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高中生物高考2022年高考生物一轮复习 第7单元 第21讲 染色体变异与育种课件PPT
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这是一份高中生物高考2022年高考生物一轮复习 第7单元 第21讲 染色体变异与育种课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了考点一，染色体变异，考点二，网络构建要语必背，重温高考真题演练，课时精练等内容，欢迎下载使用。
1.染色体结构变异和数目变异。2.生物变异在育种上的应用。3.转基因食品的安全。4.实验：低温诱导染色体加倍。
考点二 生物变异在育种上的应用
1.染色体结构的变异(1)类型(连线)(2)结果：使排列在染色体上的基因的____ 发生改变，从而导致性状的变异。
(2)染色体组(根据果蝇染色体组归纳)①从染色体来源看，一个染色体组中不含 。②从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体 。③从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的_______ ，但不能重复。
2.染色体数目的变异(1)类型
细胞内 的增加或减少细胞内染色体数目以 的形式成倍地增加或减少
(3)单倍体、二倍体和多倍体
(两个染色体组) (三个或三个以上 染色体组
教材中的隐性知识 源于P87“相关信息”(1)被子植物中，约有33%的物种是 。例如，普通小麦、棉、烟草、苹果、梨、菊、水仙等都是多倍体。(2)秋水仙素(C22H25O6N)是1937年发现的，是从 科植物秋水仙的种子和球茎中提取出来的一种 。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，有剧毒，使用时应当特别注意。
3.低温诱导植物染色体数目的变化(1)实验原理：低温处理植物分生组织细胞，能够抑制 的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体数目加倍。
(3)实验现象：视野中既有 细胞，也有__________________的细胞。
教材中的隐性知识 源于必修2 P89“练习·拓展题”：秋水仙素和低温诱导染色体数目加倍的原理是否相同？请说出原理。提示 两者诱导染色体数目加倍的原理相同，都是抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起染色体数目加倍。
(1)DNA分子中发生三个碱基对的缺失导致染色体结构变异( )(2)染色体易位或倒位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响( )(3)体细胞中含有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( )(4)用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体( )(5)单倍体含有的染色体组数都是奇数( )
(1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对数目不同，前者所涉及的数目比后者少的原因是______________________________________________________________________________________________________。(2)体细胞含四个染色体组的生物不一定为四倍体，原因是________________________________________________________________________________________________________。(3)三倍体无子西瓜培育时将一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖的原因是______________________________________________________________________________________________________________。
基因突变是基因结构中碱基对的替换、增添和缺失，
而染色体变异能改变排列在染色体上的基因的数目和排列顺序
还是单倍体，必须先看发育起点。若由配子发育而来，则为单倍体；若
由受精卵发育而来，则为四倍体
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
易错警示 有关染色体变异的3点提醒(1)单倍体所含染色体组的个数不定，可能含1个、2个或多个染色体组，也可能含同源染色体或等位基因。(2)单倍体并非都不育。多倍体的配子中若含有偶数个染色体组，则其发育成的单倍体中含有同源染色体就可育。(3)“可遗传”≠“可育”。三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现为“不育”，但它们均属于可遗传变异。
1.三种可遗传变异的辨析(1)染色体结构变异与基因突变的区别
(2)易位与交叉互换的区别
提醒 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。
2.染色体组数目的判定(1)根据染色体形态判定：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。
(2)根据基因型判定：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组。
3.低温诱导植物染色体数目变化实验中的试剂及其作用
考向一 辨析三种可遗传变异1.下列有关生物变异的说法，正确的是A.某生物体内某条染色体上多了几个或少了几个基因，这种变化属于染 色体数目的变异B.黄圆豌豆×绿皱豌豆→绿圆豌豆，这种变异来源于基因突变C.DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换不一定都是基因突变D.亲代与子代之间，子代与子代之间出现了各种差异，是因为受精过程 中进行了基因重组
解析 某生物体内某条染色体上多了几个或少了几个基因，这种变化属于染色体结构的变异，A错误；黄圆豌豆×绿皱豌豆→绿圆豌豆，这属于杂交育种，而杂交育种的原理是基因重组，B错误；DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换不一定都是基因突变，如突变发生在没有遗传效应的DNA片段(基因以外的非编码序列)中，没有引起基因结构的改变，则不属于基因突变，C正确；亲代与子代之间，子代与子代之间出现了各种差异，是在产生配子的减数分裂过程中发生了基因重组，D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
解析 图①表示交叉互换，发生在减数分裂的四分体时期，图②表示易位，A错误；图③中的变异属于基因突变中的碱基对的缺失，B错误；图④中，若染色体3正常，染色体4则发生染色体结构变异中的缺失，若染色体4正常，染色体3则发生染色体结构变异中的重复，C正确；图中4种变异都是遗传物质的改变，都能够遗传，D错误。
归纳总结 利用三个“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(增加)，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异，在光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变异，在光学显微镜下可以观察到。
考向二 染色体组及生物体倍性的判断3.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三个染色体组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 同源四倍体的单倍体中含有两个染色体组，有同源染色体，A错误；21三体综合征患者的第21号染色体为三条，并不是三倍体，B错误；人的初级卵母细胞中的一个染色体组中由于在复制时可能出现基因突变或在减数第一次分裂前期发生交叉互换，从而出现等位基因，C正确；多倍体的获得通常是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使其染色体数目加倍，用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖细胞中染色体数目不一定都加倍，D错误。
A.甲代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含一条染色体B.乙代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体C.丙代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体D.丁代表的生物可能是单倍体，其一个染色体组含四条染色体
4.(2020·东北师大附中模拟)下图是细胞中所含染色体，下列相关叙述错误的是
解析 甲细胞中有两个染色体组，每个染色体组中有一条染色体，代表的生物若是由受精卵发育形成的则为二倍体，若是由未受精的配子发育形成的则为单倍体，A正确；乙细胞中含有三个染色体组，每个染色体组含有两条染色体，代表生物若是由受精卵发育形成的则为三倍体，若是由未受精的配子发育形成的则为单倍体，B错误；
丙细胞中含有两个染色体组，每个染色体组含三条染色体，代表的生物可能是二倍体，也可能是单倍体，C正确；丁细胞中四条染色体大小形态各不相同，属于一个染色体组，该细胞若是体细胞，则代表生物为单倍体，D正确。
考向三 低温诱导植物染色体数目的变化5.(2020·荆州质检)下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验条件和试剂使用的叙述中，不正确的一组是①低温：与“多倍体育种”中“秋水仙素”的作用机理相同②酒精：与在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”中的使用方法相同③卡诺氏液：与“探究酵母菌细胞呼吸的方式”中“NaOH溶液”的作用相同④改良苯酚品红染液：与“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”中“醋酸洋红液”的使用目的相同A.①② B.①④C.②③ D.③④
解析 低温和秋水仙素都可抑制纺锤体的形成，①正确；检测生物组织中的脂肪的实验中酒精的作用是洗去浮色，在低温诱导染色体数目变化的实验中，使用酒精的目的是冲洗残留的卡诺氏液及酒精与盐酸混合用于解离根尖细胞，②错误；卡诺氏液用于固定细胞的形态，在探究酵母菌细胞呼吸方式实验中，NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，③错误；改良苯酚品红染液和醋酸洋红液的使用目的都是将染色体着色，④正确。故选C。
6.用质量分数为2%的秋水仙素处理植物分生组织5～6 h，能够诱导细胞内染色体数目加倍。某生物小组为了探究用一定时间的低温(如4 ℃)处理水培的洋葱根尖是否也能诱导细胞内染色体数目加倍进行了相关实验设计。下列关于该实验的叙述中，错误的是A.本实验的假设是用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞 内染色体数目加倍B.本实验可以在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内的染色 体数目C.本实验需要制作根尖细胞的临时装片，制作步骤是解离→漂洗→染色 →制片D.本实验可以看到一个细胞完整的染色体数目加倍的过程
