1、 第2课 染色体变异与生物育种 考点一 染色体结构变异和数目变异 重点探究型 核心知识回顾 1.染色体结构的变异：(1)下图表示染色体结构变异的四种类型，识图回答：甲表示_，特点：染色体的某一片段移接到另一 条_上。乙表示_，特点：染色体中某一片段缺失。丙表示_，特点：染色体中某一片段位置颠倒。丁表示_，特点：染色体中增加某一片段。易位 非同源染色体 缺失 倒位 重复(2)染色体结构变异实例(连线)：(3)结果：使排列在染色体上的基因的_ 发生改变，而导致性状的变异。数目或排列顺序(4)染色体片段易位与交叉互换的区别：染色体易位交叉互换图解位置 发生于_ 染色体之 间发生于同源染色体的 _染色
2、单体之间原理 属于_变异属于 _观察 可在光学显微镜下 观察到在光学显微镜下观 察不到非同源 非姐妹 染色体结构 基因重组 2.染色体数目变异：(1)类型。细胞内_的增加或减少。如21三体综合 征。细胞内染色体数目以_的形式成倍地增加或 减少。如多倍体、单倍体。个别染色体 染色体组(2)染色体组。概念：细胞中的一组_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、遗传和变异的_遗传信息的一组染色体。非同源 全部 组成：如图为雄果蝇的染色体组成，其染色体组可 表示为：_或_。、X、Y(3)染色体组数的判定方法。根据染色体形态判定：细胞中形态、大小完全相同的染色体有几条，
3、则有几个染色体组。如图A中形态、大小完全相同的染色体有1条，所以有_ 个染色体组；图B中彼此相同的染色体(比如点状的)有 3条，故有_个染色体组；同理，图C中有_个染色体 组，图D中有_个染色体组。1 3 2 1 根据基因型判定：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组。如图甲所示基因型为ABC，所以有_个染色体组；图乙 所示基因型为AAa，A(a)基因有3个，所以含有_个染色 体组；同理，图丙中有_个染色体组，图丁中有_个染 色体组。1 3 2 3 根据染色体数和染色体的形态数推算：染色体组数=染色体数/染色体形态数。如果蝇体细胞中有
4、8条染色 体，分为4种形态，则染色体组的数目为_。2(4)二倍体、多倍体和单倍体的比较：比较项目二倍体多倍体单倍体个体发育 起点_染色体组数2个3个或3个以上_ 中染色体组数受精卵 受精卵 配子 配子 比较项目二倍体多倍体单倍体成因有丝分裂或减数分裂_不分离由配子直接发育而成植株特点正常 可育_长得弱小，且 _ 不育染色体 器官大、营养物 质含量较高 高度 【特别提醒】(1)染色体结构变异中的缺失和重复都不会产生新基因，染色体缺失会导致基因种类的减少，染色体重复不会改变基因的种类。(2)单倍体细胞中不一定含有1个染色体组：二倍体植物的单倍体含有1个染色体组，四倍体和六倍体植物的单倍体分别含有2
5、个和3个染色体组。(3)并不是所有的单倍体都是不育的，如由二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。(4)基因突变在显微镜下不能观察到，但是由基因突变引起的性状改变有可能用显微镜可观察到，如镰刀型细胞贫血症可以用显微镜观察红细胞的形态进行判断。(5)体细胞中含有奇数个染色体组的单倍体或多倍体均是高度不育的，原因是进行减数分裂时无同源染色体联会或同源染色体联会紊乱，不能产生可育的配子。高考探究归纳【高考典题示例】(2016江苏高考)如图中甲、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)。
6、下列叙述正确的是 世纪金榜导学号77982140()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31 D.个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常【解题指南】解答本题的关键有两点：(1)根据甲和乙图中的基因判断甲和乙的染色体变异类型。(2)明确染色体结构变异会导致染色体上基因数量和位置发生改变，会影响生物的性状。【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
