3.1 染色体变异及其应用 (课件 学案 练习,共6份)苏教版(2019)必修2 遗传与进化

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3.1 染色体变异及其应用 (课件 学案 练习,共6份)苏教版(2019)必修2 遗传与进化

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第一节 染色体变异及其应用
第1课时 染色体结构和数量的变异
[学习目标] 1.阐明染色体变异的类型和结果。2.说出染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念。
一、染色体结构的变异
染色体结构变异
判断正误
(1)猫叫综合征是由人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病 (  )
(2)染色体结构变异不改变染色体上基因的数量或排列顺序,可在显微镜下观察到 (  )
(3)染色体增加某一片段可提高基因表达水平,是有利变异(  )
任务一:辨析染色体结构变异的类型
若图甲中①和②为一对同源染色体,③和④为另一对同源染色体,图中字母表示基因,则图乙~戊中染色体结构变异的类型依次是__________、____________、__________、____________。
1.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.个体乙的细胞在减数分裂时形成的四分体异常
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,表型无异常第三章 生物的变异
二、染色体数量的变异
1.染色体组
(1)概念:细胞中的一组________________,形态和功能____________,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异,称为一个染色体组。
(2)实例:人的精子或卵细胞中有23条非同源染色体,构成______个染色体组;而人的体细胞中有23对染色体,构成______个染色体组。
2.二倍体与多倍体
(1)由____________发育而成的生物个体,体细胞中含有两个染色体组的称为______。
(2)由________发育而成的个体,体细胞中____________以上染色体组的称为____________。
3.染色体数量的变异
(1)概念:染色体数量以________的方式成倍地增加或减少,或____________增加或减少,都称为染色体数量的变异。
(2)类型
(3)整倍性变异
①单倍性变异和单倍体:体细胞含有的染色体数量等于本物种________含有的染色体数量的变异,由此产生的个体称为______。例如:蜜蜂中的雄蜂,单倍体的农作物。
②多倍性变异和多倍体:与二倍体细胞相比,具有更多染色体组的变异是________,由此产生的个体是________。具有偶数染色体组的多倍体植物,在减数分裂中,若染色体____________,一般是__________的。具有奇数染色体组的多倍体植物,在减数分裂中染色体____________________,是不可育的。一般情况下,动物多倍性变异是致死性的。
(4)非整倍性变异:只是增减一条或几条染色体,增减后的染色体数量不是整倍数。一般情况下,非整倍性变异对于动物往往是致死性的,对植物产生的影响相对较小。
(5)诱变因素:在______________________等的作用下,生物体的染色体数量可能发生改变,进而产生可遗传的变异。
判断正误
(1)一个染色体组内没有同源染色体,但却含有控制生物生长、发育的全套遗传信息(  )
(2)含有三个染色体组的个体就是三倍体(  )
(3)单倍体的体细胞中不存在同源染色体(  )
(4)单倍体的体细胞中一定只含一个染色体组(  )
(5)体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体(  )
易错提醒 由配子发育而成的个体为单倍体。单倍体不一定只含一个染色体组,如六倍体普通小麦单倍体的体细胞中含有三个染色体组。
任务二:染色体数量的变异
1.请根据染色体的形态判断染色体组的数量,并完成表格。
项目
染色体组数
每个染色体组内染色体数
规律:染色体组数=__________________;一个染色体组中的染色体数=_________________。
2.请根据基因型判断染色体组数,并完成表格。
项目
染色体
组数
规律:染色体组数=___________________________________。
1.巧判单倍体、二倍体和多倍体
2.巧判细胞分裂图像中的染色体组数
以生殖细胞中的染色体数为标准,判断所给图像中的染色体组数。如图所示:
2.(多选)如图为某果蝇及其一个体细胞内染色体组成示意图,据图分析,下列有关说法正确的是(  )
A.该果蝇为雌性,图示细胞内有8条染色体
B.图示细胞有两个染色体组,一个染色体组含有的染色体是Ⅱ、 Ⅲ 、Ⅳ、 X
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.一个染色体组携带有能控制果蝇生长发育所需的全部遗传信息
3.(2023·南京高一期中)下列有关单倍体的叙述,不正确的是(  )
①未经受精的卵细胞发育成的植物,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含有奇数染色体组的个体一定是单倍体 ⑤基因型是abcd的生物体一般是单倍体 ⑥基因型是aaaBBBCcc的植物一定是单倍体
A.①③④⑤ B.②③④⑥
C.①③④⑥ D.①②⑤⑥
4.如图分别表示4个生物的体细胞,下列有关叙述正确的是(  )
A.图中可能是单倍体的细胞有3个
B.图中的④一定是单倍体的体细胞
C.每个染色体组中含有3条染色体的是①②④
D.与②相对应的基因型可以是aaa、abc、AaaBBBcccDDd、aabbcc等
易错警示 (1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而成,体细胞中含有几个染色体组,该生物就称为几倍体。
(2)如果生物体是由生殖细胞——卵细胞或花粉直接发育而成的,无论体细胞中含有几个染色体组,都称为单倍体。
(3)单倍体的体细胞中并不一定只含有一个染色体组,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。
(4)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。
(5)单倍体是生物个体,而不是配子;精子和卵细胞属于配子,但不是单倍体。
答案精析
一、
梳理教材新知
染色体 缺失 c 缺失与重复 移接 倒位 数量或排列顺序 不利 光学显微镜 辐射 化学药剂
判断正误
(1)√ (2)× (3)×
提示 (2)染色体结构变异改变染色体上基因的数量或排列顺序,可在显微镜下观察到。(3)大多数染色体的结构变异对生物体是不利的,有时甚至会导致生物体死亡。
探究核心知识
任务一
缺失 重复 倒位 易位
落实思维方法
1.B [个体甲的变异类型为染色体结构变异中的缺失,缺失了e基因对表型可能有影响,A错误;个体乙的变异类型为染色体结构变异中的倒位,变异后个体乙的细胞在减数分裂时同源染色体联会形成的四分体异常,B正确;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中性状分离比不一定为3∶1,C错误;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,可能引起性状的改变,D错误。]
二、
梳理教材新知
1.(1)非同源染色体 各不相同 (2)一 两
2.(1)受精卵 二倍体 (2)受精卵 含有三个或三个 多倍体
3.(1)染色体组 个别染色体 (2)非整倍性变异 单倍体 多倍体 (3)①配子 单倍体 ②多倍性变异 多倍体 能够配对 可育 不能正常配对 (5)低温、电离辐射、化学药剂
判断正误
(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
提示 (2)含有三个染色体组的个体也可能是单倍体。(3)同源四倍体的单倍体中含有同源染色体。(4)单倍体的体细胞中也可以含有多个染色体组,如四倍体的单倍体。(5)体细胞中含有两个染色体组的个体不一定是二倍体,也可能是单倍体。
探究核心知识
任务二
1.3 2 1 4 2 3 3 4 2 2 形态相同的染色体的条数 不同形态染色体的种类数
2.1 3 2 4 控制同一性状的基因的个数
落实思维方法
2.ABD [根据细胞中性染色体组成为XX可知,该果蝇为雌性,细胞内含有6条常染色体和2条性染色体,共8条染色体,A正确;由“一个染色体组中的染色体形态、功能各不相同”可知,该细胞中的8条染色体可分成2组,一个染色体组含4条染色体,分别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X,B正确;果蝇体细胞若处于有丝分裂后期,则细胞中含有4个染色体组,C错误;一个染色体组包含了该种生物的一整套遗传信息,D正确。]
3.B [未经受精的卵细胞属于雌配子,由未受精的卵细胞发育成的植物一定是单倍体,①正确;若配子中含有两个染色体组(如四倍体生物的配子),则由该配子发育成的个体是单倍体,②错误;生物的精子或卵细胞是生殖细胞,由生殖细胞直接发育成的个体是单倍体,③错误;含有奇数染色体组的个体不一定是单倍体,如三倍体生物的体细胞中含有3个染色体组,但它不是单倍体,④错误;仅含有一个染色体组的生物是单倍体,基因型是abcd的生物体一般是单倍体,⑤正确;基因型是aaaBBBCcc的植物可能是三倍体(由受精卵发育而成),也可能是单倍体(由配子直接发育而成),⑥错误。]
4.B [凡是由配子直接发育而来的个体,均称为单倍体,故题图中可能是单倍体的细胞有4个,A错误;仅有一个染色体组的生物体一定是单倍体,所以题图中的④一定是单倍体的体细胞,B正确;①细胞中每个染色体组中含有1条染色体,②③④细胞中每个染色体组中均含有3条染色体,C错误;②细胞中含有3个染色体组,故与②相对应的基因型可以是aaa和AaaBBBcccDDd,而基因型是abc的个体体细胞中含有1个染色体组,基因型为aabbcc的个体体细胞中含有2个染色体组,D错误。](共72张PPT)
第1课时
染色体结构和数量的变异
第三章 生物的变异
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学习目标
1.阐明染色体变异的类型和结果。
2.说出染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念。
内容索引
一、染色体结构的变异
二、染色体数量的变异
课时对点练
染色体结构的变异

染色体结构变异
染色体
梳理 教材新知
缺失
c
缺失

倒位
与重复

数量或排列顺序
不利
光学显微镜
辐射
化学药剂
(1)猫叫综合征是由人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病(  )
(2)染色体结构变异不改变染色体上基因的数量或排列顺序,可在显微镜下观察到(  )
(3)染色体增加某一片段可提高基因表达水平,是有利变异(  )
×

提示 染色体结构变异改变染色体上基因的数量或排列顺序,可在显微镜下观察到。
×
提示 大多数染色体的结构变异对生物体是不利的,有时甚至会导致生物体死亡。
任务一:辨析染色体结构变异的类型
若图甲中①和②为一对同源染色体,③和④为另一对同源染色体,图中字母表示基因,则图乙~戊中染色体结构变异的类型依次是 、 、
、 。
探究 核心知识
缺失
重复
倒位
易位
1.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.个体乙的细胞在减数分裂时
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

落实 思维方法
个体甲的变异类型为染色体结构
变异中的缺失,缺失了e基因对表
型可能有影响,A错误;
个体乙的变异类型为染色体结构
变异中的倒位,变异后个体乙的
细胞在减数分裂时同源染色体联会形成的四分体异常,B正确;
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中性状分离比不一定为3∶1,C错误;
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,可能引起性状的改变,D错误。

染色体数量的变异
1.染色体组
(1)概念:细胞中的一组 ,形态和功能 ,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异,称为一个染色体组。
(2)实例:人的精子或卵细胞中有23条非同源染色体,构成 个染色体组;而人的体细胞中有23对染色体,构成 个染色体组。
梳理 教材新知
非同源染色体
各不相同


