1、高考资源网（） 您身边的高考专家第三章生物的变异第一节染色体变异及其应用新课程标准学业质量目标3.3.5举例说明染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡 合格考试1.根据结构与功能观,说出染色体结构变异种类及其影响。(生命观念)2.通过归纳与概括理解染色体组的概念。(科学思维)等级考试1.通过分类与比较,明确单倍体育种与多倍体育种流程。(科学思维)2.设计、分析实验探究低温诱导染色体数目的加倍。(科学探究)一、染色体的结构变异1.原因:主要是由染色体断裂所形成的片段不正常地重新连接所致。2.类型(连线):3.结果:染色体上基因的数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异。4.选一
2、选:如图表示某生物细胞中两条染色体及其部分基因,下列四种情况的产生属于该细胞染色体结构变异的是。慢性粒细胞白血病是一种恶性疾病,患者骨髓内会出现大量恶性增殖的白细胞。该病是9号染色体和22号染色体互换片段所致。这种疾病属于染色体结构变异中的哪种类型?提示:属于易位。因为染色体片段互换发生在非同源染色体之间。二、染色体的数量变异1.染色体组:细胞中的一组非同源染色体,形态和功能各不相同,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。2.二倍体、多倍体和单倍体:二倍体多倍体单倍体发育起点受精卵受精卵配子体细胞染色体组数两个三个或三个以上与本物种配子中染色体组数相同常见生物大多数动物、植物香蕉
3、、马铃薯、普通小麦等雄蜂3.染色体数量的变异:4.判一判:基于对染色体数量的变异的理解,判断下列说法的正误。(1)一个染色体组中没有同源染色体,但却含有控制生物生长、发育的全部遗传信息。()(2)含有一个染色体组的细胞一定是配子。()提示:含一个染色体组的细胞可以是二倍体的次级性母细胞或一些单倍体的体细胞。(3)一个染色体组中一定没有等位基因。()提示:发生交叉互换之后的次级性母细胞处于减数第二次分裂前期和中期时,一个染色体组中可能出现等位基因。(4)染色体组中染色体数就是体细胞染色体数的一半。()提示:只有在二倍体个体中,染色体组中染色体数才是体细胞染色体数的一半。(5)单倍体都是生长弱小,
4、高度不育的。()提示:雄蜂是单倍体,发育正常,而且可育。(6)二倍体生物一定是由受精卵直接发育而来的。()提示:二倍体生物可以是单倍体利用秋水仙素加倍后的二倍体,也可以是二倍体体细胞经过植物组织培养获得的。(7)体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体。()提示: 体细胞中含有两个染色体组,若由配子发育而来的个体,则为单倍体。如何判断多倍体植物的育性?提示:具有偶数染色体组的多倍体植物,在减数分裂时,若染色体能够配对,一般是可育的;具有奇数染色体组的多倍体植物,在减数分裂时不能正常配对,是不可育的。三、染色体变异在育种上的应用1.染色体变异:是染色体结构和数量变异的统称,在植物育种中,常利用染色
5、体数量变异来育种。2.染色体数量变异的方法及原理:(1)方法:低温或适宜浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。(2)原理:低温或秋水仙素能抑制纺锤体的形成,导致染色体分开后无法移向细胞两极,进而细胞中染色体数量加倍。3.单倍体育种:(1)单倍体植株的特点:一般长得弱小,高度不育。(2)单倍体育种过程:(3)优点:所得个体均为纯合子,明显缩短育种年限。 (4)缺点:需要和杂交育种配合使用,技术复杂。4.多倍体育种: (1)多倍体植株特点:一般比二倍体植株的茎秆粗壮;叶片、果实和种子更大;糖类、蛋白质等营养物质的含量更高。 (2)多倍体获得方法:用一定浓度的秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗。 (3
6、)实例:三倍体无子西瓜培育过程。5.判一判:基于染色体变异在育种上的应用,判断下列说法的正误。(1)六倍体小麦通过花药离体培养培育成的个体称为三倍体。()提示:六倍体小麦通过花药离体培养得到的是单倍体。(2)花药离体培养后得到纯合子。()提示:花药离体培养得到单倍体,后经秋水仙素加倍才可能得到纯合子。(3)秋水仙素处理幼苗,成功使染色体数目加倍后,一定会得到纯合子。()提示:如果幼苗是杂合子Aa,染色体加倍后得到的AAaa仍旧是杂合子。(4)三倍体无子西瓜自身不能产生种子,所以人工无法获得三倍体的种子。()提示:三倍体无子西瓜自身不能产生种子,但是可以利用二倍体和四倍体杂交制备三倍体种子。在培
7、育三倍体无子西瓜时,必须选择具有显性性状的二倍体作父本,这样做的原因是什么?提示:培育三倍体无子西瓜时,用具有显性性状的二倍体作父本,隐性性状的四倍体作母本,这样产生的三倍体植株均表现出显性性状,而四倍体自交的后代均表现为隐性性状,可以快速鉴别出无子西瓜。四、低温诱导染色体数量加倍的实验1.实验探究:探究低温能否诱导植物细胞染色体数量的变化。2.实验原理:低温处理或化学因素刺激,有可能抑制纺锤体的形成,导致子细胞内染色体数量加倍。3.实验假设:低温能够诱导部分植物细胞染色体数量加倍。4.实验方法:(1)根尖的培养和诱导:将蚕豆或豌豆种子放入盛有适量清水的培养皿中,并覆盖23层潮湿的纱布;待幼根
8、长至1.01.5cm时,将其放入冰箱的低温室内(4 )诱导培养36小时。(2)取材和固定:剪取被诱导处理的根尖(长5 mm左右),采用卡诺氏固定液固定0.51小时,再用体积分数为95%的乙醇溶液冲洗23次。(3)制作根尖临时玻片标本。(4)观察:先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相,注意观察视野中有染色体数量发生改变的细胞,再换用高倍镜继续观察。5.实验结论:低温能够诱导植物细胞染色体数目加倍。知识点一 染色体的结构变异1.染色体结构变异的类型分析缺失重复倒位易位显微镜镜检结果特点同源染色体联会时,环状凸起位于正常染色体上同源染色体联会时,环状凸起位于异常染色体上两条染色体共同参与环状凸起的形
9、成四条染色体(两条易位,两条正常)间联会,形成“十字形”效应举例人类5号染色体部分缺失导致猫叫综合征果蝇棒状眼的形成果蝇卷翅的形成果蝇花斑眼的形成2.染色体易位和染色体交叉互换的比较易位交叉互换图解区别发生在有丝分裂或减数分裂过程中非同源染色体之间发生在减数第一次分裂过程中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特别提醒:染色体结构变异的两个认识误区(1)误认为染色体结构变异对生物体都是有害的,染色体结构变异有的是中性的,极少数是有利的。(2)误认为染色体结构变异属于分子层次的变异,染色体结构的变异是细胞中染色体的结构发生改变,属于细胞层
10、次。如图甲、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31D.个体乙染色体没有基因缺失,表型无异常【解题思维】解答本题需要突破以下两个关键点:【解析】选B。本题主要考查基因分离定律的应用与染色体变异的类型。个体甲的变异属于染色体结构变异中的缺失,会导致缺失片段上的基因丢失,进而影响表型,A项错误;个体乙发生的变异是染色体结构变异中的倒位,减数分裂形成的四分体异常,B项正确;含缺失染色体的配子一般是不育的,后代一般不会发生性状分离,C项错误;个体乙染色体没有基
