第5章 第2节 第1课时 染色体数目的变异及其应用(学用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化（人教版）

本高中生物学讲义聚焦染色体数目的变异及其应用，系统梳理染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念辨析，构建从染色体数目变异类型（个别增减、以组为单位增减）到单倍体与多倍体育种原理及操作的学习支架。 资料通过“微思考”“判断题”培养科学思维，结合果蝇染色体组分析、无子西瓜育种等探究活动提升探究实践能力，例题与规律方法总结助力课中教学实施与课后知识巩固，有效落实生命观念与科学探究素养。

第1课时　染色体数目的变异及其应用 1.辨析染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念，培养归纳概括的科学思维。 2.通过单倍体育种和多倍体育种的原理和操作过程，培养科学探究能力。 知识点一　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　　　　　　的变化。 （2）种类：　　　　　　的变异和　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 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。如图为果蝇的染色体组。 （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 4.单倍体 【微思考】　“三体”就是“三倍体”吗？ （1）体细胞中含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。（　　） （2）三倍体不育的原因是减数分裂时联会紊乱。（　　） （3）二倍体水稻和四倍体水稻杂交，获得的三倍体稻穗和籽粒变小。（　　） （4）由配子发育而来的个体，一定是单倍体。（　　） （5）体细胞中含一个染色体组的生物，一定是单倍体。（　　） 探究｜染色体组的组成与数目判断 如图为果蝇染色体的组成，据图回答问题： （1）图甲和图乙中的染色体组分别是如何组成的？ （2）请根据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格的填写。 项目 染色体组数 每个染色体组内染色体数 （3）请根据基因型判断染色体组数。 项目 染色体组数 （4）若某生物的体细胞中含32条染色体，有8种形态，则该生物体细胞中含有几个染色体组？ 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，则染色体组数为2组。 2.辨析单倍体 1.下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述，不正确的是（　　） A.二倍体生物的一个配子中的全部染色体为一个染色体组 B.由受精卵发育成的体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体 C.单倍体生物体细胞中仅含有一个染色体组，常高度不育 D.三倍体生物原始生殖细胞减数分裂时易出现联会紊乱，一般不能形成可育配子 2.（2024·郑州期末）下列是对a～h所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述，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g、e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f、c图，该个体一定是四倍体 规律方法 巧判单倍体、二倍体和多倍体 知识点二　单倍体育种和多倍体育种 1.多倍体育种 方法 用　　　　　　诱发或用　　　　处理 处理对象 　　　　　　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，从而引起细胞内染色体数目　　 实例 含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜的培育 2.单倍体育种 （1）方法 （2）优点：　　　　　　　　。 （1）单倍体育种中，可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。（　　） （2）秋水仙素可抑制纺锤体的形成，导致有丝分裂后期着丝粒不能正常分裂，所以细胞不能分裂从而使细胞染色体数目加倍。（　　） （3）二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa，则用秋水仙素处理后形成的四倍体为纯合子。（　　） 探究｜无子西瓜的育种过程 （教材P91“拓展应用2”）如图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题： （1）为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？ （2）四倍体西瓜植株作母本产生的雌配子中含有几个染色体组？获得的四倍体植株为何要与二倍体杂交？ （3）在无子西瓜培育的过程中用二倍体给四倍体和三倍体传粉的目的是什么？ （4）三倍体无子西瓜的果实中没有种子的原因是什么？ （5）有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并不成熟的种子，请推测产生这些种子的原因。 1.多倍体育种与单倍体育种比较 多倍体育种 单倍体育种 原理 染色体组成倍增加 染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种 常用方法 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 花药离体培养后，人工诱导染色体加倍 优点 器官大、营养物质含量高 缩短育种年限 缺点 动物中难以开展 技术含量较高 2.