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【备考2023】生物高考二轮复习专题精讲和分层训练——专题20 染色体变异与生物育种
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这是一份【备考2023】生物高考二轮复习专题精讲和分层训练——专题20 染色体变异与生物育种，文件包含专题20染色体变异与生物育种学案解析版docx、专题20染色体变异与生物育种学案原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共74页， 欢迎下载使用。
专题20 染色体变异与生物育种
考点一、染色体变异
【要点速记】
1．染色体结构的变异
（1）类型及实例：
（2）结果：使排列在染色体上的基因的_______________发生改变，从而导致性状的变异。
2．染色体数目变异
（1）类型及实例：
类型
实例
___________的增减
21三体综合征
以_________形式成倍增减
三倍体无子西瓜
（2）染色体组（根据果蝇染色体组成图归纳）：
①组成：
图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为：___________________。
②组成特点：
a．形态上：细胞中的一组___________________，在形态和功能上各不相同。
b．功能上：控制生物_______________________的一组染色体。
c．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
概念
体细胞中含有本物种_____染色体数目的个体
体细胞中含有两个_________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
__________
受精卵
受精卵
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、果实和种子比较大③营养物质的含量有所增加
染色体组数
____
2
____
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
______________
秋水仙素处理___________
秋水仙素处理__________________
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
【重难点突破】
1．三种可遗传的变异的比较
（1）染色体结构变异与基因突变的判断：
（2）染色体易位与交叉互换的区别：
项目
染色体易位
交叉互换
图解
位置
发生于非同源染色体之间
发生于同源染色体非姐妹染色单体之间
原理
染色体结构变异
基因重组
观察
可在光学显微镜下观察到
在光学显微镜下观察不到
2．细胞中的染色体组数目的判定
（1）依据染色体的形态判断：
细胞内同一形态的染色体共有几条→该细胞中就有几个染色体组，如图中形态相同的染色体（1号或2号）共有4条，故此细胞有4个染色体组。
（2）依据个体的基因型判断：
控制同一性状的基因（读音相同的大、小写字母）出现几次→该细胞中就有几个染色体组，如基因型为AAabbb的个体，控制同一性状的基因有3个，故此细胞有3个染色体组。
（3）依据染色体数目和染色体形态数判断：
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。
3．单倍体、二倍体与多倍体
（1）单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组：因为大部分的生物是二倍体，由二倍体花药离体培养形成的单倍体的体细胞中只含有一个染色体组，但是多倍体的配子发育成的单倍体体细胞中含有不止一个染色体组。
（2）单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同：两种育种方式都出现了染色体加倍情况。单倍体育种的操作对象是单倍体幼苗，通过植物组织培养，得到的植株是纯合子；多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。
（3）单倍体并非都不育：二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。
4．三体和三倍体的辨析
三体
三倍体
定义
二倍体生物体细胞核中的一对同源染色体多出一条染色体，称为“三体”
由受精卵发育而来，含有3个染色体组的个体
图示及举例
变异类型
染色体数目变异
形成原因
减数分裂时同源染色体不联会或不分离产生的不正常的配子n+1和正常的配子n受精形成
自然三倍体，大多是减数分裂不正常，由未经减数分裂的配子与正常配子结合而成；人工获得的三倍体一般是由二倍体与四倍体杂交而来的
育性
在减数第一次分裂后期，配对的2条同源染色体各移向两极，而另外的一条染色体随机分配，产生2种不同的配子即正常n与不正常的n＋1，比例为1∶1，与正常配子结合后发育的后代中有正常个体，也有三体个体
三倍体由于染色体组为奇数，联会紊乱很难正常分裂产生有生殖功能的配子
5．三种可遗传变异的辨析
（1）关于“互换”的问题：
①同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；②非同源染色体之间的部分互换，属于染色体结构变异中的易位。区分交叉互换与易位的关键是观察两条染色体是不是同源染色体。
（2）关于“缺失”的问题：
①基因中碱基对的缺失，导致基因结构的改变为基因突变；②染色体基因的缺失，导致基因数目的改变为染色体结构变异；③完整染色体的缺失，导致染色体数目的改变为染色体数目变异。区分三者的关键是观察染色体、基因的数目是不是改变。
（3）关于变异的水平问题：
①基因突变、基因重组属于分子水平的变异，在光学显微镜下观察不到；②染色体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。区分染色体变异和基因突变、基因重组的关键是光学显微镜下观察到改变。
（4）关于变异的“质”和“量”问题：
①基因突变改变基因的质（结构），不改变基因的量（数目）；②基因重组不改变基因的质（结构），一般不改变基因的量（数目），转基因技术会改变基因的量（数目）；染色体变异不改变基因的质（结构），会改变基因的量（数目）或基因的位置（排列顺序）。
考点二、低温诱导植物染色体数目的变化
【要点速记】
1．实验原理、步骤与现象
【重难点突破】
1．低温诱导植物染色体数目变化的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过的根尖
洗去卡诺氏液
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经过固定的根尖
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
蒸馏水
浸泡解离后的根尖细胞约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
2．低温诱导植物染色体数目的变化与观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验的比较
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左右不定根时放入冰箱低温室（4 ℃）诱导培养36 h
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
3．关注实验中的两个易误点
（1）选材：
①选用的实验材料为无色或白色便于观察。
②常用的观察材料有洋葱、大蒜等。
③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）观察：
①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。
②显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。
考点三、生物变异在育种上的应用
【要点速记】
1．育种的类型、原理及优缺点比较
类型
原理
常用方法
优点
缺点
实例
杂交育种
基因重组
_____
操作简单，目标性强
育种年限长
矮秆抗病小麦
诱变育种
__________
辐射诱变、激光诱变等
提高突变率，加速育种进程
有利变异少，需大量处理实验材料
青霉素高产菌株
多倍体育种
_____________
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
操作简单，且能在较短的时间内获得所需品种
所得品种发育迟缓，结实率低；在动物中无法开展
无子西瓜、八倍体小黑麦
单倍体育种
染色体变异
花药离体培养后，再用秋水仙素处理
__________________
技术复杂，需要与杂交育种配合
“京花1号”小麦
基因工程育种
__________
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
2．基因工程及其应用
（1）基因工程的概念：
别称
_________技术或DNA重组技术
操作环境
生物体体外
操作对象
________
操作水平
_____水平
基本过程
剪切→拼接→_____→鉴定
意义
_____改造生物的遗传性状
（2）基因工程的基本工具：
①基因的“剪刀”与“针线”（如图）：
a：基因的“剪刀”：指_________________。作用特点是一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割________。
b：基因的“针线”：指__________。连接脱氧核糖与磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口。
②基因的“运输工具”：运载体，常用_____、噬菌体、动植物病毒等。
（3）基因工程的基本步骤。
提取_________→目的基因与_______结合→将目的基因导入_________→目的
基因的___________。
【重难点突破】
1．生物育种程序图分析
（1）图解中各字母表示的处理方法：
A：杂交，D：自交，B：花药离体培养，C：秋水仙素（低温）处理，E：诱变处理，F：秋水
仙素（低温）处理，G：DNA重组技术，H：脱分化，I：再分化，J：包裹人工种皮。
（2）识别图中育种方法：
2．单倍体育种与杂交育种的关系
3．几种育种方式的注意事项
（1）单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同。单倍体育种的操作对象是单倍体幼苗，多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。
（2）诱变育种：多用于植物和微生物，一般不用于动物的育种。
（3）杂交育种：不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选，直至性状不再发生分离为止；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状个体即可。
多倍体育种和单倍体育种的辨析
（1）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，不能简单地认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。
（2）三倍体无子西瓜培育过程中两次传粉的目的不同：
①第一次传粉：杂交获得三倍体种子；
②第二次传粉：刺激子房发育成果实。
（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。
要点速记答案
考点一、1．（1）猫叫综合征 重复 易位 （2）数目或排列顺序 2．（1）个别染色体 染色体组 （2）Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y 非同源染色体 生长、发育、遗传和变异 （3）配子 染色体组 配子 ≧1 ≧3 花药离体培养 单倍体幼苗 萌发的种子或幼苗
考点二、1．纺锤体 卡诺氏液 95%的酒精 漂洗 染色 染色体数目
考点三、1．杂交 基因突变 染色体变异 明显缩短育种年限 基因重组 2．基因拼接 DNA分子 分子 导入 定向 （2）限制性核酸内切酶 DNA分子 DNA连接酶 质粒 （3）目的基因 运载体 受体细胞 检测与鉴定
专题20 染色体变异与生物育种（基础）
一、单选题
1．利用辐射的方法诱发家蚕带卵色基因的片段易位到性染色体上，使得未孵化时就能区分雌雄蚕。该育种方法属于（ ）
A．单倍体育种 B．诱变育种 C．多倍体育种 D．转基因育种
【答案】B
【解析】单倍体育种的原理是染色体数目变异，A不符合题意；诱变育种的原理是基因突变或染色体结构变异，B符合题意；多倍体育种的原理是染色体数目变异，C不符合题意；转基因育种的原理是基因重组，D不符合题意。
2．秋水仙素在诱导多倍体形成中的作用是（ ）
A．促进细胞融合，使染色体加倍 B．抑制纺锤体的形成，使染色体加倍
C．促进染色单体分开，使染色体加倍 D．诱导染色体进行多次复制，使染色体加倍
【答案】B
【解析】秋水仙素诱导多倍体形成的原因是抑制细胞有丝分裂前期的纺锤体的形成，从而使细胞染色体数目加倍，B正确。
3．下列关于染色体组的叙述，错误的是（ ）
A．含有一个染色体组的生物肯定为单倍体
B．一个染色体组可含有本物种一套或二套遗传信息
C．一个染色体组中既含有常染色体也含有性染色体
D．一个染色体组中每条染色体的DNA的碱基序列不同
【答案】C
【解析】体细胞中只含有一个染色体组的生物，只能由配子发育而来，则一定为单倍体，A正确；一个染色体组携带着生物生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息，B正确；不是所有生物都有性别之分，没有性别之分的生物，其染色体组中的染色体没有常染色体和性染色体之分，有性别之分的生物，其染色体组中的染色体也不一定既含有常染色也含有性染色体，如蜜蜂，C错误；一个染色体组中的所有染色体，在形态和功能上各不相同，因此染色体的DNA的碱基序列不同，D正确。
4．下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是（ ）
①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻
②我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉
③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒
④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛
A．① B．①② C．①②③ D．②③④
【答案】B
【解析】袁隆平院士培育的杂交水稻是利用了不同水稻的基因不同，通过有性生殖过程进行自然的随机的基因重组，然后通过人工选择培育形成的新品种，属于杂交育种，其原理是基因重组，①正确；采用基因工程技术将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内培育出抗虫棉的原理是基因重组，②正确；太空椒是诱变育种的成果，原理是基因突变，③错误；我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛属于无性繁殖技术，其原理是动物细胞核具有全能性，④错误。因此，B项正确，A、C、D项错误。
5．若图甲中①和②为一对同源染色体，③和④为另一对同源染色体，图中字母表示基因，“。”表示着丝点，则图乙～图戊中染色体结构变异的类型依次是（ ）
A．缺失、重复、倒位、易位 B．缺失、重复、易位、倒位
C．重复、缺失、倒位、易位 D．重复、缺失、易位、倒位
【答案】A
【解析】分析题图可知，乙表示染色体缺失D片段；丙是同一条染色体上D片段发生重复；丁表示属于染色体B、C片段的倒位；戊图中一条染色体的片段移接到另一条非同源染色体上，属于易位，故选A。
6．下列实践活动包含基因工程技术的是（ ）
A．水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种
B．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦
C．将含抗病基因的重组 DNA 导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株
D．用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆
【答案】C
【解析】A 项属于单倍体育种，原理是染色体变异；B 项属于杂交育种，原理是基因重组；C 项属于基因工程，原理是基因重组；D 项属于诱变育种，原理是基因突变。
7．下列关于变异和育种的叙述错误的是（ ）
A．果蝇棒眼性状的出现是X 染色体片段重复导致的
B．单倍体育种过程中发生的变异类型有染色体数目的变异
C．进行有性生殖的高等生物，发生基因重组和基因突变的概率都比较大
D．同源染色体片段互换可导致非等位基因重新组合，进而实现基因重组
【答案】C
【解析】果蝇棒眼性状的出现是X 染色体中某一片段重复造成的，A正确；单倍体育种过程中涉及基因重组和染色体数目变异，B正确；进行有性生殖的高等生物，基因突变的概率比较小，但是发生基因重组的概率是比较高的，C错误；同源染色体的交叉互换可导致同源染色体上的非等位基因重新组合，进而实现基因重组，D正确。
8．对于杂交育种和单倍体育种，有关说法错误的是（ ）
A．两种育种方法均涉及基因重组的原理
B．两种育种方法均能实现将多个优良性状组合在一起
C．单倍体育种过程涉及组织培养技术，体现了细胞的全能性
D．单倍体育种过程中通常由秋水仙素处理花药诱导染色体加倍的过程
【答案】D
【解析】两种育种方法均涉及F1减数分裂形成配子，均涉及基因重组的原理，A不符合题意；两种育种方法均涉及不同优良性状亲本的杂交，均能实现将多个优良性状组合在一起，B不符合题意；单倍体育种过程涉及将花粉培养形成单倍体幼苗的过程，该过程需要应用植物组织培养技术，体现了细胞的全能性，C不符合题意；单倍体育种过程中通常由秋水仙素处理花药培养形成的单倍体幼苗，诱导染色体加倍，D符合题意。
9．如图所示，将二倍体植株①和②杂交得到③，再将③作进一步处理。对此分析错误的是（ ）
A．由⑤得到⑥的育种原理是基因重组
B．图中秋水仙素的作用是使染色体数目加倍
C．若③的基因型是AaBbdd，则⑨的基因型可能是aBd
D．③→④的过程中，所产生的变异都有利于生产
【答案】D
【解析】⑤到⑥属于杂交育种，依据的原理是基因重组；图中秋水仙素的作用是使染色体数目加倍形成多倍体植株；基因型为AaBbdd的植株可以产生基因型为aBd的配子；③至④依据的原理是基因突变，基因突变具有不定向性、多害少利性，产生的变异不一定有利于生产。
10．下列关于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是（ ）
A．原理：低温可诱导着丝点分裂，使染色体数目加倍
B．解离：用卡诺氏液浸泡根尖1h，使组织细胞分离开
C．染色：可用甲基绿或健那绿代替改良苯酚品红染液
D．观察：镜检发现视野中少数细胞染色体数目增加
【答案】D
