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高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第5章 基因突变及其他变异第2节 染色体变异教学ppt课件
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第5章 基因突变及其他变异第2节 染色体变异教学ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了课前·新知导学，个别染色体，非同源，染色体，同源染色体，果实和种子，糖类和蛋白质，秋水仙素，纺锤体，配子染色体等内容，欢迎下载使用。
染色体数目的变异1．类型(1)细胞内_______________的增加或减少。(2)细胞内染色体数目以_________________________为基数成倍地增加或成套地减少。
一套完整的非同源染色体
2．二倍体、多倍体和单倍体(1)染色体组的概念。①从组成上看：组成一个染色体组的所有染色体，互为__________ _________，在一个染色体组中无________________存在。②从形式上看，一个染色体组中的所有染色体的________________各不相同。
(2)二倍体和多倍体。①概念：
【答案】①两个 三个或三个以上
②多倍体的特点：茎秆粗壮，____________________都比较大，________________等营养物质的含量都有所增加。③多倍体的形成原因：_______或_________处理，抑制了________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。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，将来就可能发育成多倍体植株。
(3)单倍体。①概念：体细胞中的染色体数目与本物种______________数目相同的个体。②特点：______________________________。
植株长得弱小，而且高度不育
3．染色体变异与生物育种(1)多倍体育种。①育种原理：______________。②处理材料：____________________。③处理方法：________________________。
染色体变异 萌发的种子或幼苗 用秋水仙素或低温处理
④实例：三倍体无子西瓜的培育过程。
(2)单倍体育种。①原理：_______________。②方法：③优点：所得个体均为_________，明显________________。④缺点：需要和________育种配合使用，技术复杂。
花药离体培养和单倍体育种是一回事吗？_____________________________________________。提示：不是。单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等过程；花药离体培养只得到单倍体，只有再进行秋水仙素处理才能得到可育的纯合子
判断下列叙述的正误。(1)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。( )(2)用秋水仙素处理某高等植物连续分裂的细胞群体，分裂期细胞的比例会减少。( )(3)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加。( )
(4)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。( )(5)由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有几个染色体组，就是几倍体。( )(6)用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。( )【答案】(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
低温诱导植物染色体数目的变化1．实验原理用低温处理植物的___________细胞，能够抑制________的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向细胞两极，导致细胞不能____________________，于是，植物细胞的染色体数目发生变化。
【答案】②1 cm ③冷藏室
【答案】①0.5～1 cm ②卡诺氏液 ③酒精 漂洗 低倍镜
3．实验现象视野中既有正常的二倍体细胞，也有_____________发生改变的细胞。
该实验中最终观察到的细胞是死细胞还是活细胞？______________________________________________。提示：死细胞
下列关于低温诱导染色体数目加倍实验的叙述，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【答案】C
【解析】低温诱导染色体数目加倍实验的实验原理是低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而产生染色体数目加倍的细胞，A错误；卡诺氏液能固定细胞的形态，而盐酸酒精混合液可以使洋葱根尖解离，B错误；染色体易被碱性染料染成深色，改良苯酚品红溶液和醋酸洋红液都可以使染色体着色，C正确；洋葱根尖装片中的细胞大部分处于分裂间期，因此在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只是少数细胞，D错误。
染色体结构的变异1．类型
2．结果和影响 【答案】数目 排列顺序 性状的变异 不利的 死亡
DNA分子上若干基因发生了缺失，这属于基因突变还是染色体结构变异？为什么？__________________________________________________。提示：染色体结构变异。DNA分子上若干基因的缺失属于染色体结构变异；基因中若干碱基对的缺失属于基因突变
