2019年高考生物提分秘籍：专题22-染色体变异(教学案)含答案详解

1．染色体结构变异和数目变异(Ⅰ)。

2．实验：低温诱导染色体加倍。

热点题型一染色体结构变异

例1、（2017年海南卷，22）甲、乙、丙、丁4个系谱图依次反映了a、b、c、d四种遗传病的发病情况，若不考虑基因突变和染色体变异，那么，根据系谱图判断，可排除由X染色体上隐性基因决定的遗传病是

A. a

B. b

C. c

D. d

【答案】D

【解析】X染色体上隐性基因决定的遗传病，如果女儿患病，父亲一定患病，故D可以排除。【变式探究】某些类型的染色体结构和数目的变异可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。a、b、c、d为某种生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于()

A．三倍体、染色体片段增加、三体、染色体片段缺失

B．三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段增加

C．三体、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失

D．染色体片段缺失、三体、染色体片段增加、三倍体

【答案】C

【解析】图a中多了一条染色体为三体，图b为染色体片段增加，图c有三个染色体组为三倍体，

图d为染色体片段缺失。

【提分秘籍】

(1)基因突变，名义上是基因在变，其实是基因内部碱基在变，基因的数目和位置都未变；染色体变异，名义上是染色体在变，其实是染色体内部基因在变，基因的数目和位置都改变。

(2)基因突变、基因重组、染色体变异都会引起遗传物质的改变均可遗传给后代。

(3)基因突变是基因内部碱基对的改变，属于DNA分子水平上的变化；染色体变异是染色体结构或数目的变异。

(4)一条染色体上的基因模式图

①若是有丝分裂(如根尖分生区细胞、受精卵等)，图中B、b只能是基因突变造成的。

②若为减数分裂，则原因是基因突变(间期)或基因重组(减数第一次四分体时期的交叉互换)。

【举一反三】

下图①②③④分别表示不同的变异类型，其中图③中的基因2由基因1变异而来。有关说法正确的是()

A．图①②都表示易位，发生在减数分裂的四分体时期

B．图③中的变异属于染色体结构变异中的缺失

C．图④中的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复

D．图中4种变异能够遗传的是①③

【答案】C

【解析】图①表示交叉互换，发生在减数分裂的四分体时期，图②表示易位，A错误；图③中的变异属于基因突变中的碱基对的缺失，B错误；图④中，若染色体3正常，染色体4则发生染色体结构变异中的缺失，若4正常，染色体3则发生染色体结构变异中的重复，C正确；图中4种变异原因都是遗传物质的改变，都能够遗传，D错误。

热点题型二染色体数目的变异

例2、如图是细胞中所含染色体，下列叙述不正确的是()

A．a代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含一条染色体

B．b代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体

C．c代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体

D．d代表的生物可能是单倍体，其一个染色体组含四条染色体

【答案】B

【提分秘籍】单倍体认识的三点提醒

(1)单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组，因为大部分的生物是二倍体，所以有时认为单倍体的体细胞中只含有一个染色体组，但是多倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有不只一个染色体组。

(2)单倍体并非都不育。二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。

(3)单倍体与多倍体育种过程不同。单倍体育种要经过花药离体培养和秋水仙素处理；多倍体育种只用秋水仙素处理这一步骤。

【举一反三】

已知西瓜红色瓤(R)对黄色瓤(r)为显性。图中A是黄瓤瓜种子(rr)萌发而成的，B是红瓤瓜种子(RR)长成的。据图作答：

(1)秋水仙素的作用是_____________。

(2)G瓜瓤是____色，其中瓜子胚的基因型是__________。

(3)H瓜瓤是________色，H中无子的原理是____________。

(4)生产上培育无子西瓜的原理是_____________，

而培育无子番茄应用的原理是__________________。

【答案】(1)抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，使染色体数目加倍(2)黄Rrr(3)红三倍体植株减数分裂过程中，染色体联会紊乱，不能形成正常的生殖细胞(4)染色体数目变异生长素促进果实发育

热点题型三实验：低温诱导植物染色体数目变化

例3．对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，错误的描述是()

A．处于分裂间期的细胞最多

B．在显微镜视野内可以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，低温与秋水仙素诱导的原理相似

【答案】C

【提分秘籍】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盐酸杀死了，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℃、0℃三种，以作对照，否则实验设计不严密。

【举一反三】

下列有关低温诱导植物染色体数目的变化实验，说法不正确的是()

A．原理是作用于正在分裂的细胞，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

B．该实验临时装片制作的程序为：选材→固定→解离→漂洗→染色→制片

C．实验试剂及作用分别为：卡诺氏液→固定，改良苯酚品红染液→染色，质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液→解离

