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第 29 讲　染色体变异
第七单元 生物的变异和进化
考点一　染色体数目变异
1. 染色体变异的概念和类型
（1）概念：生物体的 内染色体数目或结构的变
化。
（2）类型：染色体数目的变异和染色体结构的变异。
体细胞或生殖细胞
（1）类型及实例
2. 染色体数目变异
个别染色　
体　
非同源染色
体
（2）染色体组分析（根据果蝇染色体组成图归纳）
①从染色体来源看，一个染色体组中不含 。
②从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体 。
同源染色体
各不相同
③从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的
，但不能重复。
一整套
基因
特别提醒：染色体组与基因组：对于二倍体来说，染色体组是二倍体生物
配子中的染色体。基因组：对于有性染色体的生物（二倍体），其基因组
为常染色体/2＋两条不同的性染色体；对于无性染色体的生物，其基因组
与染色体组相同。
3. 单倍体、二倍体和多倍体
项目 单倍体 二倍体 多倍体
概念 体细胞中染色体数
目与本物种
染色体数目相
同的个体 体细胞中含有两个染色体组的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
发育起点 配子 （通常是）受精卵 （通常是）受精卵
配
子
项目 单倍体 二倍体 多倍体
植株特点 ①植株弱小； ②高度不育 正常可育 ①茎秆粗壮；
②叶片、果实和种子较大；
③营养物质含量丰富
体细胞染
色体组数 ≥1 2 ≥3
举例 蜜蜂的雄蜂 几乎全部的动物
和过半数的高等
植物 香蕉（三倍体）；马铃
薯（四倍体）；八倍体
小黑麦
特别提醒：①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，如马铃薯（四倍体）产生的
单倍体。
②单倍体不同于单体。
③二倍体、多倍体不一定来自受精卵，如植物组织培养得到的二倍体、多
倍体。
4. 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 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，植
物细胞的染色体数目发生变化。
抑制纺锤体
（2）实验步骤
卡诺氏液　
95%　
漂洗
（3）实验现象：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。
（4）实验中的试剂及其作用
固定细胞形态
解离液
使染色体着色
特别提醒：秋水仙素与低温诱导染色体数目的方法在原理上相似之处是都
能诱导染色体数目加倍，都与抑制纺锤体的形成有关，着丝粒分裂后没有
纺锤丝的牵引作用，因此不能将染色体拉向细胞的两极，导致细胞中的染
色体数目加倍。
（5）实验成功关键点
（1）二倍体无子葡萄的果肉细胞含1个染色体组。（2023 辽宁卷）
（　×　）
提示：果肉细胞是母本子房壁细胞经分裂和分化形成的，含两个染色
体组。
（2）雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半。（2022 北京卷）
（　×　）
提示：雄蜂精子中染色体数目与其体细胞中的染色体数目相等。
×
×
（3）单倍体个体都一定没有等位基因和同源染色体。〔必修2 P88正文〕
（　×　）
提示：单倍体体细胞中也并非都只有一个染色体组，也并非都一定没有等
位基因和同源染色体。如由多倍体的配子发育成的个体，若含偶数个染色
体组，则形成的单倍体含有同源染色体和等位基因。
（4）卡诺氏液可使组织细胞互相分离开。〔必修2 P89正文〕
（　×　）
提示：使用卡诺氏液的目的是固定细胞形态；解离液使组织细胞彼此
分离开。
×
×
考向一　染色体组与染色体数目变异
1. （2025 重庆北培模拟）下列是对a~h所示的生物体细胞中各含有几个染
色体组的叙述，正确的是（　　）
A． 细胞中含有一个染色体组的是图d、g，对应个体一定是由雄配子发育
而来的单倍体
B． 细胞中含有二个染色体组的是图f、h，对应个体是二倍体
C． 细胞中含有三个染色体组的是图a、b，对应个体不一定是三倍体
D． 细胞中含有四个染色体组的是图c、f，对应个体是四倍体
解析：细胞中含有一个染色体组的是图d、g，对应个体可能是由雌配子或
雄配子发育而来的，A错误。细胞中含有两个染色体组的是图c、h，对应
