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新教材高考生物一轮复习第三单元生物的变异育种与进化2染色体变异与育种课件必修2
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这是一份新教材高考生物一轮复习第三单元生物的变异育种与进化2染色体变异与育种课件必修2，共60页。PPT课件主要包含了课前自主预习案，高效课堂，考点一染色体变异，课堂总结，历届真题等内容，欢迎下载使用。
[基础梳理——系统化]知识点一 染色体结构变异
知识点二 染色体数目变异
知识点三 低温诱导植物染色体数目的变化(实验)
知识点四 杂交育种与诱变育种
[基能过关——问题化]一、判一判1．染色体变异在光学显微镜下是无法直接观察到的。 ( )2．人类许多遗传病是由染色体结构改变引起的。例如，猫叫综合征是人的第5号染色体缺失引起的遗传病。 ( )3．细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传、变异，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。 ( )4．多倍体植株常常茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量都有所增加。 ( )5．被子植物中，约有33%的物种是多倍体。 ( )6．秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取出来的一种植物碱。 ( )
7．体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。( )8．体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫做单倍体。 ( )9．剪取诱导处理的根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h，以固定细胞的形态。 ( )10．秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极。 ( )11．传统的育种方法是选择育种，通过汰劣留良的方法来选择和积累优良基因。 ( )12．选择育种不仅周期长，而且可选择的范围是有限的。 ( )13．杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。 ( )
14．我国科学家应用X射线和化学诱变剂进行人工诱变处理，从诱变后代中选出抗病性强的优良个 ( )15．常用的青霉素有青霉素钠盐和青霉素钾盐等。 ( )16．基因工程就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 ( )17．质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物的细胞中，是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子。 ( )18．通过基因工程的方法能够高效率地生产出各种高质量、低成本的药品，如青霉素。 ( )
二、连一连1．染色体结构的变异类型(连线)
2．生物育种原理、方法、实例(连线)
三、议一议【教材易漏拾遗】1．分析染色体的结构变异和数目变异(1)图甲①～④的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于哪类变异？能在光学显微镜下观察到的是哪几个？哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？
提示：①染色体片段缺失；②染色体片段易位；③基因突变；④染色体片段倒位。①②④均为染色体变异，可在光学显微镜下观察到，③为基因突变，不能在光学显微镜下观察到。③(基因突变)只是产生了新基因，染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。
(2)图乙、丙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于哪类变异？
提示：图乙发生了非同源染色体间片段的交换，图丙发生的是同源染色体上的非姐妹染色单体间相应片段的交换；前者属于染色体结构变异中的“易位”，后者属于交叉互换型的基因重组。
(3)上述的染色体结构变异中有的甚至导致生物体死亡，为何还称为可遗传的变异？
提示：染色体结构变异可使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，即由遗传物质的变化引起的变异就称为可遗传的变异。
2．图中甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种的过程，请分析：
(1)图中哪种途径为单倍体育种？其为什么能明显缩短育种年限？
提示：图中①③⑤过程表示单倍体育种。采用花药离体培养获得的单倍体植株，经人工诱导染色体加倍后，植株细胞内每对染色体上的基因都是纯合的，自交后代不会发生性状分离，因此缩短了育种年限。
(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？ (3)④⑥的育种原理分别是什么？ (4)图中最简便及最难以达到育种目标的育种途径分别是哪个过程？
提示：图示⑤处需用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得纯合子；⑥处常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导其染色体加倍。
提示：④的育种原理为基因突变，⑥的育种原理为染色体变异。
提示：图中最简便的育种途径为①②过程所示的杂交育种，但育种周期较长；最难以达到育种目标的途径为④过程，因为基因突变具有低频性。
【任务驱动 探究突破】任务1 染色体易位与交叉互换的不同点
同源染色体的非姐妹染色单体之间
[易错警示] 与三种可遗传变异有关的3个注意点(1)基因突变、基因重组、染色体变异都会引起遗传物质的改变，均可以传给后代。(2)基因突变是基因内部碱基对的改变，属于DNA分子水平上的变化；染色体变异是染色体结构或数目的变异，属于细胞水平上的变化。(3)染色体的某一个位点上基因内部结构的改变属于基因突变，这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的，而染色体上几个基因的改变属于染色体变异，这种改变可以用显微镜直接观察到。
任务2 单倍体、二倍体和多倍体的比较
任务3 染色体组数目的判定(1)根据细胞分裂图像进行识别判断(适用于二倍体)
(2)根据染色体的形态判断细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。如下图所示的细胞中所含的染色体组数分别是：a为______个，b为______个，c为______个。
(3)根据基因型判断：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。如下图所示的细胞中，它们所含的染色体组数分别是：a为______个，b为______个，c为______个，d为______个。
(4)根据染色体数与形态数的比值判断：染色体数与形态数比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态染色体有几条，即含几个染色体组。如玉米的体细胞中共有20条染色体，10种形态，则玉米含有______个染色体组。
【考向分类 对点落实】 考向一染色体变异及与其他变异的区分1．[经典高考]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．个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常C．个体甲自交的后代，性状分离比为3：1D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常
解析：个体甲的变异属于缺失，基因“e”所在片段缺失，影响表型，A错误；个体乙发生的变异是倒位，减数分裂形成的四分体异常，B正确；含缺失染色体的配子一般是败育的，故其后代一般不会发生性状分离，C错误；个体乙染色体没有基因缺失，但发生倒位，导致表型异常，D错误。
2．[经典高考]甲、乙为两种果蝇(2n)，下图为这两种果蝇的各一个染色体组，下列叙述正确的是( )
A．甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常B．甲发生染色体交叉互换形成了乙C．甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同D．图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料
解析：甲、乙的1号染色体，一为正常，一为倒位，二者排列顺序不同，属于染色体结构变异，A、B、C错；染色体变异属于可遗传变异，可为生物进化提供原材料，D正确。
4．[2021·上海静安教学质检]生物体染色体上的等位基因部位可以进行配对联会，非等位基因部位不能配对。某二倍体生物细胞中分别出现下图①～④系列状况，下列对该图的解释，正确的是( )A．①为基因突变，②为倒位B．③可能是重复，④为染色体组加倍C．①为易位，③可能是缺失D．②为基因突变，④为染色体结构变异
解析：据题图分析可知，①发生了染色体片段的改变，且改变后的片段不属于同源染色体的部分，因此属于染色体结构变异中的易位；②染色体右侧发生了染色体部分片段的倒位，属于染色体结构变异；③在同源染色体片段中间出现了折叠现象，可能是缺失或者增加(重复)；④细胞中有一对同源染色体多了一条，属于染色体数目变异。
