2018届高考生物一轮复习第七单元生物的变异育种与进化第21讲染色体变异.docx

第21讲染色体变异最新考纲1.染色体结构变异和数目变异（）。2.生物变异在育种上的应用（）。3.转基因食品的安全（）。4.实验：低温诱导染色体加倍。考点一染色体变异的判断与分析（5年13考）1.染色体结构的变异（1）类型（连线）（2）结果：使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。2.染色体数目变异（1）类型（2）染色体组（根据果蝇染色体组成图归纳）从染色体来源看，一个染色体组中不含同源染色体。从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因，但不能重复。注意：染色体组与基因组不是同一概念染色体组：二倍体生物配子中的染色体数目。基因组：对于有性染色体的生物（二倍体），其基因组为常染色体/2性染色体；对于无性染色体的生物，其基因组与染色体组相同。3.单体体、二倍体和多倍体项目单倍体二倍体多倍体发育起点配子受精卵受精卵特点（1）植株弱小（2）高度不育（1）茎秆粗壮（2）叶、果实、种子较大（3）营养物质含量丰富体细胞染色体组数1或多个2个3个请解读下列三幅图示：（1）图甲、图乙均发生了某些片段的交换，其交换对象分别是什么？它们属于何类变异？提示图甲发生了非同源染色体间片段的交换，图乙发生的是同源染色体非姐妹染色单体间相应片段的交换，前者属染色体结构变异中的“易位”，后者则属于交叉互换型基因重组。（2）图丙的结果中哪些是由染色体变异引起的？它们分别属于何类变异？能在光镜下观察到的是。提示与图中两条染色体上的基因相比推知：染色体片段缺失染色体片段的易位基因突变染色体中片段倒位均为染色体变异，可在光学显微镜下观察到，为基因突变，不能在显微镜下观察到。（3）图丙中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序？提示图丙中的基因突变只是产生了新基因，即改变基因的质，并未改变基因的量，故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。染色体结构变异的判断（2016经典高考，14）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）。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，表型无异常解析个体甲的变异属于缺失，基因“e”所在片段缺失，影响表型，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，呈“十字型”，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，表型异常，D错误。答案B2.（2017河北衡水中学期中，37）如图分别表示不同的变异类型，基因a、a仅有图所示片段的差异。相关叙述正确的是（）A.图中4种变异中能够遗传的变异是B.中的变异属于染色体结构变异中的缺失C.中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复D.都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，发生在减数第一次分裂的前期解析可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异。由图可知，为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；为非同源染色体之间交换片段，属于染色体结构变异中的易位；发生了碱基对的增添，属于基因突变；为染色体结构变异中的缺失或重复，C正确。答案C染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析（1）染色体易位与交叉互换染色体易位交叉互换图解区别位置发生于非同源染色体之间发生于同源染色体的非姐妹染色单体间原理染色体结构变异基因重组观察可在显微镜下观察到在显微镜下观察不到（2）染色体结构变异与基因突变的判断染色体数目变异与染色体组（2017经典高考，19）一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是（）A.上图表示的过程发生在减数第一次分裂后期B.自交后代会出现染色体数目变异的个体C.该玉米单穗上的籽粒基因型相同D.该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子解析同源染色体的联会发生在减数第一次分裂的前期，A错误；由于异常联会，形成染色体数目异常的配子，自交后代会出现染色体数目变异的个体，B正确；经过减数分裂可以成多种不同类型的配子，该玉米单穗上的籽粒基因型可能不同，C错误；由于减数分裂可形成杂合的配子则该植株花药培养加倍后的个体可为杂合子，D错误。