个体可能是二倍体，B错误。细胞中含有三个染色体组的是图a、b，对应
个体如果是由受精卵发育形成的，则为三倍体；如果是由配子直接发育形
成的，则为单倍体，C正确。细胞中含有四个染色体组的是图e、f，对应
个体不一定是四倍体，D错误。
考向二　考查个别染色体数目变异
2. （2025 黑吉辽蒙高考15题）某二倍体（2n）植物的三体（2n＋1）变
异株可正常生长。该变异株减数分裂得到的配子为“n”型和“n＋1”型
两种，其中“n＋1”型的花粉只有约50%的受精率，而卵子不受影响。该
变异株自交，假设四体（2n＋2）细胞无法存活，预期子一代中三体变异
株的比例约为（　　）
A. 3/5 B. 3/4 C. 2/3 D. 1/2
解析：由题意可知，该变异株产生的雌、雄配子的种类均为“n”“n＋
1”，又知“n＋1”型的花粉只有约50%的受精率，所以该变异株产生的
可育雄配子种类及比例为“n”∶“n＋1”=2∶1，产生的雌配子种类及比例为“n”∶“n＋1”=1∶1，可以通过棋盘法分析：
　　　　花粉 卵子　　　　 2/3“n” 1/3“n＋1”
1/2“n” 2n（1/3） 2n＋1（1/6）
1/2“n＋1” 2n＋1（1/3） 2n＋2（1/6）致死
所以子一代中三体变异株的比例约为3/5，A符合题意。
考向三　低温诱导植物细胞染色体数目的变化
3. 下列有关“低温诱导染色体数量加倍”实验的叙述，错误的是（　　）
A． 低温处理的根尖需要先用卡诺氏液固定细胞的形态
B． 显微镜下可观察到部分细胞的染色体数量加倍
C． 低温处理导致染色体数量加倍的原理与秋水仙素不同
D． 若解离时间过短可能会导致细胞相互重叠而影响观察
解析：低温处理根尖后用卡诺氏液固定细胞形态，A正确；低温处理仅使
部分细胞的染色体数目加倍，显微镜下可观察到部分细胞染色体加倍的现
象，B正确；低温与秋水仙素的作用原理相同，均为抑制纺锤体的形成，
导致染色体无法分离，C错误；解离时间过短会导致细胞未充分分离，细
胞重叠影响观察，D正确。
考点二　染色体结构变异
（1）类型及实例
1. 染色体结构变异
特别提醒：染色体发生结构变异的主要原因是受各种因素影响，染色体的
断裂以及断裂后片段不正常的重新连接。
（2）结果和影响
①结果：使排列在染色体上的基因的 发生改变，从而
导致性状的变异。
②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
死亡。
数目或排列顺序
2. 染色体结构变异、基因突变和基因重组的比较
（1）染色体结构变异与基因突变的区别
（2）易位与互换的区别
非同体
同源染色
基因重组
源染色体
体的非姐妹染色单体
单体
（1）人类猫叫综合征是由染色体中增加某一片段引起的。（2015 新课标
Ⅱ卷） （　×　）
提示：猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病。
（2）基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察。（2015 海南
卷） （　×　）
提示：基因突变在光学显微镜下观察不到。
×
×
（3）杂合雌果蝇在形成配子时，同源染色体非姐妹染色单体间相应片段
发生对等交换，导致新配子类型出现，应属染色体易位。（2018 海南
卷） （　×　）
提示：同源染色体非姐妹染色单体间交换相应片段属于基因重组。
（4）染色体易位不改变基因数量，一般不会对个体性状产生影响。〔必
修2 P90“图57”〕 （　×　）
（5）两条染色体相互交换片段引起的变异都属于染色体结构变异。〔必
修2 P90正文〕 （　×　）
×
×
×
（2025 重庆江北一模）甲~丁表示细胞中不同的变异类型，甲中英文字母
表示染色体片段。下列叙述正确的是（　　）
考向　染色体结构的变异的原理和类型
A． 甲~丁的变异类型都会引起染色体上基因数量的变化
B． 甲~丁的变异类型都可能出现在根尖分生区细胞的分裂过程中
C． 若乙为精原细胞，则它一定不能产生正常的配子
D． 图中所示的变异类型中甲、乙、丁可用光学显微镜观察检验
解析：甲、丁的变异会引起染色体上基因数目或排列顺序发生改变，乙、
丙的变异不会导致染色体上基因数量的变化，A错误；根尖分生区细胞有
丝分裂活动旺盛，丙细胞的变异类型（互换）不可能发生在有丝分裂的过
程中，B错误；若乙为精原细胞，则其经减数分裂过程可能会产生正常的
配子，C错误；甲、乙、丁表示的均为染色体变异，能在光学显微镜下观
察到，而丙表示的基因重组无法在光学显微镜下观察到，D正确。
考点三　生物育种的原理和应用
1. 杂交育种（以培育显性纯合子植物品种为例）
