第三课时 变异与细胞分裂的关系及生物变异的实验探究
生物可遗传变异与细胞分裂的关系、生物变异的实验探究,以及利用单体、三体或片段缺失判断特定基因是否位于特定染色体上,是综合性较强的高考命题点,是教学中的重点和难点。高考中常借助图示或新情境材料命制选择题或非选择题。
主题研习(一) 生物可遗传变异与细胞分裂的关系
[典例导析]
[例1] (2024·广东高考)克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及其父母的性染色体组成见图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因。导致该患儿染色体异常最可能的原因是 ( )
A.精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
B.精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
C.卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
D.卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
听课随笔:
[例2] (2024·山东高考)某二倍体生物通过无性繁殖获得二倍体子代的机制有3种:
①配子中染色体复制1次;②减数分裂Ⅰ正常,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂;③减数分裂Ⅰ细胞不分裂,减数分裂Ⅱ时每个四分体形成的4条染色体中任意2条进入1个子细胞。某个体的1号染色体所含全部基因如图所示,其中A1、A2为显性基因,a1、a2为隐性基因。该个体通过无性繁殖获得了某个二倍体子代,该子代体细胞中所有1号染色体上的显性基因数与隐性基因数相等。已知发育为该子代的细胞在四分体时,1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组。不考虑突变,获得该子代的所有可能机制为 ( )
A.①② B.①③
C.②③ D.①②③
听课随笔:
[思维建模]
1.减数分裂与基因突变(如图)
2.减数分裂与基因重组
(1)非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律),如图。
(2)同源染色体非姐妹染色单体互换导致基因重组,如图。
3.姐妹染色单体上等位基因来源的判断方法
(1)一看亲子代基因型
①如果亲代基因型为BB或bb,则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变;
②如果亲代基因型为Bb,则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变或基因重组(互换型)。
(2)二看细胞分裂方式
①如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,则一般认为是基因突变;
②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,可能发生了基因突变或基因重组(互换型)。
(3)三看细胞分裂图
①如果是有丝分裂后期的图像,两条子染色体上的两基因不同,则一般认为是基因突变的结果,如图1所示;
②如果是减数分裂Ⅱ后期的图像,两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同,则为基因突变的结果,如图2所示;
③如果是减数分裂Ⅱ后期的图像,两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同,则为互换(基因重组)的结果,如图3所示。
4.减数分裂与染色体变异(如图)
5.XXY与XYY异常个体成因分析
(1)XXY成因
(2)XYY成因
父方减数分裂Ⅱ异常,即减数分裂Ⅱ后期Y染色体着丝粒分裂后两条Y染色体共同进入同一精细胞。
[应用体验]
题点(一) 基因突变、基因重组与细胞分裂的关系
1.(2024·大连期末)基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某二倍体生物有以下几种细胞分裂图像,下列说法错误的是 ( )
A.甲图中基因a最可能来源于染色体的互换
B.乙图中基因a可能来源于基因突变
C.丙图细胞产生的子细胞发生了染色体数目变异
D.丁图中基因a的出现最可能与基因重组有关
2.(2024·临沂二模)精原细胞进行有丝分裂时,在特殊情况下一对同源染色体的非姐妹染色单体之间也可能发生交换。基因型为AaBb的雄果蝇(基因位置如图1)的一个精原细胞进行有丝分裂产生的两个子细胞均进入减数分裂。若此过程中只有一个细胞发生一次如图2所示的交换,仅考虑图中的染色体且未发生其他变异。下列说法错误的是 ( )
A.无论交换发生在有丝分裂还是减数分裂中,该精原细胞均可产生4种精细胞
B.若精原细胞分裂产生基因组成为aaBB的次级精母细胞,则交换只能发生在有丝分裂过程中
C.若精原细胞分裂产生基因组成为aaBb的次级精母细胞,则交换只能发生在减数分裂过程中
D.无论交换发生在有丝分裂还是减数分裂中,基因重组型精细胞所占比例均为1/2
题点(二) 染色体变异与细胞分裂的关系
3.(2025·广州一模)一个基因型为AaXBY的精原细胞进行减数分裂,下列叙述不正确的是 ( )
A.减数分裂Ⅰ中期、减数分裂Ⅱ后期,细胞中的染色体组数相同
B.若产生的精子为AXB∶aXB∶AY∶aY=1∶1∶1∶1,则可能发生了互换
C.若产生的精子为AXB∶aXB∶aY=1∶1∶2,则可能的原因是同源染色体未分离
D.若细胞中无染色单体,基因组成为AAYY,则该细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期
4.(2025·西安一模)克氏综合征是一种性染色体数目异常的疾病。现有一对染色体数目正常且表型正常的夫妇生了一个患克氏综合征并伴有红绿色盲的男孩,该男孩的染色体组成为44+XXY。下列对该男孩患克氏综合征的原因,分析正确的是 ( )
A.父亲的生殖细胞形成精子的过程中,减数分裂Ⅰ同源染色体未分离
B.父亲的生殖细胞形成精子的过程中,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体未分离
C.母亲的生殖细胞形成卵细胞的过程中,减数分裂Ⅰ同源染色体未分离
D.母亲的生殖细胞形成卵细胞的过程中,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体未分离
主题研习(二) 生物变异的实验探究
[典例导析]
(2024·黑吉辽高考)作物在成熟期叶片枯黄,若延长绿色状态将有助于提高产量。某小麦野生型在成熟期叶片正常枯黄(熟黄),其单基因突变纯合子m1在成熟期叶片保持绿色的时间延长(持绿)。回答下列问题。
(1)将m1与野生型杂交得到F1,表型为 (填“熟黄”或“持绿”),则此突变为隐性突变(A1基因突变为a1基因)。推测A1基因控制小麦熟黄,将A1基因转入 个体中表达,观察获得的植株表型可验证此推测。
(2)突变体m2与m1表型相同,是A2基因突变为a2基因的隐性纯合子,A2基因与A1基因是非等位的同源基因,序列相同。A1、A2、a1和a2基因转录的模板链简要信息如图1。据图1可知,与野生型基因相比,a1基因发生了 ,a2基因发生了 ,使合成的mRNA都提前出现了 ,翻译出的多肽链长度变 ,导致蛋白质的空间结构改变,活性丧失。A1(A2)基因编码A酶,图2为检测野生型和两个突变体叶片中A酶的酶活性结果,其中 号株系为野生型的数据。
(3)A1和A2基因位于非同源染色体上,m1的基因型为 ,m2的基因型为 。若将m1与m2杂交得到F1,F1自交得到F2,F2中自交后代不发生性状分离个体的比例为 。
[思维建模]
1.判断某一变异性状是不是可遗传变异的方法
2.判定基因突变类型——显性突变或隐性突变
(1)基因突变类型
显性突变 如a→A,该突变一旦发生即可表现出相应性状
隐性突变 如A→a,突变性状一旦在生物个体中表现出来,该性状即可稳定遗传
(2)判定方法
杂交法 思路 选取突变体与其他已知未突变体(即野生型)杂交,根据子代性状表现判断
结论 ①若后代全表现野生型性状,则突变体由隐性突变产生; ②若后代全表现突变型性状,则突变体由显性突变产生; ③若后代既有突变型又有野生型性状,则突变体由显性突变产生
自交法 思路 让突变体自交(或雌雄个体相互交配),观察后代有无性状分离从而进行判断
结论 ①若后代出现性状分离,则突变性状为显性性状; ②若后代没有出现性状分离,则突变性状为隐性性状或突变体为显性纯合个体
3.不同突变体是否为同一位点突变的判断
(1)实验设计方法
将突变株1与突变株2进行杂交,根据是否转化为野生型个体判断突变基因对应的位置。
(2)实验结果分析(以隐性突变为例)
①两种突变是由一对基因突变引起
②两种突变是由两对基因突变引起
4.基因突变与基因重组的判断方法
[应用体验]
1.(2025·重庆一模)水稻是一种重要的农作物,研究者通过多种育种技术来提高水稻的产量。水稻稻穗的大小会影响水稻产量。研究人员获得了稻穗为大穗的单基因纯合突变体1和突变体2,其稻穗显著大于野生型(其稻穗为小穗)。将突变体1和突变体2分别与野生型水稻杂交,获得的F1的稻穗大小与野生型相同。
欲探究突变体1和突变体2的突变基因在染色体上的位置关系,请设计一种实验方案并预期实验结果和结论(不考虑互换)。
(1)实验方案:
。
(2)预期实验结果和结论:
①若 ,则突变体1、2的突变基因为等位基因;
②若 ,则突变体1、2的突变基因为非同源染色体上的非等位基因;
③若 ,则突变体1、2的突变基因为同源染色体上的非等位基因。
2.(2025·鞍山模拟)已知果蝇红眼和白眼由等位基因D、d控制,翅型包括长翅、正常翅和残翅,分别由复等位基因T1、T2、T3控制。研究小组利用一群长翅白眼雌性果蝇和残翅红眼雄性果蝇进行相互交配,得到子一代为长翅红眼雌性∶正常翅红眼雌性∶长翅白眼雄性∶正常翅白眼雄性=3∶1∶3∶1。已知控制体色和眼色两对性状的基因均不位于X和Y染色体的同源区段。请回答下列问题:
(1)根据实验结果推测,控制眼色的基因位于 染色体。控制体色的基因T1(长翅)、T2(正常翅)和T3(残翅)的显隐性关系为 (显性对隐性用“>”表示)。
(2)亲代长翅白眼雌性果蝇的基因型为 。
(3)实验小组在子一代中,偶然发现一只白眼雌性果蝇。对其产生原因,科研人员提出了以下几种假说:
假说一:该个体受环境影响改变了其表型,但其基因型未变;
假说二:该个体一条染色体上某个基因发生了突变;
假说三:该个体发生了一条染色体部分片段(含相应基因)缺失。
请设计简单的杂交实验,探究该白眼雌性果蝇产生的原因。已知该果蝇染色体片段缺失的纯合个体、XXX、XYY和YY都致死,XXY为雌性。
实验步骤:
①选择 雄性果蝇与该雌性果蝇杂交;
②统计后代眼色和性别及比例。
预测实验结果及结论:
③若后代红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇= ,则假说一正确;
④若后代红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇= ,则假说二正确;
⑤若后代红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇= ,则假说三正确;
⑥有同学提出了第四种假说,认为该果蝇的染色体组成是XXY,形成该白眼雌果蝇的原因可能是果蝇的 (填“母本”或“父本”)减数分裂过程中染色体未分离而发生异常导致的。
主题研习(三) 利用单体、三体或片段缺失判断特定基因是否位于特定染色体上
[典例导析]
(2025·沈阳模拟)某果蝇的1号染色体为性染色体,其灰身和黑身、长翅和残翅分别由两对等位基因A/a、B/b控制,两对基因均不位于Y染色体上。现有一群灰身长翅雄蝇和黑身残翅雌蝇杂交,F1的表型及比例为灰身长翅(♀)∶黑身长翅(♀)∶灰身残翅(♂)∶黑身残翅(♂)=3∶1∶3∶1,不考虑致死和基因突变的发生。请回答下列问题:
(1)上述两对相对性状的显性性状分别为 、 。
(2)F1的雄性个体能产生 种配子,取F1雌、雄个体随机交配,则F2中灰身与黑身个体的比例为 。
