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2021版高考生物（人教版）一轮复习学案：第七单元 第21讲 染色体变异与育种
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第21讲 染色体变异与育种
考点一 染色体变异
1．染色体结构变异
2．染色体数目变异
(1)
(2)染色体组的概念及实例
(3)二倍体、多倍体和单倍体的比较
项目
二倍体
多倍体
单倍体
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
由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
由未受精的生殖细胞发育而来，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
染色体组
两个
三个或三个以上
一至多个
发育起点
受精卵
受精卵
配子
形成原因
自然成因
正常的有性生殖
外界环境条件剧变(如低温)
单性生殖
人工诱导
秋水仙素处理单倍体幼苗
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
花药离体培养
植物特点
正常可育
果实、种子较大，营养物质含量丰富，生长、发育延迟，结实率低
植株弱小，高度不育
举例
几乎全部的动物和过半数的高等植物
香蕉(三倍体)、马铃薯(四倍体)、八倍体小黑麦
蜜蜂的雄蜂
【真题例证·体验】
(2019·高考江苏卷)下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是( )
A．基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异
B．基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异
C．弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种
D．多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种
解析：选C。基因重组是生物变异的来源之一，可能会导致生物性状变异，A错误；因为密码子具有简并性以及基因的显隐性等，所以基因突变不一定导致生物性状发生改变，B错误；弱小且高度不育的单倍体植株经加倍处理后，其染色体数目加倍，成为可育的植株，可用于育种，C正确；多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数不变，D错误。
【考法纵览·诊断】
(1)蜜蜂中，雌蜂是雌雄配子结合产生的二倍体，雄蜂是由未受精的卵直接发育而来的。某对蜜蜂所产生子代的基因型为：雌蜂是AADD、AADd、AaDD、AaDd；雄蜂是AD、Ad、aD、ad。这对蜜蜂的基因型是AADd和ad [2018·海南卷，T17A](×)
(2)一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。自交后代会出现染色体数目变异的个体
[2017·江苏卷，T19B](√)
(3)在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以染色体为单位的变异 [2016·全国卷Ⅲ，T32(2)](√)
(4)导致遗传物质变化的原因有很多，下图中字母代表不同基因，其中变异类型①和②依次是易位和倒位
[2016·上海卷，T23D](√)
(5)基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变 [2015·海南卷，T21B](×)
【长句特训·规范】
分析染色体的结构变异和数目变异。
(1)下图甲①～④的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于哪类变异？能在光学显微镜下观察到的是哪几个？
_____________________________________________________________。
(2)下图乙、丙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于哪类变异？
___________________________________________________________________________。
(3)下图中丁是某二倍体生物体细胞染色体模式图，图戊、己、庚是发生变异后的不同个体的体细胞中的染色体组成模式图，据图回答下列问题：
①若果蝇的某细胞在减数第一次分裂后期X染色体和Y染色体没有分离，最终形成的精子中含有的是不是一个染色体组？________。
②上图中戊所示个体减数分裂产生的配子种类及比例如何？
________________________________________________________________________。
③辨析“三体”＝“三倍体”吗？
________________________________________________________________________。
答案：(1)①染色体片段缺失；②染色体片段易位；③基因突变；④染色体片段倒位。①②④均为染色体变异，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
(2)图乙发生的是非同源染色体间片段的交换，图丙发生的是同源染色体上的非姐妹染色单体间相应片段的交换；前者属于染色体结构变异中的易位，后者属于交叉互换型基因重组
(3)①不是 ②b∶B∶ab∶aB＝1∶1∶1∶1 ③三体是二倍体(含两个染色体组)，只是其中某形态的染色体“多出了一条”，其余染色体均为两两相同(如题图己)；三倍体则是指由受精卵发育而来的体细胞中含三个染色体组的个体，其每种形态的染色体为“三三相同”(如题图庚)
1．“两法”判断生物变异的类型
(1)生物类型推断法
(2)细胞分裂方式推断法
2．染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析
(1)染色体易位与交叉互换
项目
染色体易位
交叉互换
图解
区别
位置
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间
原理
染色体结构变异
基因重组
观察
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到
(2)染色体变异与基因突变的判断
①判断依据：光学显微镜下能观察到的是染色体变异，不能观察到的是基因突变。
②具体操作：制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到中期图进行染色体结构与数目的比较，可以判断是否发生了染色体变异。
3．“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体
染色体的结构变异和数目变异
生命观念
1．(2020·上海静安教学质检)生物体染色体上的等位基因部位可以进行配对联会，非等位基因部位不能配对。某二倍体生物细胞中分别出现下图①～④系列状况，下列对该图的解释，正确的是( )
A．①为基因突变，②为倒位
B．③可能是重复，④为染色体组加倍
C．①为易位，③可能是缺失
D．②为基因突变，④为染色体结构变异
解析：选C。据题图分析可知，①发生了染色体片段的改变，且改变后的片段不属于同源染色体的部分，因此属于染色体结构变异中的易位；②染色体右侧发生了染色体部分片段的倒位，属于染色体结构变异；③在同源染色体片段中间出现了折叠现象，可能是缺失或者增加(重复)；④细胞中有一对同源染色体多了一条，属于染色体数目变异。
2．(2020·豫北重点中学联考)下列关于单倍体、二倍体和多倍体的叙述，错误的是( )
A．单倍体不一定含一个染色体组，含一个染色体组的个体是单倍体
B．多倍体植株常常是茎秆粗壮、果实和种子较大且都可用种子繁殖后代的个体
C．由受精卵发育成的个体，体细胞含有几个染色体组就是几倍体
D．可采用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗的方法人工诱导获得多倍体
解析：选B。含一个染色体组的个体一定是单倍体，但单倍体不一定只含一个染色体组，如四倍体生物的单倍体，含两个染色体组，A正确；多倍体植株的茎秆粗壮、果实和种子较大，营养物质含量多，但含有奇数个染色体组的多倍体，由于联会紊乱，不能产生正常配子，故没有种子，B错误；凡是由受精卵发育成的个体，体细胞含有几个染色体组就是几倍体，C正确；人工诱导获得多倍体最常用而且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，D正确。
染色体组及生物体倍性的判断
科学思维
3．(2020·安徽师大附中期中)下列是对a～h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h图，该个体是单倍体
B．细胞中含有两个染色体组的是g、e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c、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。由题图可知，a、b图含有三个染色体组，c、h图含有两个染色体组，d、g图含有一个染色体组，e、f图含有四个染色体组。确认单倍体、二倍体、三倍体等必须先看发育起点，若由配子发育而来，则无论含几个染色体组均属于单倍体，若由受精卵发育而来，则有几个染色体组即为几倍体。
4．(2020·黑龙江哈尔滨八中模拟)下列有关下图所示细胞中所含的染色体的叙述，正确的是( )
A．图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组
B．如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体
C．如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体
D．图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体
解析：选C。题图a为有丝分裂后期，含有4个染色体组，题图b有同源染色体，含有3个染色体组，A错误。如果题图b生物是由配子发育而成的，则题图b代表的生物是单倍体；如果题图b生物是由受精卵发育而成的，则题图b代表的生物是三倍体，B错误。题图c中有同源染色体，含有2个染色体组，若是由受精卵发育而成的，则该细胞所代表的生物一定是二倍体，C正确。题图d中只含1个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄性配子或雌性配子发育而成的，D错误。
染色体变异的应用及实验探究
科学探究
5．番茄是二倍体植物。有一种三体番茄，其6号染色体的同源染色体有3条，在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条随意配对联会形成一个二价体，另1条同源染色体不能配对而形成一个单价体。减数第一次分裂的后期，组成二价体的同源染色体正常分离，组成单价体的1条染色体随机地移向细胞的任何一极，而其他染色体正常配对、分离。请回答下列问题：
(1)从变异类型的角度分析，三体的形成属于________。
(2)若三体番茄的基因型为AABBb，则其产生的花粉的基因型及其比例为___________________________________________________________，其根尖分生区一细胞连续分裂两次所得到的子细胞的基因型为________。
(3)现以马铃薯叶型(dd)的二倍体番茄为父本，以正常叶型(DD或DDD)的三体纯合子番茄为母本，设计杂交实验，判断D(或d)基因是否在第6号染色体上。最简单可行的实验方案是________________________________________________________________________。
实验结果：
