2024届人教版高中生物一轮复习生物的变异学案（多项版）

这是一份2024届人教版高中生物一轮复习生物的变异学案（多项版），共28页。
第2课　生物的变异
[复习目标]　1.通过染色体变异会影响生物性状的分析，建立结构与功能观，通过对染色体变异基本原理及其在生物学中意义的理解，建立起进化与适应的观点。(生命观念)　2.通过比较与分类、归纳与演绎明确三种可遗传变异的类型及其判定。(科学思维)　3.通过观察实验低温诱导染色体数目变化，培养实验设计与结果分析的能力。(科学探究)
考点一　染色体变异

1．染色体数目的变异
(1)类型及实例

(2)染色体组分析

①从染色体来源看，一个染色体组中不含同源染色体。
②从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。
③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。
[教材深挖]
(必修2 P87正文拓展)野生马铃薯的一个染色体组有12条染色体，一个基因组也有12条染色体的DNA，染色体组与基因组相同吗？野生马铃薯是二倍体，对于二倍体来说，染色体组是二倍体生物配子中的染色体。基因组：对于有性染色体的生物(二倍体)，其基因组为常染色体/2＋两条不同的性染色体；对于无性染色体的生物，其基因组与染色体组相同。
2．单倍体、二倍体和多倍体

[教材深挖]
(必修2 P89正文)单倍体都是高度不育吗？说明理由。
提示：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。
3．染色体结构的变异
(1)类型及实例

(2)结果：染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。
(3)对生物体的影响：大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。
[易错辨析]
1．生物体的体细胞内染色体数目或结构的变化叫作染色体变异。(×)
2．被子植物中，约有33%的物种是多倍体。(√)
3．多倍体茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，结实率高。(×)
4．单倍体的体细胞中必定含有一个染色体组。(×)
5．染色体结构变异会使排列在染色体上的基因种类或排列顺序发生改变。(×)

1．染色体组数目的判定
(1)根据染色体形态判定：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。

(2)根据基因型判定：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组。

甲　　 　　　乙　　　　　 丙
2．染色体结构变异类型的辨析
(1)染色体结构变异与基因突变的判断

(2)移接与互换的区别
项目
染色体移接
互换
图解


位置
发生于非同源染色体之间
发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
原理
染色体结构变异
基因重组
观察
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到

命题点1　围绕染色体组及生物体倍性考查生命观念
1．(2020·全国卷Ⅱ)关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的是(　　)
A．二倍体植物的配子只含有一个染色体组
B．每个染色体组中的染色体均为非同源染色体
C．每个染色体组中都含有常染色体和性染色体
D．每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同
解析：选C。一个染色体组是指细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，B、D正确；二倍体植物的配子是经减数分裂产生的，配子中只含有一个染色体组，A正确；雌雄同体的高等植物如水稻、豌豆等没有性染色体，C错误。
2．(2022·东北师大附中质检)如图所示为细胞中所含的染色体，下列叙述正确的是(　　)

A．图a可能是二倍体生物有丝分裂的后期，含有2个染色体组
B．如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体
C．如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体
D．图d中含有1个染色体组，代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体
解析：选B。图a可能是二倍体生物细胞有丝分裂的后期，此时细胞中含4个染色体组，A错误；图c含有2个染色体组，是由受精卵发育而来的个体的体细胞，则该个体就一定是二倍体，B正确；图b细胞中含有3个染色体组，该生物若由受精卵发育而来就是三倍体，若由配子发育而来则为单倍体，C错误；含有1个染色体组的个体一定是单倍体，但其不一定是由卵细胞发育而来的，D错误。
[技法提炼]　“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体

命题点2　围绕染色体数目与结构变异的辨析考查科学思维
3．(2022·广州市一模)如图表示一对表型正常夫妇的原始生殖细胞及其患病儿子体细胞中的①和②、③和④两对染色体，父亲的染色体均为正常结构。儿子患病的原因只与这两对染色体有关。下列叙述正确的是(　　)

A．母亲的③和④两条染色体结构有所差异，可能是一对性染色体
B．儿子细胞中的①、②、③、④构成了一个染色体组
C．母亲的②和③染色体之间发生了移接
D．该对夫妇再生一个不携带异常染色体的女儿的概率是1/4
解析：选C。对比分析母亲和父亲的两对同源染色体，相似度较大，说明这两对同源染色体均为常染色体，而不是性染色体，③和④结构之间的差异是因为②号和③号发生移接导致的，A错误；细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上互不相同，但能互相协调控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组染色体称为一个染色体组，而①和②为一对同源染色体，③和④为一对同源染色体，所以一个染色体组中不能同时含有①和②，也不能同时含有③和④，B错误；对比父亲的染色体组成，母亲①和②为一对同源染色体，③和④为一对同源染色体，说明母亲细胞中的②号染色体移接到了③号染色体上，C正确；母亲产生的卵细胞类型及比例为①③∶①④∶②③∶②④＝1∶1∶1∶1，其中不携带异常染色体的概率为1/4，父亲产生的精子均正常，因此该对夫妇再生一个不携带异常染色体的女儿的概率是1/4×1/2＝1/8，D错误。
4．果蝇的性别决定是XY型，性染色体数目异常会影响果蝇的性别特征甚至使果蝇死亡，如性染色体组成为XO的个体为雄性，XXX、OY的个体胚胎致死。果蝇红眼和白眼分别由基因R和r控制。某同学发现一只异常果蝇，该果蝇左半侧表现为白眼雄性，右半侧表现为红眼雌性。若产生该果蝇的受精卵染色体组成正常，且第一次卵裂形成的两个细胞核中只有一个细胞核发生变异，则该受精卵的基因型及变异细胞核产生的原因可能是(　　)
A．XRXr；含基因R的X染色体丢失
B．XrXr；含基因r的X染色体丢失
C．XRXr；含基因r的X染色体结构变异
D．XRXR；含基因R的X染色体结构变异
解析：选A。若受精卵为XRXr，第一次卵裂形成的两个细胞核中只有一个细胞核发生变异，若含基因R的X染色体丢失，则形成的子细胞基因型为XRXr和XrO，表现为红眼雌性和白眼雄性，A符合题意；若受精卵为XrXr，有一个细胞核发生变异含基因r的X染色体丢失，则子细胞基因型为XrXr和XrO，表现为白眼雌性和白眼雄性，B不符合题意；若受精卵为XRXr，含基因r的X染色体结构变异，也不会产生白眼雄性性状(XrY、XrO)，C不符合题意；若受精卵为XRXR，含基因R的X染色体结构变异，不会产生白眼雄性性状(XrY、XrO)，D不符合题意。
考点二　生物变异在育种上的应用

