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夯基提能练 22 染色体变异与育种
第一部分【夯实基础】
答案和解
析在卷尾
1．已知某DNA片段上有基因A、无效片段和基因B，其分布如图所示，现
将某外来DNA片段(m)插入位点a或b，下列关于变异类型的说法正确的是(
)
A．若m为无效片段且插入位点a，则发生了基因突变
B．若m为无效片段且插入位点b，则发生了染色体变异
C．若m为有效片段且插入位点a，则发生了基因重组
D．若m为有效片段且插入位点b，则发生了染色体变异
2．(2020·山东等级考) 在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而
不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝点分裂后向两极移动时出现
“染色体桥”结构，如图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并
在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其
他变异，关于该细胞的说法错误的是( )
A．可在分裂后期观察到“染色体桥”结构
B．其子细胞中染色体的数目不会发生改变
C．其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段
D．若该细胞基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞
3．下列关于单倍体、二倍体和多倍体的叙述，不正确的是( )
A．二倍体生物一定是由受精卵直接发育而来的
B．单倍体生物体细胞中不一定只含有一个染色体组
C．采用花药离体培养的方法得到的个体是单倍体
D．三倍体无子西瓜体细胞含有三个染色体组4．野生猕猴桃是一种多年生富含 V 的二倍体(2n＝58)小野果。下图是某科
c
研小组以大量的野生猕猴桃种子(aa)为实验材料培育抗虫猕猴桃无子新品种的过
程，分析正确的是( )
A．该培育过程中不可使用花药离体培养
B．③⑦过程必须使用秋水仙素
C．⑤的亲本不是同一物种
D．⑥过程得到的个体是四倍体
5．如图为雄果蝇体细胞染色体组成示意图，以下说法正确的是( )
A．雄果蝇的一个染色体组含有的染色体是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y
B．X染色体上的基因控制的性状遗传，均表现为性别差异
C．果蝇体内的细胞，除生殖细胞外都只含有两个染色体组
D．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X(或Y)四条染色体互相协调，共同控制果蝇生长、发育、
遗传和变异
第二部分【能力提升】
6. 家蚕中，基因S(黑缟斑)、s(无斑)位于2号染色体上，基因Y(黄血)和y(白
血)也位于2号染色体上，假定两对等位基因间完全连锁无互换。用 X射线处理
蚕卵后，发生了图中所示的变异，具有该类型变异的一对家蚕交配产生的子代中，
黑缟斑白血∶无斑白血为2∶1。下列相关叙述错误的是( )
A．缺失杂合体和缺失纯合体的存活率相同
B．具有乙图基因的家蚕表现为黑缟斑、白血
C．具有甲图基因的家蚕交配产生的后代有三种基因型D．X射线照射后发生的变异为染色体缺失
7. 普通西瓜(二倍体)每个细胞含22条染色体，如图为一个三倍体无子西瓜
的剖面图，下列叙述正确的是( )
A．培育无子番茄与培育无子西瓜所利用的原理相同
B．①的细胞内含有22条染色体，②的细胞内含有33条染色体
C．无子西瓜培育过程中，秋水仙素处理可使着丝点不分裂，导致染色体加
倍
D．无子西瓜形成的原因是减数分裂过程中染色体联会紊乱
8．下图是某精原细胞内两对同源染色体发生的结构变化，染色体上的字母
表示基因，相关叙述不正确的是( )
A．染色体结构改变后，N基因和b基因的表达可能会受到影响
