(共76张PPT)
第5章
基因突变及其他变异
第2节 染色体变异
课内探究·名师点睛
指点名津·拨云见日
教材问题·解疑答惑
巩固训练·课堂达标
夯基提能作业
基础知识·双基夯实
课程要求
核心素养
举例说明染色体结构和数目的变异都可能导致生物性状的改变，甚至死亡
1．结合染色体结构变异的示意图，了解染色体结构变异的常见类型。(科学思维)
2．通过分析染色体的概念，理解二倍体、多倍体和单倍体的特点和生产中的应用。(社会责任)
3．通过低温诱导染色体数目变化的实验，理解染色体数目变化的机制。(科学探究)
知识导图
基础知识·双基夯实
一、染色体数目的变异
1．类型：一类是细胞内的_____________的增加或减少，如21三体综合征；一类是细胞内染色体数目以___________的形式成倍地增加或减少，例如雄蜂。
个别染色体
染色体组
2．染色体组的概念：细胞中的一组________染色体，在___________上各不相同，携带着控制生物生长和发育的___________。
如图中的雄果蝇体细胞染色体中______________________________
就代表一个染色体组，与其_______中的染色体相同。
非同源
形态和功能
全部信息
X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
精子
3．二倍体、多倍体
(1)二倍体：由_________发育而成，体细胞中含有_______________的个体，包括几乎全部的_______和过半数的___________。
(2)多倍体
①概念：由_________发育而成，体细胞含_______或___________染色体组的个体。其中，体细胞中含有三个染色体组的叫作_________，含有四个染色体组的叫作_________。
受精卵
两个染色体组
动物
高等植物
受精卵
三个
三个以上
三倍体
四倍体
②植株的特点
a．___________；b___________________都比较大；
c._______________等营养物质的含量有所增加。
(3)人工诱导多倍体
①方法：目前最常用最有效的方法是用________________处理___________________。
②原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制_______________，导致染色体不能_______________，从而引起细胞内_____________加倍。
茎秆粗壮
叶片、果实、种子
糖类和蛋白质
秋水仙素
萌发的种子或幼苗
纺锤体的形成
移向细胞两极
染色体数目
配子
体细胞
本物种配子
弱小
高度不育
单倍体植株
单倍体植株
染色体数目
明显缩短育种年限
二、染色体结构的变异
1．类型(连线)：
2．结果：导致排列在染色体上的基因的_________________发生改变，而导致_______的变异。
3．意义：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
性状
不利
〔活学巧练〕
判断下列叙述的正误
(1)单倍体的体细胞中一定只含一个染色体组。
( )
(2)体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体。
( )
(3)单倍体经一次秋水仙素处理，可得到二倍体或多倍体。
( )
(4)单倍体育种中，可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
( )
(5)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。
( )
×
×
√
×
×
(6)二倍体水稻和四倍体水稻杂交，可获得三倍体，稻穗和籽粒变小。
( )
(7)染色体之间发生的片段交换属于染色体结构变异。
( )
(8)X射线可引起基因突变，也可引起染色体变异。
( )
×
×
√
〔思考〕
1．诱导染色体加倍时要处理萌发的种子或幼苗，为什么要处理萌发的种子，而不是休眠种子？
提示：萌发的种子细胞分裂旺盛，秋水仙素能发挥作用。
2．蜜蜂中的雄蜂是单倍体吗？
提示：是。蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来的，为单倍体。
3．若一条染色体发生结构变异，则位于该染色体上的基因M能不能变为m？说出你的理由。
提示：不能。基因M变为m属于基因突变，不属于染色体结构变异。
〔学霸记忆〕
1．染色体结构的变异包括缺失、重复、易位和倒位等几种类型。
2．染色体结构变异会使染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
3．染色体数目变异包括细胞内个别染色体的增加或减少和以染色体组的形式成倍地增加或减少。
4．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。
课内探究·名师点睛
1．染色体组的特点
一
染色体数目变异及生物变异在育种中的应用
要点归纳
2．单倍体、二倍体和多倍体的判断
(1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而来，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。
3．生物变异的原理在育种中的应用
?
杂交育种
诱变育种
单倍体育种
多倍体育种
原理
基因重组
基因突变
染色体变异
染色体变异
常用
方法
杂交
辐射、激光、空间诱变等
花药离体培养，秋水仙素处理(单倍体幼苗)
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
优点
操作简单，目标性强
提高突变频率，加速育种进程
明显缩短育种年限，后代不发生性状分离
操作简单，能在较短的时间内获得所需品种
?
杂交育种
诱变育种
单倍体育种
多倍体育种
缺点
育种时间长
有利变异少，需大量处理实验材料
技术复杂，需与杂交育种配合
只适用于植物，发育延迟，结实率低
实例
矮秆抗病小麦
青霉素高产菌株
“京花1号”小麦
三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦
[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。
下列关于单倍体、二倍体、多倍体及染色体组的表述，正确的是
( )
A．单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体
B．唐氏综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C．多倍体生物的体细胞中含有3个或3个以上的染色体组
D．单倍体植株都不育，多倍体植株长得较粗壮
典例剖析
典例
1
C
[解析] 多倍体生物形成的单倍体生物的体细胞中存在同源染色体，A错误；唐氏综合征患者的体细胞中有2个染色体组，B错误；多倍体生物的体细胞中含有3个或3个以上的染色体组，C正确；单倍体植株一般不育，但四倍体植株的单倍体植株可育，D错误。
(2020·重庆一中期中)如图甲、乙表示小麦的两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑦表示培育小麦新品种的过程。下列说法不正确的是
( )
变式训练1
A．①②过程操作简便，但培育周期长，原理是基因重组
