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一轮复习
必修二 遗传与变异
基因
认识存在
位置
遗传变异
是什么
第二十一讲 染色体变异及变异在育种中应用
复习目标要求
1.简述染色体结构变异和数目变异。
2.活动：低温诱导植物细胞染色体数目的变化。
3. 理解并掌握生物变异在育种上的应用
主要考点 必备知识
考点一　染色体数目的变异
考点二　染色体结构的变异　
考点三　实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化　
考点四　变异在育种中的应用　
概念图
1.染色体变异的概念？P87第二段
2.染色体结构变异的四种类型？实例？ P90图
3.基因突变与染色体结构变异的区别？互换与染色体易位的区别？
4.染色体数目变异分为哪两类？ P87第三段
5.什么是一个染色体组？ P87最后段 染色体组数目判断方法？染色体组数的变化曲线
6.多倍体优点 ？缺点？ 单倍体缺点？ 多倍体、单倍体的获得方法？
7.秋水仙素的作用时期及原理？
8.单倍体育种的过程、优点？
9.无子西瓜的培育过程 ？两次传粉的目的？ P89
10.不遗传的变异、可遗传的变异的区别？P97第一段
11.育种方法的比较？
背诵基础回扣
基因突变 基因重组 染色体变异
适用 范围 所有生物均可发生(普遍性) 自然状态下：真核生物有性生殖核基因、部分原核生物 人工：基因工程 真核生物核基因
类型 自发/诱发；显性突变/隐性突变 自由组合、互换 结构变异、数目变异
发生 时间 主要是有丝分裂间期或减数分裂前的间期 减数分裂Ⅰ前期、 减数分裂Ⅰ后期
结果 产生新基因、新基因型、 不一定产生新性状 产生新的基因型， 新性状组合 引起基因数目或排列顺序变化，导致性状改变
特点 普遍性、随机性、不定向性、 低频性，多害少利性 原有基因的重新组合 存在普遍性
意义 新基因产生的途径，生物变异的根本来源，生物进化的原材料 生物变异的来源之一， 生物进化的原材料 生物进化的原材料之一
联系 1.都是随机的、不定向的，都属于可遗传变异，为生物进化提供了原材料； P112 2.基因突变产生新基因，为基因重组提供最初原料，是生物变异的根本来源，是基因重组的基础； 3.基因重组变异频率高，为进化提供了广泛的选择材料，是形成生物多样性的重要原因之一
基因突变、基因重组、染色体变异的比较
基础背诵——5分钟
1.多倍体育种原理？多倍体的优点、缺点？人工诱导多倍体的方法？诱导加倍的作用原理？
①育种原理：染色体数目变异
②优点：茎杆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养物质含量高
③缺点：发育迟缓、结实率低
④方法：低温处理、秋水仙素（最常用且最有效）处理萌发的种子或幼苗
⑤诱导加倍的作用原理：抑制纺锤体的形成(秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。)
2.单倍体育种
①原理：染色体数目变异
②优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子
③单倍体（二倍体形成的单倍体）特点：植株弱小、高度不育
3.染色体组的概念：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息的一组染色体。
4.二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含两个染色体组的个体
5.多倍体：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；
6.单倍体：体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体，叫作单倍体。由配子直接发育来的,不管含有几个染色体组，都只能叫单倍体。
进一步思考：秋水仙素的作用及起作用的时期？
①诱导基因突变（间期）
②诱导多倍体（前期）
杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种
原理 基因重组 基因突变 染色体数目变异 染色体数目变异
方法 杂交→自交→ (选优→自交)多次→ 纯种 用物理或化学方法处理生物 花药离体培养，获得单倍体幼苗→秋水仙素处理，获得纯种植株→选择所需品种 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
优点 ①集中不同个体的优良性状 ②操作简单 提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型；大幅度改良性状 明显缩短育种年限； 自交后代不发生性状分离 茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养物质含量增加。
缺点 育种时间长 有利变异少， 需大量处理实验材料 技术复杂 发育迟缓、结实率低
考点一
染色体数目的变异
问题导引
1.染色体变异包括哪些类型？有哪些染色体变异的实例？
2.什么是染色体组？如何区分单倍体、单体、三倍体和三体等概念？
3.染色体结构变异有哪些类型？易位和染色体互换、缺失和基因突变的区别？
4.染色体变异在育种中有哪些应用？（单倍体育种、多倍体育种）
5.低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验
基因突变与染色体变异的区别
基因突变 染色体变异
变化的实质 染色体上的某一位点上的 改变 染色体 的变化
层次 水平 水平
