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高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 染色体变异学案设计
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 染色体变异学案设计，共21页。
[学生用书P69]
一、染色体变异
二、染色体数目的变异
1．类型
(1)细胞内个别染色体的增加或减少。
(2)细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。
2．染色体组：每套非同源染色体，称为一个染色体组，其形态和功能各不相同。
3．二倍体：体细胞中含有两个染色体组的个体。
4．多倍体
5．单倍体
(1)概念：体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体。
(2)特点：植株长得弱小，高度不育。
三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
1．实验原理
低温可抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞。
2．方法步骤
根尖培养：将蒜(或洋葱)在冰箱冷藏室内(4_℃)放置一周。取出后，将蒜等材料放在装满清水的容器上方，让蒜的底部接触水面，置于室温(约25 ℃)进行培养，使之生根
↓
低温诱导：等不定根长至1 cm时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48～72 h
↓
材料固定：剪取诱导处理的根尖约0.5～1 cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h，固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次
↓
制作装片：解离→漂洗→染色→制片(同观察植物细胞的有丝分裂)
↓
观察：先用低倍镜观察，确认某个细胞发生染色体数目变化后，再换用高倍镜观察
3．实验现象：视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。
四、染色体结构的变异
1．类型
2.结果：使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。
3．对生物体的影响：大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。
(1)染色体组内染色体的形态和功能可能相同。(×)
(2)染色体组非整倍性变化必然导致新基因产生。(×)
(3)体细胞中含1个染色体组的个体是单倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体。(×)
(4)低温处理和利用秋水仙素处理材料的原理是相同的。(√)
(5)同源染色体上相应的片段发生互换属于易位。(×)
知识点一 染色体组[学生用书P70]
1．染色体组
(1)概念
(2)图示分析
下图中的雄果蝇体细胞染色体中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y就代表一个染色体组，与其精子中的染色体组成相同。
(3)生物体细胞中染色体组数目的判断
2．“二看法”判断单倍体、二倍体和多倍体：一看发育起点；二看体细胞中含有几个染色体组。
(1)配子eq \(――→,\s\up7(发育))单倍体
(2)受精卵eq \(――→,\s\up7(发育))二倍体或多倍体eq \a\vs4\al()
单倍体并不一定只含一个染色体组
(1)二倍体生物形成的单倍体只含一个染色体组。
(2)多倍体生物形成的单倍体中含有两个或两个以上染色体组。
发展素养
1．单倍体与三倍体高度不育的原因是否完全相同？为什么？(科学思维)
提示：不完全相同。前者在减数分裂Ⅰ时没有联会，后者是联会紊乱。
2．该单倍体产生正常配子的概率是多少？(科学思维)
提示：eq \f(1,2)。
1．下图所示细胞含三个染色体组的是( )
答案：D
2．(2020·辽宁葫芦岛期末)下列关于单倍体、二倍体、三倍体和八倍体的叙述，正确的是( )
A．八倍体小麦的单倍体有四个染色体组
B．六倍体小麦花药离体培养所得个体是三倍体
C．体细胞中只有一个染色体组的个体才是单倍体
D．体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体
解析：选A。八倍体小麦经减数分裂形成的配子有四个染色体组，所以由配子直接发育成的单倍体有四个染色体组，A正确；六倍体小麦花药离体培养所得个体，虽然含有三个染色体组，但是是单倍体，B错误；单倍体的染色体组数可以是一个、两个或多个，这取决于亲本染色体组数，C错误；体细胞中含有两个染色体组的个体，也可以是四倍体生物的单倍体，D错误。
知识点二 染色体数目变异与生物育种[学生用书P71]
1．多倍体育种
(1)育种原理：染色体(数目)变异。
(2)处理材料：萌发的种子或幼苗。
(3)处理方法：用秋水仙素诱发或低温处理。
分裂的细胞eq \(――→,\s\up7(用秋水仙素诱发或低温),\s\d5(处理))抑制纺锤体形成eq \(――→,\s\up7(导致))染色体不能移向细胞两极，使染色体数目加倍
(4)实例：三倍体无子西瓜的培育。
培育过程：
①两次传粉eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(第一次传粉：杂交获得三倍体种子,第二次传粉：刺激子房发育成果实))
②三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
2．单倍体育种
(1)原理：染色体(数目)变异。
(2)方法
eq \x(\a\al(花,药))eq \(――→,\s\up7(离体),\s\d7(培养))eq \x(\a\al(单倍体,幼苗))eq \(――→,\s\up7(人工诱导),\s\d7(用秋水仙素处理))eq \x(\a\al(染色体数目加倍，,得到正常纯合子))
(3)优点：所得个体均为纯合子，明显缩短育种年限。
(4)缺点：需和杂交育种配合使用，技术复杂；单倍体植株长得弱小，而且高度不育。
(1)花药离体培养≠单倍体育种：单倍体育种一般包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选4个过程，不能简单地认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。
(2)“可遗传变异”≠“可育”：三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”，但它们均属于可遗传变异——其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状——这与仅由环境引起的不可遗传变异有着本质区别。
发展素养
1．香蕉的野生祖先种和栽培品种分别属于几倍体？试推测栽培品种是如何培育而来的。(科学思维)
提示：香蕉的野生祖先种体细胞含有两套非同源染色体，即含有两个染色体组，属于二倍体；栽培品种含有三个染色体组，属于三倍体，三倍体品种在减数分裂时，同源染色体联会紊乱，不能产生正常配子。栽培品种首先通过诱导野生祖先种的染色体数目加倍培育形成四倍体，然后使四倍体与野生祖先种杂交而形成。
2．马铃薯的野生祖先种和栽培品种分别属于几倍体？其配子细胞中有个染色体组？试推测栽培品种是如何培育而来的。(科学思维)
提示：马铃薯的野生祖先种体细胞含有两套非同源染色体，即含有两个染色体组，属于二倍体，其配子中含有一个染色体组；栽培品种含有四个染色体组，属于四倍体，其配子中含有两个染色体组。栽培品种是通过诱导野生祖先种的染色体数目加倍培育形成的。
1．下图为三倍体无子西瓜的培育过程。有关分析错误的是( )
A．无子西瓜是由四倍体植株和二倍体植株杂交产生的
B．三倍体无子西瓜培育的原理是染色体数目变异
C．三倍体植株不能进行细胞分裂，不能形成种子
