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第七单元 生物变异、育种和进化
学案30 染色体变异
考纲要求　
染色体结构变异和数目变异(Ⅰ)。
2.低温诱导染色体加倍(实验)。
复习要求
1.说出染色体结构变异的基本类型。
2.说出染色体数目的变异。
3.进行低温诱导染色体数目变化的实验。
基础自查
一.染色体结构的变异
1.实例：猫叫综合征，人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病。
2.类型
结果：
二、染色体数目的变异
染色体组：
二倍体：
(3)多倍体
①概念：
②实例：
③特点：
④人工诱导多倍体
Ⅰ.方法：
Ⅱ.成因：
Ⅲ.原理
Ⅳ.实例：三倍体无子西瓜。
(4)单倍体
①概念：
②成因
③特点：
④应用：
Ⅰ.方法：
Ⅱ.过程：
Ⅲ.优点：
三.实验——低温诱导植物染色体数目的变化
1、原理
2、方法步骤
课堂深化探究
一.根据图像回答问题：
判断上述4幅图解分别表示染色体结构变异的哪种类型？
思维拓展　染色体结构变异与基因突变的区别
(1)变异范围不同：①基因突变是在DNA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，涉及到染色体的某一片段的改变，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、缺失或替换三种类型；染色体结构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基因突变引起基因结构的改变，基因数目未变，生物的性状不一定改变。②染色体结构变异引起排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，从而可能导致生物的性状发生改变。
二　染色体数目的变异
（一）染色体组
1.观察雌雄果蝇体细胞的染色体图解，探讨以下问题：
染色体组的概念是什么？
就雄果蝇来说，共有哪几个个染色体组？
2染色体组概念的理解
3.染色体组数量的判断方法
(1)据染色体形态怎样判断？
如下图所示的细胞中，它们分别含几个染色体组？
(2)据基因型怎样判断？
如图所示含几个 染色体组？
(3)据染色体数/形态数的比值怎样判断？
（二）填空完成单倍体、二倍体和多倍体的比较：
二倍体 多倍体 单倍体
概 念
实 例 过半数高等植物、人、果蝇等几乎全部动物 香蕉、马铃薯、无子西瓜 (蜜蜂)雄蜂玉米、小麦的单倍体
染色体组的数目
性状表现
人工诱导方法
意 义
思维拓展
1.关于单倍体
(1)由配子形成的个体，不论含有几个染色体组，都称为单倍体。单倍体是生物个体，而不是配子，所以精子、卵细胞、花粉属于配子，但不是单倍体。
(2)一倍体一定是单倍体，单倍体不一定是一倍体。
2.单倍体、二倍体和多倍体的确定方法
可由下列图解中提供的方法区分开来。
注：x为一个染色体组的染色体数，a、b为正整数。
三.基因重组、基因突变和染色体变异的比较
类型项目　　 基因突变 基因重组 染色体变异
实质
类型
时间
适用范围
产生结果
意义
育种应用
实例
四.实验——低温诱导植物染色体数目的变化
复习方法步骤回答问题：
根尖培养：将洋葱（或大葱、蒜）放在装满清水的广口瓶上，让其底部接触水面，
置于适宜条件下，使之生根
低温诱导：待不定根长至1 cm时，将整个装置放入冰箱的低温室内(4 ℃)，
诱导培养36 h
材料固定：剪取根尖约0.5～1 cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h，
以固定其形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次
制作装片：解离→漂洗→染色→制片
(同观察植物细胞的有丝分裂)
观察：先用低倍镜观察，找到染色体数目发生改变的细胞，再换用高倍镜观察
1.低温诱导植物染色体数目的变化和秋水仙素的作用原理是否相同？
2.如何确认生物发生了染色体变异？
对应训练
1.染色体之间的交叉互换可能导致染色体的结构或基因序列的变化。下列图中甲、乙两图分别表示两种染色体之间的交叉互换模式，丙、丁、戊图表示某染色体变化的三种情形。则下列有关叙述正确的是(　　)。
A.甲可以导致戊的形成
B.乙可以导致丙的形成
C.甲可以导致丁或戊两种情形的产生
D.乙可以导致戊的形成
2.下图代表四个物种不同时期的细胞，其中含染色体组数最多的是(　 　)
3.如图为果蝇体细胞染色体组成示意图，以下说法正确的是( )