判断下列叙述的正误。(1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异。( )(2)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力。( )(3)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。( )
(4)染色体上某个基因的丢失属于基因突变。( )(5)DNA分子中发生三个碱基对的缺失导致染色体结构变异。( )(6)非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中。( )【答案】(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
1．染色体组的概念及图示分析(1)概念。
(2)图示分析。下图中的雄果蝇体细胞染色体中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y就代表一个染色体组，与其精子中的染色体组成相同。
2．染色体组数的判断(1)根据染色体形态判断。①依据：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。②实例：下图所示的细胞中，形态相同的染色体a中有4条，b中有3条，c中两两相同，d中各不相同，则可判定它们分别含4个、3个、2个、1个染色体组。
(2)根据基因型判断。①依据：控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组(每个染色体组内不含等位基因或相同基因)。②实例：据下图可知，e～h中依次含4、2、3、1个染色体组。
(3)根据染色体数和形态数的比值判断。①依据：染色体数与形态数的比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态的染色体有几条，即含几个染色体组。②实例：果蝇体内该比值为8条/4种形态＝2，则果蝇含2个染色体组。
3．单倍体、二倍体和多倍体的判断
1．染色体组：下图为雌雄果蝇的染色体图解，请据图回答下列问题。
(1)请写出图中的一个染色体组。提示：(1)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。(2)为什么“Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ”不能算是一个染色体组？提示：缺少一条性染色体，缺少部分基因，不是一套完整的非同源染色体。
2．下图a～h所示的细胞中，有一个染色体组的是________，有两个染色体组的是________，有三个染色体组的是________，有四个染色体组的是________。提示：d、g c、h a、b e、f
1．下图表示细胞中所含的染色体，①②③④的基因型可以分别表示为( )
A．①：AABb，②：AAABBb，③：ABCD，④：AB．①：Aabb，②：AaBbCc，③：AAAaBBbb，④：ABC．①：AaBb，②：AaaBbb，③：AAaaBBbb，④：AbD．①：AABB，②：AaBbCc，③：AaBbCcDd，④：ABCD【答案】C【解析】根据细胞中所含的染色体的类型判断，①含有两个染色体组，②含有三个染色体组，③含有四个染色体组，④含有一个染色体组。
2．下图所示为四个物种不同时期的细胞，其中含有染色体组数最多的是( )
【解析】细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组，A、B细胞中均含有3个染色体组，C细胞中含有1个染色体组，D细胞中含有4个染色体组。综上所述，D符合题意。
1．低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理有丝分裂前期，低温和秋水仙素都能抑制纺锤体的形成；后期，着丝粒分裂后染色体数目加倍；末期，由于没有纺锤体，染色体不能被牵拉到细胞两极，细胞无法实现一分为二，从而使得细胞内的染色体数目加倍。当温度恢复正常或秋水仙素被细胞代谢消耗完全之后，染色体数目加倍的细胞又通过正常的有丝分裂产生更多的染色体数目加倍的子代细胞。
染色体数目的变异实验与应用
2．低温诱导植物细胞染色体数目的变异实验应注意的问题(1)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加倍的情况。常用的观察材料有蚕豆(首选，因其染色体比洋葱少)、洋葱、大蒜等。(2)温度不是越低越好：温度过低会对根尖细胞造成伤害，应选择合适温度。(3)并不是所有细胞中染色体均已加倍：只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体状况。
(4)细胞是死的而非活的：显微镜下观察到的细胞是已被解离液杀死的细胞。(5)着丝粒分裂与纺锤体无关：着丝粒到有丝分裂后期才分裂，与有无纺锤体无关。(6)两次漂洗的对比：①时间不同：第一次漂洗在固定之后、解离之前，第二次漂洗在解离之后、染色之前；②试剂不同：第一次用体积分数为95%的酒精漂洗，第二次用清水漂洗；③目的不同：第一次是为了洗去多余的卡诺氏液，第二次是为了洗去多余的解离液。
3．试剂的使用方法及作用
4．三倍体无子西瓜的培育流程分析
注：图中“△”代表西瓜种子。
上图中相关问题的分析：(1)关于两次传粉：②过程传粉是为了杂交得到三倍体种子，④过程传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。(2)用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗成为四倍体，是因为幼苗具有分生能力。(3)①过程经秋水仙素处理后，新产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未处理的根细胞中仍为两个染色体组。
(4)四倍体植株上结的西瓜f，种皮和瓜瓤为四个染色体组，而种子e的胚为三个染色体组。(5)三倍体西瓜c进行减数分裂时，由于联会紊乱，不能产生正常配子。(6)获取三倍体种子e是在第一年四倍体植株a上；获取三倍体无子果实g则是在第二年的三倍体植株c上。
1．(2022·广东学考)如图是三倍体无子西瓜的培育过程。
下列叙述正确的是( )A．秋水仙素能抑制染色体着丝粒分裂B．四倍体植株不能正常开花结实C．西瓜的每个染色体组含11条染色体D．三倍体植株比二倍体植株弱小【答案】C
2．下图是利用玉米(2n＝20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图。下列分析不正确的是( )
A．基因重组发生在图中②过程，过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期B．秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成C．植株A为二倍体，其体细胞内最多有4个染色体组；植株C属于单倍体，其发育起点为配子D．利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为25%【答案】D
【解析】基因重组发生于减数分裂过程中，即发生在图中②过程；有丝分裂过程中，间期染色体复制形成染色单体，后期着丝粒分裂，染色单体消失，因此在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期，A正确。多倍体育种常用秋水仙素处理，原理是能够抑制纺锤体的形成，使得染色体数目加倍，B正确。玉米为二倍体，体细胞内含有两个染色体组，在有丝分裂后期着丝粒分裂，含有4个染色体组；植株C发育起点为配子，属于单倍体，C正确。利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为100%，D错误。
【归纳总结】 多倍体育种和单倍体育种的比较
1．染色体易位与互换的区别
2．染色体结构的变异与基因突变的区别
观察甲、乙、丙三幅图，请回答下列问题：
(1)图甲、图乙均发生了某些片段的互换，其互换对象分别是什么？它们属于何种变异？(2)图丙①～④的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于何种变异？能在显微镜下观察到的是哪几个？(3)图丙①～④中哪种变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？
提示：(1)图甲发生了非同源染色体间片段的互换，图乙发生的是同源染色体非姐妹染色单体间相应片段的互换，前者属于染色体结构变异中的“易位”，后者则属于互换型基因重组。(2)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，不能在显微镜下观察到。(3)图丙①～④中③的基因突变只是产生了新基因，即改变基因的质，并未改变基因的量，故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。
1．如图所示为染色体结构变异，以下说法正确的是( )
A．甲、乙、丙、丁依次为缺失、重复、易位、倒位B．染色体变异在光学显微镜下可见C．丁图发生在同源染色体之间， 导致基因重新进行了组合D．染色体结构变异改变了基因的结构、数目、在染色体上的排列顺序， 通常影响比较大【答案】B
【解析】据图可知，甲图中下面的染色体少了D基因，属于缺失；乙图中上面染色体多了C基因，属于重复；丙图中C和B发生了互换，属于倒位；丁图中发生了非同源染色体的基因交换，属于易位，A错误。染色体变异包括染色体结构变异和数目变异，均在光学显微镜下可见，B正确。丁图属于易位，发生在非同源染色体之间，C错误。染色体结构变异包括缺失、重复、易位和倒位，其中易位和倒位不改变基因数量，但改变了基因在染色体上的排列顺序，缺失和重复改变了基因数量，但通常不改变基因的结构，D错误。
2．在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种变异类型，图甲中的英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是( )
A．图示中的生物变异都是染色体变异B．图中所示的变异类型在减数分裂过程中均可能发生C．若图乙为一个精原细胞，则它一定不能产生正常的配子D．图示中的变异类型都能通过光学显微镜观察到【答案】B
【解析】分析图可知，图甲、图乙和图丁属于染色体变异，图丙属于基因重组，A错误；题图中所示的变异类型有染色体变异和基因重组，在减数分裂过程中均可能发生，B正确；若图乙为一个精原细胞，其通过减数分裂过程可能产生正常的配子和异常的配子，C错误；题图中的变异类型只有属于染色体变异的甲、乙和丁才能用光学显微镜观察到，D错误。
【归纳提升】 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，不能在光学显微镜下观察到；染色体变异属于细胞水平的变化，可以在光学显微镜下观察到。(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。
易错易混1：误认为单倍体只含一个染色体组或含多个染色体组的均为多倍体单倍体是指由配子发育而来的个体，其细胞中染色体组数取决于配子中所含染色体组数，可能为1组、2组或多组。含多个染色体组的个体是单倍体还是多倍体取决于其发育起点是配子还是受精卵，若为前者，一定是单倍体；若为后者，一定是多倍体。
易错易混2：混淆“可遗传变异”与“可育”的概念“可遗传变异”≠“可育”：三倍体如无子西瓜、骡子，二倍体形成的单倍体等均表现“不育”，但它们均属可遗传变异——其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状。这与仅由环境引起的不可遗传的变异有着本质区别。