【解析】低温诱导可以抑制纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍，故A错误；卡诺氏液的作用是固定染色体形态，解离时应用解离液，故B错误；健那绿是对线粒体进行染色的染料，故C错误；由于分裂间期时间长，故大部分细胞处于分裂间期，看不到染色体，故D正确。
11．玉米（2n＝20）花药离体培养的单倍体幼苗，经秋水仙素处理后形成二倍体植株。下图是该诱导过程某时段细胞中核DNA含量变化示意图，相关叙述错误的是（ ）
A．c-d过程中细胞内发生了染色体数目加倍
B．a-b过程中细胞不会发生基因重组
C．e点后细胞内各染色体组的基因组成相同
D．f-g过程中同源染色体分离，细胞内染色体数目减半
【答案】D
【解析】由于经过了秋水仙素的处理，抑制了纺锤体的形成，但是不影响着丝点分裂，所以c-d细胞中发生了染色体数目的加倍，A正确；基因重组发生在减数分裂过程中，而a-b进行的是有丝分裂，B正确；e点后的细胞为纯合体，各染色体组的基因组成完全相同，C正确；f-g细胞进行的有丝分裂，而同源染色体分离发生在减数分裂过程中，D错误。
12．如图表示某变异类型示意图，下列相关叙述错误的是（ ）
A．该变异类型属于易位 B．该变异产生了新的基因
C．在该变异过程中有染色体断裂发生 D．通常情况下，该变异对生物体是不利的
【答案】B
【解析】图示变异发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异中的易位，该过程中有染色体断裂发生，A、C正确；据图可知，该变异只是发生了非同源染色体之间基因的交换，并未产生新基因，B错误；该变异对生物体通常是不利的，如惯性粒白血病，D正确。
13．下列有关变异与育种的叙述，正确的是（ ）
A．无籽西瓜和无籽番茄无法产生种子，都属于不可遗传变异
B．DNA中碱基对的增添、缺失和替换不一定都是基因突变
C．多倍体植株染色体组数加倍，产生配子数加倍，有利于育种
D．二倍体植株的花药经植物组织培养后得到稳定遗传的植株
【答案】B
【解析】无籽西瓜属于三倍体，无子番茄是生长素类似物作用后促进子房发育，属于二倍体，因此无籽西瓜属于可遗传变异，A错误；DNA中碱基对的增添、缺失和替换若没有发生在基因内部导致基因结构的改变，则没有造成基因突变，B正确；多倍体植物有一些情况不育，例如三倍体联会紊乱，导致不育，C错误；二倍体植株的花药经植物组织培养后得到的是只含一个染色体组的单倍体植株，不能稳定遗传，D错误。
14．下列有关可遗传变异的叙述，正确的是（ ）
A．三倍体无子西瓜高度不育，但其无子性状也可以遗传
B．杂交育种可培育出新品种是因为基因重组产生了新性状
C．单倍体植株的体细胞中不存在同源染色体，其植株比正常植株弱小
D．基因突变是不定向的，A基因既可突变成a基因，也可突变成b基因
【答案】A
【解析】三倍体无子西瓜高度不育，不能产生正常的配子，即高度不育，但其无子性状可遗传，如通过植物组织培养技术，A正确；杂交育种的原理是基因重组，可以产生新的基因型，杂交育种是原有性状的重新组合，没有产生新性状，C错误；单倍体的体细胞中可能存在同源染色体，如四倍体的单倍体细胞，C错误；基因突变具有不定向性，A基因只能突变为其等位基因，D错误。
15．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。如图表示两种培育雄株的技术路线，其中诱导染色体加倍时使用了秋水仙素。不考虑花粉壁细胞，下列有关叙述错误的是（ ）
A．培育雄株甲的过程中会出现非同源染色体自由组合现象
B．诱导幼苗乙和丙染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成
C．植株乙产生的配子中所含性染色体与和植株丙的是不同的
D．培育出植株乙和植株丙所采用的育种方法是单倍体育种
【答案】A
【解析】培育雄株甲的过程中未涉及减数分裂，因此不会出现非同源染色体自由组合现象，A错误；诱导幼苗乙和丙染色体加倍时使用了秋水仙素，而秋水仙素作用的原理是抑制纺锤体的形成，B正确；花粉是经过减数分裂产生的，其配子含有X染色体或Y染色体，经过花药离体培养，得到单倍体，再经过秋水仙素处理后得到的植株乙与丙的基因型分别为XX和YY（对应关系可对调），因此植株乙产生的配子中所含性染色体与和植株丙的是不同的，C正确；培育出植株乙和植株丙时用到了花药离体培养和秋水仙素处理，因此所采用的育种方法是单倍体育种，D正确。
16．有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是（ ）
A．染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异
B．非同源染色体自由组合，导致基因重组
C．染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变
D．非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异
【答案】B
【解析】有丝分裂和减数分裂都可以发生染色体不分离或不能移向两极，从而导致染色体数目变异，A错误；非同源染色体自由组合，导致基因重组只能发生在减数分裂过程中，B正确；有丝分裂和减数分裂的间期都发生染色体复制，受诱变因素影响，可导致基因突变，C错误；非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异可发生在有丝分裂和减数分裂过程中，D错误。
17．育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等，下面对这五种育种方法的叙述，正确的是（ ）
A．涉及的原理有：基因突变、基因重组、染色体变异
B．都不可能产生定向的可遗传变异
C．都不能通过产生新基因从而产生新性状
D．都在细胞水平上进行操作
【答案】A
【解析】诱变育种涉及的原理是基因突变，杂交育种和基因工程育种涉及的原理是基因重组，单倍体育种和多倍体育种涉及的原理是染色体变异，A正确；基因工程产生的变异是定向的，B错误；基因突变可以产生新的基因，C错误；基因工程是在基因即分子水平上操作，D错误。
18．2019年，我国杂交水稻育种专家“世界杂交水稻之父”袁隆平院士被授予共和国勋章，下列有关杂交育种的叙述，不正确的是（ ）
A．杂交育种的原理是基因重组，可以集合两个或多个亲本的优良特性
B．杂交育种的目的可能是获得纯种，也可能是获得杂合子以利用杂种优势
C．与诱变育种相比，杂交育种的一般过程简单，操作不繁琐，育种时间较短
D．若育种目标是为了获得隐性纯合子，则在育种时长上可能与单倍体育种相差不大
【答案】C
【解析】杂交育种的原理是基因重组，可以将两个或多个不同品种的优良性状组合在一起，A正确；杂交育种的目的可能是获得纯种，也可能是获得杂合子以利用杂种优势，B正确；与诱变育种相比，杂交育种一般过程操作繁琐，育种时间较长，C错误；隐性纯合子在性状表现时就已经可以确定是纯合子，如果只由一对等位基因控制的情况下，杂交育种用时与单倍体育种基本相同，D正确。
19．下列叙述正确的是（ ）
A．单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体
B．染色体缺失有利于隐性基因的表达，可提高个体的生存能力
C．猫叫综合征是人的5号染色体增加某一片段引起的
D．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化
【答案】D
【解析】单倍体生物的体细胞中可能有同源染色体，例如四倍体生物的单倍体的体细胞中就有同源染色体，A错误；染色体缺失属于染色体结构变异，对生物体不利，B错误；猫叫综合征是人的5号染色体缺失某一片段所致，C错误；染色体片段的倒位和易位都会导致基因排列顺序的变化，D正确。
20．下图甲为某动物的一个细胞中两条染色体及其上的基因分布图，图乙为其子细胞的染色体和基因分布图。下列有关叙述错误的是（ ）
A．图甲中的两条染色体完全一样，是由一条染色体经复制形成的
B．图乙所示细胞中发生的变异可发生在有丝分裂和减数分裂过程中
C．从图中可以看出，基因在染色体上呈线性排列
D．图乙所示的变异在光学显微镜下是可以被观察到的
【答案】A
【解析】图甲中的两条染色体完全一样，可能是由一条染色体经复制形成的，也可能是同源染色体上的基因恰好相同，A错误；图乙所示细胞中发生的变异属于染色体结构的变异，有丝分裂和减数分裂过程均可能发生，B正确；从图中可以看出，不同的基因在染色体上呈线性排列，C正确；图乙所示的变异属于染色体结构的变异，在光学显微镜下是可以被观察到的，D正确。
21．某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按下图所示的程序进行实验。
请根据图中所示实验，分析下列哪一项叙述是错误的（ ）
A．在花粉形成过程中发生了等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合
B．花粉通过组织培养形成的植株A为单倍体，其特点之一是高度不育
C．秋水仙素的作用是：在细胞分裂时抑制纺锤体的形成，使细胞内的染色体数目加倍
D．在花粉形成过程中一定会发生基因突变，从而导致生物性状的改变
【答案】D
【解析】花粉是减数分裂形成的，在减数第一次分裂后期发生了等位基因的分离，非同源染色体上非等位基因的自由组合，A项正确；植株A是二倍体植株形成的单倍体，只含有一个染色体组，高度不育，B项正确；秋水仙素的作用是在细胞分裂时抑制纺锤体的形成，使细胞内的染色体数目加倍，C项正确；花粉是减数分裂形成的，在减数第一次分裂前的间期不一定会发生基因突变，生物性状的也不一定发生改变，D项错误。
22．下列关于三倍体无子西瓜及其培育过程的叙述，正确的是（ ）
A．三倍体西瓜是不同于二倍体西瓜和四倍体西瓜的新物种
B．培育过程中两次用到二倍体植株的花粉，花粉所发挥的作用基本相同
C．四倍体植株上结的西瓜比原种二倍体西瓜的数量多、个头大、甜度高
D．二倍体西瓜的精子能与四倍体西瓜的卵细胞相互识别并结合形成受精卵
【答案】D
【解析】三倍体西瓜在自然状态下不能产生可育后代，不属于一个新物种，A错误；三倍体无子西瓜培育过程中第一次用二倍体植株的花粉是为了获得含三个染色体组的受精卵，第二次是为了刺激三倍体西瓜的子房发育成果实，B错误；四倍体植株上结的西瓜比原种二倍体西瓜的个头大、甜度高，结瓜的数量不一定多，C错误；三倍体西瓜是二倍体西瓜的精子与四倍体西瓜的卵细胞相互识别并结合形成受精卵，最终形成的种子发育而成的，D正确。
二、综合题
23．番茄含有丰富的胡萝卜素、维生素以及钙、钾、铁、锌、铜、碘等多种元素，含有的“番茄素”有抑制细菌的作用，含有的苹果酸、柠檬酸有帮助消化的功能，被称为神奇的菜中之果。番茄是二倍体（染色体数2N＝24）。请分析回答下列问题：
（1）已知番茄的红果（A）对黄果（a）为显性，果实二室（B）对多室（b）为显性，则番茄这两对独立遗传的性状最多有__________种基因型，若F1代中红果、二室植株所占比例为3/8，则其杂交亲本的基因型组合为______________。
（2）低温处理番茄正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株，推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是__________________________，四倍体番茄与二倍体番茄杂交后代体细胞中的染色体数为______________。
（3）用某杂合二倍体番茄的花粉培育成的单倍体植株，有一部分单倍体在培养过程中能自然加倍成为二倍体植株。用该杂合二倍体番茄的叶肉细胞也能培育成二倍体植株，鉴别上述自然加倍植株与叶肉细胞植株的简便方法是________________________。
【答案】（1）9 AaBb×aaBb、AaBb×Aabb
（2）低温抑制纺锤体形成 36
（3）将植株分别自交，子代性状表现一致的是自然加倍植株，子代性状分离的是叶肉细胞植株
【解析】（1）在番茄果色和果室这两对性状中，控制各自性状的基因型各有3种（AA、Aa和aa，及BB、Bb和bb），由于控制这两对性状的基因是独立遗传的，基因间可自由组合，所以番茄的基因型共有3×3＝9种。F1中红果、二室植株占3/8，即P（A_B_）＝3/8，根据两对基因自由组合，可分解成3/4×1/2或1/2×3/4，所以亲本的基因型可能是AaBb×aaBb，或AaBb×Aabb。
（2）低温可以抑制纺锤体的形成，使细胞内的染色体经过复制但不发生分离，从而使染色体数目加倍。若四倍体番茄（细胞内的染色体是二倍体番茄的2倍，有24×2＝48条染色体）与二倍体番茄杂交可得到三倍体个体，由于前者产生的生殖细胞中有24条染色体，后者产生的生殖细胞中有12条染色体，因此两者受精发育而成的后代体细胞中有36条染色体。
（3）用某杂合二倍体番茄（Aa）的花粉培育成的单倍体植株（A和a），因染色体自然加倍而成为二倍体植株都是纯合植株（AA和aa），其自交产生的后代都不出现性状分离；由杂合二倍体番茄的叶肉细胞培育成二倍体植株仍然是杂合植株（Aa），其自交后代会发生性状分离。所以要鉴定到底是单倍体因加倍形成的二倍体，还是杂合细胞培育而成的二倍体，只需让其各自自交，观察它们的后代是否出现性状分离即可。子代性状表现一致的是自然加倍植株，子代出现性状分离的是叶肉细胞植株。
24．现有一个高秆抗病的小麦品种自交后，后代出现4种表现型。已知控制秆的高低和抗病与否的基因（分别用A、a，B、b表示）位于两对同源染色体上。现对该品种用不同剂量的γ射线进行照射，期待获得矮秆抗病的新品种小麦，请分析并回答以下问题：
（1）高秆为_______（填“显性”或“隐性”）性状。本实验用到的育种方法是____________。利用该方法___________（填“一定”或“不一定”）能获得矮秆抗病类型。
（2）如果用γ射线照射后得到一株矮秆抗病的新品种小麦，导致该新品种小麦出现的原因可能是高秆基因发生了突变或高秆基因缺失。
①该新品种小麦由高杆基因缺失引起的变异属于____________。
②如果该新品种小麦（第一代）是由基因突变引起的，则通过杂交育种能获得稳定遗传的矮秆抗病小麦，该方法的原理是_________________。
【答案】（1）显性 诱变育种 不一定
（2）染色体（结构）变异 基因重组
【解析】（1）根据以上分析已知，高杆对矮杆为显性性状。本实验利用不同剂量的γ射线进行照射，属于诱变育种；诱变育种的原理是基因突变，基因突变具有不定向性，矮杆抗病个体基因型为aaBB或aaBb，故利用该方法不一定能获得矮秆抗病类型纯合子。
（2）①该新品种小麦由高杆基因缺失引起的，则基因的数量减少了，因此该变异属于染色体变异中的缺失。
②如果该新品种小麦（第一代）是由基因突变引起的，可以通过杂交育种方法获得稳定遗传的矮秆抗病小麦，其中杂交育种的原理是基因重组。
25．现有两个小麦品种，一个纯种小麦性状是高杆（D），抗锈病（T）；另一个纯种小麦的性状是矮杆（d），易染锈病（t）。两对基因独立遗传。育种专家提出了如下图所示的Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。问：
（1）方法Ⅰ与方法Ⅱ相比，前者的优势在于_____________________。
（2）图中①和④基因组成分别为____________ 和 _____________。
（3）（三）过程采用的方法称为___________；（四）过程最常用的化学药剂是____________；（五）过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占____________。
【答案】（1）明显缩短育种年限
（2）DT ddTT
（3）花药离体培养 秋水仙素 1/3
【解析】（1）方法Ⅰ是单倍体育种，方法Ⅱ是杂交育种，前者明显缩短了育种年限。
（2）①加倍后形成DDTT，所以①为DT，可知②为dT，所以④为ddTT。
（3）（三）过程形成单倍体植株，是花药离体培养过程，（四）过程用秋水仙素处理，使染色体数目加倍。（五）过程产生的抗倒伏抗锈病植株（ddT_）中纯合子（ddTT）占1/3。
专题20 染色体变异与生物育种（提高）
一、单选题
1．关于植物染色体变异的叙述，正确的是（ ）
A．染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加
B．染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生
C．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化
D．染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化
【答案】C
【解析】染色体组整倍性变化会使排列在染色体上的基因的数目成倍减少或增加，不会改变基因的种类，A错误；染色体组非整倍性变化不会改变基因的种类，但排列在染色体上的基因的数目会减少或增加，因此不会产生新的基因，B错误；染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化，C正确；染色体片段的缺失，引起片段上的基因随之丢失，导致基因的数目减少。染色体片段重复，引起片段上的基因随之增加，导致基因的数目增加。这两种情况下，基因的种类均不会改变，D错误。
2．将二倍体西瓜的花芽进行离体培养成幼苗后，用秋水仙素处理其茎尖得到的西瓜植株。下列说法错误的是（ ）
A．得到的植株理论上已是一个新物种
B．得到的植株不一定是纯合体
C．所结的果实较普通西瓜含糖量更高
D．体细胞中染色体组数目有二种可能性
【答案】D
【解析】四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交获得三倍体，三倍体西瓜不育，所以四倍体西瓜理论上已是一个新物种，A正确；得到的植株细胞中染色体数目加倍，可能含有等位基因，不一定是纯合体，B正确；四倍体植株所结的西瓜，较普通西瓜含糖量更高，C正确；体细胞中染色体组数目有三种可能性，即含有2个、4个和8个染色体组，D错误。
3．aabb与AABB的水稻作为亲本培育基因型为AAbb的新品种，有关叙述不正确的是（ ）
A．利用F1的花药进行离体培养可获得该新品种
B．操作最简便的是杂交育种，能明显缩短育种年限的是单倍体育种
C．诱变育种不能定向获得该新品种
D．若通过多倍体育种获得AAAAbbbb个体，和该新品种存在生殖隔离
【答案】A
【解析】利用F1的花药进行离体培养获得的是单倍体，还需要用秋水仙素处理幼苗，并筛选出新品种，A错误；杂交育种在子二代中直接选种，是最简捷的方法；单倍体育种得到的都是纯合体，能明显缩短育种年限，B正确；由于基因突变是不定向的，所以诱变育种不能定向获得该新品种，C正确；通过多倍体育种获得的AAAAbbbb个体与AAbb的新品种是两个不同的物种，所以它们之间存在生殖隔离，D正确。
4．图甲和图乙与生物变异有关，以下说法正确的是（ ）
A．图甲会使细胞中的基因数目增多
B．图甲会使细胞中染色体组数量增加
C．图乙会使细胞中非等位基因重新组合
D．图乙会使细胞核基因的碱基发生改变
【答案】C
【解析】据上分析可知，图甲表示染色体结构变异中的易位，不会使细胞中的基因数目和染色体组数增多，AB错误；图乙表示同源染色体中的非姐妹染色单体交叉互换，会使细胞中同源染色体的非等位基因重新组合，但细胞核基因的碱基不会发生改变，C正确，D错误。
5．小麦的穿梭育种是将一个地区的品种与其他地区的品种进行杂交，然后通过在两个地区间不断地反复交替穿梭种植、选择、鉴定，最终选育出多种优良性状的小麦新品种。下列关于小麦穿梭育种的叙述，错误的是（ ）