①若杂交子代________________，则_________________。
②若杂交子代________________，则_________________。
解析：(1)由题可知，正常番茄中体细胞的6号染色体是2条，三体的6号染色体是3条，因此三体的形成属于染色体数目变异。(2)三体番茄的基因型为AABBb，依题意分析其产生的配子的基因型及比例是ABB∶ABb∶AB∶Ab＝1∶2∶2∶1；根尖细胞进行有丝分裂，分裂后形成的子细胞的基因型与亲代细胞相同，都是AABBb。(3)①如果D(或d)基因不在6号染色体上，则马铃薯叶型的基因型是dd，正常叶型的基因型是DD，杂交子代的基因型是Dd，与dd进行测交，测交后代的基因型及比例是Dd∶dd＝1∶1，前者是正常叶，后者是马铃薯叶；②如果D(或d)基因位于6号染色体上，则马铃薯叶型的基因型是dd，正常叶型的基因型是DDD，杂交子代的基因型是Dd、DDd, 其中DDd是三体植株，DDd与dd进行测交，DDd产生的配子的基因型及比例是DD∶D∶Dd∶d＝1∶2∶2∶1，测交后代的基因型及比例是DDd∶Dd∶Ddd∶dd＝1∶2∶2∶1，其中Dd、DDd、Ddd表现为正常叶，dd表现为马铃薯叶。
答案：(1)染色体数目变异 (2)ABB∶ABb∶AB∶Ab＝1∶2∶2∶1 AABBb (3)F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃薯叶型杂交 ①正常叶∶马铃薯叶＝1∶1
D(或d)基因不在第6号染色体上 ②正常叶∶马铃薯叶＝5∶1 D(或d)基因在第6号染色体上
考点二 变异在育种上的应用
1．杂交育种
2．诱变育种
3．单倍体育种
(1)原理：染色体(数目)变异。
(2)方法
(3)优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子。
(4)缺点：技术复杂。
4．多倍体育种
(1)方法：用秋水仙素或低温处理。
(2)处理材料：萌发的种子或幼苗。
(3)原理
(4)实例：三倍体无子西瓜。
①
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。
5．基因工程育种
诱变育种和杂交育种的应用
科学探究、社会责任
1．家蚕(2n＝28)雌性体细胞内有两个异型的性染色体ZW，雄性体细胞内有两个同型的性染色体ZZ。人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，使ZW卵和不带卵色基因的ZZ卵有所区别，从而在家蚕卵还未孵化时就能区分雌雄。下列有关叙述错误的是( )
A．这种育种方式属于诱变育种
B．辐射是为了提高基因的突变率，更容易筛选到卵色基因
C．上述带有卵色的受精卵将来会发育为雌性家蚕
D．雄家蚕有丝分裂后期含4条Z染色体
解析：选B。人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，说明该方法是诱变育种，A项正确；辐射是为了使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，使家蚕卵还未孵化时就能区分雌雄，B项错误；据题可知，卵色基因的片段易位到W染色体上，则带有卵色的受精卵为ZW，为雌性家蚕，C项正确；雄家蚕的性染色体组成为ZZ，故有丝分裂后期其细胞内含4条Z染色体，D项正确。
2．在家兔中黑毛(B)对褐毛(b)是显性，短毛(E)对长毛(e)是显性，遵循基因的自由组合定律。现有纯合黑色短毛兔，褐色长毛兔，褐色短毛兔三个品种。请回答下列问题：
(1)设计培育出能稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案简要程序：
第一步：让基因型为__________的兔子和基因型为________________的异性兔子杂交，得到F1。
第二步：让F1__________________________________，得到F2。
第三步：选出F2中表现型为黑色长毛兔的个体，让它们各自与表现型为__________的异性兔杂交，分别观察每对兔子产生的子代，若后代足够多且________________________，则该F2中的黑色长毛兔即为能稳定遗传的黑色长毛兔。
(2)该育种方案的原理是______________________。
(3)在上述方案的第三步若改为让F2中表现型为黑色长毛的雌雄兔子两两相互交配，若两只兔子所产生的子代均为黑色长毛，则这两只兔子________________(填“一定是”或“不一定是”)能稳定遗传的黑色长毛兔，原因是_______________________________________。
解析：(1)要想获得能稳定遗传的黑色长毛兔，应选择黑色短毛兔(BBEE)和褐色长毛兔(bbee)作为亲本杂交，但是获得的子一代全为杂合子，因此必须让子一代雌雄个体之间相互交配，在子二代中选择出黑色长毛兔，然后再通过测交的方法选择出后代不发生性状分离的个体即可。(2)杂交育种的原理为基因重组。(3)黑色长毛兔的基因型为B_ee，如果让黑色长毛的雌雄兔子两两相互交配，若产生的子代均为黑色长毛，只能说明这两只黑色长毛兔中至少有一只能稳定遗传，并不能确定这两只兔子都是能稳定遗传的黑色长毛兔。
答案：(1)BBEE bbee 雌雄个体相互交配 褐色长毛(或褐色短毛) 不出现性状分离 (2)基因重组 (3)不一定是 两只黑色长毛的雌雄兔子交配，所产生的子代均为黑色长毛，只能说明这两只黑色长毛兔中至少有一只是能稳定遗传的
单倍体育种与多倍体育种的应用
科学探究、社会责任
3．(2020·黑龙江牡丹江一高期中)人类目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株，下图是三倍体香蕉的培育过程。下列相关叙述正确的是( )
A．无子香蕉的培育过程主要运用了基因重组的原理
B．图中染色体加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成
C．二倍体与四倍体杂交能产生三倍体，它们之间不存在生殖隔离
D．若图中有子香蕉的基因型为AAaa，则无子香蕉的基因型均为Aaa
解析：选B。无子香蕉的培育利用的是多倍体育种，其原理主要是染色体变异，A错误；诱导染色体加倍的方法有低温处理和秋水仙素处理，而两者的作用机理均是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使染色体数目加倍，B正确；由于二倍体和四倍体杂交所得的是三倍体，三倍体在减数分裂时联会紊乱，不能形成正常的配子，因此二倍体和四倍体之间存在生殖隔离，C错误；若有子香蕉的基因型为AAaa，则相应的野生芭蕉的基因型为Aa，四倍体的AAaa与二倍体的Aa杂交，后代基因型有AAA、AAa、Aaa、aaa四种，D错误。
4．萝卜和甘蓝都是人们喜欢的蔬菜，并且萝卜和甘蓝都属于十字花科植物且都是二倍体生物，体细胞染色体数都是18。萝卜的染色体组成和染色体数可以表示为2n＝AA＝18，甘蓝的染色体组成和染色体数可以表示为2n＝BB＝18。下图是利用萝卜和甘蓝培育作物品种的过程示意图，请回答下列问题：
(1)图中秋水仙素的作用是________________，作用的时期是________________；与用秋水仙素处理可以达到同样效果的一种措施是________________。
(2)以上育种方法的原理是________________；甲、乙、丙、丁4种植株中，可育的有__________，其染色体组成和染色体数分别为_________________________。植株丁根尖分生区的一个细胞中最多含______________条染色体。
(3)基因型为AaBb的萝卜和基因型为DdEe的甘蓝杂交，后代基因型有________________种；请设计一个利用基因型为AaBb的萝卜和基因型为DdEe的甘蓝，获得基因型为aaaabbbbddee的萝卜—甘蓝新品种的培育步骤(写出一种即可)。
解析：(1)秋水仙素的作用是抑制纺锤体形成，作用的时期是有丝分裂前期。与用秋水仙素处理可以达到同样效果的是低温处理，低温处理同样可以诱导多倍体的产生。(2)植株甲的获取原理是染色体组加倍，为同源四倍体，可育；植株乙是通过杂交获得的异源二倍体，不可育；植株丙获取的原理是染色体组加倍，为异源四倍体，可育；植株丁是通过杂交获得的异源三倍体，不可育。甲的染色体组成和染色体数为4n＝AAAA＝36；乙的染色体组成和染色体数为2n＝AB＝18；丙的染色体组成和染色体数为4n＝AABB＝36；丁的染色体组成和染色体数为3n＝AAB＝27。植株丁根尖分生区的一个细胞中最多含染色体数为27×2＝54条。(3)基因型为AaBb的萝卜和基因型为DdEe的甘蓝各产生4种互不相同的配子，随机组合可产生4×4＝16种基因型的后代。
答案：(1)抑制纺锤体形成 有丝分裂前期 低温处理
(2)染色体变异 甲、丙 甲：4n＝AAAA＝36，丙：4n＝AABB＝36 54 (3)16 用基因型为AaBb的萝卜自交，获得基因型为aabb的个体，诱导染色体加倍获得基因型为aaaabbbb的个体，再诱导加倍获得基因型为aaaaaaaabbbbbbbb的个体；用基因型为DdEe的甘蓝自交获得基因型为ddee的个体，对其诱导染色体加倍获得基因型为ddddeeee的个体；让基因型为aaaaaaaabbbbbbbb的萝卜与基因型为ddddeeee的甘蓝杂交，获得的后代即为基因型为aaaabbbbddee的萝卜—甘蓝新品种(答案合理即可)。
几种常考的育种方法
考点三 低温诱导植物染色体数目的变化
1．实验原理、步骤与现象
2．实验中的试剂及其作用
试剂
使用方法
作用
卡诺氏液
将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h
固定细胞形态
体积分数
为95%的
酒精
冲洗用卡诺氏液处理过的根尖
洗去卡诺氏液
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经过固定的根尖
解离根尖细胞
质量分数
为15%的盐酸
与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液
解离根尖细胞
蒸馏水
浸泡解离后的根尖细胞约10 min
漂洗根尖，去掉解离液
改良苯酚
品红染液
把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5 min
使染色体着色
3.低温诱导植物染色体数目的变化实验关键
(1)选材时应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体数目加倍的情况。
(2)显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。
(3)观察时不是所有细胞中染色体均已加倍，只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。
(4)对染色体进行染色用碱性染料，常见碱性染料包括龙胆紫溶液、醋酸洋红溶液、改良苯酚品红染液。
1．(2020·湖北荆州质检)下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验条件和试剂使用的叙述，不正确的一组是( )
①低温：与“多倍体育种”中“秋水仙素”的作用机理相同
②酒精：与在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”中的使用方法相同
③卡诺氏液：与“探究酵母菌细胞呼吸的方式”中“NaOH溶液”的作用相同
④改良苯酚品红染液：与“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”中“醋酸洋红液”的使用目的相同
A．①② B．①④
C．②③ D．③④
解析：选C。低温和秋水仙素都可抑制纺锤体的形成，①正确；“检测生物组织中的脂肪”的实验中酒精的作用是洗去浮色，在“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验中，使用酒精的目的是冲洗残留的卡诺氏液及酒精与盐酸混合用于解离根尖细胞，②错误；卡诺氏液用于固定细胞的形态，在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，③错误；改良苯酚品红染液和醋酸洋红液的使用目的都是使染色体着色，④正确。
