《创新课堂》第5章第2节 第1课时 染色体数目的变异及其应用 讲义（教师版）-高中生物学必修2（人教版）同步讲练测

第2节　染色体变异
第1课时　染色体数目的变异及其应用
[课标内容]
1．运用结构与功能观，理解染色体数目变异的类型和特点。　2.通过对比和分析，阐明单倍体和多倍体育种的原理和操作过程。　3.通过分析染色体组的概念，说明多倍体和单倍体的特点和生产中的应用。
一、染色体变异
INCLUDEPICTURE "SW1-1学.TIF" INCLUDEPICTURE "SW1-1学.TIF" \* MERGEFORMAT
二、染色体数目的变异
1．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______________________为基数成倍地增加或成套地减少。
2．染色体组：每套非同源染色体称为一个其中的染色体形态
INCLUDEPICTURE "箭头B.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头B.TIF" \* MERGEFORMAT 即在一个染色体组内
无同源染色体存在
和功能各不相同。
3．二倍体和多倍体 INCLUDEPICTURE "箭头C.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头C.TIF" \* MERGEFORMAT eq \a\vs4\al(由受精卵发育而来)
(1)二倍体：体细胞中含有________染色体组的个体。
(2)多倍体
INCLUDEPICTURE "WX133AA学.TIF" INCLUDEPICTURE "WX133AA学.TIF" \* MERGEFORMAT
4．单倍体 INCLUDEPICTURE "箭头C.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头C.TIF" \* MERGEFORMAT eq \a\vs4\al(发育的起点是配子)
INCLUDEPICTURE "WX133BB学.TIF" INCLUDEPICTURE "WX133BB学.TIF" \* MERGEFORMAT
[答案自填] 数目　结构　一套完整的非同源染色体　两个　三个或三个以上　茎秆　增加　低温　萌发　幼苗　配子　不育　育种年限　纯合子
INCLUDEPICTURE "自查自纠LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "自查自纠LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
(1)染色体组内染色体的形态和功能可能相同。(　　)
(2)染色体组非整倍性变化必然导致新基因产生。(　　)
(3)六倍体小麦通过花药离体培养培育成的个体称为三倍体。(　　)
(4)四倍体与二倍体杂交产生三倍体属于基因重组。(　　)
(5)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。(　　)
(6)单倍体缺少生长发育所需的全部遗传信息，植株弱小，种子和果实比较小。(　　)
提示：(1)×　染色体组内染色体的形态和功能不可能相同。
(2)×　染色体组非整倍性变化不会导致新基因产生。
(3)×　六倍体小麦通过花药离体培养培育成的个体是单倍体。
(4)×　具有四个染色体组的四倍体和具有两个染色体组的二倍体杂交，获得具有三个染色体组的三倍体的过程，属于染色体数目变异。
(5)√
(6)×　单倍体含有生长发育所需的全部遗传信息，植株弱小，高度不育。
【知识框架】
INCLUDEPICTURE "课堂合作探究LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "课堂合作探究LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
核心点一　染色体数目的变异[学生用书P103]
INCLUDEPICTURE "问题探究LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "问题探究LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
[探究1] 下图为果蝇染色体的组成，据图回答问题：
(1)写出图甲中的染色体组：____________________________________；
不含有同源染色体的一组染色体一定是一个染色体组吗？为什么？
(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 ______ ______ ______ ______
提示：(1)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X和Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y　不一定。一个染色体组必须含有本物种生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息。
(2)3　3　2　3　1　4　4　2　2　2
(3)1　3　2　4
[探究2] 在自然界，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体，香蕉是三倍体，马铃薯是四倍体，蜜蜂的雄蜂是单倍体。
(1)如果某个体体细胞中含有两个或三个染色体组，可以称它为二倍体或三倍体，这种说法对吗？
(2)二倍体物种所形成的单倍体，其体细胞中只含有一个染色体组吗？
(3)自然界中的单倍体都会高度不育吗？