解析 由于在装片制作过程中已经将细胞杀死，所以用显微镜观察时看不到一个细胞完整的染色体数目加倍的过程，故D错误。
生物变异在育种上的应用
1.单倍体育种(1)原理： 。(2)过程
(3)优点： 。(4)缺点：技术复杂。
2.多倍体育种(1)方法：用 或低温处理。(2)处理材料： 。(3)原理： 。(4)实例：三倍体无子西瓜的培育
第一次传粉：杂交获得三倍体种子第二次传粉：刺激子房发育成果实
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目 ，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数 。③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，由于染色体 ，不能产生正常配子。
3.杂交育种(1)原理： 。(2)过程①培育杂合子品种选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。②培育隐性纯合子品种选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1 F2→选出表现型符合要求的个体种植并推广。
③培育显性纯合子品种a.植物：选择具有不同优良性状的亲本 ，获得F1→F1自交→获得F2→ 需要的类型，连续自交至 为止。b.动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择_______________ 。(3)优点：操作简便，可以把多个品种的 集中在一起。(4)缺点：获得新品种的周期 。
4.诱变育种(1)原理： 。(2)过程
(3)优点①可以提高 ，在较短时间内获得更多的优良变异类型。②大幅度地 。(4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。
(1)抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦( )(2)通过花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种( )(3)单倍体育种中，通过花药离体培养所得的植株均为纯合的二倍体( )(4)诱变育种可通过改变基因的结构达到育种目的( )(5)用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，则四倍体植株上会结出三倍体无子西瓜( )
(1)杂交育种选育从F2开始的原因是 。(2)诱变育种一般不用于动物的原因是______________________________ 。
从F2开始发生性状分离
诱变育种具有不定向性和低频性，
需要处理大量材料，且发生在动物体细胞中的突变难以遗传给后代
1.单倍体育种与杂交育种的关系
2.据不同育种目标选择不同育种方案
考向一 分析单倍体育种与多倍体育种的应用7.右图为某二倍体植物单倍体育种过程，下列叙述正确的是A.①中发生了染色体数目变异B.②一般采用花药离体培养的方法C.③中秋水仙素抑制着丝点分裂D.④中选到的植株中 为纯合子
解析 ①为杂交过程，产生的子代染色体数目没有改变，A错误；②为花药离体培养过程，可获得单倍体植株，B正确；③中秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，但是不抑制着丝点的分裂，C错误；
④过程产生比例相等的4种纯合子，D错误。
8.某二倍体植株的体细胞中染色体数为24，基因型为AaBb，这两对基因遵循自由组合定律。请据图完成下列问题：
(1)图中A所示的细胞分裂方式是__________。(2)产生的花粉基因型有____种，由花粉发育成的单倍体有哪几种基因型？_________________。
AB、Ab、aB、ab
解析 植物产生花粉或卵细胞要经过减数分裂，由于该植株基因型为AaBb，所以能产生4种基因型花粉，将花粉经花药离体培养产生的单倍体也应该有4种基因型：AB、Ab、aB、ab。
(3)若C处是指用秋水仙素处理，则个体①的体细胞中含染色体____条，它是纯合子还是杂合子？________。(4)若该植物进行自花传粉，在形成的以个体②组成的群体中可能有几种基因型？______。
解析 花粉中染色体数是体细胞的一半，即12条，经秋水仙素处理后的纯合子染色体数应该为24条，基因型为AaBb的个体自交，后代应该有9种基因型。
(5)若A表示水稻的高秆基因，a表示水稻的矮秆基因；B表示水稻的抗病基因，b表示水稻的不抗病基因，这两对基因的遗传遵循自由组合定律。那么该水稻自花传粉的后代中，矮秆抗病的个体所占比例是_____，若要获得稳定遗传的矮秆抗病水稻，应让矮秆抗病的水稻进行自交，在自交的后代中纯种的矮秆抗病水稻所占比例为____。
(6)若要尽快获得纯种的矮秆抗病水稻，则应采用图中____________(填字母)过程进行育种，这种育种方法称为____________。
考向二 分析诱变育种和杂交育种的应用9.如图表示培育多种花色的某种植物的流程，下列叙述正确的是A.培育粉红花N运用的遗传学原理是基因突变B.用X射线照射深红花S的种子后即可获得粉红花M植株C.白花N的自交后代不会发生性状分离，能稳定遗传D.深红花S与白花N杂交，产生深红花植株的概率为
解析 培育粉红花N运用的遗传学原理是染色体结构变异，A错误；由于基因突变具有不定向性，因此用X射线照射深红花S的种子后不一定能获得粉红花M植株，B错误；白花N为纯合子，能稳定遗传，其自交后代不会发生性状分离，C正确；深红花S与白花N杂交，产生深红花植株的概率为1，D错误。
10.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前三代即可)。
(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)
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，再用块茎进行无性繁殖，遗传图解见答案。
考向三 生物育种的综合判断11.诱变育种、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种都是传统的育种技术，转基因技术是育种的新技术。下列叙述错误的是A.杂交育种和单倍体育种过程中通常都涉及基因重组原理B.采用上述技术的目的是获得具有所需性状的品种C.上述技术中，通常仅多倍体育种会育出与原物种生殖隔离的个体D.与传统育种比较，转基因的优势是能使生物出现自然界中没有的新基 因和性状
解析 杂交育种和单倍体育种过程中都涉及杂合亲本减数分裂产生花粉的过程，该过程的原理是基因重组，A正确；不管采用哪种育种技术，都是为了获得具有所需性状的品种，B正确；上述技术中，仅多倍体育种育出的多倍体与原物种存在生殖隔离，其余育种技术育出的个体都与原亲本的染色体数相同，不会出现生殖隔离，C正确；与传统育种相比，转基因的优势是定向培育出人们所需的性状类型，其转入基因并不是自然界不存在的新基因，D错误。
易错警示 有关育种的4点易错提醒(1)诱变育种与杂交育种相比，前者能产生新基因，创造变异新类型，后者只是实现原有基因的重新组合。(2)育种中“最简便”与“最快速”的差异：“最简便”着重于技术含量应为“易操作”，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作；“最快速”则未必简便，如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高。(3)“单倍体育种”≠“花药离体培养”：单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程；花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。(4)单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，前者操作对象是幼苗期的单倍体植株；后者操作对象为萌发期的种子或幼苗期的正常植株。
12.(2020·山东高考模拟)水稻的育性由一对等位基因M、m控制，基因型为MM和Mm的个体可产生正常的雌、雄配子，基因型为mm的个体只能产生正常的雌配子，表现为雄性不育，基因M可使雄性不育个体恢复育性。通过转基因技术将基因M与雄配子致死基因A、蓝色素生成基因D一起导入基因型为mm的个体中，并使其插入到一条不含基因m的染色体上，如图所示。基因D的表达可使种子呈现蓝色，无基因D的种子呈现白色。该方法可以利用转基因技术大量培育不含转基因成分的雄性不育个体。
(1)基因型为mm的个体在育种过程中作为______(填“父本”或“母本”)，该个体与育性正常的非转基因个体杂交，子代可能出现的基因型为__________。
解析 根据题意，基因型为mm的个体只能产生正常的雌配子，表现为雄性不育，故mm的个体在育种过程中作为母本，该个体与育性正常的非转基因个体即MM和Mm杂交，子代可能出现的基因型为Mm、mm。
(2)图示的转基因个体自交，F1的基因型及比例为____________________，其中雄性可育(能产生可育的雌、雄配子)的种子颜色为______。F1个体之间随机受粉，得到的种子中雄性不育种子所占比例为_____，快速辨别雄性不育种子和转基因雄性可育种子的方法是_________________________________________________________________。
ADMmm∶mm＝1∶1
根据种子颜色辨别(或雄性不
育种子为白色、转基因雄性可育种子为蓝色)
解析 若转基因个体为ADMmm作为父本，产生的可育配子为m，作为母本，产生的可育配子为m、ADMm，故该转基因个体自交，F1的基因型为mm、ADMmm，比例为1∶1，其中mm为雄性不育，ADMmm为雄性可育，由于基因D的表达可使种子呈现蓝色，故雄性可育种子颜色为蓝色。F1的基因型为mm、ADMmm，mm为雄性不育，ADMmm为雄性可育，F1个体之间随机受粉，则杂交组合有mm(♀)×ADMmm(♂)、ADMmm(♀)×ADMmm(♂)，前者产生的子代都是mm(雄性不育)，后者产生的子代有mm(雄性不育)∶ADMmm(雄性可育)＝1∶1，故得到的种子中雄性不育种子所占比例为1/2＋1/2×1/2＝3/4，且雄性可育个体都含D，表现为蓝色，故若所结种子为蓝色则为转基因雄性可育，若为白色则为雄性不育，该方法可用于快速辨别雄性不育种子和转基因雄性可育种子。
(3)若转入的基因D由于突变而不能表达，将该种转基因植株和雄性不育植株间行种植，使其随机受粉也能挑选出雄性不育种子，挑选方法是___________________________。但该方法只能将部分雄性不育种子选出，原因是__________________________________________________________________________。因此生产中需利用基因D正常的转基因植株大量获得雄性不育种子。
挑选雄性不育植株所结的种子
转基因植株上所结种子中既有雄性可育的也有雄性不育的，且均
解析 若转入的基因D由于突变而不能表达，将该种转基因植株ADMmm和雄性不育植株mm间行种植，随机受粉，则根据(2)题分析可知，mm上产生的种子都是mm(雄性不育)，ADMmm上产生的种子有mm(雄性不育)∶ADMmm(雄性可育)＝1∶1，故在雄性不育植株上结的都是雄性不育种子，但该方法只能将部分雄性不育种子选出，因为转基因植株上也能结出雄性不育的种子，因此生产中需利用基因D正常的转基因植株大量获得雄性不育种子。
