第3章 第1节 染色体变异及其应用-【新课程学案】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化教师用书word（苏教版）

本讲义聚焦染色体变异及其应用核心知识点，系统梳理染色体结构变异（缺失、重复、倒位、易位）和数量变异（染色体组、二倍体、多倍体、单倍体）的类型与原理，结合单倍体育种、多倍体育种等应用，通过实验（如低温诱导染色体加倍）和实例（如猫叫综合征）构建“类型-原理-应用”的学习支架。 该资料以生命观念为统领，通过对比染色体易位与交叉互换培养科学思维，设计“低温诱导染色体加倍”实验提升探究实践能力，结合遗传病预防案例强化社会责任。包含经典考题、层级训练（澄清概念、落实知能等），课中辅助教师系统授课，课后帮助学生巩固知识、查漏补缺，体现“理论-实验-应用”的学科特色教学方法。

　生命观念 　科学思维 　科学探究 　社会责任 遗传物质在传递过程中会发生变异,这些变异对于生物的生存和种群的进化具有重要意义。以此深刻理解变异的本质和意义,认识到遗传伴随着变异,为我们形成生物进化观奠定基础。 基因突变和染色体变异可能会导致生物体死亡;但从适应和进化的角度分析,基因突变、染色体变异和基因重组为生物的进化提供了丰富的原材料。基于这些认识,我们要学会辩证地认识生命活动中的变化,并将辩证思维迁移应用于认识自然和社会。 通过“低温诱导染色体数量加倍”活动,培养实验设计和结果分析能力;通过“模拟遗传咨询”活动,掌握遗传咨询的步骤和意义。 了解遗传病的类型和遗传机制可预防遗传病的发生和降低遗传病的遗传概率。进行遗传病的监测和预防,关爱遗传病患者,是关系个人和他人健康的重要社会责任。 第一节 染色体变异及其应用 学习目标 1.描述染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念。　 2.说出染色体结构变异的类型及结果。　 3.明确单倍体育种和多倍体育种的原理和操作过程。　　　 4.体验低温诱导染色体数量加倍实验。 知识点(一)　染色体结构会发生变异 [教材知识梳理] 　　染色体结构变异的原因、类型及特点 原因 染色体结构变异主要是由染色体断裂所形成的片段不正常地重新连接所致,包括缺失、重复、倒位和易位四种类型 类型 (连线) 遗传 效应 染色体的结构变异会改变染色体上基因的数量或排列顺序,从而导致性状的变异 对生物 的影响 大多数染色体的结构变异,对生物体是不利的,有时甚至会导致生物体死亡 影响 因素 在正常情况下,染色体发生结构变异的概率是很低的。当细胞受到电离辐射、病毒感染或化学药剂诱导时,染色体发生结构变异的概率会增加 实例 人第5号染色体的部分缺失会引起猫叫综合征 [核心要点点拨] 　　(一)染色体易位与交叉互换的区别 项目 染色体易位 交叉互换 图解 区别 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之间 属于染色体结构变异 属于基因重组 可在光学显微镜下观察到 在光学显微镜下观察不到 可发生于有丝分裂和减数分裂过程中 只发生于减数第一次分裂的四分体时期 　　(二)有关染色体结构变异的注意点 1.在光学显微镜下,一般无法直接观察到基因结构的改变,但有可能观察到染色体的某些结构变异。 2.染色体片段中可能含有多个基因,染色体的缺失、重复或易位都可改变染色体上基因的数目,而倒位可改变染色体上基因的排列顺序。 [经典考题探究] 　　[典例]　(2025·徐州检测)下图为细胞中几种染色体变异的模式图,阴影表示染色体片段。据图判断,下列相关叙述正确的是 (　 ) A.图甲变异会使染色体上基因数目增多,这将有利于生物生存 B.图乙变异只改变了基因的排列顺序,不影响生物性状 C.图丙变异后的染色体上仅个别基因内碱基减少,基因数目不变 D.图丁变异发生在非同源染色体之间,会导致同源染色体联会异常 [解析]　图甲属于染色体结构变异中的重复,会使染色体上基因数目增多,但不一定对生物生存有利,A错误;图乙变异为倒位,改变了基因的排列顺序,可能会影响生物的性状,B错误;图丙属于染色体片段的缺失,会导致基因的数量减少,C错误;图丁属于染色体的易位,会导致同源染色体联会异常,D正确。 [答案]　D [方法规律]　“三看法”判定染色体结构变异方式 [层级训练评价] (一)澄清概念 1.判断下列说法的正误 (1)染色体的某些结构变异一般通过光学显微镜能直接观察。 (√) (2)染色体结构变异类型的缺失是由DNA片段缺失导致的。 (×) 提示:由染色体片段缺失导致。 (3)易位往往发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。 (×) 提示:易位往往发生在非同源染色体之间。 (4)染色体结构变异会改变染色体上的基因数目或排列顺序。 (√) (二)落实知能 2.图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生了变异(字母表示染色体片段),两者发生的变异分别为染色体的 (　 ) A.缺失、易位 B.缺失、倒位 C.重复、倒位 D.重复、易位 解析:选B　个体甲染色体上少了e片段,属于染色体结构变异中的缺失,个体乙染色体的长度没有改变,但是c、d、e片段发生了倒置,属于染色体结构变异中的倒位,B正确。 3.(2024·浙江6月选考)野生型果蝇的复眼为椭圆形,当果蝇X染色体上的16A片段发生重复时,形成棒状的复眼(棒眼),如图所示。棒眼果蝇X染色体的这种变化属于 (　 ) A.基因突变 B.基因重组 C.染色体结构变异 D.染色体数目变异 解析:选C　染色体结构变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型,果蝇X染色体上的16A片段发生重复时,复眼会由正常的椭圆形变成棒状,该变异属于染色体结构变异中的重复,C正确。 4.某条染色体经过处理后,结构发生如下图所示的变化。下列叙述正确的是 (　 ) A.图示结构的变化属于染色体易位 B.该变异染色体上的基因数目和排列顺序不改变 C.图示的变化过程中,染色体一定发生过断裂 D.图示的变化不影响n和p基因的表达 解析:选C　染色体易位发生在非同源染色体之间,而图示发生在一条染色体上,为倒位,A错误;倒位后的染色体上基因的排列顺序发生了变化,由mnpq变为了qnpm,B错误;根据图示可知,该染色体的m、q片段发生了倒位,说明这两个片段与染色体的np段断裂后再次连接时发生了倒位,C正确;图示为染色体结构变异,可能会影响相关基因的表达,D错误。 知识点(二)　染色体数量会发生变异 [教材知识梳理] 　　(一)染色体组 1.概念:细胞中的一组非同源染色体,形态和功能各不相同,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异,称为一个染色体组。 2.实例:人的精子或卵细胞中有23条非同源染色体,构成一个染色体组;而人的体细胞中有23对染色体,构成两个染色体组。 (二)二倍体与多倍体 1.由受精卵发育而成的生物个体,体细胞中含有两个染色体组的称为二倍体。 2.由受精卵发育而成的个体,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的称为多倍体。 (三)染色体数量的变异 1.概念:染色体数量以染色体组的方式成倍地增加或减少,或个别染色体增加或减少,都称为染色体数量的变异。 2.类型 3.整倍性变异 (1)单倍性变异和单倍体:体细胞含有的染色体数量等于本物种配子含有的染色体数量的变异,由此产生的个体称为单倍体。例如:蜜蜂中的雄蜂,单倍体的农作物。 (2)多倍性变异和多倍体:与二倍体细胞相比,具有更多染色体组的变异是多倍性变异,由此产生的个体是多倍体。具有偶数染色体组的多倍体植物,在减数分裂中,若染色体能够配对,一般是可育的。具有奇数染色体组的多倍体植物,在减数分裂中染色体不能正常配对,是不可育的。一般情况下,动物多倍性变异是致死性的。 4.非整倍性变异:只是增减一条或几条染色体,增减后的染色体数量不是整倍数。