2025届高考 一轮复习 人教版 染色体变异 课件(多选版)

这是一份2025届高考 一轮复习 人教版 染色体变异 课件(多选版)，共60页。PPT课件主要包含了悟高考•瞻动向，第28讲染色体变异，排列顺序，性状的变异，不利的，个别染色体，不含同源染色体，各不相同，一整套基因，染色体组等内容，欢迎下载使用。
考点一　染色体结构变异
考点二　染色体数目变异
第七单元 生物的变异与进化
考点三　变异在育种中的应用
【精梳·攻教材】一、类型及实例
二、结果使排列在染色体上的基因______或__________发生改变,导致____________。三、对生物体的影响大多数对生物体是________,有的甚至会导致生物体______。【辨·清易错】1.染色体变异可以在显微镜下观察到。( )2.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。( )
3.染色体结构变异一定引起染色体中基因的增加或减少。( )分析:染色体结构变异不一定引起染色体中基因的增加或减少,如易位和倒位不改变基因数目,只改变基因的排列顺序。4.基因突变与染色体结构变异都导致DNA碱基序列的改变。( )5.染色体增加某一片段可提高基因表达水平,是有利变异。 ( )分析:染色体增加某一片段属于染色体变异中的“重复”,对生物往往不利。
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】如图①②③④分别表示不同的变异类型,基因a、a'仅有图③所示片段的差异。下列相关叙述正确的是(　　)A.图中4种变异中能够遗传的变异是①②③④B.③中的变异属于染色体结构变异中的缺失C.④中的变异是染色体结构变异中的缺失D.①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的互换,发生在减数分裂Ⅰ的前期聚焦考查点:染色体变异与基因重组的区别。
【解析】选A。可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异。由图可知,①为同源染色体的非姐妹染色单体之间互换,属于基因重组;②为非同源染色体之间交换片段,属于染色体结构变异中的易位;③发生了基因中碱基对的增添,属于基因突变;④为染色体结构变异中的缺失或重复,A正确。
【破解策略】染色体易位与互换
【精练·提能力】1.(2021·广东选择考)人类(2n=46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝点处融合形成14/21平衡易位染色体,该染色体携带者具有正常的表型。但在产生生殖细胞的过程中,其细胞中形成复杂的联会复合物(如图)。在进行减数分裂时,若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律(不考虑交叉互换),下列关于平衡易位染色体携带者的叙述,错误的是(　　)A.观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞B.男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体C.女性携带者的卵子最多含24种形态不同的染色体D.女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)
【解析】选C。 本题以两条染色体融合为背景,主要考查有丝分裂和减数分裂。有丝分裂中期的染色体形态和数目是最清晰的,因此可以选择有丝分裂中期观察平衡易位染色体,A正确;正常男性的初级精母细胞中含有46条染色体,由于1条14号染色体和1条21号染色体融合为1条染色体(14/21平衡易位染色体),故平衡易位染色体携带者的初级精母细胞中的染色体数目为45条,B正确;减数分裂时联会复合物中的3条染色体,任意2条进入同一个配子中,剩余的1条染色体进入另一个配子中,故女性携带者卵子中最多含有21+2=23种形态不同的染色体,C错误;女性携带者的卵子类型可能为:14、21和14/21,21和14/21、14,14和14/21、21这6种类型,D正确。
【知识拓展】易位的种类染色体间的易位可分为单向易位和相互易位(平衡易位)。前者指一条染色体的某一片段转移到了另一条染色体上,而后者则指两条染色体间相互交换了片段,较为常见。如图所示:
2.(多选)(2024·唐山模拟)如图为某细胞内的一对同源染色体及其在细胞分裂过程中的变化,字母表示染色体上的基因。在细胞分裂过程中,缺失着丝粒的染色体片段因不稳定而丢失,染色单体两个着丝粒间的中间节段因着丝粒向两极移动形成“双着丝粒桥”结构,并在任一位置发生断裂(如图丙所示)。若配子因其细胞内该条染色体部分片段缺失或重复而败育,不考虑其他变异,下列叙述正确的是(　　)A.图甲是染色体断裂后,在断裂处发生错误连接所致B.过程①中发生了由染色质向染色体的形态转变C.观察图乙所示的染色体环结构的最佳时期为有丝分裂中期D.若细胞按图示①②过程分裂,所产生的配子中50%败育
【解析】选A、B、D。分析图甲,染色体在两个点发生断裂,使中间染色体区段BCD发生180°倒转后错误连接,造成染色体结构变异,属于倒位,A正确;图乙中每条染色体上具有两个染色单体,可知DNA复制,由染色质向染色体的形态转变,B正确;图乙所示的染色体环结构正在联会,故最佳观察时期为减数分裂前期,C错误;若细胞按题图①②过程分裂,每个着丝粒上具有一条正常的染色单体,故所生的配子中有50%含有正常染色体,50%败育,D正确。
【加固训练】1.某精原细胞中m、n为一对同源染色体,其中m为正常染色体,A～E表示基因。该对同源染色体联会后发生的特殊过程如图所示,其中染色体桥分裂时随机断裂,后续的分裂过程正常进行。下列有关叙述不正确的是(　　)A.图中的染色体桥结构可能出现在减数分裂Ⅰ中期,但一般不会出现在减数分裂Ⅱ中期B.最后产生的精细胞中的染色体可能存在倒位、缺失等结构变异C.该精原细胞经减数分裂产生含异常染色体的精子占3/4D.丢失的片段会被精原细胞中的多种水解酶最终分解为6种小分子有机物
【解析】选D。根据题干信息可知,该对同源染色体联会后,两条相邻非姐妹染色单体丢失部分片段后,相接形成染色体桥,染色体桥在减数分裂Ⅰ时随机断裂,后续的分裂过程正常进行,所以图中的染色体桥结构可能出现在减数分裂Ⅰ中期,但一般不会出现在减数分裂Ⅱ中期,A正确;该精原细胞经减数分裂形成4个精子,其中只有一个含与m染色体相同的正常染色体,其余三个均为含异常染色体的精子,即含异常染色体的精子占3/4,C正确;丢失的片段是部分染色体拼接成的,染色体是主要由蛋白质和DNA组成的复合物,所以丢失的片段完全水解产物有脱氧核糖、磷酸、四种碱基、多种氨基酸,D错误。
2.(2024·邢台模拟)某果蝇的某条染色体上有多个基因,如图1所示。对该果蝇进行辐射处理,出现了图2所示结果。下列对该变异类型的分析正确的是(　　)A.该变异类型不会使基因的排列顺序发生改变B.该变异类型属于染色体结构变异C.该变异类型导致染色体数目发生变化D.该变异类型不会对果蝇的性状造成影响
【解析】选B。据图分析,染色体倒位虽然没有改变染色体中的基因数目,但是基因的排列顺序发生了变化,A错误;染色体倒位属于染色体结构变异,B正确;染色体倒位属于染色体结构变异,不会导致染色体数目发生变化,C错误;据图分析,染色体倒位改变了基因的排列顺序,可能会影响基因的表达,对个体性状产生影响,D错误。
【精梳·攻教材】一、染色体数目变异的类型1.细胞内____________的增加或减少。2.细胞内染色体数目以______________________________成倍地增加或成套地减少。二、染色体组(根据果蝇染色体组成图归纳)1.从染色体来源看,一个染色体组中________________。2.从形态、大小和功能看,一个染色体组中所含的染色体__________。3.从所含的基因看,一个染色体组中含有控制本物种生物性状的____________,但不重复。
一套完整的非同源染色体为基数
三、单倍体、二倍体和多倍体
四、低温诱导植物细胞染色体数目的变化1.实验原理:低温处理植物分生组织细胞,能够抑制________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,植物细胞染色体数目加倍。2.实验步骤:3.实验现象:视野中既有正常的二倍体细胞,也有____________________的细胞。
【辨·清易错】 1.体细胞中含有本物种配子染色体组的个体无法存活。( )分析:雄蜂的体细胞中含有本物种配子染色体组数目,但能存活。2.体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体。( )分析:若是由配子发育成的个体,不管体细胞中有几个染色体组,都是单倍体。3.三倍体在减数分裂时出现联会紊乱,不能形成可育配子。( )4.单倍体的体细胞中必定含有一个染色体组。( )分析:单倍体的体细胞中未必含有一个染色体组,如四倍体的单倍体含两个染色体组。
5.卡诺氏液可使组织细胞互相分离开。( )分析:卡诺氏液的作用是固定细胞形态。6.秋水仙素抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍。( )
【写·练表达】 1.(必修2 P87“问题探讨”讨论T2)香蕉没有种子的原因是香蕉栽培品种体细胞中含有三个染色体组,________________________________________________,因此无法形成受精卵,不能形成种子。2.(必修2 P89正文拓展)单倍体并非都高度不育:单倍体一般表现为高度不育,但多倍体的配子如含有偶数个染色体组,则发育成的单倍体含有____________,可育并能产生后代。
