2025年人教版高考生物一輪復(fù)習(xí)：染色體變異

第34課時染色體變異

課標(biāo)要求舉例說明染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異都可能導(dǎo)致生物性狀的改變甚至死亡。

2023?江蘇T102021?廣東-T112021?全國

III-T32

1.染色體數(shù)目變異

2021?北京-T7

2020?全國H-T42020?全國m-T32

考情分析2023?湖北-T162022?浙江6月選考-T32022?湖

南-T92021?河北-T7

2.染色體結(jié)構(gòu)變異2021?浙江1月選考-T42021?廣東-T162020?浙

江1月選考-T4

2020?山東?T6

考點一染色體結(jié)構(gòu)變異

■整合必備知識

i.染色體變異

(D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)類型：染色體數(shù)目的變異和染色體結(jié)構(gòu)的變異。

2.染色體結(jié)構(gòu)的變異

(1)原因：受各種因素影響(如：各種射線、代謝失調(diào)等)，染色體的斷裂以及斷裂后片段不正

常的重新連接。

⑵類型

類型圖像聯(lián)會異常實例

(___UH)2缺失環(huán)果蠅缺刻翅、貓叫綜

缺失,def

ac,def

(____

ac合征

aabedef

(11)

重復(fù)apcdef果蠅棒狀眼

aa1飛/重復(fù)環(huán)

(111)0()

___).1

CZD°Oab，*ji『g果蠅花斑眼、人類慢

易位

()性粒細(xì)胞白血病

(__D°CD

果蠅卷翅、人類9號

一ab

(1II)

■f到位ba1—ef染色體長臂倒位可導(dǎo)

(II1)cdef

致習(xí)慣性流產(chǎn)

(3)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)牛改變,導(dǎo)致性

狀的變異。

(4)對生物性狀的影響：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

to

【判斷正誤】

(1)染色體上某個基因的丟失屬于基因突變(x)

提示基因突變不改變基因的數(shù)目，染色體上某個基因的丟失屬于染色體變異。

(2)染色體片段的缺失和重復(fù)必然導(dǎo)致基因種類的變化(X)

提示染色體片段缺失，基因種類可能減少，染色體片段重復(fù)，基因的種類并沒有變化。

(3)染色體易位不改變細(xì)胞中基因數(shù)量，對個體性狀不會產(chǎn)生影響(X)

提示染色體易位改變了基因在不同染色體上的分布，會影響生物的性狀。

(4)非同源染色體某片段移接，僅發(fā)生在減數(shù)分裂過程中(X)

提示非同源染色體某片段移接屬于染色體結(jié)構(gòu)變異(易位)，該過程在有絲分裂和減數(shù)分裂

過程中都可能發(fā)生。

(5)硝化細(xì)菌存在基因突變和染色體變異(X)

提示硝化細(xì)菌是原核生物，細(xì)胞中沒有染色體，其可遺傳變異的來源只有基因突變。

■提升關(guān)鍵能力

1.探究：染色體“重復(fù)”和“缺失”的可能原因

(2020?山東，6改編)在細(xì)胞分裂過程中，末端缺失的染色體因失去端粒而不穩(wěn)定，其姐妹染

色單體可能會連接在一起，著絲粒分裂后向兩極移動時出現(xiàn)“染色體橋”結(jié)構(gòu)，如圖所示。

基因型為Aa的細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂時，出現(xiàn)“染色體橋”并在兩著絲粒間任一位置發(fā)生斷裂,

