第2节 染色体变异
学 习 目 标
核 心 素 养
1．分析基因突变和染色体结构变异的异同。
2.理解染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念及特点。(重、难点)
3.概述单倍体育种与多倍体育种的原理和过程。(重点)
1．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。
2.列表比较二倍体、多倍体和单倍体。
3.结合案例，分析染色体变异在育种上的应用。
一、染色体结构的变异
1．染色体结构变异的类型[连线]
2．染色体结构变异的结果
(1)染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，而导致性状的变异。
(2)大多数对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。
二、染色体数目变异
1．变异类型和实例
类型
实例
个别染色体的增减
21三体综合征
以染色体组形式成倍增减
三倍体无子西瓜
2.染色体组
(1)组成
写出上图雄果蝇体细胞中一个染色体组所含的染色体：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。
(2)组成特点
项目
特点
形态上
细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同
功能上
控制生物生长、发育、遗传、变异的一组染色体
3.二倍体
4．多倍体
(1)概念
(2)特点：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。
(3)人工诱导(多倍体育种)
方法
用秋水仙素处理或用低温处理
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，从而使染色体数目加倍
5.单倍体
(1)概念：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
(2)特点
(3)应用：单倍体育种。
①方法：
②优点：明显缩短育种年限。
三、低温诱导植物染色体的数目变化
1．实验原理
2．实验流程及结论
↓
↓
↓
观察：先用低倍镜观察，找到变异细胞，再换用高倍镜观察
↓
结论：低温能诱导植物染色体数目加倍
判断对错(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。
( )
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。 ( )
提示：1．√
2．× 基因突变和基因重组在光学显微镜下观察不到。
3．× 染色体片段的重复会导致基因数目增加，基因种类不会变化；染色体片段缺失会导致基因数目减少，还有可能导致基因种类减少。
4．× 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。
5．× 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．× 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。
染色体结构变异
[问题探究]
如图表示某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图，图中①和②、③和④互为同源染色体，这两种变异分别属于哪一种可遗传变异？
图a
图b
提示：图a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b发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异。
[归纳总结]
1．染色体缺失、重复与基因突变的区别
项目
基因突变
染色体缺失、重复
实质
碱基对的替换、缺失和增添
染色体上基因的缺失或重复
对象
碱基对
基因
结果
碱基对的数目或排列顺序改变
基因数目或排列顺序改变
是否
可见
分子水平、光学显微镜下观察不到
光学显微镜下可观察到
2.染色体易位与交叉互换的区别
项目
染色体易位
交叉互换
图解
区别
发生于非同源染色体之间
发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
属于染色体结构变异
属于基因重组
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到
可发生于有丝分裂和减数分裂过程中
只发生于减数第一次分裂的四分体时期
1．如图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是( )
A．个体甲的变异对表型无影响
B．个体乙的细胞在减数分裂的形成的四分体异常
C．个体甲自交的后代，性状分离比为3∶1
D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常