B．图中所示的染色体结构改变，会涉及DNA分子的断裂和连接
C．染色体结构改变后，B和N基因在同源染色体相同位置上，是等位基因
D．染色体结构改变后，该细胞形成精子时，等位基因N和n可不发生分离
9．下列关于染色体变异的叙述，正确的是( )
A．染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异
B．染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力
C．染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响
D．通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型
10．(2021·辽宁沈阳一模)下列关于可遗传变异的相关叙述，错误的是( )
A．染色体结构变异可导致果蝇棒状眼的形成
B．基因重组可发生在细胞减数分裂的四分体时期
C．基因突变改变了基因结构但并未改变基因的数目D．染色体数目的变异可改变基因数目或基因排列顺序
11．(2019·江苏高考)下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是( )
A．基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异
B．基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异
C．弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种
D．多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种
12．(2021·辽宁高三5月模拟)如图为某三体(含三条7号染色体)水稻的6号、
7号染色体及相关基因示意图，图中基因A/a控制水稻的有芒和无芒，基因B/b
控制抗病和易感病，且抗病对易感病为显性。已知该三体水稻产生配子时，7号
染色体中的一条染色体会随机进入配子中，最终形成含1条或2条7号染色体的
配子，含2条7号染色体的精子不参与受精，其他配子均正常参与受精。下列相
关叙述正确的是( )
A．三体水稻的任意一个体细胞中都有三个染色体组
B．减数分裂过程中，6号、7号染色体上的等位基因都会分离
C．三体水稻可能是7号染色体异常的精子与正常卵细胞受精产生的
D．该三体水稻作父本，与基因型为bb的母本杂交，子代中抗病个体占1/3
二、非选择题
13．利用遗传和变异的原理培育农作物的新品种在现代农业生产上得到了广
泛应用。用某闭花受粉的植物进行育种实验。请回答下列问题：
(1)自然状态下该植物一般都是________合子。若采用诱变育种，在γ射线处
理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有________、________和多害性
等特点。
(2)生产中使用的该植物品种都是具有优良性状的杂合子(杂种优势)，且该植
物的穗大(A)对穗小(a)为显性，黄粒(B)对白粒(b)为显性。请利用现有的穗大白粒
和穗小黄粒品种(基因型未知)设计一个快速的育种方案，以实现长期培育穗大黄
粒(AaBb)优良品种的目的。14．玉米的紫株与绿株由位于 6号染色体上的A和a基因控制。科研人员将
某紫株玉米用X射线照射后，给绿株玉米授粉，F 共收获732株紫株玉米和2株
1
绿株玉米。请回答问题：
(1)玉米的紫株和绿株是一对________性状。根据杂交结果判断，亲代紫株的
基因型为________。
(2)科研人员推测，F 出现绿株玉米可能是由于 X射线的照射使紫株玉米在
1
________过程产生配子时发生了基因突变。为此，将 F 中绿株玉米与
1
________(填“纯合”或“杂合”)紫株玉米杂交，后代均为紫株(F )，F 玉米再
2 2
进行________，统计子代(F )性状发现紫株∶绿株＝6∶1(≠3∶1)，该结果并不
3
支持基因突变的假设。
