2020版高考一轮复习生物江苏专版讲义：必修2 第三单元 第2讲　染色体变异和生物育种

[思维导图·成一统]

[基础速练·固根基]

1．判断下列叙述的正误

(1)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化(×)

(2)染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化(√)

(3)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异(×)

(4)染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力(×)

(5)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响(×)

2．观察下列图示，填出变异类型

(1)甲、乙、丙、丁所示变异类型分别属于缺失、重复、倒位、基因突变。

(2)可在显微镜下观察到的是甲、乙、丙。(填图号)

(3)基因数目和排列顺序未变化的是丁。(填图号)

3．连线染色体结构变异的类型

4．据图示辨析染色体的易位与交叉互换

(1)图1是易位，图2是交叉互换。

(2)发生对象：图1发生于非同源染色体之间，图2发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间。

(3)变异类型：图1属于染色体结构变异，图2属于基因重组。

[题组练透·过考点]

题组一　染色体结构变异及与基因突变的判断

1.(2016·江苏高考)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∶1

D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常

解析：选B　个体甲的变异为染色体结构变异中的缺失，由于基因互作，缺失了e基因对表型可能有影响；个体乙的变异为染色体结构变异中的倒位，变异后个体乙细胞减数分裂时同源染色体联会形成的四分体异常；若E、e基因与其他基因共同控制某种性状，则个体甲自交的后代性状分离比不一定为3∶1；个体乙虽然染色体没有基因缺失，但是基因的排列顺序发生改变，也可能引起性状的改变。

2．关于基因突变和染色体结构变异的叙述，正确的是(　　)

A．基因突变都会导致染色体结构变异

B．基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变

C．基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变

D．基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察

解析：选C　基因突变不会导致染色体结构变异；基因突变不一定会导致个体表现型改变；基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变；基因突变在光学显微镜下是不可见的，染色体结构变异可用光学显微镜观察到。

3．导致遗传物质变化的原因有很多，下图中字母代表不同基因，其中变异类型①和②依次是(　　)

A．突变和倒位　　　　　　 B．重组和倒位

C．重组和易位  D．易位和倒位

解析：选D　①中少了基因a、b，多了基因j，是非同源染色体间发生了片段交换，属于染色体结构变异中的易位；②中基因c、d、e位置发生了颠倒，属于染色体结构变异中的倒位。

4．家蚕属于ZW型性别决定的二倍体生物，含有异型性染色体ZW的为雌性。下图所示为家蚕正常卵原细胞及几种突变细胞的第2对常染色体和性染色体。以下分析正确的是(　　)

A．正常卵原细胞产生的雌配子类型有四种，该过程受基因控制

B．突变细胞Ⅰ发生了基因突变或基因重组

C．突变细胞Ⅰ和突变细胞Ⅱ所发生的变异都能够通过显微镜观察到

D．突变细胞Ⅲ中A和a的分离符合基因的分离定律

解析：选A　正常卵原细胞中常染色体和性染色体在减数分裂时自由组合，可产生四种雌配子，生命活动从根本上来说均是受基因控制的；与正常卵原细胞相比，可看出突变细胞Ⅰ应是发生了基因突变；突变细胞Ⅱ发生了染色体缺失，可在显微镜下看到，基因突变不能在显微镜下看到；突变细胞Ⅲ中A和a位于非同源染色体上，在减数分裂时遵循基因的自由组合定律。

[归纳拓展]　染色体结构变异与基因突变的区别

(1)变异范围不同：

①基因突变：是分子水平上的变异，只涉及基因中一个或几个碱基的改变，这种变化在光学显微镜下观察不到。

②染色体结构的变异：是在染色体水平上的变异，涉及染色体某一片段的改变，这一片段可能含有若干个基因，这种变化在光学显微镜下可观察到。

(2)变异的方式不同：

基因突变包括基因中碱基对的增添、缺失和替换三种类型；染色体结构的变异包括染色体片段的缺失、重复、倒位和易位。它们的区别可用下图表示。

(3)变异的结果不同：

①染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异，但未形成新的基因。

②基因突变是基因结构的改变，包括DNA碱基对的替换、增添和缺失，基因突变导致新基因的产生，但基因数目不变，生物的性状不一定改变。

题组二　染色体结构变异与基因重组的判断

5．(2017·江苏高考)一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是(　　)

