人教(2019)生物必修2（知识点+跟踪检测）第9讲 染色体变异和生物育种(含答案）

中小学教育资源及组卷应用平台
人教(2019)生物必修2（知识点+跟踪检测）
第9讲 染色体变异和生物育种
【课标导航】
一、染色体结构变异
二、染色体数目变异
三、低温诱导植物染色体数目的变化(实验)
四、杂交育种与诱变育种
[基础微点练清]
1．判断正误
(1)二倍体植物的配子只含有一个染色体组(√)
(2)每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同(√)
(3)只有生殖细胞中的染色体数目或结构的变化才属于染色体变异[新人教版必修2 P91“概念检测”T1(1)](×)
(4)体细胞中含有两个染色体组的个体就是二倍体(×)
[新人教版必修2 P91“概念检测”T1(2)]
(5)通过孕妇产前筛查，可降低21三体综合征的发病率(√)
(6)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加(×)
2．基因重组、基因突变和染色体变异三者的共同点是(　　)
A．都能产生新的基因
B．都能产生可遗传的变异
C．产生的变异对生物均有利
D．在显微镜下均可看到变异状况
解析：选B　只有基因突变才能产生新基因；基因突变、基因重组和染色体变异都是可遗传变异；基因突变和染色体变异大都对生物体有害；只有染色体变异在显微镜下能看见。
3．慢性髓细胞性白血病是一种恶性疾病，患者骨髓内会出现大量恶性增殖的白细胞。该病是由于9号染色体和22号染色体互换片段所致。这种变异属于(　　)
A．基因突变　　　　　　　 B．基因重组
C．染色体结构变异 D．染色体数目变异
解析：选C　非同源染色体片段之间的交换属于染色体结构变异中的易位。
4．紫杉醇能诱导、促进微管蛋白聚合从而抑制纺锤丝或纺锤体的形成。如果用一定浓度的紫杉醇处理幼芽分生组织的细胞，则会发生(　　)
A．DNA和有关酶的合成受阻
B．细胞内染色体数目加倍
C．染色体的着丝点不能分裂
D．细胞膜内陷的时间推迟
解析：选B　抑制纺锤丝形成将会导致加倍的染色体不能分配到两个子细胞中，从而导致染色体数目加倍。
5．如图为某哺乳动物某个DNA分子中控制毛色的a、b、c三个基因的分布状况，其中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。有关叙述正确的是(　　)
A．c基因碱基对缺失，属于染色体变异
B．在减数分裂四分体时期的交叉互换，可发生在a～b之间
C．Ⅰ、Ⅱ中发生的碱基对的替换，属于基因突变
D．基因与性状之间并不都是一一对应关系
解析：选D　基因碱基对缺失，应属于基因突变，A错误；减数分裂四分体时期的交叉互换，发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，B错误；Ⅰ、Ⅱ是非基因序列，发生的碱基对的替换，不属于基因突变，C错误；一个基因可控制多个性状，一个性状也可受多个基因的控制，基因与性状之间并不都是一一对应关系，D正确。
6．(新人教版必修2 P91“拓展应用”T1)在二倍体的高等植物中，偶然会长出一些植株弱小的单倍体，这些单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代。单倍体是如何形成的？为什么不能繁殖后代？
提示：单倍体形成的可能原因：二倍体植株经减数分裂形成配子后，一些配子可以在离体条件下发育成单倍体。这些单倍体一般不能通过有性生殖繁殖后代，是因为它们的体细胞中只含有一个染色体组，减数分裂时没有同源染色体的联会，造成染色体分别移向细胞两极时发生紊乱，不能形成正常的配子，因此，就不能繁殖后代。
一、染色体变异
[试考题·查欠缺]
1．(浙江选考)某条染色体经处理后，其结构发生了如图所示的变化。这种染色体结构的变异属于(　　)
A．缺失　　　　　　　　　 B．倒位
C．重复 D．易位
解析：选B　分析图示可知，原来排列为123456的染色体，经过变异后，重新连接为125436的排列顺序，可知其中的345片段发生了180°的颠倒，此类染色体结构变异为倒位。
2.(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
解析：选C　着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，因此可在分裂后期观察到“染色体桥”结构，A正确；进行有丝分裂时，“染色体桥”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，不会改变其子细胞中染色体的数目，B正确；姐妹染色单体连接在一起，着丝点分裂后出现“染色体桥”结构，因此其子细胞中染色体上不会连接非同源染色体片段，C错误；姐妹染色单体形成的“染色体桥”结构在分裂时，会在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的一条子染色体可能携带有2个相同基因，产生含有2个相同基因的子细胞，若该细胞的基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞，D正确。
[强知能·补欠缺]
1．细胞分裂图像中染色体组数的判断方法
图示 以生殖细胞中的染色体数为标准，判断题目中所给图像中的染色体组数。如下图所示：
解读 (1)图a为减数第一次分裂的前期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体。 (2)图b为减数第一次分裂的末期或减数第二次分裂前期，染色体2条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有1个染色体组，染色体组中有2条染色体。 (3)图c为减数第一次分裂的后期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体。 (4)图d为有丝分裂后期，染色体8条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有4个染色体组，每个染色体组有2条染色体。
2．“三看法”判断基因突变和染色体变异
[练题点·全过关]
1．如图a～d分别表示不同生物的体细胞图像，有关这些图像的叙述，错误的是(　　)
A．细胞a含有一个染色体组，该生物体很可能是单倍体
B．细胞b含有两个染色体组，该生物体可能是单体
C．细胞c含有三个染色体组，该生物体一定是三倍体
D．若已知细胞d由受精卵发育而来，该生物体可能是三体