(3)为了进一步研究 F 出现绿株的原因，用显微镜观察 F 绿株玉米处于
1 1
____________________期的细胞中染色体的形态，发现 6号染色体不等长的现象，
示意图如下。
①据此推测F 中出现绿株玉米的变异类型是________________。
1
②请在图示基因位点中选择恰当位点标出F 绿株的基因组成。
1
③科研人员发现同时含有两条异常6号染色体的个体致死，请据此解释(2)中
F 紫株∶绿株＝6∶1 的原因__________________________________________
3
______________________________________________________________________
____________________________________________________________________
(用文字、遗传图解均可)。
第三部分【综合拓展】
15．家蚕是一种具有很高经济价值的吐丝昆虫，雄蚕吐丝多且质量好，生产
上更受青睐，但受精卵及幼蚕阶段雌雄不易区分。育种工作者利用遗传变异原理，
培育出了多种突变型，解决了这一问题。已知卵色的黑色与白色分别由位于 10
号染色体上的B和b基因决定，幼蚕体色中的有斑纹与无斑纹性状分别由 2号染
色体上的D和d基因控制，请分析回答：
(1)将原本基因型为Bb的个体的10号染色体上带有B基因的染色体片段转移至W染色体上，培育出第一种突变类型，该突变型家蚕为________性个体。已
知该突变型个体与10号染色体上决定卵色的基因型为Bb的某野生型家蚕交配，
后代中卵为________色的个体一定是雄蚕，这些个体占全部雄蚕的比例为
________。
(2)将带有D基因的染色体片段转移至 W染色体上，该变异家蚕与无斑纹的
野生型家蚕交配，子代中的雌性个体与父本回交，多次回交后可培育出常染色体
正常的“限性斑纹雌蚕”，“限性斑纹雌蚕”的基因型为________，利用它可培
育出根据体色辨别幼蚕性别的后代。请简要描述利用“限性斑纹雌蚕”选育雄蚕
的 思 路 ： _______________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)两种突变型家蚕的培育依据的变异原理是染色体结构变异中的______，一
般用物理方法诱发它们的染色体变异。除诱变育种外，“限性斑纹雌蚕”的培育
过程还应用了________育种方法。
16．(2021·河北选择性考试)我国科学家利用栽培稻(H)与野生稻(D)为亲本，
通过杂交育种方法并辅以分子检测技术，选育出了 L12和L7两个水稻新品系。
L12的12号染色体上带有D的染色体片段(含有耐缺氮基因T )，L7的7号染色
D
体上带有D的染色体片段(含有基因S )，两个品系的其他染色体均来自于 H(图
D
1)。H的12号和7号染色体相应片段上分别含有基因T 和S 。现将两个品系分
H H
别与H杂交，利用分子检测技术对实验一亲本及部分 F 的T /T 基因进行检测，
2 D H
对实验二亲本及部分F 的S /S 基因进行检测，检测结果以带型表示(图2)。
2 D H
回答下列问题：
(1)为建立水稻基因组数据库，科学家完成了水稻________条染色体的DNA测序。
(2)实验一F 中基因型T T 对应的是带型________。理论上，F 中产生带型
2 D D 2
Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的个体数量比为______________。
(3)实验二F 中产生带型α、β和γ的个体数量分别为12、120和108，表明F
2 2
群体的基因型比例偏离________定律。进一步研究发现，F 的雌配子均正常，但
1
部分花粉无活性。已知只有一种基因型的花粉异常，推测无活性的花粉带有
________(填“S ”或“S ”)基因。
D H
(4)以L7和L12为材料，选育同时带有来自D的7号和12号染色体片段的纯
