第5章 第2节 染色体变异-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中生物学必修第二册（人教版2024）

(3)无限形态结构糖蛋白黏着性 胞表面糖蛋白等物质的减少，使其易扩散和转移，B项错误； 5.(1)生物因素(2)DNA复制 细胞癌变，细胞的形态结构发生了显著变化，C项正确；癌变 6.(1)普遍性(2)随机性(4)低频性 是细胞异常分化的结果，此过程不可逆，D项错误。 7.(1)新基因(2)根本来源(3)原材料 3.D解析基因突变发生的时期越晚，生物体表现突变的部分 知识点2 就越少，对生物的彩响就越小，A项错误；受精作用是指精子 1.有性生殖不同性状 与卵细胞的结合，而基因突变主要发生在有丝分裂前的间期 2.后期非同源染色体四分体时期同源染色体 和减数分裂前的间期，基因重组发生在减数分裂I过程中，B [思考]提示生物的亲子代之间性状差异的主要原因是基因 项错误：发生在生殖细胞中的基因突变可以造传给下一代， 重组。 而发生在体细胞中的基因突变一般不会遗传给下一代，C项 关键能力·合作探究 错误；基因突变是基因中碱基的增添、缺失或替换，导致基因 教材边角 中的碱基序列改变，基因重组是基因的重新组合，只能改变 1.从基因角度分析，结肠癌发生的原因是相关基因（包括抑癌 基因型，D项正确。 基因工、原癌基因、抑癌基因Ⅱ、抑癌基因Ⅲ)发生了突变。 4.D解析原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和 2.存在 分裂的进程，抑癌基因能抑制细胞的生长和增殖，或促进细 3.癌细胞能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细胞膜上的 胞调亡，A项错误；肿寤细胞可无限增殖，B项错误；原癌基 糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体 因的正常表达对于细胞正常的生长和分裂是必需的，故人原 内分散和转移，等等。 癌基因Myc和Ras在人体知胞内编码功能正常的蛋白质，C [例1门B解析首先由赖氨酸的密码子分析转录模板基因的碱 项错误；依据题图分析，同时转入Myc和Ras的小鼠中，肿 基为TTC,确定赖氨酸的密码子为AAG,①处插入、③处缺 瘤小鼠比例大于只转入Myc或Ras的小鼠，说明两种基因 失碱基对均会使其后编码的氨基酸序列发生改变，④处碱 大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应，D项正确。 基对替换后密码子为AAA,还是对应赖氨酸，②处碱基对 5.C解析根据题意和图示分析可知，①②过程是一对等位基 替换后密码子变为GAG,对应谷氨酸。 因分离，形成2种配子，没有发生基因重组：③⑥过程是雌雄 [例2]C解析癌症是一系列基因突变累积的结果，A项错误： 配子随机结合，形成受精卵，没有发生基因重组；④⑤过程是 在没有外界诱发因素诱发的条件下，生物也可能会发生基 两对等位基因随着同源染色体的分开而分离，非同源柒色体 因突变，B项错误：基因突变的结果一般是产生等位基因， 上的非等位基因自由组合，形成4种配子，发生了基因重组。 故一般不会导致其数量发生改变，C项正确；原癌基因表达 综上分析，过程④⑤发生了基因重组。 的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，抑癌基因表 第2节染色体变异 达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖或促进细胞调亡，因 此防治结肠癌不能剔除原癌基因和抑癌基因，D项错误。 教材梳理·新知全解 [例3]解析(1)由分析可知，减数分裂形成配子的过程中，基因 知识点1 重组的途径有减数分裂工后期，非同源染色体上的非等位 数目或结构 基因自由组合；减数分裂I前期，同源染色体的非姐妹染色 知识点2 单体之间发生互换。(2)在诱变有种过程中，诱变获得的新 1.增加减少 个体通常为杂合子，自交后代会发生性状分离，故可以将该 2.个别染色体染色体组 个体进行自交，筛选出符合性状要求的个体后再自交，重复 3.(1)非同源形态(2)两(3)①三个三倍体香蕉②植 此过程，直到不发生性状分离为止，即可获得稳定遗传的纯 物③粗壮比较大糖类和蛋白质(4)①本物种配子 合子 ②弱小高度不育 答案(1)在诚数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组 [思考1门提示不一定，如由四倍体生物的配子形成的单倍体含 合，非等位基因自由组合：同源染色体上的等位基因随着非 有两个染色体组。