第2讲 染色体变异-【创新教程】2025年高考生物总复习大一轮教师用书word（人教版 双选）

第2讲　染色体变异 知识体系——定内容 核心素养——定能力 生命 观念 通过染色体变异会影响生物性状的分析，建立结构与功能观，通过对染色体变异基本原理及其在生物学中意义的理解，建立起进化与适应的观点 科学 思维 通过比较与分类、归纳与演绎，明确三种可遗传变异的类型及其判定 科学 探究 通过观察实验低温诱导染色体数目变化，培养实验设计与结果分析的能力 考点1　染色体变异 [必备知识·整合] 1．染色体数目的变异 (1)染色体数目变异的类型 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：在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中　　每套非同源染色体　　称为一个染色体组。 (3)单倍体、二倍体和多倍体 项目 单倍体 二倍体 多倍体 概念 体细胞中含有本物种配子 染色体数目的个体 体细胞中含有两个染色体组 的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 发育 起点 配子 受精卵(通常是) 受精卵(通常是) 植株 特点 ①植株弱小 ②高度不育 正常可育 ①茎秆粗壮 ②叶片、果实和种子比较大 ③营养物质含量都有所增加 染色体 组数 ≥1 2 ≥3 三倍 体和 四倍 体形 成过 程 形成 原因 自然 原因 单性 生殖 正常的有性生殖 外界环境条件剧变(如低温) 人工 诱导 花药离体培养 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 举例 蜜蜂的雄蜂 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 2.染色体结构的变异 (1)类型及实例 (2)结果：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)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．DNA分子中发生三个碱基的缺失导致染色体结构变异。( × ) 2．染色体易位或倒位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。( × ) 3．体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体。( × ) 4．用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。( × ) 5．单倍体含有的染色体组数都是奇数。( × ) 1．(必修2P87“问题探讨”节选)为什么平时吃的香蕉是没有种子的？ 答案：因为香蕉栽培品种是三倍体，减数分裂时染色体发生联会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，进而不能形成种子。 2．(必修2P89“正文”)单倍体都是高度不育吗？说明理由。 答案：单倍体并非都不育。二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；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同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。 (情景探究)分析染色体的结构变异： (1)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)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？ 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)图乙发生了非同源染色体间片段的交换，图丙发生的是同源染色体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”，后者属于互换型基因重组。 [关键能力·提升] ◆[提升点1]　通过染色体结构变异考查理解能力 1．(2022·浙江6月选考)猫叫综合征的病因是人类第五号染色体短臂上的部分片段丢失所致。这种变异属于(　　) A．倒位　　 B．缺失　　 C．重复　　 D．易位 解析：B　[由题干描述可知，猫叫综合征是因为染色体缺失了部分片段导致，属于染色体结构变异中的缺失，B正确。] 2．某些类型的染色体结构或数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数分裂Ⅰ时期的观察来识别。a、b、c、d为某些生物减数分裂Ⅰ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：C　[a中个别染色体多了一条，属于三体；b中染色体片段4增加；c中染色体组有三个，可能为三倍体；d中一条染色体缺失3、4片段。] 1．染色体结构变异与基因突变的判断 2．易位与互换的区别 项目 染色体易位 互换 图解 位置 发生于非同源染色体之间 发生于同源染色体非姐妹染色单体之间 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 ◆[提升点2]　通过染色体结构变异与基因突变的比较考查科学思维与科学探究能力 3．