析：选C 染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。甲中基因没有改变，只是b和d的位置发生了交换，属于染色体结构变异中的倒位，乙中基因gh重复出现，属于染色体结构变异中的重复；丙是有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，所以出现的变异不只出现在有丝分裂中，在四倍体减数分裂过程中也可能出现；丁细胞中染色体大小相同，含有一对等位基因，所以含有两个染色体组；甲、乙、丙、丁中，甲、乙、丙属于染色体变异，丁为基因突变。
二、低温诱导植物染色体数目的变化(实验)
[试考题·查欠缺]
1．(2019·银川检测)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：选C 低温诱导染色体加倍实验的原理是抑制纺锤体的形成，导致染色体不分离，从而产生染色体数目加倍的细胞；卡诺氏液能固定细胞的形态，而盐酸酒精混合液可以使洋葱根尖解离；改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色；洋葱根尖装片中的细胞大部分处于有丝分裂间期，在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只是少数细胞。
2．(2019·临沂模拟)对于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的分析，正确的是( )
A．在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理不同
B．从卡诺氏液中取出的根尖要用蒸馏水冲洗2次才可以进行制片
C．制作装片的具体操作方法与“观察植物细胞的有丝分裂”实验相同
D．需将培养的洋葱放入冰箱的冷冻室内低温处理
解析：选C 低温与秋水仙素的作用原理相同，均抑制纺锤体的形成，A错误；卡诺氏液用于固定细胞的形态，从卡诺氏液中取出的根尖要用体积分数为95%的酒精冲洗2次才可以进行制片，B错误；将培养的洋葱放入冰箱的冷藏室内低温4 ℃处理，不能冷冻，冷冻会破坏细胞的结构导致细胞死亡，D错误。
[强知能·补欠缺]
1．实验原理
低温可抑制纺锤体形成，阻止细胞分裂，导致细胞染色体数目加倍。
2．实验中的试剂及其作用
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，浸泡经固定的根尖
解离根尖细胞
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
清水
浸泡解离后的根尖约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
3．注意事项
(1)显微镜下观察到的是死细胞，而不是活细胞：植物细胞经卡诺氏液固定后细胞已死亡。
(2)选择材料不能随意：误将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。因为染色体数目变化发生在细胞分裂时，处理其他细胞不会出现染色体加倍的情况。
(3)低温处理的理解误区：误认为低温处理时间越长越好。低温处理的目的只是抑制纺锤体形成，使染色体不能被拉向两极。如果低温持续时间过长，会影响细胞的各项功能，甚至死亡。
(4)着丝点分裂不是纺锤丝牵引的结果：误将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝点不分裂”。着丝点是自动分裂，不需要纺锤丝牵引。纺锤丝牵引的作用是将染色体拉向两极。
4．低温诱导染色体加倍实验与观察细胞有丝分裂实验的操作步骤比较
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
用醋酸洋红液或龙胆紫溶液
[练题点·全过关]
1．某生物兴趣小组的同学将生长旺盛的洋葱不定根置于4 ℃的冰箱冷藏室中培养36小时后，剪取根尖制成临时装片，然后用显微镜观察细胞中染色体的分裂相。下列叙述正确的是( )
A．低温处理能阻断洋葱根尖细胞中DNA的复制
B．用改良苯酚品红染液处理根尖可使染色体着色
C．制作临时装片前可用卡诺氏液维持细胞的活性
D．低倍镜视野中所有细胞染色体数都已发生改变
解析：选B 低温处理能阻断洋葱根尖细胞中纺锤体的形成；卡诺氏液固定后细胞已经死亡；细胞周期中间期时间最长，故视野中间期细胞数目最多，大多数细胞染色体数未发生改变。
2．(2019·咸阳五校联考)某同学在做“低温诱导植物染色体数目的变化”实验时，将大蒜根尖随机分为12组，实验处理和结果如下表所示，请回答有关问题：
组别
实验处理及处理时间
染色体数目加倍的细胞所占的百分比(%)
组1
0 ℃
36小时
0
组2
72小时
0
组3
96小时
0
组4
2 ℃
36小时
5
组5
72小时
20
组6
96小时
24
组7
4 ℃
36小时
12
组8
72小时
30
组9
96小时
43
组10
6 ℃
36小时
0
组11
72小时
0
组12
96小时
0
(1)低温诱导植物染色体数目加倍的原理是低温会使细胞分裂过程中________的形成受阻，从而使细胞分裂过程中染色体数目加倍而细胞不分裂。低温处理与秋水仙素处理相比，具有______________________________________________________________等优点。
(2)实验中选择大蒜根尖________区细胞进行观察，效果最佳，原因是此处的细胞分裂比较________，在显微镜下观察，此处细胞的特点表现为_____________________________。
(3)实验过程中需要用____________________对大蒜根尖细胞的染色体进行染色。
(4)由实验结果可知，______________的条件下，加倍效果最为明显。
解析：(1)低温能够抑制纺锤体的形成，实现染色体数目的加倍；用秋水仙素诱导染色体数目加倍，操作较为烦琐，且秋水仙素有毒，而低温诱导操作简单、安全无毒。(2)植物根尖分生区细胞呈正方形，排列紧密，且分裂较为旺盛，故观察时应选择根尖分生区细胞。(3)实验过程可用改良苯酚品红染液(或醋酸洋红或龙胆紫)对染色体着色。(4)由表中信息可知，在温度为4 ℃的条件下处理96小时，细胞中染色体数目加倍效果最佳。
答案：(1)纺锤体 操作简单、安全无毒 (2)分生 旺盛 呈正方形，排列紧密 (3)改良苯酚品红染液(或醋酸洋红或龙胆紫) (4)4 ℃、96小时
三、生物育种
[试考题·查欠缺]
1．(2019·宜宾二诊)如图表示新品种(或新物种)的不同育种方法，下列分析错误的是( )
A．①②③过程的育种方法能产生新的基因型，⑥过程的育种方法能产生新的基因
B．④⑤过程的育种和⑦过程的育种原理相同，均利用了染色体变异的原理
C．②③过程自交的目的不同，后者是筛选符合生产要求的纯合子
D．图中A、B、C、D、E、F体细胞中染色体数相等，通过⑦过程产生的新物种的染色体数是B的两倍
解析：选D ①②③过程的育种方法为杂交育种，能产生新的基因型，⑥过程是诱变育种，原理是基因突变，能产生新的基因，A正确；④⑤过程为单倍体育种，⑦过程是多倍体育种，它们的育种原理相同，均利用了染色体变异的原理，B正确；②③过程自交的目的不同，前者是产生符合要求的性状，后者是筛选符合生产要求的纯合子，C正确；图中E幼苗是由花药发育而来的，为单倍体植株，体细胞中染色体数是C品种的一半，D错误。
2．(2019·潍坊模拟)现有小麦种质资源包括：①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下述育种方法不可行的是( )
A．利用①、②品种间杂交筛选获得a
B．对品种③进行染色体加倍处理筛选获得b
C．a、b和c的培育均可采用诱变育种方法
D．用转基因技术将外源抗旱基因导入③中获得c
解析：选B 欲获得高产、抗病品种，可利用①和②进行品种间杂交筛选；欲获得高产、早熟品种，则应对③进行诱变育种；诱变育种可以产生新基因，因此a、b和c都可以通过诱变育种获得；基因工程可定向改变生物性状，要获得高产、抗旱品种，可通过基因工程导入外源抗旱基因实现。
[强知能·补欠缺]
列表识记几种常见生物育种方式
名称
原理
方法
优点
缺点
实例
杂交育种
基因重组
培育纯合子品种：杂交→自交→筛选出符合要求的表现型，通过自交至不发生性状分离为止
方法简便，使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上
①育种时间一般比较长；②局限于同种或亲缘关系较近的个体；③需及时发现优良品种
矮秆抗病小麦
培育杂合子品种：一般是选取纯合双亲子一代
年年制种
杂交水稻、杂交玉米等
诱变育种
基因突变
①物理：紫外线、X或γ射线、微重力、激光等处理，再筛选；②化学：亚硝酸、硫酸二乙酯处理，再选择
提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状
盲目性大，有利变异少，工作量大，需要处理大量的供 试 材 料
高产青霉菌
单倍体育种
染色体数目变异
①先进行花药离体培养，培养出单倍体植株；②将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合子；③从中选择优良植株
明显缩短育种年限，子代均为纯合子，加速育种进程
技术复杂
“京花1号” 小麦
多倍体育种
染色体数目变异
用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
操作简单，能较快获得所需品种
所获品种发育延迟，结实率低，一般只适用于植物
无子西瓜、八倍体小黑麦
基因工程育种
基因重组
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
[练题点·全过关]
1．(2019·唐山一中月考)番茄的抗病(R)对感病(r)为显性，高秆(D)对矮秆(d)为显性，控制上述两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合高秆抗病番茄植株，研究人员采用了如图所示的方法。据图分析，下列叙述正确的是( )
A．若过程①的F1自交一代，产生的高秆抗病植株中纯合子占1/9
B．过程②常用一定浓度的秋水仙素处理单倍体的种子
C．过程③应用的原理是细胞增殖