解析：选C　细胞c的每一组字母都代表三个等位基因，同一组字母代表的三个等位基因，分别位于三条同源染色体上，含有三个染色体组，若该生物体由受精卵发育而来，则是三倍体；若该生物由六倍体的配子直接发育而来，则是单倍体，C错误。
2．某二倍体高等动物(2n＝6)雄性个体的基因型为AaBb，其体内某细胞处于细胞分裂某时期的示意图如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．形成该细胞过程中发生了基因突变和染色体变异
B．该细胞含有3个四分体，6条染色体，12个DNA分子
C．该细胞每条染色体的着丝点都连有两极发出的纺锤丝
D．该细胞分裂形成的配子的基因型为aBX、aBXA、AbY、bY
解析：选D　由图可知，A基因所在的染色体片段易位到了X染色体上，没有体现基因突变；该细胞处于减数第一次分裂中期，四分体为前期的特征，DNA分子除主要分布在染色体上外，细胞质中也含有DNA，所以该细胞中DNA分子数大于12；动物细胞的纺锤丝由中心体发出；据图可知，该细胞可分裂形成aBX、aBXA、AbY和bY 4种配子。
3．如图所示，关于甲、乙、丙、丁的叙述，正确的是(　　)
A．甲属于基因突变，乙属于染色体变异
B．丙出现的变异只能出现在有丝分裂中
C．丁细胞含有两个染色体组
D．甲、乙、丙、丁均属于染色体变异
解析：选C　染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。甲中基因没有改变，只是b和d的位置发生了交换，属于染色体结构变异中的倒位，乙中基因gh重复出现，属于染色体结构变异中的重复；丙是有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，所以出现的变异不只出现在有丝分裂中，在四倍体减数分裂过程中也可能出现；丁细胞中染色体大小相同，含有一对等位基因，所以含有两个染色体组；甲、乙、丙、丁中，甲、乙、丙属于染色体变异，丁为基因突变。
二、低温诱导植物染色体数目的变化(实验)
[试考题·查欠缺]
1．(2021·漳州月考)下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是(　　)
A．原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极
B．解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离
C．染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色
D．观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变
解析：选C　低温诱导染色体加倍实验的原理是抑制纺锤体的形成，导致染色体不分离，从而产生染色体数目加倍的细胞；卡诺氏液能固定细胞的形态，而盐酸酒精混合液可以使洋葱根尖解离；改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色；洋葱根尖装片中的细胞大部分处于有丝分裂间期，在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只是少数细胞。
2．(2021·揭阳质检)用浓度为2%的秋水仙素溶液处理植物分生组织5～6小时，能够诱导细胞内染色体数目加倍。某生物小组为了探究一定时间的低温(如4 ℃)处理水培的洋葱根尖是否也能诱导细胞内染色体数目加倍进行了相关实验，下列有关叙述错误的是(　　)
A．实验的假设：一定时间的低温处理水培的洋葱根尖，能够诱导细胞内染色体数目加倍
B．低温和秋水仙素作用原理都是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，抑制着丝点的分裂
C．本实验处理过程要用到卡诺氏液浸泡洋葱根尖来固定细胞形态，体积分数为95%的酒精冲洗经卡诺氏液浸泡的根尖2次
D．本实验先低倍镜寻找，视野中有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞
解析：选B　根据题意分析可知，实验是用低温(4 ℃)处理水培的洋葱根尖，观察能否诱导细胞内染色体加倍，所以实验假设为：用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞内染色体数目加倍，A正确；低温和秋水仙素作用原理都是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，但不会抑制着丝点的分裂，B错误；在低温诱导植物染色体数目变化的实验中，用体积分数为95%的酒精冲洗经卡诺氏液浸泡的根尖2次，C正确；本实验先低倍镜寻找，视野中有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞，再用高倍镜观察，D正确。
[强知能·补欠缺]
1．实验原理
低温可抑制纺锤体形成，阻止细胞分裂，导致细胞染色体数目加倍。
2．实验中的试剂及其作用
试剂 使用方法 作用
卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h 固定细胞形态
体积分数为95%的酒精 冲洗用卡诺氏液处理的根尖 洗去卡诺氏液
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定的根尖 解离根 尖细胞
质量分数为15%的盐酸 与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液 解离根尖细胞
清水 浸泡解离后的根尖约10 min 漂洗根尖，去掉解离液
改良苯酚品红染液 把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色体着色
3．注意事项
(1)显微镜下观察到的是死细胞，而不是活细胞：植物细胞经卡诺氏液固定后细胞已死亡。
(2)选择材料不能随意：误将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。因为染色体数目变化发生在细胞分裂时，处理其他细胞不会出现染色体加倍的情况。
(3)低温处理的理解误区：误认为低温处理时间越长越好。低温处理的目的只是抑制纺锤体形成，使染色体不能被拉向两极。如果低温持续时间过长，会影响细胞的各项功能，甚至死亡。
(4)着丝点分裂不是纺锤丝牵引的结果：误将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝点不分裂”。着丝点是自动分裂，不需要纺锤丝牵引。纺锤丝牵引的作用是将染色体拉向两极。