(3)现F1种群中出现一只表型为灰身的三体雄蝇(2号常染色体有三条),减数分裂时该染色体的任意两条移向细胞一极,剩下的一条移向细胞另一极。欲测定体色基因是否在2号染色体上,将该个体与多只黑身雌性个体(未发生染色体变异)杂交,请回答:
①若后代灰身与黑身的比值为 ,则该体色基因在2号染色体上;
②若后代灰身与黑身的比值为1∶1,则该体色基因 (填“是”“不是”或“不一定”)在2号染色体上。
[思维建模]
1.利用单体定位
2.利用三体定位
3.利用染色体片段缺失定位
[应用体验]
1.(2025·南昌模拟)二倍体生物体细胞中某对同源染色体多了一条的个体,称为三体(2n+1,配子育性及结实率与二倍体相同)。科学家利用人工构建的一系列增加了不同染色体的野生型纯合水稻三体,分别与野生型水稻的隐性突变体(2n=24)杂交,获得F1,F1植株单独种植,自交得到F2,分别统计各自F2的表型和比例,可以判断突变基因在染色体上的位置。下列说法错误的是 ( )
A.减数分裂过程中,某对同源染色体未分离移向同一极,可能会导致子代中出现三体
B.需构建12种野生型水稻三体,分别与隐性突变体杂交才能确定突变基因的位置
C.若某F1植株子代中野生型与突变型的比例为35∶1,说明突变基因位于该三体所在的染色体上
D.若某F1植株子代中野生型与突变型的比例为3∶1,则突变基因不位于该三体所在的染色体上
2.(2025·衡水模拟)某XY型植物的叶型有宽叶和窄叶两种,取纯合亲本进行杂交,结果如下:
宽叶(♀)×窄叶(♂)→F1宽叶→自由交配→F2宽叶∶窄叶=15∶1
窄叶(♀)×宽叶(♂)→F1宽叶→自由交配→F2宽叶∶窄叶=15∶1
回答下列问题:
(1)若叶型受一对等位基因A/a控制,且A对a为完全显性,则该基因位于 染色体上,理由是 。F2出现15∶1的原因可能与某种配子致死有关,若该植株的雌配子正常,则F1产生的具有受精能力的雄配子的类型和比例为 。
(2)若叶型受两对独立遗传的等位基因(用B/b、D/d表示)控制,则F2宽叶植株的基因型有 种,F2宽叶中基因型相同的雌雄个体相互交配,后代不发生性状分离的基因型除BBDD、bbDD外,还有 。若从F1测交后代中选取全部宽叶植株随机交配,子代出现宽叶植株的概率为 。
(3)若该植物抗病对感病为完全显性,受某常染色体上的基因E/e控制。科研团队发现了一株2号染色体缺失一小段的植株,且缺失纯合子致死。为确定E/e基因否位于2号染色体及是否位于该缺失片段上,用正常隐性个体(ee)与2号染色体缺失一小段的显性个体杂交得F1,F1随机交配得F2,统计F2的表型及比例。
若F2中抗病∶感病=3∶1,则 ;
若 ,则E/e基因位于2号染色体但不在缺失片段上;
若 ,则E/e基因位于2号染色体,且在缺失片段上。
第三课时 变异与细胞分裂的关系及生物变异的实验探究
主题研习(一)
[典例导析]
[例1] 选A 根据题图可知，父亲的基因型是XXg1Y，母亲的基因型是XXg2XXg2，患儿的基因型是XXg1XXg2Y，故父亲产生的异常精子的基因型是XXg1Y，原因是同源染色体在减数分裂Ⅰ后期没有分离，A正确。
[例2] 选B 假设1号染色体的2条非姐妹染色单体发生一次A2与a2基因的交换。若以机制①进行繁殖，可产生基因型为A1a2和a1A2的配子，配子中染色体复制一次，可以得到基因组成为A1a2A1a2和a1A2a1A2的个体，①符合题意。若以机制②进行繁殖，产生的次级精(卵)母细胞的基因组成为A1A2A1a2、a1A2a1a2，若减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂，则形成的个体的基因组成为A1A2A1a2、a1A2a1a2，②不符合题意。若以机制③进行繁殖，则产生的次级精(卵)母细胞的基因组成为A1A2A1a2a1a2a1A2，减数分裂Ⅱ每个四分体形成的4条染色体的基因组成分别为A1A2、A1a2、a1a2、a1A2，任意2条进入1个子细胞，可以得到基因组成为A1A2a1a2、A1a2a1A2的个体，③符合题意。故选B。
[应用体验]
1．选A 甲图是有丝分裂后期图像，基因a出现的原因是基因突变，A错误；乙图中基因a出现的原因可能是染色体互换，也可能是基因突变，B正确；丙图细胞产生的2个子细胞中，一个多一条染色体，一个少一条染色体，均发生了染色体数目变异，C正确；丁图是减数分裂Ⅱ后期图像，基因a出现的原因可能是同源染色体的非姐妹染色单体的互换，也可能是基因突变，基因突变的频率很低，则最可能的原因是减数分裂Ⅰ前期发生了同源染色体的非姐妹染色单体的互换，导致基因重组，D正确。
2．选D 若交换发生在有丝分裂过程中，将会产生基因型为AaBb(A、B连锁，a、b连锁和A、b连锁，a、B连锁)或者AaBB(A、B连锁，a、B连锁)、Aabb(A、b连锁，a、b连锁)两种精原细胞；若交换发生在减数分裂过程中，其中一个精母细胞发生交换，产生如图2的初级精母细胞。以上两种情况均可产生4种精细胞，A正确。若交换发生在减数分裂过程中，则会形成如图2所示的初级精母细胞，无法产生基因型为aaBB的次级精母细胞，另一个未发生交换的初级精母细胞会产生基因型为AABB和aabb的次级精母细胞，所以交换只能发生在有丝分裂过程中，B正确。由A项分析可知，若交换发生在有丝分裂过程中，产生的两种精原细胞无法产生基因组成为aaBb的次级精母细胞，C正确。若该精原细胞有丝分裂产生的两个子细胞的基因型分别是AaBB(其中A和B连锁，a和B连锁)、Aabb(其中A和b连锁，a和b连锁)，两个子细胞进行减数分裂一共产生8个精细胞，其中基因型为aB、Ab的精细胞的个数均为2个，所占比例为4/8＝1/2；若该精原细胞有丝分裂产生的两个子细胞的基因型分别是AaBb(其中A和B连锁，a和b连锁)、AaBb(其中A和b连锁，a和B连锁)，只有基因型是AaBb(其中A和b连锁，a和B连锁)的子细胞可以产生基因型为aB、Ab的重组细胞，个数为4个，所占比例为4/8＝1/2；若交换发生在减数分裂中，则重组型精细胞有2个(Ab、aB)，共产生了8个精细胞，故重组型精细胞占1/4，D错误。
3．选C 减数分裂Ⅰ中期、减数分裂Ⅱ后期，一个细胞中的染色体组数都是2个，A正确；一个精原细胞减数分裂应该产生2种比例相等的精子，若产生的精子为AXB∶aXB∶AY∶aY＝1∶1∶1∶1，则可能发生了染色体互换，B正确；若产生的精子为AXB∶aXB∶aY＝1∶1∶2，则可能的原因是一个A发生基因突变成了a，C错误；若细胞基因组成为AAYY(不含同源染色体)，同时不含染色单体，则该细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期，D正确。
4．选D 假设红绿色盲相关基因用B、b表示。父亲减数分裂Ⅰ后期同源染色体移向同一极，产生XBY的配子，产生的后代不会患红绿色盲，A错误；父亲减数分裂Ⅱ姐妹染色单体移向一极产生YY或XBXB的配子，和正常的卵细胞结合不能产生染色体组成为44＋XXY的个体，B错误；若母亲减数分裂Ⅰ后期同源染色体移向一极，则产生XBXb的配子，和父亲含Y的配子结合产生子代XBXbY，该个体不患红绿色盲，C错误；母亲减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体移向同一极可产生XBXB或XbXb配子，XbXb和父亲的Y染色体结合可产生患克氏综合征并伴有红绿色盲的男孩(XbXbY)，D正确。
主题研习(二)
[典例导析] 解析：(1)由题意可知，m1为单基因突变纯合子，若m1 发生的突变为隐性突变，则m1为隐性突变纯合子，其基因型应为a1a1，表型为持绿，野生型的基因型为A1A1，表型为熟黄，二者杂交得到的F1的基因型为A1a1，表型为熟黄。若A1基因控制小麦熟黄，即小麦熟黄为显性性状，将A1基因转入m1个体(持绿)中表达，则获得的植株会表现为熟黄。
(2)a1基因与A1(A2)基因转录的模板链相比，C碱基替换为T碱基，属于基因突变中的碱基的替换；a2基因与A1(A2)基因转录的模板链相比，增加了碱基导致密码子移位，属于基因突变中的碱基的增添，两种突变最终都使mRNA上的终止密码子UGA提前出现，从而使翻译出的多肽链变短。由于A1(A2)基因编码A酶，因此突变体中A酶活性降低，而野生型中A酶活性最高，即①号株系为野生型的数据。
(3)野生型植株的基因型为A1A1A2A2，m1为A1单基因突变纯合子，所以m1的基因型为a1a1A2A2，同理m2的基因型为A1A1a2a2，m1与m2杂交产生的F1的基因型为A1a1A2a2，其自交得到的F2中自交后代不发生性状分离个体的基因型为A1A1A2A2(1/16)、A1A1a2a2(1/16)、A1a1a2a2(2/16)、a1a1A2a2(2/16)、a1a1A2A2(1/16)、a1a1a2a2(1/16)，即比例为1/2。
答案：(1)熟黄 m1 (2)碱基的替换 碱基的增添 终止密码子 短 ① (3)a1a1A2A2 A1A1a2a2 1/2
[应用体验]
1．解析：(1)将突变体1和突变体2分别与野生型水稻杂交，获得的F1的稻穗大小与野生型相同，说明小穗为显性，大穗为隐性。探究突变体1和突变体2的突变基因在染色体上的位置关系，可将突变体1和突变体2杂交得F1，F1自交，观察F2表型及比例。
(2)由题干条件逆向推理：①若突变体1、2的突变基因为等位基因，则F1、F2中都为大穗(突变体)；②若突变体1、2的突变基因为非同源染色体上的非等位基因，则F1自交符合自由组合定律，F2中双显性个体为小穗(野生型)，则F2中大穗∶小穗＝7∶9；③若突变体1、2的突变基因为同源染色体上的非等位基因，即突变体1、2的相关基因连锁，F1自交后，F2中大穗∶小穗＝1∶1。
答案：(1)突变体1和突变体2杂交得F1，F1自交，观察F2表型及比例 (2)①F1、F2中都为大穗(突变体) ②F2中大穗(突变体)∶小穗(野生型)＝7∶9 ③F2中大穗(突变体)∶小穗(野生型)＝1∶1
2．解析：(1)分析题意，研究小组利用一群长翅白眼雌性果蝇和残翅红眼雄性果蝇进行相互交配，得到子一代为长翅红眼雌性∶正常翅红眼雌性∶长翅白眼雄性∶正常翅白眼雄性＝3∶1∶3∶1，子代雌性中都是红眼，雄性都是白眼，性状与性别相关联，说明相关基因位于X染色体；亲代是长翅(T1_)和残翅(T3_)，子代雌性和雄性中都是长翅(T1_)∶正常翅(T2_)＝3∶1，说明相关基因位于常染色体，且长翅是显性性状，由于长翅、正常翅和残翅分别由复等位基因T1、T2、T3控制，可推知三者的显隐性关系是T1>T2>T3。
(2)结合(1)分析可知，控制眼色的基因位于X染色体，且控制翅型的基因的显隐性关系为T1>T2>T3，子代中雄果蝇都是白眼，可推知亲代白眼雌性果蝇的基因型为XdXd，又因为亲代是长翅(T1_)和残翅(T3_)，子代雌性和雄性中都是长翅(T1_)∶正常翅(T2_)＝3∶1，即亲代可产生3/4T1、1/4T2配子，可推知亲代雌性果蝇应是含有T1T1和T1T2两种类型，且比例是1∶1，即亲代长翅白眼雌性果蝇的基因型为1/2T1T1XdXd、1/2T1T2XdXd。
(3)①实验小组在子一代中，偶然发现一只白眼雌性果蝇，为探究该白眼雌性果蝇产生的原因，可将其与红眼雄性果蝇杂交。②统计后代眼色和性别及比例。③若假说一正确，即该个体受环境影响改变了其表型，但其基因型未变，则该个体基因型应为XDXd，与XDY的个体杂交，子代中基因型是XDXD∶XDXd∶XDY∶XdY＝1∶1∶1∶1，表现为红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇＝2∶1∶1。④若假说二正确，即该个体一条染色体上某个基因发生了突变，则该个体基因型应为XdXd，与XDY的个体杂交，子代中基因型是XDXd∶XdY＝1∶1，表现为红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇＝1∶1。⑤若假说三正确，即该个体发生了一条染色体部分片段(含相应基因)缺失，则该个体基因型应为XdXO(缺失片段的X染色体用XO表示)，与XDY的个体杂交，子代中基因型是XDXd∶XDXO∶XOY(致死)∶XdY＝1∶1∶1∶1，则子代表现为红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇＝2∶1。⑥有同学提出了第四种假说，认为该果蝇的染色体组成是XXY，则其基因型应是XdXdY，应是母本减数分裂Ⅰ同源染色体未分离或减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体分离后形成的两条染色体均移向卵细胞所致。