2.二倍体与多倍体
(1)由 发育而成的生物个体,体细胞中含有两个染色体组的称为

(2)由 发育而成的个体,体细胞中 以上染色体组的称为 。
受精卵
二倍体
受精卵
含有三个或三个
多倍体
3.染色体数量的变异
(1)概念:染色体数量以 的方式成倍地增加或减少,或______
增加或减少,都称为染色体数量的变异。
(2)类型
非整倍性变异
单倍体
多倍体
染色体组
个别染
色体
(3)整倍性变异
①单倍性变异和单倍体:体细胞含有的染色体数量等于本物种 含有的染色体数量的变异,由此产生的个体称为 。例如:蜜蜂中的雄蜂,单倍体的农作物。
②多倍性变异和多倍体:与二倍体细胞相比,具有更多染色体组的变异是 ,由此产生的个体是 。具有偶数染色体组的多倍体植物,在减数分裂中,若染色体 ,一般是 的。具有奇数染色体组的多倍体植物,在减数分裂中染色体 ,是不可育的。一般情况下,动物多倍性变异是致死性的。
配子
单倍体
多倍性变异
多倍体
能够配对
可育
不能正常配对
(4)非整倍性变异:只是增减一条或几条染色体,增减后的染色体数量不是整倍数。一般情况下,非整倍性变异对于动物往往是致死性的,对植物产生的影响相对较小。
(5)诱变因素:在 等的作用下,生物体的染色体数量可能发生改变,进而产生可遗传的变异。
低温、电离辐射、化学药剂
(1)一个染色体组内没有同源染色体,但却含有控制生物生长、发育的全套遗传信息(  )
(2)含有三个染色体组的个体就是三倍体(  )
(3)单倍体的体细胞中不存在同源染色体(  )

×
提示 含有三个染色体组的个体也可能是单倍体。
提示 同源四倍体的单倍体中含有同源染色体。
×
(4)单倍体的体细胞中一定只含一个染色体组(  )
(5)体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体(  )
×
提示 单倍体的体细胞中也可以含有多个染色体组,如四倍体的单倍体。
提示 体细胞中含有两个染色体组的个体不一定是二倍体,也可能是单倍体。
×
易错提醒
由配子发育而成的个体为单倍体。单倍体不一定只含一个染色体组,如六倍体普通小麦单倍体的体细胞中含有三个染色体组。
项目
染色体组数 ___ ___ ___ ___ ___
每个染色体 组内染色体数 ___ ___ ___ ___ ___
任务二:染色体数量的变异
1.请根据染色体的形态判断染色体组的数量,并完成表格。
探究 核心知识
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3
3
4
2
2
项目
染色体组数 ___ ___ ___ ___
规律:染色体组数= ;一个染色体组中的染色体数= 。
2.请根据基因型判断染色体组数,并完成表格。
规律:染色体组数= 。
形态相同的染色体的条数
不同形态染色体的种类数
1
3
2
4
控制同一性状的基因的个数
核心归纳
1.巧判单倍体、二倍体和多倍体
核心归纳
2.巧判细胞分裂图像中的染色体组数
以生殖细胞中的染色体数为标准,判断所给图像中的染色体组数。如图所示:
2.(多选)如图为某果蝇及其一个体细胞内染色体组成示意图,据图分析,下列有关说法正确的是
A.该果蝇为雌性,图示细胞内有8条染色体
B.图示细胞有两个染色体组,一个染色体
组含有的染色体是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X
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.一个染色体组携带有能控制果蝇生长发育所需的全部遗传信息

落实 思维方法


根据细胞中性染色体组成为XX可知,该果蝇为雌性,细胞内含有6条常染色体和2条性染色体,共8条染色体,A正确;
由“一个染色体组中的染色体形态、功能
各不相同”可知,该细胞中的8条染色体
可分成2组,一个染色体组含4条染色体,
分别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X,B正确;
果蝇体细胞若处于有丝分裂后期,则细胞中含有4个染色体组,C错误;
一个染色体组包含了该种生物的一整套遗传信息,D正确。
3.(2023·南京高一期中)下列有关单倍体的叙述,不正确的是
①未经受精的卵细胞发育成的植物,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含有奇数染色体组的个体一定是单倍体 ⑤基因型是abcd的生物体一般是单倍体 ⑥基因型是aaaBBBCcc的植物一定是单倍体
A.①③④⑤ B.②③④⑥
C.①③④⑥ D.①②⑤⑥

未经受精的卵细胞属于雌配子,由未受精的卵细胞发育成的植物一定是单倍体,①正确;
若配子中含有两个染色体组(如四倍体生物的配子),则由该配子发育成的个体是单倍体,②错误;
生物的精子或卵细胞是生殖细胞,由生殖细胞直接发育成的个体是单倍体,③错误;
含有奇数染色体组的个体不一定是单倍体,如三倍体生物的体细胞中含有3个染色体组,但它不是单倍体,④错误;
仅含有一个染色体组的生物是单倍体,基因型是abcd的生物体一般是单倍体,⑤正确;
基因型是aaaBBBCcc的植物可能是三倍体(由受精卵发育而成),也可能是单倍体(由配子直接发育而成),⑥错误。
4.如图分别表示4个生物的体细胞,下列有关叙述正确的是
A.图中可能是单倍体的细胞有3个
B.图中的④一定是单倍体的体细胞
C.每个染色体组中含有3条染色体的是①②④
D.与②相对应的基因型可以是aaa、abc、AaaBBBcccDDd、aabbcc等

凡是由配子直接发育而来的个体,均称为单倍体,故题图中可能是单倍体的细胞有4个,A错误;
仅有一个染色体组的生物体一定是单倍体,所以题图中的④一定是单倍体的体细胞,B正确;
①细胞中每个染色体组中含有1条染色体,②③④细胞中每个染色体组中均含有3条染色体,C错误;
②细胞中含有3个染色体组,故与②相对应的基因型可以是aaa和AaaBBBcccDDd,而基因型是abc的个体体细胞中含有1个染色体组,基因型为aabbcc的个体体细胞中含有2个染色体组,D错误。
易错警示
(1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而成,体细胞中含有几个染色体组,该生物就称为几倍体。
(2)如果生物体是由生殖细胞——卵细胞或花粉直接发育而成的,无论体细胞中含有几个染色体组,都称为单倍体。
(3)单倍体的体细胞中并不一定只含有一个染色体组,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。
(4)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。
(5)单倍体是生物个体,而不是配子;精子和卵细胞属于配子,但不是单倍体。
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课时对点练

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答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B A B D B B B B
题号 9 10 11 12 13
答案 C A ABD ABD BC
对一对
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答案
14.
(1)D 
(2)3 3 不可育 
(3)受精卵 未受精的生殖细胞直接 
(4)8 
(5)C、B、A、D
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答案
15.
(1)染色体结构变异(或染色体变异) 含有X染色体缺失某一片段的雄株致死 异形叶∶正常叶=1∶2 4∶3 
(2)让该异形叶红花雌株与黄花雄株杂交,统计子代中雌株的花色及比例 若子代中雌株全为红花,则说明X染色体的缺失片段中无控制花色的基因;若子代中雌株的花色及比例为红花∶黄花=1∶1,则说明X染色体的缺失片段中有控制花色的基因
分析图示可知,原来排列为123456的染色体,经过断裂后,重新连接为125436的排列顺序,可知其中的345片段发生了180°的颠倒,此类染色体结构变异为倒位。
题组一 染色体结构的变异
1.(2020·浙江1月选考,4)某条染色体经处理后,其结构发生了如图所示的变化。这种染色体结构的变异属于
A.缺失 B.倒位
C.重复 D.易位

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答案
2.(2024·南通高一月考)下列关于染色体结构变异的叙述,正确的是
A.染色体结构的变异通常能在光学显微镜下观察到
B.染色体结构变异对生物个体的生存都是不利的
C.染色体结构变异不影响生物产生配子的过程
D.染色体结构变异不会导致基因数量的改变

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答案
染色体结构变异对生物不一定都是不利的,B错误;
染色体结构变异可能会影响染色体的分离,从而影响生物产生配子的过程,C错误;
染色体片段的缺失或重复会导致基因数量的改变,D错误。
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答案
3.玉米某条染色体上部分基因的分布如图甲所示,该条染色体经变异后部分基因的分布如图乙所示。下列说法正确的是
A.有丝分裂和减数分裂过程中才能发生该种染色体变异
B.DNA的断裂、错接是形成图乙异常染色体的根本原因
C.该染色体上的所有基因在玉米的所有细胞中都能表达
D.甲→乙发生的变异类型为倒位,不能在显微镜下分辨

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答案
染色体变异是随机的,无论细胞是否发生分裂,均有可能发生染色体变异,A错误;
题图中甲→乙发生的变异类型为倒位,其根本原因是DNA的断裂、错接,这种变异在光学显微镜下能分辨,B正确,D错误;
在不同细胞中,选择性表达的基因不完全相同,因此该染色体上的所有基因在玉米的所有细胞中不一定都能表达,C错误。
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答案
人群中有染色体组成为XXY的个体,比正常人体中多了一条X染色体,所以是染色体数量的非整倍性变异。
题组二 染色体数量的变异
4.人群中有染色体组成为XXY的个体,多了一条X染色体而导致睾丸发育不全。这种变异属于
A.染色体重复 B.染色体数量整倍性变异
C.染色体易位 D.染色体数量非整倍性变异

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答案
凡是由配子发育而来的个体,均称为单倍体,体细胞中可以含有1个或几个染色体组,B错误。
5.下列关于染色体组、单倍体和多倍体的叙述,错误的是
A.一个染色体组中的染色体形态各不相同
B.单倍体生物体细胞中只含有一个染色体组
C.三倍体减数分裂时出现联会紊乱,一般不能形成可育的配子
D.体细胞中含有3个染色体组的个体不一定为三倍体

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答案
6.(2023·扬州高一期中)如图所示细胞中所含染色体,下列相关叙述不正确的是
A.①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.②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.③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.④代表的生物可能是单倍体,其每个染色体组含四条染色体

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答案
①细胞中含两个染色体组,每个染色体组只含有一条染色体,可能是单倍体生物,也可能是二倍体生物,A正确;
②细胞中含有三个染色体组,每个染色体组含有两条染色体,可能是单倍体生物,也可能是三倍体生物,B错误;
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答案
③细胞中含两个染色体组,每个染色体组含有三条染色体,可能是单倍体生物,也可能是二倍体生物,C正确;
④细胞中含一个染色体组,一个染色体组含有四条染色体,可能是单倍体生物,D正确。
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答案
7.(2024·南京高一期末)通常情况下,一个四倍体植物个体的可能来源不包括
A.两个四倍体亲本杂交
B.一个三倍体亲本和一个二倍体亲本杂交
C.二倍体幼苗体细胞有丝分裂时染色体只复制未分离
D.因二倍体减数分裂错误而产生的含有两个染色体组的配子两两结合

三倍体一般情况下不能产生可育配子,因此三倍体和二倍体杂交不会产生后代,B符合题意。
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答案
8.(2023·江苏省天一中学高一期中)如图a~c表示不同细胞中的染色体状况,图d表示某细胞的遗传因子组成。下列有关叙述错误的是
A.图a细胞代表的生物可能是二倍体或单倍体
B.图b细胞代表的生物一定是三倍体
C.图c细胞代表的生物是单倍体
D.图d遗传因子组成代表的生物的基因型可能为AB

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答案
图a若是由受精卵发育而来的则是二倍体,若是由配子发育而来的则是单倍体,A正确;
图b若是由受精卵发育而来
的,体细胞有3个染色体组,
则为三倍体,若是由配子直接发育而来的,则为单倍体,B错误;
图c细胞中只含有1个染色体组,是由配子发育而来的单倍体,C正确;
图d生物的基因型可能为AB,染色体复制后遗传因子组成为AABB,D正确。
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答案
9.某些类型的染色体结构和数量的变异,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
重复、个别染色体数
量增加、染色体片段缺失
B.三倍体、染色体片段缺失、个别染色体数量增加、染色体片段重复
C.个别染色体数量增加、染色体片段重复、三倍体、染色体片段缺失
D.染色体片段缺失、个别染色体数量增加、染色体片段重复、三倍体