多倍体育种和单倍体育种的三点提醒 （1）在多倍体育种和单倍体育种过程中，都用了秋水仙素处理，但是处理的材料不完全相同。在多倍体育种中，处理的是萌发的种子或幼苗；在单倍体育种中，只能处理单倍体幼苗，二倍体形成的单倍体无法形成种子。 （2）单倍体育种的目的并非获得单倍体植株，而是获得能稳定遗传的正常植株。 （3）单倍体育种不一定是最简便最快捷的育种方法，如：为了获得aabb的个体，杂交育种是最佳育种方法。 1.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 2.（2024·陕西榆林期末）假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有基因型为AABB、aabb的两个品种，为培育出基因型为AAbb的优良品种，可采用的方法如下： 方法一：AABB×aabb→F1（自交）→F2（自交）→AAbb 方法二：AABB×aabb→F1→取F1的花药进行离体培养→AAbb 下列有关上述育种方法的叙述，错误的是（　　） A.方法一要获得AAbb需要进行不断自交直至不发生性状分离 B.方法二中还需用一定浓度的秋水仙素处理单倍体种子或幼苗 C.方法二应用的主要原理是染色体变异，该方法能明显缩短育种年限 D.用X射线、紫外线综合处理AABB或aabb也可能获得优良品种AAbb 拓展归纳 单倍体育种与杂交育种的关系 1.（2024·西安高新一中期末）下列有关单倍体和多倍体的叙述，错误的是（　　） A.体细胞中具有偶数染色体组的多倍体植物一般是可育的 B.人工诱导多倍体的方法很多，目前最常用且最有效的方法是用低温处理植物分生组织细胞 C.与二倍体植株相比，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更高 D.单倍体育种诱导染色体数目加倍需用秋水仙素处理幼苗 2.（教材P87“问题探讨”改编）野生马铃薯为二倍体，体细胞染色体数为24条，栽培马铃薯为四倍体，体细胞染色体数为48条。下列相关叙述错误的是（　　） A.野生马铃薯的花药发育而成的植株是单倍体 B.栽培马铃薯的花药发育而成的植株是单倍体 C.栽培马铃薯的每个染色体组有12条同源染色体 D.野生马铃薯和栽培马铃薯杂交的后代是三倍体 3.（2024·广东深圳期末）某植株的基因型为AaBb，其中A和b基因控制的性状对提高产量是有利的。利用其花粉进行单倍体育种，过程如图所示，下列相关分析错误的是（　　） 花粉植株A植株B A.图示育种方法的原理是染色体数目变异 B.过程②可用适当的低温处理，低温作用时期为有丝分裂前的间期 C.植株B中符合要求的类型约占1/4 D.单倍体育种的优点是缩短育种年限，且获得的植株是纯合子 4.（2024·宁夏银川期末）已知普通西瓜为二倍体，西瓜果皮颜色由一对等位基因控制，果皮深绿色条纹（A）对浅绿色（a）为显性，如图表示培育深绿色条纹三倍体无子西瓜的大致流程，若只研究果皮颜色，下列相关叙述正确的是（　　） A.培育深绿色条纹三倍体无子西瓜的过程中发生了基因重组和染色体变异 B.体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，统称为多倍体 C.秋水仙素能诱导多倍体形成的原因是促进后期染色单体分开，形成染色体 D.获得无子西瓜的过程中两次用到花粉，两次使用花粉的作用不同 5.（2024·江苏南通期末）种子是农业的“芯片”，玉米育种是一项重要的农业技术革命。如图是利用玉米（2N＝20）的幼苗芽尖细胞（基因型为 BbTt）进行育种的实验流程图，相关叙述正确的是（　　） A.植株 A 为二倍体，植株 C 为单倍体 B.过程②、③中可发生非同源染色体自由组合导致基因重组 C.图中培育多倍体植株 B 的原理是秋水仙素抑制纺锤体的形成 D.与植株 B 相比，植株 C 的茎秆瘦小，叶片和种子均比较小 提示：完成课后作业　第5章　第2节　第1课时 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节　染色体变异 第1课时　染色体数目的变异及其应用 知识点一 1.（1）数目或结构　（2）染色体数目　染色体结构 2.（1）个别染色体　（2）一套完整的非同源染色体为基数 3.（1）每套非同源染色体　（2）两个　个体　（3）􀀁三个或三个以上　􀀂粗壮　􀀃大　􀀄增加　􀀅联会紊乱 4.相同　配子　高度不育 微思考　提示：“三体”≠“三倍体”。二倍体体细胞中的染色体成对存在，若某染色体有3条，这样的个体称为三体，如21三体。由受精卵发育而成且体细胞中含有3个染色体组的个体称为三倍体。 概念辨析 （1）×　提示：由配子发育而来的生物，无论含有几个染色体组，都是单倍体。 （2）√ （3）×　提示：二倍体水稻和四倍体水稻杂交，可获得三倍体，三倍体植株联会紊乱，难以得到籽粒。 （4）√　（5）√ 知识点二 1.秋水仙素　低温　萌发的种子　纺锤体　加倍 2.（1）加倍　（2）能明显缩短育种年限 概念辨析 （1）×　提示：单倍体高度不育，不能产生种子。 （2）×　提示：秋水仙素可抑制纺锤体的形成，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，但着丝粒能正常分裂。 （3）×　提示：二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa，则用秋水仙素处理后形成的四倍体基因型为AAaa，属于杂合子。 第2节　染色体变异 第1课时　染色体数目的变异及其应用 知识点一 重难探究 （1）提示：图甲中的染色体组：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X和Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y；图乙中的染色体组：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X和Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X。 （2）3　3　2　3　1　4　4　2　2　2 （3）1　3　2　4 （4）提示：4个。细胞内每种形态的染色体有4条。 即学即练 1.C　二倍体生物体内含有2个染色体组，经过减数分裂形成配子中的全部染色体只含一个染色体组，A正确；二倍体是指由受精卵发育而来，且体细胞中含有两个染色体组的生物个体，包括几乎全部动物和过半数的高等植物，B正确；仅含一个染色体组的生物属于单倍体生物，但单倍体生物并非都是仅含一个染色体组，比如六倍体小麦配子发育形成的个体就是单倍体，含有3个染色体组，C错误；三倍体生物原始生殖细胞减数分裂时易出现联会紊乱，一般不能形成可育配子，高度不育，D正确。 2.C　细胞中一组非同源染色体形态、大小各不相同，组成一个染色体组。分析题图可知，a、b图含有三个染色体组，c、h图含有两个染色体组，d、g图只有一个染色体组，e、f图含四个染色体组。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，若由受精卵发育而来，有几个染色体组即为几倍体，A、B、D错误，C正确。 知识点二 重难探究 （1）提示：芽尖细胞正在进行有丝分裂，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。 （2）提示：四倍体西瓜植株作母本产生的雌配子中含有两个染色体组。四倍体植株与二倍体植株杂交可获得三倍体植株。 （3）提示：给四倍体传粉是为了获得三倍体种子，给三倍体传粉是为了刺激子房发育为果实。 （4）提示：三倍体西瓜的原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，不能形成可育的配子。 （5）提示：三倍体在进行减数分裂时有可能形成了正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。 即学即练 1.C　陆地棉AADD与索马里棉EE杂交，所得F1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，从而使细胞内染色体数目加倍，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，栽培棉（AADDE）减数分裂时同源染色体配对后可形成四分体，故可形成26个四分体，C错误； 由图分析可知，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。 2.B　由品种AABB、aabb经过杂交、自交过程培育出新品种的育种方法称之为杂交育种，F2中出现所需要的类型，要获得AAbb，需要进行不断自交直至不发生性状分离，A正确；单倍体高度不育，不能用一定浓度的秋水仙素处理单倍体种子，只能处理幼苗，B错误；方法二为单倍体育种，利用染色体变异的原理，可明显缩短育种年限，C正确；用X射线、紫外线综合处理AABB或aabb，通过诱变育种也可能获得优良品种AAbb，D正确。 【随堂热练】 1.B　体细胞中具有偶数染色体组的多倍体植物，在减数分裂过程中，若染色体可以正常联会，则是可育的，A正确；在生产实践中，人工诱导染色体数量加倍的方法有低温处理、秋水仙素诱发等，目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，B错误；与二倍体植株相比，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，C正确；多倍体育种中秋水仙素处理的是萌发的种子或幼苗，单倍体育种中秋水仙素处理的是单倍体幼苗，因为单倍体育种过程中，需先通过花药（或花粉）离体培养得到单倍体幼苗，无种子，D正确。 2.C　由本物种配子发育而成的植株是单倍体，但本物种的配子不一定只有一个染色体组，可以是两个，甚至多个。野生马铃薯是二倍体，其花药中只含有一个染色体组，所以野生马铃薯的花药发育而成的植株是单倍体，栽培马铃薯是四倍体，其花药中只含有2个染色体组，所以栽培马铃薯的花药发育而成的植株是单倍体，A、B正确； 栽培马铃薯的每个染色体组有12条非同源染色体，C错误； 野生马铃薯（为二倍体）和栽培马铃薯（为四倍体）杂交，由于它们存在生殖隔离，一般不可育，若可育，其后代是三倍体，D正确。 3.B　该植株的基因型为AaBb，利用其花粉通过过程①得到单倍体植株A，其基因型有AB、Ab、aB、ab四种，比例为1∶1∶1∶1；经过过程②染色体数目加倍，获得植株B，其基因型有AABB、AAbb、aaBB、aabb四种，比例为1∶1∶1∶1，A、D正确；过程②可用适当的低温处理，使染色体数目加倍，作用时期为有丝分裂前期，作用的机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，B错误；植株B中符合要求的类型（AAbb）约占1/4，C正确。 4.D　培育三倍体无子西瓜的过程发生了染色体数目变异，在本题中只涉及一对等位基因，未发生基因重组，A错误；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，统称为多倍体，由配子发育而来的称为单倍体，B错误；秋水仙素能诱导多倍体形成的原因是有丝分裂前期抑制纺锤体的形成，进而引起细胞不能分裂，C错误；获得无子西瓜的过程中两次用到花粉，第一次受粉的作用是完成受精作用，第二次受粉的作用是刺激子房发育成果实，两次使用花粉的作用不同，D正确。 5.A　植株A是经芽尖细胞发育而来，为二倍体，植株C发育起点为配子，故为单倍体，A正确；基因重组发生在有性生殖过程中，②表示减数分裂过程，可发生基因重组，③为细胞有丝分裂过程，不可发生基因重组，B错误；图中培育玉米植株B的原理是染色体数目变异，且B不是多倍体，C错误；植株C为单倍体，植株B用秋水仙素处理后，为二倍体，与植株 B 相比，植株 C 的茎秆、叶片瘦小，没有种子，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $