第2课时 单倍体育种和多倍体育种、染色体结构的变异
聚焦·学案一 单倍体育种和多倍体育种
[学案设计]
|探|究|学|习|
下图表示用纯种的高秆(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:
(1)F1能产生几种雄配子
(2)过程③是哪种处理 其原理是什么
(3)过程④是哪种处理 处理后符合要求的植株占的比例是多少
|认|知|生|成|
1.单倍体育种(以二倍体小麦为例)
(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,如下图所示:
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(或低温处理)诱导染色体数目加倍。
(3)优点:与杂交育种相比,单倍体育种能明显缩短育种年限,子代中每对染色体上成对的基因都是纯合的,自交后代不会发生性状分离。
(4)缺点:技术复杂且需与杂交技术结合使用。
2.多倍体育种
(1)原理:染色体数目变异。
(2)过程:
(3)优点:多倍体和二倍体相比,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。
(4)缺点:多倍体育种适用于植物,在动物方面难以开展,且多倍体植物往往发育迟缓,结实率低。
(5)实例:三倍体无子西瓜的培育过程
①过程a传粉是为了四倍体和二倍体植株杂交得到三倍体种子,过程b传粉是为了刺激三倍体植株的子房发育成果实;
②获取三倍体种子是在第一年四倍体植株上,获取三倍体无子果实则是在第二年的三倍体植株上;
③无子的原因:三倍体西瓜进行减数分裂时,由于同源染色体联会紊乱,不能形成可育的配子。
[典例] 如图表示获得多倍体玉米植株采用的技术流程。下列有关说法错误的是 ( )
A.可用秋水仙素或低温诱导处理萌发的种子
B.可用显微镜观察根尖细胞染色体数目的方法鉴定多倍体
C.得到的多倍体植株一般具有茎秆粗壮、果穗大等优点
D.将得到的多倍体植株进行花药离体培养又可得到二倍体植株
尝试解答:选
[易错提醒]
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,都可用秋水仙素处理,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,二倍体形成的单倍体无法形成种子,只能处理单倍体幼苗。
(2)单倍体育种的目的并不是获得单倍体植株,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。
[迁移训练]
1.判断下列叙述的正误
(1)单倍体经一次秋水仙素处理,可得到二倍体或多倍体。 ( )
(2)单倍体育种中,可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 ( )
(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。 ( )
(4)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。 ( )
2.(教材P89“与社会的联系”发掘训练)植物细胞工程技术在生产上的重要应用之一是进行作物新品种的培育。如图表示玉米(二倍体)的单倍体育种流程示意图,其中甲~丁表示结构或处理方法。下列叙述错误的是 ( )
A.甲是花药,花药以及花药中的生殖细胞均具有全能性
B.乙是单倍体,由于体细胞中缺乏同源染色体,所以乙是不育的
C.丁是人工诱导染色体数目加倍,可以用秋水仙素或低温处理,但二者的原理不同
D.获得丙(纯合体)的时间一般要短于杂交育种,所以单倍体育种能缩短育种年限
3.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
4.下图是用基因型为AaBb的植物产生的花粉进行单倍体育种的示意图,相关叙述错误的是 ( )
花粉植株A植株B
A.植株B为二倍体,均为纯合子
B.植株A高度不育,有4种基因型
C.植株A的基因型为aaBB的可能性为1/4
D.过程①常用花药离体培养,说明植物生殖细胞具有全能性
5.已知豌豆的高茎(A)对矮茎(a)为显性,抗病(B)对易感病(b)为显性,两对基因独立遗传。现用甲(AABB)和乙(aabb)培育矮茎抗病品种(aaBB),其培育方法过程如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.经过①④时,通常需要用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗
B.经过①②③时,需要对aaB_连续自由交配,选出符合要求的品种
C.①④过程与①②③过程相比较,①④过程具有操作简单,成活率高的优点
D.⑤过程具有盲目性的原因是基因突变具有突变率低和不定向性的特点
聚焦·学案二 染色体结构变异
[学案设计]
(一)正确理解染色体结构变异的概念和类型
1.概念:由 改变而引起的变异。
2.类型[连线]
3.结果
(1)使排列在染色体上的基因 发生改变,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。
(二)正确辨别不同的变异类型
1.染色体片段的“位移”
2.染色体和基因中的“增减”
3.三种可遗传变异的对比
变异类型 变异水平 可发生的细胞分裂方式
基因突变 分子水 平变异 二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
基因重组 减数分裂
染色体 变异 细胞水 平变异 有丝分裂、减数分裂
[典例] 图①②③④分别表示不同的变异类型,其中③中的基因片段2由基因片段1变异而来。下列有关说法正确的是 ( )
A.图①②都表示易位,发生在减数分裂的四分体时期
B.图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失
C.图②④中的变异属于染色体结构变异
D.图中4种变异能够遗传的是①③
尝试解答:选
[思维建模]
“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。
[迁移训练]
1.判断下列叙述的正误
(1)染色体之间发生的片段互换属于染色体结构变异。 ( )
(2)X射线可引起基因突变,也可引起染色体变异。 ( )
(3)染色体增加某一片段可提高基因表达水平,是有利变异。 ( )
(4)猫叫综合征是由人的5号染色体部分缺失引起的遗传病。 ( )
2.某地发现罕见的人类染色体异常核型患者。该患者46条染色体中有4条变异无法成对,经研究发现,其X染色体上有一个片段“搬”到了1号染色体上,而3号染色体的一个片段,插入到13号染色体上,这样的变化属于染色体结构变异类型中的 ( )
A.缺失 B.重复
C.易位 D.倒位
3.DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核苷酸序列,可检测识别区间的任意片段,并形成杂交信号。某探针可以检测果蝇Ⅱ号染色体上特定DNA区间。某果蝇的Ⅱ号染色体中的一条染色体部分区段发生倒位,如下图所示。用上述探针检测细胞有丝分裂中期的染色体(染色体上“ ”表示杂交信号),结果正确的是 ( )
4.下图分别用甲、乙、丙来表示三种不同的变异类型,甲中的小写字母表示染色体片段。下列叙述正确的是 ( )
A.甲~丙的变异类型都可能与减数分裂过程有关
B.乙、丙所示的变异类型都能产生新的基因
C.若乙为精原细胞,则不可能产生正常的配子
D.甲、乙、丙所示生物变异都是染色体变异
5.(教材P90“图5 7”发掘训练)下图表示两种变异类型,据图回答有关问题:
(1)图1和图2均发生了某些片段的交换,其交换对象分别是
。
(2)图1和图2发生的变异类型分别是
。
一、建构概念体系
二、融通科学思维
1.三倍体西瓜一般不能形成种子的原因是
。
2.水稻新品种AAbb中,一个原始生殖细胞减数分裂Ⅰ正常进行,产生基因型为Abb的雄配子的原因是
。
3.染色体结构的改变导致生物性状的变异,本质上仍然与基因的变化有关。请从二者的关系分析这句话的合理性。
。
三、综合检测反馈
1.猫叫综合征患者生长发育迟缓,存在严重智力障碍,这种遗传病是由染色体结构改变引起的,下列不属于染色体结构变异的是 ( )
A.染色体某一片段缺失
B.染色体增加某一片段
C.染色体某一片段位置颠倒
D.四分体中非姐妹染色单体互换
2.下图甲、乙、丙、丁分别代表4种染色体变化。下列叙述正确的是 ( )
A.甲代表缺失,不一定引起DNA碱基序列的改变
B.乙代表重复,是造成果蝇“棒眼”性状出现的原因
C.丙代表倒位,基因数量不变故不能在显微镜下分辨
D.丁代表易位,是引发生物基因重组的一种方式
3.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
4.黄花菜又名忘忧草,耐瘠、耐旱、易活,兼具食用、加工、观赏等功能。科研人员研究黄花菜同源四倍体与二倍体的叶片结构以及花茎结构,所得结果如表。下列相关叙述不正确的是 ( )
材料 倍 性 叶长 /cm 叶宽 /cm 叶厚 /mm 叶肉细胞 直径/μm 花茎直径 /cm
HAC 大花长 嘴子花 4x 92.5 2.14 0.83 29.48 0.52
长嘴 子花 2x 64.5 1.53 0.72 18.86 0.42
注:表中测得的具体数据均为平均值。
A.与二倍体黄花菜相比,四倍体黄花菜叶肉细胞体积大,叶片大,茎秆粗壮
B.自然条件下四倍体黄花菜的形成最可能是因为二倍体黄花菜经历了骤然低温
C.利用四倍体和二倍体培育出的三倍体黄花菜是高度不育的,可用秋水仙素处理其种子或幼苗来恢复育性
D.可以采用无性繁殖技术快速繁殖三倍体黄花菜
5.除草剂乙草胺对棉花(2n=26)的根尖细胞染色体形态的影响如图1所示。图2为染色体环示意图,染色体环是由姐妹染色单体形成的,2个环状染色体可随机交换部分片段后被纺锤丝牵引分开,分别进入两个子细胞。图3为染色体桥示意图,染色体桥会在两个着丝粒间任意位置断裂后进入两个子细胞。据此分析错误的是 ( )
A.制作图1装片的流程:解离→漂洗→染色→制片
B.图1中A中细胞内染色体和染色单体数均为26条
C.染色体桥会导致染色体结构变异中的重复和缺失
D.染色体环的分离发生在根尖细胞有丝分裂后期
第2课时 单倍体育种和多倍体育种、染色体结构的变异
聚焦·学案一
[学案设计]
(1)提示:F1的基因型是DdTt,能产生四种雄配子:DT、dT、Dt、dt。
(2)提示:过程③是花药离体培养;原理是植物细胞的全能性。
(3)提示:过程④是人工诱导单倍体幼苗,使其染色体数目加倍,恢复到正常植株的染色体数目。处理后符合要求的植株基因型为ddTT,所占的比例为1/4。
[典例] 选D 用秋水仙素或低温诱导处理萌发的种子,抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成,可使细胞中的染色体数目加倍,A正确;染色体数目变异在光学显微镜下可见,故可用显微镜观察根尖细胞染色体数目的方法鉴定多倍体,B正确;与二倍体植株相比,多倍体植株常常表现为茎秆粗壮,叶片、果实和种子比较大等优点,C正确;将得到的多倍体植株进行花药离体培养得到的植株是单倍体,D错误。
[迁移训练]
1.(1)√ (2)× (3)× (4)×
2.选C 图中的甲是花药,花药以及花药中的生殖细胞均具有全能性,A正确;玉米属于二倍体,乙(单倍体)中没有同源染色体,所以乙不能形成正常的配子,是不育的,B正确;人工诱导染色体数目加倍可以用秋水仙素或低温处理,且二者诱导染色体数目加倍的原理相同,都是抑制纺锤体的形成,C错误;丙是纯合体,从中即可选择出符合要求的优良品种,相比杂交育种获得纯合体的时间一般要短,所以单倍体育种能缩短育种年限,D正确。
3.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”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,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。
4.选C 分析题图可知,①表示花药离体培养,②表示诱导染色体数目加倍;植株A是花药离体培养得到的单倍体,高度不育,基因型为AB、Ab、aB、ab,每种基因型的概率为1/4,花药离体培养体现了植物生殖细胞的全能性;植株B是经人工诱导染色体加倍的个体,均为纯合子,为二倍体,能稳定遗传。C错误。
5.选D ①④过程为单倍体育种,经过①④时,通常需要用秋水仙素或低温处理单倍体幼苗,单倍体高度不育,不能产种子,A错误;①②③过程为杂交育种,经过①②③时,需要对aaB_连续自交,选出符合要求的品种,B错误;①②③过程为杂交育种,①④过程为单倍体育种,①④过程与①②③过程相比较,①②③过程具有操作简单,成活率高的优点,C错误;⑤过程为诱变育种,诱变育种具有盲目性的原因是基因突变具有突变率低和不定向性的特点,D正确。
聚焦·学案二
[学案设计]
(一)1.染色体结构 2.①-Ⅲ-d ②-Ⅳ-c ③-Ⅰ-b
④-Ⅱ-a 3.(1)数目或排列顺序 (2)不利
[典例] 选C 图①显示两条同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换,此过程发生在减数分裂Ⅰ四分体时期,其变异类型属于基因重组;图②的两条非同源染色体之间相互交换片段,这属于染色体结构变异中的易位,不一定发生在四分体时期,A错误。观察并比较图③中的基因片段1和基因片段2的碱基序列可知,基因片段2较基因片段1少了一对碱基,属于基因突变中的缺失,B错误。图②属于易位;图④是由于两条同源染色体中的上面一条多了一段或下面一条少了一段,因此属于染色体结构变异中的缺失或重复,C正确。图中4种变异都属于可遗传变异,都能够遗传,D错误。
[迁移训练]
1.(1)× (2)√ (3)× (4)√
2.选C 发生在非同源染色体之间的染色体片段的移接,属于染色体结构变异中的易位。
3.选B 果蝇体内存在两条Ⅱ号染色体,一条发生倒位,另一条没有发生倒位,发生倒位的染色体在间期进行DNA复制时,产生的另一条姐妹染色单体的相应区段也是倒位区段,两条姐妹染色单体上探针识别的区段都位于着丝粒的两侧,而不发生倒位的另一条染色体的姐妹染色单体上探针识别的区段都位于着丝粒的同一侧,B符合题意。
4.选A 图甲表示染色体结构变异中的重复,图乙表示染色体数目变异中的单个染色体的增加,图丙表示互换(基因重组),减数分裂中既可以发生染色体变异,也可发生互换,因此甲~丙的变异类型都可能发生在减数分裂过程中,A正确,D错误;基因突变产生新基因,乙、丙所示的变异类型都没有产生新的基因,B错误;乙图中个别染色体数目增加,形成三体,若乙为精原细胞,能产生一半正常的配子,C错误。
5.(1)非同源染色体间片段的交换、同源染色体上的非姐妹染色单体间相应片段的交换 (2)染色体结构变异中的易位、互换型基因重组
随堂小结
二、融通科学思维
1.三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,因此不能形成可育的配子,不能形成种子
2.减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后,含有b的染色体移向细胞的同一极
3.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
三、综合检测反馈
1.选D 染色体某一片段缺失属于染色体结构变异中的缺失,A正确;染色体增加某一片段属于染色体结构变异中的重复,B正确;染色体某一片段位置颠倒属于染色体结构变异中的倒位,C正确;四分体中非姐妹染色单体互换属于基因重组,D错误。