A．题图表示的过程发生在减数第一次分裂后期

B．自交后代会出现染色体数目变异的个体

C．该玉米单穗上的籽粒基因型相同

D．该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子

解析：选B　图示的联会过程发生在减数第一次分裂前期；由异常联会图示可知，同源染色体中的三条染色体可移到一个细胞中，而另一条染色体可移到另一个细胞中，因此，减数分裂后形成的配子中有的染色体数目异常，自交后代会出现染色体数目变异的个体；该玉米单穗上的籽粒可由不同基因型的配子结合形成，因此基因型可能不同；该植株形成的配子中有的基因型为Aa，含这种配子的花药经培养加倍后形成的个体是杂合子。

6．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。下面甲、乙两模式图分别表示细胞分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。丙图是细胞分裂过程中染色体在某一时期所呈现的形态。下列有关叙述正确的是(　　)

A．甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组

B．甲图是由于个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目改变的结果

C．乙图是由于四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果

D．甲、乙、丙三图均发生在减数分裂过程中

解析：选D　分析甲图，一对同源染色体中一条出现突起，可能是此染色体发生片段重复或另一条染色体出现缺失，属于染色体结构变异；分析乙图，左边染色体为tt，另一端却不是等位基因，其等位基因位于图中左边的另一条非同源染色体上，这说明s或w在非同源染色体间发生基因转移，属于染色体结构变异；甲、乙两图中每条染色体都含有两条染色单体，且都发生同源染色体配对，所以发生于减数第一次分裂前期，丙图为四分体时期同源染色体的交叉互换。

[思维导图·成一统]

[基础速练·固根基]

1．判断下列叙述的正误

(1)多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会(×)

(2)染色体组整倍性、非整倍性变化必然导致基因种类的增加(×)

(3)三倍体植物不能由受精卵发育而来(×)

(4)通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型(√)

(5)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(√)

(6)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(×)

(7)单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组(√)

2．精子和卵细胞中，一定不含同源染色体吗？

提示：不一定。二倍体生物的配子中不含同源染色体，四倍体生物的配子中含有同源染色体。

3.基因型如右图的个体产生配子的种类及比例是AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1。

[师说考点·解疑难]

1．染色体组数的判断方法

(1)根据染色体形态判断：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。下图所示的细胞中所含的染色体组数分别是：a为3个，b为2个，c为1个。

(2)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或相同基因。下图所示的细胞中，它们所含的染色体组数分别是：a为4个，b为2个，c为3个，d为1个。

(3)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2个染色体组。

2．有关“变异”的三点归纳

(1)可遗传变异和不可遗传变异：

①两类变异的本质区别即遗传物质是否改变，改变则可遗传给后代，仅由环境引起性状改变但遗传物质未改变则不能遗传。

②判断是否是可遗传变异的方法：

a．若为染色体变异，可直接借助显微镜观察染色体形态、数目、结构是否改变。

b．变异类型与原来类型在相同环境下种植，观察变异性状是否消失，若不消失，则为可遗传变异，反之，则为不可遗传变异。

c．观察变异类型自交后代是否发生性状分离。

(2)三种可遗传变异的共同点：

基因突变、基因重组、染色体变异都会引起遗传物质的改变，均属于可遗传的变异，但不一定遗传给后代；三种变异都为生物的进化提供了原材料。

(3)三种可遗传变异的实质解读：

若把基因视为染色体上的一个位“点”，染色体视为点所在的“线段”，则：

①基因突变——“点”的变化(“点”的质变，但数目不变)。

②基因重组——“点”的结合或交换(“点”的质与量均不变)。

③染色体变异——“线段”发生结构或数目的变化。

a．染色体结构变异——“线段”的部分片段重复、缺失、倒位、易位(“点”的质不变，数目和位置可能变化)。

b．染色体数目变异——个别“线段”增添、缺失或线段成倍增减(“点”的质不变，数目变化)。

[研透考情·备高考]

考向一　染色体组的分析与判断

1．(2015·江苏高考)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：选D　根据题干信息可知，甲、乙是两种果蝇，甲、乙杂交产生的F1虽然含有2个染色体组，但是因为来自甲、乙中的1号染色体不能正常联会配对，所以F1不能进行正常的减数分裂。根据题图，甲中1号染色体发生倒位形成了乙中的1号染色体。染色体中某一片段倒位会改变基因的排列顺序。可遗传变异如基因突变、基因重组和染色体变异都能为生物进化提供原材料。

2．如图表示某高等植物卵细胞内染色体数目和染色体形态模式图，此植物胚细胞、叶肉细胞内染色体组数和染色体数目分别是(　　)

