5.2 染色体变异（提升讲义）生物人教版必修2

本讲义聚焦染色体变异核心知识点，系统梳理染色体数目变异（个别增减、以染色体组为单位增减，涉及二倍体、多倍体、单倍体）和结构变异（缺失、重复、易位、倒位），结合人工诱导多倍体、单倍体育种应用及低温诱导实验，构建从概念到应用的完整学习支架。 该资料以“必会知识-难点突破-例题解析-综合练习”为主线，通过三倍体无子香蕉培育等实例渗透生命观念，低温诱导实验设计培养探究实践能力，难点对比辨析（如染色体组与单倍体）提升科学思维，课中辅助教师教学，课后助力学生查漏补缺。

第5章 基因突变及其他变异 第2节 染色体变异 必会知识一 染色体数目的变异 1．染色体变异的概念及种类 (1)概念：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。 (2)种类：染色体数目的变异和染色体结构的变异。 2．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。 3．二倍体和多倍体 (1)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。 (2)二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。 (3)多倍体 ①概念：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。 ②形成原因(以三倍体和四倍体为例) ③特点：多倍体植株常常是茎秆粗壮，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，也存在结实率低、晚熟等缺点。 [例1]基因型为Ddd的个体其染色体组成及基因位置有以下三种情况，D对d完全显性。减数分裂过程中同源染色体有3条时，联会的两条彼此分离另外一条随机移向一极，假设所有配子可育，所有个体均可正常存活。下列说法正确的是（    ） A．②自交后代的性状分离比为3：1 B．①②③个体可通过测交后观察子代表型及比例来加以区别 C．三种类型细胞经染色体染色后无法通过显微镜镜检加以辨别 D．图中属于染色体结构变异的只有③ 【答案】A 【详解】A、②产生的含D配子和不含D配子的比例均为1：1，自交后代含D的个体和不含D的个体比例为3：1，即②自交后代的性状分离比为3：1，A正确； B、①②③产生含D配子和不含D配子的比例均为1：1，因此测交后代的表型及比例相同，无法通过测交后观察子代表型及比例来加以区别，B错误； C、三种类型细胞均属于染色体变异，可以经过染色通过显微镜镜检加以辨别，C错误； D、图中属于染色体结构变异的是①③，②属于染色体数目变异，D错误。 故选A。 [例2]香蕉具有丰富的营养价值，三倍体无子香蕉是全球栽培香蕉的主力军。下图是由同源二倍体野生芭蕉（2N=22）培育三倍体无子香蕉的过程。下列相关叙述正确的是（　　） A．野生芭蕉与野生香蕉的结实率基本相同 B．培育的无子香蕉性状不能遗传给后代 C．若野生芭蕉基因型为Aa，则理论上无子香蕉的基因型有4种 D．由野生芭蕉培育野生香蕉利用的原理是抑制了间期纺锤体的形成 【答案】C 【详解】A、野生香蕉为四倍体，结实率降低，A错误； B、无子香蕉的无子性状是染色体数目变异引起的，染色体变异属于可遗传变异，可以遗传给后代，B错误； C、若野生芭蕉基因型为Aa，则加倍后野生香蕉的基因型为AAaa，AAaa产生AA、Aa、aa3种配子，Aa产生A、a2种配子，所以AAaa与Aa杂交，理论上无子香蕉的基因型有4种（AAA、AAa、Aaa、aaa），C正确； D、纺锤体的形成发生在前期，而不是间期，D错误。 故选C。 必会知识二 人工诱导多倍体及其应用 项目 人工诱导多倍体 方法 用秋水仙素诱发或用低温处理 处理对象 萌发的种子或幼苗 原理 能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使细胞内染色体数目加倍 应用 含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜的培育 [例1]下列关于变异和育种的叙述，正确的是 A．基因重组能产生新的基因 B．人工诱导产生的基因突变一定是有利的 C．单倍体的体细胞中只含有一个染色体组 D．多倍体育种的原理是染色体数目变异 【答案】D 【详解】A、基因突变能够产生新的基因，而基因重组不能产生新的基因，A错误； B、人工诱导产生的基因突变大多数是有害的，B错误； C、单倍体的体细胞中含有本物种配子中的染色体数目，不一定只有一个染色体组，C错误； D、多倍体育种的原理是染色体数目变异，D正确。 故选D。 [例2]下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述中，错误的是（　　） A．人工诱导多倍体常用的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 B．利用单倍体植株培育新品种，能明显缩短育种年限 C．含两个染色体组的个体就是二倍体 D．一个染色体组中不含同源染色体 【答案】C 【分析】1、染色体组是指细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。染色体组的特点是不含同源染色体，不含等位基因。 2、单倍体是由配子直接发育而来的个体。 3、由受精卵发育而来，体细胞中含有几个染色体组的个体就叫几倍体。 【详解】A、人工诱导多倍体常用的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，原理是抑制纺锤体的形成，A正确； B、单倍体育种能明显缩短育种年限，B正确； C、四倍体产生的配子形成的个体含有两个染色体组，为单倍体，不是二倍体，C错误； D、染色体组由一组非同源染色体组成，因此一个染色体组中不含同源染色体，D正确。 故选C。 必会知识三 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．实验步骤与现象 (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。 [例1]下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目变化”实验的操作，错误的是（    ） A．可用甲紫染色观察低温诱导的植物染色体数目变化 B．若低温诱导大蒜根尖时间过短，可能难以观察到染色体加倍 C．需用卡诺氏液固定细胞形态，然后用95%的酒精冲洗 D．按照解离、染色、漂洗、制片的步骤制作临时装片 【答案】D 【详解】A、甲紫是碱性染料，用于染色体染色，与常规有丝分裂实验相同，A正确； B、低温处理时间过短，纺锤体未被充分抑制，导致染色体加倍细胞减少，B正确； C、低温诱导植物染色体数目变化的实验中，剪去诱导处理的根尖，放入卡诺氏液浸泡，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗两次，C正确； D、正确步骤为解离→漂洗→染色→制片，选项顺序“解离、染色、漂洗”错误，D错误。 故选D。 [例2]培养辣椒花药获得的再生植株根尖用0.1%秋水仙素处理，可提高分裂指数（指细胞群中分裂期细胞所占的百分比）。经染色体计数鉴定得出5株花药培养再生植株中有4株二倍体辣椒和1株单倍体辣椒。辣椒根尖制片的步骤包括：固定（卡诺氏液）、解离、漂洗、染色、制片。下列相关叙述错误的是（　　） A．解离的目的是使组织细胞相互分离开来，漂洗是为防止解离过度 B．使用卡诺氏液可迅速穿透、固定细胞，并能维持染色体结构的完整性 C．对辣椒根尖组织细胞染色时，可选用酸性染料甲紫溶液进行染色 D．在盖玻片上用铅笔的橡皮头端轻轻敲打或用拇指按压盖玻片，有利于细胞分散 【答案】C 【详解】A、解离的目的是用解离液（如盐酸和酒精混合液）使组织细胞相互分离开来，便于观察；漂洗是用清水洗去解离液，防止解离过度破坏细胞结构，并为染色做准备，A正确； B、卡诺氏液是一种固定液，能迅速穿透细胞，固定细胞形态，并维持染色体结构的完整性，B正确； C、对辣椒根尖组织细胞染色时，应选用碱性染料（如龙胆紫或醋酸洋红）进行染色，因为染色体主要由DNA和组蛋白组成，呈酸性，易与碱性染料结合。