一輪復(fù)習(xí)人教版 染色體變異學(xué)案

第21講染色體變異

［素養(yǎng)目標(biāo)］

1.通過染色體變異會(huì)影響生物性狀的分析，建立結(jié)構(gòu)與功能觀；通過染色體變異基本原理

及其在生物學(xué)中意義的理解，建立進(jìn)化與適應(yīng)的觀點(diǎn)。（生命觀念）

2.通過比較與分類、歸納與演繹明確三種可遺傳變異的類型及其判定。（科學(xué)思維）

3.通過觀察實(shí)驗(yàn)低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析的能力。（科學(xué)探究）

考點(diǎn)1染色體變異

授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第268頁

督必備知識(shí)梳理

1.染色體數(shù)目的變異

（1）染色體數(shù)目變異的類型

①細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少。

②細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以一套完整的非同源染色體為基數(shù)成倍地增加或成套地減少。

（2）染色體組：在大多數(shù)生物的體細(xì)胞中，染色體都是兩兩成對(duì)的，也就是說含有兩套非同源

染色體，其中每套非同源染色體稱為一個(gè)染色體組。

（3）單倍體、二倍體和多倍體

項(xiàng)目單倍體二倍體多倍體

體細(xì)胞中含有本物種體細(xì)胞中含有三個(gè)或

體細(xì)胞中含有兩個(gè)染

概念配子染色體數(shù)目的個(gè)三個(gè)以上染色體組的

色體組的個(gè)體

體個(gè)體

發(fā)育起點(diǎn)配子受精卵（通常是）受精卵（通常是）

①莖稈粗壯；

②葉片、果實(shí)和種子

①植株弱??；

植株特點(diǎn)正?？捎^大：

②高度不育

③營養(yǎng)物質(zhì)含量都有

所增加

體細(xì)胞染色體組數(shù)212-3

三倍體和四倍體形成二|--------?含d染色體但的配子播A三僭體

時(shí)溜:.能兩個(gè)染色體91的期子嚼-呷體

過程布我分裂過程染色體只發(fā)制未分肉

形成原外界環(huán)境條件劇變

自然原因單性生殖正常的有性生殖

因（如低溫）

秋水仙素處理單倍體秋水仙素處理萌發(fā)的

人工誘導(dǎo)花藥離體培養(yǎng)

幼苗種子或幼苗

香蕉（三倍體）；馬鈴

幾乎全部的動(dòng)物和過

舉例蜜蜂的雄蜂薯（四倍體）；八倍體

半數(shù)的高等植物

小黑麥

2.染色體結(jié)構(gòu)變異

⑴類型

圖解變化名稱舉例

LfJ染色體b片段缺失缺失果蠅缺刻翅的形成

::1F(i：

IHhi染色體b片段增加重復(fù)果蠅棒狀眼的形成

染色體的某一片段（d、g）移接到另

易位果蠅花斑眼的形成

*一條非同源染色體上

同一條染色體上某一片段（a、b）位

倒位果蠅卷翅的形成

1HH置顛倒

（2）結(jié)果：染色體結(jié)構(gòu)的改變，會(huì)使排列在染色體上的基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變,導(dǎo)致性

狀的變異。

（3）對(duì)生物體的影響：大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物體是丕剋的，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死

亡。

二易錯(cuò)易混診斷

1.（必修2P87黑體）生物體的體細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化，稱為染色體變異。（X）

2.（必修2P88“相關(guān)信息”）被子植物中,約有33%的物種是多倍體。（J）

3.（必修2P88正文）多倍體莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，結(jié)實(shí)率高。（義）

4.（必修2P88正文）單倍體的體細(xì)胞中必定含有一個(gè)染色體組。（X）

5.（必修2P90正文）染色體結(jié)構(gòu)變異會(huì)使排列在染色體上的基因種類或排列順序發(fā)生改變。

(X)

23教材深挖拓展

1.必修2P87“問題探討”節(jié)選：為什么平時(shí)吃的香蕉是沒有種子的？

提示：因?yàn)橄憬对耘嗥贩N體細(xì)胞中的染色體數(shù)目是3N條，減數(shù)分裂時(shí)染色體發(fā)生聯(lián)會(huì)紊亂，

不能形成正常的配子，因此無法形成受精卵，進(jìn)而形成種子。

2.必修2P89正文：?jiǎn)伪扼w都是高度不育嗎？說明理由。

提示：?jiǎn)伪扼w并非都不育，二倍體的配子發(fā)育成的單倍體表現(xiàn)為高度不育：多倍體的配子如

含有偶數(shù)個(gè)染色體組，則發(fā)育成的單倍體含有同源染色體及等位基因，可育并能產(chǎn)生后代。

r關(guān)鍵能力提升

i.染色體組數(shù)目的判定［科學(xué)思維］

(1)根據(jù)染色體形態(tài)判定：細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個(gè)染色體組。

(2)根據(jù)基因型判定:在細(xì)胞或生物體的基因型中,控制同一性狀的基因(包括同一字母的大、

小寫)出現(xiàn)幾次，則含有幾個(gè)染色體組。

甲乙丙

2.染色體結(jié)構(gòu)變異類型的辨析［科學(xué)思維］

(1)染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的判斷

ABCDe

新基因

已知的染色體

△B-gABCCDeABC。e

重復(fù)場(chǎng)揍變Q

ADCBeABCDeF顯微鏡》不能觀察

倒位易位產(chǎn)生新基因，基

耦舞饕蠲膏巡露僦躲?譚蟻瞿瓢曾

(2)易位與互換的區(qū)別

項(xiàng)II染色體易位互換

圖解扇卜1&XX

位置發(fā)生于非同源染色體之間發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間

原理染色體結(jié)構(gòu)變異基因重組

觀察可在顯微鏡下觀察到在顯微鏡下觀察不到

口情境式探究

［探究意圖：以二倍體生物體細(xì)胞染色體模式圖為情境信息考查理解及問題解決能力］

下圖中甲是某二倍體生物體細(xì)胞染色體模式圖，乙、丙、丁是發(fā)生變異后的不同個(gè)體的體細(xì)