(4)若二倍体个体的某对同源染色体少了一条是不是变成了单倍体？多了一条是不是变成了三倍体？
提示：(1)不对。体细胞中含有两个或三个染色体组的个体可能是二倍体或三倍体，也可能是单倍体。
(2)二倍体的配子只含有一个染色体组，因此，由其配子形成的单倍体的体细胞中只含有一个染色体组。
(3)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。
(4)不是。二倍体个体的某对同源染色体少了一条称为单体，多了一条称为三体。
INCLUDEPICTURE "归纳深化LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "归纳深化LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
1．生物体细胞中染色体组数目的判断
2．单倍体、二倍体和多倍体的判断
INCLUDEPICTURE "对点训练LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "对点训练LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
1．下列细胞中，含三个染色体组的是(　　)
答案：D
2．(教材P91“概念检测”T1改编)下列有关单倍体、二倍体和多倍体的叙述，正确的是(　　)
A．用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体
B．有两个染色体组的受精卵发育成的个体一定是二倍体
C．体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体一定是多倍体
D．单倍体体细胞中只含有一个染色体组，体细胞中只含有一个染色体组的个体就是单倍体
解析：选B。只有用秋水仙素处理二倍体的单倍体幼苗才能得到二倍体，A项错误；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个体，B项正确；体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体不一定是多倍体，如将六倍体小麦的花药进行离体培养形成的单倍体，体细胞中含有三个染色体组，C项错误；单倍体体细胞所含的染色体组数不一定是一个，如六倍体小麦形成的单倍体小麦体细胞中含有三个染色体组，D项错误。
核心点二　多倍体育种与单倍体育种[学生用书P104]
INCLUDEPICTURE "问题探究LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "问题探究LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
[探究1] 下图表示三倍体无子西瓜的培育过程。据图回答以下问题：
(1)过程①的处理方式是什么？其原理是什么？
(2)过程②和过程③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)西瓜一年只能种一次，据图分析从二倍体西瓜开始培育无子西瓜最短需要几年？生产实践中如何获得无子西瓜的种子？
(5)三倍体的染色体在分离时，同源染色体中的两条染色体移向一极，另一条染色体移向另一极，那三倍体西瓜有可能产生正常的配子吗？为什么说三倍体西瓜无子呢？
提示：(1)过程①是用秋水仙素或低温处理二倍体西瓜的种子或幼苗，产生四倍体西瓜。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)过程②中传粉的目的是得到三倍体种子；过程③传粉的目的是刺激子房发育成果实。
(3)不是，地上部分的茎、叶、花细胞染色体数目加倍，含有四个染色体组，根细胞染色体数目没有加倍，仍含有两个染色体组。
(4)两年。每年培育四倍体西瓜和二倍体西瓜的自交系及杂交系，就可以连续地生产出三倍体无子西瓜的种子。
(5)有可能。西瓜的每个染色体组中包含11条染色体，三倍体西瓜产生恰好含有一个染色体组的配子的概率为(1/2)11，产生恰好含有两个染色体组的配子的概率为(1/2)11，其他情况的配子基本不育，产生可育配子的概率极低，所以说三倍体西瓜无子。
[探究2] 下图表示用纯种高秆(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)过程③及其原理分别是什么？
(3)经花药离体培养即可完成单倍体育种吗？
(4)过程④的处理方式是什么？处理后符合要求的植株所占比例为多少？
提示：(1)4种，基因组成分别为DT、Dt、dT、dt。
(2)过程③是花药(或花粉)离体培养过程，其原理是细胞的全能性。
(3)不能完成，还需经过染色体数目加倍。
(4)过程④是用一定浓度的秋水仙素或低温处理单倍体幼苗。处理后符合要求(基因型为ddTT)的植株占1/4。
INCLUDEPICTURE "归纳深化LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "归纳深化LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
1．多倍体育种
(1)原理：染色体(数目)变异。
(2)机理：正在分裂的细胞抑制纺锤体形成染色体不能移向细胞两极，使染色体数目加倍。
(3)特点：植株茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，营养物质含量增加。多倍体育种一般只适用于植物。
2．单倍体育种
(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)和②(秋水仙素处理诱导染色体数目加倍)。