视网膜母细胞瘤基因(R)是一种抑癌基因，杂合子(Rr)仍具有抑癌功能。杂合子在个体发育过程中，一旦体细胞的杂合性丢失形成纯合子(rr)或半合子(r)就会失去抑癌的功能而导致恶性转化。如图为视网膜母细胞增殖过程中杂合性丢失的可能机制，下列分析正确的是(　　) A．1是由减数分裂导致含R的染色体移到另一个细胞中所形成的半合子(r) B．2可能是由分裂时染色体分离不正常而导致纯合子(rr)的产生 C．1、2、3、4的变异都可以通过显微镜观察出来 D．1、2、3、4的变异有的对身体有利，有的对身体不利 解析：B　[视网膜母细胞增殖方式是有丝分裂，1是有丝分裂导致含R的染色体移到另一个细胞中所形成的半合子(r)，A错误；2可能是有丝分裂后期染色体分离不正常而导致的，B正确；4属于基因突变，显微镜下观察不到，1、3的变异可以通过显微镜观察出来，C错误；据题干可知，图中无论哪种变异都会形成纯合子(rr)或半合子(r)，对身体都是有害的，D错误。] 4．遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫做缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫做缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫做缺失杂合子。缺失杂合子的个体生活力降低但能存活，缺失纯合子常导致个体死亡。 现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的。 解析：方法一：用显微镜观察该果蝇分裂的细胞中染色体结构是否发生改变，确定该变异是来自基因突变还是染色体缺失。方法二：利用题干信息“缺失纯合子导致个体死亡”这一现象。可将该果蝇与红眼雄果蝇杂交，观察并统计子代雌雄个体数目的比例来确定该变异的来源。若为基因突变，则XaXa×XAY→XAXa、XaY，子代雌雄比例为1∶1；若该变异为染色体缺失造成的，则XaX－×XAY→XAXa、XAX－、XaY、X－Y(致死)，子代雌雄比例为2∶1。 答案：方法一：取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片，在显微镜下观察染色体结构，若染色体正常，可能是基因突变引起的；反之可能是染色体缺失造成的。 方法二：选该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数之比为1∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的；若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数之比为2∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的。 考点2　生物变异在育种上的应用 [必备知识·整合] 1．单倍体育种 (1)原理：　　染色体(数目)变异　　。 (2)过程 (3)优点：　　明显缩短育种年限　　。 (4)缺点：技术复杂。 2．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：　　染色体(数目)变异　　。 (4)实例：三倍体无子西瓜的培育 ①两次传粉 ②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目　　加倍　　，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数　　不变　　。 ③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，由于染色体　　联会紊乱　　，不能产生正常配子。 3．杂交育种 (1)原理：　　基因重组　　。 (2)过程 ①培育杂合子品种 选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。 ②培育隐性纯合子品种 选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1F2→选出表型符合要求的个体种植并推广。 ③培育显性纯合子品种 a．植物：选择具有不同优良性状的亲本　　杂交　　，获得F1→F1自交→获得F2→　　鉴别、选择　　需要的类型，连续自交至　　不发生性状分离　　为止。 b．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择　　后代不发生性状分离的F2个体　　。 (3)优点：操作简便，可以把多个品种的　　优良性状　　集中在一起。 (4)缺点：获得新品种的周期　　长　　。 4．诱变育种 (1)原理：　　基因突变　　。 (2)过程 (3)优点： ①可以提高　　突变率　　，在较短时间内获得更多的优良变异类型。 ②大幅度地　　改良某些性状　　。 (4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。 1．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦。( √ ) 2．抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低。