1、知识点专题27 染色体变异与育种综合一、基础知识必备（一）染色体变异1、染色体结构的变异在自然条件或人为因素的影响下,染色体结构的变异主要有以下4种类型,具体分析见表：类型遗传效应实例示意图缺失缺失片段越大,往往对个体影响越大。轻则影响个体生活力,重则引起个体死亡猫叫综合征重复通常引起的遗传效应比缺失小,重复部位太大会影响个体生活力果蝇棒状眼倒位形成的配子大多异常,从而影响个体的生育普通果蝇3号染色体上某些基因易位产生部分异常配子,使配子的育性降低或产生有遗传病的后代某种夜来香的染色体经常发生易位2、染色体数目的变异(1)细胞内个别染色体的增加或减少。(2)细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍
2、地增加或减少。3.染色体组(1)概念:一般地说,细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,携带着控制生物生长发育的全部遗传信息,这样的一组染色体,称为一个染色体组。(2)理解从本质上看,组成一个染色体组的所有染色体,互为非同源染色体,在一个染色体组中无同源染色体存在;从形式上看,一个染色体组中的所有染色体的形态、大小各不相同,可通过观察各染色体的形状、大小来判断是否为一个染色体组;从功能上看,一个染色体组携带着一种生物生长发育的全部遗传信息;从物种类型看,每种生物一个染色体组的染色体数目、大小、形态都是一定的,不同种生物染色体组中染色体的数目、大小、形态不同。4、单倍体、二倍体与多倍体
3、的比较项目单倍体二倍体多倍体概念体细胞中含有本物种配子染色体数的个体由受精卵发育而来,体细胞中含有两个染色体组的个体由受精卵发育而来,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体实例蜜蜂的雄蜂等人、果蝇、玉米等香蕉、马铃薯等发育起点配子受精卵受精卵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的剧变人工诱导花药离体培养用秋水仙素处理二倍体的单倍体幼苗用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗5、低温诱导植物染色体数目的变化6、育种（1）多倍体育种和单倍体育种 三倍体无子西瓜的培育过程两次传粉:第一次传粉是杂交得到三倍体种子,第二次传粉是为了刺激子房发育。用秋水仙素处理幼苗后,分生组织分裂产生的茎、叶、花染
4、色体数目加倍,而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数不变。多倍体育种和单倍体育种的比较类型多倍体育种单倍体育种原理染色体组成倍增加染色体组成倍减少,再加倍后得到纯种(指每对染色体上成对的基因都是纯合的)常用方法秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药离体培养后,人工诱导染色体加倍（2）杂交育种和诱变育种的比较类型杂交育种诱变育种原理通过基因重组得到纯种或杂种基因突变常用方法(1)杂交自交选优自交;(2)杂交“杂种”用物理(X射线、激光)或化学(亚硝酸、硫酸二乙酯)方法处理动植物二、通关秘籍1、染色体结构变异与基因突变的区别(1)染色体结构变异是“线”的变化,变异程度大,在光学显微镜下可见。基因突变是“
5、点”的变化,是DNA分子内部碱基对的变化,在光学显微镜下不可见。(2)染色体结构变异改变了基因的位置或数量,基因突变不会改变基因的位置和数量,只是产生了等位基因。(3)染色体变异一般都是对生物体不利的,有的甚至会导致生物体死亡。基因突变不一定造成遗传性状的改变,但也会造成一些问题,如镰刀型细胞贫血症就是基因突变造成的。2、单倍体基因组与染色体组的区别（以二倍体生物为例: ）(1)在XY(或ZW)型性别决定的生物中,单倍体基因组是常染色体的一半加上一对性染色体。即一个染色体组=1/2常染色体+1条性染色体(X或Y),单倍体基因组=1/2常染色体+X+Y。(2)对于雌雄同体或无性别之分的生物,其单
6、倍体基因组是本物种染色体的一半。如水稻有24条染色体,它的一个染色体组有12条染色体,其单倍体基因组也有12条染色体。3、单倍体中不一定只含一个染色体组。单倍体可以分为两大类:一类是一倍体,即二倍体物种产生的单倍体;另一类是多单倍体,即多倍体物种产生的单倍体。4、并非所有的单倍体都高度不育,若单倍体的体细胞中染色体组数为奇数,则在其进行减数分裂形成配子时,由于同源染色体无法正常联会或联会紊乱,不能产生正常的配子。5、实验中各种液体的作用(1)卡诺氏液:固定细胞形态。(2)体积分数为95%的酒精溶液:冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。(3)解离液:(质量分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精
