高考生物（人教版）一轮总复习学案必修2第三单元第2讲染色体变异与育种

第2讲染色体变异与育种考情研读·备考定位考点展示核心素养1．举例说明染色体结构变异和数目变异。2．生物变异在育种上的应用。1．生命观念——通过对染色体变异基本原理及在生物学中意义的理解，建立起进化与适应的观点。2．理性思维——通过三种可遗传变异的比较，培养归纳与概括能力。3．科学探究——通过生物变异类型的判断与实验探究，培养实验设计及结果分析的能力。考点一染色体结构变异自主回顾·素养储备基础梳理1．染色体结构变异(1)类型(连线)[答案](1)①－Ⅲ－D__②－Ⅳ－C__③－Ⅰ－B__④－Ⅱ－A(2)结果：使排列在染色体上的基因的数目或顺序发生改变，从而导致性状的变异。2．辨析易位与交叉互换(1)图1是易位，图2是交叉互换。(2)发生对象∶图1发生于非同源染色体之间，图2发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间。(3)变异类型∶图1属于染色体(结构)变异，图2属于基因重组。思维辨析易错整合，判断正误。(1)染色体易位不改变细胞中基因数量，对个体性状不会产生影响(×)(2)染色体上某个基因的缺失属于基因突变(×)(3)非同源染色体某片段移接，仅发生在减数分裂过程中(×)(4)基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变(×)(5)染色体缺失有利于隐性基因的表达，可提高个体的生存能力(×)延伸探究1．辨析三种染色体互换现象上图三种情况各属于哪类可遗传变异？并说明判断的依据。[提示]①属于基因重组，因为发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。②③属于易位，因为②发生在非同源染色体之间，③发生在同源染色体的非姐妹染色单体的非对等部分之间。2．基因突变中碱基对的增添、缺失与染色体结构变异中的重复、缺失有何区别？[提示](1)基因突变中碱基对的增添、缺失是基因内部结构的变化，该基因还存在，只是变为原来的等位基因；而染色体结构变异中的重复、缺失是某个基因或染色体片段重复出现或减少。(2)基因突变中碱基对的增添、缺失属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；染色体结构变异中的重复、缺失属于细胞水平的变化，在光学显微镜下能观察到。3．任何一种类型的染色体结构变异发生后，排列在染色体上的基因的种类、数目及排列顺序都发生改变，这种说法你赞同吗？请用文字描述理由。[提示]不赞同。若基因种类和基因数目未变，但染色体上的基因排列顺序发生改变，则为倒位。若基因的种类和排列顺序未变，但基因的数目改变，则为重复。若基因的种类和数目发生改变，则为缺失。剖析难点·考点突破重难精讲1．染色体结构变异与基因突变的判断2．易位与交叉互换的区别项目染色体易位交叉互换图解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之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精准命题〔典例剖析〕例1某二倍体生物细胞中分别出现下图①至④系列状况，则对图中的解释正确的是(C)A．①为基因突变，②为倒位B．③可能是重复，④为染色体组加倍C．①为易位，③可能是缺失D．②为基因突变，④为染色体结构变异[解析]据图分析，①发生了染色体片段的改变，且改变后的片段不属于同源染色体的部分，因此属于染色体结构变异中的易位；②染色体右侧发生了染色体上片段的倒位，属于染色体结构的变异；③在同源染色体片段中间出现了未配对现象，可能是缺失或重复；④细胞中有一对同源染色体多了一条，属于染色体数目的变异。┃┃题后提升►基因突变与染色体结构变异的判断〔对应训练〕1．如图为某动物细胞的一对同源染色体，其中一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是(B)A．该变异与基因突变都可用显微镜直接观察B．变异染色体上基因的排列顺序发生了改变C．染色体上没有基因缺失，表现型一定正常D．若该细胞进行减数分裂，能形成正常的四分体[解析]由图可知，该变异属于染色体结构的变异，在光学显微镜下可直接观察，而基因突变在光学显微镜下观察不到；由图可知，变异染色体上基因的排列顺序发生了改变；染色体上没有基因缺失，但基因的排列顺序发生改变，因此表现型不一定正常；图示同源染色体中的一条发生了染色体结构变异(倒位)，因此若该细胞进行减数分裂，则不能形成正常的四分体。2．(2018·海南高考)杂合体雌果蝇在形成配子时，同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换，导致新的配子类型出现，其原因是在配子形成过程中发生了(A)A．基因重组 B．染色体重复C．染色体易位 D．染色体倒位[解析]生物体在形成配子时，同源染色体的非姐妹染色单体间的相应片段发生对等交换，导致位于非姐妹染色单体上的等位基因进行了重组，其变异属于基因重组。考点二染色体数目变异自主回顾·素养储备基础梳理1．染色体数目变异2．三种方法确定染色体组数量(1)染色体形态法同一形态的染色体→有几条就有几个染色体组，如图中有4个染色体组。(2)等位基因个数法控制同一性状的等位基因→有几个就有几个染色体组，如AAabbb个体中有3个染色体组。(3)公式法染色体组数＝eq\f(染色体数,染色体形态数)，如图中有4个染色体组。