( × ) 3．花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种。( × ) 4．诱变育种和杂交育种均可形成新基因。( × ) 5．利用高产、感病小麦与高产、晚熟小麦品种间杂交筛选可获得高产、抗病小麦的品种。( × ) 1．(必修2P88“相关信息” 改编)秋水仙素是一种怎样的物质？使用时应注意什么？ 答案：秋水仙素(C22H25O6N)是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取的一种植物碱。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，有剧毒，使用时应当特别注意。 2．(必修2P91“拓展应用2”节选)为什么用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖而不是处理其他部位？ 答案：西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。 1．(长句应答)四倍体水稻与二倍体水稻是同一物种吗？为什么？ 答案：不是同一物种，因为四倍体水稻和二倍体水稻杂交后产生的三倍体不可育。 2．(情景探究)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，请分析： (1)图中哪种途径为单倍体育种？其为什么能缩短育种年限？ (2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？ (3)④⑥的育种原理分别是什么？ (4)图中最简便及最难以达到育种目标的育种途径分别是哪个过程？ 答案：(1)图中①③⑤过程表示单倍体育种。采用花药离体培养获得的单倍体植株，经人工诱导染色体加倍后，植株细胞内每对染色体上的基因都是纯合的，自交后代不会发生性状分离，因此缩短了育种年限。 (2)图示⑤处需用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得纯合子；⑥处常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导染色体加倍。 (3)④的育种原理为基因突变，⑥的育种原理为染色体变异。 (4)图中最简便的育种途径为①②过程所示的杂交育种，但育种周期较长；最难以达到育种目标的途径为④过程。 [关键能力·提升] ◆[提升点]　科学探究能力 1．(不定项)(2022·江苏高考)科研人员开展了芥菜和埃塞俄比亚芥杂交实验，杂种经多代自花传粉选育，后代育性达到了亲本相当的水平。下图中L、M、N表示3个不同的染色体组。下列相关叙述正确的有(　　) A．两亲本和F1都为多倍体 B．F1减数分裂Ⅰ中期形成13个四分体 C．F1减数分裂Ⅱ后产生的配子类型为LM和MN D．F1两个M染色体组能稳定遗传给后代 解析：AD　[由题意可知，L、M、N表示3个不同的染色体组，故两亲本和F1都含有四个染色体组，且由受精卵发育而来，为多倍体，A正确；四分体形成于减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会，B错误；由题图中选育产生的后代基因型推知，F1可能产生M、LM、MN、LMN等配子，C错误；根据C选项配子类型的分析，由题图中选育产生的后代可知，后代一定会获得两个M染色体，D正确。] 2．小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种，请分别设计小麦品种间杂交育种程序以及马铃薯品种间杂交育种程序，要求用遗传图解表示并加以简要说明(写出包括亲本在内的三代即可)。 解析：小麦品种是纯合子(AABB、aabb)，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种，可采用杂交育种的方法；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种，可先采用杂交育种的方法获得黄肉、抗病品种，再用块茎进行无性繁殖。遗传图解见答案。 答案： 　 　　　　 马铃薯 第一代　　yyRr×Yyrr　　　 亲本杂交 　　　　　 ↓ 第二代 YyRr yyRr Yyrr yyrr 种植，选黄肉、 抗病(YyRr) 第三代　　　YyRr　　　　　 用块茎繁殖 3．为提高产量，在生产中使用的玉米种子都是杂交种。现有长果穗(M)白粒(n)和短果穗(m)黄粒(N)两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒(MmNn)杂交种玉米的目的，请你完善下列两个品种间杂交育种方案：方案一：长果穗白粒(Mmnn)和短果穗黄粒(mmNn)品种分别连续自交，_________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 方案二：让长果穗白粒(Mmnn)和短果穗黄粒(mmNn)两玉米杂合子品种杂交，____ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 方案三：请以遗传图解的形式表示并简要说明。 答案：方案一：分别选育出基因型为MMnn和mmNN的玉米植株，部分自交留种，部分杂交即可获得长果穗黄粒的杂交玉米； 方案二：从子代中选择表型为短果穗白粒的玉米留种，选择表型为长果穗黄粒的玉米植株连续自交，再选育出基因型为MMNN的玉米留种，取一部分留种的玉米间相互杂交即可获得长果穗黄粒的杂交玉米； 方案三： 1．据不同育种目标选择不同育种方案 2．明辨不同育种方法需注意的问题 (1)杂交育种不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选，直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状个体即可。 (2)设计育种方案时，应该注意是“动物育种”还是“植物育种”。 ①植物育种时，一般用连续自交的方法获得纯合子，这是由于植物中雌雄同体的物种较多。 ②动物只能选相同性状的个体相互交配，待性状出现分离后进行筛选，然后用测交法检测出纯合子，这是由于动物大多是雌雄异体，不能“自交”。 (3)不要看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。若操作对象是单倍体植株，则属于单倍体育种；若操作对象为正常植株，则属于多倍体育种。 (4)单倍体育种一般应用于二倍体植物，因为若为四倍体植物，通过单倍体育种获得的个体不一定是纯合子。 (5)花药离体培养只是单倍体育种中的一个程序，要想得到可育的品种，一般还需要用秋水仙素处理单倍体使染色体加倍。 探究实践十一　低温诱导植物细胞染色体数目的变化　　对应学生P170 1．实验原理 用低温处理植物　　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．实验流程 (1)实验步骤 (2)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。 3．低温诱导植物染色体数目变化的实验中的试剂及其作用 关注实验中的两个易误点 (1)选材： ①选用的实验材料为无色或白色便于观察。 ②常用的观察材料有洋葱、大蒜等。 ③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)观察： ①换用高倍镜观察材料，只能用细准焦螺旋进行调焦，切不可动粗准焦螺旋。 ②显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。 1．本实验是否温度越低效果越显著？ 答案：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。 2．待洋葱长出不定根时，为何要将整个装置放入冰箱内低温处理长达36 h? 答案：如果低温诱导洋葱根尖时间过短，细胞将无法完成一个细胞周期，进而可能观察不到染色体数目加倍的细胞。 3．请设计一个实验，探究秋水仙素诱导染色体加倍最适的浓度，写出实验的基本思路。 答案：确定系列浓度梯度，根据染色体加倍的细胞数量比例确定最适浓度。如果第一次实验浓度设置梯度较大，还可以在细胞染色体加倍最多的两组所对应的浓度之间设置更小浓度梯度继续实验。 1．对于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”的实验，下列叙述错误的是(　　) A．不可能出现三倍体细胞 B．多倍体细胞形成过程无完整的细胞周期 C．在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞 D．多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会 解析：D　[“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”的实验中，可能会出现四倍体细胞和二倍体细胞，但是不会出现三倍体细胞，A正确；多倍体细胞的形成是染色体数目加倍后没有分裂成两个子细胞导致的，因此无完整的细胞周期，B正确；显微镜下可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞，C正确；多倍体形成过程中只进行了有丝分裂，非同源染色体的重组发生在减数分裂过程中，D错误。] 2．(2024·山西康杰中学联考)下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的分析，错误的是(　　) A．有利于细胞分散开来的两个关键步骤是解离和压片 B．视野中染色体数目已加倍的细胞占多数 C．用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态 D．染色体数目变化的原因是低温抑制了纺锤体的形成 解析：B　[解离和压片是有利于细胞分散开来的两个关键步骤，A正确；低温诱导染色体数目加倍的原理是低温可抑制有丝分裂前期纺锤体的形成从而使染色体数目加倍，而大多数细胞是处于分裂间期的，因此视野中染色体数目已加倍的细胞占少数，B错误、D正确；用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态，C正确。] 3．为探究秋水仙素诱发基因突变及染色体数目加倍的最佳浓度和作用时间，进行了相关实验，下列有关叙述不正确的是(　　) A．秋水仙素的浓度和作用时间属于自变量 B．温度属于无关变量，会影响实验结果 C．变异细胞类型都可以用光学显微镜观察检验 D．