2024届高考一轮复习生物学案（人教版）第七单元生物的变异和进化第2课时染色体变异

第2课时染色体变异课标要求举例说明染色体结构和数目的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡。考点一染色体结构变异1．染色体变异(1)概念：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。(2)类型：染色体数目的变异和染色体结构的变异。2．染色体结构的变异(1)染色体结构变异的原因：受各种因素影响(如：各种射线、代谢失调等)，染色体的断裂以及断裂后片段不正常的重新连接。(2)染色体结构变异的类型类型图像联会异常实例缺失果蝇缺刻翅、猫叫综合征重复果蝇棒状眼易位果蝇花斑眼、人类慢性粒细胞白血病倒位果蝇卷翅、人类9号染色体长臂倒位可导致习惯性流产拓展延伸(1)染色体间的易位可分为单向易位和相互易位。前者指一条染色体的某一片段转移到了另一条染色体上，而后者则指两条染色体间相互交换了片段，较为常见。如图为两种易位发生后在四分体时期的染色体联会情况：①单向易位②相互易位(平衡易位)(2)倒位染色体的细胞学鉴定(3)染色体结构变异的结果：染色体结构的改变，会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。(4)染色体结构变异对生物性状的影响：大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。1．如图1表示果蝇某细胞内的相关染色体行为，1、2代表两条未发生变异的染色体，3、4代表两条正在发生变异的染色体，图中字母表示染色体上的不同片段。(1)正常情况下，1与2是非同源染色体，图1中A中发生碱基的增添、缺失或替换不一定(填“一定”或“不一定”)属于基因突变。(2)请将图示2联会过程补充完整。提示如图所示2.在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝粒分裂后细胞向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。基因型为Aa的雄性蝗虫进行减数分裂时，其中一个次级精母细胞出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，则该次级精母细胞产生的精细胞的基因组成可能有A、A或AA、O或a、a或aa、O(若细胞中不含A或a基因则用“O”表示)。1．猫叫综合征是5号染色体短臂断裂缺失所致。现有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下图所示的现象。据图分析，下列相关叙述不正确的是()A．该个体的变异一般不会导致基因数量减少B．图中所示的四条染色体发生了异常联会C．若染色体随机两两分离(不考虑互换)，该个体可能产生4种卵细胞D．若该个体与正常男性婚配，妊娠期间应尽早对胎儿进行染色体筛查答案C2．某精原细胞中m、n为一对同源染色体，其中m为正常染色体，A～E表示基因。该对同源染色体联会后发生的特殊过程如图所示，其中染色体桥分裂时随机断裂，后续的分裂过程正常进行。下列有关叙述不正确的是()A．图中的染色体桥结构可能出现在减数分裂Ⅰ中期，但一般不会出现在减数分裂Ⅱ中期B．最后产生的精细胞中的染色体可能存在倒位、缺失等结构变异C．该经减数分裂产生含异常染色体的精子占3/4D．丢失的片段会被精原细胞中的多种水解酶最终分解为6种小分子有机物答案D解析根据题干信息可知，该对同源染色体联会后，两条相邻非姐妹染色单体丢失部分片段后，相接形成染色体桥，染色体桥在减数分裂Ⅰ时随机断裂，后续的分裂过程正常进行，所以图中的染色体桥结构可能出现在减数分裂Ⅰ中期，但一般不会出现在减数分裂Ⅱ中期，A正确；该精原细胞经减数分裂形成4个精子，其中只有一个含与m染色体相同的正常染色体，其余三个均为含异常染色体的精子，即含异常染色体的精子占3/4，C正确；丢失的片段是部分染色体拼接成的，染色体是主要由蛋白质和DNA组成的复合物，所以丢失的片段完全水解产物有脱氧核糖、磷酸、四种碱基、多种氨基酸，D错误。归纳总结(1)染色体结构变异和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、增添或缺失对象基因碱基变异水平细胞水平分子水平光镜检测可见不可见变异结果基因数目或排列顺序改变碱基的排列顺序改变，基因的数目、位置不变(2)染色体易位与互换的比较项目染色体易位互换图解区别位置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原理属于染色体结构变异属于基因重组考点二染色体数目的变异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)如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。(2)组成特点①形态上：细胞中的一套非同源染色体，在形态上各不相同。②功能上：控制生物生长、发育、遗传和变异的一套染色体，在功能上各不相同。(3)染色体组数目的判定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。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。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营养物质含量丰富体细胞染色体组数≥12≥3举例蜜蜂的雄蜂几乎全部的动物和过半数的高等植物香蕉(三倍体)；马铃薯(四倍体)；八倍体小黑麦源于P88“相关信息”(1)被子植物中，约有33%的物种是多倍体。例如，普通小麦、棉、烟草、菊、水仙等都是多倍体。(2)秋水仙素(C22H25O6N)是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取出来的一种植物碱。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，有剧毒，使用时应当特别注意。4．低温诱导植物细胞染色体数目的变化(1)实验原理用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，植物细胞的染色体数目发生变化。(2)实验步骤(3)实验现象：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。归纳总结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～1h固定细胞形态体积分数为95%的酒精冲洗用卡诺氏液处理过的根尖洗去卡诺氏液质量分数为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细胞约10min漂洗根尖，去除解离液甲紫溶液把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5min使染色体着色下图中甲是某二倍体生物体细胞染色体模式图，乙、丙、丁是发生变异后的不同个体的体细胞中的染色体组成模式图。据图回答下列问题：(1)请据上图辨析属于三体、三倍体、单体和单倍体的分别是哪一个？提示乙为单倍体，丙为单体，丁为三体，戊为三倍体。(2)同源四倍体(基因型为AAaa)产生配子时染色体以图示的情况排列在赤道板的两侧，从而形成不同基因型的配子。根据上述推导过程，请思考回答下列问题：①若同源四倍体的基因型为Aaaa，则产生的配子类型及比例：Aa∶aa＝1∶1。②若同源四倍体的基因型为AAAa，则产生的配子类型及比例：AA∶Aa＝1∶1。③若同源四倍体的基因型为AAaa，则产生的配子类型及比例：AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1。(3)若三体为XXY的雄性果蝇，三条性染色体任意两条联会概率相等，则XXY个体产生的配子及比例为多少？提示X∶Y∶XY∶XX＝2∶1∶2∶1。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。下列叙述错误的是()母本F2表型及数量黄叶绿叶9-三体2111010-三体1151201中三体的概率是1/2B．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答案C解析假设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。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。F1中三体的概率是1/2，A正确，C错误；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；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．下列关于单倍体、二倍体和多倍体的叙述，不正确的是()A．二倍体生物一定是由受精卵直接发育而来的B．单倍体生物体细胞中不一定只含有一个染色体组C．采用花药离体培养的方法得到的个体是单倍体D．三倍体无子西瓜体细胞含有三个染色体组答案A解析由受精卵发育而来，含有两个染色体组的个体称为二倍体，但是二倍体不一定都是由受精卵发育来的，比如单倍体育种中人工诱导加倍后得到的二倍体，A错误；单倍体生物体细胞中，含有本物种配子染色体组数，但不一定只含有一个染色体组，也可能含有多个染色体组，B正确；采用花药离体培养的方法得到的个体与本物种配子中的染色体数目相同，都是单倍体，C正确；二倍体西瓜幼苗用秋水仙素处理后，可以得到四倍体植株，接受普通二倍体西瓜的正常花粉，形成的受精卵含有三个染色体组，由受精卵发育成的三倍体无子西瓜体细胞中含有三个染色体组，D正确。5．下列有关“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是()A．低温会抑制纺锤体的形成B．甲紫溶液的作用是固定和染色C．固定和解离后都是用体积分数为95%的酒精漂洗D．在高倍镜下可以观察到二倍体细胞变为四倍体的过程答案A解析低温能抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，使细胞分裂后期染色体不能向两极移动，导致细胞中染色体数目加倍，A正确；甲紫溶液的作用是对染色体进行染色，B错误；解离后的漂洗液是清水，C错误；由于经过固定和制片后细胞失活，所以在高倍显微镜下不可能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程，D错误。考点三生物染色体数目变异在育种上的应用1．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eq\x(分裂的细胞)eq\o(→,\s\up7(秋水仙素),\s\do5(或低温处理))eq\x(抑制纺锤体形成)eq\o(→,\s\up7(导致))eq\x(\a\vs4\al\co1(染色体不能移向细胞,两极，从而引起细胞,内染色体数目加倍))(5)实例：三倍体无子西瓜①两次传粉eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(第一次传粉：杂交获得三倍体种子,第二次传粉：刺激子房发育成果实))②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数不变。③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。2．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。如图所示，甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种的过程。请思考回答下列问题：(1)图中哪种途径为单倍体育种？提示图中①③⑤过程表示单倍体育种。(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？提示图中⑤处需用秋水仙素处理单倍体的幼苗，从而获得纯合子；⑥处需用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导染色体数目加倍。(3)④⑥的育种原理分别是什么？提示④的育种原理为基因突变，⑥的育种原理为染色体变异。(4)AaBb植株和AAaaBBbb植株是同一物种吗？为什么？提示不是同一物种。因为二倍体AaBb与四倍体AAaaBBbb杂交产生的子代为不育的三倍体，因此二者是不同的物种。(5)若AAaaBBbb在产配子时同源染色体两两配对，两两分离，则其产生AaBb配子的概率为多少？写出计算思路。提示植株AAaaBBbb减数分裂产生的配子基因型及比例为(AA∶Aa∶aa)(BB∶Bb∶bb)＝(1∶4∶1)(1∶4∶1)，则产生AaBb配子的概率＝2/3×2/3＝4/9。6．人类目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株，如图所示是三倍体香蕉的培育过程。下列相关叙述正确的是()A．无子香蕉的培育过程主要运用了基因重组的原理B．图中染色体数目加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成C．二倍体与四倍体杂交能产生三倍体，它们之间不存在生殖隔离D．若图中无子香蕉的基因型均为Aaa，则有子香蕉的基因型可以是AAaa答案B解析该“无子香蕉”培育的方法为多倍体育种，其原理是染色体变异，A错误；用低温或秋水仙素诱导细胞中染色体数目加倍的原理均是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，因此图中染色体加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成，B正确；二倍体与四倍体杂交虽然能产生三倍体，但三倍体不育，所以它们之间仍然存在生殖隔离，C错误；若有子香蕉的基因型是AAaa，则其产生的配子基因型为AA、Aa、aa，则与该有子香蕉杂交的野生芭蕉的基因型无论是AA或Aa，还是aa，产生的无子香蕉的基因型都不可能均为Aaa，D错误。7．(2023·北京丰台区高三模拟)在自然条件下，二倍体植物(2n＝4)形成四倍体植物的过程如图所示。下列有关叙述错误的是()A．减数分裂失败可能发生在减数分裂ⅡB．二倍体植物与四倍体植物应属于不同的物种C．图示四倍体植物的形成并未经长期的地理隔离过程D．若要测定图示四倍体植物的基因组DNA序列，则需测4条染色体上的DNA答案D解析根据题意和图示分析可知，二倍体植株减数分裂失败形成的异常配子中含有2个染色体组，自花传粉形成的受精卵中含有4个染色体组，发育形成四倍体。减数分裂失败既可以发生在减数分裂Ⅰ也可以发生在减数分裂Ⅱ，A正确；二倍体植物与四倍体植物杂交后代为三倍体，三倍体减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能形成可育的配子，二者之间存在生殖隔离，所以属于不同的物种，B正确；图示四倍体植物的形成并未经长期的地理隔离过程，C正确；测定四倍体植物基因组的全部DNA序列时只需测定2条染色体上的DNA，D错误。1．(2022·湖南，9)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()答案C解析分析题意可知，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．(2020·全国Ⅱ，4)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的碱基序列不同答案C解析二倍体植物的体细胞中含有两个染色体组，其配子中只含有一个染色体组，A正确；每个染色体组中的染色体的形态、大小等均不相同，都是非同源染色体，每条染色体DNA的碱基序列均不同，B、D正确；不含性染色体的生物，每个染色体组中都不含性染色体，如豌豆、玉米等，C错误。3．(2020·天津，7)一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，其基因与染色体的位置关系见下图。导致该结果最可能的原因是()A．基因突变B．同源染色体非姐妹染色单体间发生互换C．染色体变异D．非同源染色体自由组合答案B解析一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，四个精细胞的基因型分别是DT、Dt、dT、dt，说明在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体间发生了互换，B项符合题意；若一个基因发生突变，则一个精原细胞产生的四个精细胞，有三种类型，A项不符合题意；图中没有发生染色体变异，C项不符合题意；若不发生基因突变以及同源染色体非姐妹染色单体的互换，则非同源染色体自由组合，一个精原细胞产生的四个精细胞，有两种类型，D项不符合题意。4．(2021·广东，11)白菜型油菜(2n＝20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)，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Bc。下列叙述错误的是()A．Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组B．将Bc作为育种材料，能缩短育种年限C．秋水仙素处理Bc的幼苗可以培育出纯合植株D．自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育答案A解析白菜型油菜属于二倍体生物，体细胞中含有两个染色体组，而Bc是通过未受精的卵细胞发育而来的单倍体植株，其成熟叶肉细胞中含有一个染色体组，A错误；Bc是通过未受精的卵细胞发育而来的单倍体植株，秋水仙素处理Bc的幼苗可以培育出纯合植株，此种方法为单倍体育种，能缩短育种年限，B、C正确；自然状态下，Bc只含有一个染色体组，细胞中无同源染色体，减数分裂不能形成正常配子，而高度不育，D正确。5．(2020·全国Ⅲ，32)普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，如图所示(其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体)。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题：(1)在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是____________________________。已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体，普通小麦体细胞中有________条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是_____________________________________________________________________________________________________________(答出2点即可)。(2)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用的方法有______________(答出1点即可)。(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合子)，甲的表型是抗病易倒伏，乙的表型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，请简要写出实验思路：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)无同源染色体，不能进行正常的减数分裂42营养物质含量高、茎秆粗壮(2)秋水仙素处理(3)甲、乙两个品种杂交，F1自交，选取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株解析(1)杂种一中的两个染色体组分别来自一粒小麦和斯氏麦草两个不同物种，无同源染色体，不能通过减数分裂产生正常的配子，因此杂种一是高度不育的。杂种二中含3个染色体组，经其染色体加倍形成的普通小麦中含有6个染色体组，每个染色体组均含7条染色体，故普通小麦体细胞中共含有42条染色体。与二倍体植株相比，多倍体植株的优点是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。(2)人工诱导染色体加倍的方法有很多，如低温处理、用秋水仙素处理等。目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。(3)甲(抗病易倒伏)和乙(易感病抗倒伏)具有两对相对性状，且都是纯合子，可通过杂交育种或单倍体育种的方法将两者的优良性状集中在一个个体上。若采用杂交育种的方法，其实验思路是将甲、乙两个品种杂交得F1，F1自交得F2，选取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株。若采用单倍体育种的方法，其实验思路是甲、乙杂交得F1，将F1的花药进行离体培养获得单倍体幼苗，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，最后经筛选可获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种。1．判断关于染色体结构变异的叙述(1)染色体易位不改变细胞中基因数量，对个体性状不会产生影响(×)(2)染色体上某个基因的缺失属于基因突变(×)(3)非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中(×)(4)基因突变与染色体结构变异都导致个体表型改变(×)(5)硝化细菌存在基因突变和染色体变异(×)2．判断关于染色体数目变异的叙述(1)体细胞中含有三个染色体组的生物体一定是三倍体(×)(2)单倍体生物的体细胞中一定只含一个染色体组(×)(3)体细胞中含有本物种配子染色体组的个体无法存活(×)(4)卡诺氏液可使组织细胞互相分离开(×)(5)秋水仙素抑制纺锤体的形成，使着丝粒不能分裂，染色体数目加倍(×)3．判断关于育种的叙述(1)通过普通小麦和黑麦杂交，培育出了小黑麦与染色体变异无关(×)(2)多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种(×)(3)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(√)(4)单倍体育种中，通过花药(或花粉)离体培养所得的植株均为纯合的二倍体(×)4．填空默写(1)(必修2P87)染色体变异的概念：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异。(2)(必修2P90)染色体结构的变异，在普通光学显微镜下可见。结果：染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的改变。(3)染色体组：是指细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。(4)Aaa产生配子的类型及比例Aa∶a∶A∶aa＝2∶2∶1∶1。(5)三倍体不育的原因是三倍体个体在进行减数分裂时染色体联会紊乱，不能形成可育的配子。(6)骡子不育的原因是骡子细胞内无同源染色体，不能进行正常的减数分裂。(7)单倍体育种中的秋水仙素作用于幼苗期的单倍体植株，多倍体育种中的秋水仙素作用于萌发的种子或幼苗期的正常植株。课时精练一、选择题1．(2023·江苏常州学情检测)如图为果蝇的一个受精卵染色体图解，该受精卵在第一次细胞分裂过程中因长翅基因D丢失而发育成残翅果蝇。下列叙述正确的是()A．该残翅果蝇的变异类型属于基因突变B．图中所示的受精卵细胞中有4个染色体组C．该残翅果蝇形成的精子类型有Xa、Y、dXa、dYD．翅型基因D和d的本质区别是控制性状的显隐性不同答案C解析根据题干信息“该受精卵在第一次细胞分裂过程中因长翅基因D丢失而发育成残翅果蝇”可知，基因的丢失应该属于染色体结构变异中的缺失，A错误；图中所示的受精卵细胞中有2个染色体组，B错误；残翅果蝇的基因型是dOXaY(O代表没有相应的等位基因)，则在减数分裂过程中，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，产生的精子基因型有Xa、Y、dXa、dY，C正确；基因D和d的本质区别是碱基对的排列顺序不同，D错误。2．图中①②和③为三个精原细胞，①和②发生了染色体变异，③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极。不考虑其他变异，下列叙述错误的是()A．①减数分裂Ⅰ前期两对同源染色体联会B．②经减数分裂形成的配子有一半正常C．③减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合，最终产生4种基因型配子D．①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到答案C解析③减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合，最终产生4个配子，2种基因型，为AR、AR、ar、ar或Ar、Ar、aR、aR，C错误。3．(2023·江苏仪征中学高三质检)慢性髓细胞白血病(CML)是一种恶性肿瘤。患者9号染色体上的原癌基因ABL和22号染色体上的BCR基因会组合成融合基因(BCR—ABL)，如图所示。该融合基因的表达能活化酪氨酸激酶，导致细胞癌变。治疗CML的靶向药物“格列卫”能有效抑制癌细胞增殖。下列叙述正确的是()A．该变异类型属于基因重组，能遗传给后代B．患者ABL/abl和BCR/bcr基因的遗传遵循基因的自由组合定律C．图中所示的变异不会导致细胞中基因总数目的变化D．“格列卫”可能通过抑制酪氨酸激酶的活性而起到靶向治疗作用答案D解析图示正常的22号染色体和9号染色体是两条非同源染色体，两条染色体互相交换了片段，属于染色体结构变异中的易位，A错误；患者融合基因(BCR－ABL)、bcr基因位于一对同源染色体(22号)上，abl基因位于一条染色体(9号)上，不符合基因的自由组合定律的实质，患者ABL/abl和BCR/bcr基因的遗传不遵循基因的自由组合定律，B错误；由于9号染色体上的原癌基因ABL和22号染色体上的BCR基因重新组合成融合基因，所以细胞中基因数目减少了，C错误。4．(2023·广东佛山高三开学考试)显微镜下观察某植物花粉母细胞(形成花粉的原始生殖细胞)的减数分裂，出现了如图所示的甲、乙、丙三种结构(为方便起见，只表示了染色体，未表示出染色单体)。下列有关叙述错误的是()A．甲可能处于减数分裂Ⅰ的前期，同源染色体正在联会B．乙、丙处于减数分裂Ⅰ的后期，同源染色体正在发生分离C．图示细胞中发生了基因重组D．丙产生配子中正常配子占eq\f(1,2)答案C解析分析题图可知，甲正在发生同源染色体的联会，处于减数分裂Ⅰ的前期，A正确；乙、丙正在进行同源染色体的分离，处于减数分裂Ⅰ的后期，B正确；分析题图可知，图示细胞发生了非同源染色体之间的易位，属于染色体结构变异，C错误；图丙中移向上面的两条染色体进入一个子细胞，产生的配子中正常配子占eq\f(1,2)，D正确。5．已知某一对染色体三体的植物在减数分裂Ⅰ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(只含缺失染色体的花粉不能参与受精作用)。现有一个三体且一条染色体缺失的植株，其细胞中该染色体及基因型如图所示。若该植株自交，子代没有染色体结构和数目异常的个体所占的比例为()A．2/15B．1/18C．1/4D．1/9答案A解析根据题意和图示分析可知，图中细胞为三体，也能够进行减数分裂，由于“只含缺失染色体的花粉不能参与受精作用”，因此该植株产生的雌配子的基因型及比例为A∶aa∶Aa∶a＝1∶1∶2∶2，而雄配子的基因型及比例为aa∶Aa∶a＝1∶2∶2，若该植株自交，子代没有染色体结构和数目异常的个体比例(aa)＝1/3×2/5＝2/15。6．(2023·江苏苏北四市高三检测)多倍体分为两种，同源多倍体含有来自同一物种的多种染色体组；异源多倍体含有来自两个或多个物种的多个染色体组，其形成机制如图所示。下列有关叙述正确的是()A．油菜为异源四倍体，体细胞染色体数目为19B．油菜可能由花椰菜与芜菁减数分裂时产生染色体加倍的配子受精后形成C．油菜与花椰菜存在生殖隔离，四倍体花椰菜与花椰菜不存在生殖隔离D．油菜表达了在花椰菜和芜菁中不表达的基因，一定发生了基因突变答案B解析n表示一个染色体组所含的染色体数目，A或C表示一个染色体组，花椰菜(CC)与芜菁(AA)都表示含两个染色体组，都是二倍体，花椰菜与芜菁是两个不同的物种，杂交后子代的染色体组成是AC，通过染色体加倍，变成油菜(AACC)为异源四倍体，体细胞染色体数目为9＋9＋10＋10＝38(条)，A错误；由题图可知，油菜的染色体组成为AACC，花椰菜的配子染色体组成为C，芜菁的配子染色体组成为A，所以油菜可能由花椰菜与芜菁减数分裂时产生染色体加倍的配子受精后形成，即CC与AA结合形成AACC，B正确；油菜、花椰菜是不同的物种，它们之间存在生殖隔离，四倍体花椰菜与花椰菜也是不同物种，它们之间也存在生殖隔离，C错误；油菜具有花椰菜和芜菁的染色体组，表达了在花椰菜和芜菁中不表达的基因，发生了染色体数目变异，不是基因突变，D错误。7．(2023·湖北宜昌高三月考)某医院有个罕见的病例：一对表现正常的夫妇育有一个正常孩子和一个畸形孩子，丈夫和妻子均有2条异常染色体，正常孩子的染色体均正常，而畸形孩子有一条染色体异常。