2.选B 甲代表染色体片段缺失,一定会引起DNA中碱基序列的改变,A错误;乙代表染色体片段重复,是染色体结构变异的一种,果蝇“棒眼”性状出现的原因就是由于染色体片段重复引起的,B正确;丙代表染色体片段倒位,其中的基因数量不变,该变异能在显微镜下辨别出来,C错误;丁可代表基因突变(N和O基因突变为n、o)或基因重组(减数分裂Ⅰ前期,同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换),D错误。
3.选D 据图分析,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,A正确;陆地棉(AADD)与索马里棉(EE)杂交,所得F1染色体组成为ADE,有3个染色体组,且是由受精卵发育而来的,是三倍体,B正确;秋水仙素的作用原理是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两极从而使染色体数目加倍,C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体细胞中应含有5个染色体组,有65条染色体,但有丝分裂后期染色体数目加倍,故最多为130条,D错误。
4.选C 由题中数据可知,与二倍体黄花菜相比,四倍体黄花菜叶肉细胞体积大(叶肉细胞直径大),叶片大(叶长、宽和厚都大),茎秆粗壮(花茎直径大),A正确;自然条件下大多因为骤然低温变化,抑制纺锤体的形成,使二倍体染色体加倍形成四倍体,B正确;三倍体黄花菜高度不育,故不能用秋水仙素处理种子,C错误;因为三倍体高度不育,所以一般采用无性繁殖技术快速繁殖,D正确。
5.选B 制作棉花根尖细胞临时装片需要经过解离、漂洗、染色和制片等步骤,A正确;图1中细胞内为正常染色体,据图判断该细胞处于有丝分裂的中期,则染色体数为26条,染色单体数为52条,B错误;染色体桥会在两个着丝粒间任意位置断裂,这样形成的两条子染色体,一条会少一段,另一条会多一段,属于染色体结构的变异中的缺失和重复,C正确;染色体环的分离发生在根尖细胞有丝分裂后期,D正确。
1 / 12(共97张PPT)
第2课时
单倍体育种和多倍体育种、染色体结构的变异
CONTENTS
目录
1
2
3
4
聚焦 学案一 单倍体育种和多倍体育种
聚焦 学案二 染色体结构变异
随堂小结——即时回顾与评价
课时跟踪检测
NO.1
聚焦 学案一 单倍体育种和
多倍体育种
学案设计
|探|究|学|习|
下图表示用纯种的高秆(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：
(1)F1能产生几种雄配子
提示：F1的基因型是DdTt，能产生四种雄配子：DT、dT、Dt、dt。
(2)过程③是哪种处理 其原理是什么
提示：过程③是花药离体培养；原理是植物细胞的全能性。
(3)过程④是哪种处理 处理后符合要求的植株占的比例是多少
提示：过程④是人工诱导单倍体幼苗，使其染色体数目加倍，恢复到正常植株的染色体数目。处理后符合要求的植株基因型为ddTT，所占的比例为1/4。
|认|知|生|成|
1.单倍体育种(以二倍体小麦为例)
(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，如下图所示：
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(或低温处理)诱导染色体数目加倍。
(3)优点：与杂交育种相比，单倍体育种能明显缩短育种年限，子代中每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交后代不会发生性状分离。
(4)缺点：技术复杂且需与杂交技术结合使用。
2.多倍体育种
(1)原理：染色体数目变异。
(2)过程：
(3)优点：多倍体和二倍体相比，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。
(4)缺点：多倍体育种适用于植物，在动物方面难以开展，且多倍体植物往往发育迟缓，结实率低。
(5)实例：三倍体无子西瓜的培育过程
①过程a传粉是为了四倍体和二倍体植株杂交得到三倍体种子，过程b传粉是为了刺激三倍体植株的子房发育成果实；
②获取三倍体种子是在第一年四倍体植株上，获取三倍体无子果实则是在第二年的三倍体植株上；
③无子的原因：三倍体西瓜进行减数分裂时，由于同源染色体联会紊乱，不能形成可育的配子。
[典例] 如图表示获得多倍体玉米植株采用的技术流程。下列有关说法错误的是 ( )
A.可用秋水仙素或低温诱导处理萌发的种子
B.可用显微镜观察根尖细胞染色体数目的方法鉴定多倍体
C.得到的多倍体植株一般具有茎秆粗壮、果穗大等优点
D.将得到的多倍体植株进行花药离体培养又可得到二倍体植株
√
[解析] 用秋水仙素或低温诱导处理萌发的种子，抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，可使细胞中的染色体数目加倍，A正确；染色体数目变异在光学显微镜下可见，故可用显微镜观察根尖细胞染色体数目的方法鉴定多倍体，B正确；与二倍体植株相比，多倍体植株常常表现为茎秆粗壮，叶片、果实和种子比较大等优点，C正确；将得到的多倍体植株进行花药离体培养得到的植株是单倍体，D错误。
[易错提醒]
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，都可用秋水仙素处理，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，二倍体形成的单倍体无法形成种子，只能处理单倍体幼苗。
(2)单倍体育种的目的并不是获得单倍体植株，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。
迁移训练
1.判断下列叙述的正误
(1)单倍体经一次秋水仙素处理，可得到二倍体或多倍体。( )
(2)单倍体育种中，可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。( )
(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。( )
(4)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。( )
√
×
×
×
2.(教材P89“与社会的联系”发掘训练)植物细胞工程技术在生产上的重要应用之一是进行作物新品种的培育。如图表示玉米(二倍体)的单倍体育种流程示意图，其中甲~丁表示结构或处理方法。下列叙述错误的是 ( )
A.甲是花药，花药以及花药中的生殖细胞均具有全能性
B.乙是单倍体，由于体细胞中缺乏同源染色体，所以乙是不育的
C.丁是人工诱导染色体数目加倍，可以用秋水仙素或低温处理，但二者的原理不同
D.获得丙(纯合体)的时间一般要短于杂交育种，所以单倍体育种能缩短育种年限
√
解析：图中的甲是花药，花药以及花药中的生殖细胞均具有全能性，A正确；玉米属于二倍体，乙(单倍体)中没有同源染色体，所以乙不能形成正常的配子，是不育的，B正确；人工诱导染色体数目加倍可以用秋水仙素或低温处理，且二者诱导染色体数目加倍的原理相同，都是抑制纺锤体的形成，C错误；丙是纯合体，从中即可选择出符合要求的优良品种，相比杂交育种获得纯合体的时间一般要短，所以单倍体育种能缩短育种年限，D正确。
3.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：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”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，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。