1.核心概念(1)(必修2 P86)染色体组：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、遗传和变异的一组染色体。(2)(必修2 P87)二倍体、多倍体与单倍体：由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体，就叫二倍体。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，就叫多倍体。单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
2.教材结论性语句(1)(必修2 P86)染色体结构的改变，会使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。(2)(必修2 P86)染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另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。(3)(必修2 P98)育种方法包括杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种及基因工程育种等，育种原理则包括基因突变、基因重组及染色体变异等。
(4)(必修2 P99)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。(5)(必修2 P100)诱变育种是利用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物，使生物发生基因突变。
1.(2020·全国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 二倍体植物的体细胞中含有两个染色体组，其配子中只含有一个染色体组，A项正确；每个染色体组中的染色体的形态、大小等均不相同，都是非同源染色体，每条染色体DNA的碱基序列均不同，B、D项正确；不含性染色体的生物，每个染色体组中都不含性染色体，如豌豆、玉米等，C项错误。
2.(2020·山东，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，如下图所示。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 “染色体桥”是着丝点分裂后向两极移动时出现的，可在该细胞有丝分裂后期看到，A项正确；“染色体桥”会在两着丝点间任一位置发生断裂，形成两条子染色体，并移向细胞两极，不影响子细胞中染色体的数目，B项正确；
由于“染色体桥”会在两着丝点间任一位置发生断裂，很可能会导致形成的两条染色体不对等，有的可能出现染色体片段的增加，有的可能出现减少，但增加的染色体片段来自其姐妹染色单体，而不是非同源染色体，C项错误，D项正确。
3.(2019·江苏，4)下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是A.基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异B.基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异C.弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种D.多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种
解析 基因重组是生物变异的来源之一，可能会导致生物性状变异，A错误；因为密码子具有简并性以及基因的显隐性等，所以基因突变不一定导致生物性状发生改变，B错误；弱小且高度不育的单倍体植株经加倍处理后，其染色体数目加倍而成为可育的植株，可用于育种，C正确；多倍体植株染色体组数加倍，可能影响配子的形成，不利于育种，D错误。
4.(2020·全国Ⅰ，32)遗传学理论可用于指导农业生产实践。回答下列问题：(1)生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结构变异的情况下，产生基因重新组合的途径有两条，分别是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
在减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合；同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组
解析 生物体进行有性生殖过程中要通过减数分裂产生配子，在减数分裂过程中，会发生基因突变、基因重组和染色体变异等可遗传的变异，导致产生多种多样的配子，从而使后代具有多样性。减数分裂过程中发生的基因重组类型主要有两种，第一种是减数第一次分裂过程中，等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而自由组合；第二种是减数第一次分裂的四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体间交叉互换，其上的等位基因发生交换，导致基因重组。
(2)在诱变育种过程中，通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传，原因是_________________________，若要使诱变获得的性状能够稳定遗传，需要采取的措施是____________________________________。
控制新性状的基因是杂合的
通过自交筛选出性状能稳定遗传的子代
解析 诱变育种的主要原理是基因突变，而基因突变是随机的、不定向的，一般来说，基因突变可以产生一个以上的等位基因，这样形成的具有新性状的个体往往是杂合子，性状不能稳定遗传；要使性状能够稳定遗传需要形成纯合子，由杂合子形成纯合子的方法一般是连续自交，直至后代不发生性状分离。
5.(2020·全国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：
(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)。
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
解析 杂种一中的两个染色体组分别来自一粒小麦和斯氏麦草两个不同物种，无同源染色体，不能通过减数分裂产生正常的配子，因此杂种一是高度不育的。杂种二中含3个染色体组，经其染色体加倍形成的普通小麦中含有6个染色体组，每个染色体组均含7条染色体，故普通小麦体细胞中共含有42条染色体。与二
倍体植株相比，多倍体植株的优点是茎秆粗壮，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。
(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)。
解析 人工诱导染色体加倍的方法有很多，如低温处理、用秋水仙素处理等。目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。
(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合子)，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。
答案 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(或甲、乙杂交得F1，将F1的花药进行离体培养获得单倍体幼苗，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，最后经筛选可获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种)
解析 甲(抗病易倒伏)和乙(易感病抗倒伏)具有两对相对性状，且都是纯合子，可通过杂交育种或单倍体育种的方法将两者的优良性状集中在一个个体上。若采用杂交育种的方法，其实验思路是将甲、乙两个品种杂交得F1，F1自交得F2，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。若采用单倍体育
种的方法，其实验思路是甲、乙杂交得F1，将F1的花药进行离体培养获得单倍体幼苗，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，最后经筛选可获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种。
1.下列关于染色体变异及其应用的叙述，正确的是A.染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异B.三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关C.用秋水仙素处理单倍体植株萌发的种子或幼苗，一定能获得纯合子D.体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体
解析 染色体增加某一片段属于染色体结构变异，往往对生物体不利，A错误；三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，同源染色体联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞，所以高度不育与同源染色体联会行为有关，B正确；用秋水仙素处理单倍体植株的幼苗，获得的植株不一定是纯合子，且单倍体植株不是由种子发育而来，而是由配子发育而来，C错误；含有三个或三个以上染色体组的个体不一定是多倍体。如果该生物体是由配子发育而来，则为单倍体；如果该生物体是由受精卵发育而来，则为多倍体，D错误。
A.图中乙细胞正在进行有丝分裂，不 可能发生基因突变和基因a重组B.乙细胞的子细胞含有四个染色体组， 丙细胞连续分裂后的子细胞含有一 个染色体组
2.下图为某二倍体动物细胞甲在有丝分裂和减数分裂过程中出现的三个细胞乙、丙、丁。下列有关叙述正确的是
C.丙细胞发生染色体结构变异，丁细胞是染色体结构变异导致的异常联会D.一个丙细胞能产生四种基因型不同的精子，丁细胞能产生两种基因型的 精子
解析 乙细胞含有同源染色体，呈现的特点是着丝点分裂，染色体移向细胞两极，处于有丝分裂后期，可能发生基因突变，但不能发生基因重组，A错误；乙细胞含有四个染色体组，其分裂产生的子细胞含有两个染色体组。丙细胞呈现的特点是同源染色体排列在赤道板上，处于减数第一次分裂中期，连续分裂后的子细胞(精细胞或卵细胞或第二极体)含有一个染色体组，B错误；
丙细胞发生的交叉互换属于基因重组，C错误；一个丙细胞，因发生了同源染色体的交叉互换而导致其能产生四种基因型不同的精子，丁细胞因染色体结构变异导致联会出现异常，能产生两种基因型的精子(HAa、hBb或HhAB、ab)，D正确。
3.(2021·浙江省高三模拟)如图表示某对常染色体的结构对比，其中字母表示染色体片段，该染色体的结构变异属于
解析 根据题干中的两条染色体为同源染色体，相同位置应携带等位基因(相同基因)，经分析得出染色体的g、h基因所在片段与同一条染色体a基因所在的片段发生了交换而导致的如图所示的变异，属于染色体倒位。
A.缺失 B.重复 C.倒位 D.易位
4.(2020·山东高考模拟)果蝇的性别决定是XY型，性染色体数目异常会影响果蝇的性别特征甚至使果蝇死亡，如性染色体组成为XO的个体为雄性，XXX、OY的个体胚胎致死(O表示缺失染色体)。果蝇红眼和白眼分别由基因R和r控制。某同学发现一只异常果蝇，该果蝇左半侧表现为白眼雄性，右半侧表现为红眼雌性。若产生该果蝇的受精卵染色体组成正常，且第一次分裂形成的两个细胞核中只有一个细胞核发生变异，则该受精卵的基因型及变异细胞核产生的原因可能是A.XRXr；含基因R的X染色体丢失B.XrXr；含基因r的X染色体丢失C.XRXr；含基因r的X染色体结构变异D.XRXR；含基因R的X染色体结构变异