A．穿梭育种使小麦的染色体发生了定向变异
B．穿梭育种培育的新品种可适应两个地区的环境条件
C．穿梭育种充分地利用了小麦的基因多样性
D．自然选择方向不同使各地区的小麦基因库存在差异
【答案】A
【解析】穿梭育种是将一个地区的品种与国内国际其他地区的品种进行杂交，然后将小麦在两个地区反复交替种植，然后进行选择和鉴定，最终选育出小麦新品种。利用的育种原理是基因重组，再者变异是不定向的，A错误；根据题干信息“然后通过在两个地区间不断地反复交替穿梭种植、选择、鉴定，最终选育出多种抗病高产的小麦新品种”可知，穿梭育种培育的新品种可适应两个地区的环境条件，B正确；穿梭育种是将一个地区的品种与国内国际其他地区的品种进行杂交，然后将小麦在两个地区反复交替种植，然后进行选择和鉴定，最终选育出小麦新品种。利用的育种原理是基因重组，充分地利用了小麦的基因多样性，C正确；自然选择方向不同使各地区的小麦基因库存在差异，D正确。
6．爱德华氏综合征是一种常见的常染色体三体综合征（又称18三体综合征），患者有智力障碍、发育延迟等症状。下列有关叙述正确的是（ ）
A．18三体综合征患者的体细胞中含有3个染色体组
B．18三体综合征患者细胞内有导致智力降碍、发育迟缓的基因
C．近亲结婚会大大增加18三体综合征在后代中的发病率
D．18三体患儿出现的原因可能是精（或卵）原细胞减数分裂时18号染色体未分离
【答案】D
【解析】18三体综合征患者的体细胞中的第18号染色体有3条，而不是含有3个染色体组，A项错误；18三体综合征属于染色体数目异常遗传病，患儿患病原因是染色体数目异常，B项错误；近亲结婚会大大增加隐性遗传病在后代中的发病率，该病不属于隐性遗传病，C项错误；该病的患者体内有3条第18号染色体，其形成原因可能是亲本的生殖细胞在减数分裂过程中，第18号染色体未分离，D项正确。
7．用基因型分别为BBDDGGHH、bbddgghh（四对基因独立遗传）的甲、乙两个品种进行如图所示的育种，下列相关叙述错误的是（ ）
A．①②过程育种的原理是基因重组，一般从F2开始选育
B．②过程获得的丁植株中能稳定遗传的个体占总数的1/16
C．培育的新品种可与丙品种进行基因交流，戊植株高度不育
D．⑤是通过秋水仙素在细胞分裂时抑制着丝点分裂而实现的
【答案】D
【解析】过程①和②称为杂交育种，育种原理是基因重组，杂交育种一般从F2开始选种，因F2开始出现性状分离，A正确；②过程获得的丁植株中能稳定遗传的个体占总数的（1/2）4＝1/16，B正确；新品种与丙品种都是二倍体，能进行正常的基因交流，而戊为单倍体，减数分裂过程不能产生正常的配子，故高度不育，C正确；⑤过程可以通过低温或秋水仙素抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成来实现，D错误。
8．用宽叶（D）不抗病（t）烟草与窄叶（d）抗病（T）烟草培育宽叶抗病烟草新品种的方法如图。下列叙述正确的是（ ）
A．过程①是自交 B．过程②是花药离体培养
C．过程③是人工授粉 D．过程④常使用秋水仙素处理
【答案】D
【解析】由分析可知，此育种方法为单倍体育种，图中①②③④分别为杂交、减数分裂、花药离体培养和用秋水仙素处理单倍体幼苗，D正确。
9．基因型为AaXBY小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的ＡＡ型配子。等位基因Ａ、ａ位于２号染色体。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是（ ）
①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离
③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离 ④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【答案】A
【解析】如果性染色体减数第一次分裂未分离，会产生一个不含性染色体和一个含有两个性染色体的次级性母细胞；再经过减数第二次分裂，就会产生两个不含性染色体的配子和两个有两条性染色体的配子；如果减数第一次分裂正常，在减数第二次分裂时姐妹单体没分开，也可以产生没有性染色体的配子，故③正确④错误；2号染色体在减数第一次分裂时正常分裂，在减数第二次分裂时姐妹单体没分开，产生ＡＡ型配子。故①正确②错误；答案选A。
10．下图是四种不同生物体细胞的染色体组成情况，有关叙述错误的是（ ）
A．图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组
B．由图b细胞组成的个体是单倍体或者三倍体
C．图c有2个染色体组，每个染色体组有3条染色体
D．由图d细胞组成的个体可能是由配子发育而来
【答案】A
【解析】图a着丝点分裂，染色体数目暂时加倍，含有4个染色体组，图b含有3个染色体组，A错误；b中含有三个染色体组，若由受精卵发育而来，则是三倍体；若由配子直接发育而来，则是单倍体，B正确；图c有2个染色体组，每个染色体组有3条染色体，C正确；图d细胞只有一个染色体组，由图d细胞组成的个体可能是由配子发育而来，D正确。
11．探究利用秋水仙素培育四倍体蓝莓的实验中，每个实验组选取 50 株蓝莓幼苗，以秋水仙素溶液处理它们的幼芽，得到结果如图所示，相关说法正确的是（ ）
A．实验原理是秋水仙素能够抑制着丝点分裂，诱导形成多倍体
B．自变量是秋水仙素浓度和处理时间，所以各组蓝莓幼苗数量和长势应该相等
C．判断是否培育出四倍体蓝莓最可靠的方法是将四倍体果实与二倍体果实进行比较
D．由实验结果可知用约0.1%和 0.05%的秋水仙素溶液处理蓝莓幼苗效果相同
【答案】B
【解析】秋水仙素能抑制细胞分裂时纺锤体的形成，不是抑制着丝点分裂，A错误；据图分析，实验的自变量是秋水仙素浓度和处理时间，因变量是多倍体的诱导率，实验过程中各组草莓幼苗数量和长势应该相同，排除偶然因素对实验结果的影响，B正确；让四倍体草莓结出的果实与二倍体草莓结出的果实比较并不能准确判断，因为草莓果实的大小受到外界环境等多种因素的影响；鉴定四倍体草莓的方法之一是观察细胞中的染色体数，最佳时期为中期，此时染色体的形态、数目最清晰，C错误；图中信息可知，秋水仙素浓度和处理时间均影响多倍体的诱导率，当用0.05%和0.1%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗1天或2天，诱导率效果相同；但若处理时间为0.5天，则诱导效果不同，D错误。
12．在现化农业生产上，应依据育种目标选择育种方案。下列有关育种目标与育种方案说法一致的是（ ）
A．欲对原品系实施定向改造，适合采用诱变育种
B．欲对原品系营养器官增大”或“加强”，适合采用单倍体育种
C．欲让原品系产生自然界没有的新性状，适合采用基因工程有种
D．欲集中双亲优良性状，适合采用杂交育种
【答案】D
【解析】诱变育种的原理为基因突变，由于基因突变具有随机性和不定向性，故不能对原品系实施定向改造，A错误；单倍体植株弱小高度不育，不能进行对原品系营养器官增大”或“加强”的育种，应采用多倍体育种，B错误；基因工程的原理是基因重组，不能产生自然界没有的新性状。欲让原品系产生自然界没有的新性状，适合采用诱变育种，C错误；杂交育种的原理为基因重组，优点是能将不同品种的优良性状集中到一起，D正确。
13．究者观察到某一雄性哺乳动物（2n＝24）处于四分体时期的初级精母细胞中期的两对同源染色体发生了特殊的联会显现，形成了如下图所示的“四射体”，图中的字母为染色体区段的标号，数字为染色体的标号。若减数第一次分裂后期“四射体”的 4 条染色体随机的两两分离，并且只有遗传信息完整的精子才能成活。以下分析中，不正确的是（ ）
A．除去“四射体”外，处于四分体时期的该初级精母细胞中还有 10 个四分体
B．出现“四射体”的原因是s-s、w-w、t-t、v-v均为同源区段，所以发生联会
C．若不考虑致死，从染色体的组合（①-④组合）来看，该动物能产生 5种精子
D．由于只有遗传信息完成的精子才能成活，推测该动物产生的精子有1/3会能存活
【答案】C
【解析】由于该哺乳动物体细胞中含有12对24条染色体，正常情况下，可形成12个四分体，所以除去“四射体”外，处于四分体时期的该初级精母细胞中还有10个四分体，A正确；在减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对形成四分体，而出现“四射体”的原因是s-s、w-w、t-t、v-v 均为同源区段，所以发生联会，B正确；减数第一次分裂后期四条染色体随机两两分离，图中四条染色体共有6种分离方式，能产生①②、③④、①④、②③、①③、②④共6种精子，C错误；结合C项可知，该联会过程会产生六种精子，而遗传信息不丢失的配子才成活，含①、③或②、④的配子可以成活，推测该动物产生的精子有2/3会致死，即1/3存活，D正确。
14．下图为某种多倍体的培育过程（杂种植株不育）下列有关叙述，不正确的是（ ）
A．物种a和物种b存在着生殖隔离
B．杂种植物细胞无同源染色体联会
C．图示多倍体的形成过程中发生了基因重组
D．图示多倍体植株细胞中无成对同源染色体
【答案】D
【解析】图示杂种植物不育，说明物种 a和物种b之间存在生殖隔离，A正确；由于杂种植物不育，说明杂种植物细胞中不含有同源染色体，也就不会出现同源染色体联会现象，B正确；图示多倍体的形成过程中，杂交过程中发生了基因重组，染色体加倍过程中发生了染色体变异，C正确；图示多倍体植株细胞中的染色体数目以染色体组的形式加倍，因此细胞中含有同源染色体，D错误。
15．研究人员将基因型为Hh的二倍体西瓜幼苗用秋水仙素处理后获得植株甲，再以植株甲为母本，基因型为Hh的二倍体西瓜植株为父本，进行杂交，获得植株乙。下列有关叙述正确的是（ ）
A．秋水仙素能使植株的染色体数目加倍，故植株甲为纯合的四倍体
B．植株甲接受二倍体西瓜植株的花粉后，其所结的西瓜为三倍体无子西瓜
C．植株乙的基因型及比例为HHH：HHh：Hhh：hhh＝1：5：5：1
D．植株乙所结的果实通常不含有种子的原因是减数分裂时染色体不能复制
【答案】C
【解析】根据分析可知，加倍后植株甲的基因型为HHhh，还是杂合子，A错误；植株甲是四倍体，能产生正常的配子，接受二倍体西瓜植株的花粉后，其所结的西瓜为有子西瓜，B错误；根据分析可知，植株甲（HHhh）和基因型为Hh的植株杂交获得植株乙的基因型及比例为HHH：HHh：Hhh：hhh＝1：5：5：1，C正确；植株乙所结的果实通常不含有种子的原因是联会发生紊乱，不能产生正常的配子，D错误。
二、综合题
16．玉米宽叶基因（T）与窄叶基因（t）是位于9号染色体上的一对等位基因，已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Tt的宽叶植株A，其细胞中9号染色体如图一所示：
（1）可通过观察有丝分裂________期细胞进行________分析得知该植株发生了突变，该宽叶植株的变异类型属于________变异。
（2）为了确定植株A的T基因是位于正常染色体还是异常染色体上，让其作为父本与正常的窄叶进行测交。如果F1表现型为________，则说明T基因位于异常染色体上。
（3）若（2）中测交产生的F1中，发现了一株宽叶植株B，其染色体及基因型组成如图二。从细胞水平分析出现该植株的原因是由于父本在减数分裂过程中________ 未分离而导致的。
（4）若（3）中得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机地移向细胞两极并最终生成含有1条9号染色体和含有2条9号染色体的配子，请据此写出植株B可育花粉的基因型________。
【答案】（1）中 染色体核型 染色体结构
（2）窄叶
（3）同源染色体
（4）t、tt、Tt
【解析】（1）在有丝分裂中期，染色体形态固定、数目清晰，所以可通过观察有丝分裂中期的染色体核型，根据图一细胞中9号染色体的异常情况可知：宽叶植株的变异类型属于染色体结构变异中的缺失。
（2）为了确定基因型为Tt的宽叶植株A的T基因是位于正常染色体还是异常染色体上，让其作为父本与正常的窄叶进行测交，如果F1表现型为窄叶，则说明T基因位于异常染色体上。
（3）由于无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用，所以图二中的t只能来自母本，故Tt是父本在减数分裂过程中，同源染色体没有分离所致。
（4）若得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机地移向细胞两极并最终生成含有1条9号染色体和含有2条9号染色体的配子，则植株B可育花粉的基因型有t、tt、Tt三种。
17．无子西瓜是由二倍体（2n＝22）与同源四倍体杂交后形成的三倍体。回答下列问题：
（1）杂交时选用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，取其花粉涂在四倍体植株的______上，授粉后套袋。四倍体植株上产生的雌配子含有______条染色体，该雌配子与二倍体植株上产生的雄配子结合，形成含有______条染色体的合子。
（2）上述杂交获得的种子可发育为三倍体植株。该植株会产生无子果实，该果实无子的原因是三倍体的细胞不能进行正常的__________分裂。
（3）为了在短期内大量繁殖三倍体植株，理论上可以采用_____________的方法。
【答案】（1）雌蕊（或柱头） 22 33
（2）减数
（3）组织培养
【解析】（1）利用多倍体育种培育无子西瓜时，在二部体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理得到四倍体植株，以其作母本，用二倍体植株作父本，两者杂交，把得到的种子种下去会长出三倍体植株，由于三倍体植物在减数分裂时联会紊乱，无法形成正常配子，所以在其开花后用二倍体的花粉涂抹其雌蕊或柱头，即可利用花粉产生的生长素刺激子房发育成果实，由于没有受精，所以果实里没有种子，即为无子西瓜。四倍体植株由二倍体植株经染色体加倍而来，体细胞中含有22×2＝44条染色体，减数分裂产生的雌配子所含的染色体体数目为体细胞的一半（44/2＝22），二倍体植株产生的雄配子含22/2＝11条染色体，两者结合形成含有33条染色体的受精卵。
（2）三倍体植物体细胞中的染色体含有三个染色体组，减数分裂时会发生联会的紊乱，所以不能进行正常的减数分裂。
（3）利用植物组织培养技术可大量繁殖植物。
18．西瓜为一年生二倍体植物。瓜瓤脆嫩，味甜多汁，富含多种营养成分，是夏季主要的消暑果品。请回答下列问题：
（1）为培育三倍体无子西瓜，科研人员先要通过一定的处理方法获得四倍体西瓜，最常用最有效的处理方法是__________。二倍体西瓜与四倍体西瓜____________（填“属于”或“不属于”）同一物种，判断的依据是__________。
（2）为研究西瓜果肉颜色的遗传，科研人员以纯合白瓤西瓜为母本（P1）、纯合红瓤西瓜为父本（P2）进行了如下的杂交实验：
①西瓜的白瓤和红瓤果肉这一对相对性状中，__________是显性性状；科研人员推断这对相对性状不可能只受一对等位基因控制，推断的依据是__________。
②假设西瓜果肉颜色受两对等位基因控制，则这两对等位基因位于__________，且对果肉颜色的控制方式是：只要有_________就表现为白瓤，只有当_________时才表现为红瓤。
③为验证第②题的假设，可将亲本杂交得到的F1自交，若自交后代的表现型及比例为__________，则证明假设正确。
【答案】（1）用一定浓度的秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗或萌发的种子 不属于 二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交产生的后代三倍体西瓜不育
（2）①白瓤 杂交三后代中白瓤西瓜与红瓤西瓜的比值是3∶1，而不是1∶1 ②非同源染色体上（或两对同源染色体上） （一个）显性基因 两对基因全为隐性 ③白瓤西瓜∶红瓤西瓜＝15∶1
【解析】（1）为培育三倍体无子西瓜，科研人员先要通过一定的处理方法获得四倍体西瓜，该过程中通常用适宜浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗来完成染色体加倍的过程，二倍体西瓜与四倍体西瓜不属于同一物种，因为二者杂交后获得的三倍体不能产生后代，因此二者之间存在生殖隔离，因此为不同的物种。
（2）①根据杂交组合一的实验结果可知西瓜的白瓤和红瓤果肉这一对相对性状中，白瓤对红瓤为显性；在杂交三即测交后代中白瓤西瓜与红瓤西瓜的比值是3∶1，而不是1∶1，据此科研人员推断这对相对性状不可能只受一对等位基因控制。
②假设西瓜果肉颜色受两对等位基因控制，则这两对等位基因位于非同源染色体上（或两对同源染色体上），即控制西瓜白瓤和红瓤性状的基因的遗传符合基因的自由组合定律，且对果肉颜色的控制方式是：只要有显性基因就表现为白瓤，只有当两对基因为隐性纯合时才表现为红瓤。
③为验证第②题的假设，可将亲本杂交得到的F1自交，若自交后代的表现型及比例为白瓤西瓜∶红瓤西瓜＝15∶1，则证明假设正确，即为基因型中只要有显性基因就表现为白瓤，只有当两对基因为隐性纯合时才表现为红瓤。
19．芊芊草为自花传粉的植物，其地上部分含有的芊芊草甲素具有显著的抗肿瘤作用，市场需求非常广阔。现有的芊芊草都是野生型，湖南农科院利用芊芊草种子进行航空育种，培育适于人工种植的高产高效新品种。回答下列问题：
（1）太空选育新品种的原理是_______，即使处理大量的材料也不一定能得到所需的品种的原因是____________________。
（2）野生型植物的叶片为长条形、茎绿色，在这次育种中偶然获得一株叶片椭圆状、茎紫色的芊芊草，预测两对相对性状中显性性状最可能为______________。若此预测成立，该突变植物自交后代未出现9∶3∶3∶1的性状分离比，_______（填“能”或“不能”）确定控制这两对相对性状的基因不符合基因的自由组合定律，原因是________________。
（3）假如芊芊草为雌雄同株异花植物，抗病（B）对感病（b）为显性。现有5号染色体为三体且感病芊芊草和若干纯合抗病与感病普通植株，科研人员欲通过杂交实验来确定感病基因是位于5号染色体还是其他染色体上，请你完善该实验思路和结果结论。（提示：三体植物减数分裂一般产生两种类型的配子，一类是n+1型，即配子中含有两条该同源染色体；一类是n型，即配子中含有一条该同源染色体。n+1型配子若为卵细胞可正常参与受精，若为花粉则不能参与受精）。
①该实验的思路：a．将___________________杂交；b．从F1中选出三体植株_____________杂交；c．分析F2表现抗病与感病的比例。
②实验结果及结论：若F2表现型及比例为抗病：感病＝_____，则感病基因在5号染色体上。
【答案】（1）基因突变 基因突变具有不定向性和低频性
（2）叶片椭圆状、茎紫色 不能 一株植物产生的后代数量少，即使两对基因满足基因的自由组合定律，也可能不出现9∶3∶3∶1分离比
（3）纯合抗病普通芊芊草BB为父本，与该三体且感病芊芊草为母本 作为父本与感病普通芊芊草 1：2
【解析】（1）太空选育新品种的原理是基因突变，由于基因突变具有不定向性和低频性，所以即使处理大量的材料也不一定能得到所需的品种。
（2）野生型植物的叶片为长条形、茎绿色，在这次育种中偶然获得一株叶片椭圆状、茎紫色的芊芊草，说明发生了显性突变，即叶片椭圆状、茎紫色最可能为显性性状。若此预测成立，该突变植物自交后代未出现9∶3∶3∶1的性状分离比，不能确定控制这两对相对性状的基因不符合基因的自由组合定律，原因是一株植物产生的后代数量少，即使两对基因满足基因的自由组合定律，也可能不出现9∶3∶3∶1的分离比。孟德尔得出自由组合定律是基于大量的实验数据的基础上，通过统计学分析得出的。
