第2节 染色体变异
【学习目标】 1.认同染色体变异的原理，形成进化与适应的观点。
2．通过归纳与概括，比较染色体结构变异与数目变异；阐明染色体变异导致遗传物质变化，可能导致生物性状的改变甚至死亡。
3．通过低温诱导染色体数目加倍的实验，阐释低温可引起可遗传变异。
4．根据染色体变异原理，结合案例，分析染色体变异在育种上的应用，设计育种方案，指导农业生产。
夯基提能·分层突破
学习主题一 染色体数目的变异
任务驱动
任务一 观察雌雄果蝇的染色体组成图，分析染色体组的有关问题。
1．果蝇的体细胞内有 条染色体， 对同源染色体。
2．果蝇体细胞内有 个染色体组，每个染色体组有 条染色体。
3．请写出雌、雄果蝇的染色体组组成。
4．若上图所示细胞产生了一个含两条X染色体的精细胞，试分析该变异的类型和产生原因。
任务二 如图甲表示某生物体细胞中的染色体示意图，图乙表示某生物的基因型，请分析回答下列问题：
1．图甲生物细胞内有 个染色体组，判断依据是细胞内同一种形态的染色体有 条。
2．图乙生物细胞内有 个染色体组，判断依据是控制同一性状的基因出现了 次。
3．若某生物的体细胞中含有32条染色体，有8种形态，则该生物体细胞中含有 个染色体组，因为细胞内每种形态的染色体有 条。
任务三 分析单倍体的有关问题。
1．单倍体只含有一个染色体组吗？为什么？
2．所有的单倍体都不育吗？为什么？
任务四 如图是三倍体西瓜的培育过程，据图分析并回答下列问题：
1．分析题图并回答过程①的处理方式及其原理。
2.过程②和过程④都是传粉，目的有什么不同？
3．过程①处理后新产生的四倍体，各部分细胞都含有四个染色体组吗？
4．为什么三倍体西瓜没有种子？
任务五 如图表示用纯种高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法，据图分析并回答下列问题：
1．F1能产生几种雄配子？
2．分析题图并回答过程③的处理方式及其原理。
3．分析题图并回答过程④的处理方式及处理后符合要求的植株所占比例。
师说解惑
1.一个染色体组应具备的条件
(1)一个染色体组不含同源染色体。
(2)一个染色体组中所含的染色体形态和功能各不相同。
(3)一个染色体组中含有控制该生物体性状的一整套基因，但不重复。
2．“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。
3．单倍体、二倍体和多倍体的比较
【规律方法】 巧判单倍体、二倍体和多倍体
4．对单倍体高度不育的理解
(1)体细胞中染色体组为奇数的单倍体高度不育，原因是同源染色体联会紊乱，不能进行正常的减数分裂，不能形成可育的配子，所以不能进行有性生殖，即高度不育。
(2)体细胞中染色体组为偶数的单倍体能进行正常的减数分裂，是可育的。
5.无子西瓜培育过程中父本和母本的选择及结果分析
(1)如果用二倍体西瓜作母本，用四倍体西瓜作父本，二者杂交得到的种子中种皮含两个染色体组，胚含三个染色体组，当胚发育成熟时，种皮已过度发育，非常坚硬，使种子难以萌发。而且，实践证明，用二倍体作母本得到的三倍体的种子即使能萌发长成植株，其结出的果实中珠被发育成坚硬的种皮，也会导致西瓜口感不好。
(2)四倍体植株(母本)上结四倍体西瓜，与二倍体父本杂交后结出的西瓜的种子的胚细胞中含有3个染色体组，其果肉、种皮细胞中含有4个染色体组。
6．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 染色体变异 染色体变异
方法 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 花药离体培养后的幼苗用秋水仙素处理
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
【易错提醒】 (1)关于单倍体的三个易错点
①单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组，如四倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有两个染色体组。
②单倍体并非都不育：二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育。
③单倍体是生物个体，而不是配子：精子和卵细胞属于配子，但不是单倍体。
(2)单倍体育种易错归纳
①单倍体育种一般应用于二倍体植物，因为若为四倍体植物，通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。
②单倍体育种和多倍体育种中都用到秋水仙素，但单倍体育种中是用秋水仙素处理单倍体幼苗，而多倍体育种中是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
过程评价单
1．[2024·安徽阜阳一中高一月考]下列关于单倍体、二倍体和多倍体的叙述，错误的是( )
A．由受精卵发育成的生物，体细胞中有几个染色体组就叫几倍体
B．由配子发育成的生物，体细胞中无论有几个染色体组都叫单倍体
C．单倍体植株一般高度不育，多倍体植株一般茎秆粗壮，果实和种子比较大
D．多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，属于有利变异
2．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
3．如图表示无子西瓜的培育过程。根据图解，结合生物学知识，判断下列叙述错误的是( )
A．过程①只能用秋水仙素处理，它的作用主要是抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成
B．四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体组
C．用此方法培育无子西瓜应用的原理是染色体变异
D．培育无子西瓜通常需要年年制种，用植物组织培养技术可以快速进行无性生殖
4．用纯种的高秆抗锈病(DDTT)小麦与矮秆易染锈病(ddtt)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如图所示。下列有关此育种方法的叙述中，正确的是( )
A．过程①的作用原理为染色体变异
B．过程③必须经过受精作用
C．过程④必须使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
D．此育种方法选出的符合生产要求的品种占1/4
学习主题二 低温诱导植物细胞染色体数目的变化
任务驱动
任务一 据实验原理思考回答下列问题：
1．在显微镜下观察到的是死细胞，还是活细胞？为什么？
2．本实验处理中，可低温处理植物体的任何部位的细胞吗？为什么？
3．着丝粒分裂是纺锤丝牵引的结果吗？
4．秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？
任务二 据实验过程思考回答下列问题：
1．本实验是否温度越低效果越显著？为什么？
2．观察时是否所有细胞中染色体均已加倍？为什么？
3．与秋水仙素相比，该实验用低温诱导染色体加倍有哪些优点？
4．能否只选择一个细胞持续观察细胞中染色体数目变化的过程？
师说解惑
1.图示实验原理
2．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
3.该实验两次漂洗的比较
项目 第一次漂洗 第二次漂洗
时间 在固定之后解离之前 在解离之后染色之前
试剂 用95%酒精漂洗 用清水漂洗
目的 洗去多余的卡诺氏液 洗去多余的解离液
4.低温处理的理解误区
误认为低温处理时间越长越好。低温处理的目的只是抑制纺锤体形成，使染色体不能移向两极。如果低温持续时间过长，会影响细胞的各项功能，甚至死亡。
【名师提醒】 (1)抑制纺锤体形成≠着丝粒不分裂。低温条件下不能形成纺锤体，但着丝粒正常分裂，结果是染色体无法移向细胞两极。
(2)低温处理分生组织细胞≠低温处理任何细胞。分生组织细胞分裂旺盛，其他细胞不分裂或分裂速度较慢。
过程评价单
1．下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是( )
A．原理：低温抑制染色体着丝粒分裂，使子染色体不能分别移向两极
B．解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离
C．染色：甲紫溶液和醋酸洋红液都可以使染色体着色
D．观察：显微镜下可以看到细胞的染色体数目都发生了改变
2．[2024·辽宁鞍山高一月考]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)，下列叙述错误的是( )
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
学习主题三 染色体结构的变异
任务驱动
任务一 仔细观察教材P90图5－7，结合图示，探究下列问题：
如图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1突变而来。据此分析。
1．图①和图②的变异分别发生在哪种染色体之间？属于哪类变异？
2．图②和图③相比，二者对染色体上基因的数目或排列顺序的影响有什么不同？
3．图①②③中能在光学显微镜下观察到的是哪种？
4．能确定图④中的变异具体属于哪种染色体结构变异吗？
任务二 观察下列变异图解，请分析回答下列问题：
1．图甲、图乙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于哪种变异？
2．图丙①～④的结果中均由染色体结构变异引起的有 ；能在光学显微镜下观察到的是 。
3．图丙①～④中哪种变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？
4.如图为显微镜观察的变异杂合子染色体联会异常现象，通过图示辨析染色体结构变异的类型。
师说解惑
1.染色体结构变异与基因突变的区别
小提醒：关于“缺失或增添”，DNA分子上若干基因的缺失或重复(增添)，基因的数量发生改变，属于染色体结构变异；DNA分子上基因中若干碱基的缺失、增添，基因数量不变，属于基因突变。
2．染色体易位与染色体互换的区别
3．染色体结构变异对染色体上基因的数目和排列顺序的影响
缺失和重复导致染色体上的基因数目或排列顺序改变，细胞中基因数目改变；倒位未改变染色体上基因的数目，但基因排列顺序改变；易位导致染色体上基因的数目和排列顺序均改变，但细胞中基因数目不变。
4．“两看法”判断染色体结构的变异类型
一看：染色体上基因的数目是否变化，如发生变化，则可能是重复、缺失或易位。
二看：染色体上基因顺序是否变化，如变化，则可能是倒位；染色体结构变异往往是多个基因的变化，如果是一个基因变成它的等位基因，则是基因突变。
5.四个方面区分三种变异
(1)“互换”方面：同源染色体上的非姐妹染色单体之间的互换，属于基因重组；非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。
(2)“缺失”方面：DNA分子上若干基因的缺失属于染色体结构变异；DNA分子的基因片段中若干碱基对的缺失，属于基因突变。
(3)变异的水平方面：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，光学显微镜下可以观察到。
(4)变异的“质”和“量”方面：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般也不改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，但会改变基因的量或基因的排列顺序。
过程评价单
1．某条染色体经过处理后，结构发生如图所示的变化。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
2．如图①②③④分别表示不同的变异类型，基因a、a′仅有图③所示片段的差异。下列相关叙述正确的是( )
A．图中4种变异中能够遗传的是①②④
B．③中的变异属于染色体结构变异中的缺失
C．④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复
D.①②都表示同源染色体的非姐妹染色单体间的互换，发生在减数分裂Ⅰ的前期
3．生物的某些变异可通过细胞分裂过程中某一时期染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。下列有关叙述，正确的是( )
A．甲、乙两图中两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组
B．图甲是个别碱基的增添或缺失导致染色体上基因数目改变的结果
C．图乙是四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换的结果
D．甲、乙两图所示现象常出现在减数分裂Ⅰ前期，染色体数与核DNA数之比为1∶2
强化落实·学业达标
网络建构
主干落实
1.染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位等几种类型。
2．染色体结构变异可改变染色体上基因的数目或排列顺序，在显微镜下可以观察到。
3．二倍体生物正常配子中的一组染色体是一个染色体组。
4．由受精卵发育而来的个体，体细胞中含几个染色体组，就是几倍体。
5．单倍体并不一定只含一个染色体组。
6．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。
7．秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍。
高效课堂·实践运用
1．基因突变和染色体变异的一个重要的区别是( )
A．基因突变在光学显微镜下看不见
B．染色体变异是定向的，而基因突变是不定向的
C．基因突变是可以遗传的
D．染色体变异是不能遗传的
2．洋葱是二倍体植物，体细胞中有16条染色体，某同学用低温诱导洋葱根尖细胞染色体加倍获得了成功。下列相关叙述不正确的是( )
A．该同学不会观察到染色体加倍的过程
B．低温诱导细胞染色体加倍时不可能发生基因重组
C．分生组织同时存在染色体数为8、16、32、64的细胞
D．低温诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成
3．[2024·安徽宣城高二月考]下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中试剂和操作的叙述，正确的是( )
A．将蒜或洋葱低温处理一周后，在室温下培养，待长出适宜长度的根后，再放入低温下进行培养
B．实验中用体积分数为95%的酒精制成药液，用于固定经诱导处理后的蒜或洋葱根尖
C．实验中质量分数为15%的盐酸的作用是解离根尖，并为甲紫溶液染色创造酸性环境
D．与秋水仙素处理不同，低温诱导染色体数目加倍的原理是抑制着丝粒分裂
4．如图表示细胞分裂中染色体互换形成不同配子类型的过程。下列有关该过程的叙述中，错误的是( )
A．属于基因重组，可能会使子代出现变异
B．发生在形成配子的过程中
C．发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间
D．属于染色体结构变异中的易位
5．[2022·湖南卷]大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表现型及比例为黑眼黑毛∶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变异( )
6．[2024·辽宁盘锦高一月考]已知蜜蜂中的蜂王和工蜂都是二倍体(2n＝32)，据图回答下列问题：
(1)雄蜂是由卵细胞直接发育而来，体细胞中含有________条染色体，属于________倍体。
(2)受精卵发育成蜂王的过程中，有丝分裂后期的细胞中含有________条染色体；蜂王产生卵细胞的过程中，一个初级卵母细胞中形成的四分体有________个。
(3)雄蜂产生的精子中染色体数是________。
(4)一雄蜂和一蜂王交配后产生的F1中工蜂的基因型是AaBb、Aabb、aaBb、aabb，则父本的基因型为________，母本的基因型为________，F1中雄蜂的基因型为________________。
疑难解答·全程培优
问题探讨
1．提示：马铃薯和香蕉的染色体数目表
生物种类 体细胞染色体数/条 体细胞非同源染色体/套 配子染色体数/条
马铃薯 野生祖先种 24 2 12
栽培品种 48 4 24
香蕉 野生祖先种 22 2 11
栽培品种 33 3 异常
2.提示：平时吃的香蕉是栽培品种，体细胞中含有3套非同源染色体，即三个染色体组。在进行减数分裂时，染色体联会紊乱，不能产生正常配子，因此无法形成受精卵，进而形成种子。
3．开放性问题，答案合理即可。
探究·实践
提示：两者都是通过抑制有丝分裂时细胞内纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极，而引起细胞内染色体数目加倍。
练习与应用
一、概念检测
1．(1)× 提示：体细胞中的染色体数目或结构的变化也属于染色体变异。
(2)× 提示：如果是由受精卵发育而成的，体细胞中含两个染色体组的个体是二倍体；如果是由配子发育而成的，体细胞中含有两个染色体组的个体是单倍体。
(3)× 提示：单倍体植株不一定只含一个染色体组，所以用秋水仙素处理后得到的不一定是二倍体。
2．D 提示：秋水仙素抑制纺锤体的形成，当着丝粒分裂后，因为没有纺锤丝的牵引，染色体不能移向两极，导致染色体数目加倍，形成多倍体。
3．C 提示：非同源染色体之间互换片段属于染色体结构变异。
4．提示：配子中的染色体数目是体细胞中染色体数目的1/2，配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中染色体组的数目为多少，有几组就是几倍体。
生物种类 豌豆 普通小麦 小黑麦
体细胞中的染色体数(条) 14 42 56
配子中的染色体数(条) 7 21 28
体细胞中的染色体组数 2 6 8
配子中的染色体组数 1 3 4
属于几倍体生物 二倍体 六倍体 八倍体
二、拓展应用
1．提示：单倍体是由配子直接发育而来的。二倍体的单倍体只含1个染色体组，不能产生正常配子，因此不能繁殖后代。
2．提示：(1)西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成，从而形成四倍体西瓜植株。
(2)四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交可以获得三倍体种子。多倍体产生的基本途径为
(3)三倍体西瓜的植株在进行减数分裂时，也有可能形成正常的雌配子。
(4)有其他的方法可以替代。如进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。
第2节 染色体变异
夯基提能·分层突破
学习主题一
【任务驱动】
任务一
1．8 4
2．2 4
3．提示：雌果蝇，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和X。雄果蝇：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Y；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和X。
4．提示：该变异为染色体数目的变异，原因是减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后产生的两条X染色体未分离，移向了同一极。
任务二
1．4 4
2．4 4
3．4 4
任务三
