資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
人教(2019)生物必修2（知識點+跟蹤檢測）
第9講 染色體變異和生物育種
【課標導航】
一、染色體結構變異
二、染色體數目變異
三、低溫誘導植物染色體數目的變化(實驗)
四、雜交育種與誘變育種
[基礎微點練清]
1．判斷正誤
(1)二倍體植物的配子只含有一個染色體組(√)
(2)每個染色體組中各染色體DNA的堿基序列不同(√)
(3)只有生殖細胞中的染色體數目或結構的變化才屬于染色體變異[新人教版必修2 P91“概念檢測”T1(1)](×)
(4)體細胞中含有兩個染色體組的個體就是二倍體(×)
[新人教版必修2 P91“概念檢測”T1(2)]
(5)通過孕婦產前篩查，可降低21三體綜合征的發病率(√)
(6)染色體組整倍性變化必然導致基因種類的增加(×)
2．基因重組、基因突變和染色體變異三者的共同點是(　　)
A．都能產生新的基因
B．都能產生可遺傳的變異
C．產生的變異對生物均有利
D．在顯微鏡下均可看到變異狀況
解析：選B　只有基因突變才能產生新基因；基因突變、基因重組和染色體變異都是可遺傳變異；基因突變和染色體變異大都對生物體有害；只有染色體變異在顯微鏡下能看見。
3．慢性髓細胞性白血病是一種惡性疾病，患者骨髓內會出現大量惡性增殖的白細胞。該病是由于9號染色體和22號染色體互換片段所致。這種變異屬于(　　)
A．基因突變　　　　　　　 B．基因重組
C．染色體結構變異 D．染色體數目變異
解析：選C　非同源染色體片段之間的交換屬于染色體結構變異中的易位。
4．紫杉醇能誘導、促進微管蛋白聚合從而抑制紡錘絲或紡錘體的形成。如果用一定濃度的紫杉醇處理幼芽分生組織的細胞，則會發生(　　)
A．DNA和有關酶的合成受阻
B．細胞內染色體數目加倍
C．染色體的著絲點不能分裂
D．細胞膜內陷的時間推遲
解析：選B　抑制紡錘絲形成將會導致加倍的染色體不能分配到兩個子細胞中，從而導致染色體數目加倍。
5．如圖為某哺乳動物某個DNA分子中控制毛色的a、b、c三個基因的分布狀況，其中Ⅰ、Ⅱ為無遺傳效應的序列。有關敘述正確的是(　　)
A．c基因堿基對缺失，屬于染色體變異
B．在減數分裂四分體時期的交叉互換，可發生在a～b之間
C．Ⅰ、Ⅱ中發生的堿基對的替換，屬于基因突變
D．基因與性狀之間并不都是一一對應關系
解析：選D　基因堿基對缺失，應屬于基因突變，A錯誤；減數分裂四分體時期的交叉互換，發生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，B錯誤；Ⅰ、Ⅱ是非基因序列，發生的堿基對的替換，不屬于基因突變，C錯誤；一個基因可控制多個性狀，一個性狀也可受多個基因的控制，基因與性狀之間并不都是一一對應關系，D正確。
6．(新人教版必修2 P91“拓展應用”T1)在二倍體的高等植物中，偶然會長出一些植株弱小的單倍體，這些單倍體一般不能通過有性生殖繁殖后代。單倍體是如何形成的？為什么不能繁殖后代？
提示：單倍體形成的可能原因：二倍體植株經減數分裂形成配子后，一些配子可以在離體條件下發育成單倍體。這些單倍體一般不能通過有性生殖繁殖后代，是因為它們的體細胞中只含有一個染色體組，減數分裂時沒有同源染色體的聯會，造成染色體分別移向細胞兩極時發生紊亂，不能形成正常的配子，因此，就不能繁殖后代。
一、染色體變異
[試考題·查欠缺]
1．(浙江選考)某條染色體經處理后，其結構發生了如圖所示的變化。這種染色體結構的變異屬于(　　)
A．缺失　　　　　　　　　 B．倒位
C．重復 D．易位
解析：選B　分析圖示可知，原來排列為123456的染色體，經過變異后，重新連接為125436的排列順序，可知其中的345片段發生了180°的顛倒，此類染色體結構變異為倒位。
2.(山東等級考)在細胞分裂過程中，末端缺失的染色體因失去端粒而不穩定，其姐妹染色單體可能會連接在一起，著絲點分裂后向兩極移動時出現“染色體橋”結構，如圖所示。若某細胞進行有絲分裂時，出現“染色體橋”并在兩著絲點間任一位置發生斷裂，形成的兩條子染色體移到細胞兩極。不考慮其他變異，關于該細胞的說法錯誤的是(　　)
A．可在分裂后期觀察到“染色體橋”結構
B．其子細胞中染色體的數目不會發生改變
C．其子細胞中有的染色體上連接了非同源染色體片段
D．若該細胞基因型為Aa，可能會產生基因型為Aaa的子細胞
解析：選C　著絲點分裂后向兩極移動時出現“染色體橋”結構，因此可在分裂后期觀察到“染色體橋”結構，A正確；進行有絲分裂時，“染色體橋”在兩著絲點間任一位置發生斷裂，形成的兩條子染色體移到細胞兩極，不會改變其子細胞中染色體的數目，B正確；姐妹染色單體連接在一起，著絲點分裂后出現“染色體橋”結構，因此其子細胞中染色體上不會連接非同源染色體片段，C錯誤；姐妹染色單體形成的“染色體橋”結構在分裂時，會在兩著絲點間任一位置發生斷裂，形成的一條子染色體可能攜帶有2個相同基因，產生含有2個相同基因的子細胞，若該細胞的基因型為Aa，可能會產生基因型為Aaa的子細胞，D正確。
[強知能·補欠缺]
1．細胞分裂圖像中染色體組數的判斷方法
圖示 以生殖細胞中的染色體數為標準，判斷題目中所給圖像中的染色體組數。如下圖所示：
解讀 (1)圖a為減數第一次分裂的前期，染色體4條，生殖細胞中染色體2條，該細胞中有2個染色體組，每個染色體組有2條染色體。 (2)圖b為減數第一次分裂的末期或減數第二次分裂前期，染色體2條，生殖細胞中染色體2條，該細胞中有1個染色體組，染色體組中有2條染色體。 (3)圖c為減數第一次分裂的后期，染色體4條，生殖細胞中染色體2條，該細胞中有2個染色體組，每個染色體組有2條染色體。 (4)圖d為有絲分裂后期，染色體8條，生殖細胞中染色體2條，該細胞中有4個染色體組，每個染色體組有2條染色體。
2．“三看法”判斷基因突變和染色體變異
[練題點·全過關]
1．如圖a～d分別表示不同生物的體細胞圖像，有關這些圖像的敘述，錯誤的是(　　)
A．細胞a含有一個染色體組，該生物體很可能是單倍體
B．細胞b含有兩個染色體組，該生物體可能是單體
C．細胞c含有三個染色體組，該生物體一定是三倍體
D．若已知細胞d由受精卵發育而來，該生物體可能是三體