形成的兩條子染色體移到細(xì)胞兩極。不考慮其他變異，該細(xì)胞可能會產(chǎn)生基因型為Aa、Aaa、

A、AAa、a的子細(xì)胞=

連接

I染色體橋

2.探究：染色體結(jié)構(gòu)變異會不會改變基因的內(nèi)部結(jié)構(gòu)？

(D慢粒白血病患者異常的白細(xì)胞中第9號染色體長臂上的一部分與第22號染色體長臂上的

一部分進(jìn)行了交換，結(jié)果導(dǎo)致前者變長，后者變短。觀察下圖，描述慢?；颊呷旧w的斷裂

有什么特別之處？

JBCR-Abl

BCR-基因

基因

費城染色體

Ab/II22號0染色體

基因F

9號染色體

提示第9號染色體上基因和第22號染色體上3CR基因均從基因內(nèi)部斷裂，改變了基

因的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

（2）資料：已知正常人9號染色體上的/R基因編碼產(chǎn)物是一種活性受到嚴(yán)格調(diào)控的酪氨酸激

酶，與細(xì)胞增殖有關(guān)，而融合基因4的產(chǎn)物則是異常激活的酪氨酸激酶，導(dǎo)致細(xì)胞

惡性增殖?？梢?，患者體內(nèi)細(xì)胞癌變是由原癌基因（填“原癌基因”或“抑癌基因”）突變導(dǎo)致

的。

■評價遷移應(yīng)用

考向一染色體結(jié)構(gòu)變異辨析

1.（2023?湖北，16）DNA探針是能與目的DNA配對的帶有標(biāo)記的一段核甘酸序列，可檢測

識別區(qū)間的任意片段，并形成雜交信號。某探針可以檢測果蠅II號染色體上特定DNA區(qū)間。

某果蠅的H號染色體中的一條染色體部分區(qū)段發(fā)生倒位，如下圖所示。用上述探針檢測細(xì)胞

有絲分裂中期的染色體（染色體上“一”表示雜交信號），結(jié)果正確的是（）

探針倒位區(qū)段

n號

c

染色體

探針識別區(qū)段

ABCD

答案B

解析DNA探針是能與目的DNA配對的帶有標(biāo)記的一段核昔酸序列并形成雜交信號，根據(jù)

圖示信息，倒住發(fā)生在著絲粒附近，倒位發(fā)生后，基因位置顛倒，但DNA探針依然可以識

別，故B正確。

2.（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（）

<31b|以@|e|D

iI

國bl

AB

<31b|cX3le|f>

I

I

CaJ_bJ3xCST>

CgBXlIjIdle-ir>cjT^TKgCdrVTI>

cD

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，兩對等位基因為連鎖關(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正確。

考點二染色體數(shù)目變異

■整合必備知識

1.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。

2.染色體組

(1)如圖中雄果蠅體細(xì)胞染色體中的一個染色體組可表示為：II、III、IV、X或」I、III、IV、

Yo

(2)組成特點

①形態(tài)上：細(xì)胞中的一套非同源染色體,在形態(tài)上各不相同。

②功能上：控制生物生長、發(fā)育、遺傳和變異的一套染色體,在功能上各不相同。

3.單倍體、二倍體和多倍體

項目單倍體二倍體多倍體

概念體細(xì)胞中染色體數(shù)目體細(xì)胞中含有兩個體細(xì)胞中含有三個或

與本物種配子染色體染色體組的個體三個以上染色體組的

數(shù)目相同的個體個體

發(fā)育起點配子受精卵（通常是）受精卵（通常是）

①莖稈粗壯；

①植株弱小；②高度②葉片、果實和種子

植株特點正?？捎?/p>

不育較大；

③營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富

體細(xì)胞染色體組數(shù)2?3

自然外界環(huán)境條件劇變

單性生殖正常的有性生殖

原因（如低溫）

形成原因

人工秋水仙素處理單倍秋水仙素處理萌發(fā)的

花藥離體培養(yǎng)

誘導(dǎo)體幼苗種子或幼苗

香蕉（三倍體）；馬鈴薯

幾乎全部的動物和

舉例蜜蜂的雄蜂（四倍體）;八倍體小黑

過半數(shù)的高等植物

麥

4.低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化

（1）實驗原理：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,植物細(xì)胞的染色體數(shù)目發(fā)生變

