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第2节　染色体变异
课时作业
(时间:30分钟　分值:57分)
第1～7题每题3分,第8～9题每题6分,共计33分。
基础对点练
知识点1　染色体数目的变异
1.(2025·信阳期末)下列对染色体组的叙述,正确的是(　　)
[A] 染色体组在减数分裂过程中消失
[B] 配子中的全部染色体为一个染色体组
[C] 体细胞中的一半染色体是一个染色体组
[D] 染色体组内不存在同源染色体
【答案】 D
【解析】 染色体组存在于体细胞和生殖细胞中,在减数分裂过程中同源染色体会分离,但染色体组没有消失;配子中的染色体组数取决于生物体类型,如多倍体的配子中可能含多个染色体组;一个染色体组是细胞中的一组非同源染色体,二倍体生物体细胞中的一半染色体可能是一个染色体组。
2.(2025·延安期末)下列有关单倍体和多倍体的叙述,正确的是(　　)
[A] 单倍体是指由配子发育而来的含有奇数个染色体组的个体
[B] 细胞内有两个染色体组的生物体可能是单倍体
[C] 多倍体就是含有三个或三个以上染色体组的生物体
[D] 单倍体植株长得粗壮,多倍体茎秆一般比较弱小
【答案】 B
【解析】 单倍体是指由配子发育而来的个体,但不一定含有奇数个染色体组;细胞内有两个染色体组的生物体若是由配子直接发育而成,则是单倍体;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生物体是多倍体;与正常植株相比,单倍体植株长得弱小,且高度不育,而多倍体的体细胞含多个染色体组,一般茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大。
知识点2　单倍体及多倍体育种
3.(2025·辽阳期末)我国科学家利用二倍体葡萄“喜乐”与四倍体葡萄“巨峰”杂交,选育出三倍体葡萄新品种“沪培1号”。下列关于该品种的叙述,错误的是(　　)
[A] “沪培1号”属于多倍体
[B] 开花时形成的配子多数可育
[C] 其果实具有无核等优点
[D] 其减数分裂会出现联会紊乱现象
【答案】 B
【解析】 三倍体葡萄新品种“沪培1号”因为原始生殖细胞中有三套染色体组,减数分裂时出现联会紊乱现象,一般不能形成可育的配子。
4.下图是某育种机构利用白肉抗病野生香蕉和黄肉不抗病香蕉培育三倍体黄肉抗病香蕉的示意图。据图分析,下列叙述错误的是(　　)
[A] ①过程可以表示花药离体培养及诱导染色体数目加倍
[B] ②过程表示诱导染色体数目加倍,可用秋水仙素处理萌发的种子
[C] 该三倍体香蕉新品种的培育过程涉及的变异只有染色体变异
[D] 植株甲的基因型是AABB,植株乙的基因型是aabb
【答案】 C
【解析】 题述三倍体香蕉新品种的培育过程涉及的变异有染色体数目变异和基因重组;甲是二倍体(AABB),丙是染色体数目加倍后的四倍体(AAAABBBB),乙是二倍体(aabb),丙与乙杂交可以产生三倍体新品种(AAaBBb)。
知识点3　低温诱导植物细胞染色体数目的变化
5.下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中各试剂及其作用的叙述,错误的是(　　)
[A] 在该实验中先后两次用到酒精但使用目的不同
[B] 质量分数为15%的盐酸可用来配制解离液
[C] 甲紫溶液是碱性染料,可对染色体进行染色
[D] 清水的作用是洗去卡诺氏液和解离液
【答案】 D
【解析】 体积分数为95%的酒精在该实验中可以用于洗去卡诺氏液,也可以用于配制解离液;解离液由体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸等体积混合而成;清水的作用是洗去解离液,防止解离过度,洗去卡诺氏液要用体积分数为95%的酒精。
6.下列有关“低温诱导大蒜(2n=16)根尖细胞染色体数目的变化”实验的叙述,错误的是(　　)
[A] 低温处理后的实验材料要先用卡诺氏液固定再用酒精冲洗
[B] 在显微镜视野内可能观察到染色体数为16、32和64的细胞
[C] 用高倍显微镜观察不到根尖细胞染色体加倍的过程
[D] 低温通过促进着丝粒分裂导致染色体数目加倍
【答案】 D
【解析】 低温抑制纺锤体的形成,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。
知识点4　染色体结构的变异
7.(2025·大连期末)某生物基因组成及基因在染色体上的位置关系如右图所示。该生物性原细胞经减数分裂形成了如下图所示的几种配子。下列关于这几种配子形成过程中所发生的变异的说法,错误的是(　　)
[A] 配子一的变异属于基因重组,发生在减数分裂Ⅰ前期
[B] 配子二发生了染色体变异,最可能发生在减数分裂Ⅱ过程中
[C] 配子三发生了染色体易位,原因可能是基因b转移到非同源染色体上
[D] 配子四发生了染色体片段缺失,原因可能是染色体复制发生错误导致基因A或a缺失
【答案】 A
【解析】 配子一形成过程中,在减数分裂Ⅰ后期,发生了非同源染色体上非等位基因的自由组合,属于基因重组;配子二形成的原因是减数分裂Ⅱ后期,A基因所在姐妹染色单体分开后形成的子染色体移向同一极,这属于染色体变异;a和b是非同源染色体上的基因,而配子三中a和b位于同一条染色体上,原因可能是基因b转移到非同源染色体上,属于染色体结构变异中的易位;配子四的变异属于染色体结构变异中的缺失,原因可能是染色体复制发生错误导致基因A或a缺失。
综合提升练
8.(2025·石家庄期末)在细胞分裂过程中,染色体因失去端粒而不稳定,其姐妹染色单体可能会连接在一起,着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构。研究发现,射线处理过的果蝇(2n=8)品系X育性下降。为探究其原因,利用显微镜观察品系X果蝇性腺中的细胞,得到右图所示结果。图中箭头所示的“染色体桥”会在细胞分裂中发生随机断裂。以下有关叙述错误的是(　　)
[A] 图中所示细胞处于细胞分裂后期
[B] “染色体桥”断裂直接引起染色体数目变异
[C] “染色体桥”两侧都连有1个着丝粒
[D] “染色体桥”断裂可能导致子细胞失去功能
【答案】 B
【解析】 图中所示细胞存在“染色体桥”结构,其处于细胞分裂后期;“染色体桥”断裂不会引起染色体数目变异,可能引起染色体结构的变异(“染色体桥”随机断裂,导致染色体片段不均分);结合A选项可知,“染色体桥”两侧都连有1个着丝粒;结合题干“研究发现,射线处理过的果蝇(2n=8)品系X育性下降”,推测“染色体桥”断裂可能导致子细胞失去功能。
9.一对表型正常的夫妇,生了一个既是红绿色盲又是XXY的男孩。下列关于该男孩的分析正确的是(　　)
[A] 体细胞中含有三条性染色体,属于三倍体
[B] 是由1个卵细胞和2个精子经受精作用发育而来的
[C] 病因是其母亲的卵原细胞减数分裂Ⅱ异常
[D] 病因是其父亲的精原细胞减数分裂Ⅱ异常
【答案】 C
【解析】 该男孩体细胞内多了一条X染色体,并没有多一个染色体组,不属于三倍体;该男孩是由1个卵细胞和1个精子经受精作用发育而来的;红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病,患儿的基因型为XbXbY,母亲的基因型为XBXb,父亲的基因型为XBY,因此患儿染色体异常应该是母亲的卵原细胞减数分裂Ⅱ异常引起的,即次级卵母细胞分裂时姐妹染色单体移向细胞同一极;父亲的基因型为XBY,若为父亲的精原细胞减数分裂Ⅱ异常引起的,则会产生XBXB、YY的配子,与正常卵细胞受精后,会产生XXX、XYY的受精卵,与题意不符。
10.(12分)将某种二倍体植物a(基因型为DDFF)、b(基因型为ddff)两个植株杂交,得到c,将c再做进一步处理,如图1所示。按要求完成下列问题。
(1)由c到f的育种过程依据的遗传学原理是　　　　　,该变异可以产生一个以上的等位基因,体现了该变异的特点是　　　　　。
(2)D—d,F—f与性状均为一一对应的关系,且为完全显性,若两对基因位于一对同源染色体上,且①为自交,则n中能稳定遗传的个体占总数的　　　　;若两对基因位于两对同源染色体上,且①为自交,则n中能稳定遗传的个体占总数的　　　;该育种方式选育的时间是从F2开始的,原因是　　　　　　　　　　　　。
(3)图中秋水仙素的作用原理是 　 。
(4)若c植株的一条染色体发生缺失突变,获得该缺失染色体的花粉不育,缺失染色体上具有红色显性基因T,正常染色体上具有白色隐性基因t(见图2)若该植株自交,则子代的表型及比例为　　　　　　　　　　　。
【答案】 (除标注外,每空2分)
(1)基因突变(1分)　不定向性(1分)
(2)1/2　1/4　F2开始出现性状分离
(3)抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞中染色体数目加倍
(4)白色∶红色=1∶1
【解析】 (1)由c到f的育种过程,经多次射线处理和多次选育,所以该过程属于诱变育种,其遗传学原理是基因突变。基因突变具有不定向性,表现为一个基因可以发生不同的突变,产生一个以上的等位基因。
(2)若D —d,F—f这两对基因位于一对同源染色体上,则g个体(DdFf)减数分裂时,能产生DF、df的配子,g个体自交,n中能稳定遗传的个体占总数的比例为1/2;g个体含有2对等位基因,若两对基因位于两对同源染色体上,则n中能稳定遗传的个体占总数的比例为1/2×1/2=1/4。由于杂合体自交后代会出现性状分离,所以杂交育种选育的时间是从F2开始的。
(3)秋水仙素的作用原理是抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞中染色体数目加倍。
(4)由于缺失染色体的花粉不育,所以可育的花粉只有t,而卵细胞有T和t两种,比例为1∶1,因此该植株自交,子代的基因型为Tt∶tt=1∶1,故其表型及比例为红色∶白色=1∶1。
11.(12分)(2025·哈尔滨期末)果蝇是经典的遗传学实验材料,其染色体组成如图1所示。在二倍体生物中,单体(2n-1)指体细胞中某对同源染色体缺失一条的个体,三体(2n+1)指体细胞中某对同源染色体多一条的个体(见图2),单体和三体都可以用于基因定位。果蝇Ⅳ号常染色体(点状染色体)是最小的一对,Ⅳ号染色体的单体和三体在多种性状表现上与野生型不同,减数分裂时,单体型的一条Ⅳ号染色体以及三体型多余的一条Ⅳ号染色体随机地移向两极,均为
可育。
(1)假设无眼基因(e)是Ⅳ号染色体上的基因之一。若三体型正常眼雄果蝇(基因型表示为EEe)与野生型无眼雌果蝇交配,三条Ⅳ号染色体在减数分裂时形成的精子的基因型是　　　　　,
F1中三体型果蝇所占的比例是　 。
(2)可利用染色体正常的无眼果蝇(ee)与Ⅳ号染色体单体果蝇交配,探究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上。(一对同源染色体都缺失的个体致死)
①实验思路:
让染色体正常的无眼果蝇与Ⅳ号染色体单体的纯合正常眼果蝇交配,获得F1;
②预期实验结果与结论:
若F1表型及比例为　　　　　　　,且将F1雌雄果蝇相互交配,后代正常眼∶无眼=　　　,则说明该对等位基因不在Ⅳ号染色体上;
若F1表型及比例为　　　,且将F1雌雄果蝇相互交配,后代正常眼∶无眼=　　　,则说明该对等位基因在Ⅳ号染色体上。
【答案】 (每空2分)
(1)E、EE、Ee、e　1/2
(2)全部为正常眼　3∶1　正常眼∶无眼=1∶1　7∶8
【解析】 (1)三体型正常眼雄果蝇(基因型表示为 EEe)与野生型无眼雌果蝇(ee)交配,三条Ⅳ号染色体在减数分裂时两条同源染色体分别移向两极,多余的一条Ⅳ号染色体随机移向两极,因此形成的精子的基因型及比例是 E∶Ee∶EE∶e=2∶2∶1∶1 ,亲本雌果蝇产生的配子基因型为e,F1中三体型果蝇所占的比例是 1/2 。
(2)若该对等位基因不在Ⅳ号染色体上,无眼果蝇的基因型为ee,Ⅳ号染色体单体的纯合正常眼果蝇的基因型为EE,F1的基因型为Ee,全部为正常眼,将F1雌雄果蝇相互交配,后代正常眼∶无眼=3∶1;若该对等位基因在Ⅳ号染色体上,Ⅳ号染色体单体的纯合正常眼果蝇的基因型为EO,则F1表型及比例为正常眼(Ee)∶无眼(eO)=1∶1,将F1雌雄果蝇相互交配,雌雄配子种类及比例均为1/4E、1/2e、1/4O,OO型个体致死,因此后代正常眼∶无眼=7∶8。(共58张PPT)
第2节　染色体变异
1.说明染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念。2.阐述单倍体育种和多倍体育种的原理和操作过程。3.进行低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验。4.阐明染色体结构变异的类型和结果。
[学习目标]
预习案·自主学习
一、染色体数目的变异
1.染色体变异的概念及种类
(1)概念:生物体的体细胞或生殖细胞内染色体 或 的变化。
(2)种类:染色体 的变异和染色体 的变异。
2.染色体数目变异的类型
(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。
数目
结构
数目
结构
个别染色体
一套完整的非同源染色体
3.二倍体和多倍体
(1)染色体组:在大多数生物的体细胞中,染色体都是两两成对的,也就是说含有两套非同源染色体,其中 称为一个染色体组。
(2)二倍体:由受精卵发育而来, 中含有两个染色体组的个体。
(3)多倍体。
①概念:由受精卵发育而来, 中含有三个或三个以上染色体组的个体。
每套非同源染色体
体细胞
体细胞
②形成原因(以三倍体和四倍体为例)
联会紊乱
③特点:多倍体植株常常是茎秆 ,叶片、果实和种子都比较 ,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所 。
(4)人工诱导多倍体。
①方法:用 诱发或用 处理。
②处理对象: 的种子或幼苗。
③原理:能够抑制 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。
④应用:含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜的培育。
粗壮
大
增加
秋水仙素
低温
萌发
纺锤体
4.单倍体
(1)概念:体细胞中的染色体数目与本物种 染色体数目相同的个体。
(2)特点:与正常植株相比,单倍体植株长得 ,而且高度 。
(3)单倍体育种。
①方法。
配子
弱小
不育
秋水仙
素
加倍
②优点:单倍体育种 ,子代均为 。
能明显缩短育种年限
纯合子
二、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
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两极,导致细胞不能 ,于是,植物细胞的染色体数目发生变化。
分生组织
纺锤体
分裂成两个子细胞
2.实验步骤与现象
(1)实验步骤。
4℃
卡诺氏液
95%
漂洗
染色
(2)现象:视野中既有正常的二倍体细胞,也有 发生改变的细胞。
染色体数目