B．④的变异仅发生于有丝分裂，该育种方式的优点之一是可得到更多优良变异类型
C．③过程常用的方法是花药离体培养，可以得到单倍体幼苗
D．⑥过程与⑦过程的育种原理相同，过程中需要抑制纺锤体的形成
[答案]
B
[解析] ①②为杂交育种，操作简便，但培育周期长，原理是基因重组，A正确；④为基因突变，主要发生在细胞分裂间期，如有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期，B错误；③为花药离体培养，可以得到单倍体幼苗，C正确；①⑦为多倍体育种，①③⑥为单倍体育种，⑥过程与⑦过程的育种原理相同，都是染色体数目变异，过程中需要抑制纺锤体的形成，D正确。
1．实验原理
用低温处理植物的分生组织细胞细胞的纺锤体不能形成染色体不能被拉向两极细胞不能分裂成两个子细胞细胞的染色体数目发生变化
二
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
要点归纳
2．实验中的试剂和作用
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
冲洗用卡诺氏液处理的根尖
洗去卡诺氏液
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定的根尖
解离根尖细胞，使细胞之间的联系变得疏松
质量分数为15%的盐酸
与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液
解离根尖细胞
蒸馏水
浸泡解离后的根尖约10
min
漂洗根尖，去掉解离液，防止解离过度影响染色
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
(2020·四川成都外国语学校高一下期末)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细胞解离
C．染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红液都可以使染色体着色
D．观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变
典例剖析
典例
2
C
[解析] 该实验原理是低温抑制纺锤体的形成，使子染色体不能分别移向两极，A错误；卡诺氏液的作用是固定细胞形态，不是使洋葱根尖细胞解离，B错误；染色体易被碱性染料染成深色，因此用改良苯酚品红溶液或醋酸洋红液都可以使染色体着色，C正确；细胞周期中，大多数细胞处于分裂间期，因此显微镜下可看到少数细胞的染色体数目发生改变，D错误。
(2020·四川成都诊断改编)某生物兴趣小组的同学将生长旺盛的蒜不定根置于4
℃的冰箱冷藏室中培养48～72
h后，剪取根尖制成临时装片，然后用显微镜观察染色体形态较好的分裂图像。下列叙述正确的是
( )
A．低温处理能阻断蒜根尖细胞中DNA的复制
B．用甲紫溶液处理根尖可使染色体着色
C．制作临时装片前可用卡诺氏液维持细胞的活性
D．视野中所有细胞染色体数都已发生改变
变式训练2
B
[解析] 低温作用于细胞分裂前期，能抑制蒜根尖细胞中纺锤体的形成，A错误；甲紫溶液是碱性染料，可使根尖细胞中的染色体着色，B正确；经卡诺氏液固定后细胞已经死亡，C错误；低温作用于细胞分裂前期，而细胞周期中间期时间最长，故视野中间期细胞数目应最多，大多数细胞染色体数未发生改变，D错误。
1．染色体结构变异的类型
三
染色体结构变异
要点归纳
2．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
(1)图解：
(2)结果：染色体上的基因数目和排列顺序均改变，细胞中基因数目改变(①②)；染色体上基因的数目不变，排列顺序改变(③)；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)。
3．染色体易位与交叉互换的比较
4．染色体结构变异与基因突变的比较
项目
染色体结构变异
基因突变
本质
染色体片段的缺失、重复、易位或倒位
碱基的替换、增添或缺失
基因数目的变化
1个或多个
1个
变异水平
细胞
分子
光镜检测
可见
不可见
(2020·宁夏石嘴山高一下期末)由于某种原因，一生物体内某条染色体上多了几个基因，这种遗传物质变化属于
( )
A．基因内部结构的改变
B．染色体数目变异
C．染色体结构变异
D．染色单体的交叉互换
典例剖析
典例
3
C
[解析] 基因内部结构的改变即基因突变不会改变基因的数量，A错误；染色体数目的变异不会导致染色体上的基因增多或减少，B错误；染色体结构变异中，片段的增添会导致该染色体上多几个基因，片段的缺失会导致该染色体上少几个基因，C正确；同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换会引起基因重组，但不会改变基因的数量，D错误。
(2020·陕西汉中期末)如图为染色体上基因(用字母表示)的排列次序及其变化，有关①和②过程所产生的变异叙述正确的是
( )
A．①是基因突变
B．②是基因重组
C．①是缺失
D．②是倒位
[解析] ①中少了基因a和b，多了基因j，应是从非同源染色体易位而来的；②中基因c、d与基因e位置发生了颠倒，属于倒位。
变式训练3
D
指点迷津·拨云见日
一、细胞中染色体组数目的判断
染色体组数目的判断方法
(1)根据染色体形态判断：在细胞内任选一条染色体，细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条，则含有几个染色体组。如上图中甲细胞含有四个染色体组。
(2)根据基因型判断：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(控制1对相对性状的基因)出现几次，则含有几个染色体组。如上图中乙细胞含有四个染色体组。
(3)根据染色体数和染色体形态数来推算：染色体组的数目＝染色体数/染色体形态数。如上图中丙细胞中共有8条染色体，染色体形态数(形状、大小均不相同)为2，所以染色体组数为8/2＝4。
判断下图中A～H所示的细胞中各含有几个染色体组，并根据要求分类。
(1)细胞中含有1个染色体组的是_______图。
(2)细胞中含有2个染色体组的是_______图。
(3)细胞中含有3个染色体组的是_______图。
(4)细胞中含有4个染色体组的是_______图。
典例
4
D、G
C、H
A、B
E、F
[解析] 在细胞内形态相同的染色体有几条，就含有几个染色体组，如图E，每种形态的染色体含有4条，所以细胞中含4个染色体组。在细胞内，含有几个同音字母(不分大小写)，就含有几个染色体组，如D图中，同音字母仅有1个，所以该图所示细胞中只有1个染色体组。由此可知，A、B图所示细胞中含有3个染色体组，C、H图所示细胞中含有2个染色体组，E、F图所示细胞中含有4个染色体组，D、G图所示细胞中含有1个染色体组。
二、与生物变异有关的几个方法
1．生物体倍性的判断方法
(1)判断细胞的发育起点
①起点是配子的一定是单倍体。由配子发育而成的个体，不论含有几个染色体组，都称为单倍体。单倍体的体细胞染色体组数一般为奇数，当其进行减数分裂形成配子时，由于同源染色体无法正常联会或联会紊乱，不能产生正常的配子。
②起点是受精卵的，再根据染色体组数目判断，含有几个染色体组就是几倍体。
(2)如果细胞内只含有一个染色体组，则是单倍体。
2．可遗传的变异类型的判断方法
(1)DNA分子内的变异
