1、一、染色体结构变异1类型缺失：染色体中 而引起的变异重复：染色体中 而引起的变异倒位：染色体中某一片段 引起的变异易位：染色体的某一片段移接到 上引起的变异某一片段缺失 增加某一片段位置颠倒另一条非同源染色体2结果：使排列在染色体上的基因的或发生改变，从而引起性状的变异。数目排列顺序二、染色体数目变异1染色体组：细胞中的一组，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息。2单倍体、二倍体和多倍体的比较非同源染色体项目 单倍体 二倍体 多倍体 概念 体细胞中含有染色体数目的个体 由发育而来，体细胞中含有个染色体组的个体 由发育而来，体细胞中含有个以上染色体组的个体 受
2、精卵受精卵本物种配子两三个或三项目 单倍体 二倍体 多倍体 实例 蜜蜂的雄蜂 人、果蝇、玉米 香蕉、马铃薯 发育起点 受精卵或合子 人工诱导方法 无 处理萌发的种子或者幼苗；处理植物分生组织细胞 植株特点 植株弱小，高度不育 正常 植株粗大，叶片、果实、种子较大，营养物质含量高 配子 受精卵 花药离体培养 秋水仙素低温1基因突变和染色体变异的一个重要区别是()A基因突变在光学显微镜下看不见，染色体变异在光学显微镜下可看见B染色体变异是定向的，基因突变是不定向的C基因突变是可以遗传的，染色体变异是不能遗传的D染色体变异产生的变异是有利的，基因突变产生的变异是有害的解析：基因突变是基因内部少量碱基
3、对的改变，在光学显微镜下无法观察，而染色体无论是结构的改变还是数目的增减，在光学显微镜下都可以观察；无论是染色体变异还是基因突变，两者都是不定向的；基因突变和染色体变异都发生了遗传物质的改变，因此都是可以遗传的；一般来说，无论是染色体变异还是基因突变，大多数变异对生物是有害的，但也有少数变异是有利的。答案：A2(2011盐城调研)右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不属于该细胞染色体结构变异的是()A BCD解析：染色体结构变异指的是染色体某一片段的缺失、易位、倒位；是基因突变或减数分裂四分体时期发生交叉互换所致。答案：C3关于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，下列描
4、述错误的是()A处于分裂间期的细胞最多B在显微镜下可以观察到含有四个染色体组的细胞C在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程D低温诱导染色体数目变化与秋水仙素诱导的原理相似解析：由于分裂间期时间最长，故观察细胞有丝分裂时，处于间期的细胞数目最多；低温可以诱导染色体加倍，视野中可以观察到已经被诱导加倍的细胞，细胞内有四个染色体组；细胞在解离的同时被杀死，在显微镜下不可能看到动态过程；低温与秋水仙素诱导染色体数目变化的原理都是阻止纺锤体的形成。答案：C4(2011淄博模拟)下图为几种生物细胞内染色体示意图，请回答：(1)甲图为科研机构对某人染色体进行的分析结果。请指出该人的性别_，从染
5、色体组成看，该人是否患病？_。如果患病，则患_。(2)普通小麦(异源六倍体)的染色体组成可表示为AABBDD(如乙图表示)，则一个染色体组的染色体数为_条。若丙图表示四倍体水稻的染色体数，则由其生殖细胞直接发育成的个体叫_。(3)丁为人工培育的八倍体小黑麦染色体图，其培育方法是用普通小麦和黑麦(2n14)杂交，然后用_处理得到的；与二倍体植物相比，多倍体的显著特点是_。(4)若将乙、丙、丁的花药离体培养成幼苗，能产生正常后代的是_。(5)马和驴杂交产生的骡子，不能繁殖后代的原因是_。解析：(1)甲图由于性染色体是XX，所以性别为女性，从图中不难看出21号染色体有3条，说明该人患21三体综合征(
6、先天性愚型)。(2)普通小麦的染色体组成可表示为AABBDD，是异源六倍体小麦，染色体数目/642/67，则普通小麦每个染色体组的染色体数为7条；根据单倍体的概念可知由生殖细胞发育而成的个体不管含有多少个染色体组都叫单倍体。(3)丁为人工培育的八倍体小黑麦染色体图，其培育方法是用普通小麦和黑麦(2n14)杂交得到四倍体小麦，再用秋水仙素处理得到八倍体小黑麦；与二倍体植物相比，多倍体的显著特点是茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，糖类、蛋白质等营养物质含量增加。(4)乙、丙、丁的花药离体培养成幼苗，能产生正常后代的是丙，乙、丁的花药离体培养成的幼苗由于细胞染色体联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞，
