2024年高中生物新教材同步必修第二冊 第5章　第1節(jié)　第2課時(shí)　細(xì)胞的癌變和基因重組含答案

2024年高中生物新教材同步必修第二冊第5章第1節(jié)第2課時(shí)細(xì)胞的癌變和基因重組第2課時(shí)細(xì)胞的癌變和基因重組[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.概述細(xì)胞癌變的原因和特點(diǎn)。2.概述基因重組的類型和意義。一、細(xì)胞的癌變1．原癌基因和抑癌基因2．癌細(xì)胞的特征能夠無限增殖，形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，細(xì)胞膜上的糖蛋白等物質(zhì)減少，細(xì)胞之間的黏著性顯著降低，容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移，等等。判斷正誤(1)正常人細(xì)胞中不存在原癌基因和抑癌基因()(2)只要一個原癌基因或抑癌基因發(fā)生了基因突變，就一定產(chǎn)生了癌細(xì)胞()答案(1)×(2)×解析(1)正常人細(xì)胞中本來就存在原癌基因和抑癌基因。(2)細(xì)胞的癌變往往是多個基因突變累積的結(jié)果。任務(wù)一：細(xì)胞癌變的原因及癌細(xì)胞的特征請結(jié)合教材“思考·討論：結(jié)腸癌發(fā)生的原因”，回答下列問題：1．從基因角度看，結(jié)腸癌發(fā)生的原因是什么？提示從基因角度分析，結(jié)腸癌發(fā)生的原因是相關(guān)基因(包括抑癌基因Ⅰ、原癌基因、抑癌基因Ⅱ、抑癌基因Ⅲ)發(fā)生了突變。2．健康人的細(xì)胞中存在原癌基因和抑癌基因嗎？提示存在。3．與正常細(xì)胞相比，癌細(xì)胞具有哪些明顯的特點(diǎn)？提示與正常細(xì)胞相比，癌細(xì)胞具有的特點(diǎn)是呈球形、增殖快、容易發(fā)生轉(zhuǎn)移等。4．在日常生活中，我們應(yīng)當(dāng)怎樣預(yù)防癌癥？提示遠(yuǎn)離致癌因子，選擇健康的生活方式。1．原癌基因和抑癌基因都是一類基因，而不是一個基因。2．癌癥多發(fā)生在老年人中，這是因?yàn)榘┌Y往往是多個基因突變的結(jié)果，癌變是一個逐漸積累的過程。3．細(xì)胞癌變是細(xì)胞異常分化的結(jié)果。1．(2023·江蘇連云港高一期末)下列關(guān)于細(xì)胞癌變的敘述，不正確的是()A．癌變后的細(xì)胞在適宜條件下可無限增殖B．同一個體的癌細(xì)胞與非癌細(xì)胞遺傳物質(zhì)相同C．癌細(xì)胞具有細(xì)胞增殖失控的特點(diǎn)D．若用化學(xué)藥物抑制癌細(xì)胞的DNA復(fù)制，則會使細(xì)胞停留在分裂間期答案B解析癌細(xì)胞遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，癌細(xì)胞與非癌細(xì)胞遺傳物質(zhì)不相同，B錯誤。2．(2023·山西大同高一期末)結(jié)腸癌是常見的消化道惡性腫瘤，如圖是解釋結(jié)腸癌發(fā)生的示意圖。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．原癌基因是結(jié)腸癌發(fā)病的致病基因B．抑癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)能抑制細(xì)胞的生長和增殖C．結(jié)腸癌的發(fā)生是多個基因突變累積的結(jié)果D．癌細(xì)胞具有無限增殖、容易分散和轉(zhuǎn)移等特點(diǎn)答案A解析原癌基因是正?；颍嬖谟谒械募?xì)胞中，原癌基因發(fā)生基因突變才是結(jié)腸癌發(fā)病的致病基因，A錯誤；抑癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)能抑制細(xì)胞的生長和增殖，或者促進(jìn)細(xì)胞凋亡，B正確；結(jié)合圖示可以看出，結(jié)腸癌的發(fā)生是多個基因突變累積的結(jié)果，C正確；癌細(xì)胞細(xì)胞膜上的糖蛋白等物質(zhì)減少，細(xì)胞之間的黏著性顯著降低，因而容易分散和轉(zhuǎn)移，D正確。二、基因重組1．概念：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。2．類型(1)互換型在減數(shù)分裂過程中的四分體時(shí)期(減數(shù)分裂Ⅰ前期)，位于同源染色體上的等位基因有時(shí)會隨著非姐妹染色單體之間的互換而發(fā)生交換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組。(2)自由組合型生物體通過減數(shù)分裂形成配子時(shí)(減數(shù)分裂Ⅰ后期)，隨著非同源染色體的自由組合，非同源染色體上的非等位基因也自由組合。3．意義有性生殖過程中的基因重組能夠使產(chǎn)生的配子種類多樣化，進(jìn)而產(chǎn)生基因組合多樣化的子代，也是生物變異的來源之一，對生物的進(jìn)化具有重要意義。判斷正誤(1)基因型為Aa的個體自交后代出現(xiàn)性狀分離與基因重組有關(guān)()(2)一對同源染色體可能存在基因重組()(3)基因重組一定會產(chǎn)生新的性狀()(4)有絲分裂和減數(shù)分裂過程中均可發(fā)生非同源染色體之間的自由組合()答案(1)×(2)√(3)×(4)×解析(1)基因型為Aa的個體自交后代出現(xiàn)性狀分離與等位基因的分離有關(guān)。(3)基因重組可以產(chǎn)生新的性狀組合，但不能產(chǎn)生新的性狀。(4)非同源染色體之間的自由組合發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，不發(fā)生在有絲分裂過程中。任務(wù)二：辨析基因重組和基因突變1．如圖分別代表基因重組的兩種類型，請分析回答下列問題：(1)圖1中發(fā)生互換的是同源染色體上的等位基因，發(fā)生重組的是同源染色體上的非等位基因。(2)圖2中發(fā)生重組的是非同源染色體上的非等位基因。(3)從配子的角度分析，上述兩種類型的基因重組有什么共同點(diǎn)？提示都能使產(chǎn)生的配子種類多樣化。(4)精子與卵細(xì)胞隨機(jī)結(jié)合過程中進(jìn)行基因重組嗎？受精作用的意義是什么？提示不進(jìn)行。重組性狀要在后代中表現(xiàn)出來，一般要通過精子與卵細(xì)胞的結(jié)合后產(chǎn)生的新個體來實(shí)現(xiàn)。2．如圖是基因型為AaBb的某高等動物的細(xì)胞分裂示意圖，據(jù)圖回答問題：(1)圖1細(xì)胞處于什么時(shí)期？圖中形成B、b現(xiàn)象的原因是什么？提示圖1細(xì)胞處于有絲分裂后期；圖中形成B、b現(xiàn)象的原因是基因突變。(2)圖2細(xì)胞的名稱是什么？圖中形成B、b現(xiàn)象的原因可能是什么？提示圖2細(xì)胞的名稱是次級精母細(xì)胞或極體；圖中形成B、b現(xiàn)象的原因是基因突變或基因重組。(3)若該動物的基因型為AaBB，則產(chǎn)生圖2現(xiàn)象的原因又是什么？提示基因突變。3．某哺乳動物的一個初級精母細(xì)胞的染色體示意圖如圖所示，圖中A/a、B/b表示染色體上的兩對等位基因。下列敘述錯誤的是()A．該細(xì)胞發(fā)生的染色體行為是精子多樣性形成的原因之一B．圖中非姐妹染色單體發(fā)生交換，基因A和基因B發(fā)生了重組C．等位基因的分離可發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂ⅡD．該細(xì)胞減數(shù)分裂完成后產(chǎn)生AB、aB、Ab、ab四種基因型的精細(xì)胞答案B解析圖中同源染色體中的非姐妹染色單體發(fā)生交換，基因A和基因b、基因a和基因B發(fā)生了重組，B錯誤。4．如圖是某動物(基因型為AABb)的幾個細(xì)胞分裂示意圖。據(jù)圖判斷，下列敘述不正確的是()A．圖甲表明該動物發(fā)生了基因突變B．圖乙表明該動物細(xì)胞可能在減數(shù)分裂前的間期發(fā)生了基因突變C．圖丙表明該動物在減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)發(fā)生染色體互換D．圖甲、乙、丙所產(chǎn)生的變異都能傳給后代答案D解析甲表示有絲分裂后期，染色體上基因A與a不同，是基因突變的結(jié)果，A正確；乙表示減數(shù)分裂Ⅱ后期，其染色體上基因A與a不同，該個體的基因中沒有a，a的存在只能是基因突變的結(jié)果，B正確；圖丙表示減數(shù)分裂Ⅱ后期，基因B與b所在的染色體顏色不一致，則染色體上基因B與b的不同是染色體互換造成的，C正確；圖甲進(jìn)行的是有絲分裂，可能產(chǎn)生體細(xì)胞，體細(xì)胞產(chǎn)生的變異一般不遺傳給后代，D錯誤。題組一細(xì)胞的癌變1．癌癥是嚴(yán)重威脅人類健康的疾病之一。