必修2同步精练精析： 染色体变异

第2节 染色体变异
【典例导悟】
【典例1】（2010·潍坊高一检测）下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，不正确的是
A.一个染色体组中不含同源染色体
B.由受精卵发育成的，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体
C.单倍体生物体细胞中不一定含有一个染色体组
D.人工诱导多倍体的惟一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
【规范解答】选D。本题主要考查对染色体组、单倍体和二倍体的理解。具体分析如下：21世纪教育网

【变式训练】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遗传，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，共同控制果蝇生长、发育、遗传和变异
【解析】选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无性别差异。果蝇体内的细胞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。
【典例2】（2010·扬州模拟）如图表示无子西瓜的培育过程：

根据图解，结合你学过的生物学知识，判断下列叙述错误的是
A.秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的茎尖，主要是抑制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.无子西瓜既没有种皮，也没有胚
D.四倍体西瓜的根细胞中含有2个染色体组
【思路点拨】本题主要考查三倍体无子西瓜的培育过程，应从以下几方面入手分析：
[来源:21世纪教育网]
【自主解答】选C。秋水仙素抑制纺锤体的形成，是在有丝分裂的前期，四倍体西瓜的果皮是由子房壁发育而成的，来自母本，应含有4个染色体组，无子西瓜是由于不能产生正常配子，所以不能形成受精卵，而种皮来自于母本，所以有种皮，而没有胚，由于植株的地下部分没有经秋水仙素处理，细胞中仍含有2个染色体组。
【典例3】（2008·全国卷Ⅱ）某植物块根的颜色由两对自由组合的基因共同决定。只要基因R存在，块根必为红色，rrYY或rrYy为黄色，rryy为白色；在基因M存在时果实为复果型，mm为单果型。现要获得白色块根、单果型的三倍体种子。
请写出以二倍体黄色块根、复果型（rrYyMm）植株为原始材料，用杂交育种的方法得到白色块根、单果型三倍体种子的主要步骤。
【规范解答】白色块根、单果型的三倍体种子（rrryyymmm）可用白色块根、单果型二倍体（rryymm）与白色块根、单果型的四倍体（rrrryyyymmmm）杂交获得；白色块根、单果型的四倍体（rrrryyyymmmm）可用秋水仙素处理白色块根、单果型二倍体（rryymm）来获得。而白色块根、单果型二倍体（rryymm）可用二倍体黄色块根、复果型（rrYyMm）植株自交获得，也可用二倍体黄色块根、复果型（rrYyMm）植株进行单倍体育种来获得。
答案：步骤：
①二倍体植株（rrYyMm）自交，得到种子；
②从自交后代中选择白色块根、单果型的二倍体植株，并收获其种子（甲）；
③播种种子甲，长出的植株经秋水仙素处理得到白色块根、单果型四倍体植株，并收获其种子（乙）；21世纪教育网
④播种甲、乙两种种子，长出植株后，进行杂交，得到白色块根、单果型三倍体种子。
（若用遗传图解答题，合理也可）21世纪教育网
【学业达标训练】
1.（2010·衡水高一检测）下列变异中，属于染色体结构变异的是( )
A.果蝇第Ⅱ号染色体上的片段与Ⅲ号染色体上的片段发生交换
B.整个染色体组成倍增加或减少
C.高茎豌豆因缺水缺肥而生长矮小
D.同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换
【解析】选A。非同源染色体片段之间的交换，属于染色体结构变异，选项B为染色体数目变异；选项C属于不可遗传的变异；选项D为基因重组。
2.（2010·三明高一检测）已知普通小麦是六倍体，含42条染色体。用其花粉培育出来的植株是（ ）
A.三倍体，含三个染色体组
B.多倍体，营养物质含量高
C.单倍体，高度不育
D.单倍体，每个染色体组含21条染色体
【解析】选C。由于普通小麦为六倍体，共42条染色体，所以每个染色体组中只含有7条染色体，由配子发育成的个体，不管含有几个染色体组均为单倍体，而此时的单倍体小麦中含有三个染色体组，减数分裂时发生紊乱，不能产生正常配子，所以高度不育。
3.一个染色体组应是( )
A.配子中的全部染色体
B.二倍体生物配子中的全部染色体
C.体细胞中的一半染色体
D.来自父方或母方的全部染色体
【解析】选B。一个染色体组应是无同源染色体，但具有本物种全套的遗传信息，二倍体的配子中含有的是一个染色体组，四倍体个体的配子中含有两个染色体组；而来自父方或母方的全部染色体可以是一个染色体组，也可以是多个染色体组。
4.下面有关单倍体的叙述中，不正确的是（ ）
A.由未受精的卵细胞发育而成的个体
B.花药经过离体培养而形成的个体
C.凡是体细胞中含有奇数染色体组的个体
D.普通小麦含6个染色体组，42条染色体，它的单倍体含3个染色体组，21条染色体
【解析】选C。单倍体是由配子发育而来的，可以是未受精的卵细胞，也可以是雄配子，它含有本物种正常体细胞中一半的染色体数和染色体组数，但并不是所有奇数染色体组的个体均为单倍体。例如，香蕉为三倍体，无子西瓜为三倍体，它们属于多倍体。
5.用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的子一代植株开花后，经适当处理，则( )
A.能产生正常配子，结出种子
B.结出的果实为五倍体
C.能产生正常配子，可形成无子西瓜
D.结出的果实为三倍体
【解析】选D。四倍体西瓜同二倍体西瓜杂交，所得的子一代是三倍体，三倍体植株的子房经处理可以形成无子西瓜，但不能产生正常的生殖细胞，其果实是三倍体。
6.低温和秋水仙素均可诱导染色体数目变化，前者的处理优越于后者的处理，具体表现在( )
①低温条件易创造和控制
②低温条件创造所用的成本低
③低温条件对人体无害，易于操作
④低温能诱导染色体数目加倍而秋水仙素则不能
A.①②③ B.①③④
C.②③④ D.①②④
【解析】选A。低温的创造比较容易，现在的恒温箱、冰箱均可，而且成本较低，而秋水仙素有毒，浓度不易把握，而且作用时间过长会导致细胞死亡等。两者使染色体数目加倍的原理是相同的。[来源:21世纪教育网
7.通常情况下，单倍体水稻高度不育， 这是因为( )21世纪教育网
A.基因发生了重组
B.染色体结构发生变异
C.染色体数目不稳定
D.染色体配对紊乱
【解析】选D。单倍体不育的原因是不能产生正常的配子或者说根本不能产生配子，所以不会发生受精作用，即高度不育。不能进行正常减数分裂的原因是染色体数目减半后染色体的配对发生紊乱。
8.如图表示一些细胞中所含的染色体，据图完成下列问题：