2．(2020·福建龙岩期末)低温诱导植物(洋葱根尖)染色体数目变化的实验，下列相关叙述正确的是( )
A．在低倍镜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
B．洋葱根尖在冰箱的低温室内诱导36 h，可抑制细胞分裂中染色体的着丝点分裂
C．用卡诺氏液固定细胞的形态，用苏丹Ⅲ染液对染色体染色
D．低温处理洋葱根尖分生组织细胞，作用的时期是细胞有丝分裂中期
解析：选A。低温能抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，使细胞染色体数目加倍，又因为大多数细胞处于分裂间期，因此多数细胞的染色体数目未加倍，少数细胞的染色体数目加倍，所以在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目加倍的细胞，A正确，D错误；低温能够抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点分裂，B错误；染色体的染色使用龙胆紫溶液或醋酸洋红液等碱性染料，C错误。
[易误警示]
易错点1 误认为单倍体只含一个染色体组或认为含多个染色体组者均为多倍体
[点拨] 单倍体强调的是由配子发育而来的个体，其细胞中染色体组数取决于配子中所含染色体组数，可能为1组、2组或多组。含多个染色体组的个体是单倍体还是多倍体取决于其发育起点是配子还是受精卵，若为前者，一定是单倍体，若为后者，一定是多倍体。
易错点2 错将四倍体AAaa(由Aa经秋水仙素诱导后形成)产生的配子类型及比例算作1AA∶2Aa∶1aa
[点拨] AAaa产生配子状况可按右图分析，由于染色体①～④互为同源染色体，减数分裂时四条染色体分至细胞两极是“随机”的，故最终产生的子细胞染色体及基因状况应为①②与③④(AA与aa)、①③与②④(Aa与Aa)、①④与②③(Aa与Aa)，由此可见，AAaa产生的配子类型及比例为1AA∶4Aa∶1aa。
易错点3 混淆“最简便”与“最快速”
[点拨] “最简便”应为“易操作”，“最快速”则未必简便，如用单倍体育种获得有显性性状的纯合子，可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高。
易错点4 误认为花药离体培养就是单倍体育种
[点拨]
单倍体育种主要包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选四个过程。
易错点5 混淆“可遗传变异”与“可育”
[点拨] “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的变异有着本质区别。如无子番茄的“无子”原因是植株未受粉，生长素促进了果实发育，这种“无子”性状是不可以保留到子代的，将无子番茄进行组织培养时，若能正常受粉，则可结“有子果实”。
[纠错体验]
1．(2020·山西晋中质量监测)下列有关染色体数目变异的说法，正确的是( )
A．体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体
B．六倍体小麦花粉离体培养成的个体是三倍体
C．单倍体染色体数是该物种体细胞的1/2
D．无子西瓜含三个染色体组是单倍体
解析：选C。由受精卵发育而来的个体，若细胞中含有两个染色体组，则该个体是二倍体，A错误；单倍体是指由配子直接发育而来的个体，其体细胞中的染色体数目是本物种体细胞染色体数目的一半，B错误，C正确；无子西瓜由受精卵发育而来，为三倍体，D错误。
2．下图是利用野生猕猴桃种子(aa，2n＝58)为材料培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程。下列叙述错误的是( )
A．③和⑥都可用秋水仙素处理来实现
B．若④是自交，则产生AAAA的概率为1/16
C．AA植株和AAAA植株是不同的物种
D．若⑤是杂交，产生的AAA植株的体细胞中染色体数目为87
解析：选B。③和⑥都可用秋水仙素处理来完成染色体数目加倍，A项正确；植株AAaa减数分裂产生的配子种类及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，所以AAaa自交产生AAAA的概率＝(1/6)×(1/6)＝1/36，B项错误；二倍体AA与四倍体AAAA杂交产生的AAA为不育的三倍体，因此AA植株和AAAA植株是不同的物种，C项正确；该生物一个染色体组含有染色体数为58÷2＝29(条)，所以三倍体植株体细胞中染色体数为29×3＝87(条)，D项正确。
3．(2020·安徽六校联考)科学家用纯种的高秆(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，方法如下图。下列叙述正确的是( )
A．过程甲产生的F1有四种表现型
B．该育种方法选育的优良品种不可育
C．过程乙没有涉及花药离体培养
D．该育种方法可以明显缩短育种年限
解析：选D。过程甲产生的F1的基因型为DdTt，只有一种表现型，为高秆抗锈病，A错误；该育种方法为单倍体育种，过程乙经过了花药离体培养和秋水仙素处理后，获得的优良品种是可育的，且肯定是纯合子，B、C错误；单倍体育种可以明显缩短育种年限，D正确。
4．(2020·江西新余四中一模)下列关于育种的叙述，正确的是( )
A．马和驴杂交的后代骡子是不育的二倍体，而雄蜂是可育的
B．单倍体育种常用一定浓度的秋水仙素处理萌发的单倍体种子
C．二倍体植物的花药离体培养能得到叶片和果实较小的单倍体植株
D．三倍体西瓜不结果的性状可以遗传，它不是一个新物种，但八倍体小黑麦是基因工程技术创造的新物种
解析：选A。马和驴杂交的后代骡子是不育的二倍体，而雄蜂可以通过假减数分裂过程，产生正常的配子，是可育的，A正确；花药离体培养获得的单倍体植物常常高度不育，没有果实和种子，单倍体育种中秋水仙素处理的对象是单倍体幼苗，B、C错误；三倍体植株减数分裂过程中，联会紊乱不能产生正常可育的配子，因此三倍体不是一个物种，八倍体小黑麦是通过多倍体育种产生的异源多倍体，D错误。
1.(2020·安徽安庆期末)某生物个体减数分裂过程中，联会的染色体中的一条总是从中部凸出形成环(如右图所示)，下列有关分析正确的是( )
A．该个体是缺失杂合子
B．该个体是重复杂合子
C．图中联会染色体中含有2个DNA分子
D．图中所示形状可通过光学显微镜检出
解析：选D。题图中联会染色体中的一条从中部凸出形成环，可能是该染色体发生了某片段的重复，也可能是另一条染色体发生了某片段的缺失，A、B错误；联会的一对同源染色体形成一个四分体，含有4个DNA分子，C错误；通过光学显微镜可以检出染色体结构变异，D正确。
2．(2020·福建三明期末)下列关于染色体变异的叙述，正确的是( )
A．猫叫综合征是人的第5号染色体增加某一片段引起的
B．染色体上不含致病基因的个体不可能患遗传病
C．染色体倒位不改变基因数量，对个体性状没有影响
D．通过诱导多倍体的方法可解决植物远缘杂交所得杂种不育的问题
解析：选D。猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，A错误；染色体异常导致的遗传病不含致病基因，B错误；染色体倒位不改变基因数量，但会使排列在染色体上的基因的排列顺序发生改变而导致性状变异，C错误；物种间存在生殖隔离，通过诱导染色体组加倍的方法培育出新类型的多倍体，解决了植物远缘杂交所得杂种不育的问题，D正确。
3．(2020·江西南昌二中月考)从理论上分析，下列各项关于染色体“倍性”的叙述，正确的是( )
A．多倍体植株往往植株弱小、高度不育
B．三倍体和三倍体杂交，二倍体和四倍体杂交都能得到三倍体
C．单倍体育种得到的植株不一定含有2个染色体组，但都是单倍体
D．高原地区经常低温，容易出现多倍体和二倍体“嵌合”在一体的植株
解析：选D。植株弱小、高度不育主要是单倍体植株的特点，多倍体植株一般茎秆粗壮，果实、种子较大，A错误；三倍体不育，故三倍体之间不能正常杂交，B错误；单倍体育种一般需经花药离体培养和秋水仙素处理两个阶段，花药离体培养得到的植株为单倍体，秋水仙素处理后的植株体细胞中有几个染色体组就叫几倍体，C错误；高原地区的植物在发芽时若遇低温，有时会产生多倍体枝条，这种部分细胞染色体数目正常，部分细胞染色体数目加倍的个体称之为“嵌合体”，D正确。
4.(2020·福建厦门外国语学校月考)右图表示某基因型为AaBb的二倍体动物(2n＝4)一个正在分裂的细胞，下列叙述正确的是( )
A．该细胞可能为次级精母细胞或第二极体
B．该细胞中的每一极的三条染色体组成一个染色体组
C．该细胞形成过程中发生了染色体变异和基因突变
D．若该细胞分裂产生的子细胞参与受精，形成的后代为三体
解析：选D。该细胞可能为次级精母细胞或第一极体，A错误；该细胞中的每一极的三条染色体不能组成一个染色体组，该二倍体动物一个染色体组中只有2条染色体，B错误；该细胞形成过程中发生了染色体变异，无法判断是否发生基因突变，C错误；若该细胞分裂产生的子细胞参与受精，形成的后代为三体，D正确。
5．(2020·湖南岳阳一模)下列叙述正确的是( )
A．单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体，因而不具有可育性
B．21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C．人的初级卵母细胞的一个染色体组中可能存在等位基因
D．花药离体培养过程中，可发生基因重组、基因突变和染色体变异
解析：选C。若单倍体生物的体细胞含有两个或偶数个染色体组，其体细胞中含有同源染色体，该单倍体可育，A错误；21三体综合征患者的体细胞中有三条21号染色体，不是有三个染色体组，B错误；若在减数第一次分裂前期，同源染色体间的非姐妹染色单体发生交叉互换，人的初级卵母细胞的一个染色体组中可能存在等位基因，C正确；花药离体培养过程中，细胞进行有丝分裂，不会发生基因重组，D错误。
6．(2020·广东汕头一模)某二倍体生物经适宜浓度的秋水仙素处理后染色体组的数目增加一倍。下列说法错误的是( )
A．染色体组加倍后，杂合子变成了纯合子
B．染色体组加倍后，发生了可遗传变异
C．染色体组加倍后，形成了新物种
D．染色体组加倍后，基因型发生了改变
解析：选A。杂合子(Aa)经适宜浓度秋水仙素处理后基因型为AAaa，仍是杂合子，A错误；染色体组加倍使生物的遗传物质发生了改变，属于染色体数目变异，为可遗传变异，B正确；染色体组加倍后为四倍体，四倍体与二倍体的杂交后代为三倍体，三倍体不可育，这说明四倍体与二倍体存在生殖隔离，形成了新物种，C正确；染色体组加倍后，基因型发生了改变，例如二倍体生物的基因型为Aa，经染色体组加倍后，基因型变为AAaa，D正确。
7．各种育种方法都有优劣之处，下列有关育种的叙述，不正确的是 ( )
A．水稻在传统的选择育种过程中，其种群不会发生进化
B．选择具有不同优良性状的亲本进行杂交育种，有利于积累对人类有益的性状
C．基因工程育种可以定向改变生物性状，但优良性状不一定能稳定遗传给后代
D．在哺乳动物杂交育种中，得到F2后，对显性性状个体采用测交方法可选出纯合子
解析：选A。水稻在传统的选择育种过程中，相关基因频率会不断发生改变，因此种群会发生进化，A错误；杂交育种通常选择具有不同优良性状的个体杂交，子代杂合子逐代自交，从中选出能稳定遗传的符合生产要求的个体，所以选择具有不同优良性状的亲本进行杂交育种，有利于积累对人类有益的性状，B正确；基因工程育种可以定向改变生物性状，但不能保证优良性状都能稳定遗传给后代，C正确；鉴定动物个体的基因型一般都采用测交的方法，在哺乳动物杂交育种中，对F2中显性性状的个体采用测交方法可选出纯合子，D正确。
8.(2020·湖南常德期末)现有AABB、aabb两个品种，为了培育出优良品种AAbb，可采用的方法如右图所示。下列有关叙述错误的是( )
A．图中①②③所示的育种方式的原理是基因重组
B．图中⑦过程可定向改变基因，避免了育种的盲目性
C．图中⑥过程一般用秋水仙素处理幼苗
D．图中④过程需要使用限制酶、DNA连接酶和运载体
