第5章 第2节 第1课时 染色体数目的变异（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高一生物必修2教师用书（人教版 苏冀）

第1课时 染色体数目的变异 第5章 基因突变及其他变异 <<< 学习目标 1.说出染色体数目变异的类型。 2.辨别不同呈现形式的染色体组；说明二倍体、多倍体的含义。 3.概述人工诱导多倍体的原理及方法。 内容索引 一、染色体数目的变异 三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化 二、人工诱导多倍体及其应用 课时对点练 染色体数目的变异 一 4 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。 梳理　教材新知 数目 结构 数目 结构 个别染色体 一套完整的非同源染色体为基数 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 。 每套非同源染色体 两个 个体 (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) 三个或三个以上 联会紊乱 ③特点：多倍体植株常常是茎秆 ，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 ，也存在结实率低、晚熟等缺点。 粗壮 增加 (1)二倍体的体细胞中一定都含有两个染色体组(　　) 提示　在有丝分裂后期，二倍体的体细胞中含有四个染色体组。 × (2)三倍体不育的原因是减数分裂时联会紊乱(　　) √ 判断正误 9 任务一：染色体组数的判断 1.请根据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格。 探究　核心知识 项目           染色体组数 ___ ___ ___ ___ ___ 每个染色体组内染色体数 ___ ___ ___ ___ ___ 3 2 1 4 2 3 3 4 2 2 规律：染色体组数＝细胞内 的染色体条数＝染色体数目/_____ __________，一个染色体组中的染色体数＝不同 染色体的种类数。 形态相同 染色 体形态数 形态 2.请根据基因型判断染色体组数。 项目         染色体组数 ____ ____ ____ ____ 1 3 2 4 规律：染色体组数＝ 。 控制同一性状的基因的个数 1.下列有关染色体组的说法，不正确的是 A.X、Y染色体形态不同，可以存在于同一染色体组中 B.二倍体生物的配子中含有的染色体构成一个染色体组 C.构成一个染色体组的染色体在形态、功能上各不相同 D.果蝇在减数分裂Ⅰ后期移向细胞同一极的染色体构成一个染色体组 √ 落实　思维方法 X、Y为同源染色体，不可以存在于同一染色体组中，A错误。 2.(2023·天津高一期末)下列关于二倍体、多倍体的叙述，不正确的是 A.由受精卵发育而来，基因型为AaBBCcDD的个体是二倍体 B.三倍体植物不能由受精卵发育而来 C.与二倍体番茄相比，四倍体番茄的维生素C含量更高 D.三倍体不育是因为在减数分裂过程中染色体联会紊乱，无法产生正常 的配子 √ 三倍体可由含两个染色体组的配子与含有一个染色体组的配子结合成受精卵发育而成，B错误。 人工诱导多倍体及其应用 二 15 梳理　教材新知 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 秋水仙素 低温 萌发 纺锤体 加倍 (1)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(　　) 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。 × (2)二倍体水稻和四倍体水稻杂交，可获得三倍体，稻穗和籽粒变小 (　　) 提示　三倍体不育，没有籽粒。 × 判断正误 17 (3)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，从而使细胞染色体数目加倍(　　) 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。 × 判断正误 18 任务二：无子西瓜的培育 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？ 探究　核心知识 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。 2.四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？ 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.在无子西瓜培育的过程中用二倍体给三倍体传粉的目的是什么？ 提示　促进子房发育成果实。 4.三倍体无子西瓜的果实中没有种子的原因是什么？ 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.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。 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。 6.无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？ 提示　进行无性繁殖，将三倍体西瓜植株进行组织培养获得大量的组培苗，再进行移栽。 3.如图是无子西瓜培育的过程，下列有关叙述错误的是 落实　思维方法 A.①过程也可进行低温诱导处理，与秋水仙素的作用原理不同 B.三倍体植株不育的原因是在减数分裂过程中联会发生紊乱 C.培育得到的无子西瓜与二倍体有子西瓜相比个大、含糖量高 D.