高考生物考点精析精练24 染色体变异.docx
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高考生物考点精析精练24染色体变异
考点24染色体变异
●基础知识自主疏理
1.染色体变异:
版本差异的内容
2.单倍体育种及其育种程序(浙江科技版)
(1)单倍体育种:
是利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法。
(2)花药离体培养是产生单倍体植株的简便而有效的方法,其育种程序包括:
①用常规方法获得杂种F1。
②将F1的
放在人工培养基上进行离体培养,花粉细胞经过多次有丝分裂成
,诱导
分化成幼苗。
③用
处理单倍体幼苗、染色体加倍后即成为可育的纯合植株。
校对:
缺失
重复
倒位
易位
个别染色体
体细胞
体细胞
纺锤体
迟缓
低
本物种配子染色体数目
配子
花药
愈伤组织
愈伤组织
秋水仙素
●自主检测过关
1.(08广东六校联考)在植物体细胞有丝分裂的过程中,可能引起的可遗传变异是()
①基因突变②基因重组③染色体变异
A①②B①③C②③D①②③
1.B.解析:
基因重组主要发生在减数分裂形成配子过程中,有丝分裂由于DNA复制会导致基因突变,又由于纺锤丝变化,导致染色体发生数目变异。
2.(08广州普通高中综合检测)田间种植的三倍体香蕉某一性状发生了变异,其变异不可能来自()
A.基因重组B.基因突变C.染色体变异D.环境变化
2.A.解析:
某一性状发生改变,可能是基因突变,也可能是染色体变异或环境变化引起;但基因重组只发生在有性生殖过程中,而三倍体香蕉只能无性生殖。
3.(08雷州调研)八倍体小黑麦体细胞有丝分裂后期染色体数为112个,其单倍体细胞内染色体数为()
A.56个B.28个C.14个D.7个
3.B.解析:
有丝分裂后期染色体数为112个,体细胞染色体为56个,单倍体则为28条。
4.(08深圳一模)一条正常染色体的基因排列顺序为ABCD·EFGH,“·”表示着丝粒,字母代表不同基因,下列哪种基因的排列顺序发生了倒位,且倒位片断包含着丝粒()
A.ABCFE·DGHB.ABCD·EFEFGHC.CDAB·EFGHD.ABCD·GHEF
4.A.解析:
A项的D与FE倒位,包括着丝粒。
5.(08雷州二模)下图均为某生物的细胞分裂过程模式图,请分析回答:
(1)在这些细胞中没有同源染色体的是图,图A、C含有的染色体组数分别为、。
(2)若该个体有两对等位基因(A和a,B和b)分别位于两对同源染色体上,图D的基因组成可能是__________。
(3)将该生物的某部位经低温处理一段时间后,发现其中某些细胞的染色体数目加倍,原因是。
用什么化学药品处理也可得到类似的结果?
5.答案:
(1)D42
(2)AABB或AAbb或aaBB或aabb
(3)低温抑制纺锤丝形成(或染色体已复制的细胞没有完成分裂)秋水仙素
●考点详解及类型讲解
一、染色体结构的变异
缺失
一个正常染色体在断裂后丢失一个片段,这个片段上的基因也随之失去
重复
一条染色体的片段连接到同源的另—条染色体上,使另一条同源的染色体多出跟本身的相同的某一片段
倒位
指染色体断裂后倒转180°后重新接合起来,造成这段染色体上基因位置顺序颠倒
易位
染色体断裂后在非同源染色体间错误接合,更换了位置
问题探究:
1.如何确认生物发生了染色体变异?