1．杂交育种
(1)原理：基因重组。
(2)过程
①培育杂合子品种
选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。
②培育隐性纯合子品种
选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1F2→选出表型符合要求的个体种植并推广。
③培育显性纯合子品种
a．植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，连续自交至不发生性状分离为止。
b．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。
(3)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。
(4)缺点：获得新品种的周期长。
2．诱变育种
(1)原理：基因突变。
(2)过程

(3)优点
①可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。
②大幅度地改良某些性状。
(4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。
3．单倍体育种
(1)原理：染色体(数目)变异。
(2)过程

(3)优点：明显缩短育种年限。
(4)缺点：技术复杂。
[教材深挖]
(必修2 P89与社会的联系，拓展)为什么单倍体育种能明显缩短育种年限？
提示：用单倍体育种方法培育得到的植株，不但能够正常生殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交后代不会发生性状分离，因此明显缩短了育种年限。
4．多倍体育种
(1)方法：用秋水仙素或低温处理。
(2)处理材料：萌发的种子或幼苗。
(3)原理：染色体(数目)变异。
(4)实例：三倍体无子西瓜的培育

①两次传粉
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目不变。
③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
[教材深挖]
　(必修2 P91拓展应用)三倍体无子西瓜培育时用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖的原因是什么？
提示：西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。
[易错辨析]
1．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦。(√)
2．诱变育种和杂交育种均可形成新基因。(×)
3．通过花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种。(×)
4．单倍体育种中，通过花药离体培养所得的植株均为纯合的二倍体。(×)

1．理清单倍体育种与杂交育种的关系

2．根据不同育种目标选择不同育种方案


命题点1　围绕育种原理和过程考查生命观念及社会责任
1．(2022·镇江一模)玉米(2N＝20)是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆易倒伏(D)对矮秆抗倒伏(d)为显性，抗病(R)对易感病(r)为显性，控制上述两对性状的基因分别位于一对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗病玉米植株，研究人员采用了如图所示的方法。根据材料分析下列叙述正确的是(　　)

A．过程①产生的F2若在无人工选择条件下自由交配2代，得到的F4中纯合矮秆抗病植株占1/64
B．经过程②的育种方法在染色体加倍阶段，常用秋水仙素或低温处理其种子或幼苗
C．过程③得到的转基因植株自交，后代中有1/4的个体是符合要求的玉米植株
D．过程④发生的变异类型可能是基因突变或基因重组或染色体变异
解析：选C。过程①产生的F2若在无人工选择条件下自由交配2代，基因频率不变，在F2时DD∶Dd∶dd＝1∶2∶1，则d基因频率为1/2，RR∶Rr∶rr＝1∶2∶1，则R基因频率为1/2，故产生的F4中矮秆植株dd所占比例为1/4，纯合抗病植株RR占1/4，则F4中纯合矮秆抗病植株占1/16，A错误；根据题图分析可知，过程②为单倍体育种，常用秋水仙素处理幼苗，秋水仙素发挥作用的时间在有丝分裂前期，能够抑制纺锤体的形成，B错误；过程③得到的转基因植株是杂合子(ddROrr)，自交后代符合要求的玉米植株是纯合子(ddRRrr)，占1/4，C正确；过程④的育种方法中主要的变异类型是基因突变，D错误。
2．(2022·潍坊模拟)我国小麦育种专家李振声将长穗偃麦草的抗病、高产等基因转移到普通小麦中，培育成了“小麦二体异附加系”(流程如图所示)。普通小麦6n＝42，记为42 W；长穗偃麦草2n＝14，记为14 E。根据流程示意图判断，下列叙述错误的是(　　)

A．①过程可用秋水仙素处理，得到纯合二倍体
B．丙染色体组成具有多样性与乙形成配子时7 E随机分配有关
C．丁自交产生的子代中，含有2 E的植株戊约占1/4
D．该育种过程依据的原理是基因重组和染色体变异
解析：选A。①过程可用秋水仙素处理，得到八倍体，A错误；丙染色体组成具有多样性与乙形成配子时7 E随机分配有关，B正确；丁形成配子时含E的概率为1/2，所以自交产生的子代中，含有2 E的植株戊约占1/2×1/2＝1/4，C正确；该育种过程依据的原理是基因重组和染色体数目变异，D正确。
[归纳总结]　明辨不同育种方法需注意的问题
(1)单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理两个过程。
(2)单倍体育种一般应用于二倍体植物，因为若为四倍体植物，通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。
(3)用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍，若操作对象是单倍体植株，属于单倍体育种；若操作对象为正常植株，叫多倍体育种。不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。
(4)单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，使染色体数目加倍。单倍体育种在幼苗期处理，多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。
命题点2　围绕生物育种方案的设计考查科学探究
3．(2022·广东卷，节选)《诗经》以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面，《天工开物》中“今寒家有将早雄配晚雌者，幻出嘉种”，表明我国劳动人民早已拥有利用杂交手段培育蚕种的智慧，现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种，更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题：
(1)家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性，三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传。现有上述三对基因均杂合的亲本杂交，F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是__________；若上述杂交亲本有8对，每只雌蚕平均产卵400枚，理论上可获得________只虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕，用于留种。
(2)研究小组了解到：①雄蚕产丝量高于雌蚕；②家蚕的性别决定为ZW型；③卵壳的黑色(B)和白色(b)由常染色体上的一对基因控制；④黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄，满足大规模生产对雄蚕需求的目的，该小组设计了一个诱变育种的方案。如图为方案实施流程及得到的部分结果。
辐射诱变黑壳卵(Bb)
↓
孵化后挑选雌蚕为亲本
与雄蚕(bb)杂交
↓
产卵(黑壳卵、白壳卵均有)
↓
选留黑壳卵、孵化
↓
统计雌雄家蚕的数目

统计多组实验结果后，发现大多数组别家蚕的性别比例与Ⅰ组相近，有两组(Ⅱ、Ⅲ)的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析：
①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于____________染色体上。
②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交，子代中雌蚕的基因型是________(如存在基因缺失，亦用b表示)。这种杂交模式可持续应用于生产实践中，其优势是可在卵期通过卵壳颜色筛选即可达到分离雌雄的目的。
③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕，但其后代仍无法实现持续分离雌雄，不能满足生产需求，请简要说明理由________________。
解析：(1)由题意可知，家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性，三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传，说明控制这三对性状的三对等位基因的遗传遵循自由组合定律。将这三对基因均杂合的亲本杂交，F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕所占的比例是3/4×1/4×1/4＝3/64。若题述杂交亲本有8对，每只雌蚕平均产卵400枚，则总产卵数为8×400＝3200(枚)，其中虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕占1/4×1/4×1/4＝1/64，共有3200×1/64＝50(只)。(2)①分析题意和图示方案可知，黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达，转移情况可分为三种，即携带B基因的染色体片段转移到常染色体上、转移到Z染色体上、转移到W染色体上。辐射诱变黑壳卵(Bb)，将诱变孵化后挑选的雌蚕作为亲本与雄蚕(bb)杂交，统计子代的黑壳卵孵化后雌雄家蚕的数目，结合图中的三组结果分析，Ⅰ组黑壳卵家蚕中雌雄比例接近1∶1，说明该性状与性别无关，即携带B基因的染色体片段转移到了常染色体上；Ⅱ组黑壳卵家蚕全为雌性，说明携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上；Ⅲ组黑壳卵家蚕全为雄性，说明携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上。②Ⅱ组携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上，亲本雌蚕的基因型为ZbWB，其与白壳卵雄蚕(ZbZb)杂交，子代中雌蚕的基因型为ZbWB(黑壳卵)，雄蚕的基因型为ZbZb(白壳卵)，可以在卵期通过卵壳颜色区分性别。将子代黑壳卵雌蚕与白壳卵雄蚕杂交，后代类型保持不变，故这种杂交模式可持续应用于生产实践中。③Ⅲ组携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上，亲本雌蚕的基因型为ZBWb，其与白壳卵雄蚕ZbZb杂交，子代中雌蚕的基因型为ZbWb(白壳卵)，雄蚕的基因型为ZBZb(黑壳卵)。再将黑壳卵雄蚕(ZBZb)与白壳卵雌蚕(ZbWb)杂交，子代的基因型为ZBZb、ZbZb、ZBWb、ZbWb，即子代黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性，无法在卵期通过卵壳颜色区分性别，不能满足生产需求。
答案：(1)3/64　50　(2)①常　②ZbWB　③Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子(基因型为ZBZb)，与白壳卵雌蚕杂交，后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性，无法通过卵壳颜色区分性别
考点三　(实验)低温诱导植物细胞染色体数目的变化

1．实验原理
用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞的染色体数目发生变化。
2．实验步骤

(2)固定细胞形态：剪取上述根尖0.5～1 cm→放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h，用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
(3)制作装片：解离→漂洗→染色→制片
(4)观察：先用低倍镜寻找，再用高倍镜观察
3．实验现象
视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。