11、因缺失,但发生倒位,表型异常,D项错误。【审答误区】误认为染色体结构变异对个体的育性没有影响,如本题个体甲如果看作基因型杂合的可育个体,且后代生活力相同,自交后代性状分离比才能出现31。1.经权威遗传机构确认济南发现的一例染色体异常核型即46,XY,t(6;8)为世界首例,该例异常核型属于染色体平衡易位携带者。染色体平衡易位是造成流产和畸形儿的重要因素,由于没有遗传物质丢失,患者表现及智力均与正常人一样。某女性患者的第1和5号染色体易位,染色体异常核型可表示为46,XX,t(1;5)。下列说法错误的是()A.经染色后,在光学显微镜下可观察到染色体易位B.46,XY,t(6;8)表示某男性患者第
12、6和8号染色体易位C.只有缺失和重复这两类染色体结构变异才能导致基因数量的改变D.染色体易位是可遗传的【解析】选C。染色体变异可在光学显微镜下观察到,但需要染色,A正确;根据题干信息可推出46,XY,t(6;8)表示某男性患者第6和8号染色体易位,B正确;导致基因数量的改变不只有染色体结构变异中的重复和缺失,还有染色体数量的变异,C错误;染色体易位导致遗传物质改变,是可遗传变异,D正确。2.下列变异中,属于染色体结构变异的是()A.染色体中DNA的一个碱基对改变B.人的第五号染色体部分缺失C.减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合D.同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换【解析】选B。染色体主
13、要由DNA和蛋白质组成,其中DNA中的一个碱基对改变为基因突变,A项错误;人的第五号染色体部分缺失引起猫叫综合征,属于染色体结构变异,B项正确;减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合,携带其上的非等位基因自由组合属于基因重组,C项错误;在减数第一次分裂的前期同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换属于基因重组,D项错误。【补偿训练】如图是蝗虫细胞中同源染色体(A1和A2)的配对情况。下列判断错误的是()A.若A1正常,则A2可能发生了染色体片段的缺失B.若A2正常,则A1可能发生了染色体片段的重复C.图中的变异可以通过光学显微镜观察到D.该变异不能通过有性生殖遗传给下一代【解析】选D。若A1正常
14、,则A2可能发生了染色体结构变异中的缺失,A正确;若A2正常,则A1可能发生了染色体结构变异中的重复,B正确;染色体可用甲紫溶液进行染色,所以染色体变异可通过光学显微镜观察,C正确;染色体结构变异属于可遗传的变异,能通过有性生殖遗传给下一代,D错误。知识点二 染色体的数量变异1.染色体组的特点及判断依据:2.染色体组数目判断方法:(1)据染色体形态判断。细胞内形态相同的染色体有几条,则含有几个染色体组。如图a、b、c中分别含3个、2个、1个染色体组。(2)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,如图dg中依次含4、2、3、1个染色体组。(3)根据染色体数/形态数的比值判断
15、。染色体数/形态数=形态相同染色体条数,即染色体组数。例如,果蝇该比例为8条/4种形态=2,果蝇含2个染色体组。特别提醒:判断染色体组的两个关键根据基因型判断染色体组数时,只能判断染色体组数,不能判断一个染色体组内含有多少条染色体。当基因复制后处于分裂期的细胞,若一条染色体上带有两个基因时,则不能根据基因型判断染色体组数。3.生物体倍性的判断方法:特别提醒:单倍体、二倍体和多倍体的四点提醒单倍体、二倍体、多倍体都是指生物个体,而不是细胞中的染色体组数。判断单倍体、二倍体和多倍体分两步走:先看发育起点,判断出是否为单倍体,若不是单倍体再看染色体组数,有几个染色体组就称为几倍体。单倍体的体细胞中不