要得到无子西瓜，需每年制种，很麻烦，所以可用无性繁殖进行快速 繁殖 √ 低温诱导和秋水仙素的作用原理相同，都是通过抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使细胞内染色体数目加倍。 4.(2023·泰州高一月考)为获得果实较大、含糖量较高的四倍体葡萄(4n＝76)，常用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体葡萄茎段上的芽，然后将茎段扦插栽培成新植株。研究结果显示：新植株中约40%的细胞染色体被诱导加倍。这种植株同时含有2n细胞和4n细胞，称为“嵌合体”。有关“嵌合体”的叙述，正确的是 A.秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理是抑制间期纺锤体的形成 B.在生命活动中，4n细胞内染色体组数目最多出现在有丝分裂后期 C.“嵌合体”根尖分生区的部分细胞含19条染色体 D.若该个体自交，后代中不可能出现三倍体 √ 秋水仙素可以通过抑制前期纺锤体的形成来使染色体数目加倍，A错误； 使用秋水仙素溶液处理的部位是二倍体葡萄茎段上的芽，故在“嵌合体”植株中，根尖分生区的细胞一般为二倍体细胞(2n＝38)，即含38条染色体，C错误； 由于“嵌合体”植株同时含有2n细胞和4n细胞，则其自交后代可能出现二倍体、三倍体、四倍体，D错误。 三 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 28 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。 梳理　教材新知 分生组织 纺锤体 分裂成两个子细胞 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。 卡诺氏液 4 ℃ 95% 漂洗 染色 染色体数目 (1)低温诱导时温度越低效果越显著(　　) 提示　温度过低可能导致细胞死亡。 × (2)用显微镜观察时发现所有细胞中染色体数目均已加倍(　　) 提示　用显微镜观察时只有部分细胞中染色体数目已加倍。 × (3)制作根尖细胞的临时装片时，制作基本步骤是解离→漂洗→染色→制片(　　) (4)固定细胞后所用的冲洗试剂与解离后所用的漂洗试剂是一样的(　　) √ × 提示　固定细胞后用体积分数为95%的酒精冲洗，解离后用清水漂洗。 判断正误 31 核心归纳 实验中几种试剂的使用方法和作用 试剂 使用方法 作用 卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h 固定细胞形态 体积分数为95%的酒精 冲洗卡诺氏液处理过的根尖 洗去卡诺氏液 与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定处理的根尖 解离根尖细胞 清水 漂洗解离后的根尖约10 min 洗去解离液 甲紫溶液 把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色体着色 5.关于低温诱导洋葱(2n＝16)染色体数目变化的实验，下列叙述正确的是 A.原理：低温抑制染色体的着丝粒分裂，使染色体不能移向细胞的两极 B.解离：用卡诺氏液和酒精处理经低温诱导的根尖可使细胞分离开 C.染色：用甲紫溶液可以使染色体染色 D.观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变 √ 落实　思维方法 该实验的原理是低温能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞的两极，A错误； 该实验中卡诺氏液的作用是固定细胞形态，而不是进行解离，B错误； 由于大多数细胞处于分裂间期，因此显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目未发生改变，少数细胞染色体数目改变，D错误。 6.(多选)关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”的实验(以洋葱为例)，下列叙述正确的是 A.观察到的细胞中处于分裂间期的细胞最多 B.在显微镜视野内可观察到二倍体细胞和四倍体细胞 C.在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程 D.在诱导染色体数目变化方面，低温处理与秋水仙素诱导的原理相似 √ √ √ 经固定和解离等步骤的作用，细胞失去活性，所以在显微镜下不能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程，C错误。 网络构建 课时对点练 四 38 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对一对 答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C B B A B D D D 题号 9 10 11 12 答案 D AC ABC BC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对一对 答案 题号 13 答案 (1)4　9　(2)萌发的种子或幼苗　抑制(有丝分裂前期)纺锤体的形成，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加倍　(3)获得的子代为三倍体，三倍体因为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 题号 14 答案 (1)一对同源染色体未分离　(2)24　发生其他染色体数目增加的生殖细胞不可育或受精卵不能发育(或在胚胎早期就死亡)　(3)50%　50　(4)F1中高秆与矮秆的比例为1∶1　F1全为高秆 题组一　染色体数目的变异 1.下列关于染色体组的叙述，错误的是 A.