实验中的试剂及其作用


命题点1　教材基础实验
1．(2022·大连模拟)下列有关“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的分析，错误的是(　　)
A．有利于细胞分散开来的两个关键步骤是解离和压片
B．视野中染色体数目已加倍的细胞占多数
C．用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态
D．染色体数目变化的原理是低温抑制了纺锤体的形成
解析：选B。解离和压片是有利于细胞分散开来的两个关键步骤，A正确；低温诱导染色体数目加倍的原理是低温可抑制有丝分裂前期纺锤体的形成从而使染色体数目加倍，而大多数细胞是处于分裂间期的，因此视野中染色体数目已加倍的细胞占少数，B错误，D正确；用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态，C正确。
命题点2　高考拓展延伸
2．为探究秋水仙素诱发基因突变及染色体数目加倍的最佳浓度和作用时间，进行了相关实验，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．秋水仙素的浓度和作用时间属于自变量
B．温度属于无关变量，会影响实验结果
C．变异细胞类型都可以用光学显微镜观察检验
D．正式实验前需进行预实验，以检验实验设计的科学性和可行性
解析：选C。实验探究秋水仙素诱发基因突变及染色体数目加倍的最佳浓度和作用时间，所以秋水仙素的浓度和作用时间属于自变量，A正确；由于秋水仙素的浓度和作用时间属于自变量，所以温度等属于无关变量，需要严格控制，否则会影响实验结果，B正确；变异细胞类型中只有染色体数目变化可以用光学显微镜观察检验，而基因突变属于分子水平，不能用光学显微镜观察检验，C错误；预实验是在正式实验之前，用标准物质或只用少量样品进行实验，以便摸出最佳的实验条件，为正式实验打下基础，所以正式实验前需进行预实验，以检验实验设计的科学性和可行性，D正确。

[真题演练]
1．(2022·湖南卷)大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化＝1∶1∶1∶1。该个体最可能发生了下列哪种染色体结构变异(　　)


解析：选C。大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上，两对等位基因为连锁关系，正常情况下，测交结果只能出现两种表型，但题干中某个体测交后代表型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化＝1∶1∶1∶1，类似于基因自由组合定律的结果，推测该个体可产生四种数目相等的配子，且控制两对性状的基因遵循自由组合定律，即两对等位基因被移接到两条非同源染色体上，C符合题意。
2．(2021·广东卷)白菜型油菜(2n＝20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)，为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是(　　)
A．Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组
B．将Bc作为育种材料，能缩短育种年限
C．秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株
D．自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育
解析：选A。白菜型油菜(2n＝20)的种子，表明白菜型油菜属于二倍体生物，体细胞中含有两个染色体组，而Bc是通过卵细胞发育而来的单倍体，其成熟叶肉细胞中含有一个染色体组，A错误；Bc是通过卵细胞发育而来的单倍体，秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株，此种方法为单倍体育种，能缩短育种年限，B、C正确；自然状态下，Bc只含有一个染色体组，细胞中无同源染色体，减数分裂不能形成正常配子而高度不育，D正确。
3．(2021·辽宁卷)被子植物的无融合生殖是指卵细胞、助细胞和珠心细胞等直接发育成胚的现象。助细胞与卵细胞染色体组成相同，珠心细胞是植物的体细胞。下列有关某二倍体被子植物无融合生殖的叙述，错误的是(　　)
A．由无融合生殖产生的植株有的是高度不育的
B．由卵细胞直接发育成完整个体体现了植物细胞的全能性
C．由助细胞无融合生殖产生的个体保持了亲本的全部遗传特性
D．由珠心细胞无融合生殖产生的植株体细胞中有两个染色体组
解析：选C。二倍体被子植物中卵细胞和助细胞不存在同源染色体，则它们直接发育成的植株是高度不育的，A正确；一个细胞(如卵细胞)直接发育成一个完整的个体，这体现了细胞的全能性，B正确；助细胞与卵细胞染色体组成相同，染色体数目减半，则由助细胞无融合生殖产生的个体与亲本的遗传特性不完全相同，C错误；珠心细胞是植物的体细胞，发育成的植物为二倍体植株，体细胞中含有两个染色体组，D正确。
[长句特训]
(2022·江西宜春模拟)某二倍体植物的花色受独立遗传且完全显性的三对等位基因(用I、i，A、a，B、b表示)控制。基因控制花瓣色素合成的途径如图所示。请分析并回答下列问题：

设问形式1　判断推测类命题
(1)正常情况下，红花植株的基因型有________种，某基因型为IiaaBb的红花植株中有少部分枝条开出了白花，推测可能是由于形成花芽的细胞在分裂过程中发生了__________，也可能是因某条染色体发生缺失，出现了基因型为________的花芽细胞。
设问形式2　科学探究类命题
(2)研究人员在研究中发现，由于染色体发生了结构变异或者数目变异，出现了基因型为IIaaBbb的开粉红花的植株，这是因为花芽细胞中b基因数多于B基因数时，B基因的表达减弱而形成粉红花突变体。请设计杂交实验，确定该突变植株属于哪种变异类型。(三体植株在减数分裂时，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条随机移向细胞任一极。)
实验步骤：让该突变体植株与基因型为IIaabb的植株杂交，观察并统计子代的表型及比例。
预测结果：若子代表型及比例为______________________，则属于染色体数目变异；若子代表型及比例为______________________，则属于染色体结构变异。
解析：(1)根据题意，若要控制形成红色物质，应该同时具有I_aaB_，因此红花植株的基因型有2×1×2＝4种；某基因型为IiaaBb的红花植株中有少部分枝条开出了白花，白花植株的基因型是I_aabb或I_A_ _ _，因此可推测，可能是由于形成花芽的细胞在分裂过程中发生了基因突变，也可能是B基因缺失，即可能是因某条染色体发生缺失，出现了基因型为Iiaab的花芽细胞。(2)基因型为IIaaBbb的开粉红色花的植株如果是染色体数目变异导致的，则IIaaBbb能产生的配子种类及比例为IaB∶IaBb∶Iabb∶Iab＝1∶2∶1∶2，让该突变体植株与基因型为IIaabb的植株杂交，子代比例为IIaaBb∶IIaaBbb∶IIaabbb∶IIaabb＝1∶2∶1∶2，表型分别为红色、粉红色、白色、白色；若是染色体结构变异导致的，则IIaaBbb是由于含b基因的染色体片段增加形成的，其能产生的配子种类及比例为IaB∶Iabb＝1∶1；若让该突变体植株与基因型为IIaabb的植株杂交，子代比例为IIaaBb∶IIaabbb＝1∶1，表型分别为红色、白色。据此，预测结果为：若子代表型及比例为红色花∶粉红色花∶白色花＝1∶2∶3，则属于染色体数目变异；若子代表型及比例为红色花∶白色花＝1∶1，则属于染色体结构变异。
答案：(1)4　基因突变　Iiaab　(2)红色花∶粉红色花∶白色花＝1∶2∶3　红色花∶白色花＝1∶1