A.果蝇的一个染色体组含有的染色体是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y
B.X染色体上的基因控制的性状遗传，均表现为性别差异
C.果蝇体内的细胞，除生殖细胞外都只含有两个染色体组
D.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X(或Y)四条染色体携带了控制果蝇生长发育所需的全部遗传信息
4某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于（ C ）
A.三倍体、染色体片段增加、个别染色体数目变异、染色体片段缺失
B.三倍体、染色体片段缺失、个别染色体数目变异、染色体片段增加
C.个别染色体数目变异、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失
D.染色体片段缺失、个别染色体数目变异、染色体片段增加、三倍体
5.下列有关“一定”的说法正确的是(　　)。
①生物的生殖细胞中含有的全部染色体一定就是一个染色体组　②经花药离体培养得到的单倍体植株再经秋水仙素处理后一定得到纯合子　③体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体　④体细胞中含有奇数染色体组的个体一定是单倍体
A.全部正确 B.①④
C.③④ D.全部不对
6.下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是(　C　)
A.原理：低温抑制染色体着丝点分裂，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
实验探究
用2%秋水仙素处理植物分生组织，能够诱导细胞内染色体数目的加倍，形成多倍体植物细胞。那么，用一定时间的低温(4℃)处理水培的洋葱根尖时，是否也能诱导细胞内染色体数目的加倍，形成多倍体植物细胞呢？请就“低温对细胞内染色体数目的影响是否与秋水仙素
作用相同”这个假设进行实验探究：
材料器具：长出根的洋葱(2n＝16)若干，小烧杯或培养皿若干、清水、冰箱、2%的秋水仙素。
(1)探究时，你所做的假设是：_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)根据你的假设，写出实验步骤：
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验结果预测与结论：
①________________________________________________________________________
②________________________________________________________________________
限时训练
题组一　染色体变异的概念及类型
1.图示细胞中含有的染色体组数分别是(　A　)
A.5个、4个　　　　　　　　　
B.10个、8个
C.5个、2个
D.2.5个、2个
2.下列有关变异的说法正确的是(　C　)
A.染色体中DNA的一个碱基缺失属于染色体结构变异
B.染色体变异、基因突变均可以用光学显微镜直接观察
C.在有性生殖过程中发生基因重组
D.秋水仙素诱导多倍体形成的原因是促进染色单体分离，使染色体加倍
3.关于变异对基因数量和基因在染色体上的排列顺序的影响，叙述不正确的是(多选)(　　)
A.大部分染色体结构变异都将改变基因数量或基因在染色体上的排列顺序
B.染色体数目变异也改变基因数量和基因在染色体上的排列顺序
C.基因重组不改变基因数量，但改变基因在染色体上的排列顺序
D.基因突变改变基因数量，但不改变基因在染色体上的排列顺序
4.某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于(　　)
A.三倍体、染色体片段增加、个别染色体数目变异、染色体片段缺失
B.三倍体、染色体片段缺失、个别染色体数目变异、染色体片段增加
C.个别染色体数目变异、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失
D.染色体片段缺失、个别染色体数目变异、染色体片段增加、三倍体
5.(2011·海南卷，19)关于植物染色体变异的叙述，正确的是(　　)
A.染色体组整倍性发生必然导致基因种类的增加
B.染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生
C.染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化