解析 由题意可知，该果蝇一半为白眼雄性，可能的基因型为XrY或XrO；另一半为红眼雌性，基因型可能为XRXR或XRXr。而该果蝇受精卵正常，第一次分裂产生的一个细胞异常。若受精卵为XrY或XrO，则不会出现一半的红眼雌性；若受精卵为XRXR，则不会出现一半的白眼雄性；受精卵只有为XRXr且XR丢失后，才可能出现一半白眼雄性(XrO)，一半红眼雌性(XRXr)。故选A。
5.图中字母代表正常细胞中所含有的基因，下列说法正确的是
A.③为多倍体，通常茎秆粗壮、子粒较大B.④为单倍体，通常茎秆弱小、子粒较小C.若①和②杂交，后代基因型的比例为1∶5∶5∶1D.①②③④细胞所代表的个体分别是四倍体、二倍体、三倍体和单倍体
解析 如果①②③是由受精卵发育而成的个体中的正常细胞，④由配子发育而来的个体的正常细胞，则①②③④细胞所代表的个体分别是四倍体、二倍体、三倍体和单倍体，如果①②③是由配子发育而来的，则不成立。③中含3个染色体组，减数分裂过程中联会紊乱，不能产生正常配子，不能结出子粒，A、D错误；
④为单倍体，通常茎秆弱小、高度不育，所以没有子粒，B错误；①(AAaa)经减数分裂可产生3种配子，其基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，②(Aa)经减数分裂可产生2种配子，其基因型及比例为A∶a＝1∶1，因此，它们杂交所得后代的基因型及比例为AAA∶AAa∶Aaa∶aaa＝1∶5∶5∶1，C正确。
6.(2020·江苏省高三三模)下列关于染色体变异的叙述，正确的是A.染色体结构变异可导致染色体上基因的数目或排列顺序发生改变B.同源染色体的非姐妹染色单体之间交换片段导致染色体结构变异C.染色体组成倍地增加或减少不改变基因的种类和数量D.染色体结构和数目的变异不会增加生物的多样性
解析 同源染色体的非姐妹染色单体之间交换片段为基因重组，B错误；染色体组成倍地增加或减少不改变基因的种类，但是改变基因的数量，C错误；染色体结构和数目的变异是突变的一种情况，为生物进化提供原材料，会增加生物的多样性，D错误。
7.水稻的高秆、矮秆分别由基因A和a控制，抗病和不抗病分别由基因B和b控制。现有基因型为aabb与AABB的水稻品种，下图为不同的育种方法培育矮秆抗病植株的过程，下列有关叙述正确的是
A.杂交育种包括过程①③，其原理是基因突变和基因重组B.人工诱变育种为过程②，B可能来自b的基因突变C.单倍体育种包括过程①④⑤，过程⑤常用花药离体培养法D.多倍体育种包括过程①⑥⑦，原理是染色体结构和数目变异
解析 过程①③为杂交育种，其原理是基因重组，A项错误；过程②为人工诱变育种，将aabb经人工诱变可获得aaBB，b变成B的方式为基因突变，B项正确；过程①④⑤为单倍体育种，F1产生的配子经花药离体培养(④)得到单倍体，单倍体经秋水仙素处理(⑤)使染色体数目加倍，选育得到aaBB，C项错误；过程①⑥⑦为多倍体育种，可获得多倍体aaaaBBBB，多倍体育种的原理是染色体数目变异，D项错误。
8.(2020·江苏省高三三模)下列关于生物育种的叙述，错误的是A.要提高果实的产量和营养物质的含量，可运用多倍体育种B.欲培育三倍体无子西瓜，需用四倍体作母本与二倍体作父本进行杂交C.欲大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，只能利用基因工 程育种D.将存在于同一物种的不同个体中的基因集中到同一个体，可采用杂交 育种
解析 多倍体植株的一般特征是茎粗、叶大、花大、果实大，且营养物质含量丰富，A正确；培育三倍体无子西瓜时，需用四倍体作母本与二倍体作父本进行杂交，B正确；欲大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，也可利用诱变育种，C错误；杂交育种能将同一物种的不同个体的优良性状集于同一个体上，D正确。
9.下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的分析，错误的是A.有利于细胞分散开来的两个关键步骤是解离和制片B.视野中染色体数目已加倍的细胞占多数C.用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态D.染色体数目变化的原因是低温抑制了纺锤体的形成
解析 解离和制片是有利于细胞分散开来的两个关键步骤，A项正确；低温诱导染色体数目加倍的原理是低温可抑制有丝分裂前期纺锤体的形成从而使染色体数目加倍，而大多数细胞处于分裂间期，因此视野中染色体数目已加倍的细胞占少数，B项错误、D项正确；用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态，C项正确。
10.低温诱导植物(洋葱根尖)染色体数目变化的实验，以下相关叙述正确的是A.在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的 细胞B.洋葱根尖在冰箱的低温室内诱导36 h，可抑制细胞分裂中染色体的着 丝点分裂C.用卡诺氏液固定细胞的形态，用甲基绿染液对染色体染色D.低温处理洋葱根尖分生组织细胞，作用的时期是细胞有丝分裂中期
解析 低温能抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，使细胞染色体数目加倍，大多数细胞处于间期，因此多数细胞染色体数目未加倍，少数细胞的染色体数目加倍，所以在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目加倍的细胞，A项正确、D项错误；低温能够抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点分裂，B项错误；染色体的染色使用的是龙胆紫溶液或醋酸洋红液等碱性染料，C项错误。
11.果蝇的正常眼基因(E)对无眼基因(e)为显性，位于第4号染色体上。第4号染色体多一条或少一条(如下图)的个体可以生活，而且能够繁殖。分析回答下列问题：
(1)染色体数目正常的无眼果蝇与纯种正常眼果蝇杂交得F1，F1自交所得F2中果蝇的表现型及比例为____________________。
解析 染色体数目正常的无眼果蝇与正常眼纯种果蝇杂交，F1基因型为Ee，F1自交后代出现性状分离，所得F2果蝇的表现型及比例为正常眼∶无眼＝3∶1。
(2)染色体数目正常的无眼果蝇与第4号染色体单体的正常眼果蝇杂交，子代基因型及比例为_____________。
解析 染色体数目正常的无眼果蝇只产生一种配子e，第4号染色体单体的正常眼果蝇能产生含有第4号染色体和不含第4号染色体的两种比例相等的配子，因此子代基因型及比例为Ee∶e＝1∶1。
(3)为探究某第4号染色体三体正常眼果蝇的基因型，可让其与染色体数目正常的无眼果蝇杂交，统计子代的表现型及比例。①若子代全为正常眼，则该果蝇的基因型为_____。②若子代____________________，则该果蝇的基因型为______。③若子代___________________，则该果蝇的基因型为_____。
解析 第4号染色体三体正常眼果蝇的基因型有三种情况，分别是EEE、EEe或Eee。染色体数目正常的无眼果蝇只产生一种配子e。第4号染色体三体正常眼果蝇的基因型、产生的配子类型及比例，与染色体数目正常无眼果蝇杂交后，子代基因型及比例、子代表现型及比例如下表：
12.某自花且闭花受粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答：(1)自然状态下，该植物一般都是____合子。
解析 由于该植物是自花且闭花受粉植物，所以在自然状态下一般都是纯合子。
(2)若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有_________________和多害少利性这三个特点。
解析 诱变育种时，用γ射线处理种子的原理是基因突变。由于基因突变具有不定向性、低频性和多害少利性等特点，所以需要处理大量种子。
(3)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2中选出抗病矮茎个体，再经连续______等纯合化手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的__________。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上F2的表现型及其比例为___________________________。
高茎∶中茎∶矮茎＝1∶6∶9
解析 如果采用杂交育种的方式，将上述两个亲本杂交，得F1，在F1自交所得的F2中选出抗病矮茎个体(D_E_R_)，再通过连续自交及逐代淘汰的手段，最终获得能稳定遗传的抗病矮茎品种(DDEERR)。一般情况下，控制性状的基因数量越多，需进行的自交和筛选操作越多，因此其育种过程所需年限越长。若只考虑茎的高度，F1(DdEe)在自然状态下繁殖即自交后，F2中表现型及比例为9矮茎(9D_E_)∶6中茎(3D_ee、3ddE_)∶1高茎(1ddee)。
(4)若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有________________________________________。请用遗传图解表示其过程(说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。
植物细胞的全能性、基因重
解析 若采用单倍体育种的方式获得所需品种，首先需将两品种杂交得F1，对F1的花药进行离体培养得到单倍体，继而使用秋水仙素对其进行处理使其染色体数目加倍，该过程涉及的原理有植物细胞的全能性、基因重组和染色体变异，其遗传图解见答案。
13.(2020·天津，17)小麦的面筋强度是影响面制品质量的重要因素之一，如制作优质面包需强筋面粉，制作优质饼干需弱筋面粉等。小麦有三对等位基因(A/a，B1/B2，D1/D2)分别位于三对同源染色体上，控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白(HMW)，从而影响面筋强度。科研人员以两种纯合小麦品种为亲本杂交得F1，F1自交得F2，以期选育不同面筋强度的小麦品种。相关信息见下表。据表回答：
注：“＋”表示有相应表达产物；“－”表示无相应表达产物。
(1)三对基因的表达产物对小麦面筋强度的影响体现了基因可通过控制______________来控制生物体的性状。
解析 根据题意可知，小麦中的三对等位基因控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白(HMW)，从而影响面筋强度，体现了基因通过控制蛋白质的结构来控制生物体的性状。
(2)在F1植株上所结的F2种子中，符合强筋小麦育种目标的种子所占比例为______，符合弱筋小麦育种目标的种子所占比例为____。
解析 根据表中相关信息可推知，两种纯合亲本的基因型分别为AAB2B2D1D1(小偃6号)、AAB1B1D2D2(安农91168)，这两种亲本杂交后代F1的基因型为AAB1B2D1D2，F1自交所得F2中符合强筋小麦育种目标的种子(AAB2B2D2D2)所占比例为1AA×1/4B2B2×1/4D2D2＝1/16；符合弱筋小麦育种目标的种子(aaB1B1D1D1)所占比例为0。
(3)为获得纯合弱筋小麦品种，可选择F2中只含____________产物的种子，采用____________________________________________________等育种手段，选育符合弱筋小麦育种目标的纯合品种。