胞中的染色體組成模式圖，據(jù)圖回答：

(1)若果蠅的某細(xì)胞在減數(shù)分裂I后期X染色體和Y染色體沒有分離，最終形成的精子中含

有的是不是一個(gè)染色體組？為什么？

提示：不是，因?yàn)閄染色體和Y染色體是同源染色體，一個(gè)染色體組中的染色體都是非同

源染色體。

(2)上圖中乙所示個(gè)體減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子種類及比例如何？圖丙所示個(gè)體在減數(shù)分裂聯(lián)會(huì)

時(shí)，3條同源染色體中的任意2條配對(duì)聯(lián)會(huì)，另1條同源染色體不能配對(duì)，減數(shù)分裂I的后

期配對(duì)的同源染色體正常分離，而不能配對(duì)的1條染色體隨機(jī)移向細(xì)胞的任意一極，則其減

數(shù)分裂時(shí)可產(chǎn)生的配子種類和比例如何？

提示：b：B：ab：aB=1：1：1：1;aB：ab：AB：Ab：AaB：Aab:AAB：AAb=

1：1：2：2：2：2：1：1?

(3)若三體為XXY的雄性果蠅，三條性染色體任意兩條聯(lián)會(huì)概率相等，則XXY個(gè)體產(chǎn)生的

配子及比例為多少？

提示：X：Y：XY：XX=2：1：2：1?

18核心素養(yǎng)突破

突破點(diǎn)1以染色體組及生物體倍性為載體考查生命觀念

I.(2020?全國H卷)關(guān)于高等植物細(xì)胞中染色體組的敘述，錯(cuò)誤的是()

A.二倍體植物的配子只含有一個(gè)染色體組

B.每個(gè)染色體組中的染色體均為非同源染色體

C.每個(gè)染色體組中都含有常染色體和性染色體

D.每個(gè)染色體組中各染色體DNA的堿基序列不同

解析：二倍體植物的體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組，其配子中只含有一個(gè)染色體組,A項(xiàng)正確；