解析：选B。题图中①②③所示的育种方式是杂交育种，其原理是基因重组，A正确；题图中⑦过程为诱变育种，其原理是基因突变，基因突变是不定向的，有很大的盲目性，题图中④过程所示的基因工程可定向改变基因，避免了育种的盲目性，B错误；题图中①⑤⑥为单倍体育种，题图中⑥过程一般用秋水仙素处理幼苗，C正确；题图中④基因工程过程需要使用限制酶、DNA连接酶和运载体，D正确。
9．(2020·宁夏育才中学期末)某植物的花色受两对基因控制(A/a、B/b)，已知显性基因越多，花色越深，现有两种纯合的中红花植株杂交，产生F1全为中红花，F1自交得到F2，其花色植株数量比为深红∶红∶中红∶淡红∶白色＝1∶4∶6∶4∶1，回答下列问题：
(1)两种纯合中红花植株的基因型为________________，若F1测交，后代表现型及比例为________________________________________________________________________。
(2)红色个体的基因型有________种，F2深红色个体与基因型为____________的个体杂交获得的红色个体比例最大。
(3)某兴趣小组利用深红色个体与白色个体杂交培育纯合的中红品种，设计了两套方案：
①若利用杂交育种需要在第________代开始筛选，此代中红色纯合个体占________，将筛选出的中红色个体再进行________以提高中红色纯合体的比例。
②若利用单倍体育种方案，请简述过程：_______________________________________。
解析：(1)据题意可知，F1自交所得F2的花色植株数量比为深红∶红∶中红∶淡红∶白＝1∶4∶6∶4∶1，表现型与显性基因的个数有关，且F2总的基因型组合数为16，所以F1为双杂合子(AaBb)，表现型为中红，由此可推知两种纯合中红花植株的基因型为AAbb和aaBB；若F1测交，后代基因型及比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶1，所以后代表现型及比例为中红色∶淡红色∶白色＝1∶2∶1。(2)据F2的表现型及比例可知，红色个体含有3个显性基因，其基因型有AABb和AaBB共2种；F2深红色个体含有4个显性基因，基因型为AABB，该个体与基因型为AAbb或aaBB的中红色个体杂交获得的后代全是红色个体，即后代红色个体比例最大。(3)①若利用杂交育种，即利用深红色个体(AABB)与白色个体(aabb)杂交，F1全是杂合的中红色(AaBb)个体，则需要在第2代开始筛选；F2中红色纯合个体(AAbb和aaBB)所占比例为(1/4)×(1/4)＋(1/4)×(1/4)＝1/8；将筛选出的中红色个体再进行连续自交，以提高中红色纯合体的比例。②若利用单倍体育种方案，具体过程如下：第一步：取F1个体花药进行离体培养，获得幼苗；第二步：用秋水仙素处理幼苗获得二倍体植株；第三步：开中红色花的个体即为纯合个体(AAbb或aaBB)。
答案：(1)AAbb和aaBB 中红色∶淡红色∶白色＝1∶2∶1
(2)2 AAbb或aaBB
(3)①2 1/8 连续自交
②第一步：取F1个体花药进行离体培养，获得幼苗；第二步：用秋水仙素处理幼苗获得二倍体植株；第三步：开中红色花的个体即为纯合个体
10．(2017·高考江苏卷)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题：
(1)要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的____________物质是否发生了变化。
(2)在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法①，使早熟基因逐渐____________，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的____________进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为____________育种。
(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的____________，产生染色体数目不等、生活力很低的________________，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不断制备____________，成本较高。
(4)新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次____________，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。
解析：(1)生物的可遗传性状是由基因控制的，培育得到的新品种，与原品种控制相关性状的遗传物质(基因)可能有所差异，因而可根据变异株中的遗传物质是否发生变化来判断变异株是否具有育种价值。(2)连续自交过程中早熟基因逐渐纯合，培育成新品种1。可先通过花药离体培养，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得高度纯合的后代，这种育种方法属于单倍体育种。(3)若是染色体组数目改变引起的变异，则在减数分裂过程中同源染色体配对会发生紊乱，不规则的染色体分离导致产生染色体数目不等、生活力低的异常配子，只有极少数配子正常，故只得到极少量的种子。育种方法③需首先经植物组织培养获得柑橘苗，而植物组织培养技术操作复杂，成本较高。(4)育种方法①需连续自交，每次减数分裂时与早熟性状相关的基因和同其他性状相关的基因都会发生基因重组，产生多种基因型，经选育只有一部分基因型保留下来。植物组织培养过程中不进行减数分裂，故无基因重组发生。
答案：(1)遗传 (2)纯合 花药 单倍体 (3)染色体分离 配子 组培苗 (4)重组
11．(2020·山东枣庄高三一模)二倍体植物甲(2n＝18)和二倍体植物乙(2n＝18)进行有性杂交，得到F1不育。若用秋水仙素处理F1幼苗的顶芽形成植株丙，丙开花后能自交获得后代。下列叙述正确的是( )
A．植物甲和乙都是二倍体生物，且体细胞中都含有18条染色体，所以它们属于同一物种
B．若植物甲和乙杂交得到的受精卵，在发育初期来自植物甲的染色体全部丢失，而植物乙的染色体全部保留，则继续发育成的植株是单倍体
C．F1植株丙发生的染色体变化，能决定生物进化的方向
D．秋水仙素通过促进着丝点分裂，使染色体数目加倍
解析：选B。由于甲、乙杂交的后代不育，即甲、乙存在生殖隔离，故甲、乙不属于同一物种，A错误；受精卵中包含来自甲的9条染色体和来自乙的9条染色体，若来自甲的染色体全部丢失，则只剩下来自乙的9条染色体，含有乙物种配子染色体数目的个体是单倍体，B正确；植株丙的染色体数目加倍，自然选择决定生物进化的方向，C错误；秋水仙素通过抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，D错误。
12.(2020·江西南昌实验中学模拟)A、a和B、b是控制两对相对性状的两对等位基因，位于1号和2号这一对同源染色体上，1号染色体上有一部分来自其他染色体的片段，如右图所示。下列有关叙述不正确的是( )
A．A和a、B和b的遗传均符合基因的分离定律
B．可以通过显微镜来观察这种染色体移接现象
C．染色体片段移接到1号染色体上的现象称为基因重组
D．同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换后可能产生4种配子
解析：选C。染色体片段移接到1号染色体上的现象是染色体变异中的易位，C错误。
13．(2020·福建福州期末抽测)穿梭育种是近年来小麦育种采用的新模式。农业科学家将一个地区的品种与其他地区的品种进行杂交，然后通过在两个地区间不断地反复交替穿梭种植、选择、鉴定，最终选育出多种抗病高产的小麦新品种。下列关于穿梭育种的叙述，不正确的是( )
A．穿梭育种有效地克服了地理隔离
B．穿梭育种的基本原理是染色体变异
C．不同地区的小麦基因库可能存在差异
D．穿梭育种培育充分利用环境的选择作用
解析：选B。穿梭育种类似于杂交育种，将不同地区的作物品种通过杂交集中不同个体的优良性状，有效地克服了地理隔离，A正确；穿梭育种的基本原理是基因重组，B错误；由于地理隔离，不同地区的小麦基因库可能存在差异，C正确；穿梭育种培育充分利用环境的选择作用，D正确。
14．(2020·天津一中摸底)下图表示利用番茄植株(HhRr)培育新品种的途径。下列说法错误的是( )
A．通过途径2、3获得幼苗的过程都利用了植物组织培养技术
B．要尽快获得能稳定遗传的优良品种应采用途径2，该过程中秋水仙素作用的时期是有丝分裂后期
C．品种B和品种C的基因型相同的概率为0
D．途径4所依据的生物学原理是基因突变，此途径与杂交育种相比，最突出的优点是能够产生新基因
解析：选B。途径2为单倍体育种，包括花药离体培养和秋水仙素处理两个阶段，途径3中先将叶肉细胞离体培养后，再经秋水仙素处理获得多倍体，两个过程都利用了植物组织培养技术，A正确；秋水仙素作用于细胞有丝分裂前期，通过抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，B错误；基因型为HhRr的植株经减数分裂能产生HR、Hr、hR、hr 4种配子，所以单倍体育种获得的品种B的基因型有HHRR、HHrr、hhRR和hhrr四种，途径3获得的品种C的基因型是HHhhRRrr，二者的基因型不可能相同，C正确；途径4是诱变育种，原理是基因突变，与杂交育种相比，其最突出的特点是能够产生新基因，D正确。
15．下图表示小黑麦的培育过程，图中数字表示染色体数目，字母表示染色体组。下列说法正确的是( )
A．小黑麦为二倍体
B．杂种第一代为单倍体
C．杂种第一代不育的原因是同源染色体联会紊乱
D．小黑麦的配子中含有4个染色体组
解析：选D。小黑麦含有8个染色体组，为八倍体，其配子中含有4个染色体组，A错误，D正确；杂种第一代含有4个染色体组，且是普通小麦与黑麦杂交获得，为四倍体，B错误；杂种第一代无同源染色体，因此减数分裂无同源染色体联会，不能产生正常的配子，故不育，C错误。
16．某自花且闭花受粉植物，抗病性和茎的高度是两对独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)控制，同时含有基因D和E表现为矮茎，只含有基因D或E表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。
请回答下列问题：
(1)自然状态下该植物一般都是________合子。
(2)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等世代中________抗病矮茎个体，再经连续自交等________手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的________。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上F2的表现型及其比例为__________________。
(3)若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有________________。请用遗传图解表示其过程(说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。
解析：(1)由题干“某自花且闭花受粉植物”可知，自然状态下该植物一般都是纯合子。(2)因为育种目的是培育抗病矮茎品种，因此可在F2等世代中选择抗病矮茎个体，经过连续自交等纯合化育种手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。一般情况下，杂交育种需要连续自交选育，因此控制性状的基因数越多，使每对基因都达到纯合的自交代数越多，所需的年限越长。茎的高度由两对独立遗传的基因控制，同时含有基因D和E表现为矮茎，只含有基因D或E表现为中茎，其他表现为高茎，若只考虑茎的高度，亲本基因型为DDEE和ddee，F1自交得到的F2中，D_E_∶(D_ee＋ddE_)∶ddee＝9∶6∶1。