解析 要获得纯合弱筋小麦品种aaB1B1D1D1，可选择F2中只含可表达甲、乙、丁三种产物的种子(AAB1B1D1D1)，采用诱变育种诱变出a基因，或采用基因工程育种导入a基因，或通过将其与不含甲产物(基因型为aa)的小麦品种进行杂交等育种手段获得。
诱变、基因工程、将其与不含甲产物的小麦品种进行杂交
1.染色体结构变异和数目变异。2.生物变异在育种上的应用。3.转基因食品的安全。4.实验：低温诱导染色体加倍。
考点二 生物变异在育种上的应用
1.染色体结构的变异(1)类型(连线)(2)结果：使排列在染色体上的基因的____ 发生改变，从而导致性状的变异。
(2)染色体组(根据果蝇染色体组归纳)①从染色体来源看，一个染色体组中不含 。②从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体 。③从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的_______ ，但不能重复。
2.染色体数目的变异(1)类型
细胞内 的增加或减少细胞内染色体数目以 的形式成倍地增加或减少
(3)单倍体、二倍体和多倍体
(两个染色体组) (三个或三个以上 染色体组
教材中的隐性知识 源于P87“相关信息”(1)被子植物中，约有33%的物种是 。例如，普通小麦、棉、烟草、苹果、梨、菊、水仙等都是多倍体。(2)秋水仙素(C22H25O6N)是1937年发现的，是从 科植物秋水仙的种子和球茎中提取出来的一种 。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，有剧毒，使用时应当特别注意。
3.低温诱导植物染色体数目的变化(1)实验原理：低温处理植物分生组织细胞，能够抑制 的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体数目加倍。
(3)实验现象：视野中既有 细胞，也有__________________的细胞。
教材中的隐性知识 源于必修2 P89“练习·拓展题”：秋水仙素和低温诱导染色体数目加倍的原理是否相同？请说出原理。提示 两者诱导染色体数目加倍的原理相同，都是抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起染色体数目加倍。
(1)DNA分子中发生三个碱基对的缺失导致染色体结构变异( )(2)染色体易位或倒位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响( )(3)体细胞中含有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( )(4)用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体( )(5)单倍体含有的染色体组数都是奇数( )
(1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对数目不同，前者所涉及的数目比后者少的原因是______________________________________________________________________________________________________。(2)体细胞含四个染色体组的生物不一定为四倍体，原因是________________________________________________________________________________________________________。(3)三倍体无子西瓜培育时将一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体西瓜的芽尖的原因是______________________________________________________________________________________________________________。
基因突变是基因结构中碱基对的替换、增添和缺失，
而染色体变异能改变排列在染色体上的基因的数目和排列顺序
还是单倍体，必须先看发育起点。若由配子发育而来，则为单倍体；若
由受精卵发育而来，则为四倍体
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
易错警示 有关染色体变异的3点提醒(1)单倍体所含染色体组的个数不定，可能含1个、2个或多个染色体组，也可能含同源染色体或等位基因。(2)单倍体并非都不育。多倍体的配子中若含有偶数个染色体组，则其发育成的单倍体中含有同源染色体就可育。(3)“可遗传”≠“可育”。三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现为“不育”，但它们均属于可遗传变异。
1.三种可遗传变异的辨析(1)染色体结构变异与基因突变的区别
(2)易位与交叉互换的区别
提醒 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。
2.染色体组数目的判定(1)根据染色体形态判定：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。
(2)根据基因型判定：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组。
3.低温诱导植物染色体数目变化实验中的试剂及其作用
考向一 辨析三种可遗传变异1.下列有关生物变异的说法，正确的是A.某生物体内某条染色体上多了几个或少了几个基因，这种变化属于染 色体数目的变异B.黄圆豌豆×绿皱豌豆→绿圆豌豆，这种变异来源于基因突变C.DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换不一定都是基因突变D.亲代与子代之间，子代与子代之间出现了各种差异，是因为受精过程 中进行了基因重组
解析 某生物体内某条染色体上多了几个或少了几个基因，这种变化属于染色体结构的变异，A错误；黄圆豌豆×绿皱豌豆→绿圆豌豆，这属于杂交育种，而杂交育种的原理是基因重组，B错误；DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换不一定都是基因突变，如突变发生在没有遗传效应的DNA片段(基因以外的非编码序列)中，没有引起基因结构的改变，则不属于基因突变，C正确；亲代与子代之间，子代与子代之间出现了各种差异，是在产生配子的减数分裂过程中发生了基因重组，D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
解析 图①表示交叉互换，发生在减数分裂的四分体时期，图②表示易位，A错误；图③中的变异属于基因突变中的碱基对的缺失，B错误；图④中，若染色体3正常，染色体4则发生染色体结构变异中的缺失，若染色体4正常，染色体3则发生染色体结构变异中的重复，C正确；图中4种变异都是遗传物质的改变，都能够遗传，D错误。
归纳总结 利用三个“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(增加)，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异，在光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变异，在光学显微镜下可以观察到。
考向二 染色体组及生物体倍性的判断3.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三个染色体组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 同源四倍体的单倍体中含有两个染色体组，有同源染色体，A错误；21三体综合征患者的第21号染色体为三条，并不是三倍体，B错误；人的初级卵母细胞中的一个染色体组中由于在复制时可能出现基因突变或在减数第一次分裂前期发生交叉互换，从而出现等位基因，C正确；多倍体的获得通常是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使其染色体数目加倍，用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖细胞中染色体数目不一定都加倍，D错误。
A.甲代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含一条染色体B.乙代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体C.丙代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体D.丁代表的生物可能是单倍体，其一个染色体组含四条染色体
4.(2020·东北师大附中模拟)下图是细胞中所含染色体，下列相关叙述错误的是
解析 甲细胞中有两个染色体组，每个染色体组中有一条染色体，代表的生物若是由受精卵发育形成的则为二倍体，若是由未受精的配子发育形成的则为单倍体，A正确；乙细胞中含有三个染色体组，每个染色体组含有两条染色体，代表生物若是由受精卵发育形成的则为三倍体，若是由未受精的配子发育形成的则为单倍体，B错误；
丙细胞中含有两个染色体组，每个染色体组含三条染色体，代表的生物可能是二倍体，也可能是单倍体，C正确；丁细胞中四条染色体大小形态各不相同，属于一个染色体组，该细胞若是体细胞，则代表生物为单倍体，D正确。
考向三 低温诱导植物染色体数目的变化5.(2020·荆州质检)下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验条件和试剂使用的叙述中，不正确的一组是①低温：与“多倍体育种”中“秋水仙素”的作用机理相同②酒精：与在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”中的使用方法相同③卡诺氏液：与“探究酵母菌细胞呼吸的方式”中“NaOH溶液”的作用相同④改良苯酚品红染液：与“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”中“醋酸洋红液”的使用目的相同A.①② B.①④C.②③ D.③④
解析 低温和秋水仙素都可抑制纺锤体的形成，①正确；检测生物组织中的脂肪的实验中酒精的作用是洗去浮色，在低温诱导染色体数目变化的实验中，使用酒精的目的是冲洗残留的卡诺氏液及酒精与盐酸混合用于解离根尖细胞，②错误；卡诺氏液用于固定细胞的形态，在探究酵母菌细胞呼吸方式实验中，NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，③错误；改良苯酚品红染液和醋酸洋红液的使用目的都是将染色体着色，④正确。故选C。
6.用质量分数为2%的秋水仙素处理植物分生组织5～6 h，能够诱导细胞内染色体数目加倍。某生物小组为了探究用一定时间的低温(如4 ℃)处理水培的洋葱根尖是否也能诱导细胞内染色体数目加倍进行了相关实验设计。下列关于该实验的叙述中，错误的是A.本实验的假设是用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞 内染色体数目加倍B.本实验可以在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内的染色 体数目C.本实验需要制作根尖细胞的临时装片，制作步骤是解离→漂洗→染色 →制片D.本实验可以看到一个细胞完整的染色体数目加倍的过程
解析 由于在装片制作过程中已经将细胞杀死，所以用显微镜观察时看不到一个细胞完整的染色体数目加倍的过程，故D错误。
生物变异在育种上的应用
1.单倍体育种(1)原理： 。(2)过程
(3)优点： 。(4)缺点：技术复杂。