(1)图A所示是含______个染色体组的体细胞。每个染色体组有_________条染色体。
(2)图C所示细胞的生物是__________倍体，其中含有________对同源染色体。
(3)图D表示一个有性生殖细胞，这是由_________倍体生物经减数分裂产生的，内含________个染色体组。
(4)图B若表示一个有性生殖细胞，它是由______倍体生物经减数分裂产生的,由该生殖细胞直接发育成的个体是____倍体。每个染色体组含________条染色体。
(5)图A的分裂后期包括_________个染色体组。
【解析】本题考查单倍体与多倍体的相关内容，重在考查识图、分析能力。图A中染色体是两两相同的，故含有两个染色体组，并且每个染色体组中有两条染色体；图B中染色体每三个是相同的，故为三倍体，但如果此生物个体是由配子直接发育成的生物个体，则称为单倍体；图C中染色体两两相同。故有两个染色体组，每个染色体组中有三条染色体，有三对同源染色体；D图中染色体形态大小各不相同，则只有一个染色体组。
答案：(1)两 两 (2)二 三 (3)二 一
(4)六 单 三 (5)四
【素能综合检测】
一、选择题（本题包括6小题，每小题3分，共18分）
1.如图是三倍体无子西瓜的培育过程部分图解，在无子西瓜的培育过程中，接受花粉的植株是( )

A.甲和乙 B.乙和丙 C.丙和丁 D.甲和丁
【解析】选C。在三倍体无子西瓜的育种过程中，以四倍体为母本，以二倍体为父本，受精后得到三倍体种子，所以丙植株接受花粉，在第二年三倍体西瓜开花后授以二倍体的花粉，刺激产生生长素促进子房发育成果实，丁植株接受花粉。
2.用X射线处理蚕蛹，使其第2号染色体上的斑纹基因移动到决定雌性的W染色体上，使雌蚕都有斑纹。再将雌蚕与白体雄蚕交配，其后代凡是雌蚕都有斑纹，凡是雄蚕都无斑纹。这样有利于去雌留雄，提高蚕丝的质量。这种育种方法所依据的原理是( )
A.基因突变 B.染色体数目的变异
C.染色体结构的变异 D.基因互换
【解析】选C。2号染色体的基因转移到W染色体上，属于非同源染色体间某一基因片段的移动，应为染色体结构变异。
3.（2010·南通模拟）关于多倍体的叙述，正确的是（ ）
A.植物多倍体不能产生可育的配子
B.八倍体小黑麦是利用基因突变创造的新物种
C.二倍体植株加倍为四倍体后，营养成分必然增加
D.多倍体在植物中比动物中常见
【解析】选D。八倍体小黑麦及六倍体小麦都是通过诱导染色体数目加倍而获得的可育的多倍体，通常情况下多倍体营养成分增加，但不是绝对的，动物可以躲避不利环境，所以在低温等恶劣情况下产生的染色体数目变异几率远远低于植物。
4.对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，不正确的描述是（ ）
A.处于分裂间期的细胞最多
B.在显微镜视野内可以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动态过程
D.在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似
【解析】选C。在低温诱导洋葱染色体数目变化的实验中，先用低温处理具有分裂能力的细胞， 产生染色体数目变化，然后用卡诺氏液固定细胞，解离过程中细胞已死亡，观察时只能看到处于不同形态的细胞，而观察不到一个动态过程。
5.（2010·威海高一检测）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：高秆抗锈病×矮秆易染锈病 雄配子
选出符合要求的品种。下列有关此育种方法的叙述中，错误的是（ ）
A.此育种方法叫单倍体育种
B.过程④最常用且最有效的试剂是秋水仙素
C.从F1→幼苗过程中采用的方法是花药离体培养法
D.该育种方法的最大优点是能创造人类需要的变异类型(产生新基因)
【解析】选D。分析题干育种方法可知，此方法为单倍体育种。常用的方法是花药离体培养。此过程中用到秋水仙素。单倍体育种的原理是染色体数目的成倍变化，此过程中不会产生新基因。
6.（2010·汕头高一检测）下列有关单倍体的叙述中，不正确的有（多选）（ ）
A.未经受精的卵细胞发育成的个体，一定是单倍体
B.含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体
C.生物的精子或卵细胞一定都是单倍体
D.基因型是aaaBBBCcc的植物一定是单倍体
【解析】选B、C、D。单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，与染色体组数目无绝对的对应关系，而精子或卵细胞只能说是含有几个染色体组，生物倍性是指个体而不是细胞。
二、非选择题（本题包括2小题，共32分）
7.（15分）（2009·姜堰高一检测）如图为四种不同的育种方法，分析回答：

（1）图中A、D方向所示的途径表示杂交育种方式，一般从F2开始选种，这是因为___________________________________。
（2）若亲本的基因型有以下四种类型：

①两亲本相互杂交，后代表现型为3∶1的杂交组合是_______
____________________。
②选乙、丁为亲本，经A、B、C途径可培育出______种纯合植物。该育种方法突出的优点是_______________________。
（3）E方法所运用的原理是______________。
（4）下列经F方法培育而成的新品种是_________________。
A.太空椒 B.无子番茄
C.白菜-甘蓝 D.八倍体小黑麦
【解析】准确判断图解中各种育种方法是解答本题的关键。“亲本→A→D　新品种”是杂交育种，“A→B→C　新品种”是单倍体育种，“种子或幼苗→E→新品种”是诱变育种，“种子或幼苗→F→新品种”是多倍体育种。(1)从F2才发生性状分离，开始出现所需要的表现型，所以从F2开始选种。(2)①要想使后代出现3∶1的性状分离比，则所选的两亲本要具有一对相同的杂合基因，所以可以选择甲和乙。②单倍体育种的优点是大大缩短育种年限。(3)诱变育种的原理是基因突变。(4)八倍体小黑麦是异源多倍体，染色体数目发生变异，所以培育它的方法是多倍体育种。
答案：(1)从F2开始出现性状分离
(2)①甲×乙 ②4 明显缩短育种年限
(3)基因突变 (4)D
［实验·探究］
8.（17分）石刁柏（幼茎俗称芦笋）是一种名贵蔬菜，为XY型性别决定的雌雄异株植物。野生型石刁柏叶片窄产量低，在野生种群中，发现生长着少数几株阔叶石刁柏（突变型），雌株、雄株均有，且雄株产量高于雌株。
（1）请设计一个简单的实验来鉴定突变型植株的出现是基因突变还是染色体组加倍所致。
实验步骤：
第一步：取突变型和野生型石刁柏的根尖，分别制作细胞有丝分裂临时装片。
第二步：_____________________________________。
结果预测与分析：
（2）同为突变型的阔叶石刁柏，其雄株的产量与质量都超过雌株，请你从提高经济效益的角度考虑，提出两种合理的育种方案。
方案一：利用________________技术进行无性生殖。
方案二：利用________________方法得到XX和YY植株，再让其杂交产生大量雄株。
对方案二用图解表示：