染色体变异中的结构变异和数目变异都属于细胞水平上的变化,在光学显微镜下能够看到,因此通过观察该生物具有分裂增生能力的组织中有丝分裂中期细胞中染色体的变化,结合相应症状就能确认
二、染色体组与染色体数目的判断
1.染色体组与染色体数目的差别
(1)染色体组是指细胞中形态和功能各不相同,但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息的一组非同源染色体。
要构成一个染色体组应具备以下几条:
①一个染色体组中不含同源染色体。
②一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。
③一个染色体组中含有控制物种生物性状的一整套基因,但不能重复。
(2)要确定某生物体细胞中染色体组的数目,可从以下几个方面考虑:
①细胞中同种形态的染色体有几条,细胞内就含有几个染色体组。
(如图一)
②根据基因型判断细胞中的染色体数目,根据细胞的基因型确定控制每一性状的基因出现的次数,该次数就等于染色体组数(如图二)。
如基因型AAaaBBbb的细胞生物体含有4个染色体组。
③根据染色体的数目和染色体的形态数来推算,染色体组的数目=染色体数/染色体形态数。
2.染色体组和几倍体
概念
染色体组
形成原因
特点
举例
单倍体
体细胞中含本物种配子染色体数目的个体
1至多个
单性生殖(孤雌生殖或孤雄生殖)
植株弱小,高度不育
蜜蜂的雄峰
二倍体
由受精卵发育而来,体细胞含有2个染色体组的个体
2
正常的有性生殖
几乎全部的动物和过半数的高等植物
多倍体
由受精卵发育而来,体细胞含3个或3个以上染色体组的个体
3个或3个以上
未减数的配子受精或合子染色体数加倍
果实、种子较大,生长发育延迟,结实率低
香蕉(三倍体)
马铃薯(四倍体)
八倍体小黑麦
3.单倍体与二倍体、多倍体的判定
(1)由受精卵发育而成的个体,含有几个染色体组,就叫几倍体。
(2)由配子发育而成的个体,不论含几个染色体组,都称为单倍体。
如八倍体生物的单倍体含有4个染色体组。
单倍体个体的体细胞染色体组数一般为奇数,当其进行减数分裂形成配子时,由于同源染色体无法正常联会或联会紊乱,不能产生正常的配子。
(3)二倍体生物的配子中只含有一个染色体组。
(4)含奇数倍染色体(如3组染色体的三倍体和单倍体)的个体不能产生正常的配子。
4.三倍体无子西瓜中果实各部分染色体
第一年所结果实
第二年所结果实
(三倍体西瓜)
果实位置
四倍体植株上
三倍体植株上
果皮染色体组数
4
3
种皮染色体组数
4
3
胚染色体组数
3
无
胚乳染色体组数
5
无
归纳:
无子番茄是不经传粉受精,子房经生长素处理后形成的二倍体果实,其无子性状不能遗传。
5.可遗传变异三种来源的比较
比较
基因重组
基因突变
染色体变异
变异实质
控制不同性状的基因重新组合,产生新的基因型
基因分子结构发生改变,产生新的基因
染色体组成倍增加或减少,产生新的基因型或染色体结构发生变异
产生过程
减数分裂形成配子时,非等位基因的自由组合,或等位基因的互换
复制过程中,基因中脱氧核苷酸的增、减和改变
染色体复制后,不能形成两个子细胞或配子不经受精作用,而单独发育成个体或染色体结构的变异
类型
①非同源染色体上的非等位基因的自由组合②同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换
①自然突变
②人工诱变
①染色体结构的变异
②染色体数目的变异
特点
发生在真核生物进行有性生殖中,后代中重新产生的变异类型有一定的比例规律
任何生物都可发生,频率低,有害变异多,是变异的主要来源,进化的重要因素
发生在真核生物核遗传中,多倍体植株器官大,养分多,成熟迟,结实少;单倍体植株弱小,高度不育;染色体结构变异在人体遗传病中是比较严重的遗传病
实例
黄圆与绿皱豌豆杂交,后代产生黄皱与绿圆个体
镰刀型细胞贫血症
普通小麦(六倍体)
雄蜂、单倍体玉米
6.单倍体育种和多倍体育种的比较
多倍体育种
单倍体育种
原理
染色体数目以染色体
组的形式成倍增加
染色体数目以染色体组的
形式成倍减少,再加倍后
获得纯种
常用
方法
秋水仙素处理萌发的
种子或幼苗(或低温
诱导植物染色体数目
加倍)
花药离体培养,然后进行
人工诱导染色体加倍(秋
水仙素处理萌发的种子或
幼苗、低温诱导植物染色
体数目加倍),形成纯合子
优点
器官大,提高产量和
营养成分含量
明显缩短育种年限
缺点
适用于植物,在动物
方面难以开展;发育
延迟,结实率低
技术复杂,需与杂交育种
配合
例子
三倍体西瓜、甜菜
抗病植株的快速育成
7.不同倍数的个体的基因的分离
基因型
配子比例
自交后代的表现型比例(只有一个A就表现A性状)
A
A
A
Aa
1A:
1a
3A:
1a
AAAa
1AA:
1Aa
A
AAaa
1AA:
4Aa:
1aa
35A:
1a
Aaaa
1Aa:
1aa
3A:
1a
问题探究:
2.含有1个染色体组的个体一定是单倍体吗?