减数分裂时染色体发生联会紊乱,不能形成正常的配子
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】人类的X和Y染色体上均有与性别决定有关的基因,如SRY基因是Y染色体上编码睾丸决定因子的基因,该基因可通过引导原始性腺细胞发育成睾丸从而决定男性性别。现有一对夫妇,妻子患红绿色盲(XbXb),丈夫正常,该夫妇生了一个色觉正常的男孩(睾丸等男性特征正常)。已知没有X染色体的胚胎不能发育,不考虑基因突变,回答下列问题:
(1)该男孩色觉正常的原因可能有3种情况:情况一:父亲的一个精原细胞减数分裂异常, _______________________,与卵细胞结合后形成了XBXbY的受精卵,进而发育成不患色盲的男孩。 情况二:父亲的一个精原细胞减数分裂异常, _____________________________________________________________________, 与卵细胞结合后形成了XBXb的受精卵,进而发育成不患色盲的男孩。情况三:父亲的一个精原细胞减数分裂异常, __________________________________________________________________,与卵细胞结合后形成了XbYB的受精卵,进而发育成不患色盲的男孩。 (2)为确定是第(1)题中的哪种情况,可取该男孩分裂期细胞,制成临时装片,统计有丝分裂中期染色体的数目。若为情况一,则染色体数目为____条。 聚焦考查点:染色体变异与细胞分裂的关系。
产生了一个含XBY的精子
(Y染色体与X染色体交换片段,)产生了一个性染
色体是X但含SRY基因的精子
色体是Y但含B基因的精子
【解析】(1)一对夫妇,妻子患色盲(XbXb),丈夫正常,该夫妇生了一个色觉正常的男孩(睾丸等男性特征正常),可知该男孩应具备B基因、Y染色体或SRY基因,则可能的原因有:情况一:父方减数分裂异常,一个精原细胞减数分裂时产生了一个含XBY的精子,与卵细胞结合后形成了XBXbY的受精卵,进而发育成不患色盲的男孩。情况二:父方减数分裂时,一个初级精母细胞的Y染色体与X染色体交换片段,产生了一个性染色体是X但含SRY基因的精子,与卵细胞结合后形成了XBXb的受精卵,由于X染色体上含有SRY基因,进而发育成不患色盲的男孩。情况三:父方减数分裂时,一个初级精母细胞的Y染色体与X染色体交换片段,产生了一个性染色体是Y但含B基因的精子,与卵细胞结合后形成了XbYB的受精卵,进而发育成不患色盲的男孩。(2)为确定是哪种原因,可取该男孩分裂期细胞,制成临时装片,统计有丝分裂中期染色体的数目。若染色体数目为47条,则该男孩性染色体组成为XXY(情况一);若染色体数目为46条,则该男孩性染色体组成为XX或XY(情况二、三)。
【破解策略】减数分裂异常与染色体数目变异1.减数分裂与染色体变异:(1)图示:
(2)总结:①若Aa个体产生配子的基因型为Aa,是同源染色体未分离造成的,则减数分裂Ⅰ异常;②若Aa个体产生配子的基因型为aa,是染色单体未随着丝粒分开后移向2个细胞造成的,则减数分裂Ⅱ异常;③若Aa个体产生了一个Aaa配子,则减数分裂Ⅰ和Ⅱ均不正常。
2.XXY与XYY异常个体成因分析:(1)XXY成因:(2)XYY成因:父方减数分裂Ⅱ异常,即减数分裂Ⅱ后期Y染色体着丝粒分裂后两条Y染色体进入同一精细胞。
【精练·提能力】1.如图为果蝇的一个受精卵染色体图解,该受精卵在第一次细胞分裂过程中因长翅基因D丢失而发育成残翅果蝇。下列叙述正确的是(　　)A.该残翅果蝇的变异类型属于基因突变B.图中所示的受精卵细胞中有4个染色体组C.该残翅果蝇形成的精子类型有Xa、Y、dXa、dYD.翅型基因D和d的本质区别是控制性状的显隐性不同
【解析】选C。根据题干信息“该受精卵在第一次细胞分裂过程中因长翅基因D丢失而发育成残翅果蝇”可知,基因的丢失应该属于染色体结构变异中的缺失,A错误;图中所示的受精卵细胞中有2个染色体组,B错误;残翅果蝇的基因型是dOXaY(O代表没有相应的等位基因),则在减数分裂过程中,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,产生的精子基因型有Xa、Y、dXa、dY,C正确;基因D和d的本质区别是碱基对的排列顺序不同,D错误。
【方法规律】(1)“三法”判定染色体组:①根据染色体形态判定。细胞内形态、大小相同的染色体有几条,则含有几个染色体组。
②根据基因型判定。在体细胞或生物体的基因型中,控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次,则含有几个染色体组。
③根据染色体数和染色体的形态数推算。染色体组数=染色体数/染色体形态数。如果蝇体细胞中有8条染色体,分为4种形态,则其染色体组的数目为2。(2)“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体:
2.如图表示某遗传病患者体细胞内第21号染色体的组成及来源,下列叙述正确的是(　　)A.该遗传病筛查可用羊水检查、基因诊断进行产前诊断B.母方由于减数分裂Ⅰ异常产生了异常的卵细胞C.父方由于减数分裂Ⅱ异常产生了异常的精子D.该患者减数分裂产生的配子中,正常配子约占1/2【解析】选D。该遗传病属于染色体数目异常导致的遗传病,不能用基因诊断进行检测,A错误;根据图示中染色体的形态可知,该患者是由于母方减数分裂Ⅱ时姐妹染色单体没有分离,移向了同一极,导致形成了异常的卵细胞,B、C错误;该患者减数分裂时三条21号染色体随机分离,产生的配子中含两条21号染色体和含1条21号染色体的概率相同,故正常配子约占1/2,D正确。
3.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.选材应选能进行有丝分裂的植物分生区细胞,否则不会出现染色体加倍B.将根尖放入卡诺氏液中浸泡的目的是固定细胞形态,便于后期进行观察C.使用酒精和盐酸混合液的目的是解离根尖细胞,使细胞相互分离开来D.若实验操作正确,显微镜下可观察到大多数细胞的染色体数目发生改变【解析】选D。该实验的原理是低温能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成,使染色体不能移向两极,因此选材应选能进行有丝分裂的植物分生区细胞,否则不会出现染色体加倍,A正确;显微镜下可看到大多数细胞的染色体数目未发生改变,因为大多数细胞处于有丝分裂前的间期,只有有丝分裂后期和末期细胞中染色体数目发生改变,D错误。
【知识总结】实验中的试剂及其作用
【加固训练】1.下列对a～h所示的生物体细胞图中染色体组的叙述,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e、g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,由此可知,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、多倍体必须先看发育起点,若由配子发育而来,无论含几个染色体组均属于单倍体,若由受精卵发育而来,有几个染色体组即为几倍体。
2.(2023·南昌模拟)正常的水稻体细胞染色体数为2n=24。现有一种三体水稻,细胞中7号染色体有三条。该水稻细胞及其产生的配子类型如图所示(6、7为染色体标号;A为抗病基因,a为易感病基因;①～④为四种配子类型)。已知染色体数异常的配子(①③)中雄配子不能参与受精作用,雌配子能参与受精作用。以下说法正确的是(　　)A.形成配子①的次级精母细胞中染色体数一直为13B.正常情况下,配子②④可由同一个初级精母细胞分裂而来C.以该三体抗病水稻作父本,与易感病水稻(aa)杂交,子代中抗病∶感病=5∶1D.以该三体抗病水稻作母本,与易感病水稻(aa)杂交,子代抗病个体中三体植株占3/5
【解析】选D。在减数分裂中,形成配子①的次级精母细胞中染色体数为13或26(减数分裂Ⅱ后期),A错误。正常情况下,该个体产生的配子种类有A、Aa、AA、a共四种,配子④含有的基因应为A,与此同时产生的另外一种配子的基因型应是Aa;与配子②同时产生的配子的基因型为AA,故配子②④不能由同一个初级精母细胞分裂而来,B错误。该三体抗病水稻作父本,与易感病水稻(aa)杂交,由于染色体数异常的配子(①③)中雄配子不能参与受精作用,则三体抗病水稻产生的雄配子类型及比例为A∶a=2∶1,子代中抗病∶易感病=2∶1,C错误。以该三体抗病水稻作母本,与易感病水稻(aa)杂交,由于染色体数异常的雌配子能参与受精作用,而该三体产生的雌配子类型及比例为A∶Aa∶AA∶a=2∶2∶1∶1,故子代抗病个体中三体植株占3/5,D正确。
【方法规律】染色体变异类型产生配子的分析方法注:以下变异产生配子的情况(“O”表示不含有该基因)
3.已知某一对染色体三体的植物在减数分裂Ⅰ过程中,3条同源染色体随机移向细胞两极,最终可形成含1条或2条该染色体的配子(只含缺失染色体的花粉不能参与受精作用)。现有一个三体且一条染色体缺失的植株,其细胞中该染色体及基因型如图所示。若该植株自交,子代没有染色体结构和数目异常的个体所占的比例为(　　)A.2/15B.1/18C.1/4D.1/9【解析】选A。根据题意和图示分析可知,图中细胞为三体,也能够进行减数分裂,由于“只含缺失染色体的花粉不能参与受精作用”,因此该植株产生的雌配子的基因型及比例为A∶aa∶Aa∶a=1∶1∶2∶2,而雄配子的基因型及比例为aa∶Aa∶a=1∶2∶2,若该植株自交,子代没有染色体结构和数目异常的个体(aa)比例=1/3×2/5=2/15。
4.果蝇的性别决定是XY型,性染色体数目异常会影响果蝇的性别特征甚至使果蝇死亡,如性染色体组成XO的个体为雄性,XXX、OY的个体胚胎致死。果蝇红眼和白眼分别由基因R和r控制。某同学发现一只异常果蝇,该果蝇左半侧表现为白眼雄性,右半侧表现为红眼雌性。若产生该果蝇的受精卵染色体组成正常,且第一次分裂形成的两个细胞核中只有一个细胞核发生变异,则该受精卵的基因型及变异细胞核产生的原因可能是(　　)A.XRXr;含基因R的X染色体丢失B.XrXr;含基因r的X染色体丢失C.XRXr;含基因r的X染色体结构变异D.XRXR;含基因R的X染色体结构变异
【解析】选A。若受精卵为XRXr,第一次分裂形成的两个细胞核中只有一个细胞核发生变异,若含基因R的X染色体丢失,则形成的子细胞基因型为XRXr和XrO,表现为红眼雌性和白眼雄性,A正确;若受精卵为XrXr,有一个细胞核发生变异,含基因r的X染色体丢失,则子细胞基因型为XrXr和XrO,表现为白眼雌性和白眼雄性,B错误;若受精卵为XRXr,含基因r的X染色体结构变异(缺失、重复、倒位、易位),不会产生白眼雄性性状(XrY、XrO),C错误;若受精卵为XRXR,含基因R的X染色体结构变异,不会产生白眼雄性性状(XrY、XrO),D错误。
【知识总结】性染色体“缺失”的遗传分析
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】小麦高秆(D)对矮秆(d)为显性、抗病(E)对易感病(e)为显性,两对基因位于非同源染色体上。科学家利用纯合的高秆抗病植株a(二倍体)和纯合的矮秆易感病植株b(二倍体)杂交,培育能稳定遗传的矮秆抗病(ddEE)小麦新品种,如图所示。请回答下列问题:
(1)植物a和植物b通过杂交得到c的目的是________________________。 (2)由c到f的育种过程依据的遗传学原理是__________,该育种方法得到的变异类型不一定是人们所需要的性状,体现了该变异具有__________的特点。 (3)图中秋水仙素的作用原理是________________。 若将秋水仙素处理换成低温诱导幼苗,用显微镜观察细胞中染色体数目之前,利用_______________溶液对染色体进行染色。 (4)g和h杂交形成的m为____倍体,其不育的原因是______________________________________________________。 (5)培育ddEE植株耗时最少的途径是c→______。(用箭头和字母表示) 聚焦考查点:育种方案的选择。
集中不同亲本的优良性状
减数分裂过程中同源染色体
联会紊乱,无法产生正常的配子
【解析】(1)植物a和植物b通过杂交得到c,是为了将a和b中的优良性状集中到c个体中。(2)由c到f过程为诱变育种,原理是基因突变;由于基因突变具有不定向性,因此该育种方法得到的变异类型不一定是人们所需要的性状,还需经过筛选。(3)秋水仙素可抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,使姐妹染色单体不能移向细胞两极,从而使细胞内的染色体数加倍;染色体易被碱性染料染色,用显微镜观察细胞中染色体数目之前,应先利用碱性染料甲紫溶液或醋酸洋红液对染色体进行染色。(4)利用纯合的高秆抗病植株a(DDEE)和纯合的矮秆易感病植株b(ddee)杂交,得到的c为DdEe,为二倍体植株,对其幼苗进行秋水仙素处理后获得四倍体h,因此g和h杂交形成的m为三倍体;由于三倍体减数分裂过程中同源染色体联会紊乱,无法产生正常的配子,因此三倍体不育。(5)单倍体育种能明显缩短育种年限,因此培育ddEE植株耗时最少的途径是c→d→e。
【破解策略】育种方案的确立及区别1.从育种目的、方法特点和实验材料确定育种方案:
2.单倍体育种与多倍体育种的区别:
【精练·提能力】1.已有甲、乙两种水稻品种,A、a和B、b是非同源染色体上的两对非等位基因,研究人员设计的育种方案如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)A.过程①和②属于杂交育种,该育种方式简便易行,但需要的育种年限长B.过程③和④属于单倍体育种,育种需要的变异只发生在花药离体培养过程C.过程⑤和⑥分别指诱变育种和多倍体育种,变异都主要发生于有丝分裂前的间期D.过程⑦属于基因工程育种,外源基因C只能来自植物而不能来自动物和微生物