4．低温诱导染色体加倍实验与观察细胞有丝分裂实验的操作步骤比较
项目 低温诱导植物染色体数目的变化 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
培养 待洋葱长出1 cm左右不定根时4 ℃低温培养 适宜温度下培养
固定 解离前用卡诺氏液进行固定，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次 不用固定
染色 用改良苯酚品红染液 用醋酸洋红液或龙胆紫溶液
[练题点·全过关]
1．某生物兴趣小组的同学将生长旺盛的洋葱不定根置于4 ℃的冰箱冷藏室中培养36小时后，剪取根尖制成临时装片，然后用显微镜观察细胞中染色体的分裂相。下列叙述正确的是(　　)
A．低温处理能阻断洋葱根尖细胞中DNA的复制
B．用改良苯酚品红染液处理根尖可使染色体着色
C．制作临时装片前可用卡诺氏液维持细胞的活性
D．低倍镜视野中所有细胞染色体数都已发生改变
解析：选B　低温处理能阻断洋葱根尖细胞中纺锤体的形成；卡诺氏液固定后细胞已经死亡；细胞周期中间期时间最长，故视野中间期细胞数目最多，大多数细胞染色体数未发生改变。
2．(2021·乐山一模)关于低温诱导洋葱根尖染色体数目变化的实验，下列叙述正确的是(　　)
A．观察时应先用低倍镜在视野中找到分生区细胞
B．低温处理能抑制纺锤体的形成，但不影响细胞分裂
C．实验中盐酸的作用是使DNA和蛋白质分离，便于着色
D．显微镜视野中观察到的绝大多数细胞含有四个染色体组
解析：选A　低倍镜下观察视野宽，便于找到分生区，而高倍镜下更容易看清染色体，A正确；低温抑制洋葱根尖细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，使染色体数目加倍，从而影响细胞分裂，B错误；实验中盐酸的作用是使组织细胞相互分离，盐酸的存在不利于染色，因此解离后需漂洗，C错误；显微镜视野中只能观察到极少数细胞含有四个染色体组，D错误。
3．(2021·天津一模)如图是某学生用二倍体植物(2N＝20)做低温诱导染色体加倍实验时，所拍摄的显微照片，下列说法正确的是(　　)
A．该学生通过构建物理模型来研究低温诱导染色体加倍的过程
B．在图中N时期，一定有4个染色体组
C．低温发挥作用的时期是图中M所示的时期
D．从图中看不到由N→M时期的连续变化过程
解析：选D　图示为拍摄的显微照片，属于放大后的图像，故不属于物理模型，A错误；图中N时期为分裂中期图示，可能为诱导加倍前的细胞中期图(2个染色体组)，也可能为诱导加倍后的细胞中期图(4个染色体组)，故可能有2个或4个染色体组，B错误；低温抑制了纺锤体的形成，而纺锤体形成是在分裂前期，因此低温发挥作用的时期是分裂前期，而图中M所示的时期为分裂后期，C错误；低温诱导染色体加倍实验中，观察的细胞为死细胞，故从图中看不到由N→M时期的连续变化过程，D正确。
三、生物育种
[试考题·查欠缺]
1．(2020·全国卷Ⅰ)遗传学理论可用于指导农业生产实践。回答下列问题：
(1)生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结构变异的情况下，产生基因重新组合的途径有两条，分别是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在诱变育种过程中，通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传，原因是____________________________，若要使诱变获得的性状能够稳定遗传，需要采取的措施是________________________________________________________________________
________________________________________。
解析：(1)交叉互换型基因重组发生在减数第一次分裂前期同源染色体联会过程中，在该过程中同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体之间的交换而发生交换；自由组合型基因重组发生在减数第一次分裂后期，伴随着非同源染色体的自由组合，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。(2)诱变育种过程中，突变体一般为杂合子，即控制新性状的基因型是杂合的，不能稳定遗传；对于杂合子，可以采用连续自交和不断选择的方法，获得纯合子，即通过自交筛选性状能稳定遗传的子代。
答案：(1)在减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合；同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组　(2)控制新性状的基因型是杂合的　通过自交筛选性状能稳定遗传的子代
2．(2020·全国卷Ⅲ)普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，如图所示(其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体)。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题：
　　　一粒小麦×斯氏麦草
　　　　(AA)　 　(BB)
　　　　　 　　↓
　　　　 　　杂种一
　　　　　 　　↓
　　　 　　拟二粒小麦×滔氏麦草
　　　　　　(AABB)　 　(DD)
　　　　　　　　　　↓
　 　　　　　　　　杂种二
　 　　　　　　　　　↓
　 　 　 　　　　　普通小麦
　 　　　　 　　　(AABBDD)
(1)在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是________________________________________________________________________。
已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体，普通小麦体细胞中有________条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是________________________(答出2点即可)。