合品系X(图3)。主要实验步骤包括：①__________________________________；
②对最终获得的所有植株进行分子检测，同时具有带型________的植株即为目的
植株。
(5)利用X和H杂交得到F ，若F 产生的无活性花粉所占比例与实验二结果
1 1
相同，雌配子均有活性，则F 中与X基因型相同的个体所占比例为________。
2
参考答案及解析
1.C解析 若m为无效片段且插入原DNA中无效片段内的位点a，没有破坏
原基因，所以没有发生基因突变，A错误；若m为无效片段且插入原DNA中基
因B内的位点b，导致原基因B结构被破坏，这属于基因突变，B错误；若m为
有效片段且插入原DNA无效片段的位点a，原基因无影响，原基因表达，插入
基因也表达，这属于基因重组，C正确；若m为有效片段且插入基因 B内的位
点b，导致基因B结构被破坏，若插入基因表达，则发生了基因重组与基因突变，
D错误。
2.C解析 由题干信息可知，着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，故可以在有丝分裂后期观察到“染色体桥”结构，A正确；出现“染色体
桥”后，在两个着丝点间任意位置发生断裂，可形成两条子染色体分别移向细胞
两极，其子细胞中染色体数目不会发生改变，B正确；“染色体桥”现象使姐妹
染色单体之间发生了片段的连接，不会出现非同源染色体片段，C错误；若该细
胞的基因型为Aa，出现“染色体桥”后着丝点间发生断裂时，一条姐妹染色单
体上的a转接到了另一条姐妹染色体上，则会产生基因型为 Aaa的子细胞，D正
确。
3.A解析 二倍体生物可由受精卵直接发育而来，也可能经过无性生殖产生，
A错误；单倍体生物体细胞中含有本物种配子染色体组数，不一定只含有一个染
色体组，B正确；采用花药离体培养的方法得到的个体是由配子发育而来的，都
是单倍体，C正确；二倍体西瓜幼苗用秋水仙素处理，可以得到四倍体植株，接
受普通二倍体西瓜的正常花粉，形成的受精卵含有 3个染色体组，由受精卵发育
成的三倍体无子西瓜含有三个染色体组，D正确。
4.C解析 ②④过程均可使用花药离体培养成单倍体幼苗后用秋水仙素处理
加倍，A错误；③⑦过程还可以进行低温诱导，B错误；⑤的两亲本一个为二倍
体，一个为四倍体，二者不是同一物种，C正确；⑥过程为基因工程育种，染色
体组数不变，该个体仍为三倍体，D错误。
5.D解析 一个染色体组中是没有同源染色体的，而 X与Y为一对同源染色
体，A错误；X染色体与Y染色体具有同源区段，此区段上基因控制的性状不一
定表现出性别差异，B错误；果蝇体细胞有丝分裂后期染色体数目加倍，含有四
个染色体组，C错误。
6.A解析 由于两对基因完全连锁，该类型变异的一对家蚕交配，产生的配
子基因型及比例为S∶sy＝1∶1，所以子代基因型及比例应为SS∶Ssy∶ssyy＝
1∶2∶1，表现型分别为黑缟斑、黑缟斑白血、无斑白血，根据题干后代表现型
及比例可知，SS由于缺少血色基因而致死，即说明缺失杂合体和缺失纯合体的
存活率不等，A错误；乙图基因型为Ssy，因此家蚕表现为黑缟斑、白血，B正
确；甲图SsYy的家蚕产生的配子种类有SY∶sy＝1∶1，该种基因型的家蚕交配
产生的后代有SSYY、SsYy、ssyy三种基因型，C正确；用X射线处理蚕卵后，
Y基因所在的染色体片段丢失，该变异属于染色体结构变异中的缺失，D正确。7.D解析 培育无子西瓜(多倍体育种)的原理是染色体变异，而培育无子番
茄的原理是生长素能够促进子房发育为果实，A错误；题图为三倍体无子西瓜，
是由三倍体植株的子房发育而来的，所以①种皮和②果肉的细胞内均含有33条
染色体，B错误；秋水仙素的作用是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，而不是
抑制着丝点的分裂，C错误。
8.C解析 分析图示可知，非同源染色体之间发生了片段的交换，属于染色
体结构变异中的易位。B和N基因属于非等位基因，C错误。
9.D解析 染色体片段的增加、缺失和易位等结构变异，会使排列在染色体
