高考生物一轮复习中图版讲义必修二第八单元第19讲染色体变异

第19讲染色体变异[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.转基因食品的安全(Ⅰ)。4.实验：低温诱导染色体加倍。考点一染色体变异的判断与分析(5年13考)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)类型类型实例个别染色体的增减21三体综合征以染色体组形式成倍增减三倍体无子西瓜(2)染色体组①组成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：a.形态上：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同。b.功能上：控制生物生长、发育、遗传和变异的一组染色体。(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个如图表示细胞中所含染色体，请思考：(1)①～④依次含几个染色体组？(2)①～④对应的基因型应为下述A～D中的哪一组？A.①AABb②AAABBb③ABCD④AB.①Aabb②AaBbCc③AAAaBBbb④ABC.①AaBb②AaaBbb③AAaaBBbb④AbD.①AABB②AaBbCc③AaBbCcDd④ABCD提示(1)二、三、四、一(2)C请解读下列三幅图示：(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？提示图甲发生了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)图丙①～④的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于何类变异？能在光镜下观察到的是。提示与图中两条染色体上的基因相比推知：①染色体片段缺失②染色体片段的易位③基因突变④染色体中片段倒位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。(3)图丙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？提示图丙①～④中③的基因突变只是产生了新基因，即改变基因的质，并未改变基因的量，故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。教材eq\o(,\s\up7(VS))高考1.真题重组判断正误(1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异(2014·江苏高考，7A)(×)(2)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·江苏高考，7B)(×)(3)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响(2014·江苏高考，7C)(×)(4)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·安徽高考，4改编)(×)(5)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加(2011·海南高考，19A)(×)以上内容侧重考查教材必修二P13～21染色体结构和数目变异及其特点，全面把握染色体结构变异类型及其结果，理解染色体组及单倍体、多倍体内涵，确认染色体变异与基因种类、数目、排列顺序的关系是解题关键。2.针对三倍体无子西瓜，请思考：(1)为何将一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖？(2)与二倍体西瓜杂交后请依次写出当年四倍体母本植株上果皮、种皮、子叶、胚乳的染色体组数目：果皮个、种皮个、胚个、胚乳个。(3)三倍体西瓜缘何无种子？真的一颗都没有吗？(4)为减少连年制种的麻烦，是否有替代方法？提示(1)西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。(2)4435(3)三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。但并非绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。(4)有其他的方法可以替代。方法一，进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。方法二，利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，在此过程中要进行套袋处理，以避免受粉。染色体结构变异的分析与判断1.(经典高考题)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∶1D.个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常解析个体甲的变异属于缺失，基因“e”所在片段缺失，影响表型，A错误；个体乙发生的变异是倒位，减数分裂形成的四分体异常，呈“十字型”，B正确；含缺失染色体的配子一般是败育的，故其后代一般不会发生性状分离，C错误；个体乙染色体没有基因缺失，但发生倒位，表型异常，D错误。