4.下图是用基因型为AaBb的植物产生的花粉进行单倍体育种的示意图，相关叙述错误的是 ( )
A.植株B为二倍体，均为纯合子
B.植株A高度不育，有4种基因型
C.植株A的基因型为aaBB的可能性为1/4
D.过程①常用花药离体培养，说明植物生殖细胞具有全能性
√
解析：分析题图可知，①表示花药离体培养，②表示诱导染色体数目加倍；植株A是花药离体培养得到的单倍体，高度不育，基因型为AB、Ab、aB、ab，每种基因型的概率为1/4，花药离体培养体现了植物生殖细胞的全能性；植株B是经人工诱导染色体加倍的个体，均为纯合子，为二倍体，能稳定遗传。C错误。
5.已知豌豆的高茎(A)对矮茎(a)为显性，抗病(B)对易感病(b)为显性，两对基因独立遗传。现用甲(AABB)和乙(aabb)培育矮茎抗病品种(aaBB)，其培育方法过程如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.经过①④时，通常需要用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗
B.经过①②③时，需要对aaB_连续自由交配，选出符合要求的品种
C.①④过程与①②③过程相比较，①④过程具有操作简单，成活率高的优点
D.⑤过程具有盲目性的原因是基因突变具有突变率低和不定向性的特点
√
解析：①④过程为单倍体育种，经过①④时，通常需要用秋水仙素或低温处理单倍体幼苗，单倍体高度不育，不能产种子，A错误；①②③过程为杂交育种，经过①②③时，需要对aaB_连续自交，选出符合要求的品种，B错误；①②③过程为杂交育种，①④过程为单倍体育种，①④过程与①②③过程相比较，①②③过程具有操作简单，成活率高的优点，C错误；⑤过程为诱变育种，诱变育种具有盲目性的原因是基因突变具有突变率低和不定向性的特点，D正确。
NO.2
聚焦 学案二 染色体结构变异
学案设计
(一)正确理解染色体结构变异的概念和类型
1.概念：由_____________改变而引起的变异。
染色体结构
2.类型[连线]
3.结果
(1)使排列在染色体上的基因________________发生改变，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
(二)正确辨别不同的变异类型
1.染色体片段的“位移”
2.染色体和基因中的“增减”
3.三种可遗传变异的对比
变异类型 变异水平 可发生的细胞分裂方式
基因突变 分子水 平变异 二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
基因重组 减数分裂
染色体 变异 细胞水 平变异 有丝分裂、减数分裂
[典例] 图①②③④分别表示不同的变异类型，其中③中的基因片段2由基因片段1变异而来。下列有关说法正确的是 ( )
A.图①②都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期
B.图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失
C.图②④中的变异属于染色体结构变异
D.图中4种变异能够遗传的是①③
√
[解析] 图①显示两条同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换，此过程发生在减数分裂Ⅰ四分体时期，其变异类型属于基因重组；图②的两条非同源染色体之间相互交换片段，这属于染色体结构变异中的易位，不一定发生在四分体时期，A错误。观察并比较图③中的基因片段1和基因片段2的碱基序列可知，基因片段2较基因片段1少了一对碱基，属于基因突变中的缺失，B错误。图②属于易位；图④是由于两条同源染色体中的上面一条多了一段或下面一条少了一段，因此属于染色体结构变异中的缺失或重复，C正确。图中4种变异都属于可遗传变异，都能够遗传，D错误。
[思维建模]
“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。
迁移训练
1.判断下列叙述的正误
(1)染色体之间发生的片段互换属于染色体结构变异。( )
(2)X射线可引起基因突变，也可引起染色体变异。( )
(3)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异。( )
(4)猫叫综合征是由人的5号染色体部分缺失引起的遗传病。( )
×
√
×
√
2.某地发现罕见的人类染色体异常核型患者。该患者46条染色体中有4条变异无法成对，经研究发现，其X染色体上有一个片段“搬”到了1号染色体上，而3号染色体的一个片段，插入到13号染色体上，这样的变化属于染色体结构变异类型中的 ( )
A.缺失 B.重复
C.易位 D.倒位
√
解析：发生在非同源染色体之间的染色体片段的移接，属于染色体结构变异中的易位。
3.DNA探针是能与目的DNA配
对的带有标记的一段核苷酸序列，
可检测识别区间的任意片段，并形成杂交信号。某探针可以检测果蝇Ⅱ号染色体上特定DNA区间。某果蝇的Ⅱ号染色体中的一条染色体部分区段发生倒位，如下图所示。用上述探针检测细胞有丝分裂中期的染色体(染色体上“ ”表示杂交信号)，结果正确的是 ( )
√
解析：果蝇体内存在两条Ⅱ号染色体，一条发生倒位，另一条没有发生倒位，发生倒位的染色体在间期进行DNA复制时，产生的另一条姐妹染色单体的相应区段也是倒位区段，两条姐妹染色单体上探针识别的区段都位于着丝粒的两侧，而不发生倒位的另一条染色体的姐妹染色单体上探针识别的区段都位于着丝粒的同一侧，B符合题意。
4.下图分别用甲、乙、丙来表示三种不同的变异类型，甲中的小写字母表示染色体片段。下列叙述正确的是 ( )
A.甲~丙的变异类型都可能与减数分裂过程有关
B.乙、丙所示的变异类型都能产生新的基因
C.若乙为精原细胞，则不可能产生正常的配子
D.甲、乙、丙所示生物变异都是染色体变异
√
解析：图甲表示染色体结构变异中的重复，图乙表示染色体数目变异中的单个染色体的增加，图丙表示互换(基因重组)，减数分裂中既可以发生染色体变异，也可发生互换，因此甲~丙的变异类型都可能发生在减数分裂过程中，A正确，D错误；基因突变产生新基因，乙、丙所示的变异类型都没有产生新的基因，B错误；乙图中个别染色体数目增加，形成三体，若乙为精原细胞，能产生一半正常的配子，C错误。
5.(教材P90“图5 7”发掘训练)下图表示两种变异类型，据图回答有关问题：
(1)图1和图2均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是_______________________________________________________
_________________。
(2)图1和图2发生的变异类型分别是____________________
_____________________。
非同源染色体间片段的交换、同源染色体上的非姐妹染色单体间相应片段的交换
染色体结构变异中的易位、互换型基因重组
随堂小结——即时回顾与评价
NO.3
一、建构概念体系
二、融通科学思维
1.三倍体西瓜一般不能形成种子的原因是____________________
____________________________________________________________________________________________。
2.水稻新品种AAbb中，一个原始生殖细胞减数分裂Ⅰ正常进行，产生基因型为Abb的雄配子的原因是____________________________