1．提示：不一定。单倍体是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。凡是由配子发育而来的个体，均称为单倍体。因此，仅有一个染色体组的生物是单倍体，但是单倍体细胞中不一定只含有一个染色体组。
2．提示：并非所有的单倍体都是高度不育的。若单倍体的体细胞中染色体组数为奇数，则其在进行减数分裂形成配子时，同源染色体无法正常联会，不能产生正常的配子而高度不育；若单倍体的体细胞中染色体组数为偶数，则其在减数分裂时，染色体可正常联会，可能产生正常的配子而可育。
任务四
1．提示：过程①是用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗，产生四倍体。原理是抑制纺锤体的形成，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。
2．提示：过程②是为了杂交得到三倍体种子，过程④是为了刺激子房产生生长素以促进果实发育。
3．提示：不是，地上部分的茎、叶、花的染色体数目加倍，含有四个染色体组，根细胞没有加倍，仍含有两个染色体组。
4．提示：三倍体植株进行减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子，因此不能形成种子。
任务五
1．提示：F1的基因型是DdTt，能产生4种配子，其基因组成分别为DT、Dt、dT、dt。
2．提示：过程③是花药(或花粉)离体培养过程。原理是植物细胞的全能性。
3．提示：过程④是用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗。处理后基因型为ddTT的植株占1/4。
【过程评价单】
1．解析：由受精卵发育成的个体，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体，A正确。凡是由配子发育成的个体，无论体细胞中含有多少个染色体组，均称为单倍体，B正确。单倍体由配子发育而来，一般高度不育；多倍体一般茎秆粗壮，果实、种子较大，C正确。多倍体的染色体组数如果是奇数(如三倍体)，在减数分裂形成配子时，同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子，D错误。
答案：D
2．解析：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。
答案：C
3．解析：过程①也可以进行低温诱导处理使染色体数目加倍，A错误；果皮是由子房壁发育来的，其细胞中的染色体数目与母本细胞中的染色体数目相同，所以四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体组，B正确；用题图所示方法培育无子西瓜应用的原理是染色体数目变异，C正确；无子西瓜是三倍体，没有种子，通常需要年年制种，用植物组织培养技术可以快速进行无性生殖，D正确。
答案：A
4．解析：题图中过程①表示杂交，其原理为基因重组，A错误；过程③常用的方法为花药离体培养，B错误；过程④可使用秋水仙素或低温处理幼苗，单倍体高度不育，不产生种子，C错误；F1可产生4种雄配子，基因型分别为DT、Dt、dT、dt，经秋水仙素处理后染色体数目加倍，符合生产要求的品种(ddTT)占1/4，D正确。
答案：D
学习主题二
【任务驱动】
任务一
1．提示：显微镜下观察到的是死细胞；植物细胞经解离后细胞死亡。
2．提示：不可以，应低温处理分生组织细胞。因为染色体数目变化发生在细胞分裂时，处理其他细胞不会出现染色体加倍的情况。
3．提示：着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的结果，着丝粒是自动分裂，不需要纺锤丝牵引。纺锤丝牵引的作用是将染色体移向两极。
4．提示：秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，可能都与抑制纺锤体的形成有关，着丝粒分裂后没有纺锤丝的牵引作用，因此染色体不能移向细胞的两极，导致细胞中的染色体数目加倍。
任务二
1．提示：不是；必须为“适当低温”，以防止温度过低对根尖细胞造成伤害。
2．提示：不是；只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。
3．提示：低温条件容易创造和控制，成本低、对人体无害、易于操作。
4．提示：不能，显微镜下观察到的是死细胞，不能观察到细胞中染色体数目变化的动态过程。
【过程评价单】
1．解析：低温能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，但着丝粒能正常分裂，没有纺锤丝牵引，使子染色体不能移向两极，导致细胞中染色体数目加倍，A错误；卡诺氏液的作用是固定细胞形态，不是使洋葱根尖解离，B错误；在显微镜下可以看到大多数细胞处于间期，看不到染色体，因此只能看到少数细胞染色体会加倍，D错误。
答案：C
2．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。
答案：C
学习主题三
【任务驱动】
任务一
1．提示：图①发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组；图②发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异中的易位。
2．提示：图②是易位，会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变；图③是基因突变，只是改变基因的结构，不改变染色体上的基因的数目或排列顺序。
3．提示：能在光学显微镜下观察到的是②。
4．提示：不能。若染色体3正常，则4发生染色体结构变异中的缺失；若染色体4正常，则3发生染色体结构变异中的重复。
任务二
1．提示：图甲发生了非同源染色体间片段的交换，图乙发生的是同源染色体非姐妹染色单体间相应片段的交换。图甲属于染色体结构变异中的易位，图乙则属于同源染色体互换(基因重组)。
2．①②④ ①②④
3．提示：图丙①～④中③属于基因突变，只是产生了新基因，即改变了基因碱基序列，基因的数量和排列顺序均未发生改变。
4．提示：缺失 重复 易位 倒位
【过程评价单】
1．解析：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，该染色体发生了倒位，说明染色体一定发生过断裂，C正确；图示为染色体结构变异，会影响相关基因的表达，D错误。
答案：C
2．解析：①表示同源染色体的非姐妹染色单体间的互换(发生在减数分裂Ⅰ的前期)，属于基因重组；②表示非同源染色体间互换片段，属于染色体结构变异中的易位；③表示基因突变，是由碱基的增添或缺失引起的；④表示染色体结构变异中的某一片段缺失或重复。上述4种变异都是遗传物质发生改变引起的变异，都能遗传。
答案：C
3．解析：图甲变异类型属于染色体结构变异中的缺失或重复，图乙变异类型属于染色体结构变异中的易位，A、B错误；四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生互换属于基因重组，而图乙是易位，只发生在非同源染色体之间，C错误。
答案：D
高效课堂·实践运用
1．解析：基因突变是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变化，属于分子水平的变化，光学显微镜下观察不到。染色体的变异可在光学显微镜下直接观察到。生物的变异是不定向的，基因突变和染色体变异均使遗传物质发生改变，都是可遗传的变异。
答案：A
2．解析：制片时经过解离的细胞已经死亡，不会观察到染色体加倍的过程，A正确；低温诱导染色体数目加倍发生在有丝分裂过程中，基因重组发生在减数分裂过程中，B正确；分生组织的细胞有的含16条染色体，有的含32条染色体，有的含64条染色体，但不可能出现8条染色体的情况，因为根尖不进行减数分裂，C错误；低温诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成，染色体不能移向细胞两极，导致染色体数目加倍，D正确。
答案：C
3．解析：实验中用体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸等体积混合制成的药液的作用是解离根尖细胞，固定蒜或洋葱根尖细胞用的是卡诺氏液，解离根尖后需要漂洗药液，甲紫溶液的染色应在碱性环境下进行，B、C错误；秋水仙素和低温诱导处理原理相同，都是抑制纺锤体的形成，影响染色体被拉向两极，使细胞不能分裂成两个子细胞，D错误。
答案：A
4．解析：图中染色体为同源染色体，发生了互换，属于基因重组，可能会使子代出现变异，A正确，D错误；互换发生在形成配子的过程中，即减数分裂Ⅰ前期，B正确；互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，C正确。
答案：D
5．解析：由题意可知，大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上，即两对等位基因连锁。正常情况下，对该个体进行测交只能获得2种表现型的子代，现在该个体测交后代有4种表现型，说明其产生了4种类型的配子。题图A、B、D分别表示染色体片段缺失、重复、倒位，均不能产生4种类型的配子，题图C表示染色体易位，使这两对基因位于两对同源染色体上，可以产生4种类型的配子。综上所述，C符合题意。
答案：C
6．解析：(1)根据题意可知，蜂王的染色体为2n＝32，而雄蜂是由蜂王产生的卵细胞直接发育而来，卵细胞中染色体数目减半，因此雄蜂体细胞中含有16条染色体，属于单倍体。(2)受精卵中含有32条染色体，在发育成蜂王的过程中进行有丝分裂，有丝分裂后期由于着丝粒分裂，染色体数目加倍，含有64条染色体；蜂王产生卵细胞的过程中，由于细胞中有16对同源染色体，因此一个初级卵母细胞中形成的四分体有16个。(4)一雄蜂和一蜂王交配后产生的F1中工蜂的基因型是AaBb、Aabb、aaBb、aabb，由于雄蜂只能产生一种精子，因此分析F1基因型可知，父本基因型为ab，母本基因型为AaBb；由于母本能够产生AB、Ab、aB、ab四种类型的卵细胞，因此F1中雄蜂的基因型为AB、Ab、aB、ab。