[基础练透]
1．(2022·思明区校级模拟)如图，2018年中国科学家通过过程甲创建出国际首例人造单染色体酵母细胞(SY14酵母菌)。端粒是线型染色体末端的保护结构，天然酿酒酵母(一倍体)具有32个端粒。下列叙述正确的是(　　)

A．SY14酵母菌只有1个端粒
B．过程甲只发生了染色体数目变异
C．SY14酵母菌的染色体DNA不含多对等位基因
D．过程甲说明染色体三维结构改变，故基因无法表达，染色体发生了巨变
解析：选C。SY14酵母菌只有1条染色体，有2个端粒，A错误；16条染色体拼接成1条染色体，会发生染色体结构变异和染色体数目变异，B错误；一倍体的酿酒酵母通常不含等位基因，故SY14酵母菌的染色体DNA不含多对等位基因，C正确；过程甲染色体三维结构发生了巨变，但SY14酵母菌仍具有生物学活性，基因仍能正常表达，D错误。
2．(2022·河南安阳市一模)科学家研究发现雌蝗虫体细胞中染色体有24条(2N＝24，XX型)，而雄蝗虫体细胞中染色体只有23条(2N＝23，XO型)，无Y染色体。下列叙述正确的是(　　)
A．雄蝗虫是单倍体，雌蝗虫是二倍体
B．卵原细胞进行减数分裂时能观察到11个四分体
C．雄蝗虫细胞中由于缺乏Y染色体，所以不能进行减数分裂
D．对蝗虫细胞染色体进行染色时可以用甲紫溶液染色
解析：选D。据题可知，雌雄蝗虫都有两个染色体组，雌蝗虫是二倍体，雄蝗虫是单体，A错误；雌蝗虫2N＝24，说明含有12对同源染色体，所以在减Ⅰ前期时形成12个四分体，B错误；雄蝗虫的性染色体组成为XO，虽然缺乏Y染色体，但仍能进行减数分裂，可以形成X和O两种配子，C错误；染色体能被碱性染料甲紫溶液染成深色，D正确。
3．(2022·湖南益阳市模拟)科学家发现一类具有优先传递效应的外源染色体，即“杀配子染色体”，它通过诱导普通六倍体小麦(6n＝42)发生染色体结构变异，实现优先遗传，其作用机理如图所示。

注：“W”和“A”分别代表小麦染色体和优先传递的外源染色体。
下列相关叙述错误的是(　　)
A．导入“杀配子染色体”后小麦发生的变异属于可遗传的变异
B．图中可育配子①与正常小麦配子受精后，细胞中最多有43条染色体
C．为观察染色体数目和结构，可选择处于有丝分裂中期的细胞
D．由图中可育配子直接发育成的个体的体细胞中含有3个染色体组，为单倍体
解析：选B。正常六倍体小麦有42条染色体，而导入“杀配子染色体”后小麦染色体数目为43条，即遗传物质发生了改变，因此发生的变异属于可遗传的变异，A正确；图中可育配子①的染色体组成为21W＋1A，正常小麦产生的配子为21W，因此可育配子①与正常小麦的配子受精后，发育的个体染色体组成为42W＋1A，有43条染色体，则有丝分裂后期细胞中最多有86条染色体，B错误；有丝分裂中期的细胞中，染色体形态稳定、数目清晰，是观察的最佳时期，C正确；六倍体小麦的配子有3个染色体组，由其直接发育成的个体为单倍体，D正确。
4．(2022·山东临沂市模拟)果蝇的P元件是一段DNA序列，根据是否含有P元件，果蝇可分为M型品系(野生型)和P型品系(含P元件)。P元件仅可在生殖细胞中发生移接而导致子代性腺不发育，但子代体细胞组织正常，P元件在细胞质中的翻译产物是一种蛋白因子，可抑制P元件移接。下列叙述错误的是(　　)
A．P元件促进同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换
B．体细胞组织正常是由于P元件表达的蛋白因子抑制了移接
C．生殖细胞中是否发生了P元件移接可通过显微镜观察判断
D．P型母本与M型父本杂交，产生的子代均可育
解析：选A。根据题干可知，P元件可引起生殖细胞中染色体的移接，但移接发生在非同源染色体之间，A错误；P元件对应的翻译产物可抑制P元件移接，使体细胞表现正常，B正确；通过显微镜可以观察到移接的发生，C正确；P型母本的卵细胞与M型父本的精子结合形成的受精卵的细胞质几乎全部来自P型母本，其中含有抑制P元件移接的蛋白因子，所以子代均可育，D正确。
5．(2022·山东潍坊市模拟)金鱼和锦鲤两种观赏鱼类都源自我国，其观赏价值体现在体形、体色及斑纹的艳丽程度上，雌性鱼类更具有性状优势。科学家用人工诱导雌核发育技术来提高鱼的观赏价值，人工诱导雌核发育的方法有第一次卵裂阻止法(方法一)和第二极体放出阻止法(方法二)。如图所示精子需要用紫外线或X光照射进行灭活处理，使其失去遗传能力(破坏染色体)，但保留受精能力。下列说法正确的是(　　)