D．秋水仙素能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成
解析：选C。由题图可知，四倍体植株和二倍体植株杂交产生三倍体的无子西瓜，A正确；无子西瓜的培育原理是染色体数目变异，B正确；三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此不能形成种子，但能进行有丝分裂，C错误；有丝分裂前期秋水仙素通过抑制纺锤体形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍，D正确。
2．下图表示用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法，下列有关此育种方法的叙述，错误的是( )
A．过程①可使育种所需的优良基因由亲本进入F1
B．过程②为减数分裂
C．过程③是利用组织培养技术获得单倍体幼苗
D．过程④必须使用秋水仙素处理
解析：选D。过程①是杂交，通过基因重组使优良的性状集中到同一个体上；过程②是通过减数分裂产生配子；过程③是对花药的离体培养；过程④为人工诱导染色体加倍，除秋水仙素外，低温也可达到诱导染色体加倍的目的。
知识点三 染色体结构变异[学生用书P72]
1．染色体结构变异与基因突变
2.易位与互换的比较
(1)DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加)，属于染色体结构变异。
(2)DNA分子上若干碱基的缺失、增添、替换，属于基因突变。
发展素养
1．若某个体两条非同源染色体之间发生了易位，那么该个体产生正常配子的概率是多少？(假设易位不影响原染色体之间的联会)(科学思维)
提示：(1/2)×(1/2)＝1/4。
2．某生物个体(含两对染色体)两个四分体之间均可以发生互换，则该个体可以产生多少种配子？(同源染色体之间有多个基因差异，互换的部分含等位基因)(科学思维)
提示：假设一对同源染色体含AaBb，另一对同源染色体含CcDd。考虑第一对染色体，可以产生4种配子；考虑第二对染色体，可以产生4种配子。总共可以产生4×4＝16(种)配子。
1．(2020·河北邢台期末)下列关于染色体结构变异的叙述，正确的是( )
A．染色体之间的交换属于染色体结构变异
B．只有在有丝分裂过程中才能发生染色体结构变异
C．猫叫综合征是5号染色体部分缺失引起的一种遗传病
D．染色体结构变异对生物都是不利的，甚至会导致生物死亡
解析：选C。同源染色体的非姐妹染色单体之间的交换属于基因重组，不属于染色体结构变异，A错误；有丝分裂和减数分裂过程中都可能发生染色体结构变异，B错误；猫叫综合征是5号染色体部分缺失引起的一种遗传病，C正确；染色体结构变异对生物多数是不利的，甚至会导致生物死亡，但也有可能出现有利变异，D错误。
2．(2020·江苏宿迁期末)下图①为某染色体的结构示意图，在②～⑤中，由于重复引起染色体结构变异的是( )
A．② B．③
C．④ D．⑤
解析：选D。根据题图分析可知：②缺失EF片段，属于缺失引起的染色体结构变异，A错误；③是F形成它的等位基因，属于基因突变，B错误；④缺失F这一片段，属于缺失引起的染色体结构变异，C错误；⑤增加F这一片段，属于重复引起的染色体结构变异，D正确。
[随堂检测][学生用书P73]
1．下列关于染色体组的叙述，不正确的是( )
A．一个染色体组各染色体大小、形状各不相同
B．雄果蝇一个染色体组由三条不同的常染色体和X、Y染色体组成
C．一个染色体组包含该物种生长发育所需要的全部遗传信息
D．染色体组成倍增加或减少导致的变异都属于可遗传变异
解析：选B。染色体组是一组非同源染色体，即在一个染色体组中不存在同源染色体，因而一个染色体组中染色体的形态、大小各不相同，A正确；雄果蝇一个染色体组由3条不同的常染色体＋X染色体或三条不同的常染色体＋Y染色体组成，B错误；一个染色体组包含该物种生长发育所需要的全部遗传信息，C正确；染色体组成倍增加或减少为染色体数目变异，属于可遗传变异，D正确。
2．下列关于单倍体、二倍体、多倍体及染色体组的表述，正确的是( )
A．单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体
B．唐氏综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C．多倍体生物的体细胞中含有三个或三个以上的染色体组
D．单倍体植株都不育，多倍体植株长得较粗壮
解析：选C。多倍体生物形成的单倍体生物的体细胞中存在同源染色体，A错误；唐氏综合征患者的体细胞中有两个染色体组，B错误；多倍体生物的体细胞中含有三个或三个以上的染色体组，C正确；单倍体植株一般不育，但四倍体植株的单倍体植株可育，D错误。
3．下列是对a～g所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是( )
A．细胞中含有一个染色体组的是g图，该个体未必是单倍体
B．细胞中含有两个染色体组的是c、d图，该个体是二倍体
C．细胞中含有三个染色体组的是a、b图，但该个体未必是三倍体
D．细胞中含有四个染色体组的是e、f图，该个体一定是四倍体
解析：选C。形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组，分析题图可知，g图细胞含有一个染色体组，一定是单倍体，A错误；c、d图细胞中含有两个染色体组，但不一定是二倍体，如果是由配子直接发育而来的应该属于单倍体，但若是由受精卵发育而来的应该属于二倍体，B错误；a、b图细胞中含有三个染色体组，该个体可能是单倍体，也可能是三倍体，C正确；e、f图细胞中含有四个染色体组，该个体可能是四倍体，也可能是单倍体，D错误。
4．(2020·陕西汉中期末)下图为染色体上基因(用字母表示)的排列次序及其变化，有关①和②过程所产生的变异叙述正确的是( )
A．①是基因突变 B．②是基因重组
C．①是缺失 D．②是倒位
解析：选D。①中少了基因a和b，多了基因j，应是从非同源染色体易位而来的；②中基因c、d与基因e位置发生了颠倒，属于倒位。
5．番茄(2N＝24)种群中偶尔会出现一种三体植株(6号染色体有3条)，在减数分裂过程中，这3条染色体的任意两条向细胞一极移动，剩余一条移向细胞另一极(含一条或两条6号染色体的配子成活率相同)，细胞中其他染色体正常分离。下列关于三体番茄的叙述，正确的是( )
A．该三体番茄细胞中含有3个染色体组
B．该三体番茄的形成过程中发生了染色体数目变异
C．该三体番茄植株与正常番茄植株杂交，子代三体的概率为1/4
D．该三体番茄植株在进行细胞分裂时，体细胞中最多出现49条染色体
解析：选B。该三体番茄细胞中含有2个染色体组，只是6号染色体多了一条，并不是多了一个染色体组，A错误；该三体番茄的形成过程中发生了染色体数目变异，B正确；该三体番茄植株产生含两条6号染色体配子的概率为1/2，故该三体番茄植株与正常番茄植株杂交，子代三体的概率为1/2，C错误；该三体番茄植株在进行细胞分裂时，体细胞有丝分裂后期最多出现50条染色体，D错误。
6．某生物兴趣小组的同学将生长旺盛的蒜的不定根置于4 ℃ 的冰箱冷藏室中培养48～72 h后，剪取根尖制成临时装片，然后用显微镜观察染色体形态较好的分裂图像。下列叙述正确的是( )
A．低温处理能阻断蒜根尖细胞中DNA的复制
B．用甲紫溶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．视野中所有细胞染色体数都已发生改变
解析：选B。低温作用于细胞分裂前期，能抑制蒜根尖细胞中纺锤体的形成，A错误；甲紫溶液是碱性染料，可使根尖细胞中的染色体着色，B正确；经卡诺氏液固定后细胞已经死亡，C错误；低温作用于细胞分裂前期，而细胞周期中间期时间最长，故视野中间期细胞数目应最多，大多数细胞的染色体数未发生改变，D错误。
7．(2020·哈尔滨高一检测)下图所示为两种西瓜的培育过程，A～L分别代表不同的时期，请回答下列问题：
(1)培育无子西瓜的育种方法为____________，依据的遗传学原理是____________。A时期需要用________(试剂)处理使染色体数目加倍，其作用是
