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第34課時(shí)
染色體變異
舉例說(shuō)明染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異都可能導(dǎo)致生物性狀的改變甚至死亡。
課標(biāo)要求
考情分析
1.染色體數(shù)目變異 2023·江蘇·T10　2021·廣東·T11　2021·全國(guó)Ⅲ·T32　
2021·北京·T7　2020·全國(guó)Ⅱ·T4　2020·全國(guó)Ⅲ·T32
2.染色體結(jié)構(gòu)變異 2023·湖北·T16　2022·浙江6月選考·T3　2022·湖南·T9　
2021·河北·T7　2021·浙江1月選考·T4　2021·廣東·T16　
2020·浙江1月選考·T4　2020·山東·T6
內(nèi)容索引
考點(diǎn)一　　染色體結(jié)構(gòu)變異
考點(diǎn)二　　染色體數(shù)目變異
課時(shí)精練
考點(diǎn)三　　生物染色體數(shù)目變異在育種上的應(yīng)用
考點(diǎn)一
染色體結(jié)構(gòu)變異
1.染色體變異
(1)概念：生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體 或 的變化。
(2)類(lèi)型：染色體 的變異和染色體 的變異。
2.染色體結(jié)構(gòu)的變異
(1)原因：受各種因素影響(如：各種射線(xiàn)、代謝失調(diào)等)，染色體的斷裂以及斷裂后片段不正常的重新連接。
數(shù)目
結(jié)構(gòu)
數(shù)目
結(jié)構(gòu)
(2)類(lèi)型
類(lèi)型 圖像 聯(lián)會(huì)異常 實(shí)例
_____ 果蠅缺刻翅、貓叫綜合征
______ 果蠅棒狀眼
缺失
重復(fù)
_____ 果蠅花斑眼、人類(lèi)慢性粒細(xì)胞白血病
_____ 果蠅卷翅、人類(lèi)9號(hào)染色體長(zhǎng)臂倒位可導(dǎo)致習(xí)慣性流產(chǎn)
易位
倒位
(3)結(jié)果：染色體結(jié)構(gòu)的改變，會(huì)使排列在染色體上的_________________發(fā)生改變，導(dǎo)致性狀的變異。
(4)對(duì)生物性狀的影響： 染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物體是 ，有的甚至?xí)?dǎo)致 。
基因數(shù)目或排列順序
大多數(shù)
不利的
生物體死亡
(1)染色體上某個(gè)基因的丟失屬于基因突變(　　)
提示　基因突變不改變基因的數(shù)目，染色體上某個(gè)基因的丟失屬于染色體變異。
(2)染色體片段的缺失和重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類(lèi)的變化(　　)
提示　染色體片段缺失，基因種類(lèi)可能減少，染色體片段重復(fù)，基因的種類(lèi)并沒(méi)有變化。
×
×
(3)染色體易位不改變細(xì)胞中基因數(shù)量，對(duì)個(gè)體性狀不會(huì)產(chǎn)生影響(　　)
提示　染色體易位改變了基因在不同染色體上的分布，會(huì)影響生物的性狀。
(4)非同源染色體某片段移接，僅發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中(　　)
提示　非同源染色體某片段移接屬于染色體結(jié)構(gòu)變異(易位)，該過(guò)程在有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中都可能發(fā)生。
×
×
(5)硝化細(xì)菌存在基因突變和染色體變異(　　)
提示　硝化細(xì)菌是原核生物，細(xì)胞中沒(méi)有染色體，其可遺傳變異的來(lái)源只有基因突變。
×
1.探究：染色體“重復(fù)”和“缺失”的可能原因
(2020·山東，6改編)在細(xì)胞分裂過(guò)程中，末端缺失的染色體因失去端粒而不穩(wěn)定，其姐妹染色單體可能會(huì)連接在一起，著絲粒分裂后向兩極移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)“染色體橋”結(jié)構(gòu)，如圖所示。基因型為Aa的細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂時(shí)，出現(xiàn)“染色體橋”并在兩著絲粒間任一位置發(fā)生
斷裂，形成的兩條子染色體移到細(xì)胞兩極。不考慮其
他變異，該細(xì)胞可能會(huì)產(chǎn)生基因型為_(kāi)_____________
的子細(xì)胞。
Aa、Aaa、A、
AAa、a
2.探究： 染色體結(jié)構(gòu)變異會(huì)不會(huì)改變基因的內(nèi)部結(jié)構(gòu)？
(1)慢粒白血病患者異常的白細(xì)胞中第9號(hào)染色體長(zhǎng)臂上的一部分與第22號(hào)染色體長(zhǎng)臂上的一部分進(jìn)行了交換，結(jié)果導(dǎo)致前者變長(zhǎng)，后者變短。觀察下圖，描述慢粒患者染色體的斷裂有什么特別之處？
提示　第9號(hào)染色體上Abl基因和第22號(hào)染色體上BCR基因均從基因內(nèi)部斷裂，改變了基因的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
(2)資料：已知正常人9號(hào)染色體上的Abl基因編碼產(chǎn)物是一種活性受到嚴(yán)格調(diào)控的酪氨酸激酶，與細(xì)胞增殖有關(guān)，而融合基因BCR－Abl的產(chǎn)物則是異常激活的酪氨酸激酶，導(dǎo)致細(xì)胞惡性增殖。可見(jiàn)患者體內(nèi)細(xì)胞癌變是由 (填“原癌基因”或“抑癌基因”)突變導(dǎo)致的。
原癌基因
考向一　染色體結(jié)構(gòu)變異辨析
1.(2023·湖北，16)DNA探針是能與目的DNA配對(duì)的帶有標(biāo)記的一段核苷酸序列，可檢測(cè)識(shí)別區(qū)間的任意片段，并形成雜交信號(hào)。某探針可以檢測(cè)果蠅Ⅱ號(hào)染色體上特定DNA區(qū)間。某果蠅的Ⅱ號(hào)染色體中的一條染色體部分區(qū)段發(fā)生倒位，如下圖所示。用上述探針檢測(cè)細(xì)胞有絲分裂中期的染色體(染色體上“—”表示雜交信號(hào))，結(jié)果正確的是
1
2
√
DNA探針是能與目的DNA配對(duì)的帶有標(biāo)記的一段核苷酸序列并形成雜交信號(hào)，根據(jù)圖示信息，倒位發(fā)生在著絲粒附近，倒位發(fā)生后，基因位置顛倒，但DNA探針依然可以識(shí)別，故B正確。
1
2
2.(2022·湖南，9)大鼠控制黑眼/紅眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一條染色體上。某個(gè)體測(cè)交后代表型及比例為黑眼黑毛∶黑眼白化∶紅眼黑毛∶紅眼白化＝1∶1∶1∶1。該個(gè)體最可能發(fā)生了下列哪種染色體結(jié)構(gòu)變異
1
2
√
分析題意可知，大鼠控制黑眼/紅眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一條染色體上，兩對(duì)等位基因?yàn)檫B鎖關(guān)系，正常情況下，測(cè)交結(jié)果只能出現(xiàn)兩種表型，但題干中某個(gè)體測(cè)交后代表型及比例為黑眼黑毛∶黑眼白化∶紅眼黑毛∶紅眼白化＝1∶1∶1∶1，類(lèi)似于基因自由組合定律的結(jié)果，推測(cè)該個(gè)體可產(chǎn)生四種數(shù)目相等的配子，且控制兩對(duì)性狀的基因遵循自由組合定律，即兩對(duì)等位基因被易位到兩條非同源染色體上，C正確。
1
2
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考點(diǎn)二
染色體數(shù)目變異
1.染色體數(shù)目變異的類(lèi)型
(1)細(xì)胞內(nèi) 的增加或減少。
(2)細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以 成倍地增加或成套地減少。
個(gè)別染色體
一套完整的非同源染色體為基數(shù)
2.染色體組
(1)如圖中雄果蠅體細(xì)胞染色體中的一個(gè)染色體組
可表示為： 。
(2)組成特點(diǎn)
①形態(tài)上：細(xì)胞中的 ，在形態(tài)上各不相同。
②功能上：控制生物生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異的 ，在功能上各不相同。
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
一套非同源染色體
一套染色體
3.單倍體、二倍體和多倍體
項(xiàng)目 單倍體 二倍體 多倍體
概念 體細(xì)胞中染色體數(shù)目與本物種_____染色體數(shù)目相同的個(gè)體 體細(xì)胞中含有兩個(gè)__________的個(gè)體 體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體
發(fā)育起點(diǎn) ______ 受精卵(通常是) 受精卵(通常是)
配子
染色體組
配子
項(xiàng)目 單倍體 二倍體 多倍體
植株特點(diǎn) ①植株弱小； ②高度不育 正常可育 ①莖稈粗壯；
②葉片、果實(shí)和種子較大；
③營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富
體細(xì)胞染色體組數(shù) ____ 2 _____
≥1
≥3
項(xiàng)目 單倍體 二倍體 多倍體
形成 原因 自然 原因 單性生殖 正常的有性生殖 外界環(huán)境條件劇變
(如低溫)
人工 誘導(dǎo) ____________ 秋水仙素處理____ _______ 秋水仙素處理_____
_____________
舉例 蜜蜂的雄蜂 幾乎全部的動(dòng)物和過(guò)半數(shù)的高等植物 香蕉(三倍體)；馬鈴薯(四倍體)；八倍體小黑麥
花藥離體培養(yǎng)
單倍
體幼苗
萌發(fā)
的種子或幼苗
4.低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化
(1)實(shí)驗(yàn)原理：用低溫處理植物的 細(xì)胞，能夠 的形成，以致影響細(xì)胞有絲分裂中染色體被拉向兩極，導(dǎo)致細(xì)胞不能__________
________，植物細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生變化。
分生組織
抑制紡錘體
分裂成兩個(gè)
子細(xì)胞
(2)實(shí)驗(yàn)步驟
(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：視野中既有正常的二倍體細(xì)胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞。
卡諾氏液
95%
漂洗
實(shí)驗(yàn)中的試劑及其作用
試劑 使用方法 作用
卡諾氏液 將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1 h 固定細(xì)胞形態(tài)
體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精 沖洗用卡諾氏液處理過(guò)的根尖 洗去卡諾氏液
質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸 與體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精等體積混合，作為解離液 解離根尖細(xì)胞
清水 浸泡解離后的根尖細(xì)胞約10 min 漂洗根尖，去除解離液
甲紫溶液 把漂洗干凈的根尖放進(jìn)盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色體著色
(1)含有奇數(shù)染色體組的個(gè)體一定是單倍體(　　)
提示　體細(xì)胞染色體組數(shù)等于本物種配子染色體組數(shù)的個(gè)體為單倍體，判斷是否為單倍體時(shí)主要看發(fā)育的起點(diǎn)，而不是看染色體組數(shù)。
(2)單倍體個(gè)體都一定沒(méi)有等位基因和同源染色體(　　)
提示　單倍體體細(xì)胞中也并非都只有一個(gè)染色體組，也并非都一定沒(méi)有等位基因和同源染色體。如由多倍體的配子發(fā)育成的個(gè)體，若含偶數(shù)個(gè)染色體組，則形成的單倍體含有同源染色體和等位基因。
×
×
(3)二倍體生物的單倍體都是高度不育的(　　)
提示　蜂王是二倍體，其卵細(xì)胞發(fā)育成的雄蜂是單倍體，可育。
(4)若果蠅的某細(xì)胞在減數(shù)分裂Ⅰ后期X染色體和Y染色體沒(méi)有分離，最終形成的精子中含有的是一個(gè)染色體組(　　)
提示　不一定，最終形成的精子可能同時(shí)含有X和Y染色體，因?yàn)閄染色體和Y染色體是同源染色體，而一個(gè)染色體組中的染色體都是非同源染色體。
×
×
(5)基因型為AAaaBBbb的個(gè)體，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組，且一定是二倍體(　　)
提示　基因型為AAaaBBbb的個(gè)體，體細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組，可能是四倍體(由受精卵發(fā)育而成)或單倍體(由配子發(fā)育而成)。
(6)卡諾氏液可使組織細(xì)胞互相分離開(kāi)(　　)
提示　使用卡諾氏液的目的是固定細(xì)胞形態(tài)；解離液使組織細(xì)胞彼此分離開(kāi)。
×
×
1.思考：?jiǎn)误w和三體產(chǎn)生配子的種類(lèi)及比例(單體和三體也是二倍體，均可進(jìn)行減數(shù)分裂，產(chǎn)生配子)。
A∶O＝1∶1
Aa∶a∶A∶aa
＝2∶2∶1∶1
注：減數(shù)分裂時(shí)，三條染色體之間兩兩聯(lián)會(huì)的概率相等，聯(lián)會(huì)后的染色體彼此分離，剩余的一條染色體隨機(jī)移向細(xì)胞一極。
2.探究：染色體數(shù)目變異之“個(gè)別”染色體數(shù)目增加或減少的原因。
(2020·江蘇，32節(jié)選)已知黑腹果蠅的性別決定方式為XY型，偶然出現(xiàn)的XXY個(gè)體為雌性可育。黑腹果蠅長(zhǎng)翅(A)對(duì)殘翅(a)為顯性，紅眼(B)對(duì)白眼(b)為顯性。現(xiàn)有兩組雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
　　　　　 實(shí)驗(yàn)① P　 aaXBXB×AAXbY 　　　 ↓ F1 長(zhǎng)翅紅眼♀ 長(zhǎng)翅紅眼♂ 個(gè)體數(shù)　 920　　 927 實(shí)驗(yàn)②
P aaXBY×AAXbXb
↓
F1 長(zhǎng)翅紅眼♀ 長(zhǎng)翅白眼♂ 長(zhǎng)翅白眼♀
個(gè)體數(shù) 930　　 926　　　　1
實(shí)驗(yàn)②F1中出現(xiàn)了1只例外的白眼雌蠅，請(qǐng)分析：
(1)若該蠅是基因突變導(dǎo)致的，則該蠅的基因型為 。
(2)若該蠅是親本減數(shù)分裂過(guò)程中X染色體未分離導(dǎo)致的，則該蠅產(chǎn)生的配子的基因型可能為 。
XbXb
XbXb、Y、Xb、XbY
　　　　　 實(shí)驗(yàn)① P　 aaXBXB×AAXbY 　　　 ↓ F1 長(zhǎng)翅紅眼♀ 長(zhǎng)翅紅眼♂ 個(gè)體數(shù)　 920　　 927 實(shí)驗(yàn)②
P aaXBY×AAXbXb
↓
F1 長(zhǎng)翅紅眼♀ 長(zhǎng)翅白眼♂ 長(zhǎng)翅白眼♀
個(gè)體數(shù) 930　　 926　　　　1
實(shí)驗(yàn)②F1中出現(xiàn)白眼雌性個(gè)體，分析可能原因：若是基因突變導(dǎo)致的，則該果蠅的基因型是XbXb；若是親本減數(shù)分裂過(guò)程中X染色體未分離導(dǎo)致的，則該果蠅的基因型是XbXbY，其在產(chǎn)生配子的減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)，三條同源染色體中的任意兩條進(jìn)入一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞，另一條進(jìn)入另一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞，產(chǎn)生配子的基因型可能是XbXb、Y、XbY、Xb。
3.思考：染色體組數(shù)的判斷。
(1)根據(jù)染色體組成來(lái)判斷：
1個(gè)
3個(gè)
2個(gè)
4個(gè)
(2)根據(jù)基因型來(lái)判斷：
2個(gè)
2個(gè)
3個(gè)
1個(gè)
2個(gè)
4.描述：秋水仙素人工誘導(dǎo)多倍體的原理。
(2020·天津，15節(jié)選)某植物有A、B兩品種。科研人員在設(shè)計(jì)品種A組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，參照品種B的最佳激素配比(見(jiàn)下表)進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)。
品種B組織培養(yǎng)階段 細(xì)胞分裂素濃度(μmol/L) 生長(zhǎng)素濃度(μmol/L)
Ⅰ誘導(dǎo)形成愈傷組織 m1 n1
Ⅱ誘導(dǎo)形成幼芽 m2 n2
Ⅲ誘導(dǎo)生根 m3 n3
(1)據(jù)表回答：在 階段用秋水仙素對(duì)材料進(jìn)行處理，最易獲得由單個(gè)細(xì)胞形成的多倍體。
Ⅰ
品種B組織培養(yǎng)階段 細(xì)胞分裂素濃度(μmol/L) 生長(zhǎng)素濃度(μmol/L)
Ⅰ誘導(dǎo)形成愈傷組織 m1 n1
Ⅱ誘導(dǎo)形成幼芽 m2 n2
Ⅲ誘導(dǎo)生根 m3 n3
(2)根據(jù)所學(xué)知識(shí)，描述秋水仙素是如何誘導(dǎo)形成多倍體的？