A．12、8和36、24　　　　 B．6、6和24、24

C．8、8和24、24  D．8、16和24、48

解析：选B　图示植物卵细胞内，染色体有4种形态，大小、形状相同的染色体各有3条，则有3个染色体组，每个染色体组内有4条染色体，所以体细胞中的染色体组数和染色体总数分别为6组和24条。胚细胞和叶肉细胞都经受精卵有丝分裂而来，与其他正常体细胞相同。

[归纳拓展]　细胞分裂图像中染色体组数的确定

以生殖细胞中的染色体数为标准，判断题目中所给图像中的染色体组数。如下图所示：

①图a为减数第一次分裂的前期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体。

②图b为减数第一次分裂的末期或减数第二次分裂前期，染色体2条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有1个染色体组，染色体组中有2条染色体。

③图c为减数第一次分裂的后期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体。

④图d为有丝分裂后期，染色体8条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有4个染色体组，每个染色体组有2条染色体。

考向二　单倍体、二倍体和多倍体的成因及特点

3．下列有关单倍体的叙述，错误的是(　　)

①未经受精的卵细胞发育成的植株，一定是单倍体

②含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体

③生物的精子或卵细胞一定都是单倍体

④基因型是aaaBBBCcc的植株一定是单倍体

⑤基因型是Abcd的生物体一般是单倍体

A．③④⑤　　　　　　　 B．②③④

C．①③⑤  D．②④⑤

解析：选B　由配子发育而来的个体称为单倍体，细胞中含一个染色体组的个体一般为单倍体，单倍体不一定只有一个染色体组。

4．下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述，错误的是(　　)

A．组成一个染色体组的染色体中不含减数分裂中能联会的染色体

B．由受精卵发育而成，体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体

C．含一个染色体组的个体是单倍体，但单倍体未必只含一个染色体组

D．人工诱导多倍体唯一的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

解析：选D　一个染色体组中的染色体是非同源染色体，减数分裂中能联会的染色体是同源染色体；二倍体指的是由受精卵发育而成，体细胞含有两个染色体组的个体；含一个染色体组的个体是单倍体，但单倍体未必只含一个染色体组，例如小麦的单倍体含有三个染色体组；人工诱导多倍体的方法是用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗。

[易错点拨]　关于单倍体与多倍体的三个易误点

[思维导图·成一统]

[基础速练·固根基]

1．判断下列叙述的正误

(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)抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低(×)

(3)诱变育种和杂交育种均可形成新基因(×)

2．图中甲、乙表示水稻两个品种，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，①～⑥表示培育水稻新品种的过程，请思考：

(1)图中哪种途径为单倍体育种？

提示：图中①、③、⑤过程表示单倍体育种。

(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？

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处需用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导染色体加倍。

(3)④、⑥的育种原理分别是什么？

提示：④的育种原理为基因突变，⑥的原理为染色体变异。

(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：图中最简便的育种途径为①～②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。

[师说考点·解疑难]

1．育种的类型、原理及优缺点比较

2．育种的一般操作步骤

(1)杂交育种：

①培育显性纯合子品种：

a．植物：选取双亲(P)杂交(♀×)―→F1F2―→选出表现型符合要求的个体F3……选出稳定遗传的个体推广种植。

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，选择后代不发生性状分离的F2个体。

②培育隐性纯合子品种：

选取双亲(P)杂交(♀×)―→F1F2―→选出表现型符合要求的个体种植推广。

③培育杂合子品种：

在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。其特点是利用杂种优势，品种高产、抗性强，但种子只能种一年。培育基本步骤如下：

选取符合要求的纯种双亲(P)杂交(♀×)―→F1(即为所需品种)。

(2)单倍体育种的基本步骤：

实例：用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种，培育矮秆抗病小麦的过程，见图：

(3)多倍体育种：

实例：无子西瓜的培育。

[研透考情·备高考]

考向一　生物育种过程分析及应用

1．假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种，为培育出优良品种AAbb，可采用的方法如图所示，有关叙述错误的是(　　)

A．由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方式的优点在于可以将多种优良性状集中在一个生物体上

B．与①②③过程的育种方法相比，⑤⑥过程的优势是明显缩短了育种年限

C．图中A_bb的类型经过③过程，子代中AAbb与aabb的数量比是3∶1

D．④过程在完成目的基因和运载体的结合时，必须用到的工具酶是限制性核酸内切酶

解析：选D　由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方式属于杂交育种，优点在于可以将两个或多个品种的优良性状组合在一个生物体上；⑤⑥过程的育种方式是单倍体育种，与杂交育种相比，明显缩短了育种年限；图中A_bb有AAbb和Aabb两种类型，数量比是1∶2，经过③过程，子代中AAbb与aabb的数量比是3∶1；④过程在完成目的基因和运载体的结合时，必须用到的工具酶是DNA连接酶。