2.多倍体育种(1)方法：用 或低温处理。(2)处理材料： 。(3)原理： 。(4)实例：三倍体无子西瓜的培育
第一次传粉：杂交获得三倍体种子第二次传粉：刺激子房发育成果实
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目 ，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数 。③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，由于染色体 ，不能产生正常配子。
3.杂交育种(1)原理： 。(2)过程①培育杂合子品种选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。②培育隐性纯合子品种选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1 F2→选出表现型符合要求的个体种植并推广。
③培育显性纯合子品种a.植物：选择具有不同优良性状的亲本 ，获得F1→F1自交→获得F2→ 需要的类型，连续自交至 为止。b.动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择_______________ 。(3)优点：操作简便，可以把多个品种的 集中在一起。(4)缺点：获得新品种的周期 。
4.诱变育种(1)原理： 。(2)过程
(3)优点①可以提高 ，在较短时间内获得更多的优良变异类型。②大幅度地 。(4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。
(1)抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦( )(2)通过花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种( )(3)单倍体育种中，通过花药离体培养所得的植株均为纯合的二倍体( )(4)诱变育种可通过改变基因的结构达到育种目的( )(5)用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，则四倍体植株上会结出三倍体无子西瓜( )
(1)杂交育种选育从F2开始的原因是 。(2)诱变育种一般不用于动物的原因是______________________________ 。
从F2开始发生性状分离
诱变育种具有不定向性和低频性，
需要处理大量材料，且发生在动物体细胞中的突变难以遗传给后代
1.单倍体育种与杂交育种的关系
2.据不同育种目标选择不同育种方案
考向一 分析单倍体育种与多倍体育种的应用7.右图为某二倍体植物单倍体育种过程，下列叙述正确的是A.①中发生了染色体数目变异B.②一般采用花药离体培养的方法C.③中秋水仙素抑制着丝点分裂D.④中选到的植株中 为纯合子
解析 ①为杂交过程，产生的子代染色体数目没有改变，A错误；②为花药离体培养过程，可获得单倍体植株，B正确；③中秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，但是不抑制着丝点的分裂，C错误；
④过程产生比例相等的4种纯合子，D错误。
8.某二倍体植株的体细胞中染色体数为24，基因型为AaBb，这两对基因遵循自由组合定律。请据图完成下列问题：
(1)图中A所示的细胞分裂方式是__________。(2)产生的花粉基因型有____种，由花粉发育成的单倍体有哪几种基因型？_________________。
AB、Ab、aB、ab
解析 植物产生花粉或卵细胞要经过减数分裂，由于该植株基因型为AaBb，所以能产生4种基因型花粉，将花粉经花药离体培养产生的单倍体也应该有4种基因型：AB、Ab、aB、ab。
(3)若C处是指用秋水仙素处理，则个体①的体细胞中含染色体____条，它是纯合子还是杂合子？________。(4)若该植物进行自花传粉，在形成的以个体②组成的群体中可能有几种基因型？______。
解析 花粉中染色体数是体细胞的一半，即12条，经秋水仙素处理后的纯合子染色体数应该为24条，基因型为AaBb的个体自交，后代应该有9种基因型。
(5)若A表示水稻的高秆基因，a表示水稻的矮秆基因；B表示水稻的抗病基因，b表示水稻的不抗病基因，这两对基因的遗传遵循自由组合定律。那么该水稻自花传粉的后代中，矮秆抗病的个体所占比例是_____，若要获得稳定遗传的矮秆抗病水稻，应让矮秆抗病的水稻进行自交，在自交的后代中纯种的矮秆抗病水稻所占比例为____。
(6)若要尽快获得纯种的矮秆抗病水稻，则应采用图中____________(填字母)过程进行育种，这种育种方法称为____________。
考向二 分析诱变育种和杂交育种的应用9.如图表示培育多种花色的某种植物的流程，下列叙述正确的是A.培育粉红花N运用的遗传学原理是基因突变B.用X射线照射深红花S的种子后即可获得粉红花M植株C.白花N的自交后代不会发生性状分离，能稳定遗传D.深红花S与白花N杂交，产生深红花植株的概率为
解析 培育粉红花N运用的遗传学原理是染色体结构变异，A错误；由于基因突变具有不定向性，因此用X射线照射深红花S的种子后不一定能获得粉红花M植株，B错误；白花N为纯合子，能稳定遗传，其自交后代不会发生性状分离，C正确；深红花S与白花N杂交，产生深红花植株的概率为1，D错误。
10.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前三代即可)。
(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)
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，再用块茎进行无性繁殖，遗传图解见答案。
考向三 生物育种的综合判断11.诱变育种、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种都是传统的育种技术，转基因技术是育种的新技术。下列叙述错误的是A.杂交育种和单倍体育种过程中通常都涉及基因重组原理B.采用上述技术的目的是获得具有所需性状的品种C.上述技术中，通常仅多倍体育种会育出与原物种生殖隔离的个体D.与传统育种比较，转基因的优势是能使生物出现自然界中没有的新基 因和性状
解析 杂交育种和单倍体育种过程中都涉及杂合亲本减数分裂产生花粉的过程，该过程的原理是基因重组，A正确；不管采用哪种育种技术，都是为了获得具有所需性状的品种，B正确；上述技术中，仅多倍体育种育出的多倍体与原物种存在生殖隔离，其余育种技术育出的个体都与原亲本的染色体数相同，不会出现生殖隔离，C正确；与传统育种相比，转基因的优势是定向培育出人们所需的性状类型，其转入基因并不是自然界不存在的新基因，D错误。
易错警示 有关育种的4点易错提醒(1)诱变育种与杂交育种相比，前者能产生新基因，创造变异新类型，后者只是实现原有基因的重新组合。(2)育种中“最简便”与“最快速”的差异：“最简便”着重于技术含量应为“易操作”，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作；“最快速”则未必简便，如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高。(3)“单倍体育种”≠“花药离体培养”：单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程；花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。(4)单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，前者操作对象是幼苗期的单倍体植株；后者操作对象为萌发期的种子或幼苗期的正常植株。
12.(2020·山东高考模拟)水稻的育性由一对等位基因M、m控制，基因型为MM和Mm的个体可产生正常的雌、雄配子，基因型为mm的个体只能产生正常的雌配子，表现为雄性不育，基因M可使雄性不育个体恢复育性。通过转基因技术将基因M与雄配子致死基因A、蓝色素生成基因D一起导入基因型为mm的个体中，并使其插入到一条不含基因m的染色体上，如图所示。基因D的表达可使种子呈现蓝色，无基因D的种子呈现白色。该方法可以利用转基因技术大量培育不含转基因成分的雄性不育个体。
(1)基因型为mm的个体在育种过程中作为______(填“父本”或“母本”)，该个体与育性正常的非转基因个体杂交，子代可能出现的基因型为__________。
解析 根据题意，基因型为mm的个体只能产生正常的雌配子，表现为雄性不育，故mm的个体在育种过程中作为母本，该个体与育性正常的非转基因个体即MM和Mm杂交，子代可能出现的基因型为Mm、mm。
(2)图示的转基因个体自交，F1的基因型及比例为____________________，其中雄性可育(能产生可育的雌、雄配子)的种子颜色为______。F1个体之间随机受粉，得到的种子中雄性不育种子所占比例为_____，快速辨别雄性不育种子和转基因雄性可育种子的方法是_________________________________________________________________。
ADMmm∶mm＝1∶1
根据种子颜色辨别(或雄性不
育种子为白色、转基因雄性可育种子为蓝色)
解析 若转基因个体为ADMmm作为父本，产生的可育配子为m，作为母本，产生的可育配子为m、ADMm，故该转基因个体自交，F1的基因型为mm、ADMmm，比例为1∶1，其中mm为雄性不育，ADMmm为雄性可育，由于基因D的表达可使种子呈现蓝色，故雄性可育种子颜色为蓝色。F1的基因型为mm、ADMmm，mm为雄性不育，ADMmm为雄性可育，F1个体之间随机受粉，则杂交组合有mm(♀)×ADMmm(♂)、ADMmm(♀)×ADMmm(♂)，前者产生的子代都是mm(雄性不育)，后者产生的子代有mm(雄性不育)∶ADMmm(雄性可育)＝1∶1，故得到的种子中雄性不育种子所占比例为1/2＋1/2×1/2＝3/4，且雄性可育个体都含D，表现为蓝色，故若所结种子为蓝色则为转基因雄性可育，若为白色则为雄性不育，该方法可用于快速辨别雄性不育种子和转基因雄性可育种子。
(3)若转入的基因D由于突变而不能表达，将该种转基因植株和雄性不育植株间行种植，使其随机受粉也能挑选出雄性不育种子，挑选方法是___________________________。但该方法只能将部分雄性不育种子选出，原因是__________________________________________________________________________。因此生产中需利用基因D正常的转基因植株大量获得雄性不育种子。
挑选雄性不育植株所结的种子
转基因植株上所结种子中既有雄性可育的也有雄性不育的，且均
解析 若转入的基因D由于突变而不能表达，将该种转基因植株ADMmm和雄性不育植株mm间行种植，随机受粉，则根据(2)题分析可知，mm上产生的种子都是mm(雄性不育)，ADMmm上产生的种子有mm(雄性不育)∶ADMmm(雄性可育)＝1∶1，故在雄性不育植株上结的都是雄性不育种子，但该方法只能将部分雄性不育种子选出，因为转基因植株上也能结出雄性不育的种子，因此生产中需利用基因D正常的转基因植株大量获得雄性不育种子。
1.核心概念(1)(必修2 P86)染色体组：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、遗传和变异的一组染色体。(2)(必修2 P87)二倍体、多倍体与单倍体：由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体，就叫二倍体。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，就叫多倍体。单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