_______________________________________________________________。
图示还有某一时期也要用到和A相同的处理方法，该时期是________。
(2)K时期采用____________________的方法得到单倍体植株，K、L育种方法最大的优点是_______________________________________________。
(3)图示A～L各时期中发生基因重组的时期为____________。
(4)三倍体无子西瓜为什么没有种子？______________________________
_______________________________________________________________。
解析：(1)无子西瓜的育种方法是多倍体育种，其原理是染色体变异；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，获得染色体数目加倍的细胞；单倍体变成纯合二倍体的过程中，也需要使用秋水仙素处理。(2)获得单倍体的方法是花药离体培养；单倍体育种的最大优点是明显缩短育种年限。(3)基因重组发生在减数分裂产生配子的过程中，即B、C、H、K。(4)由于三倍体植株减数分裂过程中，染色体联会紊乱，不能形成可育配子，因此不能形成种子。
答案：(1)多倍体育种 染色体变异 秋水仙素 抑制纺锤体的形成 L
(2)花药离体培养 明显缩短育种年限
(3)B、C、H、K
(4)三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此不能形成种子
[课时作业][学生用书P139(单独成册)]
【A级 合格性考试】
1．下列关于染色体组的叙述，正确的是( )
A．染色体组内不存在同源染色体
B．体细胞中的一半染色体是一个染色体组
C．配子中的全部染色体是一个染色体组
D．染色体组在减数分裂过程中消失
解析：选A。染色体组内的染色体在形态和功能上各不相同，不存在同源染色体，A正确；四倍体生物的体细胞中的一半染色体是两个染色体组，B错误；一般情况下，配子中的全部染色体是体细胞中染色体数目的一半，但不一定是一个染色体组，C错误；染色体组在有丝分裂和减数分裂过程中都不会消失，D错误。
2．(2020·吉林长春期末)下列有关单倍体的叙述，最恰当的是( )
A．体细胞中只含有一个染色体组的个体
B．体细胞中染色体的数目为奇数的个体
C．体细胞中含有奇数个染色体组的个体
D．由本物种生殖细胞直接发育成的个体
解析：选D。单倍体体细胞中可以含有两个以上的染色体组，不一定是奇数个染色体组，如四倍体植株的配子发育成的单倍体含有两个染色体组，A、C不符合题意；单倍体体细胞中染色体的数目不一定为奇数，如马铃薯的单倍体含有24条染色体，B不符合题意；根据单倍体的定义，由本物种生殖细胞直接发育成的个体一定是单倍体，D符合题意。
3．(2020·陕西汉中期末)下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述，错误的是( )
A．用盐酸和酒精混合液解离根尖后即可染色
B．染色常用的染液为甲紫溶液
C．最好选用分裂中期的细胞进行观察，此时染色体形态最清晰
D．低温处理与观察不能同时进行
解析：选A。质量分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精溶液用来解离，且解离后需漂洗再染色，A错误；染色常用的染液为甲紫溶液，B正确；分裂中期的染色体整齐地排列在赤道板中央，形态清晰，数目稳定，因此最好选用分裂中期的图像进行观察，C正确；低温诱导染色体加倍实验中，先低温处理再制作装片观察，D正确。
4．(2020·河北定州期末)下列关于多倍体的叙述，错误的是( )
A．在植物中多倍体很常见，在动物中多倍体很少见
B．多倍体草莓的果实一般长得比二倍体草莓的大
C．利用三倍体无子西瓜不能培育出三倍体的无子西瓜
D．经低温处理得到的多倍体，不是所有细胞的染色体数目都加倍
解析：选C。多倍体在植物中很常见，在动物中很少见，A正确；多倍体草莓的果实一般长得比二倍体草莓的大，B正确；利用三倍体无子西瓜，不能通过有性生殖的方式培育出三倍体的无子西瓜，但可以通过植物组织培养等无性生殖的方式培育出三倍体的无子西瓜，C错误；低温只有作用于正在分裂的细胞时，才能够通过抑制纺锤体的形成而导致细胞内的染色体数目加倍，所以经低温处理得到的多倍体，不是所有细胞的染色体数目都加倍，D正确。
5．(2020·河北张家口期末)将二倍体玉米的幼苗用秋水仙素处理使染色体加倍，待其长成后用其花药进行离体培养得到了新的植株，下列有关新植株的叙述，正确的一组是( )
①可能是纯合子也有可能是杂合子
②植株矮小不育
③产生的配子中含1个染色体组
④能形成可育的配子
⑤体细胞内可以有同源染色体
⑥一定是二倍体
⑦一定是单倍体
A．①③④⑤⑥ B．①④⑤⑥
C．②⑦ D．①③④⑤⑦
解析：选D。假设二倍体玉米的基因型是Aa，用秋水仙素处理使染色体加倍后的基因型为AAaa，产生的花粉有AA、aa、Aa，经花药离体培养得到的单倍体有AA、aa、Aa，既有纯合子，也有杂合子，①⑦正确，⑥错误；四倍体的单倍体内含有2个染色体组，含有2个染色体组的单倍体能进行减数分裂，产生的配子中含1个染色体组，且形成的配子可育，该单倍体植株也可育，②错误，③④⑤正确。
6．下列有关单倍体的叙述，不正确的是( )
①由未受精的卵细胞发育成的个体，一定是单倍体
②含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体
③生物的精子或卵细胞一定都是单倍体
④基因型为aaaBBBccc的植株一定是单倍体
⑤基因型为Abcd的生物体一般是单倍体
A．③④⑤ B．②③④
C．①③⑤ D．②④⑤
解析：选B。由未受精的卵细胞发育而来的个体一定是单倍体，①正确；含有两个染色体组的生物体，可能是二倍体，也可能是四倍体生物的单倍体，②错误；生物的精子或卵细胞是生殖细胞，不是个体，所以不能称为单倍体，③错误；基因型为aaaBBBccc的植株可能是单倍体，也可能是三倍体，④错误；基因型为Abcd的生物体细胞中只有一个染色体组，一般是单倍体，⑤正确。
7．(2020·山西太原期末)下图是用基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的植物产生的花粉进行单倍体育种的示意图，下列叙述错误的是( )
eq \x(花粉)eq \(――→,\s\up7(①))eq \x(植株A)eq \(――→,\s\up7(②))eq \x(植株B)
A．过程①是花药离体培养，②是秋水仙素
B．植株A高度不育，有4种基因型
C．植株A的基因型为aaBB的可能性为0
D．植株B为二倍体，既有纯合子，又有杂合子
解析：选D。过程①是花药离体培养获得单倍体植株A，②是秋水仙素，用②处理细胞可使细胞内染色体数目加倍，A正确；由题目可知，该植株是二倍体，植株A是单倍体，高度不育，有4种基因型，分别为AB、Ab、aB和ab，B正确；题图是单倍体育种过程，所以过程①是花药离体培养获得单倍体植株A，基因型为AB、Ab、aB、ab四种，为aaBB的可能性为0，C正确；单倍体植株A的基因型为AB、Ab、aB、ab四种，用秋水仙素处理后，植株B为二倍体，基因型为AABB、AAbb、aaBB、aabb，都是纯合子，D错误。
8．图1、图2为某种生物的两种染色体行为示意图，其中①和②、③和④互为同源染色体，则下列有关两图的叙述，正确的是( )
A．均为染色体结构变异
B．均涉及DNA链的断开和重接
C．均发生在同源染色体之间
D．基因的数目和排列顺序均发生改变
解析：选B。图1中发生的是同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换，属于基因重组，不属于染色体结构变异；图2中发生的是一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上，属于染色体结构变异中的易位，A、C错误。图1、图2所示的变异都涉及DNA链的断开和重接，B正确。图1互换的过程中基因的数目不发生改变，D错误。
9．(2020·山西太原高一期末)下图A中的甲表示细胞内的一条染色体片段中基因排列的顺序，B、C是该细胞有丝分裂的两个时期，请回答下列问题：