答案：(1)X T1>T2>T3 (2)T1T1XdXd、T1T2XdXd
(3)①红眼 ③2∶1∶1 ④1∶1 ⑤2∶1 ⑥母本
主题研习(三)
[典例导析] 解析：(1)由题干信息可知，灰身雄蝇和黑身雌蝇杂交，F1雌雄蝇中的灰身与黑身个体的数量比均为3∶1，说明灰身为显性性状，控制体色的基因位于常染色体上。长翅雄蝇和残翅雌蝇杂交，F1雌蝇均为长翅、雄蝇都是残翅，说明长翅为显性性状，控制翅长的基因位于X染色体上。
(2)结合对(1)的分析可知：亲本灰身长翅雄蝇的基因型为1/2AAXBY、1/2AaXBY，亲本黑身残翅雌蝇的基因型为aaXbXb，F1的基因型为3/4AaXbY、1/4aaXbY、3/4AaXBXb、1/4aaXBXb，F1的雄性个体能产生基因型分别为AXb、aXb、AY、aY的4种配子。只考虑灰身与黑身，F1产生的雌配子为3/8A、5/8a，F1产生的雄配子也为3/8A、5/8a；取F1雌、雄个体随机交配，在F2个体中，灰身∶黑身＝(1－5/8×5/8)∶(5/8×5/8)＝39∶25。
(3)如果控制体色的基因在2号染色体上，则灰身三体雄蝇的基因型为AAa或Aaa。若该三体雄蝇的基因型为AAa，则其产生的配子及其比例为AA∶a∶Aa∶A＝1∶1∶2∶2，将该个体与多只黑身雌性(aa)个体杂交，后代灰身与黑身的比值为5∶1；若该三体雄蝇的基因型为Aaa，则其产生的配子及其比例为A∶aa∶Aa∶a＝1∶1∶2∶2，将该个体与多只黑身雌性(aa)个体杂交，后代灰身与黑身的比值为1∶1。如果控制体色的基因不在2号染色体上，则灰身的三体雄蝇的基因型为Aa，该三体雄蝇产生的配子及其比例为A∶a＝1∶1，将该个体与多只黑身雌性(aa)个体杂交，后代灰身与黑身的比值为1∶1。综上分析，若后代灰身与黑身的比值为1∶1，则该体色基因不一定在2号染色体上。
答案：(1)灰身 长翅 (2)4 39∶25 (3)①5∶1 ②不一定
[应用体验]
1．选D 减数分裂过程中某对同源染色体未分离移向同一极或减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后形成的子染色体未分离并移向同一极都可能会导致配子中多一条染色体，从而使子代中出现三体，A正确；水稻(2n＝24)有12对同源染色体，要确定突变基因的位置，需构建12种野生型水稻三体分别与隐性突变体杂交，B正确；若突变基因位于三体所在的染色体上，隐性突变体的基因型为aa，相关野生型三体的基因型为AAA，二者杂交，F1的基因型有两种，Aa和AAa，其中Aa植株自交后代野生型与突变型比例为3∶1，AAa的植株产生的配子为AA∶Aa∶A∶a＝1∶2∶2∶1，其中a＝1/6，自交后代(即F1植株子代)中野生型与突变型的比例为35∶1，C正确；据C项分析可知，当突变基因位于该三体所在的染色体上时，F1植株子代中野生型与突变型的比例也可能为3∶1，D错误。
2．解析：(1)亲本宽叶和窄叶进行正反交，F1均为宽叶，F1自由交配后代均为宽叶∶窄叶＝15∶1，说明控制叶型的基因位于常染色体上。若叶型受一对等位基因A/a控制，F2中A_∶aa＝15∶1，F1产生的雌配子中A∶a＝1∶1，则F1产生的雄配子a占比为1/8，因此F1植株产生的具有受精能力的雄配子基因型及比例是A∶a＝7∶1。
(2)若叶型受两对独立遗传的等位基因(用B/b、D/d表示)控制，则F1的基因型为BbDd，F1自由交配后F2宽叶植株(B_D_、bbD_、B_dd)的基因型有8种，F2宽叶中基因型相同的雌雄个体相互交配，后代不发生性状分离的基因型除BBDD、bbDD外，还有BBdd、BbDD、BBDd。若从F1测交后代中选取全部宽叶植株(1/3BbDd、1/3bbDd、1/3Bbdd)，产生的配子为1/12BD、1/4Bd、1/4bD、5/12bd，随机交配，子代出现宽叶植株(B_D_、bbD_、B_dd)的概率为1－5/12×5/12＝119/144。
(3)若E/e不位于2号染色体上，则ee能产生一种配子e，EE能产生一种配子E，雌雄配子随机结合，得到F1为Ee，F1雌雄配子随机结合，得到F2为1/4EE、2/4Ee、1/4ee，EE、Ee表现为显性，ee表现为隐性，比例为(1＋2)∶1＝3∶1；若E/e基因位于2号染色体上，但不在缺失片段上(假设缺失片段的染色体用＋表示，即2号染色体缺失一小段的显性纯合子为EE＋)，则ee能产生一种配子e，EE＋能产生两种配子E∶E＋＝1∶1，雌雄配子随机结合，得到F1为1/2Ee、1/2E＋e，F1产生的配子为1/4E、1/2e、1/4E＋，雌雄配子随机结合，得到F2为1/16EE、1/8EE＋、1/4Ee、1/4E＋e、1/4ee、1/16E＋E＋(致死)，EE、EE＋、Ee、E＋e表现为显性，ee表现为隐性，比例为(1＋2＋4＋4)∶4＝11∶4；若E/e位于2号染色体上，且基因在缺失片段上，假设缺失片段的配子用O表示，则ee能产生一种配子e，EO能产生两种配子E∶O＝1∶1，雌雄配子随机结合，得到F1为1/2Ee、1/2eO，F1产生的配子为1/4E、1/2e、1/4O，雌雄配子随机结合，得到F2为1/16EE、1/8EO、1/4Ee、1/4eO、1/4ee、1/16OO(致死)，EE、EO、Ee表现为显性，eO、ee表现为隐性，比例为(1＋2＋4)∶(4＋4)＝7∶8。
答案：(1)常 一对表型不同的纯合亲本正交、反交结果相同 A∶a＝7∶1 (2)8 BBdd、BbDD、BBDd 119/144 (3)E/e基因不位于2号染色体 F2中抗病∶感病＝11∶4 F2中抗病∶感病＝7∶8
(共108张PPT)
变异与细胞分裂的关系及生物变异的实验探究
第三课时
生物可遗传变异与细胞分裂的关系、生物变异的实验探究,以及利用单体、三体或片段缺失判断特定基因是否位于特定染色体上,是综合性较强的高考命题点,是教学中的重点和难点。高考中常借助图示或新情境材料命制选择题或非选择题。
目录
主题研习(一)
主题研习(二)
生物可遗传变异与细胞分裂的关系
课时跟踪检测
生物变异的实验探究
主题研习(三)
利用单体、三体或片段缺失判断特定基因是否位于特定染色体上
主题研习(一) 生物可遗传变异与细胞
分裂的关系
[例1] (2024·广东高考)克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及其父母的性染色体组成见图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因。导致该患儿染色体异常最可能的原因是 ( )
典例导析
A.精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
B.精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
C.卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
D.卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
[解析] 根据题图可知,父亲的基因型是XXg1Y,母亲的基因型是XXg2XXg2,患儿的基因型是XXg1XXg2Y,故父亲产生的异常精子的基因型是XXg1Y,原因是同源染色体在减数分裂Ⅰ后期没有分离,A正确。
√
[例2] (2024·山东高考)某二倍体生物通过无性繁殖获得二倍体子代的机制有3种:①配子中染色体复制1次;②减数分裂Ⅰ正常,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂;③减数分裂Ⅰ细胞不分裂,减数分裂Ⅱ时每个四分体形成的4条染色体中任意2条进入1个子细胞。某个体的1号染色体所含全部基因如图所示,其中A1、A2为显性基因,a1、a2为隐性基因。该个体通过无性繁殖获得了某个二倍体子代,该子代体细胞中所有1号染色体上的显性基因数与隐性基因数相等。已知发育为该子代的细胞在
四分体时, 1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换
并引起了基因重组。不考虑突变,获得该子代的所有可能机
制为 ( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
√
[解析] 假设1号染色体的2条非姐妹染色单体发生一次A2与a2基因的交换。若以机制①进行繁殖,可产生基因型为A1a2和a1A2的配子,配子中染色体复制一次,可以得到基因组成为A1a2A1a2和a1A2a1A2的个体,①符合题意。若以机制②进行繁殖,产生的次级精(卵)母细胞的基因组成为A1A2A1a2、a1A2a1a2,若减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂,则形成的个体的基因组成为A1A2A1a2、a1A2a1a2,②不符合题意。若以机制③进行繁殖,则产生的次级精(卵)母细胞的基因组成为A1A2A1a2a1a2a1A2,减数分裂Ⅱ每个四分体形成的4条染色体的基因组成分别为A1A2、A1a2、a1a2、a1A2,任意2条进入1个子细胞,可以得到基因组成为A1A2a1a2、A1a2a1A2的个体,③符合题意。故选B。
[思维建模]
1.减数分裂与基因突变(如图)
2.减数分裂与基因重组
(1)非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律),如图。
(2)同源染色体非姐妹染色单体互换导致基因重组,如图。
3.姐妹染色单体上等位基因来源的判断方法
(1)一看亲子代基因型
①如果亲代基因型为BB或bb,则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变;
②如果亲代基因型为Bb,则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变或基因重组(互换型)。
(2)二看细胞分裂方式
①如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,则一般认为是基因突变;
②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同,可能发生了基因突变或基因重组(互换型)。
(3)三看细胞分裂图
①如果是有丝分裂后期的图像,
两条子染色体上的两基因不同,则一
般认为是基因突变的结果,如图1所示;
②如果是减数分裂Ⅱ后期的图像,两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同,则为基因突变的结果,如图2所示;
③如果是减数分裂Ⅱ后期的图像,两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同,则为互换(基因重组)的结果,如图3所示。
4.减数分裂与染色体变异(如图)
5.XXY与XYY异常个体成因分析
(1)XXY成因
(2)XYY成因
父方减数分裂Ⅱ异常,即减数分裂Ⅱ后期Y染色体着丝粒分裂后两条Y染色体共同进入同一精细胞。
题点(一) 基因突变、基因重组与细胞分裂的关系
1.(2024·大连期末)基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某二倍体生物有以下几种细胞分裂图像,下列说法错误的是( )
应用体验
A.甲图中基因a最可能来源于染色体的互换
B.乙图中基因a可能来源于基因突变
C.丙图细胞产生的子细胞发生了染色体数目变异
D.丁图中基因a的出现最可能与基因重组有关
√
解析:甲图是有丝分裂后期图像,基因a出现的原因是基因突变,A错误;乙图中基因a出现的原因可能是染色体互换,也可能是基因突变,B正确;丙图细胞产生的2个子细胞中,一个多一条染色体,一个少一条染色体,均发生了染色体数目变异,C正确;丁图是减数分裂Ⅱ后期图像,基因a出现的原因可能是同源染色体的非姐妹染色单体的互换,也可能是基因突变,基因突变的频率很低,则最可能的原因是减数分裂Ⅰ前期发生了同源染色体的非姐妹染色单体的互换,导致基因重组,D正确。