5．(多选)生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。下列有关叙述，不正确的是( )
A．甲、乙两图所示变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组B．甲图所示为个别碱基对的增添或缺失，可导致染色体上基因数目改变C．乙图所示为四分体时期同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果D．甲、乙两图常出现在减数第一次分裂前期，染色体数目与DNA数目之比为1:2
解析：甲图中染色体增添或缺失了部分片段，属于染色体结构变异；乙图表示的是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，而不是四分体时期同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换。染色体的出现及同源染色体的联会发生在减数第一次分裂前期，此时每条染色体上有两条姐妹染色单体，故染色体数目与DNA数目之比为1:2。
【规律方法】利用四个“关于”区分三种变异(1)关于“互换”：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“缺失或增加”：DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加)，属于染色体结构变异；DNA分子上若干碱基对的缺失、增添，属于基因突变。(3)关于变异的水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。(4)关于变异的“质”和“量”：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，一般不改变基因的量，转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，会改变基因的量或基因的排列顺序。
考向二染色体组及生物体倍性的判断6．[经典模拟]下列是对图1～8所示的细胞图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图8 B．细胞中含有两个染色体组的是图5、7C．细胞中含有三个染色体组的是图1、2 D．细胞中含有四个染色体组的是图3、6
解析：图1～8分别含有3、3、2、1、4、4、1、2个染色体组。
7．(多选)下列关于单倍体、二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．21三体综合征患者的体细胞中有二个染色体组C．人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因D．用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖的细胞中都含有4个染色体组
解析：单倍体是体细胞中含本物种配子染色体数的个体，若是多倍体生物的单倍体，则可以含多个染色体组，存在同源染色体，A错误；21三体综合征患者的体细胞中有两个染色体组，B正确；人的初级卵母细胞中的基因已经复制，如果发生基因突变或交叉互换，则在一个染色体组中可能存在等位基因，C正确；多倍体通常是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使其染色体加倍，但不一定都加倍，D错误。
考向三变异类型的实验探究8．[高考改编]几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。
(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_____________________四种类型的配子。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________________________。
Y(注：两空顺序可颠倒)
(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。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)用红眼雌果蝇(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”)。M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。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___________________________，则是环境改变；Ⅱ.若______________________，则是基因突变；Ⅲ.若____________，则是减数分裂时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
子代出现红眼(雌)果蝇
考点二 生物变异在育种上的应用
【任务驱动 探究突破】任务1 几种常见遗传育种方式的不同点
任务2 针对不同育种目标如何选择育种方案
【考向分类 对点落实】 考向一单倍体育种与多倍体育种的应用1．如图为利用玉米(基因型为BbTt)进行实验的流程示意图。下列分析正确的是( )
A．T与B、b的自由组合发生在①过程 B．植株B为纯合子的概率为1/4C．①③过程为单倍体育种 D．⑤过程可发生基因突变、染色体变异
解析：自由组合发生在减数分裂过程中，即非同源染色体上的非等位基因的自由组合，而据植株D只有3种基因型可判断，这两对等位基因位于同一对同源染色体上，不可能发生T与B、b的自由组合，A错误；植株B是通过单倍体育种获得的，都是纯合子，因此概率为1，B错误；①③过程获得的是单倍体幼苗，而单倍体育种过程还包括利用秋水仙素处理获得植株B的过程，C错误；将幼苗培育成植株C的过程中只存在有丝分裂，可能发生基因突变，还可能发生染色体数目或者结构的改变，即染色体变异，D正确。
2．(多选)如图是利用野生猕猴桃种子(aa,2n＝58)为材料培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程，下列叙述正确的是( )
A．③和⑥都可用秋水仙素处理来实现B．若④是自交，则产生AAAA的概率为1/16C．AA植株和AAAA植株是不同的物种D．若⑤是杂交，产生的AAA植株的体细胞中染色体数目为87
解析：③和⑥都可用秋水仙素处理来实现染色体数目加倍，A正确；植株AAaa减数分裂产生的配子种类及比例为AA:Aa:aa＝1:4:1，所以AAaa自交产生AAAA的概率＝1/6×1/6＝1/36，B错误；二倍体AA与四倍体AAAA杂交产生的AAA为不育的三倍体，因此AA植株和AAAA植株是不同的物种，C正确；该生物一个染色体组含有染色体58÷2＝29(条)，所以三倍体植株体细胞中染色体为29×3＝87(条)，D正确。
考向二分析诱变育种和杂交育种的应用3．[经典模拟]经X射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花的植株，下列叙述错误的是( )A．白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存B．X射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异C．通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变D．观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异
解析：白花植株的出现是由于X射线照射引起的基因突变，不一定有利于生存，A错误；X射线可引起基因突变和染色体变异，B正确；经杂交实验，通过观察其后代的表现型及比例，可以确定是显性突变还是隐性突变，C正确；白花植株自交后代若有白花后代，可确定为可遗传变异，否则为不可遗传变异，D正确。
【题后反思】(1)杂交育种选育的时间是从F2代开始的，其原因是从F2开始发生性状分离；选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性。(2)诱变育种可大幅度改良生物性状，能提高突变率，这是优点；但突变的不定向性和多害少利性决定了在突变的个体中有害远多于有利，因而需要大量处理材料，工作量大，能否产生有价值的变异类型，不以人的意志为转移。(3)准确解答遗传育种题目应注意以下几点①对涉及遗传图解的题目要书写规范。②对以图形为信息载体的题目，要对几种育种方法进行辨析并进行比较，牢记各种育种方法的原理及优缺点等内容。③根据育种要求选择合适的育种方案，需要学生明确各种育种方法的优点，从而达到育种目标。
4.(多选)家蚕(2n＝28)雌性体细胞内有两个异型的性染色体ZW，雄性体细胞内有两个同型性染色体ZZ。人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体，使ZW卵和不带卵色基因的ZZ卵有所区别，从而在家蚕卵还未孵化时就能区分雌雄。下列有关说法正确的是( )A．这种育种方式属于诱变育种B．辐射的目的是为了提高基因的突变率，更容易筛选到卵色基因C．上述带有卵色的受精卵将来会发育为雌性家蚕D．上述带有卵色基因的家蚕染色体组型图与正常家蚕不同