2.教材结论性语句(1)(必修2 P86)染色体结构的改变，会使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。(2)(必修2 P86)染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另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。(3)(必修2 P98)育种方法包括杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种及基因工程育种等，育种原理则包括基因突变、基因重组及染色体变异等。
(4)(必修2 P99)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。(5)(必修2 P100)诱变育种是利用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物，使生物发生基因突变。
1.(2020·全国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 二倍体植物的体细胞中含有两个染色体组，其配子中只含有一个染色体组，A项正确；每个染色体组中的染色体的形态、大小等均不相同，都是非同源染色体，每条染色体DNA的碱基序列均不同，B、D项正确；不含性染色体的生物，每个染色体组中都不含性染色体，如豌豆、玉米等，C项错误。
2.(2020·山东，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，如下图所示。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 “染色体桥”是着丝点分裂后向两极移动时出现的，可在该细胞有丝分裂后期看到，A项正确；“染色体桥”会在两着丝点间任一位置发生断裂，形成两条子染色体，并移向细胞两极，不影响子细胞中染色体的数目，B项正确；
由于“染色体桥”会在两着丝点间任一位置发生断裂，很可能会导致形成的两条染色体不对等，有的可能出现染色体片段的增加，有的可能出现减少，但增加的染色体片段来自其姐妹染色单体，而不是非同源染色体，C项错误，D项正确。
3.(2019·江苏，4)下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是A.基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异B.基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异C.弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种D.多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种
解析 基因重组是生物变异的来源之一，可能会导致生物性状变异，A错误；因为密码子具有简并性以及基因的显隐性等，所以基因突变不一定导致生物性状发生改变，B错误；弱小且高度不育的单倍体植株经加倍处理后，其染色体数目加倍而成为可育的植株，可用于育种，C正确；多倍体植株染色体组数加倍，可能影响配子的形成，不利于育种，D错误。
4.(2020·全国Ⅰ，32)遗传学理论可用于指导农业生产实践。回答下列问题：(1)生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结构变异的情况下，产生基因重新组合的途径有两条，分别是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
在减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合；同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组
解析 生物体进行有性生殖过程中要通过减数分裂产生配子，在减数分裂过程中，会发生基因突变、基因重组和染色体变异等可遗传的变异，导致产生多种多样的配子，从而使后代具有多样性。减数分裂过程中发生的基因重组类型主要有两种，第一种是减数第一次分裂过程中，等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而自由组合；第二种是减数第一次分裂的四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体间交叉互换，其上的等位基因发生交换，导致基因重组。
(2)在诱变育种过程中，通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传，原因是_________________________，若要使诱变获得的性状能够稳定遗传，需要采取的措施是____________________________________。
控制新性状的基因是杂合的
通过自交筛选出性状能稳定遗传的子代
解析 诱变育种的主要原理是基因突变，而基因突变是随机的、不定向的，一般来说，基因突变可以产生一个以上的等位基因，这样形成的具有新性状的个体往往是杂合子，性状不能稳定遗传；要使性状能够稳定遗传需要形成纯合子，由杂合子形成纯合子的方法一般是连续自交，直至后代不发生性状分离。
5.(2020·全国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：
(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)。
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
解析 杂种一中的两个染色体组分别来自一粒小麦和斯氏麦草两个不同物种，无同源染色体，不能通过减数分裂产生正常的配子，因此杂种一是高度不育的。杂种二中含3个染色体组，经其染色体加倍形成的普通小麦中含有6个染色体组，每个染色体组均含7条染色体，故普通小麦体细胞中共含有42条染色体。与二
倍体植株相比，多倍体植株的优点是茎秆粗壮，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。
(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)。
解析 人工诱导染色体加倍的方法有很多，如低温处理、用秋水仙素处理等。目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。
(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合子)，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。
答案 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(或甲、乙杂交得F1，将F1的花药进行离体培养获得单倍体幼苗，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，最后经筛选可获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种)
解析 甲(抗病易倒伏)和乙(易感病抗倒伏)具有两对相对性状，且都是纯合子，可通过杂交育种或单倍体育种的方法将两者的优良性状集中在一个个体上。若采用杂交育种的方法，其实验思路是将甲、乙两个品种杂交得F1，F1自交得F2，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。若采用单倍体育
种的方法，其实验思路是甲、乙杂交得F1，将F1的花药进行离体培养获得单倍体幼苗，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，最后经筛选可获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种。
1.下列关于染色体变异及其应用的叙述，正确的是A.染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异B.三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关C.用秋水仙素处理单倍体植株萌发的种子或幼苗，一定能获得纯合子D.体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体
解析 染色体增加某一片段属于染色体结构变异，往往对生物体不利，A错误；三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，同源染色体联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞，所以高度不育与同源染色体联会行为有关，B正确；用秋水仙素处理单倍体植株的幼苗，获得的植株不一定是纯合子，且单倍体植株不是由种子发育而来，而是由配子发育而来，C错误；含有三个或三个以上染色体组的个体不一定是多倍体。如果该生物体是由配子发育而来，则为单倍体；如果该生物体是由受精卵发育而来，则为多倍体，D错误。
A.图中乙细胞正在进行有丝分裂，不 可能发生基因突变和基因a重组B.乙细胞的子细胞含有四个染色体组， 丙细胞连续分裂后的子细胞含有一 个染色体组
2.下图为某二倍体动物细胞甲在有丝分裂和减数分裂过程中出现的三个细胞乙、丙、丁。下列有关叙述正确的是
C.丙细胞发生染色体结构变异，丁细胞是染色体结构变异导致的异常联会D.一个丙细胞能产生四种基因型不同的精子，丁细胞能产生两种基因型的 精子
解析 乙细胞含有同源染色体，呈现的特点是着丝点分裂，染色体移向细胞两极，处于有丝分裂后期，可能发生基因突变，但不能发生基因重组，A错误；乙细胞含有四个染色体组，其分裂产生的子细胞含有两个染色体组。丙细胞呈现的特点是同源染色体排列在赤道板上，处于减数第一次分裂中期，连续分裂后的子细胞(精细胞或卵细胞或第二极体)含有一个染色体组，B错误；
丙细胞发生的交叉互换属于基因重组，C错误；一个丙细胞，因发生了同源染色体的交叉互换而导致其能产生四种基因型不同的精子，丁细胞因染色体结构变异导致联会出现异常，能产生两种基因型的精子(HAa、hBb或HhAB、ab)，D正确。
3.(2021·浙江省高三模拟)如图表示某对常染色体的结构对比，其中字母表示染色体片段，该染色体的结构变异属于
解析 根据题干中的两条染色体为同源染色体，相同位置应携带等位基因(相同基因)，经分析得出染色体的g、h基因所在片段与同一条染色体a基因所在的片段发生了交换而导致的如图所示的变异，属于染色体倒位。
A.缺失 B.重复 C.倒位 D.易位
4.(2020·山东高考模拟)果蝇的性别决定是XY型，性染色体数目异常会影响果蝇的性别特征甚至使果蝇死亡，如性染色体组成为XO的个体为雄性，XXX、OY的个体胚胎致死(O表示缺失染色体)。果蝇红眼和白眼分别由基因R和r控制。某同学发现一只异常果蝇，该果蝇左半侧表现为白眼雄性，右半侧表现为红眼雌性。若产生该果蝇的受精卵染色体组成正常，且第一次分裂形成的两个细胞核中只有一个细胞核发生变异，则该受精卵的基因型及变异细胞核产生的原因可能是A.XRXr；含基因R的X染色体丢失B.XrXr；含基因r的X染色体丢失C.XRXr；含基因r的X染色体结构变异D.XRXR；含基因R的X染色体结构变异