只含有一个染色体组的个体是单倍体。 姐妹染色单体的互换而发生交换，导致染色单体上的基因 知识点3 重组(2)控制新性状的基因是杂合的通过自交筛选性 1.分生组织纺锤体 状能稳定遗传的子代 知识点4 例4]B解析基因重组是指进行有性生殖的生物，在减数分 1.缺失增加移接颠倒 裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合或同源 2.(1)数目或排列顺序性状的改变(2)不利 染色体的非姐妹染色单体之间发生染色体互换引起同源染 [思考2]提示两者都是通过绑制有丝分裂时细胞内纺锤体的 色体上非等位基因的重新组合。高茎豌豆与高茎碗豆杂交 形成，使染色体不能移向细胞两校，从而引起细胞内染色体 得到矮茎豌豆为性状分离，是基因分离的结果，不是基因重组。 数目加倍。 随堂检测·即时巩固 关键能力·合作探究 1.D解析产生镰状细胞贫血的根本原因是控制血红蛋白合 教材边角 成的基因中的一个碱基对发生了替换，直接原因是血红蛋白 1,提示平时吃的香蕉是栽培品种，体细胞中含有3套非同源染 中的一个氨基酸发生了改变，D项符合题意。 色体，在进行减数分裂时，染色体联会紊乱，不能产生正常 2.C解析细胞发生癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因 配子。 发生突变，致癌因子是导致癌症的重要因素，A项错误；癌细：2.提示(1)芽尖细胞正在进行有丝分裂，当秋水仙素作用于正 ·206· 在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能 (胚)。四倍体植株产生的雌配子含有22条染色体，二倍体 移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。 植株产生的雄配子含有11条染色体，则合子中含有33条 (2)雌配子中含有两个染色体组。杂交可获得三倍体植株。 染色体，三个染色体组。(2)三倍体植株体细胞中含有三个 产生多倍体的基本途径：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 染色体组，减数分裂时会发生联会素乱而无法形成正常的 (3)四倍体植株上结四倍体西瓜，四倍体西瓜内结的种子为 配子。(3)利用植物组织培养技术可以快速、大量繁殖植株。 三倍体，所以四倍体植株上结的西瓜是有子西瓜。三倍体植 答案(1)雌蕊（或柱头）2233(2)减数(3)组织培养 株上结的西瓜是无子西瓜。 (其他答案合理亦可) (4)因为三倍体植株不能进行正常的减数分裂，一般情况下 [例5们C解析染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位，易 不能形成配子，但也有可能形成正常的配子。 位四种类型，果蝇X染色体上的16A片段发生重复时，复 (5)进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获得大 眼会由正常的椭圆形变成“棒眼”，说明该变异属于染色体 量的组织苗，再进行移栽。 结构变异中的重复，C项正确。 (6)第一次传粉：获得三倍体种子：第二次传粉：促进子房发 [例6]C解析分析题意可知，大鼠控制黑眼/红眼的基因和控 育成果实。 制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上，两对等位基因为 3.解析配子中的染色体数目是体细胞中染色体数目的1/2，配 连锁关系，正常情况下，测交结果只能出现两种表型，但题 子中的染色体组数目也是体细胞中染色体组数目的1/2，判 干中某个体测交后代表型及比例为黑眼黑毛：黑眼白化： 断生物属于几倍体的依据是看受精卵发育成的个体体细胞 红眼黑毛：红眼白化=1：1：1：1，类似于非同源紫色体 中染色体组的数目为多少，有几组就是几倍体。 上两队基因自由组合的结果，推测该个体可产生四种数目 答弱 相等的配子，且控制两对性状的基因遵循自由组合定律，即 生物种类 豌豆 普通小麦 小黑麦 两对等位基因被易位到两条非同源染色体上，C项正确。 体细胞中的染色体数/条 14 42 56 随堂检测·即时巩固 1D解析由配子发育成的个体，不管含多少个染色体组，都 配子中的染色体数/条 7 21 28 称为单倍体，A项正确：细胞内含有两个染色体组的生物，可 体细胞中的染色体组数 2 6 8 能是单倍体（四倍体生物的配子发育而成），B项正确：也可 配子中的染色体组数 3 4 能是二倍体（合子或受精卵发育而成）。