自交
基因重组
优良性状
长
特别提醒：若培育隐性纯合品种则无需连续自交筛选，F2中出现相关表型
即为纯种，可推广应用。
2. 诱变育种
基因突变
突变频率
3. 单倍体育种与多倍体育种
项目 单倍体育种 多倍体育种
原理 染色体（数目）变异 染色体（数目）变异
方法 培养，
用 处理单倍体幼苗 用秋水仙素处理
形成多倍体
优点 明显缩短育种年限 对品种性状“增大”或“加
强”，提高营养物质含量
局限
性 技术含量高，不易操作 发育延迟，结实率低
花药（或花粉）离体
秋水仙素
萌发的种子
或幼苗
（1）诱变育种可通过改变基因的碱基序列达到育种目的。〔必修2
P83“相关信息”〕 （　√　）
（2）人工杂交选育优质金鱼的原理是基因重组。〔必修2 P84“与社会的
联系”〕 （　√　）
（3）相比于二倍体植株，多倍体植株常常茎秆粗壮，果实和种子的数量
比较多。〔必修2 P88正文〕 （　×　）
（4）单倍体育种中，通过花药（或花粉）离体培养所得的植株均为纯合
的二倍体。〔必修2 P89“与社会的联系”〕 （　×　）
（5）用二倍体西瓜给四倍体西瓜传粉，则四倍体植株所结的种子里面的
胚有3个染色体组。〔必修2 P91“拓展应用”2〕 （　√　）
√
√
×
×
√
考向一　生物育种原理和过程
1. 有色大米中含有天然色素、维生素、矿物质和抗氧化物质，一定程度上
能帮助人们降低患癌症和糖尿病的风险。但与白色水稻相比，有色水稻生
长周期长、产量低。科学家为了培育高产的有色水稻进行了如下相关实
验，下列相关叙述错误的是（　　）
A． 经处理后得到的植株1是二倍体，植株2为单倍体
B． 图示过程涉及的育种方法有杂交育种和单倍体育种
C． 图示过程可以说明有色水稻和白色水稻是同一物种
D． 秋水仙素通过影响着丝粒的分裂使细胞中染色体数目加倍
解析：经花药离体培养后得到单倍体幼苗，正常培养得到单倍体植株2，
秋水仙素处理使染色体数目加倍，得到二倍体植株1，A正确；图示过程涉
及的育种方法有杂交育种（获得植株3的过程）和单倍体育种（获得植株1
的过程），B正确；有色水稻和白色水稻杂交得到F1，F1自交能产生植株
3，说明两者为同一物种，C正确；秋水仙素不会影响着丝粒的分裂，而是
抑制纺锤体的形成，D错误。
考向二　考查生物育种方案的选择和设计
2. （2024 安徽高考10题）甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，但不
抗稻瘟病（rr），乙品种水稻抗稻瘟病（RR）。育种工作者欲将甲培育
成抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种，设计了下列育种方案，合
理的是（　　）
①将甲与乙杂交，再自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株　②将甲与乙杂
交，F1与甲回交，选F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代；
再将选取的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株　③将甲与
乙杂交，取F1的花药离体培养获得单倍体，再诱导染色体数目加倍为二倍
体，从中选取抗稻瘟病植株　④向甲转入抗稻瘟病基因，筛选转入成功的
抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株
A． ①② B． ①③
C． ②④ D． ③④
解析：甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，但不抗稻瘟病（rr），乙品种水稻抗稻瘟病（RR），两者杂交，子代为优良性状的杂合子，以及抗稻瘟病（Rr），若让其不断自交，每代均选取抗稻瘟病植株，则得到的子代为抗稻瘟病植株，但其他性状不一定是优良性状的纯合子，①错误；将甲与乙杂交，F1与甲回交，F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代，可得到其他许多优良性状的纯合品种水稻，但抗稻瘟病植株可能为纯合子或杂合子，再将选取的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株，可得到抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种，②正确；将甲与乙杂交，取F1的花药离体培养获得单倍体，再诱导染色体数目加倍为纯合二倍体，从中只选取抗稻瘟病植株，不能保证其他性状优良纯合，③错误；甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，向甲转入抗稻瘟病基因，则抗稻瘟病性状相当于杂合，筛选转入成功的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株，可获得所需新品种，④正确。综上所述，②④正确。第 29 讲　染色体变异
考点一　染色体数目变异
必备知识 夯基
1.染色体变异的概念和类型
（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）类型：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
（1）类型及实例
（2）染色体组分析（根据果蝇染色体组成图归纳）
①从染色体来源看，一个染色体组中不含同源染色体。
②从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。
③从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因，但不能重复。
特别提醒：染色体组与基因组：对于二倍体来说，染色体组是二倍体生物配子中的染色体。基因组：对于有性染色体的生物（二倍体），其基因组为常染色体/2＋两条不同的性染色体；对于无性染色体的生物，其基因组与染色体组相同。
3.单倍体、二倍体和多倍体
项目 单倍体 二倍体 多倍体
概念 体细胞中染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体 体细胞中含有两个染色体组的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
发育起点 配子 （通常是）受精卵 （通常是）受精卵
植株特点 ①植株弱小； ②高度不育 正常可育 ①茎秆粗壮； ②叶片、果实和种子较大； ③营养物质含量丰富
体细胞染色体组数 ≥1 2 ≥3
举例 蜜蜂的雄蜂 几乎全部的动物和过半数的高等植物 香蕉（三倍体）；马铃薯（四倍体）；八倍体小黑麦
特别提醒：①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，如马铃薯（四倍体）产生的单倍体。
②单倍体不同于单体。
③二倍体、多倍体不一定来自受精卵，如植物组织培养得到的二倍体、多倍体。
4.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，植物细胞的染色体数目发生变化。
（2）实验步骤
（3）实验现象：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。
（4）实验中的试剂及其作用
特别提醒：秋水仙素与低温诱导染色体数目的方法在原理上相似之处是都能诱导染色体数目加倍，都与抑制纺锤体的形成有关，着丝粒分裂后没有纺锤丝的牵引作用，因此不能将染色体拉向细胞的两极，导致细胞中的染色体数目加倍。
（5）实验成功关键点
（1）二倍体无子葡萄的果肉细胞含1个染色体组。（2023 辽宁卷）（×）
提示：果肉细胞是母本子房壁细胞经分裂和分化形成的，含两个染色体组。
（2）雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半。（2022 北京卷）（×）
提示：雄蜂精子中染色体数目与其体细胞中的染色体数目相等。
（3）单倍体个体都一定没有等位基因和同源染色体。〔必修2 P88正文〕（×）
提示：单倍体体细胞中也并非都只有一个染色体组，也并非都一定没有等位基因和同源染色体。如由多倍体的配子发育成的个体，若含偶数个染色体组，则形成的单倍体含有同源染色体和等位基因。
（4）卡诺氏液可使组织细胞互相分离开。〔必修2 P89正文〕（×）
提示：使用卡诺氏液的目的是固定细胞形态；解离液使组织细胞彼此分离开。
关键能力 提升
考向一　染色体组与染色体数目变异
1.（2025 重庆北培模拟）下列是对a~h所示的生物体细胞中各含有几个染色体组的叙述，正确的是（　　）
A．细胞中含有一个染色体组的是图d、g，对应个体一定是由雄配子发育而来的单倍体
B．细胞中含有二个染色体组的是图f、h，对应个体是二倍体
C．细胞中含有三个染色体组的是图a、b，对应个体不一定是三倍体
D．细胞中含有四个染色体组的是图c、f，对应个体是四倍体