（3）①若确定感病基因是位于5号染色体还是其他染色体上，可用纯合抗病普通芊芊草BB为父本，与该三体且感病芊芊草为母本进行杂交，并从F1中选出三体植株作为父本与感病普通芊芊草杂交；然后分析F2表现抗病与感病的比例。
②若感病基因在5号染色体上，则亲本基因型为BB×bbb，F1的三体植株基因型为Bbb，由于n+1型配子若为卵细胞可正常参与受精，若为花粉则不能参与受精，所以Bbb做父本时产生的可育配子为B∶b＝1∶2，感病普通芊芊草产生的配子为b，所以F2表现型为抗病∶感病＝1∶2。
专题20 染色体变异与生物育种（挑战）
一、单选题
1．在细胞培养液中适量添加“某种物质”可以使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，实现细胞周期同步化，下列关于“某种物质”的叙述不合理的是（ ）
A．添加秋水仙素能够抑制纺锤体形成，使细胞周期被阻断
B．添加秋水仙素细胞会被阻断在细胞周期的间期
C．添加DNA合成抑制剂，细胞会停滞在细胞周期的间期
D．添加DNA合成抑制剂，使处于分裂期的细胞不受影响而继续分裂
【答案】B
【解析】秋水仙素抑制分裂前期纺锤体的形成，使细胞不能正常分裂，A正确，B错误；DNA在间期复制，添加DNA合成抑制剂，细胞会停滞在细胞周期的间期，处于分裂期的细胞不受影响而继续分裂，C、D正确。
2．下列关于变异的叙述，正确的是（ ）
A．某植物经X射线处理后若未出现新的性状，则没有新基因产生
B．多倍体育种得到的新品种结实率往往降低
C．花药离体培养过程中，基因重组和染色体变异均有可能发生
D．猫叫综合征是由于第5号染色体缺失引起的遗传病
【答案】B
【解析】基因突变并不一定导致性状的改变，该植物未出现新的性状，可能是发生了AA突变为Aa的突变，从而没有改变性状，A错误；多倍体植物具有结实率低的缺点，B正确；花药离体培养的过程属于植物生殖细胞全能性的表现，该过程不会发生基因重组，C错误；猫叫综合征是由于第5号染色体部分缺失，引起的染色体结构异常遗传病，D错误；
3．下图是三倍体无籽西瓜育种原理的流程图，请据图分析，下列说法错误的是（ ）
A．秋水仙素可抑制普通西瓜幼苗细胞有丝分裂前期形成纺锤体
B．三倍体植株授以二倍体的成熟花粉，可刺激其子房发育成无籽果实
C．三倍体的体细胞在有丝分裂中，能实现复制后的染色体平均分配到子细胞
D．四倍体与二倍体杂交能产生三倍体后代，说明四倍体与二倍体无生殖隔离
【答案】D
【解析】秋水仙素可抑制细胞有丝分裂前期形成纺锤体，A正确；三倍体植株授以二倍体的成熟花粉，用于刺激三倍体的子房发育成无籽果实，B正确；三倍体的体细胞在有丝分裂时，间期DNA复制，后期着丝点分裂，染色单体分开，实现复制后的染色休平均分配到子细胞，C正确；四倍体与二倍体杂交产生的三倍体后代不可育，说明四倍体与二倍体有生殖隔离，D错误。
4．下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述正确的是（ ）
A．单倍体生物的体细胞内都无同源染色体
B．21三体综合征患者的体细胞中有3个染色体组
C．人的初级卵母细胞中的1个染色体组中能存在等位基因
D．用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖细胞中都含4个染色体组
【答案】C
【解析】如四倍体生物的单倍体可以含2个染色体组，存在同源染色体，A错误；21三体综合征患者的体细胞中21号染色体有3条，但是含2个染色体组，B错误；人的初级卵母细胞中的基因已经复制，如果发生基因突变或交叉互换，则在1个染色体组中可能存在等位基因，C正确；秋水仙素可抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，从而形成染色体加倍的细胞。故用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，只有部分芽尖细胞中含4个染色体组，D错误。
5．控制家蚕体色的基因B（黑色）和b（淡赤色）位于第10号染色体上。某染色体数正常的家蚕的一条10号染色体上有B和b两基因，另一条染色体上仅有b基因。用X射线处理雌蚕，将带有B基因的第10号染色体片段易位到W染色体上，获得可以鉴别雌雄性别的品系（第10号染色体上的基因组成为bb的个体）。该品系与赤色雄蚕杂交得到子一代，则有关说法不正确的是（ ）
A．子一代雌蚕全为黑色，雄蚕全为淡赤色 B．子一代中雌蚕中既有淡赤色又有黑色
C．该品系雌蚕的形成是染色体变异的结果 D．该品系雌蚕细胞的基因排列顺序发生改变
【答案】B
【解析】据分析可知，子一代雌蚕全为黑色，雄蚕全为淡赤色，A正确；据分析可知，该品系雌蚕的基因型为bbZWB，淡赤色雄蚕的基因型为bbZZ，子代雌蚕一定含B基因，故没有淡赤色个体，B错误；该品系雌蚕的形成是10号染色体和W染色体之间的易位，二者属于非同源染色体，故为染色体变异，C正确；据题干可知该品系雌蚕的形成是染色体易位的结果，所以10号染色体和W染色体上的基因排列顺序会发生变化，D正确。
6．果蝇中一对同源染色体的同源区段同时缺失的个体叫作缺失纯合子，只有一条发生缺失的个体叫作缺失杂合子。已知缺失杂合子可育，而缺失纯合子具有致死效应。研究人员用一只棒眼雌果蝇和正常眼雄果蝇多次杂交，统计F1的性状及比例，结果是棒眼雌果蝇︰正常眼雌果蝇︰棒眼雄果蝇＝1︰1︰1。在不考虑X、Y染色体同源区段的情况下，下列有关分析错误的是（ ）
A．亲本雌果蝇发生了染色体片段缺失，且该果蝇是缺失杂合子
B．正常眼是隐性性状，且缺失发生在X染色体的特有区段上
C．让F1中雌雄果蝇自由交配，F2雄果蝇中棒眼︰正常眼＝2︰1
D．用光学显微镜观察，能判断F1中正常眼雌果蝇的染色体是否缺失了片段
【答案】C
【解析】根据以上分析已知，母本发生了染色体片段缺失，且该果蝇是缺失杂合子，A正确；根据以上分析已知，棒眼是显性性状，正常眼是隐性性状，控制该性状的基因位于X染色体特有的片段上，且该片段发生了缺失，B正确；F1中雌果蝇中棒眼为杂合子，正常眼为缺失杂合子，因此其产生的棒眼基因与正常眼基因的比例为1︰2，则让F1中雌雄果蝇自由交配，F2雄果蝇中棒眼︰正常眼＝1︰2，C错误；根据以上分析可知，F1中正常眼雌果蝇的染色体应该发生了缺失，属于染色体结构的变异，可以在光学显微镜下观察到，D正确。
7．小鼠（2N＝40）胚胎期某细胞发生图示异常分裂（未绘出的染色体均正常），其中A为抑癌基因，a为A的突变基因。下列说法正确的是（ ）
A．该分裂过程中形成20个四分体
B．分裂产生Aa或aa子细胞的概率均为1/2
C．子细胞aa在适宜条件下可能无限增殖
D．染色体异常分离与纺锤体无关
【答案】C
【解析】由题意可知，该分裂过程是有丝分裂，无四分体，A错误。由于染色体的 丢失是随机的，所以分裂产生的Aa或aa子细胞的几率不一定为1/2，B错误。由题意可知A基因为抑癌基因，抑癌基因的作用是抑制细胞不正常增殖，若细胞中抑癌基因不存在，则细胞在适宜条件下可能无限增殖，C正确。由于染色体是由纺锤体牵引而向两极的，因此染色体异常分离与纺锤体形成有关，D错误。
8．如图表示利用某种农作物①和②两个品种分别培育出不同品种的过程，下列有关说法中正确的是（ ）
A．由①和②培育能稳定遗传的⑤过程中，Ⅰ→Ⅱ途径比Ⅰ→Ⅲ→Ⅴ途径所用时间短
B．由②获得⑧的过程利用了射线处理能够诱导基因定向突变的原理
C．常用花药离体培养先形成④，再用一定浓度的秋水仙素处理④的种子或幼苗获得⑤
D．由③获得④与由③获得⑥的原理相同，由③获得⑦和Ⅰ→Ⅱ途径的原理相同
【答案】D
【解析】Ⅰ→Ⅱ途径表示杂交育种过程，Ⅰ→Ⅲ→Ⅴ途径表示单倍体育种过程，①的基因型为AABB，②的基因型为aabb，要培育出基因型为AAbb的⑤，与杂交育种相比，单倍体育种能明显缩短育种年限，A错误；基因突变是不定向的，射线处理可以提高突变率，B错误；经过Ⅲ过程培育形成的④是单倍体，不能形成种子；Ⅴ过程常用一定浓度的秋水仙素处理④的幼苗，使其染色体数目加倍，C错误；由③获得④与由③获得⑥的原理都是染色体数目变异，由③获得⑦和Ⅰ→Ⅱ途径的原理都是基因重组，D正确。
9．视网膜母细胞瘤基因（R）是一种抑癌基因，杂合子（Rr）仍具有抑癌功能。杂合子在个体发育过程中，一旦体细胞的杂合性丢失，形成纯合子（rr）或半合子（r），就会失去抑癌的功能而导致恶性转化。下图为视网膜母细胞增殖过程中杂合性丢失的可能机制。下列分析正确的是（ ）
A．1是由减数分裂导致含R的染色体移到另一个细胞中所形成的半合子（r）
B．2可能是由分裂时染色体分离不正常而导致纯合子（rr）的产生
C．1、2、3、4的变异都可以通过显微镜观察出来
D．1、2、3、4的变异有的对身体有利，有的对身体不利
【答案】B
【解析】视网膜母细胞增殖方式是有丝分裂，1是有丝分裂导致含R的染色体移到另一个细胞中所形成的半合子（r），A错误；2可能是有丝分裂后期染色体分离不正常而导致的，B正确；4属于基因突变，显微镜下观察不到，1、3的变异可以通过显微镜观察出来，C错误； 据题干可知，图中无论哪种变异都会形成纯合子（rr）或半合子（r），对身体都是有害的，D错误。
10．下图表示小麦育种的几种方式，下列有关叙述错误的是（ ）
A．获得①和⑥的育种原理是基因重组，②和③的育种原理是染色体变异
B．获得④⑤的育种方式是诱变育种，得到的变异个体不全都符合农业生产需要
C．获得⑥的育种方式可定向改变生物体的性状，克服远缘杂交不亲和的障碍
D．秋水仙素作用的时间是有丝分裂后期，结果是细胞中染色体数加倍
【答案】D
【解析】①杂交育种、⑥基因工程育种的原理是基因重组，②单倍体育种、③多倍体育种的原理是染色体数目变异，A正确；④诱变育种、⑤诱变育种，基因突变是不定向的，故变异个体并非全部符合生产需要，B正确；⑥基因工程育种可以定向改造生物的性状，克服远缘杂交不亲和的障碍，C正确；秋水仙素作用的时期是前期，D错误。
11．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，着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如下图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝点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，关于该细胞的说法错误的是（ ）
A．可在分裂后期观察到“染色体桥”结构
B．其子细胞中染色体的数目不会发生改变
C．其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段
D．若该细胞基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞
【答案】C
【解析】由题干信息可知，着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，故可以在有丝分裂后期观察到“染色体桥”结构，A正确；出现“染色体桥”后，在两个着丝点间任意位置发生断裂，可形成两条子染色体分别移向细胞两极，其子细胞中染色体数目不会发生改变，B正确；“染色体桥”现象使姐妹染色单体之间发生了片段的转接，不会出现非同源染色体片段，C错误；若该细胞的基因型为Aa，出现“染色体桥”后着丝点间任意位置发生断裂时，一条姐妹染色单体上的a转接到了另一条姐妹染色体上，则会产生基因型为Aaa的子细胞，D正确。
12．某生物基因组成及基因在染色体上的位置关系如图所示。该生物性原细胞经减数分裂形成了如下图所示的几种配子。下列关于这几种配子形成过程中所发生的变异的说法中不正确的是（ ）
A．配子一的变异属于基因重组，发生在减数第一次分裂过程中
B．配子二发生了染色体变异，最可能发生在减数第二次分裂过程中
C．配子三发生了染色体易位，原因可能是基因b转移到非同源染色体上
D．配子四的变异属于基因突变，原因可能是染色体复制发生错误导致基因A或a缺失
【答案】D
【解析】该生物的基因型为AaBb，这两对基因的遗传遵循自由组合定律，配子一产生的原因是在减数第一次分裂后期，非同源染色体上非等位基因发生了自由组合，这属于基因重组的来源之一，A正确；配子二形成的原因是：在减数第二次分裂后期，携带有基因A的两条姐妹染色单体分开后所形成的两条子染色体未分离，这属于染色体变异，B正确；a和b是位于非同源染色体上的非等位基因，而在形成的配子三中，基因a和b是位于同一条染色体上的，究其原因可能是b基因所在的染色体片段转移到a基因所在的非同源染色体上，该变异属于染色体结构变异中的易位，C 正确；配子四产生的原因可能是：染色体复制时发生错误导致基因A或a所在的染色体片段缺失，此种变异属于染色体变异，D错误。
二、综合题
13．果蝇的长翅对残翅为显性，由位于常染色体上的一对等位基因（D、d）控制。红眼对白眼为显性，由位于X染色体上的一对等位基因（R、r）控制。如图1为某长翅红眼雄果蝇体细胞的染色体示意图。请回答下列问题：
（1）若仅考虑翅形，该雄果蝇与某长翅雌果蝇杂交，预测后代的表现型为___________。
（2）若一个果蝇种群中，纯合长翅果蝇占30%，杂合长翅果蝇占60%，在不考虑迁移、突变、选择等的情况下，该果蝇种群随机交配产生的子一代中残翅果蝇所占的比例为___________。
（3）若基因D和d能被荧光标记为红色，用荧光显微镜观察该雄果蝇处于有丝分裂中期的细胞，则可观察到___________个荧光点。
（4）若该雄果蝇与某长翅红眼雌果蝇杂交，F1出现残翅白眼雄果蝇，则F1中出现长翅红眼雄果蝇的概率为___________。
（5）某基因型为XRXr的红眼雌果蝇受精卵第一次有丝分裂形成的两个子细胞一个正常，另一个丢失了一条X染色体，导致该受精卵发育成一个左侧躯体正常而右侧躯体为雄性（XO为雄性）的嵌合体，则该嵌合体果蝇的右眼的眼色为______________________。
（6）缺刻翅是X染色体部分缺失的结果（用XN表示），其缺失片段较大，连同附近的R（r）基因一同缺失，性染色体组成为XNXN和XNY的个体不能存活。由图2所示的雌雄果蝇杂交所获取的F1果蝇中，白眼果蝇所占的比例为___________。
【答案】（1）全为长翅或长翅∶残翅＝3∶1
（2）16%
（3）4
（4）3/16
（5）红眼或白眼
（6）1/3
【解析】（1）若仅考虑翅形，该雄果蝇基因型为Dd与某长翅雌果蝇（DD或Dd）杂交，故预测后代的表现型为全为长翅或长翅∶残翅＝3∶1。
（2）在这个果蝇种群中，D基因频率为30%＋1/2×60%＝60%,则d的基因频率为40%。所以该果蝇种群随机交配产生的子一代中残翅（dd）所占比例为40%×40%＝16%。
（3）用荧光显微镜观察该雄果蝇（Dd）处于有丝分裂中期的细胞，因染色体经过复制后基因型变为DDdd，所以可观察到4个荧光点。
（4）依据题意，该雄果蝇（DdXRY）与某长翅红眼雌果蝇（D_XRX_）杂交，F1出现残翅白眼雄果蝇（ddXrY），可以推出亲本长翅红眼雌果蝇基因型诶DdXRXr），则F1中出现长翅红眼雄果蝇的概率为3/4×1/4＝3/16。
（5）该果蝇右侧躯体只有一条X染色体，其上可能携带R或r基因，所以可能是红眼也可能是白眼。
（6）XRXN和XrY杂交，产生的个体有XRXr、XNXr、XRY和XNY，四种基因型后代比例相等，但由于缺刻翅会使其附近的R（r）基因一同缺失，导致XNY个体不能存活，故子一代果蝇中白眼。由图2所示的雌雄果蝇杂交所获取的F1果蝇中，白眼果蝇（XNXr）所占的比例为1/3。
14．簇毛麦（二倍体）具有许多普通小麦（六倍体）不具有的优良基因，如抗白粉病基因。为了改良小麦品种，育种工作者将簇毛麦与普通小麦杂交，过程如下：
（1）杂交产生的F1代是__________倍体植株，其染色体组的组成为__________（用图中字母表示）。F1代在产生配子时，来自簇毛麦和普通小麦的染色体几乎无法配对，说明它们之间存在__________而不是同一物种。
（2）为了使F1代产生可育的配子，可用__________对F1代的幼苗进行诱导处理，为鉴定该处理措施的效果，可取其芽尖制成临时装片，在高倍显微镜下观察__________期细胞，并与未处理的F1进行染色体比较。
（3）对可育植株进行辐射等处理后，发现来自簇毛麦1条染色体上的抗白粉病基因（e）移到了普通小麦的染色体上，这种变异类型属于________。在减数分裂过程中，该基因与另一个抗白粉病基因________（不/—定/不一定）发生分离，最终可形成__________种配子，其中含有抗白粉病基因（e）配子的基因组成是__________。
【答案】（1）四 ABDV 生殖隔离
（2）秋水仙素（或低温） 有丝分裂中
（3）染色体结构变异（易位） 不一定 4 e、ee
【解析】（1）普通小麦是六倍体，产生的配子是ABD，而簇毛麦是二倍体，产生配子是V，所以子代染色体组成是ABDV，异源四倍体；来自簇毛麦和普通小麦的染色体几乎无法配对，说明两个物种之间存在生殖隔离而不是同一物种。
（2）为了使F1代产生可育的配子，可用秋水仙素或低温对F1代幼苗进行诱导处理，抑制纺锤丝的形成，达到染色体加倍的目的；观察细胞染色体需要选择有丝分裂中期的细胞，形态稳定，数目清晰。
（3）自簇毛麦1条染色体上的抗白粉病基因（e）移到了普通小麦的染色体上，是属于非同源染色体之间的转移，属于染色体结构变异或易位；由于两个基因在非同源染色体上，在同源体分离时，非同源染色体自由组合，可能发生含有两个e基因的染色体移向两个子细胞，也可能含有两个e基因的染色体移向一极，所以形成4种配子；两个抗白粉病的基因不一定发生分离；含有抗病基因的基因组成是e和ee。
15．家蚕是二倍体生物，含56条染色体，ZZ为雄性，ZW为雌性。在蚕卵孵化过程中，用X射线处理，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）。回答问题：
（1）突变I的变异类型为染色体结构变异中的_____。突变Ⅱ个体减数分裂能产生____种基因型的卵细胞。
（2）野生型在卵细胞的形成过程中，当染色体第二次移向细胞两极时，细胞中有____个着丝点，若基因A的一条链中（G＋T）／（A＋C）＝2／5，则其互补链中（G＋T）／（A＋C）＝______。
（3）家蚕野生性状（B）对突变性状（b）为显性，B、b均位于Z染色体上，已知基因b为致死基因。某生物兴趣小组欲设计实验探究基因b的致死类型，选择杂合野生型雄家蚕与突变型雌家蚕杂交，统计子代的表现型及比例。
实验结果及结论：
①若后代中__________，说明基因b使雌配子致死；
②若后代中__________，说明基因b使雄配子致死；
③若后代中__________，说明基因b纯合使雄性个体致死。
【答案】（1）缺失 4
（2）56 5/2
（3）①只有雌性家蚕，且野生性状：突变性状＝1:1（或野生性状雌蚕：突变性状雌蚕＝1:1）；
②只有野生性状，且雌：雄＝1:1（野生型雄性：野生型雌性＝1:1）
③雄性都是野生型，雌性既有野生型又有突变型，且雌性与雄的比值为2:1（或野生型雄性：突变型雌性：野生型雌性＝1:1:1）
【解析】（1）根据野生型个体中染色体可知，突变体Ⅰ发生了缺失；根据基因与染色体的关系，经减数分裂能产生4种类型的配子。
（2）减数第二次分裂后期，由于着丝点断裂，此时细胞中的染色体数目与体细胞相同，即56条；互补链中的G＋T与另一条中的C＋A相等，因此该比例在两条链中互为倒数，即5/2。