甲紫溶液（即龙胆紫）属于碱性染料，而非酸性染料，C错误； D、在制片过程中，在盖玻片上用铅笔的橡皮头端轻轻敲打或用拇指按压盖玻片，可施加压力使细胞分散，有利于显微镜观察，D正确。 故选C。 必会知识四 单倍体及单倍体育种 1．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。 (2)实例：蜜蜂中的雄蜂，单倍体的农作物。 (3)特点：与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。 2．单倍体育种的原理和操作过程 (1)原理：染色体数目变异。 (2)过程 用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种，培育矮秆抗病小麦的过程如图所示： 其中单倍体育种的核心步骤为①花药离体培养、②秋水仙素处理单倍体幼苗诱导染色体数目加倍。 (3)优点：单倍体育种能明显缩短育种年限，子代均为纯合子。 [例1]下图为利用普通水稻（2n=24）培育耐盐水稻新品种的育种方案。下列相关叙述错误的是（　　） A．①方法处理时，选用萌发种子的成功率高于休眠种子 B．过程②多代自交，选择后代中不发生性状分离的植株留种 C．过程③中秋水仙素会抑制纺锤体形成，使细胞停滞在中期 D．过程③最后获得的植株为单倍体，细胞内染色体最多为24条 【答案】D 【详解】A、萌发种子的细胞分裂旺盛，与休眠种子相比，更易发生基因突变，故①方法处理时，选用萌发种子的成功率高于休眠种子，A正确； B、过程②多代自交，选择后代中不发生性状分离的植株说明是纯合子，可以留种，B正确； C、秋水仙素在前期抑制纺锤体形成，使细胞停滞在中期，C正确； D、过程③中单倍体经过秋水仙素处理染色体数加倍，有丝分裂后期细胞内染色体最多，为48条，D错误。 故选D。 [例2]如图是某植物（二倍体）的多种育种方法途径，a～f是育种处理手段（其中e是射线处理），甲、乙、丙分别代表不同植株。分析以下说法错误的是（　　） A．图中c、f过程都可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 B．杂交育种过程如需获得显性纯合子需经历较长的纯化过程，单倍体育种由配子直接加倍获得纯合子，育种年限短 C．植株甲和植株丙是纯系植株，植株乙具有新基因 D．d和b过程可发生基因重组，f过程发生了染色体变异 【答案】A 【详解】A、a→b→c→丙表示单倍体育种，种子或幼苗→e→乙表示诱变育种，种子或幼苗→f→新品种表示多倍体育种，单倍体育种中一般没有种子，只能用秋水仙素处理幼苗，A错误； B、杂交育种和单倍体育种都能获得显性纯合子，不同的是杂交育种操作简单，但育种年限较长，而单倍体育种技术复杂，但育种年限短，B正确； C、通过杂交育种筛选获得的植株甲，通过单倍体育种获得的植株丙，都是纯合子，经过射线处理获得的植株乙已经发生基因突变，具有新基因，C正确； D、d和b过程都存在减数分裂，都可发生基因重组，f过程发生染色体数目变异获得多倍体，D正确。 故选A。 必会知识五 染色体结构的变异 1．类型 图解 变化 名称 举例 染色体b片段缺失 缺失 果蝇缺刻翅的形成 染色体b片段增加 重复 果蝇棒状眼的形成 染色体的某一片段(d、g)移接到另一条非同源染色体上 易位 果蝇花斑眼的形成 同一条染色体上某一片段(a、b)位置颠倒 倒位 果蝇卷翅的形成 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。 [例1]当染色体的数目或者染色体的结构发生改变时，遗传信息会随之改变，进而引起生物后代性状的改变，这就是染色体变异。某二倍体动物有关的几种变异，如下图所示。下列有关叙述正确的是（　　） A．①②③④⑤都属于光学显微镜能观察到的可遗传变异 B．若①为精原细胞能减数分裂，产生正常配子的概率为1/2 C．该动物口腔上皮细胞内能发生的变异类型有①②③④⑤ D．若④为卵原细胞，减数分裂产生的卵细胞有4种可能的类型 【答案】B 【详解】A、①为染色体数目变异，②为同源染色体非姐妹染色单体上非等位基因之间的基因重组，③为染色体结构变异中的缺失，④中发生了染色体结构变异中的易位，还导致了染色体数目变化，⑤为基因突变，都是可遗传变异，但是⑤不能使用光学显微镜观察，A错误； B、若①为精原细胞，减数分裂Ⅰ过程中，同源染色体分离，多出的那条染色体随机移向细胞的一极，产生一个正常的和一个异常的次级精母细胞，减数分裂Ⅱ完成时，产生正常配子的概率为1/2，B正确； C、口腔上皮细胞属于高度分化的体细胞，不能发生②基因重组，C错误； D、若④为卵原细胞，减数分裂产生的卵细胞可能有13、17连接体，13和17染色体，13、17连接体和13染色体，17染色体，13、17连接体和17染色体，13染色体，6种类型，D错误。 故选B。 [例2]人类的慢性粒细胞白血病（CML）是由造血干细胞中出现的“费城染色体”导致的，该染色体上的BCR-ABL融合基因表达BCR-ABL融合蛋白，使酪氨酸激酶一直保持活性，从而抑制细胞凋亡。下列叙述错误的是（　　） A．“费城染色体”的形成改变了细胞中基因的种类和数量 B．CML与唐氏综合征的病因不同，但都可用显微镜观察 C．抑制细胞中酪氨酸激酶活性的药物可用于治疗CML D．CML患者与正常人婚配，后代患CML的概率为1/2 【答案】D 【详解】A、据图分析，“费城染色体”的形成是非同源染色体发生易位的结果，改变了细胞中的基因种类和数量，A正确； B、CML是染色体结构变异导致的，唐氏综合征是染色体数目变异导致的，二者病因不同，但染色体变异可在高倍显微镜下观察到，B正确； C、根据题意，BCR-ABL融合基因表达BCR-ABL融合蛋白，使酪氨酸—2—激酶一直保持活性，抑制了细胞凋亡，因此，使用抑制酪氨酸激酶活性的药物可治疗CML，C正确； D、“费城染色体”存在于造血干细胞中，造血干细胞是体细胞，一般不会遗传给后代，D错误。 故选D。 难点知识一 染色体数目变异 1．类型及实例 2．染色体组分析(根据果蝇染色体组成图归纳) (1)从染色体来源看，一个染色体组中不含同源染色体。 (2)从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。 (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一整套基因，但不能重复。 3．单倍体、二倍体和多倍体 项目 单倍体 二倍体 多倍体 概念 体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体 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 (通常是)受精卵 (通常是)受精卵 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、果实和种子较大； ③营养物质含量都有所增加 体细胞染色体组数 ≥1 2 ≥3 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 命题角度1 染色体组 如图表示动物的两个个体的细胞分裂图像，下列叙述正确的是（    ） A．甲、丙完成减数分裂均可产生4个配子 B．甲、乙一定来自雌性个体，丙、丁一定来自雄性个体 C．甲、丙有4个染色体组，乙、丁有2个染色体组 D．乙、丁的染色体数与减数分裂Ⅰ前间期细胞的染色体数相同 【答案】D 【详解】A、甲细胞含有同源染色体，同源染色体正在分离，细胞质不均等分裂，甲是初级卵母细胞，减数分裂后产生1个卵细胞（配子）和3个极体；丙细胞含有同源染色体，且同源染色体正在分离，细胞质均等分裂，丙是初级精母细胞，减数分裂后产生4个精细胞（配子），A错误； B、甲和乙细胞质不均等分裂，来自雌性；丙细胞质均等分裂，来自雄性；丁可能是次级精母细胞（雄性）或极体（雌性），B错误； C、甲、丙处于减数第一次分裂后期，细胞中含2个染色体组；乙、丁处于减数第二次分裂后期，细胞中含2个染色体组（着丝粒分裂后，染色体暂时加倍），C错误； D、减数第一次分裂前间期细胞的染色体数与体细胞相同；乙、丁处于减数第二次分裂后期，着丝粒分裂后染色体数也与体细胞相同，D正确。 故选D。 