解析：人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，说明该方法是诱变育种，A正确；辐射的目的是为了提高基因的突变率，更容易筛选到含有卵色基因的个体，B错误；根据题意可知，卵色基因的片段易位到W染色体上，则带有卵色的受精卵为ZW，为雌性家蚕，C正确；上述带有卵色基因的家蚕W染色体多了一段染色体，所以其染色体组型图与正常家蚕不同，D正确。
考向三生物育种的综合考查5．[2020·山东实验中学期中]普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制这两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：
请分析回答：(1)A组由F1获得F2的方法是____________，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占________。(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是____________类。(3)A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是__________组，原因是______________________________________。(4)通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病小麦新品种的方法是___________________________________________。获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占________。
基因突变的频率很低且不定向
秋水仙素(或低温)诱导染色体数目加倍
解析：(1)杂交育种是具有两对相对性状的纯合子杂交得F1，F1再自交得F2，在F2中出现所需的类型，若是显性性状还需连续自交直至不再发生性状分离为止。F2中矮秆抗病有1ttRR、2ttRr，其中不能稳定遗传的(ttRr)占2/3。(2)花药离体培养得到的是单倍体植株，不能进行正常的减数分裂，所以不能产生正常的配子。(3)基因突变的频率很低，而且是不定向的。(4)单倍体育种是先通过花药离体培养获得单倍体，再用秋水仙素(或低温)处理单倍体幼苗，诱导染色体数目加倍，得到的个体一定是纯合子。
6．[经典高考]小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种，请分别设计小麦品种间杂交育种程序以及马铃薯品种间杂交育种程序，要求用遗传图解表示并加以简要说明(写出包括亲本在内的三代即可)。
答案： 小麦 第一代 AABB×aabb 亲本杂交 ↓第二代F1 AaBb 种植F1代自交 ↓⊗第三代F2 A_B_ A_bb aaB_ aabb 种植F2代，选矮秆、抗病(aaB_)，继续自交，期望下代获得纯合子(注：①A_B_、A_bb、aaB_、aabb表示F2出现的9种基因型和4种表现型；②写出F2的9种基因型和4种表现型即可) 马铃薯第一代 yyRr×Yyrr 亲本杂交 ↓第二代 YyRr yyRr Yyrr yyrr 种植，选黄肉、抗病(YyRr) 第三代 YyRr 用块茎繁殖
解析：小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种，可采用杂交育种的方法；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种，可先采用杂交育种的方法获得黄肉、抗病品种，不用提纯再用块茎进行无性繁殖。遗传图解见答案。
高考必考教材实验(九)低温诱导植物染色体数目的变化
【任务驱动 探究突破】任务1 完善实验原理、步骤和现象
任务2 实验注意的问题(1)选材的时候必须选用能够进行分裂的分生组织的原因是：不分裂的细胞染色体不复制，不会出现_______________的情况。(2)比较下面试剂的使用方法和作用
(3)实验过程中，低温诱导时，应设______、___________、______三种，以作对照，否则实验设计不严密。
【考向分类 对点落实】 考向一实验原理的考查1．[经典高考]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点分裂，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解离C．染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶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：低温诱导染色体加倍的原理：低温抑制纺锤体的形成，使子染色体不能分别移向两极；卡诺氏液用于染色体的固定，解离液为盐酸酒精混合液；低温诱导染色体加倍的时期是前期，显微镜下观察到的大多数细胞处于间期；改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以用于染色体的染色。
【易错警示】与低温诱导植物染色体数目变化实验有关的3个注意问题(1)显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。(2)选材应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体数目加倍的情况。(3)对低温诱导植物染色体数目变化的实验原理理解的关键信息：低温处理分生组织细胞、抑制纺锤体形成、染色体不能被拉向两极、不能形成两个子细胞。错误理解：将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝点不分裂”，将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。
考向二实验步骤及结果分析2．(多选)选取生理状况相同的二倍体草莓(2N＝14)幼苗若干，随机分组，每组30株，用不同浓度的秋水仙素溶液处理幼芽，得到实验结果如图所示。下列有关叙述中正确的是( )
A．该实验的自变量有两个B．高倍镜下观察草莓茎尖细胞的临时装片，发现有的细胞分裂后期的染色体数目为56C．秋水仙素与龙胆紫一样属于碱性染料，能对染色体着色，从而诱导染色体加倍D．实验表明：用质量分数为0.2%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗的幼芽1d，诱导成功率最高
解析：该实验的自变量是秋水仙素的浓度和处理时间，A正确；二倍体草莓经秋水仙素诱导成功后，染色体加倍成28，有丝分裂后期染色体数目为56，B正确；秋水仙素不能对染色体着色，其诱导染色体加倍的原理是抑制分裂前期纺锤体的形成，C错误；图示可知质量分数为0.2%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗的幼芽1d，诱导成功率在处理的组别中最高，D正确。
考向三实验的综合考查3．[原创题]四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多，为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，特设计如下实验。(1)实验主要材料：大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为95%的酒精、显微镜、改良苯酚品红染液等。(2)实验步骤①取五个培养皿，编号并分别加入纱布和适量的水。②将培养皿分别放入－4 ℃、0 ℃、________、________、________的恒温箱中1 h。③取大蒜随机均分成________组，分别________________诱导培养36小时。④分别取根尖________cm，放入________中固定0.5～1 h，然后用______________________冲洗2次。⑤制作装片：解离→________→________→制片。⑥低倍镜检测，______________________________________，并记录结果。
体积分数为95%的酒精
统计每组视野中的染色体数目加倍率
(3)实验结果：染色体数目加倍率最高的一组为最佳低温。(4)实验分析a．设置实验步骤②的目的：________________________________________________________________________________________________________。b．对染色体染色还可以用__________________、__________________等。c．除低温外，________________也可以诱导染色体数目加倍，原理是____________________。
将培养皿放在不同温度下恒温处理，是为了进行相互对照；恒温处理1 h是为了排除室温对实验结果的干扰
解析：本实验目的是探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，所以温度应设置为变量，不同温度处理是为了进行相互对照，恒温处理1h是为了在DNA复制时尽可能使细胞处于设定温度中，以排除其他温度的干扰。但低温并不可能使所有细胞染色体数目均加倍，所以要统计加倍率来确定最佳低温。
[长句应答必备]1．染色体变异的实质是基因数目或位置的改变。2．染色体组是指细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。3．体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫单倍体。与正常植株相比，二倍体植物的单倍体植株长得弱小，并且高度不育。4．由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。多倍体植株常常茎秆粗壮，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较高。5．诱变育种能产生前所未有的新基因，创造变异新类型。6．杂交育种能将两个或多个品种的优良性状集中到同一生物个体上。