B [个体甲的变异为染色体结构变异中的缺失，缺失了e基因对表型可能有影响，A选项错误；个体乙的变异为染色体结构变异中的倒位，变异后个体乙的细胞在减数分裂时同源染色体联会形成的四分体异常，B选项正确；若E、e基因与其他基因共同控制某种性状，则个体甲自交的后代中性状分离比不一定为3∶1，C选项错误；个体乙虽然染色体没有基因缺失，但是基因的排列顺序发生改变，可能引起性状的改变，D选项错误。]
2．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④中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复
D．图中4种变异能够遗传的是①③
C [图①表示基因重组中的交叉互换，因为其发生在同源染色体之间；图②表示染色体结构变异中的易位，因为其发生在非同源染色体之间；图③表示基因突变中碱基对的缺失；图④表示染色体的缺失或重复。图中4种变异都是可遗传的变异。]
染色体数目的变异
1．染色体组数的判断方法
(1)根据染色体形态判断
①依据：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。
②实例：如图所示的细胞中，形态相同的染色体a中有4条，b中有3条，c中两两相同，d中各不相同，则可判定它们分别含4个、3个、2个、1个染色体组。
(2)根据基因型判断
①依据：控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组(每个染色体组内不含等位基因或相同基因)。
②实例：据图可知，e～h中依次含4、2、3、1个染色体组。
(3)根据染色体数和形态数的比值判断
①依据：染色体数与形态数的比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态的染色体有几条，即含几个染色体组。
②实例：果蝇体内该比值(8条/4种形态)为2，则果蝇含2个染色体组。
2．单倍体、二倍体和多倍体
判断方法
(1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而成，体细胞中含有几个染色体组，该生物就称为几倍体。
(2)如果生物体是由生殖细胞——卵细胞或花粉直接发育而成，无论体细胞中含有几个染色体组，都称为单倍体。
易错提醒：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，可育并能产生后代。
(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。
1．如图所示为雄果蝇染色体图，据图能得到的结论是( )
①其配子的染色体组是X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ ②有丝分裂后期有4个染色体组，染色体有5种不同形态 ③减数第二次分裂后期有2个染色体组，染色体有5种不同形态 ④该生物进行基因测序应选择5条染色体
A．①②③④ B．①②③
C．①②④ D．②③④
C [该图为雄果蝇染色体图，减数第一次分裂产生的子细胞含有4条形态不同的染色体(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y)。减数第二次分裂后期含2个染色体组，染色体只有4种不同形态。]
2．下列有关单倍体的叙述中不正确的是( )
①由未受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体 ②含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体 ③生物的精子或卵细胞一定都是单倍体 ④基因型为aaaBBBccc的植株一定是单倍体 ⑤基因型为Abcd的生物体一般是单倍体
A．③④⑤ B．②③④
C．①③⑤ D．②④⑤
B [由未受精的卵细胞发育而来的个体一定是单倍体，①正确；含有两个染色体组的生物体，可能是二倍体，也可能是四倍体生物的单倍体，②错误；生物的精子或卵细胞是生殖细胞，不是个体，所以不能称为单倍体，③错误；基因型为aaaBBBccc的植株可能是单倍体，也可能是三倍体，④错误；基因型为Abcd的生物体细胞中只有一个染色体组，一般是单倍体，⑤正确。]
单倍体育种和多倍体育种
[问题探究]
如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的个体占的比例为1/4。
[归纳总结]
1．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，见下图：
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)优点：与杂交育种相比，单倍体育种能明显缩短育种年限，子代均为纯合子，加速育种进程。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)多倍体育种的过程
正在萌发的种子或幼苗抑制纺锤体形成染色体不分离细胞中染色体数目加倍多倍体植株。
(3)优点：多倍体和二倍体相比，茎秆粗壮，叶片、果实和种子都较大，糖类和蛋白质含量都有所增加。
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。
(4)实例：三倍体无子西瓜的培育过程
①b过程传粉是为了杂交得到三倍体种子，c过程传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。
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，不能产生正常配子。
误区警示：(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。
1．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如下，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
D [过程①表示杂交，其原理为基因重组。过程③常用的方法为花药离体培养。过程④使用秋水仙素或低温处理幼苗，因为单倍体高度不育，不产生种子。]
2．关于无子西瓜的培育的说法，错误的是( )
A．用二倍体的花粉为四倍体的植株传粉可获得三倍体的种子
B．用二倍体的花粉为三倍体的植株传粉可获得三倍体的种子
C．秋水仙素与低温使染色体数目加倍的原理相同
D．三倍体西瓜的产生是有性生殖的结果，但它本身一般不能进行有性生殖
B [用二倍体的花粉为四倍体的植株传粉可获得三倍体的种子，A项正确。三倍体的植株在减数分裂时联会紊乱，不能产生正常的配子，因此该植株不会形成种子，用二倍体的花粉为三倍体的植株传粉的目的是促进子房发育成果实，B项错误。秋水仙素与低温使染色体数目加倍的原理都是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，C项正确。二倍体和四倍体杂交产生三倍体，即该三倍体是有性生殖的结果，而三倍体本身不可育，D项正确。]
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 归 纳
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的基因的数目或排列顺序，可在显微镜下观察到。
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．导致遗传物质变化的原因有很多，下图字母代表不同基因，其中变异类型①和②依次是( )
A．突变和倒位 B．重组和倒位
C．重组和易位 D．易位和倒位
D [①中少了基因ab，多了基因J，是非同源染色体间发生了片段交换，属于染色体结构变异中的易位；②cde基因位置发生了颠倒，属于倒位。]
2．下列细胞分裂图像中含有2个染色体组的是( )
A．①③ B．②④
C．①④ D．③
C [图中①④含有2个染色体组，②含有4个染色体组，③⑤含有1个染色体组。]
3．某二倍体生物的一个染色体组含有8条染色体，下列相关说法中不正确的是( )
A．此生物产生的生殖细胞中有8条染色体
B．此生物体细胞内一般有8种形态的染色体
C．这8条染色体在减数分裂中能构成4对同源染色体
D．这8条染色体包含该生物生长发育所需的全部遗传信息
C [二倍体生物的体细胞中有2个染色体组，产生的生殖细胞中一般有1个染色体组，即8条染色体。一般来说，一个染色体组中的每一条染色体都是独特的，为一组非同源染色体，在一个染色体组中，同源染色体的对数为0。一个染色体组包含了生物体生长发育所需的全部遗传信息。]
4．如图是三倍体无子西瓜的培育过程流程图(假设四倍体西瓜减数分裂过程中同源染色体两两分离)。下列有关叙述错误的是( )
A．①过程涉及的变异是染色体变异
B．②过程中四倍体西瓜产生的配子基因型及比例是AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1
C．②过程获得的三倍体植株中，aaa基因型个体占1/12
D．②过程获得的三倍体植株是可育的
D [图中①过程表示用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗，获得四倍体植株，依据原理是染色体变异；四倍体植株的基因型为AAaa，其产生的配子为1AA、1aa、1Aa、1Aa、1Aa、lAa，即AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1；四倍体西瓜产生的配子中aa占1/6，二倍体Aa产生两种配子，且A∶a＝1∶1，a占1/2，故aaa基因型个体占1/12；三倍体的同源染色体是3条，减数分裂时联会紊乱，不能形成配子，导致高度不育。]
5．已知西瓜的染色体数目为2n＝22，请根据下面的西瓜育种流程回答有关问题。
(1)图中①过程所用的试剂是________。
(2)培育无子西瓜A的育种方法称为________。
(3)③过程中形成单倍体植株所采用的方法是________。该过程利用了植物细胞的________性。
(4)为确认某植株是否为单倍体，应在显微镜下观察根尖分生区细胞的染色体，观察的最佳时期为____________________________。
[解析] (1)从二倍体到四倍体，染色体数目加倍，最常用的试剂为秋水仙素，因为其能抑制纺锤体的形成，诱导染色体数目加倍。(2)无子西瓜A是三倍体，其培育过程应为多倍体育种。(3)题中要求得到单倍体植株，所以可用花药离体培养的方法，该方法利用了植物细胞的全能性。(4)有丝分裂中期染色体数目最清晰，是计数染色体的最佳时期。
