染色体变异与育种\n课前自主预习案高效课堂课堂总结历届真题\n课前自主预习案\n素能目标★考向导航\n基础梳理——系统化知识点一 染色体结构变异缺失重复倒位易位基因的数目或排列顺序\n知识点二 染色体数目变异非同源染色体形态和功能遗传和变异Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、XⅡ、Ⅲ、Ⅳ、Y配子受精卵受精卵2三个或多单倍体多倍体\n知识点三 低温诱导植物染色体数目的变化(实验)纺锤体卡诺氏液95%的酒精漂洗染色\n知识点四 杂交育种与诱变育种基因重组基因突变不定向\n基能过关——问题化一、判一判判断正误并找到课本原话1．染色体变异在光学显微镜下是无法直接观察到的。(P85—正文)()2．人类许多遗传病是由染色体结构改变引起的。例如，猫叫综合征是人的第5号染色体缺失引起的遗传病。(P85—正文)()3．细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传、变异，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。(P86—正文)()4．多倍体植株常常茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量都有所增加。(P87—正文)()××√√\n5．被子植物中，约有33%的物种是多倍体。(P87—相关信息)()6．秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取出来的一种植物碱。(P87—相关信息)()7．体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。(P87—正文)()8．体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫做单倍体。(P87—正文)()9．剪取诱导处理的根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h，以固定细胞的形态。(P88—实验)()10．秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极。(P87—正文)()√√×√√√\n11．传统的育种方法是选择育种，通过汰劣留良的方法来选择和积累优良基因。(P98—正文)()12．选择育种不仅周期长，而且可选择的范围是有限的。(P98—正文)()13．杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。(P99—正文)()14．我国科学家应用X射线和化学诱变剂进行人工诱变处理，从诱变后代中选出抗病性强的优良个体。(P100—小字)()15．常用的青霉素有青霉素钠盐和青霉素钾盐等。(P100—相关信息)()√√√√√\n16．基因工程就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。(P102—正文)()17．质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物的细胞中，是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子。(P103—正文)()18．通过基因工程的方法能够高效率地生产出各种高质量、低成本的药品，如青霉素。(P104—正文)()√√×\n二、连一连1．染色体结构的变异类型(连线)\n2．生物育种原理、方法、实例(连线)\n三、议一议【教材易漏拾遗】1．分析染色体的结构变异和数目变异(1)图甲①～④的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于哪类变异？能在光学显微镜下观察到的是哪几个？哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？提示：①染色体片段缺失；②染色体片段易位；③基因突变；④染色体片段倒位。①②④均为染色体变异，可在光学显微镜下观察到，③为基因突变，不能在光学显微镜下观察到。③(基因突变)只是产生了新基因，染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。\n(2)图乙、丙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于哪类变异？提示：图乙发生了非同源染色体间片段的交换，图丙发生的是同源染色体上的非姐妹染色单体间相应片段的交换；前者属于染色体结构变异中的“易位”，后者属于交叉互换型的基因重组。\n(3)上述的染色体结构变异中有的甚至导致生物体死亡，为何还称为可遗传的变异？提示：染色体结构变异可使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，即由遗传物质的变化引起的变异就称为可遗传的变异。\n2．图中甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种的过程，请分析：(1)图中哪种途径为单倍体育种？其为什么能明显缩短育种年限？提示：图中①③⑤过程表示单倍体育种。采用花药离体培养获得的单倍体植株，经人工诱导染色体加倍后，植株细胞内每对染色体上的基因都是纯合的，自交后代不会发生性状分离，因此缩短了育种年限。\n(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应如何处理？(3)④⑥的育种原理分别是什么？(4)图中最简便及最难以达到育种目标的育种途径分别是哪个过程？提示：图示⑤处需用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得纯合子；⑥处常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，以诱导其染色体加倍。提示：④的育种原理为基因突变，⑥的育种原理为染色体变异。提示：图中最简便的育种途径为①②过程所示的杂交育种，但育种周期较长；最难以达到育种目标的途径为④过程，因为基因突变具有低频性。