基因型为aaaBBBCcc 属于几倍体生物 二倍体 六倍体 八倍体 的植物，如果由配子发育而来，则为单倍体，如果由受精卵发 [例1]B解析图①②③④中的染色体组数分别是2、3、4、1，代 育而来，则为三倍体，D项正确。 表的生物均可能为单倍体；如果①②③细胞均由受精卵发 2.B解析由题干描述可知，猫叫综合征的病因是染色体缺失 有而来，则它们分别代表二倍体、三倍体、四倍体，④不可能 了部分片段导致，属于染色体结构变异中的缺失，B项正确。 由受精卵发育而来，其代表单倍体。每个染色体组中的染 3.A解析分析题图可知，图乙表示染色体②缺失D基因片 色体应该是形态、大小互不相同的，所以①②③④细胞中每 段：图丙是染色体①上C基因片段重复：图丁表示染色体① 个染色体组分别含有4,2、2、4条染色体。 上B、C基因片段位置颠倒，属于倒位：图戊中一条染色体的 [例2]B解析21三体综合征患者体内21号染色体多了一条， 片段移接到另一条非同源染色体上，属于易位。 体知胞中仍含有2个染色体组，A项错误：四倍体水稻的单 4.C解析低温诱导大蒜根尖细胞染色体数目加倍，不应出现 倍体体细胞中含2个染色体组，B项正确：一个染色体组中 三倍体，A项错误：低温诱导不能使所有细胞染色体数目都 染色体的大小、形态通常不同，C项错误：体细胞中含有3 加倍，B项错误；多倍体细胞形成的原理是抑制纺锤体的形 个染色体组的个体，若由受精卵发育而来，则为三倍体，若 成，阻止细胞的分裂，所以细胞周期是不完整的，C项正确； 由配子发育而来，则为单倍体，D项错误。 根尖细胞的分裂为有丝分裂，而非同源染色体重组发生在减 [例3]解析(I)培育无子西瓜的育种过程是通过改变染色体组 数分裂过程中，因此不能增加重组机会，D项错误。 数来改变生物的性状的，所以育种方法是多倍体育种，依据 5.A解析染色体数目变异细胞内染色体数目以一套完整的 的遗传学原理是柒色体变异。过程A需要用秋水仙素处 非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少属于染色体 理使染色体数目加倍，其作用是抑制细胞有丝分裂前期纺 数目变异。通过显微照片可知，该细胞包括14个四分体，7 锤体的形成。图中还要用秋水仙素处理的过程是K,目的 条单个柒色体，由于每个四分体是1对同源柒色体，所以14 是使单倍体植株染色体数目加倍，成为正常的二倍体。(2) 个四分体是28条染色体，再加上7条单个染色体，该细胞共 获得单倍体植株常用花药离体培养的方法，该育种方法是 有35条染色体。图为F1花粉母细胞减数分裂时染色体显 单倍体育种。与杂交育种相比，获得纯合二倍体植株的优 微照片，由图中含有四分体可知，该细胞正处于减数第一次 ,点是明显缩短育种年限。(3)基因重组发生在减数分裂形 分裂时期，此时染色体数目应与F:体细胞中染色体数目相 成配子时，图示A~K各时期中发生基因重组的时期为B 同，故F1体细胞中染色体敏日是35条，A项错误；由于六倍 C.D.J. 体小麦减数分裂产生的配子有3个染色体组，四倍体小麦减 答系(1)染色体变异抑制纺锤体形成K(2)花药离体 数分裂产生的配子有2个染色体组，因此受精作用后形成的 培养明显缩短育种年限(3)BCDJ F1体细胞中有5个柒色体组，F1花粉母细胞减数分裂时，会 [例4们解析(1)在三倍体无子西瓜培育过程中，以四倍体植株 出现来自六倍体小麦的染色体无法正常联会配对形成四分 为母本，授以二倍体植株花粉，可获得三倍体西瓜种子 体的情况，从而出现部分染色体以单个染色体的形式存在的 ·207· 情况，B项正确：F体细胞中存在异源染色体，所以同源染色 答案(1)2(2)XYY,(3)M果蝇与多只正常白眼雌果 体联会配对时，可能会出现联会素乱，无法形成正常配子，故 蝇I.子代出现红眼（雌）果蝇Ⅱ.子代全部白眼 F的育性低于亲本，C项正确：由题干信息可知，六倍体小麦 Ⅲ.无子代产生 和四倍体小麦能够进行有性杂交获得F,说明二者有亲缘 随堂演练 关系，D项正确。 1,D解析图中①②③④四种变异依次是基因重组（来色体互 换)、染色体结构变异中的易位、基因突变、染色体重复或缺 微专题五生物变异类型的判断与实验探究 失，道传物质都发生了变化，故①②③④都属于可遗传变异， [例1]C解析如果①基因序列整体缺失，最有可能发生了染 A项正确：③DNA分子中发生碱基的增添，从而引起基因碱 色体结构变异中的缺失，A项错误：同一条染色体上的基因 基序列发生改变，属于基因突变，B项正确：④中表示的变异 排列顺序改变，属于染色体结构变异中的倒位，B项错误； 可能是染色体结构变异中的缺失或重复（如果上面那条染色 发生在基因内部的碱基排列顺序的改变都是基因突变，但 体是正常染色体，则变异属于缺失；相反则为重复)，C项正 由于密码子具有简并性等原因，基因突变不一定会导致性 确：①表示同源染色体非姐蛛染色单体间的互换，发生在减 状的改变，C项正确；基因内部碱基缺失属于基因突变，D 数分裂I的前期，②表示的是非同源染色体之间的互换片 项错误。 