1．[2020·山东卷，6]在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该细胞的说法错误的是( )A．可在分裂后期观察到“染色体桥”结构B．其子细胞中染色体的数目不会发生改变C．其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段D．若该细胞基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞
解析：着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，因此可在分裂后期观察到“染色体桥”结构，A正确；进行有丝分裂时，“染色体桥”在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极，不会改变其子细胞中染色体的数目，B正确；姐妹染色单体连接在一起，着丝点分裂后出现“染色体桥”结构，因此其子细胞中染色体上不会连接非同源染色体片段，C错误；姐妹染色单体形成的“染色体桥”结构在分裂时，会在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的一条子染色体可能携带有两个相同基因，产生含有两个相同基因的子细胞，若该细胞的基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞，D正确。
2．[2020·天津卷，7]一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，其基因与染色体的位置关系如图。导致该结果最可能的原因是( )
A．基因突变 B．同源染色体非姐妹染色单体交叉互换C．染色体变异 D．非同源染色体自由组合
解析：一个基因型为DdTt的精原细胞经减数分裂产生了四个精细胞，正常情况下产生两种精细胞，基因型为DT、dt(或Dt、dT)，但结果产生了四种精细胞，最可能的原因是在减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体间发生了交叉互换，B正确。
3．[2018·海南卷，17]蜜蜂中，雌蜂是雌雄配子结合产生的二倍体，雄蜂是由未受精的卵直接发育而来的。某对蜜蜂所产生子代的基因型为：雌蜂是AADD、AADd、AaDD、AaDd；雄蜂是AD、Ad、aD、ad。这对蜜蜂的基因型是( )A．AADd和ad B．AaDd和aDC．AaDd和AD D．Aadd和AD
解析：由雄蜂的基因型可推测亲本雌蜂的基因型为AaDd，后代的雌蜂是由雄性的精子与雌蜂的卵细胞结合形成的，据此推测亲本雄性的基因型为AD，C正确。
4．[2018·天津卷，2]芦笋是雌雄异株植物，雄株性染色体为XY，雌株为XX；其幼茎可食用，雄株产量高。以下为两种培育雄株的技术路线。有关叙述错误的是( )
A．形成愈伤组织可通过添加植物生长调节剂进行诱导B．幼苗乙和丙的形成均经过脱分化和再分化过程C．雄株丁的亲本的性染色体组成分别为XY、XXD．与雄株甲不同，雄株丁培育过程中发生了基因重组
解析：生长素与细胞分裂素的使用比例可影响植物细胞的发育方向，当二者比值高时，有利于根的分化，抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成；比例适中时，促进愈伤组织的形成，因为生长素和细胞分裂素相对应的植物生长调节剂也有相应的效果，所以可以通过添加植物生长调节剂进行诱导，A正确；幼苗乙与幼苗丙的形成是花药离体培养形成单倍体植株的过程，此过程所用技术是植物组织培养，因此需要经过脱分化与再分化的过程，B正确；花粉是经过减数分裂产生的，其配子含有X染色体或Y染色体，经过花药离体培养，得到单倍体，再经过秋水仙素处理后得到的植株乙与丙的基因型为XX或YY，因此雄株丁的亲本的基因型分别为XX、YY，C错误；雄株甲是通过无性繁殖形成的，形成过程中不会进行减数分裂，因此也不会发生基因重组；雄株乙是通过有性生殖形成的，形成过程中经过了减数分裂，因此会发生基因重组，D正确。
5．[2018·天津卷，31]为获得玉米多倍体植株，采用以下技术路线。据图回答：(1)可用____________对图中发芽的种子进行处理。
解析：据题意“为获得玉米多倍体植株”可用秋水仙素对萌发的种子进行处理，抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，导致细胞内的染色体数目加倍，从而得到多倍体玉米。
(2)筛选鉴定多倍体时，剪去幼苗根尖固定后，经过解离、漂洗、染色、制片，观察______区的细胞。若装片中的细胞均多层重叠，原因是______________________。统计细胞周期各时期的细胞数和细胞染色体数。下表分别为幼苗Ⅰ中的甲株和幼苗Ⅱ中的乙株的统计结果。可以利用表中数值________和____________，比较甲株细胞周期中的间期与分裂期的时间长短。
解离不充分或压片不充分
x2＋x3＋x4＋x5
解析：(2)筛选鉴定多倍体时，需要观察染色体的数目，取玉米幼苗的根尖固定后，经过解离、漂洗、染色、制片过程，进行观察。由于只有根尖的分生区进行细胞分裂，因此可观察分生区细胞的染色体数目。在进行有丝分裂实验中，解离是使细胞相互分离开，压片是进一步使细胞相互分散开，如果解离不充分或压片不充分，会使细胞均多层重叠。在观察细胞分裂时，材料经过解离已经死亡。观察到的某一状态的细胞数量越多，说明该时期持续时间越长。因此可用x1表示甲株细胞周期中的间期时间长短，用x2＋x3＋x4＋x5来表示甲株细胞周期中分裂期的时间长短。。
(3)依表结果，绘出形成乙株的过程中，诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体数变化曲线。
解析：(3)秋水仙素诱导导致幼苗在有丝分裂前期不出现纺锤体，因此后期染色体加倍后细胞不会分裂为两个子细胞，进而使细胞内的染色体数目是诱导之前染色体数目的两倍。再进行下一次细胞分裂时，按照加倍后的染色体数目进行正常的有丝分裂。因此诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体数变化曲线如图所示：
[国考真题研规律]1．[2020·全国卷Ⅱ，4]关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的是( )A．二倍体植物的配子只含有一个染色体组B．每个染色体组中的染色体均为非同源染色体C．每个染色体组中都含有常染色体和性染色体D．每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同
解析：二倍体植物体细胞内有2个染色体组，其配子是经减数分裂后形成的，同源染色体分离，染色体组数减半，A正确；染色体组是指细胞中的一组在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物生长、发育、遗传和变异的非同源染色体，B正确；高等植物中只有雌雄异体的植物细胞中才有性染色体，而雌雄同体的植物细胞中是没有性染色体的，故高等植物的染色体组中不一定有性染色体，C错误；一个染色体组内的染色体的形态、功能各不相同，所含基因也不相同，故每个染色体组中各染色体DNA的碱基排列顺序也是不相同的，D正确。
2．[全国卷Ⅱ]下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是( )A．该病是由于特定的染色体片段缺失造成的B．该病是由于特定染色体的数目增加造成的C．该病是由于染色体组数目成倍增加造成的D．该病是由于染色体中增加某一片段引起的
解析：人类猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的。
3．[2020·全国卷Ⅲ，32]普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，如图所示(其中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)。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题：
一粒小麦(AA) × 斯氏麦草(BB) ↓ 杂种一 ↓ 拟二粒小麦(AABB) × 滔氏麦草(DD) ↓ 杂种二 ↓ 普通小麦(AABBDD)
(1)在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是__________________________________________。已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体，普通小麦体细胞中有__________条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是______________________________(答出2点即可)。(2)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用的方法有______________________(答出1点即可)。(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合体)，甲的表现型是抗病易倒伏，乙的表现型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，请简要写出实验思路。
无同源染色体，不能进行正常的减数分裂
营养物质含量高、茎秆粗壮
甲、乙两个品种杂交，F1自交，选取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株。
[基础梳理——系统化]知识点一 染色体结构变异
知识点二 染色体数目变异
知识点三 低温诱导植物染色体数目的变化(实验)
知识点四 杂交育种与诱变育种
[基能过关——问题化]一、判一判1．染色体变异在光学显微镜下是无法直接观察到的。 ( )2．人类许多遗传病是由染色体结构改变引起的。例如，猫叫综合征是人的第5号染色体缺失引起的遗传病。 ( )3．细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传、变异，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。 ( )4．多倍体植株常常茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量都有所增加。 ( )5．被子植物中，约有33%的物种是多倍体。 ( )6．秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取出来的一种植物碱。 ( )
7．体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。( )8．体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫做单倍体。 ( )9．剪取诱导处理的根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h，以固定细胞的形态。 ( )10．秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极。 ( )11．传统的育种方法是选择育种，通过汰劣留良的方法来选择和积累优良基因。 ( )12．选择育种不仅周期长，而且可选择的范围是有限的。 ( )13．杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。 ( )
14．我国科学家应用X射线和化学诱变剂进行人工诱变处理，从诱变后代中选出抗病性强的优良个 ( )15．常用的青霉素有青霉素钠盐和青霉素钾盐等。 ( )16．基因工程就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 ( )17．质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物的细胞中，是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子。 ( )18．通过基因工程的方法能够高效率地生产出各种高质量、低成本的药品，如青霉素。 ( )
二、连一连1．染色体结构的变异类型(连线)
2．生物育种原理、方法、实例(连线)
三、议一议【教材易漏拾遗】1．分析染色体的结构变异和数目变异(1)图甲①～④的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于哪类变异？能在光学显微镜下观察到的是哪几个？哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？
提示：①染色体片段缺失；②染色体片段易位；③基因突变；④染色体片段倒位。①②④均为染色体变异，可在光学显微镜下观察到，③为基因突变，不能在光学显微镜下观察到。③(基因突变)只是产生了新基因，染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。
(2)图乙、丙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于哪类变异？
提示：图乙发生了非同源染色体间片段的交换，图丙发生的是同源染色体上的非姐妹染色单体间相应片段的交换；前者属于染色体结构变异中的“易位”，后者属于交叉互换型的基因重组。
(3)上述的染色体结构变异中有的甚至导致生物体死亡，为何还称为可遗传的变异？
提示：染色体结构变异可使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，即由遗传物质的变化引起的变异就称为可遗传的变异。
2．图中甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种的过程，请分析：
(1)图中哪种途径为单倍体育种？其为什么能明显缩短育种年限？
提示：图中①③⑤过程表示单倍体育种。采用花药离体培养获得的单倍体植株，经人工诱导染色体加倍后，植株细胞内每对染色体上的基因都是纯合的，自交后代不会发生性状分离，因此缩短了育种年限。
(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？ (3)④⑥的育种原理分别是什么？ (4)图中最简便及最难以达到育种目标的育种途径分别是哪个过程？
提示：图示⑤处需用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得纯合子；⑥处常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导其染色体加倍。
提示：④的育种原理为基因突变，⑥的育种原理为染色体变异。
提示：图中最简便的育种途径为①②过程所示的杂交育种，但育种周期较长；最难以达到育种目标的途径为④过程，因为基因突变具有低频性。
【任务驱动 探究突破】任务1 染色体易位与交叉互换的不同点
同源染色体的非姐妹染色单体之间
[易错警示] 与三种可遗传变异有关的3个注意点(1)基因突变、基因重组、染色体变异都会引起遗传物质的改变，均可以传给后代。(2)基因突变是基因内部碱基对的改变，属于DNA分子水平上的变化；染色体变异是染色体结构或数目的变异，属于细胞水平上的变化。(3)染色体的某一个位点上基因内部结构的改变属于基因突变，这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的，而染色体上几个基因的改变属于染色体变异，这种改变可以用显微镜直接观察到。
任务2 单倍体、二倍体和多倍体的比较
任务3 染色体组数目的判定(1)根据细胞分裂图像进行识别判断(适用于二倍体)
(2)根据染色体的形态判断细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。如下图所示的细胞中所含的染色体组数分别是：a为______个，b为______个，c为______个。
(3)根据基因型判断：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。如下图所示的细胞中，它们所含的染色体组数分别是：a为______个，b为______个，c为______个，d为______个。
(4)根据染色体数与形态数的比值判断：染色体数与形态数比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态染色体有几条，即含几个染色体组。如玉米的体细胞中共有20条染色体，10种形态，则玉米含有______个染色体组。
【考向分类 对点落实】 考向一染色体变异及与其他变异的区分1．[经典高考]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．个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常C．个体甲自交的后代，性状分离比为3：1D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常
解析：个体甲的变异属于缺失，基因“e”所在片段缺失，影响表型，A错误；个体乙发生的变异是倒位，减数分裂形成的四分体异常，B正确；含缺失染色体的配子一般是败育的，故其后代一般不会发生性状分离，C错误；个体乙染色体没有基因缺失，但发生倒位，导致表型异常，D错误。
2．[经典高考]甲、乙为两种果蝇(2n)，下图为这两种果蝇的各一个染色体组，下列叙述正确的是( )
A．甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常B．甲发生染色体交叉互换形成了乙C．甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同D．图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料
解析：甲、乙的1号染色体，一为正常，一为倒位，二者排列顺序不同，属于染色体结构变异，A、B、C错；染色体变异属于可遗传变异，可为生物进化提供原材料，D正确。
4．[2021·上海静安教学质检]生物体染色体上的等位基因部位可以进行配对联会，非等位基因部位不能配对。某二倍体生物细胞中分别出现下图①～④系列状况，下列对该图的解释，正确的是( )A．①为基因突变，②为倒位B．③可能是重复，④为染色体组加倍C．①为易位，③可能是缺失D．②为基因突变，④为染色体结构变异
解析：据题图分析可知，①发生了染色体片段的改变，且改变后的片段不属于同源染色体的部分，因此属于染色体结构变异中的易位；②染色体右侧发生了染色体部分片段的倒位，属于染色体结构变异；③在同源染色体片段中间出现了折叠现象，可能是缺失或者增加(重复)；④细胞中有一对同源染色体多了一条，属于染色体数目变异。
5．(多选)生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。下列有关叙述，不正确的是( )