易错易混3：混淆育种中“最简便”与“最快”“最简便”着重于技术应为“易操作”，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作。而“最快”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，单就花粉培养成幼苗已很难实现。
易错易混4：四倍体AAaa(由Aa秋水仙素诱导后形成)产生的配子类型及比例(AA∶Aa∶aa)应为1∶2∶1还是1∶4∶1?AAaa产生配子状况可按下图分析，由于染色体①～④互为同源染色体，减数分裂时四条染色体分配至细胞两极是“随机”的，故最终产生的子细胞染色体及基因状况应为①②与③④(AA与aa)、①③与②④(Aa与Aa)、①④与②③(Aa与Aa)。由此可见，AAaa产生的配子类型及比例为1AA∶4Aa∶1aa而不是AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1。
例1 下列说法正确的是( )A．体细胞中只有一个染色体组的个体才是单倍体B．八倍体小麦的单倍体有四个染色体组C．六倍体小麦花药离体培养所得个体是三倍体D．体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体【答案】B【解析】单倍体的染色体组数与该生物配子的染色体组数相同，不一定只含有一个染色体组，如八倍体小麦的单倍体有四个染色体组，A错误、B正确；由配子发育成的个体细胞中不管有几个染色体组，都属于单倍体，C、D错误。
例2 簇毛麦(二倍体)具有许多普通小麦(六倍体)不具有的优良基因，如抗白粉病基因。为了改良小麦品种，育种工作者将簇毛麦与普通小麦杂交，过程如下。下列判断错误的是( )
A．杂交产生的F1是四倍体，其染色体组为ABDVB．对F1的配子进行花药离体培养可得若干种单倍体植株C．将簇毛麦1条染色体上的抗白粉病基因移到普通小麦染色体上后得到某可育植株，该变异属于染色体结构变异D．可育植株某些细胞的特定时期会出现16个染色体组【答案】B
【解析】六倍体普通小麦和二倍体簇毛麦杂交，产生的F1的体细胞含有4个染色体组，其染色体组为ABDV，是四倍体，A正确；F1在产生配子时，来自簇毛麦和普通小麦的染色体不能正常联会，不能形成可育的配子，因此对F1的配子进行花药离体培养，不能获得单倍体植株，B错误；将簇毛麦1条染色体上的抗白粉病基因移到普通小麦染色体上后得到某可育植株，该变异属于染色体结构变异中的易位，C正确；可育植株的染色体组的组成为AABBDDVV，含有8个染色体组，其中某些细胞处于有丝分裂后期时，着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，所以细胞中会出现16个染色体组，D正确。
1．(2023·广东梅州联考)我校“某研究组”课外兴趣小组展开了有关细胞中染色体的讨论，正确的是( )A．橙子：人类基因组计划共需测定23条染色体上的DNA序列B．小王：21三体综合征患儿体细胞共有69条染色体C．小彭：性染色体为XXY的果蝇的产生是由于母本减数分裂异常导致的D．小李：西瓜(2n＝22)的新品种——三倍体无子西瓜，其体细胞内共有33条染色体【答案】D
【解析】人类基因组计划共需测定22条常染色体和X、Y染色体共24 条染色体的DNA序列，A错误；21三体综合征患儿体细胞共有47条染色体，B错误；性染色体组成为XXY，说明多了一条X或Y，因此可能是卵细胞异常(XX)或精子异常(XY)，如果是卵细胞异常，则是由于母本减数第一次或减数第二次分裂异常所致，如果是精子异常，则是由于减数第一次分裂同源染色体未分离导致的，C错误；西瓜是二倍体植株(2n＝22)，一个染色体组为11条，三倍体西瓜体细胞内有三个染色体组共有33条染色体，D正确。
2．(2023·广东名校阶段练习)如图是果蝇细胞的染色体组成，以下说法正确的是( )A．染色体1、2、4、5组成果蝇的一个染色体组B．染色体3、6之间的交换属于基因重组C．控制果蝇红眼和白眼的基因位于2号染色体上D．果蝇基因组可由1、2、3、6、7的DNA分子组成【答案】D
【解析】染色体组是指细胞内的一组非同源染色体，大小、形态、功能各不相同，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组染色体，而1和2是同源染色体，属于不同的染色体组，A错误；3和6是非同源染色体，它们之间的互换属于染色体变异中的易位，B错误；控制红眼和白眼的基因位于X染色体上，而2是Y染色体，C错误；果蝇基因组是3条常染色体＋XY，所以可以由1、2、3、6、7的DNA分子组成，D正确。
3．(2023·广东珠海期中)“嵌合体”现象在植物中普遍存在，例如二倍体西瓜(2n＝22)幼苗经秋水仙素处理后，未能使所有细胞的染色体加倍，这样发育成的植株，组织细胞染色体数目有的是22条，有的是44条。下列叙述错误的是( )A．“嵌合体”现象属于染色体变异B．“嵌合体”植株自交后代不一定可育C．低温处理幼苗同样可能导致“嵌合体”D．“嵌合体”植株可通过有性生殖保持性状【答案】D
【解析】“嵌合体”是指部分细胞染色体数目正常，而另一部分细胞染色体数目加倍，即“嵌合体”现象属于染色体数目变异，A正确；由于组织细胞染色体有的是22条，有的是44条，如果11条染色体的配子和22条染色体的配子结合形成含有33条染色体的受精卵发育成植株，该植株由于含有3个染色体组而不育，B正确；低温处理和秋水仙素处理的原理相同，因此低温处理幼苗同样可能导致“嵌合体”，C正确；有性生殖后代会发生性状分离，不能保持该性状，由B项可知，“嵌合体”植株自交后代也可能不育，D错误。
4．(2023·广东深圳期末)一条正常染色体的基因排序为ABCDEFGH，变异后的基因序列为ABCDEFEFGH。这种变异属于( )A．基因突变B．基因重组C．染色体结构变异D．染色体数目变异【答案】C【解析】一条正常染色体的基因排列顺序为ABCDEFGH，变异后变成ABCDEFEFGH，说明该变异是染色体片段中EF基因重复，属于染色体结构变异，C正确。
5．(2023·广东珠海期末)下图为某细胞分裂过程中某一时期的示意图，其中数字表示染色体，字母表示染色单体。下列有关叙述正确的是( )A．此细胞正在进行有丝分裂B．此细胞中有2个染色体组C．非姐妹染色单体间均可进行互换D．c和d可进入此细胞的同一子细胞中【答案】B
染色体数目的变异1．类型(1)细胞内_______________的增加或减少。(2)细胞内染色体数目以_________________________为基数成倍地增加或成套地减少。
一套完整的非同源染色体
2．二倍体、多倍体和单倍体(1)染色体组的概念。①从组成上看：组成一个染色体组的所有染色体，互为__________ _________，在一个染色体组中无________________存在。②从形式上看，一个染色体组中的所有染色体的________________各不相同。
(2)二倍体和多倍体。①概念：
【答案】①两个 三个或三个以上
②多倍体的特点：茎秆粗壮，____________________都比较大，________________等营养物质的含量都有所增加。③多倍体的形成原因：_______或_________处理，抑制了________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。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，将来就可能发育成多倍体植株。
(3)单倍体。①概念：体细胞中的染色体数目与本物种______________数目相同的个体。②特点：______________________________。
植株长得弱小，而且高度不育
3．染色体变异与生物育种(1)多倍体育种。①育种原理：______________。②处理材料：____________________。③处理方法：________________________。
染色体变异 萌发的种子或幼苗 用秋水仙素或低温处理
④实例：三倍体无子西瓜的培育过程。
(2)单倍体育种。①原理：_______________。②方法：③优点：所得个体均为_________，明显________________。④缺点：需要和________育种配合使用，技术复杂。
花药离体培养和单倍体育种是一回事吗？_____________________________________________。提示：不是。单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等过程；花药离体培养只得到单倍体，只有再进行秋水仙素处理才能得到可育的纯合子
判断下列叙述的正误。(1)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。( )(2)用秋水仙素处理某高等植物连续分裂的细胞群体，分裂期细胞的比例会减少。( )(3)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加。( )
(4)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。( )(5)由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有几个染色体组，就是几倍体。( )(6)用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体。( )【答案】(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
低温诱导植物染色体数目的变化1．实验原理用低温处理植物的___________细胞，能够抑制________的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向细胞两极，导致细胞不能____________________，于是，植物细胞的染色体数目发生变化。
【答案】②1 cm ③冷藏室
【答案】①0.5～1 cm ②卡诺氏液 ③酒精 漂洗 低倍镜
3．实验现象视野中既有正常的二倍体细胞，也有_____________发生改变的细胞。
该实验中最终观察到的细胞是死细胞还是活细胞？______________________________________________。提示：死细胞
下列关于低温诱导染色体数目加倍实验的叙述，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【答案】C
【解析】低温诱导染色体数目加倍实验的实验原理是低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而产生染色体数目加倍的细胞，A错误；卡诺氏液能固定细胞的形态，而盐酸酒精混合液可以使洋葱根尖解离，B错误；染色体易被碱性染料染成深色，改良苯酚品红溶液和醋酸洋红液都可以使染色体着色，C正确；洋葱根尖装片中的细胞大部分处于分裂间期，因此在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只是少数细胞，D错误。
染色体结构的变异1．类型
2．结果和影响 【答案】数目 排列顺序 性状的变异 不利的 死亡
DNA分子上若干基因发生了缺失，这属于基因突变还是染色体结构变异？为什么？__________________________________________________。提示：染色体结构变异。DNA分子上若干基因的缺失属于染色体结构变异；基因中若干碱基对的缺失属于基因突变
判断下列叙述的正误。(1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异。( )(2)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力。( )(3)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。( )
(4)染色体上某个基因的丢失属于基因突变。( )(5)DNA分子中发生三个碱基对的缺失导致染色体结构变异。( )(6)非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中。( )【答案】(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
1．染色体组的概念及图示分析(1)概念。
(2)图示分析。下图中的雄果蝇体细胞染色体中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y就代表一个染色体组，与其精子中的染色体组成相同。
2．染色体组数的判断(1)根据染色体形态判断。①依据：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。②实例：下图所示的细胞中，形态相同的染色体a中有4条，b中有3条，c中两两相同，d中各不相同，则可判定它们分别含4个、3个、2个、1个染色体组。
(2)根据基因型判断。①依据：控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组(每个染色体组内不含等位基因或相同基因)。②实例：据下图可知，e～h中依次含4、2、3、1个染色体组。
(3)根据染色体数和形态数的比值判断。①依据：染色体数与形态数的比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态的染色体有几条，即含几个染色体组。②实例：果蝇体内该比值为8条/4种形态＝2，则果蝇含2个染色体组。
3．单倍体、二倍体和多倍体的判断
1．染色体组：下图为雌雄果蝇的染色体图解，请据图回答下列问题。
(1)请写出图中的一个染色体组。提示：(1)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。(2)为什么“Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ”不能算是一个染色体组？提示：缺少一条性染色体，缺少部分基因，不是一套完整的非同源染色体。
2．下图a～h所示的细胞中，有一个染色体组的是________，有两个染色体组的是________，有三个染色体组的是________，有四个染色体组的是________。提示：d、g c、h a、b e、f
1．下图表示细胞中所含的染色体，①②③④的基因型可以分别表示为( )
A．①：AABb，②：AAABBb，③：ABCD，④：AB．①：Aabb，②：AaBbCc，③：AAAaBBbb，④：ABC．①：AaBb，②：AaaBbb，③：AAaaBBbb，④：AbD．①：AABB，②：AaBbCc，③：AaBbCcDd，④：ABCD【答案】C【解析】根据细胞中所含的染色体的类型判断，①含有两个染色体组，②含有三个染色体组，③含有四个染色体组，④含有一个染色体组。
2．下图所示为四个物种不同时期的细胞，其中含有染色体组数最多的是( )
【解析】细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组，A、B细胞中均含有3个染色体组，C细胞中含有1个染色体组，D细胞中含有4个染色体组。综上所述，D符合题意。
1．低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理有丝分裂前期，低温和秋水仙素都能抑制纺锤体的形成；后期，着丝粒分裂后染色体数目加倍；末期，由于没有纺锤体，染色体不能被牵拉到细胞两极，细胞无法实现一分为二，从而使得细胞内的染色体数目加倍。当温度恢复正常或秋水仙素被细胞代谢消耗完全之后，染色体数目加倍的细胞又通过正常的有丝分裂产生更多的染色体数目加倍的子代细胞。
染色体数目的变异实验与应用
2．低温诱导植物细胞染色体数目的变异实验应注意的问题(1)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加倍的情况。常用的观察材料有蚕豆(首选，因其染色体比洋葱少)、洋葱、大蒜等。(2)温度不是越低越好：温度过低会对根尖细胞造成伤害，应选择合适温度。(3)并不是所有细胞中染色体均已加倍：只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体状况。
(4)细胞是死的而非活的：显微镜下观察到的细胞是已被解离液杀死的细胞。(5)着丝粒分裂与纺锤体无关：着丝粒到有丝分裂后期才分裂，与有无纺锤体无关。(6)两次漂洗的对比：①时间不同：第一次漂洗在固定之后、解离之前，第二次漂洗在解离之后、染色之前；②试剂不同：第一次用体积分数为95%的酒精漂洗，第二次用清水漂洗；③目的不同：第一次是为了洗去多余的卡诺氏液，第二次是为了洗去多余的解离液。
3．试剂的使用方法及作用
4．三倍体无子西瓜的培育流程分析
注：图中“△”代表西瓜种子。
上图中相关问题的分析：(1)关于两次传粉：②过程传粉是为了杂交得到三倍体种子，④过程传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。(2)用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗成为四倍体，是因为幼苗具有分生能力。(3)①过程经秋水仙素处理后，新产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未处理的根细胞中仍为两个染色体组。
(4)四倍体植株上结的西瓜f，种皮和瓜瓤为四个染色体组，而种子e的胚为三个染色体组。(5)三倍体西瓜c进行减数分裂时，由于联会紊乱，不能产生正常配子。(6)获取三倍体种子e是在第一年四倍体植株a上；获取三倍体无子果实g则是在第二年的三倍体植株c上。
1．(2022·广东学考)如图是三倍体无子西瓜的培育过程。
下列叙述正确的是( )A．秋水仙素能抑制染色体着丝粒分裂B．四倍体植株不能正常开花结实C．西瓜的每个染色体组含11条染色体D．三倍体植株比二倍体植株弱小【答案】C
2．下图是利用玉米(2n＝20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图。下列分析不正确的是( )
A．基因重组发生在图中②过程，过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期B．秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成C．植株A为二倍体，其体细胞内最多有4个染色体组；植株C属于单倍体，其发育起点为配子D．利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为25%【答案】D
【解析】基因重组发生于减数分裂过程中，即发生在图中②过程；有丝分裂过程中，间期染色体复制形成染色单体，后期着丝粒分裂，染色单体消失，因此在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期，A正确。多倍体育种常用秋水仙素处理，原理是能够抑制纺锤体的形成，使得染色体数目加倍，B正确。玉米为二倍体，体细胞内含有两个染色体组，在有丝分裂后期着丝粒分裂，含有4个染色体组；植株C发育起点为配子，属于单倍体，C正确。利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为100%，D错误。
【归纳总结】 多倍体育种和单倍体育种的比较
1．染色体易位与互换的区别
2．染色体结构的变异与基因突变的区别
观察甲、乙、丙三幅图，请回答下列问题：
(1)图甲、图乙均发生了某些片段的互换，其互换对象分别是什么？它们属于何种变异？(2)图丙①～④的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于何种变异？能在显微镜下观察到的是哪几个？(3)图丙①～④中哪种变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？
提示：(1)图甲发生了非同源染色体间片段的互换，图乙发生的是同源染色体非姐妹染色单体间相应片段的互换，前者属于染色体结构变异中的“易位”，后者则属于互换型基因重组。(2)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，不能在显微镜下观察到。(3)图丙①～④中③的基因突变只是产生了新基因，即改变基因的质，并未改变基因的量，故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。
1．如图所示为染色体结构变异，以下说法正确的是( )
A．甲、乙、丙、丁依次为缺失、重复、易位、倒位B．染色体变异在光学显微镜下可见C．丁图发生在同源染色体之间， 导致基因重新进行了组合D．染色体结构变异改变了基因的结构、数目、在染色体上的排列顺序， 通常影响比较大【答案】B
【解析】据图可知，甲图中下面的染色体少了D基因，属于缺失；乙图中上面染色体多了C基因，属于重复；丙图中C和B发生了互换，属于倒位；丁图中发生了非同源染色体的基因交换，属于易位，A错误。染色体变异包括染色体结构变异和数目变异，均在光学显微镜下可见，B正确。丁图属于易位，发生在非同源染色体之间，C错误。染色体结构变异包括缺失、重复、易位和倒位，其中易位和倒位不改变基因数量，但改变了基因在染色体上的排列顺序，缺失和重复改变了基因数量，但通常不改变基因的结构，D错误。
2．在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种变异类型，图甲中的英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是( )
A．图示中的生物变异都是染色体变异B．图中所示的变异类型在减数分裂过程中均可能发生C．若图乙为一个精原细胞，则它一定不能产生正常的配子D．图示中的变异类型都能通过光学显微镜观察到【答案】B
【解析】分析图可知，图甲、图乙和图丁属于染色体变异，图丙属于基因重组，A错误；题图中所示的变异类型有染色体变异和基因重组，在减数分裂过程中均可能发生，B正确；若图乙为一个精原细胞，其通过减数分裂过程可能产生正常的配子和异常的配子，C错误；题图中的变异类型只有属于染色体变异的甲、乙和丁才能用光学显微镜观察到，D错误。
【归纳提升】 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，不能在光学显微镜下观察到；染色体变异属于细胞水平的变化，可以在光学显微镜下观察到。(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。
易错易混1：误认为单倍体只含一个染色体组或含多个染色体组的均为多倍体单倍体是指由配子发育而来的个体，其细胞中染色体组数取决于配子中所含染色体组数，可能为1组、2组或多组。含多个染色体组的个体是单倍体还是多倍体取决于其发育起点是配子还是受精卵，若为前者，一定是单倍体；若为后者，一定是多倍体。
易错易混2：混淆“可遗传变异”与“可育”的概念“可遗传变异”≠“可育”：三倍体如无子西瓜、骡子，二倍体形成的单倍体等均表现“不育”，但它们均属可遗传变异——其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状。这与仅由环境引起的不可遗传的变异有着本质区别。
易错易混3：混淆育种中“最简便”与“最快”“最简便”着重于技术应为“易操作”，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作。而“最快”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，单就花粉培养成幼苗已很难实现。