2．(2014·江苏高考)下图是高产糖化酶菌株的育种过程，有关叙述错误的是(　　)

A．通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株

B．X射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异

C．上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程

D．每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高

解析：选D　题图育种过程为诱变育种。因未进行酶活性检测等，故该过程获得的高产菌株不一定符合生产要求；X射线处理等物理因素既可以引起基因突变也可能引起染色体变异；题图筛选高产菌株是选择符合人类特定要求菌株的过程，属于人工选择，是定向的；诱变的突变率高于自发突变率，但不一定每轮诱变都是与高产相关的基因发生突变。

[归纳拓展]　准确解答遗传育种题目的三点必备

(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、优缺点等内容。

(3)根据育种要求选择合适的育种方案，需要明确各种育种方法的优点，从而达到育种目标。

考向二　生物育种方法的选择

3．(2013·江苏高考，多选)现有小麦种质资源包括：①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下述育种方法可行的是(　　)

A．利用①、③品种间杂交筛选获得a

B．对品种③进行染色体加倍处理筛选获得b

C．a、b和c的培育均可采用诱变育种方法

D．用转基因技术将外源抗旱基因导入③中获得c

解析：选CD　欲获得高产、抗病品种，应利用①和②进行品种间杂交筛选；欲获得高产、早熟品种，则应对③进行诱变育种；诱变育种可以产生新基因，因此品种a、b、c都可以通过诱变育种获得；基因工程可定向改变生物性状，要获得高产、抗旱品种，可通过基因工程技术将外源抗旱基因导入③中来实现。

4．(2017·江苏高考)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题：

(1)要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的________物质是否发生了变化。

(2)在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法①，使早熟基因逐渐________，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的________进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为________育种。

(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的________________，产生染色体数目不等、生活力很低的________，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不断制备________，成本较高。

(4)新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次________，产生的多种基因中只有一部分在选育过程中保留下来。

解析：(1)生物的可遗传性状是由基因控制的，培育得到的新品种，与原种控制相关性状的遗传物质(基因)可能有所差异，因而可根据变异株中的遗传物质是否发生变化来判断变异株是否具有育种价值。(2)连续自交过程中早熟基因逐渐纯合，培育成新品种1。为了加快育种进程，可先通过花药离体培养，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得高度纯合的后代，这种方法属于单倍体育种。(3)若是染色体组数目改变引起的变异，则在减数分裂过程中同源染色体配对会发生紊乱，不规则的染色体分离导致产生染色体数目不等、生活力低的异常配子，只有极少数配子正常，故只能得到极少量的种子。育种方法③需首先经植物组织培养获得柑橘苗，而植物组织培养技术操作复杂，成本较高。(4)育种方法①需连续自交，每次减数分裂时与早熟性状相关的基因和其他性状相关的基因都会发生基因重组，产生多种基因型，经选育只有一部分基因型保留下来。植物组织培养过程中不进行减数分裂，无基因重组发生。

答案：(1)遗传　(2)纯合　花药　单倍体

(3)染色体分离　配子　组培苗　(4)重组

[归纳拓展]　不同育种技术的特点和育种方案的选择

(1)育种技术中的“四最”和“一明显”：

①最简便的育种技术——杂交育种(但耗时较长)。

②最具预见性的育种技术——转基因技术或细胞工程育种(但技术含量高)。

③最盲目的育种——诱变育种(但可获得新基因，性状可较快稳定)。

④最能提高产量的育种——多倍体育种(尤其是营养器官增大)。

⑤可明显缩短育种年限的育种——单倍体育种。

(2)据不同育种目标选择不同育种方案：

[课堂巩固练—小试身手]

1．(2015·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：选A　猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，是常见的染色体异常遗传病。

2．下图为雌性果蝇体内部分染色体的行为及细胞分裂图像，其中能够体现基因重组的是(　　)

A．①③　　　　　　　　 B．①④

C．②③  D．②④

解析：选B　图①表示四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，能够实现基因重组。图②表示染色体结构变异中的染色体易位。图③表示有丝分裂后期，着丝点分裂导致两套相同的染色体分别移向细胞两极，在这个过程中不发生基因重组。图④表示减数第一次分裂后期，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上的非等位基因自由组合，即基因重组。

3．(2014·江苏高考)下列关于染色体变异的叙述，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．染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力