A．甲、乙两图所示变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组B．甲图所示为个别碱基对的增添或缺失，可导致染色体上基因数目改变C．乙图所示为四分体时期同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果D．甲、乙两图常出现在减数第一次分裂前期，染色体数目与DNA数目之比为1:2
解析：甲图中染色体增添或缺失了部分片段，属于染色体结构变异；乙图表示的是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，而不是四分体时期同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换。染色体的出现及同源染色体的联会发生在减数第一次分裂前期，此时每条染色体上有两条姐妹染色单体，故染色体数目与DNA数目之比为1:2。
【规律方法】利用四个“关于”区分三种变异(1)关于“互换”：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“缺失或增加”：DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加)，属于染色体结构变异；DNA分子上若干碱基对的缺失、增添，属于基因突变。(3)关于变异的水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。(4)关于变异的“质”和“量”：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，一般不改变基因的量，转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，会改变基因的量或基因的排列顺序。
考向二染色体组及生物体倍性的判断6．[经典模拟]下列是对图1～8所示的细胞图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图8 B．细胞中含有两个染色体组的是图5、7C．细胞中含有三个染色体组的是图1、2 D．细胞中含有四个染色体组的是图3、6
解析：图1～8分别含有3、3、2、1、4、4、1、2个染色体组。
7．(多选)下列关于单倍体、二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．21三体综合征患者的体细胞中有二个染色体组C．人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因D．用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖的细胞中都含有4个染色体组
解析：单倍体是体细胞中含本物种配子染色体数的个体，若是多倍体生物的单倍体，则可以含多个染色体组，存在同源染色体，A错误；21三体综合征患者的体细胞中有两个染色体组，B正确；人的初级卵母细胞中的基因已经复制，如果发生基因突变或交叉互换，则在一个染色体组中可能存在等位基因，C正确；多倍体通常是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使其染色体加倍，但不一定都加倍，D错误。
考向三变异类型的实验探究8．[高考改编]几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。
(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_____________________四种类型的配子。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________________________。
Y(注：两空顺序可颠倒)
(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。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)用红眼雌果蝇(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”)。M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。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___________________________，则是环境改变；Ⅱ.若______________________，则是基因突变；Ⅲ.若____________，则是减数分裂时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
子代出现红眼(雌)果蝇
考点二 生物变异在育种上的应用
【任务驱动 探究突破】任务1 几种常见遗传育种方式的不同点
任务2 针对不同育种目标如何选择育种方案
【考向分类 对点落实】 考向一单倍体育种与多倍体育种的应用1．如图为利用玉米(基因型为BbTt)进行实验的流程示意图。下列分析正确的是( )
A．T与B、b的自由组合发生在①过程 B．植株B为纯合子的概率为1/4C．①③过程为单倍体育种 D．⑤过程可发生基因突变、染色体变异
解析：自由组合发生在减数分裂过程中，即非同源染色体上的非等位基因的自由组合，而据植株D只有3种基因型可判断，这两对等位基因位于同一对同源染色体上，不可能发生T与B、b的自由组合，A错误；植株B是通过单倍体育种获得的，都是纯合子，因此概率为1，B错误；①③过程获得的是单倍体幼苗，而单倍体育种过程还包括利用秋水仙素处理获得植株B的过程，C错误；将幼苗培育成植株C的过程中只存在有丝分裂，可能发生基因突变，还可能发生染色体数目或者结构的改变，即染色体变异，D正确。
2．(多选)如图是利用野生猕猴桃种子(aa,2n＝58)为材料培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程，下列叙述正确的是( )
A．③和⑥都可用秋水仙素处理来实现B．若④是自交，则产生AAAA的概率为1/16C．AA植株和AAAA植株是不同的物种D．若⑤是杂交，产生的AAA植株的体细胞中染色体数目为87
解析：③和⑥都可用秋水仙素处理来实现染色体数目加倍，A正确；植株AAaa减数分裂产生的配子种类及比例为AA:Aa:aa＝1:4:1，所以AAaa自交产生AAAA的概率＝1/6×1/6＝1/36，B错误；二倍体AA与四倍体AAAA杂交产生的AAA为不育的三倍体，因此AA植株和AAAA植株是不同的物种，C正确；该生物一个染色体组含有染色体58÷2＝29(条)，所以三倍体植株体细胞中染色体为29×3＝87(条)，D正确。
考向二分析诱变育种和杂交育种的应用3．[经典模拟]经X射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花的植株，下列叙述错误的是( )A．白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存B．X射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异C．通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变D．观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异
解析：白花植株的出现是由于X射线照射引起的基因突变，不一定有利于生存，A错误；X射线可引起基因突变和染色体变异，B正确；经杂交实验，通过观察其后代的表现型及比例，可以确定是显性突变还是隐性突变，C正确；白花植株自交后代若有白花后代，可确定为可遗传变异，否则为不可遗传变异，D正确。
【题后反思】(1)杂交育种选育的时间是从F2代开始的，其原因是从F2开始发生性状分离；选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性。(2)诱变育种可大幅度改良生物性状，能提高突变率，这是优点；但突变的不定向性和多害少利性决定了在突变的个体中有害远多于有利，因而需要大量处理材料，工作量大，能否产生有价值的变异类型，不以人的意志为转移。(3)准确解答遗传育种题目应注意以下几点①对涉及遗传图解的题目要书写规范。②对以图形为信息载体的题目，要对几种育种方法进行辨析并进行比较，牢记各种育种方法的原理及优缺点等内容。③根据育种要求选择合适的育种方案，需要学生明确各种育种方法的优点，从而达到育种目标。
4.(多选)家蚕(2n＝28)雌性体细胞内有两个异型的性染色体ZW，雄性体细胞内有两个同型性染色体ZZ。人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体，使ZW卵和不带卵色基因的ZZ卵有所区别，从而在家蚕卵还未孵化时就能区分雌雄。下列有关说法正确的是( )A．这种育种方式属于诱变育种B．辐射的目的是为了提高基因的突变率，更容易筛选到卵色基因C．上述带有卵色的受精卵将来会发育为雌性家蚕D．上述带有卵色基因的家蚕染色体组型图与正常家蚕不同
解析：人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，说明该方法是诱变育种，A正确；辐射的目的是为了提高基因的突变率，更容易筛选到含有卵色基因的个体，B错误；根据题意可知，卵色基因的片段易位到W染色体上，则带有卵色的受精卵为ZW，为雌性家蚕，C正确；上述带有卵色基因的家蚕W染色体多了一段染色体，所以其染色体组型图与正常家蚕不同，D正确。
