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

第2节　染色体变异

1.准确理解染色体组的概念,通过比较二倍体、多倍体和单倍体的区别,提升归纳与概括的能力。

2.通过比较正常个体与某些变异个体的染色体组成,列举染色体变异的类型;运用结构与功能观,说明染色体变异可能导致生物性状的改变甚至死亡。

3.通过对二倍体、多倍体、单倍体的发育起点及体细胞中染色体组数的分析和比较,阐明二倍体、多倍体、单倍体的概念,理解相应育种方法利用了染色体数目变异的原理,认同单倍体育种可以明显缩短育种年限的观点,提升生命观念、科学思维和社会责任等核心素养。

4.通过进行低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验,提高实验操作能力。

新知探究一　染色体数目的变异

活动1:如图甲表示细胞染色体图,图乙表示细胞基因型,据图分析回答下列问题。

问题(1):甲生物细胞内有几个染色体组?判断依据是什么?

提示:4个。细胞内同一种形态的染色体有4条。

问题(2):乙生物细胞内有几个染色体组?判断依据是什么?

提示:4个。在乙的基因型中,控制同一性状的基因有4个。

问题(3):若丙生物的体细胞含32条染色体,有8种形态,则丙生物细胞中含有几个染色体组?

提示:4个。

活动2:阅读教材P87～89内容,思考下列问题。

问题(4):划分二倍体、多倍体的依据是什么?

提示:自然条件依据以下两点:①体细胞中染色体组的数目;②发育的起点是受精卵。

问题(5):如何确定单倍体,依据染色体组数吗?

提示:如果只有一个染色体组,一定是单倍体,如果含有不止一个染色体组,则应该根据发育的起点判断,只要是由配子直接发育而成的个体一定是单倍体。

问题(6):二倍体物种所形成的单倍体,其体细胞中含有一个染色体组,这种说法对吗?为什么?

提示:对。因为二倍体生物体细胞中含有两个染色体组,进行减数分裂形成的配子中含有一个染色体组。

问题(7):如果是四倍体、六倍体物种的配子直接发育来的个体,其体细胞中就含有两个或三个染色体组,称它为二倍体或三倍体,这种说法对吗?为什么?

提示:不对。尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组,但因为其是由配子所形成的个体,只能称为单倍体。

问题(8):体细胞中有一个或三个染色体组的个体都是高度不育的,其原因分别是什么?

提示:细胞中只有一个染色体组的个体,进行减数分裂时无法联会,所以不能完成减数分裂,导致不能形成正常可育的配子;细胞中有三个染色体组的个体,减数分裂过程中联会紊乱,也不能形成正常可育的配子。

(1)染色体数目变异的类型

①一类是细胞内个别染色体的增加或减少。

②另一类是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)二倍体和多倍体

①概念:由受精卵发育而来,体细胞中含有两个染色体组的个体叫作二倍体。由此类推,由受精卵发育而来,体细胞中含有三个染色体组的个体叫作三倍体,含有四个染色体组的个体叫作四倍体。如果二倍体在胚或幼苗时期受某种因素影响,体细胞在进行有丝分裂时,染色体只复制未分离,也会形成四倍体。一般把体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体统称为多倍体。

②多倍体与二倍体相比的优点：茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。

(3)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,叫作单倍体。

②单倍体植株的特点:与正常植株相比,单倍体植株长得弱小,而且高度不育。

③获得单倍体植株通常用的方法是花药(或花粉)离体培养。

③单倍体是生物个体,而不是配子,精子和卵细胞属于配子,但不是单倍体。

1.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(　C　)

A.单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体

B.体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体

C.多倍体生物的体细胞中含有3个或3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: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;体细胞中含有两个染色体组的个体也可能是单倍体;多倍体生物的体细胞中含有3个或3个以上的染色体组;单倍体植株一般不育,但四倍体、八倍体等多倍体植株的单倍体植株可育。

2.