(1)与甲相比，乙、丙分别属于染色体结构变异中的________和________。
(2)B图含有________条染色体，C图中含有________个染色体组。
(3)与正常的植株相比，单倍体植株的特点是__________________________。如果用试剂________处理萌发的种子或幼苗，能抑制________(填字母)图所示时期中纺锤体的形成，最终使体细胞中染色体的数目________。
答案：(1)缺失 重复(或增加)
(2)4 4
(3)植株矮小，高度不育 秋水仙素 B 加倍
10．以培育抗病高产(aaBB)品种为例，分析回答下列问题：
(1)①采用的方法是______________，②过程通常用________处理。
(2)单倍体育种共需________年，明显缩短育种年限。
答案：(1)花药离体培养 秋水仙素 (2)2
【B级 等级性考试】
11．下列关于生物变异的叙述，正确的是( )
A．具有细胞结构的生物都能发生染色体变异
B．有丝分裂和减数分裂均可能发生基因突变和染色体变异
C．细胞中个别染色体的增加或减少会导致染色体结构变异
D．脱氧核苷酸的数目和排列顺序发生改变必然会导致染色体结构变异
解析：选B。原核生物没有染色体结构，不可能发生染色体变异，A错误；有丝分裂和减数分裂均可能发生基因突变和染色体变异，B正确；细胞中个别染色体的增加或减少会导致染色体数目变异，C错误；染色体结构变异可导致脱氧核苷酸的数目和排列顺序发生改变，而脱氧核苷酸数目和排列顺序发生改变，导致的结果可能是发生基因突变，也可能是发生染色体结构变异，D错误。
12．小鼠(2N＝40)胚胎期某细胞发生如下图所示的异常分裂(未绘出的染色体均正常)，其中A为抑癌基因，a为A的突变基因。下列叙述正确的是( )
A．该分裂过程中形成20个四分体
B．该分裂产生Aa或aa子细胞的概率均为1/2
C．子细胞aa在适宜条件下可能无限增殖
D．图中的染色体异常分离属于染色体结构变异
解析：选C。由题意可知，该分裂过程是有丝分裂，无四分体，A错误；由图可知，染色体a丢失的概率为2/3，染色体A丢失的概率为1/3，故该分裂产生基因型为Aa或aa的子细胞的概率分别为2/3、1/3，B错误；由题意可知，A基因为抑癌基因，抑癌基因的作用是抑制细胞不正常增殖，若细胞中抑癌基因不存在，则细胞在适宜条件下可无限增殖，C正确；图中的染色体异常分离属于染色体数目变异，D错误。
13．某植物株色紫色对绿色是显性，分别由基因PL和pl控制，不含pl、PL基因的植物株色表现为白色。该植物株色在遗传时出现了变异(如下图所示)，下列相关叙述错误的是( )
A．该变异是由某条染色体片段缺失引起的
B．该变异是由显性基因突变引起的
C．该变异在子二代中能够表现出新的株色表型
D．该变异可以使用显微镜观察鉴定
解析：选B。该变异是发生了染色体片段的缺失，属于染色体结构变异，A正确；染色体片段缺失属于染色体变异，而不是显性基因突变，B错误；染色体变异是可遗传变异，能传递到子二代，所以该变异在子二代中能够表现出新的株色表型，C正确；染色体变异在显微镜下能看到，D正确。
14．下图为某二倍体动物细胞甲在有丝分裂和减数分裂过程中出现的三个细胞乙、丙、丁。下列有关叙述正确的是( )
A．图中乙细胞正在进行减数分裂，可能发生基因突变和基因重组
B．乙细胞的子细胞含有四个染色体组，丙细胞连续分裂后的子细胞具有一个染色体组
C．基因重组的发生与丙细胞有关，而与乙细胞无直接关系
D．丙细胞与丁细胞的变异类型相同
解析：选C。图中乙细胞正在进行有丝分裂，可以发生基因突变，而基因重组主要发生在减数分裂Ⅰ时，A错误；乙细胞含有四个染色体组，其产生的子细胞含有两个染色体组，B错误；丙细胞处于减数分裂Ⅰ前期，可发生基因重组，C正确；丙细胞为互换，属于基因重组，而丁细胞发生的是染色体结构的变异，D错误。
15．(2020·陕西渭南期末)果蝇是经典的遗传学实验材料，其染色体组成如下图所示。Ⅳ号常染色体是最小的一对，Ⅳ号染色体的单体型和三体型在多种性状表现上与正常型不同，减数分裂时，单体型的一条Ⅳ号染色体以及三体型多余的一条Ⅳ号染色体随机地移向两极，均为可育。无眼基因(e)位于Ⅳ号染色体上。请据图回答下列问题：
(1)实验一：正常型无眼雌果蝇与单体型有眼雄果蝇(基因型为E)交配，孵化出来一些F1个体。无眼雌果蝇的基因型是________，后代眼的表型有________种；F1中________果蝇的出现，证实了无眼基因在Ⅳ号染色体上。
(2)实验一F1中某些个体不能完成孵化，它们均为无眼型，其基因型是________，不能成活的原因可能是_____________________________________
_______________________________________________________________。
(3)实验二：三体型有眼雄果蝇(基因型表示为EEE)与无眼雌果蝇交配，三条Ⅳ号染色体在减数分裂时形成的精子的基因组成是________，F1中三体型果蝇所占的比例是________，F1的表型是________，F1雌雄交配，F2中将________(填“有”或“没有”)无眼果蝇出现。
解析：(1)实验一：无眼雌果蝇(基因型为ee)与单体型有眼雄果蝇(基因型为E)交配，亲本雌果蝇产生的配子的基因型为e、e，亲本雄果蝇产生的配子的基因型为E，因此F1个体的基因型有Ee(有眼)、e(无眼)，后代眼的表现型有2种；如果无眼基因位于其他染色体上，后代将全为有眼，因此F1中无眼果蝇的出现，证实了无眼基因在Ⅳ号染色体上。(2)实验一F1中某些个体不能完成孵化，它们均为无眼型，其基因型是e，不能成活的原因可能是无眼基因使个体生存能力弱、少一条Ⅳ号染色体。(3)根据题意可知，“减数分裂时，单体型的一条Ⅳ号染色体以及三体型多余的一条Ⅳ号染色体随机地移向两极，均为可育”，三体型有眼雄果蝇(基因型表示为EEE)与无眼雌果蝇(ee)交配，三条Ⅳ号染色体在减数分裂时形成的精子的基因组成及比例是E∶EE＝1∶1，无眼雌果蝇(ee)产生的卵细胞的基因型为e，产生的后代的基因型及比例为Ee∶EEe＝1∶1，即F1中三体型果蝇所占的比例是1/2，F1的表型是有眼；F1雌雄交配(Ee、EEe随机交配)，F2中将有无眼果蝇出现。
答案：(1)ee 2 无眼
(2)e 无眼基因使个体生存能力弱、少一条Ⅳ号染色体
(3)E和EE 1/2 有眼 有课标要求
核心素养
举例说明染色体结构和数目的变异都导致生物性状的改变甚至死亡。
1.生命观念：根据结构和功能观说出染色体结构变异种类及其影响。
2.科学思维：(1)经过归纳与概括理解染色体组的概念；
(2)通过分类与比较，明确单倍体育种与多倍体育种流程。
3.实验探究：基于给定条件，探究低温诱导植物细胞的染色体数目变化。
名称
图解
变化
举例
缺失
染色体b片段缺失
果蝇的缺刻翅
重复
染色体b片段增加
果蝇的棒状眼
易位
染色体断裂的片段(d、g)移接到另一条非同源染色体上
果蝇的花斑眼
倒位
同一条染色体上某一片段(a、b)位置颠倒
果蝇的卷翅
项目
染色体结构变异
基因突变
本质
染色体片段的缺失、重复、易位或倒位
碱基的替换、增添或缺失
发生变化
的基因的
数目
1个或多个
1个
变异水平
细胞
分子
光镜检测
可见
不可见
项目
染色体易位
互换
图解
区别
发生于非同源染色体之间
发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
属于染色体结构变异
属于基因重组
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到
核心知识小结
[要点回眸]
[规范答题]
1．二倍体生物正常配子中的一套非同源染色体是一个染色体组。
2．由受精卵发育而来的个体，体细胞中含几个染色体组，就是几倍体。
3．单倍体并不一定只含一个染色体组。
4．秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍。
5．染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位等几种类型。
6．染色体结构变异可改变染色体上的基因的数目或排列顺序，可在显微镜下观察到。