下列關(guān)于結(jié)腸癌及其成因的敘述，最不合理的是()A．人體正常結(jié)腸細(xì)胞的DNA上本來就有與癌變相關(guān)的基因B．結(jié)腸細(xì)胞的原癌基因一旦突變或者過量表達(dá)，就可能引起細(xì)胞癌變C．結(jié)腸細(xì)胞的抑癌基因一旦突變，也可能引起癌變D．癌細(xì)胞細(xì)胞膜上的糖蛋白增多，細(xì)胞之間的黏著性顯著增強(qiáng)答案D2．檢測癌細(xì)胞有多種方法，切取一塊組織鑒定其是否發(fā)生癌變，可用光學(xué)顯微鏡觀察()A．細(xì)胞中染色體數(shù)目是否改變B．細(xì)胞原癌基因是否發(fā)生突變C．細(xì)胞的形態(tài)是否改變D．細(xì)胞膜上的糖蛋白是否減少答案C解析細(xì)胞癌變不會導(dǎo)致染色體數(shù)目的改變，而是原癌基因或抑癌基因發(fā)生突變，基因突變在光學(xué)顯微鏡下觀察不到，A、B錯誤；癌細(xì)胞的主要特征之一是形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，例如，正常的成纖維細(xì)胞呈扁平梭形，其癌變后變成球形，可用光學(xué)顯微鏡觀察，C正確；癌細(xì)胞細(xì)胞膜上的糖蛋白減少，但糖蛋白在光學(xué)顯微鏡下觀察不到，D錯誤。3．(2023·山西朔州高一期中)宮頸癌是女性中最常見的惡性腫瘤之一，人乳頭瘤病毒(HPV)是宮頸癌的主要致病因子，癌細(xì)胞將不受機(jī)體控制，可以連續(xù)進(jìn)行分裂。下列相關(guān)說法錯誤的是()A．癌細(xì)胞的細(xì)胞周期中，分裂間期比分裂期長B．癌細(xì)胞能夠連續(xù)進(jìn)行分裂可能與端粒酶活性強(qiáng)有關(guān)C．癌細(xì)胞是外界因素導(dǎo)致的，與遺傳物質(zhì)無關(guān)D．癌細(xì)胞的分裂期可以分為前期、中期、后期、末期答案C解析端粒是真核生物染色體末端的一種特殊結(jié)構(gòu)，主要由特定的DNA序列與蛋白質(zhì)構(gòu)成，其主要生物學(xué)功能是保證染色體末端完整復(fù)制，使染色體結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，癌細(xì)胞能夠連續(xù)進(jìn)行分裂可能與端粒酶活性強(qiáng)有關(guān)，B正確；在致癌因子的作用下，抑癌基因和原癌基因發(fā)生突變，使細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化而引起癌變，C錯誤。4．(2022·廣東，11)為研究人原癌基因Myc和Ras的功能，科學(xué)家構(gòu)建了三組轉(zhuǎn)基因小鼠(Myc、Ras及Myc＋Ras，基因均大量表達(dá))，發(fā)現(xiàn)這些小鼠隨時(shí)間進(jìn)程體內(nèi)會出現(xiàn)腫瘤(如圖)。下列敘述正確的是()A．原癌基因的作用是阻止細(xì)胞正常增殖B．三組小鼠的腫瘤細(xì)胞均沒有無限增殖的能力C．兩種基因在人體細(xì)胞內(nèi)編碼功能異常的蛋白質(zhì)D．兩種基因大量表達(dá)對小鼠細(xì)胞癌變有累積效應(yīng)答案D解析抑癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)能抑制細(xì)胞的生長和增殖，原癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)是細(xì)胞正常的生長和增殖所必需的，A錯誤；腫瘤細(xì)胞可無限增殖，B錯誤；原癌基因的正常表達(dá)對于細(xì)胞正常的生長和分裂是必需的，原癌基因Myc和Ras在人體細(xì)胞內(nèi)編碼功能正常的蛋白質(zhì)，C錯誤；據(jù)圖分析，同時(shí)轉(zhuǎn)入Myc和Ras的小鼠中，腫瘤小鼠的比例大于只轉(zhuǎn)入Myc或Ras的小鼠，說明兩種基因大量表達(dá)對小鼠細(xì)胞癌變有累積效應(yīng)，D正確。題組二基因重組5．如圖所示，下列遺傳圖解中可以發(fā)生基因重組的過程是()A．①②④⑤ B．①②③C．④⑤ D．③⑥答案C解析基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ四分體時(shí)期和減數(shù)分裂Ⅰ后期，且發(fā)生在至少兩對等位基因之間，符合要求的為圖中的④⑤。6．(2023·陜西咸陽高一期末)如圖表示細(xì)胞分裂中染色體互換形成不同配子類型的過程。下列有關(guān)該過程的敘述中，錯誤的是()A．屬于基因重組，可能會使子代出現(xiàn)變異B．發(fā)生在形成配子的過程中C．發(fā)生在同源染色體上的非姐妹染色單體之間D．導(dǎo)致染色單體上的等位基因重組答案D解析圖中染色體為同源染色體，發(fā)生了互換，屬于基因重組，可能會使子代出現(xiàn)變異，A正確；互換發(fā)生在形成配子的過程中，即減數(shù)分裂Ⅰ前期，B正確；互換導(dǎo)致染色單體上的非等位基因重組，D錯誤。7．(2023·江蘇南京高一調(diào)研)下列有關(guān)基因重組的說法，不正確的是()A．基因重組是生物產(chǎn)生變異的根本來源B．基因重組能夠產(chǎn)生多種基因型C．有性生殖過程中可以發(fā)生基因重組D．基因重組的實(shí)質(zhì)是控制不同性狀的基因的重新組合答案A解析基因重組不產(chǎn)生新的基因，基因突變能產(chǎn)生新的基因，所以基因突變是生物變異的根本來源，A錯誤；基因重組能使產(chǎn)生的配子種類多樣化，產(chǎn)生新的基因型，出現(xiàn)新的性狀組合，B正確；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，C、D正確。8．(2023·四川綿陽高一月考)下列有關(guān)基因突變和基因重組的敘述，正確的是()A．基因突變和基因重組都能產(chǎn)生新的基因B．有絲分裂和減數(shù)分裂過程中都可以發(fā)生基因突變、基因重組C．S型細(xì)菌的DNA與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)，出現(xiàn)S型細(xì)菌是基因突變的結(jié)果D．基因突變和基因重組都能為生物的進(jìn)化提供原材料答案D解析基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源?；蛲蛔兡墚a(chǎn)生新基因和新的基因型，基因重組能產(chǎn)生新的基因型，不能產(chǎn)生新基因，A錯誤；有絲分裂可以發(fā)生基因突變，但不能發(fā)生基因重組，B錯誤；肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化是基因重組的結(jié)果，C錯誤。9．基因突變和基因重組都能使生物產(chǎn)生可遺傳的變異，對生物的進(jìn)化起重要作用。下列敘述正確的是()A．自然狀態(tài)下，基因突變和基因重組一般僅存在于進(jìn)行有性生殖的生物中B．基因突變使基因的堿基序列發(fā)生改變，而基因重組是不同基因的重新組合C．基因突變和基因重組都是生物變異的根本來源D．基因突變和基因重組都能產(chǎn)生新的基因型，從而形成新的表型答案B解析自然狀態(tài)下，基因重組一般只發(fā)生于進(jìn)行有性生殖的生物中，而基因突變在生物界是普遍存在的，不只發(fā)生于進(jìn)行有性生殖的生物中，A錯誤；基因突變是指DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添或缺失，而引起的基因堿基序列的改變，而基因重組是不同基因的重新組合，B正確；基因突變是生物變異的根本來源，C錯誤；基因突變和基因重組都可以產(chǎn)生新的基因型，但不一定形成新的表型，D錯誤。10．細(xì)胞癌變與基因突變有關(guān)，為鑒定造成結(jié)腸癌的突變基因，科學(xué)家檢測了213例結(jié)腸癌病人樣品的基因突變，發(fā)現(xiàn)每個樣品都涉及了多種突變基因，其中抑癌基因和原癌基因發(fā)生突變的頻率最大，結(jié)果如表所示。下列敘述正確的是()被檢基因檢出突變的樣品數(shù)量突變基因形式突變基因活性A93AV活性增強(qiáng)B28BW失去活性A.某一個抑癌基因發(fā)生突變則會導(dǎo)致細(xì)胞癌變B．原癌基因和抑癌基因在正常細(xì)胞內(nèi)不表達(dá)C．根據(jù)表中突變基因活性變化情況推測被檢基因A為抑癌基因D．引發(fā)原癌基因突變的因素可能是X射線、亞硝酸鹽或者某些病毒答案D解析癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變的結(jié)果，往往是多個基因突變累積的結(jié)果，A錯誤；原癌基因和抑癌基因在正常細(xì)胞內(nèi)也表達(dá)，當(dāng)原癌基因突變或過量表達(dá)會導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)活性過強(qiáng)，或抑癌基因突變導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)活性減弱或失去活性時(shí)，可能引起細(xì)胞癌變，B錯誤；據(jù)表分析，A→AV突變后，突變基因活性增強(qiáng)，判斷A基因是原癌基因；B→BW突變后，突變基因失去活性，判斷B基因是抑癌基因，C錯誤。