(2)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用的方法有__________________(答出1点即可)。
(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合体)，甲的表现型是抗病易倒伏，乙的表现型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，请简要写出实验思路。
解析：(1)杂种一(AB)含有一粒小麦的一个染色体组(A)和斯氏麦草的一个染色体组(B)，由于杂种一无同源染色体，不能进行正常的减数分裂，故其高度不育。普通小麦(AABBDD)有6个染色体组，结合题干信息“A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体”可知，普通小麦体细胞中有42条染色体。一般来说，与二倍体植株相比，多倍体植株茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量增加。(2)人工诱导多倍体的方法有用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，低温处理等。(3)若要以甲(抗病易倒伏)和乙(易感病抗倒伏)小麦纯种为实验材料，获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，可通过杂交育种或单倍体育种的方法来实现。
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
　　　　　　 　 　 ↓
筛选出抗病抗倒伏小麦植株进行连续自交，自交后代不发生性状分离的植株即为目标植株
方法二：P甲(抗病易倒伏) × 乙(易感病抗倒伏)
　　　　　　　　　　 ↓
　　　　　　　　　 　F1
　　　　　　　　　　 ↓花药离体培养
　　　　　　　　 单倍体幼苗
　　　　　　　　　 　↓用秋水仙素处理
F2抗病易倒伏、抗病抗倒伏、易感病易倒伏、易感病抗倒伏
　　　　　　　　　 　↓
　　　从中选择抗病抗倒伏的小麦植株即可
答案：(1)无同源染色体，不能进行正常的减数分裂　42
营养物质含量高、茎秆粗壮　(2)秋水仙素处理　(3)甲、乙两个品种杂交，F1自交，选取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株。(合理即可)
[强知能·补欠缺]
列表识记几种常见生物育种方式
名称 原理 方法 优点 缺点 实例
杂交育种 基因重组 培育纯合子品种：杂交→自交→筛选出符合要求的表现型，通过自交至不发生性状分离为止 方法简便，使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上 ①育种时间一般比较长；②局限于同种或亲缘关系较近的个体；③需及时发现优良品种 矮秆抗病小麦
培育杂合子品种：一般是选取纯合双亲子一代 年年制种 杂交水 稻、杂交 玉米等
诱变育种 基因突变 ①物理：紫外线、X或γ射线、微重力、激光等处理，再筛选；②化学：亚硝酸、硫酸二乙酯处理，再选择 提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状 盲目性大，有利变异少，工作量大，需要处理大量的供 试 材 料 高产青霉菌
单倍体育种 染色体数目变异 ①先进行花药离体培养，培养出单倍体植株；②将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合子；③从中选择优良植株 明显缩短育种年限，子代均为纯合子，加速育种进程 技术复杂 “京花1号” 小麦
多倍体育种 染色体数目变异 用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 操作简单，能较快获得所需品种 所获品种发育延迟，结实率低，一般只适用于植物 无子西瓜、八倍体小黑麦
[练题点·全过关]
1．番茄的抗病(R)对感病(r)为显性，高秆(D)对矮秆(d)为显性，控制上述两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合高秆抗病番茄植株，研究人员采用了如图所示的方法。据图分析，下列叙述正确的是(　　)
A．若过程①的F1自交一代，产生的高秆抗病植株中纯合子占1/9
B．过程②常用一定浓度的秋水仙素处理单倍体的种子
C．过程③应用的原理是细胞增殖
D．过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是基因重组
解析：选A　纯合高秆感病植株(DDrr)与纯合矮秆抗病植株(ddRR)杂交，F1基因型为DdRr，F1自交一代，产生的高秆抗病植株占总数的9/16，其中纯合子占1/9，A正确。二倍体经花药离体培养获得的单倍体没有种子，只能用秋水仙素处理幼苗，B错误。过程③应用的原理是植物细胞的全能性，C错误。过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是基因突变，D错误。
2．(2021年1月新高考8省联考·湖南卷)育种与农作物和家禽家畜品种改良密切相关。下列叙述正确的是(　　)
A．利用野生资源是杂交育种的重要手段
B．杂交亲本间遗传差异越小，杂种优势越大
C．与单倍体育种相比，杂交育种周期显著缩短
D．诱变育种所依据的主要遗传学原理是基因的定向突变
解析：选A　通过杂交育种可以将优良性状集中在一起，利用野生资源是杂交育种的重要手段，A正确；杂交亲本间遗传差异越大，杂种优势越大，B错误；与单倍体育种相比，杂交育种周期较长，C错误；诱变育种所依据的主要遗传学原理是基因突变，基因突变是不定向的，D错误。
3．已知小麦高产(H)对低产(h)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性，两对基因自由组合，体细胞染色体数为42。现用基因型为HHrr、hhRR的小麦品系，通过单倍体育种选育能稳定遗传的高产、抗病小麦新品种。
(1)首先利用题中提供的两个小麦品系进行杂交实验，得F1，F1基因型为________，再对F1的花药进行离体培养。
(2)在离体培养过程中，单倍体有一部分能自然加倍成为二倍体植株，该二倍体植株的花粉表现为________(填“可育”或“不育”)，花粉细胞中染色体数为________。
(3)在离体培养过程中，一部分花药壁细胞能发育成植株，该植株________(填“可结实”或“不结实”)。