三、染色体结构的变异
1.类型(连线)
【提示】 ①—Ⅲ—d　②—Ⅳ—c　③—Ⅰ—b ④—Ⅱ—a
2.结果: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 的变异。
3.对生物体的影响:大多数染色体结构变异对生物体是 的,有的甚至会导致生物体死亡。
数目
排列顺序
性状
不利
判断正误
(1)体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体。(　　)
【提示】 也可能是单倍体,如四倍体产生的配子发育成的个体。
×
(2)二倍体水稻和四倍体水稻杂交,可获得三倍体水稻,水稻稻穗和籽粒变小。(　　)
【提示】 三倍体水稻高度不育,不能产生种子。
×
(3)由配子发育而来的个体,一定是单倍体。(　　)
√
(4)单倍体育种中,可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。(　　)
×
【提示】 单倍体高度不育,不能产生种子。
(5)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】 大多数染色体结构变异对生物体是不利的。
(6)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。(　　)
【提示】 染色体片段的重复会导致基因数目增加,基因种类不会变化;染色体片段缺失会导致基因数目减少,可能导致基因种类减少。
×
探究案·互动探究
任务一　分析染色体组的概念以及判断单倍体、二倍体和多倍体
探究1　分析染色体组的概念
下图为果蝇染色体的组成,据图回答下列问题。
(1)写出图甲中的一个染色体组: ;图乙中的一个染色体组: 。
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X
(2)请根据染色体的形态判断染色体组的数量,并完成表格的填写。
项目
染色体 组数
每个染色体组内染色体数
3
2
1
4
2
3
3
4
2
2
(3)请根据基因型判断染色体组数。
项目
染色体 组数
1
3
2
4
探究2　判断单倍体、二倍体和多倍体
下图所示细胞中所含的染色体,据图思考回答相关问题。
【提示】 二倍体。
(1)如果图a生物是由受精卵发育来的,则该生物应该是几倍体
(2)如果图b表示体细胞,则图b代表的生物一定是三倍体吗 为什么
【提示】 不一定。如果图b生物是由配子发育而成的,则图b代表的生物是单倍体。
(3)如果图c代表的是卵细胞,则产生该生物的个体是几倍体
【提示】 四倍体或单倍体。
(4)图d代表的生物一定是单倍体吗 判断的依据是什么
【提示】 一定是单倍体。图d中只含1个染色体组。
「核心归纳」
1.染色体组数量的判断方法
(1)同一种形态的染色体有几条就有几个染色体组。
(2)控制同一性状的相同基因或等位基因有几个就有几个染色体组。
2.单倍体、二倍体和多倍体的判断
3.关于单倍体的3个易错点
(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;多倍体的配子如果含有偶数个染色体组,则发育成的单倍体含有同源染色体,表现为可育,能产生后代。
(3)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。
「典型例题」
1.下图是甲、乙两种生物的体细胞内染色体情况示意图,则染色体组数与图示相同的甲、乙两种生物体细胞的基因型可依次表示为(　　)
[A] 甲:AaBb,乙:AAaBbb
[B] 甲:AaaaBBbb,乙:AaBB
[C] 甲:AAaaBbbb,乙:AaaBBb
[D] 甲:AaaBbb,乙:AAaaBbbb
A
【解析】 甲细胞内同一形态的染色体有2条,因此该细胞含有2个染色体组,其基因型可以表示为AaBb;乙细胞内同一形态的染色体有3条,因此该细胞含有3个染色体组,其基因型可表示为AAaBbb或AaaBBb。
2.(2025·沈阳期末)下列关于二倍体、多倍体的叙述,不正确的是(　　)
[A] 由受精卵发育而来,基因型为AaBBCcDD的个体是二倍体
[B] 三倍体植物不能由受精卵发育而来
[C] 与二倍体番茄相比,四倍体番茄的维生素C含量更高
[D] 三倍体不育是因为在减数分裂过程中染色体联会紊乱,无法产生正常的配子
B
【解析】 三倍体可由含两个染色体组的配子与含有一个染色体组的配子结合成受精卵发育而成。
任务二　分析单倍体育种和多倍体育种
如下图所示,甲是三倍体西瓜的培育过程,乙表示用纯种高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法,据图分析回答下列问题。
(1)甲中②和④都是传粉,目的一样吗 为什么
【提示】 不一样。②传粉是为了杂交得到三倍体种子,④传粉是为了刺激子房发育成果实。
(2)甲中①过程处理后,得到的植株各部分细胞都含有四个染色体组吗
【提示】 不是。地上部分的茎、叶、花的染色体数目加倍,含有四个染色体组;但根细胞中染色体数目没有加倍,只含有两个染色体组。
(3)乙中③过程的处理方式是什么 其原理是什么
【提示】 乙中③过程是花药(或花粉)离体培养过程,原理是植物细胞的全能性。
(4)乙中④过程的处理方式是什么 处理后符合要求的植株所占比例为多少
【提示】 乙中④过程是用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗,处理后符合要求的植株基因型为ddTT占1/4。
「核心归纳」
单倍体育种与多倍体育种
「典型例题」
3.下图为将二倍体玉米的花粉培育成植株的过程。下列有关叙述错误的是(　　)
[A] 过程①是花药离体培养
[B] 过程②若正常培养,则植株b是单倍体
[C] 过程②若使用秋水仙素处理幼苗使其染色体加倍,则植株b是二倍体纯合子
[D] 若该过程为单倍体育种,则育种原理是基因重组
D
【解析】 若该过程为单倍体育种,则育种原理为染色体数目变异。
4.小黑麦的培育过程如下图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
[A] 普通小麦的配子中有3个染色体组,21条染色体
[B] 杂种F1的配子含有2个染色体组,14条染色体
[C] 秋水仙素可抑制杂种F1细胞纺锤体的形成,导致染色体加倍
[D] 小黑麦的培育采用了多倍体育种技术,其原理为染色体变异
B
【解析】 普通小麦是六倍体,有42条染色体,其配子中有3个染色体组,共21条染色体;自然状态下,普通小麦与黑麦杂交产生的后代细胞中含有4个染色体组,有3个普通小麦的染色体组,1个黑麦的染色体组,共28条染色体;秋水仙素的作用原理是抑制纺锤体的形成,导致染色体数目加倍;小黑麦的培育过程中染色体数目发生了变化,属于染色体数目变异。
任务三　分析染色体结构变异的类型
下图为显微镜观察的结构变异染色体的联会异常现象,请回答下列问题。
A　　 B C　　 D
(1)A、B、C、D所示分别属于哪种染色体变异类型
【提示】 缺失、重复、易位、倒位。
(2)没有改变染色体上基因数量的是哪种染色体变异类型
【提示】 倒位。
(3)染色体结构变异中的缺失、重复与基因突变有什么不同
【提示】 染色体结构变异中缺失、重复的是染色体的片段,可能缺失了或增加了多个基因,而基因突变是发生在基因内部碱基的替换、缺失或增添,不改变基因的数目。
「核心归纳」
1.染色体结构变异与基因突变的比较
项目 染色体结构变异 基因突变
变化实质 染色体上的基因片段缺失、重复、倒位及易位 基因发生碱基的替换、缺失、增添
对象 基因 碱基