D．如果以洋葱幼苗为实验材料，显微镜下观察到某细胞染色体数目加倍，则说明实验成功，该幼苗长成植物体之后所有细胞的染色体数目都实现了加倍

【答案】D

【解析】D项中，只是部分细胞染色体数目加倍，多数细胞染色体数目没有加倍。

1．（2018浙江卷，19）下列关于基因和染色体的叙述，错误的是（）

A．体细胞中成对的等位基因或同源染色体在杂交过程中保持独立性

B．受精卵中成对的等位基因或同源染色体一半来自母方，另一半来自父方

C．减数分裂时，成对的等位基因或同源染色体彼此分离分别进入不同配子

D．雌雄配子结合形成合子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合

【答案】D

2．（2018江苏卷，25）下图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图，下列叙述正确的是（）

A．朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl为一对等位基因

B．在有丝分裂中期，X染色体和常染色体的着丝点都排列在赤道板上

C．在有丝分裂后期，基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极

D．在减数第二次分裂后期，基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极

【答案】BCD

【解析】据图分析，朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl位于同一条常染色体上，辰砂眼基因v和白眼基因w都位于X染色体上。根据以上分析已知，朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl位于同一条常染色体上，而等位基因应该位于同源染色体上，A错误；在有丝分裂中期，所有染色体的着丝点都排列在赤道板上，B正确；在有丝分裂后期，着丝点分裂、姐妹染色单体分离，分别移向细胞的两极，两极都含有与亲本相同的遗传物质，因此两极都含有基因cn、cl、v、w，C正确；在减数第二次分裂后期，X染色体与常染色体可以同时出现在细胞的同一极，因此基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极，D正确。

3．（2018天津卷，4）果蝇的生物钟基因位于X染色体上，有节律（X B）对无节律（X b）为显性；体色基因位于常染色体上，灰身（A）对黑身（a）为显性。在基因型为AaX B Y的雄蝇减数分裂过程中，若出现一个AAX B X b类型的变异组胞，有关分析正确的是（）

A．该细胞是初级精母细胞

B．该细胞的核DNA数是体细胞的一半

C．形成该细胞过程中，A和a随姐妹染色单体分开发生了分离

D．形成该细胞过程中，有节律基因发生了突变

【答案】D

1．（2017年海南卷，22）甲、乙、丙、丁4个系谱图依次反映了a、b、c、d四种遗传病的发病情况，若不考虑基因突变和染色体变异，那么，根据系谱图判断，可排除由X染色体上隐性基因决定的遗传病是

A. a

B. b

C. c

D. d

【答案】D

【解析】X染色体上隐性基因决定的遗传病，如果女儿患病，父亲一定患病，故D可以排除。2．（2017年江苏卷，27）研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题:

（1）要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的_______________物质是否发生了变化。（2）在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法①，使早熟基因逐渐_______________，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的_______________进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为_______________育种。

（3）如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的_______________，产生染色体数目不等、生活力很低的______________，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不断制备_______________，成本较高。

（4）新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次_______________，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。

【答案】（1）遗传

（2）纯合花药单倍体

（3）染色体分离配子组培苗

（4）重组

结果不能完成受精作用，得不到足量的种子。育种③是植物组织培养，需不断制备组培苗，成本较高。（4）新品种1的形成是通过杂交育种培育形成，属于有性生殖，是基因重组的结果，新品种3是植物组织培养的结果，属于无性繁殖，基因没有重组，所以前者产生的多种基因型中只有一部分保留下来，后者全部保留下来。

1.（2016北京卷.31）（16分）嫁接是我国古代劳动人民早已使用的一项农业生产技术，目前也用于植物体内物质转运的基础研究。研究者将具有正常叶形的番茄（X）作为接穗，嫁接到叶形呈鼠耳形的番茄（M）砧木上，结果见图1.

（1）上述嫁接体能够成活，是因为嫁接部位的细胞在恢复分裂、形成组织后，经形成上下连通的输导组织。

（2）研究者对X和M植株的相关基因进行了分析，结果见图2。由图可知，M植株的P基因发生了类似于染色体结构变异中的变异，部分P基因片段与L基因发生融合，形成P-L基因

（P-L）。以P-L为模板可转录出，在上翻译出蛋白质，M植株鼠耳叶形的出现可能与此有关。

（3）嫁接体正常叶形的接穗上长出了鼠耳形的新叶。为探明原因，研究者进行了相关检测，结果见下表。

实验材料检测对象

M植株的叶X植株的叶接穗新生叶

P-L mRNA 有无有

P-L DNA 有无无

①检测-为模板出

片段。

②检测P-L DNA需要提取基因组DNA，然后用PCR技术对图2中（选填序号）位点之间的片段扩增。

a. Ⅰ~Ⅱ

b. Ⅱ~Ⅲ

c. Ⅱ~Ⅳ

d. Ⅲ~Ⅳ

（4）综合上述实验，可以推测嫁接体中P-L基因的mRNA 。

【答案】

（1）愈伤细胞分化

（2）重复 mRNA 核糖体

（3）①逆转录②C

（4）从砧木运输到接穗新生叶中，发挥作用，影响新生叶的形态

②I～II片段和II～III的位点之间仅仅包含P基因片段，而III～IV的位点之间仅仅包含L基因片段，II～IV片段的位点之间包含了P基因和L基因片段，因此要检测到融合后的P-L基因，只能选择II～IV的位点之间的片段进行扩增。

（4）观察表格可知M植株同时含有P-LmRNA和P-LDNA，接穗新生叶含有P-LmRNA但不含P-LDNA，X植株叶两种物质均不含有，所以它的mRNA是在M植株中转录形成的，经嫁接部位运输到接穗的新生叶翻译出相关蛋白质从而使接穗上出现了鼠耳形的新叶。

1.（2015·海南卷.21）关于基因突变和染色体结构变异的叙述，正确的是（）

A．基因突变都会导致染色体结构变异

B．基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变

C．基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变

D．基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察

【答案】C

【解析】基因突变不会导致染色体结构变异，A错误；基因突变与染色体结构变异都有可能导致个体表现型改变，B错误；基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变，C正确；基因突变在光学显微镜下是不可见的，染色体结构变异可用光学显微镜观察到，D错误。

2.（2015·江苏卷.10）甲、乙为两种果蝇(2n),下图为这两种果蝇的各一个染色体组,下列叙述正确的是（）

A. 甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常

B. 甲发生染色体交叉互换形成了乙

C. 甲、乙1 号染色体上的基因排列顺序相同

D. 图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料

【答案】D

3.（2015·江苏卷.15）经X 射线照射的紫花香豌豆品种,其后代中出现了几株开白花植株,下列叙述错误的是（）

A. 白花植株的出现是对环境主动适应的结果,有利于香豌豆的生存

B. X 射线不仅可引起基因突变,也会引起染色体变异

C. 通过杂交实验,可以确定是显性突变还是隐性突变

D. 观察白花植株自交后代的性状,可确定是否是可遗传变异

【答案】A

【解析】白花植株的出现是基因突变的结果，是不定向的，环境起选择作用，不是对环境主动适应的结果，A错误；X射线可能引起基因突变，也可能引起染色体变异，B正确；通过杂交实验可知该突变是显性突变还是隐性突变，若子代表现为突变性状，则为显性突变，若子代表现为正常性状，则为隐性突变，C正确；若白花植株自交后代出现突变性状，则为可遗传变异，若后代无突变性状，则为不可遗传变异，D正确。

4.（2015·天津卷.4）低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体，从而产生染色体数目加倍的卵细胞，此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎。上述过程中产生下列四种细胞，下图所示四种细胞的染色体行为（以二倍体草鱼体细胞含两对同源染色体为例）可出现的是（）

【答案】B

【解析】由“低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体，从而产生染色体数目加倍的卵细胞”及减数分裂知识可知：低温诱导后染色体加倍的细胞中同源染色体对数不变，只是变成4条染色体互为同源，减数第一次分裂后期细胞的每一极有4条染色体且存在同源染色体；A错误。染色体加倍后的细胞进行减数分裂产生的卵细胞中的染色体情况同加倍前的卵原细胞，即卵细胞中存在2对同源染色体，4条染色体；C错误。含有两对同源染色体的卵细胞与不含同源染色体的精子结合形成的受精卵中含有6条染色体，且3条互为同源染色体，受精卵发育成胚胎进行的是有丝分裂和分化，分化不会改变遗传物质，有丝分裂产生的子细胞与体细胞一样，而图示胚胎细胞虽说含6条染色体，但是2条互为同源；D错误。

5．（2015·上海卷.27）图9显示一对表型正常的夫妇及其智障儿子细胞中的两对染色体（不考虑受精和胚胎发育过程中的任何情况下造成），造成儿子异常的根本原因是（）

A．父亲染色体上的基因发生突变B．母亲染色体上的基因发生突变

C．母亲染色体发生缺失D．母亲染色体发生易位

【答案】D

1．（2014·四川卷）下列有关实验方法或检测试剂的叙述，正确的是()

A．用改良苯酚品红染色观察低温诱导的植物染色体数目变化

B．用健那绿和吡罗红染色观察DNA和RNA在细胞中的分布

C．用纸层析法提取菠菜绿叶中的色素和鉴定胡萝卜素提取粗品

D．用标志重捕法调查田鼠种群密度及农田土壤小动物的丰富度

【答案】A

【解析】改良苯酚品红染液是观察细胞分裂时染色体形态的优良染色剂，可用于染色体数目的观察，A项正确。健那绿是活细胞中线粒体染色的专一性染料，B项错误。纸层析法可用来分离色素，而不能提取色素，C项错误。土壤小动物由于个体小，活动力强，不宜用标志重捕法，常用取样器取样的方法进行采集、调查，D项错误。

2．（2014·四川卷）油菜物种甲(2n＝20)与乙(2n＝16)通过人工授粉杂交，获得的幼胚经离体培养形成幼苗丙，用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁，待丁开花后自交获得后代戊若干。下列叙述正确的是()

A．秋水仙素通过促进着丝点分裂，使染色体数目加倍

B．幼苗丁细胞分裂后期，可观察到36或72条染色体

C．丙到丁发生的染色体变化，决定了生物进化的方向

D．形成戊的过程未经过地理隔离，因而戊不是新物种

【答案】B

3．（2014·山东卷）下列有关实验操作的描述，正确的是()

A．鉴定待测样液中的蛋白质时，先加NaOH溶液，振荡后再加CuSO4溶液

B．制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后直接用龙胆紫溶液染色

C．低温诱导染色体加倍实验中，将大蒜根尖制成装片后再进行低温处理

D．探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温

【答案】A

【解析】鉴定蛋白质的试剂为双缩脲试剂，该试剂使用时应先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液，A 项正确。制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片的正确顺序是：解离→漂洗→染色→制片，B项错误。低温诱导染色体加倍实验中，应首先对大蒜根尖低温处理，诱导分生区细胞染色体加倍，再制作装片，C项错误。探究温度对酶活性的影响时，不同组的酶和底物混合前应先保温到实验温度，若在室温下混合再在不同温度下保温，则达到实验温度时，反应可能已发生，D项错误。

4．（2014·江苏卷）下列关于染色体变异的叙述，正确的是()

A．染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异

B．染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力

C．染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响

D．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

【答案】D

【解析】变异的有利或有害，取决于能否增强其适应环境的能力从而使其生存力增强，不在于提高基因表达水平，A项错误。染色体的缺失导致基因数目变少，不利于个体的生存，B项错误。染色体易位会使非同源染色体上的基因排列顺序发生变化，部分染色体的片段移接时也可能造成部分基因无法表达，会对个体性状产生影响，C项错误。诱导多倍体的方法可培育出作物新类型，可克服远缘杂交不育，D项正确。

5．（2014·江苏卷）为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题：

(1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为________。

(2)在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如图所示。细胞干重在12 d后下降的原因有__________________；培养液中蔗糖的作用是________、____________。

(3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经________处理，会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常用纤维素酶和________酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞(2n)经诱导处理后，观察到染色体数为8n的细胞。合理的解释是

________________________________________________________________________、

________________________________________________________________________。

(4)为了更好地获得次生代谢产物，生产中采用植物细胞的固定化技术，其原理与酵母细胞固定化类似。下列说法正确的有________(填序号)。

①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋②必须在光照条件下培养③培养过程中需通空气④固定化后植物细胞生长会变慢

【答案】(1)脱分化(2)蔗糖浓度下降，pH 降低提供能源调节渗透压(3)秋水仙素(低温)果胶经加倍到4n的细胞处于有丝分裂后期经加倍到8n的细胞处于有丝分裂中期(4)①③④

(3)多倍体形成常用的方法是低温处理或者秋水仙素处理正在分裂的细胞，抑制其纺锤体形成从而使其染色体数目加倍。压片前用酶解法来解离愈伤组织，可以用纤维素酶和果胶酶。愈伤组织细胞(2n)诱导多倍体时，诱导后加倍为4n的体细胞，其在有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数暂时为8n；或是诱导后加倍为8n的体细胞处在有丝分裂中期。

(4)细胞个体大难以吸附和化学结合，宜用包埋法，①正确；脱分化为愈伤组织过程是避光进行的，

②错误；植物细胞呼吸需要氧气，③正确；细胞固定化后与培养液的接触面变小，营养吸收相对减少，生长会变慢，④正确。