答案B（1）“二看法”确认单倍体、二倍体、多倍体（2）“三法”判定染色体组方法1根据染色体形态判定细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。方法2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。方法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8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2。【方法体验】（2018湖北四市联考）下图是四种生物的体细胞示意图，A、B图中的每一个字母代表细胞的染色体上的基因，C、D图代表细胞的染色体情况，那么最可能属于多倍体的细胞是（）解析体细胞中含有三个及三个以上染色体组的个体，称为多倍体。B中1个染色体组。由于A中基因重复，有可能是二倍体生物在有丝分裂时染色体复制过了。A、B错误；C中2个染色体组，D中4个染色体组，C错误、D正确。答案D染色体变异在实践中的应用（2017河南洛阳三模，30）遗传学是一门探索生命起源和进化历程的学科，兴起于20世纪，发展异常迅速。请分析回答：（1）最早证明基因位于染色体上的科学家是（填“孟德尔”“萨顿”或“摩尔根”），他发现了控制果蝇红白眼色的基因位于染色体上。（2）在遗传学研究中，经常要通过实验来确定某基因位于哪一条常染色体。对于植物核基因的定位常用到下列方法（三体和单体产生的配子均为可育配子，且后代均存活），例如：让常染色体隐性突变型和野生型三体（2号染色体多一条）品系杂交，子一代中的三体个体再与隐性亲本回交，如果在它们的子代中野生型和突变型之比是51而不是，则说明该突变基因及其等位基因位于2号染色体上。也可让常染色体隐性突变型和野生型单体（2号染色体缺少一条）品系杂交，如果子一代中野生型和突变型之比是而不是，则说明该突变基因及其等位基因位于2号染色体上。解析（1）摩尔根以果蝇为实验材料，运用假说演绎法，将控制红眼与白眼的基因与X染色体联系起来，证明了基因位于染色体上。（2）设相关基因用A、a表示。若突变基因在2号染色体上，常染色体隐性突变型（aa）和野生型三体（AAA）杂交获得的三体果蝇为AAa，AAa产生的配子类型及比例为AAaAAa2211，故AAa与aa回交后代表现型及比例为野生型突变型51。若突变基因不在2号染色体上，野生型三体果蝇基因型为AA，它与常染色体隐性突变型（aa）杂交获得的果蝇为Aa，Aa与aa回交后代表现型及比例为野生型突变型11。若突变基因在2号染色体上，常染色体隐性突变型（aa）和野生型单体（AO）杂交，子一代中野生型和突变型之比为AaaO11，若该突变基因不在2号染色体上，野生型单体果蝇基因型为AA，它与常染色体隐性突变型（aa）杂交，子一代全为野生型。答案（1）摩尔根X（2）111110（全为野生型）1.“四法”判断生物变异的类型（1）生物类型推断法（2）细胞分裂方式推断法（3）显微镜辅助推断法（4）变异水平推断法2.可遗传变异与不可遗传变异的判断考点二变异在育种中的应用1.杂交育种（1）原理：基因重组（2）过程：选择具有不同优良性状的亲本杂交获得F1F1自交获得F2鉴别、选择需要的类型优良品种。（3）优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。（4）缺点：获得新品种的周期长。2.诱变育种（1）原理：基因突变。（2）过程（3）优点可以提高突变频率，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。（4）缺点：有利变异个体往往不多，需处理大量材料。3.单倍体育种（1）原理：染色体（数目）变异。（2）方法（3）优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子。（4）缺点：技术复杂。4.多倍体育种（1）方法：用秋水仙素或低温处理。（2）处理材料：萌发的种子或幼苗。（3）原理（4）实例：三倍体无子西瓜三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。特别提醒（1）单倍体并非都不育。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。（2）单倍体育种主要包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选四个过程，不能简单地认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。（3）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。育种方法图解图解中各字母表示的处理方法：A表示杂交，D表示自交，B表示花药离体培养，C表示秋水仙素处理，E表示诱变处理，F表示秋水仙素处理，G表示转基因技术，H表示脱分化，I表示再分化，J表示包裹人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。育种方案的制定与评价1.