[学生用书P69]
一、染色体变异
二、染色体数目的变异
1．类型
(1)细胞内个别染色体的增加或减少。
(2)细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。
2．染色体组：每套非同源染色体，称为一个染色体组，其形态和功能各不相同。
3．二倍体：体细胞中含有两个染色体组的个体。
4．多倍体
5．单倍体
(1)概念：体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体。
(2)特点：植株长得弱小，高度不育。
三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
1．实验原理
低温可抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞。
2．方法步骤
根尖培养：将蒜(或洋葱)在冰箱冷藏室内(4_℃)放置一周。取出后，将蒜等材料放在装满清水的容器上方，让蒜的底部接触水面，置于室温(约25 ℃)进行培养，使之生根
↓
低温诱导：等不定根长至1 cm时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48～72 h
↓
材料固定：剪取诱导处理的根尖约0.5～1 cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h，固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次
↓
制作装片：解离→漂洗→染色→制片(同观察植物细胞的有丝分裂)
↓
观察：先用低倍镜观察，确认某个细胞发生染色体数目变化后，再换用高倍镜观察
3．实验现象：视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。
四、染色体结构的变异
1．类型
2.结果：使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。
3．对生物体的影响：大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。
(1)染色体组内染色体的形态和功能可能相同。(×)
(2)染色体组非整倍性变化必然导致新基因产生。(×)
(3)体细胞中含1个染色体组的个体是单倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体。(×)
(4)低温处理和利用秋水仙素处理材料的原理是相同的。(√)
(5)同源染色体上相应的片段发生互换属于易位。(×)
知识点一 染色体组[学生用书P70]
1．染色体组
(1)概念
(2)图示分析
下图中的雄果蝇体细胞染色体中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y就代表一个染色体组，与其精子中的染色体组成相同。
(3)生物体细胞中染色体组数目的判断
2．“二看法”判断单倍体、二倍体和多倍体：一看发育起点；二看体细胞中含有几个染色体组。
(1)配子eq \(――→,\s\up7(发育))单倍体
(2)受精卵eq \(――→,\s\up7(发育))二倍体或多倍体eq \a\vs4\al()
单倍体并不一定只含一个染色体组
(1)二倍体生物形成的单倍体只含一个染色体组。
(2)多倍体生物形成的单倍体中含有两个或两个以上染色体组。
发展素养
1．单倍体与三倍体高度不育的原因是否完全相同？为什么？(科学思维)
提示：不完全相同。前者在减数分裂Ⅰ时没有联会，后者是联会紊乱。
2．该单倍体产生正常配子的概率是多少？(科学思维)
提示：eq \f(1,2)。
1．下图所示细胞含三个染色体组的是( )
答案：D
2．(2020·辽宁葫芦岛期末)下列关于单倍体、二倍体、三倍体和八倍体的叙述，正确的是( )
A．八倍体小麦的单倍体有四个染色体组
B．六倍体小麦花药离体培养所得个体是三倍体
C．体细胞中只有一个染色体组的个体才是单倍体
D．体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体
解析：选A。八倍体小麦经减数分裂形成的配子有四个染色体组，所以由配子直接发育成的单倍体有四个染色体组，A正确；六倍体小麦花药离体培养所得个体，虽然含有三个染色体组，但是是单倍体，B错误；单倍体的染色体组数可以是一个、两个或多个，这取决于亲本染色体组数，C错误；体细胞中含有两个染色体组的个体，也可以是四倍体生物的单倍体，D错误。
知识点二 染色体数目变异与生物育种[学生用书P71]
1．多倍体育种
(1)育种原理：染色体(数目)变异。
(2)处理材料：萌发的种子或幼苗。
(3)处理方法：用秋水仙素诱发或低温处理。
分裂的细胞eq \(――→,\s\up7(用秋水仙素诱发或低温),\s\d5(处理))抑制纺锤体形成eq \(――→,\s\up7(导致))染色体不能移向细胞两极，使染色体数目加倍
(4)实例：三倍体无子西瓜的培育。
培育过程：
①两次传粉eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(第一次传粉：杂交获得三倍体种子,第二次传粉：刺激子房发育成果实))
②三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
2．单倍体育种
(1)原理：染色体(数目)变异。
(2)方法
eq \x(\a\al(花,药))eq \(――→,\s\up7(离体),\s\d7(培养))eq \x(\a\al(单倍体,幼苗))eq \(――→,\s\up7(人工诱导),\s\d7(用秋水仙素处理))eq \x(\a\al(染色体数目加倍，,得到正常纯合子))
(3)优点：所得个体均为纯合子，明显缩短育种年限。
(4)缺点：需和杂交育种配合使用，技术复杂；单倍体植株长得弱小，而且高度不育。
(1)花药离体培养≠单倍体育种：单倍体育种一般包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选4个过程，不能简单地认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。
(2)“可遗传变异”≠“可育”：三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”，但它们均属于可遗传变异——其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状——这与仅由环境引起的不可遗传变异有着本质区别。
发展素养
1．香蕉的野生祖先种和栽培品种分别属于几倍体？试推测栽培品种是如何培育而来的。(科学思维)
提示：香蕉的野生祖先种体细胞含有两套非同源染色体，即含有两个染色体组，属于二倍体；栽培品种含有三个染色体组，属于三倍体，三倍体品种在减数分裂时，同源染色体联会紊乱，不能产生正常配子。栽培品种首先通过诱导野生祖先种的染色体数目加倍培育形成四倍体，然后使四倍体与野生祖先种杂交而形成。
2．马铃薯的野生祖先种和栽培品种分别属于几倍体？其配子细胞中有个染色体组？试推测栽培品种是如何培育而来的。(科学思维)
提示：马铃薯的野生祖先种体细胞含有两套非同源染色体，即含有两个染色体组，属于二倍体，其配子中含有一个染色体组；栽培品种含有四个染色体组，属于四倍体，其配子中含有两个染色体组。栽培品种是通过诱导野生祖先种的染色体数目加倍培育形成的。
1．下图为三倍体无子西瓜的培育过程。有关分析错误的是( )
A．无子西瓜是由四倍体植株和二倍体植株杂交产生的
B．三倍体无子西瓜培育的原理是染色体数目变异
C．三倍体植株不能进行细胞分裂，不能形成种子
D．秋水仙素能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成
解析：选C。由题图可知，四倍体植株和二倍体植株杂交产生三倍体的无子西瓜，A正确；无子西瓜的培育原理是染色体数目变异，B正确；三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此不能形成种子，但能进行有丝分裂，C错误；有丝分裂前期秋水仙素通过抑制纺锤体形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍，D正确。