[答案] (1)秋水仙素 (2)多倍体育种 (3)花药离体培养 全能 (4)有丝分裂中期
教材课后习题 (教师用书独具)
一、基础题
1．(1)× (2)×
2．B
3．填表
比较项目
生物种类
体细胞
中的染
色体数
配子中
的染色
体数
体细胞
中的染
色体组数
配子中
的染色
体组数
属于几倍
体生物
豌豆
14
7
2
1
二倍体
普通小麦
42
21
6
3
六倍体
小黑麦
56
28
8
4
八倍体
二、拓展题
1．提示：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形成纺锤体，从而形成四倍体西瓜植株。
2．提示：杂交可以获得三倍体植株。多倍体产生的途径：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
3．提示：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。但并不绝对是一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞，该卵细胞可与精子结合形成种子。
4．提示：有其他的方法可以替代。方法一，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。方法二，利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实，在此过程中要进行套袋处理，以避免受粉。
课件73张PPT。第5章 基因突变及其他变异第2节 染色体变异数目或排列顺序
不利染色体组个别染色体Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、YⅡ、Ⅲ、Ⅳ、X非同源染色体生长、发育、遗传、变异增加茎秆四倍体马铃薯受精卵三个或三个以上染色体组
秋水仙素低温萌发幼苗纺锤体加倍配子 不育弱小秋水仙素 染色体数目加倍 明显缩短育种年限 室内1 cm低温酒精0.5～1 cm卡诺氏液改良苯酚品红 低倍镜 染色体结构变异 染色体数目的变异 单倍体育种和多倍体育种点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(十五)
(建议用时：35分钟)
[合格基础练]
1．若图甲中①和②为一对同源染色体，③和④为另一对同源染色体，图中字母表示基因，“?”表示着丝点，则图乙～戊中染色体结构变异的类型依次是( )
A．缺失、重复、倒位、易位
B．缺失、重复、易位、倒位
C．重复、缺失、倒位、易位
D．重复、缺失、易位、倒位
A [图乙中②号染色体丢失了D基因，属于缺失；图丙中①号染色体多了一个C基因，属于重复；图丁中①号染色体上的BC基因位置发生颠倒，属于倒位；图戊中②号染色体与③号染色体间相互交换了部分片段，属于易位。]
2．下列关于生物变异的说法，正确的是( )
A．联会时发生的交叉互换实现了染色体上等位基因的重新组合
B．用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是纯合子
C．基因重组导致生物性状多样性，是生物变异的根本来源
D．育种可以培育出新品种，也可能得到新物种
D [联会时发生的交叉互换实现了同源染色体上非等位基因的重新组合，A错误；用秋水仙素处理单倍体植株后得到的不一定是纯合子，如AAaa就不是纯合子，B错误；基因重组导致生物性状多样性，是生物变异的一个重要来源，但基因突变才是生物变异的根本来源，C错误；通过育种可培育出新品种，也可得到新物种，如多倍体育种获得的四倍体等，D正确。]
3.如图表示某植物正常体细胞的染色体组成，A/a、B/b、C/c、D/d代表四对同源染色体。下列可能是该植物染色体组成的是( )
A．ABCd B．Aaaa
C．AaBbCcDd D．AaaBbb
B [由图可以看出该植物属于四倍体，因此其同源染色体应出现四次。]
4．如图为果蝇体细胞染色体组成示意图，以下说法正确的是( )
A．果蝇的一个染色体组含有的染色体是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y
B．X染色体上的基因控制的性状，均表现为性别差异
C．果蝇体内的细胞，除生殖细胞外都只含有两个染色体组
D．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X(或Y)四条染色体互相协调，共同控制果蝇的生长、发育、遗传和变异
D [染色体组是没有同源染色体的，而X与Y为一对同源染色体。X染色体与Y染色体具有同源区段，此区段上基因控制的性状不一定表现出差异。果蝇体内的细胞在有丝分裂后期染色体数目加倍，含有四个染色体组。一个染色体组中含有本物种全套的遗传信息。]
5.控制玉米籽粒颜色的黄色基因T与白色基因t是位于9号染色体上的一对等位基因，现有基因型为Tt的黄色籽粒植株A的细胞中9号染色体如图所示。已知9号染色体异常的花粉不能参与受精作用，为了确定植株A的T基因位于正常染色体还是异常染色体上，让其进行自交产生F1，能说明T基因位于异常染色体上的F1表现型及比例为( )