（2015经典高考）某自花且闭花授粉植物，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：（1）自然状态下该植物一般都是合子。（2）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有害性这三个特点。（3）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。（4）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）。解析本题主要考查学生对自由组合定律知识的掌握和灵活运用能力。（1）由题干信息“某自花且闭花授粉植物”可推知自然状态下该植物一般都是纯合子。（2）诱变育种时需要处理大量种子的主要原因在于基因突变具有多方向性、稀有性（低频性）和有害性。（3）因为育种目的是培育抗病矮茎品种，因此可在F2等分离世代中选择抗病矮茎个体，经过连续自交等纯合化育种手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。一般情况下，杂交育种需要连续自交选育，因此控制性状的基因数越多，使每对基因都达到纯合的自交代数越多，所需的年限越长。茎的高度由两对独立遗传的基因控制，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，若只考虑茎的高度，亲本基因型为DDEE和ddee，F1自交得到的F2代中，D_E_（D_eeddE_）ddee961。（4）遗传图解见答案。答案（1）纯（2）多方向性、稀有性（3）选择纯合化年限越长高茎中茎矮茎169（4）基因重组和染色体畸变2.（2017湖南长沙一模）下列关于育种的说法正确的是（） A.多倍体育种和单倍体育种的最终目的分别是得到多倍体和单倍体 B.单倍体育种相对杂交育种的优势是更易获得隐性纯合子 C.三倍体无子西瓜培育时使用的秋水仙素作用于细胞有丝分裂的过程 D.自然状态下基因突变是不定向的，而诱变育种时基因突变是定向的解析多倍体育种得到的是多倍体，但是单倍体育种中得到的单倍体还需用秋水仙素处理使染色体加倍，A错误；单倍体育种相对于杂交育种的优势是明显缩短育种年限，B错误；秋水仙素作用于细胞有丝分裂前期，原理是抑制纺锤体形成，使染色体不能移向细胞两极从而使染色体数目加倍，C正确；自然状态下和诱变育种时基因突变都具有不定向性，D错误。答案C诱变育种与杂交育种的应用1.（山东高考）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）。解析小麦品种是纯合子（AABB、aabb），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。答案（注：A_B_、A_bb、aaB_、aabb表示F2出现的9种基因型和4种表现型；写出F2的9种基因型和4种表现型即可）马铃薯第一代yyRrYyrr亲本杂交第二代YyRr yyRr Yyrr yyrr种植，选黄肉、抗病（YyRr）第三代YyRr用块茎繁殖2.（2017河北石家庄模拟，30）研究人员在研究两个二倍体近种甲、乙间杂交时发现，获得的F1植株X不可育，已知甲乙的花色各由一对等位基因决定，A1、A2分别控制出现红色和蓝色，二者同时存在时表现为紫色。请根据图示回答： 甲种植物A1A1a1a1A1a1（植株Z）红色白色红色植株X（不可育）植株Y（可育） 乙种植物A2A2a2a2A2a2蓝色白色蓝色（1）植株X产生配子的过程中四分体数量为，图中处处理方法是用处理（部位）进而获得可育植株Y。（2）植株X不可育的原因是_；若想得到植株X上结的无子果实可采用的方法是。此时果皮细胞的染色体组数为。（3）植株Y有种基因型，其中紫色个体占。解析（1）植株X是甲乙进行有性杂交得到的，但由于甲乙为不同物种存在生殖隔离，其受精卵中不存在同源染色体，所以X产生配子过程中四分体数量为0；要想植株X由不育变为可育，则X的染色体就得加倍，所以可用秋水仙素处理幼苗的芽尖，抑制其分裂过程中纺锤体形成从而达到目的。（2）植株X是甲乙进行有性杂交得到的。但由于甲乙为不同物种存在生殖隔离，二者产生的配子结合成的受精卵中不存在同源染色体，不能进行正常的减数分裂产生配子.因此植株X不可育；正常果实发育需要种子合成大量生长素，由于X无种子，若想得到X上结的无子果实需要人工将一定浓度生长素涂抹在X的雌蕊柱头上；从上述培育方法可以看出，这种无子果实的遗传物质并没改变，属于不可遗传变异，所以此时果皮（子房壁发育来）细胞的染色体组数仍旧与体细胞相同，为2。（3）红色植株A1a1可产生A1、a1两种配子，蓝色植株A2a2可产生A2、a2两种配子，它们杂交得到的植株X共有A1A2、A2a1、A1a2、a1a2四种基因型，且各占1/4。植株X经秋水仙素处理后得到的植株Y有4种基因型，分别是A1A1A2A2（紫色）、A2A2a1a1（蓝色）、A1A1a2a2（红色）、a1a1a2a2（白色），其中紫色个体占1/4。答案（1）0秋水仙素幼苗的芽尖（2）没有同源染色体，不能进行正常的减数分裂产生配子用一定浓度生长素涂抹在X的雌蕊柱头上2（3）41/41.