A．精子失去遗传能力是因为紫外线或X光照射使其发生了基因突变
B．方法一通过低温抑制有丝分裂后期纺锤体形成使染色体加倍
C．若方法二得到的是杂合子二倍体，一定是互换导致的
D．若方法一对卵子的低温处理不完全，则可能形成单倍体
解析：选D。结合题意可知，精子失去遗传能力是因为紫外线或X光照射使其灭活，而非发生了基因突变，A错误；方法一为卵裂阻止法，可以通过低温抑制纺锤体的形成而实现，但纺锤体的形成时期是前期而非后期，B错误；据图可知，若减数分裂Ⅰ时期同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生了互换，而导致同一染色体上的两条姐妹染色单体中可能会含有等位基因，或在该过程中发生了基因突变，则方法二低温抑制极体排出，均可能会获得杂合二倍体，C错误；若方法一对卵子的低温处理不完全，不能抑制纺锤体的形成，则细胞能正常卵裂，导致染色体数目减半，则可能形成单倍体，D正确。
6．小鼠属于XY型性别决定的生物，体内有40条染色体。小鼠会出现三体，即体细胞中一种染色体存在三条，根据染色体情况的不同，依次分为1号染色体三体(Chr1)、2号染色体三体(Chr2)……以此类推。研究发现不同的三体对小鼠胚胎发育的影响不同，如图为几种类型的三体对胚胎发育的影响情况。下列分析正确的是(　　)

A．三体的形成与减数分裂过程中染色体的不均等分裂有关
B．三体导致的胚胎致死时间与那条多余染色体的大小呈正相关
C．12号与13号染色体上基因数目相同，但12号染色体上的基因对胚胎发育可能更重要
D．19号染色体上基因控制的蛋白质数量比其他染色体上的少，且对胚胎发育的影响小
解析：选A。三体的形成通常是减数分裂Ⅰ时，个别的同源染色体未分离，或减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体分开后形成的染色体未移向两极，产生的异常生殖细胞参与受精可形成三体，A正确；由Chr1、Chr6、Chr10可知，不同大小的染色体可以在胚胎发育的同一时期死亡，B错误；12、13号染色体的大小相同，但并不能推知其上的基因数目相同，由Chr12胚胎死亡的时间早于Chr13，可推知12号染色体上的基因对胚胎发育可能更重要，C错误；19号染色体最短，可能含有的基因数目较少，从而控制合成的蛋白质种类少，但并不能得出控制的蛋白质数量比其他染色体上的少，D错误。
7．(多选)正常的水稻体细胞染色体数为2n＝24。现有一种三体水稻，细胞中7号染色体有三条。该水稻细胞及其产生的配子类型如图所示(6、7为染色体标号；A为抗病基因，a为易感病基因；①～④为四种配子类型)。已知染色体数异常的配子(①③)中雄配子不能参与受精作用，雌配子能参与受精作用。以下说法正确的是(　　)