7、溶液以11混合)使组织中的细胞相互分离开来。(4)清水:洗去解离液,防止解离过度,便于染色。(5)改良苯酚品红染液:使染色体(质)着色,便于观察染色体(质)的形态、数目、行为。6、育种(1)秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理:抑制纺锤体的形成,细胞内的姐妹染色单体分开变成两条染色体后,不能移向细胞两极,使细胞内染色体数目加倍。(2)经多倍体育种培育的个体是新物种,这种新物种的产生是在短时间内实现的,没有经过地理隔离就达到了生殖隔离。(3)多倍体是否可育的判别:一看染色体组的来源,同源四倍体、同源八倍体都是可育的;异源四倍体,如普通小麦(六倍体)和黑麦(二倍体)杂交,得到的异源四倍体是不育的。二看
8、染色体组的数量,若染色体组数呈奇数,则是不育的。（4）进行杂交育种的个体一定是进行有性生殖的个体,只进行无性生殖的个体无法通过杂交育种的方法培育新品种。（5）杂交育种只能利用已有的基因重新组合,按需选择,并不产生新的基因;诱变育种属于分子水平上的育种,只有此种育种方法能够产生新基因。对点训练1弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种（ ）【解析】基因重组是在有性生殖的过程，控制不同性状的基因的重新组合，会导致后代性状发生改变，错误；2多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种（ ）【解析】基因突变会导致DNA的碱基序列发生改变，但由于密码子的简并性等原因，基因突变不一定
9、会导致生物体性状发生改变，错误；。3杂交育种所选双亲必须是纯合子（ ）【解析】杂交育种的双亲可以为杂合子，错误。4.诱变所得植株若不出现预期性状就应丢弃（ ）【解析】诱变育种所得的植株若不出现预期性状，可能为杂合子，下一代有可能会出现预期性状，错误。5多倍体育种时可用秋水仙素处理幼苗（ ）【解析】多倍体的获得方法有低温诱导和秋水仙素处理，正确。6单倍体育种依据的遗传学原理是基因突变（ ）【解析】单倍体育种的原理为染色体变异，错误。7用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉，则四倍体植株上会结出三倍体无籽西瓜（ ）【解析】用二倍体西瓜给四倍体西瓜授粉,则四倍体植株上会结出三倍体有子西瓜,将该三倍体西瓜再种植
10、后才能得到三倍体无籽西瓜,错误。8杂交除了可选育新品种之外，杂交的另一个结果是获得纯种（ ）【解析】获得纯种的方法是不断自交，而非杂交，错误。9基因工程可以实现基因在不同种生物之间的转移（ ）【解析】基因工程的实质就是让一种生物的某种基因导入另一种生物的细胞内实现基因表达的过程，正确；10二倍体西瓜和四倍体西瓜之间存在生殖隔离（ ）【解析】二倍体西瓜和四倍体西瓜由于成熟季节不同，二者存在生殖隔离，分属不同物种，正确。11三倍体无籽西瓜和无籽番茄无法产生种子，属于不可遗传变异（ ）【解析】三倍体无籽西瓜遗传物质发生改变，属于可遗传变异，无籽番茄是由于未授粉没有产生种子，遗传物质没变，属于不遗传变
11、异，错误；12基因工程育种能够定向改变生物性状（ ）【解析】基因工程育种也称为转基因育种，能够定向改变生物性状，正确；13某植物经X射线处理后出现新性状，一定是基因突变所致（ ）【解析】某植物经X射线处理后出现新性状，可能是基因突变所致，也可能是染色体变异，错误；14二倍体植株的花药经植物组织培养后得到稳定遗传的植株（ ）【解析】二倍体植株的花药经植物组织培养后得到的是单倍体，秋水仙素处理后才得到稳定遗传的植株，错误。15三倍体西瓜植株所结的西瓜出现的无子现象属于可遗传变异（ ）【解析】三倍体无子西瓜的产生与染色体组成倍的增加有关，属于可遗传变异，可通过植物组培等方式遗传给后代，正确。16染色
12、体变异可以在有丝分裂和减数分裂过程中发生（ ）【解析】染色体变异包括结构变异和数目变异，在有丝分裂和减数分裂中均可发生，正确。17弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种（ ）【解析】弱小且高度不育的单倍体植株，用秋水仙素诱导进行染色体数目加倍处理后可用于育种，正确。18、用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是纯合子（ ）【解析】用秋水仙素处理单倍体植株后得到的可能是纯合子也可能是杂合子，如处理Aa的单倍体，得到的是AAaa，错误。19杂交育种过程中，通过不断自交、筛选和淘汰，可以改变种群的基因库，获得新品种【解析】杂交育种过程中，通过不断自交、筛选和淘汰，可以改变种群的基因库，获
13、得新品种，正确，20生长素没有改变无子番茄的遗传物质，其无子性状是可遗传变异（ ）【解析】生长素没有改变无子番茄的遗传物质，无子性状仅由外部环境变化导致，因而为不可遗传变异，错误。21三倍体无子西瓜高度不育，其无子性状是不可遗传变异（ ）【解析】三倍体无子西瓜的培育原理为染色体数目变异，遗传物质已发生改变，其无子性状是可遗传变异，错误。22二倍体植株的花粉进行离体培养，得到的是能稳定遗传的植株 （ ）【解析】将二倍体植株花药离体培养获得是单倍体植株，只有再用秋水仙素处理单倍体幼苗，才能获得稳定遗传的纯合体植株，错误；23杂交育种就是将不同物种的优良性状通过交配集中在一起（ ）【解析】杂交育种就