结果 基因数目或排列顺序改变 碱基排列顺序改变
镜检 可见 不可见
2.染色体易位与互换的区别
项目 染色体易位 互换
图解
区别 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
属于染色体结构变异 属于基因重组
可在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到
可发生在有丝分裂和减数分裂过程中 只发生在减数分裂Ⅰ的四分体时期
3.几种常考变异类型产生配子的种类及比例
「典型例题」
5.某地发现罕见人类染色体异常核型,该患者46条染色体中有4条变异无法成对,经研究发现,其X染色体上有一个片段“搬”到了1号染色体上,而3号染色体的一个片段,插入13号染色体上,这样的变化属于染色体结构变异的类型是(　　)
[A] 缺失 [B] 片段重复
[C] 易位 [D] 倒位
C
【解析】 染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起差异,属于染色体结构变异中的易位。
6.某二倍体生物在细胞分裂过程中出现了图甲、图乙、图丙、图丁4种类型的变异,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] 图示中的生物变异都是染色体变异
[B] 如果图乙为精原细胞,则不能产生正常的配子
[C] 图丁和图丙相比较,图丙所示的变异类型不能产生新的基因,图丁所示的变异类型可以产生新的基因
[D] 图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生
D
【解析】 题图甲、乙、丙、丁中的变异类型分别是重复、染色体数目变异、基因重组和易位,甲、乙、丁属于染色体变异;三体能进行减数分裂,可产生正常的配子;只有基因突变能产生新基因,图丙、图丁所示的变异类型均不能产生新的基因;减数分裂过程中四种可遗传变异均可能发生。
思维导图
随堂检测
1.(2025·徐州期末)在正常情况下,只含有一个染色体组的细胞是(　　)
[A] 果蝇的受精卵
[B] 人的体细胞
[C] 二倍体玉米的花粉粒细胞
[D] 四倍体西瓜的卵细胞
C
【解析】 果蝇为二倍体,其受精卵中含有两个染色体组;人属于二倍体,体细胞中含有两个染色体组;二倍体玉米的花粉粒细胞是经过减数分裂形成的,含有一个染色体组;四倍体西瓜的卵细胞是经过减数分裂形成的,含有的染色体组数目是体细胞中的一半,即含有两个染色体组。
2.下列有关单倍体和多倍体的叙述,错误的是(　　)
[A] 体细胞中具有偶数染色体组的多倍体植物也可能是可育的
[B] 人工诱导多倍体的方法很多,目前最常用且最有效的方法是用低温处理植物分生组织细胞
[C] 与二倍体植株相比,多倍体植株常常是茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量更高
[D] 单倍体育种诱导染色体数目加倍需用秋水仙素处理幼苗
B
【解析】 体细胞中具有偶数染色体组的多倍体植物,在减数分裂过程中,若染色体可以正常联会,则是可育的;在生产实践中,人工诱导染色体数量加倍的方法有低温处理、用秋水仙素诱发等,目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗;与二倍体植株相比,多倍体植株常常是茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加;单倍体育种过程中,需先通过花药(或花粉)离体培养得到单倍体幼苗,再用秋水仙素处理幼苗,诱导染色体数目加倍。
3.(2025·张家口期末)下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述,错误的是(　　)
[A] 卡诺氏液浸泡材料0.5～1 h,以固定细胞的形态
[B] 体积分数为95%的酒精可以用来配制解离液,也可以用来冲洗卡诺氏液
[C] 4 ℃低温下处理装置,目的是抑制纺锤体的形成
[D] 用甲紫溶液染色后观察发现,绝大多数的细胞中染色体数目已加倍
D
【解析】 剪取诱导处理的根尖0.5～1 cm,放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h,以固定细胞的形态,然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次;制作装片时,解离液由质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精配制而成;低温处理的目的是抑制纺锤体的形成;由于大多数细胞处于分裂间期,因此,只有少数细胞中染色体数目加倍。
4.下图为豌豆某条染色体部分基因的排布示意图。①②③④分别代表四个基因序列,最短的序列包括2 000个碱基对。下列相关叙述正确的是(　　)
[A] 如果①基因序列整体缺失,则最有可能发生了基因突变
[B] 如果在射线诱导下②与③发生了位置互换,则属于基因重组
[C] ②基因序列中的某个碱基发生替换,但未引起性状的改变,也属于基因突变
[D] 如果③基因序列中缺失了20个碱基对,则属于染色体结构变异
C
【解析】 如果①基因序列整体缺失,最有可能发生了染色体结构变异;同一条染色体上的基因位置互换,属于染色体结构变异(倒位);发生在基因内部的碱基排列顺序的改变属于基因突变,但由于密码子的简并,基因突变不一定会引起生物性状的改变;基因内部碱基缺失属于基因突变。
5.(2025·昆明期中)多花报春(AA)和轮花报春(BB)均是二倍体植物,其中A、B分别代表两个远缘物种的1个染色体组,每个染色体组均含9条染色体。异源四倍体植物丘园报春(AABB)形成途径如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
[A] 多花报春芽尖细胞有丝分裂后期染色体数目为36条
[B] F1植株通过减数分裂可产生A、B两种配子
[C] 利用秋水仙素或低温处理F1幼苗,均可获得丘园报春
[D] 丘园报春减数分裂过程中能形成18个四分体
B
【解析】 多花报春(AA)体细胞含有2×9=18(条)染色体,其芽尖细胞有丝分裂后期染色体数目为 18×2=36(条);A、B分别代表两个远缘物种的1个染色体组,F1植株中含有9对异源染色体,高度不育,不能产生正常的配子;利用秋水仙素或低温处理F1幼苗,均可使其染色体加倍,获得丘园报春;丘园报春为异源四倍体,含有36条染色体,减数分裂过程中能形成18个四分体。
联系实际 迁移应用
单体是指某对染色体缺失一条的个体,其染色体数目可以用2n-1来表示。某植物(2n=20,染色体编号1～10)果穗上的每一个籽粒都由受精卵发育而来,已知籽粒正常和干瘪(由A、a基因控制)这一对相对性状的遗传遵循基因的分离定律,甲品系植物自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒,这种异常籽粒约占1/4。
(1)从可遗传变异的类型来看,单体属于 ,鉴定此种变异最简便的方法是 。
染色体数目变异/染色体变异
用显微镜直接观察染色体的形态和数目
(2)现有纯合籽粒正常玉米的一整套单体品系,分别编号1～10;利用甲品系植物,设计杂交实验探究A、a在几号染色体上,简要写出实验方案并预测实验结果。
实验方案: 。
预测实验结果:
。
甲品系分别与1～10号单体品系杂交,统计果穗上籽粒的表型
若籽粒全正常,则该基因不在该单体品系对应的染色体上;
若异常籽粒约占1/4,则该基因在该单体品系对应的染色体上第2节　染色体变异