(4)自然加倍植株和花药壁植株中都存在高产、抗病的表现型。为获得能稳定遗传的高产、抗病新品种，本实验应选以上两种植株中的________植株，因为________________________________________________________________________
______________________。
(5)鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)单倍体育种的第一步是杂交，题中两品种杂交产生F1(HrRr)，取F1的花药进行离体培养。(2)单倍体自然加倍和人工加倍结果都相同，可以得到正常二倍体植株，可以进行正常的减数分裂，得到正常的配子，所以花粉表现为可育，其细胞中染色体数为正常体细胞的一半(21条)。(3)因为花药壁细胞为体细胞，含有两个染色体组，所以该植株可以结实。(4)单倍体植株的染色体加倍后得到的是纯合子，高产、抗病性状可以稳定遗传，而花药壁植株为杂合子，后代会出现性状分离，所以育种应选自然加倍的植株。(5)鉴别自然加倍植株与花药壁植株的实质是鉴别其基因型，植物基因型鉴别的最佳方法是自交，如果后代只有一种表现型，则为自然加倍的植株，如果后代有性状分离，则为花药壁植株。
答案：(1)HhRr　(2)可育　21　(3)可结实　(4)自然加倍　自然加倍植株的基因型是纯合的，花药壁植株的基因型是杂合的　(5)让两种植株分别自交，子代性状表现一致的是自然加倍植株，子代发生性状分离的是花药壁植株
科学思维——利用假说—演绎法判断生物变异类型
1．可遗传变异与不可遗传变异及判断方法
(1)可遗传变异与不可遗传变异
①不可遗传变异环境变化，遗传物质未变
②可遗传变异
(2)判断方法
2．基因突变与基因重组的判断
3．染色体变异与基因突变的判断
(1)判断依据：光学显微镜下能观察到的是染色体变异，不能观察到的是基因突变。
(2)具体操作：制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到中期图进行染色体结构与数目的比较可以判断是否发生了染色体变异。
[典例]　(2021·黄冈调研)几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。
(1)图示果蝇发生的变异类型是____________________________________________。
(2)白眼雌果蝇(XrXrY)最多能产生Xr、XrXr、________和________四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为________________________________________________________________________。
(3)用黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)与灰身红眼雄果蝇(AAXRY)杂交，F1雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。F2中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为______，从F2灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为________________。
(4)用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇(记为“M”)。M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
实验步骤：___________________________________________________________。
结果预测：
Ⅰ.若_____________________________________________________，
则是环境改变；
Ⅱ.若_____________________________________________，则是基因突变；
Ⅲ.若________________________________________，则是减数分裂时X染色体不分离。
[解析]　(1)正常果蝇体细胞中染色体数为8条，有2个染色体组；图示果蝇均发生个别染色体数目的增加或减少，属于染色体数目变异。(2)基因型为XrXrY的白眼雌果蝇最多能产生Xr、XrY、XrXr、Y四种类型的配子，该果蝇与基因型为XRY的红眼雄果蝇杂交，红眼雄果蝇(XRY)可产生含XR的配子，该配子与白眼雌果蝇(XrXrY)产生的四种配子结合，后代的基因型分别为XRXr、XRXrY、XRXrXr、XRY，其中XRXr为雌性个体，XRY为雄性个体，根据图示可知，XRXrY为雌性个体，XRXrXr的个体死亡，因此子代中红眼雌果蝇的基因型为XRXr、XRXrY。(3)黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)与灰身红眼雄果蝇(AAXRY)杂交，F1的基因型为 AaXRXr、AaXrY，F2中灰身红眼果蝇所占比例为3/4(A_)×1/2(XRXr、XRY)＝3/8，黑身白眼果蝇所占比例为1/4(aa)×1/2(XrXr、XrY)＝1/8，故两者的比例为3∶1。从F2灰身红眼雌果蝇(A_XRXr)和灰身白眼雄果蝇(A_XrY)中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身果蝇(aa)的概率为2/3(Aa)×2/3(Aa)×1/4＝1/9，出现白眼的概率为1/2(XrXr、XrY)，因此子代中出现黑身白眼果蝇的概率为1/9×1/2＝1/18。(4)由题干信息可知，三种可能情况下，M果蝇的基因型分别为XRY、XrY、XrO。因此，本实验可以用M果蝇与多只正常的白眼雌果蝇(XrXr)杂交，统计子代果蝇的眼色。第一种情况下，XRY与XrXr的果蝇杂交，子代雌果蝇全部为红眼，雄果蝇全部为白眼；第二种情况下，XrY与XrXr的果蝇杂交，子代全部是白眼；第三种情况下，由题干所给图示可知，XrO的个体不育，因此其与XrXr的果蝇杂交，没有子代产生。
[答案]　(1)染色体数目变异　(2)XrY　Y　XRXr、XRXrY　(3)3∶1　1/18　(4)M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型　Ⅰ.子代出现红眼(雌)果蝇　Ⅱ.子代表现型全部为白眼　Ⅲ.无子代产生