易错易混4：四倍体AAaa(由Aa秋水仙素诱导后形成)产生的配子类型及比例(AA∶Aa∶aa)应为1∶2∶1还是1∶4∶1?AAaa产生配子状况可按下图分析，由于染色体①～④互为同源染色体，减数分裂时四条染色体分配至细胞两极是“随机”的，故最终产生的子细胞染色体及基因状况应为①②与③④(AA与aa)、①③与②④(Aa与Aa)、①④与②③(Aa与Aa)。由此可见，AAaa产生的配子类型及比例为1AA∶4Aa∶1aa而不是AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1。
例1 下列说法正确的是( )A．体细胞中只有一个染色体组的个体才是单倍体B．八倍体小麦的单倍体有四个染色体组C．六倍体小麦花药离体培养所得个体是三倍体D．体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体【答案】B【解析】单倍体的染色体组数与该生物配子的染色体组数相同，不一定只含有一个染色体组，如八倍体小麦的单倍体有四个染色体组，A错误、B正确；由配子发育成的个体细胞中不管有几个染色体组，都属于单倍体，C、D错误。
例2 簇毛麦(二倍体)具有许多普通小麦(六倍体)不具有的优良基因，如抗白粉病基因。为了改良小麦品种，育种工作者将簇毛麦与普通小麦杂交，过程如下。下列判断错误的是( )
A．杂交产生的F1是四倍体，其染色体组为ABDVB．对F1的配子进行花药离体培养可得若干种单倍体植株C．将簇毛麦1条染色体上的抗白粉病基因移到普通小麦染色体上后得到某可育植株，该变异属于染色体结构变异D．可育植株某些细胞的特定时期会出现16个染色体组【答案】B
【解析】六倍体普通小麦和二倍体簇毛麦杂交，产生的F1的体细胞含有4个染色体组，其染色体组为ABDV，是四倍体，A正确；F1在产生配子时，来自簇毛麦和普通小麦的染色体不能正常联会，不能形成可育的配子，因此对F1的配子进行花药离体培养，不能获得单倍体植株，B错误；将簇毛麦1条染色体上的抗白粉病基因移到普通小麦染色体上后得到某可育植株，该变异属于染色体结构变异中的易位，C正确；可育植株的染色体组的组成为AABBDDVV，含有8个染色体组，其中某些细胞处于有丝分裂后期时，着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，所以细胞中会出现16个染色体组，D正确。
1．(2023·广东梅州联考)我校“某研究组”课外兴趣小组展开了有关细胞中染色体的讨论，正确的是( )A．橙子：人类基因组计划共需测定23条染色体上的DNA序列B．小王：21三体综合征患儿体细胞共有69条染色体C．小彭：性染色体为XXY的果蝇的产生是由于母本减数分裂异常导致的D．小李：西瓜(2n＝22)的新品种——三倍体无子西瓜，其体细胞内共有33条染色体【答案】D
【解析】人类基因组计划共需测定22条常染色体和X、Y染色体共24 条染色体的DNA序列，A错误；21三体综合征患儿体细胞共有47条染色体，B错误；性染色体组成为XXY，说明多了一条X或Y，因此可能是卵细胞异常(XX)或精子异常(XY)，如果是卵细胞异常，则是由于母本减数第一次或减数第二次分裂异常所致，如果是精子异常，则是由于减数第一次分裂同源染色体未分离导致的，C错误；西瓜是二倍体植株(2n＝22)，一个染色体组为11条，三倍体西瓜体细胞内有三个染色体组共有33条染色体，D正确。
2．(2023·广东名校阶段练习)如图是果蝇细胞的染色体组成，以下说法正确的是( )A．染色体1、2、4、5组成果蝇的一个染色体组B．染色体3、6之间的交换属于基因重组C．控制果蝇红眼和白眼的基因位于2号染色体上D．果蝇基因组可由1、2、3、6、7的DNA分子组成【答案】D
【解析】染色体组是指细胞内的一组非同源染色体，大小、形态、功能各不相同，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异的一组染色体，而1和2是同源染色体，属于不同的染色体组，A错误；3和6是非同源染色体，它们之间的互换属于染色体变异中的易位，B错误；控制红眼和白眼的基因位于X染色体上，而2是Y染色体，C错误；果蝇基因组是3条常染色体＋XY，所以可以由1、2、3、6、7的DNA分子组成，D正确。
3．(2023·广东珠海期中)“嵌合体”现象在植物中普遍存在，例如二倍体西瓜(2n＝22)幼苗经秋水仙素处理后，未能使所有细胞的染色体加倍，这样发育成的植株，组织细胞染色体数目有的是22条，有的是44条。下列叙述错误的是( )A．“嵌合体”现象属于染色体变异B．“嵌合体”植株自交后代不一定可育C．低温处理幼苗同样可能导致“嵌合体”D．“嵌合体”植株可通过有性生殖保持性状【答案】D
【解析】“嵌合体”是指部分细胞染色体数目正常，而另一部分细胞染色体数目加倍，即“嵌合体”现象属于染色体数目变异，A正确；由于组织细胞染色体有的是22条，有的是44条，如果11条染色体的配子和22条染色体的配子结合形成含有33条染色体的受精卵发育成植株，该植株由于含有3个染色体组而不育，B正确；低温处理和秋水仙素处理的原理相同，因此低温处理幼苗同样可能导致“嵌合体”，C正确；有性生殖后代会发生性状分离，不能保持该性状，由B项可知，“嵌合体”植株自交后代也可能不育，D错误。
4．(2023·广东深圳期末)一条正常染色体的基因排序为ABCDEFGH，变异后的基因序列为ABCDEFEFGH。这种变异属于( )A．基因突变B．基因重组C．染色体结构变异D．染色体数目变异【答案】C【解析】一条正常染色体的基因排列顺序为ABCDEFGH，变异后变成ABCDEFEFGH，说明该变异是染色体片段中EF基因重复，属于染色体结构变异，C正确。
5．(2023·广东珠海期末)下图为某细胞分裂过程中某一时期的示意图，其中数字表示染色体，字母表示染色单体。下列有关叙述正确的是( )A．此细胞正在进行有丝分裂B．此细胞中有2个染色体组C．非姐妹染色单体间均可进行互换D．c和d可进入此细胞的同一子细胞中【答案】B
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