提示　秋水仙素抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。
品種B組織培養(yǎng)階段 細(xì)胞分裂素濃度(μmol/L) 生長(zhǎng)素濃度(μmol/L)
Ⅰ誘導(dǎo)形成愈傷組織 m1 n1
Ⅱ誘導(dǎo)形成幼芽 m2 n2
Ⅲ誘導(dǎo)生根 m3 n3
5.分析：?jiǎn)伪扼w、三倍體高度不育的原因。
普通小麥?zhǔn)悄壳笆澜绺鞯卦耘嗟闹匾Z食作物。普通小麥的形成包括不同物種雜交和染色體加倍過(guò)程，如圖所示(其中A、B、D分別代表不同物種的一個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組均含7條染色體)。在此基礎(chǔ)上，人們又通過(guò)雜交育種培育出許多優(yōu)良品種。請(qǐng)回答：
(1)在普通小麥的形成過(guò)程中，雜種一是高度不育的，原因是_________________________
______________。
(2)三倍體高度不育的原因是什么？
無(wú)同源染色體，不能進(jìn)行正
常的減數(shù)分裂
提示　減數(shù)分裂時(shí)同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生正常的生殖細(xì)胞。
6.分析：多倍體結(jié)實(shí)率低的原因。
(2024·江蘇省決勝新高考高三聯(lián)考)同源四倍體植物減數(shù)分裂聯(lián)會(huì)時(shí)，同源區(qū)段配對(duì)會(huì)形成不同的結(jié)果，進(jìn)而產(chǎn)生不同染色體數(shù)目的配子，如圖(短箭頭表示在細(xì)胞分裂后期相應(yīng)著絲粒移動(dòng)的方向)。下列相關(guān)敘述不正確的是
A.用秋水仙素處理二倍體植物種子，可培
育同源四倍體
B.1個(gè)四價(jià)體和2個(gè)二價(jià)體均可實(shí)現(xiàn)同源染
色體的均等分配
C.圖示1個(gè)三價(jià)體包含3條同源染色體、3個(gè)DNA分子
D.圖示解釋了同源四倍體通常可育，但育性卻有所降低
√
聯(lián)合時(shí)的染色體含有染色單體，圖示1個(gè)三價(jià)體含有3條染色體，6條染色單體，6個(gè)DNA分子，故C錯(cuò)誤。
考向二　染色體數(shù)目變異辨析
3.(2024·江蘇省新高考基地高三質(zhì)檢)人類(lèi)(2n＝46)14號(hào)與21號(hào)染色體二者的長(zhǎng)臂在著絲粒處融合形成14/21平衡易位染色體，該染色體攜帶者具有正常的表型，但在產(chǎn)生生殖細(xì)胞的過(guò)程中會(huì)形成復(fù)雜的聯(lián)會(huì)復(fù)合物(如圖)，在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，該聯(lián)會(huì)復(fù)合物中任
意配對(duì)的兩條染色體分離時(shí)，另一條染色體
隨機(jī)移向細(xì)胞的任意極。
3
4
5
6
下列關(guān)于平衡易位染色體攜帶者的敘述，正確
的是
A.圖中只發(fā)生了染色體數(shù)目變異
B.男性攜帶者與正常女性婚配生出表現(xiàn)正常的
子女的概率為1/2
C.女性攜帶者的卵子最多含24條形態(tài)不同的染色體
D.男性攜帶者的次級(jí)精母細(xì)胞含有22或23條染色體
√
3
4
5
6
14/21平衡易位染色體是由14號(hào)和21號(hào)兩條染色體融合成一條染色體，通過(guò)染色體易位和連接形成，發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異，A錯(cuò)誤；
3
4
5
6
在減數(shù)分裂時(shí)該男性攜帶者的聯(lián)會(huì)復(fù)合體中若14/21與21染色體彼此分離，可產(chǎn)生(14/21、14)和(21)兩種配子或者(14/21)和(21、14)兩種配子；若14/21與14染色體彼此分離，
可產(chǎn)生(14/21、21)和(14)兩種配子或者(14/21)和(14、21)兩種配子，以上配子中有一半的配子，即染色體組成為(14/21)和(21、14)的配子與正常女性減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子結(jié)合，后代表現(xiàn)正常，B正確；
3
4
5
6
女性攜帶者的卵子最多含23條形態(tài)不同的染色體，C錯(cuò)誤；
男性攜帶者的次級(jí)精母細(xì)胞在減數(shù)分裂Ⅱ的前期和中期含有22或23條染色體，在減數(shù)分裂Ⅱ的后期含有44或46條染色體，D錯(cuò)誤。
3
4
5
6
4.某大豆突變株表現(xiàn)為黃葉，其基因組成為rr。為進(jìn)行R/r基因的染色體定位，用該突變株作父本，與不同的三體(2n＋1)綠葉純合子植株雜交，選擇F1中的三體與黃葉植株雜交得F2，下表為部分研究結(jié)果。下列敘述錯(cuò)誤的是
A.F1中三體的概率是1/2
B.可用顯微觀察法初步鑒定三體
C.突變株基因r位于10號(hào)染色體上
D.三體綠葉純合子的基因型為RRR或RR
3
4
√
5
6
母本 F2表型及數(shù)量
黃葉 綠葉
9-三體 21 110
10-三體 115 120
假設(shè)R/r基因位于某號(hào)染色體上，用該突變株(rr)作父本，與三體綠葉純合子(RRR)植株雜交，F(xiàn)1為1/2Rr、1/2RRr，選擇F1中的三體(RRr)與黃葉植株(rr)雜交得F2，F(xiàn)2為Rr∶Rrr∶RRr∶rr＝2∶2∶1∶1，即綠葉∶黃葉＝5∶1。由于該突變株與9-三體綠葉純合子植株雜交，F(xiàn)2中綠葉∶黃葉≈5∶1，該突變株與10-三體綠葉純合子植株雜交，F(xiàn)2中綠葉∶黃葉≈1∶1，所以R/r基因位于9號(hào)染色體上。F1中三體的概率是1/2，A正確，C錯(cuò)誤；
3
4
5
6
三體屬于染色體數(shù)目變異，可用顯微觀察法初步鑒定三體，B正確；
若R/r基因位于與形成三體有關(guān)的染色體上，則三體綠葉純合子的基因型為RRR，若R/r基因位于與形成三體無(wú)關(guān)的染色體上，則三體綠葉純合子的基因型為RR，D正確。
3
4
5
6
考向三　人工誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化
5.(2021·江蘇，10)分析黑斑蛙的核型，需制備染色體標(biāo)本，流程如下。下列相關(guān)敘述正確的是
A.可用蛙紅細(xì)胞替代骨髓
細(xì)胞制備染色體標(biāo)本
B.秋水仙素處理的目的是為了誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍
C.低滲處理的目的是為了防止細(xì)胞過(guò)度失水而死亡
D.染色時(shí)常選用易使染色體著色的堿性染料
3
4
√
5
6
蛙紅細(xì)胞只能進(jìn)行無(wú)絲分裂，因此不能用蛙紅細(xì)胞替代骨髓細(xì)胞制備染色體標(biāo)本，A錯(cuò)誤；
秋水仙素處理的目的是抑制紡錘體的形成，使細(xì)胞停留在分裂中期，不是誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，B錯(cuò)誤；
3
4
5
6
用等滲溶液處理是為了防止細(xì)胞因過(guò)度失水而死亡，低滲處理的目的是使組織細(xì)胞充分吸水膨脹，使染色體分散，C錯(cuò)誤；
染色時(shí)常選用易使染色體著色的堿性染料，如甲紫溶液，D正確。
3
4
5
6
6.羅漢果甜苷具有重要的藥用價(jià)值，它分布在羅漢果的果肉、果皮中，種子中不含這種物質(zhì)，而且有種子的羅漢果口感很差。為了培育無(wú)子羅漢果，科研人員先利用秋水仙素處理二倍體羅漢果，誘導(dǎo)其染色體數(shù)目加倍，得到如表所示結(jié)果。分析回答下列問(wèn)題：
3
4
5
6
處理 秋水仙素濃度(%) 處理數(shù)(株) 處理時(shí)間(d) 成活率(%) 變異率(%)
滴芽尖生長(zhǎng)點(diǎn)法 0.05 30 5 100 1.28
0.1 86.4 24.3
0.2 74.2 18.2
(1)在誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的過(guò)程中，秋水仙素的作用是______________
___________________。選取芽尖生長(zhǎng)點(diǎn)作為處理的對(duì)象，理由是______
____________________________。
3
4
5
6
處理 秋水仙素濃度(%) 處理數(shù)(株) 處理時(shí)間(d) 成活率(%) 變異率(%)
滴芽尖生長(zhǎng)點(diǎn)法 0.05 30 5 100 1.28
0.1 86.4 24.3
0.2 74.2 18.2
抑制有絲分裂
過(guò)程中紡錘體的形成
芽尖
生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞分裂旺盛，易變異
(2)上述研究中，自變量是________________，因變量是______________
______________。研究表明，誘導(dǎo)羅漢果染色體數(shù)目加倍最適宜的處理方法是_____________________________。
3
4
5
6
處理 秋水仙素濃度(%) 處理數(shù)(株) 處理時(shí)間(d) 成活率(%) 變異率(%)
滴芽尖生長(zhǎng)點(diǎn)法 0.05 30 5 100 1.28
0.1 86.4 24.3
0.2 74.2 18.2
秋水仙素的濃度
處理植株的成
活率和變異率
以0.1%的秋水仙素滴芽尖生長(zhǎng)點(diǎn)
(3)鑒定細(xì)胞中染色體數(shù)目是確認(rèn)羅漢果染色體數(shù)目加倍的最直接的證據(jù)。首先取變異植株幼嫩的芽尖，再經(jīng)固定、解離、_____________和制片后，制得鑒定植株芽尖的臨時(shí)裝片。最后選擇處于______________的細(xì)胞進(jìn)行染色體數(shù)目統(tǒng)計(jì)。
3
4
5
6
處理 秋水仙素濃度(%) 處理數(shù)(株) 處理時(shí)間(d) 成活率(%) 變異率(%)
滴芽尖生長(zhǎng)點(diǎn)法 0.05 30 5 100 1.28
0.1 86.4 24.3
0.2 74.2 18.2
漂洗、染色
有絲分裂中期
(4)獲得了理想的變異株后，要培育無(wú)子羅漢果，還需要繼續(xù)進(jìn)行的操作是_______________________________________________________。
3
4
5
6
處理 秋水仙素濃度(%) 處理數(shù)(株) 處理時(shí)間(d) 成活率(%) 變異率(%)
滴芽尖生長(zhǎng)點(diǎn)法 0.05 30 5 100 1.28
0.1 86.4 24.3
0.2 74.2 18.2
用四倍體羅漢果與二倍體羅漢果雜交，獲得三倍體無(wú)子羅漢果
返回
考點(diǎn)三
生物染色體數(shù)目變異在育種上的
應(yīng)用
1.多倍體育種
(1)原理： 。
(2)方法：用 或低溫處理。
(3)處理材料： 。
染色體數(shù)目變異
秋水仙素
萌發(fā)的種子或幼苗
(4)過(guò)程
紡錘
體
染色體
(5)實(shí)例：三倍體無(wú)子西瓜
思考　①為什么用一定濃度的秋水仙素溶液滴在二倍體西瓜幼苗的芽尖？
提示　西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理可以抑制細(xì)胞有絲分裂時(shí)形成紡錘體，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，從而得到四倍體植株。
②獲得的四倍體西瓜(母本)為何要與二倍體(父本)雜交？
提示　雜交可以獲得三倍體植株。
③有時(shí)可以看到三倍體西瓜中有少量發(fā)育并不成熟的種子，請(qǐng)推測(cè)產(chǎn)生這些種子的原因。
提示　三倍體植株一般不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂形成配子，因此，不能形成種子。但是，也有可能在減數(shù)分裂時(shí)形成正常的卵細(xì)胞，從而形成正常的種子，但這種概率特別小。
④無(wú)子西瓜每年都要制種，很麻煩，有沒(méi)有別的替代方法？
提示　方法一：進(jìn)行無(wú)性生殖，將三倍體植株進(jìn)行組織培養(yǎng)獲取大量的組培苗，再進(jìn)行移栽。
方法二：利用生長(zhǎng)素或生長(zhǎng)素類(lèi)調(diào)節(jié)劑處理二倍體植株未受粉的雌蕊，以促進(jìn)子房發(fā)育成無(wú)種子的果實(shí)，同時(shí)，在花期全時(shí)段要進(jìn)行套袋處理，以避免受粉。
⑤兩次傳粉各有什么作用？
提示　第一次傳粉可以雜交獲得三倍體種子；第二次傳粉是為了刺激子房發(fā)育成果實(shí)。
⑥二倍體西瓜與四倍體西瓜是同一物種嗎？說(shuō)明理由。
提示　不是，二者雜交的后代不可育。
⑦用秋水仙素處理幼苗后，分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、花染色體數(shù)目
，而未經(jīng)處理部分(如根部細(xì)胞)的染色體數(shù)目 。
⑧三倍體西瓜無(wú)子的原因：_______________________________________
______________________________。
加倍
不變
三倍體西瓜在減數(shù)分裂過(guò)程中，由于染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生正常配子
2.單倍體育種
(1)原理： _ 。
(2)方法：常采用 的方法來(lái)獲得單倍體植株，然后人工誘導(dǎo)使這些植株的染色體數(shù)目加倍，恢復(fù)到正常植株的染色體數(shù)目。
染色體(數(shù)目)變異
花藥(或花粉)離體培養(yǎng)
(3)步驟
(4)優(yōu)點(diǎn)： 。原因是____________________________
_______________________________________________________________
___________________。
(5)缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜。
秋水仙素
能明顯縮短育種年限
用這種方法培育得到的植株，不但能夠正常生殖，而且每對(duì)染色體上成對(duì)的基因都是純合的，自交的后代不會(huì)發(fā)生性狀分離
(1)單倍體育種中，通過(guò)花藥(或花粉)離體培養(yǎng)所得的植株均為純合的二倍體(　　)
提示　如用單倍體育種，通過(guò)花藥離體培養(yǎng)所得的植株均為單倍體。
×
(2)單倍體育種中，可用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗(　　)
×
提示　單倍體植株一般高度不育，不會(huì)形成種子。
(3)秋水仙素可抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致有絲分裂后期著絲粒不能正常分裂，所以細(xì)胞不能分裂，從而使細(xì)胞染色體數(shù)目加倍(　　)
提示　著絲粒的分裂與紡錘體無(wú)關(guān)，紡錘體只起牽引染色體的作用。
×
(4)單倍體育種沒(méi)有生產(chǎn)實(shí)踐意義，因?yàn)榈玫降膯伪扼w往往高度不育(　　)
×
提示　單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理，得到的植株是可育的，能縮短育種年限。
(5)二倍體水稻和四倍體水稻雜交，可獲得三倍體，稻穗和籽粒變小(　　)
提示　二倍體水稻和四倍體水稻雜交，可獲得三倍體，三倍體不可育，不能得到籽粒。
×
(6)二倍體西瓜幼苗的基因型為Aa，則用秋水仙素處理后形成的四倍體為純合子(　　)
×
提示　二倍體西瓜幼苗的基因型為Aa，則用秋水仙素處理后形成的個(gè)體基因型是AAaa，含有4個(gè)染色體組，屬于四倍體，但它是雜合子。
考向四　分析單倍體育種與多倍體育種的應(yīng)用
7.(2021·廣東，11)白菜型油菜(2n＝20)的種子可以榨取食用油(菜籽油)，為了培育高產(chǎn)新品種，科學(xué)家誘導(dǎo)該油菜未受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成完整植株Bc。下列敘述錯(cuò)誤的是
A.Bc成熟葉肉細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組
B.將Bc作為育種材料，能縮短育種年限
C.秋水仙素處理Bc的幼苗可以培育出純合植株
D.自然狀態(tài)下Bc因配子發(fā)育異常而高度不育
√
7
8
白菜型油菜屬于二倍體生物，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組，而B(niǎo)c是通過(guò)未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而來(lái)的單倍體植株，其成熟葉肉細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組，A錯(cuò)誤；
Bc是通過(guò)未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而來(lái)的單倍體植株，秋水仙素處理Bc的幼苗可以培育出純合植株，此種方法為單倍體育種，能縮短育種年限，B、C正確；
自然狀態(tài)下，Bc只含有一個(gè)染色體組，細(xì)胞中無(wú)同源染色體，減數(shù)分裂不能形成正常配子，而高度不育，D正確。
7
8
8.人類(lèi)目前所食用的香蕉均來(lái)自三倍體香蕉植株，如圖所示是三倍體香蕉的培育過(guò)程。下列相關(guān)敘述正確的是
7
8
A.無(wú)子香蕉的培育過(guò)程主要運(yùn)用了基因重組的原理
B.圖中染色體數(shù)目加倍的主要原因是有絲分裂前期紡錘體不能形成
C.二倍體與四倍體雜交能產(chǎn)生三倍體，它們之間不存在生殖隔離
D.若圖中無(wú)子香蕉的基因型均為Aaa，則有子香蕉的基因型可以是AAaa
√
該“無(wú)子香蕉”培育的方法為多倍體育種，其原理是染色體變異，A錯(cuò)誤；