2.(2024·临沂二模)精原细胞进行有丝分裂时,在特殊情况下一对同源染色体的非姐妹染色单体之间也可能发生交换。基因型为AaBb的雄果蝇(基因位置如图1)的一个精原细胞进行有丝分裂产生的两个子细胞均进入减数分裂。若此过程中只有一个细胞发生一次如图2所示的交换,仅考虑图中的染色体且未发生其他变异。下列说法错误的是 ( )
A.无论交换发生在有丝分裂还是减数分裂中,该精原细胞均可产生4种精细胞
B.若精原细胞分裂产生基因组成为aaBB的次级精母细胞,则交换只能发生在有丝分裂过程中
C.若精原细胞分裂产生基因组成为aaBb的次级精母细胞,则交换只能发生在减数分裂过程中
D.无论交换发生在有丝分裂还是减数分裂中,基因重组型精细胞所占比例均为1/2
√
解析:若交换发生在有丝分裂过程中,将会产生基因型为AaBb(A、B连锁,a、b连锁和A、b连锁,a、B连锁)或者AaBB(A、B连锁,a、B连锁)、Aabb(A、b连锁,a、b连锁)两种精原细胞;若交换发生在减数分裂过程中,其中一个精母细胞发生交换,产生如图2的初级精母细胞。以上两种情况均可产生4种精细胞,A正确。若交换发生在减数分裂过程中,则会形成如图2所示的初级精母细胞,无法产生基因型为aaBB的次级精母细胞,另一个未发生交换的初级精母细胞会产生基因型为AABB和aabb的次级精母细胞,所以交换只能发生在有丝分裂过程中,B正确。由A项分析可知,若交换发生在有丝分裂过程中,产生的两种精原细胞无法产生基因组成为
aaBb的次级精母细胞,C正确。若该精原细胞有丝分裂产生的两个子细胞的基因型分别是AaBB(其中A和B连锁,a和B连锁)、Aabb(其中A和b连锁,a和b连锁),两个子细胞进行减数分裂一共产生8个精细胞,其中基因型为aB、Ab的精细胞的个数均为2个,所占比例为4/8=1/2;若该精原细胞有丝分裂产生的两个子细胞的基因型分别是AaBb(其中A和B连锁,a和b连锁)、AaBb(其中A和b连锁,a和B连锁),只有基因型是AaBb(其中A和b连锁,a和B连锁)的子细胞可以产生基因型为aB、Ab的重组细胞,个数为4个,所占比例为4/8=1/2;若交换发生在减数分裂中,则重组型精细胞有2个(Ab、aB),共产生了8个精细胞,故重组型精细胞占1/4,D错误。
题点(二) 染色体变异与细胞分裂的关系
3.(2025·广州一模)一个基因型为AaXBY的精原细胞进行减数分裂,下列叙述不正确的是( )
A.减数分裂Ⅰ中期、减数分裂Ⅱ后期,细胞中的染色体组数相同
B.若产生的精子为AXB∶aXB∶AY∶aY=1∶1∶1∶1,则可能发生了互换
C.若产生的精子为AXB∶aXB∶aY=1∶1∶2,则可能的原因是同源染色体未分离
D.若细胞中无染色单体,基因组成为AAYY,则该细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期
√
解析:减数分裂Ⅰ中期、减数分裂Ⅱ后期,一个细胞中的染色体组数都是2个,A正确;一个精原细胞减数分裂应该产生2种比例相等的精子,若产生的精子为AXB∶aXB∶AY∶aY=1∶1∶1∶1,则可能发生了染色体互换,B正确;若产生的精子为AXB∶aXB∶aY=1∶1∶2,则可能的原因是一个A发生基因突变成了a,C错误;若细胞基因组成为AAYY(不含同源染色体),同时不含染色单体,则该细胞可能处于减数分裂Ⅱ后期,D正确。
4.(2025·西安一模)克氏综合征是一种性染色体数目异常的疾病。现有一对染色体数目正常且表型正常的夫妇生了一个患克氏综合征并伴有红绿色盲的男孩,该男孩的染色体组成为44+XXY。下列对该男孩患克氏综合征的原因,分析正确的是 ( )
A.父亲的生殖细胞形成精子的过程中,减数分裂Ⅰ同源染色体未分离
B.父亲的生殖细胞形成精子的过程中,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体未分离
C.母亲的生殖细胞形成卵细胞的过程中,减数分裂Ⅰ同源染色体未分离
D.母亲的生殖细胞形成卵细胞的过程中,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体未分离
√
解析:假设红绿色盲相关基因用B、b表示。父亲减数分裂Ⅰ后期同源染色体移向同一极,产生XBY的配子,产生的后代不会患红绿色盲,A错误;父亲减数分裂Ⅱ姐妹染色单体移向一极产生YY或XBXB的配子,和正常的卵细胞结合不能产生染色体组成为44+XXY的个体,B错误;若母亲减数分裂Ⅰ后期同源染色体移向一极,则产生XBXb的配子,和父亲含Y的配子结合产生子代XBXbY,该个体不患红绿色盲,C错误;母亲减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体移向同一极可产生XBXB或XbXb配子,XbXb和父亲的Y染色体结合可产生患克氏综合征并伴有红绿色盲的男孩(XbXbY),D正确。
主题研习(二) 生物变异的实验探究
(2024·黑吉辽高考)作物在成熟期叶片枯黄,若延长绿色状态将有助于提高产量。某小麦野生型在成熟期叶片正常枯黄(熟黄),其单基因突变纯合子m1在成熟期叶片保持绿色的时间延长(持绿)。回答下列问题。
(1)将m1与野生型杂交得到F1,表型为 (填“熟黄”或“持绿”),则此突变为隐性突变(A1基因突变为a1基因)。推测A1基因控制小麦熟黄,将A1基因转入 个体中表达,观察获得的植株表型可验证此推测。
典例导析
熟黄
m1
[解析] 由题意可知,m1为单基因突变纯合子,若m1 发生的突变为隐性突变,则m1为隐性突变纯合子,其基因型应为a1a1,表型为持绿,野生型的基因型为A1A1,表型为熟黄,二者杂交得到的F1的基因型为A1a1,表型为熟黄。若A1基因控制小麦熟黄,即小麦熟黄为显性性状,将A1基因转入m1个体(持绿)中表达,则获得的植株会表现为熟黄。
(2)突变体m2与m1表型相同,是A2基因突变为a2基因的隐性纯合子,A2基因与A1基因是非等位的同源基因,序列相同。A1、A2、a1和a2基因转录的模板链简要信息如图1。据图1可知,与野生型基因相比,a1基因发生了___________,a2基因发生了___________,使合成的mRNA都提前出现了____________,翻译出的多肽链长度变____,导致蛋白质的空间结构改变,活性丧失。
碱基的替换
碱基的增添
终止密码子
短
A1(A2)基因编码A酶,图2为检测野生型和两个突变体叶片中A酶的酶活性结果,其中 号株系为野生型的数据。
①
[解析] a1基因与A1(A2)基因转录的模板链相比,C碱基替换为T碱基,属于基因突变中的碱基的替换;a2基因与A1(A2)基因转录的模板链相比,增加了碱基导致密码子移位,属于基因突变中的碱基的增添,两种突变最终都使mRNA上的终止密码子UGA提前出现,从而使翻译出的多肽链变短。由于A1(A2)基因编码A酶,因此突变体中A酶活性降低,而野生型中A酶活性最高,即①号株系为野生型的数据。
(3)A1和A2基因位于非同源染色体上,m1的基因型为 ,
m2的基因型为 。若将m1与m2杂交得到F1,F1自交得到F2,F2中自交后代不发生性状分离个体的比例为 。
a1a1A2A2
A1A1a2a2
1/2
[解析] 野生型植株的基因型为A1A1A2A2,m1为A1单基因突变纯合子,所以m1的基因型为a1a1A2A2,同理m2的基因型为A1A1a2a2,m1与m2杂交产生的F1的基因型为A1a1A2a2,其自交得到的F2中自交后代不发生性状分离个体的基因型为A1A1A2A2(1/16)、A1A1a2a2(1/16)、A1a1a2a2(2/16)、a1a1A2a2(2/16)、a1a1A2A2(1/16)、a1a1a2a2(1/16),即比例为1/2。
[思维建模]
1.判断某一变异性状是不是可遗传变异的方法
2.判定基因突变类型——显性突变或隐性突变
(1)基因突变类型
显性突变 如a→A,该突变一旦发生即可表现出相应性状
隐性突变 如A→a,突变性状一旦在生物个体中表现出来,该性状即可稳定遗传
(2)判定方法
杂交法 思路 选取突变体与其他已知未突变体(即野生型)杂交,根据子代性状表现判断
结论 ①若后代全表现野生型性状,则突变体由隐性突变产生;
②若后代全表现突变型性状,则突变体由显性突变产生;
③若后代既有突变型又有野生型性状,则突变体由显性突变产生
续表
自交法 思路 让突变体自交(或雌雄个体相互交配),观察后代有无性状分离从而进行判断
结论 ①若后代出现性状分离,则突变性状为显性性状;
②若后代没有出现性状分离,则突变性状为隐性性状或突变体为显性纯合个体
3.不同突变体是否为同一位点突变的判断
(1)实验设计方法
将突变株1与突变株2进行杂交,根据是否转化为野生型个体判断突变基因对应的位置。
(2)实验结果分析(以隐性突变为例)
①两种突变是由一对基因突变引起
②两种突变是由两对基因突变引起
4.基因突变与基因重组的判断方法
1.(2025·重庆一模)水稻是一种重要的农作物,研究者通过多种育种技术来提高水稻的产量。水稻稻穗的大小会影响水稻产量。研究人员获得了稻穗为大穗的单基因纯合突变体1和突变体2,其稻穗显著大于野生型(其稻穗为小穗)。将突变体1和突变体2分别与野生型水稻杂交,获得的F1的稻穗大小与野生型相同。
欲探究突变体1和突变体2的突变基因在染色体上的位置关系,请设计一种实验方案并预期实验结果和结论(不考虑互换)。
应用体验
(1)实验方案:____________________________________________
_______。
解析:将突变体1和突变体2分别与野生型水稻杂交,获得的F1的稻穗大小与野生型相同,说明小穗为显性,大穗为隐性。探究突变体1和突变体2的突变基因在染色体上的位置关系,可将突变体1和突变体2杂交得F1,F1自交,观察F2表型及比例。
突变体1和突变体2杂交得F1,F1自交,观察F2表型及比例
(2)预期实验结果和结论:
①若 ,则突变体1、2的突变基因为等位基因;
②若 ,则突变体1、2的突变基因为非同源染色体上的非等位基因;
③若 ,则突变体1、2的突变基因为同源染色体上的非等位基因。
F2中大穗(突变体)∶小穗(野生型)=1∶1
F1、F2中都为大穗(突变体)
F2中大穗(突变体)∶小穗(野生型)=7∶9
解析: 由题干条件逆向推理:①若突变体1、2的突变基因为等位基因,则F1、F2中都为大穗(突变体);②若突变体1、2的突变基因为非同源染色体上的非等位基因,则F1自交符合自由组合定律,F2中双显性个体为小穗(野生型),则F2中大穗∶小穗=7∶9;③若突变体1、2的突变基因为同源染色体上的非等位基因,即突变体1、2的相关基因连锁,F1自交后,F2中大穗∶小穗=1∶1。
2.(2025·鞍山模拟)已知果蝇红眼和白眼由等位基因D、d控制,翅型包括长翅、正常翅和残翅,分别由复等位基因T1、T2、T3控制。研究小组利用一群长翅白眼雌性果蝇和残翅红眼雄性果蝇进行相互交配,得到子一代为长翅红眼雌性∶正常翅红眼雌性∶长翅白眼雄性∶正常翅白眼雄性=3∶1∶3∶1。已知控制体色和眼色两对性状的基因均不位于X和Y染色体的同源区段。请回答下列问题:
(1)根据实验结果推测,控制眼色的基因位于 染色体。控制体色的基因T1(长翅)、T2(正常翅)和T3(残翅)的显隐性关系为
______________(显性对隐性用“>”表示)。
X
T1>T2>T3
解析:分析题意,研究小组利用一群长翅白眼雌性果蝇和残翅红眼雄性果蝇进行相互交配,得到子一代为长翅红眼雌性∶正常翅红眼雌性∶长翅白眼雄性∶正常翅白眼雄性=3∶1∶3∶1,子代雌性中都是红眼,雄性都是白眼,性状与性别相关联,说明相关基因位于X染色体;亲代是长翅(T1_)和残翅(T3_),子代雌性和雄性中都是长翅(T1_)∶正常翅(T2_)=3∶1,说明相关基因位于常染色体,且长翅是显性性状,由于长翅、正常翅和残翅分别由复等位基因T1、T2、T3控制,可推知三者的显隐性关系是T1>T2>T3。
(2)亲代长翅白眼雌性果蝇的基因型为 。
解析:结合(1)分析可知,控制眼色的基因位于X染色体,且控制翅型的基因的显隐性关系为T1>T2>T3,子代中雄果蝇都是白眼,可推知亲代白眼雌性果蝇的基因型为XdXd,又因为亲代是长翅(T1_)和残翅(T3_),子代雌性和雄性中都是长翅(T1_)∶正常翅(T2_)=3∶1,即亲代可产生3/4T1、1/4T2配子,可推知亲代雌性果蝇应是含有T1T1和T1T2两种类型,且比例是1∶1,即亲代长翅白眼雌性果蝇的基因型为1/2T1T1XdXd、1/2T1T2XdXd。
T1T1XdXd、T1T2XdXd