答案：(1)16 单 (2)64 16 (3)16 (4)ab AaBb AB、Ab、aB、ab
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染色体变异
知识梳理·填准记牢
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．类型
(1)细胞内____________的增加或减少。
(2)细胞内染色体数目以____________________为基数成倍地增加或成套地减少。
数目
结构
数目
结构
个别染色体
一套完整的非同源染色体
3．染色体组
每套非同源染色体
形态和功能
4．二倍体
受精卵
两个
全部动物
高等植物
5．多倍体
三个或三个以上
粗壮
大
增加
联会紊乱
6．单倍体
相同
配子
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 ________的种子或幼苗
原理 ___________变异：秋水仙素或低温能够抑制________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
秋水仙素
低温
萌发
染色体数目
纺锤体
加倍
2.单倍体育种
(1)原理：________________变异。
(2)过程
(3)优点：____________________。
染色体数目
秋水仙素
加倍
能明显缩短育种年限
三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
纺锤体
染色体数目
卡诺氏液
95%的酒精
漂洗
染色
制片
低
高
正常的二倍体
染色体数目发生改变
四、染色体结构的变异
1．概念：由____________改变而引起的变异。
2．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
染色体结构
缺失
增加
染色体的某一片段(def、kl)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(bcde)____________ 倒位 果蝇卷翅的形成
非同源染色体
位置颠倒
3.结果
(1)使排列在染色体上的基因____________发生改变，从而导致性状的变异。
(2)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。
数目或排列顺序
不利
知识应用·强化落实
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的。( )
(2)基因突变、基因重组、染色体变异在光学显微镜下都可以观察到。( )
(3)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。( )
√
×
×
(4)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。( )
(5)人工诱导多倍体最常用、最有效的方法是用秋水仙素处理休眠的种子。( )
×
解析：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。
解析：秋水仙素可抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，诱导染色体加倍，但休眠种子细胞不进行细胞分裂。
×
(6)经低温诱导后，在显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变。( )
(7)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。( )
×
解析：由于分裂间期较长，大多数细胞处于分裂间期，看不到染色体。
×
解析：固定细胞后所用的冲洗试剂是95%的酒精，解离后所用的漂洗试剂是清水，两者所用的试剂并不相同。
(8)染色体之间发生的片段交换属于染色体结构变异。( )
(9)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异。( )
×
解析：染色体之间发生的片段互换如发生于同源染色体之间则属于基因重组；如发生于非同源染色体之间，则属于易位。
×
解析：大多数染色体结构变异对生物体是不利的。
学习主题一 染色体数目的变异
任务驱动
任务一 观察雌雄果蝇的染色体组成图，分析染色体组的有关问题。
1．果蝇的体细胞内有 条染色体， 对同源染色体。
2．果蝇体细胞内有 个染色体组，每个染色体组有 。条染色体。
3．请写出雌、雄果蝇的染色体组组成。
8
4
2
4
提示：雌果蝇，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和X。雄果蝇：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Y；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和X。
4．若上图所示细胞产生了一个含两条X染色体的精细胞，试分析该变异的类型和产生原因。
提示：该变异为染色体数目的变异，原因是减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后产生的两条X染色体未分离，移向了同一极。
任务二 如图甲表示某生物体细胞中的染色体示意图，图乙表示某生物的基因型，请分析回答下列问题：
1．图甲生物细胞内有 个染色体组，判断依据是细胞内同一种形态的染色体有 条。
2．图乙生物细胞内有 个染色体组，判断依据是控制同一性状的基因出现了 次。
3．若某生物的体细胞中含有32条染色体，有8种形态，则该生物体细胞中含有 个染色体组，因为细胞内每种形态的染色体有 .条。
4
4
4
4
4
4
任务三 分析单倍体的有关问题。
1．单倍体只含有一个染色体组吗？为什么？
提示：不一定。单倍体是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。凡是由配子发育而来的个体，均称为单倍体。因此，仅有一个染色体组的生物是单倍体，但是单倍体细胞中不一定只含有一个染色体组。
2．所有的单倍体都不育吗？为什么？
提示：并非所有的单倍体都是高度不育的。若单倍体的体细胞中染色体组数为奇数，则其在进行减数分裂形成配子时，同源染色体无法正常联会，不能产生正常的配子而高度不育；若单倍体的体细胞中染色体组数为偶数，则其在减数分裂时，染色体可正常联会，可能产生正常的配子而可育。
任务四 如图是三倍体西瓜的培育过程，据图分析并回答下列问题：
1．分析题图并回答过程①的处理方式及其原理。
2.过程②和过程④都是传粉，目的有什么不同？
提示：过程①是用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗，产生四倍体。原理是抑制纺锤体的形成，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。
提示：过程②是为了杂交得到三倍体种子，过程④是为了刺激子房产生生长素以促进果实发育。
3．过程①处理后新产生的四倍体，各部分细胞都含有四个染色体组吗？
4．为什么三倍体西瓜没有种子？
提示：不是，地上部分的茎、叶、花的染色体数目加倍，含有四个染色体组，根细胞没有加倍，仍含有两个染色体组。
提示：三倍体植株进行减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子，因此不能形成种子。
任务五 如图表示用纯种高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法，据图分析并回答下列问题：
1．F1能产生几种雄配子？
2．分析题图并回答过程③的处理方式及其原理。
提示：F1的基因型是DdTt，能产生4种配子，其基因组成分别为DT、Dt、dT、dt。
提示：过程③是花药(或花粉)离体培养过程。原理是植物细胞的全能性。
3．分析题图并回答过程④的处理方式及处理后符合要求的植株所占比例。
提示：过程④是用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗。处理后基因型为ddTT的植株占1/4。
师说解惑
1.一个染色体组应具备的条件
(1)一个染色体组不含同源染色体。
(2)一个染色体组中所含的染色体形态和功能各不相同。
(3)一个染色体组中含有控制该生物体性状的一整套基因，但不重复。
2．“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。
3．单倍体、二倍体和多倍体的比较
【规律方法】 巧判单倍体、二倍体和多倍体
4．对单倍体高度不育的理解
(1)体细胞中染色体组为奇数的单倍体高度不育，原因是同源染色体联会紊乱，不能进行正常的减数分裂，不能形成可育的配子，所以不能进行有性生殖，即高度不育。
(2)体细胞中染色体组为偶数的单倍体能进行正常的减数分裂，是可育的。
5.无子西瓜培育过程中父本和母本的选择及结果分析
(1)如果用二倍体西瓜作母本，用四倍体西瓜作父本，二者杂交得到的种子中种皮含两个染色体组，胚含三个染色体组，当胚发育成熟时，种皮已过度发育，非常坚硬，使种子难以萌发。而且，实践证明，用二倍体作母本得到的三倍体的种子即使能萌发长成植株，其结出的果实中珠被发育成坚硬的种皮，也会导致西瓜口感不好。
(2)四倍体植株(母本)上结四倍体西瓜，与二倍体父本杂交后结出的西瓜的种子的胚细胞中含有3个染色体组，其果肉、种皮细胞中含有4个染色体组。