【解析】（1）由于染色体变异在光学显微镜下能观察到，基因突变不能观察到，所以利用这个特点可将两种变异类型区分开。但一定要用没有变异的个体体细胞中染色体数目作对照。
（2）保持亲本性状最好的办法便是无性生殖，利用植物组织培养技术便可实现，为了获得雄性，则参与受精的两个亲本中一个只能提供X染色体，而另一个只能提供Y染色体，故应选择的两亲本的基因型分别为XX、YY。
答案：（1）第二步：用显微镜观察并记录两植株装片中有丝分裂中期的染色体数目
（2）方案一：植物组织培养
方案二：单倍体育种
图解：

【精品题库】
1.某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于（ ）

A.三倍体、染色体片段增加、个别染色体数目变异、染色体片段缺失
B.三倍体、染色体片段缺失、个别染色体数目变异、染色体片段增加
C.个别染色体数目变异、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失
D.染色体片段缺失、个别染色体数目变异、染色体片段增加、三倍体
【解析】选C。图a为两个染色体组组成的个体，其中一对同源染色体由2条变为3条，应为个别染色体数目增加；图b中上链多一个基因4，属于结构变异中的片段增加；图c中，同形染色体都是由3条组成，此个体由三个染色体组组成，为三倍体；图d中下链只有1、2、5三个基因，而缺失了3、4两个基因。
2.一杂合子植株（二倍体）的下列部分，经组织培养和秋水仙素处理后可获得纯合子的是( )
A.根 B.茎 C.叶 D.花粉
【解析】选D。杂合植株的根、茎、叶等组织的细胞都属于植物的体细胞，它们的细胞中都含有成对的基因即杂合基因，经组织培养用秋水仙素处理后获得的个体中仍有等位基因的存在，如Aa→AAaa。花粉是植物的生殖细胞通过减数分裂产生的，其细胞中只含有一个基因，经秋水仙素处理，得到纯合的二倍体植株，如A→AA或a→aa。
3.有丝分裂间期由于某种原因，DNA复制中途停止，致使一条染色体上的DNA分子缺少若干基因，这属于( )
A.基因突变 B.染色体变异
C.基因的自由组合 D.基因重组
【解析】选B。一条染色体上的DNA分子缺少若干基因，属于染色体结构变异；基因突变不改变基因的数目，基因重组也不改变基因的数目。
4.已知某二倍体生物的体细胞中含有8条染色体，则下列可表示该生物一个染色体组的是( )

A.①② B.③④ C.①③ D.②④
【解析】选C。由于是二倍体生物，且体细胞中含有8条染色体，所以每个染色体组中含有4条染色体，且一定不含有同源染色体，①③均满足上述条件。
5.请据图回答下列问题：

（1）④过程应用了_______技术，E幼苗的获得利用了细胞的______________________。
（2）过程④⑤的育种方法是_______，依据的遗传学原理是______________。
（3）若C品种的基因型为AaBbdd，D植株中能稳定遗传的个体占总数的___________。
（4）⑤过程使染色体数目加倍的方法是用________处理或_______________，这两种方法在原理上的相似之处是___21世纪教育网
___________。
（5）若C作物为水稻，非糯性和糯性是一对相对性状，经过③过程形成的花粉粒加碘液染色，显微镜下观察，一半花粉呈现蓝黑色，另一半呈现橙红色，实验结果验证了________________定律。
【解析】（1）④过程是对花粉进行的植物组织培养使其发育成一个单倍体幼苗，利用了植物细胞的全能性。
（2）培育过程中获得的单倍体与正常个体相比染色体数目减半，其原理为染色体变异。
（3）AaBbdd个体中dd这对基因是纯合的，而AaBb自交后代中有1/4是纯合的。
（4）低温诱导和秋水仙素处理二者都是通过抑制纺锤体形成的方法使染色体数目加倍的。21世纪教育网
（5）一对相对性状符合基因的分离定律。21世纪教育网
答案：（1）植物组织培养 全能性
（2）单倍体育种 染色体变异
（3）1/4
（4）秋水仙素 低温诱导 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，染色体数目加倍
（5）基因的分离
21世纪教育网