14、是将相同物种的优良性状通过交配集中在一起，错误。24二倍体水稻体细胞含2个染色体组，每组中染色体的形态结构、功能各不相同（ ）【解析】二倍体水稻体细胞含2个染色体组，染色体组是一组完整非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，正确；25二倍体水稻经秋水仙素处理后，可得到四倍体水稻，稻穗、米粒变大（ ）【解析】多倍体（四倍体）的细胞通常比二倍体的细胞大，细胞内的有机物含量高、抗逆性强，在生产上有很好的经济价值，正确；26二倍体水稻与四倍体水稻杂交，可得到三倍体水稻，体细胞含三个染色体组（ ）【解析】二倍体水稻（2个染色体组）与四倍体水稻（4个染色体组）杂交，配子染色体数目减半，含1个染色体组的配
15、子和含2个染色体组的配子结合成合子，合子发育成的个体其体细胞含三个染色体组，称为三倍体， 正确； 27二倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒变小（ ）【解析】二倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，单倍体不育，没有种子，因此不会有米粒，错误。28诱变育种是诱导生物发生变异，通过人工选择获得生产上所需的新物种（ ）【解析】诱变育种不能得到新物种，得到的是新品种，错误；29基因突变或染色体畸变方向不定向，所以诱变育种不能较短时间改良生物品种的某些性状（ ）【解析】诱变处理提高了生物的突变概率，所以和自发诱变相比诱变育种能较短时间改良生物品种的某些性状，错误；30通过对生物的
16、不断诱变处理，不会实现将多个优良性状集中到一个个体身上（ ）【解析】通过对生物的不断诱变处理，可能实现将多个优良性状集中到一个个体上，错误；31高产量的青霉素是通过交替使用辐射诱变和化学诱变选育出来的（ ）【解析】高产量的青霉素是通过交替使用辐射诱变和化学诱变选育出来的，正确。32黑农5号大豆和转基因抗虫棉的育种原理分别是染色体变异和基因重组（ ）【解析】黑农5号大豆是诱变育种的结果，其育种原理为基因突变；转基因抗虫棉是基因工程育种的结果，其育种原理是基因重组，错误；33三倍体无籽西瓜有机物含量高且高度不育，但仍属可遗传变异（ ）【解析】三倍体无籽西瓜有机物含量高且高度不育，其原理是染色体数目
17、变异，所以仍属可遗传变异，正确；34利用诱变育种，诱发家蚕常染色体基因移到性染色体上，其原理是基因突变（ ）【解析】利用诱变育种，诱发家蚕常染色体基因移到性染色体上，其原理是染色体结构变异，错误；35单倍体育种可通过对花药离体培养获得的单倍体种子进行秋水仙素处理以获得稳定遗传的后代（ ）【解析】由于单倍体高度不育，不能结种子，所以单倍体育种可通过对花药离体培养获36单倍体育种时，常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，目的是诱导染色体变异（ ）【解析】与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育，故单倍体育种时，常用秋水仙素处理的对象是幼苗，错误.37秋水仙素诱导基因突变和染色体数目变异基于相同
18、的原理（ ）【解析】秋水仙素诱导基因突变和染色体数目变异的原理不同，错误.38秋水仙素导致细胞染色体数目变异的作用时期是细胞分裂间期（ ）【解析】秋水仙素作用机理是抑制纺锤体的形成，作用时期是有丝分裂前期，错误；39三倍体西瓜不育，其无子性状不能遗传给后代（ ）【解析】三倍体西瓜育种原理是染色体变异，属于可遗传变异，其无子性状可以通过无性繁殖遗传给后代，错误。40传统的育种方法周期长，可选择的范围有限（ ）【解析】传统的育种方法是杂交育种，育种周期长，且只限于能进行有性生殖的同种生物，所以该育种方法可选择的范围有限，正确；41通过人工诱变，人们有目的地选育新品种，能避免育种的盲目性（ ）【解析
19、】人工诱变育种的原理是基因突变，而基因突变是不定向的，避免不了盲目性，错误；42杂交育种难以克服远缘杂交不亲和的障碍，过程繁杂缓慢，效率低（ ）【解析】不同物种之间存在生殖隔离，所以难以通过杂交育种将不同物种的优良基因集中在一起，正确；43基因工程可以实现基因在不同物种之间的转移，人们可以定向选育新品种（ ）【解析】基因工程又叫DNA重组技术，是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，正确。44用马铃薯的花药离体培养出的单倍体植株，可以正常地进行减数分裂，用显微镜可以观察到染色体两两配对形成12对。据此现象可推知产生该花药的马铃薯是四倍体（ ）【解析】用花药离体培养法可以得到单倍体，单倍体的体细胞中含有本物种配子染色体数目。根据题干信息“单倍体植株进行减数分裂时，染色体两两配对形成12对”可知该单倍体细胞中含有两个染色体组，据此推知产生花药的马铃薯的体细胞中含有四个染色体组。正确。