一个染色体组中各个染色体的形态、大小各不相同，互称为非同源染色体 B.一个染色体组携带着控制生物生长、发育的全部遗传信息 C.二倍体生物的体细胞中都只含有两个染色体组 D.雄蜂的体细胞中一般只含一个染色体组 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 √ 二倍体生物的体细胞处于有丝分裂后期时含有四个染色体组，C错误。 对点训练 2.(2023·南京高一期末)通常情况下，一个四倍体植物个体的可能来源不包括 A.两个四倍体亲本杂交 B.一个三倍体亲本和一个二倍体亲本杂交 C.二倍体幼苗体细胞有丝分裂时染色体只复制未分离 D.因二倍体减数分裂错误而产生的含有两个染色体组的配子两两结合 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 √ 对点训练 三倍体一般情况下不能产生可育配子，因此三倍体和二倍体杂交不会产生后代，B符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 3.(2024·苏州高一调研)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现象 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 三倍体葡萄新品种“沪培1号”因为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现象，一般不能形成可育的配子，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 4.(2024·通化高一期末)如图是甲、乙两种生物的体细胞内染色体情况示意图，则染色体组数与图示相同的甲、乙两种生物体细胞的基因型可依次表示为 A.甲：AaBb　乙：AAaBbb B.甲：AaaaBBbb　乙：AaBB C.甲：AAaaBbbb　乙：AaaBBb D.甲：AaaBbb　乙：AAaaBbbb √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 题组二　人工诱导多倍体及其应用 5.(2023·淮安高一统考)人工诱导染色体数目加倍的常用方法是低温、秋水仙素溶液处理。诱导染色体数目加倍的原理主要是抑制 A.酶的活性 B.纺锤体的形成 C.DNA的复制 D.细胞分裂速度 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 低温、秋水仙素溶液均能抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而使染色体数目加倍，故选B。 对点训练 6.人们平常食用的普通西瓜是二倍体，如图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。下列说法不正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 A.用秋水仙素处理普通西瓜 的种子或幼苗的原因是种 子或幼苗的有丝分裂旺盛 B.秋水仙素处理可以抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，引起细胞内染色体数 目加倍 C.自然状态下三倍体西瓜因减数分裂联会紊乱而不能产生正常配子，故高度不育 D.因三倍体西瓜不能进行有性生殖，所以其制备原理属于不可遗传的变异 √ 对点训练 三倍体西瓜的制备原理是染色体数目的变异，属于可遗传的变异，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 题组三　低温诱导植物细胞染色体数目的变化 7.下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中各试剂及其作用的叙述，错误的是 A.在该实验中先后两次用到酒精但使用目的不同 B.质量分数为15%的盐酸可用来配制解离液 C.甲紫溶液是碱性染料，可对染色体进行染色 D.清水的作用是洗去卡诺氏液和解离液 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 体积分数为95%的酒精在该实验中可以用于洗去卡诺氏液，也可以用于配制解离液，A正确； 解离液由体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸等体积混合而成，B正确； 清水的作用是洗去解离液，防止解离过度，洗去卡诺氏液要用体积分数为95%的酒精，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 8.下列有关“低温诱导大蒜(2n＝16)根尖细胞染色体数目的变化”实验的叙述，不正确的是 A.低温处理后的实验材料要先用卡诺氏液固定再用酒精冲洗 B.在显微镜视野内可能观察到染色体数为16、32和64的细胞 C.用高倍显微镜观察不到根尖细胞染色体加倍的过程 D.低温通过促进着丝粒分裂导致染色体数目加倍 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 答案 对点训练 低温抑制纺锤体的形成，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加倍，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对点训练 9.(2024·盐城高一测试)如图为五倍体异源杂种栽培棉的培育过程，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.栽培棉的育种方式属于多倍体育种 B.F1含有3个染色体组，是三倍体植株 C.秋水仙素处理导致染色体不能移向细胞两极 D.