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
题组二　单倍体和多倍体
6.四倍体水稻是重要的粮食作物，下列有关水稻的说法正确的是(　D　)
A.四倍体水稻的配子形成的子代含两个染色体组，是二倍体
B.二倍体水稻经过秋水仙素加倍后可以得到四倍体植株，表现为早熟、粒多等性状
C.三倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒变小
D.单倍体水稻是由配子不经过受精直接形成的新个体，是迅速获得纯合体的重要方法
7.单倍体生物(　D　)
A.不可能产生有性生殖细胞
B.体细胞中只含有一个染色体组
C.体细胞中不可能含有形态、大小相同的染色体
D.体细胞中含有控制本物种生长发育的全部遗传信息
8.(2011·南京模拟)单倍体生物的体细胞中染色体数应是(　　)
A.只含一条染色体
B.只含一个染色体组
C.染色体数是单数
D.含本物种配子的染色体数
9.(2011·无锡模拟)下列有关单倍体的叙述中，不正确的是(多选)(　　)
A.未经受精的卵细胞发育成的个体，一定是单倍体
B.细胞内有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体
C.由生物的雄配子发育成的个体一定都是单倍体
D.基因型是aaaBBBCcc的植物一定是单倍体
10.下图是四种生物的体细胞示意图，A、B图中的每一个字母代表细胞的染色体上的基因，C、D图代表细胞的染色体情况，那么最可能属于多倍体的细胞是(　　)
题组三低温诱导植物染色体数目的变化实验
11下列关于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的说法不正确的是(　A　)
A.实验中用洋葱鳞片叶做材料而不能用大肠杆菌等原核生物替代
B.染色常用的染液为0.01 g/mL的龙胆紫溶液，也可用醋酸洋红替代
C.最好选用分裂中期的图像进行观察，此时染色体形态最清晰
D.低温处理与观察不能同时进行
12低温和秋水仙素均可诱导染色体数目变化，前者处理优越于后者处理，具体表现在(　A　)
①低温条件易创造和控制 ②低温条件创造所用的成本低 ③低温条件对人体无害，易于操作　④低温能诱导染色体数目加倍而秋水仙素则不能
A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②④
题组四应用提升
13.如图所示(A、B、C、D)是各细胞中所含的染色体的示意图，据图回答下列问题。
(1)图中可表示二倍体生物体细胞的是________；可表示三倍体生物体细胞的是________；可表示单倍体生物体细胞的是________；肯定表示单倍体生物体细胞的是________。
(2)若A、B、D分别表示由受精卵发育而成的生物体的体细胞，则A、B、D所代表的生物体分别为________________________(填写几倍体)。
(3)若A、B、D分别表示由未受精的卵细胞发育而成的生物体细胞，则A、B、D所代表的生物体分别为________________________(填写几倍体)。
(4)每个染色体组中含有2条染色体的细胞是______。
(5)C细胞中同源染色体的数目是________。
(6)若图D表示一个含4条染色体的性生殖细胞，它是由________倍体个体的性原细胞经________后产生的。该生物的体细胞中每个染色体组含________条染色体。
高考真题体验
1（2012上海）图4为细胞内染色体状态示意图。这种染色体状态表示已发生
A.染色体易位 B.基因重组
C.染色体倒位 D.姐妹染色单体之间的交换
2（2012广东）6.科学家用人工合成的染色体片段，成功替代了酵母菌的第6号和第9号染色体的部分片段，得到的重组酵母菌能存活，未见明显异常，关于该重组酵母菌的叙述，错误的是
A.还可能发生变异 B.表现型仍受环境的影响
C.增加了酵母菌的遗传多样性 D.改变了酵母菌的进化方向
3（2012江苏28）科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，育成了抗叶锈病的小麦，育种过程见图。图中A、B、C、D表示4个不同的染色体组，每组有7条染色体，C染色体组中含携带抗病基因的染色体。请回答下列问题：
异源多倍体是由两种植物AABB与CC远源杂交形成的后代，经 方法培育而成，还可用植物细胞工程中 方法进行培育。
杂交后代①染色体组的组成为 ，进行减数分裂时形成 个四分体，体细胞中含有 条染色体。
（3）杂交后代②中C组的染色体减数分裂时易丢失，这是因为减数分裂时这些染色体 。