单倍体一定含一个染色体组吗?
2.一定不一定,如小麦的单倍体含有三个染色体组
3.人工诱导多倍体的原理是不什么?
为什么要强调“处理萌发的种子或幼苗”?
人工诱导多倍体,就是利用秋水仙素作用于正在分裂的细胞。
抑制纺锤体的形成,导致染色体不分离,从而引起细胞内染色体数目加倍
萌发的种子或幼苗是植物体分生组织的部位,或者说是细胞有丝分裂旺盛的部位,通过秋水仙素处理后,才能使植物体产生的新细胞染色体数目加倍,从而形成多倍体。
3.单倍体育种为什么能缩短育种年限?
利用单倍体作中间环节培育可育的纯合子可用二年时间完成,而常规的育种方法获得一个纯系一般需5-8年时间。
4.低温诱导多倍体和秋水仙素的作用原理是否相同?
相同,都是抑制细胞分裂时纺锤体的形成、使细胞的染色体数日加倍。
类型一染色体变异的判断
例1.(07江苏)某些类型的染色体结构和数目的变异,可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。
a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图,它们依次属于()
A.三倍体、染色体片段增加、三体、染色体片段缺失
B.三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段增加
C.三体、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失
D.染色体片段缺失、三体、染色体片段增加、三倍体
解析:
本题考查生物染色体变异的类型。
图a只有一组同源染色体为3条,其余均2条,是三体;图b染色体上增加了一片段;图c含三个染色体组;图d染色体缺失片段3和4。
答案:
C
变式1.(08南京模拟)已知某物种的一条染色体上依次排列着M、N、O、p、q五个基因,如图列出的若干种变化中,不属于染色体结构发生变化的是()
解析:
染色体结构的变异包括染色体片段的缺失、重复、倒位和易位等多种情况。
A为染色体片段的缺失,B为染色体片段的重复,C为倒位,故ABC均属于染色体结构的变异,D染色体上的N基因发生了突变而成为它的等位基因n,所以D是基因突变。
答案:
D
规律总结:
主要抓住几个概念的区别:
缺失:
染色体中的某一片段及其带有的基因一起丢失而引起变异的现象;重复:
染色体上增加了某一片段引起的变异;易位(转座):
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异;倒位(移位):
染色体的某一片段位置颠倒引起的变异;三倍体是指含有三个染色体组的细胞。
类型二染色体倍数的判断
例2.(08黄冈模拟题)基因型为AaaBbbccc的个体含有多少个染色体组()
A.3个 B.4个C.9个D.12个
解析:
代表每个基因的字母出现几次,意味着同源染色体应为几条,细胞中也就含几个染色体组。
正确选项为A。
答案:
A
变式1.(08山东模拟题)下图是甲、乙两种生物的体细胞内染色体情况示意图,则染色体数与图示相同的甲、乙两种生物体细胞的基因型可依次表示为
A.甲:
AaBb乙:
AAaBbb
B.甲:
AaaaBBbb乙:
AaBB
C.甲:
AAaaBbbb乙:
AaaBBb
D.甲:
AaaBbb乙:
AAaaBbbb
解析:
从图可知,甲生物体细胞内染色体相同的为四条,甲生物为四倍体;乙生物体细胞内染色体相同的为三条,乙生物为三倍体;则甲、乙两种生物体细胞的基因型可依次表示为甲:
AAaaBbbb;乙:
AaaBBb
答案:
C
规律总结:
(1)染色体组数目的判别:
①由于多倍体的生殖细胞内含有不只一个染色体组,而这样的生殖细胞直接发育成的个体是单倍体,所以不能根据细胞内染色体组的数目判断。
由此可见,生物几倍体的判别不能只看细胞内含有几个染色体组,还要考虑到生物个体发育的直接来源。
如果生物体由受精卵或合子发育而来,生物体细胞内有几个染色体组就叫几倍体。