6．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 染色体变异 染色体变异
方法 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 花药离体培养后的幼苗用秋水仙素处理
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
【易错提醒】 (1)关于单倍体的三个易错点
①单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组，如四倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有两个染色体组。
②单倍体并非都不育：二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育。
③单倍体是生物个体，而不是配子：精子和卵细胞属于配子，但不是单倍体。
(2)单倍体育种易错归纳
①单倍体育种一般应用于二倍体植物，因为若为四倍体植物，通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。
②单倍体育种和多倍体育种中都用到秋水仙素，但单倍体育种中是用秋水仙素处理单倍体幼苗，而多倍体育种中是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
过程评价单
1．[2024·安徽阜阳一中高一月考]下列关于单倍体、二倍体和多倍体的叙述，错误的是( )
A．由受精卵发育成的生物，体细胞中有几个染色体组就叫几倍体
B．由配子发育成的生物，体细胞中无论有几个染色体组都叫单倍体
C．单倍体植株一般高度不育，多倍体植株一般茎秆粗壮，果实和种子比较大
D．多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，属于有利变异
答案：D
解析：由受精卵发育成的个体，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体，A正确。凡是由配子发育成的个体，无论体细胞中含有多少个染色体组，均称为单倍体，B正确。单倍体由配子发育而来，一般高度不育；多倍体一般茎秆粗壮，果实、种子较大，C正确。多倍体的染色体组数如果是奇数(如三倍体)，在减数分裂形成配子时，同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子，D错误。
2．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
答案：C
解析：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。
3．如图表示无子西瓜的培育过程。
根据图解，结合生物学知识，判断下列叙述错误的是( )
A．过程①只能用秋水仙素处理，它的作用主要是抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成
B．四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体组
C．用此方法培育无子西瓜应用的原理是染色体变异
D．培育无子西瓜通常需要年年制种，用植物组织培养技术可以快速进行无性生殖
答案：A
解析：过程①也可以进行低温诱导处理使染色体数目加倍，A错误；果皮是由子房壁发育来的，其细胞中的染色体数目与母本细胞中的染色体数目相同，所以四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体组，B正确；用题图所示方法培育无子西瓜应用的原理是染色体数目变异，C正确；无子西瓜是三倍体，没有种子，通常需要年年制种，用植物组织培养技术可以快速进行无性生殖，D正确。
4．用纯种的高秆抗锈病(DDTT)小麦与矮秆易染锈病(ddtt)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如图所示。
下列有关此育种方法的叙述中，正确的是( )
A．过程①的作用原理为染色体变异
B．过程③必须经过受精作用
C．过程④必须使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
D．此育种方法选出的符合生产要求的品种占1/4
答案：D
解析：题图中过程①表示杂交，其原理为基因重组，A错误；过程③常用的方法为花药离体培养，B错误；过程④可使用秋水仙素或低温处理幼苗，单倍体高度不育，不产生种子，C错误；F1可产生4种雄配子，基因型分别为DT、Dt、dT、dt，经秋水仙素处理后染色体数目加倍，符合生产要求的品种(ddTT)占1/4，D正确。
学习主题二 低温诱导植物细胞染色体数目的变化
任务驱动
任务一 据实验原理思考回答下列问题：
1．在显微镜下观察到的是死细胞，还是活细胞？为什么？
提示：显微镜下观察到的是死细胞；植物细胞经解离后细胞死亡。
2．本实验处理中，可低温处理植物体的任何部位的细胞吗？为什么？
3．着丝粒分裂是纺锤丝牵引的结果吗？
提示：不可以，应低温处理分生组织细胞。因为染色体数目变化发生在细胞分裂时，处理其他细胞不会出现染色体加倍的情况。
提示：着丝粒分裂不是纺锤丝牵引的结果，着丝粒是自动分裂，不需要纺锤丝牵引。纺锤丝牵引的作用是将染色体移向两极。
4．秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？
提示：秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，可能都与抑制纺锤体的形成有关，着丝粒分裂后没有纺锤丝的牵引作用，因此染色体不能移向细胞的两极，导致细胞中的染色体数目加倍。
任务二 据实验过程思考回答下列问题：
1．本实验是否温度越低效果越显著？为什么？
2．观察时是否所有细胞中染色体均已加倍？为什么？
提示：不是；必须为“适当低温”，以防止温度过低对根尖细胞造成伤害。
提示：不是；只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。
3．与秋水仙素相比，该实验用低温诱导染色体加倍有哪些优点？
4．能否只选择一个细胞持续观察细胞中染色体数目变化的过程？
提示：低温条件容易创造和控制，成本低、对人体无害、易于操作。
提示：不能，显微镜下观察到的是死细胞，不能观察到细胞中染色体数目变化的动态过程。
师说解惑
1.图示实验原理
2．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
3.该实验两次漂洗的比较
项目 第一次漂洗 第二次漂洗
时间 在固定之后解离之前 在解离之后染色之前
试剂 用95%酒精漂洗 用清水漂洗
目的 洗去多余的卡诺氏液 洗去多余的解离液
4.低温处理的理解误区
误认为低温处理时间越长越好。低温处理的目的只是抑制纺锤体形成，使染色体不能移向两极。如果低温持续时间过长，会影响细胞的各项功能，甚至死亡。
【名师提醒】 (1)抑制纺锤体形成≠着丝粒不分裂。低温条件下不能形成纺锤体，但着丝粒正常分裂，结果是染色体无法移向细胞两极。
(2)低温处理分生组织细胞≠低温处理任何细胞。分生组织细胞分裂旺盛，其他细胞不分裂或分裂速度较慢。
过程评价单
1．下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是( )
A．原理：低温抑制染色体着丝粒分裂，使子染色体不能分别移向两极
B．解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离
C．染色：甲紫溶液和醋酸洋红液都可以使染色体着色
D．观察：显微镜下可以看到细胞的染色体数目都发生了改变
答案：C
解析：低温能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，但着丝粒能正常分裂，没有纺锤丝牵引，使子染色体不能移向两极，导致细胞中染色体数目加倍，A错误；卡诺氏液的作用是固定细胞形态，不是使洋葱根尖解离，B错误；在显微镜下可以看到大多数细胞处于间期，看不到染色体，因此只能看到少数细胞染色体会加倍，D错误。
2．[2024·辽宁鞍山高一月考]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)，下列叙述错误的是( )
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：C
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。
学习主题三 染色体结构的变异
任务驱动
任务一 仔细观察教材P90图5－7，结合图示，探究下列问题：
如图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1突变而来。据此分析。
1．图①和图②的变异分别发生在哪种染色体之间？属于哪类变异？
2．图②和图③相比，二者对染色体上基因的数目或排列顺序的影响有什么不同？
提示：图①发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，属于基因重组；图②发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异中的易位。
提示：图②是易位，会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变；图③是基因突变，只是改变基因的结构，不改变染色体上的基因的数目或排列顺序。
3．图①②③中能在光学显微镜下观察到的是哪种？
4．能确定图④中的变异具体属于哪种染色体结构变异吗？
提示：能在光学显微镜下观察到的是②。
提示：不能。若染色体3正常，则4发生染色体结构变异中的缺失；若染色体4正常，则3发生染色体结构变异中的重复。
任务二 观察下列变异图解，请分析回答下列问题：