栽培棉细胞中最多含有65条染色体 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 综合强化 F1染色体组成为ADE，秋水仙素处理得到的 F2为AADDEE，F2与AADD杂交，最终得到的栽培棉染色体组成应为AADDE，A、D、E所代表的每一个染色体组中各含13条染色体，故栽培棉(AADDE)应含有5个染色体组，有65条染色体，在有丝分裂后期染色体数目加倍，故最多为130条，D错误。 陆地棉(AADD)与索马里棉(EE)杂交，所得F1染色体组成为(ADE)，有三个染色体组，且是由受精卵发育而来，是三倍体，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 综合强化 10.(多选)二倍体植物甲(2n＝10)和二倍体植物乙(2n＝10)进行有性杂交，得到的F1不育。用物理撞击的方法使F1在减数分裂Ⅰ时整套的染色体分配到同一个次级精(卵)母细胞中，减数分裂Ⅱ正常，再让这样的雌雄配子结合，产生F2。下列有关叙述正确的是 A.物理撞击和秋水仙素的作用原理不同 B.F1为四倍体，具有20条染色体 C.若用适宜浓度的秋水仙素处理F1幼苗，则长成的植株是可育的 D.用物理撞击的方法使配子中染色体数目加倍，产生的F2为二倍体 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 答案 综合强化 物理撞击是使F1在减数分裂Ⅰ时整套的染色体分配到同一个次级精(卵)母细胞中，而秋水仙素是抑制纺锤体的形成，两者的作用原理不同，A正确； F1含有2个染色体组，共10条染色体，其中5条来自甲，5条来自乙，B错误； 利用物理撞击的方法使配子中染色体数目加倍，产生的F2为异源四倍体，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 综合强化 11.(多选)玉米(2n＝20)种群中偶尔会出现三体植株(2号染色体有3条)，在减数分裂过程中，这3条染色体中的任意两条移向细胞一极，剩余一条移向细胞的另一极，其他染色体正常分离。下列有关三体玉米的叙述，不正确的是 A.三体玉米植株的体细胞中含有3个染色体组 B.三体玉米植株的出现是基因重组的结果 C.三体玉米植株的细胞中最多有21条染色体 D.三体玉米植株测交，子代出现三体植株的概率为1/2 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ √ 答案 综合强化 该三体玉米植株是由2号染色体多出一条，变成3条引起的，属于染色体数目变异，体细胞含有2个染色体组，仍然属于二倍体，A、B错误； 该三体玉米植株体细胞中含有21条染色体，在有丝分裂后期，着丝粒分开，姐妹染色单体分离，染色体数加倍，此时染色体数目最多，因此三体玉米植株的细胞中最多有42条染色体，C错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 综合强化 三体植株在减数分裂过程中，这3条染色体的任意两条向细胞一极移动，剩余一条移向细胞另一极，细胞中其他染色体正常分离，因此产生正常配子和多出一条染色体的配子比例为1∶1，测交后代产生正常植株和三体植株的比例也是1∶1，即子代出现三体植株的概率为1/2，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 综合强化 12.(多选)农业上，常用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体葡萄(2n＝38)茎段上的芽，然后将茎段扦插以获得四倍体葡萄。研究发现四倍体葡萄中约有40%细胞中的染色体被诱导加倍，而剩余的细胞均表现正常，故被称为“嵌合体”。下列有关叙述正确的是 A.上述秋水仙素的作用是促进染色体多次复制 B.“嵌合体”的每个染色体组中含有19条染色体 C.“嵌合体”的体细胞中可能含有2、4或8个染色体组 D.“嵌合体”与二倍体杂交获得的三倍体可利用种子繁殖 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 √ √ 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 秋水仙素作用于细胞分裂前期，作用是抑制纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍，A错误； 葡萄是二倍体，染色体数目是38条，一个染色体组中的染色体数目是19条，B正确； “嵌合体”中有的细胞是表现正常的体细胞，有的是染色体加倍的细胞，染色体加倍的细胞如果处于有丝分裂的后期，就可能含8个染色体组，C正确； 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 “嵌合体”与二倍体杂交获得的三倍体，减数分裂时联会紊乱，不能形成正常的配子，不可利用种子繁殖，D错误。 答案 综合强化 13.(2024·福州高一联考)早期青蒿素主要从野生青蒿中提取，野生青蒿为二倍体(2n＝18)，随着对青蒿素的需求日益增加，为能更好地满足市场需要，科学家们利用野生青蒿人工培育出四倍体青蒿。回答下列问题： (1)四倍体青蒿体细胞中有____个染色体组，每个染色体组含有____条染色体。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 4 9 四倍体青蒿的体细胞中有4个染色体组，题中显示野生青蒿为二倍体，细胞中含有染色体数目为18条，可见每个染色体组含有9条染色体。 综合强化 (2)在人工条件下，采用秋水仙素处理二倍体青蒿的_________________可以获得四倍体青蒿，秋水仙素的作用原理是_________________________ _______________________________________________________________ ______。 (3)若将四倍体青蒿与二倍体青蒿杂交，获得的子代一般情况下不能产生可育的配子，原因是_____________________________________________ _______________________________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 萌发的种子或幼苗 抑制(有丝分裂前期)纺锤体 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加倍 获得的子代为三倍体，三倍体因为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 综合强化 14.(2024·枣庄高一检测)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)形成单体、三体的原因之一是亲代中的一方在减数分裂Ⅰ过程中_______________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 一对同源染色体未分离 综合强化 (2)若不考虑同源染色体之间的差异，理论上烟草共有_____种三体。实际上烟草种群偶见8号染色体三体，从未见其他染色体三体的植株，可能的原因是__________________________________________________________ ______________________。 (3)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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 24 发生其他染色体数目增加的生殖细胞不可育或受精卵不能发育 (或在胚胎早期就死亡) 50% 50 综合强化 (4)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基因控制，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)显性纯合子杂交得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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 F1中高秆与矮秆的比例为1∶1 F1全为高秆 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 假设缺失一条5号染色体用O表示，若矮秆基因位于5号染色体上，正常矮秆(hh)植株产生一种配子h,5－单体显性纯合子可以产生两种配子，1种是含5号染色体的，配子为H,1种是不含5号染色体的，用O表示，则F1中高秆(Hh)与矮秆(Oh)的比例为1∶1。若矮秆基因不位于5号染色体上，正常矮秆(hh)植株产生一种配子h,5－单体显性纯合子产生的配子不管是否含5号染色体，配子基因型都为H，则F1全为高秆(Hh)。 综合强化 $ 第2节　染色体变异 第1课时　染色体数目的变异 [学习目标]　1.说出染色体数目变异的类型。2.辨别不同呈现形式的染色体组；说明二倍体、多倍体的含义。3.概述人工诱导多倍体的原理及方法。 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。 判断正误 (1)二倍体的体细胞中一定都含有两个染色体组(　　) (2)三倍体不育的原因是减数分裂时联会紊乱(　　) 答案　(1)×　(2)√ 提示　(1)在有丝分裂后期，二倍体的体细胞中含有四个染色体组。 任务一：染色体组数的判断 1．请根据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格。 项目 染色体组数 3 2 1 4 2 每个染色体组内染色体数 3 3 4 2 2 规律：染色体组数＝细胞内形态相同的染色体条数＝染色体数目/染色体形态数，一个染色体组中的染色体数＝不同形态染色体的种类数。 2．请根据基因型判断染色体组数。 项目 染色体组数 1 3 2 4 规律：染色体组数＝控制同一性状的基因的个数。 1．下列有关染色体组的说法，不正确的是(　　) A．X、Y染色体形态不同，可以存在于同一染色体组中 B．二倍体生物的配子中含有的染色体构成一个染色体组 C．构成一个染色体组的染色体在形态、功能上各不相同 D．果蝇在减数分裂Ⅰ后期移向细胞同一极的染色体构成一个染色体组 答案　A 解析　X、Y为同源染色体，不可以存在于同一染色体组中，A错误。 2．(2023·天津高一期末)下列关于二倍体、多倍体的叙述，不正确的是(　　) A．由受精卵发育而来，基因型为AaBBCcDD的个体是二倍体 B．三倍体植物不能由受精卵发育而来 C．与二倍体番茄相比，四倍体番茄的维生素C含量更高 D．三倍体不育是因为在减数分裂过程中染色体联会紊乱，无法产生正常的配子 答案　B 解析　三倍体可由含两个染色体组的配子与含有一个染色体组的配子结合成受精卵发育而成，B错误。 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 判断正误 (1)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(　　) (2)二倍体水稻和四倍体水稻杂交，可获得三倍体，稻穗和籽粒变小(　　) (3)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，从而使细胞染色体数目加倍(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)× 提示　(1)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。(2)三倍体不育，没有籽粒。