能否用光学显微镜观察 。
。
基因结构
结构和数目
分子
细胞
否
是
基因突变是分子水平的变异，在光学显微镜下看不到碱基对的改变，但由基因突变引起的某些性状改变还是可以借助光学显微镜检查的，如镰状细胞贫血，可根据观察红细胞形态来区分
一、染色体变异
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异。
染色体结构的变异
染色体数目的变异
细胞内个别染色体的增加或减少
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套的减少
缺失、重复、倒位、易位
光学显微镜下可以观察到
一、染色体变异
细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。
细胞内个别染色体的增加或减少
染色体
数目变异
非整倍变异
整倍变异
二、染色体数目变异
1.个别染色体的增加或减少
增加
减少
唐氏综合征 (21三体综合征)，又称先天愚型，由于多了一条21号染色体而导致的疾病。存活者有明显的智能落后、特殊面容、生长发育障碍和多发畸形。
二、染色体数目变异
①减数第一次分裂后期同源染色体未分离
21-三体综合征的成因
②减数第二次分裂后期姐妹染色单体未分离
21-三体综合征的成因
1.个别染色体的增加或减少
性染色体数目异常
44条＋XO（45条）
Turner综合征
症状：颈蹼，肘外翻、部分患者智力轻度低下。有的患者伴有心、肾、骨骼等先天畸形。外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。
(先天性卵巢发育不全综合征)
二、染色体数目变异
1.个别染色体的增加或减少
性染色体数目异常
原因:
父方在MⅠ时X和Y未分离，进入同一个配子中，形成不含性染色体的异常精子。
或母方在MⅠ时X和X未分离，或MⅡ时两条X单体分离后进入同一个配子中，形成不含性染色体的异常卵细胞。
（1）XO单体
二、染色体数目变异
1.个别染色体的增加或减少
性染色体数目异常
一种人类男性的性染色体疾病，比正常的男性多出一条Y染色体，所以又称“超雄综合征”。
原因：
父方在MⅡ时两条Y染色单体分离后，进入同一个配子中，产生YY的异常精子。
（2）XYY三体
二、染色体数目变异
1.个别染色体的增加或减少
性染色体数目异常
原因:
父方在MⅠ时X和Y未分离，进入同一个配子中，形成XY的异常精子。
具有XXY染色体的人通常表现为XY男性的生理特征，同时可能出现不同程度的女性化第二性征。
或母方在MⅠ时X和X未分离，或MⅡ时两条X单体分离后进入同一个配子中，形成XX的异常卵细胞。
（3）XXY三体
二、染色体数目变异
1.个别染色体的增加或减少
性染色体数目异常
大多数X三体个体表型正常，但发育较早，平均身高较正常女性高，平均智商比正常人群低10-15。
原因:
父方在MⅡ时两条X染色单体分离后，进入同一个配子中，产生XX的异常精子。
或母方在MⅠ时X和X未分离，或MⅡ时两条X单体分离后进入同一个配子中，形成XX的异常卵细胞。
（4）XXX三体
二、染色体数目变异
2.以染色体组形式成倍的增加或减少
增加
减少
二、染色体数目变异
2.以染色体组形式成倍的增加或减少
（1）染色体组
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
X
Y
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
X
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Y
1） 一组非同源染色体；
2） 染色体的形态、大小、功能
各不相同；
3） 含有该物种生长、发育、遗传、变异的
全套遗传信息。
细胞中的每套非同源染色体。
二、染色体数目变异
果蝇的一个染色体组是______________或_______________。
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
果蝇的一个基因组是_______________________。
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y（3+XY）
染色体组：
二倍体马铃薯：（2n=24)
果蝇的一个染色体组含_______条染色体，
果蝇的一个基因组含_______条染色体。
12
12
2.以染色体组形式成倍的增加或减少
二、染色体数目变异
（2）染色体组数目的确定方法
3个
4个
1个
1）根据“染色体形态”判断
——细胞内同种形态染色体有几条就含几个染色体组
2个
4个
2.以染色体组形式成倍的增加或减少
二、染色体数目变异
（2）染色体组数目的确定方法
2）根据“基因型”判断
——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
YyRr
AABBDD
Aaa
AABbD
2个
2个
3个
1个
ABCD
2个
2.以染色体组形式成倍的增加或减少
二、染色体数目变异
（2）染色体组数目的确定方法
3）根据染色体的数目和染色体的形态数来推算：
染色体组＝染色体数/染色体形态数
2.以染色体组形式成倍的增加或减少
二、染色体数目变异
4个染色体组
8条/4种形态=2个染色体组
2.以染色体组形式成倍的增加或减少
（3）染色体组的内涵：
一个染色体组中不存在同源染色体
一个染色体组中各个染色体的形态和功能均不相同
一个染色体组中含有该物种的全部遗传信息
一个染色体组中不含有等位基因