思维辨析易错整合，判断正误。(1)三倍体植物不能由受精卵发育而来(×)(2)通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型(√)(3)三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关(√)(4)体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体(×)(5)单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组(√)(6)组成一个染色体组的染色体中不含减数分裂中能联会的染色体(√)(7)由受精卵发育而成，体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体(√)(8)人工诱导多倍体唯一的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(×)延伸探究1．同源四倍体减数分裂形成配子的种类及比例同源四倍体(基因型为AAaa)产生配子时染色体以图示的情况排列在赤道板的两侧，从而形成不同基因型的配子。根据上述推导过程，可知∶(1)若同源四倍体的基因型为Aaaa，则产生的配子类型及比例∶Aa∶aa＝1∶1。(2)若同源四倍体的基因型为AAAa，则产生的配子类型及比例∶AA∶Aa＝1∶1。(3)若同源四倍体的基因型为AAaa，则产生的配子类型及比例∶AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1。2．让某品系的豌豆自交，子代出现了性状分离，但分离比并不是预期的3∶1，而是出现了高∶矮＝35∶1。请分析产生这一现象最可能的原因。(假设茎的高度由一对等位基因D、d控制)[提示]原因可能是染色体加倍形成了四倍体的豌豆DDdd。DDdd减数分裂产生配子种类和比例为DD∶Dd∶dd＝1∶4∶1，雌雄配子随机结合，产生的后代高∶矮＝35∶1。剖析难点·考点突破重难精讲1．细胞分裂图像中染色体组数的判断方法以生殖细胞中的染色体数为标准，判断题目中所给图像中的染色体组数。如图所示：(1)图a为处于减数第一次分裂前期的细胞，含染色体4条，生殖细胞中含染色体2条，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体。(2)图b为处于减数第二次分裂前期的细胞，含染色体2条，生殖细胞中含染色体2条，该细胞中有1个染色体组，染色体组中有2条染色体。(3)图c为处于减数第一次分裂后期的细胞，含染色体4条，生殖细胞中含染色体2条，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体。(4)图d为处于有丝分裂后期的细胞，含染色体8条，生殖细胞中含染色体2条，该细胞中有4个染色体组，每个染色体组有2条染色体。2．“两看法”判断单倍体、二倍体和多倍体精准命题〔典例剖析〕例2下列有关染色体组和染色体变异的叙述，正确的是(A)A．不同物种的染色体组中可能含有相同数目的染色体B．染色体组整倍性的变化必然会导致基因种类的增加C．染色体之间部分片段的交换属于染色体结构的变异D．进行有性生殖的生物配子中的染色体为一个染色体组[解析]染色体组整倍性变化导致基因数量变化，不能导致基因种类增加；非同源染色体之间片段的交换属于染色体结构变异；若生物为多倍体，则其产生的配子可能含有一个以上染色体组。〔对应训练〕3．下列是对a～h所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是(C)A．细胞中含有一个染色体组的是h图，该个体是单倍体B．细胞中含有两个染色体组的是e、g、d图，该个体是二倍体C．细胞中含有三个染色体组的是a、b图，但该个体未必是三倍体D．细胞中含有四个染色体组的是c、f图，该个体一定是四倍体[解析]形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组，由此我们可知∶a、b图含有三个染色体组，c、h图含有两个染色体组，g图含有一个染色体组。e、f、d图含有四个染色体组。确认单倍体、二倍体、三倍体必须先看发育起点——若由配子发育而来，无论含几个染色体组均属单倍体；若由受精卵发育而来，有几个染色体组即为几倍体。4．下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，正确的是(C)A．单倍体生物体的体细胞中都没有同源染色体B．21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组C．人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因D．用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖的细胞中都含有4个染色体组[解析]同源四倍体的单倍体生物的体细胞中含有两个染色体组，有同源染色体；21三体综合征患者的21号染色体为三条，并不是三倍体；人的初级卵母细胞中的一个染色体组中由于在复制时可能出现基因突变或在减数第一次分裂前期发生交叉互换，从而出现等位基因；多倍体通常是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使其染色体加倍，用秋水仙素处理的芽尖细胞中染色体数目不一定均加倍。考点三实验：低温诱导植物染色体数目变化自主回顾·素养储备基础梳理1．实验原理用低温处理植物分生组织细胞，如根尖分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，使植物细胞染色体数目加倍。2．实验步骤洋葱根尖培养→低温诱导→取材→制作装片(解离→漂洗→染色→制片)→观察。3．实验结论适当低温可以诱导染色体数目加倍。思维辨析易错整合，判断正误。(1)显微镜下观察到的细胞是活细胞(×)(2)选材时常用分生组织的细胞(√)(3)卡诺氏液可使组织细胞互相分离开(×)(4)低温诱导和利用秋水仙素都能使染色体加倍(√)(5)该实验可观察到整个细胞分裂过程(×)(6)观察时视野中处于分裂间期的细胞最多(√)延伸探究1．除低温诱导外，还有哪些常用的诱导染色体数目加倍的方法？试简述其原理。[提示]除低温诱导外，生产上还常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗来诱导染色体数目加倍。其原理是：秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。2．二倍体幼苗经秋水仙素处理后，长成四倍植株，所有的细胞中染色体数目是否都加倍？[提示]只有部分细胞中染色体数目加倍。剖析难点·考点突破重难精讲1．实验原理(1)正常进行有丝分裂的组织细胞，在分裂后期着丝点分裂后，子染色体在纺锤体作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞中去。(2)低温可抑制纺锤体形成，阻止细胞分裂，导致细胞染色体数目加倍。2．实验流程根尖培养：将洋葱等材料放在装满清水的广口瓶上，底部接触水面，置于适宜条件下，使之生根低温诱导：待不定根长至1cm时，将整个装置放入冰箱的低温室内(4℃材料固定：剪取根尖约0.5～1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h固定其形态，然后用95%酒精冲洗2次制作装片：解离→漂洗→染色→制片(同观察植物细胞的有丝分裂)观察：先用低倍镜观察，找到变异细胞，再换用高倍镜观察3．实验结论低温能诱导植物染色体数目的变化。4．试剂的使用方法及作用试剂使用方法作用卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h固定细胞形态体积分数为95%的酒精冲洗用卡诺氏液处理的根尖洗去卡诺氏液与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定的根尖解离根尖细胞质量分数为15%的盐酸与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液同上蒸馏水浸泡解离后的根尖约10min漂洗根尖，去掉解离液改良苯酚品红染液把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5min使染色体着色■实验注意的五个问题(1)为了观察到细胞在生活状态下的内部结构，必须先将细胞固定。(2)在进行本实验的过程中，和观察植物细胞的有丝分裂一样，所观察的细胞已经被卡诺试液杀死了，最终在显微镜下看到的是死细胞。(3)选材的时候必须选用能够进行分裂的分生组织细胞，不分裂的细胞染色体不复制，不会出现染色体加倍的情况。常用的观察材料有蚕豆(染色体较洋葱少故首选)、洋葱、大蒜等。(4)着丝点分裂与纺锤体无关：误将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝点不分裂”。着丝点是自动分裂，无纺锤丝牵引，着丝点也分裂。(5)根尖培养①培养不定根：要使材料湿润以利生根。②低温诱导：应设常温、低温4℃、精准命题例3下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是(C)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]低温可抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向两极。盐酸酒精混合液可用于解离，卡诺氏液用于固定。显微镜可观察到少部分细胞发生了染色体变异。〔对应训练〕5．(2021·南宁测试)下列关于低温诱导染色体加倍的实验的叙述，错误的是(D)A．实验原理是低温抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向两极B．解离后的洋葱根尖应漂洗后再进行染色C．龙胆紫溶液可以使细胞中的染色体着色D．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]低温诱导染色体加倍的实验原理是低温能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向细胞的两极，细胞不能分裂成两个子细胞，A正确。在低温诱导染色体加倍的实验中，根尖解离后要先进行漂洗，这样才容易染色，通常使用的染色剂有龙胆紫溶液或醋酸洋红液等，B、C均正确。洋葱根尖装片中的细胞大多数处于有丝分裂间期，在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只有少数细胞，D错误。考点四生物育种的原理和应用自主回顾·素养储备基础梳理1．单倍体育种(1)原理：染色体(数目)变异。(2)过程eq\x(\a\al(花,药))eq\o(→,\s\up7(离体),\s\do5(培养))eq\x(\a\al(单倍体,幼苗))eq\o(→,\s\up7(人工诱导),\s\do5(用秋水仙素###处理))eq\x(\a\al(染色体数目加倍，,得到正常纯合子))(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。2．多倍体育种(1)原理：染色体数目变异。(2)方法：用秋水仙素或低温处理。(3)处理材料：萌发的种子或幼苗。(4)过程eq\x(分裂的细胞)eq\o(→,\s\up7(秋水仙素或低温处理))eq\x(抑制纺锤体###形成)eq\o(→,\s\up7(导致))eq\x(染色体###不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍)(5)实例：三倍体无子西瓜①两次传粉eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(第一次传粉：杂交获得三倍体种子###,第二次传粉：刺激子房发育成果实###))②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数不变。③三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。3．杂交育种(1)原理：基因重组。(2)过程①培育杂合子品种选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。②培育隐性纯合子品种选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1eq\o(→③培育显性纯合子品种a．植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，自交至不发生性状分离为止。b．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。(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。4．诱变育种(1)原理：基因突变。(2)过程(3)优点①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。②大幅度地改良某些性状。(4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。思维辨析易错整合，判断正误。(1)抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦(√)(2)抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低(×)(3)花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种(×)(4)诱变育种和杂交育种均可形成新基因(×)(5)利用高产、感病小麦与高产、晚熟小麦品种间杂交筛选可获得高产、抗病小麦的品种(×)延伸探究1．诱变育种一般不用于动物，请分析原因。[提示]诱变育种具有不定向性和低频性，需要处理大量材料，且发生在动物体细胞中的突变难以遗传给后代。2．热图导析：下图为生物育种程序图，据图回答有关问题：(1)识别图解中各字母表示的处理方法：A：杂交，D：自交，B：花药离体培养，C：秋水仙素(低温)处理，E：诱变处理，F：秋水仙素(低温)，处理G：DNA重组技术，H：脱分化，I：再分化，J：包裹人工种皮。(2)识别图中育种方法①“亲本eq\o(→,\s\up7(A、D))新品种”为杂交育种；②“亲本eq\o(→,\s\up7(B、C))新品种”为单倍体育种；③“种子或幼苗eq\o(→,\s\up7(E))新品种”为诱变育种；④“种子或幼苗eq\o(→,\s\up7(F))新品种”为多倍体育种；⑤“植物细胞eq\o(→,\s\up7(G、H、I、J))新品种”为基因工程育种。剖析难点·考点突破重难精讲1．单倍体育种与杂交育种的关系2．据不同育种目标选择不同育种方案育种目标育种方案集中双亲优良性状单倍体育种(明显缩短育种年限)杂交育种(耗时较长，但简便易行)对原品系实施“定向”改造基因工程及植物细胞工程(植物体细胞杂交)育种让原品系产生新性状(无中生有)诱变育种(可提高变异频率，期望获得理想性状)使原品系营养器官“增大”或“加强”多倍体育种精准命题〔典例剖析〕例4(2020·徐州二模)如图表示小麦育种的几种方式，下列有关叙述错误的是(D)A．获得①和⑥的育种原理是基因重组，②和③的育种原理是染色体变异B．获得④⑤的育种方式是诱变育种，得到的变异个体不全都符合农业生产需要C．获得⑥的育种方式可定向改变生物体的性状，克服远缘杂交不亲和的障碍D．秋水仙素作用的时间是有丝分裂后期，结果是细胞中染色体数加倍[解析]获得①和⑥的育种方式分别是杂交育种和基因工程育种，其原理是基因重组；②和③的育种方式分别是单倍体育种和多倍体育种，其原理是染色体变异，A正确；获得④⑤的育种方式是诱变育种，由于基因突变是不定向的，所以得到的变异个体不全都符合农业生产需要，B正确；获得⑥的育种方式是基因工程育种，可根据人们的意愿定向改变生物体的性状，克服远缘杂交不亲和的障碍，C正确；秋水仙素作用的时间是有丝分裂前期，抑制细胞纺锤体的形成，使细胞中染色体数加倍，D错误。┃┃易错提醒►几种育种方式的注意点(1)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同。单倍体育种操作的对象是单倍体幼苗，多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗。(2)诱变育种：多用于植物和微生物，一般不用于动物的育种。(3)杂交育种：不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选，直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状个体即可。〔对应训练〕6．某二倍体植株的体细胞中染色体数为24，基因型为AaBb。请据图完成下列问题：(1)图中A所示的细胞分裂方式是减数分裂。(2)产生的花粉基因型有4种，由花粉发育成的单倍体有哪几种基因型？AB、Ab、aB、ab。(3)若C处是指用秋水仙素处理，则个体①的体细胞中含染色体24条，它是纯合子还是杂合子？纯合子。(4)若该植物进行自花传粉，在形成的以个体②组成的群体中可能有几种基因型？9种。(5)若A表示水稻的高秆基因，a表示水稻的矮秆基因；B表示水稻的抗病基因，b表示水稻的不抗病基因，这两对基因按自由组合定律遗传。那么该水稻自花传粉的后代中，矮秆抗病的个体所占比例是eq\f(3,16)###，若要获得稳定遗传的矮秆抗病水稻，应让矮秆抗病的水稻进行自交，在自交的后代中纯种的矮秆抗病水稻所占比例为eq\f(1,2)###。(6)若要尽快获得纯种的矮秆抗病水稻，则应采用图中A、B、C(填字母)过程进行育种，这种育种方法称为单倍体育种。[解析]植物产生花粉或卵细胞要经过减数分裂，由于该植株基因型为AaBb，所以能产生4种基因型花粉，将花粉经花药离体培养产生的单倍体也应该有4种基因型：AB、Ab、aB、ab。花粉中染色体数是体细胞的一半，即12条，经秋水仙素处理后的纯合子染色体数应该为24条，基因型为AaBb的个体自交，后代应该有9种基因型。矮秆抗病的个体基因型有两种：aaBB和aaBb，在后代中所占比例是eq\f(1,16)(aaBB)＋eq\f(2,16)(aaBb)＝eq\f(3,16)。当矮秆抗病的水稻进行自交，纯合子(aaBB)是eq\f(1,3)，自交后代中纯种矮秆抗病比例为eq\f(1,3)，而杂合子(aaBb)是eq\f(2,3)，自交的后代中纯种矮秆抗病比例为eq\f(2,3)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,6)，所以矮秆抗病的水稻进行自交，后代中矮秆抗病纯合子所占比例为eq\f(1,3)＋eq\f(1,6)＝eq\f(1,2)。课末总结知识导图·思维缕析学科素养·核心释疑1．图甲与图乙分别表示培育三倍体西瓜的两种方法，则：(1)甲中的西瓜植株减数分裂形成花粉的过程中，着丝点分裂的时期是减数第二次分裂后期。(2)乙所涉及的变异原理是染色体(数目)变异，四倍体西瓜植株群体是不同于二倍体西瓜的新物种，理由是与二倍体植株产生了生殖隔离，群体本身能自由交配产生可育后代。(3)三倍体高度不育的原因是形成配子过程中，同源染色体联会紊乱。2．在一块高秆(纯合)小麦田中，发现了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究该性状出现的可能原因(简要写出所用方法，结果和结论)：取该小麦种子在其他小麦田种下，让其自交，若全是高秆，说明矮秆性状的出现是由环境引起的；若后代出现高秆、矮秆两种性状，则是基因突变引起的。3．简述用基因型为AaBb(抗病卵形叶)的植株作材料，获得基因型为AABB的抗病卵形叶植株的过程：取AaBb植株的花药离体培养得单倍体幼苗，秋水仙素诱导染色体加倍，用相应病原体感染卵形叶植株，保留抗病植株。探究高考·明确考向1．(2020·全国Ⅱ，4)关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的是(C)A．二倍体植物的配子只含有一个染色体组B．每个染色体组中的染色体均为非同源染色体C．每个染色体组中都含有常染色体和性染色体D．每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同[解析]本题考查染色体组的概念。二倍体植物含有两个染色体组，通过减数分裂形成的配子中只含有一个染色体组，A正确；染色体组指的是细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，因此各染色体DNA的碱基序列也不相同，B、D正确；有些高等植物细胞中无性染色体，如豌豆，染色体组中不含性染色体，C错误。2．(2020·江苏卷，8)下列叙述中与染色体变异无关的是(B)A．通过孕妇产前筛查，可降低21三体综合征的发病率B．通过连续自交，可获得纯合基因品系玉米C．通过植物体细胞杂交，可获得白菜－甘蓝D．通过普通小麦和黑麦杂交，培育出了小黑麦[解析]21三体综合征属于染色体数目变异中的非整倍性变异，A错误；连续自交可获得纯合基因品系玉米，原理为基因重组，子代染色体结构和数目均未改变，与染色体变异无关，B正确；植物体细胞杂交的过程细胞发生了染色体数目的变异，C错误；普通小麦与黑麦杂交后，需用秋水仙素处理使染色体数目加倍，才能培育出稳定遗传的小黑麦，利用了染色体数目的变异原理，D错误；故选B。3．(2020·山东卷，6)在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如右图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该细胞的说法错误的是(C)A．可在分裂后期观察到“染色体桥”结构B．其子细胞中染色体的数目不会发生改变C．其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段D．若该细胞基因型为Aa，可能会产生基因型为Aaa的子细胞[解析]由题干信息可知，着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，故可以在有丝分裂后期观察到“染色体桥”结构，A正确；出现“染色体桥”后，在两个着丝点间任意位置发生断裂，可形成两条子染色体分别移向细胞两极，其子细胞中染色体数目不会发生改变，B正确；“染色体桥”现象使姐妹染色单体之间发生了片段的转接，不会出现非同源染色体片段，C错误；若该细胞的基因型为Aa，出现“染色体桥”后着丝点间任意位置发生断裂时，一条姐妹染色单体上的a转接到了另一条姐妹染色体上，则会产生基因型为Aaa的子细胞，D正确。故选C。4．(2019·江苏卷，4)下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是(C)A．基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异B．基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异C．弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种D．多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种[解析]生物的可遗传变异包括基因重组、基因突变和染色体变异，都可能导致生物性状变异，A项错误。基因突变使DNA序列发生变化，当发生隐性突变时，不一定会引起生物性状变异，B项错误。单倍体植株经染色体加倍处理后，不但能正常生殖，而且每对染色体上的成对基因都是纯合的，可用于育种，C项正确。多倍体植株染色体组数加倍，但产生的配子数正常，并不会加倍，D项错误。5．(2020·全国Ⅲ，32)普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，如图所示(其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体)。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题∶AAA(1)在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是无同源染色体，不能进行正常的减数分裂。已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体，普通小麦体细胞中有42条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是营养物质含量高、茎秆粗壮(答出2点即可)。(2)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用的方法有秋水仙素处理(答出1点即可)。(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合体)，甲的表现型是抗病易倒伏，乙的表现型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，请简要写出实验思路。[答案](3)甲、乙两个品种杂交，F1自交，选取F2中既抗病又抗倒伏、且自交后代不发生性状分离的植株。[解析]本题考查染色体组的概念、育种方法及原理。(1)由题干信息A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组可知，杂种一(AB)的A与B之间无同源染色体，减数分裂过程中联会紊乱，不能产生正常的配子，因而高度不育。由题干信息可知，每个染色体组均含7条染色体，普通小麦的染色体组成为AABBDD，故其体细胞中有42条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类、蛋白质等营养物质的含量都有所增加。(2)人工诱导植物细胞染色体数目加倍可采用秋水仙素处理(或低温诱导)植物萌发的种子或幼苗。(3)欲将同种生物的两个或多个品种的优良性状集中在一起，通常采用杂交育种的方法。获得杂种子一代后，将子一代个体自交获得子二代，选择符合要求的个体继续自交，直到出现不发生性状分离且表现型为抗病抗倒伏的植株，即为可以稳定遗传的新品种；另外也可以对子一代进行花药离体培养获得单倍体，用适宜浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗使其染色体数目加倍，表现型为抗病抗倒伏的植株即为可以稳定遗传的新品种。前者操作简单、耗时长，后者操作技术要求高、时间短。6．(2020·天津卷，17)小麦的面筋强度是影响面制品质量的重要因素之一，如制作优质面包需强筋面粉，制