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图a为有两个染色体组的
细胞,其中一对同源染
色体由2条变为3条,应
为个别染色体数量增加;
图b染色体上多一个“4”片段,属于染色体结构变异中的重复;
图c中有三个染色体组,该个体为三倍体;
图d中染色体上缺失了“3”“4”两个片段,属于染色体结构变异中的缺失。
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答案
10.如图甲、乙分别表示细胞分裂过程中出现的染色体行为,图中字母表示染色体片段,若在细胞分裂时图中染色体能正常分离和组合,配子中基因齐全即可育。下列相关说法错误的是
A.甲、乙两种变异分别属于染色体变
异和染色体结构变异中的重复
B.甲、乙两种染色体行为都出现在减
数分裂前期Ⅰ
C.图甲中染色体可能出现了部分基因缺失或重复
D.图乙细胞减数分裂能产生一定比例的可育配子

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答案
图甲中“环形圈”的出现,是由于上面一条染色体多了一段,或下面一条染色体少了一段,该种变异属于染色体结构变异中的缺失或重复,图乙中的“十字形结构”的出现,是由于非同源染色体上出现的同源区段发生了联会现象,该
种变异应属于染色体结构变异中的
易位,A错误,C正确;
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答案
减数分裂前期Ⅰ发生同源染色体联会形成四分体,甲、乙两种染色体行为都出现在减数分裂前期Ⅰ,B正确;
根据题意可知,若在细胞分裂时图
中染色体能正常分离和组合,配子
中基因齐全即可育,图乙中配子若
得到左上和右下未发生易位的染色体,或者是得到右上和左下发生易位的染色体,则配子可育,D正确。
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答案
11.(多选)如图所示为雄果蝇染色体图,据图能得到的结论是
A.其配子的染色体组是X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
B.有丝分裂后期有4个染色体组,染色体有5种不同形态
C.减数分裂后期Ⅱ有2个染色体组,染色体有5种不同形态
D.该生物有丝分裂和减数分裂过程中均可能发生染色体
数量变异

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答案


该图为雄果蝇染色体图,减数第一次分裂产生的子细胞含有4条形态不同的染色体(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X 或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y)。减数分裂后期Ⅱ含有2个染色体组,染色体只有4种不同形态。
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答案
12.(多选)(2024·泰州高一期中)如图甲、乙、丙三个精原细胞,其中甲为正常细胞,乙、丙细胞发生了染色体变异,丙细胞中染色体1的部分片段转移到染色体3上。不考虑其他变异,下列叙述正确的是
A.甲细胞减数分裂过程中发生
自由组合产生2种基因型的
配子
B.乙经减数分裂产生的正常配子与异常配子的比例为1∶1
C.丙中发生的变异只能发生在减数分裂过程中
D.乙和丙的变异类型可通过光学显微镜观察到

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答案


乙细胞中多了一条含a的染色体,不考虑其他变异,经减数分裂形成
2种配子,即RAa、ra或Raa、rA或RA、raa或Ra、rAa,不论哪一种配子组合,都是一种配子正常,一种配子不正常,B正确;
丙中发生的变异是染色体
结构变异中的易位,在减
数分裂或有丝分裂中均可
能发生,C错误。
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答案
13.(多选)某男子表型正常,但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体,如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙,配对的三条染色体中,任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述错误的是
A.图甲所示的变异属于染色体变异
B.观察异常染色体应选择处于分裂间
期的细胞
C.如不考虑其他染色体,理论上该男子产生的精子类型有8种
D.该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代


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答案
分析图示可知,一条14号和一条21号染色体相互连接时,还丢失了一小段染色体,明显是染色体变异,A正确;
染色体在细胞分裂中期形态比较固
定,所以观察异常染色体应选择处
于分裂中期的细胞,B错误;
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答案
减数分裂时同源染色体发生分离,可产生14号和21号、异常染色体,14号和异常染色体、21号,14号、
异常染色体和21号共6种类型的精子,
C错误;
当配对的三条染色体中,正常的14号
和21号两条染色体在一起时,就能产生正常的精子,因而该男子与正常女子婚配能生育出染色体组成正常的后代,D正确。
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答案
14.分析如图所示中各细胞内染色体组成情况,并回答相关问题:
(1)一般情况下,一定属于单倍体生物体细胞染色体组成的是图   。
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答案
D
单倍体是指体细胞含有的染色体数量等于本物种配子含有的染色体数量的个体,与含有几个染色体组没有必然联系,但是只含有一个染色体组的必然是单倍体,所以一定属于单倍体的是图D,其他均可能为单倍体。
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答案
图C中含有3个染色体组,每个染色体组含有3条染色体,由于减数分裂时染色体联会紊乱,故生物体不可育。
(2)图C中含   个染色体组,每个染色体组含   条染色体,由C细胞组成的生物体可育吗?    。
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答案
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3
不可育
(3)对于进行有性生殖的生物而言,在该个体由    发育而来时,由B细胞组成的生物体是二倍体;在该个体由           发育而来时,由B细胞组成的生物体是单倍体。
(4)假若A细胞组成的生物体是单倍体,则其正常物种体细胞内含  个染色体组。
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答案
受精卵
未受精的生殖细胞直接
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若A细胞组成的生物体是单倍体,其正常物种是由受精卵发育而来的,体细胞内含有8个染色体组。
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答案
(5)基因型分别为AAaBbb、AaBB、AaaaBBbb及Ab的体细胞,其染色体组成应依次对应图A~D中的     。
C、B、A、D
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答案
AAaBbb含有3个染色体组,对应图C;
AaBB含有2个染色体组,对应图B;
AaaaBBbb含有4个染色体组,对应图A;
Ab含有1个染色体组,对应图D。
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答案
15.某雌雄异株的高等植物的性别决定方式为XY型,因X染色体缺失某一片段而导致雌株叶片异形,异形叶雌株与正常叶雄株杂交,F1雌雄比为2∶1,F1雌雄株杂交得F2,F2雌株中正常叶与异形叶之比为3∶1,雄株全部为正常叶。请回答下列相关问题:
(1)该植物异形叶的出现是由于发生了         (填变异类型),异形叶雌株与正常叶雄株杂交,F1中雌雄比不是1∶1,原因可能是          ,仅考虑叶形,F1的表型及比例为        。F2的雌雄比为   。
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答案
染色体结构变异(或染色体变异)
含有X染色体缺失某一片段的雄株致死
异形叶∶正常叶=1∶2
4∶3
由染色体上某一片段缺失而引起的变异为染色体结构变异。假设缺失某一片段的X染色体用XO表示,则异形叶雌株(XXO)与正常叶雄株(XY)杂交得F1,F1的性染色体组成及比例为XXO∶XX∶XOY∶XY=1∶1∶1∶1,而F1雌雄比为2∶1,说明性染色体组成为XOY的个体不能存活,即含有X染色体缺失某一片段的雄株致死,则F1的表型及比例为异形叶∶正常叶=1∶2。F1雌雄株杂交得F2,F1雌株产生的雌配子的基因型及比例为X∶XO=3∶1,F1雄株产生的雄配子的基因型及比例为X∶Y=1∶1,则F2的性染色体组成及比例为XXO∶XX∶XOY∶XY=1∶3∶1∶3,其中性染色体组成为XOY的个体不能存活,则F2的雌雄比为4∶3。
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答案
(2)已知该植物花的红色对黄色为显性,相关基因A/a位于X染色体上。现有各种性状的雌株和雄株若干,请设计杂交实验探究某异形叶红花雌株(不含黄花基因)的缺失片段中有无控制花色的基因。实验思路:________
_____________________________________________________。实验结果和结论:_______________________________________________________
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答案
让该异形
叶红花雌株与黄花雄株杂交,统计子代中雌株的花色及比例
若子代中雌株全为红花,则说明X染色体的缺失片段中无控制花色的基因;若子代中雌株的花色及比例为红花∶黄花=1∶1,则说明X染色体的缺失片段中有控制花色的基因
要探究某异形叶红花雌株(不含黄花基因)的缺失片段中有无控制花色的基因,可让该异形叶红花雌株与黄花雄株杂交,统计子代中雌株的花色及比例。若X染色体的缺失片段中无控制花色的基因,则杂交基因型组合为XAXAO×XaY,子代雌株均开红花;若X染色体的缺失片段中有控制花色的基因,则杂交基因型组合为XAXO×XaY,子代中雌株的花色及比例为红花∶黄花=1∶1。
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答案第2课时 染色体变异在育种上的应用
[学习目标] 1.描述单倍体育种和多倍体育种的原理和操作过程。2.进行低温诱导染色体数量加倍的实验。
一、杂交育种、单倍体育种
1.杂交育种与单倍体育种
2.人工诱导染色体数量加倍的方法
方法 用____处理、化学试剂处理(最常用的是________)等
处理对象 单倍体幼苗
原理 作用于正在分裂的细胞,抑制分裂前期形成纺锤体,导致分裂后期染色体不能移向细胞两极,从而使细胞内染色体数量加倍
判断正误
(1)单倍体育种操作简便,能明显缩短育种年限(  )
(2)单倍体育种获得的后代均为纯合子(  )
(3)单倍体育种时可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(  )
(4)秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成,从而导致染色体数量加倍(  )
任务一:单倍体育种
1.与正常植株相比,单倍体植株一般弱小又高度不育,为什么还要用它来育种?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2.如图为用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种,通过单倍体育种方法培育矮秆抗病小麦的过程,据图回答下列问题:
其中单倍体育种的核心步骤为①________________、②用________处理____________诱导染色体数目加倍。
1.花药离体培养≠单倍体育种:花药离体培养获得单倍体幼苗,单倍体育种的目的并非获得单倍体植株,而是获得能稳定遗传的正常植株。
2.单倍体育种不一定是最简便、最快捷的育种方法,如:为了获得基因型为aabb的个体,杂交育种是最佳育种方法。
3.由于单倍体往往高度不育,育种操作的对象一般是单倍体幼苗,通过组织培养得到纯合子植株。
1.用基因型为DDee与ddEE杂交的豌豆种子(DdEe)获得纯合子(ddee),最简捷的方法是(  )
A.种植→F2→选双隐性植株→纯合子
B.种植→秋水仙素处理→纯合子
C.种植→花药离体培养→秋水仙素处理→纯合子
D.种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合子
2.(多选)科研人员用纯种的高秆抗锈病水稻(甲品种)与矮秆易染锈病水稻(乙品种)培育矮秆抗锈病水稻新品种,方法如图所示。下列相关叙述正确的是(  )
A.甲、乙品种杂交的目的是将控制两个优良性状的基因集中在一起
B.②常用的方法为花药离体培养,其原理是染色体变异
C.③为人工诱导,常用秋水仙素处理幼苗
D.④为筛选,对于抗锈病性状常用病原体感染的方法检测
二、多倍体育种及低温诱导染色体数量加倍
1.多倍体育种
(1)多倍体的人工诱导
①方法:用____________或低温处理。
②处理对象:________的种子或________。
③实例:三倍体无子西瓜的培育。
(2)多倍体的自然形成
(3)
2.低温诱导染色体数量加倍
(1)实验原理:______________有可能抑制________的形成,导致子代细胞内染色体数量发生变化。
(2)提出问题→作出假设→设计与实施实验
(3)注意事项
①在显微镜下观察到的细胞已经死亡,不能持续观察到细胞中染色体的数量变化。
②选材只能是________细胞,不能进行细胞分裂的细胞不会出现染色体数量的变化。
③着丝粒分裂与纺锤体无关,没有纺锤体的牵引着丝粒也能正常分裂。
④低温处理和秋水仙素处理原理相同,都是抑制纺锤体的形成,都发生在有丝分裂的________,使细胞分裂停止在________,染色体数量加倍。
判断正误
(1)二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa,则用秋水仙素处理后形成的四倍体为纯合子(  )
(2)三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂时同源染色体联会行为有关(  )
任务二:多倍体育种
1.如图是三倍体无子西瓜的培育过程,请据图分析回答下列问题:
(1)①过程是用______________处理二倍体西瓜的幼苗,产生四倍体西瓜植株的过程。其原理是____________________,使染色体数量加倍。
(2)②和④过程都是传粉,但目的不同:②过程是为了________得到________倍体种子,④过程是为了刺激________发育为果实。
(3)①过程处理后,新产生的四倍体植株,地上部分的茎、叶、花的细胞中,含有______个染色体组,根细胞含有______个染色体组。
(4)西瓜f的瓜瓤来自母本,含有______个染色体组,而种子e的胚含有______个染色体组。
(5)三倍体西瓜没有种子的原因分析:三倍体西瓜进行______________时,由于染色体____________,一般不能产生正常______。
(6)在生产实践中,果皮深绿色平行条斑对嫩绿色无条纹是显性,选择具有________________的个体为父本,这样在下一代三倍体植株结的果实中,就可以根据这个显性性状鉴别出________。
2.如图是八倍体小黑麦的培育过程(A、B、D、E各表示一个染色体组)。
据图回答下列问题:
(1)普通小麦的配子中含有______个染色体组,黑麦的配子中含有______个染色体组,杂交后代含有______个染色体组。
(2)普通小麦和黑麦杂交后代不育的原因是______________。必须用______________处理使染色体数量加倍,加倍后含有______个染色体组,加倍后可育的原因是___________________,这样培育的后代是______(填“同源”或“异源”)八倍体小黑麦。
3.下列有关“低温诱导蚕豆根尖细胞染色体数量加倍”实验的叙述,正确的是(  )
A.多倍体形成过程中增加了非同源染色体重组的机会
B.盐酸、酒精混合液和卡诺氏固定液都可以使洋葱根尖解离
C.在诱导染色体数量变化方面,低温处理与秋水仙素诱导的原理相似
D.显微镜下可以看到大多数细胞染色体数量加倍
4.(2023·宿迁高一月考)如图为三倍体无子西瓜的培育过程,下列相关叙述错误的是(  )
A.常用秋水仙素处理幼苗茎尖,因为其细胞分裂旺盛
B.图中四倍体植株的各组织细胞均含有4个染色体组
C.单倍体育种过程中也会用到图中的某些技术手段
D.三倍体西瓜植株一般不能产生正常配子
特别提醒 (1)单倍体育种一般应用于二倍体植物,因为若为四倍体植物,通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。
(2)单倍体育种和多倍体育种中都用到秋水仙素,但单倍体育种中是用秋水仙素处理单倍体幼苗,而多倍体育种中是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
答案精析
一、
梳理教材新知
1.(1)两个 杂交 选择 基因 连续 缓慢 (2)秋水仙素 染色体数量
2.低温 秋水仙素
判断正误
(1)× (2)× (3)× (4)√
提示 (1)单倍体育种比较复杂,能明显缩短育种年限。(2)单倍体育种获得的后代不一定为纯合子。如基因型为AAaa的个体进行单倍体育种。(3)单倍体育种时可用秋水仙素处理单倍体幼苗,不能处理萌发的种子,因为单倍体高度不育,没有种子。
探究核心知识
任务一
1.单倍体(特指一倍体)植株只含有一套染色体,加倍后染色体上的成对基因都是纯合的,后代没有性状分离现象,与常规杂交育种相比,单倍体育种能明显缩短育种年限,因而单倍体植株在育种上有其特殊的意义。
2.花药(花粉)离体培养 秋水仙素 单倍体幼苗
落实思维方法
1.A [由题干信息可知,需要获得隐性纯合子(ddee),在杂交育种的F2中可以直接获得。所以通过杂交育种获得双隐性个体要比单倍体育种更简捷。]
2.ACD [甲、乙品种通过杂交将双亲的基因集中在F1中,A正确;②是花药离体培养过程,原理是细胞的全能性,B错误;③过程人工诱导常用秋水仙素处理单倍体幼苗,C正确;④为筛选,对于抗锈病性状可以用病原体感染的方法检测,获得所需品种,D正确。]
二、
梳理教材新知
1.(1)①秋水仙素 ②萌发 幼苗 (2)纺锤体 两个子代细胞 染色体组 (3)更粗壮 糖类 蛋白质 形态结构 生理特性 耐寒 耐旱 抗病 进化
2.(1)低温处理 纺锤体 (2)冰箱的低温室内(4 ℃) 卡诺氏固定液 乙醇 漂洗 染色 压片 低 高 (3)②分生区 ④前期 后期
判断正误
(1)× (2)√
提示 (1)二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa,则用秋水仙素处理后形成的四倍体基因型为AAaa,为杂合子。
探究核心知识
任务二
1.(1)秋水仙素 抑制纺锤体的形成 (2)杂交 三 子房 (3)四 两 (4)四 三 (5)减数分裂 联会紊乱 配子 (6)深绿色平行条斑 无子西瓜
2.(1)3 1 4 (2)无同源染色体 秋水仙素 8 具有同源染色体,能联会 异源
落实思维方法
3.C [多倍体形成过程中细胞进行的是有丝分裂,不会出现非同源染色体重组现象,A错误;卡诺氏固定液用于固定细胞的形态,B错误;低温与秋水仙素诱导染色体数量变化的原理都是在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成,C正确;显微镜下可以看到少数细胞染色体数量加倍,D错误。]
4.B [诱导染色体数量加倍的成功率是比较低的,而且图中的四倍体植株根部细胞依然含有2个染色体组,因此,图中四倍体植株中未必每个组织细胞都含有4个染色体组,B错误。](共76张PPT)
第2课时
染色体变异在育种上的应用
第三章 生物的变异
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学习目标
1.描述单倍体育种和多倍体育种的原理和操作过程。
2.进行低温诱导染色体数量加倍的实验。
内容索引
一、杂交育种、单倍体育种
二、多倍体育种及低温诱导染色体数量加倍
课时对点练
杂交育种、单倍体育种