如图所示为雄果蝇染色体图,据图能得到的结论是(　C　)

①其配子的染色体组是X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ　②有丝分裂后期有4个染色体组,染色体有5种不同形态　③减数第二次分裂后期每个细胞中有2个染色体组,染色体有5种不同形态　④该生物进行基因测序应选择5条染色体

A.①②③④ B.①②③

C.①②④ D.②③④

解析:题图为雄果蝇染色体图,减数分裂产生的配子含有4条形态不同的染色体(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y)。减数第二次分裂后期每个细胞中含有2个染色体组,染色体只有4种不同形态。对该生物进行基因测序应选三对常染色体中的各一条和X、Y染色体,共5条染色体。

新知探究二　生物变异与育种

活动1:如图是三倍体西瓜的培育过程,据图分析回答下列问题。

问题(1):①过程是用什么试剂处理的?其原理是什么?

提示:秋水仙素。其原理是抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍。

问题(2):②和④都是传粉,目的一样吗?为什么?

提示:不一样。②传粉是为了杂交得到三倍体种子,④传粉是为了刺激子房发育成果实。

问题(3):①过程处理后,得到的植株各部分细胞都含有四个染色体组吗?

提示:不是。地上部分的茎、叶、花的染色体数目加倍,含有四个染色体组;但根细胞中染色体数目没有加倍,只含有两个染色体组。

问题(4):为什么三倍体西瓜没有种子?

提示:三倍体西瓜在进行减数分裂时,联会紊乱,一般不能产生正常配子。

活动2:下图中甲、乙表示水稻两个品种,A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因,①～⑥表示培育水稻新品种的过程,请回答下列问题。

问题(5):图中哪种途径为单倍体育种?

提示:图中①③⑤过程表示单倍体育种。

问题(6):图中哪些标号处需用秋水仙素处理?目的分别是什么?

提示:图中⑤处需用秋水仙素处理单倍体幼苗,使染色体数目加倍,从而获得纯合子;⑥处需用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,以诱导染色体数目加倍。

问题(7):④、⑥的育种原理分别是什么?

提示:④的育种原理为基因突变,⑥的育种原理为染色体数目变异。

单倍体育种和多倍体育种的比较

3.如图是无子西瓜培育的过程简图,下列有关叙述不正确的是(　A　)

A.①过程也可进行低温诱导处理,该过程与秋水仙素的作用原理不同

B.三倍体植株不育的原因是在减数分裂过程中联会发生紊乱

C.培育得到的无子西瓜与二倍体有子西瓜相比个大、含糖量高

D.要得到无子西瓜,需每年制种,很麻烦,所以可用无性繁殖进行快速繁殖

解析:低温诱导和秋水仙素的作用原理相同,都是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成。

4.如图是利用玉米(2n=20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图。下列分析错误的是(　D　)

A.基因重组发生在图中②过程,③过程中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期

B.秋水仙素用于培育多倍体植株的原理是其能够抑制纺锤体的形成

C.植株A为二倍体,其体细胞内最多有4个染色体组;植株C属于单倍体,其发育起点为配子

D.利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限,植株B纯合的概率为25%

解析:图中②过程为花药的形成,减数分裂过程会发生基因重组;③过程为有丝分裂,染色体在间期复制,结果使每条染色体含两条染色单体,染色单体在后期分离;秋水仙素用于培育多倍体植株的原理是其能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,引起染色体数目加倍;植株A为二倍体,其体细胞进行有丝分裂,体细胞在有丝分裂后期有4个染色体组;植株C由配子直接发育而来,为单倍体;利用幼苗2进行育种的最大优点是能明显缩短育种年限,得到的植株B全部为纯合子。

新知探究三　染色体结构的变异

活动:观察下列图示,回答相关问题。

问题(1):图甲、图乙均发生了某些片段的交换,其交换对象分别是什么?它们分别属于何种变异?

提示:图甲发生的是非同源染色体间片段的交换,图乙发生的是同源染色体非姐妹染色单体间相应片段的交换。

图甲为染色体结构变异(易位),图乙为基因重组(互换)。

问题(2):图丙①～④的结果中它们分别属于何种变异?能在光学显微镜下观察到的是哪些?

提示:①缺失,②易位,③基因突变,④倒位,①②④均为染色体结构变异,可在光学显微镜下观察到;③为基因突变,不能在光学显微镜下观察到。

问题(3):图丙①～④中哪种变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序?

提示:③基因突变只是产生了等位基因或新基因,即改变基因的质,并未改变基因的量,故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。

染色体结构变异

(1)定义

由染色体结构改变引起的变异。

(2)类型

①缺失:染色体的某一片段缺失,例如果蝇缺刻翅、人类猫叫综合征的形成。

②重复:染色体中增加了某一片段, 例如果蝇棒状眼的形成。

③易位:染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上, 例如果蝇花斑眼的形成。

④倒位:染色体的某一片段位置颠倒, 例如果蝇卷翅的形成。

(3)结果

会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异。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。

(2)染色体易位与互换的区别

5.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(　B　)

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.染色体上基因的数目和排列顺序均发生改变

解析: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;图1、图2所示的变异都涉及DNA链的断开和重接;图1互换的过程中染色体上基因的数目不发生改变。

6.如图所示,若图甲中①和②为一对同源染色体,③和④为另一对同源染色体,图中字母表示基因,“。”表示着丝粒,则图乙～图戊中染色体结构变异的类型依次是(　A　)

A.缺失、重复、倒位、易位

B.缺失、重复、易位、倒位

C.重复、缺失、倒位、易位

D.重复、缺失、易位、倒位

解析:分析题图可知,图乙表示染色体缺失D片段;图丙是①号染色体上C片段发生重复;图丁表示①号染色体B、C片段的倒位;图戊中②号染色体与③号染色体相互交换了部分片段,属于易位。

新知探究四　低温诱导植物细胞染色体数目的变化

1.实验原理

用低温处理植物的分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,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,于是,植物细胞的染色体数目发生变化。

2.实验步骤

3.实验结论

低温处理植物分生组织,能抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,从而使染色体数目加倍。

问题(1):在实验中显微镜下观察到的是死细胞,还是活细胞?为什么?

提示:显微镜下观察到的是死细胞,而不是活细胞。因为植物细胞经卡诺氏液固定后已死亡。

问题(2):本实验处理中,可低温处理植物体的任何部位的细胞吗?为什么?

提示:不可以,应低温处理分生组织细胞。因为染色体数目变化发生在细胞分裂时,处理其他细胞不会出现染色体数目加倍的情况。

问题(3):着丝粒分裂是纺锤丝牵引的结果吗?

提示:着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的结果,着丝粒是自动分裂,不需要纺锤丝牵引。纺锤丝牵引的作用是将染色体拉向两极。

问题(4):本实验是否温度越低效果越显著?

提示:不是,必须为“适当低温”,以防止温度过低对根尖细胞造成伤害。

问题(5):观察时是否所有细胞中染色体均已加倍?

提示:不是,只有少部分细胞实现“染色体数目加倍”,大部分细胞仍为二倍体状态。

7.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(　D　)

A.实验原理是低温抑制纺锤体的形成,使子染色体不能移向两极

B.解离后的洋葱根尖需要漂洗后才能进行染色

C.甲紫溶液可以使细胞中的染色体着色

D.显微镜下可以看到大多数细胞处在分裂期且染色体数目发生了

改变

解析:低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验原理是低温能抑制有丝分裂前期纺锤体形成,导致细胞中染色体不能移向细胞两极;解离后要用清水漂洗根尖残留的盐酸以防止影响着色;甲紫溶液可将细胞中的染色体染成紫色;显微镜下可看到大多数细胞处于分裂间期,部分细胞染色体数目加倍。

8.洋葱是二倍体植物,体细胞中有16条染色体,某同学用低温诱导洋葱根尖细胞染色体加倍获得成功。下列相关叙述不正确的是(　C　)

A.该同学不会观察到染色体加倍的动态过程

B.低温诱导细胞染色体加倍时不可能发生基因重组

C.分生组织同时存在染色体数为8、16、32、64的细胞

D.低温诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成

解析:制片时经过解离的细胞已经死亡,不会观察到染色体加倍的动态过程;低温诱导染色体数目加倍发生在有丝分裂过程中,基因重组发生在减数分裂过程中;分生组织的细胞有的含16条染色体,有的含32条染色体,有的含64条染色体(加倍后再分裂的细胞),但不可能出现8条染色体的情况,因为根尖不进行减数分裂;低温诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成,染色体不能移向细胞两极,导致染色体数目加倍。

[生活情境]

材料1:人的5号染色体部分缺失,会患猫叫综合征,因患病儿童哭声轻、音调高,很像猫叫而得名。患者生长发育迟缓,而且存在严重的智力障碍。

材料2:果蝇X染色体上某一片段的重复,可使正常的卵圆形眼变为棒状眼。

材料3:女性的第9号染色体上两个片段位置颠倒会导致习惯性流产。

材料4:人的第22号染色体与第9号染色体交换片段,会使人患慢性髓细胞性白血病。

探究:(1)上述四则材料分别属于染色体结构变异中的哪种类型?