7、，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因缺失，但 发生倒位，表型异常，D项错误。【高考母题变式】变式1 染色体变异原理分析(1)个体甲的变异属于染色体结构变异中的_，若个 体甲自交的后代性状分离比为31，则含该变异染色 体的配子是_(填“可育”或“不育”)的。(2)个体乙表型异常是因为在染色体上的基因的_ _发生了变化。缺失 可育 排列顺 序 变式2 染色体变异图形转换 如图甲表示某生物细胞中两条染色体及其上面的部分 基因，图乙表示该细胞分裂产生的子细胞中某染色体 及其所带基因的分布情况，其中发生了染色体结构变 异的有_，它们分别
8、属于_。其 他没有发生染色体结构变异的原因是_ _。缺失、易位和倒位 没有改变染色体 上基因的数目和排列顺序【备考方法规律】“三看法”判断基因突变和染色体结构变异 重复 基因突变 倒位 高考角度全练 角度1 染色体结构变异 1.(2015全国卷)下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是()A.该病是由于特定的染色体片段缺失造成的 B.该病是由于特定染色体的数目增加造成的 C.该病是由于染色体组数目成倍增加造成的 D.该病是由于染色体中增加某一片段引起的【解析】选A。本题考查人类遗传病的类型及原因。猫叫综合征是患者第5号染色体部分缺失引起的，属于染色体结构变异，因婴儿时有猫叫样啼哭而得名，故A正确
9、，B、C、D错误。2.导致遗传物质发生变化的原因有很多，图中字母代表不同基因，其中变异类型和依次是()A.突变和倒位 B.重组和倒位 C.重组和易位 D.易位和倒位【解析】选D。题图少了基因ab，多了基因J，是非同源染色体间发生了片段交换，属于染色体结构变异中的易位；cde片段的位置发生了颠倒，属于倒位。角度2 染色体数目变异 3.(2016洛阳模拟)下列是对ah所示的细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是()世纪金榜导学号77982141 A.细胞中含有一个染色体组的是图h B.细胞中含有两个染色体组的是图g、e C.细胞中含有三个染色体组的是图a、b D.细胞中含有四个染色体组的是图f
10、、c【解析】选C。细胞中含有一个染色体组的是图d、g，A错误；细胞中含有两个染色体组的是图c、h，B错误；细胞中含有三个染色体组的是图a、b，C正确；细胞中含有四个染色体组的是图e、f，D错误。角度3 染色体变异与基因重组 4.(2017湘潭模拟)如图为雌性果蝇体内部分染色体的行为及细胞分裂图像，其中能够体现基因重组的是()A.B.C.D.【解析】选B。本题考查基因重组和染色体变异。图表示四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，能够实现基因重组。图表示染色体结构变异中的染色体易位。图表示有丝分裂后期，着丝点分裂导致两套相同的染色体分别移向细胞两极，在这个过程中不发生基因重组。图
11、表示减数第一次分裂后期，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上的非等位基因自由组合，即基因重组。【加固训练】1.(2015江苏高考)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【解析】选D。本题主要考查对染色体变异原理的理解及图形识别能力。甲、乙杂交产生的F1，由于1号染色体的形态不同，不能通过正常减数分裂产生配子，故A项错误；从图中可以看出，甲的1号染色体正常，乙为倒位，属于染色体结构变异，故B项
12、错误；甲和乙的1号染色体上的基因排列顺序不同，故C项错误；染色体变异属于可遗传变异，可为生物进化提供原材料，故D项正确。2.(2016长沙模拟)下图表示细胞中所含的染色体，下列叙述中不正确的是()A.甲代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含1条染色体 B.乙代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含3条染色体 C.丙代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含3条染色体 D.丁代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含4条染色体【解析】选B。乙中形态相同的染色体有三条，即含有三个染色体组，因此乙代表的生物可能是三倍体，其每个染色体组含有2条染色体，故B项错误。考点二 生物变异在育种上的应用重点探究型