（3）解答该类遗传题时，只要把结论当已知条件使用，得到预期的实验结果即可。若基因b使雌配子致死，则亲本的雌性只能产生W配子，所以后代只有野生型和突变型雌性个体；若基因b使雄配子致死，则亲本雄性只产生ZB配子，亲本雌性产生ZbW两种卵细胞，后代表现型是野生型雌性和野生型雄性，比例为1：1；若基因b纯合使雄性个体致死，则子代没有ZbZb个体，有野生型雌性、野生型雄性和突变型雌性，比例为1：1：1。
专题20 染色体变异与生物育种
考点一、染色体变异
【要点速记】
1．染色体结构的变异
（1）类型及实例：
（2）结果：使排列在染色体上的基因的_______________发生改变，从而导致性状的变异。
2．染色体数目变异
（1）类型及实例：
类型
实例
___________的增减
21三体综合征
以_________形式成倍增减
三倍体无子西瓜
（2）染色体组（根据果蝇染色体组成图归纳）：
①组成：
图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为：___________________。
②组成特点：
a．形态上：细胞中的一组___________________，在形态和功能上各不相同。
b．功能上：控制生物_______________________的一组染色体。
c．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
概念
体细胞中含有本物种_____染色体数目的个体
体细胞中含有两个_________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
__________
受精卵
受精卵
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、果实和种子比较大③营养物质的含量有所增加
染色体组数
____
2
____
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
______________
秋水仙素处理___________
秋水仙素处理__________________
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
【重难点突破】
1．三种可遗传的变异的比较
（1）染色体结构变异与基因突变的判断：
（2）染色体易位与交叉互换的区别：
项目
染色体易位
交叉互换
图解
位置
发生于非同源染色体之间
发生于同源染色体非姐妹染色单体之间
原理
染色体结构变异
基因重组
观察
可在光学显微镜下观察到
在光学显微镜下观察不到
2．细胞中的染色体组数目的判定
（1）依据染色体的形态判断：
细胞内同一形态的染色体共有几条→该细胞中就有几个染色体组，如图中形态相同的染色体（1号或2号）共有4条，故此细胞有4个染色体组。
（2）依据个体的基因型判断：
控制同一性状的基因（读音相同的大、小写字母）出现几次→该细胞中就有几个染色体组，如基因型为AAabbb的个体，控制同一性状的基因有3个，故此细胞有3个染色体组。
（3）依据染色体数目和染色体形态数判断：
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。
3．单倍体、二倍体与多倍体
（1）单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组：因为大部分的生物是二倍体，由二倍体花药离体培养形成的单倍体的体细胞中只含有一个染色体组，但是多倍体的配子发育成的单倍体体细胞中含有不止一个染色体组。
（2）单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同：两种育种方式都出现了染色体加倍情况。单倍体育种的操作对象是单倍体幼苗，通过植物组织培养，得到的植株是纯合子；多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。
（3）单倍体并非都不育：二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。
4．三体和三倍体的辨析
三体
三倍体
定义
二倍体生物体细胞核中的一对同源染色体多出一条染色体，称为“三体”
由受精卵发育而来，含有3个染色体组的个体
图示及举例
变异类型
染色体数目变异
形成原因
减数分裂时同源染色体不联会或不分离产生的不正常的配子n+1和正常的配子n受精形成
自然三倍体，大多是减数分裂不正常，由未经减数分裂的配子与正常配子结合而成；人工获得的三倍体一般是由二倍体与四倍体杂交而来的
育性
在减数第一次分裂后期，配对的2条同源染色体各移向两极，而另外的一条染色体随机分配，产生2种不同的配子即正常n与不正常的n＋1，比例为1∶1，与正常配子结合后发育的后代中有正常个体，也有三体个体
三倍体由于染色体组为奇数，联会紊乱很难正常分裂产生有生殖功能的配子
5．三种可遗传变异的辨析
（1）关于“互换”的问题：
①同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；②非同源染色体之间的部分互换，属于染色体结构变异中的易位。区分交叉互换与易位的关键是观察两条染色体是不是同源染色体。
（2）关于“缺失”的问题：
①基因中碱基对的缺失，导致基因结构的改变为基因突变；②染色体基因的缺失，导致基因数目的改变为染色体结构变异；③完整染色体的缺失，导致染色体数目的改变为染色体数目变异。区分三者的关键是观察染色体、基因的数目是不是改变。
（3）关于变异的水平问题：
①基因突变、基因重组属于分子水平的变异，在光学显微镜下观察不到；②染色体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。区分染色体变异和基因突变、基因重组的关键是光学显微镜下观察到改变。
（4）关于变异的“质”和“量”问题：
①基因突变改变基因的质（结构），不改变基因的量（数目）；②基因重组不改变基因的质（结构），一般不改变基因的量（数目），转基因技术会改变基因的量（数目）；染色体变异不改变基因的质（结构），会改变基因的量（数目）或基因的位置（排列顺序）。
考点二、低温诱导植物染色体数目的变化
【要点速记】
1．实验原理、步骤与现象
【重难点突破】
1．低温诱导植物染色体数目变化的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过的根尖
洗去卡诺氏液
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经过固定的根尖
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
蒸馏水
浸泡解离后的根尖细胞约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
2．低温诱导植物染色体数目的变化与观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验的比较
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左右不定根时放入冰箱低温室（4 ℃）诱导培养36 h
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
3．关注实验中的两个易误点
（1）选材：
①选用的实验材料为无色或白色便于观察。
②常用的观察材料有洋葱、大蒜等。
③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）观察：
①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。
②显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。
考点三、生物变异在育种上的应用
【要点速记】
1．育种的类型、原理及优缺点比较
类型
原理
常用方法
优点
缺点
实例
杂交育种
基因重组
_____
操作简单，目标性强
育种年限长
矮秆抗病小麦
诱变育种
__________
辐射诱变、激光诱变等
提高突变率，加速育种进程
有利变异少，需大量处理实验材料
青霉素高产菌株
多倍体育种
_____________
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
操作简单，且能在较短的时间内获得所需品种
所得品种发育迟缓，结实率低；在动物中无法开展
无子西瓜、八倍体小黑麦
单倍体育种
染色体变异
花药离体培养后，再用秋水仙素处理
__________________
技术复杂，需要与杂交育种配合
“京花1号”小麦
基因工程育种
__________
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
2．基因工程及其应用
（1）基因工程的概念：
别称
_________技术或DNA重组技术
操作环境
生物体体外
操作对象
________
操作水平
_____水平
基本过程
剪切→拼接→_____→鉴定
意义
_____改造生物的遗传性状
（2）基因工程的基本工具：
①基因的“剪刀”与“针线”（如图）：
a：基因的“剪刀”：指_________________。作用特点是一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割________。
b：基因的“针线”：指__________。连接脱氧核糖与磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口。
②基因的“运输工具”：运载体，常用_____、噬菌体、动植物病毒等。
（3）基因工程的基本步骤。
提取_________→目的基因与_______结合→将目的基因导入_________→目的
基因的___________。
【重难点突破】
1．生物育种程序图分析
（1）图解中各字母表示的处理方法：
A：杂交，D：自交，B：花药离体培养，C：秋水仙素（低温）处理，E：诱变处理，F：秋水
仙素（低温）处理，G：DNA重组技术，H：脱分化，I：再分化，J：包裹人工种皮。
（2）识别图中育种方法：
2．单倍体育种与杂交育种的关系
3．几种育种方式的注意事项
（1）单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同。单倍体育种的操作对象是单倍体幼苗，多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。
（2）诱变育种：多用于植物和微生物，一般不用于动物的育种。
（3）杂交育种：不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选，直至性状不再发生分离为止；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状个体即可。
多倍体育种和单倍体育种的辨析
（1）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，不能简单地认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。
（2）三倍体无子西瓜培育过程中两次传粉的目的不同：
①第一次传粉：杂交获得三倍体种子；
②第二次传粉：刺激子房发育成果实。
（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。
要点速记答案
考点一、1．（1）猫叫综合征 重复 易位 （2）数目或排列顺序 2．（1）个别染色体 染色体组 （2）Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y 非同源染色体 生长、发育、遗传和变异 （3）配子 染色体组 配子 ≧1 ≧3 花药离体培养 单倍体幼苗 萌发的种子或幼苗
考点二、1．纺锤体 卡诺氏液 95%的酒精 漂洗 染色 染色体数目
考点三、1．杂交 基因突变 染色体变异 明显缩短育种年限 基因重组 2．基因拼接 DNA分子 分子 导入 定向 （2）限制性核酸内切酶 DNA分子 DNA连接酶 质粒 （3）目的基因 运载体 受体细胞 检测与鉴定
专题20 染色体变异与生物育种（基础）
一、单选题
1．利用辐射的方法诱发家蚕带卵色基因的片段易位到性染色体上，使得未孵化时就能区分雌雄蚕。该育种方法属于（ ）
A．单倍体育种 B．诱变育种 C．多倍体育种 D．转基因育种
【答案】B
【解析】单倍体育种的原理是染色体数目变异，A不符合题意；诱变育种的原理是基因突变或染色体结构变异，B符合题意；多倍体育种的原理是染色体数目变异，C不符合题意；转基因育种的原理是基因重组，D不符合题意。
2．秋水仙素在诱导多倍体形成中的作用是（ ）
A．促进细胞融合，使染色体加倍 B．抑制纺锤体的形成，使染色体加倍
C．促进染色单体分开，使染色体加倍 D．诱导染色体进行多次复制，使染色体加倍
【答案】B
【解析】秋水仙素诱导多倍体形成的原因是抑制细胞有丝分裂前期的纺锤体的形成，从而使细胞染色体数目加倍，B正确。
3．下列关于染色体组的叙述，错误的是（ ）
A．含有一个染色体组的生物肯定为单倍体
B．一个染色体组可含有本物种一套或二套遗传信息
C．一个染色体组中既含有常染色体也含有性染色体
D．一个染色体组中每条染色体的DNA的碱基序列不同
【答案】C
【解析】体细胞中只含有一个染色体组的生物，只能由配子发育而来，则一定为单倍体，A正确；一个染色体组携带着生物生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息，B正确；不是所有生物都有性别之分，没有性别之分的生物，其染色体组中的染色体没有常染色体和性染色体之分，有性别之分的生物，其染色体组中的染色体也不一定既含有常染色也含有性染色体，如蜜蜂，C错误；一个染色体组中的所有染色体，在形态和功能上各不相同，因此染色体的DNA的碱基序列不同，D正确。
4．下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是（ ）
①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻
②我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉
③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒
④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛
A．① B．①② C．①②③ D．②③④
【答案】B
【解析】袁隆平院士培育的杂交水稻是利用了不同水稻的基因不同，通过有性生殖过程进行自然的随机的基因重组，然后通过人工选择培育形成的新品种，属于杂交育种，其原理是基因重组，①正确；采用基因工程技术将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内培育出抗虫棉的原理是基因重组，②正确；太空椒是诱变育种的成果，原理是基因突变，③错误；我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛属于无性繁殖技术，其原理是动物细胞核具有全能性，④错误。因此，B项正确，A、C、D项错误。
5．若图甲中①和②为一对同源染色体，③和④为另一对同源染色体，图中字母表示基因，“。”表示着丝点，则图乙～图戊中染色体结构变异的类型依次是（ ）
A．缺失、重复、倒位、易位 B．缺失、重复、易位、倒位
C．重复、缺失、倒位、易位 D．重复、缺失、易位、倒位
【答案】A
【解析】分析题图可知，乙表示染色体缺失D片段；丙是同一条染色体上D片段发生重复；丁表示属于染色体B、C片段的倒位；戊图中一条染色体的片段移接到另一条非同源染色体上，属于易位，故选A。
6．下列实践活动包含基因工程技术的是（ ）
A．水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种
B．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦
C．将含抗病基因的重组 DNA 导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株
D．用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆
【答案】C
【解析】A 项属于单倍体育种，原理是染色体变异；B 项属于杂交育种，原理是基因重组；C 项属于基因工程，原理是基因重组；D 项属于诱变育种，原理是基因突变。
7．下列关于变异和育种的叙述错误的是（ ）
A．果蝇棒眼性状的出现是X 染色体片段重复导致的
B．单倍体育种过程中发生的变异类型有染色体数目的变异
C．进行有性生殖的高等生物，发生基因重组和基因突变的概率都比较大
D．同源染色体片段互换可导致非等位基因重新组合，进而实现基因重组
【答案】C
【解析】果蝇棒眼性状的出现是X 染色体中某一片段重复造成的，A正确；单倍体育种过程中涉及基因重组和染色体数目变异，B正确；进行有性生殖的高等生物，基因突变的概率比较小，但是发生基因重组的概率是比较高的，C错误；同源染色体的交叉互换可导致同源染色体上的非等位基因重新组合，进而实现基因重组，D正确。
8．对于杂交育种和单倍体育种，有关说法错误的是（ ）
A．两种育种方法均涉及基因重组的原理
B．两种育种方法均能实现将多个优良性状组合在一起
C．单倍体育种过程涉及组织培养技术，体现了细胞的全能性
D．单倍体育种过程中通常由秋水仙素处理花药诱导染色体加倍的过程
【答案】D
【解析】两种育种方法均涉及F1减数分裂形成配子，均涉及基因重组的原理，A不符合题意；两种育种方法均涉及不同优良性状亲本的杂交，均能实现将多个优良性状组合在一起，B不符合题意；单倍体育种过程涉及将花粉培养形成单倍体幼苗的过程，该过程需要应用植物组织培养技术，体现了细胞的全能性，C不符合题意；单倍体育种过程中通常由秋水仙素处理花药培养形成的单倍体幼苗，诱导染色体加倍，D符合题意。
9．如图所示，将二倍体植株①和②杂交得到③，再将③作进一步处理。对此分析错误的是（ ）
A．由⑤得到⑥的育种原理是基因重组
B．图中秋水仙素的作用是使染色体数目加倍
C．若③的基因型是AaBbdd，则⑨的基因型可能是aBd
D．③→④的过程中，所产生的变异都有利于生产
【答案】D
【解析】⑤到⑥属于杂交育种，依据的原理是基因重组；图中秋水仙素的作用是使染色体数目加倍形成多倍体植株；基因型为AaBbdd的植株可以产生基因型为aBd的配子；③至④依据的原理是基因突变，基因突变具有不定向性、多害少利性，产生的变异不一定有利于生产。
10．下列关于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是（ ）
A．原理：低温可诱导着丝点分裂，使染色体数目加倍
B．解离：用卡诺氏液浸泡根尖1h，使组织细胞分离开
C．染色：可用甲基绿或健那绿代替改良苯酚品红染液
D．观察：镜检发现视野中少数细胞染色体数目增加
【答案】D
【解析】低温诱导可以抑制纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍，故A错误；卡诺氏液的作用是固定染色体形态，解离时应用解离液，故B错误；健那绿是对线粒体进行染色的染料，故C错误；由于分裂间期时间长，故大部分细胞处于分裂间期，看不到染色体，故D正确。