一般情况下,非整倍性变异对于动物往往是致死性的,对植物产生的影响相对较小。 5.诱变因素:在低温、电离辐射、化学药剂等的作用下,生物体的染色体数量可能发生改变,进而产生可遗传的变异。 [核心要点点拨] 　　(一)染色体组数的判断方法 1.根据染色体形态判断 细胞内每种形态、大小相同的染色体有几条,则含有几个染色体组。 2.根据基因型判断 控制同一性状的基因(包括同一字母的大小写,即发音相同的字母)出现几次,就含几个染色体组。 3.根据染色体的数目和染色体的形态数来推算 染色体组的数目=细胞内的染色体数÷染色体形态数。如图④中,细胞中有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)。 同理,图①②③中分别有2、1、2个染色体组。 (二)单倍体、二倍体和多倍体的判断方法 1.如果生物体由受精卵发育而成,体细胞中含有几个染色体组,该生物就称为几倍体。 2.如果生物体是由生殖细胞——卵细胞(雌配子)或精子(雄配子)直接发育而成,无论体细胞中含有几个染色体组,都称为单倍体。 [经典考题探究] 　　[典例]　(2025·南京高一期末)生物a~h体细胞中的染色体组如图所示,下列相关叙述正确的是 (　 ) A.细胞中含有一个染色体组的是h,该个体是单倍体 B.细胞中含有两个染色体组的是g、e,该个体是二倍体 C.细胞中含有三个染色体组的是a、b,但该个体未必是三倍体 D.细胞中含有四个染色体组的是f、c,该个体一定是四倍体 [解析]　细胞中一组非同源染色体的形态、大小各不相同,组成一个染色体组。分析题图可知,a、b含有三个染色体组,c、h含有两个染色体组,d、g只有一个染色体组,e、f含四个染色体组。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。综上所述,C正确。 [答案]　C [思维建模] 巧判单倍体、二倍体和多倍体 [层级训练评价] (一)澄清概念 1.判断下列说法的正误 (1)二倍体生物正常配子中的一组染色体是一个染色体组。 (√) (2)单倍体的体细胞含有一个染色体组。 (×) 提示:单倍体是由配子发育而来的个体,体细胞中可能含有多个染色体组。 (3)一个染色体组中一定没有同源染色体。 (√) (二)落实知能 2.某些类型的染色体结构和数量的变异,可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别,a、b、c、d为某些生物(由受精卵发育而来)减数第一次分裂时期染色体变异的模式图,它们依次属于 (　 ) A.三倍体、染色体片段重复、染色体数量个别增加、染色体片段缺失 B.染色体数量个别增加、染色体片段重复、三倍体、染色体片段缺失 C.三倍体、染色体片段缺失、染色体数量个别增加、染色体片段重复 D.染色体数量个别增加、染色体数量个别增加、三倍体、染色体片段重复 解析:选B　细胞a中某一染色体多出了一条,形成三体,为染色体数量个别增加;细胞b中一条染色体上4号片段重复出现,属于染色体片段重复;细胞c中每种染色体都是三条,含有3个染色体组,属于三倍体;细胞d中有一条染色体上缺失了3和4两个片段,属于染色体片段缺失。故选B。 3.人体细胞在分裂时某对染色体发生了图中的差错,由此可能造成的染色体变异是 (　 ) A.染色体片段缺失 　 B.染色体片段重复 C.染色体数量整倍变化 　D.染色体数量非整倍变化 解析:选D　两条染色体同时移向细胞的同一极会导致产生的子细胞中其中一个细胞多了一条染色体,另一个细胞少了一条染色体,属于染色体数量非整倍变化。 4.染色体变异包括染色体数量变异和结构变异。下列相关表述正确的是 (　 ) A.只有生殖细胞中的染色体数量或结构的变化才属于染色体变异 B.由本物种生殖细胞直接发育而来的个体一定是单倍体 C.由受精卵发育而来的个体一定是多倍体 D.