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（X r X r Y）最多能产生X r、X r X r、_____________和_____________四种类型的配子。

该果蝇与红眼雄果蝇（X R Y）杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为_____________。

（3）用黑身白眼雌果蝇（aa X r X r）与灰身红眼雄果蝇（AA X R Y）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（X R X R）与白眼雄果蝇（X r Y）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）X r Y ；Y （注：两空顺序可以颠倒）；X R X r、X R X r Y（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（aa X ｒX ｒ）与灰身红眼雄果蝇（AA X ＲY ）杂交，子一代基因型为Aa X ＲX ｒ、Aa X ｒY ，子二代中灰身红眼果蝇所占比例为3/4（A_）×1/2（X ＲX ｒ、X ＲY ）=3/8，黑身白眼果蝇所占比例为1/4（aa ）×1/2（X ｒX ｒ、X ｒY ）=1/8，故两者比例为3:1。

从子二代灰身红眼雌果蝇（A_ X ＲX ｒ）和灰身白眼雄果蝇（A_ X ｒY ）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（X ｒX ｒ、X ｒY ），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X R Y 、X r Y 、X r O 。

因此，本实验可以用M 果蝇与多只白眼雌果蝇（X r X r ）杂交，统计子代果蝇的眼色。

第一种情况，X R Y 与X r X r 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， X R Y 与X r X r 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，，X R Y 与X b X b 杂交，若没有子代产生（X b O 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F 1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F 1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）9 AaBb×aaBb 、AaBb×Aabb18 （2）低温抑制纺锤体形成27 （3）①32 ②K 和M ③L【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。

F 1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，F 1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，F 1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，F 1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G 1＋T 1A 1＋C 1＝23 ，根据碱基互补配对原则，其互补链中G 2＋T 2A 2＋C 2 ＝C 1＋A 1T 1＋G 1＝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。

【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）AABBCD 14 42（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。