答案：(1)纯
(2)选择 纯合化 年限越长 高茎∶中茎∶矮茎＝1∶6∶9
(3)基因重组和染色体变异
考点一 染色体变异
1．染色体结构变异
2．染色体数目变异
(1)
(2)染色体组的概念及实例
(3)二倍体、多倍体和单倍体的比较
项目
二倍体
多倍体
单倍体
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
由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
由未受精的生殖细胞发育而来，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
染色体组
两个
三个或三个以上
一至多个
发育起点
受精卵
受精卵
配子
形成原因
自然成因
正常的有性生殖
外界环境条件剧变(如低温)
单性生殖
人工诱导
秋水仙素处理单倍体幼苗
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
花药离体培养
植物特点
正常可育
果实、种子较大，营养物质含量丰富，生长、发育延迟，结实率低
植株弱小，高度不育
举例
几乎全部的动物和过半数的高等植物
香蕉(三倍体)、马铃薯(四倍体)、八倍体小黑麦
蜜蜂的雄蜂
【真题例证·体验】
(2019·高考江苏卷)下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是( )
A．基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异
B．基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异
C．弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种
D．多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种
解析：选C。基因重组是生物变异的来源之一，可能会导致生物性状变异，A错误；因为密码子具有简并性以及基因的显隐性等，所以基因突变不一定导致生物性状发生改变，B错误；弱小且高度不育的单倍体植株经加倍处理后，其染色体数目加倍，成为可育的植株，可用于育种，C正确；多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数不变，D错误。
【考法纵览·诊断】
(1)蜜蜂中，雌蜂是雌雄配子结合产生的二倍体，雄蜂是由未受精的卵直接发育而来的。某对蜜蜂所产生子代的基因型为：雌蜂是AADD、AADd、AaDD、AaDd；雄蜂是AD、Ad、aD、ad。这对蜜蜂的基因型是AADd和ad [2018·海南卷，T17A](×)
(2)一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。自交后代会出现染色体数目变异的个体
[2017·江苏卷，T19B](√)
(3)在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以染色体为单位的变异 [2016·全国卷Ⅲ，T32(2)](√)
(4)导致遗传物质变化的原因有很多，下图中字母代表不同基因，其中变异类型①和②依次是易位和倒位
[2016·上海卷，T23D](√)
(5)基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变 [2015·海南卷，T21B](×)
【长句特训·规范】
分析染色体的结构变异和数目变异。
(1)下图甲①～④的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于哪类变异？能在光学显微镜下观察到的是哪几个？
_____________________________________________________________。
(2)下图乙、丙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于哪类变异？
___________________________________________________________________________。
(3)下图中丁是某二倍体生物体细胞染色体模式图，图戊、己、庚是发生变异后的不同个体的体细胞中的染色体组成模式图，据图回答下列问题：
①若果蝇的某细胞在减数第一次分裂后期X染色体和Y染色体没有分离，最终形成的精子中含有的是不是一个染色体组？________。
②上图中戊所示个体减数分裂产生的配子种类及比例如何？
________________________________________________________________________。
③辨析“三体”＝“三倍体”吗？
________________________________________________________________________。
答案：(1)①染色体片段缺失；②染色体片段易位；③基因突变；④染色体片段倒位。①②④均为染色体变异，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
(2)图乙发生的是非同源染色体间片段的交换，图丙发生的是同源染色体上的非姐妹染色单体间相应片段的交换；前者属于染色体结构变异中的易位，后者属于交叉互换型基因重组
(3)①不是 ②b∶B∶ab∶aB＝1∶1∶1∶1 ③三体是二倍体(含两个染色体组)，只是其中某形态的染色体“多出了一条”，其余染色体均为两两相同(如题图己)；三倍体则是指由受精卵发育而来的体细胞中含三个染色体组的个体，其每种形态的染色体为“三三相同”(如题图庚)
1．“两法”判断生物变异的类型
(1)生物类型推断法
(2)细胞分裂方式推断法
2．染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析
(1)染色体易位与交叉互换
项目
染色体易位
交叉互换
图解
区别
位置
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间
原理
染色体结构变异
基因重组
观察
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到
(2)染色体变异与基因突变的判断
①判断依据：光学显微镜下能观察到的是染色体变异，不能观察到的是基因突变。
②具体操作：制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到中期图进行染色体结构与数目的比较，可以判断是否发生了染色体变异。
3．“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体
染色体的结构变异和数目变异
生命观念
1．(2020·上海静安教学质检)生物体染色体上的等位基因部位可以进行配对联会，非等位基因部位不能配对。某二倍体生物细胞中分别出现下图①～④系列状况，下列对该图的解释，正确的是( )
A．①为基因突变，②为倒位
B．③可能是重复，④为染色体组加倍
C．①为易位，③可能是缺失
D．②为基因突变，④为染色体结构变异
解析：选C。据题图分析可知，①发生了染色体片段的改变，且改变后的片段不属于同源染色体的部分，因此属于染色体结构变异中的易位；②染色体右侧发生了染色体部分片段的倒位，属于染色体结构变异；③在同源染色体片段中间出现了折叠现象，可能是缺失或者增加(重复)；④细胞中有一对同源染色体多了一条，属于染色体数目变异。
2．(2020·豫北重点中学联考)下列关于单倍体、二倍体和多倍体的叙述，错误的是( )
A．单倍体不一定含一个染色体组，含一个染色体组的个体是单倍体
B．多倍体植株常常是茎秆粗壮、果实和种子较大且都可用种子繁殖后代的个体
C．由受精卵发育成的个体，体细胞含有几个染色体组就是几倍体
D．可采用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗的方法人工诱导获得多倍体
解析：选B。含一个染色体组的个体一定是单倍体，但单倍体不一定只含一个染色体组，如四倍体生物的单倍体，含两个染色体组，A正确；多倍体植株的茎秆粗壮、果实和种子较大，营养物质含量多，但含有奇数个染色体组的多倍体，由于联会紊乱，不能产生正常配子，故没有种子，B错误；凡是由受精卵发育成的个体，体细胞含有几个染色体组就是几倍体，C正确；人工诱导获得多倍体最常用而且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，D正确。
染色体组及生物体倍性的判断
科学思维
3．(2020·安徽师大附中期中)下列是对a～h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h图，该个体是单倍体
B．细胞中含有两个染色体组的是g、e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c、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。由题图可知，a、b图含有三个染色体组，c、h图含有两个染色体组，d、g图含有一个染色体组，e、f图含有四个染色体组。确认单倍体、二倍体、三倍体等必须先看发育起点，若由配子发育而来，则无论含几个染色体组均属于单倍体，若由受精卵发育而来，则有几个染色体组即为几倍体。
4．(2020·黑龙江哈尔滨八中模拟)下列有关下图所示细胞中所含的染色体的叙述，正确的是( )
A．图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组
B．如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体
C．如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体
D．图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体
解析：选C。题图a为有丝分裂后期，含有4个染色体组，题图b有同源染色体，含有3个染色体组，A错误。如果题图b生物是由配子发育而成的，则题图b代表的生物是单倍体；如果题图b生物是由受精卵发育而成的，则题图b代表的生物是三倍体，B错误。题图c中有同源染色体，含有2个染色体组，若是由受精卵发育而成的，则该细胞所代表的生物一定是二倍体，C正确。题图d中只含1个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄性配子或雌性配子发育而成的，D错误。
染色体变异的应用及实验探究
科学探究
5．番茄是二倍体植物。有一种三体番茄，其6号染色体的同源染色体有3条，在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条随意配对联会形成一个二价体，另1条同源染色体不能配对而形成一个单价体。减数第一次分裂的后期，组成二价体的同源染色体正常分离，组成单价体的1条染色体随机地移向细胞的任何一极，而其他染色体正常配对、分离。请回答下列问题：
(1)从变异类型的角度分析，三体的形成属于________。
(2)若三体番茄的基因型为AABBb，则其产生的花粉的基因型及其比例为___________________________________________________________，其根尖分生区一细胞连续分裂两次所得到的子细胞的基因型为________。
(3)现以马铃薯叶型(dd)的二倍体番茄为父本，以正常叶型(DD或DDD)的三体纯合子番茄为母本，设计杂交实验，判断D(或d)基因是否在第6号染色体上。最简单可行的实验方案是________________________________________________________________________。
实验结果：
①若杂交子代________________，则_________________。
②若杂交子代________________，则_________________。