化。

（2）實驗步驟

［制作裝片口解離一?漂洗一?染色一?制片|

〕觀察K先用低倍鏡尋找，再用高倍鏡觀察|

（3）實驗現(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。

【歸納總結(jié)】實驗中的試劑及其作用

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%的酒精沖洗用卡諾氏液處理過的根尖洗去卡諾氏液

與體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精等體積混合，作為解

質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸解離根尖細(xì)胞

離液

漂洗根尖，去除

清水浸泡解離后的根尖細(xì)胞約10min

解離液

把漂洗干凈的根尖放進(jìn)盛有甲紫溶液的玻璃皿

甲紫溶液使染色體著色

中染色3?5min

學(xué)J斷正誤】

（1）含有奇數(shù)染色體組的個體一定是單倍體（X）

提示體細(xì)胞染色體組數(shù)等于本物種配子染色體組數(shù)的個體為單倍體，判斷是否為單倍體時

主要看發(fā)育的起點，而不是看染色體組數(shù)。

（2）單倍體個體都一定沒有等位基因和同源染色體（X）

提示單倍體體細(xì)胞中也并非都只有一個染色體組，也并非都一定沒有等位基因和同源染色

體。如由多倍體的配子發(fā)育成的個體，若含偶數(shù)個染色體組，則形成的單倍體含有同源染色

體和等位基因。

（3）二倍體生物的單倍體都是高度不育的（X）

提示蜂王是二倍體，其卵細(xì)胞發(fā)育成的雄蜂是單倍體，可育。

⑷若果蠅的某細(xì)胞在減數(shù)分裂I后期X染色體和丫染色體沒有分離，最終形成的精子中含

有的是一個染色體組（X）

提示不一定，最終形成的精子可能同時含有X和丫染色體，因為X染色體和丫染色體是

同源染色體，而一個染色體組中的染色體都是非同源染色體。

（5）基因型為AAaaBBbb的個體，體細(xì)胞中含有兩個染色體組，且一定是二倍體（X）

提示基因型為AAaaBBbb的個體，體細(xì)胞中含有四個染色體組，可能是四倍體（由受精卵發(fā)

育而成）或單倍體（由配子發(fā)育而成）。

（6）卡諾氏液可使組織細(xì)胞互相分離開（X）

提示使用卡諾氏液的目的是固定細(xì)胞形態(tài)；解離液使組織細(xì)胞彼此分離開。

■提升關(guān)鍵能力

L思考：單體和三體產(chǎn)生配子的種類及比例（單體和三體也是二倍體，均可進(jìn)行減數(shù)分裂,

產(chǎn)生配子）。

單體：2n-l三體：2〃+1

Aa:a:A:aa=2:2:1:1

注：減數(shù)分裂時，三條染色體之間兩兩聯(lián)會的概率相等，聯(lián)會后的染色體彼此分離，剩余的

一條染色體隨機(jī)移向細(xì)胞一極。

2.探究：染色體數(shù)目變異之''個別”染色體數(shù)目增加或減少的原因。

(2020?江蘇，32節(jié)選)已知黑腹果蠅的性別決定方式為XY型，偶然出現(xiàn)的XXY個體為雌性

可育。黑腹果蠅長翅(A)對殘翅(a)為顯性，紅眼(B)對白眼(b)為顯性。現(xiàn)有兩組雜交實驗結(jié)果

如下：

實驗①實驗②

PaaXBXBXAAXbYPaaXBYXAAXbXb

33

Fi長翅紅眼早長翅紅眼了Fi長翅紅眼早長翅白眼『長翅白眼早

個體數(shù)920927個體數(shù)9309261

實驗②Fi中出現(xiàn)了1只例外的白眼雌蠅，請分析：

(1)若該蠅是基因突變導(dǎo)致的，則該蠅的基因型為XX。

(2)若該蠅是親本減數(shù)分裂過程中X染色體未分離導(dǎo)致的，則該蠅產(chǎn)生的配子的基因型可能為

XbX%Y、X%XbY。

解析實驗②F1中出現(xiàn)白眼雌性個體，分析可能原因：若是基因突變導(dǎo)致的，則該果蠅的基

因型是XbXb;若是親本減數(shù)分裂過程中X染色體未分離導(dǎo)致的，則該果蠅的基因型是XbXbY,

其在產(chǎn)生配子的減數(shù)分裂I時，三條同源染色體中的任意兩條進(jìn)入一個次級精母細(xì)胞，另一

條進(jìn)入另一個次級精母細(xì)胞，產(chǎn)生配子的基因型可能是XbX%Y、XbY>Xbo

3.思考：染色體組數(shù)的判斷。

(1)根據(jù)染色體組成來判斷：

1個3±

4.描述：秋水仙素人工誘導(dǎo)多倍體的原理。

(2020?天津，15節(jié)選)某植物有A、B兩品種?？蒲腥藛T在設(shè)計品種A組織培養(yǎng)實驗時，參照

品種B的最佳激素配比(見下表)進(jìn)行預(yù)實驗。

品種B組織培養(yǎng)階段細(xì)胞分裂素濃度(pimol/L)生長素濃度(|imol/L)

I誘導(dǎo)形成愈傷組織mini

n誘導(dǎo)形成幼芽m2n2

皿誘導(dǎo)生根m3113

(1)據(jù)表回答：在X階段用秋水仙素對材料進(jìn)行處理，最易獲得由單個細(xì)胞形成的多倍體。

(2)根據(jù)所學(xué)知識，描述秋水仙素是如何誘導(dǎo)形成多倍體的？

提示秋水仙素抑制紡錘體的形成，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。

5.分析：單倍體、三倍體高度不育的原因。

普通小麥?zhǔn)悄壳笆澜绺鞯卦耘嗟闹匾Z食作物。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染色體組，每個染色體組均含