\n高效课堂\n考点一 染色体变异(国考5年未考)任务驱动·探究突破任务1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重复新基因排列顺序不能\n(2)染色体易位与交叉互换的不同点染色体易位交叉互换图解染色体角度发生于____________之间发生于____________________________变异类型属于____________属于________显微镜下是否观察到________________________________非同源染色体同源染色体的非姐妹染色单体之间染色体结构变异基因重组可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到\n易错警示利用四个“关于”区分三种变异(1)关于“互换”：同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组；非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。(2)关于“缺失或增加”：DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加)，属于染色体结构变异；DNA分子上若干碱基对的缺失、增添，属于基因突变。(3)关于变异的水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。(4)关于变异的“质”和“量”：基因突变改变基因的质，不改变基因的量；基因重组不改变基因的质，一般不改变基因的量，转基因技术会改变基因的量；染色体变异不改变基因的质，会改变基因的量或基因的排列顺序。\n任务2单倍体、二倍体和多倍体的比较单倍体二倍体多倍体发育来源配子受精卵染色体组______个______个3个或3个以上形成原因自然成因单性生殖正常的有性生殖外界环境条件剧变人工诱导花药离体培养_____________处理单倍体幼苗秋水仙素处理萌发的种子或幼苗1或多2秋水仙素或低温\n单倍体二倍体多倍体形成过程特点植株弱小，一般高度不育正常可育果实、种子较大，营养物质含量较高，生长发育延迟，结实率低\n[规律方法]“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体\n任务3染色体组数目的判定(1)根据细胞分裂图像进行识别判断(适用于二倍体)减Ⅰ前期减Ⅰ后期减Ⅱ前期有丝分裂后期图像染色体数4条____条____条8条染色体组数____个2个____个____个生殖细胞中染色体数2条____条2条____条每个染色体组中的染色体数____条2条____条2条422142222\n(2)根据染色体的形态判断细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。如下图所示的细胞中所含的染色体组数分别是：a为______个，b为______个，c为______个。321\n(3)根据基因型判断：控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组——每个染色体组内不含等位基因或相同基因。如下图所示的细胞中，它们所含的染色体组数分别是：a为______个，b为______个，c为______个，d为______个。(4)根据染色体数与形态数的比值判断：染色体数与形态数比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态染色体有几条，即含几个染色体组。如玉米的体细胞中共有20条染色体，10种形态，则玉米含有______个染色体组。42312\n考向分类·对点落实考向一染色体变异及与其他变异的区分1.[经典高考]下图中甲、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．个体甲的变异对表现型无影响B．个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常C．个体甲自交的后代，性状分离比为3∶1D．个体乙染色体没有基因缺失，表现型无异常答案：B解析：个体甲的变异属于缺失，基因“e”所在片段缺失，影响表现型，A错误；个体乙发生的变异是倒位，减数分裂形成的四分体异常，B正确；含缺失染色体的配子一般是败育的，故其后代一般不会发生性状分离，C错误；个体乙染色体没有基因缺失，但发生倒位，导致表现型异常，D错误。\n高考VS教材高考溯源以上内容侧重考查人教必修2P85～88染色体结构和数目变异及其特点，全面把握染色体结构变异类型及其结果，理解染色体组及单倍体、多倍体内涵，确认染色体变异与基因种类、数目、排列顺序的关系是解题关键。\n[即时对练](人教必修2P86图5－8改编)右图为雄果蝇体细胞的染色体组成，下列有关叙述，不正确的是()A．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y构成一个染色体组B．雄果蝇为二倍体C．染色体组中染色体形态各不相同D．若Ⅱ染色体与Ⅲ染色体上的基因发生互换应属交叉互换型基因重组答案：D解析：Ⅱ、Ⅲ染色体属非同源染色体，其发生基因互换应属易位，而非基因重组。\n2．[经典高考]甲、乙为两种果蝇(2n)，下图为这两种果蝇的各一个染色体组，下列叙述正确的是()A．甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常B．甲发生染色体交叉互换形成了乙C．甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同D．图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料答案：D解析：甲、乙为两种果绳，杂交后产生的后代不育，故甲、乙杂交产生的F1减数分裂不正常，A错误；甲发生染色体的倒位形成了乙，B错误；甲、乙1号染色体上的基因排列顺序不同，C错误；图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料，D正确。\n3．[经典高考]关于基因突变和染色体结构变异的叙述，正确的是()A．基因突变都会导致染色体结构变异B．