正式实验前需进行预实验，以检验实验设计的科学性和可行性 解析：C　[由于探究秋水仙素诱发基因突变及染色体数目加倍的最佳浓度和作用时间，所以秋水仙素的浓度和作用时间属于自变量，A正确；由于秋水仙素的浓度和作用时间属于自变量，所以温度等属于无关变量，需要严格控制，否则会影响实验结果，B正确；变异细胞类型中只有染色体数目变化可以用光学显微镜观察检验，而基因突变属于分子水平，不能用光学显微镜观察检验，C错误；预实验是在正式实验之前，用标准物质或只用少量样品进行实验，以便摸出最佳的实验条件，为正式实验打下基础，所以正式实验前需进行预实验，以检验实验设计的科学性和可行性，D正确。] 4．(2024·济南模拟)科学工作者在研究不同浓度的秋水仙素对科优527和博Ⅱ优128两种水稻品种染色体加倍的影响时得到的数据如下表。请回答下列问题： 品种 浓度 (%) 处理芽 数(个) 芽成活 率(%) 染色体加 倍株数(株) 染色体加 倍比率(%) 科优 527 0.01 200 71 1 0.71 0.02 67 3 2.34 0.03 65 7 5.93 博Ⅱ 优128 0.01 200 67 6 4.72 0.02 64 9 7.37 0.03 61 15 13.16 (1)该实验的自变量为______________________；实验选择芽作为处理对象的原因是________________________________。 (2)利用秋水仙素处理或用药物破坏水稻芽尖生长点细胞中的高尔基体都可以使细胞内染色体数目加倍，但二者的原理不同，前者是不能形成纺锤体，后者是________________。 (3)分析表中数据可知，对于同一品种水稻来说，秋水仙素浓度与芽成活率、染色体加倍比率的关系为________________________________________；同一浓度的秋水仙素对不同品种水稻染色体加倍比率的影响不同，原因可能是不同品种水稻对秋水仙素反应的____________不同。 解析：(1)根据题干分析可知，该实验的自变量是秋水仙素的浓度和水稻的品种；秋水仙素的作用机理是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，进而导致染色体数目加倍。由于芽尖生长点细胞分裂旺盛，易发生变异，所以该实验选择芽作为处理对象更容易获得染色体数目加倍的细胞。 (2)高尔基体与植物细胞分裂末期细胞壁的形成有关，因此用药物破坏水稻芽尖生长点细胞中的高尔基体会导致子细胞壁不能形成，进而导致细胞中染色体数目加倍。 (3)根据表格数据分析可知，对于同一品种水稻来说，随着秋水仙素浓度的增加，芽成活率逐渐降低，染色体加倍株数和比率逐渐增大。同一浓度的秋水仙素对不同品种水稻染色体加倍比率的影响不同，说明不同品种水稻对秋水仙素反应的敏感程度不同。 答案：(1)秋水仙素的浓度和水稻的品种　芽尖生长点细胞分裂旺盛，易发生变异　(2)抑制细胞壁形成　(3)随着秋水仙素浓度的增大，芽成活率降低，染色体加倍比率增大　敏感程度 教师用书独具 [易错点1]　单倍体并非只含一个染色体组 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]　四倍体AAaa产生配子的类型及比例为1AA∶4Aa∶1aa 点拨　AAaa产生配子状况可按如图分析，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而不是AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1。 [易错点3]　“三体”≠“三倍体” 点拨　三倍体是指由受精卵发育而成，体细胞中含三个染色体组的个体，其每种形态的染色体为“三条相同”(如图1所示)；三体则是二倍体(含两个染色体组)，只是其中某形态的染色体“多出了一条”而成为3条。其余染色体均为两两相同(如图2所示)。 [易错点4]　明确三类“无子果实” 点拨　(1)无子西瓜——利用染色体变异原理，无子的原因是三倍体联会紊乱，不能产生正常配子。 (2)无子番茄——利用生长素促进果实发育的原理，其无子的原因是“未授粉”。 (3)无子香蕉——天然三倍体，无子的原因在于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。,1.细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。 2．由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体；体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫做多倍体。 3．人工诱导多倍体的方法有很多，如低温处理等。目前最常用而且最有效的方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，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。 4．育种工作者常常采用花药(花粉)离体培养的方法来获得单倍体植株，然后经过人工诱导使染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。用这种方法培育得到的植株，不仅能够正常生殖，而且每对染色体上的成对的基因都是纯合的，自交产生的后代不会发生性状分离。 5．单倍体并非都不育。由二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育，而多倍体的配子若含有偶数个染色体组，则其发育成的单倍体中含有同源染色体就可育并能产生后代。 6．基因突变中碱基的增添、缺失属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；染色体结构变异中的重复、缺失属于细胞水平的变化，在光学显微镜下能观察到。 7．“可遗传”≠“可育”。三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现为“不育”，但它们均属于可遗传变异。 [真题研析]——浸润素养 [例](2023·辽宁高考)葡萄与爬山虎均是葡萄科常见植物，将二倍体爬山虎的花粉涂在未受粉的二倍体葡萄柱头上，可获得无子葡萄。下列叙述正确的是(　　 ) A．爬山虎和葡萄之间存在生殖隔离 B．爬山虎花粉引起葡萄果实发生了基因突变 C．无子葡萄经无性繁殖产生的植株仍结无子果实 D．无子葡萄的果肉细胞含一个染色体组 解析：A　[生殖隔离是指在自然条件下，由于生物之间不能交配或者交配后不能产生可育后代的现象。生物之间无法交配，不能完成受精或杂种不活、杂种不育等都属于生殖隔离。将二倍体爬山虎的花粉涂在未受粉的二倍体葡萄柱头上，获得的葡萄中没有种子，则爬山虎花粉中的精子与葡萄的卵细胞没有完成受精，所以爬山虎和葡萄之间存在生殖隔离，A正确；涂在未受粉的二倍体葡萄柱头上的爬山虎花粉不能引起葡萄果实发生基因突变，而是促使葡萄产生生长素，促进子房发育成无子葡萄，B错误；这种无子葡萄是经生长素作用产生的，其细胞中遗传物质未发生改变，所以该无子葡萄经无性繁殖产生的植株在自然条件下结有子果实，C错误；无子葡萄的果肉细胞是由母本子房壁细胞经有丝分裂和分化形成，而母本葡萄是二倍体，所以无子葡萄的果肉细胞含二个染色体组，D错误。] [信息破题] 信息 信息转化能力 信息1 将二倍体爬山虎的花粉涂在未受粉的二倍体葡萄柱头上 信息2 可获得无子葡萄 [考向分析]　教师用书独具 23年已考考向 未考考向 1.染色体结构变异 1.低温诱导染色体数目变异的实验 2.染色体数目变异 2.基因突变、基因重组和染色体变异 3.育种 3.染色体组、二倍体、单倍体和多倍体概念 [真题品悟]——厚积素养 [考向]　染色体结构变异 (2023·湖北高考)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：B　[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。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，根据图示信息，发生倒位的两条姐妹染色单体上探针识别的区段位于着丝粒两侧，而不发生倒位的另一条染色体的姐妹染色单体上探针识别区段都位于着丝粒一侧，故B正确。] [真题变式]——迁移能力 (2023·湖北高考)栽培稻甲产量高、品质好，但每年只能收获一次。野生稻乙种植一次可连续收获多年，但产量低。中国科学家利用栽培稻甲和野生稻乙杂交，培育出兼具两者优点的品系丙，为全球作物育种提供了中国智慧。下列叙述错误的是(　　) A．该成果体现了生物多样性的间接价值 B．利用体细胞杂交技术也可培育出品系丙 C．该育种技术为全球农业发展提供了新思路 D．品系丙的成功培育提示我们要注重野生种质资源的保护 解析：A　[生物多样性的直接价值体现在食用、药用、文学艺术创作等，间接价值体现在调节生态系统的功能上，培育新品系不属于间接价值，A错误；植物体细胞杂交是以原生质体培养为基础，人工诱导使不同亲本原生质体融合，并通过对异核体的培养产生体细胞杂种的技术。植物体细胞杂交使远缘杂交不亲和的植物有可能实现遗传物质重组，创造和培养植物新品种乃至新物种，尤其在多基因控制农艺性状的改良上具有较大优势。因此可以利用该方法培育品系丙，B正确；该育种技术把栽培稻和野生稻杂交，为全球农业发展提供了新思路，C正确；品系丙的成功培育需要依靠野生稻的参与，提示我们要注重野生种质资源的保护，D正确。] ►[新情景] 1．(2023·浙江6月选考)浙江浦江县上山村发现了距今1万年的稻作遗址，证明我国先民在1万年前就开始了野生稻驯化。经过长期驯化和改良，现代稻产量不断提高。尤其是袁隆平院士团队培育成的超级杂交稻品种，创造水稻高产新记录，为我国粮食安全作出杰出贡献。下列叙述正确的是(　　) A．自然选择在水稻驯化过程中起主导作用 B．现代稻的基因库与野生稻的基因库完全相同 C．驯化形成的现代稻保留了野生稻的各种性状 D．超级杂交稻品种的培育主要利用基因重组原理 解析：D　[自然选择通常选择出的是适应环境条件的类型，而人工选择选择的通常是对人类有利的类型，故人工选择在水稻驯化过程中起主导作用，A错误；基因库是指一个种群所有基因的总和，经过长期驯化和改良，现代稻产量不断提高，则可推测现代稻与野生稻的基因库不完全相同，B错误；驯化形成的现代稻保留了野生稻的优良性状，而一些不利性状在选择中被淘汰，C错误；超级杂交稻品种的培育借助于杂交育种，该过程的原理主要是基因重组，D正确。] ►[改形式] 2．蓝粒小麦是小麦(2n＝42)与其近缘种长穗偃麦草杂交得到的。其细胞中来自长穗偃麦草的一对4号染色体(均带有蓝色素基因E)代换了小麦的一对4号染色体。小麦5号染色体上的h基因纯合后，可诱导来自小麦的和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换。某雄性不育小麦的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上。为培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦，研究人员设计了如下图所示的杂交实验。回答下列问题： P雄性不育小麦(HH)×小麦(hh) 　　　　　　　 ↓ 　　　　F1中的不育株×蓝粒小麦(HH) 　　　　　　　　　　 ↓ 　　　　F2中的蓝粒不育株×小麦(hh) 　　　　　　　　　　　　↓ 　　　　　　F3中的蓝粒不育株×小麦(HH) 　　　　　　　　　　　　　　↓ 　　　　F4中的蓝粒不育株×小麦(HH) (1)亲本不育小麦的基因型是　　　　　　，F1中可育株和不育株的比例是　　　　　　　　。 (2)F2与小麦(hh)杂交的目的是______________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)F2蓝粒不育株在减数分裂时理论上能形成　　　　　　　个正常的四分体。如果减数分裂过程中同源染色体正常分离，来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体随机分配，最终能产生　　　种配子(仅考虑T/t、E基因)。F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是　　　　　　　　。 (4)F3蓝粒不育株体细胞中有　　　　条染色体，属于染色体变异中的　　变异。 (5)F4蓝粒不育株和小麦(HH)杂交后单株留种形成一个株系。若株系中出现： ①蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育＝1∶1∶1∶1。说明：________ ________________________________________________________________________； ②蓝粒不育∶非蓝粒可育＝1∶1。说明　　　　　　　　。符合育种要求的是　　　(填“①”或“②”)。 解析：(1)分析题意，亲本雄性不育小麦(HH)的不育基因T与等位可育基因t位于4号染色体上，所以其基因型为TtHH，亲本小麦(hh)的基因型为tthh，故F1中不育株(TtHh)∶可育株(ttHh)＝1∶1。 (2)F2中的蓝粒不育株的基因型及比例为1/2TEHH、1/2TEHh，其中T基因和E基因分别来自小麦和长穗偃麦草的4号染色体，而h基因纯合后，可诱导来自小麦和来自长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换，使得T和E基因可以位于同一条姐妹染色单体上，从而获得蓝粒和不育两性状不分离的个体。 (3)分析题意，蓝粒小麦的染色体条数是42，而F2中的蓝粒不育株的4号染色体一条来自小麦，一条来自长穗偃麦草，其余染色体(42－1－1＝40)均来自小麦，为同源染色体，故其减数分裂时理论上能形成20个正常的四分体；不同来源的4号染色体在减数分裂中随机分配，仅考虑T/t、E基因，若两条4号染色体移向一极，则同时产生基因型为TE和O(两基因均没有)的两种配子，若两条4号染色体移向两极，则产生基因型为T和E的两种配子，则F2中的蓝粒不育株共产生4种配子；F3中的蓝粒不育株产生TE配子的概率为1/4，产生h配子的概率是1/4，则F3中基因型为hh的蓝粒不育株占比是1/4×1/4＝1/16。 (4)由F2中的蓝粒不育株产生的配子种类，可以确定形成F3中的蓝粒不育株的卵细胞中应含有两条4号染色体，且小麦染色体组成为2n＝42，故F3蓝粒不育株体细胞中有43条染色体，多了一条4号染色体，属于染色体数目变异。 (5)F3中的蓝粒不育株基因型为TEtHh 和TEthh，含 hh基因的个体可形成T和E交换到同一条染色体上的卵细胞，与小麦(ttHH)杂交，F4中的蓝粒不育株基因型为TEtHh，其中T基因和E基因连锁，位于同一条染色体上，t基因位于另一条染色体上，与小麦(ttHH)杂交，后代表型及比例为蓝粒不育∶非蓝粒可育＝1∶1，即F4蓝粒不育株体细胞中的T基因和E基因位于同一条染色体上；而F3中关于h的基因型为Hh 的个体与小麦(ttHH)杂交产生的F4中的蓝粒不育株含3个4号染色体，分别携带T基因、E基因及t基因，与小麦(ttHH)杂交，母本在减数分裂Ⅰ前期联会时，携带T基因的染色体和携带t基因的染色体联会，携带E基因的染色体随机分配到细胞的一极，产生的配子基因型及比例为T∶TE∶t∶tE＝1∶1∶1∶1，与小麦(ttHH)杂交，子代表型及比例为蓝粒可育∶蓝粒不育∶非蓝粒可育∶非蓝粒不育＝1∶1∶1∶1，即F4蓝粒不育植株体细胞中的T基因和E基因位于不同染色体上；本实验要培育蓝粒和不育两性状不分离的小麦，故②符合育种要求。 答案：(1)TtHH　1∶1 (2)获得h基因纯合(hh)的蓝粒不育株，诱导小麦和长穗偃麦草的4号染色体配对并发生互换，从而使T基因与E基因交换到一条姐妹染色单体上，以获得蓝粒和不育性状不分离的小麦 (3)20　4　1/16 (4)43　数目 (5)F4蓝粒不育株体细胞中T基因和E基因位于不同染色体上　F4蓝粒不育株体细胞中T基因和E基因位于同一条染色体上　 ② 学科网（北京）股份有限公司 $$