一看基因种类：即看染色体上的基因种类是否发生改变，若发生改变则为基因突变，由基因中碱基对的替换、增添或缺失所致。
二看基因位置：若基因种类和基因数目未发生改变，但染色体上的基因位置发生改变，则为染色体结构变异中的易位或倒位。
三看基因数目：若基因的种类和位置均未改变，但基因的数目发生改变，则为染色体结构变异中的重复或缺失。
(2)DNA分子间的变异
一看染色体数目：若染色体的数目发生改变，可根据染色体数目的变化情况，确定是整倍性变异还是非整倍性变异。
二看基因位置：若染色体的数目和基因数目均未发生改变，但基因所处的染色体位于非同源染色体上，则应为染色体变异中的易位。
三看基因数目：若染色体上的基因数目不变，则为减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换的结果，属于基因重组。
3．可遗传的变异和不可遗传的变异的判断方法
(1)两类变异的本质区别是遗传物质是否发生改变，若发生改变则能遗传给后代。由环境引起的性状改变，若遗传物质未发生改变，则不能遗传给后代。
(2)若为染色体变异，则可直接借助显微镜观察染色体形态、数目是否发生改变。
(3)与原来类型在相同环境中种植，观察变异性状是否消失。若不消失，则为可遗传的变异；反之，则为不可遗传的变异。
(4)自交，观察后代是否发生性状分离。
在北京培育出的优质甘蓝品种，叶球最大的只有3.5
kg，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大，日照时间长，光照强，叶球可重达7
kg左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5
kg，从甘蓝的引种过程可以看出
( )
A．甘蓝具有遗传特性，而不具有变异特性
B．仅由环境条件引起的变异不能遗传
C．环境改变可引起生物产生可遗传的变异
D．甘蓝在生殖过程中无基因重组发生
典例
5
B
[解析] 在北京培育出的优质甘蓝品种叶球最大的只有3.5
kg，引种到拉萨后，叶球可重达7
kg左右，这是由于昼夜温差大、日照时间长、光照强等环境改变引起的变异。但将其再引回北京后，叶球又只有3.5
kg，说明仅由环境条件引起的变异不能遗传。综上分析，B项正确，A、C、D三项均错误。
三、与生物变异有关的几个易错点
1．变换角度理解三种变异的实质
若把基因视为染色体上的一个“点”，染色体视为点所在的“线段”，则基因突变为“点”的变化(点的质变，但量不变)；基因重组为“点”的结合或交换(点的质与量均不变)；染色体变异为“线段”发生结构或数目的变化。
2．利用4个“关于”区分三种变异
(1)关于“互换”问题。同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换，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)关于“缺失”问题。DNA分子上若干基因的缺失属于染色体结构变异；DNA分子上若干碱基对的缺失属于基因突变。
(3)关于变异的水平问题。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)关于变异的“质”和“量”问题。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，但转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，但会改变基因的量或改变基因的排列顺序。
3．生物体不育的原因
生物体不育的标志是不能产生正常的配子。能否产生正常配子的关键是看减数分裂过程中有没有同源染色体的联会，若体细胞中没有同源染色体，则该生物不育，如马和驴交配产生的骡子；若体细胞中有同源染色体但数目是奇数，则减数分裂时染色体联会紊乱，也不能产生正常的配子，如无子西瓜。
没有同源染色体的生物个体，通过基因突变和基因重组不会出现同源染色体，但是若发生染色体数目加倍，则会出现同源染色体而导致可育。
如图是利用某植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图，据图判断正确的有
( )
A．过程②通常使用的试剂是秋水仙素，作用时期为有丝分裂间期
B．通过过程①得到的植株A基因型为aaBB的可能性为1/4
C．过程①属于减数分裂，此过程中会产生一定量的植物激素
D．与杂交育种相比，该育种方法的优点是能明显缩短育种年限
典例
6
D
[
解析] 过程②通常使用的试剂是秋水仙素，作用的时期为有丝分裂的前期；过程①是花药离体培养，得到的个体为单倍体，体细胞中含有一个染色体组，不可能产生aaBB的个体；由于经秋水仙素处理后得到的二倍体均为纯合子，不会出现性状分离，从而缩短了育种年限。
教材问题·解疑答惑
?问题探讨?P87
1．提示：见表格
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
无配子
2．提示：香蕉是三倍体，减数分裂时无法正常联会，无法正常产生配子。
3．提示：由表中数据可知：栽培品种的染色体数目比野生祖先种多，这说明染色体数目和生物性状有什么关系呢？染色体数目的变化会影响生物的性状。
?探究·实践?P89
提示：两者都是通过抑制分裂细胞内纺锤体的形成，使染色体不能移向两极而引起细胞内染色体数目加倍。
?练习与应用?P91
一、概念检测
1．(1)× 体细胞中染色体数目和结构的变化也属于染色体变异。
(2)× 体细胞中含有两个染色体组也可能是单倍体，如：一个四倍体通过花药离体培养获得的植株含有两个染色体组，是单倍体。
(3)× 单倍体不一定含有一个染色体组，也可能含有多个染色体组。
2．D 秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成。
3．C 这种变异是非同源染色体之间片段的互换，因此属于染色体结构变异中的易位。
4．提示：
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：自然状态下，单倍体通常来源于单性生殖，比如未受精的卵细胞发育成的植物体；不能繁殖后代是因为二倍体的单倍体细胞中只有一个染色体组，在减数分裂的时候，无法形成四分体，也就无法正常减数分裂形成配子，所以一般不能繁殖后代。
2．(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。产生多倍体的基本途径为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。但并不是绝对一颗种子都没有，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。第2节 染色体变异
课程要求
核心素养
知识导图
举例说明染色体结构和数目的变异都可能导致生物性状的改变，甚至死亡
1．结合染色体结构变异的示意图，了解染色体结构变异的常见类型。(科学思维)2．通过分析染色体的概念，理解二倍体、多倍体和单倍体的特点和生产中的应用。(社会责任)3．通过低温诱导染色体数目变化的实验，理解染色体数目变化的机制。(科学探究)
基础知识·双基夯实
一、染色体数目的变异
1．类型：一类是细胞内的__个别染色体__的增加或减少，如21三体综合征；一类是细胞内染色体数目以__染色体组__的形式成倍地增加或减少，例如雄蜂。
2．染色体组的概念：细胞中的一组__非同源__染色体，在__形态和功能__上各不相同，携带着控制生物生长和发育的__全部信息__。