1．图甲、图乙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于哪种变异？
2．图丙①～④的结果中均由染色体结构变异引起的有 ；能在光学显微镜下观察到的是 。
提示：图甲发生了非同源染色体间片段的交换，图乙发生的是同源染色体非姐妹染色单体间相应片段的交换。图甲属于染色体结构变异中的易位，图乙则属于同源染色体互换(基因重组)。
①②④
①②④
3．图丙①～④中哪种变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？
提示：图丙①～④中③属于基因突变，只是产生了新基因，即改变了基因碱基序列，基因的数量和排列顺序均未发生改变。
4.如图为显微镜观察的变异杂合子染色体联会异常现象，通过图示辨析染色体结构变异的类型。
提示：缺失 重复 易位 倒位
师说解惑
1.染色体结构变异与基因突变的区别
小提醒：关于“缺失或增添”，DNA分子上若干基因的缺失或重复(增添)，基因的数量发生改变，属于染色体结构变异；DNA分子上基因中若干碱基的缺失、增添，基因数量不变，属于基因突变。
2．染色体易位与染色体互换的区别
3．染色体结构变异对染色体上基因的数目和排列顺序的影响
缺失和重复导致染色体上的基因数目或排列顺序改变，细胞中基因数目改变；倒位未改变染色体上基因的数目，但基因排列顺序改变；易位导致染色体上基因的数目和排列顺序均改变，但细胞中基因数目不变。
4．“两看法”判断染色体结构的变异类型
一看：染色体上基因的数目是否变化，如发生变化，则可能是重复、缺失或易位。
二看：染色体上基因顺序是否变化，如变化，则可能是倒位；染色体结构变异往往是多个基因的变化，如果是一个基因变成它的等位基因，则是基因突变。
5.四个方面区分三种变异
(1)“互换”方面：同源染色体上的非姐妹染色单体之间的互换，属于基因重组；非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。
(2)“缺失”方面：DNA分子上若干基因的缺失属于染色体结构变异；DNA分子的基因片段中若干碱基对的缺失，属于基因突变。
(3)变异的水平方面：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，光学显微镜下可以观察到。
(4)变异的“质”和“量”方面：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般也不改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，但会改变基因的量或基因的排列顺序。
过程评价单
1．某条染色体经过处理后，结构发生如图所示的变化。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
答案：C
解析：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，该染色体发生了倒位，说明染色体一定发生过断裂，C正确；图示为染色体结构变异，会影响相关基因的表达，D错误。
2．如图①②③④分别表示不同的变异类型，基因a、a′仅有图③所示片段的差异。下列相关叙述正确的是( )
A．图中4种变异中能够遗传的是①②④
B．③中的变异属于染色体结构变异中的缺失
C．④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复
D.①②都表示同源染色体的非姐妹染色单体间的互换，发生在减数分裂Ⅰ的前期
答案：C
解析：①表示同源染色体的非姐妹染色单体间的互换(发生在减数分裂Ⅰ的前期)，属于基因重组；②表示非同源染色体间互换片段，属于染色体结构变异中的易位；③表示基因突变，是由碱基的增添或缺失引起的；④表示染色体结构变异中的某一片段缺失或重复。上述4种变异都是遗传物质发生改变引起的变异，都能遗传。
3．生物的某些变异可通过细胞分裂过程中某一时期染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。
下列有关叙述，正确的是( )
A．甲、乙两图中两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组
B．图甲是个别碱基的增添或缺失导致染色体上基因数目改变的结果
C．图乙是四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换的结果
D．甲、乙两图所示现象常出现在减数分裂Ⅰ前期，染色体数与核DNA数之比为1∶2
答案：D
解析：图甲变异类型属于染色体结构变异中的缺失或重复，图乙变异类型属于染色体结构变异中的易位，A、B错误；四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生互换属于基因重组，而图乙是易位，只发生在非同源染色体之间，C错误。
网络建构
主干落实
1.染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位等几种类型。
2．染色体结构变异可改变染色体上基因的数目或排列顺序，在显微镜下可以观察到。
3．二倍体生物正常配子中的一组染色体是一个染色体组。
4．由受精卵发育而来的个体，体细胞中含几个染色体组，就是几倍体。
5．单倍体并不一定只含一个染色体组。
6．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。
7．秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍。
1．基因突变和染色体变异的一个重要的区别是( )
A．基因突变在光学显微镜下看不见
B．染色体变异是定向的，而基因突变是不定向的
C．基因突变是可以遗传的
D．染色体变异是不能遗传的
答案：A
解析：基因突变是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变化，属于分子水平的变化，光学显微镜下观察不到。染色体的变异可在光学显微镜下直接观察到。生物的变异是不定向的，基因突变和染色体变异均使遗传物质发生改变，都是可遗传的变异。
2．洋葱是二倍体植物，体细胞中有16条染色体，某同学用低温诱导洋葱根尖细胞染色体加倍获得了成功。下列相关叙述不正确的是( )
A．该同学不会观察到染色体加倍的过程
B．低温诱导细胞染色体加倍时不可能发生基因重组
C．分生组织同时存在染色体数为8、16、32、64的细胞
D．低温诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成
答案：C
解析：制片时经过解离的细胞已经死亡，不会观察到染色体加倍的过程，A正确；低温诱导染色体数目加倍发生在有丝分裂过程中，基因重组发生在减数分裂过程中，B正确；分生组织的细胞有的含16条染色体，有的含32条染色体，有的含64条染色体，但不可能出现8条染色体的情况，因为根尖不进行减数分裂，C错误；低温诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成，染色体不能移向细胞两极，导致染色体数目加倍，D正确。
3．[2024·安徽宣城高二月考]下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中试剂和操作的叙述，正确的是( )
A．将蒜或洋葱低温处理一周后，在室温下培养，待长出适宜长度的根后，再放入低温下进行培养
B．实验中用体积分数为95%的酒精制成药液，用于固定经诱导处理后的蒜或洋葱根尖
C．实验中质量分数为15%的盐酸的作用是解离根尖，并为甲紫溶液染色创造酸性环境
D．与秋水仙素处理不同，低温诱导染色体数目加倍的原理是抑制着丝粒分裂
答案：A
解析：实验中用体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸等体积混合制成的药液的作用是解离根尖细胞，固定蒜或洋葱根尖细胞用的是卡诺氏液，解离根尖后需要漂洗药液，甲紫溶液的染色应在碱性环境下进行，B、C错误；秋水仙素和低温诱导处理原理相同，都是抑制纺锤体的形成，影响染色体被拉向两极，使细胞不能分裂成两个子细胞，D错误。
4．如图表示细胞分裂中染色体互换形成不同配子类型的过程。下列有关该过程的叙述中，错误的是( )
A．属于基因重组，可能会使子代出现变异
B．发生在形成配子的过程中
C．发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间
D．属于染色体结构变异中的易位
答案：D
解析：图中染色体为同源染色体，发生了互换，属于基因重组，可能会使子代出现变异，A正确，D错误；互换发生在形成配子的过程中，即减数分裂Ⅰ前期，B正确；互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，C正确。
5．[2022·湖南卷]大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表现型及比例为黑眼黑毛∶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变异( )
答案：C
解析：由题意可知，大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上，即两对等位基因连锁。正常情况下，对该个体进行测交只能获得2种表现型的子代，现在该个体测交后代有4种表现型，说明其产生了4种类型的配子。题图A、B、D分别表示染色体片段缺失、重复、倒位，均不能产生4种类型的配子，题图C表示染色体易位，使这两对基因位于两对同源染色体上，可以产生4种类型的配子。综上所述，C符合题意。
6．[2024·辽宁盘锦高一月考]已知蜜蜂中的蜂王和工蜂都是二倍体(2n＝32)，据图回答下列问题：
(1)雄蜂是由卵细胞直接发育而来，体细胞中含有________条染色体，属于________倍体。