11．玉米（2n＝20）花药离体培养的单倍体幼苗，经秋水仙素处理后形成二倍体植株。下图是该诱导过程某时段细胞中核DNA含量变化示意图，相关叙述错误的是（ ）
A．c-d过程中细胞内发生了染色体数目加倍
B．a-b过程中细胞不会发生基因重组
C．e点后细胞内各染色体组的基因组成相同
D．f-g过程中同源染色体分离，细胞内染色体数目减半
【答案】D
【解析】由于经过了秋水仙素的处理，抑制了纺锤体的形成，但是不影响着丝点分裂，所以c-d细胞中发生了染色体数目的加倍，A正确；基因重组发生在减数分裂过程中，而a-b进行的是有丝分裂，B正确；e点后的细胞为纯合体，各染色体组的基因组成完全相同，C正确；f-g细胞进行的有丝分裂，而同源染色体分离发生在减数分裂过程中，D错误。
12．如图表示某变异类型示意图，下列相关叙述错误的是（ ）
A．该变异类型属于易位 B．该变异产生了新的基因
C．在该变异过程中有染色体断裂发生 D．通常情况下，该变异对生物体是不利的
【答案】B
【解析】图示变异发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异中的易位，该过程中有染色体断裂发生，A、C正确；据图可知，该变异只是发生了非同源染色体之间基因的交换，并未产生新基因，B错误；该变异对生物体通常是不利的，如惯性粒白血病，D正确。
13．下列有关变异与育种的叙述，正确的是（ ）
A．无籽西瓜和无籽番茄无法产生种子，都属于不可遗传变异
B．DNA中碱基对的增添、缺失和替换不一定都是基因突变
C．多倍体植株染色体组数加倍，产生配子数加倍，有利于育种
D．二倍体植株的花药经植物组织培养后得到稳定遗传的植株
【答案】B
【解析】无籽西瓜属于三倍体，无子番茄是生长素类似物作用后促进子房发育，属于二倍体，因此无籽西瓜属于可遗传变异，A错误；DNA中碱基对的增添、缺失和替换若没有发生在基因内部导致基因结构的改变，则没有造成基因突变，B正确；多倍体植物有一些情况不育，例如三倍体联会紊乱，导致不育，C错误；二倍体植株的花药经植物组织培养后得到的是只含一个染色体组的单倍体植株，不能稳定遗传，D错误。
14．下列有关可遗传变异的叙述，正确的是（ ）
A．三倍体无子西瓜高度不育，但其无子性状也可以遗传
B．杂交育种可培育出新品种是因为基因重组产生了新性状
C．单倍体植株的体细胞中不存在同源染色体，其植株比正常植株弱小
D．基因突变是不定向的，A基因既可突变成a基因，也可突变成b基因
【答案】A
【解析】三倍体无子西瓜高度不育，不能产生正常的配子，即高度不育，但其无子性状可遗传，如通过植物组织培养技术，A正确；杂交育种的原理是基因重组，可以产生新的基因型，杂交育种是原有性状的重新组合，没有产生新性状，C错误；单倍体的体细胞中可能存在同源染色体，如四倍体的单倍体细胞，C错误；基因突变具有不定向性，A基因只能突变为其等位基因，D错误。
15．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。如图表示两种培育雄株的技术路线，其中诱导染色体加倍时使用了秋水仙素。不考虑花粉壁细胞，下列有关叙述错误的是（ ）
A．培育雄株甲的过程中会出现非同源染色体自由组合现象
B．诱导幼苗乙和丙染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成
C．植株乙产生的配子中所含性染色体与和植株丙的是不同的
D．培育出植株乙和植株丙所采用的育种方法是单倍体育种
【答案】A
【解析】培育雄株甲的过程中未涉及减数分裂，因此不会出现非同源染色体自由组合现象，A错误；诱导幼苗乙和丙染色体加倍时使用了秋水仙素，而秋水仙素作用的原理是抑制纺锤体的形成，B正确；花粉是经过减数分裂产生的，其配子含有X染色体或Y染色体，经过花药离体培养，得到单倍体，再经过秋水仙素处理后得到的植株乙与丙的基因型分别为XX和YY（对应关系可对调），因此植株乙产生的配子中所含性染色体与和植株丙的是不同的，C正确；培育出植株乙和植株丙时用到了花药离体培养和秋水仙素处理，因此所采用的育种方法是单倍体育种，D正确。
16．有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是（ ）
A．染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异
B．非同源染色体自由组合，导致基因重组
C．染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变
D．非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异
【答案】B
【解析】有丝分裂和减数分裂都可以发生染色体不分离或不能移向两极，从而导致染色体数目变异，A错误；非同源染色体自由组合，导致基因重组只能发生在减数分裂过程中，B正确；有丝分裂和减数分裂的间期都发生染色体复制，受诱变因素影响，可导致基因突变，C错误；非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异可发生在有丝分裂和减数分裂过程中，D错误。
17．育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等，下面对这五种育种方法的叙述，正确的是（ ）
A．涉及的原理有：基因突变、基因重组、染色体变异
B．都不可能产生定向的可遗传变异
C．都不能通过产生新基因从而产生新性状
D．都在细胞水平上进行操作
【答案】A
【解析】诱变育种涉及的原理是基因突变，杂交育种和基因工程育种涉及的原理是基因重组，单倍体育种和多倍体育种涉及的原理是染色体变异，A正确；基因工程产生的变异是定向的，B错误；基因突变可以产生新的基因，C错误；基因工程是在基因即分子水平上操作，D错误。
18．2019年，我国杂交水稻育种专家“世界杂交水稻之父”袁隆平院士被授予共和国勋章，下列有关杂交育种的叙述，不正确的是（ ）
A．杂交育种的原理是基因重组，可以集合两个或多个亲本的优良特性
B．杂交育种的目的可能是获得纯种，也可能是获得杂合子以利用杂种优势
C．与诱变育种相比，杂交育种的一般过程简单，操作不繁琐，育种时间较短
D．若育种目标是为了获得隐性纯合子，则在育种时长上可能与单倍体育种相差不大
【答案】C
【解析】杂交育种的原理是基因重组，可以将两个或多个不同品种的优良性状组合在一起，A正确；杂交育种的目的可能是获得纯种，也可能是获得杂合子以利用杂种优势，B正确；与诱变育种相比，杂交育种一般过程操作繁琐，育种时间较长，C错误；隐性纯合子在性状表现时就已经可以确定是纯合子，如果只由一对等位基因控制的情况下，杂交育种用时与单倍体育种基本相同，D正确。
19．下列叙述正确的是（ ）
A．单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体
B．染色体缺失有利于隐性基因的表达，可提高个体的生存能力
C．猫叫综合征是人的5号染色体增加某一片段引起的
D．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化
【答案】D
【解析】单倍体生物的体细胞中可能有同源染色体，例如四倍体生物的单倍体的体细胞中就有同源染色体，A错误；染色体缺失属于染色体结构变异，对生物体不利，B错误；猫叫综合征是人的5号染色体缺失某一片段所致，C错误；染色体片段的倒位和易位都会导致基因排列顺序的变化，D正确。
20．下图甲为某动物的一个细胞中两条染色体及其上的基因分布图，图乙为其子细胞的染色体和基因分布图。下列有关叙述错误的是（ ）
A．图甲中的两条染色体完全一样，是由一条染色体经复制形成的
B．图乙所示细胞中发生的变异可发生在有丝分裂和减数分裂过程中
C．从图中可以看出，基因在染色体上呈线性排列
D．图乙所示的变异在光学显微镜下是可以被观察到的
【答案】A
【解析】图甲中的两条染色体完全一样，可能是由一条染色体经复制形成的，也可能是同源染色体上的基因恰好相同，A错误；图乙所示细胞中发生的变异属于染色体结构的变异，有丝分裂和减数分裂过程均可能发生，B正确；从图中可以看出，不同的基因在染色体上呈线性排列，C正确；图乙所示的变异属于染色体结构的变异，在光学显微镜下是可以被观察到的，D正确。
21．某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按下图所示的程序进行实验。
请根据图中所示实验，分析下列哪一项叙述是错误的（ ）
A．在花粉形成过程中发生了等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合
B．花粉通过组织培养形成的植株A为单倍体，其特点之一是高度不育
C．秋水仙素的作用是：在细胞分裂时抑制纺锤体的形成，使细胞内的染色体数目加倍
D．在花粉形成过程中一定会发生基因突变，从而导致生物性状的改变
【答案】D
【解析】花粉是减数分裂形成的，在减数第一次分裂后期发生了等位基因的分离，非同源染色体上非等位基因的自由组合，A项正确；植株A是二倍体植株形成的单倍体，只含有一个染色体组，高度不育，B项正确；秋水仙素的作用是在细胞分裂时抑制纺锤体的形成，使细胞内的染色体数目加倍，C项正确；花粉是减数分裂形成的，在减数第一次分裂前的间期不一定会发生基因突变，生物性状的也不一定发生改变，D项错误。
22．下列关于三倍体无子西瓜及其培育过程的叙述，正确的是（ ）
A．三倍体西瓜是不同于二倍体西瓜和四倍体西瓜的新物种
B．培育过程中两次用到二倍体植株的花粉，花粉所发挥的作用基本相同
C．四倍体植株上结的西瓜比原种二倍体西瓜的数量多、个头大、甜度高
D．二倍体西瓜的精子能与四倍体西瓜的卵细胞相互识别并结合形成受精卵
【答案】D
【解析】三倍体西瓜在自然状态下不能产生可育后代，不属于一个新物种，A错误；三倍体无子西瓜培育过程中第一次用二倍体植株的花粉是为了获得含三个染色体组的受精卵，第二次是为了刺激三倍体西瓜的子房发育成果实，B错误；四倍体植株上结的西瓜比原种二倍体西瓜的个头大、甜度高，结瓜的数量不一定多，C错误；三倍体西瓜是二倍体西瓜的精子与四倍体西瓜的卵细胞相互识别并结合形成受精卵，最终形成的种子发育而成的，D正确。
二、综合题
23．番茄含有丰富的胡萝卜素、维生素以及钙、钾、铁、锌、铜、碘等多种元素，含有的“番茄素”有抑制细菌的作用，含有的苹果酸、柠檬酸有帮助消化的功能，被称为神奇的菜中之果。番茄是二倍体（染色体数2N＝24）。请分析回答下列问题：
（1）已知番茄的红果（A）对黄果（a）为显性，果实二室（B）对多室（b）为显性，则番茄这两对独立遗传的性状最多有__________种基因型，若F1代中红果、二室植株所占比例为3/8，则其杂交亲本的基因型组合为______________。
（2）低温处理番茄正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株，推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是__________________________，四倍体番茄与二倍体番茄杂交后代体细胞中的染色体数为______________。
（3）用某杂合二倍体番茄的花粉培育成的单倍体植株，有一部分单倍体在培养过程中能自然加倍成为二倍体植株。用该杂合二倍体番茄的叶肉细胞也能培育成二倍体植株，鉴别上述自然加倍植株与叶肉细胞植株的简便方法是________________________。
【答案】（1）9 AaBb×aaBb、AaBb×Aabb
（2）低温抑制纺锤体形成 36
（3）将植株分别自交，子代性状表现一致的是自然加倍植株，子代性状分离的是叶肉细胞植株
【解析】（1）在番茄果色和果室这两对性状中，控制各自性状的基因型各有3种（AA、Aa和aa，及BB、Bb和bb），由于控制这两对性状的基因是独立遗传的，基因间可自由组合，所以番茄的基因型共有3×3＝9种。F1中红果、二室植株占3/8，即P（A_B_）＝3/8，根据两对基因自由组合，可分解成3/4×1/2或1/2×3/4，所以亲本的基因型可能是AaBb×aaBb，或AaBb×Aabb。
（2）低温可以抑制纺锤体的形成，使细胞内的染色体经过复制但不发生分离，从而使染色体数目加倍。若四倍体番茄（细胞内的染色体是二倍体番茄的2倍，有24×2＝48条染色体）与二倍体番茄杂交可得到三倍体个体，由于前者产生的生殖细胞中有24条染色体，后者产生的生殖细胞中有12条染色体，因此两者受精发育而成的后代体细胞中有36条染色体。
（3）用某杂合二倍体番茄（Aa）的花粉培育成的单倍体植株（A和a），因染色体自然加倍而成为二倍体植株都是纯合植株（AA和aa），其自交产生的后代都不出现性状分离；由杂合二倍体番茄的叶肉细胞培育成二倍体植株仍然是杂合植株（Aa），其自交后代会发生性状分离。所以要鉴定到底是单倍体因加倍形成的二倍体，还是杂合细胞培育而成的二倍体，只需让其各自自交，观察它们的后代是否出现性状分离即可。子代性状表现一致的是自然加倍植株，子代出现性状分离的是叶肉细胞植株。
24．现有一个高秆抗病的小麦品种自交后，后代出现4种表现型。已知控制秆的高低和抗病与否的基因（分别用A、a，B、b表示）位于两对同源染色体上。现对该品种用不同剂量的γ射线进行照射，期待获得矮秆抗病的新品种小麦，请分析并回答以下问题：
（1）高秆为_______（填“显性”或“隐性”）性状。本实验用到的育种方法是____________。利用该方法___________（填“一定”或“不一定”）能获得矮秆抗病类型。
（2）如果用γ射线照射后得到一株矮秆抗病的新品种小麦，导致该新品种小麦出现的原因可能是高秆基因发生了突变或高秆基因缺失。
①该新品种小麦由高杆基因缺失引起的变异属于____________。
②如果该新品种小麦（第一代）是由基因突变引起的，则通过杂交育种能获得稳定遗传的矮秆抗病小麦，该方法的原理是_________________。
【答案】（1）显性 诱变育种 不一定
（2）染色体（结构）变异 基因重组
【解析】（1）根据以上分析已知，高杆对矮杆为显性性状。本实验利用不同剂量的γ射线进行照射，属于诱变育种；诱变育种的原理是基因突变，基因突变具有不定向性，矮杆抗病个体基因型为aaBB或aaBb，故利用该方法不一定能获得矮秆抗病类型纯合子。
（2）①该新品种小麦由高杆基因缺失引起的，则基因的数量减少了，因此该变异属于染色体变异中的缺失。
②如果该新品种小麦（第一代）是由基因突变引起的，可以通过杂交育种方法获得稳定遗传的矮秆抗病小麦，其中杂交育种的原理是基因重组。
25．现有两个小麦品种，一个纯种小麦性状是高杆（D），抗锈病（T）；另一个纯种小麦的性状是矮杆（d），易染锈病（t）。两对基因独立遗传。育种专家提出了如下图所示的Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。问：
（1）方法Ⅰ与方法Ⅱ相比，前者的优势在于_____________________。
（2）图中①和④基因组成分别为____________ 和 _____________。
（3）（三）过程采用的方法称为___________；（四）过程最常用的化学药剂是____________；（五）过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占____________。
【答案】（1）明显缩短育种年限
（2）DT ddTT
（3）花药离体培养 秋水仙素 1/3
【解析】（1）方法Ⅰ是单倍体育种，方法Ⅱ是杂交育种，前者明显缩短了育种年限。
（2）①加倍后形成DDTT，所以①为DT，可知②为dT，所以④为ddTT。
（3）（三）过程形成单倍体植株，是花药离体培养过程，（四）过程用秋水仙素处理，使染色体数目加倍。（五）过程产生的抗倒伏抗锈病植株（ddT_）中纯合子（ddTT）占1/3。
专题20 染色体变异与生物育种（提高）
一、单选题
1．关于植物染色体变异的叙述，正确的是（ ）
A．染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加
B．染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生
C．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化
D．染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化
【答案】C
【解析】染色体组整倍性变化会使排列在染色体上的基因的数目成倍减少或增加，不会改变基因的种类，A错误；染色体组非整倍性变化不会改变基因的种类，但排列在染色体上的基因的数目会减少或增加，因此不会产生新的基因，B错误；染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化，C正确；染色体片段的缺失，引起片段上的基因随之丢失，导致基因的数目减少。染色体片段重复，引起片段上的基因随之增加，导致基因的数目增加。这两种情况下，基因的种类均不会改变，D错误。
2．将二倍体西瓜的花芽进行离体培养成幼苗后，用秋水仙素处理其茎尖得到的西瓜植株。下列说法错误的是（ ）
A．得到的植株理论上已是一个新物种
B．得到的植株不一定是纯合体
C．所结的果实较普通西瓜含糖量更高
D．体细胞中染色体组数目有二种可能性
【答案】D
【解析】四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交获得三倍体，三倍体西瓜不育，所以四倍体西瓜理论上已是一个新物种，A正确；得到的植株细胞中染色体数目加倍，可能含有等位基因，不一定是纯合体，B正确；四倍体植株所结的西瓜，较普通西瓜含糖量更高，C正确；体细胞中染色体组数目有三种可能性，即含有2个、4个和8个染色体组，D错误。
3．aabb与AABB的水稻作为亲本培育基因型为AAbb的新品种，有关叙述不正确的是（ ）
A．利用F1的花药进行离体培养可获得该新品种
B．操作最简便的是杂交育种，能明显缩短育种年限的是单倍体育种
C．诱变育种不能定向获得该新品种
D．若通过多倍体育种获得AAAAbbbb个体，和该新品种存在生殖隔离
【答案】A
【解析】利用F1的花药进行离体培养获得的是单倍体，还需要用秋水仙素处理幼苗，并筛选出新品种，A错误；杂交育种在子二代中直接选种，是最简捷的方法；单倍体育种得到的都是纯合体，能明显缩短育种年限，B正确；由于基因突变是不定向的，所以诱变育种不能定向获得该新品种，C正确；通过多倍体育种获得的AAAAbbbb个体与AAbb的新品种是两个不同的物种，所以它们之间存在生殖隔离，D正确。
4．图甲和图乙与生物变异有关，以下说法正确的是（ ）
A．图甲会使细胞中的基因数目增多
B．图甲会使细胞中染色体组数量增加
C．图乙会使细胞中非等位基因重新组合
D．图乙会使细胞核基因的碱基发生改变
【答案】C
【解析】据上分析可知，图甲表示染色体结构变异中的易位，不会使细胞中的基因数目和染色体组数增多，AB错误；图乙表示同源染色体中的非姐妹染色单体交叉互换，会使细胞中同源染色体的非等位基因重新组合，但细胞核基因的碱基不会发生改变，C正确，D错误。
5．小麦的穿梭育种是将一个地区的品种与其他地区的品种进行杂交，然后通过在两个地区间不断地反复交替穿梭种植、选择、鉴定，最终选育出多种优良性状的小麦新品种。下列关于小麦穿梭育种的叙述，错误的是（ ）
A．穿梭育种使小麦的染色体发生了定向变异
B．穿梭育种培育的新品种可适应两个地区的环境条件
C．穿梭育种充分地利用了小麦的基因多样性
D．自然选择方向不同使各地区的小麦基因库存在差异
【答案】A