(3)实验小组在子一代中,偶然发现一只白眼雌性果蝇。对其产生原因,科研人员提出了以下几种假说:
假说一:该个体受环境影响改变了其表型,但其基因型未变;
假说二:该个体一条染色体上某个基因发生了突变;
假说三:该个体发生了一条染色体部分片段(含相应基因)缺失。
请设计简单的杂交实验,探究该白眼雌性果蝇产生的原因。已知该果蝇染色体片段缺失的纯合个体、XXX、XYY和YY都致死,XXY为雌性。
实验步骤:
①选择 雄性果蝇与该雌性果蝇杂交;
②统计后代眼色和性别及比例。
预测实验结果及结论:
③若后代红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇= ,则假说一正确;
④若后代红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇= ,则假说二正确;
红眼
2∶1∶1
1∶1
⑤若后代红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇= ,则假说三正确;
⑥有同学提出了第四种假说,认为该果蝇的染色体组成是XXY,形成该白眼雌果蝇的原因可能是果蝇的 (填“母本”或“父本”)减数分裂过程中染色体未分离而发生异常导致的。
解析: ①实验小组在子一代中,偶然发现一只白眼雌性果蝇,为探究该白眼雌性果蝇产生的原因,可将其与红眼雄性果蝇杂交。②统计后代眼色和性别及比例。③若假说一正确,即该个体受环境影响改变了其表型,但其基因型未变,则该个体基因型应为XDXd,与XDY的个体
母本
2∶1
杂交,子代中基因型是XDXD∶XDXd∶XDY∶XdY=1∶1∶1∶1,表现为红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇=2∶1∶1。④若假说二正确,即该个体一条染色体上某个基因发生了突变,则该个体基因型应为XdXd,与XDY的个体杂交,子代中基因型是XDXd∶XdY=1∶1,表现为红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇=1∶1。⑤若假说三正确,即该个体发生了一条染色体部分片段(含相应基因)缺失,则该个体基因型应为XdXO(缺失片段的X染色体用XO表示),与XDY的个体杂交,子代中基因型是XDXd∶
XDXO∶XOY(致死)∶XdY=1∶1∶1∶1,则子代表现为红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇=2∶1。⑥有同学提出了第四种假说,认为该果蝇的染色体组成是XXY,则其基因型应是XdXdY,应是母本减数分裂Ⅰ同源染色体未分离或减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体分离后形成的两条染色体均移向卵细胞所致。
主题研习(三) 利用单体、三体或片段
缺失判断特定基因是否
位于特定染色体上
(2025·沈阳模拟)某果蝇的1号染色体为性染色体,其灰身和黑身、长翅和残翅分别由两对等位基因A/a、B/b控制,两对基因均不位于Y染色体上。现有一群灰身长翅雄蝇和黑身残翅雌蝇杂交,F1的表型及比例为灰身长翅(♀)∶黑身长翅(♀)∶灰身残翅(♂)∶黑身残翅(♂)=3∶1∶3∶1,不考虑致死和基因突变的发生。请回答下列问题:
典例导析
(1)上述两对相对性状的显性性状分别为 、 。
[解析] 由题干信息可知,灰身雄蝇和黑身雌蝇杂交,F1雌雄蝇中的灰身与黑身个体的数量比均为3∶1,说明灰身为显性性状,控制体色的基因位于常染色体上。长翅雄蝇和残翅雌蝇杂交,F1雌蝇均为长翅、雄蝇都是残翅,说明长翅为显性性状,控制翅长的基因位于X染色体上。
灰身
长翅
(2)F1的雄性个体能产生 种配子,取F1雌、雄个体随机交配,则F2中灰身与黑身个体的比例为 。
[解析] 结合对(1)的分析可知:亲本灰身长翅雄蝇的基因型为1/2AAXBY、1/2AaXBY,亲本黑身残翅雌蝇的基因型为aaXbXb,F1的基因型为3/4AaXbY、1/4aaXbY、3/4AaXBXb、1/4aaXBXb,F1的雄性个体能产生基因型分别为AXb、aXb、AY、aY的4种配子。只考虑灰身与黑身,F1产生的雌配子为3/8A、5/8a,F1产生的雄配子也为3/8A、5/8a;取F1雌、雄个体随机交配,在F2个体中,灰身∶黑身=(1-5/8×5/8)∶(5/8×5/8)=39∶25。
4
39∶25
(3)现F1种群中出现一只表型为灰身的三体雄蝇(2号常染色体有三条),减数分裂时该染色体的任意两条移向细胞一极,剩下的一条移向细胞另一极。欲测定体色基因是否在2号染色体上,将该个体与多只黑身雌性个体(未发生染色体变异)杂交,请回答:
①若后代灰身与黑身的比值为 ,则该体色基因在2号染色体上;
②若后代灰身与黑身的比值为1∶1,则该体色基因 (填“是”“不是”或“不一定”)在2号染色体上。
不一定
5∶1
[解析] 如果控制体色的基因在2号染色体上,则灰身三体雄蝇的基因型为AAa或Aaa。若该三体雄蝇的基因型为AAa,则其产生的配子及其比例为AA∶a∶Aa∶A=1∶1∶2∶2,将该个体与多只黑身雌性(aa)个体杂交,后代灰身与黑身的比值为5∶1;若该三体雄蝇的基因型为Aaa,则其产生的配子及其比例为A∶aa∶Aa∶a=1∶1∶2∶2,将该个体与多只黑身雌性(aa)个体杂交,后代灰身与黑身的比值为1∶1。如果控制体色的基因不在2号染色体上,则灰身的三体雄蝇的基因型为Aa,该三体雄蝇产生的配子及其比例为A∶a=1∶1,将该个体与多只黑身雌性(aa)个体杂交,后代灰身与黑身的比值为1∶1。综上分析,若后代灰身与黑身的比值为1∶1,则该体色基因不一定在2号染色体上。
[思维建模]
1.利用单体定位
2.利用三体定位
3.利用染色体片段缺失定位
1.(2025·南昌模拟)二倍体生物体细胞中某对同源染色体多了一条的个体,称为三体(2n+1,配子育性及结实率与二倍体相同)。科学家利用人工构建的一系列增加了不同染色体的野生型纯合水稻三体,分别与野生型水稻的隐性突变体(2n=24)杂交,获得F1,F1植株单独种植,自交得到F2,分别统计各自F2的表型和比例,可以判断突变基因在染色体上的位置。下列说法错误的是 ( )
应用体验
A.减数分裂过程中,某对同源染色体未分离移向同一极,可能会导致子代中出现三体
B.需构建12种野生型水稻三体,分别与隐性突变体杂交才能确定突变基因的位置
C.若某F1植株子代中野生型与突变型的比例为35∶1,说明突变基因位于该三体所在的染色体上
D.若某F1植株子代中野生型与突变型的比例为3∶1,则突变基因不位于该三体所在的染色体上
√
解析:减数分裂过程中某对同源染色体未分离移向同一极或减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后形成的子染色体未分离并移向同一极都可能会导致配子中多一条染色体,从而使子代中出现三体,A正确;水稻(2n=24)有12对同源染色体,要确定突变基因的位置,需构建12种野生型水稻三体分别与隐性突变体杂交,B正确;若突变基因位于三体所在的染色体上,隐性突变体的基因型为aa,相关野生型三体的基因型为AAA,二者杂交,F1的基因型有两种,Aa和AAa,其中Aa植株自交后代野生型与突变型比例为3∶1,AAa的植株产生的配子为AA∶Aa∶A∶a=1∶2∶2∶1,其中a=1/6,自交后代(即F1植株子代)中野生型与突变型的比例为35∶1,C正确;据C项分析可知,当突变基因位于该三体所在的染色体上时,F1植株子代中野生型与突变型的比例也可能为3∶1,D错误。
2.(2025·衡水模拟)某XY型植物的叶型有宽叶和窄叶两种,取纯合亲本进行杂交,结果如下:
宽叶(♀)×窄叶(♂)→F1宽叶→自由交配→F2宽叶∶窄叶=15∶1
窄叶(♀)×宽叶(♂)→F1宽叶→自由交配→F2宽叶∶窄叶=15∶1
回答下列问题:
(1)若叶型受一对等位基因A/a控制,且A对a为完全显性,则该基因位于 染色体上,理由是 。
F2出现15∶1的原因可能与某种配子致死有关,若该植株的雌配子正常,则F1产生的具有受精能力的雄配子的类型和比例为 。
解析:亲本宽叶和窄叶进行正反交,F1均为宽叶,F1自由交配后代均为宽叶∶窄叶=15∶1,说明控制叶型的基因位于常染色体上。若叶型受一对等位基因A/a控制,F2中A_∶aa=15∶1,F1产生的雌配子中A∶a=1∶1,则F1产生的雄配子a占比为1/8,因此F1植株产生的具有受精能力的雄配子基因型及比例是A∶a=7∶1。
一对表型不同的纯合亲本正交、反交结果相同
常
A∶a=7∶1
(2)若叶型受两对独立遗传的等位基因(用B/b、D/d表示)控制,则F2宽叶植株的基因型有_________种,F2宽叶中基因型相同的雌雄个体相互交配,后代不发生性状分离的基因型除BBDD、bbDD外,还有
______________________。若从F1测交后代中选取全部宽叶植株随机交配,子代出现宽叶植株的概率为____________。
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BBdd、BbDD、BBDd
解析: 若叶型受两对独立遗传的等位基因(用B/b、D/d表示)控制,则F1的基因型为BbDd,F1自由交配后F2宽叶植株(B_D_、bbD_、B_dd)的基因型有8种,F2宽叶中基因型相同的雌雄个体相互交配,后代不发生性状分离的基因型除BBDD、bbDD外,还有BBdd、BbDD、BBDd。若从F1测交后代中选取全部宽叶植株(1/3BbDd、1/3bbDd、1/3Bbdd),产生的配子为1/12BD、1/4Bd、1/4bD、5/12bd,随机交配,子代出现宽叶植株(B_D_、bbD_、B_dd)的概率为1-5/12×5/12=119/144。
(3)若该植物抗病对感病为完全显性,受某常染色体上的基因E/e控制。科研团队发现了一株2号染色体缺失一小段的植株,且缺失纯合子致死。为确定E/e基因否位于2号染色体及是否位于该缺失片段上,用正常隐性个体(ee)与2号染色体缺失一小段的显性个体杂交得F1,F1随机交配得F2,统计F2的表型及比例。
若F2中抗病∶感病=3∶1,则________________________;
若_______________________,则E/e基因位于2号染色体但不在缺失片段上;
若_____________________,则E/e基因位于2号染色体,且在缺失片段上。
E/e基因不位于2号染色体
F2中抗病∶感病=11∶4
F2中抗病∶感病=7∶8
解析: 若E/e不位于2号染色体上,则ee能产生一种配子e,EE能产生一种配子E,雌雄配子随机结合,得到F1为Ee,F1雌雄配子随机结合,得到F2为1/4EE、2/4Ee、1/4ee,EE、Ee表现为显性,ee表现为隐性,比例为(1+2)∶1=3∶1;若E/e基因位于2号染色体上,但不在缺失片段上(假设缺失片段的染色体用+表示,即2号染色体缺失一小段的显性纯合子为EE+),则ee能产生一种配子e,EE+能产生两种配子E∶E+=1∶1,雌雄配子随机结合,得到F1为1/2Ee、1/2E+e,F1产生的配子为1/4E、1/2e、1/4E+,雌雄配子随机结合,得到F2为1/16EE、1/8EE+、1/4Ee、1/4E+e、1/4ee、1/16E+E+(致死),EE、EE+、Ee、E+e表现为显性,ee表现为隐性,
比例为(1+2+4+4)∶4=11∶4;若E/e位于2号染色体上,且基因在缺失片段上,假设缺失片段的配子用O表示,则ee能产生一种配子e,EO能产生两种配子E∶O=1∶1,雌雄配子随机结合,得到F1为1/2Ee、1/2eO,F1产生的配子为1/4E、1/2e、1/4O,雌雄配子随机结合,得到F2为1/16EE、1/8EO、1/4Ee、1/4eO、1/4ee、1/16OO(致死),EE、EO、Ee表现为显性,eO、ee表现为隐性,比例为(1+2+4)∶(4+4)=7∶8。
课时跟踪检测
(本课时配有重难点加练题,以电子文档形式推送,供学优生选用)
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一、选择题
1.基因型为XBXB个体与XbY的个体杂交,子代中出现XBXbY的个体,关于该变异(不考虑基因突变)个体的叙述,合理的是( )
A.该变异个体的形成与父本减数分裂Ⅰ异常有关
B.该变异个体的形成与父本减数分裂Ⅱ异常有关
C.该变异个体的形成与母本减数分裂Ⅰ异常有关