C．染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响

D．通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型

解析：选D　染色体增加某一片段引起的变异不一定是有利的。若显性基因随染色体的缺失而丢失，可有利于隐性基因表达，但隐性基因的表达不一定能提高个体的生存能力。染色体易位不改变基因数量，但会对个体性状产生影响，且大多数染色体结构变异对生物体是不利的。不同物种可以通过杂交获得不育的子一代，然后经秋水仙素诱导得到可育的多倍体，从而培育出生物新品种。

4．(2018·天津高考)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诱导处理。

(2)筛选鉴定多倍体时，剪取幼苗根尖固定后，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。

(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：(1)诱导多倍体可以利用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗，目的是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，阻止细胞的分裂，使细胞染色体数加倍，成为多倍体。(2)鉴定是否出现多倍体细胞，要将根尖制成装片，观察根尖分生区的细胞，若分生区细胞均多层重叠，说明制作装片过程中解离不充分或压片不充分。表格中，x1代表处于间期的细胞数，x2＋x3＋x4＋x5代表处于分裂期的细胞数，以此来比较甲株细胞周期中间期与分裂期的时间长短。(3)据表中信息判断，正常二倍体玉米的染色体数是y，四倍体玉米的正常染色体数是2y，绘制染色体数加倍的细胞周期时，染色体数起点是y，秋水仙素处理后维持在后期(2y)状态一直到分裂结束，然后在四倍体的基础上画出一个细胞周期的染色体数变化曲线。

答案：(1)秋水仙素(或低温)　(2)分生　解离不充分或压片不充分　x1　x2＋x3＋x4＋x5　(3)如图所示

[课下模拟练—自我检测]

一、选择题

1．(2018·扬州学测模拟)下列变异中，属于染色体结构变异的是(　　)

A．正常夫妇生育白化病儿子

B．人类的镰刀型细胞贫血症

C．人类的21三体综合征

D．人类的猫叫综合征

解析：选D　正常夫妇生育白化病儿子，是致病基因遗传的结果。镰刀型细胞贫血症是基因突变的结果。21三体综合征属于染色体数目变异。猫叫综合征是人的第5号染色体缺失引起的，属于染色体结构变异。

2．下列关于变异和育种的叙述，正确的是(　　)

A．基因重组能产生新的基因

B．人工诱导产生的基因突变一定是有利的

C．单倍体的体细胞中只含有一个染色体组

D．多倍体育种的原理是染色体数目变异

解析：选D　基因重组能产生新的基因型，不能产生新的基因。人工诱导产生的基因突变绝大多数是有害的。单倍体生物的体细胞含有配子中的染色体数，不一定只含一个染色体组。多倍体育种涉及秋水仙素处理植物体，诱导染色体加倍，其原理为染色体变异。

3．(2019·南京一模)下列关于染色体组和染色体变异的叙述，错误的是(　　)

A．不同物种的染色体组中可能含有相同的染色体

B．同种生物的细胞处于有丝分裂后期时染色体组数最多

C．减数分裂过程中的染色体结构变异可导致异常配子的产生

D．细胞内染色体数目以染色体组形式成倍增加导致个体不育

解析：选D　不同物种的染色体组中可能含有相同的染色体，如二倍体西瓜与四倍体西瓜染色体组内的染色体相同；同种生物的细胞处于有丝分裂后期时染色体组数最多，是体细胞染色体组数目的两倍；减数分裂过程中的染色体结构变异可导致异常配子的产生；细胞内染色体数目以染色体组形式成倍增加后，导致细胞内含有偶数个染色体组，不会导致个体不育。

4．某株玉米白化苗的产生是由于控制叶绿素合成的基因所在染色体缺失了一段，导致该基因不能正常表达，无法合成叶绿素。该种变异类型属于(　　)

A．染色体数目变异　　　　　 B．基因突变

C．染色体结构变异  D．基因重组

解析：选C　由题意可知，这种变异是由于控制叶绿素合成的基因所在染色体缺失了一段，属于染色体结构变异中的缺失。

5．(2019·无锡一模)研究人员将小鼠第8号染色体短臂上的一个DNA片段进行了敲除，结果发现培育出的小鼠血液中甘油三酯极高，具有动脉硬化的倾向，并可遗传给后代。下列有关叙述错误的是(　　)

A．该小鼠相关生理指标的变化属于可遗传变异

B．DNA片段的敲除技术主要用于研究相关基因的结构

C．控制甘油三酯合成的基因不一定位于第8号染色体上

D．敲除第8号染色体上的其他DNA片段不一定影响小鼠的表现型

解析：选B　对小鼠第8号染色体短臂上的一个DNA片段进行了敲除，属于可遗传变异中的染色体结构变异；DNA片段的敲除技术主要用于研究相关基因的功能；由题意知，8号染色体上敲除的该片段与甘油三酯的合成有关，但是控制甘油三酯合成的基因不一定位于第8号染色体上；DNA上可能存在无遗传效应的片段，敲除第8号染色体上的其他DNA片段不一定影响小鼠的表现型。