11．如圖a、b、c、d表示人的生殖周期中不同的生理過程。下列相關(guān)說法正確的是()A．只有過程a能發(fā)生基因突變B．基因重組主要是通過過程c和過程d來實(shí)現(xiàn)的C．過程b和過程a的主要差異之一是同源染色體的聯(lián)會D．過程d和過程b的主要差異之一是兩條姐妹染色單體的分離答案C解析過程a表示有絲分裂，過程b表示減數(shù)分裂，過程c表示受精作用，過程d表示個體發(fā)育過程(細(xì)胞分裂和分化)。基因突變可以發(fā)生在個體發(fā)育的任何時(shí)期，但主要集中在細(xì)胞分裂前的間期，A錯誤；基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，B錯誤；減數(shù)分裂和有絲分裂的主要差異在于減數(shù)分裂過程發(fā)生同源染色體的聯(lián)會、分離及其非姐妹染色單體之間的互換，C正確，D錯誤。12．圖甲表示果蠅卵原細(xì)胞中的一對同源染色體，圖乙表示該卵原細(xì)胞形成的卵細(xì)胞中的一條染色體，圖中字母表示基因。下列敘述錯誤的是()A．基因突變具有不定向性，圖甲中A/a基因可能突變成D/d或E/e基因B．圖乙染色體上的d基因可來自基因突變或基因重組C．圖甲中的非等位基因在減數(shù)分裂過程中不能發(fā)生自由組合D．基因D、d的本質(zhì)區(qū)別是堿基的排列順序不同答案A解析基因突變具有不定向性，但結(jié)果是產(chǎn)生新的等位基因，故A/a基因不可能突變成D/d或E/e基因，A錯誤；圖甲中的非等位基因?yàn)橥慈旧w上的非等位基因，不能發(fā)生自由組合，C正確。13．(2023·江蘇蘇州高一統(tǒng)考)專家指出，腫瘤對我國人口健康的危害很大，需要大眾提高防控意識。請回答下列問題：(1)癌細(xì)胞是指正常細(xì)胞受到致癌因子的作用，細(xì)胞中__________或__________發(fā)生突變，導(dǎo)致細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行分裂成為惡性增殖細(xì)胞。癌細(xì)胞易在人體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)如圖甲表示原癌基因轉(zhuǎn)變?yōu)榘┗虻?種途徑：①推測圖中所示蛋白質(zhì)的功能是___________________________________________________。②由圖可知，此蛋白質(zhì)的__________增強(qiáng)或__________增加與細(xì)胞癌變有關(guān)。③如圖乙為結(jié)腸癌發(fā)生的遺傳學(xué)原理：癌癥的發(fā)生一般需要很長時(shí)間，據(jù)圖推測這是因?yàn)榧?xì)胞癌變是______________________的結(jié)果。答案(1)原癌基因抑癌基因細(xì)胞膜上的糖蛋白等物質(zhì)減少，細(xì)胞之間的黏著性顯著降低(2)①促進(jìn)細(xì)胞有絲分裂②活性數(shù)量③多個基因突變累積解析(1)癌細(xì)胞是指正常細(xì)胞受到致癌因子的作用，細(xì)胞中原癌基因、抑癌基因發(fā)生突變所致；癌細(xì)胞易在體內(nèi)擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移，是因?yàn)榧?xì)胞膜上的糖蛋白等物質(zhì)減少，細(xì)胞之間的黏著性顯著降低。(2)①分析圖甲可知，原癌基因通過3種途徑轉(zhuǎn)變?yōu)榘┗蚝螅ㄟ^控制合成常量的超活性蛋白或過量的正常蛋白，使細(xì)胞惡性增殖，因此可推測圖中所示蛋白質(zhì)的功能是促進(jìn)細(xì)胞有絲分裂。②此蛋白質(zhì)的活性增強(qiáng)或數(shù)量增加與細(xì)胞癌變有關(guān)。③由圖乙可知，細(xì)胞內(nèi)的這4條染色體都發(fā)生了突變，推測細(xì)胞癌變是多條染色體上的多個基因突變累積的結(jié)果。14.已知小香豬背部皮毛顏色是由位于兩對常染色體上的兩對等位基因(A、a和B、b)共同控制的，共有四種表型：黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、棕色(A_bb)和白色(aabb)。請回答下列問題：(1)如圖為一只黑色小香豬(AaBb)產(chǎn)生的一個初級精母細(xì)胞，1位點(diǎn)為A基因，2位點(diǎn)為a基因，某同學(xué)認(rèn)為該現(xiàn)象出現(xiàn)的原因可能是基因突變或同源染色體非姐妹染色單體間的互換。①若是發(fā)生同源染色體非姐妹染色單體間的互換，則該初級精母細(xì)胞產(chǎn)生的配子的基因型是____________________________________。②若是發(fā)生基因突變，且為隱性突變，該初級精母細(xì)胞產(chǎn)生的配子的基因型是__________________或______________。(2)某同學(xué)欲對上面的假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證并預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)方案：用該初級精母細(xì)胞產(chǎn)生的精子與基因型為________的雌性個體產(chǎn)生的卵細(xì)胞進(jìn)行體外受精，經(jīng)胚胎移植獲得子代，觀察子代的表型。結(jié)果預(yù)測：①如果子代______________________________________________，則為發(fā)生了同源染色體非姐妹染色單體間的互換。②如果子代______________________________________________________________________________________________________________________________________________，則為基因發(fā)生了隱性突變。答案(1)①AB、Ab、aB、ab②AB、aB、abAb、ab、aB(2)aabb①出現(xiàn)黑色、褐色、棕色和白色四種表型②出現(xiàn)黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色三種表型解析題圖中1與2為姐妹染色單體，在正常情況下，姐妹染色單體上對應(yīng)位點(diǎn)的基因是相同的，若不相同，則可能是發(fā)生了基因突變或同源染色體非姐妹染色單體間的互換，若是發(fā)生同源染色體非姐妹染色單體間的互換，則該初級精母細(xì)胞可產(chǎn)生AB、Ab、aB、ab4種基因型的配子，與基因型為ab的卵細(xì)胞結(jié)合，子代出現(xiàn)黑色、褐色、棕色和白色四種表型；若是基因發(fā)生隱性突變，即A→a，則該初級精母細(xì)胞可產(chǎn)生AB、aB、ab或Ab、ab、aB三種基因型的配子，與基因型為ab的卵細(xì)胞結(jié)合，子代可出現(xiàn)黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色三種表型。第2節(jié)染色體變異第1課時(shí)染色體數(shù)目的變異[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.說出染色體數(shù)目變異的類型。2.辨別不同呈現(xiàn)形式的染色體組；說明二倍體、多倍體的含義。3.概述人工誘導(dǎo)多倍體的原理及方法。一、染色體數(shù)目的變異1．染色體變異的概念及種類(1)概念：生物體的體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的變化。(2)種類：染色體數(shù)目的變異和染色體結(jié)構(gòu)的變異。2．染色體數(shù)目變異的類型(1)細(xì)胞內(nèi)個別染色體的增加或減少。(2)細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以一套完整的非同源染色體為基數(shù)成倍地增加或成套地減少。3．二倍體和多倍體(1)染色體組：在大多數(shù)生物的體細(xì)胞中，染色體都是兩兩成對的，也就是說含有兩套非同源染色體，其中每套非同源染色體稱為一個染色體組。(2)二倍體：由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中含有兩個染色體組的個體。(3)多倍體①概念：由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。②形成原因(以三倍體和四倍體為例)③特點(diǎn)：多倍體植株常常是莖稈粗壯，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)的含量都有所增加，也存在結(jié)實(shí)率低、晚熟等缺點(diǎn)。判斷正誤(1)二倍體的體細(xì)胞中一定都含有兩個染色體組()(2)三倍體不育的原因是減數(shù)分裂時(shí)聯(lián)會紊亂()答案(1)×(2)√解析(1)在有絲分裂后期，二倍體的體細(xì)胞中含有四個染色體組。任務(wù)一：染色體組數(shù)的判斷1．請根據(jù)染色體的形態(tài)判斷染色體組的數(shù)量，并完成表格的填寫。項(xiàng)目染色體組數(shù)每個染色體組內(nèi)染色體數(shù)3323144222規(guī)律：染色體組數(shù)＝形態(tài)相同的染色體的條數(shù)，一個染色體組中的染色體數(shù)＝不同形態(tài)染色體的種類數(shù)。2．請根據(jù)基因型判斷染色體組數(shù)。項(xiàng)目染色體組數(shù)1324規(guī)律：染色體組數(shù)＝控制同一性狀的基因的個數(shù)。1．下列有關(guān)染色體組的說法，不正確的是()A．X、Y染色體形態(tài)不同，可以存在于同一染色體組中B．二倍體生物的配子中含有的染色體構(gòu)成一個染色體組C．構(gòu)成一個染色體組的染色體在形態(tài)、功能上各不相同D．果蠅在減數(shù)分裂Ⅰ后期移向細(xì)胞同一極的染色體構(gòu)成一個染色體組答案A解析X、Y為同源染色體，不可以存在于同一染色體組中，A錯誤。2．(2023·天津高一校聯(lián)考期末)下列關(guān)于二倍體、多倍體的敘述，不正確的是()A．由受精卵發(fā)育而來，基因型為AaBBCcDD的個體是二倍體B．三倍體植物不能由受精卵發(fā)育而來C．與二倍體番茄相比，四倍體番茄的維生素C含量更高D．三倍體不育是因?yàn)樵跍p數(shù)分裂過程中染色體聯(lián)會紊亂，無法產(chǎn)生正常的配子答案B解析三倍體可由含兩個染色體組的配子與含有一個染色體組的配子結(jié)合成受精卵發(fā)育而成，B錯誤。二、人工誘導(dǎo)多倍體及其應(yīng)用項(xiàng)目人工誘導(dǎo)多倍體方法用秋水仙素誘發(fā)或用低溫處理處理對象萌發(fā)的種子或幼苗原理能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞的兩極，從而使細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍應(yīng)用含糖量高的甜菜和三倍體無子西瓜的培育判斷正誤(1)二倍體西瓜幼苗的基因型為Aa，則用秋水仙素處理后形成的四倍體為純合子()(2)二倍體水稻和四倍體水稻雜交，可獲得三倍體，稻穗和籽粒變小()(3)秋水仙素可抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致有絲分裂后期著絲粒不能正常分裂，從而使細(xì)胞染色體數(shù)目加倍()答案(1)×(2)×(3)×解析(1)二倍體西瓜幼苗的基因型為Aa，則用秋水仙素處理后形成的四倍體基因型為AAaa，屬于雜合子。(2)三倍體不育，沒有籽粒。(3)秋水仙素可抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞的兩極，從而使細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，但著絲粒能正常分裂。任務(wù)二：無子西瓜的培育如圖是三倍體無子西瓜的培育過程圖解。據(jù)圖回答下列問題：1．為什么用一定濃度的秋水仙素溶液滴在二倍體西瓜幼苗的芽尖？提示芽尖細(xì)胞正在進(jìn)行有絲分裂，當(dāng)秋水仙素作用于正在分裂的細(xì)胞時(shí)，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)目加倍。2．四倍體西瓜植株作母本產(chǎn)生的雌配子中含有幾個染色體組？獲得的四倍體植株為何要與二倍體雜交？提示四倍體西瓜植株作母本產(chǎn)生的雌配子中含有兩個染色體組。四倍體植株與二倍體植株雜交可獲得三倍體植株。3．在無子西瓜培育的過程中用二倍體給三倍體傳粉的目的是什么？提示促進(jìn)子房發(fā)育成果實(shí)。4．三倍體無子西瓜的果實(shí)中沒有種子的原因是什么？提示三倍體西瓜的原始生殖細(xì)胞中有三套非同源染色體，減數(shù)分裂時(shí)出現(xiàn)聯(lián)會紊亂，不能形成可育的配子。5．有時(shí)可以看到三倍體西瓜中有少量發(fā)育并不成熟的種子，請推測產(chǎn)生這些種子的原因。提示三倍體在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)有可能形成了正常的卵細(xì)胞，從而形成正常的種子，但這種概率特別小。6．無子西瓜每年都要制種，很麻煩，有沒有別的替代方法？提示進(jìn)行無性繁殖，將三倍體西瓜植株進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得大量的組織苗，再進(jìn)行移栽。3．如圖是無子西瓜培育的過程，下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．①過程也可進(jìn)行低溫誘導(dǎo)處理，與秋水仙素的作用原理不同B．三倍體植株不育的原因是在減數(shù)分裂過程中聯(lián)會發(fā)生紊亂C．培育得到的無子西瓜與二倍體有子西瓜相比個大、含糖量高D．要得到無子西瓜，需每年制種，很麻煩，所以可用無性繁殖進(jìn)行快速繁殖答案A解析低溫誘導(dǎo)和秋水仙素的作用原理相同，都是通過抑制有絲分裂前期紡錘體的形成，使細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。4．(2023·黑龍江大慶高一月考)為獲得果實(shí)較大、含糖量較高的四倍體葡萄(4n＝76)，常用一定濃度的秋水仙素溶液處理二倍體葡萄莖段上的芽，然后將莖段扦插栽培成新植株。研究結(jié)果顯示：新植株中約40%的細(xì)胞染色體被誘導(dǎo)加倍。這種植株同時(shí)含有2n細(xì)胞和4n細(xì)胞，稱為“嵌合體”。有關(guān)“嵌合體”的敘述，正確的是()A．秋水仙素誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的原理是抑制間期紡錘體的形成B．在生命活動中，4n細(xì)胞內(nèi)染色體組數(shù)目最多出現(xiàn)在有絲分裂后期C．“嵌合體”根尖分生區(qū)的部分細(xì)胞含19條染色體D．若該個體自交，后代中不可能出現(xiàn)三倍體答案B解析秋水仙素可以通過抑制前期紡錘體的形成來使染色體數(shù)目加倍，A錯誤；使用秋水仙素溶液處理的部位是二倍體葡萄莖段上的芽，故在“嵌合體”植株中，根尖分生區(qū)的細(xì)胞一般為二倍體細(xì)胞(2n＝38)，即含38條染色體，C錯誤；由于“嵌合體”植株同時(shí)含有2n細(xì)胞和4n細(xì)胞，則其自交后代可能出現(xiàn)二倍體、三倍體、四倍體，D錯誤。三、低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化1．實(shí)驗(yàn)原理用低溫處理植物的分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，以致影響細(xì)胞有絲分裂中染色體被拉向兩極，導(dǎo)致細(xì)胞不能分裂成兩個子細(xì)胞，于是，植物細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生變化。2．實(shí)驗(yàn)步驟與現(xiàn)象(1)實(shí)驗(yàn)步驟(2)現(xiàn)象：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。判斷正誤(1)低溫誘導(dǎo)時(shí)溫度越低效果越顯著()(2)用顯微鏡觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)所有細(xì)胞中染色體數(shù)目均已加倍()(3)制作根尖細(xì)胞的臨時(shí)裝片時(shí)，制作基本步驟是解離→漂洗→染色→制片()(4)固定細(xì)胞后所用的沖洗試劑與解離后所用的漂洗試劑是一樣的()(5)在高倍顯微鏡下可以觀察到細(xì)胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w的過程()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×解析(1)溫度過低可能導(dǎo)致細(xì)胞死亡。(2)用顯微鏡觀察時(shí)只有部分細(xì)胞中染色體數(shù)目已加倍。(4)固定細(xì)胞后用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗，解離后用清水漂洗。(5)固定后細(xì)胞就已經(jīng)死亡，無法觀察到細(xì)胞的動態(tài)變化。實(shí)驗(yàn)中幾種試劑的使用方法和作用試劑使用方法作用卡諾氏液將根尖放入卡諾氏液中浸泡0.5～1h固定細(xì)胞形態(tài)體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精沖洗卡諾氏液處理過的根尖洗去卡諾氏液與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸等體積混合，浸泡經(jīng)固定處理的根尖解離根尖細(xì)胞清水漂洗解離后的根尖約10min洗去解離液甲紫溶液把漂洗干凈的根尖放進(jìn)盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5min使染色體著色5．關(guān)于低溫誘導(dǎo)洋蔥(2n＝16)染色體數(shù)目變化的實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是()A．原理：低溫抑制染色體的著絲粒分裂，使子染色體不能移向細(xì)胞的兩極B．解離：用卡諾氏液和酒精處理經(jīng)低溫誘導(dǎo)的根尖可使細(xì)胞分離開C．染色：用甲紫溶液可以使染色體染色D．觀察：顯微鏡下可以看到大多數(shù)細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生改變答案C解析該實(shí)驗(yàn)的原理是低溫能抑制有絲分裂過程中紡錘體的形成，使染色體不能移向細(xì)胞的兩極，A錯誤；該實(shí)驗(yàn)中卡諾氏液的作用是固定細(xì)胞形態(tài)，而不是進(jìn)行解離，B錯誤；由于大多數(shù)細(xì)胞處于分裂間期，因此顯微鏡下可以看到大多數(shù)細(xì)胞的染色體數(shù)目未發(fā)生改變，少數(shù)細(xì)胞染色體數(shù)目改變，D錯誤。6．(2022·福建廈門高一期末)關(guān)于“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”的實(shí)驗(yàn)(以洋蔥為例)，下列敘述不正確的是()A．觀察到的細(xì)胞中處于分裂間期的細(xì)胞最多B．在顯微鏡視野內(nèi)可觀察到二倍體細(xì)胞和四倍體細(xì)胞C．在高倍顯微鏡下可以觀察到細(xì)胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w的過程D．在誘導(dǎo)染色體數(shù)目變化方面，低溫處理與秋水仙素誘導(dǎo)的原理相似答案C解析經(jīng)固定和解離等步驟的作用，細(xì)胞失去活性，所以在顯微鏡下不能觀察到細(xì)胞從二倍體變?yōu)樗谋扼w的過程，C錯誤。題組一染色體數(shù)目的變異1．下列對染色體組的敘述，正確的是()A．染色體組在減數(shù)分裂過程中消失B．配子中的全部染色體為一個染色體組C．體細(xì)胞中的一半染色體是一個染色體組D．染色體組內(nèi)不存在同源染色體答案D解析染色體組存在于體細(xì)胞和生殖細(xì)胞中，在減數(shù)分裂過程中由于同源染色體會分離，因此產(chǎn)生的生殖細(xì)胞中(與體細(xì)胞相比)，染色體組數(shù)減半，染色體組沒有消失，A錯誤；四倍體生物的體細(xì)胞中的一半染色體是兩個染色體組，與體細(xì)胞相比，配子中染色體數(shù)目減半，因此配子中的全部染色體不一定是一個染色體組，B、C錯誤。2．水仙是傳統(tǒng)觀賞花卉，是中國十大名花之一。如圖為水仙根細(xì)胞的染色體核型，下列相關(guān)分析錯誤的是()A．水仙根細(xì)胞中每個染色體組含有3條染色體B．每個染色體組中各染色體DNA的堿基序列不同C．同源染色體聯(lián)會紊亂導(dǎo)致水仙高度不育D．可采用無性繁殖技術(shù)快速培養(yǎng)優(yōu)良品種答案A解析由題圖可知，水仙是三倍體，正常體細(xì)胞中含有3個染色體組，每個染色體組含有10條染色體，A錯誤。3．(2023·江蘇南京高一期末)通常情況下，一個四倍體植物個體的可能來源不包括()A．兩個四倍體親本雜交B．一個三倍體親本和一個二倍體親本雜交C．二倍體幼苗體細(xì)胞有絲分裂時(shí)染色體只復(fù)制未分離D．因二倍體減數(shù)分裂錯誤而產(chǎn)生的含有兩個染色體組的配子兩兩結(jié)合答案B解析三倍體一般情況下不能產(chǎn)生可育配子，因此三倍體和二倍體雜交不會產(chǎn)生后代，B符合題意。4.如圖表示某生物正常體細(xì)胞中染色體的組成，下列各項(xiàng)中可以表示該生物基因型的是()A．ABCd B．AaaC．AaBbCcDd D．AaaaBbbb答案B解析細(xì)胞中有三個染色體組，所以同種基因的數(shù)目為3個，B項(xiàng)正確。題組二人工誘導(dǎo)多倍體及其應(yīng)用5．人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的常用方法是低溫、秋水仙素溶液處理。誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的原理主要是抑制()A．酶的活性 B．紡錘體的形成C．DNA的復(fù)制 D．細(xì)胞分裂速度答案B解析低溫、秋水仙素溶液均能抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而使染色體數(shù)目加倍，故選B。6．目前市場上食用的香蕉均來自三倍體香蕉植株，如圖所示為某三倍體香蕉的培育過程。下列敘述不正確的是()A．野生芭蕉和四倍體有子香蕉雖能雜交產(chǎn)生后代，但后代不育B．若圖中無子香蕉3n的基因型為AAa，則有子香蕉4n的基因型可能為AAaaC．“無子香蕉”培育過程的原理是基因重組D．該過程所發(fā)生的變異是可以遺傳的答案C解析“無子香蕉”培育過程的原理主要是染色體數(shù)目變異，C錯誤。題組三低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化7．下列關(guān)于“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)中各試劑及其作用的敘述，錯誤的是()A．在該實(shí)驗(yàn)中先后兩次用到酒精但使用目的不同B．質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸可用來配制解離液C．甲紫溶液是堿性染料，可對染色體進(jìn)行染色D．清水的作用是洗去卡諾氏液和解離液答案D解析體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精在該實(shí)驗(yàn)中可以用于洗去卡諾氏液，也可以用于配制解離液，A正確；解離液由體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸等體積混合而成，B正確；清水的作用是洗去解離液，防止解離過度，洗去卡諾氏液要用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精，D錯誤。8．下列有關(guān)“低溫誘導(dǎo)大蒜(2n＝16)根尖細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)的敘述，不正確的是()A．低溫處理后的實(shí)驗(yàn)材料要先用卡諾氏液固定再用酒精沖洗B．在顯微鏡視野內(nèi)可能觀察到染色體數(shù)為16、32和64的細(xì)胞C．用高倍顯微鏡觀察不到根尖細(xì)胞染色體加倍的過程D．低溫通過促進(jìn)著絲粒分裂導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍答案D解析低溫抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞的兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，D錯誤。9．如圖為某果蠅及其一個體細(xì)胞內(nèi)染色體組成示意圖，下列有關(guān)說法中正確的是()A．一個染色體組攜帶有能控制果蠅生長發(fā)育所需的全部遺傳信息B．該果蠅為二倍體，減數(shù)分裂時(shí)可能存在16條染色體的細(xì)胞C．果蠅體內(nèi)的細(xì)胞，最多只含有兩個染色體組D．圖示細(xì)胞有兩個染色體組，減數(shù)分裂Ⅱ的所有細(xì)胞都只含有一個染色體組答案A解析一個染色體組是指細(xì)胞中的一組完整非同源染色體，它們在形態(tài)和功能上各不相同，但又互相協(xié)助，攜帶有能控制果蠅生長發(fā)育所需的全部遺傳信息，A正確；該果蠅為二倍體，減數(shù)分裂時(shí)可能存在4條或8條染色體的細(xì)胞，B錯誤；果蠅體內(nèi)的細(xì)胞中處于有絲分裂后期的細(xì)胞含有四個染色體組，C錯誤；圖示細(xì)胞有兩個染色體組，減數(shù)分裂Ⅱ的細(xì)胞中含有一個或兩個染色體組，D錯誤。10．二倍體植物甲(2n＝10)和二倍體植物乙(2n＝10)進(jìn)行有性雜交，得到的F1不育。用物理撞擊的方法使F1在減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)整套的染色體分配到同一個次級精(卵)母細(xì)胞中，減數(shù)分裂Ⅱ正常，再讓這樣的雌雄配子結(jié)合，產(chǎn)生F2。下列有關(guān)敘述正確的是()A．物理撞擊和秋水仙素的作用原理相同B．F1為四倍體，具有20條染色體C．若用適宜濃度的秋水仙素處理F1幼苗，則長成的植株是可育的D．用物理撞擊的方法使配子中染色體數(shù)目加倍，產(chǎn)生的F2為二倍體答案C解析物理撞擊是使F1在減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)整套的染色體分配到同一個次級精(卵)母細(xì)胞中，而秋水仙素是抑制紡錘體的形成，兩者原理不同，A錯誤；F1含有2個染色體組，共10條染色體，其中5條來自甲，5條來自乙，B錯誤；利用物理撞擊的方法使配子中染色體數(shù)目加倍，產(chǎn)生的F2為異源四倍體，D錯誤。11．玉米(2n＝20)種群中偶爾會出現(xiàn)三體植株(2號染色體有3條)，在減數(shù)分裂過程中，這3條染色體中的任意兩條移向細(xì)胞一極，剩余一條移向細(xì)胞的另一極，其他染色體正常分離。下列有關(guān)三體玉米的敘述，正確的是()A．三體玉米植株的體細(xì)胞中含有3個染色體組B．三體玉米植株的出現(xiàn)是基因重組的結(jié)果C．三體玉米植株的細(xì)胞中最多有21條染色體D．三體玉米植株測交，子代出現(xiàn)三體植株的概率為1/2答案D解析該三體玉米植株是由2號染色體多出一條，變成3條引起的，屬于染色體數(shù)目變異，體細(xì)胞含有2個染色體組，仍然屬于二倍體，A、B錯誤；該三體玉米植株體細(xì)胞中含有21條染色體，在有絲分裂后期，著絲粒分開，姐妹染色單體分離，染色體數(shù)加倍，此時(shí)染色體數(shù)目最多，因此三體玉米植株的細(xì)胞中最多有42條染色體，C錯誤；三體植株在減數(shù)分裂過程中，這3條染色體的任意兩條向細(xì)胞一極移動，剩余一條移向細(xì)胞另一極，細(xì)胞中其他染色體正常分離，因此產(chǎn)生正常配子和多出一條染色體的配子比例為1∶1，測交后代產(chǎn)生正常植株和三體植株的比例也是1∶1，即子代出現(xiàn)三體植株的概率為1/2，D正確。12．(2023·福建泉州高一期末)農(nóng)業(yè)上，常用一定濃度的秋水仙素溶液處理二倍體葡萄(2n＝38)莖段上的芽，然后將莖段扦插以獲得四倍體葡萄。研究發(fā)現(xiàn)四倍體葡萄中約有40%細(xì)胞中的染色體被誘導(dǎo)加倍，而剩余的細(xì)胞均表現(xiàn)正常，故被稱為“嵌合體”。下列有關(guān)敘述正確的是()A．上述秋水仙素的作用是促進(jìn)染色體多次復(fù)制B．“嵌合體”的每個染色體組中含有38條染色體C．“嵌合體”的體細(xì)胞中可能含有2、4或8個染色體組D．“嵌合體”與二倍體雜交獲得的三倍體可利用種子繁殖答案C解析秋水仙素作用于細(xì)胞分裂前期，作用是抑制紡錘體的形成，從而導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍，A錯誤；葡萄是二倍體，染色體數(shù)目是38條，一個染色體組中的染色體數(shù)目是19條，B錯誤；“嵌合體”中有的細(xì)胞是表現(xiàn)正常的體細(xì)胞，有的是染色體加倍的細(xì)胞，染色體加倍的細(xì)胞如果處于有絲分裂的后期，就可能含8個染色體組，C正確；“嵌合體”與二倍體雜交獲得的三倍體，減數(shù)分裂時(shí)聯(lián)會紊亂，不能形成正常的配子，不可利用種子繁殖，D錯誤。13．羅漢果甜苷具有重要的藥用價(jià)值，它分布在羅漢果的果肉、果皮中，種子中不含這種物質(zhì)，而且有種子的羅漢果口感很差。為了培育無子羅漢果，科研人員先利用秋水仙素處理二倍體羅漢果，誘導(dǎo)其染色體數(shù)目加倍，得到如表所示結(jié)果。分析回答下列問題：處理秋水仙素濃度(%)處理數(shù)(株)處理時(shí)間(d)成活率(%)變異率(%)滴芽尖生長點(diǎn)法0.053051001.280.186.424.30.274.218.2(1)在誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的過程中，秋水仙素的作用是______________________________。選取芽尖生長點(diǎn)作為處理的對象，理由是__________________________________________________________________________________________________________________________。(2)上述研究中，自變量是____________________，因變量是____________________________。研究表明，誘導(dǎo)羅漢果染色體數(shù)目加倍最適宜的處理方法是___________________________。(3)鑒定細(xì)胞中染色體數(shù)目是確認(rèn)羅漢果染色體數(shù)目加倍的最直接的證據(jù)。首先取變異植株幼嫩的芽尖，再經(jīng)固定、解離、______________和制片后，制得鑒定植株芽尖的臨時(shí)裝片。最后選擇處于______________________的細(xì)胞進(jìn)行染色體數(shù)目統(tǒng)計(jì)。(4)獲得了理想的變異株后，要培育無子羅漢果，還需要繼續(xù)進(jìn)行的操作是_______________________________________________________________________________________________。答案(1)抑制有絲分裂過程中紡錘體的形成芽尖生長點(diǎn)細(xì)胞分裂旺盛，易變異(2)秋水仙素的濃度處理植株的成活率和變異率以0.1%的秋水仙素滴芽尖生長點(diǎn)(3)漂洗、染色有絲分裂中期(4)用四倍體羅漢果與二倍體羅漢果雜交，獲得三倍體無子羅漢果14．果蠅(2n＝8)是進(jìn)行遺傳學(xué)研究的模式生物，有3對常染色體(分別編號為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)和1對性染色體。(1)寫出果蠅適合用作遺傳實(shí)驗(yàn)材料的兩個優(yōu)點(diǎn)：________________________________________________________________________。(2)果蠅體色和翅型分別由位于Ⅱ號染色體上等位基因A、a和B、b控制。純種灰身長翅果蠅與純種黑身殘翅果蠅雜交，F(xiàn)1全部為灰身長翅，則顯性性狀為________________，當(dāng)F1果蠅作父本測交時(shí)后代表型及比例為_____________________________________________。(3)果蠅種群中常出現(xiàn)性染色體異常的個體，從而產(chǎn)生不同的表型(如表)：性染色體組成XXXYOXXYXYYXO表型胚胎期致死胚胎期致死雌性可育雄性可育雄性不育用紅眼雌果蠅(XRXR)與白眼雄果蠅(XrY)為親本雜交，在F1群體中發(fā)現(xiàn)一只白眼雄果蠅(記為“M”)。M果蠅出現(xiàn)的原因有三種可能：第一種是環(huán)境改變引起表型變化，但基因型未變；第二種是親本果蠅發(fā)生基因突變；第三種是親本雌果蠅在減數(shù)分裂時(shí)X染色體不分離?，F(xiàn)在設(shè)計(jì)了簡便的雜交實(shí)驗(yàn)以確定M果蠅的出現(xiàn)是由哪一種原因引起的，請完善實(shí)驗(yàn)的結(jié)果預(yù)測。實(shí)驗(yàn)步驟：M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交，統(tǒng)計(jì)子代果蠅的眼色。結(jié)果預(yù)測：①若子代雌性果蠅全部為紅眼，雄性果蠅全部為白眼，則是環(huán)境改變引起的；②若________________________，則是基因突變引起的；③若________________________，則是親本雌果蠅減數(shù)分裂時(shí)X染色體不分離引起的。(4)果蠅細(xì)胞內(nèi)的Ⅳ染色體多一條(三體)可以存活并能夠繁殖。果蠅正常眼(E)和無眼(e)是一對相對性狀，基因E、e位于常染色體上?，F(xiàn)有純合的正常眼和無眼的Ⅳ染色體三體果蠅及正常果蠅，請完善探究E、e基因是否在Ⅳ號染色體上的實(shí)驗(yàn)方案并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論。①選用純合正常眼三體果蠅與正常的無眼果蠅作為親本雜交得F1，選擇F1三體與正常的無眼果蠅交配得F2，統(tǒng)計(jì)F2中的表型比。