D.该变异个体的形成与母本减数分裂Ⅱ异常有关
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解析:分析题意,基因型为XBXB个体与XbY的个体杂交,子代中出现XBXbY的个体,该变异个体是由XbY的雄配子和XB的雌配子结合得到的合子发育而来,Xb与Y为同源染色体,所以其形成与父本减数分裂ⅠX染色体和Y染色体未分离有关。
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2.一个初级精母细胞在减数分裂Ⅰ时,有一对同源染色体不发生分离,所形成的次级精母细胞减数分裂Ⅱ正常。另一个初级精母细胞减数分裂Ⅰ正常;减数分裂Ⅱ时,在两个次级精母细胞中,有一个次级精母细胞的1条染色体的姐妹染色单体没有分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目异常的精细胞,简称异常精细胞。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果是 ( )
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A.两者产生的精细胞全部异常
B.两者都只产生一半异常精细胞
C.前者产生的精细胞全部异常,后者产生一半异常精细胞
D.前者产生一半异常精细胞,后者产生的精细胞全部异常
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解析:一个初级精母细胞在减数分裂Ⅰ时,有一对同源染色体不发生分离,所形成的2个次级精母细胞全部异常(一个次级精母细胞多一条染色体,另一个次级精母细胞少一条染色体),因此这两个次级精母细胞在进行减数分裂Ⅱ形成的4个精细胞也全部异常;另一个初级精母细胞减数分裂Ⅰ正常,减数分裂Ⅱ时,在两个次级精母细胞中,有一个次级精母细胞的1条染色体的姐妹染色单体没有分开,则这个次级精母细胞减数分裂Ⅱ形成的两个精细胞全部异常,而另一个次级精母细胞减数分裂Ⅱ形成的两个精细胞全部正常,C正确,A、B、D错误。
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3.(2024·太原二模)果蝇的性别决定方式为XY型,果蝇的刚毛与截毛性状分别由位于X、Y染色体同源区段上的等位基因A、a控制。基因型为XAYa的刚毛雄果蝇与纯合刚毛雌果蝇杂交,后代出现了一只基因型为XAXAYa的三体雌果蝇。已知三体果蝇在减数分裂时,3条同源染色体中的任意2条正常联会并分离,另一条染色体随机移向细胞一极,各种配子的成活率相同。下列相关叙述正确的是 ( )
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A.果蝇的性别取决于体细胞中有无Y染色体
B.果蝇的刚毛与截毛性状的遗传与性别无关
C.该三体雌果蝇的出现可能是由于父方减数分裂Ⅰ异常
D.该三体雌果蝇产生的不含A基因的配子所占比例为1/3
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解析:果蝇的性别是看X染色体与常染色体的比例,并不取决于体细胞中有无Y染色体,如染色体正常的XX和染色体异常的XXY均为雌性,A错误;果蝇的刚毛与截毛性状分别由位于X、Y染色体上的基因A、a控制,则该性状的遗传与性别相关联,B错误;基因型为XAYa的刚毛雄果蝇与纯合刚毛雌果蝇(XAXA)杂交,后代出现了一只基因型为XAXAYa的三体雌果蝇,可能是由于父方减数分裂Ⅰ异常,产生了XAYa的配子与母方XA结合形成的,C正确;一只基因型为XAXAYa的三体雌果蝇能产生配子的种类及比例为XA∶XAYa∶XAXA∶Ya=2∶2∶1∶1,不含A基因的配子(Ya)所占比例为1/6,D错误。
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4.(2025·芜湖模拟)如图为某二倍体生物(基因型为AaBb,仅显示部分染色体)减数分裂过程中的一个细胞,其中一条染色体的基因未标出,下列说法正确的是 ( )
A.该细胞发生了基因突变
B.未标出部分基因均为A
C.该细胞减数分裂完成后会产生3种或4种精细胞
D.图示时期可能发生了基因重组
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解析:该图为二倍体生物减数分裂过程中的一个细胞,该个体的基因型为AaBb,细胞中有A和a基因,说明A和a基因出现在同一条染色体的姐妹染色单体上所发生的变异是基因突变或发生了互换(基因重组),且无法确定未标出部分基因是A,还是a,A、B错误,D正确。题中没有说明该生物是雄性还是雌性,不能肯定该细胞减数分裂完成后产生的一定是精细胞,C错误。
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5.(2025·榆林模拟)如图为某高等动物(2N)在减数分裂过程中形成的一个异常细胞,不考虑其他突变,下列叙述正确的是 ( )
A.该细胞产生之前,基因A和a所在同源染色体已经分别
进入不同细胞中
B.该细胞可能是处于减数分裂Ⅱ后期的次级卵母细胞或极体
C.该生物的精(卵)原细胞通过有丝分裂产生的子细胞中核DNA不变
D.据图可知,该动物的基因型为AaBBDD,正常情况下能产生两种类型的配子
√
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解析:该细胞处于减数分裂Ⅱ后期,由于基因A和a所在染色体为同源染色体,说明减数分裂Ⅰ异常,减数分裂Ⅰ后期基因A和a所在同源染色体分开后没有进入不同细胞中,A错误;该细胞中着丝粒分裂,染色单体分开,处于减数分裂Ⅱ后期,细胞质均等分裂,说明该细胞为次级精母细胞或极体,B错误;该生物的精(卵)原细胞通过有丝分裂实现增殖,不考虑其他突变时,产生的子细胞中核DNA不变,C正确;该动物的基因型为AaBBDD或AaBbDD或AaBBDd或AaBbDd,分别能产生两种、四种、四种、八种类型的配子,D错误。
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6.为了分析某13三体综合征患儿的病因,对该患儿及其父母的13号染色体上的A基因(A1~A4)进行PCR扩增,经凝胶电泳后,结果如图所示。关于该患儿致病原因的叙述,错误的是 ( )
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A.考虑同源染色体互换,可能是精原细胞减数分裂Ⅰ13号染色体分离异常
B.考虑同源染色体互换,可能是精原细胞减数分裂Ⅱ13号染色体分离异常
C.不考虑同源染色体互换,可能是精原细胞减数分裂Ⅰ13号染色体分离异常
D.不考虑同源染色体互换,可能是精原细胞减数分裂Ⅱ13号染色体分离异常
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解析:据题图分析,父亲的基因型是A2A3,母亲的基因型是A1A4,患儿的A2、A3基因均来自父亲。如果考虑同源染色体互换,则同源染色体上分布有A2、A3基因,两条姐妹染色单体上也可能分布有A2、A3基因。精原细胞减数分裂Ⅰ13号染色体分离异常或减数分裂Ⅱ13号染色体分离异常,A2、A3所在的染色体均可进入同一精子。不考虑同源染色体互换,则A2、A3基因只分布在同源染色体上,姐妹染色单体上为相同的基因。所以可能是精原细胞减数分裂Ⅰ13号染色体分离异常,A2、A3所在的染色体进入到同一个次级精母细胞所致,不可能是精原细胞减数分裂Ⅱ13号染色体分离异常所致。故A、B、C正确,D错误。
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7.(2025·龙岩模拟)先天性色素失禁症是X染色体上的Nemo基因失常所致,是一种显性遗传病。若个体细胞中只含有Nemo基因,则会导致个体病情严重,在胎儿期就会死亡,而杂合子症状较轻,因此患者通常为女性。某杂合子女性与正常男性婚配,所生儿子(性染色体组成为XXY)为该病患者,下列分析错误的是 ( )
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A.该儿子患病的原因可能是初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ后期,两条X染色体未分开
B.该儿子患病的原因可能是初级精母细胞在减数分裂Ⅰ后期,X染色体和Y染色体未分开
C.该儿子患病的原因可能是初级卵母细胞在四分体时期,两条X染色体片段互换
D.该夫妇计划生育第二个孩子,正常情况下,所生婴儿是正常女儿的概率为1/3
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解析:假设X染色体上的显性致病基因为N,非致病基因为n,该杂合子女性的基因型为XNXn,该正常男性的基因型为XnY,所生儿子(XXY)为该病患者,XNXNY仅含N基因,死亡,XnXnY正常,因此所生儿子基因型为XNXnY。若初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ后期,两条X染色体未分开,则可形成基因型为XNXn的卵细胞,与含Y的精子结合,形成基因型为XNXnY的个体,A正确;若初级精母细胞在减数分裂Ⅰ后期,X染色体和Y染色体未分开,则可形成基因型为XnY的精子,与含XN的卵细
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胞结合,形成基因型为XNXnY的个体,B正确;初级卵母细胞在四分体时期,两条X染色体片段互换,形成的次级卵母细胞的基因型为XNXn,经减数分裂Ⅱ形成的卵细胞的基因型为XN或Xn,与含Y的精子结合,不能形成基因型为XNXnY的个体,C错误;某女性杂合子(XNXn)与正常男性(XnY)婚配,子代的基因型有XNXn、XnXn、XNY、XnY,其中XNY胎儿时期会死亡,所以该夫妇所生婴儿是正常女儿(XnXn)的概率为1/3,D正确。
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8.果蝇某隐性致死突变基因有纯合致死效应(胚胎致死),隐性致死突变分为完全致死突变(隐性纯合子全部死亡)和不完全致死突变(隐性纯合子不完全死亡),有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射,为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变,让这只雄蝇与正常雌蝇杂交,所得F1互交,统计F2中雌雄个体数目,下列说法错误的是( )
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A.如果F2中全为雌性个体,则X染色体上发生了完全致死突变
B.如果F2中雄蝇所占比例在1/3和1/2之间,则X染色体上发生了不完全致死突变
C.如果F2中雄蝇所占比例1/3,则X染色体上发生了完全致死突变
D.如果F2中雄蝇所占比例1/2,则X染色体上没有发生隐性致死突变
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解析:由题意可知,该突变基因位于X染色体上,设该隐性基因用a表示,则亲代基因型为XaY、XAXA,F1基因型为XAXa、XAY,F2基因型及比例为XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1,据此分析,若没有发生隐性致死突变,则F2中雌雄比例为1∶1;若发生完全致死突变,则F2中雌∶雄=2∶1;若发生不完全致死突变,则F2中雌∶雄在1∶1~2∶1。
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9.玉米是雌雄同株、异花传粉植物,其籽粒黄色(T)对白色(t)为显性,基因T、t位于9号染色体上。某基因型为Tt的黄色籽粒玉米的一条9号染色体发生片段缺失,该玉米自交,所得F1中黄色籽粒∶白色籽粒=1∶1。已知含异常染色体的花粉不育,卵细胞不受影响。下列叙述正确的是 ( )