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
X
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Y
二、染色体数目变异
单倍体
由生殖细胞直接发育而来，无论体细胞中含有几个染色体组一律称为单倍体。
①成因：
②代表生物：
③特点：
一般高度不育
含偶数个染色体组：
含奇数个染色体组：
由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。
蜜蜂中的雄蜂
枝叶茎杆弱小，果实多而小，一般高度不育（不是全部）。
可育
高度不育
1.单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组，如四倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有两个染色体组。
2.单倍体并非都不育：二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。
单倍体
由受精卵发育而来，体细胞中有两个染色体组的生物称为二倍体。
一般情况下，二倍体通过减数分裂形成的配子只有一个染色体组。
二倍体
由受精卵发育而来，体细胞中有三或三个以上染色体组的生物，统称为多倍体。（如香蕉、马铃薯、普通小麦等，多见于植物，动物中很少见）
②缺点：
多倍体特点:
马铃薯是四倍体
香蕉是三倍体
普通小麦是六倍体
①优点：
生长发育迟缓，结实率低。
植株、果实、种子等粗大，
糖类、蛋白质等营养物质的含量高。
多倍体
单倍体 二倍体 多倍体
概念
发育起点
染色体组数目
性状表现
体细胞中含有2个染色体组
体细胞的染色体数目与本物种配子染色体数目相同
体细胞中含有3个
或3个以上染色体组
未受精的配子
受精卵
受精卵
正常体细胞染色体组数目的一半
2个
3个或3个以上
植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）
正常
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
总结
考向　单倍体、二倍体和多倍体的比较
1.下列关于单倍体、二倍体和多倍体的叙述，错误的是( )
A.单倍体不一定含一个染色体组，含一个染色体组的个体是单倍体
B.多倍体植株常常是茎秆粗壮，果实和种子较大且都可用种子繁殖后代
　的个体
C.三倍体因减数分裂时出现联会紊乱，故不能形成可育的配子
D.可采用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗的方法人工诱导获得多倍体
B
解析：多倍体植株的茎秆粗壮，果实和种子较大，营养物质含量多，但含有奇数个染色体组的多倍体，由于联会紊乱，不能产生正常配子，故没有种子，B错误。
考向　染色体组及生物体倍性的判断
1.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.唐氏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
C
考向　三体和单体的比较
1.某大豆突变株表现为黄叶，其基因组成为rr。为进行R/r基因的染色体定位，用该突变株作父本，与不同的三体(2n＋1)绿叶纯合子植株杂交，选择F1中的三体与黄叶植株杂交得F2，下表为部分研究结果。以下叙述错误的是( )
A.F1中三体的概率是1/2
B.可用显微观察法初步鉴定三体
C.突变株基因r位于10号染色体上
D.三体绿叶纯合子的基因型为RRR或RR
母体 F2表型及数量
黄叶 绿叶
9-三体 21 110
10-三体 115 120
C
解析：假设R/r基因位于某号染色体上，用该突变株(rr)作父本，与三体绿叶纯合子(RRR)植株杂交，F1为1/2Rr、1/2RRr，选择F1中的三体(RRr)与黄叶植株(rr)杂交得F2，F2为Rr∶Rrr∶RRr∶rr＝2∶2∶1∶1，即绿叶∶黄叶＝5∶1。根据表格分析可知，由于该突变株与9-三体绿叶纯合子植株杂交，F2中绿叶∶黄叶≈5∶1，该突变株与10-三体绿叶纯合子植株杂交，F2中绿叶∶黄叶≈1∶1，所以R/r基因位于9号染色体上。根据分析可知，F1中三体的概率是1/2，A正确；三体属于染色体数目变异，可用显微观察法初步鉴定三体，B正确；突变株基因r位于9号染色体上，C错误；若R/r基因位于与形成三体有关的染色体上，则三体绿叶纯合子的基因型为RRR，若R/r基因位于与形成三体无关的染色体上，则三体绿叶纯合子的基因型为RR，D正确。
考向　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分子中碱基的增添、缺失或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
C
一、易错辨析
1.只有生殖细胞中的染色体数目或结构的变化才属于染色体变异(　　)
2.体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体(　　)
3.单倍体体细胞中含有的染色体组数都是奇数(　　)
4.用秋水仙素处理单倍体植株后得到的不一定是二倍体(　　)
5.用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是纯合子(　　)
×
×
√
×
×
二、填空默写
1.(必修2 P87)染色体变异的概念：________________________________
。
2.(必修2 P87)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一套完整的___________