A．形成配子①的次级精母细胞中染色体数一直为13
B．正常情况下，配子②④不可能由同一个初级精母细胞分裂而来
C．以该三体抗病水稻作父本，与易感病水稻(aa)杂交，子代中抗病∶感病＝5∶1
D．以该三体抗病水稻作母本，与易感病水稻(aa)杂交，子代抗病个体中三体植株占3/5
解析：选BD。在减数分裂中，形成配子①的次级精母细胞中染色体数为13或26(减数分裂Ⅱ后期)，A错误。正常情况下，该个体产生的配子种类有：A、Aa、AA、a共四种，配子④含有的基因应为A，与此同时产生的另外一种配子的基因型应是Aa；与配子②同时产生的配子的基因型为AA，故配子②④不能由同一个初级精母细胞分裂而来，B正确。该三体抗病水稻作父本，与易感病水稻(aa)杂交，由于染色体数异常的配子(①③)中雄配子不能参与受精作用，则三体抗病水稻产生的雄配子类型及比例为A∶a＝2∶1，子代中抗病∶易感病＝2∶1，C错误。该三体抗病水稻作母本，与易感病水稻(aa)杂交，由于染色体数异常的雌配子能参与受精作用，而该三体产生的雌配子类型及比例为A∶Aa∶AA∶a＝2∶2∶1∶1，故子代抗病个体中三体植株占3/5，D正确。
8．(2022·福建一质检)茄子是我国重要的蔬菜作物之一，其果皮颜色对其经济价值有重要影响。科研人员为探明茄子果皮颜色的遗传规律，进行了以下杂交实验。
回答下列问题：
(1)茄子花是两性花，杂交实验时要依次对母本进行去雄、套袋、人工授粉、再套袋等操作，其中去雄和套袋的作用分别是__________________、__________________。
(2)以紫色果皮(P1)和白色果皮(P2)茄子为亲本，进行杂交实验，结果如表所示。
杂交组合
亲本
子代
1
P1×P2
F1均为紫色
2
F1自交
F2紫色∶绿色∶白色＝72∶19∶6
3
F1×P1
均为紫色
4
F1×P2
紫色∶绿色∶白色＝55∶27∶28
①根据结果可知，茄子果皮颜色性状由________________对等位基因控制，它们在染色体上的位置关系为______________________________。P1亲本基因型为________________，F2的绿色子代的基因型为________________。(用A、B、C……表示显性基因，a、b、c……表示隐性基因)
②杂交组合4相当于孟德尔实验中的________实验，可以通过子代表现型的种类和比例反推___________________。
(3)若要获得能够稳定遗传的绿色果皮茄子，选取杂交组合2所得材料进行育种。
①可采用的两种育种方法是________________、________________。
②选择其中一种方法，用文字和箭头表示育种过程。
解析：(1)两性花是指雌蕊和雄蕊在同一朵花上，因此要进行杂交实验，首先应去雄，目的是防止自己的花粉落到自己的柱头上(自花传粉)；去雄后还要进行套袋，目的是防止外来花粉的干扰，影响杂交实验。(2)①根据组合2的结果可知，果皮颜色性状由两对染色体上的两对等位基因控制，它们能自由组合；由于杂交组合1的F1全为紫色，因此亲本纯合，P1的基因型为AABB；F2的绿色子代基因型为aaBB、aaBb，分别占1/3、2/3；②杂交组合4是与隐性的个体进行杂交，相当于孟德尔实验中的测交实验；由于隐性个体只能产生一种类型的配子，因此测交实验可以通过子代的表型及比例反映待测个体产生的配子种类及比例。(3)稳定遗传的绿色果皮茄子的基因型为aaBB，可利用组合2的F2中的绿色果皮进行育种实验。可采用的方法是单倍体育种(花药离体培养得到单倍体幼苗aB和ab，再使用秋水仙素进行加倍，得到aaBB、aabb基因型的个体，从中选择绿色的即可)、杂交育种(选择绿色个体不断自交，直至不出现性状分离为止)。杂交育种的过程图示见答案。
答案：(1)为了不让其进行自花传粉　防止外来花粉的干扰　(2)①2(两)　两对等位基因位于两对染色体上(非同源染色体上)　AABB　aaBB、aaBb　②测交　待测个体产生配子的种类及比例
(3)①单倍体育种　杂交育种

注：选择绿色个体，不断自交，逐代淘汰白色个体，直至不出现性状分离为止。
[能力提升]
9.(2022·济南市模拟)某动物(2N＝16)性别决定方式为XY型，研究发现其体内两条X染色体有时可融合成一条X染色体，称为并连X(记作“X∧X”)，其形成过程如图所示。一只含有并连X的雌性个体(X∧XY)和一只正常雄性个体杂交，子代的基因型与亲代完全相同。子代连续交配也是如此，因而称为并连X保持系。下列叙述错误的是(　　)

A．该并连X雌性个体在减数分裂时可形成8个四分体
B．该并连X雌性个体体内细胞中染色体组数是1或2或4
C．在并连X保持系中，亲本雄性个体的X染色体传向子代雌性个体
D．利用该保持系，可“监控”雄性个体X染色体上的新发突变
解析：选C。该动物2N＝16，该动物染色体组成为X∧XY，在减数分裂Ⅰ前期，两条X染色体和Y染色体配对形成1个四分体，加上常染色体形成7个四分体，所以可以形成8个四分体，A正确；该并连X雌性个体体内，其生殖细胞只含有1个染色体组，正常体细胞含有2个染色体组，有丝分裂后期有4个染色体组，B正确；综合上述分析可推知：在并连X保持系中，亲本雄性个体的X染色体传向子代雄性个体，亲本雄性个体的Y染色体传向子代雌性个体，C错误；由于子代的基因型与亲代完全相同，当雄性个体X染色体上有新的突变产生时，子代雄性个体的性状可能会与亲本的有所不同，可见，利用该保持系，可“监控”和“记录”雄性个体X染色体上的新发突变，D正确。
10．(2022·河北衡水中学模拟)如图是人体正常细胞的一对常染色体(用虚线表示)和一对性染色体(用实线表示)，其中A、a表示基因。突变体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是甲(正常细胞)的几种突变细胞。下列分析合理的是(　　)