考向三生物育种的综合考查5．[2020·山东实验中学期中]普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制这两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：
请分析回答：(1)A组由F1获得F2的方法是____________，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占________。(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是____________类。(3)A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是__________组，原因是______________________________________。(4)通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病小麦新品种的方法是___________________________________________。获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占________。
基因突变的频率很低且不定向
秋水仙素(或低温)诱导染色体数目加倍
解析：(1)杂交育种是具有两对相对性状的纯合子杂交得F1，F1再自交得F2，在F2中出现所需的类型，若是显性性状还需连续自交直至不再发生性状分离为止。F2中矮秆抗病有1ttRR、2ttRr，其中不能稳定遗传的(ttRr)占2/3。(2)花药离体培养得到的是单倍体植株，不能进行正常的减数分裂，所以不能产生正常的配子。(3)基因突变的频率很低，而且是不定向的。(4)单倍体育种是先通过花药离体培养获得单倍体，再用秋水仙素(或低温)处理单倍体幼苗，诱导染色体数目加倍，得到的个体一定是纯合子。
6．[经典高考]小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种，请分别设计小麦品种间杂交育种程序以及马铃薯品种间杂交育种程序，要求用遗传图解表示并加以简要说明(写出包括亲本在内的三代即可)。
答案： 小麦 第一代 AABB×aabb 亲本杂交 ↓第二代F1 AaBb 种植F1代自交 ↓⊗第三代F2 A_B_ A_bb aaB_ aabb 种植F2代，选矮秆、抗病(aaB_)，继续自交，期望下代获得纯合子(注：①A_B_、A_bb、aaB_、aabb表示F2出现的9种基因型和4种表现型；②写出F2的9种基因型和4种表现型即可) 马铃薯第一代 yyRr×Yyrr 亲本杂交 ↓第二代 YyRr yyRr Yyrr yyrr 种植，选黄肉、抗病(YyRr) 第三代 YyRr 用块茎繁殖
解析：小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种，可采用杂交育种的方法；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种，可先采用杂交育种的方法获得黄肉、抗病品种，不用提纯再用块茎进行无性繁殖。遗传图解见答案。
高考必考教材实验(九)低温诱导植物染色体数目的变化
【任务驱动 探究突破】任务1 完善实验原理、步骤和现象
任务2 实验注意的问题(1)选材的时候必须选用能够进行分裂的分生组织的原因是：不分裂的细胞染色体不复制，不会出现_______________的情况。(2)比较下面试剂的使用方法和作用
(3)实验过程中，低温诱导时，应设______、___________、______三种，以作对照，否则实验设计不严密。
【考向分类 对点落实】 考向一实验原理的考查1．[经典高考]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点分裂，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解离C．染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶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：低温诱导染色体加倍的原理：低温抑制纺锤体的形成，使子染色体不能分别移向两极；卡诺氏液用于染色体的固定，解离液为盐酸酒精混合液；低温诱导染色体加倍的时期是前期，显微镜下观察到的大多数细胞处于间期；改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以用于染色体的染色。
【易错警示】与低温诱导植物染色体数目变化实验有关的3个注意问题(1)显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。(2)选材应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体数目加倍的情况。(3)对低温诱导植物染色体数目变化的实验原理理解的关键信息：低温处理分生组织细胞、抑制纺锤体形成、染色体不能被拉向两极、不能形成两个子细胞。错误理解：将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝点不分裂”，将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。
考向二实验步骤及结果分析2．(多选)选取生理状况相同的二倍体草莓(2N＝14)幼苗若干，随机分组，每组30株，用不同浓度的秋水仙素溶液处理幼芽，得到实验结果如图所示。下列有关叙述中正确的是( )
A．该实验的自变量有两个B．高倍镜下观察草莓茎尖细胞的临时装片，发现有的细胞分裂后期的染色体数目为56C．秋水仙素与龙胆紫一样属于碱性染料，能对染色体着色，从而诱导染色体加倍D．实验表明：用质量分数为0.2%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗的幼芽1d，诱导成功率最高
解析：该实验的自变量是秋水仙素的浓度和处理时间，A正确；二倍体草莓经秋水仙素诱导成功后，染色体加倍成28，有丝分裂后期染色体数目为56，B正确；秋水仙素不能对染色体着色，其诱导染色体加倍的原理是抑制分裂前期纺锤体的形成，C错误；图示可知质量分数为0.2%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗的幼芽1d，诱导成功率在处理的组别中最高，D正确。
考向三实验的综合考查3．[原创题]四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多，为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，特设计如下实验。(1)实验主要材料：大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为95%的酒精、显微镜、改良苯酚品红染液等。(2)实验步骤①取五个培养皿，编号并分别加入纱布和适量的水。②将培养皿分别放入－4 ℃、0 ℃、________、________、________的恒温箱中1 h。③取大蒜随机均分成________组，分别________________诱导培养36小时。④分别取根尖________cm，放入________中固定0.5～1 h，然后用______________________冲洗2次。⑤制作装片：解离→________→________→制片。⑥低倍镜检测，______________________________________，并记录结果。
体积分数为95%的酒精
统计每组视野中的染色体数目加倍率
(3)实验结果：染色体数目加倍率最高的一组为最佳低温。(4)实验分析a．设置实验步骤②的目的：________________________________________________________________________________________________________。b．对染色体染色还可以用__________________、__________________等。c．除低温外，________________也可以诱导染色体数目加倍，原理是____________________。
将培养皿放在不同温度下恒温处理，是为了进行相互对照；恒温处理1 h是为了排除室温对实验结果的干扰
解析：本实验目的是探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，所以温度应设置为变量，不同温度处理是为了进行相互对照，恒温处理1h是为了在DNA复制时尽可能使细胞处于设定温度中，以排除其他温度的干扰。但低温并不可能使所有细胞染色体数目均加倍，所以要统计加倍率来确定最佳低温。
[长句应答必备]1．染色体变异的实质是基因数目或位置的改变。2．染色体组是指细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。3．体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫单倍体。与正常植株相比，二倍体植物的单倍体植株长得弱小，并且高度不育。4．由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。多倍体植株常常茎秆粗壮，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较高。5．诱变育种能产生前所未有的新基因，创造变异新类型。6．杂交育种能将两个或多个品种的优良性状集中到同一生物个体上。