(2)受精卵发育成蜂王的过程中，有丝分裂后期的细胞中含有________条染色体；蜂王产生卵细胞的过程中，一个初级卵母细胞中形成的四分体有________个。
16
单
64
16
(3)雄蜂产生的精子中染色体数是________。
(4)一雄蜂和一蜂王交配后产生的F1中工蜂的基因型是AaBb、Aabb、aaBb、aabb，则父本的基因型为________，母本的基因型为________，F1中雄蜂的基因型为________________。
16
ab
AaBb
AB、Ab、aB、ab
解析：(1)根据题意可知，蜂王的染色体为2n＝32，而雄蜂是由蜂王产生的卵细胞直接发育而来，卵细胞中染色体数目减半，因此雄蜂体细胞中含有16条染色体，属于单倍体。(2)受精卵中含有32条染色体，在发育成蜂王的过程中进行有丝分裂，有丝分裂后期由于着丝粒分裂，染色体数目加倍，含有64条染色体；蜂王产生卵细胞的过程中，由于细胞中有16对同源染色体，因此一个初级卵母细胞中形成的四分体有16个。(4)一雄蜂和一蜂王交配后产生的F1中工蜂的基因型是AaBb、Aabb、aaBb、aabb，由于雄蜂只能产生一种精子，因此分析F1基因型可知，父本基因型为ab，母本基因型为AaBb；由于母本能够产生AB、Ab、aB、ab四种类型的卵细胞，因此F1中雄蜂的基因型为AB、Ab、aB、ab。
问题探讨
1．提示：马铃薯和香蕉的染色体数目表
生物种类 体细胞染色体数/条 体细胞非同源染色体/套 配子染色体数/条
马铃薯 野生祖先种 24 2 12
栽培品种 48 4 24
香蕉 野生祖先种 22 2 11
栽培品种 33 3 异常
2.提示：平时吃的香蕉是栽培品种，体细胞中含有3套非同源染色体，即三个染色体组。在进行减数分裂时，染色体联会紊乱，不能产生正常配子，因此无法形成受精卵，进而形成种子。
3．开放性问题，答案合理即可。
探究·实践
提示：两者都是通过抑制有丝分裂时细胞内纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极，而引起细胞内染色体数目加倍。
练习与应用
一、概念检测
1．(1)× 提示：体细胞中的染色体数目或结构的变化也属于染色体变异。
(2)× 提示：如果是由受精卵发育而成的，体细胞中含两个染色体组的个体是二倍体；如果是由配子发育而成的，体细胞中含有两个染色体组的个体是单倍体。
(3)× 提示：单倍体植株不一定只含一个染色体组，所以用秋水仙素处理后得到的不一定是二倍体。
2．D 提示：秋水仙素抑制纺锤体的形成，当着丝粒分裂后，因为没有纺锤丝的牵引，染色体不能移向两极，导致染色体数目加倍，形成多倍体。
3．C 提示：非同源染色体之间互换片段属于染色体结构变异。
4．提示：配子中的染色体数目是体细胞中染色体数目的1/2，配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中染色体组的数目为多少，有几组就是几倍体。
生物种类 豌豆 普通小麦 小黑麦
体细胞中的染色体数(条) 14 42 56
配子中的染色体数(条) 7 21 28
体细胞中的染色体组数 2 6 8
配子中的染色体组数 1 3 4
属于几倍体生物 二倍体 六倍体 八倍体
二、拓展应用
1．提示：单倍体是由配子直接发育而来的。二倍体的单倍体只含1个染色体组，不能产生正常配子，因此不能繁殖后代。
2．提示：(1)西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理有利于抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成，从而形成四倍体西瓜植株。
(2)四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交可以获得三倍体种子。多倍体产生的基本途径为
(3)三倍体西瓜的植株在进行减数分裂时，也有可能形成正常的雌配子。
(4)有其他的方法可以替代。如进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽。
1．下列可遗传变异只发生在减数分裂Ⅰ过程中，不发生在有丝分裂和减数分裂Ⅱ过程中的是( )
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
答案：B
解析：据分析可知，基因突变和染色体变异具有随机性，可以发生在有丝分裂和减数分裂的过程中，而基因重组中同源染色体的非姐妹染色单体发生互换和非同源染色体的自由组合，都只能发生在减数分裂Ⅰ过程，A、C、D错误，B正确。
2．下列关于染色体组的表述，不正确的是( )
A．一组完整的非同源染色体
B．通常指二倍体生物的一个配子中的染色体
C．人的体细胞中有两个染色体组
D．普通小麦的花粉细胞中有一个染色体组
答案：D
解析：普通小麦是六倍体，其体细胞中含六个染色体组，减数分裂形成的花粉细胞中含三个染色体组。
3．[2024·黑龙江齐齐哈尔高一期末]下列有关单倍体的叙述中，不正确的是( )
①未经受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体 ②基因型是abcd的生物体一般是单倍体 ③生物的精子或卵细胞一定都是单倍体 ④基因型是aaaBBBCcc的植株定是单倍体 ⑤含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体
A．③④⑤ B．②③④
C．①③⑤ D．②④⑤
答案：A
解析：未经受精的卵细胞发育成的植物，其体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同，一定是单倍体，①正确；基因型是abcd的生物体，其体细胞中一般没有同源染色体，一般是单倍体，②正确；生物的精子或卵细胞属于生殖细胞，不是单倍体，③错误；基因型是aaaBBBCcc的植株，其体细胞中含有三个染色体组，若是由配子发育而来的则是单倍体，若是由受精卵发育而来的则是三倍体，④错误；含有两个染色体组的生物体，若是由配子发育而来的则是单倍体，若是由受精卵发育而来的则是二倍体，⑤错误，综上所述，③④⑤不正确，A符合题意。
4．[2024·辽宁大连高一期末]如图是某果蝇体细胞染色体示意图，下列叙述错误的是( )
A．染色体Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X组成一个染色体组
B．果蝇是二倍体生物，X、Y是一对同源染色体
C．每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同
D．每个体细胞都有三条Ⅱ号染色体的果蝇为三倍体
答案：D
解析：染色体组是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，携带着生物生长发育的全部遗传信息，染色体Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X组成一个染色体组，A正确；果蝇是二倍体生物，X、Y是一对同源染色体，B正确；一个染色体组中的所有染色体在形态和功能上各不相同，因此染色体DNA的碱基序列不同，C正确；每个体细胞都有三条Ⅱ号染色体的果蝇，不能称为三倍体，而是三体，D错误。
5．下列有关水稻的叙述，错误的是( )
A．二倍体水稻体细胞中含有2个染色体组
B．二倍体水稻经秋水仙素处理，可得到四倍体水稻，稻穗、米粒变大
C．二倍体水稻与四倍体水稻杂交，可得到三倍体水稻，含3个染色体组
D．二倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒变小
答案：D
解析：二倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，其高度不育，没有米粒，D错误。
6．把普通小麦(体细胞有6个染色体组)的一部分体细胞和它的花粉通过组织培养，分别培育为两种小麦植株，它们分别是( )
A．六倍体、三倍体 B．二倍体、三倍体
C．二倍体、单倍体 D．六倍体、单倍体
答案：D
解析：普通小麦(体细胞有6个染色体组)的体细胞进行组织培养属于无性繁殖，含有亲本的遗传特性，含有6个染色体组，形成的植株仍为六倍体。所有配子不经过受精形成的新个体都是单倍体，所以普通小麦(体细胞有6个染色体组)的花粉形成的植株虽然含有3个染色体组，但仍然是单倍体。
7．下列关于单倍体与多倍体的说法，错误的是( )
A．单倍体的体细胞中并非都只有一个染色体组
B．单倍体育种过程中，人工诱导染色体数目加倍时的操作对象是单倍体幼苗
C．多倍体育种过程中，人工诱导染色体数目加倍时的操作对象是正常萌发的种子或幼苗
D．单倍体植株都是不育的，多倍体植株都是可育的
答案：D
解析：单倍体是由配子发育而来的，体细胞中可能有一个或者一个以上的染色体组，如果有两个或者四个染色体组等，则可能是可育的；多倍体的体细胞中含有三个或三个以上染色体组，若含有三个染色体组，则是不育的，A正确，D错误。单倍体育种包括两个步骤，一是花药离体培养获得单倍体植株，二是人工诱导使这些植株的染色体数目加倍，人工诱导时的操作对象是单倍体幼苗，B正确。多倍体育种过程中，人工诱导染色体数目加倍时的操作对象是正常萌发的种子或幼苗，C正确。
8．如图表示某种二倍体农作物不同的育种方法，据图判断，下列相关叙述不正确的是( )
A．⑤过程中也可用秋水仙素处理E的种子获得F植株
B．D植株的后代可能发生性状分离
C．通过①③④⑤途径培育新品种的过程为单倍体育种
D．④过程中使用的花药只能从C品种植株上采集
答案：A
解析：⑤过程是用秋水仙素或者低温处理E幼苗，该农作物是二倍体，E幼苗是单倍体，只含一个染色体组，高度不育，不能产生种子，A错误。
9．(10分)如图表示某些植物的体细胞，请根据下列条件判断：
(1)肯定是单倍体的是________图，它是由________倍体的生殖细胞直接发育形成的。
(2)茎秆较粗壮但不能产生种子的是________图，判断的理由是____________________________________________________________。