如图中的雄果蝇体细胞染色体中__X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ__就代表一个染色体组，与其__精子__中的染色体相同。
3．二倍体、多倍体
(1)二倍体：由__受精卵__发育而成，体细胞中含有__两个染色体组__的个体，包括几乎全部的__动物__和过半数的__高等植物__。
(2)多倍体
①概念：由__受精卵__发育而成，体细胞含__三个__或__三个以上__染色体组的个体。其中，体细胞中含有三个染色体组的叫作__三倍体__，含有四个染色体组的叫作__四倍体__。
②植株的特点
a．__茎秆粗壮__；b__叶片、果实、种子__都比较大；c.__糖类和蛋白质__等营养物质的含量有所增加。
(3)人工诱导多倍体
①方法：目前最常用最有效的方法是用__秋水仙素__处理__萌发的种子或幼苗__。
②原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制__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。
4．单倍体
(1)概念：由__配子__发育而来，染色体数和染色体组数是__体细胞__的一半，即体细胞中含有__本物种配子__染色体数目的个体。
(2)特点：与正常植株相比，植株长得__弱小__，且__高度不育__。
(3)实践应用：利用__单倍体植株__培育新品种。
①方法：花药__单倍体植株__正常纯合子。
②优点：__明显缩短育种年限__。
二、染色体结构的变异
1．类型(连线)：
2．结果：导致排列在染色体上的基因的__数目或排列顺序__发生改变，而导致__性状__的变异。
3．意义：大多数染色体结构变异对生物体是__不利__的，有的甚至会导致生物体死亡。
〔活学巧练〕
判断下列叙述的正误
(1)单倍体的体细胞中一定只含一个染色体组。( × )
(2)体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体。( × )
(3)单倍体经一次秋水仙素处理，可得到二倍体或多倍体。( √ )
(4)单倍体育种中，可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。( × )
(5)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。( × )
(6)二倍体水稻和四倍体水稻杂交，可获得三倍体，稻穗和籽粒变小。( × )
(7)染色体之间发生的片段交换属于染色体结构变异。( × )
(8)X射线可引起基因突变，也可引起染色体变异。( √ )
〔思考〕
1．诱导染色体加倍时要处理萌发的种子或幼苗，为什么要处理萌发的种子，而不是休眠种子？
提示：萌发的种子细胞分裂旺盛，秋水仙素能发挥作用。
2．蜜蜂中的雄蜂是单倍体吗？
提示：是。蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来的，为单倍体。
3．若一条染色体发生结构变异，则位于该染色体上的基因M能不能变为m？说出你的理由。
提示：不能。基因M变为m属于基因突变，不属于染色体结构变异。
〔学霸记忆〕
1．染色体结构的变异包括缺失、重复、易位和倒位等几种类型。
2．染色体结构变异会使染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
3．染色体数目变异包括细胞内个别染色体的增加或减少和以染色体组的形式成倍地增加或减少。
4．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。
课内探究·名师点睛
知识点? 染色体数目变异及生物变异在育种中的应用
要点归纳
1．染色体组的特点
2．单倍体、二倍体和多倍体的判断
(1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而来，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。
3．生物变异的原理在育种中的应用
杂交育种
诱变育种
单倍体育种
多倍体育种
原理
基因重组
基因突变
染色体变异
染色体变异
常用方法
杂交
辐射、激光、空间诱变等
花药离体培养，秋水仙素处理(单倍体幼苗)
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
优点
操作简单，目标性强
提高突变频率，加速育种进程
明显缩短育种年限，后代不发生性状分离
操作简单，能在较短的时间内获得所需品种
缺点
育种时间长
有利变异少，需大量处理实验材料
技术复杂，需与杂交育种配合
只适用于植物，发育延迟，结实率低
实例
矮秆抗病小麦
青霉素高产菌株
“京花1号”小麦
三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦
[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。
典例剖析
典例1 下列关于单倍体、二倍体、多倍体及染色体组的表述，正确的是( C )
A．单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体
B．唐氏综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C．多倍体生物的体细胞中含有3个或3个以上的染色体组
D．单倍体植株都不育，多倍体植株长得较粗壮
[解析] 多倍体生物形成的单倍体生物的体细胞中存在同源染色体，A错误；唐氏综合征患者的体细胞中有2个染色体组，B错误；多倍体生物的体细胞中含有3个或3个以上的染色体组，C正确；单倍体植株一般不育，但四倍体植株的单倍体植株可育，D错误。
┃┃变式训练1__■
(2020·重庆一中期中)如图甲、乙表示小麦的两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑦表示培育小麦新品种的过程。下列说法不正确的是( B )
A．①②过程操作简便，但培育周期长，原理是基因重组
B．④的变异仅发生于有丝分裂，该育种方式的优点之一是可得到更多优良变异类型
C．③过程常用的方法是花药离体培养，可以得到单倍体幼苗
D．⑥过程与⑦过程的育种原理相同，过程中需要抑制纺锤体的形成
[解析] ①②为杂交育种，操作简便，但培育周期长，原理是基因重组，A正确；④为基因突变，主要发生在细胞分裂间期，如有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期，B错误；③为花药离体培养，可以得到单倍体幼苗，C正确；①⑦为多倍体育种，①③⑥为单倍体育种，⑥过程与⑦过程的育种原理相同，都是染色体数目变异，过程中需要抑制纺锤体的形成，D正确。
知识点? 低温诱导植物细胞染色体数目的变化
要点归纳
1．实验原理
用低温处理植物的分生组织细胞细胞的纺锤体不能形成染色体不能被拉向两极细胞不能分裂成两个子细胞细胞的染色体数目发生变化
2．实验中的试剂和作用
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
冲洗用卡诺氏液处理的根尖
洗去卡诺氏液
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定的根尖
解离根尖细胞，使细胞之间的联系变得疏松
质量分数为15%的盐酸