段，D项错误。 [例2]B解析X射线可引起变异，即基因突变和染色体变异， 2.B解析染色体结构的变异，包括染色体片段的重复、缺失、 A项错误：通过杂交实验，根据后代的表型可以确定该突变 易位、倒位，会引起染色体上的基因数目和排列顺序发生改 是显性突变还是隐性突变，C项错误：白花植株的出现是突 变，但不会改变基因的种类，A项错误；在减数分裂I前期， 变的结果，不一定有利于香豌豆的生存，D项错误。 同源染色体的非姐妹染色单体之间交换相应的片段会导致 [例3]解扬(1)由题意可知，豌豆中粉红花植株基因型有2种： 染色体上的基因重组，B项正确：由于密码子具有简并性等 AABb、AaBb。AABb植株自交，后代的基因型及表型比例 原因，基因的碱基序列改变不一定会导致性状的改变，C项 为1AABB(白花)：2AABb(粉红花)：1AAbb(红花)，故可 错误：染色体数目或结构的变化属于染色体变异，不只发生 能出现白花植株。(2)①要验证假设一，可以在显微镜下观 在生殖细胞中，也会发生在体细胞中，D项错误。 察白花植株细胞有丝分裂中期（或减I)的染色体数是否为 3.A解析细菌属于原核生物，原核生物不能进行有性生殖， 13条，若为13条，则假设一正确。②纯合红花植株 不会产生基因重组，且原核细胞没有染色体，不会发生染色 (AAbb)与白花植株(aaBB)杂交，子代基因型应全为AaBb, 体变异，因此细菌产生的可遗传变异一般只能来自基因突 均为粉红花，若一个基因发生突变使其成为白花，则可能是 变，A项正确：基因突变是基因碱基序列改变，在光学显微镜 A→a,也可能是b→B,则白花植株的基因型为aaBb或 下观察不到，而染色体变异可借助显微镜观察，B项错误；基 AaBB。③为了验证假设二、三的正确性，可以让该白花突 因型为Aa的个体自交，因基因分离导政产生了两种比例相 支株自交，观察子代花色。若假设二成立，则该白花植株的 等的配子，经过雌雄配子的随机结合产生了显隐性比例为 基因型为aaBb或AaBB,自交后代全为白花：若假设三成 3:1的性状分离比，C项错误：基因突变的结果是产生新的 立，设另一对基因为C、c,则该白花植株的基因型为 基因，进而能产生新的性状，而基因重组是原有基因的重新 AaBbCc,自交所得的后代会出现红花(A bbcc)、粉红花 (A Bbcc)、白花(A BBcc、aacc或--_C).。 组合，因而能产生新的基因型，并可产生新的重组类型，D项 错误。 答案(1)2能(2)①显微镜下观察细胞有丝分裂中期 (或减I)的染色体数是否为13条②A或b③让该白花 4.D解析在膀胱癌患者中，发现原癌基因H一rs所编码蛋 突变株自交，观察子代花色全为白花出现红花和粉红 白质的第十二位氨基酸由甘氨酸变为缬氨酸，可能是碱基的 花（或出现白花、红花和粉红花） 替换造成的，属于基因突变，表明基因突变可导致癌变，A项 [例4们解析(1)正常采蝇为二倍体，减数分裂I过程中虽然同 正确：抑癌基因WT1的高度甲基化抑制了基因的表达，表明 源染色体已复制，但姐妹染色单体共用着丝粒，染色体数目 表观遗传变异可导致癌变，B项正确；原癌基因N一myc发 未改变，中期仍为两个染色体组。(2)白眼雌果蝇(X?XY) 生异常扩增，基因数目增加，属于染色体变异中的重复，表明 产生配子的过程中，由于性染色体为三条，其中任意两条配 染色体变异可导致癌变，C项正确：9号和22号染色体互换 对正常分离，而另一条随机移向一极，产生含两条或一条性 片段，原癌基因αbl过度表达，表明染色体变异可导致癌变， 染色体的配子，配子种类及其比例为2X:2XY:1XX D项错误。 1Y。(3)由题意可知，M果蝇的变异来源可能是环境改变 5.AB解析在形成配子①的减数分裂过程中，在减数分裂I 引起表型变化，但基因型未变：亲本果蝇发生基因突变：亲 后期，发生了非同源染色体上的非等位基因的自由组合，其 本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。实验的目的是 变异类型属于基因重组，与肺炎链球菌的转化类似，A项正 确定M果蝇的变异类型，可以用M果蝇与正常白眼雌果 确；形成配子②的原因是在减数分裂Ⅱ后期，姐妹染色单体 蝇(XX)杂交，通过观察杂交后代的表型比例判断M果蝇 分开后未分离，这属于染色体数目变异，唐氏综合征患者的 的变异类型。I,如果是环境改变引起表型变化，基因型未 体细胞中较正常人多了一条21号染色体，属于染色体数目 变，M果蝇的基图型为XY,则杂交后的雌果蝇是红眼； 异常引发的遗传病，B项正确；a和b是非同源染色体上的 Ⅱ.