【解析】选A。过程①和②属于杂交育种,杂交育种方式简便易行,但需要的育种年限长,A正确;单倍体育种需要的变异发生在③减数分裂形成配子的过程,B错误;过程⑤和⑥分别指诱变育种和多倍体育种,诱变育种变异主要发生在分裂间期DNA复制过程中,而多倍体育种主要是纺锤体形成受到抑制,主要发生在分裂前期,C错误;过程⑦属于基因工程育种,基因工程育种需要的外源基因可以来自多种生物,原核生物和动物的基因都可以在植物体内表达,D错误。
2.如图是三倍体无子西瓜的培育过程示意图,下列说法正确的是(　　)A.成功培育出三倍体无子西瓜至少需要三年B.①过程可以用低温或秋水仙素处理,形成的四倍体一定是纯合子C.A西瓜中果肉细胞及种皮细胞均为四倍体,种子中的胚细胞为三倍体D.若B西瓜中含有极少数能正常发育的种子,则可能是二倍体种子或三倍体种子或四倍体种子
【解析】选C。成功培育出三倍体无子西瓜至少需要两年,A错误;①过程可以用低温或秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗,抑制纺锤体的形成,形成的四倍体不一定是纯合子,B错误;A西瓜是有子西瓜,其果肉细胞及种皮细胞均为四倍体,种子中的胚细胞为三倍体,胚乳是五倍体,C正确;B西瓜应该是四倍体无子西瓜,若B西瓜中含有极少数能正常发育的种子,则可能是二倍体种子或三倍体种子,D错误。
【知识纵横】有关育种的四个注意点(1)诱变育种与杂交育种相比,前者能产生新基因,创造变异新类型,后者只是实现原有基因的重新组合。(2)育种中“最简便”与“最快速”的差异:“最简便”着重于技术含量应为“易操作”,如杂交育种,虽然年限长,但农民自己可简单操作;“最快速”则未必简便,如单倍体育种可明显缩短育种年限,但其技术含量较高。(3)“单倍体育种”≠“花药离体培养”:单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程;花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。(4)单倍体育种和多倍体育种过程中都需用秋水仙素处理,前者操作对象是幼苗期的单倍体植株;后者操作对象为萌发期的种子或幼苗期的正常植株。
3.(多选)棉花是我国的重要经济作物。已知棉株的花为两性花,科学家研究发现棉花的一个染色体组含13条染色体(n=13),二倍体棉花染色体组分为A、B、C、D、E、F、G共7类,由其中三类染色体组组成的三交种异源四倍体拓宽了棉属遗传资源,为选育具有突破性状的棉花新品种提供了新种质,其培育过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)A.亚洲棉和野生棉杂交时需要经过去雄→套袋→人工授粉→套袋B.亚洲棉根尖分生区中可能含有染色体组组成为AA和AAAA的细胞C.通过秋水仙素处理异源二倍体的幼苗可以得到异源四倍体D.三交种异源四倍体植株具备茎秆粗壮、果实和种子比较大的优点
【解析】选A、B、C。棉花为两性花,一朵花中既有雄蕊又有雌蕊,进行人工杂交时,需要在花粉成熟前去掉母本的雄蕊并套袋,以防雌蕊受粉,再进行人工授粉,并套袋,防止外来花粉的干扰,A正确;亚洲棉根尖分生区细胞进行有丝分裂,细胞中可含有26条染色体,染色体组组成为AA,也可含有52条染色体,染色体组组成为AAAA,B正确;使用秋水仙素处理异源二倍体的幼苗,可抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,使染色体数目加倍,得到异源四倍体,C正确;三交种异源四倍体植株含有3个不同的染色体组,其在减数分裂的过程中联会紊乱,故该异源四倍体植株一般是不可育的,难以产生种子,D错误。
【从教材走向高考】 4.(必修2 P87问题探讨改编)作为野生植物的后代,许多栽培植物的染色体数目却与它们的祖先大不相同,如香蕉。人类目前所食用的香蕉均来自三倍体香蕉(无子芭蕉)植株。下图是三倍体无子芭蕉的培育过程,请回答下列问题。(1)无子芭蕉的培育主要运用的原理是_________________,其无子性状出现的原因是__________________________________________。 (2)在人工条件下,采用秋水仙素处理野生芭蕉(2n)的__________________,可以获得有子芭蕉(4n)。 
减数分裂时出现联会紊乱,不能形成可育的配子
【解析】(1)由图可知,无子芭蕉属于三倍体,其培育过程主要运用了染色体(数目)变异的原理。三倍体芭蕉植株在减数分裂形成配子的过程中,因同源染色体联会紊乱,不能形成可育的配子,因此三倍体芭蕉无子。(2)在人工条件下,采用秋水仙素处理野生芭蕉(2n)的萌发的种子或幼苗,可以获得有子芭蕉(4n)。自然条件下低温等环境因素也能起到相似的作用。
(3)有子芭蕉(4n)与野生芭蕉(2n) ________(填“属于”或“不属于”)同一物种,原因是________________。 (4)若野生芭蕉(2n)的基因型是Aa,有子芭蕉(4n)产生配子时同源染色体两两分离,则无子芭蕉(3n)的基因型为Aaa的概率是______(用分数表示)。 (5)因为个体差异的存在,生物一般不会因为单病原体侵染导致灭绝, 但三倍体香蕉却两次面临灭顶之灾,请分析其原因: _______________________________________________________________________________________________。 
三倍体香蕉进行无性繁殖,几乎不产生
新的变异,在病原体侵染时,三倍体香蕉因不能适应新变化而面临灭绝
【解析】(3)有子芭蕉(4n)与野生芭蕉(2n)杂交,产生的三倍体无子芭蕉不育,所以有子芭蕉(4n)与野生芭蕉(2n)不属于同一物种。(4)若野生芭蕉的基因型是Aa,有子芭蕉(4n)的基因型为AAaa,有子芭蕉(4n)产生配子时同源染色体两两分离,产生配子的基因型及其比例为AA∶Aa∶aa=1∶4∶1,二倍体野生芭蕉产生的配子基因型及比例为A∶a=1∶1,则后代三倍体无子芭蕉的基因型为Aaa的概率为1/6×1/2+4/6×1/2=5/12。(5)因为个体差异的存在,生物一般不会因为单病原体侵染导致灭绝,但三倍体香蕉一般选择无性生殖繁殖后代,而无性繁殖几乎不产生新的变异,在病原体侵染时,三倍体香蕉因不能适应新变化而面临灭绝。
【加固训练】金鱼和锦鲤两种观赏鱼类都源自我国,其观赏价值体现在体形、体色及斑纹的艳丽程度上,雌性鱼类更具有性状优势。科学家用人工诱导雌核发育技术来提高鱼的观赏价值,人工诱导雌核发育的方法有第一次卵裂阻止法(方法一)和第二极体放出阻止法(方法二)。如图所示精子需要用紫外线或X光照射进行灭活处理,使其失去遗传能力(破坏染色体),但保留受精能力。下列说法正确的是(　　)A.精子失去遗传能力并非因为紫外线或X光照射使其发生了基因突变B.方法一通过低温抑制有丝分裂后期纺锤体形成使染色体加倍C.若方法二得到的是杂合二倍体,一定是互换导致的D.若方法一对卵细胞的低温处理不完全,则可能形成四倍体
【解析】选A。结合题意可知,精子失去遗传能力是因为紫外线或X光照射使其灭活,而非发生了基因突变,A正确。方法一为卵裂阻止法,可以通过低温抑制纺锤体的形成而实现,纺锤体的形成时期是有丝分裂前期,B错误。据图可知,若减数分裂Ⅰ时期同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生了互换,而导致同一染色体上的两条姐妹染色单体中可能会含有等位基因;或在该过程中发生了基因突变,在两种情况下,方法二低温抑制极体排出,均可能会获得杂合二倍体,C错误。若方法一对卵细胞的低温处理不完全,不能抑制纺锤体的形成,则细胞能正常卵裂,导致染色体数目减半,则可能形成单倍体,D错误。
【感悟高考】1.(2023·湖北选择考)DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核苷酸序列,可检测识别区间的任意片段,并形成杂交信号。某探针可以检测果蝇Ⅱ号染色体上特定DNA区间。某果蝇的Ⅱ号染色体中的一条染色体部分区段发生倒位,如下图所示。用上述探针检测细胞有丝分裂中期的染色体(染色体上“—”表示杂交信号),结果正确的是(　　)
【解析】选B。本题考查基因探针的应用和染色体结构变异。DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核苷酸序列并形成杂交信号,倒位发生在着丝粒附近,倒位发生后,基因位置颠倒,一部分可被探针识别的区段转移至着丝粒另一侧,但DNA探针依然可以识别,导致该染色体包含的两姐妹染色单体着丝粒两侧都有杂交信号,故B正确。
2.(2022·湖南选择考)大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表现型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化=1∶1∶1∶1。该个体最可能发生了下列哪种染色体结构变异(　　)
【解析】选C。分析题意可知:大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上,两对等位基因为连锁关系,正常情况下,测交结果只能出现两种表现型。但题干中某个体测交后代表现型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化=1∶1∶1∶1,类似于基因自由组合定律的结果,由此推测该个体可产生四种数量相等的配子,且控制两对相对性状的基因遵循自由组合定律。由此可知该个体最可能发生了染色体易位,导致两对等位基因位于两条非同源染色体上,C正确。
3.(2021·河北选择考)图中①②和③为三个精原细胞,①和②发生了染色体变异,③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离,另一条随机移向一极。不考虑其他变异,下列叙述错误的是(　　)A.①减数第一次分裂前期两对同源染色体联会B.②经减数分裂形成的配子有一半正常C.③减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合,最终产生4种基因型配子D.①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到
【解析】选C。本题考查的是染色体变异及减数分裂相关内容。①虽然染色体上有基因位置发生互换,减数第一次分裂前期同源染色体仍会进行联会,A正确;②中的变异是染色体数目增加了一条,三条同源染色体中任意两条正常分离,另一条随机移向一极,那么其中一半的配子会含有随机移向一极的这条染色体,是染色体数目不正常的配子,另一半的配子是正常的,B正确;③这个精原细胞减数分裂最终产生4个2种基因型的配子(不考虑互换),C错误;①②属于染色体变异,染色体变异在光学显微镜下可以观察到,D正确。
4.(2021·广东选择考)白菜型油菜(2n=20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产新品种,科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是(　　)A.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组B.将Bc作为育种材料,能缩短育种年限C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株D.自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育
【解析】选A。本题以培育白菜型油菜的新品种为载体,主要考查育种和染色体组。根据题干信息可知,白菜型油菜是二倍体,有两个染色体组,Bc是由该油菜未受精的卵细胞发育形成的,只有一个染色体组,A错误;以Bc为材料通过诱导(秋水仙素或低温)使其染色体加倍,从而培育出纯合的符合要求的二倍体白菜型油菜,与杂交育种相比,该方法能明显缩短育种时间,B、C正确;Bc是单倍体,只有一个染色体组,不能进行减数分裂,不能产生配子,因此Bc高度不育,D正确。
【预测高考】锁定新情境:费城染色体阳性急性淋巴细胞白血病　　费城染色体阳性急性淋巴细胞白血病(Ph+ALL)是由异常基因(BCR-ABL融合基因)导致的一种高危白血病,如图为费城染色体(Ph染色体)形成示意图。与ABL基因(控制合成酪氨酸激酶)相比,BCR-ABL融合基因编码的蛋白具有持续增强酪氨酸激酶活性,可维持细胞过度增殖、抑制细胞分化,从而促进白血病的发展。下表为两种治疗Ph+ALL白血病药物的有效性评价结果。
伊马替尼与达沙替尼治疗Ph+ALL有效性评价结果
基于核心素养的新考向:1.(结构与功能观)正常人体内9号染色体上的ABL基因属于______(填“原癌”或“抑癌”)基因;Ph染色体是由发生在________(填“同源”或“非同源”)染色体之间的______(填“互换”或“易位”)形成的,其结果会使排列在染色体上基因的_______________________发生改变,进而引起性状的变异。 2.(制订计划)请写出2种诊断某白血病患者是否为Ph阳性的技术手段(只写技术名称,不写具体过程)。_______________________________________________。 3.(分析与综合)表中定量检测的基因①最可能是___________________________基因。根据表中信息,药物__________的治疗更有效,依据是__________________________________________________________________。 
数目和排列顺序(和种类)
基因检测、(白血病细胞或淋巴细胞)染色体结构分析
BCR-ABL融合(BCR-ABL也可)
使用达沙替尼后相同时间内患者阳性率的降低幅度更大
【解析】1.由题干可知,正常人体内9号染色体上的ABL基因控制合成酪氨酸激酶,其表达的蛋白质是细胞正常增殖所必需的,而且变异后的BCR-ABL融合基因编码的蛋白可维持细胞过度增殖,促进白血病发展,由此可推知该基因是原癌基因。费城染色体(Ph染色体)是由正常9号染色体和正常22号染色体之间发生片段的转移造成的,因此该变异属于发生在非同源染色体之间的易位,与原染色体相比,费城染色体(Ph染色体)上的基因数目和排列顺序(及种类)发生了改变。2.由于Ph阳性的白血病患者细胞内染色体结构出现异常,可以通过对患者的淋巴细胞进行染色体结构分析来诊断;同时这样的患者淋巴细胞内出现异常的BCR-ABL融合基因,因此也可以对其进行基因检测来诊断。