A．黄色∶白色＝1∶1 B．白色∶黄色＝1∶0
C．黄色∶白色＝3∶1 D．白色∶黄色＝3∶1
A [若T位于正常染色体上，t位于异常染色体上，Tt自交时产生T和t两种卵细胞，产生T一种精子，F1表现型都为黄色；若T位于异常染色体上，t位于正常染色体上，Tt自交时产生T和t两种卵细胞，产生t一种精子，F1表现型为黄色∶白色＝1∶1。]
6．在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种变异类型，图甲中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A．图示中的生物变异都是染色体变异
B．图示中的变异类型都能用光学显微镜观察检验
C．图中所示的变异类型在减数分裂过程中均可能发生
D．如果图乙为一个精原细胞，则它一定不能产生正常的配子
C [题图中的甲、乙和丁属于染色体变异，丙属于基因重组，A错误；图示中的变异类型只有属于染色体变异的甲、乙和丁能用光学显微镜观察检验，B错误；图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生，而丙所示的变异类型不可能发生在有丝分裂过程中，C正确；若图乙为一精原细胞，其减数分裂过程中，可能产生正常的配子和异常的配子，D错误。]
7．如图表示细胞中所含的染色体或基因组成，下列叙述正确的是( )
A．图a可能是二倍体生物有丝分裂的后期，含有2个染色体组
B．如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，那么该生物一定是二倍体
C．如果图b表示体细胞，那么图b代表的生物一定是三倍体
D．图d中含有1个染色体组，代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体
B [图a含同源染色体，着丝点分裂，可能是二倍体生物有丝分裂的后期，含有4个染色体组，A项错误。如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，细胞内含有2个染色体组，那么该生物一定是二倍体，B项正确。如果图b表示体细胞，那么图b代表的生物可能是三倍体，也可能是单倍体，C项错误。图d中含有1个染色体组，代表的生物是由精子或卵细胞发育而成的，是单倍体，D项错误。]
8．下列关于低温诱导植物染色体数目的变化实验的叙述，不正确的是( )
A．用低温处理植物分生组织细胞，能抑制纺锤体的形成
B．洋葱根尖长出约1 cm时，剪下，置于4 ℃冰箱中，诱导36 h
C．卡诺氏液浸泡根尖，固定细胞的形态
D．装片制作包括解离、漂洗、染色和制片4个步骤
B [低温诱导染色体数目加倍的原理是抑制纺锤体的形成；当洋葱根尖长出约1 cm时，才能开始诱导，这样有利于根的形成，但不能剪下，因为这样会使其失去生命力；卡诺氏液的作用是固定细胞的形态；制作装片的过程和“观察植物细胞的有丝分裂”实验的相同，包括解离、漂洗、染色和制片4个步骤。]
9．将某马铃薯品种的花药进行离体培养获得幼苗，在幼苗细胞中发现了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数是多少( )
A．单倍体，48 B．二倍体，24
C．四倍体，48 D．四倍体，24
A [花药中的花粉粒含有的染色体数只有体细胞中染色体数目的一半，花药离体培养获得的植株，无论细胞中含几个染色体组，都是单倍体；幼苗为单倍体，含12对(24条)染色体，则马铃薯的体细胞含48条染色体。]
10．遗传学检测两人的基因组成时，发现甲为AaB，乙为AABb，分析甲缺少一个基因的原因，可能是( )
①基因突变 ②染色体数目变异
③染色体结构变异 ④甲可能是男性
A．①③④ B．①②③
C．②③④ D．①②④
C [基因突变不可能使基因数量减少，而是产生有关等位基因；如果发生染色体数目变异，细胞中少了一条染色体，可导致该染色体上相关的基因丢失；如果发生了染色体结构变异中的缺失同样可导致该染色体上的有关基因丢失；男性的性染色体是XY，X染色体上的基因在Y染色体上可能不存在。]
11．如图所示为两种西瓜的培育过程，A～L分别代表不同的时期，请回答下列问题：
(1)培育无子西瓜的育种方法为________，依据的遗传学原理是________。A时期需要用________(填试剂名称)处理使染色体数目加倍，其作用是________________________。图中还有某一时期也要用到和A相同的处理方法，该时期是________。
(2)K时期采用________方法得到单倍体植株，K～L育种方法最大的优点是__________________________________。
(3)图中A～L各时期中发生基因重组的时期为________。
(4)三倍体无子西瓜为什么没有种子？_________________________。
