染色体结构变异和数目变异

染色体结构变异和数目变异（2012山东）27.（14分）几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。（1）正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为_____________，在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是_____________条。（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。请设计简便的杂交试验，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．【答案】（1）2；8（2）XrY；Y（注：两空顺序可以颠倒）；XRXr、XRXrY（3）3︰1；1/18（4）实验步骤：M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型结果预测：I.子代出现红眼（雌）果蝇;II.子代表现型全是白眼III.没有子代【解析】（1）正常果蝇是二倍体生物，每个染色体组含有4条染色体。减数第一次分裂中期，染色体已复制，每条染色体含有两条姐妹染色单体，染色体数目仍为8条，故此时染色体组数为2。减数第一次分裂后期，同源染色体分离，随机移向两级，染色体数目减半，因此减数第二次分裂前中期的染色体数目为4条，减数第二次分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开，染色体加倍变为8条。（2）基因型为XｒXｒY的个体最多能产生Xｒ、XｒY、XｒXｒ、Y四种类型的配子。该果蝇与基因型为XＲY的个体杂交，子代中红眼雌果蝇必具有亲本红眼雄果蝇（XＲY）产生的含XＲ的配子，该配子与白眼雌果蝇产生的四种配子结合，产生后代的基因型为XＲXｒ、XＲXｒY、XＲXｒXｒ、XＲY，其中，XＲXｒ为雌性个体，XＲY为雄性个体，根据题干所给图示可知，XＲXｒY为雌性个体，XＲXｒXｒ不育，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，子一代基因型为AaXＲXｒ、AaXｒY，子二代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，故两者比例为3:1。从子二代灰身红眼雌果蝇（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）=1/9aa；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)本题应从分析M果蝇出现的三种可能原因入手，推出每种可能下M果蝇的基因型，从而设计实验步骤和预测实验结果。分析题干可知，三种可能情况下，M果蝇基因型分别为XRY、XrY、XrO。因此，本实验可以用M果蝇与多只白眼雌果蝇（XrXr）杂交，统计子代果蝇的眼色。第一种情况，XRY与XrXr杂交，若子代雌性果蝇全部为红眼，雄性果蝇全部为白眼，则为环境一起的表型改变；第二种情况，XRY与XrXr杂交，若子代全部是白眼，则为基因突变一起表型改变；第三种情况，，XRY与XbXb杂交，若没有子代产生（XbO不育），则为减数分裂是Ｘ染色体没有分离。【试题评价】本题综合考查减数分裂、遗传规律、伴性遗传及遗传实验的设计和结果分析，综合性较强，难度较大。(2012重庆)31.(16分）青蒿素是治疗疟疾的重要药物。利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍体，体细胞染色体数为18），通过传统育种和现代生物技术可培育高青蒿素含量的植株。请回答以下相关问题：（1）假设野生型青蒿白青秆（A）对紫红秆（a）为显性，稀裂叶（B）对分裂叶（ｂ）为显性，两对性状独立遗传，则野生型青蒿最多有种基因型；若F1代中白青秆、稀裂叶植株所占比例为3/8，则其杂交亲本的基因型组合为，该F1代中紫红秆、分裂叶植株所占比例为。（2）四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，低温处理野生型青蒿正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株，推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是，四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为。（3）从青蒿中分离了cyp基因（题31图为基因结构示意图），其编码的CYP酶参与青蒿素合成。①若该基因一条单链中（G+T）/（A+C）=2/3，则其互补链中（G+T）/（A+C）=。②若该基因经改造能在大肠杆菌中表达CYP酶，则改造后的cyp基因编码区无_______（填字母）。③若cyp基因的一个碱基对被替换，使CYP酶的第50位氨基酸由谷氨酸变成缬氨酸，则该基因突变发生的区段是（填字母）。【答案】（1）9AaBb×aaBb、AaBb×Aabb18（2）低温抑制纺锤体形成27（3）①32②K和M③L【解析】（1）在野生型青蒿的秆色和叶型这两对性状中，控制各自性状的基因型各有3种（AA、Aa和aa，及BB、Bb和bb），由于控制这两对性状的基因是独立遗传的，基因间可自由组合，故基因型共有3×3＝9种。F1中白青秆、稀裂叶植株占38，即P(A_B_)＝38，由于两对基因自由组合，38可分解成12×34或34×12，即亲本可能是AaBb×aaBb，或AaBb×Aabb。当亲本为AaBb×aaBb时，F1中红秆、分裂叶植株所占比例为P(aabb）＝12×14＝18；当亲本为AaBb×Aabb时，F1中红秆、分裂叶植株所占比例为P(aabb）＝14×12＝18。即，无论亲本组合是上述哪一种，F1中此红秆、分裂叶植株所占比例都为18。