1.杂交育种与单倍体育种
两个
梳理 教材新知
杂交
选择
基因
连续
缓慢
秋水仙素
染色体数量
方法 用 处理、化学试剂处理(最常用的是 )等
处理对象 单倍体幼苗
原理 作用于正在分裂的细胞,抑制分裂前期形成纺锤体,导致分裂后期染色体不能移向细胞两极,从而使细胞内染色体数量加倍
2.人工诱导染色体数量加倍的方法
低温
秋水仙素
(1)单倍体育种操作简便,能明显缩短育种年限(  )
(2)单倍体育种获得的后代均为纯合子(  )
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提示 单倍体育种比较复杂,能明显缩短育种年限。
提示 单倍体育种获得的后代不一定为纯合子。如基因型为AAaa的个体进行单倍体育种。
(3)单倍体育种时可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(  )
(4)秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成,从而导致染色体数量加倍(  )
×

提示 单倍体育种时可用秋水仙素处理单倍体幼苗,不能处理萌发的种子,因为单倍体高度不育,没有种子。
任务一:单倍体育种
1.与正常植株相比,单倍体植株一般弱小又高度不育,为什么还要用它来育种?
探究 核心知识
提示 单倍体(特指一倍体)植株只含有一套染色体,加倍后染色体上的成对基因都是纯合的,后代没有性状分离现象,与常规杂交育种相比,单倍体育种能明显缩短育种年限,因而单倍体植株在育种上有其特殊的意义。
2.如图为用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种,通过单倍体育种方法培育矮秆抗病小麦的过程,据图回答下列问题:
其中单倍体育种的核心步骤为① 、②用
处理 诱导染色体数目加倍。
花药(花粉)离体培养
秋水仙素
单倍体幼苗
核心归纳
1.花药离体培养≠单倍体育种:花药离体培养获得单倍体幼苗,单倍体育种的目的并非获得单倍体植株,而是获得能稳定遗传的正常植株。
2.单倍体育种不一定是最简便、最快捷的育种方法,如:为了获得基因型为aabb的个体,杂交育种是最佳育种方法。
3.由于单倍体往往高度不育,育种操作的对象一般是单倍体幼苗,通过组织培养得到纯合子植株。
由题干信息可知,需要获得隐性纯合子(ddee),在杂交育种的F2中可以直接获得。所以通过杂交育种获得双隐性个体要比单倍体育种更简捷。
1.用基因型为DDee与ddEE杂交的豌豆种子(DdEe)获得纯合子(ddee),最简捷的方法是
A.种植→F2→选双隐性植株→纯合子
B.种植→秋水仙素处理→纯合子
C.种植→花药离体培养→秋水仙素处理→纯合子
D.种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合子

落实 思维方法
2.(多选)科研人员用纯种的高秆抗锈病水稻(甲品种)与矮秆易染锈病水稻(乙品种)培育矮秆抗锈病水稻新品种,方法如图所示。下列相关叙述正确的是
A.甲、乙品种杂交的目的是
将控制两个优良性状的基
因集中在一起
B.②常用的方法为花药离体培养,其原理是染色体变异
C.③为人工诱导,常用秋水仙素处理幼苗
D.④为筛选,对于抗锈病性状常用病原体感染的方法检测



甲、乙品种通过杂交将双亲的基因集中在F1中,A正确;
②是花药离体培养过程,原理是细胞的全能性,B错误;
③过程人工诱导常用秋水
仙素处理单倍体幼苗,C
正确;
④为筛选,对于抗锈病性
状可以用病原体感染的方法检测,获得所需品种,D正确。

多倍体育种及低温诱导染色体数量加倍
1.多倍体育种
(1)多倍体的人工诱导
①方法:用 或低温处理。
②处理对象: 的种子或 。
③实例:三倍体无子西瓜的培育。
梳理 教材新知
秋水仙素
萌发
幼苗
(2)多倍体的自然形成
纺锤体
两个子代细胞
染色体组
(3)
更粗壮
糖类
蛋白质
形态结构
生理特性
耐寒
耐旱
抗病
抗病
2.低温诱导染色体数量加倍
(1)实验原理: 有可能抑制
的形成,导致子代细胞内染色体数量发生变化。
(2)提出问题→作出假设→设计与实施实验
低温处理
纺锤体
冰箱的低温室内
(4 ℃)
卡诺氏固定液
乙醇
漂洗
染色
压片


(3)注意事项
①在显微镜下观察到的细胞已经死亡,不能持续观察到细胞中染色体的数量变化。
②选材只能是 细胞,不能进行细胞分裂的细胞不会出现染色体数量的变化。
③着丝粒分裂与纺锤体无关,没有纺锤体的牵引着丝粒也能正常分裂。
④低温处理和秋水仙素处理原理相同,都是抑制纺锤体的形成,都发生在有丝分裂的 ,使细胞分裂停止在 ,染色体数量加倍。
分生区
前期
后期
(1)二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa,则用秋水仙素处理后形成的四倍体为纯合子(  )
(2)三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂时同源染色体联会行为有关(  )
×
提示 二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa,则用秋水仙素处理后形成的四倍体基因型为AAaa,为杂合子。

任务二:多倍体育种
1.如图是三倍体无子西瓜的培育过程,请据图分析回答下列问题:
(1)①过程是用 处理二倍体西瓜的幼苗,产生四倍体西瓜植株的过程。其原理是 ,使染色体数量加倍。
探究 核心知识
秋水仙素
抑制纺锤体的形成
(2)②和④过程都是传粉,但目的不同:②过程是为了 得到 倍体种子,④过程是为了刺激 发育为果实。
(3)①过程处理后,新产生的四倍体植株,地上部分的茎、叶、花的细胞中,含有 个染色体组,根细胞含有 个染色体组。
(4)西瓜f的瓜瓤来自母本,含有 个染色体组,而种子e的胚含有 个染色体组。
杂交