[思维建模]
利用假说—演绎法探究变异类型的答题模板(以上题为例)
[析题用模]
1．(2021·莆田一模)已知果蝇的红眼和白眼由X染色体上A、a基因控制，XO型(只有一条性染色体)个体为不育的雄果蝇。将红眼雄果蝇与白眼雌果蝇杂交，理论上F1雌性全为红眼，雄性全为白眼。观察发现，在上述杂交中，2 000～3 000只白眼雄果蝇中出现了一只红眼雄果蝇M。为探究果蝇M出现的原因，将果蝇M与正常白眼雌果蝇杂交，下列分析错误的是(　　)
A．如果没有子代产生，则果蝇M的基因型为XAO
B．如果要判断果蝇M是否为XO型，可以通过显微镜检查确定
C．如果子代雌雄果蝇均为白眼，则果蝇M的出现是仅由环境改变引起
D．如果子代雄性全为红眼，雌性全为白眼，则果蝇M的出现为基因突变的结果
解析：选D　由题意可知，XO型(只有一条性染色体)个体为不育的雄果蝇，如果没有子代，则果蝇M发生了染色体缺失，其基因型为XAO，A正确；染色体变异可以在光学显微镜下观察到，所以要判断果蝇M是否为XO型，可以通过显微镜检查确定，B正确；果蝇M与正常白眼雌果蝇杂交，后代均为白眼，则果蝇M的基因型为XaY，因此果蝇M的出现是仅由环境改变引起，C正确；果蝇M与正常白眼雌果蝇杂交，若子代雄性全为白眼，雌性全为红眼，则果蝇M的基因型为XAY，此时是发生了基因突变的结果，D错误。
2．果蝇的红眼和白眼是一对相对性状，缺刻翅和正常翅是另一对相对性状，分别受一对等位基因控制。现用一些纯合亲本果蝇进行杂交实验，结果如表，请回答下列问题：
组别 亲本 F1表现型及比例 F2表现型及比例
1 红眼♀×白眼♂ 红眼♀∶红眼♂＝1∶1 红眼♀∶红眼♂∶白眼♂＝2∶1∶1
2 缺刻翅♀×正常翅♂ 正常翅♀∶缺刻翅♂＝1∶1 —
(1)缺刻翅和正常翅这对相对性状中显性性状是________。
(2)这两对相对性状的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)研究者在组别2的F1中偶然发现了一只缺刻翅雌果蝇。出现该果蝇的原因可能是亲本果蝇在形成配子时发生了基因突变，也可能是染色体片段缺失。请你选择合适的材料，设计杂交实验方案来判断出现该缺刻翅果蝇的原因。(注：各型配子活力相同；雄性个体一条染色体片段缺失时胚胎致死。)
实验方案：_______________________________________________________________。
结果预测：
Ⅰ.若____________________________，则为基因突变；
Ⅱ.若______________________，则为染色体片段缺失。
解析：(1)缺刻翅♀×正常翅♂→后代中雌性个体只有正常翅，说明正常翅对缺刻翅为显性。亲本的基因型为XbXb和XBY，F1的基因型为XBXb和XbY。(2)由第1组实验结果可判断控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上，由于控制这两对相对性状的两对等位基因都位于X染色体上，即位于同一对同源染色体上，所以这两对相对性状的遗传不遵循基因的自由组合定律。(3)由于组别2的F1中雌果蝇应该都是正常翅，现偶然发现了一只缺刻翅雌果蝇，可能是亲本果蝇在形成配子时发生了基因突变，也可能是染色体片段缺失，而雄性个体一条染色体片段缺失时胚胎致死。因此，可让这只缺刻翅雌果蝇(XbXb或XbO)与正常翅雄果蝇(XBY)杂交，观察子代表现型及比例。Ⅰ.如果子代中正常翅(XBXb)∶缺刻翅(XbY)＝1∶1，即雌性∶雄性＝1∶1，说明亲本果蝇在形成配子时发生了基因突变；Ⅱ.由于雄性个体一条染色体片段缺失时胚胎致死，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，说明亲本果蝇在形成配子时发生了染色体片段缺失。
答案：(1)正常翅　(2)不遵循　控制这两对相对性状的两对等位基因位于同一对同源染色体上
(3)让这只缺刻翅雌果蝇与正常翅雄果蝇杂交，观察子代表现型及比例
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、选择题
1．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
解析：选C　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；单倍体植株经染色体加倍处理后，不但能正常生殖，而且每对染色体上的成对基因都是纯合的，可用于育种，C正确；多倍体植株染色体组数加倍，但产生的配子数并不会加倍，D错误。
2．下图中不属于染色体结构变异的是(　　)
解析：选C　C项所示为两条同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换，属于基因重组。
3．果蝇红眼对白眼为显性，控制这对性状的基因位于X染色体上。果蝇缺失1条Ⅳ号染色体仍能正常生存和繁殖，缺失2条则致死。一对都缺失1条Ⅳ号染色体的红眼果蝇杂交(亲本雌果蝇为杂合子)，F1中(　　)
A．染色体数正常的红眼果蝇占1/2
B．缺失1条Ⅳ号染色体的白眼果蝇占1/4
C．红眼雌果蝇占1/4
D．白眼雄果蝇占1/4
解析：选D　由题意可知，红眼和白眼在性染色体上，XBXb和XBY交配后代的基因型为：XBXB∶XBXb∶XBY∶XbY＝1∶1∶1∶1，亲本中均缺失一条Ⅳ号染色体，所以后代中缺失一条的占1/2，缺失两条的和染色体正常的均占1/4，缺失两条的不能存活，因此后代染色体数正常的占1/3，缺失一条染色体的占2/3。后代白眼雄果蝇占1/4，红眼雌果蝇占1/2，染色体数目正常的红眼果蝇占3/4×1/3＝1/4，缺失1条Ⅳ号染色体的白眼果蝇占1/4×2/3＝1/6。
4．下列有关生物变异的叙述中，正确的是(　　)
A．T2噬菌体、醋酸杆菌和水稻均可发生基因突变与染色体变异
B．高茎豌豆(Dd)自交后代出现性状分离的原因是基因重组
C．某植物经X射线处理后未出现新的性状，则没有新基因产生
D．黄色圆粒豌豆(YyRr)自交过程中，基因突变、基因重组和染色体变异均可能发生
解析：选D　T2噬菌体是病毒，醋酸杆菌是原核生物，二者均无染色体，因此，T2噬菌体、醋酸杆菌和水稻均可发生的可遗传变异是基因突变。基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合，但高茎豌豆(Dd)自交后代出现性状分离的原因是等位基因D与d分离后产生的配子随机结合，而不是基因重组。植物的基因发生突变后不一定会引起生物性状的改变。黄色圆粒豌豆(YyRr)自交过程中，由于基因Y、y与基因R、r之间可以发生自由组合，因此可能出现基因重组，在细胞分裂过程中，也可能发生基因突变和染色体变异。