______________________________。
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，因此不能形成可育的配子，不能形成种子
减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂后，含有b的染色体移向细胞的同一极
3.染色体结构的改变导致生物性状的变异，本质上仍然与基因的变化有关。请从二者的关系分析这句话的合理性。
___________________________________________________________________________________。
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
三、综合检测反馈
1.猫叫综合征患者生长发育迟缓，存在严重智力障碍，这种遗传病是由染色体结构改变引起的，下列不属于染色体结构变异的是 ( )
A.染色体某一片段缺失
B.染色体增加某一片段
C.染色体某一片段位置颠倒
D.四分体中非姐妹染色单体互换
√
解析：染色体某一片段缺失属于染色体结构变异中的缺失，A正确；染色体增加某一片段属于染色体结构变异中的重复，B正确；染色体某一片段位置颠倒属于染色体结构变异中的倒位，C正确；四分体中非姐妹染色单体互换属于基因重组，D错误。
2.下图甲、乙、丙、丁分别代表4种染色体变化。下列叙述正确的是 ( )
A.甲代表缺失，不一定引起DNA碱基序列的改变
B.乙代表重复，是造成果蝇“棒眼”性状出现的原因
C.丙代表倒位，基因数量不变故不能在显微镜下分辨
D.丁代表易位，是引发生物基因重组的一种方式
√
解析：甲代表染色体片段缺失，一定会引起DNA中碱基序列的改变，A错误；乙代表染色体片段重复，是染色体结构变异的一种，果蝇“棒眼”性状出现的原因就是由于染色体片段重复引起的，B正确；丙代表染色体片段倒位，其中的基因数量不变，该变异能在显微镜下辨别出来，C错误；丁可代表基因突变(N和O基因突变为n、o)或基因重组(减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换)，D错误。
3.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
√
解析：据图分析，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，A正确；陆地棉(AADD)与索马里棉(EE)杂交，所得F1染色体组成为ADE，有3个染色体组，且是由受精卵发育而来的，是三倍体，B正确；
秋水仙素的作用原理是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两极从而使染色体数目加倍，C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体细胞中应含有5个染色体组，有65条染色体，但有丝分裂后期染色体数目加倍，故最多为130条，D错误。
4.黄花菜又名忘忧草，耐瘠、耐旱、易活，兼具食用、加工、观赏等功能。科研人员研究黄花菜同源四倍体与二倍体的叶片结构以及花茎结构，所得结果如表。下列相关叙述不正确的是 ( )
材料 倍性 叶长 /cm 叶宽 /cm 叶厚 /mm 叶肉细胞 直径/μm 花茎直径
/cm
HAC 大花长 嘴子花 4x 92.5 2.14 0.83 29.48 0.52
长嘴子花 2x 64.5 1.53 0.72 18.86 0.42
注：表中测得的具体数据均为平均值。
A.与二倍体黄花菜相比，四倍体黄花菜叶肉细胞体积大，叶片大，茎秆粗壮
B.自然条件下四倍体黄花菜的形成最可能是因为二倍体黄花菜经历了骤然低温
C.利用四倍体和二倍体培育出的三倍体黄花菜是高度不育的，可用秋水仙素处理其种子或幼苗来恢复育性
D.可以采用无性繁殖技术快速繁殖三倍体黄花菜
√
解析：由题中数据可知，与二倍体黄花菜相比，四倍体黄花菜叶肉细胞体积大(叶肉细胞直径大)，叶片大(叶长、宽和厚都大)，茎秆粗壮(花茎直径大)，A正确；自然条件下大多因为骤然低温变化，抑制纺锤体的形成，使二倍体染色体加倍形成四倍体，B正确；三倍体黄花菜高度不育，故不能用秋水仙素处理种子，C错误；因为三倍体高度不育，所以一般采用无性繁殖技术快速繁殖，D正确。
5.除草剂乙草胺对棉花(2n=26)的根尖细胞染色体形态的影响如图1所示。图2为染色体环示意图，染色体环是由姐妹染色单体形成的，2个环状染色体可随机交换部分片段后被纺锤丝牵引分开，分别进入两个子细胞。图3为染色体桥示意图，染色体桥会在两个着丝粒间任意位置断裂后进入两个子细胞。据此分析错误的是 ( )
A.制作图1装片的流程：解离→漂洗→染色→制片
B.图1中A中细胞内染色体和染色单体数均为26条
C.染色体桥会导致染色体结构变异中的重复和缺失
D.染色体环的分离发生在根尖细胞有丝分裂后期
√
解析：制作棉花根尖细胞临时装片需要经过解离、漂洗、染色和制片等步骤,A正确;图1中细胞内为正常染色体,据图判断该细胞处于有丝分裂的中期,则染色体数为26条,染色单体数为52条,B错误;染色体桥会在两个着丝粒间任意位置断裂,这样形成的两条子染色体,一条会少一段,另一条会多一段,属于染色体结构的变异中的缺失和重复,C正确;染色体环的分离发生在根尖细胞有丝分裂后期,D正确。
课时跟踪检测
NO.4
(A级选择题每小题2分,B级选择题每小题4分,本检测满分50分)
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√
A级 强基固本
1.如图所示为人类慢性粒白血病的发病机理，据图判断产生该病的变异类型是( )
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
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解析：据图分析可知，该病发生的原因是22号染色体中的一段移接到了14号染色体上，发生染色体结构变异中的易位，同时，14号染色体缺失了一部分，发生染色体结构变异中的缺失，因此该变异类型是染色体结构变异，C正确。
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2.下列关于二倍体与多倍体的叙述，错误的是 ( )
A.二倍体生物的细胞都含有两个染色体组
B.四倍体马铃薯通过无性繁殖获得的个体是四倍体
C.通常用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗获得四倍体植株
D.基因型为AAaa的四倍体葡萄能够产生3种比例为1∶4∶1的配子
√
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解析：二倍体生物的配子、体细胞、有丝分裂后期的细胞分别含有一、二、四个染色体组，A错误；无性繁殖是体细胞直接进行有丝分裂的过程，因此四倍体马铃薯通过无性繁殖获得的个体是四倍体，B正确；通常用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗获得四倍体植株，C正确；基因型为AAaa的四倍体葡萄能够产生3种配子，分别为AA、Aa、aa，且比例为1∶4∶1，D正确。
3.下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述，不正确的是 ( )
A.卡诺氏液的作用是固定细胞的形态
B.制作装片的顺序为解离、染色、漂洗、制片
C.低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成
D.观察到的视野中有正常的二倍体细胞也有染色体数目发生改变的细胞
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√
解析：把根尖放在卡诺氏液中浸泡，以固定细胞的形态，A正确；制作装片的顺序是解离→漂洗→染色→制片，B错误；低温处理植物的分生组织细胞，能够在细胞有丝分裂前期抑制纺锤体的形成，从而引起细胞内染色体数目加倍，C正确；由于绝大数细胞处于间期或不分裂，细胞染色体数目没有改变，故在低倍镜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，D正确。
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4.下列叙述与染色体变异无关的是 ( )
A.人体9号染色体和22号染色体互换片段导致恶性疾病发生，属于染色体结构变异
B.人体5号染色体部分缺失引起猫叫综合征
C.玉米在有性生殖过程中同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换
D.果蝇染色体的某一片段位置颠倒引起卷翅的形成
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解析：人体9号染色体和22号染色体互换片段导致恶性疾病发生，属于染色体结构变异中的易位，A不符合题意；人体5号染色体部分缺失引起猫叫综合征，属于染色体结构变异中的缺失，B不符合题意；玉米在有性生殖过程中同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换，属于基因重组，不属于染色体变异，C符合题意；果蝇的染色体某一片段位置颠倒引起卷翅的形成，属于染色体结构变异中的倒位，D不符合题意。
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√
5.芥菜和埃塞俄比亚芥杂交，再经
多代自花传粉进行选育。图中L、M、N
表示3个不同的染色体组。相关叙述正确
的是 ( )
A.选育后代性状的改变属于可遗传变异
B.选育后代均发生了染色体的数目变异
C.F1的减数分裂Ⅰ中期细胞内含有70条染色体
D.F1的初级精母细胞中含2个染色体组
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解析：选育后代性状的改变属于可遗传变异，A正确；选育后代中有跟亲本芥菜和埃塞俄比亚芥一样的染色体组成，B错误；减数分裂Ⅰ中期细胞与体细胞染色体数目相同，为L+2M+N=10+16+9=35(条)，C错误；F1的初级精母细胞中的染色体组数与体细胞相同，据图可知，含有4个染色体组，D错误。
6.下图是利用玉米(2N=20)的幼苗芽尖细胞(基因型为MmNn)进行育种的实验流程图，下列分析正确的是 ( )
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A.植株C是单倍体，植株A为二倍体
B.若植株B中出现了基因型为MmNN个体，其等位基因的产生来源于基因重组
C.利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为25%
D.植株B的体细胞可能都含有四个染色体组
√
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解析：植株C是由花粉发育而来的单倍体，植株A是经芽尖细胞发育而来的二倍体，A正确；植株B是经单倍体染色体加倍后得到的二倍体，该过程不存在基因重组，将MmNn的花药人工诱变可获得MmNN，其等位基因的产生来源于基因突变，B错误；利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为100%，C错误；幼苗2(单倍体)经秋水仙素处理获得植株B，植株B的体细胞可能含有1个、2个或四个染色体组，D错误。
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7.下图为家猪(2n=38)的13号和17号染色体发生断裂并移接形成一条13/17易位染色体和一条小染色体的过程，形成的小染色体随后会丢失。研究发现，细胞内含有一条13/17易位染色体的易位杂合家猪生长更快。为便于育种，科学家培育了含两条13/17易位染色体的易位纯合家猪。下列叙述错误的是 ( )
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A.易位属于染色体结构变异，对生物产生的影响都是不利的
B.易位通常会导致染色体上基因的数目或排列顺序发生改变
C.13/17易位杂合家猪与13/17易位纯合家猪的染色体数不同
D.易位纯合家猪与正常家猪杂交是选育易位杂合家猪的最好方法
√
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解析：易位属于染色体结构变异，通常对生物有不利影响，但题述13/17易位杂合家猪生长更快，A错误；易位属于染色体结构变异，通常会导致染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，B正确；形成13/17易位染色体的同时会产生一条小染色体，小染色体随后丢失，因此易位杂合家猪体内染色体数为37条，易位纯合家猪有两条13/17易位染色体，染色体数为36条，C正确；易位纯合家猪和正常染色体家猪杂交，子代均为易位杂合家猪，是高效选育易位杂合家猪的最好方法，D正确。
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8.异附加系植株是指除了含有本物种染色体外，另外含有一条或几条外源染色体的植株，外源染色体上可能含有一些与抗病性、抗逆性等有关的优良基因。下图为利用普通小麦和华山新麦草培育某异附加系小麦的流程。下列叙述错误的是 ( )
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A.获得异附加系小麦的过程中利用了染色体数目变异的原理
B.F1减数分裂时会发生联会紊乱,需用生长素处理才能得到七倍体杂种
C.七倍体杂种与普通小麦杂交获得异附加系小麦的过程中部分染色体丢失
D.筛选出来的七倍体杂种在减数分裂Ⅰ可以出现21个四分体
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解析：分析题图可知,获得异附加系小麦的过程中存在染色体组数的增减,该过程利用了染色体数目变异的原理,A正确;F1是由六倍体小麦和二倍体华山新麦草杂交获得的,需用秋水仙素等处理后再与普通小麦杂交才能得到七倍体杂种,B错误;异附加系小麦染色体数目为43,故七倍体杂种与普通小麦杂交获得异附加系小麦的过程中有部分染色体丢失,C正确;普通小麦(6n=42,AABBDD)是六倍体,即细胞中有6个染色体组,减数分裂Ⅰ可以出现21个四分体,故筛选出来的七倍体杂种(AABBDDN,N中无同源染色体)在减数分裂Ⅰ可以出现21个四分体,D正确。
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9.(15分)下图甲和乙是基因型为AaBb的某雌性高等动物(2n)卵巢中细胞分裂图像(仅显示部分染色体)，图丙是细胞分裂过程中染色体、染色单体和核DNA的数量关系图，请回答下列问题：
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(1)甲图所示细胞的分裂方式及时期是 ，正常情况下甲图所示细胞分裂产生的子细胞的基因组成是 。
(2)乙图所示细胞名称为 ，细胞中有 条染色单体。从乙图所示细胞可以判断出，可能在由原始生殖细胞经过分裂产生该细胞的过程中 发生部分互换。
(3)丙图中表示核DNA的是 ，图乙属于图丙中类型_____的细胞。在图丙的4种细胞类型中，一定具有同源染色体的细胞类型是_____。