6．已知小麦的高秆对矮秆为显性、抗病对不抗病为显性，分别由D、d和T、t控制，这两对等位基因遵循自由组合定律。现利用如图所示两种育种方法获得抗倒伏抗病的植株，下列相关叙述错误的是(　　)

A．图中②③④表示的基因组成分别为Dt、DDTT、ddTT

B．两种育种方法都是为了获得ddTT，但所需时间不一样

C．图中两种育种方法利用的遗传学原理都是染色体变异

D．图中⑥代表的含义是连续多代自交、选纯的过程

解析：选C　图中①②③④⑤表示的基因组成分别为dT、Dt、DDTT、ddTT、ddtt；两种育种方法都是为了获得ddTT，但单倍体育种所需时间更短；单倍体育种利用的遗传学原理是染色体变异，杂交育种利用的遗传学原理是基因重组；对于显性纯合子的筛选需要连续自交，直到后代不发生性状分离。

7．图1为某高等动物的一组细胞分裂图像，A、a、B、b、C、c分别表示染色体；图2表示该动物某种细胞分裂过程中染色体组数变化情况。下列有关叙述正确的是(　　)

A．a和B染色体上的基因可能会发生交叉互换

B．若图1中的乙细胞对应图2中的d时期，则m所代表的数值是1

C．甲、乙、丙三个细胞中均含有2个染色体组，但只有丙中不含同源染色体

D．丙细胞产生子细胞的过程中会发生等位基因的分离和非等位基因的自由组合

解析：选C　交叉互换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，a和B染色体是非同源染色体；图1中的乙细胞是有丝分裂中期，染色体组数为2；甲、乙、丙三个细胞中均含有2个染色体组，丙细胞处于减数第二次分裂后期，不含同源染色体；等位基因的分离和非等位基因的自由组合发生在减数第一次分裂过程中。

8.(2019·南通一模)黑龙江省农科院研究人员欲通过如图所示的育种过程培育出高品质的糯玉米。下列有关叙述正确的是(　　)

A．a过程中运用的遗传学原理是基因重组

B．a过程需要用秋水仙素处理萌发的种子

C．利用c过程一定能更快获得高品质的糯玉米

D．b过程需要通过逐代自交来提高纯合率

解析：选D　由图分析可知，a过程运用的遗传学原理是染色体变异；a过程属于单倍体育种，单倍体没有种子；c过程用射线处理会发生基因突变，基因突变具有低频性；b过程属于杂交育种过程，通过连续自交提纯。

9．如图为某原种二倍体植物育种流程示意图。下列有关叙述错误的是(　　)

A．子代植株Ⅰ可维持原种遗传性状的稳定性

B．子代植株Ⅱ和Ⅲ育种的原理均为基因重组

C．子代植株Ⅲ的选育过程都需经多代自交选育

D．子代植株Ⅳ可能发生基因突变，子代植株Ⅴ一般为纯合子

解析：选C　植物组织培养是无性生殖，可维持原种遗传性状的稳定性；子代植株Ⅱ、Ⅲ分别为基因工程育种和杂交育种，基因工程育种、杂交育种的原理均为基因重组；如果所需性状为隐性，则子代植株Ⅲ在F2中出现后即可选出，不需经多代自交选育；诱变育种会发生基因突变，单倍体育种得到的一般为纯合子。

10．在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种变异类型。下图甲中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是(　　)

A．图甲、乙、丙、丁都发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性

B．甲、乙、丁三图中的变异类型都可以用显微镜观察检验

C．甲、乙、丁三图中的变异只会出现在有丝分裂过程中

D．乙、丙两图中的变异只会出现在减数分裂过程中

解析：选B　图甲中发生了染色体结构变异中的染色体片段增加，图乙发生了染色体数目变异中个别染色体数目的增加，图丙发生了交叉互换，属于基因重组，图丁属于染色体结构变异中的易位；染色体变异可以用显微镜观察到，基因重组不能观察到；染色体变异可以发生在分裂过程的任何时期，因此不会只出现在有丝分裂或减数分裂过程中，交叉互换只能发生在减数分裂的四分体时期。

11．(2019·南京六校联考)A、a和B、b是控制两对相对性状的两对等位基因，位于1号和2号这一对同源染色体上，1号染色体上有部分来自其他染色体的片段，如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)