②如果生物体是由生殖细胞——卵细胞或花粉直接发育而来,无论细胞内含有几个染色体组,都只能叫单倍体。
(2)生物几倍体的判别:
细胞内形态相同的染色体有几条,则含有几个染色体组,如图中甲细胞中相同的染色体有4条,此细胞有4个染色体组。
在细胞或生物体的基因型中,控制同一性状的基因出现几次,就有几个染色体组,如基因型为AaaaBBbb的细胞或生物体含有4个染色体组,因为AaaaBBbb可用基因和染色体共同表示为图乙。
类型三三种可遗传变异的比较
例3.(08广东六校联考)下列与遗传变异有关的叙述,正确的是()
A.《婚姻法》规定禁止近亲结婚,是因为该项措施能降低某些遗传病的发病率
B.基因重组可以通过产生新的基因,表现出性状的重新组合
C.三倍体无子西瓜的培育过程,运用了生长素促进果实发育的原理
D.若DNA中某碱基对改变,则其控制合成的蛋白质分子结构肯定会发生改变
解析:
禁止近亲结婚,是因为近亲结婚后代得某些遗传病的几率增加;基因重组不可以产生新的基因,由于基因重新组合导致出性状的重新组合;三倍体无子西瓜的培育过程,运用了多倍体育种的原理;由于一种氨基酸不一定只由一种密码子决定等原因,所以若发生基因突变,则其控制合成的蛋白质分子结构不一定会发生改变。
答案:
A
变式1.引起生物可遗传变异的原因有三种,即基因重组、基因突变和染色体变异。
以下几种生物性状的产生,来源于同一种变异类型的是()
1果蝇的白眼②豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒③八倍体小黑麦的出现
④人类的红绿色盲⑤玉米的高茎皱形叶⑥人类的镰刀型细胞贫血症
A.①②③B.④⑤⑥C.①④⑥D.②③⑤
解析:
果蝇的白眼、人类的红绿色盲及镰刀型细胞贫血症都来源于基因突变;豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒,玉米的高茎皱形叶都来源于基因重组;八倍体小黑麦的出现则来源于染色体变异。
答案:
C
规律总结:
关键是理解基因突变、基因重组、染色体变异的概念、特点、结果和应用等方面的区别和联系。
类型四实验探究
现有甲、乙两种可能有一定毒性的化学物质,实验室研究人员欲通过动物细胞培养的方法来鉴定它们是否有毒性并比较二者毒性的强弱。
请你以一个研究人员的身份参与此项研究,完成下列实验报告并回答有关问题。
、实验原理:
。
根据这种变异细胞占全部培养细胞的百分数(以下称Q值),可判断该化学物质的毒性。
、实验材料:
活的小白鼠胚胎。
、药品用具:
胰蛋白酶液、动物细胞培养液、动物细胞固定液、适宜浓度的龙胆紫溶液、滴管、培养皿、剪刀、锥形瓶、恒温箱、载玻片、盖玻片、显微镜、小白鼠正常有丝分裂各时期的高倍显微照片。
、实验步骤:
(1)制备细胞悬浮液:
把活的小白鼠胚胎放在培养皿中剪碎,转入锥形瓶中,加入胰蛋白酶液处理,使胚胎组织离散成单个细胞,再加入动物细胞培养液,制成细胞悬浮液。
(2)进行细胞培养:
取A、B、C三个洁净的培养瓶,。
向A、B两培养瓶中分别加入等量的化学物质甲、乙,并将培养瓶摇匀。
。
(3)制作临时装片:
当细胞增殖到大约8代左右时,同时从恒温箱中取出三个培养瓶,用胰蛋白酶液处理,使培养的细胞从瓶壁上脱落,再加入动物细胞固定液以迅速杀死细胞并固定细胞分裂相。
静置一段时间后,分别从各培养瓶底部吸取适量的细胞悬浮液,滴在与培养瓶有相同编号的载玻片的中央,,3~5min后,盖上盖玻片。
(4)镜检和统计:
把临时装片放在显微镜下,先用低倍镜后用高倍镜,寻找处于期的细胞,并与对比以确认发生上述变异的细胞,同时统计该期变异的细胞占该期细胞总数的百分数(Q值)。
、结果分析与结论:
经研究人员实验得知,A、B、C三个培养瓶的Q值依次为:
QA=1.3%,QB=12.5%,QC=0.1%,由此可知该实验的结论是。
、回答问题:
在实验中,C培养瓶所起的作用与小白鼠正常体细胞有丝分裂各时期高倍显微照片有何不同?