有丝分裂后期
AaBb
(第一)极体
0
同源染色体上的非姐妹染色单体
c
Ⅰ
Ⅱ
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解析：(1)甲图所示细胞的每一极均含有同源染色体，处于有丝分裂后期，分裂产生的子细胞的基因组成和亲代细胞相同，是AaBb。
(2)该动物为雌性动物，乙图所示细胞的每一极均无同源染色体，处于减数分裂Ⅱ后期，细胞质均等分裂，说明乙图的名称为(第一)极体，细胞中不含染色单体。从乙图所示细胞中着丝粒分裂后形成的两条子染色体上分别含有基因B和b可以判断出，在由原始生殖细胞经过分裂产生该细胞的过程中同源染色体上的非姐妹染色体单体发生部分互换。
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(3)丙图中a是染色体、b是染色单体、c是核DNA。图乙处于减数分裂Ⅱ后期，属于图丙中类型Ⅰ的细胞。若类型Ⅰ的细胞处于减数分裂Ⅱ后期，则没有同源染色体；类型Ⅱ的细胞染色体数、染色单体数和核DNA分子数之比为1∶2∶2，且染色体数目与体细胞相同，可能处于有丝分裂前期、中期或减数分裂Ⅰ过程，一定含有同源染色体； 类型Ⅲ的细胞处于减数分裂Ⅱ前期和中期，没有同源染色体；类型Ⅳ的细胞可能处于减数分裂Ⅱ末期完成后，没有同源染色体，故在图丙的4种细胞类型中，一定具有同源染色体的细胞类型是Ⅱ。
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B级 发展提能
10.如图为某二倍体生物的几种变异方式，下列有关叙述正确的是( )
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A.①③④所示变异类型均属于染色体结构变异
B.减数分裂过程中发生②所示变异可使产生的子细胞种类多样化
C.若减数分裂中出现④的变异，则生物体无法产生正常的配子
D.⑤中B基因可能发生碱基的缺失导致DNA上基因数目减少
√
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解析：①属于染色体数目变异，③属于染色体结构变异，④属于染色体结构和数目变异，A错误；②属于基因重组，可使减数分裂过程中产生的子细胞种类多样化，B正确；若减数分裂中出现④的变异，但由于二倍体生物体内还有正常的一条13号和一条17号染色体，可能形成正常的配子，C错误；⑤为基因突变，该变异不会导致DNA分子上基因数目的改变，D错误。
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11.(15分)正常烟草(2n=48)是二倍体，烟草中某一对同源染色体少一条的个体称为单体(染色体数为2n-1)；某一对同源染色体多一条的个体称为三体(染色体数为2n+1)。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_______________________。
一对同源染色体未分离
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(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。
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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)
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(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。
F1中高秆与矮秆的比例为1∶1
F1全为高秆
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解析：(1)由题干信息可知，单体、三体是细胞中个别染色体的减少或增加，所以如果亲代中的一方在减数分裂Ⅰ过程中某一对同源染色体未分离而产生的配子与正常配子结合后，就会形成单体、三体。
(2)正常烟草(2n=48)体细胞中有24对同源染色体，若不考虑同源染色体之间的差异，理论上烟草共有24种三体。染色体变异是随机发生的，而且大多数染色体变异都是有害的，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者在胚胎早期就死亡。
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(3)烟草8号染色体三体在减数分裂Ⅰ后期时，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，则含一条8号染色体的次级精(卵)母细胞可产生正常染色体数目的配子，而含两条8号染色体的次级精(卵)母细胞无法产生正常染色体数目的配子，所以产生正常染色体数目的配子的概率为50%。烟草三体植株的含两条同源染色体的次级精母细胞，在减数分裂Ⅱ后期，由于着丝粒分裂，细胞中染色体数目最多，为25×2=50(条)。
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(4)假设缺失的一条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)植株产生的配子为h，5 单体显性纯合体产生的配子为H∶O=1∶1，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)植株产生的配子为h；5 单体显性纯合体产生的配子为H，则F1全为高秆(Hh)。课时跟踪检测(十七) 染色体变异
(A级选择题每小题2分,B级选择题每小题4分,本检测满分50分)
A级 强基固本
1.如图所示为人类慢性粒白血病的发病机理,据图判断产生该病的变异类型是 ( )
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
2.下列关于二倍体与多倍体的叙述,错误的是 ( )
A.二倍体生物的细胞都含有两个染色体组
B.四倍体马铃薯通过无性繁殖获得的个体是四倍体
C.通常用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗获得四倍体植株
D.基因型为AAaa的四倍体葡萄能够产生3种比例为1∶4∶1的配子
3.下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述,不正确的是 ( )
A.卡诺氏液的作用是固定细胞的形态
B.制作装片的顺序为解离、染色、漂洗、制片
C.低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成
D.观察到的视野中有正常的二倍体细胞也有染色体数目发生改变的细胞
4.下列叙述与染色体变异无关的是 ( )
A.人体9号染色体和22号染色体互换片段导致恶性疾病发生,属于染色体结构变异
B.人体5号染色体部分缺失引起猫叫综合征
C.玉米在有性生殖过程中同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换
D.果蝇染色体的某一片段位置颠倒引起卷翅的形成
5.芥菜和埃塞俄比亚芥杂交,再经多代自花传粉进行选育。图中L、M、N表示3个不同的染色体组。相关叙述正确的是 ( )
A.选育后代性状的改变属于可遗传变异
B.选育后代均发生了染色体的数目变异
C.F1的减数分裂Ⅰ中期细胞内含有70条染色体
D.F1的初级精母细胞中含2个染色体组