答案B2.(2017·衡水期中)如图①②③④分别表示不同的变异类型，基因a、a′仅有图③所示片段的差异。相关叙述正确的是()A.图中4种变异中能够遗传的变异是①②④B.③中的变异属于染色体结构变异中的缺失C.④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复D.①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，发生在减数第一次分裂的前期解析可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异。由图可知，①为同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换，属于基因重组；②为非同源染色体之间交换片段，属于染色体结构变异中的易位；③发生了碱基对的增添，属于基因突变；④为染色体结构变异中的缺失或重复，C正确。答案C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间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)染色体结构变异与基因突变的判断染色体数目变异与染色体组1.(2017·经典高考，19)一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是()A.上图表示的过程发生在减数第一次分裂后期B.自交后代会出现染色体数目变异的个体C.该玉米单穗上的籽粒基因型相同D.该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子解析同源染色体的联会发生在减数第一次分裂的前期，A错误；由于异常联会，形成染色体数目异常的配子，自交后代会出现染色体数目变异的个体，B正确；经过减数分裂可以成多种不同类型的配子，该玉米单穗上的籽粒基因型可能不同，C错误；由于减数分裂可形成杂合的配子则该植株花药培养加倍后的个体可为杂合子，D错误。答案B2.(2018·湖北四市联考)下图是四种生物的体细胞示意图，A、B图中的每一个字母代表细胞的染色体上的基因，C、D图代表细胞的染色体情况，那么最可能属于多倍体的细胞是()解析体细胞中含有三个及三个以上染色体组的个体，称为多倍体。B中1个染色体组。由于A中基因重复，有可能是二倍体生物在有丝分裂时染色体复制过了。A、B错误；C中2个染色体组，D中4个染色体组，C错误、D正确。答案D(1)“二看法”确认单倍体、二倍体、多倍体(2)“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。如下图所示的细胞中，形态相同的染色体a中有4条，b中两两相同，c中各不相同，则可判定它们分别含4、2、1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。注：判定染色体组的数目时只需参考其中任意一对等位基因的数量即可。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。染色体变异在实践中的应用(2017·河南洛阳三模，30)遗传学是一门探索生命起源和进化历程的学科，兴起于20世纪，发展异常迅速。请分析回答：(1)最早证明基因位于染色体上的科学家是(填“孟德尔”“萨顿”或“摩尔根”)，他发现了控制果蝇红白眼色的基因位于染色体上。(2)在遗传学研究中，经常要通过实验来确定某基因位于哪一条常染色体。对于植物核基因的定位常用到下列方法(三体和单体产生的配子均为可育配子，且后代均存活)，例如：①让常染色体隐性突变型和野生型三体(2号染色体多一条)品系杂交，子一代中的三体个体再与隐性亲本回交，如果在它们的子代中野生型和突变型之比是5∶1而不是，则说明该突变基因及其等位基因位于2号染色体上。②也可让常染色体隐性突变型和野生型单体(2号染色体缺少一条)品系杂交，如果子一代中野生型和突变型之比是而不是，则说明该突变基因及其等位基因位于2号染色体上。解析(1)摩尔根以果蝇为实验材料，运用假说—演绎法，将控制红眼与白眼的基因与X染色体联系起来，证明了基因位于染色体上。(2)设相关基因用A、a表示。①若突变基因在2号染色体上，常染色体隐性突变型(aa)和野生型三体(AAA)杂交获得的三体果蝇为AAa，AAa产生的配子类型及比例为A∶Aa∶AA∶a＝2∶2∶1∶1，故AAa与aa回交后代表现型及比例为野生型∶突变型＝5∶1。若突变基因不在2号染色体上，野生型三体果蝇基因型为AA，它与常染色体隐性突变型(aa)杂交获得的果蝇为Aa，Aa与aa回交后代表现型及比例为野生型∶突变型＝1∶1。②若突变基因在2号染色体上，常染色体隐性突变型(aa)和野生型单体(AO)杂交，子一代中野生型和突变型之比为Aa∶aO＝1∶1，若该突变基因不在2号染色体上，野生型单体果蝇基因型为AA，它与常染色体隐性突变型(aa)杂交，子一代全为野生型。答案(1)摩尔根X(2)①1∶1②1∶11∶0(全为野生型)考点二变异在育种中的应用1.