解析：選C　細胞c的每一組字母都代表三個等位基因，同一組字母代表的三個等位基因，分別位于三條同源染色體上，含有三個染色體組，若該生物體由受精卵發育而來，則是三倍體；若該生物由六倍體的配子直接發育而來，則是單倍體，C錯誤。
2．某二倍體高等動物(2n＝6)雄性個體的基因型為AaBb，其體內某細胞處于細胞分裂某時期的示意圖如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．形成該細胞過程中發生了基因突變和染色體變異
B．該細胞含有3個四分體，6條染色體，12個DNA分子
C．該細胞每條染色體的著絲點都連有兩極發出的紡錘絲
D．該細胞分裂形成的配子的基因型為aBX、aBXA、AbY、bY
解析：選D　由圖可知，A基因所在的染色體片段易位到了X染色體上，沒有體現基因突變；該細胞處于減數第一次分裂中期，四分體為前期的特征，DNA分子除主要分布在染色體上外，細胞質中也含有DNA，所以該細胞中DNA分子數大于12；動物細胞的紡錘絲由中心體發出；據圖可知，該細胞可分裂形成aBX、aBXA、AbY和bY 4種配子。
3．如圖所示，關于甲、乙、丙、丁的敘述，正確的是(　　)
A．甲屬于基因突變，乙屬于染色體變異
B．丙出現的變異只能出現在有絲分裂中
C．丁細胞含有兩個染色體組
D．甲、乙、丙、丁均屬于染色體變異
解析：選C　染色體變異是指染色體結構和數目的改變。染色體結構的變異主要有缺失、重復、倒位、易位四種類型。甲中基因沒有改變，只是b和d的位置發生了交換，屬于染色體結構變異中的倒位，乙中基因gh重復出現，屬于染色體結構變異中的重復；丙是有絲分裂后期或減數第二次分裂后期，所以出現的變異不只出現在有絲分裂中，在四倍體減數分裂過程中也可能出現；丁細胞中染色體大小相同，含有一對等位基因，所以含有兩個染色體組；甲、乙、丙、丁中，甲、乙、丙屬于染色體變異，丁為基因突變。
二、低溫誘導植物染色體數目的變化(實驗)
[試考題·查欠缺]
1．(2021·漳州月考)下列關于低溫誘導染色體加倍實驗的敘述，正確的是(　　)
A．原理：低溫抑制染色體著絲點分裂，使子染色體不能分別移向兩極
B．解離：鹽酸酒精混合液和卡諾氏液都可以使洋蔥根尖解離
C．染色：改良苯酚品紅溶液和醋酸洋紅溶液都可以使染色體著色
D．觀察：顯微鏡下可以看到大多數細胞的染色體數目發生改變
解析：選C　低溫誘導染色體加倍實驗的原理是抑制紡錘體的形成，導致染色體不分離，從而產生染色體數目加倍的細胞；卡諾氏液能固定細胞的形態，而鹽酸酒精混合液可以使洋蔥根尖解離；改良苯酚品紅溶液和醋酸洋紅溶液都可以使染色體著色；洋蔥根尖裝片中的細胞大部分處于有絲分裂間期，在顯微鏡下能觀察到染色體數目發生改變的只是少數細胞。
2．(2021·揭陽質檢)用濃度為2%的秋水仙素溶液處理植物分生組織5～6小時，能夠誘導細胞內染色體數目加倍。某生物小組為了探究一定時間的低溫(如4 ℃)處理水培的洋蔥根尖是否也能誘導細胞內染色體數目加倍進行了相關實驗，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．實驗的假設：一定時間的低溫處理水培的洋蔥根尖，能夠誘導細胞內染色體數目加倍
B．低溫和秋水仙素作用原理都是抑制細胞分裂過程中紡錘體的形成，抑制著絲點的分裂
C．本實驗處理過程要用到卡諾氏液浸泡洋蔥根尖來固定細胞形態，體積分數為95%的酒精沖洗經卡諾氏液浸泡的根尖2次
D．本實驗先低倍鏡尋找，視野中有正常的二倍體細胞，也有染色體數目發生改變的細胞
解析：選B　根據題意分析可知，實驗是用低溫(4 ℃)處理水培的洋蔥根尖，觀察能否誘導細胞內染色體加倍，所以實驗假設為：用一定時間的低溫處理水培的洋蔥根尖能夠誘導細胞內染色體數目加倍，A正確；低溫和秋水仙素作用原理都是抑制細胞分裂過程中紡錘體的形成，但不會抑制著絲點的分裂，B錯誤；在低溫誘導植物染色體數目變化的實驗中，用體積分數為95%的酒精沖洗經卡諾氏液浸泡的根尖2次，C正確；本實驗先低倍鏡尋找，視野中有正常的二倍體細胞，也有染色體數目發生改變的細胞，再用高倍鏡觀察，D正確。
[強知能·補欠缺]
1．實驗原理
低溫可抑制紡錘體形成，阻止細胞分裂，導致細胞染色體數目加倍。
2．實驗中的試劑及其作用
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 固定細胞形態
體積分數為95%的酒精 沖洗用卡諾氏液處理的根尖 洗去卡諾氏液
與質量分數為15%的鹽酸等體積混合，浸泡經固定的根尖 解離根 尖細胞
質量分數為15%的鹽酸 與體積分數為95%的酒精等體積混合，作為解離液 解離根尖細胞
清水 浸泡解離后的根尖約10 min 漂洗根尖，去掉解離液
改良苯酚品紅染液 把漂洗干凈的根尖放進盛有改良苯酚品紅染液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色體著色
3．注意事項
(1)顯微鏡下觀察到的是死細胞，而不是活細胞：植物細胞經卡諾氏液固定后細胞已死亡。
(2)選擇材料不能隨意：誤將低溫處理“分生組織細胞”等同于“任何細胞”。因為染色體數目變化發生在細胞分裂時，處理其他細胞不會出現染色體加倍的情況。
(3)低溫處理的理解誤區：誤認為低溫處理時間越長越好。低溫處理的目的只是抑制紡錘體形成，使染色體不能被拉向兩極。如果低溫持續時間過長，會影響細胞的各項功能，甚至死亡。
(4)著絲點分裂不是紡錘絲牽引的結果：誤將“抑制紡錘體形成”等同于“著絲點不分裂”。著絲點是自動分裂，不需要紡錘絲牽引。紡錘絲牽引的作用是將染色體拉向兩極。
4．低溫誘導染色體加倍實驗與觀察細胞有絲分裂實驗的操作步驟比較
項目 低溫誘導植物染色體數目的變化 觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂
培養 待洋蔥長出1 cm左右不定根時4 ℃低溫培養 適宜溫度下培養
固定 解離前用卡諾氏液進行固定，然后用體積分數為95%的酒精沖洗2次 不用固定
染色 用改良苯酚品紅染液 用醋酸洋紅液或龍膽紫溶液
[練題點·全過關]
1．某生物興趣小組的同學將生長旺盛的洋蔥不定根置于4 ℃的冰箱冷藏室中培養36小時后，剪取根尖制成臨時裝片，然后用顯微鏡觀察細胞中染色體的分裂相。下列敘述正確的是(　　)
A．低溫處理能阻斷洋蔥根尖細胞中DNA的復制
B．用改良苯酚品紅染液處理根尖可使染色體著色