与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液
解离根尖细胞
蒸馏水
浸泡解离后的根尖约10
min
漂洗根尖，去掉解离液，防止解离过度影响染色
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．实验流程与结论
↓
↓
↓
—先用低倍镜，找到染色体形态较好的分裂象，再换用高倍镜观察
↓
—低温能诱导植物染色体数目加倍
典例剖析
典例2 (2020·四川成都外国语学校高一下期末)下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是( C )
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细胞解离
C．染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红液都可以使染色体着色
D．观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变
[解析] 该实验原理是低温抑制纺锤体的形成，使子染色体不能分别移向两极，A错误；卡诺氏液的作用是固定细胞形态，不是使洋葱根尖细胞解离，B错误；染色体易被碱性染料染成深色，因此用改良苯酚品红溶液或醋酸洋红液都可以使染色体着色，C正确；细胞周期中，大多数细胞处于分裂间期，因此显微镜下可看到少数细胞的染色体数目发生改变，D错误。
┃┃变式训练2__■
(2020·四川成都诊断改编)某生物兴趣小组的同学将生长旺盛的蒜不定根置于4
℃的冰箱冷藏室中培养48～72
h后，剪取根尖制成临时装片，然后用显微镜观察染色体形态较好的分裂图像。下列叙述正确的是( B )
A．低温处理能阻断蒜根尖细胞中DNA的复制
B．用甲紫溶液处理根尖可使染色体着色
C．制作临时装片前可用卡诺氏液维持细胞的活性
D．视野中所有细胞染色体数都已发生改变
[解析] 低温作用于细胞分裂前期，能抑制蒜根尖细胞中纺锤体的形成，A错误；甲紫溶液是碱性染料，可使根尖细胞中的染色体着色，B正确；经卡诺氏液固定后细胞已经死亡，C错误；低温作用于细胞分裂前期，而细胞周期中间期时间最长，故视野中间期细胞数目应最多，大多数细胞染色体数未发生改变，D错误。
知识点? 染色体结构变异
要点归纳
1．染色体结构变异的类型
类型
定义
实例
示意图
缺失
染色体中某一片段缺失引起变异
果蝇缺刻翅的形成、猫叫综合征
重复
染色体中增加某一片段引起变异
果蝇棒状眼的形成
倒位
染色体的某一片段位置颠倒引起变异
果蝇3号染色体上的倒位引起的猩红眼—桃色眼—三角翅脉
易位(移接)
一条染色体的某一片段接到另一条非同源染色体上引起变异
人慢性粒细胞白血病的病因是22号染色体部分易位到14号染色体上
2．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
(1)图解：
(2)结果：染色体上的基因数目和排列顺序均改变，细胞中基因数目改变(①②)；染色体上基因的数目不变，排列顺序改变(③)；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)。
3．染色体易位与交叉互换的比较
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
4．染色体结构变异与基因突变的比较
项目
染色体结构变异
基因突变
本质
染色体片段的缺失、重复、易位或倒位
碱基的替换、增添或缺失
基因数目的变化
1个或多个
1个
变异水平
细胞
分子
光镜检测
可见
不可见
典例剖析
典例3 (2020·宁夏石嘴山高一下期末)由于某种原因，一生物体内某条染色体上多了几个基因，这种遗传物质变化属于( C )
A．基因内部结构的改变
B．染色体数目变异
C．染色体结构变异
D．染色单体的交叉互换
[解析] 基因内部结构的改变即基因突变不会改变基因的数量，A错误；染色体数目的变异不会导致染色体上的基因增多或减少，B错误；染色体结构变异中，片段的增添会导致该染色体上多几个基因，片段的缺失会导致该染色体上少几个基因，C正确；同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换会引起基因重组，但不会改变基因的数量，D错误。
┃┃变式训练3__■
(2020·陕西汉中期末)如图为染色体上基因(用字母表示)的排列次序及其变化，有关①和②过程所产生的变异叙述正确的是( D )
A．①是基因突变
B．②是基因重组
C．①是缺失
D．②是倒位
[解析] ①中少了基因a和b，多了基因j，应是从非同源染色体易位而来的；②中基因c、d与基因e位置发生了颠倒，属于倒位。
指点迷津·拨云见日
一、细胞中染色体组数目的判断
染色体组数目的判断方法
(1)根据染色体形态判断：在细胞内任选一条染色体，细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条，则含有几个染色体组。如上图中甲细胞含有四个染色体组。
(2)根据基因型判断：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(控制1对相对性状的基因)出现几次，则含有几个染色体组。如上图中乙细胞含有四个染色体组。
(3)根据染色体数和染色体形态数来推算：染色体组的数目＝染色体数/染色体形态数。如上图中丙细胞中共有8条染色体，染色体形态数(形状、大小均不相同)为2，所以染色体组数为8/2＝4。
典例4 判断下图中A～H所示的细胞中各含有几个染色体组，并根据要求分类。
(1)细胞中含有1个染色体组的是__D、G__图。
(2)细胞中含有2个染色体组的是__C、H__图。
(3)细胞中含有3个染色体组的是__A、B__图。
(4)细胞中含有4个染色体组的是__E、F__图。
[解析] 在细胞内形态相同的染色体有几条，就含有几个染色体组，如图E，每种形态的染色体含有4条，所以细胞中含4个染色体组。在细胞内，含有几个同音字母(不分大小写)，就含有几个染色体组，如D图中，同音字母仅有1个，所以该图所示细胞中只有1个染色体组。由此可知，A、B图所示细胞中含有3个染色体组，C、H图所示细胞中含有2个染色体组，E、F图所示细胞中含有4个染色体组，D、G图所示细胞中含有1个染色体组。
二、与生物变异有关的几个方法
1．生物体倍性的判断方法
(1)判断细胞的发育起点
①起点是配子的一定是单倍体。由配子发育而成的个体，不论含有几个染色体组，都称为单倍体。单倍体的体细胞染色体组数一般为奇数，当其进行减数分裂形成配子时，由于同源染色体无法正常联会或联会紊乱，不能产生正常的配子。
②起点是受精卵的，再根据染色体组数目判断，含有几个染色体组就是几倍体。
(2)如果细胞内只含有一个染色体组，则是单倍体。
2．可遗传的变异类型的判断方法
(1)DNA分子内的变异
一看基因种类：即看染色体上的基因种类是否发生改变，若发生改变则为基因突变，由基因中碱基对的替换、增添或缺失所致。
二看基因位置：若基因种类和基因数目未发生改变，但染色体上的基因位置发生改变，则为染色体结构变异中的易位或倒位。
三看基因数目：若基因的种类和位置均未改变，但基因的数目发生改变，则为染色体结构变异中的重复或缺失。
(2)DNA分子间的变异
一看染色体数目：若染色体的数目发生改变，可根据染色体数目的变化情况，确定是整倍性变异还是非整倍性变异。
二看基因位置：若染色体的数目和基因数目均未发生改变，但基因所处的染色体位于非同源染色体上，则应为染色体变异中的易位。