[解析] (1)无子西瓜的育种方法是多倍体育种，其原理是染色体变异；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，获得染色体数目加倍的细胞；单倍体变成纯合二倍体的过程中，也需要使用秋水仙素处理。(2)获得单倍体的方法是花药离体培养；单倍体育种的最大优点是明显缩短育种年限。(3)基因重组发生在减数分裂产生配子的过程中，即B、C、H、K。(4)由于三倍体植株减数分裂过程中，染色体联会紊乱，不能形成可育配子，因此不能形成种子。
[答案] (1)多倍体育种 染色体变异 秋水仙素 抑制纺锤体的形成 L (2)花药离体培养 明显缩短育种年限 (3)B、C、H、K (4)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
12．现有4种(2、6、7、10号)三体玉米，即第2、6、7、10号的同源染色体分别多出一条。三体玉米减数分裂一般产生两类配子，一类是(n＋1)型(非常态)，即配子含有两条该同源染色体；一类是n型(常态)，即配子含有一条该同源染色体。(n＋1)型配子若为卵细胞，可正常参与受精作用产生子代，若为花粉，则不能参与受精作用。已知玉米抗病(B)对感病(b)为显性，现以纯合抗病普通玉米(BB)为父本，分别与上述4种三体且感病的玉米(母本)杂交，从F1中选出三体植株作为父本，分别与感病普通玉米(bb)进行杂交(如图所示)，得出的F2的表现型及数目如下表：
三体感病母本
2号
6号
7号
10号
抗病
239
325
191
402
感病
217
317
183
793
请补充完整下列对实验结果的分析过程，以确定等位基因(B、b)位于几号染色体上。
(1)若等位基因(B、b)位于三体染色体上，则亲本①的基因型是bbb，F1三体②的基因型为________，其产生的花粉种类及比例为B∶b∶Bb∶bb＝1∶2∶2∶1，F2的表现型及比例为________。
(2)若等位基因(B、b)不位于三体染色体上，则亲本①的基因型为________；F2的表现型及比例为__________________________。
(3)综上分析，依据表中实验结果，等位基因(B、b)位于________号同源染色体上。
[解析] (1)若等位基因(B、b)位于三体染色体上，则亲本①的基因型是bbb，F1三体②是由B(雄配子)和bb(雌配子)结合而来的，所以其基因型为Bbb；又知，F1三体②产生的花粉种类及比例为B∶b∶Bb∶bb＝1∶2∶2∶1，但Bb和bb型花粉不能参与受精作用，所以能参与受精作用的正常雄配子为B∶b＝1∶2，与感病普通玉米(bb)进行杂交，F2的表现型及比例为抗病∶感病＝1∶2。(2)若等位基因(B、b)不位于三体染色体上，则亲本①的基因型为bb，F1三体②的基因型为Bb，与感病普通玉米(bb)进行杂交，F2的表现型及比例为抗病∶感病＝1∶1。(3)根据表中数据可知，只有等位基因(B，b)位于10号同源染色体上时，F2的表现型及比例为抗病∶感病＝1∶2。
[答案] (1)Bbb 抗病∶感病＝1∶2 (2)bb 抗病∶感病＝1∶1 (3)10
[等级过关练]
13．某男子表现型正常，但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙，配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述正确的是( )
A．图甲所示的变异属于基因重组
B．观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞
C．如不考虑其他染色体，理论上该男子产生的精子类型有8种
D．该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代
D [分析图示可知：一条14号和一条21号染色体相互连接时，丢失了一小段染色体，明显是染色体变异，A项错误；染色体在细胞分裂中期形态比较固定，所以观察异常染色体应选择处于分裂中期的细胞，B项错误；减数分裂时同源染色体发生分离，应该产生14号和21号、异常，14号和异常、21号，14号、异常和21号共6种精子，C项错误；当配对的三条染色体中，正常的14号和21号两条染色体在一起时，就能产生正常的精子，因而该男子与正常女子婚配能生育出染色体组成正常的后代，D项正确。]
14．为获得四倍体葡萄(4N＝76)，将二倍体葡萄茎段经秋水仙素溶液处理后栽培。结果显示，植株中约40%的细胞的染色体被诱导加倍，植株含有二倍体细胞和四倍体细胞，称为“嵌合体”，其自交后代有四倍体植株。下列叙述不正确的是( )
A．“嵌合体”根尖分生区的部分细胞含19条染色体
B．“嵌合体”产生的原因之一是细胞分裂不同步，使秋水仙素对有些细胞不起作用
C．“嵌合体”可以产生含有38条染色体的配子
D．“嵌合体”不同的花之间传粉后可以产生三倍体子代
A [由题意可知，二倍体葡萄的染色体数是2N＝38，所以“嵌合体”的根尖细胞中的染色体应该是38条(染色体没有加倍)或76条(染色体加倍)。根尖分生区细胞不进行减数分裂，故不存在含19条染色体的细胞，A项错误。“嵌合体”产生的原因之一是细胞分裂不同步，使秋水仙素对有些细胞不起作用，B项正确。“嵌合体”的四倍体细胞(4N＝76)可以产生含有38条染色体的配子，C项正确。“嵌合体”不同的花(如二倍体细胞和四倍体细胞)之间传粉后可以产生三倍体子代，D项正确。]
15．几种性染色体异常果蝇的性别、育性(可育/不可育)等如图所示。