若亲本果蝇发生基因突变引起表型变化，M果蝇的基因 基因，而配子③中a和b位于同一条柒色体上，原因可能是 型为XY,则杂交后代全是白眼：Ⅲ，若亲本雌果蝇在减数 基因b所在的柒色体片段转移到了非同源染色体上，属于染 分裂时X染色体不分离引起表型变化，M果蝇的基因型为 色体结构变异中的易位，与果蝇花斑眼的变异类似，果蝇棒 XO,雄性不育，因此没有后代产生。 状眼的变异属于染色体结构变异中的重复，C项错误；产生 ·208·生物学必修2课堂学案 2.下列关于细胞癌变及癌细胞的叙述，正确的是 100 ive+Rux A.细胞发生癌变是受致癌因子的影响，不是基 Ras 因突变的结果 25 B.癌细胞表面的糖蛋白增加，使其易扩散和 Mve 转移 50100150200 时向（天） C.细胞癌变，细胞的形态结构发生了显著变化 A.原癌基因的作用是阻止细胞正常增殖 D.癌变是细胞异常分化的结果，此过程大多 B.三组小鼠的肿瘤细胞均没有无限增殖的 可逆 能力 3.下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确 C.两种基因在人体细胞内编码功能异常的蛋 的是 () 白质 A,基因突变发生的时期越晚，生物体表现突变 的部分就越多 D.两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积 B.基因突变和基因重组都能发生在受精过 效应 程中 5.如图所示，下列遗传图解中可以发生基因重组 C.基因突变产生的变异都能遗传给下一代 过程的是 ( D.基因突变能改变基因中的碱基序列，而基因 亲代：An x Aa 亲代：AaB,×AaBh ① 重组只能改变基因型 配了：A 配了：AB AbaBab ARAb aBab 4.(2022·广东)为研究人原癌基因Myc和Ras 的功能，科学家构建了三组转基因小鼠(Mv、 子代：AAAa Aa山 子f代：AB地buW Ras及Myc十Ras,基因均大量表达)，发现这 A.①②④⑤d B.①②③ 些小鼠随时间进程体内会出现肿瘤（如图）。 C.④⑤ D.③⑥ 下列叙述正确的是 ( ) 分提示 完成P课时作业（十六） 第2节 染色体变异 答案精解Pm 课标要求]1.阐述染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念及特点（生命观念）。2.掌握染色体 结构变异的类型和结果（生命观念）。3.比较单倍体育种和多倍体育种的原理、方法、流程和优点（科 学思维)。 教材梳理·新知全解 知识点1染色体变异的概念 2.类型 (1)细胞内 的增加或减少，如21 生物体的体细胞或生殖细胞内染色体 三体综合征。 的变化。 (2)细胞内的染色体数目以 的形式成 知识点2染色体数目的变异 倍增加或诚少，如雄蜂。 3.与染色体数目变异有关的概念 1.概念 (1)染色体组：细胞中的一组 染色体， 由染色体数目 或 而引 它们在 和功能上各不相同，携带着控 起的变异。 制生物生长、发育、遗传和变异的全部信息。 ·88· 第5章基因突变及其他变异 (2)二倍体：体细胞中含有 个染色体 ②固定：放入卡诺氏液中浸泡0.5一1h,以固 组，包括几乎全部动物和过半数的高等植物。 定细胞的形态。 (3)多倍体 ③冲洗：用体积分数为95%的酒精冲洗2次。 ①概念：体细胞中含 或三个以上染色 (3)制作装片 体组的个体。其中，体细胞中含有三个染色体 ①解离·②漂洗→③染色：使用质量浓度为 组的叫作 ,体细胞中含有四个染色体 0.01gml的甲紫溶液→④制片 组的叫作四倍体，例如， 是三倍体，马 (4)观察 铃薯是四倍体 ①先用低倍镜：找到要观察的细胞 ②分布：在 中常见，在动物中极少见。 ②后用高倍镜：观察一个细胞中的染色体数 ③特点：与二倍体植株相比，多倍体植株常常 目，比较不同细胞中的染色体数目。 是茎秆 ,叶片、果实和种子都 3.得出结论 等营养物质的含量都有所 低温能够诱导植物细胞染色体数目发生改变。 增加。 4.注意事项 (4)单倍体 (1)在显微镜下观察到的细胞已经死亡，不能 ①概念：染色体数和染色体组数是正常体细胞 观察到细胞中染色体数目的变化过程。 的一半，即体细胞中含有 染色 (2)选材只能是分生区细胞，不能进行细胞分 体数目的个体 裂的细胞不会出现染色体数目的变化 ②特点：与正常植株相比，植株长得 ,且 知识点4染色体结构的变异 1.类型 >思考1：单倍体是否只含一个染色体组？只含 类型 概念 实例 有一个染色体组的个体是否是单倍体？ 