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。請回答：

一粒小麥x斯氏麥草

(AA)?(BB)

雜種一

I

擬二粒小麥x滔氏麥草

(AABB)[(DD)

雜種二

I

普通小麥

(AABBDD)

⑴在普通小麥的形成過程中，雜種一是高度不育的，原因是無同源染色體，不能進(jìn)行正常的

減數(shù)分裂。

⑵三倍體高度不育的原因是什么？

提示減數(shù)分裂時同源染色體聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常的生殖細(xì)胞。

6.分析：多倍體結(jié)實率低的原因。

（2024?江蘇省決勝新高考高三聯(lián)考）同源四倍體植物減數(shù)分裂聯(lián)會時，同源區(qū)段配對會形成不

同的結(jié)果，進(jìn)而產(chǎn)生不同染色體數(shù)目的配子，如圖（短箭頭表示在細(xì)胞分裂后期相應(yīng)著絲粒移

動的方向）。下列相關(guān)敘述不正確的是（）

=同源四倍體

個單價體

器體餐1

1個三價體

2個二價體

A.用秋水仙素處理二倍體植物種子，可培育同源四倍體

B.I個四價體和2個二價體均可實現(xiàn)同源染色體的均等分配

C.圖示1個三價體包含3條同源染色體、3個DNA分子

D.圖示解釋了同源四倍體通?？捎詤s有所降低

答案C

解析聯(lián)合時的染色體含有染色單體，圖示1個三價體含有3條染色體，6條染色單體，6

個DNA分子，故C錯誤。

■評價遷移應(yīng)用

考向二染色體數(shù)目變異辨析

3.（2024?江蘇省新高考基地高三質(zhì)檢）人類（2〃=46）14號與21號染色體二者的長臂在著絲粒處

融合形成14/21平衡易位染色體，該染色體攜帶者具有正常的表型，但在產(chǎn)生生殖細(xì)胞的過

程中會形成復(fù)雜的聯(lián)會復(fù)合物（如圖），在進(jìn)行減數(shù)分裂時，該聯(lián)會復(fù)合物中任意配對的兩條

染色體分離時，另一條染色體隨機(jī)移向細(xì)胞的任意極。下列關(guān)于平衡易位染色體攜帶者的敘

述，正確的是（）

14/21平衡n「

易位染色體21號染色體

0

14號染色體

平衡易位攜帶者的聯(lián)會復(fù)合物

A.圖中只發(fā)生了染色體數(shù)目變異

B.男性攜帶者與正常女性婚配生出表現(xiàn)正常的子女的概率為1/2

C.女性攜帶者的卵子最多含24條形態(tài)不同的染色體

D.男性攜帶者的次級精母細(xì)胞含有22或23條染色體

答案B

解析14/21平衡易位染色體是由14號和21號兩條染色體融合成一條染色體，通過染色體

易位和連接形成，發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異，A錯誤；在減數(shù)分裂時該男性

攜帶者的聯(lián)會復(fù)合體中若14/21與21染色體彼此分離，可產(chǎn)生(14/21、14)和(21)兩種配子或

者(14/21)和(21、14)兩種配子；若14/21與14染色體彼此分離,可產(chǎn)生(14/21、21)和(14)兩種

配子或者(14/21)和(14、21)兩種配子，以上配子中有一半的配子，即染色體組成為(14/21)和(21、

14)的配子與正常女性減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子結(jié)合，后代表現(xiàn)正常，B正確；女性攜帶者的卵子

最多含23條形態(tài)不同的染色體，C錯誤；男性攜帶者的次級精母細(xì)胞在減數(shù)分裂II的前期和

中期含有22或23條染色體，在減數(shù)分裂H的后期含有44或46條染色體，D錯誤。

4.某大豆突變株表現(xiàn)為黃葉，其基因組成為rr。為進(jìn)行R/r基因的染色體定位，用該突變株

作父本，與不同的三體(2〃+1)綠葉純合子植株雜交，選擇Fi中的三體與黃葉植株雜交得F2,

下表為部分研究結(jié)果。下列敘述錯誤的是()