②預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論：若F2中正常眼∶無眼＝________，則E、e基因在Ⅳ號染色體上；若F2中正常眼∶無眼＝________，則E、e基因不在Ⅳ號染色體上。答案(1)染色體數(shù)目少；有容易區(qū)分的相對性狀；繁殖周期短；易飼養(yǎng)等(2)灰身和長翅灰身長翅∶黑身殘翅＝1∶1(3)②子代表型全部為白眼③無子代產(chǎn)生(4)②5∶11∶1解析(2)用純種灰身長翅果蠅與純種黑身殘翅果蠅雜交，F(xiàn)1全部為灰身長翅，因此顯性性狀為灰身和長翅。根據(jù)題干果蠅體色和翅型分別由位于Ⅱ號染色體上的等位基因A、a和B、b控制，因此F1果蠅產(chǎn)生的雄配子基因型及比例為AB∶ab＝1∶1，測交后代表型及比例應(yīng)為灰身長翅∶黑身殘翅＝1∶1。(3)分析題干信息可知，用紅眼雌果蠅(XRXR)與白眼雄果蠅(XrY)為親本雜交，正常情況下，后代雄果蠅基因型為XRY，表現(xiàn)為紅眼，在所給的三種出現(xiàn)白眼雄果蠅的可能情況下，M果蠅基因型分別為XRY、XrY、XrO。因此可以用M果蠅與多只白眼雌果蠅(XrXr)雜交，統(tǒng)計(jì)子代果蠅的眼色，來確定M果蠅的出現(xiàn)是由哪一種原因引起的。預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果：第一種情況，M果蠅基因型為XRY，與XrXr雜交，若子代出現(xiàn)紅眼(雌)果蠅，則為環(huán)境改變引起的表型改變；第二種情況，M果蠅基因型為XrY，XrY與XrXr雜交，若子代表型全部是白眼，則為基因突變引起的表型改變；第三種情況，M果蠅基因型為XrO，由題表所給信息可知，XrO不育，因此M果蠅與XrXr雜交，若沒有子代產(chǎn)生，則為親本雌果蠅在減數(shù)分裂時(shí)X染色體沒有分離引起的表型改變。(4)選用純合正常眼三體果蠅與正常的無眼果蠅作為親本雜交得F1，若E、e基因在Ⅳ號染色體上，純合正常眼三體果蠅基因型為EEE，正常無眼果蠅基因型為ee，F(xiàn)1中三體果蠅基因型為EEe，F(xiàn)1三體與正常的無眼果蠅(ee)交配，F(xiàn)1產(chǎn)生的配子基因型及比例為E∶Ee∶EE∶e＝2∶2∶1∶1，因此F2中正常眼∶無眼＝5∶1；若E、e基因不在Ⅳ號染色體上，純合正常眼三體果蠅基因型為EE，正常無眼果蠅基因型為ee，F(xiàn)1中三體果蠅基因型為Ee，F(xiàn)1三體與正常的無眼果蠅交配，F(xiàn)1產(chǎn)生的配子基因型及比例為E∶e＝1∶1，因此F2中正常眼∶無眼＝1∶1。第2課時(shí)單倍體和染色體結(jié)構(gòu)變異[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.舉例說明什么是單倍體。2.概述單倍體育種的原理及方法。3.辨別不同類型的染色體結(jié)構(gòu)變異。一、單倍體及單倍體育種1．單倍體(1)概念：體細(xì)胞中的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個體。(2)實(shí)例：蜜蜂中的雄蜂，單倍體的農(nóng)作物。(3)特點(diǎn)：與正常植株相比，單倍體植株長得弱小，而且高度不育。2．單倍體育種的原理和操作過程(1)原理：染色體數(shù)目變異。(2)過程用高稈抗病(DDTT)和矮稈不抗病(ddtt)小麥品種，培育矮稈抗病小麥的過程如圖所示：其中單倍體育種的核心步驟為①花藥離體培養(yǎng)、②秋水仙素處理單倍體幼苗誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍。(3)優(yōu)點(diǎn)：單倍體育種能明顯縮短育種年限，子代均為純合子。判斷正誤(1)由配子發(fā)育而來的個體，一定是單倍體()(2)體細(xì)胞中含一個染色體組的生物，一定是單倍體()(3)單倍體的體細(xì)胞中一定只含有一個染色體組()答案(1)√(2)√(3)×易錯辨析對單倍體認(rèn)識的三個易錯點(diǎn)(1)單倍體的體細(xì)胞中并不一定只有一個染色體組，如四倍體的配子形成的單倍體的體細(xì)胞中含有兩個染色體組。(2)單倍體并非都不育：如多倍體的配子含有偶數(shù)個染色體組，則發(fā)育成的單倍體含有同源染色體，可育并能產(chǎn)生后代。(3)單倍體是生物個體，而不是配子；精子和卵細(xì)胞屬于配子，但不是單倍體。1．如圖所示細(xì)胞中所含的染色體，下列敘述正確的是()A．圖a細(xì)胞含有2個染色體組，圖b細(xì)胞含有3個染色體組B．如果圖b表示體細(xì)胞，則圖b代表的生物一定是三倍體C．如果圖c代表由受精卵發(fā)育成的生物的體細(xì)胞，則該生物一定是二倍體D．圖d代表的生物一定是由卵細(xì)胞發(fā)育而成的單倍體答案C解析由題圖可知，圖a細(xì)胞中大小形態(tài)相同的染色體有4條，含有4個染色體組，圖b細(xì)胞中含有3個染色體組，A錯誤；圖b細(xì)胞中含有3個染色體組，如果圖b表示體細(xì)胞，則該生物可能是三倍體，也可能是單倍體，B錯誤；圖c細(xì)胞中含有2個染色體組，如果圖c代表由受精卵發(fā)育成的生物的體細(xì)胞，則該生物一定是二倍體，C正確；圖d細(xì)胞中含有一個染色體組，可能是由卵細(xì)胞發(fā)育而來的單倍體，也可能是由精子發(fā)育而來的單倍體，D錯誤。2．用純種的高稈抗銹病(DDTT)小麥與矮稈易染銹病(ddtt)小麥培育矮稈抗銹病小麥新品種的方法如圖所示。下列有關(guān)此育種方法的敘述中，正確的是()A．過程①的作用原理為染色體變異B．過程③必須經(jīng)過受精作用C．過程④必須使用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗D．此育種方法選出的符合生產(chǎn)要求的品種占1/4答案D解析題圖中過程①表示雜交，其原理為基因重組；過程③常用的方法為花藥離體培養(yǎng)；過程④可使用秋水仙素或低溫處理幼苗，單倍體高度不育，不產(chǎn)生種子；F1可產(chǎn)生4種雄配子，基因型分別為DT、Dt、dT、dt，經(jīng)秋水仙素處理后染色體數(shù)目加倍，符合生產(chǎn)要求的品種(ddTT)占1/4。二、染色體結(jié)構(gòu)的變異1．類型圖解變化名稱舉例染色體b片段缺失缺失果蠅缺刻翅的形成染色體b片段增加重復(fù)果蠅棒狀眼的形成染色體的某一片段(d、g)移接到另一條非同源染色體上易位果蠅花斑眼的形成同一條染色體上某一片段(a、b)位置顛倒倒位果蠅卷翅的形成2.結(jié)果：染色體結(jié)構(gòu)的改變，會使排列在染色體上的基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，導(dǎo)致性狀的變異。3．對生物體的影響：大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡。判斷正誤(1)染色體之間發(fā)生的片段互換屬于染色體結(jié)構(gòu)變異()(2)X射線可引起基因突變，也可引起染色體變異()(3)染色體增加某一片段可提高基因表達(dá)水平，是有利變異()答案(1)×(2)√(3)×解析(1)染色體之間發(fā)生的片段互換如發(fā)生于同源染色體之間則屬于基因重組；如發(fā)生于非同源染色體之間，則屬于易位。(3)大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的。任務(wù)：辨析染色體結(jié)構(gòu)變異的類型1．如圖為顯微鏡觀察到的變異雜合子染色體聯(lián)會異?，F(xiàn)象，通過圖示辨析染色體結(jié)構(gòu)變異的類型。2．上述變異類型中，缺失和重復(fù)改變了染色體上基因的數(shù)量，易位和倒位改變了基因在染色體上的排列順序。1．染色體易位與互換的比較項(xiàng)目染色體易位互換圖解區(qū)別發(fā)生在非同源染色體之間發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間屬于染色體結(jié)構(gòu)變異屬于基因重組2.染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的比較項(xiàng)目基因突變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)變異變化實(shí)質(zhì)基因發(fā)生堿基的替換、缺失、增添染色體上的基因片段缺失、重復(fù)、倒位及易位對象堿基基因結(jié)果堿基排列順序改變基因數(shù)目或排列順序改變鏡檢不可見可見3．下列關(guān)于染色體變異的敘述，正確的是()A．除病毒外，所有生物都能發(fā)生染色體變異B．非同源染色體之間交換部分片段屬于染色體結(jié)構(gòu)變異C．脫氧核苷酸數(shù)目和排列順序發(fā)生改變必然導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異D．