三看基因数目：若染色体上的基因数目不变，则为减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换的结果，属于基因重组。
3．可遗传的变异和不可遗传的变异的判断方法
(1)两类变异的本质区别是遗传物质是否发生改变，若发生改变则能遗传给后代。由环境引起的性状改变，若遗传物质未发生改变，则不能遗传给后代。
(2)若为染色体变异，则可直接借助显微镜观察染色体形态、数目是否发生改变。
(3)与原来类型在相同环境中种植，观察变异性状是否消失。若不消失，则为可遗传的变异；反之，则为不可遗传的变异。
(4)自交，观察后代是否发生性状分离。
典例5 在北京培育出的优质甘蓝品种，叶球最大的只有3.5
kg，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大，日照时间长，光照强，叶球可重达7
kg左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5
kg，从甘蓝的引种过程可以看出( B )
A．甘蓝具有遗传特性，而不具有变异特性
B．仅由环境条件引起的变异不能遗传
C．环境改变可引起生物产生可遗传的变异
D．甘蓝在生殖过程中无基因重组发生
[解析] 在北京培育出的优质甘蓝品种叶球最大的只有3.5
kg，引种到拉萨后，叶球可重达7
kg左右，这是由于昼夜温差大、日照时间长、光照强等环境改变引起的变异。但将其再引回北京后，叶球又只有3.5
kg，说明仅由环境条件引起的变异不能遗传。综上分析，B项正确，A、C、D三项均错误。
三、与生物变异有关的几个易错点
1．变换角度理解三种变异的实质
若把基因视为染色体上的一个“点”，染色体视为点所在的“线段”，则基因突变为“点”的变化(点的质变，但量不变)；基因重组为“点”的结合或交换(点的质与量均不变)；染色体变异为“线段”发生结构或数目的变化。
2．利用4个“关于”区分三种变异
(1)关于“互换”问题。同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换，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)关于“缺失”问题。DNA分子上若干基因的缺失属于染色体结构变异；DNA分子上若干碱基对的缺失属于基因突变。
(3)关于变异的水平问题。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)关于变异的“质”和“量”问题。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，但转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，但会改变基因的量或改变基因的排列顺序。
3．生物体不育的原因
生物体不育的标志是不能产生正常的配子。能否产生正常配子的关键是看减数分裂过程中有没有同源染色体的联会，若体细胞中没有同源染色体，则该生物不育，如马和驴交配产生的骡子；若体细胞中有同源染色体但数目是奇数，则减数分裂时染色体联会紊乱，也不能产生正常的配子，如无子西瓜。
没有同源染色体的生物个体，通过基因突变和基因重组不会出现同源染色体，但是若发生染色体数目加倍，则会出现同源染色体而导致可育。
典例6 如图是利用某植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图，据图判断正确的有( D )
花粉植株A植株B
A．过程②通常使用的试剂是秋水仙素，作用时期为有丝分裂间期
B．通过过程①得到的植株A基因型为aaBB的可能性为1/4
C．过程①属于减数分裂，此过程中会产生一定量的植物激素
D．与杂交育种相比，该育种方法的优点是能明显缩短育种年限
[解析] 过程②通常使用的试剂是秋水仙素，作用的时期为有丝分裂的前期；过程①是花药离体培养，得到的个体为单倍体，体细胞中含有一个染色体组，不可能产生aaBB的个体；由于经秋水仙素处理后得到的二倍体均为纯合子，不会出现性状分离，从而缩短了育种年限。
教材问题·解疑答惑
?问题探讨?P87
1．提示：见表格
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
无配子
2．提示：香蕉是三倍体，减数分裂时无法正常联会，无法正常产生配子。
3．提示：由表中数据可知：栽培品种的染色体数目比野生祖先种多，这说明染色体数目和生物性状有什么关系呢？染色体数目的变化会影响生物的性状。
?探究·实践?P89
提示：两者都是通过抑制分裂细胞内纺锤体的形成，使染色体不能移向两极而引起细胞内染色体数目加倍。
?练习与应用?P91
一、概念检测
1．(1)× 体细胞中染色体数目和结构的变化也属于染色体变异。
(2)× 体细胞中含有两个染色体组也可能是单倍体，如：一个四倍体通过花药离体培养获得的植株含有两个染色体组，是单倍体。
(3)× 单倍体不一定含有一个染色体组，也可能含有多个染色体组。
2．D 秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成。
3．C 这种变异是非同源染色体之间片段的互换，因此属于染色体结构变异中的易位。
4．提示：
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：自然状态下，单倍体通常来源于单性生殖，比如未受精的卵细胞发育成的植物体；不能繁殖后代是因为二倍体的单倍体细胞中只有一个染色体组，在减数分裂的时候，无法形成四分体，也就无法正常减数分裂形成配子，所以一般不能繁殖后代。
2．(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。产生多倍体的基本途径为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。但并不是绝对一颗种子都没有，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。第5章 第2节
A组基础题组
一、单选题
1．(2020·吉林市第五十五中学高一期末)图①、②、③、④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( C )
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交叉互换，此过程发生在减数第一次分裂四分体时期，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，A错误；观察并比较分析图③中的基因1和基因2的碱基序列可知，基因2较基因1少了一对碱基：A—T，因此这种变化属于基因突变中的碱基对的缺失，B错误；图④中“环形圈”的出现，是由于两条同源染色体中的上面一条多了一段或是下面一条少了一段，因此属于染色体结构变异中的缺失或重复，而图②属于染色体结构变异中的易位，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。
2．(2020·北京清华附中高一期末)下列关于生物变异的叙述，错误的是( C )
A．基因突变可产生新基因，增加基因种类
B．在光学显微镜下不能观察到基因突变
C．猫叫综合征是基因中碱基发生了变化所致
D．先天性愚型患者的细胞中多了一条21号染色体