染色体结构变异一定导致基因数目增加 解析:选B　生殖细胞和体细胞中的染色体数量或结构的变化都属于染色体变异,A错误;由本物种生殖细胞直接发育而来的个体无论有多少个染色体组都一定是单倍体,B正确;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是二倍体,C错误;染色体结构变异中的缺失、重复会导致基因数目的变化,染色体结构变异中的倒位和易位不改变基因的数目,D错误。 (三)迁移应用 5.异源多倍体是指不同生物杂交产生的杂种后代,经过染色体数量加倍而形成的多倍体。我国遗传学家用普通小麦(六倍体)与黑麦(二倍体)杂交,成功培育出异源八倍体小黑麦。下图为八倍体小黑麦培育图解,回答下列问题: (1)细胞中的形态、功能各不相同,但又互相协调,共同控制着生物的生长、发育、遗传和变异的一组非同源染色体称为　　　　　　。  (2)普通小麦体细胞中有　　个染色体组,其单倍体中含有　　条染色体。  (3)八倍体小黑麦的育种原理属于染色体变异类型中的　　　　　　　　　　。  解析:(1)染色体组是指细胞中的形态、功能各不相同,但又互相协调,共同控制着生物的生长、发育、遗传和变异的一组非同源染色体。(2)由图示可知,普通小麦是6n=42,含有6个染色体组,其单倍体是由生殖细胞发育来的,含有21条染色体。(3)八倍体小黑麦的育种原理属于染色体数量变异。 答案:(1)染色体组　(2)6　21　(3)染色体数量变异 　　　　　知识点(三)　染色体变异在育种上得到广泛应用 [教材知识梳理] 　　(一)杂交育种 概念 在遗传学上,杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过杂交集中在一起,再经过选择和培育获得新品种的方法 原理 在杂交过程中,染色体上控制不同亲本优良性状的基因,随着配子的结合而重新组合在一起,经过选育会获得优良的新品种 优点 能集中双亲的某些优良性状,操作相对简单 不足 在杂交育种中,杂合子后代容易发生性状分离,不能成为稳定遗传的优良品种,还要进行连续的选育,直到选育出不发生性状分离的纯合子后代为止。杂交育种的过程可能很缓慢 　　(二)单倍体育种 特点 与二倍体正常植株相比,单倍体植株一般弱小,高度不育,因此在生产上几乎没有直接应用价值。但是,单倍体在育种上有着特殊的价值 过程 花药(花粉)离体培养单倍体植株人工诱导使染色体数量加倍纯合二倍体人工选育获得优良品种 优点 从育种角度考虑,虽然许多单倍体植株本身并无直接利用价值,但通过单倍体育种得到的植株,不仅能够正常生殖与发育,而且每对染色体上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。因此,与常规的杂交育种相比,单倍体育种明显缩短了育种年限 　　(三)人工诱导染色体数量加倍 方法 低温处理、化学试剂处理等 常用试剂 秋水仙素 作用机理 秋水仙素作用于正在分裂的细胞时,抑制分裂前期形成纺锤体,导致分裂后期染色体不能移向细胞两极,结果细胞中的染色体数量就加倍了 　　(四)多倍体育种 1.多倍体的人工诱导 (1)方法:在人工条件下,采用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,也能培育出多倍体植株。 (2)实例:三倍体无子西瓜的培育。 2.自然多倍体的形成 在自然界中,当环境因素发生骤变(如干旱、低温)时,正在分裂的细胞纺锤体有可能受到破坏已经复制的染色体不能分配到两个子代细胞中形成了染色体组加倍的细胞多倍体植株。 3.多倍体植株的特点和优点 特点 多倍体植株一般比二倍体植株的茎秆更粗壮,叶片、果实和种子更大,糖类、蛋白质等营养物质的含量更高 优点 多倍体植物在自然界中普遍存在,它们在形态结构、生理特性等方面发生了变化,一般能适应不良的环境条件,具有耐寒、耐旱、抗病等优良性状,在植物的进化中具有重要的作用 　　(五)低温诱导植物染色体 　　　　数量加倍 实验 原理 ①进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞,在有丝分裂后期,染色体的着丝粒分裂,子染色体在纺锤丝的作用下分别移向细胞两极,最终平均分配到两个子细胞中去; ②用低温处理植物分生组织细胞,使纺锤体的形成受到抑制,以致影响染色体被拉向两极,细胞也不能分裂成两个子细胞,于是,植物细胞染色体数量发生变化 方法 步骤 蚕豆根尖培养→取材→制片(解离→漂洗→染色→压片)→观察 实验 结论 低温能诱导染色体数量加倍 [核心要点点拨] 　　(一)单倍体育种 1.