2．下图表示用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法，下列有关此育种方法的叙述，错误的是( )
A．过程①可使育种所需的优良基因由亲本进入F1
B．过程②为减数分裂
C．过程③是利用组织培养技术获得单倍体幼苗
D．过程④必须使用秋水仙素处理
解析：选D。过程①是杂交，通过基因重组使优良的性状集中到同一个体上；过程②是通过减数分裂产生配子；过程③是对花药的离体培养；过程④为人工诱导染色体加倍，除秋水仙素外，低温也可达到诱导染色体加倍的目的。
知识点三 染色体结构变异[学生用书P72]
1．染色体结构变异与基因突变
2.易位与互换的比较
(1)DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加)，属于染色体结构变异。
(2)DNA分子上若干碱基的缺失、增添、替换，属于基因突变。
发展素养
1．若某个体两条非同源染色体之间发生了易位，那么该个体产生正常配子的概率是多少？(假设易位不影响原染色体之间的联会)(科学思维)
提示：(1/2)×(1/2)＝1/4。
2．某生物个体(含两对染色体)两个四分体之间均可以发生互换，则该个体可以产生多少种配子？(同源染色体之间有多个基因差异，互换的部分含等位基因)(科学思维)
提示：假设一对同源染色体含AaBb，另一对同源染色体含CcDd。考虑第一对染色体，可以产生4种配子；考虑第二对染色体，可以产生4种配子。总共可以产生4×4＝16(种)配子。
1．(2020·河北邢台期末)下列关于染色体结构变异的叙述，正确的是( )
A．染色体之间的交换属于染色体结构变异
B．只有在有丝分裂过程中才能发生染色体结构变异
C．猫叫综合征是5号染色体部分缺失引起的一种遗传病
D．染色体结构变异对生物都是不利的，甚至会导致生物死亡
解析：选C。同源染色体的非姐妹染色单体之间的交换属于基因重组，不属于染色体结构变异，A错误；有丝分裂和减数分裂过程中都可能发生染色体结构变异，B错误；猫叫综合征是5号染色体部分缺失引起的一种遗传病，C正确；染色体结构变异对生物多数是不利的，甚至会导致生物死亡，但也有可能出现有利变异，D错误。
2．(2020·江苏宿迁期末)下图①为某染色体的结构示意图，在②～⑤中，由于重复引起染色体结构变异的是( )
A．② B．③
C．④ D．⑤
解析：选D。根据题图分析可知：②缺失EF片段，属于缺失引起的染色体结构变异，A错误；③是F形成它的等位基因，属于基因突变，B错误；④缺失F这一片段，属于缺失引起的染色体结构变异，C错误；⑤增加F这一片段，属于重复引起的染色体结构变异，D正确。
[随堂检测][学生用书P73]
1．下列关于染色体组的叙述，不正确的是( )
A．一个染色体组各染色体大小、形状各不相同
B．雄果蝇一个染色体组由三条不同的常染色体和X、Y染色体组成
C．一个染色体组包含该物种生长发育所需要的全部遗传信息
D．染色体组成倍增加或减少导致的变异都属于可遗传变异
解析：选B。染色体组是一组非同源染色体，即在一个染色体组中不存在同源染色体，因而一个染色体组中染色体的形态、大小各不相同，A正确；雄果蝇一个染色体组由3条不同的常染色体＋X染色体或三条不同的常染色体＋Y染色体组成，B错误；一个染色体组包含该物种生长发育所需要的全部遗传信息，C正确；染色体组成倍增加或减少为染色体数目变异，属于可遗传变异，D正确。
2．下列关于单倍体、二倍体、多倍体及染色体组的表述，正确的是( )
A．单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体
B．唐氏综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C．多倍体生物的体细胞中含有三个或三个以上的染色体组
D．单倍体植株都不育，多倍体植株长得较粗壮
解析：选C。多倍体生物形成的单倍体生物的体细胞中存在同源染色体，A错误；唐氏综合征患者的体细胞中有两个染色体组，B错误；多倍体生物的体细胞中含有三个或三个以上的染色体组，C正确；单倍体植株一般不育，但四倍体植株的单倍体植株可育，D错误。
3．下列是对a～g所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是( )
A．细胞中含有一个染色体组的是g图，该个体未必是单倍体
B．细胞中含有两个染色体组的是c、d图，该个体是二倍体
C．细胞中含有三个染色体组的是a、b图，但该个体未必是三倍体
D．细胞中含有四个染色体组的是e、f图，该个体一定是四倍体
解析：选C。形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组，分析题图可知，g图细胞含有一个染色体组，一定是单倍体，A错误；c、d图细胞中含有两个染色体组，但不一定是二倍体，如果是由配子直接发育而来的应该属于单倍体，但若是由受精卵发育而来的应该属于二倍体，B错误；a、b图细胞中含有三个染色体组，该个体可能是单倍体，也可能是三倍体，C正确；e、f图细胞中含有四个染色体组，该个体可能是四倍体，也可能是单倍体，D错误。
4．(2020·陕西汉中期末)下图为染色体上基因(用字母表示)的排列次序及其变化，有关①和②过程所产生的变异叙述正确的是( )
A．①是基因突变 B．②是基因重组
C．①是缺失 D．②是倒位
解析：选D。①中少了基因a和b，多了基因j，应是从非同源染色体易位而来的；②中基因c、d与基因e位置发生了颠倒，属于倒位。
5．番茄(2N＝24)种群中偶尔会出现一种三体植株(6号染色体有3条)，在减数分裂过程中，这3条染色体的任意两条向细胞一极移动，剩余一条移向细胞另一极(含一条或两条6号染色体的配子成活率相同)，细胞中其他染色体正常分离。下列关于三体番茄的叙述，正确的是( )
A．该三体番茄细胞中含有3个染色体组
B．该三体番茄的形成过程中发生了染色体数目变异
C．该三体番茄植株与正常番茄植株杂交，子代三体的概率为1/4
D．该三体番茄植株在进行细胞分裂时，体细胞中最多出现49条染色体
解析：选B。该三体番茄细胞中含有2个染色体组，只是6号染色体多了一条，并不是多了一个染色体组，A错误；该三体番茄的形成过程中发生了染色体数目变异，B正确；该三体番茄植株产生含两条6号染色体配子的概率为1/2，故该三体番茄植株与正常番茄植株杂交，子代三体的概率为1/2，C错误；该三体番茄植株在进行细胞分裂时，体细胞有丝分裂后期最多出现50条染色体，D错误。
6．某生物兴趣小组的同学将生长旺盛的蒜的不定根置于4 ℃ 的冰箱冷藏室中培养48～72 h后，剪取根尖制成临时装片，然后用显微镜观察染色体形态较好的分裂图像。下列叙述正确的是( )
A．低温处理能阻断蒜根尖细胞中DNA的复制
B．用甲紫溶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．视野中所有细胞染色体数都已发生改变
解析：选B。低温作用于细胞分裂前期，能抑制蒜根尖细胞中纺锤体的形成，A错误；甲紫溶液是碱性染料，可使根尖细胞中的染色体着色，B正确；经卡诺氏液固定后细胞已经死亡，C错误；低温作用于细胞分裂前期，而细胞周期中间期时间最长，故视野中间期细胞数目应最多，大多数细胞的染色体数未发生改变，D错误。
7．(2020·哈尔滨高一检测)下图所示为两种西瓜的培育过程，A～L分别代表不同的时期，请回答下列问题：
(1)培育无子西瓜的育种方法为____________，依据的遗传学原理是____________。A时期需要用________(试剂)处理使染色体数目加倍，其作用是
_______________________________________________________________。
图示还有某一时期也要用到和A相同的处理方法，该时期是________。
(2)K时期采用____________________的方法得到单倍体植株，K、L育种方法最大的优点是_______________________________________________。