[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改变，基因突变是产生新基因的途径，是生物变异的根本来源，A正确；由于基因突变是发生于基因内部碱基的种类或数目的变化，因此在光学显微镜下不能观察到基因突变，B正确；猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病，属于染色体结构变异，C错误；先天性愚型又叫唐氏综合征又称21三体综合征，是患者比正常人多了一条21号染色体所致，属于染色体数目变异，D正确。故选C。
3．(2020·甘肃省天水市第一中学高一期末)下列情况不属于染色体变异的是( C )
A．第5号染色体短臂的部分基因缺失
B．用花药培养出了单倍体
C．同源染色体之间交换了部分结构
D．多一条21号染色体
[解析] 第5号染色体短臂的部分基因缺失属于染色体的缺失；用花药培养出了单倍体，多一条21号染色体属于染色体数目的变化；同源染色体之间交换了部分结构属于基因重组，本题选C。
4．有关“低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍”的实验，正确的叙述是( C )
A．实验中要用卡诺氏液浸泡根尖，使组织细胞分散开
B．实验原理是低温抑制着丝粒分裂，使子染色体不能移向细胞两极
C．多倍体细胞形成属于染色体变异
D．多倍体细胞形成过程增加了非同源染色体重组的机会
[解析] 卡诺氏液的作用是固定染色体形态，解离时应用解离液，使组织细胞分散开，A错误；实验原理是低温抑制根尖细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，使子染色体不能移向细胞两极，B错误；多倍体细胞形成属于染色体变异，C正确；根尖细胞进行的是有丝分裂，所以多倍体细胞形成过程中没有增加非同源染色体重组的机会，D错误。故选C。
5．(2020·北京高一学业考试)果蝇的下列细胞中，只含一个染色体组的是( C )
A．体细胞
B．精原细胞
C．精子
D．受精卵
[解析] 果蝇的受精卵中含有2个染色体组，A项错误；果蝇精原细胞就是特殊的体细胞，含有2个染色体组，B项错误；果蝇的精子是减数分裂形成的，只含有1个染色体组，C项正确；果蝇受精卵中含有2个染色体组，D项错误。
6．(2020·湖南省株洲二中高二期末)下列有关变异的叙述中，错误的是( C )
A．一个基因中增加了若干对脱氧核苷酸属于基因突变
B．非同源染色体之间的片段互换属于染色体变异
C．雌雄配子随机结合产生不同于亲本类型的子代个体也属于一种基因重组
D．发生在玉米花药中的变异比发生在根尖中的更容易遗传给后代
[解析] 一个基因中增加了若干对脱氧核苷酸是碱基对的增加，属于基因突变，A正确；非同源染色体之间的片段互换属于染色体结构变异中的易位，B正确；雌雄配子的随机结合不等于基因的自由组合过程，不属于基因重组过程，C错误；发生在玉米花药中的变异发生在生殖细胞中，比根尖(体细胞)变异更容易遗传给后代，D正确。
二、非选择题
7．科学家们用长穗偃麦草(二倍体)与普通小麦(六倍体)杂交培育小麦新品种—小偃麦。相关的实验如下，请回答有关问题：
(1)长穗偃麦草与普通小麦杂交，F1体细胞中的染色体组数为__4__。长穗偃麦草与普通小麦杂交所得的F1不育，其原因是__无同源染色体，减数分裂时无法联会，不能形成正常的配子(无同源染色体/减数分裂时无法联会)__，可用__(一定浓度的)秋水仙素__处理F1幼苗，获得可育的小偃麦。
(2)小偃麦中有个品种为蓝粒小麦(40W＋2E)，40W表示来自普通小麦的染色体，2E表示携带有控制蓝色色素合成基因的1对长穗偃麦草染色体。若丢失了长穗偃麦草的一个染色体则成为蓝粒单体小麦(40W＋1E)，这属于__染色体数目__变异。为了获得白粒小偃麦(1对长穗偃麦草染色体缺失)，可将蓝粒单体小麦自交，在减数分裂过程中，产生两种配子，其染色体组成分别为__20W和20W＋1E__。这两种配子自由结合，产生的后代中白粒小偃麦的染色体组成是__40W__。
(3)为了确定白粒小偃麦的染色体组成，需要做细胞学实验进行鉴定。取该小偃麦的__根尖(芽尖)__作实验材料，制成临时装片进行观察，其中__有丝分裂中__期的细胞染色体最清晰。
[解析] (1)长穗偃麦草配子含1个染色体组，普通小麦配子含3个染色体组，杂交，形成受精卵含4个染色体组，F1体细胞中的染色体组数为4。F1不育，其原因是无同源染色体，减数分裂时无法联会，不能形成正常的配子。用秋水仙素处理F1幼苗，染色体组加倍，获得可育的小偃麦。(2)染色体丢失1条为个别染色体数目变异。蓝粒单体小麦(40W＋1E)产生配子为：1(20W＋E)︰1(20W)。后代中白粒小偃麦的染色体组成是40W。(3)确定白粒小偃麦的染色体组成，可取该小偃麦的根尖分生区制成临时装片进行观察，其中有丝分裂中期细胞中染色体最清晰。
B组能力题组
一、单选题
1．(2020·河北省张家口市第一中学高一期末)下列变异中，属于染色体结构变异的( B )
A．染色体中DNA的一个碱基对缺失
B．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
C．将人类胰岛素基因转入大肠杆菌
D．同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换
[解析] 染色体中DNA的一个碱基对缺失属于基因突变，A项错误；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属于染色体结构变异中的易位，B项正确；将人类胰岛素基因转入大肠杆菌所引起的变异属于基因重组，C项错误；同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换引起的变异也属于基因重组，D项错误。
2．(2020·吉林省舒兰市第一高级中高一期末)下列属于单倍体的是( D )
A．三倍体种子长成的幼苗
B．用鹌鹑蛋孵化出的小鹌鹑
C．四倍体的植株枝条扦插成的植株
D．六倍体小麦的花粉离体培养的幼苗
[解析] 由配子直接发育而来的个体是单倍体，三倍体种子长成的幼苗还是三倍体，A项错误；用鹌鹑蛋孵化出的小鹌鹑，其发育的起点是受精卵，是二倍体，B项错误；四倍体的植株枝条扦插成的植株，染色体数目没变，还是四倍体，C项错误；六倍体小麦的花粉离体培养的幼苗，是由配子(花粉)直接发育而成，所以是单倍体，D项正确。
3．已知控制玉米某两对相对性状的基因在同一染色体上。但偶然发现这两对基因均杂合的某玉米植株，自交后代的性状分离比为9︰3︰3︰1。出现此现象的原因可能是，该染色体上其中一对基因所在的染色体片段( C )
A．发生180°颠倒
B．重复出现
C．移至非同源染色体上
D．发生丢失
[解析] 分析题意可知：控制玉米该两对相对性状的基因在同一染色体上，应遵循连锁定律；而这两对基因均杂合的某玉米植株，自交后代的性状分离比为9︰3︰3︰1，则符合基因自由组合定律的分离比。根据自由组合定律的实质可知，出现此现象的原因可能是，该染色体上其中一对基因所在的染色体片段移至非同源染色体上。故选C。
4．(2020·海南省文昌中学高一期末)如图表示某植物正常体细胞的染色体组成，下列可能是该植物基因型的是( B )
A．ABCd
B．Aaaa
C．AaBbCcDd
D．AaaBbb
[解析] 图中有4个染色体组，ABCd一个染色体组，A错误。Aaaa四个染色体组，B正确。AaBbCcDd两个染色体组，C错误。AaaBbb三个染色体组，D错误。
二、不定项选择题
5．(2020·安徽省池州市高一期末)下列关于生物变异和育种的叙述，正确的是( AC )