用光學(xué)顯微鏡能直接觀察到染色體數(shù)目變異而不能觀察到染色體結(jié)構(gòu)變異答案B解析除病毒外，原核生物也沒有染色體結(jié)構(gòu)，不可能發(fā)生染色體變異，A錯誤；基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變才會導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異，C錯誤；用光學(xué)顯微鏡既能直接觀察到染色體數(shù)目變異，也能觀察到染色體結(jié)構(gòu)變異，D錯誤。4．生物體染色體上的等位基因部位可以進(jìn)行配對聯(lián)會，非等位基因部位不能配對。某二倍體生物細(xì)胞中分別出現(xiàn)如圖中①～④系列狀況，則對該圖的解釋正確的是()A．①為基因突變，②為倒位B．③可能是重復(fù)，④為染色體組加倍C．①為易位，③可能是缺失D．②為基因突變，④為染色體結(jié)構(gòu)變異答案C解析圖①發(fā)生了染色體片段的改變，且改變的片段不屬于同源染色體的部分，因此屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位；圖②染色體的某一片段發(fā)生了位置顛倒，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的倒位；圖③在同源染色體配對時(shí)出現(xiàn)“環(huán)”，可能是染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失或者重復(fù)；圖④細(xì)胞中有一對同源染色體多了一條，屬于染色體數(shù)目變異。題組一單倍體及單倍體育種1．用四倍體棉花的花粉進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)，獲得的植株是()A．二倍體 B．三倍體C．單倍體 D．四倍體答案C解析不論含有幾個染色體組，只要是由生殖細(xì)胞(配子)直接發(fā)育而來的個體都稱為單倍體。2．下列關(guān)于單倍體、二倍體和多倍體的敘述不正確的是()A．由受精卵發(fā)育成的生物體細(xì)胞中有幾個染色體組就叫幾倍體B．由配子發(fā)育成的生物體，細(xì)胞中無論有幾個染色體組都叫單倍體C．多倍體一般莖稈粗壯，果實(shí)、種子較大D．單倍體一般高度不育，多倍體一定可育答案D3．(2023·河北保定高一統(tǒng)考)下列關(guān)于高等植物細(xì)胞中單倍體、二倍體及染色體組的敘述，正確的是()A．單倍體生物的體細(xì)胞中只含有一個染色體組B．體細(xì)胞中含有兩個染色體組的個體都是二倍體C．二倍體植物的配子中只含有一個染色體組D．每個染色體組中都含有常染色體和性染色體答案C解析體細(xì)胞中的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個體，叫作單倍體，但單倍體不一定只含有一個染色體組，如由四倍體的配子形成的單倍體含有兩個染色體組，A錯誤；由受精卵發(fā)育成的體細(xì)胞中含有兩個染色體組的個體叫二倍體，若由配子直接發(fā)育形成的個體無論含有幾個染色體組都是單倍體，B錯誤；二倍體生物含有兩個染色體組，其一個配子中的全部染色體為一個染色體組，C正確；不是所有生物都有性別之分，有性別之分的生物的性別也不一定由性染色體決定，因此不是所有細(xì)胞中都有性染色體和常染色體，D錯誤。4．如圖表示某種二倍體農(nóng)作物不同的育種方法，據(jù)圖判斷，下列相關(guān)敘述不正確的是()A．⑤過程中也可用秋水仙素處理E的種子獲得F植株B．D植株的后代可能發(fā)生性狀分離C．通過①③④⑤途徑培育新品種的過程為單倍體育種D．④過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性答案A解析⑤過程是用秋水仙素或者低溫處理E幼苗，該農(nóng)作物是二倍體，E幼苗是單倍體，只含一個染色體組，高度不育，不能產(chǎn)生種子，A錯誤。題組二染色體結(jié)構(gòu)的變異5．(2020·浙江1月選考，4)某條染色體經(jīng)處理后，其結(jié)構(gòu)發(fā)生了如圖所示的變化。這種染色體結(jié)構(gòu)的變異屬于()A．缺失B．倒位C．重復(fù)D．易位答案B解析分析圖示可知，原來排列為123456的染色體，經(jīng)過斷裂后，重新連接為125436的排列順序，可知其中的345片段發(fā)生了180°的顛倒，此類染色體結(jié)構(gòu)變異為倒位。6．(2023·江蘇鎮(zhèn)江高一期末)某種染色體變異如圖所示。下列有關(guān)該變異的敘述，錯誤的是()A．只能發(fā)生在減數(shù)分裂的過程中B．是染色體結(jié)構(gòu)變異的一種類型C．屬于可遺傳的變異，在顯微鏡下可見D．發(fā)生于非同源染色體之間答案A解析染色體變異既能發(fā)生在有絲分裂過程中，也能發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，圖中表示非同源染色體上非姐妹染色單體交換，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位，A錯誤，B、D正確；圖示變異屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，屬于可遺傳變異，在顯微鏡下是可見的，C正確。7．下列關(guān)于染色體結(jié)構(gòu)變異的敘述中，錯誤的是()A．外界因素可能提高染色體斷裂的概率B．大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是有利的C．染色體結(jié)構(gòu)的改變，會使排列在染色體上的基因數(shù)目和排列順序發(fā)生改變D．用顯微鏡可以觀察到染色體結(jié)構(gòu)變異答案B解析外界因素可能誘發(fā)染色體變異，提高染色體斷裂的概率，A正確；大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是不利的，B錯誤。8．如圖為豌豆某條染色體部分基因的排布示意圖。①②③④分別代表四個基因序列，最短的序列包括2000個堿基對。下列相關(guān)敘述正確的是()A．如果①基因序列整體缺失，則最有可能發(fā)生了基因突變B．如果在射線誘導(dǎo)下②與③發(fā)生了位置互換，則屬于基因重組C．②基因序列中的某個堿基發(fā)生替換，但未引起性狀的改變，也屬于基因突變D．如果③基因序列中缺失了20個堿基對，則屬于染色體結(jié)構(gòu)變異答案C解析如果①基因序列整體缺失，最有可能發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異，A錯誤；同一條染色體上的基因位置互換，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異(倒位)，B錯誤；發(fā)生在基因內(nèi)部的堿基排列順序的改變都是基因突變，但由于密碼子的簡并性，基因突變不一定會引起生物性狀的改變，C正確；基因內(nèi)部堿基缺失屬于基因突變，D錯誤。9．(2022·湖南，9)大鼠控制黑眼/紅眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一條染色體上。某個體測交后代表型及比例為黑眼黑毛∶黑眼白化∶紅眼黑毛∶紅眼白化＝1∶1∶1∶1。該個體最可能發(fā)生了下列哪種染色體結(jié)構(gòu)變異()答案C解析分析題意可知，大鼠控制黑眼/紅眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一條染色體上，兩對等位基因?yàn)檫B鎖關(guān)系，正常情況下，測交結(jié)果只能出現(xiàn)兩種表型，但題干中某個體測交后代表型及比例為黑眼黑毛∶黑眼白化∶紅眼黑毛∶紅眼白化＝1∶1∶1∶1，類似于基因自由組合定律的結(jié)果，推測該個體可產(chǎn)生四種數(shù)目相等的配子，且控制兩對性狀的基因遵循自由組合定律，即兩對等位基因被易位到兩條非同源染色體上，C符合題意。10．(2023·江蘇泰州高一?？?下列關(guān)于染色體變異在育種中應(yīng)用的敘述，正確的是()A．花藥離體培養(yǎng)得到的植株都是純合子，大大縮短了育種年限B．單倍體的體細(xì)胞中不一定只含有一個染色體組C．與正常植株相比，所有單倍體植株都有弱小且高度不育的特點(diǎn)D．人工誘導(dǎo)染色體加倍，用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗是最有效、也是唯一的方法答案B解析花藥離體培養(yǎng)得到的植株都是單倍體，不一定是純合子，如基因型為AAaa的植株經(jīng)花藥離體培養(yǎng)后可形成Aa的單倍體，A錯誤；單倍體的體細(xì)胞中不一定只含有一個染色體組，如由四倍體植株的配子形成的單倍體含有兩個染色體組，B正確；單倍體植株若含有偶數(shù)個染色體組，則可育，C錯誤；低溫處理和秋水仙素處理都可使細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，D錯誤