(3)特点：与杂交育种相比，单倍体育种能明显缩短育种年限，且子代均为纯合子，可加速育种进程。
INCLUDEPICTURE "对点训练LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "对点训练LLL.TIF" \* MERGEFORMAT
1．下图表示某种二倍体农作物不同的育种方法，据图判断下列叙述错误的是(　　)
A．通过①③④⑤途径培育新品种的过程为单倍体育种
B．D植株的后代可能发生性状分离
C．⑤过程中可用秋水仙素处理E的种子获得F植株
D．④过程体现了植物细胞的全能性
解析：选C。④为花药离体培养获得单倍体幼苗，⑤可表示用秋水仙素处理幼苗，所以通过①③④⑤途径培育新品种的过程为单倍体育种，A项正确；D植株后代可能为杂合子，杂合子自交后代可能发生性状分离，B项正确；通过④花药离体培养获得的是单倍体，高度不育，不能产生种子，C项错误；④过程为花药离体培养获得单倍体植株，体现了植物细胞的全能性，D项正确。
2．(教材P91“概念检测”T4改编)普通小麦是目前世界各地普遍栽培的粮食作物，其培育过程如下图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
注：A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体。
A．拟二粒小麦的体细胞中一般有14条染色体
B．杂种二有三个染色体组，不含同源染色体，属于单倍体
C．可利用秋水仙素处理杂种一产生的种子，诱导其染色体数目加倍
D．拟二粒小麦和普通小麦均属于多倍体，茎秆粗壮、营养物质含量丰富
解析：选D。由于A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体，而拟二粒小麦属于四倍体，故其体细胞中一般有4×7＝28条染色体，A错误；杂种二由受精卵发育而来，有三个染色体组，称为三倍体，B错误；杂种一无同源染色体，不能产生种子，C错误；拟二粒小麦属于四倍体，普遍小麦属于六倍体，二者都属于多倍体，多倍体茎秆粗壮、营养物质含量丰富，D正确。
eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "随堂效果检测LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "随堂效果检测LLL.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do5([学生用书P106]))
1．(2024·河北唐山高一月考)下列关于染色体组的理解，错误的是(　　)
A．同一个染色体组中的染色体的形态、大小各不相同
B．每一个染色体组中的染色体都包括常染色体和性染色体
C．一个染色体组中无等位基因
D．配子中的全部染色体不一定是一个染色体组
解析：选B。有一些生物无性别之分，因此无性染色体，如水稻、小麦等。
2．下列对a～h所示的生物体细胞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，对应个体是单倍体
B．细胞中含有两个染色体组的是e、g，对应个体是二倍体
C．细胞中含有三个染色体组的是a、b，但对应个体未必是三倍体
D．细胞中含有四个染色体组的是c、f，对应个体一定是四倍体
解析：选C。a、b细胞中含有三个染色体组，c、h细胞中含有两个染色体组，d、g细胞中含有一个染色体组，e、f细胞中含有四个染色体组。若由配子发育而来的个体，则无论有几个染色体组均属于单倍体；若由受精卵发育而来的个体，则有几个染色体组就是几倍体。
3．(教材P89“与社会的联系”改编)将某马铃薯品种的花药进行离体培养获得幼苗，在幼苗体细胞中发现了12对染色体，此幼苗个体属于几倍体，马铃薯的体细胞含染色体条数是多少(　　)
A．单倍体，48　　　 B．二倍体，24
C．四倍体，48 D．四倍体，24
解析：选A。花药中含有的染色体数目是体细胞中染色体数目的一半，经花药离体培养获得的植株，无论体细胞中含几个染色体组，都是单倍体；幼苗为单倍体，体细胞中含12对(24条)染色体，则马铃薯的体细胞含48条染色体，A符合题意。
4．(教材P91“拓展应用”T2改编)下图为三倍体无子西瓜的培育过程。下列有关分析错误的是(　　)
A．无子西瓜是由四倍体植株和二倍体植株杂交产生的
B．三倍体无子西瓜培育的原理是染色体数目变异
C．三倍体植株不能进行细胞分裂，不能形成种子
D．秋水仙素能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成
解析：选C。由题图可知，四倍体植株和二倍体植株杂交产生三倍体无子西瓜，A正确；无子西瓜的培育原理是染色体数目变异，B正确；三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此不能形成种子，但能进行有丝分裂，C错误；秋水仙素通过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，从而引起细胞内染色体数目加倍，D正确。
5．下图为利用玉米幼苗芽尖细胞探究育种方法的实验，据图判断，下列有关说法错误的是(　　)
A．基因重组发生在②过程中，可用萌发的种子替换芽尖细胞，但不能替换幼苗2
B．通过幼苗2获得植株B的过程最大的优点是明显缩短育种年限
C.植株C为单倍体
D．①和花药离体培养过程均利用了细胞的全能性，生殖方式都是无性生殖
解析：选D。过程②是产生花药的过程，为减数分裂过程，可以发生基因重组，幼苗2为经花药离体培养得到的单倍体植株，萌发的种子为二倍体，A正确；通过幼苗2获得植株B的过程为单倍体育种，可以明显缩短育种年限，B正确；植株C由花药直接发育来，为单倍体，C正确；花药离体培养过程利用的是生殖细胞，为有性生殖，D错误。