C．制作臨時裝片前可用卡諾氏液維持細胞的活性
D．低倍鏡視野中所有細胞染色體數都已發生改變
解析：選B　低溫處理能阻斷洋蔥根尖細胞中紡錘體的形成；卡諾氏液固定后細胞已經死亡；細胞周期中間期時間最長，故視野中間期細胞數目最多，大多數細胞染色體數未發生改變。
2．(2021·樂山一模)關于低溫誘導洋蔥根尖染色體數目變化的實驗，下列敘述正確的是(　　)
A．觀察時應先用低倍鏡在視野中找到分生區細胞
B．低溫處理能抑制紡錘體的形成，但不影響細胞分裂
C．實驗中鹽酸的作用是使DNA和蛋白質分離，便于著色
D．顯微鏡視野中觀察到的絕大多數細胞含有四個染色體組
解析：選A　低倍鏡下觀察視野寬，便于找到分生區，而高倍鏡下更容易看清染色體，A正確；低溫抑制洋蔥根尖細胞有絲分裂前期紡錘體的形成，使染色體數目加倍，從而影響細胞分裂，B錯誤；實驗中鹽酸的作用是使組織細胞相互分離，鹽酸的存在不利于染色，因此解離后需漂洗，C錯誤；顯微鏡視野中只能觀察到極少數細胞含有四個染色體組，D錯誤。
3．(2021·天津一模)如圖是某學生用二倍體植物(2N＝20)做低溫誘導染色體加倍實驗時，所拍攝的顯微照片，下列說法正確的是(　　)
A．該學生通過構建物理模型來研究低溫誘導染色體加倍的過程
B．在圖中N時期，一定有4個染色體組
C．低溫發揮作用的時期是圖中M所示的時期
D．從圖中看不到由N→M時期的連續變化過程
解析：選D　圖示為拍攝的顯微照片，屬于放大后的圖像，故不屬于物理模型，A錯誤；圖中N時期為分裂中期圖示，可能為誘導加倍前的細胞中期圖(2個染色體組)，也可能為誘導加倍后的細胞中期圖(4個染色體組)，故可能有2個或4個染色體組，B錯誤；低溫抑制了紡錘體的形成，而紡錘體形成是在分裂前期，因此低溫發揮作用的時期是分裂前期，而圖中M所示的時期為分裂后期，C錯誤；低溫誘導染色體加倍實驗中，觀察的細胞為死細胞，故從圖中看不到由N→M時期的連續變化過程，D正確。
三、生物育種
[試考題·查欠缺]
1．(2020·全國卷Ⅰ)遺傳學理論可用于指導農業生產實踐。回答下列問題：
(1)生物體進行有性生殖形成配子的過程中，在不發生染色體結構變異的情況下，產生基因重新組合的途徑有兩條，分別是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在誘變育種過程中，通過誘變獲得的新性狀一般不能穩定遺傳，原因是____________________________，若要使誘變獲得的性狀能夠穩定遺傳，需要采取的措施是________________________________________________________________________
________________________________________。
解析：(1)交叉互換型基因重組發生在減數第一次分裂前期同源染色體聯會過程中，在該過程中同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體之間的交換而發生交換；自由組合型基因重組發生在減數第一次分裂后期，伴隨著非同源染色體的自由組合，位于非同源染色體上的非等位基因自由組合。(2)誘變育種過程中，突變體一般為雜合子，即控制新性狀的基因型是雜合的，不能穩定遺傳；對于雜合子，可以采用連續自交和不斷選擇的方法，獲得純合子，即通過自交篩選性狀能穩定遺傳的子代。
答案：(1)在減數分裂過程中，隨著非同源染色體的自由組合，非等位基因自由組合；同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發生交換，導致染色單體上的基因重組　(2)控制新性狀的基因型是雜合的　通過自交篩選性狀能穩定遺傳的子代
2．(2020·全國卷Ⅲ)普通小麥是目前世界各地栽培的重要糧食作物。普通小麥的形成包括不同物種雜交和染色體加倍過程，如圖所示(其中A、B、D分別代表不同物種的一個染色體組，每個染色體組均含7條染色體)。在此基礎上，人們又通過雜交育種培育出許多優良品種。回答下列問題：
　　　一粒小麥×斯氏麥草
　　　　(AA)　 　(BB)
　　　　　 　　↓
　　　　 　　雜種一
　　　　　 　　↓
　　　 　　擬二粒小麥×滔氏麥草
　　　　　　(AABB)　 　(DD)
　　　　　　　　　　↓
　 　　　　　　　　雜種二
　 　　　　　　　　　↓
　 　 　 　　　　　普通小麥
　 　　　　 　　　(AABBDD)
(1)在普通小麥的形成過程中，雜種一是高度不育的，原因是________________________________________________________________________。
已知普通小麥是雜種二染色體加倍形成的多倍體，普通小麥體細胞中有________條染色體。一般來說，與二倍體相比，多倍體的優點是________________________(答出2點即可)。
(2)若要用人工方法使植物細胞染色體加倍，可采用的方法有__________________(答出1點即可)。
(3)現有甲、乙兩個普通小麥品種(純合體)，甲的表現型是抗病易倒伏，乙的表現型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙為實驗材料設計實驗獲得抗病抗倒伏且穩定遺傳的新品種，請簡要寫出實驗思路。
解析：(1)雜種一(AB)含有一粒小麥的一個染色體組(A)和斯氏麥草的一個染色體組(B)，由于雜種一無同源染色體，不能進行正常的減數分裂，故其高度不育。普通小麥(AABBDD)有6個染色體組，結合題干信息“A、B、D分別代表不同物種的一個染色體組，每個染色體組均含7條染色體”可知，普通小麥體細胞中有42條染色體。一般來說，與二倍體植株相比，多倍體植株莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質等營養物質的含量增加。(2)人工誘導多倍體的方法有用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗，低溫處理等。(3)若要以甲(抗病易倒伏)和乙(易感病抗倒伏)小麥純種為實驗材料，獲得抗病抗倒伏且穩定遺傳的新品種，可通過雜交育種或單倍體育種的方法來實現。
方法一：P甲(抗病易倒伏) × 乙(易感病抗倒伏)
　　　　　　　　　　↓
　　　　　　　　　　F1
　　　　　　　　　　↓
F2抗病易倒伏、抗病抗倒伏、易感病易倒伏、易感病抗倒伏
　　　　　　 　 　 ↓
篩選出抗病抗倒伏小麥植株進行連續自交，自交后代不發生性狀分離的植株即為目標植株
方法二：P甲(抗病易倒伏) × 乙(易感病抗倒伏)
　　　　　　　　　　 ↓
　　　　　　　　　 　F1
　　　　　　　　　　 ↓花藥離體培養
　　　　　　　　 單倍體幼苗
　　　　　　　　　 　↓用秋水仙素處理
F2抗病易倒伏、抗病抗倒伏、易感病易倒伏、易感病抗倒伏
　　　　　　　　　 　↓
　　　從中選擇抗病抗倒伏的小麥植株即可
答案：(1)無同源染色體，不能進行正常的減數分裂　42
營養物質含量高、莖稈粗壯　(2)秋水仙素處理　(3)甲、乙兩個品種雜交，F1自交，選取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不發生性狀分離的植株。(合理即可)
[強知能·補欠缺]
列表識記幾種常見生物育種方式
名稱 原理 方法 優點 缺點 實例
雜交育種 基因重組 培育純合子品種：雜交→自交→篩選出符合要求的表現型，通過自交至不發生性狀分離為止 方法簡便，使分散在同一物種不同品種中的多個優良性狀集中于同一個體上 ①育種時間一般比較長；②局限于同種或親緣關系較近的個體；③需及時發現優良品種 矮稈抗病小麥
培育雜合子品種：一般是選取純合雙親子一代 年年制種 雜交水 稻、雜交 玉米等
誘變育種 基因突變 ①物理：紫外線、X或γ射線、微重力、激光等處理，再篩選；②化學：亞硝酸、硫酸二乙酯處理，再選擇 提高變異頻率，加快育種進程，大幅度改良某些性狀 盲目性大，有利變異少，工作量大，需要處理大量的供 試 材 料 高產青霉菌
單倍體育種 染色體數目變異 ①先進行花藥離體培養，培養出單倍體植株；②將單倍體幼苗經一定濃度的秋水仙素處理獲得純合子；③從中選擇優良植株 明顯縮短育種年限，子代均為純合子，加速育種進程 技術復雜 “京花1號” 小麥
多倍體育種 染色體數目變異 用一定濃度的秋水仙素處理萌發的種子或幼苗 操作簡單，能較快獲得所需品種 所獲品種發育延遲，結實率低，一般只適用于植物 無子西瓜、八倍體小黑麥
[練題點·全過關]
1．番茄的抗病(R)對感病(r)為顯性，高稈(D)對矮稈(d)為顯性，控制上述兩對相對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。為獲得純合高稈抗病番茄植株，研究人員采用了如圖所示的方法。據圖分析，下列敘述正確的是(　　)
A．若過程①的F1自交一代，產生的高稈抗病植株中純合子占1/9
B．過程②常用一定濃度的秋水仙素處理單倍體的種子
C．過程③應用的原理是細胞增殖
D．過程④“航天育種”方法中主要的變異類型是基因重組
解析：選A　純合高稈感病植株(DDrr)與純合矮稈抗病植株(ddRR)雜交，F1基因型為DdRr，F1自交一代，產生的高稈抗病植株占總數的9/16，其中純合子占1/9，A正確。二倍體經花藥離體培養獲得的單倍體沒有種子，只能用秋水仙素處理幼苗，B錯誤。過程③應用的原理是植物細胞的全能性，C錯誤。過程④“航天育種”方法中主要的變異類型是基因突變，D錯誤。
2．(2021年1月新高考8省聯考·湖南卷)育種與農作物和家禽家畜品種改良密切相關。下列敘述正確的是(　　)
A．利用野生資源是雜交育種的重要手段
B．雜交親本間遺傳差異越小，雜種優勢越大
C．與單倍體育種相比，雜交育種周期顯著縮短
D．誘變育種所依據的主要遺傳學原理是基因的定向突變
解析：選A　通過雜交育種可以將優良性狀集中在一起，利用野生資源是雜交育種的重要手段，A正確；雜交親本間遺傳差異越大，雜種優勢越大，B錯誤；與單倍體育種相比，雜交育種周期較長，C錯誤；誘變育種所依據的主要遺傳學原理是基因突變，基因突變是不定向的，D錯誤。
3．已知小麥高產(H)對低產(h)為顯性，抗病(R)對不抗病(r)為顯性，兩對基因自由組合，體細胞染色體數為42。現用基因型為HHrr、hhRR的小麥品系，通過單倍體育種選育能穩定遺傳的高產、抗病小麥新品種。
(1)首先利用題中提供的兩個小麥品系進行雜交實驗，得F1，F1基因型為________，再對F1的花藥進行離體培養。
(2)在離體培養過程中，單倍體有一部分能自然加倍成為二倍體植株，該二倍體植株的花粉表現為________(填“可育”或“不育”)，花粉細胞中染色體數為________。
(3)在離體培養過程中，一部分花藥壁細胞能發育成植株，該植株________(填“可結實”或“不結實”)。
(4)自然加倍植株和花藥壁植株中都存在高產、抗病的表現型。為獲得能穩定遺傳的高產、抗病新品種，本實驗應選以上兩種植株中的________植株，因為________________________________________________________________________
______________________。
(5)鑒別上述自然加倍植株與花藥壁植株的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)單倍體育種的第一步是雜交，題中兩品種雜交產生F1(HrRr)，取F1的花藥進行離體培養。(2)單倍體自然加倍和人工加倍結果都相同，可以得到正常二倍體植株，可以進行正常的減數分裂，得到正常的配子，所以花粉表現為可育，其細胞中染色體數為正常體細胞的一半(21條)。(3)因為花藥壁細胞為體細胞，含有兩個染色體組，所以該植株可以結實。(4)單倍體植株的染色體加倍后得到的是純合子，高產、抗病性狀可以穩定遺傳，而花藥壁植株為雜合子，后代會出現性狀分離，所以育種應選自然加倍的植株。(5)鑒別自然加倍植株與花藥壁植株的實質是鑒別其基因型，植物基因型鑒別的最佳方法是自交，如果后代只有一種表現型，則為自然加倍的植株，如果后代有性狀分離，則為花藥壁植株。
答案：(1)HhRr　(2)可育　21　(3)可結實　(4)自然加倍　自然加倍植株的基因型是純合的，花藥壁植株的基因型是雜合的　(5)讓兩種植株分別自交，子代性狀表現一致的是自然加倍植株，子代發生性狀分離的是花藥壁植株
科學思維——利用假說—演繹法判斷生物變異類型
1．可遺傳變異與不可遺傳變異及判斷方法
(1)可遺傳變異與不可遺傳變異
①不可遺傳變異環境變化，遺傳物質未變
②可遺傳變異
(2)判斷方法
2．基因突變與基因重組的判斷
3．染色體變異與基因突變的判斷
(1)判斷依據：光學顯微鏡下能觀察到的是染色體變異，不能觀察到的是基因突變。
(2)具體操作：制作正常個體與待測變異個體的有絲分裂臨時裝片，找到中期圖進行染色體結構與數目的比較可以判斷是否發生了染色體變異。
[典例]　(2021·黃岡調研)幾種性染色體異常果蠅的性別、育性等如圖所示。
(1)圖示果蠅發生的變異類型是____________________________________________。
(2)白眼雌果蠅(XrXrY)最多能產生Xr、XrXr、________和________四種類型的配子。該果蠅與紅眼雄果蠅(XRY)雜交，子代中紅眼雌果蠅的基因型為________________________________________________________________________。
(3)用黑身白眼雌果蠅(aaXrXr)與灰身紅眼雄果蠅(AAXRY)雜交，F1雌果蠅表現為灰身紅眼，雄果蠅表現為灰身白眼。F2中灰身紅眼與黑身白眼果蠅的比例為______，從F2灰身紅眼雌果蠅和灰身白眼雄果蠅中各隨機選取一只雜交，子代中出現黑身白眼果蠅的概率為________________。
(4)用紅眼雌果蠅(XRXR)與白眼雄果蠅(XrY)為親本雜交，在F1群體中發現一只白眼雄果蠅(記為“M”)。M果蠅出現的原因有三種可能：第一種是環境改變引起表現型變化，但基因型未變；第二種是親本果蠅發生基因突變；第三種是親本雌果蠅在減數分裂時X染色體不分離。請設計簡便的雜交實驗，確定M果蠅的出現是由哪一種原因引起的。
實驗步驟：___________________________________________________________。
結果預測：
Ⅰ.若_____________________________________________________，
則是環境改變；
Ⅱ.若_____________________________________________，則是基因突變；
Ⅲ.若________________________________________，則是減數分裂時X染色體不分離。
[解析]　(1)正常果蠅體細胞中染色體數為8條，有2個染色體組；圖示果蠅均發生個別染色體數目的增加或減少，屬于染色體數目變異。(2)基因型為XrXrY的白眼雌果蠅最多能產生Xr、XrY、XrXr、Y四種類型的配子，該果蠅與基因型為XRY的紅眼雄果蠅雜交，紅眼雄果蠅(XRY)可產生含XR的配子，該配子與白眼雌果蠅(XrXrY)產生的四種配子結合，后代的基因型分別為XRXr、XRXrY、XRXrXr、XRY，其中XRXr為雌性個體，XRY為雄性個體，根據圖示可知，XRXrY為雌性個體，XRXrXr的個體死亡，因此子代中紅眼雌果蠅的基因型為XRXr、XRXrY。(3)黑身白眼雌果蠅(aaXrXr)與灰身紅眼雄果蠅(AAXRY)雜交，F1的基因型為 AaXRXr、AaXrY，F2中灰身紅眼果蠅所占比例為3/4(A_)×1/2(XRXr、XRY)＝3/8，黑身白眼果蠅所占比例為1/4(aa)×1/2(XrXr、XrY)＝1/8，故兩者的比例為3∶1。從F2灰身紅眼雌果蠅(A_XRXr)和灰身白眼雄果蠅(A_XrY)中各隨機選取一只雜交，子代中出現黑身果蠅(aa)的概率為2/3(Aa)×2/3(Aa)×1/4＝1/9，出現白眼的概率為1/2(XrXr、XrY)，因此子代中出現黑身白眼果蠅的概率為1/9×1/2＝1/18。(4)由題干信息可知，三種可能情況下，M果蠅的基因型分別為XRY、XrY、XrO。因此，本實驗可以用M果蠅與多只正常的白眼雌果蠅(XrXr)雜交，統計子代果蠅的眼色。第一種情況下，XRY與XrXr的果蠅雜交，子代雌果蠅全部為紅眼，雄果蠅全部為白眼；第二種情況下，XrY與XrXr的果蠅雜交，子代全部是白眼；第三種情況下，由題干所給圖示可知，XrO的個體不育，因此其與XrXr的果蠅雜交，沒有子代產生。
[答案]　(1)染色體數目變異　(2)XrY　Y　XRXr、XRXrY　(3)3∶1　1/18　(4)M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交，分析子代的表現型　Ⅰ.子代出現紅眼(雌)果蠅　Ⅱ.子代表現型全部為白眼　Ⅲ.無子代產生
[思維建模]
利用假說—演繹法探究變異類型的答題模板(以上題為例)
[析題用模]
1．(2021·莆田一模)已知果蠅的紅眼和白眼由X染色體上A、a基因控制，XO型(只有一條性染色體)個體為不育的雄果蠅。將紅眼雄果蠅與白眼雌果蠅雜交，理論上F1雌性全為紅眼，雄性全為白眼。觀察發現，在上述雜交中，2 000～3 000只白眼雄果蠅中出現了一只紅眼雄果蠅M。為探究果蠅M出現的原因，將果蠅M與正常白眼雌果蠅雜交，下列分析錯誤的是(　　)
A．如果沒有子代產生，則果蠅M的基因型為XAO
B．如果要判斷果蠅M是否為XO型，可以通過顯微鏡檢查確定
C．如果子代雌雄果蠅均為白眼，則果蠅M的出現是僅由環境改變引起
D．如果子代雄性全為紅眼，雌性全為白眼，則果蠅M的出現為基因突變的結果
解析：選D　由題意可知，XO型(只有一條性染色體)個體為不育的雄果蠅，如果沒有子代，則果蠅M發生了染色體缺失，其基因型為XAO，A正確；染色體變異可以在光學顯微鏡下觀察到，所以要判斷果蠅M是否為XO型，可以通過顯微鏡檢查確定，B正確；果蠅M與正常白眼雌果蠅雜交，后代均為白眼，則果蠅M的基因型為XaY，因此果蠅M的出現是僅由環境改變引起，C正確；果蠅M與正常白眼雌果蠅雜交，若子代雄性全為白眼，雌性全為紅眼，則果蠅M的基因型為XAY，此時是發生了基因突變的結果，D錯誤。
2．果蠅的紅眼和白眼是一對相對性狀，缺刻翅和正常翅是另一對相對性狀，分別受一對等位基因控制。現用一些純合親本果蠅進行雜交實驗，結果如表，請回答下列問題：
組別 親本 F1表現型及比例 F2表現型及比例
1 紅眼♀×白眼♂ 紅眼♀∶紅眼♂＝1∶1 紅眼♀∶紅眼♂∶白眼♂＝2∶1∶1
2 缺刻翅♀×正常翅♂ 正常翅♀∶缺刻翅♂＝1∶1 —
(1)缺刻翅和正常翅這對相對性狀中顯性性狀是________。
(2)這兩對相對性狀的遺傳________(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由組合定律，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)研究者在組別2的F1中偶然發現了一只缺刻翅雌果蠅。出現該果蠅的原因可能是親本果蠅在形成配子時發生了基因突變，也可能是染色體片段缺失。請你選擇合適的材料，設計雜交實驗方案來判斷出現該缺刻翅果蠅的原因。(注：各型配子活力相同；雄性個體一條染色體片段缺失時胚胎致死。)
實驗方案：_______________________________________________________________。
結果預測：
Ⅰ.若____________________________，則為基因突變；
Ⅱ.若______________________，則為染色體片段缺失。
解析：(1)缺刻翅♀×正常翅♂→后代中雌性個體只有正常翅，說明正常翅對缺刻翅為顯性。親本的基因型為XbXb和XBY，F1的基因型為XBXb和XbY。(2)由第1組實驗結果可判斷控制果蠅紅眼和白眼的基因位于X染色體上，由于控制這兩對相對性狀的兩對等位基因都位于X染色體上，即位于同一對同源染色體上，所以這兩對相對性狀的遺傳不遵循基因的自由組合定律。(3)由于組別2的F1中雌果蠅應該都是正常翅，現偶然發現了一只缺刻翅雌果蠅，可能是親本果蠅在形成配子時發生了基因突變，也可能是染色體片段缺失，而雄性個體一條染色體片段缺失時胚胎致死。因此，可讓這只缺刻翅雌果蠅(XbXb或XbO)與正常翅雄果蠅(XBY)雜交，觀察子代表現型及比例。Ⅰ.如果子代中正常翅(XBXb)∶缺刻翅(XbY)＝1∶1，即雌性∶雄性＝1∶1，說明親本果蠅在形成配子時發生了基因突變；Ⅱ.由于雄性個體一條染色體片段缺失時胚胎致死，如果子代中正常翅(XBXb和XBO)∶缺刻翅[XbY和OY(胚胎致死)]＝2∶1，即雌性∶雄性＝2∶1，說明親本果蠅在形成配子時發生了染色體片段缺失。
答案：(1)正常翅　(2)不遵循　控制這兩對相對性狀的兩對等位基因位于同一對同源染色體上
(3)讓這只缺刻翅雌果蠅與正常翅雄果蠅雜交，觀察子代表現型及比例
Ⅰ.正常翅∶缺刻翅＝1∶1或雌性∶雄性＝1∶1
Ⅱ.正常翅∶缺刻翅＝2∶1或雌性∶雄性＝2∶1
一、選擇題
1．下列關于生物變異與育種的敘述，正確的是(　　)
A．基因重組只是基因間的重新組合，不會導致生物性狀變異
B．基因突變使DNA序列發生的變化，都能引起生物性狀變異
C．弱小且高度不育的單倍體植株，進行加倍處理后可用于育種
D．多倍體植株染色體組數加倍，產生的配子數加倍，有利于育種
解析：選C　生物的可遺傳變異包括基因重組、基因突變和染色體變異，都可能導致生物性狀變異，A錯誤；基因突變使DNA序列發生變化，當發生隱性突變時，不一定會引起生物性狀變異，B錯誤；單倍體植株經染色體加倍處理后，不但能正常生殖，而且每對染色體上的成對基因都是純合的，可用于育種，C正確；多倍體植株染色體組數加倍，但產生的配子數并不會加倍，D錯誤。
2．下圖中不屬于染色體結構變異的是(　　)
解析：選C　C項所示為兩條同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換，屬于基因重組。
3．果蠅紅眼對白眼為顯性，控制這對性狀的基因位于X染色體上。果蠅缺失1條Ⅳ號染色體仍能正常生存和繁殖，缺失2條則致死。一對都缺失1條Ⅳ號染色體的紅眼果蠅雜交(親本雌果蠅為雜合子)，F1中(　　)
A．染色體數正常的紅眼果蠅占1/2
B．缺失1條Ⅳ號染色體的白眼果蠅占1/4
C．紅眼雌果蠅占1/4
D．白眼雄果蠅占1/4
解析：選D　由題意可知，紅眼和白眼在性染色體上，XBXb和XBY交配后代的基因型為：XBXB∶XBXb∶XBY∶XbY＝1∶1∶1∶1，親本中均缺失一條Ⅳ號染色體，所以后代中缺失一條的占1/2，缺失兩條的和染色體正常的均占1/4，缺失兩條的不能存活，因此后代染色體數正常的占1/3，缺失一條染色體的占2/3。后代白眼雄果蠅占1/4，紅眼雌果蠅占1/2，染色體數目正常的紅眼果蠅占3/4×1/3＝1/4，缺失1條Ⅳ號染色體的白眼果蠅占1/4×2/3＝1/6。
4．下列有關生物變異的敘述中，正確的是(　　)
A．T2噬菌體、醋酸桿菌和水稻均可發生基因突變與染色體變異
B．高莖豌豆(Dd)自交后代出現性狀分離的原因是基因重組
C．某植物經X射線處理后未出現新的性狀，則沒有新基因產生
D．黃色圓粒豌豆(YyRr)自交過程中，基因突變、基因重組和染色體變異均可能發生
解析：選D　T2噬菌體是病毒，醋酸桿菌是原核生物，二者均無染色體，因此，T2噬菌體、醋酸桿菌和水稻均可發生的可遺傳變異是基因突變。基因重組是指在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合，但高莖豌豆(Dd)自交后代出現性狀分離的原因是等位基因D與d分離后產生的配子隨機結合，而不是基因重組。植物的基因發生突變后不一定會引起生物性狀的改變。黃色圓粒豌豆(YyRr)自交過程中，由于基因Y、y與基因R、r之間可以發生自由組合，因此可能出現基因重組，在細胞分裂過程中，也可能發生基因突變和染色體變異。
5．關于高等植物細胞中染色體組的敘述，錯誤的是(　　)
A．二倍體植物的配子只含有一個染色體組
B．每個染色體組中的染色體均為非同源染色體
C．每個染色體組中都含有常染色體和性染色體
D．每個染色體組中各染色體DNA的堿基序列不同
解析：選C　一個染色體組是指細胞中的一組非同源染色體，它們在形態和功能上各不相同，但又互相協調，共同控制生物的生長、發育、遺傳和變異，B、D正確；二倍體植物的配子是經減數分裂產生的，配子中只含有一個染色體組，A正確；雌雄同體的高等植物，如水稻、豌豆等沒有性染色體，C錯誤。
6．現有抗病、黃果肉(ssrr)和易感病、紅果肉(SSRR)兩個番茄品種，研究人員欲通過雜交育種培育出一個既抗病又是紅果肉的新品種(ssRR)。下列敘述正確的是(　　)
A．親本雜交產生F1的過程中s和R發生了基因重組
B．可以直接在F2中選出目標新品種進行推廣
C．此育種過程中產生了新的基因型
D．也可利用F1經過花藥離體培養后直接得到目標新品種
解析：選C　親本ssrr和SSRR雜交，F1基因型為SsRr，S和R集中在同一個體是因為配子隨機結合，A錯誤；F2中抗病紅果肉(ssR_)的基因型有兩種，無法直接選出純合的ssRR，B錯誤；雜交育種沒有產生新基因，產生的是新基因型，C正確；F1基因型為SsRr，產生SR、Sr、sR、sr四種配子，利用F1花藥離體培養產生的是單倍體，而不是目標新品種，D錯誤。
7．雜交育種是植物育種的常規方法，其選育純合新品種的一般方法是(　　)
A．從子一代中即可選出
B．從子三代中選出，因為子三代才出現純合子
C．隱性品種可從子二代中選出；經隔離選育后，顯性品種從子三代中選出
D．只能從子四代中選出能穩定遺傳的新品種
解析：選C　雜交育種的目的是獲得不同親本優良性狀的純合子，若所需品種是隱性品種，可從子二代中選出，若所需品種是顯性品種，在子二代中已經出現了純合子，但是還存在雜合子，所以經隔離選育后，顯性品種從子三代中選出，C正確，A、B、D錯誤。
8．(2021年1月新高考8省聯考·廣東卷)果蠅的P元件是一段DNA序列，根據是否含有P元件，果蠅可分為M型品系(野生型)和P型品系(含P元件)。P元件僅在生殖細胞中可發生易位，造成染色體的多種畸變等異常，而導致F1性腺不發育，但F1具有正常的體細胞組織。P元件在細胞質中的翻譯產物是一種蛋白因子，抑制P元件的易位。下列雜交中可導致F1不育的是(　　)
A．P型父本×P型母本　　　 B．M型父本×P型母本
C．P型父本×M型母本 D．M型父本×M型母本
解析：選C　由題意分析可知，P型母本產生的卵細胞中含P元件，細胞質中有P元件的翻譯產物，抑制了P元件的易位，使得P型父本×P型母本雜交產生的F1可育；P型母本產生的卵細胞中含P元件，細胞質中有P元件的翻譯產物，抑制了P元件的易位，使得M型父本×P型母本的F1可育；P型父本產生的精子中含有P元件，且精子幾乎沒有細胞質，無P元件翻譯產物的抑制作用，而M型母本不含P元件，無法抑制P元件的易位，導致F1不育；M型父本與M型母本都不含P元件，M型父本×M型母本雜交產生的F1可育。
9．MYC基因能促進細胞正常增殖或無限增殖獲永生化功能，該基因若在B細胞增殖時發生如圖所示變化，則會導致B細胞癌變而使人患Burkitt淋巴瘤病。某男孩16歲時患上Burkitt淋巴瘤病，已知其家族中無人患該病。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．該男孩患病的根本原因是有絲分裂過程中發生染色體結構變異中的易位
B．該男孩精原細胞經減數分裂產生的生殖細胞的基因型有lg、MYC MYC lg、MYC lg三種
C．據圖推斷正常人B細胞中MYC基因表達的情況為：不表達或低表達
D．MYC基因與lg基因共同作用使MYC基因過度表達是導致Burkitt淋巴瘤病的直接原因
解析：選B　根據題干和題圖可以得出結論：MYC基因在B細胞增殖時因染色體易位而導致B細胞癌變，而B細胞(體細胞)的增殖方式只能是有絲分裂，A正確；該男孩患病的根本原因是B細胞有絲分裂過程中染色體發生易位，而其生殖腺中精原細胞并未發生變異，正常的精原細胞的基因型為MYCMYClglg，故減數分裂只產生MYClg一種類型的精子，B錯誤；據圖分析可知，8號染色體的MYC基因易位到14號染色體，MYC基因與lg基因共同作用使MYC蛋白增加，并促使B細胞無限增殖而導致人患Burkitt淋巴瘤病，由此可推斷出正常人體B細胞內MYC基因不表達或低表達，C、D正確。
10.(2020·北京等級考)為探究干旱對根尖細胞有絲分裂的影響，用聚乙二醇溶液模擬干旱條件，處理白刺花的根尖，制片(壓片法)后用顯微鏡觀察染色體變異(畸變)的情況，細胞圖像如圖。相關敘述正確的是(　　)
A．制片需經龍膽紫染色→漂洗→鹽酸解離等步驟
B．直接使用高倍物鏡尋找分生區細胞來觀察染色體
C．染色體的形態表明該細胞正處于細胞分裂的間期
D．觀察結果表明該細胞染色體發生了變異(畸變)
解析：選D　觀察根尖細胞有絲分裂的實驗中，裝片的制作流程為解離→漂洗→染色→制片，A錯誤；觀察細胞中的染色體時，應先在低倍物鏡下找到分生區細胞并移至視野中央，再換高倍物鏡進行觀察，B錯誤；圖示根尖細胞中姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體，由紡錘絲牽引著，移向細胞兩極，表明該細胞正處于有絲分裂的后期，C錯誤；圖示中出現了斷裂的染色體片段，表明該細胞染色體的結構發生了變異(畸變)，D正確。
11．現用高稈抗病(AABB)品系和矮稈不抗病(aabb)品系培育矮稈抗病(aaBB)品系，對其過程分析正確的是(　　)
A．F1中雖未表現出矮稈抗病的性狀組合，但已經集中了相關基因
B．F2中出現重組性狀的原因是F1雌雄配子隨機結合帶來的基因重組
C．選種一般從F3開始，因為F3才有能穩定遺傳的矮稈抗病品系
D．通常利用F2的花粉進行單倍體育種，可以明顯縮短育種年限
解析：選A　高稈抗病(AABB)品系和矮稈不抗病(aabb)品系雜交后代F1的基因型為AaBb，F1中雖未表現出矮稈抗病的性狀組合，但已經集中了相關基因，A正確；F2中出現重組性狀的原因是F1產生配子時發生了基因重組，B錯誤；F2中出現了性狀分離，因此選種一般從F2開始，C錯誤；通常利用F1的花粉進行單倍體育種，可以明顯縮短育種年限，D錯誤。
12．已知現存土豆均為雜種(只要有一對基因雜合，即為雜種)，可用塊莖繁殖，欲通過一代雜交選育出黃肉(A基因控制)抗病(另一條染色體上的B基因控制)品種，應選用的雜交親本是(　　)
A．AaBb×aabb　　　　　　 B．AABb×aaBb
C．AaBB×Aabb D．aaBb×Aabb
解析：選D　根據題干可知馬鈴薯黃肉為顯性性狀，抗病也是顯性性狀，故要通過雜交育種獲得黃肉抗病的新品種需要選擇雙親的基因型分別是aaBb、Aabb。得到的后代中有四種表現型，可以根據其表現型黃肉抗病確定其基因型為AaBb，再利用塊莖來繁殖下一代即得到所要求的品種。
13．(2020·北京等級考)為培育具有市場競爭力的無籽柑橘，研究者設計如下流程。相關敘述不正確的是(　　)
A．過程①需使用胰蛋白酶處理
B．實現過程②依賴膜的流動性
C．過程③需應用植物組培技術
D．三倍體植株可產生無籽柑橘
解析：選A　植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，所以過程①需使用纖維素酶和果膠酶處理，A錯誤；②過程為原生質體的融合過程，該過程依賴膜的流動性，B正確；過程③需應用植物組培技術將雜種細胞培育成個體，C正確；題中的三倍體植株含有三個染色體組，在減數分裂過程中染色體聯會紊亂，因此三倍體植株不可育，但其可產生無籽柑橘，D正確。
14．性染色體形態學進化學說認為：X染色體是同源染色體部分轉移所致，如圖所示。這種變化可能導致(　　)
A．染色體數目減少 B．染色體基因重復
C．染色體倒位 D．染色體易位
解析：選B　從題干及圖解信息可推測，由于同形染色體部分轉移至同源染色體上，可能會使原來的染色體上出現重復基因。
15．(2021·青島模擬)下列關于變異的敘述，正確的是(　　)
A．非同源染色體互換部分片段會引起細胞內基因重組，基因的種類也會改變
B．21三體綜合征患者的體細胞中有三個染色體組
C．染色體變異中的倒位會使染色體上的基因排列順序發生改變
D．單倍體生物的體細胞中都沒有同源染色體，因而不具有可育性
解析：選C　非同源染色體互換部分片段屬于染色體結構變異，不屬于基因重組，A錯誤；21三體綜合征患者的體細胞中有2個染色體組，但第21號染色體有3條，B錯誤；染色體變異中的倒位會使染色體上的基因排列順序發生改變，C正確；單倍體生物的體細胞中可能含有同源染色體，如六倍體小麥形成的單倍體中含有同源染色體，D錯誤。
二、非選擇題
16．獵豹(2n)是陸地上奔跑最快的動物，圖甲是正常獵豹的兩對常染色體上的基因分布圖，花斑體色(A)和黃體色(a)、體重(B)和體輕(b)、抗病(D)和不抗病(d)。乙、丙、丁是種群中的變異類型，已知缺少整條染色體的生殖細胞致死但個體不致死。請回答下列問題：
(1)與甲相比，乙、丙、丁發生的變異類型是________，且丁個體發生于________分裂。
(2)若不考慮交叉互換，乙個體減數分裂產生的生殖細胞基因型及比例為________________________________________________________________________。
(3)若只研究一對等位基因D、d的遺傳，丙個體測交子代中抗病且染色體異常個體的比例為________。
(4)若只研究A、a與D、d的遺傳，則丁個體與甲個體交配，預計子代與甲基因型相同的個體比例為________。
(5)自然情況下，若干年后預計種群中D、d基因的變化情況及原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)乙為染色體結構變異，丙、丁為染色體數目變異，因此三者的變異類型屬于染色體變異。丁個體的產生可能有兩個來源：一是具有正常染色體的受精卵在有絲分裂過程中丟失一條染色體，導致分裂分化出的個體細胞如丁圖所示；二是由正常的雌配子(或雄配子)與丟失一條染色體的異常的雄配子(或雌配子)結合形成的受精卵發育而來。又根據題干信息“缺少整條染色體的生殖細胞致死”，可以排除第二種可能，則丁個體是有絲分裂異常導致的。(2)乙個體在減數分裂過程中同源染色體分離，非同源染色體自由組合，產生的配子基因型及比例為ABD∶ABd∶ad∶aD＝1∶1∶1∶1。(3)丙個體產生的配子種類及比例為1D∶1dd∶2Dd∶2d，與基因型為dd的個體測交，后代的基因型及比例為1Dd∶1ddd∶2Ddd∶2dd。其中抗病且染色體異常的個體基因型是Ddd，所占比例為1/3。(4)丁個體(AaD)與甲個體(AaDd)交配，子代與甲基因型相同的概率為1/2×1/2＝1/4。(5)由于D是抗病基因，因此具有該基因的個體在自然選擇中處于優勢，而dd個體在自然選擇中易被淘汰，因此若干年后，D基因頻率上升，d基因頻率下降。
答案：(1)染色體變異　有絲　(2)ABD∶ABd∶ad∶aD＝1∶1∶1∶1　(3)1/3　(4)1/4　(5)D基因頻率升高，d基因頻率降低，原因是自然選擇使種群基因頻率定向向有利變異的D方向改變
17．根據材料回答問題：
Ⅰ.現有一植株，其細胞中控制花色的基因在DNA上的位置及控制花色的生化流程如圖所示。
(1)控制花色的兩對基因的遺傳________(填“符合”或“不符合”)孟德爾的自由組合定律。
(2)基因型為Aabb的植株的花色為________。
(3)若該植株為豌豆，進行測交時應對母本進行____________________________等一系列處理。
Ⅱ.棉花中基因A控制短纖維，基因B控制短果枝，D為抗蟲基因(整合上的)，其中基因B和D位于同一條染色體上，不考慮交叉互換的影響。
(1)若抗蟲基因的遺傳符合孟德爾遺傳規律，則圖1植株自交，F1中能夠穩定遺傳的長纖維抗蟲植株所占比例是________。
(2)若染色體缺失不影響減數分裂，但缺失純合子引起胚胎致死。由于某個基因缺失，引起圖1植物自交后代中短纖維短果枝植株與長纖維短果枝植株的數量比為3∶1，請在圖2中繪制出相應的基因定位圖。
(3)將基因D導入棉花中涉及的工具酶有限制酶和DNA連接酶，二者作用于DNA的部位________(填“相同”或“不同”)。
解析：Ⅰ.(1)由于兩對等位基因位于一對同源染色體上，所以兩對基因的遺傳不符合孟德爾的自由組合定律。(2)根據圖示可知，只有同時具有A和B基因才表現為紅色，所以基因型為Aabb的植株的花色為白色。(3)豌豆是嚴格的自花受粉、閉花傳粉植物，測交實驗中要考慮對母本進行去雄與套袋等處理。Ⅱ.(1)若抗蟲基因的遺傳符合孟德爾遺傳規律，則圖1植株的基因型為AaDO(O表示沒有其等位基因)，自交后代中能穩定遺傳的長纖維抗蟲植株的基因型為aaDD，其所占比例為1/4×1/4＝1/16。(2)根據題意可知，短纖維短果枝植株的基因型為A_B_，長纖維短果枝植株的基因型為aaB_，由AaBb自交后代中A_B_∶aaB_＝9∶3，即3∶1，可得知b基因缺失，進而畫出相關圖示。(3)將基因D導入棉花中涉及的工具酶為限制酶和DNA連接酶，兩者均作用于DNA的磷酸二酯鍵。
答案：Ⅰ.(1)不符合　(2)白色　(3)未成熟花的去雄→套袋→受粉→套袋
Ⅱ.(1)1/16　(2)如圖所示　(3)相同　

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