用低溫或秋水仙素誘導(dǎo)細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍的原理均是抑制細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成，因此圖中染色體加倍的主要原因是有絲分裂前期紡錘體不能形成，B正確；
7
8
二倍體與四倍體雜交雖然能產(chǎn)生三倍體，但三倍體不育，所以它們之間仍然存在生殖隔離，C錯(cuò)誤；
若有子香蕉的基因型是AAaa，則其產(chǎn)生的配子基因型為AA、Aa、aa，則與該有子香蕉雜交的野生芭蕉的基因型無(wú)論是AA或Aa，還是aa，產(chǎn)生的無(wú)子香蕉的基因型都不可能均為Aaa，D錯(cuò)誤。
7
8
1.(必修2 P87)染色體變異的概念：__________________________________
_______________________________。
2.(必修2 P90)染色體結(jié)構(gòu)的變異在普通光學(xué)顯微鏡下_____。結(jié)果：____
______________，會(huì)使排列在染色體上的 發(fā)生改變，從而導(dǎo)致 的變異。
3.染色體組是指細(xì)胞中的一組 ，在 和 上各不相同，攜帶著控制生物生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息。
生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)
目或結(jié)構(gòu)的變化，稱(chēng)為染色體變異
可見(jiàn)
染色
體結(jié)構(gòu)的改變
基因數(shù)目或排列順序
性狀
非同源染色體
形態(tài)
功能
4.三倍體不育的原因是___________________________________________
______________________。
5.騾子不育的原因是_____________________________________________
__________________________。
6.單倍體育種中的秋水仙素作用于______期的_________植株，多倍體育種中的秋水仙素作用于_________________期的_____植株。
三倍體個(gè)體在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)染色體聯(lián)會(huì)紊亂，
騾子細(xì)胞內(nèi)無(wú)同源染色體，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分
裂，不能形成可育的配子
幼苗
單倍體
萌發(fā)的種子或幼苗
正常
不能形成可育的配子
7.普通小麥為六倍體，體細(xì)胞中染色體數(shù)目為42條。
如圖為我國(guó)科學(xué)家用兩種普通小麥(關(guān)東107和白火麥)培育六倍體糯性普通小麥的主要流程。據(jù)圖分析，培育六倍體小麥利用的變異原理是______________
___________。誘導(dǎo)形成六倍體小麥時(shí)，利用秋水仙素處理的是單倍體小麥幼苗而不是處理成熟植株，原因是________________________________________
________________________________________。
基因重組、染色
體數(shù)目變異
秋水仙素抑制紡錘體的形成，要作用于幼苗中
大量正在分裂的細(xì)胞才能使染色體數(shù)目加倍
8.將二倍體西瓜和四倍體西瓜雜交，得到的種子種下去，一段時(shí)間后，收獲的三倍體西瓜，沒(méi)有種子，無(wú)法繁殖后代，請(qǐng)運(yùn)用其他育種原理，再設(shè)想一種培育無(wú)子西瓜的方法：_________________________________
____________________________________(寫(xiě)出一種可行方法的簡(jiǎn)單思路即可)。
返回
使用組織培養(yǎng)(進(jìn)行無(wú)性生殖)的方法
繁殖無(wú)子西瓜試管苗，再進(jìn)行移栽種植
課時(shí)精練
一、選擇題
1.科研人員用如圖所示性染色體構(gòu)型的果蠅作親本進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)。圖示基因不在Y染色體上，雌雄個(gè)體產(chǎn)生的配子均有活力，下列敘述錯(cuò)誤的是
A.親本雌果蠅的兩條X染色體均發(fā)生了結(jié)構(gòu)變異
B.若親本雌果蠅產(chǎn)生了四種基因型的卵
細(xì)胞，則親本雌果蠅發(fā)生了基因突變
C.若F1出現(xiàn)了X染色體構(gòu)型均異常的雌
果蠅，可能是親本雄果蠅的生殖細(xì)
胞發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異
D.若F1出現(xiàn)了XdBXdbY的個(gè)體，可能是親本雄性個(gè)體的初級(jí)精母細(xì)胞減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)，
性染色體未分離
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
√
由圖可知，雌果蠅右側(cè)的X染色體移接了來(lái)自Y染色體的附加臂，發(fā)生了易位，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；左側(cè)的X染色體
有部分片段缺失，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失，故親本雌果蠅的兩條X染色體均發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異，A正確；
若親本雌果蠅產(chǎn)生了四種基因型的卵細(xì)胞，則可能是親本雌果蠅在產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生了基因突變或基因重組，B錯(cuò)誤；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
若F1出現(xiàn)了X染色體構(gòu)型均異常的雌果蠅，則可能是親本雄果蠅的生殖細(xì)胞發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異，產(chǎn)生了含X染色體構(gòu)型異常
的精細(xì)胞，與親本雌果蠅產(chǎn)生的
含X染色體構(gòu)型異常的卵細(xì)胞結(jié)合為受精卵，C正確；
親本的基因型為XdBXDb、XdbY，若F1出現(xiàn)了XdBXdbY的個(gè)體，可能是親本雄性個(gè)體的初級(jí)精母細(xì)胞在減數(shù)分裂Ⅰ后期時(shí)，性染色體沒(méi)有分離，產(chǎn)生了基因型為XdbY的精子，與母本產(chǎn)生的基因型為XdB的卵細(xì)胞受精所致，D正確。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2.(2020·全國(guó)Ⅱ，4)關(guān)于高等植物細(xì)胞中染色體組的敘述，錯(cuò)誤的是
A.二倍體植物的配子只含有一個(gè)染色體組
B.每個(gè)染色體組中的染色體均為非同源染色體
C.每個(gè)染色體組中都含有常染色體和性染色體
D.每個(gè)染色體組中各染色體DNA的堿基序列不同
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
二倍體植物的體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組，其配子中只含有一個(gè)染色體組，A正確；
每個(gè)染色體組中的染色體的形態(tài)、大小等均不相同，都是非同源染色體，每條染色體DNA的堿基序列均不同，B、D正確；
不含性染色體的生物，每個(gè)染色體組中都不含性染色體，如豌豆、玉米等，C錯(cuò)誤。
1
2
3
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5
6
7
8
9
10
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12
3.圖中字母代表正常細(xì)胞中所含有的基因，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
1
2
3
4
5
6
7
8
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11
12
A.①可以表示經(jīng)過(guò)秋水仙素處理后形成的四倍體西瓜的體細(xì)胞的基因組成
B.②可以表示果蠅體細(xì)胞的基因組成
C.③可以表示21三體綜合征患者體細(xì)胞的基因組成或無(wú)子西瓜體細(xì)胞的
基因組成
D.④可以表示雄蜂體細(xì)胞的基因組成
√
秋水仙素處理后，細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，基因數(shù)目也加倍，而且基因至少兩兩相同，而圖①細(xì)胞的基因型為AAAa，不能表示經(jīng)秋水仙素處理后的細(xì)胞的基因組成，A錯(cuò)誤；
圖②細(xì)胞中含有兩對(duì)基因，可表示含有2個(gè)染色體組的細(xì)胞，所以可以表示果蠅體細(xì)胞的基因組成，B正確；
1
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3
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12
21三體綜合征患者比正常人多了一條21號(hào)染色體，圖③細(xì)胞可以表示其基因組成，無(wú)子西瓜為三倍體，其體細(xì)胞內(nèi)含有三個(gè)染色體組，圖③細(xì)胞也可以表示其基因組成，C正確；
雄蜂是由未受精的卵細(xì)胞直接發(fā)育而來(lái)的，屬于單倍體，只含有一個(gè)染色體組，所以圖④細(xì)胞可以表示雄蜂體細(xì)胞的基因組成，D正確。
1
2
3
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11
12
4.(2024·重慶江北區(qū)高三模擬)某兩性花二倍體植株的基因型為AaBb，A/a、B/b基因位于兩對(duì)同源染色體上，其在自然條件下，既可進(jìn)行自花受粉也可進(jìn)行異花傳粉。有少數(shù)花朵存在異常的減數(shù)分裂，可通過(guò)自花受粉形成四倍體植株，過(guò)程如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是
1
2
3
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10
11
12
A.圖示過(guò)程中產(chǎn)生的異常配子的基因型一定是AaBb
B.在自然條件下，該植株也可能產(chǎn)生三倍體子代植株
C.圖示產(chǎn)生的四倍體植株與原二倍體植株不屬于同一物種
D.若環(huán)境改變，基因型為AABB的植株更適應(yīng)環(huán)境，則該種群會(huì)發(fā)生進(jìn)化
√
異常配子的染色體數(shù)和體細(xì)胞相同，都含有2個(gè)染色體組，若是減數(shù)分裂Ⅰ同源染色體未分離，減數(shù)分裂Ⅱ姐妹染色單體正常分離，則產(chǎn)生異常配子的基因型為AaBb，若是減數(shù)分裂Ⅰ正常，減數(shù)分裂Ⅱ姐妹染色單體未分離，產(chǎn)生的異常配子的基因型可能為AABB或aabb或AAbb或aaBB，A錯(cuò)誤；
1
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10
11
12
在自然條件下，產(chǎn)生的異常配子可能與正常配子受精，形成三倍體子代植株，B正確；
圖示四倍體植株與二倍體植株雜交產(chǎn)生的三倍體植株會(huì)因聯(lián)會(huì)紊亂難以產(chǎn)生正常配子而高度不育，因此，圖示產(chǎn)生的四倍體植株與原二倍體植株不屬于同一物種，C正確；
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生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，若環(huán)境改變，基因型為AABB的植株更適應(yīng)環(huán)境，則A和B的基因頻率會(huì)升高，該種群會(huì)發(fā)生進(jìn)化，D正確。
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5.五倍體栽培棉是由海島棉(AADD)與索馬里棉(EE)雜交所得F1經(jīng)秋水仙素處理后再與海島棉(AADD)雜交獲得的。字母A、D、E均代表染色體數(shù)目為13條的一個(gè)染色體組。下列敘述錯(cuò)誤的是
A.該育種方法為單倍體育種，能明顯縮短育種年限
B.題干方法可克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，培育出作物新類(lèi)型
C.五倍體栽培棉細(xì)胞有絲分裂后期有130條染色體
D.低溫處理也可誘導(dǎo)F1染色體數(shù)目加倍
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題述育種方法屬于多倍體育種，A錯(cuò)誤；
由于F1在減數(shù)分裂時(shí)無(wú)法完成聯(lián)會(huì)配對(duì)，因此表現(xiàn)為高度不育，經(jīng)過(guò)秋水仙素處理后，變?yōu)楫愒炊扼w(AADDEE)，恢復(fù)育性，可克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，培育出作物新類(lèi)型，B正確；
F1(ADE)經(jīng)過(guò)秋水仙素處理后，與海島棉(AADD)雜交，得到五倍體栽培棉(AADDE)，A、D、E均代表染色體數(shù)目為13條的一個(gè)染色體組，故五倍體栽培棉體細(xì)胞中含有65條染色體，有絲分裂后期染色體數(shù)目加倍，有130條染色體，C正確；
低溫處理能抑制紡錘體的形成，從而使染色體數(shù)目加倍，D正確。
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6.下列有關(guān)“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)條件及試劑使用的敘述，錯(cuò)誤的是
①低溫誘導(dǎo)：與“多倍體育種”中的秋水仙素作用機(jī)理相同
②酒精：與“檢測(cè)生物組織中的脂肪”實(shí)驗(yàn)中的作用相同
③卡諾氏液：與“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)中NaOH溶液作用相同
④甲紫溶液：與“觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)中醋酸洋紅液使用目的相同
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
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“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”與“多倍體育種”中的秋水仙素作用機(jī)理相同，均是抑制紡錘體的形成，①正確；
“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)中有2處用到酒精，一是用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗卡諾氏液、二是作為解離液的成分之一；在“檢測(cè)生物組織中的脂肪”實(shí)驗(yàn)中滴加1～2滴體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精溶液洗去浮色，兩者的作用不同，②錯(cuò)誤；
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卡諾氏液在“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)中用于固定根尖細(xì)胞，“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)中NaOH溶液用于吸收空氣中的二氧化碳，③錯(cuò)誤；
甲紫溶液與“觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)中醋酸洋紅液的使用目的相同，均是使染色體著色，④正確。綜上分析，B符合題意。
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7.(2024·連云港高三期末)果蠅的翅型中，長(zhǎng)翅對(duì)殘翅為顯性，由位于常染色體上的B/b基因控制，不含翅型基因的個(gè)體無(wú)法發(fā)育。如圖為果蠅培育和雜交實(shí)驗(yàn)示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是
A.60Co照射使得細(xì)胞發(fā)生了染
色體數(shù)目變異
B.F1中有1/4的果蠅含有異常染
色體
C.F1中個(gè)體必須要通過(guò)染色體
的檢測(cè)觀察，才能篩選出含異常染色體的個(gè)體
D.F2中長(zhǎng)翅果蠅與殘翅果蠅的比例為2∶1
√
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甲產(chǎn)生的配子為bX，乙產(chǎn)生的配子種類(lèi)以及比例為BXB∶BY∶OXB
∶OY＝1∶1∶1∶1，則F1的基因型及比例為BbXBX∶BbXY∶bOXBX
∶bOXY＝1∶1∶1∶1，其中BbXBX、bOXBX和bOXY的個(gè)體染色體異常，F(xiàn)1中有3/4的果蠅含有異常染色體，B錯(cuò)誤；
60Co照射，乙細(xì)胞內(nèi)在含B基因的常染色體與X染色體之間發(fā)生了染色體易位，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，A錯(cuò)誤；