每個(gè)染色體組中的染色體的形態(tài)、大小等均不相同，都是非同源染色體，每條染色體DNA

的堿基序列均不同，B、D項(xiàng)正確；不含性染色體的生物，每個(gè)染色體組中都不含性染色體,

如豌豆、玉米等，C項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：C

2.下列圖示為細(xì)胞中所含染色體分布情況，有關(guān)敘述正確的是（）

A.圖a所示細(xì)胞含有2個(gè)染色體組，圖b所示細(xì)胞含有3個(gè)染色體組

B.如果圖b表示體細(xì)胞，則圖b代表的生物一定是三倍體

C.如果圖c代表由受精卵發(fā)育成的生物的體細(xì)胞，則該生物一定是二倍體

D.圖d代表的生物一定是由卵細(xì)胞發(fā)育而成的，是單倍體

解析：圖a為處于有絲分裂后期的細(xì)胞，含有4個(gè)染色體組；圖b所示細(xì)胞有同源染色體，

含有3個(gè)染色體組，A錯(cuò)誤；如果圖b生物是由配子發(fā)育而成的，則圖b代表的生物是單倍

體，如果圖b生物是由受精卵發(fā)育而成的，則圖b代表的生物是三倍體，B錯(cuò)誤；圖c所示

細(xì)胞中有同源染電體，含有2個(gè)染色體組，若是由受精卵發(fā)育而成的，則該細(xì)胞所代表的生

物一定是二倍體，C正確；圖d所示細(xì)胞中只含1個(gè)染色體組，一定是單倍體，可能是由雄

性配子或雌性配子發(fā)育而成的，D錯(cuò)誤。

答案：C

［技法提煉］

“二看法”判斷單倍體、二倍體和多倍體

突破點(diǎn)2染色體數(shù)目與結(jié)構(gòu)變異的判斷

3.（2022?山東棗莊月考）果蠅的眼睛是復(fù)眼，即一個(gè)大眼睛由很多小眼睛組成?？刂萍t（W）、

白（w）眼基因所在的X染色體片段易位到4號(hào)染色體某位置后，會(huì)使眼色基因不能表達(dá)。基

因型為X"'xw雌果蠅常常會(huì)表現(xiàn)出“花斑眼”，即部分小眼表現(xiàn)為紅眼，部分小眼表現(xiàn)為白

眼。下列說法正確的是（）

A.該花斑眼雌果蠅的后代中雄性只可能是白眼果蠅

B.眼色基因片段易位的數(shù)量對(duì)“花斑眼”的表現(xiàn)無影響

C.表現(xiàn)為白眼的小眼是因?yàn)榧?xì)胞W基因所在片段發(fā)生易位

D.未表現(xiàn)“花斑眼”的雌果蠅一定沒有發(fā)生眼色基因片段的易位

解析：花斑眼的雌果蠅仍然能產(chǎn)生XW和X"'的配子，所以后代雄果蠅仍有紅眼和白眼兩種

表型，A錯(cuò)誤；易位的數(shù)量越多，則白色小眼的數(shù)量越多，對(duì)“花斑眼”的表現(xiàn)越有影響，

B錯(cuò)誤；依據(jù)題干信息，雜合子雌果蠅表現(xiàn)為花斑眼的現(xiàn)象是因?yàn)橐孜粚?dǎo)致的眼色基因不能

表達(dá)所致，基因型為XW*"，雌果蠅表型本應(yīng)該全部小眼都是紅眼，由于部分小眼的細(xì)胞W

基因所在的X染色體片段發(fā)生了易位，該紅眼基因不能表達(dá)，w基因表達(dá)出現(xiàn)白眼，C正

硫；純合雌果蠅有兩種基因型，XWXW.XWX”'即使發(fā)生了易位，但是表達(dá)情況沒有發(fā)生變

化，D錯(cuò)誤。

答案：C

4.果蠅的性別決定是XY型，性染色體數(shù)目異常會(huì)影響果蠅的性別特征甚至使果蠅死亡，

如性染色體組成X0的個(gè)體為雄性，XXX、0Y的個(gè)體胚胎致死。果蠅紅眼和白眼分別由基

因R和r控制。某同學(xué)發(fā)現(xiàn)一只異常果蠅，該果蠅左半側(cè)表現(xiàn)為白眼雄性，右半側(cè)表現(xiàn)為紅

眼雌性。若產(chǎn)生該果蠅的受精卵染色體組成正常，且第一次分裂形成的兩個(gè)細(xì)胞核中只有一

個(gè)細(xì)胞核發(fā)生變異，則該受精卵的基因型及變異細(xì)胞核產(chǎn)生的原因可能是（）

A.XRXr；含基因R的X染色體丟失

B.XrXr；含基因r的X染色體丟失

C.XRXr：含基因r的X染色體結(jié)構(gòu)變異

D.XRX/含基因R的X染色體結(jié)構(gòu)變異

解析：若受精卵為XRXr,第一次分裂形成的兩個(gè)細(xì)胞核中只有一個(gè)細(xì)胞核發(fā)生變異，若含

基因R的X染色體丟失，則形成的子細(xì)胞基因型為XRX「和X「0,表現(xiàn)為紅眼雌性和白眼雄

性，A正確；若受精卵為X「Xr,有一個(gè)細(xì)胞核發(fā)生變異，含基因r的X染色體丟失，則子細(xì)

胞基因型為和XU,表現(xiàn)為白眼雌性和白眼雄性，B錯(cuò)誤；若受精卵為XRX「，含基因

r的X染色體結(jié)構(gòu)變異（缺失、重復(fù)、倒位、易位），不會(huì)產(chǎn)生白眼雄性性狀（X「Y、Xr0）,C錯(cuò)

誤；若受精卵為XRXR,含基因R的X染色體結(jié)構(gòu)變異，不會(huì)產(chǎn)生白眼雄性性狀（X'Y'Xr。），

D錯(cuò)誤。

答案：A

叁鹵2生物變異在育種上的應(yīng)用

授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第271頁

■8必備知識(shí)梳理

1.單倍體育種

⑴原理：染色體（數(shù)目）變異。

（2）過程

尸布離體單倍體人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，

培養(yǎng)'I幼苗I用秋水仙翥處理I并得到純合子

⑶優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限。

(4)缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜。

2.多倍體育種

(1)方法：用秋水仙素或低溫處理。

(2)處理材料：萌發(fā)的種子或幼苗。

(3)原理：染色體(數(shù)目)變異。

(4)實(shí)例：三倍體無子西瓜的培育

二倍體建空Q)獲得,三倍體一三倍體西瓜獲得無子

西瓜幼苗仙素體種子植株(9)西瓜

二倍體西瓜II

植株(d)傳粉

_［第一次傳粉：雜交獲得三倍體種子

①兩次傳粉《

1第二次傳粉：刺激子房發(fā)育成果實(shí)

②用秋水仙素處理幼苗后，分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、花染色體數(shù)目加倍,而未經(jīng)處理部

分(如根部細(xì)胞)的染色體數(shù)目丕變。

③三倍體西瓜無子的原因：三倍體西瓜植株在減數(shù)分裂過程中，由于染色體聯(lián)會(huì)紊亂,不能

產(chǎn)生正常配子。

3.雜交育種

(1)原理：基因重組。

(2)過程

①培育雜合子品種

選取符合要求的純種雙親雜交(聿X6)-B(即為所需品種)。

②培育隱性純合子品種

選取符合要求的雙親雜交(宇義6)fB--Fz-選出表型符合要求的個(gè)體種植并推廣。

③培育顯性純合子品種

a.植物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得自交一獲得鑒別、選擇需要

的類型，連續(xù)自交至不發(fā)生性狀分離為止。

b.動(dòng)物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得Fi-B雌雄個(gè)體交配一獲得F2f鑒別、

選擇需要的類型與隱性類型測(cè)交，選擇后代不發(fā)生性狀分離的F2個(gè)體。

(3)優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便，可以把多個(gè)品種的優(yōu)良性狀集中在一起。

(4)缺點(diǎn)：獲得新品種的周期運(yùn)。

4.誘變育種

（1）原理：基因突變。

（2）過程

物理因素

射線、紫外線等處理

化學(xué)因素一萌發(fā)的種子或幼苗

亞硝酸鹽等

⑶優(yōu)點(diǎn)

①可以提高突變率,在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。

②大幅度地改良某些性狀。

（4）缺點(diǎn)：有利變異個(gè)體往往不多，需要處理大量材料。

口易錯(cuò)易混診斷

1.（必修2P81正文）誘變育種可通過改變基因的堿基序列達(dá)到育種目的。（J）

2.（必修2P83“相關(guān)信息”）利用物理等因素處理生物，可以提高突變率，創(chuàng)造人類需要的

生物新品種。（J）

3.（必修2P84"與社會(huì)的聯(lián)系”）人工雜交選育優(yōu)質(zhì)金魚的原理是基因重組。（J）

4.（必修2P13、P83正文）誘變育種和雜交育種均可形成新基因。（X）

5.（必修2P89"與社會(huì)的聯(lián)系”）單倍體育種中，通過花藥（或花粉）離體培養(yǎng)所得的植株均

為純合的二倍體。（X）

6.（必修2P91"拓展應(yīng)用2”）用二倍體西瓜給四倍體西瓜授粉，則四倍體植株所結(jié)的種子

里面的胚有3個(gè)染色體組。（J）

口教材深挖拓展

1.必修2P88“相關(guān)信息”改編：秋水仙素是一種怎樣的物質(zhì)？使用時(shí)應(yīng)注意什么？

提示：秋水仙素（C22H25（）6N）是從百合科植物秋水仙的種子和球莖中提取的一種植物堿。它是

白色或淡黃色的粉末或針狀結(jié)晶，有劇毒，使用時(shí)應(yīng)當(dāng)特別注意。

2.必修2P91"拓展應(yīng)用2”節(jié)選：為什么用一定濃度的秋水仙素溶液處理二倍體西瓜的芽

尖而不是處理其他部位？

提示：西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理有利于抑制細(xì)胞有絲分裂時(shí)

形成紡錘體，從而形成四倍體西瓜植株。

r關(guān)鍵能力提升

i.從育種目的、方法特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)材料確定育種方案［科學(xué)探究］

麒霜鰻㈱性HSS

~~基因工程而

讓原品系產(chǎn)生新性狀

育種讓原品系營養(yǎng)器丁

目的

“增大”“加強(qiáng)”

」多倍體育種I

要培育無子果實(shí)

多倍體育種|

最“簡(jiǎn)便”.-原友而］■I

2.明辨不同育種方法需注意的問題［生命觀念］

(1)雜交育種不一定需要連續(xù)自交。若選育顯性優(yōu)良純種，需要連續(xù)自交篩選，直至性狀不再

發(fā)生分離；若選育隱性優(yōu)良純種，則只要出現(xiàn)該性狀個(gè)體即可。

(2)設(shè)計(jì)育種方案時(shí)，應(yīng)該注意是“動(dòng)物育種”還是“植物育種”。

①植物育種時(shí)，一般用連續(xù)自交的方法獲得純合子，這是由于植物中雌雄同體的物種較多。

②動(dòng)物只能選相同性狀的個(gè)體相互交配，待性狀出現(xiàn)分離后進(jìn)行篩選，然后用測(cè)交法檢測(cè)出

純合子，這是由于動(dòng)物大多是雌雄異體，不能“自交”。

(3)不要看到“染色體數(shù)目加倍”就認(rèn)為是多倍體育種。若操作對(duì)象是單倍體植株，則屬于單

倍體育種；若操作對(duì)象為正常植株，則屬于多倍體育種。

(4)單倍體育種一般應(yīng)用于二倍體植物，因?yàn)槿魹樗谋扼w植物，通過單倍體育種獲得的個(gè)體不

一定是純合子。

(5)花藥離體培養(yǎng)只是單倍體育種中的一個(gè)程序，要想得到可育的品種，一般還需要用秋水仙

素處理單倍體使染色體加倍。

n情境式探究

［探究意圖：以培育無子貓猴桃新品種為情境信息考查問題解決能力］

如圖是利用野生狒猴桃種子(aa,2〃=58)為材料培育無子掰猴桃新品種(AAA)的過程，回答下

列問題：

(1)③和⑥應(yīng)如何操作？

提示：用一定濃度的秋水仙素溶液分別滴在Aa植株和AA植株幼苗的莖尖上。

(2)若④是自交，則產(chǎn)生AAAA的概率為多少？寫出求解思路。

提示：植株AAaa減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子種類及比例為AA：Aa：aa=l：4：1,所以AAaa自

交產(chǎn)生AAAA的概率=l/6xl/6=1/36?

（3）AA植株和AAAA植株是同一物種嗎？為什么？

提示：二倍體AA與四倍體AAAA雜交產(chǎn)生的AAA為不育的三倍體，因此AA植株和

AAAA植株是不同的物種。

IB核心素養(yǎng)突破

突破點(diǎn)1以育種為載體考查社會(huì)責(zé)任

1.（2021.廣東卷）白菜型油菜（2〃=20）的種子可以榨取食用油（菜籽油）。為了培育高產(chǎn)新品種，

科學(xué)家誘導(dǎo)該油菜未受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成完整植株Be。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A.Be成熟葉肉細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組

B.將Be作為育種材料，能縮短育種年限

C.秋水仙素處理Be幼苗可以培育出純合植株

D.自然狀態(tài)下Be因配子發(fā)育異常而高度不育

解析：白菜型油菜為二倍體植株，由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成的植株Be為單倍體，故Be體

細(xì)胞中有一個(gè)染色體組，A錯(cuò)誤；Be作為育種材料能明顯縮短育種年限，B正確；秋水仙

素可誘導(dǎo)細(xì)胞染色體加倍，故Be幼苗經(jīng)秋水仙素處理，可以獲得純合植株，C正確；因該

單倍體植株體細(xì)胞中無同源染色體，故其無法產(chǎn)生正常的配子，從而表現(xiàn)為高度不育，D正

確。

答案：A

2.（2022?山東濰坊模擬）金魚和錦鯉兩種觀賞魚類都源自我國，其觀賞價(jià)值體現(xiàn)在體形、體

色及斑紋的艷麗程度上，雌性魚類更具有性狀優(yōu)勢(shì)?？茖W(xué)家用人工誘導(dǎo)雌核發(fā)育技術(shù)來提高

魚的觀賞價(jià)值，人工誘導(dǎo)雌核發(fā)育的方法有第一次卵裂阻止法（方法一）和第二極體放出阻止

法（方法二）。如圖所示精子需要用紫外線或X光照射進(jìn)行滅活處理，使其失去遺傳能力（破

壞染色體），但保留受精能力。下列說法正確的是（）

A.精子失去遺傳能力是因?yàn)樽贤饩€或X光照射使其發(fā)生了基因突變

B.方法一通過低溫抑制有絲分裂后期紡錘體形成使染色體加倍

C.若方法二得到的是雜合子二倍體，一定是互換導(dǎo)致的

D.若方法一對(duì)卵子的低溫處理不完全，則可能形成單倍體

解析：結(jié)合題意可知，精子失去遺傳能力是因?yàn)樽贤饩€或X光照射使其滅活，而非發(fā)生了

基因突變，A錯(cuò)誤；方法一為卵裂阻止法，可以通過低溫抑制紡錘體的形成而實(shí)現(xiàn)，紡錘體

的形成時(shí)期是前期，B錯(cuò)誤；據(jù)圖可知，若減數(shù)分裂I時(shí)期同源染色體上的非姐妹染色單體

之間發(fā)生了互換，而導(dǎo)致同一染色體上的兩條姐妹染色單體中可能會(huì)含有等位基因；或在該

過程中發(fā)生了基因突變，則方法二低溫抑制極體排出，均可能會(huì)獲得雜合二倍體，C錯(cuò)誤;

若方法一對(duì)卯子的低溫處理不完全，不能抑制紡錘體的形成，則細(xì)胞能正常卵裂，導(dǎo)致染色

體數(shù)目減半，則可能形成單倍體，D正確。

答案：D

突破點(diǎn)2關(guān)注育種設(shè)計(jì)，強(qiáng)化社會(huì)責(zé)任

3.(2021?山東卷)番茄是雌雄同花植物，可自花受粉也可異花受粉。M、m基因位于2號(hào)染

色體上，基因型為mm的植株只產(chǎn)生可育雌配子，表現(xiàn)為小花、雄性不育。基因型為MM、

Mm的植株表現(xiàn)為大花、可育。R、1■基因位于5號(hào)染色體上，基因型為RR、Rr、rr的植株

表現(xiàn)型分別為正常成熟紅果、晚熟紅果、晚熟黃果。細(xì)菌中的H基因控制某種酶的合成，導(dǎo)

入H基因的轉(zhuǎn)基因番茄植株中，H基因只在雄配子中表達(dá)，噴施蔡乙酰胺(NAM)后含H基

因的雄配子死亡。不考慮基因突變和交叉互換。

(1)基因型為Mm的植株連續(xù)自交兩代，F(xiàn)2中雄性不育植株所占比例為。雄性不育

植株與野生型植株雜交所得可育晚熟紅果雜交種的基因型為，以該雜交種為親本連

續(xù)種植，若每代均隨機(jī)受粉，則F2中可育晚熟紅果植株所占比例為o

(2)已知H基因在每條染色體上最多插入1個(gè)且不影響其他基因。將H基因?qū)牖蛐蜑?/p>

Mm的細(xì)胞并獲得轉(zhuǎn)基因植株甲和乙，植株甲和乙分別與雄性不育植株雜交，在形成配子時(shí)

噴施NAM,B均表現(xiàn)為雄性不育。若植株甲和乙的體細(xì)胞中含1個(gè)或多個(gè)H基因，則以上

所得R的體細(xì)胞中含有個(gè)H基因。若植株甲的體細(xì)胞中僅含1個(gè)H基因，則H基

因插入了所在的染色體上。若植株乙的體細(xì)胞中含"個(gè)H基因，則H基因在染色體

上的分布必須滿足的條件是。植株

乙與雄性不育植株雜交，若不噴施NAM,則子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例

為o

(3)若植株甲的細(xì)胞中僅含1個(gè)H基因。在不噴施NAM的情況下，利用植株甲及非轉(zhuǎn)基因

植株通過一次雜交即可選育出與植株甲基因型相同的植株。請(qǐng)寫出選育方案。

解析：(1)基因型為Mm的植株自交一代,Fi的基因型種類及比例為1/4MM、l/2MmJ/4mm;

Fi中的mm雄性不育，不能進(jìn)行自交，F(xiàn)i中的MM(占1/3)、Mm(占2/3)可以進(jìn)行自交，1/3MM

自交后代為1/3MM,2/3Mm自交后代為1/6MM、l/3Mm、l/6mm,據(jù)此推知F2中雄性不

育植株所占的比例為1/6?；蛐蜑閙m的植株雄性不育，基因型為MM、Mm的植株可育，

基因型為Rr的植株表現(xiàn)為晚熟紅果，所以雄性不育植株(mm)與野生型植株雜交所得可育晚

熟紅果雜交種的基因型為MinRr。以該雜交種MmRr為親本連續(xù)種植，若每代均隨機(jī)受粉，

Fi的基因型種類及比例為1/16MMRR,2/16MMRr、2/16MmRR,4/16MmRr、l/16MMrr.

2/16Mmrr,l/16mmRR、2/16mmRr、l/16mmrr,Fi隨機(jī)受粉，F(xiàn)i產(chǎn)生的雌配子種類及比例

為1/4MR、l/4Mr、l/4mR、l/4mr,由于基因型為mm的植株雄性不育，F(xiàn)i產(chǎn)生的雄配子種

類及比例為1/3MR、l/3Mr、l/6mR、l/6mr,雌配子與雄配子隨機(jī)結(jié)合，可得出F2中可育

晚熟紅果植株(M_Rr)所占比例為5/12?(2)導(dǎo)入H基因的轉(zhuǎn)基因番茄植株中，H基因只在雄

配子中表達(dá)，噴施恭乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。將H基因?qū)牖蛐蜑镸m

的細(xì)胞并獲得轉(zhuǎn)基因植株甲和乙，植株甲(Mm)和乙(Mm)分別與雄性不育植株(mm)雜交，在

形成配子時(shí)噴施NAM,Fi均表現(xiàn)為雄性不育(mm),說明甲(Mm)和乙(Mm)產(chǎn)生的含M的雄

配子均因?yàn)楹琀基因而死亡，只有含m的雄配子因?yàn)椴缓琀基因而存活，而雄性不育植株

(mm)產(chǎn)生的卵細(xì)胞也不含H基因，所以所得Fi的體細(xì)胞中含有0個(gè)H基因。若植株甲(Mm)

的體細(xì)胞中僅含I個(gè)H基因，因?yàn)榧?Mm)產(chǎn)生的含M的雄配子死亡了，可以推知H基因

插入了M所在的染色體上，造成了含M的雄配子死亡。若植株乙的體細(xì)胞中含〃個(gè)H基

因，因?yàn)橐?Mm)產(chǎn)生的含M的雄配子死亡了，而含m的雄配子存活，可推知必須有1個(gè)H

基因位于M所在染色體上(使含M的雄配子死亡)，且2條同源染色體上不能同時(shí)存在H基

因(使含m的雄配子中每條染色體上均不含H基因)。植株乙(Mm)與雄性不育植株雜交，植

株乙(Mm)產(chǎn)生的不含H基因的雄配子的比例為1/2",雄性不育植株(mm)產(chǎn)生的雌配子為m,

若不噴施NAM,則子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例為1/2"。(3)植株甲的基因

型為Mm,若植株甲的細(xì)胞中僅含一個(gè)H基因，在不噴施NAM的情況下，利用植株甲及非

轉(zhuǎn)基因植株通過一次雜交即可選育出與植株甲基因型相同的植株，可以植株甲為父本(Mm),

雄性不育植株(mm)為母本進(jìn)行雜交，子代有兩種基因型Mm和mm,其中基因型為Mm的

植株表現(xiàn)為大花，基因型為mm的植株表現(xiàn)為小花，子代中大花植株即為所需植株。

答案：(1)1/6MmRr5/12(2)0M基因必須有1個(gè)H基因位于M所在染色體上，且

2條同源染色體上不能同時(shí)存在H基因1/2"(3)以雄性不育植株為母本、植株甲為父本進(jìn)

行雜交，子代中大花植株即為所需植株(或利用雄性不育株與植株甲雜交，子代中大花植株

即為所需植株)

考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)：低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化

授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第275頁

■S實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)梳理

1.實(shí)驗(yàn)原理

用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成,以致影響細(xì)胞有絲分裂中染色體被

拉向兩極，導(dǎo)致細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，于是，植物細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生變化。

2.實(shí)驗(yàn)步驟

(1)實(shí)驗(yàn)步驟

將蒜在冰箱冷藏室內(nèi)放置一周

f取出后，將蒜置于裝滿清水的

容器上方一蒜的底部接觸水面,

于室溫(約25七)進(jìn)行培養(yǎng)

待蒜長(zhǎng)出約1cm長(zhǎng)的不定根一

放入冰箱(4七)培養(yǎng)48-72h

一

實(shí)

驗(yàn)

步

驟

一

(2)現(xiàn)象：視野中既有正常的二倍體細(xì)胞，也有染魚住數(shù)且發(fā)生改變的細(xì)胞。

r實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ嵘?/p>

低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目變化的實(shí)驗(yàn)中的試劑及其作用

卜試劑；;使用方法，:作用：

VVV

一將根尖放入卡諾氏液中

卡諾氏液―固定細(xì)胞形態(tài)

浸泡0.5-1h

體積分?jǐn)?shù)為沖洗用卡諾氏液處理過一洗去卡諾氏液

95%的酒精一的根尖

質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_與體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精

~解離粗尖細(xì)胞

15%的鹽酸等體積混合，作為解離液

__浸泡解離后的根尖細(xì)胞

蒸儲(chǔ)水一漂洗根尖，去

約10min除解離液

質(zhì)量濃度為把漂洗干凈的根尖放進(jìn)盛

0.01g/mL的一有該染液的玻璃皿中染色一使染色體著色

甲紫溶液3~5min

與問題思考

i.秋水仙素與低溫都能誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，這兩種方法在原理上有什么相似之處？

提示：秋水仙素與低溫都能誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，可能都與抑制紡錘體的形成有關(guān)，著絲粒

分裂后沒有紡錘體的牽引作用，因而不能將染色體拉向細(xì)胞的兩極，導(dǎo)致細(xì)胞中的染色體數(shù)

目加倍。

2.觀察時(shí)是否所有細(xì)胞中染色體均已加倍？

提示：不是，只有少部分細(xì)胞實(shí)現(xiàn)染色體加倍，大部分細(xì)胞仍為二倍體分裂狀況。

■核心素養(yǎng)突破

突破點(diǎn)1教材基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

1.用洋蔥(2N=16)進(jìn)行低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目變化的實(shí)驗(yàn)，下列有關(guān)分析正確的是

)

A.零度以下低溫會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更明顯

B.在顯微鏡下可觀察到染色體數(shù)目加倍的過程

C.用卡諾氏液對(duì)根尖解離后需用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗2次

D.在高倍鏡下可觀察到染色體數(shù)為16、32、64的細(xì)胞

解析：低溫誘導(dǎo)時(shí)也要有合適的溫度，不是溫度越低越好，溫度太低會(huì)直接影響到生命活動(dòng)

的進(jìn)行，A錯(cuò)誤；在解離時(shí)細(xì)胞已經(jīng)死亡，所以看不到染色體數(shù)目加倍的過程，B錯(cuò)誤；卡

諾氏液用于固定細(xì)胞形態(tài)，不用于解離，C錯(cuò)誤；因?yàn)榧?xì)胞分裂是不同步的，所以在顯微鏡

下能觀察到染色體數(shù)為16、32、64的細(xì)胞，D正確。

答案：D

突破點(diǎn)2高考拓展實(shí)驗(yàn)

2.為探究秋水仙素誘發(fā)基因突變及染色體數(shù)目加倍的最佳濃度和作用時(shí)間，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)

驗(yàn)，下列有關(guān)敘述不正確的是（）

A.秋水仙素的濃度和作用時(shí)間屬于自變量

B.溫度屬于無關(guān)變量，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果

C.變異細(xì)胞類型都可以用光學(xué)顯微鏡觀察檢驗(yàn)

D.正式實(shí)驗(yàn)前需進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，以檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可行性

解析：由于探究秋水仙素誘發(fā)基因突變及染色體數(shù)目加倍的最佳濃度和作用時(shí)間，所以秋水

仙素的濃度和作用時(shí)間屬于自變量，A正確；由于秋水仙素的濃度和作用時(shí)間屬于自變量,

所以溫度等屬于無關(guān)變量，需要嚴(yán)格控制，否則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，B正確；變異細(xì)胞類型中

只有染色體數(shù)目變化可以用光學(xué)顯微鏡觀察檢驗(yàn)，而基因突變屬于分子水平，不能用光學(xué)顯

微鏡觀察檢驗(yàn)，C錯(cuò)誤；預(yù)實(shí)臉是在正式實(shí)驗(yàn)之前，用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或只用少量樣品進(jìn)行實(shí)臉,

以便摸出最佳的實(shí)驗(yàn)條件，為正式實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)，所以正式實(shí)驗(yàn)前需進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，以檢驗(yàn)實(shí)

驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可行性，D正確。

答案：C

［構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)］

「細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的

增加或減少

染色體數(shù)目

細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)F1以

的變異

一一套完整的非同源染

染1■色體為基數(shù)成倍地增

色

體加或成套地減少

變

缺失

異

重M

一染色體結(jié)構(gòu)_-

倒

的變異--位

易

位

低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化

［強(qiáng)化生命觀念］

1.染色體變異是指體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化。

2.染色體組是指在大多數(shù)生物的體細(xì)胞中，含有兩套非同源染色體，其中每套非同源染色

體稱為一個(gè)染色體組。

3.與正常植株相比，單倍體植株長(zhǎng)得弱小，而且高度不育。

4.用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，是目前人工誘導(dǎo)多倍體最常用且最有效的方法。

真題再現(xiàn)感悟考情

授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第276頁

1.（2021?廣東卷）人類（2"=46）14號(hào)與21號(hào)染色體二者的長(zhǎng)臂在著絲點(diǎn)（粒）處融合形成14/21

平衡易位染色體，該染色體攜帶者具有正常的表現(xiàn)型，但在產(chǎn)生生殖細(xì)胞的過程中，其細(xì)胞

中形成復(fù)雜的聯(lián)會(huì)復(fù)合物（如圖）。在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，若該聯(lián)會(huì)復(fù)合物的染色體遵循正常的

染色體行為規(guī)律（不考慮交叉互換），下列關(guān)于平衡易位染色體攜帶者的敘述，錯(cuò)誤的是（）

14/21平衡易位n21號(hào)

型體IIu染色體

[

14號(hào)染色體

平衡易位攜帶者的聯(lián)會(huì)復(fù)合物

A.觀察平衡易位染色體也可選擇有絲分裂中期細(xì)胞

B.男性攜帶者的初級(jí)精母細(xì)胞含有45條染色體

C.女性攜帶者的卵子最多含24種形態(tài)不同的染色體

D.女性攜帶者的卵子可能有6種類型（只考慮圖中的3種染色體）

解析：有絲分裂中期是便于觀察染色體的時(shí)期，而平衡易位染色體是染色體變異導(dǎo)致的，可

以在顯微鏡下觀察到，因此觀察平衡易位染色體可選擇有絲分裂中期細(xì)胞，A正確；正常男

性的初級(jí)精母細(xì)胞含有46條染色體，而男性攜帶者的初級(jí)精母細(xì)胞中一條14號(hào)和一條21

號(hào)染色體融合成一條染色體，所以只含有45條染色體，B正確；若只考慮題圖中的3種染

色體，由于該染色體攜帶者的聯(lián)會(huì)復(fù)合物遵循同源染色體分離、非同源染色體自由組合的規(guī)

律，因此產(chǎn)生的配子有只含21號(hào)染色體的、只含14號(hào)染色體的、只含14/21平衡易位染色

體的、含14號(hào)染色體和21號(hào)染色體的、含14號(hào)染色體和14/21平衡易位染色體的、含21

號(hào)染色體和14/21平衡易位染色體的，共6種，其中染色體數(shù)目最多為23條，最少為22條，

C錯(cuò)誤，D正確。

答案：C

2.（2020?山東卷）在細(xì)胞分裂過程中，末端缺失的染色體因失去端粒而不穩(wěn)定，其姐妹染色

單體可能會(huì)連接在一起，著絲點(diǎn)（粒）分裂后向兩極移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)“染色體橋”結(jié)構(gòu)，如圖所示。

若某細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂時(shí)，出現(xiàn)“染色體橋”并在兩著絲點(diǎn)（粒）間任一位置發(fā)生斷裂，形成

的兩條子染色體移到細(xì)胞兩極。不考慮其他變異，關(guān)于該細(xì)胞的說法錯(cuò)誤的是（）

A.可在分裂后期觀察到“染色體橋”結(jié)構(gòu)

B.其子細(xì)胞中染色體的數(shù)目不會(huì)發(fā)生改變

C.其子細(xì)胞中有的染色體上連接了非同源染色體片段

D.若該細(xì)胞基因型為Aa,可能會(huì)產(chǎn)生基因型為Aaa的子細(xì)胞

解析：“染色體橋”是著絲點(diǎn)（粒）分裂后向兩極移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的，可在該細(xì)胞有絲分裂后期看

到，A項(xiàng)正確；“染色體橋”會(huì)在兩著絲點(diǎn)（粒）間任一位置發(fā)生斷裂，形成兩條子染色體，

并移向細(xì)胞兩極，不影響子細(xì)胞中染色體的數(shù)目，B項(xiàng)正確：由于“染色體橋”會(huì)在兩著絲

點(diǎn)（粒）間任一位置發(fā)生斷裂，很可能會(huì)導(dǎo)致形成的兩條染色體不對(duì)等，有的可能出現(xiàn)染色體

片段的增加，有的可能出現(xiàn)減少，但增加的染色體片段來自其姐妹染色單體，而不是非同源

染色體，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。

答案：C

3.（2020?全國HI卷）普通小麥?zhǔn)悄壳笆澜绺鞯卦耘嗟闹匾Z食作物。普通小麥的形成包括不

同物種雜交和染色體加倍過程,如圖所示（其中A、B、D分別代表不同物種的一個(gè)染色體組，

每個(gè)染色體組均含7條染色體）。在此基礎(chǔ)上，人們又通過雜交育種培育出許多優(yōu)良品種。

回答下列問題：

一粒小麥x斯氏麥草

（AA）（（BB）

雜種一

I

擬二粒小麥x滔氏麥卓

（AABB）（DD）

雜種二

I

普通小麥

（AABBDD）

（1）在普通小麥的形成過程中，雜種一是高度不育的，原因是

。已知普通小麥?zhǔn)请s種二染色體加倍形成的多倍體,

普通小麥體細(xì)胞中有條染色體。一般來說，與二倍體相比，多倍體的優(yōu)點(diǎn)是

________________（答出2點(diǎn)即可）。

（2）若要用人工方法使植物細(xì)胞染色體加倍，可采用的方法有（答出1點(diǎn)即可）。

（3）現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)普通小麥品種（純合體）。甲的表現(xiàn)型是抗病易倒伏，乙的表現(xiàn)型是易感病

抗倒伏。若要以甲、乙為實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種，請(qǐng)簡(jiǎn)要寫

出實(shí)驗(yàn)思路。

解析：（1）雜種一中的兩個(gè)染色體組分別來自一粒小麥和斯氏麥草兩個(gè)不同物種，無同源染色

體，不能通過減數(shù)分裂產(chǎn)生正常的配子，因此雜種一是高度不育的。雜種二中含3個(gè)染色體

組，經(jīng)其染色體加倍形成的普通小麥中含有6個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組均含7條染色體，

故普通小麥體細(xì)胞中共含有42條染色體。與二倍體植株相比，多倍體植株的優(yōu)點(diǎn)是莖桿粗

壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。（2）人工誘導(dǎo)

染色體加倍的方法有很多，如低溫處理、用秋水仙素處理等。目前最常用且最有效的方法是

用秋水仙素來處理萌發(fā)的種子或幼苗。（3）甲（抗病易倒伏）和乙（易感病抗倒伏）具有兩對(duì)相對(duì)

性狀，且都是純合體，可通過雜交育種或單倍體育種的方法將兩者的優(yōu)良性狀集中在一個(gè)個(gè)

體上。若采用雜交育種的方法，其實(shí)驗(yàn)思路是將甲、乙兩個(gè)品種雜交得Fi,Fi自交得F2,

選取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不發(fā)生性狀分離的植株。若采用單倍體育種的方法，

其實(shí)驗(yàn)思路是甲、乙雜交得Fi,將Fi的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗，再用秋水仙素

處理單倍體幼苗，最后經(jīng)篩選可獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種。

答案：（1）無同源染色體，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂42營養(yǎng)物質(zhì)含量高、莖稈粗壯（2）

秋水仙素處理（3）甲、乙兩個(gè)品種雜交，B自交，選取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代

不發(fā)生性狀分離的植株。

4.（2021.河北卷）我國科學(xué)家利用栽培稻（H