(3)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。 任务二：无子西瓜的培育 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？ 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。 2．四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？ 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．在无子西瓜培育的过程中用二倍体给三倍体传粉的目的是什么？ 提示　促进子房发育成果实。 4．三倍体无子西瓜的果实中没有种子的原因是什么？ 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．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。 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。 6．无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？ 提示　进行无性繁殖，将三倍体西瓜植株进行组织培养获得大量的组培苗，再进行移栽。 3．如图是无子西瓜培育的过程，下列有关叙述错误的是(　　) A．①过程也可进行低温诱导处理，与秋水仙素的作用原理不同 B．三倍体植株不育的原因是在减数分裂过程中联会发生紊乱 C．培育得到的无子西瓜与二倍体有子西瓜相比个大、含糖量高 D．要得到无子西瓜，需每年制种，很麻烦，所以可用无性繁殖进行快速繁殖 答案　A 解析　低温诱导和秋水仙素的作用原理相同，都是通过抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使细胞内染色体数目加倍。 4．(2023·泰州高一月考)为获得果实较大、含糖量较高的四倍体葡萄(4n＝76)，常用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体葡萄茎段上的芽，然后将茎段扦插栽培成新植株。研究结果显示：新植株中约40%的细胞染色体被诱导加倍。这种植株同时含有2n细胞和4n细胞，称为“嵌合体”。有关“嵌合体”的叙述，正确的是(　　) A．秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理是抑制间期纺锤体的形成 B．在生命活动中，4n细胞内染色体组数目最多出现在有丝分裂后期 C．“嵌合体”根尖分生区的部分细胞含19条染色体 D．若该个体自交，后代中不可能出现三倍体 答案　B 解析　秋水仙素可以通过抑制前期纺锤体的形成来使染色体数目加倍，A错误；使用秋水仙素溶液处理的部位是二倍体葡萄茎段上的芽，故在“嵌合体”植株中，根尖分生区的细胞一般为二倍体细胞(2n＝38)，即含38条染色体，C错误；由于“嵌合体”植株同时含有2n细胞和4n细胞，则其自交后代可能出现二倍体、三倍体、四倍体，D错误。 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。 判断正误 (1)低温诱导时温度越低效果越显著(　　) (2)用显微镜观察时发现所有细胞中染色体数目均已加倍(　　) (3)制作根尖细胞的临时装片时，制作基本步骤是解离→漂洗→染色→制片(　　) (4)固定细胞后所用的冲洗试剂与解离后所用的漂洗试剂是一样的(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)× 提示　(1)温度过低可能导致细胞死亡。(2)用显微镜观察时只有部分细胞中染色体数目已加倍。(4)固定细胞后用体积分数为95%的酒精冲洗，解离后用清水漂洗。 　实验中几种试剂的使用方法和作用 试剂 使用方法 作用 卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h 固定细胞形态 体积分数为95%的酒精 冲洗卡诺氏液处理过的根尖 洗去卡诺氏液 与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定处理的根尖 解离根尖细胞 清水 漂洗解离后的根尖约10 min 洗去解离液 甲紫溶液 把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色体着色 5．关于低温诱导洋葱(2n＝16)染色体数目变化的实验，下列叙述正确的是(　　) A．原理：低温抑制染色体的着丝粒分裂，使染色体不能移向细胞的两极 B．解离：用卡诺氏液和酒精处理经低温诱导的根尖可使细胞分离开 C．染色：用甲紫溶液可以使染色体染色 D．观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变 答案　C 解析　该实验的原理是低温能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞的两极，A错误；该实验中卡诺氏液的作用是固定细胞形态，而不是进行解离，B错误；由于大多数细胞处于分裂间期，因此显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目未发生改变，少数细胞染色体数目改变，D错误。 6．(多选)关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”的实验(以洋葱为例)，下列叙述正确的是(　　) A．观察到的细胞中处于分裂间期的细胞最多 B．在显微镜视野内可观察到二倍体细胞和四倍体细胞 C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程 D．