染色体某一片段 果蝇缺刻翅、猫 缺失 起变异 叫综合征 染色体中 某一片段 重复 果蝇棒状眼 知识点3低温诱导植物细胞染色体数目的变化 引起变异 1.实验原理 染色体的某一片段 用低温处理植物的 细胞，能够 易位 到另一条非同源染色体上 果蝇花斑眼 抑制 的形成，以致影响细胞有丝分 引起变异 裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成 染色体中的某一片段位置 两个子细胞，于是，植物细胞的染色体数目发 倒位 果蝇卷翅 引起的变异 生变化 2.对生物体的影响 2.方法步骤 (1)排列在染色体上的基因 发 (1)根尖的培养及诱导 生改变，从而导致 ①培养方法：将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内(4℃) (2)大多数对生物体 ,有的甚至会导 放置一周。取出后，放在装满清水的广口瓶上， 致生物体死亡。 让蒜的底部接触水面。 >思考2：秋水仙素与低温都能诱导染色体数目 ②诱导时机：待蒜长出1cm左右的不定根时 加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？ ③诱导措施：将整个装置放入冰箱冷藏室内， 诱导培养48~72h. (2)取材及固定 ①取材：剪取诱导处理的根尖约0.5~1cm。 ·89. 生物学必修2课堂学案 关键能力·合作探究 ■教材边角 3.(教材P“练习与应用”)填表比较豌豆、普通 L.(教材P,“问题探讨”)为什么平时吃的香蕉是 小麦、小黑麦的体细胞和配子中的染色体数 没有种子的？ 目，染色体组数目，并且注明它们分别属于几 倍体生物。 生物种类 豌豆 普通小麦 小黑麦 2.请结合教材P1“拓展应用·2”无子西瓜的培 体细胞中的染色体数/条 42 育，回答下列问题： 配子中的染色体数/条 7 28 (1)为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二 体细胞中的染色体组数 2 倍体西瓜幼苗的芽尖？ 配子中的染色体组数 属于几倍体生物 八倍体 探究点1染色体数目的变异 (2)四倍体西瓜植株做母本产生的雌配子中含 1.染色体组 有几个染色体组？获得的四倍体西瓜为何要 (1)概念 与二倍体杂交？你能说出产生多倍体的基本 染色体组是指细胞中形态和功能各不相 途径吗？ 同，但是携带着控制生物生长、发育、遗传和变 异的全部遗传信息的一组非同源染色体。 (2)某生物体细胞中染色体组数目的判断 (3)四倍体植株上结的西瓜是无子西瓜吗？ ①根据染色体形态判断：细胞 内形态、大小相同的染色体有 几条，则该细胞中就含有几个 染色体组。如图1，每种形态的 图1 (4)有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并 染色体有3条，则该细胞中含 不成熟的种子，请推测产生这些种子的原因。 有3个染色体组。 ②根据基因型判断：在细胞或生物体的基因型 中，控制同一性状的相同基因或等位基因出现 (5)无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别 几次，该细胞或生物体中就含有几个染色体 的替代方法？ 组。例如，基因型为AAaaBBBB的细胞或生 物体含有4个染色体组。 ③根据染色体数目和染色体形态推算含有几 个染色体组。 (6)在无子西瓜培育的过程中有两次传粉，请 染色体组数= 染色体数目 染色体形态数 分别说明各自的作用。 如图2，共有8条染色体，染色体 形态数（形态大小不相同）为2， 所以染色体组数为8÷2= 4(个)。 图2 ·90· 第5章基因突变及其他变异 2.单倍体、二倍体、多倍体 A.①代表的生物可能是二倍体，其每个染色 (1)生物体倍数的判别 体组含4条染色体 由于多倍体的生殖细胞内不止含有一个 B.②代表的生物可能是二倍体，其每个染色 染色体组，而由这样的生殖细胞直接发育成的 体组含3条染色体 个体是单倍体，所以判断生物为几倍体不能只 C.③代表的生物可能是四倍体，其每个染色 看细胞内含有几个染色体组，还要考虑生物个 体组含2条染色体 体发育的起点。 D.④代表的生物可能是单倍体，其每个染色 ①如果生物体是由受精卵或合子发育而成的， 体组含4条染色体 则该生物的体细胞内含有几个染色体组就叫 【例2】下列关于染色体组的说法，正确的是 几倍体。自然界中，几乎全部动物和过半数的 高等植物都是二倍体。 A.21三体综合征患者体细胞中含有3个染 ②如果生物体是由生殖细胞（卵细胞或花粉 色体组 粒)直接发育而成的，无论体细胞内含有几个 B.四倍体水稻的单倍体体细胞中含2个染色 染色体组，都只能叫单倍体。 体组 (2)单倍体、多倍体的比较 C.