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異常染色體，故還可觀察性別和翅型篩選出含異常染色體的個(gè)體，C錯(cuò)誤；
F1的基因型及比例為BbXBX
∶BbXY∶bOXBX∶bOXY＝1∶1∶1∶1，雌性全含有異常染色體，雄性中殘翅含有
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F1中異常雌果蠅的基因型為BbXBX或bOXBX，產(chǎn)生的配子有BXB、bXB、BX、bX或OXB、bXB、OX、bX，異常雄性果蠅的基因型為bOXY，產(chǎn)生的配子有bX、bY、OX、OY，已知不含該翅型基因的個(gè)體無(wú)法發(fā)育，由棋盤(pán)法可知F2中長(zhǎng)翅果蠅∶殘翅果蠅＝20∶(12－2)＝2∶1，D正確。
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8.正常普通小麥(2n＝42)缺失一條染色體形成單體小麥。將單體小麥與正常小麥雜交，結(jié)果如表。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是
A.由實(shí)驗(yàn)一可知，減數(shù)分裂時(shí)不成對(duì)的染色體易丟失
B.由實(shí)驗(yàn)二可知，染色體數(shù)目為n－1的花粉可育性較低
C.單體小麥自交后代中，正常小麥與單體小麥的比例約為1∶2
D.若要獲得更多的單體小麥，雜交時(shí)最好選單體小麥作母本
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實(shí)驗(yàn)編號(hào) 父本 母本 F1植株百分比
正常小麥 單體小麥
實(shí)驗(yàn)一 正常小麥 單體小麥 25% 75%
實(shí)驗(yàn)二 單體小麥 正常小麥 96% 4%
√
實(shí)驗(yàn)一在理論上，正常小麥和單體小麥百分比都應(yīng)為50%，而實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻是單體小麥占了75%，說(shuō)明母本中不成對(duì)的染色體易丟失，與父本正常配子結(jié)合之后成為單體小麥，A正確；
由實(shí)驗(yàn)二可知，后代正常小麥占了96%，而單體小麥僅僅占了4%，說(shuō)明來(lái)自父本的正常花粉可育性較高，(n－1)花粉的可育性較低，B正確；
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單體小麥自交，按照理論計(jì)算，后代的各種小麥比例為正常小麥∶單體小麥∶缺失兩條染色體的小麥＝1∶2∶1；所以正常小麥與單體小麥的比例約為1∶2，但由實(shí)驗(yàn)一的結(jié)果可知，后代單體小麥可能較多，C錯(cuò)誤；
由實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)二可知，當(dāng)單體小麥作母本時(shí)，后代中可獲得較多的單體小麥，D正確。
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9.白菜(2n＝20，染色體組為AA)和野甘藍(lán)(2n＝18，染色體組為BB)均為十字花科。研究人員發(fā)現(xiàn)，野甘藍(lán)具有抗蟲(chóng)性狀，且抗蟲(chóng)基因可以轉(zhuǎn)移到其他物種染色體上，所以利用下圖所示流程來(lái)培育具有抗蟲(chóng)性狀的白菜。已知培育過(guò)程中，子代植株減數(shù)分裂時(shí)，無(wú)法聯(lián)會(huì)配對(duì)的染色體會(huì)隨機(jī)移向細(xì)胞兩極，產(chǎn)生的配子為可育；每代篩選出的抗性植株和白菜(AA)雜交，直到培育出具有抗蟲(chóng)性狀的白菜(Fn)；子代植株染色體數(shù)目可通過(guò)顯微鏡觀察進(jìn)行篩選。
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下列敘述正確的是
A.F1的體細(xì)胞有29條染色體，從F1到Fn的染色體數(shù)目逐漸減少
B.野甘藍(lán)的抗蟲(chóng)基因通過(guò)同源染色體非姐妹染色單體互換片段的方式轉(zhuǎn)
移到白菜的染色體上
C.F2和F3中具有抗蟲(chóng)性狀的植株都是已完成抗蟲(chóng)基因轉(zhuǎn)移的植株
D.Fn是具有抗蟲(chóng)性狀的純種白菜，不需要自交就可直接用于推廣
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由題意可知，F(xiàn)1的體細(xì)胞含有的染色體組為AAB，其中A染色體組中含有10條染色體，B染色體組中含有9條染色體，因此F1的體細(xì)胞有29條染色體，從F1到Fn，由于B染色體組中的染色體無(wú)法聯(lián)會(huì)配對(duì)，其染色體會(huì)隨機(jī)移向細(xì)胞兩極，且抗蟲(chóng)基因可以轉(zhuǎn)移到其他物種染色體上，每代篩選，獲得的抗性植株中B染色體組中的染色體都會(huì)減少，最終到Fn的染色體組為AA，故從F1到Fn的染色體數(shù)目逐漸減少，A正確；
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由題干可知，野甘藍(lán)的抗蟲(chóng)基因可以轉(zhuǎn)移到其他物種染色體上，即轉(zhuǎn)移到非同源染色體上，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，B錯(cuò)誤；
F1植株含有染色體組為AAB，與白菜(AA)雜交，F(xiàn)2植株含有的染色體組為AA＋B中隨機(jī)幾條染色體，F(xiàn)2植株與白菜(AA)雜交，F(xiàn)3含有的染色體組為AA＋B中隨機(jī)幾條染色體(染色體更少)，篩選出F2和F3中具有抗蟲(chóng)性狀的植株，其野甘藍(lán)的抗蟲(chóng)基因也有可能沒(méi)有轉(zhuǎn)移到白菜染色體上，也表現(xiàn)出具有抗蟲(chóng)性狀的特點(diǎn)，C錯(cuò)誤。
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二、非選擇題
10.(2024·貴陽(yáng)高三聯(lián)考)“中國(guó)小麥遠(yuǎn)緣雜交之父”李振聲院士及其團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)全新育種方法，為小麥染色體工程育種開(kāi)辟了新途徑。
(1)單體小麥和缺體小麥?zhǔn)切←溣N和遺傳分析的基礎(chǔ)材料。單體比正常個(gè)體少一條染色體，缺體比正常個(gè)體少一對(duì)同源染色體。普通小麥含有42條染色體，也可視為二倍體(用2n＝42W表示)，在培育過(guò)程中可發(fā)生____________，從而出現(xiàn)單體和缺體。若不考慮同源染色體之間的差異，普通小麥共有_____種缺體。
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染色體變異
21
單體比正常個(gè)體少一條染色體，缺體比正常個(gè)體少一對(duì)同源染色體，都屬于染色體數(shù)目變異，故在培育過(guò)程中可發(fā)生染色體變異導(dǎo)致單體和缺體的出現(xiàn)。缺體比正常個(gè)體少一對(duì)同源染色體，普通小麥含有42條染色體，即有21對(duì)同源染色體，共有21種缺體。
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(2)研究團(tuán)隊(duì)利用帶有藍(lán)粒性狀標(biāo)記的單體小麥(如圖1)，選育出能穩(wěn)定遺傳的可育缺體小麥。藍(lán)粒單體小麥(E代表攜帶藍(lán)粒基因的染色體)自交以后，產(chǎn)生三種染色體組成的后代，即：40W＋E、________________。由于藍(lán)粒性狀具劑量效應(yīng)，會(huì)出現(xiàn)三種表型，即白粒、藍(lán)粒和深藍(lán)粒，其中______粒小麥為缺體小麥。自交后，篩選得到了育性高的株系4D缺體(缺少4號(hào)染色體)。
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40W、40W＋EE
白
藍(lán)粒單體小麥缺少一條染色體，染色體組成可表示為40W＋E，由于E染色體不能配對(duì)，只考慮該染色體，可產(chǎn)生E和O型(不含E)兩種配子，故后代包括40W＋E、40W＋EE、40W三種后代。缺體小麥缺少一對(duì)同源染色體，40W的小麥為缺體，表現(xiàn)為白色。
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(3)二倍體黑麥(2n＝14R)是小麥的近緣物種，耐旱耐寒和抗病能力都很強(qiáng)。為引入黑麥優(yōu)良性狀培育異種染色體代換的小麥新品種，研究人員進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)，如圖2。以4D缺體小麥為母本，經(jīng)過(guò)人工______后授以黑麥花粉，所得F1體細(xì)胞含有_____條染色體。由于F1雌雄都不育，用圖中①_________處理F1幼苗使其染色體加倍。經(jīng)過(guò)
去雄
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秋水仙素
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細(xì)胞學(xué)觀察，選擇______條染色體的F1植株進(jìn)行回交。在F2中選擇小于47條染色體的植株繼續(xù)回交，所得F3植株染色體數(shù)以40條、41條、42條居多。其中可選擇
____條染色體的個(gè)體進(jìn)行自交，即可得到染色體數(shù)恢復(fù)的小黑麥異種染色體代換系小麥，經(jīng)篩選鑒定后可用于生產(chǎn)。該方法可大大縮短育種年限，有計(jì)劃地引入異源染色體。
41
雜交實(shí)驗(yàn)中應(yīng)對(duì)母本進(jìn)行人工去雄后授以父本花粉；4D缺體小麥含有40條染色體，黑麥含有14條染色體，F(xiàn)1含有27條染色體。秋水仙素可以抑制紡錘體的形成，達(dá)到染色體加倍的目的，用秋水仙素處理后，原來(lái)27條染色體的F1正常應(yīng)加倍成含54條染色體的植株，選擇含54條染色體的植株與4D缺體進(jìn)行回交，
加倍后含有54條染色體的植株減數(shù)分裂形成的配子有27條染色體，其中20條來(lái)自普通小麥、7條來(lái)自黑麥，4D缺體配子有20條染色體，
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在F2中選擇小于47條染色體的植株繼續(xù)回交，所得F3植株染色體數(shù)以40條、41條、42條居多，40和42的染色體成對(duì)存在，41條染色體的個(gè)體中不成對(duì)的染色體來(lái)自黑麥，所以可選擇41條染色體的個(gè)體進(jìn)行自交，自交后可得到染色體數(shù)恢復(fù)的小黑麥
異種染色體代換系小麥，經(jīng)篩選鑒定后可用于生產(chǎn)。該方法可大大縮短育種年限，有計(jì)劃地引入異源染色體。
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11.香味是水稻(2n)稻米品質(zhì)的一個(gè)重要性狀，某品種水稻稻米有香味(A)對(duì)無(wú)香味(a)為顯性。雜合子水稻(類(lèi)型甲植株)體細(xì)胞中部分染色體及基因位置如圖甲所示，對(duì)其進(jìn)行誘變處理得到圖乙、圖丙所示的變異類(lèi)型。已知類(lèi)型乙植株中染色體缺失的雄配子的受精能力只有正常雄配子的一半；丙類(lèi)型植株產(chǎn)生的不同配子活力相同，個(gè)體中如果同時(shí)不存在有香味基因和無(wú)香味基因，則不能存活。請(qǐng)回答：
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(1)甲植株水稻的根尖細(xì)胞中含有的染色體組數(shù)為_(kāi)_______。類(lèi)型甲植株自花傳粉后，取一棵植株上的所有稻粒種植，發(fā)現(xiàn)后代全部是有香味的，最可能的原因是____________。
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后代數(shù)量少
分析題圖可知：類(lèi)型甲植株有2對(duì)同源染色體，即含有2個(gè)非同源染色體組成的染色體組，甲植株水稻的根尖細(xì)胞在有絲分裂后期會(huì)有4個(gè)染色體組；類(lèi)型甲植株自花傳粉后，取一棵植株上的所有稻粒種植，發(fā)現(xiàn)后代全部是有香味的，最可能的原因是后代數(shù)量少，若子代樣本數(shù)目足夠多，會(huì)出現(xiàn)無(wú)香味后代，且比例接近3∶1。
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分析題圖可知：經(jīng)誘變處理獲得乙類(lèi)型的變異是染色體缺失，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；而經(jīng)誘變處理，丙類(lèi)型的變異是染色體易位，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。
(2)經(jīng)誘變處理獲得乙、丙類(lèi)型的變異是________________。
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染色體結(jié)構(gòu)變異
(3)讓類(lèi)型乙植株自交，所得子代中具有隱性性狀的植株約占______；讓類(lèi)型丙植株自交，所得子代中具有隱性性狀的植株約占______。
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1/6
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分析題意可知：類(lèi)型乙植株中染色體缺失的雄配子的受精能力只有正常雄配子的一半，所以類(lèi)型乙植株能產(chǎn)生的雄配子為A∶a＝2∶1，雌配子為A∶a＝1∶1，故自交后代隱性性狀的植株，即基因型為aa的植株，約占1/3×1/2＝1/6；類(lèi)型丙植株如果同時(shí)不存在有香味基因和無(wú)香味基因，則不能存活，類(lèi)型丙能產(chǎn)生的雌雄配子種類(lèi)和比例皆為Aa∶A∶a∶O＝1∶1∶1∶1，其中O表示配子中不存在有關(guān)香味的基因，所得子代中有1/16個(gè)體無(wú)有關(guān)香味的基因，故剩余15份，隱性純合占3份，即所得子代中具有隱性性狀的植株約占1/5。
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(4)若以甲為母本、丙為父本進(jìn)行雜交，后代中有香味和無(wú)香味的比例為_(kāi)______；若以乙為父本、丙為母本進(jìn)行雜交，后代中有香味和無(wú)香味的比例為_(kāi)_____。
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3∶1
5∶1
分析題意可知：若以甲為母本、丙為父本進(jìn)行雜交，植株甲產(chǎn)生的雌配子為A∶a＝1∶1，植株丙產(chǎn)生的雄配子為Aa∶A∶a∶O＝1∶1∶1∶1，后代中無(wú)香味的基因型為aa和aO，所占比例為1/2×1/4＋1/2×1/4＝1/4，有香味所占比例為3/4，故后代中有香味和無(wú)香味的比例為3∶1；若以乙為父本、丙為母本進(jìn)行雜交，類(lèi)型乙植株能產(chǎn)生的雄配子為A∶a＝2∶1，植株丙產(chǎn)生的雌配子為Aa∶A∶a∶O＝1∶1∶1∶1，后代中無(wú)香味的基因型為aa和aO，所占比例為1/3×1/4＋1/3×1/4＝1/6，有香味所占比例為5/6，故后代中有香味和無(wú)香味的比例為5∶1。
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12.(2024·黃岡高三期末)摩爾根弟子布里吉斯通過(guò)果蠅雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了一些奇怪現(xiàn)象，具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖所示。請(qǐng)分析并回答下列問(wèn)題：
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(1)F1中每2 000～3 000只果蠅中就會(huì)出現(xiàn)一只白眼♀和一只紅眼♂，稱(chēng)為“初級(jí)例外”，且該“例外”的概率相對(duì)穩(wěn)定。因此，可排除該現(xiàn)象是__________(填變異類(lèi)型)造成的。
基因突變
基因突變的頻率極低，且紅眼雌果蠅突變成白眼雌果蠅與白眼雄果蠅突變成紅眼雄果蠅同時(shí)發(fā)生的概率更低，由題干知，F(xiàn)1中每
2 000～3 000只果蠅中就會(huì)出現(xiàn)
一只白眼♀和一只紅眼♂的“初級(jí)例外”，且該“例外”的概率相對(duì)穩(wěn)定，因此可排除該現(xiàn)象是基因突變?cè)斐傻摹?br/>1
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(2)已知果蠅受精卵中性染色體組成與發(fā)育情況如表所示：
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研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)1紅眼♂個(gè)體不具有母本的伴性性狀，據(jù)此推測(cè)F1“初級(jí)例外”出現(xiàn)的原因很有可能是由________________(填變異類(lèi)型)造成的，據(jù)圖推測(cè)“初級(jí)例外”中的紅眼♂個(gè)體基因型是________。 “初級(jí)例外”果蠅的出現(xiàn)是因?yàn)橛H本雌果蠅在________________________過(guò)程中X染色體不分離，從而產(chǎn)生含有_____或不含________的卵細(xì)胞，這些卵細(xì)胞與親本雄果蠅正常減數(shù)分裂得到的精子受精后就形成了“初級(jí)例外”果蠅。