(3)图示A～L各时期中发生基因重组的时期为____________。
(4)三倍体无子西瓜为什么没有种子？______________________________
_______________________________________________________________。
解析：(1)无子西瓜的育种方法是多倍体育种，其原理是染色体变异；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，获得染色体数目加倍的细胞；单倍体变成纯合二倍体的过程中，也需要使用秋水仙素处理。(2)获得单倍体的方法是花药离体培养；单倍体育种的最大优点是明显缩短育种年限。(3)基因重组发生在减数分裂产生配子的过程中，即B、C、H、K。(4)由于三倍体植株减数分裂过程中，染色体联会紊乱，不能形成可育配子，因此不能形成种子。
答案：(1)多倍体育种 染色体变异 秋水仙素 抑制纺锤体的形成 L
(2)花药离体培养 明显缩短育种年限
(3)B、C、H、K
(4)三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此不能形成种子
[课时作业][学生用书P139(单独成册)]
【A级 合格性考试】
1．下列关于染色体组的叙述，正确的是( )
A．染色体组内不存在同源染色体
B．体细胞中的一半染色体是一个染色体组
C．配子中的全部染色体是一个染色体组
D．染色体组在减数分裂过程中消失
解析：选A。染色体组内的染色体在形态和功能上各不相同，不存在同源染色体，A正确；四倍体生物的体细胞中的一半染色体是两个染色体组，B错误；一般情况下，配子中的全部染色体是体细胞中染色体数目的一半，但不一定是一个染色体组，C错误；染色体组在有丝分裂和减数分裂过程中都不会消失，D错误。
2．(2020·吉林长春期末)下列有关单倍体的叙述，最恰当的是( )
A．体细胞中只含有一个染色体组的个体
B．体细胞中染色体的数目为奇数的个体
C．体细胞中含有奇数个染色体组的个体
D．由本物种生殖细胞直接发育成的个体
解析：选D。单倍体体细胞中可以含有两个以上的染色体组，不一定是奇数个染色体组，如四倍体植株的配子发育成的单倍体含有两个染色体组，A、C不符合题意；单倍体体细胞中染色体的数目不一定为奇数，如马铃薯的单倍体含有24条染色体，B不符合题意；根据单倍体的定义，由本物种生殖细胞直接发育成的个体一定是单倍体，D符合题意。
3．(2020·陕西汉中期末)下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述，错误的是( )
A．用盐酸和酒精混合液解离根尖后即可染色
B．染色常用的染液为甲紫溶液
C．最好选用分裂中期的细胞进行观察，此时染色体形态最清晰
D．低温处理与观察不能同时进行
解析：选A。质量分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精溶液用来解离，且解离后需漂洗再染色，A错误；染色常用的染液为甲紫溶液，B正确；分裂中期的染色体整齐地排列在赤道板中央，形态清晰，数目稳定，因此最好选用分裂中期的图像进行观察，C正确；低温诱导染色体加倍实验中，先低温处理再制作装片观察，D正确。
4．(2020·河北定州期末)下列关于多倍体的叙述，错误的是( )
A．在植物中多倍体很常见，在动物中多倍体很少见
B．多倍体草莓的果实一般长得比二倍体草莓的大
C．利用三倍体无子西瓜不能培育出三倍体的无子西瓜
D．经低温处理得到的多倍体，不是所有细胞的染色体数目都加倍
解析：选C。多倍体在植物中很常见，在动物中很少见，A正确；多倍体草莓的果实一般长得比二倍体草莓的大，B正确；利用三倍体无子西瓜，不能通过有性生殖的方式培育出三倍体的无子西瓜，但可以通过植物组织培养等无性生殖的方式培育出三倍体的无子西瓜，C错误；低温只有作用于正在分裂的细胞时，才能够通过抑制纺锤体的形成而导致细胞内的染色体数目加倍，所以经低温处理得到的多倍体，不是所有细胞的染色体数目都加倍，D正确。
5．(2020·河北张家口期末)将二倍体玉米的幼苗用秋水仙素处理使染色体加倍，待其长成后用其花药进行离体培养得到了新的植株，下列有关新植株的叙述，正确的一组是( )
①可能是纯合子也有可能是杂合子
②植株矮小不育
③产生的配子中含1个染色体组
④能形成可育的配子
⑤体细胞内可以有同源染色体
⑥一定是二倍体
⑦一定是单倍体
A．①③④⑤⑥ B．①④⑤⑥
C．②⑦ D．①③④⑤⑦
解析：选D。假设二倍体玉米的基因型是Aa，用秋水仙素处理使染色体加倍后的基因型为AAaa，产生的花粉有AA、aa、Aa，经花药离体培养得到的单倍体有AA、aa、Aa，既有纯合子，也有杂合子，①⑦正确，⑥错误；四倍体的单倍体内含有2个染色体组，含有2个染色体组的单倍体能进行减数分裂，产生的配子中含1个染色体组，且形成的配子可育，该单倍体植株也可育，②错误，③④⑤正确。
6．下列有关单倍体的叙述，不正确的是( )
①由未受精的卵细胞发育成的个体，一定是单倍体
②含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体
③生物的精子或卵细胞一定都是单倍体
④基因型为aaaBBBccc的植株一定是单倍体
⑤基因型为Abcd的生物体一般是单倍体
A．③④⑤ B．②③④
C．①③⑤ D．②④⑤
解析：选B。由未受精的卵细胞发育而来的个体一定是单倍体，①正确；含有两个染色体组的生物体，可能是二倍体，也可能是四倍体生物的单倍体，②错误；生物的精子或卵细胞是生殖细胞，不是个体，所以不能称为单倍体，③错误；基因型为aaaBBBccc的植株可能是单倍体，也可能是三倍体，④错误；基因型为Abcd的生物体细胞中只有一个染色体组，一般是单倍体，⑤正确。
7．(2020·山西太原期末)下图是用基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的植物产生的花粉进行单倍体育种的示意图，下列叙述错误的是( )
eq \x(花粉)eq \(――→,\s\up7(①))eq \x(植株A)eq \(――→,\s\up7(②))eq \x(植株B)
A．过程①是花药离体培养，②是秋水仙素
B．植株A高度不育，有4种基因型
C．植株A的基因型为aaBB的可能性为0
D．植株B为二倍体，既有纯合子，又有杂合子
解析：选D。过程①是花药离体培养获得单倍体植株A，②是秋水仙素，用②处理细胞可使细胞内染色体数目加倍，A正确；由题目可知，该植株是二倍体，植株A是单倍体，高度不育，有4种基因型，分别为AB、Ab、aB和ab，B正确；题图是单倍体育种过程，所以过程①是花药离体培养获得单倍体植株A，基因型为AB、Ab、aB、ab四种，为aaBB的可能性为0，C正确；单倍体植株A的基因型为AB、Ab、aB、ab四种，用秋水仙素处理后，植株B为二倍体，基因型为AABB、AAbb、aaBB、aabb，都是纯合子，D错误。
8．图1、图2为某种生物的两种染色体行为示意图，其中①和②、③和④互为同源染色体，则下列有关两图的叙述，正确的是( )
A．均为染色体结构变异
B．均涉及DNA链的断开和重接
C．均发生在同源染色体之间
D．基因的数目和排列顺序均发生改变
解析：选B。图1中发生的是同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换，属于基因重组，不属于染色体结构变异；图2中发生的是一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上，属于染色体结构变异中的易位，A、C错误。图1、图2所示的变异都涉及DNA链的断开和重接，B正确。图1互换的过程中基因的数目不发生改变，D错误。
9．(2020·山西太原高一期末)下图A中的甲表示细胞内的一条染色体片段中基因排列的顺序，B、C是该细胞有丝分裂的两个时期，请回答下列问题：
(1)与甲相比，乙、丙分别属于染色体结构变异中的________和________。
(2)B图含有________条染色体，C图中含有________个染色体组。
(3)与正常的植株相比，单倍体植株的特点是__________________________。如果用试剂________处理萌发的种子或幼苗，能抑制________(填字母)图所示时期中纺锤体的形成，最终使体细胞中染色体的数目________。