基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变C．基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变D．基因突变与染色体结构变异通常都能用光学显微镜观察答案：C解析：基因突变只是基因中个别碱基对的替换、增添、缺失，导致基因结构的改变，染色体结构不改变，A错误；基因突变中若发生碱基对的替换，可能因为密码子的简并性，不会改变氨基酸的种类，表现型也不会改变，B错误；基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变，C正确；基因突变是染色体的某个位点上基因的改变，这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的，而染色体结构变异是可以用显微镜直接观察到的，D错误。\n4．[经典模拟]某二倍体生物在细胞分裂过程中出现了图甲、乙、丙、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\n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，A错误；三体进行减数分裂能产生正常的配子，B错误；只有基因突变能产生新基因，图丙、丁所示的变异类型均不能产生新的基因，C错误；减数分裂过程中四种可遗传变异均可发生，D正确。\n5．[2022·江西九校联考]生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。下列有关叙述，正确的是()A．甲、乙两图所示变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组B．甲图所示为个别碱基对的增添或缺失，可导致染色体上基因数目改变C．乙图所示为四分体时期同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果D．甲、乙两图常出现在减数第一次分裂前期，染色体数目与DNA数目之比为1∶2答案：D\n解析：甲是染色体结构变异的重复或增添，乙是染色体结构变异的易位，都是结构变异，A错误；个别碱基对的增添或缺失属于基因突变，甲图中部分基因发生了增添或缺失，导致染色体上基因数目改变，B错误；四分体时期同源染色体非姐妹染色单位之间发生交叉互换属于基因重组，而乙图是易位现象，只能发生在非同源染色单体之间，C错误；染色体的出现及同源染色体的联会发生在减数第一次分裂前期，此时每条染色体上有两条姐妹染色单体，故染色体数目与DNA数目之比为1∶2，D正确。\n考向二染色体组及生物体倍性的判断6.[经典模拟]下列是对图1～8所示的细胞图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8B．细胞中含有两个染色体组的是图5、7C．细胞中含有三个染色体组的是图1、2D．细胞中含有四个染色体组的是图3、6答案：C解析：图1～8分别含有3、3、2、1、4、4、1、2个染色体组。\n7．[2022·河南省洛阳一中高三期中]下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，正确的是()A．单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体B．21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组C．人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因D.用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖的细胞中都含有4个染色体组答案：C解析：单倍体是体细胞中含本物种配子染色体数的个体，若是多倍体生物的单倍体，则可以含多个染色体组，存在同源染色体，A错误；21三体综合征患者的体细胞中有两个染色体组，21号染色体有三条，B错误；人的初级卵母细胞中的基因已经复制，如果发生基因突变或交叉互换，则在一个染色体组中可能存在等位基因，C正确；多倍体通常是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使其染色体加倍，但不一定都加倍，D错误。\n考向三变异类型的实验探究8.[高考改编]几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。(1)正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为________，在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是________条。(2)白眼雌果蝇(XrXrY)最多能产生Xr、XrXr、_________和___________________四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为____________。28XrYY(注：两空顺序可颠倒)XRXr、XRXrY\n解析：正常果蝇有4对同源染色体，其中一对为性染色体，另外三对为常染色体。(1)减数第一次分裂过程中细胞内的染色体数目与正常体细胞中相同，果蝇属于二倍体生物，细胞内有2个染色体组；经减数第一次分裂后，形成的子细胞中染色体数目减半，但由于在减数第二次分裂后期着丝点分裂，姐妹染色单体分离，导致染色体数目加倍，所以减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是8条。(2)白眼雌果蝇(XrXrY)的卵原细胞在进行减数分裂产生配子的过程中，由于性染色体有三条，联会时染色体随机结合，这样最多可形成Xr、XrXr、XrY、Y四种配子。若让该果蝇与红眼雄果蝇(XRY)交配，则子代中红眼雌果蝇的基因型见下表：♀子♂配子XrXrXrXrYYXRXRXr(红眼♀)XRXrXr(死亡)XRXrY(红眼♀)Y\n(3)用黑身白眼雌果蝇(aaXrXr)与灰身红眼雄果蝇(AAXRY)杂交，F1雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。F2中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为________，从F2灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为________。(4)用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇(记为“M”)。M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。实验步骤：_________________________________________________。结果预测：Ⅰ.若____________________，则是环境改变；Ⅱ.若___________________，则是基因突变；Ⅲ.若____________，则是减数分裂时X染色体不分离。3∶11/18M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型子代出现红眼(雌)果蝇子代表现型全部为白眼无子代产生\n解析：(3)根据题中提供的信息，aaXrXr×AAXRY→F1，F1中雌果蝇的基因型是AaXRXr，雄果蝇的基因型为AaXrY，F2中灰身红眼∶黑身白眼＝(3/4×1/2)：(1/4×1/2)＝3∶1。F2中灰身红眼雌果蝇的基因型为：2/3AaXRXr、1/3AAXRXr，灰身白眼雄果蝇的基因型为：2/3AaXrY、1/3AAXrY，它们随机交配后，子代中出现黑身白眼(aaXr_)的概率为2/3×2/3×1/4×1/2＝1/18。(4)根据题中的信息，可让M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，若为环境改变引起的，则不会改变M果蝇的正常遗传，即Ⅰ.若子代出现红眼(雌)果蝇，则是环境改变引起的。Ⅱ.若M果蝇是因基因突变引起，则后代会全部表现为白眼。Ⅲ.若是因减数分裂时X染色体不分离引起的，该雄果蝇的基因型为XrO，表现为不育，则无子代产生。\n考点二 生物变异在育种上的应用(国考5年未考)任务驱动·探究突破任务1几种常见遗传育种方式的不同点方法原理常用方法优点缺点代表实例杂交育种____________操作____，目标性____育种年限____矮秆抗病小麦诱变育种________________、激光诱变等提高______，加速育种进程有利变异____，需____处理实验材料高产青霉菌株多倍体育种染色体变异秋水仙素处理萌发的________操作____，且能在____的时间内获得所需品种所得品种发育迟缓，结实率低；在动物中无法开展无子西瓜、八倍体小黑麦基因重组杂交简单强长基因突变辐射诱变突变率少大量种子或幼苗简单较短\n方法原理常用方法优点缺点代表实例单倍体育种________花药离体培养后，再用________处理幼苗明显缩短________技术复杂，需要与杂交育种配合“京花1号”小麦基因工程育种________将一种生物特定的基因转移到另一种生物细胞中能____改造生物的遗传性状有可能引发生态危机转基因抗虫棉染色体变异秋水仙素育种年限基因重组定向\n易错提醒有关单倍体育种和多倍体育种的三个易错点(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)用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍，若操作对象是单倍体植株，属于单倍体育种；若操作对象为正常植株，叫多倍体育种，不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。(3)单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，使染色体数目加倍。单倍体育种在幼苗期处理，多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。\n任务2针对不同育种目标如何选择育种方案单倍体杂交单倍体基因工程诱变多倍体多倍体\n[名师提醒](1)杂交育种选育的时间是从F2代开始的，其原因是从F2开始发生性状分离；选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性。(2)诱变育种可大幅度改良生物性状，能提高突变率，这是优点；但突变的不定向性决定了在突变的个体中有害远多于有利，因而需要大量处理材料，工作量大，能否产生有价值的变异类型，不以人的意志为转移。(3)准确解答遗传育种题目应注意以下几点①对涉及遗传图解的题目要书写规范。②对以图形为信息载体的题目，要对几种育种方法进行辨析并进行比较，牢记各种育种方法的原理及优缺点等内容。③根据育种要求选择合适的育种方案，需要学生明确各种育种方法的优点，从而达到育种目标。\n考向分类·对点落实考向一单倍体育种与多倍体育种的应用1.下图为利用玉米(基因型为BbTt)进行实验的流程示意图。下列分析正确的是()A．T与B、b的自由组合发生在①过程B．植株B为纯合子的概率为1/4C．①③过程为单倍体育种D．⑤过程可发生基因突变、染色体变异答案：D\n解析：自由组合发生在减数分裂过程中，即非同源染色体上的非等位基因的自由组合，而据植株D只有3种基因型可判断，这两对等位基因位于同一对同源染色体上，不可能发生T与B、b的自由组合，A错误；植株B是通过单倍体育种获得的，都是纯合子，因此概率为1，B错误；①③过程获得的是单倍体幼苗，而单倍体育种过程还包括利用秋水仙素处理获得植株B的过程，C错误；将幼苗培育成植株C的过程中只存在有丝分裂，可能发生基因突变，还可能发生染色体数目或者结构的改变，即染色体变异，D正确。\n2．[2022·包头九中模拟]下图是利用野生猕猴桃种子(aa，2n＝58)为材料培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程，下列叙述错误的是()A．③和⑥都可用秋水仙素处理来实现B．若④是自交，则产生AAAA的概率为1/16C．AA植株和AAAA植株是不同的物种D．若⑤是杂交，产生的AAA植株的体细胞中染色体数目为87答案：B\n解析：③和⑥都可用秋水仙素处理来实现染色体数目加倍，A正确；植株AAaa减数分裂产生的配子种类及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，所以AAaa自交产生AAAA的概率＝1/6×1/6＝1/36，B错误；二倍体AA与四倍体AAAA杂交产生的AAA为不育的三倍体，因此AA植株和AAAA植株是不同的物种，C正确；该生物一个染色体组含有染色体58÷2＝29(条)，所以三倍体植株体细胞中染色体为29×3＝87(条)，D正确。\n考向二分析诱变育种和杂交育种的应用3.[经典模拟]经X射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花的植株，下列叙述错误的是()A．白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存B．X射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异C.通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变D.观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异答案：A解析：白花植株的出现是由于X射线照射引起的基因突变，不一定有利于生存，A错误；X射线可引起基因突变和染色体变异，B正确；经杂交实验，通过观察其后代的表现型及比例，可以确定是显性突变还是隐性突变，C正确；白花植株自交后代若有白花后代，可确定为可遗传变异，否则为不可遗传变异，D正确。\n考向三生物育种的综合考查4.[经典高考]小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种，请分别设计小麦品种间杂交育种程序以及马铃薯品种间杂交育种程序，要求用遗传图解表示并加以简要说明(写出包括亲本在内的三代即可)。\n答案：小麦第一代AABB×aabb亲本杂交↓第二代F1AaBb种植F1代自交↓⊗第三代F2A_B_A_bbaaB_aabb种植F2代，选矮秆、抗病(aaB_)，继续自交，期望下代获得纯合子(注：①A_B_、A_bb、aaB_、aabb表示F2出现的9种基因型和4种表现型；②写出F2的9种基因型和4种表现型即可)马铃薯第一代yyRr×Yyrr亲本杂交↓第二代YyRryyRrYyrryyrr种植，选黄肉、抗病(YyRr)第三代YyRr用块茎繁殖\n解析：小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种，可采用杂交育种的方法；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种，可先采用杂交育种的方法获得黄肉、抗病品种，再用块茎进行无性繁殖。遗传图解见答案。\n高考必考教材实验⑩——低温诱导植物染色体数目的变化(国考5年未考)任务驱动·探究突破任务1完善实验原理、步骤和现象抑制纺锤体不能洋葱底部冰箱(4℃)卡诺氏液95%的酒精漂洗染色制片低高正常的二倍体染色体数目发生改变\n任务2实验注意的问题(1)选材的时候必须选用能够进行分裂的分生组织的原因是：不分裂的细胞染色体不复制，不会出现______________的情况。(2)比较下面试剂的使用方法和作用(3)实验过程中，低温诱导时，应设_______、_________、_______三种，以作对照，否则实验设计不严密。项目成分及比例使用注意作用卡诺氏液无水酒精与冰醋酸，按体积比3∶1混合现配现用________的形态染色液改良苯酚品红染液___________解离液质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1混合现配现用________________染色体数目加倍固定细胞使染色体着色使细胞相互分离开来常温低温4℃0℃\n易错警示与低温诱导植物染色体数目变化实验有关的3个注意问题(1)显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。(2)选材应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体数目加倍的情况。(3)对低温诱导植物染色体数目变化的实验原理理解的关键信息：低温处理分生组织细胞、抑制纺锤体形成、染色体不能被拉向两极、不能形成两个子细胞。错误理解：将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝点不分裂”，将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。\n考向分类·对点落实考向一实验原理的考查1.[经典高考]下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是()A．原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极B．解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离C.染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色D．观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变答案：C解析：低温诱导染色体加倍的原理：低温抑制纺锤体的形成，使子染色体不能分别移向两极；卡诺氏液用于染色体的固定，解离液为盐酸酒精混合液；改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以用于染色体的染色；低温诱导染色体加倍的时期是前期，显微镜下观察到的大多数细胞处于间期。\n考向二实验步骤及结果分析2.[2022·佛山一模]关于低温诱导洋葱根尖染色体数目变化的实验，下列叙述正确的是()A．观察时应先用低倍镜在视野中找到分生区细胞B.低温处理能抑制纺锤体的形成，但不影响细胞分裂C.实验中盐酸的作用是使DNA和蛋白质分离，便于着色D．显微镜视野中观察到的绝大多数细胞含有四个染色体组答案：A解析：低倍镜下观察视野宽，便于找到分生区，而高倍镜下更容易看清染色体，A正确；低温抑制洋葱根尖细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，使染色体数目加倍，从而影响细胞分裂，B错误；实验中盐酸的作用是使组织细胞相互分离开来，盐酸的存在不利于染色，因此解离后需漂洗，C错误；显微镜视野中只能观察到极少数细胞含有四个染色体组，D错误。\n3．[2022·天津检测]如图是某学生用二倍体植物(2N＝20)做低温诱导染色体加倍实验时，所拍摄的显微照片，下列说法正确的是()A．该学生通过构建物理模型来研究低温诱导染色体加倍的过程B．在图中N时期，一定有4个染色体组C．低温发挥作用的时期是图中M所示的时期D.从图中看不到由N→M时期的连续变化过程答案：D\n解析：图示为拍摄的显微照片，属于放大后的图像，故不属于物理模型，A错误；图中N时期为分裂中期图示，可能为诱导加倍前的细胞中期图(2个染色体组)，也可能为诱导加倍后的细胞中期图(4个染色体组)，故可能有2个或4个染色体组，B错误；低温抑制了纺锤体的形成，而纺锤体形成是在分裂前期，因此低温发挥作用的时期是分裂前期，而图中M所示的时期为分裂后期，C错误；低温诱导染色体加倍实验中，观察的细胞为死细胞，故从图中看不到由N→M时期的连续变化过程，D正确。\n考向三实验的综合考查4.[原创题]四倍体大蒜的产量比二倍体大蒜高许多，为探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，特设计如下实验。(1)实验主要材料：大蒜、培养皿、恒温箱、卡诺氏液、体积分数为95%的酒精、显微镜、改良苯酚品红染液等。(2)实验步骤①取五个培养皿，编号并分别加入纱布和适量的水。②将培养皿分别放入－4℃、0℃、________、________、________的恒温箱中1h。③取大蒜随机均分成_____组，分别______________诱导培养36小时。④分别取根尖________cm，放入________中固定0.5～1h，然后用___________________冲洗2次。⑤制作装片：解离→________→________→制片。4℃8℃12℃五放入五个培养皿中0.5～1卡诺氏液体积分数为95%的酒精漂洗染色\n⑥低倍镜检测，______________________________，并记录结果。(3)实验结果：染色体数目加倍率最高的一组为最佳低温。(4)实验分析a．设置实验步骤②的目的：______________________________________________________________________________________________。b．对染色体染色还可以用__________、___________等。c．除低温外，__________也可以诱导染色体数目加倍，原理是________________。统计每组视野中的染色体数目加倍率将培养皿放在不同温度下恒温处理，是为了进行相互对照；恒温处理1h是为了排除室温对实验结果的干扰龙胆紫溶液醋酸洋红液秋水仙素抑制纺锤体的形成\n解析：本实验目的是探究诱导大蒜染色体数目加倍的最佳低温，所以温度应设置为变量，不同温度处理是为了进行相互对照，恒温处理1h是为了在DNA复制时尽可能使细胞处于设定温度中，以排除其他温度的干扰。但低温并不可能使所有细胞染色体数目均加倍，所以要统计加倍率来确定最佳低温。\n课堂总结\n[网络建构提升]结构数目基因工程\n[长句应答必备]1．染色体变异的实质是基因数目或位置的改变。2．染色体组是指细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。3．体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫单倍体。与正常植株相比，二倍体植物的单倍体植株长得弱小，并且高度不育。4．由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。多倍体植株常常茎秆粗壮，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较高。5．诱变育种能产生前所未有的新基因，创造变异新类型。6．杂交育种能将两个或多个品种的优良性状集中到同一生物个体上。\n历届真题\n[翻阅教材品原味]1．[2020·全国卷Ⅱ，4]关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的是()A．二倍体植物的配子只含有一个染色体组B．每个染色体组中的染色体均为非同源染色体C．每个染色体组中都含有常染色体和性染色体D．每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同答案：C\n解析：二倍体植物体细胞内有2个染色体组，其配子是经减数分裂后形成的，同源染色体分离，染色体组数减半，A正确；染色体组是指细胞中的一组在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物生长、发育、遗传和变异的非同源染色体，B正确；高等植物中只有雌雄异体的植物细胞中才有性染色体，而雌雄同体的植物细胞中是没有性染色体的，故高等植物的染色体组中不一定有性染色体，C错误；一个染色体组内的染色体的形态、功能各不相同，所含基因也不相同，故每个染色体组中各染色体DNA的碱基排列顺序也是不相同的，D正确。\n[人教必修2]P86(高考VS教材)[人教必修2]P87(高考VS教材)\n2．[2020·全国卷Ⅲ，32]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，如图所示(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)。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。\n回答下列问题：(1)在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是__________________________________。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)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用的方法有____________(答出1点即可)。(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合体)，甲的表现型是抗病易倒伏，乙的表现型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，请简要写出实验思路。无同源染色体，不能进行正常的减数分裂42营养物质含量高、茎秆粗壮秋水仙素处理答案：甲、乙两个品种杂交，F1自交，选取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株。\n解析：(1)一粒小麦(AA)和斯氏麦草(BB)通过杂交得到了杂种一，杂种一含有A、B两个染色体组，而A、B两个染色体组来自不同的物种，所以杂种一不含同源染色体，在减数分裂形成生殖细胞时，染色体不能联会，减数分裂异常，不能产生可育的配子，所以杂种一高度不育。由图可知，普通小麦的染色体组组成为AABBDD，因为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，所以普通小麦体细胞中有42条染色体。与二倍体相比，多倍体的植株常常茎秆粗壮，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。(2)常常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使植物细胞内染色体数目加倍。(3)以甲、乙为实验材料获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，可以通过杂交育种的方法获得。据此可以写出实验思路：让甲、乙两个普通小麦品种进行杂交获得F1，F1再进行自交，从F2中选择抗病抗倒伏的小麦个体，让其自交，后代未出现性状分离的个体即为抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种。\n[人教必修2]P87(高考VS教材)\n[同类选做找共性]3．[2021·浙江1月]野生果蝇的复眼由正常眼变成棒眼和超棒眼，是由于某个染色体中发生了如下图所示变化，a、b、c表示该染色体中的不同片段。棒眼和超棒眼的变异类型属于染色体畸变中的()A．缺失B．重复C．易位D．倒位答案：B解析：分析图示可知，与正常眼相比，棒眼的该染色体上b片段重复了一个，超棒眼的该染色体上b片段重复了两个，因此棒眼和超棒眼的变异类型属于染色体结构变异中的重复，即染色体上增加了某个相同片段。因此B正确，ACD错误。\n4．[2021·广东卷]白菜型油菜(2n＝20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误的是()A．Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组B．将Bc作为育种材料，能缩短育种年限C．秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株D．自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育答案：A解析：白菜型油菜(2n＝20)属于二倍体，但由未受精的卵细胞即配子发育来的Bc植株为单倍体，因此Bc植株成熟的叶肉细胞仅含一个染色体组，A错误；用秋水仙素处理单倍体Bc植株的幼苗后所得植株均为纯合子，利用单倍体植株作为育种材料能明显缩短育种年限，B、C正确；自然状态下Bc植株无同源染色体，减数分裂异常不能产生配子，因而高度不育，D正确。\n5．[2020·山东卷，6]在细胞分裂过程中，末端缺失的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，着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该细胞的说法错误的是()A．可在分裂后期观察到“染色体桥”结构B．其子细胞中染色体的数目不会发生改变C．其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段D.若该细胞基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞答案：C\n解析：着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，因此可在分裂后期观察到“染色体桥”结构，A正确；进行有丝分裂时，“染色体桥”在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极，不会改变其子细胞中染色体的数目，B正确；姐妹染色单体连接在一起，着丝点分裂后出现“染色体桥”结构，因此其子细胞中染色体上不会连接非同源染色体片段，C错误；姐妹染色单体形成的“染色体桥”结构在分裂时，会在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的一条子染色体可能携带有两个相同基因，产生含有两个相同基因的子细胞，若该细胞的基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞，D正确。\n6．[2020·天津卷，7]一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，其基因与染色体的位置关系如图。导致该结果最可能的原因是()A．基因突变B．同源染色体非姐妹染色单体交叉互换C．染色体变异D．非同源染色体自由组合答案：B\n解析：一个基因型为DdTt的精原细胞经减数分裂产生了四个精细胞，正常情况下产生两种精细胞，基因型为DT、dt(或Dt、dT)，但结果产生了四种精细胞，最可能的原因是在减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体间发生了交叉互换，B正确。