解析：C　细胞中含有一个染色体组的是图d、g，对应个体可能是由雌配子或雄配子发育而来的，A错误。细胞中含有两个染色体组的是图c、h，对应个体可能是二倍体，B错误。细胞中含有三个染色体组的是图a、b，对应个体如果是由受精卵发育形成的，则为三倍体；如果是由配子直接发育形成的，则为单倍体，C正确。细胞中含有四个染色体组的是图e、f，对应个体不一定是四倍体，D错误。
考向二　考查个别染色体数目变异
2.（2025 黑吉辽蒙高考15题）某二倍体（2n）植物的三体（2n＋1）变异株可正常生长。该变异株减数分裂得到的配子为“n”型和“n＋1”型两种，其中“n＋1”型的花粉只有约50%的受精率，而卵子不受影响。该变异株自交，假设四体（2n＋2）细胞无法存活，预期子一代中三体变异株的比例约为（　　）
A.3/5　　　B.3/4　　C.2/3　　　D.1/2
解析：A　由题意可知，该变异株产生的雌、雄配子的种类均为“n”“n＋1”，又知“n＋1”型的花粉只有约50%的受精率，所以该变异株产生的可育雄配子种类及比例为“n”∶“n＋1”=2∶1，产生的雌配子种类及比例为“n”∶“n＋1”=1∶1，可以通过棋盘法分析：
　　　　花粉 卵子　　　　 2/3“n” 1/3“n＋1”
1/2“n” 2n（1/3） 2n＋1（1/6）
1/2“n＋1” 2n＋1（1/3） 2n＋2（1/6）致死
所以子一代中三体变异株的比例约为3/5，A符合题意。
考向三　低温诱导植物细胞染色体数目的变化
3.下列有关“低温诱导染色体数量加倍”实验的叙述，错误的是（　　）
A．低温处理的根尖需要先用卡诺氏液固定细胞的形态
B．显微镜下可观察到部分细胞的染色体数量加倍
C．低温处理导致染色体数量加倍的原理与秋水仙素不同
D．若解离时间过短可能会导致细胞相互重叠而影响观察
解析：C　低温处理根尖后用卡诺氏液固定细胞形态，A正确；低温处理仅使部分细胞的染色体数目加倍，显微镜下可观察到部分细胞染色体加倍的现象，B正确；低温与秋水仙素的作用原理相同，均为抑制纺锤体的形成，导致染色体无法分离，C错误；解离时间过短会导致细胞未充分分离，细胞重叠影响观察，D正确。
考点二　染色体结构变异
必备知识 夯基
1.染色体结构变异
（1）类型及实例
特别提醒：染色体发生结构变异的主要原因是受各种因素影响，染色体的断裂以及断裂后片段不正常的重新连接。
（2）结果和影响
①结果：使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
②影响：大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致死亡。
2.染色体结构变异、基因突变和基因重组的比较
（1）染色体结构变异与基因突变的区别
（2）易位与互换的区别
（1）人类猫叫综合征是由染色体中增加某一片段引起的。（2015 新课标Ⅱ卷）（×）
提示：猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病。
（2）基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察。（2015 海南卷）（×）
提示：基因突变在光学显微镜下观察不到。
（3）杂合雌果蝇在形成配子时，同源染色体非姐妹染色单体间相应片段发生对等交换，导致新配子类型出现，应属染色体易位。（2018 海南卷）（×）
提示：同源染色体非姐妹染色单体间交换相应片段属于基因重组。
（4）染色体易位不改变基因数量，一般不会对个体性状产生影响。〔必修2 P90“图57”〕（×）
（5）两条染色体相互交换片段引起的变异都属于染色体结构变异。〔必修2 P90正文〕（×）
关键能力 提升
考向　染色体结构的变异的原理和类型
（2025 重庆江北一模）甲~丁表示细胞中不同的变异类型，甲中英文字母表示染色体片段。下列叙述正确的是（　　）
A．甲~丁的变异类型都会引起染色体上基因数量的变化
B．甲~丁的变异类型都可能出现在根尖分生区细胞的分裂过程中
C．若乙为精原细胞，则它一定不能产生正常的配子
D．图中所示的变异类型中甲、乙、丁可用光学显微镜观察检验
解析：D　甲、丁的变异会引起染色体上基因数目或排列顺序发生改变，乙、丙的变异不会导致染色体上基因数量的变化，A错误；根尖分生区细胞有丝分裂活动旺盛，丙细胞的变异类型（互换）不可能发生在有丝分裂的过程中，B错误；若乙为精原细胞，则其经减数分裂过程可能会产生正常的配子，C错误；甲、乙、丁表示的均为染色体变异，能在光学显微镜下观察到，而丙表示的基因重组无法在光学显微镜下观察到，D正确。
考点三　生物育种的原理和应用
必备知识 夯基
1.杂交育种（以培育显性纯合子植物品种为例）
特别提醒：若培育隐性纯合品种则无需连续自交筛选，F2中出现相关表型即为纯种，可推广应用。
2.诱变育种
3.单倍体育种与多倍体育种
项目 单倍体育种 多倍体育种
原理 染色体（数目）变异 染色体（数目）变异
方法 花药（或花粉）离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗形成多倍体
优点 明显缩短育种年限 对品种性状“增大”或“加强”，提高营养物质含量
局限性 技术含量高，不易操作 发育延迟，结实率低
（1）诱变育种可通过改变基因的碱基序列达到育种目的。〔必修2 P83“相关信息”〕（√）
（2）人工杂交选育优质金鱼的原理是基因重组。〔必修2 P84“与社会的联系”〕（√）
（3）相比于二倍体植株，多倍体植株常常茎秆粗壮，果实和种子的数量比较多。〔必修2 P88正文〕（×）
（4）单倍体育种中，通过花药（或花粉）离体培养所得的植株均为纯合的二倍体。〔必修2 P89“与社会的联系”〕（×）
（5）用二倍体西瓜给四倍体西瓜传粉，则四倍体植株所结的种子里面的胚有3个染色体组。〔必修2 P91“拓展应用”2〕（√）
关键能力 提升
考向一　生物育种原理和过程
1.有色大米中含有天然色素、维生素、矿物质和抗氧化物质，一定程度上能帮助人们降低患癌症和糖尿病的风险。但与白色水稻相比，有色水稻生长周期长、产量低。科学家为了培育高产的有色水稻进行了如下相关实验，下列相关叙述错误的是（　　）
A．经处理后得到的植株1是二倍体，植株2为单倍体
B．图示过程涉及的育种方法有杂交育种和单倍体育种
C．图示过程可以说明有色水稻和白色水稻是同一物种
D．秋水仙素通过影响着丝粒的分裂使细胞中染色体数目加倍
解析：D　经花药离体培养后得到单倍体幼苗，正常培养得到单倍体植株2，秋水仙素处理使染色体数目加倍，得到二倍体植株1，A正确；图示过程涉及的育种方法有杂交育种（获得植株3的过程）和单倍体育种（获得植株1的过程），B正确；有色水稻和白色水稻杂交得到F1，F1自交能产生植株3，说明两者为同一物种，C正确；秋水仙素不会影响着丝粒的分裂，而是抑制纺锤体的形成，D错误。
考向二　考查生物育种方案的选择和设计
2.（2024 安徽高考10题）甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，但不抗稻瘟病（rr），乙品种水稻抗稻瘟病（RR）。育种工作者欲将甲培育成抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种，设计了下列育种方案，合理的是（　　）
①将甲与乙杂交，再自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株　②将甲与乙杂交，F1与甲回交，选F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代；再将选取的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株　③将甲与乙杂交，取F1的花药离体培养获得单倍体，再诱导染色体数目加倍为二倍体，从中选取抗稻瘟病植株　④向甲转入抗稻瘟病基因，筛选转入成功的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株
A．①②　　B．①③
C．②④　　D．③④
解析：C　甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，但不抗稻瘟病（rr），乙品种水稻抗稻瘟病（RR），两者杂交，子代为优良性状的杂合子，以及抗稻瘟病（Rr），若让其不断自交，每代均选取抗稻瘟病植株，则得到的子代为抗稻瘟病植株，但其他性状不一定是优良性状的纯合子，①错误；将甲与乙杂交，F1与甲回交，F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代，可得到其他许多优良性状的纯合品种水稻，但抗稻瘟病植株可能为纯合子或杂合子，再将选取的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株，可得到抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种，②正确；将甲与乙杂交，取F1的花药离体培养获得单倍体，再诱导染色体数目加倍为纯合二倍体，从中只选取抗稻瘟病植株，不能保证其他性状优良纯合，③错误；甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，向甲转入抗稻瘟病基因，则抗稻瘟病性状相当于杂合，筛选转入成功的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株，可获得所需新品种，④正确。综上所述，②④正确。第 29 讲　染色体变异
考点一　染色体数目变异
必备知识 夯基
1.染色体变异的概念和类型
（1）概念：生物体的　　　　　　　　　　内染色体数目或结构的变化。
（2）类型：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
（1）类型及实例
（2）染色体组分析（根据果蝇染色体组成图归纳）
①从染色体来源看，一个染色体组中不含　　　　　　。
②从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体　　　　　　。
③从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的　　　　　　，但不能重复。
特别提醒：染色体组与基因组：对于二倍体来说，染色体组是二倍体生物配子中的染色体。基因组：对于有性染色体的生物（二倍体），其基因组为常染色体/2＋两条不同的性染色体；对于无性染色体的生物，其基因组与染色体组相同。
3.单倍体、二倍体和多倍体
项目 单倍体 二倍体 多倍体
概念 体细胞中染色体数目与本物种　　　　染色体数目相同的个体 体细胞中含有两个染色体组的个体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
发育起点 （通常是）受精卵 （通常是）受精卵
植株特点 ①植株弱小； ②高度不育 正常可育 ①茎秆粗壮； ②叶片、果实和种子较大； ③营养物质含量丰富
体细胞染色体组数 ≥1 2 ≥3
举例 蜜蜂的雄蜂 几乎全部的动物和过半数的高等植物 香蕉（三倍体）；马铃薯（四倍体）；八倍体小黑麦
特别提醒：①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，如马铃薯（四倍体）产生的单倍体。
②单倍体不同于单体。
③二倍体、多倍体不一定来自受精卵，如植物组织培养得到的二倍体、多倍体。
4.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　　　　　　　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，植物细胞的染色体数目发生变化。
（2）实验步骤
（3）实验现象：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。
（4）实验中的试剂及其作用
特别提醒：秋水仙素与低温诱导染色体数目的方法在原理上相似之处是都能诱导染色体数目加倍，都与抑制纺锤体的形成有关，着丝粒分裂后没有纺锤丝的牵引作用，因此不能将染色体拉向细胞的两极，导致细胞中的染色体数目加倍。
（5）实验成功关键点
（1）二倍体无子葡萄的果肉细胞含1个染色体组。（2023 辽宁卷）（　　）
（2）雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半。（2022 北京卷）（　　）
（3）单倍体个体都一定没有等位基因和同源染色体。〔必修2 P88正文〕（　　）
（4）卡诺氏液可使组织细胞互相分离开。〔必修2 P89正文〕（　　）
关键能力 提升
考向一　染色体组与染色体数目变异
1.（2025 重庆北培模拟）下列是对a~h所示的生物体细胞中各含有几个染色体组的叙述，正确的是（　　）
A．细胞中含有一个染色体组的是图d、g，对应个体一定是由雄配子发育而来的单倍体
B．细胞中含有二个染色体组的是图f、h，对应个体是二倍体
C．细胞中含有三个染色体组的是图a、b，对应个体不一定是三倍体
D．细胞中含有四个染色体组的是图c、f，对应个体是四倍体
考向二　考查个别染色体数目变异
2.（2025 黑吉辽蒙高考15题）某二倍体（2n）植物的三体（2n＋1）变异株可正常生长。该变异株减数分裂得到的配子为“n”型和“n＋1”型两种，其中“n＋1”型的花粉只有约50%的受精率，而卵子不受影响。该变异株自交，假设四体（2n＋2）细胞无法存活，预期子一代中三体变异株的比例约为（　　）
A.3/5　　B.3/4　　C.2/3　　D.1/2
考向三　低温诱导植物细胞染色体数目的变化
3.下列有关“低温诱导染色体数量加倍”实验的叙述，错误的是（　　）
A．低温处理的根尖需要先用卡诺氏液固定细胞的形态
B．显微镜下可观察到部分细胞的染色体数量加倍
C．低温处理导致染色体数量加倍的原理与秋水仙素不同
D．若解离时间过短可能会导致细胞相互重叠而影响观察
考点二　染色体结构变异
必备知识 夯基
1.染色体结构变异
（1）类型及实例
特别提醒：染色体发生结构变异的主要原因是受各种因素影响，染色体的断裂以及断裂后片段不正常的重新连接。
（2）结果和影响
①结果：使排列在染色体上的基因的　　　　　　　　　　发生改变，从而导致性状的变异。
②影响：大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致死亡。
2.染色体结构变异、基因突变和基因重组的比较
（1）染色体结构变异与基因突变的区别
（2）易位与互换的区别
（1）人类猫叫综合征是由染色体中增加某一片段引起的。（2015 新课标Ⅱ卷）（　　）
（2）基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察。（2015 海南卷）（　　）
（3）杂合雌果蝇在形成配子时，同源染色体非姐妹染色单体间相应片段发生对等交换，导致新配子类型出现，应属染色体易位。（2018 海南卷）（　　）
（4）染色体易位不改变基因数量，一般不会对个体性状产生影响。〔必修2 P90“图57”〕（　　）
（5）两条染色体相互交换片段引起的变异都属于染色体结构变异。〔必修2 P90正文〕（　　）
关键能力 提升
考向　染色体结构的变异的原理和类型
（2025 重庆江北一模）甲~丁表示细胞中不同的变异类型，甲中英文字母表示染色体片段。下列叙述正确的是（　　）
A．甲~丁的变异类型都会引起染色体上基因数量的变化
B．甲~丁的变异类型都可能出现在根尖分生区细胞的分裂过程中
C．若乙为精原细胞，则它一定不能产生正常的配子
D．图中所示的变异类型中甲、乙、丁可用光学显微镜观察检验
考点三　生物育种的原理和应用
必备知识 夯基
1.杂交育种（以培育显性纯合子植物品种为例）
特别提醒：若培育隐性纯合品种则无需连续自交筛选，F2中出现相关表型即为纯种，可推广应用。
2.诱变育种
3.单倍体育种与多倍体育种
项目 单倍体育种 多倍体育种
原理
方法 　　　　　　　　培养，用　　　　　　处理单倍体幼苗 用秋水仙素处理　　　　　　　　　　　形成多倍体
优点 对品种性状“增大”或“加强”，提高营养物质含量
局限性 技术含量高，不易操作 发育延迟，结实率低
（1）诱变育种可通过改变基因的碱基序列达到育种目的。〔必修2 P83“相关信息”〕（　　）
（2）人工杂交选育优质金鱼的原理是基因重组。〔必修2 P84“与社会的联系”〕（　　）
（3）相比于二倍体植株，多倍体植株常常茎秆粗壮，果实和种子的数量比较多。〔必修2 P88正文〕（　　）
（4）单倍体育种中，通过花药（或花粉）离体培养所得的植株均为纯合的二倍体。〔必修2 P89“与社会的联系”〕（　　）
（5）用二倍体西瓜给四倍体西瓜传粉，则四倍体植株所结的种子里面的胚有3个染色体组。〔必修2 P91“拓展应用”2〕（　　）
关键能力 提升
考向一　生物育种原理和过程
1.有色大米中含有天然色素、维生素、矿物质和抗氧化物质，一定程度上能帮助人们降低患癌症和糖尿病的风险。但与白色水稻相比，有色水稻生长周期长、产量低。科学家为了培育高产的有色水稻进行了如下相关实验，下列相关叙述错误的是（　　）
A．经处理后得到的植株1是二倍体，植株2为单倍体
B．图示过程涉及的育种方法有杂交育种和单倍体育种
C．图示过程可以说明有色水稻和白色水稻是同一物种
D．秋水仙素通过影响着丝粒的分裂使细胞中染色体数目加倍
考向二　考查生物育种方案的选择和设计
2.（2024 安徽高考10题）甲是具有许多优良性状的纯合品种水稻，但不抗稻瘟病（rr），乙品种水稻抗稻瘟病（RR）。育种工作者欲将甲培育成抗稻瘟病并保留自身优良性状的纯合新品种，设计了下列育种方案，合理的是（　　）
①将甲与乙杂交，再自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株　②将甲与乙杂交，F1与甲回交，选F2中的抗稻瘟病植株与甲再次回交，依次重复多代；再将选取的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株　③将甲与乙杂交，取F1的花药离体培养获得单倍体，再诱导染色体数目加倍为二倍体，从中选取抗稻瘟病植株　④向甲转入抗稻瘟病基因，筛选转入成功的抗稻瘟病植株自交多代，每代均选取抗稻瘟病植株
A．①②　　B．①③　　C．②④　　D．③④

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