该医院分析这对夫妇的配子情况及不同的配子组合导致子女的畸形情况，结果如下表所示。不考虑这对夫妇的染色体再变异的情况，下列说法不正确的是()丈夫妻子含1条异常染色体的配子含2条异常染色体的配子不含异常染色体的配子含1条异常染色体的配子畸形畸形畸形含2条异常染色体的配子畸形正常正常不含异常染色体的配子畸形正常正常A.“丈夫”细胞中的2条异常染色体是非同源染色体B．“妻子”产生不含异常染色体配子的概率为1/4C．子代如果只获得父方或母方1条异常染色体会表现为畸形D．理论上该夫妇再生育一个染色体均正常的孩子的概率为1/9答案D解析据题意可知，丈夫和妻子均有2条异常染色体，却育有一个正常孩子和一个畸形孩子，正常孩子的染色体均正常，故可推出该对夫妇的2条异常染色体一定不是同源染色体，A正确；由于配子形成过程中同源染色体分离，非同源染色体自由组合，因此，“妻子”产生不含异常染色体的配子的概率为1/2×1/2＝1/4，B正确；根据以上分析可知，该夫妇产生不含异常染色体的配子的概率均为1/4，理论上，该夫妇再生育一个染色体均正常的孩子的概率是1/4×1/4＝1/16，D错误。8．(2023·江苏泰州中学高三检测)突变型果蝇2号和3号染色体上分别带有隐性基因bw(褐眼)和e(黑檀体)，野生型对应的基因用bw＋和e＋表示。如图所示，甲果蝇是染色体正常的褐眼黑檀体果蝇，乙果蝇是2、3号染色体发生相互易位的野生型易位纯合子果蝇，甲果蝇与乙果蝇进行杂交获得F1野生型易位杂合子果蝇，在遗传时染色体片段缺失或重复的配子不能存活。下列相关叙述正确的是()A．乙果蝇发生的变异属于基因重组B．甲、乙果蝇产生的配子均能存活C．F1测交后代中野生型和褐眼黑檀体比例为1∶2D．F1中雌雄果蝇相互交配，子代有4种表型答案B解析乙果蝇发生的变异属于染色体结构变异中的易位，A错误；由题意可知，在遗传时染色体片段缺失或重复的配子不能存活，甲、乙果蝇产生的配子均能存活，B正确；按照自由组合定律，F1应产生4种基因型的配子，且bw＋e＋∶bw＋e∶bwe＋∶bwe＝1∶1∶1∶1；隐性纯合果蝇产生bwe一种配子，由于在遗传时染色体片段缺失或重复的配子不能存活，bw＋e、bwe＋染色体片段重复造成不能存活，成活的测交后代个体只有野生型与褐眼黑檀体两种表型，比例为1∶1，C错误；F1产生2种基因型的配子，且bw＋e＋∶bwe＝1∶1，雌雄果蝇相互交配，子代有2种表型，D错误。9．(2023·河北邢台高三模拟)某品系果蝇Ⅲ号染色体上含展翅基因D的大片段发生倒位，抑制整条染色体的互换，展翅对正常翅显性，且DD纯合致死。另一品系果蝇的Ⅲ号染色体上有黏胶眼基因G1，黏胶眼对正常眼显性，且G1G1纯合致死。如图是两品系果蝇的杂交结果，下列相关叙述正确的是()A．染色体的倒位改变了D基因和染色体的结构B．子代展翅正常眼果蝇相互交配，后代展翅正常眼果蝇占1/3C．子代展翅黏胶眼果蝇相互交配，后代均为展翅黏胶眼果蝇D．根据本实验能够证明杂交父本减数分裂过程中不会发生染色体互换答案C解析倒位只改变了D基因在染色体上的位置，A错误；子代展翅正常眼(D＋＋＋)果蝇可产生D＋、＋＋两种基因型的配子，相互交配形成的子代基因型及比例为DD＋＋(致死)∶D＋＋＋∶＋＋＋＋＝1∶2∶1，除去致死个体，后代展翅正常眼(D＋＋＋)果蝇占eq\f(2,3)，B错误，子代展翅黏胶眼(D＋＋G1)果蝇可产生D＋、＋G1两种基因型的配子，形成的子代基因型及比例为DD＋＋(致死)∶D＋＋G1∶＋＋G1G1(致死)＝1∶2∶1，除去致死个体，后代只有展翅黏胶眼果蝇，C正确；本实验看不出父本减数分裂过程是否可以发生染色体互换，只能说明本次减数分裂未发生，D错误。10．已知伞花山羊草是二倍体，二粒小麦是四倍体，普通小麦是六倍体。为了将伞花山羊草携带的抗叶锈病基因转入小麦，研究人员进行了如图所示的操作。下列有关叙述正确的是()A．秋水仙素处理杂种P获得异源多倍体，异源多倍体中没有同源染色体B．异源多倍体与普通小麦杂交产生的杂种Q中一定含有抗叶锈病基因C．射线照射杂种R使抗叶锈病基因的染色体片段移接到小麦染色体上，属于基因重组D．杂种Q与普通小麦杂交过程遵循孟德尔遗传定律答案D解析秋水仙素处理杂种P获得的异源多倍体含有同源染色体；由于等位基因分离，杂种Q中不一定含有抗叶锈病基因；杂种R中抗叶锈病基因所在染色体片段移接到小麦染色体上，属于染色体结构变异。二、非选择题11.某二倍体植物(2n＝14)是雌雄同花、闭花受粉的植物，培育杂种非常困难。为简化育种流程，人们采用染色体诱变的方法培育获得三体新品系，其相关染色体及相关基因分布情况如图所示。该植株雄蕊的发育受一对等位基因M/m控制，M基因控制雄蕊的发育与成熟，使植株表现为雄性可育，m基因无此功能，使植株表现为雄性不育。请分析回答问题(不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换)：(1)若要在该植物的柱头上涂抹一定浓度的生长素以获得无子果实，需选用基因型为__________个体作为材料，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)将基因型为Mm的个体连续隔离自交两代，则F2中，雄性可育植株与雄性不育植株的比例为__________。