性染色體組成情況 XX、XXY XY、XYY XO(沒(méi)有Y染色體) XXX、YY、YO
(沒(méi)有X染色體)
發(fā)育情況 雌性，可育 雄性，可育 雄性，不育 胚胎期致死
染色體數(shù)目變異
XAO
減數(shù)分裂Ⅰ或減數(shù)分裂Ⅱ
XaXa
X染色體
F1紅眼♂個(gè)體不具有母本的伴性性狀，形成的原因很有可能是親本的白眼雌果蠅XaXa卵原細(xì)胞減數(shù)分裂Ⅰ或減數(shù)分裂Ⅱ過(guò)程，極少數(shù)細(xì)胞X染色體不分離，導(dǎo)致產(chǎn)生的卵細(xì)胞或含有XaXa兩條染色體，或不含有X染色體。異常卵細(xì)胞與正常精子結(jié)合得到的XaXaY個(gè)體為白眼雌果蠅，XAO個(gè)體為紅眼雄果蠅，此變異屬于染色體數(shù)目變異。
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(3)為驗(yàn)證對(duì)“初級(jí)例外”果蠅出現(xiàn)原因的推測(cè)，可以使用顯微鏡觀察并計(jì)數(shù)“初級(jí)例外”的性染色體。如果符合推測(cè)，F(xiàn)1“初級(jí)例外”中紅眼♂和白眼♀含有的性染色體數(shù)目分別為_(kāi)__________________，也進(jìn)一步證明了基因在染色體上。
1、 3(順序不可改變)
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F1“初級(jí)例外”中紅眼♂基因型是XAO，白眼♀基因型是XaXaY，因此使用顯微鏡觀察并計(jì)數(shù)“初級(jí)例外”的紅眼♂和白眼♀的性染色體數(shù)目分別是1和3。
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(4)布里吉斯進(jìn)一步把“初級(jí)例外”的白眼♀和正常紅眼♂進(jìn)行雜交，后代中又出現(xiàn)了“次級(jí)例外”，即出現(xiàn)白眼♀和可育的紅眼♂。對(duì)此，他推測(cè)“初級(jí)例外”中白眼♀在減數(shù)分裂時(shí)兩條X染色體聯(lián)會(huì)概率高于XY染色體聯(lián)會(huì)，且聯(lián)會(huì)的兩條染色體
移向細(xì)胞兩極，另一條染色體隨機(jī)
分配。假設(shè)白眼♀形成配子時(shí)XX染
色體聯(lián)會(huì)概率是84%，則F1中白眼♀
產(chǎn)生的卵細(xì)胞基因型及比例是_____
____________________________，F(xiàn)2
中出現(xiàn)“次級(jí)例外”果蠅的概率是________。
Xa∶
1/24
XaY∶XaXa∶Y＝23∶23∶2∶2
“初級(jí)例外”的白眼♀和正常紅眼♂進(jìn)
行雜交，后代中又出現(xiàn)了“次級(jí)例外”，
即出現(xiàn)白眼♀和可育的紅眼♂。布里吉
斯就推測(cè)“初級(jí)例外”中白眼♀在減數(shù)
分裂時(shí)兩條X染色體聯(lián)會(huì)概率高于XY
染色體聯(lián)會(huì)，且聯(lián)會(huì)的兩條染色體移向細(xì)胞兩極，另一條染色體隨機(jī)分配。假設(shè)F1“初級(jí)例外”中白眼♀XaXaY形成配子時(shí)XX染色體聯(lián)會(huì)概率是84%，則F1中白眼♀XaXaY形成配子時(shí)XY染色體聯(lián)會(huì)概率是16%；當(dāng)XX染色體聯(lián)會(huì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生Xa和XaY兩種卵細(xì)胞，比例為1∶1，各占42%；
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當(dāng)XY染色體聯(lián)會(huì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生Xa、XaY、XaXa和Y四種卵細(xì)胞，比例為1∶1∶1∶1，各占4%，因此F1中白眼♀XaXaY形成Xa、XaY、XaXa和Y四種卵細(xì)胞，比例為Xa∶ XaY∶
XaXa∶Y＝23∶23∶2∶2。正常紅眼♂XAY產(chǎn)生XA和Y兩種精子，且比例為1∶1。“初級(jí)例外”的白眼♀和正常紅眼♂進(jìn)行雜交，四種卵細(xì)胞和兩種精子隨機(jī)結(jié)合產(chǎn)生的F2：XAXa(紅眼♀)∶XAXaY(紅眼♀)∶XAXaXa(胚胎期致死)∶XAY
(次級(jí)例外紅眼♂)∶XaY(白眼♂)∶XaYY(白眼♂)∶XaXaY(次級(jí)例外白眼♀)∶
YY(胚胎期致死)＝23∶23∶2∶2∶23∶23∶2∶2，則F2中出現(xiàn)“次級(jí)例外”果蠅的概率是4/96＝1/24。
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返回第34課時(shí)　染色體變異
課標(biāo)要求 舉例說(shuō)明染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異都可能導(dǎo)致生物性狀的改變甚至死亡。
考情分析 1.染色體數(shù)目變異 2023·江蘇·T10　2021·廣東·T11　2021·全國(guó)Ⅲ·T32　 2021·北京·T7 2020·全國(guó)Ⅱ·T4　2020·全國(guó)Ⅲ·T32
2.染色體結(jié)構(gòu)變異 2023·湖北·T16　2022·浙江6月選考·T3　2022·湖南·T9　2021·河北·T7 2021·浙江1月選考·T4　2021·廣東·T16　2020·浙江1月選考·T4 2020·山東·T6
考點(diǎn)一　染色體結(jié)構(gòu)變異
1．染色體變異
(1)概念：生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化。
(2)類(lèi)型：染色體數(shù)目的變異和染色體結(jié)構(gòu)的變異。
2．染色體結(jié)構(gòu)的變異
(1)原因：受各種因素影響(如：各種射線(xiàn)、代謝失調(diào)等)，染色體的斷裂以及斷裂后片段不正常的重新連接。
(2)類(lèi)型
類(lèi)型 圖像 聯(lián)會(huì)異常 實(shí)例
缺失 果蠅缺刻翅、貓叫綜合征
重復(fù) 果蠅棒狀眼
易位 果蠅花斑眼、人類(lèi)慢性粒細(xì)胞白血病
倒位 果蠅卷翅、人類(lèi)9號(hào)染色體長(zhǎng)臂倒位可導(dǎo)致習(xí)慣性流產(chǎn)
(3)結(jié)果：染色體結(jié)構(gòu)的改變，會(huì)使排列在染色體上的基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，導(dǎo)致性狀的變異。
(4)對(duì)生物性狀的影響：大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物體是不利的，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡。
判斷正誤
(1)染色體上某個(gè)基因的丟失屬于基因突變(　×　)
提示　基因突變不改變基因的數(shù)目，染色體上某個(gè)基因的丟失屬于染色體變異。
(2)染色體片段的缺失和重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類(lèi)的變化(　×　)
提示　染色體片段缺失，基因種類(lèi)可能減少，染色體片段重復(fù)，基因的種類(lèi)并沒(méi)有變化。
(3)染色體易位不改變細(xì)胞中基因數(shù)量，對(duì)個(gè)體性狀不會(huì)產(chǎn)生影響(　×　)
提示　染色體易位改變了基因在不同染色體上的分布，會(huì)影響生物的性狀。
(4)非同源染色體某片段移接，僅發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中(　×　)
提示　非同源染色體某片段移接屬于染色體結(jié)構(gòu)變異(易位)，該過(guò)程在有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中都可能發(fā)生。
(5)硝化細(xì)菌存在基因突變和染色體變異(　×　)
提示　硝化細(xì)菌是原核生物，細(xì)胞中沒(méi)有染色體，其可遺傳變異的來(lái)源只有基因突變。
1．探究：染色體“重復(fù)”和“缺失”的可能原因
(2020·山東，6改編)在細(xì)胞分裂過(guò)程中，末端缺失的染色體因失去端粒而不穩(wěn)定，其姐妹染色單體可能會(huì)連接在一起，著絲粒分裂后向兩極移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)“染色體橋”結(jié)構(gòu)，如圖所示。基因型為Aa的細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂時(shí)，出現(xiàn)“染色體橋”并在兩著絲粒間任一位置發(fā)生斷裂，形成的兩條子染色體移到細(xì)胞兩極。不考慮其他變異，該細(xì)胞可能會(huì)產(chǎn)生基因型為Aa、Aaa、A、AAa、a的子細(xì)胞。
2．探究： 染色體結(jié)構(gòu)變異會(huì)不會(huì)改變基因的內(nèi)部結(jié)構(gòu)？
(1)慢粒白血病患者異常的白細(xì)胞中第9號(hào)染色體長(zhǎng)臂上的一部分與第22號(hào)染色體長(zhǎng)臂上的一部分進(jìn)行了交換，結(jié)果導(dǎo)致前者變長(zhǎng)，后者變短。觀察下圖，描述慢粒患者染色體的斷裂有什么特別之處？
提示　第9號(hào)染色體上Abl基因和第22號(hào)染色體上BCR基因均從基因內(nèi)部斷裂，改變了基因的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
(2)資料：已知正常人9號(hào)染色體上的Abl基因編碼產(chǎn)物是一種活性受到嚴(yán)格調(diào)控的酪氨酸激酶，與細(xì)胞增殖有關(guān)，而融合基因BCR－Abl的產(chǎn)物則是異常激活的酪氨酸激酶，導(dǎo)致細(xì)胞惡性增殖。可見(jiàn)患者體內(nèi)細(xì)胞癌變是由原癌基因(填“原癌基因”或“抑癌基因”)突變導(dǎo)致的。
考向一　染色體結(jié)構(gòu)變異辨析
1．(2023·湖北，16)DNA探針是能與目的DNA配對(duì)的帶有標(biāo)記的一段核苷酸序列，可檢測(cè)識(shí)別區(qū)間的任意片段，并形成雜交信號(hào)。某探針可以檢測(cè)果蠅Ⅱ號(hào)染色體上特定DNA區(qū)間。某果蠅的Ⅱ號(hào)染色體中的一條染色體部分區(qū)段發(fā)生倒位，如下圖所示。用上述探針檢測(cè)細(xì)胞有絲分裂中期的染色體(染色體上“—”表示雜交信號(hào))，結(jié)果正確的是(　　)
答案　B
解析　DNA探針是能與目的DNA配對(duì)的帶有標(biāo)記的一段核苷酸序列并形成雜交信號(hào)，根據(jù)圖示信息，倒位發(fā)生在著絲粒附近，倒位發(fā)生后，基因位置顛倒，但DNA探針依然可以識(shí)別，故B正確。
2．(2022·湖南，9)大鼠控制黑眼/紅眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一條染色體上。某個(gè)體測(cè)交后代表型及比例為黑眼黑毛∶黑眼白化∶紅眼黑毛∶紅眼白化＝1∶1∶1∶1。該個(gè)體最可能發(fā)生了下列哪種染色體結(jié)構(gòu)變異(　　)
答案　C
解析　分析題意可知，大鼠控制黑眼/紅眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一條染色體上，兩對(duì)等位基因?yàn)檫B鎖關(guān)系，正常情況下，測(cè)交結(jié)果只能出現(xiàn)兩種表型，但題干中某個(gè)體測(cè)交后代表型及比例為黑眼黑毛∶黑眼白化∶紅眼黑毛∶紅眼白化＝1∶1∶1∶1，類(lèi)似于基因自由組合定律的結(jié)果，推測(cè)該個(gè)體可產(chǎn)生四種數(shù)目相等的配子，且控制兩對(duì)性狀的基因遵循自由組合定律，即兩對(duì)等位基因被易位到兩條非同源染色體上，C正確。
考點(diǎn)二　染色體數(shù)目變異
1．染色體數(shù)目變異的類(lèi)型
(1)細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少。
(2)細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以一套完整的非同源染色體為基數(shù)成倍地增加或成套地減少。
2.染色體組
(1)如圖中雄果蠅體細(xì)胞染色體中的一個(gè)染色體組可表示為：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或_Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。
(2)組成特點(diǎn)
①形態(tài)上：細(xì)胞中的一套非同源染色體，在形態(tài)上各不相同。
②功能上：控制生物生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異的一套染色體，在功能上各不相同。
3．單倍體、二倍體和多倍體
項(xiàng)目 單倍體 二倍體 多倍體
概念 體細(xì)胞中染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個(gè)體 體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體 體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體
發(fā)育起點(diǎn) 配子 受精卵(通常是) 受精卵(通常是)
植株特點(diǎn) ①植株弱小；②高度不育 正常可育 ①莖稈粗壯； ②葉片、果實(shí)和種子較大； ③營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富
體細(xì)胞染色體組數(shù) ≥1 2 ≥3
形成原因 自然 原因 單性生殖 正常的有性生殖 外界環(huán)境條件劇變(如低溫)
人工 誘導(dǎo) 花藥離體培養(yǎng) 秋水仙素處理單倍體幼苗 秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗
舉例 蜜蜂的雄蜂 幾乎全部的動(dòng)物和過(guò)半數(shù)的高等植物 香蕉(三倍體)；馬鈴薯(四倍體)；八倍體小黑麥
4．低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化
(1)實(shí)驗(yàn)原理：用低溫處理植物的分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，以致影響細(xì)胞有絲分裂中染色體被拉向兩極，導(dǎo)致細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，植物細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生變化。
(2)實(shí)驗(yàn)步驟
(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：視野中既有正常的二倍體細(xì)胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞。
歸納總結(jié)　實(shí)驗(yàn)中的試劑及其作用
試劑 使用方法 作用
卡諾氏液 將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1 h 固定細(xì)胞形態(tài)
體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精 沖洗用卡諾氏液處理過(guò)的根尖 洗去卡諾氏液
質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸 與體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精等體積混合，作為解離液 解離根尖細(xì)胞
清水 浸泡解離后的根尖細(xì)胞約10 min 漂洗根尖，去除解離液
甲紫溶液 把漂洗干凈的根尖放進(jìn)盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色體著色
判斷正誤
(1)含有奇數(shù)染色體組的個(gè)體一定是單倍體(　×　)
提示　體細(xì)胞染色體組數(shù)等于本物種配子染色體組數(shù)的個(gè)體為單倍體，判斷是否為單倍體時(shí)主要看發(fā)育的起點(diǎn)，而不是看染色體組數(shù)。
(2)單倍體個(gè)體都一定沒(méi)有等位基因和同源染色體(　×　)
提示　單倍體體細(xì)胞中也并非都只有一個(gè)染色體組，也并非都一定沒(méi)有等位基因和同源染色體。如由多倍體的配子發(fā)育成的個(gè)體，若含偶數(shù)個(gè)染色體組，則形成的單倍體含有同源染色體和等位基因。
(3)二倍體生物的單倍體都是高度不育的(　×　)
提示　蜂王是二倍體，其卵細(xì)胞發(fā)育成的雄蜂是單倍體，可育。
(4)若果蠅的某細(xì)胞在減數(shù)分裂Ⅰ后期X染色體和Y染色體沒(méi)有分離，最終形成的精子中含有的是一個(gè)染色體組(　×　)
提示　不一定，最終形成的精子可能同時(shí)含有X和Y染色體，因?yàn)閄染色體和Y染色體是同源染色體，而一個(gè)染色體組中的染色體都是非同源染色體。
(5)基因型為AAaaBBbb的個(gè)體，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組，且一定是二倍體(　×　)
提示　基因型為AAaaBBbb的個(gè)體，體細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組，可能是四倍體(由受精卵發(fā)育而成)或單倍體(由配子發(fā)育而成)。
(6)卡諾氏液可使組織細(xì)胞互相分離開(kāi)(　×　)