（4）为使杂交后代③的抗病基因稳定遗传，常用射线照射花粉，使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上，这种变异称为 。
4（2012江苏）某研究组对籼稻开展了组织培养及相关研究，请回答下列问题：
(1)2,4-D常用于籼稻愈伤组织的诱导，对形态的发生有一定的抑制作用。为促进愈伤组织再分化，在配制分化培养基时需 （填“ 升高”、“保持”或“降低”) 2,4-D的浓度。
（2）当籼稻愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培养时，出现具有分生能力的绿色芽点，但不能继续出芽，通常在培养基中添加 ，以促进幼苗形成。
（3）研究中用显微镜可以观察到的现象是 （填下列序号）。
①绿色芽点细胞排列松散 ②刚融合的籼稻和稗草杂交细胞发生质壁分离
③胚状体细胞中有叶绿体 ④分化的愈伤组织内各细胞的形态大小一致
（4）经组织培养筛选获得的籼稻叶绿素突变体，其叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照，叶绿素总量不变。某同学用 （填序号：①绿色②红色③蓝紫色④黄色）光照射突变体和对照叶片，检测到两者光合放氧速率差异不大。若取等量色素提取液进行层析，会发现突变体第 条色素带（自上而下）窄于对照组。
(5)胚乳(3n)由一个精子与两个极核受精发育而成。若用籼稻种子的胚乳诱导愈伤组织，培育三倍体，需适时剔除胚，以免胚的存在影响愈伤组织细胞的 ，还可避免再生苗中有 。
5（2012海南）玉米糯性与非糯性、甜粒与非甜粒为两对相对性状。一般情况下用纯合非糯非甜粒与糯性甜粒两种亲本进行杂交时，F1表现为非糯非甜粒，F2有4种表现型，其数量比为9：3：3：1。若重复该杂交实验时，偶然发现一个杂交组合，其F1仍表现为非糯非甜粒，但某一F1植株自交，产生的F2只有非糯非甜粒和糯性甜粒2种表现型。对这一杂交结果的解释，理论上最合理的是
A.发生了染色体易位
B.染色体组数目整倍增加
C. 基因中碱基对发生了替换
D.基因中碱基对发生了增减
6（2012海南）无子西瓜是由二倍体(2n=22)与同源四倍体杂交后形成的三倍体。回答下列问题：
(1)杂交时选用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，取其花粉涂在四倍体植株的______上，授粉后套袋。四倍体植株上产生的雌配子含有______条染色体，该雌配子与二倍体植株上产生的雄配子结合，形成含有______条染色体的合子。
(2)上述杂交获得的种子可发育为三倍体植株。该植株会产生无子果实，该果实无子的原因是三倍体的细胞不能进行正常的 分裂。
(3)为了在短期内大量繁殖三倍体植株，理论上可以采用____的方法。
7（2011江苏）在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是
A.DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变 B.非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组
C.非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异
D.着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异
8(2011·海南单科，19)关于植物染色体变异的叙述，正确的是(　　)。
A.染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加
B.染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生
C.染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化
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
学案30 染色体变异
答案与解析
基础自查
一.染色体结构的变异
2.(1)缺失：染色体中某一片段缺失，片段上的基因也随之丢失。
(2)重复：染色体中增加某一片段，该片段上的基因与正常染色体部分片段基因相同。
(3)易位：两条非同源染色体间片段的移接。
(4)倒位：染色体中某一片段位置颠倒180°。
3. 使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