育种中的常见要点总结（1）杂交育种只能利用现有的基因进行重组，不能创造新基因。（2）基因突变是不定向的，诱变育种并不能定向改变生物性状。（3）转基因技术最大的优点是打破了生殖隔离，能定向改变生物性状。（4）秋水仙素可抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，还可作为化学诱变剂，诱发基因突变。（5）5种常考的育种方法2.根据提供的材料选择合适的育种方法（1）有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则在选育显性纯合子时最简便的方法是自交。（2）实验植物若为营养繁殖类，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。（3）实验材料若为原核生物，则不能运用杂交育种，细菌一般采用诱变育种和基因工程育种。（4）动物育种时，只能选相同性状的个体相互交配，待性状分离后筛选，然后用测交方法检测纯合子，这是由于动物大多是雌雄异体，不能“自交”。考点三实验：低温诱导植物染色体数目的变化（5年5考）1.原理、步骤和现象2.低温诱导染色体数目加倍实验与观察细胞有丝分裂实验的操作步骤基本相同，但也有不同。项目低温诱导植物染色体数目的变化观察根尖分生组织细胞的有丝分裂培养待洋葱长出1 cm左右不定根时4 低温培养适宜温度下培养固定解离前用卡诺氏液进行固定，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次不用固定染色用改良苯酚品红染液用醋酸洋红或龙胆紫溶液特别提醒（1）显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。（2）选材时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。（1）本实验是否温度越低效果越显著？（2）观察时是否所有细胞中染色体均已加倍？（3）与洋葱根尖有丝分裂装片制作相比，本实验除用低温处理外，还有哪些不同之处？提示（1）不是，必须为“适当低温”，以防止温度过低对根尖细胞造成伤害。（2）不是，只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。（3）与有丝分裂装片制作过程相比本实验在“解离”前使用“卡诺氏液”固定细胞，并使用95%酒精“洗去卡诺氏液”，而且染色剂为“改良苯酚品红染液”。1.（福建卷）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解析低温诱导多倍体形成的实验原理是低温抑制纺锤体的形成，使染色体不能移向两极，A错误；卡诺氏液具有固定细胞的作用，而不能用于解离，B错误；低温诱导多倍体形成主要作用于细胞的分裂前期，而细胞大多数处于细胞分裂间期，而且细胞染色体变异率较低，所以大多数细胞的染色体数目没有改变，D错误；改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液，都是能使染色体染成深色的碱性染料，C正确。答案C2.关于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，错误的描述是（）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.在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体过程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析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，则细胞内含二个染色体组。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四倍体细胞，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细胞从二倍体变为四倍体的过程，C错误；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，都是有丝分裂前期，抑制纺锤体的形成，D正确。答案C低温诱导染色体数目变化实验的5个问题（1）选材选用的实验材料既要容易获得，又要便于观察。常用的观察材料有蚕豆、洋葱、大蒜等。（2）归纳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（质量分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精为11混合）：使组织中的细胞相互分离。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。（3）根尖培养培养不定根：要使材料湿润以利生根。低温诱导：应设常温、低温4 、0 三种，以作对照，否则实验设计不严密。