[学习目标]　1.说明染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念。2.阐述单倍体育种和多倍体育种的原理和操作过程。3.进行低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验。4.阐明染色体结构变异的类型和结果。
一、染色体数目的变异
1.染色体变异的概念及种类
(1)概念:生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
(2)种类:染色体数目的变异和染色体结构的变异。
2.染色体数目变异的类型
(1)细胞内个别染色体的增加或减少。
(2)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。
3.二倍体和多倍体
(1)染色体组:在大多数生物的体细胞中,染色体都是两两成对的,也就是说含有两套非同源染色体,其中每套非同源染色体称为一个染色体组。
(2)二倍体:由受精卵发育而来,体细胞中含有两个染色体组的个体。
(3)多倍体。
①概念: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形成原因(以三倍体和四倍体为例)
③特点:多倍体植株常常是茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
(4)人工诱导多倍体。
①方法:用秋水仙素诱发或用低温处理。
②处理对象:萌发的种子或幼苗。
③原理: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。
④应用:含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜的培育。
4.单倍体
(1)概念: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。
(2)特点:与正常植株相比,单倍体植株长得弱小,而且高度不育。
(3)单倍体育种。
①方法。
②优点:单倍体育种能明显缩短育种年限,子代均为纯合子。
二、低温诱导植物细胞染色体数目的变化
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,于是,植物细胞的染色体数目发生变化。
2.实验步骤与现象
(1)实验步骤。
(2)现象:视野中既有正常的二倍体细胞,也有染色体数目发生改变的细胞。
三、染色体结构的变异
1.类型(连线)
【提示】 ①—Ⅲ—d　②—Ⅳ—c　③—Ⅰ—b ④—Ⅱ—a
2.结果:染色体结构的改变,会使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变,导致性状的变异。
3.对生物体的影响:大多数染色体结构变异对生物体是不利的,有的甚至会导致生物体死亡。
判断正误
(1)体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体。(　　)
【答案】 ×
【提示】 也可能是单倍体,如四倍体产生的配子发育成的个体。
(2)二倍体水稻和四倍体水稻杂交,可获得三倍体水稻,水稻稻穗和籽粒变小。(　　)
【答案】 ×
【提示】 三倍体水稻高度不育,不能产生种子。
(3)由配子发育而来的个体,一定是单倍体。(　　)
【答案】 √
(4)单倍体育种中,可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。(　　)
【答案】 ×
【提示】 单倍体高度不育,不能产生种子。
(5)染色体增加某一片段可提高基因表达水平,是有利变异。(　　)
【答案】 ×
【提示】 大多数染色体结构变异对生物体是不利的。
(6)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。(　　)
【答案】 ×
【提示】 染色体片段的重复会导致基因数目增加,基因种类不会变化;染色体片段缺失会导致基因数目减少,可能导致基因种类减少。
任务一　分析染色体组的概念以及判断单倍体、二倍体和多倍体
探究1　分析染色体组的概念
　　下图为果蝇染色体的组成,据图回答下列问题。
(1)写出图甲中的一个染色体组:Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y;图乙中的一个染色体组:Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X。
(2)请根据染色体的形态判断染色体组的数量,并完成表格的填写。
项目
染色体 组数 3 2 1 4 2
每个染色体组内染色体数 3 3 4 2 2
(3)请根据基因型判断染色体组数。
项目
染色体 组数 1 3 2 4
探究2　判断单倍体、二倍体和多倍体
　　下图所示细胞中所含的染色体,据图思考回答相关问题。
(1)如果图a生物是由受精卵发育来的,则该生物应该是几倍体
【提示】 二倍体。
(2)如果图b表示体细胞,则图b代表的生物一定是三倍体吗 为什么
【提示】 不一定。如果图b生物是由配子发育而成的,则图b代表的生物是单倍体。
(3)如果图c代表的是卵细胞,则产生该生物的个体是几倍体
【提示】 四倍体或单倍体。
(4)图d代表的生物一定是单倍体吗 判断的依据是什么
【提示】 一定是单倍体。图d中只含1个染色体组。
核心归纳
1.染色体组数量的判断方法
(1)同一种形态的染色体有几条就有几个染色体组。
(2)控制同一性状的相同基因或等位基因有几个就有几个染色体组。
(3)染色体组数=。
2.单倍体、二倍体和多倍体的判断
3.关于单倍体的3个易错点
(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;多倍体的配子如果含有偶数个染色体组,则发育成的单倍体含有同源染色体,表现为可育,能产生后代。
(3)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。
典型例题
1.下图是甲、乙两种生物的体细胞内染色体情况示意图,则染色体组数与图示相同的甲、乙两种生物体细胞的基因型可依次表示为(　　)
[A] 甲:AaBb,乙:AAaBbb
[B] 甲:AaaaBBbb,乙:AaBB
[C] 甲:AAaaBbbb,乙:AaaBBb
[D] 甲:AaaBbb,乙:AAaaBbbb
【答案】 A
【解析】 甲细胞内同一形态的染色体有2条,因此该细胞含有2个染色体组,其基因型可以表示为AaBb;乙细胞内同一形态的染色体有3条,因此该细胞含有3个染色体组,其基因型可表示为AAaBbb或AaaBBb。
2.(2025·沈阳期末)下列关于二倍体、多倍体的叙述,不正确的是(　　)
[A] 由受精卵发育而来,基因型为AaBBCcDD的个体是二倍体
[B] 三倍体植物不能由受精卵发育而来
[C] 与二倍体番茄相比,四倍体番茄的维生素C含量更高
[D] 三倍体不育是因为在减数分裂过程中染色体联会紊乱,无法产生正常的配子
【答案】 B
【解析】 三倍体可由含两个染色体组的配子与含有一个染色体组的配子结合成受精卵发育而成。
任务二　分析单倍体育种和多倍体育种
　　如下图所示,甲是三倍体西瓜的培育过程,乙表示用纯种高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法,据图分析回答下列问题。
(1)甲中②和④都是传粉,目的一样吗 为什么
【提示】 不一样。②传粉是为了杂交得到三倍体种子,④传粉是为了刺激子房发育成果实。