。
答案:
、有毒物质加入细胞培养液后,培养的动物细胞会发生染色体结构或数目的变异。
、
(2)
分别加入等量的细胞悬浮液
把3个培养瓶放在37℃(或适宜温度)的恒温箱中培养(3)加1~2滴龙胆紫液染色(4)有丝分裂中期小白鼠正常细胞有丝分裂中期高倍显微照片
.甲、乙两种化学物质均有毒性,且乙的毒性比甲的毒性大
.C瓶作为A、B两瓶的对照组,起对照作用。
点拨:
化学药剂、温度的剧变等,内因有生物体内代谢过程的失调、衰老等。
在这些因素的作用下,染色体可能发生变异。
这种变异可在显微镜下直接观察到。
可以利用变异细胞的数目占观察细胞数目的比例来判断物质毒性强弱。
●高考真题
真题1.(02广东)已知普通小麦是六倍体,含42条染色体。
有关普通小麦的下列叙述中,错误的是()
A.它的单倍体植株的体细胞含21条染色体
B.它的每个染色体组含7条染色体
C.它的胚乳含3个染色体组
D.离体培养它的花粉,产生的植株表现高度不育
解析:
本题考查染色体总数、几倍体和几个染色体组及一个染色体组含几条染色体三个概念之间的区别;单倍体是由配子发育而成,所以含有21条染色体;六倍体含42条染色体,每组含7条染色体;胚乳由受精极核发育而来,所以含9个染色体组;单倍体含3个染色体组,所以高度不育。
答案:
C
真题3.(2003年江苏卷)(多选)下列与多倍体形成无关的是()
A.染色体结构的变异 B.纺锤体的形成受到抑制
C.个别染色体增加 D.非同源染色体自由组合
解析:
本题主要考查多倍体形成的原因:
多倍体的形成是纺锤体形成受到抑制,导致染色体不能移向两极,从而使染色体加倍;多倍体形成是纺锤体的形成受到抑制,导致染色体加倍,属于染色体数目变异。
答案:
ACD
真题4.(04北京理综)人类21三体综合征的成因是在生殖细胞形成的过程中,第21号染色体没有分离。
若女性患者与正常人结婚后可以生育,其子女患该病的概率为()
A.0B.1/4C.1/2D.1
解析:
考查21三体综合征的病因和遗传规律。
关键掌握减数分裂时染色体的行为变化;人类21三体综合征的成因是在生殖细胞形成的过程中,第21号染色体没有分离,属于染色体数目异常遗传病。
女患者减数分裂产生配子时,联会的第21号染色体是3条,减数第一次分离后期同源染色体分离时,只能是一极为一条,另一极为二条,导致第一次分裂的结果产生的两个子细胞中一个正常,另一个不正常,致使最终产生的配子正常和异常的比例近1:
1,所以子女患病概率也是1/2,故选C。
答案:
C
●基础巩固训练
一、单项选择题
6.(08广州二模)假若一个科学家需要选择一类生物来研究遗传的方式,他选择的生物应该是()
A.有较长的寿命B.可产生较大量的子代
C.有较长的生长周期D.可产生大量的可遗传变异
6.B.解析:
研究遗传的方式是通过亲子代之间的性状的统计来判断的,能产生较大量的子代是一个必要的条件。
7.以下情况属于染色体变异是的是()
①唐氏综合症患者细胞中的第21对染色体有3条②同源染色体之间发生了相应部分的交叉互换③染色体数目增加或减少④花药离体培养后长成的植株⑤非同源染色体之间自由组合⑥染色体上DNA碱基对的增添、缺失
A.②④⑤B.①③④⑥C.②③④⑥D.①③④
7.D.解析:
②⑤是基因重组;⑥是基因突变。
8.下列有关水稻的叙述,错误的是()
A.二倍体水稻含2个染色体组
B.二倍体水稻经秋水仙素处理,可得到四倍体水稻,稻穗、米粒变大
C.二倍体水稻与四倍体水稻杂交,可得到三倍体水稻,含3个染色体组