6.下图是利用玉米(2N=20)的幼苗芽尖细胞(基因型为MmNn)进行育种的实验流程图,下列分析正确的是 ( )
A.植株C是单倍体,植株A为二倍体
B.若植株B中出现了基因型为MmNN个体,其等位基因的产生来源于基因重组
C.利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限,植株B纯合的概率为25%
D.植株B的体细胞可能都含有四个染色体组
7.下图为家猪(2n=38)的13号和17号染色体发生断裂并移接形成一条13/17易位染色体和一条小染色体的过程,形成的小染色体随后会丢失。研究发现,细胞内含有一条13/17易位染色体的易位杂合家猪生长更快。为便于育种,科学家培育了含两条13/17易位染色体的易位纯合家猪。下列叙述错误的是 ( )
A.易位属于染色体结构变异,对生物产生的影响都是不利的
B.易位通常会导致染色体上基因的数目或排列顺序发生改变
C.13/17易位杂合家猪与13/17易位纯合家猪的染色体数不同
D.易位纯合家猪与正常家猪杂交是选育易位杂合家猪的最好方法
8.异附加系植株是指除了含有本物种染色体外,另外含有一条或几条外源染色体的植株,外源染色体上可能含有一些与抗病性、抗逆性等有关的优良基因。下图为利用普通小麦和华山新麦草培育某异附加系小麦的流程。下列叙述错误的是 ( )
A.获得异附加系小麦的过程中利用了染色体数目变异的原理
B.F1减数分裂时会发生联会紊乱,需用生长素处理才能得到七倍体杂种
C.七倍体杂种与普通小麦杂交获得异附加系小麦的过程中部分染色体丢失
D.筛选出来的七倍体杂种在减数分裂Ⅰ可以出现21个四分体
9.(15分)下图甲和乙是基因型为AaBb的某雌性高等动物(2n)卵巢中细胞分裂图像(仅显示部分染色体),图丙是细胞分裂过程中染色体、染色单体和核DNA的数量关系图,请回答下列问题:
(1)甲图所示细胞的分裂方式及时期是 ,正常情况下甲图所示细胞分裂产生的子细胞的基因组成是 。
(2)乙图所示细胞名称为 ,细胞中有 条染色单体。从乙图所示细胞可以判断出,可能在由原始生殖细胞经过分裂产生该细胞的过程中 发生部分互换。
(3)丙图中表示核DNA的是 ,图乙属于图丙中类型 的细胞。在图丙的4种细胞类型中,一定具有同源染色体的细胞类型是 。
B级 发展提能
10.如图为某二倍体生物的几种变异方式,下列有关叙述正确的是 ( )
A.①③④所示变异类型均属于染色体结构变异
B.减数分裂过程中发生②所示变异可使产生的子细胞种类多样化
C.若减数分裂中出现④的变异,则生物体无法产生正常的配子
D.⑤中B基因可能发生碱基的缺失导致DNA上基因数目减少
11.(15分)正常烟草(2n=48)是二倍体,烟草中某一对同源染色体少一条的个体称为单体(染色体数为2n-1);某一对同源染色体多一条的个体称为三体(染色体数为2n+1)。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。
课时跟踪检测(十七)
1.C 2.A 3.B
4.选C 人体9号染色体和22号染色体互换片段导致恶性疾病发生,属于染色体结构变异中的易位,A不符合题意;人体5号染色体部分缺失引起猫叫综合征,属于染色体结构变异中的缺失,B不符合题意;玉米在有性生殖过程中同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换,属于基因重组,不属于染色体变异,C符合题意;果蝇的染色体某一片段位置颠倒引起卷翅的形成,属于染色体结构变异中的倒位,D不符合题意。
5.选A 选育后代性状的改变属于可遗传变异,A正确;选育后代中有跟亲本芥菜和埃塞俄比亚芥一样的染色体组成,B错误;减数分裂Ⅰ中期细胞与体细胞染色体数目相同,为L+2M+N=10+16+9=35(条),C错误;F1的初级精母细胞中的染色体组数与体细胞相同,据图可知,含有4个染色体组,D错误。
6.选A 植株C是由花粉发育而来的单倍体,植株A是经芽尖细胞发育而来的二倍体,A正确;植株B是经单倍体染色体加倍后得到的二倍体,该过程不存在基因重组,将MmNn的花药人工诱变可获得MmNN,其等位基因的产生来源于基因突变,B错误;利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限,植株B纯合的概率为100%,C错误;幼苗2(单倍体)经秋水仙素处理获得植株B,植株B的体细胞可能含有1个、2个或四个染色体组,D错误。
7.选A 易位属于染色体结构变异,通常对生物有不利影响,但题述13/17易位杂合家猪生长更快,A错误;易位属于染色体结构变异,通常会导致染色体上基因的数目或排列顺序发生改变,B正确;形成13/17易位染色体的同时会产生一条小染色体,小染色体随后丢失,因此易位杂合家猪体内染色体数为37条,易位纯合家猪有两条13/17易位染色体,染色体数为36条,C正确;易位纯合家猪和正常染色体家猪杂交,子代均为易位杂合家猪,是高效选育易位杂合家猪的最好方法,D正确。
8.选B 分析题图可知,获得异附加系小麦的过程中存在染色体组数的增减,该过程利用了染色体数目变异的原理,A正确;F1是由六倍体小麦和二倍体华山新麦草杂交获得的,需用秋水仙素等处理后再与普通小麦杂交才能得到七倍体杂种,B错误;异附加系小麦染色体数目为43,故七倍体杂种与普通小麦杂交获得异附加系小麦的过程中有部分染色体丢失,C正确;普通小麦(6n=42,AABBDD)是六倍体,即细胞中有6个染色体组,减数分裂Ⅰ可以出现21个四分体,故筛选出来的七倍体杂种(AABBDDN,N中无同源染色体)在减数分裂Ⅰ可以出现21个四分体,D正确。
9.(1)有丝分裂后期 AaBb (2)(第一)极体 0 同源染色体上的非姐妹染色单体 (3)c Ⅰ Ⅱ
10.选B ①属于染色体数目变异,③属于染色体结构变异,④属于染色体结构和数目变异,A错误;②属于基因重组,可使减数分裂过程中产生的子细胞种类多样化,B正确;若减数分裂中出现④的变异,但由于二倍体生物体内还有正常的一条13号和一条17号染色体,可能形成正常的配子,C错误;⑤为基因突变,该变异不会导致DNA分子上基因数目的改变,D错误。
11.解析:(1)由题干信息可知,单体、三体是细胞中个别染色体的减少或增加,所以如果亲代中的一方在减数分裂Ⅰ过程中某一对同源染色体未分离而产生的配子与正常配子结合后,就会形成单体、三体。
(2)正常烟草(2n=48)体细胞中有24对同源染色体,若不考虑同源染色体之间的差异,理论上烟草共有24种三体。染色体变异是随机发生的,而且大多数染色体变异都是有害的,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者在胚胎早期就死亡。
(3)烟草8号染色体三体在减数分裂Ⅰ后期时,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,则含一条8号染色体的次级精(卵)母细胞可产生正常染色体数目的配子,而含两条8号染色体的次级精(卵)母细胞无法产生正常染色体数目的配子,所以产生正常染色体数目的配子的概率为50%。烟草三体植株的含两条同源染色体的次级精母细胞,在减数分裂Ⅱ后期,由于着丝粒分裂,细胞中染色体数目最多,为25×2=50(条)。
(4)假设缺失的一条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)植株产生的配子为h,5 单体显性纯合体产生的配子为H∶O=1∶1,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)植株产生的配子为h;5 单体显性纯合体产生的配子为H,则F1全为高秆(Hh)。
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
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