A．A和a、B和b均符合基因的分离定律

B．可以通过显微镜来观察这种染色体移接现象

C．染色体片段移接到1号染色体上的现象称为基因突变

D．同源染色体上非姐妹染色单体之间发生交叉互换后可能产生4种配子

解析：选C　A和a、B和b都是位于同源染色体相同位置上的等位基因，遵循基因的分离定律；图中1号染色体上的多余片段来自其他染色体，属于染色体结构变异中的易位，可以通过显微镜观察到；同源染色体上非姐妹染色单体之间发生交叉互换后可能产生4种配子，分别是AB、Ab、aB、ab。

12．野生猕猴桃是一种多年生富含维生素C的二倍体(2n＝58)小野果。下图是某科研小组以大量的野生猕猴桃种子(aa)为实验材料培育抗虫猕猴桃无子新品种的过程，分析正确的是(　　)

A．该培育过程中不可使用花药离体培养

B．③⑦过程必须使用秋水仙素

C．⑤的亲本不是同一物种

D．⑥过程得到的个体是四倍体

解析：选C　培育三倍体AAA可用AA与AAAA进行体细胞杂交获得六倍体，再花药离体培养获得AAA的个体；③⑦过程诱导染色体加倍，除用秋水仙素处理外，也可进行低温处理；⑤的亲本是AA和AAAA，两者杂交的子代不可育，不是同一物种；⑥是将外源基因导入三倍体中，获得的AAAB还是三倍体。

13．(多选)下列关于生物变异的叙述，正确的是(　　)

A．若体细胞发生突变，一定不能传递给后代

B．若没有外界诱发因素的作用，生物不会发生基因突变

C．培育三倍体无子西瓜应用的原理是染色体数目变异

D．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化

解析：选CD　体细胞中发生突变可以通过营养生殖(植物)传递给后代；基因突变包括诱发突变和自发突变，没有外界诱发因素的作用，突变也可以发生。

14．(多选)下列与遗传育种的相关叙述，错误的是(　　)

A．用紫外线照射萌发种子，只会引起基因发生突变

B．杂交育种过程中的连续自交能不断提高纯合子的比例

C．单倍体育种过程中亲本杂交能将优良基因集中到同一个体

D．用秋水仙素处理幼苗获得的植株所有细胞中染色体均加倍

解析：选AD　紫外线等理化因素可导致生物发生基因突变或染色体变异；在进行多倍体诱导时，一般采用适宜浓度的秋水仙素处理幼苗的茎尖，因此原植株的其他部分(如根)细胞中染色体数目并没有加倍。

15.(2019·苏北四市一模，多选)视网膜母细胞瘤基因(R)是一种抑癌基因，杂合子(Rr)仍具有抑癌功能。杂合子在个体发育过程中，一旦体细胞的杂合性丢失，形成纯合子(rr)或半合子(r)，就会失去抑癌的功能而导致恶性转化。如图为视网膜母细胞增殖过程中杂合性丢失的可能机制。下列分析正确的是(　　)

A．1是由于含R的染色体丢失而导致半合子(r)的产生

B．2是由于发生了染色体片段的交换而导致纯合子(rr)的产生

C．3是由于缺失了含R的染色体片段而导致半合子(r)的产生

D．4是由于R基因突变成了r而导致纯合子(rr)的产生

解析：选ACD　据题干可知，1属于含R的染色体丢失而导致半合子(r)的产生；2中如果发生了染色体片段的交换，则不会形成两条完全相同的染色体；据图可知，3是缺失了含R的染色体片段而导致半合子(r)的产生；4是由于R基因突变成了r而导致纯合子(rr)的产生。

二、非选择题

16．(2019·镇江一模)某科研小组利用基因型为Aa的普通二倍体玉米(2N＝20)，人工诱导得到了同源四倍体玉米(植株A)，从收获的同源四倍体玉米穗中随机抽取10个穗子，统计完全成熟的粒数并求其结实率如下表所示，为进一步研究同源四倍体玉米的遗传特性，该小组对植株A进行了如图甲所示的系列实验。请回答下列问题：

同源四倍体玉米结实率统计表

(1)获得同源四倍体玉米的育种方式为__________，据上表数据分析可知该育种方式的局限性为__________。

(2)基因重组能够发生在图甲所示过程__________(填标号)中。

(3)为观察同源四倍体玉米细胞中染色体的情况，可取植株A中部分组织，进行__________、制片后进行镜检。若发现染色体出现如图乙所示的异常情况，推测该过程发生在__________________(时期)。在过程③中，最多能观察到染色体数目为________，可观察到四分体________个。