F2表型及數(shù)量

母本

黃葉綠葉

9-三體21110

10-三體115120

A.F1中三體的概率是1/2

B.可用顯微觀察法初步鑒定三體

C.突變株基因r位于10號染色體上

D.三體綠葉純合子的基因型為RRR或RR

答案C

解析假設(shè)R/r基因位于某號染色體上，用該突變株(rr)作父本，與三體綠葉純合子(RRR)植

株雜交，F(xiàn)i為l/2Rr、l/2RRr,選擇Fi中的三體(RRr)與黃葉植株(rr)雜交得F2,F2為

Rr：Rrr：RRr：rr=2：2：1：1,即綠葉：黃葉=5：1。由于該突變株與9-三體綠葉純合子

植株雜交，F(xiàn)2中綠葉：黃葉七5：1,該突變株與10-三體綠葉純合子植株雜交，F(xiàn)2中綠葉：

黃葉仁1：1,所以R/r基因位于9號染色體上。Fi中三體的概率是1/2,A正確，C錯誤；三

體屬于染色體數(shù)目變異，可用顯微觀察法初步鑒定三體，B正確；若R/r基因位于與形成三

體有關(guān)的染色體上，則三體綠葉純合子的基因型為RRR,若R/r基因位于與形成三體無關(guān)的

染色體上，則三體綠葉純合子的基因型為RR,D正確。

考向三人工誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化

5.(2021?江蘇，10)分析黑斑蛙的核型，需制備染色體標(biāo)本，流程如下。下列相關(guān)敘述正確的

是()

A.可用蛙紅細(xì)胞替代骨髓細(xì)胞制備染色體標(biāo)本

B.秋水仙素處理的目的是為了誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍

C.低滲處理的目的是為了防止細(xì)胞過度失水而死亡

D.染色時常選用易使染色體著色的堿性染料

答案D

解析蛙紅細(xì)胞只能進(jìn)行無絲分裂，因此不能用蛙紅細(xì)胞替代骨髓細(xì)胞制備染色體標(biāo)本，A

錯誤；秋水仙素處理的目的是抑制紡錘體的形成，使細(xì)胞停留在分裂中期，不是誘導(dǎo)染色體

數(shù)目加倍，B錯誤；用等滲溶液處理是為了防止細(xì)胞因過度失水而死亡，低滲處理的目的是

使組織細(xì)胞充分吸水膨脹，使染色體分散，C錯誤；染色時常選用易使染色體著色的堿性染

料，如甲紫溶液，D正確。

6.羅漢果甜昔具有重要的藥用價值，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：

秋水仙素處理時間變異率

處理處理數(shù)(株)成活率(％)

濃度(％)(d)(%)

0.051001.28

滴芽尖生長

0.130586.424.3

點法

0.274.218.2

(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o

(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裝片。最

后選擇處于的細(xì)胞進(jìn)行染色體數(shù)目統(tǒng)計。

(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

O

答案(1)抑制有絲分裂過程中紡錘體的形成芽尖生長點細(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(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

考點三生物染色體數(shù)目變異在育種上的應(yīng)用

■整合

1.多倍體育種

⑴原理：染色體數(shù)目變異。

(2)方法：用秋水仙素或低溫處理。

(3)處理材料：萌發(fā)的種子或幼苗。

⑷過程

⑸實例：三倍體無子西瓜

二倍體秋水,,程G獲得,三倍體,三倍體西瓜獲得無子

西瓜幼苗而家山￥一^種子一植株(辛)—西瓜

二倍體西瓜|1

植株(j)傳粉

【思考】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？

提示西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理可以抑制細(xì)胞有絲分裂時形

成紡錘體，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，從而得到四倍體植株。

②獲得的四倍體西瓜(母本)為何要與二倍體(父本)雜交？

提示雜交可以獲得三倍體植株。

③有時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。

提示三倍體植株一般不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂形成配子，因此，不能形成種子。但是，也

有可能在減數(shù)分裂時形成正常的卵細(xì)胞，從而形成正常的種子，但這種概率特別小。

④無子西瓜每年都要制種，很麻煩，有沒有別的替代方法？

提示方法一：進(jìn)行無性生殖，將三倍體植株進(jìn)行組織培養(yǎng)獲取大量的組培苗，再進(jìn)行移栽。

方法二：利用生長素或生長素類調(diào)節(jié)劑處理二倍體植株未受粉的雌蕊，以促進(jìn)子房發(fā)育成無

種子的果實，同時，在花期全時段要進(jìn)行套袋處理，以避免受粉。

⑤兩次傳粉各有什么作用？

提示第一次傳粉可以雜交獲得三倍體種子；第二次傳粉是為了刺激子房發(fā)育成果實。

⑥二倍體西瓜與四倍體西瓜是同一物種嗎？說明理由。

提示不是，二者雜交的后代不可育。

⑦用秋水仙素處理幼苗后，分生組織分裂產(chǎn)生的莖、葉、花染色體數(shù)目加倍,而未經(jīng)處理部

分（如根部細(xì)胞）的染色體數(shù)目丕變。

⑧三倍體西瓜無子的原因：三倍體西瓜在減數(shù)分裂過程中，由于染色體聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生