优势分析:单倍体(特指一倍体)植株只有一套染色体,加倍后染色体上的成对基因都是纯合的,后代没有性状分离现象,与杂交育种相比,能明显地缩短育种年限,因而在育种上有其特殊的意义。花药或花粉在无菌条件下离体培养可获得单倍体植株。 2.基本步骤 从上图可看出,单倍体育种只需两年即可得到纯合新品种;用一般的杂交育种需几年时间进行选纯优、淘杂劣的工作。 实例 利用基因型为AaBb(两对等位基因分别位于两对同源染色体上)的杂合小麦F1,通过单倍体育种法获得基因型为aaBB的新品种 优点 明显缩短育种年限,自交产生的后代不发生性状分离 　3.注意事项 (1)单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素诱导处理过程,花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。 (2)单倍体育种时,若亲本为二倍体,则获得的品种为纯合子;若亲本为多倍体,则获得的品种不一定为纯合子。 (3)单倍体育种一般需要与杂交育种相结合才能达到目的。如控制所需性状的基因分别在不同的个体中,此时用杂交育种的方法才能将有关基因集中到一个个体中,再进行单倍体育种相关的操作。 　　(二)多倍体育种 方法 最常用且有效的是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,从而得到多倍体植株 过程 正在萌发的种子或幼苗抑制纺锤体形成染色体不分离细胞中染色体数量加倍多倍体植株 实例 三倍体无子西瓜的培育 (过程如教材第78页图3-1-7) 注意事项 ①无子西瓜不结种子的原因:三倍体植株染色体联会紊乱,经减数分裂,无法形成正常配子,不能进行受精作用,所以不结种子。 ②关于两次传粉:第一次传粉是为了杂交得到三倍体种子,第二次传粉是为了刺激子房发育成果实。 ③用秋水仙素处理二倍体西瓜使之成为四倍体,秋水仙素应处理幼苗或萌发的种子。因为萌发的种子、幼苗具有分生能力,细胞进行有丝分裂,秋水仙素处理后可达到使产生的新细胞染色体数量加倍的目的。 ④秋水仙素处理后,分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数量加倍,而未处理的细胞(如根部细胞)染色体数量不变。 ⑤三倍体种子是在第一年的四倍体植株上获取的,而三倍体无子西瓜则是第二年在三倍体植株上结出的 　　(三)低温诱导染色体数量加倍 1.实验中几种溶液的作用 (1)卡诺氏固定液:固定细胞的形态。 (2)龙胆紫溶液:对染色体染色,便于观察染色体的形态。 (3)质量分数为15%的盐酸:解离,使细胞分散开。 (4)体积分数为95%的乙醇溶液:可用于洗去附着在根尖表面的卡诺氏液,还可与15%的盐酸混合解离、分散细胞。 2.本实验的其他问题 (1)低温的作用与秋水仙素的作用基本相似。 (2)此实验可通过设置不同的温度来探究温度对植物染色体数量变化的影响。 [经典考题探究] 　　[典例]　图中表示用某种农作物①和②两个品种培育出品种⑥的可能方法,请据图回答: (1)指出下列各种交配方式:由品种①和②培育出③的过程Ⅰ是　　　　,由品种③培育出品种⑥经过的过程Ⅴ是　　　　。这种育种方法叫　　　　　　。  (2)品种④是一种　　　　　　植株,由品种③经过过程Ⅲ培养品种④常用的方法是　　　　　　　。  (3)品种④形成品种⑥经过的过程Ⅵ中常用化学试剂　　　　　处理,这种育种方法是　　　　　　　,优点是　　　　　　　　　　。  　　(4)你认为成功率最高且工作量最小的培育品种⑥的途径是　　　　　(用过程Ⅰ、Ⅱ等及“→”表示)。  [解析]　(1)已知Ⅰ→Ⅴ表示杂交育种,其中Ⅰ表示杂交,Ⅴ表示自交,由品种③培育出品种⑥经过的过程Ⅴ的育种方法是杂交育种。