解析：(1)由题可知，正常番茄中体细胞的6号染色体是2条，三体的6号染色体是3条，因此三体的形成属于染色体数目变异。(2)三体番茄的基因型为AABBb，依题意分析其产生的配子的基因型及比例是ABB∶ABb∶AB∶Ab＝1∶2∶2∶1；根尖细胞进行有丝分裂，分裂后形成的子细胞的基因型与亲代细胞相同，都是AABBb。(3)①如果D(或d)基因不在6号染色体上，则马铃薯叶型的基因型是dd，正常叶型的基因型是DD，杂交子代的基因型是Dd，与dd进行测交，测交后代的基因型及比例是Dd∶dd＝1∶1，前者是正常叶，后者是马铃薯叶；②如果D(或d)基因位于6号染色体上，则马铃薯叶型的基因型是dd，正常叶型的基因型是DDD，杂交子代的基因型是Dd、DDd, 其中DDd是三体植株，DDd与dd进行测交，DDd产生的配子的基因型及比例是DD∶D∶Dd∶d＝1∶2∶2∶1，测交后代的基因型及比例是DDd∶Dd∶Ddd∶dd＝1∶2∶2∶1，其中Dd、DDd、Ddd表现为正常叶，dd表现为马铃薯叶。
答案：(1)染色体数目变异 (2)ABB∶ABb∶AB∶Ab＝1∶2∶2∶1 AABBb (3)F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃薯叶型杂交 ①正常叶∶马铃薯叶＝1∶1
D(或d)基因不在第6号染色体上 ②正常叶∶马铃薯叶＝5∶1 D(或d)基因在第6号染色体上
考点二 变异在育种上的应用
1．杂交育种
2．诱变育种
3．单倍体育种
(1)原理：染色体(数目)变异。
(2)方法
(3)优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子。
(4)缺点：技术复杂。
4．多倍体育种
(1)方法：用秋水仙素或低温处理。
(2)处理材料：萌发的种子或幼苗。
(3)原理
(4)实例：三倍体无子西瓜。
①
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。
5．基因工程育种
诱变育种和杂交育种的应用
科学探究、社会责任
1．家蚕(2n＝28)雌性体细胞内有两个异型的性染色体ZW，雄性体细胞内有两个同型的性染色体ZZ。人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，使ZW卵和不带卵色基因的ZZ卵有所区别，从而在家蚕卵还未孵化时就能区分雌雄。下列有关叙述错误的是( )
A．这种育种方式属于诱变育种
B．辐射是为了提高基因的突变率，更容易筛选到卵色基因
C．上述带有卵色的受精卵将来会发育为雌性家蚕
D．雄家蚕有丝分裂后期含4条Z染色体
解析：选B。人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，说明该方法是诱变育种，A项正确；辐射是为了使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，使家蚕卵还未孵化时就能区分雌雄，B项错误；据题可知，卵色基因的片段易位到W染色体上，则带有卵色的受精卵为ZW，为雌性家蚕，C项正确；雄家蚕的性染色体组成为ZZ，故有丝分裂后期其细胞内含4条Z染色体，D项正确。
2．在家兔中黑毛(B)对褐毛(b)是显性，短毛(E)对长毛(e)是显性，遵循基因的自由组合定律。现有纯合黑色短毛兔，褐色长毛兔，褐色短毛兔三个品种。请回答下列问题：
(1)设计培育出能稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案简要程序：
第一步：让基因型为__________的兔子和基因型为________________的异性兔子杂交，得到F1。
第二步：让F1__________________________________，得到F2。
第三步：选出F2中表现型为黑色长毛兔的个体，让它们各自与表现型为__________的异性兔杂交，分别观察每对兔子产生的子代，若后代足够多且________________________，则该F2中的黑色长毛兔即为能稳定遗传的黑色长毛兔。
(2)该育种方案的原理是______________________。
(3)在上述方案的第三步若改为让F2中表现型为黑色长毛的雌雄兔子两两相互交配，若两只兔子所产生的子代均为黑色长毛，则这两只兔子________________(填“一定是”或“不一定是”)能稳定遗传的黑色长毛兔，原因是_______________________________________。
解析：(1)要想获得能稳定遗传的黑色长毛兔，应选择黑色短毛兔(BBEE)和褐色长毛兔(bbee)作为亲本杂交，但是获得的子一代全为杂合子，因此必须让子一代雌雄个体之间相互交配，在子二代中选择出黑色长毛兔，然后再通过测交的方法选择出后代不发生性状分离的个体即可。(2)杂交育种的原理为基因重组。(3)黑色长毛兔的基因型为B_ee，如果让黑色长毛的雌雄兔子两两相互交配，若产生的子代均为黑色长毛，只能说明这两只黑色长毛兔中至少有一只能稳定遗传，并不能确定这两只兔子都是能稳定遗传的黑色长毛兔。
答案：(1)BBEE bbee 雌雄个体相互交配 褐色长毛(或褐色短毛) 不出现性状分离 (2)基因重组 (3)不一定是 两只黑色长毛的雌雄兔子交配，所产生的子代均为黑色长毛，只能说明这两只黑色长毛兔中至少有一只是能稳定遗传的
单倍体育种与多倍体育种的应用
科学探究、社会责任
3．(2020·黑龙江牡丹江一高期中)人类目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株，下图是三倍体香蕉的培育过程。下列相关叙述正确的是( )
A．无子香蕉的培育过程主要运用了基因重组的原理
B．图中染色体加倍的主要原因是有丝分裂前期纺锤体不能形成
C．二倍体与四倍体杂交能产生三倍体，它们之间不存在生殖隔离
D．若图中有子香蕉的基因型为AAaa，则无子香蕉的基因型均为Aaa
解析：选B。无子香蕉的培育利用的是多倍体育种，其原理主要是染色体变异，A错误；诱导染色体加倍的方法有低温处理和秋水仙素处理，而两者的作用机理均是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使染色体数目加倍，B正确；由于二倍体和四倍体杂交所得的是三倍体，三倍体在减数分裂时联会紊乱，不能形成正常的配子，因此二倍体和四倍体之间存在生殖隔离，C错误；若有子香蕉的基因型为AAaa，则相应的野生芭蕉的基因型为Aa，四倍体的AAaa与二倍体的Aa杂交，后代基因型有AAA、AAa、Aaa、aaa四种，D错误。
4．萝卜和甘蓝都是人们喜欢的蔬菜，并且萝卜和甘蓝都属于十字花科植物且都是二倍体生物，体细胞染色体数都是18。萝卜的染色体组成和染色体数可以表示为2n＝AA＝18，甘蓝的染色体组成和染色体数可以表示为2n＝BB＝18。下图是利用萝卜和甘蓝培育作物品种的过程示意图，请回答下列问题：
(1)图中秋水仙素的作用是________________，作用的时期是________________；与用秋水仙素处理可以达到同样效果的一种措施是________________。
(2)以上育种方法的原理是________________；甲、乙、丙、丁4种植株中，可育的有__________，其染色体组成和染色体数分别为_________________________。植株丁根尖分生区的一个细胞中最多含______________条染色体。
(3)基因型为AaBb的萝卜和基因型为DdEe的甘蓝杂交，后代基因型有________________种；请设计一个利用基因型为AaBb的萝卜和基因型为DdEe的甘蓝，获得基因型为aaaabbbbddee的萝卜—甘蓝新品种的培育步骤(写出一种即可)。
解析：(1)秋水仙素的作用是抑制纺锤体形成，作用的时期是有丝分裂前期。与用秋水仙素处理可以达到同样效果的是低温处理，低温处理同样可以诱导多倍体的产生。(2)植株甲的获取原理是染色体组加倍，为同源四倍体，可育；植株乙是通过杂交获得的异源二倍体，不可育；植株丙获取的原理是染色体组加倍，为异源四倍体，可育；植株丁是通过杂交获得的异源三倍体，不可育。甲的染色体组成和染色体数为4n＝AAAA＝36；乙的染色体组成和染色体数为2n＝AB＝18；丙的染色体组成和染色体数为4n＝AABB＝36；丁的染色体组成和染色体数为3n＝AAB＝27。植株丁根尖分生区的一个细胞中最多含染色体数为27×2＝54条。(3)基因型为AaBb的萝卜和基因型为DdEe的甘蓝各产生4种互不相同的配子，随机组合可产生4×4＝16种基因型的后代。
答案：(1)抑制纺锤体形成 有丝分裂前期 低温处理
(2)染色体变异 甲、丙 甲：4n＝AAAA＝36，丙：4n＝AABB＝36 54 (3)16 用基因型为AaBb的萝卜自交，获得基因型为aabb的个体，诱导染色体加倍获得基因型为aaaabbbb的个体，再诱导加倍获得基因型为aaaaaaaabbbbbbbb的个体；用基因型为DdEe的甘蓝自交获得基因型为ddee的个体，对其诱导染色体加倍获得基因型为ddddeeee的个体；让基因型为aaaaaaaabbbbbbbb的萝卜与基因型为ddddeeee的甘蓝杂交，获得的后代即为基因型为aaaabbbbddee的萝卜—甘蓝新品种(答案合理即可)。
几种常考的育种方法
考点三 低温诱导植物染色体数目的变化
1．实验原理、步骤与现象
2．实验中的试剂及其作用
试剂
使用方法
作用
卡诺氏液
将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h
固定细胞形态
体积分数
为95%的
酒精
冲洗用卡诺氏液处理过的根尖
洗去卡诺氏液
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经过固定的根尖
解离根尖细胞
质量分数
为15%的盐酸
与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液
解离根尖细胞
蒸馏水
浸泡解离后的根尖细胞约10 min
漂洗根尖，去掉解离液
改良苯酚
品红染液
把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5 min
使染色体着色
3.低温诱导植物染色体数目的变化实验关键
(1)选材时应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体数目加倍的情况。
(2)显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。
(3)观察时不是所有细胞中染色体均已加倍，只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。
(4)对染色体进行染色用碱性染料，常见碱性染料包括龙胆紫溶液、醋酸洋红溶液、改良苯酚品红染液。
1．(2020·湖北荆州质检)下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验条件和试剂使用的叙述，不正确的一组是( )
①低温：与“多倍体育种”中“秋水仙素”的作用机理相同
②酒精：与在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”中的使用方法相同
③卡诺氏液：与“探究酵母菌细胞呼吸的方式”中“NaOH溶液”的作用相同
④改良苯酚品红染液：与“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”中“醋酸洋红液”的使用目的相同
A．①② B．①④
C．②③ D．③④
解析：选C。低温和秋水仙素都可抑制纺锤体的形成，①正确；“检测生物组织中的脂肪”的实验中酒精的作用是洗去浮色，在“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验中，使用酒精的目的是冲洗残留的卡诺氏液及酒精与盐酸混合用于解离根尖细胞，②错误；卡诺氏液用于固定细胞的形态，在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，③错误；改良苯酚品红染液和醋酸洋红液的使用目的都是使染色体着色，④正确。
2．(2020·福建龙岩期末)低温诱导植物(洋葱根尖)染色体数目变化的实验，下列相关叙述正确的是( )