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A.缺失片段位于基因T所在的染色体上,基因T在缺失片段上
B.缺失片段位于基因T所在的染色体上,基因T不在缺失片段上
C.缺失片段位于基因t所在的染色体上,基因t在缺失片段上
D.缺失片段位于基因t所在的染色体上,基因t不在缺失片段上
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解析:染色体正常的情况下,基因型为Tt的玉米植株自交,所得F1中黄色籽粒∶白色籽粒=3∶1,根据题干信息“F1中黄色籽粒∶白色籽粒=1∶1”“含异常染色体的花粉不育,卵细胞不受影响”可知,染色体异常时含T的精子不能参与受精作用(含T的花粉不育),含T的卵细胞可育,即母本可以产生基因型分别为T和t的两种卵细胞,故缺失片段在基因T所在的染色体上,但基因T不在缺失片段上,B正确。
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二、非选择题(除特别注明外,每空2分)
10.(10分)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:
9
组别 亲本 F1表型及比例 F2表型及比例
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 —
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(1)缺刻翅和正常翅这对相对性状中显性性状是 (1分)。
解析:由题表组别2可知,缺刻翅♀×正常翅♂,F1中雌性个体只有正常翅,雄性个体只有缺刻翅,说明正常翅对缺刻翅为显性,且控制正常翅和缺刻翅的基因位于X染色体上。
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正常翅
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(2)这两对相对性状的遗传 (填“遵循”或“不遵循”,1分)基因的自由组合定律,理由是__________________________________
_________________________。
解析: 由组别1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,所以这两对相对性状的遗传不遵循基因的自由组合定律。
9
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
不遵循
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(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:________________________________________________
___________。
9
让这只缺刻翅雌果蝇与正常翅雄果蝇杂交,观察子代表型及比例
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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: 若控制果蝇正常翅和缺刻翅的基因用B、b表示,在组别2中,亲本的基因型为XbXb、XBY,F1中雌果蝇应该都是正常翅(XBXb),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
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正常翅∶缺刻翅=2∶1(或雌性∶雄性=2∶1)
正常翅∶缺刻翅=1∶1(或雌性∶雄性=1∶1)
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变(XbXb),也可能是染色体片段缺失(XbO,假设缺失相应片段的染色体用O表示)。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,观察子代表型及比例。Ⅰ.若子代中正常翅(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,若子代中正常翅(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。
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11.(11分)(2025·银川模拟)正常番茄(2n=24)含有丰富的胡萝卜素、维生素,是全世界普遍栽培的果蔬之一。请回答下列问题:
(1)番茄的花粉母细胞经减数分裂产生配子时,染色体数目的减半发生在 (1分)。
解析:番茄的花粉母细胞在减数分裂Ⅰ后期发生同源染色体分离,使产生的次级精母细胞染色体数减半。
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减数分裂Ⅰ
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(2)某一对同源染色体少一条的个体称为单体(染色体表示为2n-1);某一对同源染色体多一条的个体称为三体(染色体表示为2n+1)。
①若不考虑同源染色体之间的差异,理论上番茄共有 种单体。
②若番茄的紫茎和绿茎分别受位于2号染色体上的基因B、b控制,利用纯合紫茎植株给绿茎植株传粉,F1中出现了基因型为BBb的三体植株。该三体植株的出现是发生了________________(填变异类型,1分),其产生原因可能是____________________________________________________________
__________________________________________________________(3分)。
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染色体数目变异
紫茎植株在形成花粉的过程中B所在的染色体减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离,或B所在的染色体减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开后移向同一极
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③非整倍体测交法可以用来测定基因是否位于某条常染色体上。敲除番茄的乙烯形成酶基因可以延长番茄的储藏时间。利用乙烯形成酶基因缺失突变体与人工构建的纯合野生型5号染色体三体杂交,再利用F1中三体与缺失突变体测交,观察后代中野生型的比例。(注:三体产生的配子均可育且后代均存活)
若子代中野生型占 ,则说明乙烯形成酶基因位于5号染色体上;
若子代中野生型占 ,则说明乙烯形成酶基因不在5号染色体上。
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解析: (2)①依题意,某一对同源染色体少一条的个体称为单体,正常番茄染色体数为2n=24,因此,若不考虑同源染色体之间的差异,理论上番茄共有12种单体。②依题意,某一对同源染色体多一条的个体称为三体。三体的形成是细胞中个别染色体数增加导致的,属于染色体数目变异。利用纯合紫茎植株(BB)给绿茎植株(bb)传粉,F1中出现了基因型为BBb的三体植株,产生原因可能是紫茎植株在形成花粉的过程中B所在的染色体减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离,或B所在的染色体减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开后移向同一极。③若乙烯形成酶基因(用
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H表示)位于5号染色体上,乙烯形成酶基因缺失突变体(缺失染色体用O表示)与人工构建的纯合野生型5号染色体三体(HHH)杂交,F1三体的基因型为HHO,F1产生的配子类型及比例为HH∶HO∶H∶O=1∶2∶2∶1,与缺失突变体(OO)测交,测交子代为HHO∶HOO∶HO∶OO=1∶2∶2∶1,后代中野生型占5/6;若乙烯形成酶基因不在5号染色体上,乙烯形成酶基因缺失突变体(OO)与人工构建的纯合野生型5号染色体三体(HH)杂交,F1三体表示为HO。F1三体产生的配子类型为H∶O=1∶1。F1三体(HO)与缺失突变体(OO)测交,测交子代为HO∶OO=1∶1,子代中野生型占1/2。
9课时跟踪检测(三十) 变异与细胞分裂的关系及生物变异的实验探究
一、选择题
1.基因型为XBXB个体与XbY的个体杂交,子代中出现XBXbY的个体,关于该变异(不考虑基因突变)个体的叙述,合理的是 ( )
A.该变异个体的形成与父本减数分裂Ⅰ异常有关
B.该变异个体的形成与父本减数分裂Ⅱ异常有关
C.该变异个体的形成与母本减数分裂Ⅰ异常有关
D.该变异个体的形成与母本减数分裂Ⅱ异常有关
2.一个初级精母细胞在减数分裂Ⅰ时,有一对同源染色体不发生分离,所形成的次级精母细胞减数分裂Ⅱ正常。另一个初级精母细胞减数分裂Ⅰ正常;减数分裂Ⅱ时,在两个次级精母细胞中,有一个次级精母细胞的1条染色体的姐妹染色单体没有分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目异常的精细胞,简称异常精细胞。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果是 ( )
A.两者产生的精细胞全部异常
B.两者都只产生一半异常精细胞
C.前者产生的精细胞全部异常,后者产生一半异常精细胞
D.前者产生一半异常精细胞,后者产生的精细胞全部异常
3.(2024·太原二模)果蝇的性别决定方式为XY型,果蝇的刚毛与截毛性状分别由位于X、Y染色体同源区段上的等位基因A、a控制。基因型为XAYa的刚毛雄果蝇与纯合刚毛雌果蝇杂交,后代出现了一只基因型为XAXAYa的三体雌果蝇。已知三体果蝇在减数分裂时,3条同源染色体中的任意2条正常联会并分离,另一条染色体随机移向细胞一极,各种配子的成活率相同。下列相关叙述正确的是 ( )
A.果蝇的性别取决于体细胞中有无Y染色体
B.果蝇的刚毛与截毛性状的遗传与性别无关
C.该三体雌果蝇的出现可能是由于父方减数分裂Ⅰ异常
D.该三体雌果蝇产生的不含A基因的配子所占比例为1/3
4.(2025·芜湖模拟)如图为某二倍体生物(基因型为AaBb,仅显示部分染色体)减数分裂过程中的一个细胞,其中一条染色体的基因未标出,下列说法正确的是 ( )
A.该细胞发生了基因突变
B.未标出部分基因均为A
C.该细胞减数分裂完成后会产生3种或4种精细胞
D.图示时期可能发生了基因重组
5.(2025·榆林模拟)如图为某高等动物(2N)在减数分裂过程中形成的一个异常细胞,不考虑其他突变,下列叙述正确的是 ( )
A.该细胞产生之前,基因A和a所在同源染色体已经分别进入不同细胞中
B.该细胞可能是处于减数分裂Ⅱ后期的次级卵母细胞或极体
C.该生物的精(卵)原细胞通过有丝分裂产生的子细胞中核DNA不变
D.据图可知,该动物的基因型为AaBBDD,正常情况下能产生两种类型的配子
6.为了分析某13三体综合征患儿的病因,对该患儿及其父母的13号染色体上的A基因(A1~A4)进行PCR扩增,经凝胶电泳后,结果如图所示。关于该患儿致病原因的叙述,错误的是 ( )
A.考虑同源染色体互换,可能是精原细胞减数分裂Ⅰ13号染色体分离异常
B.考虑同源染色体互换,可能是精原细胞减数分裂Ⅱ13号染色体分离异常
C.不考虑同源染色体互换,可能是精原细胞减数分裂Ⅰ13号染色体分离异常
D.不考虑同源染色体互换,可能是精原细胞减数分裂Ⅱ13号染色体分离异常
7.(2025·龙岩模拟)先天性色素失禁症是X染色体上的Nemo基因失常所致,是一种显性遗传病。若个体细胞中只含有Nemo基因,则会导致个体病情严重,在胎儿期就会死亡,而杂合子症状较轻,因此患者通常为女性。某杂合子女性与正常男性婚配,所生儿子(性染色体组成为XXY)为该病患者,下列分析错误的是 ( )