【解析】穿梭育种是将一个地区的品种与国内国际其他地区的品种进行杂交，然后将小麦在两个地区反复交替种植，然后进行选择和鉴定，最终选育出小麦新品种。利用的育种原理是基因重组，再者变异是不定向的，A错误；根据题干信息“然后通过在两个地区间不断地反复交替穿梭种植、选择、鉴定，最终选育出多种抗病高产的小麦新品种”可知，穿梭育种培育的新品种可适应两个地区的环境条件，B正确；穿梭育种是将一个地区的品种与国内国际其他地区的品种进行杂交，然后将小麦在两个地区反复交替种植，然后进行选择和鉴定，最终选育出小麦新品种。利用的育种原理是基因重组，充分地利用了小麦的基因多样性，C正确；自然选择方向不同使各地区的小麦基因库存在差异，D正确。
6．爱德华氏综合征是一种常见的常染色体三体综合征（又称18三体综合征），患者有智力障碍、发育延迟等症状。下列有关叙述正确的是（ ）
A．18三体综合征患者的体细胞中含有3个染色体组
B．18三体综合征患者细胞内有导致智力降碍、发育迟缓的基因
C．近亲结婚会大大增加18三体综合征在后代中的发病率
D．18三体患儿出现的原因可能是精（或卵）原细胞减数分裂时18号染色体未分离
【答案】D
【解析】18三体综合征患者的体细胞中的第18号染色体有3条，而不是含有3个染色体组，A项错误；18三体综合征属于染色体数目异常遗传病，患儿患病原因是染色体数目异常，B项错误；近亲结婚会大大增加隐性遗传病在后代中的发病率，该病不属于隐性遗传病，C项错误；该病的患者体内有3条第18号染色体，其形成原因可能是亲本的生殖细胞在减数分裂过程中，第18号染色体未分离，D项正确。
7．用基因型分别为BBDDGGHH、bbddgghh（四对基因独立遗传）的甲、乙两个品种进行如图所示的育种，下列相关叙述错误的是（ ）
A．①②过程育种的原理是基因重组，一般从F2开始选育
B．②过程获得的丁植株中能稳定遗传的个体占总数的1/16
C．培育的新品种可与丙品种进行基因交流，戊植株高度不育
D．⑤是通过秋水仙素在细胞分裂时抑制着丝点分裂而实现的
【答案】D
【解析】过程①和②称为杂交育种，育种原理是基因重组，杂交育种一般从F2开始选种，因F2开始出现性状分离，A正确；②过程获得的丁植株中能稳定遗传的个体占总数的（1/2）4＝1/16，B正确；新品种与丙品种都是二倍体，能进行正常的基因交流，而戊为单倍体，减数分裂过程不能产生正常的配子，故高度不育，C正确；⑤过程可以通过低温或秋水仙素抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成来实现，D错误。
8．用宽叶（D）不抗病（t）烟草与窄叶（d）抗病（T）烟草培育宽叶抗病烟草新品种的方法如图。下列叙述正确的是（ ）
A．过程①是自交 B．过程②是花药离体培养
C．过程③是人工授粉 D．过程④常使用秋水仙素处理
【答案】D
【解析】由分析可知，此育种方法为单倍体育种，图中①②③④分别为杂交、减数分裂、花药离体培养和用秋水仙素处理单倍体幼苗，D正确。
9．基因型为AaXBY小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的ＡＡ型配子。等位基因Ａ、ａ位于２号染色体。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是（ ）
①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离
③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离 ④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【答案】A
【解析】如果性染色体减数第一次分裂未分离，会产生一个不含性染色体和一个含有两个性染色体的次级性母细胞；再经过减数第二次分裂，就会产生两个不含性染色体的配子和两个有两条性染色体的配子；如果减数第一次分裂正常，在减数第二次分裂时姐妹单体没分开，也可以产生没有性染色体的配子，故③正确④错误；2号染色体在减数第一次分裂时正常分裂，在减数第二次分裂时姐妹单体没分开，产生ＡＡ型配子。故①正确②错误；答案选A。
10．下图是四种不同生物体细胞的染色体组成情况，有关叙述错误的是（ ）
A．图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组
B．由图b细胞组成的个体是单倍体或者三倍体
C．图c有2个染色体组，每个染色体组有3条染色体
D．由图d细胞组成的个体可能是由配子发育而来
【答案】A
【解析】图a着丝点分裂，染色体数目暂时加倍，含有4个染色体组，图b含有3个染色体组，A错误；b中含有三个染色体组，若由受精卵发育而来，则是三倍体；若由配子直接发育而来，则是单倍体，B正确；图c有2个染色体组，每个染色体组有3条染色体，C正确；图d细胞只有一个染色体组，由图d细胞组成的个体可能是由配子发育而来，D正确。
11．探究利用秋水仙素培育四倍体蓝莓的实验中，每个实验组选取 50 株蓝莓幼苗，以秋水仙素溶液处理它们的幼芽，得到结果如图所示，相关说法正确的是（ ）
A．实验原理是秋水仙素能够抑制着丝点分裂，诱导形成多倍体
B．自变量是秋水仙素浓度和处理时间，所以各组蓝莓幼苗数量和长势应该相等
C．判断是否培育出四倍体蓝莓最可靠的方法是将四倍体果实与二倍体果实进行比较
D．由实验结果可知用约0.1%和 0.05%的秋水仙素溶液处理蓝莓幼苗效果相同
【答案】B
【解析】秋水仙素能抑制细胞分裂时纺锤体的形成，不是抑制着丝点分裂，A错误；据图分析，实验的自变量是秋水仙素浓度和处理时间，因变量是多倍体的诱导率，实验过程中各组草莓幼苗数量和长势应该相同，排除偶然因素对实验结果的影响，B正确；让四倍体草莓结出的果实与二倍体草莓结出的果实比较并不能准确判断，因为草莓果实的大小受到外界环境等多种因素的影响；鉴定四倍体草莓的方法之一是观察细胞中的染色体数，最佳时期为中期，此时染色体的形态、数目最清晰，C错误；图中信息可知，秋水仙素浓度和处理时间均影响多倍体的诱导率，当用0.05%和0.1%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗1天或2天，诱导率效果相同；但若处理时间为0.5天，则诱导效果不同，D错误。
12．在现化农业生产上，应依据育种目标选择育种方案。下列有关育种目标与育种方案说法一致的是（ ）
A．欲对原品系实施定向改造，适合采用诱变育种
B．欲对原品系营养器官增大”或“加强”，适合采用单倍体育种
C．欲让原品系产生自然界没有的新性状，适合采用基因工程有种
D．欲集中双亲优良性状，适合采用杂交育种
【答案】D
【解析】诱变育种的原理为基因突变，由于基因突变具有随机性和不定向性，故不能对原品系实施定向改造，A错误；单倍体植株弱小高度不育，不能进行对原品系营养器官增大”或“加强”的育种，应采用多倍体育种，B错误；基因工程的原理是基因重组，不能产生自然界没有的新性状。欲让原品系产生自然界没有的新性状，适合采用诱变育种，C错误；杂交育种的原理为基因重组，优点是能将不同品种的优良性状集中到一起，D正确。
13．究者观察到某一雄性哺乳动物（2n＝24）处于四分体时期的初级精母细胞中期的两对同源染色体发生了特殊的联会显现，形成了如下图所示的“四射体”，图中的字母为染色体区段的标号，数字为染色体的标号。若减数第一次分裂后期“四射体”的 4 条染色体随机的两两分离，并且只有遗传信息完整的精子才能成活。以下分析中，不正确的是（ ）
A．除去“四射体”外，处于四分体时期的该初级精母细胞中还有 10 个四分体
B．出现“四射体”的原因是s-s、w-w、t-t、v-v均为同源区段，所以发生联会
C．若不考虑致死，从染色体的组合（①-④组合）来看，该动物能产生 5种精子
D．由于只有遗传信息完成的精子才能成活，推测该动物产生的精子有1/3会能存活
【答案】C
【解析】由于该哺乳动物体细胞中含有12对24条染色体，正常情况下，可形成12个四分体，所以除去“四射体”外，处于四分体时期的该初级精母细胞中还有10个四分体，A正确；在减数第一次分裂前期，同源染色体两两配对形成四分体，而出现“四射体”的原因是s-s、w-w、t-t、v-v 均为同源区段，所以发生联会，B正确；减数第一次分裂后期四条染色体随机两两分离，图中四条染色体共有6种分离方式，能产生①②、③④、①④、②③、①③、②④共6种精子，C错误；结合C项可知，该联会过程会产生六种精子，而遗传信息不丢失的配子才成活，含①、③或②、④的配子可以成活，推测该动物产生的精子有2/3会致死，即1/3存活，D正确。
14．下图为某种多倍体的培育过程（杂种植株不育）下列有关叙述，不正确的是（ ）
A．物种a和物种b存在着生殖隔离
B．杂种植物细胞无同源染色体联会
C．图示多倍体的形成过程中发生了基因重组
D．图示多倍体植株细胞中无成对同源染色体
【答案】D
【解析】图示杂种植物不育，说明物种 a和物种b之间存在生殖隔离，A正确；由于杂种植物不育，说明杂种植物细胞中不含有同源染色体，也就不会出现同源染色体联会现象，B正确；图示多倍体的形成过程中，杂交过程中发生了基因重组，染色体加倍过程中发生了染色体变异，C正确；图示多倍体植株细胞中的染色体数目以染色体组的形式加倍，因此细胞中含有同源染色体，D错误。
15．研究人员将基因型为Hh的二倍体西瓜幼苗用秋水仙素处理后获得植株甲，再以植株甲为母本，基因型为Hh的二倍体西瓜植株为父本，进行杂交，获得植株乙。下列有关叙述正确的是（ ）
A．秋水仙素能使植株的染色体数目加倍，故植株甲为纯合的四倍体
B．植株甲接受二倍体西瓜植株的花粉后，其所结的西瓜为三倍体无子西瓜
C．植株乙的基因型及比例为HHH：HHh：Hhh：hhh＝1：5：5：1
D．植株乙所结的果实通常不含有种子的原因是减数分裂时染色体不能复制
【答案】C
【解析】根据分析可知，加倍后植株甲的基因型为HHhh，还是杂合子，A错误；植株甲是四倍体，能产生正常的配子，接受二倍体西瓜植株的花粉后，其所结的西瓜为有子西瓜，B错误；根据分析可知，植株甲（HHhh）和基因型为Hh的植株杂交获得植株乙的基因型及比例为HHH：HHh：Hhh：hhh＝1：5：5：1，C正确；植株乙所结的果实通常不含有种子的原因是联会发生紊乱，不能产生正常的配子，D错误。
二、综合题
16．玉米宽叶基因（T）与窄叶基因（t）是位于9号染色体上的一对等位基因，已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Tt的宽叶植株A，其细胞中9号染色体如图一所示：
（1）可通过观察有丝分裂________期细胞进行________分析得知该植株发生了突变，该宽叶植株的变异类型属于________变异。
（2）为了确定植株A的T基因是位于正常染色体还是异常染色体上，让其作为父本与正常的窄叶进行测交。如果F1表现型为________，则说明T基因位于异常染色体上。
（3）若（2）中测交产生的F1中，发现了一株宽叶植株B，其染色体及基因型组成如图二。从细胞水平分析出现该植株的原因是由于父本在减数分裂过程中________ 未分离而导致的。
（4）若（3）中得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机地移向细胞两极并最终生成含有1条9号染色体和含有2条9号染色体的配子，请据此写出植株B可育花粉的基因型________。
【答案】（1）中 染色体核型 染色体结构
（2）窄叶
（3）同源染色体
（4）t、tt、Tt
【解析】（1）在有丝分裂中期，染色体形态固定、数目清晰，所以可通过观察有丝分裂中期的染色体核型，根据图一细胞中9号染色体的异常情况可知：宽叶植株的变异类型属于染色体结构变异中的缺失。
（2）为了确定基因型为Tt的宽叶植株A的T基因是位于正常染色体还是异常染色体上，让其作为父本与正常的窄叶进行测交，如果F1表现型为窄叶，则说明T基因位于异常染色体上。
（3）由于无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用，所以图二中的t只能来自母本，故Tt是父本在减数分裂过程中，同源染色体没有分离所致。
（4）若得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机地移向细胞两极并最终生成含有1条9号染色体和含有2条9号染色体的配子，则植株B可育花粉的基因型有t、tt、Tt三种。
17．无子西瓜是由二倍体（2n＝22）与同源四倍体杂交后形成的三倍体。回答下列问题：
（1）杂交时选用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，取其花粉涂在四倍体植株的______上，授粉后套袋。四倍体植株上产生的雌配子含有______条染色体，该雌配子与二倍体植株上产生的雄配子结合，形成含有______条染色体的合子。
（2）上述杂交获得的种子可发育为三倍体植株。该植株会产生无子果实，该果实无子的原因是三倍体的细胞不能进行正常的__________分裂。
（3）为了在短期内大量繁殖三倍体植株，理论上可以采用_____________的方法。
【答案】（1）雌蕊（或柱头） 22 33
（2）减数
（3）组织培养
【解析】（1）利用多倍体育种培育无子西瓜时，在二部体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理得到四倍体植株，以其作母本，用二倍体植株作父本，两者杂交，把得到的种子种下去会长出三倍体植株，由于三倍体植物在减数分裂时联会紊乱，无法形成正常配子，所以在其开花后用二倍体的花粉涂抹其雌蕊或柱头，即可利用花粉产生的生长素刺激子房发育成果实，由于没有受精，所以果实里没有种子，即为无子西瓜。四倍体植株由二倍体植株经染色体加倍而来，体细胞中含有22×2＝44条染色体，减数分裂产生的雌配子所含的染色体体数目为体细胞的一半（44/2＝22），二倍体植株产生的雄配子含22/2＝11条染色体，两者结合形成含有33条染色体的受精卵。
（2）三倍体植物体细胞中的染色体含有三个染色体组，减数分裂时会发生联会的紊乱，所以不能进行正常的减数分裂。
（3）利用植物组织培养技术可大量繁殖植物。
18．西瓜为一年生二倍体植物。瓜瓤脆嫩，味甜多汁，富含多种营养成分，是夏季主要的消暑果品。请回答下列问题：
（1）为培育三倍体无子西瓜，科研人员先要通过一定的处理方法获得四倍体西瓜，最常用最有效的处理方法是__________。二倍体西瓜与四倍体西瓜____________（填“属于”或“不属于”）同一物种，判断的依据是__________。
（2）为研究西瓜果肉颜色的遗传，科研人员以纯合白瓤西瓜为母本（P1）、纯合红瓤西瓜为父本（P2）进行了如下的杂交实验：
①西瓜的白瓤和红瓤果肉这一对相对性状中，__________是显性性状；科研人员推断这对相对性状不可能只受一对等位基因控制，推断的依据是__________。
②假设西瓜果肉颜色受两对等位基因控制，则这两对等位基因位于__________，且对果肉颜色的控制方式是：只要有_________就表现为白瓤，只有当_________时才表现为红瓤。
③为验证第②题的假设，可将亲本杂交得到的F1自交，若自交后代的表现型及比例为__________，则证明假设正确。
【答案】（1）用一定浓度的秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗或萌发的种子 不属于 二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交产生的后代三倍体西瓜不育
（2）①白瓤 杂交三后代中白瓤西瓜与红瓤西瓜的比值是3∶1，而不是1∶1 ②非同源染色体上（或两对同源染色体上） （一个）显性基因 两对基因全为隐性 ③白瓤西瓜∶红瓤西瓜＝15∶1
【解析】（1）为培育三倍体无子西瓜，科研人员先要通过一定的处理方法获得四倍体西瓜，该过程中通常用适宜浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗来完成染色体加倍的过程，二倍体西瓜与四倍体西瓜不属于同一物种，因为二者杂交后获得的三倍体不能产生后代，因此二者之间存在生殖隔离，因此为不同的物种。
（2）①根据杂交组合一的实验结果可知西瓜的白瓤和红瓤果肉这一对相对性状中，白瓤对红瓤为显性；在杂交三即测交后代中白瓤西瓜与红瓤西瓜的比值是3∶1，而不是1∶1，据此科研人员推断这对相对性状不可能只受一对等位基因控制。
②假设西瓜果肉颜色受两对等位基因控制，则这两对等位基因位于非同源染色体上（或两对同源染色体上），即控制西瓜白瓤和红瓤性状的基因的遗传符合基因的自由组合定律，且对果肉颜色的控制方式是：只要有显性基因就表现为白瓤，只有当两对基因为隐性纯合时才表现为红瓤。
③为验证第②题的假设，可将亲本杂交得到的F1自交，若自交后代的表现型及比例为白瓤西瓜∶红瓤西瓜＝15∶1，则证明假设正确，即为基因型中只要有显性基因就表现为白瓤，只有当两对基因为隐性纯合时才表现为红瓤。
19．芊芊草为自花传粉的植物，其地上部分含有的芊芊草甲素具有显著的抗肿瘤作用，市场需求非常广阔。现有的芊芊草都是野生型，湖南农科院利用芊芊草种子进行航空育种，培育适于人工种植的高产高效新品种。回答下列问题：
（1）太空选育新品种的原理是_______，即使处理大量的材料也不一定能得到所需的品种的原因是____________________。
（2）野生型植物的叶片为长条形、茎绿色，在这次育种中偶然获得一株叶片椭圆状、茎紫色的芊芊草，预测两对相对性状中显性性状最可能为______________。若此预测成立，该突变植物自交后代未出现9∶3∶3∶1的性状分离比，_______（填“能”或“不能”）确定控制这两对相对性状的基因不符合基因的自由组合定律，原因是________________。
（3）假如芊芊草为雌雄同株异花植物，抗病（B）对感病（b）为显性。现有5号染色体为三体且感病芊芊草和若干纯合抗病与感病普通植株，科研人员欲通过杂交实验来确定感病基因是位于5号染色体还是其他染色体上，请你完善该实验思路和结果结论。（提示：三体植物减数分裂一般产生两种类型的配子，一类是n+1型，即配子中含有两条该同源染色体；一类是n型，即配子中含有一条该同源染色体。n+1型配子若为卵细胞可正常参与受精，若为花粉则不能参与受精）。
①该实验的思路：a．将___________________杂交；b．从F1中选出三体植株_____________杂交；c．分析F2表现抗病与感病的比例。
②实验结果及结论：若F2表现型及比例为抗病：感病＝_____，则感病基因在5号染色体上。
【答案】（1）基因突变 基因突变具有不定向性和低频性
（2）叶片椭圆状、茎紫色 不能 一株植物产生的后代数量少，即使两对基因满足基因的自由组合定律，也可能不出现9∶3∶3∶1分离比
（3）纯合抗病普通芊芊草BB为父本，与该三体且感病芊芊草为母本 作为父本与感病普通芊芊草 1：2
【解析】（1）太空选育新品种的原理是基因突变，由于基因突变具有不定向性和低频性，所以即使处理大量的材料也不一定能得到所需的品种。
（2）野生型植物的叶片为长条形、茎绿色，在这次育种中偶然获得一株叶片椭圆状、茎紫色的芊芊草，说明发生了显性突变，即叶片椭圆状、茎紫色最可能为显性性状。若此预测成立，该突变植物自交后代未出现9∶3∶3∶1的性状分离比，不能确定控制这两对相对性状的基因不符合基因的自由组合定律，原因是一株植物产生的后代数量少，即使两对基因满足基因的自由组合定律，也可能不出现9∶3∶3∶1的分离比。孟德尔得出自由组合定律是基于大量的实验数据的基础上，通过统计学分析得出的。
（3）①若确定感病基因是位于5号染色体还是其他染色体上，可用纯合抗病普通芊芊草BB为父本，与该三体且感病芊芊草为母本进行杂交，并从F1中选出三体植株作为父本与感病普通芊芊草杂交；然后分析F2表现抗病与感病的比例。