正常配子。

2.單倍體育種

⑴原理：染色體（數(shù)目）變異。

（2）方法：常采用花藥（或花粉）離體培養(yǎng)的方法來獲得單倍體植株,然后人工誘導(dǎo)使這些植株

的染色體數(shù)目加倍，恢復(fù)到正常植株的染色體數(shù)目。

⑶步驟

染色體數(shù)目加倍,

得到正常純合子

（4）優(yōu)點：能明顯縮短育種年限。原因是用這種方法培育得到的植株，不但能夠正常生殖，而

且每對染色體上成對的基因都是純合的，自交的后代不會發(fā)生性狀分離。

（5）缺點：技術(shù)復(fù)雜。

學(xué)J斷正誤】

（1）單倍體育種中，通過花藥（或花粉）離體培養(yǎng)所得的植株均為純合的二倍體（X）

提示如用單倍體育種，通過花藥離體培養(yǎng)所得的植株均為單倍體。

（2）單倍體育種中，可用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗（X）

提示單倍體植株一般高度不育，不會形成種子。

（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，所以細(xì)胞不能分

裂，從而使細(xì)胞染色體數(shù)目加倍（X）

提示著絲粒的分裂與紡錘體無關(guān)，紡錘體只起牽引染色體的作用。

（4）單倍體育種沒有生產(chǎn)實踐意義，因為得到的單倍體往往高度不育（X）

提示單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理，得到的植株是可育的，能縮短育種年

限。

（5）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?。╔）

提示二倍體水稻和四倍體水稻雜交，可獲得三倍體，三倍體不可育，不能得到籽粒。

（6）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（X）

提示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個體基因型是AAaa,含

有4個染色體組，屬于四倍體，但它是雜合子。

■評價遷移應(yīng)用

考向四分析單倍體育種與多倍體育種的應(yīng)用

7.（2021?廣東，11）白菜型油菜（2〃=20）的種子可以榨取食用油（菜籽油），為了培育高產(chǎn)新品

種，科學(xué)家誘導(dǎo)該油菜未受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成完整植株Be。下列敘述錯誤的是（）

A.Be成熟葉肉細(xì)胞中含有兩個染色體組

B.將Be作為育種材料，能縮短育種年限

C.秋水仙素處理Be的幼苗可以培育出純合植株

D.自然狀態(tài)下Be因配子發(fā)育異常而高度不育

答案A

解析白菜型油菜屬于二倍體生物，體細(xì)胞中含有兩個染色體組，而Be是通過未受精的卵

細(xì)胞發(fā)育而來的單倍體植株，其成熟葉肉細(xì)胞中含有一個染色體組，A錯誤；Be是通過未受

精的卵細(xì)胞發(fā)育而來的單倍體植株，秋水仙素處理Be的幼苗可以培育出純合植株，此種方

法為單倍體育種，能縮短育種年限，B、C正確；自然狀態(tài)下，Be只含有一個染色體組，細(xì)

胞中無同源染色體，減數(shù)分裂不能形成正常配子，而高度不育，D正確。

8.人類目前所食用的香蕉均來自三倍體香蕉植株，如圖所示是三倍體香蕉的培育過程。下列

相關(guān)敘述正確的是（）

（野生芭蕉（2"）戶嗎有子香蕉（4〃）b

,、.（無子香蕉（3"））

（野生芭蕉3），-----------

A.無子香蕉的培育過程主要運用了基因重組的原理

B.圖中染色體數(shù)目加倍的主要原因是有絲分裂前期紡錘體不能形成

C.二倍體與四倍體雜交能產(chǎn)生三倍體，它們之間不存在生殖隔離

D.若圖中無子香蕉的基因型均為Aaa,則有子香蕉的基因型可以是AAaa

答案B

解析該“無子香蕉”培育的方法為多倍體育種，其原理是染色體變異，A錯誤；用低溫或

秋水仙素誘導(dǎo)細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍的原理均是抑制細(xì)胞分裂時紡錘體的形成，因此圖中染