A.该儿子患病的原因可能是初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ后期,两条X染色体未分开
B.该儿子患病的原因可能是初级精母细胞在减数分裂Ⅰ后期,X染色体和Y染色体未分开
C.该儿子患病的原因可能是初级卵母细胞在四分体时期,两条X染色体片段互换
D.该夫妇计划生育第二个孩子,正常情况下,所生婴儿是正常女儿的概率为1/3
8.果蝇某隐性致死突变基因有纯合致死效应(胚胎致死),隐性致死突变分为完全致死突变(隐性纯合子全部死亡)和不完全致死突变(隐性纯合子不完全死亡),有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射,为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变,让这只雄蝇与正常雌蝇杂交,所得F1互交,统计F2中雌雄个体数目,下列说法错误的是 ( )
A.如果F2中全为雌性个体,则X染色体上发生了完全致死突变
B.如果F2中雄蝇所占比例在1/3和1/2之间,则X染色体上发生了不完全致死突变
C.如果F2中雄蝇所占比例1/3,则X染色体上发生了完全致死突变
D.如果F2中雄蝇所占比例1/2,则X染色体上没有发生隐性致死突变
9.玉米是雌雄同株、异花传粉植物,其籽粒黄色(T)对白色(t)为显性,基因T、t位于9号染色体上。某基因型为Tt的黄色籽粒玉米的一条9号染色体发生片段缺失,该玉米自交,所得F1中黄色籽粒∶白色籽粒=1∶1。已知含异常染色体的花粉不育,卵细胞不受影响。下列叙述正确的是 ( )
A.缺失片段位于基因T所在的染色体上,基因T在缺失片段上
B.缺失片段位于基因T所在的染色体上,基因T不在缺失片段上
C.缺失片段位于基因t所在的染色体上,基因t在缺失片段上
D.缺失片段位于基因t所在的染色体上,基因t不在缺失片段上
二、非选择题(除特别注明外,每空2分)
10.(10分)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表型及比例 F2表型及比例
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 (1分)。
(2)这两对相对性状的遗传 (填“遵循”或“不遵循”,1分)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。
11.(11分)(2025·银川模拟)正常番茄(2n=24)含有丰富的胡萝卜素、维生素,是全世界普遍栽培的果蔬之一。请回答下列问题:
(1)番茄的花粉母细胞经减数分裂产生配子时,染色体数目的减半发生在 (1分)。
(2)某一对同源染色体少一条的个体称为单体(染色体表示为2n-1);某一对同源染色体多一条的个体称为三体(染色体表示为2n+1)。
①若不考虑同源染色体之间的差异,理论上番茄共有 种单体。
②若番茄的紫茎和绿茎分别受位于2号染色体上的基因B、b控制,利用纯合紫茎植株给绿茎植株传粉,F1中出现了基因型为BBb的三体植株。该三体植株的出现是发生了 (填变异类型,1分),其产生原因可能是
(3分)。
③非整倍体测交法可以用来测定基因是否位于某条常染色体上。敲除番茄的乙烯形成酶基因可以延长番茄的储藏时间。利用乙烯形成酶基因缺失突变体与人工构建的纯合野生型5号染色体三体杂交,再利用F1中三体与缺失突变体测交,观察后代中野生型的比例。(注:三体产生的配子均可育且后代均存活)
若子代中野生型占 ,则说明乙烯形成酶基因位于5号染色体上;
若子代中野生型占 ,则说明乙烯形成酶基因不在5号染色体上。
课时跟踪检测(三十)
1．选A 分析题意，基因型为XBXB个体与XbY的个体杂交，子代中出现XBXbY的个体，该变异个体是由XbY的雄配子和XB的雌配子结合得到的合子发育而来，Xb与Y为同源染色体，所以其形成与父本减数分裂ⅠX染色体和Y染色体未分离有关。
2．选C 一个初级精母细胞在减数分裂Ⅰ时，有一对同源染色体不发生分离，所形成的2个次级精母细胞全部异常(一个次级精母细胞多一条染色体，另一个次级精母细胞少一条染色体)，因此这两个次级精母细胞在进行减数分裂Ⅱ形成的4个精细胞也全部异常；另一个初级精母细胞减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ时，在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的1条染色体的姐妹染色单体没有分开，则这个次级精母细胞减数分裂Ⅱ形成的两个精细胞全部异常，而另一个次级精母细胞减数分裂Ⅱ形成的两个精细胞全部正常，C正确，A、B、D错误。
3．选C 果蝇的性别是看X染色体与常染色体的比例，并不取决于体细胞中有无Y染色体，如染色体正常的XX和染色体异常的XXY均为雌性，A错误；果蝇的刚毛与截毛性状分别由位于X、Y染色体上的基因A、a控制，则该性状的遗传与性别相关联，B错误；基因型为XAYa的刚毛雄果蝇与纯合刚毛雌果蝇(XAXA)杂交，后代出现了一只基因型为XAXAYa的三体雌果蝇，可能是由于父方减数分裂Ⅰ异常，产生了XAYa的配子与母方XA结合形成的，C正确；一只基因型为XAXAYa的三体雌果蝇能产生配子的种类及比例为XA∶XAYa∶XAXA∶Ya＝2∶2∶1∶1，不含A基因的配子(Ya)所占比例为1/6，D错误。
4．选D 该图为二倍体生物减数分裂过程中的一个细胞，该个体的基因型为AaBb，细胞中有A和a基因，说明A和a基因出现在同一条染色体的姐妹染色单体上所发生的变异是基因突变或发生了互换(基因重组)，且无法确定未标出部分基因是A，还是a，A、B错误，D正确。题中没有说明该生物是雄性还是雌性，不能肯定该细胞减数分裂完成后产生的一定是精细胞，C错误。
5．选C 该细胞处于减数分裂Ⅱ后期，由于基因A和a所在染色体为同源染色体，说明减数分裂Ⅰ异常，减数分裂Ⅰ后期基因A和a所在同源染色体分开后没有进入不同细胞中，A错误；该细胞中着丝粒分裂，染色单体分开，处于减数分裂Ⅱ后期，细胞质均等分裂，说明该细胞为次级精母细胞或极体，B错误；该生物的精(卵)原细胞通过有丝分裂实现增殖，不考虑其他突变时，产生的子细胞中核DNA不变，C正确；该动物的基因型为AaBBDD或AaBbDD或AaBBDd或AaBbDd，分别能产生两种、四种、四种、八种类型的配子，D错误。
6．选D 据题图分析，父亲的基因型是A2A3，母亲的基因型是A1A4，患儿的A2、A3基因均来自父亲。如果考虑同源染色体互换，则同源染色体上分布有A2、A3基因，两条姐妹染色单体上也可能分布有A2、A3基因。精原细胞减数分裂Ⅰ13号染色体分离异常或减数分裂Ⅱ13号染色体分离异常，A2、A3所在的染色体均可进入同一精子。不考虑同源染色体互换，则A2、A3基因只分布在同源染色体上，姐妹染色单体上为相同的基因。所以可能是精原细胞减数分裂Ⅰ13号染色体分离异常，A2、A3所在的染色体进入到同一个次级精母细胞所致，不可能是精原细胞减数分裂Ⅱ13号染色体分离异常所致。故A、B、C正确，D错误。
7．选C 假设X染色体上的显性致病基因为N，非致病基因为n，该杂合子女性的基因型为XNXn，该正常男性的基因型为XnY，所生儿子(XXY)为该病患者，XNXNY仅含N基因，死亡，XnXnY正常，因此所生儿子基因型为XNXnY。若初级卵母细胞在减数分裂Ⅰ后期，两条X染色体未分开，则可形成基因型为XNXn的卵细胞，与含Y的精子结合，形成基因型为XNXnY的个体，A正确；若初级精母细胞在减数分裂Ⅰ后期，X染色体和Y染色体未分开，则可形成基因型为XnY的精子，与含XN的卵细胞结合，形成基因型为XNXnY的个体，B正确；初级卵母细胞在四分体时期，两条X染色体片段互换，形成的次级卵母细胞的基因型为XNXn，经减数分裂Ⅱ形成的卵细胞的基因型为XN或Xn，与含Y的精子结合，不能形成基因型为XNXnY的个体，C错误；某女性杂合子(XNXn)与正常男性(XnY)婚配，子代的基因型有XNXn、XnXn、XNY、XnY，其中XNY胎儿时期会死亡，所以该夫妇所生婴儿是正常女儿(XnXn)的概率为1/3，D正确。
8．选A 由题意可知，该突变基因位于X染色体上，设该隐性基因用a表示，则亲代基因型为XaY、XAXA，F1基因型为XAXa、XAY，F2基因型及比例为XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY＝1∶1∶1∶1，据此分析，若没有发生隐性致死突变，则F2中雌雄比例为1∶1；若发生完全致死突变，则F2中雌∶雄＝2∶1；若发生不完全致死突变，则F2中雌∶雄在1∶1～2∶1。
9．选B 染色体正常的情况下，基因型为Tt的玉米植株自交，所得F1中黄色籽粒∶白色籽粒＝3∶1，根据题干信息“F1中黄色籽粒∶白色籽粒＝1∶1”“含异常染色体的花粉不育，卵细胞不受影响”可知，染色体异常时含T的精子不能参与受精作用(含T的花粉不育)，含T的卵细胞可育，即母本可以产生基因型分别为T和t的两种卵细胞，故缺失片段在基因T所在的染色体上，但基因T不在缺失片段上，B正确。
10．解析：(1)由题表组别2可知，缺刻翅♀×正常翅♂，F1中雌性个体只有正常翅，雄性个体只有缺刻翅，说明正常翅对缺刻翅为显性，且控制正常翅和缺刻翅的基因位于X染色体上。
(2)由组别1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，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)若控制果蝇正常翅和缺刻翅的基因用B、b表示，在组别2中，亲本的基因型为XbXb、XBY，F1中雌果蝇应该都是正常翅(XBXb)，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(XbXb)，也可能是染色体片段缺失(XbO，假设缺失相应片段的染色体用O表示)。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，观察子代表型及比例。Ⅰ.若子代中正常翅(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，若子代中正常翅(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，观察子代表型及比例 正常翅∶缺刻翅＝1∶1(或雌性∶雄性＝1∶1) 正常翅∶缺刻翅＝2∶1(或雌性∶雄性＝2∶1)
11．解析：(1)番茄的花粉母细胞在减数分裂Ⅰ后期发生同源染色体分离，使产生的次级精母细胞染色体数减半。
(2)①依题意，某一对同源染色体少一条的个体称为单体，正常番茄染色体数为2n＝24，因此，若不考虑同源染色体之间的差异，理论上番茄共有12种单体。②依题意，某一对同源染色体多一条的个体称为三体。三体的形成是细胞中个别染色体数增加导致的，属于染色体数目变异。利用纯合紫茎植株(BB)给绿茎植株(bb)传粉，F1中出现了基因型为BBb的三体植株，产生原因可能是紫茎植株在形成花粉的过程中B所在的染色体减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离，或B所在的染色体减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开后移向同一极。③若乙烯形成酶基因(用H表示)位于5号染色体上，乙烯形成酶基因缺失突变体(缺失染色体用O表示)与人工构建的纯合野生型5号染色体三体(HHH)杂交，F1三体的基因型为HHO，F1产生的配子类型及比例为HH∶HO∶H∶O＝1∶2∶2∶1，与缺失突变体(OO)测交，测交子代为HHO∶HOO∶HO∶OO＝1∶2∶2∶1，后代中野生型占5/6；若乙烯形成酶基因不在5号染色体上，乙烯形成酶基因缺失突变体(OO)与人工构建的纯合野生型5号染色体三体(HH)杂交，F1三体表示为HO。F1三体产生的配子类型为H∶O＝1∶1。F1三体(HO)与缺失突变体(OO)测交，测交子代为HO∶OO＝1∶1，子代中野生型占1/2。
答案：(1)减数分裂Ⅰ (2)①12 ②染色体数目变异 紫茎植株在形成花粉的过程中B所在的染色体减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离，或B所在的染色体减数分裂Ⅱ后期姐妹染色单体分开后移向同一极 ③5/6 1/2