A．基因突变产生新基因，是生物变异的根本来源，为生物进化提供了原始材料
B．基因重组是控制不同性状的基因的重新组合，只发生在减数第一次分裂后期
C．驯化家畜家禽经过了长期的选择育种过程，这种育种方式的原理不一定只是基因重组
D．二倍体西瓜授粉于四倍体西瓜，子房发育成熟即得可食用的三倍体无子西瓜
[解析] 基因突变能产生新的基因，是生物变异的根本来源，为生物进化提供了原始材料，A正确；减数分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换也会导致基因重组，B错误；驯化家畜家禽采用了选择育种的方法，但这种育种方式的原理涉及多种变异，不一定只是基因重组，C正确；二倍体西瓜做父本，四倍体西瓜做母本，两者杂交得到的种子有三个染色体组，种子萌发形成的植株为三倍体，给其雌蕊授以二倍体西瓜花粉，子房发育成无籽西瓜，D错误。故选A。
6．(2020·广东省中山市中山市高一期末)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( BCD )
A．基因突变
B．染色体数目变异
C．染色体结构变异
D．甲可能是男性
[解析] 基因突变只会产生等位基因，基因的数目并不会减少，故A错误；甲的基因型为AaB，缺少一个B或b基因，很可能是该基因存在的染色体发生了缺失，即可能发生了染色体数目变异中的个别的减少，故B正确；也有可能是该基因存在的染色体发生了片段的缺失，而导致该基因丢失，故C正确；该基因如果只存在于X染色体上，则在男性个体中也只有一个基因，故D正确。
三、非选择题
7．(2020·海南省文昌中学高一期末)下图是三倍体西瓜育种原理的流程图：
(1)用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖，可诱导多倍体的产生，因为这时的细胞具有__分裂旺盛(正在分裂)__的特征，秋水仙素的作用是：__抑制纺锤体的形成__。
(2)四倍体母本上结出的果实，其果肉细胞有__四__个染色体组，种子中的胚有__三__个染色体组。三倍体植株不能进行减数分裂的原因是__(同源染色体)联会紊乱__，由此而获得三倍体无子西瓜。
(3)三倍体西瓜高产、优质、无子，但每年都要制种，很麻烦，采用__组织培养__技术可以快速进行无性繁殖。
(4)三倍体无子西瓜属于多倍体，那么多倍体是指__由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的叫作多倍体__。
[解析] (1)芽尖分裂旺盛，秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成。(2)果肉细胞来自母本，含四个染色体组，种子中的胚来自受精卵，含3个染色体组。三倍体植株由于联会紊乱，不能进行减数分裂。(3)采用对三倍体幼苗进行组织培养技术可以快速进行无性繁殖。(4)多倍体是指由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的叫作多倍体。第5章 第2节
1．一个染色体组应是( B )
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] 染色体组是二倍体生殖细胞中形状、大小各不相同的一组染色体。如果研究对象是多倍体，A、C、D各项细胞中则可能含有两个或两个以上染色体组。
2．下列关于低温诱导染色体数目加倍实验的叙述，错误的是( D )
A．实验原理是低温抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向两极
B．解离后的洋葱根尖应漂洗后才能进行染色
C．龙胆紫溶液可以使细胞中的染色体着色
D．显微镜下可以看到大多数处在分裂期细胞中的染色体数目发生改变
[解析] 低温抑制纺锤体的形成，纺锤体形成于细胞分裂的前期，因此低温只对少数细胞起作用，因此只是少数处在分裂期的细胞染色体数目加倍，多数不变。
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( C )
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
[解析] 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一个染色体组即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．(2020·天津和平区)如图所示，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，“”表示着丝粒，则图乙～图戊中染色体结构变异的类型依次是( A )
A．缺失、重复、倒立、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
[解析] 分析题图可知，乙表示染色体缺失D片段；丙是同一条染色体上C片段发生重复；丁表示染色体①的B、C片段的倒位；戊图中一条染色体的片段移接到另一条非同源染色体上，属于易位。
5．(不定项选择题)(2020·陕西黄陵模拟)关于无子西瓜的培育的说法，正确的是( ACD )
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
[解析] 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，D正确。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。
6．普通小麦和玉米都是常见的农作物，请回答下列问题。
(1)普通小麦为六倍体(6n＝42)，则其单倍体细胞中含有__21__条染色体，其单倍体高度不育的原因是__减数分裂过程中，染色体联会紊乱__。将普通小麦与黑麦(2n＝14)杂交得到小黑麦，小黑麦也是高度不育的，这说明普通小麦与黑麦之间存在着__生殖隔离__。若让小黑麦可育，可采取的措施为__使用秋水仙素处理小黑麦幼苗，使其染色体组加倍__。
(2)玉米为二倍体植物(2n＝20)，个别植株的体细胞中染色体为19条，这种植株称为单体，玉米单体植株在减数第一次分裂时能形成__9__个四分体。这种单体植株是由于正常配子与染色体数为__9__条的异常配子结合发育形成的，请分析这种异常配子形成的原因__减数第一次分裂过程中，初级精(卵)母细胞中某对同源染色体没有分离，减数第二次分裂正常；减数第一次分裂正常，减数第二次分裂过程中，次级精(卵)母细胞中某条染色体的姐妹染色单体没有分开__。
[解析] (1)普通小麦为六倍体(6n＝42)，则其单倍体细胞中含有21条染色体，单倍体在进行减数分裂过程中，染色体联会紊乱，故单倍体高度不育；将普通小麦与黑麦(2n＝14)杂交得到小黑麦，小黑麦也是高度不育的，这说明普通小麦与黑麦之间存在着生殖隔离；若让小黑麦可育，可采取的措施为使用秋水仙素处理小黑麦幼苗，使其染色体组加倍；
(2)玉米为二倍体植物(2n＝20)，个别植株的体细胞中染色体为19条，这种植株称为单体，玉米单体植株在减数第一次分裂时能形成9个四分体，这种单体植株是由于正常配子与染色体数为9的异常配子结合发育形成的，异常配子的产生可能是：减数第一次分裂过程中，初级精(卵)母细胞中某对同源染色体没有分离，减数第二次分裂正常；减数第一次分裂正常，减数第二次分裂过程中，次级精(卵)母细胞中某条染色体的姐妹染色单体没有分开导致形成异常配子。