（2）低温可以抑制纺锤体的形成，使细胞内的染色体经过复制，但细胞最终不发生分列，从而使染色体数目加倍。若四倍体青蒿（细胞内的染色体是二倍体青蒿的2倍，有18×2＝36条染色体）与野生型的二倍体青蒿杂交，前者产生的生殖细胞中有18条染色体，后者产生的生殖细胞中有9条染色体，两者受精发育而成的后代体细胞中有27条染色体。（3）①若该基因一条链上四种含氮碱基的比例为G1＋T1A1＋C1＝23，根据碱基互补配对原则，其互补链中G2＋T2A2＋C2＝C1＋A1T1＋G1＝32。②与原核生物的基因结构相比，真核生物基因的编码区是不连续的，由能够编码蛋白质的序列——外显子（图示J、L、N区段）和不编码蛋白质的序列——内含子（图示K、M区段）间隔而构成，而原核生物的基因编码区中不存在内含子区段。为了使该基因能在大肠杆菌（原核生物）中表达，应当将内含子区段去掉。③cyp基因中只有编码区的外显子区段能编码蛋白质，该基因控制合成的CYP酶的第50位由外显子的第150、151、152对脱氧核苷酸（3×50＝150，基因中的每3对连续脱氧核苷酸决定一个氨基酸）决定，因此该基因突变发生在L区段内（81＋78＝159）。【试题点评】此题考查遗传变异部分内容，计算内容均基础、简单，需要思维清楚，此题难度适中。遗传中基础计算仍是教学重点。（2012上海）8．图4为细胞内染色体状态示意图。这种染色体状态表示已发生A．染色体易位B．基因重组C．染色体倒位D．姐妹染色单体之间的交换【答案】B【解析】据图可看出，此现象发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，即交叉互换，属于基因重组。[来源:中国教育出版网zzstep.com]【试题点评】主要考查交叉互换与易位（染色体结构变异）的区别，前者发生在同源染色体之间，后者发生在非同源染色体之间，难度适中。（2012广东）6．科学家用人工合成的染色体片段，成功替代了酵母菌的第6号和第9号染色体的部分片段，得到的重组酵母菌能存活，未见明显异常，关于该重组酵母菌的叙述，错误的是A．还可能发生变异B．表现型仍受环境的影响C．增加了酵母菌的遗传多样性D．改变了酵母菌的进化方向【答案】Ｄ【解析】用人工合成的染色体片段替代酵母菌的染色体部分片段，属于染色体结构变异，重组酵母菌仍可能发生基因突变等变异，A正确；重组酵母菌的性状受其遗传物质的控制和外界环境条件的影响，B正确；重组酵母菌的遗传信息和自然状态下的酵母菌有所不同，增加了酵母菌的遗传多样性，C正确；重组酵母菌只是为进化提供了原材料，不能改变酵母菌的进化方向，生物的进化方向由自然选择（环境条件）决定。【试题点评】本题情景比较新颖，以人工拼接的方法产生酵母菌染色体结构变异为背景，考查生物的变异、生物表现型的决定因素和影响因素、生物进化的实质等内容及学生对所学知识的迁移能力，难度中等。（2012江苏）28.（8分）科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，育成了抗叶锈病的小麦，育种过程见图。图中A、B、C、D表示4个不同的染色体组，每组有7条染色体，C染色体组中含携带抗病基因的染色体。请回答下列问题：（1）异源多倍体是由两种植物AABB与CC远源杂交形成的后代，经方法培育而成，还可用植物细胞工程中方法进行培育（2）杂交后代①染色体组的组成为，进行减数分裂时形成个四分体，体细胞中含有条染色体。（3）杂交后代②中C组的染色体减数分裂时易丢失，这是因为减数分裂时这些染色体。（4）为使杂交后代③的抗病基因稳定遗传，常用射线照射花粉，使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上，这种变异称为。【答案】（1）秋水仙素诱导染色体数目加倍植物体细胞杂交（2）AABBCD1442（3）无同源染色体配对（4）染色体结构变异【解析】（1）A、B、C、D表示4个不同的染色体组，植物AABB产生AB的配子，植物CC产生含C的配子，结合后形成ABC受精卵并发育为相应的种子，用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，形成可育的后代AABBCC；还可以利用植物体细胞杂交技术获得AABBCC的个体。（2）AABBCC产生的配子为ABC，AABBDD产生的配子为ABD，配子结合形成AABBCD的受精卵，减数分裂过程中同染色两两配对形成四分体，C染色体组和D染色体组中无同源染色体，不能形成四分体，两个A染色体组可形成7个四分体，两个B染色体组可形成7个四分体，共计14个四分体。由于①中有6个染色体组，每个染色体组7条染色体，共42条。（3）杂交后代②，减数分裂过程中C组染色体无同源染色体配对而丢失。（4）射线可能会导致C染色体断裂，断裂的部分如果含有抗病基因，抗病基因可通过易位的方式转移到另一条非同源染色体上，这种变异为染色体结构变异。【试题点评】本题以小麦新品种的培育过程为背影材料，考查了育种方案设计、染色体组、减数分裂和染色体变异等知识。内容丰富，综合性强，难度大。要求学生在理解相关知识的基础上，能够进行准确分析、推理。（2012江苏）31.(8分)某研究组对籼稻开展了组织培养及相关研究，请回答下列问题：(1)2,4-D常用于籼稻愈伤组织的诱导，对形态的发生有一定的抑制作用。为促进愈伤组织再分化，在配制分化培养基时需（填“升高”、“保持”或“降低”)2,4-D的浓度。（2）当籼稻愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培养时，出现具有分生能力的绿色芽点，但不能继续出芽，通常在培养基中添加，以促进幼苗形成。（3）研究中用显微镜可以观察到的现象是（填下列序号）。①绿色芽点细胞排列松散②刚融合的籼稻和稗草杂交细胞发生质壁分离③胚状体细胞中有叶绿体④分化的愈伤组织内各细胞的形态大小一致（4）经组织培养筛选获得的籼稻叶绿素突变体，其叶绿素a与叶绿素b的比