单倍体育种和多倍体育种(1)图中A和C的操作是用秋水仙素处理，其作用原理是抑制纺锤体的形成。(2)图中B过程是花药离体培养。(3)单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限。2.杂交育种与诱变育种(1)杂交育种①原理：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。②过程：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→优良品种。(2)诱变育种①原理：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法。②过程：选择生物→诱发基因突变→选择理想类型→培育。3.基因工程(1)原理：基因重组，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。(2)操作的基本步骤：提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定。(3)基因操作的基本工具eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶,基因的“针线”：DNA连接酶,基因的“运输工具”：运载体，常用质粒、噬菌体、动植物病,毒等))(4)基因工程的应用①作物育种，如抗虫棉。②药物研制，如胰岛素等。③环境保护，如转基因细菌分解石油。育种方法图解图解中各字母表示的处理方法：A表示杂交，D表示自交，B表示花药离体培养，C表示秋水仙素处理，E表示诱变处理，F表示秋水仙素处理，G表示转基因技术，H表示脱分化，I表示再分化，J表示包裹人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。根据育种目标巧选育种类型1.(2016·临沂一模)现有①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚熟三个小麦品种，为满足栽培需求，欲培育三类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下列育种方法可行的是()A.利用①、③品种间杂交筛选获得aB.对品种③进行染色体加倍处理筛选获得bC.b的培育可采用杂交育种或诱变育种方法D.用转基因技术将外源抗旱基因导入③中获得c解析利用①、②品种间杂交，并让产生的后代自交，从子二代中筛选获得a，A错误；对品种③进行染色体加倍处理可获得多倍体，仍然是高产晚熟，不可能筛选获得b，B错误；由于在亲本①②③中没有早熟性状的个体，而新基因只能通过基因突变产生，因此b的培育只能采用诱变育种的方法，因为品种①②③中无早熟性状，故b的培育不能用杂交育种，C错误；可通过基因工程技术，将外源抗旱基因导入高产品种细胞内，经组织培养可获得c高产、抗旱品种，D正确。答案D2.(2017·湖南长沙一模)下列关于育种的说法正确的是()A.多倍体育种和单倍体育种的最终目的分别是得到多倍体和单倍体B.单倍体育种相对杂交育种的优势是更易获得隐性纯合子C.三倍体无子西瓜培育时使用的秋水仙素作用于细胞有丝分裂的过程D.自然状态下基因突变是不定向的，而诱变育种时基因突变是定向的解析多倍体育种得到的是多倍体，但是单倍体育种中得到的单倍体还需用秋水仙素处理使染色体加倍，A错误；单倍体育种相对于杂交育种的优势是明显缩短育种年限，B错误；秋水仙素作用于细胞有丝分裂前期，原理是抑制纺锤体形成，使染色体不能移向细胞两极从而使染色体数目加倍，C正确；自然状态下和诱变育种时基因突变都具有不定向性，D错误。答案C(1)杂交育种只能利用现有的基因进行重组，不能创造新基因。(2)基因突变是不定向的，诱变育种并不能定向改变生物性状。(3)转基因技术最大的优点是打破了生殖隔离，能定向改变生物性状。(4)秋水仙素可抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，还可作为化学诱变剂，诱发基因突变。(5)从育种材料和方法特点的角度确定育种方法，如图所示。育种方案的选择1.(2014·全国课标Ⅰ，32)现有两个纯合的某作物品种：抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏)品种。已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。回答下列问题。(1)在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种目的是获得具有优良性状的新品种。(2)杂交育种前，为了确定F2代的种植规模，需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是__________________________________________________________________________________。(3)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件，可用测交实验来进行检验，请简要写出该测交实验的过程。