提示:材料1为染色体结构变异中的缺失;材料2为重复;材料3为倒位;材料4为易位。

(2)染色体结构变异对生物体会造成怎样的影响?

提示:染色体结构的改变,会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,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。

课堂小结

随堂反馈

1.将某马铃薯品种的花药进行离体培养获得幼苗,在幼苗细胞中发现了12对染色体,此幼苗个体属于几倍体,马铃薯的体细胞含染色体数是多少(　A　)

A.单倍体,48 B.二倍体,24

C.四倍体,48 D.四倍体,24

解析:花药中的花粉粒含有的染色体数只有体细胞中染色体数目的一半,花药离体培养获得的植株,无论细胞中含几个染色体组,都是单倍体;幼苗为单倍体,含12对(24条)染色体,则马铃薯的体细胞含48条染色体。

2.下列变异中,不属于染色体结构变异的是(　C　)

A.染色体缺失了某一片段

B.染色体增加了某一片段

C.染色体中DNA的一个碱基发生了改变

D.染色体某一片段位置颠倒了180°

解析:DNA中的一个碱基发生改变,属于基因突变,选项A、B、D依次属于染色体结构变异中的缺失、重复和倒位。

3.在“低温诱导植物染色体数目的变化”实验中,下列说法合理的是(　C　)

A.剪取0.5～1 cm洋葱根尖放入4 ℃的低温环境中诱导

B.待根长至1 cm左右时将洋葱放入卡诺氏液中处理

C.材料固定后用95%的酒精冲洗残留的卡诺氏液

D.经甲紫溶液染色后的根尖需用清水进行漂洗

解析:是将整株植物放在低温条件下进行诱导,而不是将根尖剪取后进行诱导;待不定根长至1 cm左右时,将整个装置放入冰箱冷藏室内诱导培养48～72 h,剪取诱导处理过的根尖0.5～1 cm放在卡诺氏液中浸泡处理;将固定的材料用95%的酒精进行冲洗,洗去残留的卡诺氏液;甲紫溶液染色后不用冲洗。

4.生物的某些变异可通过细胞分裂过程中某一时期染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象,图中字母表示染色体上的基因下列有关叙述,正确的是(　D　)

A.甲、乙两图中两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组

B.甲图是个别碱基的增添或缺失导致染色体上基因数目改变的结果

C.乙图是四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换的结果

D.甲、乙两图所示现象常出现在减数分裂Ⅰ的前期,染色体数与核DNA数之比为1∶2

解析:甲图变异属于染色体结构变异中的缺失或重复,乙图变异类型属于染色体结构变异中的易位;甲图中部分基因发生了增添或缺失,导致染色体上基因数目改变;乙图中的右上角含s基因的黑色部分与左下角含w基因的白色部分已发生互换,且它们之间的互换发生在非同源染色体之间,所以该变异为易位。

5.已知西瓜的染色体数目2n=22,请根据下面的西瓜育种流程图,回答有关问题。

(1)图中①过程所用的试剂是　　　　　　　。 

(2)培育无子西瓜A的育种方法称为　。 

(3)③过程中形成单倍体植株所采用的方法是 

　　　　　　　　。 

(4)为确认某植株是否为单倍体,应在显微镜下观察根尖分生区细胞的染色体,观察的最佳时期为　。 

解析:(1)从二倍体到四倍体,染色体数目加倍,最常用的试剂为秋水仙素,因为其能抑制纺锤体的形成,诱导染色体数目加倍。(2)无子西瓜A是三倍体,其培育过程应为多倍体育种。(3)题中要求得到单倍体植株,所以可用花药(或花粉)离体培养的方法。(4)根尖分生区细胞有丝分裂中期染色体最清晰,是观察染色体的最佳时期。

答案:(1)秋水仙素　(2)多倍体育种　(3)花药(或花粉)离体培养　(4)有丝分裂中期

选题测控导航表

1.下列有关单倍体的叙述中不正确的是(　B　)

①由未受精的卵细胞发育成的植物,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: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。

2.已知某二倍体生物的体细胞中含有8条染色体,则下列可表示该生物一个染色体组的是(　C　)

A.①② B.③④ C.①③ D.②④

解析:由于是二倍体生物,且体细胞中含有8条染色体,所以每个染色体组中含有4条染色体,且一定不含有同源染色体,①③均满足上述条件。

3.基因突变和染色体变异的一个重要区别是(　A　)

A.基因突变在光学显微镜下看不见

B.染色体变异是定向的,而基因突变是不定向的

C.基因突变是可以遗传的,染色体变异是不能遗传的

D.染色体变异产生的变异是有利的,基因突变产生的变异是有害的

解析:基因突变是DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失而引起的基因碱基序列的改变,属于分子水平的变化,光学显微镜下观察不到,染色体的变异可在光学显微镜下直接观察到。生物的变异是不定向的,基因突变和染色体变异均使遗传物质发生改变,都是可遗传的变异,且多数变异都是不利于个体生存的。

4.图①、②、③、④分别表示不同的变异类型,其中③中的基因片段2由基因片段1变异而来。下列有关说法正确的是(　C　)

A.图①②都表示易位,发生在减数分裂的四分体时期

B.图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失

C.图②④中的变异属于染色体结构变异

D.图中4种变异能够遗传的是①③

解析:图①显示两条同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换,此过程发生在减数第一次分裂的四分体时期,其变异类型属于基因重组,图②的两条非同源染色体之间相互交换片段,这属于染色体结构变异中的易位;观察并比较分析图③中的基因1和基因2的碱基序列可知,基因2较基因1少了一对碱基A—T,因此这种变化属于基因突变中碱基对的缺失;图④中“环形圈”的出现,是由于两条同源染色体中的上面一条多了一段或是下面一条少了一段,因此属于染色体结构变异中的重复或缺失,图②属于染色体结构变异中的易位;图中4种变异都属于可遗传变异,都能够遗传。

5.下列情况不属于染色体变异的是(　C　)

A.第5号染色体短臂的部分基因缺失

B.用花药培养出了单倍体

C.同源染色体之间交换了部分结构

D.多一条21号染色体

解析:第5号染色体短臂的部分基因缺失属于染色体结构的变异;用花药培养出了单倍体,多一条21号染色体均属于染色体数目的变异;同源染色体之间交换了部分结构属于基因重组。

6.有关“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”的实验,叙述正确的是(　C　)

A.实验中要用卡诺氏液浸泡根尖,使组织细胞分散开

B.实验原理是低温抑制着丝粒分裂,使子染色体不能移向细胞两极

C.多倍体细胞形成属于染色体变异

D.多倍体细胞形成过程增加了非同源染色体重组的机会

解析:卡诺氏液的作用是固定细胞形态,解离时应用解离液,使组织细胞分散开;实验原理是低温抑制根尖细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成,使子染色体不能移向细胞两极;多倍体细胞形成属于染色体变异;根尖细胞进行的是有丝分裂,所以多倍体细胞形成过程中没有增加非同源染色体重组的机会。

7.下列属于单倍体的是(　D　)

A.三倍体种子长成的幼苗

B.用鹌鹑蛋孵化出的小鹌鹑

C.四倍体的植株枝条扦插成的植株

D.六倍体小麦的花粉离体培养得到的幼苗

解析:三倍体一般无种子,无法由种子长成幼苗;用鹌鹑蛋孵化出的小鹌鹑,其发育的起点是受精卵,是二倍体;四倍体的植株枝条扦插成的植株,染色体数目没变,还是四倍体;由配子直接发育而来的个体是单倍体,六倍体小麦的花粉离体培养得到的幼苗,是由配子(花粉)直接发育而成的,所以是单倍体。

8.遗传学检测两人的基因组成时,发现甲为AaB,乙为AABb,分析甲缺少一个基因的原因,不可能是(　A　)

A.基因突变       B.染色体数目变异

C.染色体结构变异 D.甲可能是男性

解析:基因突变只会产生等位基因,基因的数目并不会减少;甲的基因型为AaB,缺少一个B或b基因,很可能是该基因存在的染色体发生了缺失,即可能发生了染色体数目变异中的个别染色体的减少,也有可能是该基因存在的染色体发生了片段的缺失,从而导致该基因丢失;该基因如果只存在于X染色体上,则在男性个体中也只有一个基因。

9.如图表示一些细胞中所含的染色体,据图完成下列问题。

(1)图A所示是含　　　　个染色体组的体细胞。每个染色体组有　

　　　条染色体。 

(2)若图C所示细胞为体细胞,则其所在的生物是　　　　倍体,其中含有　　　　对同源染色体。

(3)图D表示一个生殖细胞,这是由　　　　倍体生物经减数分裂产生的,内含　　　　个染色体组。

(4)图B若表示一个生殖细胞,它是由　　　　倍体生物经减数分裂产生的,由该生殖细胞直接发育成的个体是　　　　倍体。每个染色体组含　　　　条染色体。 

(5)图A细胞在有丝分裂的后期含有　　　　个染色体组。 

解析:(1)图A中染色体是两两相同的,故含有两个染色体组,并且每个染色体组中有两条染色体。(2)图C中染色体两两相同,故有两个染色体组,如果是由受精卵发育而来的,则该生物为二倍体,如果是由配子发育而来的,则该生物是单倍体。图C所示细胞中,每个染色体组中有三条染色体,共有三对同源染色体。(3)图D中染色体形态、大小各不相同,则只有一个染色体组,图D表示一个生殖细胞,说明是由二倍体生物经减数分裂产生的。(4)图B中染色体有三条是相同的,故含三个染色体组,由配子直接发育成的生物个体,都称为单倍体。(5)图A细胞在有丝分裂后期染色体暂时加倍,故含有四个染色体组。

答案:(1)两　两　(2)二或单　三　(3)二　一

(4)六　单　三　(5)四

10.某同学在做“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验时,将大蒜根尖随机均分为12组,实验处理和结果如表所示,请回答有关问题。

(1)低温诱导植物染色体数目加倍的原理是低温会使细胞分裂过程中

　　　　的形成受阻,从而使细胞分裂过程中染色体数目加倍而细胞不分裂。低温处理与秋水仙素处理相比,具有　　　　　  　　　等优点。

(2)实验中选择大蒜根尖　　　　区细胞进行观察,效果最佳,原因是此处的细胞分裂比较　　　　,在显微镜下观察,此处细胞的特点表现为　　　　　　　　　　　　。 

(3)实验过程中需要用　　　　　　　对大蒜根尖细胞的染色体进行染色。 

(4)由实验结果可知,　　　      　　　　的条件下,加倍效果最为明显。 

解析:(1)低温能够抑制纺锤体的形成,实现染色体数目的加倍;用秋水仙素诱导染色体数目加倍,操作较为烦琐,且秋水仙素有毒,而低温诱导操作简单,安全无毒。(2)植物根尖分生区细胞呈正方形,排列紧密,且分裂较为旺盛,故观察时应选择根尖分生区细胞。(3)染色体可以被碱性染料(如醋酸洋红液、甲紫溶液等)着色。(4)由表中信息可知,在温度为4 ℃的条件下处理96小时,细胞中染色体数目加倍效果最为明显。

答案:(1)纺锤体　操作简单、安全无毒

(2)分生　旺盛　呈正方形,排列紧密

(3)碱性染料(或醋酸洋红液或甲紫溶液)

(4)4 ℃、96小时

11.已知控制玉米某两对相对性状的基因在同一染色体上。但偶然发现这两对基因均杂合的某玉米植株,自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1。出现此现象的原因可能是该染色体上其中一对基因所在的染色体片段(　C　)

A.发生180°颠倒

B.重复出现

C.移至非同源染色体上

D.发生丢失

解析:分析题意可知,控制玉米某两对相对性状的基因在同一染色体上,应不遵循自由组合定律,但发现这两对基因均杂合的玉米植株,自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1,符合基因自由组合定律的分离比。根据自由组合定律的实质可知,出现此现象的原因可能是该染色体上其中一对基因所在的染色体片段移至非同源染色体上。

12.以二倍体植物甲(2N=10)和二倍体植物乙(2n=10)为亲本进行有性杂交,得到的F1不育。以物理撞击的方法使F1在减数分裂时整套的染色体分配至同一个配子中,再让这样的雌雄配子结合产生F2。下列有关叙述正确的是(　C　)