D.二倍体水稻的花粉经离体培养,可得到三倍体水稻,结实率不变,稻穗、米粒变小
8.D.解析:
二倍体水稻的花粉经离体培养,可得到单倍体水稻。
9.下列情况中不属于染色体变异的是()
A.第5号染笆体短臂缺失引起的猫叫综合征
B.第21号染色体增多一条引起的21三体综合征
C.同源染色体之间交换了对应部分
D.用秋水仙素对单倍体幼苗迸行人工诱导
9.C.解析:
C项是基因重组。
10.下列说法不正确的是()
A.水稻(2n=24)一个染色体组有12条染色体
B.普通小麦(6n=42)的花药离体培养后,长成的植株细胞中含三个染色体组,但不是三倍体
C.番茄和马铃薯体细胞杂交后形成的杂种植株细胞中含有两个染色体组
D.马和驴杂交的后代骡是不育的二倍体,而蜂群中的雄蜂是可育的单倍体
10.C.解析:
番茄和马铃薯体细胞杂交后形成的杂种植株细胞中含有四个染色体组。
二、多项选择题
11.(08江苏扬州月考)下列有关生物变异的说法不正确的是()
A.基因突变可以产生新的基因
B.发生在生物体内的基因突变都能遗传给后代
C.基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的性状
D.染色体变异一定会引起基因结构的改变
11.BD。
体细胞的基因突变不一定传给后代;染色体变异会引起基因数目和排列顺序的改变。
12.(08湛江师院附中、广东省徐闻中学联合)田间种植的三倍体香蕉某一性状发生了变异,该变异可能来自()
A.基因重组B.基因突变C.染色体变异D.环境影响
12.BCD。
三倍体香蕉不可能进行减数分裂,所以不可能来自基因重组。
13.(08惠州一模)香蕉是岭南四大名果之一,栽培中数量仅次于柑橘、荔枝、菠萝。
若田间种植的三倍体香蕉出现了一新性状,该性状可能来自()
A.基因突变B.染色体变异C.自然选择D.自然杂交
13.AB。
解析:
三倍体香蕉是高度不育,不能自然杂交;自然选择是长期的选择结果,新性状的突然间产生不属于自然选择。
●能力提高训练
14.(08广州调研)在减数第一次分裂间期,因某些原因使果蝇Ⅱ号染色体上的DNA分子缺失了一个基因,这种变异属于()
A.染色体变异B.基因重组
C.基因突变D.基因重组或基因突变
15.(08南通如皋联考)利用某种植物的花粉离体培养得到的植物体基因型为AABB。
则某种植物正常体细胞的染色体组成的是()
16.(08镇江四市联考)下列子课题中最为简单可行、所选择的调查方法最为合理的是()
A.研究猫叫综合征的遗传方式,在学校内随机抽样调查
B.研究红绿色盲的遗传方式,在患者家系中调查
C.研究青少年型糖尿病,在患者家系中进行调查
D.研究21三体综合征的遗传方式,在市中心随机抽样调查
17.(08江苏东海阶段测试)
右图表示某生物细胞中两条染色体及其上部分基因,下列选项的结果中,不属于染色体变异引起的是()
17.C.解析:
A项是染色体缺失;B项是染色体增添;C项是基因突变或基因重组;D项是染色体倒位。
18.(08汕头二模)果蝇的卵原细胞在减数分裂形成卵细胞过程中常常发生染色体不分开的现象,因此常出现性染色体异常的果蝇,并产生不同的表型,如下表所示:
受精卵中异常的性染色体组成方式
表现型
XXX
在胚胎期致死,不能发育为成虫
YO(体细胞中只有一条Y染色体,没有X染色体)
在胚胎期致死,不能发育为成虫
XXY
表
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