（4）制作装片：按观察有丝分裂装片制作过程进行。（5）观察：换用高倍镜观察材料，只能用细准焦螺旋进行调焦，切不可动粗准焦螺旋。显微镜下观察到的细胞是已被杀死的细胞。易错防范清零易错清零易错点1误认为单倍体只含一个染色体组或认为含多个染色体组者均为多倍体点拨单倍体强调的是由配子发育而来的个体，其细胞中染色体组数取决于配子中所含染色体组数，可能为1组、2组或多组。含多个染色体组的个体是单倍体还是多倍体取决于其发育起点是“配子”还是受精卵，若为前者，一定是单倍体，若为后者，一定是多倍体。易错点2混淆“可遗传变异”与“可育”点拨“可遗传变异”“可育”：三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”，但它们均属可遗传变异其遗传物质已发生变化，若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状这与仅由环境引起的不可遗传的变异有着本质区别。易错点3混淆育种中“最简便”与“最快”点拨“最简便”着重于技术含量应为“易操作”，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作。但“最快速”则不一定简便，如单倍体育种可明显缩短育种年限。易错点4错将四倍体AAaa（由Aa秋水仙素诱导后形成）产生的配子类型及比例算作1AA2Aa1aa点拨AAaa产生配子状况可按右图分析，由于染色体互为同源染色体，减数分裂时四条染色体分至细胞两极是“随机”的，故最终产生的子细胞染色体及基因状况应为与（AA与aa）、与（Aa与Aa）、与（Aa与Aa），由此可见，AAaa产生的配子类型及比例为1AA4Aa1aa而不是AAAaaa121。易错点5错将“单倍体育种”等同于“花药离体培养”点拨单倍体育种的过程如下：由此可见单倍体育种主要包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选四个过程，不能简单认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。易错点6混淆三类“无子果实”点拨（1）无子西瓜利用染色体变异原理，无子的原因是三倍体联会紊乱，不能产生正常配子。（2）无子番茄利用生长素促进果实发育的原理，其无子的原因是“未受粉”。（3）无子香蕉天然三倍体，无子的原因在于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。易错点7混淆“三体”与“三倍体”点拨三倍体是指由受精卵发育而成，体细胞中含三个染色体组的个体，其每种形态的染色体为“三条相同”（如图1所示）；三体则是二倍体（含两个染色体组），只是其中某形态的染色体“多出了一条”而成为3条，其余染色体均为两两相同（如图2所示）。纠错小练1.下列说法正确的是（）A.体细胞中只有一个染色体组的个体才是单倍体B.八倍体小麦的单倍体有四个染色体组C.六倍体小麦花药离体培养所得个体是三倍体D.体细胞中含有两个染色体组的个体一定是二倍体解析单倍体的染色体组数量与该生物配子的染色体组数量相同，不一定只含有一个染色体组，如八倍体小麦的单倍体有四个染色体组，A错误、B正确；由配子发育成的个体细胞中不管有几个染色体组，都属于单倍体，C、D错误。答案B2.（2017河北衡水期中，40）下图中字母代表正常细胞中所含有的基因，下列说法正确的是（）A.为多倍体，通常茎秆粗壮、籽粒较大B.为单倍体，通常茎秆弱小、籽粒较小C.若和杂交，后代基因型分离比为1551D.细胞所代表的个体分别是四倍体、二倍体、三倍体和单倍体解析细胞含4个相同（等位）基因，即4个染色体组，2个染色体组，3个染色体组，1个染色体组。确定是单倍体、二倍体还是多倍体，关键看发育起点，凡是由配子为起点直接发育而来的是单倍体，以受精卵为起点，有几个染色体组就是几倍体，A、D错误；1个染色体组，为单倍体，特点是植株弱小，且高度不育，B错误；AAaa减数分裂可以产生3种配子：AA、Aa、aa，比例为141，减数分裂可产生2种配子：A、a，比例为11，故和杂交，后代基因型及分离比为AAAAAaAaaaaa1551，C正确。答案C3.（2017河南省中原名校高三质量检测）野生猕猴桃是一种多年生的富含维生素C的二倍体（2N58）小野果。如图是某科研小组以大量的野生猕猴桃种子（aa）为实验材料培育抗虫猕猴桃无子新品种的过程，下列分析错误的是（）A.该培育过程用到多种不同的育种方式B.过程可以使用秋水仙素或低温处理，AAaa自交产生AAAA的概率为1/36C.过程得到的AAA植株的体细胞含染色体数目是174D.过程是基因工程育种，可以直接定向改变生物，培育新品种解析由图可知：为诱变育种，为多倍体育种，为基因工程育种，A正确；AAaa是四倍体，其产生的配子类型及比例为AAAaaa141，所以AA1/6，则产生的AAAA的概率是1/36，B正确；二倍体（2N58），说明体细胞含58条染色体，配子中29条，而AAA中含染色体是配子中三倍，为87条，C错误；基因工程育种，可以直接定向改变生物，培育新品种，D正确。答案C4.（2017河南郑州一检）无子西瓜的培育过程如图所示。根据图解，结合你所学过的生物学知识，下列叙述中正确的是（）A.过程要用秋水仙素处理，它的作用主要是抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成B.四倍体西瓜根细胞一定含有2个染色体组C.四倍体西瓜与二倍体西瓜不存在生殖隔离，它们属于同一物种D.由三倍体植株结成无子西瓜的过程，与中心体有密切的关系解析过程中用秋水仙素处理，秋水仙素可抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍，A正确；由于秋水仙素只是处理了幼苗的地上部分，未作用于根，故四倍体西瓜的根细胞染色体未加倍，仍为2个染色体组，但根细胞在有丝分裂后期可含4个染色体组，B错误；四倍体西瓜和二倍体西瓜杂交形成的三倍体西瓜高度不育，说明二者之间存在生殖隔离，属于不同的物种，C错误；西瓜属于高等植物，不含中心体，D错误。答案A课堂小结思维导图晨读必背1.染色体结构变异：包括染色体片段的重复、缺失、倒位、易位。数目变异则包括个别染色体增减、染色体组成倍增减。2.染色体结构改变的实质是：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。3.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。4.单倍体是指：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。5.多倍体是指：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。随堂真题&预测1.（2015全国卷，6）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人类猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的，A正确，B、C、D错误。答案A2.（2015海南卷，21）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，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，进而表现型也不会改变，B错误；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。答案C3.（2019高考预测）下列有关生物变异的叙述，正确的是（）A.基因突变会导致遗传信息发生改变B.基因重组会导致配子的种类和数目增多C.染色体结构变异一定会导致基因的种类和排序改变D.非同源染色体之间的交叉互换会导致基因重组解析基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失和替换，会导致遗传信息发生改变，A正确；基因重组会导致配子种类增多，但配子数目不变，B错误；染色体结构变异并不一定会导致基因种类的改变，C错误；同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换属于基因重组，非同源染色体之间的交叉互换属于染色体结构变异，D错误。答案A4.（2019新题预测）现有基因型为AAbb、aaBB两个高粱品种，两对基因独立遗传。请回答下列问题：（1）若培育基因型为AABB的优良品种，较为简单的方法是采用育种的方法。此育种方式应该在子代开始选择，然后使其连续，经过选择淘汰掉不合要求的植株，直至不出现为止。若想显著地缩短育种年限，请简要写出育种方案：_。（2）研究发现高粱的茎秆中含有一定量的蔗糖，A基因存在时茎秆中可合成较多的蔗糖，可用茎秆榨取蔗糖；B基因存在时可催化蔗糖合成淀粉，可提高高粱籽粒的产量。现用基因型为AaBb和aaBb的两个植株杂交，子一代中适于榨取蔗糖的植株占，适于获取高粱籽粒的植株占。解析（1）杂交育种工作量较大，年限长，从第2代开始就应该进行选择，再进行连续自交并选择，直至不再出现性状分离为止；单倍体育种能明显缩短育种年限。（2）适于榨取蔗糖的植株的基因型为A_bb，适于获取高粱籽粒的植株的基因型为A_B_。AaBbaaBb，产生A_bb的概率为1/21/41/8，产生A_B_的概率为1/23/43/8。答案（1）杂交2自交性状分离将基因型为AAbb的植株和基因型为aaBB的植株杂交，取F1的花粉进行离体培养获得单倍体幼苗，人工诱导使其染色体数目加倍后即可筛选出符合要求的品种（2）1/83/8教师独具1.下面为某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图，图中和，和互为同源染色体，则图a、图b所示的变异（）A.均为染色体结构变异B.基因的数目和排列顺序均发生改变C.均使生物的性状发生改变D.均可发生在减数分裂过程中解析由图可知，图a为交叉互换，属于基因重组，基因的数目和排列顺序未发生改变，性状可能没有变化；图b是染色体结构变异，基因的数目和排列顺序均发生改变，性状也随之改变；二者均可发生在减数分裂过程中。答案D2.（2017安徽皖南八校一联，17）下列关于生物育种技术操作合理的是（）A.用红外线照射青霉菌能使青霉菌的繁殖能力增强B.年年栽种年年制种推广的杂交水稻一定是能稳定遗传的纯合子C.单倍体育种时需用秋水仙素处理其萌发的种子或幼苗D.马铃薯、红薯等用营养器官繁殖的作物只要杂交后代出现所需性状即可留种解析由于基因突变是不定向的，诱变育种不能定向改造生物的性状，所以用红外线照射青霉菌不一定使青霉菌的繁殖能力增强，A错误；由于杂合体自交后代会出现性状分离，所以年年栽种年年制种推广的杂交水稻中含有杂合体，B错误；单倍体植株高度不育，不产生种子，所以单倍体育种时需用秋水仙素处理其幼苗，C错误；用植物的营养器官来繁殖属于无性繁殖，后代的基因型、表现型与亲本相同，所以马铃薯、红薯等用营养器官繁殖的作物只要杂交后代出现所需性状即可留种，D正确。答案D3.（2017四川成都测试）用二倍体早熟易感病茄子（aatt）和四倍体晚熟抗病茄子（AAAATTTT）为材料，培育纯合的二倍体早熟抗病茄子。以下有关叙述合理的是（）A.取四倍体植株的花药离体培养可获得二倍体植株AATTB.基因型aatt与基因型AATT植株杂交，可以从F2中直接选出符合要求的植株C.取B选项F1植株花药进行离体培养，利用的原理是植物细胞具有全能性D.种植C选项得到的植株，成熟后用秋水仙素处理即可选出符合要求的植株解析由单倍体的概念可知经花药离体培养得到的植株一定是单倍体，A错误；纯合的二倍体早熟抗病茄子的基因型为aaTT，若用aatt、AATT为亲本进行杂交育种，F2中性状符合要求的植株的基因型为aaTT和aaTt，有两种基因型，其中一种为杂合子，在性状上无法与纯合子区分，B错误；植物组织培养技术的原理为植物细胞具有全能性，C正确；C获得的植株是单倍体植株，若要使其染色体加倍，应用秋水仙素处理C项获得的幼苗，而不是成熟的植株，D错误。答案C4.（2017广东佛山质检）某男性表现型正常，其一条13号染色体和一条21号染色体发生了图1所示变化。该男性与某染色体组成正常的女性婚配，所生的三个子女染色体组成如图2所示。据图回答：（1）图1所示的染色体变异类型有，该变异可发生在分裂过程，观察该变异最好选择处于（时期）的胚胎细胞。（2）若不考虑其他染色体，在减数分裂时，图2中男性的三条染色体中，任意两条移到细胞一极，另一条移向细胞另一极，则其理论上产生的精子类型有种，该夫妇生出正常染色体组成的孩子的概率为。参照4号个体的染色体组成情况，画出3号个体的染色体组成。（3）为避免生出有遗传缺陷的小孩，1号个体在妊娠期间应进行。为便于筛除异常胚胎，医生建议这对夫妇选择“试管婴儿”技术，该技术涉及的两个主要环节是。解析（1）根据图1可知，13号染色体与21号染色体结合形成了1条染色体，且发生了染色体片段的丢失，因此染色体变异类型有染色体结构和数目变异。该变异过程既可发生在减数分裂过程中，也可发生在有丝分裂过程中。由于有丝分裂中期的细胞中染色体形态比较固定，数目比较清晰，因此最好选择处于有丝分裂中期的胚胎细胞观察该变异。（2）若题图2中男性的三条染色体中，任意两条移向细胞一极，另一条移向另一极，则理论上产生的精子类型有13号染色体和21号染色体、变异染色体；21号染色体和变异染色体、13号染色体；变异染色体和13号染色体、21号染色体共6种；该夫妇生出正常染色体即13号和21号染色体组成正常孩子的概率为1/6。根据4号个体的染色体组成情况，3号（13三体）的染色体组成为2条13号染色体、1条变异染色体和一条21号染色体。（3）为避免生出有遗传缺陷的小孩，母亲在妊娠期间应进行产前诊断。“试管婴儿”技术涉及的两个主要环节是体外受精和胚胎移植。答案（1）染色体结构和数目变异有丝分裂和减数有丝分裂中期（2）61/6如图（3）产前诊断（羊水检查）体外受精、胚胎移植（时间：30分钟满分：100分）1.在细胞分裂过程中出现了图甲丁4种变异，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.图甲丁都发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性B.图甲、乙、丁中的变异类型都可以用显微镜观察检验C.图甲、乙、丁中的变异只会出现在有丝分裂过程中D.图乙、丙中的变异只会出现在减数分裂过程中解析图甲属于倒位，图乙一对姐妹染色单体移向细胞同一极，属于染色体数目变异，图丙表示一对同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，属于基因重组，图丁表示两条非同源染色体之间发生交换，属于易位，A错误，图甲、乙、丁中的变化可出现在有丝分裂和减数分裂过程中，C、D错误，染色体变异，可用显微镜观察，B正确。答案B2.（2018中原名校第一次质量考评，16）下列有关生物变异的说法错误的是（）基因重组发生在受精作用过程中细胞中含有两个染色体组的个体称为二倍体三倍体无子西瓜无法产生后代，这种变异属于不可遗传的变异基因突变后，若碱基对增添或缺失则基因数也增加或减少A.一项 B.两项C.三项 D.四项解析基因重组是指生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。可发生于减数第一次分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，或减数第一次分裂后期随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合。受精作用过程中不发生基因重组，错误；由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体称为二倍体。若未经过受精作用，即直接由配子发育而来的个体，体细胞中无论含有多少个染色体组，均称为单倍体，错误；三倍体无子西瓜形成过程中，细胞的遗传物质发生了改变，为可遗传的变异，错误；基因突变的结果是形成等位基因，基因数目不变，错误。答案D3.果蝇的体色中灰身对黑身为显性，由位于常染色体上的B、b基因控制，只含其中一个基因的个体无法发育。如图为果蝇培育和杂交实验的示意图。下列叙述错误的是（）A.乙属于诱变育种得到的染色体变异个体B.筛选可用光学显微镜，筛选可不用C.F1中有果蝇的细胞含有异常染色体D.F1中雌雄个体的体色理论上均为灰色解析甲、乙杂交后代F1中含有正常染色体的果蝇（BbXY）比例为，则细胞中含有异常染色体的果蝇比例为1，C错误。答案C4.（2018河南八市第一次联考，19）实验发现，利用X射线等多种射线综合处理某植物的花蕊，细胞内出现了少量的染色体碎片，一段时间后该染色体碎片消失。上述过程中该植物最不可能发生（）A.细胞内个别染色体数目增多B.染色体的易位或缺失C.遗传信息的改变D.子代生物性状的改变解析少量染色体碎片消失，可能是发生了染色体的易位，或者是碎片被降解了，则可能会导致染色体缺失，但不会引起染色体数目增多，A错误、B正确；可能发生了染色体结构变异，导致遗传信息的改变，子代生物性状发生改变，C、D正确。答案A5.（2018河南省百校联盟第一次联考，17）下列关于单倍体，二倍体和多倍体的叙述中，正确的是（）A.它们都是由受精卵发育而来B.单倍体细胞中的染色体组的数目为奇数C.多倍体可以由秋水仙素或低温诱导产生D.香蕉属于三倍体，不可育的原因是无法联会解析单倍体由配子发育而来，A错误；单倍体的染色体组数目可能是奇数也可能是偶数，B错误；通过秋水仙素处理或低温处理，抑制了纺锤体的形成，使后期染色体数目加倍，可得到多倍体，C正确；香蕉细胞中含三个染色体组，联会紊乱导致不育，D错误。答案C6.（2018河南百校联盟二联，22）下列关于生物育种的叙述，错误的是（）A.杂交育种是利用已有的基因进行重组，不会产生新的基因B.基因工程能实现基因在不同种生物间的转移，可培育出生物新品种C.将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D.二倍体西瓜与经秋水仙素处理后形成的四倍体西瓜，存在生殖隔离答案C7.甲、乙两果蝇品系有六对相对性状的差异，经多次品系间杂交实验发现，绝大多数杂交组合产生的F1表现与甲相同，表明乙品系上述6种性状均为隐性性状。但有一组杂交后代F1中出现了4显2隐的情况，若六对相对性状分别由六对等位基因控制，对此现象下列解释最合理的是（）A.若六对等位基因位于非同源染色体上，乙果蝇发生染色体加倍B.若六对等位基因位于非同源染色体上，乙果蝇发生染色体片段易位C.若六对等位基因位于一对同源染色体上，甲果蝇发生染色体片段易位D.若六对等位基因位于一对同源染色体上，甲果蝇发生染色体片段缺失解析有六对相对性状差异的甲、乙两果蝇品系间经多次杂交实验发现，绝大多数杂交组合产生的F1表现与甲相同，说明甲品系上述6种性状均为显性性状，乙品系上述6种性状均为隐性性状。若六对相对性状分别由六对等位基因控制，且均位于非同源染色体上，乙果蝇无论是发生染色体加倍还是发生染色体片段易位，则在理论上甲乙两品系杂交后代F1都表现为6种显性性状，A、B错误；若六对等位基因位于一对同源染色体上，甲果蝇发生染色体片段易位，则在理论上甲乙两品系杂交后代F1都表现为6种显性性状，C错误；若六对等位基因位于一对同源染色体上，甲果蝇发生染色体片段缺失，且缺失片段上含有两个显性基因，则甲乙两品系杂交后代F1中就会出现4显2隐的情况。D正确。答案D8.（2017湖南长沙一模）已知某DNA片段上有基因A、无效片段和基因B，其分布如图所示，现将某外来DNA片段（m）插入位点a或b，下列关于变异类型的说法正确的是（）A.若m为无效片段且插入位点a，则发生了基因突变B.若m为无效片段且插入位点b，则发生了染色体变异C.若m为有效片段且插入位点a，则发生了基因重组D.若m为有效片段且插入位点b，则发生了染色体变异解析基因是有遗传效应的DNA片段，若m为无效片段则m不是基因，插入无效片段中的位点a，不会发生基因突变，A错误；若m为无效片段且插入位点b，则会造成基因B发生改变，该变异属于基因突变，B错误；若m为有效片段，则m具有遗传效应，插入位点a后，无效片段有了遗传效应，则发生了基因重组，C正确；若m为有效片段，插入位点b后，导致基因B失去原有的遗传效应，并且m也具有