色體加倍的主要原因是有絲分裂前期紡錘體不能形成，B正確；二倍體與四倍體雜交雖然能

產(chǎn)生三倍體，但三倍體不育，所以它們之間仍然存在生殖隔離，C錯誤；若有子香蕉的基因

型是AAaa,則其產(chǎn)生的配子基因型為AA、Aa、aa,則與該有子香蕉雜交的野生芭蕉的基因

型無論是AA或Aa,還是aa,產(chǎn)生的無子香蕉的基因型都不可能均為Aaa,D錯誤。

五分鐘查落實

1.（必修2P87）染色體變異的概念：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，

稱為染色體變異。

2.（必修2P90）染色體結(jié)構(gòu)的變異在普通光學(xué)顯微鏡下亙見。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,從而導(dǎo)致性狀的變異。

3.染色體組是指細(xì)胞中的一組非同源染色體,在形態(tài)和功能上各不相同,攜帶著控制生物生

長發(fā)育的全部遺傳信息。

4.三倍體不育的原因是三倍體個體在進(jìn)行減數(shù)分裂時染色體聯(lián)會紊亂，不能形成可育的配子。

5.騾子不育的原因是騾子細(xì)胞內(nèi)無同源染色體，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂，不能形成可育的

配子。

6.單倍體育種中的秋水仙素作用于幼苗期的單倍體植株,多倍體育種中的秋水仙素作用于就

發(fā)的種子或幼苗期的正常植株O

7.普通小麥為六倍體，體細(xì)胞中染色體數(shù)目為42條。

如圖為我國科學(xué)家用兩種普通小麥（關(guān)東107和白火麥）培育六倍體糯性普通小麥的主要流程。

據(jù)圖分析，培育六倍體小麥利用的變異原理是基因重組、染色體數(shù)目變異。誘導(dǎo)形成六倍體

小麥時，利用秋水仙素處理的是單倍體小麥幼苗而不是處理成熟植株，原因是秋水仙素抑制

紡錘體的形成，要作用于幼苗中大量正在分裂的細(xì)胞才能使染色體數(shù)目加倍。

單

六

倍

關(guān)東107倍

只含小

體

體

X——：Fl（辛）受

水

秋

精

小

小

白火麥玉米染色體麥染色一-

素

X―?仙

卵

麥

全部丟失’體的單一麥

幼

玉米（夕）植

株

倍體胚苗

8.將二倍體西瓜和四倍體西瓜雜交，得到的種子種下去,一段時間后，收獲的三倍體西瓜,

沒有種子，無法繁殖后代，請運用其他育種原理，再設(shè)想一種培育無子西瓜的方法：使用組

織培養(yǎng)（進(jìn)行無性生殖）的方法繁殖無子西瓜試管苗，再進(jìn)行移栽種植（寫出一種可行方法的簡

單思路即可）。

課時精練

一、選擇題

1.科研人員用如圖所示性染色體構(gòu)型的果蠅作親本進(jìn)行了雜交實驗。圖示基因不在丫染色

體上，雌雄個體產(chǎn)生的配子均有活力，下列敘述錯誤的是（）

來自丫染色體的附加臂

’（不影響果蠅活性）

（淡紅眼）d-—D（野生型）d-

（棒狀眼）B1-b（野生型）b-

片段缺失——

雄果蠅性染色體構(gòu)型

雌果蠅性染色體構(gòu)型

（兩條染色體均正常）

A.親本雌果蠅的兩條X染色體均發(fā)生了結(jié)構(gòu)變異

B.若親本雌果蠅產(chǎn)生了四種基因型的卵細(xì)胞，則親本雌果蠅發(fā)生了基因突變

C.若Fi出現(xiàn)了X染色體構(gòu)型均異常的雌果蠅，可能是親本雄果蠅的生殖細(xì)胞發(fā)生了染色體

結(jié)構(gòu)變異

D.若Fi出現(xiàn)了X?*曲丫的個體，可能是親本雄性個體的初級精母細(xì)胞減數(shù)分裂I時，性染

色體未分離

答案B

解析由圖可知，雌果蠅右側(cè)的X染色體移接了來自丫染色體的附加臂，發(fā)生了易位，屬于

染色體結(jié)構(gòu)變異；左側(cè)的X染色體有部分片段缺失，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失，故親本

雌果蠅的兩條X染色體均發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異，A正確；若親本雌果蠅產(chǎn)生了四種基因型