(2)Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ表示单倍体育种,其中过程Ⅲ常用的方法是花药离体培养,品种④的基因型是Ab,是由配子发育而来的单倍体植株。(3)过程Ⅵ中常用秋水仙素处理幼苗,单倍体育种最大的优点是明显缩短育种年限。(4)图中Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ表示单倍体育种,原理是染色体变异,其可以用较短时间得到需要的纯合子,因此成功率最高且工作量最小。 [答案]　(1)杂交　自交　杂交育种　(2)单倍体　花药离体培养　(3)秋水仙素　单倍体育种　明显缩短育种年限　(4)Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ [层级训练评价] (一)澄清概念 1.判断下列说法的正误 (1)采集小麦的花粉进行离体培养形成新植株的育种方法就是单倍体育种。 (×) 提示:单倍体育种包括培育单倍体和染色体数量加倍。 (2)低温和秋水仙素使染色体数量加倍的作用原理相似。 (√) (3)秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成,从而导致染色体数量加倍。 (√) (4)低温诱导植物染色体数量加倍的实验,制作临时玻片的程序是解离→染色→漂洗→压片。 (×) 提示:制作临时玻片的程序是解离→漂洗→染色→压片。 (二)落实知能 2.下列关于“低温诱导植物细胞染色体数量的变化”实验的叙述,错误的是 (　 ) A.低温能够抑制植物细胞有丝分裂前期纺锤体的形成 B.剪取的根尖经卡诺氏固定液浸泡后需用体积分数为95%的乙醇溶液冲洗2~3次 C.可以使用苯酚品红溶液对染色体进行染色 D.用显微镜观察时会发现大部分细胞中的染色体已加倍 解析:选D　低温能够抑制植物细胞有丝分裂前期纺锤体的形成,从而诱导染色体数量加倍,A正确;低温诱导植物细胞染色体数量变化实验中,根尖细胞用卡诺氏固定液固定后,需用体积分数为95%的乙醇溶液冲洗2~3次,B正确;染色体易被碱性染料染成深色,故可以使用苯酚品红溶液对染色体进行染色,C正确;间期时间更长,经过低温处理之后,用显微镜观察时会发现只有少数细胞中染色体数量加倍,D错误。 3.(2025·苏州月考)如图为五倍体栽培棉的培育过程,字母A、D、E均代表一个染色体组,每组有13条染色体。下列叙述错误的是 (　 ) A.F1体细胞中含有3个染色体组,属于三倍体植株 B.用秋水仙素处理F1能使染色体数加倍的原因是抑制了纺锤体的形成 C.栽培棉减数分裂时可形成32个四分体 D.栽培棉的育种方式属于多倍体育种 解析:选C　陆地棉(AADD)与索马里棉(EE)杂交,所得F1的染色体组成为ADE,是三倍体,A正确;在多倍体育种过程中,通常采用秋水仙素处理幼苗或萌发种子,使染色体数目加倍,秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成,B正确;字母A、D、E均代表一个染色体组,每组有13条染色体,故栽培棉(AADDE)减数分裂时同源染色体配对后可形成26个四分体,C错误;由题图分析可知,图示是陆地棉和索马里棉先杂交获得杂种F1,杂种F1经秋水仙素加倍处理后再与海岛棉杂交获得五倍体,因此属于多倍体育种,D正确。 (三)迁移应用 4.[多选]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,后代育性达到了与亲本相当的水平。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减数第一次分裂中期形成13个四分体 C.F1减数第二次分裂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:选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;减数分裂过程中,只有同源染色体能够联会形成四分体,F1中只有MM两个染色体组间能够联会,故在减数第一次分裂前期形成8个四分体,B错误;由图中选育产生的后代基因型推知,F1可能产生M、LM、LN、MN、LMN等类型的配子,C错误;根据题图中选育产生的后代可知,F1两个M染色体组能稳定遗传给后代,D正确。 (四)科学探究 5.(2025·常州月考)正常烟草(2n=48)是二倍体,烟草中某一对同源染色体少一条,染色体表示为2n-1的个体称为单体;某一对同源染色体多一条,染色体表示为2n+1的个体称为三体。单体、三体在遗传育种上具有重要的价值。请回答有关问题: (1)单体、三体这些植株的变异类型为　　　　　　　　　　。  (2)烟草8号染色体三体在减数分裂时8号染色体的任意两条移向细胞一极,剩下一条移向另一极,细胞中其余染色体正常分离,则产生正常染色体数目的配子的概率为　　　　。烟草三体植株的一个次级精母细胞中,最多可能含有　　　条染色体。  (3)利用单体和某品种杂交,分析后代的性状表现,可以判定出该品种有关基因所在的染色体。已知烟草的高秆和矮秆性状分别受H、h控制,为判断H、h基因是否位于5号染色体上,研究人员进行了如下实验探究: 将正常矮秆(hh)植株与5-单体(5号染色体单体)显性纯合体杂交得F1,统计F1的表型及比例。 若　　　　　　　　　　　　　　　　,则控制矮秆的基因位于5号染色体上;  若　　　　　　　　　　　　　　　　,则控制矮秆的基因不位于5号染色体上。  解析:(1)单体少一条染色体,三体多一条染色体,属于染色体(数量)变异。(2)将三体的三条染色体标号为1、2、3,则得到的配子有12、3、13、2、1、23共6种,每种概率均为1/6,产生正常染色体数目的配子的概率为1/2。正常烟草体细胞含48条染色体,烟草三体植株体细胞含有49条,一个次级精母细胞中,最多为减数第二次分裂后期,可能含有50条染色体。(3)将正常矮秆(hh)植株与5-单体(5号染色体单体)显性纯合体杂交得F1,统计F1的表型及比例。当控制矮秆的基因位于5号染色体上,5-单体只含有一个H基因,F1中高秆(Hh)与矮秆(h)的比例为1∶1;当控制矮秆的基因不位于5号染色体,5-单体含有两个H基因,F1全为高秆(Hh)。 答案:(1)染色体(数量)变异　(2)50%　50　(3)F1中高秆与矮秆的比例为1∶1　F1全为高秆 /课堂小结与随堂训练/ 一、知识体系构建 二、关键语句必背 1.染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位4种类型。 2.一个染色体组内的染色体形态和功能各不相同。 3.由受精卵发育而来的个体,体细胞中含有几个染色体组就是几倍体。 4.单倍体并不一定只含一个染色体组。 5.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,能明显缩短育种年限。　 三、素养好题训练 1.(2025·连云港期中)我国科学家利用二倍体葡萄“喜乐”与四倍体葡萄“巨峰”杂交,选育出三倍体葡萄新品种“沪培1号”。下列关于该新品种的叙述,错误的是 (　 ) A.“沪培1号”属于多倍体 B.开花时形成的配子多数可育 C.其果实具有无核等优点 D.其减数分裂会出现联会紊乱 解析:选B　我国科学家利用二倍体葡萄“喜乐”与四倍体葡萄“巨峰”杂交,选育出三倍体葡萄新品种“沪培1号”,其细胞中有三个染色体组,因而属于多倍体,A正确;新品种“沪培1号”的原始生殖细胞中有三套染色体组,减数分裂时出现联会紊乱,一般不能形成可育的配子,B错误,D正确;由于三倍体不能产生可育的配子,因而其果实具有无核等优点,C正确。 2.如下图表示减数分裂过程中的四分体时期出现的异常现象,导致这两种异常现象的原因分别是 (　 ) A.前者发生了染色体结构变异中的易位,后者发生了染色体结构变异中的缺失 B.前者发生了染色体结构变异中的倒位,后者发生了染色体结构变异中的缺失 C.前者发生了染色体结构变异中的易位,后者发生了染色体结构变异中的重复 D.前者发生了染色体结构变异中的倒位,后者发生了染色体结构变异中的重复 解析:选A　出现图甲异常现象的原因是两条非同源染色体之间互换了部分片段(如含a染色体部分片段与含B染色体部分片段发生了互换),即发生了染色体结构变异中的易位;图乙中正常染色体比另一条染色体长,所以出现图乙异常现象的原因是一对同源染色体内一条染色体丢失了一部分片段,即发生了染色体结构变异中的缺失。故选A。 3.对于低温诱导洋葱染色体数量变化的实验,错误的描述是 (　 ) A.观察到的装片中处于分裂间期的细胞最多 B.制作玻片包括解离、染色和压片,染色可以用苯酚品红溶液 C.在高倍显微镜下不能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程 D.在诱导染色体数量变化方面,低温与秋水仙素诱导的原理相似 解析:选B　由于在一个细胞周期中,分裂间期所处的时间更长,所以处于分裂间期的细胞最多,A正确;制作玻片包括解离、漂洗、染色和压片,B错误;由于在制作玻片过程中,要进行解离,使细胞失去活性,所以在显微镜下不可能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程,C正确;在诱导染色体数量变化方面,低温与秋水仙素诱导的原理相似,都是在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成,从而使染色体数量加倍,D正确。 4.为获得果实较大的四倍体葡萄(4N=76),将二倍体葡萄茎段经秋水仙素溶液处理后栽培。结果植株中约40%细胞的染色体被诱导加倍,这种植株含有2N细胞和4N细胞,称为“嵌合体”,其自交后代中有四倍体植株。下列叙述错误的是 (　 ) A.秋水仙素诱导染色体数量加倍的原理是抑制纺锤体形成 B.“嵌合体”根尖分生区的细胞染色体数量不一定是38条 C.“嵌合体”产生配子过程中,部分细胞染色体联会紊乱 D.“嵌合体”不同的花之间传粉后可以产生三倍体的子代 解析:选C　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量加倍,A正确。秋水仙素溶液处理二倍体葡萄茎段产生的“嵌合体”植株中,根尖分生区的细胞为二倍体细胞时,含38条染色体,在有丝分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色体数量变为76;若根尖分生区细胞为四倍体时,含76条染色体,此细胞在有丝分裂后期染色体数量变为152,B正确。“嵌合体”是由二倍体细胞和四倍体细胞组成的,因此在产生配子过程中,细胞染色体联会不会紊乱,C错误。“嵌合体”不同的花(2N细胞和4N细胞)之间传粉后可以产生三倍体子代,D正确。 5.(2025·海安期末)组蛋白H3(CENH3)是细胞分裂时染色体分离所必需的,其决定着丝粒的定位;cenh3是组蛋白H3的一个突变体。研究发现,异源CENH3可补偿cenh3的突变,形成单倍体诱导系,其与野生型植株杂交,后代产生非整倍体和只含有野生型基因组的单倍体。如图为CENH3介导的某二倍体植株诱导形成单倍体的过程,下列有关叙述错误的是 (　 ) A.图中有丝分裂过程中,纺锤丝不能附着到cenh3突变体的染色体上发生在中期 B.图中诱导产生的单倍体中只含有来自父本的DNA C.可以用秋水仙素处理单倍体幼苗,使之成为二倍体 D.与传统单倍体诱导技术相比,如图所示的诱导方法不需要经过花药离体培养 解析:选B　有丝分裂中期,纺锤丝附着在每条染色体的着丝粒两侧,据此推测图中有丝分裂过程中,纺锤丝不能附着到cenh3突变体的染色体上发生在中期,A正确;图中诱导产生的单倍体中含有父本的核DNA和母本的细胞质DNA,因此单倍体中含有的DNA来自父本和母本,B错误;秋水仙素可以诱导单倍体幼苗成为二倍体或多倍体,C正确;传统的单倍体诱导技术,一般需要经过花药离体培养、人工诱导染色体数量加倍等过程,如图所示的诱导方法不需要经过花药离体培养,D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $