2024年高中生物新教材同步必修第二册 第5章　第1节　第2课时　细胞的癌变和基因重组含答案

2024年高中生物新教材同步必修第二册第5章第1节第2课时细胞的癌变和基因重组含答案第2课时细胞的癌变和基因重组[学习目标]1.概述细胞癌变的原因和特点。2.概述基因重组的类型和意义。一、细胞的癌变1．原癌基因和抑癌基因2．癌细胞的特征能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移，等等。判断正误(1)正常人细胞中不存在原癌基因和抑癌基因()(2)只要一个原癌基因或抑癌基因发生了基因突变，就一定产生了癌细胞()答案(1)×(2)×解析(1)正常人细胞中本来就存在原癌基因和抑癌基因。(2)细胞的癌变往往是多个基因突变累积的结果。任务一：细胞癌变的原因及癌细胞的特征请结合教材“思考·讨论：结肠癌发生的原因”，回答下列问题：1．从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？提示从基因角度分析，结肠癌发生的原因是相关基因(包括抑癌基因Ⅰ、原癌基因、抑癌基因Ⅱ、抑癌基因Ⅲ)发生了突变。2．健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？提示存在。3．与正常细胞相比，癌细胞具有哪些明显的特点？提示与正常细胞相比，癌细胞具有的特点是呈球形、增殖快、容易发生转移等。4．在日常生活中，我们应当怎样预防癌症？提示远离致癌因子，选择健康的生活方式。1．原癌基因和抑癌基因都是一类基因，而不是一个基因。2．癌症多发生在老年人中，这是因为癌症往往是多个基因突变的结果，癌变是一个逐渐积累的过程。3．细胞癌变是细胞异常分化的结果。1．(2023·江苏连云港高一期末)下列关于细胞癌变的叙述，不正确的是()A．癌变后的细胞在适宜条件下可无限增殖B．同一个体的癌细胞与非癌细胞遗传物质相同C．癌细胞具有细胞增殖失控的特点D．若用化学药物抑制癌细胞的DNA复制，则会使细胞停留在分裂间期答案B解析癌细胞遗传物质发生了改变，癌细胞与非癌细胞遗传物质不相同，B错误。2．(2023·山西大同高一期末)结肠癌是常见的消化道恶性肿瘤，如图是解释结肠癌发生的示意图。下列相关叙述错误的是()A．原癌基因是结肠癌发病的致病基因B．抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖C．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果D．癌细胞具有无限增殖、容易分散和转移等特点答案A解析原癌基因是正常基因，存在于所有的细胞中，原癌基因发生基因突变才是结肠癌发病的致病基因，A错误；抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，B正确；结合图示可以看出，结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果，C正确；癌细胞细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，因而容易分散和转移，D正确。二、基因重组1．概念：在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。2．类型(1)互换型在减数分裂过程中的四分体时期(减数分裂Ⅰ前期)，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。(2)自由组合型生物体通过减数分裂形成配子时(减数分裂Ⅰ后期)，随着非同源染色体的自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合。3．意义有性生殖过程中的基因重组能够使产生的配子种类多样化，进而产生基因组合多样化的子代，也是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。判断正误(1)基因型为Aa的个体自交后代出现性状分离与基因重组有关()(2)一对同源染色体可能存在基因重组()(3)基因重组一定会产生新的性状()(4)有丝分裂和减数分裂过程中均可发生非同源染色体之间的自由组合()答案(1)×(2)√(3)×(4)×解析(1)基因型为Aa的个体自交后代出现性状分离与等位基因的分离有关。(3)基因重组可以产生新的性状组合，但不能产生新的性状。(4)非同源染色体之间的自由组合发生在减数分裂过程中，不发生在有丝分裂过程中。任务二：辨析基因重组和基因突变1．如图分别代表基因重组的两种类型，请分析回答下列问题：(1)图1中发生互换的是同源染色体上的等位基因，发生重组的是同源染色体上的非等位基因。(2)图2中发生重组的是非同源染色体上的非等位基因。(3)从配子的角度分析，上述两种类型的基因重组有什么共同点？提示都能使产生的配子种类多样化。(4)精子与卵细胞随机结合过程中进行基因重组吗？受精作用的意义是什么？提示不进行。重组性状要在后代中表现出来，一般要通过精子与卵细胞的结合后产生的新个体来实现。2．如图是基因型为AaBb的某高等动物的细胞分裂示意图，据图回答问题：(1)图1细胞处于什么时期？图中形成B、b现象的原因是什么？提示图1细胞处于有丝分裂后期；图中形成B、b现象的原因是基因突变。(2)图2细胞的名称是什么？图中形成B、b现象的原因可能是什么？提示图2细胞的名称是次级精母细胞或极体；图中形成B、b现象的原因是基因突变或基因重组。(3)若该动物的基因型为AaBB，则产生图2现象的原因又是什么？提示基因突变。3．某哺乳动物的一个初级精母细胞的染色体示意图如图所示，图中A/a、B/b表示染色体上的两对等位基因。下列叙述错误的是()A．该细胞发生的染色体行为是精子多样性形成的原因之一B．图中非姐妹染色单体发生交换，基因A和基因B发生了重组C．等位基因的分离可发生在减数分裂Ⅰ和减数分裂ⅡD．该细胞减数分裂完成后产生AB、aB、Ab、ab四种基因型的精细胞答案B解析图中同源染色体中的非姐妹染色单体发生交换，基因A和基因b、基因a和基因B发生了重组，B错误。4．如图是某动物(基因型为AABb)的几个细胞分裂示意图。据图判断，下列叙述不正确的是()A．图甲表明该动物发生了基因突变B．图乙表明该动物细胞可能在减数分裂前的间期发生了基因突变C．图丙表明该动物在减数分裂Ⅰ时发生染色体互换D．图甲、乙、丙所产生的变异都能传给后代答案D解析甲表示有丝分裂后期，染色体上基因A与a不同，是基因突变的结果，A正确；乙表示减数分裂Ⅱ后期，其染色体上基因A与a不同，该个体的基因中没有a，a的存在只能是基因突变的结果，B正确；图丙表示减数分裂Ⅱ后期，基因B与b所在的染色体颜色不一致，则染色体上基因B与b的不同是染色体互换造成的，C正确；图甲进行的是有丝分裂，可能产生体细胞，体细胞产生的变异一般不遗传给后代，D错误。题组一细胞的癌变1．癌症是严重威胁人类健康的疾病之一。下列关于结肠癌及其成因的叙述，最不合理的是()A．人体正常结肠细胞的DNA上本来就有与癌变相关的基因B．结肠细胞的原癌基因一旦突变或者过量表达，就可能引起细胞癌变C．结肠细胞的抑癌基因一旦突变，也可能引起癌变D．癌细胞细胞膜上的糖蛋白增多，细胞之间的黏着性显著增强答案D2．检测癌细胞有多种方法，切取一块组织鉴定其是否发生癌变，可用光学显微镜观察()A．细胞中染色体数目是否改变B．细胞原癌基因是否发生突变C．细胞的形态是否改变D．细胞膜上的糖蛋白是否减少答案C解析细胞癌变不会导致染色体数目的改变，而是原癌基因或抑癌基因发生突变，基因突变在光学显微镜下观察不到，A、B错误；癌细胞的主要特征之一是形态结构发生显著变化，例如，正常的成纤维细胞呈扁平梭形，其癌变后变成球形，可用光学显微镜观察，C正确；癌细胞细胞膜上的糖蛋白减少，但糖蛋白在光学显微镜下观察不到，D错误。3．(2023·山西朔州高一期中)宫颈癌是女性中最常见的恶性肿瘤之一，人乳头瘤病毒(HPV)是宫颈癌的主要致病因子，癌细胞将不受机体控制，可以连续进行分裂。下列相关说法错误的是()A．癌细胞的细胞周期中，分裂间期比分裂期长B．癌细胞能够连续进行分裂可能与端粒酶活性强有关C．癌细胞是外界因素导致的，与遗传物质无关D．癌细胞的分裂期可以分为前期、中期、后期、末期答案C解析端粒是真核生物染色体末端的一种特殊结构，主要由特定的DNA序列与蛋白质构成，其主要生物学功能是保证染色体末端完整复制，使染色体结构保持稳定，癌细胞能够连续进行分裂可能与端粒酶活性强有关，B正确；在致癌因子的作用下，抑癌基因和原癌基因发生突变，使细胞发生转化而引起癌变，C错误。4．(2022·广东，11)为研究人原癌基因Myc和Ras的功能，科学家构建了三组转基因小鼠(Myc、Ras及Myc＋Ras，基因均大量表达)，发现这些小鼠随时间进程体内会出现肿瘤(如图)。下列叙述正确的是()A．原癌基因的作用是阻止细胞正常增殖B．三组小鼠的肿瘤细胞均没有无限增殖的能力C．两种基因在人体细胞内编码功能异常的蛋白质D．两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应答案D解析抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，A错误；肿瘤细胞可无限增殖，B错误；原癌基因的正常表达对于细胞正常的生长和分裂是必需的，原癌基因Myc和Ras在人体细胞内编码功能正常的蛋白质，C错误；据图分析，同时转入Myc和Ras的小鼠中，肿瘤小鼠的比例大于只转入Myc或Ras的小鼠，说明两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应，D正确。题组二基因重组5．如图所示，下列遗传图解中可以发生基因重组的过程是()A．①②④⑤ B．①②③C．④⑤ D．③⑥答案C解析基因重组发生在减数分裂Ⅰ四分体时期和减数分裂Ⅰ后期，且发生在至少两对等位基因之间，符合要求的为图中的④⑤。6．(2023·陕西咸阳高一期末)如图表示细胞分裂中染色体互换形成不同配子类型的过程。下列有关该过程的叙述中，错误的是()A．属于基因重组，可能会使子代出现变异B．发生在形成配子的过程中C．发生在同源染色体上的非姐妹染色单体之间D．导致染色单体上的等位基因重组答案D解析图中染色体为同源染色体，发生了互换，属于基因重组，可能会使子代出现变异，A正确；互换发生在形成配子的过程中，即减数分裂Ⅰ前期，B正确；互换导致染色单体上的非等位基因重组，D错误。7．(2023·江苏南京高一调研)下列有关基因重组的说法，不正确的是()A．基因重组是生物产生变异的根本来源B．基因重组能够产生多种基因型C．有性生殖过程中可以发生基因重组D．基因重组的实质是控制不同性状的基因的重新组合答案A解析基因重组不产生新的基因，基因突变能产生新的基因，所以基因突变是生物变异的根本来源，A错误；基因重组能使产生的配子种类多样化，产生新的基因型，出现新的性状组合，B正确；基因重组是指在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，C、D正确。8．(2023·四川绵阳高一月考)下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确的是()A．基因突变和基因重组都能产生新的基因B．有丝分裂和减数分裂过程中都可以发生基因突变、基因重组C．S型细菌的DNA与R型细菌混合培养，出现S型细菌是基因突变的结果D．基因突变和基因重组都能为生物的进化提供原材料答案D解析基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源。基因突变能产生新基因和新的基因型，基因重组能产生新的基因型，不能产生新基因，A错误；有丝分裂可以发生基因突变，但不能发生基因重组，B错误；肺炎链球菌的转化是基因重组的结果，C错误。9．基因突变和基因重组都能使生物产生可遗传的变异，对生物的进化起重要作用。下列叙述正确的是()A．自然状态下，基因突变和基因重组一般仅存在于进行有性生殖的生物中B．基因突变使基因的碱基序列发生改变，而基因重组是不同基因的重新组合C．基因突变和基因重组都是生物变异的根本来源D．基因突变和基因重组都能产生新的基因型，从而形成新的表型答案B解析自然状态下，基因重组一般只发生于进行有性生殖的生物中，而基因突变在生物界是普遍存在的，不只发生于进行有性生殖的生物中，A错误；基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，而基因重组是不同基因的重新组合，B正确；基因突变是生物变异的根本来源，C错误；基因突变和基因重组都可以产生新的基因型，但不一定形成新的表型，D错误。10．细胞癌变与基因突变有关，为鉴定造成结肠癌的突变基因，科学家检测了213例结肠癌病人样品的基因突变，发现每个样品都涉及了多种突变基因，其中抑癌基因和原癌基因发生突变的频率最大，结果如表所示。下列叙述正确的是()被检基因检出突变的样品数量突变基因形式突变基因活性A93AV活性增强B28BW失去活性A.某一个抑癌基因发生突变则会导致细胞癌变B．原癌基因和抑癌基因在正常细胞内不表达C．根据表中突变基因活性变化情况推测被检基因A为抑癌基因D．引发原癌基因突变的因素可能是X射线、亚硝酸盐或者某些病毒答案D解析癌症的发生并不是单一基因突变的结果，往往是多个基因突变累积的结果，A错误；原癌基因和抑癌基因在正常细胞内也表达，当原癌基因突变或过量表达会导致相应蛋白质活性过强，或抑癌基因突变导致相应蛋白质活性减弱或失去活性时，可能引起细胞癌变，B错误；据表分析，A→AV突变后，突变基因活性增强，判断A基因是原癌基因；B→BW突变后，突变基因失去活性，判断B基因是抑癌基因，C错误。11．如图a、b、c、d表示人的生殖周期中不同的生理过程。下列相关说法正确的是()A．只有过程a能发生基因突变B．基因重组主要是通过过程c和过程d来实现的C．过程b和过程a的主要差异之一是同源染色体的联会D．过程d和过程b的主要差异之一是两条姐妹染色单体的分离答案C解析过程a表示有丝分裂，过程b表示减数分裂，过程c表示受精作用，过程d表示个体发育过程(细胞分裂和分化)。基因突变可以发生在个体发育的任何时期，但主要集中在细胞分裂前的间期，A错误；基因重组发生在减数分裂过程中，B错误；减数分裂和有丝分裂的主要差异在于减数分裂过程发生同源染色体的联会、分离及其非姐妹染色单体之间的互换，C正确，D错误。12．图甲表示果蝇卵原细胞中的一对同源染色体，图乙表示该卵原细胞形成的卵细胞中的一条染色体，图中字母表示基因。下列叙述错误的是()A．基因突变具有不定向性，图甲中A/a基因可能突变成D/d或E/e基因B．图乙染色体上的d基因可来自基因突变或基因重组C．图甲中的非等位基因在减数分裂过程中不能发生自由组合D．基因D、d的本质区别是碱基的排列顺序不同答案A解析基因突变具有不定向性，但结果是产生新的等位基因，故A/a基因不可能突变成D/d或E/e基因，A错误；图甲中的非等位基因为同源染色体上的非等位基因，不能发生自由组合，C正确。13．(2023·江苏苏州高一统考)专家指出，肿瘤对我国人口健康的危害很大，需要大众提高防控意识。请回答下列问题：(1)癌细胞是指正常细胞受到致癌因子的作用，细胞中__________或__________发生突变，导致细胞连续进行分裂成为恶性增殖细胞。癌细胞易在人体内分散和转移，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)如图甲表示原癌基因转变为癌基因的3种途径：①推测图中所示蛋白质的功能是___________________________________________________。②由图可知，此蛋白质的__________增强或__________增加与细胞癌变有关。③如图乙为结肠癌发生的遗传学原理：癌症的发生一般需要很长时间，据图推测这是因为细胞癌变是______________________的结果。答案(1)原癌基因抑癌基因细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低(2)①促进细胞有丝分裂②活性数量③多个基因突变累积解析(1)癌细胞是指正常细胞受到致癌因子的作用，细胞中原癌基因、抑癌基因发生突变所致；癌细胞易在体内扩散和转移，是因为细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低。(2)①分析图甲可知，原癌基因通过3种途径转变为癌基因后，通过控制合成常量的超活性蛋白或过量的正常蛋白，使细胞恶性增殖，因此可推测图中所示蛋白质的功能是促进细胞有丝分裂。②此蛋白质的活性增强或数量增加与细胞癌变有关。③由图乙可知，细胞内的这4条染色体都发生了突变，推测细胞癌变是多条染色体上的多个基因突变累积的结果。14.已知小香猪背部皮毛颜色是由位于两对常染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)共同控制的，共有四种表型：黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、棕色(A_bb)和白色(aabb)。请回答下列问题：(1)如图为一只黑色小香猪(AaBb)产生的一个初级精母细胞，1位点为A基因，2位点为a基因，某同学认为该现象出现的原因可能是基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间的互换。①若是发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换，则该初级精母细胞产生的配子的基因型是____________________________________。②若是发生基因突变，且为隐性突变，该初级精母细胞产生的配子的基因型是__________________或______________。(2)某同学欲对上面的假设进行验证并预测实验结果，设计了如下实验：实验方案：用该初级精母细胞产生的精子与基因型为________的雌性个体产生的卵细胞进行体外受精，经胚胎移植获得子代，观察子代的表型。结果预测：①如果子代______________________________________________，则为发生了同源染色体非姐妹染色单体间的互换。②如果子代______________________________________________________________________________________________________________________________________________，则为基因发生了隐性突变。答案(1)①AB、Ab、aB、ab②AB、aB、abAb、ab、aB(2)aabb①出现黑色、褐色、棕色和白色四种表型②出现黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色三种表型解析题图中1与2为姐妹染色单体，在正常情况下，姐妹染色单体上对应位点的基因是相同的，若不相同，则可能是发生了基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间的互换，若是发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换，则该初级精母细胞可产生AB、Ab、aB、ab4种基因型的配子，与基因型为ab的卵细胞结合，子代出现黑色、褐色、棕色和白色四种表型；若是基因发生隐性突变，即A→a，则该初级精母细胞可产生AB、aB、ab或Ab、ab、aB三种基因型的配子，与基因型为ab的卵细胞结合，子代可出现黑色、褐色和白色或棕色、白色和褐色三种表型。第2节染色体变异第1课时染色体数目的变异[学习目标]1.说出染色体数目变异的类型。2.辨别不同呈现形式的染色体组；说明二倍体、多倍体的含义。3.概述人工诱导多倍体的原理及方法。一、染色体数目的变异1．染色体变异的概念及种类(1)概念：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。(2)种类：染色体数目的变异和染色体结构的变异。2．染色体数目变异的类型(1)细胞内个别染色体的增加或减少。(2)细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。3．二倍体和多倍体(1)染色体组：在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。(2)二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。(3)多倍体①概念：由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。②形成原因(以三倍体和四倍体为例)③特点：多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加，也存在结实率低、晚熟等缺点。判断正误(1)二倍体的体细胞中一定都含有两个染色体组()(2)三倍体不育的原因是减数分裂时联会紊乱()答案(1)×(2)√解析(1)在有丝分裂后期，二倍体的体细胞中含有四个染色体组。任务一：染色体组数的判断1．请根据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格的填写。项目染色体组数每个染色体组内染色体数3323144222规律：染色体组数＝形态相同的染色体的条数，一个染色体组中的染色体数＝不同形态染色体的种类数。2．请根据基因型判断染色体组数。项目染色体组数1324规律：染色体组数＝控制同一性状的基因的个数。1．下列有关染色体组的说法，不正确的是()A．X、Y染色体形态不同，可以存在于同一染色体组中B．二倍体生物的配子中含有的染色体构成一个染色体组C．构成一个染色体组的染色体在形态、功能上各不相同D．果蝇在减数分裂Ⅰ后期移向细胞同一极的染色体构成一个染色体组答案A解析X、Y为同源染色体，不可以存在于同一染色体组中，A错误。2．(2023·天津高一校联考期末)下列关于二倍体、多倍体的叙述，不正确的是()A．由受精卵发育而来，基因型为AaBBCcDD的个体是二倍体B．三倍体植物不能由受精卵发育而来C．与二倍体番茄相比，四倍体番茄的维生素C含量更高D．三倍体不育是因为在减数分裂过程中染色体联会紊乱，无法产生正常的配子答案B解析三倍体可由含两个染色体组的配子与含有一个染色体组的配子结合成受精卵发育而成，B错误。二、人工诱导多倍体及其应用项目人工诱导多倍体方法用秋水仙素诱发或用低温处理处理对象萌发的种子或幼苗原理能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使细胞内染色体数目加倍应用含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜的培育判断正误(1)二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa，则用秋水仙素处理后形成的四倍体为纯合子()(2)二倍体水稻和四倍体水稻杂交，可获得三倍体，稻穗和籽粒变小()(3)秋水仙素可抑制纺锤体的形成，导致有丝分裂后期着丝粒不能正常分裂，从而使细胞染色体数目加倍()答案(1)×(2)×(3)×解析(1)二倍体西瓜幼苗的基因型为Aa，则用秋水仙素处理后形成的四倍体基因型为AAaa，属于杂合子。(2)三倍体不育，没有籽粒。(3)秋水仙素可抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使细胞内染色体数目加倍，但着丝粒能正常分裂。任务二：无子西瓜的培育如图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题：1．为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？提示芽尖细胞正在进行有丝分裂，当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致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。2．四倍体西瓜植株作母本产生的雌配子中含有几个染色体组？获得的四倍体植株为何要与二倍体杂交？提示四倍体西瓜植株作母本产生的雌配子中含有两个染色体组。四倍体植株与二倍体植株杂交可获得三倍体植株。3．在无子西瓜培育的过程中用二倍体给三倍体传粉的目的是什么？提示促进子房发育成果实。4．三倍体无子西瓜的果实中没有种子的原因是什么？提示三倍体西瓜的原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，不能形成可育的配子。5．有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并不成熟的种子，请推测产生这些种子的原因。提示三倍体在进行减数分裂时有可能形成了正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。6．无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？提示进行无性繁殖，将三倍体西瓜植株进行组织培养获得大量的组织苗，再进行移栽。3．如图是无子西瓜培育的过程，下列有关叙述错误的是()A．①过程也可进行低温诱导处理，与秋水仙素的作用原理不同B．三倍体植株不育的原因是在减数分裂过程中联会发生紊乱C．培育得到的无子西瓜与二倍体有子西瓜相比个大、含糖量高D．要得到无子西瓜，需每年制种，很麻烦，所以可用无性繁殖进行快速繁殖答案A解析低温诱导和秋水仙素的作用原理相同，都是通过抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使细胞内染色体数目加倍。4．(2023·黑龙江大庆高一月考)为获得果实较大、含糖量较高的四倍体葡萄(4n＝76)，常用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体葡萄茎段上的芽，然后将茎段扦插栽培成新植株。研究结果显示：新植株中约40%的细胞染色体被诱导加倍。这种植株同时含有2n细胞和4n细胞，称为“嵌合体”。有关“嵌合体”的叙述，正确的是()A．秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理是抑制间期纺锤体的形成B．在生命活动中，4n细胞内染色体组数目最多出现在有丝分裂后期C．“嵌合体”根尖分生区的部分细胞含19条染色体D．若该个体自交，后代中不可能出现三倍体答案B解析秋水仙素可以通过抑制前期纺锤体的形成来使染色体数目加倍，A错误；使用秋水仙素溶液处理的部位是二倍体葡萄茎段上的芽，故在“嵌合体”植株中，根尖分生区的细胞一般为二倍体细胞(2n＝38)，即含38条染色体，C错误；由于“嵌合体”植株同时含有2n细胞和4n细胞，则其自交后代可能出现二倍体、三倍体、四倍体，D错误。三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化1．实验原理用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞的染色体数目发生变化。2．实验步骤与现象(1)实验步骤(2)现象：视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。判断正误(1)低温诱导时温度越低效果越显著()(2)用显微镜观察时发现所有细胞中染色体数目均已加倍()(3)制作根尖细胞的临时装片时，制作基本步骤是解离→漂洗→染色→制片()(4)固定细胞后所用的冲洗试剂与解离后所用的漂洗试剂是一样的()(5)在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×解析(1)温度过低可能导致细胞死亡。(2)用显微镜观察时只有部分细胞中染色体数目已加倍。(4)固定细胞后用体积分数为95%的酒精冲洗，解离后用清水漂洗。(5)固定后细胞就已经死亡，无法观察到细胞的动态变化。实验中几种试剂的使用方法和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%的酒精冲洗卡诺氏液处理过的根尖洗去卡诺氏液与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定处理的根尖解离根尖细胞清水漂洗解离后的根尖约10min洗去解离液甲紫溶液把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5min使染色体着色5．关于低温诱导洋葱(2n＝16)染色体数目变化的实验，下列叙述正确的是()A．原理：低温抑制染色体的着丝粒分裂，使子染色体不能移向细胞的两极B．解离：用卡诺氏液和酒精处理经低温诱导的根尖可使细胞分离开C．染色：用甲紫溶液可以使染色体染色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答案C解析该实验的原理是低温能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞的两极，A错误；该实验中卡诺氏液的作用是固定细胞形态，而不是进行解离，B错误；由于大多数细胞处于分裂间期，因此显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目未发生改变，少数细胞染色体数目改变，D错误。6．(2022·福建厦门高一期末)关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”的实验(以洋葱为例)，下列叙述不正确的是()A．观察到的细胞中处于分裂间期的细胞最多B．在显微镜视野内可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的过程D．在诱导染色体数目变化方面，低温处理与秋水仙素诱导的原理相似答案C解析经固定和解离等步骤的作用，细胞失去活性，所以在显微镜下不能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程，C错误。题组一染色体数目的变异1．下列对染色体组的叙述，正确的是()A．染色体组在减数分裂过程中消失B．配子中的全部染色体为一个染色体组C．体细胞中的一半染色体是一个染色体组D．染色体组内不存在同源染色体答案D解析染色体组存在于体细胞和生殖细胞中，在减数分裂过程中由于同源染色体会分离，因此产生的生殖细胞中(与体细胞相比)，染色体组数减半，染色体组没有消失，A错误；四倍体生物的体细胞中的一半染色体是两个染色体组，与体细胞相比，配子中染色体数目减半，因此配子中的全部染色体不一定是一个染色体组，B、C错误。2．水仙是传统观赏花卉，是中国十大名花之一。如图为水仙根细胞的染色体核型，下列相关分析错误的是()A．水仙根细胞中每个染色体组含有3条染色体B．每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同C．同源染色体联会紊乱导致水仙高度不育D．可采用无性繁殖技术快速培养优良品种答案A解析由题图可知，水仙是三倍体，正常体细胞中含有3个染色体组，每个染色体组含有10条染色体，A错误。3．(2023·江苏南京高一期末)通常情况下，一个四倍体植物个体的可能来源不包括()A．两个四倍体亲本杂交B．一个三倍体亲本和一个二倍体亲本杂交C．二倍体幼苗体细胞有丝分裂时染色体只复制未分离D．因二倍体减数分裂错误而产生的含有两个染色体组的配子两两结合答案B解析三倍体一般情况下不能产生可育配子，因此三倍体和二倍体杂交不会产生后代，B符合题意。4.如图表示某生物正常体细胞中染色体的组成，下列各项中可以表示该生物基因型的是()A．ABCd B．AaaC．AaBbCcDd D．AaaaBbbb答案B解析细胞中有三个染色体组，所以同种基因的数目为3个，B项正确。题组二人工诱导多倍体及其应用5．人工诱导染色体数目加倍的常用方法是低温、秋水仙素溶液处理。诱导染色体数目加倍的原理主要是抑制()A．酶的活性 B．纺锤体的形成C．DNA的复制 D．细胞分裂速度答案B解析低温、秋水仙素溶液均能抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而使染色体数目加倍，故选B。6．目前市场上食用的香蕉均来自三倍体香蕉植株，如图所示为某三倍体香蕉的培育过程。下列叙述不正确的是()A．野生芭蕉和四倍体有子香蕉虽能杂交产生后代，但后代不育B．若图中无子香蕉3n的基因型为AAa，则有子香蕉4n的基因型可能为AAaaC．“无子香蕉”培育过程的原理是基因重组D．该过程所发生的变异是可以遗传的答案C解析“无子香蕉”培育过程的原理主要是染色体数目变异，C错误。题组三低温诱导植物细胞染色体数目的变化7．下列关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中各试剂及其作用的叙述，错误的是()A．在该实验中先后两次用到酒精但使用目的不同B．质量分数为15%的盐酸可用来配制解离液C．甲紫溶液是碱性染料，可对染色体进行染色D．清水的作用是洗去卡诺氏液和解离液答案D解析体积分数为95%的酒精在该实验中可以用于洗去卡诺氏液，也可以用于配制解离液，A正确；解离液由体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸等体积混合而成，B正确；清水的作用是洗去解离液，防止解离过度，洗去卡诺氏液要用体积分数为95%的酒精，D错误。8．下列有关“低温诱导大蒜(2n＝16)根尖细胞染色体数目的变化”实验的叙述，不正确的是()A．低温处理后的实验材料要先用卡诺氏液固定再用酒精冲洗B．在显微镜视野内可能观察到染色体数为16、32和64的细胞C．用高倍显微镜观察不到根尖细胞染色体加倍的过程D．低温通过促进着丝粒分裂导致染色体数目加倍答案D解析低温抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍，D错误。9．如图为某果蝇及其一个体细胞内染色体组成示意图，下列有关说法中正确的是()A．一个染色体组携带有能控制果蝇生长发育所需的全部遗传信息B．该果蝇为二倍体，减数分裂时可能存在16条染色体的细胞C．果蝇体内的细胞，最多只含有两个染色体组D．图示细胞有两个染色体组，减数分裂Ⅱ的所有细胞都只含有一个染色体组答案A解析一个染色体组是指细胞中的一组完整非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但又互相协助，携带有能控制果蝇生长发育所需的全部遗传信息，A正确；该果蝇为二倍体，减数分裂时可能存在4条或8条染色体的细胞，B错误；果蝇体内的细胞中处于有丝分裂后期的细胞含有四个染色体组，C错误；图示细胞有两个染色体组，减数分裂Ⅱ的细胞中含有一个或两个染色体组，D错误。10．二倍体植物甲(2n＝10)和二倍体植物乙(2n＝10)进行有性杂交，得到的F1不育。用物理撞击的方法使F1在减数分裂Ⅰ时整套的染色体分配到同一个次级精(卵)母细胞中，减数分裂Ⅱ正常，再让这样的雌雄配子结合，产生F2。下列有关叙述正确的是()A．物理撞击和秋水仙素的作用原理相同B．F1为四倍体，具有20条染色体C．若用适宜浓度的秋水仙素处理F1幼苗，则长成的植株是可育的D．用物理撞击的方法使配子中染色体数目加倍，产生的F2为二倍体答案C解析物理撞击是使F1在减数分裂Ⅰ时整套的染色体分配到同一个次级精(卵)母细胞中，而秋水仙素是抑制纺锤体的形成，两者原理不同，A错误；F1含有2个染色体组，共10条染色体，其中5条来自甲，5条来自乙，B错误；利用物理撞击的方法使配子中染色体数目加倍，产生的F2为异源四倍体，D错误。11．玉米(2n＝20)种群中偶尔会出现三体植株(2号染色体有3条)，在减数分裂过程中，这3条染色体中的任意两条移向细胞一极，剩余一条移向细胞的另一极，其他染色体正常分离。下列有关三体玉米的叙述，正确的是()A．三体玉米植株的体细胞中含有3个染色体组B．三体玉米植株的出现是基因重组的结果C．三体玉米植株的细胞中最多有21条染色体D．三体玉米植株测交，子代出现三体植株的概率为1/2答案D解析该三体玉米植株是由2号染色体多出一条，变成3条引起的，属于染色体数目变异，体细胞含有2个染色体组，仍然属于二倍体，A、B错误；该三体玉米植株体细胞中含有21条染色体，在有丝分裂后期，着丝粒分开，姐妹染色单体分离，染色体数加倍，此时染色体数目最多，因此三体玉米植株的细胞中最多有42条染色体，C错误；三体植株在减数分裂过程中，这3条染色体的任意两条向细胞一极移动，剩余一条移向细胞另一极，细胞中其他染色体正常分离，因此产生正常配子和多出一条染色体的配子比例为1∶1，测交后代产生正常植株和三体植株的比例也是1∶1，即子代出现三体植株的概率为1/2，D正确。12．(2023·福建泉州高一期末)农业上，常用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体葡萄(2n＝38)茎段上的芽，然后将茎段扦插以获得四倍体葡萄。研究发现四倍体葡萄中约有40%细胞中的染色体被诱导加倍，而剩余的细胞均表现正常，故被称为“嵌合体”。下列有关叙述正确的是()A．上述秋水仙素的作用是促进染色体多次复制B．“嵌合体”的每个染色体组中含有38条染色体C．“嵌合体”的体细胞中可能含有2、4或8个染色体组D．“嵌合体”与二倍体杂交获得的三倍体可利用种子繁殖答案C解析秋水仙素作用于细胞分裂前期，作用是抑制纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍，A错误；葡萄是二倍体，染色体数目是38条，一个染色体组中的染色体数目是19条，B错误；“嵌合体”中有的细胞是表现正常的体细胞，有的是染色体加倍的细胞，染色体加倍的细胞如果处于有丝分裂的后期，就可能含8个染色体组，C正确；“嵌合体”与二倍体杂交获得的三倍体，减数分裂时联会紊乱，不能形成正常的配子，不可利用种子繁殖，D错误。13．罗汉果甜苷具有重要的药用价值，它分布在罗汉果的果肉、果皮中，种子中不含这种物质，而且有种子的罗汉果口感很差。为了培育无子罗汉果，科研人员先利用秋水仙素处理二倍体罗汉果，诱导其染色体数目加倍，得到如表所示结果。分析回答下列问题：处理秋水仙素浓度(%)处理数(株)处理时间(d)成活率(%)变异率(%)滴芽尖生长点法0.053051001.280.186.424.30.274.218.2(1)在诱导染色体数目加倍的过程中，秋水仙素的作用是______________________________。选取芽尖生长点作为处理的对象，理由是__________________________________________________________________________________________________________________________。(2)上述研究中，自变量是____________________，因变量是____________________________。研究表明，诱导罗汉果染色体数目加倍最适宜的处理方法是___________________________。(3)鉴定细胞中染色体数目是确认罗汉果染色体数目加倍的最直接的证据。首先取变异植株幼嫩的芽尖，再经固定、解离、______________和制片后，制得鉴定植株芽尖的临时装片。最后选择处于______________________的细胞进行染色体数目统计。(4)获得了理想的变异株后，要培育无子罗汉果，还需要继续进行的操作是_______________________________________________________________________________________________。答案(1)抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成芽尖生长点细胞分裂旺盛，易变异(2)秋水仙素的浓度处理植株的成活率和变异率以0.1%的秋水仙素滴芽尖生长点(3)漂洗、染色有丝分裂中期(4)用四倍体罗汉果与二倍体罗汉果杂交，获得三倍体无子罗汉果14．果蝇(2n＝8)是进行遗传学研究的模式生物，有3对常染色体(分别编号为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)和1对性染色体。(1)写出果蝇适合用作遗传实验材料的两个优点：________