5．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。
6．现有抗病、黄果肉(ssrr)和易感病、红果肉(SSRR)两个番茄品种，研究人员欲通过杂交育种培育出一个既抗病又是红果肉的新品种(ssRR)。下列叙述正确的是(　　)
A．亲本杂交产生F1的过程中s和R发生了基因重组
B．可以直接在F2中选出目标新品种进行推广
C．此育种过程中产生了新的基因型
D．也可利用F1经过花药离体培养后直接得到目标新品种
解析：选C　亲本ssrr和SSRR杂交，F1基因型为SsRr，S和R集中在同一个体是因为配子随机结合，A错误；F2中抗病红果肉(ssR_)的基因型有两种，无法直接选出纯合的ssRR，B错误；杂交育种没有产生新基因，产生的是新基因型，C正确；F1基因型为SsRr，产生SR、Sr、sR、sr四种配子，利用F1花药离体培养产生的是单倍体，而不是目标新品种，D错误。
7．杂交育种是植物育种的常规方法，其选育纯合新品种的一般方法是(　　)
A．从子一代中即可选出
B．从子三代中选出，因为子三代才出现纯合子
C．隐性品种可从子二代中选出；经隔离选育后，显性品种从子三代中选出
D．只能从子四代中选出能稳定遗传的新品种
解析：选C　杂交育种的目的是获得不同亲本优良性状的纯合子，若所需品种是隐性品种，可从子二代中选出，若所需品种是显性品种，在子二代中已经出现了纯合子，但是还存在杂合子，所以经隔离选育后，显性品种从子三代中选出，C正确，A、B、D错误。
8．(2021年1月新高考8省联考·广东卷)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元件仅在生殖细胞中可发生易位，造成染色体的多种畸变等异常，而导致F1性腺不发育，但F1具有正常的体细胞组织。P元件在细胞质中的翻译产物是一种蛋白因子，抑制P元件的易位。下列杂交中可导致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：选C　由题意分析可知，P型母本产生的卵细胞中含P元件，细胞质中有P元件的翻译产物，抑制了P元件的易位，使得P型父本×P型母本杂交产生的F1可育；P型母本产生的卵细胞中含P元件，细胞质中有P元件的翻译产物，抑制了P元件的易位，使得M型父本×P型母本的F1可育；P型父本产生的精子中含有P元件，且精子几乎没有细胞质，无P元件翻译产物的抑制作用，而M型母本不含P元件，无法抑制P元件的易位，导致F1不育；M型父本与M型母本都不含P元件，M型父本×M型母本杂交产生的F1可育。
9．MYC基因能促进细胞正常增殖或无限增殖获永生化功能，该基因若在B细胞增殖时发生如图所示变化，则会导致B细胞癌变而使人患Burkitt淋巴瘤病。某男孩16岁时患上Burkitt淋巴瘤病，已知其家族中无人患该病。下列相关叙述错误的是(　　)
A．该男孩患病的根本原因是有丝分裂过程中发生染色体结构变异中的易位
B．该男孩精原细胞经减数分裂产生的生殖细胞的基因型有lg、MYC MYC lg、MYC lg三种
C．据图推断正常人B细胞中MYC基因表达的情况为：不表达或低表达
D．MYC基因与lg基因共同作用使MYC基因过度表达是导致Burkitt淋巴瘤病的直接原因
解析：选B　根据题干和题图可以得出结论：MYC基因在B细胞增殖时因染色体易位而导致B细胞癌变，而B细胞(体细胞)的增殖方式只能是有丝分裂，A正确；该男孩患病的根本原因是B细胞有丝分裂过程中染色体发生易位，而其生殖腺中精原细胞并未发生变异，正常的精原细胞的基因型为MYCMYClglg，故减数分裂只产生MYClg一种类型的精子，B错误；据图分析可知，8号染色体的MYC基因易位到14号染色体，MYC基因与lg基因共同作用使MYC蛋白增加，并促使B细胞无限增殖而导致人患Burkitt淋巴瘤病，由此可推断出正常人体B细胞内MYC基因不表达或低表达，C、D正确。
10.(2020·北京等级考)为探究干旱对根尖细胞有丝分裂的影响，用聚乙二醇溶液模拟干旱条件，处理白刺花的根尖，制片(压片法)后用显微镜观察染色体变异(畸变)的情况，细胞图像如图。相关叙述正确的是(　　)
A．制片需经龙胆紫染色→漂洗→盐酸解离等步骤
B．直接使用高倍物镜寻找分生区细胞来观察染色体
C．染色体的形态表明该细胞正处于细胞分裂的间期
D．观察结果表明该细胞染色体发生了变异(畸变)
解析：选D　观察根尖细胞有丝分裂的实验中，装片的制作流程为解离→漂洗→染色→制片，A错误；观察细胞中的染色体时，应先在低倍物镜下找到分生区细胞并移至视野中央，再换高倍物镜进行观察，B错误；图示根尖细胞中姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，由纺锤丝牵引着，移向细胞两极，表明该细胞正处于有丝分裂的后期，C错误；图示中出现了断裂的染色体片段，表明该细胞染色体的结构发生了变异(畸变)，D正确。
11．现用高秆抗病(AABB)品系和矮秆不抗病(aabb)品系培育矮秆抗病(aaBB)品系，对其过程分析正确的是(　　)
A．F1中虽未表现出矮秆抗病的性状组合，但已经集中了相关基因
B．F2中出现重组性状的原因是F1雌雄配子随机结合带来的基因重组
C．选种一般从F3开始，因为F3才有能稳定遗传的矮秆抗病品系
D．通常利用F2的花粉进行单倍体育种，可以明显缩短育种年限
解析：选A　高秆抗病(AABB)品系和矮秆不抗病(aabb)品系杂交后代F1的基因型为AaBb，F1中虽未表现出矮秆抗病的性状组合，但已经集中了相关基因，A正确；F2中出现重组性状的原因是F1产生配子时发生了基因重组，B错误；F2中出现了性状分离，因此选种一般从F2开始，C错误；通常利用F1的花粉进行单倍体育种，可以明显缩短育种年限，D错误。
12．已知现存土豆均为杂种(只要有一对基因杂合，即为杂种)，可用块茎繁殖，欲通过一代杂交选育出黄肉(A基因控制)抗病(另一条染色体上的B基因控制)品种，应选用的杂交亲本是(　　)
A．AaBb×aabb　　　　　　 B．AABb×aaBb
C．AaBB×Aabb D．aaBb×Aabb
解析：选D　根据题干可知马铃薯黄肉为显性性状，抗病也是显性性状，故要通过杂交育种获得黄肉抗病的新品种需要选择双亲的基因型分别是aaBb、Aabb。得到的后代中有四种表现型，可以根据其表现型黄肉抗病确定其基因型为AaBb，再利用块茎来繁殖下一代即得到所要求的品种。