提示　使用卡諾氏液的目的是固定細(xì)胞形態(tài)；解離液使組織細(xì)胞彼此分離開(kāi)。
1．思考：?jiǎn)误w和三體產(chǎn)生配子的種類(lèi)及比例(單體和三體也是二倍體，均可進(jìn)行減數(shù)分裂，產(chǎn)生配子)。
注：減數(shù)分裂時(shí)，三條染色體之間兩兩聯(lián)會(huì)的概率相等，聯(lián)會(huì)后的染色體彼此分離，剩余的一條染色體隨機(jī)移向細(xì)胞一極。
2．探究：染色體數(shù)目變異之“個(gè)別”染色體數(shù)目增加或減少的原因。
(2020·江蘇，32節(jié)選)已知黑腹果蠅的性別決定方式為XY型，偶然出現(xiàn)的XXY個(gè)體為雌性可育。黑腹果蠅長(zhǎng)翅(A)對(duì)殘翅(a)為顯性，紅眼(B)對(duì)白眼(b)為顯性。現(xiàn)有兩組雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
　　　　　 實(shí)驗(yàn)① P　 　 aaXBXB×AAXbY 　　　 ↓ F1 長(zhǎng)翅紅眼♀ 長(zhǎng)翅紅眼♂ 個(gè)體數(shù)　 920　　 927 實(shí)驗(yàn)② PaaXBY×AAXbXb ↓ F1 長(zhǎng)翅紅眼♀ 長(zhǎng)翅白眼♂ 長(zhǎng)翅白眼♀ 個(gè)體數(shù)930　　 926　　　　1
實(shí)驗(yàn)②F1中出現(xiàn)了1只例外的白眼雌蠅，請(qǐng)分析：
(1)若該蠅是基因突變導(dǎo)致的，則該蠅的基因型為XbXb。
(2)若該蠅是親本減數(shù)分裂過(guò)程中X染色體未分離導(dǎo)致的，則該蠅產(chǎn)生的配子的基因型可能為XbXb、Y、Xb、XbY。
解析　實(shí)驗(yàn)②F1中出現(xiàn)白眼雌性個(gè)體，分析可能原因：若是基因突變導(dǎo)致的，則該果蠅的基因型是XbXb；若是親本減數(shù)分裂過(guò)程中X染色體未分離導(dǎo)致的，則該果蠅的基因型是XbXbY，其在產(chǎn)生配子的減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)，三條同源染色體中的任意兩條進(jìn)入一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞，另一條進(jìn)入另一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞，產(chǎn)生配子的基因型可能是XbXb、Y、XbY、Xb。
3．思考：染色體組數(shù)的判斷。
(1)根據(jù)染色體組成來(lái)判斷：
(2)根據(jù)基因型來(lái)判斷：
4．描述：秋水仙素人工誘導(dǎo)多倍體的原理。
(2020·天津，15節(jié)選)某植物有A、B兩品種。科研人員在設(shè)計(jì)品種A組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，參照品種B的最佳激素配比(見(jiàn)下表)進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)。
品種B組織培養(yǎng)階段 細(xì)胞分裂素濃度(μmol/L) 生長(zhǎng)素濃度(μmol/L)
Ⅰ誘導(dǎo)形成愈傷組織 m1 n1
Ⅱ誘導(dǎo)形成幼芽 m2 n2
Ⅲ誘導(dǎo)生根 m3 n3
(1)據(jù)表回答：在 Ⅰ 階段用秋水仙素對(duì)材料進(jìn)行處理，最易獲得由單個(gè)細(xì)胞形成的多倍體。
(2)根據(jù)所學(xué)知識(shí)，描述秋水仙素是如何誘導(dǎo)形成多倍體的？
提示　秋水仙素抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。
5．分析：?jiǎn)伪扼w、三倍體高度不育的原因。
普通小麥?zhǔn)悄壳笆澜绺鞯卦耘嗟闹匾Z食作物。普通小麥的形成包括不同物種雜交和染色體加倍過(guò)程，如圖所示(其中A、B、D分別代表不同物種的一個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組均含7條染色體)。在此基礎(chǔ)上，人們又通過(guò)雜交育種培育出許多優(yōu)良品種。請(qǐng)回答：
(1)在普通小麥的形成過(guò)程中，雜種一是高度不育的，原因是無(wú)同源染色體，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂。
(2)三倍體高度不育的原因是什么？
提示　減數(shù)分裂時(shí)同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生正常的生殖細(xì)胞。
6．分析：多倍體結(jié)實(shí)率低的原因。
(2024·江蘇省決勝新高考高三聯(lián)考)同源四倍體植物減數(shù)分裂聯(lián)會(huì)時(shí)，同源區(qū)段配對(duì)會(huì)形成不同的結(jié)果，進(jìn)而產(chǎn)生不同染色體數(shù)目的配子，如圖(短箭頭表示在細(xì)胞分裂后期相應(yīng)著絲粒移動(dòng)的方向)。下列相關(guān)敘述不正確的是(　　)
A．用秋水仙素處理二倍體植物種子，可培育同源四倍體
B．1個(gè)四價(jià)體和2個(gè)二價(jià)體均可實(shí)現(xiàn)同源染色體的均等分配
C．圖示1個(gè)三價(jià)體包含3條同源染色體、3個(gè)DNA分子
D．圖示解釋了同源四倍體通常可育，但育性卻有所降低
答案　C
解析　聯(lián)合時(shí)的染色體含有染色單體，圖示1個(gè)三價(jià)體含有3條染色體，6條染色單體，6個(gè)DNA分子，故C錯(cuò)誤。
考向二　染色體數(shù)目變異辨析
3.(2024·江蘇省新高考基地高三質(zhì)檢)人類(lèi)(2n＝46)14號(hào)與21號(hào)染色體二者的長(zhǎng)臂在著絲粒處融合形成14/21平衡易位染色體，該染色體攜帶者具有正常的表型，但在產(chǎn)生生殖細(xì)胞的過(guò)程中會(huì)形成復(fù)雜的聯(lián)會(huì)復(fù)合物(如圖)，在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，該聯(lián)會(huì)復(fù)合物中任意配對(duì)的兩條染色體分離時(shí)，另一條染色體隨機(jī)移向細(xì)胞的任意極。下列關(guān)于平衡易位染色體攜帶者的敘述，正確的是(　　)
A．圖中只發(fā)生了染色體數(shù)目變異
B．男性攜帶者與正常女性婚配生出表現(xiàn)正常的子女的概率為1/2
C．女性攜帶者的卵子最多含24條形態(tài)不同的染色體
D．男性攜帶者的次級(jí)精母細(xì)胞含有22或23條染色體
答案　B
解析　14/21平衡易位染色體是由14號(hào)和21號(hào)兩條染色體融合成一條染色體，通過(guò)染色體易位和連接形成，發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異，A錯(cuò)誤；在減數(shù)分裂時(shí)該男性攜帶者的聯(lián)會(huì)復(fù)合體中若14/21與21染色體彼此分離，可產(chǎn)生(14/21、14)和(21)兩種配子或者(14/21)和(21、14)兩種配子；若14/21與14染色體彼此分離，可產(chǎn)生(14/21、21)和(14)兩種配子或者(14/21)和(14、21)兩種配子，以上配子中有一半的配子，即染色體組成為(14/21)和(21、14)的配子與正常女性減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子結(jié)合，后代表現(xiàn)正常，B正確；女性攜帶者的卵子最多含23條形態(tài)不同的染色體，C錯(cuò)誤；男性攜帶者的次級(jí)精母細(xì)胞在減數(shù)分裂Ⅱ的前期和中期含有22或23條染色體，在減數(shù)分裂Ⅱ的后期含有44或46條染色體，D錯(cuò)誤。
4．某大豆突變株表現(xiàn)為黃葉，其基因組成為rr。為進(jìn)行R/r基因的染色體定位，用該突變株作父本，與不同的三體(2n＋1)綠葉純合子植株雜交，選擇F1中的三體與黃葉植株雜交得F2，下表為部分研究結(jié)果。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
母本 F2表型及數(shù)量
黃葉 綠葉
9-三體 21 110
10-三體 115 120
A.F1中三體的概率是1/2
B．可用顯微觀察法初步鑒定三體
C．突變株基因r位于10號(hào)染色體上
D．三體綠葉純合子的基因型為RRR或RR
答案　C
解析　假設(shè)R/r基因位于某號(hào)染色體上，用該突變株(rr)作父本，與三體綠葉純合子(RRR)植株雜交，F(xiàn)1為1/2Rr、1/2RRr，選擇F1中的三體(RRr)與黃葉植株(rr)雜交得F2，F(xiàn)2為Rr∶Rrr∶RRr∶rr＝2∶2∶1∶1，即綠葉∶黃葉＝5∶1。由于該突變株與9-三體綠葉純合子植株雜交，F(xiàn)2中綠葉∶黃葉≈5∶1，該突變株與10-三體綠葉純合子植株雜交，F(xiàn)2中綠葉∶黃葉≈1∶1，所以R/r基因位于9號(hào)染色體上。F1中三體的概率是1/2，A正確，C錯(cuò)誤；三體屬于染色體數(shù)目變異，可用顯微觀察法初步鑒定三體，B正確；若R/r基因位于與形成三體有關(guān)的染色體上，則三體綠葉純合子的基因型為RRR，若R/r基因位于與形成三體無(wú)關(guān)的染色體上，則三體綠葉純合子的基因型為RR，D正確。
考向三　人工誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化
5．(2021·江蘇，10)分析黑斑蛙的核型，需制備染色體標(biāo)本，流程如下。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A．可用蛙紅細(xì)胞替代骨髓細(xì)胞制備染色體標(biāo)本
B．秋水仙素處理的目的是為了誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍
C．低滲處理的目的是為了防止細(xì)胞過(guò)度失水而死亡
D．染色時(shí)常選用易使染色體著色的堿性染料
答案　D
解析　蛙紅細(xì)胞只能進(jìn)行無(wú)絲分裂，因此不能用蛙紅細(xì)胞替代骨髓細(xì)胞制備染色體標(biāo)本，A錯(cuò)誤；秋水仙素處理的目的是抑制紡錘體的形成，使細(xì)胞停留在分裂中期，不是誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，B錯(cuò)誤；用等滲溶液處理是為了防止細(xì)胞因過(guò)度失水而死亡，低滲處理的目的是使組織細(xì)胞充分吸水膨脹，使染色體分散，C錯(cuò)誤；染色時(shí)常選用易使染色體著色的堿性染料，如甲紫溶液，D正確。
6．羅漢果甜苷具有重要的藥用價(jià)值，它分布在羅漢果的果肉、果皮中，種子中不含這種物質(zhì)，而且有種子的羅漢果口感很差。為了培育無(wú)子羅漢果，科研人員先利用秋水仙素處理二倍體羅漢果，誘導(dǎo)其染色體數(shù)目加倍，得到如表所示結(jié)果。分析回答下列問(wèn)題：
處理 秋水仙素濃度(%) 處理數(shù)(株) 處理時(shí)間(d) 成活率(%) 變異率(%)
滴芽尖生長(zhǎng)點(diǎn)法 0.05 30 5 100 1.28
0.1 86.4 24.3
0.2 74.2 18.2
(1)在誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的過(guò)程中，秋水仙素的作用是_____________________________。選取芽尖生長(zhǎng)點(diǎn)作為處理的對(duì)象，理由是__________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(2)上述研究中，自變量是____________________，因變量是_________________________。
研究表明，誘導(dǎo)羅漢果染色體數(shù)目加倍最適宜的處理方法是__________________________。
(3)鑒定細(xì)胞中染色體數(shù)目是確認(rèn)羅漢果染色體數(shù)目加倍的最直接的證據(jù)。首先取變異植株幼嫩的芽尖，再經(jīng)固定、解離、______________和制片后，制得鑒定植株芽尖的臨時(shí)裝片。最后選擇處于______________________的細(xì)胞進(jìn)行染色體數(shù)目統(tǒng)計(jì)。
(4)獲得了理想的變異株后，要培育無(wú)子羅漢果，還需要繼續(xù)進(jìn)行的操作是______________
_____________________________________________________________________________。
答案　(1)抑制有絲分裂過(guò)程中紡錘體的形成　芽尖生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞分裂旺盛，易變異　(2)秋水仙素的濃度　處理植株的成活率和變異率　以0.1%的秋水仙素滴芽尖生長(zhǎng)點(diǎn)　(3)漂洗、染色　有絲分裂中期
(4)用四倍體羅漢果與二倍體羅漢果雜交，獲得三倍體無(wú)子羅漢果
考點(diǎn)三　生物染色體數(shù)目變異在育種上的應(yīng)用
1．多倍體育種
(1)原理：染色體數(shù)目變異。
(2)方法：用秋水仙素或低溫處理。
(3)處理材料：萌發(fā)的種子或幼苗。
(4)過(guò)程
(5)實(shí)例：三倍體無(wú)子西瓜
思考　①為什么用一定濃度的秋水仙素溶液滴在二倍體西瓜幼苗的芽尖？
提示　西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理可以抑制細(xì)胞有絲分裂時(shí)形成紡錘體，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，從而得到四倍體植株。
②獲得的四倍體西瓜(母本)為何要與二倍體(父本)雜交？
提示　雜交可以獲得三倍體植株。
③有時(shí)可以看到三倍體西瓜中有少量發(fā)育并不成熟的種子，請(qǐng)推測(cè)產(chǎn)生這些種子的原因。
提示　三倍體植株一般不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂形成配子，因此，不能形成種子。但是，也有可能在減數(shù)分裂時(shí)形成正常的卵細(xì)胞，從而形成正常的種子，但這種概率特別小。
④無(wú)子西瓜每年都要制種，很麻煩，有沒(méi)有別的替代方法？
提示　方法一：進(jìn)行無(wú)性生殖，將三倍體植株進(jìn)行組織培養(yǎng)獲取大量的組培苗，再進(jìn)行移栽。
方法二：利用生長(zhǎng)素或生長(zhǎng)素類(lèi)調(diào)節(jié)劑處理二倍體植株未受粉的雌蕊，以促進(jìn)子房發(fā)育成無(wú)種子的果實(shí)，同時(shí)，在花期全時(shí)段要進(jìn)行套袋處理，以避免受粉。
⑤兩次傳粉各有什么作用？
提示　第一次傳粉可以雜交獲得三倍體種子；第二次傳粉是為了刺激子房發(fā)育成果實(shí)。
⑥二倍體西瓜與四倍體西瓜是同一物種嗎？說(shuō)明理由。
提示　不是，二者雜交的后代不可育。
⑦用秋水仙素處理幼苗后，分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、花染色體數(shù)目加倍，而未經(jīng)處理部分(如根部細(xì)胞)的染色體數(shù)目不變。
⑧三倍體西瓜無(wú)子的原因：三倍體西瓜在減數(shù)分裂過(guò)程中，由于染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。
2．單倍體育種
(1)原理：染色體(數(shù)目)變異。
(2)方法：常采用花藥(或花粉)離體培養(yǎng)的方法來(lái)獲得單倍體植株，然后人工誘導(dǎo)使這些植株的染色體數(shù)目加倍，恢復(fù)到正常植株的染色體數(shù)目。
(3)步驟
(4)優(yōu)點(diǎn)：能明顯縮短育種年限。原因是用這種方法培育得到的植株，不但能夠正常生殖，而且每對(duì)染色體上成對(duì)的基因都是純合的，自交的后代不會(huì)發(fā)生性狀分離。
(5)缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜。
判斷正誤
(1)單倍體育種中，通過(guò)花藥(或花粉)離體培養(yǎng)所得的植株均為純合的二倍體(　×　)
提示　如用單倍體育種，通過(guò)花藥離體培養(yǎng)所得的植株均為單倍體。
(2)單倍體育種中，可用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗(　×　)
提示　單倍體植株一般高度不育，不會(huì)形成種子。
(3)秋水仙素可抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致有絲分裂后期著絲粒不能正常分裂，所以細(xì)胞不能分裂，從而使細(xì)胞染色體數(shù)目加倍(　×　)
提示　著絲粒的分裂與紡錘體無(wú)關(guān)，紡錘體只起牽引染色體的作用。
(4)單倍體育種沒(méi)有生產(chǎn)實(shí)踐意義，因?yàn)榈玫降膯伪扼w往往高度不育(　×　)
提示　單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理，得到的植株是可育的，能縮短育種年限。
(5)二倍體水稻和四倍體水稻雜交，可獲得三倍體，稻穗和籽粒變小(　×　)
提示　二倍體水稻和四倍體水稻雜交，可獲得三倍體，三倍體不可育，不能得到籽粒。
(6)二倍體西瓜幼苗的基因型為Aa，則用秋水仙素處理后形成的四倍體為純合子(　×　)
提示　二倍體西瓜幼苗的基因型為Aa，則用秋水仙素處理后形成的個(gè)體基因型是AAaa，含有4個(gè)染色體組，屬于四倍體，但它是雜合子。
考向四　分析單倍體育種與多倍體育種的應(yīng)用