的卵細(xì)胞，則可能是親本雌果蠅在產(chǎn)生配子時發(fā)生了基因突變或基因重組，B錯誤；若Fi出

現(xiàn)了X染色體構(gòu)型均異常的雌果蠅，則可能是親本雄果蠅的生殖細(xì)胞發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異，

產(chǎn)生了含X染色體構(gòu)型異常的精細(xì)胞，與親本雌果蠅產(chǎn)生的含X染色體構(gòu)型異常的卵細(xì)胞結(jié)

合為受精卵，C正確；親本的基因型為XdBXDb、XdbY,若Fl出現(xiàn)了XdBXdbY的個體，可能

是親本雄性個體的初級精母細(xì)胞在減數(shù)分裂I后期時，性染色體沒有分離，產(chǎn)生了基因型為

XdbY的精子，與母本產(chǎn)生的基因型為XdB的卵細(xì)胞受精所致，D正確。

2.（2020?全國II,4）關(guān)于高等植物細(xì)胞中染色體組的敘述，錯誤的是（）

A.二倍體植物的配子只含有一個染色體組

B.每個染色體組中的染色體均為非同源染色體

C.每個染色體組中都含有常染色體和性染色體

D.每個染色體組中各染色體DNA的堿基序列不同

答案C

解析二倍體植物的體細(xì)胞中含有兩個染色體組，其配子中只含有一個染色體組，A正確；

每個染色體組中的染色體的形態(tài)、大小等均不相同，都是非同源染色體，每條染色體DNA

的堿基序列均不同，B、D正確；不含性染色體的生物，每個染色體組中都不含性染色體，

如豌豆、玉米等，C錯誤。

3.圖中字母代表正常細(xì)胞中所含有的基因，下列說法錯誤的是（）

①②③④

A.①可以表示經(jīng)過秋水仙素處理后形成的四倍體西瓜的體細(xì)胞的基因組成

B.②可以表示果蠅體細(xì)胞的基因組成

C.③可以表示21三體綜合征患者體細(xì)胞的基因組成或無子西瓜體細(xì)胞的基因組成

D.④可以表示雄蜂體細(xì)胞的基因組成

答案A

解析秋水仙素處理后，細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，基因數(shù)目也加倍，而且基因至少兩兩相同，

而圖①細(xì)胞的基因型為AAAa,不能表示經(jīng)秋水仙素處理后的細(xì)胞的基因組成，A錯誤；圖

②細(xì)胞中含有兩對基因，可表示含有2個染色體組的細(xì)胞，所以可以表示果蠅體細(xì)胞的基因

組成，B正確；21三體綜合征患者比正常人多了一條21號染色體，圖③細(xì)胞可以表示其基

因組成，無子西瓜為三倍體，其體細(xì)胞內(nèi)含有三個染色體組，圖③細(xì)胞也可以表示其基因組

成，C正確；雄蜂是由未受精的卵細(xì)胞直接發(fā)育而來的，屬于單倍體，只含有一個染色體組，

所以圖④細(xì)胞可以表示雄蜂體細(xì)胞的基因組成，D正確。

4.(2024?重慶江北區(qū)高三模擬)某兩性花二倍體植株的基因型為AaBb,A/a、B/b基因位于兩

對同源染色體上，其在自然條件下，既可進(jìn)行自花受粉也可進(jìn)行異花傳粉。有少數(shù)花朵存在

異常的減數(shù)分裂，可通過自花受粉形成四倍體植株，過程如圖所示。下列敘述錯誤的是()

V四

③>

f倍

體

體

育

IIII發(fā)

J植

株

二倍體植株異常配子受

A.圖示過程中產(chǎn)生的異常配子的基因型一定是AaBb

B.在自然條件下，該植株也可能產(chǎn)生三倍體子代植株

C.圖示產(chǎn)生的四倍體植株與原二倍體植株不屬于同一物種

D.若環(huán)境改變，基因型為AABB的植株更適應(yīng)環(huán)境，則該種群會發(fā)生進(jìn)化

答案A

解析異常配子的染色體數(shù)和體細(xì)胞相同，都含有2個染色體組，若是減數(shù)分裂I同源染色

體未分離，減數(shù)分裂H姐妹染色單體正常分離，則產(chǎn)生異常配子的基因型為AaBb,若是減

數(shù)分裂I正常，減數(shù)分裂II姐妹染色單體未分離，產(chǎn)生的異常配子的基因型可能為AABB或

aabb或AAbb或aaBB,A錯誤；在自然條件下，產(chǎn)