A．在低倍镜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
B．洋葱根尖在冰箱的低温室内诱导36 h，可抑制细胞分裂中染色体的着丝点分裂
C．用卡诺氏液固定细胞的形态，用苏丹Ⅲ染液对染色体染色
D．低温处理洋葱根尖分生组织细胞，作用的时期是细胞有丝分裂中期
解析：选A。低温能抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，使细胞染色体数目加倍，又因为大多数细胞处于分裂间期，因此多数细胞的染色体数目未加倍，少数细胞的染色体数目加倍，所以在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目加倍的细胞，A正确，D错误；低温能够抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点分裂，B错误；染色体的染色使用龙胆紫溶液或醋酸洋红液等碱性染料，C错误。
[易误警示]
易错点1 误认为单倍体只含一个染色体组或认为含多个染色体组者均为多倍体
[点拨] 单倍体强调的是由配子发育而来的个体，其细胞中染色体组数取决于配子中所含染色体组数，可能为1组、2组或多组。含多个染色体组的个体是单倍体还是多倍体取决于其发育起点是配子还是受精卵，若为前者，一定是单倍体，若为后者，一定是多倍体。
易错点2 错将四倍体AAaa(由Aa经秋水仙素诱导后形成)产生的配子类型及比例算作1AA∶2Aa∶1aa
[点拨] AAaa产生配子状况可按右图分析，由于染色体①～④互为同源染色体，减数分裂时四条染色体分至细胞两极是“随机”的，故最终产生的子细胞染色体及基因状况应为①②与③④(AA与aa)、①③与②④(Aa与Aa)、①④与②③(Aa与Aa)，由此可见，AAaa产生的配子类型及比例为1AA∶4Aa∶1aa。
易错点3 混淆“最简便”与“最快速”
[点拨] “最简便”应为“易操作”，“最快速”则未必简便，如用单倍体育种获得有显性性状的纯合子，可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高。
易错点4 误认为花药离体培养就是单倍体育种
[点拨]
单倍体育种主要包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选四个过程。
易错点5 混淆“可遗传变异”与“可育”
[点拨] “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的变异有着本质区别。如无子番茄的“无子”原因是植株未受粉，生长素促进了果实发育，这种“无子”性状是不可以保留到子代的，将无子番茄进行组织培养时，若能正常受粉，则可结“有子果实”。
[纠错体验]
1．(2020·山西晋中质量监测)下列有关染色体数目变异的说法，正确的是( )
A．体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体
B．六倍体小麦花粉离体培养成的个体是三倍体
C．单倍体染色体数是该物种体细胞的1/2
D．无子西瓜含三个染色体组是单倍体
解析：选C。由受精卵发育而来的个体，若细胞中含有两个染色体组，则该个体是二倍体，A错误；单倍体是指由配子直接发育而来的个体，其体细胞中的染色体数目是本物种体细胞染色体数目的一半，B错误，C正确；无子西瓜由受精卵发育而来，为三倍体，D错误。
2．下图是利用野生猕猴桃种子(aa，2n＝58)为材料培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程。下列叙述错误的是( )
A．③和⑥都可用秋水仙素处理来实现
B．若④是自交，则产生AAAA的概率为1/16
C．AA植株和AAAA植株是不同的物种
D．若⑤是杂交，产生的AAA植株的体细胞中染色体数目为87
解析：选B。③和⑥都可用秋水仙素处理来完成染色体数目加倍，A项正确；植株AAaa减数分裂产生的配子种类及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，所以AAaa自交产生AAAA的概率＝(1/6)×(1/6)＝1/36，B项错误；二倍体AA与四倍体AAAA杂交产生的AAA为不育的三倍体，因此AA植株和AAAA植株是不同的物种，C项正确；该生物一个染色体组含有染色体数为58÷2＝29(条)，所以三倍体植株体细胞中染色体数为29×3＝87(条)，D项正确。
3．(2020·安徽六校联考)科学家用纯种的高秆(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，方法如下图。下列叙述正确的是( )
A．过程甲产生的F1有四种表现型
B．该育种方法选育的优良品种不可育
C．过程乙没有涉及花药离体培养
D．该育种方法可以明显缩短育种年限
解析：选D。过程甲产生的F1的基因型为DdTt，只有一种表现型，为高秆抗锈病，A错误；该育种方法为单倍体育种，过程乙经过了花药离体培养和秋水仙素处理后，获得的优良品种是可育的，且肯定是纯合子，B、C错误；单倍体育种可以明显缩短育种年限，D正确。
4．(2020·江西新余四中一模)下列关于育种的叙述，正确的是( )
A．马和驴杂交的后代骡子是不育的二倍体，而雄蜂是可育的
B．单倍体育种常用一定浓度的秋水仙素处理萌发的单倍体种子
C．二倍体植物的花药离体培养能得到叶片和果实较小的单倍体植株
D．三倍体西瓜不结果的性状可以遗传，它不是一个新物种，但八倍体小黑麦是基因工程技术创造的新物种
解析：选A。马和驴杂交的后代骡子是不育的二倍体，而雄蜂可以通过假减数分裂过程，产生正常的配子，是可育的，A正确；花药离体培养获得的单倍体植物常常高度不育，没有果实和种子，单倍体育种中秋水仙素处理的对象是单倍体幼苗，B、C错误；三倍体植株减数分裂过程中，联会紊乱不能产生正常可育的配子，因此三倍体不是一个物种，八倍体小黑麦是通过多倍体育种产生的异源多倍体，D错误。
1.(2020·安徽安庆期末)某生物个体减数分裂过程中，联会的染色体中的一条总是从中部凸出形成环(如右图所示)，下列有关分析正确的是( )
A．该个体是缺失杂合子
B．该个体是重复杂合子
C．图中联会染色体中含有2个DNA分子
D．图中所示形状可通过光学显微镜检出
解析：选D。题图中联会染色体中的一条从中部凸出形成环，可能是该染色体发生了某片段的重复，也可能是另一条染色体发生了某片段的缺失，A、B错误；联会的一对同源染色体形成一个四分体，含有4个DNA分子，C错误；通过光学显微镜可以检出染色体结构变异，D正确。
2．(2020·福建三明期末)下列关于染色体变异的叙述，正确的是( )
A．猫叫综合征是人的第5号染色体增加某一片段引起的
B．染色体上不含致病基因的个体不可能患遗传病
C．染色体倒位不改变基因数量，对个体性状没有影响
D．通过诱导多倍体的方法可解决植物远缘杂交所得杂种不育的问题
解析：选D。猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，A错误；染色体异常导致的遗传病不含致病基因，B错误；染色体倒位不改变基因数量，但会使排列在染色体上的基因的排列顺序发生改变而导致性状变异，C错误；物种间存在生殖隔离，通过诱导染色体组加倍的方法培育出新类型的多倍体，解决了植物远缘杂交所得杂种不育的问题，D正确。
3．(2020·江西南昌二中月考)从理论上分析，下列各项关于染色体“倍性”的叙述，正确的是( )
A．多倍体植株往往植株弱小、高度不育
B．三倍体和三倍体杂交，二倍体和四倍体杂交都能得到三倍体
C．单倍体育种得到的植株不一定含有2个染色体组，但都是单倍体
D．高原地区经常低温，容易出现多倍体和二倍体“嵌合”在一体的植株
解析：选D。植株弱小、高度不育主要是单倍体植株的特点，多倍体植株一般茎秆粗壮，果实、种子较大，A错误；三倍体不育，故三倍体之间不能正常杂交，B错误；单倍体育种一般需经花药离体培养和秋水仙素处理两个阶段，花药离体培养得到的植株为单倍体，秋水仙素处理后的植株体细胞中有几个染色体组就叫几倍体，C错误；高原地区的植物在发芽时若遇低温，有时会产生多倍体枝条，这种部分细胞染色体数目正常，部分细胞染色体数目加倍的个体称之为“嵌合体”，D正确。
4.(2020·福建厦门外国语学校月考)右图表示某基因型为AaBb的二倍体动物(2n＝4)一个正在分裂的细胞，下列叙述正确的是( )
A．该细胞可能为次级精母细胞或第二极体
B．该细胞中的每一极的三条染色体组成一个染色体组
C．该细胞形成过程中发生了染色体变异和基因突变
D．若该细胞分裂产生的子细胞参与受精，形成的后代为三体
解析：选D。该细胞可能为次级精母细胞或第一极体，A错误；该细胞中的每一极的三条染色体不能组成一个染色体组，该二倍体动物一个染色体组中只有2条染色体，B错误；该细胞形成过程中发生了染色体变异，无法判断是否发生基因突变，C错误；若该细胞分裂产生的子细胞参与受精，形成的后代为三体，D正确。
5．(2020·湖南岳阳一模)下列叙述正确的是( )
A．单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体，因而不具有可育性
B．21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C．人的初级卵母细胞的一个染色体组中可能存在等位基因
D．花药离体培养过程中，可发生基因重组、基因突变和染色体变异
解析：选C。若单倍体生物的体细胞含有两个或偶数个染色体组，其体细胞中含有同源染色体，该单倍体可育，A错误；21三体综合征患者的体细胞中有三条21号染色体，不是有三个染色体组，B错误；若在减数第一次分裂前期，同源染色体间的非姐妹染色单体发生交叉互换，人的初级卵母细胞的一个染色体组中可能存在等位基因，C正确；花药离体培养过程中，细胞进行有丝分裂，不会发生基因重组，D错误。
6．(2020·广东汕头一模)某二倍体生物经适宜浓度的秋水仙素处理后染色体组的数目增加一倍。下列说法错误的是( )
A．染色体组加倍后，杂合子变成了纯合子
B．染色体组加倍后，发生了可遗传变异
C．染色体组加倍后，形成了新物种
D．染色体组加倍后，基因型发生了改变
解析：选A。杂合子(Aa)经适宜浓度秋水仙素处理后基因型为AAaa，仍是杂合子，A错误；染色体组加倍使生物的遗传物质发生了改变，属于染色体数目变异，为可遗传变异，B正确；染色体组加倍后为四倍体，四倍体与二倍体的杂交后代为三倍体，三倍体不可育，这说明四倍体与二倍体存在生殖隔离，形成了新物种，C正确；染色体组加倍后，基因型发生了改变，例如二倍体生物的基因型为Aa，经染色体组加倍后，基因型变为AAaa，D正确。
7．各种育种方法都有优劣之处，下列有关育种的叙述，不正确的是 ( )
A．水稻在传统的选择育种过程中，其种群不会发生进化
B．选择具有不同优良性状的亲本进行杂交育种，有利于积累对人类有益的性状
C．基因工程育种可以定向改变生物性状，但优良性状不一定能稳定遗传给后代
D．在哺乳动物杂交育种中，得到F2后，对显性性状个体采用测交方法可选出纯合子
解析：选A。水稻在传统的选择育种过程中，相关基因频率会不断发生改变，因此种群会发生进化，A错误；杂交育种通常选择具有不同优良性状的个体杂交，子代杂合子逐代自交，从中选出能稳定遗传的符合生产要求的个体，所以选择具有不同优良性状的亲本进行杂交育种，有利于积累对人类有益的性状，B正确；基因工程育种可以定向改变生物性状，但不能保证优良性状都能稳定遗传给后代，C正确；鉴定动物个体的基因型一般都采用测交的方法，在哺乳动物杂交育种中，对F2中显性性状的个体采用测交方法可选出纯合子，D正确。
8.(2020·湖南常德期末)现有AABB、aabb两个品种，为了培育出优良品种AAbb，可采用的方法如右图所示。下列有关叙述错误的是( )
A．图中①②③所示的育种方式的原理是基因重组
B．图中⑦过程可定向改变基因，避免了育种的盲目性
C．图中⑥过程一般用秋水仙素处理幼苗
D．图中④过程需要使用限制酶、DNA连接酶和运载体
解析：选B。题图中①②③所示的育种方式是杂交育种，其原理是基因重组，A正确；题图中⑦过程为诱变育种，其原理是基因突变，基因突变是不定向的，有很大的盲目性，题图中④过程所示的基因工程可定向改变基因，避免了育种的盲目性，B错误；题图中①⑤⑥为单倍体育种，题图中⑥过程一般用秋水仙素处理幼苗，C正确；题图中④基因工程过程需要使用限制酶、DNA连接酶和运载体，D正确。