在诱导染色体数目变化方面，低温处理与秋水仙素诱导的原理相似 答案　ABD 解析　经固定和解离等步骤的作用，细胞失去活性，所以在显微镜下不能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程，C错误。 课时对点练　[分值：100分] 第1～8题，每题6分；第9～12题，每题7分，共76分。 题组一　染色体数目的变异 1．下列关于染色体组的叙述，错误的是(　　) A．一个染色体组中各个染色体的形态、大小各不相同，互称为非同源染色体 B．一个染色体组携带着控制生物生长、发育的全部遗传信息 C．二倍体生物的体细胞中都只含有两个染色体组 D．雄蜂的体细胞中一般只含一个染色体组 答案　C 解析　二倍体生物的体细胞处于有丝分裂后期时含有四个染色体组，C错误。 2．(2023·南京高一期末)通常情况下，一个四倍体植物个体的可能来源不包括(　　) A．两个四倍体亲本杂交 B．一个三倍体亲本和一个二倍体亲本杂交 C．二倍体幼苗体细胞有丝分裂时染色体只复制未分离 D．因二倍体减数分裂错误而产生的含有两个染色体组的配子两两结合 答案　B 解析　三倍体一般情况下不能产生可育配子，因此三倍体和二倍体杂交不会产生后代，B符合题意。 3．(2024·苏州高一调研)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现象 答案　B 解析　三倍体葡萄新品种“沪培1号”因为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现象，一般不能形成可育的配子，B错误。 4．(2024·通化高一期末)如图是甲、乙两种生物的体细胞内染色体情况示意图，则染色体组数与图示相同的甲、乙两种生物体细胞的基因型可依次表示为(　　) A．甲：AaBb　乙：AAaBbb B．甲：AaaaBBbb　乙：AaBB C．甲：AAaaBbbb　乙：AaaBBb D．甲：AaaBbb　乙：AAaaBbbb 答案　A 题组二　人工诱导多倍体及其应用 5．(2023·淮安高一统考)人工诱导染色体数目加倍的常用方法是低温、秋水仙素溶液处理。诱导染色体数目加倍的原理主要是抑制(　　) A．酶的活性 B．纺锤体的形成 C．DNA的复制 D．细胞分裂速度 答案　B 解析　低温、秋水仙素溶液均能抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而使染色体数目加倍，故选B。 6．人们平常食用的普通西瓜是二倍体，如图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。下列说法不正确的是(　　) A．用秋水仙素处理普通西瓜的种子或幼苗的原因是种子或幼苗的有丝分裂旺盛 B．秋水仙素处理可以抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，引起细胞内染色体数目加倍 C．自然状态下三倍体西瓜因减数分裂联会紊乱而不能产生正常配子，故高度不育 D．因三倍体西瓜不能进行有性生殖，所以其制备原理属于不可遗传的变异 答案　D 解析　三倍体西瓜的制备原理是染色体数目的变异，属于可遗传的变异，D错误。 题组三　低温诱导植物细胞染色体数目的变化 7．下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中各试剂及其作用的叙述，错误的是(　　) A．在该实验中先后两次用到酒精但使用目的不同 B．质量分数为15%的盐酸可用来配制解离液 C．甲紫溶液是碱性染料，可对染色体进行染色 D．清水的作用是洗去卡诺氏液和解离液 答案　D 解析　体积分数为95%的酒精在该实验中可以用于洗去卡诺氏液，也可以用于配制解离液，A正确；解离液由体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸等体积混合而成，B正确；清水的作用是洗去解离液，防止解离过度，洗去卡诺氏液要用体积分数为95%的酒精，D错误。 8．下列有关“低温诱导大蒜(2n＝16)根尖细胞染色体数目的变化”实验的叙述，不正确的是(　　) A．低温处理后的实验材料要先用卡诺氏液固定再用酒精冲洗 B．在显微镜视野内可能观察到染色体数为16、32和64的细胞 C．用高倍显微镜观察不到根尖细胞染色体加倍的过程 D．低温通过促进着丝粒分裂导致染色体数目加倍 答案　D 解析　低温抑制纺锤体的形成，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加倍，D错误。 9．(2024·盐城高一测试)如图为五倍体异源杂种栽培棉的培育过程，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．栽培棉的育种方式属于多倍体育种 B．F1含有3个染色体组，是三倍体植株 C．秋水仙素处理导致染色体不能移向细胞两极 D．栽培棉细胞中最多含有65条染色体 答案　D 解析　陆地棉(AADD)与索马里棉(EE)杂交，所得F1染色体组成为(ADE)，有三个染色体组，且是由受精卵发育而来，是三倍体，B正确；F1染色体组成为ADE，秋水仙素处理得到的F2为AADDEE，F2与AADD杂交，最终得到的栽培棉染色体组成应为AADDE，A、D、E所代表的每一个染色体组中各含 13条染色体，故栽培棉(AADDE)应含有5个染色体组，有65条染色体，在有丝分裂后期染色体数目加倍，故最多为130条，D错误。 10．(多选)二倍体植物甲(2n＝10)和二倍体植物乙(2n＝10)进行有性杂交，得到的F1不育。用物理撞击的方法使F1在减数分裂Ⅰ时整套的染色体分配到同一个次级精(卵)母细胞中，减数分裂Ⅱ正常，再让这样的雌雄配子结合，产生F2。下列有关叙述正确的是(　　) A．物理撞击和秋水仙素的作用原理不同 B．F1为四倍体，具有20条染色体 C．若用适宜浓度的秋水仙素处理F1幼苗，则长成的植株是可育的 D．