上的基因数目或排列顺序发生改变，从而对个体性状产生影响，C错误；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，A、B错误；
远缘杂交得到的F 是不育的，通过诱导使其染色体数目加倍进而可育，由此可
1
以培育作物新类型，D正确。
10.D解析 染色体数目的变异一般不改变基因排列顺序，D错误。
11.C解析 生物的可遗传变异包括基因重组、基因突变和染色体变异，都可
能导致生物性状变异，A错误；基因突变使DNA序列发生变化，当发生隐性突
变时，不一定会引起生物性状变异，B错误；多倍体植株染色体组数加倍，但产
生的配子数不会加倍，D错误。
12.D解析 三体水稻只是7号染色体增加一条，染色体组仍为两个，A错误；
因减数分裂时7号染色体产生配子时其中一条染色体会随机进入配子中，如果是
B移动到一极，bb移到另一极，则发生等位基因的分离，若 Bb移动到一极，而
b移动到另一极则移到一极的Bb不发生等位基因的分离，B错误；由题干信息
知，含2条7号染色体的精子不参与受精，C错误；该三体水稻作父本，产生的
精子及比例为 B∶b∶Bb∶bb＝1∶2∶2∶1，其中可参与受精的只有 B∶b＝
1∶2，母本产生的卵细胞只有b一种，所以，受精后抗病个体占1/3(Bb)，D正
确。
13.(1)纯 低频性 不定向性
(2)①分别种植穗大白粒、穗小黄粒植株，性成熟后，分别取其花药离体培
养至单倍体幼苗，然后用秋水仙素处理得到二倍体纯合子，分别自交，选择穗大
白粒(AAbb)、穗小黄粒(aaBB)分别留种。②分别种植穗大白粒(AAbb)、穗小黄粒(aaBB)的植株，选择其中的一部分植株进行杂交，获得穗大黄粒(AaBb)的杂合
子品种。③其余另一部分植株进行自交，获得穗大白粒(AAbb)、穗小黄粒(aaBB)
分别留种。(其他答案合理也可)
解析 (2)快速育种常用单倍体育种方法。第一步为选育亲本纯合子：由于现
有的穗大白粒和穗小黄粒品种基因型未知，先分别种植穗大白粒、穗小黄粒植株，
性成熟后，分别取其花药离体培养至单倍体幼苗，然后用秋水仙素处理得到二倍
体纯合子，分别自交，选择穗大白粒(AAbb)、穗小黄粒(aaBB)分别留种；第二步
为培育穗大黄粒(AaBb)的杂合子：分别种植穗大白粒(AAbb)、穗小黄粒(aaBB)的
植株，选择其中的一部分植株进行杂交，获得穗大黄粒(AaBb)的杂合子品种；第
三步为保留纯合子：种植穗大白粒(AAbb)、穗小黄粒(aaBB)的植株分别自交，分
别留种，以实现长期培育杂合子的目的。
14.答案 (1)相对 AA
(2)减数分裂 纯合 自交
(3)减数第一次分裂前(四分体、联会) ①染色体结构变异
②
③缺失F 绿株的基因型为aO，与纯合紫株AA杂交，F 紫株基因型为1/2AO
1 2
和 1/2Aa，F 自交后代表现型及比例为：紫株(2/8AA、2/8AO、2/8Aa)∶绿株
2
(1/8aa)＝6∶1。
解析 (2)若亲本紫株玉米用X射线照射后，使其在减数分裂产生配子的过
程中，A基因突变为a基因，则F 中会出现基因型为aa的绿株玉米，将F 中绿
1 1
株玉米与纯合紫株玉米杂交，F 全为紫株玉米(Aa)，让F 紫株玉米进行自交，理
2 2
论上 F 中表现型及比例应为紫株∶绿珠＝3∶1，而实际上 F 中紫株∶绿株＝
3 3
6∶1(≠3∶1)，该结果并不支持基因突变的假设。
(3)同源染色体配对发生在减数第一次分裂的联会时期，即前期，所以要观察
上图染色体现象，应选择处于减数第一次分裂的前期细胞进行观察。
①由题图可以看出，联会的两条6号染色体，其中一条缺失了部分片段，该
变异类型为染色体结构变异。
②F 绿株是由于a基因的等位基因A缺失而形成，故细胞中只有 a基因，基
1因位置见答案。
15.答案 (1)雌 白
(2)ddZWD “限性斑纹雌蚕”与无斑纹的野生型雄蚕交配，后代中有斑纹个
体一定为雌性，淘汰，无斑纹个体一定为雄性，选出即可
(3)易位 杂交
解析 (1)家蚕为ZW型性别决定，含有ZW染色体的表现为雌性，故突变型