9．(2020·宁夏育才中学期末)某植物的花色受两对基因控制(A/a、B/b)，已知显性基因越多，花色越深，现有两种纯合的中红花植株杂交，产生F1全为中红花，F1自交得到F2，其花色植株数量比为深红∶红∶中红∶淡红∶白色＝1∶4∶6∶4∶1，回答下列问题：
(1)两种纯合中红花植株的基因型为________________，若F1测交，后代表现型及比例为________________________________________________________________________。
(2)红色个体的基因型有________种，F2深红色个体与基因型为____________的个体杂交获得的红色个体比例最大。
(3)某兴趣小组利用深红色个体与白色个体杂交培育纯合的中红品种，设计了两套方案：
①若利用杂交育种需要在第________代开始筛选，此代中红色纯合个体占________，将筛选出的中红色个体再进行________以提高中红色纯合体的比例。
②若利用单倍体育种方案，请简述过程：_______________________________________。
解析：(1)据题意可知，F1自交所得F2的花色植株数量比为深红∶红∶中红∶淡红∶白＝1∶4∶6∶4∶1，表现型与显性基因的个数有关，且F2总的基因型组合数为16，所以F1为双杂合子(AaBb)，表现型为中红，由此可推知两种纯合中红花植株的基因型为AAbb和aaBB；若F1测交，后代基因型及比例为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶1，所以后代表现型及比例为中红色∶淡红色∶白色＝1∶2∶1。(2)据F2的表现型及比例可知，红色个体含有3个显性基因，其基因型有AABb和AaBB共2种；F2深红色个体含有4个显性基因，基因型为AABB，该个体与基因型为AAbb或aaBB的中红色个体杂交获得的后代全是红色个体，即后代红色个体比例最大。(3)①若利用杂交育种，即利用深红色个体(AABB)与白色个体(aabb)杂交，F1全是杂合的中红色(AaBb)个体，则需要在第2代开始筛选；F2中红色纯合个体(AAbb和aaBB)所占比例为(1/4)×(1/4)＋(1/4)×(1/4)＝1/8；将筛选出的中红色个体再进行连续自交，以提高中红色纯合体的比例。②若利用单倍体育种方案，具体过程如下：第一步：取F1个体花药进行离体培养，获得幼苗；第二步：用秋水仙素处理幼苗获得二倍体植株；第三步：开中红色花的个体即为纯合个体(AAbb或aaBB)。
答案：(1)AAbb和aaBB 中红色∶淡红色∶白色＝1∶2∶1
(2)2 AAbb或aaBB
(3)①2 1/8 连续自交
②第一步：取F1个体花药进行离体培养，获得幼苗；第二步：用秋水仙素处理幼苗获得二倍体植株；第三步：开中红色花的个体即为纯合个体
10．(2017·高考江苏卷)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题：
(1)要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的____________物质是否发生了变化。
(2)在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法①，使早熟基因逐渐____________，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的____________进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为____________育种。
(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的____________，产生染色体数目不等、生活力很低的________________，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不断制备____________，成本较高。
(4)新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次____________，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。
解析：(1)生物的可遗传性状是由基因控制的，培育得到的新品种，与原品种控制相关性状的遗传物质(基因)可能有所差异，因而可根据变异株中的遗传物质是否发生变化来判断变异株是否具有育种价值。(2)连续自交过程中早熟基因逐渐纯合，培育成新品种1。可先通过花药离体培养，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得高度纯合的后代，这种育种方法属于单倍体育种。(3)若是染色体组数目改变引起的变异，则在减数分裂过程中同源染色体配对会发生紊乱，不规则的染色体分离导致产生染色体数目不等、生活力低的异常配子，只有极少数配子正常，故只得到极少量的种子。育种方法③需首先经植物组织培养获得柑橘苗，而植物组织培养技术操作复杂，成本较高。(4)育种方法①需连续自交，每次减数分裂时与早熟性状相关的基因和同其他性状相关的基因都会发生基因重组，产生多种基因型，经选育只有一部分基因型保留下来。植物组织培养过程中不进行减数分裂，故无基因重组发生。
答案：(1)遗传 (2)纯合 花药 单倍体 (3)染色体分离 配子 组培苗 (4)重组
11．(2020·山东枣庄高三一模)二倍体植物甲(2n＝18)和二倍体植物乙(2n＝18)进行有性杂交，得到F1不育。若用秋水仙素处理F1幼苗的顶芽形成植株丙，丙开花后能自交获得后代。下列叙述正确的是( )
A．植物甲和乙都是二倍体生物，且体细胞中都含有18条染色体，所以它们属于同一物种
B．若植物甲和乙杂交得到的受精卵，在发育初期来自植物甲的染色体全部丢失，而植物乙的染色体全部保留，则继续发育成的植株是单倍体
C．F1植株丙发生的染色体变化，能决定生物进化的方向
D．秋水仙素通过促进着丝点分裂，使染色体数目加倍
解析：选B。由于甲、乙杂交的后代不育，即甲、乙存在生殖隔离，故甲、乙不属于同一物种，A错误；受精卵中包含来自甲的9条染色体和来自乙的9条染色体，若来自甲的染色体全部丢失，则只剩下来自乙的9条染色体，含有乙物种配子染色体数目的个体是单倍体，B正确；植株丙的染色体数目加倍，自然选择决定生物进化的方向，C错误；秋水仙素通过抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，D错误。
12.(2020·江西南昌实验中学模拟)A、a和B、b是控制两对相对性状的两对等位基因，位于1号和2号这一对同源染色体上，1号染色体上有一部分来自其他染色体的片段，如右图所示。下列有关叙述不正确的是( )
A．A和a、B和b的遗传均符合基因的分离定律
B．可以通过显微镜来观察这种染色体移接现象
C．染色体片段移接到1号染色体上的现象称为基因重组
D．同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换后可能产生4种配子
解析：选C。染色体片段移接到1号染色体上的现象是染色体变异中的易位，C错误。
13．(2020·福建福州期末抽测)穿梭育种是近年来小麦育种采用的新模式。农业科学家将一个地区的品种与其他地区的品种进行杂交，然后通过在两个地区间不断地反复交替穿梭种植、选择、鉴定，最终选育出多种抗病高产的小麦新品种。下列关于穿梭育种的叙述，不正确的是( )
A．穿梭育种有效地克服了地理隔离
B．穿梭育种的基本原理是染色体变异
C．不同地区的小麦基因库可能存在差异
D．穿梭育种培育充分利用环境的选择作用
解析：选B。穿梭育种类似于杂交育种，将不同地区的作物品种通过杂交集中不同个体的优良性状，有效地克服了地理隔离，A正确；穿梭育种的基本原理是基因重组，B错误；由于地理隔离，不同地区的小麦基因库可能存在差异，C正确；穿梭育种培育充分利用环境的选择作用，D正确。
14．(2020·天津一中摸底)下图表示利用番茄植株(HhRr)培育新品种的途径。下列说法错误的是( )
A．通过途径2、3获得幼苗的过程都利用了植物组织培养技术
B．要尽快获得能稳定遗传的优良品种应采用途径2，该过程中秋水仙素作用的时期是有丝分裂后期
C．品种B和品种C的基因型相同的概率为0
D．途径4所依据的生物学原理是基因突变，此途径与杂交育种相比，最突出的优点是能够产生新基因
解析：选B。途径2为单倍体育种，包括花药离体培养和秋水仙素处理两个阶段，途径3中先将叶肉细胞离体培养后，再经秋水仙素处理获得多倍体，两个过程都利用了植物组织培养技术，A正确；秋水仙素作用于细胞有丝分裂前期，通过抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，B错误；基因型为HhRr的植株经减数分裂能产生HR、Hr、hR、hr 4种配子，所以单倍体育种获得的品种B的基因型有HHRR、HHrr、hhRR和hhrr四种，途径3获得的品种C的基因型是HHhhRRrr，二者的基因型不可能相同，C正确；途径4是诱变育种，原理是基因突变，与杂交育种相比，其最突出的特点是能够产生新基因，D正确。
15．下图表示小黑麦的培育过程，图中数字表示染色体数目，字母表示染色体组。下列说法正确的是( )
A．小黑麦为二倍体
B．杂种第一代为单倍体
C．杂种第一代不育的原因是同源染色体联会紊乱
D．小黑麦的配子中含有4个染色体组
解析：选D。小黑麦含有8个染色体组，为八倍体，其配子中含有4个染色体组，A错误，D正确；杂种第一代含有4个染色体组，且是普通小麦与黑麦杂交获得，为四倍体，B错误；杂种第一代无同源染色体，因此减数分裂无同源染色体联会，不能产生正常的配子，故不育，C错误。
16．某自花且闭花受粉植物，抗病性和茎的高度是两对独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)控制，同时含有基因D和E表现为矮茎，只含有基因D或E表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。
请回答下列问题：
(1)自然状态下该植物一般都是________合子。
(2)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等世代中________抗病矮茎个体，再经连续自交等________手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的________。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上F2的表现型及其比例为__________________。
(3)若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有________________。请用遗传图解表示其过程(说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。
解析：(1)由题干“某自花且闭花受粉植物”可知，自然状态下该植物一般都是纯合子。(2)因为育种目的是培育抗病矮茎品种，因此可在F2等世代中选择抗病矮茎个体，经过连续自交等纯合化育种手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。一般情况下，杂交育种需要连续自交选育，因此控制性状的基因数越多，使每对基因都达到纯合的自交代数越多，所需的年限越长。茎的高度由两对独立遗传的基因控制，同时含有基因D和E表现为矮茎，只含有基因D或E表现为中茎，其他表现为高茎，若只考虑茎的高度，亲本基因型为DDEE和ddee，F1自交得到的F2中，D_E_∶(D_ee＋ddE_)∶ddee＝9∶6∶1。
答案：(1)纯
(2)选择 纯合化 年限越长 高茎∶中茎∶矮茎＝1∶6∶9
(3)基因重组和染色体变异
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