用物理撞击的方法使配子中染色体数目加倍，产生的F2为二倍体 答案　AC 解析　物理撞击是使F1在减数分裂Ⅰ时整套的染色体分配到同一个次级精(卵)母细胞中，而秋水仙素是抑制纺锤体的形成，两者的作用原理不同，A正确；F1含有2个染色体组，共10条染色体，其中5条来自甲，5条来自乙，B错误；利用物理撞击的方法使配子中染色体数目加倍，产生的F2为异源四倍体，D错误。 11．(多选)玉米(2n＝20)种群中偶尔会出现三体植株(2号染色体有3条)，在减数分裂过程中，这3条染色体中的任意两条移向细胞一极，剩余一条移向细胞的另一极，其他染色体正常分离。下列有关三体玉米的叙述，不正确的是(　　) A．三体玉米植株的体细胞中含有3个染色体组 B．三体玉米植株的出现是基因重组的结果 C．三体玉米植株的细胞中最多有21条染色体 D．三体玉米植株测交，子代出现三体植株的概率为1/2 答案　ABC 解析　该三体玉米植株是由2号染色体多出一条，变成3条引起的，属于染色体数目变异，体细胞含有2个染色体组，仍然属于二倍体，A、B错误；该三体玉米植株体细胞中含有21条染色体，在有丝分裂后期，着丝粒分开，姐妹染色单体分离，染色体数加倍，此时染色体数目最多，因此三体玉米植株的细胞中最多有42条染色体，C错误；三体植株在减数分裂过程中，这3条染色体的任意两条向细胞一极移动，剩余一条移向细胞另一极，细胞中其他染色体正常分离，因此产生正常配子和多出一条染色体的配子比例为1∶1，测交后代产生正常植株和三体植株的比例也是1∶1，即子代出现三体植株的概率为1/2，D正确。 12．(多选)农业上，常用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体葡萄(2n＝38)茎段上的芽，然后将茎段扦插以获得四倍体葡萄。研究发现四倍体葡萄中约有40%细胞中的染色体被诱导加倍，而剩余的细胞均表现正常，故被称为“嵌合体”。下列有关叙述正确的是(　　) A．上述秋水仙素的作用是促进染色体多次复制 B．“嵌合体”的每个染色体组中含有19条染色体 C．“嵌合体”的体细胞中可能含有2、4或8个染色体组 D．“嵌合体”与二倍体杂交获得的三倍体可利用种子繁殖 答案　BC 解析　秋水仙素作用于细胞分裂前期，作用是抑制纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍，A错误；葡萄是二倍体，染色体数目是38条，一个染色体组中的染色体数目是19条，B正确；“嵌合体”中有的细胞是表现正常的体细胞，有的是染色体加倍的细胞，染色体加倍的细胞如果处于有丝分裂的后期，就可能含8个染色体组，C正确；“嵌合体”与二倍体杂交获得的三倍体，减数分裂时联会紊乱，不能形成正常的配子，不可利用种子繁殖，D错误。 13．(10分)(2024·福州高一联考)早期青蒿素主要从野生青蒿中提取，野生青蒿为二倍体(2n＝18)，随着对青蒿素的需求日益增加，为能更好地满足市场需要，科学家们利用野生青蒿人工培育出四倍体青蒿。回答下列问题： (1)四倍体青蒿体细胞中有______个染色体组，每个染色体组含有______条染色体。 (2)在人工条件下，采用秋水仙素处理二倍体青蒿的____________________可以获得四倍体青蒿，秋水仙素的作用原理是___________________________________________________。 (3)若将四倍体青蒿与二倍体青蒿杂交，获得的子代一般情况下不能产生可育的配子，原因是______________________________________________________________________________。 答案　(1)4　9　(2)萌发的种子或幼苗　抑制(有丝分裂前期)纺锤体的形成，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加倍　(3)获得的子代为三倍体，三倍体因为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 解析　(1)四倍体青蒿的体细胞中有4个染色体组，题中显示野生青蒿为二倍体，细胞中含有染色体数目为18条，可见每个染色体组含有9条染色体。 14．(14分)(2024·枣庄高一检测)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)形成单体、三体的原因之一是亲代中的一方在减数分裂Ⅰ过程中__________________。 (2)若不考虑同源染色体之间的差异，理论上烟草共有________种三体。实际上烟草种群偶见8号染色体三体，从未见其他染色体三体的植株，可能的原因是__________________。 (3)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。 (4)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基因控制，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)显性纯合子杂交得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。 答案　(1)一对同源染色体未分离　(2)24　发生其他染色体数目增加的生殖细胞不可育或受精卵不能发育(或在胚胎早期就死亡)　(3)50%　50　(4)F1中高秆与矮秆的比例为1∶1　F1全为高秆 解析　(4)假设缺失一条5号染色体用O表示，若矮秆基因位于5号染色体上，正常矮秆(hh)植株产生一种配子h,5－单体显性纯合子可以产生两种配子，1种是含5号染色体的，配子为H,1种是不含5号染色体的，用O表示，则F1中高秆(Hh)与矮秆(Oh)的比例为1∶1。若矮秆基因不位于5号染色体上，正常矮秆(hh)植株产生一种配子h,5－单体显性纯合子产生的配子不管是否含5号染色体，配子基因型都为H，则F1全为高秆(Hh)。 学科网（北京）股份有限公司 $