D．过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是基因重组
解析：选A 纯合高秆感病植株(DDrr)与纯合矮秆抗病植株(ddRR)杂交，F1基因型为DdRr，F1自交一代，产生的高秆抗病植株占总数的9/16，其中纯合子占1/9，A正确。二倍体经花药离体培养获得的单倍体没有种子，只能用秋水仙素处理幼苗，B错误。过程③应用的原理是植物细胞的全能性，C错误。过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是基因突变，D错误。
2．(2019·天津武清检测)某生物的基因型为AaBB；通过下列技术可以分别将它转变为以下基因型的生物：①AABB；②aB；③AaBBC；④AAaaBBBB。则以下排列正确的是( )
A．诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合
B．杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种
C．花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术
D．细胞融合、杂交育种、诱变育种、多倍体育种
解析：选B 与基因型为AaBB的生物相比，①基因型为AABB，染色体数目没有发生改变，可采用杂交育种的方法；②基因型为aB，因染色体数目减半，所以可采用花药离体培养的方法；③基因型为AaBBC，多了一个外源基因C，可以采用基因工程的方法；④基因型为AAaaBBBB，染色体数目成倍地增加，可采用多倍体育种的方法。
3．已知小麦高产(H)对低产(h)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性，两对基因自由组合，体细胞染色体数为42。现用基因型为HHrr、hhRR的小麦品系，通过单倍体育种选育能稳定遗传的高产、抗病小麦新品种。
(1)首先利用题中提供的两个小麦品系进行杂交实验，得F1，F1基因型为________，再对F1的花药进行离体培养。
(2)在离体培养过程中，单倍体有一部分能自然加倍成为二倍体植株，该二倍体植株的花粉表现为________(填“可育”或“不育”)，花粉细胞中染色体数为________。
(3)在离体培养过程中，一部分花药壁细胞能发育成植株，该植株________(填“可结实”或“不结实”)。
(4)自然加倍植株和花药壁植株中都存在高产、抗病的表现型。为获得能稳定遗传的高产、抗病新品种，本实验应选以上两种植株中的________植株，因为________________________________________________________________________。
(5)鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是___________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)单倍体育种的第一步是杂交，题中两品种杂交产生F1(HrRr)，取F1的花药进行离体培养。(2)单倍体自然加倍和人工加倍结果都相同，可以得到正常二倍体植株，可以进行正常的减数分裂，得到正常的配子，所以花粉表现为可育，其细胞中染色体数为正常体细胞的一半(21条)。(3)因为花药壁细胞为体细胞，含有两个染色体组，所以该植株可以结实。(4)单倍体植株的染色体加倍后得到的是纯合子，高产、抗病性状可以稳定遗传，而花药壁植株为杂合子，后代会出现性状分离，所以育种应选自然加倍的植株。(5)鉴别自然加倍植株与花药壁植株的实质是鉴别其基因型，植物基因型鉴别的最佳方法是自交，如果后代只有一种表现型，则为自然加倍的植株，如果后代有性状分离，则为花药壁植株。
答案：(1)HhRr (2)可育 21 (3)可结实 (4)自然加倍 自然加倍植株的基因型是纯合的，花药壁植株的基因型是杂合的 (5)让两种植株分别自交，子代性状表现一致的是自然加倍植株，子代发生性状分离的是花药壁植株
科学探究——生物变异类型的判断与实验探究
1．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．基因突变与基因重组的判断
3．染色体变异与基因突变的判断
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
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。
[针对训练]
1．一对毛色正常鼠交配，产下多只鼠，其中一只雄鼠的毛色异常。分析认为，鼠毛色出现异常的原因有两种：一是基因突变的直接结果(控制毛色基因的显隐性未知，突变只涉及一个亲本常染色体上一对等位基因中的一个基因)；二是隐性基因携带者之间交配的结果(只涉及亲本常染色体上一对等位基因)。假定这只雄鼠能正常生长发育，并具有生殖能力，后代可成活。为探究该鼠毛色异常的原因，用上述毛色异常的雄鼠分别与其同一窝的多只雌鼠交配，得到多窝子代。请预测结果并作出分析。
(1)如果每窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为________，则可推测毛色异常是____性基因突变为____性基因的直接结果，因为__________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如果不同窝子代出现两种情况，一种是同一窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例为________，另一种是同一窝子代全部表现为________鼠，则可推测毛色异常是隐性基因携带者之间交配的结果。
解析：如果毛色异常雄鼠是基因突变的结果(由于基因突变只涉及一个亲本常染色体上一对等位基因中的一个基因)，则毛色正常鼠是隐性纯合子，毛色异常雄鼠是杂合子。将毛色异常雄鼠与其同窝的多只雌鼠交配(相当于测交)，每窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为1∶1。如果毛色异常雄鼠是隐性基因携带者之间交配的结果，则毛色异常鼠是隐性纯合子，与其同窝的毛色正常雌鼠有一部分是杂合子，有一部分是显性纯合子。将毛色异常雄鼠与其同窝的多只雌鼠交配有两种情况，一种是同一窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例为1∶1，另一种是同一窝子代全部表现为毛色正常。
答案：(1)1∶1 隐 显 只有两个隐性纯合亲本中一个亲本的一个隐性基因突变为显性基因时，才能得到每窝毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为1∶1的结果 (2)1∶1 毛色正常
2．(2019·庐江联考)芦笋的幼苗是一种名贵蔬菜，又名石刀板，为XY型性别决定。在某野生型窄叶种群中偶见几株阔叶芦笋幼苗，雌雄株都有。
(1)仅从染色体分析，雄性芦笋幼苗产生的精子类型将有________种，比例为________。
(2)有人对阔叶芦笋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石刀板出现的原因。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)现已证实阔叶为基因突变的结果，为确定是显性突变还是隐性突变，选用多株阔叶雌雄株进行交配，并统计后代表现型。
若____________________，则为________________________________________。
若____________________，则为________________________________________。
(4)已经知道阔叶是显性突变所致，由于雄株芦笋幼苗产量高于雌株，养殖户希望在幼苗期就能区分雌雄，为了探求可行性，求助于科研工作者。技术人员先用多株野生型雌石刀板与阔叶雄株杂交，试推断该技术人员做此实验的意图。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
若杂交实验结果出现____________________________________________________，
养殖户的心愿可以实现。
解析：(1)由于芦笋为XY型性别决定，雄性植株的染色体组成为XY，减数分裂产生的精子类型为2种，即X∶Y＝1∶1。(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，则说明是染色体加倍的结果，否则为基因突变。(3)选用多株阔叶突变型石刀板雌雄株相交，若杂交后代出现了野生型，则阔叶植株的出现为显性突变所致；若杂交后代仅出现突变型，则阔叶植株的出现为隐性突变所致。(4)选用多对野生型雌性植株与突变型雄性植株作为亲本杂交。若杂交后代野生型全为雄株，突变型全为雌株，则这对基因位于X染色体上；若杂交后代，野生型和突变型雌、雄株均有，则这对基因位于常染色体上。故该技术人员此实验的意图是通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上。
答案：(1)2 1∶1 (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)后代出现窄叶 显性突变 后代都为阔叶 隐性突变 (4)通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上 后代雌株都为阔叶，雄株为窄叶
3．遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子。缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子常导致个体死亡。
现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的？
方法一：
方法二：
解析：方法一：用显微镜观察该果蝇分裂的细胞中染色体结构是否发生改变，确定该变异是来自基因突变还是染色体缺失。方法二：利用题干信息：缺失纯合子导致个体死亡这一现象，可将该果蝇与红眼雄果蝇杂交，观察并统计子代雌雄个体数目的比例来确定该变异的来源。若为基因突变，则XaXa×XAY→XAXa、XaY，子代雌雄比例为1∶1；若该变异为染色体缺失造成，则XaX×XAY→XAXa、XAX、XaY、XY(致死)，子代雌雄比例为2∶1。
答案：方法一：取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片，显微镜下观察染色体结构，若染色体正常，可能是基因突变引起的；反之可能是染色体缺失造成的。
方法二：选该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数之比为1∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的；若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数之比为2∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的。
[素养提升]
掌握变异类型实验探究题的答题模板
一、选择题
1．(2015·全国卷Ⅱ)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：选A 猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，是常见的染色体异常遗传病。
2．下图中不属于染色体结构变异的是( )
解析：选C C项所示为两条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。
3．果蝇红眼对白眼为显性，控制这对性状的基因位于X染色体上。果蝇缺失1条Ⅳ号染色体仍能正常生存和繁殖，缺失2条则致死。一对都缺失1条Ⅳ号染色体的红眼果蝇杂交(亲本雌果蝇为杂合子)，F1中( )
A．染色体数正常的红眼果蝇占1/2
B．缺失1条Ⅳ号染色体的白眼果蝇占1/4
C．红眼雌果蝇占1/4
D．白眼雄果蝇占1/4
解析：选D 由题意可知，红眼和白眼在性染色体上，XBXb和XBY交配后代的基因型为：XBXB∶XBXb∶XBY∶XbY＝1∶1∶1∶1，亲本中均缺失一条Ⅳ号染色体，所以后代中缺失一条的占1/2，缺失两条的和染色体正常的均占1/4，缺失两条的不能存活，因此后代染色体数正常的占1/3，缺失一条染色体的占2/3。后代白眼雄果蝇占1/4，红眼雌果蝇占1/2，染色体数目正常的红眼果蝇占3/4×1/3＝1/4，缺失1条Ⅳ号染色体的白眼果蝇占1/4×2/3＝1/6。
4．下列有关生物变异的叙述中，正确的是( )
A．T2噬菌体、醋酸杆菌和水稻均可发生基因突变与染色体变异
B．高茎豌豆(Dd)自交后代出现性状分离的原因是基因重组
C．某植物经X射线处理后未出现新的性状，则没有新基因产生
D．黄色圆粒豌豆(YyRr)自交过程中，基因突变、基因重组和染色体变异均可能发生
解析：选D T2噬菌体是病毒，醋酸杆菌是原核生物，二者均无染色体，因此，T2噬菌体、醋酸杆菌和水稻均可发生的可遗传变异是基因突变。基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合，但高茎豌豆(Dd)自交后代出现性状分离的原因是等位基因D与d分离后产生的配子随机结合，而不是基因重组。植物的基因发生突变后不一定会引起生物性状的改变。黄色圆粒豌豆(YyRr)自交过程中，由于基因Y、y与基因R、r之间可以发生自由组合，因此可能出现基因重组，在细胞分裂过程中，也可能发生基因突变和染色体变异。
5．(2019·石嘴山模拟)2017年7月，“太空灵芝”落地福州仙芝楼，填补了我国医用真菌空间育种的空白。下列相关叙述正确的是( )
A．在菌株培育和选择过程中，种群的基因频率发生改变
B．太空环境作用下，“太空灵芝”成为一种新的物种
C．太空环境定向诱导后，可筛选出人们需要的性状
D．太空环境作用下，灵芝菌株只可能发生基因突变
解析：选A 在菌株培育和选择过程中，需要淘汰部分个体，所以种群的基因频率发生了改变，A正确；太空环境作用下，“太空灵芝”属于新品种，但不能成为一种新的物种，B错误；基因突变是不定向的，不能进行定向诱导，C错误；太空环境作用下，灵芝菌株可能发生基因突变，也可能发生染色体变异，D错误。
6．(2019·绍兴模拟)现有抗病、黄果肉(ssrr)和易感病、红果肉(SSRR)两个番茄品种，研究人员欲通过杂交育种培育出一个既抗病又是红果肉的新品种(ssRR)。下列叙述正确的是( )
A．亲本杂交产生F1的过程中s和R发生了基因重组
B．可以直接在F2中选出目标新品种进行推广
C．此育种过程中产生了新的基因型
D．也可利用F1经过花药离体培养后直接得到目标新品种
解析：选C 亲本ssrr和SSRR杂交，F1基因型为SsRr，S和R集中在同一个体是因为配子随机结合，A错误；F2中抗病红果肉(ssR_)的基因型有两种，无法直接选出纯合的ssRR，B错误；杂交育种没有产生新基因，产生的是新基因型，C正确；F1基因型为SsRr，产生SR、Sr、sR、sr四种配子，利用F1花药离体培养产生的是单倍体，而不是目标新品种，D错误。
7．杂交育种是植物育种的常规方法，其选育纯合新品种的一般方法是( )
A．从子一代中即可选出
B．从子三代中选出，因为子三代才出现纯合子
C．隐性品种可从子二代中选出；经隔离选育后，显性品种从子三代中选出
D．只能从子四代中选出能稳定遗传的新品种
解析：选C 杂交育种的目的是为了获得不同亲本优良性状的纯合子，若所需品种是隐性品种，可从子二代中选出，若所需品种是显性品种，在子二代中已经出现了纯合子，但是还存在杂合子，所以经隔离选育后，显性品种从子三代中选出，C正确，A、B、D错误。
8．下列关于生物育种的叙述，正确的是( )
A．多倍体育种不能产生新物种
B．单倍体育种会产生定向变异
C．杂交育种的子代间会产生生殖隔离
D．诱变育种可改变种群基因频率
解析：选D 多倍体育种能产生新物种，且获得的新物种在进化过程中省略了地理隔离，A错误；单倍体育种过程中用一定浓度的秋水仙素对单倍体幼苗进行诱导处理，只使染色体数目加倍，不会产生定向变异，B错误；杂交育种的目的是获得同时具有两个或多个优良性状的新品种，其子代仍属于同一物种，之间不会产生生殖隔离，C错误；诱变育种的原理是基因突变，能产生前所未有的新基因，创造变异新类型，因而可改变种群基因频率，D正确。
9．MYC基因能促进细胞正常增殖或无限增殖获永生化功能，该基因若在B细胞增殖时发生如图所示变化，则会导致B细胞癌变而使人患Burkitt淋巴瘤病。某男孩16岁时患上Burkitt淋巴瘤病，已知其家族中无人患该病。下列相关叙述错误的是( )
A．该男孩患病的根本原因是有丝分裂过程中发生染色体结构变异中的易位
B．该男孩精原细胞经减数分裂产生的生殖细胞的基因型有lg、MYC MYC lg、MYC lg三种
C．据图推断正常人B细胞中MYC基因表达的情况为：不表达或低表达
D．MYC基因与lg基因共同作用使MYC基因过度表达是导致Burkitt淋巴瘤病的直接原因
解析：选B 根据题干和题图可以得出结论：MYC基因在B细胞增殖时因染色体易位而导致B细胞癌变，而B细胞(体细胞)的增殖方式只能是有丝分裂，A正确；该男孩患病的根本原因是B细胞有丝分裂过程中染色体发生易位，而其生殖腺中精原细胞并未发生变异，正常的精原细胞的基因型为MYCMYClglg，故减数分裂只产生MYClg一种类型的精子，B错误；据图分析可知，8号染色体的MYC基因易位到14号染色体，MYC基因与lg基因共同作用使MYC蛋白增加，并促使B细胞无限增殖而导致人患Burkitt淋巴瘤病，由此可推断出正常人体B细胞内MYC基因不表达或低表达，C、D正确。
10．(2019·怀柔区模拟)如图表示利用农作物①和②培育出⑥的过程，相关叙述错误的是( )
A．在①②⑥之间存在着生殖隔离
B．Ⅰ→Ⅴ过程依据的原理是基因重组
C．过程Ⅱ在有丝分裂和减数分裂中均可发生
D．Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ的过程中要应用植物组织培养技术
解析：选A ①②⑥属于同一个物种，它们之间不存在生殖隔离，A错误；Ⅰ→Ⅴ表示杂交育种，其原理是基因重组，B正确；Ⅱ表示诱导基因突变，在有丝分裂和减数分裂中均可发生，C正确；Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ表示单倍体育种，该育种首先要采用花药离体培养法形成单倍体，因此要应用植物组织培养技术，D正确。
11．现用高秆抗病(AABB)品系和矮秆不抗病(aabb)品系培育矮秆抗病(aaBB)品系，对其过程分析正确的是( )
A．F1中虽未表现出矮秆抗病的性状组合，但已经集中了相关基因
B．F2中出现重组性状的原因是F1雌雄配子随机结合带来的基因重组
C．选种一般从F3开始，因为F3才有能稳定遗传的矮秆抗病品系
D．通常利用F2的花粉进行单倍体育种，可以明显缩短育种年限
解析：选A 高秆抗病(AABB)品系和矮秆不抗病(aabb)品系杂交后代F1的基因型为AaBb，F1中虽未表现出矮秆抗病的性状组合，但已经集中了相关基因，A正确；F2中出现重组性状的原因是F1产生配子时发生了基因重组，B错误；F2中出现了性状分离，因此选种一般从F2开始，C错误；通常利用F1的花粉进行单倍体育种，可以明显缩短育种年限，D错误。
12．(2019·南昌模拟)已知现存土豆均为杂种(只要有一对基因杂合，即为杂种)，可用块茎繁殖，欲通过一代杂交选育出黄肉(A基因控制)抗病(另一条染色体上的B基因控制)品种，应选用的杂交亲本是( )
A．AaBb×aabb B．AABb×aaBb
C．AaBB×Aabb D．aaBb×Aabb
解析：选D 根据题干可知马铃薯黄肉为显性性状，抗病也是显性性状，故要通过杂交育种获得黄肉抗病的新品种需要选择双亲的基因型分别是aaBb、Aabb。得到的后代中有四种表现型，可以根据其表现型黄肉抗病确定其基因型为AaBb，再利用块茎来繁殖下一代即得到所要求的品种。
二、非选择题
13．猎豹(2n)是陆地上奔跑最快的动物，图甲是正常猎豹的两对常染色体上的基因分布图，花斑体色(A)和黄体色(a)、体重(B)和体轻(b)、抗病(D)和不抗病(d)。乙、丙、丁是种群中的变异类型，已知缺少整条染色体的生殖细胞致死但个体不致死。请回答下列问题：
(1)与甲相比，乙、丙、丁发生的变异类型是________，且丁个体发生于________分裂。
(2)若不考虑交叉互换，乙个体减数分裂产生的生殖细胞基因型及比例为________________________________________________________________________。
(3)若只研究一对等位基因D、d的遗传，丙个体测交子代中抗病且染色体异常个体的比例为________。
(4)若只研究A、a与D、d的遗传，则丁个体与甲个体交配，预计子代与甲基因型相同的个体比例为________。
(5)自然情况下，若干年后预计种群中D、d基因的变化情况及原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)乙为染色体结构变异，丙、丁为染色体数目变异，因此三者的变异类型属于染色体变异。丁个体的产生可能有两个来源：一是具有正常染色体的受精卵在有丝分裂过程中丢失一条染色体，导致分裂分化出的个体细胞如丁图所示；二是由正常的雌配子(或雄配子)与丢失一条染色体的异常的雄配子(或雌配子)结合形成的受精卵发育而来。又根据题干信息“缺少整条染色体的生殖细胞致死”，可以排除第二种可能，则丁个体是有丝分裂异常导致的。(2)乙个体在减数分裂过程中同源染色体分离，非同源染色体自由组合，产生的配子基因型及比例为ABD∶ABd∶ad∶aD＝1∶1∶1∶1。(3)丙个体产生的配子种类及比例为1D∶1dd∶2Dd∶2d，与基因型为dd的个体测交，后代的基因型及比例为1Dd∶1ddd∶2Ddd∶2dd。其中抗病且染色体异常的个体基因型是Ddd，所占比例为1/3。(4)丁个体(AaD)与甲个体(AaDd)交配，子代与甲基因型相同的概率为1/2×1/2＝1/4。(5)由于D是抗病基因，因此具有该基因的个体在自然选择中处于优势，而dd个体在自然选择中易被淘汰，因此若干年后，D基因频率上升，d基因频率下降。
答案：(1)染色体变异 有丝 (2)ABD∶ABd∶ad∶aD＝1∶1∶1∶1 (3)1/3 (4)1/4 (5)D基因频率升高，d基因频率降低，原因是自然选择使种群基因频率定向向有利变异的D方向改变
14．根据材料回答问题：
Ⅰ.现有一植株，其细胞中控制花色的基因在DNA上的位置及控制花色的生化流程如图所示。
(1)控制花色的两对基因的遗传________(填“符合”或“不符合”)孟德尔的自由组合定律。
(2)基因型为Aabb的植株的花色为________。
(3)若该植株为豌豆，进行测交时应对母本进行____________________________等一系列处理。
Ⅱ.棉花中基因A控制短纤维，基因B控制短果枝，D为抗虫基因(整合上的)，其中基因B和D位于同一条染色体上，不考虑交叉互换的影响。
(1)若抗虫基因的遗传符合孟德尔遗传规律，则图1植株自交，F1中能够稳定遗传的长纤维抗虫植株所占比例是________。
(2)若染色体缺失不影响减数分裂，但缺失纯合子引起胚胎致死。由于某个基因缺失，引起图1植物自交后代中短纤维短果枝植株与长纤维短果枝植株的数量比为3∶1，请在图2中绘制出相应的基因定位图。
(3)将基因D导入棉花中涉及的工具酶有限制酶和DNA连接酶，二者作用于DNA的部位________(填“相同”或“不同”)。
解析：Ⅰ.(1)由于两对等位基因位于一对同源染色体上，所以两对基因的遗传不符合孟德尔的自由组合定律。(2)根据图示可知，只有同时具有A和B基因才表现为红色，所以基因型为Aabb的植株的花色为白色。(3)豌豆是严格的自花受粉、闭花传粉植物，测交实验中要考虑对母本进行去雄与套袋等处理。Ⅱ.(1)若抗虫基因的遗传符合孟德尔遗传规律，则图1植株的基因型为AaDO(O表示没有其等位基因)，自交后代中能稳定遗传的长纤维抗虫植株的基因型为aaDD，其所占比例为1/4×1/4＝1/16。(2)根据题意可知，短纤维短果枝植株的基因型为A_B_，长纤维短果枝植株的基因型为aaB_，由AaBb自交后代中A_B_∶aaB_＝9∶3，即3∶1，可得知b基因缺失，进而画出相关图示。(3)将基因D导入棉花中涉及的工具酶为限制酶和DNA连接酶，两
者均作用于DNA的磷酸二酯键。
答案：Ⅰ.(1)不符合 (2)白色 (3)未成熟花的去雄→套袋→受粉→套袋
Ⅱ.(1)1/16 (2)如图所示 (3)相同
15．(2019·东北师大检测)家蚕为ZW型性别决定的二倍体生物，A(普通斑)对a(素斑)为显性。在Aa蚕卵孵化过程中，用X射线处理，在雌蚕幼体中发现有少数个体表现为素斑或为普通斑与素斑的嵌合体，另有少数普通斑雌蚕成熟后，其测交子代斑纹表现为伴性遗传。对这些变异类型进行研究，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)。请回答下列问题：
(1)若嵌合体幼蚕的部分细胞为突变Ⅰ，则其是在细胞进行________过程中发生了变异所致。
(2)突变Ⅱ的变异类型为染色体结构变异中的________。
(3)请写出突变Ⅱ测交的遗传图解。
(4)野生型雌家蚕(ZBW)经诱变处理后出现了一只突变型(ZXW)雌家蚕，该突变可能是隐性突变、隐性致死突变(胚胎期致死)或无效突变(仍保持原有性状)。现将经诱变处理的雌家蚕与野生型雄家蚕进行两代杂交实验，观察F2性状分离情况，请预期实验结果：
①若F2中________________，则说明发生了隐性突变；
②若F2中________________，则说明发生了隐性致死突变；
③若F2中________________，则说明发生了无效突变。
解析：(1)突变Ⅰ为染色体缺失导致的，嵌合体幼蚕只进行有丝分裂，所以该变异是在有丝分裂过程中形成的。(2)突变Ⅱ是2号染色体上的片段接到W染色体上，属于染色体易位。(3)aOZWA与aaZZ测交，后代为aaZZ、aOZWA、aOZZ、aaZWA，雄蚕全为素斑，雌蚕的基因型为aOZWA或aaZWA。(4)将经诱变处理的雌家蚕与野生型雄家蚕进行两代杂交实验，观察F2性状分离情况，即P：ZXW×ZBZB，子一代为ZXZB、ZBW，子一代自由交配产生子二代：ZXZB∶ZBZB∶ZBW∶ZXW＝1∶1∶1∶1。分析：若发生了隐性突变，则野生型∶突变型＝3∶1；若发生了隐性致死突变，则雄性∶雌性＝2∶1；若发生了无效突变，则均为野生型。
答案：(1)有丝分裂 (2)易位
(3)如图所示
(4)①野生型∶突变型＝3∶1 ②雄性∶雌性＝2∶1
③均为野生型
一、染色体结构变异
二、染色体数目变异
三、低温诱导植物染色体数目的变化(实验)
四、杂交育种与诱变育种
[基础微点全练]
1．判断正误
(1)人类猫叫综合征是由特定的染色体片段缺失造成的(√)
(2015·全国卷Ⅱ，T6A)
(2)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，T7A)(×)
(3)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力(2014·江苏卷，T7B)(×)
(4)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响(2014·江苏卷，T7C)(×)
(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，T4改编)(×)
(6)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加(×)
2．基因重组、基因突变和染色体变异三者的共同点是( )
A．都能产生新的基因
B．都能产生可遗传的变异
C．产生的变异对生物均有利
D．在显微镜下均可看到变异状况
解析：选B 只有基因突变才能产生新基因；基因突变、基因重组和染色体变异都是可遗传变异；基因突变和染色体变异大都对生物体有害；只有染色体变异在显微镜下能看见。
3．(2019·廊坊统考)由于种种原因，某生物体内某条染色体上多了几个或少了几个基因，这种变化属于( )
A．基因内部结构的改变 B．染色体数目的变异
C．染色体结构的变异 D．姐妹染色单体的交叉互换
解析：选C 基因在染色体上呈线性排列，染色体上的某些基因增添或缺失会引起染色体结构的变异。
4．紫杉醇能诱导、促进微管蛋白聚合从而抑制纺锤丝或纺锤体的形成。如果用一定浓度的紫杉醇处理幼芽分生组织的细胞，则会发生( )
A．DNA和有关酶的合成受阻
B．细胞内染色体数目加倍
C．染色体的着丝点不能分裂
D．细胞膜内陷的时间推迟
解析：选B 抑制纺锤丝形成将会导致加倍的染色体不能分配到两个子细胞中，从而导致染色体数目加倍。
5．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为无遗传效应的序列。有关叙述正确的是( )
A．c基因碱基对缺失，属于染色体变异
B．在减数分裂四分体时期的交叉互换，可发生在a～b之间
C．Ⅰ、Ⅱ中发生的碱基对的替换，属于基因突变
D．基因与性状之间并不都是一一对应关系
解析：选D 基因碱基对缺失，应属于基因突变，A错误；减数分裂四分体时期的交叉互换，发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，B错误；Ⅰ、Ⅱ是非基因序列，发生的碱基对的替换，不属于基因突变，C错误；一个基因可控制多个性状，一个性状也可受多个基因的控制，基因与性状之间并不都是一一对应关系，D正确。
6.紫罗兰单瓣花(A)对重单瓣花(a)为显性。如图所示为一变异品系，A基因所在的染色体缺失了一个片段，该变异不影响A基因功能。发生变异的个体中，含缺失染色体的雄配子不育，但含缺失染色体的雌配子可育。现将该个体自交，子代单瓣花与重单瓣花分离比为( )
A．1∶1 B．1∶0
C．2∶1 D．3∶1
解析：选A 根据分析可知，雌雄配子以及后代的基因型为：
雌配子1/2A
雌配子1/2a
雄配子a
1/2Aa(单瓣花)
1/2aa(重单瓣花)
所以该个体自交，子代单瓣花与重单瓣花分离比为1∶1。
一、染色体变异
[试考题·查欠缺]
1．(2019·济南模拟)如图所示细胞中所含的染色体，下列有关叙述正确的是( )
A．图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组
B．如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体
C．如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体
D．图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体
解析：选C 图a为有丝分裂后期，含有4个染色体组，图b有同源染色体，含有3个染色体组；如果图b生物是由配子发育而成的，则图b代表的生物是单倍体，如果图b生物是由受精卵发育而成的，则图b代表的生物是三倍体；图c中有同源染色体，含有2个染色体组，若是由受精卵发育而成的，则该细胞所代表的生物一定是二倍体；图d中只含1个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄性配子或雌性配子发育而成的。
2．(2016·江苏高考)如图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是( )
A．个体甲的变异对表型无影响
B．个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常
C．个体甲自交的后代，性状分离比为3∶1
D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常
解析：选B 个体甲的变异为染色体结构变异中的缺失，由于基因互作，缺失了e基因对表型可能有影响；个体乙的变异为染色体结构变异中的倒位，变异后个体乙细胞减数分裂时同源染色体联会形成的四分体异常；若E、e基因与其他基因共同控制某种性状，则个体甲自交的后代性状分离比不一定为3∶1；个体乙虽然染色体没有基因缺失，但是基因的排列顺序发生改变，可能引起性状的改变。
[强知能·补欠缺]
1．细胞分裂图像中染色体组数的判断方法
图示
以生殖细胞中的染色体数为标准，判断题目中所给图像中的染色体组数。如下图所示：
解读
(1)图a为减数第一次分裂的前期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体。
(2)图b为减数第一次分裂的末期或减数第二次分裂前期，染色体2条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有1个染色体组，染色体组中有2条染色体。
(3)图c为减数第一次分裂的后期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体。
(4)图d为有丝分裂后期，染色体8条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有4个染色体组，每个染色体组有2条染色体。
2.“三看法”判断基因突变和染色体变异
[练题点·全过关]
1．如图a～d分别表示不同生物的体细胞图像，有关这些图像的叙述，错误的是( )
A．细胞a含有一个染色体组，该生物体很可能是单倍体
B．细胞b含有两个染色体组，该生物体可能是单体
C．细胞c含有三个染色体组，该生物体一定是三倍体
D．若已知细胞d由受精卵发育而来，该生物体可能是三体
解析：选C 细胞c的每一组字母都代表三个等位基因，同一组字母代表的三个等位基因，分别位于三条同源染色体上，含有三个染色体组，若该生物体由受精卵发育而来，则是三倍体；若该生物由六倍体的配子直接发育而来，则是单倍体，C错误。
2．(2016·上海高考)导致遗传物质变化的原因有很多，下图中字母代表不同基因，其中变异类型①和②依次是( )
A．突变和倒位 B．重组和倒位
C．重组和易位 D．易位和倒位
解析：选D ①中少了基因a、b，多了基因j，是非同源染色体间发生了片段交换，属于染色体结构变异中的易位；②中基因c、d、e位置发生了颠倒，属于染色体结构变异中的倒位。
3．如图所示，关于甲、乙、丙、丁的叙述，正确的是( )
A．甲属于基因突变，乙属于染色体变异
B．丙出现的变异只能出现在有丝分裂中
C．丁细胞含有两个染色体组
D．甲、乙、丙、丁均属于染色体变异
解析：选C 染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。甲中基因没有改变，只是b和d的位置发生了交换，属于染色体结构变异中的倒位，乙中基因gh重复出现，属于染色体结构变异中的重复；丙是有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，所以出现的变异不只出现在有丝分裂中，在四倍体减数分裂过程中也可能出现；丁细胞中染色体大小相同，含有一对等位基因，所以含有两个染色体组；甲、乙、丙、丁中，甲、乙、丙属于染色体变异，丁为基因突变。
二、低温诱导植物染色体数目的变化(实验)
[试考题·查欠缺]
1．(2019·银川检测)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：选C 低温诱导染色体加倍实验的原理是抑制纺锤体的形成，导致染色体不分离，从而产生染色体数目加倍的细胞；卡诺氏液能固定细胞的形态，而盐酸酒精混合液可以使洋葱根尖解离；改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色；洋葱根尖装片中的细胞大部分处于有丝分裂间期，在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只是少数细胞。
2．(2019·临沂模拟)对于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的分析，正确的是( )
A．在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理不同
B．从卡诺氏液中取出的根尖要用蒸馏水冲洗2次才可以进行制片
C．制作装片的具体操作方法与“观察植物细胞的有丝分裂”实验相同
D．需将培养的洋葱放入冰箱的冷冻室内低温处理
解析：选C 低温与秋水仙素的作用原理相同，均抑制纺锤体的形成，A错误；卡诺氏液用于固定细胞的形态，从卡诺氏液中取出的根尖要用体积分数为95%的酒精冲洗2次才可以进行制片，B错误；将培养的洋葱放入冰箱的冷藏室内低温4 ℃处理，不能冷冻，冷冻会破坏细胞的结构导致细胞死亡，D错误。
[强知能·补欠缺]
1．实验原理
低温可抑制纺锤体形成，阻止细胞分裂，导致细胞染色体数目加倍。
2．实验中的试剂及其作用
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，浸泡经固定的根尖
解离根尖细胞
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
清水
浸泡解离后的根尖约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
3．注意事项
(1)显微镜下观察到的是死细胞，而不是活细胞：植物细胞经卡诺氏液固定后细胞已死亡。
(2)选择材料不能随意：误将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。因为染色体数目变化发生在细胞分裂时，处理其他细胞不会出现染色体加倍的情况。
(3)低温处理的理解误区：误认为低温处理时间越长越好。低温处理的目的只是抑制纺锤体形成，使染色体不能被拉向两极。如果低温持续时间过长，会影响细胞的各项功能，甚至死亡。
(4)着丝点分裂不是纺锤丝牵引的结果：误将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝点不分裂”。着丝点是自动分裂，不需要纺锤丝牵引。纺锤丝牵引的作用是将染色体拉向两极。
4．低温诱导染色体加倍实验与观察细胞有丝分裂实验的操作步骤比较
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
用醋酸洋红液或龙胆紫溶液
[练题点·全过关]
1．某生物兴趣小组的同学将生长旺盛的洋葱不定根置于4 ℃的冰箱冷藏室中培养36小时后，剪取根尖制成临时装片，然后用显微镜观察细胞中染色体的分裂相。下列叙述正确的是( )
A．低温处理能阻断洋葱根尖细胞中DNA的复制
B．用改良苯酚品红染液处理根尖可使染色体着色
C．制作临时装片前可用卡诺氏液维持细胞的活性
D．低倍镜视野中所有细胞染色体数都已发生改变
解析：选B 低温处理能阻断洋葱根尖细胞中纺锤体的形成；卡诺氏液固定后细胞已经死亡；细胞周期中间期时间最长，故视野中间期细胞数目最多，大多数细胞染色体数未发生改变。
2．(2019·咸阳五校联考)某同学在做“低温诱导植物染色体数目的变化”实验时，将大蒜根尖随机分为12组，实验处理和结果如下表所示，请回答有关问题：
组别
实验处理及处理时间
染色体数目加倍的细胞所占的百分比(%)
组1
0 ℃
36小时
0
组2
72小时
0
组3
96小时
0
组4
2 ℃
36小时
5
组5
72小时
20
组6
96小时
24
组7
4 ℃
36小时
12
组8
72小时
30
组9
96小时
43
组10
6 ℃
36小时
0
组11
72小时
0
组12
96小时
0
(1)低温诱导植物染色体数目加倍的原理是低温会使细胞分裂过程中________的形成受阻，从而使细胞分裂过程中染色体数目加倍而细胞不分裂。低温处理与秋水仙素处理相比，具有______________________________________________________________等优点。
(2)实验中选择大蒜根尖________区细胞进行观察，效果最佳，原因是此处的细胞分裂比较________，在显微镜下观察，此处细胞的特点表现为_____________________________。
(3)实验过程中需要用____________________对大蒜根尖细胞的染色体进行染色。
(4)由实验结果可知，______________的条件下，加倍效果最为明显。
解析：(1)低温能够抑制纺锤体的形成，实现染色体数目的加倍；用秋水仙素诱导染色体数目加倍，操作较为烦琐，且秋水仙素有毒，而低温诱导操作简单、安全无毒。(2)植物根尖分生区细胞呈正方形，排列紧密，且分裂较为旺盛，故观察时应选择根尖分生区细胞。(3)实验过程可用改良苯酚品红染液(或醋酸洋红或龙胆紫)对染色体着色。(4)由表中信息可知，在温度为4 ℃的条件下处理96小时，细胞中染色体数目加倍效果最佳。
答案：(1)纺锤体 操作简单、安全无毒 (2)分生 旺盛 呈正方形，排列紧密 (3)改良苯酚品红染液(或醋酸洋红或龙胆紫) (4)4 ℃、96小时
三、生物育种
[试考题·查欠缺]
1．(2019·宜宾二诊)如图表示新品种(或新物种)的不同育种方法，下列分析错误的是( )
A．①②③过程的育种方法能产生新的基因型，⑥过程的育种方法能产生新的基因
B．④⑤过程的育种和⑦过程的育种原理相同，均利用了染色体变异的原理
C．②③过程自交的目的不同，后者是筛选符合生产要求的纯合子
D．图中A、B、C、D、E、F体细胞中染色体数相等，通过⑦过程产生的新物种的染色体数是B的两倍
解析：选D ①②③过程的育种方法为杂交育种，能产生新的基因型，⑥过程是诱变育种，原理是基因突变，能产生新的基因，A正确；④⑤过程为单倍体育种，⑦过程是多倍体育种，它们的育种原理相同，均利用了染色体变异的原理，B正确；②③过程自交的目的不同，前者是产生符合要求的性状，后者是筛选符合生产要求的纯合子，C正确；图中E幼苗是由花药发育而来的，为单倍体植株，体细胞中染色体数是C品种的一半，D错误。
2．(2019·潍坊模拟)现有小麦种质资源包括：①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下述育种方法不可行的是( )
A．利用①、②品种间杂交筛选获得a
B．对品种③进行染色体加倍处理筛选获得b
C．a、b和c的培育均可采用诱变育种方法
D．用转基因技术将外源抗旱基因导入③中获得c
解析：选B 欲获得高产、抗病品种，可利用①和②进行品种间杂交筛选；欲获得高产、早熟品种，则应对③进行诱变育种；诱变育种可以产生新基因，因此a、b和c都可以通过诱变育种获得；基因工程可定向改变生物性状，要获得高产、抗旱品种，可通过基因工程导入外源抗旱基因实现。
[强知能·补欠缺]
列表识记几种常见生物育种方式
名称
原理
方法
优点
缺点
实例
杂交育种
基因重组
培育纯合子品种：杂交→自交→筛选出符合要求的表现型，通过自交至不发生性状分离为止
方法简便，使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上
①育种时间一般比较长；②局限于同种或亲缘关系较近的个体；③需及时发现优良品种
矮秆抗病小麦
培育杂合子品种：一般是选取纯合双亲子一代
年年制种
杂交水稻、杂交玉米等
诱变育种
基因突变
①物理：紫外线、X或γ射线、微重力、激光等处理，再筛选；②化学：亚硝酸、硫酸二乙酯处理，再选择
提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状
盲目性大，有利变异少，工作量大，需要处理大量的供 试 材 料
高产青霉菌
单倍体育种
染色体数目变异
①先进行花药离体培养，培养出单倍体植株；②将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合子；③从中选择优良植株
明显缩短育种年限，子代均为纯合子，加速育种进程
技术复杂
“京花1号” 小麦
多倍体育种
染色体数目变异
用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
操作简单，能较快获得所需品种
所获品种发育延迟，结实率低，一般只适用于植物
无子西瓜、八倍体小黑麦
基因工程育种
基因重组
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
[练题点·全过关]
1．(2019·唐山一中月考)番茄的抗病(R)对感病(r)为显性，高秆(D)对矮秆(d)为显性，控制上述两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合高秆抗病番茄植株，研究人员采用了如图所示的方法。据图分析，下列叙述正确的是( )
A．若过程①的F1自交一代，产生的高秆抗病植株中纯合子占1/9
B．过程②常用一定浓度的秋水仙素处理单倍体的种子
C．过程③应用的原理是细胞增殖
D．过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是基因重组
解析：选A 纯合高秆感病植株(DDrr)与纯合矮秆抗病植株(ddRR)杂交，F1基因型为DdRr，F1自交一代，产生的高秆抗病植株占总数的9/16，其中纯合子占1/9，A正确。二倍体经花药离体培养获得的单倍体没有种子，只能用秋水仙素处理幼苗，B错误。过程③应用的原理是植物细胞的全能性，C错误。过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是基因突变，D错误。
2．(2019·天津武清检测)某生物的基因型为AaBB；通过下列技术可以分别将它转变为以下基因型的生物：①AABB；②aB；③AaBBC；④AAaaBBBB。则以下排列正确的是( )
A．诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合
B．杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种
C．花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术
D．细胞融合、杂交育种、诱变育种、多倍体育种
解析：选B 与基因型为AaBB的生物相比，①基因型为AABB，染色体数目没有发生改变，可采用杂交育种的方法；②基因型为aB，因染色体数目减半，所以可采用花药离体培养的方法；③基因型为AaBBC，多了一个外源基因C，可以采用基因工程的方法；④基因型为AAaaBBBB，染色体数目成倍地增加，可采用多倍体育种的方法。
3．已知小麦高产(H)对低产(h)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性，两对基因自由组合，体细胞染色体数为42。现用基因型为HHrr、hhRR的小麦品系，通过单倍体育种选育能稳定遗传的高产、抗病小麦新品种。
(1)首先利用题中提供的两个小麦品系进行杂交实验，得F1，F1基因型为________，再对F1的花药进行离体培养。
(2)在离体培养过程中，单倍体有一部分能自然加倍成为二倍体植株，该二倍体植株的花粉表现为________(填“可育”或“不育”)，花粉细胞中染色体数为________。
(3)在离体培养过程中，一部分花药壁细胞能发育成植株，该植株________(填“可结实”或“不结实”)。
(4)自然加倍植株和花药壁植株中都存在高产、抗病的表现型。为获得能稳定遗传的高产、抗病新品种，本实验应选以上两种植株中的________植株，因为________________________________________________________________________。
(5)鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是___________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)单倍体育种的第一步是杂交，题中两品种杂交产生F1(HrRr)，取F1的花药进行离体培养。(2)单倍体自然加倍和人工加倍结果都相同，可以得到正常二倍体植株，可以进行正常的减数分裂，得到正常的配子，所以花粉表现为可育，其细胞中染色体数为正常体细胞的一半(21条)。(3)因为花药壁细胞为体细胞，含有两个染色体组，所以该植株可以结实。(4)单倍体植株的染色体加倍后得到的是纯合子，高产、抗病性状可以稳定遗传，而花药壁植株为杂合子，后代会出现性状分离，所以育种应选自然加倍的植株。(5)鉴别自然加倍植株与花药壁植株的实质是鉴别其基因型，植物基因型鉴别的最佳方法是自交，如果后代只有一种表现型，则为自然加倍的植株，如果后代有性状分离，则为花药壁植株。
答案：(1)HhRr (2)可育 21 (3)可结实 (4)自然加倍 自然加倍植株的基因型是纯合的，花药壁植株的基因型是杂合的 (5)让两种植株分别自交，子代性状表现一致的是自然加倍植株，子代发生性状分离的是花药壁植株
科学探究——生物变异类型的判断与实验探究
1．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．基因突变与基因重组的判断
3．染色体变异与基因突变的判断
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
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。
[针对训练]
1．一对毛色正常鼠交配，产下多只鼠，其中一只雄鼠的毛色异常。分析认为，鼠毛色出现异常的原因有两种：一是基因突变的直接结果(控制毛色基因的显隐性未知，突变只涉及一个亲本常染色体上一对等位基因中的一个基因)；二是隐性基因携带者之间交配的结果(只涉及亲本常染色体上一对等位基因)。假定这只雄鼠能正常生长发育，并具有生殖能力，后代可成活。为探究该鼠毛色异常的原因，用上述毛色异常的雄鼠分别与其同一窝的多只雌鼠交配，得到多窝子代。请预测结果并作出分析。
(1)如果每窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为________，则可推测毛色异常是____性基因突变为____性基因的直接结果，因为__________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如果不同窝子代出现两种情况，一种是同一窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例为________，另一种是同一窝子代全部表现为________鼠，则可推测毛色异常是隐性基因携带者之间交配的结果。
解析：如果毛色异常雄鼠是基因突变的结果(由于基因突变只涉及一个亲本常染色体上一对等位基因中的一个基因)，则毛色正常鼠是隐性纯合子，毛色异常雄鼠是杂合子。将毛色异常雄鼠与其同窝的多只雌鼠交配(相当于测交)，每窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为1∶1。如果毛色异常雄鼠是隐性基因携带者之间交配的结果，则毛色异常鼠是隐性纯合子，与其同窝的毛色正常雌鼠有一部分是杂合子，有一部分是显性纯合子。将毛色异常雄鼠与其同窝的多只雌鼠交配有两种情况，一种是同一窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例为1∶1，另一种是同一窝子代全部表现为毛色正常。
答案：(1)1∶1 隐 显 只有两个隐性纯合亲本中一个亲本的一个隐性基因突变为显性基因时，才能得到每窝毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为1∶1的结果 (2)1∶1 毛色正常
2．(2019·庐江联考)芦笋的幼苗是一种名贵蔬菜，又名石刀板，为XY型性别决定。在某野生型窄叶种群中偶见几株阔叶芦笋幼苗，雌雄株都有。
(1)仅从染色体分析，雄性芦笋幼苗产生的精子类型将有________种，比例为________。
(2)有人对阔叶芦笋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石刀板出现的原因。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)现已证实阔叶为基因突变的结果，为确定是显性突变还是隐性突变，选用多株阔叶雌雄株进行交配，并统计后代表现型。
若____________________，则为________________________________________。
若____________________，则为________________________________________。
(4)已经知道阔叶是显性突变所致，由于雄株芦笋幼苗产量高于雌株，养殖户希望在幼苗期就能区分雌雄，为了探求可行性，求助于科研工作者。技术人员先用多株野生型雌石刀板与阔叶雄株杂交，试推断该技术人员做此实验的意图。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
若杂交实验结果出现____________________________________________________，
养殖户的心愿可以实现。
解析：(1)由于芦笋为XY型性别决定，雄性植株的染色体组成为XY，减数分裂产生的精子类型为2种，即X∶Y＝1∶1。(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，则说明是染色体加倍的结果，否则为基因突变。(3)选用多株阔叶突变型石刀板雌雄株相交，若杂交后代出现了野生型，则阔叶植株的出现为显性突变所致；若杂交后代仅出现突变型，则阔叶植株的出现为隐性突变所致。(4)选用多对野生型雌性植株与突变型雄性植株作为亲本杂交。若杂交后代野生型全为雄株，突变型全为雌株，则这对基因位于X染色体上；若杂交后代，野生型和突变型雌、雄株均有，则这对基因位于常染色体上。故该技术人员此实验的意图是通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上。
答案：(1)2 1∶1 (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)后代出现窄叶 显性突变 后代都为阔叶 隐性突变 (4)通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上 后代雌株都为阔叶，雄株为窄叶
3．遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子。缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子常导致个体死亡。
现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的？
方法一：
方法二：
解析：方法一：用显微镜观察该果蝇分裂的细胞中染色体结构是否发生改变，确定该变异是来自基因突变还是染色体缺失。方法二：利用题干信息：缺失纯合子导致个体死亡这一现象，可将该果蝇与红眼雄果蝇杂交，观察并统计子代雌雄个体数目的比例来确定该变异的来源。若为基因突变，则XaXa×XAY→XAXa、XaY，子代雌雄比例为1∶1；若该变异为染色体缺失造成，则XaX×XAY→XAXa、XAX、XaY、XY(致死)，子代雌雄比例为2∶1。
答案：方法一：取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片，显微镜下观察染色体结构，若染色体正常，可能是基因突变引起的；反之可能是染色体缺失造成的。
方法二：选该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数之比为1∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的；若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数之比为2∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的。
[素养提升]
掌握变异类型实验探究题的答题模板
一、选择题
1．(2015·全国卷Ⅱ)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：选A 猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，是常见的染色体异常遗传病。
2．下图中不属于染色体结构变异的是( )
解析：选C C项所示为两条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。
3．果蝇红眼对白眼为显性，控制这对性状的基因位于X染色体上。果蝇缺失1条Ⅳ号染色体仍能正常生存和繁殖，缺失2条则致死。一对都缺失1条Ⅳ号染色体的红眼果蝇杂交(亲本雌果蝇为杂合子)，F1中( )
A．染色体数正常的红眼果蝇占1/2
B．缺失1条Ⅳ号染色体的白眼果蝇占1/4
C．红眼雌果蝇占1/4
D．白眼雄果蝇占1/4
解析：选D 由题意可知，红眼和白眼在性染色体上，XBXb和XBY交配后代的基因型为：XBXB∶XBXb∶XBY∶XbY＝1∶1∶1∶1，亲本中均缺失一条Ⅳ号染色体，所以后代中缺失一条的占1/2，缺失两条的和染色体正常的均占1/4，缺失两条的不能存活，因此后代染色体数正常的占1/3，缺失一条染色体的占2/3。后代白眼雄果蝇占1/4，红眼雌果蝇占1/2，染色体数目正常的红眼果蝇占3/4×1/3＝1/4，缺失1条Ⅳ号染色体的白眼果蝇占1/4×2/3＝1/6。
4．下列有关生物变异的叙述中，正确的是( )
A．T2噬菌体、醋酸杆菌和水稻均可发生基因突变与染色体变异
B．高茎豌豆(Dd)自交后代出现性状分离的原因是基因重组
C．某植物经X射线处理后未出现新的性状，则没有新基因产生
D．黄色圆粒豌豆(YyRr)自交过程中，基因突变、基因重组和染色体变异均可能发生
解析：选D T2噬菌体是病毒，醋酸杆菌是原核生物，二者均无染色体，因此，T2噬菌体、醋酸杆菌和水稻均可发生的可遗传变异是基因突变。基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合，但高茎豌豆(Dd)自交后代出现性状分离的原因是等位基因D与d分离后产生的配子随机结合，而不是基因重组。植物的基因发生突变后不一定会引起生物性状的改变。黄色圆粒豌豆(YyRr)自交过程中，由于基因Y、y与基因R、r之间可以发生自由组合，因此可能出现基因重组，在细胞分裂过程中，也可能发生基因突变和染色体变异。
5．(2019·石嘴山模拟)2017年7月，“太空灵芝”落地福州仙芝楼，填补了我国医用真菌空间育种的空白。下列相关叙述正确的是( )
A．在菌株培育和选择过程中，种群的基因频率发生改变
B．太空环境作用下，“太空灵芝”成为一种新的物种
C．太空环境定向诱导后，可筛选出人们需要的性状
D．太空环境作用下，灵芝菌株只可能发生基因突变
解析：选A 在菌株培育和选择过程中，需要淘汰部分个体，所以种群的基因频率发生了改变，A正确；太空环境作用下，“太空灵芝”属于新品种，但不能成为一种新的物种，B错误；基因突变是不定向的，不能进行定向诱导，C错误；太空环境作用下，灵芝菌株可能发生基因突变，也可能发生染色体变异，D错误。
6．(2019·绍兴模拟)现有抗病、黄果肉(ssrr)和易感病、红果肉(SSRR)两个番茄品种，研究人员欲通过杂交育种培育出一个既抗病又是红果肉的新品种(ssRR)。下列叙述正确的是( )
A．亲本杂交产生F1的过程中s和R发生了基因重组
B．可以直接在F2中选出目标新品种进行推广
C．此育种过程中产生了新的基因型
D．也可利用F1经过花药离体培养后直接得到目标新品种
解析：选C 亲本ssrr和SSRR杂交，F1基因型为SsRr，S和R集中在同一个体是因为配子随机结合，A错误；F2中抗病红果肉(ssR_)的基因型有两种，无法直接选出纯合的ssRR，B错误；杂交育种没有产生新基因，产生的是新基因型，C正确；F1基因型为SsRr，产生SR、Sr、sR、sr四种配子，利用F1花药离体培养产生的是单倍体，而不是目标新品种，D错误。
7．杂交育种是植物育种的常规方法，其选育纯合新品种的一般方法是( )
A．从子一代中即可选出
B．从子三代中选出，因为子三代才出现纯合子
C．隐性品种可从子二代中选出；经隔离选育后，显性品种从子三代中选出
D．只能从子四代中选出能稳定遗传的新品种
解析：选C 杂交育种的目的是为了获得不同亲本优良性状的纯合子，若所需品种是隐性品种，可从子二代中选出，若所需品种是显性品种，在子二代中已经出现了纯合子，但是还存在杂合子，所以经隔离选育后，显性品种从子三代中选出，C正确，A、B、D错误。
8．下列关于生物育种的叙述，正确的是( )
A．多倍体育种不能产生新物种
B．单倍体育种会产生定向变异
C．杂交育种的子代间会产生生殖隔离
D．诱变育种可改变种群基因频率
解析：选D 多倍体育种能产生新物种，且获得的新物种在进化过程中省略了地理隔离，A错误；单倍体育种过程中用一定浓度的秋水仙素对单倍体幼苗进行诱导处理，只使染色体数目加倍，不会产生定向变异，B错误；杂交育种的目的是获得同时具有两个或多个优良性状的新品种，其子代仍属于同一物种，之间不会产生生殖隔离，C错误；诱变育种的原理是基因突变，能产生前所未有的新基因，创造变异新类型，因而可改变种群基因频率，D正确。