______________________________________________________________________________________________________。解析(1)杂交育种的目的是获得集多种优良性状于一身的纯合新品种，从题意知，抗病与矮秆(抗倒伏)为优良性状。(2)孟德尔遗传定律研究的是真核生物细胞核基因的遗传特点。两对基因分别位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。(3)先由纯合的抗病高秆和感病矮秆杂交得到抗病高秆的杂合子，再与感病矮秆(隐性纯合子)杂交，如果后代出现抗病高秆∶感病高秆∶抗病矮秆∶感病矮秆＝1∶1∶1∶1的性状分离比，则可说明这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。答案(1)抗病矮秆(2)高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上(3)将纯合抗病高秆与感病矮秆植株杂交，产生F1，让F1与感病矮秆杂交2.(2017·淮南一模，12)两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按照自由组合定律遗传，欲培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的育种方法是()A.人工诱变育种 B.基因工程育种C.单倍体育种 D.杂交育种解析人工诱变育种有很大的盲目性；基因工程育种难度比较大；单倍体育种操作复杂；杂交育种则只需双亲杂交后，F1自交，即可在F2中直接选育出所需的新品种(aabb)，育种周期短，且操作简便。选D。答案D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。考点三实验：低温诱导植物染色体数目的变化(5年5考)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(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95%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“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述中，正确的是()A.低温处理洋葱根尖后会引起成熟区细胞染色体数目的变化B.在观察低温处理的洋葱根尖装片时，通过观察一个细胞可以看到染色体的变化情况C.低温处理和利用秋水仙素处理材料的原理是相同的D.观察洋葱根尖装片时要先在低倍镜下找到所要观察的细胞，将所要观察的细胞移到视野的中央，调节视野的亮度，再转动粗准焦螺旋直至物像清晰解析洋葱根尖成熟区细胞不能进行有丝分裂，A错误；制成装片时细胞已经死亡，所以不能通过一个细胞观察染色体的变化情况，B错误；低温处理和利用秋水仙素处理都是通过抑制纺锤体的形成诱导细胞染色体加倍的，C正确；在高倍镜下观察时不能使用粗准焦螺旋，D错误。答案C2.(经典题)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其作用的叙述中不正确的是()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0.5～1h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，浸泡经固定的根尖解离根尖细胞，使细胞之间的联系变得疏松C蒸馏水浸泡解离后的根尖约10min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3～5min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，细胞死亡并且定型，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即为解离液，用于溶解细胞间的连接物质，使细胞分开，便于观察，B正确；蒸馏水的作用是漂洗根尖，去除解离液，便于染色，C正确；改良苯酚品红染液是一种碱性染料，能使染色体着色，D正确。答案A低温诱导染色体数目变化实验的5个问题(1)选材①选用的实验材料既要容易获得，又要便于观察。②常用的观察材料有蚕豆洋葱、大蒜等。(2)归纳实验中各种液体的作用①卡诺氏液：固定细胞形态。②体积分数为95%的酒精：冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。③解离液(质量分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精为1∶1混合)：使组织中的细胞相互分离。④清水：洗去解离液，防止解离过度影响染色。⑤改良苯酚品红染液：使染色体着色，便于观察染色体的形态、数目、行为。(3)根尖培养①培养不定根：要使材料湿润以利生根。②低温诱导：应设常温、低温4℃、0℃三种，以作对照，否则实验设计不严密。(4)制作装片：按观察有丝分裂装片制作过程进行。(5)观察：换用高倍镜观察材料，只能用细准焦螺旋进行调焦，切不可动粗准焦螺旋。易错·防范清零[易错清零]易错点1误认为单倍体只含一个染色体组或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“最快速”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错将四倍体AAaa(由Aa秋水仙素诱导后形成)产生的配子类型及比例算作1AA∶2Aa∶aa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错将“单倍体育种”等同于“花药离体培养”点拨单倍体育种的过程如下：由此可见单倍体育种主要包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选四个过程，不能简单认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。易错点6混淆三类“无子果实”点拨(1)无子西瓜—利用染色体变异原理，由四倍体(♀)×二倍体(♂)→三倍体，无子的原因是三倍体联会紊乱，不能产生正常配子。(2)无子番茄—利用生长素促进果实发育的原理，在未受粉的雌蕊柱头上，涂抹一定浓度的生长素培育而来，其无子的原因是“未受粉”。(3)无子香蕉—天然三倍体，无子的原因在于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。以上三类无子果实中，无子西瓜、无子香蕉，其遗传物质均已发生改变，为可遗传变异，而无子番茄则属不可遗传变异。易错点7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“三条相同”(如图1所示)；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(如图2所示)。[纠错小练]1.下图中字母代表正常细胞中所含有的基因，下列说法错误的是()A.①可以表示经过秋水仙素处理后四倍体西瓜体细胞的基因组成B.②可以表示果蝇体细胞的基因组成C.③可以表示21三体综合征患者体细胞的基因组成D.④可以表示雄性蜜蜂体细胞的基因组成解析秋水仙素可诱导细胞中染色体数目加倍，其上的基因应也“加倍”，不会出现一个“a”的情况。答案A2.如图是利用野生猕猴桃种子(aa，2n＝58)为材料培育无籽猕猴桃新品种(AAA)的过程，下列叙述错误的是()A.③和⑥都可用秋水仙素处理来实现B.若④是自交，则产生AAAA的概率为1/16C.AA植株和AAAA植株是不同的物种D.若⑤是杂交，产生的AAA植株的体细胞中染色体数目为87解析③和⑥都可用秋水仙素处理来完成染色体数目加倍，A正确；植株AAaa减数分裂产生的配子种类及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，所以AAaa自交产生AAAA的概率＝1/6×1/6＝1/36，B错误；二倍体AA与四倍体AAAA杂交产生的AAA为不育的三倍体，因此AA植株和AAAA植株是不同的物种，C正确；该生物一个染色体组含有染色体58÷2＝29(条)，所以三倍体植株体细胞中染色体为29×3＝87(条)，D正确。答案B3.如图所示的四个不同种生物体细胞的染色体组成，相关叙述不正确的是()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乙、丙C.21三体综合征患者原理与乙类似D.图甲～丁的基因型可依次对应：甲AAAaBBbb、乙AaBbCc、丙AaaBbb、丁ABCD解析第一个细胞若由受精卵发育而来，则该种生物为四倍体，若由配子发育而来，则该种生物为单倍体；第二个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；第三个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；第四个细胞只含有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。答案B4.(2017·河南郑州一检)无子西瓜的培育过程如图所示。根据图解，结合你所学过的生物学知识，下列叙述中正确的是()A.①过程要用秋水仙素处理，它的作用主要是抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成B.四倍体西瓜根细胞一定含有2个染色体组C.四倍体西瓜与二倍体西瓜不存在生殖隔离，它们属于同一物种D.由三倍体植株结成无子西瓜的过程，与中心体有密切的关系解析①过程中用秋水仙素处理，秋水仙素可抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍，A正确；由于秋水仙素只是处理了幼苗的地上部分，未作用于根，故四倍体西瓜的根细胞染色体未加倍，仍为2个染色体组，但根细胞在有丝分裂后期可含4个染色体组，B错误；四倍体西瓜和二倍体西瓜杂交形成的三倍体西瓜高度不育，说明二者之间存在生殖隔离，属于不同的物种，C错误；西瓜属于高等植物，不含中心体，D错误。答案A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A2.(2015·海南卷，21)关于基因突变和染色体结构变异的叙述，正确的是()A.基因突变都会导致染色体结构变异B.基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变C.基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变D.基因突变与染色体结构变异通常都能用光学显微镜观察解析基因突变只是基因中个别碱基对的替换、增添、缺失，导致基因结构的改变，A错误；基因突变中若发生碱基对的替换，因为密码子的简并性，可能不会改变氨基酸的种类，进而表现型也不会改变，B错误；基因突变是染色体的某个位点上基因的改变，这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的，而染色体结构变异是可以用显微镜直接观察到的，D错误。答案C3.(2019·高考预测)下列有关生物变异的叙述，正确的是()A.基因突变会导致遗传信息发生改变B.基因重组会导致配子的种类和数目增多C.染色体结构变异一定会导致基因的种类和排序改变D.非同源染色体之间的交叉互换会导致基因重组解析基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失和替换，会导致遗传信息发生改变，A正确；基因重组会导致配子种类增多，但配子数目不变，B错误；染色体结构变异并不一定会导致基因种类的改变，C错误；同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换属于基因重组，非同源染色体之间的交叉互换属于染色体结构变异，D错误。答案A4.(2019·高考预测)现有基因型为AAbb、aaBB两个高粱品种，两对基因独立遗传。请回答下列问题：(1)若培育基因型为AABB的优良品种，较为简单的方法是采用育种的方法。此育种方式应该在子代开始选择，然后使其连续，经过选择淘汰掉不合要求的植株，直至不出现为止。若想显著地缩短育种年限，请简要写出育种方案：_____________________________________________________________________________________________________________________。(2)研究发现高粱的茎秆中含有一定量的蔗糖，A基因存在时茎秆中可合成较多的蔗糖，可用茎秆榨取蔗糖；B基因存在时可催化蔗糖合成淀粉，可提高高粱籽粒的产量。现用基因型为AaBb和aaBb的两个植株杂交，子一代中适于榨取蔗糖的植株占，适于获取高粱籽粒的植株占。解析(1)杂交育种工作量较大，年限长，从第2代开始就应该进行选择，再进行连续自交并选择，直至不再出现性状分离为止；单倍体育种能明显缩短育种年限。(2)适于榨取蔗糖的植株的基因型为A_bb，适于获取高粱籽粒的植株的基因型为A_B_。AaBb×aaBb，产生A_bb的概率为1/2×1/4＝1/8，产生A_B_的概率为1/2×3/4＝3/8。答案(1)杂交2自交性状分离将基因型为AAbb的植株和基因型为aaBB的植株杂交，取F1的花粉进行离体培养获得单倍体幼苗，人工诱导使其染色体数目加倍后即可筛选出符合要求的品种(2)1/83/8eq\a\vs4\al(课后·分层训练)(时间：30分钟满分：100分)1.在细胞分裂过程中出现了图甲～丁4种变异，图甲中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是()A.图甲～丁都发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性B.图甲、乙、丁中的变异类型都可以用显微镜观察检验C.图甲、乙、丁中的变异只会出现在有丝分裂过程中D.图乙、丙中的变异只会出现在减数分裂过程中解析图甲属于倒位，图乙一对姐妹染色单体移向细胞同一极，属于染色体数目变异，图丙表示一对同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，属于基因重组，图丁表示两条非同源染色体之间发生交换，属于易位，A错误，图甲、乙、丁中的变化可出现在有丝分裂和减数分裂过程中，C、D错误，染色体变异，可用显微镜观察，B正确。答案B2.(2018·中原名校第一次质量考评，16)下列有关生物变异的说法错误的是()①基因重组发生在受精作用过程中②细胞中含有两个染色体组的个体称为二倍体③三倍体无子西瓜无法产生后代，这种变异属于不可遗传的变异④基因突变后，若碱基对增添或缺失则基因数也增加或减少A.一项 B.两项C.三项 D.四项解析基因重组是指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。可发生于减数第一次分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，或减数第一次分裂后期随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合。受精作用过程中不发生基因重组，①错误；由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体称为二倍体。若未经过受精作用，即直接由配子发育而来的个体，体细胞中无论含有多少个染色体组，均称为单倍体，②错误；三倍体无子西瓜形成过程中，细胞的遗传物质发生了改变，为可遗传的变异，③错误；基因突变的结果是形成等位基因，基因数目不变，④错误。答案D3.果蝇的体色中灰身对黑身为显性，由位于常染色体上的B、b基因控制，只含其中一个基因的个体无法发育。如图为果蝇培育和杂交实验的示意图。下列叙述错误的是()A.乙属于诱变育种得到的染色体变异个体B.筛选①可用光学显微镜，筛选②可不用C.F1中有eq\f(1,2)果蝇的细胞含有异常染色体D.F1中雌雄个体的体色理论上均为灰色解析甲、乙杂交后代F1中含有正常染色体的果蝇(BbXY)比例为eq\f(1,3)，则细胞中含有异常染色体的果蝇比例为1－eq\f(1,3)＝eq\f(2,3)，C错误。答案C4.(2018·河南八市第一次联考，19)实验发现，利用X射线等多种射线综合处理某植物的花蕊，细胞内出现了少量的染色体碎片，一段时间后该染色体碎片消失。上述过程中该植物最不可能发生()A.细胞内个别染色体数目增多B.染色体的易位或缺失C.遗传信息的改变D.子代生物性状的改变解析少量染色体碎片消失，可能是发生了染色体的易位，或者是碎片被降解了，则可能会导致染色体缺失，但不会引起染色体数目增多，A错误、B正确；可能发生了染色体结构变异，导致遗传信息的改变，子代生物性状发生改变，C、D正确。答案A5.(2018·河南省百校联盟第一次联考，17)下列关于单倍体，二倍体和多倍体的叙述中，正确的是()A.它们都是由受精卵发育而来B.单倍体细胞中的染色体组的数目为奇数C.多倍体可以由秋水仙素或低温诱导产生D.香蕉属于三倍体，不可育的原因是无法联会解析单倍体由配子发育而来，A错误；单倍体的染色体组数目可能是奇数也可能是偶数，B错误；通过秋水仙素处理或低温处理，抑制了纺锤体的形成，使后期染色体数目加倍，可得到多倍体，C正确；香蕉细胞中含三个染色体组，联会紊乱导致不育，D错误。答案C6.(2018·河南百校联盟二联，22)下列关于生物育种的叙述，错误的是()A.杂交育种是利用已有的基因进行重组，不会产生新的基因B.基因工程能实现基因在不同种生物间的转移，可培育出生物新品种C.将二倍体植株的花粉进行离体培养，得到的是能稳定遗传的植株D.二倍体西瓜与经秋水仙素处理后形成的四倍体西瓜，存在生殖隔离答案C7.甲、乙两果蝇品系有六对相对性状的差异，经多次品系间杂交实验发现，绝大多数杂交组合产生的F1表现与甲相同，表明乙品系上述6种性状均为隐性性状。但有一组杂交后代F1中出现了4显2隐的情况，若六对相对性状分别由六对等位基因控制，对此现象下列解释最合理的是()A.若六对等位基因位于非同源染色体上，乙果蝇发生染色体加倍B.若六对等位基因位于非同源染色体上，乙果蝇发生染色体片段易位C.若六对等位基因位于一对同源染色体上，甲果蝇发生染色体片段易位D.若六对等位基因位于一对同源染色体上，甲果蝇发生染色体片段缺失解析有六对相对性状差异的甲、乙两果蝇品系间经多次杂交实验发现，绝大多数杂交组合产生的F1表现与甲相同，说明甲品系上述6种性状均为显性性状，乙品系上述6种性状均为隐性性状。若六对相对性状分别由六对等位基因控制，且均位于非同源染色体上，乙果蝇无论是发生染色体加倍还是发生染色体片段易位，则在理论上甲乙两品系杂交后代F1都表现为6种显性性状，A、B错误；若六对等位基因位于一对同源染色体上，甲果蝇发生染色体片段易位，则在理论上甲乙两品系杂交后代F1都表现为6种显性性状，C错误；若六对等位基因位于一对同源染色体上，甲果蝇发生染色体片段缺失，且缺失片段上含有两个显性基因，则甲乙两品系杂交后代F1中就会出现4显2隐的情况。D正确。答案D8.(2017·湖南长沙一模)已知某DNA片段上有基因A、无效片段和基因B，其分布如图所示，现将某外来DNA片段(m)插入位点a或b，下列关于变异类型的说法正确的是()A.若m为无效片段且插入位点a，则发生了基因突变B.若m为无效片段且插入位点b，则发生了染色体变异C.若m为有效片段且插入位点a，则发生了基因重组D.若m为有效片段且插入位点b，则发生了染色体变异解析基因是有遗传效应的DNA片段，若m为无效片段则m不是基因，插入无效片段中的位点a，不会发生基因突变，A错误；若m为无效片段且插入位点b，则会造成基因B发生改变，该变异属于基因突变，B错误；若m为有效片段，则m具有遗传效应，插入位点a后，无效片段有了遗传效应，则发生了基因重组，C正确；若m为有效片段，插入位点b后，导致基因B失去原有的遗传效应，并且m也具有遗传效应，则发生了基因突变、基因重组，D错误。答案C9.(2017·山西太原模拟)如图是育种工作者的育种过程图解。下列相关叙述中正确的是()A.野生一粒小麦与山羊草能产生杂交后代，属于同一个物种的不同品种B.秋水仙素能促进染色体着丝点分裂，使染色体数目加倍C.野生二粒小麦为二倍体，能通过减数分裂产生可育配子D.此育种过程所遵循的原理是染色体数目变异解析野生一粒小麦与山羊草能产生杂交后代，但杂交后代不可育，说明两者存在生殖隔离，属于两个不同物种，A错误；秋水仙素能抑制纺锤体形成，但不影响染色体着丝点分裂，故能使染色体数目加倍，B错误；野生二粒小麦为四倍体，能通过减数分裂产生可育配子，C错误；此育种过程所遵循的原理是染色体数目变异，D正确。答案D10.(2017·河北省保定期中)已知性染色体组成为XO(体细胞内只含1条性染色体X)的果蝇，表现为雄性不育，用红眼雌果蝇(XAXA)与白眼雄果蝇(XaY)为亲本进行杂交，在F1群体中，发现一只白眼雄果蝇(记为“W”)。为探究W果蝇出现的原因，某学校研究性学习小组设计将W果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，再根据杂交结果，进行分析推理。下列有关实验结果和实验结论的叙述中，正确的是()A.若子代雌、雄果蝇的表现型都为白眼，则W的出现由环境改变引起B.若子代雌果蝇都是红眼、雄果蝇都是白眼，则W的出现由基因突变引起C.若无子代产生，则W的基因组成为XaOD.若无子代产生，则W的基因组成为XaY，由基因突变引起解析若W的出现是环境改变引起的，则其基因型为XAY，XAY(白眼)×XaXa→XAXa(红眼)、XaY(白眼)，A错误；若W的出现是基因突变引起的，则其基因型为XaY，XaY(白眼)×XaXa→XaXa(白眼)、XaY(白眼)，有子代产生，B、D错误；若W的基因型是XaO，则其不育，无子代产生，C正确。答案C11.果蝇是遗传学常用的材料，回答下列有关遗传学问题。(1)图1表示对雌果蝇眼型的遗传研究结果，由图分析，果蝇眼形由正常眼转变为棒眼是由于导致的，其中雄性棒眼果蝇的基因型为。(2)研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系XdBXb，其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因d，且该基因与棒眼基因B始终连在一起，如图2所示。在纯合(XdBXdB、XdBY)时能使胚胎致死。若棒眼雌果蝇(XdBXb)与野生正常眼雄果蝇(XbY)杂交，F1果蝇的表现型有三种，分别为棒眼雌果蝇、正常眼雄果蝇和，其中雄果蝇占。若F1雌雄果蝇随机交配，则产生的F2中Xb频率为。(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，缺失纯合子导致个体胚胎期死亡。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。请用杂交实验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？实验设计：选该白眼雌果蝇与多只红眼雄果蝇杂交，观察统计子代中雌雄果蝇数量之比。结果及结论：①若子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为_____________________________________，则为基因突变引起的。②若子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为_____________________________________，则是由于缺失造成的。解析(1)根据图1分析可知，XB基因的出现是由于X染色体上的某区段重复导致的，所以果蝇眼形由正常眼转变为棒眼是由于染色体结构变异中的重复导致的，其中雄性棒眼果蝇的基因型为XBY。(2)棒眼雌果蝇(XdBXb)与野生正常眼雄果蝇(XbY)杂交，子代表现型及比例为棒眼雌果蝇(XdBXb)∶正常眼雌果蝇(XbXb)∶死亡(XdBY)∶正常眼雄果蝇(XbY)＝1∶1∶1∶1，其中雄果蝇占eq\f(1,3)；若F1雌雄果蝇随机交配，即F1棒眼雌果蝇(XdBXb)∶正常眼雌果蝇(XbXb)＝1∶1，产生的雌配子为XdB∶Xb＝1∶3；F1正常眼雄果蝇(XbY)产生的雄配子为Xb∶Y＝1∶1，则产生的F2代基因型及比例是XdBXb∶XbXb∶XdBY∶XbY＝1∶3∶1∶3，其中XdBY个体死亡，存活个体的基因型及比例为XdBXb∶XbXb∶XbY＝1∶3∶3，F2代中Xb频率为(1＋3×2＋3×1)÷(1×2＋3×2＋3×1)＝eq\f(10,11)。(3)根据题意果蝇红白眼基因位于X染色体上，原本子代中的雌性都应该为XAXa，应该表现为红眼，如果缺失1条含XA基因的染色体后会表现为白眼，要验证是因为基因突变还是染色体变异引起的，可以用该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，如果杂交子代中红眼∶白眼＝1∶1(或雌果蝇∶雄果蝇＝1∶1)则是基因突变引起的；如果杂交子代中红眼∶白眼＝2∶1(或雌果蝇∶雄果蝇＝2∶1)，则是染色体缺失引起的。答案(1)染色体(结构)变异XBY(2)正常眼雌果蝇eq\f(1,3)eq\f(10,11)(3)①1∶1②2∶112.杂种优势泛指杂种品种即F1(杂合子)表现出的某些性状或综合性状优越于其亲本品种(纯系)的现象。现阶段，我国大面积推广种植的优质、高产玉米品种，均为杂合子。请回答：(1)玉米是单性花，雌雄同株的作物。在杂交过程中，玉米相对于豌豆可以简化环节，在开花前直接给花序处理即可。(2)在农业生产时，玉米杂交种(F1)的杂种优势明显，但是F2会出现杂种优势衰退现象。这可能是F1产生配子时发生了，使F2出现一定比例纯合子所致。(3)玉米的大粒杂种优势性状由一对等位基因(A1A2)控制，现将若干大粒玉米杂交种平分为甲、乙两组，相同条件下隔离种植，甲组自然状态授粉，乙组人工控制自交授粉。若所有的种子均正常发育，第3年种植时甲组和乙组杂种优势衰退率(小粒所占比例)分别为、。(4)玉米的大穗杂种优势性状由两对等位基因(B1B2C1C2)共同控制，两对等位基因都纯合时表现为衰退的小穗性状。若大穗杂交种(B1B2C1C2)自交