13、 核心知识回顾 1.单倍体育种：(1)单倍体的特点：植株_且_。弱小 高度不育 写出图中代表的步骤：_；_；_。杂交 花药离体培养 秋水仙素处理(2)单倍体育种流程：(3)单倍体育种原理：_。(4)单倍体育种特点。优点：_。缺点：技术复杂，需要与杂交育种配合。染色体数目变异 能明显缩短育种年限 2.多倍体育种：(1)多倍体育种方法：用_或低温处理_ _。(2)多倍体育种原理：秋水仙素或低温处理能够抑制_ _的形成，导致染色体不能移向细胞两极，引起细 胞内_。秋水仙素 萌发的种 子或幼苗 纺 锤体 染色体数目加倍(3)多倍体育种特点。优点：_。缺点：适用于植物，动物难以开展；多倍体植物生 长周期
14、延长，结实率降低。器官大，营养成分含量高，产量增加 3.杂交育种与诱变育种：杂交育种诱变育种概念 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 _，获得新品种的方法利用物理因素或化学因 素来处理生物，使生物 发生 _，从而获得优良变异类型的育种方法选择和培育 基因突变 杂交育种诱变育种过程父本母本 _ F1 _ F2 选择 稳定遗传的优良品种选择生物 施加 _ 多种突变类型 选择理想类型 培育成新品种杂交 自交 诱变因素 杂交育种诱变育种优点操作简便；使多个 品种的_ 集中在一起可以提高_，在较短时间内获得更多的优良变异类型；大幅度地改良某些性状缺点育种年限_；局限于亲缘关系较近的
15、个体具有盲目性，有利变异少，需大量处理材料应用 培育性状重组型优良品种培育具有新性状的品种优良性状 突变率 长 4.基因工程及其应用：(1)基因工程的概念：别称_技术或重组DNA技术操作环境生物体体外操作对象_操作水平_水平基本过程剪切拼接_鉴定意义_ 改造生物的遗传性状基因拼接 DNA分子 分子 导入 定向(2)基因工程的基本工具。基因的“剪刀”与“针线”(如图)：a：基因的“剪刀”：指_。作用特点 是一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸 序列，并在特定的切点上切割_。b：基因的“针线”：指_。连接脱氧核糖与 磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口。基因的“运输工具”：运载体，常用_
16、、噬菌 体、动植物病毒等。限制性核酸内切酶 DNA分子 DNA连接酶 质粒(3)基因工程的基本步骤。提取_目的基因与_结合将目的基因 导入_目的基因的_。(4)基因工程与作物育种。目的：培育出具有各种_的作物新品种。实例：抗棉铃虫的_。意义：减小了_用量，保护环境。目的基因 运载体 受体细胞 检测与鉴定 抗逆性 转基因抗虫棉 农药 5.生物育种原理、方法、实例(连线)：【特别提醒】(1)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同：两种育种方式都出现了染色体加倍情况，但操作对象不同。单倍体育种操作的对象是单倍体幼苗，通过组织培养得到纯合子植株；多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗。(2)杂交育种
17、不一定需要连续自交：若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选，直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状个体即可。(3)秋水仙素处理不会使细胞周期停留在前期：因为秋水仙素只是抑制了纺锤体的形成，而着丝点分裂、染色体的各种行为仍继续进行。高考探究归纳【高考典题示例】(2015浙江高考改编)某自花且闭花受粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮 茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答：世纪金榜导