7、从而不能产生正常的后代。(5)马和驴杂交产生的骡子，不能繁殖后代的原因是细胞中无同源染色体；联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞(或不同物种间存在生殖隔离)。答案：(1)女 患病 21三体综合征(先天性愚型)(2)7 单倍体(3)秋水仙素 茎秆粗壮；叶片、果实、种子都比较大；糖类、蛋白质等营养物质含量增加(答出2条即可)(4)丙(5)细胞中无同源染色体；联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞(或不同物种间存在生殖隔离)。考点一 生物染色体组数和几倍体的判断 命题解读 高考中多是结合细胞分裂、遗传规律综合考查染色体组的概念及染色体组数的判断和单倍体、二倍体与多倍体的概念理解，这种命题方式在2012年高考中
8、再现的可能性很大。示例1(2011银川联考)下列关于如图所示细胞中所含染色体的叙述正确的是()AA代表的生物一定是二倍体，其每个染色体组含一条染色体BB代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含两条染色体CC代表的生物一定是二倍体，其每个染色体组含三条染色体DD代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含四条染色体解析 本题主要通过对图像的识别来考查判断推理能力。A图细胞中形态、大小相同的一对同源染色体应分别位于不同的染色体组中，每个染色体组中含一条染色体，但该生物若是由受精卵发育形成的则为二倍体，若是由未受精的配子发育形成的则为单倍体。根据染色体组的定义可知，B图细胞中应含有三个染色体组，每个染色
9、体组含两条染色体，该生物若是由受精卵发育形成的则为三倍体，若是由未受精的配子发育形成的则为单倍体。同样可知C图细胞中应含有两个染色体组，每个染色体组含三条染色体，该生物可能是二倍体，也可能是单倍体。D图细胞中四条染色体大小形态各不相同，应为一个染色体组，该细胞若是体细胞，则该生物为单倍体，该细胞若是生殖细胞，则该生物为二倍体。答案 D1染色体组数目的判断(1)根据染色体形态判断：细胞内形态、大小相同的染色体有几条，则该细胞中就含有几个染色体组。如右图，每种形态的染色体有3条，则该细胞中含有3个染色体组。(2)根据基因型判断：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的相同基因或等位基因出现几次，该
10、细胞或生物体中就含有几个染色体组。例如：基因型为AaaaBBbb的细胞或生物体，含有4个染色体组。(3)根据染色体数目和染色体形态推算含有几个染色体组。染色体组数 染色体数目染色体形态数2单倍体、二倍体和多倍体的判断(1)如果生物体由受精卵(或合子)发育而成，其体细胞中有几个染色体组，该生物就是几倍体。(2)如果生物体是由生殖细胞卵细胞或花粉直接发育而成，则无论体细胞中含几个染色体组，都叫单倍体。1将某马铃薯品种的花药进行离体培养获得幼苗，在幼苗细胞中发现了12对染色体，能够确定此幼苗个体属于()A单倍体B二倍体C四倍体D多倍体解析：用花药进行离体培养获得的幼苗，不管细胞中有多少对染色体，都称
11、为单倍体。答案：A2下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，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，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体C单倍体生物体细胞中不一定含有一个染色体组D人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗.解析：人工诱导多倍体的方法很多，最常用且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，自然界多倍体的产生主要是低温诱导产生；染色体组是一组非同源染色体；单倍体生物体细胞中不一定含有一个染色体组，如四倍体的单倍体植株体细胞中含2个染色体组。答案：D考点二 染色体变异在育种上的应用 命题解读 近几年高考中主要以选择题的形式考查单倍体、多倍
12、体在育种上的应用。预计在2012年高考中会结合多倍体物种的形成及进化有关内容进行综合考查。示例2(2011延庆模拟)二倍体玉米植株中，基因 B和T同时存在时，植株顶部开雄花，下部开雌花而成为正常株；基因B不存在，T存在时，玉米不能开出雌花而成为雄株；基因型中含有tt的玉米不能开出雄花而成为雌株。两对基因(分别用B、b和T、t表示)位于两对同源染色体上。(1)现在一正常株玉米，让其自交得到后代植株的类型及数目如下表：类型 正常株 雄株 雌株 数目 9 289 3 011 3 997 在自交后代中，雄株的基因型为_；雌株中，其中纯合子约占_。(2)玉米的纯合子雄株和雌株在育种中具有重要作用。为了确
13、保纯合子雄株和雌株的杂交后代都是正常株，那么培育出的符合生产要求的纯合子雄株和雌株基因型分别为_。(3)要利用基因型为BbTt的正常株玉米，采用单倍体育种的方法培育符合生产要求的纯合子雄株和纯合子雌株。请完善下列育种方案：取BbTt正常株玉米的_进行离体培养，得到基因型为_的单倍体幼苗。将上述幼苗用_溶液处理，经培育得到不同的二倍体纯合子植株，该溶液发生作用的时期是细胞周期的_。进一步选育出符合要求的植株。(4)若证明培育出的某玉米新品种中的蛋白质含量高于普通玉米，可设计实验加以验证。实验原理是：蛋白质与_试剂发生反应，蛋白质含量越高紫色越深。解析(1)由后代表现型的比为934可知，亲代的基因
14、型是BbTt，BbTt自交，根据题中关于玉米基因型的条件，可知后代中雄株基因型为bbTT、bbTt；雌株基因型为_tt，其中纯合子即BBtt或bbtt，所占比例为1/2。(2)正常植株的基因型为B_T_，为确保后代都是正常植株，所取亲本雄株和雌株基因型应为bbTT、BBtt。(3)单倍体育种第一步是花药离体培养，得到BT、Bt、bT、bt四种类型的单倍体；利用秋水仙素可使单倍体染色体加倍，得到纯合的二倍体植株，秋水仙素的作用时期是有丝分裂前期，抑制纺锤体的形成。(4)鉴定蛋白质时，使用的是双缩脲试剂，二者反应呈现紫色。答案(1)bbTT、bbTt 1/2(2)bbTT、BBtt(不能颠倒)(3
15、)花药 BT、Bt、bT、bt 适宜浓度的秋水仙素 前期(4)双缩脲单倍体育种与多倍体育种单倍体育种 多倍体育种 原理 染色体数目以染色体组形式成倍减少，然后再加倍后获得纯种 染色体数目以染色体组形式成倍增加 方法 花药离体培养获得单倍体，再用秋水仙素处理幼苗 秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗 优点 明显缩短育种年限 所得品种器官大，营养成分含量高，产量增加 单倍体育种 多倍体育种 缺点 技术复杂，需要与杂交育种结合 适用于植物，动物难以开展。多倍体植物生长周期延长，结实率降低 举例 3已知西瓜的染色体数目2n22，请根据下面的西瓜育种流程回答有关问题：(1)图中过程所用的试剂分别_和_。(2
16、)培育无子西瓜A的育种方法称为_。(3)过程中形成单倍体植株所采用的方法是_。该过程利用了植物细胞的_性。(4)为确认某植株是否为单倍体，应在显微镜下观察根尖分生区细胞的染色体，观察的最佳时期为_。解析：(1)试剂为秋水仙素，试剂为生长素而不是生长激素(动物激素)。(2)无子西瓜A是三倍体，联会紊乱不育无法结子，应为多倍体育种。(3)单倍体育种基本流程是：植株杂交花药的离体培养单倍体植株秋水仙素加倍筛选获得纯合子。(4)观察染色体数目的最佳时期为有丝分裂中期。答案：(1)秋水仙素 生长素(2)多倍体育种(3)花药离体培养 全能(4)有丝分裂中期示例(2010福建高考)下列关于低温诱导染色体加倍
17、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解析 本题考查低温诱导染色体加倍实验的知识，意在考查对低温诱导染色体加倍实验的实验原理、实验操作步骤以及实验中使用的试剂的作用等知识的识记和理解。低温诱导染色体加倍实验的实验原理是：低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不分离，从而产生染色体数目加倍的细胞核；卡诺氏液能固定细胞的形态，而盐酸酒精混合液可以使洋葱根尖解离；改良苯酚品红
18、溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色；洋葱根尖装片中的细胞大部分处于有丝分裂间期，因此在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只是少数细胞。答案 C(1)实验材料的选择：洋葱或大葱、大蒜，如果选择其他代用材料，应选择细胞分裂旺盛的材料。(2)低温与秋水仙素都能诱导染色体数目加倍，其原理都是抑制细胞分裂时纺锤体的形成。(3)低温处理时应放在4C的冰箱中一定时间(一般为36 h)。(4)该实验应设置对照实验。分别制片观察经过和没有经过低温(4C)处理后的细胞。(5)特别提示：实验中各种液体的作用。卡诺氏液：固定细胞形态。体积分数为95%的酒精：冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。解离液(体积分数为15%的
19、盐酸溶液和体积分数为95%的酒精以11混合)：使组织中的细胞相互分离开来。清水：洗去解离液，防止解离过度影响染色。改良苯酚品红染液：使染色体着色，便于观察染色体的形态、数目、行为。1(2010江苏高考)为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下降的问题，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：A项中利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，使
20、细胞中的染色体数目加倍，将发育成四倍体的个体；B项中处理之后，新个体其实由卵细胞直接发育而来，因此新个体是含一个染色体组的单倍体；C项中是利用胚胎细胞进行克隆，获得的个体依然是二倍体；D项中受精后的次级卵母细胞中含三个染色体组，一个来自精子，一个是将要分配到受精后的卵细胞中的，一个是将要分配到极体中的，若阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，则三个染色体组共同存在于受精卵中，由受精卵发育为三倍体的新个体。答案：D2(2009上海高考)下图中和表示发生在常染色体上的变异。和所表示的变异类型分别属于()A重组和易位B易位和易位C易位和重组D重组和重组解析：图表示的是同源染色体形成的四分体发生了非姐妹染
21、色单体的交叉互换，属于基因重组。图表示染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上，属于染色体结构变异的易位。答案：A3(2009广东高考)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可能出现三倍体细胞B多倍体细胞形成的比例常达100%C多倍体细胞形成过程无完整的细胞周期D多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会解析：在多倍体细胞形成过程中，因为没有纺锤体形成，染色体不能被拉向细胞两极，因此也就无完整的细胞周期。答案：C4(2009江苏高考)在细胞分裂过程中出现了甲、乙2种变异，甲图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是()甲图中发生了染色体结构变异，增加了生物变异
22、的多样性乙图中出现的这种变异属于染色体变异甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验ABCD解析：由甲图染色体上的基因排序变化可知，染色体发生了结构变异，该变异既可以发生在减数分裂过程，也可以发生在有丝分裂过程中。乙图是发生在有丝分裂后期的染色体没有平均分配而导致的染色体数目变异。染色体结构变异和数目变异均可在显微镜下直接观察到。答案：C5(2009广东高考)为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种培育方法，过程如下。请回答问题。(1)从对该种除草剂敏感的二倍体水稻植株上取花药离体培养，诱导成_幼苗。(2)用射线照射上述幼苗，目的是_；然
23、后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有_。(3)取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体_，获得纯合_，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。(4)对抗性的遗传基础做进一步研究，可以选用抗性植株与_杂交，如果_，表明抗性是隐性性状。F1自交，若F2的性状分离比为15(敏感)1(抗性)，初步推测_。解析：F1自交所得的F2的性状分离之比为151，根据自由组合定律中F2的性状分离比为9331，可推知水稻的抗性最可能由两对等位基因控制，且只有双隐性个体才表现为抗性，所以该抗性植株中应有两个基因发生了突变。答案：(1)单倍体(2)诱发基因突变 抗该除草剂的能力(3)数目加倍 二倍体(4)(纯合)敏感型植株 F1都是敏感型 该抗性植株中有两个基因发生了突变