为基数成倍地增加或成套地减少。
生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数
目或结构的变化，称为染色体变异
非同源染色体
3.染色体组：是指细胞中的一组　　　　　　，在　　和　　上各不相同，携带着控制生物　　　　的全部遗传信息。
4.Aaa产生配子的类型及比例：　　　　　　　　　　　　　。
非同源染色体
形态
生长发育
Aa∶a∶A∶aa＝2∶2∶1∶1
功能
二、填空默写
5.被子植物中，约有33%的物种是　　　。例如，普通小麦、棉、烟草、菊、水仙等都是多倍体。
6.秋水仙素(C22H25O6N)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。
多倍体
百合
植物碱
考点二
染色体结构的变异
在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有以下4种类型。
染色体结构变异
缺失
重复
易位
倒位
染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因____或_______发生改变，导致性状的变异；
大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至导致生物体死亡
数目
排列顺序
一、染色体结构变异
1.缺失
染色体的某一片段缺失引起变异。
例如五号染色体缺失引起的猫叫综合征、果蝇的缺刻翅。
（1）结果：
缺失的片段 (如上图中的B片段) ，由于没有着丝粒，在细胞分裂过程中没有纺锤丝的牵引，而丢失。
基因数目减少
二、染色体结构变异类型
1.缺失
二、染色体结构变异类型
实例1：果蝇缺刻翅的形成
实例2：人的5号染色体片段缺失
猫叫综合征：患儿哭声轻，音调高，很像猫叫而得名。猫叫综合征患者的生长发育迟缓，而且存在严重的智力障碍。
正常翅
缺刻翅
1.缺失
（2）缺失后的联会现象：
二、染色体结构变异类型
2.重复
染色体中增加某一片段引起变异，例如，果蝇棒状眼的形成
基因数目增加
（1）结果：
重复的片段(如上图中的B片段)来自其同源染色体的缺失的片段。
增加的一般是相同基因或等位基因
果蝇的复眼结构相当复杂，有的复眼有成百上千的小眼结构，有的复眼中的小眼数量很少，整个复眼呈短棒状，称为棒眼。
二、染色体结构变异类型
2.重复
（2）重复后的联会现象：
二、染色体结构变异类型
3.易位
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异。例如，果蝇花斑眼的形成。
基因排列顺序变化
（1）结果：
正常眼
花斑眼
易位发生在两条非同源染色体之间。
染色体片段易位，使染色体上的基因排列顺序发生改变，影响了某些基因的表达，从而引起性状改变。
二、染色体结构变异类型
3.易位
（2）易位后的联会现象：
二、染色体结构变异类型
染色体易位 交叉互换
图解
区别 位置
原理
观察
发生于非同源染色体之间
发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间
染色体结构变异
基因重组
在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到
对比总结
4.倒位
染色体的某一片段位置颠倒引起变异。
例如，果蝇卷翅的形成
卷翅（Cy）
染色体片段位置颠倒，使染色体上的基因排列顺序发生改变，影响了某些基因的表达，从而引起性状改变。
基因排列顺序变化
（1）结果：
二、染色体结构变异类型
4.倒位
（2）倒位后的联会现象：
二、染色体结构变异类型
A. ①～④的变异均未产生新基因
B. ①～④的变异依次是染色体倒位、缺失、重复与基因突变
C. ①～④的变异均可在光学显微镜下观察到
D. ①、②、③依次为染色体结构变异中的缺失、重复、倒位，④
的变异应属于基因突变
1.如下图所示，已知染色体发生了①～④四种变异，则相关叙述正确的是(　　)
D
项 目 基因突变 基因重组 染色体变异
本 质 基因结构的改变 基因的重新组合 染色体结构或数目
发生变化
发生时期 DNA复制时期 减Ⅰ时期 细胞分裂期
观 察 光学显微镜下 无法观察 光学显微镜下 无法观察 光学显微镜下
可以观察
适用范围 任何生物 真核生物、 有性生殖 真核生物
产生结果 产生新的基因 只改变基因型 基因“数量”上发生变化
共同点 都是可遗传的变异
基因突变、基因重组和染色体变异的比较
基因突变 染色体变异
变化的实质 染色体上的某一位点上的 改变
染色体 的变化
层次 水平 水平
能否用光学显微镜观察
基因结构
结构和数目
分子
细胞
否
是
基因突变是分子水平的变异，在光学显微镜下看不到碱基对的改变，但由基因突变引起的某些性状改变还是可以借助光学显微镜检查的，如镰状细胞贫血，可根据观察红细胞形态来区分。
基因突变与染色体变异的区别
几种常考变异类型产生配子的分析方法
提醒　分析三体产生的配子类型时，为了避免混淆，可以进行标号，如AAa，可以记为A1A2a，则染色体的三种分离方式为1A1A2、1a，1A1、1A2a，1A2、1A1a，最后把A合并即可得到各种配子的比例。
例如1, 21三体产生配子的问题：减数分裂中有一条21号随机移向一极。
三体：Aaa产生的配子及比例为：A : aa : Aa : a=1 : 1 : 2 : 2
例如2, 三倍体产生配子的问题：减数分裂中联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞.
四倍体AAaa产生的配子及比例为：AA : aa : Aa=1 : 1 : 4
解题必备1：染色体变异产生配子的问题
例3.染色体数目变异有两大类型:一类是以体细胞内完整染色体组为单位的改变,称整倍体变异,如三倍体无子西瓜;另一类是染色体组内的个别染色体数目增加或减少,使细胞内的染色体数目不成染色体组数的完整倍数,称为非整倍体变异,如21三体综合征。而非整倍体变异又包括如表所示的几种常见类型。请据表分析,若夫妇均为21三体综合征,则有关子代的叙述,合理的是(假设人类21四体的胚胎无法发育)
名称 染色体数目 染色体类型
单体 2n-1 (abcd)(abc-)
缺体 2n-2 (abc-)(abc-)
三体 2n+1 (abcd)(abcd)(a)
四体 2n+2 (abcd)(abcd)(aa)
双三体 2n+1+1 (abcd)(abcd)(ab)
合理的是(假设人类21四体的胚胎无法发育)（ ）
A.子代可有两种表现型,两种表现型之比为3∶1
B.若三体的胚胎约有50%死亡,子代出现三体的概率为50%
C.若三体的胚胎约有50%死亡,则子代的致死率为2/3
D.若母亲的卵细胞均正常,则子代患病的概率为25%
名称 染色体数目 染色体类型
单体 2n-1 (abcd)(abc-)
缺体 2n-2 (abc-)(abc-)
三体 2n+1 (abcd)(abcd)(a)
四体 2n+2 (abcd)(abcd)(aa)
双三体 2n+1+1 (abcd)(abcd)(ab)
B
加倍
植物体细胞
杂交育种
杂交育种诱导多倍体
异源四倍体
异源四倍体
二倍体
解题必备2：植物体细胞杂交技术可用于多倍体育种 P选三36
加倍
植物体细胞
杂交育种
杂交育种诱导多倍体
异源四倍体
异源四倍体
二倍体
解题必备2：植物体细胞杂交技术可用于多倍体育种 P选三36
项目 体细胞杂交
P1：2n(Aabb) 与 P2：2m(ccDd)
生殖类型
变异类型
染色体数
染色体组数
基因组成
植物体细胞杂交后代的遗传变化 P选三36
无性繁殖，育种过程中不遵循孟德尔定律
染色体数目变异
两亲本染色体数之和。2n+2m
两亲本染色体组数之和。2+2
两亲本基因型之和。AabbccDd
解题必备2：植物体细胞杂交技术可用于多倍体育种 P选三36
例1.人类(2n＝46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝粒处融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表型，但在产生生殖细胞的过程中，其细胞中形成复杂的联会复合物(如图)。在进行减数分裂时，若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律(不考虑同源染色体非姐妹染色单体的互换)，下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，错误的是（ ）
A.观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞
B.男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体
C.女性携带者的卵子最多含24种形态不同的染色体
D.女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑图中的3种染色体)
C
(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。　　
规律方法
　利用四个“关于”区分三种变异
结构变异 ：缺失 （例 ：猫叫综合症） 、重复、易位、倒位
染色体变异
数目变异
个别增减 （例：21三体综合征）
成倍增减
染色体组
概念：含个体发育全部基因的一组非同源染色体
分类
二倍体：由受精卵发育来，含两个染色体组的个体
概念：由受精卵发育，含三个以上染色体组
多倍体
特点：器官较大、营养丰富，但发育延迟，结实率低
应用：多倍体育种（例：无籽西瓜、香蕉、小麦）
成因：自然或人为（秋水仙素）使染色体加倍
概念：配子直接发育来的个体
成因：未经受精的配子直接发育而成
应用：单倍体育种；花药离体培养法
特点：植株一般较弱小、不育
单倍体
考向　染色体结构变异的类型和结果
1.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，图丙中变异发生在四分体时期。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.如果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在光学显微镜下观察到
B
解析：分析图示可知，图甲属于染色体中
“增加某一片段(c)”引起的变异，
图乙属于“细胞内个别染色体增加”
引起的变异，图丁属于“染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上”引起的变异，而图丙为减数分裂的四分体时期，同源染色体上非姐妹染色单体之间的互换，属于基因重组，不属于染色体变异，A错误；若图乙为一个精原细胞，在其减数分裂过程中，可能会产生正常配子，C错误；染色体变异(如染色体结构改变、染色体数目增减等)可以在光学显微镜下观察到，图丙所示的基因重组不能在光学显微镜下观察到，D错误。
一、易错辨析
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(　　)
×
×
二、填空默写
1..(必修2 P90)染色体结构的变异，在普通光学显微镜下　　。结果：__
　　　 ，使排列在染色体上的　　　　　　　　　　 发生改变，从而导致　　 的改变。
可见
染色
体结构的改变
基因的数目或排列顺序
性状
考点三
实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化
低温或
秋水仙素
抑制
纺锤体
的形成
染色体不能移向细胞的两极
导致
染色体数目加倍
导致
多倍体
继续分裂
一、人工诱导多倍体的方法
1.实验原理：
用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞。
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加倍的情况。
二、低温诱导
3.步骤
（1）将蒜/洋葱在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周。取出后将蒜/洋葱放在装满清水的容器上方，让它的底部接触水面，于室温（约25℃）培养。待蒜/洋葱长出约1cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72h。
（2）剪取诱导处理的根尖0.5~1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h。
（卡诺氏液：固定细胞的形态），然后用体积分数为95%的酒精
冲洗2次。
（3）制作装片（同有丝分裂实验）
二、低温诱导
3.步骤
（3）制作装片（同有丝分裂实验）
①解离
②漂洗
③染色
④制片
盐酸和酒精混合液（1：1混合），目的是使组织中的细胞相互分离开来。
清水漂洗，目的是洗去药液，防止解离过度。
用甲紫（龙胆紫）或醋酸洋红溶液对染色体染色。
放在载玻片上，加清水并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片完成制片。
二、低温诱导
3.步骤
（4）观察
先用 寻找染色体形态好的分裂象；
视野中既有 ，也有 ；
确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用 观察；
低倍镜
正常的二倍体细胞
染色体数目发生改变的细胞
高倍镜
二、低温诱导
1.实验原理
当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，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就可能发育成多倍体植株。
秋水仙素（C22H25O6N）是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取的一种植物碱。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。
最常用且最有效的方法
2.实验方法
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
有丝分裂前期
3.时期
三、秋水仙素处理
1.（不定项）下列有关“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的分析，正确的是 ( 　)
A．有利于细胞分散开来的两个关键步骤是解离和压片
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理是低温抑制了纺锤体的形成
E．低温处理洋葱根尖分生组织细胞，起作用的时期是细胞有丝分裂中期
F．用卡诺氏液处理后需用清水冲洗2遍，然后制作装片
G. 多倍体形成过程中增加了非同源染色体重组的机会
ACD
对位练习
2. 探究利用秋水仙素培育四倍体蓝莓的实验中，每个实验组选取 50 株蓝莓幼苗，用秋水仙素溶液处理它们的幼芽，得到结果如图所示，相关说法正确的是( )
A. 实验原理是秋水仙素能够抑制着丝点分裂，从而诱导形成四倍体
B. 实验的自变量是秋水仙素浓度和处理时间，各组蓝莓幼苗数量和长势应该相等
C. 判断是否培育出四倍体蓝莓最可靠的方法是将四倍体果实与二倍体果实进行比较
D. 由实验结果可知用约0.1%和0.05%的秋水仙素溶液处理蓝莓幼苗，效果完全相同
B
对位练习
考点四
变异在育种中的应用
1.原理：
基因重组
2.方法：
连续自交，不断选种。（不同个体间杂交产生后代，然后连续自交，筛选所需纯合子）
3.优点：
4.缺点：
①目的性强，通过杂交使位于不同个体上的优良性状集中于一个
个体上。
①育种所需时间较长。
②操作简单，技术要求不高。
②只能利用已有的基因重组，不能创造新的基因。
一、杂交育种
P 抗倒易病　 易倒抗病
F1　 抗倒易病
F2
DDTT
ddtt
DdTt
Ddtt
抗倒易病 抗倒抗病 易倒易病 易倒抗病
DDtt
杂交
自交
选优
自交
F3
选优
连续自交，直至不出现性状分离为止。
抗倒抗病 DDtt
一、杂交育种——植物
短毛折耳猫
bbee
长毛立耳猫
BBEE
×
长毛立耳猫
BbEe
♀、♂互交
B_E_
B_ee
bbE_
bbee
与bbee测交
选择后代不发生性状
分离的亲本即为BBee
一、杂交育种——动物
（1）植物杂交育种中，优良性状的纯合子获得一般采用多次
自交选种；
（2）动物杂交育种中，优良性状的纯合子获得一般采用测交，
选择测交后代不发生性状分离的亲本；
（3）如果优良性状是隐性，直接在F2中选出即为纯合体。
一、杂交育种——总结
1.原理：
基因突变
2.方法：
3.优点：
4.缺点：
利用物理因素（如X射线，紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸等）处理生物，使生物发生基因突变。从中筛选有利变异。
①提高突变率，加速育种进程。
②大幅度改良某些性状，创造人们所需要的优良变异类型。
①有利变异少，需大量处理实验材料；
②诱变的方向和性质不能控制，具有盲目性。
二、诱变育种
1.原理：
染色体(数目)变异
2.方法：
3.优点：
4.缺点：
植株
①花药离体培养
单倍体植株
②人工诱导
染色体加倍
正常植株
（纯合子）
种子
自交
萌发
新植株
（新品种）
拥有正常染色体数目
①明显缩短育种时间
②所得个体均为纯合体
技术复杂操作困难
单倍体育种≠花药离体培养
三、单倍体育种
抗倒伏，不抗病
抗倒伏抗病
花药（粉）：
单倍体幼苗：DT Dt dT dt
正常植株：DDTT DDtt ddTT ddtt
新品种：DDtt
方法：花药离体培养
秋水仙素处理
DDTT（♀）× ddtt（♂）
第一年
第二年
筛选
DdTt
抗倒伏，不抗病
倒伏，抗病
二倍体生物
组织培养
DdTt植株
DT Dt dT dt
三、单倍体育种
1.原理：
染色体(数目)变异
2.方法：
3.优点：
4.缺点：
果实大、营养丰富等
结实率,发育迟缓
低温处理或秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
5.无籽香蕉培育
野生芭蕉
2n
有籽香蕉
4n
加倍
野生芭蕉
2n
无籽香蕉
3n
四、多倍体育种
6.无子西瓜培育
雌蕊子房
子房壁
果皮
胚珠
珠被
种皮
卵细胞（1个）+ 精子（1个）
极核（2个）+ 精子（1个）
受精卵
胚
受精极核
胚乳
种子
果实
四、多倍体育种
拓展：
柱头
花柱
珠被
卵细胞(1个)
极核(2个)
胚囊
胚珠
果皮
子房
发育
子房壁
子房壁
胚珠
种皮
发育
胚
+精子
发育
胚乳
+精子
发育
种子
▲注意区分果实各部分的染色体倍数
果实
四、多倍体育种
6.无子西瓜培育
2N
4N
第一年
（1）为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？
芽尖细胞正在进行有丝分裂，当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
2N
母本
父本
四、多倍体育种
6.无子西瓜培育
2N
4N
第一年
（2）处理后的植株，各个部位染色体数目是否都为4N？
秋水仙素处理后的茎、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。
2N
母本
父本
四、多倍体育种
6.无子西瓜培育
2N
第一年
2N
4N
果皮____
种子的胚____
种皮____
4N
3N
4N
杂交获得三倍体
（3）获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？
（4）为什么要用四倍体植株做母本？
①多倍体花粉可育低；
②种子产量高;
③种皮薄，利于播种
四、多倍体育种
6.无子西瓜培育
假授粉
3N
2N
母本
父本
果皮____
3N
①三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此不能形成种子。
（5）三倍体西瓜为什么没有种子？
真的一颗没有吗？
联会紊乱
②并不是绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞。
四、多倍体育种
6.无子西瓜培育
假授粉
3N
2N
母本
父本
果皮____
3N
两次传粉
第一次传粉目的：
杂交获得三倍体种子
第二次传粉目的：
刺激子房产生生长素，促进子房发育为果实。
四、多倍体育种
6.无子西瓜培育
（6）按照一般流程，获得无子西瓜需要几年？
①进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的
组培苗，再进行移栽。
（7）每年都要制种，很麻烦，有没有替代方法？
②利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，
以促进子房发育成无种子的果实。
2年
四、多倍体育种
五、异源多倍体育种
实例1：普通小麦的形成过程
这里的A、B、D代表的是染色体组，而不是基因。
异源二倍体：两个染色体组来自不同物种，联会紊乱，不可育。
异源二倍体幼苗如何处理使其可育？
秋水仙素处理
实例2：八倍体小黑麦的培育过程
第1步：杂交
异源四倍体（4N）
（ABDR）
第2步：染色体加倍
注意：这里的A、B、D、R代表的是染色体组，而不是基因。所以，异源四倍体（ABDR）是不可育的。
第一年
第二年
普通小麦（6N） × 小黑麦（2N）
（RR）
（AABBDD）
八倍体小黑麦（8N ）
（AABBDDRR）
秋水仙素
处理
五、异源多倍体育种
1
类 型 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种
育种原理
育种法
优点
应用 实例
基因突变
染色体变异
基因重组
染色体变异
杂交→自交→选优
→自交
物理或化学的方法处理生物
花药离体培养后再用秋水仙素加倍
使不同亲本的优良性状集中于同一个体上
提高变异频率加速育种进程
明显缩短育种年限
器官大型，
营养含量高
培育矮抗小麦
培育青霉素高产菌株
培育矮抗小麦
三倍体无子
西瓜的培育
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
小结1
原理 常用方式 优点 缺点 举例
杂交育种 基因重组 杂交自交
选种自交 ①使不同个体优良性状集中在一个个体上；
②操作简便 ①育种时间长；②局限于亲缘关系较近的个体 矮秆抗病小麦
诱变育种 基因突变 辐射、激光、空间诱变等 提高变异频率，加速育种进程，大幅度改良性状 有很大盲目性，有利变异少，需大量处理实验材料 青霉素高产菌株
单倍体育种 染色体变异 花药离体培养，用秋水仙素处理 ①明显缩短育种年限；
②子代均为纯合子 技术复杂，需与杂交育种配合 单倍体
育种获得矮秆抗病小麦
多倍体育种 染色体变异 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 器官大，提高营养物质含量 只适用于植物，发育延迟，结实率低 三倍体无子西瓜
基因工程育种 基因重组 将一种生物的特定基因转移到另一种生物细胞中 打破物种界限，定向改造生物的遗传性状 技术复杂，生态安全问题较多 转基因抗虫棉的培育
小结2
1
①“可遗传”与“可育”
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。
②“最简便”与“最快速”
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。但最快速则未必简便，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”与“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。
小结3
①原理：
基因重组
1.概念：
基因工程又叫______________或_______________，指按照人们的意愿，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，_________生物的遗传特性。
基因拼接技术
DNA 重组技术
定向改造
②理论基础：
A.DNA是遗传物质的证明
B.DNA双螺旋结构和中心法则的确立
C.基因是遗传的结构和功能单位
D.遗传密码的破译(一切生物几乎共用一套遗传密码)
六、基因工程育种
2.基本工具
①基因的剪刀：___________________
②基因的针线：____________
③基因的载体：_____、_______和_____________
限制性核酸内切酶
DNA 连接酶
质粒
噬菌体
动植物病毒
3.优点：
4.缺点：
定向地改变生物遗传性状；目的性强；育种周期短；
克服远缘杂交不亲和的障碍。
技术复杂，安全性问题多。
六、基因工程育种
5.过程
提取目的基因
目的基因与运载体的结合
将目的基因导入受体细胞
目的基因的检测与鉴定
1
2
3
4
六、基因工程育种
育种目标 育种方案
集中双亲优良性状
对原品系实施“定向”改造
让原品系产生新性状
使原品系营养器官“增大”或“加强”
单倍体育种
杂交育种
基因工程及
植物细胞工程
诱变育种
多倍体育种
1.根据育种程序图识别育种名称和过程。
杂交
自交
花药离体培养
秋水仙素处理
诱变处理
秋水仙素处理
转基因技术
脱分化
再分化
包裹人工种皮
考向 分析单倍体育种与多倍体育种的应用
1.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粒分裂
D.④中选到的植株中 为纯合子
B
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，但是不抑制着丝粒的分裂，C错误；
④过程产生比例相等的4种纯合子，D错误。
考向 　生物育种的综合判断
1.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。下列叙述不正确的是( )
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
D
一、易错辨析
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(　　)
6.单倍体不一定不育(　　)
7.多倍体植株都可以用种子繁殖后代(　　)
√
×
×
×
√
√
×
二、填空默写
当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，_____________________________
。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，就可能发育成多倍体植株。
1.三倍体不育的原因是__________________________________________
。
2.骡子不育的原因是 。
3.单倍体育种中的秋水仙素作用于　　期的　　　植株，多倍体育种中的秋水仙素作用于　　　　　　　　期的　　植株。
三倍体个体在进行减数分裂时染色体联会紊乱，
不能形成可育的配子
骡子细胞内无同源染色体，不能进行正常的减数分裂
幼苗
单倍体
萌发的种子或幼苗
正常
能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍
(1)图中哪种途径为单倍体育种 　　　　(填数字标号)
其为什么能缩短育种年限 　　　　　　
①③⑤
用花药离体培养获得的单倍体植株，经人工诱导染色体数目加倍后，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)图中哪些标号处需用秋水仙素处理 　　　(填数字标号)
处理部位有何区别
⑤⑥
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,以诱导染色体加倍。
(3)④⑥的育种原理分别是　　　　 、　　　 　　。
(4)图中最简便及最难以达到育种目标的育种途径分别是　　　　、
　　　(填数字标号)。
(5)杂交育种选育从F2开始的原因是　　　　　　　　　　　　。
(6)原核生物常选哪种育种方式 　　　　　　(填名称),为什么 　　　　　　　　　　　
基因突变
染色体变异
①②
④
从F2开始发生性状分离
诱变育种
原核生物无减数分裂,不能进行杂交育种,所以一般选诱变育种。

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