1．[2020·山东卷，6]在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该细胞的说法错误的是( )A．可在分裂后期观察到“染色体桥”结构B．其子细胞中染色体的数目不会发生改变C．其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段D．若该细胞基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞
解析：着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，因此可在分裂后期观察到“染色体桥”结构，A正确；进行有丝分裂时，“染色体桥”在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极，不会改变其子细胞中染色体的数目，B正确；姐妹染色单体连接在一起，着丝点分裂后出现“染色体桥”结构，因此其子细胞中染色体上不会连接非同源染色体片段，C错误；姐妹染色单体形成的“染色体桥”结构在分裂时，会在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的一条子染色体可能携带有两个相同基因，产生含有两个相同基因的子细胞，若该细胞的基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞，D正确。
2．[2020·天津卷，7]一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，其基因与染色体的位置关系如图。导致该结果最可能的原因是( )
A．基因突变 B．同源染色体非姐妹染色单体交叉互换C．染色体变异 D．非同源染色体自由组合
解析：一个基因型为DdTt的精原细胞经减数分裂产生了四个精细胞，正常情况下产生两种精细胞，基因型为DT、dt(或Dt、dT)，但结果产生了四种精细胞，最可能的原因是在减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体间发生了交叉互换，B正确。
3．[2018·海南卷，17]蜜蜂中，雌蜂是雌雄配子结合产生的二倍体，雄蜂是由未受精的卵直接发育而来的。某对蜜蜂所产生子代的基因型为：雌蜂是AADD、AADd、AaDD、AaDd；雄蜂是AD、Ad、aD、ad。这对蜜蜂的基因型是( )A．AADd和ad B．AaDd和aDC．AaDd和AD D．Aadd和AD
解析：由雄蜂的基因型可推测亲本雌蜂的基因型为AaDd，后代的雌蜂是由雄性的精子与雌蜂的卵细胞结合形成的，据此推测亲本雄性的基因型为AD，C正确。
4．[2018·天津卷，2]芦笋是雌雄异株植物，雄株性染色体为XY，雌株为XX；其幼茎可食用，雄株产量高。以下为两种培育雄株的技术路线。有关叙述错误的是( )
A．形成愈伤组织可通过添加植物生长调节剂进行诱导B．幼苗乙和丙的形成均经过脱分化和再分化过程C．雄株丁的亲本的性染色体组成分别为XY、XXD．与雄株甲不同，雄株丁培育过程中发生了基因重组
解析：生长素与细胞分裂素的使用比例可影响植物细胞的发育方向，当二者比值高时，有利于根的分化，抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成；比例适中时，促进愈伤组织的形成，因为生长素和细胞分裂素相对应的植物生长调节剂也有相应的效果，所以可以通过添加植物生长调节剂进行诱导，A正确；幼苗乙与幼苗丙的形成是花药离体培养形成单倍体植株的过程，此过程所用技术是植物组织培养，因此需要经过脱分化与再分化的过程，B正确；花粉是经过减数分裂产生的，其配子含有X染色体或Y染色体，经过花药离体培养，得到单倍体，再经过秋水仙素处理后得到的植株乙与丙的基因型为XX或YY，因此雄株丁的亲本的基因型分别为XX、YY，C错误；雄株甲是通过无性繁殖形成的，形成过程中不会进行减数分裂，因此也不会发生基因重组；雄株乙是通过有性生殖形成的，形成过程中经过了减数分裂，因此会发生基因重组，D正确。
5．[2018·天津卷，31]为获得玉米多倍体植株，采用以下技术路线。据图回答：(1)可用____________对图中发芽的种子进行处理。
解析：据题意“为获得玉米多倍体植株”可用秋水仙素对萌发的种子进行处理，抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，导致细胞内的染色体数目加倍，从而得到多倍体玉米。
(2)筛选鉴定多倍体时，剪去幼苗根尖固定后，经过解离、漂洗、染色、制片，观察______区的细胞。若装片中的细胞均多层重叠，原因是______________________。统计细胞周期各时期的细胞数和细胞染色体数。下表分别为幼苗Ⅰ中的甲株和幼苗Ⅱ中的乙株的统计结果。可以利用表中数值________和____________，比较甲株细胞周期中的间期与分裂期的时间长短。
解离不充分或压片不充分
x2＋x3＋x4＋x5
解析：(2)筛选鉴定多倍体时，需要观察染色体的数目，取玉米幼苗的根尖固定后，经过解离、漂洗、染色、制片过程，进行观察。由于只有根尖的分生区进行细胞分裂，因此可观察分生区细胞的染色体数目。在进行有丝分裂实验中，解离是使细胞相互分离开，压片是进一步使细胞相互分散开，如果解离不充分或压片不充分，会使细胞均多层重叠。在观察细胞分裂时，材料经过解离已经死亡。观察到的某一状态的细胞数量越多，说明该时期持续时间越长。因此可用x1表示甲株细胞周期中的间期时间长短，用x2＋x3＋x4＋x5来表示甲株细胞周期中分裂期的时间长短。。
(3)依表结果，绘出形成乙株的过程中，诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体数变化曲线。
解析：(3)秋水仙素诱导导致幼苗在有丝分裂前期不出现纺锤体，因此后期染色体加倍后细胞不会分裂为两个子细胞，进而使细胞内的染色体数目是诱导之前染色体数目的两倍。再进行下一次细胞分裂时，按照加倍后的染色体数目进行正常的有丝分裂。因此诱导处理使染色体数加倍的细胞周期及下一个细胞周期的染色体数变化曲线如图所示：
[国考真题研规律]1．[2020·全国卷Ⅱ，4]关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的是( )A．二倍体植物的配子只含有一个染色体组B．每个染色体组中的染色体均为非同源染色体C．每个染色体组中都含有常染色体和性染色体D．每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同
解析：二倍体植物体细胞内有2个染色体组，其配子是经减数分裂后形成的，同源染色体分离，染色体组数减半，A正确；染色体组是指细胞中的一组在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物生长、发育、遗传和变异的非同源染色体，B正确；高等植物中只有雌雄异体的植物细胞中才有性染色体，而雌雄同体的植物细胞中是没有性染色体的，故高等植物的染色体组中不一定有性染色体，C错误；一个染色体组内的染色体的形态、功能各不相同，所含基因也不相同，故每个染色体组中各染色体DNA的碱基排列顺序也是不相同的，D正确。
2．[全国卷Ⅱ]下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是( )A．该病是由于特定的染色体片段缺失造成的B．该病是由于特定染色体的数目增加造成的C．该病是由于染色体组数目成倍增加造成的D．该病是由于染色体中增加某一片段引起的
解析：人类猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的。
3．[2020·全国卷Ⅲ，32]普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，如图所示(其中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)。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题：
一粒小麦(AA) × 斯氏麦草(BB) ↓ 杂种一 ↓ 拟二粒小麦(AABB) × 滔氏麦草(DD) ↓ 杂种二 ↓ 普通小麦(AABBDD)
(1)在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是__________________________________________。已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体，普通小麦体细胞中有__________条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是______________________________(答出2点即可)。(2)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用的方法有______________________(答出1点即可)。(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合体)，甲的表现型是抗病易倒伏，乙的表现型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，请简要写出实验思路。
无同源染色体，不能进行正常的减数分裂
营养物质含量高、茎秆粗壮
甲、乙两个品种杂交，F1自交，选取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株。
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