18、学号77982142(1)自然状态下该植物一般都是_合子。(2)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等分离世代中_抗病矮茎个体，再经连续自交等_手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的_。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上，F2的表现型及其比例为_。(3)若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有_。请用遗传图解表示其过程(说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。【解题指南】(1)关键信息：同时含D、E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎。(2)隐含信息：矮茎的基因型为
19、D_E_；中茎的基因型为ddE_、D_ee；高茎的基因型为ddee。【解析】本题考查基因的自由组合定律、基因突变的 特征以及育种的方法。(1)该植物为自花且闭花受粉植 物，一般情况下其植株大多为纯合子。(2)如采用杂交 育种的方式，将上述两个亲本杂交，即rrDDEERRddee F1(RrDdEe)，在F1自交所得的F2中选出抗病矮茎个 体(R_D_E_)，再通过连续自交及逐代淘汰的手段，最 终获得能稳定遗传的抗病矮茎品种(RRDDEE)。一般 情况下，控制性状的基因数越多，需进行多次的自交 和筛选操作才能得到所需的纯合品种。若只考虑茎的 高度，F1(DdEe)在自然状态下繁殖即自交后，F2中
20、表 现型及比例为9矮茎(9D_E_)6中茎(3D_ee、3ddE_)1高茎(1ddee)。(3)若采用单倍体育种的方式获得所需 品种，首先需要将花药进行离体培养，得到单倍体，然后使用秋水仙素对其进行处理使其染色体数目加倍，该过程涉及的原理有基因重组和染色体变异。答案：(1)纯(2)选择 纯合化 年限越长 矮茎中茎高茎=961(3)基因重组和染色体变异 遗传图解如下：【高考母题变式】变式1 育种原理的理解 若采用单倍体育种，一般应包括_、_ _和_处理三个阶段。发生染色体变异的阶段 是_和_。杂交 花药离体培 养 秋水仙素 花药离体培养 秋水仙素 变式2 优良性状的选择(1)若采用杂交育种，一般
21、应从F2开始进行筛选，原 因是_。(2)若采用单倍体育种，对优良性状的选择应在秋水仙 素处理之_(填“前”或“后”)，原因是_ _ _。F2才出现性状分离 后 秋水仙素处 理之前为单倍体，一般植株弱小，不能表现出优良性 状【备考方法规律】五种常考的育种方法 高考角度全练 角度1 育种方法的选择 1.(2017临沂模拟)现有：高产、感病；低产、抗病；高产、晚熟三个小麦品种，为满足栽培需求，欲培育三类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下列育种方法可行的是 世纪金榜导学号77982143()A.利用、品种间杂交筛选获得a B.对品种进行染色体加倍处理筛选获得b C.b的培育可采用
22、杂交育种或诱变育种方法 D.用转基因技术将外源抗旱基因导入中获得c【解析】选D。品种a为高产、抗病小麦，利用、品种间杂交，无法筛选获得抗病性状，A错误；品种b为高产、早熟小麦，对品种进行染色体加倍处理可获得多倍体，仍然是高产、晚熟，不可能筛选获得b，B错误；现有的三个小麦品种中均无早熟性状，因此可采用诱变育种方法，但不能采用杂交育种方法，C错 误；品种c为高产、抗旱小麦，其中抗旱性状在亲本中没有，因此可通过转基因技术，将外源抗旱基因导入高产品种细胞内，经组织培养可获得c，D正确。2.(2017黄山模拟)以下有关生物育种的描述正确的是()A.利用基因重组的原理培育出青霉素高产菌株 B.用秋水仙素
23、来处理萌发的种子，可抑制着丝点的分裂从而获得多倍体植物 C.单倍体育种是指利用花药离体培养获得单倍体的过程，可大大缩短育种年限 D.诱变育种是在人为条件下用物理或化学等因素处理生物，诱导基因突变【解析】选D。青霉素高产菌株是利用基因突变培育的，A错误；秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成使染色体不能移向细胞两极，从而获得多倍体植物，而不是抑制着丝点的分裂，B错误；单倍体育种不仅包括花药离体培养过程，也包括杂交、人工诱导染色体加倍的过程，C错误；诱变育种是在人为条件下用物理或化学等因素处理生物，诱导基因突变，D正确。角度2 育种原理的理解 3.(2014江苏高考)下图是高产糖化酶菌株的育种过程，