子房




(5)三倍体西瓜没有种子的原因分析:三倍体西瓜进行 时,由于染色体 ,一般不能产生正常 。
(6)在生产实践中,果皮深绿色平行条斑对嫩绿色无条纹是显性,选择具有 的个体为父本,这样在下一代三倍体植株结的果实中,就可以根据这个显性性状鉴别出 。
减数分裂
联会紊乱
配子
深绿色平行条斑
无子西瓜
2.如图是八倍体小黑麦的培育过程(A、B、
D、E各表示一个染色体组)。
据图回答下列问题:
(1)普通小麦的配子中含有 个染色体组,
黑麦的配子中含有 个染色体组,杂交后
代含有 个染色体组。
(2)普通小麦和黑麦杂交后代不育的原因是 。必须用_____
处理使染色体数量加倍,加倍后含有 个染色体组,加倍后可育的原因是 ,这样培育的后代是 (填“同源”或“异源”)八倍体小黑麦。
3
1
4
无同源染色体
秋水
仙素
具有同源染色体,能联会
异源
8
3.下列有关“低温诱导蚕豆根尖细胞染色体数量加倍”实验的叙述,正确的是
A.多倍体形成过程中增加了非同源染色体重组的机会
B.盐酸、酒精混合液和卡诺氏固定液都可以使洋葱根尖解离
C.在诱导染色体数量变化方面,低温处理与秋水仙素诱导的原理相似
D.显微镜下可以看到大多数细胞染色体数量加倍

落实 思维方法
多倍体形成过程中细胞进行的是有丝分裂,不会出现非同源染色体重组现象,A错误;
卡诺氏固定液用于固定细胞的形态,B错误;
低温与秋水仙素诱导染色体数量变化的原理都是在有丝分裂前期抑制纺锤体的形成,C正确;
显微镜下可以看到少数细胞染色体数量加倍,D错误。
4.(2023·宿迁高一月考)如图为三倍体无子西瓜的培育过程,下列相关叙述错误的是
A.常用秋水仙素处理幼苗茎尖,因为其细胞分裂旺盛
B.图中四倍体植株的各组织细胞均含有4个染色体组
C.单倍体育种过程中也会用到图中的某些技术手段
D.三倍体西瓜植株一般不能产生正常配子

诱导染色体数量加倍的成功率是比较低的,而且图中的四倍体植株根部细胞依然含有2个染色体组,因此,图中四倍体植株中未必每个组织细胞都含有4个染色体组,B错误。
特别提醒
(1)单倍体育种一般应用于二倍体植物,因为若为四倍体植物,通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。
(2)单倍体育种和多倍体育种中都用到秋水仙素,但单倍体育种中是用秋水仙素处理单倍体幼苗,而多倍体育种中是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
网络构建
课时对点练

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答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B C A D B D D C
题号 9 10 11 12 13
答案 D D ABD AC BC
对一对
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答案
14.
(1)杂交 自交 染色体上控制不同亲本优良性状的基因,随着配子的结合而重新组合在一起,经过选育会获得优良的新品种 
(2)花药离体培养 秋水仙素 单倍体 能明显缩短育种年限 
(3)多倍体育种(或人工诱导多倍体) 多倍体 染色体变异
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答案
15.
(1)42 茎秆更粗壮,叶片、果实和种子更大,糖类和蛋白质等营养物质的含量更高 
(2)低温诱导(或秋水仙素处理) 
(3)①根尖分生区 染色 中期 ②杂种二为三倍体,减数分裂时同源染色体联会紊乱,不能产生正常的配子 ③幼嫩的花药
题组一 杂交育种与单倍体育种
1.(2023·淮安高一期中)杂交水稻是我国科技领域的重大成就,杂交育种的主要遗传学原理是
A.细胞的全能性 B.基因自由组合
C.染色体结构变异 D.染色体数量变异

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2.用纯种的高秆(D)抗锈病(T)水稻与矮秆(d)易染锈病(t)水稻培育矮秆抗锈病水稻新品种的方法如图(两对基因独立遗传),上述水稻均为二倍体。下列有关此种育种方式的叙述,正确的是
高秆抗锈病×矮秆易染锈病 F1 雄配子 幼苗 选出符合要求
的新品种
A.图中雄配子有一个染色体组,经过程③培育的幼苗体细胞中有两个染色体组
B.图中过程④一般指用秋水仙素处理幼苗,起作用时期为有丝分裂后期
C.该育种方式最大的特点是明显缩短育种年限
D.经过程④获得的水稻为多倍体,一般表现为茎秆粗壮、种子较大

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过程③为花药离体培养,形成的幼苗为单倍体,体细胞中有一个染色体组,A错误;
过程④常用的方法是使用秋水仙素处理幼苗,抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍,起作用时期为有丝分裂前期,B错误;
题述水稻均为二倍体,经花药离体培养之后形成单倍体,过程④用秋水仙素处理获得的水稻为二倍体,D错误。
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3.(2024·镇江高一检测)如图表示某种二倍体农作物不同的育种方法,据图判断,下列相关叙述不正确的是
A.⑤过程中也可用秋水仙素处理E的种子获得F植株
B.D植株的后代可能发生性状分离
C.通过①③④⑤途径培育新品种的过程为单倍体育种
D.④过程体现了植物细胞的全能性

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⑤过程是用秋水仙素或者低温处理E幼苗,该农作物是二倍体,E幼苗是单倍体,只含一个染色体组,高度不育,不能产生种子,A错误。
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4.下列关于单倍体育种的叙述,正确的是
A.单倍体育种的后代都是单倍体
B.只能人工培育单倍体植株,自然条件下不可自发产生
C.单倍体育种用到秋水仙素,而多倍体育种不需要用秋水仙素
D.单倍体育种可缩短育种年限

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单倍体育种要经过染色体数量加倍,后代为二倍体(以二倍体植株为例),A错误;
某些植物在自然条件下会产生单倍体植株,B错误;
在三倍体无子西瓜的培育过程中,用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗,使其染色体数量加倍,C错误。
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题组二 多倍体育种及低温诱导染色体数量加倍
5.西瓜是炎炎夏日消暑解渴的必备水果。如图为利用二倍体西瓜品系甲培育无子西瓜的部分流程图,下列有关叙述错误的是
A.①过程可以采用一定浓度的秋水仙素处理
B.与甲相比,丙茎秆粗壮,果实和种子都比较大
C.甲和乙杂交不能产生可育后代
D.该过程依据的遗传学原理为染色体数量变异

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丙(三倍体)
①过程是获得四倍体西瓜,可以采用一定浓度的秋水仙素处理,A正确;
乙是四倍体,甲是二倍体,两者杂交后代为不可育的三倍体,没有种子,B错误,C正确。
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丙(三倍体)
6.(2024·连云港高一期中)如图表示无子西瓜的培育过程,下列相关叙述正确的是
A.培育的无子西瓜没有后代,属于不可遗传的变异
B.四倍体植株与二倍体植株杂交所结的西瓜,果肉细胞内含有3个染色体组
C.也可让四倍体作父本,二倍体作母本杂交得到三倍体从而获得无子西瓜
D.获得无子西瓜的过程中两次用到花粉,两次使用花粉的作用不同

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培育无子西瓜过程的原理是染色体变异,属于可遗传变异,A错误;
果肉是由母本的子房壁发育而来的,故四倍体母本植株与二倍体父本植株杂交所结的西瓜,果肉细胞内含有4个染色体组,B错误;
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如果让四倍体作父本,二倍体作母本杂交得到三倍体无子西瓜,首先多倍体的花粉育性较低,其次珠被发育形成的种皮厚硬,从而影响无子西瓜的品质,C错误;
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获得无子西瓜的过程中两次用到花粉,第一次授粉的作用是完成受精作用,第二次授粉的作用是刺激子房发育成果实,两次使用花粉的作用不同,D正确。
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7.八倍体小黑麦(8n=56)是六倍体普通小麦和黑麦(二倍体)杂交后经秋水仙素处理形成的,据此可能推出
A.小麦与黑麦之间杂交产生的后代是可育的
B.秋水仙素能促进染色单体分离使染色体数量加倍
C.小黑麦的花药离体培养出来的植株是四倍体
D.小黑麦产生的单倍体植株不可育

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自然状况下,六倍体普通小麦和黑麦(二倍体)杂交不能产生可育后代,两者杂交后经秋水仙素处理才产生可育的小黑麦,A错误;
秋水仙素通过抑制纺锤体的形成,从而诱导染色体数量加倍,B错误;
小黑麦的花药离体培养得到的植株是单倍体,含有4个染色体组,C错误;
异源多倍体产生的单倍体,由于减数分裂时染色体联会紊乱,不能形成正常的配子,因而是高度不育的,D正确。
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8.(2024·泰州高一质检)科研人员欲寻找诱导大蒜根尖细胞染色体数目加倍的最适温度。下列相关叙述正确的是
A.该实验可设置一系列零下低温条件诱导大蒜染色体数目加倍
B.根尖先用卡诺氏液固定,75%酒精冲洗后解离、漂洗、染色、压片
C.显微镜下观察到根尖分生区细胞,可能含有2n、4n或8n条染色体
D.低温主要影响有丝分裂后期,抑制纺锤体将染色体牵拉至细胞两极

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该实验可设置一系列零上低温条件诱导大蒜染色体数目加倍,零下低温会冻伤根尖,A错误;
低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验基本过程:低温诱导→卡诺氏固定液固定→95%乙醇溶液冲洗→解离→漂洗→染色→压片,B错误;
低温诱导染色体数目加倍可能出现没有加倍的细胞,诱导加倍的细胞继续进行正常的有丝分裂,则可看到含有2n、4n或8n条染色体的细胞,C正确;
低温能抑制纺锤体的形成,因此低温主要影响有丝分裂前期,D错误。
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9.(2024·南京高一期中)下列关于“低温诱导植物细胞染色体数量加倍”实验的相关说法,正确的是
A.低温处理材料能抑制纺锤体形成,阻止着丝粒被纺锤丝拉断
B.在蚕豆幼根长至1.0~1.5 cm时,需将其放入冰箱冷冻室(-4 ℃),诱导培
养36 h
C.剪下的根尖放入卡诺氏固定液固定0.5~1.0 h,然后用体积分数为75%的
乙醇溶液冲洗2次
D.用显微镜观察临时装片,视野中既有染色体数量正常的细胞,也有染
色体数量发生改变的细胞

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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,A错误;
蚕豆根尖需放入冰箱的低温室(4 ℃)下诱导,B错误;
剪下的根尖放入卡诺氏固定液固定0.5~1.0 h,以固定细胞的形态,然后用体积分数为95%的乙醇溶液冲洗2~3次,C错误;
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低温能够诱导植物细胞染色体数量加倍,用显微镜观察临时装片,视野中既有染色体数量正常的二倍体细胞,也有染色体数目发生改变的细胞,D正确。
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10.(2024·盐城高一测试)如图为五倍体异源杂种栽培棉的培育过程,字母A、D、E均代表一个染色体组,每组有13条染色体。下列叙述错误的是
A.栽培棉的育种方式属于多倍体育种
B.F1含有3个染色体组,是三倍体植株
C.秋水仙素处理导致染色体不能移向
细胞两极
D.栽培棉细胞中最多含有65条染色体

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陆地棉(AADD)与索马里棉(EE)杂交,所得F1染色体组成为ADE,有三个染色体组,且由受精卵发育而来,是三倍体,B正确;
F1染色体组成为ADE,秋水仙素处理得到的F2为AADDEE,F2与海岛棉(AADD)杂交,最终得到的栽培棉染色体组
成应为AADDE,A、D、E所代表的每一个染
色体组中各含13条染色体,故栽培棉(AADDE)
应含有5个染色体组,有65条染色体,但有丝
分裂后期染色体数目加倍,故最多为130条,D错误。
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11.(多选)(2023·徐州高一质检)已知小麦的有芒(A)对无芒(a)为显性,抗病(R)对不抗病(r)为显性,小麦一年只播种一次。如图是培育无芒抗病小麦的示意图:
下列相关叙述正确的是
A.杂交的目的是将控制无芒和抗
病的基因集中到F1中
B.F1自交的目的是使F2中出现无
芒抗病个体
C.得到纯合的无芒抗病种子至少需要四年
D.F2中无芒抗病植株自交的目的是筛选F2中无芒抗病植株中的纯合子

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由题图可知,杂交的目的是将控制无芒和抗病的基因集中到F1中,从而使后代中出现目标类型,A正确;
F1自交是为了出现性状分离,使F2中出现无芒抗病个体,以便留种,B正确;
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有芒抗病植株和无芒不抗病植株进行杂交产生的F1中虽然没有出现无芒抗病植株,但已经将控制优良性状的基因(a)和(R)集中到了F1中,然后通过F1自交,F2中出现了符合要求的植株,但其中有2/3是杂合子,纯合子只占1/3,所以要让F2中无芒抗病植株自交,目的是鉴定哪些
是纯合子,因为小麦一年只播种一
次,要杂交一次、自交两次才能获
得纯合的无芒抗病种子,所以至少
需要三年才能获得纯合的无芒抗病
种子,C错误;
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F2中无芒抗病植株自交的目的是筛选F2中的纯合子,同时也能提高纯合子的比例,D正确。
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12.(多选)二倍体植物甲(2n=10)和二倍体植物乙(2n=10)进行有性杂交,得到的F1不育。用物理撞击的方法使F1在减数第一次分裂时整套的染色体分配到同一个次级精(卵)母细胞中,减数第二次分裂正常,再让这样的雌雄配子结合,产生F2。下列有关叙述正确的是
A.物理撞击和秋水仙素的作用原理不同
B.F1为四倍体,具有20条染色体
C.若用适宜浓度的秋水仙素处理F1幼苗,则长成的植株是可育的
D.用物理撞击的方法使配子中染色体数目加倍,产生的F2为二倍体

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物理撞击是使F1在减数第一次分裂时整套的染色体分配到同一个次级精(卵)母细胞中,而秋水仙素是抑制纺锤体的形成,两者原理不同,A正确;
F1含有2个染色体组,共10条染色体,其中5条来自甲,5条来自乙,B错误;
利用物理撞击的方法使配子中染色体数目加倍,产生的F2为异源四倍体,D错误。
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答案
13.(多选)(2023·连云港高一期末)农业上,常用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体葡萄(2n=38)茎段上的芽,然后将茎段扦插以获得四倍体葡萄。研究发现四倍体葡萄中约有40%细胞中的染色体被诱导加倍,而剩余的细胞均表现正常,故被称为“嵌合体”。下列有关叙述正确的是
A.上述秋水仙素的作用是促进染色体多次复制
B.“嵌合体”的每个染色体组中含有19条染色体
C.“嵌合体”的体细胞中可能含有2、4或8个染色体组
D.“嵌合体”与二倍体杂交获得的三倍体可利用种子繁殖


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答案
秋水仙素作用于细胞分裂前期,作用是抑制纺锤体的形成,从而导致染色体数量加倍,A错误;
葡萄是二倍体,染色体数目是38条,一个染色体组中染色体数目是19条,B正确;
“嵌合体”中的细胞有的是原来的体细胞(含2个染色体组)、有的是加倍过的细胞(含4个染色体组),加倍过的细胞如果处于有丝分裂的后期,就可能含8个染色体组,C正确;
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答案
“嵌合体”与二倍体杂交获得的三倍体,减数分裂时联会紊乱,不能形成正常的配子,不可利用种子繁殖,D错误。
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答案
14.如图表示某种农作物①和②两种品种分别培育出④⑤⑥三种品种。根据图示过程,回答下列问题:
(1)用①和②培育⑤所采用的
方法Ⅰ称为   ,方法Ⅱ
称为   ,所依据的原理
是_____________________________________________________________
    。
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答案
杂交
自交
染色体上控制不同亲本优良性状的基因,随着配子的结合而重新组合在一起,经过选育会获得优良的新品种
(2)用③培育出④的常用方法Ⅲ是     ,由④培育成⑤的过程中用化学药剂    处理④的幼苗,方法Ⅲ和Ⅴ合称为    育种,其优点是     。
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答案
花药离体培养
秋水仙素
单倍体
能明显缩短育种年限
用③培育出④所采用的方法Ⅲ是花药离体培养,形成基因型为Ab的单倍体,由该单倍体再培育成⑤通常利用秋水仙素处理④的幼苗从而得到稳定遗传的品种,该育种方法称为单倍体育种,优点是能明显缩短育种年限。
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答案
(3)由③培育出⑥的常用方法Ⅳ称为         ,形成的⑥称为    ,依据的原理是     。
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答案
多倍体育种(或人工诱导多倍体)
多倍体
染色体变异
15.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,图甲所示为普通小麦的育种技术路线图(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)。回答下列问题:
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答案
(1)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)。
42
片、果实和种子更大,糖类和蛋白质等营养物质的含量更高
茎秆更粗壮,叶
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答案
(2)图甲中人工育种技术处理可采用的方法有______________
      (答出1种即可)。
低温诱导(或秋
水仙素处理)
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答案
(3)为了探究杂种二高度不育的原因,有研究者开展了染色体核型分析实验:
①取杂种二幼苗     ,
经固定、解离、漂洗、  和
压片后,进行镜检,选择处于
分裂   (填“前期”“中期”
或“后期”)细胞进行染色体拍
照,对照片中的染色体进行计
数、归类、排列,制作出如图
乙的染色体核型图。
根尖分生区
染色
中期
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答案
②根据图乙核型分析可得出推论:杂种二高度不育的原因是___________
_________________________
_________________________
_______。
③为了进一步验证上述推论,
可以优先选用     (填
“幼嫩的子房”或“幼嫩的
花药”)作为实验材料进行切
片显微观察。
幼嫩的花药
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答案
倍体,减数分裂时同源染色
体联会紊乱,不能产生正常
的配子
杂种二为三作业14 染色体结构和数量的变异
(分值:100分)
第1~10题,每题5分;第11~13题,每题6分,共68分。
题组一 染色体结构的变异
1.(2020·浙江1月选考,4)某条染色体经处理后,其结构发生了如图所示的变化。这种染色体结构的变异属于(  )
A.缺失 B.倒位
C.重复 D.易位
2.(2024·南通高一月考)下列关于染色体结构变异的叙述,正确的是(  )
A.染色体结构的变异通常能在光学显微镜下观察到
B.染色体结构变异对生物个体的生存都是不利的
C.染色体结构变异不影响生物产生配子的过程
D.染色体结构变异不会导致基因数量的改变
3.玉米某条染色体上部分基因的分布如图甲所示,该条染色体经变异后部分基因的分布如图乙所示。下列说法正确的是(  )
A.有丝分裂和减数分裂过程中才能发生该种染色体变异
B.DNA的断裂、错接是形成图乙异常染色体的根本原因
C.该染色体上的所有基因在玉米的所有细胞中都能表达
D.甲→乙发生的变异类型为倒位,不能在显微镜下分辨
题组二 染色体数量的变异
4.人群中有染色体组成为XXY的个体,多了一条X染色体而导致睾丸发育不全。这种变异属于(  )
A.染色体重复
B.染色体数量整倍性变异
C.染色体易位
D.染色体数量非整倍性变异
5.下列关于染色体组、单倍体和多倍体的叙述,错误的是(  )
A.一个染色体组中的染色体形态各不相同
B.单倍体生物体细胞中只含有一个染色体组
C.三倍体减数分裂时出现联会紊乱,一般不能形成可育的配子
D.体细胞中含有3个染色体组的个体不一定为三倍体
6.(2023·扬州高一期中)如图所示细胞中所含染色体,下列相关叙述不正确的是(  )
A.①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.②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.③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.④代表的生物可能是单倍体,其每个染色体组含四条染色体
7.(2024·南京高一期末)通常情况下,一个四倍体植物个体的可能来源不包括(  )
A.两个四倍体亲本杂交
B.一个三倍体亲本和一个二倍体亲本杂交
C.二倍体幼苗体细胞有丝分裂时染色体只复制未分离
D.因二倍体减数分裂错误而产生的含有两个染色体组的配子两两结合
8.(2023·江苏省天一中学高一期中)如图a~c表示不同细胞中的染色体状况,图d表示某细胞的遗传因子组成。下列有关叙述错误的是(  )
A.图a细胞代表的生物可能是二倍体或单倍体
B.图b细胞代表的生物一定是三倍体
C.图c细胞代表的生物是单倍体
D.图d遗传因子组成代表的生物的基因型可能为AB
9.某些类型的染色体结构和数量的变异,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、染色体片段重复、个别染色体数量增加、染色体片段缺失
B.三倍体、染色体片段缺失、个别染色体数量增加、染色体片段重复
C.个别染色体数量增加、染色体片段重复、三倍体、染色体片段缺失
D.染色体片段缺失、个别染色体数量增加、染色体片段重复、三倍体
10.如图甲、乙分别表示细胞分裂过程中出现的染色体行为,图中字母表示染色体片段,若在细胞分裂时图中染色体能正常分离和组合,配子中基因齐全即可育。下列相关说法错误的是(  )
A.甲、乙两种变异分别属于染色体变异和染色体结构变异中的重复
B.甲、乙两种染色体行为都出现在减数分裂前期Ⅰ
C.图甲中染色体可能出现了部分基因缺失或重复
D.图乙细胞减数分裂能产生一定比例的可育配子
11.(多选)如图所示为雄果蝇染色体图,据图能得到的结论是(  )
A.其配子的染色体组是X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
B.有丝分裂后期有4个染色体组,染色体有5种不同形态
C.减数分裂后期Ⅱ有2个染色体组,染色体有5种不同形态
D.该生物有丝分裂和减数分裂过程中均可能发生染色体数量变异
12.(多选)(2024·泰州高一期中)如图甲、乙、丙三个精原细胞,其中甲为正常细胞,乙、丙细胞发生了染色体变异,丙细胞中染色体1的部分片段转移到染色体3上。不考虑其他变异,下列叙述正确的是(  )
A.甲细胞减数分裂过程中发生自由组合产生2种基因型的配子
B.乙经减数分裂产生的正常配子与异常配子的比例为1∶1
C.丙中发生的变异只能发生在减数分裂过程中
D.乙和丙的变异类型可通过光学显微镜观察到
13.(多选)某男子表型正常,但其一条14号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体,如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙,配对的三条染色体中,任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述错误的是(  )
A.图甲所示的变异属于染色体变异
B.观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞
C.如不考虑其他染色体,理论上该男子产生的精子类型有8种
D.该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代
14.(16分)分析如图所示中各细胞内染色体组成情况,并回答相关问题:
(1)一般情况下,一定属于单倍体生物体细胞染色体组成的是图    。
(2)图C中含   个染色体组,每个染色体组含   条染色体,由C细胞组成的生物体可育吗?    。
(3)对于进行有性生殖的生物而言,在该个体由     发育而来时,由B细胞组成的生物体是二倍体;在该个体由             发育而来时,由B细胞组成的生物体是单倍体。
(4)假若A细胞组成的生物体是单倍体,则其正常物种体细胞内含    个染色体组。
(5)基因型分别为AAaBbb、AaBB、AaaaBBbb及Ab的体细胞,其染色体组成应依次对应图A~D中的    。
15.(16分)某雌雄异株的高等植物的性别决定方式为XY型,因X染色体缺失某一片段而导致雌株叶片异形,异形叶雌株与正常叶雄株杂交,F1雌雄比为2∶1,F1雌雄株杂交得F2,F2雌株中正常叶与异形叶之比为3∶1,雄株全部为正常叶。请回答下列相关问题:
(1)该植物异形叶的出现是由于发生了        (填变异类型),异形叶雌株与正常叶雄株杂交,F1中雌雄比不是1∶1,原因可能是         ,仅考虑叶形,F1的表型及比例为       。F2的雌雄比为    。
(2)(8分)已知该植物花的红色对黄色为显性,相关基因A/a位于X染色体上。现有各种性状的雌株和雄株若干,请设计杂交实验探究某异形叶红花雌株(不含黄花基因)的缺失片段中有无控制花色的基因。实验思路:       。实验结果和结论:          。
答案精析
1.B [分析图示可知,原来排列为123456的染色体,经过断裂后,重新连接为125436的排列顺序,可知其中的345片段发生了180°的颠倒,此类染色体结构变异为倒位。]
2.A [染色体结构变异对生物不一定都是不利的,B错误;染色体结构变异可能会影响染色体的分离,从而影响生物产生配子的过程,C错误;染色体片段的缺失或重复会导致基因数量的改变,D错误。]
3.B [染色体变异是随机的,无论细胞是否发生分裂,均有可能发生染色体变异,A错误;题图中甲→乙发生的变异类型为倒位,其根本原因是DNA的断裂、错接,这种变异在光学显微镜下能分辨,B正确,D错误;在不同细胞中,选择性表达的基因不完全相同,因此该染色体上的所有基因在玉米的所有细胞中不一定都能表达,C错误。]
4.D [人群中有染色体组成为XXY的个体,比正常人体中多了一条X染色体,所以是染色体数量的非整倍性变异。]
5.B [凡是由配子发育而来的个体,均称为单倍体,体细胞中可以含有1个或几个染色体组,B错误。]
6.B [①细胞中含两个染色体组,每个染色体组只含有一条染色体,可能是单倍体生物,也可能是二倍体生物,A正确;②细胞中含有三个染色体组,每个染色体组含有两条染色体,可能是单倍体生物,也可能是三倍体生物,B错误;③细胞中含两个染色体组,每个染色体组含有三条染色体,可能是单倍体生物,也可能是二倍体生物,C正确;④细胞中含一个染色体组,一个染色体组含有四条染色体,可能是单倍体生物,D正确。]
7.B [三倍体一般情况下不能产生可育配子,因此三倍体和二倍体杂交不会产生后代,B符合题意。]
8.B [图a若是由受精卵发育而来的则是二倍体,若是由配子发育而来的则是单倍体,A正确;图b若是由受精卵发育而来的,体细胞有3个染色体组,则为三倍体,若是由配子直接发育而来的,则为单倍体,B错误;图c细胞中只含有1个染色体组,是由配子发育而来的单倍体,C正确;图d生物的基因型可能为AB,染色体复制后遗传因子组成为AABB,D正确。]
9.C [图a为有两个染色体组的细胞,其中一对同源染色体由2条变为3条,应为个别染色体数量增加;图b染色体上多一个“4”片段,属于染色体结构变异中的重复;图c中有三个染色体组,该个体为三倍体;图d中染色体上缺失了“3”“4”两个片段,属于染色体结构变异中的缺失。]
10.A [图甲中“环形圈”的出现,是由于上面一条染色体多了一段,或下面一条染色体少了一段,该种变异属于染色体结构变异中的缺失或重复,图乙中的“十字形结构”的出现,是由于非同源染色体上出现的同源区段发生了联会现象,该种变异应属于染色体结构变异中的易位,A错误,C正确;减数分裂前期Ⅰ发生同源染色体联会形成四分体,甲、乙两种染色体行为都出现在减数分裂前期Ⅰ,B正确;根据题意可知,若在细胞分裂时图中染色体能正常分离和组合,配子中基因齐全即可育,图乙中配子若得到左上和右下未发生易位的染色体,或者是得到右上和左下发生易位的染色体,则配子可育,D正确。]
11.ABD [该图为雄果蝇染色体图,减数第一次分裂产生的子细胞含有4条形态不同的染色体(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y)。减数分裂后期Ⅱ含有2个染色体组,染色体只有4种不同形态。]
12.ABD [乙细胞中多了一条含a的染色体,不考虑其他变异,经减数分裂形成2种配子,即RAa、ra或Raa、rA或RA、raa或Ra、rAa,不论哪一种配子组合,都是一种配子正常,一种配子不正常,B正确;丙中发生的变异是染色体结构变异中的易位,在减数分裂或有丝分裂中均可能发生,C错误。]
13.BC [分析图示可知,一条14号和一条21号染色体相互连接时,还丢失了一小段染色体,明显是染色体变异,A正确;染色体在细胞分裂中期形态比较固定,所以观察异常染色体应选择处于分裂中期的细胞,B错误;减数分裂时同源染色体发生分离,可产生14号和21号、异常染色体,14号和异常染色体、21号,14号、异常染色体和21号共6种类型的精子,C错误;当配对的三条染色体中,正常的14号和21号两条染色体在一起时,就能产生正常的精子,因而该男子与正常女子婚配能生育出染色体组成正常的后代,D正确。]
14.(1)D (2)3 3 不可育 (3)受精卵 未受精的生殖细胞直接 (4)8 (5)C、B、A、D
解析 (1)单倍体是指体细胞含有的染色体数量等于本物种配子含有的染色体数量的个体,与含有几个染色体组没有必然联系,但是只含有一个染色体组的必然是单倍体,所以一定属于单倍体的是图D,其他均可能为单倍体。(2)图C中含有3个染色体组,每个染色体组含有3条染色体,由于减数分裂时染色体联会紊乱,故生物体不可育。(4)若A细胞组成的生物体是单倍体,其正常物种是由受精卵发育而来的,体细胞内含有8个染色体组。(5)AAaBbb含有3个染色体组,对应图C;AaBB含有2个染色体组,对应图B;AaaaBBbb含有4个染色体组,对应图A;Ab含有1个染色体组,对应图D。
15.(1)染色体结构变异(或染色体变异) 含有X染色体缺失某一片段的雄株致死 异形叶∶正常叶=1∶2 4∶3 (2)让该异形叶红花雌株与黄花雄株杂交,统计子代中雌株的花色及比例 若子代中雌株全为红花,则说明X染色体的缺失片段中无控制花色的基因;若子代中雌株的花色及比例为红花∶黄花=1∶1,则说明X染色体的缺失片段中有控制花色的基因
解析 (1)由染色体上某一片段缺失而引起的变异为染色体结构变异。假设缺失某一片段的X染色体用XO表示,则异形叶雌株(XXO)与正常叶雄株(XY)杂交得F1,F1的性染色体组成及比例为XXO∶XX∶XOY∶XY=1∶1∶1∶1,而F1雌雄比为2∶1,说明性染色体组成为XOY的个体不能存活,即含有X染色体缺失某一片段的雄株致死,则F1的表型及比例为异形叶∶正常叶=1∶2。F1雌雄株杂交得F2,F1雌株产生的雌配子的基因型及比例为X∶XO=3∶1,F1雄株产生的雄配子的基因型及比例为X∶Y=1∶1,则F2的性染色体组成及比例为XXO∶XX∶XOY∶XY=1∶3∶1∶3,其中性染色体组成为XOY的个体不能存活,则F2的雌雄比为4∶3。(2)要探究某异形叶红花雌株(不含黄花基因)的缺失片段中有无控制花色的基因,可让该异形叶红花雌株与黄花雄株杂交,统计子代中雌株的花色及比例。若X染色体的缺失片段中无控制花色的基因,则杂交基因型组合为XAXAO×XaY,子代雌株均开红花;若X染色体的缺失片段中有控制花色的基因,则杂交基因型组合为XAXO×XaY,子代中雌株的花色及比例为红花∶黄花=1∶1。作业15 染色体变异在育种上的应用
(分值:100分)
第1题4分;第2~13题,每题5分,共64分。
题组一 杂交育种与单倍体育种
1.(2023·淮安高一期中)杂交水稻是我国科技领域的重大成就,杂交育种的主要遗传学原理是(  )
A.细胞的全能性 B.基因自由组合
C.染色体结构变异 D.染色体数量变异
2.用纯种的高秆(D)抗锈病(T)水稻与矮秆(d)易染锈病(t)水稻培育矮秆抗锈病水稻新品种的方法如图(两对基因独立遗传),上述水稻均为二倍体。下列有关此种育种方式的叙述,正确的是(  )
高秆抗锈病×矮秆易染锈病F1雄配子幼苗选出符合要求的新品种
A.图中雄配子有一个染色体组,经过程③培育的幼苗体细胞中有两个染色体组
B.图中过程④一般指用秋水仙素处理幼苗,起作用时期为有丝分裂后期
C.该育种方式最大的特点是明显缩短育种年限
D.经过程④获得的水稻为多倍体,一般表现为茎秆粗壮、种子较大
3.(2024·镇江高一检测)如图表示某种二倍体农作物不同的育种方法,据图判断,下列相关叙述不正确的是(  )
A.⑤过程中也可用秋水仙素处理E的种子获得F植株
B.D植株的后代可能发生性状分离
C.通过①③④⑤途径培育新品种的过程为单倍体育种
D.④过程体现了植物细胞的全能性
4.下列关于单倍体育种的叙述,正确的是(  )
A.单倍体育种的后代都是单倍体
B.只能人工培育单倍体植株,自然条件下不可自发产生
C.单倍体育种用到秋水仙素,而多倍体育种不需要用秋水仙素
D.单倍体育种可缩短育种年限
题组二 多倍体育种及低温诱导染色体数量加倍
5.西瓜是炎炎夏日消暑解渴的必备水果。如图为利用二倍体西瓜品系甲培育无子西瓜的部分流程图,下列有关叙述错误的是(  )
甲乙丙(三倍体)
A.①过程可以采用一定浓度的秋水仙素处理
B.与甲相比,丙茎秆粗壮,果实和种子都比较大
C.甲和乙杂交不能产生可育后代
D.该过程依据的遗传学原理为染色体数量变异
6.(2024·连云港高一期中)如图表示无子西瓜的培育过程,下列相关叙述正确的是(  )
A.培育的无子西瓜没有后代,属于不可遗传的变异
B.四倍体植株与二倍体植株杂交所结的西瓜,果肉细胞内含有3个染色体组
C.也可让四倍体作父本,二倍体作母本杂交得到三倍体从而获得无子西瓜
D.获得无子西瓜的过程中两次用到花粉,两次使用花粉的作用不同
7.八倍体小黑麦(8n=56)是六倍体普通小麦和黑麦(二倍体)杂交后经秋水仙素处理形成的,据此可能推出(  )
A.小麦与黑麦之间杂交产生的后代是可育的
B.秋水仙素能促进染色单体分离使染色体数量加倍
C.小黑麦的花药离体培养出来的植株是四倍体
D.小黑麦产生的单倍体植株不可育
8.(2024·泰州高一质检)科研人员欲寻找诱导大蒜根尖细胞染色体数目加倍的最适温度。下列相关叙述正确的是(  )
A.该实验可设置一系列零下低温条件诱导大蒜染色体数目加倍
B.根尖先用卡诺氏液固定,75%酒精冲洗后解离、漂洗、染色、压片
C.显微镜下观察到根尖分生区细胞,可能含有2n、4n或8n条染色体
D.低温主要影响有丝分裂后期,抑制纺锤体将染色体牵拉至细胞两极
9.(2024·南京高一期中)下列关于“低温诱导植物细胞染色体数量加倍”实验的相关说法,正确的是(  )
A.低温处理材料能抑制纺锤体形成,阻止着丝粒被纺锤丝拉断
B.在蚕豆幼根长至1.0~1.5 cm时,需将其放入冰箱冷冻室(-4 ℃),诱导培养36 h
C.剪下的根尖放入卡诺氏固定液固定0.5~1.0 h,然后用体积分数为75%的乙醇溶液冲洗2次
D.用显微镜观察临时装片,视野中既有染色体数量正常的细胞,也有染色体数量发生改变的细胞
10.(2024·盐城高一测试)如图为五倍体异源杂种栽培棉的培育过程,字母A、D、E均代表一个染色体组,每组有13条染色体。下列叙述错误的是(  )
A.栽培棉的育种方式属于多倍体育种
B.F1含有3个染色体组,是三倍体植株
C.秋水仙素处理导致染色体不能移向细胞两极
D.栽培棉细胞中最多含有65条染色体
11.(多选)(2023·徐州高一质检)已知小麦的有芒(A)对无芒(a)为显性,抗病(R)对不抗病(r)为显性,小麦一年只播种一次。如图是培育无芒抗病小麦的示意图:
下列相关叙述正确的是(  )
A.杂交的目的是将控制无芒和抗病的基因集中到F1中
B.F1自交的目的是使F2中出现无芒抗病个体
C.得到纯合的无芒抗病种子至少需要四年
D.F2中无芒抗病植株自交的目的是筛选F2中无芒抗病植株中的纯合子
12.(多选)二倍体植物甲(2n=10)和二倍体植物乙(2n=10)进行有性杂交,得到的F1不育。用物理撞击的方法使F1在减数第一次分裂时整套的染色体分配到同一个次级精(卵)母细胞中,减数第二次分裂正常,再让这样的雌雄配子结合,产生F2。下列有关叙述正确的是(  )
A.物理撞击和秋水仙素的作用原理不同
B.F1为四倍体,具有20条染色体
C.若用适宜浓度的秋水仙素处理F1幼苗,则长成的植株是可育的
D.用物理撞击的方法使配子中染色体数目加倍,产生的F2为二倍体
13.(多选)(2023·连云港高一期末)农业上,常用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体葡萄(2n=38)茎段上的芽,然后将茎段扦插以获得四倍体葡萄。研究发现四倍体葡萄中约有40%细胞中的染色体被诱导加倍,而剩余的细胞均表现正常,故被称为“嵌合体”。下列有关叙述正确的是(  )
A.上述秋水仙素的作用是促进染色体多次复制
B.“嵌合体”的每个染色体组中含有19条染色体
C.“嵌合体”的体细胞中可能含有2、4或8个染色体组
D.“嵌合体”与二倍体杂交获得的三倍体可利用种子繁殖
14.(20分)如图表示某种农作物①和②两种品种分别培育出④⑤⑥三种品种。根据图示过程,回答下列问题:
(1)用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ称为   ,方法Ⅱ称为     ,所依据的原理是     。
(2)用③培育出④的常用方法Ⅲ是    ,由④培育成⑤的过程中用化学药剂      处理④的幼苗,方法Ⅲ和Ⅴ合称为      育种,其优点是    。
(3)由③培育出⑥的常用方法Ⅳ称为        ,形成的⑥称为         ,依据的原理是    。
15.(16分)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,图甲所示为普通小麦的育种技术路线图(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)。回答下列问题:
(1)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)。
(2)图甲中人工育种技术处理可采用的方法有      (答出1种即可)。
(3)为了探究杂种二高度不育的原因,有研究者开展了染色体核型分析实验:
①取杂种二幼苗    ,经固定、解离、漂洗、      和压片后,进行镜检,选择处于分裂      (填“前期”“中期”或“后期”)细胞进行染色体拍照,对照片中的染色体进行计数、归类、排列,制作出如图乙的染色体核型图。
②根据图乙核型分析可得出推论:杂种二高度不育的原因是    。
③为了进一步验证上述推论,可以优先选用      (填“幼嫩的子房”或“幼嫩的花药”)作为实验材料进行切片显微观察。
答案精析
1.B
2.C [过程③为花药离体培养,形成的幼苗为单倍体,体细胞中有一个染色体组,A错误;过程④常用的方法是使用秋水仙素处理幼苗,抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍,起作用时期为有丝分裂前期,B错误;题述水稻均为二倍体,经花药离体培养之后形成单倍体,过程④用秋水仙素处理获得的水稻为二倍体,D错误。]
3.A [⑤过程是用秋水仙素或者低温处理E幼苗,该农作物是二倍体,E幼苗是单倍体,只含一个染色体组,高度不育,不能产生种子,A错误。]
4.D [单倍体育种要经过染色体数量加倍,后代为二倍体(以二倍体植株为例),A错误;某些植物在自然条件下会产生单倍体植株,B错误;在三倍体无子西瓜的培育过程中,用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗,使其染色体数量加倍,C错误。]
5.B [①过程是获得四倍体西瓜,可以采用一定浓度的秋水仙素处理,A正确;乙是四倍体,甲是二倍体,两者杂交后代为不可育的三倍体,没有种子,B错误,C正确。]
6.D [培育无子西瓜过程的原理是染色体变异,属于可遗传变异,A错误;果肉是由母本的子房壁发育而来的,故四倍体母本植株与二倍体父本植株杂交所结的西瓜,果肉细胞内含有4个染色体组,B错误;如果让四倍体作父本,二倍体作母本杂交得到三倍体无子西瓜,首先多倍体的花粉育性较低,其次珠被发育形成的种皮厚硬,从而影响无子西瓜的品质,C错误;获得无子西瓜的过程中两次用到花粉,第一次授粉的作用是完成受精作用,第二次授粉的作用是刺激子房发育成果实,两次使用花粉的作用不同,D正确。]
7.D [自然状况下,六倍体普通小麦和黑麦(二倍体)杂交不能产生可育后代,两者杂交后经秋水仙素处理才产生可育的小黑麦,A错误;秋水仙素通过抑制纺锤体的形成,从而诱导染色体数量加倍,B错误;小黑麦的花药离体培养得到的植株是单倍体,含有4个染色体组,C错误;异源多倍体产生的单倍体,由于减数分裂时染色体联会紊乱,不能形成正常的配子,因而是高度不育的,D正确。]
8.C [该实验可设置一系列零上低温条件诱导大蒜染色体数目加倍,零下低温会冻伤根尖,A错误;低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验基本过程:低温诱导→卡诺氏固定液固定→95%乙醇溶液冲洗→解离→漂洗→染色→压片,B错误;低温诱导染色体数目加倍可能出现没有加倍的细胞,诱导加倍的细胞继续进行正常的有丝分裂,则可看到含有2n、4n或8n条染色体的细胞,C正确;低温能抑制纺锤体的形成,因此低温主要影响有丝分裂前期,D错误。]
9.D [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,A错误;蚕豆根尖需放入冰箱的低温室(4 ℃)下诱导,B错误;剪下的根尖放入卡诺氏固定液固定0.5~1.0 h,以固定细胞的形态,然后用体积分数为95%的乙醇溶液冲洗2~3次,C错误;低温能够诱导植物细胞染色体数量加倍,用显微镜观察临时装片,视野中既有染色体数量正常的二倍体细胞,也有染色体数目发生改变的细胞,D正确。]
10.D [陆地棉(AADD)与索马里棉(EE)杂交,所得F1染色体组成为ADE,有三个染色体组,且由受精卵发育而来,是三倍体,B正确;F1染色体组成为ADE,秋水仙素处理得到的F2为AADDEE,F2与海岛棉(AADD)杂交,最终得到的栽培棉染色体组成应为AADDE,A、D、E所代表的每一个染色体组中各含13条染色体,故栽培棉(AADDE)应含有5个染色体组,有65条染色体,但有丝分裂后期染色体数目加倍,故最多为130条,D错误。]
11.ABD [由题图可知,杂交的目的是将控制无芒和抗病的基因集中到F1中,从而使后代中出现目标类型,A正确;F1自交是为了出现性状分离,使F2中出现无芒抗病个体,以便留种,B正确;有芒抗病植株和无芒不抗病植株进行杂交产生的F1中虽然没有出现无芒抗病植株,但已经将控制优良性状的基因(a)和(R)集中到了F1中,然后通过F1自交,F2中出现了符合要求的植株,但其中有2/3是杂合子,纯合子只占1/3,所以要让F2中无芒抗病植株自交,目的是鉴定哪些是纯合子,因为小麦一年只播种一次,要杂交一次、自交两次才能获得纯合的无芒抗病种子,所以至少需要三年才能获得纯合的无芒抗病种子,C错误;F2中无芒抗病植株自交的目的是筛选F2中的纯合子,同时也能提高纯合子的比例,D正确。]
12.AC [物理撞击是使F1在减数第一次分裂时整套的染色体分配到同一个次级精(卵)母细胞中,而秋水仙素是抑制纺锤体的形成,两者原理不同,A正确;F1含有2个染色体组,共10条染色体,其中5条来自甲,5条来自乙,B错误;利用物理撞击的方法使配子中染色体数目加倍,产生的F2为异源四倍体,D错误。]
13.BC [秋水仙素作用于细胞分裂前期,作用是抑制纺锤体的形成,从而导致染色体数量加倍,A错误;葡萄是二倍体,染色体数目是38条,一个染色体组中染色体数目是19条,B正确;“嵌合体”中的细胞有的是原来的体细胞(含2个染色体组)、有的是加倍过的细胞(含4个染色体组),加倍过的细胞如果处于有丝分裂的后期,就可能含8个染色体组,C正确;“嵌合体”与二倍体杂交获得的三倍体,减数分裂时联会紊乱,不能形成正常的配子,不可利用种子繁殖,D错误。]
14.(1)杂交 自交 染色体上控制不同亲本优良性状的基因,随着配子的结合而重新组合在一起,经过选育会获得优良的新品种 (2)花药离体培养 秋水仙素 单倍体 能明显缩短育种年限 (3)多倍体育种(或人工诱导多倍体) 多倍体 染色体变异
解析 (2)用③培育出④所采用的方法 Ⅲ 是花药离体培养,形成基因型为Ab的单倍体,由该单倍体再培育成⑤通常利用秋水仙素处理④的幼苗从而得到稳定遗传的品种,该育种方法称为单倍体育种,优点是能明显缩短育种年限。
15.(1)42 茎秆更粗壮,叶片、果实和种子更大,糖类和蛋白质等营养物质的含量更高 (2)低温诱导(或秋水仙素处理) (3)①根尖分生区 染色 中期 ②杂种二为三倍体,减数分裂时同源染色体联会紊乱,不能产生正常的配子 ③幼嫩的花药

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