解析 由题意可知，该果蝇一半为白眼雄性，可能的基因型为XrY或XrO；另一半为红眼雌性，基因型可能为XRXR或XRXr。而该果蝇受精卵正常，第一次分裂产生的一个细胞异常。若受精卵为XrY或XrO，则不会出现一半的红眼雌性；若受精卵为XRXR，则不会出现一半的白眼雄性；受精卵只有为XRXr且XR丢失后，才可能出现一半白眼雄性(XrO)，一半红眼雌性(XRXr)。故选A。
5.图中字母代表正常细胞中所含有的基因，下列说法正确的是
A.③为多倍体，通常茎秆粗壮、子粒较大B.④为单倍体，通常茎秆弱小、子粒较小C.若①和②杂交，后代基因型的比例为1∶5∶5∶1D.①②③④细胞所代表的个体分别是四倍体、二倍体、三倍体和单倍体
解析 如果①②③是由受精卵发育而成的个体中的正常细胞，④由配子发育而来的个体的正常细胞，则①②③④细胞所代表的个体分别是四倍体、二倍体、三倍体和单倍体，如果①②③是由配子发育而来的，则不成立。③中含3个染色体组，减数分裂过程中联会紊乱，不能产生正常配子，不能结出子粒，A、D错误；
④为单倍体，通常茎秆弱小、高度不育，所以没有子粒，B错误；①(AAaa)经减数分裂可产生3种配子，其基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，②(Aa)经减数分裂可产生2种配子，其基因型及比例为A∶a＝1∶1，因此，它们杂交所得后代的基因型及比例为AAA∶AAa∶Aaa∶aaa＝1∶5∶5∶1，C正确。
6.(2020·江苏省高三三模)下列关于染色体变异的叙述，正确的是A.染色体结构变异可导致染色体上基因的数目或排列顺序发生改变B.同源染色体的非姐妹染色单体之间交换片段导致染色体结构变异C.染色体组成倍地增加或减少不改变基因的种类和数量D.染色体结构和数目的变异不会增加生物的多样性
解析 同源染色体的非姐妹染色单体之间交换片段为基因重组，B错误；染色体组成倍地增加或减少不改变基因的种类，但是改变基因的数量，C错误；染色体结构和数目的变异是突变的一种情况，为生物进化提供原材料，会增加生物的多样性，D错误。
7.水稻的高秆、矮秆分别由基因A和a控制，抗病和不抗病分别由基因B和b控制。现有基因型为aabb与AABB的水稻品种，下图为不同的育种方法培育矮秆抗病植株的过程，下列有关叙述正确的是
A.杂交育种包括过程①③，其原理是基因突变和基因重组B.人工诱变育种为过程②，B可能来自b的基因突变C.单倍体育种包括过程①④⑤，过程⑤常用花药离体培养法D.多倍体育种包括过程①⑥⑦，原理是染色体结构和数目变异
解析 过程①③为杂交育种，其原理是基因重组，A项错误；过程②为人工诱变育种，将aabb经人工诱变可获得aaBB，b变成B的方式为基因突变，B项正确；过程①④⑤为单倍体育种，F1产生的配子经花药离体培养(④)得到单倍体，单倍体经秋水仙素处理(⑤)使染色体数目加倍，选育得到aaBB，C项错误；过程①⑥⑦为多倍体育种，可获得多倍体aaaaBBBB，多倍体育种的原理是染色体数目变异，D项错误。
8.(2020·江苏省高三三模)下列关于生物育种的叙述，错误的是A.要提高果实的产量和营养物质的含量，可运用多倍体育种B.欲培育三倍体无子西瓜，需用四倍体作母本与二倍体作父本进行杂交C.欲大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，只能利用基因工 程育种D.将存在于同一物种的不同个体中的基因集中到同一个体，可采用杂交 育种
解析 多倍体植株的一般特征是茎粗、叶大、花大、果实大，且营养物质含量丰富，A正确；培育三倍体无子西瓜时，需用四倍体作母本与二倍体作父本进行杂交，B正确；欲大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，也可利用诱变育种，C错误；杂交育种能将同一物种的不同个体的优良性状集于同一个体上，D正确。
9.下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的分析，错误的是A.有利于细胞分散开来的两个关键步骤是解离和制片B.视野中染色体数目已加倍的细胞占多数C.用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态D.染色体数目变化的原因是低温抑制了纺锤体的形成
解析 解离和制片是有利于细胞分散开来的两个关键步骤，A项正确；低温诱导染色体数目加倍的原理是低温可抑制有丝分裂前期纺锤体的形成从而使染色体数目加倍，而大多数细胞处于分裂间期，因此视野中染色体数目已加倍的细胞占少数，B项错误、D项正确；用卡诺氏液浸泡洋葱根尖的目的是固定细胞的形态，C项正确。
10.低温诱导植物(洋葱根尖)染色体数目变化的实验，以下相关叙述正确的是A.在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的 细胞B.洋葱根尖在冰箱的低温室内诱导36 h，可抑制细胞分裂中染色体的着 丝点分裂C.用卡诺氏液固定细胞的形态，用甲基绿染液对染色体染色D.低温处理洋葱根尖分生组织细胞，作用的时期是细胞有丝分裂中期
解析 低温能抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，使细胞染色体数目加倍，大多数细胞处于间期，因此多数细胞染色体数目未加倍，少数细胞的染色体数目加倍，所以在低倍镜视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目加倍的细胞，A项正确、D项错误；低温能够抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点分裂，B项错误；染色体的染色使用的是龙胆紫溶液或醋酸洋红液等碱性染料，C项错误。
11.果蝇的正常眼基因(E)对无眼基因(e)为显性，位于第4号染色体上。第4号染色体多一条或少一条(如下图)的个体可以生活，而且能够繁殖。分析回答下列问题：
(1)染色体数目正常的无眼果蝇与纯种正常眼果蝇杂交得F1，F1自交所得F2中果蝇的表现型及比例为____________________。
解析 染色体数目正常的无眼果蝇与正常眼纯种果蝇杂交，F1基因型为Ee，F1自交后代出现性状分离，所得F2果蝇的表现型及比例为正常眼∶无眼＝3∶1。
(2)染色体数目正常的无眼果蝇与第4号染色体单体的正常眼果蝇杂交，子代基因型及比例为_____________。
解析 染色体数目正常的无眼果蝇只产生一种配子e，第4号染色体单体的正常眼果蝇能产生含有第4号染色体和不含第4号染色体的两种比例相等的配子，因此子代基因型及比例为Ee∶e＝1∶1。
(3)为探究某第4号染色体三体正常眼果蝇的基因型，可让其与染色体数目正常的无眼果蝇杂交，统计子代的表现型及比例。①若子代全为正常眼，则该果蝇的基因型为_____。②若子代____________________，则该果蝇的基因型为______。③若子代___________________，则该果蝇的基因型为_____。
解析 第4号染色体三体正常眼果蝇的基因型有三种情况，分别是EEE、EEe或Eee。染色体数目正常的无眼果蝇只产生一种配子e。第4号染色体三体正常眼果蝇的基因型、产生的配子类型及比例，与染色体数目正常无眼果蝇杂交后，子代基因型及比例、子代表现型及比例如下表：
12.某自花且闭花受粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答：(1)自然状态下，该植物一般都是____合子。
解析 由于该植物是自花且闭花受粉植物，所以在自然状态下一般都是纯合子。
(2)若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有_________________和多害少利性这三个特点。
解析 诱变育种时，用γ射线处理种子的原理是基因突变。由于基因突变具有不定向性、低频性和多害少利性等特点，所以需要处理大量种子。
(3)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2中选出抗病矮茎个体，再经连续______等纯合化手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的__________。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上F2的表现型及其比例为___________________________。
高茎∶中茎∶矮茎＝1∶6∶9
解析 如果采用杂交育种的方式，将上述两个亲本杂交，得F1，在F1自交所得的F2中选出抗病矮茎个体(D_E_R_)，再通过连续自交及逐代淘汰的手段，最终获得能稳定遗传的抗病矮茎品种(DDEERR)。一般情况下，控制性状的基因数量越多，需进行的自交和筛选操作越多，因此其育种过程所需年限越长。若只考虑茎的高度，F1(DdEe)在自然状态下繁殖即自交后，F2中表现型及比例为9矮茎(9D_E_)∶6中茎(3D_ee、3ddE_)∶1高茎(1ddee)。
(4)若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有________________________________________。请用遗传图解表示其过程(说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。
植物细胞的全能性、基因重
解析 若采用单倍体育种的方式获得所需品种，首先需将两品种杂交得F1，对F1的花药进行离体培养得到单倍体，继而使用秋水仙素对其进行处理使其染色体数目加倍，该过程涉及的原理有植物细胞的全能性、基因重组和染色体变异，其遗传图解见答案。
13.(2020·天津，17)小麦的面筋强度是影响面制品质量的重要因素之一，如制作优质面包需强筋面粉，制作优质饼干需弱筋面粉等。小麦有三对等位基因(A/a，B1/B2，D1/D2)分别位于三对同源染色体上，控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白(HMW)，从而影响面筋强度。科研人员以两种纯合小麦品种为亲本杂交得F1，F1自交得F2，以期选育不同面筋强度的小麦品种。相关信息见下表。据表回答：
注：“＋”表示有相应表达产物；“－”表示无相应表达产物。
(1)三对基因的表达产物对小麦面筋强度的影响体现了基因可通过控制______________来控制生物体的性状。
解析 根据题意可知，小麦中的三对等位基因控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白(HMW)，从而影响面筋强度，体现了基因通过控制蛋白质的结构来控制生物体的性状。
(2)在F1植株上所结的F2种子中，符合强筋小麦育种目标的种子所占比例为______，符合弱筋小麦育种目标的种子所占比例为____。
解析 根据表中相关信息可推知，两种纯合亲本的基因型分别为AAB2B2D1D1(小偃6号)、AAB1B1D2D2(安农91168)，这两种亲本杂交后代F1的基因型为AAB1B2D1D2，F1自交所得F2中符合强筋小麦育种目标的种子(AAB2B2D2D2)所占比例为1AA×1/4B2B2×1/4D2D2＝1/16；符合弱筋小麦育种目标的种子(aaB1B1D1D1)所占比例为0。
(3)为获得纯合弱筋小麦品种，可选择F2中只含____________产物的种子，采用____________________________________________________等育种手段，选育符合弱筋小麦育种目标的纯合品种。
解析 要获得纯合弱筋小麦品种aaB1B1D1D1，可选择F2中只含可表达甲、乙、丁三种产物的种子(AAB1B1D1D1)，采用诱变育种诱变出a基因，或采用基因工程育种导入a基因，或通过将其与不含甲产物(基因型为aa)的小麦品种进行杂交等育种手段获得。
诱变、基因工程、将其与不含甲产物的小麦品种进行杂交
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