7．(2021·廣東，11)白菜型油菜(2n＝20)的種子可以榨取食用油(菜籽油)，為了培育高產(chǎn)新品種，科學(xué)家誘導(dǎo)該油菜未受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成完整植株Bc。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．Bc成熟葉肉細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組
B．將Bc作為育種材料，能縮短育種年限
C．秋水仙素處理Bc的幼苗可以培育出純合植株
D．自然狀態(tài)下Bc因配子發(fā)育異常而高度不育
答案　A
解析　白菜型油菜屬于二倍體生物，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組，而B(niǎo)c是通過(guò)未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而來(lái)的單倍體植株，其成熟葉肉細(xì)胞中含有一個(gè)染色體組，A錯(cuò)誤；Bc是通過(guò)未受精的卵細(xì)胞發(fā)育而來(lái)的單倍體植株，秋水仙素處理Bc的幼苗可以培育出純合植株，此種方法為單倍體育種，能縮短育種年限，B、C正確；自然狀態(tài)下，Bc只含有一個(gè)染色體組，細(xì)胞中無(wú)同源染色體，減數(shù)分裂不能形成正常配子，而高度不育，D正確。
8．人類(lèi)目前所食用的香蕉均來(lái)自三倍體香蕉植株，如圖所示是三倍體香蕉的培育過(guò)程。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A．無(wú)子香蕉的培育過(guò)程主要運(yùn)用了基因重組的原理
B．圖中染色體數(shù)目加倍的主要原因是有絲分裂前期紡錘體不能形成
C．二倍體與四倍體雜交能產(chǎn)生三倍體，它們之間不存在生殖隔離
D．若圖中無(wú)子香蕉的基因型均為Aaa，則有子香蕉的基因型可以是AAaa
答案　B
解析　該“無(wú)子香蕉”培育的方法為多倍體育種，其原理是染色體變異，A錯(cuò)誤；用低溫或秋水仙素誘導(dǎo)細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍的原理均是抑制細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成，因此圖中染色體加倍的主要原因是有絲分裂前期紡錘體不能形成，B正確；二倍體與四倍體雜交雖然能產(chǎn)生三倍體，但三倍體不育，所以它們之間仍然存在生殖隔離，C錯(cuò)誤；若有子香蕉的基因型是AAaa，則其產(chǎn)生的配子基因型為AA、Aa、aa，則與該有子香蕉雜交的野生芭蕉的基因型無(wú)論是AA或Aa，還是aa，產(chǎn)生的無(wú)子香蕉的基因型都不可能均為Aaa，D錯(cuò)誤。
1．(必修2 P87)染色體變異的概念：生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化，稱(chēng)為染色體變異。
2．(必修2 P90)染色體結(jié)構(gòu)的變異在普通光學(xué)顯微鏡下可見(jiàn)。結(jié)果：染色體結(jié)構(gòu)的改變，會(huì)使排列在染色體上的基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。
3．染色體組是指細(xì)胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，攜帶著控制生物生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息。
4．三倍體不育的原因是三倍體個(gè)體在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能形成可育的配子。
5．騾子不育的原因是騾子細(xì)胞內(nèi)無(wú)同源染色體，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂，不能形成可育的配子。
6．單倍體育種中的秋水仙素作用于幼苗期的單倍體植株，多倍體育種中的秋水仙素作用于萌發(fā)的種子或幼苗期的正常植株。
7．普通小麥為六倍體，體細(xì)胞中染色體數(shù)目為42條。
如圖為我國(guó)科學(xué)家用兩種普通小麥(關(guān)東107和白火麥)培育六倍體糯性普通小麥的主要流程。據(jù)圖分析，培育六倍體小麥利用的變異原理是基因重組、染色體數(shù)目變異。誘導(dǎo)形成六倍體小麥時(shí)，利用秋水仙素處理的是單倍體小麥幼苗而不是處理成熟植株，原因是秋水仙素抑制紡錘體的形成，要作用于幼苗中大量正在分裂的細(xì)胞才能使染色體數(shù)目加倍。
8．將二倍體西瓜和四倍體西瓜雜交，得到的種子種下去，一段時(shí)間后，收獲的三倍體西瓜，沒(méi)有種子，無(wú)法繁殖后代，請(qǐng)運(yùn)用其他育種原理，再設(shè)想一種培育無(wú)子西瓜的方法：使用組織培養(yǎng)(進(jìn)行無(wú)性生殖)的方法繁殖無(wú)子西瓜試管苗，再進(jìn)行移栽種植(寫(xiě)出一種可行方法的簡(jiǎn)單思路即可)。
課時(shí)精練
一、選擇題
1．科研人員用如圖所示性染色體構(gòu)型的果蠅作親本進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)。圖示基因不在Y染色體上，雌雄個(gè)體產(chǎn)生的配子均有活力，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．親本雌果蠅的兩條X染色體均發(fā)生了結(jié)構(gòu)變異
B．若親本雌果蠅產(chǎn)生了四種基因型的卵細(xì)胞，則親本雌果蠅發(fā)生了基因突變
C．若F1出現(xiàn)了X染色體構(gòu)型均異常的雌果蠅，可能是親本雄果蠅的生殖細(xì)胞發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異
D．若F1出現(xiàn)了XdBXdbY的個(gè)體，可能是親本雄性個(gè)體的初級(jí)精母細(xì)胞減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)，性染色體未分離
答案　B
解析　由圖可知，雌果蠅右側(cè)的X染色體移接了來(lái)自Y染色體的附加臂，發(fā)生了易位，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；左側(cè)的X染色體有部分片段缺失，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失，故親本雌果蠅的兩條X染色體均發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異，A正確；若親本雌果蠅產(chǎn)生了四種基因型的卵細(xì)胞，則可能是親本雌果蠅在產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生了基因突變或基因重組，B錯(cuò)誤；若F1出現(xiàn)了X染色體構(gòu)型均異常的雌果蠅，則可能是親本雄果蠅的生殖細(xì)胞發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異，產(chǎn)生了含X染色體構(gòu)型異常的精細(xì)胞，與親本雌果蠅產(chǎn)生的含X染色體構(gòu)型異常的卵細(xì)胞結(jié)合為受精卵，C正確；親本的基因型為XdBXDb、XdbY，若F1出現(xiàn)了XdBXdbY的個(gè)體，可能是親本雄性個(gè)體的初級(jí)精母細(xì)胞在減數(shù)分裂Ⅰ后期時(shí)，性染色體沒(méi)有分離，產(chǎn)生了基因型為XdbY的精子，與母本產(chǎn)生的基因型為XdB的卵細(xì)胞受精所致，D正確。
2．(2020·全國(guó)Ⅱ，4)關(guān)于高等植物細(xì)胞中染色體組的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．二倍體植物的配子只含有一個(gè)染色體組
B．每個(gè)染色體組中的染色體均為非同源染色體
C．每個(gè)染色體組中都含有常染色體和性染色體
D．每個(gè)染色體組中各染色體DNA的堿基序列不同
答案　C
解析　二倍體植物的體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組，其配子中只含有一個(gè)染色體組，A正確；每個(gè)染色體組中的染色體的形態(tài)、大小等均不相同，都是非同源染色體，每條染色體DNA的堿基序列均不同，B、D正確；不含性染色體的生物，每個(gè)染色體組中都不含性染色體，如豌豆、玉米等，C錯(cuò)誤。
3．圖中字母代表正常細(xì)胞中所含有的基因，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A．①可以表示經(jīng)過(guò)秋水仙素處理后形成的四倍體西瓜的體細(xì)胞的基因組成
B．②可以表示果蠅體細(xì)胞的基因組成
C．③可以表示21三體綜合征患者體細(xì)胞的基因組成或無(wú)子西瓜體細(xì)胞的基因組成
D．④可以表示雄蜂體細(xì)胞的基因組成
答案　A
解析　秋水仙素處理后，細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，基因數(shù)目也加倍，而且基因至少兩兩相同，而圖①細(xì)胞的基因型為AAAa，不能表示經(jīng)秋水仙素處理后的細(xì)胞的基因組成，A錯(cuò)誤；圖②細(xì)胞中含有兩對(duì)基因，可表示含有2個(gè)染色體組的細(xì)胞，所以可以表示果蠅體細(xì)胞的基因組成，B正確；21三體綜合征患者比正常人多了一條21號(hào)染色體，圖③細(xì)胞可以表示其基因組成，無(wú)子西瓜為三倍體，其體細(xì)胞內(nèi)含有三個(gè)染色體組，圖③細(xì)胞也可以表示其基因組成，C正確；雄蜂是由未受精的卵細(xì)胞直接發(fā)育而來(lái)的，屬于單倍體，只含有一個(gè)染色體組，所以圖④細(xì)胞可以表示雄蜂體細(xì)胞的基因組成，D正確。
4．(2024·重慶江北區(qū)高三模擬)某兩性花二倍體植株的基因型為AaBb，A/a、B/b基因位于兩對(duì)同源染色體上，其在自然條件下，既可進(jìn)行自花受粉也可進(jìn)行異花傳粉。有少數(shù)花朵存在異常的減數(shù)分裂，可通過(guò)自花受粉形成四倍體植株，過(guò)程如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．圖示過(guò)程中產(chǎn)生的異常配子的基因型一定是AaBb
B．在自然條件下，該植株也可能產(chǎn)生三倍體子代植株
C．圖示產(chǎn)生的四倍體植株與原二倍體植株不屬于同一物種
D．若環(huán)境改變，基因型為AABB的植株更適應(yīng)環(huán)境，則該種群會(huì)發(fā)生進(jìn)化
答案　A
解析　異常配子的染色體數(shù)和體細(xì)胞相同，都含有2個(gè)染色體組，若是減數(shù)分裂Ⅰ同源染色體未分離，減數(shù)分裂Ⅱ姐妹染色單體正常分離，則產(chǎn)生異常配子的基因型為AaBb，若是減數(shù)分裂Ⅰ正常，減數(shù)分裂Ⅱ姐妹染色單體未分離，產(chǎn)生的異常配子的基因型可能為AABB或aabb或AAbb或aaBB，A錯(cuò)誤；在自然條件下，產(chǎn)生的異常配子可能與正常配子受精，形成三倍體子代植株，B正確；圖示四倍體植株與二倍體植株雜交產(chǎn)生的三倍體植株會(huì)因聯(lián)會(huì)紊亂難以產(chǎn)生正常配子而高度不育，因此，圖示產(chǎn)生的四倍體植株與原二倍體植株不屬于同一物種，C正確；生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，若環(huán)境改變，基因型為AABB的植株更適應(yīng)環(huán)境，則A和B的基因頻率會(huì)升高，該種群會(huì)發(fā)生進(jìn)化，D正確。
5．五倍體栽培棉是由海島棉(AADD)與索馬里棉(EE)雜交所得F1經(jīng)秋水仙素處理后再與海島棉(AADD)雜交獲得的。字母A、D、E均代表染色體數(shù)目為13條的一個(gè)染色體組。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．該育種方法為單倍體育種，能明顯縮短育種年限
B．題干方法可克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，培育出作物新類(lèi)型
C．五倍體栽培棉細(xì)胞有絲分裂后期有130條染色體
D．低溫處理也可誘導(dǎo)F1染色體數(shù)目加倍
答案　A
解析　題述育種方法屬于多倍體育種，A錯(cuò)誤；由于F1在減數(shù)分裂時(shí)無(wú)法完成聯(lián)會(huì)配對(duì)，因此表現(xiàn)為高度不育，經(jīng)過(guò)秋水仙素處理后，變?yōu)楫愒炊扼w(AADDEE)，恢復(fù)育性，可克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，培育出作物新類(lèi)型，B正確；F1(ADE)經(jīng)過(guò)秋水仙素處理后，與海島棉(AADD)雜交，得到五倍體栽培棉(AADDE)，A、D、E均代表染色體數(shù)目為13條的一個(gè)染色體組，故五倍體栽培棉體細(xì)胞中含有65條染色體，有絲分裂后期染色體數(shù)目加倍，有130條染色體，C正確；低溫處理能抑制紡錘體的形成，從而使染色體數(shù)目加倍，D正確。
6．下列有關(guān)“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)條件及試劑使用的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
①低溫誘導(dǎo)：與“多倍體育種”中的秋水仙素作用機(jī)理相同
②酒精：與“檢測(cè)生物組織中的脂肪”實(shí)驗(yàn)中的作用相同
③卡諾氏液：與“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)中NaOH溶液作用相同
④甲紫溶液：與“觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)中醋酸洋紅液使用目的相同
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
答案　B
解析　“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”與“多倍體育種”中的秋水仙素作用機(jī)理相同，均是抑制紡錘體的形成，①正確；“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)中有2處用到酒精，一是用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗卡諾氏液、二是作為解離液的成分之一；在“檢測(cè)生物組織中的脂肪”實(shí)驗(yàn)中滴加1～2滴體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精溶液洗去浮色，兩者的作用不同，②錯(cuò)誤；卡諾氏液在“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)中用于固定根尖細(xì)胞，“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)中NaOH溶液用于吸收空氣中的二氧化碳，③錯(cuò)誤；甲紫溶液與“觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)中醋酸洋紅液的使用目的相同，均是使染色體著色，④正確。綜上分析，B符合題意。
7．(2024·連云港高三期末)果蠅的翅型中，長(zhǎng)翅對(duì)殘翅為顯性，由位于常染色體上的B/b基因控制，不含翅型基因的個(gè)體無(wú)法發(fā)育。 如圖為果蠅培育和雜交實(shí)驗(yàn)示意圖，下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A．60Co照射使得細(xì)胞發(fā)生了染色體數(shù)目變異
B．F1中有1/4的果蠅含有異常染色體
C．F1中個(gè)體必須要通過(guò)染色體的檢測(cè)觀察，才能篩選出含異常染色體的個(gè)體
D．F2中長(zhǎng)翅果蠅與殘翅果蠅的比例為2∶1
答案　D
解析　60Co照射，乙細(xì)胞內(nèi)在含B基因的常染色體與X染色體之間發(fā)生了染色體易位，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，A錯(cuò)誤；甲產(chǎn)生的配子為bX，乙產(chǎn)生的配子種類(lèi)以及比例為BXB∶BY∶OXB∶OY＝1∶1∶1∶1，則F1的基因型及比例為BbXBX∶BbXY∶bOXBX∶
bOXY＝1∶1∶1∶1，其中BbXBX、bOXBX和bOXY的個(gè)體染色體異常，F(xiàn)1中有3/4的果蠅含有異常染色體，B錯(cuò)誤；F1的基因型及比例為BbXBX∶BbXY∶bOXBX∶bOXY＝1∶1∶1∶1，雌性全含有異常染色體，雄性中殘翅含有異常染色體，故還可觀察性別和翅型篩選出含異常染色體的個(gè)體，C錯(cuò)誤；F1中異常雌果蠅的基因型為BbXBX或bOXBX，產(chǎn)生的配子有BXB、bXB、BX、bX或OXB、bXB、OX、bX，異常雄性果蠅的基因型為bOXY，產(chǎn)生的配子有bX、bY、OX、OY，已知不含該翅型基因的個(gè)體無(wú)法發(fā)育，由棋盤(pán)法可知F2中長(zhǎng)翅果蠅∶殘翅果蠅＝20∶(12－2)＝2∶1，D正確。
8．正常普通小麥(2n＝42)缺失一條染色體形成單體小麥。將單體小麥與正常小麥雜交，結(jié)果如表。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
實(shí)驗(yàn)編號(hào) 父本 母本 F1植株百分比
正常小麥 單體小麥
實(shí)驗(yàn)一 正常小麥 單體小麥 25% 75%
實(shí)驗(yàn)二 單體小麥 正常小麥 96% 4%
A.由實(shí)驗(yàn)一可知，減數(shù)分裂時(shí)不成對(duì)的染色體易丟失
B．由實(shí)驗(yàn)二可知，染色體數(shù)目為n－1的花粉可育性較低