二、染色体数目的变异
1.个别染色体增减：如21三体综合征。
2.染色体组成倍增减
(1) 细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。
(2) 由受精卵发育而成的，体细胞中含有两个染色体组的个体，如果蝇。
(3)多倍体
① 由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
② 香蕉(三倍体)、马铃薯(四倍体)、普通小麦(六倍体)。
③ 茎秆粗壮，叶片、果实、种子比较大，营养物质含量高，发育延迟，结实率低。
④人工诱导多倍体
Ⅰ. 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
Ⅱ 秋水仙素抑制纺锤体形成。
Ⅲ. 细胞有丝分裂 染色体不能移向两极→细胞中染色体数目加倍
多倍体植株。
Ⅳ.实例：三倍体无子西瓜。
(4)单倍体
① 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
② Ⅰ.由配子直接发育成的新个体，如蜜蜂的雄蜂。
Ⅱ.花药离体培养。
③ 植株长得弱小，高度不育。
④应用：单倍体育种
Ⅰ. 花药离体培养。
Ⅱ. 花粉 单倍体植株 正常生殖的纯合子 新品种。
Ⅲ. 明显缩短育种年限；获得能稳定遗传的纯合子。
三.实验——低温诱导植物染色体数目的变化
1、处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，从而导致细胞染色体数目发生变化。可通过染色体显微计数来推断低温是否能诱导细胞内染色体数目加倍。
2、根尖培养→低温诱导→材料固定→制作装片→观察（先用低倍镜观察，找到染色体数目发生改变的细胞，再换用高倍镜观察）→得出结论。
课堂深化探究
一. ①缺失②倒位③重复④易位
二　染色体数目的变异
（一）染色体组
1.（1）细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体叫做一个染色体组。
（2）就雄果蝇来说，共有两个染色体组，其中一组包括X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，另一组包括　Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。而其产生的精子中只含有一组染色体，为X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，包括4条染色体。　　　
2(1)不含同源染色体，没有等位基因。
(2)染色体形态、大小和功能各不相同。
(3)含有控制一种生物性状的一整套基因，但不能重复。
3.(1)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，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)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，(d～g中依次含4、2、3、1个染色体组)
(3)染色体数/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。如果蝇该比值为8条/4种形态＝2，则果蝇含2个染色体组。
（二）填空完成单倍体、二倍体和多倍体的比较：
二倍体 多倍体 单倍体
概 念 由受精卵发育而成，体细胞中含两个染色体组的个体 由受精卵发育而成，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 由配子发育而来，含有本物种配子染色体数目的个体
实 例 过半数高等植物、人、果蝇等几乎全部动物 香蕉、马铃薯、无子西瓜 (蜜蜂)雄蜂玉米、小麦的单倍体
染色体组的数目 两个 三个或三个以上 一个至多个
性状表现 正常(作为单倍体、多倍体的参照物) 茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低 植株弱小，且高度不育(雄蜂除外)
人工诱导方法 无 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 采用花药离体培养法
意 义 运用多倍体育种，可获得植物新品种 运用单倍体育种，缩短育种年限
三.基因重组、基因突变和染色体变异的比较
类型项目　　 基因突变 基因重组 染色体变异
实质 基因结构的改变(碱基对的增添、缺失或替换) 基因的重新组合，产生多种多样的基因型 染色体结构或数目变化引起基因数量或排序改变
类型 自发突变、人工诱变 基因自由组合、交叉互换、转基因 染色体结构、数目变异
时间 主要是细胞分裂间期 减数第一次分裂前期或后期 细胞分裂过程中
适用范围 任何生物均可发生 真核生物进行有性生殖产生配子时 真核生物均可发生
产生结果 产生新的等位基因，但基因数目未变 只改变基因型，未发生基因的改变 可引起基因“数量”或“排列顺序”上的变化
意义 生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料 形成多样性的重要原因，对生物进化有十分重要的意义 对生物进化有一定意义
育种应用 诱变育种 杂交育种 单倍体育种、多倍体育种
实例 青霉菌高产菌株的培育 豌豆、小麦的杂交 三倍体无子西瓜及八倍体小黑麦的培育
四.实验——低温诱导植物染色体数目的变化
1.相同，两者都是通过抑制分裂细胞内纺锤体形成，使染色体不能移向细胞两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，从而引起细胞内染色体数目加倍。
2.染色体变异中的结构变异和数目变异都属于细胞水平上的变化，在光学显微镜下能够看到，因此可通过观察有丝分裂中期细胞的中染色体的变化，结合相应的特征加以判断。
对应训练
1.解析　由图可知，甲表示同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换，乙表示非同源染色体之间的易位。前者的变异类型属于基因重组，发生交叉互换后在原来的位置可能会换为原基因的等位基因，可导致丁的形成；后者属于染色体结构变异，由于是与非同源染色体之间发生的交换，因此易位后原位置的基因被换成控制其他性状的基因，可导致戊的形成。丙属于染色体结构变异中的“重复”。
答案　D
2D[解析]A选项中同源染色体有3条，应含有3个染色体组；B选项总有6条染色体，也应含有3个染色体组；C选项中无同源染色体，应为1个染色体组；D选项中同源染色体有4条，应含有4个染色体组。故D选项符合题意。
3D[解析]A选项中染色体组是没有同源染色体的，而X与Y为一对同源染色体；B选项中X染色体上基因控制的性状，有的杂交亲本类型的后代表现型无性别差异；C选项中果蝇体内的细胞有的处于有丝分裂状态，此过程后期的细胞含有四个染色体组；D选项中一个染色体组中含有发育成个体的全套遗传信息。故D选项符合题意。
4D[解析]图a为两个染色体组组成的个体，其中一对同源染色体由2条变为3条，应为个别染色体数目增加；图b中上链多一个基因4，属于染色体结构变异中的片段增加；图c中，同形染色体都是由3条组成，此个体由三个染色体组组成，为三倍体；图d中下链只有1、2、5三个基因，而缺失了3、4两个基因，故C选项符合题意。
5解析　如果此生物体是二倍体，生物的生殖细胞中含有的全部染色体一定就是一个染色体组，如果是四倍体的时候，则配子中含两个染色体组。如果单倍体中含有等位基因，则经秋水仙素处理后得到的是杂合子。如果生物体是由受精卵发育而来的，而且体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体。配子不经过受精作用，直接发育而成的生物个体，叫单倍体。
答案　D
6[解析]低温诱导染色体加倍的原理：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，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.故C选项符合题意。
实验探究
(1)低温同秋水仙素一样可以诱导细胞内染色体数目的加倍(或低温不能像秋水仙素那样诱导细胞内染体数目的加倍)
(2)①取三个培养皿洗净并编号　②将生长状况大体相同的三个洋葱根尖分别放入三个编号的培养皿中，一份放在室温下培养，一份放在2%秋水仙素溶液中室温下培养，一份放在4℃冰箱中培养，三者培养的时间相同　③制作洋葱根尖临时装片，在光学显微镜下观察染色体数目的变化
(3)①若低温条件下培养的洋葱根尖分生区细胞染色体数目与室温下培养的洋葱根尖分生区细胞染色体数目一致，说明低温下不能使细胞内染色体数目加倍，假设不成立(或假设成立)　②若与2%秋水仙素溶液处理的染色体数目一致，说明低温能使细胞内染色体数目加倍，假设成立(或假设不成立)
限时训练
题组一　染色体变异的概念及类型
1【解析】由甲图可知，染色体数目为10条，形态为2种，根据公式染色体组数＝染色体数/染色体形态数可知，图甲的染色体组数为5个；由乙图可知，其基因型为AAaaBBbb，根据染色体组数等于控制同一种性状的相同基因或等位基因出现的次数，染色体组数应为4
2【解析】秋水仙素作用是抑制纺锤体的形成。故C选项符合题意。
3.BCD　[染色体片段的缺失、重复、易位、倒位都会引起染色体结构变异，这些变化都会使排列在染色体上的基因数量或基因在染色体上的排列顺序发生改变，A项正确；染色体数目变异是指染色体数目的变化，基因重组和基因突变二者都不改变基因数量，也不改变基因在染色体上的排列顺序，B、C、D错误。]
4.C　[第一个图三对同源染色体，有两对是两条染色体，一对是三条染色体，说明是个别染色体数目变异。第二个图一条染色体多一部分4，属于重复。第三个图同源染色体均为三个，染色体组成倍地增加为三倍体。第四个图一条染色体缺少一部分3、4，所以属于缺失。]
5.D　[染色体组整倍性变化会使基因整倍性变化，但基因种类不会改变；染色体组非整倍性变化也会使基因非整倍性增加或减少，但基因种类不一定会改变；染色体片段的缺失和重复会导致基因的缺失和重复，缺失可导致基因种类减少，但重复只导致基因重复，种类不变；染色体片段的倒位和易位会导致其上的基因顺序颠倒。
题组二　单倍体和多倍体
6【解析】所有配子不经过受精形成的新个体都是单倍体，无论含有几个染色体组，所以四倍体水稻的配子形成的子代虽然含有两个染色体组，但仍然是单倍体。二倍体水稻经秋水仙素处理，染色体数目加倍，得到四倍体水稻，多倍体植株的特点是其种子粒大，子粒数目减少，且发育周期延长，表现为晚熟。三倍体水稻高度不育，不能形成正常配子，所以无法形成单倍体。故D选项符合题意。
7【解析】A选项，若单倍体的染色体组数为偶数，则可产生有性生殖细胞；B选项，如普通小麦的单倍体的体细胞含3个染色体组；C选项，如四倍体的单倍体的体细胞含同源染色体。故D选项符合题意。
8.D　[如果是多倍体，其单倍体生物体细胞应含有不止一个染色体组，因此染色体奇、偶数不能作为判断的依据。]
9.BD　[由配子发育成的个体一定是单倍体。细胞内含有两个染色体组的生物可能是单倍体，也可能是二倍体。D中该基因型植物也可能是三倍体。]
拓展提升　单倍体、二倍体和多倍体的确定方法
(1)由合子发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体。
(2)由配子直接发育来的个体，不管含有几个染色体组，都只能叫单倍体。
提醒　单倍体不一定只含1个染色体组，可能含同源染色体，可能含等位基因，也可能可育并产生后代。
10.D　[一般情况下，细胞中具有同一形态的染色体有几条，或控制某一相对性状的基因有几个，则表示细胞含有几个染色体组，如图A、B、C、D中一般可认为分别具有4个、1个、2个、4个染色体组。但有丝分裂过程的前期和中期，每条染色体上含有两条姐妹染色单体，而每条染色单体上含有相同的基因，则一对同源染色体则能具有相应的4个基因，如图A。故最可能属于多倍体的细胞是图D所示的细胞。]
题组三低温诱导植物染色体数目的变化实验
11[解析]实验中所用材料应为进行细胞分裂的材料，而洋葱鳞片叶是高度分化的细胞，已不再分裂。龙胆紫和醋酸洋红均为碱性染料，易使染色体着色。分裂中期染色体形态最为清晰，易于观察。本实验以染色体数目的变化为指标，而不是以染色体行为作为指标，所以应先处理后观察.故A选项符合题意。
12[解析]秋水仙素有毒，对人体有危害，这种药品较昂贵，用的时候量的控制要求严格。秋水仙素与低温在诱导染色体数目变异方面效果及原理是相同的。故A选项符合题意。
题组四应用提升
13.(1)A　B　A、B、C、D　C
(2)二倍体、三倍体、四倍体
(3)单倍体、单倍体、单倍体
(4)B　(5)0　(6)八　减数分裂　1
高考真题体验
1【答案】B
【解析】据图可看出，此现象发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，即交叉互换，属于基因重组。
2【答案】Ｄ
【解析】用人工合成的染色体片段替代酵母菌的染色体部分片段，属于染色体结构变异，重组酵母菌仍可能发生基因突变等变异，A正确；重组酵母菌的性状受其遗传物质的控制和外界环境条件的影响，B正确；重组酵母菌的遗传信息和自然状态下的酵母菌有所不同，增加了酵母菌的遗传多样性，C正确；重组酵母菌只是为进化提供了原材料，不能改变酵母菌的进化方向，生物的进化方向由自然选择（环境条件）决定。
3【答案】（1）秋水仙素诱导染色体数目加倍 植物体细胞杂交（2）AABBCD 14 42
（3）无同源染色体配对 （4）染色体结构变异
【解析】（1）A、B、C、D表示4个不同的染色体组，植物AABB产生AB的配子，植物CC产生含C的配子，结合后形成ABC受精卵并发育为相应的种子，用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，形成可育的后代AABBCC；还可以利用植物体细胞杂交技术获得AABBCC的个体。
（2）AABBCC产生的配子为ABC，AABBDD产生的配子为ABD，配子结合形成AABBCD的受精卵，减数分裂过程中同染色两两配对形成四分体， C染色体组和D染色体组中无同源染色体，不能形成四分体，两个A染色体组可形成7个四分体，两个B染色体组可形成7个四分体，共计14个四分体。由于①中有6个染色体组，每个染色体组7条染色体，共42条。
（3）杂交后代②，减数分裂过程中C组染色体无同源染色体配对而丢失。（4）射线可能会导致C染色体断裂，断裂的部分如果含有抗病基因，抗病基因可通过易位的方式转移到另一条非同源染色体上，这种变异为染色体结构变异。
4【答案】(1) 降低 (2) 适量的生长素
③ (4) ①④ 4 (5)增殖和分化 二倍体幼苗【解析】(1)2，4-D常用于植物愈伤组织的诱导和生长，但它趋向于抑制植物形态的发生，当愈伤组织再分化形成新的植株个体时，要减小2，4-D抑制植物形态发生的作用。所以在配制分化培养基时需降低2，4-D的浓度。
(2)根据题意，此时已经出现具有分生能力的绿色芽点，但不能继续出芽。由于生长素有促进再分化过程中芽的生长，所以在培养基中添加适量的生长素，以促进幼苗形成。
(3)绿色芽点细胞为分生区细胞，排列紧密；刚融合的杂种细胞没有细胞壁，不可能发生质壁分离；愈伤组织细胞排列疏松无规则；再分化产生胚状体，需要光照刺激，会促进叶绿体的形成，可在光学显微镜下观察到叶绿体。
(4)色素具有不同的吸收光谱，叶绿素a、b主要吸收的是红光和蓝紫光。而对绿光和黄光吸收很少。在本题中，通过光合放氧速率反映出二者光合作用强度的大小，自变量是叶绿素a、b比例上的差异。从结果来看，二者放氧速率差异不大，而突变体中叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照，说明该同学用的光不是红色和蓝紫色，所以是绿色和黄色。通过纸层析法分离色素时，叶绿素a、b分布于第3、4条（自上而下）。因为突变体中叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照，所以会发现突变体第4条色素带窄于对照组。
(5)利用胚乳诱导愈伤组织，由于胚中含有植物激素，会影响愈伤组织的增殖和分化，所以需适时剔除胚。因为胚是由受精卵发育而来的，是二倍体。剔除胚也可以避免再生苗中混有二倍体幼苗。
5【答案】A
【解析】具有两对（或更多对）相对性状的亲本进行杂交，在F1产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。如果两对（或更多对）非等位基因位于一对非同源染色体上就不会表现出自由组合。从题目可知，发生突变的植株不能进行基因的自由组合，原因最可能是发生染色体易位，使原来位于非同源染色体上的基因位于一对同源染色体上了。
6【答案】（1）雌蕊（或柱头）22 33 （2）减数（3）组织培养
【解析】
利用多倍体育种技术培育无子西瓜时，在二部体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理得到四倍体植株，以其作母本，用二倍体植株作父本，两者杂交，把得到的种子种下去会长出三倍体植株，由于三倍体植物在减数分裂时联会紊乱，无法形成正常配子，所以在其开花后用二倍体的花粉涂抹其雌蕊或柱头，即可利用花粉产生的生长素刺激子房发育成果实，由于没有受精，所以果实里没有种子，即为无子西瓜。四倍体植株由二倍体植株经染色体加倍而来，体细胞中含有22×2＝44条染色体，减数分裂产生的雌配子所含的染色体体数目为体细胞的一半（＝22），二倍体植株产生的雄配子含＝11条染色体，两者结合形成含有33条染色体的受精卵。
（2）三倍体植物体细胞中的染色体含有三个染色体组，减数分裂时会发生联会的紊乱而无法形成正常的配子。
（3）利用植物组织培养技术可以快速、大量繁殖植物植株。
7答案：A C D
8答案　D
规律总结　①染色体组整倍性变化导致基因数量变化，不能导致基因种类增加；②基因突变导致新基因的产生，染色体变异不能导致新基因产生；③染色体片段的重复和缺失导致基因数量增加和减少，不能导致基因种类变化；④染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列排序的变化。
www.
秋水仙素
染色体数目加倍的细胞
进行正常的有丝分裂、发育
离体培养
秋水仙素处理
人工诱导染色体数目加倍
选择

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