命题角度2 单倍体、二倍体和多倍体 下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述，正确的是（    ） A．体细胞中含有两个染色体组的个体就是二倍体。 B．单倍体的体细胞中一定只含有一个染色体组。 C．用秋水仙素处理单倍体幼苗，得到的一定是二倍体。 D．由受精卵发育而来，体细胞中含有三个染色体组的个体是三倍体。 【答案】D 【分析】1、染色体组：每套非同源染色体组成一个染色体组。 2、单倍体、二倍体和多倍体： （1）由配子发育成的个体叫单倍体。单倍体含有的染色体组数可以是一个、两个、三个至多个； （2）由受精卵发育成的个体，体细胞中含几个染色体组就叫几倍体，如含两个染色体组就叫二倍体，含三个染色体组就叫三倍体，以此类推。体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。 【详解】A．体细胞中含有两个染色体组的个体不一定是二倍体。若该个体由配子直接发育而来（如四倍体的单倍体），则属于单倍体，而非二倍体。二倍体必须由受精卵发育而来，A错误； B．单倍体的体细胞中染色体组数不一定为一个。例如，四倍体的单倍体含有两个染色体组，B错误； C．秋水仙素处理单倍体幼苗的结果取决于原单倍体的染色体组数。若单倍体含两个染色体组（如四倍体的单倍体），处理后得到的是四倍体，而非二倍体，C错误； D．由受精卵发育而来且体细胞含三个染色体组的个体，符合三倍体的定义，D正确； 故选D。 难点知识二 染色体结构的变异 1．类型及实例 类型 图解 显微观察的联会异常 举例 缺失 猫叫综合征、果蝇的缺刻翅 重复 果蝇的棒状眼 易位 人慢性粒细胞白血病、果蝇的花斑眼 倒位 果蝇的卷翅 2．结果和影响 结果 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 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 命题角度1 染色体结构变异的定义、判断标准 下列关于染色体变异的叙述，错误的是（    ） A．四分体中的非姐妹染色单体片段互换属于染色体结构变异 B．猫叫综合征和唐氏综合征都属于染色体异常遗传病 C．单倍体育种和多倍体育种的原理都是染色体数目变异 D．有丝分裂和减数分裂过程中都可能发生染色体结构和数目的改变 【答案】A 【详解】A、四分体中的非姐妹染色单体片段互换是减数分裂过程中的交叉互换，属于基因重组，而非染色体结构变异，染色体结构变异包括缺失、重复、倒位、易位等，A错误； B、猫叫综合征由5号染色体部分缺失（染色体结构变异）引起，唐氏综合征由21号染色体三体（染色体数目变异）引起，两者均属于染色体异常遗传病，B正确； C、单倍体育种通过花药离体培养获得单倍体植株，再经秋水仙素处理使染色体数目加倍；多倍体育种用秋水仙素直接诱导染色体数目加倍，两者原理均为染色体数目变异，C正确； D、有丝分裂和减数分裂过程中，染色体可能因异常发生结构改变（如易位）或数目改变（如非整倍体），D正确。 故选A。 命题角度2 异位与交叉互换 某精原细胞减数分裂过程中，由于染色体倒位，同源染色体联会时会形成倒位环，此时经常伴随同源染色体的交叉互换，如下图。完成分裂后，若配子中出现染色体片段缺失或者染色体上增加某个相同片段，则不能存活，而出现倒位的配子能存活。已知正常染色体上相关片段的排列顺序是ABC．DE，下列叙述正确的是（　　） A．染色单体II和III发生交叉互换 B．该精原细胞完成减数分裂后，能产生三种可育配子 C．图示细胞中既发生了染色体变异，也发生了基因重组，都能为生物进化提供原材料 D．该细胞中倒位环也可在有丝分裂过程中观察到 【答案】C 【分析】染色体数目异常包括：个别染色体数目的增加或减少；以染色体组的形式成倍的增加或减少。染色体结构异常包括：重复、缺失、倒位和易位。 【详解】A、细胞中染色单体Ⅱ和IV发生了交叉互换，A错误； B、配子中出现染色体片段缺失或重复，则不能存活，出现倒位的配子能存活，经过倒位后交叉互换，可能会形成四个配子为：ABCDE（正常）、adcbe（倒位但能存活）、ABcda（缺失了e，不能存活）、ebCDE（缺失了A，不能存活），因此该精原细胞共产生了2种类型的可育雄配子， B错误； C、图示细胞中既发生了染色体变异，也发生了基因重组，染色体畸变、基因突变、基因重组都为生物进化提供原材料，C正确； D、倒位环是染色体发生倒位后配对时形成的环状结构，有丝分裂没有同源染色体的配对，不会出现倒位环，D错误。 故选C。 难点知识三 变异在育种中的应用 1．单倍体育种与杂交育种的关系 2．根据不同育种目标选择最佳育种方案 育种目标 育种方案 集合双亲优良性状 单倍体育种(明显缩短育种年限) 杂交育种(耗时较长，但简便易行) 快速获得纯种 单倍体育种 对原品系实施“定向”改造 基因工程育种或植物细胞工程育种(植物体细胞杂交) 让原品系产生新性状 诱变育种(可提高突变频率，获得理想性状) 使原品系营养器官“增大”或“加强” 多倍体育种 培育无子果实 多倍体育种(如三倍体植株减数分裂时联会紊乱，因而不能结出种子) 3.三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、花的染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目不变。 ③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜植株在减数分裂时出现染色体联会紊乱，不能产生可育配子。 命题角度1 单倍体育种 有色大米中含有天然色素、维生素、矿物质和抗氧化物物质，一定程度上能帮助人们降低患癌症和糖尿病的风险，但与白色水稻相比，有色水稻生长周期长、产量低。科学家为了培育高产的有色水稻进行了如图相关实验，下列叙述错误的是（    ） A．经处理后得到的植株1是二倍体，植株2为单倍体 B．图示过程涉及的育种方法有杂交育种和单倍体育种 C．图示过程可以说明有色水稻和白色水稻是同一物种 D．秋水仙素影响着丝粒分裂使细胞中染色体数目加倍 【答案】D 【分析】单倍体育种的原理是染色体变异，方法是用花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱导染色体数目加倍，优点是纯合体自交后代不发生性状分离，因而能明显缩短育种年限。 【详解】A、经花药离体培养后得到单倍体幼苗，正常培养得到单倍体植株2，秋水仙素处理使染色体加倍，得到二倍体植株1，A正确； B、图示过程涉及的育种方法有杂交育种和单倍体育种，B正确； C、有色水稻和白色水稻杂交得到F1，F1自交能产生植株3，说明两者为同一物种，C正确； D、秋水仙素不会影响着丝粒的分裂，而是抑制纺锤体的形成，D错误。 故选D。 命题角度2 多倍体育种 研究人员以二倍体西瓜品种M为父本与四倍体西瓜品种J杂交，从子代中筛选出品质优良的三倍体无子西瓜新品种Z。下列叙述错误的是（    ） A．三倍体西瓜Z的培育过程中，秋水仙素可用于处理父本M的幼苗 B．三倍体西瓜Z不育的主要原因是其减数分裂过程中染色体联会紊乱 C．培育三倍体西瓜Z的过程中，J、M的减数分裂未发生基因重组 D．三倍体西瓜Z所结的果实中没有种子是因为其不能进行减数分裂 【答案】ACD 【详解】A、秋水仙素处理的是二倍体西瓜幼苗，以得到四倍体西瓜J，并让其作为母本，而不是用于处理父本M，A错误； B、三倍体西瓜不育的主要原因是其减数分裂过程中，同源染色体联会紊乱，无法形成正常配子，B正确； C、J、M的减数分裂过程中会发生非同源染色体上的自由组合，从而发生基因重组，C错误； D、三倍体西瓜Z的果实中没有种子是因为其不能形成可育配子，无法形成正常的受精卵和胚，而不是不能进行减数分裂，D错误。 故选ACD。 命题角度3 杂交育种 利用甲、乙两个小麦品种培育新品种小麦丙的过程如图所示，下列说法错误的是（　　） A．该过程利用了基因的多样性 B．甲和乙杂交进行的是自花传粉 C．该育种方法为杂交育种 D．丙具备两个亲本的优良性状 【答案】B 【详解】A、基因的多样性是生物多样性的重要组成部分，也是杂交育种的基础。通过选择不同的亲本进行杂交，可以组合出多种基因型，从而有可能获得具有优良性状的新品种；利用甲、乙两个小麦品种培育新品种小麦丙的过程，确实利用了基因的多样性，A正确。 B、甲和乙杂交进行的是异花传粉，而不是自花传粉，B错误。 C、杂交育种是通过不同品种之间的杂交，利用基因重组的原理，获得具有优良性状的新品种的方法；题图育种方法为杂交育种，C正确。 D、由图可知，丙具备两个亲本的优良性状，即高产和抗倒伏这两个优良性状，D正确。 故选B。 一、单选题 1．下列关于变异、育种的叙述，正确的是（　　） A．改良某种缺乏抗病性的水稻品种可采用单倍体育种 B．单倍体植株只含有一个染色体组，长得弱小且高度不育 C．用秋水仙素处理植物的叶肉细胞即可获得多倍体植株 D．低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理相同 【答案】D 【详解】A、单倍体育种通过花粉离体培养和秋水仙素处理获得纯合体，但无法直接引入抗病性状，需通过杂交或诱变育种改良性状，A错误； B、单倍体植株的染色体组数取决于原物种（如四倍体的单倍体含两个染色体组），并非所有单倍体均仅含一个染色体组，B错误； C、秋水仙素需作用于分裂活跃的细胞（如分生组织），叶肉细胞高度分化且分裂能力弱，处理后需通过组织培养才能发育为植株，C错误； D、低温和秋水仙素均通过抑制纺锤体形成导致染色体加倍，原理相同，D正确。 故选D。 2．如图①～④表示二倍体生物细胞中染色体可能发生的一系列情况，①中字母表示染色体上对应的基因。下列对图示的分析，正确的是（　　） A．发生①中染色体变化的细胞中只有一条染色体发生了变异 B．②中异常染色体所在细胞中基因数量、基因种类一定减少 C．③中“凸环”的形成原因一定是联会中的一条染色体上增加了某一片段 D．④染色体结构没有改变，仍属于可遗传的变异 【答案】D 【详解】A、①属于染色体结构变异的易位，两条非同源染色体之间发生片段互换，所以①染色体变化的细胞中有两条染色体发生了变异，A错误； B、②中染色体的结构明显变短，是染色体结构缺失，异常染色体所在细胞中基因数量减少，但细胞中基因种类不一定减少（正常染色体上可能含有该丢失的基因），B错误； C、③中“凸环”的形成原因是联会中的异常染色体上增加了某一片段或异常染色体上缺失了某一片段，C错误； D、④染色体结构没有改变，但是属于同源染色体非姐妹染色单体之间的互换，仍属于可遗传的变异，D正确。 故选D。 3．用显微镜观察某植物花粉母细胞（形成花粉的原始生殖细胞）的减数分裂时发现了下图所示的甲、乙、丙三种结构（为方便起见，只表示了染色体，未表示出染色单体）。下列相关判断错误的是（    ） A．甲可能处于减数分裂Ⅰ的前期，同源染色体正在联会 B．乙、丙处于减数分裂Ⅰ的后期，同源染色体正在发生分离 C．若按细胞分裂的进程排序，三图的顺序应该是甲→丙→乙 D．丙图所示的细胞完成分裂产生的配子中正常配子占1/2 【答案】C 【详解】A、分析题图可知，甲正在发生同源染色体的联会，处于减数分裂Ⅰ的前期，A正确； B、乙、丙正在进行同源染色体的分离，处于减数分裂Ⅰ的后期，B正确； C、乙、丙正在进行同源染色体的分离，都处于减数分裂Ⅰ的后期，且丙图中可观察到易位环，因此三图的顺序应该是甲→乙→丙，C错误； D、图丙中移向上面的两条染色体进入一个子细胞，产生的配子中正常配子占1/2，D正确。 故选C。 4．某人类遗传病是由9号染色体和22号染色体互换片段所致，其过程如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．该变异是由非同源染色体片段间移接引起 B．该变异可使染色体上的基因排列顺序发生改变 C．患者初级精(卵)母细胞在减数分裂时形成21个正常四分体 D．患者不能产生染色体数目正常的成熟生殖细胞 【答案】D 【详解】A、据图可知，该变异发生在非同源染色体之间，由非同源染色体片段间移接引起，属于染色体结构变异的易位，A正确； B、该变异（易位）后，会使染色体上的基因排列顺序发生改变，B正确； C、由于9号和22号染色体发生了易位，所以处于减数第一次分裂前期的初级精（卵）母细胞中含有21对呈联会状态的同源染色体，构成21个四分体，C正确； D、在减数第一次分裂后期，同源染色体分离，则易位后的新染色体会和正常的9号、22号染色体随机结合和分离，所以患者会产生染色体数目正常的成熟生殖细胞，即新染色体移向细胞一极，正常的9、22位于细胞另一极，D错误。 故选D。 5．研究人员通过技术手段去除某种鱼类的 smc5 基因，发现该种鱼类的肝脏对糖类的利用和转化发生了变化。以下关于 smc5 基因的说法不正确的是（    ） A．smc5基因位于细胞核的染色体上 B．smc5基因能控制该种鱼类的性状 C．smc5基因是一段有遗传效应的DNA片段 D．smc5基因缺失导致的变异属于不遗传的变异 【答案】D 【详解】ABC、染色体主要由DNA和蛋白质组成，就鱼类而言，基因是有遗传效应的DNA片段，去除smc5 基因的某种鱼类，其肝脏对糖类的利用和转化发生了变化，说明smc5 基因位于细胞核的染色体上，能控制该种鱼类的性状，smc5基因是一段有遗传效应的DNA片段，ABC正确； D、smc5基因缺失导致的变异为染色体结构变异，属于可遗传的变异，D错误。 故选D。 6．60Co辐射可使部分花粉活力降低，通过受精过程可诱导卵细胞发育成单倍体幼胚。科研人员利用此原理，通过下图所示操作培养西葫芦优良品种。 下列相关叙述不正确的是（　　） A．雌花套袋的目的是防止外来花粉的干扰 B．经②得到的部分幼苗体细胞染色体数目可能与④获得的品种相同 C．④处理可在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成 D．③应挑选幼苗中叶片大、茎秆粗壮的个体即为单倍体 【答案】D 【详解】A、雌花套袋的目的是防止外来花粉落在雌蕊的柱头上完成受精而影响实验的结果，A正确； B、由于诱变过程中只有少数花粉发生了突变，形成了活力降低的花粉，因此②中有受精卵发育的个体，也有卵细胞发育的个体， ④中有染色体加倍后形成的正常二倍体细胞，也有染色体未加倍的细胞，所以经②得到的部分幼苗体细胞染色体数目可能与④获得的品种相同，B正确； C、④是用秋水仙素来处理单倍体幼苗，在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，C正确； D、由于突变的花粉可能只是一部分，所以在离体培养的幼胚发育得到的植株中有些并不是卵细胞发育而来的单倍体植株，所以最后还需要进行对培育植株进行形态上的筛选，一般是根据单倍体植株长得弱小且高度不育的特点进行选择，D错误。 故选D。 7．染色体变异是重要的可遗传变异来源之一，其类型有多种，研究染色体变异在育种和医学方面具有重要的意义。以下说法正确的是（    ） A．图中所示的①一⑤五种变异发生在二倍体生物中，其中可发生于 DNA 复制过程的是③，该变异会使基因数目发生变化 B．只能发生于减数分裂过程的是②，属于染色体结构变异的是①④ C．变异④对基因数量的影响是增多或减少 D．孕妇若想避免生出⑤这样的患儿，可以在孕期做基因检测 【答案】C 【详解】A、据图可知，图中③发生了碱基对的增添（缺失），属于基因突变，该过程可发生于DNA分子复制时，该变异会导致基因结构的改变，不会使基因数目发生改变，A错误； B、只能发生于减数分裂过程的是①同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换，染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型，图中可表示染色体结构变异的是②易位、④缺失（重复），B错误； C、图中的④可能发生的是缺失或者重复，对基因数量的影响是增多或减少，C正确； D、⑤表示三体，属于染色体数目变异，基因检测不能检测出染色体数目变异，应做染色体分析，D错误。 故选C。 8．已知西瓜早熟（A）对晚熟（a）为显性，皮厚（B）对皮薄（b）为显性，沙瓤（C）对紧瓤（c）为显性，控制上述三对性状的基因独立遗传。现有三个纯合的西瓜品种甲（AABBcc）、乙（aabbCC）、丙（AAbbcc），某课题组进行如图所示的育种过程。有关说法错误的是（    ） A．③⑨⑩幼苗体细胞中的染色体组数不完全相同 B．与⑤植物相比，⑥植株的果实更大，含糖量更高 C．通常用一定浓度的相关试剂处理⑦的幼苗或种子 D．为获得早熟、皮薄、沙瓤的纯种西瓜，最好选用品种乙和丙进行杂交育种 【答案】C 【详解】A、③为2个染色体组，秋水仙素能让染色体加倍，⑥有4个染色体组，⑨有3个染色体组，⑦有1个染色体组，⑩有2个染色体组，③⑩相同，因此③⑨⑩幼苗体细胞中的染色体组数不完全相同，A正确； B、⑥染色体数目加倍，与⑤植物相比，⑥植株的果实更大，含糖量更高，B正确； C、⑦是通过花药离体培养得到的单倍体幼苗，一般高度不育，没有种子。所以通常用一定浓度的秋水仙素处理⑦的幼苗，而不是种子，C错误； D、提供的三个纯合的西瓜品种甲(AABBcc)、乙(aabbCC)、丙(AAbbcc)，为获得早熟、皮薄、沙瓢的纯种西瓜(AAbbCC)，最好选用品种乙和丙进行杂交，D正确。 故选C。 二、多选题 9．某二倍体动物的一对同源染色体上部分基因及其位置如甲图所示。研究发现，该动物减数分裂过程中，需重组酶RAD51介导同源染色体间的配对与交换。对精子进行分析，发现了乙图中6种基因组成不同的精子。下列叙述正确的是（    ） A．由一个细胞最终产生的1和6，可能是RAD51参与的基因重组的结果 B．2、4、5属于染色体结构变异，均发生了基因数目的改变 C．3的变异类型为基因突变，不改变染色体上基因的排列顺序 D．以上6种精子的变异都属于可遗传变异 【答案】AD 【详解】A、1和6基因组成与亲本有差异，减数分裂中RAD51介导同源染色体配对交换（基因重组），一个细胞经减数分裂可产生不同基因组成精子，1和6可能是基因重组结果，A正确； B、2（如Ab、D ，可能是染色体片段缺失或易位）、4（aB、CCD ，可能是染色体片段重复）、5（aB、DC ，可能是染色体片段倒位），2、4、5属于染色体结构变异，但5倒位改变了基因的排列顺序，没有改变基因的数目，B错误； C、3（AB、Cd），出现新的基因d，变异类型为基因突变，基因突变不改变染色体上基因的排列顺序和数目，出现AB连锁，可能是基因突变或互换导致，C错误； D、这些变异（基因重组、基因突变、染色体结构变异）都属于可遗传变异，D正确。 故选AD。 10．下图是5种不同的变异类型，基因a、a'仅有图③所示片段的差异。下列叙述错误的是（　　） A．①②的变异均属于突变 B．③中的变异是产生新基因的途径 C．④中的变异会导致基因数量的增加或减少 D．⑤中的变异一定是基因突变 【答案】AD 【分析】染色体结构变异主要包括4种：①缺失：染色体中某一片段的缺失。②重复：染色体增加了某一片段。③倒位：染色体某一片段的位置颠倒了180度，造成染色体内的重新排列。④易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上或同一条染色体上的不同区域。 【详解】A、由图可知，①发生了互换，属于基因重组，不属于突变，②发生了易位，属于染色体变异，属于突变，A错误； B、由图可知，③中基因内部碱基对的缺失改变了基因的碱基序列，属于基因突变，基因突变是产生新基因的途径，B正确； C、不论是染色体结构变异中的缺失或重复，均会导致同源染色体中一条比另一条长，进而联会后出现图形④，故④为染色体结构变异中的缺失或重复，缺失会导致基因数量的减少，重复会导致基因数量的增加或减少，C正确； D、⑤中姐妹染色单体上含有等位基因，则可能是基因突变形成的，也可能是减数第一次分裂前期同源染色体上的非姐妹染色单体互换形成的，D错误。 故选AD。 11．据图分析，下列有关叙述正确的是（　　） A．若①中的片段是基因，则过程①中发生了基因突变，生物体的性状一定发生改变 B．②过程属于基因重组 C．③过程发生了染色体结构变异中的易位，其结果往往对生物体有害 D．①不能在光学显微镜下观察到，③可在光学显微镜下观察到 【答案】BCD 【分析】题图分析：图中①发生了碱基对的替换；②是同源染色体非姐妹染色单体之间发生了交换，属于基因重组；③发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异中的易位。 【详解】A、若①中的片段是基因，由图可知发生了碱基对的替换，所以①过程发生了基因突变；但即使发生了基因突变，由于密码子的简并性，生物性状不一定改变，A错误； B、②过程表示同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换，可发生在减数第一次分裂前期，导致生物性状重新组合，属于基因重组，B正确； C、③过程发生了染色体结构变异的易位（非同源染色体之间片段互换），导致染色体上基因的数目和排列顺序的改变，其结果往往对生物体有害，C正确； D、①发生了碱基对的替换，不能在光学显微镜下观察到；②为基因重组，也不能在光学显微镜下观察到；③（易位）一般可在光学显微镜下观察到，D正确。 故选BCD。 12．普通西瓜是二倍体，研究人员使用二倍体品种M为父本与四倍体品种J杂交，从子代中筛选出品质优良的三倍体无子西瓜新品种Z（如图）。下列说法正确的是（　　） A．培育品种J的原理是秋水仙素抑制了有丝分裂过程中纺锤体的形成 B．J、M减数分裂过程发生了染色体变异，是子代多样性的主要原因 C．用成熟的花粉刺激三倍体子房产生生长素，可促进子房发育成果实 D．三倍体高度不育的原因是减数分裂过程中同源染色体联会发生紊乱 【答案】ACD 【详解】A、培育品种J是二倍体西瓜加倍形成的四倍体西瓜，其原理是秋水仙素抑制了有丝分裂过程中纺锤体的形成，A正确； B、J、M子代多样性的主要原因是由于基因重组，B错误； CD、三倍体植株体细胞有三个染色体组，减数分裂过程中，同源染色体联会发生紊乱，不能产生正常的配子，而当三倍体植株开花后用成熟的花粉刺激三倍体子房，可以刺激其产生生长素，促进子房的子房壁发育为果皮，因此子房发育为果实，产生无子西瓜，CD正确。 故选ACD。 三、解答题 13．已知西瓜早熟（A）对晚熟（a）为显性，皮厚（B）对皮薄（b）为显性，沙瓤（C）对紧瓤（c）为显性，控制上述三对性状的基因独立遗传。现有三个纯合的西瓜品种甲（AABBcc）、乙（aabbCC）、丙（AAbbcc），进行如图所示的不同方式的育种过程。请分析并回答问题： (1)为获得早熟、皮薄、沙瓤的纯种西瓜，最好选用品种 和 进行杂交。 (2)获得⑨植株的育种方式称为 ；⑨植株的染色体组数为 组。 (3)获得⑦幼苗常采用的技术方法为 ；单倍体育种相对于杂交育种来说，其明显具有的优点是 。 (4)获得④植株的育种原理是 ；图中所示的育种方案中，④植株最不容易获得想要的AAbbCC品种，主要原因是 。 【答案】(1) 乙 丙 (2) 多倍体育种 3 (3) 花药离体培养 明显缩短育种年限、获得稳定遗传的纯合子 (4) 基因突变 基因突变具有不定向性 【分析】题图分析：据图可知，图③④表示诱变育种，③⑤⑧表示杂交育种，③⑥表示多倍体育种，③⑦⑩表示单倍体育种；⑤是二倍体，⑥是四倍体，两者杂交得到的⑨是三倍体。 【详解】（1）已有的西瓜品种是：品种甲（AABBcc）、乙（aabbCC）、丙（AAbbcc），目的品种具备的特点是早熟（AA）、皮薄（bb）、沙瓤（CC），品种乙与品种丙各有两种目的品种所需的优良基因，且皮薄基因在两品种中纯合，因此，可选用品种乙和丙进行杂交，利用基因重组的原理，把位于不同品种的优良基因集中到同一品种中，获得早熟、皮薄、沙瓤的纯种西瓜（AAbbCC）。 （2）据图可知，二倍体的幼苗经秋水仙素作用后获得四倍体植株⑥，四倍体植株⑥和二倍体植株⑤经杂交获得三倍体植株⑨，该过程多倍体育种过程，获得的植株⑨为三倍体，含有三个染色体组。 （3）据图可知，⑦幼苗由花粉培养获得，常采用的技术方法为花药离体培养。据图可知，⑤植株为二倍体杂合子③自然发育而来，其自交得到的⑧会发生性状分离，而二倍体杂合子③的花粉经单倍体育种所得的后代全为纯合子，相比杂交育种，明显缩短育种年限、获得稳定遗传的纯合子。 （4）据图可知，④植株由二倍体杂合子③经多次射线处理所得，育种原理为基因突变。由于基因突变具有不定向性，因此，经多次射线处理所得的植株基因型也不一定是AAbbCC，诱变育种最不容易获得想要的AAbbCC品种。 14．某雌雄同株植物的宽叶和窄叶为一对相对性状，宽叶对窄叶为显性，受一对等位基因B（b）控制。对基因型为Bb的杂合植株（部分染色体及基因位置如图甲）进行诱变处理，得到图乙、丙、丁所示的突变体，据图回答问题： (1)图乙和图丁所对应的可遗传变异类型分别为 和 ，图乙对应的可遗传变异类型可使排列在染色体上的基因的数目发生改变，图丁对应的可遗传变异类型一般 （选填“会”或“不会”）导致染色体上基因数量的改变。 (2)另一杂合植株（部分染色体及基因位置如图丙）表现为宽叶。若该植株产生的各种类型的配子活力相同，受精卵中同时缺少B和b基因时不能存活，则该植株产生的雌配子有 种，该植株自交后代中窄叶植株理论上约占 。 (3)纯合宽叶植株与纯合窄叶植株杂交，后代中出现一株窄叶植株，原因可能有________。 A．亲代宽叶植株在产生配子过程中，B基因突变成b基因 B．亲代宽叶植株在产生配子过程中，载有B基因的染色体片段丢失 C．后代植株在个体发育的早期，有丝分裂时B基因突变成b基因 D．亲代宽叶植株的叶片细胞在进行有丝分裂时B基因突变成b基因 【答案】(1) 染色体变异（或染色体结构变异或 缺失） 基因突变 不会 (2) 4/四 1/5 (3)ABC 【分析】1、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，叫作基因突变。 2、体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异。包括染色体数目变异和染色体结构变异。染色体结构变异包括缺失、增添、易位、倒位，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。 【详解】（1）据图可知，与图甲细胞中染色体相比，图乙中B基因所在染色体明显更短，说明该条染色体发生了染色体片段缺失，即染色体结构变异；据图可知，与图甲细胞基因相比，丁图中B基因内部缺失若干碱基对，说明B基因发生了基因突变。基因突变产生新的等位基因，一般不会导致染色体上基因数量改变。 （2）据图可知，B基因所位于的染色体移接至另一条非同源染色体上了，变异后的个体基因型可表示为ObOB（O表示同源染色体相同位点上没有等位基因）。则基因型为ObOB的个体减数分裂时，两对染色体自由组合，则产生的配子种类及比例可表示为：OO、OB、Ob、Bb。依题意，该植株产生的各种类型的配子活力相同，因此，则该植株产生的雌配子有4种。细胞中两对染色体上基因的遗传互不干扰，因此，单独考虑b基因，自交产生的子代基因型及比例为1OO：2Ob：1bb；单独考虑B基因所位于的染色体，自交产生的子代基因型及比例为1OO：2OB：1BB。又知受精卵中同时缺少B和b基因时不能存活，则该植株自交后代中窄叶植株理论上约占（1/2×1/4+1/4×1/4）÷（1-1/4×1/4）=1/5。 （3）A、依题意，纯合宽叶植株（BB）与纯合窄叶植株（bb）杂交，正常情况下产生的后代基因型为Bb，应该表现为宽叶。若亲代宽叶植株在产生配子过程中，B基因突变成b基因，则子代基因型为bb，则可表现为窄叶，A符合题意； B、若亲代宽叶植株在产生配子过程中，B基因所位于的染色体片段缺失，则子代细胞中只含b基因，则子代可表现为窄叶，B符合题意； C、纯合宽叶植株（BB）与纯合窄叶植株（bb）杂交，产生的子代受精卵基因型为Bb，正常情况下该受精卵发育的个体应该表现为宽叶。若该受精卵发育成个体的早期，有丝分裂时B基因突变成b基因，则发育后期分化出现的叶可表现为窄叶，C符合题意； D、亲代宽叶植株的叶片细胞在进行有丝分裂时B基因突变成b基因，但亲代宽叶植株的原始生殖细胞的基因型未变，因此，纯合宽叶植株与纯合窄叶植株杂交产生的子代基因型为Bb，仍表现宽叶，D不符合题意。 故选ABC。 ( 1 )学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5章 基因突变及其他变异 第2节 染色体变异 必会知识一 染色体数目的变异 1．染色体变异的概念及种类 (1)概念：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体________或________的变化。 (2)种类：染色体________的变异和染色体________的变异。 2．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。 3．二倍体和多倍体 (1)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________________称为一个染色体组。 (2)二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有________染色体组的________。 (3)多倍体 ①概念：由受精卵发育而来，体细胞中含有________________染色体组的个体。 ②形成原因(以三倍体和四倍体为例) ③特点：多倍体植株常常是茎秆________，叶片、果实和种子都比较____，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所________，也存在结实率低、晚熟等缺点。 [例1]基因型为Ddd的个体其染色体组成及基因位置有以下三种情况，D对d完全显性。减数分裂过程中同源染色体有3条时，联会的两条彼此分离另外一条随机移向一极，假设所有配子可育，所有个体均可正常存活。下列说法正确的是（    ） A．②自交后代的性状分离比为3：1 B．①②③个体可通过测交后观察子代表型及比例来加以区别 C．三种类型细胞经染色体染色后无法通过显微镜镜检加以辨别 D．图中属于染色体结构变异的只有③ [例2]香蕉具有丰富的营养价值，三倍体无子香蕉是全球栽培香蕉的主力军。下图是由同源二倍体野生芭蕉（2N=22）培育三倍体无子香蕉的过程。下列相关叙述正确的是（　　） A．野生芭蕉与野生香蕉的结实率基本相同 B．培育的无子香蕉性状不能遗传给后代 C．若野生芭蕉基因型为Aa，则理论上无子香蕉的基因型有4种 D．由野生芭蕉培育野生香蕉利用的原理是抑制了间期纺锤体的形成 必会知识二 人工诱导多倍体及其应用 项目 人工诱导多倍体 方法 用____________诱发或用____处理 处理对象 ______的种子或幼苗 原理 能够抑制________的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使细胞内染色体数目______ 应用 含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜的培育 [例1]下列关于变异和育种的叙述，正确的是 A．基因重组能产生新的基因 B．人工诱导产生的基因突变一定是有利的 C．单倍体的体细胞中只含有一个染色体组 D．多倍体育种的原理是染色体数目变异 [例2]下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述中，错误的是（　　） A．人工诱导多倍体常用的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 B．利用单倍体植株培育新品种，能明显缩短育种年限 C．含两个染色体组的个体就是二倍体 D．一个染色体组中不含同源染色体 必会知识三 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____________________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____________________________，于是，植物细胞的染色体数目发生变化。 2．实验步骤与现象 (1)实验步骤 (2)现象：视野中既有正常的二倍体细胞，也有____________发生改变的细胞。 [例1]下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目变化”实验的操作，错误的是（    ） A．可用甲紫染色观察低温诱导的植物染色体数目变化 B．若低温诱导大蒜根尖时间过短，可能难以观察到染色体加倍 C．需用卡诺氏液固定细胞形态，然后用95%的酒精冲洗 D．按照解离、染色、漂洗、制片的步骤制作临时装片 [例2]培养辣椒花药获得的再生植株根尖用0.1%秋水仙素处理，可提高分裂指数（指细胞群中分裂期细胞所占的百分比）。经染色体计数鉴定得出5株花药培养再生植株中有4株二倍体辣椒和1株单倍体辣椒。辣椒根尖制片的步骤包括：固定（卡诺氏液）、解离、漂洗、染色、制片。下列相关叙述错误的是（　　） A．解离的目的是使组织细胞相互分离开来，漂洗是为防止解离过度 B．使用卡诺氏液可迅速穿透、固定细胞，并能维持染色体结构的完整性 C．对辣椒根尖组织细胞染色时，可选用酸性染料甲紫溶液进行染色 D．在盖玻片上用铅笔的橡皮头端轻轻敲打或用拇指按压盖玻片，有利于细胞分散 必会知识四 单倍体及单倍体育种 1．单倍体 (1)概念：体细胞中的染色体数目与本物种________染色体数目相同的个体。 (2)实例：蜜蜂中的____蜂，单倍体的农作物。 (3)特点：与正常植株相比，单倍体植株长得______，而且____________。 2．单倍体育种的原理和操作过程 (1)原理：____________变异。 (2)过程 用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种，培育矮秆抗病小麦的过程如图所示： 其中单倍体育种的核心步骤为①____________培养、②____________处理单倍体幼苗诱导染色体数目加倍。 (3)优点：单倍体育种能________________，子代均为________。 [例1]下图为利用普通水稻（2n=24）培育耐盐水稻新品种的育种方案。下列相关叙述错误的是（　　） A．①方法处理时，选用萌发种子的成功率高于休眠种子 B．过程②多代自交，选择后代中不发生性状分离的植株留种 C．过程③中秋水仙素会抑制纺锤体形成，使细胞停滞在中期 D．过程③最后获得的植株为单倍体，细胞内染色体最多为24条 [例2]如图是某植物（二倍体）的多种育种方法途径，a～f是育种处理手段（其中e是射线处理），甲、乙、丙分别代表不同植株。分析以下说法错误的是（　　） A．图中c、f过程都可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 B．杂交育种过程如需获得显性纯合子需经历较长的纯化过程，单倍体育种由配子直接加倍获得纯合子，育种年限短 C．植株甲和植株丙是纯系植株，植株乙具有新基因 D．d和b过程可发生基因重组，f过程发生了染色体变异 必会知识五 染色体结构的变异 1．类型 图解 变化 名称 举例 染色体b片段______ 缺失 果蝇缺刻翅的形成 染色体b片段______ 重复 果蝇棒状眼的形成 染色体的某一片段(d、g)移接到另一条______________上 易位 果蝇花斑眼的形成 同一条染色体上某一片段(a、b)________ 倒位 果蝇卷翅的形成 2.结果：染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因________或__________发生改变，导致________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________的，有的甚至会导致生物体死亡。 [例1]当染色体的数目或者染色体的结构发生改变时，遗传信息会随之改变，进而引起生物后代性状的改变，这就是染色体变异。某二倍体动物有关的几种变异，如下图所示。下列有关叙述正确的是（　　） A．①②③④⑤都属于光学显微镜能观察到的可遗传变异 B．若①为精原细胞能减数分裂，产生正常配子的概率为1/2 C．该动物口腔上皮细胞内能发生的变异类型有①②③④⑤ D．若④为卵原细胞，减数分裂产生的卵细胞有4种可能的类型 [例2]人类的慢性粒细胞白血病（CML）是由造血干细胞中出现的“费城染色体”导致的，该染色体上的BCR-ABL融合基因表达BCR-ABL融合蛋白，使酪氨酸激酶一直保持活性，从而抑制细胞凋亡。下列叙述错误的是（　　） A．“费城染色体”的形成改变了细胞中基因的种类和数量 B．CML与唐氏综合征的病因不同，但都可用显微镜观察 C．抑制细胞中酪氨酸激酶活性的药物可用于治疗CML D．CML患者与正常人婚配，后代患CML的概率为1/2 难点知识一 染色体数目变异 1．类型及实例 2．染色体组分析(根据果蝇染色体组成图归纳) (1)从染色体来源看，一个染色体组中不含同源染色体。 (2)从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。 (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一整套基因，但不能重复。 3．单倍体、二倍体和多倍体 项目 单倍体 二倍体 多倍体 概念 体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体 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 (通常是)受精卵 (通常是)受精卵 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、果实和种子较大； ③营养物质含量都有所增加 体细胞染色体组数 ≥1 2 ≥3 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 命题角度1 染色体组 如图表示动物的两个个体的细胞分裂图像，下列叙述正确的是（    ） A．甲、丙完成减数分裂均可产生4个配子 B．甲、乙一定来自雌性个体，丙、丁一定来自雄性个体 C．甲、丙有4个染色体组，乙、丁有2个染色体组 D．乙、丁的染色体数与减数分裂Ⅰ前间期细胞的染色体数相同 命题角度2 单倍体、二倍体和多倍体 下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述，正确的是（    ） A．体细胞中含有两个染色体组的个体就是二倍体。 B．单倍体的体细胞中一定只含有一个染色体组。 C．用秋水仙素处理单倍体幼苗，得到的一定是二倍体。 D．由受精卵发育而来，体细胞中含有三个染色体组的个体是三倍体。 难点知识二 染色体结构的变异 1．类型及实例 类型 图解 显微观察的联会异常 举例 缺失 猫叫综合征、果蝇的缺刻翅 重复 果蝇的棒状眼 易位 人慢性粒细胞白血病、果蝇的花斑眼 倒位 果蝇的卷翅 2．结果和影响 结果 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 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 命题角度1 染色体结构变异的定义、判断标准 下列关于染色体变异的叙述，错误的是（    ） A．四分体中的非姐妹染色单体片段互换属于染色体结构变异 B．猫叫综合征和唐氏综合征都属于染色体异常遗传病 C．单倍体育种和多倍体育种的原理都是染色体数目变异 D．有丝分裂和减数分裂过程中都可能发生染色体结构和数目的改变 命题角度2 异位与交叉互换 某精原细胞减数分裂过程中，由于染色体倒位，同源染色体联会时会形成倒位环，此时经常伴随同源染色体的交叉互换，如下图。完成分裂后，若配子中出现染色体片段缺失或者染色体上增加某个相同片段，则不能存活，而出现倒位的配子能存活。已知正常染色体上相关片段的排列顺序是ABC．DE，下列叙述正确的是（　　） A．染色单体II和III发生交叉互换 B．该精原细胞完成减数分裂后，能产生三种可育配子 C．图示细胞中既发生了染色体变异，也发生了基因重组，都能为生物进化提供原材料 D．该细胞中倒位环也可在有丝分裂过程中观察到 难点知识三 变异在育种中的应用 1．单倍体育种与杂交育种的关系 2．根据不同育种目标选择最佳育种方案 育种目标 育种方案 集合双亲优良性状 单倍体育种(明显缩短育种年限) 杂交育种(耗时较长，但简便易行) 快速获得纯种 单倍体育种 对原品系实施“定向”改造 基因工程育种或植物细胞工程育种(植物体细胞杂交) 让原品系产生新性状 诱变育种(可提高突变频率，获得理想性状) 使原品系营养器官“增大”或“加强” 多倍体育种 培育无子果实 多倍体育种(如三倍体植株减数分裂时联会紊乱，因而不能结出种子) 3.三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、花的染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目不变。 ③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜植株在减数分裂时出现染色体联会紊乱，不能产生可育配子。 命题角度1 单倍体育种 有色大米中含有天然色素、维生素、矿物质和抗氧化物物质，一定程度上能帮助人们降低患癌症和糖尿病的风险，但与白色水稻相比，有色水稻生长周期长、产量低。科学家为了培育高产的有色水稻进行了如图相关实验，下列叙述错误的是（    ） A．经处理后得到的植株1是二倍体，植株2为单倍体 B．图示过程涉及的育种方法有杂交育种和单倍体育种 C．图示过程可以说明有色水稻和白色水稻是同一物种 D．秋水仙素影响着丝粒分裂使细胞中染色体数目加倍 命题角度2 多倍体育种 研究人员以二倍体西瓜品种M为父本与四倍体西瓜品种J杂交，从子代中筛选出品质优良的三倍体无子西瓜新品种Z。下列叙述错误的是（    ） A．三倍体西瓜Z的培育过程中，秋水仙素可用于处理父本M的幼苗 B．三倍体西瓜Z不育的主要原因是其减数分裂过程中染色体联会紊乱 C．培育三倍体西瓜Z的过程中，J、M的减数分裂未发生基因重组 D．三倍体西瓜Z所结的果实中没有种子是因为其不能进行减数分裂 命题角度3 杂交育种 利用甲、乙两个小麦品种培育新品种小麦丙的过程如图所示，下列说法错误的是（　　） A．该过程利用了基因的多样性 B．甲和乙杂交进行的是自花传粉 C．该育种方法为杂交育种 D．丙具备两个亲本的优良性状 一、单选题 1．下列关于变异、育种的叙述，正确的是（　　） A．改良某种缺乏抗病性的水稻品种可采用单倍体育种 B．单倍体植株只含有一个染色体组，长得弱小且高度不育 C．用秋水仙素处理植物的叶肉细胞即可获得多倍体植株 D．低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理相同 2．如图①～④表示二倍体生物细胞中染色体可能发生的一系列情况，①中字母表示染色体上对应的基因。下列对图示的分析，正确的是（　　） A．发生①中染色体变化的细胞中只有一条染色体发生了变异 B．②中异常染色体所在细胞中基因数量、基因种类一定减少 C．③中“凸环”的形成原因一定是联会中的一条染色体上增加了某一片段 D．④染色体结构没有改变，仍属于可遗传的变异 3．用显微镜观察某植物花粉母细胞（形成花粉的原始生殖细胞）的减数分裂时发现了下图所示的甲、乙、丙三种结构（为方便起见，只表示了染色体，未表示出染色单体）。下列相关判断错误的是（    ） A．甲可能处于减数分裂Ⅰ的前期，同源染色体正在联会 B．乙、丙处于减数分裂Ⅰ的后期，同源染色体正在发生分离 C．若按细胞分裂的进程排序，三图的顺序应该是甲→丙→乙 D．丙图所示的细胞完成分裂产生的配子中正常配子占1/2 4．某人类遗传病是由9号染色体和22号染色体互换片段所致，其过程如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．该变异是由非同源染色体片段间移接引起 B．该变异可使染色体上的基因排列顺序发生改变 C．患者初级精(卵)母细胞在减数分裂时形成21个正常四分体 D．患者不能产生染色体数目正常的成熟生殖细胞 5．研究人员通过技术手段去除某种鱼类的 smc5 基因，发现该种鱼类的肝脏对糖类的利用和转化发生了变化。以下关于 smc5 基因的说法不正确的是（    ） A．smc5基因位于细胞核的染色体上 B．smc5基因能控制该种鱼类的性状 C．smc5基因是一段有遗传效应的DNA片段 D．smc5基因缺失导致的变异属于不遗传的变异 6．60Co辐射可使部分花粉活力降低，通过受精过程可诱导卵细胞发育成单倍体幼胚。科研人员利用此原理，通过下图所示操作培养西葫芦优良品种。 下列相关叙述不正确的是（　　） A．雌花套袋的目的是防止外来花粉的干扰 B．经②得到的部分幼苗体细胞染色体数目可能与④获得的品种相同 C．④处理可在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成 D．③应挑选幼苗中叶片大、茎秆粗壮的个体即为单倍体 7．染色体变异是重要的可遗传变异来源之一，其类型有多种，研究染色体变异在育种和医学方面具有重要的意义。以下说法正确的是（    ） A．图中所示的①一⑤五种变异发生在二倍体生物中，其中可发生于 DNA 复制过程的是③，该变异会使基因数目发生变化 B．只能发生于减数分裂过程的是②，属于染色体结构变异的是①④ C．变异④对基因数量的影响是增多或减少 D．孕妇若想避免生出⑤这样的患儿，可以在孕期做基因检测 8．已知西瓜早熟（A）对晚熟（a）为显性，皮厚（B）对皮薄（b）为显性，沙瓤（C）对紧瓤（c）为显性，控制上述三对性状的基因独立遗传。现有三个纯合的西瓜品种甲（AABBcc）、乙（aabbCC）、丙（AAbbcc），某课题组进行如图所示的育种过程。有关说法错误的是（    ） A．③⑨⑩幼苗体细胞中的染色体组数不完全相同 B．与⑤植物相比，⑥植株的果实更大，含糖量更高 C．通常用一定浓度的相关试剂处理⑦的幼苗或种子 D．为获得早熟、皮薄、沙瓤的纯种西瓜，最好选用品种乙和丙进行杂交育种 二、多选题 9．某二倍体动物的一对同源染色体上部分基因及其位置如甲图所示。研究发现，该动物减数分裂过程中，需重组酶RAD51介导同源染色体间的配对与交换。对精子进行分析，发现了乙图中6种基因组成不同的精子。下列叙述正确的是（    ） A．由一个细胞最终产生的1和6，可能是RAD51参与的基因重组的结果 B．2、4、5属于染色体结构变异，均发生了基因数目的改变 C．3的变异类型为基因突变，不改变染色体上基因的排列顺序 D．以上6种精子的变异都属于可遗传变异 10．下图是5种不同的变异类型，基因a、a'仅有图③所示片段的差异。下列叙述错误的是（　　） A．①②的变异均属于突变 B．③中的变异是产生新基因的途径 C．④中的变异会导致基因数量的增加或减少 D．⑤中的变异一定是基因突变 11．据图分析，下列有关叙述正确的是（　　） A．若①中的片段是基因，则过程①中发生了基因突变，生物体的性状一定发生改变 B．②过程属于基因重组 C．③过程发生了染色体结构变异中的易位，其结果往往对生物体有害 D．①不能在光学显微镜下观察到，③可在光学显微镜下观察到 12．普通西瓜是二倍体，研究人员使用二倍体品种M为父本与四倍体品种J杂交，从子代中筛选出品质优良的三倍体无子西瓜新品种Z（如图）。下列说法正确的是（　　） A．培育品种J的原理是秋水仙素抑制了有丝分裂过程中纺锤体的形成 B．J、M减数分裂过程发生了染色体变异，是子代多样性的主要原因 C．用成熟的花粉刺激三倍体子房产生生长素，可促进子房发育成果实 D．三倍体高度不育的原因是减数分裂过程中同源染色体联会发生紊乱 三、解答题 13．已知西瓜早熟（A）对晚熟（a）为显性，皮厚（B）对皮薄（b）为显性，沙瓤（C）对紧瓤（c）为显性，控制上述三对性状的基因独立遗传。现有三个纯合的西瓜品种甲（AABBcc）、乙（aabbCC）、丙（AAbbcc），进行如图所示的不同方式的育种过程。请分析并回答问题： (1)为获得早熟、皮薄、沙瓤的纯种西瓜，最好选用品种 和 进行杂交。 (2)获得⑨植株的育种方式称为 ；⑨植株的染色体组数为 组。 (3)获得⑦幼苗常采用的技术方法为 ；单倍体育种相对于杂交育种来说，其明显具有的优点是 。 (4)获得④植株的育种原理是 ；图中所示的育种方案中，④植株最不容易获得想要的AAbbCC品种，主要原因是 。 14．某雌雄同株植物的宽叶和窄叶为一对相对性状，宽叶对窄叶为显性，受一对等位基因B（b）控制。对基因型为Bb的杂合植株（部分染色体及基因位置如图甲）进行诱变处理，得到图乙、丙、丁所示的突变体，据图回答问题： (1)图乙和图丁所对应的可遗传变异类型分别为 和 ，图乙对应的可遗传变异类型可使排列在染色体上的基因的数目发生改变，图丁对应的可遗传变异类型一般 （选填“会”或“不会”）导致染色体上基因数量的改变。 (2)另一杂合植株（部分染色体及基因位置如图丙）表现为宽叶。若该植株产生的各种类型的配子活力相同，受精卵中同时缺少B和b基因时不能存活，则该植株产生的雌配子有 种，该植株自交后代中窄叶植株理论上约占 。 (3)纯合宽叶植株与纯合窄叶植株杂交，后代中出现一株窄叶植株，原因可能有________。 A．亲代宽叶植株在产生配子过程中，B基因突变成b基因 B．亲代宽叶植株在产生配子过程中，载有B基因的染色体片段丢失 C．后代植株在个体发育的早期，有丝分裂时B基因突变成b基因 D．亲代宽叶植株的叶片细胞在进行有丝分裂时B基因突变成b基因 ( 1 )学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $