《5.2 染色體變異》學(xué)與練

學(xué)而優(yōu)·教有方PAGE1PAGE第5章第2節(jié)染色體變異課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)舉例說明染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)量的變異都可能導(dǎo)致生物性狀的改變甚至死亡1.通過理解染色體變異的基本原理，建立進(jìn)化與適應(yīng)的觀點(diǎn)。2．理解染色體組的概念、明確染色體組的特征。比較二倍體、多倍體和單倍體，分析它們的特點(diǎn)。3．通過“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”的實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析能力。自主梳理1.染色體變異的概念生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)的變化，稱為染色體變異。2染色體數(shù)目變異的.類型：染色體數(shù)目的變異可以分為兩類：一類是細(xì)胞內(nèi)的增加或減少，另一類是細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以為基數(shù)成倍地。3.二倍體和多倍體：①二倍體：細(xì)胞中含有的個(gè)體叫作二倍體。例如，野生馬鈴薯為二倍體，其細(xì)胞中有個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組包括12條不同的染色體。在自然界，幾乎都是二倍體。多倍體在植物中很常見，在動物中極少見。②多倍體：細(xì)胞中含有的個(gè)體，統(tǒng)稱為多倍體。在多倍體中，四倍體可以通過形成含有兩個(gè)染色體組的配子。三倍體因?yàn)樵忌臣?xì)胞中有三套染色體，減數(shù)分裂時(shí)出現(xiàn)，因此不能形成的配子。在自然界，多倍體在中很常見，在中極少見。③多倍體植株特點(diǎn)：與二倍體植株相比，多倍體的植株常常是莖稈，葉片、果實(shí)和種子都等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。因此，人們常常采用多倍體的方法來獲得多倍體，培育新品種。④人工誘導(dǎo)多倍體：人工誘導(dǎo)多倍體的方法很多，如處理等。目前最常用而且最有效的方法，是用秋水仙素來處理。當(dāng)秋水仙素作用于的細(xì)胞時(shí)，能夠的形成，導(dǎo)致，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行分裂，將來就可能發(fā)育成多倍體植株。4.單倍體：①概念：在生物的體細(xì)胞中，染色體數(shù)目不僅可以成倍地增加，還可以成套地。體細(xì)胞中的染色體數(shù)目與染色體數(shù)目相同的個(gè)體，叫作單倍體。②單倍體植株特點(diǎn)：與正常植株相比，單倍體植株長得，而且高度。但是，利用單倍體植株培育新品種卻能明顯育種年限。③單倍體育種：育種工作者常常采用的方法來獲得單倍體植株，然后經(jīng)過使染色體數(shù)目加倍，恢復(fù)到正常植株的染色體數(shù)目。用這種方法培育得到的植株，不僅能夠正常，而且每對染色體上的成對的基因都是的，自交的后代不會發(fā)生。5.低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化（1）實(shí)驗(yàn)原理：低溫處理植物組織細(xì)胞，能夠抑制的形成，以致影響細(xì)胞分裂中，導(dǎo)致細(xì)胞，于是，植物細(xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生變化。（2）方法步驟：①低溫誘導(dǎo)：將洋蔥（或大蔥、蒜）放在裝滿清水的廣口瓶上，讓洋蔥的底部接觸水面。待洋蔥長出約1cm的不定根時(shí)，將整個(gè)裝置放入冰箱，誘導(dǎo)培養(yǎng)h。②固定細(xì)胞形態(tài)：剪取誘導(dǎo)處理的根尖約0.5～1cm，放入中浸泡0.5～1h，以固定細(xì)胞的形態(tài)，然后用沖洗2次。③制作裝片：包括4個(gè)步驟。④觀察比較：先用倍鏡尋找染色體形態(tài)較好的分裂相。確認(rèn)某個(gè)細(xì)胞發(fā)生后，再用倍鏡觀察。（3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：視野中既有正常的細(xì)胞，也有的細(xì)胞。6.染色體的結(jié)構(gòu)變異①類型：在的影響下，染色體發(fā)生的結(jié)構(gòu)變異主要有下圖4種類型。圖1表示染色體中引起變異，圖2表示染色體中引起變異，圖3表示染色體的引起變異，圖4表示染色體中引起變異。②結(jié)果及影響：染色體結(jié)構(gòu)的改變，會使排列在染色體上的基因的發(fā)生改變，而導(dǎo)致的變異。大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體。預(yù)習(xí)檢測1．下圖表示的染色體結(jié)構(gòu)變異類型是（）A．染色體片段位置顛倒 B．染色體片段增加C．染色體片段移接 D．染色體片段缺失2．一對正常的夫婦，生下一個(gè)智力有點(diǎn)缺陷的孩子，對其染色體檢查發(fā)現(xiàn)，該患兒的3號染色體組成如圖所示。該患兒患病的原因是染色體發(fā)生了（

）A．易位 B．缺失 C．重復(fù) D．倒位3．使用秋水仙素可以誘導(dǎo)植物的染色體組加倍，二倍體植株被誘導(dǎo)后變?yōu)椋?/p>

）A．單倍體 B．二倍體 C．三倍體 D．四倍體4．科研人員常利用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子，誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，秋水仙素作用的時(shí)期是（）A．有絲分裂末期B．有絲分裂前期C．有絲分裂中期D．有絲分裂后期5．下列關(guān)于“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化”實(shí)驗(yàn)的敘述不正確的是（

）A．卡諾氏液的作用是固定細(xì)胞的形態(tài)B．制作裝片的順序?yàn)榻怆x、染色、漂洗、制片C．低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成D．觀察到的視野中有正常的二倍體細(xì)胞也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞6．某生物興趣小組的同學(xué)將生長旺盛的洋蔥不定根置于4℃的冰箱冷藏室中培養(yǎng)36小時(shí)后，剪取根尖制成臨時(shí)裝片，然后用顯微鏡觀察細(xì)胞中染色體的分裂相。下列敘述正確的是（

）A．低溫處理能阻斷洋蔥根尖細(xì)胞中DNA的復(fù)制B．用甲紫染液處理根尖可使染色體著色C．制作臨時(shí)裝片前可用卡諾氏液維持細(xì)胞的活性D．低倍鏡視野中所有細(xì)胞染色體數(shù)都已發(fā)生改變7．下列有關(guān)染色體變異的敘述，正確的是（

）A．肺炎雙球菌等原核生物不會發(fā)生染色體變異B．染色體變異只能發(fā)生在減數(shù)分裂過程中C．染色體變異必然導(dǎo)致基因數(shù)目和排列順序的變化D．染色體變異是指染色體組數(shù)或個(gè)別染色體數(shù)目的增減8．下列關(guān)于染色體變異概念圖的分析，錯(cuò)誤的是（

）A．①代表染色體結(jié)構(gòu)的變異B．②代表染色體數(shù)目的變異C．③代表增添D．④代表以染色體組的形式成倍的變化9．如圖是某種植物正常的體細(xì)胞（示細(xì)胞中所有的染色體）．試判斷該植物細(xì)胞中所含的染色體組數(shù)是（

）A．1 B．2 C．4 D．810．將八倍體小黑麥的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)，得到的植株是（

）A．四倍體；含4個(gè)染色體組B．四倍體；含2個(gè)染色體組C．單倍體；含4個(gè)染色體組D．單倍體；含2個(gè)染色體組11．下圖為兩種生物體細(xì)胞（均由受精卵發(fā)育而來）內(nèi)染色體及有關(guān)基因分布情況示意圖，請根據(jù)圖示回答：

(1)甲是倍體生物，乙是倍體生物。(2)甲的一個(gè)染色體組含有條染色體，如果將該生物的卵細(xì)胞單獨(dú)培育成新個(gè)體，其體細(xì)胞中含有個(gè)染色體組。(3)圖乙所示的個(gè)體與基因型為aabbcc的個(gè)體交配，其F1代最多有種表現(xiàn)型。12．如圖為二倍體西瓜形成多倍體西瓜的操作圖解，分析回答：(1)基因型為Aa的二倍體經(jīng)處理加倍，作用在于能夠抑制細(xì)胞有絲分裂前期形成。(2)如果基因型為AA的西瓜幼苗加倍后與基因型Aa的西瓜雜交，則子代的基因型為，是倍體。(3)單倍體育種方法可明顯地縮短育種年限，這是因?yàn)榻?jīng)過單倍體育種方法得到的正常植株自交后代不會產(chǎn)生。(4)染色體變異包括染色體和數(shù)目的改變，染色體數(shù)目的變異又分為個(gè)別染色體數(shù)目的增加或減少和兩類。?探究一低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍【情景材料】利用一些誘發(fā)因素可以人工誘導(dǎo)植物產(chǎn)生多倍體，包括物理因素，如溫度的劇變，射線處理，嫁接和切斷等，還有化學(xué)因素，如植物減，植物生長素，秋水仙素、茶嵌戊烷、異生長素、富民農(nóng)等等。由于一些化學(xué)誘導(dǎo)物質(zhì)有劇毒，且價(jià)格昂貴，比如:秋水仙素，所以我們將探究低溫對染色體數(shù)目的變化。低溫和秋水仙素一樣，處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致分裂后期染色體不能移向兩極，細(xì)胞加大而不分裂，著絲點(diǎn)分裂后的染色體仍在一個(gè)細(xì)胞中，故細(xì)胞中的染色體數(shù)目加倍。如果用低溫處理根尖，則在根尖分生區(qū)內(nèi)可以檢測到大量染色體加倍的細(xì)胞，如:處理植物幼苗的芽，則可以得到染色體加倍的植株?！締栴}探究】1.固定的原理和作用是什么？2.染色體數(shù)目加倍的意義是什么？3.視野中數(shù)目最多的是什么時(shí)期的細(xì)胞，用顯微鏡觀察的順序是怎樣的？4.對染色體染色可以使用哪些染液？5.實(shí)驗(yàn)中?？ㄖZ氏液、改良本分品紅染液、15%的鹽酸溶液、95%的酒精溶液在實(shí)驗(yàn)中分別起什么作用？?探究二無籽西瓜的培育【情景材料】無籽西瓜是三倍體，由于三倍體細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)出現(xiàn)聯(lián)會紊亂的情況，所以三倍體西瓜不能形成種子。其親本是二倍體西瓜和四倍體。普通西瓜為二倍體植物，即體內(nèi)有2組染色體(2N=22)，用秋水仙素處理其幼苗，令二倍體西瓜植株細(xì)胞染色體成為4倍體(4N=44)，這種4倍體西瓜能正常開花結(jié)果，種子能正常萌發(fā)成長。無籽西瓜是用種子種出來的，但這個(gè)種子不是無籽西瓜里的種子，而是自然的二倍體西瓜跟經(jīng)過誘變產(chǎn)生的四倍體雜交后形成的三倍體西瓜里的種子。由于是三倍體，所以本身是沒有繁殖能力的，也沒有籽?！締栴}探究】1、培育無籽西瓜的原理2.種植無籽西瓜時(shí)，為什么要用正常的二倍體西瓜授粉？要點(diǎn)歸納1．染色體變異的概念及種類2．染色體數(shù)目變異的類型3．染色體組4．二倍體和多倍體5.單倍體6．染色體結(jié)構(gòu)變異的類型7.染色體結(jié)構(gòu)變異的結(jié)果【注意問題】①單倍體不一定只含1個(gè)染色體組，可能含同源染色體，可能含等位基因，也可能可育并產(chǎn)生后代，如馬鈴薯(四倍體)產(chǎn)生的單倍體。②單倍體不同于單體。③二倍體、多倍體不一定來自受精卵，如植物組織培養(yǎng)得到的二倍體、多倍體。④染色體間的易位可分為單向易位和相互易位(平衡易位)。前者指一條染色體的某一片段轉(zhuǎn)移到了另一條染色體上，而后者則指兩條染色體間相互交換了片段，較為常見。典例精講【例1】栽培種馬鈴薯是四倍體，通過種子繁殖難以獲得優(yōu)良性狀純合子，生產(chǎn)上常用塊莖繁殖。利用二倍體馬鈴薯進(jìn)行種子繁殖，有助于加快馬鈴薯的育種改良。下列有關(guān)敘述，錯(cuò)誤的是()A.與二倍體馬鈴薯相比，栽培種馬鈴薯淀粉含量有所增加B.與塊莖繁殖相比，種子繁殖不易感染病毒且易于存儲和運(yùn)輸C.二倍體馬鈴薯可以通過連續(xù)自交使有害基因純合而被環(huán)境淘汰D.栽培種馬鈴薯同源染色體無法聯(lián)會，難以通過種子獲得優(yōu)良性狀純合子【答案】D【解析】一般來說，與二倍體相比，多倍體的優(yōu)點(diǎn)是莖稈粗壯、葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量有所增加，所以與二倍體馬鈴薯相比，四倍體栽培種馬鈴薯淀粉含量有所增加，A正確；馬鈴薯塊莖繁殖多代后容易感染病毒，與塊莖繁殖相比，種子繁殖不易感染病毒且易于存儲和運(yùn)輸，B正確；二倍體馬鈴薯可以通過連續(xù)自交使有害基因純合，形成不利于馬鈴薯生長的純合個(gè)體而被環(huán)境淘汰，C正確；栽培種馬鈴薯是四倍體，在減數(shù)分裂過程中同源染色體能發(fā)生聯(lián)會，產(chǎn)生正常的配子，D錯(cuò)誤?！纠?】二倍體植株甲(2n＝18)和二倍體植物乙(2n＝18)進(jìn)行有性雜交，得到F1不育。若用秋水仙素處理F1幼苗的頂芽形成植物丙，丙開花后能自交獲得后代。下列敘述正確的是()A.植物甲和乙都是二倍體生物，且體細(xì)胞中都含有18條染色體，所以它們屬于同一物種B.若植物甲和乙雜交得到的受精卵，在發(fā)育初期來自植物甲的染色體全部丟失，而植物乙的染色體全部保留，則繼續(xù)發(fā)育成的植物是單倍體C.植物丙發(fā)生的染色體變化，能決定生物進(jìn)化的方向D.秋水仙素通過促進(jìn)著絲粒分裂，使染色體數(shù)目加倍【答案】B【解析】由于甲、乙雜交的后代不育，即甲、乙存在生殖隔離，故甲、乙不屬于同一物種，A錯(cuò)誤；受精卵中包含來自甲的9條染色體和來自乙的9條染色體，若來自甲的染色體全部丟失，則只剩下來自乙的9條染色體，含有乙物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體是單倍體，B正確；自然選擇決定生物進(jìn)化的方向，C錯(cuò)誤；秋水仙素通過抑制紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍，D錯(cuò)誤。【例3】甲～丁表示細(xì)胞中不同的變異類型，甲中英文字母表示染色體片段。下列敘述正確的是()A.甲～丁的變異類型都會引起染色體上基因數(shù)量的變化B.甲～丁的變異類型都可能出現(xiàn)在根尖分生區(qū)細(xì)胞的分裂過程中C.若乙為精原細(xì)胞，則它一定不能產(chǎn)生正常的配子D.圖中所示的變異類型中甲、乙、丁可用光學(xué)顯微鏡觀察檢驗(yàn)【答案】D【解析】甲、丁的變異會引起染色體上基因數(shù)量的變化，乙、丙的變異不會導(dǎo)致染色體上基因數(shù)量的變化，A錯(cuò)誤；根尖分生區(qū)細(xì)胞有絲分裂活動旺盛，丙細(xì)胞的變異類型(互換)不可能發(fā)生在有絲分裂的過程中，B錯(cuò)誤；若乙為精原細(xì)胞，則其經(jīng)減數(shù)分裂過程可能會產(chǎn)生正常的配子，C錯(cuò)誤；甲、乙、丁表示的均為染色體變異，能在光學(xué)顯微鏡下觀察到，而丙表示的基因重組無法在光學(xué)顯微鏡下觀察到，D正確。1.染色體數(shù)目變異的類型2.染色體組(根據(jù)果蠅染色體組成圖歸納)3.二倍體、多倍體及單倍體4.染色體結(jié)構(gòu)變異1．亨廷頓癥（HD）的一種發(fā)病機(jī)制是HD基因中的三個(gè)核苷酸序列（CAG）發(fā)生多次重復(fù)，引起異常亨廷頓蛋白積累。該變異類型屬于（）A．基因突變 B．基因重組C．染色體結(jié)構(gòu)變異 D．染色體數(shù)目變異2．下圖是野生祖先種和栽培品種香蕉的染色體核型圖，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（

）A．栽培品種香蕉因同源染色體聯(lián)會紊亂而導(dǎo)致不育B．栽培品種體細(xì)胞中每個(gè)染色體組中的染色體數(shù)目比野生祖先種多11條C．三倍體香蕉與野生祖先種相比，莖稈粗壯，營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富D．若用秋水仙素處理野生祖先種幼苗的芽尖，則根尖分生區(qū)細(xì)胞中最多含有4個(gè)染色體組3．如圖為普通小麥的形成過程示意圖，其中A、B、D分別代表不同物種的一個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組均含7條染色體。利用普通小麥可培育單體小麥和缺體小麥(缺體小麥體細(xì)胞中染色體比普通小麥體細(xì)胞中的染色體少一對同源染色體)作為小麥育種和遺傳分析的基礎(chǔ)材料。下列敘述正確的是（

）A．雜種一的正常體細(xì)胞中含有2個(gè)染色體組，推測雜種一可育B．培育普通小麥和單體小麥的原理分別是基因重組、染色體變異C．雜種二→普通小麥的過程通常用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，并在有絲分裂后期發(fā)揮作用D．若將普通小麥視為二倍體，利用普通小麥可獲得21種缺體小麥4．下圖是厚軸茶花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂顯微照片，其中①-④為正常分裂圖像，⑤中姐妹染色單體連接在一起形成了“染色體橋”結(jié)構(gòu)。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．細(xì)胞減數(shù)分裂的排序是③→④→①→②B．圖①、③和④的細(xì)胞中均含姐妹染色單體C．圖④細(xì)胞通過非姐妹染色單體交換發(fā)生基因重組D．圖⑤中“染色體橋”隨機(jī)斷裂將導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異5．在自然條件或人為因素的影響下，染色體會發(fā)生結(jié)構(gòu)變異。圖中異常染色體發(fā)生的變異類型是（

）A．染色體片段缺失 B．染色體片段增加C．染色體片段移接 D．染色體片段位置顛倒6．如圖表示某生物（2n=4）一個(gè)正常的細(xì)胞分裂示意圖，下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A．圖中細(xì)胞有2對同源染色體B．圖中細(xì)胞含有2個(gè)染色體組C．該細(xì)胞分裂產(chǎn)生的兩個(gè)子細(xì)胞基因型不一定相同D．該細(xì)胞分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞最終可能會退化消失7．下列有關(guān)“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)，說法不正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)試劑及作用分別為：卡諾氏液→固定，改良的苯酚品紅溶液→染色，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精→解離B．該實(shí)驗(yàn)臨時(shí)裝片制作的程序?yàn)椋哼x材→固定→解離→漂洗→染色→制片C．本實(shí)驗(yàn)中低溫作用于正在分裂的細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目的加倍D．如果以洋蔥幼苗為實(shí)驗(yàn)材料，該幼苗長成植物體之后所有細(xì)胞的染色體數(shù)目都實(shí)現(xiàn)了加倍8．野生獼猴桃(2n=58)品種較多，但部分品種存在果實(shí)總糖和維生素C含量較低的缺點(diǎn)。近年科研工作者嘗試多種育種方法，期望培育總糖和維生素C含量較高的獼猴桃新品種。下圖是某科研小組以野生獼猴桃幼苗為實(shí)驗(yàn)材料培育獼猴桃新品種的過程簡圖，請據(jù)圖回答下列問題：(1)育種方法①依據(jù)的原理是，此方法可在較短時(shí)間內(nèi)得到較多變異類型，但未必能獲得總糖含量和維生素C含量較高的獼猴桃新品種，原因是。(2)育種方法②，常用的藥劑是，其作用原理是。(3)植株B根尖細(xì)胞在有絲分裂后期有個(gè)染色體組。(4)培育植株C育種方法的顯著優(yōu)點(diǎn)是。(5)植株B與植株C(填“是”或“不是”)同一物種，原因是二者的雜交后代為倍體。9．普通小麥的形成包括不同物種雜交和染色體加倍過程，如圖所示(其中A、B、D分別代表不同物種的一個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組均含7條染色體)。在此基礎(chǔ)上，人們又通過雜交育種培育出許多優(yōu)良品種。回答下列問題：(1)在普通小麥的形成過程中，雜種一是高度不育的，原因是，普通小麥體細(xì)胞中有條染色體。(2)一般來說，與二倍體相比，多倍體的優(yōu)點(diǎn)是(答出2點(diǎn)即可)。若要用人工方法使植物細(xì)胞染色體加倍，可采用的方法有(答出2點(diǎn))。(3)現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)普通小麥品種(純合子)，甲的表現(xiàn)型是抗病易倒伏，乙的表現(xiàn)型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙為實(shí)驗(yàn)材料雜交育種獲得抗病抗倒伏且穩(wěn)定遺傳的新品種，請簡要寫出操作步驟。10．如圖表示以某種農(nóng)作物①和②兩個(gè)品種培育出④、⑤、⑥三個(gè)品種的過程。根據(jù)圖示過程，回答下列問題:(1)用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ和Ⅱ分別稱為和。(2)由③培育出④的常用方法Ⅲ是，由③經(jīng)Ⅲ、Ⅴ培育出⑤品種的方法稱為，其優(yōu)點(diǎn)是。(3)由③培育成⑥的常用方法Ⅳ是，該過程依據(jù)的遺傳學(xué)原理是。(4)由二倍體和四倍體雜交，可以獲得三倍體無籽西瓜，三倍體無籽的原因是減數(shù)分裂過程中，很難形成正常配子第5章第2節(jié)染色體變異課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)舉例說明染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)量的變異都可能導(dǎo)致生物性狀的改變甚至死亡1.通過理解染色體變異的基本原理，建立進(jìn)化與適應(yīng)的觀點(diǎn)。2．理解染色體組的概念、明確染色體組的特征。比較二倍體、多倍體和單倍體，分析它們的特點(diǎn)。3．通過“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”的實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析能力。自主梳理1.染色體變異的概念生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)的變化，稱為染色體變異。2染色體數(shù)目變異的.類型：染色體數(shù)目的變異可以分為兩類：一類是細(xì)胞內(nèi)的增加或減少，另一類是細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以為基數(shù)成倍地。3.二倍體和多倍體：①二倍體：細(xì)胞中含有的個(gè)體叫作二倍體。例如，野生馬鈴薯為二倍體，其細(xì)胞中有個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組包括12條不同的染色體。在自然界，幾乎都是二倍體。多倍體在植物中很常見，在動物中極少見。②多倍體：細(xì)胞中含有的個(gè)體，統(tǒng)稱為多倍體。在多倍體中，四倍體可以通過形成含有兩個(gè)染色體組的配子。三倍體因?yàn)樵忌臣?xì)胞中有三套染色體，減數(shù)分裂時(shí)出現(xiàn)，因此不能形成的配子。在自然界，多倍體在中很常見，在中極少見。③多倍體植株特點(diǎn)：與二倍體植株相比，多倍體的植株常常是莖稈，葉片、果實(shí)和種子都等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。因此，人們常常采用多倍體的方法來獲得多倍體，培育新品種。④人工誘導(dǎo)多倍體：人工誘導(dǎo)多倍體的方法很多，如處理等。目前最常用而且最有效的方法，是用秋水仙素來處理。當(dāng)秋水仙素作用于的細(xì)胞時(shí)，能夠的形成，導(dǎo)致，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行分裂，將來就可能發(fā)育成多倍體植株。4.單倍體：①概念：在生物的體細(xì)胞中，染色體數(shù)目不僅可以成倍地增加，還可以成套地。體細(xì)胞中的染色體數(shù)目與染色體數(shù)目相同的個(gè)體，叫作單倍體。②單倍體植株特點(diǎn)：與正常植株相比，單倍體植株長得，而且高度。但是，利用單倍體植株培育新品種卻能明顯育種年限。③單倍體育種：育種工作者常常采用的方法來獲得單倍體植株，然后經(jīng)過使染色體數(shù)目加倍，恢復(fù)到正常植株的染色體數(shù)目。用這種方法培育得到的植株，不僅能夠正常，而且每對染色體上的成對的基因都是的，自交的后代不會發(fā)生。5.低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化（1）實(shí)驗(yàn)原理：低溫處理植物組織細(xì)胞，能夠抑制的形成，以致影響細(xì)胞分裂中，導(dǎo)致細(xì)胞，于是，植物細(xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生變化。（2）方法步驟：①低溫誘導(dǎo)：將洋蔥（或大蔥、蒜）放在裝滿清水的廣口瓶上，讓洋蔥的底部接觸水面。待洋蔥長出約1cm的不定根時(shí)，將整個(gè)裝置放入冰箱，誘導(dǎo)培養(yǎng)h。②固定細(xì)胞形態(tài)：剪取誘導(dǎo)處理的根尖約0.5～1cm，放入中浸泡0.5～1h，以固定細(xì)胞的形態(tài)，然后用沖洗2次。③制作裝片：包括4個(gè)步驟。④觀察比較：先用倍鏡尋找染色體形態(tài)較好的分裂相。確認(rèn)某個(gè)細(xì)胞發(fā)生后，再用倍鏡觀察。（3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：視野中既有正常的細(xì)胞，也有的細(xì)胞。6.染色體的結(jié)構(gòu)變異①類型：在的影響下，染色體發(fā)生的結(jié)構(gòu)變異主要有下圖4種類型。圖1表示染色體中引起變異，圖2表示染色體中引起變異，圖3表示染色體的引起變異，圖4表示染色體中引起變異。②結(jié)果及影響：染色體結(jié)構(gòu)的改變，會使排列在染色體上的基因的發(fā)生改變，而導(dǎo)致的變異。大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體?！敬鸢浮?.染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)2.個(gè)別染色體一套完整的非同源染色體增加或成套地減少3.①體兩個(gè)染色體組體兩形態(tài)和功能非同源全部動物和過半數(shù)的高等植物②體三個(gè)或三個(gè)以上染色體組減數(shù)分裂非同源聯(lián)會紊亂可育植物動物③粗壯比較大，糖類和蛋白質(zhì)人工誘導(dǎo)④低溫萌發(fā)的種子或幼苗正在分裂抑制紡錘體染色體不能移向細(xì)胞兩極有絲4.①減少本物種配子②弱小不育縮短③花藥（花粉）離體培養(yǎng)人工誘導(dǎo)生殖純合性狀分離5.（1）分生紡錘體有絲染色體被拉向兩極不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞（2）①冷藏室48～72②卡諾氏液體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精③解離、漂洗、染色和制片④低染色體數(shù)目變化高（3）二倍體染色體數(shù)目發(fā)生改變6.①自然條件或人為因素某一片段缺失增加某一片段某一片段移接到另一條非同源染色體某一片段位置顛倒②數(shù)目或排列順序性狀不利的死亡預(yù)習(xí)檢測1．下圖表示的染色體結(jié)構(gòu)變異類型是（）A．染色體片段位置顛倒 B．染色體片段增加C．染色體片段移接 D．染色體片段缺失【答案】D【分析】染色體結(jié)構(gòu)變異有以下四種：染色體的某一片段缺失引起變異、染色體中增加某一片段引起變異、染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上引起變異、染色體的某一片段位置顛倒也可引起變異。【詳解】據(jù)圖可知，變異后的染色體與原來的染色體相比，變異后的染色體缺失了b片段，因此，該變異為染色體片段缺失，ABC錯(cuò)誤，D正確。2．一對正常的夫婦，生下一個(gè)智力有點(diǎn)缺陷的孩子，對其染色體檢查發(fā)現(xiàn)，該患兒的3號染色體組成如圖所示。該患兒患病的原因是染色體發(fā)生了（

）A．易位 B．缺失 C．重復(fù) D．倒位【答案】D【分析】染色體結(jié)構(gòu)變異的基本類型：（1）缺失：染色體中某一片段的缺失例如，貓叫綜合征是人的第5號染色體部分缺失引起的遺傳病，因?yàn)榛疾和蘼曒p，音調(diào)高，很像貓叫而得名。（2）重復(fù)：染色體增加了某一片段果蠅的棒眼現(xiàn)象就是X染色體上的部分重復(fù)引起的。（3）倒位：染色體某一片段的位置顛倒了180度，造成染色體內(nèi)的重新排列如女性習(xí)慣性流產(chǎn)（第9號染色體長臂倒置）。（4）易位：染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上或同一條染色體上的不同區(qū)域如慣性粒白血病（第14號與第22號染色體部分易位），夜來香也經(jīng)常發(fā)生這樣的變異?！驹斀狻吭搱D中中間部位的染色體片段BC發(fā)生了顛倒，即發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異中的倒位，引起了染色體內(nèi)的重新排列，D正確。3．使用秋水仙素可以誘導(dǎo)植物的染色體組加倍，二倍體植株被誘導(dǎo)后變?yōu)椋?/p>

）A．單倍體 B．二倍體 C．三倍體 D．四倍體【答案】D【分析】染色體數(shù)目變異的基本類型：（1）細(xì)胞內(nèi)的個(gè)別染色體增加或減少如：21三體綜合征，患者比正常人多了一條21號染色體；（2）細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目以染色體組的形式增加或減少?！驹斀狻壳锼伤氐淖饔脵C(jī)理是抑制紡錘體的形成，紡錘體形成的時(shí)期是分裂的前期，二倍體植株被秋水仙素誘導(dǎo)處理后染色體數(shù)目加倍，變成四倍體，D正確，ABC錯(cuò)誤。4．科研人員常利用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子，誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，秋水仙素作用的時(shí)期是（）A．有絲分裂末期B．有絲分裂前期C．有絲分裂中期D．有絲分裂后期【答案】B【分析】多倍體形成的主要原因是由于體細(xì)胞在正常有絲分裂過程中，染色體已經(jīng)復(fù)制，但由于受到某些外界環(huán)境因素（溫度、濕度驟變等）的影響，使得細(xì)胞中紡錘體的形成受阻，染色體不能分配到子細(xì)胞中去，于是形成染色體加倍的細(xì)胞．在此細(xì)胞基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行正常的有絲分裂，即可形成加倍的組織或個(gè)體。【詳解】秋水仙素通過抑制紡錘體形成，導(dǎo)致著絲點(diǎn)分裂后染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而使染色體數(shù)目加倍，所以發(fā)揮作用的時(shí)期是有絲分裂前期。5．下列關(guān)于“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化”實(shí)驗(yàn)的敘述不正確的是（

）A．卡諾氏液的作用是固定細(xì)胞的形態(tài)B．制作裝片的順序?yàn)榻怆x、染色、漂洗、制片C．低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成D．觀察到的視野中有正常的二倍體細(xì)胞也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞【答案】B【分析】低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍實(shí)驗(yàn)的原理：1、低溫能抑制紡錘體的形成，使子染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍；2、該實(shí)驗(yàn)的步驟為選材→固定→解離→漂洗→染色→制片；3、該實(shí)驗(yàn)采用的試劑有卡諾氏液（固定）、改良苯酚品紅染液（染色），體積分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸溶液和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液（解離）?！驹斀狻緼、卡諾氏液適用于一般植物組織和細(xì)胞的固定，所以把根尖放在卡諾氏液中浸泡，以固定細(xì)胞的形態(tài)，A正確；B、制作裝片順序是解離→漂洗→染色→制片，B錯(cuò)誤；C、低溫處理植物的分生組織細(xì)胞，能夠抑制細(xì)胞有絲分裂前期紡錘體的形成，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，C正確；D、由于絕大數(shù)細(xì)胞處于間期或不分裂，細(xì)胞染色體數(shù)目沒有改變，故在低倍鏡視野中既有正常的二倍體細(xì)胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞，D正確。6．某生物興趣小組的同學(xué)將生長旺盛的洋蔥不定根置于4℃的冰箱冷藏室中培養(yǎng)36小時(shí)后，剪取根尖制成臨時(shí)裝片，然后用顯微鏡觀察細(xì)胞中染色體的分裂相。下列敘述正確的是（

）A．低溫處理能阻斷洋蔥根尖細(xì)胞中DNA的復(fù)制B．用甲紫染液處理根尖可使染色體著色C．制作臨時(shí)裝片前可用卡諾氏液維持細(xì)胞的活性D．低倍鏡視野中所有細(xì)胞染色體數(shù)都已發(fā)生改變【答案】B【分析】低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍實(shí)驗(yàn)的原理：1．低溫能抑制紡錘體的形成，使子染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。2．該實(shí)驗(yàn)的步驟為選材→固定→解離→漂洗→染色→制片。3．該實(shí)驗(yàn)采用的試劑有卡諾氏液（固定）、甲紫（染色），體積分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸溶液和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液（解離）?！驹斀狻緼、低溫處理能抑制洋蔥根尖細(xì)胞中紡錘體的形成，A錯(cuò)誤；B、染色體易被堿性染料染成深色，用甲紫溶液處理根尖可使染色體著色，B正確；C、用卡諾氏液固定后細(xì)胞已經(jīng)死亡，C錯(cuò)誤；D、視野中大多數(shù)細(xì)胞染色體數(shù)未發(fā)生改變，D錯(cuò)誤。7．下列有關(guān)染色體變異的敘述，正確的是（

）A．肺炎雙球菌等原核生物不會發(fā)生染色體變異B．染色體變異只能發(fā)生在減數(shù)分裂過程中C．染色體變異必然導(dǎo)致基因數(shù)目和排列順序的變化D．染色體變異是指染色體組數(shù)或個(gè)別染色體數(shù)目的增減【答案】A【分析】染色體變異包括染色體數(shù)目改變和染色體結(jié)構(gòu)變異，染色體結(jié)構(gòu)變異包括染色體片段的缺失、重復(fù)、易位和倒位；染色體數(shù)目的變異指細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目的增添或缺失，包括個(gè)別染色體的增添或缺失，或以染色體組數(shù)成倍的增添或缺失。【詳解】A、只有真核生物能發(fā)生染色體變異，因?yàn)樵松镏袥]有染色體，A正確；B、染色體變異可發(fā)生在任何時(shí)期，B錯(cuò)誤；C、染色體結(jié)構(gòu)變異會導(dǎo)致基因排列順序的改變，但不一定導(dǎo)致基因數(shù)目改變；染色體數(shù)目變異也不一定引起基因排列順序改變，如21-三體綜合征，是由于多了一條染色體，基因的排列順序不變，C錯(cuò)誤；D、染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異，而染色體數(shù)目變異是指染色體組數(shù)或個(gè)別染色體數(shù)目的增減，D錯(cuò)誤。8．下列關(guān)于染色體變異概念圖的分析，錯(cuò)誤的是（

）A．①代表染色體結(jié)構(gòu)的變異B．②代表染色體數(shù)目的變異C．③代表增添D．④代表以染色體組的形式成倍的變化【答案】C【分析】染色體變異是指染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異。染色體結(jié)構(gòu)的變異主要有缺失、重復(fù)、倒位、易位四種類型。染色體數(shù)目變異可以分為兩類：一類是細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少，另一類是細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少?！驹斀狻緼、據(jù)信息可知，①為染色體結(jié)構(gòu)變異、②為染色體數(shù)目變異，A、B正確；C、染色體數(shù)目變異包括缺失、重復(fù)、倒位、易位，故③為易位，C錯(cuò)誤；D、染色體數(shù)目變異可包括個(gè)別染色體數(shù)目的變化和以染色體組的形式成倍的變化，故④為以染色體組的形式成倍的變化，D正確。9．如圖是某種植物正常的體細(xì)胞（示細(xì)胞中所有的染色體）．試判斷該植物細(xì)胞中所含的染色體組數(shù)是（

）A．1 B．2 C．4 D．8【答案】C【分析】細(xì)胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但又相互協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異，這樣的一組染色體叫做一個(gè)染色體組。【詳解】ABCD、依據(jù)染色體形態(tài)判斷，題圖細(xì)胞中有8條染色體，2種形態(tài)，因此可確定圖示細(xì)胞中有4個(gè)染色體組，C正確，ABD錯(cuò)誤。10．將八倍體小黑麥的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)，得到的植株是（

）A．四倍體；含4個(gè)染色體組B．四倍體；含2個(gè)染色體組C．單倍體；含4個(gè)染色體組D．單倍體；含2個(gè)染色體組【答案】C【分析】染色體組：細(xì)胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但又相互協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異的一組染色體。單倍體：由配子發(fā)育而來，體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體?！驹斀狻堪吮扼w小黑麥的花粉含有4個(gè)染色體組，將其離體培養(yǎng)，得到的植株含4個(gè)染色體組；由配子發(fā)育而來，體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體被稱為單倍體。11．下圖為兩種生物體細(xì)胞（均由受精卵發(fā)育而來）內(nèi)染色體及有關(guān)基因分布情況示意圖，請根據(jù)圖示回答：

(1)甲是倍體生物，乙是倍體生物。(2)甲的一個(gè)染色體組含有條染色體，如果將該生物的卵細(xì)胞單獨(dú)培育成新個(gè)體，其體細(xì)胞中含有個(gè)染色體組。(3)圖乙所示的個(gè)體與基因型為aabbcc的個(gè)體交配，其F1代最多有種表現(xiàn)型。【答案】(1)四二(2)32(3)8【分析】1、染色體組的判斷方法:(1)根據(jù)細(xì)胞中染色體形態(tài)判斷：①細(xì)胞內(nèi)同一形態(tài)的染色體有幾條，則含有幾個(gè)染色體組；②細(xì)胞中有幾種形態(tài)的染色體，一個(gè)染色體組內(nèi)就有幾條染色體。(2)根據(jù)生物的基因型來判斷:在細(xì)胞或生物體的基因型中，控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，則有幾個(gè)染色體組?？珊営洖椤巴挥⑽淖帜笩o論大寫還是小寫出現(xiàn)幾次，就含有幾個(gè)染色體組”。(3)根據(jù)細(xì)胞內(nèi)形態(tài)不同的染色體的條數(shù)判定一個(gè)染色體組含幾條染色體，然后判定染色體組數(shù)。2、分析題圖:甲細(xì)胞含有4個(gè)染色體組，乙細(xì)胞含有2個(gè)染色體組?！驹斀狻浚?）甲中形態(tài)、大小相同的染色體有4條，因此是四倍體。乙的基因型為AaBbCc，為二倍體。（2）由圖分析可知，甲的一個(gè)染色體組含有3條染色體，由該生物卵細(xì)胞單獨(dú)培育成的生物的體細(xì)胞含有2個(gè)染色體組，由卵細(xì)胞直接培育成的生物是單倍體。（3）乙（AaBbCc）與基因型為aabbcc的個(gè)體交配，子代的表型最多有2×2×2=8（種）。12．如圖為二倍體西瓜形成多倍體西瓜的操作圖解，分析回答：(1)基因型為Aa的二倍體經(jīng)處理加倍，作用在于能夠抑制細(xì)胞有絲分裂前期形成。(2)如果基因型為AA的西瓜幼苗加倍后與基因型Aa的西瓜雜交，則子代的基因型為，是倍體。(3)單倍體育種方法可明顯地縮短育種年限，這是因?yàn)榻?jīng)過單倍體育種方法得到的正常植株自交后代不會產(chǎn)生。(4)染色體變異包括染色體和數(shù)目的改變，染色體數(shù)目的變異又分為個(gè)別染色體數(shù)目的增加或減少和兩類?！敬鸢浮?1)秋水仙素紡錘體(2)AAA或AAa三(3)性狀分離(4)結(jié)構(gòu)以染色體組的形式成倍增加或減少【分析】無子西瓜的培育的具體方法：（1）用秋水仙素處理幼苗期的普通二倍體西瓜，得到四倍體西瓜；（2）用四倍體西瓜作母本，用二倍體西瓜作父本，雜交，得到含有三個(gè)染色體組的西瓜種子；（3）種植三倍體西瓜的種子，這樣的三倍體西瓜是開花后是不會立即結(jié)果的，還需要授給普通二倍體西瓜的成熟花粉，以刺激三倍體西瓜的子房發(fā)育成為果實(shí)，這樣就會得到三倍體西瓜。(1)秋水仙素可以使有絲分裂的細(xì)胞染色體數(shù)目加倍，作用原理是抑制紡錘體的形成，從而使二倍體西瓜幼苗的芽尖染色體數(shù)目加倍形成四倍體。(2)基因型為AA的西瓜幼苗加倍后染色體組成為AAAA，其配子染色體組成為AA，基因型Aa的西瓜，其配子染色體組成為A或a，因此，則子代的基因型為AAA或AAa，是三倍體。(3)單倍體育種方法要經(jīng)過花藥離體培養(yǎng)和人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，獲得的植株自交后代不會產(chǎn)生性狀分離。(4)染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異，其中，染色體數(shù)目變異又分為個(gè)別染色體數(shù)目的增加或減少和以染色體組的形式成倍增加或減少兩類。?探究一低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍【情景材料】利用一些誘發(fā)因素可以人工誘導(dǎo)植物產(chǎn)生多倍體，包括物理因素，如溫度的劇變，射線處理，嫁接和切斷等，還有化學(xué)因素，如植物減，植物生長素，秋水仙素、茶嵌戊烷、異生長素、富民農(nóng)等等。由于一些化學(xué)誘導(dǎo)物質(zhì)有劇毒，且價(jià)格昂貴，比如:秋水仙素，所以我們將探究低溫對染色體數(shù)目的變化。低溫和秋水仙素一樣，處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致分裂后期染色體不能移向兩極，細(xì)胞加大而不分裂，著絲點(diǎn)分裂后的染色體仍在一個(gè)細(xì)胞中，故細(xì)胞中的染色體數(shù)目加倍。如果用低溫處理根尖，則在根尖分生區(qū)內(nèi)可以檢測到大量染色體加倍的細(xì)胞，如:處理植物幼苗的芽，則可以得到染色體加倍的植株?！締栴}探究】1.固定的原理和作用是什么？2.染色體數(shù)目加倍的意義是什么？3.視野中數(shù)目最多的是什么時(shí)期的細(xì)胞，用顯微鏡觀察的順序是怎樣的？4.對染色體染色可以使用哪些染液？5.實(shí)驗(yàn)中?？ㄖZ氏液、改良本分品紅染液、15%的鹽酸溶液、95%的酒精溶液在實(shí)驗(yàn)中分別起什么作用？【答案】1、固定是借助于物理方法或化學(xué)藥物的作用，迅速滲入組織和細(xì)胞將之殺死，使其形態(tài)結(jié)構(gòu)和內(nèi)含物盡可能保持生活時(shí)的完整和真實(shí)狀態(tài)。2、細(xì)胞中的染色體數(shù)目加倍，可以是變?yōu)樵瓉淼膬杀?變?yōu)?2)，也可能是變?yōu)樵瓉淼乃谋?變?yōu)?4)。3、視野中大量細(xì)胞為有絲分裂間期的細(xì)胞，其特點(diǎn)為核膜、核仁明顯，核質(zhì)呈均勻狀態(tài)。移動載玻片，先低倍鏡后高倍鏡，可觀察到有絲分裂各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞，尤其是中期的細(xì)胞，染色體的形態(tài)和數(shù)目清晰可見。4、改良苯酚品紅溶液和醋酸楊紅溶液、甲紫染液都可以使染色體著色。5.(1)卡諾氏液:固定細(xì)胞的形態(tài)。(2)改良苯酚品紅染液:細(xì)胞核染色，便于觀察染色體的行為。(3)15%的鹽酸溶液:解離，使細(xì)胞分離開。(4)95%的酒精溶液:洗去附著在根尖的卡諾氏液，在細(xì)胞的分離程度上起一定的作用。?探究二無籽西瓜的培育【情景材料】無籽西瓜是三倍體，由于三倍體細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)出現(xiàn)聯(lián)會紊亂的情況，所以三倍體西瓜不能形成種子。其親本是二倍體西瓜和四倍體。普通西瓜為二倍體植物，即體內(nèi)有2組染色體(2N=22)，用秋水仙素處理其幼苗，令二倍體西瓜植株細(xì)胞染色體成為4倍體(4N=44)，這種4倍體西瓜能正常開花結(jié)果，種子能正常萌發(fā)成長。無籽西瓜是用種子種出來的，但這個(gè)種子不是無籽西瓜里的種子，而是自然的二倍體西瓜跟經(jīng)過誘變產(chǎn)生的四倍體雜交后形成的三倍體西瓜里的種子。由于是三倍體，所以本身是沒有繁殖能力的，也沒有籽?！締栴}探究】1、培育無籽西瓜的原理2.種植無籽西瓜時(shí)，為什么要用正常的二倍體西瓜授粉？【答案】1.普通西瓜是二倍體植物，體內(nèi)有2組染色體（2N=22），用秋水仙素（一種植物堿，含有劇毒）來處理普通西瓜的幼苗，使二倍體西瓜植株細(xì)胞的染色體成為四倍體（4N=44），這種四倍體的西瓜可以正常開花結(jié)果，種子能夠正常萌發(fā)生長，由它倆雜交后，從而培育出三倍體的無籽西瓜。2.果實(shí)是由子房發(fā)育而來的，在子房發(fā)育成為果實(shí)的過程中，需要一定量的生長素。一般來說，果實(shí)發(fā)育所需生長素是由胚珠發(fā)育形成的幼嫩種子提供的，三倍體無籽西瓜是根據(jù)染色體變異的原理培育而來的。但是，無籽西瓜的發(fā)育仍然需要生長素，那么沒有種子，生長素從何而來呢?一般來說，生長素在植物體內(nèi)的合成部位是葉原基、嫩葉和發(fā)育中的種子，在這些部位，存在著與生長素合成有關(guān)的酶系。在多種酶的催化作用下下，植物體內(nèi)的色氨酸經(jīng)過氨基轉(zhuǎn)換、脫羧作用和兩個(gè)氧化步驟，最終變成生長素(吲哚乙酸)。在二倍體西瓜的花粉中，除含有少量的生長素外，同樣也含有使色氨酸轉(zhuǎn)變成生長素的酶系。當(dāng)二倍體花粉萌發(fā)時(shí)，形成的花粉管伸入到三倍體植株的子房內(nèi)并將自身合成生長素的酶體系轉(zhuǎn)移到其中，從而在子房內(nèi)仍能合成大量的生長素，促使子房發(fā)育成無籽果實(shí)。要點(diǎn)歸納1．染色體變異的概念及種類2．染色體數(shù)目變異的類型3．染色體組4．二倍體和多倍體5.單倍體6．染色體結(jié)構(gòu)變異的類型7.染色體結(jié)構(gòu)變異的結(jié)果【注意問題】①單倍體不一定只含1個(gè)染色體組，可能含同源染色體，可能含等位基因，也可能可育并產(chǎn)生后代，如馬鈴薯(四倍體)產(chǎn)生的單倍體。②單倍體不同于單體。③二倍體、多倍體不一定來自受精卵，如植物組織培養(yǎng)得到的二倍體、多倍體。④染色體間的易位可分為單向易位和相互易位(平衡易位)。前者指一條染色體的某一片段轉(zhuǎn)移到了另一條染色體上，而后者則指兩條染色體間相互交換了片段，較為常見。典例精講【例1】栽培種馬鈴薯是四倍體，通過種子繁殖難以獲得優(yōu)良性狀純合子，生產(chǎn)上常用塊莖繁殖。利用二倍體馬鈴薯進(jìn)行種子繁殖，有助于加快馬鈴薯的育種改良。下列有關(guān)敘述，錯(cuò)誤的是()A.與二倍體馬鈴薯相比，栽培種馬鈴薯淀粉含量有所增加B.與塊莖繁殖相比，種子繁殖不易感染病毒且易于存儲和運(yùn)輸C.二倍體馬鈴薯可以通過連續(xù)自交使有害基因純合而被環(huán)境淘汰D.栽培種馬鈴薯同源染色體無法聯(lián)會，難以通過種子獲得優(yōu)良性狀純合子【答案】D【解析】一般來說，與二倍體相比，多倍體的優(yōu)點(diǎn)是莖稈粗壯、葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量有所增加，所以與二倍體馬鈴薯相比，四倍體栽培種馬鈴薯淀粉含量有所增加，A正確；馬鈴薯塊莖繁殖多代后容易感染病毒，與塊莖繁殖相比，種子繁殖不易感染病毒且易于存儲和運(yùn)輸，B正確；二倍體馬鈴薯可以通過連續(xù)自交使有害基因純合，形成不利于馬鈴薯生長的純合個(gè)體而被環(huán)境淘汰，C正確；栽培種馬鈴薯是四倍體，在減數(shù)分裂過程中同源染色體能發(fā)生聯(lián)會，產(chǎn)生正常的配子，D錯(cuò)誤。【例2】二倍體植株甲(2n＝18)和二倍體植物乙(2n＝18)進(jìn)行有性雜交，得到F1不育。若用秋水仙素處理F1幼苗的頂芽形成植物丙，丙開花后能自交獲得后代。下列敘述正確的是()A.植物甲和乙都是二倍體生物，且體細(xì)胞中都含有18條染色體，所以它們屬于同一物種B.若植物甲和乙雜交得到的受精卵，在發(fā)育初期來自植物甲的染色體全部丟失，而植物乙的染色體全部保留，則繼續(xù)發(fā)育成的植物是單倍體C.植物丙發(fā)生的染色體變化，能決定生物進(jìn)化的方向D.秋水仙素通過促進(jìn)著絲粒分裂，使染色體數(shù)目加倍【答案】B【解析】由于甲、乙雜交的后代不育，即甲、乙存在生殖隔離，故甲、乙不屬于同一物種，A錯(cuò)誤；受精卵中包含來自甲的9條染色體和來自乙的9條染色體，若來自甲的染色體全部丟失，則只剩下來自乙的9條染色體，含有乙物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體是單倍體，B正確；自然選擇決定生物進(jìn)化的方向，C錯(cuò)誤；秋水仙素通過抑制紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍，D錯(cuò)誤?！纠?】甲～丁表示細(xì)胞中不同的變異類型，甲中英文字母表示染色體片段。下列敘述正確的是()A.甲～丁的變異類型都會引起染色體上基因數(shù)量的變化B.甲～丁的變異類型都可能出現(xiàn)在根尖分生區(qū)細(xì)胞的分裂過程中C.若乙為精原細(xì)胞，則它一定不能產(chǎn)生正常的配子D.圖中所示的變異類型中甲、乙、丁可用光學(xué)顯微鏡觀察檢驗(yàn)【答案】D【解析】甲、丁的變異會引起染色體上基因數(shù)量的變化，乙、丙的變異不會導(dǎo)致染色體上基因數(shù)量的變化，A錯(cuò)誤；根尖分生區(qū)細(xì)胞有絲分裂活動旺盛，丙細(xì)胞的變異類型(互換)不可能發(fā)生在有絲分裂的過程中，B錯(cuò)誤；若乙為精原細(xì)胞，則其經(jīng)減數(shù)分裂過程可能會產(chǎn)生正常的配子，C錯(cuò)誤；甲、乙、丁表示的均為染色體變異，能在光學(xué)顯微鏡下觀察到，而丙表示的基因重組無法在光學(xué)顯微鏡下觀察到，D正確。1.染色體數(shù)目變異的類型2.染色體組(根據(jù)果蠅染色體組成圖歸納)3.二倍體、多倍體及單倍體4.染色體結(jié)構(gòu)變異1．亨廷頓癥（HD）的一種發(fā)病機(jī)制是HD基因中的三個(gè)核苷酸序列（CAG）發(fā)生多次重復(fù)，引起異常亨廷頓蛋白積累。該變異類型屬于（）A．基因突變 B．基因重組C．染色體結(jié)構(gòu)變異 D．染色體數(shù)目變異【答案】A【分析】基因突變是指DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)改變?；蛲蛔?nèi)舭l(fā)生在配子中，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代；若發(fā)生在體細(xì)胞中則不能遺傳?！驹斀狻炕蛲蛔兪侵窪NA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)改變。據(jù)題干信息分析，引起該疾病的原因是“HD基因中的三個(gè)核苷酸序列（CAG）發(fā)生多次重復(fù)，引起異常亨廷頓蛋白積累”，是基因中堿基對的增添，所以變異為基因突變。A符合題意。2．下圖是野生祖先種和栽培品種香蕉的染色體核型圖，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（