A.植物甲和乙进行有性杂交得到的F1为单倍体

B.F1体细胞中含有四个染色体组,其染色体组成为2N+2n

C.若用适宜浓度的秋水仙素处理F1幼苗,则长成的植株是可育的

D.物理撞击的方法导致配子中染色体数目加倍,产生的F2为二倍体

解析:根据题意可知,植物甲和乙能进行有性杂交,得到的F1体细胞中含有两个染色体组,其染色体组成为N+n,是异源二倍体;若用适宜浓度的秋水仙素处理F1幼苗,可使染色体加倍,则长成的植株是可育的;物理撞击的方法导致配子中染色体数目加倍,产生的F2为异源四倍体。

13.下列关于生物变异和育种的叙述,正确的是(　A　)

A.基因突变产生新基因,是生物变异的根本来源,为生物进化提供了原材料

B.基因重组是控制不同性状的基因的重新组合,只发生在减数第一次分裂后期

C.驯化家畜家禽经过了长期的选择育种过程,这种育种方式的原理一定是基因重组

D.二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉,子房发育成熟即得三倍体无子西瓜

解析:基因突变能产生新的基因,是生物变异的根本来源,为生物进化提供了原材料;减数分裂四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换也会导致基因重组;驯化家畜家禽采用了选择育种的方法,但这种育种方式的原理涉及多种变异,不一定只是基因重组;二倍体西瓜作父本,四倍体西瓜作母本,两者杂交得到的种子有三个染色体组,种子萌发形成的植株为三倍体,给其雌蕊授以二倍体西瓜花粉,子房发育成无子西瓜。

14.如图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述不正确的是(　C　)

A.个体甲的变异对表型可能有影响

B.个体乙的细胞在减数分裂时形成的四分体异常

C.个体甲自交的后代,子代性状分离比为3∶1

D.个体乙染色体没有基因缺失,但表型可能异常

解析:个体甲的变异为染色体结构变异中的缺失,缺失了e基因对表型可能有影响;个体乙的变异为染色体结构变异中的倒位,变异后个体乙的细胞在减数分裂时同源染色体联会形成的四分体异常;若E、e基因与其他基因共同控制某种性状,则个体甲自交的后代中性状分离比不一定为3∶1;个体乙虽然染色体没有基因缺失,但是基因的排列顺序发生改变,可能引起性状的改变。

15.决定玉米籽粒有色(C)和无色(c)、淀粉质(B)和蜡质(b)的基因位于9号染色体上,结构异常的9号染色体一端有染色体结节,另一端有来自8号染色体的片段(如图1)。科学家利用玉米染色体的特殊性进行了图2所示的研究。请回答下列问题。

(1)籽粒有色与籽粒无色是一对相对性状,若用来验证孟德尔分离定律,该相对性状应满足2个条件,条件1是所选相对性状　　　　,条件2是所选相对性状　             。

(2)8号染色体片段转移到9号染色体上的变异现象称为　　　　　。

(3)图2中的母本在减数分裂形成配子时,这两对基因所在的染色体

　　　　(填“能”或“不能”)发生联会。 

(4)图2中的亲本杂交时,F1出现了四种表型,其中有表型为无色蜡质个体的出现,最可能是因为亲代　　　　细胞在减数分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体间发生了　　　　,产生了基因型为　　

　　   的重组型配子。 

解析:(1)验证孟德尔分离定律的实验性状应该是由一对等位基因控制的,并易于区分。(2)一条染色体的一部分片段转移到另外一条非同源染色体上称为染色体结构变异(易位)。(3)图2中的母本染色体上含有两对等位基因,只在两端稍微有所区别,在减数分裂形成配子的过程中,这两对等位基因所在的染色体会发生配对,所以这两对等位基因所在的部分染色体能发生联会。(4)正常情况下,图2表示的亲本进行杂交,后代不会出现表型为无色蜡质的个体,但是如果出现,说明母本产生了bc的配子,要产生bc配子,需要初级卵母细胞同源染色体发生互换。

答案:(1)容易区分　由一对等位基因控制　(2)染色体结构变异(易位)　(3)能　(4)初级卵母　互换　bc