(3)该三体新品系的培育利用了__________的原理，若用显微镜观察该植株根尖细胞中的染色体形态和数目，最多可观察到__________条染色体。(4)该三体品系植株减数分裂时，较短的染色体不能正常配对，随机移向细胞一极，并且含有较短染色体的雄配子无受粉能力。减数分裂后可产生的配子基因型是__________。(5)为在开花前区分雄性可育与雄性不育植株，人们利用转基因技术将花色素合成基因R导入该三体品系，但不确定R基因整合到哪条染色体上。为确定R基因与M、m基因的位置关系，将该转基因植株自交，若子代中出现__________________________的现象，则说明M与R在同一条染色体上(注：R基因控制红色，无R基因表现为白色)。答案(1)mm该基因型植株雄性不育，在培育无子果实前无需人工去雄(2)5∶1(3)染色体(数目)变异30(4)m和Mm(5)红花∶白花＝1∶1解析(1)已知m基因使植株表现为雄性不育，故基因型为mm的植株雄性不育，在培育无子果实前无需人工去雄，若要在该植物的柱头上涂抹一定浓度的生长素可以获得无子果实。(2)将基因型为Mm的个体连续隔离自交两代，F1中MM∶Mm∶mm＝1∶2∶1，由于mm雄性不育，只能做母本，故不能自交，F1能自交的基因型及比例为MM∶Mm＝1∶2，则F2中，雄性不育植株mm出现的概率为2/3×1/4＝1/6，故雄性可育植株与雄性不育植株的比例为5∶1。(3)该三体品系植株(14＋1)的培育用到了染色体(数目)变异的原理，根尖细胞进行有丝分裂，后期细胞中染色体数目暂时加倍，最多可观察到30条染色体。(4)该三体品系植株的基因型为Mmm，进行减数分裂时，由于较短的染色体不能正常配对，在分裂过程中随机移向细胞一极，则产生的配子基因型为m和Mm。(5)利用基因工程技术将花色素合成基因R导入到该三体品系中，其变异类型为基因重组。如果M与R在同一条染色体上，则该三体品系基因型为MmmR，产生正常的雄配子为m，产生雌配子为1/2MmR、1/2m，自交后代表型及比例为红花(MmmR)∶白花(mm)＝1∶1。12．水稻是我国重要的粮食作物，水稻稻瘟病是由稻瘟病菌侵染水稻引起的病害，严重危害我国粮食生产安全。与使用农药相比，抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和经济的措施。水稻的抗稻瘟病是由基因R控制的，与不抗稻瘟病r均位于第11号染色体上。水稻至少有一条正常的11号染色体才能存活。研究人员发现两株染色体异常稻(体细胞染色体如图所示)。请据图分析回答下列问题：(1)植株甲的可遗传变异类型具体为____________________，请简要写出区分该变异类型与基因突变最简单的鉴别方法：________________________________________________________。(2)已知植株甲的基因型为Rr，若要确定R基因位于正常还是异常的11号染色体上，请用最简单的方法设计实验证明R基因的位置(写出杂交组合预期结果及结论)。①____________________，将种子种植后观察并统计子代植株表型和比例；②若子代________________，R基因在11号正常染色体上；若子代_____________________，R基因在11号异常染色体上；③若R位于异常染色体上，若让植株甲、乙进行杂交，假设产生配子时，三条互为同源染色体的其中任意两条随机联会，然后分离，多出的一条随机分配到细胞的一极，则子代植株表型及比例为____________________________________。(3)水稻细胞中另有一对等位基因B、b对稻瘟病的抗性表达有影响，BB使水稻抗性完全消失，Bb使抗性减弱。现用两纯合亲本进行杂交，实验过程和结果如图。根据题意判断，等位基因B、b____________(填“位于”或“不位于”)第11号染色体上，F2的易感病植株中纯合子占____________。答案(1)染色体结构变异(染色体片段缺失)用光学显微镜观察区分(分裂期或联会时期的装片)(2)①让甲植株自交产生种子②均为抗病植株抗病植株∶感病植株＝2∶1③抗病植株∶感病植株＝8∶3(3)不位于3/7解析(1)植株甲的异常染色体与正常染色体相比，短了一截，可判断变异类型属于染色体结构变异(染色体片段缺失)。染色体变异可在光学显微镜下观察到，而基因突变不能在光学显微镜下观察，所以可用光学显微镜观察区分(分裂期或联会时期的装片)该变异类型。(2)结合题意“水稻至少有一条正常的11号染色体才能存活”，设计实验。①让甲植株(Rr)自交产生种子，观察并统计子代表型和比例；②Rr自交后代基因型为RR∶Rr∶rr＝1∶2∶1，若R基因在11号正常染色体上，基因型rr的个体因不含正常染色体而死亡，子代只有抗病植株；若R基因在11号异常染色体上