一个染色体组中的染色体大小、形态一般 相同 项目 单倍体 多倍体 D.体细胞中含有3个染色体组的个体即为三 体细胞中的染色体数 体细胞中含有三个 倍体 概念 目与本物种配子染色 或三个以上染色体 探究点2染色体变异在育种中的应用 体数目相同的个体 组的个体 外界环境条件剧变 1.单倍体育种和多倍体育种的过程 自然 单性生殖的结果 或生物体内部因素 (1)单倍体育种 成因 的干扰 背律金酷丝于货 迹合了 父育衔品种 直度发育成 璀子 →单倍休 第一牛 第牛 生：物体 发育 (二倍林 >介子发自 (2)多倍体育种 生物休〈三倍休林 过程 直接发有域 【多倍体 纪子 单倍体 正在萌发的种子或幼苗 秋水仙素处理，抑制纺 小物体 植株茎秆粗壮，营 锤体形成导致染色体不分离致细胞中染色 植株 植株弱小，生长发育快 养物质含量高、生 体数日加倍 正常分裂，分化，多倍体植物 特点 长发育延迟 2.三倍体无子西瓜的培育过程 可育性 高度不育 可有但结实率差 二倍体秋水四倍体获得.三倍体一丙瓜 倍体 获得 两低 应用 单倍体育种 多倍体育种 幼带 仙素 种子 株(？) 【例1】如图所示是细胞中所含的染色体，下列叙 二倍体西瓜 i株(cd) 传粉 传粉 述中不正确的是 苑次传粉朵交拔得二倍体种于 ①两次传粉 第二次传拉刺微子房发行成术实 ②一倍休西瓜无子的原因：一倍体西瓜在成数 分裂过径中。巾」染色体欣会亲乱，不能产小 2 正常了 ·91 生物学必修2课堂学案 误区防错 子与二倍体植株上产生的雄配子结合，形成 关于单倍体育种和多倍体育种 含有 条染色体的合子。 (1)单倍体育种一般应用于二倍体植物，因为 (2)上述杂交获得的种子可发育为三倍体植 四倍体植物通过单倍体育种形成的个体不一 株。该植株会产生无子果实，该果实无子的 定是纯合子。 原因是三倍体的细胞不能进行正常的 (2)用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍， 分裂。 若操作对象是单倍体植株，叫单倍体育种：若 (3)为了在短期内大量繁殖三倍体植株，理论 操作对象为正常植株，叫多倍体育种 上可以采用 的方法。 (3)花药离体培养是植物组织培养的一种形 探究点3染色体结构的变异 式，但因所用的花粉粒是经减数分裂产生的， 1.染色体结构变异的类型 因此花药离体培养得到单倍体植株属于有性 类型 定义 示意图 生殖。 【例3】如图是优质西瓜培育的两种方式，请回答 染色体中某一 下列问题： 缺失 片段缺失引起 变异 e 之供体处型网侣体 二倍休 一格体 n 染色体中增加 一倍体 单倍 重复 某一片段引起 r |花粒一侣体 R 变异 无子西瓜 纯合二倍体 (1)正常西瓜是二倍体，培育三倍体无子西瓜 染色体中某一 b 依据的遗传学原理是 过程A 倒位 片段位置颠倒 需要用秋水仙素处理使染色体加倍，秋水仙 引起变异 素的作用是 图中还要用秋水仙素处理的过程是 一条染色体的 某一片段移接 2 (填图中字母)。 h 3 易位 到另一条非同 e (2)过程J采用 方法获得单倍 源染色体上引 5 5 体植株，与杂交育种相比，这种方法获得纯合 6 起变异 二倍体植株的优点是 (3)图中发生基因重组的过程有 2.四种染色体结构变异的结果 (填图中字母)。 (1)缺失 导致染色体上的基因减少。 【例4】无子西瓜是由二倍体(2n=22)与同源四倍 (2)重复 导致同一条染色体上出现相同 体杂交后形成的三倍体。回答下列问题： 基因。 (1)杂交时选用四倍体植株作母本，用二倍体 (3)易位一一发生在非同源染色体之间，会导 植株作父本，取其花粉涂在四倍体植株的 致每条染色体上基因种类改变。 上，授粉后套袋。四倍体植株上产 (4)倒位 基因数目没有变化，基因排列顺 生的雌配子含有 条染色体，该雌配 序发生改变。 ·92· 第5章基因突变及其他变异 3.染色体结构变异对生物的影响 大多数染色体结构变异对生物是不利的，甚至 大多数染色体结构变异对生物体是不利 会导致生物体死亡。 的，有的甚至会导致生物体死亡。 (3)易位是染色体的某一片段移接到另一条非 同源染色体上，而染色体互换发生于同源染色 【例5】(2024·6月浙江)野生型果蝇的复眼为椭 体的非姐妹染色单体之间，前者属于染色体变 圆形，当果蝇X染色体上的16A片段发生重 异，后者属于基因重组。 复时，形成棒状的复眼（棒眼），如图所示。 【例6】(2022·湖南)大鼠控制黑眼/红眼的基因 T6A 和控制黑毛：白化的基因位于同一条染色体 野牛型 上。某个体测交后代表型及比例为黑眼黑毛· 好生型 棒眼果蝇X染色体的这种变化属于( 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 A.