C．單體小麥自交后代中，正常小麥與單體小麥的比例約為1∶2
D．若要獲得更多的單體小麥，雜交時(shí)最好選單體小麥作母本
答案　C
解析　實(shí)驗(yàn)一在理論上，正常小麥和單體小麥百分比都應(yīng)為50%，而實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻是單體小麥占了75%，說(shuō)明母本中不成對(duì)的染色體易丟失，與父本正常配子結(jié)合之后成為單體小麥，A正確；由實(shí)驗(yàn)二可知，后代正常小麥占了96%，而單體小麥僅僅占了4%，說(shuō)明來(lái)自父本的正常花粉可育性較高，(n－1)花粉的可育性較低，B正確；單體小麥自交，按照理論計(jì)算，后代的各種小麥比例為正常小麥∶單體小麥∶缺失兩條染色體的小麥＝1∶2∶1；所以正常小麥與單體小麥的比例約為1∶2，但由實(shí)驗(yàn)一的結(jié)果可知，后代單體小麥可能較多，C錯(cuò)誤；由實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)二可知，當(dāng)單體小麥作母本時(shí)，后代中可獲得較多的單體小麥，D正確。
9．白菜(2n＝20，染色體組為AA)和野甘藍(lán)(2n＝18，染色體組為BB)均為十字花科。研究人員發(fā)現(xiàn)，野甘藍(lán)具有抗蟲(chóng)性狀，且抗蟲(chóng)基因可以轉(zhuǎn)移到其他物種染色體上，所以利用下圖所示流程來(lái)培育具有抗蟲(chóng)性狀的白菜。已知培育過(guò)程中，子代植株減數(shù)分裂時(shí)，無(wú)法聯(lián)會(huì)配對(duì)的染色體會(huì)隨機(jī)移向細(xì)胞兩極，產(chǎn)生的配子為可育；每代篩選出的抗性植株和白菜(AA)雜交，直到培育出具有抗蟲(chóng)性狀的白菜(Fn)；子代植株染色體數(shù)目可通過(guò)顯微鏡觀察進(jìn)行篩選。下列敘述正確的是(　　)
A．F1的體細(xì)胞有29條染色體，從F1到Fn的染色體數(shù)目逐漸減少
B．野甘藍(lán)的抗蟲(chóng)基因通過(guò)同源染色體非姐妹染色單體互換片段的方式轉(zhuǎn)移到白菜的染色體上
C．F2和F3中具有抗蟲(chóng)性狀的植株都是已完成抗蟲(chóng)基因轉(zhuǎn)移的植株
D．Fn是具有抗蟲(chóng)性狀的純種白菜，不需要自交就可直接用于推廣
答案　A
解析　由題意可知，F(xiàn)1的體細(xì)胞含有的染色體組為AAB，其中A染色體組中含有10條染色體，B染色體組中含有9條染色體，因此F1的體細(xì)胞有29條染色體，從F1到Fn，由于B染色體組中的染色體無(wú)法聯(lián)會(huì)配對(duì)，其染色體會(huì)隨機(jī)移向細(xì)胞兩極，且抗蟲(chóng)基因可以轉(zhuǎn)移到其他物種染色體上，每代篩選，獲得的抗性植株中B染色體組中的染色體都會(huì)減少，最終到Fn的染色體組為AA，故從F1到Fn的染色體數(shù)目逐漸減少，A正確；由題干可知，野甘藍(lán)的抗蟲(chóng)基因可以轉(zhuǎn)移到其他物種染色體上，即轉(zhuǎn)移到非同源染色體上，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，B錯(cuò)誤；F1植株含有染色體組為AAB，與白菜(AA)雜交，F(xiàn)2植株含有的染色體組為AA＋B中隨機(jī)幾條染色體，F(xiàn)2植株與白菜(AA)雜交，F(xiàn)3含有的染色體組為AA＋B中隨機(jī)幾條染色體(染色體更少)，篩選出F2和F3中具有抗蟲(chóng)性狀的植株，其野甘藍(lán)的抗蟲(chóng)基因也有可能沒(méi)有轉(zhuǎn)移到白菜染色體上，也表現(xiàn)出具有抗蟲(chóng)性狀的特點(diǎn)，C錯(cuò)誤。
二、非選擇題
10．(2024·貴陽(yáng)高三聯(lián)考)“中國(guó)小麥遠(yuǎn)緣雜交之父”李振聲院士及其團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)全新育種方法，為小麥染色體工程育種開(kāi)辟了新途徑。
(1)單體小麥和缺體小麥?zhǔn)切←溣N和遺傳分析的基礎(chǔ)材料。單體比正常個(gè)體少一條染色體，缺體比正常個(gè)體少一對(duì)同源染色體。普通小麥含有42條染色體，也可視為二倍體(用2n＝42W表示)，在培育過(guò)程中可發(fā)生______________，從而出現(xiàn)單體和缺體。若不考慮同源染色體之間的差異，普通小麥共有________種缺體。
(2)研究團(tuán)隊(duì)利用帶有藍(lán)粒性狀標(biāo)記的單體小麥(如圖1)，選育出能穩(wěn)定遺傳的可育缺體小麥。藍(lán)粒單體小麥(E代表攜帶藍(lán)粒基因的染色體)自交以后，產(chǎn)生三種染色體組成的后代，即：40W＋E、__________。由于藍(lán)粒性狀具劑量效應(yīng)，會(huì)出現(xiàn)三種表型，即白粒、藍(lán)粒和深藍(lán)粒，其中______粒小麥為缺體小麥。自交后，篩選得到了育性高的株系4D缺體(缺少4號(hào)染色體)。
(3)二倍體黑麥(2n＝14R)是小麥的近緣物種，耐旱耐寒和抗病能力都很強(qiáng)。為引入黑麥優(yōu)良性狀培育異種染色體代換的小麥新品種，研究人員進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)，如圖2。以4D缺體小麥為母本，經(jīng)過(guò)人工________后授以黑麥花粉，所得F1體細(xì)胞含有________條染色體。由于F1雌雄都不育，用圖中①________處理F1幼苗使其染色體加倍。經(jīng)過(guò)細(xì)胞學(xué)觀察，選擇________條染色體的F1植株進(jìn)行回交。在F2中選擇小于47條染色體的植株繼續(xù)回交，所得F3植株染色體數(shù)以40條、41條、42條居多。其中可選擇__________條染色體的個(gè)體進(jìn)行自交，即可得到染色體數(shù)恢復(fù)的小黑麥異種染色體代換系小麥，經(jīng)篩選鑒定后可用于生產(chǎn)。該方法可大大縮短育種年限，有計(jì)劃地引入異源染色體。
答案　(1)染色體變異　21　(2)40W、40W＋EE　白　(3)去雄　27　秋水仙素　54　41
解析　(1)單體比正常個(gè)體少一條染色體，缺體比正常個(gè)體少一對(duì)同源染色體，都屬于染色體數(shù)目變異，故在培育過(guò)程中可發(fā)生染色體變異導(dǎo)致單體和缺體的出現(xiàn)。缺體比正常個(gè)體少一對(duì)同源染色體，普通小麥含有42條染色體，即有21對(duì)同源染色體，共有21種缺體。(2)藍(lán)粒單體小麥缺少一條染色體，染色體組成可表示為40W＋E，由于E染色體不能配對(duì)，只考慮該染色體，可產(chǎn)生E和O型(不含E)兩種配子，故后代包括40W＋E、40W＋EE、40W三種后代。缺體小麥缺少一對(duì)同源染色體，40W的小麥為缺體，表現(xiàn)為白色。(3)雜交實(shí)驗(yàn)中應(yīng)對(duì)母本進(jìn)行人工去雄后授以父本花粉；4D缺體小麥含有40條染色體，黑麥含有14條染色體，F(xiàn)1含有27條染色體。秋水仙素可以抑制紡錘體的形成，達(dá)到染色體加倍的目的，用秋水仙素處理后，原來(lái)27條染色體的F1正常應(yīng)加倍成含54條染色體的植株，選擇含54條染色體的植株與4D缺體進(jìn)行回交，加倍后含有54條染色體的植株減數(shù)分裂形成的配子有27條染色體，其中20條來(lái)自普通小麥、7條來(lái)自黑麥，4D缺體配子有20條染色體，在F2中選擇小于47條染色體的植株繼續(xù)回交，所得F3植株染色體數(shù)以40條、41條、42條居多，40和42的染色體成對(duì)存在，41條染色體的個(gè)體中不成對(duì)的染色體來(lái)自黑麥，所以可選擇41條染色體的個(gè)體進(jìn)行自交，自交后可得到染色體數(shù)恢復(fù)的小黑麥異種染色體代換系小麥，經(jīng)篩選鑒定后可用于生產(chǎn)。該方法可大大縮短育種年限，有計(jì)劃地引入異源染色體。
11．香味是水稻(2n)稻米品質(zhì)的一個(gè)重要性狀，某品種水稻稻米有香味(A)對(duì)無(wú)香味(a)為顯性。雜合子水稻(類(lèi)型甲植株)體細(xì)胞中部分染色體及基因位置如圖甲所示，對(duì)其進(jìn)行誘變處理得到圖乙、圖丙所示的變異類(lèi)型。已知類(lèi)型乙植株中染色體缺失的雄配子的受精能力只有正常雄配子的一半；丙類(lèi)型植株產(chǎn)生的不同配子活力相同，個(gè)體中如果同時(shí)不存在有香味基因和無(wú)香味基因，則不能存活。請(qǐng)回答：
(1)甲植株水稻的根尖細(xì)胞中含有的染色體組數(shù)為_(kāi)_____________。類(lèi)型甲植株自花傳粉后，取一棵植株上的所有稻粒種植，發(fā)現(xiàn)后代全部是有香味的，最可能的原因是______________。
(2)經(jīng)誘變處理獲得乙、丙類(lèi)型的變異是______________。
(3)讓類(lèi)型乙植株自交，所得子代中具有隱性性狀的植株約占____________；讓類(lèi)型丙植株自交，所得子代中具有隱性性狀的植株約占______________。
(4)若以甲為母本、丙為父本進(jìn)行雜交，后代中有香味和無(wú)香味的比例為_(kāi)_____________；若以乙為父本、丙為母本進(jìn)行雜交，后代中有香味和無(wú)香味的比例為_(kāi)_____________。
答案　(1)2或4　后代數(shù)量少　(2)染色體結(jié)構(gòu)變異　(3)1/6　1/5　(4)3∶1　5∶1
解析　(1)分析題圖可知：類(lèi)型甲植株有2對(duì)同源染色體，即含有2個(gè)非同源染色體組成的染色體組，甲植株水稻的根尖細(xì)胞在有絲分裂后期會(huì)有4個(gè)染色體組；類(lèi)型甲植株自花傳粉后，取一棵植株上的所有稻粒種植，發(fā)現(xiàn)后代全部是有香味的，最可能的原因是后代數(shù)量少，若子代樣本數(shù)目足夠多，會(huì)出現(xiàn)無(wú)香味后代，且比例接近3∶1。(2)分析題圖可知：經(jīng)誘變處理獲得乙類(lèi)型的變異是染色體缺失，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；而經(jīng)誘變處理，丙類(lèi)型的變異是染色體易位，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。(3)分析題意可知：類(lèi)型乙植株中染色體缺失的雄配子的受精能力只有正常雄配子的一半，所以類(lèi)型乙植株能產(chǎn)生的雄配子為A∶a＝2∶1，雌配子為A∶a＝1∶1，故自交后代隱性性狀的植株，即基因型為aa的植株，約占1/3×1/2＝1/6；類(lèi)型丙植株如果同時(shí)不存在有香味基因和無(wú)香味基因，則不能存活，類(lèi)型丙能產(chǎn)生的雌雄配子種類(lèi)和比例皆為Aa∶A∶a∶O＝1∶1∶1∶1，其中O表示配子中不存在有關(guān)香味的基因，所得子代中有1/16個(gè)體無(wú)有關(guān)香味的基因，故剩余15份，隱性純合占3份，即所得子代中具有隱性性狀的植株約占1/5。(4)分析題意可知：若以甲為母本、丙為父本進(jìn)行雜交，植株甲產(chǎn)生的雌配子為A∶a＝1∶1，植株丙產(chǎn)生的雄配子為Aa∶A∶a∶O＝1∶1∶1∶1，后代中無(wú)香味的基因型為aa和aO，所占比例為1/2×1/4＋1/2×1/4＝1/4，有香味所占比例為3/4，故后代中有香味和無(wú)香味的比例為3∶1；若以乙為父本、丙為母本進(jìn)行雜交，類(lèi)型乙植株能產(chǎn)生的雄配子為A∶a＝2∶1，植株丙產(chǎn)生的雌配子為Aa∶A∶a∶O＝1∶1∶1∶1，后代中無(wú)香味的基因型為aa和aO，所占比例為1/3×1/4＋1/3×1/4＝1/6，有香味所占比例為5/6，故后代中有香味和無(wú)香味的比例為5∶1。
12．(2024·黃岡高三期末)摩爾根弟子布里吉斯通過(guò)果蠅雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了一些奇怪現(xiàn)象，具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖所示。請(qǐng)分析并回答下列問(wèn)題：
(1)F1中每2 000～3 000只果蠅中就會(huì)出現(xiàn)一只白眼♀和一只紅眼♂，稱(chēng)為“初級(jí)例外”，且該“例外”的概率相對(duì)穩(wěn)定。因此，可排除該現(xiàn)象是________________(填變異類(lèi)型)造成的。
(2)已知果蠅受精卵中性染色體組成與發(fā)育情況如表所示：
性染色體組成情況 XX、XXY XY、XYY XO(沒(méi)有Y染色體) XXX、YY、YO(沒(méi)有X染色體)
發(fā)育情況 雌性，可育 雄性，可育 雄性，不育 胚胎期致死
研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)1紅眼♂個(gè)體不具有母本的伴性性狀，據(jù)此推測(cè)F1“初級(jí)例外”出現(xiàn)的原因很有可能是由________________(填變異類(lèi)型)造成的，據(jù)圖推測(cè)“初級(jí)例外”中的紅眼♂個(gè)體基因型是________。 “初級(jí)例外”果蠅的出現(xiàn)是因?yàn)橛H本雌果蠅在____________________過(guò)程中X染色體不分離，從而產(chǎn)生含有________或不含________的卵細(xì)胞， 這些卵細(xì)胞與親本雄果蠅正常減數(shù)分裂得到的精子受精后就形成了“初級(jí)例外”果蠅。
(3)為驗(yàn)證對(duì)“初級(jí)例外”果蠅出現(xiàn)原因的推測(cè)，可以使用顯微鏡觀察并計(jì)數(shù)“初級(jí)例外”的性染色體。如果符合推測(cè)，F(xiàn)1“初級(jí)例外”中紅眼♂和白眼♀含有的性染色體數(shù)目分別為_(kāi)_______，也進(jìn)一步證明了基因在染色體上。
(4)布里吉斯進(jìn)一步把“初級(jí)例外”的白眼♀和正常紅眼♂進(jìn)行雜交，后代中又出現(xiàn)了“次級(jí)例外”，即出現(xiàn)白眼♀和可育的紅眼♂。對(duì)此，他推測(cè)“初級(jí)例外”中白眼♀在減數(shù)分裂時(shí)兩條X染色體聯(lián)會(huì)概率高于XY染色體聯(lián)會(huì)，且聯(lián)會(huì)的兩條染色體移向細(xì)胞兩極，另一條染色體隨機(jī)分配。假設(shè)白眼♀形成配子時(shí)XX染色體聯(lián)會(huì)概率是84%，則F1中白眼♀產(chǎn)生的卵細(xì)胞基因型及比例是____________，F(xiàn)2中出現(xiàn)“次級(jí)例外”果蠅的概率是________。
答案　(1)基因突變　(2)染色體數(shù)目變異　XAO　減數(shù)分裂Ⅰ或減數(shù)分裂Ⅱ　XaXa　X染色體　(3)1、 3(順序不可改變)　(4) Xa∶XaY∶XaXa∶Y＝23∶23∶2∶2　1/24
解析　(1)基因突變的頻率極低，且紅眼雌果蠅突變成白眼雌果蠅與白眼雄果蠅突變成紅眼雄果蠅同時(shí)發(fā)生的概率更低，由題干知，F(xiàn)1中每2 000～3 000只果蠅中就會(huì)出現(xiàn)一只白眼♀和一只紅眼♂的“初級(jí)例外”，且該“例外”的概率相對(duì)穩(wěn)定，因此可排除該現(xiàn)象是基因突變?cè)斐傻摹?2)F1紅眼♂個(gè)體不具有母本的伴性性狀，形成的原因很有可能是親本的白眼雌果蠅XaXa卵原細(xì)胞減數(shù)分裂Ⅰ或減數(shù)分裂Ⅱ過(guò)程，極少數(shù)細(xì)胞X染色體不分離，導(dǎo)致產(chǎn)生的卵細(xì)胞或含有XaXa兩條染色體，或不含有X染色體。異常卵細(xì)胞與正常精子結(jié)合得到的XaXaY個(gè)體為白眼雌果蠅，XAO個(gè)體為紅眼雄果蠅，此變異屬于染色體數(shù)目變異。(3)F1“初級(jí)例外”中紅眼♂基因型是XAO，白眼♀基因型是XaXaY，因此使用顯微鏡觀察并計(jì)數(shù)“初級(jí)例外”的紅眼♂和白眼♀的性染色體數(shù)目分別是1和3。(4)“初級(jí)例外”的白眼♀和正常紅眼♂進(jìn)行雜交，后代中又出現(xiàn)了“次級(jí)例外”，即出現(xiàn)白眼♀和可育的紅眼♂。布里吉斯就推測(cè)“初級(jí)例外”中白眼♀在減數(shù)分裂時(shí)兩條X染色體聯(lián)會(huì)概率高于XY染色體聯(lián)會(huì)，且聯(lián)會(huì)的兩條染色體移向細(xì)胞兩極，另一條染色體隨機(jī)分配。假設(shè)F1“初級(jí)例外”中白眼♀XaXaY形成配子時(shí)XX染色體聯(lián)會(huì)概率是84%，則F1中白眼♀XaXaY形成配子時(shí)XY染色體聯(lián)會(huì)概率是16%；當(dāng)XX染色體聯(lián)會(huì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生Xa和XaY兩種卵細(xì)胞，比例為1∶1，各占42%；當(dāng)XY染色體聯(lián)會(huì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生Xa、XaY、XaXa和Y四種卵細(xì)胞，比例為1∶1∶1∶1，各占4%，因此F1中白眼♀XaXaY形成Xa、XaY、XaXa和Y四種卵細(xì)胞，比例為Xa∶XaY∶XaXa∶Y＝23∶23∶2∶2。正常紅眼♂XAY產(chǎn)生XA和Y兩種精子，且比例為1∶1。“初級(jí)例外”的白眼♀和正常紅眼♂進(jìn)行雜交，四種卵細(xì)胞和兩種精子隨機(jī)結(jié)合產(chǎn)生的F2：XAXa(紅眼♀)∶XAXaY(紅眼♀)∶XAXaXa(胚胎期致死)∶XAY(次級(jí)例外紅眼♂)∶XaY(白眼♂)∶XaYY(白眼♂)∶XaXaY(次級(jí)例外白眼♀)∶YY(胚胎期致死)＝23∶23∶2∶2∶23∶23∶2∶2，則F2中出現(xiàn)“次級(jí)例外”果蠅的概率是4/96＝1/24。

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