(4)假设四倍体玉米所有花粉母细胞的染色体都能两两配对成功并平均分配，则植株B中杂合子所占比例为________。

解析：(1)由二倍体Aa诱导形成同源四倍体AAaa的过程为多倍体育种；根据表格数据分析，多倍体实际结实数和结实率都很低，说明多倍体育种的局限性为结实率降低。(2)基因重组发生在减数第一次分裂，即图甲中的②过程中。(3)观察同源四倍体玉米细胞中染色体必须先制作临时装片，详细过程为解离、漂洗、染色和制片；根据以上分析可知，图乙中的染色体异常情况发生在减数第一次分裂前期；过程③发生的是有丝分裂，在有丝分裂后期，染色体数目最多为体细胞的两倍，为40×2＝80条；有丝分裂过程中不会出现四分体。(4)根据题意分析，植株A的基因型为AAaa，花药离体培养得到的幼苗的基因型及其比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，则染色体数目加倍后得到的植株B的基因型及其比例为AAAA∶AAaa∶aaaa＝1∶4∶1，因此植株B中杂合子所占比例为2/3。

答案：(1)多倍体育种　结实率降低　(2)②　(3)解离、漂洗、染色　减数第一次分裂前期　80　0　(4)2/3

17．科学家研究发现，棉花每个染色体组含13条染色体，二倍体棉种染色体组分为A、B、C、D、E、F、G 7类，异源四倍体棉种是由两个非同源二倍体棉种相遇，经天然杂交成异源二倍体后在自然条件下，杂种染色体组加倍形成的双二倍体(即异源四倍体)。三交种异源四倍体是由三类染色体组组成的异源四倍体，拓宽了棉属遗传资源，为选育棉花新品种提供了新途径，培育过程如图所示。请据图回答问题：

(1)亚洲棉AA和野生棉GG进行人工杂交，需要在母本开花前先去除雄蕊，授粉后需要________。人工诱导异源二倍体AG染色体加倍时，需要在______________(时期)用特定的药物处理。

(2)亚洲棉植株体细胞含有的染色体数目是________条。若要用异源四倍体AAGG来培育AAGD，________(填“可以”或“不可以”)通过诱变育种，使其发生基因突变而获得。

(3)一般情况下，三交种异源四倍体AAGD在育性上是________的，在其减数分裂过程中，可形成________个四分体。

(4)若需要大量繁殖三交种异源四倍体AAGD的植株，可以通过________________技术。若AAGD偶然也能产生可育的花粉，与野生棉二倍体杂交后出现染色体数目为42的后代，其原因是________(填下列字母)。

a．减数分裂形成配子过程中，染色体数目发生异常

b．减数分裂形成配子过程中，发生了基因重组

c．减数分裂形成配子过程中，发生了基因突变

d．细胞在有丝分裂过程中发生了基因突变

e．细胞在有丝分裂过程中，出现了部分染色体增加等现象

解析：(1)亚洲棉AA和野生棉GG进行人工杂交，需要在母本开花前先去除雄蕊，为了避免该母本接受其他雄蕊的花粉，则授粉后需要套袋。由于秋水仙素的作用是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，则人工诱导异源二倍体AG染色体加倍时，需要在有丝分裂前期用秋水仙素处理。(2)亚洲棉植株AA为2n＝26，则其体细胞含有的染色体数目是26条。诱变育种的原理是基因突变，对异源四倍体AAGG进行诱变育种，一般只能产生原来基因的等位基因，不会由AAGG变为AAGD，因此不可以采用诱变育种获得。(3)一般情况下，异源四倍体AAGD中GD不能正常联会，则其是不可育的。由于异源四倍体AAGD为4n＝52，在其减数分裂过程中，AA可以正常联会，则可形成13个四分体。(4)一般情况下，由于三交种异源四倍体AAGD不育，若需要大量繁殖三交种异源四倍体AAGD的植株，可以通过植物组织培养技术。若AAGD偶然也能产生可育的花粉，与野生棉二倍体杂交后出现染色体数目为42的后代，而野生棉二倍体的配子为13条，则说明AAGD能产生29条染色体的花粉，因此原因是三交种异源四倍体AAGD在减数分裂形成配子过程中，染色体数目发生异常，其产生了29条染色体的花粉，a正确。此过程发生了染色体数目的变异，不属于基因重组、基因突变的范畴，b、c错误。此过程为AAGD产生花粉的过程中发生的，不属于有丝分裂的范畴，d、e错误。

答案：(1)套袋　有丝分裂前期　(2)26　不可以　(3)不可育　13　(4)植物组织培养