家蚕为雌性。该突变型由基因型为Bb的雌性个体发生染色体易位得来，所以该
个体的基因型为ObZWB，与BbZZ雄蚕杂交，后代雌蚕均含有WB，卵表现为黑
色，雄蚕的基因型为BbZZ、OBZZ、bbZZ、ObZZ，故卵表现为白色的一定为雄
蚕，白色雄蚕(bbZZ、ObZZ)占雄蚕比例为。
(2)D基因转移到W染色体上得到的变异家蚕为ZWD，与无斑纹野生型家蚕
ddZZ交配，并与父本多次回交，所得“限性斑纹雌蚕”为ddZWD。由于含有
WD的个体为雌性，要通过这一性状判断雌雄需要产生的雄蚕均为 dd，故选用无
斑纹的野生型雄蚕与其交配。
(3)两种变异都是将染色体片段移接到其非同源染色体上，均属于染色体变异
的易位。培育过程中还应用了杂交育种。
16.答案 (1)12
(2)Ⅲ 1∶2∶1
(3)(基因)分离 S
D
(4)将L7和L12杂交，获得F 后自交 α和Ⅲ
1
(5)1/80
解析 (1)水稻为雌雄同株的植物，没有性染色体和常染色体之分，分析题图
可知，水稻含有12对同源染色体，即有24条染色体，故对水稻基因组测序，需
要完成12条染色体的DNA测序。
(2)实验一是将 L12(基因型 T T )与 H(基因型 T T )杂交，F 的基因型为
D D H H 1
T T ，F 的基因型分别为T T ∶T T ∶T T ＝1∶2∶1，其中T T 对应的是带型
D H 2 D D D H H H D D
与亲本L12对应的条带相同，即条带Ⅲ，T T 对应的带型与H对应的条带相同，
H H
即条带Ⅰ，则T T 对应的是条带Ⅱ，所以理论上F 中产生带型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的个
D H 2
体数量比为1∶2∶1。(3)实验二是将L7(基因型S S )与H(基因型S S )杂交，F 的基因型为S S ，
D D H H 1 D H
理论上F 的基因型分别为S S ∶S S ∶S S ＝1∶2∶1，其中S S 对应的是带型
2 D D D H H H D D
与亲本L7对应的条带相同，即条带α，S S 对应条带为β，S S 对应条带为γ，
D H H H
理论上，F 中产生带型α、β和γ的个体数量比为1∶2∶1。实际上F 中产生带型
2 2
α、β、γ的个体数量分别为12、120和108，表明F 群体的基因型比例偏离分离
2
定律；进一步研究发现，F 的雌配子均正常，但部分花粉无活性；已知只有一种
1
基因型的花粉异常，而带型α、β，即S S 、S S 的个体数量比理论值少，可推
D D D H
测无活性的花粉带有S 基因。
D
(4)已知T 与T ，S 与S 两对基因分别位于 7号和12号染色体上，两对等
D H D H
位基因遵循自由组合定律，以L7和L12为材料，选育同时带有来自D的7号和
12号染色体片段的纯合品系X，基因型为S S T T ；同时考虑两对等位基因，
D D D D
可知L7的基因型为S S T T ，L12的基因型为S S T T ，①将L7和L12杂交，
D D H H H H D D
获得F (S S T T )后自交，②对最终获得的所有植株进行分子检测，同时具有带
1 D H D H
型α和Ⅲ的植株即为目的植株。
(5)实验二中 S S ∶S S ∶S S ＝12∶120∶108＝1∶10∶9，可知花粉中
D D D H H H
S ∶S ＝1∶9，利用 X(基因型为 S S T T )和 H(基因型为 S S T T )杂交得到
D H D D D D H H H H
F ，基因型为S S T T ，若F 产生的S 花粉无活性所占比例与实验二结果相同，
1 D H D H 1 D
即雄配子类型及比例为：S T ∶S T ∶S T ∶S T ＝1∶1∶9∶9，雌配子均有活
D D D H H D H H
性，类型及比例为 S T ∶S T ∶S T ∶S T ＝1∶1∶1∶1，则 F 中基因型为
D D D H H D H H 2
S S T T 的个体所占比例为1/4×1/20＝1/80。
D D D D