13．(2020·北京等级考)为培育具有市场竞争力的无籽柑橘，研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是(　　)
A．过程①需使用胰蛋白酶处理
B．实现过程②依赖膜的流动性
C．过程③需应用植物组培技术
D．三倍体植株可产生无籽柑橘
解析：选A　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理，A错误；②过程为原生质体的融合过程，该过程依赖膜的流动性，B正确；过程③需应用植物组培技术将杂种细胞培育成个体，C正确；题中的三倍体植株含有三个染色体组，在减数分裂过程中染色体联会紊乱，因此三倍体植株不可育，但其可产生无籽柑橘，D正确。
14．性染色体形态学进化学说认为：X染色体是同源染色体部分转移所致，如图所示。这种变化可能导致(　　)
A．染色体数目减少 B．染色体基因重复
C．染色体倒位 D．染色体易位
解析：选B　从题干及图解信息可推测，由于同形染色体部分转移至同源染色体上，可能会使原来的染色体上出现重复基因。
15．(2021·青岛模拟)下列关于变异的叙述，正确的是(　　)
A．非同源染色体互换部分片段会引起细胞内基因重组，基因的种类也会改变
B．21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C．染色体变异中的倒位会使染色体上的基因排列顺序发生改变
D．单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体，因而不具有可育性
解析：选C　非同源染色体互换部分片段属于染色体结构变异，不属于基因重组，A错误；21三体综合征患者的体细胞中有2个染色体组，但第21号染色体有3条，B错误；染色体变异中的倒位会使染色体上的基因排列顺序发生改变，C正确；单倍体生物的体细胞中可能含有同源染色体，如六倍体小麦形成的单倍体中含有同源染色体，D错误。
二、非选择题
16．猎豹(2n)是陆地上奔跑最快的动物，图甲是正常猎豹的两对常染色体上的基因分布图，花斑体色(A)和黄体色(a)、体重(B)和体轻(b)、抗病(D)和不抗病(d)。乙、丙、丁是种群中的变异类型，已知缺少整条染色体的生殖细胞致死但个体不致死。请回答下列问题：
(1)与甲相比，乙、丙、丁发生的变异类型是________，且丁个体发生于________分裂。
(2)若不考虑交叉互换，乙个体减数分裂产生的生殖细胞基因型及比例为________________________________________________________________________。
(3)若只研究一对等位基因D、d的遗传，丙个体测交子代中抗病且染色体异常个体的比例为________。
(4)若只研究A、a与D、d的遗传，则丁个体与甲个体交配，预计子代与甲基因型相同的个体比例为________。
(5)自然情况下，若干年后预计种群中D、d基因的变化情况及原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)乙为染色体结构变异，丙、丁为染色体数目变异，因此三者的变异类型属于染色体变异。丁个体的产生可能有两个来源：一是具有正常染色体的受精卵在有丝分裂过程中丢失一条染色体，导致分裂分化出的个体细胞如丁图所示；二是由正常的雌配子(或雄配子)与丢失一条染色体的异常的雄配子(或雌配子)结合形成的受精卵发育而来。又根据题干信息“缺少整条染色体的生殖细胞致死”，可以排除第二种可能，则丁个体是有丝分裂异常导致的。(2)乙个体在减数分裂过程中同源染色体分离，非同源染色体自由组合，产生的配子基因型及比例为ABD∶ABd∶ad∶aD＝1∶1∶1∶1。(3)丙个体产生的配子种类及比例为1D∶1dd∶2Dd∶2d，与基因型为dd的个体测交，后代的基因型及比例为1Dd∶1ddd∶2Ddd∶2dd。其中抗病且染色体异常的个体基因型是Ddd，所占比例为1/3。(4)丁个体(AaD)与甲个体(AaDd)交配，子代与甲基因型相同的概率为1/2×1/2＝1/4。(5)由于D是抗病基因，因此具有该基因的个体在自然选择中处于优势，而dd个体在自然选择中易被淘汰，因此若干年后，D基因频率上升，d基因频率下降。
答案：(1)染色体变异　有丝　(2)ABD∶ABd∶ad∶aD＝1∶1∶1∶1　(3)1/3　(4)1/4　(5)D基因频率升高，d基因频率降低，原因是自然选择使种群基因频率定向向有利变异的D方向改变
17．根据材料回答问题：
Ⅰ.现有一植株，其细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图所示。
(1)控制花色的两对基因的遗传________(填“符合”或“不符合”)孟德尔的自由组合定律。
(2)基因型为Aabb的植株的花色为________。
(3)若该植株为豌豆，进行测交时应对母本进行____________________________等一系列处理。
Ⅱ.棉花中基因A控制短纤维，基因B控制短果枝，D为抗虫基因(整合上的)，其中基因B和D位于同一条染色体上，不考虑交叉互换的影响。
(1)若抗虫基因的遗传符合孟德尔遗传规律，则图1植株自交，F1中能够稳定遗传的长纤维抗虫植株所占比例是________。
(2)若染色体缺失不影响减数分裂，但缺失纯合子引起胚胎致死。由于某个基因缺失，引起图1植物自交后代中短纤维短果枝植株与长纤维短果枝植株的数量比为3∶1，请在图2中绘制出相应的基因定位图。
(3)将基因D导入棉花中涉及的工具酶有限制酶和DNA连接酶，二者作用于DNA的部位________(填“相同”或“不同”)。
解析：Ⅰ.(1)由于两对等位基因位于一对同源染色体上，所以两对基因的遗传不符合孟德尔的自由组合定律。(2)根据图示可知，只有同时具有A和B基因才表现为红色，所以基因型为Aabb的植株的花色为白色。(3)豌豆是严格的自花受粉、闭花传粉植物，测交实验中要考虑对母本进行去雄与套袋等处理。Ⅱ.(1)若抗虫基因的遗传符合孟德尔遗传规律，则图1植株的基因型为AaDO(O表示没有其等位基因)，自交后代中能稳定遗传的长纤维抗虫植株的基因型为aaDD，其所占比例为1/4×1/4＝1/16。(2)根据题意可知，短纤维短果枝植株的基因型为A_B_，长纤维短果枝植株的基因型为aaB_，由AaBb自交后代中A_B_∶aaB_＝9∶3，即3∶1，可得知b基因缺失，进而画出相关图示。(3)将基因D导入棉花中涉及的工具酶为限制酶和DNA连接酶，两者均作用于DNA的磷酸二酯键。
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)如图所示　(3)相同