9．MYC基因能促进细胞正常增殖或无限增殖获永生化功能，该基因若在B细胞增殖时发生如图所示变化，则会导致B细胞癌变而使人患Burkitt淋巴瘤病。某男孩16岁时患上Burkitt淋巴瘤病，已知其家族中无人患该病。下列相关叙述错误的是( )
A．该男孩患病的根本原因是有丝分裂过程中发生染色体结构变异中的易位
B．该男孩精原细胞经减数分裂产生的生殖细胞的基因型有lg、MYC MYC lg、MYC lg三种
C．据图推断正常人B细胞中MYC基因表达的情况为：不表达或低表达
D．MYC基因与lg基因共同作用使MYC基因过度表达是导致Burkitt淋巴瘤病的直接原因
解析：选B 根据题干和题图可以得出结论：MYC基因在B细胞增殖时因染色体易位而导致B细胞癌变，而B细胞(体细胞)的增殖方式只能是有丝分裂，A正确；该男孩患病的根本原因是B细胞有丝分裂过程中染色体发生易位，而其生殖腺中精原细胞并未发生变异，正常的精原细胞的基因型为MYCMYClglg，故减数分裂只产生MYClg一种类型的精子，B错误；据图分析可知，8号染色体的MYC基因易位到14号染色体，MYC基因与lg基因共同作用使MYC蛋白增加，并促使B细胞无限增殖而导致人患Burkitt淋巴瘤病，由此可推断出正常人体B细胞内MYC基因不表达或低表达，C、D正确。
10．(2019·怀柔区模拟)如图表示利用农作物①和②培育出⑥的过程，相关叙述错误的是( )
A．在①②⑥之间存在着生殖隔离
B．Ⅰ→Ⅴ过程依据的原理是基因重组
C．过程Ⅱ在有丝分裂和减数分裂中均可发生
D．Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ的过程中要应用植物组织培养技术
解析：选A ①②⑥属于同一个物种，它们之间不存在生殖隔离，A错误；Ⅰ→Ⅴ表示杂交育种，其原理是基因重组，B正确；Ⅱ表示诱导基因突变，在有丝分裂和减数分裂中均可发生，C正确；Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ表示单倍体育种，该育种首先要采用花药离体培养法形成单倍体，因此要应用植物组织培养技术，D正确。
11．现用高秆抗病(AABB)品系和矮秆不抗病(aabb)品系培育矮秆抗病(aaBB)品系，对其过程分析正确的是( )
A．F1中虽未表现出矮秆抗病的性状组合，但已经集中了相关基因
B．F2中出现重组性状的原因是F1雌雄配子随机结合带来的基因重组
C．选种一般从F3开始，因为F3才有能稳定遗传的矮秆抗病品系
D．通常利用F2的花粉进行单倍体育种，可以明显缩短育种年限
解析：选A 高秆抗病(AABB)品系和矮秆不抗病(aabb)品系杂交后代F1的基因型为AaBb，F1中虽未表现出矮秆抗病的性状组合，但已经集中了相关基因，A正确；F2中出现重组性状的原因是F1产生配子时发生了基因重组，B错误；F2中出现了性状分离，因此选种一般从F2开始，C错误；通常利用F1的花粉进行单倍体育种，可以明显缩短育种年限，D错误。
12．(2019·南昌模拟)已知现存土豆均为杂种(只要有一对基因杂合，即为杂种)，可用块茎繁殖，欲通过一代杂交选育出黄肉(A基因控制)抗病(另一条染色体上的B基因控制)品种，应选用的杂交亲本是( )
A．AaBb×aabb B．AABb×aaBb
C．AaBB×Aabb D．aaBb×Aabb
解析：选D 根据题干可知马铃薯黄肉为显性性状，抗病也是显性性状，故要通过杂交育种获得黄肉抗病的新品种需要选择双亲的基因型分别是aaBb、Aabb。得到的后代中有四种表现型，可以根据其表现型黄肉抗病确定其基因型为AaBb，再利用块茎来繁殖下一代即得到所要求的品种。
二、非选择题
13．猎豹(2n)是陆地上奔跑最快的动物，图甲是正常猎豹的两对常染色体上的基因分布图，花斑体色(A)和黄体色(a)、体重(B)和体轻(b)、抗病(D)和不抗病(d)。乙、丙、丁是种群中的变异类型，已知缺少整条染色体的生殖细胞致死但个体不致死。请回答下列问题：
(1)与甲相比，乙、丙、丁发生的变异类型是________，且丁个体发生于________分裂。
(2)若不考虑交叉互换，乙个体减数分裂产生的生殖细胞基因型及比例为________________________________________________________________________。
(3)若只研究一对等位基因D、d的遗传，丙个体测交子代中抗病且染色体异常个体的比例为________。
(4)若只研究A、a与D、d的遗传，则丁个体与甲个体交配，预计子代与甲基因型相同的个体比例为________。
(5)自然情况下，若干年后预计种群中D、d基因的变化情况及原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)乙为染色体结构变异，丙、丁为染色体数目变异，因此三者的变异类型属于染色体变异。丁个体的产生可能有两个来源：一是具有正常染色体的受精卵在有丝分裂过程中丢失一条染色体，导致分裂分化出的个体细胞如丁图所示；二是由正常的雌配子(或雄配子)与丢失一条染色体的异常的雄配子(或雌配子)结合形成的受精卵发育而来。又根据题干信息“缺少整条染色体的生殖细胞致死”，可以排除第二种可能，则丁个体是有丝分裂异常导致的。(2)乙个体在减数分裂过程中同源染色体分离，非同源染色体自由组合，产生的配子基因型及比例为ABD∶ABd∶ad∶aD＝1∶1∶1∶1。(3)丙个体产生的配子种类及比例为1D∶1dd∶2Dd∶2d，与基因型为dd的个体测交，后代的基因型及比例为1Dd∶1ddd∶2Ddd∶2dd。其中抗病且染色体异常的个体基因型是Ddd，所占比例为1/3。(4)丁个体(AaD)与甲个体(AaDd)交配，子代与甲基因型相同的概率为1/2×1/2＝1/4。(5)由于D是抗病基因，因此具有该基因的个体在自然选择中处于优势，而dd个体在自然选择中易被淘汰，因此若干年后，D基因频率上升，d基因频率下降。
答案：(1)染色体变异 有丝 (2)ABD∶ABd∶ad∶aD＝1∶1∶1∶1 (3)1/3 (4)1/4 (5)D基因频率升高，d基因频率降低，原因是自然选择使种群基因频率定向向有利变异的D方向改变
14．根据材料回答问题：
Ⅰ.现有一植株，其细胞中控制花色的基因在DNA上的位置及控制花色的生化流程如图所示。
(1)控制花色的两对基因的遗传________(填“符合”或“不符合”)孟德尔的自由组合定律。
(2)基因型为Aabb的植株的花色为________。
(3)若该植株为豌豆，进行测交时应对母本进行____________________________等一系列处理。
Ⅱ.棉花中基因A控制短纤维，基因B控制短果枝，D为抗虫基因(整合上的)，其中基因B和D位于同一条染色体上，不考虑交叉互换的影响。
(1)若抗虫基因的遗传符合孟德尔遗传规律，则图1植株自交，F1中能够稳定遗传的长纤维抗虫植株所占比例是________。
(2)若染色体缺失不影响减数分裂，但缺失纯合子引起胚胎致死。由于某个基因缺失，引起图1植物自交后代中短纤维短果枝植株与长纤维短果枝植株的数量比为3∶1，请在图2中绘制出相应的基因定位图。
(3)将基因D导入棉花中涉及的工具酶有限制酶和DNA连接酶，二者作用于DNA的部位________(填“相同”或“不同”)。
解析：Ⅰ.(1)由于两对等位基因位于一对同源染色体上，所以两对基因的遗传不符合孟德尔的自由组合定律。(2)根据图示可知，只有同时具有A和B基因才表现为红色，所以基因型为Aabb的植株的花色为白色。(3)豌豆是严格的自花受粉、闭花传粉植物，测交实验中要考虑对母本进行去雄与套袋等处理。Ⅱ.(1)若抗虫基因的遗传符合孟德尔遗传规律，则图1植株的基因型为AaDO(O表示没有其等位基因)，自交后代中能稳定遗传的长纤维抗虫植株的基因型为aaDD，其所占比例为1/4×1/4＝1/16。(2)根据题意可知，短纤维短果枝植株的基因型为A_B_，长纤维短果枝植株的基因型为aaB_，由AaBb自交后代中A_B_∶aaB_＝9∶3，即3∶1，可得知b基因缺失，进而画出相关图示。(3)将基因D导入棉花中涉及的工具酶为限制酶和DNA连接酶，两
者均作用于DNA的磷酸二酯键。
答案：Ⅰ.(1)不符合 (2)白色 (3)未成熟花的去雄→套袋→受粉→套袋
Ⅱ.(1)1/16 (2)如图所示 (3)相同
15．(2019·东北师大检测)家蚕为ZW型性别决定的二倍体生物，A(普通斑)对a(素斑)为显性。在Aa蚕卵孵化过程中，用X射线处理，在雌蚕幼体中发现有少数个体表现为素斑或为普通斑与素斑的嵌合体，另有少数普通斑雌蚕成熟后，其测交子代斑纹表现为伴性遗传。对这些变异类型进行研究，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)。请回答下列问题：
(1)若嵌合体幼蚕的部分细胞为突变Ⅰ，则其是在细胞进行________过程中发生了变异所致。
(2)突变Ⅱ的变异类型为染色体结构变异中的________。
(3)请写出突变Ⅱ测交的遗传图解。
(4)野生型雌家蚕(ZBW)经诱变处理后出现了一只突变型(ZXW)雌家蚕，该突变可能是隐性突变、隐性致死突变(胚胎期致死)或无效突变(仍保持原有性状)。现将经诱变处理的雌家蚕与野生型雄家蚕进行两代杂交实验，观察F2性状分离情况，请预期实验结果：
①若F2中________________，则说明发生了隐性突变；
②若F2中________________，则说明发生了隐性致死突变；
③若F2中________________，则说明发生了无效突变。
解析：(1)突变Ⅰ为染色体缺失导致的，嵌合体幼蚕只进行有丝分裂，所以该变异是在有丝分裂过程中形成的。(2)突变Ⅱ是2号染色体上的片段接到W染色体上，属于染色体易位。(3)aOZWA与aaZZ测交，后代为aaZZ、aOZWA、aOZZ、aaZWA，雄蚕全为素斑，雌蚕的基因型为aOZWA或aaZWA。(4)将经诱变处理的雌家蚕与野生型雄家蚕进行两代杂交实验，观察F2性状分离情况，即P：ZXW×ZBZB，子一代为ZXZB、ZBW，子一代自由交配产生子二代：ZXZB∶ZBZB∶ZBW∶ZXW＝1∶1∶1∶1。分析：若发生了隐性突变，则野生型∶突变型＝3∶1；若发生了隐性致死突变，则雄性∶雌性＝2∶1；若发生了无效突变，则均为野生型。
答案：(1)有丝分裂 (2)易位
(3)如图所示
(4)①野生型∶突变型＝3∶1 ②雄性∶雌性＝2∶1
③均为野生型
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