②若感病基因在5号染色体上，则亲本基因型为BB×bbb，F1的三体植株基因型为Bbb，由于n+1型配子若为卵细胞可正常参与受精，若为花粉则不能参与受精，所以Bbb做父本时产生的可育配子为B∶b＝1∶2，感病普通芊芊草产生的配子为b，所以F2表现型为抗病∶感病＝1∶2。
专题20 染色体变异与生物育种（挑战）
一、单选题
1．在细胞培养液中适量添加“某种物质”可以使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，实现细胞周期同步化，下列关于“某种物质”的叙述不合理的是（ ）
A．添加秋水仙素能够抑制纺锤体形成，使细胞周期被阻断
B．添加秋水仙素细胞会被阻断在细胞周期的间期
C．添加DNA合成抑制剂，细胞会停滞在细胞周期的间期
D．添加DNA合成抑制剂，使处于分裂期的细胞不受影响而继续分裂
【答案】B
【解析】秋水仙素抑制分裂前期纺锤体的形成，使细胞不能正常分裂，A正确，B错误；DNA在间期复制，添加DNA合成抑制剂，细胞会停滞在细胞周期的间期，处于分裂期的细胞不受影响而继续分裂，C、D正确。
2．下列关于变异的叙述，正确的是（ ）
A．某植物经X射线处理后若未出现新的性状，则没有新基因产生
B．多倍体育种得到的新品种结实率往往降低
C．花药离体培养过程中，基因重组和染色体变异均有可能发生
D．猫叫综合征是由于第5号染色体缺失引起的遗传病
【答案】B
【解析】基因突变并不一定导致性状的改变，该植物未出现新的性状，可能是发生了AA突变为Aa的突变，从而没有改变性状，A错误；多倍体植物具有结实率低的缺点，B正确；花药离体培养的过程属于植物生殖细胞全能性的表现，该过程不会发生基因重组，C错误；猫叫综合征是由于第5号染色体部分缺失，引起的染色体结构异常遗传病，D错误；
3．下图是三倍体无籽西瓜育种原理的流程图，请据图分析，下列说法错误的是（ ）
A．秋水仙素可抑制普通西瓜幼苗细胞有丝分裂前期形成纺锤体
B．三倍体植株授以二倍体的成熟花粉，可刺激其子房发育成无籽果实
C．三倍体的体细胞在有丝分裂中，能实现复制后的染色体平均分配到子细胞
D．四倍体与二倍体杂交能产生三倍体后代，说明四倍体与二倍体无生殖隔离
【答案】D
【解析】秋水仙素可抑制细胞有丝分裂前期形成纺锤体，A正确；三倍体植株授以二倍体的成熟花粉，用于刺激三倍体的子房发育成无籽果实，B正确；三倍体的体细胞在有丝分裂时，间期DNA复制，后期着丝点分裂，染色单体分开，实现复制后的染色休平均分配到子细胞，C正确；四倍体与二倍体杂交产生的三倍体后代不可育，说明四倍体与二倍体有生殖隔离，D错误。
4．下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述正确的是（ ）
A．单倍体生物的体细胞内都无同源染色体
B．21三体综合征患者的体细胞中有3个染色体组
C．人的初级卵母细胞中的1个染色体组中能存在等位基因
D．用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖细胞中都含4个染色体组
【答案】C
【解析】如四倍体生物的单倍体可以含2个染色体组，存在同源染色体，A错误；21三体综合征患者的体细胞中21号染色体有3条，但是含2个染色体组，B错误；人的初级卵母细胞中的基因已经复制，如果发生基因突变或交叉互换，则在1个染色体组中可能存在等位基因，C正确；秋水仙素可抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，从而形成染色体加倍的细胞。故用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，只有部分芽尖细胞中含4个染色体组，D错误。
5．控制家蚕体色的基因B（黑色）和b（淡赤色）位于第10号染色体上。某染色体数正常的家蚕的一条10号染色体上有B和b两基因，另一条染色体上仅有b基因。用X射线处理雌蚕，将带有B基因的第10号染色体片段易位到W染色体上，获得可以鉴别雌雄性别的品系（第10号染色体上的基因组成为bb的个体）。该品系与赤色雄蚕杂交得到子一代，则有关说法不正确的是（ ）
A．子一代雌蚕全为黑色，雄蚕全为淡赤色 B．子一代中雌蚕中既有淡赤色又有黑色
C．该品系雌蚕的形成是染色体变异的结果 D．该品系雌蚕细胞的基因排列顺序发生改变
【答案】B
【解析】据分析可知，子一代雌蚕全为黑色，雄蚕全为淡赤色，A正确；据分析可知，该品系雌蚕的基因型为bbZWB，淡赤色雄蚕的基因型为bbZZ，子代雌蚕一定含B基因，故没有淡赤色个体，B错误；该品系雌蚕的形成是10号染色体和W染色体之间的易位，二者属于非同源染色体，故为染色体变异，C正确；据题干可知该品系雌蚕的形成是染色体易位的结果，所以10号染色体和W染色体上的基因排列顺序会发生变化，D正确。
6．果蝇中一对同源染色体的同源区段同时缺失的个体叫作缺失纯合子，只有一条发生缺失的个体叫作缺失杂合子。已知缺失杂合子可育，而缺失纯合子具有致死效应。研究人员用一只棒眼雌果蝇和正常眼雄果蝇多次杂交，统计F1的性状及比例，结果是棒眼雌果蝇︰正常眼雌果蝇︰棒眼雄果蝇＝1︰1︰1。在不考虑X、Y染色体同源区段的情况下，下列有关分析错误的是（ ）
A．亲本雌果蝇发生了染色体片段缺失，且该果蝇是缺失杂合子
B．正常眼是隐性性状，且缺失发生在X染色体的特有区段上
C．让F1中雌雄果蝇自由交配，F2雄果蝇中棒眼︰正常眼＝2︰1
D．用光学显微镜观察，能判断F1中正常眼雌果蝇的染色体是否缺失了片段
【答案】C
【解析】根据以上分析已知，母本发生了染色体片段缺失，且该果蝇是缺失杂合子，A正确；根据以上分析已知，棒眼是显性性状，正常眼是隐性性状，控制该性状的基因位于X染色体特有的片段上，且该片段发生了缺失，B正确；F1中雌果蝇中棒眼为杂合子，正常眼为缺失杂合子，因此其产生的棒眼基因与正常眼基因的比例为1︰2，则让F1中雌雄果蝇自由交配，F2雄果蝇中棒眼︰正常眼＝1︰2，C错误；根据以上分析可知，F1中正常眼雌果蝇的染色体应该发生了缺失，属于染色体结构的变异，可以在光学显微镜下观察到，D正确。
7．小鼠（2N＝40）胚胎期某细胞发生图示异常分裂（未绘出的染色体均正常），其中A为抑癌基因，a为A的突变基因。下列说法正确的是（ ）
A．该分裂过程中形成20个四分体
B．分裂产生Aa或aa子细胞的概率均为1/2
C．子细胞aa在适宜条件下可能无限增殖
D．染色体异常分离与纺锤体无关
【答案】C
【解析】由题意可知，该分裂过程是有丝分裂，无四分体，A错误。由于染色体的 丢失是随机的，所以分裂产生的Aa或aa子细胞的几率不一定为1/2，B错误。由题意可知A基因为抑癌基因，抑癌基因的作用是抑制细胞不正常增殖，若细胞中抑癌基因不存在，则细胞在适宜条件下可能无限增殖，C正确。由于染色体是由纺锤体牵引而向两极的，因此染色体异常分离与纺锤体形成有关，D错误。
8．如图表示利用某种农作物①和②两个品种分别培育出不同品种的过程，下列有关说法中正确的是（ ）
A．由①和②培育能稳定遗传的⑤过程中，Ⅰ→Ⅱ途径比Ⅰ→Ⅲ→Ⅴ途径所用时间短
B．由②获得⑧的过程利用了射线处理能够诱导基因定向突变的原理
C．常用花药离体培养先形成④，再用一定浓度的秋水仙素处理④的种子或幼苗获得⑤
D．由③获得④与由③获得⑥的原理相同，由③获得⑦和Ⅰ→Ⅱ途径的原理相同
【答案】D
【解析】Ⅰ→Ⅱ途径表示杂交育种过程，Ⅰ→Ⅲ→Ⅴ途径表示单倍体育种过程，①的基因型为AABB，②的基因型为aabb，要培育出基因型为AAbb的⑤，与杂交育种相比，单倍体育种能明显缩短育种年限，A错误；基因突变是不定向的，射线处理可以提高突变率，B错误；经过Ⅲ过程培育形成的④是单倍体，不能形成种子；Ⅴ过程常用一定浓度的秋水仙素处理④的幼苗，使其染色体数目加倍，C错误；由③获得④与由③获得⑥的原理都是染色体数目变异，由③获得⑦和Ⅰ→Ⅱ途径的原理都是基因重组，D正确。
9．视网膜母细胞瘤基因（R）是一种抑癌基因，杂合子（Rr）仍具有抑癌功能。杂合子在个体发育过程中，一旦体细胞的杂合性丢失，形成纯合子（rr）或半合子（r），就会失去抑癌的功能而导致恶性转化。下图为视网膜母细胞增殖过程中杂合性丢失的可能机制。下列分析正确的是（ ）
A．1是由减数分裂导致含R的染色体移到另一个细胞中所形成的半合子（r）
B．2可能是由分裂时染色体分离不正常而导致纯合子（rr）的产生
C．1、2、3、4的变异都可以通过显微镜观察出来
D．1、2、3、4的变异有的对身体有利，有的对身体不利
【答案】B
【解析】视网膜母细胞增殖方式是有丝分裂，1是有丝分裂导致含R的染色体移到另一个细胞中所形成的半合子（r），A错误；2可能是有丝分裂后期染色体分离不正常而导致的，B正确；4属于基因突变，显微镜下观察不到，1、3的变异可以通过显微镜观察出来，C错误； 据题干可知，图中无论哪种变异都会形成纯合子（rr）或半合子（r），对身体都是有害的，D错误。
10．下图表示小麦育种的几种方式，下列有关叙述错误的是（ ）
A．获得①和⑥的育种原理是基因重组，②和③的育种原理是染色体变异
B．获得④⑤的育种方式是诱变育种，得到的变异个体不全都符合农业生产需要
C．获得⑥的育种方式可定向改变生物体的性状，克服远缘杂交不亲和的障碍
D．秋水仙素作用的时间是有丝分裂后期，结果是细胞中染色体数加倍
【答案】D
【解析】①杂交育种、⑥基因工程育种的原理是基因重组，②单倍体育种、③多倍体育种的原理是染色体数目变异，A正确；④诱变育种、⑤诱变育种，基因突变是不定向的，故变异个体并非全部符合生产需要，B正确；⑥基因工程育种可以定向改造生物的性状，克服远缘杂交不亲和的障碍，C正确；秋水仙素作用的时期是前期，D错误。
11．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，着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如下图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝点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，关于该细胞的说法错误的是（ ）
A．可在分裂后期观察到“染色体桥”结构
B．其子细胞中染色体的数目不会发生改变
C．其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段
D．若该细胞基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞
【答案】C
【解析】由题干信息可知，着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，故可以在有丝分裂后期观察到“染色体桥”结构，A正确；出现“染色体桥”后，在两个着丝点间任意位置发生断裂，可形成两条子染色体分别移向细胞两极，其子细胞中染色体数目不会发生改变，B正确；“染色体桥”现象使姐妹染色单体之间发生了片段的转接，不会出现非同源染色体片段，C错误；若该细胞的基因型为Aa，出现“染色体桥”后着丝点间任意位置发生断裂时，一条姐妹染色单体上的a转接到了另一条姐妹染色体上，则会产生基因型为Aaa的子细胞，D正确。
12．某生物基因组成及基因在染色体上的位置关系如图所示。该生物性原细胞经减数分裂形成了如下图所示的几种配子。下列关于这几种配子形成过程中所发生的变异的说法中不正确的是（ ）
A．配子一的变异属于基因重组，发生在减数第一次分裂过程中
B．配子二发生了染色体变异，最可能发生在减数第二次分裂过程中
C．配子三发生了染色体易位，原因可能是基因b转移到非同源染色体上
D．配子四的变异属于基因突变，原因可能是染色体复制发生错误导致基因A或a缺失
【答案】D
【解析】该生物的基因型为AaBb，这两对基因的遗传遵循自由组合定律，配子一产生的原因是在减数第一次分裂后期，非同源染色体上非等位基因发生了自由组合，这属于基因重组的来源之一，A正确；配子二形成的原因是：在减数第二次分裂后期，携带有基因A的两条姐妹染色单体分开后所形成的两条子染色体未分离，这属于染色体变异，B正确；a和b是位于非同源染色体上的非等位基因，而在形成的配子三中，基因a和b是位于同一条染色体上的，究其原因可能是b基因所在的染色体片段转移到a基因所在的非同源染色体上，该变异属于染色体结构变异中的易位，C 正确；配子四产生的原因可能是：染色体复制时发生错误导致基因A或a所在的染色体片段缺失，此种变异属于染色体变异，D错误。
二、综合题
13．果蝇的长翅对残翅为显性，由位于常染色体上的一对等位基因（D、d）控制。红眼对白眼为显性，由位于X染色体上的一对等位基因（R、r）控制。如图1为某长翅红眼雄果蝇体细胞的染色体示意图。请回答下列问题：
（1）若仅考虑翅形，该雄果蝇与某长翅雌果蝇杂交，预测后代的表现型为___________。
（2）若一个果蝇种群中，纯合长翅果蝇占30%，杂合长翅果蝇占60%，在不考虑迁移、突变、选择等的情况下，该果蝇种群随机交配产生的子一代中残翅果蝇所占的比例为___________。
（3）若基因D和d能被荧光标记为红色，用荧光显微镜观察该雄果蝇处于有丝分裂中期的细胞，则可观察到___________个荧光点。
（4）若该雄果蝇与某长翅红眼雌果蝇杂交，F1出现残翅白眼雄果蝇，则F1中出现长翅红眼雄果蝇的概率为___________。
（5）某基因型为XRXr的红眼雌果蝇受精卵第一次有丝分裂形成的两个子细胞一个正常，另一个丢失了一条X染色体，导致该受精卵发育成一个左侧躯体正常而右侧躯体为雄性（XO为雄性）的嵌合体，则该嵌合体果蝇的右眼的眼色为______________________。
（6）缺刻翅是X染色体部分缺失的结果（用XN表示），其缺失片段较大，连同附近的R（r）基因一同缺失，性染色体组成为XNXN和XNY的个体不能存活。由图2所示的雌雄果蝇杂交所获取的F1果蝇中，白眼果蝇所占的比例为___________。
【答案】（1）全为长翅或长翅∶残翅＝3∶1
（2）16%
（3）4
（4）3/16
（5）红眼或白眼
（6）1/3
【解析】（1）若仅考虑翅形，该雄果蝇基因型为Dd与某长翅雌果蝇（DD或Dd）杂交，故预测后代的表现型为全为长翅或长翅∶残翅＝3∶1。
（2）在这个果蝇种群中，D基因频率为30%＋1/2×60%＝60%,则d的基因频率为40%。所以该果蝇种群随机交配产生的子一代中残翅（dd）所占比例为40%×40%＝16%。
（3）用荧光显微镜观察该雄果蝇（Dd）处于有丝分裂中期的细胞，因染色体经过复制后基因型变为DDdd，所以可观察到4个荧光点。
（4）依据题意，该雄果蝇（DdXRY）与某长翅红眼雌果蝇（D_XRX_）杂交，F1出现残翅白眼雄果蝇（ddXrY），可以推出亲本长翅红眼雌果蝇基因型诶DdXRXr），则F1中出现长翅红眼雄果蝇的概率为3/4×1/4＝3/16。
（5）该果蝇右侧躯体只有一条X染色体，其上可能携带R或r基因，所以可能是红眼也可能是白眼。
（6）XRXN和XrY杂交，产生的个体有XRXr、XNXr、XRY和XNY，四种基因型后代比例相等，但由于缺刻翅会使其附近的R（r）基因一同缺失，导致XNY个体不能存活，故子一代果蝇中白眼。由图2所示的雌雄果蝇杂交所获取的F1果蝇中，白眼果蝇（XNXr）所占的比例为1/3。
14．簇毛麦（二倍体）具有许多普通小麦（六倍体）不具有的优良基因，如抗白粉病基因。为了改良小麦品种，育种工作者将簇毛麦与普通小麦杂交，过程如下：
（1）杂交产生的F1代是__________倍体植株，其染色体组的组成为__________（用图中字母表示）。F1代在产生配子时，来自簇毛麦和普通小麦的染色体几乎无法配对，说明它们之间存在__________而不是同一物种。
（2）为了使F1代产生可育的配子，可用__________对F1代的幼苗进行诱导处理，为鉴定该处理措施的效果，可取其芽尖制成临时装片，在高倍显微镜下观察__________期细胞，并与未处理的F1进行染色体比较。
（3）对可育植株进行辐射等处理后，发现来自簇毛麦1条染色体上的抗白粉病基因（e）移到了普通小麦的染色体上，这种变异类型属于________。在减数分裂过程中，该基因与另一个抗白粉病基因________（不/—定/不一定）发生分离，最终可形成__________种配子，其中含有抗白粉病基因（e）配子的基因组成是__________。
【答案】（1）四 ABDV 生殖隔离
（2）秋水仙素（或低温） 有丝分裂中
（3）染色体结构变异（易位） 不一定 4 e、ee
【解析】（1）普通小麦是六倍体，产生的配子是ABD，而簇毛麦是二倍体，产生配子是V，所以子代染色体组成是ABDV，异源四倍体；来自簇毛麦和普通小麦的染色体几乎无法配对，说明两个物种之间存在生殖隔离而不是同一物种。
（2）为了使F1代产生可育的配子，可用秋水仙素或低温对F1代幼苗进行诱导处理，抑制纺锤丝的形成，达到染色体加倍的目的；观察细胞染色体需要选择有丝分裂中期的细胞，形态稳定，数目清晰。
（3）自簇毛麦1条染色体上的抗白粉病基因（e）移到了普通小麦的染色体上，是属于非同源染色体之间的转移，属于染色体结构变异或易位；由于两个基因在非同源染色体上，在同源体分离时，非同源染色体自由组合，可能发生含有两个e基因的染色体移向两个子细胞，也可能含有两个e基因的染色体移向一极，所以形成4种配子；两个抗白粉病的基因不一定发生分离；含有抗病基因的基因组成是e和ee。
15．家蚕是二倍体生物，含56条染色体，ZZ为雄性，ZW为雌性。在蚕卵孵化过程中，用X射线处理，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）。回答问题：
（1）突变I的变异类型为染色体结构变异中的_____。突变Ⅱ个体减数分裂能产生____种基因型的卵细胞。
（2）野生型在卵细胞的形成过程中，当染色体第二次移向细胞两极时，细胞中有____个着丝点，若基因A的一条链中（G＋T）／（A＋C）＝2／5，则其互补链中（G＋T）／（A＋C）＝______。
（3）家蚕野生性状（B）对突变性状（b）为显性，B、b均位于Z染色体上，已知基因b为致死基因。某生物兴趣小组欲设计实验探究基因b的致死类型，选择杂合野生型雄家蚕与突变型雌家蚕杂交，统计子代的表现型及比例。
实验结果及结论：
①若后代中__________，说明基因b使雌配子致死；
②若后代中__________，说明基因b使雄配子致死；
③若后代中__________，说明基因b纯合使雄性个体致死。
【答案】（1）缺失 4
（2）56 5/2
（3）①只有雌性家蚕，且野生性状：突变性状＝1:1（或野生性状雌蚕：突变性状雌蚕＝1:1）；
②只有野生性状，且雌：雄＝1:1（野生型雄性：野生型雌性＝1:1）
③雄性都是野生型，雌性既有野生型又有突变型，且雌性与雄的比值为2:1（或野生型雄性：突变型雌性：野生型雌性＝1:1:1）
【解析】（1）根据野生型个体中染色体可知，突变体Ⅰ发生了缺失；根据基因与染色体的关系，经减数分裂能产生4种类型的配子。
（2）减数第二次分裂后期，由于着丝点断裂，此时细胞中的染色体数目与体细胞相同，即56条；互补链中的G＋T与另一条中的C＋A相等，因此该比例在两条链中互为倒数，即5/2。
（3）解答该类遗传题时，只要把结论当已知条件使用，得到预期的实验结果即可。若基因b使雌配子致死，则亲本的雌性只能产生W配子，所以后代只有野生型和突变型雌性个体；若基因b使雄配子致死，则亲本雄性只产生ZB配子，亲本雌性产生ZbW两种卵细胞，后代表现型是野生型雌性和野生型雄性，比例为1：1；若基因b纯合使雄性个体致死，则子代没有ZbZb个体，有野生型雌性、野生型雄性和突变型雌性，比例为1：1：1。
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