D
二
A
含有三个染色体组，减数分裂时会发生联会紊乱而不能形成正常生殖细胞，不能产生种子
(3)如果上图中的细胞所代表的生物都不是由生殖细胞直接发育形成，其中肯定是二倍体的是________图。
(4)如果C图细胞的植株是由某植物的卵细胞直接发育形成的，那么它是________倍体。形成它的那个植物是________倍体。
B、C
单
四
解析：D图只有一个染色体组，肯定是单倍体。染色体组数大于等于三的多倍体植株茎秆较粗壮，染色体组数为奇数的植物进行减数分裂时会联会紊乱，不能产生正常生殖细胞，也就不能产生种子。由受精卵发育而来的植株，体细胞中含有几个染色体组就是几倍体，所以B、C图表示的是二倍体细胞。C图植株是由卵细胞直接发育形成的，是单倍体。单倍体细胞中含有两个染色体组，则原体细胞含有四个染色体组，是四倍体。
10．人类(2n＝46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝粒处融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表型，但在产生生殖细胞的过程中，其细胞中形成复杂的联会复合物(如图)，在进行减数分裂时，若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律(不考虑互换)。
下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，错误的是( )
A．观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞
B．男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体
C.女性携带者的卵细胞中最多含24种形态不同的染色体
D．女性携带者的卵细胞可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)
答案：C
解析：14/21平衡易位染色体，是通过染色体易位形成，属于染色体变异，可通过显微镜观察染色体形态观察14/21平衡易位染色体，而有丝分裂中期染色体形态固定，故观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞，A正确；由题干信息可知，14/21平衡易位染色体由14号和21号两条染色体融合成一条染色体，故男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体，B正确；由于形成14/21平衡易位染色体，该女性卵母细胞中含有45条染色体，经过减数分裂该女性携带者的卵细胞中最多含23种形态不同的染色体，C错误；
女性携带者的卵细胞可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)分别是①含有14、21号染色体的正常卵细胞、②含有14/21平衡易位染色体的卵细胞、③含有14/21平衡易位染色体和21号染色体的卵细胞、④含有14号染色体的卵细胞、⑤含有14/21平衡易位染色体和14号染色体的卵细胞、⑥含有21号染色体的卵细胞，D正确。
11．[2024·辽宁鞍山高一期末]某血液疾病患者的细胞中染色体发生了如图所示的变异，已知RUNX1 ETO融合基因的表达产物会促进血细胞的恶性增殖。
下列有关叙述正确的是( )
A．图示变异会导致基因的数目发生变化，但排列顺序没有变化
B．正常个体的细胞中均含有RUNX1 ETO融合基因，但是不进行表达
C．RUNX1 ETO融合基因的表达过程中存在碱基互补配对
D．图示变异为可遗传的变异，一定会由亲代遗传给子代
答案：C
解析：图示发生了染色体结构变异的易位，导致基因的排列顺序发生改变，A错误；有RUNX1 ETO融合基因是由于变异造成的，正常个体的细胞不含有RUNX1 ETO融合基因，B错误；RUNX1 ETO融合基因的表达也要通过转录和翻译过程，存在碱基互补配对，C正确；图示变异遗传物质发生改变，为可遗传的变异，如果发生在体细胞中，就不会由亲代遗传给子代，D错误。
12．[2024·辽宁本溪高一月考]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。
13．选取生理状况相同的二倍体草莓(2n＝14)幼苗若干，随机分组，每组30株，用不同浓度的秋水仙素处理幼芽，得到实验结果如图所示。
下列有关叙述，不正确的是( )
A．该实验的自变量有两个
B．用秋水仙素处理后，高倍镜下观察草莓茎尖细胞的临时装片，发现有的细胞在细胞分裂后期的染色体数目为56
C．秋水仙素与甲紫一样属于碱性染料，能使染色体着色，从而诱导染色体加倍
D．该实验表明：用质量分数为0.2%的秋水仙素处理草莓的幼芽1d，诱导成功率最高
答案：C
解析：该实验的自变量是秋水仙素的浓度和处理时间，A正确；二倍体草莓经秋水仙素诱导处理后，有些细胞的染色体数目加倍成28，这些细胞在有丝分裂后期的染色体数目为56，B正确；秋水仙素不能使染色体着色，其诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成，C错误；用质量分数为0.2%的秋水仙素处理草莓的幼芽1d，诱导成功率在处理的组别中最高，D正确。
14．玉米植株茎的色泽由一对等位基因A、a控制，用射线照射紫株玉米(AA)的花粉并授给绿株玉米(aa)，得到的744株F1中有2株为绿色苗。若绿色苗产生是由于少量花粉中基因A所在染色体片段缺失引起的(含一对缺失染色体的受精卵不能发育)，下列叙述不正确的是( )
A．F1中绿色苗的产生属于基因重组
B．F1中紫色玉米的基因型均为Aa
C．F1绿色植株的花粉母细胞中可观察到异常四分体
D．F1绿株自交，F2全为绿株，其中纯合子占1/3
答案：A
解析：F1中绿色苗的产生是由染色体片段缺失引起的，即染色体结构变异，A错误；AA与aa杂交，F1中紫色玉米的基因型均为Aa，B正确；由于F1绿色植株中存在含A基因的染色体片段的缺失，故减数分裂Ⅰ前期，同源染色体联会时，绿色植株的花粉母细胞中可观察到异常四分体，C正确；假设F1绿株基因型为aO(O代表含A基因染色体片段的缺失)，F1自交，F2全为绿株1aa、2aO、1OO(含一对缺失染色体的受精卵不能发育)，其中纯合子占1/(1＋2)＝1/3，D正确。
15．(12分)[2024·湖南郴州高一期末]普通六倍体小麦(6n＝42)是由一粒小麦、节节草和山羊草等不同种的二倍体野生植物杂交后，逐渐进化而来的。进化历程如图所示：
(1)二粒小麦的体细胞中有________条染色体，体细胞中染色体形态有________种。
(2)杂交种乙是不育的，原因是______________________________。
28
14
答案：细胞中含有3个染色体组，来源不同，细胞中没有同源染色体，染色体联会紊乱，不能产生正常配子
(3)从图示过程看，可用化学药剂________诱导杂交种甲形成二粒小麦，这种化学药剂诱导染色体加倍的作用机理是________________________________________。
(4)根据普通小麦的进化历程，我国育种工作者利用野生黑麦(2n＝14)与普通小麦培育出了既高产又适应高原环境的八倍体小黑麦(8n＝56)。简要写出该八倍体小黑麦的培育思路什么？
秋水仙素
抑制纺锤体的形成，染色体不能分配到两个子细胞
答案：将普通小麦与野生黑麦杂交获得杂交种，用秋水仙素(或低温)处理杂交种萌发的种子或幼苗，诱导染色体加倍
16．(12分)大麦是高度自交植物，杂交去雄工作相当困难。育种工作者采用染色体诱变的方法培育获得三体品系。该品系的一对染色体上有紧密连锁(不发生互换)的两个基因，一个是雄性不育基因(ms)，使植株不能产生花粉，另一个是黄色基因(r)，控制种皮的颜色。这两个基因的显性等位基因中Ms能形成正常花粉，R控制茶褐色种皮。带有这两个显性基因的染色体片段易位连接到另一染色体片段上，形成一条额外染色体，其他染色体正常，成为三体，该品系的自交后代可分离出两种植株，如图所示。
请回答下列问题：
(1)已知大麦的正常体细胞染色体是7对，育成的新品系三体大麦体细胞染色体为________条。
(2)三体大麦减数分裂时，其他染色体都能正常配对，唯有这条额外的染色体，在减数分裂Ⅰ后期随机分向一极，减数分裂Ⅱ过程正常，形成的花粉中，有额外染色体的花粉无受粉能力。三体大麦减数分裂Ⅰ后期细胞两极染色体数目之比为______________，减数分裂结束后可产生的配子基因型是______________。
15
7∶8(或8∶7)
MsmsRr和msr
(3)三体大麦自花传粉后，雄性不育个体和雄性可育个体所对应的种皮颜色分别是________________，理论上二者的比例为________。
(4)与传统杂交育种方法比较，此育种方法采用不育系的优点是___________________________________。
黄色和茶褐色
1∶1
对母本不用去雄处理，方便杂交
解析：(1)根据题意，育成的新品系三体大麦体细胞中染色体比正常个体体细胞额外多一条，因此育成的新品系三体大麦体细胞染色体为15条。(2)根据题意，正常大麦的体细胞染色体是7对，三体大麦减数分裂时，若其他染色体都能正常配对，唯有这条额外的染色体，在减Ⅰ后期随机分向一极，两极染色体数比为7∶8；又因为ms、r两极均有，而Ms、R仅一极有，所以配子基因型为MsmsRr和msr。
(3)根据题意，该三体大麦的基因型为MsmsmsRrr，能产生2种类型的雌配子msr和MsmsRr，在形成的花粉中，有额外染色体的花粉无受粉能力，因此只能产生1种类型的雄配子msr，因此该三体大麦自花传粉，子代黄色种皮msmsrr的种子和茶褐色种皮MsmsmsRrr的种子的理论比值为＝1∶1。(4)由于种皮颜色不同，可采用机选方式分开，方便实用，不育系的雄性不育，在生产中采用不育系配制杂种的目的是对母本不用进行去雄处理，方便杂交，降低劳动成本。