16、一定含有一个染色体组,例如:四倍体形成的单倍体的体细胞中含有两个染色体组。单倍体不一定高度不育,如四倍体形成的单倍体,细胞中有2个染色体组,表现可育。【知识拓展】同源多倍体与异源多倍体(1)同源多倍体:同一物种经过染色体加倍形成的多倍体,一般是由二倍体的染色体直接加倍产生的。最常见的是同源四倍体和同源三倍体,如香蕉(三倍体)、马铃薯(四倍体)。(2)异源多倍体:不同物种杂交产生的杂种后代经过染色体加倍形成的多倍体。常见的多倍体植物大多数属于异源多倍体,如小麦、燕麦、棉、烟草等。 (2020全国卷)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
17、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【解题思维】解答本题需要突破以下两个关键点:【解析】选C。本题主要考查染色体组的概念。二倍体植物的配子是经减数分裂形成的,只含有一个染色体组,A正确;染色体组中的染色体均为非同源染色体,B正确;无性别之分的植物,其染色体无常染色体和性染色体之分,C错误;每个染色体组都含有一组非同源染色体,各染色体DNA的碱基序列不同,D正确。【审答误区】不是每个染色体组中都含有常染色体和性染色体,如玉米细胞中没有性染色体。非同源染色体上含有的DNA不同,而不同DNA碱基序列不同。【母题追问】(1
18、)一个染色体组是否含有该物种个体的全部遗传信息?提示:对于含有性染色体的个体来说,性染色体上的遗传信息有区别,而一个染色体组中只能含有其中的一个性染色体,所以一个染色体组不一定含有该物种个体的全部遗传信息。(2)由配子发育而来的单倍体中还含有同源染色体吗?提示:单倍体中可能含有同源染色体,如四倍体马铃薯、六倍体普通小麦等配子形成的单倍体含有多个染色体组,因此含有同源染色体。 某二倍体生物的一个染色体组含有8条染色体,下列相关说法中不正确的是()A.此生物产生的生殖细胞中有8条染色体B.此生物体细胞内一般有8种形态的染色体C.这8条染色体在减数分裂中能构成4对同源染色体D.这8条染色体包含该生物
19、生长发育所需的全部遗传信息【解析】选C。二倍体生物的体细胞中有2个染色体组,产生的生殖细胞中一般有一个染色体组,即8条染色体,A正确。一般来说,一个染色体组中的每一条染色体都是独特的,为一组非同源染色体,B正确。在一个染色体组中,同源染色体的对数为0,C不正确。一个染色体组包含了生物体生长发育所需的全部遗传信息,D正确。【补偿训练】下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述中,不正确的是()A.一个染色体组中不含同源染色体B.由受精卵发育成的个体,体细胞中含有两个染色体组的叫二倍体C.含一个染色体组的个体是单倍体,单倍体不一定含一个染色体组D.含一个染色体组的细胞一定是配子【解析】选D。染色体组是
20、一组非同源染色体,但控制着该生物的生长、发育、遗传和变异全套的遗传信息,A正确。由受精卵发育成的个体,体细胞中含有几个染色体组就是几倍体,B正确。含有一个染色体组的一定是单倍体,但单倍体不一定含有一个染色体组,如四倍体的单倍体中含有两个染色体组,C正确。含一个染色体组的细胞也可能是单倍体的体细胞,D错误。知识点三 染色体变异在育种上的应用1.多倍体育种与单倍体育种比较:多倍体育种单倍体育种原理染色体变异染色体变异方法秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药离体培养后用秋水仙素处理优点器官大、营养物质含量高缩短育种年限缺点动物中难以开展技术含量较高特别提醒:多倍体育种和单倍体育种的三点提示在多倍体育种和
21、单倍体育种过程中,都用了秋水仙素处理,但是处理的材料不全相同。在多倍体育种中,处理的是萌发的种子或幼苗;在单倍体育种中,只能处理单倍体幼苗,二倍体形成的单倍体无法形成种子。单倍体育种的目的并非是获得单倍体植株,而是获得能稳定遗传的正常植株。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aabb的个体,杂交育种是最佳育种方法。2.三倍体无子西瓜培育过程的理解:(1)关于两次传粉目的:第一次传粉是杂交得到三倍体种子;第二次传粉是刺激子房发育成果实。(2)细胞染色体数目的变化:秋水仙素处理幼苗后,分生组织分裂产生的茎、叶、花等染色体数目加倍,而未处理的如根部细胞染色体数目不变。(3)三倍体西
22、瓜无子的原因:三倍体西瓜在减数分裂过程中,由于同源染色体联会紊乱,不能产生正常配子。(4)不以二倍体西瓜为母本的原因:如果以二倍体西瓜作为母本,四倍体西瓜作为父本,也能得到三倍体种子,但这种三倍体种子结的西瓜,因珠被发育成厚硬的种皮,达不到“无子”的目的。人们平常食用的西瓜是二倍体,籽粒多,影响口感,瓜农通过多倍体育种获得三倍体的无子西瓜,下列关于无子西瓜的培育的说法,错误的是()A.用二倍体的花粉为四倍体的植株传粉可获得三倍体的种子B.用二倍体的花粉为三倍体的植株传粉可获得三倍体的种子C.秋水仙素与低温使染色体数目加倍的原理相同D.三倍体西瓜的产生是有性生殖的结果,但它本身一般不能进行有性生
23、殖【解题思维】解答本题需要突破以下两个关键点:【解析】选B。用二倍体的花粉为四倍体的植株传粉可获得三倍体的种子,A项正确。三倍体的植株在减数分裂时联会紊乱,不能产生正常的配子,因此该植株不会形成种子,用二倍体的花粉为三倍体的植株传粉的目的是刺激子房发育成果实,B项错误。秋水仙素与低温使染色体数目加倍的原理都是抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍,C项正确。三倍体西瓜是二倍体西瓜和四倍体西瓜杂交产生的,是有性生殖的结果,但是三倍体西瓜本身有三个染色体组,在减数分裂形成配子时,会发生联会紊乱,不能进行有性生殖,D项正确。【审答误区】三倍体西瓜是二倍体与四倍体西瓜杂交得到的,有精卵细胞的结合,属于有性
24、生殖的结果。但是三倍体西瓜在减数分裂过程中会联会紊乱,不能进行有性生殖产生后代。 用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的子一代植株开花后,经适当处理,则()A.能产生正常配子,结出种子形成果实B.结出的果实为五倍体C.能产生正常配子,可形成无子西瓜D.结出的果实为三倍体【解析】选D。四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交产生的子一代西瓜植株是三倍体,由于其染色体组数为奇数,在减数分裂时联会紊乱,因而不能产生正常生殖细胞,所以不能结种子,A错误。若经适当处理,如用二倍体花粉刺激其子房,可结出无子西瓜,果实仅由果皮构成,由于果皮细胞属于三倍体西瓜植株的体细胞,因此该果实为三倍体,B、C错误,D正确。【补偿训练】用
25、杂合子(DdEe)种子获得纯合子(ddee),最简捷的方法是()A.种植自交F1选出双隐性个体纯合子B.种植秋水仙素处理纯合子C.种植花药离体培养单倍体幼苗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【解析】选A。DdEe自交F1可获得四种表型,其中双隐性不发生性状分离的(ddee)全为纯合子,因此选择出不发生性状分离者即可,此方案为杂交育种,并且该方案最简便,不需要去雄、传粉,A正确;用杂合子(DdEe)直接种植用秋水仙素处理后,获得的是DDddEEee,方案不可取,B错误;杂合子(DdEe)种植花药离体培养(DE、De、dE、de)单倍体幼苗(DE、De、dE、de)秋水仙素处
26、理纯合子(DDEE、DDee、ddEE、ddee),可以从中选择ddee个体,但是该方案与方案A比较操作复杂,C错误;D方案也需要秋水仙素处理、花药离体培养,与方案A相比更复杂,D错误。知识点四 低温诱导染色体数量变化1.实验设计思路: (1)对照实验:对照组:室温下培养;实验组:低温(4 )下培养。(2)分析结果,得出结论: 低温使染色体数目加倍(3)此实验还可通过设置不同的温度来探究温度对植物染色体数目变化的影响。2.实验操作的提醒及目的: 实验操作提醒操作目的解离前后都需要清洗解离前冲洗:洗去卡诺氏液,同时为解离做准备,用体积分数为95%的酒精(解离液的组分之一)冲洗两次。解离后漂洗:洗
27、去解离液防止解离过度,用清水进行漂洗染色给染色体着色,便于观察染色体数目的变化观察先用低倍镜观察,再用高倍镜观察,便于找到分生区细胞有同学用低倍显微镜观察时,发现视野中都是长方形的细胞,认为自己取材出现问题,需要重新实验,你认为该同学需要重新做实验吗?提示:不一定重新实验。长方形的细胞是伸长区细胞,伸长区和分生区相邻,可以移动玻片,如果视野中出现正方形的细胞,可以不用重新实验,如果未找到,可以考虑重新实验。对于低温诱导洋葱根尖染色体数量变化的实验,不正确的描述是()A.观察到的细胞大多处于分裂间期B.在显微镜视野内可以观察到正常细胞和染色体加倍的细胞C.在高倍显微镜下可以观察到染色体加倍的连续
28、过程D.在诱导染色体数目变化方面,低温与秋水仙素诱导的原理相似【解题思维】解答本题需要突破以下两个关键点:【解析】选C。由于在一个细胞周期中,分裂间期所处的时间占95%左右,所以处于分裂间期的细胞最多,A正确;如果观察的细胞处于前期、中期,则细胞内含两个染色体组;如果观察的细胞处于后期,则细胞内含四个染色体组;所以在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和染色体加倍的细胞,B正确;由于在制作装片过程中,要进行解离,使细胞失去活性,所以在显微镜下不可能观察到染色体加倍的连续过程,C错误;在诱导染色体数量变化方面,低温与秋水仙素诱导的原理相似,都是有丝分裂前期,抑制纺锤体的形成,D正确。【审答误区】并非
29、所有低温处理后的细胞染色体数量都发生加倍,只有部分的分生区细胞能够被诱导而发生染色体数量加倍。 洋葱是二倍体植物,体细胞中有16条染色体,某同学用低温诱导洋葱根尖细胞染色体加倍获得成功。下列相关叙述不正确的是 ()A.该同学不会观察到染色体加倍的过程B.低温诱导细胞染色体加倍时不可能发生基因重组C.分生组织同时存在染色体数为8、16、32、64的细胞D.低温诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成【解析】选C。制片时经过解离的细胞已经死亡,不会观察到染色体加倍的过程,A正确。低温诱导染色体数目加倍发生在有丝分裂过程中,而基因重组发生在减数分裂过程中,B正确。分生组织的细胞有的含16条染色体,有的
30、含32条染色体,有的含64条染色体,但不可能出现8条染色体的情况,因为根尖不进行减数分裂,C错误。低温诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成,染色体不能移向细胞两极,导致染色体数目加倍,D正确。【补偿训练】有关“低温诱导蚕豆(2n=14)染色体数目的变化”实验的分析,正确的是()A.体积分数为95%的乙醇溶液用于根尖的固定和解离,但作用不同B.低温与秋水仙素均能抑制着丝点分裂而导致染色体数目加倍C.应设置常温培养的对照组,以确认低温诱导染色体数目加倍D.如果显微镜观察到染色体数目为28的细胞,可判断低温诱导成功【解析】选C。低温诱导染色体数目的变化的实验中,将根尖放入卡诺氏固定液中浸泡,目的是
31、固定细胞的形态;质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的乙醇混合液可以使洋葱根尖解离;低温与秋水仙素均能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成,使细胞分裂后期染色体不能向两极移动而导致染色体数目加倍;应设置常温培养的对照组,以确认低温诱导染色体数目加倍;有丝分裂后期,着丝点分裂染色体数目暂时加倍,所以用显微镜观察到染色体数目为28的细胞,不能判断低温诱导成功。1.【科技情境】中国女科学家屠呦呦获2019年“共和国勋章”,她从二倍体植物黄花蒿中提取的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命。青蒿素是一种具有独特化学结构的倍半萜烯内酯化合物,自发现以来,它已成为最重要和最有效的抗疟药物。探究:(1)研究发现四倍
32、体黄花蒿中青蒿素的含量比二倍体高,请设计一个方案,培育四倍体黄花蒿,以提高青蒿素的产量。(科学探究)提示:用低温或秋水仙素处理二倍体黄花蒿的种子或幼苗,抑制纺锤体形成,从而得到四倍体黄花蒿。(2)青蒿素不是蛋白质,在黄花蒿细胞内合成青蒿素的过程中,基因如何控制青蒿素的合成?(科学思维) 提示:基因通过控制酶的合成控制代谢,进而控制青蒿素的合成。2.【生活情境】请阅读下列材料总结染色体结构变异的类型。材料1:人的第5号染色体部分缺失,会患猫叫综合征,因患病儿童哭声轻、音调高,很像猫叫而得名。患者生长发育迟缓,而且存在严重的智力障碍。材料2:果蝇X染色体上某一片段的重复,可使正常的卵圆形眼变为棒状
33、眼。材料3:女性的第9号染色体上两个片段位置颠倒会导致习惯性流产。材料4:人的第22号染色体上的某一片段移接到第14号染色体上,会使人患惯性粒细胞白血病。探究:(1)上述四则材料分别属于染色体结构变异中的哪种类型?(科学思维)提示:缺失,重复,倒位,易位。(2)染色体结构变异会造成怎样的结果?(科学思维)提示:染色体结构的改变会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,而导致性状的变异。多数变异对生物体是不利的,有的甚至会导致生物体死亡。1.染色体变异和人的健康、农作物生产关系密切。下列情况中与染色体的变异有关的是_。猫叫综合征培育三倍体无子西瓜香蕉产生不可育配子利用曼陀罗的花药培育单倍
34、体植株用普通小麦(六倍体)与黑麦(二倍体)杂交培育出八倍体小黑麦杂交水稻的培育【解析】选。猫叫综合征是由5号染色体片段缺失引起的,属于染色体的结构变异,正确;三倍体可以是由二倍体和四倍体杂交得来,属于染色体数量的变异,正确;香蕉为三倍体,无法产生可育配子,属于染色体数量的变异,正确;曼陀罗是四倍体,利用曼陀罗的花药培育单倍体植株,属于染色体的数量变异,正确;用普通小麦(六倍体)与黑麦(二倍体)杂交培育出八倍体小黑麦,原理属于染色体的数量变异,正确;杂交水稻的培育原理属于基因重组,错误。2.染色体变异包括染色体数量变异和结构变异。下列有关说法正确的是 ()A.只有生殖细胞中的染色体数量或结构的变
35、化才属于染色体变异B.体细胞中含有两个染色体组的个体就是二倍体C.用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体D.体细胞中含有一个染色体组的个体一定是单倍体【解析】选D。染色体变异是指生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数量或结构的变化,A错误;必须由受精卵发育而来的,体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体,B错误;单倍体植株的体细胞中不一定只有一个染色体组,所以秋水仙素处理后得到的不一定是二倍体,C错误;单倍体的体细胞中不一定只含有一个染色体组,但含有一个染色体组的个体一定是单倍体,D正确。3.(2019山东合格考)下列关于染色体组的叙述,错误的是()A.人的一个染色体组中含有23条染色体B.二
36、倍体的体细胞中含有两个染色体组C.单倍体的体细胞中只有一个染色体组D.六倍体产生的配子中含有三个染色体组【解析】选C。人是二倍体生物,体细胞中含有46条染色体,所以一个染色体组中含有23条染色体,A、B正确;四倍体的单倍体的体细胞中含有两个染色体组,六倍体产生的配子中含有三个染色体组,所以C错误,D正确。4.已知某生物的一条染色体上依次排列着E、F、G、H、I五个基因(如图所示),下列变化中,未发生染色体结构变异的是 ()【解析】选D。由“已知的染色体上依次排列着E、F、G、H、I五个基因”比较可知:A图中的染色体丢失了H、I基因所在的片段,为缺失引起的染色体结构变异,A错误;B图中的染色体增
37、加了一段含I基因的片段,为重复引起的染色体结构变异,B错误;C图中的染色体与已知染色体的不同之处在于:含H、I基因的染色体片段发生倒位,引起染色体结构变异,C错误;D图中的染色体结构未发生变化,是由于染色体上的I基因突变成了它的等位基因i,属于基因突变,D正确。5.(2020辽阳高一检测)有关“低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍”的实验,正确的叙述是()A.显微镜下可以观察到大多数细胞的染色体数目发生改变B.实验中要用卡诺氏液浸泡根尖,使组织细胞分散开C.实验原理是低温抑制着丝粒分裂,使子染色体不能移向细胞两极D.多倍体细胞形成过程中可能发生两条非同源染色体之间相互交换片段【解析】选D。只有部分的
38、分生区细胞能够被诱导而发生染色体数量加倍,视野中大多数细胞是正常染色体数目,A错误;使用卡诺氏液浸泡根尖,作用是固定细胞形态,不能使组织细胞分散开,B错误;实验原理是低温抑制根尖细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成,使子染色体不能移向细胞两极,C错误;多倍体细胞形成过程中可能出现染色体的结构变异,如两条非同源染色体之间相互交换片段导致的易位,D正确。6.已知控制玉米某两对相对性状的基因在同一染色体上。但偶然发现这两对基因均杂合的某玉米植株,自交后代的性状分离比为 9331。出现此现象的原因可能是,该染色体上其中一对基因所在的染色体片段()A.发生180颠倒B.重复出现C.移至非同源染色体上D.发生丢
39、失【解析】选C。当控制两对相对性状的基因位于非同源染色体上时,两对基因均杂合的植株自交,自交后代的性状分离比为9331,所以是该染色体上其中一对基因所在的染色体片段移至非同源染色体上,C正确,A、B、D错误。7.如图所示为两种西瓜的培育过程,A-L分别代表不同的时期,请回答下列问题:(1)培育无子西瓜的育种方法为_,依据的遗传学原理是_。A时期需要用_(试剂)处理使染色体数目加倍,其作用是_。图示还有某一时期也要用到和A相同的处理方法,该时期是_。(2)K时期采用_方法得到单倍体植株,KL育种方法最大的优点是_。(3)图示AL各时期中发生基因重组的时期为_。(4)三倍体无子西瓜为什么没有种子?
40、_。【解析】(1)无子西瓜的育种方法是多倍体育种,其原理是染色体变异;秋水仙素能抑制纺锤体的形成,获得染色体数目加倍的细胞;单倍体变成纯合二倍体的过程中,也需要使用秋水仙素处理。(2)获得单倍体的方法是花药离体培养;单倍体育种的最大优点是明显缩短育种年限。(3)基因重组发生在减数分裂产生配子的过程中,即B、C、H、K。(4)由于三倍体植株减数分裂过程中,染色体联会紊乱,不能形成可育配子,因此不能形成种子。答案:(1)多倍体育种染色体变异秋水仙素抑制纺锤体的形成L(2)花药离体培养明显缩短育种年限(3)B、C、H、K(4)三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞,因此不能形成种子- 28 - 版权所有高考资源网