(1)正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为________，在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是________条。
(2)白眼雌果蝇(XrXrY)最多能产生Xr、XrXr、________和________4种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为________。
(3)用黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)与灰身红眼雄果蝇(AAXRY)杂交，F1雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。F1自由交配得F2，F2中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为________，从F2灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为________。
(4)以红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇(记为“M”)。出现M果蝇的原因有3种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇________________________；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时______________________________。请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。
实验步骤：__________________________________________。
结果预测：
Ⅰ.若________________________________________________，则为第一种情况；
Ⅱ.若_______________________________________________，则为第二种情况；
Ⅲ.若_______________________________________________，则为第三种情况。
[解析] (1)正常果蝇是二倍体，每个染色体组含有4条染色体。减数第一次分裂中期，染色体已复制，但数目未变，故此时染色体组数为2。减数第一次分裂形成的子细胞中染色体数目减半，减数第二次分裂后期，由于着丝点分裂，姐妹染色单体分离，染色体数目加倍，为8条。(2)基因型为XrXrY的个体中含有三条同源染色体，在减数第一次分裂后期，同源染色体分离，随机移向细胞的两极，所以，最多能产生Xr、XrXr、XrY和Y4种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型可通过写遗传图解得出(注意运用图中信息确定果蝇的表现型，如XRXrXr死亡)。(3)黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)×灰身红眼雄果蝇(AAXRY)→F1(AaXRXr、AaXrY)，F1自由交配得F2，F2中灰身红眼果蝇(A_XRXr、A_XRY)所占比例为(3/4)×(1/2)＝3/8，黑身白眼果蝇(aaXrXr、aaXrY)所占比例为(1/4)×(1/2)＝1/8，两者的比例为3∶1。从F2灰身红眼雌果蝇(A_XRXr)和灰身白眼雄果蝇(A_XrY)中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身果蝇(aa)的概率为(2/3)×(2/3)×(1/4)＝1/9；出现白眼果蝇(XrXr、XrY)的概率为1/2，因此子代中出现黑身白眼果蝇的概率为(1/9)×(1/2)＝1/18。(4)以红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇(记为“M”)，出现M果蝇有3种可能原因，一是题目中已提示的环境因素，二是亲本果蝇发生了基因突变，产生了基因型为Xr的卵细胞，三是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离，形成了不含性染色体的卵细胞。3种可能情况下，M果蝇基因型分别为XRY、XrY、XrO。因此，本实验可以用M果蝇与正常白眼雌果蝇(XrXr)杂交，统计子代果蝇的眼色。第一种情况下，XRY与XrXr杂交，子代雌性果蝇全部为红眼，雄性果蝇全部为白眼；第二种情况下，XrY与XrXr杂交，子代全部是白眼；第三种情况下，XrO不育，因此与XrXr杂交，没有子代产生。
[答案] (1)2 8 (2)XrY Y XRXr、XRXrY
(3)3∶1 1/18 (4)发生了基因突变 X染色体不分离 M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型
Ⅰ.子代出现红眼(雌)果蝇 Ⅱ.子代表现型全部为白眼 Ⅲ.无子代产生