(2)甲中①过程处理后,得到的植株各部分细胞都含有四个染色体组吗
【提示】 不是。地上部分的茎、叶、花的染色体数目加倍,含有四个染色体组;但根细胞中染色体数目没有加倍,只含有两个染色体组。
(3)乙中③过程的处理方式是什么 其原理是什么
【提示】 乙中③过程是花药(或花粉)离体培养过程,原理是植物细胞的全能性。
(4)乙中④过程的处理方式是什么 处理后符合要求的植株所占比例为多少
【提示】 乙中④过程是用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗,处理后符合要求的植株基因型为ddTT占1/4。
核心归纳
单倍体育种与多倍体育种
典型例题
3.下图为将二倍体玉米的花粉培育成植株的过程。下列有关叙述错误的是(　　)
[A] 过程①是花药离体培养
[B] 过程②若正常培养,则植株b是单倍体
[C] 过程②若使用秋水仙素处理幼苗使其染色体加倍,则植株b是二倍体纯合子
[D] 若该过程为单倍体育种,则育种原理是基因重组
【答案】 D
【解析】 若该过程为单倍体育种,则育种原理为染色体数目变异。
4.小黑麦的培育过程如下图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
[A] 普通小麦的配子中有3个染色体组,21条染色体
[B] 杂种F1的配子含有2个染色体组,14条染色体
[C] 秋水仙素可抑制杂种F1细胞纺锤体的形成,导致染色体加倍
[D] 小黑麦的培育采用了多倍体育种技术,其原理为染色体变异
【答案】 B
【解析】 普通小麦是六倍体,有42条染色体,其配子中有3个染色体组,共21条染色体;自然状态下,普通小麦与黑麦杂交产生的后代细胞中含有4个染色体组,有3个普通小麦的染色体组,1个黑麦的染色体组,共28条染色体;秋水仙素的作用原理是抑制纺锤体的形成,导致染色体数目加倍;小黑麦的培育过程中染色体数目发生了变化,属于染色体数目变异。
任务三　分析染色体结构变异的类型
　　下图为显微镜观察的结构变异染色体的联会异常现象,请回答下列问题。
A　 B
C　　 D
(1)A、B、C、D所示分别属于哪种染色体变异类型
【提示】 缺失、重复、易位、倒位。
(2)没有改变染色体上基因数量的是哪种染色体变异类型
【提示】 倒位。
(3)染色体结构变异中的缺失、重复与基因突变有什么不同
【提示】 染色体结构变异中缺失、重复的是染色体的片段,可能缺失了或增加了多个基因,而基因突变是发生在基因内部碱基的替换、缺失或增添,不改变基因的数目。
核心归纳
1.染色体结构变异与基因突变的比较
项目 染色体结构变异 基因突变
变化实质 染色体上的基因片段缺失、重复、倒位及易位 基因发生碱基的替换、缺失、增添
对象 基因 碱基
结果 基因数目或排列顺序改变 碱基排列顺序改变
镜检 可见 不可见
2.染色体易位与互换的区别
项目 染色体易位 互换
图解
区别 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
属于染色体结构变异 属于基因重组
可在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到
可发生在有丝分裂和减数分裂过程中 只发生在减数分裂Ⅰ的四分体时期
3.几种常考变异类型产生配子的种类及比例
典型例题
5.某地发现罕见人类染色体异常核型,该患者46条染色体中有4条变异无法成对,经研究发现,其X染色体上有一个片段“搬”到了1号染色体上,而3号染色体的一个片段,插入13号染色体上,这样的变化属于染色体结构变异的类型是(　　)
[A] 缺失 [B] 片段重复
[C] 易位 [D] 倒位
【答案】 C
【解析】 染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起差异,属于染色体结构变异中的易位。
6.某二倍体生物在细胞分裂过程中出现了图甲、图乙、图丙、图丁4种类型的变异,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] 图示中的生物变异都是染色体变异
[B] 如果图乙为精原细胞,则不能产生正常的配子
[C] 图丁和图丙相比较,图丙所示的变异类型不能产生新的基因,图丁所示的变异类型可以产生新的基因
[D] 图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生
【答案】 D
【解析】 题图甲、乙、丙、丁中的变异类型分别是重复、染色体数目变异、基因重组和易位,甲、乙、丁属于染色体变异;三体能进行减数分裂,可产生正常的配子;只有基因突变能产生新基因,图丙、图丁所示的变异类型均不能产生新的基因;减数分裂过程中四种可遗传变异均可能发生。
随堂检测
1.(2025·徐州期末)在正常情况下,只含有一个染色体组的细胞是(　　)
[A] 果蝇的受精卵
[B] 人的体细胞
[C] 二倍体玉米的花粉粒细胞
[D] 四倍体西瓜的卵细胞
【答案】 C
【解析】 果蝇为二倍体,其受精卵中含有两个染色体组;人属于二倍体,体细胞中含有两个染色体组;二倍体玉米的花粉粒细胞是经过减数分裂形成的,含有一个染色体组;四倍体西瓜的卵细胞是经过减数分裂形成的,含有的染色体组数目是体细胞中的一半,即含有两个染色体组。
2.下列有关单倍体和多倍体的叙述,错误的是(　　)
[A] 体细胞中具有偶数染色体组的多倍体植物也可能是可育的
[B] 人工诱导多倍体的方法很多,目前最常用且最有效的方法是用低温处理植物分生组织
细胞
[C] 与二倍体植株相比,多倍体植株常常是茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量更高
[D] 单倍体育种诱导染色体数目加倍需用秋水仙素处理幼苗
【答案】 B
【解析】 体细胞中具有偶数染色体组的多倍体植物,在减数分裂过程中,若染色体可以正常联会,则是可育的;在生产实践中,人工诱导染色体数量加倍的方法有低温处理、用秋水仙素诱发等,目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗;与二倍体植株相比,多倍体植株常常是茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加;单倍体育种过程中,需先通过花药(或花粉)离体培养得到单倍体幼苗,再用秋水仙素处理幼苗,诱导染色体数目加倍。
3.(2025·张家口期末)下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验的叙述,错误的是(　　)
[A] 卡诺氏液浸泡材料0.5～1 h,以固定细胞的形态
[B] 体积分数为95%的酒精可以用来配制解离液,也可以用来冲洗卡诺氏液
[C] 4 ℃低温下处理装置,目的是抑制纺锤体的形成
[D] 用甲紫溶液染色后观察发现,绝大多数的细胞中染色体数目已加倍
【答案】 D
【解析】 剪取诱导处理的根尖0.5～1 cm,放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h,以固定细胞的形态,然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次;制作装片时,解离液由质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精配制而成;低温处理的目的是抑制纺锤体的形成;由于大多数细胞处于分裂间期,因此,只有少数细胞中染色体数目加倍。
4.下图为豌豆某条染色体部分基因的排布示意图。①②③④分别代表四个基因序列,最短的序列包括2 000个碱基对。下列相关叙述正确的是(　　)
[A] 如果①基因序列整体缺失,则最有可能发生了基因突变
[B] 如果在射线诱导下②与③发生了位置互换,则属于基因重组
[C] ②基因序列中的某个碱基发生替换,但未引起性状的改变,也属于基因突变
[D] 如果③基因序列中缺失了20个碱基对,则属于染色体结构变异
【答案】 C
【解析】 如果①基因序列整体缺失,最有可能发生了染色体结构变异;同一条染色体上的基因位置互换,属于染色体结构变异(倒位);发生在基因内部的碱基排列顺序的改变属于基因突变,但由于密码子的简并,基因突变不一定会引起生物性状的改变;基因内部碱基缺失属于基因
突变。
5.(2025·昆明期中)多花报春(AA)和轮花报春(BB)均是二倍体植物,其中A、B分别代表两个远缘物种的1个染色体组,每个染色体组均含9条染色体。异源四倍体植物丘园报春(AABB)形成途径如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
[A] 多花报春芽尖细胞有丝分裂后期染色体数目为36条
[B] F1植株通过减数分裂可产生A、B两种配子
[C] 利用秋水仙素或低温处理F1幼苗,均可获得丘园报春
[D] 丘园报春减数分裂过程中能形成18个四分体
【答案】 B
【解析】 多花报春(AA)体细胞含有2×9=18(条)染色体,其芽尖细胞有丝分裂后期染色体数目为 18×2=36(条);A、B分别代表两个远缘物种的1个染色体组,F1植株中含有9对异源染色体,高度不育,不能产生正常的配子;利用秋水仙素或低温处理F1幼苗,均可使其染色体加倍,获得丘园报春;丘园报春为异源四倍体,含有36条染色体,减数分裂过程中能形成18个四分体。
　　单体是指某对染色体缺失一条的个体,其染色体数目可以用2n-1来表示。某植物(2n=20,染色体编号1～10)果穗上的每一个籽粒都由受精卵发育而来,已知籽粒正常和干瘪(由A、a基因控制)这一对相对性状的遗传遵循基因的分离定律,甲品系植物自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒,这种异常籽粒约占1/4。
(1)从可遗传变异的类型来看,单体属于染色体数目变异/染色体变异,鉴定此种变异最简便的方法是用显微镜直接观察染色体的形态和数目。
(2)现有纯合籽粒正常玉米的一整套单体品系,分别编号1～10;利用甲品系植物,设计杂交实验探究A、a在几号染色体上,简要写出实验方案并预测实验结果。
实验方案:甲品系分别与1～10号单体品系杂交,统计果穗上籽粒的表型。
预测实验结果:若籽粒全正常,则该基因不在该单体品系对应的染色体上;若异常籽粒约占1/4,则该基因在该单体品系对应的染色体上。
课时作业
(时间:30分钟　分值:57分)
第1～7题每题3分,第8～9题每题6分,共计33分。
基础对点练
知识点1　染色体数目的变异
1.(2025·信阳期末)下列对染色体组的叙述,正确的是(　　)
[A] 染色体组在减数分裂过程中消失
[B] 配子中的全部染色体为一个染色体组
[C] 体细胞中的一半染色体是一个染色体组
[D] 染色体组内不存在同源染色体
【答案】 D
【解析】 染色体组存在于体细胞和生殖细胞中,在减数分裂过程中同源染色体会分离,但染色体组没有消失;配子中的染色体组数取决于生物体类型,如多倍体的配子中可能含多个染色体组;一个染色体组是细胞中的一组非同源染色体,二倍体生物体细胞中的一半染色体可能是一个染色体组。
2.(2025·延安期末)下列有关单倍体和多倍体的叙述,正确的是(　　)
[A] 单倍体是指由配子发育而来的含有奇数个染色体组的个体
[B] 细胞内有两个染色体组的生物体可能是单倍体
[C] 多倍体就是含有三个或三个以上染色体组的生物体
[D] 单倍体植株长得粗壮,多倍体茎秆一般比较弱小
【答案】 B
【解析】 单倍体是指由配子发育而来的个体,但不一定含有奇数个染色体组;细胞内有两个染色体组的生物体若是由配子直接发育而成,则是单倍体;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生物体是多倍体;与正常植株相比,单倍体植株长得弱小,且高度不育,而多倍体的体细胞含多个染色体组,一般茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大。
知识点2　单倍体及多倍体育种
3.(2025·辽阳期末)我国科学家利用二倍体葡萄“喜乐”与四倍体葡萄“巨峰”杂交,选育出三倍体葡萄新品种“沪培1号”。下列关于该品种的叙述,错误的是(　　)
[A] “沪培1号”属于多倍体
[B] 开花时形成的配子多数可育
[C] 其果实具有无核等优点
[D] 其减数分裂会出现联会紊乱现象
【答案】 B
【解析】 三倍体葡萄新品种“沪培1号”因为原始生殖细胞中有三套染色体组,减数分裂时出现联会紊乱现象,一般不能形成可育的配子。
4.下图是某育种机构利用白肉抗病野生香蕉和黄肉不抗病香蕉培育三倍体黄肉抗病香蕉的示意图。据图分析,下列叙述错误的是(　　)
[A] ①过程可以表示花药离体培养及诱导染色体数目加倍
[B] ②过程表示诱导染色体数目加倍,可用秋水仙素处理萌发的种子
[C] 该三倍体香蕉新品种的培育过程涉及的变异只有染色体变异
[D] 植株甲的基因型是AABB,植株乙的基因型是aabb
【答案】 C
【解析】 题述三倍体香蕉新品种的培育过程涉及的变异有染色体数目变异和基因重组;甲是二倍体(AABB),丙是染色体数目加倍后的四倍体(AAAABBBB),乙是二倍体(aabb),丙与乙杂交可以产生三倍体新品种(AAaBBb)。
知识点3　低温诱导植物细胞染色体数目的变化
5.下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中各试剂及其作用的叙述,错误的是(　　)
[A] 在该实验中先后两次用到酒精但使用目的不同
[B] 质量分数为15%的盐酸可用来配制解离液
[C] 甲紫溶液是碱性染料,可对染色体进行染色
[D] 清水的作用是洗去卡诺氏液和解离液
【答案】 D
【解析】 体积分数为95%的酒精在该实验中可以用于洗去卡诺氏液,也可以用于配制解离液;解离液由体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸等体积混合而成;清水的作用是洗去解离液,防止解离过度,洗去卡诺氏液要用体积分数为95%的酒精。
6.下列有关“低温诱导大蒜(2n=16)根尖细胞染色体数目的变化”实验的叙述,错误的是(　　)
[A] 低温处理后的实验材料要先用卡诺氏液固定再用酒精冲洗
[B] 在显微镜视野内可能观察到染色体数为16、32和64的细胞
[C] 用高倍显微镜观察不到根尖细胞染色体加倍的过程
[D] 低温通过促进着丝粒分裂导致染色体数目加倍
【答案】 D
【解析】 低温抑制纺锤体的形成,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。
知识点4　染色体结构的变异
7.(2025·大连期末)某生物基因组成及基因在染色体上的位置关系如右图所示。该生物性原细胞经减数分裂形成了如下图所示的几种配子。下列关于这几种配子形成过程中所发生的变异的说法,错误的是(　　)
[A] 配子一的变异属于基因重组,发生在减数分裂Ⅰ前期
[B] 配子二发生了染色体变异,最可能发生在减数分裂Ⅱ过程中
[C] 配子三发生了染色体易位,原因可能是基因b转移到非同源染色体上
[D] 配子四发生了染色体片段缺失,原因可能是染色体复制发生错误导致基因A或a缺失
【答案】 A
【解析】 配子一形成过程中,在减数分裂Ⅰ后期,发生了非同源染色体上非等位基因的自由组合,属于基因重组;配子二形成的原因是减数分裂Ⅱ后期,A基因所在姐妹染色单体分开后形成的子染色体移向同一极,这属于染色体变异;a和b是非同源染色体上的基因,而配子三中a和b位于同一条染色体上,原因可能是基因b转移到非同源染色体上,属于染色体结构变异中的易位;配子四的变异属于染色体结构变异中的缺失,原因可能是染色体复制发生错误导致基因A或a缺失。
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8.(2025·石家庄期末)在细胞分裂过程中,染色体因失去端粒而不稳定,其姐妹染色单体可能会连接在一起,着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构。研究发现,射线处理过的果蝇(2n=8)品系X育性下降。为探究其原因,利用显微镜观察品系X果蝇性腺中的细胞,得到右图所示结果。图中箭头所示的“染色体桥”会在细胞分裂中发生随机断裂。以下有关叙述错误的是(　　)
[A] 图中所示细胞处于细胞分裂后期
[B] “染色体桥”断裂直接引起染色体数目变异
[C] “染色体桥”两侧都连有1个着丝粒
[D] “染色体桥”断裂可能导致子细胞失去功能
【答案】 B
【解析】 图中所示细胞存在“染色体桥”结构,其处于细胞分裂后期;“染色体桥”断裂不会引起染色体数目变异,可能引起染色体结构的变异(“染色体桥”随机断裂,导致染色体片段不均分);结合A选项可知,“染色体桥”两侧都连有1个着丝粒;结合题干“研究发现,射线处理过的果蝇(2n=8)品系X育性下降”,推测“染色体桥”断裂可能导致子细胞失去功能。
9.一对表型正常的夫妇,生了一个既是红绿色盲又是XXY的男孩。下列关于该男孩的分析正确的是(　　)
[A] 体细胞中含有三条性染色体,属于三倍体
[B] 是由1个卵细胞和2个精子经受精作用发育而来的
[C] 病因是其母亲的卵原细胞减数分裂Ⅱ异常
[D] 病因是其父亲的精原细胞减数分裂Ⅱ异常
【答案】 C
【解析】 该男孩体细胞内多了一条X染色体,并没有多一个染色体组,不属于三倍体;该男孩是由1个卵细胞和1个精子经受精作用发育而来的;红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病,患儿的基因型为XbXbY,母亲的基因型为XBXb,父亲的基因型为XBY,因此患儿染色体异常应该是母亲的卵原细胞减数分裂Ⅱ异常引起的,即次级卵母细胞分裂时姐妹染色单体移向细胞同一极;父亲的基因型为XBY,若为父亲的精原细胞减数分裂Ⅱ异常引起的,则会产生XBXB、YY的配子,与正常卵细胞受精后,会产生XXX、XYY的受精卵,与题意不符。
10.(12分)将某种二倍体植物a(基因型为DDFF)、b(基因型为ddff)两个植株杂交,得到c,将c再做进一步处理,如图1所示。按要求完成下列问题。
(1)由c到f的育种过程依据的遗传学原理是　　　　　,该变异可以产生一个以上的等位基因,体现了该变异的特点是　　　　　。
(2)D—d,F—f与性状均为一一对应的关系,且为完全显性,若两对基因位于一对同源染色体上,且①为自交,则n中能稳定遗传的个体占总数的　　　　;若两对基因位于两对同源染色体上,且①为自交,则n中能稳定遗传的个体占总数的　　　;该育种方式选育的时间是从F2开始的,原因是　　　　　　　　　　　　。
(3)图中秋水仙素的作用原理是 　 。
(4)若c植株的一条染色体发生缺失突变,获得该缺失染色体的花粉不育,缺失染色体上具有红色显性基因T,正常染色体上具有白色隐性基因t(见图2)若该植株自交,则子代的表型及比例为　　　　　　　　　　　。
【答案】 (除标注外,每空2分)
(1)基因突变(1分)　不定向性(1分)
(2)1/2　1/4　F2开始出现性状分离
(3)抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞中染色体数目加倍
(4)白色∶红色=1∶1
【解析】 (1)由c到f的育种过程,经多次射线处理和多次选育,所以该过程属于诱变育种,其遗传学原理是基因突变。基因突变具有不定向性,表现为一个基因可以发生不同的突变,产生一个以上的等位基因。
(2)若D —d,F—f这两对基因位于一对同源染色体上,则g个体(DdFf)减数分裂时,能产生DF、df的配子,g个体自交,n中能稳定遗传的个体占总数的比例为1/2;g个体含有2对等位基因,若两对基因位于两对同源染色体上,则n中能稳定遗传的个体占总数的比例为1/2×1/2=1/4。由于杂合体自交后代会出现性状分离,所以杂交育种选育的时间是从F2开始的。
(3)秋水仙素的作用原理是抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞中染色体数目加倍。
(4)由于缺失染色体的花粉不育,所以可育的花粉只有t,而卵细胞有T和t两种,比例为1∶1,因此该植株自交,子代的基因型为Tt∶tt=1∶1,故其表型及比例为红色∶白色=1∶1。
11.(12分)(2025·哈尔滨期末)果蝇是经典的遗传学实验材料,其染色体组成如图1所示。在二倍体生物中,单体(2n-1)指体细胞中某对同源染色体缺失一条的个体,三体(2n+1)指体细胞中某对同源染色体多一条的个体(见图2),单体和三体都可以用于基因定位。果蝇Ⅳ号常染色体(点状染色体)是最小的一对,Ⅳ号染色体的单体和三体在多种性状表现上与野生型不同,减数分裂时,单体型的一条Ⅳ号染色体以及三体型多余的一条Ⅳ号染色体随机地移向两极,均为
可育。
(1)假设无眼基因(e)是Ⅳ号染色体上的基因之一。若三体型正常眼雄果蝇(基因型表示为EEe)与野生型无眼雌果蝇交配,三条Ⅳ号染色体在减数分裂时形成的精子的基因型是　　　　　,
F1中三体型果蝇所占的比例是　 。
(2)可利用染色体正常的无眼果蝇(ee)与Ⅳ号染色体单体果蝇交配,探究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上。(一对同源染色体都缺失的个体致死)
①实验思路:
让染色体正常的无眼果蝇与Ⅳ号染色体单体的纯合正常眼果蝇交配,获得F1;
②预期实验结果与结论:
若F1表型及比例为　　　　　　　,且将F1雌雄果蝇相互交配,后代正常眼∶无眼=　　　,则说明该对等位基因不在Ⅳ号染色体上;
若F1表型及比例为　　　,且将F1雌雄果蝇相互交配,后代正常眼∶无眼=　　　,则说明该对等位基因在Ⅳ号染色体上。
【答案】 (每空2分)
(1)E、EE、Ee、e　1/2
(2)全部为正常眼　3∶1　正常眼∶无眼=1∶1　7∶8
【解析】 (1)三体型正常眼雄果蝇(基因型表示为 EEe)与野生型无眼雌果蝇(ee)交配,三条Ⅳ号染色体在减数分裂时两条同源染色体分别移向两极,多余的一条Ⅳ号染色体随机移向两极,因此形成的精子的基因型及比例是 E∶Ee∶EE∶e=2∶2∶1∶1 ,亲本雌果蝇产生的配子基因型为e,F1中三体型果蝇所占的比例是 1/2 。
(2)若该对等位基因不在Ⅳ号染色体上,无眼果蝇的基因型为ee,Ⅳ号染色体单体的纯合正常眼果蝇的基因型为EE,F1的基因型为Ee,全部为正常眼,将F1雌雄果蝇相互交配,后代正常眼∶无眼=3∶1;若该对等位基因在Ⅳ号染色体上,Ⅳ号染色体单体的纯合正常眼果蝇的基因型为EO,则F1表型及比例为正常眼(Ee)∶无眼(eO)=1∶1,将F1雌雄果蝇相互交配,雌雄配子种类及比例均为1/4E、1/2e、1/4O,OO型个体致死,因此后代正常眼∶无眼=7∶8。

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