24、有关叙述错误的是()A.通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株 B.X射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异 C.上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程 D.每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高【解题指南】解答本题的关键：(1)明确一般选用酵母菌进行糖化，而酵母菌为真核生物，含有染色体。(2)明确基因突变具有不定向性。【解析】选D。本题考查基因突变的特点和诱变育种过 程。题图育种过程为诱变育种，由于筛选出的菌株未 做酶活性检测，该过程获得的高产菌株不一定符合生 产的要求，A正确；X射线处理既可以引起基因突变，也可能导致染色体变异，B正确；题图筛选高产菌株的 过程是定向选择符合人
25、类特定要求的菌株，C正确；由 于基因突变的不定向性，每轮诱变相关基因的突变率不会明显提高，故D错误。【延伸探究】上题在高产糖化酶菌株定向筛选的过程中能否说明基因突变是定向的？试解释原因。提示：不能。定向选择符合人类特定要求的菌株，关键在于“人类定向选择”，而非基因突变具有定向性。4.(2017湛江模拟)下列有关作物育种方法的叙述，错误的是()A.杂交技术是多种育种方法的基础 B.诱变育种具有不确定性，工作量大 C.单倍体育种得到的后代植株弱小，高度不育 D.基因工程育种可定向改变生物性状【解析】选C。杂交育种的原理是基因重组，是单倍体 育种等多种育种方法的基础，A正确；因为基因突变是 不定向的
26、，所以诱变育种不能定向改变生物的性状，B正确；单倍体植株弱小，高度不育，但单倍体育种获 得的品种都是纯合体，不是单倍体，自交后代不发生 性状分离，能明显缩短育种年限，C错误；基因工程育 种可将特定的基因进行定向转移，同时打破了自然状 态下的生殖隔离，实现基因在不同物种之间的转移，所以基因工程育种可克服远缘杂交不亲和的障碍，可定向改变生物性状，D正确。【易错提醒】本题易将单倍体植株的特点与单倍体育种获得的植株特点混淆，而错选。单倍体植株是花药离体培养获得的，一般植株弱小，高度不育；而单倍体育种经过杂交、花药离体培养和人工诱导染色体加倍过程，因此单倍体育种获得的植株是可育的纯种。角度3 育种方法的
27、综合应用 5.(2017赣州模拟)利用遗传变异的原理培育作物新品种，在现代农业生产上得到广泛应用，用某自花且闭花受粉的植物进行育种实验。请回答下面的问题：(1)若采用诱变育种，在 射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有_、_和多害性这三个特点。(2)该植物的穗大(A)对穗小(a)为显性，晚熟(B)对早熟(b)为显性，请利用现有的纯合子品种，通过杂交育种的方法培育纯合大穗早熟新品种。培育纯合大穗早熟水稻新品种时，选择的亲本基因型分别是_和_。两亲本杂交的目的是_。将F1所结种子种下去，从长出的水稻中选出表现型为大穗早熟的植株，这些大穗早熟植株中约有_是符合育种要求的。(3)假设杂交涉
28、及n对相对性状，每对相对性状各受一对等位基因控制，彼此间各自独立遗传。在完全显性的情况下，从理论上讲，F2杂合基因型共有_种。【解析】(1)基因突变具有低频性、不定向性和多害少利性的特点。(2)根据题意可知，培育纯合大穗早熟水稻新品种时，可以选择基因型是AABB和aabb的植株进行杂交，将基因A和b集中到同一个体中，然后进行筛选。根据自由组合定律可知，将双杂合子F1所结种子种下去，从长出的水稻中选出表现型为大穗早熟的植株，其中的1/3是纯合子，是符合育种要求的大穗早熟品种。(3)杂合子每一对基因自交之后会有三种基因型，纯合的有两种(显性纯合、隐性纯合)，纯合基因型共有222=2n种，杂合基因型
29、有3n-2n种(总基因型数-纯合基因型数)。答案：(1)低频性 不定向性(2)AABB aabb 将基因A和b集中到同一个体中 1/3(3)3n-2n【加固训练】1.(2016广州模拟)“杂交水稻之父”袁隆平，培育杂交水稻的基本方法是将不同品种的水稻进行杂交，从而选育出优良的水稻品种。其利用的遗传学基本原理是()A.基因突变 B.基因重组 C.单倍体育种 D.多倍体育种【解析】选B。培育杂交水稻是选用两个在遗传上有一定差异，同时它们的优良性状又能互补的水稻品种，进行杂交，产生具有杂种优势的第一代杂交种，用于生产。其利用的遗传学基本原理是基因重组。2.为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下
30、降的问题，人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是()A.利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新个体 B.用被 射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成新个体 C.将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中，然后培育形成新个体 D.用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，然后培育形成新个体【解析】选D。A项卵裂是有丝分裂，若抑制第一次卵裂不可能产生三倍体，故错误；B项精子被破坏，则由卵细胞发育而成的个体为单倍体，故错误；C项中去核卵细胞中植入早期胚胎细胞的细胞核，则发育成由该细胞核决定的二倍体，故错误；D项中受精后的卵细胞将正常发育成为二倍体，若极体不能正常释
31、放，则极体中所含的一个染色体组将保留在受精卵中，导致产生三倍体，故正确。3.(2016广州模拟)下图中，甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对非同源染色体上的非等位基因，表示培育水稻新品种的过程。据图分析回答：(1)图中依据基因重组原理进行水稻育种的方式有_(填育种方法的名称)。(2)图中能明显缩短育种年限的育种方式是_(用数字和箭头表示)，该技术的核心步骤是_。(3)的变异发生在有丝分裂_期。【解题指南】读懂图示信息：(1)经过程产生了原来没有的等位基因，原理是基因突变。(2)经、过程均有相同字母数量变化，原理是染色体数目变异。(3)经过程增加了一个外源基因C，方法是基因工程
32、育种。【解析】(1)图中过程表示杂交育种，原理是基因重组；表示单倍体育种，原理是染色体变异；(或)表示诱变育种，原理是基因突变；表示多倍体育种，原理是染色体变异；表示基因工程育种，原理是基因重组。其中杂交育种和基因工程育种所依据的(可遗传变异)原理都是基因重组。(2)单倍体育种具有明显缩短育种年限的特点，可用图中的表示。单倍体育种的核心步骤是花药离体培养以获得单倍体植株。(3)图中表示多倍体育种，原理是染色体变异，其作用机理是用一定浓度的秋水仙素溶液(或低温)处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成(有丝分裂前期)，以致影响染色体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体数
33、目发生变化(有丝分裂末期)。答案：(1)杂交育种和基因工程育种(2)花药离体培养(3)末 考点三 低温诱导植物染色体数目的变化实验 实验突破型 核心知识回顾 1.实验原理：植物分生组织细胞 抑制_ 不能被拉向两极细胞不能分裂细胞染色体数目加倍 染色体 纺锤体形成 2.方法步骤：(1)洋葱(或大葱、蒜根尖培养)(2)低温诱导：放入冰箱的低温室内(4)，诱导培养36 h (3)固定细胞 (4)制作装片：_漂洗_制片 卡诺氏液 酒精 解离 染色 (5)观察：先用_找到染色体形态较好的分裂相，再用_观察、比较 低倍镜 高倍镜 3.实验结论：低温能够诱导植物细胞染色体数目_。4.实验中所用试剂的使用方法
34、及作用：加倍 试 剂使用方法作 用卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液 中浸泡0.51 h固定细胞形态试 剂使用方法作 用体积分数为95%的酒精溶液冲洗用卡诺氏液处理的根尖_体积分数为95%的酒精溶液和质量分数为15%的盐酸溶液两种溶液等体积混合作为解离液解离根尖细胞，使细胞相互分离开来洗去卡诺氏液 试 剂使用方法作 用清水浸泡解离后的根尖约 10 min_改良苯酚品红染液把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3 5 min使染色体着色漂洗根尖，洗去解 离液【特别提醒】低温诱导染色体加倍实验中的理解误区(1)显微镜下观察到的是死细胞，而不是活细胞：植物细胞经卡诺氏液固定后细胞死亡。(2)
35、选择材料不能随意：误将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。因为染色体数目变化发生在细胞分裂时，处理其他细胞不会出现染色体加倍的情况。(3)低温处理的理解误区：误认为低温处理时间越长越好。低温处理的目的只是抑制纺锤体形成，使染色体不能被拉向两极。如果低温持续时间过长，会影响细胞的各项功能，甚至死亡。(4)着丝点分裂不是纺锤丝牵引的结果：误将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝点不分裂”。着丝点是自动分裂，不需要纺锤丝牵引。纺锤丝牵引的作用是将染色体拉向两极。【创新探究】探究点1 实验材料选用创新 本实验选用洋葱(或大葱、蒜)作实验材料，原因是 洋葱(或大葱、蒜)染色体数目_，便于观察。较少 探
36、究点2 实验结果观察创新(1)观察染色体数目是否加倍，应选择根尖_区进 行观察，该区的细胞特点是_ _。(2)观察染色体数目是否加倍，应选择处于有丝分裂_ 期的细胞进行观察。(3)能使染色体染成深色的物质除了改良苯酚品红染液 外，还有_、_等试剂。细胞呈正方形，排列紧 密 中 龙胆紫染液 醋酸洋红液 分生 高考角度全练(2015江苏高考)中国水仙是传统观赏花卉，由于其高度不育，只能进行无性繁殖，因而品种稀少。为了探究中国水仙只开花不结实的原因，有研究者开展了染色体核型分析实验，先制作了临时装片进行镜检、拍照，再对照片中的染色体进行计数、归类、排列，主要步骤如下：请回答下列问题：(1)选取新生根
37、尖作为实验材料的主要原因是_。(2)实验过程中用1 molL-1HCl解离的目的是_。(3)该实验采用卡宝品红作为染色剂，与卡宝品红具有相似作用的试剂有_(填序号)。双缩脲试剂 醋酸洋红(溶)液 龙胆紫溶液 秋水仙素溶液(4)镜检时，应不断移动装片，以寻找处于_期且染色体_的细胞进行拍照。(5)由上图核型分析结果，得出推论：中国水仙只开花不结实的原因是_ _。(6)为了进一步验证上述推论，可以优先选用_(填序号)作为实验材料进行显微观察。花萼 花瓣 雌蕊 花药 花芽【解析】本题主要考查水仙根尖细胞的有丝分裂观察 实验和染色体变异。(1)由于根尖分生区细胞分裂旺 盛，有利于观察到有丝分裂的过程。
38、(2)HCl解离的目 的是使根尖细胞相互分离开来，以便于观察。(3)醋酸 洋红(溶)液和龙胆紫溶液都可作为染色体的染色剂。(4)有丝分裂中期，染色体形态固定，数目清晰，是观 察染色体形态和数目的最佳时期，所以该实验需寻找 中期染色体分散良好的细胞。(5)由核型图可知，中国 水仙是三倍体，减数分裂时同源染色体联会紊乱，不 能产生正常生殖细胞。(6)选用花药为实验材料显微观 察减数分裂过程中的染色体行为，可确定联会是否紊 乱。答案：(1)新生根尖分生区细胞分裂旺盛(2)使组织细胞相互分离(3)(4)中 分散良好(5)中国水仙是三倍体，减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能产生正常生殖细胞(6)【延伸探
39、究】(1)观察部位的细胞形态上具有怎样的特点？提示：细胞呈正方形，排列较为紧密。(2)据图分析，中国水仙的一个染色体组含有几条染色 体？提示：10条。【加固训练】1.关于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验不正确的描述是()A.处于分裂间期的细胞数目最多 B.在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞 C.若细胞中出现四个染色体组，说明该细胞染色体数目已加倍 D.在显微镜下观察不是所有细胞染色体数目都加倍【解析】选C。分裂间期持续时间较长，所以处于该时期的细胞数目最多，故A项正确；低温处理只能使部分细胞染色体数目加倍，所以在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞，故B项正确；细胞中出现四
40、个染色体组，也可能是二倍体细胞处于有丝分裂后期，故C项错误；经解离、漂洗、染色、制片后，在显微镜下观察，发现只有少数细胞染色体数目加倍。2.(2016太原模拟)下列有关低温诱导植物染色体数目的变化实验的说法中，不正确的是()A.原理是作用于正在分裂的细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍 B.该实验临时装片制作的程序为：选材固定解离漂洗染色制片 C.实验试剂及作用分别为：卡诺氏液固定，改良苯酚品红染液染色，质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液解离 D.如果以洋葱幼苗为实验材料，显微镜下观察到某细胞染色体数目加倍，则说明实验成功，该幼
41、苗长成植物体之后所有细胞的染色体数目都实现了加倍【解析】选D。本实验的原理是低温作用于正在分裂的 细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向 细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍，A正确；该实验临时装片制作的程序为：选材固定解离 漂洗染色制片，B正确；实验试剂及作用分别为：卡诺氏液固定，改良苯酚品红染液染色，质量分 数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液解 离，C正确；如果以洋葱幼苗为实验材料，显微镜下观察到某细胞染色体数目加倍，则说明实验成功，但该幼苗长成植物体之后并不是所有细胞的染色体数目都实现了加倍，D错误。【找错纠错】正确画“”，错误画“”，并纠正 _ 正答：_ _ 正答
42、：_ _ 正答：_ _ 正答：_ _ 正答：_ _ 正答：_ 二 三 二【剖析错因揭秘满分答题规则】规则1.关注相似知识，不能混淆相似点和不同点 基因突变和染色体结构变异中的缺失和重复非常相似，均涉及碱基对数目的变化，但是由于基因突变是基因内部碱基对数目的变化，染色体结构变异中的缺失和重复，会导致染色体上基因数目的增加或减少，所以基因突变涉及的碱基对数目比染色体结构变异少。规则2.挖掘隐含信息，防止推理错误 回答本题时，要挖掘出的隐含信息是“某自花受粉的植物只存在自交方式”，因此隐性性状的出现过程为：，因此最早在子二代中能观察到该隐性突变的性状，且该隐性性状出现后即为纯合子。如果忽视了自花受粉
43、这一隐含信息，则隐性性状出现的过程为：，则最早在 子三代中能观察到该隐性突变的性状，且该隐性性状出现后即为纯合子。同理，显性突变纯合子出现的过程为：，虽然子二代出现显性纯合子，但是分离不到，需要再自交，根据后代是否出现性状分离判断纯合子或杂合子。【全国卷题型特训简答式】(1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不 同，前者所涉及的数目比后者_。原因是_ _ _。少 基因突变是 基因结构中碱基对的替换、增添和缺失，而染色体变 异能改变排列在染色体上的基因的数目和排列顺序(2)若某种自花受粉植物的AA植株发生了隐性突变，则 隐性性状出现的过程是_ _ _。该AA植株基因突变产生Aa植 株，Aa
44、植株自交产生隐性性状的个体(意思正确即 可)【解析】本题考查基因突变、染色体变异和基因的分离定律相关知识。(1)基因突变是指基因中碱基对的替换、增添和缺失，染色体变异包括结构变异和数目变异，二者均涉及众多基因的变化，故基因突变涉及的碱基对数目少。(2)在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位成倍的增加或减少的变异，也可发生以个别染色体为单位的变异。(3)显性突变是aa突变为Aa，在子一代中便能观察到该显性突变的性状，子二代基因型为AA、Aa和aa，再自交，子三代不发生性状分离才能得到显性突变纯合体(子)；隐性突变是AA突变为Aa，在子一代仍然表现为显性性状，子二代基因型为AA、Aa和aa，即能观察到该隐性突变的性状，获得隐性突变纯合体(子)。