）A．栽培品種香蕉因同源染色體聯(lián)會紊亂而導(dǎo)致不育B．栽培品種體細(xì)胞中每個(gè)染色體組中的染色體數(shù)目比野生祖先種多11條C．三倍體香蕉與野生祖先種相比，莖稈粗壯，營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富D．若用秋水仙素處理野生祖先種幼苗的芽尖，則根尖分生區(qū)細(xì)胞中最多含有4個(gè)染色體組【答案】B【分析】染色體核型分析是指將待測細(xì)胞的染色體依照該生物固有的染色體形態(tài)結(jié)構(gòu)特征，按照一定的規(guī)定，人為的對其進(jìn)行配對、編號和分組，并進(jìn)行形態(tài)分析的過程。題圖分析，圖中栽培品種為三倍體，野生祖先種為二倍體?！驹斀狻緼、栽培品種香蕉的體細(xì)胞中含三個(gè)染色體組，在減數(shù)分裂過程中表現(xiàn)為聯(lián)會紊亂，因而不能產(chǎn)生正常的配子，因而表現(xiàn)為不育，A正確；B、栽培品種的體細(xì)胞中含三個(gè)染色體組，野生祖先種體細(xì)胞中含兩個(gè)染色體組，兩者每個(gè)染色體組都含11條染色體，栽培品種體細(xì)胞中的染色體數(shù)目比野生祖先種多11條，B錯(cuò)誤；C、三倍體香蕉屬于多倍體，其與野生祖先種相比，莖稈粗壯，晚熟，營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，C正確；D、若用秋水仙素處理野生祖先種幼苗的芽尖，則根尖分生區(qū)細(xì)胞染色體不加倍，在有絲分裂后期最多含有4個(gè)染色體組，D正確。3．如圖為普通小麥的形成過程示意圖，其中A、B、D分別代表不同物種的一個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組均含7條染色體。利用普通小麥可培育單體小麥和缺體小麥(缺體小麥體細(xì)胞中染色體比普通小麥體細(xì)胞中的染色體少一對同源染色體)作為小麥育種和遺傳分析的基礎(chǔ)材料。下列敘述正確的是（

）A．雜種一的正常體細(xì)胞中含有2個(gè)染色體組，推測雜種一可育B．培育普通小麥和單體小麥的原理分別是基因重組、染色體變異C．雜種二→普通小麥的過程通常用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，并在有絲分裂后期發(fā)揮作用D．若將普通小麥視為二倍體，利用普通小麥可獲得21種缺體小麥【答案】D【分析】1、進(jìn)行有性生殖形成配子的過程中，不發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異的情況下，產(chǎn)生基因重新組合的類型屬于基因重組，基因重組是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合，主要包含兩種類型，在減數(shù)分裂過程中，隨著非同源染色體的自由組合，非等位基因自由組合；同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的互換而發(fā)生交換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組。2、秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗通過抑制紡錘體的形成使細(xì)胞中染色體加倍。【詳解】A、一粒小麥和斯氏麥草產(chǎn)生的配子中各含1個(gè)染色體組，由于一粒小麥和斯氏麥草是兩個(gè)物種，他們的染色體不具有同源性，所以雜種一不能進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生正常的配子，表現(xiàn)不育，A錯(cuò)誤；B、培育普通小麥的過程涉及配子的產(chǎn)生和染色體組加倍，所以培育普通小麥的原理是基因重組和染色體變異，單體小麥?zhǔn)求w細(xì)胞染色體數(shù)目比正常普通小麥少一條，因此普通小麥培育單體小麥利用染色體數(shù)目變異，B錯(cuò)誤；C、雜種二的染色體組為ABD，其不產(chǎn)生種子，秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成，紡錘體的形成發(fā)生于前期，所以秋水仙素在有絲分裂前期發(fā)揮作用，C錯(cuò)誤；D、缺體小麥體細(xì)胞中染色體比普通小麥體細(xì)胞中的染色體少一對同源染色體，若將普通小麥視為二倍體，則普通小麥含有21對同源染色體，每對染色體均可能缺少，所以有21種可能性，D正確。4．下圖是厚軸茶花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂顯微照片，其中①-④為正常分裂圖像，⑤中姐妹染色單體連接在一起形成了“染色體橋”結(jié)構(gòu)。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．細(xì)胞減數(shù)分裂的排序是③→④→①→②B．圖①、③和④的細(xì)胞中均含姐妹染色單體C．圖④細(xì)胞通過非姐妹染色單體交換發(fā)生基因重組D．圖⑤中“染色體橋”隨機(jī)斷裂將導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異【答案】C【分析】1、根據(jù)減數(shù)分裂過程中染色體的形態(tài)特征可以判斷出①為減Ⅰ后期，②為減Ⅱ末期，③減Ⅰ前期，④為減Ⅰ中期。2、染色體結(jié)構(gòu)變異包括：重復(fù)、缺失、倒位和易位?！驹斀狻緼、由細(xì)胞分裂圖像分析可知，①為減Ⅰ后期，②為減Ⅱ末期，③減Ⅰ前期，④為減Ⅰ中期，所以減數(shù)分裂的排序依次是③→④→①→②，A正確；B、①為減Ⅰ后期，③減Ⅰ前期，④為減Ⅰ中期，故圖①、③和④的細(xì)胞中均含姐妹染色單體，B正確；C、非姐妹染色單體交換導(dǎo)致的基因重組發(fā)生在減Ⅰ前期，C錯(cuò)誤；D、⑤中“染色體橋”隨機(jī)斷裂會導(dǎo)致姐妹染色單體缺失部分片段，分離不均等出現(xiàn)染色體結(jié)構(gòu)變異，D正確。5．在自然條件或人為因素的影響下，染色體會發(fā)生結(jié)構(gòu)變異。圖中異常染色體發(fā)生的變異類型是（

）A．染色體片段缺失 B．染色體片段增加C．染色體片段移接 D．染色體片段位置顛倒【答案】D【分析】染色體結(jié)構(gòu)變異的類型有：缺失、重復(fù)、易位和倒位；缺失：染色體中某一片段的缺失，例如，貓叫綜合征是人的第5號染色體部分缺失引起的遺傳病；重復(fù)：染色體增加了某一片段，果蠅的棒眼現(xiàn)象就是X染色體上的部分重復(fù)引起的；倒位：染色體某一片段的位置顛倒了180度，造成染色體內(nèi)的重新排列，如女性習(xí)慣性流產(chǎn)；易位：染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上或同一條染色體上的不同區(qū)域，如人慢性粒白血病?！驹斀狻咳鐖D所示正常染色體含有H、G的片段順序顛倒之后呈現(xiàn)為異常染色體，造成染色體內(nèi)的重新排列，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的倒位，ABC錯(cuò)誤，D正確。6．如圖表示某生物（2n=4）一個(gè)正常的細(xì)胞分裂示意圖，下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A．圖中細(xì)胞有2對同源染色體B．圖中細(xì)胞含有2個(gè)染色體組C．該細(xì)胞分裂產(chǎn)生的兩個(gè)子細(xì)胞基因型不一定相同D．該細(xì)胞分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞最終可能會退化消失【答案】A【分析】據(jù)圖分析：圖中無同源染色體，發(fā)生了著絲粒的分裂，處于減數(shù)第二次分裂后期。【詳解】A、圖中無同源染色體，發(fā)生了著絲粒的分裂，A錯(cuò)誤；B、該細(xì)胞處于減數(shù)減數(shù)第二次分裂后期，由于如圖表示某生物（2n=4）一個(gè)正常的細(xì)胞分裂示意圖，此時(shí)細(xì)胞中染色體數(shù)目仍為2n，圖中細(xì)胞含有2個(gè)染色體組，B正確；C、該細(xì)胞處于減數(shù)減數(shù)第二次分裂后期，若該細(xì)胞在減數(shù)第一次分裂前期發(fā)生了互換，則該細(xì)胞分裂產(chǎn)生的兩個(gè)子細(xì)胞基因型不一定相同，C正確；D、該細(xì)胞處于減數(shù)減數(shù)第二次分裂后期，細(xì)胞質(zhì)均等分裂，可能為次級精母細(xì)胞或第一極體，故該細(xì)胞分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞最終可能會退化消失，D正確。7．下列有關(guān)“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)，說法不正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)試劑及作用分別為：卡諾氏液→固定，改良的苯酚品紅溶液→染色，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精→解離B．該實(shí)驗(yàn)臨時(shí)裝片制作的程序?yàn)椋哼x材→固定→解離→漂洗→染色→制片C．本實(shí)驗(yàn)中低溫作用于正在分裂的細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目的加倍D．如果以洋蔥幼苗為實(shí)驗(yàn)材料，該幼苗長成植物體之后所有細(xì)胞的染色體數(shù)目都實(shí)現(xiàn)了加倍【答案】D【分析】1、由于實(shí)驗(yàn)是低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化，所以在實(shí)驗(yàn)過程中，要將整個(gè)培養(yǎng)裝置放入冰箱的低溫室內(nèi)。2、低溫導(dǎo)致染色體加倍的原因是抑制紡錘體的形成和細(xì)胞分裂，導(dǎo)致細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍。溫度不同，誘導(dǎo)的效果也不一樣；要探究誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化的最適溫度，需要設(shè)置不同溫度梯度的對照組，觀察并比較結(jié)果?！驹斀狻緼、實(shí)驗(yàn)試劑及作用分別為：卡諾氏液→固定，有利于染色和觀察；改良苯酚品紅染液→染色；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精→解離，使組織細(xì)胞的相互分離，A正確；B、該實(shí)驗(yàn)臨時(shí)裝片制作的程序?yàn)椋哼x材→固定→解離→漂洗→染色→制片，B正確；C、本實(shí)驗(yàn)中低溫作用于正在分裂的細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目的加倍，C正確；D、如果以洋蔥幼苗為實(shí)驗(yàn)材料，細(xì)胞在低溫下不會都發(fā)生變異，而且大多數(shù)細(xì)胞處于分裂間期，所以低溫條件下只有部分細(xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生變化或者沒有細(xì)胞發(fā)生染色體數(shù)目變化，而不可能所有細(xì)胞染色體數(shù)目都加倍，D錯(cuò)誤。8．野生獼猴桃(2n=58)品種較多，但部分品種存在果實(shí)總糖和維生素C含量較低的缺點(diǎn)。近年科研工作者嘗試多種育種方法，期望培育總糖和維生素C含量較高的獼猴桃新品種。下圖是某科研小組以野生獼猴桃幼苗為實(shí)驗(yàn)材料培育獼猴桃新品種的過程簡圖，請據(jù)圖回答下列問題：(1)育種方法①依據(jù)的原理是，此方法可在較短時(shí)間內(nèi)得到較多變異類型，但未必能獲得總糖含量和維生素C含量較高的獼猴桃新品種，原因是