基因突变 B.基因重组 变异 C.染色体结构变异 D.染色体数日变异 abc d eD he x d e 误区防错 1 基因突变、基因重组和染色体变异的关系 Ac3文D ah bcx d e (1)基因突变是基因内部分子结构的改变，基 A B 因的数目和位置不发生改变，在光学显微镜下 kijD 观察不到；而染色体的结构变异在光学显微镜 a cXd r heodc 下可直接观察到。 ahC hD ! (2)染色体结构改变会使排列在染色体上的基 8h i id a文D 因数目和排列顺序发生改变，导致性状变异， C D 核心知识小结 [答题必备] L.染色体组是指细胞中一套完整的非同源染色体。 2.体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体叫作 单倍体：体细胞中含有两个染色体组的个体叫作二 网络构建] 倍体：体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个 体叫作多倍体。 缺失、重生、材位、倒位 单倍休育种 多倍休育种 3.与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度 不育。多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和 染色休结构变州 实战应用 种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都 染色体 变异 低温诱寻油物 有所增加。 染色体数T变开 纵胞染色体数 日变化的实验 ↓.单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼 苗等阶段，优点是能明显缩短育种年限。 细胞内 细胞内染色休数 个别染 门以套完整的 实验综现 实验步牌 5.秋水仙素或低温能够抑制纺锤体的形成，从而导致 色体的 非同期染色本为 增：或 染色体数目加倍 基数成倍地增 成少 或成东地成少 6.染色体结构变异可改变染色体上的基因数目或排 列顺序，该变异可在显微镜下观察到。 7.基因突变，基因重组和染色体变异都是可遗传变异 的来源，原因是三者均导致细胞内遗传物质发生 变化。 ·93· 生物学必修2课堂学案 随堂检测·即时巩固 1.下列有关单倍体的叙述，不正确的是( C.重复、缺失、倒位、易位 A.未经受精的卵细胞发育成的个体，一定是单 D.重复、缺失、易位、倒位 倍体 4.下列有关“低温诱导植物细胞染色体数目的变 B.细胞内有两个染色体组的生物体，可能是单 化”实验的叙述，正确的是 () 倍体 A.可能出现三倍体细胞 C.由生物的雄配子发育成的个体一定都是单 B.多倍体细胞形成的比例常达100% 倍体 C,多倍体细胞形成过程无完整的细胞周期 D.基因型为aaaBBBCcc的植物一定是三倍体 D.多倍体形成过程增加了非同源染色体重组 2.(2022·6月浙江)猫叫综合征的病因是人的5 的机会 号染色体短臂上的部分片段丢失所致。这种 5.(2024·北京)有性杂交可培育出综合性状优 变异属于 ( 于双亲的后代，是植物育种的重要手段。六倍 A.倒位B.缺失 C.重复 D.易位 体小麦和四倍体小麦有性杂交获得F。F花 3.若图甲中①②为一对同源染色体，③④为另一 粉母细胞减数分裂时染色体的显微照片如图。 对同源染色体，图中字母表示基因，“。”表示着 四分林 单个染色体 丝粒，则图乙~戊中染色体结构变异的类型依 次是 DAB C DE B 2A B C 2ABCD正 据图判断，错误的是 N D 00 ABML3 A.F,体细胞中有21条染色体 34 ①② B.F,含有不成对的染色体 00 C.F,植株的育性低于亲本 A.缺失、重复、倒位、易位 D.两个亲本有亲缘关系 B.缺失、重复、易位、倒位 提示完成Pm课时作业（十七） 微专题五 生物变异类型的判断与实验探究 答案精解P 探究点1生物变异类型的判断 此变异博次出现 变异个体自交或 可遗传变异 1,可遗传变异与不可遗传变异及判断方法 与其他个体杂交 此变异不巧出现 不可遗传变异 (1)可遗传变异与不可遗传变异 2.着眼于四大角度，辨析三种可遗传变异 ①不可遗传变异 原因 环境变化，遗传物质 (1)“互换”问题 未变 ①同源染色体上非姐妹染色单体间互换— 基因突变（生物变异的 基因重组」 ②可遗传变异 来源 根本来源) ②非同源染色体间互换（或单方移接）—染 基因重组 色体结构变异（即易位）。 染色体变异 [注]若同一条染色体的两姐妹染色单体发生 (2)判断方法：改变生物的生活环境，观察性状 是否遗传。 片段互换，则基因不改变。 ·94·