A．一个甲细胞经减数分裂产生的aX的配子概率是1/4
B．突变体Ⅱ的形成一定是染色体缺失所致
C．突变体Ⅲ形成的类型是生物变异的根本来源
D．从正常细胞到突变体Ⅰ可通过有丝分裂形成
解析：选D。图中正常雄性个体产生的雄配子类型有四种，即AX、AY、aX、aY，而一个甲细胞形成的子细胞是2种，即AX、aY或AY、aX，则产生的aX的配子概率是0或1/2，A不合理；突变体Ⅱ中一条染色体缺失了一端，属于染色体结构变异(缺失)，也可能发生染色体结构变异(移接)，B不合理；突变体Ⅲ中一条染色体的片段移到Y染色体上，属于染色体结构变异(移接)，而基因突变是生物变异的根本来源，C错误；突变体Ⅰ中A基因变成a基因，属于基因突变，可发生在有丝分裂前的间期，D合理。
11．(多选)已知果蝇红眼和白眼分别由基因A和a控制，且不含A、a的个体在出生前死亡。将一只纯合红眼雌果蝇和一只经X射线照射的红眼雄果蝇杂交获得F1，取一只白眼的雄果蝇和F1中的一只雌果蝇杂交得F2。F2有两点异常：①雌性数量是雄性的2倍；②所有雄性均为红眼，雌性中红眼∶白眼＝1∶1。下列分析不正确的是(　　)
A．X射线导致红眼雄果蝇的X染色体上的A突变为a
B．X射线导致红眼雄果蝇X染色体上含A的片段缺失，属于染色体结构变异
C．F1中进行杂交实验的这只雌果蝇的细胞中含有1或2个染色体组
D．F2中的白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，其后代雌、雄比例为1∶1
解析：选ACD。由于F2中雌性数量是雄性的2倍，雌雄比例不为1∶1，则A、a这对基因位于X染色体上，若是由于X射线导致X染色体上A突变为a，则经X射线照射的红眼雄果蝇的基因型为XaY，纯合红眼雌果蝇基因型为XAXA，则F1雌果蝇基因型为XAXa，与一只白眼的雄果蝇(XaY)杂交得F2，则F2中应存在白眼雄性个体，与题干不符，A错误；若X射线导致X染色体上含A的片段缺失，属于染色体结构变异，则亲本的基因型为XAXA和XY，F1雌果蝇基因型为XAX，与一只白眼的雄果蝇(XaY)杂交得F2，F2中的基因型为XAXa、XaX、XAY、XY(不含A、a的个体，死亡)，因此雌性数量是雄性的2倍，所有雄性均为红眼，雌性中红眼∶白眼＝1∶1，杂交实验结果与题干相符，B正确；F1雌果蝇基因型为XAX，体细胞含有2个染色体组，F1中进行杂交实验的这只雌果蝇的细胞中既有进行有丝分裂的细胞，也有进行减数分裂的细胞，所以含有1个或2个或4个染色体组，C错误；由B选项分析可知，F2中白眼雌果蝇(其基因型为XaX)和红眼雄果蝇(XAY)杂交，后代的基因型为XAXa、XAX、XaY、XY(不含A、a的个体，死亡)，因此其后代雌、雄比例为2∶1，D错误。
12．在栽培某种农作物(2n＝42)的过程中，有时会发现单体植株(2n－1)，例如有一种单体植株就比正常植株缺少一条6号染色体，称为6号单体植株。
(1)6号单体植株的变异类型为__________________，该植株的形成是因为亲代中的一方在减数分裂过程中__________________________________________未分离。
(2)6号单体植株在减数分裂Ⅰ时能形成________个四分体。如果该植株能够产生数目相等的n型和(n－1)型配子，则自交后代(受精卵)的染色体组成类型及比例为___________________。
(3)科研人员利用6号单体植株进行杂交实验，结果如表所示。
杂交亲本
实验结果
6号单体(♀)×正常二倍体(♂)
子代中单体占75%，正常二倍体占25%
6号单体(♂)×正常二倍体(♀)
子代中单体占4%，正常二倍体占96%
①单体♀在减数分裂时，形成的n－1型配子________(填“多于”“等于”或“少于”)n型配子，这是因为6号染色体往往在减数分裂Ⅰ过程中因无法________________而丢失。
②n－1型配子对外界环境敏感，尤其是其中的______(填“雌”或“雄”)配子育性很低。
(4)现有该作物的两个品种，甲品种抗病但其他性状较差(抗病基因R位于6号染色体上)，乙品种不抗病但其他性状优良，为获得抗病且其他性状优良的品种，理想的育种方案是：以乙品种6号单体植株为__________(填“父本”或“母本”)与甲品种杂交，在其后代中选出单体，再连续多代与__________________杂交，每次均选择抗病且其他性状优良的单体植株，最后使该单体________，在后代中即可挑选出RR型且其他性状优良的新品种。
解析：(1)有一种单体植株比正常植株缺少一条6号染色体，称为6号单体植株，故6号单体植株的变异类型为染色体数目变异，该植株的形成是因为亲代中的一方在减数分裂过程中6号染色体的同源染色体或姐妹染色单体未分离。(2)某种农作物为(2n＝42)，则单体植株为2n－1＝41条染色体，故6号单体植株在减数分裂Ⅰ时能形成20个四分体。如果该植株能够产生数目相等的n型和n－1型配子，则自交后代(受精卵)的染色体组成类型及比例为正常二倍体(2n)∶单体(2n－1)∶缺体(2n－2)＝1∶2∶1。(3)①据表格数据可知，单体♀在减数分裂时，形成的n－1型配子多于n型配子，这是因为6号染色体往往在减数分裂Ⅰ过程中因无法联会(形成四分体)而丢失。②据表格数据可知，n－1型配子对外界环境敏感，尤其是其中的雄配子育性很低。(4)根据(3)中的②可知，n－1型雄配子育性很低，则以乙品种6号单体植株为母本与甲品种杂交，在其后代中选出单体，再连续多代与乙品种6号单体杂交，每次均选择抗病且其他性状优良的单体植株，最后使该单体自交，在后代中即可挑选出RR型且其他性状优良的新品种。
答案：(1)染色体数目变异　6号染色体的同源染色体或姐妹染色单体　(2)20　正常二倍体(2n)∶单体(2n－1)∶缺体(2n－2)＝1∶2∶1　(3)①多于　联会(形成四分体)　②雄
(4)母本　乙品种6号单体　自交