答案：(1)缺失 重复(或增加)
(2)4 4
(3)植株矮小，高度不育 秋水仙素 B 加倍
10．以培育抗病高产(aaBB)品种为例，分析回答下列问题：
(1)①采用的方法是______________，②过程通常用________处理。
(2)单倍体育种共需________年，明显缩短育种年限。
答案：(1)花药离体培养 秋水仙素 (2)2
【B级 等级性考试】
11．下列关于生物变异的叙述，正确的是( )
A．具有细胞结构的生物都能发生染色体变异
B．有丝分裂和减数分裂均可能发生基因突变和染色体变异
C．细胞中个别染色体的增加或减少会导致染色体结构变异
D．脱氧核苷酸的数目和排列顺序发生改变必然会导致染色体结构变异
解析：选B。原核生物没有染色体结构，不可能发生染色体变异，A错误；有丝分裂和减数分裂均可能发生基因突变和染色体变异，B正确；细胞中个别染色体的增加或减少会导致染色体数目变异，C错误；染色体结构变异可导致脱氧核苷酸的数目和排列顺序发生改变，而脱氧核苷酸数目和排列顺序发生改变，导致的结果可能是发生基因突变，也可能是发生染色体结构变异，D错误。
12．小鼠(2N＝40)胚胎期某细胞发生如下图所示的异常分裂(未绘出的染色体均正常)，其中A为抑癌基因，a为A的突变基因。下列叙述正确的是( )
A．该分裂过程中形成20个四分体
B．该分裂产生Aa或aa子细胞的概率均为1/2
C．子细胞aa在适宜条件下可能无限增殖
D．图中的染色体异常分离属于染色体结构变异
解析：选C。由题意可知，该分裂过程是有丝分裂，无四分体，A错误；由图可知，染色体a丢失的概率为2/3，染色体A丢失的概率为1/3，故该分裂产生基因型为Aa或aa的子细胞的概率分别为2/3、1/3，B错误；由题意可知，A基因为抑癌基因，抑癌基因的作用是抑制细胞不正常增殖，若细胞中抑癌基因不存在，则细胞在适宜条件下可无限增殖，C正确；图中的染色体异常分离属于染色体数目变异，D错误。
13．某植物株色紫色对绿色是显性，分别由基因PL和pl控制，不含pl、PL基因的植物株色表现为白色。该植物株色在遗传时出现了变异(如下图所示)，下列相关叙述错误的是( )
A．该变异是由某条染色体片段缺失引起的
B．该变异是由显性基因突变引起的
C．该变异在子二代中能够表现出新的株色表型
D．该变异可以使用显微镜观察鉴定
解析：选B。该变异是发生了染色体片段的缺失，属于染色体结构变异，A正确；染色体片段缺失属于染色体变异，而不是显性基因突变，B错误；染色体变异是可遗传变异，能传递到子二代，所以该变异在子二代中能够表现出新的株色表型，C正确；染色体变异在显微镜下能看到，D正确。
14．下图为某二倍体动物细胞甲在有丝分裂和减数分裂过程中出现的三个细胞乙、丙、丁。下列有关叙述正确的是( )
A．图中乙细胞正在进行减数分裂，可能发生基因突变和基因重组
B．乙细胞的子细胞含有四个染色体组，丙细胞连续分裂后的子细胞具有一个染色体组
C．基因重组的发生与丙细胞有关，而与乙细胞无直接关系
D．丙细胞与丁细胞的变异类型相同
解析：选C。图中乙细胞正在进行有丝分裂，可以发生基因突变，而基因重组主要发生在减数分裂Ⅰ时，A错误；乙细胞含有四个染色体组，其产生的子细胞含有两个染色体组，B错误；丙细胞处于减数分裂Ⅰ前期，可发生基因重组，C正确；丙细胞为互换，属于基因重组，而丁细胞发生的是染色体结构的变异，D错误。
15．(2020·陕西渭南期末)果蝇是经典的遗传学实验材料，其染色体组成如下图所示。Ⅳ号常染色体是最小的一对，Ⅳ号染色体的单体型和三体型在多种性状表现上与正常型不同，减数分裂时，单体型的一条Ⅳ号染色体以及三体型多余的一条Ⅳ号染色体随机地移向两极，均为可育。无眼基因(e)位于Ⅳ号染色体上。请据图回答下列问题：
(1)实验一：正常型无眼雌果蝇与单体型有眼雄果蝇(基因型为E)交配，孵化出来一些F1个体。无眼雌果蝇的基因型是________，后代眼的表型有________种；F1中________果蝇的出现，证实了无眼基因在Ⅳ号染色体上。
(2)实验一F1中某些个体不能完成孵化，它们均为无眼型，其基因型是________，不能成活的原因可能是_____________________________________
_______________________________________________________________。
(3)实验二：三体型有眼雄果蝇(基因型表示为EEE)与无眼雌果蝇交配，三条Ⅳ号染色体在减数分裂时形成的精子的基因组成是________，F1中三体型果蝇所占的比例是________，F1的表型是________，F1雌雄交配，F2中将________(填“有”或“没有”)无眼果蝇出现。
解析：(1)实验一：无眼雌果蝇(基因型为ee)与单体型有眼雄果蝇(基因型为E)交配，亲本雌果蝇产生的配子的基因型为e、e，亲本雄果蝇产生的配子的基因型为E，因此F1个体的基因型有Ee(有眼)、e(无眼)，后代眼的表现型有2种；如果无眼基因位于其他染色体上，后代将全为有眼，因此F1中无眼果蝇的出现，证实了无眼基因在Ⅳ号染色体上。(2)实验一F1中某些个体不能完成孵化，它们均为无眼型，其基因型是e，不能成活的原因可能是无眼基因使个体生存能力弱、少一条Ⅳ号染色体。(3)根据题意可知，“减数分裂时，单体型的一条Ⅳ号染色体以及三体型多余的一条Ⅳ号染色体随机地移向两极，均为可育”，三体型有眼雄果蝇(基因型表示为EEE)与无眼雌果蝇(ee)交配，三条Ⅳ号染色体在减数分裂时形成的精子的基因组成及比例是E∶EE＝1∶1，无眼雌果蝇(ee)产生的卵细胞的基因型为e，产生的后代的基因型及比例为Ee∶EEe＝1∶1，即F1中三体型果蝇所占的比例是1/2，F1的表型是有眼；F1雌雄交配(Ee、EEe随机交配)，F2中将有无眼果蝇出现。
答案：(1)ee 2 无眼
(2)e 无眼基因使个体生存能力弱、少一条Ⅳ号染色体
(3)E和EE 1/2 有眼 有课标要求
核心素养
举例说明染色体结构和数目的变异都导致生物性状的改变甚至死亡。
1.生命观念：根据结构和功能观说出染色体结构变异种类及其影响。
2.科学思维：(1)经过归纳与概括理解染色体组的概念；
(2)通过分类与比较，明确单倍体育种与多倍体育种流程。
3.实验探究：基于给定条件，探究低温诱导植物细胞的染色体数目变化。
名称
图解
变化
举例
缺失
染色体b片段缺失
果蝇的缺刻翅
重复
染色体b片段增加
果蝇的棒状眼
易位
染色体断裂的片段(d、g)移接到另一条非同源染色体上
果蝇的花斑眼
倒位
同一条染色体上某一片段(a、b)位置颠倒
果蝇的卷翅
项目
染色体结构变异
基因突变
本质
染色体片段的缺失、重复、易位或倒位
碱基的替换、增添或缺失
发生变化
的基因的
数目
1个或多个
1个
变异水平
细胞
分子
光镜检测
可见
不可见
项目
染色体易位
互换
图解
区别
发生于非同源染色体之间
发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
属于染色体结构变异
属于基因重组
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到
核心知识小结
[要点回眸]
[规范答题]
1．二倍体生物正常配子中的一套非同源染色体是一个染色体组。
2．由受精卵发育而来的个体，体细胞中含几个染色体组，就是几倍体。
3．单倍体并不一定只含一个染色体组。
4．秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍。
5．染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位等几种类型。
6．染色体结构变异可改变染色体上的基因的数目或排列顺序，可在显微镜下观察到。
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生物必修2《遗传与进化》第2节 基因表达与性状的关系学案设计： 这是一份生物必修2《遗传与进化》第2节 基因表达与性状的关系学案设计，共21页。
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